■初期計画 反射双眼望遠鏡用+ナイトビジョン
現在、多数のプロジェクトが同時に進んでいますが、部品の加工が間に合いません。 そして部品は大抵一度に出来上がってくるので、そのあとがまた大変なのです。
部品が来なくてもできることをボチボチと行っています。
その中でも大きなプロジェクト。
反射双眼望遠鏡用のフォーカサーになります。
望遠鏡自体、大口径なだけではなく、現時点で最も先進的なもので、後日ご紹介していけたらと思います。 即席で試作してみました。
左右こんな感じで組み合わされます。頭頂側から見た感じになります。 合成画像で左右どちらかはバーチャルなのですが、わかりますよね。
産業用のラックピニオン(2重微動)を利用しています。 眼幅対応のため、アルミパイプを組み合わせ、最外径は60mmに抑えています。 40mm長のラックピニオンですが、スライド量は26mmも確保できました。 重量のあるアイピースでもカメラでもスムーズにトラバースできそうです。
双眼望遠鏡の正面からの図。 こんな感じです。
右上は接眼部の配置等が最終と違いますが、おおまかなイメージ図です。 ドブ鏡筒と架台部・双眼構造は、Hubble Optics社製(特注)で、私は接眼部と全体の光学レイアウトを担当します。 パラコア2(倍率1.15倍)の後にPL55mmアイピースを付け、倍率35倍視野角1.1度を得ます。 射出ひとみ径が14.5mmにも達しますが、これは肉眼で見るのではなく、この後ろにNVを付け、コリメート法で観望(撮影ではない)します。 接続アダプターはテレビューから市販されています。 もちろん眼視用アイピースも付けられます。
原村星まつりで話題となった、ナイトビジョン(以下略してNV)一式をお借りしています。 目的はこれを2個使用した口径508mmF3.3の双眼望遠鏡を製作するためです。上記のフォーカサーもその一部になる予定です。 依頼者の方はできるだけ情報公開を希望されており、完成してからのお披露目ではなく、計画の段階からこうして公開するようにしました。
初めて手にするNVですが、スイッチをONにして、接眼部から写しています。 親指付近にあるのが、電源スイッチで、OFF→ON→IR・ONと切り替えます。
IRというのは赤外線LED照明(補助光)で天体時には使いません。 PVS-14( Photonis 4G INTENS 1800 オートゲート
P45 WP )という長い品番。
WPというのは防水ではなく、White Phosphor(蛍光体が緑でなく白くより自然なもの) PVS-14というのは筐体の形状。
4Gというのは第2世代イメージインテンシファイアをより広帯域に感度を持たせた改善版で正確には第3世代ではないそうです。
第3世代は「Gen3」という名称が付きますが、天体用途には4Gのほうが向いているらしい。
対物レンズ側から見たところ。 倍率1倍で視野角は40度あり、眼鏡でも楽に観察できます。 指の近くの大きな円形は単3電池のフタ。
小さな円形はゲイン調整ツマミです。 あと補助光LEDが配置されています。
(左) 台風接近で荒れ気味の空ですが、さっそく試してみました。 まずは肉眼に近いデジカメによるイメージです。
うちのベランダからの南方の眺望は開けていてとにかく暗いのがジマンです。 5秒露出でこんなもの。 眼が暗順応したら下の草地の様子がようやくわかるぐらい。 30km先の熊本市街の明かりが雲に映っています。
(右) NVをコリメート法で撮影。 画像処理して見たイメージに近づけました。 モノクロですがきめ細やかで、リアルタイム。 薄明中の風景ぐらいに見えます。
眼を接眼部から離すと・・・、画面の明るさに慣れてしまったせいで片目だけ眼がくらんで周りが見えません。
暗順応して星空を観望する従来とは別次元の見方になります。 ちょっと明るめの外灯(光源)の周りには円形のフレアをまとい幻想的です。
それにしても光害による雲が異常なほど明るい。 相当暗いところで使ってこそ威力を発揮する道具です。
何等級でしょう。 雲の切れ間から多数の星が見え、スターチェーンをたどることができます。 星は周辺でもほぼ点像に見えます。 肉眼による観望より明らかに星密度が多い。 しかも暗い星をみるための従来からのコツ(暗順応+ヤブニラミ)というものが全く不要です。 下は何の照明もない草地ですが、薄暮時のように植物のディテイルを見ることができます。 この画像ではその半分も再現できていません。 仕事柄、ビューワーの類は使ってきましたが、これほどきめ細かく、像の歪みも少なく、発色も白く鑑賞に耐えるものはお目にかかったことがありません。 大抵、中心像がぼやっとして、周辺像が放射状に乱れて、強烈な緑一色のビューワです。
