コラム

2017年10月 6日 (金)

USBモバイルバッテリーのご使用について。

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SWATポータブル赤道儀は6V~12Vの幅広い電圧でご使用いただけるように設計されています。付属のバッテリーケースが9V用なのは、エネループで7.2Vで使えるようにしたためなのと、単三電池4本の6Vだと、最初は問題ないのですが、徐々に電圧低下を起こして、6V以下に低下してまい正常に駆動できなくなる恐れがあるためです。12Vでも問題ないのですが、モーターが過剰なトルクを出して、その発熱で電池を消耗します。そのため6~9Vくらいがお勧めの電圧です。
さて、最近USBモバイルバッテリーを電源として使用したいというお問い合わせが多くなってきました。USBモバイルバッテリーは容量の種類も多く、値段も下がってきたことから、お使いになりたいユーザー様もいらっしゃると思います。自己責任となりますが、簡単に流用できる方法をご紹介します。
上の写真は、amazonで1,600円で販売していた10000mAhのモバイルバッテリーをSWATの電源として流用した例です。USB出力ですから、5Vですので、そのままではSWATの電源として使えません。そこで、USB5Vを9Vに昇圧するDC-DCコンバーターが内蔵され、φ5.5センタープラスのDC電源ジャックに変換するケーブルを使用して駆動しています。このケーブルもamazonで800円ほどで販売しています。この組み合わせで、簡単にSWATの電源としてお使いいただけます。ご検討いただいているユーザー様のご参考になれば幸いです。ちなみに写真の組み合わせで12時間連続駆動してみたところ、バッテリー残量は40%以上ありましたので、残量表示がそこそこあてになるとすれば、フル充電で一晩は余裕です。
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様々な容量のモバイルバッテリーが販売されています。容量10,000mAhあれば15時間以上の駆動が可能です。上の写真はマジックテープでSWAT-350の背面に取り付けた例です。バッテリーはそこそこの重さがありますから、取付を工夫すれば、ウェイト代わりにも使えます。さらに容量の大きなバッテリーでしたら、ヒーターの電源としても使用できるでしょう。
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DC-DCコンバーターを内蔵した便利なケーブル。USB5Vを9Vに昇圧します。
 
※ご紹介のUSBモバイルバッテリーとケーブルは、実際に使用して問題なく使えることを確認していますが、ご使用にあっては自己責任とさせていただきます。粗悪な製品も多いため、ご購入の際には充分ご注意ください。また、SWATのDCジャックはセンタープラスです。極性を必ずご確認ください。
 
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2017年2月14日 (火)

追尾精度を測ってみよう。

以前、「追尾精度お気軽チェック!」というブログ記事で、どれくらいの焦点距離のレンズまでノータッチ可能かを簡単に調べる方法を書きましたが、今回はその続編で、ピリオディックモーションを数値で測ってみる方法をご紹介します。まず設置方法は前回と同様に極軸は合わせません。だいたい北に向けて設置します。ですから北極星が見えなくても大丈夫です。焦点距離は1000mmくらいがお勧めですが、400mmくらいでもそれになりに測定できます。気軽にやってみてください。

赤道儀の追尾精度は一般的にピリオディックモーションと呼ばれます。赤道儀のモーターが正確に回転していても、途中のギヤの精度不良で追尾速度は「速くなったり遅くなったり」を繰り返します。それでピリオディック(周期)モーション(運動)と呼ばれています。この周期は構造上、ウオームネジ1回転になるので、通常ウォームネジが一回転したとき、追尾速度が速くて西に動いたときと遅くて東に動いたときの正常値との誤差の幅を角度で表します。

これまで、星を点像に写すために必要な精度は、弊社ではおよそですが、50mm標準レンズで±40″、200mm望遠で±10″、400mm超望遠で±5″程度としています。デジタルカメラの撮像素子は詳細なので、『天文年鑑』(誠文堂新光社)などに以前から載っているフィルムの場合の数値よりも1.5~2倍ほど厳しく定めています。超望遠ともなるとシンチレーションで星像がボケるので、計算の精度より少し甘くても大丈夫なこともありますが、最新のデジタル対応レンズは解像度も高く、高画素化したカメラの性能と相まって、弊社の計算上の精度では足りないかもしれません。このあたりは、実際に星を撮って確認してみる必要がありますね。

