JP4599697B2

JP4599697B2 - 手振れ防止機構

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Publication number: JP4599697B2
Application number: JP2000288723A
Authority: JP
Inventors: 滋和田; 純一谷井
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2020-09-22
Also published as: JP2002099018A; US20020037165A1; US6466370B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手振れ防止機構に関し、詳しくは、双眼鏡など光学機器の手振れ補正に好適な手振れ防止機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光学機器の手振れを防止する種々の手振れ防止機構が提案されているが、補正光学系を駆動するものでは、可変頂角プリズムタイプとレンズ平行移動タイプに分けられる。後者のレンズ平行移動タイプの多くは、揺動コイルによるスラスト駆動、又はモーターによるレバー駆動である。
【０００３】
スラスト駆動は、ガイド軸の摩擦負荷がどうしても大きくなり、手振れ防止のサーボ制御にとって負荷となっていた。一方、レバー駆動は、摩擦負荷が小さくなるように構成できるが、軸穴嵌合ガタが移動方向反転時に応答遅れを生み、同じくサーボ制御にとって負荷になっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
駆動源がどういった種類であれ、被駆動体の質量が小さいほど応答性がよく、又共振周波数が高いためサーボ制御しやすい。しかしながら、従来の手振れ防止機構は、補正レンズを平行移動自在に保持するための保持機構が、大きくなりがちであった。
【０００５】
特に双眼鏡に手振れ防止機構を付加した場合、２眼同時に補正光学系を駆動する必要があり、装置がどうしても大きくなってしまっていた。
【０００６】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、体積・質量を最小限にとどめた手振れ防止機構を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の手振れ防止機構を提供する。
【０００８】
手振れ防止機構は、手振れを補正するための一対の手振れ補正部材をその光軸に直角な大略直交する２方向に相互の位置関係を維持しながら移動自在に支持するタイプのものである。手振れ防止機構は、保持部材と、第１の平行リンク機構と、移動部材と、第２の平行リンク機構と、ベース部材とを備える。上記保持部材は、上記手振れ補正部材を保持する。上記第１のリンク機構は、上記光軸に直角な面に沿って配置され、固定リンクに対向する移動リンクが上記保持部材に固定される。上記移動部材は、上記第１の平行リンク機構の上記固定リンクに固定される。上記第２の平行リンク機構は、上記第１の平行リンク機構と平行に、かつ、上記光軸の方向から見たときに上記第１の平行リンク機構と重なる部分があるように配置される。上記第２の平行リンク機構は、上記第２の平行リンク機構の固定リンクに対向する移動リンクが、上記光軸の方向から見て上記第１の平行リンク機構の上記固定リンクと略直角に配置され、上記移動部材に固定される。上記ベース部材は、上記第２の平行リンク機構の上記固定リンクに固定される。
【０００９】
平行リンク機構は、４つのリンクが４つの対偶により略平行四辺形形状に結合された平面４節機構であり、静止系に固定されるリンク（ここでは、「固定リンク」と呼ぶ）に対する他のリンク（ここでは、「移動リンク」と呼ぶ）のうち、固定リンクに対向する移動リンクが、一つの平面内で固定リンクの延在方向に大略平行に移動する。
【００１０】
