猫五郎の写真日記

なんか、写真よりも文章がメインになってます。しかも、くどい。要改善。でもなかなかねぇ。

Optical axis adjustment of Newtonian telescope, Primary mirror adjustment first !

2024-07-31 16:21:36 | 天体望遠鏡
One day, when I was adjusting optical axis of Newtonian telescope, an idea came up to me.

Why do we adjust secondary mirror first?
It is the primary mirror that directly collects starlight and reflect it to the secondary mirror.
Adjusting primary mirror should come first.
Secondary mirror should be adjusted to the (properly adjusted)primary mirror.

This was the start of the story.

How can we adjust primary mirror first?

Newtonian telescope is in a shape of a cylinder.
What if the cylinder axis of Newtonian telescope and axis of the primary mirror came together?


How can I make the two axes together?

How about this?
You remove the secondary mirror from the Newtonian telescope.
You look inside the hole of the center screw of secondary mirror.
Looking straight down into the center of the primary mirror through the hole, you can see the center mark of the primary mirror in front of you.
If you see your eye in the center of the center mark of primary mirror, two axes should be together.

First you remove the secondary mirror.

The view from the hole of the center screw of secondary mirror.

I made my Newtonian telescope look upward and put a camera on the center hole.
Actually, I used OCAL electronic collimator camera.

The first view of the camera.
You can see that the height of four fastener at the edges of the spider are not the same.
This means the two axes are not together.
(Two axes. One is cylinder axis of newtonian telescope and another is primary mirror axis)
  

First thing you should do is to show the blue circle (using controller panel of OCAL electronic collimator) which its diameter is the same with the primary mirror.
Second, you adjust the camera position with your hand to make the blue circle and the contour of the primary mirror match.
Then the camera is looking straight forward to the primary mirror.
In the photo below, blue circle which overlaps the edge of the primary mirror is a little bit difficult to see, but believe me the blue circle is there.


Then adjust the screws behind the primary mirror to get a view like this.
Then the two axes are together.

In the above picture, the intersection of purple cross shows the center of the camera view.
It is also the center of the blue circle.
As you can see, the intersection of the purple cross is not in the center of the center mark of primary mirror.
The reason is that the center mark is not in the center of the primary mirror.
It is me myself who placed the center mark with my hand, so I'm sure about that (^_^;)
Sorry if you are confused about that.

Now the primary mirror is in a proper position.
So, in the subsequent steps, you should not touch primary mirror.
Because the primary mirror is already in the right position.

In the next step, you adjust the secondary mirror.

You set the secondary mirror to its position.
The final goal looks like this.

(1) Intersection of the purple cross and the camera lens (in the view of secondary mirror) matches.
(2) Blue circle and the edge of primary mirror (in the view of secondary mirror) matches.

The first view after I set the secondary mirror was like this.
You can see the red OCAL electronic collimator camera in the center.
In the center of OCAL electronic collimator, there is a black dot which is the camera lens of OCAL electronic collimator.
You can see that the camera lens is inside center mark of primary mirror.

The camera lens is above the intersection of purple cross.
This means you have to rotate clockwise the center screw of the secondary mirror to move the secondary mirror upward (In this photo, downward).

This photo shows the view after I rotated clockwise the center screw of secondary mirror.
The camera lens is under the intersection of purple cross, that means I rotated clockwise the center screw too much.
Now I have to rotate a little bit the center screw counter-clockwise.


Now the camera lens and the intersection of the purple cross matched.
And the blue circle and the contour of the primary mirror (in the view of secondary mirror) matched.

Close up view.
Intersection of the purple cross and the center of red OCAL electronic collimator matched. 
Ideally, Intersection of the purple cross and center of red OCAL electronic collimator should be in the center of the center mark of primary mirror.
But as I already mentioned, center mark of my Newtonian telescope is not in the center of primary mirror.


Finished

How do you think about adjusting primary mirror first in Optical axis adjustment of a Newtonian telescope?