赤道儀で日周運動を追尾しながら、真南の天の赤道付近を撮影してみましょう。都会の光害で、低感度に設定してもかぶる場合は、短時間露出にして比較明で合成しましょう。露出時間は一周期半くらいで充分です。あまり長くすると、星の軌跡が円弧を描くので、最大振幅がわかりにくくなります。高度をちゃんと合わせて真南を撮ればほぼ一直線に写りますが、あまり気にせずに撮りましょう。赤道儀の一周期はウォームホイールの歯数で計算します。24時間を「分」に直すと1440分です。これを歯数で割れば、何分かわかります。144歯なら一周期はちょうど10分ですね。この場合は15分も露出すれば充分です。早速撮影してみましょう。

さて上記を踏まえ、赤道儀を購入したら、どれくらいの追尾精度を持っているのか、まずは確認しておきたいところです。そうでないと、星を点像に写せる焦点距離と露出時間の目安がわからないまま撮影することになり、なかなか点像に写せないと悩むことになってしまいます。また固有のピリオディックモーションの特性を知っていれば、それを上手く利用して、撮影効率を高めることも出来ると思います。
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これが撮影するレンズの方向です。SWAT本体の面に対してレンズが平行になるようにして真南に向けます。天の赤道から上下にズレると、その分結果が甘く出ます。上の写真はSWAT-350に200mm望遠を載せてますが、今回は300mm望遠に3×テレプラスを装着して900mmで撮影しました。結果は下の写真です。
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焦点距離900mm、キヤノンEOS 6Dで10分間撮影したピリオディックモーションの画像。左がピクセル等倍で、右は拡大です。極軸の東西を狂わせて撮影すると星は南北に流れて写りますが、今回は下の吉田さんの写真に合わせるために横位置にしました。写真の左側が北で上側が西になります。SWAT-350のウォームホイールは210歯でウォームネジ一周7分弱ですから、約一周期半のモーションが記録されています。赤い線がピリオディックモーションによる最大振れ幅です。黄色い▲がボトム(東)とトップ(西)の位置。撮影した星の軌跡が正しく南北でなく斜めになった場合は(極軸の上下がズレているとそうなります)、少し回転させてかまわないので、正しく縦か横になるように調整してください。トップとボトムの位置にガイドラインを持ってきます。それぞれ星の光跡の幅の中心です。ガイドラインの幅を画像処理ソフトで超拡大して、何ピクセルか測ります。画像の例では10ピクセルになります。

次に1ピクセルあたり、どれくらいの角度か調べます。画角は便利な計算サイトで調べましょう。フルサイズで900mmの時の水平画角は「2.29152°」となりました。(カメラメーカーのサイトや取説には正確なセンサーサイズが記載されていますので、それを手動で入力すればより正確です) それを、撮影したモードの解像度で割ります。解像度はPhotoshopなどの画像処理ソフトで開いて「解像度」を見れば簡単にわかります。1ピクセルあたりの角度を調べるには、同じレンズで二重星を撮影したり、惑星を撮影して離角や視直径のピクセル数を数える手法もあります。意外に簡単なのが、月や太陽を撮影して測定する手法です。その日の月や太陽の視直径はプラネタリウムソフトなどでわかります。 

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EOS 6Dの幅(水平方向)は「5472」ピクセルです。これで先ほどの水平画角「2.29152°」を割ると、1ピクセルあたりの画角は「0.00041877192°」になり、角度の秒(″)に換算すると×60×60ですから1ピクセルは「1.5 ″」です。

1ピクセルあたり「1.5″」とわかったところで、これを撮影した画像にあてはめますと、トップとボトムの差は「10ピクセル」でしたから、トータルのピリオディックモーションは1.5″×10ピクセルでトータル15″、ピリオディックモーション±7.5″という数値が導き出せます。SWAT-350としては標準的な追尾精度です。

±7.5″はフィルム時代なら焦点距離400mmクラスを完璧にノータッチ出来る精度なんですが、デジタル時代になって、カメラもレンズも恐ろしいほど高解像になってきました。ですので、焦点距離200mm程度までなら安心してノータッチ出来る精度と考えた方がよいでしょう。それから撮影したモーションの星の光跡が、画像のように滑らかなことも重要です。滑らかであれば、露出時間をモーションの一周期よりも短くすることで、もっと長い焦点距離でも星を点像に写すことが出来ます。上の測定画像は10分間ですが、それを5分割して2分間分のモーションを考えてみれば、それぞれ±3秒角程度に収まると思います。それくらいあれば、400~500mmクラスで撮影しても、80%くらいの歩留まりを確保できると思います。運悪くボトムからトップに向かうところでシャッターが切れた一枚が少し流れるくらいでしょう。高感度に設定して、2分程度の露出で撮影枚数を稼ぎ、大量コンポジットで高画質を得る方法は、ある意味、理に適った方法といえます。

