望遠鏡
【課題】観察像の電子画像を撮影する機能を有する望遠鏡であって、見た目上コンパクトであり、重量バランスが良く、かつ、低温時等の悪条件下においても電池性能の劣化を防止することができる望遠鏡を提供すること。
【解決手段】本発明の地上望遠鏡１は、対物光学系１１と、接眼部２と、対物光学系１１の光軸Ｏ１に沿った光路６８を後方へ向かって進行してきた光束を方向転換させ、光路６８と平行に位置する撮影光路６９を光束が前方へ向かって進行するように光束を導光する導光光学系５と、撮影光路６９の終端に設置され、対物光学系１１を介して形成される像を撮像する撮像素子１６と、撮像素子１６を保持する撮像素子基板１４と、撮像素子基板１４の、撮像素子１６と反対の面側に隣接して設けられ、電源となる電池を装填可能な電池室７０とを備え、撮像素子１６で発生した熱が電池室７０に装填された電池へ伝わるように構成されている。
【解決手段】本発明の地上望遠鏡１は、対物光学系１１と、接眼部２と、対物光学系１１の光軸Ｏ１に沿った光路６８を後方へ向かって進行してきた光束を方向転換させ、光路６８と平行に位置する撮影光路６９を光束が前方へ向かって進行するように光束を導光する導光光学系５と、撮影光路６９の終端に設置され、対物光学系１１を介して形成される像を撮像する撮像素子１６と、撮像素子１６を保持する撮像素子基板１４と、撮像素子基板１４の、撮像素子１６と反対の面側に隣接して設けられ、電源となる電池を装填可能な電池室７０とを備え、撮像素子１６で発生した熱が電池室７０に装填された電池へ伝わるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察像の電子画像を撮影する機能を有する望遠鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
野鳥観察などを行う際に地上望遠鏡が用いられている。この地上望遠鏡として、対象物の像を観察するだけでなく、電子画像として撮影・記録する機能をも備えたデジタル撮影機能付きの地上望遠鏡が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載されたデジタル撮影機能付きの地上望遠鏡では、特許文献１の図１および図３に示されるように、本体ケース６５の横（側面）の張り出した部分の中にＣＣＤ撮像素子４４が設置されている。この地上望遠鏡では、対物光学系を透過した光束は、ビームスプリッタ５９で二つに分割され、そのうちの一方の光束は、ポロプリズム４７を介して後方の接眼部７３へ導かれ、他方の光束は、横に折り返してＣＣＤ撮像素子４４へ入射する。なお、上記の符号は、特許文献１における符号である。
【０００４】
しかしながら、このような特許文献１に記載の地上望遠鏡では、本体ケース６５の横の部分が大きく張り出しているので、無骨かつ実際以上に大きく見えてデザイン的に不利であるのみならず、実用上も、重心が高く、手中に収めたときのバランスが悪く、撮影した際に像ブレ等の支障を来たすおそれがある。また、特許文献１では図示されていないが、実機では電源としての電池を搭載する必要があり、電池を搭載する位置によっては、重い電池のせいで、さらに重心が高くなったりバランスが悪くなる可能性がある。また、特許文献１に記載の地上望遠鏡は、接眼部７３が対物光学系の光軸と平行になったストレートタイプのものであるが、接眼部７３が対物光学系の光軸に対し傾斜したアングルタイプの地上望遠鏡に適用しようとした場合には、本体ケース６５の張り出し部分と接眼部７３とが干渉し、構造を成立させにくいという問題もある。
【０００５】
また、デジタル撮影機能付きの地上望遠鏡一般の問題として、冬季の低温環境下で使用した場合、低温のために電池性能が劣化し、電池持続時間が短くなるという問題もある。
【０００６】
【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】
【０００７】
本発明の目的は、観察像の電子画像を撮影する機能を有する望遠鏡であって、見た目上コンパクトであり、重量バランスが良く、かつ、低温時等の悪条件下においても電池性能の劣化を防止することができる望遠鏡を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的は、下記（１）〜（１２）の本発明により達成される。
（１） 観察像を撮影する機能を有する望遠鏡であって、
対物光学系と、
前記対物光学系を介して形成される像を観察するための接眼部と、
前記対物光学系の光軸に沿った光路を後方へ向かって進行してきた光束を方向転換させ、前記光路と平行に位置する撮影光路を前記光束が前方へ向かって進行するように前記光束を導光する導光光学系と、
その受光面を後方に向けた姿勢で前記撮影光路の終端に設置され、前記対物光学系を介して形成される像を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子を保持する撮像素子基板と、
前記撮像素子基板の、前記撮像素子と反対の面側に隣接して設けられ、当該望遠鏡の電源となる電池を装填可能な電池室とを備え、
前記撮像素子で発生した熱が前記電池室に装填された電池へ伝わるように構成されていることを特徴とする望遠鏡。
【０００９】
このような本発明の望遠鏡によれば、撮像素子で発生した熱を電池室に装填された電池へ伝達し、撮像素子の温度上昇を抑えるとともに、電池を暖めることができる。これにより、撮像素子から得られる撮像信号のノイズ低減化が図れるとともに、望遠鏡を冬季など気温が低い悪条件下で使用する場合であっても、電池の放電特性が悪化するのを防止することができるので、電池持続時間が短くなるのを防止することができる。
【００１０】
また、撮像素子までに必要な光路長を、望遠鏡を大型化することなしに確保することができる。
【００１１】
また、撮像素子および電池室を上記のように配置したことにより、実際より小さく見え、製品デザイン上、有利であるとともに、重量バランスが良く、安定して保持することができるので、像ブレを防止することができ、安定した観察および撮影を行うことができる。
【００１２】
（２） 前記撮像素子で発生した熱を前記電池室側へ放熱させる、金属材料で構成された放熱部材を有する上記（１）に記載の望遠鏡。
【００１３】
これにより、撮像素子で発生した熱をより高い効率で電池室内の電池へ伝達することができ、気温の低い悪条件下における電池の放電特性低下をより確実に防止することができる。
【００１４】
（３） 前記放熱部材は、前記電池室に装填された電池と接触し得るように設置されている上記（２）に記載の望遠鏡。
【００１５】
これにより、撮像素子で発生した熱をより高い効率で電池室内の電池へ伝達することができ、気温の低い悪条件下における電池の放電特性低下をより確実に防止することができる。
【００１６】
（４） 前記電池室は、金属材料で構成されており、該電池室の、電池が収納される内壁面側は、絶縁性を有する薄膜により被覆されている上記（３）に記載の望遠鏡。
【００１７】
これにより、放熱部材の熱は、電池室内の電池に直接伝わるだけでなく、電池室自体にも伝わる。そして、電池室に伝わった熱が電池室の内壁面から電池へと伝わる。よって、電池室内の電池に全方向から熱が伝わるので、電池全体をむら無く暖めることができる。
【００１８】
（５） 前記放熱部材は、前記撮像素子基板の、前記撮像素子と反対の面側に重ねて設置されたほぼ板状の部材で構成されている上記（２）ないし（４）のいずれかに記載の望遠鏡。
【００１９】
これにより、撮像素子基板全体の熱を効率良く電池室内の電池へ伝達することができ、気温の低い悪条件下における電池の放電特性低下をより確実に防止することができる。
【００２０】
（６） 前記導光光学系は、前記対物光学系を透過した光束を前記接眼部へ向かう光束と前記撮像素子へ向かう光束とに分割するビームスプリッタを有する上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の望遠鏡。
【００２１】
これにより、対物光学系を透過した光束を、簡単な構造で、接眼部と撮像素子とに振り分けることができる。
【００２２】
（７） 前記対物光学系の光軸に沿った方向から見たとき、前記光軸を介して前記接眼部のほぼ反対側に前記撮像素子および前記電池室が位置する上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の望遠鏡。
【００２３】
これにより、重量バランスがさらに良くなり、より安定して保持することができるので、像ブレをより確実に防止することができ、より安定した観察および撮影を行うことができる。
【００２４】
（８） 前記接眼部の中心線と、前記対物光学系の光軸と、前記撮像素子の受光面の中心とがほぼ同一平面上に位置する上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の望遠鏡。
【００２５】
これにより、重量バランスがさらに良くなり、より安定して保持することができるので、像ブレをより確実に防止することができ、より安定した観察および撮影を行うことができる。
【００２６】
（９） 前記接眼部の中心線が前記対物光学系の光軸に対し傾斜しており、かつ、前記接眼部の中心線と前記対物光学系の光軸とがほぼ同一平面上に位置する上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の望遠鏡。
【００２７】
