WO2004097494A1 - デジタルカメラ付地上望遠鏡 - Google Patents

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WO2004097494A1
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optical
optical path
imaging
half mirror
optical axis
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PCT/JP2004/006320
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Inventor
Hirokatsu Nakano
Yoshihide Goto
Shuichi Tominaga
Takayuki Ishida
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Kowa Kabushiki Kaisha
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    • G02—OPTICS
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    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/02—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors
    • G02B23/04—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices involving prisms or mirrors for the purpose of beam splitting or combining, e.g. fitted with eyepieces for more than one observer
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof

Definitions

  • the present invention relates to a terrestrial telescope with a digital camera using an optical path splitting means for splitting an optical path into an image pickup device and an observation optical system.
  • Terrestrial telescopes with a magnification of about 20 to 60 times are widely used to observe wild animals such as wild birds.
  • a terrestrial telescope consists of a Galilean telescope consisting of a positive (convex) lens and a negative (concave) lens that functions as an erecting system, or a Kepler system consisting of only a positive (convex) lens. It is known to add a prism or the like as an erecting system to the basic configuration of a telescope.
  • a terrestrial telescope is one that is configured so that a user can observe an erect image.
  • the applicant has disclosed a configuration of a terrestrial telescope with a digital camera capable of observing a clear and bright image for observing an aerial image, even though the system is already capable of capturing an observation image. 0 0 3 2 4 8 2 6 6).
  • Patent Document 1 The structure of the terrestrial telescope with a digital camera in Patent Document 1 is similar to the structure of a general single-lens reflex digital camera except for the structure of the observation optical system.
  • the quick return mirror is used.
  • single-lens reflex digital cameras unlike silver-salt single-lens reflex cameras, use the light flux transmitted through the photographic lens for the optical path between the observation optical system and the image sensor.
  • a structure in which a fixed eighteenth mirror for splitting is used as an optical path splitting unit has the advantage that the imaging device can always be imaged for monitor display, autofocus processing, exposure calculation, etc., and the structure can be made very simple and inexpensive because a movable mirror is not used. There is a problem that light loss cannot be avoided.
  • Patent Document 2 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2000-162495
  • the quick mirror is a half mirror that guides the device. This half mirror is always located at the observation position that guides a part of the luminous flux of the subject to the observation light system, and is controlled to retreat from the imaging optical path during shooting.
  • Patent Document 2 when the half mirror is at the observation position, the objective lens is focused on the subject when the half mirror is retracted by the photoelectric conversion output of the subject light beam incident on the image sensor via the eighty-one mirror when the half mirror is at the observation position. The position is calculated and stored, and when the half mirror is actually retracted to the shooting position, the objective lens is moved to the calculated focusing position to focus.
  • Patent Document 2 has an advantage that loss of light quantity at the time of photographing a subject can be prevented, and furthermore, when the half mirror is retracted, the defocus of an image incident on the image sensor can be corrected by moving the photographing lens.
  • a processor and a memory for calculation and storage of focusing are required, and the manufacturing cost is increased.
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to constantly perform imaging of an imaging device, to eliminate the loss of light quantity at the time of shooting, and to correct the focus position of the imaging device with a simple and inexpensive configuration. Is to do.
  • an objective lens group an imaging element disposed behind the objective lens group and constituting an imaging optical system together with the objective lens group, and the objective lens as optical path dividing means.
  • a retractable optical path dividing unit disposed between a group and the image pickup device, an observation optical system for observing a light image divided outside the optical path of the imaging optical system by the optical path dividing unit, and the optical path division
  • the optical element that corrects a change in the imaging position accompanying the retraction of the optical path division unit in conjunction with the retraction of the optical path division unit is replaced with the imaging optical system.
  • a configuration in which an imaging position correcting means inserted into the optical axis of the optical disk is provided was adopted.
  • the optical element is a flat glass having a thickness that corrects a change in the imaging position in the optical axis direction accompanying the retreat of the optical path dividing unit.
  • the imaging position correcting means is provided with a guide lever member supporting the optical path dividing means at one end and the optical element at the other end, so that the optical path dividing means is retracted and the optical element is retracted.
  • a configuration for controlling import is adopted.
  • the transmission surface of the optical path splitting unit from an inclined plane inclined with respect to the reflection surface of the optical path splitting unit, the center optical axis of the image sensor with respect to the image sensor when the optical path splitting unit is inserted and when the optical path splitting unit is separated therefrom is formed.
  • a configuration that corrects the imaging position shift in the direction crossing the optical axis due to the shift was adopted.
  • a configuration is adopted in which the optical path dividing means is a half mirror.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing the overall configuration of a ground telescope with a digital force lens according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram showing the main optical system during observation with the apparatus of FIG.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing an inserted QR half mirror
  • FIG. 3 is an explanatory view showing a flat glass inserted into a main optical system at the time of imaging in the apparatus of FIG. 1
  • FIG. FIG. 5 is a table showing the amount of image shift caused by the quick return half mirror of the apparatus of FIG. 1 and the calculation result of the thickness of the flat glass for correcting the image shift.
  • FIG. 5 shows the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a main part of a terrestrial telescope with a digital camera according to an embodiment.
  • FIG. 1 shows a configuration of a main part of a terrestrial telescope with a digital camera employing the present invention.
  • the luminous flux transmitted through the objective lens group 1 consisting of the fixed lens group 1a and the movable force lens group 1b is always the main optical axis (the optical axis of the objective lens group 1).
  • a quick return mirror hereinafter abbreviated as a QR half mirror 2 arranged so as to intersect at an angle of.
  • the movable focus lens group 1 b is held by a lens frame 17, and can be moved in the main optical axis direction by an AF camera 16.
  • the luminous flux transmitted through the QR half mirror 2 is incident on an image sensor (CCD, CMOS image sensor, etc.) 3 placed on the focal plane.
  • image sensor CCD, CMOS image sensor, etc.
  • the light beam reflected by the QR half mirror 2 enters the observation optical system, and is conjugated with the focal plane via a pen-and-eye roof prism (not shown) or an erecting optical system combining the reflection mirror 4 and the relay lens 5.
  • An aerial image is formed at the position of the focusing screen 6 placed at the position. The user sets this image upright through the eyepiece 7. It can be observed as an image.
  • the reflectivity of the QR half mirror 2 is arbitrary. For example, if the reflectivity of the QR half mirror 2 is set to about 80% to 90% and the amount of light directed to the observation optical system is set to be larger, the user can easily observe.
  • the QR 81 mirror 2 is fixed to a mirror holder 18a provided at one end of a mirror guide lever 18 made of metal, plastic, or the like.
