JPH07209588A - 反射式天体望遠鏡 - Google Patents

反射式天体望遠鏡

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JPH07209588A
JPH07209588A JP251794A JP251794A JPH07209588A JP H07209588 A JPH07209588 A JP H07209588A JP 251794 A JP251794 A JP 251794A JP 251794 A JP251794 A JP 251794A JP H07209588 A JPH07209588 A JP H07209588A
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JP
Japan
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lens barrel
prepreg
fiber woven
astronomical telescope
aramid fiber
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Application number
JP251794A
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English (en)
Inventor
Yukio Yamamoto
雪雄 山本
Masao Anzai
政夫 安齊
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TOKYO TOKUSHU GLASS KK
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
TOKYO TOKUSHU GLASS KK
Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】鏡筒の熱伝導率が極めて小さく、重量が軽量
で、尚且つ低コストで実現できる、新規な反射式天体望
遠鏡を提供する。 【構成】反射鏡のうちの少なくとも主鏡10が、表面側
を凹面形状とした泡入りガラス11の表面に、薄いガラ
ス層12を、表面が所定の凹面形状となるようにして一
体的に形成し、上記ガラス層12の表面に反射膜13を
形成して形成された軽量反射鏡であり、鏡筒20が、ア
ラミド繊維織物のプリプレグを積層・固化した構造によ
り形成され、有効径が130mm以上である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は「反射式天体望遠鏡」
に関する。
【0002】
【従来の技術】夜間照明や空気の汚れにより、都市部で
は天体観測の条件が劣悪化しており、良好な観測のた
め、都市部を離れて観測を行うことが普通になってきて
いる。このような場合、都市部在住の観測者は、観測場
所まで天体望遠鏡を持参してセットする訳であるが、多
少なりとも専門的な観測を行い得る、有効径:130m
m以上の天体望遠鏡は、三脚や架台等の設置用具まで含
めると数10Kgと極めて重量が重く、そのため搬送や
セッティングの際の取り扱いが面倒である。また、日中
の天体観測では、鏡筒の温度が上昇すると、鏡筒内に空
気の不安定な流れが発生し、観測に対する妨げとなる。
【0003】天体望遠鏡本体の重量は、反射鏡の重さと
鏡筒の重さが大部分を占めており、これらの重量を軽量
化する試みがなされている。例えば、反射鏡の重さを軽
量化したものとして、反射鏡の大部分の体積を占める基
体部分を、酸化珪素多孔性発泡体により構成したものが
提案されている(特開平4−353802号公報)。ま
た、鏡筒部分の重量を軽量化したものとして、特殊な強
化炭素繊維により構成した鏡筒が知られている(特開平
4−303627号公報)。
【0004】従って、上記のような軽量化した反射鏡と
鏡筒とを組み合わせることにより、重量を有効に軽量化
した天体望遠鏡を期待できる。
【0005】しかし、上記鏡筒用の強化炭素繊維は、熱
伝導率:0.1W/m・K以下という特殊なものであり
高価であるため、天体望遠鏡のコストが高くなるという
問題がある。
【0006】鏡筒を通常の一般的な炭素繊維強化複合材
料で構成することも考えられるが、炭素繊維の熱伝導率
