変倍光学装置
【課題】 ズーム式双眼鏡など変倍機能を有する光学装置の光学特性の改善、軽量化、変倍操作の迅速化。
【解決手段】 対物レンズ７と接眼レンズ３との間の光軸上に、この光軸に沿って移動可能に変倍レンズ４を介装した光学装置において、前記変倍レンズが高倍率域にあるときの光学特性を調節する調節レンズ５を設ける。前記調節レンズは、その光軸上の位置と、光路から退避した位置とのいずれかの位置に選択的に移動できるように支持する。前記調節レンズの位置は、変倍レンズの位置を調節する変倍機構に連動して、変倍レンズが高倍率域にあるときに調節レンズが光軸上の位置に、変倍レンズが低倍率域にあるときに調節レンズが前記退避位置に、それぞれ移動するようにする。
【解決手段】 対物レンズ７と接眼レンズ３との間の光軸上に、この光軸に沿って移動可能に変倍レンズ４を介装した光学装置において、前記変倍レンズが高倍率域にあるときの光学特性を調節する調節レンズ５を設ける。前記調節レンズは、その光軸上の位置と、光路から退避した位置とのいずれかの位置に選択的に移動できるように支持する。前記調節レンズの位置は、変倍レンズの位置を調節する変倍機構に連動して、変倍レンズが高倍率域にあるときに調節レンズが光軸上の位置に、変倍レンズが低倍率域にあるときに調節レンズが前記退避位置に、それぞれ移動するようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、いわゆるズーム式の双眼鏡やフィールドスコープなどとして適用可能な変倍光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
双眼鏡を例にとると、一般に倍率が固定された方式の双眼鏡と、倍率を変化させることのできる方式、いわゆるズーム式の双眼鏡とがある。
【０００３】
ズーム式の双眼鏡では、例えば特許文献１に示されるように、その変化する倍率にかかわらず良好な光学性能が得られるように、固定倍率の双眼鏡に比較して多数のレンズが設けられる。また、ピント位置を変化させることなく光学系の倍率を変化させる必要から複雑なレンズ移動機構が設けられる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２４６８５８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
こうした従来のズーム式の双眼鏡は、その構成上、固定倍率の双眼鏡に比較して像が暗い、視界が狭い、あるいは光学系の収差補正が不十分で鮮明な画像が得られないなど、光学性能で劣るものになりがちである。
【０００６】
また、ズーム式双眼鏡では最低倍率と最高倍率の両端の倍率のいずれかで使用されることが多いのであるが、レンズ移動機構が複雑であることから、この倍率両端間でのズーム操作が迅速に行えないという操作性上の問題もある。
【０００７】
さらに、レンズが多く、複雑なレンズ移動機構を必要とすることから、固定倍率方式の双眼鏡に比較して高価で重量が嵩むものとなり、光学性能の点で有利な対物口径の大きな双眼鏡を実用化しにくいという問題もある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、対物レンズと接眼レンズとの間の光軸上に、この光軸に沿って移動可能に変倍レンズを介装した変倍光学装置において、
前記変倍レンズが所定の倍率域にあるときの光学特性を調節する調節レンズと、
前記調節レンズを、前記光軸上の位置と、前記光軸から退避した位置とのいずれかの位置に選択的に移動及び保持する調節レンズ支持機構と、
前記調節レンズ支持機構を、前記変倍レンズの位置を調節する変倍機構に連動して、変倍レンズが前記所定の倍率域にあるときに前記調節レンズを前記光軸上の位置に、前記変倍レンズが前記以外の倍率域にあるときに前記調節レンズを前記退避位置に、それぞれ移動させる連動機構
とを備えたことを特徴とする変倍光学装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、前記請求項１の発明において、その調節レンズ支持機構を、
前記光軸と平行にかつ光路と干渉しない位置に設けた調節レンズ軸と、
前記調節レンズを保持すると共に、前記調節レンズ軸に回転可能に支持されて前記調節レンズを前記光軸上の位置及び光軸から退避した位置に回転移動させる調節レンズ枠と、
前記調節レンズ枠を前記光軸上の位置または光軸から退避した位置のいずれかの位置に選択的に付勢するバネ機構と
を備えてなるものとしたことを特徴とする変倍光学装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、前記請求項２の発明において、その変倍機構を、接眼レンズの周囲に回転可能かつ軸方向移動不能に設けた回転筒と、この回転筒の回転運動を光軸に沿った軸方向運動に変換して前記変倍レンズに伝達するカム機構とを備えてなるものとすると共に、
前記連動機構を、前記回転筒の回転に基づき、その回転方向に応じて前記調節レンズ支持枠を光軸上の位置または光軸から退避した位置のいずれかの位置に移動させるように構成したことを特徴とする変倍光学装置である。
【００１１】
請求項４の発明は、前記各発明において、その調節レンズとして、前記対物レンズの焦点距離を拡大する凹レンズを設けると共に、この調節レンズを所定の高倍率域にあるときにのみ光軸上に位置するように前記連動機構を構成したことを特徴とする変倍光学装置である。
【００１２】
請求項５の発明は、前記各発明において、その変倍光学装置を、前記対物レンズと調節レンズとの間にプリズムを介装した光学系を左眼用と右眼用の１対備えてなる双眼鏡として構成したことを特徴とする変倍光学装置である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１以下の各発明によれば、予め定めた所定の倍率域でのみ調節レンズを光軸上に位置させ、それ以外の倍率域では調節レンズを光路と干渉しない退避位置に位置させるようにしたので、倍率域に応じたレンズ特性を調節レンズの有無に応じて最適化することができる。したがって、従来のズーム式双眼鏡のように、常時同一のレンズ群を使用し、この同一のレンズ群を移動させることによって倍率を変化させるようにしたものに比較して、より少ないレンズ数で良好な光学特性を得ながらも幅広い倍率に対応することができる。
【００１４】
また、この発明では倍率を変化させるにあたって複雑なレンズ移動は不要であるので、変倍機構の構造を簡潔にすることができ、これにより変倍の操作を迅速に行うことが可能になる。また、変倍機構が簡潔であってレンズ数を少なくできることから、この発明による変倍光学装置は従来のものに比較して低コストかつ軽量にすることができる。さらにこのことから、より大型の光学装置、例えば対物口径のより大きなズーム式双眼鏡を実用に供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明による変倍光学装置をズーム式双眼鏡として構成した実施形態につき図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１はこの実施形態の双眼鏡の縦断面図である。ただしこの図は説明のための断面図であるので、光軸または中心線を含む断面のみならず主要構造部を示すのに適した部分を含む不規則な断面により描いてある。
【００１７】
