JPH11249028A - Sun telescope - Google Patents

Sun telescope

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Publication number
JPH11249028A
JPH11249028A JP10066058A JP6605898A JPH11249028A JP H11249028 A JPH11249028 A JP H11249028A JP 10066058 A JP10066058 A JP 10066058A JP 6605898 A JP6605898 A JP 6605898A JP H11249028 A JPH11249028 A JP H11249028A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plane mirror
mirror
sun
sunlight
axis
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10066058A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Katsunuma
淳 勝沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH11249028A publication Critical patent/JPH11249028A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a sun telescope which has a structure suitable for sealing, can have high tracking precision without reference to an observation style, and enables a high-precision observation of the sun. SOLUTION: A sealed space is formed of sealing windows W1 to W3 and hold members 11, 14, and' 16 and in this sealed space, optical components such as a plane mirror M1, a plane mirror M2, a concave mirror M3, a plane mirror M4, and a plane mirror M5 are stored. For an observation for tracking, the plane mirrors M1 and M2 as an optical system regarding the pointing of the sun are used in common to a sun observation and the plane mirrors M4 and M5 are fixed in the gravitational direction, i.e., the perpendicular direction and not affected by gravitational deformation so much, so a sun image which is free of a variation factor is used as a sun image at the time of the sun observation to trace the sun.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽を追尾しなが
ら観察する太陽望遠鏡に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar telescope for observing the sun while tracking it.

【0002】[0002]

【従来の技術】太陽の追尾機構を備える太陽望遠鏡とし
て伝統的でよく知られたものに、追尾機構としてシーロ
スタット(「増補新版 現代天文学事典(恒星社)
P.173」等参照)を備える太陽望遠鏡(以後、従来
例1と呼ぶ)がある。図3には、こうした従来例1の太
陽望遠鏡の概略構成が示されている。図3に示されるよ
うに、従来例1の太陽望遠鏡は、(a)太陽を追尾する
シーロスタット81と、(b)シーロスタット81を介
した太陽光を結像させる固定望遠鏡82とを備える。
2. Description of the Related Art A traditional and well-known solar telescope equipped with a sun tracking mechanism is known as a tracking mechanism such as a chirostat ("Enhanced New Edition Encyclopedia of Modern Astronomy (Koseisha)"
P. 173 ”) (hereinafter referred to as Conventional Example 1). FIG. 3 shows a schematic configuration of such a solar telescope of Conventional Example 1. As shown in FIG. 3, the solar telescope of the first conventional example includes (a) a ceiling telescope 81 that tracks the sun, and (b) a fixed telescope 82 that forms an image of sunlight through the ceiling radio 81.

【0003】シーロスタット81は、極軸RAの回り
を48時間で1周するように駆動され、太陽光が入射す
る平面鏡M6と、平面鏡M6で反射された太陽光が入
射し、季節による太陽位置の赤緯変化に対応し、常に固
定望遠鏡82に太陽光が入射するように、設置位置及び
傾きを調整するように駆動される平面鏡M7とを備え
る。
The celostat 81 is driven so as to make one round around the polar axis RA in 48 hours, and the plane mirror M6 on which sunlight enters and the sunlight reflected by the plane mirror M6 enters, and the sun position according to the season is changed. And a plane mirror M7 driven so as to adjust the installation position and the inclination so that sunlight always enters the fixed telescope 82 in response to the declination change.

【0004】従来例1の太陽望遠鏡では、太陽光をシー
ロスタット81の平面鏡M6で受光し、平面鏡M7を介
して固定望遠鏡82に入射させる。上記のように、平面
鏡M6が極軸RAの回りを48時間で1周するように駆
動され、平面鏡M7が季節による太陽位置の赤緯変化に
対応し、常に固定望遠鏡82に太陽光が入射するように
駆動されるので、時間の経過に拘らず、太陽光が継続的
に固定望遠鏡82に入射する。なお、観測する太陽面上
の細かい位置決めは、平面鏡M6及び平面鏡M7を駆動
して、それぞれの設置位置を調整することによって行わ
れる。
In the solar telescope of the first prior art, sunlight is received by the plane mirror M6 of the cirostat 81 and is incident on the fixed telescope 82 via the plane mirror M7. As described above, the plane mirror M6 is driven to make one round around the polar axis RA in 48 hours, and the plane mirror M7 responds to the declination change of the sun position due to the season, and the sunlight always enters the fixed telescope 82. Thus, the sunlight continuously enters the fixed telescope 82 regardless of the lapse of time. The fine positioning on the sun surface to be observed is performed by driving the plane mirror M6 and the plane mirror M7 to adjust the respective installation positions.

【0005】固定望遠鏡82は、入射した太陽光を観測
装置83の計測器85の受光面にが結像するように、太
陽光を観測装置83へ向けて射出する。観測装置83で
は、入射した太陽光を観測し、例えば分光測定等を行
う。こうして、太陽を追尾しながら、継続的に太陽光の
観測を行う。
[0005] The fixed telescope 82 emits sunlight toward the observation device 83 so that the incident sunlight is imaged on the light receiving surface of the measuring device 85 of the observation device 83. The observation device 83 observes the incident sunlight and performs, for example, spectrometry. In this way, while observing the sun, continuous observation of sunlight is performed.

