JPWO2004081633A1 - 視野枠位置可変式光学装置 - Google Patents

Abstract

光学装置において、任意の傾きで撮像できる機能を提供する。また、その傾きを使用者が知ることができる機能を提供する。 撮像部と同形の視野枠を撮像部の回転と連動して回転するよう鏡筒に設ける。さらに、視野枠の回転と連動した撮像部自体の回転と、眼幅調整などによる鏡筒自体の回転による撮像部の回転とをそれぞれ検出する機能を有し、記録時にその回転に合わせ回転させて記録する。これにより、眼幅調整時に撮像部が意に反して傾いた際、視野枠を回転させることで、撮像部を水平にもどすことができる。

Description

本発明は、双眼鏡に係り、特に、撮像機能を有する双眼鏡に関する。

双眼鏡や顕微鏡などの光学装置は、通常は観察者が肉眼で対象を観察するために用いられるものであるが、最近、観察画像を記録することができる撮像機能を有するものが提案されている。このような光学装置は、装置本体に撮像部が配置されている。
従来、このような双眼の光学装置は、左右鏡筒を中心支軸に対して回転させることで眼幅調整を行なう構造が一般的である。また、撮像機能を有する光学装置の場合、観察画像と撮像記録画像エリアとを識別するために、視野内に撮像素子の形状に対応した形状である横長の長方形や横長の楕円形などの形状の視野枠を表示する。
ところが、上述のような眼幅調整を行なうと、この視野枠が傾くという問題があった。そして、双眼鏡本体に撮像部が配置されている双眼鏡の場合、眼幅調整により、視野枠だけでなく、撮像部も傾いてしまうといった問題もあった。
それを解決するために、片方の鏡筒部を回転させると、他方の鏡筒部も連動して等量だけ逆方向に回動し、使用状態では常に撮像部が水平になるような機構と、視野枠を鏡筒部の光学系の光軸を中心に回転可能に装着し、傾きを補正する機構が考えられている（例えば、特開２００１−２８１５５５号公報（特許文献１）参照）。

しかしながら、特許文献１記載の機構は、眼幅調整にあたって、常に撮像部を水平にするように左右鏡筒を連動させるために、左右の鏡筒間にギヤやロッドを設ける必要があり、装置自体が大きくなるとともに、それらの構成部品に高い精度が要求されている。
本発明の目的は、視野内に撮像範囲を示す視野枠が表示される双眼鏡や顕微鏡のような光学装置において、撮像装置と視野枠との傾きが容易に調整できる光学装置を提供することにある。
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明の光学装置は、それぞれが鏡筒に収められた左右一対の観察光学系を有し、前後左右の鏡筒を軸回転させることにより眼幅調整が可能な双眼光学系と、前記双眼光学系で観察する像の実視野に相当する画角の光電変換部を有し、前記左右の鏡筒間に備えられた撮像装置と、前記光電変換部と略同形で前記鏡筒の少なくとも一方に前記観察光学系の光軸を中心に回転可能に配置された視野枠とを備えた撮像機能付き光学装置において、前記視野枠を備える鏡筒と前記撮像装置との間に設けられ、前記視野枠と前記撮像装置とを同方向に同量回転させる連結部を備える。
請求項２に係る発明の光学装置は、前記撮像装置の撮像光学系の光軸を中心とする前記光電変換部の回転の回転量を検出する検出手段と、表示手段と、前記検出手段によって検出された前記撮像装置の回転量が予め定められた値になった際、前記表示手段に表示させる制御手段とをさらに備える。
請求項３に係る発明の光学装置は、前記予め定められた値は、前記撮像装置の長手方向の辺の傾きが水平または垂直であることを示す値であることを特徴とする。
請求項４に係る発明の光学装置は、それぞれが鏡筒に収められた左右一つの観察光学系を有し、前記左右の鏡筒が軸回転により眼幅調整が可能な双眼光学系と、前記双眼光学系で観察する像の実視野に相当する画角の光電変換部を有し、前記左右の鏡筒間に備えられた撮像装置と、前記光電変換部と略同形で前記鏡筒の少なくとも一方に前記観察光学系の光軸を中心に回転可能に配置された視野枠とを備えた撮像機能付き光学装置において、前記撮像装置の撮像光学系の光軸を中心とする前記光電変換部の回転の回転量を検出する検出手段と、前記光電変換部の回転および／または視野枠の回転を動作する駆動装置と、前記検出手段が検出した情報をもとに前記駆動装置を駆動させる制御部を備える。
そして、請求項５に係る発明の光学装置は、前記駆動装置は、前記光電変換部および前記視野枠の両者の回転を動作するものであり、各々の回転に対して別々に備えられ、前記光電変換部の回転を動作する駆動装置は、前記左右の鏡筒間に備えられ、前記視野枠の回転を動作する駆動装置は、前記視野枠を備えた鏡筒に設けられることを特徴とする。

図１（ａ）は、本実施形態の双眼鏡の外観図であり、図１（ｂ）は、本実施形態に係る双眼鏡の内部構成図である。
