望遠鏡、望遠鏡本体およびアイピース
【課題】アイピースを覗いて観察しながら撮像素子での撮影を行うことができる望遠鏡において、アイピースから観察する観察視野の範囲と、撮像素子で撮影する撮影写野の範囲との関係を、使用者が容易に理解することができる望遠鏡、望遠鏡本体およびアイピースを提供すること。
【解決手段】本発明の望遠鏡は、接眼光学系を介して観察する観察視野の範囲と、撮像素子により撮影する撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像の画像データを生成する画像生成手段と、関係表示画像を表示するディスプレイ１５とを備える。関係表示画像中には、観察視野の範囲に対応する円４００と、撮影写野の範囲に対応する矩形３００の領域とが表示され、矩形３００の領域内には、撮像素子で撮像した画像が表示される。
【解決手段】本発明の望遠鏡は、接眼光学系を介して観察する観察視野の範囲と、撮像素子により撮影する撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像の画像データを生成する画像生成手段と、関係表示画像を表示するディスプレイ１５とを備える。関係表示画像中には、観察視野の範囲に対応する円４００と、撮影写野の範囲に対応する矩形３００の領域とが表示され、矩形３００の領域内には、撮像素子で撮像した画像が表示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、望遠鏡、望遠鏡本体およびアイピースに関する。
【背景技術】
【０００２】
アイピースから覗いている観察像と同様の画像を同時に撮像素子で撮影することもできるデジタル撮影機能付きの望遠鏡（地上望遠鏡）が知られている（例えば、特許文献１参照）。デジタル撮影機能付き望遠鏡は、対物光学系およびフォーカスレンズを経た光をビームスプリッターで分岐させ、分岐した一方の光をアイピースの接眼光学系へ導き、他方の光を例えばＣＣＤ等の撮像素子へ導くように構成されている。
【０００３】
このようなデジタル撮影機能付き望遠鏡は、通常の望遠鏡と同様に、アイピースを焦点距離の異なるものに交換することによって、あるいは、ズーム式のアイピースを用いる場合にはこれをズーミングすることによって、観察倍率を変えることができる。
【０００４】
観察倍率を変えると、アイピースから覗いて見える観察視野の範囲（広さ）は変わるが、撮像素子で撮影される撮影写野の範囲（広さ）は一定であり、変わらない。このため、観察倍率の変更に伴って、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係が変化するので、使用者は、撮影写野の範囲が観察視野の範囲に対してどのような関係になっているかを把握するのが困難であり、希望通りの構図で撮影するのが難しいという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】登録実用新案第３０７４６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、アイピースを覗いて観察しながら撮像素子での撮影を行うことができる望遠鏡において、アイピースから観察する観察視野の範囲と、撮像素子で撮影する撮影写野の範囲との関係を、使用者が容易に理解することができる望遠鏡、望遠鏡本体およびアイピースを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記（１）〜（１９）の本発明により達成される。
（１） 対物光学系と、
ピント合わせを行う際に操作するピント操作部材とこのピント操作部材の操作によって光軸方向に移動するフォーカスレンズとを有する合焦手段と、
前記対物光学系および前記フォーカスレンズを介して形成される被写体像を撮像する撮像素子と、
焦点距離を変更可能な接眼光学系を有するアイピースと、
前記対物光学系および前記フォーカスレンズを経た光路を前記接眼光学系へ向かう第１光路と前記撮像素子へ向かう第２光路とに分岐させるビームスプリッターと、
前記接眼光学系を介して観察する観察視野の範囲と、前記撮像素子により撮影する撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像の画像データを生成する画像生成手段と、
前記関係表示画像を表示する画像表示部とを備えたことを特徴とする望遠鏡。
【０００８】
接眼光学系の焦点距離を連続的または段階的に変更可能なアイピースを備え、このアイピースを覗いて観察しながら撮像素子での撮影を行うことができる望遠鏡においては、接眼光学系の焦点距離を変更して観察倍率を変えるのに伴って観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係が変化するが、上記本発明によれば、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像を画像表示部に表示することができるので、使用者は、この関係表示画像を見ることにより、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を容易かつ確実に理解することができる。よって、撮影後になって撮影画像の画角が意図したものと異なっていたというような失敗が起きるのを確実に防止することができる。
【０００９】
（２） 前記関係表示画像中には、前記観察視野の範囲に対応する円と、前記撮影写野の範囲に対応する矩形とが重ねて表示される上記（１）に記載の望遠鏡。
【００１０】
これにより、使用者は、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係をより容易かつ確実に理解することができる。
【００１１】
（３） 前記関係表示画像中の前記矩形の領域内には、前記撮像素子で撮像した画像が表示される上記（２）に記載の望遠鏡。
【００１２】
これにより、撮像素子で撮像した画像が関係表示画像中に表示されるので、使用者は、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係をさらに容易かつ確実に理解することができる。
【００１３】
（４） 前記接眼光学系の焦点距離に対応した信号を出力するエンコーダをさらに備え、
前記画像生成手段は、前記エンコーダが出力する信号に基づいて前記関係表示画像の画像データを生成する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の望遠鏡。
これにより、比較的簡単な構成で、関係表示画像を正確に生成することができる。
【００１４】
（５） 前記画像表示部は、前記アイピースを一方の目で覗いた姿勢で他方の目で視認可能な位置に設置されている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の望遠鏡。
【００１５】
これにより、使用者は、一方の目でアイピースを覗き込んだ状態を維持したままで他方の目で関係表示画像を見ることができるので、アイピースから観察している最中に観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を確認することができ、優れた操作性が得られる。
【００１６】
（６） 前記対物光学系を含む前記対物光学系から前記撮像素子の受光面までの間に配置された光学系全系で前記撮像素子の撮影光学系が構成され、この撮影光学系の焦点距離が、３５ｍｍフィルム判換算で８００ｍｍ以上である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の望遠鏡。
【００１７】
撮影光学系の焦点距離が上記のような範囲にある場合、本発明の効果がより顕著に発揮される。
【００１８】
（７） 対物光学系と、
ピント合わせを行う際に操作するピント操作部材とこのピント操作部材の操作によって光軸方向に移動するフォーカスレンズとを有する合焦手段と、
前記対物光学系および前記フォーカスレンズを介して形成される被写体像を撮像する撮像素子と、
接眼光学系を有するアイピースを着脱自在に装着可能なアイピース取付口と、
前記対物光学系および前記フォーカスレンズを経た光路を前記接眼光学系へ向かう第１光路と前記撮像素子へ向かう第２光路とに分岐させるビームスプリッターと、
前記接眼光学系を介して観察する観察視野の範囲と、前記撮像素子により撮影する撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像の画像データを生成する画像生成手段と、
前記関係表示画像を表示する画像表示部とを備えたことを特徴とする望遠鏡本体。
【００１９】
アイピースを覗いて観察しながら撮像素子での撮影を行うことができる望遠鏡においては、観察倍率の変更に伴って観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係が変化するが、上記本発明によれば、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像を画像表示部に表示することができるので、使用者は、この関係表示画像を見ることにより、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を容易かつ確実に理解することができる。よって、撮影後になって撮影画像の画角が意図したものと異なっていたというような失敗が起きるのを確実に防止することができる。
【００２０】
（８） 前記関係表示画像中には、前記観察視野の範囲に対応する円と、前記撮影写野の範囲に対応する矩形とが重ねて表示される上記（７）に記載の望遠鏡本体。
【００２１】
これにより、使用者は、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係をより容易かつ確実に理解することができる。
【００２２】
（９） 前記関係表示画像中の前記矩形の領域内には、前記撮像素子で撮像した画像が表示される上記（８）に記載の望遠鏡本体。
【００２３】
これにより、撮像素子で撮像した画像が関係表示画像中に表示されるので、使用者は、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係をさらに容易かつ確実に理解することができる。
【００２４】
（１０）前記アイピースに関する情報を入力する入力手段をさらに備え、
前記画像生成手段は、前記入力手段により取得した情報に基づいて前記関係表示画像の画像データを生成する上記（７）ないし（９）のいずれかに記載の望遠鏡本体。
【００２５】
これにより、画像生成手段は、入力されたアイピースの情報に基づいて関係表示画像を生成することができるので、アイピースの変更に対応することができる。
【００２６】
（１１） 前記撮影画角に関する撮影画角データと、前記対物光学系の焦点距離に関する対物光学系焦点距離データとを記憶する記憶手段と、
前記アイピースの接眼光学系の焦点距離に関する接眼光学系焦点距離データと見掛け視界に関する見掛け視界データとを入力する入力手段とをさらに備え、
前記画像生成手段は、前記記憶手段に記憶された前記撮影画角データおよび前記対物光学系焦点距離データと、前記入力手段を介して取得した前記接眼光学系焦点距離データおよび前記見掛け視界データとに基づいて前記関係表示画像の画像データを生成する上記（７）ないし（１０）のいずれかに記載の望遠鏡本体。
【００２７】
これにより、画像生成手段は、入力されたアイピースの情報に基づいて関係表示画像を生成することができるので、アイピースの変更に対応することができる。
【００２８】
（１２） 前記入力手段は、手動操作される操作手段を有し、この操作手段を介して前記アイピースの接眼光学系の焦点距離に関する接眼光学系焦点距離データと、見掛け視界に関する見掛け視界データとが設定される上記（１１）に記載の望遠鏡本体。
【００２９】
これにより、アイピース情報を記憶する記憶手段を有さない汎用のアイピースを使用する場合であっても、アイピース情報を使用者が入力することにより、関係表示画像を表示することができる。
【００３０】
（１３） 前記画像生成手段は、対物光学系焦点距離を接眼光学系焦点距離で除算して得た観察倍率で見掛け視界を除算して得た実視界の値と、前記撮影写野の短辺方向の撮影画角の値とを比較し、前記実視界の値が前記短辺方向の撮影画角の値より小さい場合と大きい場合とで場合分けをして、前記関係表示画像の画像データを生成する上記（１１）または（１２）に記載の望遠鏡本体。
【００３１】
これにより、実視界の値と、撮影写野の短辺方向の撮影画角の値とのいずれが大きい場合であっても、関係表示画像をなるべく大きく表示することができ、関係表示画像をより見易くすることができる。
【００３２】
（１４） 前記画像生成手段は、前記実視界の値が前記短辺方向の撮影画角の値より小さい場合には前記撮影写野の範囲に対応する矩形が前記画像表示部の画面にほぼ一杯に表示され、前記実視界の値が前記短辺方向の撮影画角の値より大きい場合には前記観察視野の範囲に対応する円の直径が前記画像表示部の画面の短辺の長さとほぼ同じに表示されるように、前記関係表示画像の画像データを生成する上記（１３）に記載の望遠鏡本体。
【００３３】
これにより、実視界の値と、撮影写野の短辺方向の撮影画角の値とのいずれが大きい場合であっても、関係表示画像をなるべく大きく表示することができ、関係表示画像をより見易くすることができる。
【００３４】
（１５） 前記画像表示部は、前記アイピースを一方の目で覗いた姿勢で他方の目で視認可能な位置に設置されている上記（７）ないし（１４）のいずれかに記載の望遠鏡本体。
【００３５】
これにより、使用者は、一方の目でアイピースを覗き込んだ状態を維持したままで他方の目で関係表示画像を見ることができるので、アイピースから観察している最中に観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を確認することができ、優れた操作性が得られる。
【００３６】
（１６） 前記対物光学系を含む前記対物光学系から前記撮像素子の受光面までの間に配置された光学系全系で前記撮像素子の撮影光学系が構成され、この撮影光学系の焦点距離が、３５ｍｍフィルム判換算で８００ｍｍ以上である上記（７）ないし（１５）のいずれかに記載の望遠鏡本体。
【００３７】
撮影光学系の焦点距離が上記のような範囲にある場合、本発明の効果がより顕著に発揮される。
【００３８】
（１７） 接眼光学系を有し、望遠鏡本体に装着して使用可能なアイピースであって、
当該アイピースに関する情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から当該アイピースに関する情報を外部へ出力可能な出力手段とを備えたことを特徴とするアイピース。
【００３９】
これにより、アイピースに関する情報を外部へ出力することができるので、このアイピースを装着された撮影機能付き望遠鏡本体は、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像を生成して画像表示部に表示することができる。よって、使用者は、この関係表示画像を見ることにより、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を容易かつ確実に理解することができ、撮影後になって撮影画像の画角が意図したものと異なっていたというような失敗が起きるのを確実に防止することができる。
【００４０】
（１８） 前記接眼光学系は、焦点距離が変更可能であり、
前記接眼光学系の焦点距離を検出するエンコーダをさらに備え、
前記出力手段は、前記接眼光学系の焦点距離に対応した当該アイピースに関する情報を出力する上記（１７）に記載のアイピース。
【００４１】
これにより、接眼光学系の焦点距離を連続的または段階的に変更可能なアイピースである場合、接眼光学系の焦点距離に対応したアイピースの情報を外部へ出力することができる。
【００４２】
（１９） 前記アイピースに関する情報は、前記接眼光学系の焦点距離に関する接眼光学系焦点距離データと見掛け視界に関する見掛け視界データである上記（１７）または（１８）に記載のアイピース。
【００４３】
これにより、このアイピースを装着された撮影機能付き望遠鏡本体は、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像をより精確かつ容易に生成することができる。
【発明の効果】
【００４４】
アイピースを覗いて観察しながら撮像素子での撮影を行うことができる望遠鏡においては、観察倍率の変更に伴って観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係が変化するが、本発明によれば、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像を画像表示部に表示することができるので、使用者は、この関係表示画像を見ることにより、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を容易かつ確実に理解することができる。よって、撮影後になって撮影画像の画角が意図したものと異なっていたというような失敗が起きるのを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明の望遠鏡、望遠鏡本体およびアイピースを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の望遠鏡本体を地上望遠鏡本体に適用した場合の実施形態を示す斜め前方から見た斜視図、図２は、図１に示す地上望遠鏡本体を斜め後方から見た斜視図、図３は、図１に示す地上望遠鏡本体の断面側面図、図４は、本発明の地上望遠鏡の光学系を示す斜視図、図５は、プリズムユニットを図３と反対側から見た側面図、図６は、図１に示す地上望遠鏡本体と本発明のズーム式のアイピースとを組み合わせてなる本発明の地上望遠鏡のブロック図、図７および図８は、それぞれ、本発明の単焦点のアイピースの実施形態を示す斜視図およびブロック図である。
【００４６】