上記構成において、保持部材は、第１の平行リンク機構を介して大略第１の方向（第１の平行リンク機構の固定リンクの延在方向）に平行移動自在に、移動部材によって支持される。移動部材は、第２の平行リンク機構を介して大略第２の方向（第２の平行リンク機構の固定リンクの延在方向）に平行移動自在に、ベース部材によって支持される。第１の方向と第２の方向は大略直交するので、保持部材は、ベース部材に対して略直交する２方向に揺動可能に支持される。
【００１１】
上記構成によれば、保持部材、第１の平行リンク機構、移動部材、第２の平行リンク機構およびベース部材を、ひとまとまりに構成してユニット化することができる。また、保持部材、第１の平行リンク機構、移動部材、第２の平行リンク機構およびベース部材を、手振れ補正部材の移動する移動面に対して垂直方向に積み重ね、手振れ補正部材の移動範囲外にはみ出す部分ができるだけ少なくなるようにして、手振れ防止機構を小型化することができる。また、積み重ねの間に挟まれる部材については、移動方向に剛性を持てば十分であるので、薄くすることができる。
【００１２】
したがって、体積・質量を最小限にとどめることができる。
【００１３】
好ましくは、上記第１および第２の平行リンク機構のうち少なくとも一方は、その少なくとも一つの対偶が薄板バネ材からなり、該対偶に隣接する上記移動リンクが回動する回動面に対して直角方向に上記薄板バネ材の面が延在する。
【００１４】
上記構成によれば、対偶を構成する薄板バネ材の面が曲がり、薄板バネ材に隣接する移動リンクの角度が変わり、移動リンクが回動する。対偶に薄板バネ材を用いることにより、平行リンク機構、ひいては手振れ防止機構を小型化することが容易である。また、薄板バネ材のバネ力を利用して、ガタや摩擦損失がないようにすることができる。また、軽い負荷で駆動できるようにして、駆動時の応答性を向上することも可能である。
【００１５】
好ましくは、上記第１および第２の平行リンク機構のうち少なくとも一方は、その対向する一対の上記リンクと、該一対の上記リンクを他の一対の上記リンクに連結する上記各対偶とが、同じ上記薄板バネ材からなる。
【００１６】
上記構成によれば、平行リンク機構の対向する一対のリンクと、その両端から連続する対偶とを、同じ薄板バネ材を用いて構成すれば、移動リンクの回動方向によって抵抗力が異なることがないバランスのとれた平行リンク機構を、容易に構成することができる。
【００１７】
好ましくは、上記対偶と、上記対偶に隣接する上記リンクの少なくとも一部とは、一つの上記薄板バネ材からなる。上記対偶に隣接する上記リンクの少なくとも一部は、上記対偶と略直角に折り曲げられた折り曲げ部を有する。
【００１８】
上記構成において、対偶に隣接するリンクの少なくとも一部は、折り曲げ部により、対偶よりも剛性が高くなる。上記構成によれば、平行リンク機構の少なくとも一部を、一つの薄板バネ材から簡単に構成することができる。
【００１９】
好ましくは、上記第１の平行リンク機構および上記第２の平行リンク機構は、それぞれ一つの上記薄板バネ材からなり、上記手振れ補正部材が移動する上記２方向と平行な別々の面に沿ってそれぞれ分けて配置される。
【００２０】
上記構成によれば、第１および第２の平行リンク機構はそれぞれ一つの薄板バネ材からなるので、手振れ補正部材が移動する２方向と垂直な方向に容易に重ねることができ、手振れ補正部材が移動する２方向に第１および第２の平行リンク機構が広がらないようにして、手振れ防止機構の小型化を図ることができる。
【００２１】
好ましくは、上記保持部材は、上記手振れ補正部材が移動する上記２方向に平行に延在する当接面を有する。上記ベース部材は、上記手振れ補正部材が移動する上記２方向に平行に延在し、上記保持部材の上記当接面に対向する基準面を有する。上記保持部材の上記当接面を上記ベース部材の上記基準面に押圧するばね部材をさらに備える。
【００２２】
上記構成において、保持部材の当接面がベース部材の基準面に当接しながら移動するようにすれば、手振れ補正部材の移動方向をベース部材に対して精度よく維持することができる。保持部材の当接面がベース部材の基準面と離れている場合であっても、それらの間の間隔を適宜な方法で一定に保つことにより、手振れ補正部材の移動方向をベース部材に対して精度よく維持することができる。
【００２３】
後者の場合、好ましくは、球形状のスペーサ部材が、上記保持部材の上記当接面と上記ベース部材の上記基準面との間に配置され、挟持される。
