JP6196491B2 - Rotating shaft unit of recombination-type astronomical telescope and recombination-type astronomical telescope - Google Patents
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Description
本願発明は天体望遠鏡に関し、より詳細には望遠鏡を構成部材毎に分割し、これらを組み合わせることにより観測目的に応じた望遠鏡形式に変化させることを可能とするための回転軸ユニットおよび組み替え式天体望遠鏡に関する。 The present invention relates to an astronomical telescope, and more specifically, a rotary axis unit and a reconfigurable astronomical telescope that can be changed into a telescope type according to an observation purpose by dividing the telescope into constituent members and combining them. About.
天体望遠鏡の架台形式には、地球の自転軸と平行な極軸と、それに直交した赤緯軸の2軸で構成され、極軸を回転させることにより天体追尾を行なう赤道儀と、上下、水平の2方向への動きにより天体追尾を行なう鏡筒の経緯台がある。赤道儀の種類としてはドイツ式・フォーク式・ヨーク式・イギリス式・ホースシュー式などが知られているが、アマチュア天文家などに最も普及しているのは構造的に頑丈なドイツ式赤道儀である。 The astronomical telescope mount is composed of two axes: a polar axis parallel to the rotation axis of the earth and a declination axis perpendicular to it, and an equator that tracks the celestial object by rotating the polar axis. There is a barrel base for tracking astronomical objects by moving in two directions. German, folk, York, British, horseshoe, etc. are known as the types of equatorial mounts, but the most popular German astronomers are structurally robust German equatorial mounts. It is.
赤道儀も経緯台も2つの直交した軸を手動または電動で回転し、搭載した観測装置を正確に目標の天体に向ける。電動のものは観測装置の視野に目標天体を適宜導入した後、地球の自転によって移動する目標の天体が観測装置の視野からずれないように、モータ制御によって自動的に追尾をするものである。 Both the equatorial mount and the pedestal stand rotate two orthogonal axes, either manually or electrically, to accurately point the installed observation device to the target celestial body. The motorized one automatically introduces a target celestial body into the field of view of the observation apparatus, and then automatically tracks the target celestial body that moves due to the rotation of the earth by motor control so that it does not deviate from the field of view of the observation apparatus.
図1は赤道儀の追尾概念図である。Pは天の北極、Zは天頂、eは天の赤道、r は自転による天体の移動、EWSNは東西南北の方位を表す。 FIG. 1 is a conceptual diagram of tracking the equator. P is the celestial north pole, Z is the zenith, e is the celestial equator, r is the movement of the celestial body by rotation, and EWSN is the direction of east, west, south, and north.
赤道儀EMは、赤経軸αを天の北極Pに向け、それに直交する赤緯軸δ上に観測装置aを載せたものであるが、目標天体sの赤経・赤緯に観測装置aの視野を合わせて導入し、継続して追尾する際、赤経軸αだけを地球の自転rに合わせて微妙に回転させれば足りるので、制御装置が簡単となり、低コストで済む天体望遠鏡となる。運転制御は最近ではマイコンや簡単な電子回路で行うことが主流だが、制御装置が簡易なので過去には運転時計と呼ばれる機械仕掛けの駆動装置で赤経軸αを回転させて追尾していた。 The equatorial mount EM is such that the celestial axis α is directed to the celestial north pole P and the observation device a is mounted on the declination axis δ orthogonal to the celestial axis P. As the astronomical telescope is simple and low-cost, it is only necessary to slightly rotate the red meridian axis α according to the rotation r of the earth. Become. Recently, operation control is mainly performed by a microcomputer or a simple electronic circuit. However, since the control device is simple, in the past, it has been tracking by rotating the red meridian axis α with a mechanical device called an operation clock.
図2は経緯台の追尾概念図である。Pは天の北極、Zは天頂、e は天の赤道、r は自転による天体の移動、EWSNは東西南北の方位を表す。 FIG. 2 is a conceptual diagram of the tracking of the background. P is the celestial north pole, Z is the zenith, e is the celestial equator, r is the movement of the celestial body by rotation, and EWSN is the direction of east, west, south, and north.