図１において、１は双眼鏡の中心軸、２ａは使用者の右眼にて使用される右側鏡筒、２ｂは同じく左眼にて使用される左側鏡筒である。説明の便宜上、右側鏡筒２ａは低倍率時の状態を、左側鏡筒２ｂは高倍率時の状態をそれぞれ表わすように描いてある。また、図１以下の各図面および以下の説明において、右側鏡筒２ａに関わる部位にはその符号に添え字ａを、左側鏡筒２ｂに関わる部位にはその符号に添え字ｂを、それぞれ付して示してある。
【００１８】
＜基本的構成＞ まずこの双眼鏡の基本的な構成について説明する。この双眼鏡は、鏡筒２ａ（２ｂ）の対物側に設けた対物レンズ７ａ（７ｂ）からの像をポロプリズムタイプのプリズム６ａ（６ｂ）により正立像に変換して接眼側に設けた接眼レンズ３ａ（３ｂ）に入射して結像させる。対物レンズ７ａ（７ｂ）と接眼レンズ３ａ（３ｂ）は共に２枚のレンズを貼り合わせて１群２枚構成の凸レンズとして構成されている。ピント調節は対物レンズ７ａ（７ｂ）をその光軸方向に進退させることにより行う。このピント調節機構では左右鏡筒２ａと２ｂとを連結する中心軸１に設けたピント調節リングにより左右の対物レンズ７ａと７ｂを同時に進退させるようにしている。このようないわゆるセンターフォーカス方式のピント調節機構や、中心軸１を介して左右の鏡筒２ａと２ｂとを屈曲可能に連結することで眼幅調節ができるようにした構成については従来から知られているものと同様であってこの発明の特徴とするところではないのでその詳しい説明は省略する。
【００１９】
プリズム６ａ（６ｂ）と接眼レンズ３ａ（３ｂ）との間には光軸方向に進退可能なように凸レンズからなる変倍レンズ４ａ（４ｂ）を設けてある。この変倍レンズ４ａ（４ｂ）と接眼レンズ３ａ（３ｂ）との間の間隔を、使用者により操作される変倍機構を介して調節することにより接眼側の焦点距離を変化させて基本的な変倍作用つまりズーミングを行わせる。
【００２０】
プリズム６ａ（６ｂ）と変倍レンズ４ａ（４ｂ）との間には調節レンズ５ａ（５ｂ）を設けてある。この調節レンズ５ａ（５ｂ）は、調節レンズ支持機構を介して、プリズム６ａ（６ｂ）を透過してきた対物レンズ７ａ（７ｂ）からの光軸とレンズ光軸が一致する位置（以下「光軸位置」という。）、または対物レンズ７ａ（７ｂ）からの光路と干渉しない位置（以下「退避位置」という。）の何れかの位置をとるように、光軸横断方向に移動可能なように支持してある。この実施形態では、この調節レンズ５ａ（５ｂ）を凹レンズで構成し、変倍レンズ４ａ（４ｂ）が予め定めた高倍率の位置にあるとき、例えば図１で左側の鏡筒２ｂにて示されるように接眼レンズ３ｂに近接して接眼側の焦点距離が短くなっている状態のときには前記光軸位置に位置し、それ以外の倍率域では前記退避位置に位置するようにしている。これにより、前記高倍率域での対物側の焦点距離を大きくして、変倍レンズ４ａ（４ｂ）のみに依存することなく大きな変倍率（ズーム比）が得られるようにしている。
【００２１】
次に、上述したような動作を行わせるための各機構部分の詳細について説明する。
【００２２】
＜変倍機構の詳細＞ まず変倍レンズ４ａ（４ｂ）を移動させるための変倍機構について説明する。この変倍機構は、使用者による回転筒２１ａの回転操作を光軸に沿った直線運動に変換して変倍レンズ４ａ（４ｂ）に伝える機能を担っている。このように回転運動をその回転中心線に沿った直線運動に変換する機構は種々のものが知られているが、ここでは長穴とピンとを係合させた構成のカム機構を適用したものを例示する。
【００２３】
この変倍機構は、鏡筒２ａ（２ｂ）の接眼側端部に直円筒状に形成した接眼円筒部８ａ（８ｂ）、その周囲に回転可能に嵌合した回転筒２１ａ（２１ｂ）、前記接眼円筒部８ａ（８ｂ）の内側に回転可能に嵌合したカム筒１４ａ（１４ｂ）、及び前記カム筒１４ａ（１４ｂ）の内側に回転及び軸方向摺動可能に嵌合した変倍レンズ枠１２ａ（１２ｂ）を主たる構成要素とする。
【００２４】
接眼円筒部８ａ（８ｂ）の開放端には、接眼レンズ３ａ（３ｂ）を保持した接眼レンズ枠１１ａ（１１ｂ）がネジ込みにより取り付けてあり、この接眼レンズ枠１１ａ（１１ｂ）と、接眼円筒部８ａ（８ｂ）の基部に取り付けた板ベルトガイド２４ａ（２４ｂ）との間に挟持することにより、回転筒２１ａ（２１ｂ）をその軸方向への移動を規制しつつ回転可能に支持している。
【００２５】
図２にも示したように、接眼円筒部８ａ（８ｂ）には、接眼レンズ３ａ（３ｂ）に近接した開放端部近傍に円周方向に沿って長穴からなる横溝９ａ（９ｂ）を備えると共に、そのやや下方の中間部に、軸方向に沿って長穴からなる縦溝１０ａ（１０ｂ）を備える。前記縦溝１０ａ（１０ｂ）の軸方向の長さは変倍レンズ４ａ（４ｂ）の所要移動量に対応するように決めてある。
【００２６】
カム筒１４ａ（１４ｂ）には、前記縦溝１０ａ（１０ｂ）に対応する軸方向長さ及び位置を有する傾斜した長穴からなるカム溝１５ａ（１５ｂ）を備える。このカム溝１５ａ（１５ｂ）の円周方向の長さは、前記横溝９ａ（９ｂ）の円周方向の長さに対応している。
【００２７】
カム筒１４ａ（１４ｂ）の上部外周には、前記横溝９ａ（９ｂ）に係合するカム筒案内ピン１７ａ（１７ｂ）が植え込まれている。このカム筒案内ピン１７ａ（１７ｂ）は、横溝９ａ（９ｂ）を貫通して、回転筒２１ａ（２１ｂ）の内周面に軸方向に形成した内側縦溝２２ａ（２２ｂ）に係合している。この構成に基づき、横溝９ａ（９ｂ）によって許容される円周方向長さに相当する角度だけ、回転筒２１ａ（２１ｂ）を接眼円筒部８ａ（８ｂ）の周りに回転させることが可能となり、かつその回転はカム筒１４ａ（１４ｂ）に伝えられる。
【００２８】
変倍レンズ枠１２ａ（１２ｂ）の外周には変倍レンズ枠案内ピン１３ａ（１３ｂ）が植え込まれている。この変倍レンズ枠案内ピン１３ａ（１３ｂ）は、カム筒１４ａ（１４ｂ）のカム溝１５ａ（１５ｂ）を貫通して接眼円筒部８ａ（８ｂ）の縦溝１０ａ（１０ｂ）に係合している。
【００２９】
図２は、接眼側から見て図１の回転筒２１ａ（２１ｂ）を前記カム筒案内ピン１７ａ（１７ｂ）と横溝９ａ（９ｂ）との係合において許容される範囲内で、時計方向に止まるところまで回した状態を表しており、このとき変倍レンズ枠案内ピン１３ａ（１３ｂ）は縦溝１０ａ（１０ｂ）及びカム溝１５ａ（１５ｂ）の対物側の端部に位置している。この状態は変倍レンズ４ａ（４ｂ）についての最小倍率位置となる。
【００３０】
この状態から回転筒２１ａ（２１ｂ）を反時計方向に回転させると、このときのカム筒１４ａ（１４ｂ）の回転に伴い、傾斜したカム溝１５ａ（１５ｂ）との係合により変倍レンズ枠案内ピン１３ａ（１３ｂ）に接眼レンズ３ａ（３ｂ）に接近する方向に向かう軸方向の推力が作用する。変倍レンズ枠案内ピン１３ａ（１３ｂ）は前記推力を受けて縦溝１０ａ（１０ｂ）に沿って前記方向つまり高倍率側に変倍レンズ４ａ（４ｂ）を移動させる。
【００３１】
回転筒２１ａ（２１ｂ）を、カム筒案内ピン１７ａ（１７ｂ）と横溝９ａ（９ｂ）との係合において許容される範囲内で反時計方向に止まるところまで回した状態では、このとき変倍レンズ案内枠ピン１３ａ（１３ｂ）は縦溝１０ａ（１０ｂ）及びカム溝１５ａ（１５ｂ）の接眼側の端部にそれぞれ位置している。この状態が変倍レンズ４ａ（４ｂ）についての最大倍率位置となる。
【００３２】
前記最大倍率の位置から回転筒２１ａ（２１ｂ）を時計方向に回転させれば、前記と逆方向の作用により変倍レンズ４ａ（４ｂ）は倍率減少方向に移動する。このようにして、回転筒２１ａ（２１ｂ）の回転操作を行うことにより、変倍レンズ４ａ（４ｂ）をその最小倍率位置から最大倍率位置まで連続的に移動させることができる。なお、この変倍機構は、本発明との関係においては請求項３の記載に対応する。