【００２４】
上記構成によれば、スペーサ部材により、保持部材の当接面とベース部材の基準面とは、直交する２方向に相対移動自在に、一定距離に保持される。したがって、手振れ補正部材の移動方向をベース部材に対して精度よく維持することができる。さらに、スペーサ部材により、保持部材の当接面とベース部材の基準面との間の摩擦抵抗が軽減される。したがって、手振れ補正部材を少ない駆動力で円滑に移動させることができ、手振れ補正を高速に行うことが可能となる。
【００２５】
好ましくは、上記保持部材を、上記ベース部材に対して解除可能に機械的に固定するロック機構をさらに備える。
【００２６】
ロック機構により保持部材を固定すれば、手振れ補正部材は移動しないので、手振れ補正を行わない状態とすることができる。ロック機構により、手振れ補正の有無を選択できる。
【００２７】
より好ましくは、上記ロック機構は、上記ベース部材に立設され、上記手振れ補正部材が移動する上記２方向に垂直方向に延在するガイド軸と、該ガイド軸に沿って摺動自在に外嵌し、該摺動方向に細くなる楔状の面を有するロックピンと、該ロックピンを押圧するスプリングと、該スプリングの上記押圧を解除する解除部材とを有する。上記保持部材は、上記スプリングにより付勢された上記ロックピンの上記楔状の面に当接する当接面を有する。
【００２８】
上記構成によれば、ロックピンがスプリングにより押圧されると、ロックピンの楔状の面は保持部材の当接面に当接し、これにより、保持部材は、ベース部材に対して所定位置に保持され、ロックされる。解除部材によりロックピンの押圧が解除されると、保持部材は、ロックが解除される。
【００２９】
好ましくは、上記保持部材は、上記ガイド軸が挿通され、上記ガイド軸との間に所定の隙間が形成されるガイド軸穴を有し、上記ロック機構によるロックが解除されたときに、上記ベース部材に対する移動量が規制される。
【００３０】
上記構成によれば、ロック機構を構成するガイド軸により、非ロック時における保持部材の移動量を規制し、一方向の補正の累積により保持部材が所定範囲を越えて移動することを防止することができる。
【００３１】
好ましくは、上記補正部材は、複数の手振れ補正部材を一つの上記保持部材で保持する。
【００３２】
上記構成によれば、複数の手振れ補正部材を同じ方向に同じ量だけ同期して移動することが必要な場合に、構成を簡単にすることができる。例えば双眼鏡の一対の補正レンズや、多板式ＣＣＤ撮像素子に好適な構成である。
【００３３】
好ましくは、上記手振れ補正部材は、光学系の一部を構成する補正レンズ、又は被写体像の結像面に配置された撮像素子である。
【００３４】
手振れ補正部材が光学系の一部を構成する補正レンズの場合、手振れ等により受光面に対する結像位置が変動しても、それを打ち消すように補正レンズを移動し、受光面に対する結像位置ができるだけ変動しないようにすることにより、手振れを補正することができる。手振れ補正部材が被写体像の結像面に配置された撮像素子の場合、手振れによる結像面に対する被写体像の結像位置が変動しても、それを打ち消すように、撮像素子を移動することにより、手振れを補正することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る双眼鏡について、図面を参照しながら説明する。
【００３６】
この双眼鏡は、手振れ等があっても目標物を静止した状態で見えるようにする手振れ防止機構を備えている。
【００３７】
図１は、双眼鏡１０の外観図である。（ａ）は上面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は右側面図である。
【００３８】
双眼鏡１０は、上面に配置された手振れ防止釦１４により手振れ防止機構のオン／オフを操作することができるようになっている。一対の対物レンズ３０の間隔は固定されているが、一対の接眼レンズ２０の間隔は、ボディ１１に対して左右の接眼部２２の角度を変えることにより調整できるようになっている。双眼鏡１０は、上面に配置された焦点調整ノブ１２によりピント調整操作を行うことができ、接眼部２２の一方の外筒２１を回転することにより左右の視度差を調整することができるようになっている。ボディ１１の接眼レンズ側には電池室蓋１６が設けられ、電池を接眼レンズ側から装填できるようになっている。
