５０ｘ７ 実視野１２度超広角双眼鏡
完成予想図はこんな感じでしょうか。
２インチサイズに対応した市販の直視タイプの正立デバイスは今のところ存在しません。
「２インチ取り付け可能」という商品はありますが、内部プリズムの有効径が３０ｍｍ程度しかないシロモノでほとんどの２インチアイピースで周辺がケラれてしまいます。もちろんこの双眼鏡（視野サイズが４７ｍｍもある）には使えません。仕方がないのでポロ１型の正立光学系を自作しようと思います。ドラえもんの「ビッグライト」があれば解決できるんですけどね。（笑）。画像で気が付かれた人もいるでしょうが、実はＮｉｋｏｎのミクロン双眼鏡の画像を合成加工しています。図体がデカイので小さく見せたいのと、ポロ１型の構造が分かりやすいのでこうしていますが、デザイン的には武骨な感じがするので実際このようにするかは未定です。
■ 正立化
７Ｘ５１ ＰＲＩＭＥ ＷＩＤＥ ＦＩＥＬＤ １２° Erecting Type
■ モックアップ
正立デバイスは長さの短縮に有利なポロ１型とし、モックアップを作ってみました。材料は薄手の塩ビ管、ミラーハウジング部は発泡スチロールと木板です。表面にはマットブラックと擬革調の２種類のカッティングシートを貼りそれらしくしました。光学系はもちろん入っていませんが、接眼部の大きさはＥＷＶ３２の大きさに揃えています。・・・予想通りですがやっぱりデカイ〜！！ミラーハウジングは自作可能な強度ぎりぎりまで肉を落とし小さくしたつもりだったのですが、クレイジーな大きさになっています。デザイン的に小さく見せることと持ちやすくすること、あとは極力軽量化をしていこうと思っています。 （２００７年５月２７日）
ポロミラーについて
ポロ１型の正立光学系にはプリズムではなく、平面ミラー（ポロミラー）を使用して軽量化するつもりです。画像、分かりにくいですが２種類のミラー素材を並べています。カメラのピントはミラー表面でなく、反射像に合わしているため、ミラーの輪郭はぼけています。サイズは１５０ｘ２００ｍｍくらい。左は銀反射膜、右はアルミ反射膜。銀反射膜のほうがわずかですが明るいのが分かりますか？銀は従来、耐久性に乏しく裏面反射としての使用しか出来なかったのですが、今は銀蒸着材料に添加物質を入れたり、保護コートを施すことによって表面反射膜としてアルミ保護膜と同等の耐久性を獲得しています。誘電体多層膜（ディエレクトリック）では入射角度依存性があり、入射角度範囲の大きなこの光学系には向いていないので銀反射膜を使用するつもりです。ポロミラーの利点はプリズムのような内側面による全反射が無いため、ゴースト・フレア・疑似瞳などの発生が無いことです。臨界反射条件もないのでプリズムのような高屈折率ガラスを使用する必要もありません。プリズムよりコストも低いし軽量なので今後はミラーを使用した双眼鏡が増えていくものと思います。
（２００７年５月６日）
■ デザイン修正
ぼってりしたデザインを手直ししました。ミラーハウジング下部を大きく斜めカットし対物レンズをすっきり見せるようにしています。またミラーハウジング上部も緩く斜めカットを入れ、なで肩にしました。接眼レンズは本物のＥＷＶ３２を取り付け、対物レンズはダミーのプラスチックレンズを入れてようやく双眼鏡らしくなりました。ミラーハウジング部は対物レンズ（今は口径５０mm）と比べるとまだ大きいですが、私がぶら下げるとフツウの大きさに見えます。最近また身体が膨張したような・・・。（汗）
■デザイン上の工夫
最小眼幅（６０mm）状態に本体を折り曲げると全幅最小となり可搬性が高まります。（上のサムネイル画像は眼幅７２mmの状態です） 普通の双眼鏡ではここまで大きな角度変化を伴いませんが、眼幅調整の回転軸の位置を本体に近づけることで実現しています。６０mmの状態でも持ちにくくてたまらないということはないはずです。
合焦機構はストレートタイプと同じ。第２対物レンズを親指でスライドさせる方法を採るつもりです。ミラーハウジングが大きくても操作しやすく、ＩＦ（左右独立式合焦機構）でありながら像を観察した姿勢のまま合焦が可能です。
デザインが決まったので詳細設計に入りますが、う〜〜〜ん。 はっきり言って２インチ双眼装置よりもよほど難物ですね。