図１に示すように、地上望遠鏡本体（スポッティングスコープ本体）１は、対物光学系１１を内蔵した鏡筒１２と、鏡筒１２の基端側に設けられた筐体１３とを有している。筐体１３の正面側上方には、ピント操作部材としてのピントリング３２が回転可能に設置されている。
【００４７】
図２に示すように、筐体１３の背面側には、アイピース取付口１４と、ディスプレイ１５と、各種の操作スイッチ類（入力手段、操作手段）４とが設置されている。
【００４８】
アイピース取付口１４は、円筒状をなし、筐体１３から突出するように設置されている。このアイピース取付口１４には、単焦点（固定焦点）の接眼光学系２１を内蔵したアイピース２や、ズーム式の接眼光学系２１を内蔵したズームアイピース２Ａを着脱自在に装着することができる。
【００４９】
地上望遠鏡本体１と、アイピース２またはズームアイピース２Ａとで、本発明の地上望遠鏡（スポッティングスコープ）１０が構成される。地上望遠鏡１０は、例えば野鳥観察などの目的に好適に用いることができる。
【００５０】
このような地上望遠鏡本体１は、単焦点のアイピース２を使用する場合には焦点距離の異なる他のアイピース２に交換することによって、またズームアイピース２Ａを使用する場合にはこれをズーミングすることによって、観察倍率を変えることができる。
【００５１】
アイピース取付口１４には、装着されたアイピース２またはズームアイピース２Ａに対する通信ライン７０および電源ライン７１を接続するための電気接点（入力手段）１４１が設けられている。
【００５２】
図示の構成では、アイピース取付口１４に装着されたアイピース２の光軸が対物光学系１１の光軸に対し上向きに所定角度傾斜するアングルタイプの地上望遠鏡となっているが、これに限らず、本発明は、両者が平行とされたストレートタイプのものにも適用することができる。
【００５３】
ディスプレイ（画像表示部）１５は、例えば液晶表示装置、有機ＥＬ(Electro Luminescence)表示装置などで構成することができる。このディスプレイ１５には、メニュー画面、各種モードの設定画面や、後述するＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子１６で撮影した画像などを表示することができる。
【００５４】
さらに、ディスプレイ１５には、後述するように、アイピース２またはズームアイピース２Ａを覗いて観察する観察視野の範囲と、ＣＣＤ撮像素子１６で撮影される撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像を表示することもできる。
【００５５】
本実施形態では、ディスプレイ１５は、アイピース取付口１４の左側の近傍に配置されている。これにより、アイピースを右目で覗いた姿勢で左目でディスプレイ１５を視認可能になっている。このため、アイピースを覗いて観察しながら、ディスプレイ１５に表示される関係表示画像を同時に確認することができ、優れた操作性が得られる。
【００５６】
操作スイッチ類４としては、電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるメインスイッチ４１と、レリーズボタン４２と、メニューキー４３と、ディスプレイ１５のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるディスプレイキー４４と、ディスプレイ１５に表示されるカーソル等を移動させる上方向キー４５１、下方向キー４５２、左方向キー４５３および右方向キー４５４からなる４方向キー４５と、選択した内容を確定するＯＫボタン４６とが設けられている。
【００５７】
図３に示すように、鏡筒１２の先端付近には、対物光学系１１が設置されている。また、筐体１３内には、フォーカスレンズ（焦点調節レンズ）３１が対物光学系１１と同軸上に設置されている。フォーカスレンズ３１は、ピントリング３２を回転操作することによって光軸方向に移動し、これによりピント合わせを行うことができる。ピントリング３２の回転運動をフォーカスレンズ３１の直進運動に変換するフォーカスレンズ移動機構３３（図示せず）としては、例えば円筒カム機構や送りねじ機構などを用いることができる。フォーカスレンズ３１と、ピントリング３２と、フォーカスレンズ移動機構３３とで、合焦手段３が構成される。
【００５８】
筐体１３内におけるフォーカスレンズ３１の後方には、プリズムユニット５が設置されている。プリズムユニット５は、第１の直角プリズム５１と、第２の直角プリズム５２と、第３の直角プリズム５３と、第４の直角プリズム５４と、プリズム５５とを有している。
【００５９】
第１の直角プリズム５１の短辺側の面と第２の直角プリズム５２の長辺側の面とは接合されており、この接合面がビームスプリッター５６を構成している。また、図４に示すように、プリズム５５には、接眼光学系２１（アイピース取付口１４）へ向かう光が出射する出射面５５１が設けられている。
【００６０】
図３に示すように、対物光学系１１およびフォーカスレンズ３１を経た光は、まず、第１の直角プリズム５１へ入射する。この光の光路Ｌ１は、ビームスプリッター５６にて、接眼光学系２１へ向かう第１光路Ｌ２と、ＣＣＤ撮像素子１６へ向かう第２光路Ｌ３とに分岐する。
【００６１】
接眼光学系２１へ向かう第１光路Ｌ２は、ビームスプリッター５６での反射と、第１の直角プリズム５１の他方の短辺側の面での反射とにより、１８０°向きが変わる。図５に示すように、第１光路Ｌ２は、第３の直角プリズム５３にて２回反射して再度１８０°向きが変わり、さらにプリズム５５にて２回反射することにより上向きに傾斜し、出射面５５１より出射して接眼光学系２１へ向かうように構成されている。
【００６２】
第１の直角プリズム５１と第３の直角プリズム５３とは、正立光学系（ポロプリズム）を構成する。これにより、アイピース２またはズームアイピース２Ａにおいて正立像を観察することができる。
【００６３】
図３に示すように、ＣＣＤ撮像素子１６へ向かう第２光路Ｌ３は、ビームスプリッター５６を透過して第４の直角プリズム５４内へ進み、第４の直角プリズム５４にて２回反射することにより１８０°向きが変わって前方へ進む。
【００６４】
筐体１３内には、さらに、ＣＣＤ撮像素子１６と、光学フィルターユニット１７と、縮小光学系１８とが設置されている。
【００６５】
ＣＣＤ撮像素子１６は、第２光路Ｌ３に沿って進んだ光を受光する位置に配置されており、対物光学系１１およびフォーカスレンズ３１により形成された被写体像を撮像可能になっている。これにより、地上望遠鏡１０では、アイピース２またはズームアイピース２Ａでの観察しているものを同時にＣＣＤ撮像素子１６によって撮影することができる。なお、撮像素子としては、ＣＣＤ撮像素子１６に限らず、例えばＣＭＯＳセンサー等を用いてもよい。
【００６６】
光学フィルターユニット１７は、ＣＣＤ撮像素子１６の受光面側に重ねて設置されている。この光学フィルターユニット１７は、光学ローパスフィルターと、赤外線カットフィルターとが積層されてなるものである。光学ローパスフィルターは、被写体光の空間周波数の中から、ＣＣＤ撮像素子１６の画素間隔で決まる標本化空間周波数に近い空間周波数成分を低減させるものである。光学ローパスフィルターを設けたことにより、偽色（モアレ）が生じるのを防止することができる。
【００６７】
また、赤外線カットフィルターは、赤外波長成分を除去するものである。赤外線カットフィルターを設置したことにより、ＣＣＤ撮像素子１６が人間の目に見えない赤外光を受光してしまうのを防止することができる。
【００６８】
第４の直角プリズム５４と、ＣＣＤ撮像素子１６および光学フィルターユニット１７との間には、縮小光学系１８が設置されている。フォーカスレンズ３１からの、第２光路Ｌ３を通った光束は、縮小光学系１８によってＣＣＤ撮像素子１６のサイズに合うように縮小され、ＣＣＤ撮像素子１６の受光面上に結像する。
【００６９】
以上説明したように、地上望遠鏡本体１では、対物光学系１１を含む対物光学系１１からＣＣＤ撮像素子１６の受光面までの間に配置された光学系全系、すなわち、対物光学系１１、フォーカスレンズ３１、ビームスプリッター５６、縮小光学系１８および光学フィルターユニット１７によって、ＣＣＤ撮像素子１６に対する撮影光学系が構成される。
【００７０】
この撮影光学系の焦点距離は、３５ｍｍフィルム判換算で８００ｍｍ以上であるのが好ましい。ここで、３５ｍｍフィルム判換算の焦点距離とは、ＣＣＤ撮像素子１６の有効受光面を３５ｍｍ銀塩フィルムカメラのフィルム露光面（３６ｍｍ×２４ｍｍ）の面積に拡大したとき、その拡大受光面に同じ画角で被写体像を結像させるような焦点距離を言う。
【００７１】
また、この撮影光学系の焦点距離の上限は特にないが、実際に実用されると想定される本発明の望遠鏡における撮影光学系の焦点距離としては、３５ｍｍフィルム判換算で２００００ｍｍ以下程度である。
【００７２】
縮小光学系１８は、その光軸方向へ移動可能に設置されており、レンズ駆動機構１９の駆動により縮小光学系１８が光軸方向へ移動するように構成されている（図６参照）。本実施形態におけるレンズ駆動機構１９は、その詳細な図示を省略するが、送りねじとこれを回転させるステッピングモータとを用いて縮小光学系１８を直進駆動する構造になっている。
【００７３】
縮小光学系１８が光軸方向に移動すると、対物光学系１１およびフォーカスレンズ３１を介して形成される被写体像の結像位置がＣＣＤ撮像素子１６の受光面に対して光軸方向に移動する。すなわち、縮小光学系１８は、ＣＣＤ撮像素子１６の受光面上における被写体像の合焦状態を調節するＣＣＤ撮像素子１６用の焦点調節光学系として機能する。
【００７４】
レンズ駆動機構１９は、縮小光学系駆動コントローラ（制御手段）６８の制御に基づいて作動し、被写体像の結像位置を光軸方向に相対的に移動させてＣＣＤ撮像素子１６の受光面に対し位置合わせするフォーカス駆動手段として機能する。
【００７５】
なお、フォーカス駆動手段としては、上記の構成に限らず、ＣＣＤ撮像素子１６を光軸方向に移動することによって被写体像の結像位置をＣＣＤ撮像素子１６の受光面に対し相対的に移動させるように構成されたものでもよい。本実施形態においては、構成の簡単化を優先し、縮小光学系１８を移動させて焦点調節を行うようにしている。また、本発明では、このようなフォーカス駆動手段が省略されていても良い。
【００７６】
縮小光学系１８に対しては、縮小光学系１８が基準位置Ｐｓにあるのを検出する位置センサ６９が設けられている。位置センサ６９の出力信号は、縮小光学系駆動コントローラ６８に入力される。縮小光学系１８が基準位置Ｐｓにあるとき、ＣＣＤ撮像素子１６の受光面は、視野枠２０（予定焦点位置）と光学的に等価な位置に位置する。
【００７７】
図６に示すように、地上望遠鏡本体１は、電気的回路構成として、ボディＣＰＵ（Central Processing Unit）６０と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）６１と、記憶手段としてのＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）６２と、撮像信号処理回路６３と、タイミングジェネレータ６４と、メモリインターフェース６６と、記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）６７と、アイピースの装着状態を検出する検出スイッチ７２とを有している。また、筐体１３内には、メモリーカード（記録媒体）１００を装填可能なスロット（図示せず）が設けられている。
【００７８】
ボディＣＰＵ６０は、予め記憶されたプログラムや操作スイッチ類４からの入力信号に基づいて地上望遠鏡１０を統括的に制御する制御手段であり、撮影制御、縮小光学系駆動コントローラ６８に対する制御等の各種動作制御を行う。また、ボディＣＰＵ６０は、後述する関係表示画像の画像データを生成する画像生成手段としても機能する。
【００７９】
検出スイッチ７２は、アイピース取付口１４に設置されており、アイピース取付口１４にアイピース２またはズームアイピース２Ａが装着されたときにオンするスイッチである。検出スイッチ７２の出力信号は、ボディＣＰＵ６０に入力される。これにより、ボディＣＰＵ６０は、アイピース取付口１４にアイピース２またはズームアイピース２Ａが装着されているか否かを検出することができる。
【００８０】
ＤＳＰ６１は、ＣＣＤ撮像素子１６の駆動制御およびＣＣＤ撮像素子１６からの画素信号から画像データを生成したり、画像データの圧縮処理やメモリーカード１００への画像データ記録処理など、画像処理および画像記録の処理動作を統括して制御する制御手段として機能したりするプロセッサであり、ボディＣＰＵ６０と接続され相互に通信して制御の連携が可能な構成となっている。
【００８１】
ＳＤＲＡＭ６２には、画像データ生成等の作業を行う作業領域や、ディスプレイ１５用領域等が予め定められている。
【００８２】
タイミングジェネレータ６４は、ＤＳＰ６１の制御に基づき、ＣＣＤ撮像素子１６、撮像信号処理回路６３および縮小光学系駆動コントローラ６８に対してサンプルパルスなどを出力し、これらの動作制御を行う。
【００８３】
ＥＥＰＲＯＭ６７には、対物光学系１１を含む対物光学系１１からＣＣＤ撮像素子１６の受光面までの間に配置された光学系全系で構成される撮影光学系の垂直画角（以下、単に「垂直画角」と言う）の値θｈ[°]を示すデータと、対物光学系１１の焦点距離の値ｆｂ[ｍｍ]を示すデータとが記憶（格納）されている。
【００８４】
撮影光学系の垂直画角θｈとは、図９に示すように、撮影写野２００の短辺方向の撮影画角のことである。なお、図９中に示す撮影光学系の水平画角θｗ[°]は、撮影写野２００の長辺方向の撮影画角のことであり、θｗ＞θｈである。また、撮影光学系の対角画角をθｄ[°]とすると、θｄ＞θｗである。
【００８５】
次に、単焦点のアイピース２の構成について説明する。図８に示すように、本実施形態のアイピース２の接眼光学系２１は、対物側から順に第１群２１１、第２群２１２および第３群２１３の３つのレンズ群で構成されている。これらの各レンズ群はいずれも固定されており、よって、アイピース２の接眼光学系２１は、焦点距離が固定されたものとなっている。
【００８６】
同図に示すように、このアイピース２は、電気的回路構成として、アイピースＣＰＵ２２と、記憶手段としてのＲＯＭ（Read-Only Memory）２３とを有している。
【００８７】
図７に示すように、アイピース２には、アイピース取付口１４の電気接点１４１に対応する電気接点２４が設けられている。アイピース２がアイピース取付口１４に装着された状態では、両者の電気接点１４１および２４が接触することにより、アイピースＣＰＵ２２と地上望遠鏡本体１側のボディＣＰＵ６０とが通信ライン７０および電源ライン７１を介して接続される。
【００８８】
アイピースＣＰＵ２２は、電源ライン７１を介して地上望遠鏡本体１から供給される電力により作動する。また、アイピースＣＰＵ２２は、通信ライン７１を介してボディＣＰＵ６０と接続され、相互に通信して制御の連携が可能な構成となっている。
【００８９】
ＲＯＭ２３には、このアイピース２の接眼光学系２１の焦点距離の値ｆＡ[ｍｍ]を示すデータと、見掛け視界の値θＡ[°]を示すデータとが記憶（格納）されている。
【００９０】
地上望遠鏡本体１に対しては、焦点距離ｆＡの異なる複数のアイピース２が用意されており、そのうちの一つを選択してアイピース取付口１４に装着して使用する。そして、アイピース２を焦点距離の異なるものに交換することにより、観察倍率を変えることができる。
【００９１】
次に、ズームアイピース２Ａについて説明するが、単焦点のアイピース２との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【００９２】
図６に示すように、ズームアイピース２Ａの接眼光学系２１では、第３群２１３は固定的に設置されているが、第１群２１１および第２群２１２は、光軸方向に移動可能になっており、ズーム光学系を構成している。ズームアイピース２Ａが備えるズーム操作環（ズーム操作部材）２１４を回転させると、第１群２１１と第２群２１２とが互いの間隔を変えながら光軸方向に移動することにより、焦点距離が連続的に変化し、ズーミングがなされる。
【００９３】
なお、詳細な図示は省略するが、ズーム操作環２１４の回転運動は、公知の例えば円筒カム機構により第１群２１１および第２群２１２の光軸方向運動に変換されるように構成されている。
【００９４】
また、ズームアイピース２Ａの外観図は省略するが、ズームアイピース２Ａには、アイピース２Ａと同様に、電気接点２４が設けられている。
【００９５】
ズームアイピース２Ａは、さらに、電気的回路構成として、アイピースＣＰＵ２２と、ＲＯＭ２３と、接眼光学系２１のズーミング量を検出するズームエンコーダ２６とを有している。
【００９６】
ズームエンコーダ２６は、ズームアイピース２Ａの鏡筒内に固定されたパターン接点と、ズーム操作環２１４に固定されたブラシとを有しており、ズーム操作環２１４が手動操作されると、このブラシがパターン接点上を摺動することにより、ズーミング量に応じた信号をアイピースＣＰＵ２２へ出力する。
【００９７】
ズームアイピース２ＡのＲＯＭ２３には、ズーミング量とこのズーミング量に応じて変化する接眼光学系２１の焦点距離および見掛け視界との対応関係を示すテーブルまたは演算式が記憶（格納）されている。アイピースＣＰＵ２２は、このテーブルまたは演算式とズームエンコーダ２６の出力信号とに基づいて、そのときのズーミング状態における接眼光学系２１の焦点距離の値ｆＡ[ｍｍ]を示すデータと、見掛け視界の値θＡ[°]を示すデータとを算出し、出力することができる。
【００９８】
以上、地上望遠鏡本体１とアイピース２またはズームアイピース２Ａとで構成される地上望遠鏡１０の構成について説明した。このような地上望遠鏡１０の使用者は、アイピース２またはズームアイピース２Ａの接眼光学系２１を介して観察を行う際、観察対象物までの距離に応じてピントリング３２を操作することにより、観察像のピントを合わせることができる。このとき、観察像の結像位置（空中像）が視野枠２０の位置に来たときに、観察像のピントが合うと認識できるように設計されている。別言すると、使用者は、視野枠２０の位置（予定焦点位置）に形成される像が明瞭に見えるように、ピントリング３２を回してピント合わせを行うように設計されている。