【００３３】
図３と図４は前記変倍機構を左右で連動させるための構成の一例を示している。左右の回転筒２１ａ、２１ｂにはそれぞれの外周部に軸方向のツメかかり溝２３ａ、２３ｂを形成してある。このツメかかり溝２３ａ、２３ｂには、それぞれ板ベルト２５の両端部に設けた右側ツメ２６ａと左側ツメ２６ｂが係合する。板ベルト２５は例えばバネ鋼等の可撓性を有する板状材料からなる。この板ベルト２５は、左右の鏡筒２ａと２ｂとにわたって、回転筒２１ａおよび２１ｂのほぼ接線方向に沿った一連の溝を形成する板ベルトガイド２４ａ、２４ｂに収装してある。板ベルト２５は前記板ベルトガイド２４ａ、２４ｂの溝に沿って進退することで左右の回転筒２１ａ、２１ｂの回転を相互に伝達する。したがって、一方の回転筒２１ａを操作することで他方の回転筒２１ｂも同期的に作動してそれぞれの変倍機構が同一の倍率に設定される。
【００３４】
＜調節レンズ支持機構の詳細＞ 次に調節レンズ支持機構について説明する。この実施形態の調節レンズ支持機構は、図１に示したように、鏡筒２ａ（２ｂ）内に光軸と平行にかつ光路と干渉しない位置に設けた調節レンズ軸２０ａ（２０ｂ）、調節レンズ５ａ（５ｂ）を保持すると共に、前記調節レンズ軸２０ａ（２０ｂ）に回転可能に支持されて前記調節レンズ５ａ（５ｂ）を光軸位置または退避位置に回転移動させる調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）、及び前記調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）を前記光軸位置または退避位置のいずれかの位置に選択的に付勢するバネ機構を主たる構成要素とする。
【００３５】
図５と図６は、前記調節レンズ支持機構を接眼側から見た構造を示している。図５は調節レンズ５ａ（５ｂ）が退避位置にある状態を、図６は同じく光軸位置にある状態をそれぞれ示している。調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）は、調節レンズ軸２０ａ（２０ｂ）に対してスナップリング等により抜け止めしてあるので軸方向には移動することなく、調節レンズ軸２０ａ（２０ｂ）の周りに回転運動のみを行う。その回転運動の範囲は、前述したように調節レンズ５ａ（５ｂ）が光路と干渉しない退避位置（図５）と、光軸が一致する光軸位置（図６）との間である。調節レンズ５ａ（５ｂ）は、前記２つの何れかの位置を選択的にとるようにバネ機構により付勢される。
【００３６】
バネ機構は、図５または図６に示したように、コイルの両端を腕部として延設したいわゆるネジリバネからなるバネ２７ａ（２７ｂ）を備え、前記ネジリバネの一方の腕の端部を鏡筒２ａ（２ｂ）に設けた固定穴２８ａ（２８ｂ）に固定し、他方の腕の端部を調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）に設けた穴１９ａ（１９ｂ）に固定してなる。
【００３７】
このバネ機構では、前述したように調節レンズ５ａ（５ｂ）が退避位置または光軸位置の何れかの位置を選択的にとるように、つまり調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）が前記何れかの位置に付勢されるように前記バネ２７ａ（２７ｂ）の張力が作用する構成としてある。より具体的には、調節レンズ軸２０ａ（２０ｂ）の中心と調節レンズ枠の穴１９ａ（１９ｂ）の中心とを結ぶ線分を想定したとき、バネ固定穴２８ａ（２８ｂ）を、調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）が退避位置にあるときの前記線分と光軸位置にあるときの前記線分との中間域に位置するように設けてある。このような設定に基づき、調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）がその回転範囲内で揺動するとき、調節レンズ軸２０ａ（２０ｂ）の中心と前記固定穴２８ａ（２８ｂ）の中心とを結ぶ線分を境界として、調節レンズ枠の穴１９ａ（１９ｂ）が前記境界線よりも退避位置側に移動すると、バネ２７ａ（２７ｂ）の張力は、調節レンズ軸２０ａ（２０ｂ）を中心として調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）を退避位置方向（図で反時計方向）に回転させるモーメントを生じる。これとは反対に、調節レンズ枠の穴１９ａ（１９ｂ）が前記境界線よりも光軸位置側に移動すると、バネ２７ａ（２７ｂ）の張力は、調節レンズ軸２０ａ（２０ｂ）を中心として調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）を光軸位置方向（図で時計方向）に回転させるモーメントを生じる。このような作用により、調節レンズ５ａ（５ｂ）及び調節レンズ枠２０ａ（２０ｂ）は、退避位置または光軸位置の何れかの位置に選択的に付勢される。なお、この調節レンズ支持機構は、本発明との関係においては請求項２の記載に対応する。
【００３８】
＜連動機構の詳細＞ この双眼鏡では、前述した調節レンズ支持機構を変倍機構と連動するようにしてある。次にこのための連動機構の構成例について説明する。この連動機構は、図１または図５、図６に示したように、カム筒１４ａ（１４ｂ）の対物側の端面から軸方向に延設した突起部１６ａ（１６ｂ）と、この突起部と係合するように調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）の一側面に形成した溝カム部とを主たる構成要素とする。
【００３９】
前記突起部１６ａ（１６ｂ）と溝カム部とは、前記バネ２７ａ（２７ｂ）の張力に抗して、回転筒２１ａ（２１ｂ）及びカム筒１４ａ（１４ｂ）が最小倍率の回転位置にあるとき（図５参照）には調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）を退避位置に保持し、最大倍率の回転位置にあるとき（図６参照）には調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）を光軸位置に保持している。いま調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）が前記光軸位置に保持された状態から変倍機構を低倍率方向に操作すると、このときのカム筒１４ａ（１４ｂ）の回転に伴い、調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）は退避位置方向へと回転する。このときの回転量が前述した境界線を超えると調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）はバネ２７ａ（２７ｂ）の張力に基づき、速やかに退避位置へと付勢される。これに対して、調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）が退避位置に保持された状態から変倍機構を高倍率方向に操作すると、このときのカム筒１４ａ（１４ｂ）の回転に伴い、調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）は光軸位置方向へと回転する。このときの回転量が前記境界線を超えると調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）はバネ２７ａ（２７ｂ）の張力に基づき、速やかに光軸位置へと付勢される。このようにして、調節レンズ５ａ（５ｂ）は、変倍機構と連動して高倍率域では光軸位置へ、低倍率域では退避位置へと選択的に位置決めされる。この連動機構は、本発明との関係においては請求項３の記載に対応する。
