ニュートン式の光軸調整

光軸調整とは

ニュートン式の光軸調整とは、2枚の鏡を接眼部の軸にそろえることです。鏡筒の底の主鏡が光を焦点に集め、傾いた小さな平面鏡である斜鏡がそれを横のアイピースへ送ります。どちらかが傾くと、星は細かい点でなくなり、コマのような小さなにじみになります。

車での移動、衝撃、温度の変化だけでも鏡はずれます。接眼部に見えるものの読み方がわかれば、観測前の確認は1分で済みます。このシミュレーターなら、実際の望遠鏡に触れずにその目を養えます。

なぜ短焦点のニュートン式は厳しいのか

放物面は軸上で完全で、軸上でしか完全ではありません。軸から外れると星はコマ収差でにじみ、口径比f/D（Nと書きます）が小さいほど急速にひどくなります。このため主鏡の軸とアイピースの中心の許される距離はN³に比例します。Nを半分にすると余裕は1/8になります。

このシミュレーターは、ほどほどのシャープさの低下（緑の光でストレール比0.8）を限界としています。これで焦点での許容誤差は約0.0107 × N³ミリメートルになります。下の表はこれをプリセットの望遠鏡に当てはめたものです。

どの順番で？

1. 中央ネジで斜鏡を接眼部の真下に合わせます。その輪郭が丸く、ドローチューブの中央に見えるようにします。
2. 3本の傾き調整ネジで斜鏡の向きを合わせ、主鏡の映り込みが3つの押さえ爪とともに欠けずに斜鏡の中央に来るようにします。
3. 主鏡の固定ネジを緩め、センターマークがのぞき穴の暗い映り込みを囲むまで、またはチェシャのリングの中央に来るまでノブを回します。固定ネジを無理なく締めて、もう一度確かめます。
4. 星で確認します。わずかにピントを外したとき、斜鏡の影が円盤の中央に来るはずです。

なぜこの順番か：主鏡は斜鏡を通して判断します。あとから斜鏡に触れると基準が動き、主鏡をやり直すことになります。だから先に基準を決め、それに依存するものをあとにします。

各眺めでわかること

のぞき穴キャップ

中央に小さな穴のあるふたです。目を接眼部の軸上に置くだけのものですが、眼視には十分な光軸調整ができます。外側から順に、ドローチューブ、斜鏡の輪郭、斜鏡に映った主鏡と押さえ爪、その映り込みの中の斜鏡とスパイダーの影、最後に黒い点を囲むセンターマークが見えます。

センタリングチューブ

奥の端に十字線のある細長いチューブです。視野が狭く十字線があるので、斜鏡の位置合わせとセンターマークへの向き合わせがしやすくなります。

チェシャ

のぞき穴のまわりに45°の面があり、横の窓から照らすチューブです。主鏡に映ったその面は明るいリングになり、ノブを回してセンターマークをその中央に入れる目標になります。

レーザー

光線は接眼部の軸に沿って進みます。主鏡上の点で斜鏡の向きが正しいかが、ターゲットへの戻り光で主鏡がそろっているかがわかります。レーザー自体の軸がずれていると誤った判断をします。接眼部の中で回してみて、点が円を描かないことを確かめます。

星

焦点のわずか内側か外側で、星は斜鏡の影の穴があいた円盤になります。この最終テストはごまかせません。ここでの計算は純粋に幾何光学的で、回折リングもシーイングもありません。

チェシャの読み方

横の窓をライトで照らし、穴からのぞきます。大事な目印は3つ：主鏡の中央に貼った白いセンターマーク、明るいリング（チェシャの面の映り込み）、中央の黒い点（穴、つまり目の映り込み）です。

センターマークがリングの中央になければ、主鏡が傾いています。ノブを回して映り込みを見てください。鏡に貼ったセンターマークはほとんど動きませんが、リングと黒い点ははっきり動きます。鏡がある角度だけ傾くと光はその2倍の角度だけずれるので、敏感なのです。

主鏡の映り込みの中で斜鏡の影を中央に合わせようとしないでください。このモデルのようにオフセットのある斜鏡では、すべて正しくても影はわずかに中心からずれて見えます。斜鏡の輪郭も、遠くから見るほど（チェシャ、センタリングチューブ）少し中心からずれて見えることがあります。

光軸は合っているのに斜鏡が曲がって見える？

光軸調整は良好で、接眼部ではどの目印もきれいに中央にあるのに、鏡筒の開口から直接見た斜鏡がはっきり傾いて見えることがあります。大きく傾き、接眼部に対して斜めに回っているのです。

これは、斜鏡が最初から中央ネジのまわりで回っていた、つまり面が接眼部を向いていなかったということです。3本の傾き調整ネジは、鏡を大きく傾けるという唯一の方法でその回転を補ったのです。光軸は正しいのですが、斜鏡は光束に面全体を向けていません。主鏡の周辺からの光の一部が斜鏡を外れ、像は主に視野の周辺で暗くなります。

直し方：中央ネジを少し緩め、斜鏡をその場で回して接眼部にまっすぐ向けます（センタリングチューブの中で丸く中央に見える状態）。締め直したら、光軸調整を最初からやり直します。位置合わせ、向き合わせ、そして主鏡です。

シミュレーションの約束事と限界

• 主鏡のノブは望遠鏡の後ろから見て、時計回りでノブが入り、当たっている所の鏡を空の側へ押します。M6ネジ（1回転で1mm）、半径0.42 × Dの円上に120°おきに3個。鏡はその3つの先端に載り、その平面が鏡の傾きを決めます。
• 斜鏡の傾き調整ネジは鏡筒の前から見て、時計回りでネジが入り、ホルダーのその側を主鏡側へ押します。M4ネジ（1回転で0.7mm）、半径0.32 × 短径の円上に120°おきに3本。中央ネジ（M5、1回転で0.8mm）は斜鏡を鏡筒方向に動かし、時計回りで開口側へ動きます。
• 接眼部からの眺めは鏡筒の開口側が上です。各ピクセルはのぞき穴から出た光線で、3D表示での位置にある斜鏡、次に放物面の主鏡で折り返されます。斜鏡はニュートン式の古典的な設計式でオフセットしてあります。
• 成功の基準：斜鏡の位置が短径の3%以内（最低1mm）、接眼部の軸が主鏡の中心からDの2%以内（最低2mm）、主鏡の軸が上のN³の許容誤差以内。
• シミュレーションしないもの：接眼部の直角度（スケアリング）、斜鏡の横方向の位置合わせ（スパイダーの羽根で調整）と中央ネジまわりの回転。いずれも市販の望遠鏡ではめったに必要ありません。