経緯台CMは、方位軸Aを天頂Zに向け、それに直交する高度軸h上に観測装置aを載せたものであるが、目標天体sの高度・方位角に観測装置aの視野を合わせて導入し、継続して追尾する際、高度軸hと方位軸Aの動きを逐次計算しながら制御しなければならないため、コンピュータによる高度な演算制御を必要とする。また、天頂Zを通過する天体を追尾する場合、方位軸Aが急激な回転を必要とするため、天体の動きに追従できない範囲がわずかに生じるという問題を含んでいる。 The pedestal stand CM has an azimuth axis A directed to the zenith Z and an observation device a placed on an altitude axis h orthogonal thereto, and the field of view of the observation device a is adjusted to the altitude / azimuth angle of the target celestial body s. When introduced and continuously tracked, the movement of the altitude axis h and the azimuth axis A must be controlled while being sequentially calculated, so that advanced arithmetic control by a computer is required. Further, when tracking a celestial body that passes through the zenith Z, the azimuth axis A requires a rapid rotation, and therefore there is a problem that a range in which the movement of the celestial body cannot be followed slightly occurs.
しかし、経緯台式は方位軸Aが常に水平で機械的に安定しているため、世界の国立天文台クラスの巨大望遠鏡や公共天文台などの大型望遠鏡の多くがこの方式を採用している。一方、最近ではコンピュータの小型・高性能・低価格化によって高度な演算制御が可能となり、アマチュア向けの経緯台式天体望遠鏡も市販されている。その中には、経緯台を傾斜台に取付けて赤道儀に転用し、制御をソフトウェアで切換えるようなものもある。 However, since the azimuth axis is always horizontal and mechanically stable in the gratitude table type, many large telescopes such as the National Astronomical Observatory class giant telescopes and public observatory around the world adopt this method. On the other hand, advanced computing control has become possible recently due to the small size, high performance, and low price of computers, and the pedestal astronomical telescope for amateurs is also commercially available. Among them, there is a method in which a graticule is attached to a tilting table and diverted to an equator, and control is switched by software.
天体望遠鏡の架台形式はこのようにいずれも直交する2軸の機構と傾斜台または水平台から成り立っているが、市販されているどちらの形式も2軸1体で設計されているものがほとんどであり、ユーザーは各社が提供する多様なデザインや仕様の中から個々の観測目的に合ったものを選定し、使用しているのが現状である。 The astronomical telescope mount type is composed of a two-axis mechanism and an inclined or horizontal base, which are orthogonal to each other, but most of the commercially available types are designed with one two-axis unit. Yes, users currently select and use a variety of designs and specifications provided by each company that suit their individual observational purposes.
しかし、ユーザーには観測目的に合わせて使いやすい形にしたいというニーズがあるので、赤道儀式の架台を傾斜台ユニット・赤経軸ユニット・赤緯軸ユニット・観測機材取付けユニットなどに分解し、それぞれを単独で提供するシステム赤道儀が市販されている(非特許文献1〜3)。これらは観測目的によって市販ユニットと手持ちの機材などが組合わせられるので、比較的ユーザーの目的に合った仕様に近づくものの、極軸と交差する赤緯軸の他端により鏡筒を支持するドイツ式赤道儀に限定されているため、2本の腕で望遠鏡を支持するフォーク式赤道儀や経緯台などにアレンジすることは考えられていなかった。
However, since there is a need for users to make it easy to use according to the purpose of observation, the equatorial ceremonial frame is disassembled into a tilting base unit, an ecliptic axis unit, a declination axis unit, an observation equipment mounting unit, etc. System equatorial mounts that provide the above independently are commercially available (Non-Patent
アマチュアの天体望遠鏡による天体観測の目的は単なる星空の観望や写真撮影から学術的な観測まで、非常に広範囲にわたっている。必要な観測機材はデジタル技術の発達によって高性能化し、観測目的を満足すべく日々進歩しているが、それらを搭載する望遠鏡架台は各メーカーが主に自社の鏡筒を搭載するために一体化して設計しており、ユーザーが観測目的に合わせて手持ちの機材を載せるように架台をアレンジするには限界があった。 The purpose of astronomical observation with amateur astronomical telescopes is very wide ranging from mere starry sky observation and photography to academic observation. Necessary observation equipment has become high performance due to the development of digital technology, and it is progressing day by day to satisfy the purpose of observation, but telescope mounts equipped with them are integrated by each manufacturer mainly for mounting their own barrels. There was a limit to the arrangement of the pedestal so that the user could load his / her equipment according to the observation purpose.
