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[败家] 【Weekend Project】一个90年代天文望远镜的修复与升级

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发表于 2021-1-31 15:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 诸葛奉先 于 2021-8-30 19:09 编辑

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Nikon D200, F=900mm, ISO=1000, 1/250s, BW
说起来这个机身也已经15岁了,等他20岁的时候写个退休帖子吧。

前言

这是一个承载着回忆的入门级天文望远镜。

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熊猫牌天文望远镜,90年代爆款,
虽然今天在市面上并不是优势品牌,但是其历史非常深邃:
其工厂的前身可追溯至1936年的南京,
抗战时期搬迁至云南,正式名称为“昆明二十二兵工厂”
1951年更名为“中央兵工总局第二九八厂”,
1957年启用“国营云南光学仪器厂”拓展民用产品,
时至今日这个牌子的双筒望远镜和天文望远镜依然在生产和销售。

      前段时间从床底翻出了少年时代的天文望远镜,种种回忆奔涌而来,这个望远镜购买于1998年,以今天的眼光来看是个入门的简易天文望远镜,目前市面上类似的产品仅需几百元,但在二十多年前也算是高级装备了。重新将其组装后发现视野非常模糊,因使用过度和保存不善其寿命已经走到了终点。但这个老朋友是我走入科研道路的几个重要启蒙装备之一,陪我度过了很多快乐的时光,正好朋友家的熊孩子该上小学了,遂决定对其进行修复,继续发挥余热培养下一代的科学兴趣。

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镜身后端结构,90年代的气息很浓

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主镜、目镜、寻星镜、增倍镜,
当时经常去老家的山上观测,加上部件都是塑料的,于是留下了很多使用痕迹。

       这个望远镜主镜直径60mm,焦距900mm,目镜制式0.965英寸,配反射天顶镜、光学寻星镜、增倍镜,鉴于这个望远镜的核心组件性能有限,修复的同时也会对全部性能部件进行升级,目标是可以同时适用于地面观测和初级天文观测,同时尽量保留原有风貌,封装后可以承担车辆运输与徒步登山的颠簸并可以长期保存。明确了上述几个目标,将修复升级项点罗列如下:      
       1. 镜口径由60mm升级至80mm,焦距不变;
       2. 目镜制式由0.965英寸升级至1.25英寸;
       3. 修复镜身,尽量保留原有风貌但不影响新主镜和目镜的性能;
       4. 修复三脚架并使之支持多种三脚架制式;
       5. 增加正向天顶镜、红点寻星镜、巴德镜;
       6. 增加防水、防震的封装。

目级别:Weekend Project

项目预算:不超过新购同性能望远镜的33%

第一章 主镜篇
       背景知识
       目前市面上的折射望远镜基本都是开普勒式望远镜,由德国科学家Johannes Kepler发明于1611年,限于折射镜的物理架构,在100mm以下性价比比较高,口径增加会导致加成本的指数级上升,市面上最大的镜片约154mm,再大的镜片就需要定制了。
       解决这一问题的人就是鼎鼎大名的牛顿,他发明了反射式望远镜,毕竟加工一个带弧面的反射镜的难度比研磨一个玻璃透镜的难度低了好几个数量级,所以市面上的反射天文望远镜都是110mm口径起步,而且成本很低。反射镜虽然性能强大但只能从望远镜的前部侧面开口观测,这对天文观测来说应该是个优点,观测角度反而会舒适一些,但是对地面观测来说用户体验就很差了。

       还有另一个更加强大的解决方案,就是折反式望远镜,这种望远镜是折射式和反射式的结合,前端有折射镜(主要用于消除畸变而不是放大因此加工量比折射镜片低的多),底部保留反射镜,通过开孔和小反射镜让光路在镜筒中反射后从镜筒的正后方射出,一般150mm以下使用马克苏托夫—卡塞格林系统也就是市面上常见的马卡镜,因为小巧所以也很适合做观鸟镜;150mm以上一般使用施密特—卡塞格林系统也就是施卡镜,这个系统的主折射镜更平,大口径下加工量更低,也是专业光学天文望远镜的基本架构。这种架构利用了光路的两次反射可以将镜筒设置的更短,畸变与色差控制的也很好,但是结构更加复杂。当年高中的时候学校的天文台有一个安装到穹顶的天文望远镜,体积非常巨大,但是观测效果并不如一个手提的星特朗施卡望远镜,其结构优势可见一斑。
       参数选择——口径
       天文望远镜的主镜及相关配件在各大平台均有销售,主镜是决定一个望远镜的核心光学部件,口径基本决定了一切,60mm是天文望远镜的最低配置,目前市面上常见的折射镜是70mm和80mm,高端折射镜的口径可以到106mm甚至更高,但限于折射镜的物理架构,口径增加会导致加成本的指数级上升,因此性价比并不高。与摄影镜头类似,大口径会有更大的进光量,更小的畸变,性能也更高,经过反复权衡最终采用了80mm口径,主要原因如下:

       1. 口径越大,前端加粗镜筒的直径和长度也会更大,为了保留原有风貌我将加粗段的比例定为40%以下,否则会干扰原来的三脚架接口。
       2. 加粗的镜筒与主镜会显著增加前端的重量,虽然更换的正向天顶镜和1.25英寸目镜也会提升后端的重量,但是对重心的影响不能太大。
       3. 整体观感要协调,不能显得过于头重脚轻。
       综合考虑以上几条因素,经过了简单的几何计算,最终选择了80mm目镜,这是这个架构能承受的最大口径。
       参数选择——焦距
       天文望远镜放大倍数的计算方法是 放大倍数=主镜焦距/目镜焦距,受限于镜筒的长度限制一般106mm以下的折射镜焦距最大为900mm,常见的是500mm或400mm,这样携带起来会更方便些(折反式因为光路在镜筒内反射了多次所以焦距一般在1000以上,而且镜筒很短)。焦距长的好处是可以在相同的目镜焦距下呈现更高的放大倍数,也可以说在相同放大倍数下可以使用更大的目镜。
       举例来说,一个400mm焦距的主镜如果要实现100倍的放大倍数需要使用4mm的目镜,这种目镜的镜片也就比绿豆大一点,观测体验就很有限,而900mm焦距的主镜可以使用9mm目镜实现100倍的放大倍数,观测体验会有很大的提升。原配镜筒的焦距为900mm,为了尽量保留原有风貌决定依然使用900mm。
       组装主镜
       首先拆下原配的主镜,这是一个60mm的蓝膜双层折射镜,限于90年代的光学玻璃制造水平,透光率明显低于今天的镜片,画面偏暗。当代的折射镜一般都是双镜片结构,一个凹透镜和一个双面凸透镜,用两个镜片之间的固定间隙消除色差,此外也会有镀膜,一般多层镀膜的比蓝膜的要贵一些,对于天文观测而言区别不大,但是进行地面观测的时候多层镀膜的优势就比较明显了。
       安装的时候将比较薄的双面凸透镜放在物端,将双面凸透镜中凸出更高的一端加上隔离圈后与凹透镜的凹面配合在一起,而后将厚的那一面朝向目端放入镜托。

     
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原配的60mm主镜,有蓝膜,
口径其实不是问题,但这个镜片的透光度较低,看东西非常阴暗,直接限制了地面观测性能。

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80mm的绿膜消色差镜片,两片式结构,用特殊的油纸包裹,不会留下任何痕迹。

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组装的时候一定要使用橡胶手套,
手会蒸发细微的蒸汽,时间久了都是长霉的隐患。
80mm镜片比60mm的不但面积大,厚度更是好几倍。

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装在镜托中和原配对比下,80mm的多层绿膜透镜透光度更强,
不仔细看甚至感觉不到有镜片。

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侧面可以看出体积已经今非昔比,给镜身改造增加了难度。

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从正面看起来几乎不可见,但是侧着光可以看出绿色反光。

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换个角度就是明显的蓝色反光。


第二章 目镜篇
       背景知识
       原配的目镜规格为0.965英寸规格,包含一个12.5mm的H镜,一个9.5mm的SR镜,视野和清晰度都非常有限,这也是市面上两三百元的入门级天文望远镜的标配,为了进一步提升使用体验,将其升级为进阶的1.25英寸制式目镜,这一口径的目镜性能基本满足非专业需求,市面上即使是150mm口径的天文望远镜也一般是此规格。
       1.25英寸目镜中性价比最高且最主流是Plössl系统目镜,也就是PL镜,是通过2组4片透镜消除色差和畸变,为了满足天地两用的需求将配置天文目镜和地面目镜各一个。
       参数选择——地面目镜
       地面望远镜一般不追求更大的放大倍数,因此选择了目前市面上最大的40mmPL目镜(后来发现非球面广角镜更适合地面风景观测)。结合900mm的焦距得出放大倍率为22.5倍。其实对于1.25英寸这个规格来说,32mm能达到视角的极限,提升为40mm后可视角度反而会缩小,但因为东西也小了一些,因此看见的东西还是会更多。


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40mm的PL目镜,因为放大倍数很低,各种镀膜效果不明显,选择最普通的版本即可,
这款特点是出瞳距离比较长,特别适合戴眼镜的人使用。
缺点就是我不戴眼镜,只能自己把握距离。

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和原配的0.965英寸目镜比起来真的是差距明显

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40mm的PL镜除了地面观测外还肩负着将行星定位到视野中心的任务。
       参数选择——天文目镜      
       天文目镜选择了9mmPL镜,结合900mm的焦距可得到100倍的放大效果。从实际观感角度,在100倍的情况下热气流和空气都会对视线造成不可忽视的影响,其100倍的放大倍数也只能在天气非常好的情况下才可以能很好的发挥出效果。也有人喜欢用增倍镜,但是在较高倍数下增倍镜会导致图像虽然大了但是更模糊的情况,不如直接使用相应规格的目镜。

