(57)【要約】【課題】接眼レンズ側に配された直線偏光フィルタの透過軸の向きに左右されることなく、略直線偏光を出力する表示装置により視野内に表示される情報を常に明るく見ることが可能な視野内表示付眼鏡装置を得る。【解決手段】液晶表示ユニット７１等からなる表示装置７０から接眼光学系５０に至る表示光の通過経路上で、かつ対物光学系２０から接眼光学系に至る光の通過経路外の位置に、円偏光フィルタ８１が配されている。表示装置７０からの略直線偏光とされた表示光は、円偏光フィルタ８１により略円偏光に変換されて直線偏光フィルタ６１に入射するので、直線偏光フィルタ６１の透過軸の向きに左右されることなく、視野内に表示された情報を常に明るく見ることが可能となる。【選択図】          図１
2006201702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象を見るための対物光学系および接眼光学系と、
前記接眼光学系に配された、非偏光を略直線偏光に変換する直線偏光フィルタと、
前記接眼光学系の視野内に、略直線偏光の表示光により所定の情報を表示する情報表示手段と、を備えた視野内表示付眼鏡装置であって、
前記情報表示手段から前記接眼光学系に至る前記表示光の通過経路上に、直線偏光を略円偏光に変換する円偏光フィルタが配されていることを特徴とする視野内表示付眼鏡装置。
【請求項２】
前記円偏光フィルタは、前記対物光学系から前記接眼光学系に至る前記観察対象からの光の通過経路外に配されていることを特徴とする請求項１記載の視野内表示付眼鏡装置。
【請求項３】
前記所定の情報は、前記接眼光学系の視野内の、前記観察対象の像を観察し得る領域の外部に表示されるように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の視野内表示付眼鏡装置。
【請求項４】
前記所定の情報は、前記接眼光学系の視野内において、前記観察対象の像と重畳して表示されるように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の視野内表示付眼鏡装置。
【請求項５】
前記観察対象の像のみを観察し得る状態と、該観察対象の像と前記所定の情報の両方を観察し得る状態とを選択的に切り替える切替手段を備えていることを特徴とする請求項４記載の視野内表示付眼鏡装置。
【請求項６】
前記対物光学系と前記接眼光学系との間に、正立像を形成する像正立手段を備えていることを特徴とする請求項１〜５までのうちいずれか１項記載の視野内表示付眼鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、景観や物体等の観察対象を拡大等して見るための、双眼鏡、単眼鏡等の望遠鏡や顕微鏡等（以下「双眼鏡等」と称する）に関し、特に、双眼鏡等の視野内に文字や図形等の情報を表示する機能を搭載した視野内表示付眼鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、双眼鏡等にレーザ測距計を組み込んで観察対象までの距離を測定したり、電子コンパスやＧＰＳ（Global  Positioning  System）の受信機を組み込んで、双眼鏡等を向けている方位や現在の位置を測定したり、カメラを組み込んで観察対象等を撮像したりする技術が知られている。また、双眼鏡等に表示装置を組み込んで、得られた測定データや映像等の情報を視野内に表示する技術も知られており、このような表示装置としては、小型で消費電力が少なく、また高精細な画像が得られるなどの理由により、液晶表示装置が広く用いられている（下記特許文献１参照）。
【０００３】
一方、双眼鏡等において、接眼レンズの観察者側に直線偏光フィルタを備えたものが知られている。この直線偏光フィルタは、任意にその透過軸（偏光軸）の方向を変え得るように回転可能に配されており、観察対象に応じて透過軸の方向を変えることにより、水面やガラス面からの反射光を減光して、水面下やガラスの向こう側を容易に観察することが可能となるので便利である。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−５６０９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、液晶表示装置により視野内に情報を表示すべく構成された双眼鏡等において、接眼レンズ側に直線偏光フィルタを回転可能に設けようとする場合には、液晶表示装置からの表示光が略直線偏光であるがゆえに、次のような問題が生じてしまう。
【０００６】