【0006】上記のシーロスタットを採用した太陽望遠
鏡の他に、いわゆるクーデ望遠鏡方式(「新天文学講座
11 天文台と観測器械(恒星社) P.35」等参
照)を採用する太陽望遠鏡(以後、従来例2と呼ぶ)が
知られている。図4には、こうした従来例2の太陽望遠
鏡の概略構成が示されている。図4に示されるように、
従来例2の太陽望遠鏡は、(a)主鏡M8、副鏡M9、
平面鏡M10、及び平面鏡M11を備える主望遠鏡91
と、(b)主望遠鏡91に固定され、追尾用に太陽を観
測する追尾用望遠鏡95とを備える。ここで、主鏡M
8、副鏡M9、及び平面鏡M10は、封止窓W4と保持
部材92とが形成する内部空間で、保持部材92によっ
て保持され、平面鏡M11は、保持部材93と封止窓W
5とが形成する内部空間で、保持部材93によって保持
される。そして、封止窓W4、保持部材92、保持部材
93、及び封止窓W5で閉空間を形成している。
In addition to the solar telescope employing the above-described cirostat, a solar telescope employing a so-called coup telescope system (see "New Astronomy Course 11 Observatory and Observation Instruments (Koseisha) P.35" etc.) Example 2) is known. FIG. 4 shows a schematic configuration of such a solar telescope of Conventional Example 2. As shown in FIG.
The solar telescope of Conventional Example 2 includes (a) a primary mirror M8, a secondary mirror M9,
Main telescope 91 including plane mirror M10 and plane mirror M11
And (b) a tracking telescope 95 fixed to the main telescope 91 and observing the sun for tracking. Here, primary mirror M
8, the secondary mirror M9, and the plane mirror M10 are held by the holding member 92 in an internal space formed by the sealing window W4 and the holding member 92, and the plane mirror M11 is held by the holding member 93 and the sealing window W.
5 and is held by the holding member 93. A closed space is formed by the sealing window W4, the holding member 92, the holding member 93, and the sealing window W5.

【0007】また、従来例2の太陽望遠鏡は、(c)保
持部材92を赤緯軸DECを中心軸として回転駆動する
回転駆動機構94aと、(d)保持部材92及び保持部
材93を極軸RAを中心軸として一体的に回転駆動する
回転駆動機構95bと、(e)追尾用望遠鏡95からの
太陽観測結果に基づいて、回転駆動機構94a、94b
に回転駆動の指示をする追尾制御装置96とを更に備え
ている。
Further, the solar telescope of the second conventional example has (c) a rotation drive mechanism 94a for driving the holding member 92 to rotate about the declination axis DEC as a center axis, and (d) a polar driving mechanism for the holding member 92 and the holding member 93. A rotation drive mechanism 95b that rotates integrally with the RA as a central axis, and (e) the rotation drive mechanisms 94a and 94b based on the results of sun observation from the tracking telescope 95.
And a tracking control device 96 for instructing rotation driving.

【0008】従来例2の太陽望遠鏡では、封止窓W4を
介した太陽光は、主鏡M8、副鏡M9を経て平面鏡M1
0で折り曲げられ、軸DEC上に光路が設定される。次
に、平面鏡M11によって軸RA上に光路が設定され
る。一方、追尾制御装置96は、追尾用望遠鏡95から
の観測結果に基づいて、回転駆動機構94a、94bに
回転駆動の指示する。回転駆動機構94a、94bは、
時間の経過に拘らず、太陽光が継続的に望遠鏡91に入
射するように、保持部材92及び保持部材93を駆動す
る。この結果、平面鏡M11を介した太陽光の光路は軸
RA上に設定される。そして、平面鏡M11を介した太
陽光は封止窓W5を経由して、観測装置83に向けて射
出される。観測装置83では、入射した太陽光を観測
し、例えば分光測定等を行う。
In the solar telescope of the second prior art, the sunlight passing through the sealing window W4 passes through the primary mirror M8 and the secondary mirror M9 to pass through the plane mirror M1.
It is bent at 0 and an optical path is set on the axis DEC. Next, an optical path is set on the axis RA by the plane mirror M11. On the other hand, the tracking control device 96 instructs the rotation drive mechanisms 94a and 94b to rotate based on the observation result from the tracking telescope 95. The rotation drive mechanisms 94a and 94b
The holding member 92 and the holding member 93 are driven such that the sunlight continuously enters the telescope 91 regardless of the passage of time. As a result, the optical path of sunlight through the plane mirror M11 is set on the axis RA. Then, the sunlight passing through the plane mirror M11 is emitted toward the observation device 83 via the sealing window W5. The observation device 83 observes the incident sunlight and performs, for example, spectrometry.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】太陽望遠鏡では、太陽
光という強度が高い光を取り扱うので、最近では、太陽
観測の精度を向上のために光学系を外気に対して密閉構
造することが主流になりつつある。これは、密閉構造と
することにより、内部を真空にして、鏡筒内の空気の温
度むらによる太陽像のボケを排除したり、あるいは、鏡
筒内にヘリウムガス等を充填して熱変換の媒体として使
用することにより、光学部品の温度上昇を抑制すること
ができるからである。
Since the solar telescope handles high-intensity light, such as sunlight, it has recently become the mainstream that the optical system be hermetically sealed from outside air in order to improve the accuracy of solar observation. It is becoming. This is achieved by using a sealed structure to evacuate the interior to eliminate blurring of the solar image due to uneven temperature in the air in the lens barrel, or to fill the lens barrel with helium gas or the like for heat conversion. This is because the use as a medium can suppress an increase in the temperature of the optical component.