（２００７年８月２０日）
■ミラー材を入手しました
ミラー材は厚み約２．５mmの石英ガラス基板に銀コート（強化コート）を施しました。薄いですが倍率７倍でドーズの限界以下で使用ですから少々変形しても像劣化は判らないでしょう。もともとはＩＣのフォトマスクに使用されている基板の再利用なので光学精度並みの平面度はあります。一辺１２８mmの正方形基板５枚から５０Ｘ７０mmの楕円形ミラーを８枚切り出します。この作業は失敗しやすく骨の折れる作業になりそう。ガラス切りによる荒取りは施工業者に頼もうと思っています。
補足：今回は軽量化目的もあり薄いミラーを使用しています。２インチ双眼装置にこのような薄いミラーを転用する気は毛頭ありませんので誤解のなきようお願いします。
■銀コートの反射波長特性
実測値です。P偏光とＳ偏光で差がありますが、可視波長域平均で９８．５％程度あります。ポロの４回反射で９４％の総合透過率です。
アルミコートが赤系の反射率が低く青みがかるのに対し、銀は紫〜紫外域の反射率が低いことがわかります。赤みがかるというよりは、ナチュラルな色調です。
（２００７年１０月１３日）
P偏光
Ｓ偏光
■銀コートとアルミコートの実力差
合わせ鏡（２枚の同じ種類の表面鏡を正対させたもの）で青空を多重反射させて実験してみました。どちらの画像も明るさやコントラスト、ガンマ値などの画像処理はしていませんが、見やすくするため縦に４倍に引き延ばしています。（銀のほうはミラーの最外周が黒っぽいクロム膜で縁取られているため画像処理をしたように見えますがそうではありません。） 中央帯に青い矩形が並んでいますが、一番右端が１回反射による青空の反射像。次が３回、５回、７回というように増えていきます。ポロ型双眼鏡では４回反射するので、１回反射の像とその２つ隣りの５回反射の像（差が４回）の差ぐらいの光量減少が起こります。アルミ膜は青色系の反射率は高いはずですが銀に比べると光量がどんどん落ちているのが判るとおもいます。銀コートの反射率は入射角に寄らず一定で驚異的な反射率です。双眼鏡に仕上げればきっとナチュラルな色調になることでしょう。
（２００７年１１月４日）
銀コート（増反射）
アルミコート（増反射なし）
■銀コートミラーの切断
楕円形に成型する前段階として、ガラス屋で８角形に切断してもらった。電話で問い合わせるとガラス厚８ｍｍぐらいまでなら切断できるということで持ち込んだ。ガラス屋の使うガラス切りは「オイルカッター」というもので、先端が堅いローラー状になっていて灯油をガラスの傷に含ませながら切断する。ガラスにつけた傷は空気に触れると瞬間的に再び埋まってしまうが、回りがオイルだと空気が遮断され傷（割れ目）が保たれるのだそうだ。昔はダイヤモンドカッターが主流だったが、今はプロでも使うのは難しいとのこと。ガラス屋さん曰く、「ガラスは音で切る」のだそうで。「チー・・・・」という音がしたらまず確実に切れる。でもこのミラーはとんだ苦労をかけてしまった。この石英ガラスは普通のガラスより堅く、音がほとんどしなかったそうで、３枚中２枚が思わぬ方向に割れてしまい失敗に終わった。それでもプロ、なんとか最低限必要な８枚を切り出してくれた。
あとは私がグラインダーで楕円に仕上げるのだが・・・１枚も失敗は許されなくなった。
ミラー表面は保護のためラップを密着させている。
（２００８年３月１日）
■双眼鏡体の製作
いよいよ双眼鏡体を作る段階にはいってしまった。ミラーハウジングの複雑な形状を自作で再現できるか今度だけは自信があまり無い。フォルムに凝れば凝るほど難しくなるがそれよりも実用面で意外なほどに軽くしたい。強度は地面に落としたら何にせよ無事ではなかろうからそこそこにするつもりだ。重さの目標は１．２ｋｇ以下だ。ミラーの入る空間を確保したいので、ストレートタイプのような厚肉の塩ビパイプではなく、厚さ２ｍｍのアルミパイプを使用することにした。アルミパイプはこの外径だと２ｍｍが一番薄い。どちらのパイプも外径は６０ｍｍだが、手にした感じはアルミパイプのほうが軽い。１ｍの重さは計算上は、塩ビが１１２０ｇ、アルミが９８０ｇということになる。このサイズのアルミパイプを切り売りしてくれる業者は見つからず、４ｍ分購入（運搬のため１ｍｘ４本に切ってもらった）。使うのは１ｍぐらいなのだが。