は弾性率の違いによって様々であり、小さいものは3〜
5W/m・K(W/m・度C)から、大きいものでは1
00W/m・K(W/m・度C)を超えるものもあり、
日中に長時間の観測を行う場合には、やはり上述の「不
安定な空気流」を鏡筒内に生じ易いという問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑みてなされたものであって、鏡筒の熱伝導率が極
めて小さく、重量が軽量で、尚且つ低コストで実現でき
る、新規な反射式天体望遠鏡の提供を目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明の「反射式天体
望遠鏡」は、有効径:130mm以上であり、反射鏡の
うちの、少なくとも主鏡が「軽量反射鏡」で構成される
(請求項1,2)。請求項1記載の発明は、鏡筒が「ア
ラミド繊維織物のプリプレグの積層構造」、即ち、アラ
ミド繊維織物のプリプレグを積層し、硬化させた構造に
より構成されている点を特徴としている。
【0009】請求項2記載の発明は、鏡筒が「アラミド
繊維織物のプリプレグと、炭素繊維織物のプリプレグと
の交互の積層構造」、即ち、アラミド繊維織物のプリプ
レグと、炭素繊維織物のプリプレグとを交互に積層し、
硬化させた構造により構成されている点を特徴とする。
【0010】上記軽量反射鏡は、「表面側を凹面形状と
した泡入りガラスの表面に、薄いガラス層を、表面が所
定の凹面形状となるようにして一体的に形成し、上記ガ
ラス層の表面に反射膜を形成し」て形成された反射鏡で
あり、具体的には、前述の特開平4−353802号公
報開示のものを適宜利用できる。
【0011】上記のアラミド繊維織物のプリプレグは、
「商品名:ケブラー(米国デュポン社)」により知られ
るアラミド繊維を縦糸および横糸として、織物状に構成
したものであり、可撓性を有し、120〜150度Cの
温度で硬化して、堅固な固体となる。従って、アラミド
繊維織物のプリプレグを複数枚重ねて鏡筒形状に形成
し、上記温度に加熱すれば、強固な鏡筒を実現できる。
アラミド繊維織物のプリプレグの積層枚数は、鏡筒に必
要な強度と、断熱性を考慮して定めれば良い。
【0012】炭素繊維織物のプリプレグは、通常の炭素
繊維織物によるプリプレグを利用できる。
【0013】また、上記請求項1,2記載の発明におい
て、主鏡を支持して、鏡筒に取り付ける「支持部材」
を、「アラミド繊維織物のプリプレグを積層し、成形
し、硬化させることにより形成されたリブ構造のもの」
もしくは、「アラミド繊維織物のプリプレグと、炭素繊
維織物のプリプレグとを交互に積層し、成形し、硬化さ
せることにより形成されたリブ構造のもの」とすること
ができ(請求項3)、あるいは「アルミニウムによるリ
ブ構造のもの」としてもよい(請求項4)。
【0014】
【作用】上記のように、この発明の反射式天体望遠鏡
は、有効径:130mm以上である。大まかに言って、
反射鏡の重量は「有効径の2乗」に比例し、鏡筒の重量
は有効径に比例する。従って、有効径が小さいところか
ら、次第に大きくなるに従い、望遠鏡自体の重量は、あ
る口径から急にその増大が著しくなる。130mmより
小さい有効径の天体望遠鏡では、この発明の構成による
軽量化の効果が、あまり顕著でなく、このように有効径
の小さい望遠鏡では、敢えて軽量化をする必要性に乏し
い。
【0015】アラミド繊維織物のプリプレグを積層し、
硬化させることにより形成される、所謂「アラミド繊維
強化複合材料」は、熱膨張率が「沿層」方向において、
2〜3×10~6/K(10~6/度C)と小さく、従っ
て、温度変化に伴う、鏡筒の伸縮が有効に防止される。
【0016】アラミド繊維強化複合材料は、熱伝導率
は、「貫層」方向において、0.7〜0.9W/m・k
と小さく、これは低弾性率の炭素繊維織物による炭素繊
維強化複合材料よりも40〜50%小さい。従って、ア
ラミド繊維強化複合材料による鏡筒は、鏡筒内への外部
温度の影響を有効に防止できる。
【0017】また、請求項2記載の発明のように、アラ
ミド繊維織物のプリプレグと、炭素繊維織物のプリプレ
グを交互に積層し、硬化させて構成した鏡筒は、炭素繊
維強化複合材料の極めて低い熱膨張性と、アラミド繊維
強化複合材料の高い断熱性とを合わせ持つことができ
る。
【0018】この発明の天体望遠鏡は、少なくとも主鏡
に上記の「軽量反射鏡」を用いるため、主鏡を支持して
鏡筒に取り付ける「支持部材」に、さほどの強度を必要
とせず、従って、請求項3記載の発明のように、上記支
持部材として、軽量な「アラミド繊維強化複合材料によ
るリブ構造のもの」もしくは「アラミド繊維織物のプリ
プレグと、炭素繊維織物のプリプレグとを交互に積層
し、成形し、硬化させることにより形成されたリブ構造
のもの」(請求項3)や、「アルミニウムによるリブ構
造のもの」を用いることもできる(請求項4)。
【0019】
【実施例】以下、具体的な実施例を説明する。図1は、
この発明の1実施例を示している。この実施例は、請求
項1,4記載の発明を「ニュートン型の反射式天体望遠
鏡」に適用した例である。符号10は「主鏡」を示し、
符号20は「鏡筒」、符号30は「斜鏡」、符号40は
「支持部材」である主鏡リムをそれぞれ示す。
【0020】斜鏡30は、勿論、図示されない公知の支
持手段により、鏡筒20内の所定の位置に支持されてい
る。
【0021】主鏡10は、上述の「軽量反射鏡」であ
り、図2に示すように、表面側を凹面形状とした泡入り
ガラス11の表面に、薄いガラス層12を、表面が所定
の表面形状となるようにして一体的に形成し、上記ガラ
ス層12の表面に反射膜13を蒸着形成して形成されて
いる。
【0022】このような、軽量反射鏡の製造は、具体的
には、前述の特開平4−353802号公報、特開平5
−60909号公報に詳細に開示された方法により実現
できる。
【0023】この実施例では、以下のようにして主鏡1
0を作成した。先ず、水酸基を約200ppm程度含
む、粒径:50μm以下の2酸化珪素の粉末を、約14
00度Cの温度で、泡入りガラス11の形状の型を用い
て「成形焼結」により焼結体を得、この焼結体を、80
0度Cの温度のアンモニア雰囲気中で加熱反応させて
「アンモニア化」したのち、更に、1600度Cの温度
の減圧雰囲気中で3時間加熱し、融着させると共に離脱
ガスにより発泡させることにより、泡入りガラス11を
得た。
【0024】続いて、この泡入りガラス11の表面の凹
面形状の部分に、予め、凹面形状に形成した薄い、無気
泡の石英ガラスを1600度Cの温度で、泡入りガラス
11の表面に融着させて一体化し、ガラス層12とし
た。このガラス層12の表面にアルミニウムを蒸着し
て、反射膜13とした。
【0025】このようにして得られる主鏡10は、水に
浮く(比重:1以下)ほどに軽量である。
【0026】鏡筒20は、円筒状の型の周面部に、アラ
ミド繊維織物の、厚み:0.25mmのプリプレグを4
層に積層し、硬化・成形後、脱芯することにより、厚
さ:約1mmの成形品として形成した。鏡筒20の長さ
は600mmである。
【0027】符号201で示す「フロントリム」は、ア
ラミド繊維織物の、厚み:0.25mmのプリプレグを
20層に積層し、硬化・成形後、脱芯することにより、
厚さ:約5mm、幅:20mmの成形品として形成し、
鏡筒20の先端側開口部に嵌装固定した。
【0028】主鏡10を支持して鏡筒20に取り付ける
支持部材40は、アルミニウムの成形により、図3に示
すような「リブ構造」とした。
【0029】図1に示すごとき反射式天体望遠鏡を、有
効径:300mmとして作製した。その結果、ガラス製
の主鏡とアルミニウム鏡筒および鉄製支持部材を用いる
場合(重量45kg)に比して、望遠鏡本体の重さを6
0%程度軽量化することができた。
【0030】別実施例として、低弾性率の炭素繊維織物
によるプリプレグ(厚み:0.2mm)とアラミド繊維
織物によるプリプレグ(厚さ:0.25mm)を交互に
2層ずつ積層して、厚さ:約1ミリの鏡筒にしたもの
を、上記実施例における鏡筒に換えても、同様の軽量化
効果を得られた。
【0031】上記各実施例において、プリプレグは、
「縦糸方向」を鏡筒の軸方向に実質的に平行にして用い
た。上記2実施例の何れの場合も、鏡筒の熱膨張による
光軸の狂いがなく、日中に長時間観測しても、鏡筒内に
不安定な空気流が発生することがなかった。
【0032】また、鏡筒20に取り付ける支持部材は、
アラミド繊維織物のプリプレグを積層し、成形し、硬化
させることにより形成されたリブ構造のもの、もしく
は、アラミド繊維織物のプリプレグと、炭素繊維織物の
プリプレグとを交互に積層し、成形し、硬化させること
