JP2007156077A - 輻輳値変更機構付き防振双眼鏡 - Google Patents

Abstract

【課題】輻輳値変更機能と防振補正機構の双方を備えた双眼鏡を得る。
【解決手段】輻輳値を補正するために用いる輻輳値変更要素を、像ブレを補正する像ブレ補正要素と共用化した防振双眼鏡であって、フォーカシング機構による物体距離情報に応じ、輻輳値変更要素をそれぞれ左右方向に変位させて該輻輳値を変化させる輻輳値変更機構と、手ブレセンサによって検出される手ブレの大きさと方向に応じて、輻輳値変更機構とは独立して、対物光学系中の輻輳値変更要素を少なくとも左右方向に移動させる防振補正機構とを有する輻輳値変更機構を有する防振双眼鏡。
【選択図】図４

Description

本発明は、輻輳補正機能と防振機能の双方を有する双眼鏡に関する。

双眼鏡には、無限遠物体観察状態と、近距離物体観察状態とで輻輳値（角）（左右の視線が交差する距離（角度））が異なるという問題がある。この問題は、左右一対の対物光学系中の光学要素のうち、左右方向に移動させることにより輻輳値が変化する（輻輳値を変化させることができる）輻輳値変更要素を、観察光学系のフォーカシング機構に連動させて、それぞれ左右方向に変位させる輻輳値変更機構を設けることにより、ある程度解決できる。すなわち、輻輳値変更要素を近距離物体観察時には輻輳値が小さくなるように移動させ、無限遠物体観察時には大きくなるように移動させる。本出願人は、このような輻輳値変更機構付きの双眼鏡を開発し販売している（商品名「パピリオ」）。

一方、双眼鏡に加わる手ブレの大きさと方向を検出し、その検出値に応じて左右の防振光学要素を上下左右に移動させることにより、観察像のブレを抑制するようにした防振双眼鏡が開発販売されている。この防振双眼鏡は、基本構成として、双眼鏡に加わる手ブレの大きさと方向を検出する手ブレセンサ（角速度センサ）を設け、検出された手ブレの大きさと方向に応じて像ブレ補正要素を駆動している。像ブレ補正要素としては、左右の観察光学系中のレンズ、プリズム、ミラー等が使用可能である。
特許第３０９０００７号公報 特許第３１９６６１３号公報 特許第３１８９３２８号公報

本発明は、輻輳値変更機能と防振補正機構の双方を備えた双眼鏡を得ることを目的とし、そのために、輻輳値を補正するために用いる輻輳値変更要素を、像ブレを補正する像ブレ補正要素と共用化するという着眼に基づいてなされたものである。すなわち、輻輳値変更要素は、左右の観察光学系中において左右方向に移動することで輻輳値を変化させるものであるのに対し、像ブレ補正要素は、一般的に、左右の観察光学系中で左右方向ばかりでなく上下方向にも駆動されるものであるが、その左右方向の動きだけを取り出し、その移動量を適切なものとすれば、輻輳値の変更（補正）にも用いることができる。

本発明は、対物光学系、正立光学系及び接眼光学系を有する観察光学系を左右に一対備えた双眼鏡であって、観察光学系のフォーカシング要素を移動させることによりフォーカシングを行うフォーカシング機構と、このフォーカシング機構による物体距離情報に応じ、一対の対物光学系中の光学要素のうち、左右方向に移動させることにより輻輳値が変化する輻輳値変更要素をそれぞれ左右方向に変位させて該輻輳値を変化させる輻輳値変更機構と、双眼鏡に加わる手ブレの大きさと方向を検出する手ブレセンサと、手ブレセンサによって検出される手ブレの大きさと方向に応じて、上記輻輳値変更機構とは独立して、対物光学系中の上記輻輳値変更要素を少なくとも左右方向に移動させる防振補正機構と、を有することを特徴としている。

本発明による防振双眼鏡では、防振補正機構は、少なくとも、左右の輻輳値変更要素を個別に左右方向に駆動する左右方向アクチュエータを備えている。そして本発明の一態様では、この左右方向アクチュエータを、フォーカシング機構による物体距離情報及び手ブレセンサによって検出される左右方向の手ブレの大きさと方向に応じてそれぞれ駆動することにより、輻輳値変更機構付きの防振双眼鏡が得られる。

勿論、防振補正機構は、左右の輻輳値変更要素を上下方向に駆動する上下方向アクチュエータをさらに備えるのが一般的であり、この上下方向アクチュエータは手ブレセンサによって検出される手ブレの上下方向の大きさと方向によって駆動される。

