JPH0476264B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、光学望遠鏡と撮像装置を組み合わせ
た電子望遠鏡に関する。

（発明の背景） 光学望遠鏡とくに天体望遠鏡において、対物光
学系の口径を大きくすれば、集光力を増して微弱
な光を捕捉し、微小な物体を判別する分解能を増
すことができることが知られている。

しかし、口径を増加させること自体が容易でな
いこと、光学系全体の強度重量および価格の点で
問題が生じ、ある限度を越えて口径を増加させる
ことは極めて困難とされている。

大型望遠鏡では、巨大な重量による鏡面の歪、
温度差による変形等から逃れることができず、そ
れらをどのように解決するかが問題になつてい
る。

（発明の目的） 本発明の目的は電子的な撮像や画像処理の技術
を応用することにより前記問題を解決した電子望
遠鏡を提供することにある。

（発明の構成） 前記目的を達成するために、本発明による電子
望遠鏡は、望遠鏡の対物光学系を分割した形状要
素部分が光軸に関して少なくとも一対配置されて
形成された対物光学系を備える望遠鏡光学系と、
前記望遠鏡光学系により集められた対物光学系か
らの光が結像させられ、その像を電気信号に変換
する撮像装置と、前記撮像装置の出力信号を画像
処理する信号処理回路とから構成されている。

前記構成によれば望遠鏡の対物光学系を軽量に
することができる。また前記信号処理回路により
情報の積算、予想される雑音除去処理が可能であ
り従来の望遠鏡では不可能であつた観測が可能と
なる。

（実施例） 以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく
説明する。

第１図は、本発明による電子望遠鏡の実施例を
示す略図的斜視図である。

第２図は反射鏡の一部を拡大して示した斜視図
である。

この実施例装置の光学系はシユミツト・カセグ
レン光学系を変形したもである。

通常のレンズ系は光軸を含む平面の断面形状を
その光軸中心に回転させたときに形成される形状
と同じである。

この実施例の光学系は光軸OPに対して回転対
象に形成されているシユミツト・カセグレン光学
系を光軸を含む平面に対して略等距離にある２平
面で分割して、光軸を含まない部分を削除したよ
うな形状のうち一部分の面積を使用する。

一対の入射窓２Ａ，２Ｂは、シユミツト・カセ
グレン光学系の前面補正板を兼ねている。

一対の反射鏡１Ａ，１Ｂは第２図に示すよう
に、反射鏡基板１ｂに多数の反射鏡片１ｉ，１
ｊ，１ｋ，１ｌ等を設けて構成したものである。

反射鏡片１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｌ等とその背後
の反射鏡基板１ｂ間には各反射鏡片の移動および
傾きの微動調節装置が設けられている。

なお各反射鏡片間に微細な間隙が発生するがこ
れは、後述する画像処理により、解決され問題に
ならない。

本発明において、集光力は電子回路により増倍
可能であるために必ずしも望遠鏡の対物レンズに
相当する前記反射鏡によつて規定されないので、
反射鏡の面積は第一義的な重要性をもたない。一
方分解能が口径によつて規定される事情は変わら
ない。

そのため最大口径に相当する位置に反射鏡の一
部が設けられていることが必要であり、少なくと
も一対の反射鏡の両端が最大口径の最外形に相当
する位置まで張り出している必要がある。

前記一対の反射鏡１Ａ，１Ｂにより反射された
光は、反射面が回転双曲面等の反射鏡３で反射さ
れレンズ４を介して撮像装置５に導かれる。

反射鏡片１ｉ，１ｊ，等はその背後に微動装置
を持つ。この微動装置をつけることにより、観測
しながら各反射鏡片の位置角度を最良の状態に調
整または自動調整できる。

このことは各反射鏡片に研磨誤差があつても、
全体としてこれを最小にすることができることに
もつながる。

対の反射鏡を用いれば、対になる反射鏡相互の
距離を大きくとることで、等価的に巨大望遠鏡に
匹敵する分解能を達成できる。そして前記巨大望
遠鏡において問題とされている自体の重量による
鏡面の歪、温度差による変形を避けることができ
る。

撮像装置５としてこの実施例ではテレビジヨン
撮像管を使用している。

撮像装置５からの出力は信号処理装置６におい
て後述する蓄積、相関、減算等の処理がなされ
る。その結果はモニタ７に画像として再生され
る。

必要に応じて他の出力装置８、例えばコピー装
置を接続して撮像結果をハードコピーに記録す
る。

信号処理装置６は撮像装置により電気信号に変
換された像情報を単にモニタ７に再再生するだけ
でなく以下の処理を行う。

光量が弱いときは、画素対応に設けられたメモ
リに適当な時間積算をする。これは集光能力の拡
大と同じである。

また望遠鏡光学系のもつ固定的なノイズ、例え
ば固定的な傷とか反射鏡片間の筋等を画像処理に
より除去する。

また迷光や電子撮像系に生ずる雑音などで、固
定パターンノイズといわれるものも同様に除去す
る。また既知の恒星群だけを除去し、目的の天体
だけを残す画像処理である。

