JP2005189785A

JP2005189785A - 双眼観察装置

Info

Publication number: JP2005189785A
Application number: JP2003436818A
Authority: JP
Inventors: Tatsushi Nishioka; 達志西岡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2005-07-14

Abstract

【課題】屈折式天体望遠鏡では、天頂近くの天体を楽な姿勢で観測するためには直角プリズムを光路に挿入する必要があった。双眼観察装置を使用する場合も同様であり、天体望遠鏡との間に直角プリズムを挿入する必要があった。このために天体望遠鏡の合焦筒端面から焦点位置までの光束引き出し量をプリズムを挿入するために必要とする光路長の分、長く設けないといけないという問題があった。
【解決手段】この問題を解決するために本発明では、ビームスプリッターへの光束が入射する方向を従来構造の１方向に加えて９０度偏向した方向からも入射可能な双眼観察装置とした。
また高度の高い天頂近くの天体を観察する場合に両眼を結ぶ線を水平にするために左右各々の接眼レンズ光軸とビームスプリッターからの接眼レンズ光軸に平行な出射光軸の間隔を片側が他方より大きい光学系とした。
【選択図】図２

Description

本発明は天体望遠鏡に関し、特に双眼観察装置に関するものである。

図９は従来の双眼観察装置の構成図である。理解を容易にするために双眼観察装置の接眼レンズの間隔を最大に開いた状態の内部構造を示している。
天体望遠鏡の双眼観察装置としては、天体望遠鏡の対物レンズ１から入射した光束をビームスプリッター２を用いて透過光束と反射光束に分岐し、さらに偏向光学素子としてのプリズム３ａ及びビームスプリッターと一体に設けられた９０度偏角プリズム３ｂを用いて接眼レンズ４ａ、４ｂに左右各々の光束を導く構造が知られている。左右の目幅調整機構に関してはビームスプリッター光軸中心に対して透過光束側に設けたプリズム３ａを回転させて目幅調整を行う構造の双眼観察装置が知られており、この形の装置の場合には対物レンズから光束がビームスプリッターへ入射する方向と接眼レンズから出射する方向は平行であり、またビームスプリッター光軸中心から左右の接眼レンズ光軸中心までの機械的間隔Ｄ１、Ｄ２は左右の光学系で同じ量である。平行ガラス５は接眼レンズの前方に結ぶ対物レンズの結像位置を同一平面上の位置に設けるためのものである。なおプリズム３ａ、９０度偏角プリズム３ｂはミラーで代用する例もある。

屈折型望遠鏡やカセグレン式反射望遠鏡に双眼観察装置を取り付けて天頂付近の対象を観察する場合に接眼レンズから出射する方向を観察者が楽な姿勢で覗けるようにするためには、双眼観察装置の対物レンズ側に光軸を９０度折り曲げる天頂プリズム６又はミラーを挿入して出射角度を偏向する方法が図９に示す従来の双眼観察装置の構成図のように知られている。

屈折式天体望遠鏡やカセグレン式反射望遠鏡では、接眼部から出射する光束の方向は対象と望遠鏡を結んだ光軸上にあり、高度の高い天頂近くの天体を楽な姿勢で観測するためには直角プリズムなど光路の方向を観察者が覗き易い角度に曲げる光学素子を光路に挿入する必要があった。双眼観察装置を使用する場合も同様であり、双眼観察装置と天体望遠鏡の間にプリズムやミラーを挿入する必要があった。このために天体望遠鏡の合焦筒端面から焦点位置までの光束引き出し量を挿入するプリズムやミラーを挿入するために必要とする光路長の分、長く設けないと双眼観察装置が取り付けられないという問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり偏向光学素子を挿入するための光路引き出し量を設けなくとも双眼観察装置を取りつけられることを目的とした。

この目的を達成するために本発明では、ビームスプリッターへの結像光学系からの入射光束が入射する方向を従来構造では、取り付けられる接眼レンズの光軸と平行な１方向のみであったのに加えて９０度偏向した方向からも入射可能として、ビームスプリッターの反射面を９０度偏向した２方向から選択して反射面として利用するために双眼観察装置筐体に９０度間隔で２箇所の天体望遠鏡への取り付け接続手段と開口部を備えた双眼観察装置とした。

