Overview of OOPS

OOPS概要

An imaging polarimeter and spectrometer ( OOPS ) was built for the 91cm telescope at the Okayama Astrophysical Observatory. An optics consists of a collimator lens(f=135mm) and camera lens(f=50mm) with several optical elements in the parallel beam section to enable several observing modes: polarimetry, grism low-dispersion spectroscopy, spectro-polarimetry, and direct imaging. A Rochon prism coupled with a rotating half wave plate makes two-channel polarized images on a CCD. OOPS covers a wavelength range of 400 - 750 nm, up to 800 nm. Mechanical and optical elements are modularized for easy maintenance of the instrument. Control system is designed to realize a quick change of observing modes and flexible control for scheduled observation in coorporation with the 91cm telescope control and the autoguider with the help of message-based communication. User-friendly GUI helps an observer for easy control of the OOPS.

偏光撮像分光装置 OOPS は、可視光で最大となる星間吸収による偏光を検出するための 装置であり、また、岡山観測所91cm望遠鏡の専用装置として計画されているので、 以下の諸点を設計指針とした。

1. 波長域 としては、 Serkowski et al. (1975 ) に よる偏光が最大になる波長をλmax（メディアン値 5450 A ） にあわせる。
2. 偏光精度> の目標として、銀河内の偏光分布を明らかに するために必要な精度として、0.5 % 以下を目指す。そのために、 光学系での迷光、ゴーストを避ける。また、２次元検出器 CCDの 較正を精度よくするために、可能な限り一様なドームフラット光源 を新設する。
3. 全天域 をカバーする。91cm望遠鏡フォークの懐は狭い（710mm） が、観測対象の銀河の制約をなくし、夜間の観測の安全性を確保す ることからも必要と考えた。そのために、装置の全長は 705mm以下と 厳しく制約される。
4. 長時間観測 を可能とする。銀河などの暗い天体の偏光観測は、 長時間観測が必要とされるが、そのためには、装置の構造的安定性、 検出器の安定性も求められる。装置の構造的安定性については FEM 解析を行う。
5. 高効率観測 を目指す。長時間観測で高精度な観測を一晩で 安定的にこなすために、制御システムの支援による高効率な 観測手法が必須となる。そのための新たな制御システムを 導入する。究極は観測の自動化である。
6. 開発・保守 の容易さは、観測装置が複雑になるほど 重要である。可能な限り装置ハードウェアー、制御ソフトウェアーを モジュール化して対処することとした。

偏光撮像分光装置 OOPS と改修された91cm 望遠鏡（ 湯谷他 1995 ） によって、統合的観測システムとして効率の良い高精度な観測手段を手にする ことができた。 1994年のシューメーカ・レビー第９彗星の観測では、木星に衝突した彗星核の 黒色スポットで偏光を観測した（ Suzuki et al.1995 ）。 所期の目的である銀河偏光撮像もいくつかの銀河についてデータが取れ始めている。 統合観測システムで長期の観測プロジェクトを遂行することが可能となった。

OOPS は、すばる望遠鏡の観測装置 FOCAS ( Sasaki et al. 1994 ) のプロトタイプとして複数の観測モードの運用とそのデータ解析システムの検討にも 用いられよう。 OOPSにマルチスリットを装着しての多天体分光の試験観測も行われようとしている。 すばる望遠鏡では、望遠鏡、観測装置、解析計算機システムが協調動作をして、 統合的に観測を遂行することが予定されている ( Sasaki et al. 1994 )。 OOPS は、これらのすばる望遠鏡での統合観測システムのプロトタイプとして運用 経験を積むことも期待されている。

OOPS装置概要

1. 光学系
   偏光が最大となる波長域と、全天域をカバーすることから制約される 全長 705mm を満たすように光学系が決められた。偏光撮像装置 OOPS の光学系は、光量ロスの少なさと製作の容易さからレンズ系 によるコリメータ・カメラ系とした。コリメータレンズは焦点 距離 135mm、カメラレンズは 50mm で、使用波長域を星間偏光の 高い 5450 A （Serkowski et al. 1975）を中心として、CCD の 感度の高い領域にあわせて 400 - 700 nm とした。測光に用いら れる波長バンドは、U:0.35 um, B:0.44 um, V:0.55 um, Rc:0.65 um, Ic:0.83 um であるので、 B, V, Rc が可能である。 コリメータレンズとしては AI Nikor 135mm/F2.8S を、カメラレンズ は AI Nikor 50mm/F1.2S を用いている。コリメータ・カメラレンズ 系としては縮小率 1/2.7 であり、望遠鏡焦点面でのスケール 17.19"/mm は、検出器上で 46.41"/mm となる。