上下方向アクチュエータは、左右の輻輳値変更要素を一緒に移動させるアクチュエータでも、個別に上下に移動させる一対の上下方向アクチュエータでもよい。

また本発明の別の態様では、輻輳値変更機構は、フォーカシング要素の光軸方向の移動に連動して、機械的に輻輳値変更要素を左右方向に駆動するカム機構から構成することができる。防振補正機構は、同様に、左右の輻輳値変更要素を左右方向に駆動する左右方向アクチュエータを備えており、この左右方向アクチュエータが手ブレセンサによって検出される手ブレの大きさと方向に応じて駆動される。

この態様では、防振補正機構の左右方向アクチュエータは、左右の輻輳値変更要素を一緒に左右方向に移動させるアクチュエータ、個別に左右方向に移動させる一対の左右方向アクチュエータのいずれから構成することもできる。後者では、輻輳値変更カム機構は、この左右の輻輳値変更要素の個別移動を許す個別移動カム機構から構成する。

本発明によれば、輻輳値変更機能と防振機能を有する双眼鏡を簡単な構成で得ることができる。

図１ないし図４は、本発明による輻輳値変更機構付き防振双眼鏡の第一の実施形態を示している。本実施形態の双眼鏡１０は、図１に示すように、左右対称構造であり、物体側から順に、左右の対物レンズ１１Ｌ、１１Ｒ、輻輳値補正（変更）レンズ１２Ｌ、１２Ｒ、第１プリズム１３Ｌ、１３Ｒ、第２プリズム１４Ｌ、１４Ｒ、及び接眼レンズ１５Ｌ、１５Ｒを有している。ＬとＲは、左と右を意味し、以下の説明では、ＬとＲを省略して説明することがある。対物レンズ１１と輻輳値補正レンズ１２は、対物光学系を構成し、第１プリズム１３と第２プリズム１４は正立光学系を構成し、接眼レンズ１５は接眼光学系を構成する。左右の接眼レンズ１５Ｌと１５Ｒの中間には、フォーカシングリング１６が回転操作自在に支持されており、このフォーカシングリング１６には回転を拘束して該リング１６の軸線方向に移動可能に支持したフォーカシングシャフト１７が螺合している。フォーカシングシャフト１７の先端は、左右の対物レンズ１１Ｌと１１Ｒに接続されており、フォーカシングリング１６を正逆に回転させることで、左右の対物レンズ１１Ｌと１１Ｒが一緒に光軸方向に移動する。すなわち、対物レンズ１１はフォーカシング要素である。

左右の輻輳値補正レンズ１２Ｌと１２Ｒは、左右方向（対物光学系光軸ＯＬ、ＯＲに直交する方向）に移動することで、輻輳値（角）（左右の視線が交差する距離（角度））を変化させる（ことができる）輻輳値変更要素である。すなわち、左右の輻輳値補正レンズ１２Ｌと１２Ｒは、無限遠（遠距離）観察時よりも、近距離観察時において互いに接近することで、輻輳値を大から小に変化させる（ことができる）要素である。

図２は、この左右の輻輳値補正レンズ１２Ｌと１２Ｒを支持した輻輳値補正（変更）レンズ保持機構２０を示している。この補正レンズ保持機構２０は、同時に防振補正機構を構成している。補正レンズ保持機構２０は、固定フレーム２１を有し、この固定フレーム２１に、左水平フレーム２２Ｌと右水平フレーム２２Ｒが左右方向に移動自在に支持されている。また、この左水平フレーム２２Ｌには、輻輳値補正レンズ１２Ｌを固定した左レンズ枠２３Ｌが上下方向に移動自在に支持され、右水平フレーム２２Ｒには、輻輳値補正レンズ１２Ｒを固定した右レンズ枠２３Ｒが上下方向に移動自在に支持されている。

固定フレーム２１と左水平フレーム２２Ｌの間、及び固定フレーム２１と右水平フレーム２２Ｒの間にはそれぞれ、左右方向左アクチュエータ２４Ｌと左右方向右アクチュエータ２４Ｒが設けられている。また左水平フレーム２２Ｌと左レンズ枠２３Ｌの間、及び右水平フレーム２２Ｒと右レンズ枠２３Ｒの間にはそれぞれ、上下方向左アクチュエータ２５Ｌと上下方向右アクチュエータ２５Ｒとが設けられている。従って、輻輳値補正レンズ１２Ｌは、左右方向左アクチュエータ２４Ｌと上下方向左アクチュエータ２５Ｌにより上下左右方向に移動可能であり、輻輳値補正レンズ１２Ｒは、左右方向右アクチュエータ２４Ｒと上下方向右アクチュエータ２５Ｒにより上下左右方向に移動可能である。