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9mm目镜,鉴于放大倍数会达到100,因此选择了星特朗的OMNI系列,
这也是星特朗高端折射望远镜的标配,多层镀膜,色差更小。

第三章 镜身篇
       镜筒结构改装
       折射镜的原理是光从主镜进行折射后呈现锥心最后聚焦到一点而后扩展到目镜,因此镜筒没必要通体80mm,可以采用两段式镜筒,于是这里涉及了三个尺寸的转换,一是主镜的80mm口径以及前端加粗的镜身,二是中部包含三脚架、调焦座、寻星镜接口的60mm铝合金原装镜筒,最后由调焦座将60mm口径转为1.25英寸的目镜口径。
       仔细测量了80mm镜筒的内径与60mm镜筒的外径后加工了一个POM转接环。为了保证接口的强度,转接环的对接长度为90mm,虽然显得前端有点臃肿,但是为了连接强度只能妥协。POM材料的粘接性较差,因此使用了四个自攻螺丝+螺丝胶的形式进行了固定。

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原配的调节轴与固定杆,为了情怀决定保留,
这个接口限制了加粗部分不能超过镜筒全长的40%,
也间接决定了80mm的口径上限。

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原配镜身,铝合金材质,厚度还算可以。

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光路由80mm端聚焦至末端的1.25英寸,
在不遮挡光路的前提下计算加粗段的最小长度,
再加上转接环长度就是要切除的长度。

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这个铝合金片就是原来的光栏,塞在原来镜筒的正中间,
可以减少杂光在镜筒内的反射,增大口径后这个肯定要移除了。

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POM转接环,为了快速交付和控制成本使用了圆柱管结构,没加工凸台及安装孔。

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前端镜身为PVC管,和POM转接环接合的严丝合缝,
长度需预留的长一点,以便实测微调后根据情况适当截短。

       调焦座
       主要功能是将镜身与目镜进行连接,并在一定的范围内调整对焦点,调焦座一般除了口径外还会分为长款和短款两种,大于600mm焦距的主镜一般使用长款,因为合焦的范围会更长。调焦座的中部一般还有一个光栏,进一步防止非直射光进入目镜。市面上的金属调焦座也不贵,但是与之配套的转接环一般是106mm规格,其他口径只能自己加工了,出于成本考虑就还是使用塑料的好了。塑料调焦座的缺点就是转接单反的时候支撑强度可能不足。

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虽然60mm的望远镜主要是搭配0.965英寸目镜,
但是DIY市场中60mm的1.25英寸调焦座的出货量也很大。

       镜筒长度调试
       焦距900mm的主镜大约需要900mm左右的镜筒,长款调焦座的调焦行程大概是160mm,因此先以此为依据初步切割一段PVC管,预留一定的长度,临时装上调焦座与主镜,用转接环将两段主镜连接,使用月亮作为参照物进行初步调整。调整的时候需要安装日常使用的正向镜,因为棱镜式正向镜会显著延长光路,调整的时候不可忽略这部分的长度。调整镜筒的长度和调焦组,将十几米外的某个点设为A,月亮的对焦点设为B,将A和B的中点设置在调焦座的调焦范围的中点附近即可。确定长度后将多余的镜筒切除而后连接。

       喷漆、消光绒与贴皮
       完成微调后将镜身的各个组件拆下进行表面处理:
       1. 将内外喷上黑色哑光漆,尤其是白色的镜筒,即使内外都贴皮也会有个别点因为疏忽而裸露,白色表面的反射性比较强会影响成像。
       2. 在镜筒内侧贴上消光绒,这可以将杂光反射降低到最低,手工贴难免会有接缝或者边缘没有贴到的缝隙,这时之前喷的哑光漆的作用就体现出来了。
       3. 在表面贴上汽车用的碳纤维花纹蒙皮,这种蒙皮防水、可不留痕迹的揭掉,也有一定的延展性,可以适应变曲率的表面。贴皮一方面可以让外观观感更好,另一方面可以进一步降低杂光穿透PVC管,也能在冬季防止镜筒温度过低无法长时间持握。

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完成调整后对镜筒进行喷漆

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位置确定后,剪裁消光绒,一定要专用的消光绒,否则容易掉毛。
其实这个规格的望远镜不贴消光绒也不会有啥影响。