  • the mirror guide lever 8 is rotatably supported on the rotation shaft 12, and a flat glass holder 18 b is provided at the end of the mirror guide lever 8 opposite to the rotation shaft 12.
  • the flat glass 9 is fixed to the flat glass holder 8b.
  • the transmittance of the flat glass 9 is approximately 100%.
  • the QR half mirror 2 and the flat glass 9 are 90.
  • the holders 8a and 8b are held so as to form an angle of.
  • a tension spring 10 is stretched on the mirror holder 8a, and the tension spring 10 rotates the mirror holder 8a and the QR half mirror 2 around the rotation axis 12 clockwise (in the figure). (To retract from the optical path for shooting).
  • the QR half mirror 2 is set at 45 with respect to the main optical axis against the tension of the tension spring 10. It is the regulating lever 11 that is positioned at the angle of. A notch 11b is provided at the tip of the horizontally illustrated side arm of the regulating lever 11 and the notch 11b engages with a pin 8c implanted in the mirror guide lever 8. I have.
  • the restricting lever 11 is L-shaped and is rotatably supported at its bent portion on a rotating shaft 11a so that a user can perform a photographing operation during observation (not shown). Sole linked with) Maintain the position of the solid line by means of a node or other mechanical means.
  • the QR half mirror 2 is 45 with respect to the main optical axis. Hold the position of.
  • the holding of the regulating lever 11 is released, and the mirror guide lever 8 is rapidly rotated clockwise by the urging force of the tension spring 10.
  • the mirror holder 18a and the QR half mirror 2 move to the positions indicated by the dotted lines, respectively.
  • the QR half mirror 2 and the flat glass 9 are exactly 90 as described above.
  • the QR half-mirror 2 moves to the horizontal position as indicated by the dotted line
  • the flat glass 9 moves 90 ° with respect to the optical axis of the objective lens group 1 because the mirror holders 8a and 8b are held by the mirror holders 8a and 8b. .
  • the robot moves to a position where it is inserted immediately before the image sensor 3.
  • the position of the flat glass 9 (the QR half mirror 2) at the time of this photographing is determined by the locking of the flat glass holder 18 b on the stopper 15.
  • the entire amount of light transmitted through the objective lens group 1 reaches the image sensor 3, and a light image of a subject enters the image sensor 3 without loss of light by the QR half mirror 2.
  • the image sensor 3 is driven by a CCD driver 13, and an image output of the image sensor 3 is input to a control circuit 14 including a microprocessor, a memory, and the like via the CCD driver 13.
  • the control circuit 14 records the image data obtained from the image sensor 3 at the time of photographing on a recording medium (not shown) such as a memory card.
  • a recording medium not shown
  • Monitor display on the display unit auto focus processing (AF Processing such as control of the movable focus lens group 1b via 6), exposure calculation (exposure amount control by half-pressing the release button, etc.) can be executed.
  • AF Processing such as control of the movable focus lens group 1b via 6
  • exposure calculation exposure amount control by half-pressing the release button, etc.
  • the circuit 14 detects the brightness based on the photoelectric conversion output of the subject light beam incident on the imaging device 3 via the QR half mirror 2, and detects the contrast by a known contrast detection method.
  • the control circuit 14 determines the electronic shutter opening time of the image sensor 3 according to the detected brightness of the subject light flux, and drives the AF module 16 according to the detected contrast information. Then, the autofocus control can be performed by moving the movable focus lens group 1b held by the lens frame 17 in the optical axis direction. That is, the control circuit 14 drives the AF motor 16 so that the contrast of the image captured by the image sensor 3 is maximized in accordance with a change in the contrast of the subject imaged on the image sensor 3. Move the focus lens group 1 b to the focus position.
  • the focus position at this time is based on the photoelectric output of the subject light image transmitted through the QR half mirror 2 and incident on the image sensor 3, when the QR half mirror 2 is flipped up and retracted, the flat glass If 9 is not inserted, the in-focus position at that time will be different.
  • the position of the image formed through the QR half mirror 1 2 having the thickness d is A, the QR half mirror 2 and the flat glass 9
  • the deviation of the imaging position (B-A) when there is no QR half-mirror 2 and when there is neither QR half-mirror 2 nor flat glass 9 in Fig. 2 is the center light 10 on the optical axis and the peripheral light 1 1 Focusing on the movement of the imaging position due to, this geometric relationship can be expressed by the following equation (1).
  • the refractive index of the glass (or other suitable material) of the QR half mirror 12 is n
  • the incident angle of the central light 10 on the QR half mirror 12 is 45.
  • the incident angle of the ambient light 1 1 to the QR half mirror 2 is ⁇ . a ⁇ / 2 ⁇ 2 -1-1. Ha,. cos 0 sin0 ⁇ ,
  • the deviation ⁇ of the imaging position formed by the central light 10 and the peripheral light 11 at this time is as follows.
  • the refractive index n 'of the flat glass 9 (the same value of n as above can be used if the flat glass 9 and the glass of the QR 181 mirror 2 are the same), below the thickness d' of the flat glass 9 It can be approximated as in equation (2) above.
  • ⁇ d '(l-—) (2)
  • n 'equation (2) is derived from Snell's law and geometrical considerations. As shown in Fig. 3, when the plane glass 9 is inserted so as to intersect the optical axis at 90 °, The term related to the incident angle 0 «of the ambient light 11 in FIG. 3 as shown in equation (2) can be ignored as a small term, and the image shift amount ⁇ is the thickness d ′ of the flat glass 9 and its refractive index n Is determined by
  • Figure 4 shows the result of this calculation.
  • the shift amount ⁇ of the image to be corrected depends on the incident angle 0 of the ambient light 11 in FIG. 2, and is not constant. QR half mirror 2 4 5.
  • the amount of shift in the optical axis direction due to the correction glass is, as is clear from equation (2), Not affected by ⁇ .
  • the central field of view is more important than the peripheral area. (Close to °)
  • the calculation result of the nearest neighbor is used, that is, 1.77 mm is used as the thickness d ′ of the flat glass 9 for eliminating the image shift.
  • the effect of inserting the flat glass 9 can be evaluated as follows as compared with the case where the flat glass 9 is not provided.
  • the image forming position that occurs when the QR half mirror 2 is inserted is shifted.
  • the imaging position can be corrected by that amount. Therefore, even if the auto focus control conditions calculated during the introduction of the QR half mirror 2 are used as they are, the degree of image quality deterioration is reduced.
  • the flat glass 9 is inserted perpendicularly to the optical axis, so that the effect of correcting the imaging position of the flat glass 9 is uniform for all photographing rays having various directions. (See the point that equation (2) does not depend on the incident angle of ambient light ⁇ '), and as shown in Fig. 4, image formation occurs depending on the direction of the side light involved in image formation. There is no degradation of the image due to the displacement of the image position during shooting.