【0010】しかし、従来例1のシーロスタットを使用
する太陽望遠鏡では、シーロスタットを図3に示される
ように2枚の平面鏡M6及びM7で構成することになる
が、太陽光線と平面鏡M6の法線とがなす角度が時刻と
ともに変化するし、平面鏡M7は位置と傾きが季節によ
って変化する。したがって、シーロスタットを構成する
2枚の平面鏡を外気から遮断することは機構上困難であ
る。すなわち、従来例1のような太陽望遠鏡を密閉構造
とするのに適していないものである。
However, in the solar telescope using the cirostat of the conventional example 1, the cirostat is constituted by two plane mirrors M6 and M7 as shown in FIG. The angle formed by the line changes with time, and the position and inclination of the plane mirror M7 change with the season. Therefore, it is mechanically difficult to shield the two plane mirrors constituting the chirostat from the outside air. That is, it is not suitable for making the solar telescope as in Conventional Example 1 a sealed structure.

【0011】また、従来例2のクーデ望遠鏡方式を採用
する太陽望遠鏡は密閉構造とするのには適しているが、
主望遠鏡とは全く異なる光学系から構成される追尾望遠
鏡による観測結果に基づいて主望遠鏡の姿勢制御を行っ
て、太陽の追尾を実現している。このとき、主望遠鏡の
観測方向と追尾望遠鏡の観測方向とは、主望遠鏡の姿勢
状態に拘らず平行でなくてはならないが、主望遠鏡の姿
勢変化によって機械構造が異なる重力変形を起こすの
で、追尾精度を高めることが困難であった。
The solar telescope adopting the Coude telescope system of the prior art 2 is suitable for a closed structure,
The tracking of the sun is realized by controlling the attitude of the main telescope based on the observation result by the tracking telescope, which is composed of an optical system completely different from that of the main telescope. At this time, the observation direction of the main telescope and the observation direction of the tracking telescope must be parallel irrespective of the attitude of the main telescope, but since the mechanical structure changes differently due to the change in the attitude of the main telescope, tracking is performed. It was difficult to increase the accuracy.

【0012】なお、クーデ望遠鏡方式を採用する太陽望
遠鏡では、観測が分光計測等の太陽光のごく一部を切出
して行うものである場合には、追尾望遠鏡を使用せず
に、観測に使用しない太陽光を観測装置の直前で取出し
て追尾用に使用することも考えられるが、太陽全体を同
時に観測したい場合には、追尾用に主望遠鏡とは異なる
光学系からなる追尾望遠鏡の設置が必須となる。
In the case of a solar telescope adopting the coupé telescope system, when observation is performed by cutting out a very small part of sunlight such as spectroscopic measurement, the tracking telescope is not used and is not used for observation. It is conceivable to take out sunlight just before the observation device and use it for tracking, but if you want to observe the entire sun at the same time, it is necessary to install a tracking telescope consisting of an optical system different from the main telescope for tracking. Become.

【0013】本発明は、上記を鑑みてなされたものであ
り、密閉構造とするのに適した構造を有するとともに、
観測態様に拘らず高い追尾精度を達成でき、精度の高い
太陽観測が可能な太陽望遠鏡を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above, and has a structure suitable for a closed structure,
It is an object of the present invention to provide a solar telescope that can achieve high tracking accuracy regardless of the observation mode and that can perform high-precision solar observation.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の太陽望遠鏡は、
(a)太陽からの太陽光を透過させる第1の封止窓と、
(b)水平方向に伸びた第1の軸を中心軸として前記第
1の封止窓と一体的に回転可能に保持されるとともに、
反射面の法線が前記第1の軸と45度の角度で交差し、
前記封止窓を介した太陽光を水平方向へ反射する第1の
平面鏡と、(c)鉛直方向に伸びた第2の軸を中心軸と
して前記封止窓及び前記第1の平面鏡と一体的に回転可
能に保持されるとともに、反射面の法線が前記第2の軸
と45度の角度で交差し、前記封止窓を介した前記被測
定光を鉛直下方へ反射する第2の平面鏡と、(d)前記
第2の軸に一致する反射面の中心軸を有し、前記第2の
反射鏡によって反射された太陽光の一部を受光できる位
置に配置され、太陽像を所定の結像位置に結像する凹面
鏡と、(e)前記凹面鏡と前記結像位置との間の光路中
に配置され、前記凹面鏡からの太陽光を水平方向へ反射
する第3の平面鏡と、(f)前記第3の平面鏡によって
反射された太陽光を透過させる第2の封止窓と、(g)
鉛直方向に関して前記第2の平面鏡と前記第3の平面鏡
との間に配置され、鉛直方向からみたときに前記第3の
平面鏡の領域に含まれる領域を占め、前記第2の反射鏡
で反射された太陽光の内の前記凹面鏡に到達しない太陽
光の一部を鉛直方向とは異なる第2の方向へ反射する第
4の平面鏡と、(h)前記第4の平面鏡で反射された太
陽光を透過させる第3の封止窓と、(i)前記第1の平
面鏡、前記第2の平面鏡、前記凹面鏡、前記第3の平面
鏡、前記第4の平面鏡、及び前記第5の平面鏡を収納
し、前記第1の封止窓、前記第2の封止窓、及び前記第
3の封止窓とともに密閉空間を形成する封止部材と、
(j)前記第4の平面鏡で反射された太陽光を受光し、
受光結果に基づいて、前記第1の封止窓、前記第1の平
面鏡、及び前記第2の平面鏡から選択された要素を駆動
して太陽を追尾する追尾装置とを備えることを特徴とす
る。
The solar telescope of the present invention comprises:
(A) a first sealing window for transmitting sunlight from the sun,
(B) while being held so as to be rotatable integrally with the first sealing window around a first axis extending in the horizontal direction as a central axis,
A normal of the reflecting surface intersects the first axis at an angle of 45 degrees,
(C) a first plane mirror that reflects the sunlight through the sealing window in a horizontal direction, and (c) the sealing window and the first plane mirror integrated with a second axis extending in a vertical direction as a central axis. A second plane mirror, which is rotatably held at a right angle, and whose normal to the reflecting surface intersects the second axis at an angle of 45 degrees, and reflects the light to be measured through the sealing window vertically downward. And (d) a central axis of the reflecting surface coinciding with the second axis, which is arranged at a position capable of receiving a part of sunlight reflected by the second reflecting mirror, and A concave mirror that forms an image at an image forming position, (e) a third plane mirror that is disposed in an optical path between the concave mirror and the image forming position, and reflects the sunlight from the concave mirror in a horizontal direction; (G) a second sealing window for transmitting sunlight reflected by the third plane mirror;
It is disposed between the second plane mirror and the third plane mirror in the vertical direction, occupies an area included in the area of the third plane mirror when viewed from the vertical direction, and is reflected by the second reflection mirror. A fourth plane mirror that reflects a part of the sunlight that does not reach the concave mirror out of the sunlight in a second direction different from the vertical direction, and (h) the sunlight reflected by the fourth plane mirror. A third sealing window for transmitting light, and (i) housing the first plane mirror, the second plane mirror, the concave mirror, the third plane mirror, the fourth plane mirror, and the fifth plane mirror, A sealing member that forms a sealed space together with the first sealing window, the second sealing window, and the third sealing window;
(J) receiving sunlight reflected by the fourth plane mirror,
It is characterized by including a tracking device that drives an element selected from the first sealing window, the first plane mirror, and the second plane mirror based on the light reception result to track the sun.

