JP4037334B2

JP4037334B2 - 実像式双眼拡大鏡、その調整方法、及び実像式双眼拡大鏡用プリズム

Info

Publication number: JP4037334B2
Application number: JP2003201556A
Authority: JP
Inventors: 守康金井
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2023-07-25
Also published as: JP2005043545A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、手元で精密作業をする際に着用して対象物を拡大して観察する実像式双眼拡大鏡、その調整方法、およびこれに用いられる実像式双眼拡大鏡用プリズムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
双眼拡大鏡としては、従来、例えば特許文献１に記載される技術が知られている。この文献に記載された双眼拡大鏡は、物体側から順に正のパワーを持つ対物レンズと、負のパワーを持つ接眼レンズとから成る拡大光学系を右眼用、左眼用として一対設けると共に、眼の回旋中心と対象物点とを結ぶ直線に対して対物レンズ、接眼レンズの光学中心を外側に位置させることにより、眼の調節と輻輳とのバランスをとるようにしている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１９９０８３号公報図１
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１に記載された双眼拡大鏡は、眼から対象物までの右眼用、左眼用の各光学系の光路がおよそ一直線となっているため、作業者が手元で細かな作業を行う場合、頭部を下方に30〜60°傾けることになり、長時間の作業では疲労が大きいという問題がある。
【０００５】
作業者の疲労を軽減するためには、双眼拡大鏡の左右の光学系の光軸を途中で30〜60°折り曲げて偏向させればよい。しかしながら、特許文献１に記載された双眼拡大鏡の左右の光学系の光軸をこのように偏向させた場合、輻輳を調整する際に光学系を傾けると、左右像が逆向きに倒れ(回転し)、輻輳を合わせても左右像が融合しないという問題が生じる。
【０００６】
この発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、左右の光学系の光軸を偏向させて作業者の負担を軽減しつつ、輻輳を合わせた際に左右像も融合させることができる双眼拡大鏡、特にその中でも実像式の双眼拡大鏡、その調整方法、及びこの実像式双眼拡大鏡に利用されるプリズムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる実像式双眼拡大鏡は、正のパワーを有する対物レンズと正のパワーを有する接眼レンズとを備えて物体を拡大して観察するための拡大光学系と、対物レンズと接眼レンズとの間に配置されて拡大光学系の光路を一方側に偏向すると共に像を正立させる反射型の偏向手段とから構成される拡大鏡が左眼用、右眼用として一対配置される構成において、偏向手段が、対物レンズを介して入射する光束を反射させる第１、第２、第３、第４反射面を備え、第１、第４反射面(あるいはその延長面)の交線を法線とする仮想平面に対して第２、第３反射面(あるいはその延長面)の交線が角度ψ[°](ψ≠０)で交差し、第一眼位で物体距離無限遠のときに想定される左右の視軸に一致する軸をそれぞれＸ_L、Ｘ_Rとし、左右の拡大鏡の偏向手段の位置でＸ_L及びＸ_R軸と垂直に交差する軸をＺとし、Ｘ_L及びＺ軸に垂直な軸をＹ_Lとし、Ｘ_R及びＺ軸に垂直な軸をＹ_Rとし、Ｘ_Ｌ、Ｘ_Rを回転軸とする回転をγ回転、Ｙ_Ｌ、Ｙ_Ｒを回転軸とする回転をβ回転としたとき、対物レンズの光軸が互いに平行となる状態を基準としたγ回転の角度をγ[°]、β回転の角度をβ[°]、拡大光学系の視度をξ [ Ｄ ]とするとき、以下の条件(1)及び (2)を満たすことを特徴とする。