  • the change in the imaging position (focusing position) caused by the retreat of the QR half mirror 2 from the optical axis can be corrected by inserting the flat glass 9.
  • the image sensor 3 captures a subject image for the electronic shutter release time determined when the release button is half-pressed.
  • the control circuit 14 drives a drive mode (not shown) to return the QR half mirror 2 and the flat glass 9 to the standby position.
  • the optical path splitting means QR half mirror 2
  • the optical path splitting means by the half mirror is removed from the main optical system, and an optical element (flat glass 9) for correcting the shift of the imaging position caused by the optical path splitting means by the half mirror is inserted into the main optical system.
  • an optical element flat glass 9 for correcting the shift of the imaging position caused by the optical path splitting means by the half mirror is inserted into the main optical system.
  • the deviation of the focus position can be corrected by a very simple and inexpensive configuration using a simple optical element such as the flat glass 9 as the optical element.
  • the imaging device can acquire imaging data for a predetermined purpose such as exposure adjustment, monitor display, and auto focus adjustment during the observation period. .
  • the QR half mirror 2 and the flat glass 9 constituting the optical path splitting means are not held on separate levers, but are rigid one guide lever member (mirror guide lever). 8) are held at both ends, respectively.
  • the mirror guide lever 8 positions the QR mirror 12 or the flat glass 9. For this reason, it is very easy and inexpensive to carry out with a small number of parts, the positioning error of the QR half mirror 2 or the flat glass 9 is extremely small, and there is an excellent effect that accurate imaging position correction can be performed.
  • the QR half mirror 2 is 45 for ease of explanation.
  • the angle of the flat glass 9 is 90.
  • the angle between the QR half mirror 2 and the flat glass 9 is 90.
  • the relative angle between the two can be set to an angle other than 90 ° depending on the configuration of the drive mechanism and the space in the device.
  • the configuration has been described in which the flat glass 9 is inserted at the time of shooting when the QR half mirror 2 is retracted, and the imaging position shift ⁇ in the optical axis direction is corrected.
  • what can be corrected by inserting the flat glass 9 is the imaging position shift d in the optical axis direction, and the shift of the imaging optical axis is not considered.
  • the insertion of the QR half-mirror 12 at an angle causes an imaging position shift ⁇ in a direction (perpendicular) crossing the optical axis, but the configuration shown in the first embodiment This alone cannot correct this imaging position shift ⁇ .
  • the transmission surface of the QR half mirror as an optical path splitting means is constituted by an inclined plane inclined with respect to the reflection surface (semi-transmission surface). Is shown.
  • a structure in which the transmission surface as the optical path splitting means is constituted by an inclined plane inclined with respect to the reflection surface (semi-transmission surface) is, for example, a vertical cross-sectional shape of the QR 81 mirror 18 shown in FIG. It should be shaped like a cross section.
  • the configuration in FIG. 5 will be described as a second embodiment, but in the following description, the configuration other than FIG. 5 is the same as in the first embodiment.
  • the same or corresponding components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the QR half mirror 18 is supported by the mirror holder 8 together with the flat glass 9 as in FIG. 1 so that the QR half mirror 18 enters the optical path during observation, and the QR half mirror 18 retreats during shooting.
  • the flat glass 9 is controlled to enter the optical path.
  • the configuration shown in Fig. 5 is based on the fact that the light flux shifted by the law of refraction by the reflective surface (semi-transmissive surface) on the surface of the QR 81-mirror 18 It is characterized in that the image sensor 3 is returned to the vicinity of the center by tilting. As a result, during observation, the path of the light beam passing near the center of the It can be corrected to be almost the same as when the mirror 18 is not installed.
  • the calculation method of the angle ⁇ formed by the transmission surface (inclined plane) on the back of the QR half mirror 18 with respect to the reflection surface (semi-transmission surface) of the surface of the QR half-mirror 18 at the angle of Fig. 5 is a schematic representation, and the scale is not taken into account.
  • autofocus control is performed in the state shown in Fig. 5, but at this time, the above-mentioned calculation is applied only to ambient light near the optical axis. If it is set near the center of the imaging range of the imaging element 3, the autofocus processing can be performed in a state equivalent to the absence of a vertical shift of the imaging optical axis.
  • the deviation of the imaging position along the optical axis is corrected by retracting the QR half mirror 18 at the time of photographing and inserting the flat glass 9 configured in the same manner as in the first embodiment.
  • the QR half mirror 18 retreats from the optical axis, the image forming position shifts by ⁇ from the image sensor 3 in the optical axis direction, but the image forming position is shifted by inserting the flat glass 9 perpendicularly to the optical axis. Is corrected so as to be on the image sensor 3 with the above.
  • the thickness of the correction glass 9 may be 1.77 mm, which is the same as that when a flat QR half mirror is used.
  • the wedge-shaped optical path splitting means (QR half mirror 18) as shown in FIG. 5 is a half mirror, which is formed by shaping a material such as glass, and providing a reflection Z transmission / filter characteristic. Can be manufactured relatively easily and inexpensively (similarly for the QR half mirror 2 of the first embodiment).
  • an objective lens group, an imaging element disposed behind the objective lens group and constituting an imaging optical system together with the objective lens group, and the objective lens as optical path dividing means A retractable optical path dividing unit disposed between a lens group and the image pickup element; an observation optical system for observing a light image divided outside the optical path of the imaging optical system by the optical path dividing unit; and the optical path dividing unit.
  • an optical element that corrects a change in an imaging position caused by the retraction of the optical path dividing unit in conjunction with the retraction of the optical path dividing unit is provided in the imaging optical system.
  • the optical element can be made of flat glass having a thickness that corrects a change in the imaging position in the optical axis direction accompanying the retreat of the optical path splitting unit.
  • a simple optical element is used.
  • the deviation of the focus position can be corrected by using a very simple and inexpensive configuration.
  • the flat glass is positioned with respect to an optical axis of the imaging optical system.
  • the effect of correcting the imaging position of the flat glass can be applied evenly to all imaging rays having various directions, and autofocus control operates under the optimal conditions. It is possible to obtain an excellent effect that the image quality can be prevented from deteriorating.
  • the transmission surface of the optical path splitting unit from an inclined plane inclined with respect to the reflection surface of the optical path splitting unit, the center optical axis of the image sensor with respect to the image sensor when the optical path splitting unit is inserted and when the optical path splitting unit is separated therefrom is formed.
  • the optical path splitting means can be constituted by a half mirror. In this case, by shaping a material such as glass and applying a coating for giving reflection / transmission / filtration characteristics, it is relatively simple and inexpensive. Can be manufactured.