【0015】本発明の太陽望遠鏡では、第1の封止窓を
介した太陽光が、第1の平面鏡、第2の平面鏡を介した
後、第2の軸付近を進行する一部を除いて、その殆どが
凹面鏡に到達する。そして、凹面鏡で反射された後、第
3の平面鏡及び第2の封止窓を介して射出される。こう
して射出された太陽光を観測装置によって観測すること
により、太陽全体の観測や太陽の一部分の観測を行う。
In the solar telescope according to the present invention, the sunlight passing through the first sealing window passes through the first plane mirror and the second plane mirror and then travels in the vicinity of the second axis except for a part. , Most of which reach the concave mirror. Then, after being reflected by the concave mirror, the light is emitted through the third plane mirror and the second sealing window. By observing the emitted sunlight with an observation device, the entire sun or a part of the sun is observed.

【0016】本発明の太陽望遠鏡では、第1の封止窓、
第2の封止窓、第3の封止窓、及び封止部材によって密
閉空間を形成し、その密閉空間内に第1の平面鏡、第2
の平面鏡、凹面鏡、第3の平面鏡、及び第4の平面鏡を
収納している。したがって、密閉空間となっている鏡筒
内を真空としたり、鏡筒内にヘリウムガス等を充填して
熱変換媒体として使用することにより、鏡筒内の空気の
温度むらによる太陽像のボケを排除したり、鏡筒内の光
学部品の温度上昇を抑制することができる。
In the solar telescope of the present invention, the first sealing window,
A sealed space is formed by the second sealing window, the third sealing window, and the sealing member, and the first plane mirror and the second
, A concave mirror, a third plane mirror, and a fourth plane mirror. Therefore, by evacuating the inside of the lens barrel, which is a closed space, or by filling the lens barrel with helium gas or the like and using it as a heat conversion medium, blurring of the solar image due to uneven temperature of air in the lens barrel can be prevented. It can be eliminated or the temperature rise of the optical components in the lens barrel can be suppressed.

【0017】また、本発明の太陽望遠鏡では、第1の封
止窓を介した太陽光が、第1の平面鏡、第2の平面鏡を
介した後、第2の軸付近を進行する一部を第4の平面鏡
で反射し、第3の封止窓から射出する。そして、追尾装
置が第3の封止窓から射出された太陽光を受光し、その
受光結果に基づいて、第1の封止窓、第1の平面鏡、及
び第2の平面鏡から選択された要素を駆動して太陽を追
尾する。すなわち、追尾にあたって、太陽のポインティ
ングに関わる光学系を太陽観測の場合と共用するととも
に、第3の平面鏡と第4の平面鏡とは、重力方向すなわ
ち鉛直方向には不動であり重力変形の影響を受けないの
で、太陽像に対して変動要因の無い太陽像を使用して太
陽の追尾を行う。したがって、精度の良い太陽の追尾が
可能となる。
Further, in the solar telescope of the present invention, a part of the sunlight passing through the first sealing window travels near the second axis after passing through the first plane mirror and the second plane mirror. The light is reflected by the fourth plane mirror and is emitted from the third sealing window. Then, the tracking device receives the sunlight emitted from the third sealing window, and based on the received light result, an element selected from the first sealing window, the first plane mirror, and the second plane mirror. Drive to track the sun. That is, in tracking, the optical system related to the pointing of the sun is shared with the case of solar observation, and the third plane mirror and the fourth plane mirror are immobile in the direction of gravity, that is, in the vertical direction, and are affected by gravitational deformation. Since there is no sun image, the tracking of the sun is performed using a solar image having no fluctuation factors. Therefore, accurate tracking of the sun becomes possible.