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完成贴膜,装上三脚架,整体焕然一新。

第四章 配件篇
       正向天顶镜
       开普勒折射式天文望远镜的成像是上下、左右均倒置的,这对天文观测没什么影响,只是在移动目标的时候需要费些功夫,如果需要观察近乎垂直的星体需要使用天顶镜,这样可以更加舒适的观测。反射式天顶镜可以让成像变为左右正向但上下颠倒的图像,这对地面望远镜而言依然是不可接受的,因此地面望远镜一般会配一个折射式的天顶镜,这样虽然会损失一定的清晰度但是会产生完全正向的图像,可以很好的提升使用体验。根据物理特点,反射式天顶镜一般是90度夹角的,折射式一般是45度的。

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原配的反射式天顶镜,内部的玻璃已经擦不出来了。

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折射式天顶镜,内部有个6棱镜,可以将图像在上下和左右都进行反转。

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上图可以看出0.965英寸与1.25英寸的体积区别也能直观的看出90度转角与45度转角的不同。

       寻星镜
       寻星镜的目的是为了将肉眼所见的位置与镜内物体更快速的对应起来,天文望远镜都会配备寻星镜,否则将星体移动到视野内会非常费劲,鉴于折射式天文望远镜的倒置成像原理寻星镜也一般是倒置成像的,而且倍数也较高,不适地面较近距离物体的快速搜寻,而且对地面观测来说这个放大倍数有点大,起不到快速定位观察物的作用,这里更换为目前主流的红点式寻星镜。根据其成像原理,红点的位置并不会随着视角的移动而移动,实际使用体验很好。

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原配的寻星镜为倒置成像的塑料寻星镜,虽然很廉价的感觉但是成像效果竟然还不错

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红点寻星镜在地面搜寻的时候效率高,视野大,而且完全正向成像。

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红点寻星镜有三个旋钮,左下的负责垂直高度调整,中部的负责红点的开关和亮度调整,右侧的负责水平位置调整。
通过滑轨和螺丝与支架固定,为了使用方便我后期将螺丝更换为了手拧螺丝。

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红点寻星镜是星特朗的,因为这个部件对精度要求比较低,所以星特朗也是用了全塑料材质。

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初步完成安装

       遮光罩
       与摄影镜头的遮光罩类似,防止侧面杂光进入影响成像,我这个镜身已经加入了各种消光措施,使用遮光罩的主要目的是保护主镜并方便安装巴德镜。遮光罩向内倾斜的一个角度可以有效防止巴德镜脱落导致意外伤害。

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新旧遮光罩对比

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与单反镜头遮光罩类似的锥形结构,内侧有阶梯纹,减少杂光反射。

       巴德镜
       巴德镜是观测太阳的必备配件,其实是一层非常薄的反射膜,可以将阳光降低之万分之三。实际体验一般,因为虽然把太阳放大到一个光盘那么大,但是太阳表面没啥东西,就算是观测到太阳黑子也是几个黑点而已,而且把镜筒对准太阳的过程中也是蛮刺眼的。

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从正面看基本就是个镜子,装上巴德镜后除非对着太阳,否则就是一片漆黑。

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巴德膜一定要配一个锁死机构,
在观测太阳的时候一旦脱落会对眼睛造成永久伤害。

       单反转接筒
       用于将1.25英寸接口转接为尼康接口,市面上有两种,一种只能直接将单反连接到主镜镜筒,这样相当于一个900mm焦距的镜头;另一种有一个小镜筒,可以在其中插入一个标准规格的目镜(32mm以上就塞不进去了),接入目镜后画质会显著降低但得到了原有的放大倍数。

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金属桶内还可以装一个标准的目镜,实际使用效果一般。

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装入目镜后位置就很难调整了,目镜镜片距离传感器的距离明显长于设计的出瞳距离,
最终结果是使用单反的时候画面放大倍数会更大但更模糊。

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上机效果,有点晃,为了将单反锁住,塑料调焦座的螺丝都快滑丝了,
配合单反还是需要金属调焦座+重型三脚架。

第五章 支架篇
        三脚架
        原配的木质三脚架有很多磕碰和掉漆,橡胶脚套也因老化裂开而丢失,曾经想直接用鸠尾板连接摄影三脚架而后把这个木质三脚架扔掉,但是这个三脚架也是回忆满满,而且重量适中,因此决定对其进行修复。


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云台支架为铸铝材质,用料还是比较扎实的。

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三脚架张开的角度由手拧螺丝调整,有个镜架可以放置目镜,
但也是0.965英寸的,以后就用不到了。

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重新喷漆,也是黑色哑光漆

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脚钉都老化脱落了,换一批新的,
因为粘接面是橡胶和木头,所以使用粘鞋的胶粘接。