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Abstract

対物レンズ群(1)の後方に撮像素子(3)を配置し、観察光学系方向への光路分割手段として対物レンズ群と撮像素子の間に退避可能なクイックリターンハーフミラー(2)を配置する。クイックリターンハーフミラーの撮像光学系の光軸からの退避に連動してクイックリターンハーフミラーの退避に伴なう光軸方向の結像位置の変化を補正する平面ガラス(9)を撮像光学系の光軸に挿入する。クイックリターンハーフミラーと平面ガラスはリジッドな1部材のミラーガイドレバー(8)両端にそれぞれ保持し、それぞれの退避、挿入を行なう。クイックリターンハーフミラーには、光軸交差方向の結像位置ずれを補正する傾斜平面を設けることもできる。

Description

明 細 書
デジタルカメラ付地上望遠鏡
技術分野
本発明は撮像素子と観察光学系への光路分割を行なう光路分割手段 を用いるデジタルカメラ付地上望遠鏡に関するものである。
背景技術
野鳥などの自然動物を観察するために 2 0倍から 6 0倍程度の倍率 の地上望遠鏡が広く用いられている。 一般に、 地上望遠鏡の構成とし て、 正 （凸） レンズと、 正立系として機能する負 （凹） レンズからな るガリレイ式望遠鏡を基本とする構成、 あるいは正 （凸） レンズのみ からなるケプラー式望遠鏡の基本構成に正立系としてプリズムなどを 加えたものなどが知られているが、 いずれにしても地上望遠鏡とはュ 一ザが正立像を観察できるように構成されたものをいう。
自然動植物の観察の用途に地上望遠鏡を用いる場合、 対象物を観察 するだけでなく記録に留めたいという需要がある。 出願人は、 既に観 察像を撮影可能なシステムでありながら、 空中像を観察するために、 鮮明で明るい像を観察することができるデジタルカメラ付地上望遠鏡 の構成を特許文献 1 (特開 2 0 0 3— 2 4 8 2 6 6号公報） に示す特 許出願で提案している。
特許文献 1におけるデジタルカメラ付地上望遠鏡の構造は、 観察光 学系の構造を除く主光学系の構成は一般的な一眼レフ式デジタルカメ ラの構造に類似するもので、 特許文献 1では全反射のクイックリタ一 ンミラーを用いている。
一方、 一眼レフ式デジタルカメラでは、 銀塩式の一眼レフカメラと 異なり、 撮影レンズを透過した光束を観察光学系と撮像素子の光路に 分割する固定式の八一フミラーを光路分割手段として用いる構造が知 られている。 このような構造は、 モニタ表示、 オートフォーカス処理、 露出演算などのために撮像素子の撮像を常時行なえ、 しかも可動式の ミラ一を用いないので構成を非常に簡単安価にできる利点がある反面、 光量損失を避けられないという問題がある。
この点に鑑み、 特許文献 2 (特開 2 0 0 0 - 1 6 2 4 9 5号公報） に示すように、 対物レンズを透過した被写体光束の一部を観察光学系 に導き、 残りを撮像素子に導くハーフミラーをクイックリターンミラ 一から構成し、 このハーフミラーを常時は被写体光束の一部を辫察光 ' 学系に導く観察位置に位置し、 撮影時には撮影光路から退避するよう に制御する構造が提案されている。 この特許文献 2では、 ハーフミラ 一が観察位置にある時に、 八一フミラーを介して撮像素子に入射する 被写体光束の光電変換出力によりハーフミラーが退避した時に対物レ ンズが被写体に合焦する合焦位置を演算して記憶し、 実際にハーフミ ラーが撮影位置に退避する撮影時には演算された合焦位置に対物レン ズを移動させて合焦させるようになっている。
特許文献 2に示される構成は、 被写体撮影時の光量損失を防止でき、 しかもハーフミラーが退避したとき撮像素子へ入射する像の焦点のず れを撮影レンズの移動により補正できるという利点があるが、 合焦の 演算、 記憶のためのプロセッサやメモリが必要であり、 製造コストが 高くなるという問題がある。
本発明の課題は、 上記の問題を解決し、 撮像素子の撮像を常時行な え、 撮影時の光量の損失がなく、 しかも簡単安価な構成により撮像素 子の合焦位置を補正できるようにすることにある。
発明の開示 上記の課題を解決するため、 本発明によれば、 対物レンズ群と、 前 記対物レンズ群の後方に配置され前記対物レンズ群とともに撮像光学 系を構成する撮像素子と 光路分割手段として前記対物レンズ群と前 記撮像素子の間に配置された退避可能な光路分割手段と 前記光路分 割手段により前記撮像光学系の光路外に分割された光像を観察する観 察光学系と、 前記光路分割手段が前記撮像光学系の光軸から退避した 時、 前記光路分割手段の退避に連動して、 前記光路分割手段の退避に 伴なう結像位置の変化を補正する光学素子を前記撮像光学系の光軸に 挿入する結像位置補正手段を設けた構成を採用した。
あるいはさらに、 前記光学素子を前記光路分割手段の退避に伴なう 光軸方向の結像位置の変化を補正する厚みを有する平面ガラスとする 構成を採用した。
あるいはさらに、 前記結像位置補正手段が一方の端部に前記光路分 割手段を、 他方の端部に前記光学素子を支持したガイ ドレバ一部材に より前記光路分割手段の退避と前記光学素子の揷入を制御する構成を 採用した。
あるいはさらに、 前記平面ガラスが前記撮像光学系の光軸に対して 垂直に挿入される構成を採用した。
あるいはさらに、 前記光路分割手段の透過面を前記光路分割手段の 反射面に対して傾斜した傾斜平面から形成することにより、 前記光路 分割手段の挿入時と離脱時の前記撮像素子に対する中心光軸のずれに よる光軸に交差する方向の結像位置ずれを補正する構成を採用した。 あるいはさらに、 前記光路分割手段がハーフミラーである構成を採 用した。
図面の簡単な説明 第 1図は、 本発明の第 1実施形態に係るデジタル力メラ付地上望遠 鏡の全体構成を示した説明図であり、 第 2図は、 第 1図の装置におい て観察時に主光学系に挿入された Q Rハ一フミラーを示した説明図で あり、 第 3図は、 第 1図の装置において撮像時に主光学系に挿入され た平面ガラスを示した説明図であり、 第 4図は、 第 1図の装置のクイ ックリターンハーフミラ一により生じる像のずれ量とそれを捕正する 平面ガラスの厚みの算出結果を示した表図であり、 第 5図は、 本発明 の第 2実施形態に係るデジタルカメラ付地上望遠鏡の要部の構成を示 した説明図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