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本実施形態の双眼鏡の眼幅調整時の調整動作および撮像部の傾きの検出方法を説明するための図である。
図３（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の検出電流を説明するための図である。
図４は、本実施形態の撮像部の機能ブロック図である。
図５（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）、（ｂ１）、（ｂ２）、（ｂ３）、（ｂ４）、（ｂ５）、（ｂ６）、（ｃ１）、（ｃ２）、（ｃ３）は、本実施形態の視野枠および撮像部と記録方向を説明するための図である。
図６（ａ）は、第２の実施形態に係る双眼鏡の外観図、図６（ｂ）は、第２の実施形態に係る双眼鏡の内部構成図である。
図７は、第３の実施形態に係る双眼鏡の概略図である。
図８は、図７のＢ−Ｂでの断面の概略図である。
図９は、図７のＡ方向から見た概略図である。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
なお、本実施形態では、光学装置として双眼鏡を例にあげ説明する。しかし、本発明は、双眼鏡以外の顕微鏡等の光学装置についても適用可能である。また、撮像装置と視野枠との傾きを調整する機構は、単眼の装置にも適用可能である。
図１（ａ）は、本実施形態に係る双眼鏡の外観図、図１（ｂ）は、その内部構成図である。
本実施形態に係る双眼鏡は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、対象を観察する左右一対の観察光学系を備えた双眼光学系１００と、撮影を行なう撮像部２００と、撮像部２００と観察エリアを識別する視野枠とを連動させる機構部３００と、撮像部の傾きを検出する検出部４００と、操作指示の入力を受け付ける操作部５００と、これらを格納するハウジング６００とを有する。
図１（ｂ）に概要を示すように、双眼光学系１００の各観察光学系は、対物レンズ１０、接眼レンズ１１、および、正立プリズム１２を有し、それぞれ鏡筒に収容されている。
撮像部２００は、双眼光学系１００の中間に配置され、撮像光学系２１０、光電変換部（ＣＣＤ）２２１、制御基板、記録部、電池ＢＯＸ等（不図示）を有する。この撮像光学系２１０は、双眼光学系による実視野に相当する視野を実現する画角を有するレンズ系で構成され、双眼光学系１００による像とほぼ近似の像を生成して記録できるように構成されている。
機構部３００は、視野枠３１と、回転ノブ３３と、ギヤ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄと、連結ギヤ軸３４とを備える。
視野枠３１は、従来例と基本的に同様のものであり、以下、四角形（長方形）のものを例にあげて説明する。そして、視野枠３１が水平とは、長方形の視野枠３１の長辺が水平方向である状態をいう。また、視野枠３１が垂直とは、視野枠３１の短辺が水平方向である状態をいう。
また、本実施形態では、視野枠３１は、１つの正立プリズム１２の前方に配置されている。しかし、左右の正立プリズム１２にそれぞれ配置しても良いし、また、双眼光学系１００の任意の位置に配置可能である。
回転ノブ３３は、図１（ａ）に示すように、ハウジング６００から露出して使用者が回すことができるようにハウジング６００に回転可能に固定されている。しかし、容易に動かないように摩擦力を与えてある。回転ノブ３３の回動は、ギヤ３２ｃを介して視野枠３１に、また、連結ギヤ軸３４とギヤ３２ａとを介して、撮像部２００の外周ギヤ部３２ｄに伝わる。
本構成により、本実施形態では、ユーザは回転ノブ３３を回転させることにより、視野枠３１と撮像部２００とを、同時に同方向に同角度、回転させることができる。
検出部４００は、鏡筒回転位置検出部４１と、撮像部回転位置検出部４２とを備える。撮像部回転位置検出部４２は、ギヤで連結されているため、視野枠の回転位置の検出も行なう。それぞれの詳細は後述する。
操作部５００は、図１（ａ）に示すように、撮像部の電源オン／オフの指示を受け付ける電源ボタン５１と、撮像部２００における静止画像撮影のタイミングの指示を受け付ける記録ボタン５２と、焦点を調整する指示を受け付けるフォーカスノブ５３とを有する。
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本実施形態の双眼鏡の視野枠３１および撮像部２００の傾きの検出方法および眼幅調整時の調整動作を説明するための図である。
ハウジング６００は、本図に示すように、撮像部２００と視野枠３１を有する側の観察光学系とを収容する第１のハウジング６１０と、他方の観察光学形を収容するとともに第１のハウジング６１０の撮像部２００を収容する部分に回転可能に嵌合される第２のハウジング６２０とを備える。