   検出器としては、日本TI社の CCD TC-215 を用いている。ピクセル サイズは 12.0 um であるので、CCD 上でのスケールは 0.56"/pixel となる。CCD TC-215 の画素数は 1024(H) x 1024(V)、撮像領域と しての

   有効画素数 1000(H) x 1018(V)、
   有効面積 12.0 mm (H) x12.216 mm (V)
   である。量子効率は、600-800 nm で平均 50 %、400-900nm で 20 % 以上である ( Takato et al. 1990 )。

   コリメータレンズとカメラレンズの間の平行ビーム部には、 コリメータレンズによる主鏡像位置近傍に 偏光素子部 を置き、その前後に、 フィルター・ターレット （広帯域フィルターと分散素子）、シャッターを配置している。

   偏光素子としては ロションプリズム（分離角 7度）を採用した。 ロションプリズムは、常光線が直進し、異常光線が偏角をもって 射出される。直進常光線は色分散もなく、かつ、偏光素子部を光路 から外して直接像観測や分光観測をする際にも同一の場所に像が できて便利と考えられる。 （ロションプリズムの仕様参照） ロションでの分離角 7度は、常光線像と異常光線像が、採用された カメラレンズでCCD素子上に２分割して結像するためには、望遠鏡 焦点部に視野を決める マスク が必要で、21mm x 16.2mm (6.0' x 4.6') のマスクを用いている。 これは、CCD 上で 7.8mm x 6.0mm となる。

   偏光アナライザーとしてのロションプリズムと半波長板との組み合 わせで、直線偏光の観測には半波長板を 22.5 度ずつ回転して用い る。ロションプリズムは、方解石によるものを製作した。ロション プリズムから偏角をもって射出される異常光は、その偏角に波長 依存性があり観測に影響する。方解石製分離角７度のロション プリズムでの異常光偏角の 波長依存性 は、かなり大きく、波長帯域 100nm の両端波長での偏角の差は、

   400 nm で -0.672 deg (CCD上で 0.586mm に相当)、
   500 nm で -0.326 deg (同 0.284mm )、
   600 nm で -0.143 deg (同 0.125mm )、
   700 nm で -0.108 deg (同 0.094mm )、
   800 nm で -0.057 deg (同 0.050mm )
   
   である。偏光撮像観測時に、異常光をも用いる場合には広帯域 フィルターでは像が変形する。

   半波長板 については、MgF2 + SiO2 の２結晶２枚構成３組の Pancharatnam 型スーパーアクロマティック半波長板（有効径φ19mm）を用いてい る。（半波長板の仕様参照）

   偏光素子部の後に配置は、第２フィルター・タレットとして分光 素子を装着して、分光観測及び偏光分光観測が可能となっている。 そのため、偏光素子部と第２フィルター・タレットを可能な限り 接近して配置した。 （ 分光素子としては直光学系を生かすために、 グリズム を採用した。グリズムの設計は、グレーティング刻線数、 プリズム頂角、ブレーズ角度を最適化して行った。硝材は BK7 で、 刻線本数は400本/mm、ブレーズ波長( 5500 A)が直透過となるように 頂角 24 42' である。OOPS 光学系では 5500 A で分散 488 A/mm、 5.9 A/pixel である（参照： グリズム分散図 ）。

   シャッターは撮像時の視野内での露光時間の一様性を確保し、視野 全面にわたる測光精度の均質性の上から重要である。往々にして 収束光中にシャッターを配置しているが露光時間の一様性を確保 するにはシャッターに特別な工夫が必要である。コリメータレンズ とカメラレンズの間の平行ビーム部にシャッターを配置したので、 OOPSでは視野内での露光時間の一様性はほぼ完全に保証されている。

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2. 機械系

   機構部筺体は、ガイド部、OOPS 本体部、CCD デュワー部、及び 将来のインスツルローテータへの拡張に備えたガイド部と本体部と を結ぶジョイント部の４部に分かれる構造とした。