■NVを双眼で観たい。
NVの画面はかなり明るい(緻密な白黒TVを見ている感じ)なので、わざわざ2本のNVを使い、左右2本の双眼鏡筒を使って双眼像をつくらなくても良いように思います。
双眼で見たければ、例えば単眼の望遠鏡+1本のNVに写る画面を実体顕微鏡で両眼に導くことは不可能ではありません。 画面は十分に明るいため左右に分岐させても極限等級の劣化は起こりえません。 むしろこのほうがコストメリットも、運搬性もずっと良いでしょう。
ただ、現状のNVはその対物レンズや接眼レンズをバラシて外すことはできないので、こうするしかないのです。 バラスと保証が効かなくなるだけでなく、 蛍光体には人体に有毒な物質が使われており、気密構造の筐体は「絶対に開けるな危険」というわけです。 依頼者の方はこのような事情を百も承知で進めています。
将来は対物レンズ・接眼レンズが外せる機種や蛍光面を疑似双眼で観察できる機種もあるようなので、NV観望方法(とくに双眼)のバリエーションも増えていくと思われます。 いきなり冒険はできないのでまずは定評のあるNVを選択されています。 (2018年8月23日)
ナイトビジョンに関しては、シベットさんのブログで紹介されています。
https://blogs.yahoo.co.jp/jzd01063/folder/1145795.html
■クセモノ・パラコア
F3.3のパラボラには コマコレクタが必須なのですが、これには定評のあるパラコア2を使用予定です。 しかしいくつか問題があることがわかりました。
パラコア2ではアイピースの焦点位置(視野環の位置)に応じて、内部のレンズのポジションを変え、コマ補正度を最適化します。
この簡易ヘリコイドになっているパーツを 「アジャスタブルトップ」と呼んでいます。
http://www.tvj.co.jp/10shop_televue/0010paracorr.html
アイピースポジションの対応表がありますが、PL55mmはそこにありません。 視野環位置が極端に前方(バレルの入口が環)にあるため、
A〜Hのうちに適合する箇所がないのです。 そこで手持ちの2インチバレル延長筒をPL55の先に取付けました。
この場合計算上はAの位置でコマを最適化できます。 ここまでは想定内でした。
パラコアを触っているうちに気が付いたのですが、最外径がΦ70mm! エエ〜これでは双眼望遠鏡に使えないじゃない!
と、いうことで・・・・小径のアジャスタブルトップを双眼用に作ることになりそうです。 たぶん市販はされていないでしょうね。
双眼化のしきいが一挙に高くなってしまいました。 ・・・ということは、F3.3のような大口径極単焦点の双眼望遠鏡を作った人って誰も居ないんじゃないでしょうか。
(2018年8月26日)
■方針変更(の予定)
依頼者と相談して
もっと合理的なシステムに方針変更する予定でいます。
まず
ナイトビジョン式双眼望遠鏡(双筒双眼)のメリットについて考えてみましょう。
(1)両限で脳にイメージを受け取ることができる。 もっとも大事なことで、NVの場合は強烈に明るい蛍光面を観察する眼と、何も見ていない側の眼の明るさ
ギャップが大きすぎるのでこのメリットは大きい
(2)ノイズが減る(かも?怪しい?) 左右別々の蛍光体画像を脳内で処理するので1/√2ぐらいになるかもしれません
この2つだろうと思います。 メリットになりそうで、ならないものとして。
(3)限界等級は上がらない NVですでに増幅されており双眼にしたところで暗い星は見えるようにならない
(4)分解能は上がらない NVの画像は光学アイピースに比べればまだまだ粗いのでそこで制約を受ける
いっぽう デメリットは
(5)双筒のため重量が2倍以上
(6)双筒のためコストが2倍以上
(7)観測姿勢は接眼筒の位置が相当高くなり極短焦点でも脚立が必要 下図のように天頂付近はツライ。
(単眼の極短焦点、横出しニュートンだと脚立不要)
■方針変更案
今まで依頼者が使用されている単筒のドブソニアンにNVを取付け、
その蛍光体面を実体顕微鏡で双眼観察する方向に変更しようと思います。
単筒双眼です。 そうした場合、(2)のメリットは無くなりますが、(1)のメリットは変わりません。 また下図のように蛍光体面は非常に明るいため、
実体顕微鏡で観察しても限界等級は変わりません。 むしろ光を分岐することで、適度な明るさまで下げることができます。
