前回記事の投稿から、結構間が経ってしまいました。天気が悪くてほとんど何も進まなくてネタ切れでした。

前回は福島星まつりでメニスカスの負レンズをお土産にもらい、それをC8+Phoenixに使ってみたという話を書きました。



今回はその続きで、エタロン前に置いたコリメートレンズをもう少しテストしてみたという内容です。



梅雨時で休日は全然晴れなかったので、たまたま晴れと予報が出た平日の7月10日、朝5時頃から起きて撮影してしまおうと頑張りました。

セッティングは前回記事の最終時と同じで、C8+Phoenixにお土産でもらった焦点距離-400mm程度のコリメートレンズを挟んでいます。前回はまだテスト撮影でワンショット撮っただけなので、シーイングの影響を避けるために長時間撮影し、いいシーイングと思われる状況下で分解能がどこまで出るか見るのが目的です。

いつものように、各ショット200フレームで、30秒ごとに1ショット、大体1時間分の撮影です。細部がどこまで出るか見たかったので、接眼部にVixenの安価な2倍バローをつけて、Apollo-M MINIで撮影しました。Hαの中心波長が出る範囲も限られているので、こうすることによって中心部近くを撮影でき、いい部分だけを分解能よく撮影できるようになります。

この日はパッとみる限りシーイングは悪くなかったように思えます。

結果だけを見ます。1時間程度が2セットで、その中でそれぞれ一番いいものをそれぞれ選びました。



分解能が出ているかどうかは、処理中の特にImPPGで指定するUnsharp maskingのσの値でだいたいわかってしまいます。この値が小さくても模様が出てくる時は上手く撮れていますが、大きな数字にしないと出てこない場合は、分解能が悪い時です。今回は全然ダメでかなり大きな値なので、構造を出している線が太くなってしまいます。

実際に処理を進めても、上の画像を見ている限り、20cmの解像度はおろか、TSA-120の解像度にも遠く及んでいません。

原因はシーイングが悪いか、レンズが合わないかです。でもこれらをハッキリ切り分けることは簡単ではないです。シーイングがいい時に分解能が出たならレンズが悪いのですが、シーイングは30秒ごとの撮影でもコロコロ変わる可能性があるので、ほぼ同時に別のシステムで撮影するなどしなくてはいけません。

できるだけ問題を切り分けるために、撮影した多数枚の画像を見渡して検討してみます。110枚＋156枚の画像を見てみると、ほとんどのものがあまり写りは良くなくて、上はかろうじてましなものを選んでいる程度です。PCの画面を見ていて、大きく揺れているようなシーイングではなかったですが、細かいところが出ていない印象で、ほぼ全部の枚数がそのような状況でした。

どうもシーイングというよりはレンズが悪いような印象です。判別するのに毎回こんなふうに多数の枚数を撮っていると大変なので、今後は少し方針を変えます。でもその後も全然晴れないので、モヤモヤしっぱなしです。



7月の連休の最終日の20日、久しぶりに休日が快晴になったので、やっと続きを試すことができました。ここ1−2週間で一気に暑くなりました。昼間は暑くて体力がもたなさそうなので、朝6時起きで準備をして、涼しいうちに撮影します。

今回は、手持ちのいくつかの負レンズを交換して、まずはこのシステムでピントが出るものを洗い出します。前回のものを入れて手持ちは5枚あります。

5枚のうちピントが出るものが3枚ありました。ピントが出ないものは、焦点距離が-400mmよりもっと負側に長いみたいです。前回レンズはC8の主鏡移動で一番端までフォーカスつまみを回してやっとピントが出たくらいなので、C8だと合わないものがあってもおかしくありません。

ピントが合った3枚から、さらにピントの山が出やすいものを選ぶことにします。おそらくですが、山が出やすいものは収差も小さいとの推測からです。3枚のうち、2枚は福島のお土産で、もう1枚はアクロマートレンズを分解したものです。焦点距離は、見た目ではどれもそこまで変わらず、おそらく-400mm程度かと思われます。

結果だけ言うと、アクロマートレンズを分解したものは収差がひどくて使えそうにありません。残り2枚のレンズに比べて、ぱっと見で湾曲が小さいです。今回試した3枚については、湾曲の大きな負レンズほどピントの山が明瞭で、実際の像も良好でした。一般にレンズ形状と収差の関係は光束や配置にも依存するので単純には言えませんが、少なくとも今回のC8＋Phoenixの配置ではこの傾向が見られました。

