JPH05504850A - 反射鏡システム用の照準器支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 反射鏡システム用の照準器支持装置 本発明は、請求項１の序文に記載されている反射器支持装置に関する。

このような反射器支持装置は、１９９０年発行の５ＰＩＥ第１２３６巻の第９０ 頁以降に記載の“最新技術の光学望遠鏡■で知られている。この反射器支持装置 では、天体機器としての二つの回転対称の一次反射鏡が、所定の間隔で共通の支 持部材に配置されている６反射光線が偏向反射鏡の手段で共通焦点に導かれるよ うになっている。複式反射Ｗ１および保護ケースも同様に支持部材に配置される 。

支持部材、反射鏡および超格子構造の総合質量は、水平面内に移動可能な回転台 の二つのピボット軸受で受けられている。

システムによりピボット軸受に全重量が加えられると、光学装置並びに機械的装 置の固有の振動などにより像形成に負の影響を及ぼす問題があり、この問題を解 決するには費用が掛がり且つ技術的に困難が伴うために、十分良い解決方法がな い、−広原射鏡の径が増大する傾向並びにこれに伴う付加的補助手段で質量が巨 大化する点などから見て、所定のパラメーターを考慮しつつこれらの質量を許容 するピボット軸受を使用することは困難である。よって既知の支持装置では、特 に大望遠鏡や径が８ｍ以上の反射器システムに十分適したものではない。

一般的な支持装置としては１９８９年発行のＨ，Ｈｕｅｇｅｎｅｌｌの−Ｄａｓ 　ｇｒｏｓｓｅ　Ａｕｇｅ　ｚｕｍ　Ａ１１：Ｄｅｒ　Ｚｅｎｔｒａｌａｃｈｓ ｅｎｓｐｅｇｌｅｒ　ＺａＳ”の第２２頁から第２５頁に記載されたものがある 。この反射望遠鏡の支持部材は、この球状形に適合するようになった定置トレイ の大きな軸受表面により静水圧的に支持され、高さ方向軸の周りに枢動可能であ る。二つの半径方向両端で、且つ高さ方向軸と同軸に、支持部材は円筒体を有し 、これら円筒体はブッシング中に回転可能に配置され回転駆動作用を行うように なっている。ブッシングはトレイと同軸的に配置され、伸張方向軸の周りに回転 可能な駆動用リング内に設けられている。

本発明の目的は、比較的大きな径と質量の反射器および偏向反射鏡を、天文学的 機器に使用した際に像ボケを生じさせることなく、しかして受像方向で且つ受偉 端で光線経路がほとんど乱されることな（、その演算装置と共に確実に支持する 新規な支持装置を提供することにある。クレーム１の特徴項によりこの目的が達 成し得るものである。

本発明の更に好適な発展構成については、従属クレームで特定されている。よっ て、本発明の基本的概念は、実際の支持部材の軸受を二つの独立の構成体に分配 させることにある。一つの構成体は、大部分の質量を受けるべく、共通の自立支 持部材の上に配置され、この自立支持部材がトレイ内で大きな面積を占めて静水 圧的に支持されている。よって、その高さ方向軸ならびに共通光学軸の双方の周 りに回転可能となっている。本発明の実施例を以下に添付図を参照して詳細に説 明するが、当該実施例では、二重反射器が反射望遠鏡として使用されている。

これらの反射機器はほぼ自立式の閉止されたボビン形状のケース内に装着固定さ れている。このケースには、光線を内部の反射器まで導入する或は高エネルギー 光線を受け入れる二つの開口が隣接して設けられている。

対天候保護手段として、本発明の別の変形態様においては、上記支持部材を含む 反射器全体を支持する装置、トレイならびにリングが扁平のセグメントとして構 成されたドーム構造体で覆われ、このドーム構造体は定置コンクリートリング内 に静水圧的に支持され水平面内に回転可能とされ、またコンクリートリングは、 固いゴム弾性緩衝体により残余の定置基礎構造から隔置されている。ドーム構造 体の簡易ガイドが、そのドーム構造の故を以て、コンクリート壁の先端に軸受台 を介して回転可能に配置され、また定置軸受が油圧的或は空圧的にスライド軸受 に変換可能とすることにより達成される。

