JP5642699B2 - 改良型双眼観察装置 - Google Patents
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Description
接眼光学系22の眼幅は、調整可能とし得て、この眼幅調整は、接眼光学系を回動せずに、スライド機構78によって成される。図4において、スライド機構78は、別の接眼光学系28Bについて一つの接眼光学系22Aを移動するように操作し得る。
、ロックボタン90を使用して、使用者は、ロック機構88を作動させ得る、また特別の眼幅調整を具備し、ラチェットアーム86をロックし得る。図6に図示するように、筐体50は、使用者による操作のためのスライド機構に接続して、スライド可能な突起92を構成し得る。接眼光学系22Aの移動は、図5と図6の矢印により示されている。
対物光学系12は、いくつかの異なる構成をとることが可能で、図7、図8、図9に基づいて説明する。図7は、可変焦点距離(ズーム)系である。ズームは、画角を増すのに用いられる。対物光学系12の実効焦点距離(“f0”)が、低い値へとズームして減る時、その倍率もまた減少する。図8と図9は、固定焦点系である。対物光学系12の構成は、固定焦点か可変焦点が用いられるかに依存する。レンズ構成は、要求に応じて、簡単な構成からより複雑な構成を取り得る。さらに、諸レンズエレメントは、色収差補正をするために異なる分散を有し得る。種々のフィルター、偏光フィルター、コーティングなどが含まれ得る。
[表1]
非球面データ
AST1は、非球面
[表3]
多項式非球面データ
f 0 = Φ・DCC/ 1.22λ
λは、光の波長で、可視像の0.550μmと仮定する。然るに、1.75と2.2μmの間のDCCの値に対して、1から5メガピクセルを有する典型的なセンサーで、対物光学系12の実効焦点距離f0は、1.75μmの場合で65mm、2.2μmの場合で82mm以下である。もちろん、実施形態では、1.75 と 2.2 μm間のDCCの数値に制限されない。
f 0 = h'0 / tan θ
ここで、h'0は、像高である。然るに、特定のセンサーの画角と最大解像力を、決めることが可能である。画角を増す必要があれば、ズーム対物レンズを使用可能で、焦点距離を短くすれば、画角は、より要望値となるように増える。
f 0 = f'd・MP / DR
センサー14(図1)は、CCDまたは CMOSセンサー、もしくは他の適切な撮像素子とし得る。典型的なセンサーは、入射する光子を、電荷に光電変換する受光面を有し、かつ個々のピクセルへの荷電量を測定する受光面をスキャンするに適した電気系を有する。そのセンサーは、受光面への主光線を誘導し個々のピクセル開口率を向上する受光面の入射側のマイクロレンズ列を含み得る。センサーは、電源40を含む他の構成要素に接続するための、自在ケーブルで提供され得る。
前記、図1および図3Bにおいて、画像表示装置20は、パネル後部に光源のある液晶パネルからなる反射型または、透過型超小型画像表示装置(透過型は、より小型)であり得る。画像表示装置(超小型画像表示装置)の製造業社は、一般に液晶パネル、光源、と液晶の作動を掌る適宜の電気系を有する完全なシステムを供給している。構成要素は、集積回路部を形成するプリント基板66上に取り付けられる。自在ケーブルは、プリント基板66から画像表示装置20を処理装置16と電源部40に接続するよう延長し得る。択一的配置には、筐体50に取り付けられる適宜のソケットに結合された複数のピンをプリント基板66に具備することを含める。
図10において、接眼光学系22の各々は、肉眼で表示された像を観察するための小さな接眼レンズ110で構成し得る。接眼レンズ110は、少なくとも3つのレンズエレメント116,118および120で構成する。接眼レンズ110は、各々の眼に対して、異なる焦点調整をし得る。
f3/fe≦0.5 または、 f3/fe≦0.4
|f2|/fe≦0.5 または|f2|/fe≦0.4
|f2|≦f3
f1/fe≧0.5 または f1/fe≧0.75 または f1/fe > 1.0
d23/fe≦0.1 または d23/fe≦0.05)
(ddisplay + d12 + d23)/f0≦1.0 または (ddisplay + d12 + d23)/f0≦0.8 または (ddisplay + d12 + d23)/f0≦0.6
