JP3619786B2 - 天体写真撮影用簡易型赤道儀 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は天体写真撮影用簡易型赤道儀に係り、天体の星を追尾して星を点として撮影する簡易型の赤道儀に関する。
【０００３】
現在、天体写真を撮影する天文愛好家の間では、持ち運びが容易であるように、小型で、軽量であり、且つ、三脚として一般的な写真用三脚が利用可能であり、しかも、安価である天体写真撮影用簡易型赤道儀が求められている。
【従来の技術】
【０００４】
図１は従来の天体写真撮影用赤道儀１を示す。２は本体、３は大型の三脚、４は極軸望遠鏡、５は望遠鏡保持用の回転腕部材、バランス用の錘６、望遠鏡７、カメラ８である。
【０００５】
本体２の内部には、モータ及びギヤ機構が組み込まれている。この本体２に、回転腕部材５が軸線１０を中心に３６０度回動可能に支持されており、且つ、極軸望遠鏡４が取り付けてある。極軸望遠鏡４は、本体２を貫通しており、その光軸４ａが軸線１０と一致しており、回転腕部材５と一体的に回動する。
【０００６】
望遠鏡７は、その光軸７ａが軸線１０と平行とされた状態で、回転腕部材５に固定してある。カメラ８は望遠鏡７に取り付けてある。錘６はバランス用の錘であり、望遠鏡７とは軸線１０に関して反対側に位置している。
【０００７】
極軸望遠鏡４をのぞきつつ適宜調整し、モータを駆動させることによって、回転腕部材５が回動され、望遠鏡７及びカメラ８が天体の星の動きと同期して旋回し、カメラ８のシャッタを開き、所定時間経過後にシャッタをオフとすることによって、カメラ８は天体の星を追尾し、星が点として撮影される。
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この天体写真撮影用赤道儀１は、大型であり、且つ、重く、しかも、高価である。三脚も大型の専用の三脚３が必要であった。
【０００９】
このため、一般の天文愛好家が入手することが困難である。また、持ち運びが困難であり、一人で山へ登って、そこで、山を背景として天体の写真を撮影するようなことは出来なかった。
【００１０】
なお、一般の天文愛好家が天体の写真を撮影する場合は、露出時間が１時間以内であるのが一般的である。よって、カメラが旋回する角度は１５度あれば足りることになる。
【００１１】
そこで、本発明は、上記の実際の使用条件を考慮して、上記課題を解決した天体写真撮影用簡易型赤道儀を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１の発明は、三脚に取り付けられる赤道儀本体と、該赤道儀本体上に支持されて、カメラが取り付けられるカメラ用雲台とよりなり、該カメラによって天体の星を点として撮影する天体写真撮影用簡易型赤道儀であって、
該赤道儀本体（２１）は、
下面に三脚に固定するための微動雲台（３５）を有し、一端に上側に突き出ている固定軸受部（３０ａ，３０ｂ）を有する水平の固定台座（３０）と、
その一端側の上面側に突き出ている軸受部（３３ａ，３３ｂ）を有し、上記固定台座上に載っている回動台座（３３）と、
該回動台座の軸受部に固定してあり、上記固定台座の固定軸受部に回動可能に嵌合している円筒部材（４０）とを有し、
上記回動台座は、上記固定台座の上面より上方に（Ｈ１）位置する固定軸受部（３０ａ，３０ｂ）の中心（３２）の位置を中心として、該円筒部材（４０）と共に上記固定台座に対して回動可能に支持されている構成であり、
該赤道儀本体は、更に、
該回動台座の他端側より下方に延びており、上記固定台座の側面に当接して該回動台座に作用する荷重を受けると共に該回動台座の回動をガイドするガイド板（６６）と、
上記円筒部材内にこれを貫通して取り付けてある極軸望遠鏡（３４）と、
上記回動台座の下面に設けてあり、袋ナットに対応した形状の凹部（３８ｅ）が形成してある受けブロック部材（３８）と、
該受けブロック部材（３８）を該回動台座の長手方向に移動させて該受けブロック部材（３８）の上記固定軸受部（３０ａ，３０ｂ）の中心（３２）からの距離を調整する機構（６１、６２，６３）と、
該回動台座の下面に取り付けてあり、モータ（３６）と、水平支持板（５２）と、中央に雌ねじ部（５４ａ）を有し、上記水平支持板上に位置して上記モータによって回転される送り用ギヤ（５４）とを有する駆動ユニットと、
ボルト（３７ａ）とこの上端に固定してある袋ナット（３７ｂ）とよりなる支持ボルト棒（３７）とを有し、
該支持ボルト棒は、該ボルト（３７ａ）が、上記送り用ギヤ（５４）の雌ねじ部（５４ａ）と螺合してあり且つ該固定台座に対して略垂直とされており、且つ上記袋ナット（３７ｂ）が上記受けブロック部材（３８）の凹部（３８ｅ）に回転が不可能である状態で嵌合してある構成であり、上記送り用ギヤが回転されると回転を伴なわないで下動しながら、該回動台座を支え続ける構成であり、