第 1図は本発明を採用したデジタルカメラ付地上望遠鏡の要部の構 成を示している。 第 1図において、 固定レンズ群 1 aと可動フォー力 スレンズ群 1 bからなる対物レンズ群 1を透過した光束は、 常時は主 光軸 （対物レンズ群 1の光軸） と 4 5。の角度で交差するように配置 されたクイックリターンミラー （以下、 Q Rハーフミラーと略す） 2 に入射する。
可動フォーカスレンズ群 1 bはレンズ枠 1 7に保持され、 A F用モ —夕 1 6により主光軸方向に移動できるようになつている。
Q Rハーフミラー 2を透過した光束は、 焦点面に置かれた撮像素子 ( C C D , C M O S撮像素子など） 3に入射する。 一方、 Q Rハーフ ミラー 2で反射した光束は観察光学系に入射し、 ペン夕ダハプリズム (図示せず) 、 あるいは反射ミラー 4とリレーレンズ 5を組み合わせ た正立光学系を介して焦点面と共役な位置に置かれた焦点板 6の位置 に空中像を結像させる。 ユーザはこの像を接眼レンズ 7を介して正立 像として観察することができる。
なお、 Q Rハーフミラー 2の反射率は任意であるが、 たとえば 8 0 %〜 9 0 %程度とし、 観察光学系に向かう光量の方が多くなるよう にすると、 ユーザの観察が容易になる。
Q R八一フミラー 2は、 金属やプラスチックなどから成るミラーガ ィ ドレバ一 8の一端に設けられたミラーホルダ一 8 aに固定されてい る。 ミラ一ガイ ドレバー 8は回動軸 1 2に対して回動自在に枢支され ており、 ミラーガイ ドレバー 8の回動軸 1 2の反対側の端部には平面 ガラスホルダ一 8 bが設けられ、 この平面ガラスホルダー 8 bに平面 ガラス 9が固定されている。 平面ガラス 9の透過率はほぼ 1 0 0 %と する。
第 1図の例では、 Q Rハーフミラー 2と平面ガラス 9は 9 0。の角 度をなすように各ホルダー 8 a、 8 bにより保持する構造となってい る。
また、 ミラ一ホルダー 8 aには引張りばね 1 0が張設されており、 この引張ばね 1 0はミラーホルダー 8 aと Q Rハーフミラー 2を回動 軸 1 2を中心として図の時計廻りに （撮影光路から退避する方向） に 回動付勢する。
観察時は、 引張ばね 1 0の張力に抗して Q Rハーフミラー 2を主光 軸に対して 4 5。の角度の位置に位置決めするのは規制レバー 1 1で ある。 規制レバー 1 1の水平に図示された側の腕の先端には切欠部 1 1 bが設けられ、 この切欠部 1 1 bはミラーガイ ドレバー 8に植設さ れたピン 8 c と係合している。 そして、 規制レバー 1 1は L字型でそ の屈曲部において回動軸 1 1 a上に回動自在に枢支され、 観察時はュ 一ザが撮影操作を行なうレリ一ズポタン （図示せず） と連動したソレ ノィ ドあるいは他の機械的手段により実線の位置を保つ。 このように して、 観察時、 Q Rハーフミラー 2は主光軸に対して 4 5。の位置を 保持する。
ユーザの撮影操作に応じて撮影動作が開始されると、 規制レバ一 1 1の保持が解除され、 ミラーガイ ドレバ一 8が引張ばね 1 0の回動付 勢力によって時計廻り方向に急速に回動し、 ミラーホルダ一 8 aと Q Rハーフミラー 2はそれぞれ点線で示される位置に移動する。
Q Rハーフミラー 2と平面ガラス 9は先に述べたように丁度 9 0。 の位置関係でミラ一ホルダー 8 a， 8 bに保持されているので、 Q R ハーフミラ一 2が点線のように水平位置に移動すると、 平面ガラス 9 は対物レンズ群 1の光軸に対して 9 0。をなす姿勢で撮像素子 3の直 前に挿入される位置まで移動することになる。 この撮影時の平面ガラ ス 9 ( Q Rハーフミラー 2 ) の位置はストッパー 1 5に平面ガラスホ ルダ一 8 bが係止することにより決まる。
これにより、 対物レンズ群 1を透過した全ての光量が撮像素子 3に 到達し、 Q Rハーフミラー 2による光量損失がない状態で撮像素子 3 に被写体の光像が入射する。
撮像素子 3は C C Dドライバ一 1 3により駆動され、 撮像素子 3の 撮像出力は C C Dドライバー 1 3を介してマイクロプロセッサやメモ リなどから構成された制御回路 1 4に入力される。 制御回路 1 4は、 撮影時に撮像素子 3から得た画像データを不図示の記録媒体 （メモリ カードなど） に記録する。 また、 本実施形態では、 観察期間中も Q R ハーフミラー 2を介して撮像素子 3に被写体の光束が入射されている ため、 これに応じて得られる撮像素子 3からの撮像情報に基づき不図 示の表示器へのモニタ表示、 オートフォーカス処理 （A F用モ一夕 1 6を介した可動フォーカスレンズ群 1 bの制御） 、 露出演算 （レリー ズポタン半押しなどによる露光量制御） などの処理を実行することが できる。
次に上記のように構成されたデジタルカメラ付地上望遠鏡の動作に つき説明する。
観察状態において Q Rハ一フミラ一 2が第 1図の実線位置にある状 態で、 ユーザがレリーズポタン (図示せず) を半押しして半押しスィ ツチ （図示せず） をオンすると、 制御回路 1 4は Q Rハーフミラー 2 を介して撮像素子 3に入射している被写体光束の光電変換出力により その明るさを検出し、 またそのコントラストを公知のコントラスト検 出方法で検出する。
これにより、 制御回路 1 4は、 検出した被写体光束の明るさに応じ て撮像素子 3の電子シャッター開放時間を決定し、 また、 検出したコ ントラスト情報に応じて A F用モ一夕 1 6を駆動し、 レンズ枠 1 7に 保持された可動フォーカスレンズ群 1 bを光軸方向に移動させてォー トフォ一カス制御を行なうことができる。 すなわち、 撮像素子 3上に 結像している被写体のコントラス卜の変化に応じて制御回路 1 4は撮 像素子 3の撮影画像のコントラストが最大となるよう A F用モータ 1 6を駆動して可動フォーカスレンズ群 1 bを合焦位置に移動させる。 このときの合焦位置は、 Q Rハ一フミラー 2を透過して撮像素子 3 に入射した被写体光像の光電出力によるものであるから、 Q Rハーフ ミラー 2を跳ね上げて退避させたとき、 平面ガラス 9が挿入されなけ れば、 そのときの合焦位置とは異なるものになる。
