JP3869660B2

JP3869660B2 - 像振れ補正装置および像振れ補正機能付き光学機器

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Publication number: JP3869660B2
Application number: JP2001003609A
Authority: JP
Inventors: 謙蛭沼; 浩二津田
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 2001-01-11
Filing date: 2001-01-11
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2021-01-11
Also published as: DE10200845A1; US6768587B2; JP2002207231A; CN1365015A; CN1252506C; DE10200845B4; US20020089749A1; HK1048159B; HK1048159A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、双眼鏡などの光学機器に関し、特に補正レンズにより像振れを補正する像振れ補正機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、双眼鏡等において手振れなどにより起因する像振れを防止する像振れ補正機能を備えたものが知られている。例えば特開２０００−１９９８６２号公報には、補正光学系を像振れが相殺されるように、光軸に垂直な平面内で互いに直交する２方向に相対移動させる像振れ補正装置が示されている。
【０００３】
具体的には、補正レンズを２重の駆動枠で保持し、直交する縦方向および横方向に関してそれぞれの駆動枠を相対移動させるための２つの直動型アクチュエータを設けている。縦方向について説明すると、直動型アクチュエータにはモータの回転をリードネジにより直進運動に変えるシャフトが設けられ、このシャフトは通常の使用状態では鉛直方向に略一致する縦方向に延び、その先端は下方に位置し縦方向駆動枠に一体的なガイドピンに当接している。縦方向駆動枠はコイルバネにより上方に引張されており、ガイドピンはシャフトの先端に下から押付けられている。従って、ガイドピンおよび縦方向駆動枠はシャフトに従動して縦方向に相対移動する。モータによるシャフトの推進力は、通常の使用状態において縦方向駆動枠を押し下げるのに必要な値、即ち上方への引張力から縦方向駆動枠およびこれに支持される横方向駆動枠、横方向アクチュエータおよび補正レンズ等に係る重力を差引いた値に設定されている。
【０００４】
しかし、通常の使用状態ではコイルバネの引張方向が鉛直上方であるが、操作者の保持の仕方や姿勢によっては引張方向が常に鉛直上方に一致するとは限らず、、例えば双眼鏡が空間内で上下逆になった場合には、引張方向は鉛直下方となる。このため、シャフトにはバネ力に上記構成の重量を加算した力がかかり、シャフトの推力よりシャフトにかかる力が上回ってモータの脱調を引き起こす恐れがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題点に鑑み、本発明は、光学機器の姿勢によるモータの脱調を防止し、かつシャフトを駆動枠材に対して正確に位置決めすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の像振れ補正装置は、光学機器の光軸の振れを補正するための補正光学系と、補正光学系を保持し、光軸に垂直な平面において所定方向に移動可能な駆動枠材と、所定方向に対して軸心が平行に延びるシャフトを有し、このシャフトを軸心に沿って直進運動させる駆動手段と、駆動枠材に固定される一方、シャフトの両端部を挟持することによってシャフトの直進運動を駆動枠材に伝達する伝達手段とを備えることを最も主要な特徴とする。これにより、シャフトの直進運動が確実に駆動枠材に伝達され、光学機器がどのような姿勢をとってもモータが脱調したり、負荷に負けてしまうことが確実に防止できる。
【０００７】
光学機器の通常の使用姿勢において、駆動枠材の移動方向である所定方向は鉛直方向に実質的に一致することが好ましく、光学機器が空間内で上下逆になった場合でも確実に駆動できる。
【０００８】
像振れ補正装置の伝達手段は、具体的には駆動枠材から光軸に沿って延びシャフトの両端部にそれぞれ対向する２つの突起部と、２つの突起部の少なくとも一方に取付けられ突起部と協働してシャフトの両端部を挟持する押圧部材とを備えることが好ましい。また、２つの突起部は駆動枠材を駆動枠材の移動方向である所定方向に沿って案内するガイド部材としての役割を有していてもよく、具体的には、所定方向に延びる長穴であって突起部が挿通するガイド穴が穿設され、このガイド穴内で突起部が相対移動することにより駆動枠材が所定方向に沿って案内される。
【０００９】
像振れ補正装置の駆動手段は、モータの回転をシャフトに伝達する送りネジ機構を備えていてもよく、この場合送りネジ機構によりシャフトが回転しつつ直進運動する際にシャフトの両端部と伝達手段とがそれぞれ点接触することが好ましい。これによりシャフトと伝達手段との摩擦が小さくなってモータへの負荷が小さくなる。
