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土星の環をデジカメで撮影

小さい頃に大小2つの虫メガネと紙筒を使って望遠鏡を作り月を眺めた記憶があります。子供心に天体望遠鏡が欲しかったのですが家が貧しかったので買えませんでした。大人になってからは数種類の一眼レフと交換レンズを購入してカメラ遊びに没頭しました。しかし、毎日が日曜日になって暇な時間が十分取れるようになってから天体観測に興味が湧いて来ました。特に土星の環は冥途の土産に相応しいと考えるようになりました。一番手っ取り早い方法は倍率100倍程度の天体望遠鏡を買うことですがDIY好きの小生はそれでは面白くありません。そこで、安上がり（1万円以内）に「土星の環をデジカメで撮影」する計画を立ち上げました。機材があったとしても土星が一体どこにあるのか、100倍もの高倍率で安定して見れるのか、手持ちのコンパクトデジカメで撮影出来るのか等々問題山積ですが、さてさてこの先どうなる事でしょうか？

910ET

望遠鏡で土星の環を見るには3つの方法が考えられます。1つは倍率30～50倍の組立式望遠鏡キットを購入する方法です。この方法は安価ですが倍率と対物レンズの口径が小さく架台の安定性にも問題があります。2つ目はレンズ、鏡筒、架台等を別々に購入して完全自作する方法です。かなり良い性能の望遠鏡を作れそうですが少なく見積もっても3万円以上掛かり作る手間を考えると相当手強いです。最後の方法はネットオークションでジャンクの望遠鏡を購入して良く見えるように改良する方法です。貧乏人の小生は最終的にネットオークションにしました。オークションを数ヶ月間ウォッチした結果、「スカイフレンド910ET」なる屈折望遠鏡をゲットしました。本体と送料がほぼ同じで合計4,300円でした。写真は仮組立した状態であり地上の遠景を見た限りでは問題なさそうです。フレンド光学社の保証書の日付が1989年1月4日とあるので何と26年前の望遠鏡で定価は64,800円となっています。ネット情報では「買ってはいけない望遠鏡」の部類に入っているようですが、何しろ本体が3脚まで入れて3,000円もしない値段だし、当時の日本製はそれなりの作りだと思うので目をつぶる事にします。

マウスを画像に重ねると画像が拡大されます。（以下同様）

対物レンズは傷もカビもなくとても綺麗です。スペックは直径60mm、焦点距離910mmです。筒の内部は黒く塗られており遮光環もあり丁寧に作られているようです。

3種類の接眼レンズが付属していました。左からK型20mm、K型12.5mm、Sr型4mmで倍率は各々45倍、 72倍、227倍に相当します。この望遠鏡最大の欠点が接眼レンズの筒サイズが24.5mmでツァイスサイズと言われる物です。現在では31.7mmのアメリカンサイズが普通で、24.5mmのものは入手難です。接眼レンズはサイズが大きいほど明るく視界も広く見え味が良いようですが、1万円以内で月や惑星を見ようという魂胆なので我慢するしかありません。因みに4番目はビクセンのOr型9mm、5番目はビクセンのOr型5mmで、本望遠鏡を買う前にフィルムカメラ用の200mmズーム型望遠レンズと組み合わせて22倍と40倍の単眼鏡を作る目的で買っていたものです。ビクセンの接眼レンズはさすがに本物らしく重くてがっちりしています。筒サイズが 24.5mmなので本望遠鏡に兼用出来ます。付属のSr型4mm接眼レンズは暗くて使い物にならないオモチャなのでOr型レンズの出番がありそうです。そもそも60mm対物レンズで200倍以上の倍率なんて無理があります。この辺りが「買ってはいけない望遠鏡」と言われる所以かも知れません。

望遠鏡に付属の天頂ミラーです。とても軽くて安物の様ですがそこそこ見えています。腰掛けに座って上空の星を気楽に見れるし、左右が逆になりますが地上の景色を見る時は重宝します。オリジナルはローレットボルトが1個だったので更に2個増設して接眼レンズをより安定に固定出来るように改善しました。

望遠鏡に付属の木製架台です。一応は赤道儀になっていますが使用感が多くガタガタです。おまけに3脚の中央部を連結する金具が無くなっていたので円盤状の木板で間に合わせました。こんなので土星なんか見れるかどうか心配ですが、「安上がりに」という事なので何とか使い回すしかありません。現状、小生は赤道儀の使い方がよくわかりません。何と言っても赤緯と赤経について理解する必要がありますが難しいです。いっその事、経緯台の方が小生に向いています。分解可能な個所をバラしてグリスアップしたら動きはかなり良くなりましたが僅かなガタは少しだけ残りました。

