JP4029131B2 - 距離計付き双眼鏡 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は双眼鏡に関し、更に詳しくは、目標物体までの距離を測定する機能を備えた距離計付き双眼鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の距離計付き双眼鏡としては、実用新案登録第３０７４６４３号公報に記載されたものが知られている。この公報に記載された距離計付き双眼鏡は、ハウジングの中に左右両眼用の正立望遠光学系と、レーザ送光部とレーザ受光部とからなるレーザ測距手段とを有しており、レーザ送光部から送光したレーザ光をレーザ受光部において受光し、レーザ送光部からレーザ受光部までのレーザ光の往復時間より観測地点から目標物体までの距離を算出するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の距離計付き双眼鏡では、測距用のレーザ光を双眼鏡外に出射させるために、正立望遠光学系の中にビームスプリッタを別途配置する必要があった。このため構成が複雑になるとともに重量が大きくなり、また、左右のバランスを取るために他の部品の配置が制限されるという問題があった。また、上記ビームスプリッタは正立望遠光学系の光路中に配置されるため、観察像の中心部において非点収差が発生するという問題もあった。
【０００４】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、簡単かつ軽量な構成であるのみならず、従来に比してより良い観察像を得ることが可能な構成の距離計付き双眼鏡を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る距離計付き双眼鏡は、第１の対物レンズ、第１の正立プリズム、第１の接眼レンズからなる第１の正立望遠光学系及び第２の対物レンズ、第２の正立プリズム、第２の接眼レンズからなる第２の正立望遠光学系がハウジング内に並設されてなる双眼鏡本体と、ハウジング内に設けられて測距光を射出する発光手段と、ハウジング内に設けられて測距光を受光する受光手段と、発光手段より射出され、第１の対物レンズを介して双眼鏡本体外に送り出された測距光が目標物体において反射した後、第２の対物レンズを介して双眼鏡本体内に入射し、受光手段に受光されるまでの間の時間に基づいて双眼鏡本体と目標物体との間の距離を算出する演算手段と、演算手段において算出された距離の値を表示する表示手段とを備えて構成される距離計付き双眼鏡において、第１の正立プリズム及び第２の正立プリズムを光学的に等価な複数の反射面により構成して左右対称に配設し、発光手段より射出された測距光は、第１の正立プリズムにおける一つの反射面に設けられた波長選択性のある半透膜を通して第１の正立プリズム内に入射した後、第１の正立プリズムより出射して第１の対物レンズより双眼鏡本体の外部に至り、目標物体において反射した後、第２の対物レンズより第２の正立プリズム内に入射した測距光は、第２の正立プリズムにおける第１の正立プリズムの前記一つの反射面と等価な反射面に設けられた同一の波長選択性のある半透膜を通して第２の正立プリズムの外部に出射した後受光手段に至るように構成される。
【０００６】
本発明に係る距離計付き双眼鏡においては、発光手段より射出された測距光を、複数の反射面を有する第１の正立プリズムの一つの反射面に設けられた波長選択性のある半透膜から第１の正立プリズムを含む第１正立望遠光学系に入射させ、第１正立望遠光学系を利用して双眼鏡本体の外部に射出させるとともに、目標物体において反射した後、他方の第２正立望遠光学系を利用して双眼鏡本体内に内に入射させた測距光を、この第２正立望遠光学系に設けられた第１の正立プリズムと光学的に等価な複数の反射面からなる第２の正立プリズムの、前記一つの反射面と等価な反射面に設けられた同一の波長選択性のある半透膜を通して可視光（観察光）より分離することにより、受光手段に受光させることを可能にしている。このため、従来のように測距光を双眼鏡本体外に送り出すため、或いは双眼鏡内に入った測距光を可視光（観察光）から分離させるためのビームスプリッタを正立望遠光学系の光路中に別途設ける必要がなく、簡単かつ軽量な構成を実現することが可能である。また、構成がコンパクトになるので見栄えがするとともに、携帯にも便利である。更に、従来のようにビームスプリッタが正立望遠光学系の光路中に設けられないので、観察像の中心部に非点収差が発生したりせず、従来に比してより良好な観察像を得ることができる。
【０００７】
また、上記本発明に係る距離計付き双眼鏡においては、上記正立プリズムがダハプリズムであることが好ましい。正立プリズムはポロ形プリズムでもよいのであるが、これをダハプリズムとすることにより、スマートでより見栄えのする外形の双眼鏡が得られる。また、測距光を赤外光とし、併せて上記半透膜を、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有するものとすることにより、正立プリズムの反射面において行う測距光の正立望遠光学系への入射、或いは測距光の観察光からの分離を容易に行うことができるようになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。先ず、本発明の第１実施形態に係る距離計付き双眼鏡について説明する。図１はこの第１実施形態に係る距離計付き双眼鏡の構成の要部を示したものであり、図の左方が目標物体側（以下、説明の便宜上これを前方とする）に相当し、図の右方が観測者側（以下、説明の便宜上これを後方とする）に相当する。また、図の上方が観測者にとって右方に相当し、図の下方が観測者にとって左方に相当する。この第１実施形態に係る距離計付き双眼鏡１０は、対物レンズ２２、正立プリズム２４及び接眼レンズ２８からなる右側の正立望遠光学系２０（特許請求の範囲における第１の正立望遠光学系に相当する）と、対物レンズ３２、正立プリズム３４及び接眼レンズ３８からなる左側の正立望遠光学系３０（特許請求の範囲における第２の正立望遠光学系に相当する）がハウジング１４内に並設されてなる双眼鏡本体１２をベースとして構成されている。
【０００９】
右側の対物レンズ２２と左側の対物レンズ３２はともに正レンズと負レンズの貼り合わせレンズであり、右側の接眼レンズ２８と左側の接眼レンズ３８はともに負レンズと正レンズとの貼り合わせレンズ及び正レンズからなる組み合わせレンズである。また、この距離計付き双眼鏡１０から右側及び左側の正立プリズム２４，３４のみを取り出して示す図２からも分かるように、右側の正立プリズム２４は斜面である第１面２５ａが垂直かつ左右方向に延びるように設置された直角プリズムからなる右側水平プリズム２５と、斜面である第１面２６ａが垂直かつ上下方向に延びるように設置された直角プリズムからなる右側垂直プリズム２６とが組み合わされて構成されるポロ形プリズムであり、左側の正立プリズム３４は斜面である第１面３５ａが垂直かつ左右方向に延びるように設置された直角プリズムからなる左側水平プリズム３５と、斜面である第１面３６ａが垂直かつ上下方向に延びるように設置された直角プリズムからなる左側垂直プリズム３６とが組み合わされて構成されるポロ形プリズムである。
【００１０】
ここで、右側の正立プリズム２４を構成する右側水平プリズム２５の一つの直角面である第３面２５ｃと、左側の正立プリズム３４を構成する左側水平プリズム３５の一つの直角面である第３面３５ｃには、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有する、すなわち波長選択性のある半透膜がコーティングされている。なお、図２では右側水平プリズム２５と右側垂直プリズム２６とが分離して描かれており、また左側水平プリズム３５と左側垂直プリズム３６とも分離して描かれているが、これは後に述べる観察光の光路の説明を分かり易くするために便宜上したものであり、実際には右側水平プリズム２５と右側垂直プリズム２６は第１面２５ａ，２６ａ同士を接近させており、また、左側水平プリズム３５と左側垂直プリズム３６も第１面３５ａ，３６ａ同士を接近させている。
【００１１】
この距離計付き双眼鏡１０の接眼部１５，１６に両目を当て、右側及び左側の正立望遠光学系２０，３０を通して双眼鏡本体１２外に位置する目標物体を見れば、目標物体からの反射光、すなわち観察光は、右側及び左側の対物レンズ２２，３２より両正立望遠光学系内２０，３０に入射する。図１及び図２に示すように、右側の対物レンズ２２より入射した観察光は右側水平プリズム２５の第１面２５ａに至ってこれを後方（接眼レンズ２８側）に透過し、右側水平プリズム２５の一方の直角面である第２面２５ｂにおいて左方に全反射した後、もう一方の直角面である第３面２５ｃにおいて対物レンズ２２側に全反射し（この第３面２５ｃには前述したように、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有する半透膜がコーティングされている）、光が入射した第１面２５ａより右側水平プリズム２５の外に出ていく。また、このように右側水平プリズム２５より出た観察光は、今度は右側垂直プリズム２６の第１面２６ａに至ってこれを対物レンズ２２側に透過し、右側垂直プリズム２６の一方の直角面である第２面２６ｂにおいて下方に全反射した後、もう一方の直角面である第３面２６ｃにおいて後方に全反射し、第１面２６ａより右側垂直プリズム２６の外に出ていく。