Remove your eyepiece (or camera) and look inside your newtonian telescope to see the spider in the view of your secondary mirror.
Look at the four edge of the spider.
Heights of four fasteners on edge of the spider is not the same.
If you got this view, optical axis of your newtonian telescope is not in good shape.
I think this method is worthwhile trying.

 
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巨大ニュートンの主鏡の固定作業 2024/05/05と2024/06/14

2024-07-13 18:33:02 | 天体望遠鏡
ちょっと話が遡ります。

2024/05/04に光軸調整をしました。
しかし、星が丸く写らない。
オートガイドは絶好調といかなくとも、悪くはない。
十分星が丸く写るレベル。
ピントはバッチリ。
これは光軸の問題でしょう。
斜鏡はそう簡単にズレない。
主鏡がときどきゴトッと音を立てて動く。
原因は主鏡でしょう。

すでに日を超している。
光軸調整するとしたらOCAL electronic collimatorは暗闇なので無理。
やるとしたらレーザーコリメーター。
気力が折れました。
見事な天の川でしたが、AM2時過ぎに撤収。

片付けが終わってから主鏡付近を観察しました。

主鏡の3本の押しネジの深さが異様に不均一
主鏡の押しネジ・引ネジがある主鏡裏の灰色の円盤と鏡筒のつなぎ目が開きすぎではないか。



わかりやすいように図解します。
これが巨大ニュートンの簡略図


図の凡例

本来、青い押しネジはできるだけ後ろに長く飛び出ているべきです。
この方が、主鏡を収めたセルが鏡筒に接するので主鏡が安定します。

ところが、光軸調整を繰り返しているうちに、下図のように押しネジがだいぶ中にねじ込まれてしまって、主鏡セルが鏡筒から離れて浮いている不安定な状態だったというわけです。

主鏡裏の灰色の円盤と鏡筒の隙間をのぞき見ると、ん?見慣れないネジ山が見える。
ネジの元をたどってみると、灰色の円盤を、主鏡を収めている黒い金枠(かなわく)に固定するM6ネジではないか。

わかりづらいと思うので、少し説明します。
主鏡と主鏡を収めるセルを図解するとこんな感じです。
灰色のM6ネジが緩んで見えていた、ということです。
ヤバイです。




巨大ニュートンの鏡筒から主鏡を外すとこんな感じです。
主鏡を収めるセルは、黒い金枠(かなわく)と押しネジ・引ネジがある灰色の円盤で構成されています。



灰色の円盤は6本のM6ネジ黒い金枠に固定されています。
下の写真はそのM6ネジを外しているところ。
鏡筒と灰色の円盤の隙間から、このM6ネジのネジ山が見えたんです。

主鏡を収める黒い金枠と、その後ろ側を蓋する灰色の円盤の間に隙間がある。
これでは主鏡が動くわけだ!

速攻、そのM6ネジを締めました。
程度の差はあれ、6本とも緩んでました。
なぜ緩んだのか?
現時点で理解できません。
(下の写真は、過去に主鏡を外した時の写真です。今回、主鏡を外してません)

主鏡を収めるセルの中で主鏡が動かないように固定する仕組みがあります。

上の写真と下の写真を見てください。
主鏡セルの蓋となる灰色の円盤M12六角ボルトが3本あり、この3本のM12ボルトをねじ込むと主鏡が黒い金枠に押し付けられて固定されます。
M12ボルトが直接ガラス製の主鏡を押さないように、下の写真のように3枚のアルミプレートがM12ボルトと主鏡の間にあります。
アルミプレートの主鏡側にはコルク板が入っています。