【0018】すなわち、本発明の太陽望遠鏡によれば、
全体であるか一部であるかに拘らず、精度の良い太陽観
測が可能となる。
That is, according to the solar telescope of the present invention,
Accurate solar observation is possible regardless of whether it is whole or part.

【0019】本発明の太陽望遠鏡では、前記第3の平面
鏡、及び前記第2の封止窓を、前記第2の軸を中心軸と
して一体的に回転可能に保持してもよい。
In the solar telescope of the present invention, the third plane mirror and the second sealing window may be held so as to be integrally rotatable around the second axis as a center axis.

【0020】これによれば、太陽観測用の太陽光の出射
方向を変化させることができる。したがって、太陽観測
にあたって、種々の計測を行うときに、各計測に応じた
計測器を周囲に配置しておき、使用したい所望の計測器
に向けて太陽光を射出させることにより、種々の計測を
簡易に行うことができる。
According to this, it is possible to change the emission direction of the sunlight for solar observation. Therefore, when performing various measurements in the sun observation, measuring instruments corresponding to each measurement are arranged around and the sunlight is emitted toward a desired measuring instrument to be used, thereby performing various measurements. It can be done easily.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る太陽望遠鏡の一実施形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a solar telescope according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

【0022】図1は、一実施形態に係る太陽望遠鏡の構
成図である。図1に示される様に、この太陽望遠鏡は、
(a)保持部材11によって保持され、太陽からの太陽
光を透過させる封止窓W1と、(b)水平方向に伸びた
軸ELを中心軸として封止窓W1と一体的に回転可能に
保持部材11によって保持され、反射面の法線が軸EL
と45度の角度で交差し、封止窓W1を介した太陽光を
水平方向へ反射する平面鏡M1と、(c)鉛直方向に伸
びた軸AZを中心軸として封止窓W1及び平面鏡M1と
一体的に回転可能に保持部材12によって保持され、反
射面の法線が軸AZと45度の角度で交差し、封止窓W
1を介した被測定光を鉛直下方へ反射する平面鏡M2
と、(d)保持部材13によって保持され、軸AZに一
致する反射面の中心軸を有し、平面鏡M2によって反射
された太陽光の一部を受光できる位置に配置され、太陽
像を結像する凹面鏡M3と、(e)軸AZを中心軸とし
て回転可能に保持部材14によって保持された保持部材
15によって保持された、凹面鏡M3と結像位置との間
の光路中に配置され、凹面鏡M3からの太陽光を水平方
向へ反射する平面鏡M4と、(f)保持部材14に保持
され、平面鏡M4によって反射された太陽光を透過させ
る封止窓W2と、(g)保持部材16によって保持され
た保持部材17によって保持され、鉛直方向に関して平
面鏡M2と平面鏡M4との間に配置され、鉛直方向から
みたときに平面鏡M4の領域に含まれる領域を占め、反
射鏡M2で反射された太陽光の内の凹面鏡M3に到達し
ない太陽光の一部を水平方向へ反射する平面鏡M5と、
(h)保持部材16によって保持され、平面鏡M5で反
射された太陽光を透過させる封止窓W3とを備える。こ
こで、封止窓W1〜W3及び保持部材11〜14、16
で密閉空間を形成している。また、保持部材13と保持
部材16とは、保持部材21によって固定部材22に固
定されている。
FIG. 1 is a configuration diagram of a solar telescope according to one embodiment. As shown in FIG. 1, this solar telescope
(A) a sealing window W1 that is held by the holding member 11 and transmits sunlight from the sun, and (b) is held so as to be integrally rotatable with the sealing window W1 about an axis EL extending in the horizontal direction as a central axis. The normal of the reflection surface held by the member 11 is the axis EL.
And a plane mirror M1 intersecting at an angle of 45 degrees and reflecting the sunlight through the sealing window W1 in the horizontal direction, and (c) the sealing window W1 and the plane mirror M1 with the axis AZ extending in the vertical direction as the central axis. It is held by the holding member 12 so as to be integrally rotatable, the normal to the reflection surface intersects the axis AZ at an angle of 45 degrees, and the sealing window W
Plane mirror M2 for reflecting the light to be measured through the first mirror 1 vertically downward
And (d) arranged at a position that has a central axis of the reflection surface that is held by the holding member 13 and coincides with the axis AZ and that can receive a part of the sunlight reflected by the plane mirror M2, and forms a solar image. And (e) a concave mirror M3 disposed in an optical path between the concave mirror M3 and the imaging position, which is held by a holding member 15 rotatably held by a holding member 14 about the axis AZ. (F) a sealing window W2 which is held by the holding member 14 and transmits the sunlight reflected by the plane mirror M4, and (g) which is held by the holding member 16. Is held between the plane mirror M2 and the plane mirror M4 in the vertical direction, occupies an area included in the area of the plane mirror M4 when viewed from the vertical direction, and is reflected by the reflection mirror M2. Was a part of the sunlight does not reach the concave mirror M3 of the sunlight plane mirror M5 to reflect the horizontal direction,
(H) a sealing window W3 that is held by the holding member 16 and transmits the sunlight reflected by the plane mirror M5. Here, the sealing windows W1 to W3 and the holding members 11 to 14, 16
Forms a closed space. The holding member 13 and the holding member 16 are fixed to the fixing member 22 by the holding member 21.

