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ガリレオ式?ポリ式?ダハ式?双眼鏡の種類と特徴

双眼鏡の種類と特徴

双眼鏡。知っているようで全く知らない。持っているようで持っていない?!そんな近くて遠い双眼鏡だけど、今や日本が世界一の生産国!冒険心と精巧な和の技術で進化し続ける双眼鏡。

その歴史は長く、オランダの眼鏡屋に始まりガリレオの天体観測からポロ式にダハ式!それぞれの光学的構造は、複雑だけれどオモシロい。少し覗けば、世界はもっと広がり遠いものがググッと近く!双眼鏡の知られざる世界、そしてその種類と特徴を知りましょう。

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双眼鏡の分類

双眼鏡の分類

望遠鏡は「天体望遠鏡」と「地上望遠鏡」に分類され、地上望遠鏡は「単眼鏡」と「双眼鏡」に分類されます。「双眼鏡」は望遠鏡の一種なのです。光を遮断する二つの鏡筒を平行に並べた、光の屈折を利用した光学機器で、左右の目で見るため視差によって立体感を感じます。

天体望遠鏡と地上望遠鏡

双眼鏡を含むすべての望遠鏡は鏡筒(筒状)になっていて、二つのレンズで構成されています。鏡筒の目で覗く側が「接眼レンズ」、鏡筒の反対側が「対物レンズ」。

天体望遠鏡と地上望遠鏡の違いを簡単に説明すると以下のようになります。

  • 天体望遠鏡=両レンズとも凸レンズで構成されていて、目に映る対象は倒立像(上下左右逆転)となります。
  • 地上望遠鏡=両レンズとも凸レンズで構成されていますが、間にプリズムを入れることにより光の反射を利用して、対象が成立像(上下左右正しいフォルム)に見えます。

成立像に見える地上望遠鏡の方が、便利で日常使いに適しているといえるでしょう。観劇や野鳥がひっくり返って見えては意味がありません!倍率は天体望遠鏡より低いのですが、明るい場所で景色などを観察するには十分です。

一方天体望遠鏡は、暗い空の遠い星を観測するため、高解像度が要求されます。倍率は家庭用でも100〜200倍。プリズムなど余分なものを挟まず高い光度を維持しているため、クリアに天体が観測できるのです。天体が倒立像で見えたとしてもさほど不具合はありません。

>>天体望遠鏡の仕組みと特徴はコチラ

単眼鏡と双眼鏡

この2つの違いは、鏡筒が1つか2つかだけで、どちらも手持ち式の地上望遠鏡です。日常使いに適した構造が必須のため、鏡筒内のプリズムで鏡面反射を利用して成立像を映し出します。

それぞれの特徴は以下の通りです。

  • 単眼鏡=コンパクトなのが利点。しかし単眼視は目が疲労しやすく、需要が少なく少生産のためコスパが双眼鏡より悪いのです。
  • 双眼鏡=左右それぞれの視力に合わせてピントを調整できるので、より鮮明に対象をとらえることができます。両目で見ることにより立体感や遠近感を感じ取ることができるのが何より利点。やはり双眼鏡の良さは肉眼で見ているような立体感を得れることでしょう。

>>単眼鏡について詳しくはコチラ

双眼鏡の種類

双眼鏡はどれも成立像が得られますが、その要と言えるレンズやプリズムの構成を大きく分類すると4つ。それぞれの光学的な構成の違いにより特徴が違い、購入の際の重要なポイントとなります。

また、最近の双眼鏡には防振機能やズーム機能といった様々な特殊機能が搭載されていることもあります。こういった双眼鏡の種類について、以下で詳しくご紹介していきます。

レンズ・プリズムの構成

レンズ・プリズムの構成

オランダの眼鏡屋リッパーシェイが、凸レンズと凹レンズを使用して発明したものが、世界最初の望遠鏡といわれています。

その後進化を遂げた双眼鏡のレンズとプリズムの構成は、大きく分けると、リッパーシェイ同様プリズムを使わない「ガリレオ式」と、今では事実上使われていない「リレーレンズ式」、最もメジャーな「2種類のプリズム式」に分類されます。

ガリレオ式双眼鏡の特徴
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1608年に、ガリレオガリレイが考案した天体望遠鏡の鏡筒を、二つ並べて作られた双眼鏡。対物レンズの凸レンズと接眼レンズの凹レンズの組み合わせによって対象は拡大するため、プリズムがなくても成立像が見えるシンプルな構造。

「望遠鏡の倍率は2枚のレンズの焦点距離の比で決まる」という光学理論は何とガリレオの発見なのです。

倍率はせいぜい4倍程度で視野が狭く、視界がボケるという欠点があります。今では、おもちゃ双眼鏡やオペラグラスにガリレオ式が採用されていますが、光学ガラスではなくプラスティックが使用されていて、軽量で安価

>>オペラグラスについて詳しくはコチラ

リレーレンズ式双眼鏡の特徴

対物レンズと接眼レンズ、両方に凸レンズを使用。間に複数のレンズを配置して成立像を得る仕組み。細長い鏡筒が特徴です。19世紀から20世紀にドイツを中心に製造されていましたが、プリズム搭載の双眼鏡の出現により淘汰され、現在では使われていないようです。

ポロプリズム式双眼鏡の特徴
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1854年にイタリアのポロによって発案されました。通称「ポロ式」。最も古く最もオーソドックスな双眼鏡と言えるでしょう。対物レンズと接眼レンズ、共に凸レンズ。その間に2個の直角プリズム(ポロプリズム)を90度に組み合わせて成立像を得られます。

すべての反射面が全反射するため光度が高く、対物レンズの口径を大きく設計するのが容易なので、光を取り込みやすくなります。(対物レンズの口径が大きいほど光度が上がります。)

