(57)【要約】    【課題】  大気分散補正機能を有し、視野角が大きい状態で天体を良好に観察することができる反射望遠鏡を得ること。    【解決手段】  結像作用を有する反射鏡と、該反射鏡で結像する像を補正する補正光学系を有する反射望遠鏡であって、前記補正光学系は互いに分散の異なる材料より成る一対の複合レンズを含み、前記複合レンズは光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動しうるように構成されており、前記反射望遠鏡は、前記複合レンズの駆動量を検出する検知手段と、前記検知手段によって検知された複合レンズの駆動量から前記反射望遠鏡の指向方向の補正量を算出する演算手段と、該演算手段によって算出された補正量から前記反射望遠鏡の指向方向を変える制御手段と、を有すること。【選択図】    図５
2015031868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像作用を有する反射鏡と、該反射鏡で結像する像を補正する補正光学系を有する反射望遠鏡であって、
前記補正光学系は互いに分散の異なる材料より成る一対の複合レンズを含み、前記複合レンズは光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動しうるように構成されており、
前記反射望遠鏡は、前記複合レンズの駆動量を検出する検知手段と、前記検知手段によって検知された複合レンズの駆動量から前記反射望遠鏡の指向方向の補正量を算出する演算手段と、該演算手段によって算出された補正量から前記反射望遠鏡の指向方向を変える制御手段と、を有することを特徴とする反射望遠鏡。
【請求項２】
前記複合レンズは、材料の屈折率が互いに０．５％以上、異なる正レンズと負レンズを光軸方向に隣接配置して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の反射望遠鏡。
【請求項３】
前記反射望遠鏡は撮像手段と、前記検知手段によって検知された前記複合レンズの駆動量から、前記撮像手段で得られた撮影画像の歪曲を観察視野内の位置に応じて補正する歪曲補正手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の反射望遠鏡。
【請求項４】
前記複合レンズの光入射側の面と光出射側の面は平面であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項の反射望遠鏡。
【請求項５】
前記複合レンズは大気色分散を補正するために分散の異なる材料からなる２つのレンズを接合又は空気層を介して隣接配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項の反射望遠鏡。
【請求項６】
前記複合レンズは負レンズと正レンズより構成され、該負レンズと該正レンズの対向するレンズ面の曲率半径を各々Ｒｎ、Ｒｐ、空気間隔をｄとするとき、
１．０１＜ Ｒｎ／（Ｒｐ＋ｄ） ＜１．０２
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項の反射望遠鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結像作用を有する反射鏡と、反射鏡の結像性能を補正する補正光学系を有し、広視野で天体観察を良好に行うことができる反射望遠鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
天体観察に用いられる反射望遠鏡は口径が大きいほど観測する天体の分解能が高くなるため、遠方の天体を高分解能で観測するためには大口径であることが必要となる。天体観測において、天頂以外の観測では大気分散に起因して、星像に光の波長によるずれが生ずる。そのため星像がぼけて、大口径の反射望遠鏡を使用しても本来の分解能が得られない場合がある。
【０００３】
本出願人は、このような大気分散を補正する収差補正系を備えた天体望遠鏡（反射望遠鏡）を提案している（特許文献１）。特許文献１に開示されている収差補正系では、天体望遠鏡の一部を構成する主鏡（反射鏡）の焦点位置又はその近傍に配置し、主鏡の持つ収差及び大気分散を補正する。これにより、例えば主鏡と副鏡とを組み合わせたカセグレン型の反射望遠鏡で天体観測する場合に比べて、明るく広視野、かつ高分解能で天体観察ができるようにしている。
【０００４】
特許文献１の天体望遠鏡では、互いに波長分散の異なる材料で構成された一対のレンズで構成された複合レンズを備える収差補正系において、該複合レンズを光軸に対して垂直方向に移動させることにより、大気分散の補正を行っている。これにより、レンズ系全体の小型化を達成しつつ、主鏡の収差補正と大気分散による色収差の補正の双方を良好に補正している。大気分散補正用の複合レンズ（以下、Atmospheric Dispersion Corrector あるいはＡＤＣとも呼ぶ）に使用する材料としては、屈折率がほぼ同じで分散だけが異なる材料を選ぶのが好ましい。