且つ、上記支持ボルト棒（３７）の下動する速度及び上記受けブロック部材の位置が、上記回動台座（３３）の回動する速度が天体の回転する速度と同じ速度となるように調整可能である構成であり、
上記カメラ用雲台（２２）は、上記回動台座の上面に取り付けてある構成であり、
天体写真撮影用簡易型赤道儀は、最初の状態では、上記回動台座（３３）は、上記固定台座（３０）より離されて傾斜し、上記受けブロック部材（３８）が上記固定軸受部（３０ａ，３０ｂ）の中心（３２）を通る水平の面（Ｚ１０）よりも上方に位置した状態で、上記支持ボルト棒（３７）の上端で支えられており、
上記駆動ユニットが駆動されて送り用ギヤ（５４）が水平支持板（５２）上で回転されて支持ボルト棒（３７）が下動され、上記回動台座が上記支持ボルト棒（３７）によって支えられつつ天体の回動する速度と同じ速度で重力の方向に、且つ、上記ガイド板（６６）が上記固定台座の側面に当接しつつ回動し、上記受けブロック部材（３８）は上記固定軸受部（３０ａ，３０ｂ）の中心（３２）を通る水平の面（Ｚ１０）を横切ってこの水平の面よりも下側にまで移動し、上記回動台座（３３）は上記固定台座（３０）上に当接した状態とされ、上記カメラ用雲台に取り付けられたカメラが高い位置から低い位置へと該カメラに作用する重力の方向に天体の回動する速度と同じ速度で移動する構成としたものである。
【００１３】
支持ボルト棒が送り用ギヤを介して水平支持板によって支持されており、この支持ボルト棒が下動し、回動台座が固定台座に対して上向きに傾斜した位置から支持棒によって支えられつつ天体の回動する速度と同じ速度で重力の方向に向かって回動する構成は、カメラに星座の写真を撮影するのに十分な回動角度範囲を与え、且つ、バランスをとるための錘を不要とする。よって、天体写真撮影用簡易型赤道儀は、従来に比べて、小型で、軽量となり、且つ、三脚として一般的な写真用三脚が利用可能となり、しかも、安価となる。
【００１４】
支持ボルト棒の上端の袋ナットが受けブロック部材の凹部に嵌合しているため、支持ボルト棒は回転せずに直進することになり、受けブロック部材の支持棒に対する受けの状態 は安定となる。
【００１５】
受けブロック部材の位置を調整することによって、モータを有する駆動ユニットの回転速度のばらつき、及び赤道儀本体の組立てのばらつき等を吸収することが可能となり、回動台座（３３）の回動する速度、即ち、カメラに作用する重力の方向に回動して移動する速度を天体の回動する速度に調整することが出来る。
【発明の実施の形態】
【００１６】
説明の便宜上、先ず、本発明の一実施例になる天体写真撮影用簡易型赤道儀２０を概略的に説明し、その後に、各構造部分を詳細に説明する。
【００１７】
図２は本発明の一実施例になる天体写真撮影用簡易型赤道儀２０を撮影者側から見て示す図である。
【００１８】
簡易型赤道儀２０は、図３及び図４に示す赤道儀本体２１と、図５（Ａ），（Ｂ）に示すカメラ用雲台２２とよりなり、カメラが旋回する角度が最大で１５度程度である構成である。バランス用の錘は必要でない。カメラが旋回する角度を１５度程度に限定しているため、簡易型赤道儀２０は、図１に示す従来の天体写真撮影用赤道儀１に比べて、構成が自分で組立てが可能である程度に簡単であり、且つ、小型であり、且つ、軽量である。また、カメラ用雲台２２は赤道儀本体２１から取り外し可能であり、簡易型赤道儀２０は、赤道儀本体２１とカメラ用雲台２２とに分解することによって、携帯がしやすい。また、赤道儀本体２１及びカメラ用雲台２２は、アルミニウム製であり、これによっても軽量化が図られている。この簡易型赤道儀２０は、図６、図７、及び図８に示すように、赤道儀本体２１を一般の写真用三脚２３に固定し、２８〜８５ｍｍのズームレンズ２０１が装着してあるカメラ２００をカメラ用雲台２２に取り付けることによって使用される。各図中、Ｘ１−Ｘ２は撮影者側から見て幅方向、Ｚ１−Ｚ２は撮影者側から見て高さ方向、Ｙ１−Ｙ２は撮影者側から見て奥行き方向である。
【００１９】
赤道儀本体２１は、図３及び図４に併せて示すように、水平の固定台座３０と、この固定台座３０の上側に位置して、Ｘ１側の端の回動中心軸線３２を中心に回動可能に支持されている回動台座３３と、回動台座３３の回動中心に固定してあり回動台座３３と一体に回動する極軸望遠鏡３４と、固定台座３０の下面に固定してある微動雲台３５と、固定台座３０の下面に固定してあるモータ・ギヤ機構ユニット３６と、その上端で回動台座３３を支持しつつモータ・ギヤ機構ユニット３６によってＺ２方向に移動する支持ボルト棒３７と、回動台座３３の下面に取り付けてある受け部材３８等を有する。上記の回動中心軸線３２は後述する円筒部材４０の中心線４１と一致している。
【００２０】