―0.5°＜2ψ―{ε(γ)+ε(β)}＜0.5°…(1)
0.9 ×｜ξ｜− 0.3 ＜｜ 31.3 × tan β｜＜ 1.3 ×｜ξ｜＋１… (2)
但し、
ε(γ)＝γ−[cos^-1{1−sin²(90―θ)×(１−cosγ)}]
ε(β)＝[cos^-1{1−sin²θ×(１−cosβ)}]
θ：拡大鏡の光軸の偏向角[°]である。
【０００８】
なお、第一眼位とは、眼の高さにあるまっすぐ前方の物体を注視しているときの頭部に対する眼の相対位置をいう(日本工業規格T7330/5.31)。物体距離が無限遠であれば両視軸は平行となるため、軸Ｘ_L、Ｘ_Rは、それぞれ左右の眼の回線中心を通り、装用者からまっすぐ前方に水平に伸びる互いに平行な軸である。
【０００９】
上記の構成によれば、β回転により光学系の光軸と物体から眼までを結ぶ軸(視軸)とを一致させ、γ回転により輻輳を調整し、これらの調整により発生した像の倒れを角度ψを適宜設定することにより補正できる。なお、γ回転により発生した像の倒れをβ回転により補正することもできるが、β回転を像倒れの補正に利用すると、光軸と視軸とがずれるため、物体を見るときに光学系のレンズ軸外部分を利用することになる。したがって、光学系の性能が軸上部分を利用する場合よりも劣るという問題がある。そこで、本発明では、偏向手段の第１、第４反射面の交線を法線とする仮想平面に対して第２、第３反射面の交線が角度ψ[°](ψ≠０)で交差するようにし、主としてこれにより像の倒れを補正している。したがって、β回転を光軸と視軸とを一致させるために利用することができる。これにより、光学系の軸上部分を利用して物体を観察することができ、像性能を低下させることなく、かつ、像の倒れを防ぎつつ、輻輳を調整することが可能となる。
【００１０】
また、条件式 (2) を満たすことにより、快適な両眼視を実現することができる。
【００１１】
偏向手段の第１〜第４反射面の位置関係は、例えば一体のプリズムのように互いに最初から固定(角度ψも固定)されていてもよいが、第１、第４反射面が一体に構成された第１ブロックと、第２、第３反射面が一体に構成された第２ブロックとから構成し、角度ψを任意に設定して第１ブロックと第２ブロックとを接合してもよい。角度ψを調整可能とすれば、物体距離が大きく異なる場合や、対物・接眼レンズを変えて倍率が変化した場合、あるいは眼幅の異なる複数の使用者が利用する場合にも、角度ψの異なる複数の偏向手段を用意しなくともよい。
【００１２】
偏向手段の各反射面は、ミラーで構成してもよいし、プリズムの内面反射を利用して構成してもよい。プリズムを利用する場合には、第２、第３反射面をダハ面として構成することができる。
【００１３】
また、本発明に係る実像式双眼拡大鏡の調整方法は、上記の実像式双眼拡大鏡に含まれる各拡大鏡を、第１、第４反射面の交線を法線とする仮想平面に対する第２、第３反射面の交線の角度をψ[°]、対物レンズの光軸が互いに平行となる状態を基準としたγ回転の角度をγ[°]、β回転の角度をβ[°]として、以下の条件(1)を満たすよう調整することを特徴とする。
―0.5°＜2ψ―{ε(γ)+ε(β)}＜0.5°…(1)