【０００５】
そうすることによって、中心となる波長では複合レンズ（ＡＤＣ）は平板ガラスと光学的に等価になり、移動しても他の収差に影響を与えるおそれが無くなる。複合レンズ（ＡＤＣ）が比較的小型の場合は、複合レンズ（ＡＤＣ）に使用できる材料は比較的上記要求を満足できるものがある。例えば特許文献１の実施例で用いている複合レンズに使用されている材料の組合せでは、屈折率の差が約０．５％以内である。
【０００６】
特許文献１の収差補正系を用いた天体望遠鏡の視野角（観察視野角）の直径は０．５°である。近年、天体望遠鏡の更なるサーベイ能力の向上が望まれており、そのために収差補正系の更なる広視野化が求められている。本出願人は視野角を１.５°〜１.９°にまで広角化して、且つ良好な星像を実現し得る主焦点補正光学系（収差補正系）を用いた反射望遠鏡を提案している（特許文献２，３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０６−２３０２７４号公報
【特許文献２】特開２００９−０３６９７６号公報
【特許文献３】特開２００９−２２３０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明者らの研究によれば、視野角を１.５°以上にまで広画角化して、且つ良好な星像を観察するためには、収差補正系（以下「主焦点補正光学系」ともいう。）を構成する各単レンズおよび複合レンズ（ＡＤＣ）の直径を大きくする必要があることがわかった。複合レンズが大型になると、材料の製造難度が高まるため、使用できる材料の種類が限られてしまう。この結果、複合レンズを構成する２つの材料の屈折率の差が０．５％以内で波長分散だけが異なるような材料の組み合わせを得ることが困難となる。
【０００９】
特許文献２および特許文献３に開示されている主焦点補正光学系では、このような材料の制約を克服して光学配置の工夫で高い結像性能を実現している。いま、材料の屈折率に少なからぬ差がある２つの材料よりなるレンズの組み合わせより複合レンズを構成したとする。そして複合レンズの移動による収差の劣化が十分小さくなるように設計したとする。このとき、複合レンズを移動すると星像の位置ずれが生じる。天体撮影のための露出時間が短時間の場合にはこの星像の位置ずれは問題にならない。
【００１０】
しかしながら、露出時間が長時間になると、天体の高度角変化に追従して複合レンズの移動量を変えるため、星像の位置がずれて、この位置ずれした星像が積算される。その結果、長時間露出で撮影された天体はボケた星像になってしまう。天体は地球の自転に伴い時間とともに高度角を変える。このため、天体を撮影する際には通常は天体の動きを追尾しながら撮影するが、複合レンズを移動させると追尾しても星像が予期した位置からずれてしまうことがある。
【００１１】
本発明は、大気分散補正機能を有し、視野角が大きい状態で天体を良好に観察することができる反射望遠鏡の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の反射望遠鏡は、結像作用を有する反射鏡と、該反射鏡で結像する像を補正する補正光学系を有する反射望遠鏡であって、前記補正光学系は互いに分散の異なる材料より成る一対の複合レンズを含み、前記複合レンズは光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動しうるように構成されており、前記反射望遠鏡は、前記複合レンズの駆動量を検出する検知手段と、前記検知手段によって検知された複合レンズの駆動量から前記反射望遠鏡の指向方向の補正量を算出する演算手段と、該演算手段によって算出された補正量から前記反射望遠鏡の指向方向を変える制御手段と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、星像のシャープさを維持しつつ大気分散補正効果を発揮することができるため、大気分散補正機能を有し、大きな視野角での天体観測ができる反射望遠鏡が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１の反射望遠鏡の光学配置の説明図である。
【図２】実施例１の反射望遠鏡に用いられる主焦点補正光学系の構成を示す説明図である。
【図３】実施例１の反射望遠鏡の縦収差図である。
【図４】実施例１の反射望遠鏡の横収差図である。
【図５】実施例１の反射望遠鏡において星像位置ずれの影響を補正するための構成を示す概念図である。
【図６】実施例１において反射望遠鏡の指向方向を補正する前の視野内各位置での星像位置ずれ量を示した説明図である。