【００３９】
図２は、双眼鏡１０の内部のブロック配置を示す。
【００４０】
双眼鏡１０は、各１対の対物レンズ３０、補正レンズ５１、ポロプリズム２４、接眼レンズ２０からなる左右１対の光学系を有する。
【００４１】
１対の対物レンズ３０は、クロスハッチングを付した一つの対物レンズ鏡胴３２に固着される。対物レンズ鏡胴３２は、焦点調整のため光軸方向にスラスト移動可能に、ボディ１１に保持される。
【００４２】
一対の補正レンズ５１は、ハッチングを付した一つの手振れ補正ユニット５０により２軸駆動可能に保持される。手振れ補正ユニット５０は、後述する土台がボディ１１に固着される。
【００４３】
一対のポロプリズム２４および接眼レンズ２０は、それぞれ、左右別々のプリズムホルダ２８ａ，２８ｂに固着される。各プリズムホルダ２８ａ，２８ｂは、光軸方向にスラスト移動可能にボディ１１に保持され、ボディ１１および後述する電池室１８に対し、それぞれ対物レンズ３０の光軸３０ａ，３０ｂを中心に回転可能に保持される。
【００４４】
電池室１８は、手振れ補正ユニット５０を貫通し、ボディ１１に固着される。電池室１８には、制御回路に電力を供給するための円筒型の２本の電池２が、光軸３０ａ，３０ｂに対し平行に装填されるようになっている。電池２の並びは、左右の光軸３０ａ，３０ｂを結ぶ線に垂直である。制御回路は、ボディ１１とプリズムホルダ２８ａ，２８ｂと電池室１８に跨がって、双眼鏡１０の上面又は下面に沿って配置される。
【００４５】
双眼鏡１０は、一般的な双眼鏡と同様に、ピントと眼福を調整することができる。
【００４６】
すなわち、双眼鏡１０の上面のピント調整操作部１２を操作すると、１対の対物レンズ鏡胴３２がその光軸方向に移動し、ピントが移動する。接眼部の視差調整操作部２１を操作すると、一方の接眼レンズ２０の視度を調節でき、これにより左右の視度差を合わせることができる。左右それぞれの接眼レンズ２０をもってその間隔を調整するように左右に動かすと、接眼レンズ２０とプリズム２４が保持されているプリズムホルダ２８ａ，２８ｂがボディ１１に対し対物レンズ光軸３０ａ，３０ｂ中心に回転する。この結果、対物レンズ光軸３０ａ，３０ｂと接眼レンズ光軸２０ａ，２０ｂは、プリズム２４によって位置がずれ、眼幅を変えることができる。
【００４７】
次に、手振れ補正ユニット５０の構成について、図９〜図１２を参照しながら、説明する。
【００４８】
手振れ補正ユニット５０は、左右１対の補正レンズ５１を２つの直交する平行リンク機構で揺動可能に支持し、ユニット化したものであり、平行リンク機構をロックするロック機構を含む。
【００４９】
平行リンク機構は、４つのリンクが４つの対偶により略平行四辺形形状に結合された平面４節機構であり、静止系に固定されるリンク（ここでは、「固定リンク」と呼ぶ）に対する他のリンク（ここでは、「移動リンク」と呼ぶ）のうち、固定リンクに対向する移動リンクが、一つの平面内で固定リンクの延在方向に大略平行に移動する。
【００５０】
図１４は、平行リンクの概念図である。被駆動部材である補正レンズ８は、第１の平行リンク機構６の固定リンク６ｄに対向する移動リンク６ｂに固定されている。第１の平行リンク機構６は、４つの対偶により４つのリンク６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄが平行四辺形に結合されたものである。対偶６ｓ，６ｔを介して固定リンク６ｄと隣接する移動リンク６ａ，６ｃが、矢印６ｍ，６ｎで示すように回動すると、補正レンズ８は、大略、固定リンク６ｄと平行な第１の方向ｘに平行移動する。
【００５１】
第１の平行リンク６の固定リンク６ｄは、第２の平行リンク４の固定リンク（対偶４ｓ，４ｔ間に仮想的に存在する）に対向する移動リンク４ｂに固定されている。対偶４ｓ，４ｔを介して固定リンクと隣接する移動リンク４ａ，４ｃが、矢印４ｍ、４ｎで示すように回動すると、補正レンズ８および第１の平行リンク４は、大略、第２の平行リンク４の固定リンクと平行な第２の方向ｙに平行移動する。これにより、補正レンズ８は、略直交する第１および第２の方向ｘ、ｙに移動自在に支持される。
