JPH06230274A - 収差補正系及びそれを用いた天体望遠鏡 - Google Patents
収差補正系及びそれを用いた天体望遠鏡Info
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- JPH06230274A JPH06230274A JP5034160A JP3416093A JPH06230274A JP H06230274 A JPH06230274 A JP H06230274A JP 5034160 A JP5034160 A JP 5034160A JP 3416093 A JP3416093 A JP 3416093A JP H06230274 A JPH06230274 A JP H06230274A
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
-
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-
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- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 主焦点補正と大気分散補正を行い広視野で良
好なる天体観測を可能とした収差補正系及びそれを用い
た天体望遠鏡を得ること。 【構成】 反射鏡により生ずる収差を補正するための収
差補正系を有した天体望遠鏡において、該収差補正系は
屈折率が略等しく、分散の異なる材質から成る２つのレ
ンズを物体側と像面側のレンズ面が略共心となるように
接合し、又は空気層を介して近接配置した複合レンズ
と、該複合レンズを該レンズ面の曲率中心を中心に光軸
に対して変位させる変位機構とを有しており、該変位機
構により該複合レンズを変位させることにより大気分散
による光学特性の変動を補正していること。
好なる天体観測を可能とした収差補正系及びそれを用い
た天体望遠鏡を得ること。 【構成】 反射鏡により生ずる収差を補正するための収
差補正系を有した天体望遠鏡において、該収差補正系は
屈折率が略等しく、分散の異なる材質から成る２つのレ
ンズを物体側と像面側のレンズ面が略共心となるように
接合し、又は空気層を介して近接配置した複合レンズ
と、該複合レンズを該レンズ面の曲率中心を中心に光軸
に対して変位させる変位機構とを有しており、該変位機
構により該複合レンズを変位させることにより大気分散
による光学特性の変動を補正していること。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は収差補正系及びそれを用
いた天体望遠鏡に関し、特に天体観測において反射鏡
（主鏡）の収差を補正して主焦点の広視野化を図る為の
主焦点補正系に天頂以外の観測のときの大気分散による
星像の光の波長の違いによるずれを補正するための複合
レンズを設けた収差補正系を利用することにより、広視
野でかつ高解像度の観測を可能としたものである。
いた天体望遠鏡に関し、特に天体観測において反射鏡
（主鏡）の収差を補正して主焦点の広視野化を図る為の
主焦点補正系に天頂以外の観測のときの大気分散による
星像の光の波長の違いによるずれを補正するための複合
レンズを設けた収差補正系を利用することにより、広視
野でかつ高解像度の観測を可能としたものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より天体望遠鏡には種々の望遠鏡が
用いられている。例えば図７はカセグレイン型の反射望
遠鏡の光学系の要部概略図である。
用いられている。例えば図７はカセグレイン型の反射望
遠鏡の光学系の要部概略図である。
【０００３】同図では左方側からきた天体の星等からの
光束は放物面等から成る主鏡１で主焦点３に焦点を結ぶ
ように反射集光し、凸双曲面の副鏡２を介した後に面４
に物体像（星等の像）を形成する。
光束は放物面等から成る主鏡１で主焦点３に焦点を結ぶ
ように反射集光し、凸双曲面の副鏡２を介した後に面４
に物体像（星等の像）を形成する。
【０００４】このカセグレイン式の反射望遠鏡は大口
径、中口径の反射望遠鏡として用いられている。カセグ
レイン反射望遠鏡は軸外収差が多いために観測視野が狭
いという欠点があった。
径、中口径の反射望遠鏡として用いられている。カセグ
レイン反射望遠鏡は軸外収差が多いために観測視野が狭
いという欠点があった。
【０００５】これに対して主鏡と副鏡の双方に双曲面
（それに近い非球面）を用いて広画角化を図った反射光
学系にリッチー・クレチァン(Richey-Chretien) 式反射
望遠鏡（Ｒ．Ｃ反射望遠鏡）がある。このＲ．Ｃ反射望
遠鏡は球面収差とコマ収差を補正したアプラナートより
成っている。
（それに近い非球面）を用いて広画角化を図った反射光
学系にリッチー・クレチァン(Richey-Chretien) 式反射
望遠鏡（Ｒ．Ｃ反射望遠鏡）がある。このＲ．Ｃ反射望
遠鏡は球面収差とコマ収差を補正したアプラナートより
成っている。
【０００６】しかし非点収差が大きいためそれほど広い
視野をとれるわけではない。またＲ．Ｃ反射望遠鏡の主
鏡は凹双曲面なので主焦点３では良好なる結像をしな
い。
視野をとれるわけではない。またＲ．Ｃ反射望遠鏡の主
鏡は凹双曲面なので主焦点３では良好なる結像をしな
い。
【０００７】そこでＲ．Ｃ反射望遠鏡において更に広視
野の天体観測を行うには図８に示すように副鏡（不図
示）を取り外し、その代わりに主鏡１の主焦点の結像性