【図７】実施例１において反射望遠鏡の指向方向を補正した後の視野内各位置での星像位置ずれ量を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明の反射望遠鏡の実施例について説明する。本発明の反射望遠鏡は、結像作用を有する反射鏡と、反射鏡で結像する像を補正する補正光学系（主焦点補正光学系）を有する。補正光学系は互いに分散の異なる材料より成る一対の複合レンズを含み、この複合レンズは光軸に対して垂直方向の成分を持つ方向に移動する。
【００１６】
反射望遠鏡は、複合レンズの駆動量を検出する検知手段と、検知手段によって検知された複合レンズの駆動量から反射望遠鏡の指向方向の補正量を算出する演算手段を有する。更に、演算手段によって算出された補正量から反射望遠鏡の指向方向を変える制御手段と、を有する。結像された像を光電変換する撮像手段を有する。この他、検知手段によって検知された複合レンズの駆動量から、撮像手段で得られた撮像画像の歪曲を観察視野内の位置に応じて補正する歪曲補正手段を有する。
【００１７】
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１の補正光学系を有する反射望遠鏡の光学配置の説明図である。図２は、図１の補正光学系の拡大説明図である。図１において、１は反射望遠鏡である。Ｍ１は結像作用のある主鏡、１００は補正光学系である。主鏡Ｍ１は、凹形状の回転双曲面（反射鏡）よりなっている。補正光学系１００は、主鏡Ｍ１の焦点又はその近傍に配置され、主鏡Ｍ１によって発生する収差を補正する。天体からの光束は、図中右方から主鏡Ｍ１に入射し、主鏡Ｍ１で反射したあとに補正光学系１００を介して撮像素子（撮像手段）が配置される撮像面Ｃ１に結像する。
【００１８】
図２に示した補正光学系１００の構成について説明する。補正光学系１００は、レンズＬ１１〜レンズＬ１５、複合レンズＡ１を有している。レンズＬ１１〜レンズＬ１５の５枚のレンズの形状を最適化している。
【００１９】
具体的には、補正光学系は、主鏡Ｍ１側から撮像面Ｃ１側に向かって順に、第１レンズＬ１１、第２レンズＬ１２、２枚の単レンズからなる大気分散補正用（大気色分散の補正用）の複合レンズ（ＡＤＣ）Ａ１を有する。更に第３レンズＬ１３、第４レンズＬ１４、第５レンズＬ１５、と配置されている。天体からやってきた光は主鏡Ｍ１で反射されたあと、補正光学系１００の第１レンズＬ１１、第２レンズＬ１２、複合レンズ（Ａ１）、第３レンズＬ１３、第４レンズＬ１４、第５レンズＬ１５を順に通過したあと、撮像面Ｃ１に天体の像を結像する。
【００２０】
これにより視野角１．６度の範囲内で良好に収差を補正している。補正光学系１００は、大型化を避けるために有効視野角は１．５度としている。Ｆ１は透過波長帯域を選択するためのフィルタとＣＣＤデュワーの窓材の厚みに相当する平行平面板である。複合レンズＡ１は大気分散を補正するため、分散の異なる材料よりなる２つのレンズより構成されている。アクチュエータ（移動機構）２により複合レンズＡ１を光軸に対し直交する方向の成分を持つように（図の矢印方向）に移動させることにより、大気分散による色ずれを補正する。
【００２１】
複合レンズＡ１は、屈折率が近く、互いに分散の異なる材料よりなる一対のレンズＡ１１，Ａ１２を、接合又は僅かの空気間隔（空気層）を隔てて隣接配置して構成している。具体的には、レンズ（第１レンズ）Ａ１１を構成する材料（商品名ＢＳＬ７Ｙ）の屈折率ｎｄが１．５１６３３、アッベ数νｄが６４．２である。また、レンズ（第２レンズ）Ａ１２を構成する材料（商品名ＰＢＬ１Ｙ）の屈折率ｎｄが１．５４８１４、アッベ数νｄが４５．８である。
【００２２】
このときレンズＡ１１とレンズＡ１２の材料の屈折率の比は
１．５１６３３／１．５４８１４＝０．９７９
である。即ち屈折率は互いに２．１％異なっている。
【００２３】
本実施例の複合レンズＡ１は、材料の屈折率が互いに０．５％以上（好ましくは０．５％〜５％の範囲内）異なる正レンズ（レンズＡ１２）と負レンズ（レンズＡ１１）を光軸方向に隣接配置して構成されている。これらの材料を組み合せ、しかも対向するレンズ面に同程度ではあるが有意に異なる曲率を持たせている。より具体的には、レンズＡ１１（負レンズ）とレンズＡ１２（正レンズ）の対向するレンズ面の曲率半径を各々Ｒｎ、Ｒｐ、また対向するレンズ面の空気間隔をｄとするとき、
１．０１＜ Ｒｎ／（Ｒｐ＋ｄ） ＜１．０２
の条件式を満足するようにしている。
【００２４】
更に好ましくは、
１．０１３＜ Ｒｎ／（Ｒｐ＋ｄ） ＜１．０１７
を満足すると尚良い。これにより、複合レンズＡ１を光軸に対して直交する方向に移動させて大気分散の補正を行う場合に、大きな単色収差を発生させずに必要な量の色収差を発生させている。更に複合レンズの対向面で光線が２回反射することにより発生するゴーストを小さく抑えている。なお、屈折率ｎｄはｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率である。アッベ数νｄは以下によって定義される。
