JP4157465B2 - ズームアイピースおよび望遠鏡 - Google Patents

Description

本発明は、ズームアイピースおよび望遠鏡に関する。

アイピースから覗いた観察像と同様の電子画像を撮影可能なデジタル撮影機能付きの望遠鏡（地上望遠鏡）が知られている（例えば、特許文献１参照）。デジタル撮影機能付き望遠鏡は、対物光学系およびフォーカスレンズを経た光をビームスプリッターで分岐させ、分岐した一方の光を接眼光学系へ導き、他方の光を例えばＣＣＤ等の撮像素子へ導くように構成されている。

このようなデジタル撮影機能付き望遠鏡では、アイピースから観察する観察視野に対して、撮像素子での撮影写野がどのような範囲であるのかを使用者が理解できるようにする必要がある。このため、従来は、単焦点のアイピースを望遠鏡本体に一体化するとともに、アイピースを覗いたときに撮影写野の範囲を示す枠が見えるように表示していた。

しかしながら、上記従来の構成では、アイピースでの観察倍率が変えられないので、不便である。また、アイピース内に表示された写野範囲を示す枠が視界の妨げとなるという問題もある。

登録実用新案第３０７４６４２号公報

本発明の目的は、撮像素子を備えた望遠鏡において、ズーミングして観察倍率を変えるに際し、観察視野の範囲が撮像素子での撮影写野の範囲とほぼ同等の広さになったとき、そのことを使用者に簡単かつ確実に分からせることができるズームアイピースおよび望遠鏡を提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（８）の本発明により達成される。
（１） ズーム光学系を備えた接眼光学系と、前記ズーム光学系をズーミングする際に操作するズーム操作部材とを有するズームアイピースであって、
対物光学系と、前記対物光学系を介して形成される被写体像を撮像する撮像素子と、前記対物光学系を経た光路を前記接眼光学系へ向かう第１光路と前記撮像素子へ向かう第２光路とに分岐させるビームスプリッターとを備えた望遠鏡本体に装着して使用可能であり、
前記ズーム操作部材を操作した際、前記接眼光学系を介して観察される観察視野の範囲が前記撮像素子での撮影写野の範囲とほぼ同等の広さになった状態のときに前記ズーム操作部材を操作する感触が変化するように構成されていることを特徴とするズームアイピース。

これにより、撮像素子を備えた望遠鏡において、ズーミングして観察倍率を変えるに際し、観察視野の範囲が撮像素子での撮影写野の範囲とほぼ同等の広さになったとき、使用者は、そのことをズーム操作部材を操作する感触の変化から簡単かつ確実に知ることができる。よって、その状態で撮影すれば、観察視野とほぼ同じ広さの写野で撮影することができるので、撮影写野を勘違いして撮影ミスするのを確実に防止することができる。

（２） 前記感触の変化を生じさせるクリック機構を有する上記（１）に記載のズームアイピース。
これにより、簡単な構造で上記効果を達成することができる。

（３） 前記観察視野の範囲が前記撮影写野の範囲とほぼ同等の広さになった状態でズーミング位置を固定可能な固定手段を有する上記（１）または（２）に記載のズームアイピース。

これにより、観察視野の範囲が撮影写野の範囲とほぼ同等の広さになった状態でズーミング位置を固定すれば、そのズーミング位置を確実に維持できるので、ズーム操作部材が何かの拍子で不本意に動くのを防止することができ、撮影写野の範囲を勘違いして撮影ミスするのをより確実に防止することができる。

（４） 前記固定手段は、前記ズーム操作部材を光軸方向に移動させたときに噛み合って前記ズーム操作部材の操作を禁止する噛合部で構成されている上記（３）に記載のズームアイピース。
これにより、簡単な構造で、ズーミング位置の固定手段を構成することができる。

（５） 前記望遠鏡本体は、ピント合わせを行う際に操作するピント操作部材とこのピント操作部材の操作によって光軸方向に移動するフォーカスレンズとを有する合焦手段をさらに備え、前記撮像素子は、前記対物光学系および前記フォーカスレンズを介して形成される被写体像を撮像し、前記ビームスプリッターは、前記対物光学系および前記フォーカスレンズを経た光路を前記第１光路と前記第２光路とに分岐させる上記（１）ないし（４）のいずれかに記載のズームアイピース。

これにより、接眼光学系を介して観察する観察像と、撮像素子で撮影する撮影像との双方のピント調整を行うことができる。

（６） 対物光学系と、
ズーム光学系を備えた接眼光学系と、前記ズーム光学系をズーミングする際に操作するズーム操作部材とを有するズームアイピースと、
前記対物光学系を介して形成される被写体像を撮像する撮像素子と、
前記対物光学系を経た光路を前記接眼光学系へ向かう第１光路と前記撮像素子へ向かう第２光路とに分岐させるビームスプリッターとを備えた望遠鏡であって、
前記ズームアイピースは、前記ズーム操作部材を操作した際、前記接眼光学系を介して観察される観察視野の範囲が前記撮像素子での撮影写野の範囲とほぼ同等の広さになった状態のときに前記ズーム操作部材を操作する感触が変化するように構成されていることを特徴とする望遠鏡。

