JPH09288253A

JPH09288253A - 双眼式立体シミュレータ

Info

Publication number: JPH09288253A
Application number: JP8122517A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Katsunuma; 淳勝沼; Kazuaki Sato; 和明佐藤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-04-19
Filing date: 1996-04-19
Publication date: 1997-11-04
Also published as: FR2747803A1; DE19716701A1; US5838492A

Abstract

(57)【要約】【課題】実物に対して所定の倍率で形成された模型を
実物とほぼ同じ視覚的印象で観察する。【解決手段】像側にほぼテレセントリックな光学系
で、実物に対して所定の倍率で形成された模型からの光
に基づいて模型の像を形成するための対物光学系と、対
物光学系の焦点距離とほぼ同じ焦点距離を有し、対物光
学系を介して形成された模型の像を観察するための接眼
レンズ系とを備えている。そして、接眼レンズ系を介し
て模型の像を観察して得られる視覚的印象が実物を眼視
で直接観察して得られる視覚的印象とほぼ同じになるよ
うに、対物光学系と接眼レンズ系との間隔が変化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は双眼式立体シミュレ
ータに関し、さらに詳細には、実物よりも小さく形成さ
れた模型に基づいて実物の視覚的印象を確認するための
双眼式の光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、寸法の比較的大きな製品について
製作前にその視覚的印象を確認するには、製品の模型を
製作し、模型を眼視により直接観察するのが通常であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実物の
製品とは異なる大きさを有する模型を眼視により直接観
察して得られる視覚的印象は、実物の製品を観察して得
られる視覚的印象とは異なる。模型に対する視覚的印象
が実物に対する視覚的印象と異なるのは、観察者の眼幅
の模型寸法に対する比率と観察者の眼幅の実物寸法に対
する比率とが異なるからである。

【０００４】したがって、従来技術では、模型に対して
実物と同じ視覚的印象を得るために、実物と等倍の模型
を製作し、実物大の模型を眼視により直接観察する必要
がある。その結果、たとえば自動車のような製品の実物
大の模型を製作するのに、多大なコストおよび時間を費
やすことがあった。また、製品によっては、実物大の模
型を製作することが実際上不可能なこともあった。

【０００５】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、実物に対して所定の倍率で形成された模型を
実物とほぼ同じ視覚的印象で観察することのできる双眼
式立体シミュレータを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、像側にほぼテレセントリックな
光学系で、実物に対して所定の倍率で形成された模型か
らの光に基づいて前記模型の像を形成するための対物光
学系と、前記対物光学系の焦点距離とほぼ同じ焦点距離
を有し、前記対物光学系を介して形成された前記模型の
像を観察するための接眼レンズ系とを備え、前記接眼レ
ンズ系を介して前記模型の像を観察して得られる視覚的
印象が前記実物を眼視で直接観察して得られる視覚的印
象とほぼ同じになるように、前記対物光学系と前記接眼
レンズ系との間隔が変化することを特徴とする双眼式立
体シミュレータを提供する。

【０００７】本発明の好ましい態様によれば、左右入射
光軸間隔をＷo とし、観察者の眼幅をＷe とし、前記実
物に対する前記模型の所定の倍率を１／ｍ倍としたと
き、Ｗo ＝Ｗe ・（１／ｍ）〔１〕の条件を満足する。また、前記対物光学系の像側主点と
前記接眼レンズ系の物体側主点との間の光軸に沿った距
離Ｄoeは、前記対物レンズ系および前記接眼レンズ系の
焦点距離をｆとし、前記模型と入射瞳との間の光軸に沿
った距離をＤo とし、前記実物に対する前記模型の所定
の倍率を１／ｍ倍としたとき、Ｄoe＝ｆ｛２＋（ｆ／Ｄo ）（１−１／ｍ）｝〔２〕の条件を満足することが好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の作用原理を模式
的に説明する図であって、本発明の双眼式立体シミュレ
ータの光学構成を示す図である。なお、本発明の光学系
において観察者の左右の瞳に達する光線が受ける作用は
互いに同じであるため、図１では左右の瞳の区別なく一
般的に説明している。また、図１では、接眼レンズ系を
介して観察される模型像を正立像にするための像正立化
光学系の図示を省略している。さらに、図１では、説明
の簡略化のために、対物レンズ系および接眼レンズ系か
らなる光学系を薄肉レンズ系で表現している。