   FEM による解析では、天頂と天頂距離 45 度での撓みの差は 10 um となった。これは、0.46" に相当しており、天頂距離45度相当の 日周運動は3 時間以上かかるので、充分な剛性を持っている。

   機構部筺体各部のうちガイド部には、オフセットガイド用の II付き CCD カメラ（浜松ホトニクス ICCD C3500-01）、カメラ駆動用の XY 駆動機構とその制御部が含まれる。ガイド部では、ピックアップ 平面鏡（50 x 50 x t10 mm）で直角に曲げられたガイド視野光が II CCD カメラに結像する。II CCDカメラは、ディジタイズボード で画素数 512 x 512 で数値化される。画素あたり 0.21 arcsec であるので、視野としては 107"(1.8') x 107"(1.8') である。 オフセットガイドカメラの光軸方向駆動（Y軸）では、光軸を原点 としてエンコーダーの値を読みとっているので、 y < 39 mm では、 FOV 6' のビームが蹴られる。

   OOPS 本体部に配置されているユニットは、ダイアフラム・ ターレット、コリメータレンズ、第１フィルター・ターレット、 シャッター、偏光部（回転半波長板とロションプリズム）、 第２フィルター（グリズム）ターレット、カメラレンズである。 これらのうち駆動機構の搭載されている ターレットユニットと偏光ユニットとは、調整、保守を考慮して 個々独立したユニットとして制作した。ターレット回転軸はガタの 少ないクロスローラリングを用いた。位置決め精度をあげるために 高分解能なアブソリュートエンコーダーを取り付けた （参照： OOPS ユニット一覧 ）。 これらの駆動ユニットには単体での動作を可能とするように、 CPU 搭載の制御ボードを同架した。外部とは RS-232C による 通信でモーター駆動命令やエンコーダデータ送信指令を受信し、 ステータスデータを送信することによって、ユニット単体での 独立した制御を行っている。 位置決め精度等の検定は、ユニット単体で行える（次章参照）。 ダイアフラム／フィルター／グリズム・ターレットユニット には、それぞれ６枚のダイアフラム／フィルター／グリズムが 装着可能であり、モーター、アブソリュートエンコーダ（16ビット） と CPU 搭載の制御ボード が同架され、RS-232Cによって遠隔制御 を行うことが可能である。 偏光ユニット では回転半波長板が駆動制御される。ロションプリズムは固定で ある。

   CCD検出器用デュワー は、91cm 望遠鏡のフォークのふところ 710mm をクリアーする ために、CCD マウント用フラスコがデュワー本体から張り出す ようにした。 液体窒素保持時間を12時間以上とするためにデュワーは丈が 長くなっている。デュワー内コールドプレートから冷却アームが フラスコ内に延び、CCDマウント底面とは銅箔数枚で結合されて いる。銅箔枚数を調整することによってCCDマウント最低温度が 調整可能であるが、現在は -160 ℃ になっている。 CCD マウントには温度センサー（シリコンダイオード）と ヒーター（抵抗）が取り付けられており、 温度コントローラ (Lakeshore Model 320-01: RS-232C 付き) で ±0.1-0.2 ℃ の温度安定性で設定される。 現在は -120 ℃ の設定に対して -122 ℃ の表示温度で 用いている。現在の設定温度 -120 ℃ での、季節による様々な 環境下での実用的な液体窒素保持時間は 14時間以上である。 デュワー内には真空度をあげるために吸着材モラキュラーシーブが 設置され、その活性を保障するためにデュワーのベーキング処理を 行った。CCD素子を組み込んだ後に真空引きをし、デュワー全体を オーブンに入れて約 65 ℃ で 3日間ベークした。ベークしながらの 真空引きは不可能であったので、ベーク直後に再度真空引きを行っ た。デュワーの平均到達真空度は、1-2 時間の真空引きで 約 7・10^-6 Torr ( 9・10^-4 Pa ) である。

   CCD 雑音として悪影響を与える放射線イベントを極力少なくする ためにはCCD 回りやデュワー内の部品の材質にも注意を払う必要 がある ( Thorne et al. 1986 )。 そこで、CCD マウントには、岡山観測所に導入された RCA CCD カメラ（ 家他 1988 ） で実績のある高純度な無酸素銅を用いた。また、デュワー窓材 には溶融石英を用いた。 デュワーとCCDパッケージとの電気的接触によるノイズを避ける ためと熱接触を図るために、デュワーとCCDパッケージとの間に 絶縁放熱シート（（株）デンカ）を用いている。 熱接触のためのグリース等は用いていない。 OOPS全体写真 でわかるように、OOPS本体機構部を中心に液体窒素デュワーと 電気系ボックスが対称についている。電気系ボックスには、 デュワー温度コントローラが同架されており、その上には オフセットガイド用 IICCD コントローラが配置されている。

