JP2008032795A

JP2008032795A - 望遠鏡

Info

Publication number: JP2008032795A
Application number: JP2006203092A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yamada; 健司山田
Original assignee: Nikon Vision Co Ltd
Current assignee: Nikon Vision Co Ltd
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2008-02-14

Abstract

【課題】撮影と望遠鏡観察との切換えが容易で、しかも良好な像質で望遠鏡観察を行うことができる望遠鏡を提供する。
【解決手段】対物レンズ１と正立プリズム３との間に反射ミラー２を配置し、対物レンズ１からの光束を一眼レフカメラ７の撮像手段の受光部１６へ反射させるようにした。正立プリズム３を対物レンズ１から接眼レンズ５への光路上、反射ミラー２より後ろ側に配置した。
【選択図】図１

Description

この発明は望遠鏡に関する。

従来、望遠鏡を用いて遠方にある被写体を撮影するには、望遠鏡の接眼レンズの後側に専用のアダプターを用いてレンズ付きカメラを取り付けたり、接眼レンズを介さずに専用のカメラアタッチメントを用いてレンズ無しの一眼レフカメラを取り付けたりしていた（下記特許文献１参照）。また、望遠鏡機能を有するカメラを用いて遠方にある被写体を観察することもある（下記特許文献２参照）。
特開２００４―２０７７０号公報特開平５―８０３９２号公報

しかし、カメラと望遠鏡とをアダプターやカメラアタッチメント等を用いて結合する方法では、アダプターやカメラアタッチメントの挿脱を容易に行うことが困難なので、眼視観察と撮影の切り替えに時間がかかり野鳥等動きのある物体を観察又は撮影したいとき、カメラを取り外すまでの間に被観察舞台が移動してしまい、観察又は撮影のチャンスを逃がすという問題がある。

また、望遠鏡機能を有するカメラを用いる方法では、対物レンズによって結像された被写体の倒立像をエレクタレンズによって再結像した正立像を観察するので、像質が劣化するという問題がある。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は撮影と望遠鏡観察との切換えが容易で、しかも良好な像質で望遠鏡観察を行うことができる望遠鏡を提供することである。

上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、対物レンズと、前記対物レンズによって形成された被観察物体の像を観察するための第１接眼レンズと、前記対物レンズから前記第１接眼レンズへの光路に配置され、前記対物レンズによって形成された前記被観察物体の倒立像を正立像にする第１正立光学系と、前記対物レンズと前記第１正立光学系との間に配置され、前記対物レンズからの光束を撮像手段へ導く反射手段とを備えていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の望遠鏡において、前記反射手段はリターンミラーであることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の望遠鏡において、前記反射手段と前記撮像手段との間に、撮影補助光学系が配置されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の望遠鏡において、前記反射手段と前記撮像手段との間に、前記対物レンズによって形成される前記被観察物体の像を正立像にする第２正立光学系が配置され、前記第２正立光学系と前記撮像手段との間に、前記対物レンズと前記第２正立光学系によって形成された前記正立像を撮影するための第２接眼レンズが配置されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載の望遠鏡において、前記対物レンズは、前記被観察物体側に配置され、正の屈折力を有する第１レンズ群と、この第１レンズ群の後側にその光軸上を移動可能に配置され、負の屈折力を有する第２レンズ群と、この第２レンズ群の後側に光軸と直交する方向へ移動可能に配置され、正の屈折力を有する第３レンズ群とで構成されていることを特徴とする。

この発明の望遠鏡によれば、撮影と望遠鏡観察との切換えが容易で、しかも良好な像質で望遠鏡観察を行うことができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１はこの発明の第１実施形態に係る望遠鏡の構成を説明するための概念図、図２は第１正立光学系の一例を示す斜視図である。

この望遠鏡は対物レンズ１と反射ミラー（反射手段）２と正立プリズム（第１正立光学系）３と接眼レンズ（第１接眼レンズ）５と固定ミラー（第２正立光学系）６とを備えている。図１中、Ｘは望遠鏡の観察光学系の光軸である。

正立プリズム３は対物レンズ１から接眼レンズ５への光路に配置される。正立プリズム３は対物レンズ１により形成された被観察物体の倒立像を上下左右反転させる。正立プリズム３は図１では１つのガラスブロックとして図示されているが、例えば図２に示すように２つの２等辺直角三角形のプリズム４３，４４で構成される、いわゆるポロプリズムと呼ばれるプリズムを第１正立光学系として用いることができる。プリズム４３，４４の稜線は投影面上で直交する。このプリズムを介することにより、倒立像の上下左右を反転して正立像とすることができる。

反射ミラー２は対物レンズ１と正立プリズム３との間に配置され、対物レンズ１からの光束を反射させることができる。

反射ミラー２は例えばリターンミラーであり、図１中の実線で示す位置と点線で示す位置との間で回転可能である。反射ミラー２は写真撮影を行なうときに実線で示すように光軸Ｘ上に挿入され、望遠鏡観察を行なうときに点線で示すように光軸Ｘ上から退避する。

