JP3989807B2

JP3989807B2 - 撮影機能を有する観察装置

Info

Publication number: JP3989807B2
Application number: JP2002279145A
Authority: JP
Inventors: 哲也阿部
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2022-09-25
Also published as: JP2003172882A

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、望遠鏡や双眼鏡等の観察光学系と、該観察光学系によって観察される対象を撮影する撮影光学系と有し、遠方の対象を観察すると同時に画像として記録することができる、撮影機能を有する観察装置に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
遠方の対象を目視にて観察する手段としては望遠鏡や双眼鏡等の観察用光学機器がある。しかし従来の観察用光学機器では観察像を画像として記録することはできない。このため、望遠鏡や双眼鏡等の観察用光学機器と撮影機器（カメラ）とを組合わせて、観察像を画像として記録できるようにするというアイデアは古くから存在する。
【０００３】
遠方の対象を望遠鏡や双眼鏡等の観察用光学機器にて観察するとき、不特定の距離にある対象に対して好適な観察像を得るために合焦操作を必要とする。同様に、遠方の対象をカメラによって撮影するときも合焦操作を必要とする。観察用光学機器とカメラを組合わせた場合、観察用光学機器の合焦操作にカメラの合焦機構を連動させれば、ひとつの合焦操作のみで観察対象を撮影することができ、カメラの合焦操作に煩わされることがなくなるという利点がある。
【０００４】
しかし観察用光学機器の合焦機構とカメラの合焦機構とを単純に連動させると、観察者の視度の違いによってピントずれの撮影画像が生じるという問題がある。すなわち、視度の異なる観察者が合焦操作を行うと、同一の観察対象に対しても観察用光学機器の合焦位置が異なることから、カメラによる撮影画像は個人差によってピントのずれが生じてしまい、観察者によっては鮮鋭な撮影画像が得られない。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、遠方の観察対象を観察する望遠鏡や双眼鏡等の観察光学系と、同観察対象を撮影する撮影光学系とを有する撮影機能を有する観察装置において、使用者の視度の違いに拘わらず正しいピントの撮影画像が得られるよう校正（較正）を行うことができる装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】
本発明による撮影機能を有する観察装置は、正のパワーの対物光学系によって生じる観察対象の像を、正のパワーの接眼光学系を介して観察する観察光学系と；観察光学系とは独立した、該観察対象を撮影する撮影光学系と；観察光学系の対物光学系によって生じる像の結像位置を変化させる観察光学系合焦機構と；撮影光学系による像の結像位置を変化させる撮影光学系合焦機構と；観察光学系合焦機構と撮影光学系合焦機構とを連動して作動させる合焦連動機構と；この合焦連動機構を解除し、観察光学系合焦機構と撮影光学系合焦機構とを独立させる合焦連動解除機構と；を有することを特徴としている。
この構成によれば、観察光学系の合焦機構と撮影光学系の合焦機構との連動を一時的に解除することができ、その連動解除状態で観察者の視度の個人差を校正することができる。
【０００７】
合焦連動解除機構は、合焦連動機構、観察光学系合焦機構、撮影光学系合焦機構のいずれかに持たせることができる。
【０００８】
観察光学系は、正のパワーの対物光学系と、該対物光学系によって生じる像を観察する正のパワーの接眼光学系とを有する望遠鏡から構成することができ、さらに一対の正のパワーの対物光学系と、該一対の対物光学系によって生じる像を観察する正のパワーの一対の接眼光学系とを有する双眼鏡から構成するのが実際的である。
【０００９】