【００９９】
そして、使用者は、撮影・記録しておきたい観察像に出会った場合、レリーズボタン４２を操作して撮影を行うことにより、それを撮影・記録することができる。
【０１００】
このような地上望遠鏡１０では、前述したように、単焦点のアイピース２を用いる場合には焦点距離ｆＡの異なる他のアイピース２に交換することによって、また、ズームアイピース２Ａを用いる場合にはズーム操作環２１４を回転させてズーミングすることによって、観察倍率を変えることができる。
【０１０１】
観察倍率を大きくすると実視界が小さくなって観察視野の範囲が狭くなり、逆に観察倍率を小さくすると実視界が大きくなって観察視野の範囲が大きくなるが、ＣＣＤ撮像素子１６での撮影画角は観察倍率によらず一定であるので、ＣＣＤ撮像素子１６によって撮影される撮影写野の範囲は一定である。このため、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係が使用者にとって理解しづらいという問題が生じる。
【０１０２】
このような問題に鑑み、本発明の地上望遠鏡１０では、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像をディスプレイ１５に表示するようにした。使用者は、この関係表示画像を見ることにより、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を容易かつ確実に理解することができる。
【０１０３】
以下、上述した本発明の特徴点を含め、地上望遠鏡１０の制御動作について詳細に説明するが、まず最初に、ズームアイピース２Ａを用いる場合について説明する。
【０１０４】
図１０は、ボディＣＰＵ６０のメイン制御動作を示すフローチャート、図１２は、アイピースＣＰＵ２２の制御動作を示すフローチャートである。
【０１０５】
電源オフ状態からメインスイッチ４１が押されてオンすると（図１０中のステップＳ００１）、ボディＣＰＵ６０が起動して各種設定値の読み込みを行った後、図１１に示される処理１０を行う（ステップＳ００２）。
【０１０６】
処理１０においては、ボディＣＰＵ６０は、まず、検出スイッチ７２がオンしているか否かを判断する（図１１中のステップＳ１０１）。検出スイッチ７２がオフのときは、ボディＣＰＵ６０は、アイピース取付口１４にアイピースが装着されていない旨の警告をディスプレイ１５に表示し（ステップＳ１０２）、使用者に対し注意を喚起する。さらに、ボディＣＰＵ６０は、ＥＥＰＲＯＭ６７の、接眼光学系２１の焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡのデータの記憶領域をクリアした後（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０１に戻って検出スイッチ７２がオンするのを待機する。
【０１０７】
ステップＳ１０１で検出スイッチ７２がオンしていた場合には、ボディＣＰＵ６０は、アイピースＣＰＵ２２から焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡのデータを取得するためにアイピースＣＰＵ２２との通信を試みる（ステップＳ１０４）。
【０１０８】
一方、アイピースＣＰＵ２２は、電源ライン７１によって地上望遠鏡本体１から電力が供給されると、パワーオンリセットされ、初期化される（図１２中のステップＳ２０１）。次いで、アイピースＣＰＵ２２は、ボディＣＰＵ６０からの通信割り込みを禁止した状態とする（ステップＳ２０２）。通信割り込みを禁止する間、アイピースＣＰＵ２２は、ズームエンコーダ２６の出力信号を受け取る（ステップＳ２０３）とともに、ＲＯＭ２３に記憶された、焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡとズーミング量との対応関係を示すデータテーブルまたは演算式を検出し（ステップＳ２０４）、これらに基づいて、現在のズーミング状態における焦点距離ｆＡと、見掛け視界θＡとを算出し、設定する（ステップＳ２０５）。
【０１０９】
アイピースＣＰＵ２２は、焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡを算出・設定したら、ボディＣＰＵ６０からの通信割り込みを許可し（ステップＳ２０６）、ボディＣＰＵ６０からの通信割り込みを待つ（ステップＳ２０７）。ボディＣＰＵ６０から通信割り込みがあった場合には（前記ステップＳ１０４）、ボディＣＰＵ６０とアイピースＣＰＵ２２とは、通信を行う（図１１中のステップＳ１０６および図１２中のステップＳ２０８）。この通信において、アイピースＣＰＵ２２は、ステップＳ２０５で算出した現在のズーミング状態における焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡのデータをボディＣＰＵ６０へ送信する（図１２中のステップＳ２０９）。ボディＣＰＵ６０は、これらのデータを取得し、ＥＥＰＲＯＭ６７に記憶する（図１１中のステップＳ１０７）。
【０１１０】
アイピースＣＰＵ２２は、ステップＳ２０８の通信を行った後はステップＳ２０２へ戻る。すなわち、アイピースＣＰＵ２２は、ズーム操作環２１４が操作されてズーミング状態が変化する度に、そのズーミング状態における焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡを算出し、その後の通信において、現在の状態の焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡのデータをボディＣＰＵ６０へ送信する。
【０１１１】
なお、本発明のズームアイピース２Ａやアイピース２以外の汎用のアイピースを使用する場合には、焦点距離ｆＡのデータや見掛け視界θＡのデータを記憶するＲＯＭがアイピースにないので、上記のアイピース通信が不能である。その場合には、使用するアイピースの情報（焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡ）を使用者が地上望遠鏡本体１に入力することができる。以下、この場合の使用者の入力操作およびボディＣＰＵ６０の制御について説明する。
【０１１２】
図２５は、アイピース情報を入力する際にディスプレイ１５に表示される入力画面を示す図である。
【０１１３】
使用者によってメニューキー４３が押されると、ボディＣＰＵ６０は、図示しないオンスクリーンディスプレイ回路を制御して、ディスプレイ１５に図２５に示すメインメニュー画面９１を表示する（図１１のステップＳ６０１）。このメインメニュー画面９１では、使用者は、４方向キー４５を上下に操作してカーソル９２を上下に動かすことにより、「撮影モード」、「アイピース変更」、「画質」および「サイズ」のうちから設定する項目を選択することができる。「撮影モード」、「画質」または「サイズ」の文字の位置にカーソル９２を合わせてＯＫボタン４６を押した場合には、それぞれの項目の設定処理へと進むが（ステップＳ６０３）、その説明は省略する。
【０１１４】
「アイピース変更」の文字の位置にカーソル９２を合わせてＯＫボタン４６を押すと、メインメニュー画面９１に代わって図２５に示す見掛け視界入力画面９３がディスプレイ１５に表示される（ステップＳ６０４）。
【０１１５】
見掛け視界入力画面９３には、アイピースの見掛け視界の値θＡを表す数値９４が表示されており、４方向キー４５が上または下に操作されると（ステップＳ６０５）、数値９４が増大または減少する（ステップＳ６０６）。使用者は、地上望遠鏡本体１に装着するアイピースの見掛け視界の値に数値９４が一致するように４方向キー４５を操作し、一致したらＯＫボタン４６を押して確定する。
【０１１６】
ボディＣＰＵ６０は、ＯＫボタン４６が押されるのを待機するが（ステップＳ６０７）、ＯＫボタン４６が押されずにメニューキー４３が押された場合には（ステップＳ６０８）、メインメニュー画面９１に戻る。
【０１１７】
ＯＫボタン４６が押された場合には、ボディＣＰＵ６０は、入力された数値９４を見掛け視界の値θＡとしてＥＥＰＲＯＭ６７に記憶する（ステップＳ６０９）とともに、見掛け視界入力画面９３に代わって図２５に示す焦点距離入力画面９５をディスプレイ１５に表示する（ステップＳ６１０）。
【０１１８】
焦点距離入力画面９５には、アイピースの焦点距離の値ｆＡを表す数値９６が表示されており、４方向キー４５が上または下に操作されると（ステップＳ６１１）、数値９６が増大または減少する（ステップＳ６１２）。使用者は、地上望遠鏡本体１に装着するアイピースの焦点距離の値に数値９６が一致するように４方向キー４５を操作し、一致したらＯＫボタン４６を押して確定する。
【０１１９】
ボディＣＰＵ６０は、ＯＫボタン４６が押されるのを待機するが（ステップＳ６１３）、ＯＫボタン４６が押されずにメニューキー４３が押された場合には（ステップＳ６１４）、メインメニュー画面９１に戻る。
【０１２０】
ＯＫボタン４６が押された場合には、ボディＣＰＵ６０は、入力された数値９６を焦点距離の値ｆＡとしてＥＥＰＲＯＭ６７に記憶する（ステップＳ６１５）。
【０１２１】
ボディＣＰＵ６０が図１１中のステップＳ１０４でアイピースとの通信を試みたとき、ＲＯＭを有さない汎用のアイピースであった場合には通信不能となる。ステップＳ１０４で通信不能であった場合には、ボディＣＰＵ６０は、アイピース情報（見掛け視界θＡおよび焦点距離ｆＡ）がＥＥＰＲＯＭ６７に記憶されているか否かを判断し（ステップＳ１０５）、記憶されたアイピース情報がある場合には、後述するステップＳ１０８へと進む。これにより、前回の使用時に手動でアイピース情報を入力していた場合、次回の使用時に同じアイピースを用いる際には、アイピース情報の再度の入力を省略することができる。
【０１２２】
また、ステップＳ１０５で、記憶されたアイピース情報がない場合には、ボディＣＰＵ６０は、ステップＳ６０４へ進み、ディスプレイ１５に見掛け視界入力画面９３を表示する。このように、アイピース通信不能で、かつ既入力のアイピース情報もない場合には、自動的にアイピース情報の入力モードに入ることにより、アイピース情報の入力を使用者に促すことができる。
【０１２３】
ステップＳ１０７、ステップＳ６１５またはステップＳ１０５を経て、焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡのデータを取得したボディＣＰＵ６０は、実視界の値θＣを次のようにして算出する（ステップＳ１０８）。一般に望遠鏡では、対物光学系焦点距離を接眼光学系焦点距離で除算することにより観察倍率が得られ（観察倍率＝対物光学系焦点距離／接眼光学系焦点距離）、見掛け視界を観察倍率で除算することにより実視界が得られる（実視界＝見掛け視界／観察倍率）。よって、ボディＣＰＵ６０は、上述のようにして取得した接眼光学系２１の焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡのデータと、ＥＥＰＲＯＭ６７に記憶された対物光学系１１の焦点距離ｆｂのデータとを利用して、θＣ＝θＡ×ｆＡ／ｆｂなる演算を行うことにより、実視界の値θＣ[°]を算出する。
【０１２４】
この後、ボディＣＰＵ６０は、算出した実視界の値θＣと、ＥＥＰＲＯＭ６７に記憶された垂直画角の値θｈとを比較し、実視界の値θＣが垂直画角の値θｈより小さい場合と大きい場合とで場合分けをして、関係表示画像の画像データを生成する。
【０１２５】
まず、ボディＣＰＵ６０は、ｄθ＝θｈ−θＣなる演算を行うことにより、垂直画角θｈと実視界θＣとの差ｄθを算出し（ステップＳ１０９）、さらにｄθ＞０であるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。
【０１２６】
ｄθ＞０である場合、すなわち、実視界θＣが垂直画角θｈより小さい場合には、図１３に示される処理１１に進む（ステップＳ１１１）。
【０１２７】
以下の説明では、図１４に示すように、ディスプレイ１５の画面の横：縦の比が４：３であり、ｈを自然数としてディスプレイ１５の表示画素数が横４ｈピクセル×縦３ｈピクセルであるものとする。例えばｈ＝８０の場合、ディスプレイ１５の表示画素数は３２０ピクセル×２４０ピクセルである。また、ディスプレイ１５の最も左上の画素の座標を（０，０）、最も右下の画素の座標を（４ｈ−１，３ｈ−１）とする。
【０１２８】
処理１１では、ボディＣＰＵ６０は、まず、撮影写野範囲を表す矩形（長方形）３００をディスプレイ１５に描画する（図１３中のステップＳ３０１）。この矩形３００の幅Ｗは、Ｗ＝４ｈピクセルであり、矩形３００の高さＨは、Ｈ＝３ｈピクセルである。これにより、図１５に示すように、ディスプレイ１５には、ディスプレイ１５の画面に一杯の大きさの矩形３００が表示される。
【０１２９】
次いで、ボディＣＰＵ６０は、次のような計算により、観察視野範囲を表す円４００の半径ｒ（単位はピクセル）を算出する（ステップＳ３０２）。図１６から分かるように、理論上は、３ｈ／２：ｒ＝tan（θｈ／２）：tan（θＣ／２）の関係にあるので、ｒ＝tan（θＣ／２）／tan（θｈ／２）×（３ｈ／２）となる。ただし、半径ｒは単位がピクセルであるため整数でなければならないので、ここでは、前記の理論上の値から０．５を減算した数の小数点第１位を四捨五入した値をｒとする。すなわち、ボディＣＰＵ６０は、ｒ＝ROUND（tan（θＣ／２）／tan（θｈ／２）×（３ｈ／２）−０．５）なる演算を行い、得られたｒを円４００の半径とする。なお、「ROUND」は、小数点第１で四捨五入することを示す記号とする。なお、上記式で四捨五入をする前に０．５を減算した理由については後述する。
【０１３０】
次いで、ボディＣＰＵ６０は、ディスプレイ１５の画面の中心に位置する座標（ｘ，ｙ）の画素を中心とし、ステップＳ３０２で求めた半径ｒピクセルの円４００をディスプレイ１５に描画する（ステップＳ３０３）。円４００の中心とする画素の座標（ｘ、ｙ）は、ｘ＝４ｈ／２−１、ｙ＝３ｈ／２−１である。なお、ｈが奇数である場合、このｙが整数にならないが、その場合にはｙは小数点第１位で四捨五入した値とされる。
【０１３１】
このようにして描画した円４００の直径は、中心の１画素の分が加わることにより、（２ｒ＋１）ピクセルの大きさとなる。ステップＳ３０２でｒを計算する際に０．５を減算したのは、この＋１ピクセル分を相殺するためである。
【０１３２】
図１１中のステップＳ１１０でｄθ＞０でなかった場合、すなわち、実視界θＣが垂直画角θｈ以上であった場合には、図１８に示される処理１２に進む（ステップＳ１１２）。
【０１３３】
処理１２では、ボディＣＰＵ６０は、まず、観察視野範囲を表す円４００をディスプレイ１５に描画する（ステップＳ４０１）。この円４００は、ディスプレイ１５の画面の中心に位置する座標（ｘ，ｙ）の画素を中心として描画される。ここで、（ｘ，ｙ）は、前記と同様にｘ＝４ｈ／２−１、ｙ＝３ｈ／２−１であり、ｈが奇数である場合、ｙは整数にならないが、その場合にはｙは小数点第１位で四捨五入した値とされる。そして、円４００の半径ｒは、ｒ＝ｙピクセル、すなわち（３ｈ／２−１）ピクセルとされる。
【０１３４】
これにより、図１９に示すように、ディスプレイ１５の画面の短辺の長さと直径がほぼ同じ円４００がディスプレイ１５に表示される。すなわち、円４００は、ディスプレイ１５に表示可能な最大の大きさとされる。この円４００の直径は、中心の１画素の分が加わることにより、前記と同様に（２ｒ＋１）ピクセルの大きさとなる。
【０１３５】
次いで、ボディＣＰＵ６０は、撮影写野範囲を表す矩形３００を表示するために、矩形３００の高さの１／２の大きさであるＨ’（単位はピクセル）を次のような計算により算出する（ステップＳ４０２）。
【０１３６】
図２０から分かるように、理論上は、（ｒ＋０．５）：Ｈ’＝tan（θＣ／２）：tan（θｈ／２）の関係にあるので、Ｈ’＝tan（θｈ／２）／tan（θＣ／２）×（ｒ＋０．５）となる。ただし、Ｈ’は単位がピクセルであるため整数でなければならないので、ここでは、前記の理論上の値から０．５を減算した数の小数点第１位で四捨五入した値をＨ’とする。すなわち、ボディＣＰＵ６０は、Ｈ’＝ROUND（tan（θｈ／２）／tan（θＣ／２）×（ｒ＋０．５）−０．５）なる演算を行い、得られたＨ’を矩形３００の高さの１／２とする。なお、上記式で、四捨五入をする前に０．５を減算した理由は前記と同様である。
【０１３７】
次いで、ボディＣＰＵ６０は、矩形３００の幅の１／２の大きさであるＷ’（単位はピクセル）を計算する（ステップＳ４０３）。Ｗ’：Ｈ’＝４：３であるので、Ｗ’＝４Ｈ’／３となり、この値を小数点第１位で四捨五入した値をＷ’とする。すなわち、Ｗ’＝ROUND（４Ｈ’／３）なる計算によりＷ’を算出する。
【０１３８】
次いで、ボディＣＰＵ６０は、矩形３００を描画する（ステップＳ４０４）。矩形３００は、図２１に示すように、座標（ｘ−Ｗ’，ｙ−Ｈ’）の画素を始点、座標（ｘ＋Ｗ’，ｙ＋Ｈ’）の画素を終点とし、この両画素が対角になるように描画される。この矩形３００の幅Ｗは、中心（ｘ，ｙ）の１画素の分が加わることにより、Ｗ＝２Ｗ’＋１ピクセルとなり、同様に矩形３００の高さＨは、Ｈ＝２Ｈ’＋１ピクセルとなる。ボディＣＰＵ６０は、この式により算出した矩形３００の幅Ｗおよび高さＨの値を記憶する（ステップＳ４０５）。
【０１３９】
以上説明した処理１１または処理１２により、撮影写野範囲を表す矩形３００と観察視野範囲を表す円４００とからなる関係表示画像がディスプレイ１５に表示される。この関係表示画像は、実視界θＣが垂直画角θｈより小さい場合には図１７のようになり、実視界θＣが垂直画角θｈより大きい場合には図２１のようになる。使用者は、この関係表示画像を見て矩形３００と円４００とを対比することにより、撮影写野範囲と観察視野範囲との関係を容易に認識し理解することができる。
【０１４０】
なお、ボディＣＰＵ６０は、検出スイッチ７２がオフからオンした時にも、上述した処理１０を割り込み処理する。これにより、使用者がアイピースを他のものに交換した場合には、そのアイピースに合わせた関係表示画像が再度生成され表示される。
