JP4029131B2 - Binoculars with distance meter - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は双眼鏡に関し、更に詳しくは、目標物体までの距離を測定する機能を備えた距離計付き双眼鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の距離計付き双眼鏡としては、実用新案登録第3074643号公報に記載されたものが知られている。この公報に記載された距離計付き双眼鏡は、ハウジングの中に左右両眼用の正立望遠光学系と、レーザ送光部とレーザ受光部とからなるレーザ測距手段とを有しており、レーザ送光部から送光したレーザ光をレーザ受光部において受光し、レーザ送光部からレーザ受光部までのレーザ光の往復時間より観測地点から目標物体までの距離を算出するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の距離計付き双眼鏡では、測距用のレーザ光を双眼鏡外に出射させるために、正立望遠光学系の中にビームスプリッタを別途配置する必要があった。このため構成が複雑になるとともに重量が大きくなり、また、左右のバランスを取るために他の部品の配置が制限されるという問題があった。また、上記ビームスプリッタは正立望遠光学系の光路中に配置されるため、観察像の中心部において非点収差が発生するという問題もあった。
【0004】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、簡単かつ軽量な構成であるのみならず、従来に比してより良い観察像を得ることが可能な構成の距離計付き双眼鏡を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る距離計付き双眼鏡は、第1の対物レンズ、第1の正立プリズム、第1の接眼レンズからなる第1の正立望遠光学系及び第2の対物レンズ、第2の正立プリズム、第2の接眼レンズからなる第2の正立望遠光学系がハウジング内に並設されてなる双眼鏡本体と、ハウジング内に設けられて測距光を射出する発光手段と、ハウジング内に設けられて測距光を受光する受光手段と、発光手段より射出され、第1の対物レンズを介して双眼鏡本体外に送り出された測距光が目標物体において反射した後、第2の対物レンズを介して双眼鏡本体内に入射し、受光手段に受光されるまでの間の時間に基づいて双眼鏡本体と目標物体との間の距離を算出する演算手段と、演算手段において算出された距離の値を表示する表示手段とを備えて構成される距離計付き双眼鏡において、第1の正立プリズム及び第2の正立プリズムを光学的に等価な複数の反射面により構成して左右対称に配設し、発光手段より射出された測距光は、第1の正立プリズムにおける一つの反射面に設けられた波長選択性のある半透膜を通して第1の正立プリズム内に入射した後、第1の正立プリズムより出射して第1の対物レンズより双眼鏡本体の外部に至り、目標物体において反射した後、第2の対物レンズより第2の正立プリズム内に入射した測距光は、第2の正立プリズムにおける第1の正立プリズムの前記一つの反射面と等価な反射面に設けられた同一の波長選択性のある半透膜を通して第2の正立プリズムの外部に出射した後受光手段に至るように構成される。
【0006】
本発明に係る距離計付き双眼鏡においては、発光手段より射出された測距光を、複数の反射面を有する第1の正立プリズムの一つの反射面に設けられた波長選択性のある半透膜から第1の正立プリズムを含む第1正立望遠光学系に入射させ、第1正立望遠光学系を利用して双眼鏡本体の外部に射出させるとともに、目標物体において反射した後、他方の第2正立望遠光学系を利用して双眼鏡本体内に内に入射させた測距光を、この第2正立望遠光学系に設けられた第1の正立プリズムと光学的に等価な複数の反射面からなる第2の正立プリズムの、前記一つの反射面と等価な反射面に設けられた同一の波長選択性のある半透膜を通して可視光(観察光)より分離することにより、受光手段に受光させることを可能にしている。このため、従来のように測距光を双眼鏡本体外に送り出すため、或いは双眼鏡内に入った測距光を可視光(観察光)から分離させるためのビームスプリッタを正立望遠光学系の光路中に別途設ける必要がなく、簡単かつ軽量な構成を実現することが可能である。また、構成がコンパクトになるので見栄えがするとともに、携帯にも便利である。更に、従来のようにビームスプリッタが正立望遠光学系の光路中に設けられないので、観察像の中心部に非点収差が発生したりせず、従来に比してより良好な観察像を得ることができる。
【0007】
また、上記本発明に係る距離計付き双眼鏡においては、上記正立プリズムがダハプリズムであることが好ましい。正立プリズムはポロ形プリズムでもよいのであるが、これをダハプリズムとすることにより、スマートでより見栄えのする外形の双眼鏡が得られる。また、測距光を赤外光とし、併せて上記半透膜を、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有するものとすることにより、正立プリズムの反射面において行う測距光の正立望遠光学系への入射、或いは測距光の観察光からの分離を容易に行うことができるようになる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。先ず、本発明の第1実施形態に係る距離計付き双眼鏡について説明する。図1はこの第1実施形態に係る距離計付き双眼鏡の構成の要部を示したものであり、図の左方が目標物体側(以下、説明の便宜上これを前方とする)に相当し、図の右方が観測者側(以下、説明の便宜上これを後方とする)に相当する。また、図の上方が観測者にとって右方に相当し、図の下方が観測者にとって左方に相当する。この第1実施形態に係る距離計付き双眼鏡10は、対物レンズ22、正立プリズム24及び接眼レンズ28からなる右側の正立望遠光学系20(特許請求の範囲における第1の正立望遠光学系に相当する)と、対物レンズ32、正立プリズム34及び接眼レンズ38からなる左側の正立望遠光学系30(特許請求の範囲における第2の正立望遠光学系に相当する)がハウジング14内に並設されてなる双眼鏡本体12をベースとして構成されている。
【0009】
右側の対物レンズ22と左側の対物レンズ32はともに正レンズと負レンズの貼り合わせレンズであり、右側の接眼レンズ28と左側の接眼レンズ38はともに負レンズと正レンズとの貼り合わせレンズ及び正レンズからなる組み合わせレンズである。また、この距離計付き双眼鏡10から右側及び左側の正立プリズム24,34のみを取り出して示す図2からも分かるように、右側の正立プリズム24は斜面である第1面25aが垂直かつ左右方向に延びるように設置された直角プリズムからなる右側水平プリズム25と、斜面である第1面26aが垂直かつ上下方向に延びるように設置された直角プリズムからなる右側垂直プリズム26とが組み合わされて構成されるポロ形プリズムであり、左側の正立プリズム34は斜面である第1面35aが垂直かつ左右方向に延びるように設置された直角プリズムからなる左側水平プリズム35と、斜面である第1面36aが垂直かつ上下方向に延びるように設置された直角プリズムからなる左側垂直プリズム36とが組み合わされて構成されるポロ形プリズムである。
