★星空日記コリメート風★
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By HIRAI Sapporo, Hokkaido, Japan
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2015/2/13 7：00
【カセ系バッフル設計１ 】 からの続きです。
カセグレン式反射望遠鏡に興味がないかたには、かなりつまらない内容なので、どうぞ読み飛ばしてくださいませ。（笑）
下の図はこれから作る40cm反射のバッフル位置を決めるため、Ｂ４版のグラフ用紙に鉛筆で手書きし、ブログ用にペイントソフトで加工したものです。
71040175TCAT2
画面下側の長い横線は光軸です。つまり、主鏡と副鏡は光軸から上半分だけ表示しています。天体は左方向、接眼部は右方向です。
横縮尺１：５、縦縮尺１：１で描いているので、縦長に誇張されています。
描いた線を簡単に説明します。
赤＝カセグレン焦点位置での視野有効径を確保した場合の光路
青＝副鏡バッフルの陰になる光路
黄＝副鏡バッフルの上端と接眼部の有効視野の下端を結ぶ光路
今回は、様々な接眼装置を装着できるように、主鏡と副鏡の間隔を15mm変化させることで、筒外焦点位置 （バックフォーカス、略称ＢＦ） を220mmほど変えられるようにします。
また、視野有効径が異なる２種類のバッフルを用意することにしています。
このようなバッフルを作図で求めるのは、数十枚の作図をしなければならず、作図が大変です。
そこで考えたのが、表計算ソフトの Excel の活用です。
直線と直線の交点を求める公式を使い、Excel 表を作成しました。
オレンジ色に塗られた視野径と副鏡バッフル半径の数値を変えながら、最適な主鏡バッフル位置と寸法をシミュレーション的に求めます。（表をクリックすると拡大表示されます）
それぞれの表の一番上の行は副鏡位置がマイナス5mm、黄色の行は副鏡の基準位置、一番下の行がプラス10mmで、1mmきざみ16通りの値を表示しました。
副鏡位置マイナス5mmでＢＦは276mm、基準位置でＢＦは345mm、プラス10mmでＢＦは500mm、というように変化します。
球面収差も変化しますが、実用上はそれほど問題ないだろうと夢作さんからアドバイスをいただきました。
上段の表は焦点位置で45mm径を確保した場合の検討表です。
45mm径は、XL40という接眼鏡（焦点距離40mm見掛け視界65度）で得られる視野径で、倍率約100倍、視野角は約0.65度になります。
下段の表はアメリカンサイズの接眼鏡を想定し、焦点位置で26mm径を確保した場合です。
この検討表を作成したことで、バッフルの設計が前進しました。数十回のシミュレーションを行い、近日中にバッフルの大きさと配置位置を決める予定です。
カセグレン式反射望遠鏡に興味がないかたには、かなりつまらない内容なので、どうぞ読み飛ばしてくださいませ。（笑）
下の図はこれから作る40cm反射のバッフル位置を決めるため、Ｂ４版のグラフ用紙に鉛筆で手書きし、ブログ用にペイントソフトで加工したものです。
71040175TCAT2画面下側の長い横線は光軸です。つまり、主鏡と副鏡は光軸から上半分だけ表示しています。天体は左方向、接眼部は右方向です。
横縮尺１：５、縦縮尺１：１で描いているので、縦長に誇張されています。
描いた線を簡単に説明します。
赤＝カセグレン焦点位置での視野有効径を確保した場合の光路
青＝副鏡バッフルの陰になる光路
黄＝副鏡バッフルの上端と接眼部の有効視野の下端を結ぶ光路
今回は、様々な接眼装置を装着できるように、主鏡と副鏡の間隔を15mm変化させることで、筒外焦点位置 （バックフォーカス、略称ＢＦ） を220mmほど変えられるようにします。
また、視野有効径が異なる２種類のバッフルを用意することにしています。
このようなバッフルを作図で求めるのは、数十枚の作図をしなければならず、作図が大変です。
そこで考えたのが、表計算ソフトの Excel の活用です。
直線と直線の交点を求める公式を使い、Excel 表を作成しました。
オレンジ色に塗られた視野径と副鏡バッフル半径の数値を変えながら、最適な主鏡バッフル位置と寸法をシミュレーション的に求めます。（表をクリックすると拡大表示されます）
