JP2013190664A

JP2013190664A - 主鏡支持構造及び望遠鏡装置

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Publication number: JP2013190664A
Application number: JP2012057523A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kato; 篤加藤; Noboru Kawaguchi; 昇川口
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2013-09-26
Anticipated expiration: 2032-03-14
Also published as: EP2639618A1; US9016879B2; ES2554283T3; US20130242424A1; JP5862384B2; EP2639618B1

Abstract

【課題】主鏡部の姿勢変化による曲率変形自体を抑制する主鏡支持構造部を有する主鏡支持構造及び望遠鏡装置を提供することを目的とする。
【解決手段】主鏡部の下方であって、二つの円弧状部材間に渡され、端部が円弧状部材に接続されたトラス構造枠体と、このトラス構造枠体の上方に配置された主鏡部の円周上の複数個所とトラス構造枠体とを複数の支持部材でそれぞれ接続し、主鏡部の自重をトラス構造枠体に担わせて支持する主鏡支持構造部とを備え、少なくとも円弧状部材の最寄りの支持部材は、トラス構造枠体が円弧状部材に接続された端部とは異なる部分でトラス構造枠体と接続されたものである。
【選択図】図３

Description

この発明は、光学望遠鏡や電波望遠鏡の反射鏡（特に、主鏡）を支持する主鏡支持構造部を有する主鏡支持構造及び望遠鏡装置に関するものである。

従来、口径数十メートルを超える大型望遠鏡を得る手法としては、主鏡（主反射鏡）を分割鏡とするものがある（例えば、特許文献１参照）。また、鏡面精度が劣化しないように鏡面の撓みをアクチュエータで補正するものがある（例えば、特許文献２参照）。口径数十メートルを超える大型望遠鏡では、主鏡の自重変形抑制が必要となる。主鏡を前述のように、分割鏡で作り、多点で主鏡支持構造部から支持する構造となっているが、主鏡面（反射鏡面）の鏡面精度は、この主鏡支持構造部の剛性に大きく依存している。

大型望遠鏡では、主鏡支持構造部を強く変形しないように断面二次モーメントを大きく確保するため、その高さ寸法を非常に高く設計し、自重変形（高度角の変化による、姿勢変化が主鏡支持構造部の自重変形、ゆがみを発生させる。）を少なくするよう配慮されている（例えば、特許文献２参照）。また、高度軸駆動用の半円状のレールを主鏡支持構造部の真下に配置することで、支持点間の距離を短くし、自重変形量を抑制する設計思想をとっている望遠鏡もある。

ＷＯ２００６／００６２４０（第１図）特開２００５−２０８２２７号公報（第１図）特開２０１１−８０８３号公報（第１図）

しかし、上記の望遠鏡は、上述の影響で望遠鏡のＥＬ軸（仰角軸）の位置が、ＡＺレール面から非常に高い寸法位置に配置されてしまうことなる。それにより、望遠鏡自体の高さ寸法が大きくなり、部材数量が増大してしまい、かつ望遠鏡を収納するドームも大型化してしまうという課題があった。

また、大型化に伴い基礎への負担も大きくなり、地盤改良など工事全体へ規模の増大や工期増大などを引き起こすと予想される。そこで、望遠鏡構造を高さ方向に大きくせず、少ない部材で鏡面精度が確保できるように工夫する必要がある。そのためには、「望遠鏡のEL軸（高度角軸）の高さを低く抑える。」，「主鏡支持構造部の真下を支えるのではなく、その両側面にＥＬ回転構造部（半円状のレール）を配置し、その間に主鏡支持構造を配置し、両側面のみから主鏡支持構造を支持する。」という手法で、ＥＬ軸高さを低く抑えられ、望遠鏡本体、ドームも小型化が可能となる。

そこで、この従来技術の課題だが、例えば、ＥＬ回転構造部の両端が数十メートルも離れている部位を主鏡支持構造部の両端の固定部とする場合、自重変形時に中央部分が大きく落ち込み、両端がほとんど変形しないモードで主鏡面が湾曲し鏡面精度が低下という問題が生じる。これを解決するために、各分割鏡を特許文献２に記載のようなアクチュエータで補正するなど対策が取られているが、ストロークの制約などがあり、完全ではないという課題がある。つまり、主鏡支持構造部の姿勢変化による曲率変形自体を抑制する必要が残存している。