【００４０】
＜実施形態による効果＞ この実施形態によれば、前述した本発明による効果に加えて次のような効果が得られる。
【００４１】
第１には、前記調節レンズ５ａ（５ｂ）の光軸上での位置決めを高精度でできると共に、その位置変化を迅速に行わせることができる。すなわち、この実施形態では光軸と平行に設けた調節レンズ軸２０ａ（２０ｂ）の周りに調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）を回転させるようにしたことから、対物−接眼レンズ間の光軸と調節レンズ５ａ（５ｂ）の光軸とが交錯してしまうような不都合を回避して、それぞれの光軸を正確に一致させることができる。また、このように回転運動するように支持した調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）を光軸位置または退避位置にバネ機構を介して付勢するようにしたので、構造が簡潔であって調節レンズの迅速な移動操作が可能である。
【００４２】
第２には、前記変倍機構の操作を調節レンズ５ａ（５ｂ）に伝達する連動機構の構成を簡潔にできると共に、その作動性をより確実にすることができる。すなわち、この実施形態では変倍レンズ４ａ（４ｂ）を回転筒２１ａ（２１ｂ）の操作によって光軸方向に移動させるようにしたうえで、この回転筒２１ａ（２１ｂ）の回転に基づいて前記調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）を回転させるようにしている。この場合、運動の伝達が回転運動同士でなされるので、連動機構として複雑な構成のものを適用することなく確実な作動性を得ることが可能になる。
【００４３】
第３には、この実施形態の構成によれば無理なく高倍率が得られると共に倍率の変更操作をより迅速に行えるという効果が得られる。すなわち、この実施形態では、調節レンズ５ａ（５ｂ）として凹レンズを設けたことにより、高倍率域での対物レンズ７ａ（７ｂ）の焦点距離を拡大することができる。この場合、レンズの移動のみによって高い倍率を得る従来のものに比べて光学系全体でのレンズの数および倍率変更時のレンズ移動量を共に少なくできるので高倍率でありながら良好な光学特性を得やすく、また調節レンズ５ａ（５ｂ）を挿入することで高倍率にできるので低倍率から高倍率への変更がより迅速にできる。
【００４４】
第４には、すでに述べたところであるが、ズーム式双眼鏡のコストおよび重量を軽減してその有用性をより高められるという効果が得られる。すなわち、この実施形態によれば、変倍光学系として従来よりも少ないレンズ数で高い倍率が得られ、変倍のための機構も簡略にできるので、コストを低減できると共に重量を軽減できる。特に軽量化は手持ちで使用されることが多い双眼鏡の実用性向上に大きく貢献する。また一般に高価で小型のものに限定されがちなズーム式双眼鏡の低価格化または大型化が可能になる。
【００４５】
なお、実施形態としては双眼鏡への適用例を示したが、この発明は双眼鏡に限られることなく、たとえば望遠鏡やフィールドスコープなどの単眼構成の光学装置にも適用可能であることはいうまでもない。
【００４６】
また、実施形態では変倍光学系の高倍率域で凹レンズからなる調節レンズを挿入する構成を例示したが、調節レンズの種類やその挿入倍率域は任意に定めることができ、換言すると本発明によれば幅広い目的ないし用途において変倍光学系の最適化を図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明による変倍光学装置を双眼鏡として構成した実施形態の縦断面図。
【図２】図１の実施形態の変倍機構の説明図。
【図３】図１の実施形態の回転筒部分の第１の状態を表す横断面図。
【図４】図１の実施形態の回転筒部分の第２の状態を表す横断面図。
【図５】図１の実施形態の調節レンズ部分の第１の状態を表す横断面図。
【図６】図１の実施形態の調節レンズ部分の第２の状態を表す横断面図。
【符号の説明】
【００４８】
１ 双眼鏡の中心軸、
２ａ 右側鏡筒（低倍率時）、
２ｂ 左側鏡筒（高倍率時）
３ａ，３ｂ 接眼レンズ、
４ａ，４ｂ 変倍レンズ、
５ａ，５ｂ 調節レンズ、
６ａ，６ｂ プリズム、
７ａ，７ｂ 対物レンズ、
８ａ，８ｂ 接眼円筒部、
９ａ，９ｂ 接眼円筒部の横溝、
１０ａ，１０ｂ 接眼円筒部の縦溝、
１１ａ，１１ｂ 接眼レンズ枠、
１２ａ，１２ｂ 変倍レンズ枠、
１３ａ，１３ｂ 変倍レンズ枠案内ピン、
１４ａ，１４ｂ カム筒、
１５ａ，１５ｂ カム筒のカム溝、
１６ａ，１６ｂ カム筒の突起部、
１７ａ，１７ｂ カム筒案内ピン、
１８ａ，１８ｂ 調節レンズ枠、
１９ａ，１９ｂ 調節レンズ枠の穴、
２０ａ，２０ｂ 調節レンズ軸、
２１ａ，２１ｂ 回転筒、
２２ａ，２２ｂ 回転筒の内側縦溝、
２３ａ，２３ｂ 回転筒のツメかかり溝、
２４ａ，２４ｂ 板ベルトガイド、
２５ 板ベルト
２６ａ，２６ｂ 板ベルトのツメ、
２７ａ，２７ｂ バネ、
２８ａ，２８ｂ バネの固定穴
【技術分野】
【０００１】
この発明は、いわゆるズーム式の双眼鏡やフィールドスコープなどとして適用可能な変倍光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
双眼鏡を例にとると、一般に倍率が固定された方式の双眼鏡と、倍率を変化させることのできる方式、いわゆるズーム式の双眼鏡とがある。
【０００３】
ズーム式の双眼鏡では、例えば特許文献１に示されるように、その変化する倍率にかかわらず良好な光学性能が得られるように、固定倍率の双眼鏡に比較して多数のレンズが設けられる。また、ピント位置を変化させることなく光学系の倍率を変化させる必要から複雑なレンズ移動機構が設けられる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２４６８５８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
こうした従来のズーム式の双眼鏡は、その構成上、固定倍率の双眼鏡に比較して像が暗い、視界が狭い、あるいは光学系の収差補正が不十分で鮮明な画像が得られないなど、光学性能で劣るものになりがちである。
【０００６】
また、ズーム式双眼鏡では最低倍率と最高倍率の両端の倍率のいずれかで使用されることが多いのであるが、レンズ移動機構が複雑であることから、この倍率両端間でのズーム操作が迅速に行えないという操作性上の問題もある。
【０００７】
さらに、レンズが多く、複雑なレンズ移動機構を必要とすることから、固定倍率方式の双眼鏡に比較して高価で重量が嵩むものとなり、光学性能の点で有利な対物口径の大きな双眼鏡を実用化しにくいという問題もある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、対物レンズと接眼レンズとの間の光軸上に、この光軸に沿って移動可能に変倍レンズを介装した変倍光学装置において、
前記変倍レンズが所定の倍率域にあるときの光学特性を調節する調節レンズと、
前記調節レンズを、前記光軸上の位置と、前記光軸から退避した位置とのいずれかの位置に選択的に移動及び保持する調節レンズ支持機構と、