【００１０】
像振れ補正装置において、突起部と協働してシャフトの両端部を挟持する押圧部材は、例えば突起部に固定されるケースと、このケースに対してシャフトの軸心に沿って相対移動可能であって球状の先端部がシャフトの一端部に常に点接触する押ピンと、ケースに収容されて押ピンをシャフトの軸心方向に沿って付勢するコイルバネとを備えた構成である。また、押圧部材は突起部に固定されたセットビスであってもよく、球状の先端部がシャフトの一端部に常に点接触し、シャフトをその軸心方向に沿って一定の力で押圧する。またさらに、押圧部材は突起部に固定されたプランジャであってもよく、先端部に埋設されシャフトの一端部に常に点接触する球と、この球をシャフトの軸心方向に沿って付勢するコイルバネとを備える。
【００１１】
像振れ補正装置において、シャフトの一端部が球状に形成されるとともに、突起部にシャフトの軸心に垂直な平面部が形成され、球状の一端部が平面部に常に点接触してもよい。
【００１２】
また、本発明による光学機器は、補正光学系を光軸に垂直な平面上の互いに直交する第１および第２方向に相対移動させることによって光軸の振れを補正する像振れ補正機構を備えた光学機器であって、この像振れ補正機構が、開口が形成され第１方向に相対移動可能な第１駆動枠材と、第１方向と平行に延びる第１シャフトを有し、この第１シャフトを軸心方向に沿って直進運動させる第１駆動手段と、第１駆動枠材に固定される一方、第１シャフトの両端部を挟持することによって第１シャフトの直進運動を第１駆動枠材に伝達する第１伝達手段と、開口内において第２方向に相対移動可能であり補正光学系を一体的に保持する第２駆動枠材と、第２方向と平行に延びる第２シャフトを有し、この第２シャフトを軸心方向に沿って直進運動させる第２駆動手段と、第２駆動枠材に固定される一方、第２シャフトの両端部を挟持することによって第２シャフトの直進運動を第２駆動枠材に伝達する第２伝達手段とを備え、第２駆動枠材、第２駆動手段および第２伝達手段が、第１駆動枠材に支持されることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る像振れ補正機能付き光学機器の第１実施形態を示す図であって、双眼鏡の各光学系の相対位置関係を簡単に示す斜視図である。双眼鏡はニ点鎖線で示されるボディ１０内に両眼にそれぞれ対応する２つの光学系、即ち右眼用の第１光学系１００Ｒと左眼用の第２光学系１００Ｌとを備える。
【００１５】
第１光学系１００Ｒにおいて、対物レンズ１２Ｒに入射した光束は、補正光学系である補正レンズ１４Ｒを通過して、２つのポロプリズムから成るプリズム正立系１６Ｒにより反射させられ、複数の光学要素から成る接眼レンズ１８Ｒに導かれる。第２光学系１００Ｌは第１光学系１００Ｒと同様の構成を有し、対応する構成については符号のＲをＬに変えて示している。これにより２つの接眼部３０Ｒ、３０Ｌから目標物が視認される。
【００１６】
第１および第２光学系１００Ｒおよび１００Ｌの光軸ＯＰ_RおよびＯＰ_Lは図中一点鎖線でそれぞれ示され、これら光軸ＯＰ_RおよびＯＰ_Lは所定距離だけ離れかつ互いに平行である。
【００１７】
２つの補正レンズ１４Ｒおよび１４Ｌは第２駆動枠材である平板状の横駆動枠材３６に一体的に保持され、さらに横駆動枠材３６は第１駆動枠材である縦駆動枠材３２に形成された長方形の開口３４に保持される。横駆動枠材３６は開口３４内において矢印Ｘで示す横方向（第２方向）にのみ相対移動可能であり、縦駆動枠材３２は横駆動枠材３６と共に矢印Ｙで示す縦方向（第１方向）にのみ相対移動可能である。ここで横方向を光軸ＯＰ_RおよびＯＰ_Lを含む平面に平行であって光軸ＯＰ_RおよびＯＰ_Lに垂直な方向に定義し、また縦方向を光軸ＯＰ_RおよびＯＰ_Lを含む平面と光軸ＯＰ_RおよびＯＰ_Lとの双方に垂直な方向に定義する。
【００１８】
２つの補正レンズ１４Ｒおよび１４Ｌ以外の他の光学要素１２Ｒ、１６Ｒ、１８Ｒ、１２Ｌ、１６Ｌおよび１８Ｌはボディ１０内の所定位置に固定されるが、補正レンズ１４Ｒおよび１４Ｌは、縦駆動枠材３２および横駆動枠材３６によって、光軸ＯＰ_RおよびＯＰ_Lに垂直な平面内においてのみ、横方向および縦方向に一体的に移動自在である。なお、観察者が通常の使用状態で双眼鏡を保持した場合、図中矢印Ｙで示す縦方向は鉛直方向に略一致する。
【００１９】
図２は、像振れ補正機構のブロック図である。ボディ１０の表面にはモードスイッチ１０２が設けられ、通常観察モードと像振れ補正モードとに切替えが可能である。通常観察モードにおいては、補正レンズ１４Ｒおよび１４Ｌは図１に示すように他の光学要素１２Ｒ、１６Ｒ、１８Ｒ、１２Ｌ、１６Ｌおよび１８Ｌの光軸と一致する基準位置に位置決めされているが、モードスイッチ１０２により像振れ補正モードに切替えられると、手振れ等によりボディ１０が移動すると、その移動を相殺すべく補正レンズ１４Ｒおよび１４Ｌがボディ１０内で縦方向あるいは横方向に相対移動する。これにより、手振れが生じても観察者は常に像振れのない像を観察できる。
【００２０】
