曇天会議（CloudyMeeting）

皆様こんばんは。

古スコスレッドのビクセン　ポラリスR100Lのスレッドで脱線しまくり、フーコーテストのカメラにレンズが必要かという話になったので新たにスレッドを立てました。

フーコーテストをカメラで観察する場合、レンズを使って結像させる必要性があることの説明図を作りました。
図の左側は理想球面の場合で右側はリングがあることを想定した図になっています。
上がレンズレス、下がレンズで結像させた場合です。

まず、左側の理想球面からの反射光だけの場合はレンズレスもレンズで結像させた場合も同じように観察されます。

しかし、右側のように極端なリングがある場合、レンズレスでは条件によっては光軸下側のリングの反射光と上側の反射光が
カメラの光軸中心から下側の同じ方向に当たるような場合が出てきます。

これに対し、レンズで結像させた場合はきちんとミラー面の位置に対応した場所に結像されるので正確な観察ができます。

間違いがありましたらご指摘をお願いします。

曇天会議の皆様こんにちは

還暦α さん、丁寧な解説に目からウロコの心境です。（＾０＾８
前スレで行先がどうなるかと、ハラハラしながら拝見してました。

今回は以前から疑問に思っていた事の真実が語られており、
なるほど撮影のカラクリの疑問も解けました。（＾０＾！
もしかしたら、更に混乱？するとも思えますが、まぁ、脱線も
ありとの板なので、少しながらテキストの画像を提供と行きます。

提供の画は無メッキ太陽望遠鏡をこさえた時の主鏡のフーコーと
ロンキーテストですが、何分、臨時に組んだメカだったので、品質に
問題とかありそ。。勘弁ネm（_　_）m

これ見ると球面よりも少しましな放物面に見え、よく言う偏球面に
近いのでは？と思います。（~　~；直感では1/4λ程度です。
少し前のT社のΦ100/fl1000㎜と同じ仕様ですが、こちらは明確に
球面としてました。

撮影はコンデジなので、撮影レンズ在りとなります。
撮影レンズ無しでもやれば良かったのですが、今回は無理でした。m（_　_）m

（＾０＾）は以前から撮影レンズを付けてこの種の撮影をやって
ますが、これが無いと鏡面の特定位置にある欠陥（リングとか疵）
の位置を正確に知ることが出来ません。

また、おっしゃるように撮像に使う光学系としてはオートコリメート
のような感覚では、結像の質（ボケ）をモロに拾いますから、やはり
ここは撮影レンズはあった方が良いように思います。（＾０＾；

それと、鏡面の精度が低い場合、理論的には正しく結像しないので、
テスト像がボケて写る気もします。
現実には天体用は光学系の中でも高度に出来ていると思え、無しでも
実用にはなると思ってはおります。（＾０＾ｖ

またココで脱線ですが、因みにこの主鏡には1/8λ以下のムラムラが
存在し、総合精度（結像の鮮明さ）を落としているように思います。
また、（＾０＾）の手元にあったロンキーが4本/㎜？（インチ規格）
と思いましたので、あまり精密な測定には向いていないと思います。

※脱線その2）見て分かるこの鏡面の欠陥に、鏡端に数ミリ以内の端ダレ
が存在し、これも結像の点数を下げております。
。。しかし、この後のV社の鏡面は端ダレこそありますが、それを
板金の円環マスクで隠して販売しており、効果はてき面と感じます。（＾０＾ｖ

皆様こんにちは。

（＾０＾）コメト 様
コメントとデータありがとうございます。
レンズ付きのカメラで撮像するのは眼視で見ているのと同じですね。
（水晶体がレンズで網膜がカメラのセンサー）
ですので眼視で見ていれば私が図にしたリング状のでっぱりを鏡面全体で見ることが出来ますが、
レンズレスのカメラではナイフエッジ側のリングは陰になるだけで明るくなる部分は見えないと思います。

カメラのレンズは平面の像を平面のセンサーやフィルムに結像するように設計されているので
厳密にいえば鏡面の外周に焦点を合わせると中心には焦点が合わないことになります。
現実には口径に対して曲率半径が大きく曲率半径に対する中心の深さが小さいので気にするほどの
ボケにはならないでしょう。

V社の大きめに作って周辺は遮光して使わないというやり方はどうしてもダレが出やすい周辺を無理に
高精度にしないで済ませてしまうという工業的にはあっても良い考え方だと思います。
屈折で大きいレンズの後ろに絞りを入れて有効径をごまかして収差を軽減させるのも似たような話ですが、
実際の有効径を表記しているのであれば詐称していないので問題ないですね。

還暦α さん　みなさん　こんにちは

　還暦αさん　ありがとうございます。　おかげさまで、ふしぎに思っていながらも
長年放っておいた「レンズなしでもフーコー像が撮影できる仕組み」について、
再考することができました。　それで、結論のみを記すと:-
　球心に点光源を置いた配置は、
　「（最小）錯乱円をピン(?)ホールとする」ピンホール・カメラとして（も）機能する。