また、望ましくは以下の条件(1)'を満足することが好ましい
―0.33°＜2ψ―{ε(γ)+ε(β)}＜0.33°…(1)'
この条件(1)'の限界値±0.33は、JIS 規格におけるプリズム双眼鏡の像倒れ左右差許容量40′を左右で等分した値である。
【００１４】
さらに、本発明に係る実像式双眼拡大鏡用プリズムは、入射する光束を内面反射させる第１、第２、第３、第４反射面を備える一体型のプリズムであり、第１、第４反射面の交線を法線とする仮想平面に対して第２、第３反射面の交線が角度ψ[°](ψ≠０)で交差するよう構成されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる実像式双眼拡大鏡の実施形態を説明する。図１は第１の実施形態にかかる実像式双眼拡大鏡の正面図、図２は実像式双眼拡大鏡の上面図、図３は実像式双眼拡大鏡を構成する一方の拡大鏡の構成の詳細を示す側面図である。
【００１６】
図１及び図２に示されるように、第１の実施形態の実像式双眼拡大鏡１０は、眼鏡１のレンズ１ａ，１ｂにそれぞれ固定された右眼用の拡大鏡１０ａと、左眼用の拡大鏡１０ｂとから構成される。図中のＡｘＲは、右眼用の拡大鏡１０ａの光軸であり、ＡｘＬは左眼用の拡大鏡１０ｂの光軸である。各拡大鏡は、物体を拡大して観察するための実像式の拡大光学系と、この拡大光学系の光路を一方側に偏向すると共に像を正立させる反射型の偏向手段とから構成される。
【００１７】
例えば、右眼用の拡大鏡１０ａは、図３に示すように、物体側に配置された正のパワーを持つ対物レンズ１１ａと、対物レンズ１１ａを介して入射する光を４回内面反射させて像の上下左右を反転させる偏向手段としてのダハプリズム１２ａと、このプリズム１２ａにより偏向された光を眼ＥＲに導く正のパワーを持つ接眼レンズ１３ａとから構成されている。対物レンズ１１ａと接眼レンズ１３ａとから構成されるケプラー型望遠鏡が拡大光学系を構成している。なお、ダハプリズム１２ａによる偏向角θは、対物レンズ１１ａの光軸と接眼レンズ１３ａの光軸とのなす角度であり、図３の例ではθ＝４５°に設定されている。
【００１８】
眼鏡レンズ１ａには、拡大鏡１０ａの光路に沿って図３に示すように貫通孔２ａが形成されている。拡大鏡１０ａを構成する対物レンズ１１ａ、ダハプリズム１２ａ、接眼レンズ１３ａは、図示せぬ支持部材により眼鏡レンズ１ａに装着されている。左眼用の拡大鏡１０ｂも、右眼用と同様に構成され、眼鏡レンズ１ｂに装着されている。
【００１９】
次に、図４及び図５に基づいてダハプリズム１２ａの形状を説明する。図４は、双眼鏡に多用されるペシャンダハプリズムを構成する従来のダハプリズム２０を示し、図５は、第１の実施形態のダハプリズム１２ａを示す。
【００２０】
これらのダハプリズム２０，１２ａは、対物レンズ１１ａを介して入射する光束を反射させる第１反射面Ｓ１、第２反射面Ｓ２、第３反射面Ｓ３、第４反射面Ｓ４を備える。第２反射面Ｓ２と第３反射面Ｓ３とは直交しており、ダハ面を構成している。第４反射面Ｓ４を透過した光束は、第１反射面Ｓ１で反射され、第２反射面Ｓ２と第３反射面Ｓ３とから構成されるダハ面で反射され、第４反射面Ｓ４で反射されて第１反射面Ｓ１を透過して射出する。
【００２１】
ここで、第１反射面Ｓ１と第４反射面Ｓ４との交線Ｌ14を法線とし、この交線Ｌ14の中点Ｍ14を通る仮想平面ＦＳを想定すると、図４のダハプリズム２０においては、第２反射面Ｓ２と第３反射面Ｓ３との交線Ｌ23が仮想平面ＦＳに含まれている。これに対して、図５のダハプリズム１２ａにおいては、第２反射面Ｓ２と第３反射面Ｓ３との交線Ｌ23が仮想平面ＦＳと角度ψ[°](ψ≠０)で交差している。