赤道儀によっては、この星の光跡が細かい周期でギザギザして、さらにそれが大きなサインカーブを描くようなものもあります。ギザギザの幅が大きいと、サインカーブの波に上手く乗れず、いくら露出時間を切り詰めても点像にならないこともあります。こんな時は焦点距離を短くするのが一番ですね。
 
最後に、SWAT-200と350ユーザーでもある関西のレジェンド、吉田隆行さんのサイトに掲載されている方法もご紹介します。
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吉田さんが所有しているSWAT-200のモーションと二重星の合成画像です。ギザギザのない、とてもきれいなサインカーブを描いてますね。吉田さんは、あらかじめ離角のわかっている二重星を撮影しておいて、それから赤道儀の方位をわざとずらしてモーション撮影を行っています。もちろん同じ光学系です。二重星の17秒角(緑ライン)が13ピクセルなので、1ピクセルあたり1.31秒角になります。対してSWAT-200の最大振幅(赤ライン)が14ピクセルなので、トータル18.3秒、±9.2″のピリオディックモーションと読み取れます。吉田さんは控えめに「±10~14″前後」と書いてますけど、SWAT-200としては優秀な成績といえます。
  
赤道儀は同じモデルでも、それぞれ違ったピリオディックモーションになります。このあたりは機械ものですので、多少の「当たり」「外れ」が出てしまうのは仕方ないことですが、SWATシリーズは、できる限り一定のモーション幅に収まるようにギアまわりを入念に研磨して高精度を達成しています。SWAT-300/350は全機(SWAT-200は抜き取り)、実際に測定して、±7″前後を確認してから出荷しています。 赤道儀を購入したら、まずどれくらいの追尾精度を持っているのか測ってみましょう。そのうえで、その特性に合った使い方をするのが成功率を高める近道です。標準レンズも追尾できないほど精度の悪い製品も出回っているようですけど、そんな製品も広角専用と割り切って使えばよいのです。
  
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2016年6月27日 (月)

追尾精度お気軽チェック!

赤道儀の追尾精度を現すのにピリオディックモーションの値が使われますが、ご自身で測定するとなると、ちょっと面倒ですよね。簡易的な方法として、お使いの赤道儀で撮影したい焦点距離のレンズがノータッチガイドできるかを知るための、簡単な方法がありますのでご紹介します。ご自宅のベランダでもできますので、ぜひお試しください。
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まず、機材をセッティングしますが、このとき極軸は合わせません。だいたい北に向けて設置します。ですから北極星が見えない南向きのベランダでも大丈夫です。あまりズレが大きいと撮影したときの星の軌跡が長く伸びますので、そんなときは適宜調整してください。そして、恒星時駆動させたまま真南の天の赤道付近を撮影します。東京での地平高度は55度くらい。上の画像のような角度にセットすればOKです。天の赤道から上下にズレると、その分結果が甘く出ます。
撮影に使いたいレンズで、明るい星でピント合わせをしてから、真南の天の赤道付近に向けて撮影します。このとき、向けた方向に星が見えなくても撮影すると何かしら星が写ります。写らなかったら、少し向きを変えてやり直しましょう。露出時間は10分から15分くらいでよいでしょう。これでウォームネジ1~2回転分くらいは記録できます。露出時間が長いので、光害があるとカブってきますが、あまり絞ると極限等級が下がるので、そんな時は下の参考画像のように短時間露出を繰り返し、比較明で合成しましょう。
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参考画像は、私が普段愛用しているSWAT-350を使って、ユニテックのある目黒区で撮影しました。このSWAT-350の追尾精度は以前測定して±7秒角前後を確認した個体です。カメラはキヤノンEOS6D。さすがに光害がひどいので、絞りはF4開放ですが、ISO100で3分露出を4秒間隔で5回繰り返して、トータル15分間を比較明で合成しました。撮影した焦点距離のレンズでノータッチガイド可能なら、星の軌跡は直線になります。ピリオディックモーション±7秒角は、フィルム時代なら300mm程度までノータッチ可能な精度とされていましたが、最近はデジタル時代で許容値がやや厳しくなってきた感があります。なので、200mm程度はノータッチ可能とした方がいいかもしれません。さて、上の画像の左は100mmの時の軌跡です。ほぼ直線です。まったく問題なくノータッチ可能な精度と判断できます。右は200mmの時の軌跡です。15分間ですから、およそウォームネジ2回転分のピリオディックモーションが左右の振れとなってわずかに現れています。ピクセル等倍で確認すると2ピクセル分になります。ただ、これくらいの量は、シンチレーションや長時間露出の星の滲みで、ほとんど問題にならないものです。ちなみに6Dの場合、200mmの時の1ピクセルあたりの角度はおよそ6.7秒です。トータル2ピクセルのズレは、13.4秒になりますので、±7秒程度の精度と計算できますが、それなりに正確には測るには1,000mm以上の焦点距離が欲しいです。ここでは、±7秒角の精度があれば、焦点距離200mmで右くらいの軌跡になるということを理解していただければと思います。もしギザギザがひどかったり、大きく波打っていたら相当精度が悪い赤道儀です。軌跡が長くなるとフレがわかりにくいので、気をつけましょう。

