JPH11215411A - 光束分離手段およびこれを用いた観察光学システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 眼鏡接眼部の光射出面と眼鏡の入射瞳位置と
の間に光束分離手段を配設することにより、眼鏡の操作
性を向上させるとともに、装置の小型化を図る。 【構成】 眼鏡接眼部11の光射出面と眼鏡10の入射瞳位
置20との間に、眼鏡接眼部11からの光束を直視系光束30
と撮影系光束40とに分離するための光束分離手段50を配
設し、光束分離手段50により分離された撮影系光束40の
光路上に、結像レンズ60および撮影カメラ70を配設す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、眼鏡を用いて被観
察物を観察するための光束分離手段およびこれを用いた
観察光学システムに関し、詳しくは、眼鏡を操作する観
察者と他の複数の観察者が同時に被観察物の観察を行い
得るようにした観察光学システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、望遠鏡や単眼鏡等の眼鏡でとら
えた被観察物の像は、その眼鏡を操作する観察者本人の
観察を前提としているが、その一方で、眼鏡を操作する
観察者とは別の複数の観察者が、眼鏡でとらえた被観察
物の像を同時に観察したいという要望もある。

【０００３】そこで、従来から、光束分離手段を用いて
眼鏡からの光束を直視系光束と撮影系光束とに分離し、
眼鏡を操作する観察者は、直視系光束により被観察物を
観察し、他の人間は、光束分離手段により直視系光束か
ら分離された撮影系光束をテレビカメラ等の撮影カメラ
で映像化することにより観察できるようにした観察光学
システムが知られている。

【０００４】このような従来の観察光学システムは、例
えば図５に示すように、眼鏡10の射出瞳位置20に、眼鏡
10からの直視系光束30の一部を分離するための光束分離
手段50を配設し、光束分離手段50と眼鏡10を操作する観
察者との間にリレーレンズ200を配設するとともに、光
束分離手段50により直視系光束30から分離された光束の
光路上に、結像レンズ60および撮影カメラ70を配設して
なる。

【０００５】なお、上記光束分離手段50は、眼鏡10の光
軸Ｘに対して垂直な、互いに対向する一対の面51,52を
有し、両面51,52の間隔内に、ハーフミラー面53を両面5
1,52に対して傾斜させて配置したハーフプリズムからな
る。また、この光束分離手段50の眼鏡10側および射出瞳
位置20側の両面51,52は、それぞれハーフミラー面53で
反射された撮影系光束を全反射するようになっている。

【０００６】上述した従来の観察光学システムでは、リ
レーレンズ200により眼鏡の射出瞳がアイポイント位置2
10までリレーされ、観察者は、このアイポイントに瞳を
合致させて観察を行う。一方、光束分離手段50により分
離された撮影系光束40により、結像レンズ60を介して撮
影カメラ70の撮像面に被観察物の像が結像され、この撮
像面に結像された被観察物の像を光電変換等の操作によ
りモニタ等に映出することにより、他の複数の観察者
が、眼鏡10を操作する観察者80と同時にその被観察物を
観察することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の技術
進歩により撮影カメラ等の小型化が進むなかで、観察光
学システムの小型化が望まれるようになってきている。
また、眼鏡の操作性を向上させるためには、眼鏡の射出
瞳位置と観察者のアイポイント位置とを略一致させるこ
とが好ましい。

【０００８】しかしながら、上述した従来の観察光学シ
ステムでは、撮影カメラ等の大きさに伴うスペース上の
制約から、眼鏡の射出瞳位置と観察者のアイポイント位
置とを略一致させることが困難であった。このようなス
ペース上の制約に鑑み、従来の観察光学システムでは、
眼鏡の射出瞳位置に光束分離手段を配設し、光束分離手
段と観察者のアイポイント位置との間にリレーレンズを
介在させるようにしている。このため、上述した従来の
観察光学システムでは眼鏡から観察者のアイポイント位
置までの距離が遠くなってしまい、眼鏡の操作性が低下
するとともに、装置の小型化を図ることが困難となって
いた。

