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自製雙筒鏡光軸檢測器煩請高人幫忙譯成中文

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Luciano_ritchie 发表于 2008-9-21 18:25 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国–广东–广州 联通

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「長年使っている双眼鏡だが,最近,何だか目が疲れる」
「中古双眼鏡を買ったが,何だか2重に見える」
双眼鏡をのぞいたとき感じる違和感は「光軸ズレ」が原因であることが多い。
光軸ズレとは,左右の視界が一致していない状態です。
ただ,人間の両目には柔軟性があるので,光軸ズレを正確に見極めるのは難しいです。
(たとえば,誰でも「寄り目」などは,簡単に出来てしまう)
「光軸がズレているような気もするけど,確証も無い。修理に出すべきか否か?」
平行器があれば,光軸ズレを確実に見極めことが出来ます。
今回,これを自作する方法を考えましたので,ご紹介したいと思います。

原理平行器とは,人間の目の間隔分,離れた窓が2つあり,内部のハーフミラーで一つに合成して取り出す構成になっています。
つまり左右の像を一つの目で見るので,両目で見た場合に生じる曖昧さがありません。

                               
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 双眼鏡のJIS規格でも,光軸検査機と共に,光軸ズレ(「光軸平行度」)を見極める正規の道具として,指定されています。
 平行器の実物を使う機会に恵まれたことがありますが,定期校正を前提とした由緒正しい測定器といった感じで,我々一般人が買うようなシロモノでは無いようです。
 「そんなに高くないよ,10万円しないから」と言われましたが,一般人には十分,高いです。
 そこで,自作を考えてみたいと思います。
 平行器は,ビームスプリッターとプリズムが一体となった下図のような構造を持つようです。


                               
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平行器の光学系(含む推定)
光学部品が一体ですから,狂いが生じにくいという利点を感じますが,手に持つとズシリと重く,また高価につく方式と思われます。 
ためしに手元にあるエドモンド社のカタログで,このようなプリズムを捜すと,良いサイズが無い上に,一個5~6万円もします。
そこで,簡単に,安く自作出来る平行器を考えてみた。

試作機の構造上図のプリズムや,ビームスプリッター単体は高価です。
倍率が掛からない光学系なのに,市販の光学部品は,そもそもオーバースペックと思います。
そこで,ありきたりの直角プリズムと安価なハーフミラーで構成したのが,今回の簡易平行器。


                               
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 簡易平行器の構造
(パーソナルCADによる画像)
光学部品が分離したため,初期調整は必要になるし,本物よりズレやすいことになりますが,趣味用途で使う分には十分と思います。

作り方下の方で,設計図を用意しましたので,参考用としてご利用下さい。
図面通りでも機能する物が作れますが,アレンジしてもっと便利な物へ発展させてもらえればと思います。

必要な道具金ノコ,ドリル,金ヤスリ,タップ(M2,M3),万力,ペンチ,ハンダゴテ

必要な材料アルミアングル,アルミ板,真鍮板,プラ板,ネジ(M2長さ4,6,8,M3長さ6),接着剤,黒塗料
サイズは,図面をご覧下さい。

必要な光学部品試作機は,双眼鏡やカメラの廃品から取り出したものを利用しています。
図面の方は,EDMUND製の部品が利用出来るよう修正しました。型番は図面に記載してあります。気になる値段は
直角プリズム:¥3500
ハーフミラー:¥5000
となっています。(型番と値段は,エドモンド社の2003年度版のカタログによる。)
(なお双眼鏡の廃品から取り出した直角プリズムがまだ手元にあります。自作を考えている方に差し上げます。)

製作 ノコギリ,ドリル,ヤスリによる手加工だけで作れます。(図面に公差が入っていないのは,そのため)

                               
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図面コピーを材料へ貼って,ケガキを省略。最初に穴あけです。
穴を開けたら,糸ノコで切り出しです。

                               
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プリズム台


                               
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ミラーベース:頭を落したM2ネジ(赤)をハンダ付け(もしくは瞬間接着剤で固定)し,スペーサー(青)を貼ります。


                               
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ミラー台にハーフミラーを接着します。ダメ押しで,バスコーキング剤を穴越しに付けています。

                               
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プリズムを接着し,これもダメ押しでバスコーキング剤を穴越しに付けています。


                               
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双眼鏡のジャンクを使ったので,コバが丸い。
 

                               
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部品をベースに取り付けて完成です。
 部品に高精度を要求しない代わりに,最後に「調整」が必要となる設計なのです。
 もちろん,出来るだけ,正確に作ったほうが良いのは言うまでもありません。

調整 遠くの物体を 平行器で見ます。(数キロ 100m以上離れた物体。「月」なら文句なし。)

