科普制作:用PVC管自制可拍摄月球环形山的天文望远镜

(可在公众号‘酱油颜的星空世界’查看视频)

本文所有部件均可在X宝店铺搭配

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这是diy系列的第三篇

第一篇是pvc管制作50F360简易式天文望远镜

第二篇是pvc管制作60F700折射式天文望远镜

这一篇,我们就更进一步

制作一具70F700折射式天文望远镜。

第一版50F360简易望远镜及结构图解

第二版60F700折射天文望远镜和结构图

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第一版50F360简易望远镜制作教程

第二版60F700折射天文望远镜制作教程

(可在公众号‘酱油颜的星空世界’查看教程)

好了,说回本次70F700折射镜的制作。同样,我们先简单介绍一下折射望远镜的各个结构部件,让大家对望远镜有个基础的认知。

为了能让新人朋友更直观的了解,我们来拆解一套正规折射式天文望远镜,看看它的部件结构。以我手边的这套高桥FC100折射镜为例,也算是能有代表性的折射镜:

拆解之后,总共六个部件从左往右依此为:

遮光罩,物镜,镜筒,调焦座,天顶镜,目镜

我们来看看结构图解:

物镜:两片玻璃组合的物镜组,可以使得望远镜可以达到更佳的成像效果

镜筒:连接各个部件。

鸠尾板:使得镜筒可以安装到三脚架上

调焦座:在观看不同目标或使用不同目镜时候,均需要调焦座来细微调节对焦点。

天顶镜:也就是正像镜,安装在目镜前面,可以成正像。

目镜:由复杂小镜片组成,一个目镜只组合一个倍数,不同倍数需要更换目镜。

为什么需要两片式物镜?

因为两片式物镜可以带来更优异的成像

了解结构和原理,我们要做的也就是依葫芦画瓢凑齐配件就行

也就是需要以下七个部件:

物镜,鸠尾板,调焦座,天顶镜,目镜,

PVC管,消光绒

折射镜的主要部件

这次选择的是70F700规格的物镜组,也就是物镜直径70mm,焦距700mm。

组合焦比为F10,长焦距的镜子,可以获得更好的成像效果。

70mm直径的消色差物镜组

根据望远镜的结构图,五个部件大约是按上面的位置摆放,接下来要做的就是把各个部件拼凑起来就可以了。

看到这里其实发现,要做的事情很简单,主要难点只是镜筒如何连接物镜和调焦座,只要能安装上去,望远镜就制作完成了。

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制作步骤分解如下:

一:镜筒的选择及消光处理

二:调焦座的安装

三:鸠尾板的安装

四:寻星镜底座安装

五:消色差物镜的安装

六:整体组装

七:如何安装单反相机

八:实拍效果

一:镜筒的选择和制作

确定了物镜规格,便需寻找合适尺寸的管子做镜筒,这一次我们制作的70mm物镜的实际直径是72mm,刚好可以买五金店75mm外直径的PVC管子做镜筒,正好合适(选壁厚2.3mm的75pvc管)。小规格的PVC管子很容易买到,并且成本也低。

在第一期简易望远镜制作时候我们说过,镜筒的长度,大约是物镜的焦距,因为目镜的成像点是在物镜的焦点附近。也就是制作70F700规格的话,那么目镜需要距离物镜700mm远。

但因为这一次制作,在物镜和目镜中间,还多使用了调焦座和天顶镜,所以需要把这两部分的长度去掉,才是实际镜筒需要的长度。

经测试,需要的pvc管子长度为540mm。

小技巧:如果不确定自己需要多少长度,那么可以稍微弄长一点,等后期测试后再慢慢修短到合适长度即可。

用尺子量出合适的长度,锯断。

在锯断pvc水管后,切口部分较为粗糙,可以用锉刀或者小刀把切口修平整。

清洗干净,一节合适长度大小的pvc水管便初步完成

切割好pvc管后,管子里面一定要做消光处理,不然白花花一片会很影响成像清晰度的。

厂制品天文望远镜,做消光是用光栏+喷黑漆的方法来做。但是光栏制作复杂,并且小镜筒也不好安装。而黑漆哑光漆对于光滑的pvc水管依然存在严重漫反射。至于什么喷墨水这种歪门偏方就更别多想了。

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但没关系,时代在进步,我们有更好的材料可选择。

那就是:贴消光植绒。

消光植绒简单来说就是一大块黑色的创可贴,撕开后直接贴进去就完成了,所以很制作很简单。

原pvc管严重透光,哑光漆依然反光,消光绒则非常不错

消光绒,diy望远镜非常合适

把消光绒裁剪成长条形状

然后一条条贴进pvc水管里面去(消光绒撕开即可粘贴)

贴满pvc管内部,消光效果非常好

在上一篇60F700折射镜的制作中,我们是先安装物镜,再安装调焦座。这一次,我们要把流程反过来。因为安装调焦座和鸠尾板,需要在pvc管子上钻孔拧螺丝,如果先安装物镜,那么容易弄脏镜片。