これにより、撮像素子を備えた望遠鏡において、ズーミングして観察倍率を変えるに際し、観察視野の範囲が撮像素子での撮影写野の範囲とほぼ同等の広さになったとき、使用者は、そのことをズーム操作部材を操作する感触の変化から簡単かつ確実に知ることができる。よって、その状態で撮影すれば、観察視野とほぼ同じ広さの写野で撮影することができるので、撮影写野を勘違いして撮影ミスするのを確実に防止することができる。

（７） 前記対物光学系を含む前記対物光学系から前記撮像素子の受光面までの間に配置された光学系全系で前記撮像素子の撮像光学系が構成され、この撮像光学系の画角が３．５度以下である上記（６）に記載の望遠鏡。

本発明は、撮像光学系の画角が上記のような範囲の望遠鏡に対して特に好ましく適用することができる。

（８） ピント合わせを行う際に操作するピント操作部材とこのピント操作部材の操作によって光軸方向に移動するフォーカスレンズとを有する合焦手段をさらに備え、
前記撮像素子は、前記対物光学系および前記フォーカスレンズを介して形成される被写体像を撮像し、前記ビームスプリッターは、前記対物光学系および前記フォーカスレンズを経た光路を前記第１光路と前記第２光路とに分岐させる上記（６）または（７）に記載の望遠鏡。

これにより、接眼光学系を介して観察する観察像と、撮像素子で撮影する撮影像との双方のピント調整を行うことができる。

本発明によれば、撮像素子を備えた望遠鏡において、ズーミングして観察倍率を変えるに際し、観察視野の範囲が撮像素子での撮影写野の範囲とほぼ同等の広さになったとき、使用者は、そのことをズーム操作部材を操作する感触の変化から簡単かつ確実に知ることができる。よって、その状態で撮影すれば、観察視野とほぼ同じ広さの写野で撮影することができるので、撮影写野を勘違いして撮影ミスするのを確実に防止することができる。

以下、本発明のズームアイピースおよび望遠鏡を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のズームアイピースを装着する対象となる地上望遠鏡本体の実施形態を示す斜め前方から見た斜視図、図２は、図１に示す地上望遠鏡本体を斜め後方から見た斜視図、図３は、図１に示す地上望遠鏡本体の断面側面図、図４は、図１に示す地上望遠鏡本体の光学系を示す斜視図、図５は、プリズムユニットを図３と反対側から見た側面図、図６は、図１に示す地上望遠鏡本体のブロック図である。

本発明の地上望遠鏡（スポッティングスコープ）１０は、これらの図に示す地上望遠鏡本体１と、後述するズームアイピース２とで構成され、例えば野鳥観察などの目的に好適に用いることができるものである。以下、本発明のズームアイピース２について説明する前に、まず地上望遠鏡本体１について説明する。

図１に示すように、地上望遠鏡本体１は、対物光学系１１を内蔵した鏡筒１２と、鏡筒１２の基端側に設けられた筐体１３とを有している。筐体１３の正面側上方には、ピント操作部材としてのピントリング３２が回転可能に設置されている。

図２に示すように、筐体１３の背面側には、ズームアイピース２を着脱自在に装着可能な円筒状のアイピース取付口１４と、ディスプレイ１５と、各種の操作スイッチ類４とが設置されている。

図示の構成では、アイピース取付口１４に装着されるズームアイピース２の光軸が対物光学系１１の光軸に対し上向きに所定角度傾斜するアングルタイプの地上望遠鏡となっているが、これに限らず、本発明は、両者が平行とされたストレートタイプのものにも適用することができる。

ディスプレイ１５は、例えば液晶表示素子などで構成されている。ディスプレイ１５には、メニュー画面、各種モードの設定画面や、後述するＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子１６で撮像した画像などを表示することができる。

操作スイッチ類４としては、電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるメインスイッチ４１と、レリーズボタン４２と、メニューキー４３と、ディスプレイ１５のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるディスプレイキー４４と、ディスプレイ１５に表示されるカーソル等を移動させる上方向キー４５１、下方向キー４５２、左方向キー４５３および右方向キー４５４からなる４方向キー４５と、選択した内容を確定するＯＫボタン４６とが設けられている。