なにより、単筒にすることで(5)、(6)、(7)のデメリットが解消されます。 双筒双眼から単筒双眼にしてもまったく同等の性能を得ることができます。
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新双眼システム試作
(左) NVのルーペ部分(焦点距離26mm40°のアイピース)を取り外し、蛍光体面を露出させ、それを背後から実体顕微鏡で観察します。
実体顕微鏡の視野の広さはちょうど蛍光体面の有効直径とほぼ同じです。 接続筒があればワンタッチですが、そんな物すぐには無いので
アルミフレーム(DINレール)に両者を固定。 中心軸合わせにちょっと手こずりました。
(右) NVのアイピース外しは御法度ですが、犯罪行為ではありません。 もちろん依頼者の了解を得ています。 蛍光体は有毒かつ防塵のため、
サランラップでとりあえず保護しています。 蛍光体面の有効直径はΦ17.5mm。白っぽく、よく見るとゆるい凹面になっています。
これはルーペの像面湾曲を相殺する役目をしていると思われますが、実体顕微鏡でも有利に働きます。
悪天候のため星夜観望はお預けですが、ベランダからの夜景で確認しました。
素晴らしいの一言です。 ルーペよりスッキリ見えるのと、やはり両眼で見ることで
没入感も増し、低コントラストの領域が見やすく、見逃しが減ります。 ルーペでは観望後に眼を離すと明順応してしまって、お先真っ暗状態になりましたが、程度が軽くなります。
今回試作に使った実体顕微鏡。 知る人ぞ知るスイス製で芸術的な造りです。 下のレバーを倒すと1倍と1.6倍を切り替えられます。 アイピースの倍率がX10なので 10倍と16倍の切替になります。 ある方のご厚意で支給いただきました。 医療現場で長年働いてきた物。 第2の人生に利用されると良いのですが。
(2018年9月1日)
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双眼ナイトビジョン ファーストライト報告
観測眼は持ってないので、表現はとても稚拙ですが、簡単にレポートします。
望遠鏡に付けず、等倍、実体顕微鏡で双眼にした状態です。 今晩の天の川は肉眼では見えず、外灯が近くにあるのを陰に入って避けたぐらいの状態ですが、北アメリカ星雲がはっきりと分かります。 天の川の暗黒部や わけのわからないスターチェインが多数。 限られた領域の星数を数えてみました。(アバウトです) こと座の四辺形の中で約30個、いるか座の四辺形の中で10個程度見えます。 スカイアトラス(8等級まで)に載っている星数より多いです。 さながら動く星野写真という感じです。 これでカラーだったら完璧なのですが。 明るい星(火星など)の周りには前回報告したように円形のフレアが取り付き、少々邪魔に感じます。
片目を閉じて単眼と双眼を比較した場合、明らかに双眼のほうが星数が増えます。 蛍光体にはザラザラ感、微小なキズ、感度が低い部分があるのですが、そういう蛍光体によるものか、天の川のムラムラなのかが双眼にすると非常に判別しやすくなります。 単眼では見落としがちの天体を拾え、単眼を双眼にしたことによる効果は、NVを用いない一般の望遠鏡以上にあるように感じました。 双眼のクオリティなら、空の暗い所への遠征の費用や時間ロスを考えるとありかも知れません。
(2018年9月2日)
■
どうやって1個のNVで双眼を実現するか?(その1)
実体顕微鏡(Stereo Microscope)は、10円玉ぐらいのものを詳細に双眼で観察するための道具。 なので直径17.5mmの蛍光体面の観察にはもってこいです。
これ以上の物はないと言ってもよいぐらいです。
ただ、ふつう持ち運ぶようには作られていないので、前回紹介のもので1300gもあり 手に持ってお手軽星座観望するには重すぎます。
お値段的にもそれほど軽いものではありません。
また50cmのドブソニアンに取付ける場合には図のように、多数の部品を真横に連結させた配置となり、単眼でさえすでに長いのに、さらにこれの最後部に重たい
実体顕微鏡を配置するのは筋の良い方法には思えません。 このままでは鏡筒からの突出量が50cmを超えます。
NVを実体顕微鏡で見たときの素晴らしさは単眼に比べ圧倒的に素晴らしく、捨てがたいので、まずは実体顕微鏡を軽量化することにしました。
近距離双眼鏡の
パピリオ2を紹介したことがありますが、 これに適当な度数のクローズアップレンズを追加すると、実体顕微鏡になります。