ファインダー＆目盛望遠鏡に付属の6倍x30mmファインダーです。内部の十字線を触ったのか少し曲がっており、鏡筒への取付けもヤワで一度正確に調整しても何かの拍子に容易に照準がズレてしまいます。そこで、十字線の張替え修理と3点固定から6点固定に変更すると共にローレットボルトにナットを噛ませてファインダーが簡単に動かないように改善しました。また、望遠鏡のドローチューブ（ピントを合わせる装置）に目盛がないので、接眼レンズを交換したりデジカメを装着した時はピントを再度合わせる必要があります。地上の風景だとピント合わせは苦になりませんが夜間に月や星を見ながらのピント合わせは大変な作業です。そこで、ホームセンターで長さ15cmのステンレス製スケールを買って「簡易ピントスケール」を自作しました。

ピント目盛の部品簡易ピントスケールの部品です。ホースを蛇口に取り付ける時の28～41mmφ用締め金具、ステンレス製15cmスケール、ステンレス製ストッパー、4mmφ六角ボルトとナットです。予めメタルロックで締め金具に六角ボルトを、ストッパーには目盛線を接着しボルトは使いません。次いで締め金具をドローチューブへ固定し、スケールをスライドさせて位置を読み取るためのストッパーを鏡筒にメタルロックで接着しました。これで予め接眼レンズ毎のピント位置を測定し表にしておけば、眼視時やデジカメ撮影時のピント合わせが非常に楽になります。本改善に要したコストは約1,500円でした。

コンデジ天体望遠鏡は眼視出来れば一歩前進ですがやはり写真を撮りたいですよね。そこで、デジカメで撮影する方法を検討しました。デジカメ一眼レフの直付けはカメラを持ってないので除外です。そうすると現在持っているコンパクトデジカメ「ニコン Coolpix P300」による撮影になります。このカメラは1220万画素、光学ズーム4.2倍、電子ズーム2倍です。レンズの焦点距離は4.3～17.9mm（35mm版換算24～100mm相当）、開放f値1.8～4.9、ISO感度は 160～3200です。シャッター速度（1/1600～8秒）、絞り（1.8～4.9）はマニュアル設定出来ますが、ピントがオートフォーカス専用なのとシャッターレリーズがないのが欠点です。

より安定に綺麗な写真を撮るためには望遠鏡にデジカメを接続する「デジカメアダプター」なる小道具が必須です。当初、3,000円程度で安く売られている「ユニバーサルデジカメアダプター」を購入しましたが、いざ使って見るとカメラの設定と調整が非常に面倒臭いのとOr5mmなど長さの短い接眼レンズでは掴む場所がないため使用不可能でした。そこで、もっと簡単かつ正確に光軸合わせが出来るように塩ビパイプを利用したデジカメアダプターを自作しました。ただし、このデジカメしかアダプターが使えないのが欠点です。また、実際にコリメート撮影した結果、望遠鏡の倍率を上げると全体の倍率が大きくなり過ぎて撮影が非常に難しくなり画像も鮮明でなくなります。そう言う訳でデジカメ撮影時の望遠鏡の倍率は45倍か72倍が限度です。

ホームセンターで自作アダプターに使える物がないかチェックしたところ、水道用のパーツがデジカメ（Nikon Coolpix P300）のレンズ枠にぴったり納まる事を発見しました。このカメラのレンズ枠は直径52mmで常時8mmほど前に突き出ているのでぴったり嵌ります。値段は1個わずか160円ですが、後述するように長い焦点の接眼レンズでも使えるように2個購入しました。

パーツの手ひねり用の突出部を金切り鋸で切り落としたあと直径35mmの穴を開けました。その後、25mmパイプの受け金具を3個の2mmネジで取り付けました。カメラの電源が入るとレンズがせり出して来ますが、Or5mm接眼レンズとの距離が5mmくらいになりベストマッチです。なお、K20mmやK12.5mmでは接眼レンズが長いため塩ビパイプの鏡筒部を2つ連結してカメラレンズが接眼レンズに衝突しないようにしています。これで全ての接眼レンズを自作アダプターで使用出来ます。