【０００９】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、眼鏡の操作性を向上させるとともに、装置の小型
化を図ることが可能な、光束分離手段およびこれを用い
た観察光学システムを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる光束分離
手段は、最近の撮影カメラが飛躍的に小型化されたこと
に着目してなされたもので、眼鏡接眼部の光射出面と該
眼鏡の射出瞳位置との間に配設され、前記眼鏡接眼部か
らの光束を直視系光束と撮影系光束とに分離することを
特徴とするものである。また、本発明にかかる観察光学
システムは、上述した光束分離手段を用いるとともに、
前記光束分離手段により撮影系光束として分離された光
束の光路上に、結像レンズおよび撮影カメラを配設した
ことを特徴とするものである。

【００１１】また、前記光束分離手段、前記結像レンズ
および前記撮影カメラは、前記眼鏡に対して着脱可能と
してもよい。また、前記光束分離手段、前記結像レンズ
および前記撮影カメラとは、前記眼鏡を操作する観察者
の頭部に取付可能としてもよい。さらに、前記光束分離
手段、前記結像レンズおよび前記撮影カメラを一体的に
取り付けてもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、実施例１〜３を用いて説明する。

【００１３】＜実施例１＞図１は、実施例１にかかる観
察光学システムの構成を示す平面図である。図１に示す
ように、実施例１にかかる観察光学システムは、眼鏡接
眼部11の光射出面と眼鏡10の射出瞳位置20との間に、眼
鏡接眼部11からの光束を直視系光束30と撮影系光束40と
に分離するための光束分離手段50を配設し、光束分離手
段50により分離された撮影系光束40の光路上に、結像レ
ンズ60および撮影カメラ70を配設してなる。

【００１４】上記眼鏡10は、例えば、望遠鏡や単眼鏡等
からなり、被観察物からの光線を眼鏡10の射出瞳位置20
に導くようになっており、眼鏡10の射出瞳位置20と、眼
鏡10を操作する観察者80のアイポイント位置とが略一致
するようになっている。上記光束分離手段50は、眼鏡10
の光軸Ｘに対して垂直な、互いに平行となる一対の面5
1,52を有し、両面51,52の間隔内に、ハーフミラー面53
を両面51,52に対して傾斜させて配置したハーフプリズ
ムからなる。また、この光束分離手段50の眼鏡10側の面
51は、ハーフミラー面53により反射された撮影系光束40
を全反射するようになっている。

【００１５】この光束分離手段50では、ハーフミラー面
53を透過した直視系光束30が、眼鏡10を操作する観察者
80の眼球81に到達し、当該観察者80により被観察物の観
察が行われる。

【００１６】また、眼鏡接眼部11からの光束の一部は、
ハーフミラー面53により反射されて撮影系光束40とな
り、眼鏡10側の全反射面51により全反射された後、光束
分離手段50の側方の光射出面54から射出され、結像レン
ズ60を介して撮影カメラ70に導かれ、図示されない撮像
素子上に被観察物の像が結像される。撮像素子上に結像
され、ビデオ信号に変換された被観察物の像情報は、こ
の後再生画像としてモニタ等に映出され、眼鏡10の操作
を行う観察者80以外の複数の観察者が、被観察物の観察
を行うことが可能となる。なお、図１において、撮影系
光束40は、その中心軸のみを示す（図２〜３において同
じ）。

【００１７】上述した観察光学システムでは、光束分離
手段50における撮影系光束40の光射出面54は、撮影系光
束40の中心軸に対して垂直となるように構成することが
好ましい。光射出面54を撮影系光束40の中心軸に対して
垂直に形成することにより、撮影系光束40を効率よく射
出させることができる（実施例２、実施例３において同
じ）。また、光束分離手段50、結像レンズ60および撮影
カメラ70は、眼鏡10に対して着脱可能となるよう構成し
てもよい（実施例２、実施例３において同じ）。

【００１８】また、光束分離手段50、結像レンズ60およ
び撮影カメラ70は、眼鏡10を操作する観察者80の頭部に
取付可能となるよう構成してもよい。このような観察者
に対して取付可能とした観察光学システムを図４に基づ
いて説明する。図４は、観察者に対して取付可能とした
観察光学システムを示すもので、（Ａ）は右側面図、
（Ｂ）は上方から見た図、（Ｃ）は正面図である。