http://imdiygo.la.coocan.jp/henreki.htm#Macro
実体顕微鏡とパピリオ顕微鏡を比べてみました。 左の図は観察台の方眼紙にピントを合わせた状態ですが、装置の大きさはほぼ同じ。
ヘッド部分の重さは 1300kgに対し、370g(クローズアップレンズを含む)となり、超軽量化できています。
右はスマホでコリメート撮影したもので、パピリオ双眼鏡の上下が欠けているのはスマホカメラの視野が足りないだけです。
見掛けの視野は、40°に対し、50° 拡大率は10倍に対し、12倍。 蛍光体全面を より高い倍率でよりワイドに観察できます。 アイレリーフもまずますで
なんとか眼鏡使用はできます。 ただパピリオ顕微鏡は歪曲や明るさムラが大きく、像の堅実性で実体顕微鏡の像のほうが個人的には好みです。
実体顕微鏡は昔のものなので視野に黄色い色づきがありますが、NV像の観察用としては何ら問題ないでしょう。
あれこれ細かな不満があっても軽量化のメリットがあまりに大きいので、パピリオを有力候補とします。
かなり軽量化できました 蛍光体に保護ガラスをつけました
あとは長さだけです。 ピントスペースは何も置かない空間で必要なのだけれど無駄に感じてしまいます。 なんとかならないものでしょうか。
ちょっとした案があってトライしますが、成功したときだけアップします。
(2018年9月8日)
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散光星雲を動画にのこしたい
双眼システムの開発は進めていますが、ちょっと寄り道してこんなことを考え中です。
Hαフィルタでオリオンの散光星雲(馬頭、エンゼルフィッシュ、などなど)をいちおう見ることはできたのですが、それならば動画にも記録できるだろうと思います。
おそらくNV無しにはできない芸当です。
ざっと見た感じの見易さ(濃さ)は
馬頭 > カリフォルニア > ばら > バーナードループ > エンゼルフィッシュ という感じでしょうか。 ただし X1では馬頭は小さく馬の頭の切れ込みはよくわかりません。
エンゼルフィッシュは直径40°のNV対物レンズ視野の中央に入れないとよくわからず、光芒が円形なので星雲なのか周辺減光で中央が丸く明るくなっているだけなのかわかりにくいです。
Hαフィルタに光が斜めに入射することで短波長側に波長シフトが起こります。 概略下図のような計算結果になりました。 半値幅7nmのHαフィルタの場合、
視野最周辺図(入射角半径=20°)では、Hα線の透過率はほとんどゼロにまで落ちていることがわかりました。(右グラフの紫色のライン)
これではエンゼルフィッシュなのか周辺減光なのかわからないはずですね。
1つの解決策として、ニコンの2倍テレコンバーターレンズを装着し、倍率を2倍にして視野(入射角)を半分にすることにしました。
即席でアダプターを作り装着しました。 馬の頭も見やすくなるはずです。 対物レンズ系のF値は1.4のままのはずです。
いっぽう動画(秒60コマ)は、15年以上昔のコンパクトデジカメで撮ろうとしましたが、まったく感度が足りず、NV付でも夜景がかすかに撮れる程度でした。
そこでD7500の ISO感度を25600程度(最大160万?)に設定して撮ってみようと思います。
これもコリメートアダプターを作りました。 アダプター全く無しで挑戦しましたが、グラグラしてレンズの芯が合わず、機材を落下させそうなので断念。
とりあえず今日は製作まで。 これからしばらくの間は月が邪魔をするので、トライするのはしばらく後になりそうです。
(2018年10月21日)
■
動画その後
上手くいっていません。(笑) ISO51200 で動画は撮れはしましたが、ノイジーで鑑賞に耐えるようなものではありません。
カメラレンズのFを明るくするとか、フレームレートを落として蓄積時間を長くするとかしないとキレイに撮れないのですが、
そっちのほうに興味が行ってしまうと工房の製作がお留守になりそうで ちょっとこわい。
せっかく長期でお借りしているので、その間に改善してみたいとは思っています。
■
NVシステムについて
設計は終了しており、加工部品が到着しはじめた段階です。 ここでシステムについてご紹介したいと思います。
オーナーさんはNVを2台お持ちです。 元々NVを左右に配置して双眼望遠鏡を予定されていたからです。
そこで今は、1台はドブソニアン専用、もう1台は低倍率専用として使い分け、いずれもパピリオ式の双眼観察を可能とします。