観察光学系を双眼鏡から構成する場合、撮影光学系の光軸は、双眼鏡の一対の観察光学系がもつ光軸の中間に配置するのがバランス上好ましい。また、撮影光学系は、ＣＣＤ撮像素子上に観察対象の画像を結像させて記録するデジタルカメラ用とすることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による撮影機能を有する観察装置の一実施形態を示している。この観察装置は観察光学系としての双眼鏡と撮影光学系との組合せによって構成されている。
双眼鏡は、周知のように、複数枚のレンズの組合せからなる正のパワーの対物光学系と、対物光学系によって形成される像の上下左右を反転させ、正立像として観察するための正立光学系と、該正立像を観察する正のパワーの接眼光学系とから構成される観察光学系１が、右目観察用と左目観察用に一対配置されている。図１では対物光学系の一部のみが観察光学系１として示されている。
複数枚のレンズの組み合わせによって構成される正のパワーの撮影光学系は、双眼鏡の一対の観察光学系の中間に配置されている。図１では、撮影光学系の一部のみが撮影光学系１００として示されている。
【００１１】
観察光学系の対物光学系の一部は対物枠１０に固定されており、該一対の対物枠１０はアーム４３によって連結され、アーム４３の中央部には可動部材４２が固定されている。可動部材４２には、光軸と平行な方向を向く雌ねじが形成されており、この雌ねじに雄ねじ軸４１が螺合している。雄ねじ軸４１には平ギア５４と合焦ハンドル５５が回転方向に一体に結合されている。
【００１２】
合焦ハンドル５５を回転させると、雄ねじ軸４１が回転し、雄ねじ軸４１に螺合した可動部材４２が前後方向に移動する。このとき可動部材４２に固定されたアーム４３と、更にアーム４３に固定された一対の対物枠１０も同時に前後方向に移動するため、観察光学系１の対物光学系の一部が光軸方向に移動して合焦操作がなされる。
【００１３】
撮影光学系１００は、鏡筒とヘリコイド機構をもち、鏡筒を回転することでヘリコイド機構が作動し、撮影光学系が光軸方向に移動して合焦操作がなされるように設定されている。
撮影光学系１００の鏡筒外周部には平ギア１５１が固定され、この平ギア１５１に平ギア５１が螺合している。一方、雄ねじ軸４１の平ギア５４は、この平ギヤ５１と同軸一体の平ギヤ５３に螺合している。
【００１４】
従って、合焦ハンドル５５を回転させると、平ギヤ５４、平ギア５３、シャフト５２、平ギア５１を介して平ギア１５１が回転する。平ギア１５１が回転すると撮影光学系の鏡筒が回転されるため、ヘリコイド機構が作動して撮影光学系の合焦操作がなされる。つまり図１の構成によれば、観察光学系と撮影光学系の合焦操作が連動してなされる。
【００１５】
図２は、以上の観察光学系と撮影光学系の合焦連動機構の連動を解除する合焦連動解除機構の一実施形態を示している。図２（ａ）は観察光学系と撮影光学系の合焦機構が連動している状態であり、図２（ｂ）は連動が解除された状態である。
【００１６】
合焦ハンドル５５の軸部には、雄ねじ軸４１の端部を相対移動自在に受け入れるシャフト受け５５１が形成されている。雄ねじ軸４１には径方向突起４０１が固定されており、合焦ハンドル５５のシャフト受け５５１端部には、この径方向突起４０１を相対回動不能に受け入れるピン受け５５３が設けられている。
【００１７】
雄ねじ軸４１は、平ギヤ５４と回転方向には一体であり、軸方向には相対移動できる。すなわち、平ギヤ５４の軸方向位置は、機器ボディ５４４によって規制されており、この平ギヤ５４は、合焦ハンドル５５の外周筒状面５５２に相対移動可能に嵌まっている。この外周筒状面５５２には軸線と平行な溝５５４が設けられ、また平ギヤ５４の中心穴の一部には溝５４１が設けられ、溝５５４と溝５４１との間にキー５４０が挿入されている。このため、平ギア５４と合焦ハンドル５５とは回転方向には一体に回転し、軸方向には相対移動可能である。
【００１８】