前記調節レンズ支持機構を、前記変倍レンズの位置を調節する変倍機構に連動して、変倍レンズが前記所定の倍率域にあるときに前記調節レンズを前記光軸上の位置に、前記変倍レンズが前記以外の倍率域にあるときに前記調節レンズを前記退避位置に、それぞれ移動させる連動機構
とを備えたことを特徴とする変倍光学装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、前記請求項１の発明において、その調節レンズ支持機構を、
前記光軸と平行にかつ光路と干渉しない位置に設けた調節レンズ軸と、
前記調節レンズを保持すると共に、前記調節レンズ軸に回転可能に支持されて前記調節レンズを前記光軸上の位置及び光軸から退避した位置に回転移動させる調節レンズ枠と、
前記調節レンズ枠を前記光軸上の位置または光軸から退避した位置のいずれかの位置に選択的に付勢するバネ機構と
を備えてなるものとしたことを特徴とする変倍光学装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、前記請求項２の発明において、その変倍機構を、接眼レンズの周囲に回転可能かつ軸方向移動不能に設けた回転筒と、この回転筒の回転運動を光軸に沿った軸方向運動に変換して前記変倍レンズに伝達するカム機構とを備えてなるものとすると共に、
前記連動機構を、前記回転筒の回転に基づき、その回転方向に応じて前記調節レンズ支持枠を光軸上の位置または光軸から退避した位置のいずれかの位置に移動させるように構成したことを特徴とする変倍光学装置である。
【００１１】
請求項４の発明は、前記各発明において、その調節レンズとして、前記対物レンズの焦点距離を拡大する凹レンズを設けると共に、この調節レンズを所定の高倍率域にあるときにのみ光軸上に位置するように前記連動機構を構成したことを特徴とする変倍光学装置である。
【００１２】
請求項５の発明は、前記各発明において、その変倍光学装置を、前記対物レンズと調節レンズとの間にプリズムを介装した光学系を左眼用と右眼用の１対備えてなる双眼鏡として構成したことを特徴とする変倍光学装置である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１以下の各発明によれば、予め定めた所定の倍率域でのみ調節レンズを光軸上に位置させ、それ以外の倍率域では調節レンズを光路と干渉しない退避位置に位置させるようにしたので、倍率域に応じたレンズ特性を調節レンズの有無に応じて最適化することができる。したがって、従来のズーム式双眼鏡のように、常時同一のレンズ群を使用し、この同一のレンズ群を移動させることによって倍率を変化させるようにしたものに比較して、より少ないレンズ数で良好な光学特性を得ながらも幅広い倍率に対応することができる。
【００１４】
また、この発明では倍率を変化させるにあたって複雑なレンズ移動は不要であるので、変倍機構の構造を簡潔にすることができ、これにより変倍の操作を迅速に行うことが可能になる。また、変倍機構が簡潔であってレンズ数を少なくできることから、この発明による変倍光学装置は従来のものに比較して低コストかつ軽量にすることができる。さらにこのことから、より大型の光学装置、例えば対物口径のより大きなズーム式双眼鏡を実用に供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明による変倍光学装置をズーム式双眼鏡として構成した実施形態につき図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１はこの実施形態の双眼鏡の縦断面図である。ただしこの図は説明のための断面図であるので、光軸または中心線を含む断面のみならず主要構造部を示すのに適した部分を含む不規則な断面により描いてある。
【００１７】
図１において、１は双眼鏡の中心軸、２ａは使用者の右眼にて使用される右側鏡筒、２ｂは同じく左眼にて使用される左側鏡筒である。説明の便宜上、右側鏡筒２ａは低倍率時の状態を、左側鏡筒２ｂは高倍率時の状態をそれぞれ表わすように描いてある。また、図１以下の各図面および以下の説明において、右側鏡筒２ａに関わる部位にはその符号に添え字ａを、左側鏡筒２ｂに関わる部位にはその符号に添え字ｂを、それぞれ付して示してある。
【００１８】
＜基本的構成＞ まずこの双眼鏡の基本的な構成について説明する。この双眼鏡は、鏡筒２ａ（２ｂ）の対物側に設けた対物レンズ７ａ（７ｂ）からの像をポロプリズムタイプのプリズム６ａ（６ｂ）により正立像に変換して接眼側に設けた接眼レンズ３ａ（３ｂ）に入射して結像させる。対物レンズ７ａ（７ｂ）と接眼レンズ３ａ（３ｂ）は共に２枚のレンズを貼り合わせて１群２枚構成の凸レンズとして構成されている。ピント調節は対物レンズ７ａ（７ｂ）をその光軸方向に進退させることにより行う。このピント調節機構では左右鏡筒２ａと２ｂとを連結する中心軸１に設けたピント調節リングにより左右の対物レンズ７ａと７ｂを同時に進退させるようにしている。このようないわゆるセンターフォーカス方式のピント調節機構や、中心軸１を介して左右の鏡筒２ａと２ｂとを屈曲可能に連結することで眼幅調節ができるようにした構成については従来から知られているものと同様であってこの発明の特徴とするところではないのでその詳しい説明は省略する。
【００１９】
プリズム６ａ（６ｂ）と接眼レンズ３ａ（３ｂ）との間には光軸方向に進退可能なように凸レンズからなる変倍レンズ４ａ（４ｂ）を設けてある。この変倍レンズ４ａ（４ｂ）と接眼レンズ３ａ（３ｂ）との間の間隔を、使用者により操作される変倍機構を介して調節することにより接眼側の焦点距離を変化させて基本的な変倍作用つまりズーミングを行わせる。
【００２０】
プリズム６ａ（６ｂ）と変倍レンズ４ａ（４ｂ）との間には調節レンズ５ａ（５ｂ）を設けてある。この調節レンズ５ａ（５ｂ）は、調節レンズ支持機構を介して、プリズム６ａ（６ｂ）を透過してきた対物レンズ７ａ（７ｂ）からの光軸とレンズ光軸が一致する位置（以下「光軸位置」という。）、または対物レンズ７ａ（７ｂ）からの光路と干渉しない位置（以下「退避位置」という。）の何れかの位置をとるように、光軸横断方向に移動可能なように支持してある。この実施形態では、この調節レンズ５ａ（５ｂ）を凹レンズで構成し、変倍レンズ４ａ（４ｂ）が予め定めた高倍率の位置にあるとき、例えば図１で左側の鏡筒２ｂにて示されるように接眼レンズ３ｂに近接して接眼側の焦点距離が短くなっている状態のときには前記光軸位置に位置し、それ以外の倍率域では前記退避位置に位置するようにしている。これにより、前記高倍率域での対物側の焦点距離を大きくして、変倍レンズ４ａ（４ｂ）のみに依存することなく大きな変倍率（ズーム比）が得られるようにしている。
【００２１】
次に、上述したような動作を行わせるための各機構部分の詳細について説明する。
【００２２】
＜変倍機構の詳細＞ まず変倍レンズ４ａ（４ｂ）を移動させるための変倍機構について説明する。この変倍機構は、使用者による回転筒２１ａの回転操作を光軸に沿った直線運動に変換して変倍レンズ４ａ（４ｂ）に伝える機能を担っている。このように回転運動をその回転中心線に沿った直線運動に変換する機構は種々のものが知られているが、ここでは長穴とピンとを係合させた構成のカム機構を適用したものを例示する。
【００２３】