ドブソニアン専用NV NVとパピリオ の間に長いピントスペースがあったのですが、ミラー2枚で折返して、接眼部からの飛び出し量を短くしました。
この折り返し部分を回転させて接眼の見口高さをある程度調節できます。
ピンク色の部分は 2インチフィルタホイールで、空のコンディションによって5種類のフィルタ
(R610、R650、R685、7nmHβ、12nmHβ)などを選択します。
黄色い部分は接眼部のたわみ防止の補強部材です
低倍率専用NV 手持ち用の直視型と 経緯台搭載の90°対空型を作ります。 いずれも正立像になります。
ピンク色の部分は 1.25インチフィルタホイールです。 さらにこの前方には X3テレコンバータ、X5テレコンバーターが
装着できます。 赤の蝶々マークは分離部分で、別のユニットへの交換ができます。
加工部品がある程度組み立てられれば もっとイメージしやすいとは思います。 (2018年12月5日)
■
NV双眼システム組立開始
まずはドブソニアン専用NV双眼から。
まだ中味は入っていません。 固定できていない部分は養生テープ止めしています。
手前の黒い円筒部がパラコア2のレンズ部分で2インチフォーカサーに挿し込まれます。
コリメートアイピースは当初PL55でしたが、少しでも広角かつF値を明るくするため、ラベンデュラ63mmを内部に収納する予定です。
ミラー折返し光学系とはいえ、やはり長いですね。
光学系をもっと接眼筒内部に入れ、突出を少なくする案もあったのですが、NVを用いない眼視機能(双眼装置観察も含む) を温存したためにこのようになっています。
人により選択肢は違うと思いますが、自分なら眼視機能は温存します。
これでも当初の反射鏡筒2本のNV双眼望遠鏡に比べればはるかに小型ですからね。
次に、対空型の低倍率専用NV双眼です。
直視型の低倍率NV双眼です。
NVユニット部です。 一番苦労している部分ですがいくつか工夫しました。
・ 荷重がかかっても本体にストレスがかからないようにアルミ製の外筒ケースを作りました。
・ 接続部分はキヤノンのバヨネットマウント接続とししました。
・ 外部からNVのスイッチのON/OF走査と、焦点合わせができます。
・ 単眼のルーペ(付属の接眼鏡)の着脱ができます。
しかし、後から気がついたのですが、外部から電池の交換が必要でした。 NVは電池の自然消耗が激しく、数週間も経つと電源が入りません。
電池交換のたびにケースを分解するのは不便です。 電池の配置はこれから考えます。
内部はまだまだですが、外周りはできたので、アルマイト処理に出します。 (2018年12月9日)
■
低倍率用経緯台を製作
倍率は等倍か、専用テレコン付きで3倍、せいぜい5倍までです。 カメラ三脚でも十分ですが、90度対空に適した完全バランスタイプのフリーストップ経緯台としました。
オーナーさんの要望で、めがねの松本製 BORG 90mm BINO用経緯台をベースとし、その変形バージョンとして接続部分のみを作りました。
元々BINO用なので左側に単筒の鏡筒を載せることもできます。 また元々、左側上部には傾斜センサーと導入用タブレットが載ります。
NVで多数検知される天体をタブレットで検索する。そんな作業は楽しいものになることでしょう。
先端部のテレコンと 1.25インチフィルターホイールは自由に着脱ができます。 アルカスイス製のオフセット装置のおかげで完全バランスを取ることができました。
しかし便利な反面、不安全でもあります。 オフセットを固定するクランプが大きく立派な一方で、回転固定クランプが小さく、効きも悪く、かつ操作しにくい位置に
くることです。 暗がりで不用意にオフセットクランプ側を緩めたりすると事故につながります。 クランプは緩めても外れない構造なので適切なサイズのものに替えたり、
完全固定できるボルトに替えるることもできず、安全な構造に変更できません。
使用する側の対処方法としては完全バランスを取ったあとはクランプ操作を一切しないようにするべきでしょう。
1.25インチフィルタホルダは「分解なしでフィルタ交換できる」ということですが、やりにくかったので、支給いただいている5種類のフィルターを分解してプリセットしました。
分解はさほど面倒ではありませんが、クリックストップのスチールボールが脱落するので注意が必要です。
Hαバンドパスフィルタ2種類(半値幅7nm、12nm)と シャープカットフィルタ3種類(半値685nm、650nm、600nm)です。
