JP2007193244A - 地上望遠鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】地上望遠鏡としての観察性能を低下させることなく、しかも簡単に撮影モードに切り替えることができ、かつ種々の撮影機器を選択できる地上望遠鏡を提供する。
【解決手段】対物レンズ１と、対物レンズによる被写体像を観察するための接眼レンズ２との間にビームスプリッタ又はハーフミラーなどの光路分割素子４が配置される。地上望遠鏡には、デジタルカメラ６を取り付けるためにマウント部５が設けられ、デジタルカメラをマウント部に取り付けたとき、対物レンズ１の結像面にデジタルカメラ６のＣＣＤ９が配置されるように、マウント部が取り付けられる。光路分割素子４は、観察モードのときは、光路から離脱した位置に移動され、接眼レンズを介した明るい被写体像の観察が可能となる。また、光路分割素子４が光路に挿入されると、被写体が撮影可能となる。この撮影中も光量の一部が接眼レンズに導かれるので、被写体像を観察することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、地上望遠鏡、更に詳細には、観察画像を記録するための外部撮影機器を取り付け可能な地上望遠鏡に関する。

従来より、望遠鏡による観察だけではなく、望遠鏡で得られる画像を写真として記録する手段が各種提案されている。昨今はデジタルカメラが普及しており、望遠画像をデジタルカメラで記録するために、地上望遠鏡に撮影用アダプタを介してデジタルカメラを結合することが提案されている（特許文献１）。

また、デジタルカメラを撮影用アダプタを介して地上望遠鏡に結合する場合には、デジタルカメラに備えられた液晶画面を介して像を観察することになり、液晶画面が小さく、また液晶の画素数が少なく鮮明な画像が観察しにくいので、地上望遠鏡とデジタルカメラを一体化して、対象物の明るく鮮明な像を観察しつつ、かつ観察したものと同じ像を記録できるデジタルカメラ付地上望遠鏡が提案されている（特許文献２）。
特開２００３−２９８８８６号公報 特開２００３−２４８２６６号公報

しかしながら、特許文献１で示されているような地上望遠鏡とデジタルカメラを接続する方式では、観察から撮影に切換えるためには、いったん観察をやめてアダプタとデジタルカメラを接続する手順が不可欠であるため、シャッターチャンスを逃すリスクが高かった。シャッターチャンスを逃さないためにカメラを接続したまま観察を行なうには、カメラのファインダーや液晶画面を通じて観察するしかないため、観察性能を犠牲にしなければならないという問題があった。

また、特許文献２に示されるようなデジタルカメラ付地上望遠鏡では、上記のような手間とリスクはなくなったものの、逆に一体化したがためにユーザーがデジタルカメラを選択できなくなるという問題がある。デジタルカメラの機能は日々進歩しているが、この一体型では最新のものを常に使用したいというユーザーの欲求に応えることができないという問題があった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、地上望遠鏡としての観察性能を低下させることなく、しかも簡単に撮影モードに切り替えることができ、かつ種々の撮影機器を選択できる地上望遠鏡を提供することを課題とする。

本発明の地上望遠鏡は、
対物レンズと、
前記対物レンズによって結像された被写体像を観察するための接眼レンズと、
前記対物レンズと接眼レンズの間に配置され、対物レンズから接眼レンズに向かう光路を分割するための光路分割素子と、
前記光路分割素子により分割された光路上の対物レンズ結像面に、外部撮影機器の撮像素子が位置するように、外部撮影機器を取り付けるためのマウント部と、
を有することを特徴とする。

また、本発明の地上望遠鏡は、
対物レンズと、
前記対物レンズによって結像された被写体像を観察するための接眼レンズと、
前記対物レンズと接眼レンズの間に配置され、対物レンズから接眼レンズに向かう光路を切り替えるための光路切替素子と、
前記光路切替素子により切り替えられた光路上の対物レンズ結像面に、外部撮影機器の撮像素子が位置するように、外部撮影機器を取り付けるためのマウント部と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、従来の地上望遠鏡の構成を一部変えるだけで、これまでの地上望遠鏡の観察形態（方式や手順）や観察性能（見え味）を殆ど変えることなく、しかも簡単な操作によって観察像を外部撮影機器（デジタルカメラ）によって撮影することが可能となり、さらには様々な外部撮影機器をマウント部を介して取り付けることができるため、きわめて便利で有用な地上望遠鏡が得られる。

以下、地上望遠鏡に結合される外部撮影機器を一眼レフ式デジタルカメラとして、デジタルカメラ接続対応の地上望遠鏡を実施例にして本発明を詳細に説明する。なお、各実施例で共通の部分は、同じ符号が付されており、その詳細な説明は省略される。