従来赤道儀に数種類の形式があるのは観測目的や設置する緯度によって観測しやすい形に変化してきたためである。ところが、前述したように市販の赤道儀は一体型のドイツ式が多く、観測目的に合う最適な形式に変えるのは不可能に近く、比較的柔軟にアレンジできるシステム赤道儀でも限界がある。 There are several types of equatorial mounts in the past because it has changed to a form that is easy to observe depending on the purpose of observation and the installed latitude. However, as mentioned above, there are many German equator models that are commercially available, and it is almost impossible to change to an optimal format that suits the purpose of observation, and there are limits to the system equator that can be arranged relatively flexibly.
ところで、最近の天体望遠鏡の観測装置は冷却CCDカメラなどに代表されるようにコンピュータに観測データを取り込んで処理をするものが圧倒的に多く、ほとんどが架台の近傍または遠隔に設置されるコンピュータにケーブルで接続するようになっている。しかし、ほとんどの市販されている架台はそれらのケーブルを通すための経路が考慮されていないため、天体を高速で導入したり長時間の追尾を行う時に、突起物に引っかかったり絡まったりする不具合があった。特に遠隔操作では不具合に気が付かず、望遠鏡や観測装置に致命的なダメージを与えることがあった。 By the way, most of the recent astronomical telescope observation devices, such as a cooled CCD camera, take in observation data into a computer and process it, and most of them are computers installed near or remotely from a gantry. It is designed to be connected with a cable. However, since most of the commercially available mounts do not take into account the route for passing those cables, there is a problem that when a celestial body is introduced at a high speed or when tracking is performed for a long time, it is caught by a protrusion or entangled. there were. In particular, the remote operation did not notice the malfunction and could cause fatal damage to the telescope and observation equipment.
本願発明は以上の従来技術の問題点に鑑みて創作されたものであり、天文台の用途や観測目的に合わせて組替えることにより、天体望遠鏡架台の形式を自在に変えることができる共通する2組の回転軸ユニットおよび、この回転軸ユニットを用いた組み替え式天体望遠鏡を提供することを目的とする。 The invention of the present application was created in view of the above-mentioned problems of the prior art, and two common sets that can freely change the form of the astronomical telescope mount by rearranging them according to the purpose of the observatory and the purpose of observation. It is an object of the present invention to provide a rotary axis unit of the above and a reconfigurable astronomical telescope using the rotary axis unit.
すなわち、本願発明の回転軸ユニットは、軸受けハウジング5と、内蔵した動力機構により軸受けハウジング5に軸支されるとともに、上端面が軸受けハウジングの天面から露出する回転軸体1からなり、上記回転軸体1を中空部14を有する筒状とするとともに、軸受けハウジング5の底面および端面に中空部14と連通する貫通穴16、10を設け、軸受けハウジング5の天面から露出する回転軸体1の端面、軸受けハウジングの底面および端面を天体望遠鏡を構成する光学部材または支持部材の取り付け面とするとともにそのための固定手段t1、t2、t3を設けたことを特徴とする。
That is, the rotary shaft unit of the present invention includes a bearing
また、本願発明の組み替え式天体望遠鏡は、軸受けハウジング5と、内蔵した動力機構により軸受けハウジング5に軸支されるとともに、上端面が軸受けハウジングの天面から露出する回転軸体1からなり、上記回転軸体1を中空部14を有する筒状とするとともに、軸受けハウジング5の底面および端面に中空部14と連通する貫通穴16、10を設け、軸受けハウジング5の天面から露出する回転軸体1の端面、軸受けハウジングの底面および端面を天体望遠鏡を構成する光学部材または支持部材の取り付け面とするとともにそのための固定手段t1、t2、t3を設けた2つの回転軸ユニットX、Yにより各部材を観測目的に合わせた形式に連結可能としたことを特徴とする。
The reconfigurable astronomical telescope of the present invention comprises a bearing
