望遠鏡の仕組みを知る

望遠鏡の選びかた
望遠鏡の仕組みを知るうえで、望遠鏡がどのようなパーツから構成されているか、それによってどんな性能があるかをしっておくことが
望遠鏡を選定する上で大切ですね。

ここでは以下の内容で解説していきます。

望遠鏡の構成は主に

“鏡筒、架台、脚、接眼レンズ”
の4つからなっています。

それぞれにはいろんな種類があり、それによって望遠鏡の性能が違ってきます。もちろん、価格も。

組みあわせによって、その望遠鏡の特色がでてきます。


鏡筒の種類

屈折式

筒先の大きなレンズで天体の像をむすばせるタイプの望遠鏡です。

下の図は屈折式の鏡筒の断面図です。

対物レンズをとおった光は望遠鏡ののぞく口のあたりで天体の像を結びます。対物レンズは金属の筒に収められていますがこの金属の筒を”セル(鏡室)”と呼びます。セルの内側の直径は”有効口径”になります。

屈折式望遠鏡

反射鏡で天体の像を結ばせるものを反射式といいます。

下の図が反射式の断面図です。

反射式望遠鏡

鏡筒の後部には大きな凹面鏡があり、これを”主鏡”と呼びます。

反射式には大きく”ニュートン式”、カセグレン式”があります。

ニュートン式

天体の光りを受けた主鏡が結ぶ像を”斜鏡(平面鏡)”で鏡筒の側面に導いて観察する仕組みです。

主鏡は放物面という非球面の形になっています。

この放物面で望遠鏡をのぞくあたりで像を作っています。

カセグレン式

凹面の主鏡と凸面の副鏡を組みあわせた反射望遠鏡です。

この方式だとニュートン式にくらべ焦点距離がながくとれるので全長がコンパクトなのが特徴です。


シュミットカセグレン式
主鏡も副鏡も球面でできたカセグレン系の筒先に非球面の補正板をつけたタイプです。

焦点付近に補正レンズをつける方式

ニュートン式やカセグレン式の焦点付近に補正レンズを配置しています。

補正レンズをつけることで広くて平坦な像が得られます。

架台の種類

鏡筒を支えている架台は2つの直交する回転する軸を持っています。

経緯台

左右(方位方向)に水平に動かせる軸と高度方向に上下に動かせる軸をもっています。
見ようとする天体は、地球の自転によって時間がたつと望遠鏡の視野から外れてしまいます。

経緯台では左右(方位軸)と上下(高度軸)を使って天体を追いかけます。

(出典:アストロランド)

赤道儀

経緯台の方位軸を天の北極方向に傾けたかっこうをしています。
赤道儀の極軸を天の北極方向に正確にセットすることで、

地球と同じ動きになり、天体を追うときは地球が回転(自転)した分だけ

極軸方向を動かせば天体をおいかけることができるのが最大のメリットです。

脚がしっかりしていないときれいな像が見られない

脚も天体望遠鏡のパーツとして重要なポイントです。

少しの力で上の載せた機材が揺れたりしては、その鏡筒などの性能を生かせません。

持ち運びという点では軽いもののほうがよいですが、使用中の安定性は重量のあるもののほうが優れています。

材質はアルミ、ジュラルミンなどで作られています。

三脚

コンパクトに収納でき、望遠鏡を適当な高さに調節できたり、頑丈さを特徴しているものもあります。

ねじれに弱いと赤道儀の場合は極軸がずれてしまうので、頑丈さはやはり重要です。

ピラー脚

金属の柱ような脚です。脚の強度がつよい、天体望遠鏡が天頂付近を向いていても

干渉しないなどのメリットがあります。一方、重かったり、かさばるのがデメリットです。

卓上脚

小さい望遠鏡で手軽に観察するときに使います。

本格的な天体観測はできないので、気楽な星空観測に使います。

接眼レンズで見え方は大きく変わる

対物レンズが結ぶ像を虫めがねのように拡大して皆さんが実際みるレンズを”接眼レンズ(又はアイピース)”といいます。

実際に天体をみるところの接眼部にレンズを差し込んで使います。

接眼レンズの焦点距離でかわる天体望遠鏡の倍率

接眼レンズにはおのおの焦点距離があり、接眼レンズの筒の部分に数字であらわされています。

(出典:Vixen)

天体望遠鏡の倍率は鏡筒にある対物レンズの焦点距離とこの接眼レンズの焦点距離で決まります。

倍率の計算方法は

(対物レンズの焦点距離)÷(接眼レンズの焦点距離)=倍率
となります。

例えば対物レンズの焦点距離が1000mmの鏡筒に焦点距離25mmの接眼レンズを差し込んだ時は

1000÷25=40

となり、40倍の倍率となります。

(出典:日の出光学)

接眼レンズの差し込み口の寸法規格

接眼レンズの差し込み口は”スリーブ”と呼ばれます。

このスリーブ径は下の図のように決まった24.5mm、31.7mm、50.8mmと

決まった寸法規格があります。それぞれに特徴があります。

天体望遠鏡のスリーブ径と同じ径の接眼レンズはメーカーが違っていても

差し込んで使うことができます。天体望遠鏡のスリーブ径とちがう接眼レンズは

アダプター使うことで差し込むことができます。

24.5mm:昔は主流のサイズだったが、最近では少なくなったスリーブサイズ。

おのずと接眼レンズの径が小さくなるので、鏡筒内の遮光環の設計が

容易になるが、レンズが大きくできないので、視野を広げられないデメリットがあります。

31.7mm:もっとも多く生産されているスリーブサイズ。低倍率から高倍率まで汎用性の高いサイズです

50.8mm:大型のスリーブサイズ。主に低倍率で広角の接眼レンズに採用されています。
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