この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、主鏡部の姿勢変化による曲率変形自体を抑制する主鏡支持構造部を有する主鏡支持構造及び望遠鏡装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明に係る主鏡支持構造は、ＥＬ軸を円の中心とした二つの円弧状部材が対向して形成されたＥＬ回転構造部によって前記ＥＬ軸方向に回動させられる主鏡部を支持する主鏡支持構造において、前記主鏡部の下方であって、前記二つの円弧状部材間に渡され、端部が前記円弧状部材に接続されたトラス構造枠体と、このトラス構造枠体の上方に配置された前記主鏡部の円周上の複数個所と前記トラス構造枠体とを複数の支持部材でそれぞれ接続し、前記主鏡部の自重を前記トラス構造枠体に担わせて支持する主鏡支持構造部とを備え、少なくとも前記円弧状部材の最寄りの前記支持部材は、前記トラス構造枠体が前記円弧状部材に接続された端部とは異なる部分で前記トラス構造枠体と接続されたものである。

請求項２の発明に係る主鏡支持構造は、ＥＬ軸を円の中心とした二つの円弧状部材が対向して形成されたＥＬ回転構造部によって前記ＥＬ軸方向に回動させられる主鏡部を支持する主鏡支持構造において、前記主鏡部の下方であって、前記二つの円弧状部材間に渡され、端部が前記円弧状部材に接続されたトラス構造枠体と、このトラス構造枠体の上方に配置された前記主鏡部の円周上の複数個所と前記トラス構造枠体とを複数の支持部材でそれぞれ接続し、前記主鏡部の自重を前記トラス構造枠体に担わせて支持する主鏡支持構造部とを備え、少なくとも前記円弧状部材の最寄りの前記支持部材は、前記トラス構造枠体が前記円弧状部材に接続された端部と反対側に屈曲して、前記トラス構造枠体が前記円弧状部材に接続された端部とは異なる部分で前記トラス構造枠体と接続されたものである。

請求項３の発明に係る主鏡支持構造は、前記円弧状部材の最寄りの前記支持部材が、前記円弧状部材と所定の距離を開け、前記円弧状部材に沿って下方に延伸し、この延伸した先が、前記トラス構造枠体が前記円弧状部材に接続された端部と反対側に分岐して屈曲した請求項２に記載のものである。

請求項４の発明に係る望遠鏡装置は、主鏡部と、この主鏡部をＥＬ軸方向に回動させ、前記ＥＬ軸を円の中心とした二つの円弧状部材が対向して形成されたＥＬ回転構造部と、このＥＬ回転構造部の円弧状部材を摺動可能に支持し、前記主鏡部をＡＺ軸方向に回動させるＡＺ回転構造部と、前記主鏡部の下方であって、前記二つの円弧状部材間に渡され、端部が前記円弧状部材に接続されたトラス構造枠体と、このトラス構造枠体の上方に配置された前記主鏡部の円周上の複数個所と前記トラス構造枠体とを複数の支持部材でそれぞれ接続し、前記主鏡部の自重を前記トラス構造枠体に担わせて支持する主鏡支持構造部とを備え、少なくとも前記円弧状部材の最寄りの前記支持部材は、前記トラス構造枠体が前記円弧状部材に接続された端部とは異なる部分で前記トラス構造枠体と接続されたものである。

請求項５の発明に係る望遠鏡装置は、主鏡部と、この主鏡部をＥＬ軸方向に回動させ、前記ＥＬ軸を円の中心とした二つの円弧状部材が対向して形成されたＥＬ回転構造部と、このＥＬ回転構造部の円弧状部材を摺動可能に支持し、前記主鏡部をＡＺ軸方向に回動させるＡＺ回転構造部と、前記主鏡部の下方であって、前記二つの円弧状部材間に渡され、端部が前記円弧状部材に接続されたトラス構造枠体と、このトラス構造枠体の上方に配置された前記主鏡部の円周上の複数個所と前記トラス構造枠体とを複数の支持部材でそれぞれ接続し、前記主鏡部の自重を前記トラス構造枠体に担わせて支持する主鏡支持構造部とを備え、少なくとも前記円弧状部材の最寄りの前記支持部材は、前記トラス構造枠体が前記円弧状部材に接続された端部と反対側に屈曲して、前記トラス構造枠体が前記円弧状部材に接続された端部とは異なる部分で前記トラス構造枠体と接続されたものである。

