JP2011123152A

JP2011123152A - 望遠鏡及び望遠鏡システム

Info

Publication number: JP2011123152A
Application number: JP2009279216A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Ogino; 泰荻野
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2011-06-23

Abstract

【課題】観察物体を観察している他人の望遠鏡の向きを知ることができる望遠鏡及び望遠鏡システムを提供する。
【解決手段】電子双眼鏡１で得られた観察物体ＴＯの位置と電子双眼鏡２で得られた観察物体ＴＯの位置とに基づいて電子双眼鏡２と電子双眼鏡１との距離ｄ２、電子双眼鏡１で見ている観察物体ＴＯと電子双眼鏡２との間の方位、仰角、距離ｄ３を演算し、演算結果を表示素子上に表示する。
【選択図】図２

Description

この発明は望遠鏡及び望遠鏡システムに関する。

従来の望遠鏡システムとして、ＧＰＳ衛星からの測位信号を受信して自分の双眼鏡の現在位置を演算するＧＰＳ受信ユニットと、現在位置に関する情報を他人の双眼鏡に送信したり、他人の双眼鏡の現在位置に関する情報を受信したりする通信ユニットと、自分と他人との双眼鏡の相対位置に関する情報を表示する表示ユニットとを備えているものが知られている（下記特許文献参照）。

特開平１０−２０６７５０号公報

例えば複数の観察者が双眼鏡で同じ鳥（観察物体）を観察する場合、鳥を観察している他人の双眼鏡の向きが分かれば自分も同じ鳥を容易に自分の双眼鏡の視野に入れることができる。しかし、上記の双眼鏡では他人の現在位置を知ることはできるが、鳥を観察中の他人の双眼鏡の向きを知ることはできなかった。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は観察物体を観察している他人の望遠鏡の向きを知ることができる望遠鏡及び望遠鏡システム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、観察光学系と、前記観察光学系の位置と前記観察光学系の光軸の方位及び仰角を検出する検出手段と、基準位置情報と前記基準位置から見た観察物体の方位、仰角及び距離の情報を受信する受信手段と、前記検出手段により検出した前記観察光学系の光軸の方位及び仰角と前記受信手段により受信した前記基準位置情報と前記基準位置から見た前記観察物体の方位、仰角及び距離の情報とに基づいて、前記観察物体の方位及び仰角を演算する演算手段と、前記演算手段により演算された前記観察物体の方位及び仰角を表示する表示手段と、を有することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の望遠鏡において、前記望遠鏡は、前記観察光学系の実視界角度情報を記憶する記憶手段を有し、前記演算手段は、前記記憶手段から取得した前記実視界角度情報を前記表示手段に表示することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の望遠鏡において、前記記憶手段は、望遠鏡の個体識別情報を記憶し、前記演算手段は、前記記憶手段から取得した前記個体識別情報を前記表示手段に表示することを特徴とする。

請求項４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、前記望遠鏡は、前記基準位置から見た視野の同調を指示する同調設定用操作部材を有することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の望遠鏡において、前記望遠鏡は、前記視野の同調の対象を選択する対象選択部材を有することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５記載のいずれか1項記載の望遠鏡において、前記演算手段は、前記基準位置から見た視野中心と合致する水平・垂直方向を示すマーカーラインを前記表示手段に表示することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、第１の望遠鏡と第２の望遠鏡からなる望遠鏡システムであって、前記第１の望遠鏡は、前記第１の望遠鏡の位置と前記第１の望遠鏡の位置から見た観察物体の方位、仰角及び距離を検出する第１の検出手段と、前記第１の検出手段により検出された前記第１の望遠鏡の位置と前記第１の望遠鏡の位置から見た前記観察物体の方位、仰角及び距離を送信する送信手段と、を有し、前記第２の望遠鏡は、前記第２の望遠鏡の位置と前記第２の望遠鏡の見ている方位及び仰角を検出する第２の検出手段と、前記送信手段により送信された前記第１の望遠鏡の位置と前記第１の望遠鏡の位置から見た前記観察物体の方位、仰角及び距離を受信する受信手段と、前記受信手段により受信した前記第１の望遠鏡の位置と前記第１の望遠鏡の位置から見た前記観察物体の方位、仰角及び距離と前記第２の検出手段により検出した前記第２の望遠鏡の位置と前記第２の望遠鏡の見ている方位及び仰角とに基づいて、前記観察物体の方位及び仰角を演算する演算手段と、前記演算手段により演算された前記観察物体の方位及び仰角を表示する表示手段と、を有することを特徴とする。