【0010】
ここで、右側の正立プリズム24を構成する右側水平プリズム25の一つの直角面である第3面25cと、左側の正立プリズム34を構成する左側水平プリズム35の一つの直角面である第3面35cには、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有する、すなわち波長選択性のある半透膜がコーティングされている。なお、図2では右側水平プリズム25と右側垂直プリズム26とが分離して描かれており、また左側水平プリズム35と左側垂直プリズム36とも分離して描かれているが、これは後に述べる観察光の光路の説明を分かり易くするために便宜上したものであり、実際には右側水平プリズム25と右側垂直プリズム26は第1面25a,26a同士を接近させており、また、左側水平プリズム35と左側垂直プリズム36も第1面35a,36a同士を接近させている。
【0011】
この距離計付き双眼鏡10の接眼部15,16に両目を当て、右側及び左側の正立望遠光学系20,30を通して双眼鏡本体12外に位置する目標物体を見れば、目標物体からの反射光、すなわち観察光は、右側及び左側の対物レンズ22,32より両正立望遠光学系内20,30に入射する。図1及び図2に示すように、右側の対物レンズ22より入射した観察光は右側水平プリズム25の第1面25aに至ってこれを後方(接眼レンズ28側)に透過し、右側水平プリズム25の一方の直角面である第2面25bにおいて左方に全反射した後、もう一方の直角面である第3面25cにおいて対物レンズ22側に全反射し(この第3面25cには前述したように、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有する半透膜がコーティングされている)、光が入射した第1面25aより右側水平プリズム25の外に出ていく。また、このように右側水平プリズム25より出た観察光は、今度は右側垂直プリズム26の第1面26aに至ってこれを対物レンズ22側に透過し、右側垂直プリズム26の一方の直角面である第2面26bにおいて下方に全反射した後、もう一方の直角面である第3面26cにおいて後方に全反射し、第1面26aより右側垂直プリズム26の外に出ていく。
【0012】
一方、左側の対物レンズ32より入射した観察光は左側水平プリズム35の第1面35aに至ってこれを後方(接眼レンズ38側)に透過し、左側水平プリズム35の一方の直角面である第2面35bにおいて右方に全反射した後、もう一方の直角面である第3面35cにおいて対物レンズ32側に全反射し(この第3面35cには前述したように、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有する半透膜がコーティングされている)、光が入射した第1面35aより左側水平プリズム35の外に出ていく。また、このように左側水平プリズム35より出た観察光は、今度は左側垂直プリズム36の第1面36aに至ってこれを対物レンズ32側に透過し、左側垂直プリズム36の一方の直角面である第2面36bにおいて下方に全反射した後、もう一方の直角面である第3面36cにおいて後方に全反射し、第1面36aより左側垂直プリズム36の外に出ていく。
【0013】
ここで、右側の対物レンズ22と左側の対物レンズ32はともに正レンズであるため、これら対物レンズ22,32により結像される目標物体の像は本来倒立実像となるのであるが、右側及び左側の水平プリズム25,35に入った像はそれぞれ左右がひっくり返った状態でそのプリズム25,35より出ていき、また右側及び左側の垂直プリズム26,36に入った像はそれぞれ上下がひっくり返った状態でそのプリズム26,36より出ていくので、結果としてこれら正立プリズム24,34を通して見た目標物体の像は正立実像となる。また、右側の接眼レンズ28と左側の接眼レンズ38はともに正レンズであるが、正立プリズム24,34を通して形成される正立実像が両接眼レンズ28,38それぞれの焦点になるように配置されているため、両接眼レンズ28,38を通して目標物体を見れば、観測者には目標物体の正立拡大虚像が観察像として見えることになる。
【0014】
また、この距離計付き双眼鏡10のハウジング14内には発光素子42と、この発光素子42が発光した測距光を受光する受光素子44と、発光素子42より射出された測距光を右側の対物レンズ22より双眼鏡本体12外に送り出す測距光送光光学系50と、双眼鏡本体12外に送り出されて目標物体において反射した後、左側の対物レンズ32を介して双眼鏡本体12内に入射した測距光を受光素子44に受光させる測距光受光光学系60とが設けられている。ここで、発光素子42は測距光として赤外光を射出する半導体レーザであり、受光素子44は測距光としての赤外光を受光するフォトセンサである。また、測距光送光光学系50は、右側の正立プリズム24を構成する右側水平プリズム25の第3面25c及び第2面25bと、発光素子42より射出された測距光を上記右側水平プリズム25の第2面25bに反射させる第1反射ミラー52とからなっており、測距光受光光学系60は、左側の正立プリズム34を構成する左側水平プリズム35の第2面35b及び第3面35cと、双眼鏡本体12外に位置する目標物体において反射し、左側の対物レンズ32から双眼鏡本体12内に入射して上記左側水平プリズム35の第2面35bにおいて反射した測距光を受光素子44に反射させる第2反射ミラー62とからなっている。このように、発光素子42と受光素子44を、右側の正立望遠光学系20及び左側の正立望遠光学系30との間に互いに接近して配置することで、配線が簡単となったり、発光素子42と受光素子44を同一の電気基板上に配置できるといった利点も得られる。
【0015】
また、本距離計付き双眼鏡10のハウジング14内には、発光素子42及び受光素子44と繋がる演算装置(マイクロコンピュータ)72と、この演算装置72と繋がる距離表示装置74とが備えられている。演算装置72は、発光素子42より射出され、測距光送光光学系50を介して双眼鏡本体12外に送り出された測距光が目標物体において反射した後、測距光受光光学系60を介して受光素子44に受光されるまでの間の時間に基づいて双眼鏡本体12と目標物体との間の距離を算出する。また、距離表示装置74は右側の接眼レンズ28の前方位置に設けられており、演算装置72において算出された上記距離の値(双眼鏡本体12と目標物体との間の距離)を視野内の液晶画面内にデジタル表示する。
【0016】
左側の接眼レンズ38の前方には右側の接眼レンズ28の前方に距離表示装置74が設けられることにより生ずる左右の光路長のずれを補正するためのガラス板82が設けられている。また、右側の接眼レンズ28と距離表示装置74との間の位置、及び左側の接眼レンズ38とガラス板82との間の位置それぞれには、ハウジング14の内面や高反射率の目標物体において反射した有害な光から観測者の眼を守るための保護フィルター85,86が設けられている。
【0017】