図１において、符号１は焦点距離が５００ｍｍの対物レンズである。この対物レンズ１は、図１では、単レンズとして図示してあるが、通常複数枚のレンズとして構成される。

符号２は接眼レンズであり、いわゆるアイピースと呼ばれるもので、本体とはバヨネットなどで取付け、取り外しが簡便にできるようになっている。対物レンズ１の光軸上にはプリズム３が配置され、被写体の正立像が対物レンズの結像面７上に形成される。観察モードでは結像された被写体の正立像を接眼レンズ２で観察できるようになる。

プリズム３と接眼レンズ２の間には、プレート型のビームスプリッタとして構成された光路分割素子４が配置される。この光路分割素子４は、観察モードでは光路から離脱する実線で示した第１の位置にあり、回動軸４ａを中心に回動可能に支持されており、撮影モードになると光軸に対して４５°の角度をもって光路に挿入されて点線で示す第２の位置をとる。

光路分割素子４は、本体外部に設置された不図示の手動レバーと光路分割素子４を連動させることにより、手動あるいは不図示のスプリングなどの駆動力により、第１から第２の位置へあるいは第２から第１の位置に移動される。いわゆる一眼レフカメラのクイックリターンミラーとは異なり瞬時に元の位置にもどる必要は無いため、観察モードあるいは撮影モードを維持させておくことができる。そのため、光路分割素子の挿入位置を固定するために公知のクリックストップ機構を設けてもよい。

光路分割素子４が光路に挿入されるときは、対物レンズ１から接眼レンズ２に向かう光路が分割され、光路分割素子により分割された一方の光線はカメラマウント部５を介して取り付けられるデジタル画像撮影のための外部撮影機器６に入射される。カメラマウント部５は一般的な一眼レフ（デジタル）カメラの交換レンズ用のマウントと同じ仕様であり、市販されている一眼レフ（デジタル）カメラをマウントすることができる。またカメラをマウントした際には、通常の姿勢でいうところのカメラ上面に配置された各種操作部や表示部が、観察者側に向くように配置される。

マウント部５は、地上望遠鏡本体の接眼部上部近辺の領域で、マウント部５に外部撮影機器６を取り付けた場合、光路分割素子４が光路に挿入される撮影モードにおいて撮像素子としてのＣＣＤ９が、分割された光路上の対物レンズ１の結像面に位置するような位置に取り付けられる。外部撮影機器６のレリーズ操作などにより撮影を行なうとき、クイックリターンミラー８が跳ね上がって光軸から退避すると、ＣＣＤ９上には対物レンズ１によって結像された被写体像が入射する。

結像面７にはレチクル（不図示）が配置されており、ユーザーは撮影の前に接眼レンズ２を調整してレチクルに付された模様（十字線や枠線）に焦点を合わせて視度調整を行なう。このとき、実際に観察している視野と撮影される画像の範囲を一致させるために、レチクルにマスク（不図示）を付しても良い。

このような構成において、ユーザーは、観察モードにして、手動レバー（不図示）を操作して光路分割素子４を実線で示した第１の位置に移動させる。そして、対物レンズ１を被写体の方向に向け、被写体像を接眼レンズ２で観察して、被写体にピントを合わせる。この観察モードでは、光路分割素子が、光路から完全に退避するので、被写体からの全光量が接眼レンズ２に導かれ、ユーザは明るい被写体像を観察することができる。

所望の画像が観察でき、それを撮影する場合には、撮影モードに移行し、手動レバーにより光路分割素子４を光路に挿入して点線で示した位置に移動させ、外部撮影機器側に光路を分割する。ＣＣＤ９は、この分割された光路上の対物レンズ結像面にあるので、外部撮影機器６のレリーズ操作などによりクイックリターンミラー８を跳ね上げて光軸から退避させると、ＣＣＤ９上には対物レンズ１による被写体の像が結像される。このとき、結像面７とＣＣＤ９の撮像面は、ともに対物レンズの結像に関して被写体と共役な位置にあるので、撮影された画像の向きは観察者が観察しているとおりで、上下あるいは左右で反転するようなことはなく、観察したのと同様な像を撮影することができる。また、撮影中であっても、光路分割素子４により一部の光が接眼レンズ２の方向に導かれるので、撮影時に観察が中断されることなく、観察モードに比較して光量は落ちるものの、ピント再調整ができる程度には、被写体像が観察できる。したがって、撮影中に万一被写体が動いてしまう場合でも、ピント再調整により良好な被写体像を取得できるという利点が得られる。