すなわち、直線偏光フィルタの透過軸の方向が、表示光の偏光方向に対して直角に近い状態で設定された場合、直線偏光フィルタにより表示光が大幅に減光されるので、視野内の表示情報が暗く見え難くなったり、全く見えなくなったりする。直線偏光フィルタの向きは、観察対象からの光の偏光状態によって様々な方向に設定される可能性があるので、表示光の偏光方向をどのような方向に設定しようとも、このような問題が生じることは避けられない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、接眼レンズ側に配された直線偏光フィルタの透過軸の向きに左右されることなく、略直線偏光を出力する表示装置により視野内に表示される情報を常に明るく見ることが可能な視野内表示付眼鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明では、直線偏光を略円偏光に変換する偏光状態変換フィルタ（本発明では、このようなフィルタを「円偏光フィルタ」と称する）を、液晶表示装置等からの表示光の通過経路上に設けるようにしている。
【０００９】
すなわち、本発明に係る視野内表示付眼鏡装置は、観察対象を見るための対物光学系および接眼光学系と、前記接眼光学系に配された、非偏光を略直線偏光に変換する直線偏光フィルタと、前記接眼光学系の視野内に、略直線偏光とされた表示光により所定の情報を表示する情報表示手段と、を備えた視野内表示付眼鏡装置であって、前記情報表示手段から前記接眼光学系に至る前記表示光の通過経路上に、直線偏光を略円偏光に変換する円偏光フィルタが配されていることを特徴とする。
【００１０】
なお、前記円偏光フィルタは、前記対物光学系から前記接眼光学系に至る前記観察対象からの光の通過経路外に配されていることが好ましい。
【００１１】
また、前記所定の情報は、前記接眼光学系の視野内の、前記観察対象の像を観察し得る領域の外部に表示されるように構成したり、前記接眼光学系の視野内において前記観察対象の像と重畳して表示されるように構成したりすることができる。
【００１２】
また、前記所定の情報を前記観察対象の像と重畳して表示する場合、観察対象の像のみを観察し得る状態と、観察対象の像と所定の情報の両方を観察し得る状態とを選択的に切り替える切替手段を設けるようにしてもよい。
【００１３】
また、前記観察系において、前記対物光学系と前記接眼光学系との間に、正立像を形成する、正立プリズム系や正立レンズ系等の像正立手段を設けるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る視野内表示付眼鏡装置は、情報表示手段から接眼光学系に至る表示光の通過経路上に、直線偏光を略円偏光に変換する円偏光フィルタを備えていることにより、以下のような効果を奏する。
【００１５】
すなわち、情報表示手段から略直線偏光として出力された表示光は、円偏光フィルタにより略円偏光に変換されて接眼光学系に入射するので、接眼光学系に配された直線偏光フィルタがどのような向きに設定されていても、直線偏光フィルタにより表示光が大幅に減光されるということがない。
したがって、接眼光学系に配した直線偏光フィルタの透過軸の方向に左右されることなく、略直線偏光を出力する情報表示手段により視野内に表示された情報を常に明るく見ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る視野内表示付眼鏡装置（以下「本実施形態装置」と称する）の構成を概略的に示す図、図２は図１に示す表示装置の構成を示す拡大図であり、図３は視野内の状態を概略的に例示する図である。
【００１７】
図１に示すように本実施形態装置では、筐体１０内において、互いに接合された２枚の対物レンズ２１，２２からなる対物光学系２０と、２個の直角プリズム３１，３２からなる像正立手段としてのポロプリズム３０と、対物光学系２０の略結像面位置に配されたレチクル板４１と、６枚の接眼レンズ５１〜５６からなる接眼光学系５０と、特定方向（透過軸の方向）の直線偏光のみを透過する直線偏光フィルタ６１とが、光軸Ｌに沿って観察対象側よりこの順序で配設されている。また、上記ポロプリズム３０と上記接眼光学系５０との間の光軸Ｌ外の位置には、情報表示手段としての表示装置７０が配されている。
【００１８】
なお、上記ポロプリズム３０は、プリズム保持部材３３を介して筐体１０に保持されており、上記レチクル板４１および上記表示装置７０は、レチクル鏡室部材４２およびレチクル鏡室保持部材４３を介して筐体１０に保持されている。また、上記接眼光学系５０は、接眼レンズ鏡筒５７を介して筐体１０に保持されており、上記直線偏光フィルタ６１は、この接眼レンズ鏡筒５７に取り付けられた接眼部材６２によって、上記接眼光学系５０の最も観察者寄りの位置に保持されている。なお、この接眼部材６２に保持された直線偏光フィルタ６１は、光軸Ｌを中心として回転させることが可能に構成されており、この回転により、その透過軸の方向を任意に変え得るようになっている。
【００１９】
なお、本実施形態装置は、双眼鏡タイプの眼鏡装置に本発明を適用してなるものであり、図１に示すのはその左鏡筒の構成である。図示されていない右鏡筒の構成は、上記レチクル板４１および上記表示装置７０を備えていない点を除けば、上述した左鏡筒の構成と略同じである。
【００２０】
図２に示すように上記表示装置７０は、液晶表示ユニット７１と、該液晶表示ユニット７１の背面側にスペーサ７４Ａ，７４Ｂを介して配された基板７２と、該基板上に実装されたバックライトユニット７３とを備えてなる。また、液晶表示ユニット７１の表面側には、１／４波長板からなる円偏光フィルタ８１と、所定の大きさに形成された開口部８２ａを有するマスク板８２とが配設されている。