【００２５】
νｄ＝（ｎｄ−１）／（ｎＦ−ｎＣ）
但し、ｎｄ：ｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率
ｎＦ：Ｆ線（４８６．１ｎｍ）に対する屈折率
ｎＣ：Ｃ線（６５６．３ｎｍ）に対する屈折率
また、レンズＡ１１は物体側（主鏡Ｍ１側）の面が平面、レンズＡ１２は撮像面（ＩＰ）側のレンズ面が平面となっている。すなわち、複合レンズＡ１の光入射面と光出射面は共に平面となっている。
【００２６】
これにより、単色光線に対しては、複合レンズＡ１を光軸に対して直交する方向に移動させたときの効果は単純な平板ガラスを移動させた場合と大差無くなり、単色収差の変化を小さく保っている。
【００２７】
次に、表１に反射望遠鏡１の実施例１の数値データを示す。表中の面番号は天体側から光束の進行順に各面に付した番号である。ｉは天体からの面の順序を示す。Ｒｉは各面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の間隔を示す。Ｒ１は主鏡、Ｒ２〜Ｒ１５は補正光学系１００の面である。
【００２８】
材料には、石英（ＳＩＬＩＣＡ）と商品名ＢＳＬ７Ｙ，ＰＢＬ１Ｙの２種類の材料を用いている。詳細には、石英（ＳＩＬＩＣＡ）は屈折率ｎｄが１．４５８４６、アッベ数νｄが６７．８である。材料ＢＳＬ７Ｙは屈折率ｎｄが１．５１６３３、アッベ数νｄが６４．２である。材料ＰＢＬ１Ｙは屈折率ｎｄが１．５４８１４、アッベ数νｄが４５．８である。実施例中の材料名は（株）オハラのガラス名を使用したが、他の同等品を使用してもよい。
【００２９】
本実施例の補正光学系１００は５つの非球面を有する。非球面形状は、光軸方向にｚ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、ｋを円錐定数、Ａ〜Ｇを４次〜１６次の非球面係数としたとき
【００３０】
【数１】
2015031868.tif 000003
【００３１】
なる式で表わしている。また、表１においてｆは主鏡Ｍ１と補正光学系１００の合成焦点距離、ＦＮＯはＦナンバー、２ωは全画角（視野角）（度）を表す。なお、本実施例では、補正光学系１００を含む反射望遠鏡１が天体観測に適した高山に設置されることを想定して、気温０℃、気圧６００ｍｂａｒの環境で良好な結像性能が得られるよう光学諸値を調整している。
【００３２】
（表１）
f = 18320mm   FNO = 2.23   2ω= 1.5°
面番号    曲率半径Ｒ            面間隔ｄ     材質    有効径
1(主鏡)  30000.0000（非球面）13455.0000              8200.0
2          760.0000             98.0000     SILICA    820.0
3         1375.1117（非球面）  372.4491               804.5
4        -3535.0517（非球面）   46.0000     BSL7Y     615.5
5          656.2499            317.9915               573.4
6(ADC)        ∞                40.0000     BSL7Y     609.5
7(ADC)    1058.0000              3.0000               607.8
8(ADC)    1040.0000             82.0000     PBL1Y     608.9
9(ADC)        ∞               274.2607               607.6
10        -840.0002（非球面）   40.0000     PBL1Y     551.9
11        9800.0000             90.0000               567.9
12         480.0000（非球面）  102.0000     BSL7Y     627.3
13        4021.7590            100.0000               624.3
14        4176.7484             88.0000     SILICA    616.5
15       -1272.8223（非球面）  118.5964               613.5
16(Filter)   ∞                 58.0000     SILICA    525.0