図２（ａ）は、合焦ハンドル５５が雄ねじ軸４１に対して前方に移動した状態であり、この状態では合焦ハンドル５５内部に設けられたピン受け５５３に径方向突起４０１が螺合することによって、合焦ハンドル５５と雄ねじ軸４１は回転方向に対して固定される。また上述したとおり合焦ハンドル５５と平ギヤ５４も回転方向に対して固定されているため、合焦ハンドル５５の回転によって雄ねじ軸４１と平ギヤ５４とが同時に回転する、つまり図１にて説明したとおり観察光学系合焦機構と撮影光学系合焦機構とが連動する。
【００１９】
図２（ｂ）は合焦ハンドル５５が雄ねじ軸４１に対して後方に移動した状態であり、この状態では径方向突起４０１がピン受け５５３から外れることによって、雄ねじ軸４１と合焦ハンドル５５とは回転方向に対して自由になる。このため合焦ハンドル５５を回転することによって、平ギヤ５４が回転して撮影光学系合焦機構は作動するが、雄ねじ軸４１は回転しないため観察光学系合焦機構は作動しない。すなわち観察光学系合焦機構と撮影光学系合焦機構の連動が解除される。
【００２０】
次に、上述の図２（ａ）及び図２（ｂ）に基づき、視度調整について説明する。
まず、図２（ａ）の状態で観察光学と撮影光学系がともにピントが合っていないとき、図示しない視度調整装置により図示しない接眼光学系を調整し、使用者に適した視度を設定する。これにより、観察光学系は鮮明な像が観察できる状態となる。一方、撮影光学系はいまだピントが合っていない。
そこで、合焦ハンドル５５を図２（ｂ）に示す解除状態とし、さらに、この合焦ハンドル５５を操作することにより、撮影光学系のピントを合わせる。その際、撮影光学系のピントが合ったことは、図示しないＬＣＤ又はファインダーインジケータ（ＦＩ）により確認することができる。
そして、合焦ハンドル５５を図２（ａ）に示す連動状態に戻す。この時点では、使用者に合わせて視度調整が成されているので、以後は、合焦ハンドル５５を操作すれば、鮮明な像を観察できるとともにピントの合った像を撮影できる。
【００２１】
図２に示した実施形態では、合焦ハンドル５５が観察光学系合焦機構と撮影光学系合焦機構の合焦連動機構と見なすことができ、連動を一時的に解除する機能は合焦連動機構がもつと言える。一方、見方を変えると、図２の合焦ハンドルは観察光学系合焦機構の一部と見なすこともでき、連動を一時的に解除する機能は観察光学系合焦機構がもつとも言える。すなわち、合焦連動解除機構は、合焦連動機構、観察光学系合焦機構、撮影光学系合焦機構のいずれかに持たせればよい。
【００２２】
図３は、撮影光学系１００を含むデジタルカメラの具体的な一実施形態を示している。撮影光学系１００は、物体側から順に、正の第１レンズ１１１と負の第２レンズ１１２の貼り合せによって構成される第１レンズ群１０１と、正の第３レンズ１２１と負の第４レンズ１２２とで構成される第２レンズ群１０２より構成されている。
【００２３】
第１レンズ１１１から第４レンズ１２２までの撮影光学系１００は可動枠１１０に保持され、またフィルター１０３とＣＣＤ素子１０５は固定枠１４０に保持されている。周知のように、デジタルカメラでは、ローパスフィルターや赤外カットフィルターなどの光学素子が配置されるが、図３の構成ではこれらの光学素子を１枚のフィルター１０３で示している。更にＣＣＤ撮像素子１０５のパッケージ前面にはカバーガラス１０４が固定されている。
【００２４】
可動枠１１０はヘリコイド機構１１５によって固定枠１４０に保持されている。従って可動枠１１０は、回転させると光軸方向に移動する撮影光学系合焦機構を形成している。
【００２５】
可動枠１１０の外周部には、図１で説明した平ギア１５１が固定されており、平ギア１５１は平ギア５１と螺合して図１の観察光学系合焦機構と連動する。
【００２６】
図４は、本発明による撮影機構を有する観察装置の別の実施形態を示している。この実施形態は観察光学系合焦機構と撮影光学系合焦機構の合焦連動解除機構を撮影光学系合焦機構にもたせたものである。
【００２７】
本実施形態の撮影光学系では、ギア１５１を可動枠１１０に固定する代わりに、可動枠１１０の外周にフリクションリング１５２を摩擦係合させ、このフリクションリング１５２の外周部にギア１５１を固定している。また可動枠１１０の先端外周部に合焦リング（ハンドル）１５４が設けられている。
【００２８】