撮影の様子望遠鏡に自作アダプター付きカメラを取り付けました。天頂ミラーを使っているのでカメラが重みで抜けて落下する心配はありません。これを使って撮影する方法は「コリメート法」と言われ、人間の眼をカメラレンズに置き換えたようなものです。コリメート法のメリットとデメリットは以下の通りです。
メリット
　・今見ている物を写真に撮ることが出来る
　・レンズの取り外しが出来ないコンパクトデジカメや携帯電話等でも撮影可能
　・倍率の微調整が容易（接眼レンズを取り替えるのみ）
　・眼視からのパーツの変更が少ない（アダプターの追加のみ）
　・望遠鏡の倍率の数倍の倍率でかつ明るい画像が得られる
デメリット
　・多数のレンズを経由することによる像の劣化がある
　・ピント合わせが2重で必要（望遠鏡とカメラ側）
　・光軸の調整や、ケラレへの対処が必要

比較的画像が明るい月を利用してファインダーの微調整とデジカメアダプターのテストを行いました。接眼レンズの焦点距離が12.5mmなので望遠鏡の倍率は72倍です。ワイド端では大きなケラレが発生し液晶モニターに丸い穴が現れるだけで、これでは使えません。

ズームをテレ端側にするとケラレはほぼ無くなり像も大きくなりました。これなら十分使えそうです。ズームを続けると電子ズームが動作し始め画像は更に大きくなりますが画質の劣化が始まるのでこの辺は実際の撮影場面で考えます。この状態で撮影すると望遠鏡の倍率の数倍になりこれがコリメート法の最大のメリットです。デジカメをマニュアルに設定しISO感度と絞りを最大にして適切なシャッタースピードで撮影します。シャッターボタンは手で押すと手振れが発生するのでタイマーを使います。小生のデジカメにはマニュアルフォーカス機能がないため、ピントは望遠鏡の接眼レンズを前後させて液晶モニターの画像が鮮明になるようにします。

天体観測ソフト何とか望遠鏡で天体観測する環境が整いましたが、問題は月以外の惑星や星座がどこにあるのかさっぱり分かりません。無料ソフトを検索したところ、Stella Theater Liteという便利な星座ソフトを見つけました。任意の観測地、日付、時刻における全天の星の位置が表示出来ます。これを使えば何時ごろ観測をすれば目的の星が見れるか一目で分かります。でもその前に星座の名前と形について勉強する必要があります。北斗七星と北極星の位置関係だけは覚えていますが。

月面写真やっと月の観測に慣れて来ました。液晶画面で見るだけなら割と簡単ですが、デジカメのマニュアル設定に慣れるまで時間が掛かりました。望遠鏡倍率は72倍で撮影しましたが総合倍率はその数倍になっているはずです。デジカメのISO感度、シャッター時間、絞り設定等々を何回も変更して最適な写りにする必要があります。月の場合は明るいのでISO感度200、絞り4.9、シャッタースピード1/50秒で撮影しました。さすがにこの倍率では月面は1枚に入り切らなかったので、2枚撮影してパノラマ合成ソフトで1枚に合成しています。

木星写真月を撮影していてすぐ近くに明るい大きな星が見えたので星座ソフトで調べた結果、木星だと分かったので早速撮影に挑戦しました。ISO感度1600、絞り4.9、シャッタースピード1/15秒がベストでした。テレ端4.2倍＋電子ズーム2倍で撮影したところ、目を凝らして見ると3個の衛星が写っています。残念ながら木星の縞模様は「有るような無いような」程度にしか写っていませんでした。衛星を映そうとすると本体が露出オーバーになり、本体をベストに映そうとすると衛星が映らなくなります。木星の撮影はどちらを注目するかで映し方が変わります。

土星写真さてさて、最終目標の土星の環の撮影です。星座ソフトで調べた結果、4月末に土星が真南に見えるのは午前1時30分頃と分かりました。午前1時に南の空を見上げましたが、住宅地のためか見えているのは3～4個だけで明るさもそれほどではありませんでした。その中で1番明るい星に望遠鏡を向けてデジカメの電子ズームを一杯にしたところ、見えました、おぼろげながら土星の環です。感激です。生まれて初めて自分で見た土星です。しかも総額1万円もしない投資コストで。田舎町と言っても東京都内の住宅地の庭先から月、木星、土星の撮影が出来た事に驚いています。空が青く輝く冬場などにはもっと綺麗な土星が見れると思われるので、とりあえず天体観測に投資するのはここまでです。重い天体病に罹るとすぐに何十万円も必要になるでしょう。この様なチープな機材で、いつか、信州の高原で満天の空を眺めながら惑星や星団の写真を撮りたいと思っています。

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