17(Filter)   ∞                 15.0000               504.2
18 撮像面    ∞                    ---       ---      496.2
【００３３】
（非球面）
面1   k=-1.00835  A (4次)=0.00000  B(6次)=0.00000  C(8次)=0.00000
D(10次)=0.00000  E(12次)=0.00000  F(14次)=0.00000  G(16次)=0.00000
面3   k=0.00000   A (4次)= -1.5010E-10  B(6次)= -7.8810E-17
C(8次)= -7.3909E-22  D(10次)= 1.0128E-26  E(12次)= -7.1216E-32
F(14次)= 2.6165E-37  G(16次)= -3.8976E-43
面4   k=0.00000   A (4次)= 6.8480E-11    B(6次)= 5.6166E-16
C(8次)= -1.3924E-20   D(10次)= 3.3242E-25  E(12次)= -4.3715E-30
F(14次)= 2.9654E-35   G(16次)= -8.1533E-41
面10   k=0.00000  A (4次)= 2.7685E-09    B(6次)= -4.8556E-14
C(8次)= 7.1761E-19    D(10次)= -1.0764E-23   E(12次)= 1.1874E-28
F(14次)= -7.9838E-34  G(16次)= 2.3936E-39
面12   k=0.00000  A (4次)= -4.3555E-09   B(6次)= 3.6359E-14
C(8次)= -5.9513E-19   D(10次)= 7.6588E-24    E(12次)= -7.1941E-29
F(14次)= 3.9428E-34   G(16次)= -9.5434E-40
面15   k=0.00000  A (4次)= -1.0647E-09   B(6次)= 3.3778E-15
C(8次)= -1.1026E-19   D(10次)= 2.2824E-24    E(12次)= -2.7430E-29
F(14次)= 1.7558E-34   G(16次)= -4.8219E-40
【００３４】
図３，図４は、実施例１の反射望遠鏡１の収差図である。図３が縦収差図であり、図４が横収差図である。収差図から明らかなように、本実施例の主焦点補正光学系１００を用いた反射望遠鏡１は、大気分散補正機能を有しつつ１．５度の視野角全域にわたって星像直径がＲＭＳ０．３秒角以内の良好な結像性能を有する。
【００３５】
実施例１の反射望遠鏡においては、観測したい天体が天頂方向にある場合には複合レンズＡ１を移動する必要はなく、天体が天頂離角６０度の方向にある場合に複合レンズＡ１の移動量が最大の約２０ｍｍとなる。このときにも収差は良好に保たれているが、撮像面Ｃ１上での星像の位置は複合レンズＡ１を動かしたことによって約０．６ｍｍ移動する。１画素のサイズが１５ミクロン程度のＣＣＤよりなる撮像素子を使用する場合、この星像位置ずれ量は約４０画素に相当する。天体撮影のための露出時間が短時間の場合にはこの星像位置ずれは問題にならない。
【００３６】
しかしながら、露出時間が長時間になると、天体の高度角変化に追従して複合レンズ（ＡＤＣ）の移動量を変えるため、位置がずれた星像が積算される。その結果、長時間露出で撮影された天体はボケた星像になってしまう。天体は地球の自転に伴い時間とともに高度角を変えるので、天体を撮影する際には通常は天体の動きを追尾しながら撮影するが、複合レンズＡ１を移動させると追尾しても星像が予期した位置からずれてしまう。
【００３７】
そこで本実施例の反射望遠鏡１では、この星像位置ずれの影響を補正する手段を有している。図５は本実施例の星像位置ずれを補正する要部概略図である。図５は星像位置ずれの影響を補正するための構成を示している。図５においてＳ１は複合レンズＡ１の光軸に対し垂直方向の成分に関する駆動量を検知する検知手段である。Ｓ２は検知手段Ｓ１によって検知された複合レンズＡ１の駆動量から反射望遠鏡の指向方向の補正量を算出する演算手段である。Ｓ３は、演算手段Ｓ２によって算出された補正量から反射望遠鏡１の指向方向を変える制御手段である。
【００３８】
以下に本実施例の動作について説明する。反射望遠鏡１が天頂から離れた方向にある天体を観測する際、目標天体の天頂離角に応じて複合レンズＡ１（ＡＤＣ）の光軸に対する差異的な駆動量が決定される。天頂離角に対応する複合レンズＡ１の光軸に対する最適駆動量は、光学設計値から計算された数値テーブルあるいは数式の形で用意されている。複合レンズＡ１を駆動するためのアクチュエータ（駆動機構）２には検知手段Ｓ１が組み込まれており、複合レンズＡ１がどれだけ移動したかを検知する。
