平行器の製作

平行器とは？

「長年使っている双眼鏡だが，最近，何だか目が疲れる」
「中古双眼鏡を買ったが，何だか2重に見える」
　双眼鏡をのぞいたとき感じる違和感は「光軸ズレ」が原因であることが多い。
　光軸ズレとは，左右の視界が一致していない状態です。
光軸が合っている
光軸ズレがある
　ただ，人間の両目には柔軟性があるので，光軸ズレを正確に見極めるのは難しいです。
（たとえば，誰でも「寄り目」などは，簡単に出来てしまう）
「光軸がズレているような気もするけど，確証も無い。修理に出すべきか否か？」
　平行器があれば，光軸ズレを確実に見極めことが出来ます。
　今回，これを自作する方法を考えましたので，ご紹介したいと思います。

原理

平行器とは，人間の目の間隔分，離れた窓が２つあり，内部のハーフミラーで一つに合成して取り出す構成になっています。
つまり左右の像を一つの目で見るので，両目で見た場合に生じる曖昧さがありません。

　双眼鏡のJIS規格でも，光軸検査機と共に，光軸ズレ（「光軸平行度」）を見極める正規の道具として，指定されています。
　平行器を使う機会に恵まれたことがありますが，定期校正される由緒正しい測定器といった感じです。
　「そんなに高くないよ，10万円しないから」と言われましたが，一般人には十分，高いです。
　そこで，自作を考えてみたいと思います。
　平行器は，ビームスプリッターとプリズムが一体となった下図のような構造を持つようです。

平行器の光学系（含む推定）

光学部品が一体ですから，狂いが生じにくいという利点を感じますが，手に持つとズシリと重く，また高価につく方式と思わ れます。　
ためしに手元にあるエドモンド社のカタログで，このようなプリズムを捜すと，良いサイズが無い上に，一個5〜6万円もします。
そこで，簡単に，安く自作出来る平行器を考えてみた。

試作機の構造

上図のプリズムや，ビームスプリッター単体は高価です。
そもそも平行器の光学系は倍率が掛らないので、市販の光学部品ではオーバースペックです。
そこで，ありきたりの直角プリズムと安価なハーフミラーで構成したのが，今回の簡易平行器。

　簡易平行器の構造
（CAD画像）

光学部品が分離したため，初期調整は必要になるし，本物よりズレやすいことになりますが，趣味用途で使う分には十分と思 います。

作り方

下の方で，設計図を用意しましたので，参考用としてご利用下さい。
図面通りでも機能する物が作れますが，アレンジしてもっと便利な物へ発展させてもらえればと思います。

必要な道具

金ノコ，ドリル，金ヤスリ，タップ（M2,M3)，万力，ペンチ，ハンダゴテ（または瞬間接着剤）

必要な材料

1）アルミアングル　30mmx30mm (厚さ2mm）
2）アルミアングル　15mmx15mm (厚さ2mm）
3）アルミアングル　9mmx9mm (厚さ1mm）
4）アルミ板：厚さ0．3mm
5）アルミ板：厚さ5mm
6）真鍮板：厚さ　1mm
7）プラ板：厚さ0．3mm
8）ネジ：M2長さ5・・・9本
9）ネジ：M2長さ8・・・1本
8）ネジ：M3長さ6・・・5本
10）その他：接着剤（ボンド、瞬間接着剤）、黒塗料
　サイズは，図面をご覧下さい。
　上記のサイズのアングルが売っていない場合も諦めないで下さい。似たサイズから切り出せば良いからです。
　たとえば、2）のアングルが無い場合は1）のアングルから切り出せば良いのです。
　ネジも似た長さの物を買ってヤスリやノコで長さを合わせればOKです。

必要な光学部品

私が作った試作機は，双眼鏡やカメラの廃品から取り出したものを利用していますが、用意した図面では，誰でも入手出来る よう　EDMUND製 の部品が利用出来るように修正してあります。
型番は図面に記載してあります。気になる値段は
直角プリズム：￥3,500
ハーフミラー：￥5,000
となっています。（型番と値段は，年度によって変ることがあり、注文時に無償カタログを取り寄せて確認して下さい）
（なお双眼鏡の廃品から取り出した直角プリ ズムがまだ手元にあります。自作を考えている方に差し上げます。）・・・終了

製　作

　ノコギリ，ドリル，ヤスリによる手加工だけで作れます。（図面に公差が入っていないのは，そのため）
原寸大に出力した図面コピーを材料へ貼って，ケガキを省略。最初に穴あけです。
穴を開けたら，糸ノコで切り出しです。プリズム台