カメラ用雲台２２は、図５（Ａ），（Ｂ）に併せて示すように、第１のＵ字フレーム１００と、第２のＵ字フレーム１０１と、カメラ取付け用のＬ字フレーム１０２とを有する構成である。第１のＵ字フレーム１００が回動台座３３の上面に取り付けてある。Ｌ字フレーム１０２には、微動ユニット１０３が設けてある。カメラ用雲台２２は、カメラ２００を空中に支え、且つカメラ２００の向きを自由に換えることが可能である構成である。カメラ用雲台２２は、各部の寸法が使用するカメラ２００に対応した設計であり、カメラ２００の向きを換えても空中におけるカメラ２００の重心Ｇの位置が動かないようになっている。即ち、カメラ２００は、回動台座３３に対する重心Ｇの位置が一定に保たれたまま、向きを変えられる。
【００２１】
天体写真の撮影は、図６、図７、及び図８に示すように、以下の手順で行う。
【００２２】
前提として、簡易型赤道儀２０は極軸合わせ済みである。極軸合わせについては後述する。
【００２３】
手順１．カメラ用雲台２２を赤道儀本体２１上に取り付けて、簡易型赤道儀２０を組立てる。
【００２４】
手順２．写真用三脚２３を地面上にしっかりセットし、写真用三脚２３上に簡易型赤道儀２０を取り付け、後述する水平器５５を見て固定台座３０を水平とし、ハンドル２３ａを操作して、簡易型赤道儀２０を図８に示すように倒してその極軸望遠鏡３４が北極星の方向を向く姿勢とする。
【００２５】
手順３．カメラ２００をカメラ用雲台２２に取り付ける。
【００２６】
手順４．回動台座３３を手で持って引き上げて回動させ、且つ、支持ボルト棒３７を手で回してＺ１方向に所定の高さにまで突き出させ、回動台座３３を下ろす方向に回動させ、受けブロック部材３８が支持ボルト棒３７の先端に嵌合して当った状態とする。回動台座３３は固定台座３０に対して１５度程度回動されて傾斜した状態とされる。
【００２７】
手順５．コントローラ（図示せず）を操作して、モータ・ギヤ機構ユニット３６の駆動を開始させる。支持ボルト棒３７がＺ２方向に低速で移動を開始し、回動台座３３、カメラ用雲台２２及びカメラ２００が斜め上の位置から水平方向に向かって、時間１分間当り角度１５′の極く低速度で撮影者側から見て反時計方向（図７中、矢印Ａ方向）に回動を開始する。
【００２８】
手順６．第１、第２のＵ字フレーム１００、１０１、及びＬ字フレーム１０２を動かしつつ、カメラ２００を撮影しようとする星座の方向に向け、ねじを締め、次いで、微動ユニット１０３を適宜操作して、撮影しようとする星座がカメラ２００のファインダの中央に来るようにして、カメラ用雲台２２をその状態にしっかり固定する。簡易型赤道儀２０は図６、図７、及び図８に示す状態となる。
【００２９】
手順７．極軸望遠鏡３４の月日時刻目盛り円板３４ｅを適宜回して、撮影当日の月日時刻に合わせる。
【００３０】
手順８．極軸望遠鏡３４をのぞきつつ、微動雲台３５を適宜操作して、北極星を導入して極軸望遠鏡３４の表示円板の所定の位置に一致させる。
【００３１】
手順９．この後に、シャッタバルブを操作してカメラ２００のシャッタを開く。カメラ２００はシャッタが開いた状態で、北極星に向く軸線を中心に、天体の回転する速度と同じ速度で移動し続け、天体の星を追尾する。
【００３２】
手順１０．例えば約１時間経過後に、シャッタバルブを操作してカメラ２００のシャッタを閉じる。
【００３３】
以上により、星座を構成する各星が点として撮影される。
【００３４】
続いて、別の星座の写真を撮影するときには、上記の手順４に戻り、手順４、５、６，７，８の作業を行なう。手順６においては、ねじを弛めて、第１、第２のＵ字フレーム１００、１０１、及びＬ字フレーム１０２が自由に動くようにして、カメラ２００を次に撮影しようとする星座の方向に向け、ねじを締め、次いで、微動ユニット１０３を適宜操作して、撮影しようとする星座がカメラ２００のファインダの中央に来るようにして、カメラ用雲台２２をその状態にしっかり固定する。手順７においては、時刻を新たな時刻に合わせればよい。手順８が終了した後に、シャッタバルブを操作してシャッタを開き、所定時間経過後に、シャッタを閉じる。これにより別の星座を構成する各星が点として撮影される。なお、カメラ２００の向きを変えても、カメラ２００の重心Ｇは略同じ位置に位置しているため、回動台座３３の回動軸受部に作用する力は変化せず、簡易型赤道儀２０の極軸合わせ状態に悪影響を与える虞れはない。
【００３５】
なお、モータ・ギヤ機構ユニット３６の駆動の開始の初期及び回動台座３３が降りる方向にゆっくりと回動を開始する初期には、動作がスムーズさに欠けるおそれがある。そこで、動作の開始時のスムーズさに欠ける部分が星座の撮影に影響を与えないようにするために、回動台座３３がゆっくり回動を開始して、回動台座３３のゆっくりした回動が円滑になった後に、調整が行なわれ、且つ撮影が開始されるようにしている。即ち、手順６，７，８の作業はモータ・ギヤ機構ユニット３６を駆動させた状態で行っている。
【００３６】
次に、簡易型赤道儀２０の構成についてより詳細に説明する。
【００３７】
先ず、赤道儀本体２１について、図２，３，４，１０，１１を参照して、説明する。
【００３８】