                               
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 すると,像が2つに分かれて見えます。
 これが一つに重なって見えるようにハーフミラーを調整します。
 この平行器のハーフミラーは,左右方向と上下方向に微調整出来るようになっています。

                               
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左右方向の調整:青ネジを緩め,赤ネジの押し引きで調整する。

                               
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上下方向の調整:赤が押しネジ,青が引きネジです。

 調整ネジは,強く締めると部品が変形しますので,ほどほどにし,調整が済んだらネジロック剤を塗布し,カバーをネジ止めし,完了です。


                               
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射出窓側

                               
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入射窓側
使い方 使うときは,狂っていないか必ずチェックしてからにします。
 (私の平行器は,調整から3ヶ月経ちますが,異常無し。衝撃などを加えない限りは,そうそう狂わないようです。)
 双眼鏡の接眼部へ平行器を当てます。

                               
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双眼鏡を出来るだけ遠い物体へ向けます。(JIS規格によれば,最低でも500m以上離れている必要がある。)

                               
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平行器をのぞくと,左右の像が重なって見え,その状態から軸ズレの様子を知ることが出来ます。


                               
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JISでは,眼幅70mmと60mmの双方で,チェックすることになっています。
光軸を完璧に一致させることは困難ですから,倍率に応じた許容量がJISで規定されています。(光軸平行度許容量
双眼鏡の光軸修正は奥が深い部分があります。
詳細は,双眼鏡を修理した時の記事を参照して下さい。(「双眼鏡を修理する~光軸修正編
この平行器は,本物と同様に右の像を左の像へ重ねる方式です。
よって,右の像は,ずいぶんと長い経路を経て到達するため,ごく一部しか見えないのが欠点です。
接眼レンズへ当てる位置をこまめに変えて像を見つけるしかありません。
この平行器の構成上,避けられない問題と言えますが(*),目当てゴムを折り返しておくと,多少は緩和されます。
(*)レンズ系を組み込んで見やすくした改良型の平行器もあるようですが,現物を見たことが無いため,詳細は不明です。
 楼主| Luciano_ritchie 发表于 2008-9-21 18:27 | 显示全部楼层 来自: 中国–广东–广州 联通
還有幫忙翻譯下圖的表啊
未命名 -2.jpg
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huang8833 发表于 2008-9-21 18:28 | 显示全部楼层 来自: 中国–江西–赣州 电信
这我以前好像看过。
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 楼主| Luciano_ritchie 发表于 2008-9-21 18:43 | 显示全部楼层 来自: 中国–广东–广州 联通
双眼鏡を修理するその3 光軸調整その2へ戻る / back to part.2
人間や猫のような高等動物は,両目が左右平行についている。
だから双眼鏡の左右の視界も平行に保たなくてはならない。
カメレオン用の双眼鏡では困るのだ。


                               
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君の双眼鏡って一体・・・
軸出しとは?「双眼鏡は自分で修理するな」
と言われる理由の一つは,左右の視界を一致させる「軸出し」と呼ばれる調整作業が非常に難しいからだ。
 この軸出し調整が不完全だと,目を傷めるため,JIS規格では,「光軸平行度」と呼ばれる尺度で厳しく規定されている。
 別表に抜粋を掲げたように,倍率が高くなると,どんどん厳しくなる。(JIS  A級 光軸平行度の抜粋
 光軸と言っても,天体望遠鏡で性能を出すために行われる「光軸調整」でのそれとは少し意味が違う。
 大半の双眼鏡は,左右の視界を一致させるために,むしろ光軸をわざとズラして合わせることになる。
 双眼鏡の光軸が「視軸」と呼ばれたり,単に「軸」と省略される理由は,光学的な性能を出す「光軸調整」との混同を避ける意味もあるのではないだろうか。
 この辺に関しては,「月刊天文」誌上で双眼鏡の連載記事を書かれている中島隆氏が一言でズバリ言い切っている。
「双眼鏡には視軸があって,光軸がない」 (月刊天文1994年9月号 「天体用双眼鏡の選び方」)

平行器人間の目は多少の軸ズレがあっても無理に合わせてしまうため,双眼鏡の軸出し調整には向かないだろう。
JISでも,軸出しは光軸検査機平行器を使って行うことになっている。
光学会社や双眼鏡ショーで,このFUJINON製の光軸検査機を見かけた方も多いのではないだろうか。

                               
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JTBショーの双眼鏡クリニックコーナーにて
光軸のみならず双眼鏡のJIS検査項目がほとんど測定出来る万能機だが,値段も高く,乗用車1台分に匹敵するらしい。
そこで平行器を使うことになる。これは,個人でも買える値段とのこと。

                               
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平行器
平行器とは,左右の窓から取込んだ像を内部のハーフミラーで一つに合成するもの。
左右の像が平行でないと,像は2つに分かれて見える,というもので,カメラのレンジファインダーと似た構造である。