また、請求項3記載の組み替え式天体望遠鏡は、前記の組み替え式天体望遠鏡において、支持部材として、偏平状の本体の一面に一方の回転軸ユニットXの天面から露出する回転軸体1の端面を固定可能とするとともに、他面に他方の回転軸ユニットYの端面を固定可能とすることにより、2つの回転軸ユニットX、Y同士を互いの回転軸体1が直交するよう連結するためのマルチプレート17を用意したことを特徴とする。
Further, the reconfigurable astronomical telescope according to
また、請求項4記載の組み替え式天体望遠鏡は、前記の組み替え式天体望遠鏡において、回転軸体1の中空部14を通線路および導光管として利用したことを特徴とする。
Further, the reconfigurable astronomical telescope according to
また、請求項5記載の組み替え式天体望遠鏡は、前記の組み替え式天体望遠鏡において、回転軸ユニットX、Yを防水構造にしたことを特徴とする。
Further, the reconfigurable astronomical telescope according to
本願発明における回転軸ユニットX(Y)は、軸受けハウジング5の天面から露出する回転軸体1の端面、回転軸体1に直角な軸受けハウジングの底面および回転軸体1に平行な端面を天体望遠鏡を構成する光学部材または支持部材の取り付け面としているので、2つの回転軸ユニットX、Y同士をマルチプレート17などを用いて互いの回転軸体1が直交するよう連結するとともに、後記する延長ブロック17a・傾斜台18・水平台18aなどを用いて最適な形に組替えることによって、様々な形式に変化させることができる。つまり、X軸を天の北極に向ければ赤道儀になり、鉛直線に合わせて天頂に向ければ経緯台になる。
The rotary shaft unit X (Y) in the present invention has an end surface of the
また、回転軸ユニットX(Y)の回転軸体1を中空にしているので、後記するマルチプレート17・延長ブロック17aなどにも通線路を確保することにより、観測機材と駆動軸制御のケーブルを架台内部に通すことができる。
In addition, since the rotating
回転軸ユニットX(Y)の機構要素は回転軸体およびこれを駆動する数値制御可能なモータ・減速機・主歯車列とこれらを組み込んだ軸受ハウジング5から成るが、これをX軸に使用する場合、Y軸に使用する場合でも架台の形式が変わる場合でも機構要素や減速比はすべて共通となる。一方、回転軸ユニットX(Y)赤道儀か経緯台で使い分ける場合は、最適な2軸の制御を行えるように制御パラメータを変更することによって対応する。
The mechanism element of the rotary shaft unit X (Y) is composed of a rotary shaft body, a numerically controllable motor, a speed reducer, a main gear train for driving the rotary shaft body, and a bearing
本発明の組替え式天体望遠鏡は、それぞれの回転軸ユニットを分離・共通化することによって2つの直交する軸の配置を自在に構成することが可能になり、観測者の要望に合わせてユニットを組替えれば、観測目的に最適な形式の天体望遠鏡を提供できる。また、ユニットを共通化したことによってコストと精度が両立し、安価で信頼性の高い天体望遠鏡を提供できる。 The reconfigurable astronomical telescope of the present invention makes it possible to freely configure the arrangement of two orthogonal axes by separating and sharing the respective rotary axis units, and the units can be rearranged according to the needs of the observer. If so, an astronomical telescope of the optimum format for observation purposes can be provided. In addition, by sharing the unit, it is possible to provide a low-cost and highly reliable astronomical telescope that is compatible with cost and accuracy.
一方、回転軸体を中空部を有する筒状とするとともに、軸受けハウジングにこの中空部と連通する貫通穴を設けることにより回転軸ユニットと取付パーツの通線路を確保したので、観測機材と駆動軸制御のケーブルを架台内部に通すことが可能となる。この結果、外観が美しくなるだけでなく、望遠鏡の可動範囲にケーブルが垂れ下がったまま回転し、駆動中に引っかかったり絡んだりするような不具合が解消され、遠隔操作においても安心して使用できる望遠鏡が実現される。 On the other hand, the rotating shaft body has a cylindrical shape having a hollow portion, and a through-hole communicating with the hollow portion is provided in the bearing housing, so that a passage for the rotating shaft unit and the mounting part is secured. It is possible to pass the control cable through the frame. As a result, not only the appearance will be beautiful, but also the problem that the cable will rotate while hanging down in the movable range of the telescope and it will be caught or entangled during driving is eliminated, and a telescope that can be used safely even in remote operation is realized Is done.