これにより、使用者が接眼部を介して観察像を覗いたとき、接眼部から前方への延長線上の真正面にある物が観察対象物となるので、観察対象物を容易かつ迅速に捕捉することができる。
【００２８】
（１０） 前記対物光学系を介して形成される像のピントを調整する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をさらに備え、
前記対物光学系の光軸に沿った方向から見たとき、前記光軸を介して前記ピント操作部材の概ね反対側に前記撮像素子および前記電池室が位置する上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の望遠鏡。
【００２９】
これにより、重量バランスがさらに良くなり、より安定して保持することができるので、像ブレをより確実に防止することができ、より安定した観察および撮影を行うことができる。
【００３０】
（１１） 当該望遠鏡が通常に使用されるときの姿勢において、前記撮像素子および前記電池室は、前記対物光学系の光軸に沿った光路の鉛直下方に位置する上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の望遠鏡。
【００３１】
これにより、重量バランスがさらに良くなり、より安定して保持することができるので、像ブレをより確実に防止することができ、より安定した観察および撮影を行うことができる。
【００３２】
（１２） 三脚座をさらに備え、
前記三脚座は、前記電池室の近傍に設けられている上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の望遠鏡。
【００３３】
これにより、三脚座の位置が重心位置に近くなり、三脚に装着した際にバランスが極めて良く、特に優れた安定性が得られる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、撮像素子で発生した熱を電池室に装填された電池へ伝達し、撮像素子の温度上昇を抑えるとともに、電池を暖めることができる。これにより、撮像素子から得られる撮像信号のノイズ低減化が図れるとともに、望遠鏡を冬季など気温が低い悪条件下で使用する場合であっても、電池の放電特性が悪化するのを防止することができるので、電池持続時間が短くなるのを防止することができる。
【００３５】
また、撮像素子までに必要な光路長を、望遠鏡を大型化することなしに確保することができる。
【００３６】
また、撮像素子および電池室を上記のように配置したことにより、実際より小さく見え、製品デザイン上、有利であるとともに、重量バランスが良く、安定して保持することができるので、像ブレを防止することができ、安定した観察および撮影を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の望遠鏡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および図２は、それぞれ、本発明の望遠鏡を地上望遠鏡に適用した場合の実施形態を示す斜視図および断面側面図、図３は、図２の一部を拡大した断面側面図である。なお、図１においては、本体１３の内部構成を示すため、本体１３の側面を切り欠いて図示している。
なお、以下の説明では、図１中の左側および図２中の右側を「前」、図１中の右側および図２中の左側を「後ろ」と言い、図１および図２中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００３８】
図１に示すように、本発明の地上望遠鏡（スポッティングスコープ）１は、対物光学系１１を内蔵した鏡筒１２と、鏡筒１２の後方に設置され、鏡筒１２を支持する本体１３とを有している。この地上望遠鏡１は、遠方の物体を拡大して観察する望遠鏡としての機能のほか、本体１３内に搭載された撮像素子１６によって観察像の電子画像を撮影するカメラとしての機能をも有している。なお、撮像素子１６としては、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子やＣＭＯＳセンサー等を用いることができる。
【００３９】
本体１３の後部には、ほぼ円筒状に突出する接眼部２が設置されている。接眼部２には、アイピース９（図１中では図示せず）を着脱自在に装着することができる。アイピース９は、接眼光学系９１および視野枠９２を内蔵する。接眼部２に装着するアイピース９を、接眼光学系９１の焦点距離が異なる他のアイピース９に交換することにより、地上望遠鏡１の観察倍率を変えることができる。また、ズーム式のアイピース９を接眼部２に装着して使用してもよい。
【００４０】
本体１３内には、フォーカスレンズ（焦点調節レンズ）３１と、撮像素子１６を搭載した撮像素子基板１４と、対物光学系１１およびフォーカスレンズ３１を透過した光束を撮像素子１６および接眼部２へ導光する導光光学系（プリズムユニット）５と、撮像素子１６への入射光束の通路すなわち撮影光路６９を開閉するシャッター１９と、電池を装填可能な電池室７０とが設置されている。
【００４１】
フォーカスレンズ３１は、ガイド軸３３２に沿って光軸方向に移動可能に設置されている。本体１３の上部付近には、ピントリング３２が設置されている。このピントリング３２を回転させると、その回転運動が円筒カム機構等のフォーカスレンズ移動機構３３によってフォーカスレンズ３１の光軸方向の移動に変換される。これにより、観察像および撮影像のピント合わせを行うことができる。このように、フォーカスレンズ３１、ピントリング３２およびフォーカスレンズ移動機構３３により、対物光学系１１を介して形成される像のピントを合わせる合焦手段３が構成される。
【００４２】
本体１３には、各種の操作スイッチ類４と、ディスプレイ１５（図１中では図示せず）とがさらに設置されている。
【００４３】
操作スイッチ類４は、電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるメインスイッチ４１、レリーズボタン４２、メニューキー４３、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、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、下方向キー、左方向キーおよび右方向キーからなる４方向キー４５（図１中では図示せず）、選択した内容を確定するＯＫボタン４６（図１中では図示せず）等で構成されている。
【００４４】
ディスプレイ１５は、例えば液晶表示素子などで構成されている。ディスプレイ１５には、撮像素子１６で撮像した画像のほか、メニュー画面、各種モードの設定画面などを表示することができる。
【００４５】
図２に示すように、導光光学系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。
【００４６】
第１の直角プリズム５１の短辺の面と第２の直角プリズム５２の長辺の面とは接合されており、この接合面は、ビームスプリッタ５６を構成している。
【００４７】
対物光学系１１およびフォーカスレンズ３１を透過し、対物光学系１１の光軸Ｏ１に沿った光路６８を後方へ向かって進行してきた光束は、第１の直角プリズム５１へ入射し、ビームスプリッタ５６に到達する。ビームスプリッタ５６に到達した光束は、撮像素子１６へ向かう透過光と、接眼部２へ向かう反射光とに分割される。
【００４８】
ビームスプリッタ５６を透過した光束は、第４の直角プリズム５４内へ進み、第４の直角プリズム５４の二つの短辺の面でそれぞれ反射することにより１８０°方向転換し、光路６８の下側に平行に位置する撮影光路６９を前方へ向かって進行する。
【００４９】
撮影光路６９の終端すなわち前端には、撮像素子１６が受光面１６１を後方に向けた姿勢で設置されている。この撮像素子１６は、受光面１６１の中心が撮影光路６９の中心線Ｏ２の位置に一致するように配置されている。また、撮影光路６９の途中には、縮小光学系１８と、シャッター１９と、光学フィルターユニット１７とが、第４の直角プリズム５４側からこの順で設置されている。
【００５０】
撮像素子１６は、撮像素子基板１４上に搭載されている。撮像素子基板１４には、撮像素子１６を駆動する駆動回路等が形成されている。
【００５１】
地上望遠鏡１では、対物光学系１１の焦点距離が長いので、撮像素子１６までの光路長を長く必要とするが、本発明では、対物光学系１１の光軸Ｏ１に沿った光路６８から１８０°折り返すようにして撮影光路６９を設けたことにより、地上望遠鏡１の全長が大きくなり過ぎることなく、必要な光路長を確保することができる。
【００５２】
図３に示すように、撮像素子基板１４の、撮像素子１６と反対の面側には、電池室７０が放熱部材７１を介して隣接して設けられている。電池室７０には、地上望遠鏡１の電気系統へ電力を供給するための電源となる電池を装填可能になっている。本実施形態における電池室７０は、ＣＲ−Ｖ３形の乾電池２００と、充電池３００とのいずれをも装填可能な形状になっている。
【００５３】
撮像素子１６の駆動時、撮像素子１６は、発熱する。放熱部材７１は、撮像素子１６で発生した熱を電池室７０側へ放熱させる機能を有するものである。本実施形態では、放熱部材７１は、ほぼ板状をなしており、撮像素子基板１４の、撮像素子１６と反対の面側に重ねて設置されている。放熱部材７１は、撮像素子１６で発生した熱を電池室７０側へ効率良く放熱させることができるように、熱伝導率の高い、金属材料で構成されている。
【００５４】