【0023】また、本実施形態の太陽望遠鏡は、(i)
保持部材11を軸ELを中心軸として回転駆動する回転
駆動機構31と、(j)保持部材11及び保持部材12
を軸AZを中心軸として一体的に回転駆動する回転駆動
機構32と、(k)保持部材14を軸AZを中心軸とし
て一体的に回転駆動する回転駆動機構33と、(l)封
止窓W3から射出された太陽光を観測し、観測結果を出
力する追尾望遠鏡50と、(m)追尾望遠鏡50からの
観測結果に基づいて、太陽を追尾するために回転駆動機
構31、32に回転駆動を指示するとともに、観測装置
40へ向けて太陽光が射出されるように回転駆動機構3
3に回転駆動を指示する処理装置55とを更に備える。
Further, the solar telescope of the present embodiment comprises: (i)
A rotation drive mechanism 31 for rotating the holding member 11 about the axis EL, (j) the holding member 11 and the holding member 12
(K) a rotation drive mechanism that integrally rotates the holding member 14 about the axis AZ, a rotation drive mechanism 32 that integrally rotates the holding member 14 about the axis AZ, and (l) a sealing window. A tracking telescope 50 that observes the sunlight emitted from W3 and outputs the observation result, and (m) rotationally drives the rotation driving mechanisms 31 and 32 to track the sun based on the observation result from the tracking telescope 50. And the rotation drive mechanism 3 so that sunlight is emitted toward the observation device 40.
3 further includes a processing device 55 for instructing rotation driving.

【0024】本実施形態の太陽望遠鏡では、封止窓W1
に垂直に入射し、封止窓W1を通過した太陽光は、平面
鏡M1に入射して平面鏡M1によって反射され、その光
路が軸ELに設定される。引き続き、平面鏡M1によっ
て反射された太陽光は、平面鏡M2に入射して平面鏡M
2によって反射され、その光路が軸AZに設定される。
こうして、平面鏡M2によって反射された太陽光は、軸
AZに沿って進行し、平面鏡M4の反射面の裏面又は平
面鏡M5に到達する部分を除いて、その殆どが凹面鏡M
3に到達する。そして、凹面鏡M3は、観測装置40で
太陽像を結像するように、太陽光を反射する。凹面鏡で
反射された太陽光は、平面鏡M4に入射して水平方向
(紙面右方向)に反射され、封止窓W2を介して観測装
置40へ向けて射出し、観測装置40で太陽像を結像す
る。観測装置40は、結像された太陽像を観測すること
により、太陽全体の観測や太陽の一部分の観測を行う。
In the solar telescope of this embodiment, the sealing window W1
, The sunlight enters the plane mirror M1 at right angles, and passes through the sealing window W1, enters the plane mirror M1, is reflected by the plane mirror M1, and its optical path is set to the axis EL. Subsequently, the sunlight reflected by the plane mirror M1 enters the plane mirror M2 and enters the plane mirror M
2 and its optical path is set to the axis AZ.
In this way, the sunlight reflected by the plane mirror M2 travels along the axis AZ, and most of the sunlight is concave mirror M except for the rear surface of the reflection surface of the plane mirror M4 or the part reaching the plane mirror M5.
Reach 3 The concave mirror M3 reflects the sunlight so that the observation device 40 forms a solar image. The sunlight reflected by the concave mirror enters the plane mirror M4, is reflected in the horizontal direction (rightward on the paper surface), exits through the sealing window W2 to the observation device 40, and forms a solar image with the observation device 40. Image. The observation device 40 observes the entire sun and a part of the sun by observing the formed solar image.

【0025】ところで、本実施形態の太陽望遠鏡では、
封止窓W1〜W3及び保持部材11〜14、16で密閉
空間を形成し、この密閉空間内に平面鏡M1、平面鏡M
2、凹面鏡M3、平面鏡M4、及び第平面鏡M5といっ
た光学部品を収納している。したがって、密閉空間とな
っている鏡筒内を真空としたり、鏡筒内にヘリウムガス
等を充填して熱変換媒体として使用することにより、鏡
筒内の空気の温度むらによる太陽像のボケを排除した
り、鏡筒内の光学部品の温度上昇を抑制することがで
き、観測装置40によって、太陽全体であるか太陽の一
部分であるかに拘らず、精度の良い太陽観測をすること
ができる。なお、観測装置40による観測結果は、処理
装置55に供給されて処理される。
By the way, in the solar telescope of this embodiment,
A sealed space is formed by the sealing windows W1 to W3 and the holding members 11 to 14 and 16, and the plane mirror M1, the plane mirror M
2. Optical components such as a concave mirror M3, a plane mirror M4, and a first plane mirror M5 are housed. Therefore, by evacuating the inside of the lens barrel, which is a closed space, or by filling the lens barrel with helium gas or the like and using it as a heat conversion medium, blurring of the solar image due to uneven temperature of air in the lens barrel can be prevented. It is possible to eliminate or suppress the temperature rise of the optical components in the lens barrel, and the observation device 40 enables accurate sun observation regardless of whether it is the whole sun or a part of the sun. . The observation result by the observation device 40 is supplied to the processing device 55 and processed.

