Customizing the EMS-US set adapting to the smallest IPD,”51mm”!! / 最小目幅51mmへの挑戦!!(EMS-US)

The standard housing of the EMS is 59mm in the outer diameter, and 50.8mm in the inner one.So, it seemed to be almost impossible for the standard housing to adapt to the smallest IPD of 51mm, or at least to be required the large trimming of the housing and the repainting afterward.In spite of the negative estimations, I found a good solution to get the minimum IPD of 51mm without trimming the housing at all. The answer is the eccentric 2-inch cap. Of course I should shift the mirror to some extent to the lower side in advance.That’s “Deceptively Easy” isn’t it?

「瞳孔距離 51mm の家族に双眼視の感動を味あわせたい!」 そんな真剣なご相談を受ければ、一肌脱がないわけには行きません。^^; さらに防塵フィルターも設置されたいとのことで、頭をひねりました。 まず、EMSの標準ハウジングの外径=59mmで、目幅方向対面部のトリミングが最初から施してあるため、 アダプターを少しトリミングすれば、57mm程度までのカスタマイズは簡単です。 ところがそれ以下になると、今度は塗装済みのハウジング自体を削らないといけません。ハウジングの内径は50.8mmあるため、一定の壁厚を残せば、54mmくらいまでが現実的なところです。 それにしても、トリミング部の補修塗装等、頭が痛いものです。

いろいろ考えた結果、良い方法があることに気付きました。 それは、31.7ADの基部の2インチキャップの36.4φ,P=1ネジを偏心させることです。EMSのハウジングは、ミラーのセンタリング移動も出来るので、金物の偏心に即してミラーをシフトすることが可能です。(と言うか、ミラーのシフトでカバーできる範囲の2インチキャップの偏心で51mmが達成できるということです。)

この手の加工はCNCフライスの真骨頂で、今回もヘリカル加工が功を奏したことは言うまでもありません。

以前は、20年以上前に特注した36.4φ,P=1のタップを多用していましたが、それを使うよりもずっと能率的かつ正確です。 このタップ、数年前に見学に見えた(望遠鏡関係の)加工業者さんにお貸ししたきり返って来ませんが^^;、ヘリカル加工を習得してからはタップがなくても困らなくなりました。(停電時やマシンの故障時以外は^^;)

SWAROVSKI ATX95-BINO completed!! / SWAROVSKI ATX95-BINO、完成!!

SWAROVSKI ATX95-BINO is completed. But, one of the objective unit is kept by the client (not here) and this photo actually is the composite one of the left and the right unit.You can see how I have treated the annoying bayonet.

SWAROVSKI ATX95-BINOが完成しました。 ただし、今回当方でお預かりした対物ユニットは一個のみでしたので、左の完成写真は、左右仕様でそれぞれ別々に撮影した写真の合成です。依頼者の方がBINOの上級者になられますと、こうした芸当も出来るようになります。

左のアリミゾは前後軸で、右のアリミゾは左右軸に配置しており、従って左の鏡筒は前後のみに移動出来、右の鏡筒は左右のみに移動できるようになっています。つまり、簡易な目幅調整が非常にシンプルな構造で実現しています。 光軸の初期調整は、左のアリミゾが水平方向の微調整を、右のアリミゾが上下方向の微調整をそれぞれ受け持ちます。 運搬用ハンドルユニット(兼ファインダーベース)は今、アルマイトに出しています。 (多分、アルマイトは今日仕上がると思うので、今日中に発送できると思います。)

今回のBINO作りでの最大の難関、かつ解決への核心は、いまいましい^^;バヨネットをどう扱うか、ということでした。理想的なのは、純正のオスのバヨネットに完璧に適合するメスのバヨネットを作ることですが、これは加工のハードルが高過ぎたことと、それだと構造的に十分にlow-profileに出来そうになかったため、それは早々に回避しました。

そうなると、バヨネットの爪の奥の細い径の所に固定ビスを当てるのが常識的な考えかと思いますが、それだと、対物ユニットにEMSを圧着させることが出来ません。 そこで、私は、一見あり得ない方法に打って出ました。ローレットネジの先端ポリアセタールがバヨネットの爪の裏側ではなく、またバヨネットの爪の真心でもなく、爪の厚みの奥の角線に当たるようにしましたが、目算は適中しました。 こうすることで、バヨネットがテーパフランジと同じ役割を果たすわけです。

さらに、バヨネットの爪を逆手に取り、上の画像の赤い矢印で示したアジャスタブルな突起を配置することにより、EMSの固定アングルに完璧な再現性を持たせることにも成功いたしました。

黄色い矢印は、EMSの接続フランジを固定するものです。 ここを分解することはまずありませんが、アダプターの内部構造が見えるように分解して撮影しました。 実際には、アダプターはEMS側に常にセットして、接続の再現性を持たせます。

TOA150-BINO completed!! / TOA150-BINO 完成!!

