Filterdurchmesser

Minimale Filtergröße zur Vermeidung von Vignettierung

Prinzipiell gilt bei diesem Thema, dass ein Filterdurchmesser immer mindestens so groß sein muss, wie die Chipdiagonale. Je weiter sich ein Filter vom Chip weg befindet, desto größer muss sein Durchmesser gewählt werden. Dies gilt auch für kleiner werdende Öffnungszahlen. Je kleiner diese sind (je „schneller“ ein Teleskop also ist), desto größer muss der Filter ausfallen. Das liegt daran, dass sich der Strahlengang zur Teleskopöffnung hin aufweitet. Nachfolgend soll dies über Prinzipskizzen an drei Teleskoparten verdeutlicht werden. Dabei wird gezeigt, dass für die Ermittlung der minimalen Filtergröße der zweite Strahlensatz ausreicht.

AB – gesuchte Länge, um die der Filterradius größer sein muss
SA – Abstand Filter zu Chip
SC – Teleskopbrennweite
CD = 0,5*Teleskopöffnung - 0,5*Chipdiagonale

Refraktor / Teleobjektiv

Prinzipskizze zur Ermittlung eines vignettierungsfreien Filters bei einem Refraktor

Newton-Teleskop

Prinzipskizze zur Ermittlung eines vignettierungsfreien Filters bei einem Newton-Teleskop

Schmidt-Cassegrain-Teleskop

Die Hauptebenen eines Schmidt-Cassegrain-Teleskops sind meist nicht bekannt und liegen oft auch nicht unmittelbar bei den optischen Bauteilen. Zusätzlich entstehen Faltungen der Lichtwege an den nicht planen Spiegelflächen, wodurch es schwer wird, eine Strahlensatzskizze für die Randstrahlen der Chipkante zu erstellen. Stattdessen werden in der Prinzipskizze die Mittenstrahlen verwendet. Die kleine Winkelabweichung (resultierend durch die Verschiebung des Startpunktes ‚S‘ auf die optische Achse), welche bei den langen Brennweiten kaum ins Gewicht fällt, wird in Kauf genommen.
Bei der Berechnung werden aber die gleichen Rechenschritte wie bei den anderen Teleskopen vorgenommen, da sich an dem Prinzip, dass die Länge der halbe Chipdiagonale von der Länge der halben Öffnung subtrahiert wird, nichts ändert.

Prinzipskizze zur Ermittlung eines vignettierungsfreien Filters bei einem Schmidt-Cassegrain-Teleskop (Quelle für Konzept der Brennweite: https://www.cloudynights.com/topic/777522-beginner-question-about-focal-length/?p=11197866)

Beispielrechnung zur Ermittlung der minimalen Filtergröße

Gegeben:

Teleskopöffnung: 130 mm
Chipdiagonale: 43,3 mm (Vollformat)
SC – Teleskopbrennweite: 364 mm
SA – Abstand Filter zu Chip: 27 mm
CD = 0,5*Teleskopöffnung - 0,5*Chipdiagonale = 43,35 mm

AB ist die gesuchte Länge, um die der Filterradius größer sein muss, als die Chipdiagonale. Der gesuchte minimale Filterdurchmesser beträgt also: