Webカメラによる月面撮影 デジタル・アイピースの自作方法

天体望遠鏡で覗いたときに見える天体の姿をパソコンに取り込むには、熱雑音発生を極力抑えるために冷却した撮像素子（ＣＣＤなど）を使うのがベストですが、高価です。
微光天体を撮るのでなければ、レンズ交換できる一眼レフを専用マウントで接続して、直焦点で撮影するのが手っ取り早いですが。。。.

一眼レフが無ければ、望遠鏡の接眼レンズとカメラの撮影レンズを接近させて、人間が望遠鏡を覗き込むようにカメラに覗きこませて撮影する、コリメート式と言われる方法があります。
正視の方が天体望遠鏡のピンと合わせ、遠方にピントを合わせたカメラを望遠鏡の接眼レンズに近づけて撮影します。
正視でない方が望遠鏡の ピントを合わせるとピンボケになるので、デジカメの液晶画面を見ながら微調整することになります。
カメラ側でピントが確認できないときは手のひらに載るような小望遠鏡を遠方にピントを合わせ、この小望遠鏡を通して天体望遠鏡を覗き込んで、天体望遠鏡のピントを合わせます。

下の画像はカメラを手で支えて撮ったものなので、ちゃんと固定すればもっと綺麗に写ります。

コリメート式の合成焦点距離は、カメラの焦点距離と望遠鏡の倍率を掛けたものになります。
カメラレンズの焦点距離が１０ｍｍで望遠鏡の倍率が５０倍なら合成焦点距離は５００ｍｍになります。
月に望遠鏡を向けると、焦点距離の１００分の１　程度の直径５ｍｍの月がカメラの撮影素子上に映ります。
５ｍｍは小さいようですが、デジタルカメラの撮像素子面の一辺の大きさは５ｍｍもないので撮影すると画面から溢れるように月面が写ります。

しかし、この方法は、光が接眼レンズとカメラレンズの両方を通ることになるので内部反射や収差が加わって像のコントラストが悪くなります。
その上、ケラレ（画面の一部しか像が写らない）が生じます。

そこで思いついたのが、Ｗｅｂカメラの撮影レンズを外して、撮像素子面に望遠鏡の対物レンズで像を結ばせる方法です。
最初に書いた一眼レフカメラと同じ方法です。
問題は明るい室内用に作られたＷｅｂカメラの感度で天体が写るか？ですが、望遠鏡の接眼レンズの代わりに取り付けてパソコンに画像を取り込む「デジアイピース」と称して市販されている物の感度は３ｌｕｘから１０ｌｕｘ程度、Ｗｅｂカメラの感度は１０ｌｕｘ程度なので月ぐらい写るのでは、という甘い考えで始めました。

リサイクルショップで[Fujitsu USB Camera FCPCAM05]を１０５円で購入。
この値段なので壊れているか、ドライバー（ソフト）がＷｅｂ上に無い可能性が大きいですが、何とか使える類似ソフトをゲットしました。
あとは簡単で、Ｗｅｂカメラのケースを剥いで、接眼レンズのサイズに厚紙を丸めて作った筒の片端にＷｅｂカメラの撮像素子面を直角にはめ込んで終わりです。
１３０万画素か２００万画素のWebカメラが新品でも１千円台で買えますから、画素数の大きい新品を手に入れて作った方が楽に高性能なものができます。

下写真は基盤を出したところ、全てが１枚の基板に納められています。
中央の黒く見える部分がカメラで、レンズはねじ込み式になっているので逆にねじって外します。

下は接眼レンズと同じ筒径の紙筒にカメラ基盤を固定したところ

下はVIXEN D８０ｍｍ　f = 910mm 屈折につけたところ

下はWebカメラで撮影した月面、満月を過ぎたところで立体感に乏しいので縁を撮ってみました。

試しに直焦点で木星に向けたところ、明るさは十分なのですが、光軸が合わずに小さな円に写りませんでした。
撮像部を金属のような硬いもので固定し、光軸調整が出来るようにしないと無理のようです。

遠隔操作できる天体望遠鏡に天体撮影用のカメラをつければ室内から天体観測が出来ます。
天体を自動挿入できる望遠鏡はMEADEあたりが比較的安価そうで すが、私の場合はそのまま寝込んでしまって望遠鏡一式雨に濡れていたということになりそうです。