第１図は、反射式望遠鏡の反射器支持システムを図示する垂直断面図、第２図は 、第１図の反射器支持システムを図示する上面図６第３図および第４図は、第１ 図および第２図に図示の反射器および反射器支持システムを異なる反射器配列で 図示する横断面図、第５図および第６図は、第４図の反射器配列を図示する詳細 図。第７図は、第１図および第２図に図示の反射支持システムの部分断面斜視図 、第８図は、反射望遠鏡を部分的に断面で部分的に斜視で図示した全体図、第９ 図から第１１図は、第８図の軸受構成の部分Ａ、Ｂ、Ｃの詳細図。

第１図は、二つの対物反射器５．７で構成される反射望遠鏡用の反射器支持シス テム１２を図示している。この望遠鏡は巨大なもので、各−広原射鏡５．７の径 は、８ｍ以上である。地球を取り巻く大気環境の既知の屈折効果を考慮すれば、 開口径が約１５ｍとすると最適である０反射器支持システムは、一方で高さ方向 軸１２０軸の周りに他方で図面に垂直な方向の延在する水平面内で回転可能に支 持されている０図示の明確のため第１図には反射器支持システムが載る定置支持 装置を図示しないが、これらは第８図から第１１図に詳細に示される。反射器支 持システム１２は、はぼ自立式のボビン形状の閉止ケースで構成されている。こ のケースには、光線を内部の二つの反射器６．７に対して入出射させる二つの開 口１６．１７が横並びに設けられている。更に、反射器支持システム１２は、そ の両端にそれぞれ円筒体１０．１３を有し、これら円筒体の外衣は高さ方向軸の 周りの回転運動における低摩擦支持作用をすると共に、その内部径を通してケー スの内部をアクセスできるようになっている。環状シェル１１が高さ方向軸と同 軸で設けられ。

ガイドの役を成すと共に、支持フレームの作用もしている。

二つの一広原射ｉＩ５．７の外に、光学機器として使用する反射望遣鐘には、二 つの独立の二次偏向反射鏡２．３が設けられていると共に、二つの三次偏向反射 鏡６が設けられている。これら反射鏡は、総じて両−広反射［５，７の光線が高 さ方向軸１２０の共通ネイミス焦点４に集光するよう配列されている。

二つの反射ｊｌ１５．６およびそれぞれの二次偏向反射ｌＩ２．３は、いわゆる オフ軸反射鏡であり、即ちその表面は、大きな仮想非球面反射体１２６　（１！ ３１２）　、　ＳＭ　（第４図）の表面セクターとなっている。入射光線領域は 、それぞれ１２３．１２４つの反射鏡の組み合わせの無点距離である。像平面Ｆ は、ラスで示されており、見かけの焦点ならびに一次焦点は、８．９、ｌで示さ れている。二次偏向反射鏡と対照的に、二つの三次偏向反射ｊ１６は、平面体デ ザインである。−広原射鏡５．６の反射領域１４．１５は、ハツチングで示すよ う光の入射方向にとった第２図の上方面から得られる。更に、光学手段の詳細を 第３．４図を参照して以下に説明する。第３図の構成は、単に第４図に図示の反 射器支持システム１２の一次反射器の最終状況を説明するためのものである。す なわち第３図は、最終的理解を容易にするための中間的考察のために図示したも のである。