ここでddisplay, d12 とd23は、使用者の眼が無限遠に焦点が合わせられると仮定して評価され、feは、接眼レンズ110の実効焦点距離であり、f1は、正レンズエレメント120の実効焦点距離、f2は、負レンズエレメント118の実効焦点距離、f3は、正レンズエレメント116の実効焦点距離、d12は、レンズエレメント120と118の間隔、d23は、118と116の間隔、ddisplayは、画像表示装置と第1レンズエレメント120の間隔である。
fPU/fe > 1.0 または fPU/fe >1.5
[1]
遠方の被観察体を観察するための光学装置であって、入射瞳径Φを有する少なくとも一つの対物光学系と、少なくとも一つの対物光学系による像を観察するための射出瞳を有する少なくとも一つの接眼光学系により構成し、且つ前記光学装置は、0.6mm -1 ×Φ以上の倍率を有し、前記光学装置の射出瞳が、少なくとも2mmであることを特徴とする光学装置。
[2]
さらに、少なくとも一つの対物光学系によって受信される遠方の被観察体の像検出のために、少なくとも一つの対物光学系に隣接する少なくとも一つのセンサーと、少なくとも一つのセンサーに接続される処理装置、像処理をし、第1記憶媒体への像記録をする前記処理装置、そして第1記憶媒体に記録された像を表示するための少なくとも一つの画像表示装置により構成することを特徴とする項目1の光学装置。
[3]
少なくとも一つの対物光学系が可変焦点距離を有することを特徴とする項目1の光学装置。
[4]
前記光学装置が、可動式蓋を有する筐体に包含されていることを特徴とする項目1の光学装置。
[5]
前記入射瞳径Φが24mmと10mmの間にあることを特徴とする項目1の光学装置。
[6]
少なくとも一つの画像表示装置に表示される像が、実質的に前記遠方の被観察体に実時間で対応することを特徴とする項目2の光学装置。
[7]
前記光学装置の筐体が、ポケットに収納可能であることを特徴とする項目1の光学装置。
[8]
前記光学装置の筐体が、100mmと120mmの間の長さで、奥行きと高さの長さの比が1.0 : 0.6≦0.1 : 0.25≦0.1であることを特徴とする項目1の光学装置。
[9]
前記対物光学系がズームレンズからなり、第1レンズサブユニットと第2レンズサブユニットの間に光学的折り曲げのあることを特徴とする項目1の光学装置。
[10]
低照度下で、遠方の被観察体を観察するために最適化された光学装置であって、前記光学装置は、入射瞳径Φが24mmと10mmの間を有する少なくとも一つの対物光学系と、少なくとも一つの対物光学系により結像される像を観察するための射出瞳を有する少なくとも一つの接眼光学系と、射出瞳径Φが2mm以上を有する少なくとも一つの接眼光学系から構成し、前記光学装置の倍率が12以上であることを特徴とする光学装置。
[11]
さらに、少なくとも一つの対物光学系により受信された遠方の被観察体の像を連続的に検出するための少なくとも一つの対物光学系に隣接する少なくとも一つのセンサーと、連続的に像を処理し、第1記憶媒体に像を記録するための少なくとも一つのセンサーに接続された処理装置と、第1記憶媒体に記録された像を連続的に表示するための少なくとも一つの画像表示装置とで構成し、少なくとも一つの接眼光学系は少なくとも一つの画像表示装置に結合し、使用者は少なくとも一つの画像表示装置の像を連続的に観察するために少なくとも一つの接眼光学系に少なくとも片方の目を合わせることを特徴とする項目10の光学装置。
[12]
少なくとも一つの対物光学系は、可変焦点距離を有することを特徴とする項目10の光学装置。
[13]
少なくとも一つの対物光学装置は、一つの固定焦点を有することを特徴とする項目10の光学装置。
[14]
さらに眼幅調整機構から構成することを特徴とする項目10の光学装置。
[15]
光学装置が可動式蓋を筐体に含むことを特徴とする項目10の光学装置。
[16]
前記装置の倍率が、0.6Φ以上であることを特徴とする項目10の光学装置。
[17]
少なくとも一つの画像表示装置に表示される像が、前記遠方の被観察体に実時間で対応することを特徴とする項目11の光学装置。
[18]
前記光学装置の筐体がポケットに収納可能であることを特徴とする特許請求範囲10の光学装置。
[19]
前記光学装置の筐体が、100mmと120mmの間の長さで、奥行きと高さの長さの比が1.0 : 0.6≦0.1 : 0.25≦0.1であることを特徴とする項目10の光学装置。