【0026】また、本発明の太陽望遠鏡では、上記と同
様に、封止窓W1、平面鏡M1、及び平面鏡M2を順次
介した太陽光の内、軸AZ付近を進行して平面鏡M5に
到達した光を、平面鏡M5によって水平方向に反射さ
せ、封止窓W3から射出させる。追尾望遠鏡50は封止
窓W3からの太陽光を受光し、その観測結果を処理装置
55に供給する。処理装置55は、追尾望遠鏡50の観
測結果に基づいて、太陽位置を検出し、太陽を追尾する
ために回転駆動機構31、32に回転駆動を指示する。
そして、ナスミス架台方式で太陽を補捉し続ける。な
お、追尾用の太陽観測方法としては、太陽縁の観測、黒
点の観測、又は太陽像を4分割観測して各分割領域にお
ける太陽光強度のバランスを計測する観測等がある。
Further, in the solar telescope of the present invention, similarly to the above, of the sunlight passing through the sealing window W1, the plane mirror M1, and the plane mirror M2 in sequence, the light traveling near the axis AZ and reaching the plane mirror M5. Is reflected in the horizontal direction by the plane mirror M5 and emitted from the sealing window W3. The tracking telescope 50 receives the sunlight from the sealing window W3 and supplies the observation result to the processing device 55. The processing device 55 detects the sun position based on the observation result of the tracking telescope 50 and instructs the rotation driving mechanisms 31 and 32 to perform rotation driving in order to track the sun.
Then, he continues to capture the sun with the Nasmyst mount method. Note that the sun observation method for tracking includes observation of the sun rim, observation of a sunspot, observation of dividing the solar image into four parts, and measuring the balance of sunlight intensity in each divided area.

【0027】本実施形態における追尾用観測では、太陽
のポインティングに関わる光学系である平面鏡M1及び
平面鏡M2を太陽観測の場合と共用し、また、平面鏡M
4及び平面鏡M5は、重力方向すなわち鉛直方向には不
動であり重力変形の影響を受けないので、太陽観測時の
太陽像に対して変動要因の無い太陽像を使用して太陽の
追尾を行うことになる。したがって、精度の良い太陽の
追尾が可能となっている。
In the tracking observation in this embodiment, the plane mirror M1 and the plane mirror M2, which are optical systems related to the pointing of the sun, are shared with the case of the sun observation.
4 and the plane mirror M5 are immovable in the direction of gravity, that is, in the vertical direction, and are not affected by gravitational deformation. Therefore, the sun is tracked using a solar image having no fluctuation factors with respect to the solar image at the time of solar observation. become. Therefore, accurate tracking of the sun is possible.

【0028】図1では、1種の観測装置40の場合につ
いて説明したが、図2に示すように、複数(図2では8
種)の観測装置41〜48によって太陽観測を行うこと
も可能である。こうした観測装置としては、スリット型
分光器、太陽の全体像のスクリーン投影装置、スペクト
ル投影器、リオ(Lyot)フィルタ計測器、バンドパ
スフィルタ計測器、ファブリペロー計測器等が観測目的
に応じて使用される。図2に示されるように、観測装置
41〜48は、本実施形態の太陽望遠鏡の鏡筒(より正
確には保持部材14)の周りに放射状に配置される。
In FIG. 1, the case of one type of observation device 40 has been described, but as shown in FIG.
It is also possible to perform solar observations with the (species) observation devices 41 to 48. As such an observation device, a slit-type spectroscope, a screen projection device for the whole image of the sun, a spectrum projector, a Lyot filter measurement device, a band-pass filter measurement device, a Fabry-Perot measurement device, etc. are used according to the observation purpose. Is done. As shown in FIG. 2, the observation devices 41 to 48 are radially arranged around the lens barrel (more precisely, the holding member 14) of the solar telescope of the present embodiment.

【0029】そして、処理装置55は、観測目的に応じ
た観測装置(図2では、観測装置41)に向けて、封止
窓W2から太陽光が射出されるように、回転駆動機構3
3に回転駆動を指示して、保持部材14を軸AZを中心
軸として回転駆動する。
Then, the processing device 55 directs the rotation driving mechanism 3 toward the observation device (observation device 41 in FIG. 2) corresponding to the observation purpose so that sunlight is emitted from the sealing window W2.
3 is instructed to rotate, and the holding member 14 is driven to rotate about the axis AZ as a central axis.

【0030】こうして、太陽観測にあたって、希望する
種々の計測を行うときに、各計測に応じた計測器に向け
て太陽光を射出させることにより、種々の計測を簡易に
行うことができる。
As described above, when performing various desired measurements in solar observation, various measurements can be easily performed by emitting sunlight toward a measuring instrument corresponding to each measurement.

【0031】本発明は、上記の実施形態に限定されるも
のではなく、変形が可能である。たとえば、ナスミス架
台方式の追尾では追尾によって、観測装置に結像される
太陽像は追尾に応じて回転することになるが、この像回
転を修正するイメージローテータを、例えば図1におい
て、封止窓W2と観測装置40との間に配置してもよ
い。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be modified. For example, in the tracking of the Nasmyst gantry method, the sun image formed on the observation device is rotated according to the tracking by tracking, and an image rotator for correcting the image rotation is provided, for example, in FIG. It may be arranged between W2 and the observation device 40.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
太陽望遠鏡によれば、封止窓及び密封部材によって密閉
空間を形成し、その密閉空間内に光学部品を配置して望
遠鏡を構成するとともに、太陽の追尾観測を太陽観測時
の太陽像に対して変動要因の無い太陽像を使用して行
う。したがって、精度の高い太陽観測が可能な太陽望遠
鏡を提供することができる。
As described above in detail, according to the solar telescope of the present invention, a sealed space is formed by the sealing window and the sealing member, and optical components are arranged in the sealed space to constitute the telescope. At the same time, the solar tracking observation is performed using a solar image having no variation factor with respect to the solar image at the time of solar observation. Therefore, it is possible to provide a solar telescope capable of highly accurate solar observation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態の太陽望遠鏡の概略構成を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a solar telescope according to an embodiment of the present invention.

【図2】計測器の配置例を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining an example of arrangement of measuring instruments.