撮影が終了し、観察モードに戻るには手動レバーを操作して光路分割素子４を光路から退避させればよい。

外部撮影機器６の撮像素子９がＡＰＳ−Ｃと呼ばれる一般的な一眼レフデジタルカメラに用いられる２４ｍｍ×１６ｍｍの場合、対物レンズ１の焦点距離が５００ｍｍであることから、３５ｍｍ換算の焦点距離は７５０ｍｍであり、実視界が３．３度、望遠鏡の倍率を１５倍、見かけ視界を５０度とすると接眼レンズの焦点距離は３３．３ｍｍとなる。これは従来の地上望遠鏡のスペックと同等であり、本実施例の構成においても従来の地上望遠鏡並みの設計自由度が得られ、豊富なバリエーションが実現可能となる。

なお、マウント部５は、接眼レンズ光軸に対して約９０度上方に回転した接眼部上部の領域に設けられるので、接眼面へ外部撮影機器をマウントするのに比較して、外部撮影機器を取り付けあるいは取り外しする際に、外部撮影機器を落下させる危険が少なくなり、地上望遠鏡への取り付け、あるいは取り外しを安全にしかも確実に行うことができる。また、外部撮影機器を取り付けたとき、外部撮影機器が地上望遠鏡本体の上部に位置するので、全体のバランスがよくなる、という効果が得られる。

図１に示した実施例では、光路分割素子４の回動軸４ａは、光軸より下方で左側に位置して、観察モードのとき光路分割素子４が光路から離脱して下方位置に移動するが、図２に示したように、回動軸４ａを光軸より上側で右側に位置させ、観察モードにして光路分割素子４を光路から退避させたとき、光路分割素子４がマウント部５に移動し、マウント部５が光路分割素子４により鏡筒内部から遮蔽されるような構成であってもよい。このようにすると、観察モードのとき、不必要な外部光が外部撮影機器６に入射するのを防止することができる。

図３に示す実施例では、光路分割素子４が電動で第１と第２の位置に移動される。図３において、符号１０はソレノイドを示す。外部撮影機器６´はオートフォーカスを行なう際、その機能に対応する交換レンズに接点１１から電力を供給しているので、それを利用してソレノイド１０を駆動する。使用するソレノイドは動作させるときにだけＡＣ通電するタイプのもので、通電しないときはばねなどによる付勢力により固定される。観察モードでは通電しないようにする。

外部撮影機器６´をオートフォーカスモードにしてシャッターボタンやレリーズ操作を行なうと、通常のオートフォーカス対応交換レンズのＤＣモーターを駆動するために接点１１を介してＤＣ電力が外部撮影機器６´から供給される。しかしながらＤＣモーターを制御するためのものなので極性が頻繁に変わってしまうので、ＤＣ−ＡＣ変換回路であるソレノイド制御回路１２によってどちらの極性で供給された場合でもソレノイド１０を駆動できるようにする。またソレノイド制御回路１２は、ＤＣ電力の供給がされなくなってもすぐにＡＣ出力がなくなることがないような遅延機能を持たせた回路になっている。

この動作によりソレノイド１０が駆動され、光路分割素子４が点線の位置に配置されて撮影モードとなる。

撮影が完了すると、外部撮影機器６´はオートフォーカス動作を行なわなくなるので接点１１を介しての電力供給がなくなり、やがてソレノイド１０に通電されなくなるため、光路分割素子４は実線の位置に移動されて観察モードとなる。

なお、この実施例においても、光路分割素子４の回動軸４ａの位置を実施例２に示す位置に配置し、観察モードになって光路分割素子４が光路から退避したとき、光路分割素子４によりマウント部５を遮蔽するようにできることはもちろんである。

なお、実施例１、２、３において、光路分割素子４は、ビームスプリッタではなく、ハーフミラーとすることもできる。この場合には、被写体像をハーフミラーを透過させて接眼レンズ２に導き、その像の観察を可能にするとともに、ハーフミラーで被写体像を反射してＣＣＤ９に導くことにより、ＣＣＤ９による撮影が可能となる。

また、実施例１、２、３において、光路分割素子に代えて、全反射ミラーのような光路切替素子を用いるようにしてもよい。光路切替素子を用いる場合は、撮影時、光路切替素子が光路を挿入されると、光路が外部撮影機器６側に切り替えられるので、その間観察はできなくなるが、光路は分割されることはないので、外部撮影機器に全光量が導かれ、特に暗い被写体の撮影に好適となる。

実施例１、２、３においては、ビームスプリッタあるいはハーフミラーとして構成された光路分割素子を、観察あるいは撮影モードに応じて光路に挿脱させるようにしたが、光路分割素子を固定しておくようにすることもできる。この実施例が図４に図示されている。