対物レンズ１の前方にある被観察物体は対物レンズ１と正立プリズム３とによって正立像４ａとして結像される。正立像４ａは接眼レンズ５によって拡大観察される。

また、反射ミラー２で反射された光束は固定ミラー６で反射されてレンズが装着されていない一眼レフカメラ（撮像手段）７の受光部１６へ入射し、一眼レフカメラ７の受光部１６に被観察物体の像４ｂが形成される。反射ミラー２と固定ミラー６との２回の反射により、像４ｂの上下左右方向は反射ミラー２と固定ミラー６とがないときと同じとなり、一眼レフカメラ７のファインダで正立像が観察できる。

図３は撮影レンズが装着されていない一眼レフカメラを示す概念図である。

一眼レフカメラ７はクイックリターンミラー１９と受光面１６（フィルム又はＣＣＤ等のイメージセンサ）とダハ面１７ａを有するペンタプリズム１７と接眼レンズ１８とを備えている。

クイックリターンミラー１９が実線で示す位置にあるときには、ペンタプリズム１７を介して光束が接眼レンズ１８に導かれ、ファインダＶＦで被観察物体の正立像を観察することができる。クイックリターンミラー１９が点線で示す位置にあるときには、光束が受光面１６に入射し、受光面１６に被観察物体の正立像４ｂ（図１参照）が形成される。

この実施形態によれば、対物レンズによって結像された被写体の倒立像をエレクタレンズによって再結像させる構成でないので、像の質が劣化せず、望遠鏡としての光学性能を損なうことなく良好な観察を行うことができるとともに、写真撮影と望遠鏡観察とを容易に切り換えることができる。

図４はこの発明の第２実施形態に係る望遠鏡の構成を説明するための概念図であり、第１実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。

この実施形態は反射ミラー２と固定ミラー６との間にレンズ群（撮影補助光学系）８を配置した点で第１実施形態と相違する。撮影補助光学系は一般に複数の正レンズ及び負レンズで構成されるが、ここでは１枚の正レンズと１枚の負レンズとにより模式的に表現している。

一般に望遠鏡光学系では、対物レンズ１から接眼レンズ５に至る観察光学系全体の光学性能が最良となるように収差補正が行なわれる。しかし、対物レンズ１と接眼レンズ５との中間で反射ミラー２によって光束を反射させると、対物レンズ１による収差が残存している。そこで、レンズ群８によって対物レンズ１による収差を一眼レフカメラ７の受光部１６の特性（例えば撮像素子の性能を十分に引き出す解像力）に合わせて補正する。その結果、一眼レフカメラ７の受光部１６には収差補正が行なわれた像４ｃが形成される。

また、レンズ群８は一眼レフカメラ７の受光部１６（フィルム又はＣＣＤ等のイメージセンサ）の大きさに応じて対物レンズ１によって結像された被観察物体の像を拡大又は縮小させることができる。

この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、収差が補正されて光学性能が向上し、写真の画質を高めることができる。

図５はこの発明の第３実施形態に係る望遠鏡の構成を説明するための概念図であり、第１実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。

この実施形態は、第２正立光学系９とカメラ１０の受光部１０ａとの間に、対物レンズ１と第２正立光学系９によって形成された被観察物体の像（正立像）４ｄを撮影するための撮影用接眼レンズ（第２接眼レンズ）１５を配置した点で、第１実施形態と相違する。

カメラ１０には撮影レンズ１０ｂが装着されている。カメラ１０としては、一眼レフカメラだけでなく、レンズ一体型のカメラを装着することもできる。カメラ１０はカメラ取付けリング（図示せず）等を用いて望遠鏡に装着される。

なお、接眼レンズ１５として接眼レンズ５と同じものを用いれば、対物レンズ１の持つ収差をほぼ補償することができ、写真撮影用光学系と観察光学系とでほぼ同等の収差補正状態が得られる。その結果、良好な画質の写真を撮影することができる。また、カメラ１０を望遠鏡から外せば、接眼レンズ１５を介して眼視による望遠鏡観察が可能になる。

この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、２つの接眼レンズによる望遠鏡観察が可能になる。

図６は第２正立光学系９の一例を示す斜視図である。

第２正立光学系９は固定ミラー３３と２等辺直角三角形のプリズム３４とを備えている。

反射ミラー２で反射された対物レンズ１からの光束は固定ミラー３３、プリズム３４を介して接眼レンズ１５（図５参照）へ入射し、上下左右が反転し正立像となった被観察物体の像４ｄが形成される。なお、図６では固定ミラー３３の反射面と反射ミラー２とのなす角度は９０°であるが、別の角度とすることも可能である。

図７はこの発明の第４実施形態に係る望遠鏡の構成を説明するための概念図であり、第１実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。なお、図７ではカメラ７及び接眼レンズ５の図示は省略されている。

