(57)【要約】【課題】鮮明な像を長時間、安定して観察することができ、特に大型望遠鏡で鏡筒の長さが２メートルを超える装置のように鏡筒の素材の熱膨張の影響が強く表れるために通常であれば焦点の再調整が必要になる場合にも、接眼レンズを用いた観察に際しては全く影響を及ぼすことがなく、加えて、望遠鏡の角度を経度方向にいくら曲げても常に同じ場所で観察できる望遠鏡を提供すること。【解決手段】凸レンズ５を対物レンズとして鏡筒２内に配置する屈折望遠鏡において、凸レンズ５による鏡筒２内での焦点位置よりも凸レンズ５側に凹レンズ７を配置し、凸レンズ５から凹レンズ７に入射された光が平行光として出射され、さらにその凹レンズ７から出射された光がレンズ保持筒９内に案内されてアイピース１８に導かれることを特徴としている。【選択図】図１
2011191605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸レンズを対物レンズとして鏡筒内に配置する屈折望遠鏡において、前記凸レンズによる前記鏡筒内での焦点位置よりも前記凸レンズ側に凹レンズを配置し、前記凸レンズから前記凹レンズに入射された光が平行光として出射され、さらにその凹レンズから出射された光がレンズ保持筒内に案内されてアイピースに導かれることを特徴とする望遠鏡。
【請求項２】
凸レンズを対物レンズとして鏡筒内に配置する屈折望遠鏡において、前記凸レンズによる前記鏡筒内での焦点位置よりも下流側に、当該凸レンズと同一のＦ値を有する第２の凸レンズを配置し、前記対物レンズとしての前記凸レンズから前記第２の凸レンズに入射された光が保持筒内に案内されてアイピースに導かれることを特徴とする望遠鏡。
【請求項３】
前記凹レンズの下流側に１個以上の平面反射鏡を配置することにより、任意の場所に配置された接眼レンズ部に平行光を出射させることを特徴とする請求項１に記載の望遠鏡。
【請求項４】
前記第２の凸レンズの下流側に１個以上の平面反射鏡を配置することにより、任意の場所に配置された接眼レンズ部に平行光を出射させることを特徴とする請求項２に記載の望遠鏡。
【請求項５】
前記鏡筒の重心位置に、緯度回転部支持台を設置したことを特徴とする請求項１または２に記載の望遠鏡。
【請求項６】
前記緯度回転軸支持台の設置位置に前記アイピースを設けたことを特徴とする請求項５に記載の望遠鏡。
【請求項７】
前記鏡筒の先端に補助筒を着脱自在に設置したことを特徴とする請求項１または２に記載の望遠鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天体あるいは遠くにある物体を肉眼で観察するのに好適な望遠鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、宇宙空間に浮かぶ星を詳細に観測するには、拡大率が高い鏡があるほどに好都合であるが、拡大率が大きくなるほどに焦点位置に到達できる光量が減るので暗くなってしまい、明るい鮮明な像は得られないのは光学望遠鏡の宿命である。
【０００３】
そこで、拡大率を大きくするほどに大量の光を取り込めるように大きな集光レンズを使用することになる。
一般にレンズを通過する際には光は屈折を起こすがその屈折の程度は波長に依存するので、単一の波長の光でないかぎりそれぞれの波長によって焦点位置がズレてしまうのでいわゆる色収差が発生する。この色収差の発生は大きな口径のレンズを使用した場合にはとりわけ大きな問題となる。また、F値（レンズの口径と焦点距離の比率）が小さいほどに色収差が大きくなり、鮮明な像が得られなくなる。
【０００４】
このような収差の問題を解決する目的で複数のレンズを組み合わせて収差を解消した、いわゆるアクロマートレンズやこれをさらに高性能にしたアポクロマートレンズなどと呼ばれるレンズが開発され、光学望遠鏡には多用されている。しかし、それでもレンズのF値を小さくして望遠鏡をコンパクトにしようとするほどに収差は大きく影響してくるので、通常の屈折望遠鏡では鮮明な像を得ようとして出来るだけ大きなF値を有するレンズを使おうとする傾向にあり、場合によってはF値として20、あるいは30などの数字のレンズを使用したいとする場合もある。
