天体望遠鏡はなぜ上下逆像なのでしょうか？

タイトル通りなのですが月面を観ている時など、なんとなく頭の中で実際は上下が逆なんだ、と思いながら観ています。

カメラのレンズも上下逆像でフィルムに感光される訳ですが、これは後に印画紙に焼き付けたそれを見ることで（言ってみればひっくり返して見ることで正像になる）、それと同じ意味なのでしょうか。

つまり、アマチュアの天体望遠鏡も、国の「すばる」も、肉眼で覗いて観察するのが本来ではなく、画像として（PC などで画像処理したりして）残して、後からそれを観るのが本来なのでしょうか？

No.1 回答者： gutugutu 回答日時： 2004/10/15 16:38

下記参照。

お聞きになりたい事の解決になるかどうかは？ですが。
＞後からそれを観るのが本来なのでしょうか？
本来なんてないんじゃないでしょうか？

参考URL：http://www.kagaku.info/telescope0302/

この回答へのお礼

早速ありがとうございます。
URL参考になりました。

でも、これは素人考えなのですが、もう一枚だけ凸レンズを入れれば上下左右正像になるのにと思うのですが・・・。

お礼日時：2004/10/15 16:54

No.2 回答者： marbin 回答日時： 2004/10/15 16:43

「天体望遠鏡観測の方法　(科学のつまみ食い)」

http://www.kagaku.info/telescope0302/

↑の

【その他】
の
２）天頂プリズム（ミラー)

が参考になりそうです。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

私の場合反射望遠鏡なので必要ないのですが、確かに屈折式の場合は天頂プリズムを使用しなければ観にくいし、しかし上下は戻っても尚且つ左右は逆のままなのですね。

ANo.2 の方のお礼にも書いたのですが、同様な趣旨で双眼鏡や野鳥探索のスコープのようになぜ上下左右正像にしないのでしょうか？　天体望遠鏡の場合、その必要は無いのでしょうか？
それともこの疑問は全くの素人考えなのでしょうか？

お礼日時：2004/10/15 17:05

No.3 回答者： ayupapa 回答日時： 2004/10/15 17:03

こんにちは。

多分質問者さんのほうが私より詳しいと思いますが、ずっと昔、子供向けの科学の本にこんな風に書いてありました。
本来、望遠鏡は逆さに写る。人間の目は脳みそでこれを補正し、双眼鏡はプリズムで補正している。天体望遠鏡は逆さでも大して困らないし、補正すると画質に悪影響がでるのでそのまま（逆さのまま）にしてある。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

そう、おっしゃるとおり補正すると（例えばレンズ枚数を増やすと）画質に悪影響がでるのは必至です。

＞人間の目は脳みそでこれを補正し・・・・・。

確かに、そうかもしれませんね！

お礼日時：2004/10/15 17:10

No.4 ベストアンサー 回答者： Teleskope 回答日時： 2004/10/15 17:09

　

　
１．
　レンズで遊んだ経験があると思いますが、像は 上下左右が反転してますね。　眼の網膜に映ってる像もまったく同じに反転しています。　しかし 幼いときからずっとそうなので 脳が「これが正常だ」と思ってるのです。

↑─────────L1──↓（眼の網膜上）
物　　　　　　　　　　　　　眼　　　実
体　　　　　　　　　　　　　の　　　像
　　　　　　　　　　　　　　レンズ



２．
　次に 映画館の映写機。小さなフィルムの画像を巨大に拡大した像を作っています。このときも 上下左右が反転しています。



３．天体望遠鏡は なぜ倒立して見えるか。
　まず、対物レンズが像を空中に作ります。これはレンズで遊んだときと同じく上下左右が反転してます。
　次に、「接眼レンズと眼のレンズが一組の凸レンズになって」、空中の像を 映画館のように拡大して 網膜に投映します。これが天体望遠鏡の仕組みです。
　対物レンズが作った反転像が また反転するので 網膜には 正立した像 が映ってるのです。　しかし脳が 「あ、これは いつもと逆ですね」 と判断してるのでした。

↑───Ｌ1────↓───L2───↑（眼の網膜上）
物　　　　　　　　　　　　実　　　　　　　　　　 実
体　　　対物　　　　　　像　　接眼レンズ　　像
　　　　レンズ　　　　　　　　　　　と
　　　　　　　　　　　　　　　　　眼のレンズ
　　　　　　　　　　　　　　　　　が一つのレンズとして働く


