GalileanEdit
17世紀の望遠鏡の発明以来、双眼視のために望遠鏡を二つ並べて設置する利点はほとんど探求されてきたようで、その結果、双眼鏡を使用することが可能になりました。 初期の双眼鏡は、ほとんどがガリレオ式光学系、つまり対物レンズが凸で接眼レンズが凹のものを使用していました。 ガリレオ式は直立像が得られるという利点があるが、視野が狭く、あまり高倍率にはならない。 このような構造は、現在でも非常に安価なモデルやオペラグラス、劇場用メガネに使われています。 ガリレオ式は、低倍率の双眼手術用ルーペや宝石商用ルーペにも使われている。 また、射出瞳が大きいため、センタリングが難しくなく、視野が狭いため、このような用途にも適しています。 そのため、このような用途には、メガネフレームに装着したり、メガネにカスタムフィットさせたりすることが多い。 ケプラー光学系は倒立像になるため、像を真上に向けるためにさまざまな工夫がなされています。
レンズを立てる編集
ケプラー光学系のアプリズム双眼鏡（「双眼鏡」と呼ばれたこともある）では、各筒ごとに対物と眼の間に1～2のレンズ（リレーレンズ）が付加されています。 これらのレンズは像を立てるために使用されます。 しかし、この双眼鏡は長すぎるという重大な欠点があった。 9649>
PrismEdit
光学プリズムを追加することで、レンズを増やさずに正立させ、全長を短くすることができ、ポロプリズムやルーフプリズムが一般的に用いられました。
PorroEdit
Porro prism binoculars
ポロプリズム双眼鏡はイタリアの光学者イニャツィオ・ポーロから名前をとったもので、彼は1854年にこのイメージエクティングシステムで特許を取っています。 この方式は、後に他の双眼鏡メーカー、特に1890年代のカール・ツァイス社によって改良されました。 ポーロ式プリズムをZ型に配置し、像を結ばせる方式。 そのため、対物レンズと接眼レンズの間隔が広く、奥行きを感じやすい双眼鏡になります。 また、ポロプリズムは光路を折りたたむことができるため、双眼鏡の物理的な長さが対物レンズの焦点距離より短くなるというメリットもあります。 このようにポロプリズムの双眼鏡は、小さなスペースに像を立てるために作られたもので、プリズムを使った双眼鏡はここから始まりました。
RoofEdit
ルーフプリズムを用いた双眼鏡は、早くも1870年代にアキール・ヴィクトル・エミール・ドーブレスによる設計で登場したと思われる。 1897年にはモーリッツ・ヘンソルトがルーフプリズム双眼鏡の販売を開始しました。 ほとんどのルーフプリズム双眼鏡は、アッベ・ケーニッヒ・プリズム（Ernst Karl AbbeとAlbert Koenigにちなんで命名、1905年にカールツァイスが特許を取得）またはシュミット・ペチャン・プリズム（1899年に発明）のいずれかの設計を用いて像を立て、光路を折りたたむようになっている。
ルーフプリズムの設計では、ポロプリズムよりも幅が狭く、コンパクトな装置を作ることができます。 また、画像の明るさにも違いがあります。 ポロプリズムの双眼鏡は、同じ倍率、対物サイズ、光学品質のシュミット・ペチャン式ルーフプリズムの双眼鏡よりも明るい像が得られますが、これはこのルーフプリズム設計が光の透過率を12%から15%低下させる銀面を採用しているためです。 また、ルーフプリズムは、光学部品のアライメント（コリメーション）に厳しい公差が要求されます。 そのため、工場で高度なコリメーションを取る必要がある固定式エレメントを使用するため、コストがかかる。 ポロプリズムの双眼鏡は、プリズムセットの再調整でコリメーションが取れる場合があります。 ルーフプリズムの双眼鏡はアライメントが固定されているため、通常は再度のコリメーションは必要ありません。
光学パラメーター編集
双眼鏡は通常特定の用途向けに設計されています。 これらの異なる設計には、双眼鏡のプリズムカバー・プレートに記載されているような特定の光学パラメータが必要です。 これらのパラメータは、
MagnificationEdit
双眼鏡の説明で最初の数字として与えられる倍率（例：7×35、8×50）は、対物レンズの焦点距離を接眼レンズの焦点距離で割った比率に相当します。 これが双眼鏡の倍率（「口径」と表現されることもあります）となります。 例えば倍率が7の場合、その距離から見ると7倍の大きさの像が得られます。 望ましい倍率は用途によって異なり、ほとんどの双眼鏡は永久的に調整できないようになっています（ズーム式双眼鏡は例外）。 手持ち式の双眼鏡は7倍から10倍が一般的で、手の震えの影響を受けにくくなります。 倍率が高くなると視野が狭くなり、画像を安定させるために三脚が必要になる場合があります。
対物レンズ径編集