【０００５】
しかしながら、F値を大きくすると望遠鏡はどんどん長く長大化してくる。例えは直径30cmの対物レンズを使用しF値として15のレンズを選ぶと焦点距離は450cmとなってしまう。
【０００６】
また、星は水平線に近いところから真上の場所まであらゆる角度で観察可能でなくてはならず、そうでないと死角が発生してしまう。
ここで、対象となる星の角度に応じて望遠鏡の角度を変える際に最も望遠鏡にとって好都合なのは重さの重心位置を中心に回転させて角度を合わせることだが、そのようにすると図３に示したように、観察者２は接眼部（アイピース）４の位置に合わせて屈みこんだり、逆に踏み台６などを使って高い位置で観察するなどの必要が出てくる。もしくは、天体望遠鏡８を支える緯度支持台１０の高さを可変に出来る機構を設けておいて、常に観察者２の都合の良い位置に接眼部（アイピース）４を合わせるなどの工夫が必要となる。なお、図３において符号１２は、望遠鏡鏡の経度を調整するための経度調整支持台を示したものである。
【０００７】
さらに、特に、天体望遠鏡８では、温度変動による影響も考慮しなければならない。すなわち、天体望遠鏡８では、大型になるにつれて対物レンズ５とアイピース４内に収容された図示しない接眼レンズとの距離が長くなる。通常、天体望遠鏡８の鏡筒１６は、軽金属材料で作成されるが、温度が変化すれば当然のことであるが熱膨張の差により対物レンズ５と図示しない接眼レンズとの距離が変わってしまう。このような場合には、焦点位置調整が必要となり、例えば、大型の天体望遠鏡８の全体の温度が落ち着くまでは果てしなく焦点距離の調整を継続しなければならないことになる。その場合、観察者２は際限なく焦点調整を繰り返す必要に迫られ、また写真撮影で長時間の露光を必要とする場合には、その間に焦点位置のズレが許容範囲に至るまで待たなければならないなどの不都合を生じることになる。
【０００８】
ところで、対物レンズ５として凸レンズを使用し、接眼レンズとして凹レンズを使用する方式の望遠鏡は最も歴史が古く、これらの望遠鏡はガリレオ式もしくはオランダ式とも呼ばれている。
【０００９】
しかしながら、従来のガリレオ式望遠鏡は接眼レンズとして凹レンズを使用したものであり、凹レンズを通過した光は、そのまま観察者の眼に入る構造となっていて平行光にはならない。もし、従来のガリレオ式望遠鏡で凹レンズのＦ値を対物レンズのＦ値と同一にしてしまうと観察不能となってしまうからである。その上、この方式の望遠鏡は視野が限定されてしまうなどの使い勝手の悪さからその後開発された対物レンズおよび接眼レンズを両方共に凸レンズで構成したケプラー式望遠鏡に代わられてしまっている。現在、市販されている屈折望遠鏡の殆どがケプラー式望遠鏡で占められている。ケプラー式望遠鏡はガリレオ式よりも優れた望遠鏡ではあるが倒立像になるなどの使い勝手の悪さ、温度変動の影響を受け易いなど利用者には不都合な点がいくつかある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記実情に鑑み、鮮明な像を長時間、安定して観察することができ、特に大型望遠鏡で鏡筒の長さが２メートルを超える装置のように鏡筒の素材の熱膨張の影響が強く表れるために通常であれば焦点の再調整が必要になる場合にも、接眼レンズを用いた観察に際しては全く影響を及ぼすことがなく、加えて、望遠鏡の角度を経度方向にいくら曲げても常に同じ場所で観察できる望遠鏡を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明に係る望遠鏡では、