市販品があれば買ったほうがずっと楽なんだけれど中途半端な広角機にはすでに失望しているし。軍用のコスト無視の広角機は入手困難だしノーコーティングだったりするケースが多い。
・・・モチベーションを支えているのは７Ｘ５０、１２度というこの世にない尖ったスペックと銀ミラー４枚による効果を見たい、それだけだ。
（２００８年５月２日）
■ポロミラー台座１
２．５ｍｍ厚のミラーを支える台座。
ポロプリズムの変わりに４枚の楕円形のミラーを組み合わせてポロミラーを構成します。そのうち２枚ずつは９０度対向させて１個のプリズムの代わりになります。図はそのための台座で５０Ｘ１００ｍｍのアルミ角パイプ（板厚２．３ｍｍの引き抜き管）から９０度のアングルを切り取りましたが、寸法が足らないので片面は継ぎ足しになります。
この９０度のアングルを４５度の傾斜に支えるのはやはり４５度のアルミ引き抜きアングルです。双眼鏡のデザイン上、片側だけをアングルで支えることになります。まだ途中ですが下の図のような感じになります。
ミラーは薄いのでドブソニアンの主鏡のように３点を柔らかいパッドで受けて接着するつもりです。
（２００８年７月１３日）
■銀コートミラーの整形
ミラーを５０ｘ７０ｍｍの楕円形に整形した。８角形に切断したミラーをグラインダーでひたすら削って削って、半日かかって仕上げた。材料は８枚丁度しかないので失敗は許されない。焦るとチッピングを起こす。自分の根気との闘いだったがなんとか勝利したようだ。養生の紙を表面に貼っているので１枚だけ剥がしてお見せします。
ポロミラーの形は左下のＢ形でも良かった。プリズムだと反射面は必ずB形になりＡ形にはできない。今回は削る手間はかかるがＡ形にした。なぜかと言うと、ミラーは一面一面が光を通す（反射する）、逆に言えばそれより外の光は通さない、つまり迷光絞りの役目を果たしている。これはプリズムでは真似のできない利点だ。そこで迷光絞りはきっちり円形にこだわった。
またプリズムのようなガラス内面反射が無い分、高い像コントストが得られるのではないかと期待している。
ついでに言及しておくが、プリズムの全反射は一般にミラーより耐久性があると言われているが、そうとは限らない。プリズムの全反射面はノーコートだが、ノーコートのガラス面は長期に渡り空気に触れるとガラス成分が析出して曇ってくる。プリズムのガラス面は析出防止の保護コートを施すか、さもなければ筐体を乾燥窒素ガス封止にするかしなければ万全とはいえない。自分も保管が悪くて天頂プリズムを曇らせたことが何度かある。双眼鏡のプリズム至上主義に一石を投じたい。
（２００８年７月２０日）
■ポロミラー台座２
アルミアングルを組み合わせたミラー台座。今回は加工できそうな部分は業者に頼まず、金切りノコとグラインダーで自分で加工している。アルミをグラインダーで削る作業は摩擦熱ですぐアルミが熱くなり、指が低温やけど状態になった。台座は筐体に入れるときに一部まだ削る部分があるがいちおう完成。
銀コートミラーをソッと載せてみた。反射面はクリア、直角度もまずますで、稜線部で自分の眼がだぶって見えない程度にはできている。亀の歩みだったがようやく正立双眼鏡を作っている実感がわいてきた。質量は台座が１個７５ｇ、ミラー２枚で３２ｇ、１パーツで１０７ｇだった。同じ重さのポロプリズムだと口径３５ｍｍ相当になる。ガラスの塊（プリズム）だとアメリカンサイズにしかできない質量だ。 （２００８年８月３日）
■ポロミラー台座３
台座の中央部の幅を狭くしてシャモジのような形状に加工。
これはミラーハウジングの構造物との干渉を避けるためです。
ミラーハウジングの形状は右下の方眼紙の切り抜きのような逆ハート型をしています。
４つの台座の配置は右のような感じでハウジングの内部で立体的に組み合わされます。
台座は地味な作業でしたがようやく完成、これからはいよいよ双眼鏡構造体の製作にはいります。設計図面は今までになく苦心しましたが引き終えて、製作に入りました。外側の作業で一挙に双眼鏡らしくなるはずです。