図３に示すように、鏡筒１２の先端付近には、対物光学系１１が設置されている。また、筐体１３内には、フォーカスレンズ（焦点調節レンズ）３１が対物光学系１１と同軸上に設置されている。フォーカスレンズ３１は、ピントリング３２を回転操作することによって光軸方向に移動し、これによりピント合わせを行うことができる。ピントリング３２の回転運動をフォーカスレンズ３１の直進運動に変換するフォーカスレンズ移動機構３３（図示せず）としては、例えば円筒カム機構や送りねじ機構などを用いることができる。フォーカスレンズ３１と、ピントリング３２と、フォーカスレンズ移動機構３３とで、合焦手段３が構成される。

筐体１３内におけるフォーカスレンズ３１の後方には、プリズムユニット５が設置されている。プリズムユニット５は、第１の直角プリズム５１と、第２の直角プリズム５２と、第３の直角プリズム５３と、第４の直角プリズム５４と、プリズム５５とを有している。

第１の直角プリズム５１の短辺側の面と第２の直角プリズム５２の長辺側の面とは接合されており、この接合面がビームスプリッター５６を構成している。また、図４に示すように、プリズム５５には、アイピース取付口１４に装着されたズームアイピース２の接眼光学系２１へ向かう光が出射する出射面５５１が設けられている。

図３に示すように、対物光学系１１およびフォーカスレンズ３１を経た光は、まず、第１の直角プリズム５１へ入射する。この光の光路Ｌ_１は、ビームスプリッター５６にて、接眼光学系２１へ向かう第１光路Ｌ_２と、ＣＣＤ撮像素子１６へ向かう第２光路Ｌ_３とに分岐する。

接眼光学系２１へ向かう第１光路Ｌ_２は、ビームスプリッター５６での反射と、第１の直角プリズム５１の他方の短辺側の面での反射とにより、１８０°向きが変わる。図５に示すように、第１光路Ｌ_２は、第３の直角プリズム５３にて２回反射して再度１８０°向きが変わり、さらにプリズム５５にて２回反射することにより上向きに傾斜し、出射面５５１より出射して接眼光学系２１へ向かうように構成されている。

第１の直角プリズム５１と第３の直角プリズム５３とは、正立光学系（ポロプリズム）を構成する。これにより、ズームアイピース２において正立像を観察することができる。

図３に示すように、ＣＣＤ撮像素子１６へ向かう第２光路Ｌ_３は、ビームスプリッター５６を透過して第４の直角プリズム５４内へ進み、第４の直角プリズム５４にて２回反射することにより１８０°向きが変わって前方へ進む。

筐体１３内には、さらに、ＣＣＤ撮像素子１６と、光学フィルターユニット１７と、縮小光学系１８とが設置されている。

ＣＣＤ撮像素子１６は、第２光路Ｌ_３に沿って進んだ光を受光する位置に配置されている。このＣＣＤ撮像素子１６の受光面１６１の位置は、ズームアイピース２の視野枠２２の位置Ｓ（予定焦点位置）と光学的に等価な位置になっている。これにより、地上望遠鏡本体１では、対物光学系１１およびフォーカスレンズ３１により得られた像をＣＣＤ撮像素子１６により撮像可能になっており、ズームアイピース２での観察像と同じ電子画像を撮影することができる。なお、撮像素子としては、ＣＣＤ撮像素子１６に限らず、例えばＣＭＯＳセンサー等を用いてもよい。

光学フィルターユニット１７は、ＣＣＤ撮像素子１６の受光面１６１側に重ねて設置されている。この光学フィルターユニット１７は、光学ローパスフィルターと、赤外線カットフィルターとが積層されてなるものである。光学ローパスフィルターは、被写体光の空間周波数の中から、ＣＣＤ撮像素子１６の画素間隔で決まる標本化空間周波数に近い空間周波数成分を低減させるものである。光学ローパスフィルターを設けたことにより、偽色（モアレ）が生じるのを防止することができる。

また、赤外線カットフィルターは、赤外波長成分を除去するものである。赤外線カットフィルターを設置したことにより、ＣＣＤ撮像素子１６が人間の目に見えない赤外光を受光してしまうのを防止することができる。この赤外線カットフィルターとしては、例えば図８に示すような分光透過率特性のものを用いることができる。

第４の直角プリズム５４と、ＣＣＤ撮像素子１６および光学フィルターユニット１７との間には、縮小光学系１８が設置されている。フォーカスレンズ３１からの、第２光路Ｌ_３を通った光束は、縮小光学系１８によってＣＣＤ撮像素子１６のサイズに合うように縮小され、ＣＣＤ撮像素子１６の受光面１６１上に結像する。

以上説明したように、地上望遠鏡本体１では、対物光学系１１を含む対物光学系１１からＣＣＤ撮像素子１６の受光面１６１までの間に配置された光学系全系、すなわち、対物光学系１１、フォーカスレンズ３１、ビームスプリッター５６、縮小光学系１８および光学フィルターユニット１７によって、ＣＣＤ撮像素子１６に対する撮像光学系が構成される。