【００５２】
図１５は、平行リンク機構の概念図である。平行リンク機構は、一つの薄板バネ材から構成され、変形部５ｘを介してリンク部５ａ，５ｂ，５ｓ，５ｔが接続されるようになっている。変形部５ｘは、リンク部５ａ，５ｂ，５ｓ，５ｔより剛性が低く、弾性変形しやすい部分である。例えば、変形部５ｘは、紙面に垂直な面のみで構成し、リンク部５ａ，５ｂ，５ｓ，５ｔは、紙面に平行な面と紙面に垂直に折り曲げられた面とから、断面がＬ字状で剛性を有するようにする。
【００５３】
平行リンク機構は、図１５（ｂ）に示したように、変形部５ｘで曲がり、固定リンク５ｔに対向する移動リンク５ｓが、固定リンク５ｔの延在方向と略平行に移動する。
【００５４】
図９（ａ）は接眼レンズ側から見た手振れ補正ユニット５０の外観図、（ｂ）は一部断面側面図である。図１０（ａ）はリンク板の要部拡大斜視図、（ｂ）は補正レンズ中心を通る断面図、（ｃ）はロック機構の断面図である。図１１は、対物レンズ側から見た手振れ補正ユニット５０の外観図である。図１２は、土台を除いた手振れ補正ユニット５０を対物レンズ側から見た外観図である。
【００５５】
手振れ補正ユニット５０は、左右２つの補正レンズ５１を保持する補正レンズ保持枠５２と、該補正レンズ保持枠５２を上下方向のみ揺動可能に支持する平行リンク機構である縦リンク板５４と、該縦リンク板５４を保持する保持台５６と、該保持台５６を左右方向のみ揺動可能に支持する平行リンク機構である横リンク板５８と、該横リンク板５８を保持する土台６０と、該補正レンズ保持枠５２と土台６０とに掛けられる押圧スプリング５３とを含む。
【００５６】
補正レンズ保持枠５２は、図９（ａ）において実線で示されたように、左右の補正レンズ５１を保持する玉枠部５２ａ，５２ｂを上下２本の梁５２ｓ，５２ｔで結んだ一体形状の部品であり、中央には前述の電池室１８が入ってくる穴５２ｃが形成されている。穴５２ｃには、押圧スプリング５３を係止するための４つのフック５２ｘが形成され、図１０（ｃ）および図１２に示したように、補正レンズ保持枠５２の基準突起５２ｚが土台６０の基準面６０ｓに押付けられるようになっている。また、玉枠部５２ａ，５２ｂには、上下の梁５２ｓ，５２ｔと補正レンズ５１との間にできる内隅の三角部に、図１０（ｃ）に示すように、ロック機構用のテーパーを持った穴５２ｙが設けられている。上下の梁５２ｓ，５２ｔには、重心を通るように突起５２ｋが設けられ、その中央にはＶ溝５２ｖが形成され、後述する駆動ユニットの形状記憶合金紐を受けるようになっている。
【００５７】
縦リンク板５４は、図１０（ｂ）に示すように、補正レンズ保持枠５２と保持台５６の接眼レンズ側の同一面上に支持される。縦リンク板５４は、薄板ばね材でできており、一つの部品で上下に揺動する平行リンク機構を構成する。すなわち、縦リンク板５４は、図９（ａ）に示すように、左右に延びる２本のリンク腕５４ｓ，５４ｔが上下に渡り、２本のリンク腕５４ｓ，５４ｔの両端は、左右でそれぞれ固定部５４ａ，５４ｂに連結されている。縦リンク板５４の一方の固定部５４ａは静止系側の保持台５６に固定され、他方の固定部５４ｂは補正レンズ保持枠５２に固定される。図１０（ａ）に示すように、縦リンク板５４は、リンク腕５４ｓ、５４ｔに沿ってほぼ垂直に対物レンズ側に曲げられ、固定部５４ａ，５４ｂとリンク腕部５４ｓ，５４ｔは、Ｌ字型断面を持つようになっている。固定部５４ａ，５４ｂとリンク腕部５４ｓ，５４ｔとの境界部には、図９および図１０（ａ）に示すように、垂直面でのみ構成され幅の狭い変形部５４ｘが形成されている。変形部５４ｘは、固定部５４ａ，５４ｂやリンク腕部５４ｓ，５４ｔに比べ、剛性が低く、弾性変形して曲がりやすいので、これにより、固定部５４ａ，５４ｂとリンク腕部５４ｓ，５４ｔとの間の角度が所定範囲内で自在に変化し、保持台５６に対して補正レンズ保持枠５２が上下方向に平行移動するようになっている。
【００５８】
保持台５６は、図９（ｂ）に示すように、補正レンズ保持枠５２と土台６０の間に配置される本体部５６ｃを有する。図示していないが、本体部５６ｃは、光路を遮断しないように左右に穴が開いており、中央には、電池室１８が入る穴が開いている。図９に示すように、本体部５６ｃの左右には、補正レンズ保持枠５２を囲み、補正レンズ保持枠５２と同じ高さまで延びる補強リブ５６ａ，５６ｂが立設されている。各補強リブ５６ａ，５６ｂには、左右に突出する突起５６ｋが設けられ、その先端にはＶ溝５６ｖが形成され、後述する駆動ユニットの形状記憶合金紐を受けるようになっている。