この距離計付き双眼鏡10を用いて目標物体との間の距離を測定するには、観測者は先ず接眼レンズ28,38を両目で覗きつつ、視野中に現れた視準(例えば「+」マーク)が測定対象である目標物体に重なるようする。ハウジング14上には測定開始ボタン70が備えられており、観測者がこれを押圧すると演算装置72に測定開始信号が出力される。演算装置72は測定開始信号の入力を認識すると発光素子42に指令信号を出力し、これにより発光素子42は測距光(赤外光)を射出する。発光素子42より射出された測距光は第1反射ミラー52において反射して右側水平プリズム25の第3面25cに至るが、この右側水平プリズム25の第3面25cには前述した半透膜のコーティングがなされているため、測距光はこの第3面25cを透過して右側水平プリズム25内に入射する。そして、右側水平プリズム25の第2面25bにおいて全反射した後、右側水平プリズム25の第1面25a及び右側の対物レンズ22を透過して双眼鏡本体12外に至る。
【0018】
双眼鏡本体12外に射出された測距光は目標物体において反射し、左側の対物レンズ32より双眼鏡本体12内に入る。双眼鏡本体12内に入った測距光は、左側水平プリズム35の第1面35aを透過した後、同プリズム35の第2面35bにおいて全反射して同プリズム35の第3面35cに至るが、この左側水平プリズム35の第3面35cには前述した半透膜のコーティングがなされているため、測距光はこの第3面35cを透過して左側水平プリズム25の外部に出射する。そして、第2反射ミラー62において反射して受光素子44に至る。
【0019】
演算装置72は、発光素子42が発光して双眼鏡本体12より出射された測距光が目標物体において反射した後、再び双眼鏡本体12に戻ってきて受光素子44に受光されるまでの間の時間、すなわち測距光の往復時間に基づいて、双眼鏡本体12と目標物体との間の距離を算出する。演算装置72において求められた距離データは距離表示装置74に送られ、距離表示装置74は、その距離の値を視野内の液晶画面内に表示する。このため、観測者は本距離計付き双眼鏡10を通して目標物体近傍の風景を観察しつつ、その目標物体までの距離を知ることができる。
【0020】
このように本距離計付き双眼鏡10においては、発光素子42より射出された測距光を、正立プリズム24の反射面の一つ(右側水平プリズム25の第3面25c)に設けられた波長選択性のある半透膜からその正立プリズム24を含む正立望遠光学系(右側の正立望遠光学系20)に入射させ、その正立望遠光学系20を利用して双眼鏡本体12の外部に射出させるとともに、目標物体において反射した後、他方の正立望遠光学系(左側の正立望遠光学系30)を利用して双眼鏡本体12内に内に入射させた測距光を、この正立望遠光学系を構成する正立プリズム34の反射面の一つ(左側水平プリズム35の第3面35c)に設けられた波長選択性のある半透膜を通して可視光(観察光)より分離することにより、受光素子44に受光させることを可能にしている。このため、従来のように測距光を双眼鏡本体外に送り出すため、或いは双眼鏡内に入った測距光を可視光(観察光)から分離させるためのビームスプリッタを正立望遠光学系の光路中に別途設ける必要がなく、簡単かつ軽量な構成を実現することが可能である。また、構成がコンパクトになるので見栄えがするとともに、携帯にも便利である。更に、従来のようにビームスプリッタが正立望遠光学系の光路中に設けられないので、観察像の中心部に非点収差が発生したりせず、従来に比してより良好な観察像を得ることができる。
【0021】
次に、本発明の第2実施形態に係る距離計付き双眼鏡について説明する。図3はこの第2実施形態に係る距離計付き双眼鏡の構成の要部を示したものであり、第1実施形態の場合と同様、図の左方が目標物体側(以下、説明の便宜上これを前方とする)に相当し、図の右方が観測者側(以下、説明の便宜上これを後方とする)に相当する。また、図の上方が観測者にとって右方に相当し、図の下方が観測者にとって左方に相当する。この第2実施形態に係る距離計付き双眼鏡110は、対物レンズ122、正立プリズム124及び接眼レンズ128からなる右側の正立望遠光学系120と、対物レンズ132、正立プリズム134及び接眼レンズ138からなる左側の正立望遠光学系130がハウジング114内に並設されてなる双眼鏡本体112をベースとしている。ここで、右側及び左側の対物レンズ122,132は第1実施形態における右側及び左側の対物レンズ22,32と同じ構成を有しており、右側及び左側の接眼レンズ128,138はそれぞれ第1実施形態における右側及び左側の接眼レンズ28,38と同じ構成を有している。
【0022】
図4は、この第2実施形態に係る距離計付き双眼鏡110における右側及び左側の正立プリズム124,134を示したものである(但し、この図では、後述するダハプリズム125,135が図の上方になるように描いてある)。この図4及び図3から分かるように、右側の正立プリズム124はダハ稜線125fが水平(図4では垂直面内)になるように置かれた右側ダハプリズム125と、この右側ダハプリズム125と非常に小さい空気間隔をおいて設置された(図4ではこの空気間隔は極端に大きく描いている)右側平板プリズム126と、この右側平板プリズム126の一面に接着された右側補助プリズム127とから構成されるダハ形プリズムであり、左側の正立プリズム134はダハ稜線が水平(図4では垂直面内)になるように置かれた左側ダハプリズム135と、この左側ダハプリズム135と非常に小さい空気間隔をおいて設置された左側平板プリズム136と、この左側平板プリズム136の一面に接着された左側補助プリズム137とから構成されるダハ形プリズムである。ここで、右側の正立プリズム124を構成する右側平板プリズム126の一つの反射面である第3面126cと、左側の正立プリズム134を構成する左側平板プリズム136の一つの反射面である第3面136cには、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有する(波長選択性のある)半透膜がコーティングされている。
【0023】
この距離計付き双眼鏡110の接眼部115,116に両目を当て、右側及び左側の正立望遠光学系120,130を通して目標物体を見れば、目標物体からの反射光、すなわち観察光は、右側及び左側の対物レンズ122,132より両正立望遠光学系120,130に入射する。図3及び図4に示すように、右側の対物レンズ122より入射した観察光は右側平板プリズム126の第1面126aより入射し、第2面126bにおいて左方に全反射した後、第3面126cにおいて右後方に全反射し(この第3面126cには前述した半透膜のコーティングがなされている)、第2面126bより右側平板プリズム126の外に出ていく。右側平板プリズム126の外に出た観察光は右側平板プリズム126と右側ダハプリズム125との間の薄い空気層を通った後、今度は右側ダハプリズム125の第1面125aより入射し、第2面125bにおいて右前方に全反射した後、続いてダハ面である第3面125c及び第4面125dにおいて全反射して第1面125aに至る。そして、この第1面125aにおい後方に全反射した後、第2面125bより右側ダハプリズム125の外に出ていく。
【0024】