またビームスプリッター光軸上の光束分岐点から望遠鏡光学系結像位置までの間に、観察者の両眼前方の所定の位置に結像位置を導き設けるために挿入するプリズム及び平行光学素子又は、ビームスプリッターに関して、ビームスプリッターからの透過光束側光学系、すなわちビームスプリッターからの出射光束光軸が取り付けられる接眼レンズ光軸と平行な側に設けた光学系の光線が透過する光学素子材料中の光束分岐点から結像位置までの間に含まれる光軸方向の厚さを、ビームスプリッターからの反射光束側の光学系の光学素子材料中の光束分岐点から結像位置までの間に含まれる光軸方向の厚さより大なる値となして、ビームスプリッター透過光束側光軸と、この光軸に平行な左右の接眼レンズ光軸間隔に関して、ビームスプリッターからの透過光束側光学系側に設けた接眼レンズ光軸とビームスプリッター透過光束側光軸との間隔を反射光束側光学系の接眼レンズ光軸とビームスプリッター透過光束側光軸との間隔より大なる値とした。

さらにビームスプリッター光軸上の光束分岐点から望遠鏡光学系結像位置までの間に、観察者の両眼前方の所定の位置に結像位置を導き設けるために挿入する２枚のミラーによる反射折り返し光学系に関しては、ビームスプリッターからの透過光束側光学系、すなわちビームスプリッターからの出射光束光軸が取り付けられる接眼レンズ光軸と平行な側に設けた光学系の光軸が２つの反射面に入射する角度を反射面の法線に対して４５度より大なる角度となして、ビームスプリッター透過光束側光軸と、この光軸に平行な左右の接眼レンズ光軸間隔に関して、ビームスプリッターからの透過光束側光学系側に設けた接眼レンズ光軸とビームスプリッター透過光束側光軸との間隔を反射光束側光学系の接眼レンズ光軸とビームスプリッター透過光束側光軸との間隔より大なる値とできるようにもした。

上記の双眼観察装置において、９０度間隔で配置された２箇所の天体望遠鏡への取り付け接続手段と開口部は、双眼観察装置筐体へ着脱可能な望遠鏡への接続手段と、さらにこの接続手段を外した場合に開口部へ取り付ける蓋を有するようにした。

屈折式天体望遠鏡やカセグレン式反射望遠鏡に双眼観察装置を取り付けて使用する場合に、接眼部から出射する光束の方向は対象と望遠鏡を結んだ光軸上にあり、高度の高い天頂近くの天体を楽な姿勢で観測するためには、双眼観察装置に取り付けた接眼レンズから観察者の両眼に入射する光軸を観察者が覗き易い角度に曲げるために、直角プリズムなどの光学素子を光路に挿入する必要があった。しかし本発明によれば、ビームスプリッターに入射した光束を観測者は望遠鏡の光軸と平行な方向から覗くことも、また光軸に対して９０度偏向した方向から覗くことも選択して可能となり、すなわち、ビームスプリッターを従来の双眼観察装置と天体望遠鏡の間に挿入された直角プリズムと同様の作用をする光学素子として用いることができる。このように双眼観察装置自体に直角プリズムの機能が加わったために直角プリズムを追加して挿入する必要が無くなった。またこれによって天体望遠鏡の合焦筒端面から焦点位置までの光束引き出し量を必要最小となすことができた。

図１は本発明の請求項１及び請求項４に適用される双眼観察装置をニュートン式反射望遠鏡に適用した場合の実施例であり、理解を容易にするために接眼レンズの間隔を最大に開いた状態の内部構造を示している。左右の目幅調整に関しては、ビームスプリッター２からの透過光束側光軸廻りにミラー７ａ、ミラー７ｂ及び接眼レンズ４ｂからなる透過光束側の光学系を回転することによって行われる構造である。筐体１１には望遠鏡からの光束を導入するための開口部１２ａ、が設けられており、この開口部１２ａには望遠鏡へ取り付け接続するための接続筒１３が着脱可能に取りつけられている。接続筒１３は、この例では、双眼観察装置筺体には、ねじ１４により着脱可能に取り付けられるが、ねじ以外のバヨネット等のはめ合い構造でも良い。また望遠鏡側への接続としては、図には、直筒のはめ合い構造を示すが、他の構造としてバヨネット等のはめ合い構造でも良い。なお請求項１に記述したごとく、接続手段を有する開口部１２ｂが接続手段を有する開口部１２ａに対してビームスプリッター２への光束の入射方向に対して９０度偏向した方向にも設けられている。但しこの図では開口部１２ｂに防塵、遮光のために蓋１５が取り付けられた状態を示す。図２は、開口部１２ｂに望遠鏡へ接続するための接続筒１３を取りつけ、開口部１２ａに蓋１５を取りつけた状態を示す。この状態は屈折式望遠鏡または、カセグレン式反射望遠鏡に適用した場合の内部構造を示している。

