JP2002221670A

JP2002221670A - 観察用光学機器

Info

Publication number: JP2002221670A
Application number: JP2001016412A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Kamakura; 俊哉鎌倉; Yuji Kato; 雄司加藤
Original assignee: Kamakura Koki Co Ltd
Current assignee: Kamakura Koki Co Ltd
Priority date: 2001-01-24
Filing date: 2001-01-24
Publication date: 2002-08-09

Abstract

(57)【要約】【課題】目標物を簡単に観察視野内に捉え
ることができる観察支援機能を有する光学機器を提供す
る。【解決手段】ＧＰＳ測位信号を受信して双眼鏡
の緯度経度及び標高を演算するＧＰＳ測位手段と、光学
機器の視準線の方位を検出するコンパスと、水平面に対
する光学機器の視準線の傾き角を検出する傾き検出手段
と、目標物の緯度経度及び標高が記憶された位置情報記
憶手段と、前記ＧＰＳ測位手段から入力された前記双眼
鏡の緯度経度及び標高、並びに前記位置情報記憶手段か
ら入力された目標物の緯度経度及び標高に基づいて光学
機器から目標物への方位及び垂直方向角を演算する演算
手段と、前記光学機器から目標物への方位及び垂直方向
角、並びに前記光学機器の視準線の方位及び前記水平面
に対する光学機器の視準線の傾き角を表示する表示手段
とを有する観察用光学機器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、観察用光学機器に
関し、さらに詳しくは光学機器の位置情報及び目標物の
位置情報を入手することにより光学機器の観察視野内に
目標物を簡単に捉えることができる観察支援機能を備え
た観察用光学機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から遠方に位置する目標物を拡大表
示して目視確認を容易にするために望遠鏡や双眼鏡とい
った望遠機能を有する光学機器が用いられている。しか
し、光学機器の倍率が高くなるに従い、肉眼に比べて視
界が狭くなるため、一旦肉眼で確認した目標物を双眼鏡
で観察しようとしても見つけにくい場合がある。このた
め双眼鏡等の観察視野内に目標物を捉えることが容易に
できる光学機器が望まれている。

【０００３】特開平１０−２０６７５０号公報に、ＧＰ
Ｓ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔ
ｅｍ）を利用した望遠鏡が記載されている。この望遠鏡
によれば、ＧＰＳを利用することによって自らの望遠鏡
の位置が求められ、さらに通信手段により別の位置にあ
る望遠鏡との間で互いの位置情報を送受することによ
り、両者の位置情報の差から別の位置にある望遠鏡との
相対位置が求められ、表示ユニットに表示される。この
ことにより、自分を基準とした相手の相対位置を知るこ
とにより望遠鏡を相手に向けることが可能になる。