【００２１】
なお、上記レチクル板４１は、円形の光学ガラス板の一部領域が切り欠かれた形状をなしており、上記表示装置７０、上記円偏光フィルタ８１、および上記マスク板８２は、この切り欠かれた領域に配されている。また、レチクル板４１の図中右側の面は、十字線や該十字線に刻まれた目盛り等のレチクル（図３に視野内の十字線像を示す）が形成されたレチクル面４１ａとされており、上記マスク板８２の図中右側の面は、このレチクル面４１ａと略面一となるように配されている。
【００２２】
このような構成により、図３に示すように観察者の視野内（図中円内の領域）には、上記開口部８２ａから臨む上記表示装置７０の表示画像を、上記円偏光フィルタ８１を介して見ることができる情報表示領域９１と、上記マスク板８２により遮光されるため暗く見える非表示領域９２と、観察対象の像を観察し得る観察領域９３とが形成され、観察者は観察対象の拡大された像と共に、表示装置７０により表示される文字や図形等の所定の情報を、視野内の一部すなわち観察領域９３の外部において見ることが可能となっている。
【００２３】
なお、表示装置７０により表示される情報としては、測距装置やコンパス装置を備えることにより得られる、観察対象までの距離や方位の情報や、ＧＰＳ衛星からの電波信号を受信するＧＰＳユニットや地図データを格納した記憶装置等を備えることにより得られる、観察対象や観察者の位置を示す地図情報等が挙げられる。
【００２４】
本実施形態装置における本発明の要点は、上記円偏光フィルタ８１が、表示装置７０から接眼光学系５０に至る表示光の通過経路上で、かつ対物光学系２０から接眼光学系５０に至る光の通過経路外に配されていることにあり、以下この点について詳述する。
【００２５】
すなわち、上記表示装置７０からの表示光は、上記液晶表示ユニット７１内に配された偏光板（不図示）を透過して出射されるため、略直線偏光とされている。一方、上述したように本実施形態装置は、上記接眼部材６２に保持された直線偏光フィルタ６１を備えており、この直線偏光フィルタ６１は、光軸Ｌの回りに回転させることにより、その透過軸の方向を任意に変え得るように構成されている。したがって、上記表示装置７０からの表示光が略直線偏光とされたままで上記直線偏光フィルタ６１に到達するようにした場合、この直線偏光フィルタ６１の透過軸の方向によっては表示光が大幅に減光されてしまい、表示情報が暗く見え難くなったり、全く見えなくなったりする。
【００２６】
しかし、本実施形態装置においては、上記円偏光フィルタ８１を備えていることにより、表示装置７０からの表示光は、この円偏光フィルタ８１を透過する際に直線偏光から略円偏光に変換されて、上記直線偏光フィルタ６１に到達する。したがって、直線偏光フィルタ６１の透過軸がどのような向きに設定されていても、直線偏光フィルタ６１により表示光が大幅に減光されるということがないので、表示情報が暗く見え難くなったり、全く見えなくなったりすることがない。なお、特開平１０−１０５２３号公報に記載されているように、液晶表示パネルの観察者側に直線偏光を円偏光に変換する複屈折板を配置する技術は知られている。
【００２７】
このように、本実施形態装置によれば、直線偏光フィルタ６１の透過軸の方向に左右されることなく、表示装置７０により視野内の一部領域に表示された情報を常に明るく見ることが可能となる。また、円偏光フィルタ８１を、対物光学系２０から接眼光学系５０に至る光の通過経路外に配していることにより、観察対象からの光が円偏光フィルタ８１を通過するために減光されてしまうということが防止されるので、観察対象の明るい像を得ることが可能となる。
【００２８】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図４は本発明の他の実施形態に係る視野内表示付眼鏡装置（以下「他の実施形態装置」と称する）の構成の一部を概略的に示す図である。なお、図４に示されているのは、図１においてポロプリズム３０よりも観察者側に配設された光学系に代わる部分の構成であり、この図４において、先に説明した実施形態と共通する構成要素については、図１と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２９】
図４に示すように、この他の実施形態装置は、図中左右方向に延びる光軸Ｌの上方位置において、液晶表示面を下にして配された表示装置７０Ａと、該表示装置７０Ａの図中上下方向に延びる光軸ＬＡ上に配された円偏光フィルタ８１Ａ、結像レンズ１０１、およびハーフミラー１０２を備えている。このハーフミラー１０２は、モータ１０３により、上記２つの光軸Ｌ，ＬＡの交差する位置において該両光軸Ｌ，ＬＡに対してそれぞれ４５度の傾斜角度をなすように配される第１の位置と、光軸Ｌ上から外れる第２の位置（図中仮想線で示す）との間を揺動せしめられるように構成されている。
【００３０】