こんな簡単な方法ですが、ちゃんと直線に写るかで、お手持ちの赤道儀の追尾精度がある程度判断できます。自分が使いたい焦点距離のレンズで調べて、直線に写れば、ノータッチOKです。ピリオディックエラーのフレが出ても、それが滑らかな曲線であれば、撮影時間を調整して星を点像に写すことができます。ちょっと補足ですが、極軸の高度を正しくして東西をわざと狂わすと、星の軌跡が作例のように正しく南北に流れます。高度も大きく狂っていると、星の軌跡が斜めに流れて検証精度が落ちますが、まぁ堅いことは言わずに「このレンズがノータッチで使えるかな?」くらいの確認のつもりでやってみるのもありです。自分の赤道儀が、どれくらいの焦点距離まで対応できるか、ぜひ試してみてください。

株式会社輝星のブログに高槻さんが書いた関連情報はこちら

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2015年1月15日 (木)

SWATのウォームホイール

Swat 今回はウォームホイールのお話です。SWATシリーズ赤道儀のウォームホイールは、厚さ3mmのジュラルミン製です。普通の赤道儀のウォームホイールの厚さは10mm程度の物が多いので、比べるとかなり薄いことがわかりますが、メリットとして、軽量化の他に線膨張係数が筐体のアルミ材とほとんど同じなため、氷点下の過酷な環境で使用してもギヤの噛み合わせが変わらないということがあります。では、薄くても大丈夫なのかという疑問も湧いてくると思いますので、ご説明します。普通の赤道儀のウォームホイールとギヤは、ウォームホイールの歯面のR(凹)よりもウォームネジのRの方がずっと小さいので、実際には図のようにギヤ同士の中央部しか接していません。ギヤ同士は線接触をしています。下の写真は使い込んだ一般の赤道儀のウォームホイールですが、ウォームネジと線接触した部分が黒く変色しています。この触れる部分は0.5mmにも満たない僅かな幅なのです。このことから、ホイール自体の強度が充分に確保されていれば、3mmの厚みでも何の問題もないことがわかります。

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さて、SWATのウォームホイールの素材は軽量で強度のあるジュラルミン製です。その板からモジュールに対応したサイクロイドカーブの平ギヤ状歯型を切り出しています。その原材をもとに、独自手法のホブでさらに歯切りを行い、最終的に実機のウォームネジと組み合わせて仕上げ研磨をしています。

下の写真は原材のウォームホイール(右)と仕上げの完了したウォームホイール(左)です。歯面がウォームネジのRと同じになって、ネジ状に傾きが生じていることがわかります。ウォームホイールの歯面は最初の図のようにウォームネジのRにぴったり面接触をするので、ウォームホイールの厚みは3mmですが、中央の0.5mmしか接していないウォームギヤに比べて、はるかに安定して丈夫であることがわかります。また、ウォームホイールは歪みを防ぐために精密に設計されたアルミ削り出しの筐体でサンドイッチされ、ウォームホイール上下面のグリスを介して摺動します。これはスムーズで高精度な回転を得るためのSWAT独自の手法です。

今回は、SWATシリーズの優れた追尾性能を生み出す秘密のひとつをご紹介しました。

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2015年1月 5日 (月)

SWATのステッピングモーターについて。

Motor  SWATシリーズ赤道儀は、定格6~12Vの超小型高精度ステッピングモーターを採用しています。画像は最近のロットのSWAT-350の内部ですが、このようにモーター自体は非常にコンパクトです。ステッピングモーターは小型ほど高回転で回せるメリットがあり、ギヤ比を高めることができることから、結果的に本格的な赤道儀でも確実に駆動できるパワーが得られます。「モーターは大きいほうがパワーが出る」ことは間違いありませんが、赤道儀の駆動に関しては当てはまりません。さらに、このモーターには既存の赤道儀用PM型ステッピングモーターよりも、はるかに上等なギヤヘッド(減速比1/72)が装着されており、そのためギアヘッド由来のモーションが非常に小さく、高い追尾精度に寄与しています。SWATの優れた追尾性能は、高精度に研削されたウォームギヤユニットとこの超小型ステッピングモーターの組み合わせで実現できたのです。