一般に、電池は、低温になるほど、放電特性が悪化する。地上望遠鏡１では、上記のような構成により、撮像素子１６で発生した熱を、電池室７０に装填された電池へ伝達して、この電池を暖めることができる。これにより、地上望遠鏡１を冬季など気温が低い悪条件下で使用する場合であっても、電池の放電特性が悪化するのを防止することができるので、電池持続時間が短くなるのを防止することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、放熱部材７１の電池室７０側の面には、突出部７１１が形成され、この突出部７１１は、電池室７０の内壁の一部を構成している。よって、突出部７１１は、電池室７０に装填された電池と接触し得るようになっている。これにより、撮像素子１６で発生した熱を電池室７０に装填された電池へより高効率で直接に伝達することができ、電池の放電特性の悪化をより確実に防止することができる。
【００５６】
電池室７０は絶縁材料で形成しても良いが、本実施形態においては、可能な限り電池全体をむら無く暖めることができるようにすべく、電池室７０は、放熱部材７１と同様に熱伝導率の高い金属材料（たとえばアルミニウム）で形成されている。さらに、電池室７０の、電池が収納される内壁面側は、突出部７１１の表面を含めて、絶縁性の薄膜７０ａにより被覆されている。この絶縁性の薄膜７０ａは、例えば陽極酸化により形成することができる。
【００５７】
このような構成により、放熱部材７１の熱は、電池室７０内の電池に直接伝わるだけでなく、電池室７０自体にも伝わる。そして、電池室７０に伝わった熱が電池室７０の内壁面から電池へと伝わる。よって、電池室７０内の電池に全方向から熱が伝わるので、電池全体をむら無く暖めることができる。
【００５８】
図４および図５は、それぞれ、図１および図２に示す地上望遠鏡における導光光学系を示す斜視図、図６および図７は、それぞれ、図１および図２に示す地上望遠鏡における導光光学系を示す側面図および正面図である。
【００５９】
これらの図に示すように、導光光学系５を構成する複数のプリズムは、枠状のフレーム５７によって保持されている。
【００６０】
ビームスプリッタ５６で反射した光束は、以下のようにして、接眼部２へ導光される。ビームスプリッタ５６で反射した光束は、第１の直角プリズム５１の他方の短辺の面で反射して前方へ進み、第３の直角プリズム５３へ入射する。この入射光は、第３の直角プリズム５３の二つの短辺の面で順次反射して後方へ向かって出射する。
【００６１】
第１の直角プリズム５１と第３の直角プリズム５３とは、観察像を正立させる正立光学系（ポロプリズム）として機能する。これにより、アイピース９において正立像を観察することができる。
【００６２】
第３の直角プリズム５３から後方へ向かって出射した光束は、プリズム５５に入射する。プリズム５５は、光束を対物光学系１１の光軸Ｏ１に対し傾斜した方向へ向かって出射させる機能を有しており、対物光学系１１の光軸Ｏ１に対し傾斜した出射面５５１を有している。プリズム５５に入射した光束は、プリズム５５内で２回反射し、出射面５５１から、接眼部２へ向かって出射する（図２参照）。
【００６３】
図７に示すように、第１の直角プリズム５１、第２の直角プリズム５２および第３の直角プリズム５３は、対物光学系１１の光軸Ｏ１に沿った方向から見て、４５°傾斜して設置されている。これにより、導光光学系５においては、接眼部２の中心線Ｏ３と、対物光学系１１の光軸Ｏ１と、撮像素子１６の受光面１６１の中心すなわち撮影光路６９の中心線Ｏ２とを同一平面上に配置することができる。
【００６４】
図１および図２に示すように、本実施形態の地上望遠鏡１は、接眼部２の中心線Ｏ３が対物光学系１１の光軸Ｏ１に対し所定角度（図示の構成では４５°）傾斜したいわゆるアングルタイプの地上望遠鏡である。一般にアングルタイプの地上望遠鏡の場合、ポロプリズムを介するために、接眼部の中心線が対物光学系の光軸に対しオフセットし、両者が同一平面上にないものが多い。
【００６５】
これに対し、本実施形態の地上望遠鏡１は、上述したように、ポロプリズムを構成する第１の直角プリズム５１および第３の直角プリズム５３を傾斜させて配置したことにより、接眼部２の中心線Ｏ３と対物光学系１１の光軸Ｏ１とを同一平面上に配置することができる。これにより、使用者が接眼部２を介して観察像を覗いたとき、接眼部２から前方への延長線上の真正面にある物が観察対象物となるので、観察対象物を容易かつ迅速に捕捉することができる。
【００６６】
導光光学系５を上記のような構成としたことにより、地上望遠鏡１では、対物光学系１１の光軸Ｏ１に沿った方向から見たとき、中心線Ｏ１を介して接眼部２のほぼ反対側に撮像素子１６および電池室７０が位置するとともに、ピントリング３２に対しても中心線Ｏ１を介して概ね反対側に撮像素子１６および電池室７０が位置する。
【００６７】
図２に示すように、本体１３の下面には、三脚へ固定するための三脚座７２が設けられている。この三脚座７２は、電池室７０および撮像素子基板１４の近傍に配置されている。
【００６８】
地上望遠鏡１は、通常、三脚座７２を用いて三脚に固定した状態で使用される。すなわち、地上望遠鏡１では、図１および図２に示す姿勢が、通常に使用されるときの姿勢である。
【００６９】
この姿勢において、接眼部２は、対物光学系１１の光軸Ｏ１に対し、鉛直上側に傾斜している。撮像素子１６および電池室７０は、前述したように中心線Ｏ１を介して接眼部２のほぼ反対側に位置する。すなわち、撮像素子１６および電池室７０は、対物光学系１１の光軸Ｏ１に沿った光路６８の鉛直下方に位置することとなる。
【００７０】
このような構成により、地上望遠鏡１では、目に付きにくい本体１３の下部に撮影素子１６や電池室７０が収納され、目に付きやすい本体１３の上部にそれらを収納するための膨らみを設ける必要がないので、実際より小さく見え、製品デザイン上、有利である。また、本実施形態のようなアングルタイプの地上望遠鏡１を構成する場合、接眼部２の設置位置が制限されることがなく、構造を容易に成立させることができる。
【００７１】
さらに、重い電池が本体１３の下部に装填されるので、重心を低くでき、手で持ったときや三脚に装着した際の安定性が高いので、像ブレを防止することができ、安定した観察および撮影を行うことができる。特に、本実施形態では、三脚座７２を電池室７０の近傍に配置したことにより、三脚座７２の位置が重心位置に近くなり、三脚に装着した際にバランスが極めて良く、特に優れた安定性が得られる。
【００７２】
図８は、図１および図２に示す地上望遠鏡の電気的回路構成を含むブロック図である。以下、この図に基づいて、本実施形態の地上望遠鏡１における、電子画像を撮影するための構成について詳細に説明する。
【００７３】
撮像素子１６の受光面１６１の位置は、アイピース９の視野枠９２の位置（予定焦点位置）と光学的に等価な位置になるようになっている。
【００７４】
撮像素子１６の受光面１６１側に置された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、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。
【００７５】
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、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。
【００７６】
縮小光学系１８は、光束を縮小する機能を有している。撮像素子１６に入射する光束は、縮小光学系１８により、撮像素子１６のサイズに合うように縮小されて、受光面１６１上に結像する。
【００７７】
地上望遠鏡１は、電気的回路構成として、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、画像データ圧縮回路６５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とを有している。また、本体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】
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１を統括的に制御する制御手段であり、撮影制御等の各種動作制御を行う。
【００７９】
ＤＳＰ６１は、撮像素子１６の駆動制御および撮像素子１６からの画素信号から画像データを生成する画像生成手段として機能したり、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、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。
【００８０】
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。
【００８１】
タイミングジェネレータ６４は、ＤＳＰ６１の制御に基づき、撮像素子１６および撮像信号処理回路６３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。
【００８２】
使用者は、アイピース９を覗いて観察を行う際、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９２の位置に来たときにアイピース９から覗いた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９２の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。