一方、左側の対物レンズ32より入射した観察光は左側平板プリズム136の第1面136aより入射し、第2面136bにおいて右方に全反射した後、第3面136cにおいて左後方に全反射し(この第3面136cには前述した半透膜のコーティングがなされている)、第2面136bより左側平板プリズム136の外に出ていく。左側平板プリズム136の外に出た観察光は左側平板プリズム136と左側ダハプリズム135との間の薄い空気層を通った後、今度は左側ダハプリズム135の第1面135aより入射し、第2面135bにおいて左前方に全反射した後、続いてダハ面である第3面135c及び第4面135dにおいて全反射して第1面135aに至る。そして、この第1面135aにおい後方に全反射した後、第2面135bより左側ダハプリズム135の外に出ていく。
【0025】
ここで、右側の対物レンズ122と左側の対物レンズ132はともに正レンズであるため、これら対物レンズ122,132により結像される像は本来倒立実像となるのであるが、右側及び左側の正立プリズム124,134を通して見た目標物体の像は正立実像となる。また、右側の接眼レンズ128と左側の接眼レンズ138はともに正レンズであるが、正立プリズム124,134を通して形成される正立実像が両接眼レンズ128,138それぞれの焦点になるように配置されているため、両接眼レンズ128,138を通して目標物体を見れば、観測者には目標物体の正立拡大虚像が観察像として見えることになるのは、上述の第1実施形態に係る距離計付き双眼鏡10の場合と同様である。
【0026】
また、この距離計付き双眼鏡110のハウジング114内には第1の実施形態において用いられた発光素子42及び受光素子44と同じ構成の発光素子142及び受光素子144と、発光素子142より射出された測距光を右側の対物レンズ122より双眼鏡本体112外に送り出す測距光送光光学系150と、双眼鏡本体112外に送り出されて目標物体において反射した後、左側の対物レンズ132を介して双眼鏡本体112内に入射した測距光を受光素子144に受光させる測距光受光光学系160とが設けられている。ここで、測距光送光光学系150は、右側の正立プリズム124を構成する右側平板プリズム126の第2面126b及び第3面126cと、発光素子142より射出された測距光を上記右側平板プリズム126の第2面126bに反射させる第1反射ミラー152とからなっており、測距光受光光学系160は、左側の正立プリズム134を構成する左側平板プリズム136の第2面136b及び第3面136cと、左側の対物レンズ132から双眼鏡本体112内に入射して上記左側平板プリズム136の第2面136bにおいて反射した測距光を受光素子144に反射させる第2反射ミラー162とからなっている。
【0027】
また、本距離計付き双眼鏡110のハウジング114内には、発光素子142及び受光素子144と繋がる演算装置172と、この演算装置172と繋がる距離表示装置174とが備えられているが、これらの作用は第1実施形態に係る距離計付き双眼鏡10の場合と同様であるのでその説明は省略する。また、左側の接眼レンズ138の前方には右側の接眼レンズ128の前方に距離表示装置174が設けられることにより生ずる左右の光路長のずれを補正するためのガラス板182が設けられていることのほか、右側の接眼レンズ128と距離表示装置174との間の位置、及び左側の接眼レンズ138とガラス板182との間の位置それぞれに保護フィルター185,186が設けられていることも、第1実施形態に係る距離計付き双眼鏡10の場合と同様である。
【0028】
この距離計付き双眼鏡110を用いて目標物体との間の距離を測定するため、観測者が接眼レンズ128,138を両目で覗き、視野中に現れた視準が測定対象である目標物体に重なるようにしつつ、ハウジング114上に設けられた測定開始ボタン170を押圧操作すると、演算装置172を介して発光素子142より測距光(赤外光)が射出される。発光素子142より射出された測距光は第1反射ミラー152において反射して右側補助プリズム127の面127aを透過した後、右側平板プリズム126の第3面126cに至るが、この右側平板プリズム126の第3面126cには前述した半透膜のコーティングがなされているため、測距光はこの第3面126cを透過して右側平板プリズム126内に入射する。そして、右側平板プリズム126の第2面126bにおいて全反射した後、右側平板プリズム126の第1面126a及び右側の対物レンズ122を透過して双眼鏡本体112外に至る。
【0029】
双眼鏡本体112外に射出された測距光は目標物体において反射し、左側の対物レンズ132より双眼鏡本体112内に入る。双眼鏡本体112内に入った測距光は、左側平板プリズム136の第1面136aを透過した後、同プリズム136の第2面136bにおいて全反射して同プリズム136の第3面136cに至るが、この左側平板プリズム136の第3面136cには前述した半透膜のコーティングがなされているため、測距光はこの第3面136cを透過して左側平板プリズム136の外部に射出する。そして、左側補助プリズム137の面137aを透過した後、第2反射ミラー162において反射して受光素子144に至る。
【0030】
このような構成を有する第2実施形態に係る距離計付き双眼鏡110においても、発光素子142より射出された測距光を、正立プリズム124の反射面の一つ(右側平板プリズム126の第3面126c)に設けられた波長選択性のある半透膜からその正立プリズム124を含む正立望遠光学系(右側の正立望遠光学系120)に入射させ、その正立望遠光学系を利用して双眼鏡本体112の外部に射出させるとともに、目標物体において反射した後、他方の正立望遠光学系(左側の正立望遠光学系130)を利用して双眼鏡本体112内に内に入射させた測距光を、この正立望遠光学系を構成する正立プリズム134の反射面の一つ(左側平板プリズム136の第3面136c)に設けられた波長選択性のある半透膜を通して可視光(観察光)より分離することにより、受光素子144に受光させることを可能にしている。このため、前述の第1実施形態に係る距離計付き双眼鏡10と同様の効果が得られるうえ、正立プリズム124,134にダハ形プリズムが用いられているため、第1実施形態に係る距離計付き双眼鏡10よりもスマートで、より見栄えのする外形が得られる。
【0031】
次に、上記本発明の第2実施形態に係る距離計付き双眼鏡の変形例について説明する。図5はこの第2実施形態の変形例に係る距離計付き双眼鏡の構成の要部を示したものであり、第2実施形態の場合と同様、図の左方が目標物体側に相当し、図の右方が観測者側に相当する。また、図の上方が観測者にとって右方に相当し、図の下方が観測者にとって左方に相当する。この第2実施形態の変形例に係る距離計付き双眼鏡110’は、上述の第2実施形態に係る距離計付き双眼鏡110をベースにしており、第2実施形態に係る距離計付き双眼鏡110と同じ構成部品については同じ符号を付している。
【0032】