【０１４１】
処理１１または処理１２を終えたら、ボディＣＰＵ６０は、ＣＣＤ撮像素子１６で撮像したリアルタイムの画像、すなわちライブビューをディスプレイ１５に表示するために、下記のようにしてその画像データを生成する（図１０中のステップＳ００３）。ＣＣＤ撮像素子１６の受光面上に結像した被写体像は、光電変換されて電荷データとなり、この電荷データ（信号）は、ライブビュー画像データ作成のため、ＣＣＤ撮像素子１６から所定画素分ずつ間引かれて順次読み出され、撮像信号処理回路６３にて相関二重サンプリング（ＣＤＳ）、自動利得制御（ＡＧＣ）およびアナログ−デジタル変換がなされた後、ＤＳＰ６１へ入力される。ＤＳＰ６１においては、入力された信号に対して所定のカラープロセス処理やγ補正等の信号処理が施され、ライブビュー画像データ（輝度信号データＹ、二つの色差信号データＣｒ、Ｃｂ）が生成される。このライブビュー画像データは、ディスプレイ１５の表示画素数に対応して、ＣＣＤ撮像素子１６の有効画素数よりも少ない画素数（間引きしたデータ数）の画像データである。
【０１４２】
ライブビュー画像データを生成したら、図２２に示される処理２１へ進む（ステップＳ００４）。ここで、ボディＣＰＵ６０が取得したライブビュー画像データの画素数は、幅Ｗｉピクセル×高さＨｉピクセルであるものとする（図２２中のステップＳ５０１）。
【０１４３】
次いで、ボディＣＰＵ６０は、ライブビュー画像を矩形３００の大きさに合わせて表示するための表示倍率ｎ（ｎ≦１）を計算する（ステップＳ５０２）。すなわち、矩形３００の幅Ｗをライブビュー画像の幅Ｗｉで除算し、ｎ＝Ｗ／Ｗｉなる演算を行う。
【０１４４】
得られた表示倍率ｎを用いて、ライブビュー画像データをｎ倍にして、ディスプレイ１５の矩形３００内に表示する（ステップＳ５０３）。これにより、実視界θＣが垂直画角θｈより小さい場合には図２３のようにして、また、実視界θＣが垂直画角θｈより大きい場合には図２４のようにして、既に計算された矩形３００および円４００と、矩形３００内のライブビュー画像とがオーバーレイ表示される（ステップＳ５０４）。
【０１４５】
ライブビュー画像データの生成処理は、ＣＣＤ撮像素子１６の読み出しとともに周期的に更新され、ディスプレイ１５上の矩形３００内ではリアルタイムの動画として表示される。
【０１４６】
本実施形態では、撮影写野範囲を表す矩形３００内にライブビュー画像を表示することにより、観察視野範囲と撮影写野範囲との関係が一目瞭然となり、使用者は、その関係をさらに容易かつ確実に理解することができる。
【０１４７】
以上、ズームアイピース２Ａを使用した場合の制御について説明したが、単焦点のアイピース２を使用した場合の制御では、図１２中のステップＳ２０３およびＳ２０４は行われない。すなわち、単焦点のアイピース２では、焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡは固定値であるので、アイピースＣＰＵ２２は、ステップＳ２０５において演算処理を行う必要はなく、ＲＯＭ２３に記憶された焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡのデータを呼び出すだけで済む。この点以外においては、単焦点のアイピース２を使用した場合の制御はズームアイピース２Ａの場合と同様であるので、説明を省略する。
【０１４８】
以下、図１０のフローチャートの残りの部分に基づいて、撮影を行うときの制御について説明する。
レリーズボタン４２が半押しされて測光スイッチ４２１がオンすると（ステップＳ００７）、ボディＣＰＵ６０は、ＣＣＤ撮像素子１６の出力信号に基づいて測光（ステップＳ００８）、および露出演算（ステップＳ００９）を行う。
【０１４９】
この状態から、さらにレリーズボタン４２が全押しされてレリーズスイッチ４２２がオンすると（ステップＳ０１０）、ボディＣＰＵ６０は、ＤＳＰ６１へ本露光動作を指示する。本露光指令を受けたＤＳＰ６１は、ＣＣＤ撮像素子１６の不要電荷掃き出し制御や露出制御（電荷蓄積時間制御）を行った後、前記と同様に撮像信号処理回路６３を介し、ＣＣＤ撮像素子１６から画素間引きせずに電荷データを読み出し、ＳＤＲＡＭ６２に一旦保持する。そして、ＤＳＰ６１は、ＳＤＲＡＭ６２から読み出した電荷データに対し所定の信号処理を施すことにより、画素データ数の多い記録用静止原画像データを生成する（ステップＳ０１１）。
【０１５０】
さらに、ＤＳＰ６１は、生成された記録用静止原画像データから画素データ間引き処理をして、幅Ｗｉピクセル×高さＨｉピクセルの表示用静止画像のスクリーンネイルを生成する（ステップＳ０１２）。また、ＤＳＰ６１は、ステップＳ０１１で生成した記録用静止原画像データに例えばＪＰＥＧ等の画像データ圧縮処理を施し、得られた圧縮画像データをメモリインターフェース６６を介して出力して、メモリーカード１００に記録する（ステップＳ０１３）。
【０１５１】
次いで、ボディＣＰＵ６０は、ステップＳ０１２で生成した表示用静止画像を矩形３００の大きさに合わせて表示するために、ｎ＝Ｗ／Ｗｉなる演算により、表示倍率ｎ（ｎ≦１）を計算する（ステップＳ０１４）。
【０１５２】
得られた表示倍率ｎを用い、ｎ倍した表示用静止画像と、矩形３００および円４００とを、一定時間、ディスプレイ１５にオーバーレイ表示する（ステップＳ０１６）。これにより、撮影後、使用者は、ディスプレイ１５を見ることにより、撮影時の撮影写野範囲と観察視野範囲との関係を再確認することができる。
【０１５３】
なお、メインスイッチ４１が再度押されてオフした場合には、電源オフ状態となる（ステップＳ０１７）。
【０１５４】
以上、本発明の望遠鏡、望遠鏡本体およびアイピースを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、望遠鏡、望遠鏡本体およびアイピースを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【０１５５】
また、上述した実施形態においては、関係表示画像中の矩形３００内にＣＣＤ撮像素子１６で撮影した画像を表示するようにしたが、関係表示画像としては矩形３００と円４００のみを表示するようにしてもよい。また、関係表示画像中にＣＣＤ撮像素子１６で撮影した画像を表示する場合には、矩形３００の縁取りを表示せず、ＣＣＤ撮像素子１６で撮影した画像と円４００のみを表示するようにしてもよい。
【０１５６】
また、上述した実施形態においては、関係表示画像中の矩形３００や円４００は、その外周を縁取った図形として表示したが、矩形３００、円４００の表示方法としてはその形が見分けられるように表示できればいかなる表示方法でもよく、例えば、矩形３００、円４００の領域内を、背景と異なる色に塗りつぶしたり、輝度を変化させたり、網掛けを施したりするような表示方法であってもよい。
【０１５７】
また、記憶手段に記憶される撮影画角、対物光学系焦点距離、接眼光学系焦点距離、見掛け視界等に関する各データは、それらの値そのものを示すデータでなくてもよく、それらの値に所定の換算や演算を施したデータであってもよい。
【０１５８】
また、上述した実施形態においては、望遠鏡本体とアイピースとが着脱自在である構成について説明したが、本発明の望遠鏡では、望遠鏡本体と、接眼光学系の焦点距離を変更可能なアイピースとが一体化していて取り外しできないものであってもよい。この場合、アイピースは、接眼光学系の焦点距離を連続的に切り替え可能なズーム式のものでもよく、また、接眼光学系の焦点距離を段階的に切り替え可能なものでもよい。
【０１５９】
また、上述した実施形態においては、本発明を地上望遠鏡に適用した場合について説明したが、本発明は、これに限らず、天体望遠鏡を含めた各種の望遠鏡に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明の望遠鏡本体を地上望遠鏡本体に適用した場合の実施形態を示す斜め前方から見た斜視図である。
【図２】図１に示す地上望遠鏡本体を斜め後方から見た斜視図である。
【図３】図１に示す地上望遠鏡本体の断面側面図である。
【図４】本発明の地上望遠鏡の光学系を示す斜視図である。
【図５】プリズムユニットを図３と反対側から見た側面図である。
【図６】図１に示す地上望遠鏡本体と本発明のズーム式のアイピースとを組み合わせてなる本発明の地上望遠鏡のブロック図である。
【図７】本発明の単焦点のアイピースの実施形態を示す斜視図である。
【図８】本発明の単焦点のアイピースの実施形態を示すブロック図である。
【図９】撮影光学系の垂直画角、水平画角および対角画角を説明するための模式図である。
【図１０】ボディＣＰＵのメイン制御動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１０中の「処理１０」およびメニュー設定処理を示すフローチャートである。
【図１２】アイピースＣＰＵの制御動作を示すフローチャートである。
【図１３】図１１中の「処理１１」を示すフローチャートである。
【図１４】ディスプレイの表示画素数および画素の座標を説明するための図である。
【図１５】撮影写野範囲を表す矩形がディスプレイに表示された状態を示す図である。
【図１６】実視界が垂直画角より小さい場合における関係表示画像中の矩形と円の大きさを説明するための図である。
【図１７】ディスプレイに表示された関係表示画像を示す図である。
【図１８】図１１中の「処理１２」を示すフローチャートである。
【図１９】観察視野範囲を表す円がディスプレイに表示された状態を示す図である。
【図２０】実視界が垂直画角以上である場合における関係表示画像中の矩形と円の大きさを説明するための図である。
【図２１】ディスプレイに表示された関係表示画像を示す図である。
【図２２】図１０中の「処理２１」を示すフローチャートである。
【図２３】矩形内にライブビュー画像が表示された関係表示画像を示す図である。
【図２４】矩形内にライブビュー画像が表示された関係表示画像を示す図である。
【図２５】アイピース情報を入力する際にディスプレイに表示される入力画面を示す図である。
【符号の説明】
【０１６１】
１ 地上望遠鏡本体
１０ 地上望遠鏡
１１ 対物光学系
１２ 鏡筒
１３ 筐体
１４ アイピース取付口
１４１ 電気接点
１５ ディスプレイ
１６ ＣＣＤ撮像素子
１７ 光学フィルターユニット
１８ 縮小光学系
１９ レンズ駆動機構
２０ 視野枠
２ アイピース
２Ａ ズームアイピース
２１ 接眼光学系
２１１ 第１群
２１２ 第２群
２１３ 第３群
２１４ ズーム操作環
２２ アイピースＣＰＵ
２３ ＲＯＭ
２４ 電気接点
２６ ズームエンコーダ
３ 合焦手段
３１ フォーカスレンズ
３２ ピントリング
３３ フォーカスレンズ移動機構
４ 操作スイッチ類
４１ メインスイッチ
４２ レリーズボタン
４２１ 測光スイッチ
４２２ レリーズスイッチ
４３ メニューキー
４４ ディスプレイキー
４５ ４方向キー
４５１ 上方向キー
４５２ 下方向キー
４５３ 左方向キー
４５４ 右方向キー
４６ ＯＫボタン
５ プリズムユニット
５１ 第１の直角プリズム
５２ 第２の直角プリズム
５３ 第３の直角プリズム
５４ 第４の直角プリズム
５５ プリズム
５５１ 出射面
５６ ビームスプリッター
６０ ボディＣＰＵ
６１ ＤＳＰ
６２ ＳＤＲＡＭ
６３ 撮像信号処理回路
６４ タイミングジェネレータ
６６ メモリインターフェース
６７ ＥＥＰＲＯＭ
６８ 縮小光学系駆動コントローラ
６９ 位置センサ
７０ 通信ライン
７１ 電源ライン
７２ 検出スイッチ
９１ メインメニュー画面
９２ カーソル
９３ 見掛け視界入力画面
９４ 数値
９５ 焦点距離入力画面
９６ 数値
１００ メモリーカード
２００ 撮影写野
３００ 矩形
４００ 円
Ｌ１ 光路
Ｌ２ 第１光路
Ｌ３ 第２光路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、望遠鏡、望遠鏡本体およびアイピースに関する。
【背景技術】
【０００２】
アイピースから覗いている観察像と同様の画像を同時に撮像素子で撮影することもできるデジタル撮影機能付きの望遠鏡（地上望遠鏡）が知られている（例えば、特許文献１参照）。デジタル撮影機能付き望遠鏡は、対物光学系およびフォーカスレンズを経た光をビームスプリッターで分岐させ、分岐した一方の光をアイピースの接眼光学系へ導き、他方の光を例えばＣＣＤ等の撮像素子へ導くように構成されている。
【０００３】
このようなデジタル撮影機能付き望遠鏡は、通常の望遠鏡と同様に、アイピースを焦点距離の異なるものに交換することによって、あるいは、ズーム式のアイピースを用いる場合にはこれをズーミングすることによって、観察倍率を変えることができる。
【０００４】
観察倍率を変えると、アイピースから覗いて見える観察視野の範囲（広さ）は変わるが、撮像素子で撮影される撮影写野の範囲（広さ）は一定であり、変わらない。このため、観察倍率の変更に伴って、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係が変化するので、使用者は、撮影写野の範囲が観察視野の範囲に対してどのような関係になっているかを把握するのが困難であり、希望通りの構図で撮影するのが難しいという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】登録実用新案第３０７４６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、アイピースを覗いて観察しながら撮像素子での撮影を行うことができる望遠鏡において、アイピースから観察する観察視野の範囲と、撮像素子で撮影する撮影写野の範囲との関係を、使用者が容易に理解することができる望遠鏡、望遠鏡本体およびアイピースを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記（１）〜（１９）の本発明により達成される。
（１） 対物光学系と、
ピント合わせを行う際に操作するピント操作部材とこのピント操作部材の操作によって光軸方向に移動するフォーカスレンズとを有する合焦手段と、
前記対物光学系および前記フォーカスレンズを介して形成される被写体像を撮像する撮像素子と、
焦点距離を変更可能な接眼光学系を有するアイピースと、
前記対物光学系および前記フォーカスレンズを経た光路を前記接眼光学系へ向かう第１光路と前記撮像素子へ向かう第２光路とに分岐させるビームスプリッターと、
前記接眼光学系を介して観察する観察視野の範囲と、前記撮像素子により撮影する撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像の画像データを生成する画像生成手段と、
前記関係表示画像を表示する画像表示部とを備えたことを特徴とする望遠鏡。
【０００８】
接眼光学系の焦点距離を連続的または段階的に変更可能なアイピースを備え、このアイピースを覗いて観察しながら撮像素子での撮影を行うことができる望遠鏡においては、接眼光学系の焦点距離を変更して観察倍率を変えるのに伴って観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係が変化するが、上記本発明によれば、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像を画像表示部に表示することができるので、使用者は、この関係表示画像を見ることにより、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を容易かつ確実に理解することができる。よって、撮影後になって撮影画像の画角が意図したものと異なっていたというような失敗が起きるのを確実に防止することができる。
【０００９】
（２） 前記関係表示画像中には、前記観察視野の範囲に対応する円と、前記撮影写野の範囲に対応する矩形とが重ねて表示される上記（１）に記載の望遠鏡。
【００１０】
これにより、使用者は、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係をより容易かつ確実に理解することができる。
【００１１】
（３） 前記関係表示画像中の前記矩形の領域内には、前記撮像素子で撮像した画像が表示される上記（２）に記載の望遠鏡。
【００１２】
これにより、撮像素子で撮像した画像が関係表示画像中に表示されるので、使用者は、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係をさらに容易かつ確実に理解することができる。
【００１３】
（４） 前記接眼光学系の焦点距離に対応した信号を出力するエンコーダをさらに備え、
前記画像生成手段は、前記エンコーダが出力する信号に基づいて前記関係表示画像の画像データを生成する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の望遠鏡。
これにより、比較的簡単な構成で、関係表示画像を正確に生成することができる。
【００１４】
（５） 前記画像表示部は、前記アイピースを一方の目で覗いた姿勢で他方の目で視認可能な位置に設置されている上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の望遠鏡。
【００１５】
これにより、使用者は、一方の目でアイピースを覗き込んだ状態を維持したままで他方の目で関係表示画像を見ることができるので、アイピースから観察している最中に観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を確認することができ、優れた操作性が得られる。
【００１６】
（６） 前記対物光学系を含む前記対物光学系から前記撮像素子の受光面までの間に配置された光学系全系で前記撮像素子の撮影光学系が構成され、この撮影光学系の焦点距離が、３５ｍｍフィルム判換算で８００ｍｍ以上である上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の望遠鏡。
【００１７】
撮影光学系の焦点距離が上記のような範囲にある場合、本発明の効果がより顕著に発揮される。
