The light-path calculation of EMS/ BINO用EMSの光路長の計算方法

Here is how to calculate the light-path of EMS, again.
I had posted the same title in the Support Corner begore.
The light-path consists of 3-parts, 1,2,3.
“3” is in common with all the EMS with the normal 2″ sleeve of 58mm; as 18+2+58=78mm.
“1” is also in common with EMS-UM & UL.
“1” of EMS-UXL is 36mm.
“2” of the larger Binoscope has no relation with the type of the EMS.
It can be measured by the “D”(OTA distance) and the IPD.
Assuming that the D is 200mm and the IPD is 60mm, the path-2 will be ” ((200-60)/2 )x sqr.2 = 99mm.
The total light path is 1+2+3.

 EMSの光路長については、サポートコーナーにすでに掲載しておりましたが、あまりご理解いただいている手応えがないので、再度嚙み砕いてご説明します。
 光路長は、1~3 に分けられます。
”3”は、全てのEMSで共通(58mm標準2”スリーブ)で、78mm。
”1”も、UXL以外は全て共通で20mm、UXLだけが36mm です。
”2”は、(大型BINOでは)EMSとは無関係で、”D”(鏡筒間隔)と目幅だけで決まります。
D=200mm、目幅=60mmの場合の計算例をお示しします。↓
((200-60)/2 )x √2 = 99mm
1+2+3が総光路長です。

Another tutorial for the knack of the OTA collimation/ 鏡筒初期調整のコツ

 入院中に、BINOの”Tutorial”を1つ追加しようと思ったのですが、使い慣れないノートPCで悪戦苦闘しています。退院後に、もっと見やすく修正しようと思っています。
 光軸ずれの相対的な方向を、CASE-1~3に分けています。
上が左右鏡筒それぞれの実視野、下がそれぞれの一般的な見かけ視野ですが、右のCASE-3だけは、訓練された方が所定の見方をすれば、埋没した像のずれが見えるようになります。(右の像を水色で示しました。)
 光軸初期調整が難しいという方が多いですが、こうして見ると、難しいケースは3のみ、ということになりますね。
 なぜ、多くの初心者にとって難しいか?と言うと、私たちの視軸が、ケースによって、自律的に輻輳(ふくそう)してしまうからです。以前からご指摘していますように、平行視軸を自らロックできれば、CASE-3も、CASE-1,2と全く同様に対処できるわけです。

Two typical Stupid Claims for the EMS adjustment ! / 最も愚かな初期の誤解 2 例

 これは論外に近い問題で、ほぼご説明の必要はないでしょう。望遠鏡にアイピースをセットするのと同じで、角度位置はあなたが自由にセットすれば良く、なんでわざわざ斜めに?という話です。
 しかし、当初はこのレベルで悩む方もいるのですよ。双眼だからやりにくいのではなく、双眼だから簡単なんです。この初期セッティングのために治具まで必要になることはあり得ません。むしろ単体鏡筒で厳密に垂直を出すには、デジタル傾斜計や提げ振りが必要になります。

 これは前例よりは、やや上級者?の悩みですかね。^^
これでドツボにはまる方は、EMS-BINOを最初から誤解している方です。
 確かに、最初から左上の状態になれば、実にハッピーであり、何のご不満もないと思うけど、よく考えてみてください。単体で使用する前提の鏡筒に、単体で使用する前提のアイピースを使用する前提のBINOが、EMS-BINOです。もとより、鏡筒パイプ軸と光軸が完璧に一致している保証などないし、そうしたミクロの誤差以前に、あなたの眼の視軸が完璧なのか?ということもあります。前者のマテリアルの精度は、角度にして、秒か分の単位の議論ですが、あなたの眼の視軸は、数度の単位で軽く浮動します。斜位の傾向があればさらに顕著です。
 鏡筒をいくらか上下に振って初期調整をすれば、上図右のように、微妙にスリーブ天面に段差(図は強調したもので、斜位がなければこんなにずれることはありません。)が生じるのは当たり前です。
 そのような現象が出た時にどう対処するか?の話です。
  100点満点の精度の素材を何個組み合わせても100点だ!という硬直した考えではいけません。
  微妙な左右の段差は、EMS全体を同方向にほんの少し回転させれば消去できます。

 一般的に申し上げて、光学のプロフェッショナルを自認する方ほど、素材の剛体精度で全てが解決するという誤った確信を持っているようです。その路線で進化して来た市販の変倍式の大型双眼鏡、100年経っても、100倍辺りで光軸が曖昧になりますよね。
 EMS-BINOは剛ではなく、柔の発想でその光軸の問題を解決するものです。
XYミラーチルト機構も、一種のスプリングを利用した浮動機構で、ガチガチにミラーを固定したものではありません。 アイピースの交換や、鏡筒の個性、重量によるタワミ、観察者の視軸の個性、諸々に速やかに円満に対応できるためには、”柔”の発想が必須だったという基本、早い段階で分かって欲しいな!と思うわけです。
 上図の右上の状態になって、スライド台座メーカーや私にクレームを入れるのは、筋違い、というわけです。あなたの鏡筒のチョイスと、あなた固有の視軸の癖の結果なんですから。


Precautions on the rotation of the second (eye-side) Unit / 眼側(第2)ユニットを回転させる時の注意事項!