【０００９】図１において、本発明の光学系は、焦点距
離ｆを有する対物レンズ系Ｌo を備えている。また、対
物レンズ系Ｌo の前側（物体側）焦点位置には、開口絞
りＰが位置決めされている。さらに、対物レンズ系Ｌo
から光軸ＡＸに沿って像側に距離Ｄoeだけ間隔を隔てた
位置に、対物レンズ系Ｌo と同じ焦点距離ｆを有する接
眼レンズ系Ｌe が設けられている。こうして、図１の光
学系では、模型Ｍの中間像Ｉm が対物レンズ系Ｌo から
光軸ＡＸに沿って像側に距離Ｂo だけ間隔を隔てた位置
に形成される。そして、模型Ｍの中間像Ｉm からの光に
基づいて、接眼レンズ系Ｌe により模型Ｍの虚像Ｉv が
形成される。

【００１０】図１において、本発明の光学系を介して模
型Ｍを観察して得られる視覚的印象と、実物Ｏを眼視に
より直接観察して得られる視覚的印象とを合致させるた
めの必要条件は、以下の２つの条件である。第１の条件
は、虚像Ｉv と観察者の射出瞳Ｐe との間の光軸ＡＸに
沿った距離が、実物Ｏと観察者の入射瞳Ｐ’との距離Ｄ
と等しくなることである。第２の条件は、虚像Ｉv の大
きさが実物Ｏの大きさＷと等しくなることである。以
下、本発明の光学系では上述の２つの条件を満たすこと
ができ、その結果実物Ｏと同じ視覚的印象を得ることが
できることを説明する。

【００１１】まず、本発明の光学系では、開口絞りＰの
作用により対物レンズ系Ｌo が像側にテレセントリック
であり、開口絞りＰを入射瞳とみなすことができる。こ
のため、模型Ｍの一端からの主光線ｒは、対物レンズ系
Ｌo と接眼レンズ系Ｌe との間の光路中において光軸Ａ
Ｘに平行になる。換言すれば、対物レンズ系Ｌo と接眼
レンズ系Ｌe との間の距離Ｄoeが変化しても、接眼レン
ズ系Ｌe と射出瞳Ｐeとの間の距離は接眼レンズ系Ｌe
の焦点距離ｆに常に等しく不変である。また、対物レン
ズ系Ｌo の焦点距離と接眼レンズ系Ｌe の焦点距離とが
等しいため、開口絞りＰの位置において主光線ｒが光軸
ＡＸとなす角度θの大きさは、射出瞳Ｐe の位置におい
て主光線ｒが光軸ＡＸとなす角度θの大きさと常に相等
しくなる。したがって、模型Ｍと虚像Ｉv とは常に相似
の関係になり、上記第１の条件と第２の条件とを同時に
満足することができる。

【００１２】また、本発明では、条件式〔１〕を満足す
ることが好ましい。条件式〔１〕は眼幅調整に関する条
件であり、以下この条件について説明する。図２（ａ）
は観察者が実物を眼視で直接観察しているときの左右の
視線を示す図であり、図２（ｂ）は観察者が本発明の双
眼式立体シミュレータを介して模型を観察するときの左
右の視線を示す図である。図２（ａ）において、眼幅Ｗ
e を有する観察者が、観察者の左右の入射瞳Ｐ'Lおよび
Ｐ'Rから距離Ｄだけ間隔を隔てて位置決めされ且つ大き
さＷを有する実物Ｏを眼視で直接観察している。

【００１３】図２（ａ）において、Ｉ'1およびＩ'3は、
右の入射瞳Ｐ'Rが実物Ｏの右端および左端を見るときの
視線である。また、Ｉ'2およびＩ'4は、左の入射瞳Ｐ'L
が実物Ｏの右端および左端を見るときの視線である。こ
のように、各視線Ｉ'1〜Ｉ'4は、実物Ｏを規定する視線
である。なお、実物Ｏに対して１／ｍ倍の模型Ｍを眼視
で直接観察する場合、図２（ａ）において模型Ｍをどの
ように位置決めしても、模型Ｍを規定する各視線の相対
角度が実物Ｏを規定する各視線の相対角度とは異なる。
その結果、模型Ｍを観察して得られる視覚的印象は、実
物Ｏを観察して得られる視覚的印象とは異なる可能性が
ある。