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基本成型,整体还算协调。

       鸠尾板
       天文望远镜快装板的叫法,尺寸比摄影用快装板要大一圈,无法通用,但是一般会在底部留下通用的1/4英寸螺纹,还是可以拧上摄影三脚架的快接板的。限于原配云台的后倾式U型支架,以及前端加粗的位置,鸠尾板的长度设定为10cm,这样不会影响镜身完全直立,也可以根据前端和后端的配件不同调整位置。
       高端天文望远镜的鸠尾板可以到30cm,主要是因为不同的配置或加装单反后重心变化太大,可以通过鸠尾板调节重心防止倾倒或局部受力过大。此外这个鸠尾板也给镜身放置的时候提供一个更稳定的支撑,防止滚动。与镜筒连接的时候使用了两个m4螺栓螺母,需要注意螺母在镜筒内不要干涉光路,长出来的部分要打磨掉。

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鸠尾板,为了强度使用螺栓连接,螺栓孔灌胶后用蒙皮贴住。

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装上摄影三脚架的快装板。

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虽然铸铁云台比较稳定,但是从使用体验来说球形云台要好很多,但装上单反后依然不够稳定。

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固定杆搭在原来的旋钮上,也算是不碍事。

第六章 封装篇
       镜筒封装
       这个望远镜其实还是比较脆弱的,经不起磕碰,突出的部件也太多,放在后备箱里面很容易刮着别的东西,正好使用一个书画桶配合珍珠棉进行防震封装。


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珍珠棉粗略的切割下,卷起来粘到书画桶内壁。

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各种突出的部件刚好塞进去,而且没有多余的空间晃动。

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封装完毕,好吧我承认有点粗大,下次一定买折反式的。

       配件封装
       对日常观测的必要部件整体封装在一个乐扣饭盒里面,填充珍珠棉,基本可以应付各种情况了。

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粗略的把几个需要防尘的部件塞进去

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一并塞到书画桶中,书画桶的特点是可以伸缩,根据情况选择将配件盒子装在内部或外部。

第七章 拍摄测试        
       最近时间有限,没法带着设备去山上拍摄了,就用附近的景物测试下成像效果。在仅使用主镜的情况下相当于一个1组2片的简易F900定焦镜头,虽然也可以接驳目镜,但是成像效果一般,主要原因是安装后涉及主镜、目镜、传感器之间的两个距离调整,简易的调焦座无法完成,所以成像比较模糊。一般专业天文摄影都是使用集成目镜的天文摄像头直接使用主镜拍摄。测试用的设备是2006年的尼康D200,APS-C画幅的CCD传感器,全画幅相机的效果得另找机会测试了,本章的照片均未裁切。
       日间地面拍摄
       目标是约100米外房顶上的太阳能热水器,颜色不够鲜艳是因为热水器和瓦片都褪色了,作为一个F900的1组2片镜头而言,效果还可以接受。接驳目镜后对焦距离明显加大,需要再增加一个正向镜延长对焦距离才能合焦。


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主镜成像,锐度比我预期的要高。

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主镜+9mm目镜,画面很暗也很难对焦,
此时单反取景框中能看见明显的同心圆纹路,应该是对焦屏的光学反应。

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主镜+9mm目镜,放大倍数倒是可以。

       夜间地面拍摄
       夜间使用50米外的马路测试,路灯非常昏暗,正适合测试弱光能力,将ISO设置为1600,这已经是D200的极限了,因为晚上太暗所以没使用目镜。

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主镜成像,以车辆的颜色做参照调整了色温,虽然有噪点,但是我竟然有点喜欢。

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主镜成像,拍摄马路的的停车线,对两片玻璃而言还算可以。

       月球拍摄
       这两天大气清晰度都一般,南天空只能看见月球和天狼星,但鉴于这个望远镜马上就要送出去了只能先暂且拍一些。不得不说,我小时候看的月亮真的是太小了,和今天的不加目镜的效果差不多,这也为我日后购买更大口径望远镜种了一颗种子。

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主镜成像,清晰度还可以,
效果与60mm主镜+12.5mmH目镜的观测效果差不多,但视野比之前大得多。

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主镜+9mm目镜,此时升级的效果就体现出来了,看到了之前没看到的精细度。
肉眼观测比照片要清晰(这是这个领域的常态),
目镜和传感器间距无法调整的缺陷导致单反无法完全合焦。

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手机摄像头+主镜+9mm目镜,
使用手机摄像头直接对着目镜拍摄的,视野和肉眼观测的视野接近,效果竟然也还行,
与单反+主镜+目镜的组合对比可以看出单反的瞳距比肉眼观测的瞳距要长,
所以图片被放大了,但因为不是目镜的设计瞳距因此成像并不清晰。