この撮像光学系の画角は、３．５度以下であるのが好ましい。この画角に相当する撮像光学系の焦点距離は、概ね、３５ｍｍフィルム判換算で７００ｍｍ以上となる。ここで、３５ｍｍフィルム判換算の焦点距離とは、ＣＣＤ撮像素子１６の有効受光面を３５ｍｍ銀塩フィルムカメラのフィルム露光面（３６ｍｍ×２４ｍｍ）の面積に拡大したとき、その拡大受光面に同じ画角で被写体像を結像させるような焦点距離を言う。

また、この撮像光学系の焦点距離の上限は特にないが、実際に実用されると想定される本発明の望遠鏡における撮像光学系の焦点距離としては、３５ｍｍフィルム判換算で２００００ｍｍ以下程度である。

図６に示すように、地上望遠鏡本体１は、電気的回路構成として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）６１と、記憶手段としてのＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）６２と、撮像信号処理回路６３と、タイミングジェネレータ６４と、画像データ圧縮回路６５と、メモリインターフェース６６と、記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）６７とを有している。また、筐体１３内には、メモリーカード（記録媒体）１００を装填可能なスロット（図示せず）が設けられている。

ＣＰＵ６０は、予め記憶されたプログラムや操作スイッチ類４からの入力信号に基づいて地上望遠鏡本体１を統括的に制御する制御手段であり、撮影制御等の各種動作制御を行う。

ＤＳＰ６１は、ＣＣＤ撮像素子１６の駆動制御およびＣＣＤ撮像素子１６からの画素信号から画像データを生成する画像生成手段として機能したり、画像データの圧縮処理やメモリーカード１００への画像データ記録処理など、画像処理および画像記録の処理動作を統括して制御する制御手段として機能したりするプロセッサであり、ＣＰＵ６０と接続され相互に通信して制御の連携が可能な構成となっている。

ＳＤＲＡＭ６２には、画像データ生成等の作業を行う作業領域や、ディスプレイ１５用領域等が予め定められている。

タイミングジェネレータ６４は、ＤＳＰ６１の制御に基づき、ＣＣＤ撮像素子１６および撮像信号処理回路６３に対してサンプルパルスなどを出力し、これらの動作制御を行う。

使用者は、ズームアイピース２を覗いて観察を行う際、観察対象物までの距離に応じてピントリング３２を操作することにより、観察像のピントを合わせることができる。このとき、観察像の結像位置（空中像）が視野枠２２の位置Ｓに来たときにズームアイピース２から覗いた観察像のピントが合うと認識できるように設計されている。別言すると、使用者は、視野枠２２の位置Ｓに形成される像が明瞭に見えるように、ピントリング３２を回してピント合わせを行うように設計されている。

そして、使用者は、撮影・記録しておきたい観察像に出会った場合、レリーズボタン４２を操作して撮影を行うことにより、その観察像と同じ電子画像を撮影・記録することができる。前述したように、ＣＣＤ撮像素子１６の受光面１６１は視野枠２２の位置Ｓと光学的に等価な位置にあるので、この状態ではＣＣＤ撮像素子１６の受光面１６１上でも被写体像が結像しており、ピントの合った画像を撮影することができる。

ディスプレイ１５には、次のようにして、ＣＣＤ撮像素子１６により撮像された画像をリアルタイムに動画として表示することができる。

ＣＣＤ撮像素子１６の受光面１６１上に結像した被写体像は、光電変換されて電荷データとなり、この電荷データ（信号）は、ディスプレイ１５に表示するライブビュー画像データ作成のため、ＣＣＤ撮像素子１６から所定画素分ずつ間引かれて順次読み出され、撮像信号処理回路６３にて相関二重サンプリング（ＣＤＳ）、自動利得制御（ＡＧＣ）およびアナログ−デジタル変換がなされた後、ＤＳＰ６１へ入力される。ＤＳＰ６１においては、入力された信号に対して所定のカラープロセス処理やγ補正等の信号処理が施され、ライブビュー画像データ（輝度信号データＹ、二つの色差信号データＣｒ、Ｃｂ）が生成される。

このライブビュー画像データは、ディスプレイ１５の表示画素数に対応して、ＣＣＤ撮像素子１６の有効画素数よりも少ない画素数（間引きしたデータ数）の画像データであり、このライブビュー画像データに基づいてディスプレイ１５の表示がなされる。ライブビュー画像データの生成処理は、ＣＣＤ撮像素子１６の読み出しとともに周期的に更新され、ディスプレイ１５上では、リアルタイムの動画として表示される。