【０００４】しかし、この場合、この望遠鏡によって相
対位置が確認できる目標物は、自らが位置情報を発信す
ることができる外部機器に限られる。また、この望遠鏡
の場合、望遠鏡の正確な位置、高さを知ることができて
も、望遠鏡の向きまでは知ることができないので、コン
パスなどを別途参照して望遠鏡を目標物方向に向ける必
要があった。このためコンパス等を別途用意する必要が
あり不便である。また、望遠鏡を覗きながらコンパスを
参照することができないので、目標物の方向に正確に望
遠鏡の向きを合わせるのが困難である。さらに、観察者
はコンパスによって知った現在の望遠鏡の向きから、目
標物まで、どれだけ望遠鏡の向きを変化させればよいか
を計算する必要があった。したがって、前記ＧＰＳを利
用した望遠鏡は、上記欠点を有するので依然として観察
視野内に目標物を捉えることが困難である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、自
ら位置情報を発信しない目標物に対しても容易に観察視
野内に捉えることができる光学機器を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段である本発明の第１の態様は、ＧＰＳ衛星からの
測位信号を受信して光学機器の位置及び高さを演算する
ＧＰＳ測位手段と、基準方向に対する光学機器の視準線
の水平角を検出するコンパスと、水平面に対する光学機
器の視準線の傾き角を検出する傾き検出手段と、目標物
の位置情報及び高さ情報が記憶された位置情報記憶手段
と、前記ＧＰＳ測位手段から入力された前記光学機器の
位置及び高さ、並びに前記位置情報記憶手段から入力さ
れた目標物の位置情報及び高さ情報に基づいて光学機器
から目標物への水平方向角及び垂直方向角を演算する演
算手段と、前記演算手段から入力された前記光学機器か
ら目標物への水平方向角及び垂直方向角、並びに前記コ
ンパスによって検出された前記基準方向に対する光学機
器の視準線の水平角及び前記傾き検出手段によって検出
された水平面に対する光学機器の視準線の傾き角を表示
する表示手段とを有することを特徴とする観察用光学機
器であり、また本発明の第２の態様は、前記位置情報記
憶手段に記憶された複数の目標物の位置情報及び高さ情
報の中から目的とする目標物の位置情報及び高さ情報を
選択する選択手段を有することを特徴とする第１の態様
に記載の観察用光学機器であり、また本発明の第３の態
様は、ＧＰＳ衛星からの測位信号を受信して光学機器の
位置及び高さを演算するＧＰＳ測位手段と、基準方向に
対する光学機器の視準線の水平角を検出するコンパス
と、水平面に対する光学機器の視準線の傾き角を検出す
る傾き検出手段と、外部の無線通信手段により送信され
た目標物の位置情報及び高さ情報を受信する位置情報受
信手段と、前記ＧＰＳ測位手段から入力された前記光学
機器の位置及び高さ、並びに前記位置情報受信手段から
入力された目標物の位置情報及び高さ情報に基づいて光
学機器から目標物への水平方向角及び垂直方向角を演算
する演算手段と、前記演算手段から入力された前記光学
機器から目標物への水平方向角及び垂直方向角、並びに
前記コンパスによって検出された基準方向に対する光学
機器の視準線の水平角及び前記傾き検出手段によって検
出された水平面に対する光学機器の視準線の傾き角を表
示する表示手段とを有することを特徴とする前記観察用
光学機器であり、また本発明の第４の態様は、前記位置
情報受信手段が受信した目標物の位置情報及び高さ情報
を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された複数
の目標物の位置情報及び高さ情報の中から目的とする目
標物の位置情報及び高さ情報を選択して前記演算手段に
出力する選択手段を有することを特徴とする第３の態様
に記載の観察用光学機器であり、また本発明の第５の態
様は、ＧＰＳ衛星からの測位信号を受信して光学機器の
位置及び高さを演算するＧＰＳ測位手段と、前記ＧＰＳ
測位手段から入力された前記光学機器の位置及び高さ情
報を外部の情報支援装置へ送信し、前記情報支援装置に
おいて前記送受信手段から送信された前記光学機器の位
置及び高さ情報と前記情報支援装置に記憶された目標物
の位置情報及び高さ情報とに基づき演算された光学機器
から目標物への水平方向角及び垂直方向角を受信する送
受信手段と、基準方向に対する光学機器の視準線の水平
角を検出するコンパスと、水平面に対する光学機器の視
準線の傾き角を検出する傾き検出手段と、前記送受信手
段から入力された光学機器から目標物への水平方向角及
び垂直方向角、並びに前記コンパスによって検出された
前記基準方向に対する光学機器の視準線の水平角及び前
記傾き検出手段によって検出された水平面に対する光学
機器の視準線の傾き角を表示する表示手段を備えること
を特徴とする観察用光学機器であり、また本発明の第６
の態様は、前記送受信手段が受信した光学機器から目標
物への水平方向角及び垂直方向角を記憶する記憶手段
と、前記記憶手段に記憶された複数の光学機器から目標
物への水平方向角及び垂直方向角の中から目的とする光
学機器の目標物に対する水平方向角及び垂直方向角を選
択し、前記表示手段に出力する選択手段を有することを
特徴とする第５の態様に記載の観察用光学機器であり、
また本発明の第７の態様は、前記表示手段が、前記光学
機器の観察視野内に前記光学機器から目標物への水平方
向角及び垂直方向角、並びに前記基準方向に対する光学
機器の視準線の水平角及び水平面に対する光学機器の視
準線の傾き角を表示する視野内表示手段であることを特
徴とする第１〜６の態様のいずれか一つに記載した観察
用光学機器であり、また本発明の第８の態様は、前記表
示手段が、目標物及び光学機器に関する付随情報を表示
することを特徴とする第１〜７の態様のいずれか一つに
記載した観察用光学機器であり、また本発明の第９の態
様は、前記表示手段が、前記視野内表示手段と、目標物
及び光学機器に関する付随情報を表示する外部表示手段
とを有することを特徴とする第１〜８の態様のいずれか
一つに記載した観察用光学機器であり、また本発明の第
１０の態様は、前記光学機器から目標物への水平方向角
と前記基準方向に対する光学機器の視準線の水平角との
角度差、及び前記光学機器から目標物への垂直方向角と
前記水平面に対する光学機器の視準線の傾き角との角度
差が小さくなる方向へ光学機器を誘導する誘導手段を備
えることを特徴とする第１〜９の態様のいずれか一つに
記載した観察用光学機器である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１及び図２は、本発明の
実施の形態としての双眼鏡を示す。図１は、各ユニット
の配置を示す図であり、図２は、双眼鏡の制御系を説明
するためのブロック図である。

【０００８】双眼鏡１０は、接眼レンズ２、及び対物レ
ンズを備えた双眼鏡本体１を有し、本体内部にはＧＰＳ
衛星からの測位信号を受信して現在位置及び高さを演算
するＧＰＳ測位手段として、ＧＰＳ用アンテナ７とＧＰ
Ｓ受信ユニット１２とを有している。

【０００９】ＧＰＳ衛星３０は、約２００００ｋｍの上
空を地球の赤道面に対し、約５５度傾いた６種類の円軌
道にそれぞれ４個ずつ配置されていて合計２６個の衛星
が周期約１１時間５８分をもって地球上空を周回してい
る。したがって、地球上のどの地点でも４個以上の衛星
から電波を受信することができる。各衛星は、高精度の
原子時計を有し、２種類の電波に各衛星が識別できる信
号を付して、時々刻々軌道情報等を発信している。ＧＰ
Ｓ受信ユニット１２は、ＧＰＳ用アンテナ７で受信した
ＧＰＳ測位信号に基づき単独測位法により双眼鏡の現在
位置を求める機能を有している。単独測位法は、４個の
衛星からの電波を１箇所の受信機で同時に受信しその電
波の到達時間を解析して位置を求める方法である。尚、
ＧＰＳ受信ユニット１２は、複数のＧＰＳ電波受信機を
利用して測位する干渉測位法により双眼鏡の現在位置を
求める機能を有していても良い。ＧＰＳ衛星の軌道情報
はＷＧＳ−８４という座標系に基づき、３次元座標で得
られるので、双眼鏡の位置における緯度、経度、及び標
高を得るためには、所定の座標変換やジオイド高さの補
正が行われる。上記補正は、ＧＰＳ信号受信ユニット内
において行われても良いし、別途演算手段等において行
われても良い。ＧＰＳ受信ユニット１２で演算された双
眼鏡の位置情報及び高さ情報は、中央制御手段１４に送
られて、表示データメモリ１１に記憶されると共に視野
内表示手段３により表示される。また、演算手段１３に
送られ、双眼鏡から目標物への相対位置が求められる。