第八章 采购清单        
     总结下DIY一个折射式天文望远镜的材料列表和选购心得,按照下面的列表下单可以配齐全部物料,因为配件市场很发达所以工作量和装一台电脑差不多,为了方便采购和预算分配,这个清单按照供应商类型或重要性进行了分类:光学组件直接决定了望远镜的性能,因此预算要尽量偏向此项,在预算有限的情况下与其花几百元加工一个金属部件不如提升一下主镜或目镜的级别;专用部件是望远镜专用的构件,可根据情况自制或直接找望远镜DIY供应商购买;通用物料一般无需从望远镜渠道采购。
       光学组件
       1. 主镜:入门级别推荐80mm,进阶推进106mm,这两个口径价格不贵,而且配件最丰富,超过106mm后性价比就不如反射式或马卡镜了,低于80mm的话直接买个入门级的望远镜也就两三百元没必要DIY;焦距建议500mm左右,否则携带不方便;镀膜对价格影响较大,实际区别不是很明显。

       2. 目镜:推荐1.25英寸32mm的PL目镜或23mm的非球面广角镜+一个高倍数目镜,但超过100倍的话需要使用专业天文三脚架。
       3. 折射正向镜:地面观测必备,不然反着看东西就没意思了,而且正向镜可以显著提升对焦距离,个别情况接入单反的时候可以应急。
       4. 寻星镜:推荐红点寻星镜,正向成像,精度基本满足需求。
       5. 巴德镜:观测太阳的必备配件,如果对太阳不感兴趣则无需。

       专用部件
       1. 镜托:80mm以下一般是塑料的,以上一般是金属的,区别不大,塑料的在应对碰撞的时候反而有一定的缓冲效果。
       2. 遮光罩:遮光的作用其实并不明显,主要是给主镜一个防尘保护。      
       3. 调焦座:如果是观测为主可以使用塑料调焦座,如果要接单反务必使用金属调焦座。
       4. 鸠尾板:如配合单反使用需30cm以上的鸠尾板,以便接驳单反后重心位移后仍然可以将支点设置到合适的位置,如果不接单反10cm的基本满足需求。
       5. 三脚架:地面观测可以使用摄影的云台三脚架,100倍以上倍数最好使用天文专业三脚架,不然微风都会使视野晃动不止。
       6. 消光绒:80mm以上口径的建议铺设专用消光绒。
       7. 单反转接座:市面上的转接座基本是一款,有的带一个延长筒可以在其中加装标准目镜,但单反成像效果一般。
       通用物料
       1. 镜筒:可以用PVC管或者铝合金管,这两个材料比较轻,大口径望远镜来说重量很重要,高端玩家可以使用纤维复合材料,但复合材料管需要定制。
       2. 光栏:市面上一般没有成品,都是自制的,使用简单的几何公式计算。

       3. 紧固件:根据结构选择一些紧固件,一般鸠尾板使用的M4螺栓螺母,其余部件是M3或M4的自攻螺丝。
       4. 贴膜:根据喜好选择可以揭掉的防水的贴膜,对于金属镜筒而已可以在冬天不至于太冻手,塑料镜筒而言可以防止光穿透镜筒,此外可以防止磕碰和划伤。
       5. 配件盒:主要是给光学配件防尘,可以用专门的目镜盒,也可以用防水饭盒+泡棉DIY
       6. 封装筒:折射式的望远镜一般比较长,所以还是配个防尘防震的保护筒比较好,不然出去的时候还要特别关照,推荐使用合适的书画桶或者图纸桶。
       7. 粘接剂:因为结构原因,紧固件不能侵入镜筒太多否则会影响光路,因此螺丝都很短,最好使用螺丝胶固定防止意外脱落,其余部分可根据需要使用结构胶粘接,如果不是多段式的结构是无需结构胶的。

结语
       得益于天文望远镜领域发达的供应商体系,自制一个天文望远镜的成本非常低,性能也与市面上同规格成品相差不大,因此这个项目并没有花多少钱,也没有耗费多少时间,但是乐趣满满,也非常有意义,希望这位老朋友继续在新的环境发挥余热,祝工作顺利!

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感谢观赏



2021年1月31日
青岛        
by 诸葛奉先  


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附上ID印章 CHH独家发布


补记

      分享下自己做Weekend Project的几个心得:      
      1.  动手前做好规划,分阶段购齐所有配件,否则项目会成倍增加。
      2.  如果一个东西已经凝结了很多无差别的劳动力,尽量不要将其丢弃,或修好后送给需要的人、或低价卖掉,这都能让世界变得更好。
      3. 巧妙利用结构类似但是成本更低的非配套产品,比如三脚架橡胶垫可以使用椅子的配件,密封桶可以使用书画桶等。
      4. 升级设备要循序渐进,巨大、复杂的设备需要丰富的知识和浓厚的兴趣才能使之发挥出最大火力。
      5.  投入的时间要适度,对我来说一个周末刚好,不要每天扎在自己的爱好中,要留出时间给家人。  