【００１４】そこで、本発明においては、図２（ｂ）に
示すように、実物Ｏの１／ｍ倍の模型Ｍを観察する場
合、双眼式立体シミュレータの右の入射瞳ＰR と左の入
射瞳ＰL との間隔（左右入射光軸間隔）Ｗo を眼幅Ｗe
の１／ｍ倍に設定する。つまり、Ｗo ＝Ｗe ・（１／
ｍ）に設定する。そして、模型Ｍと入射瞳との間の距離
Ｄo を、図２（ａ）における実物Ｏと観察者の入射瞳と
の間の距離Ｄの１／ｍ倍に設定する。その結果、図２
（ｂ）に示すように、模型Ｍは各視線Ｉ1 〜Ｉ4 によっ
て規定されることになる。図２（ａ）と図２（ｂ）とを
比較参照すると、模型Ｍを規定する視線Ｉ1 〜Ｉ4 と実
物Ｏを規定する視線Ｉ'1〜Ｉ'4とが光学的に相似にな
り、相対角度が同一になる。その結果、本発明の双眼式
立体シミュレータを介して模型Ｍを観察することによ
り、実物Ｏを眼視により直接観察して得られる視覚的印
象と同じ視覚的印象を得ることができる。

【００１５】さらに、本発明では、条件式〔２〕を満足
することが好ましい。この条件式〔２〕は、虚像Ｉv が
適切な位置に形成されるための条件である。以下、この
条件について説明する。図１において、模型Ｍと開口絞
りＰ（すなわち入射瞳）との間隔Ｄo のｍ倍の距離Ｄだ
け射出瞳Ｐe から光軸ＡＸに沿って物体側に間隔を隔て
た位置に虚像Ｉv を形成すると、虚像Ｉv の大きさＹv
および模型Ｍの大きさＹm は、次の式（１）および
（２）でそれぞれ表される。Ｙv ＝Ｄ・ tanθ （１）Ｙm ＝Ｄo ・ tanθ （２）

【００１６】一方、実物Ｏの大きさＷは、模型Ｍの大き
さＹm のｍ倍であるから、次の式（３）で表される。Ｗ＝ｍ・Ｙm ＝（Ｄ／Ｄo ）・Ｙm （３）式（３）をさらに変形させると、次の式（４）に示す関
係が得られる。Ｗ＝Ｄ・ tanθ＝Ｙv （４）このように、本発明の光学系では、虚像Ｉv と射出瞳Ｐ
e との間隔を実物Ｏと入射瞳Ｐ’との間隔Ｄと等しくし
て第１の条件を満たせば、虚像Ｉv の大きさＹv が実物
Ｏの大きさＷと等しくなって第２の条件を満足すること
ができる。

【００１７】なお、図１において、対物レンズ系Ｌo を
介した模型Ｍと中間像Ｉm との間の結像関係に着目する
と、近軸光学の理論から次の式（５）に示す関係が成立
する。Ｂo ＝ｆ・（１＋ｆ／Ｄo ）（５）また、図１において、接眼レンズ系Ｌe を介した中間像
Ｉm と虚像Ｉv との間の結像関係に着目すると、近軸光
学の理論から次の式（６）に示す関係が成立する。Ａe ＝ｆ・（ｆ−ｆ／Ｄ）（６）ここで、Ａe ：中間像Ｉm と接眼レンズ系Ｌe との間の光軸ＡＸ
に沿った距離

【００１８】したがって、式（５）および（６）から、
次の式（７）に示す関係が得られる。Ｄoe＝Ｂo ＋Ａe ＝ｆ・｛２＋（ｆ／Ｄo ）・（１−Ｄo ／Ｄ）｝（７）式（７）にＤo ／Ｄ＝１／ｍの関係を代入すると、次の
式（８）に示す関係が得られる。Ｄoe＝ｆ｛２＋（ｆ／Ｄo ）（１−１／ｍ）｝（８）