【００１０】双眼鏡１０には、基準方向に対する双眼鏡
の視準線の水平角を検出するコンパス６と、水平面に対
する双眼鏡の視準線の傾き角を検出する傾き検出手段で
ある傾斜センサ５が設けられている。コンパスは基準方
向に対する双眼鏡の視準線の水平角を検出する機能を有
していれば、いずれのコンパスも使用することができ
る。例えば、磁北を指し示す一般のコンパスの他、真北
を指し示すジャイロコンパスを用いることができる。一
般のコンパスを用いる場合は、磁北を基準方向とする双
眼鏡の視準線の水平角である視準線の磁方位角が検出さ
れる。一般コンパスを用いて視準線の方位角を検出する
場合には、磁北と真北との差に対して所定の補正を行
う。ジャイロコンパスを用いる場合は、真北を基準方向
とする双眼鏡の視準軸の水平角である視準線の方位角が
検出されるので補正する必要はない。光学機器の視準線
は、光学機器の対物レンズの光心と絞りの十字線の中心
を通る想像上の線である。視準線の向きは、光学機器の
覗いた観察者の視線の向きを示す。双眼鏡の場合は、左
右２つの対物レンズが用いられているので、視準線を２
本有するが、方位の検出には、左右のうちのいずれか１
本の視準線を用いればよい。

【００１１】尚、本実施の形態においては、双眼鏡から
目標物へ方向を示す角及び視準線の向きを示す角として
真北を基準とする方位角を用いているが、方位角とその
他の位置情報とに基づいて磁北を基準とする磁方位角を
演算することも可能であり、方位角に代えて磁北からの
磁方位角を表示することもできる。

【００１２】傾き検出手段は水平面に対する双眼鏡の視
準線を検出できるものであれば、いずれの装置を使用す
ることもできる。傾斜センサ５は一般に、オイルが半分
満たされた容器に２対の電極を挿入し、容器が傾いたと
きのオイル液面の変化による２対の電極間における静電
容量の変化に基づいて傾斜角を求める。傾斜センサとし
て例えば株式会社オムロン製Ｄ５Ｒを挙げることがで
きる。コンパス６及び傾斜センサ５によって検出された
視準線の方位角及び傾き角は信号に変換されて演算手段
１３に送られた後、視野内表示手段３に表示される。ま
た、視準線の方位角及び傾き角は光学系を用いて接眼焦
点面に表示することにより、観察視野内に表示すること
もできる。視準線の方位角は、通常真北を基準として時
計回りに０〜３６０°で表示される。視準線の傾き角は
通常平面を基準として仰角が０〜＋９０°、俯角が０〜
−９０°で表示される。視準線の方位角及び傾き角はそ
れぞれ、数値のみを表示してもよいが、図３に示すよう
に、目盛板で表示しても良い。また、数値と目盛板の両
方を表示してもよく、切り替えてどちらか一方を表示で
きるようにしてもよい。尚、視準線の方位角及び傾き角
は、通常は非表示とし、観察者が要求した場合に限り、
検出され表示されるようにすることもできる。

【００１３】双眼鏡１０は、目標物の位置情報及び高さ
情報が記憶された位置情報記憶手段である位置データメ
モリ８を有する。この位置データメモリ８には、目標物
の位置情報として緯度と経度が、高さ情報として標高が
記憶される。また緯度、経度、及び標高の代わりにＧＰＳ
衛星が用いている３次元座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で目標物
の位置情報及び高さ情報が記憶されていてもよい。複数
の目標物の位置情報が記憶されている場合には、目標物
毎の固有番号と、目標物の名称も記憶される。この位置
データメモリ８は、ＲＯＭ等の記憶素子で構成すること
ができる。尚、この位置データメモリ８は、記憶されて
いる目標物の位置情報を変更できるよう双眼鏡本体１か
ら着脱可能なカード型、スティック型の記憶素子である
ことが望ましい。双眼鏡本体から取り外された位置デー
タメモリ８は、外部のデータ書換装置により、位置情報
が更新される。また、この位置データメモリ８は、双眼
鏡本体１内に設けられたデータ送受信手段によって、外
部から送信された目標物についての位置情報を受信し読
み込むことにより、位置情報を更新できるものであって
もよい。さらには、双眼鏡本体１に、外部からデータの
出入力をすることができる接続用端子を設けることによ
り、この接続用端子を通じて他のコンピュータ等から位
置データメモリ８にデータの出入力をすることにより位
置情報を更新できる構成であってもよい。位置データメ
モリ８内に複数の目標物についての位置情報が保存され
ている場合は、操作部９によって目標物の選択を行う。
操作部９は例えば十字ボタン等の単純な構成であること
が好ましい。目標物の選択は、中央制御手段１４により
位置データメモリ８内の目標物の固有番号及び名称が呼
び出され、視野内表示手段３に表示され、観察者が視野
内表示手段３に表示された固有番号等を、操作部９によ
って選択することにより行われる。

【００１４】また、双眼鏡１０には、ＧＰＳ信号受信ユ
ニット１２にて演算された双眼鏡の位置及び高さと、位
置データメモリ８に記憶されている目標物についての位
置情報及び高さ情報とに基づいて双眼鏡から目標物への
水平方向角及び垂直方向角を求める演算手段１３が設け
られている。