【００８３】
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、その観察像と同じ電子画像を撮影・記録することができる。前述したように、撮像素子１６の受光面１６１は視野枠９２の位置と光学的に等価な位置にあるので、この状態では撮像素子１６の受光面１６１上でも被写体像が結像しており、ピントの合った画像を撮影することができる。
【００８４】
ディスプレイ１５には、次のようにして、撮像素子１６により撮像された画像をリアルタイムに動画として表示することができる。
【００８５】
撮像素子１６の受光面１６１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、ディスプレイ１５に表示するライブビュー画像データ作成のため、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。
【００８６】
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、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）の画像データであり、このライブビュー画像データに基づいてディスプレイ１５の表示がなされる。ライブビュー画像データの生成処理は、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上では、リアルタイムの動画として表示される。
【００８７】
撮影・記録時には、地上望遠鏡１は、次のように動作する。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、ＣＰＵ６０は、撮像素子１６の出力信号に基づいて露出演算を行う。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、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、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、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。
【００８８】
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、表示用静止画像のスクリーンネイル（例えば６４０×４８０画素）を生成し、一定時間、ディスプレイ１５に表示させる。また、ＤＳＰ６１は、生成された記録用静止原画像データに画像データ圧縮回路６５にて画像データ圧縮処理を施し、これにより得られた例えばＪＰＥＧ、ＴＩＦＦ等の所定のフォーマットの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。
【００８９】
以上、本発明の望遠鏡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。
【００９０】
また、本実施形態の地上望遠鏡１は、接眼部２に対しアイピース９が着脱自在に装着可能な構成であったが、これに限らず、本発明では、接眼部２に対しアイピース９（接眼光学系９１）が固着または内蔵され、交換できないように構成されたものであってもよい。
【００９１】
また、導光光学系の構成は、図示の実施形態に限定されるものではなく、例えば、ビームスプリッタ５６に代えて、クリックリターンミラーを用いてもよい。
【００９２】
また、接眼部は、撮像素子で撮像した画像を観察するようにした電子ビューファインダーで構成されていてもよい。
【００９３】
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】
【００９４】
【図１】本発明の望遠鏡を地上望遠鏡に適用した場合の実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の望遠鏡を地上望遠鏡に適用した場合の実施形態を示す断面側面図である。
【図３】図２の一部を拡大した断面側面図である。
【図４】図１および図２に示す地上望遠鏡における導光光学系を示す斜視図である。
【図５】図１および図２に示す地上望遠鏡における導光光学系を示す斜視図である。
【図６】図１および図２に示す地上望遠鏡における導光光学系を示す側面図である。
【図７】図１および図２に示す地上望遠鏡における導光光学系を示す正面図である。
【図８】図１および図２に示す地上望遠鏡の電気的回路構成を含むブロック図である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 地上望遠鏡
１１ 対物光学系
１２ 鏡筒
１３ 本体
１４ 撮像素子基板
１５ ディスプレイ
１６ ＣＣＤ撮像素子
１６１ 受光面
１７ 光学フィルターユニット
１８ 縮小光学系
１９ シャッター
２ 接眼部
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
３３２ ガイド軸
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
４６ ＯＫボタン
５ 導光光学系
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
５７ フレーム
６０ 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
６５ 画像データ圧縮回路
６６ メモリインターフェース
６７ ＥＥＰＲＯＭ
６８ 光路
６９ 撮影光路
７０ 電池室
７０ａ 薄膜
７１ 放熱部材
７１１ 突出部
７２ 三脚座
９ アイピース
９１ 接眼光学系
９２ 視野枠
１００ メモリーカード
２００ 乾電池
３００ 充電池
Ｏ１ 光軸
Ｏ２ 中心線
Ｏ３ 中心線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察像の電子画像を撮影する機能を有する望遠鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
野鳥観察などを行う際に地上望遠鏡が用いられている。この地上望遠鏡として、対象物の像を観察するだけでなく、電子画像として撮影・記録する機能をも備えたデジタル撮影機能付きの地上望遠鏡が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載されたデジタル撮影機能付きの地上望遠鏡では、特許文献１の図１および図３に示されるように、本体ケース６５の横（側面）の張り出した部分の中にＣＣＤ撮像素子４４が設置されている。この地上望遠鏡では、対物光学系を透過した光束は、ビームスプリッタ５９で二つに分割され、そのうちの一方の光束は、ポロプリズム４７を介して後方の接眼部７３へ導かれ、他方の光束は、横に折り返してＣＣＤ撮像素子４４へ入射する。なお、上記の符号は、特許文献１における符号である。
【０００４】
しかしながら、このような特許文献１に記載の地上望遠鏡では、本体ケース６５の横の部分が大きく張り出しているので、無骨かつ実際以上に大きく見えてデザイン的に不利であるのみならず、実用上も、重心が高く、手中に収めたときのバランスが悪く、撮影した際に像ブレ等の支障を来たすおそれがある。また、特許文献１では図示されていないが、実機では電源としての電池を搭載する必要があり、電池を搭載する位置によっては、重い電池のせいで、さらに重心が高くなったりバランスが悪くなる可能性がある。また、特許文献１に記載の地上望遠鏡は、接眼部７３が対物光学系の光軸と平行になったストレートタイプのものであるが、接眼部７３が対物光学系の光軸に対し傾斜したアングルタイプの地上望遠鏡に適用しようとした場合には、本体ケース６５の張り出し部分と接眼部７３とが干渉し、構造を成立させにくいという問題もある。
【０００５】
また、デジタル撮影機能付きの地上望遠鏡一般の問題として、冬季の低温環境下で使用した場合、低温のために電池性能が劣化し、電池持続時間が短くなるという問題もある。
【０００６】
【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】
【０００７】
本発明の目的は、観察像の電子画像を撮影する機能を有する望遠鏡であって、見た目上コンパクトであり、重量バランスが良く、かつ、低温時等の悪条件下においても電池性能の劣化を防止することができる望遠鏡を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的は、下記（１）〜（１２）の本発明により達成される。
（１） 観察像を撮影する機能を有する望遠鏡であって、
対物光学系と、
前記対物光学系を介して形成される像を観察するための接眼部と、
前記対物光学系の光軸に沿った光路を後方へ向かって進行してきた光束を方向転換させ、前記光路と平行に位置する撮影光路を前記光束が前方へ向かって進行するように前記光束を導光する導光光学系と、
その受光面を後方に向けた姿勢で前記撮影光路の終端に設置され、前記対物光学系を介して形成される像を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子を保持する撮像素子基板と、