本実施形態の双眼鏡では、後述するように第２のハウジング６２０を撮像部２００を軸として回転させることにより、両鏡筒間の水平距離を調節し、眼幅調整を行なう。
鏡筒回転位置検出部４１および撮像部回転位置検出部４２は、それぞれ、反射部４１ａ、４２ａと、反射部４１ａ、４２ａに光を照射して反射した光を受光するフォトカプラ４１ｂ、４２ｂとを有する。
図３（ａ）、（ｂ）は、反射部４１ａ、４２ａおよびフォトカプラ４１ｂ、４２ｂによる検出電流を説明するための図である。
反射部４１ａおよび４２ａは、台形状であり、円筒の回転に伴い、フォトカプラ４１ｂ、４２ｂから照射された光を受光する幅が変化する向きで円筒面に取付けられている。
フォトカプラ４１ｂ、４２ｂは、電源ボタン５１がオンされると発光し、反射部４１ａ、４２ａより受光する光量（検出電流）を検出し、それを回転角度を示す傾き信号として、撮像部２００に出力する。
その様子をグラフ化したものを、それぞれ、図３（ａ）、図３（ｂ）に示す。図３（ａ）は、鏡筒回転位置検出部４１について説明し、図３（ｂ）は、撮像部回転位置検出部４２について説明している。本図に示すように、フォトカプラ４１ｂ、４２ｂの受光出力が回転位置によりリニアに変化するよう、反射部４１ａ、４２ａの形状は構成されている。
本図に示すように、反射部４１ａ、４２ａの形状およびフォトカプラ受光出力４１ｂ、４２ｂは、鏡筒回転位置検出部４１において、眼幅が最大となる位置（眼幅最大位置）４１０から眼幅が最小となる位置（眼幅最小位置）４１１の間で、撮像部回転位置検出部４２において、視野枠が水平となる位置（視野枠水平位置）４２０から視野枠が垂直となる位置（視野枠垂直位置）４２１の間で、それぞれ変化する。
鏡筒回転位置検出部４１は、第１のハウジング６１０の、第２のハウジング６２０に対する回転量（角度）を検出するものであり、眼幅調整時に傾けられた鏡筒の傾きを検出する。
図１（ａ）、（ｂ）および図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、反射部４１ａは第１のハウジング６１０を構成する円筒面上に取付けられ、フォトカプラ４１ｂは第２のハウジング６２０内に取付けられている。
図２（ａ）は、初期状態、すなわち、眼幅の調整を行う前であって、左右鏡筒を略水平に開いた状態を示している。この状態では、撮像素子２６１の長手方向の一辺と視野枠３１の長手方向の一辺とが平行になっている。
図２（ｂ）は、眼幅調整のために鏡筒を傾けた際の様子（鏡筒回転）を示す。本図に示すように、例えば第１のハウジング６１０を第２のハウジング６２０に対し、相対的に時計回りにβ回転させると、フォトカプラ４１ｂは、第１のハウジング６１０の回転に伴い変化する反射部４１ａからの検出電流を、後述する撮像部２００のＣＰＵに出力する。
図２（ｃ）は、双眼鏡を図２（ｂ）のように鏡筒を傾けた状態で、両鏡筒を水平にした様子（使用状態）を示す。そして、図２（ｄ）は、図２（ｃ）のように、両鏡筒を水平にした状態で、視野枠３１を水平にした様子（水平状態）を示す。
なお、図２（ｄ）に示すように、双眼鏡は、実際に使用される際は、両鏡筒が水平となるよう配置される。このため、鏡筒回転位置検出部４１で検出した第１のハウジング６２０の回転角度βは、半量（β／２）に補正してその後の制御で用いられる。
撮像部回転位置検出部４２は、視野枠３１および撮像部２００の、第１のハウジング６１０に対する回転量（角度）を検出するものであり、回転ノブ３３によりこれらが回動された際にその傾きを検出する。
図１（ａ）、（ｂ）および図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、反射部４２ａは、撮像部２００を構成する円筒面上に取付けられ、フォトカプラ４２ｂは第１のハウジング６１０に取付けられる。
次に、撮像部２００の機能について説明する。図４に撮像部２００の機能ブロック図を示す。
本実施形態では、記録部２７０としてフラッシュメモリを採用した例を示すが、記録部としてはこれに限定されるものではない。
本図に示すように、撮像部２００は、撮像レンズを有する撮像光学系２１０と、画像処理部２２０と、画像処理後の画像を記録するフラッシュメモリ２７０と、画像処理部２２０で処理した画像をモニタなどに出力する画像信号出力部２３０と、これらの動作を制御するＣＰＵ２４０と、記憶部２５０と、表示部２６０とを備える。
記憶部２５０には、両検出部４１、４２から受信したそれぞれの傾き信号から算出された撮像部２００の、予め定められた特定の状態（回転角度）の時の値（デフォルト値）が記憶されている。本実施形態においては、水平時（回転角度０度）および垂直時（回転角度９０度）の値が記憶されている。
