ニュートン式の反射は、屈折式よりも大きな口径を安価に実現できるので、よく自作されます。
とくにアメリカで考案されたドブソニアンと呼ばれる眼視観測用に割り切った望遠鏡の出現が、自作ブームを起こ
し、かつては夢のように思わ
れていた口径30cm以上も どんどん作られています。
逆に口径10cmを下回る口径では屈折式が主流で、自作もメーカー製も今では見られません。
(昔は口径6cmとか4cmの反射も売られていた.)
わたしが作ったのは 10cm反射 2台、15cm反射 1台で、これは反射式としては、小さい部類です。
自作ニュートン式反射の例を示します。
パ
イプ型
メーカー製の反射望遠鏡のように鏡筒を丸いパイプにしたものです。
自作の場合、反射に使えるような太いパイプの入手が困難なことが問題になります。
鉄板やアルミ板を丸めてパイプ作る方法がありますが、紙と違って自分できれいに丸めるのは難しく、街の板金屋さんに頼む必要があります。
アメリカでは厚紙のパイプがよく使われます。ドブソニアンなどがそうです.
ボイド管と呼ばれるコンクリートを流し込んで固めるためのものだそうで,紙とは言え、ペンキ
を塗れば,強度は十分と言われます.
(ボイド管の紹介(PGYさんの
記事))
なお、鏡筒の通気性が悪いと、望遠鏡全体が外気温に馴染む間,筒の中に対流が発生し,像が「かげろう」のように乱れることがあります。
(これを筒内気流とかチューブカレントといいます)
パイプ型は、入手が困難なことと、この筒内気流の問題が起きやすいので、自作では、以下に述べるような枠型もよく作られるようです。
作りやすいと思われる順に並べてみます。
シー
ソー型
筒はなく、一本の棒で出来ています。
もっともシンプルな方法で、作りやすく、昔は小口径でよく作例が発表されました。
口径が大きくなるとねじれが問題になるようです。
主鏡と接眼付近を遮光しないと街燈などの影響を受けますので、短い筒を分割してつけることが多いようです。
シー
ソー型のドブソニアン
本家のドブソニアンは鏡筒が紙パイプですが、筒がかさ張るため、日本ではシーソー式に似たタイプにアレンジされたものが一時期流行しました。
フ
レーム型
骨組みのような構造です。棒を木で作ると湿気で狂いやすいとい
われています。
そこで,金物屋さんでよく売っている「アルミアングル」を使うと軽くて丈夫なものが出来ます。
アルミアングルの角を利用すると、正確な四角筒を簡単に作れるのも便利です.
アルミアングルは様々なサイズが入手でき、加工も容易ですから、自作に向いています。
(わたしが作ったのもこのタイプ)
ト
ラス型
口径が大きくなると自重によるたわみも大きくなりますから、棒を三角形に組み合わせたトラス構造にします。
天文台に作られれる反射望遠鏡の鏡筒はこの形式です。
アルミアングルの直角を利用できなくなるので、四角いフレーム型よりも作るのは難しくなると思われます。
斜鏡の大きさは楕円の短い方の寸法(短径といいます)で表します。
普通の鏡はガラスの裏にメッキされていて,しかも塗装で保護されています。
一方,望遠鏡の鏡のメッキは,ガラスの表面に直接ついていて、とっても弱いのです.
だから,ゴシゴシ拭いたり,直接 触わる
ことは禁物です。
そんなことをすれば,たちまち傷がついたり,錆びたりして,メッキが駄目になってしまうからです。
大事に使っていても徐々に反射率が低下しますので 10年に一度くらいの割合で再メッキ(真空蒸着)が必要だと言われています。
主鏡、斜鏡とも自分の手で磨く方法が
確立されていますが、かなり難しい
ので、最初は市販品を購入したほうが無難でしょう。
F値とコマ収差
以前は ニュートン式反射の標準的なF値は、8 程度とされ、F15が標準値と言われてた屈折式よりも筒が短くて済む利点がありました.
最近では、大口径化と写真撮影のことを重視して、F 6くらいが普通になり,かつては非常識と考えられた、F4 という極端に短い物も使われるようになっ
ています。
F値が小さいとコンパクトになるし、低倍率が得やすいメリットがありますが、問題になるのは主鏡のコ
マ収差です。
反射式の場合、屈折式のような色収差が無いかわりに、コマ収差という、星が尾を引くような現象が視界周辺で発生します。
屈折式で問題になる色収差は、高倍率になるほど目立つのに対し、反射式のコマ収差は視界が広がる低倍率になるほど目立ちます。
もっとも、最近では接眼レンズも進歩して,コマ収差を かなり防ぐことが出来るものもあるようです.
主鏡セル
レンズや鏡を納める枠のことをセルと
呼びます。(日本語では鏡室)
望遠鏡の対物レンズや主鏡は、像を高倍率に拡大してみるので、高い精度が要求されます。
高精度に研磨してあるはもちろんですが、レンズ、鏡を押さえつけたときに発生するわずかな歪みでも、見え味を落
とします。
したがって、天体望遠鏡のレンズや鏡は双眼鏡やカメラのレンズのようにセルにがっちりと固定することは出来ません。
反射鏡はレンズよりさらに歪みに敏感で、セルの中に「そっと置いてある」といった方がよく、わざとガタがあったりします。
このため、天体望遠鏡、とりわけ反射望遠鏡の光軸が狂いやすいのは「構造的な宿命だ」と説くメーカーの資料もあります。
主 鏡セルの例をアイデアの コーナーでもご紹介しました。
斜鏡セル
斜鏡にはセル、光軸修正装置、斜鏡を鏡筒の中央に固定する脚(ス
パイダー)
が必要です。
一般的な斜鏡の構造を示します。
斜鏡も強く押さえると歪みますので、セルを
作って周囲を爪で軽く押さえます。
セルを省略し斜鏡を裏から接着してしまう方法もみられますが、再メッキのときに はがす必要があります。
そのため接着剤の代わりに両面テープを使う人もいますがこれは接着ではなく”粘着”ですから、引力が長時間加わっているとハガレ落ちる危険があります。
(経験済み)
ですから、すこし面倒でもセルを作ってその中に納める方がやっぱり無難だろうと思います。
なお、アイデアコーナーにわたしが考えた斜鏡のアイデ
アも
ご紹介しました。興味のある方はご覧下さい。
ドロ-チューブタイプ
屈折式と同じように接眼筒をスライドさせてピントを合わせる方法です。
天頂プリズムを使う必要はありませんから、屈折式の場合よりもストロークが短くてもOKなのです.
そこで反射式の場合は、斜鏡で折り返す焦点距離を出来る限り短くして、斜鏡が小さくて済むようにします。
スライドタイプ
筒外焦点を更に短くする方法として、このような方法があります。斜鏡と接眼部を一体化し、両者を主鏡の光軸方法にスライドさせるのです。
接眼の角度について
ニュートン式は絶対に 90度でなければいけないと思いこんでいる方がいますが、実は何度でも構わないのです。
たとえば口径が大きくなると、接眼部の位置も高くなるので、下からのぞけるように 45度くらいにする例も希に見られます。
(例:リンクページでご紹介している”望遠鏡を作ってみよう”の友田さんの53cm反射、ミカゲ光機の大型機など)
ただし市販されている斜鏡は、90度用ですから、90度以外の接眼部をつくる場合には使えません。
すこし高くなりますが特注するか、楕円に加工する前の円形の平面鏡をわけてもらって代用します。
わたしの場合、いずれも中村特殊光学さん(データベースを参照)で可能であることを確認しましたが、事前に相談が必要です。