前記撮像素子基板の、前記撮像素子と反対の面側に隣接して設けられ、当該望遠鏡の電源となる電池を装填可能な電池室とを備え、
前記撮像素子で発生した熱が前記電池室に装填された電池へ伝わるように構成されていることを特徴とする望遠鏡。
【０００９】
このような本発明の望遠鏡によれば、撮像素子で発生した熱を電池室に装填された電池へ伝達し、撮像素子の温度上昇を抑えるとともに、電池を暖めることができる。これにより、撮像素子から得られる撮像信号のノイズ低減化が図れるとともに、望遠鏡を冬季など気温が低い悪条件下で使用する場合であっても、電池の放電特性が悪化するのを防止することができるので、電池持続時間が短くなるのを防止することができる。
【００１０】
また、撮像素子までに必要な光路長を、望遠鏡を大型化することなしに確保することができる。
【００１１】
また、撮像素子および電池室を上記のように配置したことにより、実際より小さく見え、製品デザイン上、有利であるとともに、重量バランスが良く、安定して保持することができるので、像ブレを防止することができ、安定した観察および撮影を行うことができる。
【００１２】
（２） 前記撮像素子で発生した熱を前記電池室側へ放熱させる、金属材料で構成された放熱部材を有する上記（１）に記載の望遠鏡。
【００１３】
これにより、撮像素子で発生した熱をより高い効率で電池室内の電池へ伝達することができ、気温の低い悪条件下における電池の放電特性低下をより確実に防止することができる。
【００１４】
（３） 前記放熱部材は、前記電池室に装填された電池と接触し得るように設置されている上記（２）に記載の望遠鏡。
【００１５】
これにより、撮像素子で発生した熱をより高い効率で電池室内の電池へ伝達することができ、気温の低い悪条件下における電池の放電特性低下をより確実に防止することができる。
【００１６】
（４） 前記電池室は、金属材料で構成されており、該電池室の、電池が収納される内壁面側は、絶縁性を有する薄膜により被覆されている上記（３）に記載の望遠鏡。
【００１７】
これにより、放熱部材の熱は、電池室内の電池に直接伝わるだけでなく、電池室自体にも伝わる。そして、電池室に伝わった熱が電池室の内壁面から電池へと伝わる。よって、電池室内の電池に全方向から熱が伝わるので、電池全体をむら無く暖めることができる。
【００１８】
（５） 前記放熱部材は、前記撮像素子基板の、前記撮像素子と反対の面側に重ねて設置されたほぼ板状の部材で構成されている上記（２）ないし（４）のいずれかに記載の望遠鏡。
【００１９】
これにより、撮像素子基板全体の熱を効率良く電池室内の電池へ伝達することができ、気温の低い悪条件下における電池の放電特性低下をより確実に防止することができる。
【００２０】
（６） 前記導光光学系は、前記対物光学系を透過した光束を前記接眼部へ向かう光束と前記撮像素子へ向かう光束とに分割するビームスプリッタを有する上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の望遠鏡。
【００２１】
これにより、対物光学系を透過した光束を、簡単な構造で、接眼部と撮像素子とに振り分けることができる。
【００２２】
（７） 前記対物光学系の光軸に沿った方向から見たとき、前記光軸を介して前記接眼部のほぼ反対側に前記撮像素子および前記電池室が位置する上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の望遠鏡。
【００２３】
これにより、重量バランスがさらに良くなり、より安定して保持することができるので、像ブレをより確実に防止することができ、より安定した観察および撮影を行うことができる。
【００２４】
（８） 前記接眼部の中心線と、前記対物光学系の光軸と、前記撮像素子の受光面の中心とがほぼ同一平面上に位置する上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の望遠鏡。
【００２５】
これにより、重量バランスがさらに良くなり、より安定して保持することができるので、像ブレをより確実に防止することができ、より安定した観察および撮影を行うことができる。
【００２６】
（９） 前記接眼部の中心線が前記対物光学系の光軸に対し傾斜しており、かつ、前記接眼部の中心線と前記対物光学系の光軸とがほぼ同一平面上に位置する上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の望遠鏡。
【００２７】
これにより、使用者が接眼部を介して観察像を覗いたとき、接眼部から前方への延長線上の真正面にある物が観察対象物となるので、観察対象物を容易かつ迅速に捕捉することができる。
【００２８】
（１０） 前記対物光学系を介して形成される像のピントを調整する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をさらに備え、
前記対物光学系の光軸に沿った方向から見たとき、前記光軸を介して前記ピント操作部材の概ね反対側に前記撮像素子および前記電池室が位置する上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の望遠鏡。
【００２９】
これにより、重量バランスがさらに良くなり、より安定して保持することができるので、像ブレをより確実に防止することができ、より安定した観察および撮影を行うことができる。
【００３０】
（１１） 当該望遠鏡が通常に使用されるときの姿勢において、前記撮像素子および前記電池室は、前記対物光学系の光軸に沿った光路の鉛直下方に位置する上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の望遠鏡。
【００３１】
これにより、重量バランスがさらに良くなり、より安定して保持することができるので、像ブレをより確実に防止することができ、より安定した観察および撮影を行うことができる。
【００３２】
（１２） 三脚座をさらに備え、
前記三脚座は、前記電池室の近傍に設けられている上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の望遠鏡。
【００３３】
これにより、三脚座の位置が重心位置に近くなり、三脚に装着した際にバランスが極めて良く、特に優れた安定性が得られる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、撮像素子で発生した熱を電池室に装填された電池へ伝達し、撮像素子の温度上昇を抑えるとともに、電池を暖めることができる。これにより、撮像素子から得られる撮像信号のノイズ低減化が図れるとともに、望遠鏡を冬季など気温が低い悪条件下で使用する場合であっても、電池の放電特性が悪化するのを防止することができるので、電池持続時間が短くなるのを防止することができる。
【００３５】
また、撮像素子までに必要な光路長を、望遠鏡を大型化することなしに確保することができる。
【００３６】
また、撮像素子および電池室を上記のように配置したことにより、実際より小さく見え、製品デザイン上、有利であるとともに、重量バランスが良く、安定して保持することができるので、像ブレを防止することができ、安定した観察および撮影を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の望遠鏡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および図２は、それぞれ、本発明の望遠鏡を地上望遠鏡に適用した場合の実施形態を示す斜視図および断面側面図、図３は、図２の一部を拡大した断面側面図である。なお、図１においては、本体１３の内部構成を示すため、本体１３の側面を切り欠いて図示している。
なお、以下の説明では、図１中の左側および図２中の右側を「前」、図１中の右側および図２中の左側を「後ろ」と言い、図１および図２中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００３８】
図１に示すように、本発明の地上望遠鏡（スポッティングスコープ）１は、対物光学系１１を内蔵した鏡筒１２と、鏡筒１２の後方に設置され、鏡筒１２を支持する本体１３とを有している。この地上望遠鏡１は、遠方の物体を拡大して観察する望遠鏡としての機能のほか、本体１３内に搭載された撮像素子１６によって観察像の電子画像を撮影するカメラとしての機能をも有している。なお、撮像素子１６としては、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子やＣＭＯＳセンサー等を用いることができる。
【００３９】
本体１３の後部には、ほぼ円筒状に突出する接眼部２が設置されている。接眼部２には、アイピース９（図１中では図示せず）を着脱自在に装着することができる。アイピース９は、接眼光学系９１および視野枠９２を内蔵する。接眼部２に装着するアイピース９を、接眼光学系９１の焦点距離が異なる他のアイピース９に交換することにより、地上望遠鏡１の観察倍率を変えることができる。また、ズーム式のアイピース９を接眼部２に装着して使用してもよい。
【００４０】
本体１３内には、フォーカスレンズ（焦点調節レンズ）３１と、撮像素子１６を搭載した撮像素子基板１４と、対物光学系１１およびフォーカスレンズ３１を透過した光束を撮像素子１６および接眼部２へ導光する導光光学系（プリズムユニット）５と、撮像素子１６への入射光束の通路すなわち撮影光路６９を開閉するシャッター１９と、電池を装填可能な電池室７０とが設置されている。