この第2実施形態の変形例に係る距離計付き双眼鏡110’においては、発光素子142と第1反射ミラー152との間に正レンズからなる集光レンズ146が設けられており、また、第2反射ミラー162と受光素子144との間には負レンズからなるバーローレンズ147及びバンドパスフィルタ148が設けられている。ここで、集光レンズ146は発光素子142より射出された測距光(赤外光)をより多く対物レンズ122に送るために用いられており、バーローレンズ147は対物レンズ132の別の役割である受光レンズとしての焦点距離を拡大し、受光素子144の受光視野を縮小することで外乱光の入射を抑えて、S/N比を向上させるために用いられている。また、バンドパスフィルタ148は目標物体から反射して受光素子144に入射する測距光に混入する外乱光を遮断し、S/N比を向上させるために用いられている。ここではバーローレンズ147とバンドパスフィルタ148とを併用しているが、バーローレンズ147及びバンドパスフィルタ148のいずれか一方だけを用いてもS/N比の向上は著しい。
【0033】
また、この第2実施形態の変形例に係る距離計付き双眼鏡110’では、第2実施形態において左側の接眼レンズ138の前方に設けられたガラス板182の代わりに距離表示装置174とは異なる別の表示装置176が設けられており、これにより距離データ以外のデータ(例えば時間やバッテリの残量などのデータ)を視野内の液晶画面内にデジタル表示することができるようになっている。
【0034】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態に示したものに限定されない。例えば、上述の実施形態においては、演算装置及び距離表示装置(第2実施形態の変形例において示した距離表示装置とは別の表示装置も含めて)はハウジングの内部に設けられていたが、これはハウジングの外部に設けられるのであってもよい。また、上述の実施形態では、測距光送光光学系は右側に設けられ、測距光受光光学系は左側に設けられた構成を有していたが、これらは左右が逆であってもよい。
【0035】
また、正立プリズムは上述の実施形態において示したように直角プリズムやダハプリズムの組み合わせからなるものに限られず、他のプリズム、例えばペンタプリズム等の組み合わせからなるものであってもよい。更に、上記実施形態では、測距光に赤外光を用い、その発光手段として半導体レーザが用いられていたが、これは必ずしも半導体レーザでなくてもよく、測距光は赤外光でなくてもよい。しかし、上記実施形態に示したように、測距光を赤外光とし、併せて上記半透膜を、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有するものとすることにより、右側の正立プリズムの反射面(第1実施形態では右側水平プリズム25の第3面25c、第2実施形態及びその変形例では右側平板プリズム126の第3面126c)において行う測距光の正立望遠光学系への入射、或いは左側の正立プリズムの反射面(第1実施形態では左側水平プリズム35の第3面35c、第2実施形態及びその変形例では右側平板プリズム136の第3面136c)において行う測距光の観察光からの分離を容易に行うことができるという利点がある。
【0036】
また、上記本発明に係る距離計付き双眼鏡においては、上記正立プリズムがダハプリズムであることが好ましい。正立プリズムはポロ形プリズムでもよいのであるが、これをダハプリズムとすることにより、スマートでより見栄えのする外形の双眼鏡が得られる。また、測距光を赤外光とし、併せて上記半透膜を、可視光は反射するが赤外光は透過する性質を有するものとすることにより、正立プリズムの反射面において行う測距光の正立望遠光学系への入射、或いは測距光の観察光からの分離を容易に行うことができるようになる。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る距離計付き双眼鏡においては、発光手段より射出された測距光を、複数の反射面を有する第1の正立プリズムの一つの反射面に設けられた波長選択性のある半透膜から第1の正立プリズムを含む第1正立望遠光学系に入射させ、第1正立望遠光学系を利用して双眼鏡本体の外部に射出させるとともに、目標物体において反射した後、他方の第2正立望遠光学系を利用して双眼鏡本体内に内に入射させた測距光を、この第2正立望遠光学系に設けられた第1の正立プリズムと光学的に等価な複数の反射面からなる第2の正立プリズムの、前記一つの反射面と等価な反射面に設けられた同一の波長選択性のある半透膜を通して可視光(観察光)より分離することにより、受光手段に受光させることを可能にしている。このため、従来のように測距光を双眼鏡本体外に送り出すため、或いは双眼鏡内に入った測距光を可視光(観察光)から分離させるためのビームスプリッタを正立望遠光学系の光路中に別途設ける必要がなく、簡単かつ軽量な構成を実現することが可能である。また、構成がコンパクトになるので見栄えがするとともに、携帯にも便利である。更に、従来のようにビームスプリッタが正立望遠光学系の光路中に設けられないので、観察像の中心部に非点収差が発生したりせず、従来に比してより良好な観察像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る距離計付き双眼鏡の構成の要部を示す図である。
【図2】この距離計付き双眼鏡から左右の正立プリズムのみを取り出して示す斜視図である。
【図3】本発明の第2実施形態に係る距離計付き双眼鏡の構成の要部を示す図である。
【図4】この距離計付き双眼鏡から左右の正立プリズムのみを取り出して示す斜視図である。
【図5】第2実施形態の変形例に係る距離計付き双眼鏡の構成の要部を示す図である。
【符号の説明】
10 距離計付き双眼鏡
12 双眼鏡本体
14 ハウジング
20,30 正立望遠光学系
22,32 対物レンズ
24,34 正立プリズム
25,35 水平プリズム
25c,35c 波長選択性のある半透膜が設けられる反射面
26,36 垂直プリズム
28,38 接眼レンズ
42 発光素子
44 受光素子
72 演算装置
74 距離表示装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to binoculars, and more particularly, to a binocular with a distance meter having a function of measuring a distance to a target object.
[0002]
[Prior art]
As conventional binoculars with a distance meter, those described in Utility Model Registration No. 3074643 are known. The binoculars with a distance meter described in this publication has an erecting telephoto optical system for both left and right eyes in a housing, and a laser distance measuring means including a laser light transmitting part and a laser light receiving part, The laser beam transmitted from the laser beam transmitter is received by the laser beam receiver, and the distance from the observation point to the target object is calculated from the round trip time of the laser beam from the laser beam transmitter to the laser beam receiver. .