先日福島の星まつりでお土産にもらった負レンズ2枚の像はパッと見は共に悪くなく、さらに慎重に比べると前回試した1枚とは別の、残りのもう1枚の方が良さそうです。レンズの形状としても、いいと思われる方が湾曲が大きいです。今回はこちらを試すことにします。



新レンズでは、まずはカメラをG3M678Mにしました。広めかつ2μmの細かいピクセルサイズで分解能良く撮る目的です。今回は1分ごとに1ショット、30分間撮影しました。これまでの30秒でなく、1分ごとにしたのは、暑さでPCがヘタってしまって反応が遅くなり、1ショット撮影するのに17秒もかかってしまうためです。また、1時間にしなかったのは、すでに暑くなり始めていたからです。

結果を示します。

これは上の7月10日に撮ったものと比べるとかなりマシです。レンズを代えた甲斐があった可能性が高いです。ただ、20cmの口径が活かされているかというと、まだイマイチな気がします。TSA-120のベストと比べても、まだ届いていないです。

今回の撮影で分かったことは、今のC8+Phoenixのセットアップには問題があるようで、写した画像をまとめて見てみると、時間とともに像がボケていくことがわかりました。上の一番まともだったショットはこのセットの中で一番最初に撮ったもので、その後はどんどんダメになっていきました。

たまたまシーイングが悪くなっている時間帯に撮影したのか、それとも何か他に悪くなる原因があるのか？一つヒントは、撮影が終わってから見てみると、ピントが全然ズレてたということです。最初に合わせ損なうようなレベルではないくらいの大きなズレです。どうも、何か時間的に変化する何かのようです。



次に、2倍バローを付けて、カメラをApollo-M MINIに取り換えて、30秒ごとにもう45分ほど撮影しました。45分で途絶えたのは、9時を過ぎて気温を見たら既に33度を超えていたからです。自分自身も暑くて、PCも熱くて限界でした。

今回の2セット目と、上の1セット目との違いをまとめておきます。

• ピクセルサイズは2セット目のApollo-M MINIが4.5μmと大きくなるが、2倍バローを付けているので、1セット目のG3M678Mと同等に近い分解能になる。
• センサーサイズもG3M678Mが1/1.8インチでApollo-M MINIが2/3インチで、そこまで大きく変わらないため、バローが付いている分だけ実際に見える面積は1/4程度になる。
• G3M678Mが一般的なローリングシャッターで、Apollo-M MINIが揺れに強いグローバルシャッター。

結果を示します。

これはかなりいいです。20cmの口径が効き始めていると言っていいでしょう。

1セット目とは拡大率とカメラが違うのですが、1ピクセルあたりの視野角は1セット目とあまり変わらないので、ピクセルサイズだけ考えると、分解能が大きく改善する理由はありません。比較のために、同じ画角で1セット目と2セット目を並べてみます。


明らかに2セット目のApollo-M MINIの方がいいのが、よくわかります。

可能性としては、2セット目がたまたまシーイングが良かったこと、もしくはグローバルシャッターのおかげでしょうか？これまでもグローバルシャッターのほうがいい結果が出ていますが、たまたまの可能性も捨てきれず、いまだに結論は出ていません。ただ、時間帯としては後に撮ったので、シーイングは悪くなるはずです。それでもいい像が出ているというのは、やはりグローバルシャッターのおかげの可能性もあるかもしれませんが、まだ結論は保留しておきます。

ただし、(大気揺らぎという意味での) シーイングというか、鏡筒も含めた揺らぎという意味でのシンチレーション的には問題もあって、今回も1セット目と同じく45枚の画像のほとんどが悪くて、良かったのは最初の数枚だけでした。傾向も1セット目と同じく、時間と共にどんどん悪くなっています。撮影終了後の鏡筒を改めて調整してみると、明らかにピントがずれているのも同じでした。

どうやら今のセットアップでは、撮影中に何か徐々に悪くなる原因があるのは確実のようです。まあこれくらいの10分とかの時間スケールで変化する時は、大抵温度に関係する何かが原因の可能性が高いです。今後この問題を探っていくことになりそうです。