　普通は「虚像」を使って望遠鏡のしくみを説明しますが、虚像は理解してもらえない（うなづくけど実は難しすぎてる）事が多いので、レンズ遊びで確実に体験できる「実像」だけを使って説明しました。　１項は明るい所で簡単に体験できます、２項は夜暗い部屋で体験できます。

　分からないところがあれば補足します。

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=907787
のNo3を改編しました。
　
　

参考URL：http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=907787

この回答へのお礼

＞脳が「これが正常だ」と思ってるのです。

ご説明の意味は大変よく理解できます。
ただ私は星にちょっと興味がある位のアマチュアなので、土星の環がぼんやりながら、また木星の４つの衛星の位置の変化を確認できた時は感激しました。
ただ先にも書いた通り、月面のクレーターや土星の環、木星の衛星が単純に観た通りに観えればいいのに、と思ったわけです。

お礼日時：2004/10/17 08:01

No.5 回答者： gutugutu 回答日時： 2004/10/15 17:15

＞天体望遠鏡の場合、その必要は無いのでしょうか？

たぶんその必要が無いからだと思います。（少なくとも天体望遠鏡が発明された当時は）だって殆どの人が見たこともないんですから逆さもくそもないですからね。

この回答へのお礼

＞殆どの人が見たこともないんですから逆さもくそもないですからね。

ありがとうございます。
しかしガリレオにしても、製作過程でちゃんと認識の上かと思いますが。

お礼日時：2004/10/17 08:05

No.6 回答者： W_Wine 回答日時： 2004/10/15 17:18

「本来」という意味では自然に見えるものが「本来」だと思います。

それを、人間が見やすい位置関係に修正しているだけでは?

参考URL：http://www.nikon.co.jp/main/jpn/photography/kumo …

この回答へのお礼

ありがとうございます。
＞人間が見やすい位置関係に修正しているだけでは?

全くその通りで、この件は先の方々にお礼で述べました。「本来」の意味の解釈の上でご迷惑をかけたかもしれませんが、私が使った「本来」は単純に「肉眼で観たまま」、「天体望遠鏡を使って観ても、肉眼（もっと正確に言えば裸眼）で観た時と同じように」という意味で「本来」を使いました。

お礼日時：2004/10/17 08:13

No.7 回答者： Teleskope 回答日時： 2004/10/15 17:50

　

　
　No4補足。
天文屋が使う座標系は昔ながらの一貫した天球座標系です。写真撮影や画像記録が基本なので、眼視での上下左右の違和感は問題にならないです。太陽など星の表面の方位はNo4の過去ログにも書いた、

　 Ｎ
Ｅ　　Ｗ
　 Ｓ
ですね。

あと余談ですが、光路の途中に平面鏡を入れた構成（ナントカスタットというたぐいです）ではトラッキングに伴って視野が回転するものが多いです。長時間露光にこまるし眼で見ても理解がややこしいそうです。
　
　

この回答へのお礼

＞写真撮影や画像記録が基本なので・・・・

度々ありがとうございます。
そういうことなのすね、眼視が目的ではなく、やっぱり写真撮影や画像記録が基本。
そのことがお聞きしたくて質問したことなのです。

お礼日時：2004/10/17 08:20

No.8 回答者： capelatta 回答日時： 2004/10/15 18:37

簡単に言うと、写真撮影でも眼視でも宇宙空間にあるものに対して上下左右という概念は無いですから。

地球上にいれば足元方向が下という概念になるけど宇宙空間では？？
また、月の話ですけど南半球と北半球では見える月の上下左右が逆ですよ。
地球儀の北極と南極に立ってると想像すれば簡単ですよね。

そんな訳ですので、上下左右が逆だからといっても何の問題も無いわけです。

観測や記録としての上下左右に関してはそういう事ですけれど、天体望遠鏡を操作するという点では慣れない
人は大変だという事は承知しています。
赤道儀なら今は電動化が進み勝手に天体を導入してくれる程ですから、正立像の必要性は薄いですけれど、安
価な経緯台式では星の導入に最初は戸惑いますね。