このような複雑な段階により二つの反射器５．７は、対向する縁に於て、共通光 学軸（ＯＡ）がら各々所定の距離ａの間隔がとられる。１２６で記されているよ うに、第３図には、更に仮想非球面回転対称反射器が示されているが、これがら 二つの反射器５゛、７°が光学軸１２５からオフセットして切り出される。仮想 非球面回転対称反射器１２６の仮想焦点は、Ｆｏで記されており、また大きな開 口比を与える外周縁光線は、夫々４１．４４で記されている（この場合は、双曲 線反射鏡に関するものである）、これらは、反射器５°、７°の各々に関して互 いに隔置された外縁に於て外周縁光線と一致している０反射器５°、７°の互い に向い合う縁と一致する内周縁光線は、それぞれ４２．４３と記されている。こ れらは１間隔を維持して配置された対の二つの反射器５°、７°配列で得られる デッドゾーンを画成する。仮想巨大反射鏡（双曲線）の像平面（焦点）Ｆは、二 つの光学系に必要な二つの反射器５°、７′の共通像平面となっている。参照不 ｆは、仮想巨大反射鏡すなわち二笛纒小以＋（９１ｍ小−漬−岸巧射倫小審小鍾 春論唐ｔ→　−へ夕寸法Ｓを含むものである。巨大反射［１２６として興なる表 面形状が使用される場合は、ビーム経路は相似的に変化する。

反射器５°、７°の基本曲線は、まったく同一である。なぜなら、これらは同一 径で且つその光学軸から同一間隔ａで仮想巨大反射鏡から切り出されたものであ るからである。大きな面積の反射器を得るために、反射器５’、７’は、それぞ れ個別にＩＩ！Ｉ可能な各セグメントで構成される。地上式の光学系では、セグ メントは石英ガラス製である。これらの支持構造は、キャビティを有し、このキ ャビティを通して冷却電体が導入され、この気体を孔を通して入れ替えることに より温度を強制的に一定に保つようになっている。

仮想巨大反射ｔＩ１１１２６を使用する際に、この仮想巨大反射鏡の初期の仮想 位置と比較するに、反射器５，７は光学軸１２５から、光学間隔ａより大きい間 隔すで隔置され、第４図に示す最終位置が得られる。さらに、二つの反射鏡５． ７は、光学軸１２５に対してそれぞれ角度αで対称的に傾けられている。これに より光学軸に近接する周縁光線４２０，４３０は、仮想巨大反射鏡１２６の焦点 距離ｆより長い距離の位置で当該軸と交差している。よって、観察のデッドゾー ンＡ゛をなくすようにしている。光学軸に対する角度αの反射器５，７の傾きは 、別形態の巨大反射鏡表面が使用される場合省略される。一方、二つの一広原射 ＃Ｉ５．７により反射された光線の重ね合わせにより異なる角度による声点平面 に対物の像が得られる。よって、最適像ラスク寸法以内でこの対物の干渉像が得 られる０例えばの反射ｔｌＩ５．７の各々の径１５ｍとすることで得られる。

第４図に於て、二つのオフ細双曲繍反射器５．７の仮想焦点が各々Ｆ’５、Ｆ’ ？で記されている。更に、二つの二次偏向反射鏡２．３は仮想巨大反射＠１２６ からカセグレン焦点即ち以下に説明する図は、反射器支持システム１２の回転可 能な支持に関するものである。

第８図に於て、反射器支持システム１２のボビン形状のケースは、液密円形トレ イ２２の液体フィルム上で支持される。実際の軸受面を２１で記す。トレイ２２ は、水平面内で回転可能に静水圧的にコンクリート台上に支持され、定置環状コ ンクリート外衣２３により囲まれている。外側コンクリート２５と共に、コンク リート外衣２３は、基礎及び回転可能な支持リング２４用のガイド手段を構成し ている。この支持リング２４には、反射器支持システム１２の円筒体１Ｏ１１３ 用の二つのブッシング２０が設けられている。リング２４及びトレイ２２の双方 は、夫々静水圧的に独立に支持されており、その固有質量の差異が無視できるよ うにされている。更に、リング２４及びトレイ２２は、駆動装置により動作して 水平面内で回転運動する、これらの駆動装置は、電子的に結合され、リング２４ がトレイ２２のマスター（基１１りとなり、反射器支持システム１２の周りで共 通回転する際の角速度を制御するようになっている。