能を改善する屈折系より成る主焦点補正系１００を配置
して行っている。
野の天体観測を行うには図８に示すように副鏡（不図
示）を取り外し、その代わりに主鏡１の主焦点の結像性
能を改善する屈折系より成る主焦点補正系１００を配置
して行っている。
【０００８】又、一般に天体観測のときに天頂以外の星
等の観測においては地球を取り巻く大気層の波長による
屈折率の違いによる所謂大気分散により各色光で結像位
置が異なり、即ち星像が大気分散によってスペクトルに
分かれるために観測像が垂直方向に広がり、画質を低下
させるという問題があった。
等の観測においては地球を取り巻く大気層の波長による
屈折率の違いによる所謂大気分散により各色光で結像位
置が異なり、即ち星像が大気分散によってスペクトルに
分かれるために観測像が垂直方向に広がり、画質を低下
させるという問題があった。
【０００９】特に近紫外域や可視域で天頂距離が大きい
場合は画質が大きく低下してくるという問題があった。
このため主焦点補正系の一部に大気分散を補正するため
の光学部材（大気分散補正系）を用いて画質の低下を防
止している。
場合は画質が大きく低下してくるという問題があった。
このため主焦点補正系の一部に大気分散を補正するため
の光学部材（大気分散補正系）を用いて画質の低下を防
止している。
【００１０】尚図８において、５，６，１１は各々主焦
点補正用レンズである。
点補正用レンズである。
【００１１】同図ではゴーストの発生を防止し、光量損
失を少なくするために３枚という少ないレンズより構成
している。又補正系自体から発生する色収差を少なくす
るために低分散のフッ素リン酸系のガラスを用いること
も考えられている。
失を少なくするために３枚という少ないレンズより構成
している。又補正系自体から発生する色収差を少なくす
るために低分散のフッ素リン酸系のガラスを用いること
も考えられている。
【００１２】１０１は大気分散補正用の光学部材であ
る。光学部材１０１は２つの楔状のガラス７，８（９，
１０）（直視分光プリズム）を貼り合わせた１対の平面
ガラス１０１ａ，１０１ｂより成っている。ガラス７，
１０は材質がクラウン系ガラス、ガラス８，９は材質が
フリント系ガラスである。
る。光学部材１０１は２つの楔状のガラス７，８（９，
１０）（直視分光プリズム）を貼り合わせた１対の平面
ガラス１０１ａ，１０１ｂより成っている。ガラス７，
１０は材質がクラウン系ガラス、ガラス８，９は材質が
フリント系ガラスである。
【００１３】１２はＣＣＤ等の結像面の観測用センサー
の窓材である。天体観測のときは大気分散の量に応じて
直視分光プリズム１０１ａ，１０１ｂを光軸１４を中心
にお互いに逆方向に回動させて大気分散を補正してい
る。
の窓材である。天体観測のときは大気分散の量に応じて
直視分光プリズム１０１ａ，１０１ｂを光軸１４を中心
にお互いに逆方向に回動させて大気分散を補正してい
る。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従来の収差補正系は主
鏡により生ずる収差を補正するための主焦点補正系に従
来から行なわれている大気分散を補正するための方法を
ただ組み合わせた系より構成していた。
鏡により生ずる収差を補正するための主焦点補正系に従
来から行なわれている大気分散を補正するための方法を
ただ組み合わせた系より構成していた。
【００１５】このため主焦点補正系全体が大型化及び高
重量化し、多目的に使用される大型望遠鏡において一般
的に行なわれる観測焦点位置の切り換え（例えばカセグ
レイン焦点→主焦点）に際して取扱いが難しくなってく
るという問題点があった。又光学要素の数が増えてゴー
ストが発生しやすく、又光量損失も増加するといった問
題点があった。
重量化し、多目的に使用される大型望遠鏡において一般
的に行なわれる観測焦点位置の切り換え（例えばカセグ
レイン焦点→主焦点）に際して取扱いが難しくなってく
るという問題点があった。又光学要素の数が増えてゴー
ストが発生しやすく、又光量損失も増加するといった問
題点があった。
【００１６】そこでSu Ding-qiang 氏らは、主鏡により
生じる収差と大気分散による色収差とを補正できる光学
要素を提案している。（Astron. Astrophys. ,156 381
(1986) 及びAstron. Astrophys. ,232 589(1990)) この光学要素は「lensm」 と呼ばれ、図８のプリズムをレ
ンズに置き換えたものである。
生じる収差と大気分散による色収差とを補正できる光学
要素を提案している。（Astron. Astrophys. ,156 381
(1986) 及びAstron. Astrophys. ,232 589(1990)) この光学要素は「lensm」 と呼ばれ、図８のプリズムをレ
ンズに置き換えたものである。
【００１７】しかしながらこの光学要素を用いてもレン
ズ系全体の小型化を達成しつつ主鏡の収差と大気分散に
よる色収差の双方を良好に補正することは実現されてい
ない。
ズ系全体の小型化を達成しつつ主鏡の収差と大気分散に
よる色収差の双方を良好に補正することは実現されてい
ない。
【００１８】本発明は、光学要素数を減少させかつレン
ズ系全体の小型化を図りつつ主鏡の収差及び大気分散に
よる色収差を補正し、特に天頂距離が大きくなっても天
体を良好に観測することが可能な収差補正系及び該収差
補正系を用いた天体望遠鏡の提供を目的とする。
ズ系全体の小型化を図りつつ主鏡の収差及び大気分散に
よる色収差を補正し、特に天頂距離が大きくなっても天