本実施形態では、この左右の輻輳値補正レンズ１２Ｌと１２Ｒを輻輳値変更時と防振補正時に駆動する。図３は、輻輳値変更時の駆動系を示している。輻輳値変更制御回路３０では、フォーカシングリング１６とフォーカシングシャフト１７によるフォーカシング部３１により対物レンズ１１が光軸方向に進退すると、繰出量検出部３２が対物レンズ１１の移動量（移動位置）から物体距離情報を検出する。輻輳補正量演算部３３は、この物体距離情報に基づき、輻輳補正量（補正値）を演算し、輻輳補正部３４が補正レンズ保持機構２０中の左右方向左アクチュエータ２４Ｌと左右方向右アクチュエータ２４Ｒを介して左右の輻輳値補正レンズ１２Ｌと１２Ｒを左右方向に駆動する。すなわち、輻輳値変更の際には、輻輳値補正レンズ１２Ｌと１２Ｒを左右方向のみに移動させる。

図４は、輻輳値変更制御回路３０に、防振補正制御回路４０を併せて描いている。左右の輻輳値補正レンズ１２Ｌと１２Ｒの制御回路は同一なので、図では、左側の輻輳値補正レンズ１２Ｌの制御回路のみを描いている。双眼鏡１０には、該双眼鏡１０に加わる手ブレの大きさと方向を検出する手ブレセンサ（手ブレ検出手段）として、上下方向角速度センサ４１と左右方向角速度センサ４２とが備えられている。この上下方向角速度センサ４１と左右方向角速度センサ４２で検出された手ブレの上下方向成分と左右方向成分の大きさと方向は、ブレ検出補正演算制御部４３に入力される。すると、ブレ検出補正演算制御部４３は、上下方向駆動回路４４と上下方向駆動部４５（上下方向左アクチュエータ２５Ｌ、上下方向右アクチュエータ２５Ｒ）を介してその手ブレの上下方向成分をキャンセルするように輻輳値補正レンズ１２Ｌを駆動し、左右方向駆動回路４６と左右方向駆動部４７（左右方向左アクチュエータ２４Ｌ、左右方向右アクチュエータ２４Ｒ）を介してその手ブレの左右方向成分をキャンセルするように輻輳値補正レンズ１２Ｒを駆動する。

図４のブレ検出補正演算制御部４３は、図３の輻輳値変更制御回路３０における輻輳補正部３４の機能を果たすもので、フォーカシング機構が操作された場合には、左右方向駆動回路４６と左右方向駆動部４７だけを使って（上下方向駆動回路４４と上下方向駆動部４５を使うことなく）、左右の輻輳値補正レンズ１２Ｌと１２Ｒを左右方向に駆動する。

図５は、左右の輻輳値補正レンズ１２Ｌと１２Ｒを、図１ないし図４の実施形態のように個別に駆動することなく、単一の上下方向アクチュエータ２５によって一緒に駆動するようにした実施形態を示している。固定フレーム２１には、上下フレーム２６が上下動自在に支持されており、この上下フレーム２６に左レンズ枠２３Ｌ（左輻輳値補正レンズ１２Ｌ）と右レンズ枠２３Ｒ（右輻輳値補正レンズ１２Ｒ）が個別に左右方向に移動自在に支持されている。左レンズ枠２３Ｌと右レンズ枠２３Ｒは、左右方向左アクチュエータ２４Ｌと左右方向右アクチュエータ２４Ｒによって個別に駆動される。

この実施形態では、防振補正時において、左右の輻輳値補正レンズ１２Ｌと１２Ｒが単一の上下アクチュエータ２５によって上下方向に一緒に動く点が第一の実施形態と異なり、輻輳値変更時の動作は第一の実施形態と同一である。