ＣＰＵ２４０は、操作部５００と検出部４００とに接続され、操作部５００で受け付けた操作指示、検出部４００から受信した出力信号、および、内蔵するプログラムメモリに記録されているプログラムに従って、撮像部２００の各機能部を制御する。
具体的には、ＣＰＵ２４０は、電源ボタン５１がオンされると、フォトカプラ４１ｂ、４２ｂに投光を開始させ、受信した検出部４００から出力される傾き信号に従って、記憶部２５０に格納されているデフォルト値を参照して現時点の撮像部２００の傾きを算出して図示しないメモリに保持する。また、記録ボタン５２が押下されたことを受けて、後述する画像処理部２２０を動作させる。また、算出した撮像部２００の傾きに従い、表示部２６０の動作を制御する。撮像部２００の傾き（回転量）を算出し、図示しないメモリに保持する。
ここで、フォトカプラ４１ｂから受信した傾き信号から得られる傾きをβ、４２ｂからの傾きをαとすると、ＣＰＵ２４０は、その時点での撮像部２００の傾きを、β／２＋αと算出する。
画像処理部２２０は、記録ボタン５２が押下されたとき、撮像レンズから入力された光を電気信号に変換する光電変換部（ＣＣＤ）２２１と、光電変換部２２１において変換された各画素データをＸ、Ｙ方向に読み出す画像処理部２２２と、読み出された画像に対し圧縮／伸張処理を行なう圧縮／伸張処理部２２４と、圧縮／伸張処理された画像を記録するフラッシュメモリ２７０とを備える。また、圧縮／伸張処理部２２４において処理された画像は、画像信号出力部２３０にも出力される。
なお、光電変換部２２１は、視野枠３１と相似形に配置されている。
本実施形態では、画像処理部２２０は、さらに、画像読出部２２２において読出した各画素データのＸ、Ｙアドレスデータを、ＣＰＵ２４０がメモリに保持している撮像部２００の水平位置信号と垂直位置信号に従って読み出し方向を制御しながらフラッシュメモリ２７０に記録する（または画像信号出力部２３０に出力する）。
図５（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）、（ｂ１）、（ｂ２）、（ｂ３）、（ｂ４）、（ｂ５）、（ｂ６）、（ｃ１）、（ｃ２）、（ｃ３）は、視野枠３１および撮像部２００の傾きとフラッシュメモリ２７０への記録方向との関係を説明するための図である。画像出力部２３０への出力時の処理も基本的に同様であるので、以下においてはフラッシュメモリ２７０への記録を例にあげ、説明する。
本図（ａ１）、（ａ２）、（ａ３）、（ｂ１）、（ｂ２）、（ｂ３）、（ｂ４）、（ｂ５）、（ｂ６）、（ｃ１）、（ｃ２）、（ｃ３）に示すように、記録ボタン５２が押下された際、画像読出部２２２で読み出されたＸ、Ｙアドレスデータは、フラッシュメモリ２７０に記録される。
本図において、図５（ａ１）、（ｂ１）、（ｂ４）、（ｃ１）は視野枠３１を通したオブジェクトＡを示す。
図５（ａ２）、（ｂ２）、（ｂ５）、（ｃ２）は図５（ａ１）、（ｂ１）、（ｂ４）、（ｃ１）に示すオブジェクトＡがそれぞれ撮像素子２６１内に像Ｂとして捕らえられた様子を示す。
図５（ａ３）、（ｂ３）、（ｂ６）、（ｃ３）は図５（ａ２）、（ｂ２）、（ｂ５）、（ｃ２）に示す像Ｂがそれぞれフラッシュメモリ２７０の記録範囲２７１に記録画像Ｃとして記録された様子を示す。
ここで、例えば、撮像部２００を斜めにして撮像する場合、視野枠３１も斜めに傾斜した撮像部２００と同じ様に傾斜した状態に制御する。この場合、記録部であるフラッシュメモリ２７０に記録される像は、斜めの状態の画像ではなく、撮像部２００の長手方向をＸ、短手方向をＹとし、撮像部２００が初期位置にある状態で記録される。
すなわち、本実施形態では、視野枠３１の傾きに撮像部２００の傾きが追従しているため、視野枠３１の向きが、図５（ａ１）に示すように水平の場合、図５（ａ２）に示すように撮像部２００も同様に水平であり、図５（ａ３）に示すようにそのまま記録範囲２７１に記録される。
そして、視野枠３１の向きが、図５（ｂ１）、（ｂ４）に示すように傾斜している場合、それぞれ、図５（ｂ２）、（ｂ５）に示すように撮像部２００も同じ角度で傾斜し、撮像部２００の長手方向をＸ、短手方向をＹとすると、それぞれ図５（ｂ３）、（ｂ６）に示すように、フラッシュメモリ２７０の記録範囲２７１に記録される。
また、視野枠３１の向きが、図５（ｃ１）に示すように、初期状態から９０度回転している場合、図５（ｃ２）に示すように撮像部２００も同様に９０度回転した状態となる。そして、撮像部２００の長手方向をＸ、短手方向をＹとすると、図５（ｃ３）に示すように、フラッシュメモリ２７０の記録範囲２７１に記録される。
本構成により、本実施形態では、記録時に、撮像部２００の回転に応じた方向に回転させて撮像結果を記録するよう制御できる。
表示部２６０は、ＬＣＤまたはＬＥＤ等により構成され、例えば、図２（ａ）に示すように、接眼レンズ１１の、視野枠外に配置される。