図３には本発明の請求項１に適用される双眼観察装置の光学系配置実施例を示す。対物レンズ１からの光束はビームスプリッター２に９０度偏向した２方向から入射可能である。
ミラー７ａ、７ｂ、７ｃはプリズムで代用しても良く、また図９の従来の技術例に示すごとくビームスプリッターと直角プリズムを一体となしても良い。

図４には本発明の請求項１及び請求項２に適用される双眼観察装置の光学系配置実施例を示す。
ビームスプリッター光軸上の光束分岐点Ａから対物レンズ結像位置までの間に、観察者の両眼前方の所定の位置、すなわち左眼側Ｂ１、右眼側Ｂ２に結像位置を導き設けるためにビームスプリッターからの透過光束側光学系にはプリズム３ｃ、３ｄを設け、反射光束側光学系にはミラー７ｃを設けてビームスプリッターからの透過光束側に設けた光学系の光線が透過する光学素子材料中の光軸方向の厚さをビームスプリッターからの反射側の光学系の光学素子材料中の光軸方向の厚さより大なる値となして、ビームスプリッター透過光束側光軸と、この光軸に平行な左右の接眼レンズ光軸間隔に関して、ビームスプリッターからの透過光束側光学系に設けた接眼レンズ光軸とビームスプリッター透過光束側光軸との間隔Ｄ２を反射光束側光学系の接眼レンズ光軸とビームスプリッター透過光束側光軸との間隔Ｄ１より大なる量とした。

図５には本発明の請求項１及び請求項３に適用される双眼観察装置の光学系配置実施例を示す。
ビームスプリッター光軸上の光束分岐点から対物レンズ結像位置Ｂまでの間に、観察者の両眼前方の所定の位置すなわち左眼側Ｂ１、右眼側Ｂ２に結像位置を導き設けるために透過光束側の２枚のミラー７ａ、７ｂの反射面の法線に光束の光軸が入射する角度Ｐ１、Ｐ２を４５度より大きくし、また反射光束側のミラー７ｃの反射面の法線に光束が入射する角度Ｐ３を４５度としてビームスプリッター透過光束側光軸と、この光軸に平行な左右の接眼レンズ光軸間隔に関して、ビームスプリッターからの透過光束側光学系に設けた接眼レンズ光軸とビームスプリッター透過光束側光軸との間隔Ｄ２を反射光束側光学系の接眼レンズ光軸とビームスプリッター透過光束側光軸との間隔Ｄ１より大なる量とした。

図７は屈折式望遠鏡または、カセグレン式反射望遠鏡に本発明の双眼観察装置を適用した場合に望遠鏡が天頂を向いた場合の実施例であり双眼観察装置に取りつけられた接眼レンズの位置を示す。但し図７は、請求項２及び請求項３に示したビームスプリッター透過光束側光軸と、この光軸に平行な左右の接眼レンズ光軸間隔に関して、ビームスプリッターからの透過側光学系側に設けた接眼レンズ光軸とビームスプリッター透過光束側光軸との間隔を反射光束側光学系の接眼レンズ光軸とビームスプリッター透過光束側光軸との間隔より大なる量とする構造は含めていない実施例であり、この場合には、２個の接眼レンズ光軸を結んだ線Ｓは、水平にならずに角度Ｑ水平から傾くので観察者は首を斜めに傾けて観察しなければならない。

図６は図７の実施例の双眼観察装置をニュートン式反射望遠鏡に適用した場合であり、望遠鏡への接続筒をはめ合い部で回すことによって、図に示すように２個の接眼レンズ光軸を通る線Ｓは望遠鏡の向きに関わらず水平に調節することが可能である。

図８は、請求項２及び請求項３に示したビームスプリッター透過光束側光軸と、この光軸に平行な左右の接眼レンズ光軸間隔に関して、ビームスプリッターからの透過光束側光学系側に設けた接眼レンズ光軸とビームスプリッター透過光束側光軸との間隔を反射光束側光学系の接眼レンズ光軸とビームスプリッター透過光束側光軸との間隔より大なる量とした実施例であり、この場合には、２個の接眼レンズ光軸を通る線Ｓは水平になり観察者は首を傾けずに楽な姿勢で観察が可能である。

本発明に適用される双眼観察装置の構成断面図本発明に適用される双眼観察装置の構成断面図本発明に適用される双眼観察装置の光学系配置図本発明に適用される双眼観察装置の光学系配置図本発明に適用される双眼観察装置の光学系配置図本発明に適用される双眼観察装置の接眼レンズ光軸位置の説明図本発明に適用される双眼観察装置の接眼レンズ光軸位置の説明図本発明に適用される双眼観察装置の接眼レンズ光軸位置の説明図従来の双眼観察装置の構成断面図