【００２２】
このように角度ψを設定することにより、ダハプリズム１２ａに、光学系の光軸を偏向する作用と、像を180°回転させる作用と、輻輳調整時に像の倒れを補正する作用とを持たせることができる。なお、偏向角θは、ダハプリズムの第1反射面Ｓ１と第４反射面Ｓ４とのなす角度を適宜設定することにより、約30°〜60°の範囲で任意の角度に設定すればよい。
【００２３】
次に、上記のように構成された実像式双眼拡大鏡１０における輻輳の調整方法について説明する。最初に、図６に基づいて調整軸の定義について説明する。
第一眼位で物体距離無限遠のときに想定される左右の視軸に一致する軸をそれぞれ軸Ｘ_L、Ｘ_Rとする。軸Ｘ_Lは左眼ＥＬの回旋中心ＣＬを通り、軸Ｘ_Rは右眼ＥＲの回旋中心ＣＲを通り軸Ｘ_Lと平行である。左右の拡大鏡のダハプリズムの位置でＸ_L及びＸ_R軸と垂直に交差する軸をＺとし、Ｘ_L及びＺ軸に垂直な軸をＹ_L、Ｘ_R及びＺ軸に垂直な軸をＹ_Rとする。また、軸Ｘ_L、Ｘ_Rを回転軸とする拡大鏡１０ａ，１０ｂの回転をγ回転、軸Ｙ_L、Ｙ_Rを回転軸とする拡大鏡１０ａ，１０ｂの回転をβ回転とする。γ回転については、眼に正対して時計回りを正、反時計回りを負、β回転については、上側から見て時計回りを正、反時計回りを負とする。
【００２４】
第１の実施形態の実像式双眼拡大鏡１０は、物体距離に応じて左眼用、右眼用の拡大鏡１０ａ，１０ｂを互いに逆方向に±β°だけβ回転させて光軸と視軸とを一致させ、互いに逆方向に±γ°だけγ回転させて輻輳を調整し、前記の交線Ｌ23の仮想平面ＦＳに対する角度ψを適宜設定することにより、像の倒れを補正する。図1中の矢印はγ回転、図２中の矢印はβ回転による調整を示している。
【００２５】
像の倒れは、β回転によってもγ回転によっても発生する。物体距離が無限遠の状態(輻輳角０°で像の倒れがない状態)を基準として、γ回転による像の倒れ量ε(γ)と、β回転による像の倒れ量ε(β)とは、それぞれ以下の式により求められる。
ε(γ)＝γ−[cos^-1{1−sin²(90−θ)×(１−cosγ)}] …(1-1)
ε(β)＝[cos^-1{1−sin²θ×(１−cosβ)}] …(1-2)
【００２６】
図７は、γ回転又はβ回転のどちか一方で輻輳を調整した後に生じる像の倒れ量ε(γ)、ε(β)が偏向角θによってどのように変化するかを示すグラフである。γ、βは輻輳調整に必要な回転角度を示す。ここでは、物体距離ＷＤ＝500mm、眼幅Ｐ＝64mm、拡大鏡の倍率(角倍率)ｍ＝2.5を前提とする。図７のグラフに示されるように、γ回転調整ではθ＞15°、β回転調整ではθ＞5°において倒れ量ε(γ)、ε(β)値が0.5°以上となっている。ε(γ)、ε(β)の値は片眼側のみの値であるため、他方の拡大鏡が反対方向に調整されると相対差は２倍となる。すなわち、この値が0.5°以上となると、相対差は１°を越え、左右像の融合が困難になるか、融合できたとしても眼に負担がかかり、大きな疲労を伴うこととなる。
【００２７】
そこで、第１の実施形態では、ダハプリズム１２ａの交線Ｌ23と仮想平面ＦＳとの角度ψを適宜設定することにより、像の倒れを補正している。γ回転、β回転による像の倒れを良好に補正するためには、以下の条件(1)を満たす必要がある。
―0.5°＜2ψ―{ε(γ)+ε(β)}＜0.5°…(1)
【００２８】
左眼用、右眼用の拡大鏡のγ回転の角度を±γ°、β回転の角度を±β°としたときに、２ψ−{ε(γ)＋ε(β)}＝0の関係を満たせば、像の倒れを完全に補正することができる。ただし、組み付け誤差等で多少のずれが生じること、眼の適用力により、像の倒れが必ずしも完全に補正されていなくとも実質上問題ないことに鑑みて、±0.5°の範囲が設定されている。