      关于入门望远镜的采购建议:
      很多人请我推荐入门天文望远镜,其实我并不是天文发烧友,对天文知识了解的也不多,以下是基于一名机械工程师和一名科技爱好者的身份给出的建议:
       1. 对于中小学生科技兴趣培养推荐80mm口径、焦距为500mm左右的折射镜,这种望远镜结构很直观便于孩子理解原理,不是很重,便于搬动,架构可以比较稳的达到100倍,性能基本满足木星、土星的观测。
       2. 外出比较多推荐90mm马卡镜,非常小巧,便于携带,可兼做观鸟镜,天文性能也不差。
       3. 喜欢动手的乐趣可以自己做一个106mm的折射镜,这个口径可玩性高,性能优良。
       4. 天文爱好者推荐150mm的牛顿反射镜,这个级别望远镜基本可以满足业余天文爱好者的需求。
       5. 对体积比较敏感的天文爱好者可以用105mm的马卡镜,单位体积下的性能很高。
       品牌方面选择并不多,主要品牌是星特朗、米德、博冠、天狼、信达、晶华大观等,许多光学部件的供应商都是共用的,所以同价位、同制式的望远镜性能差异不大,基本符合性价比,因此就不做具体型号的推荐了。


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发表于 2021-1-31 17:42 | 显示全部楼层
同熊猫牌握手
无标题.jpg

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参与人数 1邪恶指数 +5 收起 理由
诸葛奉先 + 5 感谢补充原机照片

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 楼主| 发表于 2021-1-31 15:17 | 显示全部楼层
本帖最后由 诸葛奉先 于 2021-2-8 11:09 编辑

一楼后期更新相关的其他内容。
感谢大家的支持,随着我的级别的提升我的上传附件大小马上就可以900k了,到时候会吧以前拍的旅行照片在其他区发一下。







发表于 2021-1-31 17:27 | 显示全部楼层
同0532地区的帮顶
发表于 2021-1-31 20:25 | 显示全部楼层
长知识了。
 楼主| 发表于 2021-2-1 07:59 | 显示全部楼层
nsa 发表于 2021-1-31 17:27
同0532地区的帮顶

感谢帮顶!
 楼主| 发表于 2021-2-1 08:55 | 显示全部楼层

幸会幸会,别的地方好像是一样的,但是遮光罩不同,我的是直筒式的,你这个有个较长的斜面,应该是后来改进了一下。
发表于 2021-2-1 09:46 | 显示全部楼层
啊~~~~~~~~~这个我小学的时候父母也给我买过一个一摸一样的~~~
发表于 2021-2-1 10:19 | 显示全部楼层
大佬大佬, 手艺可以的

要不做个衍架

手动狗头
 楼主| 发表于 2021-2-1 10:24 | 显示全部楼层

感谢支持!
发表于 2021-2-1 11:28 | 显示全部楼层
大佬能否推荐一个天文望远镜,好一点的。别超过1万。谢谢啦
发表于 2021-2-1 11:31 | 显示全部楼层
想起小时候也有一个熊猫的,后来多次搬家不知道去哪里。
 楼主| 发表于 2021-2-1 11:38 | 显示全部楼层
namelz52 发表于 2021-2-1 09:46
啊~~~~~~~~~这个我小学的时候父母也给我买过一个一摸一样的~~~

熊猫这个牌子有军工背景,企业规模也很大,基本上是当年的一把手,绝对的爆款。
 楼主| 发表于 2021-2-1 11:39 | 显示全部楼层
AshLikeSnow 发表于 2021-2-1 10:19
大佬大佬, 手艺可以的

要不做个衍架

天文领域我只是小学生水平,大佬都在牧夫网,一般200mm以上的反射式望远镜是使用桁架的,便于分解后运输。
我这个望远镜虽然保留了单反接口但主要是给小学生用,就不折腾了。
 楼主| 发表于 2021-2-1 11:54 | 显示全部楼层
本帖最后由 诸葛奉先 于 2021-2-1 12:32 编辑
zhangjinhu55 发表于 2021-2-1 11:28
大佬能否推荐一个天文望远镜,好一点的。别超过1万。谢谢啦

大佬不敢当,天文知识我还是小学生,您这预算也太宽裕了吧。
天文望远镜在民用领域有几家制霸厂家,所以选择起来很方便,考虑到易用性和性能、品牌、资料的易获得性、配件的丰富程度我推荐星特朗的 NexStar 8SE,也是生活大爆炸里面Rajesh的装备(目测是这一款)。
203mm的8寸口径基本是业余领域最大的
极限星等可以到14
使用施密特—卡塞格林系统,所以实际尺寸很小,可以轻松搬运。
配自动寻星系统,解决对星体不了解的尴尬。
此外同系列的6SE 4SE的口径依次下降,性能与价格也相应下降,可自行选择。

如果对体积没要求,也无需自动寻星的话,同性能的8寸的反射式天文望远镜大约三五千元即可,也能达到业余领域的顶点。
发表于 2021-2-1 12:05 | 显示全部楼层
诸葛奉先 发表于 2021-2-1 11:54
大佬不敢当,天文知识我还是小学生,您这预算也太宽裕了吧。
天文望远镜在民用领域有几家制霸厂家,所以 ...