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   制御系ハードウェアー
   OOPS制御系ハードウェアーとしては、OOPS機構部各ユニット制御系、 CCDカメラ制御系、デュワー温度制御系、及び 制御用ワークステーションで構成されている （参照： 制御系ブロック図 及び OOPS制御用ワークステーションと CCDコントローラの写真 ）。

   CCD カメラ制御系は、関口・三上による Messia II を用いている。 オリジナルの Messia II では、ADCボードと他の制御ボード、メモリ ボードが同一の VME クレート内で動作しているが、メモリー等の組み 込まれている VMEクレートは空調のきいた制御室に置き、ADCボード は CCDカメラとそのアンプ系の近くに配置するように変更を加えた。 ADCボードとメモリーインタフェース間はディジタル信号を延長する ようにホトカプラー回路ボードを増設した。
   制御用ワークステーションとしては、Messia II の S-Bus ボードに 対応していて、S-Bus入出力が比較的高速だった Sun ワークステー ション互換のソルボーン社 S-4000 ( 25MIPS, メモリー 40MB, ディスク 2.5GB ) を採用した。データは DAT (4mmテープ装置)に 保存される。
   OOPS機構部各ユニットで駆動制御されるものは、

   1. オフセットガイダーのＸＹドライブ駆動と シャッター開閉
   2. ダイアフラム・ターレット回転
   3. 第1フィルター・ターレット回転
   4. シャッター開閉
   5. 半波長板回転
   6. 偏光部スライド移動
   7. 第2フィルター（グリズム）ターレット回転
   であり、さらに市販品コントローラの制御として、
   1. II CCDカメラの高圧電源、センシティビティー
   2. デュワー温度設定
   である。それらの詳細は 表 OOPS ユニット・デバイス一覧 に示した。

   OOPS機構部各ユニットの制御は、 清水(1992) が中心となって設計・製作したマイクロプロセッサー搭載ボード ^*1 を用いて行っている。

   ^*1 このボードは、岡山観測所での統一的な制御ボードとして、 188cm カセグレン新分光器制御系、91cm望遠鏡新制御系、 188cm カセグレン共通アクイジション系、GPS時刻取得装置 に用いられている。

   このマイクロプロセッサー搭載ボードには、それぞれZ80 上位互換の 日立 HD64180(8MHz)が搭載され、32KB の ROM と 32KB の RAM、 ユニット識別用の DIP SW が用意されている。このボードは必要と する I/O の違いによって３種類用意した。マスター CPU ボードは、 RS-232C 14チャンネルを有し、うち 1チャンネルは制御用 ワークステーションとの通信用で、 13チャンネルはユニット 搭載スレーブ CPU ボードとの通信用である。スレーブ CPU ボード には、RS-232C 2 チャンネルを持つボードと、RS-232C 1 チャンネル と 24 ビットのパラレル入出力ポートを持つものを用いている。 前者は、温度コントローラとII CCD カメラコントローラとの通信 用で、後者は機構部各ユニット制御用である。ユニット制御 （モータ駆動、エンコーダ読み取り、リミッター信号取得）は パラレル入出力ポートを用いるが、モータ駆動にはDCモータ・ ドライバーIC (12V) が外付けボードとして必要である。 これらのCPUボードでは、PROM 化プログラムで各ユニットを制御 する。この PROM を書き直すこととボード上の DIP SW による ユニット識別コードによって各ユニットの制御への汎用性を もたせた。 制御用ワークステーションからの制御コマンドはRS-232C ( 4800bps, 8bits, no parity, 1 stop bit ) を通してマスターCPUに 送信され、マスターCPUで制御コードに記述されているユニット 識別子に従って制御コードを各ユニットスレーブ CPU に振り 分けている。各ユニットからのエンコーダデータやステータスデータ はマスター CPU が収集しワークステーションに送られる。