により形成されたリブ構造のものとして実施することも
できる(請求項3)。
【0033】なお、上記実施例においては、この発明を
ニュートン型の反射式天体望遠鏡に適用したが、この発
明は実施例の型に限らず、公知の適宜の反射式天体望遠
鏡、例えば、マクストフ型、カセグレン型、シュミット
・カセグレン型、ディルワース型等の各型の反射式天体
望遠鏡に良好に適用することができる。
【0034】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば新規な反射式天体望遠鏡を提供できる。この発明の反
射式天体望遠鏡は、上記の如き構成となっているから、
望遠鏡本体を極めて軽量に構成出来、軽量化に伴い、こ
れを支持する架台や三脚も軽量のものを用いることがで
きるようになり、搬送やセッティングの際の取り扱いが
容易である。
【0035】また主鏡が軽量化されているので、主鏡の
自重による歪みが殆どなく、良好な結像性能を確保でき
る。また鏡筒は熱膨張率が極めて小さく、熱伝導率が極
めて低いので、長時間外部で観測しても、温度変化によ
る鏡筒の伸縮にともなう光学配置のずれや、鏡筒内部に
おける不安定な空気流の発生が実質的に生じない。従っ
て、良好な観測を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の1実施例を説明するための図であ
る。
【図2】上記実施例における主鏡10を説明するための
図である。
【図3】上記実施例における支持部材40を示す斜視図
である。
【符号の説明】
10 主鏡 20 鏡筒 30 斜鏡 40 支持部材

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】反射鏡のうちの少なくとも主鏡が、表面側
    を凹面形状とした泡入りガラスの表面に、薄いガラス層
    を、表面が所定の凹面形状となるようにして一体的に形
    成し、上記ガラス層の表面に反射膜を形成して形成され
    た軽量反射鏡であり、 鏡筒が、アラミド繊維織物のプリプレグを積層し、硬化
    させることにより形成されていることを特徴とする、有
    効径が130mm以上の反射式天体望遠鏡。
  2. 【請求項2】反射鏡のうちの少なくとも主鏡が、表面側
    を凹面形状とした泡入りガラスの表面に、薄いガラス層
    を、表面が所定の凹面形状となるようにして一体的に形
    成し、上記ガラス層の表面に反射膜を形成して形成され
    た軽量反射鏡であり、 鏡筒が、アラミド繊維織物のプリプレグと、炭素繊維織
    物のプリプレグとを交互に積層し、硬化させることによ
    り形成されていることを特徴とする、有効径が130m
    m以上の反射式天体望遠鏡。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載の反射式天体望遠鏡
    において、 主鏡を支持して、鏡筒に取り付ける支持部材が、アラミ
    ド繊維織物のプリプレグを積層し、成形し、硬化させる
    ことにより形成されたリブ構造のもの、もしくは、アラ
    ミド繊維織物のプリプレグと、炭素繊維織物のプリプレ
    グとを交互に積層し、成形し、硬化させることにより形
    成されたリブ構造のものであることを特徴とする反射式
    天体望遠鏡。
  4. 【請求項4】請求項1または2記載の反射式天体望遠鏡
    において、 主鏡を支持して、鏡筒に取り付ける支持部材が、アルミ
    ニウムによるリブ構造のものであることを特徴とする反
    射式天体望遠鏡。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1300619C (zh) * 2003-04-25 2007-02-14 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种大口径折叠式望远镜的聚合物反射镜
JP2018511069A (ja) * 2015-02-10 2018-04-19 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 画像記録システムおよび自動車

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