体を良好に観測することが可能な収差補正系及び該収差
補正系を用いた天体望遠鏡の提供を目的とする。
【００１９】特に本発明は主鏡と副鏡を有する天体望遠
鏡において副鏡の代わりに収差補正系を用いて広画角の
観測を行う際に、該収差補正系のレンズ構成を適切に構
成することにより少ない光学要素でかつレンズ系全体の
小型化を図りつつ主鏡の収差補正及び大気分散を良好に
補正し、特に天頂距離が大きくなっても良好なる天体観
測を可能とした収差補正系及びそれを用いた反射望遠鏡
の提供を目的とする。
鏡において副鏡の代わりに収差補正系を用いて広画角の
観測を行う際に、該収差補正系のレンズ構成を適切に構
成することにより少ない光学要素でかつレンズ系全体の
小型化を図りつつ主鏡の収差補正及び大気分散を良好に
補正し、特に天頂距離が大きくなっても良好なる天体観
測を可能とした収差補正系及びそれを用いた反射望遠鏡
の提供を目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明の収差補正系は （１−１）天体を結像するときに生じる収差を補正する
ための互いに分散値が異なる一対のレンズを接着層又は
空気層を介して近接させた複合レンズを備える収差補正
系において、前記複合レンズの光入射面と光出射面の曲
率中心を互いに一致せしめ、前記複合レンズを前記曲率
中心を回転中心として回転可能にすることを特徴として
いる。
ための互いに分散値が異なる一対のレンズを接着層又は
空気層を介して近接させた複合レンズを備える収差補正
系において、前記複合レンズの光入射面と光出射面の曲
率中心を互いに一致せしめ、前記複合レンズを前記曲率
中心を回転中心として回転可能にすることを特徴として
いる。
【００２１】（１−２）天体を結像するときに生じる収
差を補正するための互いに分散値が異なる一対のレンズ
を接着層又は空気層を介して近接させた複合レンズを備
える収差補正系において、前記複合レンズの光入射面と
光出射面を略平面で構成し、前記複合レンズを光軸に垂
直な方向に移動可能にすることを特徴としている。
差を補正するための互いに分散値が異なる一対のレンズ
を接着層又は空気層を介して近接させた複合レンズを備
える収差補正系において、前記複合レンズの光入射面と
光出射面を略平面で構成し、前記複合レンズを光軸に垂
直な方向に移動可能にすることを特徴としている。
【００２２】特に、前記複合レンズの一対のレンズが互
いに等しい屈折率を有することを特徴としている。
いに等しい屈折率を有することを特徴としている。
【００２３】（１−３）反射鏡により生ずる収差を補正
するための屈折率が略等しく、分散の異なる材質から成
る２つのレンズを接合し、又は空気層を介して近接配置
した複合レンズを含んだ収差補正系であって、該複合レ
ンズは物体側と像面側のレンズ面が略共心となってお
り、該レンズ面の曲率中心を中心に該複合レンズを光軸
に対して回動させる回動機構を設け、該回動機構により
該複合レンズを回動させることにより大気分散による光
学特性の変動を補正していることを特徴としている。
するための屈折率が略等しく、分散の異なる材質から成
る２つのレンズを接合し、又は空気層を介して近接配置
した複合レンズを含んだ収差補正系であって、該複合レ
ンズは物体側と像面側のレンズ面が略共心となってお
り、該レンズ面の曲率中心を中心に該複合レンズを光軸
に対して回動させる回動機構を設け、該回動機構により
該複合レンズを回動させることにより大気分散による光
学特性の変動を補正していることを特徴としている。
【００２４】（１−４）反射鏡により生ずる収差を補正
するための屈折率が略等しく、分散の異なる材質から成
る２つのレンズを接合又は空気層を介して近接配置した
複合レンズを含んだ収差補正系であって、該複合レンズ
は物体側と像面側のレンズ面が略平面となっており、該
複合レンズを光軸に対して直交方向に移動させる移動機
構を設け、該移動機構により該複合レンズを移動させる
ことにより大気分散による光学特性の変動を補正してい
ることを特徴としている。
するための屈折率が略等しく、分散の異なる材質から成
る２つのレンズを接合又は空気層を介して近接配置した
複合レンズを含んだ収差補正系であって、該複合レンズ
は物体側と像面側のレンズ面が略平面となっており、該
複合レンズを光軸に対して直交方向に移動させる移動機
構を設け、該移動機構により該複合レンズを移動させる
ことにより大気分散による光学特性の変動を補正してい
ることを特徴としている。
【００２５】本発明の天体望遠鏡は （２−１）天体を結像する反射鏡と天体を結像するとき
に生じる収差を補正する収差補正系を有する天体望遠鏡
において、前記収差補正系は互いに分散値が異なる一対
のレンズを接着層又は空気層を介して近接させた複合レ
ンズを備え、前記複合レンズの光入射面と光出射面の曲
率中心を互いに一致せしめ、前記複合レンズを前記曲率
中心を回転中心として回転可能にすることを特徴として
いる。
に生じる収差を補正する収差補正系を有する天体望遠鏡
において、前記収差補正系は互いに分散値が異なる一対
のレンズを接着層又は空気層を介して近接させた複合レ
ンズを備え、前記複合レンズの光入射面と光出射面の曲
率中心を互いに一致せしめ、前記複合レンズを前記曲率
中心を回転中心として回転可能にすることを特徴として
いる。
【００２６】（２−２）天体を結像する反射鏡と天体を
結像するときに生じる収差を補正する収差補正系を有す
る天体望遠鏡において、前記収差補正系は互いに分散値
が異なる一対のレンズを接着層又は空気層を介して近接