撮影・記録時には、地上望遠鏡本体１は、次のように動作する。レリーズボタン４２が半押しされて測光スイッチ４２１がオンすると、ＣＰＵ６０は、ＣＣＤ撮像素子１６の出力信号に基づいて露出演算を行う。さらにレリーズボタン４２が全押しされてレリーズスイッチ４２２がオンすると、ＣＰＵ６０は、ＤＳＰ６１へ本露光動作を指示する。本露光指令を受けたＤＳＰ６１は、ＣＣＤ撮像素子１６の不要電荷掃き出し制御や露出制御（電荷蓄積時間制御）を行った後、前記と同様に撮像信号処理回路６３を介し、ＣＣＤ撮像素子１６から画素間引きせずに電荷データを読み出し、ＳＤＲＡＭ６２に一旦保持する。そして、ＤＳＰ６１は、ＳＤＲＡＭ６２から読み出した電荷データに対し所定の信号処理を施すことにより、画素データ数の多い記録用静止原画像データを生成する。

さらに、ＤＳＰ６１は、生成された記録用静止原画像データから画素データ間引き処理をして、表示用静止画像のスクリーンネイル（例えば６４０×４８０画素）を生成し、一定時間、ディスプレイ１５およびディスプレイ１５に表示させる。また、ＤＳＰ６１は、生成された記録用静止原画像データに画像データ圧縮回路６５にて画像データ圧縮処理を施し、これにより得られた例えばＪＰＥＧ、ＴＩＦＦ等の所定のフォーマットの圧縮画像データをメモリインターフェース６６を介して出力して、メモリーカード１００に記録する。

図７は、本発明のズームアイピースの実施形態を示す半縦断面図、図８は、図７の一部を拡大して示す縦断面図、図９は、観察視野の範囲と撮影写野の範囲とがほぼ同じ広さの状態における両者の関係を模式的に示す図である。以下、これらの図に基づいて、本発明のズームアイピース２について説明する。

図７に示すように、ズームアイピース２は、光軸Ａｘを中心とする円筒状をなす本体環２４と、本体環２４の対物側に設置され、本体環２４より小径の円筒状をなす取付スリーブ２５と、本体環２４の外側に同心的に設けられたズーム操作環（ズーム操作部材）２６と、本体環２４の接眼側に設置された目当て部材２７と、本体環２４の内側に同心的に設けられた円筒状のカム環２８と、カム環２８の内側に同心的に設けられた円筒状の直進案内環２９とを有している。

取付スリーブ２５は、本体環２４と一体の部材である。ズームアイピース２は、取付スリーブ２５をアイピース取付口１４内に挿入・嵌合することにより、地上望遠鏡本体１に装着される。なお、図示の構成では、取付スリーブ２５の対物側開口部は、防水ガラス板７０により封止されている。これにより、ズームアイピース２内に水が浸入するのを防止することができる。

ズーム操作環２６は、本体環２４に対し光軸Ａｘを中心として回転可能になっている。ズーム操作環２６の外周面には、回転操作するときに手が滑らないようにするための滑り止め２６１が設けられている。

目当て部材２７は、本体環２４に対し光軸Ａｘ方向に所定距離移動可能になっている。裸眼で観察するときには目当て部材２７を伸ばした状態（図７の状態）とし、メガネをかけて観察するときには目当て部材を図７中の左側に移動して縮めた状態とする。

カム環２８は、本体環２４に対し光軸Ａｘを中心として回転であるとともに光軸Ａｘ方向には移動しないように設置されている。カム環２８は、小ねじ７１を介してズーム操作環２６と連結されており、ズーム操作環２６と一体となって回転する。

直進案内環２９は、本体環２４に固定されており、光軸Ａｘを中心とする回転も光軸Ａｘ方向への移動もしないように設置されている。

このようなズームアイピース２は、接眼光学系２１を内蔵している。接眼光学系２１は、第１レンズ群Ｌ_４と、第２レンズ群Ｌ_５と、第３レンズ群Ｌ_６と、接眼レンズＬ_７とで構成され、対物側（前側）からこの順に配置されている。このうち、第１レンズ群Ｌ_４、第２レンズ群Ｌ_５および第３レンズ群Ｌ_６によってズーム光学系２３が構成される。

第１レンズ群Ｌ_４と、第２レンズ群Ｌ_５および第３レンズ群Ｌ_６とは、それぞれ、光軸Ａｘ方向に沿って移動可能な可動変倍レンズ群である。接眼レンズＬ_７は、本体環２４の後端付近に固定されており、光軸Ａｘ方向へは移動しない。また、第２レンズ群Ｌ_５の前側には、視野枠２２が設置されている。

ズームアイピース２が地上望遠鏡本体１に装着された状態では、プリズムユニット５の出射面５５１から出射した光束は、第１レンズ群Ｌ_４を透過して、視野枠２２の位置Ｓにて結像し、この空中像を使用者が第２レンズ群Ｌ_５、第３レンズ群Ｌ_６および接眼レンズＬ_７を介して観察する。

第１レンズ群Ｌ_４は、取付スリーブ２５の内側に位置している。第１レンズ群Ｌ_４を支持する支持枠７２には、径方向外方に突出するカムフォロア（フォロアピン）７３が設置されている。カムフォロア７３は、直進案内環２９に形成された光軸Ａｘに平行な直進案内溝２９１と、カム環２８に形成されたカム溝２８１とに挿入している。