【００１８】
（７） 対物光学系と、
ピント合わせを行う際に操作するピント操作部材とこのピント操作部材の操作によって光軸方向に移動するフォーカスレンズとを有する合焦手段と、
前記対物光学系および前記フォーカスレンズを介して形成される被写体像を撮像する撮像素子と、
接眼光学系を有するアイピースを着脱自在に装着可能なアイピース取付口と、
前記対物光学系および前記フォーカスレンズを経た光路を前記接眼光学系へ向かう第１光路と前記撮像素子へ向かう第２光路とに分岐させるビームスプリッターと、
前記接眼光学系を介して観察する観察視野の範囲と、前記撮像素子により撮影する撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像の画像データを生成する画像生成手段と、
前記関係表示画像を表示する画像表示部とを備えたことを特徴とする望遠鏡本体。
【００１９】
アイピースを覗いて観察しながら撮像素子での撮影を行うことができる望遠鏡においては、観察倍率の変更に伴って観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係が変化するが、上記本発明によれば、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像を画像表示部に表示することができるので、使用者は、この関係表示画像を見ることにより、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を容易かつ確実に理解することができる。よって、撮影後になって撮影画像の画角が意図したものと異なっていたというような失敗が起きるのを確実に防止することができる。
【００２０】
（８） 前記関係表示画像中には、前記観察視野の範囲に対応する円と、前記撮影写野の範囲に対応する矩形とが重ねて表示される上記（７）に記載の望遠鏡本体。
【００２１】
これにより、使用者は、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係をより容易かつ確実に理解することができる。
【００２２】
（９） 前記関係表示画像中の前記矩形の領域内には、前記撮像素子で撮像した画像が表示される上記（８）に記載の望遠鏡本体。
【００２３】
これにより、撮像素子で撮像した画像が関係表示画像中に表示されるので、使用者は、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係をさらに容易かつ確実に理解することができる。
【００２４】
（１０）前記アイピースに関する情報を入力する入力手段をさらに備え、
前記画像生成手段は、前記入力手段により取得した情報に基づいて前記関係表示画像の画像データを生成する上記（７）ないし（９）のいずれかに記載の望遠鏡本体。
【００２５】
これにより、画像生成手段は、入力されたアイピースの情報に基づいて関係表示画像を生成することができるので、アイピースの変更に対応することができる。
【００２６】
（１１） 前記撮影画角に関する撮影画角データと、前記対物光学系の焦点距離に関する対物光学系焦点距離データとを記憶する記憶手段と、
前記アイピースの接眼光学系の焦点距離に関する接眼光学系焦点距離データと見掛け視界に関する見掛け視界データとを入力する入力手段とをさらに備え、
前記画像生成手段は、前記記憶手段に記憶された前記撮影画角データおよび前記対物光学系焦点距離データと、前記入力手段を介して取得した前記接眼光学系焦点距離データおよび前記見掛け視界データとに基づいて前記関係表示画像の画像データを生成する上記（７）ないし（１０）のいずれかに記載の望遠鏡本体。
【００２７】
これにより、画像生成手段は、入力されたアイピースの情報に基づいて関係表示画像を生成することができるので、アイピースの変更に対応することができる。
【００２８】
（１２） 前記入力手段は、手動操作される操作手段を有し、この操作手段を介して前記アイピースの接眼光学系の焦点距離に関する接眼光学系焦点距離データと、見掛け視界に関する見掛け視界データとが設定される上記（１１）に記載の望遠鏡本体。
【００２９】
これにより、アイピース情報を記憶する記憶手段を有さない汎用のアイピースを使用する場合であっても、アイピース情報を使用者が入力することにより、関係表示画像を表示することができる。
【００３０】
（１３） 前記画像生成手段は、対物光学系焦点距離を接眼光学系焦点距離で除算して得た観察倍率で見掛け視界を除算して得た実視界の値と、前記撮影写野の短辺方向の撮影画角の値とを比較し、前記実視界の値が前記短辺方向の撮影画角の値より小さい場合と大きい場合とで場合分けをして、前記関係表示画像の画像データを生成する上記（１１）または（１２）に記載の望遠鏡本体。
【００３１】
これにより、実視界の値と、撮影写野の短辺方向の撮影画角の値とのいずれが大きい場合であっても、関係表示画像をなるべく大きく表示することができ、関係表示画像をより見易くすることができる。
【００３２】
（１４） 前記画像生成手段は、前記実視界の値が前記短辺方向の撮影画角の値より小さい場合には前記撮影写野の範囲に対応する矩形が前記画像表示部の画面にほぼ一杯に表示され、前記実視界の値が前記短辺方向の撮影画角の値より大きい場合には前記観察視野の範囲に対応する円の直径が前記画像表示部の画面の短辺の長さとほぼ同じに表示されるように、前記関係表示画像の画像データを生成する上記（１３）に記載の望遠鏡本体。
【００３３】
これにより、実視界の値と、撮影写野の短辺方向の撮影画角の値とのいずれが大きい場合であっても、関係表示画像をなるべく大きく表示することができ、関係表示画像をより見易くすることができる。
【００３４】
（１５） 前記画像表示部は、前記アイピースを一方の目で覗いた姿勢で他方の目で視認可能な位置に設置されている上記（７）ないし（１４）のいずれかに記載の望遠鏡本体。
【００３５】
これにより、使用者は、一方の目でアイピースを覗き込んだ状態を維持したままで他方の目で関係表示画像を見ることができるので、アイピースから観察している最中に観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を確認することができ、優れた操作性が得られる。
【００３６】
（１６） 前記対物光学系を含む前記対物光学系から前記撮像素子の受光面までの間に配置された光学系全系で前記撮像素子の撮影光学系が構成され、この撮影光学系の焦点距離が、３５ｍｍフィルム判換算で８００ｍｍ以上である上記（７）ないし（１５）のいずれかに記載の望遠鏡本体。
【００３７】
撮影光学系の焦点距離が上記のような範囲にある場合、本発明の効果がより顕著に発揮される。
【００３８】
（１７） 接眼光学系を有し、望遠鏡本体に装着して使用可能なアイピースであって、
当該アイピースに関する情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から当該アイピースに関する情報を外部へ出力可能な出力手段とを備えたことを特徴とするアイピース。
【００３９】
これにより、アイピースに関する情報を外部へ出力することができるので、このアイピースを装着された撮影機能付き望遠鏡本体は、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像を生成して画像表示部に表示することができる。よって、使用者は、この関係表示画像を見ることにより、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を容易かつ確実に理解することができ、撮影後になって撮影画像の画角が意図したものと異なっていたというような失敗が起きるのを確実に防止することができる。
【００４０】
（１８） 前記接眼光学系は、焦点距離が変更可能であり、
前記接眼光学系の焦点距離を検出するエンコーダをさらに備え、
前記出力手段は、前記接眼光学系の焦点距離に対応した当該アイピースに関する情報を出力する上記（１７）に記載のアイピース。
【００４１】
これにより、接眼光学系の焦点距離を連続的または段階的に変更可能なアイピースである場合、接眼光学系の焦点距離に対応したアイピースの情報を外部へ出力することができる。
【００４２】
（１９） 前記アイピースに関する情報は、前記接眼光学系の焦点距離に関する接眼光学系焦点距離データと見掛け視界に関する見掛け視界データである上記（１７）または（１８）に記載のアイピース。
【００４３】
これにより、このアイピースを装着された撮影機能付き望遠鏡本体は、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像をより精確かつ容易に生成することができる。
【発明の効果】
【００４４】
アイピースを覗いて観察しながら撮像素子での撮影を行うことができる望遠鏡においては、観察倍率の変更に伴って観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係が変化するが、本発明によれば、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像を画像表示部に表示することができるので、使用者は、この関係表示画像を見ることにより、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を容易かつ確実に理解することができる。よって、撮影後になって撮影画像の画角が意図したものと異なっていたというような失敗が起きるのを確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明の望遠鏡、望遠鏡本体およびアイピースを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の望遠鏡本体を地上望遠鏡本体に適用した場合の実施形態を示す斜め前方から見た斜視図、図２は、図１に示す地上望遠鏡本体を斜め後方から見た斜視図、図３は、図１に示す地上望遠鏡本体の断面側面図、図４は、本発明の地上望遠鏡の光学系を示す斜視図、図５は、プリズムユニットを図３と反対側から見た側面図、図６は、図１に示す地上望遠鏡本体と本発明のズーム式のアイピースとを組み合わせてなる本発明の地上望遠鏡のブロック図、図７および図８は、それぞれ、本発明の単焦点のアイピースの実施形態を示す斜視図およびブロック図である。
【００４６】
図１に示すように、地上望遠鏡本体（スポッティングスコープ本体）１は、対物光学系１１を内蔵した鏡筒１２と、鏡筒１２の基端側に設けられた筐体１３とを有している。筐体１３の正面側上方には、ピント操作部材としてのピントリング３２が回転可能に設置されている。
【００４７】
図２に示すように、筐体１３の背面側には、アイピース取付口１４と、ディスプレイ１５と、各種の操作スイッチ類（入力手段、操作手段）４とが設置されている。
【００４８】
アイピース取付口１４は、円筒状をなし、筐体１３から突出するように設置されている。このアイピース取付口１４には、単焦点（固定焦点）の接眼光学系２１を内蔵したアイピース２や、ズーム式の接眼光学系２１を内蔵したズームアイピース２Ａを着脱自在に装着することができる。
【００４９】
地上望遠鏡本体１と、アイピース２またはズームアイピース２Ａとで、本発明の地上望遠鏡（スポッティングスコープ）１０が構成される。地上望遠鏡１０は、例えば野鳥観察などの目的に好適に用いることができる。
【００５０】
このような地上望遠鏡本体１は、単焦点のアイピース２を使用する場合には焦点距離の異なる他のアイピース２に交換することによって、またズームアイピース２Ａを使用する場合にはこれをズーミングすることによって、観察倍率を変えることができる。
【００５１】
アイピース取付口１４には、装着されたアイピース２またはズームアイピース２Ａに対する通信ライン７０および電源ライン７１を接続するための電気接点（入力手段）１４１が設けられている。
【００５２】
図示の構成では、アイピース取付口１４に装着されたアイピース２の光軸が対物光学系１１の光軸に対し上向きに所定角度傾斜するアングルタイプの地上望遠鏡となっているが、これに限らず、本発明は、両者が平行とされたストレートタイプのものにも適用することができる。
【００５３】
ディスプレイ（画像表示部）１５は、例えば液晶表示装置、有機ＥＬ(Electro Luminescence)表示装置などで構成することができる。このディスプレイ１５には、メニュー画面、各種モードの設定画面や、後述するＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子１６で撮影した画像などを表示することができる。
【００５４】
さらに、ディスプレイ１５には、後述するように、アイピース２またはズームアイピース２Ａを覗いて観察する観察視野の範囲と、ＣＣＤ撮像素子１６で撮影される撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像を表示することもできる。
【００５５】
本実施形態では、ディスプレイ１５は、アイピース取付口１４の左側の近傍に配置されている。これにより、アイピースを右目で覗いた姿勢で左目でディスプレイ１５を視認可能になっている。このため、アイピースを覗いて観察しながら、ディスプレイ１５に表示される関係表示画像を同時に確認することができ、優れた操作性が得られる。
【００５６】
操作スイッチ類４としては、電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるメインスイッチ４１と、レリーズボタン４２と、メニューキー４３と、ディスプレイ１５のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるディスプレイキー４４と、ディスプレイ１５に表示されるカーソル等を移動させる上方向キー４５１、下方向キー４５２、左方向キー４５３および右方向キー４５４からなる４方向キー４５と、選択した内容を確定するＯＫボタン４６とが設けられている。
【００５７】
図３に示すように、鏡筒１２の先端付近には、対物光学系１１が設置されている。また、筐体１３内には、フォーカスレンズ（焦点調節レンズ）３１が対物光学系１１と同軸上に設置されている。フォーカスレンズ３１は、ピントリング３２を回転操作することによって光軸方向に移動し、これによりピント合わせを行うことができる。ピントリング３２の回転運動をフォーカスレンズ３１の直進運動に変換するフォーカスレンズ移動機構３３（図示せず）としては、例えば円筒カム機構や送りねじ機構などを用いることができる。フォーカスレンズ３１と、ピントリング３２と、フォーカスレンズ移動機構３３とで、合焦手段３が構成される。
【００５８】
筐体１３内におけるフォーカスレンズ３１の後方には、プリズムユニット５が設置されている。プリズムユニット５は、第１の直角プリズム５１と、第２の直角プリズム５２と、第３の直角プリズム５３と、第４の直角プリズム５４と、プリズム５５とを有している。
【００５９】
第１の直角プリズム５１の短辺側の面と第２の直角プリズム５２の長辺側の面とは接合されており、この接合面がビームスプリッター５６を構成している。また、図４に示すように、プリズム５５には、接眼光学系２１（アイピース取付口１４）へ向かう光が出射する出射面５５１が設けられている。
【００６０】
図３に示すように、対物光学系１１およびフォーカスレンズ３１を経た光は、まず、第１の直角プリズム５１へ入射する。この光の光路Ｌ１は、ビームスプリッター５６にて、接眼光学系２１へ向かう第１光路Ｌ２と、ＣＣＤ撮像素子１６へ向かう第２光路Ｌ３とに分岐する。
【００６１】
接眼光学系２１へ向かう第１光路Ｌ２は、ビームスプリッター５６での反射と、第１の直角プリズム５１の他方の短辺側の面での反射とにより、１８０°向きが変わる。図５に示すように、第１光路Ｌ２は、第３の直角プリズム５３にて２回反射して再度１８０°向きが変わり、さらにプリズム５５にて２回反射することにより上向きに傾斜し、出射面５５１より出射して接眼光学系２１へ向かうように構成されている。
【００６２】
第１の直角プリズム５１と第３の直角プリズム５３とは、正立光学系（ポロプリズム）を構成する。これにより、アイピース２またはズームアイピース２Ａにおいて正立像を観察することができる。
【００６３】
図３に示すように、ＣＣＤ撮像素子１６へ向かう第２光路Ｌ３は、ビームスプリッター５６を透過して第４の直角プリズム５４内へ進み、第４の直角プリズム５４にて２回反射することにより１８０°向きが変わって前方へ進む。
【００６４】
筐体１３内には、さらに、ＣＣＤ撮像素子１６と、光学フィルターユニット１７と、縮小光学系１８とが設置されている。
【００６５】
ＣＣＤ撮像素子１６は、第２光路Ｌ３に沿って進んだ光を受光する位置に配置されており、対物光学系１１およびフォーカスレンズ３１により形成された被写体像を撮像可能になっている。これにより、地上望遠鏡１０では、アイピース２またはズームアイピース２Ａでの観察しているものを同時にＣＣＤ撮像素子１６によって撮影することができる。なお、撮像素子としては、ＣＣＤ撮像素子１６に限らず、例えばＣＭＯＳセンサー等を用いてもよい。
【００６６】
光学フィルターユニット１７は、ＣＣＤ撮像素子１６の受光面側に重ねて設置されている。この光学フィルターユニット１７は、光学ローパスフィルターと、赤外線カットフィルターとが積層されてなるものである。光学ローパスフィルターは、被写体光の空間周波数の中から、ＣＣＤ撮像素子１６の画素間隔で決まる標本化空間周波数に近い空間周波数成分を低減させるものである。光学ローパスフィルターを設けたことにより、偽色（モアレ）が生じるのを防止することができる。
【００６７】
また、赤外線カットフィルターは、赤外波長成分を除去するものである。赤外線カットフィルターを設置したことにより、ＣＣＤ撮像素子１６が人間の目に見えない赤外光を受光してしまうのを防止することができる。
【００６８】
第４の直角プリズム５４と、ＣＣＤ撮像素子１６および光学フィルターユニット１７との間には、縮小光学系１８が設置されている。フォーカスレンズ３１からの、第２光路Ｌ３を通った光束は、縮小光学系１８によってＣＣＤ撮像素子１６のサイズに合うように縮小され、ＣＣＤ撮像素子１６の受光面上に結像する。