それぞれの表の一番上の行は副鏡位置がマイナス5mm、黄色の行は副鏡の基準位置、一番下の行がプラス10mmで、1mmきざみ16通りの値を表示しました。
副鏡位置マイナス5mmでＢＦは276mm、基準位置でＢＦは345mm、プラス10mmでＢＦは500mm、というように変化します。
球面収差も変化しますが、実用上はそれほど問題ないだろうと夢作さんからアドバイスをいただきました。
上段の表は焦点位置で45mm径を確保した場合の検討表です。
45mm径は、XL40という接眼鏡（焦点距離40mm見掛け視界65度）で得られる視野径で、倍率約100倍、視野角は約0.65度になります。
下段の表はアメリカンサイズの接眼鏡を想定し、焦点位置で26mm径を確保した場合です。
この検討表を作成したことで、バッフルの設計が前進しました。数十回のシミュレーションを行い、近日中にバッフルの大きさと配置位置を決める予定です。
2015/2/11 7：00
40cm反射望遠鏡の鏡筒を2015年2月から作り始めます。
今回製作するのはカセグレン式の望遠鏡です。
カセグレン式は、筒底に配置する大きな凹面鏡 （主鏡） と筒先に配置する小さな凸面鏡 （副鏡） の２枚の鏡から成り立ち、屈折式と同様、鏡筒の後方から覗く形式の反射望遠鏡です。
31230786
カセグレン式の口径402mm主鏡と口径127mm副鏡です。
2枚の鏡は友人の夢作さんに光学研磨してもらった高精度非球面反射鏡で2014年8月に納品されました。
ところで、カセグレン式反射の場合、迷光を防ぐバッフルという遮光部品をどのように設計配置するかが重要になります。
31200427
これは、宮古島観測所の口径50cmカセグレン式望遠鏡の主鏡です。主鏡清掃をするため鏡筒から外したところを撮影。
手で持っている黒く細い筒が主鏡バッフル。バッフルは中空のパイプです。
71040167
これは、1980年代に作った口径246mm変形カセグレン式 （ドールキルハム・ニュートン式） 反射望遠鏡の副鏡バッフルと設計図です。副鏡の口径は75mm。研磨は若き日の夢作さんです。
主鏡バッフルと副鏡バッフルの配置が不適切だと、視野のコントラストが低下したり、主鏡で集められた光が遮られたりします。
バッフル設計は、これまで作図で行っていました。
71040173
グラフ用紙に横縮尺１：５、縦縮尺１：１で光路を描き、バッフルの最適位置を求めます。
鉛筆で薄く書いているためわかりにくいですが、左側の縦線が副鏡、中央やや右側の縦線が主鏡、右端の縦線が接眼部の焦平面を表し、40cm反射の研磨発注前に構想を練るため2013年3月に作図したものです。
2014年8月、主鏡と副鏡が納品されたので、実際の光学寸法でバッフル設計をする必要があります。
作図のほうが視覚的に優れていますが、今回は副鏡位置とバッフル位置を少しずつ変えながら何度もシミュレーションするので、どうしても作図枚数が多くなってしまいます。
打開策は 【カセ系バッフル設計２】 で。
今回製作するのはカセグレン式の望遠鏡です。
カセグレン式は、筒底に配置する大きな凹面鏡 （主鏡） と筒先に配置する小さな凸面鏡 （副鏡） の２枚の鏡から成り立ち、屈折式と同様、鏡筒の後方から覗く形式の反射望遠鏡です。
31230786カセグレン式の口径402mm主鏡と口径127mm副鏡です。
2枚の鏡は友人の夢作さんに光学研磨してもらった高精度非球面反射鏡で2014年8月に納品されました。
ところで、カセグレン式反射の場合、迷光を防ぐバッフルという遮光部品をどのように設計配置するかが重要になります。
31200427これは、宮古島観測所の口径50cmカセグレン式望遠鏡の主鏡です。主鏡清掃をするため鏡筒から外したところを撮影。
手で持っている黒く細い筒が主鏡バッフル。バッフルは中空のパイプです。
71040167これは、1980年代に作った口径246mm変形カセグレン式 （ドールキルハム・ニュートン式） 反射望遠鏡の副鏡バッフルと設計図です。副鏡の口径は75mm。研磨は若き日の夢作さんです。
主鏡バッフルと副鏡バッフルの配置が不適切だと、視野のコントラストが低下したり、主鏡で集められた光が遮られたりします。
バッフル設計は、これまで作図で行っていました。