あと、まだレンズの収差が残っている可能性は否定できません。収差がひどいレンズをテストした時に改めて実感したのですが、ピントを合わせ込もうとしても、像がズレたようになり綺麗な像が出るピークが全然わかりません。今一番いいと思っている最後に使ったレンズも、まだこの傾向が少しあるような気がします。焦点距離は-200mmと大きく状況は変わりますが、今一度PSTのレンズに戻してみて、ピントの山がどれくらいか改めて確認するのも手かと思います。もしくは、アイリスを使って今のレンズ径を絞るテストもいいかもしれません。



今回はC8でそこそこうまく出たので、改めて反転やカラー化など画像処理をしたものも載せておきます。







少しずつC8でも像が出るようになってきました。でもまだ問題点は山積みで、今のままではじゃじゃ馬鏡筒のような感じです。もう少し安定に運用できるようにしたいですが、上手くいくのかどうか...。

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前回のPhoenix+C8ファーストライトで、ピントは合うにはあったが、視野が狭いということを確認しました。ピントは合ったものの、まだはっきりとした画像とは程遠くて、これがシーイング起因なのか、それともTSA-120からC8に変えたことでなにか新たな問題が起こっているのかだけは、切り分けておきたいと思います。


前回と同じC8 + PST collimator lens + UV/IR cut filter + R2 filter + Apollo-M MINIをCGEM IIに載せて、いつものように30秒ごとに200フレーム撮影して、120ショットで1時間撮影してみました。試したのは2週間前の6月13日で、前々回記事の飛騨コスモス天文台での観望会の日の朝です。この日は午前5時頃には起きて、6時52分から連続撮影を始めています。

結果です。


ニュートンリングがすごいことになってますが、まあそこそこ十分な解像度が出ているかと思います。なので、とりあえず前回ボケボケだったのは、やはり午後のワンショット撮影だったのが理由で、シーイングが悪かったと結論付けていいでしょう。ただし、この画像がC8の口径20cmを活かし切っているかどうかは別問題で、今後何例か撮影して検証していきます。

ニュートンリングについては、カメラ前に付けてあるチルターを、F値の低いTSA-120に合わせて角度を小さくしていたためで、角度を大きくして撮影すると
のようになり、ニュートンリングを回避できます。その代わりに、視野が右方向にシフトしてしまいます。この視野シフトはニュートンリングの回避とトレードオフで、できるならカメラの撮影位置をシフトするようなアダプターを３Dプリンタで作るといいのかもしれません。

ちなみに、この画像は一つ前の画像とは別の小さな黒点ですが、シーイングがどんどん悪くなるような時間帯だったらしくて、朝イチの画像ほど解像度は出ていません。



C8で写すと視野が狭いと言いましたが、この「狭い」には二つの意味があると思います。

1. 画面の中でいい像が得られる範囲が狭い。
2. 焦点距離が長くて拡大率が大き過ぎる。

1から考えます。上の2枚の画像で見てわかるように、きれいに出ている部分はかなり限られています。一番の問題は、前回解説したエタロンへの入射角による波長シフトです。範囲としては、センサーの長辺の半分くらいを直径とした円内くらいでしょうか。前回の議論の結論では、この円の大きさはフェニックスをそのまま使っている限り、大きく変更することは出来なさそうというのがわかっています。

2の意味での視野が狭いというのは、太陽の狭い部分をかなり拡大して見ているという意味です。C8の焦点距離2000mmに対して、対物レンズから1800mmの位置に-200mmのコリメートレンズを置くことで平行光を作っています。2000/200 = 10倍の拡大率が、フェニックスの対物レンズの400mmにかかって、合計の焦点距離は4000mmとかなり長くなります。もし大きな黒点が出ると、おそらく画面に入りきらなくなるはずです。



1の方は、フェニックスを何かいじらない限り改善は難しいので、とりあえず置いておいて、今回は2の方の改善を考えます。とにかくもう少し広い範囲を見たいので、焦点距離を短くすることを考えます。

一番簡単なのはコリメートレンズの焦点距離を負側に大きくすることです。例えば、-400mmの焦点距離のレンズを1600mmの位置に置くことができれば平行光を作ることができ、焦点距離は2000/400 x 400 = 2000 [mm] となります。ただし、-400mmにするとコリメートレンズ位置での光束径は-200mmの場合の約2倍になり、C8のF10では40mm程度になります。そのため、フェニックスエタロンの直径の40mmを有効に使えるようになる一方、コリメートレンズでの収差は大きく出るなど、不利な点もあります。