詳述すると、ボディ１０内には、ボディ１０を保持した時の縦方向および横方向における手振れの方向および角速度をそれぞれ検出する縦方向角速度センサ１０４および横方向角速度検出センサ１１４が設けられており、これらセンサ１０４、１１４によって検出された手振れの方向および角速度に対応する角速度信号はそれぞれ縦方向センサアンプ１０６および横方向センサアンプ１１６により増幅されて制御手段１２０に出力される。制御手段１２０は例えばマイクロコンピュータであり、各センサ１０４、１１４から得られた角速度信号を所定の同期信号に基づいてデジタル値に変換し、さらにこれを積分演算することによって、手振れによって生じた縦方向および横方向の角度変位量を算出する。
【００２１】
ボディ１０内には縦駆動枠材３２を縦方向に相対移動させる縦方向アクチュエータ１３０と、横駆動枠材３６を横方向に相対移動させる横方向アクチュエータ１４０とが設けられる。縦方向アクチュエータ１３０は、ステッピングモータ１３２と、ステッピングモータ１３２の回転駆動力を縦方向の直進運動に変換して縦駆動枠材３２に伝達するシャフト１３４とを備え、このステッピングモータ１３２のステップ数および回転方向は、制御手段１２０から出力されるパルス信号に基づいて制御される。このパルス信号には、縦方向について手振れの方向と反対方向に角度変位量と等しい量だけ縦駆動枠材３２が移動させるための情報が含まれる。横方向アクチュエータ１４０の構成および動作についても同様である。これにより光軸に垂直な２次元方向において手振れは相殺される。
【００２２】
図３〜図５を参照して、縦方向アクチュエータ１３０を含む縦駆動機構について具体的に説明する。図３は接眼部３０Ｒおよび３０Ｌ側から見た縦駆動枠材３２近傍の構成を示す斜視図であって、一部の構成は破断して示される。図４は図３のＩＶ−ＩＶ線断面の矢視図であって、横駆動機構は省略される。図５は接眼部３０Ｒおよび３０Ｌから見た縦駆動機構の平面図である。
【００２３】
縦駆動枠材３２は、補正レンズ１４Ｒ、１４Ｌを保持するのに十分な厚みを持った長方形の板状部材であり、軽量化と成型の容易さという点から合成樹脂等から形成される。中央には横駆動枠材３６を収容する長方形の開口３４が形成され、この開口３４の四隅は丸み付けられている。縦駆動枠材３２は、厚み方向が光軸ＯＰ_RおよびＯＰ_Lに一致するように配され、その両側面は２本の支柱部材４２、５２により挟持される。第１支柱部材４２は底部４４において光軸ＯＰ_RおよびＯＰ_Lに平行なボディ内壁１０ａにビス４６で固定され、その長手方向が矢印Ｙで示す縦方向に一致する四角柱部材である。第２支柱部材５２も同様、底部５４においてビス５６によりボディ内壁１０ａに固定され、縦方向に延びる。第１、第２支柱部材４２、５２の対向する２つの側面４２ａ、５２ａは平行しており、その間の距離は縦駆動枠材３２の横方向長さに実質的に一致する。縦駆動枠材３２は僅かなクリアランスを持って側面４２ａおよび５２ａ間で挟持され、これにより横方向への相対移動は規制される。
【００２４】
第１支柱部材４２の厚みは、縦駆動枠材３２がガタつくことなくスムーズに摺動するために縦駆動枠材３２の厚みより僅かに厚く設定され、対物レンズ側の側面４２ｂおよび接眼部側の側面４２ｃには一部が縦駆動枠材３２側へ突出するガイド部材４８が密着固定される。ガイド部材４８は例えば一対の円環状ワッシャであり、第１支柱部材４２を光軸方向に貫通するボルト４３の頭部と、ボルト４３の先端から嵌められるナット４５とにより第１支柱部材４２に固定され、これにより縦駆動枠材３２を挟持する。ガイド部材４８は第１柱部材４２の長手方向において２対設けられ、従って縦駆動枠材３２は４つのガイド部材４８（図３に３つのみ示す）によって光軸方向への相対移動が規制される。第２支柱部材５２についても同様に４つのガイド部材４８（図３には２つのみ示す）が側面５２ｂおよび５２ｃにそれぞれ密着固定される。
【００２５】
このように、縦駆動枠材３２は２本の支柱部材４２、５２によって縦方向への移動のみが許容され、光軸方向および横方向については所定位置に位置決めされる。補正レンズ１４Ｒ、１４Ｌおよび横駆動枠材３６は縦駆動枠材３２に保持され、これと共に一体的に相対移動する。
【００２６】
縦駆動枠材３２の接眼部側には、第３支柱部材６０がボディ内壁１０ａに２つのビス６２で固定される。第３支柱部材６０は横方向の略中央に位置する板状部材であり、その幅（横方向長さ）は２つの補正レンズ１４Ｒおよび１４Ｌを通る光束に干渉しない程度の長さに定められる。第３支柱部材６０には縦方向に並ぶ２つののガイド穴６４、６６と、これらガイド穴６４、６６の間において接眼部側（図中手前）へ突出しボディ内壁１０ａに平行な平板状の台座６８とが形成されている。
【００２７】
台座６８には縦方向アクチュエータ１３０が一体的に固定される。詳述すると、ステッピングモータ１３２は円筒状のモータケース１３２ａの内部にモータ１３２ｂを収容した構成を有し、このモータケース１３２ａの一部が台座６８を貫通するとともに、モータケース１３２ａの外周から径外方向に延びる菱形のフランジ１３２ｃが２つのビス７０によって台座６８の上面に取付けられる。
【００２８】
