Свет - основной продукт на выходе телескопа. Чем больше его собрано и передано в глаз наблюдателя, тем ярче будет рассматриваемое изображение. А какие баталии происходят при обсуждении достоинств и недостатков разных оптических схем! Считают проценты, потерянные на оптических поверхностях и миллиметры недополученной апертуры. Но свет теряется не только в самом телескопе. Различные приспособления, используемые для наблюдения тоже вносят в свой вклад. Взять для примера диагональное зеркало. Его частенько используют с рефракторами и зеркально-линзовыми телескопами для удобства наблюдений. В закромах у меня нашлось аж три разных диагонали:

1. Диагональное зеркало Svbony SV188
2. Диагональная призма Celestron #94115-A
3. Диагональное зеркало Explore Scientific Dielectric

Так или иначе я использовал каждую из них, но возможности сравнить их друг с другом как-то не представлялось. Наконец у меня нашлось немного свободного времени, и руки дошли до сравнения этих трёх диагоналей. Вот и посмотрим, как влияет та или иная диагональ на светопропускание телескопа.

Участники испытаний

Диагональное зеркало используется на телескопах с фокусировочным узлом, расположенным на оптической оси в задней части трубы. В ньютонах оно не нужно. Ставят его для удобства наблюдения чего-то, расположенного высоко над головой. Без диагонали пришлось бы ложиться под трубу, чтобы проводить наблюдения в околозенитной области. Диагональ “ломает” оптическую ось на 90 или 45 градусов.

Для поворота оптической оси может использоваться плоское зеркало или призма. Зеркало создаст изображение с правильным расположением верха и низа, но перевёрнутое вдоль вертикальной оси, т.е. право и лево поменяются местами. Призмы же могут создавать как зеркальное, так и прямое изображение. Призмы, дающие прямое изображение ещё называют оборачивающими. Прямое изображение удобно для наблюдения наземных объектов, а для небесных зеркальное отображение совершенно не является проблемой.

Из-за большого количества внутренних отражений в оборачивающей призме качество изображения на выходе будет чуть хуже, поэтому для астрономических наблюдений применять такие призмы нет смысла. Обычная призма будет работать тем хуже, чем круче сходится пучок лучей на выходе из телескопа, что свойственно светосильным трубам. На зеркально-линзовых телескопах и длиннофокусных рефракторах использование призмы вполне себе приемлемо. Зеркало же лишено данных недостатков, но на нём может теряться 10 и более процентов света, в зависимости от покрытия. Лучшими считаются зеркала с диэлектрическим покрытием, у которых отражается до 99 процентов падающего света.

Все три участника приведены на фото ниже.

Краткие характеристики приведены в таблице ниже.

Характеристики тестируемых диагоналей

	Svbony SV188	Celestron #94115-A	Explore Scientific Dielectric
Посадочный диаметр диагонали	1.25"	1.25"	2"
Посадочный диаметр окуляров	1.25"	1.25"	2" и 1.25" через комплектный переходник
Фиксация окуляров	винтом через компрессионное кольцо	двумя винтами	винтами через компрессионное кольцо для обоих типов окуляров
Тип	диагональное зеркало 90°	диагональная призма 90°	диагональное зеркало 90° с диэлектрическим покрытием
Материалы корпуса	металл	корпус пластиковый, присоединительные детали из металла	в основном металл, из пластика сделаны боковые крышки
Вес	135г	135г	475г
Примечания	Полностью металлическая диагональ, даже боковые крышки. Кстати, эти крышки изнутри такие же блестящие, как и снаружи. Настоятельно рекомендуется закрасить изнутри матовой краской. Свой экземпляр я оклеил чёрным бархатом. Окуляры зажимаются с помощью компрессионного кольца, так что царапины на трубке окуляра не появятся. Зеркало вклеено в корпус, никаких регулировок не имеет. Если не повезёт с кривым экземпляром, то придётся самому переклеивать.	Корпус диагонали выполнен из пластика. Окуляры зажимаются с помощью двух винтов. Со временем эти винты оставят свои следы на трубке окуляра. Из трёх тестируемых диагоналей выглядит самой бюджетной.	Самая приятная по исполнению диагональ из представленных. Все детали металлические, кроме боковых крышек. Зеркало установлено в юстируемую оправу. Все поверхности внутри диагонали зачернены. Окуляры зажимаются с помощью компрессионных колец. Диагональ поддерживает установку как окуляров 2", так и 1.25" (через комплектный переходник).