コンクリート外衣２３は、リング２４及びトレイ２２用の回転駆動力が互いに乱 されないように、しかして互いに望ましくない相互干渉を有さすに正確に制御可 能となっている。

二つの独立の電子的に結合された軸受駆動システムにより、トレイ２２は、反射 器支持システム１２の主たる役割を受け持つ６円筒体１３．１３の軸受２０は、 比較のため点線で描いている。これらは、いわゆる空中の経緯儀的追従の正確な 制御を可能とする。反射器支持システム１２の環状シェル１１には、別の駆動手 段３０（第９図）が伸張軸１２０の周りの運動用として設けられている。シェル １１は、更に反射器支持システム１２の回転を安定させる役割も有している。回 転駆動ユニット３０が、反射器支持システム１２が通過する位置に配置されてい る。この位置を通過したあと反射器支持システム１２は、トレイ２内の静水圧軸 受に入り込む。第９７に図示のごと（、回転駆動ユニット３０は、二つの共軸駆 動ホイル１２７、即ち環状シェル１１に設けた対応部材即ちトラック３１と共同 するギヤを有する。第８図は、反射器支持システム１２全体、トレイ２２並びに リング２４は、コンクリート外衣２３及び基礎２５と共に、対天候保護のために ドーム構造体（保護キエボラ）２８により覆われている。ドーム構造体２８は、 扁平球状セグメントとして設計され、全体としての組立体の上方に同心に配置さ れている。これは、入射光線用のスリット開口領域（図示せず）を隙間なく単一 の閉止機構を用いて、望遠鏡の天頂位置から水平方向に向かう光学開口の最低角 度位置までを適宜閉止するようにされている。開口はスリット状として球状セグ メントに属するシェル表面がこれらの開口の間に延在するようにされる。これに より、閉止製幅が中間でしかして閉止経路に添って正確確実な支持を提供するの で、閉止機構が安定する。ドーム構造体２８は、定量コンクリートリング２７に 水平面内で回転可能に静水圧的に支持されている。ドーム構造体２８の質量は、 環状コンクリート壁２８を介して下方の地上に伝えられる。

特に、第１０図と第１１図に示すように、定量コンクリートリング２７は、環状 に配置された剛質ゴム弾性緩衝体により基礎２５から分は隔てられている。参照 番号２９は、全装置の外側の地面である。

ドーム構造体２８は、骨組３４及び外周囲い３５とで構成する。コンクリート壁 ２７のガイドは、コンクリート壁２７の先端に設けられ、且つドーム構造体２８ に設けられた中空体３２により係合された軸受台３３を介して行われる。中空体 ３２及び軸受台３３は、油圧或は空圧により共同し、非動作詩ドーム構造体２８ がコンクリート壁２７の先端に確実に静止するようになっている。ドーム構造体 ２８が回転運動をする際には、軸受は油圧或は空圧で加圧されるので、低摩擦回 転運動が生じさせることができる。更に、内側プラットフォームが円筒体１０． １３の内部に設けられ、常に水平方向に指向され殆ど振動なく支持されている。

このプラットフォームは、反射器支持システム１２の内部に延びていて、ネイス ミス焦点に必要な機器を簡単に装着できるようになっている。

Ｎ　（○　Ｕ） ここに記載された二重反射器は、共通焦点に向けられた二つの隔置された一次反 射鏡を有する。さらに、この光学系は、共通焦点に集光するように配列された二 つの独立した二次偏向反射鏡ならびに同様の三次偏向反射鏡を有している。−広 原射鏡と二次偏向反射鏡はいわゆるオフ軸反射器であり、即ちその表面は巨大な 仮想非球面反射体の表面セクターとなっている。この巨大な仮想非球面反射体の 表面セクターにおいて光学軸に近接する入射光の周縁光線が収斂するように、各 −広原射鏡は共通光学軸に関して所定の角度をもって傾むくとともに所定の間隔 をもって配列されている。８ｍ以上の径の光学系においては、−広原射鏡は独立 したセグメントによって構成されるとともに、光線経路の中で相対する位置に配 置された二次偏向反射鏡の個々の共同すべきセグメントと直接係合され、二次偏 向反射鏡のセグメントをリアルタイムで補正的に作動させるアクチュエーターを 有する高精度のコンピューター測定補償システムによって、−広原射鏡のセグメ ントの軸受位置における各々の誤差を補正するのである。