図６ないし図８は、輻輳値変更機構をカム機構から構成した本発明の別の実施形態を示している。図６は、図１と対応するもので、図１と共通の構成要素には同一の符号を付している。フォーカシングリング１６の回動動作によって直進移動するフォーカシングシャフト１７の先端には輻輳値変更カム機構１８が設けられている。この輻輳値変更カム機構１８は、フォーカシングシャフト１７の先端に固定したカムプレート１８ａを有し、このカムプレート１８ａには、左右の対物レンズ１１Ｌと１１Ｒを一緒に光軸方向に移動させる左右方向の連動溝１８ｂと、輻輳値補正レンズ１２Ｌ（左レンズ枠２３Ｌ）と輻輳値補正レンズ１２Ｒ（右レンズ枠２３Ｒ）を左右方向に対称に移動させる一対の傾斜カム溝１８ｃが形成されている。連動溝１８ｂには、左右の対物レンズ１１Ｌと１１Ｒの結合部材に設けたフォロアピン１８ｄが嵌まっており、一対の傾斜カム溝１８ｃには、左レンズ枠２３Ｌと右レンズ枠２３Ｒにそれぞれ設けたフォロアピン１８ｅが嵌まっている（図６、図７、図８参照）。

輻輳値補正レンズ１２Ｌ（左レンズ枠２３Ｌ）と輻輳値補正レンズ１２Ｒ（右レンズ枠２３Ｒ）は、図８に示すように、補正レンズ保持機構２０に支持されている。この実施形態の補正レンズ保持機構２０は、固定フレーム２１上に左右方向に移動自在に単一（一体）の水平フレーム２２を支持し、この水平フレーム２２に左右方向に移動自在に輻輳値補正レンズ１２Ｌ（左レンズ枠２３Ｌ）と輻輳値補正レンズ１２Ｒ（右レンズ枠２３Ｒ）を支持している。水平フレーム２２は、単一の左右方向アクチュエータ２４によって左右方向に駆動され、単一の上下方向アクチュエータ２５によって上下方向に駆動される。

従ってこの実施形態では、フォーカシングリング１６を回動させてカムプレート１８ａを進退させると、連動溝１８ｂとフォロアピン１８ｄの関係で対物レンズ１１が光軸方向に進退してフォーカシングがなされる。このカムプレート１８ａの移動（物体距離情報）に従って、傾斜カム溝１８ｃとフォロアピン１８ｅの関係によって左右の輻輳値補正レンズ１２Ｌと１２Ｒの間隔が変化して輻輳値を変化させる。すなわち、観察物体距離が遠距離のときほど輻輳値が大きく、近距離のときほど輻輳値が小さくなるように輻輳値が変更（補正）される。防振補正のときには、左右方向アクチュエータ２４と上下方向アクチュエータ２５により、左右の輻輳値補正レンズ１２Ｌと１２Ｒの全体が左右方向及び上下方向に駆動される。

図９と図１０は、防振補正時に左右の輻輳値補正レンズ１２Ｌと１２Ｒが独立して移動できるようにした輻輳値変更個別移動カム機構１８Ｘを示している。この輻輳値変更個別移動カム機構１８Ｘは、図６ないし図８の実施形態のカムプレート１８ａを独立して左右に移動できる左右のカムプレート１８ａＬと１８ａＲに分割し、この左右のカムプレート１８ａＬと１８ａＲにそれぞれ、傾斜カム溝１８ｃを形成している。カムプレート１８ａＬと１８ａＲはそれぞれ、左右方向に長い連動溝１８ｂを有しており、この連動溝１８ｂに、フォーカシングシャフト１７の先端に設けた一対のフォロアピン１８ｆが嵌まっている。カムプレート１８ａＬと１８ａＲが光軸方向に移動すると、左右の対物レンズ１１Ｌと１１Ｒが一緒に光軸方向に移動するのは、輻輳値変更カム機構１８と同様である。

図１０は、輻輳値補正レンズ１２Ｌ（左レンズ枠２３Ｌ）と輻輳値補正レンズ１２Ｒ（右レンズ枠２３Ｒ）を支持する補正レンズ保持機構２０の実施形態を示している。この補正レンズ保持機構２０の基本構成は、輻輳値変更個別移動カム機構１８Ｘが付加されている点を除き、図２の実施形態と同様であり、同一構成要素には同一の符号を付している。

以上の実施形態で説明した左右方向及び上下方向のアクチュエータは各種が知られており、本発明はこれらアクチュエータの如何を問わずに成立する。

本発明を適用する双眼鏡の一実施形態を示す主要要素の平面図である。 図１の双眼鏡の輻輳値変更機構と防振機構を兼ねる駆動機構を示す正面図である。 図２の駆動機構の輻輳値変更制御回路図である。 図２の駆動機構の防振補正制御回路図である。 本発明の別の実施形態を示す図２に対応する正面図である。 本発明による輻輳値変更機構付き双眼鏡の別の実施形態を示す主要要素の平面図である。 図６の双眼鏡の輻輳値変更機構部分の主要要素の拡大平面図である。 図６、図７の双眼鏡の防振駆動機構を示す正面図である。 本発明による輻輳値変更機構付き双眼鏡のさらに別の実施形態を示す図７に対応する平面図である。 図９の実施形態の図８に対応する正面図である。