請求項６の発明に係る望遠鏡装置は、前記円弧状部材の最寄りの前記支持部材が、前記円弧状部材と所定の距離を開け、前記円弧状部材に沿って下方に延伸し、この延伸した先が、前記トラス構造枠体が前記円弧状部材に接続された端部と反対側に分岐して屈曲した請求項５に記載のものである。

以上のように、請求項１〜３に係る発明によれば、主鏡部（主鏡、反射鏡）の自重による撓みを最小限に抑えるために、主鏡部の自重による平行移動が可能なように主鏡部を支持することができる主鏡支持構造を得ることができる。

請求項４〜６に係る発明によれば、主鏡部（主鏡、反射鏡）の自重による撓みを最小限に抑えるために、主鏡部の自重による平行移動が可能なように主鏡部を支持することができる望遠鏡装置を得ることができる。

この発明の実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置の構成図（斜視図）である。この発明の実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置の上方図（主鏡部透視図）である。この発明の実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置の側方図である。この発明の実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置の主鏡部の撓みを示す模式図（主鏡部拡大図）である。この発明の実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置の主鏡部の撓みを示す模式図（全体図）である。この発明の実施の形態１この発明の実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置の比較対象として示す参考モデルの主鏡支持構造及び望遠鏡装置の上方図（主鏡部透視図）である。この発明の実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置の比較対象として示す参考モデルの主鏡支持構造及び望遠鏡装置の側方図である。この発明の実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置の比較対象として示す参考モデルの主鏡支持構造及び望遠鏡装置の主鏡部の撓みを示す模式図（主鏡部拡大図）である。この発明の実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置の比較対象として示す参考モデルの主鏡支持構造及び望遠鏡装置の主鏡部の撓みを示す模式図（全体図）である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図１〜９を用いて説明する。図１〜図５は実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置を示している。図６〜図９は実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置の効果を説明するための比較対象としての参考モデルである主鏡支持構造及び望遠鏡装置を示している。図中の一点鎖線はＥＬ軸又はＡＺ軸を指している。また、本願の本質は、大型の反射鏡（本願では主鏡と称する）を支持する構造に特徴があるので、実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置は、副鏡や第三鏡を有するものでもよい。さらに、副鏡や第三鏡により集光された光（電波）を受光（受信）する素子なども具備していることはいうまでもない。なお、本願においては、望遠鏡（望遠鏡装置）としての基本動作の説明は従来のものと同様であるため、省略する。

図１〜９において、１は複数の鏡（分割鏡）が組み合わさった主鏡（反射鏡）又は一枚の主鏡（反射鏡）から構成される主鏡部である。主鏡部１の鏡面の反対面から複数のアクチュエータで支持して鏡の撓みをある程度抑制する機構（この機構の詳細な図示は省略）を有するものである。アクチュエータは、後述の支持部材７ａ及び支持部材７ｂ並びに支持部材７ｃ内に形成してもよい。２は主鏡部１をＥＬ（仰角）軸方向に回動させ、ＥＬ軸を円の中心とした二つの円弧状部材２ａが対向して形成されたＥＬ回転構造部、円弧状部材２ａの本体部分は、半円状であり、中央に切り欠き部を有するものである。また、円弧状部材２ａの本体部分には、ＥＬ軸が貫通しておらず、架空のＥＬ軸となっている。３は主鏡部の主鏡の焦点に配置された副鏡を有する副鏡部であり、副鏡部３により焦点調整が可能となっている。４は一端が副鏡部３に接続され、他端がＥＬ回転構造部に接続されて、副鏡部３を支持するする副鏡支持部である。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。

図１〜９において、５はＥＬ回転構造部２の円弧状部材を摺動可能に支持し、主鏡部１をＡＺ（方位角）軸方向に回動させるＡＺ回転構造部、ＡＺ回転構造部５は、ＥＬ回転構造部２の円弧状部材を摺動可能に支持するＥＬ回転構造支持部５ａと、ＥＬ回転構造支持部５ａを支持してＡＺ軸方向に回動させるＡＺ架台５ｂとから構成されている。なお、ＥＬ回転構造部２は、ＡＺ架台５ｂに摺動面を通して拘束されていて、ＥＬ軸周りに回転可能な構造となっているといえる。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。