【００１２】
一方、左側の対物レンズ３２より入射した観察光は左側水平プリズム３５の第１面３５ａに至ってこれを後方（接眼レンズ３８側）に透過し、左側水平プリズム３５の一方の直角面である第２面３５ｂにおいて右方に全反射した後、もう一方の直角面である第３面３５ｃにおいて対物レンズ３２側に全反射し（この第３面３５ｃには前述したように、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有する半透膜がコーティングされている）、光が入射した第１面３５ａより左側水平プリズム３５の外に出ていく。また、このように左側水平プリズム３５より出た観察光は、今度は左側垂直プリズム３６の第１面３６ａに至ってこれを対物レンズ３２側に透過し、左側垂直プリズム３６の一方の直角面である第２面３６ｂにおいて下方に全反射した後、もう一方の直角面である第３面３６ｃにおいて後方に全反射し、第１面３６ａより左側垂直プリズム３６の外に出ていく。
【００１３】
ここで、右側の対物レンズ２２と左側の対物レンズ３２はともに正レンズであるため、これら対物レンズ２２，３２により結像される目標物体の像は本来倒立実像となるのであるが、右側及び左側の水平プリズム２５，３５に入った像はそれぞれ左右がひっくり返った状態でそのプリズム２５，３５より出ていき、また右側及び左側の垂直プリズム２６，３６に入った像はそれぞれ上下がひっくり返った状態でそのプリズム２６，３６より出ていくので、結果としてこれら正立プリズム２４，３４を通して見た目標物体の像は正立実像となる。また、右側の接眼レンズ２８と左側の接眼レンズ３８はともに正レンズであるが、正立プリズム２４，３４を通して形成される正立実像が両接眼レンズ２８，３８それぞれの焦点になるように配置されているため、両接眼レンズ２８，３８を通して目標物体を見れば、観測者には目標物体の正立拡大虚像が観察像として見えることになる。
【００１４】
また、この距離計付き双眼鏡１０のハウジング１４内には発光素子４２と、この発光素子４２が発光した測距光を受光する受光素子４４と、発光素子４２より射出された測距光を右側の対物レンズ２２より双眼鏡本体１２外に送り出す測距光送光光学系５０と、双眼鏡本体１２外に送り出されて目標物体において反射した後、左側の対物レンズ３２を介して双眼鏡本体１２内に入射した測距光を受光素子４４に受光させる測距光受光光学系６０とが設けられている。ここで、発光素子４２は測距光として赤外光を射出する半導体レーザであり、受光素子４４は測距光としての赤外光を受光するフォトセンサである。また、測距光送光光学系５０は、右側の正立プリズム２４を構成する右側水平プリズム２５の第３面２５ｃ及び第２面２５ｂと、発光素子４２より射出された測距光を上記右側水平プリズム２５の第２面２５ｂに反射させる第１反射ミラー５２とからなっており、測距光受光光学系６０は、左側の正立プリズム３４を構成する左側水平プリズム３５の第２面３５ｂ及び第３面３５ｃと、双眼鏡本体１２外に位置する目標物体において反射し、左側の対物レンズ３２から双眼鏡本体１２内に入射して上記左側水平プリズム３５の第２面３５ｂにおいて反射した測距光を受光素子４４に反射させる第２反射ミラー６２とからなっている。このように、発光素子４２と受光素子４４を、右側の正立望遠光学系２０及び左側の正立望遠光学系３０との間に互いに接近して配置することで、配線が簡単となったり、発光素子４２と受光素子４４を同一の電気基板上に配置できるといった利点も得られる。
【００１５】
また、本距離計付き双眼鏡１０のハウジング１４内には、発光素子４２及び受光素子４４と繋がる演算装置（マイクロコンピュータ）７２と、この演算装置７２と繋がる距離表示装置７４とが備えられている。演算装置７２は、発光素子４２より射出され、測距光送光光学系５０を介して双眼鏡本体１２外に送り出された測距光が目標物体において反射した後、測距光受光光学系６０を介して受光素子４４に受光されるまでの間の時間に基づいて双眼鏡本体１２と目標物体との間の距離を算出する。また、距離表示装置７４は右側の接眼レンズ２８の前方位置に設けられており、演算装置７２において算出された上記距離の値（双眼鏡本体１２と目標物体との間の距離）を視野内の液晶画面内にデジタル表示する。
【００１６】
左側の接眼レンズ３８の前方には右側の接眼レンズ２８の前方に距離表示装置７４が設けられることにより生ずる左右の光路長のずれを補正するためのガラス板８２が設けられている。また、右側の接眼レンズ２８と距離表示装置７４との間の位置、及び左側の接眼レンズ３８とガラス板８２との間の位置それぞれには、ハウジング１４の内面や高反射率の目標物体において反射した有害な光から観測者の眼を守るための保護フィルター８５，８６が設けられている。
【００１７】
この距離計付き双眼鏡１０を用いて目標物体との間の距離を測定するには、観測者は先ず接眼レンズ２８，３８を両目で覗きつつ、視野中に現れた視準（例えば「＋」マーク）が測定対象である目標物体に重なるようする。ハウジング１４上には測定開始ボタン７０が備えられており、観測者がこれを押圧すると演算装置７２に測定開始信号が出力される。演算装置７２は測定開始信号の入力を認識すると発光素子４２に指令信号を出力し、これにより発光素子４２は測距光（赤外光）を射出する。発光素子４２より射出された測距光は第１反射ミラー５２において反射して右側水平プリズム２５の第３面２５ｃに至るが、この右側水平プリズム２５の第３面２５ｃには前述した半透膜のコーティングがなされているため、測距光はこの第３面２５ｃを透過して右側水平プリズム２５内に入射する。そして、右側水平プリズム２５の第２面２５ｂにおいて全反射した後、右側水平プリズム２５の第１面２５ａ及び右側の対物レンズ２２を透過して双眼鏡本体１２外に至る。
【００１８】
双眼鏡本体１２外に射出された測距光は目標物体において反射し、左側の対物レンズ３２より双眼鏡本体１２内に入る。双眼鏡本体１２内に入った測距光は、左側水平プリズム３５の第１面３５ａを透過した後、同プリズム３５の第２面３５ｂにおいて全反射して同プリズム３５の第３面３５ｃに至るが、この左側水平プリズム３５の第３面３５ｃには前述した半透膜のコーティングがなされているため、測距光はこの第３面３５ｃを透過して左側水平プリズム２５の外部に出射する。そして、第２反射ミラー６２において反射して受光素子４４に至る。
【００１９】
演算装置７２は、発光素子４２が発光して双眼鏡本体１２より出射された測距光が目標物体において反射した後、再び双眼鏡本体１２に戻ってきて受光素子４４に受光されるまでの間の時間、すなわち測距光の往復時間に基づいて、双眼鏡本体１２と目標物体との間の距離を算出する。演算装置７２において求められた距離データは距離表示装置７４に送られ、距離表示装置７４は、その距離の値を視野内の液晶画面内に表示する。このため、観測者は本距離計付き双眼鏡１０を通して目標物体近傍の風景を観察しつつ、その目標物体までの距離を知ることができる。
【００２０】
このように本距離計付き双眼鏡１０においては、発光素子４２より射出された測距光を、正立プリズム２４の反射面の一つ（右側水平プリズム２５の第３面２５ｃ）に設けられた波長選択性のある半透膜からその正立プリズム２４を含む正立望遠光学系（右側の正立望遠光学系２０）に入射させ、その正立望遠光学系２０を利用して双眼鏡本体１２の外部に射出させるとともに、目標物体において反射した後、他方の正立望遠光学系（左側の正立望遠光学系３０）を利用して双眼鏡本体１２内に内に入射させた測距光を、この正立望遠光学系を構成する正立プリズム３４の反射面の一つ（左側水平プリズム３５の第３面３５ｃ）に設けられた波長選択性のある半透膜を通して可視光（観察光）より分離することにより、受光素子４４に受光させることを可能にしている。このため、従来のように測距光を双眼鏡本体外に送り出すため、或いは双眼鏡内に入った測距光を可視光（観察光）から分離させるためのビームスプリッタを正立望遠光学系の光路中に別途設ける必要がなく、簡単かつ軽量な構成を実現することが可能である。また、構成がコンパクトになるので見栄えがするとともに、携帯にも便利である。更に、従来のようにビームスプリッタが正立望遠光学系の光路中に設けられないので、観察像の中心部に非点収差が発生したりせず、従来に比してより良好な観察像を得ることができる。
【００２１】