[20]
前記対物光学系が、少なくとも4つのレンズサブユニット、前記対物光学系の焦点距離を調整するために第2および第4レンズサブユニット間を可動とする第3サブレンズユニットから構成することを特徴とする項目10の光学装置。
[21]
光学的折り曲げが、第1レンズサブユニットと第2レンズサブユニットの間にあることを特徴とする項目20の光学装置。
[22]
光学装置の少なくとも2つの接眼光学系の間の眼幅調整のためのスライド機構であって、前記スライド機構は、少なくとも一つのレール、少なくとも一つのレールに沿ってスライドする移動子から構成し、前記移動子は、少なくとも2つの接眼光学系の最初の一つに付属するか、一体化することを特徴とするスライド機構。
[23]
少なくとも2つの接眼光学系の前記最初の一つは、前記光学装置の本体に付属するロック機構に噛合する歯車列を有するラチェットアームに接続されることを特徴とする項目22のスライド機構。
[24]
さらには、前記ロック機構に噛合するロックボタンから構成し、ロックボタンの押し下げ時に、ロック機構は、少なくとも2つの接眼光学系の特定の眼幅の位置にラチェットアームをロックすることを特徴とする項目23のスライド機構。
[25]
一つの電子的表示から眼に像を結像する遠方の入射瞳を有する接眼レンズユニットであって、一つの正の第1レンズエレメント、一つの負の第2レンズエレメント、および一つの正の第3レンズエレメントで構成し、以下の関係を満たすことを特徴とする接眼レンズユニット。
f3/fe≦0.5
|f2|/fe≦0.5
|f2|≦f3
f1/fe≧0.5 および
d23/fe≦0.1
[26]
以下の関係を満たすことを特徴とする項目25の接眼レンズユニット。
f3/fe≦0.4
|f2|/fe≦0.4
f1/fe>1.0
d23/fe≦0.05
[27]
(ddisplay + d12 + d23)/f0≦1.0の関係を満たすことを特徴とする項目1の接眼レンズユニット。
[28]
fPU/fe >1.5の関係を満たすことを特徴とする項目1の接眼レンズユニット。
[29]
第3レンズエレメントがガラス材質であることを特徴とする項目1の接眼レンズユニット。
[30]
第3レンズエレメントから前記眼の瞳までの距離が、0.8feよりも大きいことを特徴とする項目1の接眼レンズユニット。
Claims (27)
- 遠方の被観察体を観察するための光学装置であって、入射瞳径Φを有する少なくとも一つの対物光学系と、少なくとも一つの対物光学系による像を観察するための射出瞳を有する少なくとも一つの接眼光学系とを備え、該対物光学系によりセンサーに結像された像を処理装置を介して画像表示装置上に表示し、該画像表示装置上の像を前記少なくとも一つの接眼光学系で観察する光学装置において、
前記光学装置は、0.6mm-1×Φ以上の倍率を有し、前記光学装置の射出瞳が、少なくとも2mmであることを特徴とする光学装置。 - 前記センサーは、前記少なくとも一つの対物光学系によって受信される遠方の被観察体の像検出のために、前記少なくとも一つの対物光学系に隣接し、
前記処理装置は前記センサーに接続され、前記処理装置は前記像を処理し、第1記憶媒体に前記像を記録し、そして
前記画像表示装置は、前記第1記憶媒体に記録された前記像を表示することを特徴とする請求項1の光学装置。 - 少なくとも一つの対物光学系が可変焦点距離を有することを特徴とする請求項1の光学装置。
- 前記光学装置が、可動式蓋を有する筐体に包含されていることを特徴とする請求項1の光学装置。
- 前記入射瞳径Φが24mmと10mmの間にあることを特徴とする請求項1の光学装置。
- 少なくとも一つの画像表示装置に表示される像が、実質的に前記遠方の被観察体に実時間で対応することを特徴とする請求項2の光学装置。
- 前記光学装置の筐体が、ポケットに収納可能であることを特徴とする請求項1の光学装置。
- 前記光学装置の筐体が、100mmと120mmの間の幅を有し、前記幅に対する奥行きの比が0.6から0.1まで、且つ前記幅に対する高さの比が0.25から0.1までであることを特徴とする請求項1の光学装置。
- 前記対物光学系がズームレンズからなり、第1レンズサブユニットと第2レンズサブユニットの間に光学的折り曲げのあることを特徴とする請求項1の光学装置。
