JP2002341256A - 天体望遠鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 観測者の視認を補足する共に観測姿勢に無理
が生じない天体望遠鏡を実現する。 【解決手段】 撮像素子７、８により捉えた対物光学系
１からの光を電気信号に変換してデジタル化された画像
データとすると共に、この画像データをコンピュータ１
２に取り込んで画像処理を施し、処理を施した画像をリ
アルタイムでディスプレイ１４上に表示し、表示された
画像を接眼部Ｓ２において観測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は天体望遠鏡に関
し、より詳細には観測者の使い勝手及び見え具合を向上
させる点に意を払った天体望遠鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、天体望遠鏡は対物光学系からの光
を接眼部において結像させていた。これを言いかえれ
ば、従来の天体望遠鏡は遠方の天体を良く見えるために
単に視覚を増加させているに過ぎなかった。一方、暗視
鏡の分野においては対物光学系からの光を接眼部の前方
に挿入した画像増幅器（イメージインテンシファイア
管）により増幅することが公知であった（例えば、特開
昭６４−１１２１７号、特開平５−１８８３０６号
等）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、実際に天体
望遠鏡で天体観測をする場面においては、市街地におけ
る光害（ひかりがい）や、大気の乱れ、天体光自体が幽
かであるなどの事情によりコントラストが悪く、接眼部
を覗いても目的の天体が見えにくい場合が多々あった。
この場合、当業者であれば前記した画像増幅器を天体望
遠鏡に応用することに思いつくが、像入力面に結像した
画像の光の強度に応じて飛び出す光電子を増幅して蛍光
面に衝突させる画像増幅器により得られる画像はモノク
ロであり、対象物の輪郭を認識することを目的とした軍
事用の目的ならともかく、色彩も又観測の重要な要素で
ある天体望遠鏡には不向きであった。又、暗所での使用
を前提とした画像増幅器では、前記した市街地における
光害には対応できない問題もあった。

【０００４】一方、従来の天体望遠鏡は対物光学系から
接眼部までが光学的に結合するという本質上、接眼部の
位置や天体を眺める仰角が天体望遠鏡本体の構造により
決定され、時として観測者が接眼部を覗き難いという問
題を生じた。例えば、大口径のカセグレイン式の天体望
遠鏡においてはそれを支持する赤道儀も巨大であり、接
眼部は床面より相当高いところに位置し、観測するには
高い観測台の上に登らなければならず、可動する望遠鏡
に合わせて観測者も観測姿勢を変えなければならなかっ
た。又、天頂付近を観測するには真上を見上げるような
姿勢を強いられ、馴れない者には大変つらかった。これ
らの問題を解消するために、接眼部を延長するという発
明も提案されているが（例えば、特開平８−５４５６５
号）、これは光路を延長したり、折り曲げたりすること
により実現されているので製作にあたり光学的な精度に
配慮しなければならない問題があった。一方、天体望遠
鏡の向きにかかわりなく、接眼部の位置が固定されてい
るクーデ式の望遠鏡においては観測姿勢の問題は解消さ
れるものの、接眼部が架台の支柱近くに存するので、車
椅子使用者の場合は車椅子が支柱に当接して接眼部に近
づけない問題があった。

【０００５】以上の点に関し、天文台等で天体観測に習
熟している専門の観測者が観測する場合には、目的の天
体が見えにくいことも、観測姿勢が不自然なこともさほ
どの問題とならなかった。ところが、科学館や公共の教
育施設で天体観測に馴れていない一般人が観測する場面
を想定した場合、無視できない問題となった。ところ
で、天体観測において双眼望遠鏡を用いることが非常に
有効なことは周知のところであり、特に天体観測に馴れ
ていない一般人にとっては天体を双眼視できるにこした
ことがないことはいうまでもない。しかしながら、科学
館や公共の教育施設で使用されているような大口径の天
体望遠鏡を双眼とすることはコスト的に非現実的であ
り、一方、鏡筒の太さを考慮した場合、接眼部を観測者
の目幅に合致して近接させることも困難であった。又、
一台の天体望遠鏡を複数人で同時に使用できたら便利で
あり、そのため対物光学系からの光路を分割して複数の
接眼部を設けた発明も提案されているが（例えば、特開
平７−１０４１９４号）、製作にあたり光学的な精度に
配慮しなければならない問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は以上の従来技
術の天体望遠鏡の各種の問題点を一挙に解消することを
可能とした天体望遠鏡を提供することを目的として創作
されたものであり、撮像素子により捉えた対物光学系か
らの光を電気信号に変換してデジタル化された画像デー
タとすると共に、この画像データをコンピュータに取り
込んで画像処理を施し、処理を施した画像をリアルタイ
ムでディスプレイ上に表示し、表示された画像を接眼部
において表示させることを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の天体望遠鏡の具
体的実施例を添付図面に基づいて説明する。図１はこの
発明の実施例を示す図であり、ここでは典型例として比
較的小口径の屈折式望遠鏡を例示しているが、天体望遠
鏡の形式はこれに限られないことは勿論である。この実
施例における望遠鏡は対物光学系からの光を結像面Ｐ１
に結像させ観測する従来通りの第一接眼部Ｓ１と、ディ
スプレイ１４上に画像を表示させるこの発明に特有の第
二接眼部Ｓ２の２種を備える。図中符号１は対物光学系
を構成する対物レンズであり、ここからの光は光路中に
４５度の角度で挿入される可動ミラー２により折り曲げ
られて結像面Ｐ１に結像し、第一接眼部Ｓ１で観測さ
れ、観測者はここで画像処理前の天体像を観測する。
尚、図中符号４は必要に応じて対物光路中に適宜挿入さ
れる公知の光害除去フィルターである。