縦方向アクチュエータ１３０のシャフト１３４はモータ１３２ｂ内を挿通し、その軸心方向は縦方向に一致する。このシャフト１３４の外周面にはリードネジが形成され、モータ１３２ｂの軸受に形成された雌ネジ（図示せず）に螺合している。モータ１３２ｂが正転あるいは反転することにより、シャフト１３４は軸心周りに相対回転すると共に、軸心に一致する縦方向に沿って進退する。
【００２９】
このように、縦方向アクチュエータ１３０は台座６８即ち第３支柱部材６０を介して１０ａに一体的に固定されており、シャフト１３４のみが縦方向に相対移動可能である。
【００３０】
シャフト１３４の先端部にはボール１３４ａが埋設され、これが縦駆動枠材３２に一体的な下部ガイドピン７６に図中上方から当接し、これを押圧する。一方、シャフト１３４の基端側端面１３４ｂは縦方向に垂直な平面であり、縦駆動枠材３２に一体的な上部ガイドピン７４に固定された押圧部材１５０が当接する。シャフト１３４の縦方向への推進力は２つのガイドピン７４、７６および押圧部材１５０を介して縦駆動枠材３２に伝達され、これによりシャフト１３４の進退に伴って縦駆動枠材３２が縦方向へ相対移動する。
【００３１】
下部ガイドピン７６は、金属などの剛性部材から形成され、円形断面の基端部７６ａにおいて縦駆動枠材３２の接眼部側側面３２ｃにビス７５で固定される。この基端部７６ａは接眼部側へ光軸方向に沿って延び、第３支柱部材６０のガイド穴６６に挿通する。下部ガイドピン７６の先端部７６ｂはガイド穴６６からさらに接眼部側へ突出し、基端部７６ａと同径の円柱から軸心を含む切断面より半分を除去した半円形断面の柱状を呈している。先端部７６ｂの長方形の上面７６ｃは光軸方向および横方向に平行であり、シャフト１３４のボール１３４ａが点接触している。
【００３２】
一方、上部ガイドピン７４は下部ガイドピン７６と同じ材料かつ同寸法形状で形成され、さらに先端部７４ｂに縦方向に貫通した円形断面の取付穴７４ｄが形成されている。詳述すると、上部ガイドピン７４は円形断面の基端部７４ａにおいて縦駆動枠材３２の接眼部側側面３２ｃにビス７３で固定され、この基端部７４ａは接眼部側へ光軸方向に沿って延び、第３支柱部材６０のガイド穴６４に挿通する。ガイドピン７４の先端部７４ｂはガイド穴６４からさらに接眼部側へ突出し、先端部７４ｂの取付穴７４ｄには押圧部材１５０のバネケース１５２が一体的に固定される。
【００３３】
押圧部材１５０は、円筒形を呈し図中下方に開口したバネケース１５２を備え、このバネケース１５２には押ピン１５４の一部が収容される。押ピン１５４はバネケース１５２の開口から先端部１５４ａが突出しており、バネケース１５２に対して相対移動可能である。押ピン１５４の基端側はバネケース１５２の内径より僅かに小さい外径の円筒形状を呈し、先端側は先端部１５４ａに向かって尖る円錐状を呈している。先端部１５４ａは球状に加工され、シャフト１３４の基端側端面１３４ｂに点接触している。押ピン１５４は基端側で開口しており、バネケース１５２および押ピン１５４の内側には両者を離間する方向へ付勢するコイルバネ１５６が圧縮された状態で介装される。バネケース１５２および押ピン１５４は金属などの剛性部材から形成される。
【００３４】
上述したように、バネケース１５２はガイドピン７４およびビス７３を介して縦駆動枠材３２に一体的に固定されているので、コイルバネ１５６のバネ力によって先端部１５４ａがシャフト１３４を鉛直下方に一定の力で押圧付勢する。このように、シャフト１３４は両端部において縦駆動枠材３２に一体的な押圧部材１５０とガイドピン７６とにより一定の付勢力で持って挟持される。これにより、縦駆動枠材３２はシャフト１３４に対する縦方向へのガタつきが防止される。コイルバネ１５６による付勢力は、シャフト１３４の回転によって押圧部材１５０やガイドピン７６から外れない程度に大きく、かつシャフト１３４の回転トルクに影響がない程度に小さい値に設定される。シャフト１３４と押圧部材１５０、およびシャフト１３４とガイドピン７６とは、共に点接触しているため接触面積が極めて小さく、シャフト１３４回転時に生じる摩擦力が回転トルクへ悪影響を及ぼすことが防止され、シャフト１３４が円滑に相対回転できる。
【００３５】
シャフト１３４の回転に伴って上部ガイドピン７４はガイド穴６４に対して縦方向に摺動する。ガイド穴６４は縦方向に延びる長穴で、上部ガイドピン７４はガイド穴６４の縦方向長さ分だけ相対移動が許容される。ガイドピン７４の基端部７４ａの直径はガイド穴６４の横方向長さより僅かに小さく設定され、これによりガイド穴６４内で基端部７４ａが円滑に摺動できる。
【００３６】
ガイド穴６４の側方には補助コイルバネ１６０の一端が固定され、この補助コイルバネ１６０は第２支柱部材５２に向かって延び、その他端が縦駆動枠材３２の側面３２ｃにビス１６２で固定される。ビス１６２は補正レンズ１４Ｌの図中上方に位置する部位に設けられる。上部ガイドピン７４は第１支柱部材４２側へ引張され、ガイド穴６４の第１柱状部材５２側内壁面に常に当接し、これにより縦駆動枠材３２の第３支柱部材６０に対する横方向へのガタつきが防止される。
【００３７】
下部ガイドピン７６についても同様、ガイド穴６４と実質的に同寸法形状のガイド穴６６に沿って縦方向に相対移動し、ガイド穴６６内での基端部７６ａのガタつき、即ち縦駆動枠材３２の横方向のガタつきを防止するためにガイド穴６６の近傍に補助コイルバネ１６４が設けられる。
【００３８】