ミラーベース：頭を落したM2ネジ（赤）をハンダ付け（もしくは瞬間接着剤で固定）し，スペーサー （青）を貼ります。

ミラー台にハーフミラーを接着します。ダメ押しで，バスコーキング剤を穴越しに 付けています。

プリズムを接着し，これもダメ押しでバスコーキング剤を穴越しに付けています。

双眼鏡のジャンクを使ったので，コバが丸い。

　部品をベースに取り付けて完成です。
　部品に高精度を要求しない代わりに，最後に「調整」が必要となる設計なのです。
　もちろん，出来るだけ，正確に作ったほうが良いのは言うまでもありません。

調　整

　遠くの物体を　平行器で見ます。（100ｍ以上離れた物体）

　すると，像が 2つに分かれて見えます。
　これが一つに重なって見えるようにハーフミラーを調整します。
　この平行器のハーフミラーは，左右方向と上下方向に微調整出来るようになっています。
左右方向の調整：青ネジを緩め，赤ネジの押し引きで調整する。
上下方向の調整：赤が押しネジ，青が引きネジです。

　調整ネジは，強く締めると部品が変形しますので，ほどほどにし，調整が済んだらネジロック剤を塗布し，カバーをネジ止 めし，完了です。

射出窓側
入射窓側

使い方

　使うときは，狂っていないか必ずチェックしてからにします。
　（私の平行器は，調整から3ヶ月経ちますが，異常無し。衝撃などを加えない限りは，そうそう狂わないようです。）
　双眼鏡の接眼部へ平行器を当てます。
  追記：平行器は双眼鏡に対して斜めにならないよう注意します。（上下ズレが出ます）
双眼鏡を出来るだけ遠い物体へ向けます。（JIS規格によれば，最低でも500ｍ以上離れている必要がある。）

平行器をのぞくと，左右の像が重なって見え，その状態から軸ズレの様子を知ることが出来ます。

JISでは，眼幅 70mmと 60mmの双方で，チェックすることに なっています。
光軸を完璧に一致させることは困難ですから，倍率に応じた許容量がJISで規定されています。（光軸平行度許容量）
双眼鏡の光軸修正は奥が深い部分があります。
詳細は，双眼鏡を修理した時の記事を参照して下さい。（「双 眼鏡を修理する〜光軸修正編）
この平行器は，右側の像を左側の像へ重ねる方式です。
よって，右側の像は，ずいぶんと長い経路を経て到達するため，ごく一部しか見えないのが欠点です。
接眼レンズへ当てる位置を　こまめに変えて右の像を見つける必要があります。
この平行器の構成上，避けられない問題と言えますが(*)，目当てゴムを折り返しておくと，多少は緩和されます。
(*)レンズ系を組み込んで見やすくした改良型の平行器もあるようですが，現物を見たことが無いため，詳細は不明です。

設計図

図面を用意しました。（少し見やすく直しました。2009-12-07）　
(1)　図面のダウンロード

図面の一括ダウンロード　 （84KB）・・・クリックして「ディスクに保存」を選択して下さい。

　ZIP形式の圧縮ファイルですので，ダウンロード後，解凍して下さい。10枚の図面が入ったフォルダと なります。図面はpdf形式のファイルです。

(2)　CADデータのダウンロード
　最近は　パソコンで動く安価なCAD（図面作成ソフト）がいろいろ出ていますので、お持ちの方は，図面データを直接取り込めます。

平行器のCADデータ　（284 KB） ・・・クリックして「ディスクに保存」を選択して下さい。

　ZIP形式の圧縮ファイルですので，ダウンロード後，解凍して下さい。10枚の図面が入ったフォルダと なります。図面はdxf形式のファイルです。
　dxf形式のファイルは，大半のCADで開けると思いますが，文字化け等が発生した場合は，（１）の図面ファイルと合わせてご利用下さい。

補足

正規の平行器（JTBショーで撮影）

補足2

　実際に製作を試みた方から、記事の分かりにくい部分の指摘をいろいろ頂きました。（ありがとうございます）
M2ネジのハンダ付けについて
　図面では分かりにくいのですが、下図に示すような長さのネジをハンダ付けして下さい。
　部品が大きいので小さなハンダコテではうまく付かないかも知れません。
 その場合は、瞬間接着剤で代用しても構いません。