【００６９】
以上説明したように、地上望遠鏡本体１では、対物光学系１１を含む対物光学系１１からＣＣＤ撮像素子１６の受光面までの間に配置された光学系全系、すなわち、対物光学系１１、フォーカスレンズ３１、ビームスプリッター５６、縮小光学系１８および光学フィルターユニット１７によって、ＣＣＤ撮像素子１６に対する撮影光学系が構成される。
【００７０】
この撮影光学系の焦点距離は、３５ｍｍフィルム判換算で８００ｍｍ以上であるのが好ましい。ここで、３５ｍｍフィルム判換算の焦点距離とは、ＣＣＤ撮像素子１６の有効受光面を３５ｍｍ銀塩フィルムカメラのフィルム露光面（３６ｍｍ×２４ｍｍ）の面積に拡大したとき、その拡大受光面に同じ画角で被写体像を結像させるような焦点距離を言う。
【００７１】
また、この撮影光学系の焦点距離の上限は特にないが、実際に実用されると想定される本発明の望遠鏡における撮影光学系の焦点距離としては、３５ｍｍフィルム判換算で２００００ｍｍ以下程度である。
【００７２】
縮小光学系１８は、その光軸方向へ移動可能に設置されており、レンズ駆動機構１９の駆動により縮小光学系１８が光軸方向へ移動するように構成されている（図６参照）。本実施形態におけるレンズ駆動機構１９は、その詳細な図示を省略するが、送りねじとこれを回転させるステッピングモータとを用いて縮小光学系１８を直進駆動する構造になっている。
【００７３】
縮小光学系１８が光軸方向に移動すると、対物光学系１１およびフォーカスレンズ３１を介して形成される被写体像の結像位置がＣＣＤ撮像素子１６の受光面に対して光軸方向に移動する。すなわち、縮小光学系１８は、ＣＣＤ撮像素子１６の受光面上における被写体像の合焦状態を調節するＣＣＤ撮像素子１６用の焦点調節光学系として機能する。
【００７４】
レンズ駆動機構１９は、縮小光学系駆動コントローラ（制御手段）６８の制御に基づいて作動し、被写体像の結像位置を光軸方向に相対的に移動させてＣＣＤ撮像素子１６の受光面に対し位置合わせするフォーカス駆動手段として機能する。
【００７５】
なお、フォーカス駆動手段としては、上記の構成に限らず、ＣＣＤ撮像素子１６を光軸方向に移動することによって被写体像の結像位置をＣＣＤ撮像素子１６の受光面に対し相対的に移動させるように構成されたものでもよい。本実施形態においては、構成の簡単化を優先し、縮小光学系１８を移動させて焦点調節を行うようにしている。また、本発明では、このようなフォーカス駆動手段が省略されていても良い。
【００７６】
縮小光学系１８に対しては、縮小光学系１８が基準位置Ｐｓにあるのを検出する位置センサ６９が設けられている。位置センサ６９の出力信号は、縮小光学系駆動コントローラ６８に入力される。縮小光学系１８が基準位置Ｐｓにあるとき、ＣＣＤ撮像素子１６の受光面は、視野枠２０（予定焦点位置）と光学的に等価な位置に位置する。
【００７７】
図６に示すように、地上望遠鏡本体１は、電気的回路構成として、ボディＣＰＵ（Central Processing Unit）６０と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）６１と、記憶手段としてのＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）６２と、撮像信号処理回路６３と、タイミングジェネレータ６４と、メモリインターフェース６６と、記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）６７と、アイピースの装着状態を検出する検出スイッチ７２とを有している。また、筐体１３内には、メモリーカード（記録媒体）１００を装填可能なスロット（図示せず）が設けられている。
【００７８】
ボディＣＰＵ６０は、予め記憶されたプログラムや操作スイッチ類４からの入力信号に基づいて地上望遠鏡１０を統括的に制御する制御手段であり、撮影制御、縮小光学系駆動コントローラ６８に対する制御等の各種動作制御を行う。また、ボディＣＰＵ６０は、後述する関係表示画像の画像データを生成する画像生成手段としても機能する。
【００７９】
検出スイッチ７２は、アイピース取付口１４に設置されており、アイピース取付口１４にアイピース２またはズームアイピース２Ａが装着されたときにオンするスイッチである。検出スイッチ７２の出力信号は、ボディＣＰＵ６０に入力される。これにより、ボディＣＰＵ６０は、アイピース取付口１４にアイピース２またはズームアイピース２Ａが装着されているか否かを検出することができる。
【００８０】
ＤＳＰ６１は、ＣＣＤ撮像素子１６の駆動制御およびＣＣＤ撮像素子１６からの画素信号から画像データを生成したり、画像データの圧縮処理やメモリーカード１００への画像データ記録処理など、画像処理および画像記録の処理動作を統括して制御する制御手段として機能したりするプロセッサであり、ボディＣＰＵ６０と接続され相互に通信して制御の連携が可能な構成となっている。
【００８１】
ＳＤＲＡＭ６２には、画像データ生成等の作業を行う作業領域や、ディスプレイ１５用領域等が予め定められている。
【００８２】
タイミングジェネレータ６４は、ＤＳＰ６１の制御に基づき、ＣＣＤ撮像素子１６、撮像信号処理回路６３および縮小光学系駆動コントローラ６８に対してサンプルパルスなどを出力し、これらの動作制御を行う。
【００８３】
ＥＥＰＲＯＭ６７には、対物光学系１１を含む対物光学系１１からＣＣＤ撮像素子１６の受光面までの間に配置された光学系全系で構成される撮影光学系の垂直画角（以下、単に「垂直画角」と言う）の値θｈ[°]を示すデータと、対物光学系１１の焦点距離の値ｆｂ[ｍｍ]を示すデータとが記憶（格納）されている。
【００８４】
撮影光学系の垂直画角θｈとは、図９に示すように、撮影写野２００の短辺方向の撮影画角のことである。なお、図９中に示す撮影光学系の水平画角θｗ[°]は、撮影写野２００の長辺方向の撮影画角のことであり、θｗ＞θｈである。また、撮影光学系の対角画角をθｄ[°]とすると、θｄ＞θｗである。
【００８５】
次に、単焦点のアイピース２の構成について説明する。図８に示すように、本実施形態のアイピース２の接眼光学系２１は、対物側から順に第１群２１１、第２群２１２および第３群２１３の３つのレンズ群で構成されている。これらの各レンズ群はいずれも固定されており、よって、アイピース２の接眼光学系２１は、焦点距離が固定されたものとなっている。
【００８６】
同図に示すように、このアイピース２は、電気的回路構成として、アイピースＣＰＵ２２と、記憶手段としてのＲＯＭ（Read-Only Memory）２３とを有している。
【００８７】
図７に示すように、アイピース２には、アイピース取付口１４の電気接点１４１に対応する電気接点２４が設けられている。アイピース２がアイピース取付口１４に装着された状態では、両者の電気接点１４１および２４が接触することにより、アイピースＣＰＵ２２と地上望遠鏡本体１側のボディＣＰＵ６０とが通信ライン７０および電源ライン７１を介して接続される。
【００８８】
アイピースＣＰＵ２２は、電源ライン７１を介して地上望遠鏡本体１から供給される電力により作動する。また、アイピースＣＰＵ２２は、通信ライン７１を介してボディＣＰＵ６０と接続され、相互に通信して制御の連携が可能な構成となっている。
【００８９】
ＲＯＭ２３には、このアイピース２の接眼光学系２１の焦点距離の値ｆＡ[ｍｍ]を示すデータと、見掛け視界の値θＡ[°]を示すデータとが記憶（格納）されている。
【００９０】
地上望遠鏡本体１に対しては、焦点距離ｆＡの異なる複数のアイピース２が用意されており、そのうちの一つを選択してアイピース取付口１４に装着して使用する。そして、アイピース２を焦点距離の異なるものに交換することにより、観察倍率を変えることができる。
【００９１】
次に、ズームアイピース２Ａについて説明するが、単焦点のアイピース２との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【００９２】
図６に示すように、ズームアイピース２Ａの接眼光学系２１では、第３群２１３は固定的に設置されているが、第１群２１１および第２群２１２は、光軸方向に移動可能になっており、ズーム光学系を構成している。ズームアイピース２Ａが備えるズーム操作環（ズーム操作部材）２１４を回転させると、第１群２１１と第２群２１２とが互いの間隔を変えながら光軸方向に移動することにより、焦点距離が連続的に変化し、ズーミングがなされる。
【００９３】
なお、詳細な図示は省略するが、ズーム操作環２１４の回転運動は、公知の例えば円筒カム機構により第１群２１１および第２群２１２の光軸方向運動に変換されるように構成されている。
【００９４】
また、ズームアイピース２Ａの外観図は省略するが、ズームアイピース２Ａには、アイピース２Ａと同様に、電気接点２４が設けられている。
【００９５】
ズームアイピース２Ａは、さらに、電気的回路構成として、アイピースＣＰＵ２２と、ＲＯＭ２３と、接眼光学系２１のズーミング量を検出するズームエンコーダ２６とを有している。
【００９６】
ズームエンコーダ２６は、ズームアイピース２Ａの鏡筒内に固定されたパターン接点と、ズーム操作環２１４に固定されたブラシとを有しており、ズーム操作環２１４が手動操作されると、このブラシがパターン接点上を摺動することにより、ズーミング量に応じた信号をアイピースＣＰＵ２２へ出力する。
【００９７】
ズームアイピース２ＡのＲＯＭ２３には、ズーミング量とこのズーミング量に応じて変化する接眼光学系２１の焦点距離および見掛け視界との対応関係を示すテーブルまたは演算式が記憶（格納）されている。アイピースＣＰＵ２２は、このテーブルまたは演算式とズームエンコーダ２６の出力信号とに基づいて、そのときのズーミング状態における接眼光学系２１の焦点距離の値ｆＡ[ｍｍ]を示すデータと、見掛け視界の値θＡ[°]を示すデータとを算出し、出力することができる。
【００９８】
以上、地上望遠鏡本体１とアイピース２またはズームアイピース２Ａとで構成される地上望遠鏡１０の構成について説明した。このような地上望遠鏡１０の使用者は、アイピース２またはズームアイピース２Ａの接眼光学系２１を介して観察を行う際、観察対象物までの距離に応じてピントリング３２を操作することにより、観察像のピントを合わせることができる。このとき、観察像の結像位置（空中像）が視野枠２０の位置に来たときに、観察像のピントが合うと認識できるように設計されている。別言すると、使用者は、視野枠２０の位置（予定焦点位置）に形成される像が明瞭に見えるように、ピントリング３２を回してピント合わせを行うように設計されている。
【００９９】
そして、使用者は、撮影・記録しておきたい観察像に出会った場合、レリーズボタン４２を操作して撮影を行うことにより、それを撮影・記録することができる。
【０１００】
このような地上望遠鏡１０では、前述したように、単焦点のアイピース２を用いる場合には焦点距離ｆＡの異なる他のアイピース２に交換することによって、また、ズームアイピース２Ａを用いる場合にはズーム操作環２１４を回転させてズーミングすることによって、観察倍率を変えることができる。
【０１０１】
観察倍率を大きくすると実視界が小さくなって観察視野の範囲が狭くなり、逆に観察倍率を小さくすると実視界が大きくなって観察視野の範囲が大きくなるが、ＣＣＤ撮像素子１６での撮影画角は観察倍率によらず一定であるので、ＣＣＤ撮像素子１６によって撮影される撮影写野の範囲は一定である。このため、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係が使用者にとって理解しづらいという問題が生じる。
【０１０２】
このような問題に鑑み、本発明の地上望遠鏡１０では、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像をディスプレイ１５に表示するようにした。使用者は、この関係表示画像を見ることにより、観察視野の範囲と撮影写野の範囲との関係を容易かつ確実に理解することができる。
【０１０３】
以下、上述した本発明の特徴点を含め、地上望遠鏡１０の制御動作について詳細に説明するが、まず最初に、ズームアイピース２Ａを用いる場合について説明する。
【０１０４】
図１０は、ボディＣＰＵ６０のメイン制御動作を示すフローチャート、図１２は、アイピースＣＰＵ２２の制御動作を示すフローチャートである。
【０１０５】
電源オフ状態からメインスイッチ４１が押されてオンすると（図１０中のステップＳ００１）、ボディＣＰＵ６０が起動して各種設定値の読み込みを行った後、図１１に示される処理１０を行う（ステップＳ００２）。
【０１０６】
処理１０においては、ボディＣＰＵ６０は、まず、検出スイッチ７２がオンしているか否かを判断する（図１１中のステップＳ１０１）。検出スイッチ７２がオフのときは、ボディＣＰＵ６０は、アイピース取付口１４にアイピースが装着されていない旨の警告をディスプレイ１５に表示し（ステップＳ１０２）、使用者に対し注意を喚起する。さらに、ボディＣＰＵ６０は、ＥＥＰＲＯＭ６７の、接眼光学系２１の焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡのデータの記憶領域をクリアした後（ステップＳ１０３）、ステップＳ１０１に戻って検出スイッチ７２がオンするのを待機する。
【０１０７】
ステップＳ１０１で検出スイッチ７２がオンしていた場合には、ボディＣＰＵ６０は、アイピースＣＰＵ２２から焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡのデータを取得するためにアイピースＣＰＵ２２との通信を試みる（ステップＳ１０４）。
【０１０８】
一方、アイピースＣＰＵ２２は、電源ライン７１によって地上望遠鏡本体１から電力が供給されると、パワーオンリセットされ、初期化される（図１２中のステップＳ２０１）。次いで、アイピースＣＰＵ２２は、ボディＣＰＵ６０からの通信割り込みを禁止した状態とする（ステップＳ２０２）。通信割り込みを禁止する間、アイピースＣＰＵ２２は、ズームエンコーダ２６の出力信号を受け取る（ステップＳ２０３）とともに、ＲＯＭ２３に記憶された、焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡとズーミング量との対応関係を示すデータテーブルまたは演算式を検出し（ステップＳ２０４）、これらに基づいて、現在のズーミング状態における焦点距離ｆＡと、見掛け視界θＡとを算出し、設定する（ステップＳ２０５）。
【０１０９】
アイピースＣＰＵ２２は、焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡを算出・設定したら、ボディＣＰＵ６０からの通信割り込みを許可し（ステップＳ２０６）、ボディＣＰＵ６０からの通信割り込みを待つ（ステップＳ２０７）。ボディＣＰＵ６０から通信割り込みがあった場合には（前記ステップＳ１０４）、ボディＣＰＵ６０とアイピースＣＰＵ２２とは、通信を行う（図１１中のステップＳ１０６および図１２中のステップＳ２０８）。この通信において、アイピースＣＰＵ２２は、ステップＳ２０５で算出した現在のズーミング状態における焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡのデータをボディＣＰＵ６０へ送信する（図１２中のステップＳ２０９）。ボディＣＰＵ６０は、これらのデータを取得し、ＥＥＰＲＯＭ６７に記憶する（図１１中のステップＳ１０７）。
【０１１０】
アイピースＣＰＵ２２は、ステップＳ２０８の通信を行った後はステップＳ２０２へ戻る。すなわち、アイピースＣＰＵ２２は、ズーム操作環２１４が操作されてズーミング状態が変化する度に、そのズーミング状態における焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡを算出し、その後の通信において、現在の状態の焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡのデータをボディＣＰＵ６０へ送信する。
【０１１１】
なお、本発明のズームアイピース２Ａやアイピース２以外の汎用のアイピースを使用する場合には、焦点距離ｆＡのデータや見掛け視界θＡのデータを記憶するＲＯＭがアイピースにないので、上記のアイピース通信が不能である。その場合には、使用するアイピースの情報（焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡ）を使用者が地上望遠鏡本体１に入力することができる。以下、この場合の使用者の入力操作およびボディＣＰＵ６０の制御について説明する。
【０１１２】
図２５は、アイピース情報を入力する際にディスプレイ１５に表示される入力画面を示す図である。
【０１１３】
使用者によってメニューキー４３が押されると、ボディＣＰＵ６０は、図示しないオンスクリーンディスプレイ回路を制御して、ディスプレイ１５に図２５に示すメインメニュー画面９１を表示する（図１１のステップＳ６０１）。このメインメニュー画面９１では、使用者は、４方向キー４５を上下に操作してカーソル９２を上下に動かすことにより、「撮影モード」、「アイピース変更」、「画質」および「サイズ」のうちから設定する項目を選択することができる。「撮影モード」、「画質」または「サイズ」の文字の位置にカーソル９２を合わせてＯＫボタン４６を押した場合には、それぞれの項目の設定処理へと進むが（ステップＳ６０３）、その説明は省略する。
【０１１４】
「アイピース変更」の文字の位置にカーソル９２を合わせてＯＫボタン４６を押すと、メインメニュー画面９１に代わって図２５に示す見掛け視界入力画面９３がディスプレイ１５に表示される（ステップＳ６０４）。
【０１１５】
見掛け視界入力画面９３には、アイピースの見掛け視界の値θＡを表す数値９４が表示されており、４方向キー４５が上または下に操作されると（ステップＳ６０５）、数値９４が増大または減少する（ステップＳ６０６）。使用者は、地上望遠鏡本体１に装着するアイピースの見掛け視界の値に数値９４が一致するように４方向キー４５を操作し、一致したらＯＫボタン４６を押して確定する。