この発明によれば観察物体を観察している他人の望遠鏡の向きを知ることができる。

図１はこの発明の一実施形態に係る望遠鏡システムの構成を示すブロック図である。図２は注視点の検出方法を説明する概念図である。図３は観察物体を視野に入れる手順を示す図である。図４は複数の双眼鏡で視野範囲を一致させるための位置情報の表示方法を示す図である。

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はこの発明の一実施形態に係る望遠鏡システムの構成を示すブロック図である。なお、図中、電子双眼鏡１と電子双眼鏡２とを区別するため、電子双眼鏡１の参照符号として２桁の数字を用い、電子双眼鏡２の参照符号として電子双眼鏡１の参照符号の数字に１００を足して３桁の数字を用いた。但し、電子双眼鏡１と電子双眼鏡２とは同じ構成であるので、電子双眼鏡１について説明する。

電子双眼鏡（望遠鏡）１は、観察物体ＴＯ（図２参照）の光学像を拡大して撮像素子１２に投影する観察光学系である対物レンズ１１を有し、観察物体ＴＯの光学像を画像データに変換する撮像部１０と、画像データが表わす画像を表示する表示素子（表示手段）２０と、後述する筐体６０（対物レンズ１１）の位置、対物レンズ１１の光軸の方位及び仰角、筐体６０から観察物体ＴＯまでの距離を検出する位置検出センサ（検出手段）４０と、位置検出センサ４０の出力に基づいて観察物体ＴＯの位置を演算する中央制御部（演算手段）３０と、図示しない同調設定用操作部材や視野の同調の対象となる他人の双眼鏡（望遠鏡）のうちの１つを選択する対象選択部材（図示せず）を有する操作部材３１と、中央制御部３０の指示に基づいて撮像素子１２で撮像された画像の画像処理を行う画像処理部３２と、観察物体ＴＯに対する視野範囲を表示する実視界情報や筐体６０の個体識別情報を記憶するメモリ（記憶手段）３３と、観察物体ＴＯの位置情報等を電子双眼鏡２との間で送受信する無線通信部５０とを備えている。撮像部１０、表示素子２０、中央制御部３０、操作部材３１、画像処理部３２、位置検出センサ４０及び無線通信部５０は筐体６０に設けられている。

対物レンズ１１は１枚のレンズであっても複数のレンズの組み合わせであってもよい。

撮像部１０は対物レンズ１１の他に撮像素子１２とＡＦ・Ｚｏｏｍ駆動部（オートフォーカス・ズーム駆動部）１３とを有する。

撮像素子１２は対物レンズ１１で拡大した観察物体ＴＯの拡大像を画像データに光電変換する素子である。撮像素子１２はＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ、撮像管等である。

ＡＦ・Ｚｏｏｍ駆動部１３は対物レンズ１１の合焦位置を調節するとともに、画像の大きさを連続して拡大・縮小する装置である。

表示素子２０はファインダとして用いられ、フィールドエミッションディスプレイ、エレクトロルミネッセンス素子等で構成される。

位置検出センサ４０は、筐体６０と観察物体ＴＯとの距離を検出する距離センサ４１と、筐体６０の位置を検出する位置センサ４２と、対物レンズ１１の光軸の方位を検出する方位センサ４３と、光軸の仰角を検出する仰角センサ４４とで構成される。なお、距離センサ４１は筐体６０と一体のものでも筐体６０に外付けするもの（例えばレーザー測距装置）でもよい。距離センサ４１を筐体６０に一体化させて対物レンズの焦点が合った状態から筐体６０と観察物体ＴＯとの距離を検出する方式の方が機構として簡単であるが、別体のものに比べて測距精度が低くなる。一方、別体のものは電子双眼鏡１が大型かつ複雑となる。

中央制御部３０に接続された無線通信部５０は図示しない送受信回路（送信手段、受信手段）を有し、携帯電話回線、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等の通信手段を介して他人の電子双眼鏡２に接続されている。

中央制御部３０は撮像部１０と表示素子２０とを制御する。また、中央制御部３０は位置情報を無線通信部５０を介して電子双眼鏡２に送信したり、電子双眼鏡２から位置情報を受信したりして、互いの電子双眼鏡１，２の位置、注視方向、位置（観察物体ＴＯまでの距離）を知ることができるようにする。この位置情報は表示素子２０に表示される。更に、中央制御部３０は撮像素子１２から出力される信号に基づいて焦点位置を検出し、ＡＦ・Ｚｏｏｍ駆動部１３を駆動して焦点合わせを行う。