これで主鏡の前後方向は抑えられるのですが、まだ側面方向に動く余地があります。
主鏡の側面方向は、金枠の8方向からプラスチックネジが主鏡を抑えています。


しかし、このプラスチックネジが緩む余地があるんです。
実際、鏡筒の向きを変える時、主鏡が横方向に動いている感触があります。
これをどうするか。

このように、セルと主鏡の間には隙間があります。
マイナスドライバーの先端が入ってしまいます。

2024/06/14に主鏡を外して、この隙間に2mm厚のゴムシートを挿入してみました。
それでも、まだ若干の隙間が残ってしまいました。
0.5mm厚のゴムシートは全く入らず、コピー用紙が入るかどうかという隙間です。
今思えば、A4プリント用紙を入れているクリアファイルを切って挿入できないか試してみるべきだったなぁ。。。
この場では思い付かず、これでヨシとしたのでした。
(2024/07/14追記) アルミホイルを挿入すれば良かった!アルミホイルの厚さは20μm弱だそうです。アルミホイルなら観測小屋にあったのに、思いつきませんでした。

これで主鏡がもう少し安定すると思われます。

主鏡の側面を補強する作業を終え、星でピントを合わせてみて、ビックリでした。
なんと、接眼筒を最大限引き出してもピントが合わない。。。
仕方がないので、2インチ延長チューブを噛ませてピントを出しました。

つまり、主鏡の(引ネジが緩んで)押しネジが押し込まれ、主鏡セルの裏蓋が緩んでいたことで、主鏡がカメラからだいぶ離れて(と言っても数mmだと思いますが)いたんですね。。。
今まで、何年もそんな状態だったんですね。。。
気づかなかった。。。(ショック。。。)
コメント (4)
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2024/07/05 光軸調整ドタバタ劇場 備忘録として (警告!読むと疲れる記事です)

2024-07-13 10:44:14 | 沖縄
結論から言います。
今回、思い通りの光軸調整をした上で、撮影できませんでした。
猫五郎が計画した光軸調整を行なった上での撮影は次回以降に持ち越しです。

新しいことを始める時って、やはり無駄が多くなります。
でも、この初期段階の試行錯誤というか、バカな間違いや、勘違い、無駄な行動って、必ず肥やしになると信じてます。
効率が悪いですけど、これが僕の学習の過程なんだと思ってます。

==================================================
さて、ドタバタ劇場の始まり始まり。

さて、前回2024年6月に主鏡を調整してから、斜鏡の調整を行う方法で巨大ニュートンの光軸調整を行いました。
しかし、斜鏡の引ネジの穴が、鏡筒の中心軸からほんの少しズレてました。
今回はまず、スパイダーの固定ネジを調整することで、斜鏡の引ネジの穴を鏡筒の中心軸に持ってくる作業から開始しました。


外した斜鏡。
パイプを45°の角度で切断して作ったものです。
やはり斜鏡がピッタリハマるという感じではありません。
斜鏡がパイプの中に、若干、傾いて入っていることがわかります。


斜鏡の引ネジの穴からOCAL electronic collimatorを覗かせます。
スパイダーの固定ネジを調整して、カメラの画像の中心であるピンク色の十字の交点と、主鏡に映ったカメラレンズを一致させようとするのですが、これがなぜかうまくいかなかった。
どうやっても一致してくれない。
日がどんどん翳ってきていて、前回と大して変わらない位置で妥協することになりました。
つまり、結局、今回も完全な光軸調整ができなかったということです。
なぜ一致させることができないのだろう???

最初に見えた画像。
うん、一応、主鏡は真正面を向いていそうです。
(残照の中、カメラの露出を目一杯上げて作業をしています)

ところが、カメラをほんの少し動かすと、こんな画像になりました。
つまり、直径10mmほどの斜鏡の引きネジの穴から2m以上先にある直径48cmの主鏡をカメラを覗かせても、カメラのわずかな位置の違いで見え方が変わる、とういことです。