さらに、回転軸ユニットの回転軸体を中空部を有する筒状とし、軸受けハウジングの底面にこの中空部と連通する貫通穴を設けているので、この中空部を導光管として利用し、クーデ式やナスミス式の光学系にも対応できるようになる。また、この回転軸ユニットは防水機能を組込むことが容易なため、クーデ式やナスミス式の光学系を利用したドームレス望遠鏡も構成することができ、科学館の展示用の天体望遠鏡システムなどに応用するなど、天体望遠鏡としての用途拡大に寄与する。 Furthermore, since the rotating shaft body of the rotating shaft unit has a cylindrical shape having a hollow portion, and a through hole communicating with the hollow portion is provided on the bottom surface of the bearing housing, the hollow portion is used as a light guide tube, and a coupe type And Nasmyth optical systems. In addition, since this rotating shaft unit can be easily incorporated with a waterproof function, a domeless telescope using a coupe or Nasmyth optical system can be configured, and applied to an astronomical telescope system for display at the Science Museum. This contributes to the expansion of applications as an astronomical telescope.
以下、本願発明の具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。図3〜図6は本願発明の回転軸ユニットX(Y)を示す図である。この回転軸ユニットは、軸受けハウジング5に内蔵した動力機構により駆動される回転軸体1を軸支した基本構成を有する。
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 3-6 is a figure which shows the rotating shaft unit X (Y) of this invention. This rotary shaft unit has a basic configuration in which a
回転軸体1は内部に中空部14を有する筒状に構成され、上端面が軸受けハウジング5の天面から露出するとともに、この中空部は軸受けハウジング5の底面に設けた貫通穴16と連通する。また、軸受けハウジング5の端面(ここでは相対向する2つの端面11、12)にも中空部14と連通する貫通穴10、10が設けられる。前記の連通路は前記したようにケーブルの通線路や導光管として利用することができる。
The
この実施例では軸受けハウジング5は偏平の直方体に構成され、天面を除く底面、前後左右の端面を天体望遠鏡を構成する光学部材または支持部材の取り付け面として利用できるようにしている。これらの取り付け面にはそのための固定手段が必要箇所に設けられるものであり、図3〜図6には前後の端面11、12に固定手段となるねじ穴t2、t3が図示されているが、固定手段の箇所はこれらに限られないことはもちろんである。この実施例では前後の端面11、12の中央部分に他部材への取り付けのための角状のボス11A、12Aが突設される。前記の端面11、12およびねじ穴t2、t 3のピッチは同一寸法とされることにより、回転軸ユニットの上下左右方向での使用を可能とする。一方、軸受けハウジング5の天面から露出する回転軸体1の端面も天体望遠鏡を構成する光学部材または支持部材の取り付け面として利用されるものであり、固定手段となるねじ穴t1を図示している。この実施例では回転軸体1の端面の中央部分に他部材への取り付けのための円状のボス1Aが回転中心と同心円状に突設される。
In this embodiment, the bearing
前記の回転軸体1は、2対のベアリング2を介して軸受ハウジング5内に保持される。これらのベアリング2は背面組合せで回転軸体1に固定したウオームホイル3によってスラスト方向に予圧が与えられ、望遠鏡の姿勢が変わることによって生じる軸精度の変動を防止している。回転軸体1の回転角は、ステッピングモータ8の回転をギヤヘッド7で減速し、伝導ギア6によってウオームギヤ4に伝達し、ウオームギヤ4に噛合わせたウオームホイル3を回転させることによりコントロールされる。
The
軸受ハウジング5にはコンピュータからの位置指令を受けてステッピングモータ8の回転を制御するためのコントローラ・ドライバ9が内蔵される。ステッピングモータ8は、サーボモータに置き換えることもできる。
The bearing
前記したように、回転軸体1には中空部14があり、軸上に取付ける観測機材や電気デバイスのケーブル15の通線ができ、ケーブル15は軸受けハウジング5の端面に設けた貫通穴10、10を通して最終的に架台下から電源やコントローラなどに接続される。
As described above, the
以上の構造上の特長から、回転軸体1と軸受けハウジング5を防水構造にし、各ユニットの取付部に防水処理を施せば、後記する図13、図14のヘリオスタット式の事例などはドームなどの建屋を必要とせずに屋外で使用することも可能となる。