第２レンズ群Ｌ_５および第３レンズ群Ｌ_６は、直進案内環２９の内側に位置しており、共通の支持枠７４に支持され、一体となって光軸Ａｘ方向に移動する。支持枠７４には、径方向外方に突出するカムフォロア７５が設置されている。カムフォロア７５は、直進案内環２９に形成された光軸Ａｘに平行な直進案内溝２９２と、カム環２８に形成されたカム溝２８２とに挿入している。

ズーミングする際には、ズーム操作環２６を把持して回転させると、カムフォロア７３が直進案内溝２９１およびカム溝２８１内を移動することにより第１レンズ群Ｌ_４が光軸Ａｘ方向に駆動され、また、カムフォロア７５が直進案内溝２９２およびカム溝２８２内を移動することにより第２レンズ群Ｌ_５および第３レンズ群Ｌ_６が光軸Ａｘ方向に駆動される。このとき、第１レンズ群Ｌ_４と、第２レンズ群Ｌ_５および第３レンズ群Ｌ_６とは、互いの間隔が変化しつつ移動する。これにより、接眼光学系２１の焦点距離が連続的に変化し、観察像の観察倍率を変えることができる。

さて、ズームアイピース２をズーミングして観察倍率を変えると、接眼光学系２１を介して観察される観察視野の範囲も当然に変化するが、ＣＣＤ撮像素子１６での撮影写野の範囲は変化しないので、使用者は撮影写野がどれくらいの範囲であるのか分からなくなってしまい、希望通りの撮影画像が得られないおそれがある。

そこで、本発明では、ズーム操作環２６を回転操作した際、観察視野の範囲が撮影写野の範囲とほぼ同等の広さになった状態のときにズーム操作環２６を操作する感触を変化させるクリック機構７６を設けている。

なお、ここで言う「観察視野の範囲が撮影写野の範囲とほぼ同等の広さになった状態」とは、次のような意味合いである。図９に示すように、観察視野の範囲２００は円形であり、撮影写野の範囲３００は長方形であるが、「観察視野の範囲２００が撮影写野の範囲３００とほぼ同等の広さになった状態」とは、両者の広さ（面積）が厳密に同じ状態のみを言うものではなく、観察視野の範囲２００が撮影写野の範囲３００とほぼ同程度であると使用者が感覚的に認め得るような状態として設計上定められた状態を言うものであり、観察視野の範囲２００と撮影写野の範囲３００との大小関係が例えば図９に示すような状態を意味する。

図８に示すように、クリック機構７６は、ズーム操作環２６の壁部に形成された側孔２６２内に設置されたクリックボール７６１と、クリックボール７６１を径方向内方に向けて押圧するコイルばね７６２とを有している。クリックボール７６１は、コイルばね７６２の伸縮により、ズーム操作環２６の内周面から径方向内方に突出したり退避したりする。

側孔２６２には、コイルばね７６２およびクリックボール７６１が離脱しないよう、外側から小ねじ７６３が螺入されている。

本体環２４の外周面の所定個所には、クリックボール７６１の一部が挿入可能な凹部２４１が形成されている。凹部２４１は、ズーム操作環２６の位置が、観察視野の範囲が撮影写野の範囲とほぼ同等の広さになる位置のときに、クリックボール７６１と重なるような位置に配置されている。

ズーム操作環２６を回転操作したとき、観察視野の範囲が撮影写野の範囲と異なる広さの状態であるときには、クリックボール７６１は本体環２４の平坦な外周面上を転動するので、ズーム操作環２６は比較的円滑に回転する。そして、観察視野の範囲が撮影写野の範囲とほぼ同等の広さになると、クリックボール７６１が凹部２４１内に入ることにより、ズーム操作環２６をある程度の力で停止させるように作用するので、そこからさらにズーム操作環２６を回転させるには比較的大きな力を要する。この感触の変化により、使用者は、観察視野の範囲が撮影写野の範囲とほぼ同等の広さの状態になったのを知ることができる。この状態でレリーズボタン４２を押せば、観察視野とほぼ同じ範囲の画像を撮影・記録することができるので、撮影写野の範囲を勘違いして撮影ミスするのを確実に防止することができる。

また、本実施形態では、観察視野の範囲が撮影写野の範囲とほぼ同等の広さの状態では、クリック機構７６によりズーム操作環２６の回転がある程度の力で制限されるので、撮影している間にズーム操作環２６が何かの拍子で不本意に回ってしまうことを防止することができ、撮影写野の範囲を勘違いして撮影ミスするのをより確実に防止することができる。

図１０は、本発明のズームアイピースの他の実施形態を示す半縦断面図、図１１は、図１０の一部を拡大して示す縦断面図である。以下、これらの図に基づいて、本発明のズームアイピースの他の実施形態について説明するが、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。