カメラが主鏡に対して真正面を向いているかどうかの判断をどうしたらいいだろうか?
OCAL electronic collimatorのカメラの中心(ピンク色の10時の交点)を表示させて、主鏡のセンターマークと一致させてから作業することとしました。
(2024/07/14追記)この認識は間違っていました。まず、物理的にセンターマークが主鏡の中心にない。次に、主鏡の調整が正しくなされて初めてセンターマークが主鏡の中心付近に来るということです。正解はおそらく、青色の円を表示し、主鏡の輪郭と一致するようにカメラの向きを調整するです。


OCAL electronic collimatorには、カメラの中心位置(ピンク色の十字の交点)を微調整する機能(オフセット機能)が付いています。
(コントローラーの上の方。Center Offset)
しかし、そのオフセット機能を使わないで、カメラ画像の中心(ピンク色の十字の交点)と主鏡に映ったカメラレンズが一致するようにカメラの位置を調整しました。
(結局、完全には一致しないので、妥協なのですが)

中心部を拡大したらこんな見え方でした。

それを、主鏡の押しネジ・引ネジを調整して、こんな感じに仕上げました。

主鏡の輪郭と一致させる青い円と、主鏡の中心(かつカメラ画像の中心)を示すピンク色の十字を表示したのがこれ。
(暗くて青い円が見えん。。。)


ズームアップした画像
正直、光が足りなくてよく見えない。。。



この時点で、カメラの露出を限界まで上げても見えなくなってしまったので、照明を用い始めました。
斜鏡の調整後の画像。



足りない光を補うために、主鏡脇のメンテナンス窓からLEDライトを照らして作業を続行しました。

このあと、なんとか斜鏡の調整をして、作業を終えようと思って、接眼部から斜鏡を観察すると、、、
なんじゃこりゃ?!
斜鏡がずいぶん傾いてます。
こんなんでまともに星像を結ぶのかいな?
とにかく撮影してみることにしました。



PHD2でキャリブレーション、よし

最初のオートガイド、よし

ガイドアシスタント、こんなものでしょう。

西の空のバックラッシュ、ダメダメ

ガイドアシスタント後のオートガイド。
ガイドアシスタント前の方が若干、良いような。。。
こんなことは初めてですが、でも、オートガイド自体の精度は悪くない。
では、撮影といきましょうか。

今が見頃のM13球状星団。
ダメダメです!

四隅を等倍で拡大した星像。
コマの伸びがバラバラだし、星の形が変!
4匹の個性的なお玉杓子!

この時のオートガイドは史上最高クラスの精度
縦軸が1"であることを見てください!!
オートガイドが星の形に悪影響していることは考えられない状況でした。


もう22時です。
今からもう一度、光軸調整??
冗談でしょう???

でも、これ以上撮影しても無意味です。
やったろうじゃないの!
(半分、もうヤケ!)

この時点で少なくとも主鏡はちゃんと正面を向いているわけで、斜鏡の調整だけで済むはずです。
斜鏡を調整した結果が、これ。
ワイドから、ズームしていった画像です。





これでよかんベェ!

まずはピント合わせです。
バーティノフマスクでピント合わせを済ませて撮影したデネブ(ベガだったかも)
ガーン!
光条が割れてるじゃないの!

バーティノフマスクでピント合わせをした直後であったとはいえ、普通に考えれば、ピントがズレたことをまず最初に疑うんです。
ところが、この時の僕は普通ではなかった。。。
過去の記憶が蘇ってきたんです。
それは、主鏡を裏側からセルに押さえつける3本のM12ボルトを締め付けすぎた時の記憶でした。

この3本のM12ボルト。
これを締めすぎると、光条が割れるんです。


この巨大ニュートン、星像が安定しない理由の一つが、主鏡が動くことなのです。
この夜、光軸調整を始めるにあたって、3本のM12ボルトを手で思いっきり締めたあとに、ほんの、ほんの少しだけ、スパナで増し締めしたんです。
そのことが頭によぎってしまった。