符号の説明

１０ 双眼鏡
１１ 対物レンズ
１２ 輻輳値補正レンズ
１３ 第１プリズム
１４ 第２プリズム
１５ 接眼レンズ
１６ フォーカシングリング
１７ フォーカシングシャフト
１８ 輻輳値変更カム機構
１８Ｘ 輻輳値変更個別移動カム機構
２０ 補正レンズ保持機構
２１ 固定フレーム
２２ 水平フレーム
２３ レンズ枠
２４ 左右方向アクチュエータ
２５ 上下方向アクチュエータ
３０ 輻輳値変更制御回路
３１ フォーカシング部
３２ 繰出量検出部
３３ 輻輳補正量演算部
３４ 輻輳補正部
４０ 防振補正制御回路
４１ 上下方向角速度センサ（手ブレ検出手段）
４２ 左右方向角速度センサ（手ブレ検出手段）
４３ ブレ検出補正演算制御部
４４ 上下方向駆動回路
４５ 上下方向駆動部
４６ 左右方向駆動回路
４７ 左右方向駆動部

Claims (6)

1. 対物光学系、正立光学系及び接眼光学系を有する観察光学系を左右に一対備えた双眼鏡であって、
   上記観察光学系のフォーカシング要素を移動させることによりフォーカシングを行うフォーカシング機構と、
   上記フォーカシング機構による物体距離情報に応じ、一対の対物光学系中の光学要素のうち、左右方向に移動させることにより輻輳値が変化する輻輳値変更要素をそれぞれ左右方向に変位させて該輻輳値を変化させる輻輳値変更機構と、
   上記双眼鏡に加わる手ブレの大きさと方向を検出する手ブレセンサと、
   上記手ブレセンサによって検出される手ブレの大きさと方向に応じて、上記輻輳値変更機構とは独立して、上記輻輳値変更要素を少なくとも左右方向に移動させる防振補正機構と、
   を有することを特徴とする輻輳値変更機構付き防振双眼鏡。
2. 請求項１記載の輻輳値変更機構付き防振双眼鏡において、上記防振補正機構は、上記左右の輻輳値変更要素を個別に左右方向に移動させる一対の左右方向アクチュエータを備え、この左右方向アクチュエータが上記フォーカシング機構による物体距離情報及び手ブレセンサによって検出される左右方向の手ブレの大きさと方向に応じて駆動される輻輳値変更機構付き防振双眼鏡。
3. 請求項１または２記載の輻輳値変更機構付き防振双眼鏡において、上記防振補正機構は、上記左右の輻輳値変更要素を上下方向に駆動する上下方向アクチュエータをさらに備えており、この上下方向アクチュエータは上記手ブレセンサによって検出される手ブレの上下方向の大きさと方向によって駆動される輻輳値変更機構付き防振双眼鏡。
4. 請求項３記載の輻輳値変更機構付き防振双眼鏡において、上記上下方向アクチュエータは、上記左右の輻輳値変更要素を個別に上下に移動させる一対の上下方向アクチュエータからなっている輻輳値変更機構付き防振双眼鏡。
5. 請求項１記載の輻輳値変更機構付き防振双眼鏡において、上記輻輳値変更機構は、フォーカシング要素の光軸方向の移動に連動して、機械的に輻輳値変更要素を左右方向に駆動するカム機構からなっており、上記防振補正機構は、上記左右の輻輳値変更要素を左右方向に駆動する左右方向アクチュエータを備え、この左右方向アクチュエータが上記手ブレセンサによって検出される手ブレの大きさと方向に応じて駆動される輻輳値変更機構付き防振双眼鏡。
6. 請求項５記載の輻輳値変更機構付き防振双眼鏡において、上記左右方向アクチュエータは、上記左右の輻輳値変更要素を個別に左右方向に移動させる一対の左右方向アクチュエータからなっており、上記輻輳値変更カム機構は、この左右の輻輳値変更要素の個別移動を許す個別移動カム機構からなっている輻輳値変更機構付き防振双眼鏡。
   
   
   

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