From the above structural features, if the
図7は本願発明の回転軸ユニットを使用した組み替え式天体望遠鏡の回転軸ユニット・光学部材・支持部材同士の関連付けを示す構成図である。基本的に回転軸ユニットXおよび回転軸ユニットYはマルチプレート17によって回転軸体1が互いに直交するように取付けられる。回転軸ユニットYには回転軸体1に合う支持部材を介して主望遠鏡20を取付け、観測目的に応じて主望遠鏡20には接眼部21aやカメラ21bなどの観測装置21、あるいはサブ望遠鏡22を取付ける。また、それ以上の増設をする場合は、主望遠鏡20の反対側にカメラなどの補助観測装置23を搭載することもできる。補助観測装置23を回転軸ユニットYの回転軸体1上に取付けて主望遠鏡20とともに回転させるか、軸受ハウジング5の底面側の取付面13に取付けて回転軸ユニットXと共に回転させるかは観測目的によって使い分ければよい。
FIG. 7 is a configuration diagram showing the association among the rotation axis unit, the optical member, and the support member of the reconfigurable astronomical telescope using the rotation axis unit of the present invention. Basically, the rotary shaft unit X and the rotary shaft unit Y are attached by the
この場合、赤道儀にするには、回転軸ユニットXを赤経軸αとし、観測地の緯度に傾斜を合わせるため傾斜ユニット18に取付け、ピラーユニット19に固定する。この傾斜ユニット18は上面に回転軸ユニットXを揺動可能に抱持して所望角度で固定するためのフォーク状の支持腕を立設するとともに、下面をピラーユニット19への取り付け面とした構成よりなるものである。ピラーユニット19は傾斜台18を共有した様々な架台や観測室などに変化する。
In this case, in order to make the equator, the rotation axis unit X is set to the ecliptic axis α, and is attached to the
経緯台にするには、回転軸ユニットXを方位軸Aとし、水平台18aに取付け、ピラーユニット19に固定する。この水平台18aは上面を回転軸ユニットXへの取り付け面とするとともに、下面をピラーユニット19への取り付け面とした構成よりなるものである。
In order to use the graduation platform, the rotation axis unit X is set to the azimuth axis A, and is attached to the
図16〜図19は本願発明の組み替え式天体望遠鏡において、マルチプレート17を中核とする支持部材の詳細を説明するための図であり、図16はドイツ式赤道儀を構成する場合の各部材の組み立て前の斜視図、図17は同じく組み立て後の斜視図、図18は片持ちフォーク式赤道儀を構成する場合の各部材の組み立て前の斜視図、図19は同じく組み立て後の斜視図である。 16-19 is a figure for demonstrating the detail of the supporting member which makes the multiplate 17 the core in the recombination type astronomical telescope of this invention, and FIG. 16 is each figure in the case of comprising a German type equatorial mount. 17 is a perspective view after assembling, FIG. 18 is a perspective view before assembling each member when constituting a cantilevered equator, and FIG. 19 is a perspective view after assembling. .
マルチプレート17は2つの回転軸ユニットX、Y同士を互いの回転軸体1が直交するよう連結するための支持部材であり、偏平状の本体の一面に一方の回転軸ユニットXの天面から露出する回転軸体1の端面を固定可能とするとともに、他面に他方の回転軸ユニットYの端面を固定可能とする。上記マルチプレート17と回転軸ユニットX、Yとの固定は回転軸ユニットの取り付け面のねじ穴t1、t2、t 3へのネジ止めにより行うが、ここではマルチプレートの一端に偏位した箇所に回転軸ユニットの回転軸体1の端面の円状のボス1Aを嵌入可能な貫通穴17Xを、マルチプレートの表面に回転軸ユニットの前後の端面11、12の角状のボス11A、12Aを嵌入可能な溝17Yを設けることにより、取り付けの際の位置決めの支援と取り付け後のずれ止めを図っている。なお、前記の貫通穴17Xは図17に示すようにケーブル15の通線路や、後記する図5〜図6、図12〜図14に示すように回転軸体の中空部14を導光路として利用する場合の連通路としても機能する。