【００１９】図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、光束分
離手段50、結像レンズ60および撮影カメラ70を、眼鏡10
を操作する観察者80が着用するヘルメット90に一体に取
り付けることにより、光束分離手段50等を観察者80の頭
部に着脱可能とすることができる（実施例２、実施例３
において同じ）。なお、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す実施
形態では、光束分離手段50等をヘルメット90の左側に取
り付けて、観察者80の左目により眼鏡10を通して被観察
物を観察するように構成しているが、光束分離手段50等
をヘルメット90の右側に取り付けて、観察者80の右目に
より眼鏡10を通して被観察物を観察するように構成する
ことも勿論可能である。

【００２０】さらに、光束分離手段50、結像レンズ60お
よび撮影カメラ70は、図１に示すように、筐体100内に
一体に収納することも可能である（実施例２、実施例３
において同じ）。

【００２１】＜実施例２＞図２は、実施例２にかかる観
察光学システムの構成を示す平面図である。実施例２に
かかる観察光学システムは、上述した実施例１にかかる
観察光学システムと比較して、光束分離手段50の形状が
若干異なり、その他の構成は、実施例１にかかる観察光
学システムと略同一である。したがって、実施例１と同
様の機能を有する部材には同一の符号を付して説明を行
う。

【００２２】図２に示すように、実施例２にかかる光学
システムは、眼鏡接眼部11の光射出面と眼鏡10の射出瞳
位置20との間に、眼鏡接眼部11からの光束を直視系光束
30と撮影系光束40とに分離するための光束分離手段50を
配設し、光束分離手段50により分離された撮影系光束40
の光路上に、結像レンズ60および撮影カメラ70を配設し
てなる。

【００２３】上記光束分離手段50は、上述した実施例１
にかかる光束分離手段50と略同様な構成のハーフプリズ
ムからなるが、ハーフミラー面53により反射される撮影
系光束40の、この光束分離手段50内での光路長が、実施
例１にかかる光束分離手段50よりも長くなるように構成
されている。

【００２４】すなわち、この光束分離手段50は、眼鏡10
の光軸Ｘに対して垂直な一対の面51,52を有し、両面51,
52の間隔内に、ハーフミラー面53を両面51,52に対して
傾斜させて配置したハーフプリズムからなり、ハーフミ
ラー面53により反射された撮影系光束40の略光束進行方
向に延長されている。また、この光束分離手段50の延長
部において、眼鏡10側および射出瞳位置20側の両面51,5
2は、それぞれハーフミラー面53で反射された光束を全
反射するようになっている。

【００２５】したがって、光束分離手段50では、眼鏡10
から射出瞳位置20に向かう直視系光束30の一部は、ハー
フミラー面53により反射されて撮影系光束40となり、眼
鏡10側の全反射面51、射出瞳位置20側の全反射面52、眼
鏡10側の全反射面51の順に３回全反射された後、光射出
面54から外部に射出され、結像レンズ60を介して撮影カ
メラ70に導かれる。

【００２６】このように、光束分離手段50を撮影系光束
40の略進行方向に長くした構成とすることにより、眼鏡
10の操作を行う観察者80と撮影カメラ70との距離を離す
ことができ、撮影カメラ70の操作が容易となる。その他
の部材の構成は、上述した実施例１にかかる観察光学シ
ステムと略同一であるため、詳細な説明は省略する。ま
た、各部材の作用等は、上述した実施例１にかかる観察
光学システムと同様である。

【００２７】＜実施例３＞図３は、実施例３にかかる観
察光学システムの構成を示す平面図である。実施例３に
かかる観察光学システムは、上述した実施例１にかかる
観察光学システムと比較して、光束分離手段50の構成が
若干異なるとともに、光束分離手段50と結像レンズ60と
の間に全反射ミラー90を配設した点が異なり、その他の
構成は、実施例１にかかる観察光学システムと略同一で
ある。したがって、実施例１と同様の機能を有する部材
には同一の符号を付して説明を行う。

【００２８】図３に示すように、実施例３にかかる観察
光学システムは、眼鏡接眼部11の光射出面と眼鏡10の射
出瞳位置20との間に、眼鏡接眼部11からの光束を直視系
光束30と撮影系光束40とに分離するための光束分離手段
50を配設し、光束分離手段50により分離された撮影系光
束40の光路上に、全反射ミラー110と、結像レンズ60お
よび撮影カメラ70とを配設してなる。上記光束分離手段
50は、上述した実施例１にかかる光束分離手段50と略同
様な構成のハーフプリズムからなるが、ハーフミラー面
53の傾斜角度が異なっている。