   これらのCPUボードで処理される制御コマンドは、

   [ 命令コード + ユニット番号 + デバイス番号 + 引数 + 終了記号(LF) ]
   の文法に従って構成される。命令コードは動作指示であり、 ユニット番号はCPUボード識別である。デバイス番号は同一CPUで 制御されるデバイス識別で、シャッターのように ON/OFF 制御 のみで制御ビット数が少なくて済むものなど他のデバイス制御に 同架されているものに対応している。引数は、駆動目標エンコーダ 値や ON/OFF 値である。デバイス番号を 表 OOPS ユニット・デバイス一覧 に、ワークステーションとマスター CPU ボードとの間で送受される ユニット制御命令／応答コードを 表 OOPS CPU ボードコマンド一覧 に示した。これらとは別に内部コマンドとしてマスターCPUから スレーブCPUに対して定期的に点呼命令（命令コード RC ）が 発行される。スレーブ CPU からマスター CPU あるいはワーク ステーションへのステータスやエラーメッセージの送信を可能と するためである。

   制御ワークステーションからマスターCPU ボードを経由して II CCD カメラと CCDデュワー温度コントローラの制御が可能である。 II CCD カメラ制御部は筐体外付けであり、RS-232C ( 4800bps, 8bits, no parity, 1 stop bit ) による遠隔制御が 可能となっている。高圧電源 ON/OFF、カメラ感度調整などが 制御可能である。この II CCD カメラ制御部には、飽和するような 強い光が入ったときに高圧電源が切れる過大入射光保護回路 が組み込まれており、安全に用いることができる。 温度コントローラも RS-232C ( 1200bps, 7bits, odd parity, 1 stop bit ) による遠隔制御が可能となっている。温度設定、 温度単位指定、温度呼び出し等の処理が可能である。設定温度への 制御はデュワー内CCDマウントに取り付けられているヒーターへの、 温度コントローラからの供給電圧のOn/Off制御で行っている。 制御ワークステーションではこれらの外部コントローラの 通信仕様を意識することはない。制御ワークステーションからは マスター CPU ボードとの通信のみであって、マスターCPUボードが これらの外部コントローラとの個別の通信を確立している。

3. 制御ソフトウェアー
   長時間を要する偏光観測や長期にわたる観測プロジェクトに 対応するために、制御ソフトウェアーは、観測の高機能化、 省力化、自動化を目指して設計・製作した。 将来の発展を見越してワークステーション上でのマルチウィンド 対応とし、各制御部のネットワーク化を進めた。 観測の自動スケジュール、天候モニターを組み入れて自動観測の ためのデーモンプロセスを中心としたシステムとしている （図 ¥ref{fig:soft-block}）。 望遠鏡、イメージアクイジション（オートガイダー）、観測装置の 統合的制御をもそのスコープに入れており、分散制御が可能なように 制御メッセージ体系を導入して、UNIX ワークステーションでの プロセス間通信で制御メッセージを送受することにした。 統合的制御には 91cm 望遠鏡制御系の改修が必須であり、 老朽化した制御系の改修とあわせて機能拡充を行った （ 湯谷他1995 )。

   OOPS制御ソフトウェアーは、観測者が効率よく観測できるように、 グラフィカルユーザインタフェースを用いたX11 ウィンドー上の 制御ソフトとして製作し、ローカルな制御とプロセス間通信による 外部制御メッセージによる制御を並行して実行できるようにした。 作成された制御ソフトウェアーの概観を図 ¥ref{fig:cont-soft}に 示す。 その詳細は別論文で詳述している（ 佐々木他 1995a ）。 図 ¥ref{fig:cont-soft} ¥¥ ¥hline

4. OOPS各ユニットの機械精度検定
   重量ユニット駆動機構の性能検定をユニット単体で 測定した。測定にはダイアルゲージ（最小目盛 10um） とそれを取り付ける測定ジグを製作して行った。 測定項目は、スライド機構のハードリミット間ストローク、 繰り返し位置再現性、回転機構の往復位置再現性、 一方向回転時の位置再現性、回転時の固定側同一点に おける回転面の平面性、回転面に垂直方向の面内ガタ、 ギアー系の回転方向のガタ、である （表 ¥ref{table:unit-performance})。 全体として、位置再現性は数 $¥mu m$ で、平均的な 平面性は 20-30 um となっており、充分な精度を持って いることが確認されている。
5. OOPS筐体重量
   OOPS筐体重量は、最終的には 表 ¥ref{table:oops-weight} に示すようになり、総重量 140.3 kg になった。