【００２９】
この条件式(1)を満たすことにより、像の相対的な倒れを１°以下に抑えて左右像を融合させることができる。これに対して、条件式(1)を満たさない場合には、左右像を融合させることが困難となる。
【００３０】
なお、ψ＝０°の場合にも、γ回転による像の倒れとβ回転による像の倒れとを相殺することはできる。ただし、γ回転による像の倒れを補正するためにβ回転を利用すると、光学系の光軸と視軸とを一致させることができなくなる。これに対して、上記のように角度ψの設定により像の倒れを補正すれば、β回転を像の倒れを補正するために利用する必要がなく、光学系の光軸と視軸とを一致させた状態で、像の倒れを補正することができる。
【００３１】
一方、快適な両眼視を実現するためには、拡大光学系の視度をξ[Ｄ]として、β回転の角度β[°]が以下の条件(2)を満たす必要がある。
0.9×｜ξ｜−0.3＜｜31.3×tanβ｜＜1.3×｜ξ｜＋１…(2)
【００３２】
両眼視を可能にするためには、眼の調節と輻輳とのバランスが所定の範囲内に存在する必要がある。これを図８に基づいて説明する。図８は、『眼鏡光学ハンドブック』(金原出版)の66ページに掲載された図2-16を参考に作成した調節と輻輳との関係を示すグラフである。調節と輻輳とのバランスが図８のグラフの相対調節輻輳曲線(太い実線)で示される木の葉形の領域Ｅに含まれる場合に両眼視が可能であり、中でもハッチングで示される中央1／3の領域(爽快領域)Ｆに含まれる場合には、快適な両眼視が可能である。爽快領域Ｆの調節の範囲は、強い疲労を伴わない5Ｄ以下である。条件(2)を満たすことにより、調節と輻輳とのバランスが、およそこの爽快領域Ｆに含まれ、快適な両眼視が可能となる。
【００３３】
なお、光学系の視度ξ(≒目の調節)は正視の人を基準として定義されている。矯正が必要な人については、矯正視力を基準(ゼロ)として光学系の視度を定義する。また、眼幅を平均値である64mmとして式を構成している。
【００３４】
次に、眼幅の調整について説明する。眼幅は人によって異なるため、双眼拡大鏡の利用時には、利用者の眼幅に合わせた調整が必要となる。この眼幅の調整には、β回転より像倒れの少ないγ回転を利用するのがよい。具体的には、まず平均眼幅(64mm)で像倒れがない状態にβ、γ、ψを設定する。次に眼幅の個人差(通常±6mmの範囲)に合わせてγ回転の調整をする。γ回転による物体面上の輻輳調整量Ｚγは、以下の式(3)で表される。
Ｚγ＝ＷＤ×sinθ×tanγ …(3)
【００３５】
γ回転による眼幅調整の結果発生する像倒れの最大量は、式(3)にＺγ(＝6mm)、物体距離ＷＤ、偏向角θを代入してγを求め、(1-1)式に代入することにより求められる。図９は、偏向角θが30°、45°、60°のそれぞれの場合に、6mmの眼幅調整に対して発生する像の倒れを物体距離WDの関数として示すグラフである。このグラフから、偏向角θが大きいほど、そして、物体距離ＷＤが小さいほど像倒れが大きいことがわかる。
【００３６】
眼幅調整前に平均眼幅(例えば64mm)に対して像倒れがない状態に設定されていれば、γ回転による眼幅調整により発生する像の倒れは、θ＝60°ならＷＤ＝500mm程度以上、θ＝45°ならＷＤ＝250mm程度以上、θ＝30°ならＷＤ＝200mm程度以上であれば0.3°以下となり、左右像を融合させる際の妨げとはならない。
【００３７】
