JP2006284743A - デジタルコンパス付き眼鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】双眼鏡本体の傾斜による方位誤差の補正のためのセンサや繁雑な補正処理を要することなく、比較的簡易な構成で正確な方位を知ることができるようにする。
【解決手段】ジンバル機構４２は、第１および第２のジンバル懸架部材１，２と基台側支持部材３とから構成されて、デジタルコンパス４１が載設保持されている。第１のジンバル懸架部材１は、直交する２つの腕部１ａ，１ｂを有し、第１の回動軸４ａ，４ｂを中心に回動自在に基台側支持部材３に懸架されている。また、第２のジンバル懸架部材２は第２の回動軸７ａ，７ｂを中心に回動自在に第１のジンバル懸架部材１に懸架されており、デジタルコンパス４１は、ジンバル機構４２が設置される部位が傾斜しても常に水平位置に保持されるようになっている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、景観や物体等の観察対象を拡大して見るための、双眼鏡、単眼鏡等の望遠鏡（以下「双眼鏡等」と称する）に関し、特に、観察等しながら方位を知ることのできるデジタルコンパス付き眼鏡に関するものである。

例えば、双眼鏡の利便性の向上等の観点から、風景等を観察しながら方位情報を知ることができるようにした双眼鏡等は従来から種々のものが提案されており、例えば、磁石板をオイル等の液体内に配すると共に、光学系を用いて視野内において磁石板を視認できるように構成したものが知られている（特許文献１参照）。

また、磁気センサにより得られた方位情報を視野内に表示できるようにすると共に、傾斜センサを設け、視準線からの傾きを知ることができるよう構成されたものが知られている（特許文献２参照）。

特開２００１−１３４２０号公報 特開２００２−２２１６７０号公報

しかしながら、上述の従来例のうち、前者、すなわち、磁石板を液体内に配した構造のものにあっては、双眼鏡が水平位置からずれた場合、磁石板もそれ応じて傾斜するため、磁石板を正面から見る場合に比べてその方位文字などが見づらくなる等の問題が生ずる。

この問題について、上述の特許文献１に開示された双眼鏡とは若干構造は異なるが同様に磁石板を備えたコンパスを有する双眼鏡を例に採り図１０および図１１を参照しつつ説明する。この図１０に示された双眼鏡のコンパス部分は、上述した公報記載のものと同じように磁石板５１がオイル等の液体内に収容され、光束を双眼鏡本体の接眼レンズに導くリレーレンズ５２と採光窓５３とを結ぶ光軸Ｌ上に磁石板５１が位置するように設けられており、風景等を観察しながら磁石板５１に示された方位を視認できるように構成されたものである。図１０は、この双眼鏡が水平に保持され、上記光軸Ｌが鉛直方向に保持された状態を示すものであり、磁石板５１は水平方向に沿って位置した状態となっており、この状態では視野内において磁石板５１を正面から視認できるため、ピントずれを生ずることなく方位を読み取ることができる。

これに対して、双眼鏡が水平位置から傾けられ、図１１に示されたように上記光軸Ｌが鉛直方向から傾けられると、液体内の磁石板５１は、水平方向に沿うようにその姿勢が変化する結果、光軸Ｌと直交する方向に対して傾斜した状態となる。そのため、磁石板５１を斜めから見る状態となり、ピントがずれた状態で方位を読み取ることとなり、正確な方位を即座に読み取れない等の不都合を生ずる。

これに対して磁気センサを用いた上記特許文献２記載の従来双眼鏡にあっては、磁気センサの出力信号を電気的に処理して視野内に表示するものであるため、磁石板を用いた前者のようなピントずれの問題は生じない。しかし、磁気センサも水平位置に保たれて用いられることを前提とした構成のものであるため、双眼鏡が水平位置から傾斜された状態では方位に誤差を生ずることとなり、そのような状態における方位データについては補正が必要となる。

この補正のためには、双眼鏡の水平位置からの傾きを知る必要があり、そのために傾斜センサが必要となるとともに、その取り付けのための構造を考慮する必要が生じ、構造が複雑化するばかりか、補正処理の繁雑さのために高価格化を招くという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、本体の傾斜による方位誤差の補正のためのセンサや繁雑な補正処理を要することなく、比較的簡易な構成で方位誤差の発生を防止でき、正確な方位を知ることのできるデジタルコンパス付き眼鏡を提供することを目的とする。

本発明のデジタルコンパス付き眼鏡は、
デジタルコンパスを有し、当該デジタルコンパスによって得られた方位を所定の表示手段に表示可能とされてなり、
前記デジタルコンパスはジンバル機構のジンバル懸架手段上に載設保持されてなることを特徴とするものである。

