この部屋では 顕微鏡の技術と 望遠鏡・双眼鏡の技術を お互いに応用できないか考えていきます。

■ 顕微鏡用アイピースを 望遠鏡用に使う




まず思いつくのがコレ上は実体顕微鏡の接眼レンズ。 
何mmという焦点距離の表示はなく、代わりに15X/14と書かれています。
どういう意味でしょうか? 
「15X」は 倍率です。 顕微鏡の対物レンズに相当する数値は一般的に250mmです。
なので 15倍が得られるということは このアイピースの焦点距離は
 250/15=16.7mm   となります

「14」は視野数(しやすう)と言い、14mmの直径が視野として見えるという意味です。
250mm離れた14mmの物体が16.7倍の233.3mmに見えるわけで見掛け視野は  
 2*ATAN(116.66/250)≒50° となります。





顕微鏡のアイピースの取付規格は例外もありますが、φ30mm(中央)とφ23.2mm(右)の2種類の差し込み式です。
X10」 つまり 10倍のアイピースは最もありふれたもので、その焦点距離は25mmなわけですが、
これと同等の天体用アイピースを左端に並べてみました。
ビクセンのLV25mmと同等品です。 
見掛け視野は左と中央がほぼ同じで50°、左は約40°です。
差し込みサイズが小さいとやはり広い視野をとれません。
いずれもアイレリーフは十分長く、眼鏡でも楽に使用できます。





中央のレンズを分解してみました。 ケルナータイプです。
実体顕微鏡や高倍率顕微鏡の焦点面の位置は業界的に統一されていて、
つまり同焦点になっています。 (例外もあります)
望遠鏡の業界も見習ってほしいものですが、この理由については後述します。
で、顕微鏡のアイピースの焦点面位置は衝面(矢印)位置から対物レンズ側に10mmの位置となっています。




上は実体顕微鏡のアイピースを望遠鏡用に改造したもので、差込み径を31.7mmにし、
衝面=焦点面になるよう10mmのゲタをはかせています。 
この改造は同じパターンで 多くの顕微鏡レンズを天体用に転用できるはずですが、市販の変換アダプター
はなぜか存在しないようです。
図の 15X(16.7mm)と X33(7.5mm)は天体観望に愛用しています。

この焦点面の特性を利用すれば、天体望遠鏡で、ピント引き出しの厳しい状態でもピントの合う
特別なアイピース
を作ることができます。 
下は双望会仲間のTさんが ビクセンのNPL25mmを元に双眼装置用に改造された光路短縮用アイピースです。 
衝面から焦点面までの距離は前方37mmもあります。




ご縁があって私が持っています。 
これを200mm/5のニュートンに装着すると、なんと等倍レンズなしで、余裕で∞にピントが合います。

さきほど分解した、X10顕微鏡アイピース(3つ並んだ中央)でも、レンズの入った胴の部分(φ34mm)を、
φ31.7mmに削
ば同じようなことができます。

ただしこの方法のデメリットとしては
 ・鏡胴の長いX10アイピース(25mm)でしかこの方法は使えない。
 ・視野環を切除するためぼやっとした周辺視野になる
 ・双眼装置内のプリズム面のゴミが目立ってしまう。
というところです。


また逆に、天体望遠鏡用のアイピースを実体顕微鏡に転用しようとすると、
バレル径を細くしないと差し込めないのであまり使える方法ではなくなります。
   (2017年2月11日)  



 顕微鏡のレンズを望遠鏡用に利用すると今までに無かったメリットを引き出すことができます。
  


ニュートン式サブスコープの改造

  

このスコープでは斜鏡の大きさが小さくて、接眼部の高さが取れず、満足なフォーカス機構が作れませんでした。
顕微鏡用のX10接眼レンズ(25mm相当)のジャンク品をして望遠鏡用のアイピースと交換。
回転ヘリコイドが付いていたのでそのままフォーカス機構にました。





      60°偏角プリズムの応用??

まあ、これも顕微鏡と関係なくはないので。
ネットで、寝ながら読書用メガネというのを入手しました。



このようにして使います。(笑) 
実際使ってみると便利ではありますが、視野があまり広くなく、首を振ると視野が回転するため、クラっとしてあまり快適ではありません。 
このほか座ってスマホを見るときも、背筋がシャキっと伸びる効果があると言いますが、距離感が遠くなるためちょっと違和感があります。 
ということで コツと慣れが必要で ずっと使おうという気にはなりませんでした。



どんな仕組みになっているのだろう。 
眼の視線方向からレーザーポインタを当ててみました。





安いのでプラスチックかと思ったら ちゃんと研磨したガラスプリズムを使っています。
プリズムの奥が万華鏡のように分割されて・・・、ということは奥は90°頂角のプリズムです。
カバーのついた側はアルミ反射面になっているようです。




こんどは上下逆にして真横からレーザーをあててみました。



っとわかりました。
中のプリズムは上の画像のような 30°60°90°の直角三角形になっていました。 
60°の偏角プリズムになっています。
これが2個はいって1000円台(入手先によっては400円)で手にはいります。 
使い勝手が少々残念な商品ですが、ちゃんと理にかなった設計になっていますね。
          (2017年12月24日)

(追記)
入射面、出射面はほぼ光線に垂直になっているため色分散は発生しません。
有効径は20X26mm(縦X横)あるのでちょっとした双眼鏡の工作に使えるかも?? です。
このプリズムは 偏角プリズムと言って、2回反射で像は反転させずに方向だけを変える役目をします。
斜めから覗くタイプの顕微鏡には、必ず偏角プリズムが入っています。
偏角は60°だったり45°だったりします。







偏角プリズムを使ったパピリオ実体顕微鏡

       
パピリオ双眼鏡と 偏角プリズム を使った 実体顕微鏡の製作

以前にも パピリオを使った実体顕微鏡は製作しましたが、真上から覗き込む構造のため、
卓上で実際に使おうとすると 眼の高さが高すぎて座って使えないものでした。
ニコンのファーブルのように真上から覗くタイプの卓上顕微鏡はありますが、覗き口を低く抑えるために
クローズアップレンズの焦点距離を小さくしています。 その結果 倍率が高すぎたり(ファーブルは20倍)、
作動距離(観察物と機材の間隔)が短くなって、観察しながらそこに手を入れて加工するといった
ことがしにくいという欠点があります。
今回は 顕微鏡の45°偏角プリズムのジャンク品を使って使いやすいものを製作しました。



パピリオを載せる台座部分。
ACクローズアップレンズ(No.5)と、45°偏角プリズムが入っています。 
倍率はクローズアップレンズの焦点距離が200mm、パピリオの倍率が6.5倍なので
    250/200 X 6.5 ≒ 8.1 倍です。

  

この実体顕微鏡、裏技があって、パピリオのピントをクローズアップ状態にすると
対象にもっと接近でき、13.7倍になります。
パピリオのピント位置は その間で連続的に可変なので、倍率も8.1倍〜13.7倍に連続的に可変できます。
まあ ズーム顕微鏡ほどワンタッチではありませんが。

   

もちろん パピリオは取外して双眼鏡となります。
右はパピリオの対物正面から見たところ。 スケールの数字が1.25倍に拡大されて見えていますね。




X8.1の左右像。 平行法で切手が浮き上がって見えます。



こちらは X13.7の像。 パピリオは眼幅可変なので、内向きの輻輳状態となり
左右に像がズレるのと、内側の周辺像は軸外収差でボケます。 
この場合は眼幅固定してくれたほうが良かったのに。
これはガマンするしかないな。

         (2020年4月29日)



直線上に配置
                                     

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顕微鏡レンズの望遠鏡への応用