【０１１６】
ボディＣＰＵ６０は、ＯＫボタン４６が押されるのを待機するが（ステップＳ６０７）、ＯＫボタン４６が押されずにメニューキー４３が押された場合には（ステップＳ６０８）、メインメニュー画面９１に戻る。
【０１１７】
ＯＫボタン４６が押された場合には、ボディＣＰＵ６０は、入力された数値９４を見掛け視界の値θＡとしてＥＥＰＲＯＭ６７に記憶する（ステップＳ６０９）とともに、見掛け視界入力画面９３に代わって図２５に示す焦点距離入力画面９５をディスプレイ１５に表示する（ステップＳ６１０）。
【０１１８】
焦点距離入力画面９５には、アイピースの焦点距離の値ｆＡを表す数値９６が表示されており、４方向キー４５が上または下に操作されると（ステップＳ６１１）、数値９６が増大または減少する（ステップＳ６１２）。使用者は、地上望遠鏡本体１に装着するアイピースの焦点距離の値に数値９６が一致するように４方向キー４５を操作し、一致したらＯＫボタン４６を押して確定する。
【０１１９】
ボディＣＰＵ６０は、ＯＫボタン４６が押されるのを待機するが（ステップＳ６１３）、ＯＫボタン４６が押されずにメニューキー４３が押された場合には（ステップＳ６１４）、メインメニュー画面９１に戻る。
【０１２０】
ＯＫボタン４６が押された場合には、ボディＣＰＵ６０は、入力された数値９６を焦点距離の値ｆＡとしてＥＥＰＲＯＭ６７に記憶する（ステップＳ６１５）。
【０１２１】
ボディＣＰＵ６０が図１１中のステップＳ１０４でアイピースとの通信を試みたとき、ＲＯＭを有さない汎用のアイピースであった場合には通信不能となる。ステップＳ１０４で通信不能であった場合には、ボディＣＰＵ６０は、アイピース情報（見掛け視界θＡおよび焦点距離ｆＡ）がＥＥＰＲＯＭ６７に記憶されているか否かを判断し（ステップＳ１０５）、記憶されたアイピース情報がある場合には、後述するステップＳ１０８へと進む。これにより、前回の使用時に手動でアイピース情報を入力していた場合、次回の使用時に同じアイピースを用いる際には、アイピース情報の再度の入力を省略することができる。
【０１２２】
また、ステップＳ１０５で、記憶されたアイピース情報がない場合には、ボディＣＰＵ６０は、ステップＳ６０４へ進み、ディスプレイ１５に見掛け視界入力画面９３を表示する。このように、アイピース通信不能で、かつ既入力のアイピース情報もない場合には、自動的にアイピース情報の入力モードに入ることにより、アイピース情報の入力を使用者に促すことができる。
【０１２３】
ステップＳ１０７、ステップＳ６１５またはステップＳ１０５を経て、焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡのデータを取得したボディＣＰＵ６０は、実視界の値θＣを次のようにして算出する（ステップＳ１０８）。一般に望遠鏡では、対物光学系焦点距離を接眼光学系焦点距離で除算することにより観察倍率が得られ（観察倍率＝対物光学系焦点距離／接眼光学系焦点距離）、見掛け視界を観察倍率で除算することにより実視界が得られる（実視界＝見掛け視界／観察倍率）。よって、ボディＣＰＵ６０は、上述のようにして取得した接眼光学系２１の焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡのデータと、ＥＥＰＲＯＭ６７に記憶された対物光学系１１の焦点距離ｆｂのデータとを利用して、θＣ＝θＡ×ｆＡ／ｆｂなる演算を行うことにより、実視界の値θＣ[°]を算出する。
【０１２４】
この後、ボディＣＰＵ６０は、算出した実視界の値θＣと、ＥＥＰＲＯＭ６７に記憶された垂直画角の値θｈとを比較し、実視界の値θＣが垂直画角の値θｈより小さい場合と大きい場合とで場合分けをして、関係表示画像の画像データを生成する。
【０１２５】
まず、ボディＣＰＵ６０は、ｄθ＝θｈ−θＣなる演算を行うことにより、垂直画角θｈと実視界θＣとの差ｄθを算出し（ステップＳ１０９）、さらにｄθ＞０であるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。
【０１２６】
ｄθ＞０である場合、すなわち、実視界θＣが垂直画角θｈより小さい場合には、図１３に示される処理１１に進む（ステップＳ１１１）。
【０１２７】
以下の説明では、図１４に示すように、ディスプレイ１５の画面の横：縦の比が４：３であり、ｈを自然数としてディスプレイ１５の表示画素数が横４ｈピクセル×縦３ｈピクセルであるものとする。例えばｈ＝８０の場合、ディスプレイ１５の表示画素数は３２０ピクセル×２４０ピクセルである。また、ディスプレイ１５の最も左上の画素の座標を（０，０）、最も右下の画素の座標を（４ｈ−１，３ｈ−１）とする。
【０１２８】
処理１１では、ボディＣＰＵ６０は、まず、撮影写野範囲を表す矩形（長方形）３００をディスプレイ１５に描画する（図１３中のステップＳ３０１）。この矩形３００の幅Ｗは、Ｗ＝４ｈピクセルであり、矩形３００の高さＨは、Ｈ＝３ｈピクセルである。これにより、図１５に示すように、ディスプレイ１５には、ディスプレイ１５の画面に一杯の大きさの矩形３００が表示される。
【０１２９】
次いで、ボディＣＰＵ６０は、次のような計算により、観察視野範囲を表す円４００の半径ｒ（単位はピクセル）を算出する（ステップＳ３０２）。図１６から分かるように、理論上は、３ｈ／２：ｒ＝tan（θｈ／２）：tan（θＣ／２）の関係にあるので、ｒ＝tan（θＣ／２）／tan（θｈ／２）×（３ｈ／２）となる。ただし、半径ｒは単位がピクセルであるため整数でなければならないので、ここでは、前記の理論上の値から０．５を減算した数の小数点第１位を四捨五入した値をｒとする。すなわち、ボディＣＰＵ６０は、ｒ＝ROUND（tan（θＣ／２）／tan（θｈ／２）×（３ｈ／２）−０．５）なる演算を行い、得られたｒを円４００の半径とする。なお、「ROUND」は、小数点第１で四捨五入することを示す記号とする。なお、上記式で四捨五入をする前に０．５を減算した理由については後述する。
【０１３０】
次いで、ボディＣＰＵ６０は、ディスプレイ１５の画面の中心に位置する座標（ｘ，ｙ）の画素を中心とし、ステップＳ３０２で求めた半径ｒピクセルの円４００をディスプレイ１５に描画する（ステップＳ３０３）。円４００の中心とする画素の座標（ｘ、ｙ）は、ｘ＝４ｈ／２−１、ｙ＝３ｈ／２−１である。なお、ｈが奇数である場合、このｙが整数にならないが、その場合にはｙは小数点第１位で四捨五入した値とされる。
【０１３１】
このようにして描画した円４００の直径は、中心の１画素の分が加わることにより、（２ｒ＋１）ピクセルの大きさとなる。ステップＳ３０２でｒを計算する際に０．５を減算したのは、この＋１ピクセル分を相殺するためである。
【０１３２】
図１１中のステップＳ１１０でｄθ＞０でなかった場合、すなわち、実視界θＣが垂直画角θｈ以上であった場合には、図１８に示される処理１２に進む（ステップＳ１１２）。
【０１３３】
処理１２では、ボディＣＰＵ６０は、まず、観察視野範囲を表す円４００をディスプレイ１５に描画する（ステップＳ４０１）。この円４００は、ディスプレイ１５の画面の中心に位置する座標（ｘ，ｙ）の画素を中心として描画される。ここで、（ｘ，ｙ）は、前記と同様にｘ＝４ｈ／２−１、ｙ＝３ｈ／２−１であり、ｈが奇数である場合、ｙは整数にならないが、その場合にはｙは小数点第１位で四捨五入した値とされる。そして、円４００の半径ｒは、ｒ＝ｙピクセル、すなわち（３ｈ／２−１）ピクセルとされる。
【０１３４】
これにより、図１９に示すように、ディスプレイ１５の画面の短辺の長さと直径がほぼ同じ円４００がディスプレイ１５に表示される。すなわち、円４００は、ディスプレイ１５に表示可能な最大の大きさとされる。この円４００の直径は、中心の１画素の分が加わることにより、前記と同様に（２ｒ＋１）ピクセルの大きさとなる。
【０１３５】
次いで、ボディＣＰＵ６０は、撮影写野範囲を表す矩形３００を表示するために、矩形３００の高さの１／２の大きさであるＨ’（単位はピクセル）を次のような計算により算出する（ステップＳ４０２）。
【０１３６】
図２０から分かるように、理論上は、（ｒ＋０．５）：Ｈ’＝tan（θＣ／２）：tan（θｈ／２）の関係にあるので、Ｈ’＝tan（θｈ／２）／tan（θＣ／２）×（ｒ＋０．５）となる。ただし、Ｈ’は単位がピクセルであるため整数でなければならないので、ここでは、前記の理論上の値から０．５を減算した数の小数点第１位で四捨五入した値をＨ’とする。すなわち、ボディＣＰＵ６０は、Ｈ’＝ROUND（tan（θｈ／２）／tan（θＣ／２）×（ｒ＋０．５）−０．５）なる演算を行い、得られたＨ’を矩形３００の高さの１／２とする。なお、上記式で、四捨五入をする前に０．５を減算した理由は前記と同様である。
【０１３７】
次いで、ボディＣＰＵ６０は、矩形３００の幅の１／２の大きさであるＷ’（単位はピクセル）を計算する（ステップＳ４０３）。Ｗ’：Ｈ’＝４：３であるので、Ｗ’＝４Ｈ’／３となり、この値を小数点第１位で四捨五入した値をＷ’とする。すなわち、Ｗ’＝ROUND（４Ｈ’／３）なる計算によりＷ’を算出する。
【０１３８】
次いで、ボディＣＰＵ６０は、矩形３００を描画する（ステップＳ４０４）。矩形３００は、図２１に示すように、座標（ｘ−Ｗ’，ｙ−Ｈ’）の画素を始点、座標（ｘ＋Ｗ’，ｙ＋Ｈ’）の画素を終点とし、この両画素が対角になるように描画される。この矩形３００の幅Ｗは、中心（ｘ，ｙ）の１画素の分が加わることにより、Ｗ＝２Ｗ’＋１ピクセルとなり、同様に矩形３００の高さＨは、Ｈ＝２Ｈ’＋１ピクセルとなる。ボディＣＰＵ６０は、この式により算出した矩形３００の幅Ｗおよび高さＨの値を記憶する（ステップＳ４０５）。
【０１３９】
以上説明した処理１１または処理１２により、撮影写野範囲を表す矩形３００と観察視野範囲を表す円４００とからなる関係表示画像がディスプレイ１５に表示される。この関係表示画像は、実視界θＣが垂直画角θｈより小さい場合には図１７のようになり、実視界θＣが垂直画角θｈより大きい場合には図２１のようになる。使用者は、この関係表示画像を見て矩形３００と円４００とを対比することにより、撮影写野範囲と観察視野範囲との関係を容易に認識し理解することができる。
【０１４０】
なお、ボディＣＰＵ６０は、検出スイッチ７２がオフからオンした時にも、上述した処理１０を割り込み処理する。これにより、使用者がアイピースを他のものに交換した場合には、そのアイピースに合わせた関係表示画像が再度生成され表示される。
【０１４１】
処理１１または処理１２を終えたら、ボディＣＰＵ６０は、ＣＣＤ撮像素子１６で撮像したリアルタイムの画像、すなわちライブビューをディスプレイ１５に表示するために、下記のようにしてその画像データを生成する（図１０中のステップＳ００３）。ＣＣＤ撮像素子１６の受光面上に結像した被写体像は、光電変換されて電荷データとなり、この電荷データ（信号）は、ライブビュー画像データ作成のため、ＣＣＤ撮像素子１６から所定画素分ずつ間引かれて順次読み出され、撮像信号処理回路６３にて相関二重サンプリング（ＣＤＳ）、自動利得制御（ＡＧＣ）およびアナログ−デジタル変換がなされた後、ＤＳＰ６１へ入力される。ＤＳＰ６１においては、入力された信号に対して所定のカラープロセス処理やγ補正等の信号処理が施され、ライブビュー画像データ（輝度信号データＹ、二つの色差信号データＣｒ、Ｃｂ）が生成される。このライブビュー画像データは、ディスプレイ１５の表示画素数に対応して、ＣＣＤ撮像素子１６の有効画素数よりも少ない画素数（間引きしたデータ数）の画像データである。
【０１４２】
ライブビュー画像データを生成したら、図２２に示される処理２１へ進む（ステップＳ００４）。ここで、ボディＣＰＵ６０が取得したライブビュー画像データの画素数は、幅Ｗｉピクセル×高さＨｉピクセルであるものとする（図２２中のステップＳ５０１）。
【０１４３】
次いで、ボディＣＰＵ６０は、ライブビュー画像を矩形３００の大きさに合わせて表示するための表示倍率ｎ（ｎ≦１）を計算する（ステップＳ５０２）。すなわち、矩形３００の幅Ｗをライブビュー画像の幅Ｗｉで除算し、ｎ＝Ｗ／Ｗｉなる演算を行う。
【０１４４】
得られた表示倍率ｎを用いて、ライブビュー画像データをｎ倍にして、ディスプレイ１５の矩形３００内に表示する（ステップＳ５０３）。これにより、実視界θＣが垂直画角θｈより小さい場合には図２３のようにして、また、実視界θＣが垂直画角θｈより大きい場合には図２４のようにして、既に計算された矩形３００および円４００と、矩形３００内のライブビュー画像とがオーバーレイ表示される（ステップＳ５０４）。
【０１４５】
ライブビュー画像データの生成処理は、ＣＣＤ撮像素子１６の読み出しとともに周期的に更新され、ディスプレイ１５上の矩形３００内ではリアルタイムの動画として表示される。
【０１４６】
本実施形態では、撮影写野範囲を表す矩形３００内にライブビュー画像を表示することにより、観察視野範囲と撮影写野範囲との関係が一目瞭然となり、使用者は、その関係をさらに容易かつ確実に理解することができる。
【０１４７】
以上、ズームアイピース２Ａを使用した場合の制御について説明したが、単焦点のアイピース２を使用した場合の制御では、図１２中のステップＳ２０３およびＳ２０４は行われない。すなわち、単焦点のアイピース２では、焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡは固定値であるので、アイピースＣＰＵ２２は、ステップＳ２０５において演算処理を行う必要はなく、ＲＯＭ２３に記憶された焦点距離ｆＡおよび見掛け視界θＡのデータを呼び出すだけで済む。この点以外においては、単焦点のアイピース２を使用した場合の制御はズームアイピース２Ａの場合と同様であるので、説明を省略する。
【０１４８】
以下、図１０のフローチャートの残りの部分に基づいて、撮影を行うときの制御について説明する。
レリーズボタン４２が半押しされて測光スイッチ４２１がオンすると（ステップＳ００７）、ボディＣＰＵ６０は、ＣＣＤ撮像素子１６の出力信号に基づいて測光（ステップＳ００８）、および露出演算（ステップＳ００９）を行う。
【０１４９】
この状態から、さらにレリーズボタン４２が全押しされてレリーズスイッチ４２２がオンすると（ステップＳ０１０）、ボディＣＰＵ６０は、ＤＳＰ６１へ本露光動作を指示する。本露光指令を受けたＤＳＰ６１は、ＣＣＤ撮像素子１６の不要電荷掃き出し制御や露出制御（電荷蓄積時間制御）を行った後、前記と同様に撮像信号処理回路６３を介し、ＣＣＤ撮像素子１６から画素間引きせずに電荷データを読み出し、ＳＤＲＡＭ６２に一旦保持する。そして、ＤＳＰ６１は、ＳＤＲＡＭ６２から読み出した電荷データに対し所定の信号処理を施すことにより、画素データ数の多い記録用静止原画像データを生成する（ステップＳ０１１）。
【０１５０】
さらに、ＤＳＰ６１は、生成された記録用静止原画像データから画素データ間引き処理をして、幅Ｗｉピクセル×高さＨｉピクセルの表示用静止画像のスクリーンネイルを生成する（ステップＳ０１２）。また、ＤＳＰ６１は、ステップＳ０１１で生成した記録用静止原画像データに例えばＪＰＥＧ等の画像データ圧縮処理を施し、得られた圧縮画像データをメモリインターフェース６６を介して出力して、メモリーカード１００に記録する（ステップＳ０１３）。
【０１５１】
次いで、ボディＣＰＵ６０は、ステップＳ０１２で生成した表示用静止画像を矩形３００の大きさに合わせて表示するために、ｎ＝Ｗ／Ｗｉなる演算により、表示倍率ｎ（ｎ≦１）を計算する（ステップＳ０１４）。
【０１５２】
得られた表示倍率ｎを用い、ｎ倍した表示用静止画像と、矩形３００および円４００とを、一定時間、ディスプレイ１５にオーバーレイ表示する（ステップＳ０１６）。これにより、撮影後、使用者は、ディスプレイ１５を見ることにより、撮影時の撮影写野範囲と観察視野範囲との関係を再確認することができる。
【０１５３】
なお、メインスイッチ４１が再度押されてオフした場合には、電源オフ状態となる（ステップＳ０１７）。
【０１５４】
以上、本発明の望遠鏡、望遠鏡本体およびアイピースを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、望遠鏡、望遠鏡本体およびアイピースを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【０１５５】
また、上述した実施形態においては、関係表示画像中の矩形３００内にＣＣＤ撮像素子１６で撮影した画像を表示するようにしたが、関係表示画像としては矩形３００と円４００のみを表示するようにしてもよい。また、関係表示画像中にＣＣＤ撮像素子１６で撮影した画像を表示する場合には、矩形３００の縁取りを表示せず、ＣＣＤ撮像素子１６で撮影した画像と円４００のみを表示するようにしてもよい。
【０１５６】
また、上述した実施形態においては、関係表示画像中の矩形３００や円４００は、その外周を縁取った図形として表示したが、矩形３００、円４００の表示方法としてはその形が見分けられるように表示できればいかなる表示方法でもよく、例えば、矩形３００、円４００の領域内を、背景と異なる色に塗りつぶしたり、輝度を変化させたり、網掛けを施したりするような表示方法であってもよい。
【０１５７】
また、記憶手段に記憶される撮影画角、対物光学系焦点距離、接眼光学系焦点距離、見掛け視界等に関する各データは、それらの値そのものを示すデータでなくてもよく、それらの値に所定の換算や演算を施したデータであってもよい。
【０１５８】
また、上述した実施形態においては、望遠鏡本体とアイピースとが着脱自在である構成について説明したが、本発明の望遠鏡では、望遠鏡本体と、接眼光学系の焦点距離を変更可能なアイピースとが一体化していて取り外しできないものであってもよい。この場合、アイピースは、接眼光学系の焦点距離を連続的に切り替え可能なズーム式のものでもよく、また、接眼光学系の焦点距離を段階的に切り替え可能なものでもよい。
【０１５９】
また、上述した実施形態においては、本発明を地上望遠鏡に適用した場合について説明したが、本発明は、これに限らず、天体望遠鏡を含めた各種の望遠鏡に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明の望遠鏡本体を地上望遠鏡本体に適用した場合の実施形態を示す斜め前方から見た斜視図である。