【００５９】
横リンク板５８は、図１０（ｂ）に示すように、保持台５６と土台６０の間に配置され、一つの部品で左右に揺動する平行リンク機構を構成する。横リンク板５８は、縦リンク板５４と同様に、薄板ばね材でできている。横リンク板５８は、図１２に示すように、上下に延びる２本のリンク腕５８ａ，５８ｂの両端に、左右に渡る固定部５８ｓ、５８ｔが、変形部５８ｘを介して結合されている。横リンク板５８は、縦リンク板５４と同様に、リンク腕５８ａ，５８ｂに沿ってほぼ垂直に対物レンズ側に曲げられ、固定部５８ｓ、５８ｔとリンク腕部５８ａ，５８ｂはＬ字型断面を持ち、変形部５８ｘは幅の狭い垂直面のみで構成され、この部分が弾性変形するようになっている。一方の固定部５８ｓは保持台５６に固着され、他方の固定部５８ｔは静止系側の土台６０に固着され、保持台５８が土台６０に対して左右に平行移動するようになっている。
【００６０】
土台６０は、板形状をし、図１１に示すように、左右の光路が通る穴６０ａ，６０ｂと、前述の電池室１８が入ってくる穴６０ｃとを持つ。穴６０ｃには、押圧スプリング５３を係止するためのフック６０ｘが設けられている。図１０（ｃ）に示したように、接眼レンズ側の面には、前述の基準面６０ｓと、補正レンズ保持枠５２の縦横の移動量を検知する位置センサ（フォトリフレクタ）８０の保持部６０ｔとが設けられている。また、補正レンズ保持枠５２が移動しないようにロックするためのガイド軸７０を摺動自在に支持する支持部６０ｋが設けられている。図示していないが、上下の側面には、縦用の駆動ユニットを取り付ける穴が設けられ、左右の側面には、横用の駆動ユニットを取り付ける取付穴が設けられている。
【００６１】
押圧スプリング５３は、補正レンズ保持枠５２と土台６０との間に４本掛けられ、自身のスプリング力で補正レンズ保持枠５２の基準突起５２ｚが土台６０の基準面６０ｓに押し当てられるようにする。これにより、補正レンズ保持枠５２は、平面内で移動する。
【００６２】
ロック機構は、図１０（ｃ）に示すように、土台６０から光軸方向に延びるガイド軸７０と、ガイド軸７０にスラスト移動可能に嵌合し、先端のテーパー部で補正レンズ保持枠５２を誘い込み、補正レンズ保持枠５２を移動不自在に保持するロックピン７２と、ロックピン７２を土台６０方向に押付けるロックスプリング７４と、ロックピン７２を補正レンズ保持枠５２から遠ざけるロック解除レバー７６とを含む。
【００６３】
補正レンズ保持枠５２は、非補正状態でロックピン７２によってロックされ、補正状態では、ロックが解除されるが、ガイド軸７０によって移動量が規制される。前記手振れ防止釦１４とロックピン７２の間には、不図示の伝達機構が存在し、手振れ防止釦１４の押圧移動をロック解除レバー７６のロックピン解除方向への移動に変換し、ロックを解除することができるようになっている。
【００６４】
次に、駆動ユニットの構成について、図を参照しながら説明する。
【００６５】
駆動ユニットは、形状記憶合金の形状記憶合金紐の両端が支持体に固定され、ユニット化されたものである。
【００６６】
図３および図４に示すように、支持体は、樹脂１５０が２つのハンダ用端子１１０，１２０と一体成型されたものである。支持体は、２つのハンダ用端子と絶縁体とを接着接合して形成してもよい。ハンダ用端子１１０，１２０は、互いに離れた状態で一体化され、互いに絶縁されるようになっている。ハンダ用端子１１０，１２０には、後述する方法で、形状記憶合金の形状記憶合金紐１０２が固定される。
【００６７】
形状記憶合金紐１０２は、駆動ユニット１００が非取り付け状態のときには弛んでおり、取り付け状態において、中間部分が被駆動体に押し当てられて「く」の字に折り返される。この「く」の字を実現させるため、支持体は、大略、「コ」の字又は弓形に形成され、開口側の両端部に形状記憶合金紐１０２が取り付けられ、支持体で囲まれた領域側で折り返される。
【００６８】