В итоге у нас имеются два зеркала (одно из них с диэлектрическим покрытием) и одна призма зеркального отображения.

Испытательный стенд и методика измерения

Как будем измерять светопропускание? Достаточно незатейливо. Общий вид испытательного стенда приведён на фотографии.

Экран, в качестве которого используется дверца белой тумбочки, освещается с помощью светодиодного светильника (я использовал видеосвет от Youngnuo). Измерителем яркости будет цифровая фотокамера. Расстояние от фотокамеры до экрана всегда выдерживается одинаковым. Баланс белого выставлен по дверце тумбочки, так что она считается камерой нейтральной в плане цвета. Выдержка, диафрагма и чувствительность подобраны так, чтобы поверхность экрана была как можно ближе к максимальной яркости, фиксируемой фотокамерой, но не достигала и не превосходила её. Подобранные значения зафиксированы на время эксперимента. На экране установлена отметка, возле которой будет производиться измерение яркости, чтобы для всех испытуемых место было одинаковым. Между экраном и камерой устанавливается столик, на котором будут располагаться исследуемые диагонали. На столике сделаны отметки прямой и повёрнутой на 90 градусов оптических осей для удобства позиционирования диагоналей и камеры.

Сначала делается фото экрана напрямую. Этот кадр используется для определения базовой освещённости экрана. Затем камера переставляется на позицию, повёрнутую на 90 градусов относительно изначальной. Расстояние до экрана выставляется прежним с учётом излома оптической оси. На столик по очереди укладываются диагонали и позиционируются так, чтобы в камере была видна отметка на экране, возле которой будет производиться измерение. Делается кадр. Диагональ меняется на следующую, измерение повторяется.

Результаты и выводы

В результате получено 4 кадра с ярко освещённым фоном, из которых вырезаны области ~100x100 пикселей из одной и той же позиции рядом с маркером. На изображении ниже приведены области, полученные для следующих измерений (в порядке слева направо):

1. Чистый экран, снятый напрямую
2. Экран через Svbony SV188
3. Экран через Celestron #94115-A
4. Экран через Explore Scientific Dielectric

Уже на фото видно, что разные диагонали пропускают свет не одинаково. Попробуем оценить это, рассчитав коэффициенты пропускания по каждому из каналов (R-красный, G-зелёный и B-синий). Замер будет производиться с помощью инструмента взятия цвета по области в пару десятков пикселей из центральной части каждого квадрата.

Рассчитаем светопропускание в каждом из каналов по следующей формуле: K_c = L_cd / L_cs, где K_c - коэффициент свеотпропускания в одном канале (R, G или B), а L_cd и L_cs - измеренное значение яркости в соответствующем канале для диагонали и экрана.

Общий коэффициент светопропускания рассчитаем по формуле: K = (K_R + K_G + K_B) / 3, где K_R, K_G, K_B - коэффициенты свеотпропускания в соответствующем канале (R, G или B).

Результаты для каждой диагонали приведены в таблице.

Результаты измерения светопропускания разных диагоналей

	Svbony SV188	Celestron #94115-A	Explore Scientific Dielectric
Коэффициенты светопропускания поканально, (R:G:B)	(0.920:0.928:0.940)	(0.968:0.968:0.968)	(0.976:0.976:0.972)
Общий коэффициент светопропускания	0.929	0.968	0.975
Примечания	Данное диагональное зеркало ожидаемо является аутсайдером в данном тесте, однако, результат в 93% является неплохим для данного типа диагоналей. Зеркало немного искажает цвет в сторону бирюзовых оттенков.	Отличный результат для бюджетной диагонали. Высокое светопропускание и полностью нейтральная цветопередача.	Хотя данное диэлектрическое зеркало и не продемонстрировало обещанных 99% светопропускания, но оно всё равно оказалось лучшим в данном тесте. Цвет сдвигается совсем немного в сторону жёлтых оттенков.

Итак, полученные результаты практически полностью соответствуют ожидаемым. Заменой диагонали можно получить где-то на 5-7 процентов больше света. Если телескоп не очень светосильный (f/8 и более), то можно обойтись достаточно бюджетной призмой. Для светосильных телескопов (f/6 и менее) уже придётся существенно раскошелиться на диэлектрическое зеркало. Стоят ли того дополнительные 5% света - каждому решать самому.