また、他に有害な水銀灯の背景光があるとき
は、特定波長光を差し引くような分光系を別途組
合せることもできる。

この実施例のようにシユミツト・カセグレン光
学系のような球面反射鏡を利用するときは、各反
射鏡片は、そのあるべき曲面に沿つて任意の位置
角度に移動設定できるので、分解能、集光力等を
任意の状態に可変設定できる。

このように、任意の曲面を設計し、適当な位置
に配置し、合成曲面をあらかじめ計算したように
設定できることが本発明の特徴のひとつである。

また、このように反射鏡は、移動、折畳み、組
立が容易なので、据付、設置、移動も簡単にな
り、例えば強風時などの気象条件に対する対策が
容易である。

機構全体の重量が軽減されるので、赤道儀を利
用しやすくなる。

（変形例） 以上詳しく説明した実施例につき本発明の範囲
内で種々の変形をを施すことができる。

前記実施例装置は一対の反射鏡により対物光学
系を実現したが、対の数を増加することも可能で
ある。また、シユミツト・カセグレン光学系を変
形した光学系を用いたが、他にも適用可能な望遠
鏡光学系が多数ある。屈折光学系を持つ望遠鏡に
も同様の技術が適用される。

前記実施例は多数の反射鏡片を、反射鏡基板の
表面に設けて構成してあるがこの反射鏡片の数
は、用途および反射鏡片の微動調節手段との関係
で適当な選択することができる。

各反射鏡片の大きさが全体に対して小さけれ
ば、研磨が容易であり、また各反射鏡片の研磨の
誤差に原因する収差を小さくすることができる。

前記信号処理装置の出力を評価することにより
焦点調節の適否を判断できる。

そしてこれにより光学系を制御するための帰還
信号を発生させるようにすることができる。

また前記撮像装置および信号処理装置は、電子
撮像系においては、単一光子の検出まで可能なの
で、到達した光子の位置を別個に蓄積して、画像
として再構成することもできる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によつて、
従来構造の望遠鏡の集光力に関する負担を電子撮
像系における画像処理により解決することができ
るので、光学系の設計を大幅に簡略化できる。

したがつて、小型軽量の光学系でも従来の大型
の望遠鏡に匹敵し得るのである。

特に光学系の微動調整が可能であるから、光学
系の精度を高めることができる。

また本発明によつて、光学系の設計、製作ばか
りでなく運用が便利になる。

電子撮像系を光学系と組合せることによつて光
学系の遠隔測定制御が可能となり、操作性を大幅
に向上させることが可能となつた。

本発明は、望遠鏡に適用してその科学上、工業
上の効果は極めて大きいのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による電子望遠鏡の実施例を
示す略図的斜視図である。第２図は反射鏡の一部
を拡大して示した斜視図である。 １Ａ，１Ｂ……一対の反射鏡、１ｂ……反射鏡
基板、１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｌ……反射鏡片、２
Ａ，２Ｂ……前面補正板（入射窓）、３……反射
鏡、４……レンズ、５……撮像装置、６……信号
処理装置、７……モニタ、８……他の出力装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 望遠鏡の対物光学系を分割した形状要素部分
   が光軸に関して少なくとも一対配置されて形成さ
   れた対物光学系を備える望遠鏡光学系と、前記望
   遠鏡光学系により集められた対物光学系からの光
   が結像させられ、その像を電気信号に変換する撮
   像装置と、前記撮像装置の出力信号を画像処理す
   る信号処理回路とから構成した電子望遠鏡。 ２ 前記望遠鏡光学系の対物光学系は反射鏡であ
   る特許請求の範囲第１項記載の電子望遠鏡。 ３ 前記対物光学系は多数の反射鏡片を、反射鏡
   基板の表面に設けて構成した特許請求の範囲第２
   項記載の電子望遠鏡。 ４ 前記多数の反射鏡片の各々は、その位置を独
   立に微動調節し得るように設けられている特許請
   求の範囲第３項記載の電子望遠鏡。 ５ 前記対物光学系の各対は前記位置に独立また
   は連動して移動組立て可能な構造である特許請求
   の範囲第２項記載の電子望遠鏡。 ６ 前記信号処理回路は、画素信号を積算し、背
   景光、既知パターンおよび既知スペクトルまたは
   いずれか一方を排除する処理をする特許請求の範
   囲第１項記載の電子望遠鏡。 ７ 前記信号処理回路は、単一光子を検出しそれ
   を入射点位置の関数として記憶し、モニタ上に再
   構成する特許請求の範囲第１記載の電子望遠鏡。