                               
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買えば,10万円くらいするらしいので,今回は自作した。平行器の製作記事はこちら

軸出し作業~粗調整平行器を使う場合,500m以上離れた物体を使うことになっている。
近い物体だと平行では無くなるからだ。
遠くの物体が無いかと探し,ベランダから見える鉄塔を使うことにした。


                               
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左の写真は,双眼鏡の視界を実際に撮影したものだ。
中央に見える高圧線の鉄塔は,1500mほど離れおり,ちょっと小さいが使えるだろう。
7倍の場合,JIS A級で許容される軸ズレ量は

左右ズレ:内方14分 外方7分 (内方とは寄り目,外方とは離れ目)

上下ズレ:5分
ズレ量を判断するには,物体の視角を知っておく必要がある。
これは視度望遠鏡で測るか,物体の大きさと距離から計算して求める。
今回選んだ鉄塔の幅は,約0.2°(=12分)に相当する。
つまり視界に小さく見える鉄塔一本分のズレ量を問題とする世界なのだ。
JIS A級とは普及品であり,AA級より一段甘いのだが,それを守るのでさえ いかに厳しいかを実感させられる。
双眼鏡に平行器をあてがい,左右の鏡体に各2カ所にあるイモネジを使って視軸ズレを調整していく。


                               
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 眼幅を70mmに設定して,まず大体平行に合わせることを目標にする。

                               
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内方20分ほどのズレだが,像倒れが発生している。
 この双眼鏡は軸出し調整中に,よくこの状態になってしまった。
 この場合はプリズム直交調整からやり直しとなる。パテがかなり固まってから軸出しに入った方が良いようだ。

                               
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左右は15分くらい,上下は5分くらい。これならまあまあだろう。
 ただ,この時点では,あまり無理して追い込む必要はない。

軸出し作業~最終調整 鏡筒が平行移動する方式ならば,眼幅70mmで合わせてしまえば眼幅を60mmに変えてもほぼ平行が保たれているだろう。
 だが,中心軸をはさんで鏡体を回転させる方式の双眼鏡では,そうは行かない。
 眼幅70mmで大体軸が出てきても,眼幅60mmに変えれば,たちまち平行は崩れる。
 眼幅60mmで合わせれば,今度は70mmでズレている。初日はここで挫折だ。
 これは視軸と中心軸が平行にならない限り必ず発生する幾何学的な問題と言えるだろう。
 たとえば,これは左右の視軸は平行だが,中心軸に対しては左へ傾いている状態。

                               
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 このような状態で,眼幅を変えると平行が崩れる様をCGアニメで示した。

                               
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(分かりやすくするために視軸=鏡筒として書いてある)
 視軸調整とは,左右の視界を「見えない中心軸」に追い込んで行く作業に他ならない。
 闇雲に左右の視界を重ねているだけでは,堂々巡りになる。
 そこで,眼幅を変えた時に発生する軸ズレを解析して表にしてみた。(軸ズレと眼幅調整の関係
 この表と,軸ズレの様子から状態を推定し,追い込んでいくのだ。
 くじけそうになりながら,これでやっと許容差に納める事が出来たようだ。

                               
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眼幅70mm時:左右は12分くらい,上下はゼロ

                               
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眼幅60mm時:左右は5分ほどで上下はゼロ
 ここまで来れば,峠は越えたと言える。
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crddcrdd 发表于 2008-9-21 18:45 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京 中移铁通
h好东西
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 楼主| Luciano_ritchie 发表于 2008-9-21 19:07 | 显示全部楼层 来自: 中国–广东–广州 联通
工廠用的雙筒鏡光軸檢測器
IMG_1882.jpg
IMG_1887.jpg
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yxaxry 发表于 2008-9-21 19:21 | 显示全部楼层 来自: 中国–吉林–长春–德惠市 联通/明明网吧
不错  ......................................
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 楼主| Luciano_ritchie 发表于 2008-9-22 03:10 | 显示全部楼层 来自: 中国–澳门 电信
初步做了簡單的測試是可行,但從稜鏡反射來的光線很弱,
需要在平面鏡這邊加兩片瀘鏡減光來提高兩邊鏡的亮度相等。
下一步就要做實物作測試。
未命名 -1.jpg
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mb1156 发表于 2016-7-17 20:00 | 显示全部楼层 来自: 中国–陕西–西安 电信
以前在赏月的文章里见过简单介绍。期待楼主下一步进展。
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phoenixgold 发表于 2016-7-17 20:45 | 显示全部楼层 来自: 中国–广东–阳江 电信
简单的光轴检查仪器,岛国有卖的,大概千把块RMB;



一边是半透镜;
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赏月观星 发表于 2016-7-20 09:10 | 显示全部楼层 来自: 日本–东京都
这么老的贴子,怎么还翻出来啊?
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