すなわち、 第 2図に示すように厚さ dを持つ Q Rハーフミラ一 2を 透過して出来る像の位置を A、 Q Rハーフミラー 2も平面ガラス 9も ない時の像の位置を Bとずれば、 Q Rハーフミラー 2の屈折率 nは n > 1 (空気の屈折率 n= l ) であるから、 必ず結像位置 Aの方が結像 位置 Bより遠く Q Rハーフミラー 2から離れた位置になる。
第 2図の QRハーフミラ一 2がある時と QRハーフミラ一 2も平面 ガラス 9もない時の結像位置のずれ量 （B〜A) は、 光軸上の中心 光 1 0、 周辺光 1 1による結像位置の移動に着目すれば、 この幾何学 的関係は下記の式 （ 1 ) により表すことができる。 この時、 QRハー フミラ一 2のガラス （あるいは他の適当な材質） の屈折率は n、 中心 光 1 0の Q Rハーフミラ一 2への入射角度は 4 5。、 周辺光 1 1の Q Rハーフミラー 2への入射角度は Θであるものとする。 a Λ/2Η2 -1-1. 。 ハ、 。 cos 0 sin0 ヽ 、
(cos0 + sm0)― V2(sm0一" ) I ( 1 ) cos0 -sm0 sl4n2 - 2 ■jn2 -sin"0' 本実施形態においては、 この結像位置 Aと結像位置 Bのずれを平面 ガラス 9により補正する。 すなわち、 レリーズボタンが全押しされる と、 前述のように規制レバ一 1 1が反時計方向に回動し、 これにより 規制を失った QRハーフミラ一 2が退避し、 平面ガラス 9が下降して 光軸上に挿入され、 ストッパー 1 5により点線の位置で係止される。 第 3図はこの撮影時に平面ガラス 9が主光軸上に挿入された状態を 示している。 Q Rハーフミラー 2の跳ね上げ後、 平面ガラス 9が光軸 に対し垂直に挿入されるものとすれば、 この時の中心光 1 0と周辺光 1 1により形成される結像位置のずれ δは平面ガラス 9の屈折率 n ' (平面ガラス 9と QR八一フミラー 2のガラスが同一であれば上記と 同じ nの値を用いることができる） 、 平面ガラス 9の厚さ d 'から下 記の式 （ 2 ) のように近似.することができる。 δ =d'(l-—) (2)
n' 式 （ 2 ) はスネルの法則と幾何学的考察によって導かれたもので、 第 3図のように光軸に対して 9 0 ° で交差するよう平面ガラス 9を揷 入した場合には、 式 （2 ) のように第 3図の周辺光 1 1の入射角度 0 «に関連する項は微少項として無視でき、 像のずれ量 δは平面ガラス 9の厚み d 'とその屈折率 n により決まる。
したがって、 式 （ 1 ) と式 （ 2) の左辺の像のずれ量 δが等しくな るよう、 式 （ 2 ) の左辺に式 （ 1 ) の右辺を代入し、 平面ガラス 9の 厚み d 'について解けば、 本実施形態で必要な平面ガラス 9の厚み d 'を計算することができる。
第 4図は、 この計算結果を示している。 ここでは、 QRハーフミラ — 2の厚み d = l (mm) 、 Q Rハーフミラ一 2および平面ガラス 9 のガラスが同一で両者の屈折率が n = n ' = 1. 5 1 6 3 3である条 件において、 上記の式 （ 1 ) と式 （ 2 ) による計算結果を示している。
ここで、 第 4図の計算結果に関する考察を示しておく。
第 4図の計算結果から判るように、 補正すべき像のずれ量 δは第 2 図の周辺光 1 1の入射角度 0に依存し、 一定ではない。 QRハーフミ ラー 2を 4 5。で揷入している場合、 周辺光 1 1の入射角度 0の値が 大きくなる程、 像のずれ量 dは大きくなる （ただし 0 = 4 5°の光線 は特別な場合で、 《5 =無限大で非結像） 。 すなわち、 挿入する平面ガ ラス 9の厚みを除々に変えなければ Q Rハーフミラー 2で生じていた 収差 (コマ収差) は完全には除去できない、 とも言える。 一方、 補正 ガラスによって光軸方向にずれる量は、 式 （ 2 ) から明らかなように Θの影響を受けない。
しかしながら、 実際の製品の光学設計においては、 オートフォー力 スのためのコントラスト計算エリァにせよ撮影像にせよ 周辺よりも 中心視野を重視する、 すなわち、 近軸領域の （しかも入射角度 0が 4 5 °に近い） 周辺光 1 1 (第 2図） の条件を重視して計算を行なうの で、 第 4図においても同様に 0 = 4 5。最近傍の計算結果を採用する、 すなわち、 像のずれを解消するための平面ガラス 9の厚さ d 'には 1 . 7 7 m mを採用する。
平面ガラス 9挿入の効果は平面ガラス 9が無い時と比較して以下の ように評価できる。
Q Rハーフミラ一 2が光軸から退避している時と挿入されている時 の、 光軸方向での合焦位置ずれの量 （ δ ) は、 第 4図より平面ガラス 9が無いとき ：最大 0。 7 O m mであるが、 平面ガラス 9があると き ： 厚さ 1 . 7 7 m mのものを挿入した場合は画角中心部のずれは補 正されるので、 ずれは最大 0 . 7 0— 0 . 6 0 = 0 . 1 0 mmの範囲 となる。
Q Rハーフミラー 2の離脱による結像位置のずれによる影響を本実 施形態のように平面ガラス 9を挿入することなく放置した場合、 たと えば Q Rハーフミラ一 2揷入中に計算したォートフォ一カス制御の条 件をそのまま用いることによって撮影画質の低下となって表れる。 こ の画質低下の度合は、 撮影時の光学系の被写界深度 （絞り値） などに よっても異なるが、 被写界深度の浅い絞り開放のような条件において は場合によっては深刻なものとなる。
一方、 本実施形態によれば、 平面ガラス 9を挿入することにより、 Q Rハーフミラー 2が挿入されていた状態に生じていた結像位置のず れの分だけ結像位置を補正することができる。 したがって、 Q Rハー フミラー 2揷入中に計算したォートフォーカス制御の条件をそのまま 用いても、 画質低下の度合はより小さくなる。
特に、 本実施形態によれば、 平面ガラス 9を光軸に垂直に揷入する ようにしているので、 平面ガラス 9の結像位置の補正効果は種々の方 向を有する全ての撮影光線について均等に作用し （式 （ 2 ) が周辺光 の入射角度 Θ 'に依存しない点を参照のこと） 、 第 4図に示したよう に結像に関与する 辺光の方向に依存して発生する結像位置のずれに 起因する画像の劣化を撮影時に生じることがない。
以上のようにして、 本実施形態では、 Q Rハーフミラー 2が光軸上 から退避することで生じる結像位置 （合焦位置） の変化を平面ガラス 9を挿入することにより補正することができる。