第１の実施形態のように、角度ψが固定されたダハプリズム１２ａを利用する場合、双眼拡大鏡が使用される利用状況(物体距離WD、眼幅P、倍率m、偏向角θ)を想定し、γ回転、β回転により発生する像の倒れε(γ)、ε(β)を相殺できるように角度ψを決定する。実際の製造現場では、複数の利用状況を想定して角度ψが異なる複数種類のダハプリズムを用意しておき、用途に応じて使い分ければよい。組立時には、上記の利用状況と装用者の個人データとに基づいて調整角度β、γを求め、これらの調整角度により生じる像倒れを補正できる角度ψを持つダハプリズムを選択して左右の拡大鏡を構成する。そして、左右の拡大鏡を眼鏡レンズに取り付けた状態でγ回転、β回転を調整し、調整後に各拡大鏡を眼鏡レンズに固定する。固定後、装用者自身での調整は想定していない。このようにして、実施形態の実像式双眼拡大鏡は、利用状況と個人データとに基づいて最適な視野が得られるように一品ずつ製造される。
【００３８】
図１０は、偏向手段の他の例である組み合わせプリズム３０を示す斜視図である。図１０に示す組み合わせプリズム３０は、対物レンズを介して入射する光束を反射させる第１反射面Ｓ１、第２反射面Ｓ２、第３反射面Ｓ３、第４反射面Ｓ４を備える点で図５に示すダハプリズム１２ａと同様である。ただし、組み合わせプリズム３０は、第１、第４反射面Ｓ１，Ｓ４が一体に構成された第１ブロック３１と、第２、第３反射面Ｓ２，Ｓ３が一体に構成された第２ブロック３２との２つのプリズムブロックから構成され、第１ブロック３１に対して第２ブロック３２を回転軸Ｌ1回りに回転させることにより、角度ψを任意に設定することができる。回転軸Ｌ1は、光学系の光軸とダハ稜線(第２、第３反射面Ｓ２，Ｓ３の交線)とが交わる点Ｄを通り第２ブロック３２の底面(第１ブロック３１に対向する面)に対して垂直な軸である。角度ψを使用状況や個人データに応じて設定した後、第１ブロック３１と第２ブロック３２とを接着等により接合し、左右の拡大鏡に組み込む。なお、回転軸Ｌ１が交点Ｄを通るため、角度ψを調整しても光学系の光軸がずれることがない。
【００３９】
図１０に示す組み合わせプリズム３０を偏向手段として用いることにより、視軸と光学系の光軸とをβ回転により一致させ、輻輳をγ回転により調整した後、これらの回転により生じる像の倒れを角度ψの調整により補正することができる。このため、図５に示す角度ψが固定されたプリズムを用いる場合のように複数のプリズムを使用状況に応じて用意する必要がなく、一種類の組み合わせプリズム３０を用意するのみで様々な使用状況に対応することができる。
【００４０】
次に、本発明の第２の実施形態を図１１及び図１２に基づいて説明する。第２の実施形態の実像式双眼拡大鏡は、偏向手段の構成が第１の実施形態と異なるが、概略構成は図１、図２に示した第１の実施形態と同様である。図１１は、第２の実施形態にかかる実像式双眼拡大鏡の一方の拡大鏡の光学系を示す説明図であり、図１２は、図１１の光学系に利用されている偏向手段である偏向ミラー群の斜視図である。
【００４１】
図１１に示す拡大鏡１０ｃは、物体側に配置された正のパワーを持つ対物レンズ１１ｃと、対物レンズ１１ｃを介して入射する光を４回反射させて像の上下左右を反転させる偏向手段としてのミラー群１２ｃと、このミラー群１２ｃにより偏向された光を眼ＥＲに導く正のパワーを持つ接眼レンズ１３ｃとから構成されている。なお、ミラー群１２ｃによる偏向角θは、θ＝４５°に設定されている。
【００４２】