この変倍機構は、鏡筒２ａ（２ｂ）の接眼側端部に直円筒状に形成した接眼円筒部８ａ（８ｂ）、その周囲に回転可能に嵌合した回転筒２１ａ（２１ｂ）、前記接眼円筒部８ａ（８ｂ）の内側に回転可能に嵌合したカム筒１４ａ（１４ｂ）、及び前記カム筒１４ａ（１４ｂ）の内側に回転及び軸方向摺動可能に嵌合した変倍レンズ枠１２ａ（１２ｂ）を主たる構成要素とする。
【００２４】
接眼円筒部８ａ（８ｂ）の開放端には、接眼レンズ３ａ（３ｂ）を保持した接眼レンズ枠１１ａ（１１ｂ）がネジ込みにより取り付けてあり、この接眼レンズ枠１１ａ（１１ｂ）と、接眼円筒部８ａ（８ｂ）の基部に取り付けた板ベルトガイド２４ａ（２４ｂ）との間に挟持することにより、回転筒２１ａ（２１ｂ）をその軸方向への移動を規制しつつ回転可能に支持している。
【００２５】
図２にも示したように、接眼円筒部８ａ（８ｂ）には、接眼レンズ３ａ（３ｂ）に近接した開放端部近傍に円周方向に沿って長穴からなる横溝９ａ（９ｂ）を備えると共に、そのやや下方の中間部に、軸方向に沿って長穴からなる縦溝１０ａ（１０ｂ）を備える。前記縦溝１０ａ（１０ｂ）の軸方向の長さは変倍レンズ４ａ（４ｂ）の所要移動量に対応するように決めてある。
【００２６】
カム筒１４ａ（１４ｂ）には、前記縦溝１０ａ（１０ｂ）に対応する軸方向長さ及び位置を有する傾斜した長穴からなるカム溝１５ａ（１５ｂ）を備える。このカム溝１５ａ（１５ｂ）の円周方向の長さは、前記横溝９ａ（９ｂ）の円周方向の長さに対応している。
【００２７】
カム筒１４ａ（１４ｂ）の上部外周には、前記横溝９ａ（９ｂ）に係合するカム筒案内ピン１７ａ（１７ｂ）が植え込まれている。このカム筒案内ピン１７ａ（１７ｂ）は、横溝９ａ（９ｂ）を貫通して、回転筒２１ａ（２１ｂ）の内周面に軸方向に形成した内側縦溝２２ａ（２２ｂ）に係合している。この構成に基づき、横溝９ａ（９ｂ）によって許容される円周方向長さに相当する角度だけ、回転筒２１ａ（２１ｂ）を接眼円筒部８ａ（８ｂ）の周りに回転させることが可能となり、かつその回転はカム筒１４ａ（１４ｂ）に伝えられる。
【００２８】
変倍レンズ枠１２ａ（１２ｂ）の外周には変倍レンズ枠案内ピン１３ａ（１３ｂ）が植え込まれている。この変倍レンズ枠案内ピン１３ａ（１３ｂ）は、カム筒１４ａ（１４ｂ）のカム溝１５ａ（１５ｂ）を貫通して接眼円筒部８ａ（８ｂ）の縦溝１０ａ（１０ｂ）に係合している。
【００２９】
図２は、接眼側から見て図１の回転筒２１ａ（２１ｂ）を前記カム筒案内ピン１７ａ（１７ｂ）と横溝９ａ（９ｂ）との係合において許容される範囲内で、時計方向に止まるところまで回した状態を表しており、このとき変倍レンズ枠案内ピン１３ａ（１３ｂ）は縦溝１０ａ（１０ｂ）及びカム溝１５ａ（１５ｂ）の対物側の端部に位置している。この状態は変倍レンズ４ａ（４ｂ）についての最小倍率位置となる。
【００３０】
この状態から回転筒２１ａ（２１ｂ）を反時計方向に回転させると、このときのカム筒１４ａ（１４ｂ）の回転に伴い、傾斜したカム溝１５ａ（１５ｂ）との係合により変倍レンズ枠案内ピン１３ａ（１３ｂ）に接眼レンズ３ａ（３ｂ）に接近する方向に向かう軸方向の推力が作用する。変倍レンズ枠案内ピン１３ａ（１３ｂ）は前記推力を受けて縦溝１０ａ（１０ｂ）に沿って前記方向つまり高倍率側に変倍レンズ４ａ（４ｂ）を移動させる。
【００３１】
回転筒２１ａ（２１ｂ）を、カム筒案内ピン１７ａ（１７ｂ）と横溝９ａ（９ｂ）との係合において許容される範囲内で反時計方向に止まるところまで回した状態では、このとき変倍レンズ案内枠ピン１３ａ（１３ｂ）は縦溝１０ａ（１０ｂ）及びカム溝１５ａ（１５ｂ）の接眼側の端部にそれぞれ位置している。この状態が変倍レンズ４ａ（４ｂ）についての最大倍率位置となる。
【００３２】
前記最大倍率の位置から回転筒２１ａ（２１ｂ）を時計方向に回転させれば、前記と逆方向の作用により変倍レンズ４ａ（４ｂ）は倍率減少方向に移動する。このようにして、回転筒２１ａ（２１ｂ）の回転操作を行うことにより、変倍レンズ４ａ（４ｂ）をその最小倍率位置から最大倍率位置まで連続的に移動させることができる。なお、この変倍機構は、本発明との関係においては請求項３の記載に対応する。
【００３３】
図３と図４は前記変倍機構を左右で連動させるための構成の一例を示している。左右の回転筒２１ａ、２１ｂにはそれぞれの外周部に軸方向のツメかかり溝２３ａ、２３ｂを形成してある。このツメかかり溝２３ａ、２３ｂには、それぞれ板ベルト２５の両端部に設けた右側ツメ２６ａと左側ツメ２６ｂが係合する。板ベルト２５は例えばバネ鋼等の可撓性を有する板状材料からなる。この板ベルト２５は、左右の鏡筒２ａと２ｂとにわたって、回転筒２１ａおよび２１ｂのほぼ接線方向に沿った一連の溝を形成する板ベルトガイド２４ａ、２４ｂに収装してある。板ベルト２５は前記板ベルトガイド２４ａ、２４ｂの溝に沿って進退することで左右の回転筒２１ａ、２１ｂの回転を相互に伝達する。したがって、一方の回転筒２１ａを操作することで他方の回転筒２１ｂも同期的に作動してそれぞれの変倍機構が同一の倍率に設定される。
【００３４】
＜調節レンズ支持機構の詳細＞ 次に調節レンズ支持機構について説明する。この実施形態の調節レンズ支持機構は、図１に示したように、鏡筒２ａ（２ｂ）内に光軸と平行にかつ光路と干渉しない位置に設けた調節レンズ軸２０ａ（２０ｂ）、調節レンズ５ａ（５ｂ）を保持すると共に、前記調節レンズ軸２０ａ（２０ｂ）に回転可能に支持されて前記調節レンズ５ａ（５ｂ）を光軸位置または退避位置に回転移動させる調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）、及び前記調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）を前記光軸位置または退避位置のいずれかの位置に選択的に付勢するバネ機構を主たる構成要素とする。
【００３５】
図５と図６は、前記調節レンズ支持機構を接眼側から見た構造を示している。図５は調節レンズ５ａ（５ｂ）が退避位置にある状態を、図６は同じく光軸位置にある状態をそれぞれ示している。調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）は、調節レンズ軸２０ａ（２０ｂ）に対してスナップリング等により抜け止めしてあるので軸方向には移動することなく、調節レンズ軸２０ａ（２０ｂ）の周りに回転運動のみを行う。その回転運動の範囲は、前述したように調節レンズ５ａ（５ｂ）が光路と干渉しない退避位置（図５）と、光軸が一致する光軸位置（図６）との間である。調節レンズ５ａ（５ｂ）は、前記２つの何れかの位置を選択的にとるようにバネ機構により付勢される。
【００３６】
バネ機構は、図５または図６に示したように、コイルの両端を腕部として延設したいわゆるネジリバネからなるバネ２７ａ（２７ｂ）を備え、前記ネジリバネの一方の腕の端部を鏡筒２ａ（２ｂ）に設けた固定穴２８ａ（２８ｂ）に固定し、他方の腕の端部を調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）に設けた穴１９ａ（１９ｂ）に固定してなる。
【００３７】