平面ガラス 9が挿入された後、 撮像素子 3は、 レリーズポタン半押 し状態のときに決定された電子シャッター開放時間だけ被写体像を撮 像する。 撮像が終了すると、 制御回路 1 4は図示しない駆動モー夕を 駆動させ、 Q Rハーフミラー 2および平面ガラス 9を待機位置に復帰 させる。
以上のようにして、 本実施形態によれば、 ハーフミラ一による光路 分割手段 （Q Rハーフミラー 2 ) により撮像素子と観察光学系の双方 に被写体光束を入射させるデジタルカメラ付地上望遠鏡において、 撮 影時、 ハーフミラーによる光路分割手段を主光学系から除去するとと もに、 ハーフミラーによる光路分割手段により生じていた結像位置の ずれを補正する光学素子 (平面ガラス 9 ) を主光学系に挿入するよう にしているので、 撮影時の撮像素子への入射光量の損失を生じること がなく、 プロセッサやメモリを用いることなく、 また結像位置補正用 の光学素子として平面ガラス 9のようにシンプルな光学素子を利用し た非常に簡単安価な構成によって合焦位置のずれを補正することがで きる。 もちろん-. 本実施形態ではハーフミラ一による光路分割を行な うので観察期間中は撮像素子により、 露光調節、 モニタ表示、 オート フォーカス調整などの所定の目的のための撮像データ取得が可能であ る。
また、 本実施形態によれば、 光路分割手段を構成する Q Rハーフミ ラ一 2と平面ガラス 9をそれぞれ別のレバ一上に保持するのではなく、 リジッ ドな 1部材のガイ ドレバー部材 （ミラーガイ ドレバー 8 ) の両 端にそれぞれ保持しており、 このミラ一ガイ ドレバ一 8により Q Rハ —フミラ一 2ないし平面ガラス 9の位置決めが行なわれる。 このため、 少ない部品点数で非常に簡単安価に実施でき、 Q Rハーフミラー 2な いし平面ガラス 9の位置決め誤差は極めて少なくて済み、 正確な結像 位置補正を行なえる、 という優れた効果がある。
なお、 以上では説明を容易にするため、 Q Rハーフミラー 2は 4 5。の角度で、 平面ガラス 9は 9 0。の角度でそれぞれ主光学系に揷 入されるものと説明したが、 これらの条件はあくまでも便宜上のもの であり、 これらの部材の主光学系に対する角度は他の設計条件に応じ て適宜変更することができるのはいうまでもない。
また、 以上では、 Q Rハーフミラー 2および平面ガラス 9が互いに なす角度は 9 0。であるものとして説明したが、 駆動機構の構成、 装 置内のスペースなどの事情に応じて両者の相対角度を 9 0 °以外の角 度に取ることができるのはいうまでもない。
以上では、 Q Rハーフミラー 2を退避させる撮影時に平面ガラス 9 を挿入し、 光軸方向の結像位置ずれ δを補正する構成を示した。 しかしながら、 第 1実施形態において平面ガラス 9を挿入すること で補正できるのは光軸方向の結像位置ずれ dであって、 結像光軸のシ フトについては考慮されていない。 第 2図に示したように、 傾斜して Q Rハーフミラ一 2を挿入することによって、 光軸に交差する （垂直 な） 方向に結像位置ずれ Δが生じるが、 第 1実施形態に示した構成だ けではこの結像位置ずれ Δは補正することができない。
本実施形態では、 この結像光軸のシフトを解消するために、 光路分 割手段としての Q Rハーフミラーの透過面をその反射面 （半透過面） に対して傾斜した傾斜平面から構成する例を示す。
光路分割手段としての透過面をその反射面 （半透過面） に対して傾 斜した傾斜平面から構成する構造は、 たとえば、 Q R八一フミラー 1 8の垂直断面形状を第 5図のようなくさび形断面とするものである。 以下、 第 5図の構成を第 2実施形態として説明するが、 以下の説明 において第 5図以外の構成は第 1実施形態と同様であるものとする。 また、 以下の説明において、 第 1実施形態と同一または相当するもの に関しては同一符号を用い、 その詳細な説明は省略する。
Q Rハーフミラ一 1 8は、 第 1図と同様に平面ガラス 9とともにミ ラーホルダー 8に支持されて観察時に Q Rハーフミラ一 1 8が光路に 揷入され、 撮影時には Q Rハーフミラー 1 8が退避して平面ガラス 9 が光路に揷入されるよう制御される。
第 5図の構成は、 Q R八一フミラー 1 8表面の反射面 （半透過面） により屈折の法則によってシフ卜された光束、 特に中心付近の光束を Q Rハーフミラー 1 8の背面の透過面の傾きによって撮像素子 3の中 心付近へ戻すようにしていることを特徴とするものである。 これによ り、 観察時に撮像素子 3中心付近を通過する光線の経路が Q Rハーフ ミラー 1 8を揷入していない時とほぼ同様になるように補正すること ができる。
以下、 第 5図の Q Rハーフミラ一 1 8の背面の透過面 （傾斜平面） がその表面の反射面 （半透過面） に対してなす角度 αの計算手法を示 す。
ここでは、 撮像素子上 3の結像面から 2 9. 5 5 9 mmの位置に厚 さ l mm、 屈折率 n= l . 5 1 6 3 3の単純平面 Q Rハーフミラ一を 光軸に対して 4 5。の角度で揷入した場合において、 QRハーフミラ 一 1 8の背面の透過面 （傾斜平面） がその表面の反射面 （半透過面） に対してなす角度 αの計算手法を示す。 なお第 5図は模式的に表した ものであって、 縮尺については考慮されていない。
このような構成においては、 スネルの法則から光軸上の光線 （中心 光） がこの QRハーフミラー入射により生じる屈折角 0 1は 0 1 = 2 7. 7 9 6。であり、 よって中心光が QRハーフミラ一を透過する光 路長 Lは L= l . 1 3 Ommとなる。
これにより、 出射光 （光軸に並行な破線により図示） の光軸シフ ト 量△は△ = () . 3 34mmとなり、 この中心光を元通り撮像素子 5の 中心に結像させるために必要な入射角 0 2は 6> 2 = 0. 647。 とな る。
したがって、 第 5図のようなくさび形状の場合、 QRハーフミラー 1 8の背面 （実線） の透過面の傾斜角 Q!は、 スネルの法則から
1.51633x8^^ +a) =lxsin(02 +45°+ (3)
を満足する必要があり、 そこでこの式 （ 3) を αについて解くと傾斜 角 aは α = 0. 7 1 0。 （分秒表示で 42 ' 34 ") となる。
