JP2804811B2 - 望遠鏡の構造体 - Google Patents
望遠鏡の構造体Info
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- G02B23/16—Housings; Caps; Mountings; Supports, e.g. with counterweight
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば光学，赤外線望遠鏡装置等の構造
物の鏡筒や架台に用いる望遠鏡の構造体の改良に関する
ものである。
物の鏡筒や架台に用いる望遠鏡の構造体の改良に関する
ものである。
第５図及び第６図はそれぞれ反射型の大口径の光学赤
外線望遠鏡装置の全体構成例を示す斜視図及び断面図で
ある。図において、１は観測天体から到来する平行光線
とそのルート、２はその光線を集光する主反射鏡、３副
反射鏡、４は本望遠鏡装置の観測位置であるカセグレン
焦点、５は副反射鏡３と主反射鏡２を支持し、El軸回り
に回転する鏡筒であり、副反射鏡３を支持するトップリ
ング5b,主反射鏡２を支持するミラーセル5a,これらを構
造体5d,5cを介して支持するセンタセクション5eよりな
る。６は鏡筒５をEl軸の回りに回転させる機能と、鏡筒
５を保持したまま自分自身をAz軸の回りに回転させる機
能をもつ架台で、El軸回転機構6b,構造体6a及びAz軸回
転機構6cから構成される。
外線望遠鏡装置の全体構成例を示す斜視図及び断面図で
ある。図において、１は観測天体から到来する平行光線
とそのルート、２はその光線を集光する主反射鏡、３副
反射鏡、４は本望遠鏡装置の観測位置であるカセグレン
焦点、５は副反射鏡３と主反射鏡２を支持し、El軸回り
に回転する鏡筒であり、副反射鏡３を支持するトップリ
ング5b,主反射鏡２を支持するミラーセル5a,これらを構
造体5d,5cを介して支持するセンタセクション5eよりな
る。６は鏡筒５をEl軸の回りに回転させる機能と、鏡筒
５を保持したまま自分自身をAz軸の回りに回転させる機
能をもつ架台で、El軸回転機構6b,構造体6a及びAz軸回
転機構6cから構成される。
また、第４図及び第３図は鏡筒５の構造体5c又は5dの
詳細を示す断面図で、トップリング5bの荷重やミラーセ
ル5aの荷重を支えるための剛性や強度を受け持ち、例え
ば鋼パイプ5c1又は5d1の外側に防錆塗料5c2又は5d2を塗
布したものである。また第３図に示すように、鋼パイプ
5c1又は5d1を線膨張係数の小さな材質、例えばCFRPやイ
ンバーを用いて、５′c1又は５′d1に変えたものがあ
る。
詳細を示す断面図で、トップリング5bの荷重やミラーセ
ル5aの荷重を支えるための剛性や強度を受け持ち、例え
ば鋼パイプ5c1又は5d1の外側に防錆塗料5c2又は5d2を塗
布したものである。また第３図に示すように、鋼パイプ
5c1又は5d1を線膨張係数の小さな材質、例えばCFRPやイ
ンバーを用いて、５′c1又は５′d1に変えたものがあ
る。
次に動作について説明する。
天体を観測する場合、望遠鏡装置はまずドームの観測
口（図示せず）を開け、観測したい天体の方向に向けて
鏡筒のEl角度を回転させ、かつ架台Ａと角度を回転させ
ることにより、観測天体を捕捉する。その後、カセグレ
ン焦点４の位置に、例えば写真乾板のような観測装置を
正確に設置し、観測を開始する。ドームの観測口を開け
た後、望遠鏡装置の周囲は観測口から入出する空気によ
りほぼ外気温と同じ雰囲気温度変化を受ける。また、光
学，赤外線の場合、夜間の観測がほとんどであるため、
上空の冷たい空気層からの放射冷却が観測口を開けた瞬
間から開始する環境下にある。従って、構造体5c,5dは
観測開始と同時に変動する雰囲気温度及び上空の空気か
らの放射冷却にさらされることとなる。
口（図示せず）を開け、観測したい天体の方向に向けて
鏡筒のEl角度を回転させ、かつ架台Ａと角度を回転させ
ることにより、観測天体を捕捉する。その後、カセグレ
ン焦点４の位置に、例えば写真乾板のような観測装置を
正確に設置し、観測を開始する。ドームの観測口を開け
た後、望遠鏡装置の周囲は観測口から入出する空気によ
りほぼ外気温と同じ雰囲気温度変化を受ける。また、光
学，赤外線の場合、夜間の観測がほとんどであるため、
上空の冷たい空気層からの放射冷却が観測口を開けた瞬
間から開始する環境下にある。従って、構造体5c,5dは
観測開始と同時に変動する雰囲気温度及び上空の空気か
らの放射冷却にさらされることとなる。
従来の望遠鏡の構造体は上記のような環境下で、第４
図又は第３図に示されているような構成のものが用いら
れていたので以下のような問題点があった。すなわち、 （１） 外気との熱変換は対流により行われるが、望遠
鏡の構造体全体の熱容量が大きいため、外気（雰囲気）
温度変化に追従しにくく、雰囲気との温度差が発生する
傾向にある。このような温度差が発生すると対流による
空気のゆらぎが生じ、光の屈折率が不均一となるため観
測光を乱す（シーイング劣化）こととなる。
図又は第３図に示されているような構成のものが用いら
れていたので以下のような問題点があった。すなわち、 （１） 外気との熱変換は対流により行われるが、望遠
鏡の構造体全体の熱容量が大きいため、外気（雰囲気）
温度変化に追従しにくく、雰囲気との温度差が発生する
傾向にある。このような温度差が発生すると対流による
空気のゆらぎが生じ、光の屈折率が不均一となるため観
測光を乱す（シーイング劣化）こととなる。
（２） 望遠の構造体表面に塗布された防錆塗料の放射
率が高いため、上空の放射冷却の影響を大きく受け、望
遠鏡の構造体の温度は雰囲気よりも低くなり、温度差が
生じ、この場合も、シーイング劣化が起こることとな
る。
率が高いため、上空の放射冷却の影響を大きく受け、望
遠鏡の構造体の温度は雰囲気よりも低くなり、温度差が
生じ、この場合も、シーイング劣化が起こることとな
る。
（３） その応答は遅いが、望遠鏡の構造体の温度は観
測時中に変化するので、長さ方向の熱膨張／熱収縮が発
生し、このため主反射鏡２と副反射鏡３の距離が変化
し、カセグレン焦点４の位置が変化することとなり、観
測に悪影響を与える。また第３図に示したように低膨張
材を構造部材に用いることでこの欠点はなくなるが、高
価であり、また、上記（１），（２）の欠点はまだ残る
といった問題点があった。
測時中に変化するので、長さ方向の熱膨張／熱収縮が発
生し、このため主反射鏡２と副反射鏡３の距離が変化
し、カセグレン焦点４の位置が変化することとなり、観
測に悪影響を与える。また第３図に示したように低膨張
材を構造部材に用いることでこの欠点はなくなるが、高
価であり、また、上記（１），（２）の欠点はまだ残る
といった問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、高価な素材を用いることなく望遠鏡の構造
体の温度を雰囲気に追従できるようにするとともに、熱
膨張／熱収縮の発生を軽減することができるという、一
見矛盾する２つの特性を有する望遠鏡の構造体を得るこ
とを目的とする。
れたもので、高価な素材を用いることなく望遠鏡の構造
体の温度を雰囲気に追従できるようにするとともに、熱
膨張／熱収縮の発生を軽減することができるという、一
見矛盾する２つの特性を有する望遠鏡の構造体を得るこ
とを目的とする。
この発明に係る望遠鏡の構造体は、剛性や強度が要求
される望遠鏡の構造体であって、該望遠鏡の構造体を、
この望遠鏡の構造体の外側から内側に向けて、放射率が
小さくかつ熱容量の小さい材料層、断熱材層、及び、剛
性と強度とを受け持つ構造部材の順に配列して構成する
ようにしたものである。
される望遠鏡の構造体であって、該望遠鏡の構造体を、
この望遠鏡の構造体の外側から内側に向けて、放射率が
小さくかつ熱容量の小さい材料層、断熱材層、及び、剛
性と強度とを受け持つ構造部材の順に配列して構成する
ようにしたものである。
また、上記望遠鏡の構造体において、内部に比熱の大
きい流体または固体を封入するようにしたものである。
きい流体または固体を封入するようにしたものである。
この発明においては、その望遠鏡の構造体の構造を、
外側から内側に向かって、放射率が小さく、かつ熱容量
の小さい材料層，断熱材層，剛性及び強度を受け持つ構
造部材の順に配列して構成したから、外側に配置した低
放射率，小熱容量の材料層が外気温に素早く追従するが
断熱材層が、その外側の材料層と内側の構造部材の間の
熱の授受を低減するため、構造部材の温度は一定温を保
つようになる。
外側から内側に向かって、放射率が小さく、かつ熱容量
の小さい材料層，断熱材層，剛性及び強度を受け持つ構
造部材の順に配列して構成したから、外側に配置した低
放射率，小熱容量の材料層が外気温に素早く追従するが
断熱材層が、その外側の材料層と内側の構造部材の間の
熱の授受を低減するため、構造部材の温度は一定温を保
つようになる。
また、この発明においては、上記望遠鏡の構造体の内
部に比熱の大きい流体または固体を封入するようにした
から、望遠鏡の構造体の熱容量をさらに増大させて、望
遠鏡の構造体内の温度を長時間一定に保つことができ、
望遠鏡に用いた場合に観測精度をより向上させることが
できる。
部に比熱の大きい流体または固体を封入するようにした
から、望遠鏡の構造体の熱容量をさらに増大させて、望
遠鏡の構造体内の温度を長時間一定に保つことができ、
望遠鏡に用いた場合に観測精度をより向上させることが
できる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図は本発明の一実施例による望遠鏡の構造体を、
構造部材が鋼管である場合を例として鋼管の軸方向に断
面をとった断面図であり、7cは熱放射率の小さい、例え
ば薄い金属板層であり、7bは断熱材、7aは従来型の構造
部材と同じ鋼管等の構造部材であり、この３つで望遠鏡
の構造体７を構成している。
構造部材が鋼管である場合を例として鋼管の軸方向に断
面をとった断面図であり、7cは熱放射率の小さい、例え
ば薄い金属板層であり、7bは断熱材、7aは従来型の構造
部材と同じ鋼管等の構造部材であり、この３つで望遠鏡
の構造体７を構成している。
次に作用効果について説明する。
この望遠鏡の構造体７を用いた場合、望遠鏡の構造体
７の外周は放射率が小さく、かつ熱容量の小さい、例え
ば薄い金属板層7cにて覆われているので、上空の冷気へ
の熱放射による温度の低下は少なく、また外気温の変化
には対流による熱交換で容易に温度が追従する。しか
し、断熱材7bが、内部の熱容量の大きい（重い）構造部
材7aと熱容量の小さい上記金属層7cとの間を熱絶縁し、
熱の授受を起こりにくくする役割を果たすので、金属層
7cが外気温に追従して変動しても構造部材7aは一定温度
を保ちつづける傾向となる。従って、望遠鏡の構造体７
の外周は外気温度に追従して温度が変化するため、望遠
鏡の構造体７の温度と外気温との差によるシーイングの
劣化が起こらず、また剛性や強度を受け持つ構造部材が
長時間一定温度となるため熱伸縮を起こしにくいため、
副反射鏡と主反射鏡の間の距離の変化による光学的な収
差も発生しにくい。
７の外周は放射率が小さく、かつ熱容量の小さい、例え
ば薄い金属板層7cにて覆われているので、上空の冷気へ
の熱放射による温度の低下は少なく、また外気温の変化
には対流による熱交換で容易に温度が追従する。しか
し、断熱材7bが、内部の熱容量の大きい（重い）構造部
材7aと熱容量の小さい上記金属層7cとの間を熱絶縁し、
熱の授受を起こりにくくする役割を果たすので、金属層
7cが外気温に追従して変動しても構造部材7aは一定温度
を保ちつづける傾向となる。従って、望遠鏡の構造体７
の外周は外気温度に追従して温度が変化するため、望遠
鏡の構造体７の温度と外気温との差によるシーイングの
劣化が起こらず、また剛性や強度を受け持つ構造部材が
長時間一定温度となるため熱伸縮を起こしにくいため、
副反射鏡と主反射鏡の間の距離の変化による光学的な収
差も発生しにくい。
なお、上記実施例では構造部材7aの中が中空の例を示
したが、第２図に示すように、この中に比熱の大きい流
体又は固体7dを入れ望遠鏡の構造体７′として構成する
と、構造部材7aの比熱が見かけ上、さらに大きくなるの
で、熱容量がさらに増大し、このため構造部材7aが一定
温度に保たれる時間がさらに長くなり、観測精度が一層
向上する。
したが、第２図に示すように、この中に比熱の大きい流
体又は固体7dを入れ望遠鏡の構造体７′として構成する
と、構造部材7aの比熱が見かけ上、さらに大きくなるの
で、熱容量がさらに増大し、このため構造部材7aが一定
温度に保たれる時間がさらに長くなり、観測精度が一層
向上する。
なお、特に構造部材7aの中空部に収納した流体は循環
器等を用いて循環を行う必要はない。というのは、構造
部材7aの平均的な温度を変えずに一定にしておけばよ
く、場所によって温度分布があってもそのままの温度分
布を保つことで目的を達成できるので、流体を循環させ
て温度分布をなくしたり流体の温度を制御して構造部材
の温度を一定に保つ必要はない。
器等を用いて循環を行う必要はない。というのは、構造
部材7aの平均的な温度を変えずに一定にしておけばよ
く、場所によって温度分布があってもそのままの温度分
布を保つことで目的を達成できるので、流体を循環させ
て温度分布をなくしたり流体の温度を制御して構造部材
の温度を一定に保つ必要はない。
また、上記実施例では、望遠鏡の構造体の光の直接の
ルートである鏡筒に利用した場合について説明したが、
架台の構造材として使用してもよく、その場合も同等の
効果を奏する。
ルートである鏡筒に利用した場合について説明したが、
架台の構造材として使用してもよく、その場合も同等の
効果を奏する。
また、この望遠鏡の構造体を従来の構造体の代わりに
もちいても、望遠鏡装置としては剛性，強度とも従来技
術と全く同じ性能を果たすことができるのはいうまでも
ない。
もちいても、望遠鏡装置としては剛性，強度とも従来技
術と全く同じ性能を果たすことができるのはいうまでも
ない。
以上のように、この発明に係る望遠鏡の構造体によれ
ば、剛性や強度が要求される望遠鏡の構造体であって、
該望遠鏡の構造体を、この望遠鏡の構造体の外側から内
側に向けて、放射率が小さくかつ熱容量の小さい材料
層、断熱材層、及び、剛性と強度とを受け持つ構造部材
の順に配列して構成するようにしたので、望遠鏡の構造
体の外側の層を雰囲気の温度変化に追従できるようにし
て、雰囲気と該望遠鏡の構造体の外側との温度差を発生
しにくくして、このような温度差により発生する空気の
ゆらぎを抑えることができ、望遠鏡に用いた場合に観測
天体の像のゆらぎ（シーイング劣化）が発生せず、観測
精度を向上できるとともに、剛性と強度とを受け持つ内
部の構造体をほぼ一定温度に保つことができ、熱膨張や
伸縮が生じにくくすることができ、高い精度が要求され
る光学機器である望遠鏡装置に使用した場合に、低膨張
材料等の高価な材料を用いることなく、これを安価に制
作できるという効果がある。
ば、剛性や強度が要求される望遠鏡の構造体であって、
該望遠鏡の構造体を、この望遠鏡の構造体の外側から内
側に向けて、放射率が小さくかつ熱容量の小さい材料
層、断熱材層、及び、剛性と強度とを受け持つ構造部材
の順に配列して構成するようにしたので、望遠鏡の構造
体の外側の層を雰囲気の温度変化に追従できるようにし
て、雰囲気と該望遠鏡の構造体の外側との温度差を発生
しにくくして、このような温度差により発生する空気の
ゆらぎを抑えることができ、望遠鏡に用いた場合に観測
天体の像のゆらぎ（シーイング劣化）が発生せず、観測
精度を向上できるとともに、剛性と強度とを受け持つ内
部の構造体をほぼ一定温度に保つことができ、熱膨張や
伸縮が生じにくくすることができ、高い精度が要求され
る光学機器である望遠鏡装置に使用した場合に、低膨張
材料等の高価な材料を用いることなく、これを安価に制
作できるという効果がある。
また、この発明に係る望遠鏡の構造体によれば、上記
望遠鏡の構造体において、内部に比熱の大きい流体また
は固体を封入するようにしたから、望遠鏡の構造部の熱
容量をさらに増大させて、望遠鏡の構造部内の温度を長
時間一定に保つことができ、望遠鏡に用いた場合に観測
精度をより向上させることができる効果がある。
望遠鏡の構造体において、内部に比熱の大きい流体また
は固体を封入するようにしたから、望遠鏡の構造部の熱
容量をさらに増大させて、望遠鏡の構造部内の温度を長
時間一定に保つことができ、望遠鏡に用いた場合に観測
精度をより向上させることができる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による望遠鏡の構造体を示
す断面図、第２図はこの発明の他の実施例を示す断面
図、第３図，第４図は従来例の望遠鏡の構造体を示す断
面図、第５図および第６図は反射型の大口径の光学赤外
線望遠鏡装置の全体構成例を示す斜視図および断面図で
ある。 １は星の入射光線、２は主反射鏡、３は副反射鏡、４は
カセグレン焦点、５は鏡筒、６は架台、7,7′は望遠鏡
の構造体、7aは構造部材、7bは断熱材、7cは材料層であ
る。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
す断面図、第２図はこの発明の他の実施例を示す断面
図、第３図，第４図は従来例の望遠鏡の構造体を示す断
面図、第５図および第６図は反射型の大口径の光学赤外
線望遠鏡装置の全体構成例を示す斜視図および断面図で
ある。 １は星の入射光線、２は主反射鏡、３は副反射鏡、４は
カセグレン焦点、５は鏡筒、６は架台、7,7′は望遠鏡
の構造体、7aは構造部材、7bは断熱材、7cは材料層であ
る。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】剛性や強度が要求される望遠鏡の構造体で
あって、 該望遠鏡の構造体を、この望遠鏡の構造体の外側から内
側に向けて、放射率が小さくかつ熱容量の小さい材料
層，断熱材層，及び、剛性と強度とを受け持つ構造部材
の順に配列して構成したことを特徴とする望遠鏡の構造
体。 - 【請求項２】内部に比熱の大きい流体または固体を封入
したことを特徴とする請求項１記載の望遠鏡の構造体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015608A JP2804811B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 望遠鏡の構造体 |
| DE4102096A DE4102096C2 (de) | 1990-01-24 | 1991-01-22 | Stabförmiges Strukturelement für eine gitter- oder käfigartige Stützstruktur |
| US07/644,818 US5117606A (en) | 1990-01-24 | 1991-01-23 | Structural member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015608A JP2804811B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 望遠鏡の構造体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03219204A JPH03219204A (ja) | 1991-09-26 |
| JP2804811B2 true JP2804811B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=11893427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015608A Expired - Fee Related JP2804811B2 (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 望遠鏡の構造体 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5117606A (ja) |
| JP (1) | JP2804811B2 (ja) |
| DE (1) | DE4102096C2 (ja) |
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| US5533309A (en) * | 1994-01-03 | 1996-07-09 | Rivin; Evgeny I. | Method and means for enhancement of beam stiffness |
| JP3895536B2 (ja) * | 2000-10-13 | 2007-03-22 | 三菱電機株式会社 | 鏡支持構造 |
| US6639718B2 (en) * | 2001-04-19 | 2003-10-28 | Michael John Belcher | Telescope mount |
| DE10158216A1 (de) * | 2001-11-28 | 2003-06-18 | Carlos Alberto Valenzuela | Spiegel, optisches Abbildungssystem und deren Verwendung |
| US8245449B2 (en) * | 2010-04-23 | 2012-08-21 | Elberto Berdut Teruel | Compressed fluid building structures |
| US11163149B2 (en) * | 2019-01-25 | 2021-11-02 | The Aerospace Corporation | Baffled calotte dome observation and/or communications system |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2515512A1 (de) * | 1975-04-09 | 1976-10-21 | Zeiss Carl Fa | Steifigkeitsvariable serrurierstruktur fuer spiegelteleskope |
| DE2841934A1 (de) * | 1978-09-27 | 1980-04-17 | Kabel Metallwerke Ghh | Waermeisoliertes leitungsrohr und verfahren zu seiner herstellung |
| JPS57129891A (en) * | 1981-01-30 | 1982-08-12 | Daiya Kuuchiyou Kk | Concrete secondary product curing chamber |
| DE3234476A1 (de) * | 1982-09-17 | 1984-04-05 | kabelmetal electro GmbH, 3000 Hannover | Rohrsystem fuer eine rohrleitung oder ein elektrisches kabel |
| JPS5994823U (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-27 | 株式会社小松製作所 | 断熱構造体 |
| DD213392A1 (de) * | 1983-01-31 | 1984-09-12 | Berlin Baumechanisierung | Waermeschutzisolierung, vorzugsweise fuer rohrisolierungselemente |
| US4659601A (en) * | 1984-03-12 | 1987-04-21 | The Babcock & Wilcox Company | Adjustable multilayer thermal mirror insulation |
| JPH0718978B2 (ja) * | 1987-07-15 | 1995-03-06 | 三菱電機株式会社 | 反射鏡スパイダ支持構造体 |
| DE3741733A1 (de) * | 1987-12-09 | 1989-06-29 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Hochtemperatur-waermeschutzsystem |
| US4919366A (en) * | 1988-09-23 | 1990-04-24 | Mmi Incorporated | Heat resistive wall assembly for a space vehicle |
-
1990
- 1990-01-24 JP JP2015608A patent/JP2804811B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-01-22 DE DE4102096A patent/DE4102096C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-23 US US07/644,818 patent/US5117606A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4102096A1 (de) | 1991-07-25 |
| DE4102096C2 (de) | 1994-07-21 |
| JPH03219204A (ja) | 1991-09-26 |
| US5117606A (en) | 1992-06-02 |
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