ミラー群１２ｃは、対物レンズ１１ｃを介して入射する光束を順に反射させる第１反射面である第１ミラーＭ１、第２反射面である第２ミラーＭ２、第３反射面である第３ミラーＭ３、第４反射面である第４ミラーＭ４を備える。第２ミラーＭ２と第３ミラーＭ３とは直交している。入射した光束は、第１ミラーＭ１、第２ミラーＭ２、第３ミラーＭ３、第４ミラーＭ４で順に反射されて接眼レンズ１３ｃに入射する。
【００４３】
第２の実施形態でも、第１ミラーＭ１と第４ミラーＭ４とを延長した際の交線Ｌ14を法線とする平面を想定すると、第２ミラーＭ２と第３ミラーＭ３とを延長した際の交線Ｌ23がこの平面に対して角度ψ[°](ψ≠０)で交差するよう各ミラーが配置されている。このように角度ψを設定することにより、ミラー群１２ｃに光軸を偏向する作用と、像を180°回転させる作用と、輻輳調整時に像の倒れを補正する作用とを持たせることができる。
【００４４】
第２の実施形態の双眼拡大鏡の調整方法は、第１の実施形態で説明したのと同様であり、β回転により光学系の光軸と視軸とを一致させ、γ回転により輻輳を調整し、その際に発生する像の倒れを角度ψの設定により補正する。また、第１，第４ミラーに対して第２，第３ミラーを回転させることにより、角度ψを任意に調整することが可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、各拡大鏡を互いに逆方向にβ回転させて光学系の光軸と視軸とを一致させ、γ回転させて輻輳を調整したときに、これらの回転により生じた像の倒れを偏向手段の角度ψの設定により補正することができるため、双眼拡大鏡の光路が途中で偏向される場合にも、像の倒れを抑えて左右像を融合させつつ、輻輳を適切に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる実像式双眼拡大鏡を示す正面図である。
【図２】図１に示す実像式双眼拡大鏡の上面図である。
【図３】図１に示す実像式双眼拡大鏡を構成する一方の拡大鏡の側面図である。
【図４】従来のダハプリズムを示す斜視図である。
【図５】図３に示す拡大鏡に含まれるダハプリズムの形状を示す斜視図である。
【図６】本発明の実像式双眼拡大鏡における調整軸の定義を示す斜視図である。
【図７】偏向角と輻輳調整と像の倒れとの関係を示すグラフである。
【図８】調節と輻輳との関係を示すグラフである。
【図９】眼幅調整に対して発生する像の倒れを物体距離の関数として示すグラフである。
【図１０】第１の実施形態のダハプリズムの変形例を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態にかかる実像式双眼拡大鏡を構成する一方の拡大鏡の側面図である。
【図１２】図１１に示す拡大鏡に含まれるミラー群の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ眼鏡レンズ
１０双眼拡大鏡
１０ａ，１０ｂ拡大鏡
１１ａ対物レンズ
１２ａダハプリズム
１３ａ接眼レンズ
ＥＲ右眼
ＥＬ左眼

Claims

正のパワーを有する対物レンズと正のパワーを有する接眼レンズとを備えて物体を拡大して観察するための拡大光学系と、前記対物レンズと接眼レンズとの間に配置されて前記拡大光学系の光路を一方側に偏向すると共に像を正立させる反射型の偏向手段とから構成される拡大鏡が左眼用、右眼用として一対配置して構成される実像式双眼拡大鏡において、