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional binoculars with a distance meter, it is necessary to separately arrange a beam splitter in the erecting telephoto optical system in order to emit laser light for distance measurement to the outside of the binoculars. For this reason, there is a problem that the configuration becomes complicated and the weight is increased, and the arrangement of other parts is restricted in order to balance left and right. Further, since the beam splitter is disposed in the optical path of the erect telephoto optical system, there is a problem that astigmatism occurs in the central portion of the observation image.
[0004]
The present invention has been made in view of such problems, and provides a binocular with a distance meter that is not only simple and lightweight, but also capable of obtaining a better observation image as compared with the prior art. The purpose is to do.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A binocular with a distance meter according to the present invention includes a first erecting telephoto optical system and a second objective lens, each of which includes a first objective lens, a first erecting prism, a first eyepiece, and a second erecting lens. A binocular main body in which a second erect telephoto optical system including a prism and a second eyepiece is arranged in parallel in the housing, a light emitting means provided in the housing and emitting distance measuring light, and provided in the housing And the distance measuring light emitted from the light emitting means and sent out of the binocular main body through the first objective lens is reflected by the target object, and then the second objective lens is Calculating means for calculating the distance between the binocular main body and the target object based on the time until the light is received by the light receiving means and the distance value calculated by the calculating means Comprising display means for displaying In rangefinder binoculars to be, The first erecting prism and the second erecting prism are composed of a plurality of optically equivalent reflecting surfaces and are arranged symmetrically. Ranging light emitted from the light emitting means is emitted from the first erecting prism. One reflective surface Is incident on the first erecting prism through the wavelength-selective semi-permeable membrane provided on the first erecting prism, then exits from the first erecting prism and reaches the outside of the binocular main body from the first objective lens. The distance measuring light that has entered the second erecting prism from the second objective lens after being reflected by the second objective lens is reflected in the second erecting prism. Equivalent to the one reflecting surface of the first upright prism Provided on the reflective surface Same After exiting the second erecting prism through the wavelength-selective semi-permeable membrane and reaching the light receiving means Composed .