【００３９】
アクチュエータ２は検知手段Ｓ１と別々に構成されていても良い。アクチュエータ２を組み込む検知手段Ｓ１としては、光電スケール方式あるいは干渉方式のエンコーダ等が使用できる。なお、アクチュエータ２の駆動精度が十分に良いと考えられる場合には、複合レンズＡ１の駆動量指示値をそのまま検知結果としても良い。
【００４０】
次に補正量を演算する演算手段Ｓ２は、検知手段Ｓ１によって検知された複合レンズＡ１の移動量から予測される星像位置ずれ量を反射望遠鏡１の入射側の角度単位で算出する。複合レンズＡ１の移動量と星像位置ずれ量の関係は光学設計パラメータから光線追跡により計算されるが、実際には予め計算しておいた結果を数値テーブルあるいは近似式の形で用意しておけば良い。当然ながら反射望遠鏡１の指向方向の補正量は、反射望遠鏡１の入射側の角度単位で算出された星像位置ずれ量の符号を反転した値とする。
【００４１】
次に反射望遠鏡１の指向方向の制御手段Ｓ３は、演算手段Ｓ２によって決定された補正量の分だけずらした方向に反射望遠鏡１を指向させるようにアクチュエータ２を駆動させる。以上の手順により、複合レンズＡ１の駆動に伴う星像位置ずれの影響を受けない天体観測を行っている。複合レンズＡ１を最大量駆動した際の撮像面Ｃ１上での星像位置ずれは、視野全体にわたってほぼ同量のずれであるが、詳しく見ると視野内の位置によって僅かに異なっている。
【００４２】
本実施例の数値実施例で示した光学パラメータで計算すると、図６に示すように視野中心で約0.575mm、視野端の片側では0.627mm、反対側の視野端では0.635mmという差が出ている。これは主焦点補正光学系１００を含む反射望遠鏡１が元々有している約3.2％の歪曲収差に起因している。主焦点補正光学系１００が持つ歪曲収差の特性に従って、複合レンズＡ１を駆動したことによる星像位置ずれも視野内の位置によって不均一になるわけである。
【００４３】
前記の手順で反射望遠鏡１の指向方向を補正した場合の視野内の各位置での星像ずれ量を図７に示す。図７に示すように、視野中心の星像位置ずれは無くなっているが、片側の視野端での星像は約0.011mm、反対側の視野端での星像は約0.004mmだけずれが残っている。これは観測天体が天頂方向から天頂離角６０度に移動するまで４時間連続して観測した場合のずれ量であり、実際にはここまで長時間露出で撮像することはほとんどない。従ってこの残存ずれ量は多くの場合問題にならないが、さらに高精度での観測を行いたい場合には補正することが好ましい。
【００４４】
そのためには、複合レンズＡ１の駆動量を検出する検知手段Ｓ１によって検知された複合レンズＡ１の駆動量から、撮像手段で得られた撮影画像の歪曲を視野内の位置に応じて補正する歪曲補正手段Ｓ４を有することが有効である。複合レンズＡ１の駆動量が分かっているとき、視野内の位置に応じた残存歪曲量は図７に示したように光学パラメータから光線追跡により計算することができる。従って、この残存歪曲量の計算結果を数値テーブルまたは近似式として用意しておくことにより、歪曲補正手段Ｓ４で高精度な補正が容易となる。
【００４５】
以上述べた実施例では、視野角１．５°の例について説明したが、視野角はこの値に限らず実施可能である。例えば、視野角が１．２°や２．０°など、異なる視野角についても本発明を適用することができる。また、上記の実施例においては、複合レンズＡ１として、光入射側と光出射側の面が平面または曲率半径の大きな球面である複合レンズＡ１を用いて光軸に対して直交する成分を持つ方向に複合レンズＡ１を移動させて大気分散を補正する例を示した。
【００４６】
しかし、これ以外の構成の複合レンズＡ１を用いても良い。例えば、特許文献１に記載されているように、両端面が同心球面形状である複合レンズを用いて、その曲率中心を回転中心として複合レンズを回転させて大気分散を補正する方式を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
Ｍ１  主鏡        １００  補正光学系        Ｌ１１  第１レンズ
Ｌ１２  第２レンズ        Ｌ１３  第３レンズ        Ｌ１４  第４レンズ
Ｌ１５  第５レンズ        Ａ１    複合レンズ（ＡＤＣ）
Ａ１１  複合レンズを構成する第１レンズ
Ａ１２  複合レンズを構成する第２レンズ
Ｆ１    平行平面板        Ｃ１    撮像面      Ｓ１  算出手段
Ｓ２  演算手段        Ｓ３  制御手段        Ｓ４  歪曲補正手段
Ｓ５  撮影画像の出力手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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