【０００８】可動ミラー２を光路から外すと、対物光学
系からの光は撮像素子方向に進むが、この実施例では撮
像素子は２種配されており、そのためにビームスプリッ
ター５により光は２方向に分割される。先ず、ビームス
プリッター５内を直進した光は、画像増幅器（イメージ
インテンシファイア管）６の像入力面に達し、ここに結
像する。この画像増幅器６の像出力面には第一の撮像素
子であるＣＣＤ７が光学的に結合されており、ここに光
が増幅された画像を作る。このＣＣＤ７は画像の中から
輝度情報を得ることを目的にしており、解像度の高いＣ
ＣＤが採用される。一方、ビームスプリッター５により
直角方向に分かれた光は、第二の撮像素子であるカラー
ＣＣＤ８に達してここに結像する。このＣＣＤ８は画像
の中から色情報を得ることを目的としており、解像度は
低いが、非常に高感度のものが採用される。尚、ＣＣＤ
７とカラーＣＣＤ８は画素の大きさが異なる場合があ
り、これを補正するためにカラーＣＣＤ８の前方に拡大
又は縮小レンズ９が置かれる。

【０００９】以上の撮像素子（ＣＣＤ７及びカラーＣＣ
Ｄ８）で捉えられた天体の画像は、それぞれＡ／Ｄコン
バータ１１及び１０によりデジタル化された画像信号に
変換されてコンピュータ１２に取り込まれる。コンピュ
ータ１２においては観測者が天体を見やすくするために
例えば次のような処理を画像に施す。 (1) 画像の輝度補正 (2) 画像のコントラスト補正 (3) 画像の色調補正 (4) 画像の階調補正 (5) 恒星像の点像補正 (6) 月・惑星画像シャープフィルター（鮮明な画像を捉
えたら、次の鮮明な画像を捉えるまで、その画像を保持
する機能。） (7) 画像が倒立像の場合は、正立像への変換 (8) 画像が高輝度の場合の減光（例えば、太陽光を観測
する場合等） (9) 画像の電気的なズーム (10)天体への星座絵等の重ね合わせ 画像処理を施された画像信号はインターフェース１３を
介して、例えば液晶パネル等の高精度小型ディスプレイ
１４に画像を表示する。表示された画像は第二接眼部Ｓ
２の合焦部Ｐ２に表示され、観測者はここで画像処理後
の天体像を観測する。尚、図中符号１５はその場合の光
源、同じく１６は拡散板である。

【００１０】以上の一連の処理はリアルタイムで実行さ
れる。この場合、この発明の出願時点でのコンピュータ
の画像処理能力では数フレーム／秒〜６０フレーム／秒
程度のタイムラグは生じるが、この程度のタイムラグで
は観測者が実際に天体を覗いているという実感を得るこ
とを削ぐおそれはない。

【００１１】以上の説明から明らかなように、この発明
においては第二接眼部Ｓ２は天体望遠鏡の対物光学系に
対し光学的に結合されておらず、電気的に結合されるの
みである。よって、この発明においては第二接眼部Ｓ２
の設置位置は自由であり、観測者の観測しやすい位置に
設置することができる。又、同様の理由により第二接眼
部Ｓ２は必要に応じて首振り可能な支持具や伸縮可能な
支持具により支持されてもよい。図２はこのような支持
具２０の一例を示すものであり、ここでは可撓管をもっ
て支持具２０としている。