その日の透明度や観測対象にフィッティングしやすくなると思います。
周辺減光が発生するのを防ぐため、分厚い枠のフィルタは枠を薄く削り、テレコンとNVの距離をできるだけ詰めて設計しました。
(2018年12月22日)
フィルターホルダーには フィルター無し(素通し)しの選択肢も設けたいところですが、仕方がありませんね。
ホルダーとNVとの接続は キヤノンのバヨネットマウントにしています。 素通しの場合はバヨネットを外してもらいます。
■
ドブソニアンタイプの製作
口径508mm、F3.3のドブソニアンに取り付ける ドブソニアンタイプの製作全景です。
左はNVユニット、右はドローチューブに挿し込む側のユニットで、パラコア2、ラベンデュラ63mm、
2インチフィルターホイールの3つが結合したユニットです。
キヤノンマウントで着脱します。 NVユニットのほうは製作が難しく遅れています。
3本延びたロッドはドローチューブの補強用で、右図のように3点支持でドローチューブを貫通する筒を固定しています。
筒とドローチューブとは相互に光軸を中心に回転し、かつフォーカス方向のスライドができる構造になっています。
これはトラス棒に連結する部分。 左右のトラス棒は同一平面状になく、立体的に捻じれているのでややこしくなっています。
このようなドブ本体に結合する部分については、直接金属が当たらないゴム当てとし、
工具レス着脱、さらにドブ側にタップ加工などの工作を強いない設計としています。
ドブ一式をお預かりできればもう少しシンプルにできるでしょうが、そうもいかないので・・・・。
オーナーさんには頻繁に寸法を測定していただきました。
完成画像です
(2018年12月28日)
■
NV保持ユニットの電源部製作
核心に触れる この部分の工作は、万一の故障のリスクもあり、できれば避けて通りたいところです。
NVは複雑な形状をしていて、水平 ・ 垂直の面がありません。
採寸が非常に難しく、図面が正確に描けないのです。 したがって大体合うであろう形状の部品を加工し、合わないところは現物合わせで修正していきます。
何度も仮組とバラシを繰り返す本当に神経をすり減らす作業になっています。 最初だけで次からはもう少し楽にはなるのですが、次はあるのかわかりません。
どうやったら上手くいくかを考えるのは楽しくもあるのですが、やや食傷気味です。(笑)
前述のように、電源OFFでも電池がすぐに消耗するため、NVの単3乾電池は入れっぱなしにできません。
NVユニットは、NVの外に補強のケースを被せた構造ですが、ケースを分解することなしに電池の着脱が必要になりました。
当初の計画には想定していなかった構造ですが何とか道筋がつきました。
NVユニットケース内部の配置です。 背面のカバーを付けた図
アイピース(写真は単眼用のルーペ)の下に単3電池ケースを入れました。 ルーペを外せば双眼ユニットがここに接続されます。
NVの対物レンズ側からだとこんな感じ 元の電池室に挿入する給電カートリッジです
ユニットケース側面に電池の出し入れ口を設けています 車のシガーソケットを参考に作りました
(フタはつけません)
まだ灯を入れてはいませんが、、関門はくぐれたようなので一安心しています。 (2019年1月14日)
■
NVユニット完成へ
黒アルマイト部品を入手。 いよいよ最終組立てを始めます。
蛍光体面の保護は最終的には2重構造にしました。 これは各種双眼ユニットを取り付けるための中間バレルです。
蛍光体面の有毒物質はガリヒ素らしいのですが、防毒・防塵・防傷 ここにも保護ガラス(外側)を入れています。 さらにゴムパッキンと
のための保護ガラス(内側)を入れました。 ただしこのガラスは Oリングと接着剤封止で防水構造としました。
元のNVに容易に戻せるようにするため、封止はしていません。
NVユニットに中間バレルを付けた図 中間バレルの代わりに 元々NVに付いていたルーペを付けた図
この状態で蛍光体面は初めて防水構造になります。 元のパフォーマンスでの単眼観察が可能です。
対空ユニットも内部にミラーを入れて調整してあります。 (今までの画像は外観ケースのみでした^^)
昼間に組みあがったので、とりあえず薄暗いクローゼットで動作を確認。 目論見どおり双眼での暗視ができほっと一安心しました。
ようやく山の頂上が見えてきた感があります。
(2019年2月17日)
■
画像追加しました
対空双眼ユニット(フィルタホイール付)
直視双眼ユニット。 手で持っているあたりでバランスします。