簡単と言いましたが、実際には結構難しくて、少なくとも2点大変なことがあります。



まず一つめの難しさは、収差の少ない負の焦点距離の長いレンズを「手に入れる」ということです。

これまでPSTに付属のメニスカスレンズを使ってきましたが、これは少なくとも口径120mm程度の口径で収差が問題にならない程度のレンズだということがわかっています。負側に長い焦点距離で、収差の少ないレンズを手に入れる必要があります。ところが、焦点距離が負側に長いメニスカスレンズは単体ではほとんど売られていません。メニスカスレンズどころか、収差の大きい凹凹レンズさえ種類がものすごく少ないです。

一つの方法は、アクロマートレンズを分解して、その一つが負のメニスカスレンズなので、適した焦点距離のものを見つけることです。でも、個々のレンズの焦点距離は普通は示されていないので、個別に分解して確認する必要があります。私も一度は手持ちの使っていないアクロマート鏡筒を分解して試しましたが、TSA-120でピントを出せる範囲が狭かったせいもあるかもしれませんが、結局うまくいきませんでした。実際には、条件に合うものを見つけるのはなかなか大変なのかと思います。

そんな折、以前星まつりで知り合って、自宅までわざわざ遊びに来てくれた、お隣石川県のＯさん一家の息子さんが、福島の星まつりのお土産で、なんとメニスカスレンズを買ってきてくれました。

星の村でこのような物を見つけたので、よかったらフェニックス用にいりますかね？※焦点距離は不明です。
中坊より pic.twitter.com/NHRZidOAcw

— otoku104 (@otoku104) June 7, 2026

私は腰痛で福島に行けなくてヤキモキしていたのですが、わざわざ星まつりの帰りの日曜に自宅にまで寄ってくれて、何枚かのレンズを頂きました。このブログをいつもよく読んでいてくれて、ちょうど私がコリメートレンズで悩んでいることも知ってくれていてのお土産です。最初に会ったときは小学5年生でしたが、今ではもう中3。でも中3できちんとコリメートレンズのことを理解しているのはすごいです。ちょうど福島で初公開だった、ヘリオスターの150mmの話も聞くことができました。晴れ間がほんの一瞬だったので、長くは見えなかったらしいのですが、やはり口径に応じた素晴らしい見え味だったようで、うらやましい限りです。

負レンズは焦点距離を見積もるのがなかなか難しいのですが、手持ちの焦点距離が-200mmと分かっているレンズと見え方を比較してみると、遠くに見える像が大体半分くらいの大きさになるので、おそらく-400mm程度なでのはと思います。これだと、太陽がより小さく見えるはずなので、写すことができる太陽像の範囲が倍程度になるはずです。



でもここで、もう一つの難しさが出てきます。エタロン用に平行光を作るためには、C8の焦点位置から400mmも手前にこのレンズを配置しなくてはならないことです。

普通の鏡筒なら、筒自体が邪魔をするために、こんな位置に置くことは出来ませんが、C8は主鏡を移動することで焦点を合わせる機構で、焦点位置をかなり大きな範囲で移動させることができます。具体的には、焦点距離が1800mm程度から2300mm程度まで変化するそうなので、焦点位置を500mm位の範囲で動かすことができるはずです。

実際にレンズをC8の手前に置いて試してみました。蛇足ですが、この時点で、赤道儀との固定をVixen規格のアリガタから、ロスマンディー規格のものに変更しました。さすがにこれだけ機材が大げさになってくると、より強固に固定した方が安全そうです。

試した限りピント位置はかなりギリギリで、コリメートレンズをC8にできる限り近づけることで、なんとか焦点が合う位置を見つけることができました。具体的にはコリメートレンズ位置を、何もついていないC8の接眼部から2cm程度離すだけで、もうフェニックスをどう置いてもピントが出なくなります。

その一方、フェニックスのフォーカサーのピント位置は遠くになると思ったのですが、意外にも逆の、かなり短い側でしか合わせることができませんでした。恐らくですが、コリメートレンズは平行光を生み出す本来の位置よりも遠くに置かれていて (C8の内部にレンズを入れない限りこれで限界) 、コリメートレンズ後の光は少し収束するような状態になっているものかと思われます。そこにフェニックスの400mmの対物レンズが置かれると、本来の400mmの位置よりも手前で焦点を結ぶというわけです。