図９に示すように、固定台座３０は、Ｘ１−Ｘ２方向に長い長方形の板製であり、Ｘ１方向の端にＹ１側とＹ２側とにＺ１方向にフランジ状に突き出た固定軸受部３０ａ，３０ｂを有する。固定軸受部３０ａ，３０ｂは、同軸線上に円形開口３０ａ１，３０ｂ１を有する。
【００３９】
図１０に示すように、円筒部材４０が、固定軸受部３０ａ、３０ｂ間に跨っており、円形開口３０ａ１，３０ｂに遊びの無い状態で丁度に嵌合しており、回動可能に支持されている。円筒部材４０の両端は、固定軸受部３０ａ、３０ｂより外側に突き出しており、この部分に孔４０ａが１２０度間隔で、孔４０ｂが９０度間隔で形成してある。４１は円筒部材４０の中心線である。
【００４０】
図９に示すように、回動台座３３は、Ｘ１−Ｘ２方向に長い長方形の板製であり、Ｘ１方向の端にＹ１側とＹ２側とにフランジ状に突き出た軸受部３３ａ，３３ｂを有する。軸受部３３ａ，３３ｂは、同軸線上に円形開口３３ａ１，３３ｂ１を有する。軸受部３３ａ，３３ｂは円筒部材４０の各端に嵌合してある。軸受部３３ａにねじ孔３３ａ２が１２０度間隔で、軸受部３３ｂにねじ孔３３ｂ２が９０度間隔で形成してある。
【００４１】
図９に示すように、極軸望遠鏡３４は、筒鏡３４ａの内部に接眼レンズ３４ｂ、対物レンズ３４ｃ及び北極星を基準とする表示目盛りつき透明円板３４ｄ等が組み込んである。筒鏡３４ａの外側には、月日目盛り３４ｅ１が付された月日目盛り円板３４ｅが設けてあり、月日目盛り円板３４ｅを回すと、表示目盛りつき透明円板３４ｄが回る構成である。４２は極軸望遠鏡３４の光軸である。
【００４２】
図１０に示すように、極軸望遠鏡３４は円筒部材４０を貫通して円筒部材４０の内部に収まっている。３本のねじ４３が１２０度間隔で各ねじ孔３３ａ２にねじ込んであり、且つねじ４３は孔４０ａを通って円筒部材４０の内部に突き出ており、図３に示すように、三方から筒鏡３４ａのうち接眼レンズ３４ｂの近くを固定している。一方、４本のねじ４４が９０度間隔で各ねじ孔３３ｂ２にねじ込んであり、且つねじ４４は孔４０ｂを通って円筒部材４０の内部に突き出ており、図３に示すように、四方から筒鏡３４ａのうち対物レンズ３４ｃの近くを固定している。また、ねじ４３、４４によって、円筒部材４０が回動台座３３に固定してある。よって、円筒部材４０及び極軸望遠鏡３４は回動台座３３と一体的である。
【００４３】
図１０に示すように、円筒部材４０及び極軸望遠鏡３４は回動台座３３と一体的である。回動台座３３は、そのＸ１側端に位置して固定台座３０に支持されている円筒部材４０が固定軸受部３０ａ、３０ｂ内で回転して、軸線３２（４１）を中心に回動される。ねじ４３及び４４を適宜調整することによって、極軸望遠鏡３４の円筒部材４０内での位置が調整されて、その光軸４２が上記の軸線３２（４１）と一致した状態、即ち、光軸合わせがされている状態にある。
【００４４】
図３に示すように、軸線３２（４１）の高さ方向の位置Ｚ１０は、当り面高さＱからＺ１方向に寸法Ｈ１（約１８ｍｍ）高い位置である。ここで、当り面高さＱとは、回動台座３３が水平の状態となっているときの、後述する逆Ｕ字形状のフレーム６１の下面６１ｃである（図１１（Ｂ）参照）。
【００４５】
円筒部材４０の中心線４１が斜めを向いているため、回動台座３３にはズームレンズ２０１付きのカメラ２００の重量によって矢印Ｆで示すねじる方向の力が作用している。ここで、図１０に示すように、円筒部材４０がその固定軸受部３０ａ、３０ｂによって支持されている箇所、及び、回動台座３３の軸受部３３ａ，３３ｂが円筒部材４０に固定してある箇所は、Ｙ１−Ｙ２方向上、距離Ｌ１離れており、回動台座３３を回動可能に支持している機構は、図１０中矢印Ｆで示すねじる方向の力に対して強い。よって、ズームレンズ２０１付きのカメラ２００の重量は重いけれども、カメラ２００は十分に安定に支持される。
【００４６】
また、極軸望遠鏡３４の先端側に、明視野照明装置４５が取り付けてある。
【００４７】
また、４６は時刻目盛り４６ａが付された時刻目盛り板であり、固定台座３０にねじ止めしてあり、極軸望遠鏡３４に嵌合して、月日目盛り円板３４ｅの直ぐＹ１側の位置に位置している。
【００４８】
次に、上記以外の機構であって、固定台座３０に関連する機構について説明する。
【００４９】
固定台座３０の下面のうち固定軸受部３０ａ、３０ｂの近くに、微動雲台３５が設けてある。
【００５０】
また、固定台座３０の下面のうちＸ２側の位置にモータ・ギヤ機構ユニット３６が固定してある。このモータ・ギヤ機構ユニット３６は、直流モータ５０とギヤ機構５１とを有し、且つ、水平支持板５２とを有する。５３は出力ギヤである。水平支持板５２には、支持ボルト棒３７が通る孔５２ａが形成してある。
【００５１】
支持ボルト棒３７は、ピッチｐ１の長いボルト３７ａとこの上端に固定してある袋ナット３７ｂとよりなる。袋ナット３７ｂは、六角形状部３７ｂ１と、略半球形状のキャップ部３７ｂ２とを有する。ボルト３７ａと孔５２ａとの嵌合は多少の遊びがあり、ボルト３７ａは多少倒れる方向に動くことが可能である。