表示部２６０は、ＣＰＵ２４０により各検出部４１、４２より受信した傾き信号から算出された撮像部２００の傾きが記憶部２５０に記憶されているデフォルト値に合致した際、その旨表示する。例えば、水平時には、赤を点灯させ、垂直時には緑を点灯させ、その他の場合は点灯させないなどの表示が可能である。もちろん、表示方法はこれに限られず、例えば、ＣＰＵ２４０において算出された傾きの角度をデジタル表示するなどしてもよい。
本実施形態の双眼鏡では、撮像部２００（視野枠３１）の撮像向きを、回転ノブ３３を介して与える回転、および／または、各ハウジング６１０、６２０を相対的に回動させることにより、自在に変えることができる。逆に言うと、撮像部２００が使用者の意図する向きであるかどうか、使用者にはわかりづらいことがある。この表示部２６０の表示により、使用者は、撮像部２００が所望の向きを向いていることを知ることができる。
次に、本実施形態の双眼鏡を用い、眼幅調整時に、撮像部２００を水平方向に調整する調整動作を図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に従って説明する。
本実施形態では、使用者は、撮像部２００および視野枠３１は水平状態で、かつ、第１および第２のハウジング同士６１０、６２０も回動していない状態（図２（ａ）に示す初期状態）から、まず、眼幅に合せるよう鏡筒を傾ける。すなわち、第１のハウジング６１０を第２のハウジング６２０に対してβ（≠０度、≠９０度）回転させる（図２（ｂ）に示す鏡筒回転）。そして、両鏡筒を水平とし、使用状態とする（図２（ｃ）に示す使用状態）。
フォトカプラ４１ｂは、この回転を検出し、傾き信号としてＣＰＵ２４０に送出する。ＣＰＵ２４０は、現時点での鏡筒の傾き、即ち撮像部２００の傾きをβ／２と算出する。
次に、使用状態において、使用者は回転ノブ３３をα回転させ、視野枠３１および撮像部２００を回動させる。
フォトカプラ４２ｂは、回転ノブ３３の回転に伴う撮像部２００の回転を検出し、傾き信号としてＣＰＵ２４０に送出する。
ＣＰＵ２４０は、その時点での撮像部２００の傾きを、フォトカプラ４２ｂからの傾き信号から算出した傾きαと、上記のフォトカプラ４１ｂからの信号に基づいて算出した傾きβ／２とを用い、β／２＋αとして算出する。
ここで、傾きが０、すなわち、α＝−β／２となったとき、ＣＰＵ２４０は、水平状態となったものとして、表示部２６０に赤色を点灯させる。
使用者は、表示部２６０が点灯した時点で、撮像部２００が水平になったことを知り、回転ノブ３３の回転を停止させる（図２（ｄ）に示す水平状態）。
本実施形態では、以上の構成によって、視野枠３１の傾きと撮像部２００の傾きとを連動させ、任意の向きでの撮像記録を可能とする双眼鏡を提供する。
使用者は、回転ノブ３３を回動させて撮像部２００を傾けることで、任意の角度で撮像できる。
また、本実施形態においては、撮像部２００の傾きを視野枠３１の傾きと連動させて記録するよう構成されているため、使用者が撮像部２００の傾きおよび撮像記録画像エリアを視野枠３１の向きにより認識できる。
さらに、眼幅調整などを行なって、意に反して撮像部２００が傾いた場合であっても、使用者は、回転ノブ３３を回動させて撮像部２００および視野枠３１を回転させることで、容易に撮像部２００を、例えば、水平状態といった所望の状態にすることができる。そして、表示装置によって、所望の状態となったことを正確かつ容易に知ることができる。
このように、本実施形態によれば、撮影対象に応じて、双眼鏡本体を回転させる必要がない。さらに、眼幅調整のために観察光学系の視野枠３１が傾いた場合でも、視野枠３１を回転させることで、所望の方向で撮像できる。
なお、本実施形態においては、回転ノブ３３を、ハウジング６００に図１（ａ）に示すように取付ける構成としたが、この形状に限られない。例えば、視野枠３１の一部をハウジング６００の外につまみのような形で出すよう構成してもよい。使用時はつまみを動かして視野枠３１および撮像部２００を回転させる。
また、眼幅調整のためのハウジング６００の傾きや、視野枠３１の回転状況を知るために、適当な場所に回転角度を示す指標を設けるなどしてもよい。さらに、水平位置からの視野枠３１および撮像部２００の傾きを、デジタル的に表示するような表示部をハウジングに設け、そこに、ＣＰＵ２４０で算出した傾きを表示するよう構成してもよい。
また、回転位置検出部や表示手段を設けず、観察者の目測により回転量を見極めるものでもよい。
また、本実施形態は、ギヤ等で撮像装置と視野枠を連結した例をあげたが、回転位置検出部を備え、視野枠および／または撮像装置にモータ等の駆動装置を設け、これらを検出部の検出結果を基に制御することも可能である。
この場合、検出した情報に基づき駆動装置を制御する制御部を備える。
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、撮像部と視野枠との移動を手動により行ったが、第２の実施形態は、撮像部と視野枠との移動を、モータにより行う。