[0006]
In the binoculars with a distance meter according to the present invention, the distance measuring light emitted from the light emitting means, A first having a plurality of reflective surfaces; Erecting prism One reflective surface From a semi-permeable membrane with wavelength selectivity First Includes upright prism First Incident into the erect telephoto system, First Use the erecting telephoto optical system to emit light outside the binocular body, and after reflecting off the target object, Second Ranging light that enters the binoculars body using the erecting telephoto optical system Second Erect telephoto optical system A second erecting prism composed of a plurality of reflecting surfaces that are optically equivalent to the first erecting prism provided on the first erecting prism, equivalent to the one reflecting surface. Provided on the reflective surface Same By separating from visible light (observation light) through a wavelength-selective semipermeable membrane, the light receiving means can receive light. For this reason, a beam splitter for sending the distance measuring light out of the binocular main body as in the past or for separating the distance measuring light entering the binoculars from the visible light (observation light) is in the optical path of the erecting telephoto optical system. Therefore, it is possible to realize a simple and lightweight configuration. In addition, the compact configuration makes it look good and is convenient to carry. Furthermore, since the beam splitter is not provided in the optical path of the erecting telephoto optical system as in the prior art, astigmatism does not occur in the central portion of the observed image, and a better observed image than in the past is obtained. Obtainable.
[0007]
In the binoculars with a distance meter according to the present invention, the erecting prism is preferably a roof prism. The erecting prism may be a polo-shaped prism, but by using it as a roof prism, binoculars with a smarter and more attractive appearance can be obtained. Further, distance measurement performed on the reflecting surface of the erecting prism by using infrared light as the distance measurement light and also having the property of reflecting the visible light but transmitting the infrared light through the semipermeable membrane. Incident light into the erect telephoto optical system or separation of the ranging light from the observation light can be easily performed.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a binocular with a distance meter according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a main part of the configuration of the binoculars with a distance meter according to the first embodiment, and the left side of the figure corresponds to the target object side (hereinafter referred to as the front for convenience of explanation). The right side of the figure corresponds to the observer side (hereinafter referred to as the rear for convenience of explanation). The upper part of the figure corresponds to the right side for the observer, and the lower part of the figure corresponds to the left side for the observer. The
[0009]
The right
[0010]
Here, a
[0011]
If both eyes are placed on the
[0012]
On the other hand, the observation light incident from the left
[0013]
Here, since the right
[0014]
Further, in the
[0015]
In the
[0016]
In front of the
[0017]
In order to measure the distance to the target object using the
[0018]
The distance measuring light emitted outside the binocular
[0019]
The computing device 72 is the time from when the light-emitting
[0020]
As described above, in the
[0021]
Next, a binocular with a distance meter according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 shows the main part of the configuration of the binoculars with a distance meter according to the second embodiment. As in the case of the first embodiment, the left side of the figure is the target object side (hereinafter, for convenience of explanation). The right side of the figure corresponds to the observer side (hereinafter referred to as the rear for convenience of explanation). The upper part of the figure corresponds to the right side for the observer, and the lower part of the figure corresponds to the left side for the observer. A binocular 110 with a distance meter according to the second embodiment includes a right erect telephoto
[0022]
FIG. 4 shows right and left
[0023]
When both eyes are placed on the
[0024]
On the other hand, the observation light incident from the left
[0025]
Here, since both the right
[0026]
Further,
[0027]
Further, in the
[0028]
In order to measure the distance to the target object using the
[0029]
The distance measuring light emitted outside the binocular
[0030]
Also in the
[0031]
Next, a modification of the binoculars with a distance meter according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 shows a main part of the configuration of the binoculars with a distance meter according to the modification of the second embodiment, and as in the case of the second embodiment, the left side of the figure corresponds to the target object side, The right side of the figure corresponds to the observer side. The upper part of the figure corresponds to the right side for the observer, and the lower part of the figure corresponds to the left side for the observer. A binocular 110 ′ with a distance meter according to a modification of the second embodiment is based on the binocular 110 with a distance meter according to the second embodiment described above, and is the same as the binocular 110 with a distance meter according to the second embodiment. The same reference numerals are given to the components.
[0032]
In the
[0033]
Further, the
[0034]
The preferred embodiments of the present invention have been described so far, but the scope of the present invention is not limited to those shown in the above-described embodiments. For example, in the above-described embodiment, the arithmetic device and the distance display device (including the display device different from the distance display device shown in the modification of the second embodiment) are provided inside the housing. This may be provided outside the housing. In the above-described embodiment, the distance measuring light transmitting optical system is provided on the right side and the distance measuring light receiving optical system is provided on the left side. Good.