【００１２】一方、電気信号を供給できれば第二接眼部
Ｓ２は一つの対物光学系に対し複数個設けてもよく、こ
の場合には一台の天体望遠鏡を使用して複数人が同時に
天体を観測することが可能となる。

【００１３】図３はこの発明の天体望遠鏡の異なる実施
例を示す図である。ここでは、観測者が天体を双眼視す
ることを可能とする天体望遠鏡としている。即ち、この
実施例においては第二接眼部Ｓ２を一つの対物光学系に
対し双眼視可能な間隔をもって一対設けると共に、視差
を有する左右の像を形成するよう画像データに処理を施
すことにより、疑似双眼視を可能としている。この実施
例のその余の構成は前記の実施例の場合と同様なので詳
細な説明は省略する。

【００１４】

【発明の効果】以上の構成よりなるこの発明は次の特有
の効果を奏する。 (1) 接眼部にリアルタイムで画像処理を施した画像を戻
すことにより、観測者が実際に天体望遠鏡を操作しなが
ら天体を覗いている実感を削がずに、視認を捕捉するこ
とが可能となる。 (2) 対物光学系から接眼部までが光学的に結合されてい
る従来技術の天体望遠鏡と異なり接眼部の位置や天体を
眺める仰角の制約がないので、大型の天体望遠鏡であっ
ても観測者の見やすい位置に接眼部を設置することがで
き、天体観測に不慣れな者や車椅子利用者にとって観測
しやすい天体望遠鏡が実現される。 (3) 同様の理由より、一つの対物光学系に対し複数個の
接眼部を設けることが可能なので、一台の天体望遠鏡を
使用して複数人が同時に天体を観測することができ、特
に教育施設の天体望遠鏡において有用である。 (4) 実施例のように、画像が高輝度の場合に減光する処
理を施す場合には、誤って太陽を覗いてしまった時の事
故が予防される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の天体望遠鏡の実施例の光学系の構
成図。

【図２】 同上、接眼部の実施例の斜視図。

【図３】 この発明の天体望遠鏡の異なる実施例の光学
系の構成図。

【符号の説明】

Ｓ１ 第一接眼部 Ｓ２ 第二接眼部 １ 対物レンズ ７ ＣＣＤ（撮像素子） ８ カラーＣＣＤ（撮像素子） １２ コンピュータ １４ ディスプレイ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像素子により捉えた対物光学系からの
   光を電気信号に変換してデジタル化された画像データと
   すると共に、この画像データをコンピュータに取り込ん
   で画像処理を施し、処理を施した画像をリアルタイムで
   ディスプレイ上に表示し、表示された画像を接眼部にお
   いて表示させることを特徴とする天体望遠鏡。
2. 【請求項２】 画像データに施される画像処理は観察者
   に対し天体を視認しやすくするための処理である請求項
   １記載の天体望遠鏡。
3. 【請求項３】 対物光学系からの光を捉える撮像素子の
   他に、対物光学系により結像された像を観測する接眼部
   を備え、対物光学系の光軸の切り換えにより両者を選択
   可能とした請求項１又は２記載の天体望遠鏡。
4. 【請求項４】 対物光学系からの光を２方向に分割し、
   一方は色情報を得ることを目的とした撮像素子に結像
   し、他方は輝度情報を得ることを目的とした撮像素子が
   光学的に結合された画像増幅器に結像する請求項１から
   ３の何れかに記載の天体望遠鏡。
5. 【請求項５】 ディスプレイ及びそれに表示される画像
   を観測する接眼部は３６０度方向に首振り可能な支持具
   により望遠鏡に支持される請求項１から４の何れかに記
   載の天体望遠鏡。
6. 【請求項６】 ディスプレイ及びそれに表示される画像
   を観測する接眼部は伸縮可能な支持具により望遠鏡に支
   持される請求項５記載の天体望遠鏡。
7. 【請求項７】 ディスプレイ及びそれに表示される画像
   を観測する接眼部を一つの対物光学系に対し複数個設け
   た請求項１から６の何れかに記載の天体望遠鏡。
8. 【請求項８】 ディスプレイ及びそれに表示される画像
   を観測する接眼部を一つの対物光学系に対し双眼視可能
   な間隔をもって一対設けると共に、視差を有する左右の
   像を形成するよう画像データに処理を施した請求項１か
   ら７の何れかに記載の天体望遠鏡。