なお、本実施形態でも、光学装置として双眼鏡を例にあげ説明する。しかし、本発明は、双眼鏡以外の顕微鏡等の光学装置についても適用可能である。また、撮像部と視野枠との傾きを調整する機構は、単眼の装置にも適用可能である。
図６（ａ）は、本実施形態に係る双眼鏡の外観図、図６（ｂ）は、その内部構成図である。
本実施形態に係る双眼鏡は、モータ３０１を備える点で第１の実施形態と異なる。第１の実施形態と共通する部分についての説明は省略する。
図６（ｂ）に示すように、本実施形態の双眼鏡は、対象を観察する左右一対の観察光学系を備えた双眼光学系１００と、撮影を行なう撮像部２００と、撮像部２００と観察エリアを識別する視野枠３１とを連動させる機構部３００と、撮像部２００の傾きを検出する検出部４００と、操作指示の入力を受け付ける操作部５００、及び撮像部２００の撮像光学系の光軸を中心とする回転を行うためのモータ３０１と、これらを格納するハウジング６００とを有する。
機構部３００は、視野枠３１と、回転ノブ３３と、ギヤ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄと、連結ギヤ軸３４と、モータ３０１とを備える。本実施形態では、モータ３０１により撮像部２００と視野枠３１とを連動して動かすものであるため、回転ノブ３３は無くても良い。しかし、使用者が手動モードか又はモータによる自動モードかを選択できるようにするために、回転ノブ３３を備えていてもよい。本実施形態では、これら両モードを具えたものを例にあげ、説明する。
このような構成により、本実施形態では、モータ３０１による駆動で視野枠３１と撮像部２００とを、同時に同方向に同角度、回転させることができる。モータ３０１の駆動は、ギヤ３２ｃを介して視野枠３１に、また、連結ギヤ軸３４とギヤ３２ｂとを介して、撮像部２００の外周ギヤ部３２ｄに伝わる。そして本実施形態では、第１の実施形態でも搭載していた検出部４００の検出値を利用する。
本実施形態の検出部４００は、第１の実施形態と同様に鏡筒回転位置検出部４１と、撮像部回転位置検出部４２とを備える。
本実施形態の双眼鏡の操作方法は以下のとおりである。
まずパワースイッチをＯＮにする。次に、眼幅調整を行った場合、眼幅調整による左右の鏡筒の回転位置を鏡筒回転位置検出部４１が検出する。次に、検出した検出値をＣＰＵに送る。
そして眼幅調整前の左右鏡筒の角度を基準値とし、この基準値と検出値とを比較することで回転量を算出する。この算出した値に基づき、撮像部２００と視野枠３１とが回転するように、モータ３０１の駆動量を制御する。
このとき、撮像部２００の回転位置を撮像部回転位置検出部４２で検出し、前記算出された鏡筒の回転量に対応する検出値が得られたら撮像部２００の回転を停止するようにする。この際、撮像部２００と視野枠３１とは図６（ｂ）に示すように連結ギヤ軸３４により連結されているので、撮像部２００と視野枠３１とは連動して回転する。
また上記の例では、撮像部回転位置検出部４２を設け、ここでの検出値を撮像部２００及び視野枠３１の回転動作を停止する目的に使用していたが、鏡筒回転位置検出部４１のみを設け、ここでの検出値をモータ３０１の駆動量を制御する値として使用することも可能である。
また、上記の例では、連結ギア軸３４を用い撮像部２００と視野枠３１とを連結していたが、撮像部回転用モータと視野枠回転用モータとを搭載し、各々のモータを、検出値に基づいて制御することにより、撮像部２００と視野枠３１とを回転させることも可能である。
さらに、本実施形態を応用すれば、下記のように撮像部２００を任意の回転位置に回転させることにより、使用者の好みに応じた撮影が可能になる。
本応用例では、図６（ａ）に示すように、２つのボタンを具えた操作部５０１を有し、これにより撮像部２００の回転方向の指示を受け付ける。そして、操作部５０１により受け付けた指示に従って、モータ３０１を駆動させ、視野枠３１を回転させる。
操作部５０１の一方のボタンによる操作を受け付けた場合、撮像部２００が有するＣＣＤ２２１の長手方向が水平の状態から、垂直の状態になる方向に撮像部２００を回転させるようにモータ３０１を駆動させる。操作部５０１の他方のボタンによる操作を受け付けた場合、ＣＣＤ２２１の長手方向が垂直の状態から、水平の状態になる方向に撮像部２００を回転させるようモータ３０１を駆動させる。
このような撮像部２００の回転により、被写体の状況に応じて、より効率的な撮影が可能になる。例えば、縦長の被写体を撮影する場合、ユーザは、本実施形態の双眼鏡を用いて、操作部５０１の一方のボタンを押すことにより、ＣＣＤ２２１の長手方向の辺が垂直になるように撮像部２００を回転させれば、ＣＣＤ２２１の画素をより有効に活用し縦長の被写体を撮影することができる。