【００４１】
フォーカスレンズ３１は、ガイド軸３３２に沿って光軸方向に移動可能に設置されている。本体１３の上部付近には、ピントリング３２が設置されている。このピントリング３２を回転させると、その回転運動が円筒カム機構等のフォーカスレンズ移動機構３３によってフォーカスレンズ３１の光軸方向の移動に変換される。これにより、観察像および撮影像のピント合わせを行うことができる。このように、フォーカスレンズ３１、ピントリング３２およびフォーカスレンズ移動機構３３により、対物光学系１１を介して形成される像のピントを合わせる合焦手段３が構成される。
【００４２】
本体１３には、各種の操作スイッチ類４と、ディスプレイ１５（図１中では図示せず）とがさらに設置されている。
【００４３】
操作スイッチ類４は、電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるメインスイッチ４１、レリーズボタン４２、メニューキー４３、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、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、下方向キー、左方向キーおよび右方向キーからなる４方向キー４５（図１中では図示せず）、選択した内容を確定するＯＫボタン４６（図１中では図示せず）等で構成されている。
【００４４】
ディスプレイ１５は、例えば液晶表示素子などで構成されている。ディスプレイ１５には、撮像素子１６で撮像した画像のほか、メニュー画面、各種モードの設定画面などを表示することができる。
【００４５】
図２に示すように、導光光学系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。
【００４６】
第１の直角プリズム５１の短辺の面と第２の直角プリズム５２の長辺の面とは接合されており、この接合面は、ビームスプリッタ５６を構成している。
【００４７】
対物光学系１１およびフォーカスレンズ３１を透過し、対物光学系１１の光軸Ｏ１に沿った光路６８を後方へ向かって進行してきた光束は、第１の直角プリズム５１へ入射し、ビームスプリッタ５６に到達する。ビームスプリッタ５６に到達した光束は、撮像素子１６へ向かう透過光と、接眼部２へ向かう反射光とに分割される。
【００４８】
ビームスプリッタ５６を透過した光束は、第４の直角プリズム５４内へ進み、第４の直角プリズム５４の二つの短辺の面でそれぞれ反射することにより１８０°方向転換し、光路６８の下側に平行に位置する撮影光路６９を前方へ向かって進行する。
【００４９】
撮影光路６９の終端すなわち前端には、撮像素子１６が受光面１６１を後方に向けた姿勢で設置されている。この撮像素子１６は、受光面１６１の中心が撮影光路６９の中心線Ｏ２の位置に一致するように配置されている。また、撮影光路６９の途中には、縮小光学系１８と、シャッター１９と、光学フィルターユニット１７とが、第４の直角プリズム５４側からこの順で設置されている。
【００５０】
撮像素子１６は、撮像素子基板１４上に搭載されている。撮像素子基板１４には、撮像素子１６を駆動する駆動回路等が形成されている。
【００５１】
地上望遠鏡１では、対物光学系１１の焦点距離が長いので、撮像素子１６までの光路長を長く必要とするが、本発明では、対物光学系１１の光軸Ｏ１に沿った光路６８から１８０°折り返すようにして撮影光路６９を設けたことにより、地上望遠鏡１の全長が大きくなり過ぎることなく、必要な光路長を確保することができる。
【００５２】
図３に示すように、撮像素子基板１４の、撮像素子１６と反対の面側には、電池室７０が放熱部材７１を介して隣接して設けられている。電池室７０には、地上望遠鏡１の電気系統へ電力を供給するための電源となる電池を装填可能になっている。本実施形態における電池室７０は、ＣＲ−Ｖ３形の乾電池２００と、充電池３００とのいずれをも装填可能な形状になっている。
【００５３】
撮像素子１６の駆動時、撮像素子１６は、発熱する。放熱部材７１は、撮像素子１６で発生した熱を電池室７０側へ放熱させる機能を有するものである。本実施形態では、放熱部材７１は、ほぼ板状をなしており、撮像素子基板１４の、撮像素子１６と反対の面側に重ねて設置されている。放熱部材７１は、撮像素子１６で発生した熱を電池室７０側へ効率良く放熱させることができるように、熱伝導率の高い、金属材料で構成されている。
【００５４】
一般に、電池は、低温になるほど、放電特性が悪化する。地上望遠鏡１では、上記のような構成により、撮像素子１６で発生した熱を、電池室７０に装填された電池へ伝達して、この電池を暖めることができる。これにより、地上望遠鏡１を冬季など気温が低い悪条件下で使用する場合であっても、電池の放電特性が悪化するのを防止することができるので、電池持続時間が短くなるのを防止することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、放熱部材７１の電池室７０側の面には、突出部７１１が形成され、この突出部７１１は、電池室７０の内壁の一部を構成している。よって、突出部７１１は、電池室７０に装填された電池と接触し得るようになっている。これにより、撮像素子１６で発生した熱を電池室７０に装填された電池へより高効率で直接に伝達することができ、電池の放電特性の悪化をより確実に防止することができる。
【００５６】
電池室７０は絶縁材料で形成しても良いが、本実施形態においては、可能な限り電池全体をむら無く暖めることができるようにすべく、電池室７０は、放熱部材７１と同様に熱伝導率の高い金属材料（たとえばアルミニウム）で形成されている。さらに、電池室７０の、電池が収納される内壁面側は、突出部７１１の表面を含めて、絶縁性の薄膜７０ａにより被覆されている。この絶縁性の薄膜７０ａは、例えば陽極酸化により形成することができる。
【００５７】
このような構成により、放熱部材７１の熱は、電池室７０内の電池に直接伝わるだけでなく、電池室７０自体にも伝わる。そして、電池室７０に伝わった熱が電池室７０の内壁面から電池へと伝わる。よって、電池室７０内の電池に全方向から熱が伝わるので、電池全体をむら無く暖めることができる。
【００５８】
図４および図５は、それぞれ、図１および図２に示す地上望遠鏡における導光光学系を示す斜視図、図６および図７は、それぞれ、図１および図２に示す地上望遠鏡における導光光学系を示す側面図および正面図である。
【００５９】
これらの図に示すように、導光光学系５を構成する複数のプリズムは、枠状のフレーム５７によって保持されている。
【００６０】
ビームスプリッタ５６で反射した光束は、以下のようにして、接眼部２へ導光される。ビームスプリッタ５６で反射した光束は、第１の直角プリズム５１の他方の短辺の面で反射して前方へ進み、第３の直角プリズム５３へ入射する。この入射光は、第３の直角プリズム５３の二つの短辺の面で順次反射して後方へ向かって出射する。
【００６１】
第１の直角プリズム５１と第３の直角プリズム５３とは、観察像を正立させる正立光学系（ポロプリズム）として機能する。これにより、アイピース９において正立像を観察することができる。
【００６２】
第３の直角プリズム５３から後方へ向かって出射した光束は、プリズム５５に入射する。プリズム５５は、光束を対物光学系１１の光軸Ｏ１に対し傾斜した方向へ向かって出射させる機能を有しており、対物光学系１１の光軸Ｏ１に対し傾斜した出射面５５１を有している。プリズム５５に入射した光束は、プリズム５５内で２回反射し、出射面５５１から、接眼部２へ向かって出射する（図２参照）。
【００６３】
図７に示すように、第１の直角プリズム５１、第２の直角プリズム５２および第３の直角プリズム５３は、対物光学系１１の光軸Ｏ１に沿った方向から見て、４５°傾斜して設置されている。これにより、導光光学系５においては、接眼部２の中心線Ｏ３と、対物光学系１１の光軸Ｏ１と、撮像素子１６の受光面１６１の中心すなわち撮影光路６９の中心線Ｏ２とを同一平面上に配置することができる。
【００６４】
図１および図２に示すように、本実施形態の地上望遠鏡１は、接眼部２の中心線Ｏ３が対物光学系１１の光軸Ｏ１に対し所定角度（図示の構成では４５°）傾斜したいわゆるアングルタイプの地上望遠鏡である。一般にアングルタイプの地上望遠鏡の場合、ポロプリズムを介するために、接眼部の中心線が対物光学系の光軸に対しオフセットし、両者が同一平面上にないものが多い。
【００６５】
これに対し、本実施形態の地上望遠鏡１は、上述したように、ポロプリズムを構成する第１の直角プリズム５１および第３の直角プリズム５３を傾斜させて配置したことにより、接眼部２の中心線Ｏ３と対物光学系１１の光軸Ｏ１とを同一平面上に配置することができる。これにより、使用者が接眼部２を介して観察像を覗いたとき、接眼部２から前方への延長線上の真正面にある物が観察対象物となるので、観察対象物を容易かつ迅速に捕捉することができる。
【００６６】
導光光学系５を上記のような構成としたことにより、地上望遠鏡１では、対物光学系１１の光軸Ｏ１に沿った方向から見たとき、中心線Ｏ１を介して接眼部２のほぼ反対側に撮像素子１６および電池室７０が位置するとともに、ピントリング３２に対しても中心線Ｏ１を介して概ね反対側に撮像素子１６および電池室７０が位置する。
【００６７】
図２に示すように、本体１３の下面には、三脚へ固定するための三脚座７２が設けられている。この三脚座７２は、電池室７０および撮像素子基板１４の近傍に配置されている。