【００１５】座標Ａ（ｘ₁、ｙ₁、ｚ₁）、Ｂ（ｘ₂、
ｙ₂、ｚ₃）間の水平方向角Ｔ₁及び垂直方向角Ｔ₂は次の
式で求められる。

【００１６】

【数１】ｔａｎＴ₁＝（ｙ₂−ｙ₁）／（ｘ₂−ｘ₁）（１）式

【００１７】

【数２】ｔａｎＴ₂＝（ｚ₂−ｚ₁）／Ｓ（２）式

【００１８】

【数３】ただしＳ＝（（ｘ₂−ｘ₁）²＋（ｙ₂−ｙ₁）²）^0.5

【００１９】上記演算は、緯度、経度及び標高の値で行
っても良いし、ＧＰＳ衛星で用いている３次元座標値を
用いて行っても良い。尚、目標物への水平方向角は、通
常方位角で表示される。演算結果は、表示データメモリ
１１に記憶されるとともに、表示手段３により表示され
る。

【００２０】双眼鏡１０には、上記演算手段１３により
求められた双眼鏡から目標物への方位角及び垂直方向角
を表示する表示手段として双眼鏡本体１の内部に視野内
表示手段３が設けられている。視野内表示手段３によ
り、双眼鏡の観察視野内には、ＧＰＳ測位手段により求
められた双眼鏡の位置及び高さ情報、位置データメモリ
に記憶された目標物の位置及び高さ情報、演算手段１３
により求められた双眼鏡から目標物への方位角及び垂直
方向角、並びにコンパスにより検出された双眼鏡の視準
線の方位角及び傾斜センサにより検出された水平面に対
する双眼鏡の視準線の傾き角等が表示される。視野内に
目標物への方向と観察者が覗いている視線である視準線
の方向とが表示されているので、観察者は双眼鏡の向き
を確認するために双眼鏡から視線をいったんはずす必要
がなく、目標物を観察視野内に捉えるための操作が容易
である。

【００２１】視野内表示手段３は、具体的には、透明電
極を用いた液晶表示装置を接眼焦点面に配置した構成と
し、双眼鏡の使用者が接眼レンズの観察視野に、目標物
の像と重畳して表示される情報を視認することができる
構造となっている。その他、視野内表示手段は、例えば
直接接眼焦点面には表示装置を設けずに、ＬＥＤにより
表示された光学像を、光学系を用いて接眼焦点面に像と
して結ばせる構造とすることもできる。

【００２２】視野内表示手段３における表示される情報
の例を示す。但し、例示であって、それぞれの数値及び
相互関係には意味がない。双眼鏡の位置の表示例Ｎ３５°３９′１７″ Ｅ１３９°４４′４０″
Ｈ２４．４ｍ目標物の位置の表示例Ｎ３５°２１′５７″ Ｅ１３８°４４′０７″
Ｈ３７７６ｍここで、Ｎは北緯、Ｅは東経、Ｈは標高を示す。双眼鏡から目標物への方位角、垂直方向角の例方位角２４８°１１′０２″ 垂直方向角５°２
６′３５″ 双眼鏡の視準線の方位角、傾き角の例方位角９０°０７′ 傾き角０°０３′ これらの位置情報は、上記の形態で同時に表示すること
もできるし、スクロールさせつつ一つづつ表示させるこ
ともできる。

【００２３】視野内表示手段３の他に、前記表示手段と
して双眼鏡本体１の外装に外部表示手段４を設けること
ができる。外部表示手段４についても上記視野内表示手
段３と同様の情報が表示される。外部表示手段４は液晶
表示装置又はＬＥＤ表示装置を有する構成とすることが
できる。尚、外部表示手段４である液晶表示装置は、図
１に示すように双眼鏡本体１の外装であって、接眼レン
ズの上方に設けることができる。また、この液晶表示装
置４は、使用しないときは折りたためる構造を有するこ
とが望ましい。外部表示装置４をこの位置に設ける利点
としては、利用者の視線の移動が少なくてすむ点が挙げ
られる。すなわち、液晶表示装置４に表示される位置情
報に基づいて双眼鏡の向きを目標物に合わせた場合、利
用者は、目標物を見るために視線を液晶表示装置４から
すぐ下の接眼レンズに移動するだけでよいので、双眼鏡
のブレが生じにくく、一旦、観察視野に入った目標物が
外れる心配が少ない。

【００２４】さらに、表示手段として、双眼鏡本体１と
は別に独立した表示装置を用いることもできる。この場
合、表示される情報は、無線又は有線で光学機器から表
示装置に送信される。独立した表示装置としては、専用
の表液晶表示装置又はＬＥＤ表示装置の他、例えばテレ
ビ受像機、コンピュータの画像表示画面、携帯電話の画
像表示画面を用いることができる。

【００２５】尚、これらの表示手段には、上記位置情報
以外の情報についても表示することができる。位置情報
以外の付随情報としては、例えば、前記位置データメモ
リ８に予め登録されている目標物の名称、固有番号を挙
げることができる。その他には、位置情報と共に演算さ
れる双眼鏡と目標物との距離、高度差等も挙げることが
できる。双眼鏡１０は、視野内表示手段３と、外部表示
手段４との両方を備えていても良いし、いずれか一方の
み備えていてもよい。両方を備えている場合は、情報の
乱雑さを防ぐために、視野内表示手段３と外部表示手段
４とで表示する情報内容を分けることもできる。例え
ば、視野内表示手段３には、目標物に対する位置情報
（方位角、垂直方向角）と光学機器の向き（視準線の方
位、傾き角）を表示し、外部表示手段４にその他の情報
（目標物の名称、管理番号、目標物の緯度、経度及び標
高、双眼鏡の緯度、経度、及び標高）を表示する。ま
た、音声により位置情報等を利用者に伝える構成や、表
示と音声により位置情報を利用者に伝える構成をとるこ
とも可能である。