させた複合レンズを備え、前記複合レンズの光入射面と
光出射面を略平面で構成し、前記複合レンズを光軸に垂
直な方向に移動可能にすることを特徴としている。
結像するときに生じる収差を補正する収差補正系を有す
る天体望遠鏡において、前記収差補正系は互いに分散値
が異なる一対のレンズを接着層又は空気層を介して近接
させた複合レンズを備え、前記複合レンズの光入射面と
光出射面を略平面で構成し、前記複合レンズを光軸に垂
直な方向に移動可能にすることを特徴としている。
【００２７】特に、前記複合レンズの一対のレンズが互
いに等しい屈折率を有することを特徴としている。
いに等しい屈折率を有することを特徴としている。
【００２８】（２−３）反射鏡により生ずる収差を補正
するための収差補正系を有した天体望遠鏡において、該
収差補正系は屈折率が略等しく、分散の異なる材質から
成る２つのレンズを物体側と像面側のレンズ面が略共心
となるように接合し、又は空気層を介して近接配置した
複合レンズと、該複合レンズを該レンズ面の曲率中心を
中心に光軸に対して変位させる変位機構とを有してお
り、該変位機構により該複合レンズを変位させることに
より大気分散による光学特性の変動を補正していること
を特徴としている。
するための収差補正系を有した天体望遠鏡において、該
収差補正系は屈折率が略等しく、分散の異なる材質から
成る２つのレンズを物体側と像面側のレンズ面が略共心
となるように接合し、又は空気層を介して近接配置した
複合レンズと、該複合レンズを該レンズ面の曲率中心を
中心に光軸に対して変位させる変位機構とを有してお
り、該変位機構により該複合レンズを変位させることに
より大気分散による光学特性の変動を補正していること
を特徴としている。
【００２９】特に、前記複合レンズの物体側と像面側の
レンズ面は曲率を有しており、前記変位機構は該レンズ
面の曲率中心を中心に光軸に対して該複合レンズを回動
していることや、前記複合レンズの物体側と像面側のレ
ンズ面は略平面より成っており、前記変位機構は該複合
レンズを光軸に対して直交方向に移動させていること等
を特徴としている。
レンズ面は曲率を有しており、前記変位機構は該レンズ
面の曲率中心を中心に光軸に対して該複合レンズを回動
していることや、前記複合レンズの物体側と像面側のレ
ンズ面は略平面より成っており、前記変位機構は該複合
レンズを光軸に対して直交方向に移動させていること等
を特徴としている。
【００３０】
【実施例】図１は本発明の数値実施例１の光学系の要部
概略図である。図４は本発明の数値実施例１の収差図で
ある。
概略図である。図４は本発明の数値実施例１の収差図で
ある。
【００３１】同図は主鏡と副鏡の２枚の軸対称の反射鏡
を有するＲ．Ｃ天体望遠鏡の副鏡の代わりに収差補正系
ＬＡを配置し、観測視野の広画角化及び大気分散の補正
を図った場合を示している。天体からの光束は図中右方
から入射してくる。
を有するＲ．Ｃ天体望遠鏡の副鏡の代わりに収差補正系
ＬＡを配置し、観測視野の広画角化及び大気分散の補正
を図った場合を示している。天体からの光束は図中右方
から入射してくる。
【００３２】尚本実施例において収差補正系とは主鏡
（反射鏡）により生ずる収差を補正するための主焦点補
正系と大気分散による光学特性、特に波長の違いによる
星像のずれを補正するための大気分散補正系とを有して
いる光学系をいう。
（反射鏡）により生ずる収差を補正するための主焦点補
正系と大気分散による光学特性、特に波長の違いによる
星像のずれを補正するための大気分散補正系とを有して
いる光学系をいう。
【００３３】図中Ｍ１は主鏡であり、凹双面鏡より成っ
ている。ＬＡは収差補正系であり、レンズＬ１〜Ｌ４を
有しており、主鏡Ｍ１で発生した球面収差、コマ収差、
非点収差等の諸収差を補正する主焦点補正系及び大気分
散を補正する大気分散補正系としての光学作用を有して
いる。
ている。ＬＡは収差補正系であり、レンズＬ１〜Ｌ４を
有しており、主鏡Ｍ１で発生した球面収差、コマ収差、
非点収差等の諸収差を補正する主焦点補正系及び大気分
散を補正する大気分散補正系としての光学作用を有して
いる。
【００３４】天体からの光束は図中右方からきて、まず
主鏡１に入射し反射した後に収差補正系ＬＡを介して結
像している。レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ４は主に反射鏡Ｍ１
による収差を補正し、広画角化を図るための主焦点補正
系として、レンズＬ３は主焦点補正系自体の色収差の補
正を行なうと同時に大気分散を補正する大気分散補正系
として用いている。
主鏡１に入射し反射した後に収差補正系ＬＡを介して結
像している。レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ４は主に反射鏡Ｍ１
による収差を補正し、広画角化を図るための主焦点補正
系として、レンズＬ３は主焦点補正系自体の色収差の補
正を行なうと同時に大気分散を補正する大気分散補正系
として用いている。
【００３５】レンズＬ３は屈折率が略等しく（屈折率差
０．０１以内）分散の異なる（アッベ数差２０）２つの
球面より成るレンズＬ３１，Ｌ３２を接着剤やオイル等
を用いて接合した複合レンズより構成している（尚接合
しないで僅かの空気間隔を隔てて構成しても良い。）。
０．０１以内）分散の異なる（アッベ数差２０）２つの
球面より成るレンズＬ３１，Ｌ３２を接着剤やオイル等
を用いて接合した複合レンズより構成している（尚接合
しないで僅かの空気間隔を隔てて構成しても良い。）。