次に、本発明の第２実施形態に係る距離計付き双眼鏡について説明する。図３はこの第２実施形態に係る距離計付き双眼鏡の構成の要部を示したものであり、第１実施形態の場合と同様、図の左方が目標物体側（以下、説明の便宜上これを前方とする）に相当し、図の右方が観測者側（以下、説明の便宜上これを後方とする）に相当する。また、図の上方が観測者にとって右方に相当し、図の下方が観測者にとって左方に相当する。この第２実施形態に係る距離計付き双眼鏡１１０は、対物レンズ１２２、正立プリズム１２４及び接眼レンズ１２８からなる右側の正立望遠光学系１２０と、対物レンズ１３２、正立プリズム１３４及び接眼レンズ１３８からなる左側の正立望遠光学系１３０がハウジング１１４内に並設されてなる双眼鏡本体１１２をベースとしている。ここで、右側及び左側の対物レンズ１２２，１３２は第１実施形態における右側及び左側の対物レンズ２２，３２と同じ構成を有しており、右側及び左側の接眼レンズ１２８，１３８はそれぞれ第１実施形態における右側及び左側の接眼レンズ２８，３８と同じ構成を有している。
【００２２】
図４は、この第２実施形態に係る距離計付き双眼鏡１１０における右側及び左側の正立プリズム１２４，１３４を示したものである（但し、この図では、後述するダハプリズム１２５，１３５が図の上方になるように描いてある）。この図４及び図３から分かるように、右側の正立プリズム１２４はダハ稜線１２５ｆが水平（図４では垂直面内）になるように置かれた右側ダハプリズム１２５と、この右側ダハプリズム１２５と非常に小さい空気間隔をおいて設置された（図４ではこの空気間隔は極端に大きく描いている）右側平板プリズム１２６と、この右側平板プリズム１２６の一面に接着された右側補助プリズム１２７とから構成されるダハ形プリズムであり、左側の正立プリズム１３４はダハ稜線が水平（図４では垂直面内）になるように置かれた左側ダハプリズム１３５と、この左側ダハプリズム１３５と非常に小さい空気間隔をおいて設置された左側平板プリズム１３６と、この左側平板プリズム１３６の一面に接着された左側補助プリズム１３７とから構成されるダハ形プリズムである。ここで、右側の正立プリズム１２４を構成する右側平板プリズム１２６の一つの反射面である第３面１２６ｃと、左側の正立プリズム１３４を構成する左側平板プリズム１３６の一つの反射面である第３面１３６ｃには、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有する（波長選択性のある）半透膜がコーティングされている。
【００２３】
この距離計付き双眼鏡１１０の接眼部１１５，１１６に両目を当て、右側及び左側の正立望遠光学系１２０，１３０を通して目標物体を見れば、目標物体からの反射光、すなわち観察光は、右側及び左側の対物レンズ１２２，１３２より両正立望遠光学系１２０，１３０に入射する。図３及び図４に示すように、右側の対物レンズ１２２より入射した観察光は右側平板プリズム１２６の第１面１２６ａより入射し、第２面１２６ｂにおいて左方に全反射した後、第３面１２６ｃにおいて右後方に全反射し（この第３面１２６ｃには前述した半透膜のコーティングがなされている）、第２面１２６ｂより右側平板プリズム１２６の外に出ていく。右側平板プリズム１２６の外に出た観察光は右側平板プリズム１２６と右側ダハプリズム１２５との間の薄い空気層を通った後、今度は右側ダハプリズム１２５の第１面１２５ａより入射し、第２面１２５ｂにおいて右前方に全反射した後、続いてダハ面である第３面１２５ｃ及び第４面１２５ｄにおいて全反射して第１面１２５ａに至る。そして、この第１面１２５ａにおい後方に全反射した後、第２面１２５ｂより右側ダハプリズム１２５の外に出ていく。
【００２４】
一方、左側の対物レンズ３２より入射した観察光は左側平板プリズム１３６の第１面１３６ａより入射し、第２面１３６ｂにおいて右方に全反射した後、第３面１３６ｃにおいて左後方に全反射し（この第３面１３６ｃには前述した半透膜のコーティングがなされている）、第２面１３６ｂより左側平板プリズム１３６の外に出ていく。左側平板プリズム１３６の外に出た観察光は左側平板プリズム１３６と左側ダハプリズム１３５との間の薄い空気層を通った後、今度は左側ダハプリズム１３５の第１面１３５ａより入射し、第２面１３５ｂにおいて左前方に全反射した後、続いてダハ面である第３面１３５ｃ及び第４面１３５ｄにおいて全反射して第１面１３５ａに至る。そして、この第１面１３５ａにおい後方に全反射した後、第２面１３５ｂより左側ダハプリズム１３５の外に出ていく。
【００２５】
ここで、右側の対物レンズ１２２と左側の対物レンズ１３２はともに正レンズであるため、これら対物レンズ１２２，１３２により結像される像は本来倒立実像となるのであるが、右側及び左側の正立プリズム１２４，１３４を通して見た目標物体の像は正立実像となる。また、右側の接眼レンズ１２８と左側の接眼レンズ１３８はともに正レンズであるが、正立プリズム１２４，１３４を通して形成される正立実像が両接眼レンズ１２８，１３８それぞれの焦点になるように配置されているため、両接眼レンズ１２８，１３８を通して目標物体を見れば、観測者には目標物体の正立拡大虚像が観察像として見えることになるのは、上述の第１実施形態に係る距離計付き双眼鏡１０の場合と同様である。
【００２６】
また、この距離計付き双眼鏡１１０のハウジング１１４内には第１の実施形態において用いられた発光素子４２及び受光素子４４と同じ構成の発光素子１４２及び受光素子１４４と、発光素子１４２より射出された測距光を右側の対物レンズ１２２より双眼鏡本体１１２外に送り出す測距光送光光学系１５０と、双眼鏡本体１１２外に送り出されて目標物体において反射した後、左側の対物レンズ１３２を介して双眼鏡本体１１２内に入射した測距光を受光素子１４４に受光させる測距光受光光学系１６０とが設けられている。ここで、測距光送光光学系１５０は、右側の正立プリズム１２４を構成する右側平板プリズム１２６の第２面１２６ｂ及び第３面１２６ｃと、発光素子１４２より射出された測距光を上記右側平板プリズム１２６の第２面１２６ｂに反射させる第１反射ミラー１５２とからなっており、測距光受光光学系１６０は、左側の正立プリズム１３４を構成する左側平板プリズム１３６の第２面１３６ｂ及び第３面１３６ｃと、左側の対物レンズ１３２から双眼鏡本体１１２内に入射して上記左側平板プリズム１３６の第２面１３６ｂにおいて反射した測距光を受光素子１４４に反射させる第２反射ミラー１６２とからなっている。
【００２７】
また、本距離計付き双眼鏡１１０のハウジング１１４内には、発光素子１４２及び受光素子１４４と繋がる演算装置１７２と、この演算装置１７２と繋がる距離表示装置１７４とが備えられているが、これらの作用は第１実施形態に係る距離計付き双眼鏡１０の場合と同様であるのでその説明は省略する。また、左側の接眼レンズ１３８の前方には右側の接眼レンズ１２８の前方に距離表示装置１７４が設けられることにより生ずる左右の光路長のずれを補正するためのガラス板１８２が設けられていることのほか、右側の接眼レンズ１２８と距離表示装置１７４との間の位置、及び左側の接眼レンズ１３８とガラス板１８２との間の位置それぞれに保護フィルター１８５，１８６が設けられていることも、第１実施形態に係る距離計付き双眼鏡１０の場合と同様である。
【００２８】
この距離計付き双眼鏡１１０を用いて目標物体との間の距離を測定するため、観測者が接眼レンズ１２８，１３８を両目で覗き、視野中に現れた視準が測定対象である目標物体に重なるようにしつつ、ハウジング１１４上に設けられた測定開始ボタン１７０を押圧操作すると、演算装置１７２を介して発光素子１４２より測距光（赤外光）が射出される。発光素子１４２より射出された測距光は第１反射ミラー１５２において反射して右側補助プリズム１２７の面１２７ａを透過した後、右側平板プリズム１２６の第３面１２６ｃに至るが、この右側平板プリズム１２６の第３面１２６ｃには前述した半透膜のコーティングがなされているため、測距光はこの第３面１２６ｃを透過して右側平板プリズム１２６内に入射する。そして、右側平板プリズム１２６の第２面１２６ｂにおいて全反射した後、右側平板プリズム１２６の第１面１２６ａ及び右側の対物レンズ１２２を透過して双眼鏡本体１１２外に至る。
【００２９】
双眼鏡本体１１２外に射出された測距光は目標物体において反射し、左側の対物レンズ１３２より双眼鏡本体１１２内に入る。双眼鏡本体１１２内に入った測距光は、左側平板プリズム１３６の第１面１３６ａを透過した後、同プリズム１３６の第２面１３６ｂにおいて全反射して同プリズム１３６の第３面１３６ｃに至るが、この左側平板プリズム１３６の第３面１３６ｃには前述した半透膜のコーティングがなされているため、測距光はこの第３面１３６ｃを透過して左側平板プリズム１３６の外部に射出する。そして、左側補助プリズム１３７の面１３７ａを透過した後、第２反射ミラー１６２において反射して受光素子１４４に至る。
【００３０】