The multi-plate 17 is a support member for connecting the two rotary shaft units X and Y so that the
図16〜図17においては、X軸方向に向いた回転軸ユニットXの回転軸体1の端面の円状のボス1Aをマルチプレート17の裏面側から貫通穴17Xに嵌入して固定することにより、マルチプレートは回転軸ユニットXの回転軸体1に積載された状態で回転することとなる。一方、Y軸方向に向いた回転軸ユニットYの端面11の角状のボス11Aをマルチプレート17の表面側から溝17Yに嵌入して固定し、上記回転軸ユニットYの回転軸体1の端面を望遠鏡20に固定することにより、望遠鏡はマルチプレート17によりX方向に回転する回転軸ユニットYによりY方向に回転することとなる。なお、ここでは一面に望遠鏡20の鏡筒面に沿った凹部を設け、他面に回転軸ユニットYの回転軸体1の端面の円状のボス1Aを嵌入可能な穴を設けた形状からなり取り付けアダプターを介して、回転軸ユニットの回転軸体と望遠鏡を固定している。また、マルチプレート17と回転軸ユニットYの直角度と剛性を維持するために、直角三角形状の補助ブロック17cの底面側をマルチプレートの表面に、同じく垂辺側を平板17dを介して回転軸ユニットの底面に固定している。また、マルチプレート17の他端には回転軸ユニットXに積載するすべてのユニットの回転バランスを取るためにバランスウエイト17bを取付けている。
16 to 17, the
図16〜図17においてはドイツ式赤道儀を構成していたのに対し、図18〜図19においでは片持ちフォーク式赤道儀を構成する。この場合、回転軸ユニットYの回転軸体1に支持される望遠鏡20は回転軸ユニットの内側にしてマルチプレート17の上方に位置することになるが、回転軸ユニットのみの高さではY方向に回転する望遠鏡の回転半径内にマルチプレートが入ってしまって衝突してしまう。そこで、ここでは上面にマルチプレート17の溝17Yと同じ幅の溝を設けるととともに、下面に回転軸ユニットYの端面11の角状のボス11Aと同形状のボスを設けた、延長ブロック17aを介してマルチプレート17の表面側に回転軸ユニットYを取り付けている。
In FIGS. 16 to 17, a German equator is constructed, whereas in FIGS. 18 to 19, a cantilever equator is constructed. In this case, the
次に、これまで列挙してきた機能によって様々な形態に組替えた本願発明の組替え式天体望遠鏡の実施例を紹介する。 Next, examples of the reconfigurable astronomical telescope of the present invention, which are reconfigured in various forms by the functions enumerated so far, will be introduced.
図8は、回転軸ユニットXと回転軸ユニットYをマルチプレート17で接続し、マルチプレートにバランスウエイト17bを取付け、回転軸ユニットXを傾斜ユニット18に固定し、回転軸ユニットXのウオームホイル3の同軸上に極軸望遠鏡25を取付けた、ドイツ式赤道儀の事例である。本事例は主望遠鏡20に屈折望遠鏡を使用しているが図16〜図17に示すように反射望遠鏡を使用してもよい。
In FIG. 8, the rotary shaft unit X and the rotary shaft unit Y are connected by a multi-plate 17, a
図9はドイツ式赤道儀の変形であるが、マルチプレート17と回転軸ユニットYを光学ブロック28xで連結し、回転軸ユニットYに主望遠鏡20と組合わせた光学ブロック28yを取
付け、回転軸ユニットX・Yの中空穴14を導光管にして、主望遠鏡20の光束29を反射鏡26・27でそれぞれ直角に折り曲げ、回転軸ユニットXの軸心に接眼部21aを取付けたクーデ式赤道儀の事例である。この方式は接眼部21aが望遠鏡の動きによって移動することがないため、観測者の目の位置36を固定でき、例えば身体障害者などが車椅子で観望する時などに有用である。従来は非常に高価な望遠鏡なので普及していなかったが、本発明のバリエーションとして組替えれば、安価に提供できる。
FIG. 9 shows a modification of the German equatorial mount. The multi-plate 17 and the rotary shaft unit Y are connected by an
図10は、図18〜図19に示すように組替えたユニットを水平台18aでピラーユニット19に固定し、主望遠鏡20にカセグレン式反射望遠鏡を搭載した片持ちフォーク式経緯台の事例である。
FIG. 10 is an example of a cantilever fork type graticule in which the rearranged unit as shown in FIGS. 18 to 19 is fixed to the
図11は、図10の回転軸ユニットXを傾斜ユニット18で傾けた、片持ちフォーク式赤道儀の事例である。またこれは回転軸ユニットYのウオームホイル3の軸上に補助観測装置23として、デジタル1眼レフカメラを取付けた事例でもある。この形式は赤道儀にした場合トップヘビーのアンバランスな状態になるので、ピラーユニット19を設置面に強固に固定するか、図11のように三脚式など設置面の広いものを使用したほうがよい。