本実施形態のズームアイピース２’は、観察視野の範囲が撮影写野の範囲とほぼ同等の広さになった状態でズーミング位置を固定可能な固定手段を有している。この固定手段は、ズーム操作環２６を光軸Ａｘ方向（図１０および図１１中の右方向）に移動させたときに噛み合ってズーム操作環２６の回転操作を禁止する噛合部７７で構成されている。

図１１に示すように、ズーム操作環２６の内周面の一部には、光軸Ａｘ方向に沿った１本または複数本の凸条２６３が形成されている。カム環２８の外周面の一部には、この凸条２６３が挿入可能な溝２８３が形成されている。また、本体環２４の外周面の一部にも、凸条２６３が挿入可能な溝２４２が形成されている。凸条２６３と溝２４２とで前記噛合部７７が構成される。

ズーム操作環２６とカム環２８との間には、前記小ねじ７１は設けられておらず、図１１に示す通常状態では、凸条２６３と溝２８３との噛み合いによってズーム操作環２６からカム環２８へ回転力が伝えられ、両者が一体となって回転する。この通常状態では、凸条２６３は、溝２４２には噛み合っていない。

上記のような通常状態において、観察視野の範囲が撮影写野の範囲とほぼ同等の広さになるようにズーム操作環２６を操作すると、前述した実施形態と同様に、クリックボール７６１が凹部２４１内に挿入する。また、この状態では、凸条２６３の周方向の位置が溝２４２に一致する。この状態からズーム操作環２６を図１１中の右方向に移動させると、凸条２６３が溝２４２に噛み合い、ズーム操作環２６の回転が禁止される状態（ズーミングロック状態）となる。

このようなズームアイピース２’では、観察視野の範囲が撮影写野の範囲とほぼ同等の広さになるようにズーム操作環２６を回転させた後、上記のようなズーミングロック状態とすることにより、ズーム位置がずれないように確実に固定することができる。よって、撮影している間にズーム操作環２６が何かの拍子で不本意に回ってしまうことをより確実に防止することができ、撮影写野の範囲を勘違いして撮影ミスするのをより確実に防止することができる。

本体環２４の外周面の所定個所には、ズーミングロック状態としたときにクリックボール７６１の一部が挿入可能な凹部２４３が形成されている。これにより、ズーム操作環２６を光軸Ａｘ方向にスライドさせてズーミングロック状態にしたとき、ズーム操作環２６が戻らないようにある程度の力で固定することができるので、ズーミングロック状態が不本意に解除されてしまうのを確実に防止することができる。

以上、本発明のズームアイピースおよび望遠鏡を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、ズームアイピースおよび望遠鏡を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

また、本実施形態の地上望遠鏡１０は、ズームアイピース２が地上望遠鏡本体１から着脱自在で交換可能なものであるが、本発明の望遠鏡は、ズームアイピースが一体化して交換できないものであってもよい。

また、上述した実施形態において本発明を地上望遠鏡に適用した場合について説明したが、本発明は、これに限らず、天体望遠鏡を含めた各種の望遠鏡に適用することができる。

本発明のズームアイピースを装着する対象となる地上望遠鏡本体の実施形態を示す斜め前方から見た斜視図である。 図１に示す地上望遠鏡本体を斜め後方から見た斜視図である。 図１に示す地上望遠鏡本体の断面側面図である。 図１に示す地上望遠鏡本体の光学系を示す斜視図である。 プリズムユニットを図３と反対側から見た側面図である。 図１に示す地上望遠鏡本体のブロック図である。 本発明のズームアイピースの実施形態を示す半縦断面図である。 図７の一部を拡大して示す縦断面図である。 観察視野の範囲と撮影写野の範囲とがほぼ同じ広さの状態における両者の関係を模式的に示す図である。 本発明のズームアイピースの他の実施形態を示す半縦断面図である。 図１０の一部を拡大して示す縦断面図である。