先端にフィルターホイールが装着できますが、長いので手が届きにくいです。
左: 完成した補強ユニット ステーの長さは多少調整が必要かもしれません。
右: 装着手順 >>> ドブのトップリング(青がその断面形状)に引っ掛け、ネジ@で押して固定後、ネジAでステーと結合させます。
左: 装着手順 >>> トラス棒を咥えてからナット@を締めて固定。 ネジAで ステーを結合します。
右: ネジやナット類は 脱落しないよう配慮しています
左: 2個の白い光点が瞳。 黄緑はユニット結合時の位置合わせマーク(蓄光シール)
中: オリオンに向けているのですが、少々苦しいです。
右: 対空型は楽です.。 視界が広い分、パンすると視野がぐるぐる回るのが難点です。
7nmのHαバンドパスフィルタに切り替えると、散光星雲は確かにうっすらと浮かび上がってきますが星数はぐっと減って肉眼に近い星座イメージになります。
(とはいっても肉眼よりは星数は多いのですが)
視野が暗くなり、ゲイン(増幅率)が上がるためかと思われますが、ポツポツと発生するランダムノイズも目立ってきます。
散光星雲を観ないのであればノーフィルターまたは赤フィルターのほうが星数が増えてはるかに良いです。
フィルタホイールを付けたのは正解でした。
最後の部品の到着を待っているところ。 納品間近です。 (2019年2月24日)
■
パピリオ(双眼鏡)の取付け
リコーイメージングのパピリオUです。 (左がパピリオの底面、 右が上面)
以前にも紹介したように自然観察におすすめできる双眼鏡ですが、
残念ながら生産終了となり、現在市場在庫のみとなっているようです。まだ生産中でした。
NV双眼システムに採用した理由は、意外かも知れませんが、マクロ観察機能があるからではありません。 (マクロ機能は使っていません)
最大の理由は左右の対物レンズが近接しているからです。 いわゆる「ミクロン型」双眼鏡の中でも パピリオはとりわけ対物レンズが近接しています。
このため対物レンズの前方に取り付けるクローズアップ用のレンズが小口径で済むわけです。
もうひとつの理由は、底部にカメラネジを備えており、三脚アダプターを必要としないことです。
ただ、困ったことにカメラネジを形成している部品はプラスチックで、本体とは小ネジ2本でしか結合されておらず、三脚座面も小さな面積しかありません。
ねじで強力に固定することができず、ちょっとした外力でも双眼鏡の向き(とくに水平方向)がズレてしまいます。
この構造では NVの蛍光体面に正確に双眼鏡の方向を向け、維持することが難しいです。
最初からそのことは予想されたので、図のような上下水平の微調整装置を設計しました。
水平方向は左右から両押しネジで、上下方向は押し引きネジで調節・固定します。 押し引きネジの押しネジと引きネジとは同軸になっています。
あるていど使い勝手は良くしましたが、何しろ土台がプラスチック製なのでタフな使い方は避けてほしいと思います。
■
50cmドブに装着
一部の部品を除き、納品しました。 さっそく北海道の陸別天文台の115cm !! 望遠鏡に取付て観望されたとのことですが、こちらについてはシベットさんの
レポートをご覧ください。
https://blogs.yahoo.co.jp/jzd01063/33831197.html
その後オーナーさんから 50cmドブソニアンに装着した画像をいただきました。 直筒のユニットしかできておらず、やはり少々長いですが
補強金具が効いて何とかリジッドに装着でき一安心しました。
右は完全バランスの経緯台に装着したNV双眼で、90度対空型です。 フィルタホイールの先に テレコンレンズを装着することで、1倍(実視野40°)から
3倍、5倍(実視野8°)まで切り替えられるそうです。
M42 のものすごいディテールが鳥肌ものだったそうです。 私も製作中に20cmか30cmでじっくり見る機会はあったのですが・・・ 自分のモノグサさと
観測眼の無さが災いしています。
(2019年3月14日)
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NVユニット2号機製作と実験
オーナーさんのNVは2つあるので、2号機のユニットの製作を行いました。 2号機ではゲイン調整ツマミを外部からマイナスドライバで調整できるよう改善しました。
NV2号機は完成ですが、しばらくの間、貸していただけることになっています。
その間、NVのカラー化についての可能性を探る実験と試作をを行います。