FIG. 11 shows an example of a cantilevered fork type equator in which the rotary shaft unit X of FIG. This is also an example in which a digital single lens reflex camera is attached as an
図12は、マルチプレート17と回転軸ユニットYをナスミスユニット28nで連結し、回転軸ユニットYに主望遠鏡20と組合わせた光学ブロック28yを取付け、回転軸ユニットYの中空穴14を導光管にして、主望遠鏡20の光束29を反射鏡26で直角に折り曲げ、光束29をナスミス焦点の補助観測装置23に導くナスミス式経緯台の事例である。
In FIG. 12, the
反射鏡27を45度回転させて光束29をさらに直角に折り曲げ、回転軸ユニットXの中空穴14を導光管にしてクーデ焦点に結像させれば、観測装置21によって多目的な観測を行うことができる。例えば星の分光・測光観測や太陽望遠鏡による太陽面観測あるいは冷却CCDによる画像取得などを切換えて行うことが考えられる。この場合、ピラーユニット19に相当する台座は観測室を兼用してもよく、科学館や公開天文台などで威力を発揮する。
If the reflecting
図13は、マルチプレート17と回転軸ユニットYを光学ブロック28xで連結し、回転軸
ユニットYに光学ブロック28yを取付け、回転軸ユニットX・Yの中空穴14を導光管にして、天体からの光束29を反射鏡26・27でそれぞれ直角に折り曲げ、回転軸ユニットXの軸心に観測装置21を取付けたヘリオスタット式経緯台の事例である。
In FIG. 13, the multi-plate 17 and the rotary shaft unit Y are connected by an
また、図14は回転軸ユニットXを天の北極Pに向けて、防水構造の傾斜台19に取付けて建物屋上36に設置し、光束29を反射鏡33で導光穴37から階下別室に導いたドームレスヘリオスタット式赤道儀の事例である。回転軸ユニットX・Yの制御系の配線は赤経軸αの回転に応じて自在に動く伸縮部39を介して、配電ボックス38に接続される。
Further, FIG. 14 shows that the rotating shaft unit X is directed to the celestial north pole P, is attached to the
ヘリオスタット式は光束29を観測装置21まで平行光で導くのが特長で、主望遠鏡20の光束29を観測装置21においてハーフミラーなどで複数本に分離し、複数の観測を同時に行うことができる。また光束29を追加の反射鏡33によって、平行光のまま別室に導けば多目的な観測システムとして利用できる。例えば太陽は光束26の照度が高く、複数に分離しても使用可能な照度を保つことができるので科学館の展示などでの利用価値が高い。
The heliostat type is characterized in that the
図15は、回転軸ユニットの制御回路のブロック図である。回転軸ユニットX・Yで構成する組替え式天体望遠鏡をコントロールするための2軸コントローラ34は制御コンピュータ35で動作するパソコンプラネタリウムなどの市販天文ソフトを使用できる。すなわち、指定した目標天体の赤経赤緯の絶対値(α, δ)を、X軸・Y軸パルス変換ブロックで解釈して、X軸(赤経軸α)とY軸(赤緯軸δ)の角度に相当するパルス量をステッピングモータドライバ9X・9Yに与える。組替え式望遠鏡を経緯台にする場合には、赤道儀/経緯台モード切換を経緯台モードにする。この場合、赤経・赤緯の絶対値(α, δ)は座標変換ブロックに送られ、方位角・高度の絶対値(h, A)に変換され、その値をX軸・Y軸パルス変換ブロックで解釈して、X軸(赤経軸α)とY軸(赤緯軸δ)の角度に相当するパルス量をステッピングモータドライバ9X・9Yに与える。
FIG. 15 is a block diagram of a control circuit of the rotary shaft unit. Commercially-used astronomical software such as a personal computer planetarium operating on a
図20は本願発明の回転軸ユニットを使用してドイツ式赤道儀とした組み替え式天体望遠鏡においてケーブルを通線した状態を示す図である。主望遠鏡20に取付けた観測装置21のケーブルあるいはサブ望遠鏡22や補助観測装置23のケーブルを回転軸ユニットX・Yの内部に通し、ピラーユニット19内を通過させて電源や各観測機材のコントローラなどに接続される。また回転軸ユニットX・Yの制御系配線も同様の経路をたどって制御装置に接続される。もし、観測者が観測しながら望遠鏡を操作する場合にはハンドコントローラ40の回線を分岐すればよい。
FIG. 20 is a view showing a state in which a cable is passed through a reconfigurable astronomical telescope having a German equator using the rotary shaft unit of the present invention. The cables of the
X 回転軸ユニット
Y 回転軸ユニット
1 回転軸体
5 軸受けハウジング
X Rotating shaft unit Y
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