【００１９】こうして、本発明の光学系において、射出
瞳Ｐe から距離Ｄだけ間隔を隔てた位置に虚像Ｉv を形
成するには、式（８）の条件を満たすことが好ましい。
その結果、前述したように、虚像Ｉv の大きさＹv が実
物Ｏの大きさＷと等しくなるので、本発明の光学系を介
して模型Ｍを観察して得られる視覚的印象は実物Ｏを眼
視で直接観察して得られる視覚的印象と同じになる。な
お、図１では像正立化光学系を省略しているが、像正立
化光学系の作用により、倒立像である中間像Ｉm を正立
像に変換し、接眼レンズ系Ｌe を介して虚像Ｉv を正立
像として観察することができる。また、図１では薄肉光
学系を用いているが、実際の光学系において対物レンズ
系Ｌo と接眼レンズ系Ｌe との間の距離Ｄoeは対物レン
ズ系Ｌo の像側主点と接眼レンズ系Ｌe の物体側主点と
の間の距離である。

【００２０】以下、本発明の実施例を、添付図面に基づ
いて説明する。図３は、本発明の実施例にかかる双眼式
立体シミュレータの光学構成を概略的に示す図であっ
て、（ａ）は上面図を、（ｂ）は側面図をそれぞれ示し
ている。図示のように、本実施例の双眼式立体シミュレ
ータは、互いに同じ構成を有し且つ対称配置された右目
用光学系と左目用光学系とを有する。以下、一方の光学
系にのみ着目して、本実施例の構成および動作を説明す
る。

【００２１】図３において、実物Ｏに対して所定の倍率
で形成された模型Ｍ（不図示）からの光は、第１ダハプ
リズムＲ１で２回反射され後、開口絞りＰに入射する。
開口絞りＰを介した光は、第１直角プリズムＲ２で反射
された後、焦点距離ｆを有する対物レンズ系Ｌo に入射
する。なお、開口絞りＰは対物レンズ系Ｌo の物体側焦
点位置に位置決めされているので、開口絞りＰを入射瞳
とみなすことができる。また、第１ダハプリズムＲ１を
介して、図３（ａ）の紙面において光路が直角に折り曲
げられるとともに、像の紙面垂直方向が反転する。

【００２２】対物レンズ系Ｌo を介した光は、第２ダハ
プリズムＲ３で２回反射され、第２直角プリズムＲ４で
反射された後、対物レンズ系Ｌo と同じ焦点距離ｆを有
する接眼レンズ系Ｌe に入射する。第２ダハプリズムＲ
３では、図３（ｂ）の紙面において光路が直角に折り曲
げられるとともに、像の紙面垂直方向が反転する。この
ように、第１ダハプリズムＲ１、第１直角プリズムＲ
２、第２ダハプリズムＲ３および第２直角プリズムＲ４
は、接眼レンズ系Ｌe を介して観察される模型Ｍの像を
正立化させるための像正立化光学系を構成している。ま
た、開口絞りＰの作用により、対物レンズ系Ｌo は像側
にテレセントリックな光学系に構成されている。

【００２３】したがって、接眼レンズ系Ｌe から焦点距
離ｆだけ離れた位置に観察者の双眼の瞳を位置決めし、
対物レンズ系Ｌo の像側主点と接眼レンズ系Ｌe の物体
側主点との間の距離Ｄoeが前述の式（８）を満たすよう
に設定すれば、接眼レンズ系Ｌe を介して実物Ｏと同じ
大きさの正立虚像Ｉv を観察することができる。その結
果、本実施例の双眼式立体シミュレータを介して模型Ｍ
を観察することにより、実物Ｏを眼視により直接観察し
て得られる視覚的印象と同じ視覚的印象を得ることがで
きる。なお、本実施例では、４つのプリズムＲ１〜Ｒ４
で像正立化光学系を構成した例を示したが、たとえばミ
ラーのような反射手段を組み合わせて像正立化光学系を
構成することもできる。

