天体望遠鏡コミュの瞳径７ｍｍの壁を破る方法

通常、有効最低倍率は対物レンズの系÷瞳孔最大径の７ｍｍで計算されています。
特に副鏡を持つ反射系の光学系では、もっと倍率を落としたくても瞳径７ｍｍ付近になると副鏡の陰がちらついて、あぁ限界だな…　って感じてしまうものです。
そこで、ちょっと反則的な思考になってしまうのですが、普通は惑星を見るときに無遮蔽光学系にするための偏芯絞りってありますよね。
仮にビクセンさんのＲ２００ＳＳに４０ｍｍ接眼をつける。を例にとって考えて見ますと、Ｄ２００、ＦＬ８００、Ｆ４ですから２０倍、瞳径１０ｍｍです。
これに偏芯絞りをつけるとして、斜鏡を避けて穴を開けるなら８０ｍｍといった所だと思います。これだとＤ８０、ＦＬ８００、Ｆ１０で２０倍、瞳径４ｍｍです。

と、ここまでは普通に計算できるのですが、ここからが相談したい所でして。

もし仮に偏芯穴を複数、最大４個設けた場合、瞳径はどのように変化していくのでしょうか？
また、瞳径が変化しないと仮定した場合、集光力は当然、一つの穴より増える訳ですから、星雲等、面積をもつ対象の場合、濃くなるのでしょうか？
また、面積を持たない恒星の場合、極限等級はどうなるのでしょう？

知恵を貸していただければ幸いです。

コメント(12)

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[1] mixiユーザー 08月31日 07:15

素人考えですが

中央遮蔽やスパイダー回折を気にされて、それを避けて開口をとるとのことですが、開口を４つあけると言うことは、結局巨大なスパイダーと中央遮蔽を生むことと同じであって、瞳径は調整できたとしても、見え味は良くならないのではないでしょうか

瞳径は・・・・・いびつな形状となりますが、４開口部の最大離隔に依存するのかもしれませんね

[2] mixiユーザー 08月31日 07:56

まささんありがとうございます。

なるほど、言われてみればまったくその通りの気がしてきました。
二つなら達磨型、四つならクローバー型の瞳径になりそうですね…

大口径ドブソニアン等で限界を超えて倍率を落とせたら快適だろうな、と考えていたのですが、なかなか、そうは問屋が卸さない、ですね。
ありがとうございました。

[3] mixiユーザー 09月23日 18:45

ソースがすぐに出せなくて恐縮ですが、最大瞳径７ｍｍは二十歳前後の成人だけで、成長期にある子どもは勿論、二十代を越えたら少し小さくなって実際は５～６ｍｍ程度だと眼科医から聞いた記憶があります。
すぐに示せなくてスミマセン。

[4] mixiユーザー 10月03日 09:42

＞かに三昧さん

遅レスですが・・・・

１の私のコメントの修正です

素人考えで勝手なことを申し上げましたが、ひょんなことからスパイダーをよけて小口径のマスクをかけることは有効との記述を見つけました

出典は誠文堂新光社刊｢天体望遠鏡ガイドブック｣昭和44年　第５版です

この２８６ページにアンティ・ディフラクション・マスク（今風に言えばアンチジフラクションマスクでしょうか）として紹介されているのですが
スパイダーの影を避けて穴を開けたマスクを主鏡にかぶせることにより、回折像のない良好な星像を得るもので、二重星の観測に効果的とあります

１５ｃｍ反射でのリゲルの分離状況の比較写真も載せられており、効果は認められるようです

きちんとピントが合えば真円の星像がえられるので、分解能も向上するということのようです

遅ればせながらご報告いたします（汗）

[5] mixiユーザー 10月03日 12:48

＞まささん

レスありがとうございます。
私も一つ穴の偏芯絞りの効果は実際に目の当たりにしています。
３８０ｍｍのニュートンに１３０ｍｍくらいの偏芯マスクをかけてありましたが、反則っぽい見え味だったのに驚かせました。

また、アポダイジングスクリーン（だったと思う）を試した所、ど派手な光状が発生してしまいますが、惑星を見る上ではかなり表面模様が見やすくなったのも確認しています。
こちらは、実際にコントラストが上がったのか、周囲が明るくなってため、惑星の輪郭とバックの空とのコントラスト差より、惑星表面でのコントラスト差に脳味噌の画像処理システムが適合しちゃったからそう見えるのかはやや不明ですが…