TOA150-BINO is completed. It will be the advent of the next stage of EMS-Binoscope making.

難産でしたが、やっと完成しました。 この度はいろんな面で良い勉強をさせていただきました。今後のBINO作りに役立てさせていただきたいと思っています。

今回は搭載重量の制限が厳しかったので、架台はほぼ無改造の方針で臨みました。 そのため、BINO本体は水平回転軸の真上ではなく、少しだけ右に寄っています。 左のウェイト軸ホルダーにスペーサーを噛ませているのは、そのためで、三脚とウェイトが干渉しないようにしたものです。これは当方での架台の動作チェックのためで、納品時にはスペーサーは撤去します。(納品先ではピラーになるので、スペーサーは不要)

架台のメンテ等で、鏡筒を下ろす必要が生じた場合は、鏡筒を1本ずつ抜き取ります。 もちろん、先にEMSや合焦機構、さらに鏡筒末端のフランジを撤去しておかないといけません。 バンドの内面にはテフロンテープを貼っていますので、コツさえ覚えれば、鏡筒の抜き取りも前後バランスの初期調整も比較的楽です。 フレームの精度剛性は十分なので、光軸の再現性は万全です。

 

(同日追記) 今回のセンターフォーカス・システムで、左右の視度に差がある場合にどう対処するかについて、どちらからもご質問がないので、先回りしてご説明します。^^; 結論から申しますと、目幅調整用のヘリコイドを用います。 通常の眼幅調整は、リンク画像のように、左右同時対称的にヘリコイドの転輪を回します。 次に、右眼の近視が強い(遠視が弱い)不同視の方は先ほどの作業に続けて、左右のヘリコイドを今度はそれぞれ反時計回り(同方向)に同量回します。(←同量回すことで、目幅の変化を相殺します。) 左の近視が強ければ、当然その逆に回します。

「そんなことをしたら左右のアイピースの高さがずれてしまいます。」・・と、おっしゃいますか? それでは、私からの質問です。 「市販の90度対空双眼鏡では、左右の視度をどう補っているでしょう?」お分かりでしょうか。 市販の双眼鏡も(直視、対空に限らず)、アイピースを前後(上下)させて合焦させています。 つまり、不同視(左右の屈折度が違う方のことで、視力の差は無関係です。)の方は程度の差こそあれ、左右のアイピースに段差が付いた状態で双眼鏡を覗きますが、眼鏡で補正出来る程度の不同視なら、全く問題なく覗けることはご承知の通りです。

しかも、(ここからが極めて重要なところ^^;)EMSの場合は、目幅ヘリコイドの軸(つまり第1反射光線)がアイピースの光軸と60度の角度を持つため、同量の不同視で生じる 左右のアイピースの段差は、同軸のヘリコイドで補正する市販の双眼鏡の1/2にしかなりません。(cos60°=1/2)(つまり、不同視補正時のアイピースの段差は通常の双眼鏡の1/2しか生じないということです。)

この方法は、左右の視度差を先に補正してしまい、最後は双眼視のままピントを追い込むというものですが、どうしても片眼をつぶりながらダイレクトに合焦操作をしないと気が済まない方もおられるかも分かりません。 しかし、それは単なる習慣であり、むしろ、単眼視での合焦操作は、眼の調節が入りやすく、どうしても近視寄りのピントになり勝ちです。 実際、検眼(屈折度測定(視力検査ではありません))に於いても、最後には両眼開放で行った方が調節の介入が起こりにくいことが分かっています。

Anodizing parts of the TOA150-BINO / いよいよアルマイト工程(TOA150-BINO)

The left is the parts for the framework and the right is for the binoscope itself.Isn’t it miraculously simple for the structure of the large binoscope?

いよいよアルマイト工程です。 左はフレームのパーツで、右はBINO本体のパーツです。今回は重量制限も厳しく、徹底してシンプルな構造を目指しましたが、こうしてパーツを並べてみて、我ながら善戦したと感じます。^^; 右の写真の合計6個のパイプ部品と2本のロッドは全て、純正フォーカサーの代わりに用意した物なので、純粋にBINOの基礎部分を構成する部品は、2枚のメガネプレートだけということになります。

TOA150-BINO preliminerily assembled / TOA150-BINO、仮組み立て!

TOA150-BINO is preliminerily assembled and proved to be quite successful.The repeatability of the optical axes is also superb on the new framework.