縦駆動枠材３２の縦方向における相対位置は、第１支柱部材４２の対物レンズ側に設けられた縦方向位置検出センサ８０（図４参照）によって検出される。具体的には、補正レンズ１４Ｒおよび１４Ｌの光軸が他の光学要素の光軸に一致する時の縦方向に関する基準位置（図５に示す位置）が検出される。
【００３９】
縦方向位置検出センサ８０は透過型フォトインタラプタであり、縦駆動枠材３２に向かって開口する凹部８２を有し、この凹部内には図示しない発光素子および受光素子が対向して設けられる。縦駆動枠材３２には、凹部８２内、即ち発光素子および受光素子間を非接触で通過可能な薄板８４が固定されており、薄板８４が発光素子からの光を遮断すると縦方向位置検出センサ８０の出力が変化する。薄板８４は、縦方向位置検出センサ８０の出力が変化する時点での縦方向位置が、補正レンズ１４Ｒおよび１４Ｌの縦方向基準位置と一致するように取付けられる。
【００４０】
図６は、縦駆動枠材３２を接眼部３０Ｒおよび３０Ｌから見た平面図であって、図中下方に縦駆動枠材３２を移動させた状態を示す。図５の状態からステッピングモータ１３２を正転させてシャフト１３４を図中下方に進行させると、シャフト１３４の両端を挟んだ上部ガイドピン７４（実質的には押圧部材１５０）および下部ガイドピン７６は、シャフト１３４に従動する、即ちそれぞれガイド穴６４、６６にガイドされつつ下方に移動する。これにより、ガイドピン７４、７６と一体的な縦駆動枠材３２が第１、第２支柱部材４２、５２およびガイド部材４８にガイドされつつ下方に移動する。図６に示すように、上部ガイドピン７４および下部ガイドピン７６がそれぞれのガイド穴６４、６６の下端に当接すると、縦駆動枠材３２の移動は止まり、このときの補正レンズ１４Ｒ、１４Ｌの縦方向位置は縦方向基準位置（Ｙ＝０で示す位置）からΔＹだけ下方に位置する。
【００４１】
図７は、縦駆動枠材３２を接眼部３０Ｒおよび３０Ｌから見た平面図であって、図中上方に縦駆動枠材３２を移動させた状態を示す。図５の状態からステッピングモータ１３２を正転させてシャフト１３４を図中上方に進行させると、シャフト１３４の両端を挟んだ上部ガイドピン７４（実質的には押圧部材１５０）および下部ガイドピン７６は、シャフト１３４に従動する、即ちそれぞれガイド穴６４、６６にガイドされつつ上方に移動する。これにより、ガイドピン７４、７６と一体的な縦駆動枠材３２が第１、第２支柱部材４２、５２およびガイド部材４８にガイドされつつ上方に移動する。図７に示すように、上部ガイドピン７４および下部ガイドピン７６がそれぞれのガイド穴６４、６６の上端に当接すると、縦駆動枠材３２の移動は止まり、このときの補正レンズ１４Ｒ、１４Ｌの縦方向位置は縦方向基準位置（Ｙ＝０で示す位置）からΔＹだけ上方に位置する。
【００４２】
このように、縦駆動枠材３２は縦方向について、ガイド穴６４または６６内におけるガイドピン７４または７６の移動量（ΔＹの２倍）と同じだけ移動することができる。
【００４３】
次に、図８および図９を参照して横方向アクチュエータ１４０を含む横駆動機構について説明する。図８は対物レンズ１２Ｒおよび１２Ｌ側から見た平面図、図９は図８のＩＸ−ＩＸ線における横断面図である。なお、横駆動機構以外の構成は破線で示される。
【００４４】
縦駆動枠材３２に形成された開口３４は略長方形の断面を有し、対向する２つの内壁面、即ち上壁面３４ａと下壁面３４ｂ、右壁面３４ｃと左壁面３４ｄとが互いに平行である。
【００４５】
この開口３４に収容される横駆動枠材３６は板状部材であり、合成樹脂等から形成される。横駆動枠材３６は、開口３４の縦方向長さと実質的に同じ縦方向長さを有し、また開口３４の横方向長さより短い横方向長さを有する。またその厚みは横駆動枠材３６がガタつくことなく摺動できるように縦駆動枠材３２の厚みより僅かに薄い。これにより、横駆動枠材３６は縦駆動枠材３２に対して縦方向に位置決めされる。
【００４６】
縦駆動枠材３２の対物レンズ側または接眼部側の側面にはそれぞれ４つ、合計８つの円環状ワッシャ２０４がボルト２０６およびナット２０８により密着固定される。２対のワッシャ２０４は上壁面３４ａ側に横方向に並んでおり、それらの外縁の一部は上壁面３４ａから内側に、即ち横駆動枠材３６側に突出する。残りの２対のワッシャ２０４は下壁面３４ｂ側に横方向に並んで、その一部が横駆動枠材３６側に突出する。横駆動枠材３６は４対のワッシャ２０４によりそれぞれ挟持されることにより、縦駆動枠材３２に対して光軸方向に位置決めされる。
【００４７】
このように、横駆動枠材３６は縦方向および光軸方向に関しては縦駆動枠材３２に対する相対移動は規制され、横方向にのみ相対移動可能である。横駆動枠材３６の４隅は開口３４の丸み付けられた４隅に干渉しないように隅切りが施される。横駆動枠材３６には補正レンズ１４Ｒ、１４Ｌが嵌められ、それぞれ３つのビス２０２により一体的に固定されている。従って、横駆動枠材３６の横方向への移動により補正レンズ１４Ｒ、１４Ｌはボディ１０内で横方向に相対移動する。
【００４８】
横駆動枠材３６と上壁面３４ａとの間、横駆動枠材３６とおよび下壁面３４ｂとの間には、両者が円滑に摺動するための僅かなクリアランスが設けられており、このクリアランスによるガタつきを防止するために横駆動枠材３６を図中上方に引張して上壁面３４ａに常時当接させる補助コイルバネ２１０が２つ設けられる。各補助コイルバネ２１０は一端が横駆動枠材３６の下の２隅にそれぞれ固定され、他端が縦駆動枠材３２の上の２隅にそれぞれ固定される。