以下、図１、２を参照して注視点の検出方法を説明する。

図２は注視点の検出方法を説明する概念図である。

電子双眼鏡１では位置センサ４２によって筐体６０の位置を検出し、方位センサ４３によって光軸の方位を検出し、仰角センサ４４によって光軸の仰角を検出する。同時にＡＦ・Ｚｏｏｍ駆動部１３を駆動して焦点位置合わせを行い、筐体６０から観察物体ＴＯまでの距離ｄ１を求める。筐体６０の位置、方位、仰角、距離ｄ１によって観察物体ＴＯの三次元空間での位置を特定することができる。

この位置に関する情報は無線通信部５０を介して電子双眼鏡２へ送信される。前述したように電子双眼鏡２と電子双眼鏡１とは同じ構成であるので、電子双眼鏡２においても筐体１６０の位置は特定される。

電子双眼鏡２では、電子双眼鏡１で得られた観察物体ＴＯの位置と電子双眼鏡２で得られた観察物体ＴＯの位置とに基づいて電子双眼鏡２と電子双眼鏡１との距離ｄ２、電子双眼鏡１で見ている観察物体ＴＯと電子双眼鏡２との間の方位、仰角、距離ｄ３を求めることができる。

求められた結果は表示素子１２０上に表示され（図３参照）、電子双眼鏡２の使用者は電子双眼鏡１の使用者が見ている観察物体ＴＯを見ることができる方向を表示素子１２０の画面を見て知ることができる。

図３は観察物体ＴＯを視野（表示素子の画面）に入れる手順を示す図である。

図３（ａ）は電子双眼鏡１の視野を示し、図３（ｂ）〜（ｄ）は電子双眼鏡２の視野を示す。

例えば電子双眼鏡１で図３（ａ）に示すように観察物体ＴＯ（図３では鳥）を見ているものとする。このとき、電子双眼鏡２では電子双眼鏡１で見ている観察物体ＴＯを見つけることができていない（図３（ｂ）参照）。

まず、電子双眼鏡１と電子双眼鏡２との間で通信を行い、電子双眼鏡１の注視点方向を電子双眼鏡２の表示素子１２０に表示する。具体的には、電子双眼鏡２の移動方向及び移動量を指示する矢印（図３（ｂ）参照）が表示される。図３（ｂ）において、矢印が電子双眼鏡２の移動方向を示し、１５．６°及び＋１５°の数字が電子双眼鏡２の移動量を示す。なお、１５．６°は水平方向の移動量を示し、＋１５°は垂直方向上方への移動量を示す。

次に、表示素子１２０の画面上の表示にしたがって電子双眼鏡２を水平方向へ１５．６°移動させるとマーカーラインＭＬ１（視野中心を通る垂直方向のマーカーライン）が表示素子１２０の画面に表示される（図３（ｃ）参照）。このときも、電子双眼鏡２から見た観察物体ＴＯの方向が電子双眼鏡２の表示素子１２０の画面に表示される。

その後、表示にしたがって電子双眼鏡２を垂直方向へ＋１５°移動させるとマーカーラインＭＬ１、ＭＬ２（視野中心を通る水平方向のライン）が表示素子１２０の画面に表示される（図３（ｄ）参照）。

その結果、電子双眼鏡２の表示素子１２０画面の中心に電子双眼鏡１で見ている観察物体ＴＯが表示される。

図４は複数の双眼鏡で視野範囲を一致させるための位置情報の表示方法を示す図である。

図４（ａ）では自分の電子双眼鏡１の視野に２つの電子双眼鏡（１号機、２号機）の向きが表示されている。電子双眼鏡１と電子双眼鏡（１号機、２号機）との間で各筐体（図示せず）の個体識別情報（各筐体の通信上のアドレス等）を位置の情報に加えて通信することによって、２つの電子双眼鏡（１号機、２号機）の向きを知ることができる。

図４（ｂ）は自分の電子双眼鏡１の表示素子２０に電子双眼鏡（１号機、２号機）の視野範囲（複数の円弧で囲まれた１及び２で示された部分）が表示されている状態を示す。

それぞれの電子双眼鏡の位置情報の通信時に実視界角度情報（対物レンズに入射する光の光軸中心に対する角度）を通信すると、光軸中心に対してどの範囲まで見ているかを知ることができる。

このとき、同調設定用操作部材（操作部材３１）を操作して視野の同調（１号機、２号機の視野範囲を同じにする）を設定すると、１号機又は２号機の実視界（視野）に等しくなるようにズーム位置、フォーカス位置とを自動設定することができる。例えば、バードウオッチング時に広角にしてインストラクタの視野範囲を探し、その視野範囲の中心に大まかに視野中心を合わせて視野を同調させれば、ズームとフォーカスが自動的に設定される。上記機能によって観察物体ＴＯを確実に捉えた後、各電子双眼鏡のフォーカス機能によって厳密に焦点位置を設定すればよい。視野同調の対象の選択は図示しない対象選択部材（操作部材３１）で選択される。