好的,主要是送我爸,哈哈,生日。。谢谢啦~我关注一下。
发表于 2021-2-1 14:09 | 显示全部楼层
这镜筒、这脚架,和我小时候买的“天极”几乎一模一样
发表于 2021-2-1 15:05 | 显示全部楼层
98年,入了第一台,金都F6060,还是通过杂志广告买的,当时还在纠结是天狼还是金都,天狼广告当时打的可真多啊!
过了几年,被大学同学借去以对天文有浓厚兴趣这个理由,就再也回不来了!
 楼主| 发表于 2021-2-1 15:12 | 显示全部楼层
conandllu 发表于 2021-2-1 11:31
想起小时候也有一个熊猫的,后来多次搬家不知道去哪里。

这么大的个头应该还是蛮好找的,用了一下觉得性能有点限制就顺手升级了一下。
 楼主| 发表于 2021-2-1 15:13 | 显示全部楼层
书剑 发表于 2021-2-1 14:09
这镜筒、这脚架,和我小时候买的“天极”几乎一模一样

这个架构和很多部件应该都是直接仿制国外的产品,也算是非常经典的架构。
发表于 2021-2-1 15:57 | 显示全部楼层
0532,地区帮顶。。。
发表于 2021-2-1 16:07 | 显示全部楼层
请教一下楼主,如果小朋友入门爱好,有成品推荐吗? 方便的话请PM,谢谢。
发表于 2021-2-1 17:23 | 显示全部楼层
太有心了,这个应该有很多童年回忆吧
 楼主| 发表于 2021-2-1 19:41 | 显示全部楼层
meisqq 发表于 2021-2-1 15:05
98年,入了第一台,金都F6060,还是通过杂志广告买的,当时还在纠结是天狼还是金都,天狼广告当时打的可真 ...

金都光学今天在网商平台是个出货量很大的DIY配件商店,已经不再自己生产望远镜了,个人觉得这个策略也很好。
天狼的广告确实很多,几乎所有的科学类杂志的背面都有他的广告,确实是铺天盖地。
发表于 2021-2-1 21:00 | 显示全部楼层
这个厉害了啊!!
发表于 2021-2-1 23:57 | 显示全部楼层
zhangjinhu55 发表于 2021-2-1 11:28
大佬能否推荐一个天文望远镜,好一点的。别超过1万。谢谢啦

天文望远镜没那么贵,推荐星特朗的130EQ反射式大口径天文望远镜,普通天文爱好者足够了,有官方自营店(贵、送的附件少),也有其他户外专营店(某东上现在正好有活动,送的附件多,还便宜),你可以自己看一下。
发表于 2021-2-2 00:05 | 显示全部楼层
elegantFish 发表于 2021-2-1 16:07
请教一下楼主,如果小朋友入门爱好,有成品推荐吗? 方便的话请PM,谢谢。 ...

星特朗 天秤805 足够了,某东官网自营店有。
发表于 2021-2-2 07:37 | 显示全部楼层
Harvard 发表于 2021-2-1 23:57
天文望远镜没那么贵,推荐星特朗的130EQ反射式大口径天文望远镜,普通天文爱好者足够了,有官方自营店( ...

好滴,谢谢啦啊,去关注一下。
 楼主| 发表于 2021-2-2 08:08 | 显示全部楼层
elegantFish 发表于 2021-2-1 16:07
请教一下楼主,如果小朋友入门爱好,有成品推荐吗? 方便的话请PM,谢谢。 ...

小朋友入门推荐80mm口径,500mm焦距左右的即可,大概500元到1000多都有,原因主要有以下三点:
1. 80mm口径是入门级别的大口径了,价格比70mm和60mm多不了两三百但是体验提升很显著。
2. 500mm焦距便于携带,我这个900mm的实在是太长了。
3. 这两个参数可以保障地面观测、月球观测和最基本的土星、木星观测(有点小,且有点模糊),对小朋友来说是足够的。
关于品牌,市面上几个大牌 星特朗 博冠 天狼,都是不错的,可以根据预算选择,因为折射镜的架构已经几百年了,镀膜技术也比较简单,所以性能差距并不大,根据外观喜好来其实就很好。
此外,天文望远镜体积比较大,很多人买了以后发现不怎么用又占地方就二手出售,而且这个东西不怎么好邮寄,因此价格折的很厉害,对半或三分之一的比比皆是,去收个二手的也·很合算。
 楼主| 发表于 2021-2-2 08:53 | 显示全部楼层
fisheess 发表于 2021-2-1 17:23
太有心了,这个应该有很多童年回忆吧

其实修复这个望远镜和自己diy一个新的望远镜价格差不多,就是因为回忆所以保留了整体的架构。
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