★NVのカラー化についてはこちら★
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ナイトビジョン双眼望遠鏡計画の裏話
オーナーさんから送っていただいた 口径508mm、F3.3ドブソニアンの最終形画像です。
あらためてこうなった経緯を説明します。
元々は2本のニュートンを2つ束ねて双眼NV望遠鏡とする話から始まりました。
しかし
検討の結果、単筒のNV望遠鏡に双眼装置を付けた構成でも性能に遜色がないことで、このようなカタチになりました。
またドブの双眼望遠鏡化については、米国のドブソニアンメーカーが特注で製作予定でしたが、途中から難色を示し、
消極的な態度を取り始めたことも大きい理由でした。 今から思えばそれは正しい判断で、軽量化される方向に進化してしまった
この細いトラス構造では、少々の補強では双眼化には耐えられなかったと思います。
ドブメーカーからの双眼化提案も自作者が陥りやすい初歩的な間違いが各所に見られ、米国の双眼文化の普及レベルは低いことを知りました。
前置きが長かったですが・・・、
今回のNV双眼化計画は、
PVS−14という単眼式のナイトビジョンがすでに購入されていて、「これを使う」という制約があったので
こうするしかなかったというのが正直なところです。
双眼化するのであれば最初のナイトビジョンの選択からもっと良い選択肢があります。
右はPVS-14を2本使ってまさに双眼鏡にした、DTNVG-14 というタイプです。 Dual Tube Night Vision Goggles
(DTNVG)
肉眼と同じ1倍の完全な立体視が最大の目的ですが、天体用には不要だし、価格は2本分します。
これはNV双眼望遠鏡には向いていません。
左は1本の増倍菅を双眼装置で左右に分岐して観察する
PVS-7 というタイプです。
左右の視度調整も、眼幅調整ももちろん備えています。
なので これを購入すれば簡単に双眼NV望遠鏡が実現できるでしょう。 価格はPVS−14とほぼ同じです。
きわめて小型軽量ですが内部構造については左下図にようになっています。 PVS-7を分解したサイトも見つけました。
https://toymilitary.militaryblog.jp/c2131_24.html
左上図参照。 焦点面(倍像菅の蛍光体面)を レンズで平行光にしてから 屋根型のプリズム(またはミラー)で分岐し 再結像させる構造です。
これは 笠井のELS双眼装置(右上図)に似ています。
というか、それは逆で、もともと存在したPVS-7の構造を ELSが参考にしたものと思われます。
PVS-7では ELSの後ろにアイピースを付けた構造までが コンパクトな空間に入っているので、レンズの曲率も非常に大きく像の歪みなどは
PVS-14より多少劣るかもしれません。
さらに 単眼タイプのPVS-14と 双眼装置タイプのPVS-7とでは イメージインテンシファイア(I.I.)の構造も異なります。
下の図は左右とも PVS-14 のI.I.の断面図ですが、本来の I.I.(ピンク色)の後ろに光ファイバーを束状にしたものを180度捻ることで
焦点面の倒立像を(無理やり?)正立像に変換しています。 これをルーペで拡大して見るのですが、仮に高倍率にしようと短焦点アイピースに
換えてもファイバーの画素以上の分解能は得られません。
PVS−7の場合は後ろの双眼装置内の再結像リレーレンズ系でさらに倒立に変換されるので、ファイバーは捻じったものではなく、
ストレートなものを使います。 ファイバー端の凹面形状は観察光学系の像面湾曲をキャンセルするためのものでこの面には
有害な蛍光体はたぶん付いてはいないです。 またPVS−14とPVS−7とでは凹面のカーブは異なるかもしれません。
当初、パピリオを使った実体顕微鏡式の双眼光学系を もっと小型にしようとして、PVS−14とELS双眼装置との
組み合わせを検討しましたが、上記の事情でNV単体で双眼化した場合、正立の倒立で倒立像になってしまうため、採用しませんでした。
またELSでは蛍光体面に対して視野が狭すぎて使えませんでした。 似ているからといって使えるわけではありませんでした。
望遠鏡に付けて縮小コリメート法を使った場合には さらにそれの倒立で正立像にはなりますが、そこはあまりメリットがないかと。
ややこしいですね。
(2019年9月22日)
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