1. Mathewson, D. S. and Ford, V. L. 1970, Mem. R. Astron. Soc, 74, 139.
2. Antonucci, R. R. and Miller, J. S. 1985, Ap.J., 297, 621.
3. Appenzeller, I. 1967, PASP, 79, 600.
4. Elvius, E. 1969, Lowell Obs. Bull., 7(No.149), 117.
5. Bingham, R. G., McMullan, D., Pallister, W. S., White, C., Axon, D. J., and Scarrott, S. M. 1976, Nature, 259, 463.
6. Scarrott, S. M., Ward-Thompson, D., and Warren-Smith, R. F. 1987, MNRAS, 224, 299.
7. 菊池仙,三上良孝,昆野正博 1979,東京天文台報,18, 641.
8. 菊池仙 1992, 偏光及び測光観測の現状と将来 ワークショップ集録、p.60.
9. Okida, K., Isobe, S., Nishimura, S., ¥& Shimizu, M. 1981, Ann. Tokyo Astron. Obs. 2nd, XVIII, 71.
10. 佐々木敏由紀、武市盛生 1987, 天文学に関する技術シンポジウム 1987 集録, p.144.
11. 吉田重臣 1991, 第２回光・赤外ユーザーズミーティング 集録, p.147.
12. 湯谷正美、清水康広、倉上富夫、佐々木敏由紀 1995, 国立天文台報, 「岡山偏光撮像分光装置(OOPS)の開発 III. 91cm望遠鏡統合制御システム 」
13. 佐々木敏由紀、倉上富夫、清水康広、湯谷正美 1995a, 国立天文台報, 「岡山偏光撮像分光装置(OOPS)の開発 II. 制御システム」
14. 佐々木敏由紀、清水康広、湯谷正美、倉上富夫、吉田重臣、 松村雅文 1995b, 国立天文台報（投稿準備中）, 「岡山偏光撮像分光装置(OOPS)の開発 IV. 性能及び解析システム」
15. Wolstencroft, R. D. 1987, QJRAS, 28, 209.
16. Serkowski, K., Mathewson D. S., and Ford, V. L. 1975, Ap.J., 196, 261.
17. Jones, T. J. 1989, Ap.J., 346, 728.
18. Serkowski, K. 1974, in Planets, Stars, and Nebulae Studied with Photopolarimetry, ed. T. Gehrels ( Univ. Arizona Press ), p.135.
19. Takato, N., Aoki, T., Ichikawa, S., and Iye, M. 1990, SPIE, 1235, 242.
20. 土井康弘 1975, 偏光と結晶光学（共立出版）.
21. 佐々木敏由紀 1992, 「すばる」観測機器ワークショップ 集録, p.16, 「 岡山観測所188cm望遠鏡制御系制御ソフトウェアー」
22. Thorne, D. J., Jorden, P. R., Waltham, N. R., and van Breda, I. G. 1986, SPIE, 627, 530.
23. 家正則,佐々木敏由紀,渡辺悦二,沖田喜一,岡田隆史,湯谷正美, 田中済 1988, 東京天文台報, 21, 140.
24. 清水康広、佐々木敏由紀 1992, 天文学に関する技術シンポジウム 1992 集録, p.31,
25. Suzuki, B. et al. 1995, Earth, Moon, and Planets, 66, 19.
26. Sasaki, T., Iye, M., Yamashita, T., and SHibata, T. 1994,] SPIE , 2198, 322.
27. Sasaki, T., Chikada, Y., Ogasawara, R., Ichikawa, S., Tanaka, W., Noguchi, T., and Okita K. 1994, Nucl. Instr. Methods Phys. Res. A, 352, 75.

1. ロションプリズム仕様

   ［ロションプリズム]
   材料	方解石
   サイズ	25 x 25 mm x t22mm
   有効径	φ20 mm
   分離角	7 °( @ 633nm )
   波長域	400 - 700 nm
   面平行性	2'
   面粗さ	< λ/10 ( @ 633 nm)
   AR コート	両面 ( 400-700 nm )
   [アクロマティック半波長板］
   材料	MgF2 + SiO2
   サイズ	15 x 15 mm
   有効径	φ13 mm
   位相差	180 °±10 °(@ 400-700 nm)
   AR コート	SiO2 面 （ 400-700 nm )
   [Pancharatnam型スーパーアクロマティック 半波長板］
   材料	３素子(MgF2+SiO2)構成
   有効径	φ19 mm
   位相差	180 °±5 °(@ 380-900 nm)
   面平行性	2' 以内
   面粗さ	〜λ
   AR コート	なし