図１，図２，図６に示す一点鎖線の円は、ＡＺ軸の周りにＡＺ回転構造部５（ＡＺ架台５ｂ）が回動したときのＡＺ架台５ｂの外形の軌跡を示している。６は主鏡部１の下方であって、二つの円弧状部材２ａ間に渡され、端部が円弧状部材２ａに接続されたトラス構造枠体である。トラス構造枠体６は、複数の管状（板状）部材によってトラス構造が形成されている。各管状（板状）部材の端部同士が接合（結合）されて二次元又は三次元構造を形成している。なお、トラス構造枠体６（後述の主鏡支持構造部７も含む）は、円弧状部材２ａに対して、荷重に対する変形が大きいものとする。これは、トラス構造枠体６が管状（板状）部材などで構成される枠体であることに対して、円弧状部材２ａが板状の部材であるため、強度を確保しやすいためである。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。

図１〜９において、７はトラス構造枠体６の上方に配置された主鏡部１の円周上の複数個所とトラス構造枠体６とを複数の支持部材７ａ、７ｂ（支持部材７ｃ）でそれぞれ接続し、主鏡部１の自重をトラス構造枠体６に担わせて支持する管状（板状）部材などの主鏡支持構造部である。特に、主鏡支持構造部７を構成する支持部材７ｂは、円弧状部材２ａの最寄りのものであり、トラス構造枠体６が円弧状部材２ａに接続された端部とは異なる部分でトラス構造枠体６と接続されている。支持部材７ｂとトラス構造枠体６との接続部分を構造分離部６ａとする。なお、主鏡支持構造部６は複数の支持部材７ａにより、主鏡部１の中心を含む主鏡部１の円周上の複数個所以外の部分も支持している。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。

実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置に関して図１〜５を用いて説明する。図２は主鏡部１を情報から透視した図である。間隔が広い点線で示しているものがトラス構造枠体６及び支持部材７ａである。間隔が狭い点線で示しているものが支持部材７ｂであり、円弧状部材２ａ（ＥＬ回転構造部２）とは非接続であり、円弧状部材２ａ（ＥＬ回転構造部２）に対して、支持部材７ｂを介して主鏡部１の自重に担わせて支持させていない。図３では点線（間隔が狭い点線）で示しているものが支持部材７ｂである。

図４は主鏡部１の撓みを模式的に示した図（主鏡部１拡大）である。図中の二点差線は主鏡部１の自重による変形前の形状（主鏡部１の自重による変形を無視した形状）であり、実線は主鏡部１の自重による変形後の形状（主鏡部１の自重による変形を考慮した形状）である。図５は主鏡部１の撓みを模式的に示した図（全体）である。図中の二点差線は主鏡部１の自重により下方に荷重が掛かり下がる前のトラス構造枠体６の形状（主鏡部１の自重による変形を無視した形状）であり、実線は主鏡部１の自重により下方に荷重が掛かり下がった後のトラス構造枠体６の落ち込み形状（主鏡部１の自重による変形を考慮した形状）である。点線（間隔が狭い点線）で示しているものが支持部材７ｂである。下方に向いた矢印は、主鏡部１に係る自重による荷重を模式的に示したものである。

実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置を具体的に説明する。図１に示すように、主鏡部１とＥＬ回転構造部２とは支持部材７ａを介して直接接続されていないことが分かる。ＥＬ回転構造部２による主鏡部１のＥＬ軸周りの回動は、トラス構造枠体６を介して行われる。なお、副鏡部３とＥＬ回転構造部２とは副鏡支持部４を介して直接接続され、ＥＬ回転構造部２による副鏡部２の回動が実行される。また、ＡＺ回転構造部５は、ＥＬ回転構造支持部５ａによりＥＬ回転構造部２を支持しているので、前述のＥＬ回転構造部２と主鏡部１及び副鏡部３との関係から、ＡＺ回転構造部５は主鏡部１及び副鏡部３をＡＺ軸周りに回動させることができる。