 さて、駆動時の電圧についてですが、SWATシリーズは6~12Vと幅広い電圧域で動作します。6Vではトルクは小さくなりますが、静かで消費電力も小さいため電池での駆動時間も延びます。逆に12Vではトルクは大幅にアップしますが、モーターの動作音が大きくなり、モーターもかなり発熱することから消費電力も大きく、電池の消耗も激しくなります。6V駆動ですと極端にバランスが崩れた場合などにパワー不足になる可能性があるため、安全をみて単3形乾電池6本で9Vの電池ボックスを標準装備としています。エネループ電池6本の7.2Vでも充分にハイパワーですのでお勧めです。12Vでのご使用も可能ですが、モーターの発熱が大きいので、9Vに降圧した方が良いかもしれません。一般的なカーバッテリーは12Vですが、充電直後などには出力が15V近くになることがあり、そのままでは電子回路を破損する危険があるので、絶対に直結しないでください。ご使用に際しては必ず指定電圧範囲まで降圧してください。なお、付属の電池ボックス以外でのご使用は自己責任となります。電圧と極性に充分ご注意ください。

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2014年7月23日 (水)

SWATに電源スイッチが無いわけ。

35dc SWAT-200とSWAT-300/350には、いずれも電源スイッチがありません。そのため、一部のユーザー様から「電源スイッチが欲しい」とのご要望をお寄せいただくこともあります。しかし、SWATに電源スイッチが無いのはコストダウンのためではありません。「意識せずに充分なナラシ運転をしていただくため」なのです。

●ウォームホイールの半径とレンズの焦点距離

SWAT-300/350のウォームホイールは直径約105mmの大きなものです。半径は約53mmなので、ちょうど35mm判フルサイズの50mm標準レンズと同じくらいです。このことをしっかりイメージしてください。ウォームホイールとウォームネジの歯が摺動する部分の誤差(日周運動方向の僅かな動き)は、そのまま撮像素子上の星の追尾誤差に反映されるので、大きなウォームホイールは精度の面で非常に有利です。摺動部の誤差の原因は、歯切りの誤差、ウォームネジ軸受けの誤差、ウォームネジ回転時の圧力変化による速度誤差など様々です。ほとんどがウォームネジ一回転周期の、いわゆるピリォディックモーションとなって追尾誤差に現れます。

●機械精度をはるかに超えた要求精度

星野撮影に要求される追尾精度は、撮像素子のピクセルの大きさやレンズのシャープさによっても異なりますが、ここでは話を分かりやすくするため、最新型デジタルカメラのピクセルの大きさ約5μm(5/1000mm)の2倍の10μmの星像を基準としましょう。SWAT-300/350で、ウォームホイールとウォームネジの摺動部に±5/1000mmの非常に僅かな誤差が生じた場合、その誤差は撮像素子上に直接反映されるので、50mm標準レンズの星像10μmギリギリの追尾精度になってしまいます。角度に直すと±20″角となります。大きなウォームホイールと50mmレンズでも、この有り様ですから、300mm望遠レンズになると6倍もの精度が要求されます。もっと望遠になるとミクロンを通り越したナノレベルの、あり得ないほどの高精度が要求されます。実際には大気の暴れ(シンチレーション)で星像が膨らむため、それほどの精度は必要ありませんが、焦点距離の長い望遠レンズや望遠鏡のために、SWATにはオートガイダー端子が設けてあります。

●グリスの効果で安定した高精度を実現

SWATは可能な限りの高精度加工を施していますが、5/1000mmの誤差は機械加工精度の限界に近いです。ギアにはグリスが塗布されています。このグリスは安定した追尾精度を得るために欠かせないもので、潤滑の他にダンピング効果も期待できます。ギアとグリスを最適なコンディションに近づけるために「撮影開始前のナラシ運転」が重要です。ナラシをすることで、各ギヤのバックラッシュが安定すると同時にグリスがギヤに行き渡ります。その結果、良好な潤滑およびダンピングの持続状態が得られ、機械誤差を平均化して機械加工精度以上の精密な追尾が可能になると考えられます。
ポータブル赤道儀は撮影の準備が迅速にできるので、どうしてもナラシ運転の時間が少なくなります。電源スイッチがあるとOFFにしがちにもなります。そのためSWATには「意識せずに充分なナラシ運転をしていただくため」「安定した恒星時運転のときに撮影していただくため」に、あえて電源スイッチは設けないことにしました。