このような構成を有する第２実施形態に係る距離計付き双眼鏡１１０においても、発光素子１４２より射出された測距光を、正立プリズム１２４の反射面の一つ（右側平板プリズム１２６の第３面１２６ｃ）に設けられた波長選択性のある半透膜からその正立プリズム１２４を含む正立望遠光学系（右側の正立望遠光学系１２０）に入射させ、その正立望遠光学系を利用して双眼鏡本体１１２の外部に射出させるとともに、目標物体において反射した後、他方の正立望遠光学系（左側の正立望遠光学系１３０）を利用して双眼鏡本体１１２内に内に入射させた測距光を、この正立望遠光学系を構成する正立プリズム１３４の反射面の一つ（左側平板プリズム１３６の第３面１３６ｃ）に設けられた波長選択性のある半透膜を通して可視光（観察光）より分離することにより、受光素子１４４に受光させることを可能にしている。このため、前述の第１実施形態に係る距離計付き双眼鏡１０と同様の効果が得られるうえ、正立プリズム１２４，１３４にダハ形プリズムが用いられているため、第１実施形態に係る距離計付き双眼鏡１０よりもスマートで、より見栄えのする外形が得られる。
【００３１】
次に、上記本発明の第２実施形態に係る距離計付き双眼鏡の変形例について説明する。図５はこの第２実施形態の変形例に係る距離計付き双眼鏡の構成の要部を示したものであり、第２実施形態の場合と同様、図の左方が目標物体側に相当し、図の右方が観測者側に相当する。また、図の上方が観測者にとって右方に相当し、図の下方が観測者にとって左方に相当する。この第２実施形態の変形例に係る距離計付き双眼鏡１１０’は、上述の第２実施形態に係る距離計付き双眼鏡１１０をベースにしており、第２実施形態に係る距離計付き双眼鏡１１０と同じ構成部品については同じ符号を付している。
【００３２】
この第２実施形態の変形例に係る距離計付き双眼鏡１１０’においては、発光素子１４２と第１反射ミラー１５２との間に正レンズからなる集光レンズ１４６が設けられており、また、第２反射ミラー１６２と受光素子１４４との間には負レンズからなるバーローレンズ１４７及びバンドパスフィルタ１４８が設けられている。ここで、集光レンズ１４６は発光素子１４２より射出された測距光（赤外光）をより多く対物レンズ１２２に送るために用いられており、バーローレンズ１４７は対物レンズ１３２の別の役割である受光レンズとしての焦点距離を拡大し、受光素子１４４の受光視野を縮小することで外乱光の入射を抑えて、Ｓ／Ｎ比を向上させるために用いられている。また、バンドパスフィルタ１４８は目標物体から反射して受光素子１４４に入射する測距光に混入する外乱光を遮断し、Ｓ／Ｎ比を向上させるために用いられている。ここではバーローレンズ１４７とバンドパスフィルタ１４８とを併用しているが、バーローレンズ１４７及びバンドパスフィルタ１４８のいずれか一方だけを用いてもＳ／Ｎ比の向上は著しい。
【００３３】
また、この第２実施形態の変形例に係る距離計付き双眼鏡１１０’では、第２実施形態において左側の接眼レンズ１３８の前方に設けられたガラス板１８２の代わりに距離表示装置１７４とは異なる別の表示装置１７６が設けられており、これにより距離データ以外のデータ（例えば時間やバッテリの残量などのデータ）を視野内の液晶画面内にデジタル表示することができるようになっている。
【００３４】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施形態においては、演算装置及び距離表示装置（第２実施形態の変形例において示した距離表示装置とは別の表示装置も含めて）はハウジングの内部に設けられていたが、これはハウジングの外部に設けられるのであってもよい。また、上述の実施形態では、測距光送光光学系は右側に設けられ、測距光受光光学系は左側に設けられた構成を有していたが、これらは左右が逆であってもよい。
【００３５】
また、正立プリズムは上述の実施形態において示したように直角プリズムやダハプリズムの組み合わせからなるものに限られず、他のプリズム、例えばペンタプリズム等の組み合わせからなるものであってもよい。更に、上記実施形態では、測距光に赤外光を用い、その発光手段として半導体レーザが用いられていたが、これは必ずしも半導体レーザでなくてもよく、測距光は赤外光でなくてもよい。しかし、上記実施形態に示したように、測距光を赤外光とし、併せて上記半透膜を、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有するものとすることにより、右側の正立プリズムの反射面（第１実施形態では右側水平プリズム２５の第３面２５ｃ、第２実施形態及びその変形例では右側平板プリズム１２６の第３面１２６ｃ）において行う測距光の正立望遠光学系への入射、或いは左側の正立プリズムの反射面（第１実施形態では左側水平プリズム３５の第３面３５ｃ、第２実施形態及びその変形例では右側平板プリズム１３６の第３面１３６ｃ）において行う測距光の観察光からの分離を容易に行うことができるという利点がある。
【００３６】
また、上記本発明に係る距離計付き双眼鏡においては、上記正立プリズムがダハプリズムであることが好ましい。正立プリズムはポロ形プリズムでもよいのであるが、これをダハプリズムとすることにより、スマートでより見栄えのする外形の双眼鏡が得られる。また、測距光を赤外光とし、併せて上記半透膜を、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有するものとすることにより、正立プリズムの反射面において行う測距光の正立望遠光学系への入射、或いは測距光の観察光からの分離を容易に行うことができるようになる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る距離計付き双眼鏡においては、発光手段より射出された測距光を、複数の反射面を有する第１の正立プリズムの一つの反射面に設けられた波長選択性のある半透膜から第１の正立プリズムを含む第１正立望遠光学系に入射させ、第１正立望遠光学系を利用して双眼鏡本体の外部に射出させるとともに、目標物体において反射した後、他方の第２正立望遠光学系を利用して双眼鏡本体内に内に入射させた測距光を、この第２正立望遠光学系に設けられた第１の正立プリズムと光学的に等価な複数の反射面からなる第２の正立プリズムの、前記一つの反射面と等価な反射面に設けられた同一の波長選択性のある半透膜を通して可視光（観察光）より分離することにより、受光手段に受光させることを可能にしている。このため、従来のように測距光を双眼鏡本体外に送り出すため、或いは双眼鏡内に入った測距光を可視光（観察光）から分離させるためのビームスプリッタを正立望遠光学系の光路中に別途設ける必要がなく、簡単かつ軽量な構成を実現することが可能である。また、構成がコンパクトになるので見栄えがするとともに、携帯にも便利である。更に、従来のようにビームスプリッタが正立望遠光学系の光路中に設けられないので、観察像の中心部に非点収差が発生したりせず、従来に比してより良好な観察像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る距離計付き双眼鏡の構成の要部を示す図である。
【図２】この距離計付き双眼鏡から左右の正立プリズムのみを取り出して示す斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る距離計付き双眼鏡の構成の要部を示す図である。
【図４】この距離計付き双眼鏡から左右の正立プリズムのみを取り出して示す斜視図である。
【図５】第２実施形態の変形例に係る距離計付き双眼鏡の構成の要部を示す図である。
【符号の説明】
１０ 距離計付き双眼鏡
１２ 双眼鏡本体
１４ ハウジング
２０，３０ 正立望遠光学系
２２，３２ 対物レンズ
２４，３４ 正立プリズム
２５，３５ 水平プリズム
２５ｃ，３５ｃ 波長選択性のある半透膜が設けられる反射面
２６，３６ 垂直プリズム
２８，３８ 接眼レンズ
４２ 発光素子
４４ 受光素子
７２ 演算装置
７４ 距離表示装置
【発明の属する技術分野】
本発明は双眼鏡に関し、更に詳しくは、目標物体までの距離を測定する機能を備えた距離計付き双眼鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の距離計付き双眼鏡としては、実用新案登録第３０７４６４３号公報に記載されたものが知られている。この公報に記載された距離計付き双眼鏡は、ハウジングの中に左右両眼用の正立望遠光学系と、レーザ送光部とレーザ受光部とからなるレーザ測距手段とを有しており、レーザ送光部から送光したレーザ光をレーザ受光部において受光し、レーザ送光部からレーザ受光部までのレーザ光の往復時間より観測地点から目標物体までの距離を算出するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の距離計付き双眼鏡では、測距用のレーザ光を双眼鏡外に出射させるために、正立望遠光学系の中にビームスプリッタを別途配置する必要があった。このため構成が複雑になるとともに重量が大きくなり、また、左右のバランスを取るために他の部品の配置が制限されるという問題があった。また、上記ビームスプリッタは正立望遠光学系の光路中に配置されるため、観察像の中心部において非点収差が発生するという問題もあった。