この望遠鏡は第１レンズ群２１と第２レンズ群２２と第３レンズ群２３と反射ミラー２と正立プリズム（第１正立光学系）２４と補助プリズム２５と固定ミラー２６と焦点検出センサ２７と制御装置３０とを備えている。

第１レンズ群２１は正の屈折力を有する。第１レンズ群２１は被観察物体側に配置されている。

第２レンズ群２２は負の屈折力を有する。第２レンズ群２２は第１レンズ群２１の後側に配置されており、第１レンズ群２１の光軸上を移動可能である。第２レンズ群２２は合焦の際に光軸上を移動する。第２レンズ群２２には第２レンズ群２２を光軸に沿って移動させるためのモータ等で構成される駆動装置２２Ａが設けられている。

第３レンズ群２３は正の屈折力を有する。第３レンズ群２３は第２レンズ群２２の後側に配置されている。第３レンズ群２３は望遠鏡の振動による像ぶれを防止するため、第１レンズ群２１の光軸と直交する方向へ移動可能である。第３レンズ群２３には第３レンズ群２３を第１レンズ群２１の光軸と直交する方向へ移動させるためのモータ等で構成される駆動装置２３Ａが設けられている。

正立プリズム２４と補助プリズム２５とは接合されている。補助プリズム２５は光束の一部を透過させる。

固定ミラー２６は補助プリズム２５を透過した光束を焦点検出センサ２７へ反射させる。

制御装置３０は焦点検出センサ２７の出力に基づいて駆動装置２２Ａを制御する。また、制御装置３０は角速度センサ（図示せず）によって検知された望遠鏡の振動に基づいて駆動装置２３Ａを制御する。

この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、自動的に被観察物体に合焦させることができるので、野鳥のように動きのある被写体であっても確実に写真撮影を行なうことができる。

なお、上記各実施形態では、反射手段として可動型の反射ミラー２を写真撮影のときに光路上に挿入し、望遠鏡観察のときに光路から退避させるようにしたが、望遠鏡の仕様によっては反射手段として固定型のハーフミラー、ハーフプリズム等を採用してもよい。このようにしても上記実施形態と同様の効果を奏する。

また、上記実施形態では正立光学系として２つの２等辺直角三角形４３，４４を組み合わせたもの（第１正立光学系）、固定ミラー２３とプリズム２４とを組み合わせたもの（第２正立光学系）を用いたが、上記組み合わせに限るものではなく、例えば複数の固定ミラーを組み合わせたものでもよい。

図１はこの発明の第１実施形態に係る望遠鏡の構成を説明するための概念図である。図２は第１正立光学系の一例を示す斜視図である。図３は撮影レンズが装着されていない一眼レフカメラを示す概念図である。図４はこの発明の第２実施形態に係る望遠鏡の構成を説明するための概念図である。図５はこの発明の第３実施形態に係る望遠鏡の構成を説明するための概念図である。図６は第２正立光学系９の一例を示す斜視図である。図７はこの発明の第４実施形態に係る望遠鏡の構成を説明するための概念図である。

符号の説明

１：対物レンズ、２：反射ミラー（反射手段）、３：正立プリズム（第１正立光学系）、５：接眼レンズ（第１接眼レンズ）、６：固定ミラー（第２正立光学系）、７：一眼レフカメラ（撮像手段）、８：レンズ群（撮影補助光学系）、１５：接眼レンズ（第２接眼レンズ）、１６：受光部、２１：第１レンズ群、２２：第２レンズ群、２３：第３レンズ群。

Claims

対物レンズと、
前記対物レンズによって形成された被観察物体の像を観察するための第１接眼レンズと、
前記対物レンズから前記第１接眼レンズへの光路に配置され、前記対物レンズによって形成された前記被観察物体の倒立像を正立像にする第１正立光学系と、
前記対物レンズと前記第１正立光学系との間に配置され、前記対物レンズからの光束を撮像手段へ導く反射手段と
を備えていることを特徴とする望遠鏡。
前記反射手段はリターンミラーであることを特徴とする請求項１記載の望遠鏡。
前記反射手段と前記撮像手段との間に、撮影補助光学系が配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の望遠鏡。
前記反射手段と前記撮像手段との間に、前記対物レンズによって形成される前記被観察物体の像を正立像にする第２正立光学系が配置され、
前記第２正立光学系と前記撮像手段との間に、前記対物レンズと前記第２正立光学系によって形成された前記正立像を撮影するための第２接眼レンズが配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の望遠鏡。
前記対物レンズは、前記被観察物体側に配置され、正の屈折力を有する第１レンズ群と、この第１レンズ群の後側にその光軸上を移動可能に配置され、負の屈折力を有する第２レンズ群と、この第２レンズ群の後側に光軸と直交する方向へ移動可能に配置され、正の屈折力を有する第３レンズ群とで構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の望遠鏡。