【００４９】
縦駆動枠材３２の対物レンズ側には、取付部材２２０を介して横方向アクチュエータ１４０が取付けられる。横方向アクチュエータ１４０は縦方向アクチュエータ１３０と同じ構成を備えており、同一の構成には符号に１０を加算して示しその詳細は省略する。
【００５０】
取付部材２２０は縦駆動枠材３２の下壁面３４ｂ側に密着固定され、互いに垂直な２つの平面部２２２および２２４から成る。第１平面部２２２は２つのビス２２６で縦駆動枠材３２に対して平行に密着固定され、第２平面部２２４は第１平面部２２２の中央側端部から対物レンズ側に垂直に一体的に延びている。この第２平面部２２４に横方向アクチュエータ１４０のフランジ１４２ｃがビス固定されることにより、横方向アクチュエータ１４０は縦駆動枠材３２の横方向に関して略中央に取付けられ、そのシャフト１４４の軸心は横方向に一致せしめられる。
【００５１】
このように、横方向アクチュエータ１４０は縦駆動枠材３２のみによって支持されるとともに、シャフト１４４のみが縦駆動枠材３２に対して横方向に相対移動する。
【００５２】
横駆動枠材３６の対物レンズ側には略コの字断面を有する保持部材２３０が固定され、この保持部材２３０の２つの腕部２３４、２３６によってシャフト１４４の両端が挟持される。保持部材２３０は２つのビス２３８で横駆動枠材３６に一体的に固定される固定板部２３２を有し、この固定板部２３２は２つの補正レンズ１４Ｒおよび１４Ｌの間であって横駆動枠材３６の図下端側に配置される。固定板部２３２は横方向に延びてその両端から２つの腕部２３４、２３６が対物レンズ側に延びており、シャフト１４４に対向する部位は横方向に垂直な平板状を呈する。図左側の腕部２３４にはシャフト１４４の先端部に埋設されたボール１４４ａが図の右方から当接し、図右側の腕部２３６には押圧部材２５０が一体的に固定され、その先端がシャフト１４４の横方向に垂直な基端側端面１３４ｂに当接する。押圧部材２５０は縦駆動機構で用いられる押圧部材１５０と同一の構成および作用を有し、内部に設けられたコイルバネ（図示せず）によりシャフト１４４を一定の付勢力で腕部２３４に押し付ける。これにより、横駆動枠材３６はシャフト１４４の進退に伴って横方向へ相対移動する。横駆動枠材３６の横方向に関する相対移動可能な距離は、開口３４の横方向長さから横駆動枠材３６の横方向長さを差引いた長さに一致する。
【００５３】
横駆動枠材３６には薄板２６０が取付けられ、この薄板２６０の横方向に関する基準位置を検出する横方向位置検出センサ２６２が縦駆動枠材３２に取付けられる。薄板２６０および横方向位置検出センサ２６２の構成および作用は、薄板８４および縦方向位置検出センサ８０と同一である。図８および図９においては、横駆動枠材３６は基準位置に位置決めされている。
【００５４】
以上のように、補正レンズ１４Ｒおよび１４Ｌは、縦駆動機構および横駆動機構によって、光軸に垂直な平面内において縦方向および横方向に相対動可能である。縦方向アクチュエータ１３０のシャフト１３４は両端において実質的に隙間なく縦駆動枠材３２に一体的に挟持され、また横方向アクチュエータ１４０のシャフト１４４が両端において実質的に隙間なく横駆動枠材３６に挟持されるので、シャフト１３４および１４４の推進力が確実に縦駆動枠材３２および横駆動枠材３６に伝達される。
【００５５】
従来では、例えば縦駆動機構において、シャフト１３４は両端で縦駆動枠材３２側に挟持されておらず、縦駆動枠材３２をコイルバネによって図５の上方に引張し、縦駆動枠材３２に一体的な押し金具（ガイドピン７６に相当する）をシャフト１３４の先端に押付けることによって縦駆動枠材３２を位置決めしていた。このような構成においては、シャフト１３４により縦駆動枠材３２を押下げる場合にはバネ力以上の推進力で押し金具を押圧する必要があるが、実際には双眼鏡を通常に保持した状態では縦駆動枠材３２とこの縦駆動枠材３２に支持される横駆動機構（横駆動枠材３６、横方向アクチュエータ１４０、補正レンズ１４Ｒ、１４Ｌ等）とに係る重力によって図中下方に押圧されているため、実際にはバネ力から重力（重量）を差引いた力で押圧すればよく、モータ１３２の駆動力はバネ力から重力を差引いた値に設定される。しかし、鉛直下方向が常に図中下方向に一致するとは限らず、操作者の保持の仕方や姿勢によっては、例えば双眼鏡を上下逆に保持した場合には、鉛直下方向は図中上方向となる。この場合、シャフト１３４にかかる力は、縦駆動枠材３２および横駆動機構に係る重力（重量）とバネ力とを合算した値となり、上記のようにモータ１３２の駆動力をバネ力から重力を差引いた値に設定していれば、シャフト１３４の図中下方への推力よりシャフト１３４にかかる図中上方への力が上回ってモータ１３２の脱調を引き起こす原因となる。
【００５６】