国際調査報告 ＾Ｎ）−＋４ＮＪＧ　＾ＮＮＥＸ　＾Ｎｌ’ＪＥＸＥ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．各反射鏡並びに演算手段が設けられ、回転可能に支持された一次反射鏡支持 部材を有し、当該支持部材が伸張軸の周りに枢動可能に定置台の大軸受面に静水 圧的に支持され、当該支持部材は径方向両端に伸弧軸と同軸で夫々円筒体を有し 、当該円筒体は夫々ブッシング中で回転可能であり、更にブッシングがトレイと 同軸に設けられた回転可能リンク内に配置されているようになった反射器支持装 置において、前記トレイ２２は水平面内に回転可能に定置台に静水圧的に支持さ れ、当該支持部材１２の形態は球と異なり、トレイ２２の形状はトレイ形状と適 合するようにされ、当該トレイ２２及びリンク２４は伸張軸の周りで回転可能で あり、リンク２４の運動が角速度の制御の基準となることを特徴とする反射器支 持装置。
2. ２．請求項１に記載の反射器支持装置において、当該支持部材１２は、二つの反 射鏡５．７を有することを特徴とする反射器支持装置。
3. ３．請求項１または２に記載の反射器支持装置において、一次反射鏡を支持する 前記支持部材１２は伸張軸２０と同軸に配置され、回転ガイド並びに機械的補強 材の役割をなす環状シェル１１を有し、当該シェル１１は当該トレイ２２のカウ ンタガイドとして形成された対応溝で案内されるようになっていることを特徴と する反射器支持装置。
4. ４．請求項３に記載の反射器支持装置において、前記シェル１１に作用する回転 駆動手段３０は当該支持部材１２が当該トレイ２２の静水圧的支持体に通過侵入 する傾城に配置されていることを特徴とする反射器支持装置。
5. ５．請求項４に記載の反射器支持装置において、前記回転駆動手段３０は前記シ ェル１１のトラック３１と共同する二つの同軸駆動ホイール１２７を有すること を特徴とする反射器支持装置。
6. ６．請求項１から４までのいずれか一項に記載の反射器支持装置において、前記 トレイ２２並びにピボット軸受２０支持用リンク２４を受ける台は定置環状コン クリート外衣２３により分け隔てられていることを特徴とする反射器支持装置。
7. ７．請求項１から６までのいずれか一項に記載の反射器支持装置において、前記 支持部材１２は、ほぼ自立性の閉じたボビン形状のケース内に一体的に装着され 、当該ケースにはその外部から内部の前記二つの一次反射器５、７に光線を導入 する二つの開口１６、１７が隣接して配置されていることを特徴ヒする反射器支 持装置。
8. ８．請求項１から７までのいずれか一項に記載の反射器支持装置において、前記 支持部材１２、トレイ２２並びにリング２４などがドーム構造体２８で覆われ， 当該ドーム構造体は水平面内に回転可能に定置コンクリートリンク２７内に静水 圧的に支持され、当該コンクリートリング２７は定置基礎２５から少なくとも一 つの緩衝体２６により分け隔てられていることを特徴とする反射器支持装置。
9. ９．請求項８に記載の反射器支持装置において、前記ドーム構造体２８は軸受台 ３３を介して前記コンクリートリング２７の先端に回転可能に配置され、前記軸 受はスライド支持或は非スライド支持が適宜受けられるように油圧的或は空圧的 に制御可能であることを特徴とする反射器支持装置。