凸レンズを対物レンズとして鏡筒内に配置する屈折望遠鏡において、前記凸レンズによる前記鏡筒内での焦点位置よりも前記凸レンズ側に凹レンズを配置し、前記凸レンズから前記凹レンズに入射された光が平行光として出射され、さらにその凹レンズから出射された光がレンズ保持筒内に案内されてアイピースに導かれることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明は、凸レンズを対物レンズとして鏡筒内に配置する屈折望遠鏡において、前記凸レンズによる前記鏡筒内での焦点位置よりも下流側に、当該凸レンズと同一のＦ値を有する第２の凸レンズを配置し、前記対物レンズとしての前記凸レンズから前記第２の凸レンズに入射された光が保持筒内に案内されてアイピースに導かれることを特徴としている。
【００１３】
さらに、本発明では、前記凹レンズの下流側に１個以上の平面反射鏡を配置することにより、任意の場所に配置された接眼レンズ部に平行光を出射させることもできる。
さらに、本発明では、前記第２の凸レンズの下流側に１個以上の平面反射鏡を配置することにより、任意の場所に配置されたアイピースに平行光を出射させることもできる。
【００１４】
また、本発明は、前記鏡筒の重心位置に、緯度回転部支持台を設置しても良い。
さらに、本発明では、前記緯度回転軸支持台の設置位置に接眼レンズ部を設けても良い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る望遠鏡では、鮮明な像を長時間、安定して観察することが可能になる。特に大型望遠鏡で鏡筒の長さが２メートルを超える装置になると鏡筒の素材の熱膨張の影響が強く表れてくるが、本発明によれば鏡筒の長さが温度の影響で伸縮したとしてもその影響は凹レンズから出てくる平行光線束の直径が少し変わるだけで接眼レンズを用いた観察に際しては影響が及ぶことはない。
【００１６】
また、本発明によれば、望遠鏡の角度を緯度方向でいくら曲げても常に同じ場所で観察することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明に係る望遠鏡の概略図である。
【図２】図２は本発明に係る望遠鏡の概略図である。
【図３】図３は従来の天体望遠鏡を一部破断して示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施例に係る望遠鏡について説明する。
図１は本発明の一実施例に係る望遠鏡を示した概略図で、特に天体望遠鏡に適用した例を示している。
【００１９】
この天体望遠鏡１５では、略円筒状に形成された鏡筒３内に対物レンズとして凸レンズ５が配置されている。この凸レンズ５は高品質色消し凸レンズが採用されている。この凸レンズ５のＦ値（レンズの焦点距離とレンズ径の比率）は、３〜６の範囲のものが採用されている。なお、図１において、符号５ａは、凸レンズ５で集光された光の光路を示している。
【００２０】
一方、鏡筒３の他方の端部側には凹レンズ７が配置され、この凹レンズ７により、上記凸レンズ５で集光された光が平行光に変換される。なお、この凹レンズ７も高品質色消しレンズが採用されている。この凹レンズ７は、前記対物レンズとしての凸レンズ５の焦点よりも凸レンズ５側に配置されている。また、この光路変換用に使用される凹レンズ７のＦ値（焦点距離とレンズ径の比率）は、前記凸レンズ５のＦ値と同一である。さらに、この凹レンズ７は、レンズ支持筒９の先端部に取り付けられている。
【００２１】
一方、凹レンズ７における前記凸レンズ５とは反対側すなわちレンズ保持筒９の他方の端部側には、平面反射鏡２０Ａが配置されている。よって、凹レンズ７によって平行光に変換された光は平面反射鏡２０Ａで光路を変え、さらに順次設置された平面反射鏡２０Ｂ、平面反射鏡２０Ｃによって観察部に設置されたアイピース１８まで導かれる。このように、平面反射鏡を１個以上配置することにより、平行光は任意の場所でアイピース１８に導入することが可能である。なお、平面反射鏡を用いずに、直接接眼レンズに導入しても良い。
【００２２】
本実施例おけるアイピース１８は、鏡筒３を支えるためのシャフト１７の同軸上に設置されている。