図２及び図３に示すように、支持部材７ａの一端は主鏡部１の下部と接続され、支持部材７ａの他端は、主鏡部１の下方に延伸して、トラス構造枠体６と接続されている。円弧状部材２ａの最寄りの支持部材である支持部材７ｂの一端は主鏡部１の下部と接続され、支持部材７ｂの他端は、鏡面部１の下方に延伸して、「トラス構造枠体６が円弧状部材２ａに接続された端部」とは異なる部分（構造分離部６ａ）でトラス構造枠体６と接続されている。このような構造となっているために、弧状部材２ａの最寄りの支持部材７ｂに支持された部分に掛かる主鏡部１の荷重は、直接は、ＥＬ回転構造部２（円弧状部材２ａ）に掛からない。また、前述の支持部材７ｂの他端が接続されるトラス構造枠体６の場所を、トラス構造枠体６を形成する複数の管状（板状）部材の端部同士が接合（結合）されている部分（構造分離部６ａ）とすることで、支持部材７ｂによって、トラス構造であるトラス構造枠体６から分岐した別のトラス構造を形成することができるので（二重トラス構造）、支持部材７ｂは十分な強度が確保できる。

支持部材７ｂは、円弧状部材２ａと所定の距離を開け、円弧状部材２ｂに沿って下方に延伸し、この延伸した先が「トラス構造枠体６が円弧状部材２ｂに接続された端部」と反対側に三又（二又以上であればよい）に分岐して屈曲している。換言すると、支持部材７ｂは、複数の管状（板状）部材によってトラス構造が形成され、各管状（板状）部材の端部同士が接合（結合）されて二次元又は三次元構造を形成しているといえるので、支持部材７ｂとトラス構造枠体６とにより、前述のような構造分離部６ａにおいて、円弧状部材２ｂとトラス構造枠体６とが接合（結合）した二重トラス構造を容易に取り得る。なお、支持部材７ｂの各管状（板状）部材の端部同士が接合（結合）している箇所の外観が「支持部材７ｂは、円弧状部材２ａと所定の距離を開け、円弧状部材２ｂに沿って下方に延伸し、この延伸した先が三又（二又以上であればよい）に分岐して屈曲したもの」となっている。

よって、弧状部材２ａの最寄りの支持部材７ｂに支持された部分に掛かる主鏡部１の荷重は、円弧状部材２ｂに直接的に掛からずに、円弧状部材２ｂ間で挟まれたトラス構造枠体６の内側の方向に、構造分離部６ａを介して、主に掛かることになる。したがって、図４及び図５に示すように、複数の支持部材７ａ及び支持部材７ｂからなる主鏡支持構造部７が、主鏡部１の荷重をトラス構造枠体６へ伝えるので、図４に示すように、自重による主鏡部の沈降の距離が、主鏡部１の中心部分で距離δであったとした場合、支持部材７ｂによって、前記円弧状部材の最寄りの主鏡部１の部分の沈降の距離もδと大きな違いがないようにすることが容易にできる。

実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置は、このような主鏡支持構造部７を有するので、ＥＬ回転構造部２のようなＥＬ回転機構を有するものであっても、前述の複数のアクチュエータによって補正しきれない主鏡部１の撓みや大きな変形を起こすことなく、主鏡部１を支持することができる。また、支持部材７ｂは分岐した構造を有し、その分岐がそれぞれトラス構造枠体６と接続されているので、支持部材７ｂはトラス構造を構築しているといえる。そのため、実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置は、トラス構造枠体６（支持部材７ａを含めてもよい）が構築している第１のトラス構造と支持部材７ｂが構築している第２のトラス構造とを備えた二重トラス構造を有するものともいえる。このような意味から支持部材７ｂは、二重トラス構造用部材７ｂと称してもよい。なお、主鏡支持構造部７及びトラス構造枠体６を主鏡支持構造部と総称してもよい。

実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置は、主鏡面部１の鏡面精度を劣化させている中央に落ち込みと、主鏡面部１の両側面部（主鏡面部１の円弧状部材２ａの近傍部分）の落ち込みの差を緩和させることができる。したがって、主鏡部１の主鏡鏡面の固有振動数を低下させずかつ主鏡支持構造の剛性を確保することができるという効果を奏する。また、主鏡部１の主鏡鏡面の変形は、鏡面精度を保ちながらのオフセット移動（平行移動）は許容するので、焦点調整は副鏡部３にて行うことで、焦点ボケによる鏡面精度の劣化は補正されるという効果を奏する。