【０００４】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、簡単かつ軽量な構成であるのみならず、従来に比してより良い観察像を得ることが可能な構成の距離計付き双眼鏡を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る距離計付き双眼鏡は、第１の対物レンズ、第１の正立プリズム、第１の接眼レンズからなる第１の正立望遠光学系及び第２の対物レンズ、第２の正立プリズム、第２の接眼レンズからなる第２の正立望遠光学系がハウジング内に並設されてなる双眼鏡本体と、ハウジング内に設けられて測距光を射出する発光手段と、ハウジング内に設けられて測距光を受光する受光手段と、発光手段より射出され、第１の対物レンズを介して双眼鏡本体外に送り出された測距光が目標物体において反射した後、第２の対物レンズを介して双眼鏡本体内に入射し、受光手段に受光されるまでの間の時間に基づいて双眼鏡本体と目標物体との間の距離を算出する演算手段と、演算手段において算出された距離の値を表示する表示手段とを備えて構成される距離計付き双眼鏡において、第１の正立プリズム及び第２の正立プリズムを光学的に等価な複数の反射面により構成して左右対称に配設し、発光手段より射出された測距光は、第１の正立プリズムにおける一つの反射面に設けられた波長選択性のある半透膜を通して第１の正立プリズム内に入射した後、第１の正立プリズムより出射して第１の対物レンズより双眼鏡本体の外部に至り、目標物体において反射した後、第２の対物レンズより第２の正立プリズム内に入射した測距光は、第２の正立プリズムにおける第１の正立プリズムの前記一つの反射面と等価な反射面に設けられた同一の波長選択性のある半透膜を通して第２の正立プリズムの外部に出射した後受光手段に至るように構成される。
【０００６】
本発明に係る距離計付き双眼鏡においては、発光手段より射出された測距光を、複数の反射面を有する第１の正立プリズムの一つの反射面に設けられた波長選択性のある半透膜から第１の正立プリズムを含む第１正立望遠光学系に入射させ、第１正立望遠光学系を利用して双眼鏡本体の外部に射出させるとともに、目標物体において反射した後、他方の第２正立望遠光学系を利用して双眼鏡本体内に内に入射させた測距光を、この第２正立望遠光学系に設けられた第１の正立プリズムと光学的に等価な複数の反射面からなる第２の正立プリズムの、前記一つの反射面と等価な反射面に設けられた同一の波長選択性のある半透膜を通して可視光（観察光）より分離することにより、受光手段に受光させることを可能にしている。このため、従来のように測距光を双眼鏡本体外に送り出すため、或いは双眼鏡内に入った測距光を可視光（観察光）から分離させるためのビームスプリッタを正立望遠光学系の光路中に別途設ける必要がなく、簡単かつ軽量な構成を実現することが可能である。また、構成がコンパクトになるので見栄えがするとともに、携帯にも便利である。更に、従来のようにビームスプリッタが正立望遠光学系の光路中に設けられないので、観察像の中心部に非点収差が発生したりせず、従来に比してより良好な観察像を得ることができる。
【０００７】
また、上記本発明に係る距離計付き双眼鏡においては、上記正立プリズムがダハプリズムであることが好ましい。正立プリズムはポロ形プリズムでもよいのであるが、これをダハプリズムとすることにより、スマートでより見栄えのする外形の双眼鏡が得られる。また、測距光を赤外光とし、併せて上記半透膜を、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有するものとすることにより、正立プリズムの反射面において行う測距光の正立望遠光学系への入射、或いは測距光の観察光からの分離を容易に行うことができるようになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。先ず、本発明の第１実施形態に係る距離計付き双眼鏡について説明する。図１はこの第１実施形態に係る距離計付き双眼鏡の構成の要部を示したものであり、図の左方が目標物体側（以下、説明の便宜上これを前方とする）に相当し、図の右方が観測者側（以下、説明の便宜上これを後方とする）に相当する。また、図の上方が観測者にとって右方に相当し、図の下方が観測者にとって左方に相当する。この第１実施形態に係る距離計付き双眼鏡１０は、対物レンズ２２、正立プリズム２４及び接眼レンズ２８からなる右側の正立望遠光学系２０（特許請求の範囲における第１の正立望遠光学系に相当する）と、対物レンズ３２、正立プリズム３４及び接眼レンズ３８からなる左側の正立望遠光学系３０（特許請求の範囲における第２の正立望遠光学系に相当する）がハウジング１４内に並設されてなる双眼鏡本体１２をベースとして構成されている。
【０００９】
右側の対物レンズ２２と左側の対物レンズ３２はともに正レンズと負レンズの貼り合わせレンズであり、右側の接眼レンズ２８と左側の接眼レンズ３８はともに負レンズと正レンズとの貼り合わせレンズ及び正レンズからなる組み合わせレンズである。また、この距離計付き双眼鏡１０から右側及び左側の正立プリズム２４，３４のみを取り出して示す図２からも分かるように、右側の正立プリズム２４は斜面である第１面２５ａが垂直かつ左右方向に延びるように設置された直角プリズムからなる右側水平プリズム２５と、斜面である第１面２６ａが垂直かつ上下方向に延びるように設置された直角プリズムからなる右側垂直プリズム２６とが組み合わされて構成されるポロ形プリズムであり、左側の正立プリズム３４は斜面である第１面３５ａが垂直かつ左右方向に延びるように設置された直角プリズムからなる左側水平プリズム３５と、斜面である第１面３６ａが垂直かつ上下方向に延びるように設置された直角プリズムからなる左側垂直プリズム３６とが組み合わされて構成されるポロ形プリズムである。
【００１０】
ここで、右側の正立プリズム２４を構成する右側水平プリズム２５の一つの直角面である第３面２５ｃと、左側の正立プリズム３４を構成する左側水平プリズム３５の一つの直角面である第３面３５ｃには、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有する、すなわち波長選択性のある半透膜がコーティングされている。なお、図２では右側水平プリズム２５と右側垂直プリズム２６とが分離して描かれており、また左側水平プリズム３５と左側垂直プリズム３６とも分離して描かれているが、これは後に述べる観察光の光路の説明を分かり易くするために便宜上したものであり、実際には右側水平プリズム２５と右側垂直プリズム２６は第１面２５ａ，２６ａ同士を接近させており、また、左側水平プリズム３５と左側垂直プリズム３６も第１面３５ａ，３６ａ同士を接近させている。
【００１１】
この距離計付き双眼鏡１０の接眼部１５，１６に両目を当て、右側及び左側の正立望遠光学系２０，３０を通して双眼鏡本体１２外に位置する目標物体を見れば、目標物体からの反射光、すなわち観察光は、右側及び左側の対物レンズ２２，３２より両正立望遠光学系内２０，３０に入射する。図１及び図２に示すように、右側の対物レンズ２２より入射した観察光は右側水平プリズム２５の第１面２５ａに至ってこれを後方（接眼レンズ２８側）に透過し、右側水平プリズム２５の一方の直角面である第２面２５ｂにおいて左方に全反射した後、もう一方の直角面である第３面２５ｃにおいて対物レンズ２２側に全反射し（この第３面２５ｃには前述したように、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有する半透膜がコーティングされている）、光が入射した第１面２５ａより右側水平プリズム２５の外に出ていく。また、このように右側水平プリズム２５より出た観察光は、今度は右側垂直プリズム２６の第１面２６ａに至ってこれを対物レンズ２２側に透過し、右側垂直プリズム２６の一方の直角面である第２面２６ｂにおいて下方に全反射した後、もう一方の直角面である第３面２６ｃにおいて後方に全反射し、第１面２６ａより右側垂直プリズム２６の外に出ていく。
【００１２】
一方、左側の対物レンズ３２より入射した観察光は左側水平プリズム３５の第１面３５ａに至ってこれを後方（接眼レンズ３８側）に透過し、左側水平プリズム３５の一方の直角面である第２面３５ｂにおいて右方に全反射した後、もう一方の直角面である第３面３５ｃにおいて対物レンズ３２側に全反射し（この第３面３５ｃには前述したように、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有する半透膜がコーティングされている）、光が入射した第１面３５ａより左側水平プリズム３５の外に出ていく。また、このように左側水平プリズム３５より出た観察光は、今度は左側垂直プリズム３６の第１面３６ａに至ってこれを対物レンズ３２側に透過し、左側垂直プリズム３６の一方の直角面である第２面３６ｂにおいて下方に全反射した後、もう一方の直角面である第３面３６ｃにおいて後方に全反射し、第１面３６ａより左側垂直プリズム３６の外に出ていく。