このように、本実施例では、３つの平面反射鏡２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを設けることにより、鏡筒３内の重心位置すなわち望遠鏡本体の重心位置に緯度回転部のシャフト１７を設け、そのシャフト１７の同軸延長上にアイピース１８を設けているので、シャフト１７を支点として任意の方向に鏡筒３を傾けても、アイピース１８の位置は常に同じ位置にある。
【００２３】
よって、観察の対象となる星などがどの位置にあるとしても、その観察を容易に行うことができる。
すなわち、本発明では対物レンズとしての凸レンズ５で集光された光は凹レンズ７で適度な直径を有する平行光束となりレンズ支持筒９内を直進する。そして、その平行光束は平面反射板２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃなどを用いれば任意の角度方向に曲げることが可能となり、最適な観測位置まで誘導することができる。
【００２４】
天体観測を実際に行おうとすると星などの天体は宇宙空間のあらゆる方向に存在するので天体望遠鏡は任意の方位に自由に向けられる必要があるし、地球の自転に伴う影響を受けるので、刻々と変化する位置、角度などを追随できる必要がある。図３に示したように大型の望遠鏡８のように、角度によっては屈みながらの観察を強いられたり、高い踏み台６の上に登っての観察などを行う必要がない。観察者２にとっては最も楽な姿勢のまま最適位置で長時間の観察を続けることができる。しかも、このような観察者２の負担を減らす方法として緯度支持台１０もしくは緯度回転部１１を接眼部（アイピース）４に近づけることであるが、そうすると重い望遠鏡の支持台１０の左右の重量バランスを均衡にするためのバランサー１３の負担が大きくなり、望遠鏡全体の重量もますます増大してしまう。
【００２５】
本発明によれば平行光束を複数の平面反射鏡２０Ａ、２０Ｂ，２０Ｃを用いて観察者２にとって最適な位置まで誘導することが可能となったので、極めて好都合である。さらにはこの観察位置と望遠鏡の支持台１０の位置とを一致させれば緯度方向に向ける望遠鏡の角度がいくら変化しても全く同じ場所での観察が可能となる。
【００２６】
図２は本発明の他の態様の天体望遠鏡４０を示したものであり、この実施例では、対物レンズとしての凸レンズ５で集光された光が焦点Ｇを過ぎて次第に拡がってくる場所に、上記凸レンズ５と同一のＦ値を有する第２の凸レンズ３０を挿入して平行光に変換させ、そのままもしくは平面反射鏡２０Ａ、２０Ｂ，２０Ｃによって光路を変換させて最適位置でアイピース１８に導入させ、観察に供するものである。この態様は鏡筒３の長さが光路変換用として凹レンズ７を使用した場合に比べて長くなってしまうマイナスがあるが、高品質凸レンズが使用可能であり、凹レンズよりも凸レンズの方が製作が容易である場合には有効なシステムとなる。
【００２７】
以上、本発明の実施例について説明したが本発明は上記実施例に何ら限定されない。
例えば、上記実施例では、天体望遠鏡に適用した例を示したが、本発明は一般の望遠鏡にも適用することができる。
【符号の説明】
【００２８】
２                      鏡筒
５                      凸レンズ
５ａ                    光路
７                      凹レンズ
９                      レンズ支持筒
１５                    天体望遠鏡
１６                    シャフト
１８                    アイピース
２０Ａ、２０Ｂ，２０Ｃ  平面反射鏡
３０                    第２の凸レンズ
４０                    天体望遠鏡
【図１】
2011191605.tif 000003
【図２】
2011191605.tif 000004
【図３】
2011191605.tif 000005