71040173グラフ用紙に横縮尺１：５、縦縮尺１：１で光路を描き、バッフルの最適位置を求めます。
鉛筆で薄く書いているためわかりにくいですが、左側の縦線が副鏡、中央やや右側の縦線が主鏡、右端の縦線が接眼部の焦平面を表し、40cm反射の研磨発注前に構想を練るため2013年3月に作図したものです。
2014年8月、主鏡と副鏡が納品されたので、実際の光学寸法でバッフル設計をする必要があります。
作図のほうが視覚的に優れていますが、今回は副鏡位置とバッフル位置を少しずつ変えながら何度もシミュレーションするので、どうしても作図枚数が多くなってしまいます。
打開策は 【カセ系バッフル設計２】 で。
2014/9/1 7：00
知人の夢作さんと1年半ほど前に交わした会話です。
「ひらいさん、60歳の還暦記念に60cm、作る気あるなら研磨しますよ」
「高くて手が出ないです。観測室も狭いし無理です〜」
「それなら、50cmならどう？」
「50cmでも無理です〜。40cmなら大丈夫かも」
てな具合で、精密光学研磨の名手である夢作さんに口径40cmの反射鏡研磨を依頼したのが昨年2013年3月のことでした。
前回、夢作さんに研磨を依頼したのは1974年で、実に40年振りの研磨依頼です。【前回は25cmの研磨】をお願いしました。
夢作さんは2013年12月末の納期を約束してくれました。
ところが、私の資金調達の都合と昇降支柱製作の遅れで、鏡面の完成延期を私のほうから何度もお願いした経緯があります。
これ以上遅らせると迷惑がかかるので、半年遅れの2014年7月に完成させてもらいました。
大きな40cm鏡の梱包荷物が届いたのは8月8日。ちょうど昇降支柱の塗装を始めたばかりで、梱包したまま放置していました。
支柱が完成したことから8月31日に梱包を解き、高精度鏡面と対面。
31230786
402mm主鏡と127mm副鏡。カセグレン式です。
ピカピカの鏡面を見ているうち、顔がニター （笑） としてきました。例えが悪いですが、美味しい餌を眼前にしたワンコの気持ち？ 夢作さん、ありがとうございます。しっぽがあれば激しく振っています。
主鏡のＦ値は2.75。合成Ｆ値は10.0。主鏡の重さは約13kg。
主鏡と副鏡の設計間隔は792mmと短めで、40cm鏡としては比較的コンパクト。私の狭い観測室にも格納可能な大きさです。
副鏡の非球面度がかなり強く、ニュートン式反射よりも光軸保持の許容範囲が相当厳しいため、どのような鏡筒を作っていくかが課題です。
「ひらいさん、60歳の還暦記念に60cm、作る気あるなら研磨しますよ」
「高くて手が出ないです。観測室も狭いし無理です〜」
「それなら、50cmならどう？」
「50cmでも無理です〜。40cmなら大丈夫かも」
てな具合で、精密光学研磨の名手である夢作さんに口径40cmの反射鏡研磨を依頼したのが昨年2013年3月のことでした。
前回、夢作さんに研磨を依頼したのは1974年で、実に40年振りの研磨依頼です。【前回は25cmの研磨】をお願いしました。
夢作さんは2013年12月末の納期を約束してくれました。
ところが、私の資金調達の都合と昇降支柱製作の遅れで、鏡面の完成延期を私のほうから何度もお願いした経緯があります。
これ以上遅らせると迷惑がかかるので、半年遅れの2014年7月に完成させてもらいました。
大きな40cm鏡の梱包荷物が届いたのは8月8日。ちょうど昇降支柱の塗装を始めたばかりで、梱包したまま放置していました。
支柱が完成したことから8月31日に梱包を解き、高精度鏡面と対面。
31230786402mm主鏡と127mm副鏡。カセグレン式です。
ピカピカの鏡面を見ているうち、顔がニター （笑） としてきました。例えが悪いですが、美味しい餌を眼前にしたワンコの気持ち？ 夢作さん、ありがとうございます。しっぽがあれば激しく振っています。
主鏡のＦ値は2.75。合成Ｆ値は10.0。主鏡の重さは約13kg。
主鏡と副鏡の設計間隔は792mmと短めで、40cm鏡としては比較的コンパクト。私の狭い観測室にも格納可能な大きさです。
副鏡の非球面度がかなり強く、ニュートン式反射よりも光軸保持の許容範囲が相当厳しいため、どのような鏡筒を作っていくかが課題です。
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