Let me reuse the data of the question of my client I got by an e-mail this morning.
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It is a very good question!

Never touch the screws except for the Black arrowed ones!
I will attach the image.
And never forget putting a tape on the rotation line and cut along it in advance, which is important to know the original angle and to know how much you rotated the second(eye-side) unit.
Normally, the rotation will be very very small within the width of the black line on the tape, even if you saw large inclination of the field!
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 回せれば、どの系列のネジを緩めても眼側ユニットの回転は可能ですが、一番第2ハウジングに近い系列のネジだけを操作する習慣にしておくのが無難です。
 回転部分の長さ、質量が最小になる方が、脱落事故のリスクを下げますから。
 それから、回転させるラインをまたいで、事前に黒線を引いておいたマスキングテープを貼っておくのをお忘れなく! それによって、原状が分かるし、どれだけ回転させたかが分かるからです。どんなに激しい像回転に見えても、実際に第2ユニットを回転させる量は極めて微量で、黒線の幅すら超えることは稀だとご理解ください。

Emergency Warning of the prohibited screws of EMS ! / EMSの禁止ネジ一覧!

Never touch the prohibited screws shown in the above photo!
上図の禁止ネジには、いかなる理由があっても触れてはいけません。
XYノブですら、使い始めるタイミング等、サイトでご説明している条件に従っていただきたいのです。
(〇でなく、敢えて△で示しました。)
 マウントに鏡筒のチルト機構がなく、シムの挿入だけでは充分に左右の鏡筒の初期平行度が満たされない場合に限り、左EMSの△のネジ(プラスネジ3本)を極微量だけ操作することはお許ししています。
 なぜ、第2(眼側)ユニットのそれらがタブーなのか?ですが、同じ1mmだけ像をシフトさせるために、より大きくミラーをチルトさせるので、より有害だからです。それと、コリメーション手段もないのに、第1ユニットと第2ユニットのネジを同時に緩めてしまうと、原状に復帰することが完全に不可能になることが明らかなためです。
 35年もEMSを作り続けて、「何を今さら?」という感じですが、未だに違反者が絶えず、急患のEMSが国内外から届くからです。文字で書いても読んでもらえないなら、”絵”で行こう!というわけです。
 

Installing Manual of the EMS for a Binoscope / EMSの初期セッティングの手順!

 Never try the collimation with the OTA only! Collimate the OTAs with the EMS on!
鏡筒単独の平行調整は止めてください。必ずEMSをセットしてから、全体をユニットとして調整しましょう。つまり、EMSのXYノブはもちろん、EMSのあらゆるネジに触れることは一切厳禁です!
 原理は、正立像なので、至って簡単、像が逃げている方向に望遠鏡の筒先を振るだけ!!

 まずはご自分の手で練習(確認)しましょう。ターゲットが手の環っかの中心より右にずれていれば、手の環っかを右にずらしますよね!(EMSの調整は所詮、このレベルで完結します。腕に覚えがある人ほど、難航し、最後には滅茶苦茶をする方が多いです。)

多くの皆さんがパニックになり、暴走するのがこれ↑ですね。^^;
 この場合も、EMSの眼側ユニットの一番上の系列のセットビスを緩めて、ほんの微量だけ回転させれば、自由自在に調整できます。回転の傾向は、最初、少し動かしてみれば簡単です。
 それから、当初は目標の傾斜で気付く兆候ですが、この調整作業は屋内でも出来ます。
カレンダー等の紙を90度に折ってアングル状にし、水平に向けたBINOの口径の上半分を隠し、BINOのアイピースを撤去して接眼部を覗くと、左右の像傾斜の傾向が一目瞭然になります。それを見ながら、上図のように修正すれば、数分以内に確信を持って完了する作業です。この時、左右の傾斜がたとえ不均等であったり、紙の線に段差があっても、うろたえる必要はありません。必ず、全てが完璧で、かつ左右のアイピースも平行になる正解が見付かります。(都度、EMSと望遠鏡の固定部分は微小回転させる必要はあります。)
 いずれの調整も、EMSのXYノブは原点であることが鉄則です。
 また、特殊なシンプルなマウントで、鏡筒を振る調整が不可能な場合は、シム等を挟むか、最後の手段としては、左のEMSの第1(望遠鏡側)ユニットの3本のプラスネジで追い込み調整を微量行うことは可能です。その場合は事前にご一報ください。
 いずれにしても、EMSの眼側のハウジングのプラスネジを触ることはあり得ないのでご注意ください。収拾が付かなくなって、急患でEMSを送られる方のほとんどは、第2(眼側)ユニットのプラスネジを回してしまった方です。 原点に復帰する自信がない段階で行動してはいけません。ブリザードの中を地図もコンパスもなしに遠征に行くのと同じくらい危険です。確実に元に戻れる手段を理解してから動きましょう。

 像の回転調整のために回転すべき第2(眼側)ユニットについて、誤解があるといけないので、この画像を追加します。屋内で紙直角アングルを使用して行う場合は、アイピースは撤去します。
 第2ユニットを回転させるために解除するセットビスは何系列かありますが、回転部分の質量が最小になるように、第2ハウジングから最短の系列を選びましょう。その方が、脱落事故のリスクが減りますし、調整個所は限定しておいた方が良いですから。

Another EMS-UL SET for Japan completed !