【００５２】
５４は送り用ギヤであり、中央に雌ねじ部５４ａを有し、雌ねじ部５４ａがボルト３７ａに螺合してあり、水平支持板５２上に支持されている。ボルト３７ａが孔５２ａに嵌合していることによって、送りギヤ５４は位置を規制されており、出力ギヤ５３と噛み合っている。
【００５３】
また、固定台座３０には水平器５５が設けてある。
【００５４】
次に、回動台座３３に関連する機構について説明する。
【００５５】
回動台座３３の上面には、Ｘ２端近くの位置に、カメラ用雲台２２を支持するための旋回支持機構６０が固定してある。この旋回支持機構６０は、リング状のケース６０ａの内部にスラスト玉軸受６０ｂが組み込まれている構成である。スラスト玉軸受６０ｂを構成する上側の円板６０ｃには、その中心にねじ軸６０ｄが立っている。ケース６０ａは、外周面に環状の溝６０ａ１を有する。
【００５６】
受けブロック部材３８は、図３に示すように、逆Ｕ字形状のフレーム６１に支持されて、回動台座３３の下面のうちＸ２端近くの位置に設けてある。逆Ｕ字形状のフレーム６１には、その両側の腕部６１ａ，６１ｂの孔を貫通して、ボルト部材６２がＸ１−Ｘ２方向に延在して設けてあり、ボルト部材６２の先端には腕部６１ｂの外側の位置でナット６３がねじ込んである。
【００５７】
受けブロック部材３８は、図１１（Ａ）に示すように、横桟３８ａと張り出し部３８ｂとを有し、Ｘ１側から見て逆Ｌ字形状である。張り出し部３８ｂの下側には、段差部３８ｃがある。横桟３８ａには、Ｘ１−Ｘ２方向に貫通する雌ねじ部３８ｄが形成してあり、張り出し部３８ｂには、袋ナット３７ｂに対応した大きさの六角形状の貫通孔３８ｅが形成してある。また、受けブロック部材３８は、フレーム６１の下面６１ｃに当接しており、且つ、雌ねじ部３８ｄがボルト部材６２に螺合してある。
【００５８】
支持ボルト棒３７の上端の袋ナット３７ｂが、受けブロック部材３８の六角形状の貫通孔３８ｅに嵌合している。よって、支持ボルト棒３７は回動することが出来ない状態にある。また、略半球形状のキャップ部３７ｂ２の球状頂面がフレーム６１の下面６１ｃに当接している。
【００５９】
図４に示すように、旋回支持機構６０、支持ボルト棒３７、受けブロック部材３８の凹部３８ｅは、固定台座３０及び回動台座３３のＹ１−Ｙ２方向上の中央に位置している。
【００６０】
図１０（Ａ）に示す状態で直流モータ５０が駆動されると、ギヤ機構５１を介して送りギヤ５４が上方から見て、反時計方向に回転され、支持ボルト棒３７が回転しないでＺ２方向に移動し、回動台座３３が降りるように水平となる方向に毎分１５′の非常にゆっくりとした速度で回動される。
【００６１】
ここで、仮に支持ボルト棒３７が回転する構成とした場合には、袋ナット３７ｂとフレーム６１の下面６１ｃとの間で擦り動作は行われ、これによって振動が発生して、撮影中のカメラ２００に振動が作用する不都合が発生することになる。しかし、本実施例では、支持ボルト棒３７は回動しないで、直線的に移動するだけであるため、回動台座３３が降りる方向に回動される間の支持ボルト棒３７の上端とフレーム６１の下面６１ｃとの関係は単に当接しているだけであり、しかも、フレーム６１の下面６１ｃに当るのはキャップ部３７ｂ２の球状頂面であり、フレーム６１の下面６１ｃと支持ボルト棒３７との間の角度が多少変化するときのフレーム６１とキャップ部３７ｂ２との間の滑りも円滑に行われる。よって、回動台座３３の降りる方向への回動は安定に、且つ、振動を発生させることなく行われる。
【００６２】
ここで、回動中心軸線３２（４１）から受けブロック部材３８の凹部３８ｅまでの距離Ｌ２、及び支持ボルト棒３７のＺ２方向への移動の速度は、回動台座３３の回動の速度が毎分１５′となるように定めてある。この回動台座３３の回動速度は、ナット６３をゆるめ、ボルト部材６２を適宜回して、受けブロック部材３８の位置をＸ１−Ｘ２方向に移動させて上記の距離Ｌ２を調整することによって微細に調整される。
【００６３】
また、図３に示すように、回動中心軸線３２（４１）の高さ方向の位置は、当り面高さＱからＺ１方向に寸法Ｈ１（約１８ｍｍ）高い位置である。図３中、符号６５は、回動台座３３が斜め上方に傾斜した状態から、水平の位置まで約１５度回動する場合の凹部３８ｅの軌跡である。回動中心軸線３２（４１）の高さ方向の位置Ｚ１０は、回動台座３３を１５度回動させる場合を考えた場合の受けブロック部材３８のＺ１−Ｚ２方向の移動距離Ｌ３である約４２ｍｍの略半分である。このため、回動台座３３が回動を開始するときにおける凹部３８ｅのＸ１−Ｘ２方向の位置と、回動台座３３が回動を終了したときにおける凹部３８ｅのＸ１−Ｘ２方向の位置とは同じとなる。よって、支持ボルト棒３７が下降するときの姿勢は垂直又は垂直に近い状態となる。このため、回動台座３３は回動開始から終了まで毎分１５′の速度を維持しつつ回動する。なお、凹部３８ｅは、２７７．５度から２６２．５度の範囲で回動する。