【００６８】
地上望遠鏡１は、通常、三脚座７２を用いて三脚に固定した状態で使用される。すなわち、地上望遠鏡１では、図１および図２に示す姿勢が、通常に使用されるときの姿勢である。
【００６９】
この姿勢において、接眼部２は、対物光学系１１の光軸Ｏ１に対し、鉛直上側に傾斜している。撮像素子１６および電池室７０は、前述したように中心線Ｏ１を介して接眼部２のほぼ反対側に位置する。すなわち、撮像素子１６および電池室７０は、対物光学系１１の光軸Ｏ１に沿った光路６８の鉛直下方に位置することとなる。
【００７０】
このような構成により、地上望遠鏡１では、目に付きにくい本体１３の下部に撮影素子１６や電池室７０が収納され、目に付きやすい本体１３の上部にそれらを収納するための膨らみを設ける必要がないので、実際より小さく見え、製品デザイン上、有利である。また、本実施形態のようなアングルタイプの地上望遠鏡１を構成する場合、接眼部２の設置位置が制限されることがなく、構造を容易に成立させることができる。
【００７１】
さらに、重い電池が本体１３の下部に装填されるので、重心を低くでき、手で持ったときや三脚に装着した際の安定性が高いので、像ブレを防止することができ、安定した観察および撮影を行うことができる。特に、本実施形態では、三脚座７２を電池室７０の近傍に配置したことにより、三脚座７２の位置が重心位置に近くなり、三脚に装着した際にバランスが極めて良く、特に優れた安定性が得られる。
【００７２】
図８は、図１および図２に示す地上望遠鏡の電気的回路構成を含むブロック図である。以下、この図に基づいて、本実施形態の地上望遠鏡１における、電子画像を撮影するための構成について詳細に説明する。
【００７３】
撮像素子１６の受光面１６１の位置は、アイピース９の視野枠９２の位置（予定焦点位置）と光学的に等価な位置になるようになっている。
【００７４】
撮像素子１６の受光面１６１側に置された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、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。
【００７５】
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、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。
【００７６】
縮小光学系１８は、光束を縮小する機能を有している。撮像素子１６に入射する光束は、縮小光学系１８により、撮像素子１６のサイズに合うように縮小されて、受光面１６１上に結像する。
【００７７】
地上望遠鏡１は、電気的回路構成として、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、画像データ圧縮回路６５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とを有している。また、本体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】
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１を統括的に制御する制御手段であり、撮影制御等の各種動作制御を行う。
【００７９】
ＤＳＰ６１は、撮像素子１６の駆動制御および撮像素子１６からの画素信号から画像データを生成する画像生成手段として機能したり、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、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。
【００８０】
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。
【００８１】
タイミングジェネレータ６４は、ＤＳＰ６１の制御に基づき、撮像素子１６および撮像信号処理回路６３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。
【００８２】
使用者は、アイピース９を覗いて観察を行う際、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９２の位置に来たときにアイピース９から覗いた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９２の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。
【００８３】
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、その観察像と同じ電子画像を撮影・記録することができる。前述したように、撮像素子１６の受光面１６１は視野枠９２の位置と光学的に等価な位置にあるので、この状態では撮像素子１６の受光面１６１上でも被写体像が結像しており、ピントの合った画像を撮影することができる。
【００８４】
ディスプレイ１５には、次のようにして、撮像素子１６により撮像された画像をリアルタイムに動画として表示することができる。
【００８５】
撮像素子１６の受光面１６１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、ディスプレイ１５に表示するライブビュー画像データ作成のため、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。
【００８６】
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、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）の画像データであり、このライブビュー画像データに基づいてディスプレイ１５の表示がなされる。ライブビュー画像データの生成処理は、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上では、リアルタイムの動画として表示される。
【００８７】
撮影・記録時には、地上望遠鏡１は、次のように動作する。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、ＣＰＵ６０は、撮像素子１６の出力信号に基づいて露出演算を行う。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、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、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、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。
【００８８】
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、表示用静止画像のスクリーンネイル（例えば６４０×４８０画素）を生成し、一定時間、ディスプレイ１５に表示させる。また、ＤＳＰ６１は、生成された記録用静止原画像データに画像データ圧縮回路６５にて画像データ圧縮処理を施し、これにより得られた例えばＪＰＥＧ、ＴＩＦＦ等の所定のフォーマットの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。
【００８９】
以上、本発明の望遠鏡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。
【００９０】
また、本実施形態の地上望遠鏡１は、接眼部２に対しアイピース９が着脱自在に装着可能な構成であったが、これに限らず、本発明では、接眼部２に対しアイピース９（接眼光学系９１）が固着または内蔵され、交換できないように構成されたものであってもよい。
【００９１】
また、導光光学系の構成は、図示の実施形態に限定されるものではなく、例えば、ビームスプリッタ５６に代えて、クリックリターンミラーを用いてもよい。
【００９２】
また、接眼部は、撮像素子で撮像した画像を観察するようにした電子ビューファインダーで構成されていてもよい。
【００９３】
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】
【００９４】
【図１】本発明の望遠鏡を地上望遠鏡に適用した場合の実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の望遠鏡を地上望遠鏡に適用した場合の実施形態を示す断面側面図である。
【図３】図２の一部を拡大した断面側面図である。
【図４】図１および図２に示す地上望遠鏡における導光光学系を示す斜視図である。
【図５】図１および図２に示す地上望遠鏡における導光光学系を示す斜視図である。
【図６】図１および図２に示す地上望遠鏡における導光光学系を示す側面図である。
【図７】図１および図２に示す地上望遠鏡における導光光学系を示す正面図である。
【図８】図１および図２に示す地上望遠鏡の電気的回路構成を含むブロック図である。
【符号の説明】
【００９５】
１ 地上望遠鏡
１１ 対物光学系
１２ 鏡筒
１３ 本体
１４ 撮像素子基板
１５ ディスプレイ
１６ ＣＣＤ撮像素子
１６１ 受光面
１７ 光学フィルターユニット
１８ 縮小光学系