図３に示すように、ハンダ用端子１１０，１２０の繋ぎの部分には、取付穴１１６，１２６、位置決め穴１２８、結線端子１１２，１２２が形成され、駆動ユニット１００を取り付けるための取付面として用いられる。また、貫通穴１０８が設けられ、駆動ユニット１００の取り付けの際に、形状記憶合金紐１０２と突起５２ｋ，５６ｋのＶ溝５２ｖ、５６ｖとの掛かりを、貫通穴１０８から容易に確認することができるようになっている。
【００６９】
駆動ユニット１００の開口側の両端部は、取付面とほぼ平行な同一平面を受け面として持ち、その部分に鍵穴１１４，１２４とガイド１１５，１２５が形成されている。鍵穴１１４，１２４は、鍵穴状にハンダ用端子１１０，１２０を貫通した部分であり、丸穴部分１１４ａ，１２４ａと、丸穴部分１１４ａ，１２４ａから取付面側に延在する直線部分１１４ｃ，１２４ｃとからなる。ガイド１１５，１２５は、鍵穴１１４，１２４の丸穴部分１１４ａ，１２４ａから取付面とは反対側に延在する浅い溝である。
【００７０】
鍵穴１２４の丸穴部分１１４ａ，１２４ａには、ボール１３０が形状記憶合金紐１０２とともに圧入され、ボール１３０の嵌合によって、形状記憶合金紐１０２が取り付けられる。ボール１３０の代わりに、楔を用いてもよい。
【００７１】
駆動ユニット１００は、次のように組み立てることができる。
【００７２】
まず、支持体の開口側の両端部の受け面上に、ガイド１１５，１２５を通るようにして低張力で形状記憶合金紐１０２を張る。
【００７３】
次に、図４（ａ）に示すように、形状記憶合金紐１０２の中央を、長さ調整用テンショナー１８０で所定深さまで下ろした状態にする。
【００７４】
そして、図４（ｂ）に示すように、鍵穴１１４，１２４の丸穴部分１１４ａ，１２４ａに、形状記憶合金紐１０２の「く」の字の内側から、同時にボール１３０を所定深さに打ち込み、形状記憶合金紐１０２を固定する。
【００７５】
取り付けられた形状記憶合金紐１０２は、鍵穴１２４の丸穴部分１１４ａ，１２４ａを板厚方向に横断し、直線部分１１４ｃ，１２４ｃを通って、再度、支持体の内側に入った状態で、使用される。
【００７６】
手振れ補正ユニット５０では、補正レンズ５１を移動させる向きにつき一つの駆動ユニットが必要であり、図５〜図８に示すように、合計４個の駆動ユニット１００ａ〜１００ｄが、手振れ補正ユニット５０の組み立て後に取り付けられる。
【００７７】
図５は、ボディ１１を取り外した状態で対物レンズ側から手振れ補正ユニット５０を見た正面図、図６は、対物レンズ鏡胴３２を取り外した状態で対物レンズ側から手振れ補正ユニット５０を見た正面図、図７は、図５の線VII−VIIに沿って切断した断面図、図８は、図６の線VIII−VIIIに沿って見た側面図、
【００７８】
図６に示すように、横駆動用の駆動ユニット１００ｃ，１００ｄは、手振れ補正ユニット５０の外周のＲ部に沿うような形で取り付けられる。縦駆動用の駆動ユニット１００ａ，１００ｂは、図５に示すように、並んでいる２本の対物レンズ鏡胴３２の谷間に入るような形で取り付けられる。このとき、横駆動用の駆動ユニット１００ｃ，１００ｄは、「く」の字の向き（形状記憶合金の形状記憶合金紐１０２の「く」の字部分を含む面）が、補正レンズ５１の移動平面と平行な面内にあり、縦駆動用の駆動ユニット１００ａ，１００ｂは、「く」の字の向きが移動平面と垂直になっている。
【００７９】
つまり、土台６０の基準平面上を任意方向に移動する補正レンズ保持枠５２には、駆動方向が上下の駆動ユニット１００ａ，１００ｂが、又左右方向のみ移動する保持台５６には、駆動方向が左右の駆動ユニット１００ｃ，１００ｄが、それぞれ向い合って土台６０に保持される。補正レンズ保持枠５２を上下に駆動する駆動ユニット対１００ａ，１００ｂは、形状記憶合金の形状記憶合金紐の伸延方向と、補正レンズ保持枠５２の移動する基準平面とが垂直な関係にある。また、保持台５６を左右に駆動する駆動ユニット対１００ｃ，１００ｄは、上下に駆動する駆動ユニット対１００ａ，１００ｂとは異なり、形状記憶合金の形状記憶合金紐の伸延方向と基準平面は平行である。
【００８０】