●常にナラシ運転を意識してお使いください

今後はご要望にお応えして電源スイッチを付けることがあるかもしれませんが、充分なナラシ運転のために、撮影の準備中には電源を入れるようにしてください。撮影の合間でも電源を切らないようにしてください。なお、SWATは東西の高速回転ができるので、撮影地までの移動中に高速のナラシ運転を行なうユーザー様もいらっしゃいます。このような方法も安定した恒星時運転のためにおすすめできます。


梅雨明けして、夏本番となりました。おかげさまで、SWAT-350の人気も高く、生産が追いつかない状態が続いております。8月上旬に次ロット分が仕上がってきますので、バックオーダーでお待ちのお客様にも、まもなくお届けできると思います。今回も数が少なめですので、お急ぎの方は販売店様にご予約いただけると幸いです。9月の生産では潤沢に在庫できる予定ですので、お待たせせずにお求めいただけると思います。今後とも、SWAT製品をよろしくお願いします。

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2014年1月 6日 (月)

オルゴール赤道儀SWAT-miniの追尾精度。

Photo_2 SWAT-miniのウォームホイールとピリオディックモーション(Pモーション)をご紹介します。まずは上の写真の右側をご覧ください。原型のウォームホイールはSWAT-miniのシャーシの下に置いた直径約160mmで歯数288枚のとても大きな物です。Pモーションはウォームホイールの直径が大きいほど小さく高精度になりますが、このサイズはなんと100万円以上する大きな赤道儀と同じくらいの直径ですから、基本的な精度は非常に高いのです。この原型から歯6枚分だけ長方形に切り出して装着しています。次にSWAT-miniで実際に撮影したPモーションの写真をご覧ください。

P この写真は、600mmの大きな望遠レンズをPモーション測定のために無理やり搭載して撮影しています。オルゴールのゼンマイはかなりパワーがあるので重い600mmでも動きます。極軸を西側にずらして星を赤緯方向に流し、グラフ状の軌跡になるように写しました。ゼンマイ巻き上げ後1分間待ってから露出を開始し6分経過してオルゴールが停止しても露出を続けました。直線に写っているのは停止後に固定撮影になった部分です。288枚のウォームホイール1周期5分のPモーションはほとんど認められず、最初のうちはオルゴールの速度がやや速く、オルゴールが停止する直前にやや遅くなったことが弓なりの軌跡からわかります。軌跡には1.5分4周期の小さなモーションが見えています。これはピニオンギヤのオルゴール側連結部のわずかな偏芯が原因です。この偏芯は個体差がありテスト機は大きい方ですが、この1.5分周期のPモーションはわずか±11″程度なので200mm望遠レンズの許容範囲くらいです。SWAT-miniは広角レンズから50mm程度の標準レンズまでの追尾を推奨していますが、正確な極軸設定ができて、丈夫な三脚や雲台などを使用してブレやたわみに注意して使えば、もっと長焦点にも対応できる精度を有しています。

 SWAT-miniの欠点は「オルゴールの速度を完全には調整できない」ことです。とはいっても、露出中に許容範囲内の速度誤差に収まればよいので、例えば50mmレンズの固定撮影では8~10秒露出くらいまでは星は点像に写るので、露出時間中の速度誤差が±8~10秒以内なら問題ありません。また、ゼンマイを巻き上げるとギヤの噛み合いも元の位置に復帰するため、毎回同じコンディションで追尾します。これは大きな利点で安価な赤道儀のような不安定さがなく、バラツキの少ない安定した撮影が期待できます。

 このようにSWAT-miniは実用性の高いポータブル赤道儀です。星野撮影初心者の入門用赤道儀としてはもちろん、上級者のサブ機としても充分にお応えできる性能を持っています。ユニテックで発売しているSWAT-miniは、株式会社輝星が製作しているMusicBoxEQⅡをベースにリメイクしました。大きな改良ポイントは、粗動回転機構付きのターンテーブルを標準装備としたことで機能アップを果たし、さらに高級なメタリック塗装を施して見た目にもこだわりました。なお、別売オプションとして、2WAY傾斜ウェッジやシンプルフォークをご用意しています。併用することで、より便利にSWAT-miniをお使いいだけます。

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2013年12月28日 (土)