それで撮影した画像が以下になります。

これまで同様に30秒ごとの120ショットから選びましたが、午後でシーイングはかなり悪くなっていたためか、少なくとも口径20cmの分解能が出ているようには見えず、このメニスカスのコリメートレンズが収差的に問題がないかどうかは判断できません。「少なくとも上の画像くらいまでの分解能は出せる」ということが言えるだけだと思います。

よく見えている円内の周りの、波長のズレが激しいのがわかります。左右で比べると、左側の波長ズレが大きいように見えます。また、BFでの絞り効果も画面左下に見えています。それでも合成焦点距離が2000mm程度になっていて、目的だった太陽が小さく見えているので、午前に見た時よりも広い範囲を見ていることになります。

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TSA-120を使ってのフェニックスの大口径化の最後の記事で少しだけ見せたのですが、次に更なる大口径、20cmのC8を使うことを考えています。



PhoenixとC8の接続は、TSA-120の時と同様に、アルミフレームを使っています。そもそも、C8で高さが変わることも見込んで、最初からアルミフレームを採用していたというわけです。


このフレームを縦に2段にすることで、フェニックスの位置を高くすることができ、長穴の空いた板で接続することで高さを調整することができます。



コリメートレンズはTSA-120の時と同様に、PSTの焦点距離-200mmのメニスカスレンズを使いました。TSA-120の時は、コリメートレンズ位置で光束径が27mmと、実測レンズ径の23mmを超えていましたが、C8は焦点距離2000mmのF10鏡筒なので、焦点から200mm対物側に置いてやれば、光束径は20mmになり、レンズ径内に収まるはずです。

C8は主鏡を移動することでピントを合わせる構造となっています。その調整範囲はかなり広く、焦点距離は1800mm程度から2300mm程度まで調整できるそうです。これはフェニックスを置く位置の範囲を、広く取れることを意味します。逆にいうと、この調整範囲の広さから最初は簡単にピントが出るでしょうが、最適化は自由度が大きく大変だということになりそうです。



減光に関しては、PST+C8やTSA120+Phoenixでやった方法と同じで、エタロン前にUV/IRカットフィルターをつけています。

UV/IRカットフィルターは基本的に反射と透過が主で、熱はほとんど発生しません。熱は、反射でも透過でもないわずかのロスで発生するからです。

また、UV/IRカットと言いながらも、実際に太陽光をフィルター単独で反射光を見るとわかるのですが、意外に可視光も反射することがわかります。さらに、見る限り透過光より反射光の方が明るかったりします。そのため、不可視光も含めたパワー的には3分の1程度に抑えることができるはずです。

その後にさらに赤色のR2フィルターを入れています。以前C8の光をこのR2フィルターに直接入れたときは熱で割れてしまいましたが、UV/IRカットフィルターの後に入れた場合はほんのり温かくなるくらいで、全然余裕がありそうです。

エタロンも基本的には反射と透過なので、エタロン自体が熱を持つことはあまりなく、熱で壊れることはないということは、PSTで経験済みです。ただし、フェニックスのエタロンはPSTと違い中央遮蔽があり、そこでのロスが熱になる可能性があるので、十分注意しながらエタロンを壊さないように試す必要があります。今回UV/IRカットフィルターとエタロンの間にR2フィルターを入れたのは、中央遮蔽での熱膨張を心配してです。

副鏡のところではそこそこ集光しているので、鏡以外のところには全光量をあまり当てない方がいいでしょう。最初のアラインメントだけは、鏡筒の蓋を少しだけ開けて、大きくずれていないことを確認してから全部開けるようにしています。

また、焦点から大きく外れたところに平面の反射面を置くと、戻り光が変なところで集光する可能性があります。基本的には焦点から遠くない所に反射物を置きますが、やはり対物側を覗き込まないように気をつけるべきです。戻り光は集光さえしなければ、太陽光以下の光しか返ってこないので、基本的には問題ないはずです。

でも、そうは言っても太陽望遠鏡が危険なことには変わりないです。ここで書いていることが理解できない場合、もしくは危険を軽視して注意を払えないような場合は、太陽望遠鏡の改造などは絶対に試すべきではないです。もし試す場合も、口径が大きな鏡筒での太陽観察は、失明や火事など、本当に深刻な危険が伴うことを十分肝に銘じて、安全に十分な注意を払いながら、自己責任の範囲で進めるようにしてください。この記事を読んで何か事故が起きたとしても、私は何の責任も取ることができません。