【００２６】図３に双眼鏡の観察視野の例を示す。円形
の観察視野の上部にコンパスにより検出された視準線の
方位角表示４１が、右側部に傾斜センサにより検出され
た傾き角表示４２がそれぞれ表示されている。表示４
１、４２の目盛の中心付近に設けられた三角印の位置の
数値がそれぞれ方位角、傾き角である。観察視野の下部
に表示されている数値が演算手段により演算された双眼
鏡から対象物への方位角及び垂直方向角である。Ｅが垂
直方向角の略、Ａが方位角の略である。観察視野内に目
標物を捉えるために、視準線の方位角が、双眼鏡から対
象物への方位角と一致する角度になるまで双眼鏡を移動
させる。図３では、視準線の方位角が約９０°、双眼鏡
から対象物への方位角が１２３°２５′であるので観察
者は、視準線の方位角表示４１における三角印の部分の
目盛が１２３°を指すまで右に双眼鏡を平行移動させ
る。同様に傾き角を垂直方向角と一致させることによ
り、簡単に観察視野内に目標物を捉えることができる。

【００２７】また、別の方法としては、演算手段１３に
おいて、双眼鏡から対象物への方位角と視準線の方位角
との角度差、及び双眼鏡から対象物への垂直方向角と視
準線の傾き角との角度差を計算し、視野内表示手段３に
表示する。この場合、双眼鏡の向きが変化し、視準線の
方位角及び傾き角が変化する度に前記角度差の演算が行
われる。この方法の場合、観察者は、前記２つの角度差
が共に０°を示すまで双眼鏡を移動させることで観察視
野内に目標物を捉えることができる。

【００２８】双眼鏡の操作手順を説明する。まず、観察
者は、双眼鏡の位置情報及び高さ情報を得るためにＧＰ
Ｓを利用する。各操作は、電源を入れることにより自動
的に開始されるようにすることもできるし、操作ごとに
観察者が操作部９を操作するようにもできる。例えば、
観察者が操作部９を「ＧＰＳ」に合わせると、４つ以上
のＧＰＳ衛星からの測位信号をＧＰＳアンテナ７が受信
する。この測位信号は、ＧＰＳ信号ユニット１２に入力
され、ＧＰＳ信号ユニット１２において、ＧＰＳ衛星そ
れぞれとアンテナ７との距離が演算により求められ、こ
れに基づいて３次元直交座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が求められ
る。この座標データが演算手段１３に入力され、演算手
段１３において、所定の補正演算が行われ、緯度、経
度、及び標高に変換される。経度、緯度及び標高のデー
タは、表示データメモリ１１に記憶されると共に、視野
内表示手段３及び外部表示手段４に表示される。

【００２９】続いて、観察者は位置データメモリ８に登
録されている目標物の位置情報及び高さ情報を呼び出
す。例えば、操作部９を「ｆｉｌｅ」に合わせる。位置
データメモリ８内に一つの目標物に対する位置情報及び
高さ情報のみ登録されている場合は自動的に演算手段１
３に目標物の位置データが出力される。位置データメモ
リ８内に複数の目標物に対する位置情報及び高さ情報が
登録されている場合は、視野内表示手段３及び外部表示
手段４に目標物の固有番号と名称の一覧が表示される。
観察者は操作部９により目標物を選択する。固有番号が
選択確定されると、固有番号のデータを要求する信号が
操作部９から位置データメモリ８に送られ、それに応じ
て演算手段１３に目標物の位置データが出力される。

【００３０】演算手段１３は、入力された双眼鏡の位置
情報及び高さ情報と、目標物の位置情報及び高さ情報に
基づいて、両者間の距離、高度差、双眼鏡から目標物へ
の方位角及び垂直方向角を求める。演算により求められ
たこれらのデータは、表示データメモリ１１に記憶され
ると共に、視野内表示手段３及び外部表示手段４に表示
される。両者間の距離及び高度差は、目標物の捕捉には
直接関係ないので、外部表示手段４にのみ表示させても
良い。

【００３１】続いて、観察者は、双眼鏡の視準線の向き
を傾斜センサ５及びコンパス６によって検出する。例え
ば、操作部９を「ｃｏｍｐａｓｓ」に合わせると、傾斜
センサ５とコンパス６とが検出を開始し、双眼鏡の視準
線の方位角及び傾き角が検出される。検出された方位角
及び傾き角データは、視野内表示手段３及び外部表示手
段４に表示される。観察者は、視野内に表示された視準
線の方位角及び傾き角を同じように視野内に表示された
双眼鏡から目標物への方位角及び垂直方向角に一致させ
るように双眼鏡の向きを変更させる。

