教育用ケプラー式望遠鏡の試作

 投稿者：ASHI58

　フレネルレンズや、アクロマートになっていない凸レンズで、どの程度望遠鏡として使えるか製作してみました。

　フレネルレンズは直径30cm、f2のものです。軽くて、安価で大きなものが入手できるのが利点です。

　ところが、像がいびつであり、しかも小さな点光源はフレネルレンズの構造上、回折格子にもなっているため、光が回折して輝点を中心に拡大したいびつな光のパターンが出来、また、盛大に色収差が出ます。とても実用に耐えません。レンズの歪みと光の回折が難点です。

　以前太陽炉として1m四方のフレネルレンズで、スターリングエンジンを動かしてました（昔のホームページが削除され、動画がありません）が、太陽の光をある程度広がった範囲に収束させるとか、ディスプレイとして部屋にぶら下げるくらいしか使えません。

　次に安価な直径10cm、f3の凸レンズを使ってみました。アクロマートのように色収差の補正が無いので、アクロマートの利点を学ぶのには好都合です。

　

　色収差に加え、周辺像はピントが合いません。レンズの設計に難点があり、中心にピントを合わせると周辺がぼけます。像面湾曲、球面収差等が生じています。

　望遠鏡の自作は楽しいです。対物用にはアクロマートレンズが必要です。アリババの通販で数千円で各種サイズ、焦点距離のものが売られてますが、口径10cmを超えると１万円以上します。しかも、使ってみないと性能に大きな差があり、失敗のリスクもあります。日本の光学機器販売店のものは高価ですが、信頼性が高いです。

　3Dプリンタが安価になり、精度の高い望遠鏡部品を自作できるようになりました。色収差が原理的に生じない反射望遠鏡は、工作が複雑になりますが、実用になるものができます。