主鏡裏の押さえネジをスパナで緩め、再度、指で締めました。
しかし、光条は割れたまま改善せず。。。
慌てふためいた僕は、、、スパイダーをいじったり、とうとう、主鏡の押しネジ・引ネジをいじってしまったんです。。。
何考えてたんでしょうね。
これで光軸がどうしようもなくズレてしまいました。。。。
やっぱり、疲れてたんでしょうね。
疲れた状態で長時間運転して、徹夜で作業しているわけですから、、、シラフではありえない行動をしてしまいました。

落ち着いて振り返ってみると、光条が割れた写真の直前に、バーティノフマスクを外さずにうっかり撮影した写真が残っており、それをみるとピントが合ってなかったことがわかりました。


手でピントを合わせ直したのがこれ。

時すでに遅く、四隅の等倍画像を見るまでもなく、光軸が完全にズレていたのでした。。。


OCAL electronic collimatorによる主鏡の調整は流石に空が明るくないとできない。。。
今思えば、この時点で斜鏡は正しい位置にあると思われ、レーザーコリメーターを用いて主鏡を調整すればよかったのですが、疲れていたのか、それに気づくことができませんでした。

この夜は薄雲が流れていて、空の条件はそんなに良くなかったはずなのですが、赤道儀が絶好調で、安定したオートガイドができてました。

光軸がズレた状態で撮ったM13
パッと見、キレイですよね。
しかし、オタクの目で見るとどうにも気になる。
どうせ撮るならしっかり光軸を合わせて、最高の星像で撮影したい。
これ、まあ、一種の病気でしょうか。
どこでよしとするかって、難しい問題ですね。



3時間睡眠ののち、翌朝6時過ぎに起床。
日が高くなると、日差しが強すぎて作業にならないので、早朝に作業せねばなりません。

斜鏡の引ネジの穴。


昨日はカメラの固定にてこづりました。
USBケーブルの重さでカメラの位置が、ちょっとしたことでズレるんです。
0.2mmズレても違いが出てくるデリケートな作業なので、とても気を使います。
睡眠不足でしたが、ふと思いついて、輪ゴムで固定してみました。
カメラの固定だけでなく、位置の微調整がグッとやりやすくなりました。
ただ、普通の#16の輪ゴムでは伸びきってしまって、ピンピン、ギリギリすぎて切れないかヒヤヒヤです。
#18あたりが良いかもしれません。


斜鏡の引ネジの穴をカメラで覗いた最初の光景。
昨夜、慌てふためいていたとはいえ、操作は可能な限り慎重にやっているつもりでした。
主鏡の押しネジを緩めて、引ネジを最大半回転程度回して、元の位置に戻したのですが、それでも、これだけ派手に光軸がズレています。
主鏡の向きを変える操作は、本当にデリケートですね。

主鏡の調整後の光景。
ワイドからズームアップ、3枚。


この写真を見る限り、OCAL electronic collimatorのカメラレンズが、ほぼほぼピンク色の十字の交点と重なっており、いつの間にか斜鏡の引ネジの穴鏡筒の中心軸と(ほぼ)合っています。
真夜中、真っ暗な中、本当に出鱈目にスパイダーをいじったのが、なぜかうまくいってます。
奇跡です。



OCAL electronic collimatorの接眼部からの光景。

主鏡が光で飽和してしまっているので、露出を下げたのがこれ。

ズームアップ画像。

さらにズームアップした中心画像。
むむ、、、ピンク色の十字の交点と、OCAL electronic colimatorのカメラレンズが若干ズレている。
これをどう解釈すればいいのか。。。
今回は疲れたので、また今度考えます。。。

でもまあ、完璧な光軸調整を期待しているわけではないんです。
やっているうちにどんどん熱がこもってきて、熱中してやり込んでしまうのはありますが、写真のだいたい7割方、星が丸ければいいんです。

次回、まずはこの状態でどんな写りをするのか、確認していきたいと思います。

あぁ、疲れた。。。
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EOS R8は天体撮影に向かない

2024-07-05 21:31:46 | カメラ
EOS R8を購入しました。
学会発表の準備でストレスを溜めまくり、キャッシュバックキャンペーンに唆され、ポチりました。
キャッシュバックの分を計算に入れて、19万円ほどでした。