【００３２】表示された視準線の方位角及び傾き角を双
眼鏡から目標物への方位角及び垂直方向角に一致させる
ために双眼鏡の向きが変更されるが、この双眼鏡の向き
の変更を円滑にする誘導手段を双眼鏡に設けることもで
きる。誘導手段としては、例えば、図３に示すように双
眼鏡の観察視野の上下端及び左右端の暗所部分に、ＬＥ
Ｄ等の発光体による発光部４３を設け、双眼鏡から目標
物への方位角と視準線の方位角との角度差が小さくなる
方向及び、双眼鏡から目標物への垂直方向角と視準線の
傾き角との角度差が小さくなる方向の発光部４３を発光
させることにより、観察者を誘導する。図３に示す角度
の場合であれば、右側面と上部の発光部４３が発光す
る。さらに、前記角度差が小さくなり、目標物が視野に
近づいたときは、発光部を点滅させて、目標物が近づい
たことを観察者に知らせることもできる。また誘導手段
として、表示だけでなく、音も併用することができる。
例えば、断続音を流し、前記角度差が小さくなるに従
い、音の間隔を狭めることにより観察者に目標が近づい
たことを知らせることもできる。

【００３３】続いて第２の態様を図４に示す。第２の態
様においては、双眼鏡は、位置データメモリ８の代わり
に位置データ送受信手段１５を有する。位置データ送受
信手段１５は、外部の無線通信手段によって送信された
目標物の位置情報及び高さ情報を受信する受信手段であ
る。外部の無線通信手段の一つである情報支援装置２０
は、目標物の目標物の位置情報及び高さ情報が記憶され
た位置データメモリ２１と双眼鏡に対して位置データを
送信する位置データ送信手段２２とを有する。本発明の
無線通信手段は、必ずしも位置データメモリを有してい
る必要はなく、目標物の位置情報を送信することができ
る無線通信手段であれば携帯電話やＰＨＳ等の移動体通
信であってもよい。また、送信される目標物の位置情報
及び高さ情報は、位置データメモリ２１に記憶されたも
のに限られず、ＧＰＳを用いてもとめられた位置情報及
び高さ情報であってもよい。

【００３４】情報支援装置２０における位置データメモ
リ２１は、記憶装置であれば、目標物の位置情報及び高
さ情報をデータベース化した大容量のハードディスク型
記憶装置でもよいし、ＣＤ−ＲＯＭとして市販されるよ
うな比較的小容量のデジタルマップとそれを読み込む読
込装置であってもよい。位置データ送信手段２２は、双
眼鏡からのデータ要求信号等の信号を受信する受信機能
と、目標物の位置情報及び高さ情報を送信する機能を有
する無線を利用した通信手段であればいずれの手段も採
用することができる。尚、通信の一部に有線が利用され
ていても良い。第２の実施の態様において、ＧＰＳによ
り双眼鏡の位置情報及び高さ情報が得られた後は、観察
者は情報支援装置２０を呼び出して、情報支援装置２０
内の位置データメモリ２１に登録されている目標物の位
置情報及び高さ情報を利用する。位置データ送受信手段
１５により、情報支援装置２０に対してデータ要求信号
及びＧＰＳにより求めた双眼鏡の位置データが送信され
る。前記データ要求信号及び双眼鏡の位置データを受信
した情報支援装置２０は、データメモリ２１内を検索し
て、双眼鏡の位置情報及び高さ情報に基づいて双眼鏡の
位置から観察することができる目標物の位置情報を選び
出す選択手段により目標物の位置情報を選択し、位置デ
ータ送信手段２２により双眼鏡１０へ送信する。前記選
択手段により複数の目標物が選別された場合は、位置デ
ータ送信手段２２は、複数の目標物の位置情報及び高さ
情報を双眼鏡へ送信する。

【００３５】前記情報支援装置２０から送信された目標
物の位置情報及び高さ情報は、位置データ送受信手段１
５により受信され、中央制御手段１４における一時記憶
装置に記憶される。受信した目標物の位置情報及び高さ
情報が一つの場合は自動的にその位置情報及び高さ情報
が選択され演算手段１３に出力される。送信された目標
物が複数あるときは、第１の実施態様の場合と同様に、
表示手段３に複数の目標物の一覧が表示され、観察者が
操作部９により複数の目標物の中から、今回目標物とす
るものを選択する。固有番号が選択確定されると、固有
番号のデータを要求する信号が操作部９から中央制御手
段１４における一時記憶装置に送られ、要求信号に応じ
て選択された目標物の位置情報及び高さ情報が一時記憶
装置から演算手段１３に出力される。その後の手順は、
第１の実施の態様と同様である。この第２実施の態様の
ように外部から目標物の位置情報及び高さ情報を入手で
きることにより、位置データメモリ８が不要となり、装
置の簡素化を図ることができる。尚、双眼鏡には位置デ
ータ送受信手段１５と位置データメモリ８の両方が備え
られていても良い。両方が備えられている場合は、前記
情報支援装置２０から送信された目標物の位置情報を利
用することにより位置データメモリ８内に記憶された位
置データの更新、変更をすることができる。

【００３６】続いて第３の実施の態様を図５に示す。第
３の態様では、双眼鏡は演算手段１３を有さず、演算処
理を情報支援装置２０に行わせることにより、双眼鏡の
軽量化、簡素化が図られている。情報支援装置２０は、
前記位置データメモリ２１と、位置データを送受信する
位置データ送受信手段２３と、位置データに基づいて双
眼鏡から目標物への方位及び垂直方向角を演算する演算
手段２４とを有する。