【００２４】図４は、本実施例の双眼式立体シミュレー
タを構成する各光学部材を保持するための保持機構の構
成を概略的に示す図であって、（ａ）は全体図を、
（ｂ）は要部の拡大図をそれぞれ示している。図４
（ａ）において、本実施例の保持機構は、３次元的に移
動可能な部材（不図示）に一端が連結された第１保持部
材Ａ１を備えている。第１保持部材Ａ１は、第２保持部
材Ａ２および第３保持部材Ａ３を介して、保持機構全体
を支持している。なお、ＡＺ軸を中心として回転可能な
ように第２保持部材Ａ２の一端は第１保持部材Ａ１の他
端に連結され、ＥＬ軸を中心として回転可能なるように
第３保持部材Ａ３は第２保持部材Ａ２の他端に連結され
ている。このように、第１保持部材Ａ１が空間的に固定
されることなく３次元的に移動可能に構成されているの
で、本実施例の双眼式立体シミュレータと観察すべき模
型との相対的な位置関係を適宜変化させることができ
る。

【００２５】また、図４（ｂ）に示すように、第３保持
部材Ａ３の一端にはスライドガイドＢ１が連結されてい
る。スライドガイドＢ１には移動用スクリューねじＢ２
がねじ込まれ、移動用スクリューねじＢ２の先端には移
動部材Ｂ３が連結されている。したがって、移動部材Ｂ
３は、移動用スクリューねじＢ２の回転駆動に応じて、
スライドガイドＢ１の溝部を鉛直方向に沿って往復移動
する。移動部材Ｂ３にはピンＢ４が取り付けられてお
り、ピンＢ４には一対のアーム部材Ｂ５の一端が連結さ
れている。一方、一対のアーム部材Ｂ５の他端は、ピン
Ｂ６を介して筐体Ｕに連結されている。すなわち、一対
のアーム部材Ｂ５は、ピンＢ４およびピンＢ６を介し
て、移動部材Ｂ３および筐体Ｕにそれぞれ枢着されてい
る。

【００２６】筐体Ｕには一対の円筒状の部材Ｂ７が取り
付けられ、各円筒状の部材Ｂ７の中心軸線がそれぞれ右
目用光学系の入射光軸および左目用光学系の入射光軸と
一致するように構成されている。また、筐体Ｕには一対
のピンＢ８が取り付けられ、各ピンＢ８の中心軸線がそ
れぞれ右目用接眼レンズ系の光軸および左目用接眼レン
ズ系の光軸と一致するように構成されている。なお、一
対のピンＢ８は、対応する接眼レンズ系の光軸を中心と
した回転のみが可能なように、それぞれ第１間隔調整部
材Ｃ２および第２間隔調整部材Ｃ３に支持されている。

【００２７】一対の円筒状の部材Ｂ７の中心軸線の間隔
すなわち右目用光学系の入射光軸と左目用光学系の入射
光軸との間隔を読み取るためのスケールとして読取り部
材Ｂ９が設けられている。読取り部材Ｂ９は、一方の円
筒状の部材Ｂ７をピボットとして回転可能なように取り
付けられている。他方の円筒状の部材Ｂ７はスライド部
材Ｂ１０の中に差し込まれ、スライド部材Ｂ１０は読取
り部材Ｂ９のガイド溝部を貫通している。こうして、読
取り部材Ｂ９は、スライド部材Ｂ１０に案内されて図中
水平方向に１次元的にのみ移動可能に構成されている。
スライド部材Ｂ１０に形成された指示印で読取り部材Ｂ
９のガイド溝部に形成された目盛りを読み取ることによ
って、左右入射光軸間隔Ｗo を知ることができる。な
お、図示のように、読取り部材Ｂ９とスライド部材Ｂ１
０とでバーニャを構成することにより、左右入射光軸間
隔Ｗo についてより正確な値を検出するのが好ましい。

【００２８】このように、各部材Ｂ１〜Ｂ１０および筐
体Ｕによって、左右入射光軸の間隔Ｗo を変化させる機
構が構成されている。そして、スクリューねじＢ２を回
転駆動することにより図中実線で示す状態から図中破線
で示す状態へ変化させて、左右の入射光軸の間隔を任意
の値に設定することができる。また、図４（ｂ）から明
らかなように、本実施例に示す保持機構においては、左
右の入射光軸を含む平面と左右の接眼光軸を含む平面と
を常に平行に維持することができる。