記念すべき仮組み立てです。 基本、大成功です。 当然ながら、TOA150-BINOは地上物を見ても凄まじい見え味です。新型フレームの光軸の再現性も完璧でした。(初期調整すら不要)合焦機構は、昨日も触れたように、もう少し手を加えます。(リニアベアリングを併用します。) これからが最後の正念場です。(鏡筒は、予想したよりもずっと前に出せることが分かりました。仰角による接眼部の上下移動の量が大分緩和されそうです。)

Linear Bearing is added / リニアベアリングの追加

無負荷の段階では極めてスムーズだったために、良い気になって省きましたが、EMS、アイピースと負荷が増すと、やはりこれ(リニアベアリング)は必要でした。手持ちがありますので、至急対応します。 まだ追加加工がありますが、今度こそ、一両日中に仕上がるはずです。(仮組み立て後にアルマイト工程に送ります。)

TOA150-BINO almost completed!! / TOA150-BINOほぼ完成!!

TOA150-BINO-LX80

The linear bearing lastly added has drastically enhanced the performance of the focuser.

フォーカサーは、どたんばでの設計変更が功を奏しました。 これでフォーカサーは完璧です。^^写真でお気付きと思いますが、第1第2プレート共、初期の設計を上下逆に用いました。

設置予定だったスタビライザーシャフトを元の位置で手前に延ばすと、EMSと干渉することが分かったからでもありますが、この方がややこしいメカが隠れるので、怪我の功名でした。^^; フォーカシングノブも、上から手を突っ込むのを止め、写真のように、EMSの手前下から操作することにしました。 この方がより自然に操作できるようです。 細部の仕上げの後、いよいよアルマイトです。

Innovative Center-Focusing System, quite successful!! (TOA150-BINO) / センターフォーカス機構の成功!!(TOA150-BINO)

The core part of the Center-focusing System is perliminerily assembled and I found it quite successful.It moves not only silky smooth but also has moderate friction enough to prevent the system sliding down of itself.Another stabilizer will be added to the second plate as the one already set on the first plate.

お待たせしましたが、本日やっとセンターフォーカスの主要部分を組み立てて動作確認をしました。結果は期待以上で、まずは安堵しました。 目下設計中の15cmF5-BINOのVERSION9にも同じ方式を採用することにします。

操作は実に滑らかで、駆動速度も眼視に理想的です。これだけの規模の左右のドローチューブが同時並列的に正確に前後することに、我ながら感動に浸っています。(通常のネジだとこうは行きません。) 滑りネジ機構が滑らか過ぎると自重でスライドダウンしてしまうことを懸念しましたが、前もって施した対策が功を奏し、適度なフリクションがちゃんとシステムを保持してくれています。

現段階でも、中央の滑りネジ機構部と左右のボールローラーとの3点支持により、第2プレートの平面内の回転方向の安定性はすでに万全ですが、プレート面と直角(左右端を前後)方向に故意に捻る外力を加えると、構造上少し前後に揺れるので、第2プレート側にも、これから第1プレートにセットしたようなスタビライザーをセットする予定です。

(現状でも、敢えて接眼部を握らなければ問題はありませんが、スタビライザーの追加によってより剛性がさらにアップするはずです。これは、中央シャフトがたわむのではなく、滑りネジのゆとりによるもので、想定していたことです。シャフトネジの手前側にも同軸の延長棒をセットし、第2プレートに固定したスタビライザーがそれを軸にしてスライドするようにします。)

(接写ぎみなのと、該当部のズームアップの構図のため、メカがやや大袈裟に写真に写ってしまったのが残念です。 実際には、この写真で見るよりもずっとシンプルでコンパクトなシステムです。 追って、撮り直した画像をお見せします。^^;)

The ball roller installed (TOA150-BINO) / ボールローラーをセット。(TOA150-BINO)

本来なら今日は仮組み立てしたTOA150-BINOをお見せできる予定でしたが、ちょっとしたハプニングで明日以降に持ち越すことになりました。外注した滑りネジのシャフトの両端のネジ加工が、一般的なM6ネジのつもりだったのが、特殊な細目ネジ(P=0.75)でした。 急遽該当するタップを発注した次第です。(確かにメーカーのwebカタログにもそう記載してあり、私の不注意でした。(しかし、なんでわざわざ特殊なネジを切るのだろう??^^;))

The bearing tube attached to the first plate(TOA150-BINO) / 第1プレートにスタビライザーパイプを取り付けてみました。(TOA150-BINO)

This polyacetal tube will keep the sliding screw mechanism to be perpendicular to the plates.

このポリアセタールの支持棒(パイプ)がスライドネジ機構の(プレートに対する)直角をキープする大事な役目を負います。プレートに前もってヘリカルネジ加工を施した所以です。

本来なら、今日にもBINOが組みあがる予定でしたが、不足の材料が届くのが明日以降になりそうで、もう一日ほどお待ちください。^^;(連休や土日に悩まされます。 当方は年中無休ですが。^^;)