【００３７】第３の態様において、ＧＰＳにより双眼鏡
の位置情報及び高さ情報が得られた後は、位置データ送
受信手段１５により情報支援装置２０に双眼鏡から目標
物への方位及び垂直方向角のデータを要求するデータ要
求信号及びＧＰＳにより求めた双眼鏡の位置情報及び高
さ情報が送信される。前記データ要求信号及び双眼鏡の
位置情報及び高さ情報を受信した情報支援装置２０は、
位置データメモリ２１内を検索して、双眼鏡の位置情報
及び高さ情報に基づいて双眼鏡の位置から観察すること
ができる目標物の位置情報及び高さ情報を選び出して、
データ演算手段２４に出力する。データ演算手段２４
は、所定の演算を行い双眼鏡から目標物への方位角及び
垂直方向角をもとめる。方位角及び垂直方向角のデータ
はデータ送受信手段２３により双眼鏡に送信される。位
置データメモリ２１において複数の目標物が選別された
場合は、演算手段２４に複数の目標物それぞれの位置情
報及び高さ情報が送られ、演算手段２４において複数の
目標物に対する方位及び垂直方向角がもとめられ、デー
タ送受信手段２３により双眼鏡へと送信される。双眼鏡
のデータ送受信手段１６により、一つの目標物に対する
方位角及び垂直方向角データを受信した場合は、表示デ
ータメモリ１１に記憶するとともに表示手段３により表
示する。複数の目標物に対する方位角及び垂直方向角デ
ータを受信した場合は、中央制御手段１４内の一時記憶
装置に記憶すると共に、第１の実施態様の場合と同様
に、表示手段３に複数の目標物の一覧が表示され、観察
者が操作部９により複数の目標物の中から、今回目標物
とするものを選択する。固有番号が選択確定されると、
固有番号のデータを要求する信号が操作部９から中央制
御手段１４における一時記憶装置に送られ、要求信号に
応じて選択された目標物の方位角及び垂直方向角データ
が一時記憶装置から表示手段３に出力される。

【００３８】また、情報支援装置２０における検索手段
により、複数の目標物の位置情報及び高さ情報が選び出
された場合は、複数の目標物の固有番号と名称とからな
る一覧データを双眼鏡に送信して、観察者に目標物の選
択をさせることもできる。前記一覧データは、双眼鏡の
データ送受信手段１６に受信された後、表示手段３に表
示される。観察者が、操作部９により、目的とする目標
物の固有番号を選択すると、固有番号に基づく要求信号
が位置データ送受信手段１５から情報支援装置２０に送
信される。固有番号に基づく要求信号を受信した情報支
援装置２０は、前記固有番号を有する目標物の位置情報
及び高さ情報を位置データメモリ２１から選び出し、デ
ータ演算手段２４に出力する。データ演算手段２４によ
り、所定の演算が行われ、双眼鏡から目標物への方位及
び垂直方向角データが求められ、データ送受信手段２３
より双眼鏡へ前記データが送信される。

【００３９】上記説明は全て双眼鏡を対象としたが、本
発明の観察用光学機器は、双眼鏡に限られず、単眼の望
遠鏡等の目標物を拡大表示して目視確認を容易にする望
遠機能を有する光学機器であればいずれの光学機器にも
適用することができる。

【００４０】また、本発明の観察用光学機器は、天体観
測にも応用することができる。すなわち、天体のように
高さに関する情報が無限遠にある場合は、天空の座標が
地上の位置座標と同様に緯度、経度で表わされる。した
がって、位置データメモリ内に記憶され、又は無線通信
手段により送信された天空の座標データに基づいて、コ
ンパスにより検出される双眼鏡の視準線の方位角を天空
における経度に合わせ、傾斜センサにより検出される双
眼鏡の視準線の傾き角を天空における緯度に合わせるこ
とで、天空における緯度、経度が既知の星を容易に見つ
けることができる。特に双眼鏡に代表される比較的低倍
率で広視野の光学機器による観測において有効である。
従来の天体望遠鏡における自動ガイドのように自分の位
置や時間の設定、設置架台の水平位置、南北位置の調整
等の複雑な操作が不要であり、簡易に天体観測をするこ
とができる。

【００４１】

【発明の効果】以上に説明したように本発明の観察用光
学機器によれば、光学機器に内蔵された位置情報記憶手
段によって目標物の位置情報を得ることができるので、
従来のＧＰＳを利用した望遠鏡では対象とすることがで
きなかった自ら位置情報を発信しない目標物を観察目標
とすることができる。また、位置情報受信手段により、
外部の無線通信手段から発信される目標物の位置情報を
受信することができるので、双眼鏡に内蔵された位置情
報記憶手段内の情報の書換をすることができる。また、
演算手段を有する外部の情報支援装置を利用することに
より、光学機器内に演算手段が不要となり、光学機器の
軽量化、簡素化を図ることができる。また、光学機器か
ら目標物への方位等だけでなく、光学機器の視準線の方
位等が観察視野内に表示されるので、両者の角度を一致
させるだけで簡単に目標物を捉らえることができ、従来
のように、光学機器の向きをどれだけ変化させるかを計
算しなくても容易に目標物を捉えることができる。ま
た、両者の角度差が小さくなる方向へ光学機器を誘導す
る誘導手段を備えているので、誘導指示に従い光学機器
を移動させるだけで容易に目標物を捉えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の双眼鏡の実施形態を示す図で
ある。