※どこかの教科書に載っていそうな表現になったゾ (:-)
※※こんな記事も「ボット」が「AIモデル」に喰わせるために持って行くのですかね、
※※間違っているかもしれないのに。

※　面白くなりそうなのは、ピンホールをAiry Diskと同程度あるいは、
※それ以下の大きさにした場合...。
※※もっとも「ナイフでAiry Diskを切」っているのがフーコーテストですが。

<蛇足>
ここでの「錯乱円」の定義は
　点光源を発して鏡面で反射する光線が、「光軸に垂直な平面」と交差する点を考える。
全ての光線に対応する交差点（群）を、全て囲むような円で最小なもの 。

「最小錯乱円」は
「光軸に垂直な平面」と鏡面の距離を変化させると「錯乱円」の大きさも変化する。
それらの「錯乱円」で最小のもの。
※球面鏡の場合、点光源を球心に置くと、「最小錯乱円」は点になる。
</蛇足>
　　　　　　　　　　　　　　※※※
　レンズなしでのフーコー像を撮影することができるということを最初に読んだのは、
ずいぶん昔のことで、日本語の本だったはずです。が、手元にあり、すぐに見られる
『木辺、1967』,『星野,1971』中にはありませんでした。
その本(記事?）には、レンズを外した一眼レフカメラの写真が載っていたと思いましたが...。

　この方法の記述がある本としては、例えば
『Ingalls, Amateur Telescope Making 1,Willmann-Bell,1996』があります。
p.484に
「For a camera (Dr. C.P. Custer) uses a cigerbox, film taped inside one
end, in the other a 1/4” hole, no lens, the hole placed about where
the eye was. ...」とあります。

※同書については、別に（「世間話／Small talk」へ？）投稿します。
　　　　　　　　　　　　　　※※※
さて、ご指摘の
　「リングがある場合　レンズレス」で示されている「極端なリングがある場合の問題」
ですがこの場合は「（最小）錯乱円」が「発散」してしまいますねぇ(:-)
それはともあれまあしかし、それなりのフーコー像が観察できるのではないか、
と思います。

還暦α>レンズレスのカメラではナイフエッジ側のリングは陰になるだけで明るくなる部分は見えないと思います。

それでも、
鏡面整形（修整)の手引きとしての「フーコー像は、光と影の境界を観察するものだからOk」
いかがでしょうか？

また、「理想球面　レンズによる結像」は、ナイフとレンズの間隔の上限を示したものだと思います。
（鏡の最外周->レンズの最外周の光線が光軸/ナイフぎりぎり。）　通常、フーコーテストでは「目」
（あるいはカメラのレンズ）を、ナイフ直後に置きますね。それに関連しますが、
鏡のFが大きい場合などに使うフーコー像観察んの小望遠鏡は、ガリレオ式では
ダメだった気がします。
※テレコン（バージョンレンズ）付きのカメラのレンズも同様だったかな？
　　　　　　　　　　　　　　※※※
　面荒れ評価装置(?)でなくてフーコーテストの新記事を発見して、少しびっくりしました(:-)
同装置の進行も、たのしみにしています。
※「リングライト」の製作...「仕事が早い！！」ですね。

（＾０＾）コメト さん　みなさん　こんにちは

「品の良い」フーコー像ですね。

（＾０＾）コメト>球面よりも少しましな放物面に見え、よく言う扁球に
（＾０＾）コメト>近いのでは？と思います。（~　~；直感では1/4λ程度です。

この見え方で、
球面と放物面のあいだ（「楕円面」）ならば「ナイフは左から切っている」の
でしょうか？　扁球（偏球）ならば「ナイフは右から切っている」ことになる...。

※『星野次郎,反射望遠鏡の作り方,1971』では「ナイフを左から右」と明示しており
※『木辺成麿,新版 反射望遠鏡の作り方,1968』でも「すべて左から右...
※として今後説明」とあります。が、
※右利きの人の場合など「右から切る機構が都合良い」場合もある...
※『Texereau,How to Make a Telescope,1984』は「ナイフを右から左」のようで
※『Lecleire^2,Réalisez votre télescope,2003』も「ナイフを右から左」。

※※しばらくぶりにフーコーテストをするとき、いつも混乱する私です。

※「f3mirror」さんは、フーコー画像に影を立体的に解釈するための
※光の方向（ナイフで切るのと逆方向）を明示していますね。

（＾０＾）コメト>鏡端に数ミリ以内の端ダレが存在し、

ということなら...
　「ナイフは左から切っている」=「立体的解釈の光は右方向から」
ですかね。

（＾０＾）コメト>因みにこの主鏡には1/8λ以上のムラムラが存在...

なんとなくカゲロウを見ている感じですが...。　「気流」の影響を受けている
可能性はないでしょうか？　　※「シュリーレン 実験」状態
動画でみれば、あるいは動画から平均画像として静止画を作れば
動きのある（=鏡面形状以外による）「ムラムラ」を判定できると思います。
※「1/8λ以上」と見積もるのはどうやるのかしらん？

（＾０＾）コメト>この後のV社の鏡面は端ダレこそありますが、それを
（＾０＾）コメト>板金の円形マスクで隠して販売しており、効果はてき面...