7×35、8×50など、双眼鏡の説明の2番目の数字として与えられる対物レンズ径は、解像度（シャープネス）と画像を形成するために光をどれだけ集められるかを決定するものである。 同じ倍率、同じ品質で、十分に一致した射出瞳（下記参照）を持つ2つの双眼鏡は、対物レンズの直径が大きい方が「明るく」「シャープな」画像を作り出します。 つまり、8×40 は 8×25 よりも、同じ 8 倍の倍率でも、より「明るく」、より「シャープ」な像になるのです。 また、8×40はフロントレンズが大きいため、接眼部から出る光線（射出瞳）が広くなります。 そのため、8×25よりも8×40の方が快適に見ることができるのです。 倍率、シャープネス、光束のどれをとっても8×40より10×50の双眼鏡の方が優れています。 対物レンズの直径は通常ミリメートルで表わされます。 倍率×対物径で分類するのが一般的で、例えば7×50など。 小型のものでは直径22mm程度、野戦用双眼鏡では35mmや50mm、天体用双眼鏡では70mmから150mm程度が一般的です。
出射瞳編
双眼鏡は、対物レンズで集めた光をビーム状に集光し、その直径である出射瞳は、対物レンズの直径を倍率で割った値となります。 最大限の集光効果と明るい像、そしてシャープな見え方を得るためには、少なくとも人間の目の瞳孔の直径と同じであることが必要で、夜間は約7mm、昼間は約3mm、年齢とともに小さくなる。 双眼鏡から流れ出る光の円錐が、入る側の瞳より大きければ、瞳より大きな光は無駄になってしまいます。 日中の使用では、人間の瞳孔は通常約3mm拡張しており、これは7×21の双眼鏡の射出瞳とほぼ同じです。 これよりはるかに大きな7×50の双眼鏡では、入射する瞳よりも大きな光の円錐が生じ、この光は日中においては無駄になります。 また、小さすぎる射出瞳は、網膜の集光面の一部しか使われないので、観察者は薄暗い視界を得ることになります。 バードウォッチングやハンティングなど、機材を持ち運ぶ用途では、想定される虹彩径と同じ射出瞳の小型（軽量）双眼鏡を選ぶと、解像度は最大になりますが、無駄な絞りの重さを背負わずに済みます
射出瞳が大きいと、光を受ける位置に目を置くことが容易になり、大きな射出瞳光軸上のどこにいてもかまいません。 特に大視野の双眼鏡では、ケラレが発生し、光の一部が遮断され、像の境界が暗くなるのを防ぐことができ、また、素早く像を見つけることができるので、動きの速い鳥や動物を見るときや、ピッチングボートや船のデッキで船乗りにとっては重要なことなのです。 また、狭い射出瞳の双眼鏡は、有用な画像を提供するために機器を目の前に正確に保持する必要があるため、疲労することがあります。 最後に、多くの人は夕暮れ時や曇天時、夜間など、瞳孔が大きくなる時間帯に双眼鏡を使用します。 従って、昼間の射出瞳は普遍的に望ましい基準とは言えません。
Eye reliefEdit
アイレリーフとは、接眼レンズ後部から射出瞳またはアイポイントまでの距離のことです。 これは、ケラレのない画像を見るために、観察者が接眼レンズの後ろに自分の目を置かなければならない距離です。 接眼レンズの焦点距離が長いほど、アイレリーフの可能性が大きくなります。 双眼鏡のアイレリーフは、数ミリから2.5センチ以上まであります。 アイレリーフは、メガネをかけている人には特に重要です。 メガネをかけている人の目は、一般的にアイピースから離れているため、ケラレを防ぎ、極端な場合には全視野を確保するために、アイレリーフを長くする必要があります。
Close focus distance編集部
Close focus distanceとは、双眼鏡が焦点を合わせることができる最も近い点のことです。 この距離は、双眼鏡の設計により、約0.5mから30mまで様々です。
接眼レンズ編集部
双眼鏡の接眼レンズは、通常3枚以上のレンズを2群に分けたものである。 見る人の目から最も遠いレンズをフィールドレンズ、最も目に近いレンズをアイレンズと呼びます。 最も一般的な構成は、1849年にカール・ケルナーによって発明されたものである。 この配置では、アイレンズは平凹両凸アクロマティックダブレット（前者の平らな部分が目に向く）、フィールドレンズは両凸のシングレットです。 1975年に開発された逆ケルナー接眼レンズは、フィールドレンズが両凹・両凸アクロマティックダブレット、アイレンズが両凸シングレットである。 逆ケルナーはアイレリーフが50%大きく、焦点距離の小さいものほど有効で、やや広視界となる。 5～6枚を3群に分けたもの。 2つのアクロマティックダブレットとその間のダブルコンベックスシングレット、あるいはすべてアクロマティックダブレットである。 ケルナー接眼レンズのように高倍率では非点収差やゴースト像が発生するため、あまり良い性能は得られない傾向にある。 しかし、アイレンズが大きく、アイレリーフに優れ、低倍率での使い心地は良好です。