【図２】図２は図１の双眼鏡の電気的な回路構成を示
すブロック図である。

【図３】図３は本発明の双眼鏡における観察視野の一
例を示す図である。

【図４】図４は、本発明の双眼鏡の他の実施形態にお
ける電気的な回路構成を示す図である。

【図５】図５は、本発明の双眼鏡の更に別の実施形態
における電気的な回路構成を示す図である。

【符号の説明】

１双眼鏡本体、２接眼レンズ、３視野内表示手
段、４外部表示手段、５傾斜センサ、６コンパス、
７ＧＰＳアンテナ、８位置データメモリ、９操作
部、１０双眼鏡、１１表示データメモリ、１２Ｇ
ＰＳ信号ユニット、１３演算手段、１４中央制御手
段、１５位置データ送受信手段、２０情報支援装置、
２１位置データメモリ、２２位置データ送信手段、
２３データ送受信手段、２４データ演算手段、３０
ＧＰＳ衛星、４１方位角表示、４２傾き角表示、
４３発光部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＧＰＳ衛星からの測位信号を受信して光
学機器の位置及び高さを演算するＧＰＳ測位手段と、基
準方向に対する光学機器の視準線の水平角を検出するコ
ンパスと、水平面に対する光学機器の視準線の傾き角を
検出する傾き検出手段と、目標物の位置情報及び高さ情
報が記憶された位置情報記憶手段と、前記ＧＰＳ測位手
段から入力された前記光学機器の位置及び高さ、並びに
前記位置情報記憶手段から入力された目標物の位置情報
及び高さ情報に基づいて光学機器から目標物への水平方
向角及び垂直方向角を演算する演算手段と、前記演算手
段から入力された前記光学機器から目標物への水平方向
角及び垂直方向角、並びに前記コンパスによって検出さ
れた前記基準方向に対する光学機器の視準線の水平角及
び前記傾き検出手段によって検出された水平面に対する
光学機器の視準線の傾き角を表示する表示手段とを有す
ることを特徴とする観察用光学機器。
【請求項２】前記位置情報記憶手段に記憶された複数
の目標物の位置情報及び高さ情報の中から目的とする目
標物の位置情報及び高さ情報を選択する選択手段を有す
ることを特徴とする請求項１に記載の観察用光学機器。
【請求項３】ＧＰＳ衛星からの測位信号を受信して光
学機器の位置及び高さを演算するＧＰＳ測位手段と、基
準方向に対する光学機器の視準線の水平角を検出するコ
ンパスと、水平面に対する光学機器の視準線の傾き角を
検出する傾き検出手段と、外部の無線通信手段により送
信された目標物の位置情報及び高さ情報を受信する位置
情報受信手段と、前記ＧＰＳ測位手段から入力された前
記光学機器の位置及び高さ、並びに前記位置情報受信手
段から入力された目標物の位置情報及び高さ情報に基づ
いて光学機器から目標物への水平方向角及び垂直方向角
を演算する演算手段と、前記演算手段から入力された前
記光学機器から目標物への水平方向角及び垂直方向角、
並びに前記コンパスによって検出された基準方向に対す
る光学機器の視準線の水平角及び前記傾き検出手段によ
って検出された水平面に対する光学機器の視準線の傾き
角を表示する表示手段とを有することを特徴とする前記
観察用光学機器。
【請求項４】前記位置情報受信手段が受信した目標物
の位置情報及び高さ情報を記憶する記憶手段と、前記記
憶手段に記憶された複数の目標物の位置情報及び高さ情
報の中から目的とする目標物の位置情報及び高さ情報を
選択して前記演算手段に出力する選択手段とを有するこ
とを特徴とする請求項３に記載の観察用光学機器。
【請求項５】ＧＰＳ衛星からの測位信号を受信して光
学機器の位置及び高さを演算するＧＰＳ測位手段と、前
記ＧＰＳ測位手段から入力された前記光学機器の位置及
び高さ情報を外部の情報支援装置へ送信し、前記情報支
援装置において前記送受信手段から送信された前記光学
機器の位置及び高さ情報と前記情報支援装置に記憶され
た目標物の位置情報及び高さ情報とに基づき演算された
光学機器から目標物への水平方向角及び垂直方向角を受
信する送受信手段と、基準方向に対する光学機器の視準
線の水平角を検出するコンパスと、水平面に対する光学
機器の視準線の傾き角を検出する傾き検出手段と、前記
送受信手段から入力された前記光学機器から目標物への
水平方向角及び垂直方向角、並びに前記コンパスによっ
て検出された前記基準方向に対する光学機器の視準線の
水平角及び前記傾き検出手段によって検出された水平面
に対する光学機器の視準線の傾き角を表示する表示手段
を備えることを特徴とする観察用光学機器。
【請求項６】前記送受信手段が受信した光学機器から
目標物への水平方向角及び垂直方向角を記憶する記憶手
段と、前記記憶手段に記憶された複数の光学機器から目
標物への水平方向角及び垂直方向角の中から目的とする
光学機器の目標物に対する水平方向角及び垂直方向角を
選択し、前記表示手段に出力する選択手段を有すること
を特徴とする請求項５に記載の観察用光学機器。
【請求項７】前記表示手段が、前記光学機器の観察視
野内に前記光学機器から目標物への水平方向角及び垂直
方向角、並びに前記基準方向に対する光学機器の視準線
の水平角及び水平面に対する光学機器の視準線の傾き角
を表示する視野内表示手段であることを特徴とする請求
項１〜６のいずれか一項に記載した観察用光学機器。
【請求項８】前記表示手段が、目標物及び光学機器に
関する付随情報を表示することを特徴とする請求項１〜
７のいずれか一項に記載した観察用光学機器。
【請求項９】前記表示手段が、前記視野内表示手段
と、目標物及び光学機器に関する付随情報を表示する外
部表示手段とを有することを特徴とする請求項１〜８の
いずれか一項に記載した観察用光学機器。
【請求項１０】前記光学機器から目標物への水平方向
角と前記基準方向に対する光学機器の視準線の水平角と
の角度差、及び前記光学機器から目標物への垂直方向角
と前記水平面に対する光学機器の視準線の傾き角との角
度差が小さくなる方向へ光学機器を誘導する誘導手段を
備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に
記載した観察用光学機器。