なお、被写界深度の浅いレンズを使う双眼鏡では、焦点位置が異なるとボケが大きすぎて、観察物体ＴＯを見つけられない場合があるので、観察物体ＴＯの位置に応じて焦点位置が設定されることは重要である。

この実施形態によれば、他人の観察している方向を知ることができる。したがって、例えば複数の観察者が双眼鏡で同じ鳥を観察する場合、鳥を観察している他人の双眼鏡の向きが分かるので、自分も同じ鳥を容易に自分の双眼鏡の視野に入れることができる。

なお、上記実施形態では望遠鏡として双眼鏡を用いた場合を説明したが、双眼鏡に限るものではなくいわゆる単眼鏡であってもよい。

また、上記実施形態では、観察物体ＴＯの位置情報を他の双眼鏡を送受信する通信手段を有する双眼鏡について説明したが、これに限らず観察物体ＴＯの位置情報を送信する送信手段を有する双眼鏡又は観察物体ＴＯの位置情報を受信する受信手段を有する双眼鏡であってもよい。

更に、上記実施形態は筐体６０、１６０にファインダ等の表示部２０等の電子機器を内蔵した双眼鏡で説明したが、これに限らず筐体に電子機器を外付けした双眼鏡であってもよい。

１，２：電子双眼鏡、１１：対物レンズ、１２：撮像素子、２０：表示素子（表示手段）、３０：中央制御部（演算手段）、３１：操作部材、３３：メモリ（記憶手段）、４０：位置検出センサ（検出手段）、５０：無線通信部、ＭＬ：マーカーライン、ＴＯ：観察物体。

Claims

観察光学系と、
前記観察光学系の位置と前記観察光学系の光軸の方位及び仰角を検出する検出手段と、
基準位置情報と前記基準位置から見た観察物体の方位、仰角及び距離の情報を受信する受信手段と、
前記検出手段により検出した前記観察光学系の光軸の方位及び仰角と前記受信手段により受信した前記基準位置情報と前記基準位置から見た前記観察物体の方位、仰角及び距離の情報とに基づいて、前記観察物体の方位及び仰角を演算する演算手段と、
前記演算手段により演算された前記観察物体の方位及び仰角を表示する表示手段と、を有することを特徴とする望遠鏡。
前記望遠鏡は、前記観察光学系の実視界角度情報を記憶する記憶手段を有し、
前記演算手段は、前記記憶手段から取得した前記実視界角度情報を前記表示手段に表示することを特徴とする請求項１記載の望遠鏡。
前記記憶手段は、望遠鏡の個体識別情報を記憶し、
前記演算手段は、前記記憶手段から取得した前記個体識別情報を前記表示手段に表示することを特徴とする請求項２記載の望遠鏡。
前記望遠鏡は、前記基準位置から見た視野の同調を指示する同調設定用操作部材を有す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。
前記望遠鏡は、前記視野の同調の対象を選択する対象選択部材を有することを特徴とする請求項４記載の望遠鏡。
前記演算手段は、前記基準位置から見た視野中心と合致する水平・垂直方向を示すマーカーラインを前記表示手段に表示することを特徴とする請求項１〜５記載のいずれか1項記載の望遠鏡。
第１の望遠鏡と第２の望遠鏡からなる望遠鏡システムであって、
前記第１の望遠鏡は、前記第１の望遠鏡の位置と前記第１の望遠鏡の位置から見た観察物体の方位、仰角及び距離を検出する第１の検出手段と、
前記第１の検出手段により検出された前記第１の望遠鏡の位置と前記第１の望遠鏡の位置から見た前記観察物体の方位、仰角及び距離を送信する送信手段と、を有し、
前記第２の望遠鏡は、前記第２の望遠鏡の位置と前記第２の望遠鏡の見ている方位及び仰角を検出する第２の検出手段と、
前記送信手段により送信された前記第１の望遠鏡の位置と前記第１の望遠鏡の位置から見た前記観察物体の方位、仰角及び距離を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した前記第１の望遠鏡の位置と前記第１の望遠鏡の位置から見た前記観察物体の方位、仰角及び距離と前記第２の検出手段により検出した前記第２の望遠鏡の位置と前記第２の望遠鏡の見ている方位及び仰角とに基づいて、前記観察物体の方位及び仰角を演算する演算手段と、
前記演算手段により演算された前記観察物体の方位及び仰角を表示する表示手段と、を有することを特徴とする望遠鏡システム。