天体観測、海洋観測、または業務監視などに最適な望遠鏡。しかし、光路が乙状に折れ曲がるスペースを確保するため、サイズが大きくなるのが欠点です。ポロ式も細かく分類されます

  • ポシュロム型 =対物レンズ筒にプリズムが搭載。機密性が高く防水式の双眼鏡に使われています。
  • ツァイス型 =対物レンズ筒とプリズムが別体。製造が簡単なので大量生産されてきましたが、光学原理も機能もポシュロムと同じです。
  • マイクロ型 =対物レンズを接眼レンズの内側に配置したため小型化が実現。コンパクトで高性能で安価。最近の主流となっています。
ダハプリズム式双眼鏡の特徴
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19世紀後半、主流だったポロ式を小型化するためにに、ドイツで考案されました。ダハとはドイツ語で「屋根」。一部のプリズムが屋根型をしていることが由来です。反射面が全反射でないため、光の損失が起こります。それを精密な技術で加工して、コンパクトでも光度の高い双眼鏡となりました。同じスペックでもポロ式より小型でスタイリッシュなため人気が高いのです。

また、軸が2つあって折りたためるものを2軸ダハと言い、コンパクトに畳めるので携帯しやすく、子供の目幅にも調整しやすいという利点があります。構造上高度な技術を要するため、お値段はポロ式より高くなります!

ポリ、ダハともに対物レンズは凸レンズを使用、と簡単に説明しましたが、実際は凸レンズ一枚では収差(光の屈折によって色づき、ぼやけたりする現象)が起こり綺麗な像が得れないため、屈折率の違う様々なレンズを組み合わせていることが多いのです。

一番初めに対象物をとらえる対物レンズこそが、光学機の性能の決め手になると言っても過言ではありません。対物レンズでできた像を拡大する接眼レンズも、一般的には3枚以上の組み合わせから出来ています。

機能で分ける双眼鏡の種類

防振に防水に対空など、日々進化している双眼鏡。海に空に陸にとなかなかのマルチぶり!デジタル式に至っては双眼鏡機能がオプションなのか、カメラ機能がオプションなのか、わからなくなるほど多機能なのです。それぞれの特徴を見てみましょう。

防振双眼鏡の特徴

電池式の手振れ補正機能がついた双眼鏡。ビデオやカメラの手振れ補正が主流となった今、観劇やスポーツ観戦を目的にした人たちにもキャッチーなオプション。しかし本来は、天体観測や野鳥など動きの少ないものや特定のものを捉えるのに適していて、その用途は幅広いのです。視野が明るく、満足度が高いので多少値が張ってもコスパが良いと言えるでしょう。

余談ですが、世界最古の防振双眼鏡はフジノンが1980年に軍事用に開発したもので、当時は100万円もしたようです!その当時から「手振れ防止」は、望遠鏡双眼鏡にとっては高額でも価値ある機能だったのでしょう。

>>防振双眼鏡のおすすめランキングはコチラ

防水双眼鏡の特徴

内部に窒素ガスが充填されているため防水効果が高く、雨や霧の中での使用も可能。高性能な防水加工がされているものは、ボディごと洗い流せれるので使用後のメンテナンスが楽です。ただし落下などの衝撃で内部の窒素ガスが抜けると機能が低下するので、定期的なメンテナンスは不可欠です。

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デジタル双眼鏡の特徴

被写体を動画や静止画、3Dムービーに記録できます。いわばハンディカムと双眼鏡が一体化したもの。ズームとフォーカスというアナログ部分がデジタル化されているため、一瞬で被写体をとらえられるため、「観察と記録」という点では非常に有効的。ただし、双眼鏡を通して肉眼で見るようなアナログ的感動は得られず、ヴィデオ上映的な印象を得るようです。また、ハンディカムや一般的な双眼鏡よりは、やや大きめです。

>>デジタル双眼鏡の魅力や特徴はコチラ

対空双眼鏡の特徴

空を見上げるよためにデザインされた双眼鏡。天体観測など、空を見上げることにより首に負荷がかかります。それを無くすために、接眼部を傾斜させています。非常に軽量なので手持ちでも可能ですが、対空用とあって高倍率のため手ぶれは免れません。三脚に固定させて使うことをお勧めします。

ズーム双眼鏡の特徴

ズーム式の双眼鏡は少なく、基本的には固定倍率です。双眼鏡は構造上、倍率が高くなると実視界が狭くなり非常に見えにくくなるのです。世間ではズーム100倍!などとうたわれてますが、実際は8倍以上で手ぶれがひどくなるので、実用的ではありません。買ってみても、結局倍率を下げて使うことが多くなるそうです。

ズームには光学ズームデジタルズームがあり、仕組みは全く違います。

  • 光学ズーム=レンズを動かすことによって焦点距離を変化させ光学的に拡大します。(ガリレオの発見でしたね!)
  • デジタルズーム=写った被写体の一部だけを切り取って拡大処理しているためどうしてもクリアには見えません。自分で調整しているように錯覚しますが、プロミングされた決まったパターンで動きます。

倍率を下げたデジタルズーム双眼鏡と、同倍率にした固定式双眼鏡を比べたら、デジタルの方が視野が狭く少し暗く見えるのです。デジタルを搭載したことによりレンズの枚数が増えて構成が複雑になるからでしょう。

光学だろうとデジタルだろうと「ズーム」と聞くと倍率が自由に動かせて便利だと思われがちです。確かに用途によっては効力を発揮するのでしょうが、「双眼鏡」というそもそもアナログな光学機に取ってには、「便利=ベスト」というわけではないようですね。

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