前記偏向手段は、前記対物レンズを介して入射する光束を反射させる第１、第２、第３、第４反射面を備え、前記第１、第４反射面の交線を法線とする仮想平面に対して前記第２、第３反射面の交線が角度ψ[°](ψ≠０)で交差し、第一眼位で物体距離無限遠のときに想定される左右の視軸に一致する軸をそれぞれＸ_L、Ｘ_Rとし、前記左右の拡大鏡の偏向手段の位置で前記Ｘ_L及びＸ_R軸と垂直に交差する軸をＺとし、Ｘ_L及びＺ軸に垂直な軸をＹ_Lとし、Ｘ_R及びＺ軸に垂直な軸をＹ_Rとし、前記Ｘ_Ｌ、Ｘ_Rを回転軸とする回転をγ回転、前記Ｙ_Ｌ、Ｙ_Ｒを回転軸とする回転をβ回転とし、前記対物レンズの光軸が互いに平行となる状態を基準としたγ回転の角度をγ[°]、β回転の角度をβ[°]、前記拡大光学系の視度をξ [ Ｄ ]とするとき、以下の条件(1)及び (2)を満たすことを特徴とする実像式双眼拡大鏡。
―0.5°＜2ψ―{ε(γ)+ε(β)}＜0.5°…(1)
0.9 ×｜ξ｜− 0.3 ＜｜ 31.3 × tan β｜＜ 1.3 ×｜ξ｜＋１… (2)
但し、
ε(γ)＝γ−[cos^-1{1−sin²(90―θ)×(１−cosγ)}]
ε(β)＝[cos^-1{1−sin²θ×(１−cosβ)}]
θ：拡大鏡の光軸の偏向角[°]である。
前記偏向手段は、前記第１、第４反射面が一体に構成された第１ブロックと、前記第２、第３反射面が一体に構成された第２ブロックとから構成され、前記角度ψを任意に設定して前記第１ブロックと前記第２ブロックとが接合されていることを特徴とする請求項１に記載の実像式双眼拡大鏡。
前記偏向手段の各反射面は、ミラーで構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の実像式双眼拡大鏡。
前記偏向手段の各反射面は、プリズムの内面反射を利用して構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の実像式双眼拡大鏡。
前記第２、３反射面がダハ面を構成することを特徴とする請求項４に記載の実像式双眼拡大鏡。
正のパワーを有する対物レンズと正のパワーを有する接眼レンズとを備えて物体を拡大して観察するための拡大光学系と、前記対物レンズと接眼レンズとの間に配置されて前記拡大光学系の光路を一方側に偏向すると共に像を正立させる反射型の偏向手段とから構成される拡大鏡が左眼用、右眼用として一対配置して構成される実像式双眼拡大鏡の調整方法において、
前記偏向手段は、前記対物レンズを介して入射する光束を反射させる第１、第２、第３、第４反射面を備え、前記第１、第４反射面の交線を法線とする仮想平面に対する前記第２、第３反射面の交線の角度をψ [ ° ] とし、第一眼位で物体距離無限遠のときに想定される左右の視軸に一致する軸をそれぞれＸ _L 、Ｘ _R とし、前記左右の拡大鏡の偏向手段の位置で前記Ｘ _L 及びＸ _R 軸と垂直に交差する軸をＺとし、Ｘ _L 及びＺ軸に垂直な軸をＹ _L とし、Ｘ _R 及びＺ軸に垂直な軸をＹ _R とし、前記Ｘ _Ｌ、Ｘ _R を回転軸とする回転をγ回転、前記Ｙ _Ｌ、Ｙ _Ｒを回転軸とする回転をβ回転とし、前記対物レンズの光軸が互いに平行となる状態を基準としたγ回転の角度をγ [ ° ] 、β回転の角度をβ [ ° ] 、前記拡大光学系の視度をξ [ Ｄ ] とするとき、以下の条件 (1) 及び (2) を満たすよう調整することを特徴とする実像式双眼拡大鏡の調整方法。
― 0.5 °＜ 2 ψ― { ε ( γ )+ ε ( β )} ＜ 0.5 °… (1)
0.9 ×｜ξ｜− 0.3 ＜｜ 31.3 × tan β｜＜ 1.3 ×｜ξ｜＋１… (2)
但し、
ε ( γ ) ＝γ− [cos ^-1 {1 − sin ² (90 ―θ ) × ( １− cos γ )}]
ε ( β ) ＝ [cos ^-1 {1 − sin ² θ× ( １− cos β )}]
θ：拡大鏡の光軸の偏向角 [ ° ] である。