C8とPhoenixの2台を繋いだ状態で、実際に太陽を導入してみます。やはり最初は怖いので、鏡筒前の蓋を少しずつずらしながら、熱くなるようなところがないか、手で触ったりして確かめながら進めます。接眼部では最初はカメラをつけずに、手をかざして明るい光が来ていないことを確認しながら、徐々に蓋をずらして開けていきます。

問題なさそうならカメラを取り付けて、早速SharpCapで見てみます。C8のピントノブを回していくと、やはり予想通り範囲内に簡単にピントが合うところがありました。




でも、ピントが合ったというだけで、これで成功かというと、見ている限り問題点が大ありです。

1. まず、視野が狭いです。カメラはApollo-M MINIですが、像は円状の内部にのみ見え、周りは真っ暗に見えます。
2. 合成焦点距離が、(2000mm / 200mm)*400mm =4,000 mm とかなり長いので、視野が狭くなってしまいます。

視野が狭いので、PST時代のASI290MMよりも多少センサー面積の大きいということで、Apollo-M MINIを使いました。でもこれだと丸く見える範囲しか使えず、特にピクセルサイズが大きく画素数が多くないので、全然有効活用できていません。

なぜ、視野が狭くなるのか？まず試しに、接眼部についているERFとBFを外してみました。エタロンのいわゆる櫛形の透過光を見ている状態になります。

連続光に近い状態になるのですが、少なくとも周りをカットするようなものはなくなってるようです。BFとERFが何か悪さをしているようなのですが、必ずしもBF、ERFが単体で問題ということは言い切れません。エタロン単体も問題ないと結論付けそうになりますが、これもやはり言いすぎです。エタロンとBFとERFがそろって、Hαのナローになって初めて出てくるような複合要因の問題はまだ残されているかもしれないということです。ここで言えることはせいぜい、「C8とPhoenixの組み合わせで、連続光で見ている限りは変な視野の制限はなさそう」ということくらいでしょうか。

ここでは視野を制限する理由として、2つの原因の可能性を考えてみます。

1. エタロンに対する入射角がつくこと
2. センサー前のBF径が小さく、絞りのような状態になっていること

とりあえず思いつくのはこれくらいなのですが、どちらも定性的に考えるだけでは意味がないので、もう少し定量的に実際に見えているものと比較してみることにします。

1と2をそれぞれ個別に議論してみます。



まず、エタロンへの入射角で視野がどれくらい制限されるかの見積りです。コリメートレンズで平行光を作っているはずなので、平行光がエタロンへ入っていくはずで、なぜエタロンに対して入射角がつくか、不思議に思わないでしょうか？ここはきちんと理解しておく必要があるので、今回説明することにします。

最初に、コリメートレンズ中心の光は入射角0度でエタロンに入っていきます。でも、太陽は面積を持っているので、視野の中心位置からズレたところでは「局所的な光束はたとえ平行光」だとしても、「その光束全体が角度を持って」エタロンに入射している状態になります。

まだちょっとわかりにくいかもしれないので、次のように考えてみましょう。(C8とかの接続を考えずに)フェニックス単体でHαで、太陽を中心に導入して、カメラで見ることにします。この場合、鏡筒の対物レンズ前にエタロンがついていることになります。太陽から平行光が入ってきていて、対物レンズ全体でその光をとらえます。センサーの中心に集光する光は太陽中心を見ている光なので、平行光で入射角も0度でエタロンに入った光を見ることになります。その一方、センサーの中心からy[mm]離れた端の位置に集光する光は、面積のある太陽の中心からずれた端の方を見ることになります。その光は、局所的な光束で考えると平行光ですが、エタロンに対しては


で表されるような入射角θを持って、エタロンに入射していることになります。ここで、yはセンサー上での中心からの距離、fは対物レンズの焦点距離で、フェニックスの場合400mmになります。

ポイントは、太陽は面積を持ってるということです。それが面積を持っているセンサーの上で像を結んでいるので、(光束としては)平行光ですがエタロンの時点で入射角を持った光を見ているということになります。間違えやすいのは、対物レンズで集光する際の角度とは違うということです。対物レンズ上ではセンサー上よりもっと大きなビーム径になっているので、その集光する角度はもっと大きな角度になります。この角度と、エタロンへの入射角は別物です。

もっとわかりやすい話として、視野角を考えてみましょう。太陽の視野角は0.5度程度です。視野角0.5度の円状の面積が、センサー上に円状の像を結びます。この視野角と、エタロンへの入射角は同じものになります。なので、太陽の縁の所は、センサー上で中心から400[mm] x tan(0.5/2度) = 1.75[mm]の位置に像を結び、その際の光の「エタロンへの」入射角は0.25度ということになります。