【００３６】具体的にはレンズＬ３１の材質は屈折率ｎ
ｄが1.567322、アッベ数νｄが42.83 、レンズＬ３２の
材質は屈折率ｎｄが1.569069、アッベ数νｄが71.30 で
ある。
ｄが1.567322、アッベ数νｄが42.83 、レンズＬ３２の
材質は屈折率ｎｄが1.569069、アッベ数νｄが71.30 で
ある。
【００３７】複合レンズＬ３を構成するレンズＬ３１の
光線の進行方向を基準として（以下同じ）、物体側のレ
ンズ面Ｌ３１ａとレンズＬ３２の像面側のレンズ面Ｌ３
２ｂの曲率中心は光軸１４上の点Ｃで一致（共心）して
いる。
光線の進行方向を基準として（以下同じ）、物体側のレ
ンズ面Ｌ３１ａとレンズＬ３２の像面側のレンズ面Ｌ３
２ｂの曲率中心は光軸１４上の点Ｃで一致（共心）して
いる。
【００３８】本発明では複合レンズＬ３を共心Ｃを中心
に変位機構（不図示）により変位させることにより大気
分散により星像がスペクトルに分かれ光学特性が低下す
るのを補正している。
に変位機構（不図示）により変位させることにより大気
分散により星像がスペクトルに分かれ光学特性が低下す
るのを補正している。
【００３９】このうち本実施例では複合レンズＬ３に設
けた回動機構（不図示）により複合レンズＬ３を点Ｃを
中心に光軸に対して回動可能となるようにして大気分散
の補正を行っている。
けた回動機構（不図示）により複合レンズＬ３を点Ｃを
中心に光軸に対して回動可能となるようにして大気分散
の補正を行っている。
【００４０】即ち天頂距離の大きさにより異なる大気分
散の大きさに応じて複合レンズＬ３の回動角を調整して
大気分散による結像性能の低下を補正している。尚複合
レンズＬ３は主焦点補正系として色収差の補正も行うよ
うにして、これにより自由度を増し、レンズＬ１，Ｌ
２，Ｌ４を硼珪酸ガラスで構成しても従来型をフッ素リ
ン酸系ガラスで構成したものと同程度以上の結果が得ら
れる。
散の大きさに応じて複合レンズＬ３の回動角を調整して
大気分散による結像性能の低下を補正している。尚複合
レンズＬ３は主焦点補正系として色収差の補正も行うよ
うにして、これにより自由度を増し、レンズＬ１，Ｌ
２，Ｌ４を硼珪酸ガラスで構成しても従来型をフッ素リ
ン酸系ガラスで構成したものと同程度以上の結果が得ら
れる。
【００４１】一般にレンズＬ１は主焦点補正系として大
口径となるために硼珪酸ガラスより構成し、フッ素リン
酸系ガラスに比べて製作及び加工しやすくしている。レ
ンズＬ２の像面側のレンズ面Ｌ２ｂとレンズＬ４の物体
側のレンズ面Ｌ４ａを非球面より構成し、結像性能の向
上を図っている。ＧはＣＣＤ等の結像面の観察用センサ
ーの窓材としてのガラスブロックである。
口径となるために硼珪酸ガラスより構成し、フッ素リン
酸系ガラスに比べて製作及び加工しやすくしている。レ
ンズＬ２の像面側のレンズ面Ｌ２ｂとレンズＬ４の物体
側のレンズ面Ｌ４ａを非球面より構成し、結像性能の向
上を図っている。ＧはＣＣＤ等の結像面の観察用センサ
ーの窓材としてのガラスブロックである。
【００４２】本実施例では以上のように収差補正系を構
成することにより光学要素の数（レンズ面）を少なく
し、天体観測におけるゴーストの発生を少なくし、かつ
光量損失が少なくなるようにして良好なる観測を可能と
している。
成することにより光学要素の数（レンズ面）を少なく
し、天体観測におけるゴーストの発生を少なくし、かつ
光量損失が少なくなるようにして良好なる観測を可能と
している。
【００４３】本実施例ではレンズＬ１の有効径が５５４
ｍｍ、全長０．９２ｍで図５の従来の主焦点補正系のレ
ンズの有効径６５０ｍｍ、全長１．２ｍに比べて口径で
８５％、単純容積比α（α＝口径比2 ×全長比）は
ｍｍ、全長０．９２ｍで図５の従来の主焦点補正系のレ
ンズの有効径６５０ｍｍ、全長１．２ｍに比べて口径で
８５％、単純容積比α（α＝口径比2 ×全長比）は
【００４４】
【数１】 より約半分となっている。
【００４５】又光学要素数としては図５の従来の主焦点
補正系に比べて楔形ガラスの貼り合わせ平面ガラスに相
当する分が１つ少なくなっている。
補正系に比べて楔形ガラスの貼り合わせ平面ガラスに相
当する分が１つ少なくなっている。
【００４６】図２は本発明の数値実施例２の光学系の要
部概略図である。図５は本発明の数値実施例２の諸収差
図である。
部概略図である。図５は本発明の数値実施例２の諸収差
図である。
【００４７】本実施例は図１の実施例１に比べて大気分
散による光学特性を補正するための大気分散補正系とし
ての複合レンズＬ５のレンズ構成及び変位状態が異なっ
ておりその他の構成は同じである。
散による光学特性を補正するための大気分散補正系とし
ての複合レンズＬ５のレンズ構成及び変位状態が異なっ
ておりその他の構成は同じである。
【００４８】複合レンズＬ５は屈折率が略等しく、分散
の異なる材質から成る空気と接するレンズ面が平面とな
る２つのレンズＬ５１，Ｌ５２を接合して構成してい
る。
の異なる材質から成る空気と接するレンズ面が平面とな
る２つのレンズＬ５１，Ｌ５２を接合して構成してい
る。
【００４９】即ちレンズＬ５１は物体側のレンズ面Ｌ５
１ａが平面、レンズＬ５２は像面側のレンズ面Ｌ５２ｂ
が平面となっている。
１ａが平面、レンズＬ５２は像面側のレンズ面Ｌ５２ｂ
が平面となっている。
【００５０】移動機構（不図示）により複合レンズＬ５
を光軸１４と直交する方向に移動させることにより大気
分散による色ずれを補正している。レンズＬ２の像面側
のレンズ面Ｌ２ｂとレンズＬ４の像面側のレンズ面Ｌ４