【００６４】
６６は略弓形状のガイド板であり、回動台座３３のＹ１側の側面のうち、Ｘ２方向端側に固定してあり、Ｚ２方向に突き出している。このガイド板６６は、回動中心軸線３２（４１）を中心とする円弧に沿う輪郭６６ａを有する。ガイド板には、時間１０分ごとの目盛り６６ｂ（２．５°間隔）が形成してある。
【００６５】
ガイド板６６は、固定台座３０のＹ１側の側面３０ｃに当接して、カメラ２００の荷重がかかってＸ１側の軸受部に関して捩じれる力が作用している回動台座３３のＸ１側の軸受部とは反対のＸ２側を支えて、回動台座３３の軸受部に過度の力が作用しないようにする機能を有する。また、目盛り６６ｂは、前記の手順４における最初のセットをするときの目安となる。
【００６６】
図１１（Ｂ）は回動台座３３が降りるように回動して水平となって、受けブロック部材３８が固定台座３０の上面に当接した状態を示す。回動台座３３はこれ以上には回動されない。しかし、支持ボルト棒３７の袋ナット３７ｂと固定台座３０の上面との間には、受けブロック部材３８の段差部３８ｃによって形成された空間６７が形成されており、支持ボルト棒３７は更にＺ２方向に下がることが可能である。支持ボルト棒３７が更にＺ２方向に下がり、図１１（Ｃ）に示すように、袋ナット３７ｂが貫通孔３８ｅから抜け出すと、支持ボルト棒３７は送りギヤ５４と一体に回転する状態となる。よって、シャッタを閉じる操作を忘れたり、シャッタを閉じる操作が遅れた場合でも、直流モータ５０は通常の負荷の状態で回転し続ける。よって、シャッタを閉じる操作を忘れたりした場合に、直流モータ５０が過負荷の状態になって、直流モータ５０を傷めたてしまうことが回避される。
【００６７】
次に、カメラ用雲台２２について、図２，５、１２を参照して説明する。
【００６８】
カメラ用雲台２２は、第１のＵ字フレーム１００と、第２のＵ字フレーム１０１と、カメラ取付け用のＬ字フレーム１０２とを有する構成である。
【００６９】
第１のＵ字フレーム１００は、水平の横桟１００ａと、この両端の腕部１００ｂ，１００ｃとよりなる。横桟１００ａの中央にはすべり軸受部材１１０が固定してあり、横桟１００ａの中央の側面にはＬ字形状のブラケット１１１が固定してある。ブラケット１１１には、固定用ねじ１１２が設けてある。固定用ねじ１１２は横桟１００ａの下側に位置している。腕部１００ｂ，１００ｃは、その端近くに、孔１００ｂ１，１００ｃ１を有する。固定用ねじ１１２を締めると、固定用ねじ１１２の先端がケース６０ａの環状溝６０ａ１に押し当って、第１のＵ字フレーム１００は回動台座３３に対して固定される。
【００７０】
第２のＵ字フレーム１０１は、水平の横桟１０１ａと、この両端の腕部１０１ｂ，１０１ｃとよりなる。腕部１０１ｂの端近くには、軸１１５が固定してある。腕部１０１ｃの端近くには、ねじ軸１１６が固定してある。
【００７１】
第２のＵ字フレーム１０１は、軸１１５が孔１００ｂ１に嵌合し、ねじ軸１１６が孔１００ｃ１を貫通した状態で、第１のＵ字フレーム１００の内側に、軸線１１７を中心に回動可能に支持されている。ねじ軸１１６の貫通した部分に蝶ナット１１８が螺合してある。蝶ナット１１８をきつく締めることによって、第２のＵ字フレーム１０１は第１のＵ字フレーム１００に対して固定される。
【００７２】
カメラ取付け用のＬ字フレーム１０２は、第２のＵ字フレーム１０１の横桟１０１ａの中央に、軸線１１９を中心に回動可能に支持されている。ノブねじ１２０を締めることによって、Ｌ字フレーム１０２は第２のＵ字フレーム１０１に対して固定される。Ｌ字フレーム１０２には、カメラ取付け用のノブねじ１２１が設けてある。微動ユニット１０３は、調整ノブ１２２，１２３を有する。
【００７３】
カメラ用雲台２２は、すべり軸受部材１１０をねじ軸６０ｄに嵌合させ、ナット１２５を締めることによって、回動台座３３の上面に、軸線１２６に関して回動可能に取り付けられる。カメラ２００はＬ字フレーム１０２に取り付けられる。
【００７４】
カメラ用雲台２２は、カメラ２００を空中に支え、且つ第１のＵ字フレーム１００、第２のＵ字フレーム１０１、Ｌ字フレーム１０２の回動位置を適宜変えることによって、カメラ２００の向きを自由に換えることが可能である構成である。
【００７５】
カメラ２００の向きを決めた後に、固定用ねじ１１２、蝶ナット１１８、ノブねじ１２０を締めることによって、第１のＵ字フレーム１００、第２のＵ字フレーム１０１、Ｌ字フレーム１０２の位置が固定され、カメラ２００の向きが固定される。
【００７６】
第１のＵ字フレーム１００、第２のＵ字フレーム１０１、Ｌ字フレーム１０２の各部の寸法は、使用するカメラ２００に対応した寸法となっており、カメラ２００の向きを換えても空中におけるカメラ２００の重心の位置が動かないようになっている。即ち、カメラ用雲台２２は、所謂重心点不動のカメラ用雲台である。
【００７７】