ギア１５１は平ギア５１と螺合して図１の観察光学系合焦機構に連動している。図２に示した合焦連動解除機能は設けられていない。合焦ハンドル５５と雄ねじ軸４１及び平ギヤ５４は一体に構成されているものとする。
【００２９】
フリクションリング１５２は可動枠１１０に対して適度な摩擦抵抗をもちながら回転可能に保持されている。このため図１の合焦ハンドル５５を回転させるとギア５１に螺合したギア１５１が回転し、フリクションリング１５２の摩擦抵抗によって可動枠１１０が回転する。このときヘリコイド機構１１５によって撮影光学系１００が光軸方向に移動し、合焦操作がなされる。すなわち観察光学系合焦機構と撮影光学系合焦機構が連動する。
【００３０】
一方合焦リング１５４を回転させると、可動枠１１０が回転し、ヘリコイド機構１１５によって撮影光学系の合焦操作がなされる。しかしこのとき、ギア１５１の回転を強い力で阻止しておくと、フリクションリング１５２が可動枠１１０に対して空転する。このため、合焦リング１５４の回転がギア１５１に伝達するのを防ぎ、観察光学系合焦機構の作動を防ぐことができる。すなわち観察光学系合焦機構と撮影光学系合焦機構の連動は解除されるため、観察光学系の視度を使用者に合わせて調整することができる。
【００３１】
観察光学系の視度を使用者に合わせる方法としては、接眼光学系を光軸方向に移動させるといった視度調整機構や眼鏡といった視度矯正機器等の様々な手段が考えられるが、その手法は問わない。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、視度の個人差を補正することができ、観察光学系と撮影光学系とがひとつの合焦操作で使用可能な、撮影機能を有する観察装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による撮影機構を有する観察装置の一実施形態を示す外観構成図である。
【図２】図１の観察装置の撮影光学系に適用する合焦連動解除機構の一実施形態を示す断面図であり、（ａ）は合焦連動状態、（ｂ）は合焦解除状態を示している。
【図３】図１、図２の観察装置に適用する撮影光学系の鏡筒構造の一実施形態を示す断面図である。
【図４】同撮影光学系の鏡筒構造のさらに別の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１観察光学系
１０対物枠
５５合焦ハンドル
１００撮影光学系

Claims

正のパワーの対物光学系によって生じる観察対象の像を、正のパワーの接眼光学系を介して観察する観察光学系と；
前記観察光学系とは独立した、該観察対象を撮影する撮影光学系と；
前記観察光学系の対物光学系によって生じる像の結像位置を変化させる観察光学系合焦機構と；
前記撮影光学系による像の結像位置を変化させる撮影光学系合焦機構と；
該観察光学系合焦機構と撮影光学系合焦機構とを連動して作動させる合焦連動機構と；
この合焦連動機構を解除し、観察光学系合焦機構と撮影光学系合焦機構とを独立させる合焦連動解除機構と；
を有することを特徴とする撮影機能を有する観察装置。
前記合焦連動機構が、前記合焦連動解除機構を有する請求項１に記載の撮影機能を有する観察装置。
前記観察光学系合焦機構が、前記合焦連動解除機構を有する請求項１に記載の撮影機能を有する観察装置。
前記撮影光学系合焦機構が、前記合焦連動解除機構を有する請求項１に記載の撮影機能を有する観察装置。
前記観察光学系は、正のパワーの対物光学系と、該対物光学系によって生じる像を観察する正のパワーの接眼光学系とから構成されている望遠鏡である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮影機能を有する観察装置。
前記観察光学系は、一対の正のパワーの対物光学系と、該一対の対物光学系によって生じる像を観察する正のパワーの一対の接眼光学系とを有する双眼鏡である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮影機能を有する観察装置。
前記観察光学系は、前記双眼鏡の一対の観察光学系がもつ光軸の中間に前記撮影光学系の光軸が配置されている請求項６に記載の撮影機能を有する観察装置。