ｂに非球面を施し、光学性能の向上を図っている。
を光軸１４と直交する方向に移動させることにより大気
分散による色ずれを補正している。レンズＬ２の像面側
のレンズ面Ｌ２ｂとレンズＬ４の像面側のレンズ面Ｌ４
ｂに非球面を施し、光学性能の向上を図っている。
【００５１】図３は本発明の数値実施例３の光学系の要
部概略図である。図６は本発明の数値実施例３の諸収差
図である。
部概略図である。図６は本発明の数値実施例３の諸収差
図である。
【００５２】本実施例は図２の実施例２に比べて大気分
散補正系としての複合レンズＬ５の像面側に新たに固定
の複合レンズＬ６を配置し、特に球面収差の色差及びコ
マの色差の諸収差をレンズ系全体の小型化を図りつつ、
良好に補正している。
散補正系としての複合レンズＬ５の像面側に新たに固定
の複合レンズＬ６を配置し、特に球面収差の色差及びコ
マの色差の諸収差をレンズ系全体の小型化を図りつつ、
良好に補正している。
【００５３】大気分散補正用の複合レンズＬ５は移動機
構（不図示）により光軸１４と直交する方向に移動させ
ている。レンズＬ２の像面側のレンズ面Ｌ２ｂとレンズ
Ｌ４の物体側のレンズ面Ｌ４ａは非球面を施し、光学性
能の向上を図っている。
構（不図示）により光軸１４と直交する方向に移動させ
ている。レンズＬ２の像面側のレンズ面Ｌ２ｂとレンズ
Ｌ４の物体側のレンズ面Ｌ４ａは非球面を施し、光学性
能の向上を図っている。
【００５４】尚本発明に係る収差補正系はＲ．Ｃ反射望
遠鏡の他にカセグレイン型反射望遠鏡やニュートン式反
射望遠鏡等、他の反射望遠鏡にも同様に適用することが
できる。
遠鏡の他にカセグレイン型反射望遠鏡やニュートン式反
射望遠鏡等、他の反射望遠鏡にも同様に適用することが
できる。
【００５５】次に本発明の数値実施例を示す。数値実施
例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の
曲率半径、Ｄｉは物体側より第ｉ番目のレンズ厚及び空
気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレ
ンズのガラスの屈折率とアッベ数である。
例においてＲｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の
曲率半径、Ｄｉは物体側より第ｉ番目のレンズ厚及び空
気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレ
ンズのガラスの屈折率とアッベ数である。
【００５６】非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直
方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたとき
方向にＨ軸、光の進行方向を正としＲを近軸曲率半径、
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを各々非球面係数としたとき
【００５７】
【数２】 なる式で表わしている。
【００５８】 〈数値実施例１〉 f = 15602.5 FNO = 1.93 2ω= 30′ 有効径 Ｒｉ Ｄｉ Ｎｉ νｉ 1 8200.001 30000.00000 14127.00000 1.000000 0.00 2 553.532 388.46602 56.00000 1.516330 64.15 3 516.408 390.02138 428.40000 1.000000 0.00 4 297.839 1158.43358 16.00000 1.516330 64.15 5 274.172 251.27130 144.30000 1.000000 0.00 6 340.000 -956.00000 14.00000 1.567322 42.83 7 340.000 ∞ 30.00000 1.569069 71.30 8 340.000 -1000.00000 10.00000 1.000000 0.00 9 255.442 331.43254 41.00000 1.516330 64.15 10 251.258 -1890.05289 165.00000 1.000000 0.00 11 250.000 ∞ 15.00000 1.516330 64.15 12 250.000 ∞ 1.00006 1.000000 0.00 非球面 R1 k = -1.00835 B = 0 , C = 0 , D = 0 , E = 0 R5 k = 0 B = -1.0857 ×10-9 , C = -2.7514 ×10-15 D = 8.5727 ×10-20 , E = -4.5254 ×10-24 R9 k = 0 B = -2.0723 ×10-9 , C = -2.0978 ×10-16 D = -5.1666 ×10-19 , E = 3.6646 ×10-24 〈数値実施例２〉 f = 15106.0 FNO = 1.84 2 ω= 30′ 有効径 Ｒｉ Ｄｉ Ｎｉ νｉ 1 8200.000 30000.00000 14139.51204 1.000000 0.00 2 545.594 374.63855 56.00000 1.516330 64.15 3 507.246 371.45054 444.06776 1.000000 0.00 4 286.646 4250.21858 16.00000 1.516330 64.15 5 264.059 241.35951 104.10300 1.000000 0.00 6 