なお、ハーフミラー１０２は、上記第１の位置に配される場合と、上記第２の位置に配される場合とが選択的に切替えられるように構成されており、この切替えは、観察者により操作される切替スイッチ１０５からの出力信号に基づき、コントローラ１０４が上記モータ１０３の駆動を制御することにより行なわれるようになっている。すなわち、これらハーフミラー１０２、モータ１０３、コントローラ１０４、および切替スイッチ１０５により、本発明の切替手段が構成されている。
【００３１】
上記ハーフミラー１０２が上記第１の位置に配された場合には、上記表示装置７０Ａにより表示される画像は上記結像レンズ１０１および上記ハーフミラー１０２を介して、レチクル板４２Ａのレチクル面４１Ａａ上に結像される。同時に観察対象の像も図示せぬ対物光学系によりこのレチクル面４１Ａａ上に結像されるので、観察者は視野内において観察対象の像と、表示装置７０Ａにより表示される画像とを互いに重畳された状態で見ることが可能となる。なお、上述した実施形態装置と同様に、表示装置７０Ａからの略直線偏光とされた表示光は、上記円偏光フィルタ８１Ａにより略円偏光に変換されるため、直線偏光フィルタ６１の透過軸の方向に左右されることなく、表示装置７０Ａにより観察対象の像と重畳するように視野内に表示された情報を見ることが可能となる。
【００３２】
一方、上記ハーフミラー１０２が上記第２の位置に配された場合には、上記表示装置７０Ａにより表示される画像は上記レチクル面４１Ａａ上に結像されないので、観察者は観察対象の像のみを見ることが可能となる。なお、このような選択がなされた際には、表示装置７０Ａの駆動をオフ状態として、表示光が出射されないようにしてもよい。
【００３３】
また、上記ハーフミラー１０２を通常の反射ミラーに代えることもできる。その場合には、反射ミラーが上記第１の位置に配されると、観察者の左眼視野内には表示装置７０Ａによる画像のみが表示されることになる。ただし、観察者の右眼視野内には観察対象の像のみが表示されるので、左右の視野が互いに合わされた状態では、観察対象の像と表示画像とが互いに重畳されて見えることになる。
【００３４】
以上、本発明の視野内表示付眼鏡装置に係る２つの実施形態について説明したが、本発明の視野内表示付眼鏡装置は上述した２つの実施形態に限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能である。
例えば、上記各実施形態では、接眼光学系の最も観察者寄りの位置に、直線偏光フィルタが配されているが、直線偏光フィルタの配設位置は、接眼光学系の最も観察対象寄りの位置や接眼光学系の中間位置とすることも可能である。
【００３５】
また、上記各実施形態では、像正立手段としてポロプリズムが用いられているが、ポロプリズムに代えてダハプリズム等の他の正立プリズム系を用いたり、ライフルスコープ等に搭載される正立レンズ系を用いたりすることも可能である。なお、本発明において像正立手段は必須の構成要件ではなく、像正立手段を有しない天体望遠鏡タイプの眼鏡装置に本発明を適用することも可能である。
【００３６】
また、上記各実施形態では、本発明を双眼鏡タイプの眼鏡装置に適用するとともに、表示情報を左眼視野内に表示するように構成されているが、表示情報を双眼鏡の右眼視野内に表示することも可能であり、本発明を単眼鏡タイプや顕微鏡タイプの眼鏡装置に適用することも可能である。
【００３７】
また、本発明の視野内表示付眼鏡装置において、カメラとしての機能を搭載すること、すなわち対物光学系により形成された像を撮像するための撮像系を備えるように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係る視野内表示付眼鏡装置の概略構成図
【図２】図１に示す表示装置の拡大図
【図３】視野内の状態を概略的に例示する図
【図４】本発明の他の実施形態に係る視野内表示付眼鏡装置の概略構成図
【符号の説明】
【００３９】
１０      筺体
２０      対物光学系
２１，２２      対物レンズ
３０      ポロプリズム（像正立手段）
３１，３２      直角プリズム
３３      プリズム保持部材
４１，４１Ａ      レチクル板
４１ａ，４１Ａａ  レチクル面
４２      レチクル鏡室部材
４３      レチクル鏡室保持部材
５０      接眼光学系
５１〜５６      接眼レンズ
５７      接眼レンズ鏡筒
６１      直線偏光フィルタ
６２      接眼部材
７０，７０Ａ      表示装置（情報表示手段）
７１      液晶表示ユニット
７２      基板
７３      バックライトユニット
７４Ａ，７４Ｂ      スペーサ
８１      円偏光フィルタ
８２      マスク板
８２ａ    開口部
９１      情報表示領域
９２      非表示領域
９３      観察領域
１０１    結像レンズ
１０２    ハーフミラー
１０３    モータ
１０４    コントローラ
１０５    切替スイッチ
Ｌ，ＬＡ    光軸
【図１】
2006201702.tif 000003
【図２】
2006201702.tif 000004
【図３】
2006201702.tif 000005
【図４】
2006201702.tif 000006