[6] mixiユーザー 10月03日 15:10

＞かに三昧さん

記述によれば、ポイントはきっちりスパイダーを避けることと、マスクの穴を正確な真円にすることのようです

３本スパイダーの例では、各スパイダー間に穴を２個開けることで本来の集光力の３割程度を確保できるそうです

４０センチクラスならばかなり効果がありそうですね
（私の場合１５ｃｍ反射鏡なので、元気が出ません）

[7] mixiユーザー 10月28日 18:04

こんばんわ。
あくまで思いつきではありますが、瞳径７ｍｍの壁を別のアプローチから破る方法を思いつきました。
双眼望遠鏡に双眼装置を逆向きに取り付けて、２つの光を一つに束ねれば、反射損失を考えなければ２倍の光量が得られるような気がするのですが、どうでしょうか？

[8] mixiユーザー 10月28日 18:29

>7
光量は上がるのは確実だと思うんですが、分解能は上がるんですかね？
デジカメのスタックリングと同じように、S/Nは√2倍になりそうなのですが・・

回折光学とか全然詳しくないので僕も教えて欲しいです。

あと、既存の望遠鏡を偏芯させていじるより、すなおに軸外し反射光学系を買っちゃうのはどうでしょう？調整が果てしなく大変という噂だけは聞くという、あんまり役に立たない情報しか提供できなくて申し訳ないのですが。

[9] mixiユーザー 06月17日 23:17

古いトピックですが、ごく基本的なことが見過ごされているようなので書き込みます。

最初の話題は、「望遠鏡の射出瞳は対物鏡の絞りの結像である」ことを理解すれば話は簡単です。スパイダーを避けた四つ穴が倍率に応じて縮小されたものが射出瞳になります。低倍率では目を偏心させないと、覗きにくいことこの上ないでしょう。射出瞳「径」と呼ぶのは望遠鏡が円形開口だからに他なりません。

このときマスクを反射鏡の筒先に取り付けると、射出瞳が本来よりいくらか近いところに結像することも理解できます。

余談ですが、この「瞳の結像」について理解すれば、長焦点アイピースに高倍率バローを合わせたとき、アイピース本来の性能を発揮できないことも理解できます(主に周辺像が悪くなることは明白です)。当然ながら、アイピース単独で「収差を完全に補正」など有り得ないことも同時に理解できます(対物と合わせるか、ズーム光学系にしないと不可能)。

[10] mixiユーザー 06月18日 11:13

＞とーますさん

結論としては、複数偏心絞り光学系では、まともな結像は望めないと言うことでしょうか？

まさか、対象が３つ、４つ見えてしまうということはないでしょうが（笑）

実体験では、ピント合わせ用のブタの鼻マスクでは、ピントが合っていないと星像が二重に見え、ジャスピンだと点像になりますね
もっとも、この場合デジカメのマット面に結像しているわけですが・・・

ご教示頂ければ幸いです

[11] mixiユーザー 06月18日 22:40

> LedaIIさん

まともな結像は望めない…なんてことは一言も言ってません。物体(天体)の結像と瞳(絞り)の結像とは分けて考えてください。

上の書き込みでは省略しましたが、結像の基本公式「ニュートンの公式」(これを導出できるとなお理解が進む)や薄肉レンズ合成の計算式、レンズの作図(焦点位置が既知のレンズの結像位置の作図)を知っていることが前提です。これらは吉田正太郎著「光学機器大全」に載っています。

瞳と物体結像の関係については松居吉哉著「レンズ設計法」に簡潔に書かれています(ただ、これ読んだだけでは理解しにくいです…)

あとアイピースの話は蛇足でしたが、バローの話は1群の場合について、です。テレビューの製品は、社長が昔失敗して思い知ったので、瞳の対策ができています。覗きやすいという評価で一致してるみたいですね。

[12] mixiユーザー 06月19日 08:53

＞とーますさん
解説ありがとうございます
といっても、私の理解力ではちんぷんかんぷんですが(^_^;)

質問したのは「低倍率では目を偏心させないと、覗きにくいことこの上ない」という記述から、単純に見え味が悪いということを連想したので「まともな結像は望めない」のかなあ、と思ったからです
（とーますさんが「一言も言って」ないってことは私の理解力でも分かりまよ）

また、よくよく文面から拝察すると「低倍率では」となっているので、惑星などを高倍率で見る場合は、問題ないということもありえますね（そう思って読み返すと以前の４で引用されている文献も｢二重星の観測に効果的｣と高倍率での使用を示唆しているようです）

ともあれ、９の書き出しで「ごく基本的なこと」とあったので、うっかり気軽に質問したのですがその「前提」が「ニュートンの公式」「薄肉レンズ合成の計算式」「レンズの作図」を知っていること、となると私などには到底理解できかねる事柄であるということが理解できました(笑)

いち天文愛好家としてこれからもぼちぼち勉強していきたいと思いますので、今後ともよろしくお願いいたします

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