2. OOPS 機構部ユニットハードウェアー仕様及び性能

   略　号	Unit	Device	encoder (bits)	scale (per bit)	min (mm)	max (mm)	range (mm)	Notes
   ガイダーX	0	0	14	7.791 um	-41.785	53.732	95.517
   ガイダーY	1	0	14	8.08 um	-3.415	64.415	67.83
   ガイダーシャッター	1	1	On/Off
   ダイアフラム	2	0	16	19.8"	cyclic			6 preset positions
   第1フィルター	3	0	16	19.8"	cyclic			6 preset positions
   シャッター	3	1	On/Off
   偏光ユニットスライド	8	0	14	7.8125 um	0.0	90.34	87.1*	2 preset positions
   回転半波長板	4	0	14	1.32'	cyclic
   第2フィルター(グリズム)	5	0	16	19.8"	cyclic			6 preset positions
   CCD温度	6	0			Dewar temperature control		デュワー温度設定
   ガイダーTV	7	0			IICCD camera control		高圧電源、センシティビティー

   ^* preset position 間距離

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3. OOPS 機構部ユニット制御命令コード／応答コード表

   [制御命令］
   MV	move with status report
   MQ	move with no status report
   ES	start exposure
   EP	pause exposure
   ST	request status
   PS	request port status
   HX	permit handset X
   HY	permit handset Y
   CN	cancel command
   CA	cancel all commands
   RR	stop CPU
   EM	emergency
   AX	auxiliary unit X
   AY	auxiliary unit Y
   AZ	auxiliary unit Z
   ［応答コード］
   MV	movement status
   ES	start time of exposure
   EP	pause time of exposure
   EE	end time of exposure
   ST	current status
   PS	port status
   HX	status of handset X
   HY	status of handset Y
   CN	cancel completed
   CA	cancel completed
   EN	end movement (MV, MQ)
   ER	error status
   AX	status of auxiliary unit X
   AY	status of auxiliary unit Y
   AZ	status of auxiliary unit Z

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4. OOPS 機構部ユニット性能検定

   ユニット	ストローク			再現性		回転平面性$	ガタ$$
   	ハードリミット		ストローク	往復	一方向回転		面内ガタ	ギアー系ガタ
   	ADC値	ADC値	(mm)	(um)	(um)	(um(pp))	(um)	(um)
   ガイダーX	2480	14740	95.5	2	（スライド駆動
   ガイダーY	4333	12728	67.8	1	（スライド駆動）
   偏光ユニットスライド部	2859	14415	90.3	1	（スライド駆動		65	30
   ダイアフラム	回転			4	5	148	40	30
   フィルター	回転			3	2	30	20	40
   偏光ユニット	回転			1	3	20	10	10
   グリズム	回転			3	3	34	50	20

   ^$ 回転平面性：部分的突起によるズレがpp値（最大最小値差）を 大きくしている。
       平均的には平面性 20 um 程度である。
   ^$$ 測定時に加える力の大きさに依存する。
   

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5. OOPS筐体重量

   OOPS 筐体（各ユニット含む）	41.5 kg
   デュワー（含 LN2 約半分）	11.5 kg
   デュワーサポート	10.5 kg
   ガイダー+ジョイント部（含 IICCD）	55.5 kg
   IICCD コントローラ	4.0 kg
   電気系ボックス	17.3 kg
   合計	140.3 kg

図 1. OOPS 偏光撮像における積分時間 vs. S/N 比。

天体の表面輝度が 22 mag arcsec^-2 と 23 mag arcsec^-2 の場合について示してある。 望遠鏡口径 0.91 m、大気の透過率 0.8、 望遠鏡ミラー（主鏡、副鏡）の反射率 0.8²、 偏光素子透過率 0.4、フィルター透過率 0.5、CCD 量子効率 0.5、 熱雑音 〜10^-3、 CCD の読み出し雑音 〜10、デジタイズ雑音 〜0.8、 観測波長域 Δλ = 100 nm ( @ $550nm )、 測光時積分領域を 25 arcsec² とした。空の明るさは、 19 mag/arcsec² としている。