符号の説明

１ 地上望遠鏡本体
１０ 地上望遠鏡
１１ 対物光学系
１２ 鏡筒
１３ 筐体
１４ アイピース取付口
１５ ディスプレイ
１６ ＣＣＤ撮像素子
１６１ 受光面
１７ 光学フィルターユニット
１８ 縮小光学系
２、２’ ズームアイピース
２１ 接眼光学系
２２ 視野枠
２３ ズーム光学系
２４ 本体環
２４１ 凹部
２４２ 溝
２４３ 凹部
２５ 取付スリーブ
２６ ズーム操作環
２６１ 滑り止め
２６２ 側孔
２６３ 凸条
２７ 目当て部材
２８ カム環
２８１、２８２ カム溝
２８３ 溝
２９ 直進案内環
２９１、２９２ 直進案内溝
３ 合焦手段
３１ フォーカスレンズ
３２ ピントリング
３３ フォーカスレンズ移動機構
４ 操作スイッチ類
４１ メインスイッチ
４２ レリーズボタン
４２１ 測光スイッチ
４２２ レリーズスイッチ
４３ メニューキー
４４ ディスプレイキー
４５ ４方向キー
４５１ 上方向キー
４５２ 下方向キー
４５３ 左方向キー
４５４ 右方向キー
４６ ＯＫボタン
５ プリズムユニット
５１ 第１の直角プリズム
５２ 第２の直角プリズム
５３ 第３の直角プリズム
５４ 第４の直角プリズム
５５ プリズム
５６ ビームスプリッター
６０ ＣＰＵ
６１ ＤＳＰ
６２ ＳＤＲＡＭ
６３ 撮像信号処理回路
６４ タイミングジェネレータ
６５ 画像データ圧縮回路
６６ メモリインターフェース
６７ ＥＥＰＲＯＭ
７０ 防水ガラス板
７１ 小ねじ
７２ 支持枠
７３ カムフォロア
７４ 支持枠
７５ カムフォロア
７６ クリック機構
７６１ クリックボール
７６２ コイルばね
７７ 噛合部
１００ メモリーカード
２００ 観察視野の範囲
３００ 撮影写野の範囲
Ａｘ 光軸
Ｌ_１ 光路
Ｌ_２ 第１光路
Ｌ_３ 第２光路
Ｌ_４ 第１レンズ群
Ｌ_５ 第２レンズ群
Ｌ_６ 第３レンズ群
Ｌ_７ 接眼レンズ
Ｓ 位置

Claims (8)

1. ズーム光学系を備えた接眼光学系と、前記ズーム光学系をズーミングする際に操作するズーム操作部材とを有するズームアイピースであって、
   対物光学系と、前記対物光学系を介して形成される被写体像を撮像する撮像素子と、前記対物光学系を経た光路を前記接眼光学系へ向かう第１光路と前記撮像素子へ向かう第２光路とに分岐させるビームスプリッターとを備えた望遠鏡本体に装着して使用可能であり、
   前記ズーム操作部材を操作した際、前記接眼光学系を介して観察される観察視野の範囲が前記撮像素子での撮影写野の範囲とほぼ同等の広さになった状態のときに前記ズーム操作部材を操作する感触が変化するように構成されていることを特徴とするズームアイピース。
2. 前記感触の変化を生じさせるクリック機構を有する請求項１に記載のズームアイピース。
3. 前記観察視野の範囲が前記撮影写野の範囲とほぼ同等の広さになった状態でズーミング位置を固定可能な固定手段を有する請求項１または２に記載のズームアイピース。
4. 前記固定手段は、前記ズーム操作部材を光軸方向に移動させたときに噛み合って前記ズーム操作部材の操作を禁止する噛合部で構成されている請求項３に記載のズームアイピース。
5. 前記望遠鏡本体は、ピント合わせを行う際に操作するピント操作部材とこのピント操作部材の操作によって光軸方向に移動するフォーカスレンズとを有する合焦手段をさらに備え、前記撮像素子は、前記対物光学系および前記フォーカスレンズを介して形成される被写体像を撮像し、前記ビームスプリッターは、前記対物光学系および前記フォーカスレンズを経た光路を前記第１光路と前記第２光路とに分岐させる請求項１ないし４のいずれかに記載のズームアイピース。
6. 対物光学系と、
   ズーム光学系を備えた接眼光学系と、前記ズーム光学系をズーミングする際に操作するズーム操作部材とを有するズームアイピースと、
   前記対物光学系を介して形成される被写体像を撮像する撮像素子と、
   前記対物光学系を経た光路を前記接眼光学系へ向かう第１光路と前記撮像素子へ向かう第２光路とに分岐させるビームスプリッターとを備えた望遠鏡であって、
   前記ズームアイピースは、前記ズーム操作部材を操作した際、前記接眼光学系を介して観察される観察視野の範囲が前記撮像素子での撮影写野の範囲とほぼ同等の広さになった状態のときに前記ズーム操作部材を操作する感触が変化するように構成されていることを特徴とする望遠鏡。
7. 前記対物光学系を含む前記対物光学系から前記撮像素子の受光面までの間に配置された光学系全系で前記撮像素子の撮像光学系が構成され、この撮像光学系の画角が３．５度以下である請求項６に記載の望遠鏡。
8. ピント合わせを行う際に操作するピント操作部材とこのピント操作部材の操作によって光軸方向に移動するフォーカスレンズとを有する合焦手段をさらに備え、
   前記撮像素子は、前記対物光学系および前記フォーカスレンズを介して形成される被写体像を撮像し、前記ビームスプリッターは、前記対物光学系および前記フォーカスレンズを経た光路を前記第１光路と前記第２光路とに分岐させる請求項６または７に記載の望遠鏡。
   

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