目前所售的调焦座是70mm外接口尺寸,恰好可以套入75mm外径PVC管子,如下图所示,然后侧面拧三个螺丝就完成啦。

直接插入pvc管子,然后用小电钻在旁边钻三个螺孔,拧上螺丝加固。

在钻好的螺孔处拧上螺丝,这样调焦座就非常稳固的安装上去了。

调焦座安装完成,非常美观

上一篇60F700折射镜的制作,我们使用了相机的镜头环和快装板当抱箍,虽然使用上是比较方便,但缺点是成本偏高(一百多元),并且只有小号的,没有更大的。

所以这一次,我们使用更为简单易用的办法:直接把鸠尾板固定在pvc管子上面。

鸠尾板安装到pvc管子

钻孔,拧上螺丝

在管子内部拧上螺母进行加固,就非常稳定

鸠尾板安装完成,就能把望远镜安装到三脚架上了

天文望远镜由于倍数高,在观测时候可见视野会比较小,所以需要给望远镜增加个小寻星镜,以便于可以快速挪动望远镜对准需要观测的目标。

寻星镜底座,全金属做工,标准卡槽结构

在pvc管上钻两个小孔,拧上M4螺丝,和刚才的鸠尾板一样在管子内部拧上螺母进行加固

寻星镜底座安装到pvc管子上了,很不错

安装指星笔之后的效果,同样,寻星镜也可以通用安装

五:物镜镜片的安装

现在,终于轮到物镜的安装了。最后才安装物镜,就了为了保护镜片的整洁干净,不然经过一番折腾,可能早就弄脏了。

物镜为两片式消色差物镜组(一片凸镜一片凹透镜)。安装的时候,简单制作的话可以直接两片叠合一起,注意凸透镜在前面(朝向景物),凹透镜在后面(朝向镜筒)。

虽然是双分离式物镜,但毕竟口径才70mm,所以懒得做双分离间隔处理了。

虽然镜片直径72mm,而pvc管子直径是75mm,但由于pvc管是算外直径,实际内直径约71mm,所以镜片刚好可以放置是pvc管子上面。然后,可以直接透明胶把它们缠绕粘贴即可。

两片式消色差物镜组

凸透镜在前面,凹透镜在后面,贴在一起

透明胶缠绕上去,固定在PVC镜筒上

不过镜片端直接裸露在外面容易‘受伤’,所以我们需要给物镜端做一个遮光罩,主要作用保护镜片。

同样在五金店刚好可以买到75转75的pvc直通头,来充当遮光罩非常合适。

镜片裸露在外,既不安全,也不美观

pvc直通头安装,充当遮光罩,美观又实用

至此,一具小规格天文望远镜便大体成型:

整体部分组装完成

调焦座末端安装天顶镜和目镜

更换不同焦距目镜可以组合不同倍数

安装在三脚架上效果

安装在赤道仪上效果

七:望远镜与单反相机的连接方法

单反相机如何连接天文望远镜,以及讲解过很多次了,并且之前还专门出了视频教程。当然作为完整版DIY篇章,所以在这里继续简单说一下:

简单说也就是:把单反相机原配镜头拆解下来,然后换上相应的单反接环+1.25寸卡口,就可以直接把相机接到望远镜的后面了,也就相当于望远镜就成了相机的镜头。

而本次制作的这款是70mm口径,700mm焦距的望远镜,换用摄影界的说法,也就相当于是一个700mm焦距,光圈F10的定焦长焦手动镜头。

1:卸下单反镜头,选择合适的卡口和接环

2:安装在单反相机上,把望远镜的目镜取下,把单反卡口插入进去

3:对接好之后,锁紧侧面螺丝,完成

4:接三脚架上整体效果图

首先,看下白天的效果

观测目标为700米外的一处建筑,实用佳能6D单反链接望远镜目镜拍摄。

由于天气通透度一般,因此效果应该还能再略提升。

相对下图距离约100米外的两个玩水的小孩,清晰度则更高些。

春季连绵阴雨,这次制作的70F700还没来得及拍摄星空。简单放几张上次DIY制作的60F700供大家参考吧:

单反相机连接DIY自制的60F700天文望远镜

利用快门线拍摄,可减少画面震动

月球:佳能6D单反+DIY60F700实拍月球

对于拍摄行星(月亮,木星,土星)这类天体,专用行星摄像头配合笔记本电脑来拍摄,效果要远比单反相机拍好得多,比如以下几张实拍图:

专用行星摄像头配合笔记本电脑,楼顶拍摄月亮

实拍效果图,行星摄像头效果比单反相机更好

星云星系拍摄

这也是上一篇DIY制作的60F700拍摄的效果,这一次DIY制作的70折射由于天气原因还没来得及拍,但相信应该能有更好的效果。

PVC管自制的60F700折射镜拍摄记

拍摄现场图,远离城市银河展现

自制的60F700折射接单反相机,架设在高精度赤道仪上进行星空拍摄

M27狐狸座行星状星云

尼康D7000单反+自制60F700小折射镜

单张50秒曝光,共拍摄90张叠加处理

M42猎户座大星云

DIY的60F700小折射镜+尼康D7000改机单反

HEQ5赤道仪跟踪,ISO1600,单张曝光50秒

拍摄现场图

上一具60F700的制作已经是去年的事情了,拖延了一年,才写完这篇70F700的制作,实在是太懒惰了。。。

THE END
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