かつて、主鏡の周辺をフェルトペンで黒く塗ることを雑誌で紹介した
ことがありましたねぇ。「ターンテーブル（でんちく:-）を使うのが良いけど
大部分はセンターピンが外せないので、どーする」とか話題になったものです。
すっかり定着した（と思う）「主鏡中心に目印をつけること」に対し
「主鏡外周のマスキング」は...普及していないみたいですね。

曇天会議の皆様こんにちは

「M」さん、ご指摘ありがとうございます。m（_　_）m
記憶とか記録とか、このフーコー像の場合は考えなかったので、
不確かな記憶でしかお話し出来ませんで申し訳ございません。

現在、記憶でしかない参照例ですが、（＾０＾）の場合は右手利き
で右目効きなので、やるならナイフは右から入れると思います。
この時はアルミニュームコートを剥がしたついでにやってみました。

計測迄は考慮してなくて、すべて今までの経験値を参考にしての
表現になります。
従って、1/8λも1/4λも影の濃さからの経験値となります。（_　_；

また、ナイフの位置で影の左右（反転も）と形状が大きく変わるので、
どの位置で写したかは今となっては不明です。
出来るだけ球心で写して、そこを代表的な評価位置にすべきでしょうネ。

それと室内でのテストではありますが、肉眼でカゲロウを見た状態
と同じかと言われれば、安定したフーコー像を撮影した筈と思え、
この場合は鏡面のムラを拾っただけでも良しとしたい処です。

偏球（扁球？）と楕円面の明確な違いは、計測してみての話であり、
教科書的な表現の一部にはそうではなく、経験値を持って言って
いる場合が見受けられ、（＾０＾）の場合もそれに倣って明確な区別は
しておらず（笑）本来の回転放物面から離れた面としか認識して
ませんで、表現が曖昧になる事は申し訳のないとこかと存じます。

主鏡外周を円形の遮光板で隠すやり方は便利で都合の良い方法と思います。
今までの鏡面押さえだけで済ませて端ダレを隠し、それで影響が減ったか？
と言われれば、確認してないので何とも言えませんが、現在でも
そうしているメーカが多数であり、もしかしたら鏡面まじかで
この手段を取ると、何か影響が出るのか？とも思います。

因みにV社のは鏡面から30㎜？況や40㎜？位離した位置に新規に設置した
円形板が設置してあります。

皆様こんにちは。

リング照明を試してみましたが、リング照明自体が見えてしまい、形状や砂目、傷、汚れ等を見ることは出来ませんでした。
「M」様ご指摘の通り、面荒れなどはそんなに大きくないので最小錯乱円から少し外れるぐらいにしか曲がらないのでしょう。
次の手を考えていますが、準備に時間がかかりそうです。

主鏡の周辺部をマスクする方法で問題があるとすればマスクのエッジで回折光が出ることが考えられますね。
主鏡に近いと鏡面での反射光と近い光路になるので影響が大きいのではないかと思います。

曇天会議の皆様こんにちは

還暦αさん、これも的を得た考察で大いに参考になります。
確かに、遮蔽板からの回折光はあるでしょうネ。（＾０＾；

それを思うと主鏡面から少し離しての設置は意味があるように
感じます。（＾０＾８
屈折でも同様にして対物レンズセルが悪さをする。。御意！

以前、対物レンズの前に網目の濃度傾斜を付けた遮蔽リングを
設置して回折を軽減する方法が紹介されていましたが、その後は？
同様にして、アポダイジングマスクも流行りましたが、最近は？（＾０＾？

脱線ばかりで申し訳ないですが、このような話題は理論が先行
するやりがいのある手段とも思え、発端～その後が気になります。（~　~；

還暦αさん　（＾０＾）コメト さん　みなさん　こんにちは

「主鏡周辺を黒く塗る」 と
「主鏡面から_少し_離して遮蔽板を設置」 は

この場合、「ほとんど」等価ではないでしょうか？
※つまり「回折」に関しては。

「フェルトペンで黒く塗る」方法は、
・キレイな円形の遮蔽板を作る
・遮蔽板の中心を主鏡の中心に合わせて取り付ける
ことがムズカシイので、それよりは実践しやすいということで
あったか、と思います。

「遮蔽板（絞り）を離して設置」というのが
「主鏡自体を絞る」のと等価でなくなるのは、
（たとえば）視野が（離した距離に対して）広い
「レンズレス・シュミットカメラ」などの場合では
ないでしょうか？

曇天会議の皆様こんにちは

この主鏡の絞り板は何かと疑問も多くて、十分な解析が
出来てからの進行と思えず、もしかしたらメーカの別の
意図した事の実践では？とも思います。（＾０＾？

経営戦略の一環かもしれないと思うと、想像だけでなく、
一度聞いてみたいとも思ってしまいます。（＾０＾；
受け取る側の判断での推測がもしかしたら間違ってるかも。。