よって、最初の星座の撮影を完了した後に、別の星座の写真を撮影するべくカメラ２００の向きを変更した場合に、カメラ２００の重心の位置が動かないため、回動台座３３の軸支部に作用する捩じるような力の大きさは変化しない。カメラ２００の向きを変更した場合に、軸線３２（４１）と光軸４２とにずれが生じることは起きない。
【００７８】
なお、上記の天体写真撮影用簡易型赤道儀２０は、使用者が組立てるキットとして販売することも可能である。
【００７９】
また、上記の天体写真撮影用簡易型赤道儀２０は、地球の北半球で使用するためのものである。図２中、極軸望遠鏡３４を逆に取り付けた構成とすることによって、駆動部が軸支持部分の右側に位置し、南極軸に対して時計回りの回転を与えることにより、地球の南半球で使用される天体写真撮影用簡易型赤道儀となる。なお、ガイドレール６６と相似で裏返しの部品を回転台座３３のＹ２側に設置する必要がある。
【発明の効果】
【００８０】
請求項１の発明は、三脚に取り付けられる赤道儀本体と、該赤道儀本体上に支持されて、カメラが取り付けられるカメラ用雲台とよりなり、該カメラによって天体の星を点として撮影する天体写真撮影用簡易型赤道儀であって、
該赤道儀本体は、下面に三脚に固定するための微動雲台を有し、一端に上側に突き出ている固定軸受部を有する水平の固定台座と、その一端側の上面側に突き出ている軸受部を有し、上記固定台座上に載っている回動台座と、該回動台座の軸受部に固定してあり、上記固定台座の固定軸受部に回動可能に嵌合している円筒部材とを有し、上記回動台座は、上記固定台座の上面より上方に位置する固定軸受部の中心の位置を中心として、該円筒部材と共に上記固定台座に対して回動可能に支持されている構成であり、
該赤道儀本体は、更に、該回動台座の他端側より下方に延びており、上記固定台座の側面に当接して該回動台座に作用する荷重を受けると共に該回動台座の回動をガイドするガイド板と、上記円筒部材内にこれを貫通して取り付けてある極軸望遠鏡と、上記回動台座の下面に設けてあり、袋ナットに対応した形状の凹部が形成してある受けブロック部材と、該受けブロック部材を該回動台座の長手方向に移動させて該受けブロック部材の上記固定軸受部の中心からの距離を調整する機構と、該回動台座の下面に取り付けてあり、モータと、水平支持板と、中央に雌ねじ部を有し、上記水平支持板上に位置して上記モータによって回転される送り用ギヤとを有する駆動ユニットと、ボルトとこの上端に固定してある袋ナットとよりなる支持ボルト棒とを有し、該支持ボルト棒は、該ボルトが、上記送り用ギヤの雌ねじ部と螺合してあり且つ該固定台座に対して略垂直とされており、且つ上記袋ナットが上記受けブロック部材の凹部に回転が不可能である状態で嵌合してある構成であり、上記送り用ギヤが回転されると回転を伴なわないで下動しながら、該回動台座を支え続ける構成であり、且つ、上記支持ボルト棒の下動する速度及び上記受けブロック部材の位置が、上記回動台座の回動する速度が天体の回転する速度と同じ速度となるように調整可能である構成であり、
上記カメラ用雲台は、上記回動台座の上面に取り付けてある構成であり、
天体写真撮影用簡易型赤道儀は、最初の状態では、上記回動台座は、上記固定台座より離されて上向きに傾斜し、上記受けブロック部材が上記固定軸受部の中心を通る水平の面よりも上方に位置した状態で、上記支持ボルト棒の上端で支えられており、上記駆動ユニットが駆動されて送り用ギヤが水平支持板上で回転されて支持ボルト棒が下動され、上記回動台座が上記支持ボルト棒によって支えられつつ天体の回動する速度と同じ速度で重力の方向に、且つ、上記ガイド板が上記固定台座の側面に当接しつつ回動し、上記受けブロック部材は上記固定軸受部の中心を通る水平の面を横切ってこの水平の面よりも下側にまで移動し、上記回動台座は上記固定台座上に当接した状態とされ、上記カメラ用雲台に取り付けられたカメラが高い位置から低い位置へと該カメラに作用する重力の方向に天体の回動する速度と同じ速度で移動する構成としたものであるため、以下の効果を有する。
【００８１】
(i) 支持ボルト棒が送り用ギヤを介して水平支持板によって支持されており、この支持ボルト棒が下動し、回動台座が固定台座に対して傾斜した位置から支持棒によって支えられつつ天体の回動する速度と同じ速度で重力の方向に向かって回動する構成は、カメラに星座の写真を撮影するのに十分な回動角度範囲を与え、且つ、バランスをとるための錘を不要とする。よって、天体写真撮影用簡易型赤道儀は、従来に比べて、小型で、軽量となり、且つ、三脚として一般的な写真用三脚が利用可能となり、しかも、安価となる。
【００８２】
(ii) 支持ボルト棒の上端の袋ナットが受けブロック部材の凹部に嵌合しているため、支持ボルト棒は回転せずに直進することになり、受けブロック部材の支持棒に対する受けの状態は安定となる。
【００８３】
