コンデジで天体写真を撮ろうⅡ(番外編－口径による写りの違い)

昨夜から今日にかけては久々によい天気。

夏空に入道雲が広がって「ニッポンの夏！」といった感じでした。

今日は久々に「コンデジで天体写真」シリーズ。

昨晩は雲が行き来したものの、透明度はなかなかのものでしたので、しばらく
棚上げされていた口径の違いによる写りの違いを検証してみることにしてみました。

ずいぶん間が空いたので「何のことやら」という方もいるかも知れないので、
簡単におさらいを兼ねて主旨を説明しておきます。

コンデジに望遠鏡をのぞかせて撮影する方式をコリーメート撮影方式と言います。

光学系が複雑になることによるデメリットも多いのですが、うまい具合に接眼
レンズを組み合わせると非常にＦ値の明るい超望遠レンズを作ることができます。

全光学系の合成Ｆ値は次のような計算式が成り立ちます。

　合成Ｆ値 ＝ 合成の実焦点距離(mm) ÷ 望遠鏡の口径(mm)
　　
　　ただし、カメラレンズのＦ値 ＞ 合成Ｆ値　の場合は

　合成Ｆ値 ＝ カメラレンズのＦ値

合成Ｆ値を使用するカメラレンズのＦ値より小さくしても、カメラレンズの
Ｆ値以下にはできないという関係があります。(詳しくは「コンデジで天体写真を
撮ろうⅡ　その５」を参照して下さい。)

ただここで疑問が出るのは、焦点距離が同じで口径の違う望遠鏡を用い、小さな
口径の望遠鏡でカメラレンズのＦ値になるようにした場合と、大きな口径で
カメラレンズのＦ値以下になる(結果的には上の式からカメラレンズのＦ値に
なる)して撮影した場合、写りは同じになるのか？というところです。

理論的には露光量は同じで解像度が異なると考えられるのですが、本当は
どうなの？

というわけです。

手元にあった望遠鏡、口径120mm,f=600mm(Ｆ5)(ケンコーSE120)と
口径60mm、f=600(F10)(30年前のノーブランド多分ミザール製)で同じ接眼レンズ
(EF27mm、カサイ製)を用いて比較をしてることにました。
使用するカメラは例によってキヤノンPS-S95(広角側焦点距離6mm、F2.0)です。

それぞれの合成焦点距離は次の通りです。

口径120mm：
倍率　　＝　　600mm÷27mm＝22.2倍
合成焦点距離＝6mm×22.2倍＝133mm
望遠鏡側合成Ｆ値＝133mm÷120mm＝1.11
この値はカメラレンズのＦ値より小さいので
合成Ｆ値＝2.0(＝カメラレンズのＦ値)

口径 60mm：
倍率　　＝　　600mm÷27mm＝22.2倍
合成焦点距離＝6mm×22.2倍＝133mm
望遠鏡側合成Ｆ値＝133mm÷60mm＝2.22
この値はカメラレンズのＦ値より大きいので
合成Ｆ値＝2.2

となります。

35mm版換算ではいずれも620mmの望遠レンズの相当しますが、Ｆ値は２前後と
極めて明るい光学系であることが分かります。

合成Ｆ値が2.0と2.2の違いがあるものの、僅差と考えて撮影をしてみました。
(いずれもISO3200、15秒露光です。)

こぎつね座のM27をそれぞれで撮影し、JPG撮ってだし、等倍画像です。
(本当はM13で比較したかったのですが、天頂付近の雲が取れず断念・・・)

 
120mmの画像のほうが明らかにバックが明るく写っていて、暗い星も写っていて
解像度も高い感じがします。

理論がみごとに打ち砕かれましたが、コリーメート撮影の場合光学系が複雑な
ぶん、倍率を下げてカメラのＦ値以下にＦ値を下げて、被写体の輝度を上げる
ことが有効なのかも知れません。

口径が大きくなり解像度が上がれば微光星も写りやすくなることもあるかも
知れません。

理論はあくまでも目安と考え、実際にテストして確認したほうが良さそう
です・・・。

最後にそれぞれの画像を８～９枚コンポジットした作品をお見せしておきます。

まずは口径60mmの画像から(９枚コンポジット)

次に120mmの画像(８枚コンポジット)

作品になるとあまり極端な違いはないかな？という気がしますが
いかがでしょう？