【００１３】
ここで、右側の対物レンズ２２と左側の対物レンズ３２はともに正レンズであるため、これら対物レンズ２２，３２により結像される目標物体の像は本来倒立実像となるのであるが、右側及び左側の水平プリズム２５，３５に入った像はそれぞれ左右がひっくり返った状態でそのプリズム２５，３５より出ていき、また右側及び左側の垂直プリズム２６，３６に入った像はそれぞれ上下がひっくり返った状態でそのプリズム２６，３６より出ていくので、結果としてこれら正立プリズム２４，３４を通して見た目標物体の像は正立実像となる。また、右側の接眼レンズ２８と左側の接眼レンズ３８はともに正レンズであるが、正立プリズム２４，３４を通して形成される正立実像が両接眼レンズ２８，３８それぞれの焦点になるように配置されているため、両接眼レンズ２８，３８を通して目標物体を見れば、観測者には目標物体の正立拡大虚像が観察像として見えることになる。
【００１４】
また、この距離計付き双眼鏡１０のハウジング１４内には発光素子４２と、この発光素子４２が発光した測距光を受光する受光素子４４と、発光素子４２より射出された測距光を右側の対物レンズ２２より双眼鏡本体１２外に送り出す測距光送光光学系５０と、双眼鏡本体１２外に送り出されて目標物体において反射した後、左側の対物レンズ３２を介して双眼鏡本体１２内に入射した測距光を受光素子４４に受光させる測距光受光光学系６０とが設けられている。ここで、発光素子４２は測距光として赤外光を射出する半導体レーザであり、受光素子４４は測距光としての赤外光を受光するフォトセンサである。また、測距光送光光学系５０は、右側の正立プリズム２４を構成する右側水平プリズム２５の第３面２５ｃ及び第２面２５ｂと、発光素子４２より射出された測距光を上記右側水平プリズム２５の第２面２５ｂに反射させる第１反射ミラー５２とからなっており、測距光受光光学系６０は、左側の正立プリズム３４を構成する左側水平プリズム３５の第２面３５ｂ及び第３面３５ｃと、双眼鏡本体１２外に位置する目標物体において反射し、左側の対物レンズ３２から双眼鏡本体１２内に入射して上記左側水平プリズム３５の第２面３５ｂにおいて反射した測距光を受光素子４４に反射させる第２反射ミラー６２とからなっている。このように、発光素子４２と受光素子４４を、右側の正立望遠光学系２０及び左側の正立望遠光学系３０との間に互いに接近して配置することで、配線が簡単となったり、発光素子４２と受光素子４４を同一の電気基板上に配置できるといった利点も得られる。
【００１５】
また、本距離計付き双眼鏡１０のハウジング１４内には、発光素子４２及び受光素子４４と繋がる演算装置（マイクロコンピュータ）７２と、この演算装置７２と繋がる距離表示装置７４とが備えられている。演算装置７２は、発光素子４２より射出され、測距光送光光学系５０を介して双眼鏡本体１２外に送り出された測距光が目標物体において反射した後、測距光受光光学系６０を介して受光素子４４に受光されるまでの間の時間に基づいて双眼鏡本体１２と目標物体との間の距離を算出する。また、距離表示装置７４は右側の接眼レンズ２８の前方位置に設けられており、演算装置７２において算出された上記距離の値（双眼鏡本体１２と目標物体との間の距離）を視野内の液晶画面内にデジタル表示する。
【００１６】
左側の接眼レンズ３８の前方には右側の接眼レンズ２８の前方に距離表示装置７４が設けられることにより生ずる左右の光路長のずれを補正するためのガラス板８２が設けられている。また、右側の接眼レンズ２８と距離表示装置７４との間の位置、及び左側の接眼レンズ３８とガラス板８２との間の位置それぞれには、ハウジング１４の内面や高反射率の目標物体において反射した有害な光から観測者の眼を守るための保護フィルター８５，８６が設けられている。
【００１７】
この距離計付き双眼鏡１０を用いて目標物体との間の距離を測定するには、観測者は先ず接眼レンズ２８，３８を両目で覗きつつ、視野中に現れた視準（例えば「＋」マーク）が測定対象である目標物体に重なるようする。ハウジング１４上には測定開始ボタン７０が備えられており、観測者がこれを押圧すると演算装置７２に測定開始信号が出力される。演算装置７２は測定開始信号の入力を認識すると発光素子４２に指令信号を出力し、これにより発光素子４２は測距光（赤外光）を射出する。発光素子４２より射出された測距光は第１反射ミラー５２において反射して右側水平プリズム２５の第３面２５ｃに至るが、この右側水平プリズム２５の第３面２５ｃには前述した半透膜のコーティングがなされているため、測距光はこの第３面２５ｃを透過して右側水平プリズム２５内に入射する。そして、右側水平プリズム２５の第２面２５ｂにおいて全反射した後、右側水平プリズム２５の第１面２５ａ及び右側の対物レンズ２２を透過して双眼鏡本体１２外に至る。
【００１８】
双眼鏡本体１２外に射出された測距光は目標物体において反射し、左側の対物レンズ３２より双眼鏡本体１２内に入る。双眼鏡本体１２内に入った測距光は、左側水平プリズム３５の第１面３５ａを透過した後、同プリズム３５の第２面３５ｂにおいて全反射して同プリズム３５の第３面３５ｃに至るが、この左側水平プリズム３５の第３面３５ｃには前述した半透膜のコーティングがなされているため、測距光はこの第３面３５ｃを透過して左側水平プリズム２５の外部に出射する。そして、第２反射ミラー６２において反射して受光素子４４に至る。
【００１９】
演算装置７２は、発光素子４２が発光して双眼鏡本体１２より出射された測距光が目標物体において反射した後、再び双眼鏡本体１２に戻ってきて受光素子４４に受光されるまでの間の時間、すなわち測距光の往復時間に基づいて、双眼鏡本体１２と目標物体との間の距離を算出する。演算装置７２において求められた距離データは距離表示装置７４に送られ、距離表示装置７４は、その距離の値を視野内の液晶画面内に表示する。このため、観測者は本距離計付き双眼鏡１０を通して目標物体近傍の風景を観察しつつ、その目標物体までの距離を知ることができる。
【００２０】
このように本距離計付き双眼鏡１０においては、発光素子４２より射出された測距光を、正立プリズム２４の反射面の一つ（右側水平プリズム２５の第３面２５ｃ）に設けられた波長選択性のある半透膜からその正立プリズム２４を含む正立望遠光学系（右側の正立望遠光学系２０）に入射させ、その正立望遠光学系２０を利用して双眼鏡本体１２の外部に射出させるとともに、目標物体において反射した後、他方の正立望遠光学系（左側の正立望遠光学系３０）を利用して双眼鏡本体１２内に内に入射させた測距光を、この正立望遠光学系を構成する正立プリズム３４の反射面の一つ（左側水平プリズム３５の第３面３５ｃ）に設けられた波長選択性のある半透膜を通して可視光（観察光）より分離することにより、受光素子４４に受光させることを可能にしている。このため、従来のように測距光を双眼鏡本体外に送り出すため、或いは双眼鏡内に入った測距光を可視光（観察光）から分離させるためのビームスプリッタを正立望遠光学系の光路中に別途設ける必要がなく、簡単かつ軽量な構成を実現することが可能である。また、構成がコンパクトになるので見栄えがするとともに、携帯にも便利である。更に、従来のようにビームスプリッタが正立望遠光学系の光路中に設けられないので、観察像の中心部に非点収差が発生したりせず、従来に比してより良好な観察像を得ることができる。
【００２１】
次に、本発明の第２実施形態に係る距離計付き双眼鏡について説明する。図３はこの第２実施形態に係る距離計付き双眼鏡の構成の要部を示したものであり、第１実施形態の場合と同様、図の左方が目標物体側（以下、説明の便宜上これを前方とする）に相当し、図の右方が観測者側（以下、説明の便宜上これを後方とする）に相当する。また、図の上方が観測者にとって右方に相当し、図の下方が観測者にとって左方に相当する。この第２実施形態に係る距離計付き双眼鏡１１０は、対物レンズ１２２、正立プリズム１２４及び接眼レンズ１２８からなる右側の正立望遠光学系１２０と、対物レンズ１３２、正立プリズム１３４及び接眼レンズ１３８からなる左側の正立望遠光学系１３０がハウジング１１４内に並設されてなる双眼鏡本体１１２をベースとしている。ここで、右側及び左側の対物レンズ１２２，１３２は第１実施形態における右側及び左側の対物レンズ２２，３２と同じ構成を有しており、右側及び左側の接眼レンズ１２８，１３８はそれぞれ第１実施形態における右側及び左側の接眼レンズ２８，３８と同じ構成を有している。
【００２２】