Never touch the XY knobs before completing the Binoscope!
Note the zero position of the XY Knobs!
 10年戦士のBINOユーザーで、XYノブの原点を完全に誤解している方がおられました。その方によると、ノブを反時計回りに目一杯に回した所が原点でした。^^;(現在、海外より急患搬送中)
 最初に届いた状態が原点です。今日は、敢えて原点をお示ししました。

How to parallel the OTAs / 鏡筒を平行にする方法

This is the perfect pictorial instruction how to parallel the OTAs.
This explains the relations of the shift of the target in the eyepiece according to the pan of the scope.
(正立像の)望遠鏡をどう振ると像が(アイピースの)視野内でどう動くかを、この画像で直感的に学べます。^^
BINOの使用段階では不要なことですが、BINOを自作される時には必要な知識です。
同時に、”BINOクイズ”もご参照ください。
基礎的な感覚が見に付いていれば、実に簡単なことです。
(というか、逆にそれが試されます。)
このツボを心得、眼の生理(具体的には調節と輻輳)を理解していれば、BINOの初期調整ほど簡単なものはないと言っても過言ではありません。 微動送りのない、単純な固定方式であっても、条件さえ整っていれば、数十秒で終わる作業です。
逆に、上記を理解していないと、調整の迷路に入って地獄を見ることもあり得ます。^^; メカ環境も影響しますが、基礎的なことが理解できていれば、何も怖いものはありません。
上記基礎がマスターできていれば、自分自身の眼(と目幅)が調整原器になるのです。「調整が難しい。」と言う人は、まだ誤解している部分があるのです。自分の眼が”調整原器”になるか、凶暴な”邪魔者”になるかは、その方のセンスにかかっています。
(正立像の)望遠鏡をどう振れば、新たな対象を視野内に導入できるか?
慣れた者にとっては、本能のレベルで定着していますが、先日の観望会で参加者のオバはんにPushToモードで操作してもらったら、逆に動かされたので、新鮮な発見でした。この感覚は、経験で身に付けるものだったようです。
駆動を停止して手動モードにしていたため月が視野から右に逃げたようなので、その方に、「少しだけ(望遠鏡を)右に振ってください。」と言ったら、左に振られたのです。^^;
あとでよく考えたら、その方はハンドルを持つ手を右に振っていたわけです。(確かにこれも右だ。^^;)

What is the “Back-focus”? / バックフォーカスとは?

Back focus is the length of the tail of light cone out of the drawtube.
バックフォーカスとは、対物レンズによる円錐光束の先端が鏡筒外に出ている長さのことです。

At planning your binoscope with some OTA, your first task is to decide the D in the diagram below and check the back-focus if it will accommodate the EMS or not.
BINOの計画の当初には、下図の”D”と共にチェックしないといけない大切な項目の一つです。

When your planning OTA has less back-focus for your plan, you can replace the end adapter, or the focuser for more low-profiled ones.
Cutting short the OTA tube is the last resort when you know all other measures are not enough.
昨今の高級鏡筒は昔よりもバックフォーカスが長い物が多く、少しバックフォーカスが足りない場合も、大抵は、ドローチューブ末端のアダプターを短い物に交換/改造するか、それでも足りない場合はフォーカサーをlow-profileな物と交換することで解決することがほとんどです。 鏡筒の切断短縮は最後の手段です。

この他、目幅調製の方法をどうするかも、一緒に決めておかないといけません。
片方の鏡筒を平行にスライドさせるか、EMSの目幅ヘリコイドを利用するかです。

X-Y knobs and the image shift / XYノブの回転と右鏡筒の像の移動方向の関係

Photos below are the tutorial of the shifting directions of the image of the right OTA by turnings of the knobs a bit to the counter clockwise.

Photo 1 shows the original position that the two images are perfectly merged.
Assume that the left image is blue while the right image red for the easier instruction.
Photo 2 shows the shift direction of the right image by turning only the Y knob a bit counter clockwise.
Photo 3 shows the shift direction of the right image by turning only the X knob a bit counter clockwise.

The Principle of the X-Y knobs

光軸の微調整は、右の鏡筒の像のみをX、Y方向に動かすことで行います。

photo1

写真1は、X-Yノブが原点位置で、左右の像が完璧に合像している状態を示しています。  説明を分かりやすくするために、左の鏡筒の像を青、右の像を赤と仮定します。(現実にはあり得ませんが、ご理解ください。)

photo2

写真2は、Yノブだけを反時計回りに少し回転させた時の右の像(赤)の移動方向を示しています。

photo3

写真3は、Xノブだけを反時計回りに少し回転させた時の右の像(赤)の移動方向を示しています。

X-Y ノブの原理