261.913 ∞ 15.00000 1.589206 41.08 7 261.408 900.00000 30.00000 1.589129 61.18 8 260.992 ∞ 10.00000 1.000000 0.00 9 259.783 313.20291 46.00000 1.569069 71.30 10 256.014 -1160.86090 165.00000 1.000000 0.00 11 250.000 ∞ 15.00000 1.516330 64.15 12 250.000 ∞ 1.000000 0.00 非球面 R1 k = -1.00835 B = 0 ， C = 0 ， D = 0 , E = 0 R5 k = 0 B = -2.2973 ×10-9 ， C = -8.2569 ×10-15 D = 2.0542 ×10-19 ， E = -1.1832 ×10-23 R9 k = 0 B = -3.0425 ×10-9 ， C = -6.5526 ×10-15 D = 9.2017 ×10-20 ， E = -9.3266 ×10-24 〈数値実施例３〉 f= 15312.98 FNO = 1.87 2 ω= 30′ 有効径 Ｒｉ Ｄｉ Ｎｉ νｉ 1 8200.001 30000.00000 14211.98754 1.000000 0.00 2 504.651 325.03089 56.00000 1.516330 64.15 3 465.142 318.86167 381.51365 1.000000 0.00 4 281.147 13552.38382 16.00000 1.516330 64.15 5 257.222 221.89367 68.26377 1.000000 0.00 6 340.000 ∞ 30.00000 1.603419 38.01 7 340.000 -900.00000 14.00000 1.603112 60.70 8 340.000 ∞ 9.65481 1.000000 0.00 9 261.210 1202.74976 15.00000 1.620040 36.26 10 259.874 454.94325 30.07215 1.516330 64.15 11 259.759 -5719.60207 1.00000 1.000000 0.00 12 258.411 297.48663 46.46515 1.496998 81.61 13 260.939 -1235.65592 165.00000 1.000000 0.00 14 250.000 ∞ 15.00000 1.516330 64.15 15 250.000 ∞ 1.000000 0.00 非球面 R1 k = -1.00835 B = 0 ， C = 0 ， D = 0 , E = 0 R5 k = 0 B = -9.2431 ×10-10 , C = 1.0334×10-19 D = 1.6536 ×10-19 ， E = 2.8329×10-29 R12 k = 0 B = 5.7514×10-10 , C = 3.3456×10-14 D = 9.7217 ×10-19 ， E = 1.3405×10-23
【００５９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、主鏡と副
鏡を有する天体望遠鏡において副鏡の代わりに収差補正
系を用いて広画角の観測を行う際に、該収差補正系のレ
ンズ構成を適切に構成することにより少ない光学要素で
かつレンズ系全体の小型化を図りつつ主鏡の収差補正及
び大気分散を良好に補正し、特に天頂距離が大きくなっ
ても良好なる天体観測を可能とした収差補正系及びそれ
を用いた反射望遠鏡を達成することができる。
鏡を有する天体望遠鏡において副鏡の代わりに収差補正
系を用いて広画角の観測を行う際に、該収差補正系のレ
ンズ構成を適切に構成することにより少ない光学要素で
かつレンズ系全体の小型化を図りつつ主鏡の収差補正及
び大気分散を良好に補正し、特に天頂距離が大きくなっ
ても良好なる天体観測を可能とした収差補正系及びそれ
を用いた反射望遠鏡を達成することができる。
【図１】 本発明の数値実施例１の光学系の要部概略図
【図２】 本発明の数値実施例２の光学系の要部概略図
【図３】 本発明の数値実施例３の光学系の要部概略図
【図４】 本発明の数値実施例１の諸収差図
【図５】 本発明の数値実施例２の諸収差図
【図６】 本発明の数値実施例３の諸収差図
【図７】 従来のカセグレイン式反射望遠鏡の光学系の
要部概略図
要部概略図
【図８】 従来の主焦点補正系を有した反射望遠鏡の光
学系の要部概略図
学系の要部概略図
１ 主鏡 ２ 副鏡 ３ 主焦点 ４ 結像面 １００ 主焦点補正系 １０１ 大気分散補正系 ＬＡ 収差補正系 ｅ ｅ線（５４６．０７ｎｍ） ｈ ｈ線（４０４．６６ｎｍ） ｓ ｓ線（８５２．１１ｎｍ）
フロントページの続き (72)発明者 伴 箕吉 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】 天体を結像するときに生じる収差を補正
するための互いに分散値が異なる一対のレンズを接着層
又は空気層を介して近接させた複合レンズを備える収差
補正系において、前記複合レンズの光入射面と光出射面
の曲率中心を互いに一致せしめ、前記複合レンズを前記
曲率中心を回転中心として回転可能にすることを特徴と
する収差補正系。 - 【請求項２】 天体を結像するときに生じる収差を補正
するための互いに分散値が異なる一対のレンズを接着層