図４は、この第２実施形態に係る距離計付き双眼鏡１１０における右側及び左側の正立プリズム１２４，１３４を示したものである（但し、この図では、後述するダハプリズム１２５，１３５が図の上方になるように描いてある）。この図４及び図３から分かるように、右側の正立プリズム１２４はダハ稜線１２５ｆが水平（図４では垂直面内）になるように置かれた右側ダハプリズム１２５と、この右側ダハプリズム１２５と非常に小さい空気間隔をおいて設置された（図４ではこの空気間隔は極端に大きく描いている）右側平板プリズム１２６と、この右側平板プリズム１２６の一面に接着された右側補助プリズム１２７とから構成されるダハ形プリズムであり、左側の正立プリズム１３４はダハ稜線が水平（図４では垂直面内）になるように置かれた左側ダハプリズム１３５と、この左側ダハプリズム１３５と非常に小さい空気間隔をおいて設置された左側平板プリズム１３６と、この左側平板プリズム１３６の一面に接着された左側補助プリズム１３７とから構成されるダハ形プリズムである。ここで、右側の正立プリズム１２４を構成する右側平板プリズム１２６の一つの反射面である第３面１２６ｃと、左側の正立プリズム１３４を構成する左側平板プリズム１３６の一つの反射面である第３面１３６ｃには、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有する（波長選択性のある）半透膜がコーティングされている。
【００２３】
この距離計付き双眼鏡１１０の接眼部１１５，１１６に両目を当て、右側及び左側の正立望遠光学系１２０，１３０を通して目標物体を見れば、目標物体からの反射光、すなわち観察光は、右側及び左側の対物レンズ１２２，１３２より両正立望遠光学系１２０，１３０に入射する。図３及び図４に示すように、右側の対物レンズ１２２より入射した観察光は右側平板プリズム１２６の第１面１２６ａより入射し、第２面１２６ｂにおいて左方に全反射した後、第３面１２６ｃにおいて右後方に全反射し（この第３面１２６ｃには前述した半透膜のコーティングがなされている）、第２面１２６ｂより右側平板プリズム１２６の外に出ていく。右側平板プリズム１２６の外に出た観察光は右側平板プリズム１２６と右側ダハプリズム１２５との間の薄い空気層を通った後、今度は右側ダハプリズム１２５の第１面１２５ａより入射し、第２面１２５ｂにおいて右前方に全反射した後、続いてダハ面である第３面１２５ｃ及び第４面１２５ｄにおいて全反射して第１面１２５ａに至る。そして、この第１面１２５ａにおい後方に全反射した後、第２面１２５ｂより右側ダハプリズム１２５の外に出ていく。
【００２４】
一方、左側の対物レンズ３２より入射した観察光は左側平板プリズム１３６の第１面１３６ａより入射し、第２面１３６ｂにおいて右方に全反射した後、第３面１３６ｃにおいて左後方に全反射し（この第３面１３６ｃには前述した半透膜のコーティングがなされている）、第２面１３６ｂより左側平板プリズム１３６の外に出ていく。左側平板プリズム１３６の外に出た観察光は左側平板プリズム１３６と左側ダハプリズム１３５との間の薄い空気層を通った後、今度は左側ダハプリズム１３５の第１面１３５ａより入射し、第２面１３５ｂにおいて左前方に全反射した後、続いてダハ面である第３面１３５ｃ及び第４面１３５ｄにおいて全反射して第１面１３５ａに至る。そして、この第１面１３５ａにおい後方に全反射した後、第２面１３５ｂより左側ダハプリズム１３５の外に出ていく。
【００２５】
ここで、右側の対物レンズ１２２と左側の対物レンズ１３２はともに正レンズであるため、これら対物レンズ１２２，１３２により結像される像は本来倒立実像となるのであるが、右側及び左側の正立プリズム１２４，１３４を通して見た目標物体の像は正立実像となる。また、右側の接眼レンズ１２８と左側の接眼レンズ１３８はともに正レンズであるが、正立プリズム１２４，１３４を通して形成される正立実像が両接眼レンズ１２８，１３８それぞれの焦点になるように配置されているため、両接眼レンズ１２８，１３８を通して目標物体を見れば、観測者には目標物体の正立拡大虚像が観察像として見えることになるのは、上述の第１実施形態に係る距離計付き双眼鏡１０の場合と同様である。
【００２６】
また、この距離計付き双眼鏡１１０のハウジング１１４内には第１の実施形態において用いられた発光素子４２及び受光素子４４と同じ構成の発光素子１４２及び受光素子１４４と、発光素子１４２より射出された測距光を右側の対物レンズ１２２より双眼鏡本体１１２外に送り出す測距光送光光学系１５０と、双眼鏡本体１１２外に送り出されて目標物体において反射した後、左側の対物レンズ１３２を介して双眼鏡本体１１２内に入射した測距光を受光素子１４４に受光させる測距光受光光学系１６０とが設けられている。ここで、測距光送光光学系１５０は、右側の正立プリズム１２４を構成する右側平板プリズム１２６の第２面１２６ｂ及び第３面１２６ｃと、発光素子１４２より射出された測距光を上記右側平板プリズム１２６の第２面１２６ｂに反射させる第１反射ミラー１５２とからなっており、測距光受光光学系１６０は、左側の正立プリズム１３４を構成する左側平板プリズム１３６の第２面１３６ｂ及び第３面１３６ｃと、左側の対物レンズ１３２から双眼鏡本体１１２内に入射して上記左側平板プリズム１３６の第２面１３６ｂにおいて反射した測距光を受光素子１４４に反射させる第２反射ミラー１６２とからなっている。
【００２７】
また、本距離計付き双眼鏡１１０のハウジング１１４内には、発光素子１４２及び受光素子１４４と繋がる演算装置１７２と、この演算装置１７２と繋がる距離表示装置１７４とが備えられているが、これらの作用は第１実施形態に係る距離計付き双眼鏡１０の場合と同様であるのでその説明は省略する。また、左側の接眼レンズ１３８の前方には右側の接眼レンズ１２８の前方に距離表示装置１７４が設けられることにより生ずる左右の光路長のずれを補正するためのガラス板１８２が設けられていることのほか、右側の接眼レンズ１２８と距離表示装置１７４との間の位置、及び左側の接眼レンズ１３８とガラス板１８２との間の位置それぞれに保護フィルター１８５，１８６が設けられていることも、第１実施形態に係る距離計付き双眼鏡１０の場合と同様である。
【００２８】
この距離計付き双眼鏡１１０を用いて目標物体との間の距離を測定するため、観測者が接眼レンズ１２８，１３８を両目で覗き、視野中に現れた視準が測定対象である目標物体に重なるようにしつつ、ハウジング１１４上に設けられた測定開始ボタン１７０を押圧操作すると、演算装置１７２を介して発光素子１４２より測距光（赤外光）が射出される。発光素子１４２より射出された測距光は第１反射ミラー１５２において反射して右側補助プリズム１２７の面１２７ａを透過した後、右側平板プリズム１２６の第３面１２６ｃに至るが、この右側平板プリズム１２６の第３面１２６ｃには前述した半透膜のコーティングがなされているため、測距光はこの第３面１２６ｃを透過して右側平板プリズム１２６内に入射する。そして、右側平板プリズム１２６の第２面１２６ｂにおいて全反射した後、右側平板プリズム１２６の第１面１２６ａ及び右側の対物レンズ１２２を透過して双眼鏡本体１１２外に至る。
【００２９】
双眼鏡本体１１２外に射出された測距光は目標物体において反射し、左側の対物レンズ１３２より双眼鏡本体１１２内に入る。双眼鏡本体１１２内に入った測距光は、左側平板プリズム１３６の第１面１３６ａを透過した後、同プリズム１３６の第２面１３６ｂにおいて全反射して同プリズム１３６の第３面１３６ｃに至るが、この左側平板プリズム１３６の第３面１３６ｃには前述した半透膜のコーティングがなされているため、測距光はこの第３面１３６ｃを透過して左側平板プリズム１３６の外部に射出する。そして、左側補助プリズム１３７の面１３７ａを透過した後、第２反射ミラー１６２において反射して受光素子１４４に至る。
【００３０】
このような構成を有する第２実施形態に係る距離計付き双眼鏡１１０においても、発光素子１４２より射出された測距光を、正立プリズム１２４の反射面の一つ（右側平板プリズム１２６の第３面１２６ｃ）に設けられた波長選択性のある半透膜からその正立プリズム１２４を含む正立望遠光学系（右側の正立望遠光学系１２０）に入射させ、その正立望遠光学系を利用して双眼鏡本体１１２の外部に射出させるとともに、目標物体において反射した後、他方の正立望遠光学系（左側の正立望遠光学系１３０）を利用して双眼鏡本体１１２内に内に入射させた測距光を、この正立望遠光学系を構成する正立プリズム１３４の反射面の一つ（左側平板プリズム１３６の第３面１３６ｃ）に設けられた波長選択性のある半透膜を通して可視光（観察光）より分離することにより、受光素子１４４に受光させることを可能にしている。このため、前述の第１実施形態に係る距離計付き双眼鏡１０と同様の効果が得られるうえ、正立プリズム１２４，１３４にダハ形プリズムが用いられているため、第１実施形態に係る距離計付き双眼鏡１０よりもスマートで、より見栄えのする外形が得られる。
【００３１】