このバネ機構では、前述したように調節レンズ５ａ（５ｂ）が退避位置または光軸位置の何れかの位置を選択的にとるように、つまり調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）が前記何れかの位置に付勢されるように前記バネ２７ａ（２７ｂ）の張力が作用する構成としてある。より具体的には、調節レンズ軸２０ａ（２０ｂ）の中心と調節レンズ枠の穴１９ａ（１９ｂ）の中心とを結ぶ線分を想定したとき、バネ固定穴２８ａ（２８ｂ）を、調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）が退避位置にあるときの前記線分と光軸位置にあるときの前記線分との中間域に位置するように設けてある。このような設定に基づき、調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）がその回転範囲内で揺動するとき、調節レンズ軸２０ａ（２０ｂ）の中心と前記固定穴２８ａ（２８ｂ）の中心とを結ぶ線分を境界として、調節レンズ枠の穴１９ａ（１９ｂ）が前記境界線よりも退避位置側に移動すると、バネ２７ａ（２７ｂ）の張力は、調節レンズ軸２０ａ（２０ｂ）を中心として調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）を退避位置方向（図で反時計方向）に回転させるモーメントを生じる。これとは反対に、調節レンズ枠の穴１９ａ（１９ｂ）が前記境界線よりも光軸位置側に移動すると、バネ２７ａ（２７ｂ）の張力は、調節レンズ軸２０ａ（２０ｂ）を中心として調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）を光軸位置方向（図で時計方向）に回転させるモーメントを生じる。このような作用により、調節レンズ５ａ（５ｂ）及び調節レンズ枠２０ａ（２０ｂ）は、退避位置または光軸位置の何れかの位置に選択的に付勢される。なお、この調節レンズ支持機構は、本発明との関係においては請求項２の記載に対応する。
【００３８】
＜連動機構の詳細＞ この双眼鏡では、前述した調節レンズ支持機構を変倍機構と連動するようにしてある。次にこのための連動機構の構成例について説明する。この連動機構は、図１または図５、図６に示したように、カム筒１４ａ（１４ｂ）の対物側の端面から軸方向に延設した突起部１６ａ（１６ｂ）と、この突起部と係合するように調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）の一側面に形成した溝カム部とを主たる構成要素とする。
【００３９】
前記突起部１６ａ（１６ｂ）と溝カム部とは、前記バネ２７ａ（２７ｂ）の張力に抗して、回転筒２１ａ（２１ｂ）及びカム筒１４ａ（１４ｂ）が最小倍率の回転位置にあるとき（図５参照）には調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）を退避位置に保持し、最大倍率の回転位置にあるとき（図６参照）には調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）を光軸位置に保持している。いま調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）が前記光軸位置に保持された状態から変倍機構を低倍率方向に操作すると、このときのカム筒１４ａ（１４ｂ）の回転に伴い、調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）は退避位置方向へと回転する。このときの回転量が前述した境界線を超えると調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）はバネ２７ａ（２７ｂ）の張力に基づき、速やかに退避位置へと付勢される。これに対して、調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）が退避位置に保持された状態から変倍機構を高倍率方向に操作すると、このときのカム筒１４ａ（１４ｂ）の回転に伴い、調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）は光軸位置方向へと回転する。このときの回転量が前記境界線を超えると調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）はバネ２７ａ（２７ｂ）の張力に基づき、速やかに光軸位置へと付勢される。このようにして、調節レンズ５ａ（５ｂ）は、変倍機構と連動して高倍率域では光軸位置へ、低倍率域では退避位置へと選択的に位置決めされる。この連動機構は、本発明との関係においては請求項３の記載に対応する。
【００４０】
＜実施形態による効果＞ この実施形態によれば、前述した本発明による効果に加えて次のような効果が得られる。
【００４１】
第１には、前記調節レンズ５ａ（５ｂ）の光軸上での位置決めを高精度でできると共に、その位置変化を迅速に行わせることができる。すなわち、この実施形態では光軸と平行に設けた調節レンズ軸２０ａ（２０ｂ）の周りに調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）を回転させるようにしたことから、対物−接眼レンズ間の光軸と調節レンズ５ａ（５ｂ）の光軸とが交錯してしまうような不都合を回避して、それぞれの光軸を正確に一致させることができる。また、このように回転運動するように支持した調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）を光軸位置または退避位置にバネ機構を介して付勢するようにしたので、構造が簡潔であって調節レンズの迅速な移動操作が可能である。
【００４２】
第２には、前記変倍機構の操作を調節レンズ５ａ（５ｂ）に伝達する連動機構の構成を簡潔にできると共に、その作動性をより確実にすることができる。すなわち、この実施形態では変倍レンズ４ａ（４ｂ）を回転筒２１ａ（２１ｂ）の操作によって光軸方向に移動させるようにしたうえで、この回転筒２１ａ（２１ｂ）の回転に基づいて前記調節レンズ枠１８ａ（１８ｂ）を回転させるようにしている。この場合、運動の伝達が回転運動同士でなされるので、連動機構として複雑な構成のものを適用することなく確実な作動性を得ることが可能になる。
【００４３】
第３には、この実施形態の構成によれば無理なく高倍率が得られると共に倍率の変更操作をより迅速に行えるという効果が得られる。すなわち、この実施形態では、調節レンズ５ａ（５ｂ）として凹レンズを設けたことにより、高倍率域での対物レンズ７ａ（７ｂ）の焦点距離を拡大することができる。この場合、レンズの移動のみによって高い倍率を得る従来のものに比べて光学系全体でのレンズの数および倍率変更時のレンズ移動量を共に少なくできるので高倍率でありながら良好な光学特性を得やすく、また調節レンズ５ａ（５ｂ）を挿入することで高倍率にできるので低倍率から高倍率への変更がより迅速にできる。
【００４４】
第４には、すでに述べたところであるが、ズーム式双眼鏡のコストおよび重量を軽減してその有用性をより高められるという効果が得られる。すなわち、この実施形態によれば、変倍光学系として従来よりも少ないレンズ数で高い倍率が得られ、変倍のための機構も簡略にできるので、コストを低減できると共に重量を軽減できる。特に軽量化は手持ちで使用されることが多い双眼鏡の実用性向上に大きく貢献する。また一般に高価で小型のものに限定されがちなズーム式双眼鏡の低価格化または大型化が可能になる。
【００４５】
なお、実施形態としては双眼鏡への適用例を示したが、この発明は双眼鏡に限られることなく、たとえば望遠鏡やフィールドスコープなどの単眼構成の光学装置にも適用可能であることはいうまでもない。
【００４６】