【００２９】また、第３保持部材Ａ３の他端には、第２
間隔調整部材Ｃ３が連結されている。第２間隔調整部材
Ｃ３は一対のピンＢ８の一方を介して筐体Ｕに連結され
ている。また、第２間隔調整部材Ｃ３に対向するように
第１間隔調整部材Ｃ２が設けられ、この第１間隔調整部
材Ｃ２は他方のピンＢ８を介して筐体Ｕに連結されてい
る。なお、第１間隔調整部材Ｃ２と第２間隔調整部材Ｃ
３との間には、スケールＣ４が設けられている。さら
に、間隔調整用スクリューねじＣ１が、第１間隔調整部
材Ｃ２を貫通し、第２間隔調整部材Ｃ３によって支持さ
れている。したがって、間隔調整用スクリューねじＣ１
を回転駆動することにより、第１間隔調整部材Ｃ２を図
中水平方向に１次元的に移動させることができる。前述
したように、第１間隔調整部材Ｃ２および第２間隔調整
部材Ｃ３の中心軸線はそれぞれ接眼光軸と一致している
ので、第１間隔調整部材Ｃ２と第２間隔調整部材Ｃ３と
の間隔の変化量は接眼レンズ系の眼幅の変化量と一致す
る。

【００３０】したがって、スケールＣ４に形成された目
盛りを読み取ることによって、第１間隔調整部材Ｃ２の
中心軸線と第２間隔調整部材Ｃ３の中心軸線との間隔
を、ひいては接眼レンズ系の眼幅を読み取ることができ
る。本実施例においては、図示のように、スケールＣ４
と第２間隔調整部材Ｃ３との間でバーニャを構成してお
り、接眼レンズ系の眼幅についてより正確な値を読み取
ることができる。このように、各部材Ｃ１〜Ｃ４、ピン
Ｂ８および筐体Ｕによって、接眼レンズ系の眼幅を調整
する機構が構成されている。

【００３１】図５は、本実施例の双眼式立体シミュレー
タを構成する各光学部材のうち接眼レンズ系を保持する
ための保持機構の構成を概略的に示す図であって、
（ａ）は側面図を、（ｂ）は端面図をそれぞれ示してい
る。図５において、一対の接眼鏡筒Ｅ２が、一対の差込
み部材Ｅ１内にそれぞれ差し込まれる形で設置されてい
る。一対の差込み部材Ｅ１は筐体Ｕにそれぞれ固定さ
れ、光軸ＡＸを中心とした回転のみが可能な状態で一対
の支持部材Ｆ３の一端にそれぞれ連結されている。ま
た、一対の接眼鏡筒Ｅ２は、光軸ＡＸを中心とした回転
のみ可能な状態で一対の往復部材Ｆ２の一端にそれぞれ
連結されている。なお、一対の往復部材Ｆ２の他端と一
対の支持部材Ｆ３の他端との間には、軸線ＦＡに沿った
スクリューねじＦ１が設置されている。このスクリュー
ねじＦ１は、一対の支持部材Ｆ３の他端に支持され、一
対の往復部材Ｆ２の他端を貫通している。こうして、一
対の往復部材Ｆ２および一対の支持部材Ｆ３は、共通の
軸線ＦＡを中心とした回転のみが可能な状態でそれぞれ
互いに連結されている。

【００３２】このように、Ｅ１、Ｅ２、およびＦ１〜Ｆ
３によって、対物レンズ系と接眼レンズ系との間隔を調
整する機構が構成されている。したがって、スクリュー
ねじＦ１を回転駆動すると、一対の往復部材Ｆ２が軸線
ＦＡに沿って図５（ａ）中水平方向に往復移動する。こ
のとき、一対の往復部材Ｆ２の移動に伴って一対の接眼
鏡筒Ｅ２も互いに同じ量だけ図中水平方向に往復移動す
る。なお、一対の接眼鏡筒Ｅ２の移動量は、スケールＦ
４によって読み取ることができる。こうして、一対の接
眼鏡筒Ｅ２の移動量に基づいて、対物レンズ系Ｌo と接
眼レンズ系Ｌe との主点間距離Ｄoeを求めることができ
る。また、スケールＦ４にバーニャを使用して、距離Ｄ
oeの値の変化量を正確に読み取ることができるようにす
るのが好ましい。