次に、上記本発明の第２実施形態に係る距離計付き双眼鏡の変形例について説明する。図５はこの第２実施形態の変形例に係る距離計付き双眼鏡の構成の要部を示したものであり、第２実施形態の場合と同様、図の左方が目標物体側に相当し、図の右方が観測者側に相当する。また、図の上方が観測者にとって右方に相当し、図の下方が観測者にとって左方に相当する。この第２実施形態の変形例に係る距離計付き双眼鏡１１０’は、上述の第２実施形態に係る距離計付き双眼鏡１１０をベースにしており、第２実施形態に係る距離計付き双眼鏡１１０と同じ構成部品については同じ符号を付している。
【００３２】
この第２実施形態の変形例に係る距離計付き双眼鏡１１０’においては、発光素子１４２と第１反射ミラー１５２との間に正レンズからなる集光レンズ１４６が設けられており、また、第２反射ミラー１６２と受光素子１４４との間には負レンズからなるバーローレンズ１４７及びバンドパスフィルタ１４８が設けられている。ここで、集光レンズ１４６は発光素子１４２より射出された測距光（赤外光）をより多く対物レンズ１２２に送るために用いられており、バーローレンズ１４７は対物レンズ１３２の別の役割である受光レンズとしての焦点距離を拡大し、受光素子１４４の受光視野を縮小することで外乱光の入射を抑えて、Ｓ／Ｎ比を向上させるために用いられている。また、バンドパスフィルタ１４８は目標物体から反射して受光素子１４４に入射する測距光に混入する外乱光を遮断し、Ｓ／Ｎ比を向上させるために用いられている。ここではバーローレンズ１４７とバンドパスフィルタ１４８とを併用しているが、バーローレンズ１４７及びバンドパスフィルタ１４８のいずれか一方だけを用いてもＳ／Ｎ比の向上は著しい。
【００３３】
また、この第２実施形態の変形例に係る距離計付き双眼鏡１１０’では、第２実施形態において左側の接眼レンズ１３８の前方に設けられたガラス板１８２の代わりに距離表示装置１７４とは異なる別の表示装置１７６が設けられており、これにより距離データ以外のデータ（例えば時間やバッテリの残量などのデータ）を視野内の液晶画面内にデジタル表示することができるようになっている。
【００３４】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施形態においては、演算装置及び距離表示装置（第２実施形態の変形例において示した距離表示装置とは別の表示装置も含めて）はハウジングの内部に設けられていたが、これはハウジングの外部に設けられるのであってもよい。また、上述の実施形態では、測距光送光光学系は右側に設けられ、測距光受光光学系は左側に設けられた構成を有していたが、これらは左右が逆であってもよい。
【００３５】
また、正立プリズムは上述の実施形態において示したように直角プリズムやダハプリズムの組み合わせからなるものに限られず、他のプリズム、例えばペンタプリズム等の組み合わせからなるものであってもよい。更に、上記実施形態では、測距光に赤外光を用い、その発光手段として半導体レーザが用いられていたが、これは必ずしも半導体レーザでなくてもよく、測距光は赤外光でなくてもよい。しかし、上記実施形態に示したように、測距光を赤外光とし、併せて上記半透膜を、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有するものとすることにより、右側の正立プリズムの反射面（第１実施形態では右側水平プリズム２５の第３面２５ｃ、第２実施形態及びその変形例では右側平板プリズム１２６の第３面１２６ｃ）において行う測距光の正立望遠光学系への入射、或いは左側の正立プリズムの反射面（第１実施形態では左側水平プリズム３５の第３面３５ｃ、第２実施形態及びその変形例では右側平板プリズム１３６の第３面１３６ｃ）において行う測距光の観察光からの分離を容易に行うことができるという利点がある。
【００３６】
また、上記本発明に係る距離計付き双眼鏡においては、上記正立プリズムがダハプリズムであることが好ましい。正立プリズムはポロ形プリズムでもよいのであるが、これをダハプリズムとすることにより、スマートでより見栄えのする外形の双眼鏡が得られる。また、測距光を赤外光とし、併せて上記半透膜を、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有するものとすることにより、正立プリズムの反射面において行う測距光の正立望遠光学系への入射、或いは測距光の観察光からの分離を容易に行うことができるようになる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る距離計付き双眼鏡においては、発光手段より射出された測距光を、複数の反射面を有する第１の正立プリズムの一つの反射面に設けられた波長選択性のある半透膜から第１の正立プリズムを含む第１正立望遠光学系に入射させ、第１正立望遠光学系を利用して双眼鏡本体の外部に射出させるとともに、目標物体において反射した後、他方の第２正立望遠光学系を利用して双眼鏡本体内に内に入射させた測距光を、この第２正立望遠光学系に設けられた第１の正立プリズムと光学的に等価な複数の反射面からなる第２の正立プリズムの、前記一つの反射面と等価な反射面に設けられた同一の波長選択性のある半透膜を通して可視光（観察光）より分離することにより、受光手段に受光させることを可能にしている。このため、従来のように測距光を双眼鏡本体外に送り出すため、或いは双眼鏡内に入った測距光を可視光（観察光）から分離させるためのビームスプリッタを正立望遠光学系の光路中に別途設ける必要がなく、簡単かつ軽量な構成を実現することが可能である。また、構成がコンパクトになるので見栄えがするとともに、携帯にも便利である。更に、従来のようにビームスプリッタが正立望遠光学系の光路中に設けられないので、観察像の中心部に非点収差が発生したりせず、従来に比してより良好な観察像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る距離計付き双眼鏡の構成の要部を示す図である。
【図２】この距離計付き双眼鏡から左右の正立プリズムのみを取り出して示す斜視図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る距離計付き双眼鏡の構成の要部を示す図である。
【図４】この距離計付き双眼鏡から左右の正立プリズムのみを取り出して示す斜視図である。
【図５】第２実施形態の変形例に係る距離計付き双眼鏡の構成の要部を示す図である。
【符号の説明】
１０ 距離計付き双眼鏡
１２ 双眼鏡本体
１４ ハウジング
２０，３０ 正立望遠光学系
２２，３２ 対物レンズ
２４，３４ 正立プリズム
２５，３５ 水平プリズム
２５ｃ，３５ｃ 波長選択性のある半透膜が設けられる反射面
２６，３６ 垂直プリズム
２８，３８ 接眼レンズ
４２ 発光素子
４４ 受光素子
７２ 演算装置
７４ 距離表示装置
Claims (3)
- 第１の対物レンズ、第１の正立プリズム、第１の接眼レンズからなる第１の正立望遠光学系及び第２の対物レンズ、第２の正立プリズム、第２の接眼レンズからなる第２の正立望遠光学系がハウジング内に並設されてなる双眼鏡本体と、
前記ハウジング内に設けられて測距光を射出する発光手段と、
前記ハウジング内に設けられて測距光を受光する受光手段と、
前記発光手段より射出され、前記第１の対物レンズを介して前記双眼鏡本体外に送り出された測距光が目標物体において反射した後、前記第２の対物レンズを介して前記双眼鏡本体内に入射し、前記受光手段に受光されるまでの間の時間に基づいて前記双眼鏡本体と前記目標物体との間の距離を算出する演算手段と、
前記演算手段において算出された前記距離の値を表示する表示手段とを備えて構成される距離計付き双眼鏡において、
前記第１の正立プリズム及び前記第２の正立プリズムを光学的に等価な複数の反射面により構成して左右対称に配設し、
前記発光手段より射出された測距光は、前記第１の正立プリズムにおける一つの反射面に設けられた波長選択性のある半透膜を通して前記第１の正立プリズム内に入射した後、前記第１の正立プリズムより出射して前記第１の対物レンズより前記双眼鏡本体の外部に至り、
前記目標物体において反射した後、前記第２の対物レンズより前記第２の正立プリズム内に入射した測距光は、前記第２の正立プリズムにおける前記第１の正立プリズムの前記一つの反射面と等価な反射面に設けられた同一の前記波長選択性のある半透膜を通して前記第２の正立プリズムの外部に出射した後前記受光手段に至るように構成したことを特徴とする距離計付き双眼鏡。 - 前記正立プリズムがダハプリズムであることを特徴とする請求項１記載の距離計付き双眼鏡。
- 前記測距光が赤外光であり、前記半透膜は、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有することを特徴とする請求項１又は２記載の距離計付き双眼鏡。
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