【図２】図１に示す地上望遠鏡本体を斜め後方から見た斜視図である。
【図３】図１に示す地上望遠鏡本体の断面側面図である。
【図４】本発明の地上望遠鏡の光学系を示す斜視図である。
【図５】プリズムユニットを図３と反対側から見た側面図である。
【図６】図１に示す地上望遠鏡本体と本発明のズーム式のアイピースとを組み合わせてなる本発明の地上望遠鏡のブロック図である。
【図７】本発明の単焦点のアイピースの実施形態を示す斜視図である。
【図８】本発明の単焦点のアイピースの実施形態を示すブロック図である。
【図９】撮影光学系の垂直画角、水平画角および対角画角を説明するための模式図である。
【図１０】ボディＣＰＵのメイン制御動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１０中の「処理１０」およびメニュー設定処理を示すフローチャートである。
【図１２】アイピースＣＰＵの制御動作を示すフローチャートである。
【図１３】図１１中の「処理１１」を示すフローチャートである。
【図１４】ディスプレイの表示画素数および画素の座標を説明するための図である。
【図１５】撮影写野範囲を表す矩形がディスプレイに表示された状態を示す図である。
【図１６】実視界が垂直画角より小さい場合における関係表示画像中の矩形と円の大きさを説明するための図である。
【図１７】ディスプレイに表示された関係表示画像を示す図である。
【図１８】図１１中の「処理１２」を示すフローチャートである。
【図１９】観察視野範囲を表す円がディスプレイに表示された状態を示す図である。
【図２０】実視界が垂直画角以上である場合における関係表示画像中の矩形と円の大きさを説明するための図である。
【図２１】ディスプレイに表示された関係表示画像を示す図である。
【図２２】図１０中の「処理２１」を示すフローチャートである。
【図２３】矩形内にライブビュー画像が表示された関係表示画像を示す図である。
【図２４】矩形内にライブビュー画像が表示された関係表示画像を示す図である。
【図２５】アイピース情報を入力する際にディスプレイに表示される入力画面を示す図である。
【符号の説明】
【０１６１】
１ 地上望遠鏡本体
１０ 地上望遠鏡
１１ 対物光学系
１２ 鏡筒
１３ 筐体
１４ アイピース取付口
１４１ 電気接点
１５ ディスプレイ
１６ ＣＣＤ撮像素子
１７ 光学フィルターユニット
１８ 縮小光学系
１９ レンズ駆動機構
２０ 視野枠
２ アイピース
２Ａ ズームアイピース
２１ 接眼光学系
２１１ 第１群
２１２ 第２群
２１３ 第３群
２１４ ズーム操作環
２２ アイピースＣＰＵ
２３ ＲＯＭ
２４ 電気接点
２６ ズームエンコーダ
３ 合焦手段
３１ フォーカスレンズ
３２ ピントリング
３３ フォーカスレンズ移動機構
４ 操作スイッチ類
４１ メインスイッチ
４２ レリーズボタン
４２１ 測光スイッチ
４２２ レリーズスイッチ
４３ メニューキー
４４ ディスプレイキー
４５ ４方向キー
４５１ 上方向キー
４５２ 下方向キー
４５３ 左方向キー
４５４ 右方向キー
４６ ＯＫボタン
５ プリズムユニット
５１ 第１の直角プリズム
５２ 第２の直角プリズム
５３ 第３の直角プリズム
５４ 第４の直角プリズム
５５ プリズム
５５１ 出射面
５６ ビームスプリッター
６０ ボディＣＰＵ
６１ ＤＳＰ
６２ ＳＤＲＡＭ
６３ 撮像信号処理回路
６４ タイミングジェネレータ
６６ メモリインターフェース
６７ ＥＥＰＲＯＭ
６８ 縮小光学系駆動コントローラ
６９ 位置センサ
７０ 通信ライン
７１ 電源ライン
７２ 検出スイッチ
９１ メインメニュー画面
９２ カーソル
９３ 見掛け視界入力画面
９４ 数値
９５ 焦点距離入力画面
９６ 数値
１００ メモリーカード
２００ 撮影写野
３００ 矩形
４００ 円
Ｌ１ 光路
Ｌ２ 第１光路
Ｌ３ 第２光路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物光学系と、
ピント合わせを行う際に操作するピント操作部材とこのピント操作部材の操作によって光軸方向に移動するフォーカスレンズとを有する合焦手段と、
前記対物光学系および前記フォーカスレンズを介して形成される被写体像を撮像する撮像素子と、
焦点距離を変更可能な接眼光学系を有するアイピースと、
前記対物光学系および前記フォーカスレンズを経た光路を前記接眼光学系へ向かう第１光路と前記撮像素子へ向かう第２光路とに分岐させるビームスプリッターと、
前記接眼光学系を介して観察する観察視野の範囲と、前記撮像素子により撮影する撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像の画像データを生成する画像生成手段と、
前記関係表示画像を表示する画像表示部とを備えたことを特徴とする望遠鏡。
【請求項２】
前記関係表示画像中には、前記観察視野の範囲に対応する円と、前記撮影写野の範囲に対応する矩形とが重ねて表示される請求項１に記載の望遠鏡。
【請求項３】
前記関係表示画像中の前記矩形の領域内には、前記撮像素子で撮像した画像が表示される請求項２に記載の望遠鏡。
【請求項４】
前記接眼光学系の焦点距離に対応した信号を出力するエンコーダをさらに備え、
前記画像生成手段は、前記エンコーダが出力する信号に基づいて前記関係表示画像の画像データを生成する請求項１ないし３のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項５】
前記画像表示部は、前記アイピースを一方の目で覗いた姿勢で他方の目で視認可能な位置に設置されている請求項１ないし４のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項６】
前記対物光学系を含む前記対物光学系から前記撮像素子の受光面までの間に配置された光学系全系で前記撮像素子の撮影光学系が構成され、この撮影光学系の焦点距離が、３５ｍｍフィルム判換算で８００ｍｍ以上である請求項１ないし５のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項７】
対物光学系と、
ピント合わせを行う際に操作するピント操作部材とこのピント操作部材の操作によって光軸方向に移動するフォーカスレンズとを有する合焦手段と、
前記対物光学系および前記フォーカスレンズを介して形成される被写体像を撮像する撮像素子と、
接眼光学系を有するアイピースを着脱自在に装着可能なアイピース取付口と、
前記対物光学系および前記フォーカスレンズを経た光路を前記接眼光学系へ向かう第１光路と前記撮像素子へ向かう第２光路とに分岐させるビームスプリッターと、
前記接眼光学系を介して観察する観察視野の範囲と、前記撮像素子により撮影する撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像の画像データを生成する画像生成手段と、
前記関係表示画像を表示する画像表示部とを備えたことを特徴とする望遠鏡本体。
【請求項８】
前記関係表示画像中には、前記観察視野の範囲に対応する円と、前記撮影写野の範囲に対応する矩形とが重ねて表示される請求項７に記載の望遠鏡本体。
【請求項９】
前記関係表示画像中の前記矩形の領域内には、前記撮像素子で撮像した画像が表示される請求項８に記載の望遠鏡本体。
【請求項１０】
前記アイピースに関する情報を入力する入力手段をさらに備え、
前記画像生成手段は、前記入力手段により取得した情報に基づいて前記関係表示画像の画像データを生成する請求項７ないし９のいずれかに記載の望遠鏡本体。
【請求項１１】
前記撮影画角に関する撮影画角データと、前記対物光学系の焦点距離に関する対物光学系焦点距離データとを記憶する記憶手段と、
前記アイピースの接眼光学系の焦点距離に関する接眼光学系焦点距離データと見掛け視界に関する見掛け視界データとを入力する入力手段とをさらに備え、
前記画像生成手段は、前記記憶手段に記憶された前記撮影画角データおよび前記対物光学系焦点距離データと、前記入力手段を介して取得した前記接眼光学系焦点距離データおよび前記見掛け視界データとに基づいて前記関係表示画像の画像データを生成する請求項７ないし１０のいずれかに記載の望遠鏡本体。
【請求項１２】
前記入力手段は、手動操作される操作手段を有し、この操作手段を介して前記アイピースの接眼光学系の焦点距離に関する接眼光学系焦点距離データと、見掛け視界に関する見掛け視界データとが設定される請求項１１に記載の望遠鏡本体。
【請求項１３】
前記画像生成手段は、対物光学系焦点距離を接眼光学系焦点距離で除算して得た観察倍率で見掛け視界を除算して得た実視界の値と、前記撮影写野の短辺方向の撮影画角の値とを比較し、前記実視界の値が前記短辺方向の撮影画角の値より小さい場合と大きい場合とで場合分けをして、前記関係表示画像の画像データを生成する請求項１１または１２に記載の望遠鏡本体。
【請求項１４】
前記画像生成手段は、前記実視界の値が前記短辺方向の撮影画角の値より小さい場合には前記撮影写野の範囲に対応する矩形が前記画像表示部の画面にほぼ一杯に表示され、前記実視界の値が前記短辺方向の撮影画角の値より大きい場合には前記観察視野の範囲に対応する円の直径が前記画像表示部の画面の短辺の長さとほぼ同じに表示されるように、前記関係表示画像の画像データを生成する請求項１３に記載の望遠鏡本体。
【請求項１５】
前記画像表示部は、前記アイピースを一方の目で覗いた姿勢で他方の目で視認可能な位置に設置されている請求項７ないし１４のいずれかに記載の望遠鏡本体。
【請求項１６】
前記対物光学系を含む前記対物光学系から前記撮像素子の受光面までの間に配置された光学系全系で前記撮像素子の撮影光学系が構成され、この撮影光学系の焦点距離が、３５ｍｍフィルム判換算で８００ｍｍ以上である請求項７ないし１５のいずれかに記載の望遠鏡本体。
【請求項１７】
接眼光学系を有し、望遠鏡本体に装着して使用可能なアイピースであって、
当該アイピースに関する情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から当該アイピースに関する情報を外部へ出力可能な出力手段とを備えたことを特徴とするアイピース。
【請求項１８】
前記接眼光学系は、焦点距離が変更可能であり、
前記接眼光学系の焦点距離を検出するエンコーダをさらに備え、
前記出力手段は、前記接眼光学系の焦点距離に対応した当該アイピースに関する情報を出力する請求項１７に記載のアイピース。
【請求項１９】
前記アイピースに関する情報は、前記接眼光学系の焦点距離に関する接眼光学系焦点距離データと見掛け視界に関する見掛け視界データである請求項１７または１８に記載のアイピース。
【請求項１】
対物光学系と、
ピント合わせを行う際に操作するピント操作部材とこのピント操作部材の操作によって光軸方向に移動するフォーカスレンズとを有する合焦手段と、
前記対物光学系および前記フォーカスレンズを介して形成される被写体像を撮像する撮像素子と、
焦点距離を変更可能な接眼光学系を有するアイピースと、
前記対物光学系および前記フォーカスレンズを経た光路を前記接眼光学系へ向かう第１光路と前記撮像素子へ向かう第２光路とに分岐させるビームスプリッターと、
前記接眼光学系を介して観察する観察視野の範囲と、前記撮像素子により撮影する撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像の画像データを生成する画像生成手段と、
前記関係表示画像を表示する画像表示部とを備えたことを特徴とする望遠鏡。
【請求項２】
前記関係表示画像中には、前記観察視野の範囲に対応する円と、前記撮影写野の範囲に対応する矩形とが重ねて表示される請求項１に記載の望遠鏡。
【請求項３】
前記関係表示画像中の前記矩形の領域内には、前記撮像素子で撮像した画像が表示される請求項２に記載の望遠鏡。
【請求項４】
前記接眼光学系の焦点距離に対応した信号を出力するエンコーダをさらに備え、
前記画像生成手段は、前記エンコーダが出力する信号に基づいて前記関係表示画像の画像データを生成する請求項１ないし３のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項５】
前記画像表示部は、前記アイピースを一方の目で覗いた姿勢で他方の目で視認可能な位置に設置されている請求項１ないし４のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項６】
前記対物光学系を含む前記対物光学系から前記撮像素子の受光面までの間に配置された光学系全系で前記撮像素子の撮影光学系が構成され、この撮影光学系の焦点距離が、３５ｍｍフィルム判換算で８００ｍｍ以上である請求項１ないし５のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項７】
対物光学系と、
ピント合わせを行う際に操作するピント操作部材とこのピント操作部材の操作によって光軸方向に移動するフォーカスレンズとを有する合焦手段と、
前記対物光学系および前記フォーカスレンズを介して形成される被写体像を撮像する撮像素子と、
接眼光学系を有するアイピースを着脱自在に装着可能なアイピース取付口と、
前記対物光学系および前記フォーカスレンズを経た光路を前記接眼光学系へ向かう第１光路と前記撮像素子へ向かう第２光路とに分岐させるビームスプリッターと、
前記接眼光学系を介して観察する観察視野の範囲と、前記撮像素子により撮影する撮影写野の範囲との関係を幾何学的に示す関係表示画像の画像データを生成する画像生成手段と、
前記関係表示画像を表示する画像表示部とを備えたことを特徴とする望遠鏡本体。
【請求項８】
前記関係表示画像中には、前記観察視野の範囲に対応する円と、前記撮影写野の範囲に対応する矩形とが重ねて表示される請求項７に記載の望遠鏡本体。
【請求項９】
前記関係表示画像中の前記矩形の領域内には、前記撮像素子で撮像した画像が表示される請求項８に記載の望遠鏡本体。
【請求項１０】
前記アイピースに関する情報を入力する入力手段をさらに備え、
前記画像生成手段は、前記入力手段により取得した情報に基づいて前記関係表示画像の画像データを生成する請求項７ないし９のいずれかに記載の望遠鏡本体。
【請求項１１】
前記撮影画角に関する撮影画角データと、前記対物光学系の焦点距離に関する対物光学系焦点距離データとを記憶する記憶手段と、
前記アイピースの接眼光学系の焦点距離に関する接眼光学系焦点距離データと見掛け視界に関する見掛け視界データとを入力する入力手段とをさらに備え、
前記画像生成手段は、前記記憶手段に記憶された前記撮影画角データおよび前記対物光学系焦点距離データと、前記入力手段を介して取得した前記接眼光学系焦点距離データおよび前記見掛け視界データとに基づいて前記関係表示画像の画像データを生成する請求項７ないし１０のいずれかに記載の望遠鏡本体。
【請求項１２】
前記入力手段は、手動操作される操作手段を有し、この操作手段を介して前記アイピースの接眼光学系の焦点距離に関する接眼光学系焦点距離データと、見掛け視界に関する見掛け視界データとが設定される請求項１１に記載の望遠鏡本体。
【請求項１３】
前記画像生成手段は、対物光学系焦点距離を接眼光学系焦点距離で除算して得た観察倍率で見掛け視界を除算して得た実視界の値と、前記撮影写野の短辺方向の撮影画角の値とを比較し、前記実視界の値が前記短辺方向の撮影画角の値より小さい場合と大きい場合とで場合分けをして、前記関係表示画像の画像データを生成する請求項１１または１２に記載の望遠鏡本体。
【請求項１４】
前記画像生成手段は、前記実視界の値が前記短辺方向の撮影画角の値より小さい場合には前記撮影写野の範囲に対応する矩形が前記画像表示部の画面にほぼ一杯に表示され、前記実視界の値が前記短辺方向の撮影画角の値より大きい場合には前記観察視野の範囲に対応する円の直径が前記画像表示部の画面の短辺の長さとほぼ同じに表示されるように、前記関係表示画像の画像データを生成する請求項１３に記載の望遠鏡本体。
【請求項１５】
前記画像表示部は、前記アイピースを一方の目で覗いた姿勢で他方の目で視認可能な位置に設置されている請求項７ないし１４のいずれかに記載の望遠鏡本体。
【請求項１６】
前記対物光学系を含む前記対物光学系から前記撮像素子の受光面までの間に配置された光学系全系で前記撮像素子の撮影光学系が構成され、この撮影光学系の焦点距離が、３５ｍｍフィルム判換算で８００ｍｍ以上である請求項７ないし１５のいずれかに記載の望遠鏡本体。
【請求項１７】
接眼光学系を有し、望遠鏡本体に装着して使用可能なアイピースであって、
当該アイピースに関する情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から当該アイピースに関する情報を外部へ出力可能な出力手段とを備えたことを特徴とするアイピース。
【請求項１８】
前記接眼光学系は、焦点距離が変更可能であり、
前記接眼光学系の焦点距離を検出するエンコーダをさらに備え、
前記出力手段は、前記接眼光学系の焦点距離に対応した当該アイピースに関する情報を出力する請求項１７に記載のアイピース。
【請求項１９】
前記アイピースに関する情報は、前記接眼光学系の焦点距離に関する接眼光学系焦点距離データと見掛け視界に関する見掛け視界データである請求項１７または１８に記載のアイピース。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２００６−１７９４１（Ｐ２００６−１７９４１Ａ）
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９４６５１（Ｐ２００４−１９４６５１）
【出願日】平成１６年６月３０日（２００４．６．３０）
【出願人】（００００００５２７）ペンタックス株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月３０日（２００４．６．３０）
【出願人】（００００００５２７）ペンタックス株式会社 (1,878)
【Ｆターム（参考）】
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