【００３３】

【効果】以上説明したように、本発明によれば、接眼レ
ンズ系からその焦点距離だけ離れた位置に観察者の双眼
の瞳を位置決めし、対物レンズ系と接眼レンズ系との距
離を所定の大きさに設定することにより、接眼レンズ系
を介して実物と同じ大きさの正立虚像を観察することが
できる。すなわち、本発明の双眼式立体シミュレータを
介して模型を観察することにより、実物を眼視で直接観
察して得られる視覚的印象と同じ視覚的印象を得ること
ができる。その結果、大型で高価な実物大の模型を多大
な時間をかけて製作することなく、製品の視覚的印象を
実際の製作に先立って知ることができる。

【００３４】また、上述のような工業的な用途以外に、
教育用途や娯楽用途などにも本発明を適用することが可
能である。例えば、博物館などで建築物の模型を展示す
る際に、見学者が本発明の双眼式立体シミュレータを介
して観察すれば、模型があたかも実物大に感じられる。
このため、展示物に対して大いに興味をそそられ、展示
物に対する理解がより深まることを期待することができ
る。あるいは逆に、実物を実際よりも大きく錯覚させた
り、小さく錯覚させたりすることも可能であるから、遊
技場などでの娯楽目的の器具に対して本発明を適用する
ことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の作用原理を模式的に説明する図であっ
て、本発明の双眼式立体シミュレータの光学構成を示す
図である。

【図２】（ａ）は観察者が実物を眼視で直接観察してい
るときの左右の視線を示す図であり、（ｂ）は観察者が
本発明の双眼式立体シミュレータを介して模型を観察す
るときの左右の視線を示す図である。

【図３】本発明の実施例にかかる双眼式立体シミュレー
タの光学構成を概略的に示す図であって、（ａ）は上面
図を、（ｂ）は側面図をそれぞれ示している。

【図４】本実施例の双眼式立体シミュレータを構成する
各光学部材を保持するための保持機構の構成を概略的に
示す図であって、（ａ）は全体図を、（ｂ）は要部の拡
大図をそれぞれ示している。

【図５】本実施例の双眼式立体シミュレータを構成する
各光学部材のうち接眼レンズ系を保持するための保持機
構の構成を概略的に示す図であって、（ａ）は側面図
を、（ｂ）は端面図をそれぞれ示している。

【符号の説明】

Ｏ実物Ｍ模型Ｌo 対物レンズ系Ｌe 接眼レンズ系ｆ対物レンズ系および接眼レンズ系の焦点
距離Ｉv 虚像Ｒ１第１ダハプリズムＲ２第１直角プリズムＲ３第２ダハプリズムＲ４第２直角プリズムＰ開口絞り

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像側にほぼテレセントリックな光学系
で、実物に対して所定の倍率で形成された模型からの光
に基づいて前記模型の像を形成するための対物光学系
と、前記対物光学系の焦点距離とほぼ同じ焦点距離を有し、
前記対物光学系を介して形成された前記模型の像を観察
するための接眼レンズ系とを備え、前記接眼レンズ系を介して前記模型の像を観察して得ら
れる視覚的印象が前記実物を眼視で直接観察して得られ
る視覚的印象とほぼ同じになるように、前記対物光学系
と前記接眼レンズ系との間隔が変化することを特徴とす
る双眼式立体シミュレータ。
【請求項２】左右入射光軸間隔をＷo とし、観察者の
眼幅をＷe とし、前記実物に対する前記模型の所定の倍
率を１／ｍ倍としたとき、Ｗo ＝Ｗe ・（１／ｍ）の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の双
眼式立体シミュレータ。
【請求項３】前記対物光学系の像側主点と前記接眼レ
ンズ系の物体側主点との間の光軸に沿った距離Ｄoeは、
前記対物レンズ系および前記接眼レンズ系の焦点距離を
ｆとし、前記模型と入射瞳との間の光軸に沿った距離を
Ｄo とし、前記実物に対する前記模型の所定の倍率を１
／ｍ倍としたとき、Ｄoe＝ｆ｛２＋（ｆ／Ｄo ）（１−１／ｍ）｝の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に
記載の双眼式立体シミュレータ。
【請求項４】前記接眼レンズ系を介して観察される前
記模型の像を正立像にするための像正立化光学系を備え
ていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項
に記載の双眼式立体シミュレータ。