センサー位置から逆にエタロンへの入射角を考えて見ます。例えば、Apollo-M MINIのセンサーサイズ横幅8.75mm、縦幅6.6mmの場合、横端では


でエタロンへの入射角θ = 0.627度の光が集光している

縦端では

でエタロンへの入射角θ = 0.473度の光が集光している

ことになります。

ここできちんと意識しておかなければならないことは、フェニックスのようにエタロンが対物レンズの前に置かれている場合は、この入射角は「対物レンズの焦点距離」と、「センサー上の像の位置」のみで決まってしまうということです。波長にも、口径にも依存しないということはきちんと理解しておくべきでしょう。これは太陽のような平行光を見ている限り、もしくはフェニックスの手前にTSA-120やC8を接続してもコリメートレンズで平行光にしている限り、一般的に成り立つ話です。なので、フェニックス前をどういじろうが、平行光条件を満たす場合は、エタロンへの入射角に対してはフェニックスという決まった対物レンズを使っているので、もうどうにかするような自由度は残されていないということです。これは結構痛いですね。



次に、入射角と波長のズレの関係を考えます。エタロンに入っていく光に入射角がある場合の波長のズレは、アマチュア天文の範囲では例えばAstrosurfのこのページで検討されています。中心波長λ0の光が、エタロンへ入射角θを持って入射した場合に、波長のズレΔλは


というような式になります。でもこの式、きちんとした証明が同サイト内のどこにも書いてないんですよね。根拠がわからない式を使うのは気が引けるので、今回きちんと証明しておこうと思います。

エタロンについては、関係式を太陽を始めた初期の頃にある程度説明しています、エタロンの間の距離dは半波長λ/2の整数倍mになるという条件が課せられるので


となります。もし光がエタロンに対して角度θで入射した場合、dは入射光から見るとエタロン間のギャップの距離が1/cosθで長くなったように見えるので、

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3連休の週末記事 (その2) です。前回記事で、真ん中の日曜のことを書いてしまいしたが、今回は初日の土曜のことに戻ります。



土曜は朝から晴れていたので、早速太陽です。先週日曜は久しぶりにC8+PSTでリハビリでしたが、最低限画像が撮れたくらいというレベルなので、今週はもう少し進めました。

撮影は昼からなのでシーイングはもうそこまで良くはないですが、黒点周りを2箇所、プロミネンスを1箇所、それぞれ30秒間隔で1時間弱くらい約120ショット撮影し、その中で一番シーイングのいいものを1枚選んで処理しました。同じ午後撮影でもシーイングのいい時は短時間ですが必ず訪れるので、前回のへっぽこ画像よりははるかにましになります。



左の東の方です。黒点が2つ出ています。この時間帯はあまりシーイングはよくなかったです。

東端にでてきた新しい黒点です。ちょっとマシなシーイングの時がありました。

東に大きなプロミネンスがいくつかあり、そのうちの一つです。カメラの向きを90度変えて、横手方向にプロミネンスが広がるように撮影しています。この時はもう少しマシなシーイングでした。

処理はAutoStakkertで、120ショットの動画を全部まとめてバッチ処理してスタックし、120枚の画像にします。できた画像に、ImPPGのバッチ処理をかけて細部出しなどをします。その中でベストのものを選びます。ベスト画像を改めて一からImPPGで細部出して、あとはPixInsightのSolarToolsで処理し、
最後Photoshopで仕上げました。



追加でTSA-120にPSTを取り付けて撮影してみました。もう夕方近くで隣の家の屋根に沈みそうだったので、とりあえずパッと撮っただけです。フラット化もできなかったので、画面内で輝度差がありますが、さすがに分解能は特筆すべきものがあるでしょう。時間があるときにもう少しTSA-120で太陽で遊んでみるのもいいのかもしれません。

この撮影をした時間帯はまだ15時半前です。もうずいぶん日が短くなって、太陽高度も下がっているのを実感します。



C8とPSTのリハビリはまあこれくらいでいいでしょう。TSA-120が意外に楽しそうです。高級機を太陽に使うのはちょっと心配だったのですが、今のところトラブルは無さそうです。今後どんどん活用していきたいと思います。（というので、前回の粒状斑の記事になったというわけです。）

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