EOS R8、画素数を2420万画素に落として、高感度を常用ISO 102400まで引き上げています。
ちなみにRa3030万画素常用ISO 40000です。
同じフルサイズですが、一つ一つの素子を大きくしている。
映像エンジンもDIGIC 8からDIGIC Xになって、ノイズ処理はより進歩していると思われます。

このR8、なかなかの曲者でした。
まず、SAMYANGのXP 14mm F2.4が使えませんでした。
撮影するとフリーズする。
他社のカメラレンズについては「EOS R8で動作しますよ!」と謳ってない限り、使ってはダメなようです。

次に、普通にTリング経由で望遠鏡で撮影を試みましたが、これまた撮影できませんでした
動作がおかしい。
撮影動作はするのですが、フリーズして、画像が保存されない。

天体撮影するためには、電子接点がないレンズで撮影するための設定が必要であることが判明しました。
◆EOS R8|C.Fn4|レンズなしレリーズ
https://cam.start.canon/ja/C013/manual/html/UG-09_Custom_0030.html

今までのEOS一眼レフ機、そんな設定必要なかったやん!
ミラーレスのRaもそんな設定、必要なかったやん!
などと言ってもなんの足しにもなりません。
素直に従うしかありません。
ごく一般的なEOS R8ユーザーはこんなことで悩まされません。

SAMYANG XP14mm F2.4ですが、電子接点がないマウントアダプターを入手することで絞り開放でのみ、撮影ができるようになりました。


まずはM57リング星雲のR8とRaの撮り比べ。
まずはEOS R8から。
ISO 3200、25sec


等倍。
Hα領域が映らないのは知ってました。
しかし、いざ映らないとなるとなかなかの違和感ですね。

RaによるM57も載せておきます。

等倍。
いつも見慣れているM57です。


赤が出ないのはともかく、ISO 3200、25secではEOS R8のメリットがない。
Raで十分です。

感度をガンガンに上げて、どれだけ使えるかどうかが問題なのです。
常用ISO 102400を謳っているEOS R8の高感度画質に期待して購入したのですから。

その結果は、、、

ISO 25600, 10sec

ISO 25600, 20sec

ISO 25600, 40sec


絶句。
マジですか???
2012年発売のEOS 6Dの方がまだ良くね?

ISO 12800が十分実践レベル、ISO 25600も60秒程度まで使えて、ISO 51200も15秒程度まで使い物になるんじゃないかと期待してました。

あまりの絶望で、ISO 51200は試しもせず、Raと交代させたのでした。。。

ちなみに写真は、前回、光軸調整が不完全に終わったのままの状態の巨大ニュートン(f=2475, F5) で撮影したものです。
星像、悪くはない、というか、僕にとって十分合格レベルです。
そうは言っても、一応、もう一度光軸調整するのですが。。。


2024/07/21追記
キャノンお客様相談センターにこの件につき、問い合わせました。
相談センターでは回答しかねるとのことで、関連部門に元画像の送付を依頼され、送付した。
その後、返信があり、

本件ですが、製品実力であると判断いたします。
実写テストを行いましたが、類似のノイズが確認出来ました。

とのことでした。
少なくとも夏場での天体撮影に、R8は向かないということで間違いないようです。
あとは氷点下の冬場にどれだけ使えるか、ですね。

仕方がないので、R8は全く予定外でしたが、日中の撮影に使っていこうと思います。
子どもの部活の試合に持ち出したところ、動きものに関して、かつてない歩留でいい写真が撮れました。
連写していて、1枚1枚でオートフォーカスが機能しているように感じます。
連写していて、全ての画像でピントが合っていることがある。
EOS  6Dではあり得なかったことです。
あとは、日中に撮影する時間の確保でしょうか。。。
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