１９ シャッター
２ 接眼部
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
３３２ ガイド軸
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
４６ ＯＫボタン
５ 導光光学系
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
５７ フレーム
６０ 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
６５ 画像データ圧縮回路
６６ メモリインターフェース
６７ ＥＥＰＲＯＭ
６８ 光路
６９ 撮影光路
７０ 電池室
７０ａ 薄膜
７１ 放熱部材
７１１ 突出部
７２ 三脚座
９ アイピース
９１ 接眼光学系
９２ 視野枠
１００ メモリーカード
２００ 乾電池
３００ 充電池
Ｏ１ 光軸
Ｏ２ 中心線
Ｏ３ 中心線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察像を撮影する機能を有する望遠鏡であって、
対物光学系と、
前記対物光学系を介して形成される像を観察するための接眼部と、
前記対物光学系の光軸に沿った光路を後方へ向かって進行してきた光束を方向転換させ、前記光路と平行に位置する撮影光路を前記光束が前方へ向かって進行するように前記光束を導光する導光光学系と、
その受光面を後方に向けた姿勢で前記撮影光路の終端に設置され、前記対物光学系を介して形成される像を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子を保持する撮像素子基板と、
前記撮像素子基板の、前記撮像素子と反対の面側に隣接して設けられ、当該望遠鏡の電源となる電池を装填可能な電池室とを備え、
前記撮像素子で発生した熱が前記電池室に装填された電池へ伝わるように構成されていることを特徴とする望遠鏡。
【請求項２】
前記撮像素子で発生した熱を前記電池室側へ放熱させる、金属材料で構成された放熱部材を有する請求項１に記載の望遠鏡。
【請求項３】
前記放熱部材は、前記電池室に装填された電池と接触し得るように設置されている請求項２に記載の望遠鏡。
【請求項４】
前記電池室は、金属材料で構成されており、該電池室の、電池が収納される内壁面側は、絶縁性を有する薄膜により被覆されている請求項３に記載の望遠鏡。
【請求項５】
前記放熱部材は、前記撮像素子基板の、前記撮像素子と反対の面側に重ねて設置されたほぼ板状の部材で構成されている請求項２ないし４のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項６】
前記導光光学系は、前記対物光学系を透過した光束を前記接眼部へ向かう光束と前記撮像素子へ向かう光束とに分割するビームスプリッタを有する請求項１ないし５のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項７】
前記対物光学系の光軸に沿った方向から見たとき、前記光軸を介して前記接眼部のほぼ反対側に前記撮像素子および前記電池室が位置する請求項１ないし６のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項８】
前記接眼部の中心線と、前記対物光学系の光軸と、前記撮像素子の受光面の中心とがほぼ同一平面上に位置する請求項１ないし７のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項９】
前記接眼部の中心線が前記対物光学系の光軸に対し傾斜しており、かつ、前記接眼部の中心線と前記対物光学系の光軸とがほぼ同一平面上に位置する請求項１ないし８のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項１０】
前記対物光学系を介して形成される像のピントを調整する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をさらに備え、
前記対物光学系の光軸に沿った方向から見たとき、前記光軸を介して前記ピント操作部材の概ね反対側に前記撮像素子および前記電池室が位置する請求項１ないし９のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項１１】
当該望遠鏡が通常に使用されるときの姿勢において、前記撮像素子および前記電池室は、前記対物光学系の光軸に沿った光路の鉛直下方に位置する請求項１ないし１０のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項１２】
三脚座をさらに備え、
前記三脚座は、前記電池室の近傍に設けられている請求項１ないし１１のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項１】
観察像を撮影する機能を有する望遠鏡であって、
対物光学系と、
前記対物光学系を介して形成される像を観察するための接眼部と、
前記対物光学系の光軸に沿った光路を後方へ向かって進行してきた光束を方向転換させ、前記光路と平行に位置する撮影光路を前記光束が前方へ向かって進行するように前記光束を導光する導光光学系と、
その受光面を後方に向けた姿勢で前記撮影光路の終端に設置され、前記対物光学系を介して形成される像を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子を保持する撮像素子基板と、
前記撮像素子基板の、前記撮像素子と反対の面側に隣接して設けられ、当該望遠鏡の電源となる電池を装填可能な電池室とを備え、
前記撮像素子で発生した熱が前記電池室に装填された電池へ伝わるように構成されていることを特徴とする望遠鏡。
【請求項２】
前記撮像素子で発生した熱を前記電池室側へ放熱させる、金属材料で構成された放熱部材を有する請求項１に記載の望遠鏡。
【請求項３】
前記放熱部材は、前記電池室に装填された電池と接触し得るように設置されている請求項２に記載の望遠鏡。
【請求項４】
前記電池室は、金属材料で構成されており、該電池室の、電池が収納される内壁面側は、絶縁性を有する薄膜により被覆されている請求項３に記載の望遠鏡。
【請求項５】
前記放熱部材は、前記撮像素子基板の、前記撮像素子と反対の面側に重ねて設置されたほぼ板状の部材で構成されている請求項２ないし４のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項６】
前記導光光学系は、前記対物光学系を透過した光束を前記接眼部へ向かう光束と前記撮像素子へ向かう光束とに分割するビームスプリッタを有する請求項１ないし５のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項７】
前記対物光学系の光軸に沿った方向から見たとき、前記光軸を介して前記接眼部のほぼ反対側に前記撮像素子および前記電池室が位置する請求項１ないし６のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項８】
前記接眼部の中心線と、前記対物光学系の光軸と、前記撮像素子の受光面の中心とがほぼ同一平面上に位置する請求項１ないし７のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項９】
前記接眼部の中心線が前記対物光学系の光軸に対し傾斜しており、かつ、前記接眼部の中心線と前記対物光学系の光軸とがほぼ同一平面上に位置する請求項１ないし８のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項１０】
前記対物光学系を介して形成される像のピントを調整する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をさらに備え、
前記対物光学系の光軸に沿った方向から見たとき、前記光軸を介して前記ピント操作部材の概ね反対側に前記撮像素子および前記電池室が位置する請求項１ないし９のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項１１】
当該望遠鏡が通常に使用されるときの姿勢において、前記撮像素子および前記電池室は、前記対物光学系の光軸に沿った光路の鉛直下方に位置する請求項１ないし１０のいずれかに記載の望遠鏡。
【請求項１２】
三脚座をさらに備え、
前記三脚座は、前記電池室の近傍に設けられている請求項１ないし１１のいずれかに記載の望遠鏡。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−１５４６６３（Ｐ２００６−１５４６６３Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３４８８７０（Ｐ２００４−３４８８７０）
【出願日】平成１６年１２月１日（２００４．１２．１）
【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６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１日（２００４．１２．１）
【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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