しかし、第１実施形態においてはコイルバネを用いず、剛性部材であるガイドピン７４、７６および押圧部材１５０によってシャフト１３４の両端を保持しているので、縦駆動枠材３２および横駆動機構はシャフト１３４に安定した状態で常時支持され、シャフト１３４にかかる力は双眼鏡の向きによって変化することはない。従って、第１実施形態の双眼鏡においては、どのような姿勢をとってもモータ１３２の脱調が生じることはないという利点がある。また、従来に比べて負荷が小さくて済むので、よりトルクの少ない小さなモータの採用も可能となる。さらに、シャフト１３４とガイドピン７４および押圧部材１５０とは点接触しているため、相互間の摩擦が少なく、シャフト１３４の相対回転を妨げることはない。
【００５７】
なお、押圧部材１５０の構成は、第１実施形態のようにバネケース１５２、押ピン１５４およびコイルバネ１５６から成るものに限定されず、先端がシャフト１３４の基端側端面１３４ｂに点接触しかつこれを一定の力で押圧する構成であればよい。
【００５８】
図１０は第２実施形態を示す図であって、押圧部材の他の構成を示す斜視図である。他の構成は第１実施形態と同じであり、ここでは図示および説明を省略する。押圧部材３５０はセットビスであり、円柱部の外周面には雄ネジ３５２が形成される。押圧部材３５０の円柱部の一端側は先端に向かって徐々に径が小さくなる円錐状を呈し、先端部３５４は球状に加工される。一方、円柱部の基端側にはドライバによって取付けるための溝部３５６が設けられている。ガイドピン３７４の先端部３７４ｂには雌ネジ３７４ｄが設けられ、この雌ネジ３７４ｄが押圧部材３５０の雄ネジに螺合することにより、ガイドピン３７４に押圧部材３５０が一体的に取付けられる。なお、押圧部材３５０の取付は専用のトルクドライバが用いられ、ガイドピン３７４からの先端部３５４の突出量、即ちシャフト１３４に対する押圧力が最適な値となるように調整される。最適な押圧力とは、シャフト１３４が自在に相対回転でき、かつ先端側のガイドピン（図示せず）と押圧部材３５０とから外れない程度の力である。
【００５９】
図１１は第３実施形態を示す図であって、押圧部材の他の構成を示す縦断面図である。この押圧部材４５０はプランジャであり、先端にボール４５４が埋め込まれ、このボール４５４を先端から突出する方向に付勢するコイルバネ４５８が設けられている点以外は第２実施形態の押圧部材３５０と同じ構成である。押圧部材４５０によるシャフト１３４への付勢力はボール４５４の突出量に応じて予め定められており、目視により付勢力が確認できる。従って、第２実施形態では専用のトルクドライバを用いて付勢力を確認する必要があったが、第３実施形態においてはトルクドライバを用いる必要がなく、汎用のドライバでよい。
【００６０】
第２実施形態および第３実施形態においても、第１実施形態と同様、シャフト１３４の基端部側端面１３４ｂと押圧部材３５０、４５０とは点接触しているため、相互間の摩擦が少なく、シャフト１３４の相対回転を妨げることはない。なお、これら３つの実施例では押圧部材側を球状加工し、シャフト基端部側が平面加工してある例であるが、この逆の加工を施した点接触でも何ら問題はない。シャフト先端部側も同様である。
【００６１】
以上、説明は二眼タイプの双眼鏡を中心に行なったが、双眼鏡以外の一眼タイプの単眼鏡やスチルカメラ・ビデオカメラなどの光学機器にも応用可能である。また、モータもステッピングモータに限定されず、シャフトがモータの回転によって進退する構造であればよい。ただしこの場合、シャフトの位置決めを行う制御機構が別途必要となる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の像振れ補正機能付き光学機器は、補正レンズを相対移動させるためのアクチュエータのシャフトを両端で剛性部材により保持するため、正確に位置決めできると共に光学機器の姿勢によって重力の影響を受け、負荷が変化することによるモータの脱調を防止できるという利点がある。また、よりトルクの少ない小さなモーターの採用も可能で、より低電力・小型軽量化に貢献できる。説明は縦方向中心であるが、これは横方向も同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る像振れ補正機能付き光学機器の第１実施形態を示す図であって、各光学系の相対位置関係を簡単に示す斜視図である。
【図２】図１に示す像振れ補正機能付き光学機器の像振れ補正機構を示すブロック図である。
【図３】接眼部側から見た縦駆動枠材近傍の構成を一部破断して示す斜視図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線断面の矢視図である。
【図５】接眼部側から見た縦駆動機構の平面図であって、補正レンズが基準位置にある状態を示す図である。
【図６】接眼部側から見た縦駆動機構の構成の平面図であって、縦駆動枠材を下方に移動させた状態を示す図である。
【図７】接眼部側から見た縦駆動機構の構成の平面図であって、縦駆動枠材を上方に移動させた状態を示す図である。
【図８】対物レンズ側から見た横駆動機構の平面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線における縦駆動機構の横断面図である。
【図１０】本発明に係る像振れ補正機能付き光学機器の第２実施形態を示す図であって、押圧部材の他の構成を示す斜視図である。