図４において、ビームスプリッタあるいはハーフミラーとして構成された光路分割素子２０がプリズム３と接眼レンズ２間の光路上に固定配置される。光路分割素子２０は、対物レンズから接眼レンズに向かう光路を分割し、分割された一方の光路は、接眼レンズ２の方向に導かれて被写体像の観察が可能となり、また、分割された他方の光路上の対物レンズ結像面には、ＣＣＤ９が配置されるので、ＣＣＤ９による被写体の撮影が可能となる。

この実施例では、観察モードにおいて接眼レンズ２に入射する光量は、観察モードで光路分割素子が光路から退避する実施例１、２、３より少なくなるが、光路分割素子が固定配置のため、光路分割素子を移動させるための機構が不要になるという利点がある。なお、観察像を明るくするために、接眼レンズに導かれる光量が外部撮影機器に導かれる光量より多くなるような光路分割素子を用いるようにする。たとえば、光路分割素子としてハーフミラーを用いる場合には、透過率が反射率より大きいハーフミラーを用いるようにする。

本発明の実施例１の光学系の構成を示す構成図である。 本発明の実施例２の光学系の構成を示す構成図である。 本発明の実施例３の光学系の構成を示す構成図である。 本発明の実施例４の光学系の構成を示す構成図である。

符号の説明

１ 対物レンズ
２ 接眼レンズ
４ 光路分割素子
５ マウント部
６ 外部撮影機器
９ ＣＣＤ
１０ ソレノイド
１２ ソレノイド制御回路
２０ 光路分割素子

Claims (14)

1. 対物レンズと、
   前記対物レンズによって結像された被写体像を観察するための接眼レンズと、
   前記対物レンズと接眼レンズの間に配置され、対物レンズから接眼レンズに向かう光路を分割するための光路分割素子と、
   前記光路分割素子により分割された光路上の対物レンズ結像面に、外部撮影機器の撮像素子が位置するように、外部撮影機器を取り付けるためのマウント部と、
   を有することを特徴とする地上望遠鏡。
2. 前記光路分割素子は、手動又は電動操作により撮影時に光路に挿入され、観察時には光路から離脱されることを特徴とする請求項１に記載の地上望遠鏡。
3. 前記光路分割素子は、前記マウント部に取り付けられる外部撮影機器からの電力を用いた電動操作により、撮影時に光路に挿入され、観察時には光路から離脱されることを特徴とする請求項１に記載の地上望遠鏡。
4. 前記光路分割素子は、光路から離脱されたときマウント部に移動し、外部撮影機器に光が入射するのを防止するように、マウント部を遮蔽することを特徴とする請求項２又は３に記載の地上望遠鏡。
5. 前記光路分割素子は、前記対物レンズと接眼レンズの間に固定して配置されることを特徴とする請求項１に記載の地上望遠鏡。
6. 前記光路分割素子は、分割された一方の光路を接眼レンズの方向に導き、他方の光路を外部撮影機器の方向に導くビームスプリッタであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の地上望遠鏡。
7. 前記光路分割素子は、透過光を接眼レンズの方向に導き、反射光を外部撮影機器の方向に導くハーフミラーであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の地上望遠鏡。
8. 対物レンズと、
   前記対物レンズによって結像された被写体像を観察するための接眼レンズと、
   前記対物レンズと接眼レンズの間に配置され、対物レンズから接眼レンズに向かう光路を切り替えるための光路切替素子と、
   前記光路切替素子により切り替えられた光路上の対物レンズ結像面に、外部撮影機器の撮像素子が位置するように、外部撮影機器を取り付けるためのマウント部と、
   を有することを特徴とする地上望遠鏡。
9. 前記光路切替素子は、手動又は電動操作により、撮影時に光路に挿入され、観察時には光路から離脱して光路を切り替えることを特徴とする請求項８に記載の地上望遠鏡。
10. 前記光路切替素子は、前記マウント部に取り付けられる外部撮影機器からの電力を用いた電動操作により、撮影時に光路に挿入され、観察時には光路から離脱されて光路を切り替えることを特徴とする請求項８に記載の地上望遠鏡。
11. 前記光路切替素子は、光路から離脱したときマウント部に移動し、外部撮影機器に光が入射するのを防止するように、マウント部を遮蔽することを特徴とする請求項９又は１０に記載の地上望遠鏡。
12. 前記光路切替素子は、全反射ミラーであることを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の地上望遠鏡。
13. 前記マウント部は、地上望遠鏡本体の接眼部上部近辺の領域に設けられることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の地上望遠鏡。
14. 前記外部撮影機器は一眼レフ式デジタルカメラであることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の地上望遠鏡。

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