実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置の効果を説明するために、実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置の比較対象として示す参考モデルの主鏡支持構造及び望遠鏡装置を示す図６〜９を用いる。図６は主鏡部１を情報から透視した図である。間隔が広い点線で示しているものがトラス構造枠体６及び支持部材７ａである。矢印を付け「接続」と付記しているものが支持部材７ｃ（参考モデルの支持部材であり、支持部材７ａと同じ部材である。）であり、円弧状部材２ａ（ＥＬ回転構造部２）とは接続されており、円弧状部材２ａ（ＥＬ回転構造部２）に対して、支持部材７ｃを介して主鏡部１の自重に担わせて支持させている。図７では点で示しているものが支持部材７ｃである。

図８は主鏡部１の撓みを模式的に示した図（主鏡部１拡大）である。図中の二点差線は主鏡部１の自重による変形前の形状（主鏡部１の自重による変形を無視した形状）であり、実線は主鏡部１の自重による変形後の形状（主鏡部１の自重による変形を考慮した形状）である。図９は主鏡部１の撓みを模式的に示した図（全体）である。図中の二点差線は主鏡部１の自重により下方に荷重が掛かり下がる前のトラス構造枠体６の形状（主鏡部１の自重による変形を無視した形状）であり、実線は主鏡部１の自重により下方に荷重が掛かり下がった後のトラス構造枠体６の落ち込み形状（主鏡部１の自重による変形を考慮した形状）である。点で示しているものが支持部材７ｃである。下方に向いた矢印は、主鏡部１に係る自重による荷重を模式的に示したものである。

比較対象として示す参考モデルの主鏡支持構造及び望遠鏡装置を具体的に説明する。このモデルでは、主鏡部１とＥＬ回転構造部２とは支持部材７ｃを介して直接接続されている。ＥＬ回転構造部２による主鏡部１のＥＬ軸周りの回動は、支持部材７ａ及び支持部材７ｃ（トラス構造枠体６）を介して行われる。なお、副鏡部３とＥＬ回転構造部２とは副鏡支持部４を介して直接接続され、ＥＬ回転構造部２による副鏡部２の回動が実行される。また、ＡＺ回転構造部５は、ＥＬ回転構造支持部５ａによりＥＬ回転構造部２を支持しているので、前述のＥＬ回転構造部２と主鏡部１及び副鏡部３との関係から、ＡＺ回転構造部５は主鏡部１及び副鏡部３をＡＺ軸周りに回動させることができる。

図６及び図７に示すように、支持部材７ａの一端は主鏡部１の下部と接続され、支持部材７ａの他端は、主鏡部１の下方に延伸して、トラス構造枠体６と接続されている。円弧状部材２ａの最寄りの支持部材である支持部材７ｃの一端も主鏡部１の下方に延伸して、トラス構造枠体６と接続されている。具体的には「トラス構造枠体６が円弧状部材２ａに接続された端部」でトラス構造枠体６と接続されている。なお、支持部材７ｃの端部を「トラス構造枠体６が円弧状部材２ａに接続された端部」の近傍の円弧状部材２ａに直接接続してよい。また、円弧状部材２ａの位置を支持部材７ｃとして機能させてもよい。つまり、円弧状部材２ａによって、円弧状部材２ａの最寄りの部分の主鏡部１を直接指示することになる。よって、弧状部材２ａの最寄りの支持部材７ｃに支持された部分に掛かる主鏡部１の荷重は、ＥＬ回転構造部２（円弧状部材２ａ）に掛かる。

このような構造のために、弧状部材２ａの最寄りの支持部材７ｃに支持された部分に掛かる主鏡部１の荷重は、円弧状部材２ｂに直接的に掛かる。したがって、図８及び図９に示すように、複数の支持部材７ａ及び支持部材７ｃからなる主鏡支持構造部７が、主鏡部１の荷重をトラス構造枠体６へ伝えるので、図８に示すように、自重による主鏡部の沈降の距離が、主鏡部１の中心部分で距離δであったとした場合、支持部材７ｃ（円弧状部材２ｂ）によって、前記円弧状部材の最寄りの主鏡部１の部分の沈降の距離がδよりも小さくなる。なぜならば、複数の支持部材７ａ及び支持部材７ｃからなる主鏡支持構造部７（トラス構造枠体６も含む）は、円弧状部材２ａに対して、荷重に対する変形が大きいものであるので、円弧状部材２ａの主鏡部１の荷重に対する変形が少ないためである。