SWATシリーズのベアリングレイアウトについて。

Photo 上の図は、SWAT-300とSWAT-350の極軸ベアリングレイアウトの概念図です。ウォームホイールは同じでも極軸のベアリングはまったく異なります。SWAT-200は基本的にSWAT-300と同様のレイアウトですが、ホイール径がφ85mmになります。

極軸をガッチリ保持するには、小型のベアリングを2個以上用いて間隔を離した配置、すなわち小型ドイツ式赤道儀のような細くて長い極軸にするか、またはコストはかかってしまいますが、太くて短い極軸に大型のベアリングを間隔を狭めて配置するかの、どちらかの構造になります。SWATシリーズは非常に大きなベアリングを用いた後者の構造を採用しています。

SWAT-300/200のターンテーブルは、一般的な赤道儀の粗動回転と同じ構造でクランプを緩めるとスムーズに回せます。直径40mmの太い極軸に外形62mmの大きなベアリングを用い、極軸とターンテーブルをガッチリと支えています。SWAT-300の搭載可能重量は8kg、SWAT-200は5kgを達成しています。さらにウォームホイールの芯出し精度を向上させるためと、力学的に有利な三角形配置にするため、下側には高精度な小型ベアリングを用いています。この三角形配置は最近の高価な外国製赤道儀にも見られるようになりました。

SWAT-350のターンテーブルは外見からはわかりにくいですが、まったく独立した2個の大きなベアリングで支えています。この構造は30cm~80cmクラスの大型赤道儀と同様です。このため極軸やウォームホイールには搭載物の加重がかからず、搭載重量は15kgを達成しています。このように高い剛性を誇るSWAT-350は大きな鏡筒も搭載できる発展性の高いポータブル赤道儀です。搭載重量を活かすための頑丈な微動台座や脚、赤緯ユニットやパノラマ撮影テーブルなどを開発していく予定です。

搭載重量が増えるのに比例して、ウォームホイールに負担がかかる設計の他社製ポータブル赤道儀では、搭載重量が増すと追尾精度が悪くなったり、モーターのパワーが不足することがあります。SWATシリーズは、ウォームホイールにほとんど加重がかからない設計になっていますので、ある程度の荷重がかかっても追尾精度への影響を抑え込むことができました。この点がSWATシリーズの大きな魅力のひとつでもあります。

「ポータブル赤道儀は、そんなに頑丈な設計にする必要はない」とお考えになるユーザーも多いことと思います。しかし、ユニテックはポータブル赤道儀が簡易型でドイツ式赤道儀が本格型だとは考えていません。ポータブル赤道儀こそ写真撮影専用機として、精度と強度と利便性を徹底的に追求すべき機材と考えます。

なお、SWAT-300はSWAT-350と同じ筐体を採用しています。極軸回りのパーツを変更することでSWAT-350へのアップグレードが可能となります。より重量物を搭載したくなった場合などにお申し付けいただければ改造を承ります。詳しくは準備が整いましたら、ご案内させていただきます。

今後もSWAT製品をよろしくお願いします。

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2013年12月22日 (日)

SWATシリーズのウォームホイール径とPモーションについて。

2 SWATシリーズのウォームホイールには、一般的な小型赤道儀よりもかなり大きなサイズのホイールを採用しています。ウォームホイールの直径と歯数はピリオディックモーションに直結する大切な要素となります。同じ加工精度なら、直径が大きく、かつ歯数が多いほど、Pモーションは向上していきます。サイズと歯数から、Pモーションを計算でも求められるほどです。

図の左は、一般的な小型赤道儀のウォームホイールで直径73mm、歯数144枚。真ん中がSWAT-200の直径85mm、歯数168枚です。右はSWAT-300/350用ですが、モジュール0.5、直径106mm、歯数210枚の大きなウォームホイールを使っています。

赤道儀の追尾精度は、機械加工の精度が同じであればウォームホイールの直径と歯数に比例して精度が良くなることは書きましたが、SWAT-300/350は歯数210枚のウォームホイールなので一般的な小型赤道儀の144枚に対して(あくまでも加工精度が同じ場合ですが)46%精度が向上し、弊社のSWAT-200に対して25%精度が向上する計算になります。

ウォームホイールが大きくなると、ウォームネジや伝達ギヤなどにかかるプレッシャーは反比例して軽減されるので、実際にはSWAT-300/350の追尾精度は、SWAT-200に対して30%以上も向上しています。SWAT-200はおよそ±10秒角程度のピリオディックモーション(ギヤの精度不良による周期的な追尾エラー)に対して±7秒角という大型赤道儀以上の極めて優秀な精度を実現しました。