【図１１】本発明に係る像振れ補正機能付き光学機器の第３実施形態を示す図であって、押圧部材の他の構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０ボディ
１４Ｒ、１４Ｌ補正レンズ（補正光学系）
３２縦駆動枠材（第１駆動枠材）
３６横駆動枠材（第２駆動枠材）
１３０縦方向アクチュエータ（第１駆動手段）
１４０横方向アクチュエータ（第２駆動手段）
１３２、１４２モータ（第１および第２モータ）
１３４、１４４シャフト（第１および第２シャフト）
１５０、２５０、３５０、４５０押圧部材

Claims

光学機器の光軸の振れを補正するための補正光学系と、
前記補正光学系を保持し、前記光軸に垂直な平面において所定方向に移動可能な駆動枠材と、
前記所定方向に対して軸心が平行に延びるシャフトを有し、このシャフトを前記軸心に沿って直進運動させる駆動手段と、
前記駆動枠材に固定される一方、前記シャフトの両端部を狭持することによって前記シャフトの直進運動を前記駆動枠材に伝達する伝達手段とを備え、
前記伝達手段が、前記駆動枠材から前記光軸に沿って延び前記シャフトの両端部にそれぞれ対向する２つの突起部と、前記２つの突起部の少なくとも一方に取り付けられ前記突起部と協働して前記シャフトの両端部を狭持する押圧部材とを備え、
前記押圧部材は、両端が前記押圧部材が取り付けられた突起部の前記所定方向の移動に伴って移動し、前記シャフトを前記シャフトの軸心方向に沿って付勢するバネを備えることを特徴とする像振れ補正装置。
前記光学機器の通常の使用姿勢において、前記所定方向が鉛直方向に実質的に一致することを特徴とする請求項１に記載の像振れ補正装置。
前記光学機器に、前記所定方向に延びる長穴であって前記突起部が挿通するガイド穴が穿設され、このガイド穴内で前記突起部が相対移動することにより前記駆動枠材が前記所定方向に沿って案内されることを特徴とする請求項１に記載の像振れ補正装置。
前記駆動手段がモータの回転を前記シャフトに伝達する送りネジ機構を備え、この送りネジ機構により前記シャフトが回転しつつ直進運動する際に前記シャフトの両端部と前記伝達手段とがそれぞれ点接触することを特徴とする請求項１に記載の像振れ補正装置。
前記バネはコイルバネであり、前記押圧部材が、前記突起部に固定されるケースと、このケースに対して前記シャフトの軸心に沿って相対移動可能であって球状の先端部が前記シャフトの一端部に常に点接触する押ピンと、前記ケースに収容されて前記押ピンを介して前記シャフトを前記シャフトの軸心方向に沿って付勢する前記コイルバネとを備えることを特徴とする請求項１に記載の像振れ補正装置。
前記バネはコイルバネであり、前記押圧部材が、前記突起部に固定されたプランジャであって、先端部に埋設され前記シャフトの一端部に常に点接触する球と、この球を介して前記シャフトを前記シャフトの軸心方向に沿って付勢する前記コイルバネとを備えることを特徴とする請求項１に記載の像振れ補正装置。
前記シャフトの一端部が球状に形成されるとともに、前記突起部に前記シャフトの軸心に垂直な平面部が形成され、球状の前記一端部が前記平面部に常に点接触することを特徴とする請求項１に記載の像振れ補正装置。
補正光学系を光軸に垂直な平面上の互いに直交する第１および第２方向に相対移動させることによって前記光軸の振れを補正する像振れ補正機構を備えた光学機器であって、
この像振れ補正機構が、
開口が形成され前記第１方向に相対移動可能な第１駆動枠材と、
前記第１方向と平行に延びる第１シャフトを有し、この第１シャフトを軸心方向に沿って直進運動させる第１駆動手段と、
前記第１駆動枠材に固定される一方、前記第１シャフトの両端部を狭持することによって前記第１シャフトの直進運動を前記第１駆動枠材に伝達する第１伝達手段と、
前記開口内において前記第２方向に相対移動可能であり前記補正光学系を一体的に保持する第２駆動枠材と、
前記第２方向と平行に延びる第２シャフトを有し、この第２シャフトを軸心方向に沿って直進運動させる第２駆動手段と、
前記第２駆動枠材に固定される一方、前記第２シャフトの両端部を狭持することによって前記第２シャフトの直進運動を前記第２駆動枠材に伝達する第２伝達手段とを備え、
前記第２駆動枠材、前記第２駆動手段および前記第２伝達手段が、前記第１駆動枠材に支持され、
前記第１伝達手段が、前記第１駆動枠材から前記光軸に沿って延び前記第１シャフトの両端部にそれぞれ対向する第１、第２突起部と、前記第１、第２突起部の少なくとも一方に取り付けられ前記第１、第２突起部と協働して前記第１シャフトの両端部を狭持する第１押圧部材とを備え、
前記第１押圧部材は、両端が前記第１押圧部材が取り付けられた突起部の前記第１方向の移動に伴って移動し、前記第１シャフトを前記第１シャフトの軸心方向に沿って付勢する第１バネを備え、
前記第２伝達手段が、前記第２駆動枠材から前記光軸に沿って延び前記第１シャフトの両端部にそれぞれ対向する第３、第４突起部と、前記第３、第４突起部の少なくとも一方に取り付けられ前記第３、第４突起部と協働して前記第２シャフトの両端部を狭持する第２押圧部材とを備え、
前記第２押圧部材は、両端が前記第２押圧部材が取り付けられた突起部の前記第２方向の移動に伴って移動し、前記第２シャフトを前記第２シャフトの軸心方向に沿って付勢する第２バネとを備えることを特徴とする光学機器。