つまり、主鏡支持構造部７はその両側面（主鏡面部１の円弧状部材２ａの近傍部分）でＥＬ回転構造部２に連結固定されており、その結、主鏡部１の両端も結果的にＬ回転構造部２と連結されており、自重変形量はＥＬ回転構造部２に拘束される構造となっている。このような構造のまま、ＥＬ軸周りに回転し、主鏡支持構造部７に自重変形が生じた場合、主鏡部１の両端部分はほとんど変形せず、中央部分が変形し、両端部分に比べ中央が落ち込む形状に変化し、鏡面の理想状態からの乖離が大きくなる（図９）。その結果鏡面精度が劣化してしまう。これは副鏡部３で焦点調整しても、補正できない精度劣化を発生させることなる。その結果、鏡面は自重変形前の曲率Ｒ１と自重変形後の曲率Ｒ２で大きな差が発生して鏡面精度を保てない（図８）。よって、自重変形差が主鏡部１に生じるので、理想鏡面から乖離してしまう。

一方、実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置は、主鏡支持構造部７はその両側面（主鏡面部１の円弧状部材２ａの近傍部分）でＥＬ回転構造部２に連結固定していないために、比較対象として示す参考モデルの主鏡支持構造及び望遠鏡装置が有する上記のような問題が生じない。換言すると、ＥＬ回転構造部２と支持部材７ｂの主鏡部１支持点は分離されているといえる。また、ＥＬ回転構造部２と支持部材７ｂとは非連結となっているといえる。

具体的には、実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置は、主鏡支持構造部７の中央と両側面の変形量の相対差を小さくする工夫を施している。具体的には、主鏡部１の両側面に新主鏡支持点を支持する支持部材７ｂを設置し、ＥＬ回転構造部２と分離（力が伝わらないように）する主鏡支持構造を新たに枝分かれ状に設け、ＥＬ回転構造部２の拘束の影響を受けない主鏡部１（主鏡面）を支持するトラスを採用した。よって、主鏡支持構造部７の剛性は二重構造の元々の部材がそのままＥＬ回転構造部２と固定されていることなり、剛性低下は発生しない。また、追加された二重トラス構造用部材７も構造分離部６ａからトラス状に支持するようにすると、剛性低下を抑えることができる。

実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置は、上記の構造特徴を有した状態で、自重変形が発生した場合、主鏡支持構造部７は、ＥＬ回転構造部２の拘束の影響を受けなくなり、二重トラス構造のように、中央と両側面で相対的に同じ変形落ち込みを示し、その結果、鏡面は自重変形前の曲率Ｒ１と自重変形後の曲率Ｒ２でほとんど差が発生せず鏡面精度を保ったままオフセット的な平行移動を行うことになる（図４）。この状態で副鏡部３により焦点調整を行えば、所定の精度が得られる。よって、自重変形差が主鏡部１の各所であまり生じないので、理想鏡面から乖離しない。

実施の形態１に係る主鏡支持構造及び望遠鏡装置により、望遠鏡構造を高さ方向に低く抑えることが可能な、ＥＬ回転構造部２（円弧状部材２ａ間）に主鏡支持構造部７を配置する方式を採用した場合でも、鏡面精度の自重変形量を小さく抑えることが可能となる。その結果、主鏡部１の主鏡面の調整用アクチュエータのストローク軽減、主鏡支持構造の簡素化（剛性をそれほど高く確保しなくてもよい構造）、構造部材点数の削減、ＥＬ軸高さの抑制、望遠鏡装置を収納するドームの小型化などが容易に可能となる。

１・・主鏡部、２・・ＥＬ回転構造部、２ａ・・円弧状部材、３・・副鏡部、４・・副鏡支持部、５・・ＡＺ回転構造部、５ａ・・ＥＬ回転構造支持部、５ｂ・・ＡＺ架台、６・・トラス構造枠体、６ａ・・構造分離部、７・・主鏡支持構造部、７ａ・・支持部材、７ｂ・・支持部材（二重トラス構造用部材）、７ｃ・・支持部材（参考モデルの支持部材）。