この場合、上記のように視野枠３１も撮像部２００と連動して回転することから、ユーザは、実際に撮影される撮影範囲を視野枠３１で確認し、撮影することができる。因みに、撮像部２００の回転は、任意な位置で停止することができ、ＣＣＤ２２１が傾いた状態で撮影することも可能である。
本応用例によれば、手動により撮像部２００と視野枠３１とを回転する場合と同様に、ＣＣＤ２２１の長手方向の辺が水平な位置に設置される一般的なＣＣＤを具えた双眼鏡を用いて、左右の接眼部を通常の使用時と同じ状態で保持しながら、縦長の披写体を効率よく撮影することが可能になる。
また、本応用例では、手動による操作の場合と同様に、視野枠３１を持たない場合でも撮像部２００を任意の位置に回転させて停止させる構成とすれば、双眼鏡により縦長の被写体を撮影する場合の有効な構成を得ることできる。
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態を説明する。本実施形態は、左右の鏡筒が本体の左右両端で各々回動可能なように設けられている、二軸型双眼鏡の例である。
図７は本実施形態に係る双眼鏡を上面から見た場合の概略図である。
本実施形態に係る双眼鏡の本体７０１は撮像部７０２と、連結ギヤＣ７０４（非回転）と、鏡筒７０３（左右同じ）と、連結ギヤＢ７０５と、視野枠７０６と、視野枠ホルダ７０７と、連結ギヤＡ７０８と、を備える。
左右の鏡筒７０３に設けられた連結ギアＢ７０５は、本体７０１に固設された連結ギアＣ７０４と回動可能に連結されている。そして左右の鏡筒７０３の内、一方の鏡筒７０３内には視野枠ホルダ７０７に固定された視野枠７０６が設けられている。この視野枠ホルダ７０７は円形であり、その外周部はギア構造を有しており、このギアが連結ギアＢ７０５と接触している。
従って、眼幅調整のために、鏡筒７０３を本体７０１に対して回動させると、視野枠ホルダ７０７も回動することになる。そして、これらギアによる回動がなされた場合でも視野枠ホルダ７０７に設けられている視野枠７０６の長手方向の辺は、常に水平になるように調整されている。このため、眼幅調整により鏡筒７０３を回動させる場合でも、視野枠７０６は傾くことなく常に一定の状態を保って保持されることになる。
図８は、図７のＢ−Ｂでの断面の概略図であり、視野枠７０６を有する一方の鏡筒７０３についてのみ示したものである。
視野枠７０６を保持する視野枠ホルダ７０７の外周は、ギア構造を有しており、連結ギアＢ７０５を介し、本体側に固設された連結ギアＣ７０４と連結している。図８中、実線で示された視野枠７０６は、左右の鏡筒を完全に開いた状態での位置を示している。この状態で、視野枠７０６の長手方向は、水平になるように設置されている。
そして、眼幅調整のために視野枠７０６を保持する視野枠ホルダ７０７を有する鏡筒７０３を鏡筒の回転中心を中心にθだけ回転させるとする。
連結ギアＢ７０５は、連結ギアＣ７０４に添って図面上、右回りに回動する。すると連結ギアＢ７０５に連結する視野枠ホルダ７０７は、左回りに−θだけ回動する。
このような各ギアの異なる方向への回動により、図８の破線で示したように視野枠７０６の状態を維持したまま眼幅調整をすることが可能になる。
更に本実施形態の双眼鏡では眼幅調整をする場合、本体７０１に対して両鏡筒７０３とも同角度で回動するようになっている。この動作は、左右の鏡筒７−３を連結ギアＡ７０８で連結することで実現している。
図９は図７のＡ方向から見た概略図である。
本図に示すように、連結ギアＡ７０８は、本体７０１の接眼側に設けられた２つのギアで形成されている。この２つのギアは互いに本体７０１の中心の位置で接触し、さらにこの接触部とは反対側の各々のギア位置で左右の鏡筒アーム７０９および７１０が連結されている。従って、一方の鏡筒７０３を回動させたときの回転量と同じ回転量が他方の鏡筒７０３のギアに伝わり、左右の鏡筒７０３が同じ回転量だけ回動することになる。
このような構成により、本体７０１に設置された撮像部７０２は、眼幅調整による傾きを生じることなく、ＣＣＤの長手方向が常に水平になるように保持される。このような構成がないと、二軸型双眼鏡の場合には眼幅調整を行ったとき、左右鏡筒の本体に対する回動量が異なってしまう場合があり、その結果、本体に設置された撮像部２００が傾くことがある。
そして、本実施形態の二軸型双眼鏡は、上述したように、本体７０１と視野枠ホルダ７０７とはギアにより連結され、眼幅調整を行った場合常に視野枠７０６の長手方向が常に水平になるように保持されるように構成されているので、眼幅調整を行っても、撮像部７０２と視野枠７０６とは常に長手方向が水平になるように連動することになる。
以上のように本発明によれば、撮像機能を備え、撮像範囲を示す視野枠を視野枠内に備えた光学装置において、容易に視野枠の傾きの補正が可能になる。

Claims (11)