【図3】従来例1の太陽望遠鏡(シーロスタットを使
用)の概略構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a solar telescope (using a cirostat) of Conventional Example 1.

【図4】従来例2の太陽望遠鏡(クーデ望遠鏡方式)の
概略構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a solar telescope (couple telescope system) of Conventional Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11〜17 保持部材(密封部材) 31〜33 回転駆動機構 40〜48 観測装置 50 追尾望遠鏡 55 処理装置 M1,M2,M4,M5 平面鏡 M3 凹面鏡 W1〜W3 封止窓 11 to 17 holding member (sealing member) 31 to 33 rotation drive mechanism 40 to 48 observation device 50 tracking telescope 55 processing device M1, M2, M4, M5 plane mirror M3 concave mirror W1 to W3 sealing window

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 太陽からの太陽光を透過させる第1の封
止窓と、 水平方向に伸びた第1の軸を中心軸として前記第1の封
止窓と一体的に回転可能に保持されるとともに、反射面
の法線が前記第1の軸と45度の角度で交差し、前記封
止窓を介した太陽光を水平方向へ反射する第1の平面鏡
と、 鉛直方向に伸びた第2の軸を中心軸として前記封止窓及
び前記第1の平面鏡と一体的に回転可能に保持されると
ともに、反射面の法線が前記第2の軸と45度の角度で
交差し、前記封止窓を介した前記被測定光を鉛直下方へ
反射する第2の平面鏡と、 前記第2の軸に一致する反射面の中心軸を有し、前記第
2の平面鏡によって反射された太陽光の一部を受光でき
る位置に配置され、太陽像を所定の結像位置に結像する
凹面鏡と、 前記凹面鏡と前記結像位置との間の光路中に配置され、
前記凹面鏡からの太陽光を水平方向へ反射する第3の平
面鏡と、 前記第3の平面鏡によって反射された太陽光を透過させ
る第2の封止窓と、 鉛直方向に関して前記第2の平面鏡と前記第3の平面鏡
との間に配置され、鉛直方向からみたときに前記第3の
平面鏡の領域に含まれる領域を占め、前記第2の反射鏡
で反射された太陽光の内の前記凹面鏡に到達しない太陽
光の一部を鉛直方向とは異なる方向へ反射する第4の平
面鏡と、 前記第4の平面鏡で反射された太陽光を透過させる第3
の封止窓と、 前記第1の平面鏡、前記第2の平面鏡、前記凹面鏡、前
記第3の平面鏡、前記第4の平面鏡、及び前記第5の平
面鏡を収納し、前記第1の封止窓、前記第2の封止窓、
及び前記第3の封止窓とともに密閉空間を形成する封止
部材と、 前記第4の平面鏡で反射された太陽光を受光し、受光結
果に基づいて、前記第1の封止窓、前記第1の平面鏡、
及び前記第2の平面鏡から選択された要素を駆動して太
陽を追尾する追尾装置とを備えることを特徴とする太陽
望遠鏡。
1. A first sealing window through which sunlight from the sun is transmitted, and a first sealing window extending in a horizontal direction is rotatably held integrally with the first sealing window about a first axis as a center axis. And a first plane mirror that intersects the first axis with the first axis at an angle of 45 degrees and reflects sunlight through the sealing window in a horizontal direction, and a vertical plane extending in a vertical direction. The sealing window and the first plane mirror are rotatably held integrally with the second axis about a second axis as a central axis, and a normal of a reflection surface intersects the second axis at an angle of 45 degrees, A second plane mirror that vertically reflects the light to be measured through a sealing window, and a central axis of a reflection surface that matches the second axis, and sunlight reflected by the second plane mirror A concave mirror that is arranged at a position where it can receive a part of the image, and forms a solar image at a predetermined image forming position; Is disposed in an optical path between the position,
A third plane mirror that reflects the sunlight from the concave mirror in the horizontal direction, a second sealing window that transmits the sunlight reflected by the third plane mirror, and the second plane mirror with respect to the vertical direction. It is arranged between the third plane mirror and occupies an area included in the area of the third plane mirror when viewed from the vertical direction, and reaches the concave mirror in sunlight reflected by the second reflection mirror A fourth plane mirror that reflects a part of the sunlight that is not reflected in a direction different from the vertical direction, and a third plane that transmits the sunlight reflected by the fourth plane mirror.
And the first sealing mirror housing the first plane mirror, the second plane mirror, the concave mirror, the third plane mirror, the fourth plane mirror, and the fifth plane mirror. , The second sealing window,
And a sealing member forming a sealed space together with the third sealing window; and receiving sunlight reflected by the fourth plane mirror, and based on a light receiving result, the first sealing window, the first 1 plane mirror,
And a tracking device that drives an element selected from the second plane mirror to track the sun.
【請求項2】 前記第3の平面鏡、及び前記第2の封止
窓は、前記第2の軸を中心軸として一体的に回転可能に
保持されることを特徴とする請求項1記載の太陽望遠
鏡。
2. The sun according to claim 1, wherein the third plane mirror and the second sealing window are held so as to be integrally rotatable about the second axis as a center axis. telescope.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2560247C1 (en) * 2014-05-28 2015-08-20 Игорь Александрович Сидоров Side scope
JP2016510557A (en) * 2013-02-12 2016-04-07 レイセオン カンパニー Multiple access point laser communication terminal
CN114185167A (en) * 2021-12-14 2022-03-15 中国科学院光电技术研究所 Vacuum main lens cone structure suitable for solar telescope

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