符号の説明

１対物レンズ
２ビームスプリッター
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄプリズム
４ａ、４ｂ接眼レンズ
５平行ガラス
６天頂プリズム
７ａ、７ｂ、７ｃミラー
８４５度ミラー
９凹放物面鏡
１１双眼観察装置筐体
１２ａ、１２ｂ開口部
１３接続筒
１４ねじ
１５蓋
Ａビームスプリッター光軸上の光束分岐点
Ｂ１、Ｂ２結像位置
Ｄ１、Ｄ２接眼レンズ光軸とビームスプリッター透過光束側光軸との間隔
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ミラー反射面法線への光軸入射角度
Ｑ２個の接眼レンズ光軸を結んだ線が水準となす角度
Ｓ２個の接眼レンズ光軸を結んだ線

Claims

単眼の結像光学系を有する天体望遠鏡を双眼視するために天体望遠鏡の接眼部に装着するビームスプリッターを有する双眼観察装置であり、ビームスプリッター透過光束側に設けたプリズム又はミラーの組合せにより構成される光学系と反射光束側の同じくプリズム又はミラーの組合せにより構成される光学系を有する構造の双眼観察装置に関するものである。天体望遠鏡の結像光学系を通過した光束を、双眼観察装置筐体に設けた天体望遠鏡への取り付け接続手段と開口部を通して、ビームスプリッターへ入射させる上記の双眼観察装置に関して、ビームスプリッターへの結像光学系からの入射光束が入射する方向を従来構造では、取り付けられる接眼レンズの光軸と平行な１方向のみであったのに加えて９０度偏向した方向からも入射可能として、ビームスプリッターの反射面を９０度偏向した２方向から選択して反射面として利用すること、すなわち双眼観察装置筐体に９０度間隔で２箇所の天体望遠鏡への取り付け接続手段と開口部を有することを特徴とする双眼観察装置。
請求項１に記載の双眼観察装置において、ビームスプリッター光軸上の光束分岐点から望遠鏡光学系結像位置までの間に、観察者の両眼前方の所定の位置に結像位置を導き設けるために挿入するプリズム及び平行光学素子又は、ビームスプリッターに関するものである。ビームスプリッターからの透過光束側光学系、すなわちビームスプリッターからの出射光束光軸が取り付けられる接眼レンズ光軸と平行な側に設けた光学系の光線が透過する光学素子材料中の光束分岐点から結像位置までの間に含まれる光軸方向の厚さを、ビームスプリッターからの反射光束側の光学系の光学素子材料中の光束分岐点から結像位置までの間に含まれる光軸方向の厚さより大なる値となして、ビームスプリッター透過光束側光軸と、この光軸に平行な左右の接眼レンズ光軸間隔に関して、ビームスプリッターからの透過光束側光学系側に設けた接眼レンズ光軸とビームスプリッター透過光束側光軸との間隔を反射光束側光学系の接眼レンズ光軸とビームスプリッター透過光束側光軸との間隔より大なる値とすることを特徴とする双眼観察装置。
請求項１に記載の双眼観察装置において、ビームスプリッター光軸上の光束分岐点から望遠鏡光学系結像位置までの間に、観察者の両眼前方の所定の位置に結像位置を導き設けるために挿入する２枚のミラーによる反射折り返し光学系に関して、ビームスプリッターからの透過光束側光学系、すなわちビームスプリッターからの出射光束光軸が取り付けられる接眼レンズ光軸と平行な側に設けた光学系の光軸が２つの反射面に入射する角度を反射面の法線に対して４５度より大なる角度となして、ビームスプリッター透過光束側光軸と、この光軸に平行な左右の接眼レンズ光軸間隔に関して、ビームスプリッターからの透過光束側光学系側に設けた接眼レンズ光軸とビームスプリッター透過光束側光軸との間隔を反射光束側光学系の接眼レンズ光軸とビームスプリッター透過光束側光軸との間隔より大なる値とすることを特徴とする双眼観察装置。
請求項１に記載の双眼観察装置において、９０度間隔で配置された２箇所の天体望遠鏡への取り付け接続手段と開口部には、双眼観察装置筐体へ着脱可能な望遠鏡への接続手段と、さらにこの接続手段を外した場合に開口部へ取り付ける蓋を有することを特徴とする双眼観察装置。