(iii) 受けブロック部材の位置を調整することによって、モータを有する駆動ユニットの回転速度のばらつき、及び赤道儀本体の組立てのばらつき等を吸収することが可能となり、回動台座の回動する速度、即ち、カメラに作用する重力の方向に回動して移動する速度を天体の回動する速度に調整することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の天体写真撮影用赤道儀を示す図である。
【図２】本発明の一実施例になる天体写真撮影用簡易型赤道儀を示す図である。
【図３】図２中、赤道儀本体を示す正面図である。
【図４】図３の赤道儀本体の側面図である。
【図５】図２中、カメラ用雲台を示す図である。
【図６】図２の簡易型赤道儀の使用状態を撮影者とは反対側からみた図である。
【図７】図２の簡易型赤道儀の使用状態を撮影者側からみた図である。
【図８】図２の簡易型赤道儀の使用状態の側面図である。
【図９】赤道儀本体を分解して示す図である。
【図１０】赤道儀本体の回動台座支持機構部分を示す平面図である。
【図１１】支持ボルト棒、受けブロック部材、送りギヤの関係を示す図である。
【図１２】図６乃至図８に示す簡易型赤道儀の使用状態におけるカメラ用雲台を示す斜視図である。
【符号の説明】
２０ 簡易型赤道儀
２１ 赤道儀本体
２２ カメラ用雲台
２３ 写真用三脚
３０ 固定台座
３２ 回動中心軸線
３３ 回動台座
３４ 極軸望遠鏡
３５ 微動雲台
３６ モータ・ギヤ機構ユニット
３７ 支持ボルト棒
３８ 受け部材
４０ 円筒部材
１００ 第１のＵ字フレーム
１０１ 第２のＵ字フレーム
１０２ Ｌ字フレーム
１０３ 微動ユニット
２００ カメラ
２０１ ズームレンズ

Claims (1)

1. 三脚に取り付けられる赤道儀本体と、該赤道儀本体上に支持されて、カメラが取り付けられるカメラ用雲台とよりなり、該カメラによって天体の星を点として撮影する天体写真撮影用簡易型赤道儀であって、
   該赤道儀本体は、
   下面に三脚に固定するための微動雲台を有し、一端に上側に突き出ている固定軸受部を有する水平の固定台座と、
   その一端側の上面側に突き出ている軸受部を有し、上記固定台座上に当接して載っている回動台座と、
   該回動台座の軸受部に固定してあり、上記固定台座の固定軸受部に回動可能に嵌合している円筒部材とを有し、
   上記回動台座は、上記固定台座の上面より上方に位置する固定軸受部の中心の位置を中心として、該円筒部材と共に上記固定台座に対して回動可能に支持されている構成であり、
   該赤道儀本体は、更に、
   該回動台座の他端側より下方に延びており、上記固定台座の側面に当接して該回動台座に作用する荷重を受けると共に該回動台座の回動をガイドするガイド板と、
   上記円筒部材内にこれを貫通して取り付けてある極軸望遠鏡と、
   上記回動台座の下面に設けてあり、袋ナットに対応した形状の凹部が形成してある受けブロック部材と、
   該受けブロック部材を該回動台座の長手方向に移動させて該受けブロック部材の上記固定軸受部の中心からの距離を調整する機構と、
   該回動台座の下面に取り付けてあり、モータと、水平支持板と、中央に雌ねじ部を有し、上記水平支持板上に位置して上記モータによって回転される送り用ギヤとを有する駆動ユニットと、
   ボルトとこの上端に固定してある袋ナットとよりなる支持ボルト棒とを有し、
   該支持ボルト棒は、該ボルトが、上記送り用ギヤの雌ねじ部と螺合してあり且つ該固定台座に対して略垂直とされており、且つ上記袋ナットが上記受けブロック部材の凹部に回転が不可能である状態で嵌合してある構成であり、上記送り用ギヤが回転されると回転を伴なわないで下動しながら、該回動台座を支え続ける構成であり、
   且つ、上記支持ボルト棒の下動する速度及び上記受けブロック部材の位置が、上記回動台座の回動する速度が天体の回転する速度と同じ速度となるように調整可能である構成であり、
   上記カメラ用雲台は、上記回動台座の上面に取り付けてある構成であり、
   天体写真撮影用簡易型赤道儀は、最初の状態では、上記回動台座は、上記固定台座より離されて上向きに傾斜し、上記受けブロック部材が上記固定軸受部の中心を通る水平の面よりも上方に位置した状態で、上記支持ボルト棒の上端で支えられており、
   上記駆動ユニットが駆動されて送り用ギヤが水平支持板上で回転されて支持ボルト棒が下動され、上記回動台座が上記支持ボルト棒によって支えられつつ天体の回動する速度と同じ速度で重力の方向に、且つ、上記ガイド板が上記固定台座の側面に当接しつつ回動し、上記受けブロック部材は上記固定軸受部の中心を通る水平の面を横切ってこの水平の面よりも下側にまで移動し、上記回動台座は上記固定台座上に当接した状態とされ、上記カメラ用雲台に取り付けられたカメラが高い位置から低い位置へと該カメラに作用する重力の方向に天体の回動する速度と同じ速度で移動する構成としたことを特徴とする天体写真撮影用簡易型赤道儀。

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