また、前記ジンバル機構は、眼鏡筺体に固定された部材に対し、第１の回動軸を中心に回動自在に懸架された第１のジンバル懸架部材と、
前記第１のジンバル懸架部材に対し、前記第１の回動軸と直交する第２の回動軸を中心に回動自在に懸架された第２のジンバル懸架部材と、
を具備してなるものが好適である。

また、前記デジタルコンパスは、前記第２のジンバル懸架部材に載設保持されてなるものが好適である。

本発明のデジタルコンパス付き眼鏡によれば、傾斜の影響によって出力データに誤差を生ずるデジタルコンパスが、眼鏡の傾きに拘らずジンバル機構によって常に水平状態に保持されるため、方位誤差の発生を防止し、確実に正確な方位を知ることができ、しかも、比較的簡易な機構によって実現できるので、信頼性が高く、かつ、安価なものとすることができる。

以下、本発明の実施形態に係るデジタルコンパス付き眼鏡について図面を参照しつつ説明する。
最初に、本発明の実施形態におけるデジタルコンパス付き眼鏡の全体構成について、図１を参照しつつ説明する。

本実施形態におけるデジタルコンパス付き眼鏡は、左鏡筒３１と右鏡筒３２が機軸部３３を介して接続され、使用者の目の間隔に合わせて、左鏡筒３１と右鏡筒３２の間隔がある程度調整できるように機軸部３３を中心に左鏡筒３１および右鏡筒３２が回動可能に構成されたものとなっているもので、かかる構成自体は従来の双眼鏡の構成と基本的に同様である。なお、図１は、本実施形態におけるデジタルコンパス付き眼鏡を、接眼レンズ３４側から見た場合の側面図である。
そして、この実施形態においては、左鏡筒３１の上面の適宜な位置にデジタルコンパス４１がジンバル機構４２によって保持されている。

デジタルコンパス４１は、例えば、アモルファス材料のＭＩ効果(Magneto-Impedance
Effect)を利用したコンパスＩＣなどが用いられる。このようなデジタルコンパス４１は、水平に保持された状態で使用されることを前提としており、水平から傾いた状態では、例えば、上述のコンパスＩＣにおいては地磁気の垂直成分が影響し、方位データに誤差が生ずるものである。
上述のジンバル機構４２は、このようなデジタルコンパス４１を双眼鏡の傾きによらず常に水平状態に保つために設けられたものである。

デジタルコンパス４１によって得られた方位データは、双眼鏡内部に設けられた図示されない電子回路によって処理され、例えば、ＬＣＤなどの表示素子（表示手段）に表示されるが、その表示は、例えば、観察対象の像と共に同一の視野内において視認できるようなっている。なお、観察対象の像と共に他の情報を同一の視野内で視認できるようにする光学的な構成は、既に従来から公知・周知のものであり、この実施形態におけるかかる部分の構成はそのような従来の構成で十分であり、本願特有のものではないので、ここでの具体的な説明は省略することとする。

次に、ジンバル機構４２の具体的な構成について図２乃至図４を参照しつつ説明する。
このジンバル機構４２は、第１および第２のジンバル懸架部材１，２と、基台側支持部材３とを主たる構成要素として構成されたものとなっている。

基台側支持部材３は、双眼鏡の適宜な部位、すなわち、この実施形態においては、左鏡筒３１の上面の適宜な部位に固着されて、後述する第１のジンバル懸架部材１を回動可能に支持するものである（図３参照）。
この基台側支持部材３は、左鏡筒３１に固着される底辺部３ａを有すると共に、この底辺部３ａの両端においてこの底辺部３ａと直交する方向に、互いに平行な支持片３ｂ，３ｃが立設されてなるものである。

第１のジンバル懸架部材１は、直交する２つの腕部１ａ，１ｂを有してなり、それぞれの腕部１ａ，１ｂの両端部には、腕部１ａ，１ｂと直交する第１ジンバル側係止片１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆが同一方向へ突出するように設けられている（図３および図４参照）。なお、図示の関係上、第１ジンバル側係止片１ｅは図示されていない。

そして、第１のジンバル懸架部材１は、この４つの第１ジンバル側係止片１ｃ，１ｄ、１ｅ，１ｆのうち、対向する２つの第１ジンバル側係止片１ｃ，１ｄが、先の基台側支持部材３の支持片３ｂ，３ｃの端部近傍に当接されると共に、双方の軸孔に挿通される第１の回動軸４ａ，４ｂを中心として基台側支持部材３に対して回動自在に懸架されたものとなっている（図２および図３参照）。