また、実施形態では変倍光学系の高倍率域で凹レンズからなる調節レンズを挿入する構成を例示したが、調節レンズの種類やその挿入倍率域は任意に定めることができ、換言すると本発明によれば幅広い目的ないし用途において変倍光学系の最適化を図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明による変倍光学装置を双眼鏡として構成した実施形態の縦断面図。
【図２】図１の実施形態の変倍機構の説明図。
【図３】図１の実施形態の回転筒部分の第１の状態を表す横断面図。
【図４】図１の実施形態の回転筒部分の第２の状態を表す横断面図。
【図５】図１の実施形態の調節レンズ部分の第１の状態を表す横断面図。
【図６】図１の実施形態の調節レンズ部分の第２の状態を表す横断面図。
【符号の説明】
【００４８】
１ 双眼鏡の中心軸、
２ａ 右側鏡筒（低倍率時）、
２ｂ 左側鏡筒（高倍率時）
３ａ，３ｂ 接眼レンズ、
４ａ，４ｂ 変倍レンズ、
５ａ，５ｂ 調節レンズ、
６ａ，６ｂ プリズム、
７ａ，７ｂ 対物レンズ、
８ａ，８ｂ 接眼円筒部、
９ａ，９ｂ 接眼円筒部の横溝、
１０ａ，１０ｂ 接眼円筒部の縦溝、
１１ａ，１１ｂ 接眼レンズ枠、
１２ａ，１２ｂ 変倍レンズ枠、
１３ａ，１３ｂ 変倍レンズ枠案内ピン、
１４ａ，１４ｂ カム筒、
１５ａ，１５ｂ カム筒のカム溝、
１６ａ，１６ｂ カム筒の突起部、
１７ａ，１７ｂ カム筒案内ピン、
１８ａ，１８ｂ 調節レンズ枠、
１９ａ，１９ｂ 調節レンズ枠の穴、
２０ａ，２０ｂ 調節レンズ軸、
２１ａ，２１ｂ 回転筒、
２２ａ，２２ｂ 回転筒の内側縦溝、
２３ａ，２３ｂ 回転筒のツメかかり溝、
２４ａ，２４ｂ 板ベルトガイド、
２５ 板ベルト
２６ａ，２６ｂ 板ベルトのツメ、
２７ａ，２７ｂ バネ、
２８ａ，２８ｂ バネの固定穴
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズと接眼レンズとの間の光軸上に、この光軸に沿って移動可能に変倍レンズを介装した変倍光学装置において、
前記変倍レンズが所定の倍率域にあるときの光学特性を調節する調節レンズと、
前記調節レンズを、前記光軸上の位置と、前記光軸から退避した位置とのいずれかの位置に選択的に移動及び保持する調節レンズ支持機構と、
前記調節レンズ支持機構を、前記変倍レンズの位置を調節する変倍機構に連動して、変倍レンズが前記所定の倍率域にあるときには前記調節レンズが前記光軸上の位置に、変倍レンズが前記以外の倍率域にあるときには前記調節レンズを前記退避位置に、それぞれ移動させる連動機構
とを備えたことを特徴とする変倍光学装置。
【請求項２】
前記調節レンズ支持機構は、前記光軸と平行にかつ光路と干渉しない位置に設けた調節レンズ軸と、
前記調節レンズを保持すると共に、前記調節レンズ軸に回転可能に支持されて前記調節レンズを前記光軸上の位置及び光軸から退避した位置に回転移動させる調節レンズ枠と、
前記調節レンズ枠を前記光軸上の位置または光軸から退避した位置のいずれかの位置に選択的に付勢するバネ機構と
を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の変倍光学装置。
【請求項３】
前記変倍機構は、接眼レンズの周囲に回転可能かつ軸方向移動不能に設けた回転筒と、この回転筒の回転運動を光軸に沿った軸方向運動に変換して前記変倍レンズに伝達するカム機構とを備えてなると共に、
前記連動機構は、前記回転筒の回転に基づき、その回転方向に応じて前記調節レンズ支持枠を光軸上の位置または光軸から退避した位置のいずれかの位置に移動させるように構成したことを特徴とする請求項２に記載の変倍光学装置。
【請求項４】
前記調節レンズとして、前記対物レンズの焦点距離を拡大する凹レンズを設けると共に、この調節レンズを所定の高倍率域にあるときにのみ光軸上に位置するように前記連動機構を構成したことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の変倍光学装置。
【請求項５】
前記変倍光学装置は、前記対物レンズと調節レンズとの間にプリズムを介装した光学系を左眼用と右眼用の１対備えてなる双眼鏡として構成してあることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の変倍光学装置。
【請求項１】
対物レンズと接眼レンズとの間の光軸上に、この光軸に沿って移動可能に変倍レンズを介装した変倍光学装置において、
前記変倍レンズが所定の倍率域にあるときの光学特性を調節する調節レンズと、
前記調節レンズを、前記光軸上の位置と、前記光軸から退避した位置とのいずれかの位置に選択的に移動及び保持する調節レンズ支持機構と、
前記調節レンズ支持機構を、前記変倍レンズの位置を調節する変倍機構に連動して、変倍レンズが前記所定の倍率域にあるときには前記調節レンズが前記光軸上の位置に、変倍レンズが前記以外の倍率域にあるときには前記調節レンズを前記退避位置に、それぞれ移動させる連動機構
とを備えたことを特徴とする変倍光学装置。
【請求項２】
前記調節レンズ支持機構は、前記光軸と平行にかつ光路と干渉しない位置に設けた調節レンズ軸と、
前記調節レンズを保持すると共に、前記調節レンズ軸に回転可能に支持されて前記調節レンズを前記光軸上の位置及び光軸から退避した位置に回転移動させる調節レンズ枠と、
前記調節レンズ枠を前記光軸上の位置または光軸から退避した位置のいずれかの位置に選択的に付勢するバネ機構と
を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の変倍光学装置。
【請求項３】
前記変倍機構は、接眼レンズの周囲に回転可能かつ軸方向移動不能に設けた回転筒と、この回転筒の回転運動を光軸に沿った軸方向運動に変換して前記変倍レンズに伝達するカム機構とを備えてなると共に、
前記連動機構は、前記回転筒の回転に基づき、その回転方向に応じて前記調節レンズ支持枠を光軸上の位置または光軸から退避した位置のいずれかの位置に移動させるように構成したことを特徴とする請求項２に記載の変倍光学装置。
【請求項４】
前記調節レンズとして、前記対物レンズの焦点距離を拡大する凹レンズを設けると共に、この調節レンズを所定の高倍率域にあるときにのみ光軸上に位置するように前記連動機構を構成したことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の変倍光学装置。
【請求項５】
前記変倍光学装置は、前記対物レンズと調節レンズとの間にプリズムを介装した光学系を左眼用と右眼用の１対備えてなる双眼鏡として構成してあることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の変倍光学装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−７２４４４（Ｐ２０１０−７２４４４Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４１０３７（Ｐ２００８−２４１０３７）
【出願日】平成２０年９月１９日（２００８．９．１９）
【出願人】（０００１５６３９６）鎌倉光機株式会社 (14)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１９日（２００８．９．１９）
【出願人】（０００１５６３９６）鎌倉光機株式会社 (14)
【Ｆターム（参考）】
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