【００２９】すなわち、この光束分離手段50では、眼鏡
10から射出瞳位置20に向かう光束の一部は、ハーフミラ
ー面53により反射されて撮影系光束40となって光束分離
手段50の側方の光射出面54から射出される。この撮影系
光束40は、全反射ミラー110で全反射され、偏向された
後、結像レンズ60を介して撮影カメラ70に導かれる。こ
のように、光束分離手段50と結像レンズ60との間に全反
射ミラー100を介在させているので、全反射ミラー110の
角度を変更することにより、撮影系光束40を所望の方向
に偏向させることができる。

【００３０】その他の部材の構成は、上述した実施例１
にかかる観察光学システムと略同一であるため、詳細な
説明は省略する。また、各部材の作用等は、上述した実
施例１にかかる観察光学システムと同様である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる光
束分離手段は、眼鏡の光射出面と射出瞳位置との間に配
設されているので、コンパクトな装置構成により眼鏡か
ら射出瞳位置へ向かう直視系光束の一部を分離すること
ができる。また、上記光束分離手段を用いた観察光学シ
ステムによれば、従来の眼鏡において光束分離手段の後
段に必要とされていたリレーレンズが不要となり、眼鏡
の射出瞳位置と観察者のアイポイント位置を略一致させ
ることができるので、眼鏡の操作性が向上するととも
に、装置の小型化を図ることが可能となる。

【００３２】また、光束分離手段、結像レンズおよび撮
影カメラとを眼鏡に対して着脱可能とすることにより、
既存の眼鏡に対して光束分離手段等を容易に付加するこ
とができるので、観察光学システムの適用範囲を広げる
ことが可能となる。また、光束分離手段、結像レンズお
よび撮影カメラを眼鏡を操作する観察者の頭部に取付可
能とすることにより、観察光学システムの取り扱いが容
易となる。さらに、光束分離手段、結像レンズおよび撮
影カメラを、筐体内に一体に収納することにより、観察
光学システムの取り扱いがさらに容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１にかかる観察光学システムの構成を示
す平面図

【図２】実施例２にかかる観察光学システムの構成を示
す平面図

【図３】実施例３にかかる観察光学システムの構成を示
す平面図

【図４】観察者に対して取付可能とした観察光学システ
ムを示すもので、（Ａ）は右側面図、（Ｂ）は上方から
見た図、（Ｃ）は正面図

【図５】従来の観察光学システムの構成を示す平面図

【符号の説明】

10 眼鏡 11 接眼部（光射出面） 20 射出瞳位置 30 直視系光束 40 撮影系光束 50 光束分離手段 51 眼鏡側の面 52 射出瞳位置側の面 53 ハーフミラー 54 光射出面 60 結像レンズ 70 撮影カメラ 80 眼鏡を操作する観察者 81 眼球 90 ヘルメット 100 筐体 110 全反射ミラー 200 リレーレンズ 210 アイポイント位置 Ｘ 眼鏡の光軸

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 眼鏡接眼部の光射出面と該眼鏡の射出瞳
   位置との間に配設され、 前記眼鏡接眼部からの光束を直視系光束と撮影系光束と
   に分離することを特徴とする光束分離手段。
2. 【請求項２】 眼鏡接眼部の光射出面と該眼鏡の射出瞳
   位置との間に、前記眼鏡接眼部からの光束を直視系光束
   と撮影系光束とに分離するための光束分離手段を配設
   し、 該光束分離手段により撮影系光束として分離された光束
   の光路上に、結像レンズおよび撮影カメラを配設したこ
   とを特徴とする観察光学システム。
3. 【請求項３】 前記光束分離手段、前記結像レンズおよ
   び前記撮影カメラは、前記眼鏡に対して着脱可能である
   ことを特徴とする請求項２記載の観察光学システム。
4. 【請求項４】 前記光束分離手段、前記結像レンズおよ
   び前記撮影カメラは、前記眼鏡を操作する観察者の頭部
   に取付可能であることを特徴とする請求項２または３記
   載の観察光学システム。
5. 【請求項５】 前記光束分離手段、前記結像レンズおよ
   び前記撮影カメラが一体的に取り付けられていることを
   特徴とする観察光学システム。