Claims

ＥＬ軸を円の中心とした二つの円弧状部材が対向して形成されたＥＬ回転構造部によって前記ＥＬ軸方向に回動させられる主鏡部を支持する主鏡支持構造において、前記主鏡部の下方であって、前記二つの円弧状部材間に渡され、端部が前記円弧状部材に接続されたトラス構造枠体と、このトラス構造枠体の上方に配置された前記主鏡部の円周上の複数個所と前記トラス構造枠体とを複数の支持部材でそれぞれ接続し、前記主鏡部の自重を前記トラス構造枠体に担わせて支持する主鏡支持構造部とを備え、少なくとも前記円弧状部材の最寄りの前記支持部材は、前記トラス構造枠体が前記円弧状部材に接続された端部とは異なる部分で前記トラス構造枠体と接続されたものである主鏡支持構造。
ＥＬ軸を円の中心とした二つの円弧状部材が対向して形成されたＥＬ回転構造部によって前記ＥＬ軸方向に回動させられる主鏡部を支持する主鏡支持構造において、前記主鏡部の下方であって、前記二つの円弧状部材間に渡され、端部が前記円弧状部材に接続されたトラス構造枠体と、このトラス構造枠体の上方に配置された前記主鏡部の円周上の複数個所と前記トラス構造枠体とを複数の支持部材でそれぞれ接続し、前記主鏡部の自重を前記トラス構造枠体に担わせて支持する主鏡支持構造部とを備え、少なくとも前記円弧状部材の最寄りの前記支持部材は、前記トラス構造枠体が前記円弧状部材に接続された端部と反対側に屈曲して、前記トラス構造枠体が前記円弧状部材に接続された端部とは異なる部分で前記トラス構造枠体と接続されたものである主鏡支持構造。
前記円弧状部材の最寄りの前記支持部材は、前記円弧状部材と所定の距離を開け、前記円弧状部材に沿って下方に延伸し、この延伸した先が、前記トラス構造枠体が前記円弧状部材に接続された端部と反対側に分岐して屈曲した請求項２に記載の主鏡支持構造。
主鏡部と、この主鏡部をＥＬ軸方向に回動させ、前記ＥＬ軸を円の中心とした二つの円弧状部材が対向して形成されたＥＬ回転構造部と、このＥＬ回転構造部の円弧状部材を摺動可能に支持し、前記主鏡部をＡＺ軸方向に回動させるＡＺ回転構造部と、前記主鏡部の下方であって、前記二つの円弧状部材間に渡され、端部が前記円弧状部材に接続されたトラス構造枠体と、このトラス構造枠体の上方に配置された前記主鏡部の円周上の複数個所と前記トラス構造枠体とを複数の支持部材でそれぞれ接続し、前記主鏡部の自重を前記トラス構造枠体に担わせて支持する主鏡支持構造部とを備え、少なくとも前記円弧状部材の最寄りの前記支持部材は、前記トラス構造枠体が前記円弧状部材に接続された端部とは異なる部分で前記トラス構造枠体と接続されたものである望遠鏡装置。
主鏡部と、この主鏡部をＥＬ軸方向に回動させ、前記ＥＬ軸を円の中心とした二つの円弧状部材が対向して形成されたＥＬ回転構造部と、このＥＬ回転構造部の円弧状部材を摺動可能に支持し、前記主鏡部をＡＺ軸方向に回動させるＡＺ回転構造部と、前記主鏡部の下方であって、前記二つの円弧状部材間に渡され、端部が前記円弧状部材に接続されたトラス構造枠体と、このトラス構造枠体の上方に配置された前記主鏡部の円周上の複数個所と前記トラス構造枠体とを複数の支持部材でそれぞれ接続し、前記主鏡部の自重を前記トラス構造枠体に担わせて支持する主鏡支持構造部とを備え、少なくとも前記円弧状部材の最寄りの前記支持部材は、前記トラス構造枠体が前記円弧状部材に接続された端部と反対側に屈曲して、前記トラス構造枠体が前記円弧状部材に接続された端部とは異なる部分で前記トラス構造枠体と接続されたものである望遠鏡装置。
前記円弧状部材の最寄りの前記支持部材は、前記円弧状部材と所定の距離を開け、前記円弧状部材に沿って下方に延伸し、この延伸した先が、前記トラス構造枠体が前記円弧状部材に接続された端部と反対側に分岐して屈曲した請求項５に記載の望遠鏡装置。