- 低照度下で、遠方の被観察体を観察するために最適化された光学装置であって、前記光学装置は、24mmと10mmの間の入射瞳径Φを有する少なくとも一つの対物光学系と、少なくとも一つの対物光学系により結像される像を観察するための射出瞳を有する少なくとも一つの接眼光学系とを備え、該少なくとも一つの接眼光学系は2mm以上の射出瞳径φを有し、該対物光学系によりセンサーに結像された像を処理装置を介して画像表示装置上に表示し、該画像表示装置上の像を前記少なくとも一つの接眼光学系で観察する光学装置において、
前記光学装置の倍率が12以上であることを特徴とする光学装置。 - 前記センサーは、前記少なくとも一つの対物光学系により受信された遠方の被観察体の像を連続的に検出するために、前記少なくとも一つの対物光学系に隣接し、
前記処理装置は連続的に前記像を処理し、第1記憶媒体に前記像を記録するために前記センサーに接続され、
前記画像表示装置は、第1記憶媒体に記録された像を連続的に表示し、
前記少なくとも一つの接眼光学系は前記画像表示装置に結合し、使用者は前記画像表示装置上の像を連続的に観察するために前記少なくとも一つの接眼光学系に少なくとも片方の目を合わせることを特徴とする請求項10の光学装置。 - 少なくとも一つの対物光学系は、可変焦点距離を有することを特徴とする請求項10の光学装置。
- 少なくとも一つの対物光学装置は、一つの固定焦点を有することを特徴とする請求項10の光学装置。
- さらに眼幅調整機構から構成することを特徴とする請求項10の光学装置。
- 光学装置が可動式蓋を筐体に含むことを特徴とする請求項10の光学装置。
- 前記装置の倍率が、0.6Φ以上であることを特徴とする請求項10の光学装置。
- 少なくとも一つの画像表示装置に表示される像が、前記遠方の被観察体に実時間で対応することを特徴とする請求項11の光学装置。
- 前記光学装置の筐体がポケットに収納可能であることを特徴とする特許請求範囲10の光学装置。
- 前記光学装置の筐体が、100mmと120mmの間の幅を有し、前記幅に対する奥行きの比が0.6から0.1まで、且つ前記幅に対する高さの比が0.25から0.1までであることを特徴とする請求項10の光学装置。
- 前記対物光学系が、少なくとも4つのレンズサブユニット、前記対物光学系の焦点距離を調整するために第2および第4レンズサブユニット間を可動とする第3サブレンズユニットから構成することを特徴とする請求項10の光学装置。
- 光学的折り曲げが、第1レンズサブユニットと第2レンズサブユニットの間にあることを特徴とする請求項20の光学装置。
- 一つの電子的表示から眼に像を結像する遠方の入射瞳を有する接眼レンズユニットであって、一つの正の第1レンズエレメント、一つの負の第2レンズエレメント、および一つの正の第3レンズエレメントで構成し、
前記接眼レンズユニットの実効焦点距離をfe、前記正の第1レンズエレメントの実効焦点距離をf1、前記負の第2レンズエレメントの実効焦点距離をf2、前記正の第3レンズエレメントの実効焦点距離をf3、前記正の第3レンズエレメントと前記負の第2レンズエレメントとの間隔をd23としたとき、
以下の関係を満たすことを特徴とする接眼レンズユニット。
f3/fe≦0.5
|f2|/fe≦0.5
|f2|≦f3
f1/fe≧0.5 および
d23/fe≦0.1 - 以下の関係を満たすことを特徴とする請求項22の接眼レンズユニット。
f3/fe≦0.4
|f2|/fe≦0.4
f1/fe>1.0
d23/fe≦0.05 - 前記画像表示装置と前記第1レンズエレメントとの間隔をddisplay、前記正の第1レンズエレメントと前記負の第2レンズエレメントとの間隔をd12、対物光学系の焦点距離をf0としたとき、
(ddisplay + d12 + d23)/f0≦1.0の関係を満たすことを特徴とする請求項22の接眼レンズユニット。 - 正レンズサブユニットの焦点距離をfPUとしたとき、
fPU/fe >1.5の関係を満たすことを特徴とする請求項22の接眼レンズユニット。 - 前記第3レンズエレメントがガラス材質であることを特徴とする請求項22の接眼レンズユニット。
- 前記第3レンズエレメントから前記眼の瞳までの距離が、0.8feよりも大きいことを特徴とする請求項22の接眼レンズユニット。
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