ピリオディックモーションについては、ユーザーには測定が難しかった時代には「あり得ないような良いデータ」が発表されていたものです。現在でも「言った者勝ち」のように良いデータが喧伝される場合があるようですが、大手メーカーはピリオディックモーションのデータを公開しないようになっていますね。しかし、写真撮影用のポータブル赤道儀はデータを発表しないわけにもいきません。SWAT-200のピリオディックモーションは±10秒角前後、SWAT-300/350のピリオディックモーションは、一般的に300mm望遠レンズの許容範囲と言われる±7秒角前後を達成しています。また、個々の機種での偏りが少なくなるように入念なエイジング調整を施してから出荷しております。

※ウォームネジとウォームホイールのバックラッシュについてですが、ある程度のバックラッシュを設けた方が追尾精度が向上します。SWATシリーズは追尾精度最優先ですので、わずかですがバックラッシュを付ける方向で調整を行なっております。

■SWAT-350の生産について

SWAT-350の発売に際しては、製造上の予見できないリスクを避けるために初期ロット生産数を抑えたこともあって、発売日前にご予約で完売となってしまいました。発売を楽しみにされていたお客様には、大変なご迷惑をおかけしましたことをお詫び申し上げます。現在、次ロットの生産に取りかかっており、完成は2月中旬を予定しておりますが、数量は少なめですので、早めに入手されたいお客様は、販売店様にご予約いただけると幸いです。なお、商品を潤沢に供給できるのは4月以降の予定です。今後ともSWATシリーズポータブル赤道儀をよろしくお願いいたします。

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2013年9月20日 (金)

エイジング効果。

エイジングとはギアを摺合せ研磨して精度を向上させる手法です。SWAT-200はエイジング効果が非常に高い快削黄銅製ウォームネジとジュラルミン製ウォームホイールを組み合わせて採用しています。通常の赤道儀をエイジングしても、ギアの材質の関係であまり効果は期待できません。特にウォームホイールがステンレスなどの硬度の高い材質やウオームネジが鉄で焼き入れをしてある場合、どちらか一方が摩耗してガタが多くなるだけで精度が上がらないことがほとんどです。

SWAT-200のウォームホイールとウォームネジも充分なエイジング処理を行って出荷しています。その効果を画像でご紹介しましょう。以下のピリオディックモーション画像は、SWAT-200に超望遠レンズを搭載し、極軸の東西をずらすことによって、南中赤緯0度の恒星の軌跡を赤緯方向に流して撮影したものです。

Pe1_3 ●エイジング前の状態
上の写真はエイジングをする前のギアを組み上げたばかりの状態です。通常、組み上げたばかりのピリオディックモーションは±15~±30秒角程度ですが、この例では約±18秒角となっています。これは100mm望遠レンズを長時間追尾できる程度の精度です。大きな振れは主にウォームネジの偏心や加工精度によっておこり、ギザギザの細かい振れはギア切削面の状態が影響していると考えられます。一般に販売されている赤道儀の多くは、エイジングをしないこの状態のままで出荷されています。

Pe2 ●エイジング途中
次の画像はエイジングの途中です。ピリオディックモーションの振れ幅がだいぶ少なくなっています。さらにギザギザも解消して、全体的になめらかになってきました。

Pe3 ●エイジング完了
最後はエイジング完了後の状態です。SWAT-200のウォームまわりは、このような作業を経て出荷されています。非常にデリケートな処理のため、個々のピリオディックモーションの状態には差が生じてしまいますが、画像の例では組み上げた状態の3分の1以下まで精度が上がっています。SWAT-200は、±10秒角前後のなめらかなサインカーブを描く状態に仕上げて出荷しています。

SWAT-200のなめらかなピリオディックモーションの秘密は、この「エイジング処理」によるところが大きいといえます。ギアが同じように仕上がって見えても、個々には微妙に違いがあって、精度に個体差が生じてしまうのはやむを得ませんが、SWAT-200ではその差が極めて小さくなるように仕上げています。

通常の赤道儀は、このような手間のかかる処理はコスト的にできません。そのため、一番上の画像の状態で販売されている製品がほとんどですが、その状態はウォームまわりの機械加工精度の限界となっています。あり得ないような高精度を謳った製品も市場に出回ってますが、機械加工の限界を考えるとおかしいことに気づくと思います。たまたま精度のよい個体に仕上がることも考えられますが、それは製品の数%に過ぎないということも考慮しておいた方がよいでしょう。もちろん、全製品を検査している場合はこの限りではありません。

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