上記のような挾角ひを有するくさび形 QRハーフミラー 1 8を用い ることにより、 撮像素子 3上において結像光軸の上下方向のシフ卜を キヤンセルしたのと同等の効果が得られる。 結像光軸の上下方向のシ フ トそのものはキャンセルできないが、 撮像素子 3の撮像面の位置に おいては、 光軸付近では実質的に平面ガラスによる Q Rハーフミラー で生じる結像光軸の上下方向のシフトがなくなつたのと同じ状態を形 成できる。
観察期間においては、 第 5図の状態でオートフォーカス制御を行な うことになるが、 このとき、 上述の計算は光軸付近の周辺光のみに関 して適用されるため、 オートフォーカスエリアを撮像素子 3の撮像範 囲の中心付近に設定すれば、 結像光軸の上下方向のシフトが無いのと 同等な状態でォートフォーカス処理を行なうことができる。
なお、 光軸に沿った結像位置のずれに関しては、 撮影時に Q Rハー フミラ一 1 8を退避させ、 第 1実施形態と同様に構成した平面ガラス 9を挿入することにより補正する。
すなわち、 Q Rハーフミラー 1 8が光軸から退避すると結像位置は 撮像素子 3上から光軸方向に δだけずれるが、 平面ガラス 9を光軸に 対し垂直に挿入することで結像位置はもとの撮像素子 3上になるよう に補正される。 補正ガラス 9の厚さは平面の Q Rハーフミラーを用い た場合と同じ 1 . 7 7 mmでよい。
第 5図のようなくさび型形状の光路分割手段 （Q Rハーフミラー 1 8 ) は、 ハーフミラ一構成であれば、 ガラスなどの材料を整形した上、 反射 Z透過/フィルタ特性を与えるためのコ一ティングを施すことに より、 比較的簡単安価に製造することができる （第 1実施形態の Q R ハーフミラー 2も同様）
なお、 第 1実施形態に関して示した種々の変形例 （Q Rハーフミラ —の挿入角度その他） は、 第 2実施形態においても適用可能であるこ とはいうまでもない。
産業上の利用可能性
以上の説明から明らかなように、 本発明によれば、 対物レンズ群と 前記対物レンズ群の後方に配置され前記対物レンズ群とともに撮像光 学系を構成する撮像素子と、 光路分割手段として前記対物レンズ群と 前記撮像素子の間に配置された退避可能な光路分割手段と 前記光路 分割手段により前記撮像光学系の光路外に分割された光像を観察する 観察光学系と、 前記光路分割手段が前記撮像光学系の光軸から退避し た時、 前記光路分割手段の退避に連動して、 前記光路分割手段の退避 に伴なう結像位置の変化を補正する光学素子を前記撮像光学系の光軸 に挿入する結像位置補正手段を設けた構成を採用しているので、 撮像 素子の撮像を常時行なえ、 撮影時の光量の損失がなく、 しかも演算手 段や光学素子の駆動制御手段を必要としない簡単安価な構成により撮 像素子の合焦位置を補正できる、 という優れた効果がある。
特に、 前記光学素子は、 前記光路分割手段の退避に伴なう光軸方向 の結像位置の変化を補正する厚みを有する平面ガラスから構成するこ とができ、 その場合、 シンプルな光学素子を利用した非常に簡単安価 な構成によって合焦位置のずれを補正することができる。
あるいはさらに、 一方の端部に前記光路分割手段を、 他方の端部に 前記光学素子を支持したガイ ドレバー部材により前記光路分割手段の 退避と前記光学素子の挿入を制御する構成を用いれば、 少ない部品点 数で非常に簡単安価に、 また正確に結像位置の補正を行なえる、 とい う優れた効果が得られる。
あるいはさらに、 前記平面ガラスが前記撮像光学系の光軸に対して 垂直に挿入される構成を採用することにより、 平面ガラスの結像位置 の補正効果を種々の方向を有する全ての撮影光線について均等に作用 させることができ、 ォートフォ一カス制御を最適な条件で作用させる とともに撮影画質の劣化を防止できる、 という優れた効果が得られる。 あるいはさらに、 前記光路分割手段の透過面を前記光路分割手段の 反射面に対して傾斜した傾斜平面から形成することにより、 前記光路 分割手段の挿入時と離脱時の前記撮像素子に対する中心光軸のずれに よる光軸に交差する方向の結像位置ずれを補正する構成を採用するこ とにより、 光軸方向の結像位置のみならず光軸に交差する方向の結像 位置ずれ （光軸シフト） も補正することができる、 という優れた効果 が得られる。
前記光路分割手段はハーフミラーから構成することができ、 その場 合ガラスなどの材料を整形した上、 反射 透過/フィル夕特性を与え るためのコ一ティングを施すことにより、 比較的簡単安価に製造する ことができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 対物レンズ群と、
前記対物レンズ群の後方に配置され前記対物レンズ群とともに撮像 光学系を構成する撮像素子と、
光路分割手段として前記対物レンズ群と前記撮像素子の間に配置さ れた退避可能な光路分割手段と、
前記光路分割手段により前記撮像光学系の光路外に分割された光像 を観察する観察光学系と、
前記光路分割手段が前記撮像光学系の光軸から退避した時、 前記光 路分割手段の退避に連動して、 前記光路分割手段の退避に伴なう結像 位置の変化を補正する光学素子を前記撮像光学系の光軸に挿入する結 像位置補正手段を設けたことを特徴とするデジタルカメラ付地上望遠 鏡。
2 . 前記光学素子が前記光路分割手段の退避に伴なう光軸方向の結 像位置の変化を補正する厚みを有する平面ガラスであることを特徴と する請求の範囲第 1項に記載のデジタルカメラ付地上望遠鏡。
3 . 前記結像位置補正手段が一方の端部に前記光路分割手段を、 他 方の端部に前記光学素子を支持したガイ ドレバ一部材により前記光路 分割手段の退避と前記光学素子の挿入を制御することを特徴とする請 求の範囲第 1項に記載のデジタルカメラ付地上望遠鏡。
4 . 前記平面ガラスが前記撮像光学系の光軸に対して垂直に挿入さ れることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載のデジタルカメラ付地 上望遠鏡。
5 . 前記光路分割手段の透過面を前記光路分割手段の反射面に対し て傾斜した傾斜平面から形成することにより、 前記光路分割手段の挿 入時と離脱時の前記撮像素子に対する中心光軸のずれによる光軸に交 差する方向の結像位置ずれを補正することを特徴とする請求の範囲第
1項に記載のデジタルカメラ付地上望遠鏡。
6 . 前記光路分割手段はハーフミラ一であることを特徴とする請求 の範囲第 5項に記載のデジタルカメラ付地上望遠鏡。
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