又は空気層を介して近接させた複合レンズを備える収差
補正系において、前記複合レンズの光入射面と光出射面
を略平面で構成し、前記複合レンズを光軸に垂直な方向
に移動可能にすることを特徴とする収差補正系。 - 【請求項３】 前記複合レンズの一対のレンズが互いに
等しい屈折率を有することを特徴とする請求項１又は２
の収差補正系。 - 【請求項４】 天体を結像する反射鏡と天体を結像する
ときに生じる収差を補正する収差補正系を有する天体望
遠鏡において、前記収差補正系は互いに分散値が異なる
一対のレンズを接着層又は空気層を介して近接させた複
合レンズを備え、前記複合レンズの光入射面と光出射面
の曲率中心を互いに一致せしめ、前記複合レンズを前記
曲率中心を回転中心として回転可能にすることを特徴と
する天体望遠鏡。 - 【請求項５】 天体を結像する反射鏡と天体を結像する
ときに生じる収差を補正する収差補正系を有する天体望
遠鏡において、前記収差補正系は互いに分散値が異なる
一対のレンズを接着層又は空気層を介して近接させた複
合レンズを備え、前記複合レンズの光入射面と光出射面
を略平面で構成し、前記複合レンズを光軸に垂直な方向
に移動可能にすることを特徴とする天体望遠鏡。 - 【請求項６】 前記複合レンズの一対のレンズが互いに
等しい屈折率を有することを特徴とする請求項４又は５
の天体望遠鏡。 - 【請求項７】 反射鏡により生ずる収差を補正するため
の屈折率が略等しく、分散の異なる材質から成る２つの
レンズを接合し、又は空気層を介して近接配置した複合
レンズを含んだ収差補正系であって、該複合レンズは物
体側と像面側のレンズ面が略共心となっており、該レン
ズ面の曲率中心を中心に該複合レンズを光軸に対して回
動させる回動機構を設け、該回動機構により該複合レン
ズを回動させることにより大気分散による光学特性の変
動を補正していることを特徴とする収差補正系。 - 【請求項８】 反射鏡により生ずる収差を補正するため
の屈折率が略等しく、分散の異なる材質から成る２つの
レンズを接合又は空気層を介して近接配置した複合レン
ズを含んだ収差補正系であって、該複合レンズは物体側
と像面側のレンズ面が略平面となっており、該複合レン
ズを光軸に対して直交方向に移動させる移動機構を設
け、該移動機構により該複合レンズを移動させることに
より大気分散による光学特性の変動を補正していること
を特徴とする収差補正系。 - 【請求項９】 反射鏡により生ずる収差を補正するため
の収差補正系を有した天体望遠鏡において、該収差補正
系は屈折率が略等しく、分散の異なる材質から成る２つ
のレンズを物体側と像面側のレンズ面が略共心となるよ
うに接合し、又は空気層を介して近接配置した複合レン
ズと、該複合レンズを該レンズ面の曲率中心を中心に光
軸に対して変位させる変位機構とを有しており、該変位
機構により該複合レンズを変位させることにより大気分
散による光学特性の変動を補正していることを特徴とす
る天体望遠鏡。 - 【請求項１０】 前記複合レンズの物体側と像面側のレ
ンズ面は曲率を有しており、前記変位機構は該レンズ面
の曲率中心を中心に光軸に対して該複合レンズを回動し
ていることを特徴とする請求項９の天体望遠鏡。 - 【請求項１１】 前記複合レンズの物体側と像面側のレ
ンズ面は略平面より成っており、前記変位機構は該複合
レンズを光軸に対して直交方向に移動させていることを
特徴とする請求項９の天体望遠鏡。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5034160A JP3057946B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 収差補正系及びそれを用いた天体望遠鏡 |
| US08/802,213 US6038068A (en) | 1993-01-29 | 1997-02-19 | Aberration correction system and astronomical telescope having the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5034160A JP3057946B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 収差補正系及びそれを用いた天体望遠鏡 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06230274A true JPH06230274A (ja) | 1994-08-19 |
| JP3057946B2 JP3057946B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=12406460
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5034160A Expired - Lifetime JP3057946B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 収差補正系及びそれを用いた天体望遠鏡 |
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|---|---|
| US (1) | US6038068A (ja) |
| JP (1) | JP3057946B2 (ja) |
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