第２のジンバル懸架部材２は、デジタルコンパス４１の収納ケースを兼ねるもので、１つの開口部を有し外観形状が直方体状に形成された本体部５と、この本体部５の開口部分を覆うように取着される蓋体部６とから構成されたものとなっている。

本体部５の内部には収納空間が形成され、デジタルコンパス４１が固定収納されており、開口部分には接着剤等の適宜な方法によって蓋体部６が固着されて閉鎖されるようになっている。なお、図３および図４においては、便宜的にデジタルコンパス４１を斜線で示した部分として表している。

また、本体部５の開口部分側の対向する２つの縁部の各中央部分には、それぞれ第２ジンバル側係止片５ａ，５ｂが本体部５の底部とは逆方向へ延設されている（図３参照）。なお、図３および図４においては、図示の関係上、一方の第２ジンバル側係止片５ｂのみが表されている。

そして、第２ジンバル側係止片５ａ，５ｂは、先の第１ジンバル側係止片１ｅ，１ｆに当接されると共に、双方の軸孔に挿通される第２の回動軸７ａ，７ｂを中心として第１のジンバル懸架部材１に対して回動自在に懸架されたものとなっている（図３参照）。

したがって、かかる構成において、ジンバル機構４２全体が、例えば、第１の回動軸４ａ，４ｂを中心として回動するような方向で傾斜すると、第１のジンバル懸架部材１は、第１の回動軸４ａ，４ｂを中心にしてその傾斜の大きさに応じて回動し、ジンバル機構４２の傾斜前の空間位置に留まることとなる。

また、ジンバル機構４２全体が、例えば、図４に示されたように第２の回動軸７ａ，７ｂを中心として回動するような方向で傾斜すると、第２のジンバル懸架部材２は、第２の回動軸７ａ，７ｂを中心にしてその傾斜の大きさに応じて回動し、ジンバル機構４２の傾斜前の位置に留まることとなる。そのため、基台側支持部材３が鉛直方向に対して傾斜した状態においても、第２のジンバル懸架部材２は常に水平状態に保持されることとなる（図４参照）。

図５および図６には、双眼鏡に傾斜が生じた場合のデジタルコンパス４１の様子が模式的に示されており、以下、同図を参照しつつこの傾斜例について説明する。なお、図５および図６においては、図を見やすくするため、ジンバル機構４２は簡略的に図示されたものとなっている。

最初に、図５は、双眼鏡を接眼レンズ側から望んだ状態において、左鏡筒３１が機軸部３３を中心に反時計方向へ、右鏡筒３２が機軸部３３を中心に時計方向へ、それぞれ回動し傾斜した状態を示している。ジンバル機構４２は、第２の回動軸７ａ，７ｂが機軸部３３と平行するように左鏡筒３１に取着されているものとすると、上述のような傾斜が生じた場合には、第２のジンバル懸架部材２は第２の回動軸７ａ，７ｂを中心にしてその傾斜の大きさに応じて回動し、傾斜が生ずる前の位置に留まろうとする。その結果、デジタルコンパス４１は左鏡筒３１の傾斜に拘らず水平状態に保たれることとなる（図５参照）。

一方、左鏡筒３１が機軸部３３を中心に時計方向へ、右鏡筒３２が機軸部３３を中心に反時計方向へ、それぞれ回動し傾斜した場合（図６参照）、第２のジンバル懸架部材２は上述の場合と同様に第２の回動軸７ａ，７ｂを中心にしてその傾斜の大きさに応じて回転し、傾斜が生ずる前の状態に留まろうとする。その結果、この場合もデジタルコンパス４１は左鏡筒３１の傾斜に拘らず水平状態に保たれることとなる（図６参照）。

次に、ジンバル機構の変形例について、図７乃至図９を参照しつつ説明する。
なお、図２乃至図４に示された構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略し、以下、異なる点を中心に説明することとする。

この変形例におけるジンバル機構４２Ｂは、第１および第２のジンバル懸架部材１，２Ｂと、基台側支持部材３とを主たる構成要素として構成されたものとなっており（図７および図８参照）、基本的な構成は前述した構成例と同様のものである。

基台側支持部材３および第１のジンバル懸架部材１は、前述した構成例と基本的に同様のものである。すなわち、まず、第１のジンバル懸架部材１は、１組の対向する２つの第１ジンバル側係止片１ｃ，１ｄが、基台側支持部材３の支持片３ｂ，３ｃの端部近傍に当接される。そして、この当接された部分で、双方を貫通するように第１の回動軸４ａ，４ｂが挿通されることで、第１のジンバル懸架部材１は、この第１の回動軸４ａ，４ｂを中心に回動自在に基台側支持部材３に懸架されたものとなっている（図８参照）。なお、図示の関係上、一方の第１ジンバル側係止片１ｄのみが図示されたものとなっている。