[0035]
Further, the erecting prism is not limited to a combination of a right-angle prism and a roof prism as shown in the above-described embodiment, and may be a combination of other prisms such as a pentaprism. Furthermore, in the above embodiment, infrared light is used as the distance measuring light and a semiconductor laser is used as the light emitting means. However, this is not necessarily a semiconductor laser, and the distance measuring light is not infrared light. May be. However, as shown in the above embodiment, the distance measuring light is infrared light, and the semi-permeable membrane has a property of reflecting visible light but transmitting infrared light, so that the right side Erecting of distance measuring light performed on the reflecting surface of the erecting prism (the
[0036]
In the binoculars with a distance meter according to the present invention, the erecting prism is preferably a roof prism. The erecting prism may be a polo-shaped prism, but by using it as a roof prism, binoculars with a smarter and more attractive appearance can be obtained. Further, distance measurement performed on the reflecting surface of the erecting prism by using infrared light as the distance measurement light and also having the property of reflecting the visible light but transmitting the infrared light through the semipermeable membrane. Incident light into the erect telephoto optical system or separation of the ranging light from the observation light can be easily performed.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, in the binoculars with a distance meter according to the present invention, the distance measuring light emitted from the light emitting means, A first having a plurality of reflective surfaces; Erecting prism One reflective surface From a semi-permeable membrane with wavelength selectivity First Includes upright prism First Incident into the erect telephoto system, First Use the erecting telephoto optical system to emit light outside the binocular body, and after reflecting off the target object, Second Ranging light that enters the binoculars body using the erecting telephoto optical system Second Erect telephoto optical system A second erecting prism composed of a plurality of reflecting surfaces that are optically equivalent to the first erecting prism provided on the first erecting prism, equivalent to the one reflecting surface. Provided on the reflective surface Same By separating from visible light (observation light) through a wavelength-selective semipermeable membrane, the light receiving means can receive light. For this reason, a beam splitter for sending the distance measuring light out of the binocular main body as in the past or for separating the distance measuring light entering the binoculars from the visible light (observation light) is in the optical path of the erecting telephoto optical system. Therefore, it is possible to realize a simple and lightweight configuration. In addition, the compact configuration makes it look good and is convenient to carry. Furthermore, since the beam splitter is not provided in the optical path of the erecting telephoto optical system as in the prior art, astigmatism does not occur in the central portion of the observed image, and a better observed image than in the past is obtained. Obtainable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a main part of a configuration of a binocular with a distance meter according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing only the left and right erecting prisms extracted from the binoculars with distance meters.
FIG. 3 is a diagram showing a main part of a configuration of a binocular with a distance meter according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing only the left and right erect prisms taken out from the binoculars with distance meters.
FIG. 5 is a diagram showing a main part of a configuration of a binocular with a distance meter according to a modification of the second embodiment.
[Explanation of symbols]
10 Binoculars with rangefinder
12 Binoculars body
14 Housing
20, 30 Erect telephoto optical system
22, 32 Objective lens
24, 34 Upright prism
25, 35 Horizontal prism
25c, 35c Reflective surface provided with a wavelength-selective semipermeable membrane
26, 36 Vertical prism
28,38 eyepiece
42 Light Emitting Element
44 Light receiving element
72 Arithmetic unit
74 Distance display device
Claims (3)
前記ハウジング内に設けられて測距光を射出する発光手段と、
前記ハウジング内に設けられて測距光を受光する受光手段と、
前記発光手段より射出され、前記第1の対物レンズを介して前記双眼鏡本体外に送り出された測距光が目標物体において反射した後、前記第2の対物レンズを介して前記双眼鏡本体内に入射し、前記受光手段に受光されるまでの間の時間に基づいて前記双眼鏡本体と前記目標物体との間の距離を算出する演算手段と、
前記演算手段において算出された前記距離の値を表示する表示手段とを備えて構成される距離計付き双眼鏡において、
前記第1の正立プリズム及び前記第2の正立プリズムを光学的に等価な複数の反射面により構成して左右対称に配設し、
前記発光手段より射出された測距光は、前記第1の正立プリズムにおける一つの反射面に設けられた波長選択性のある半透膜を通して前記第1の正立プリズム内に入射した後、前記第1の正立プリズムより出射して前記第1の対物レンズより前記双眼鏡本体の外部に至り、
前記目標物体において反射した後、前記第2の対物レンズより前記第2の正立プリズム内に入射した測距光は、前記第2の正立プリズムにおける前記第1の正立プリズムの前記一つの反射面と等価な反射面に設けられた同一の前記波長選択性のある半透膜を通して前記第2の正立プリズムの外部に出射した後前記受光手段に至るように構成したことを特徴とする距離計付き双眼鏡。The first objective lens, the first erecting prism, the first erecting telephoto optical system including the first eyepiece lens, the second objective lens, the second erecting prism, and the second eyepiece including the second eyepiece lens. A binocular main body in which two upright telephoto optical systems are arranged in parallel in the housing;
A light emitting means provided in the housing for emitting distance measuring light;
A light receiving means provided in the housing for receiving distance measuring light;
Ranging light emitted from the light emitting means and sent out of the binocular main body through the first objective lens is reflected on the target object, and then enters the binocular main body through the second objective lens. Calculating means for calculating a distance between the binocular main body and the target object based on a time until light is received by the light receiving means;
In binoculars with a distance meter configured to include display means for displaying the value of the distance calculated by the computing means,
The first erecting prism and the second erecting prism are configured by a plurality of optically equivalent reflecting surfaces and arranged symmetrically,
The distance measuring light emitted from the light emitting means is incident on the first erecting prism through a wavelength-selective semi-transmissive film provided on one reflecting surface of the first erecting prism. Exits from the first erecting prism and reaches the outside of the binocular body from the first objective lens;
After being reflected by the target object, the distance measuring light incident on the second erecting prism from the second objective lens is the one of the first erecting prisms in the second erecting prism. It is configured such that the light is emitted to the outside of the second erecting prism through the same wavelength-selective semipermeable membrane provided on a reflection surface equivalent to the reflection surface, and then reaches the light receiving means. Binoculars with a distance meter to do.
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