1. それぞれが鏡筒に収められた左右一対の観察光学系を有し、前後左右の鏡筒を軸回転させることにより眼幅調整が可能な双眼光学系と、
   前記双眼光学系で観察する像の実視野に相当する画角の光電変換部を有し、前記左右の鏡筒間に備えられた撮像装置と、
   前記光電変換部と略同形で前記鏡筒の少なくとも一方に前記観察光学系の光軸を中心に回転可能に配置された視野枠とを備えた撮像機能付き光学装置において、
   前記視野枠を備える鏡筒と前記撮像装置との間に設けられ、前記視野枠と前記撮像装置とを同方向に同量回転させる連結部を備えることを特徴とする光学装置。
2. 請求項１記載の光学装置であって、
   前記撮像装置の撮像光学系の光軸を中心とする前記光電変換部の回転の回転量を検出する検出手段と、
   表示手段と、
   前記検出手段によって検出された前記撮像装置の回転量が予め定められた値になった際、前記表示手段に表示させる制御手段と
   をさらに備えることを特徴とする光学装置。
3. 請求項２記載の光学装置であって、
   前記予め定められた値は、前記撮像装置の長手方向の辺の傾きが水平または垂直であることを示す値であることを特徴とする光学装置。
4. それぞれが鏡筒に収められた左右一つの観察光学系を有し、前記左右の鏡筒が軸回転により眼幅調整が可能な双眼光学系と、
   前記双眼光学系で観察する像の実視野に相当する画角の光電変換部を有し、前記左右の鏡筒間に備えられた撮像装置と、
   前記光電変換部と略同形で前記鏡筒の少なくとも一方に前記観察光学系の光軸を中心に回転可能に配置された視野枠とを備えた撮像機能付き光学装置において、
   前記撮像装置の撮像光学系の光軸を中心とする前記光電変換部の回転の回転量を検出する検出手段と、
   前記光電変換部の回転および／または視野枠の回転を動作する駆動装置と、
   前記検出手段が検出した情報をもとに前記駆動装置を駆動させる制御部を備えることを特徴とする光学装置。
5. 請求項４記載の光学装置であって、
   前記駆動装置は、前記光電変換部および前記視野枠の両者の回転を動作するものであり、各々の回転に対して別々に備えられ、
   前記光電変換部の回転を動作する駆動装置は、前記左右の鏡筒間に備えられ、
   前記視野枠の回転を動作する駆動装置は、前記視野枠を備えた鏡筒に設けられることを特徴とする光学装置。
6. 左右一対の観察光学系と、
   前記左右各々の観察光学系を有する左右一対の鏡筒と、
   前記観察光学系で観察する像の実視野に相当する画角の光電変換部を有し、前記左右の鏡筒間に備えられ、前記光電変換部の前部に設けられる撮像光学系を有する撮像装置と、
   前記撮像光学系の光軸を中心に少なくとも前記光電変換部を回転させる回転機構部を有すること
   を特徴とする撮像機能付き光学装置。
7. 前記左右の鏡筒の内の少なくとも一方には、前記観察光学系の光軸を中心に回転可能な視野枠を有し、
   前記光学装置は、前記撮像装置と前記視野枠とを同方向に同量回転させる駆動部を有すること
   を特徴とする請求項６に記載の撮像機能付き光学装置。
8. 前記駆動部は、モータであり、前記回転機構部は複数のギアからなることを特徴とする請求項７に記載の撮像機能付き光学装置。
9. 前記光学装置は、前記駆動部の駆動を指示する操作スイッチを有し、前記操作スイッチにより前記撮像装置の回転の開始と停止を行うこと
   を特徴とする請求項７に記載の撮像機能付き光学装置。
10. 左右一対の観察光学系と、
    前記左右の観察光学系を各々有する左右一対の鏡筒と、
    前記左右の鏡筒間に設けられる本体と、
    前記観察光学系で観察する像の実視野に相当する画角の光電変換部を有し、前記本体内の前記光電変換部の前部に設けられる撮像光学系を有する撮像装置と、
    前記左右鏡筒の内の少なくとも一方に設けられ、前記観察光学系の光軸を中心に回転可能な視野枠と、
    前記本体における前記視野枠を有する鏡筒側に設けられ、前記観察光学系の光軸に対して垂直方向に前記鏡筒を回動させ、前記視野枠と連結し、眼幅調整時に行う前記視野枠を有する鏡筒の回動方向とは反対の方向に前記視野枠を回転させる連結機構とを有すること
    を特徴とする撮像機能付き光学装置。
11. 前記左右の鏡筒は、前記左右各々の鏡筒に固設されたギア機構部を有し、
    前記左右各々のギア機構部は、
    前記左右の鏡筒の間に設けられ各々連結された複数のギアで連結されており、前記左右の鏡筒の内の一方を眼幅調整のために前記本体に対して回動させた場合、他方の鏡筒を、前記一方の鏡筒の回動方向とは反対に回動させ、その回動量を前記一方の鏡筒の回動量と等しくすること
    を特徴とする請求項１０に記載の撮像機能付き光学装置。

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