第２のジンバル懸架部材２Ｂは、１つの開口部を有し外観形状が直方体状に形成されたもので、内部にはデジタルコンパス４１が収納されるようになっている（図８参照）。
この第２のジンバル懸架部材２Ｂは、その開口部側の対向する２つの縁部の各中央部分において、その縁部の端部近傍の面に、第１のジンバル懸架部材１の２つの第１ジンバル側係止片１ｅ，１ｆが当接されている。そして、この当接された部位において、双方の部材を貫通するように第２の回動軸７ａ，７ｂが挿通され、第２のジンバル懸架部材２Ｂは、この第２の回動軸７ａ，７ｂを中心に回動自在に第１のジンバル懸架部材１に懸架されたものとなっている（図８参照）。

かかる構成におけるジンバル機構４２Ｂの第１の回動軸４ａ，４ｂおよび第２の回動軸７ａ，７ｂを中心とした動きは、先に説明したジンバル機構４２と基本的に異なるところはないので、その詳細な説明は省略することとする。なお、図９には、ジンバル機構４２Ｂに第２の回動軸７ａ，７ｂを中心にして回動するような傾斜が生じた場合の状態が示されており、以下、同図に示された状態について簡潔に説明する。

ジンバル機構４２Ｂに第２の回動軸７ａ，７ｂを中心にして回動するような傾斜が生じた場合、第１のジンバル懸架部材１は第２の回動軸７ａ，７ｂを中心に傾斜前の状態が維持されるように回動する。そして、この場合、第２のジンバル懸架部材２Ｂは、第１のジンバル懸架部材１と一体的に回動する結果、第２のジンバル懸架部材２Ｂに収納されたデジタルコンパス４１は、ジンバル機構４２Ｂ全体の傾斜に拘らず水平状態に保たれることとなる（図９参照）。

なお、本発明の実施の形態においては、双眼鏡を例に説明したが、本願発明は、双眼鏡に限定される必要はなく、例えば、単眼鏡などにも同様に適用できることは勿論のことである。

本発明の実施形態に係るデジタルコンパス付き眼鏡の側面図 本発明の実施形態に係るデジタルコンパス付き眼鏡に用いられるジンバル機構の平面図 図２のＡＡ線縦断面図 図２に示すジンバル機構に第２の回動軸を中心に回動するような傾斜が生じた場合の状態を図２のＡＡ線断面で示す縦断面図 左鏡筒が機軸部を中心に反時計方向へ、右鏡筒が機軸部を中心に時計方向へ、それぞれ回転した場合におけるジンバル機構の状態を示す模式図 左鏡筒が機軸部を中心に時計方向へ、右鏡筒が機軸部を中心に反時計方向へ、それぞれ回転した場合におけるジンバル機構の状態を示す模式図 図２に示すジンバル機構の変形例を示す平面図 図７のＡＡ線縦断面図 図７に示すジンバル機構に第２の回動軸を中心に回動するような傾斜が生じた場合の状態を図７のＢＢ線断面で示す縦断面図 従来の磁石板を有する双眼鏡の要部を示す概略図 従来の磁石板を有する双眼鏡が傾斜した際の磁石板の状態を示す概略図

符号の説明

１ 第１のジンバル懸架部材
２，２Ｂ 第２のジンバル懸架部材
３ 基台側支持部材
４ａ，４ｂ 第１の回動軸
７ａ，７ｂ 第２の回動軸
３１ 左鏡筒
３２ 右鏡筒
３３ 機軸部
４１ デジタルコンパス
４２，４２Ｂ ジンバル機構

Claims (3)

1. デジタルコンパスを有し、当該デジタルコンパスによって得られた方位を所定の表示手段に表示可能とされてなり、
   前記デジタルコンパスはジンバル機構のジンバル懸架手段上に載設保持されてなることを特徴とするデジタルコンパス付き眼鏡。
2. 前記ジンバル機構は、眼鏡筺体に固定された部材に対し、第１の回動軸を中心に回動自在に懸架された第１のジンバル懸架部材と、
   前記第１のジンバル懸架部材に対し、前記第１の回動軸と直交する第２の回動軸を中心に回動自在に懸架された第２のジンバル懸架部材と、
   を具備してなることを特徴とする請求項１記載のデジタルコンパス付き眼鏡。
3. 前記デジタルコンパスは、前記第２のジンバル懸架部材に載設保持されてなることを特徴とする請求項２記載のデジタルコンパス付き眼鏡。

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