そういう方の為に、天体望遠鏡のオプションには正立プリズムという物が用意されています。
ドローチューブとアイピースの間に噛ませれば正立像になりますから、慣れないうちは使ってみるのが良いかも。
※質問者さんに使いなさいって意味ではないですよ。

この回答へのお礼

＞南半球と北半球では見える月の上下左右が逆ですよ。

その通りですね。
でも、私が質問したのはANo.4さん、ANo.5さんのお礼でも述べたように、観たままを単純に（上下左右逆ではなく、日本では日本で観たままの月面、オーストラりアではオーストラリアで観たままの月面を）天体望遠鏡で観ても眼視と同じように、と思ったわけで、ただその答えもANo.7のTeleskopeさんが、
＞写真撮影や画像記録が基本なので・・・
ということで、ああ、やっぱりそうなのかと納得いたしました。
でも、「正立プリズム」月を観るのに便利そうですね、今度買ってみようかな。

お礼日時：2004/10/17 08:39

No.9 回答者： meineko 回答日時： 2004/10/15 18:42

もうすでに、いくつも回答が寄せられていますが、わたしなりの回答を。

天頂プリズム（ミラー）の一種に、正立天頂プリズム（ミラー）というのがあります。
普通の天頂プリズム(ミラー)は、プリズムやミラーで1回反射させて、光路を90度曲げて高いところでも覗きやすくしてあります。
で、既に書かれている様に、上下は肉眼で見た場合とは、上下は合いますが、左右が逆（裏返し）になります。
正立天頂プリスムは、2度反射させて、上下も左右も逆にならない様にしたプリズム（ミラー）です。

この2度反射というのが癖もので、反射する度にやはり少しずつ光が弱くなります。（反射率は100%に近いですが、100%では無いため）
また、製作の時の誤差も押さえないと、像に見え方にも悪影響が起こる可能性も増えます。
という訳で、普通の天体望遠鏡の場合、できるだけよけいなものを増やさないでおきたいので、上下逆（倒立像のまま）にしてあります。
＃地上用プリズムと言って、プリズムを2個合わせて、90度曲げないでまっすぐに覗けるけれど、正立像になるようにしたものもあります。双眼鏡や、バードウォッング用の望遠鏡と同じですね。

すばる望遠鏡とか、プロ用の望遠鏡の場合は、ちょと事情が違います。
目的に合わせて、いろいろな観測装置を付け替えて使いたいので、光路の切り替えや、焦点距離の変換用に、もともといろいろな光学系が組み込んであって、切り替えて使います。2つも3つも覗くところがあって、切り替えて使うと考えてもらうといいと思います。
＃成立像になるか倒立像になるかは設計次第だと思います。

実際には、覗くのは人間でなく観測装置なので、不便なら、観測装置を逆さまにつけておけば、問題ないです。
＃人間と違って、逆立ちは、苦でないです。

でも、やはり、よけいな光学系が入れば、光をロスしたり、像に影響（収差）が出る可能性もあるので、設計や組み立て保守には、細心の注意をしているはずです。

一般公開されている公共天文台などの、大きな望遠鏡の場合は、覗く位置が高くなりすぎると覗く時に不便なので、光路を何度か鏡で曲げて、覗く位置を低くしたり、望遠鏡の向きによらず覗く位置を一定にして、覗きやすくしてある場合があります。中には、正立像で見える設計になっているものもあると思います。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
確かに余計なプリズム等を使えば光量や誤差など悪影響を与えるだけのことですね。カメラのレンズ本体にしても然りだと思います。

＞一般公開されている公共天文台など・・・・・中には、正立像で見える設計になっているものもあると思います。

それこそが希望で、そんな大きな望遠鏡で月面を観てみたいです。

お礼日時：2004/10/17 08:51

No.10 回答者： Teleskope 回答日時： 2004/10/15 19:31

　

　
　No4三度。月だけ東西が反対な訳のトレビア。有名なのですでに御存知かも知れませんが；

http://66.102.9.104/search?q=cache:0-_0fwrZfH4J: …
　
　

この回答へのお礼

わっ！長文！
分からない単語もあります。プリント・アウトして辞書を引きながら読んでみます。
ありがとうございます。

お礼日時：2004/10/17 12:12