また、前述したように、駆動ユニット１００の取付面の貫通穴１０８から、手振れ補正ユニット５０の突起５２ｋ，５６ｋのＶ溝５２ｖ、５６ｖへの形状記憶合金紐１０２の掛かりが容易に確認できるようになっているが、横駆動用の駆動ユニット１００ｃ，１００ｄについては、図６に示したように、保持台５６の突起５６が取付面の貫通穴に貫通し、保持台５６の光軸方向の移動が制限されるようになっている。
【００８１】
図１３は、双眼鏡１０の手振れ補正を行う制御系の構成を示すブロック図である。
【００８２】
制御を統括する制御回路９０には、位置センサ８０と、加速度センサ８２と、駆動ユニット１００ａ〜１００ｄと、ロック解除検知スイッチ１４とが接続され、電池２から電源が供給されるようになっている。
【００８３】
位置センサ８０は、前述したように、手振れ補正ユニット５０内の補正レンズ保持枠５２の位置を検出する。加速度センサ８２は、例えばジャイロセンサであり、ボディ１１内の適宜位置に配置され、双眼鏡１０の手振れ等による双眼鏡１０の振れデータを検出する。メインスイッチ１５は、手振れ防止釦１４の操作による手振れ補正ユニット５０のロック状態の解除と連動してオンになる。すなわち、手振れ防止釦１４を操作すると、不図示の伝達機構によって手振れ補正ユニット５０のロックピン７０を引き上げ、手振れ補正ユニット５０のロック状態を解除し、補正レンズ５１が移動可能な状態にすることができる。メインスイッチ１５は、この伝達機構の途中に設けられ、ロック解除ストロークの最後の部分でオンになる。制御回路９０は、手振れ補正のために駆動ユニット１００ａ〜１００ｄを駆動するためのサーボ回路を含む。制御回路９０は、加速度センサ８２の出力と、位置センサ８０の出力から、駆動ユニット１００ａ〜１００ｄを適宜駆動し、双眼鏡１０による観察像がぶれない位置に補正レンズ５０を移動させる。
【００８４】
次に、具体的な動作について説明する。
【００８５】
双眼鏡上面の手振れ防止釦１４の操作により、手振れ補正ユニット５０のロック状態が解除され、メインスイッチ１５が入ると、制御回路９０は動作を開始し、駆動ユニット１００ａ〜１００ｄの形状記憶合金紐に印加する電圧を決定し、その電圧を印加する。
【００８６】
電圧を印加された形状記憶合金紐は、自身の抵抗値によりジュール熱が発生する。この熱によって自身の記憶された長さへと縮んで行く。「く」の字であるため、移動量は効率良く所定倍に変倍される。形状記憶合金紐の縮みにより、「く」の字の開きが大きくなり、補正レンズ保持枠５２又は保持台５６は、電圧が印加された駆動ユニットから遠ざかる方向へ移動する。補正レンズの移動ストロークδの形状記憶合金紐の収縮長さλに対する変倍率Ｍ＝δ／λは
Ｍ＝ｃｏｓθ／ｋ−（１−ｓｉｎ²θ／ｋ²）^1/2 （１）
である。
ここで、θは「く」の字状に開いた角度の半分、ｋは形状記憶合金紐の収縮率である。
【００８７】
形状記憶合金紐に電圧が印加された駆動ユニットに対向する駆動ユニットの形状記憶合金紐は、移動する補正レンズ保持枠５２又は保持台５６によってその中央部分を押され、弾性域を越え延びてゆく。駆動力は、「く」の字方向の加熱による形状記憶合金紐張力の合力である。一方、抵抗力は、対向する形状記憶合金紐の変形抵抗と、土台６０上を補正レンズ保持枠５２が移動する際の摩擦抵抗と、押圧バネ５３の復元力の移動方向成分と、平行リンク機構５４，５８を構成する板ばねのバネ力との和である。
【００８８】
横振動の場合、縦駆動用の駆動ユニット１００ａ，１００ｂの形状記憶合金紐を横方向に引っ張る抵抗力が、横振動の抵抗力に加算される。この抵抗力は、直線的な形状記憶合金紐を微少量横方向に曲げる程度のものであって、影響は軽微である。
【００８９】
縦の振動成分がある場合、制御回路９０によって縦駆動用の駆動ユニット１００ａ，１００ｂの一方が選択・通電される。通電された形状記憶合金紐は、縮んで補正レンズ保持枠５２をその重心方向に押す。縦駆動用の駆動ユニットの形状記憶合金紐によって押された補正レンズ保持枠５２は、縦リンク板５４によって回転することなくほぼ上下に移動する。このとき、縦リンク板５４は、補正レンズ保持枠５２側の固定部５４ｂは平行移動をし、上下２本のリンク腕５４ｓ，５４ｔは角度が変わり、保持台５６側の固定部５４ｂａは移動しない。リンク腕５４ｓ，５４ｔの両端の変位部分５４ｘは、それぞれ逆方向に曲がり、撓む。Ｌ字断面を持つリンク腕５４ｓ，５４ｔと固定部５４ａ，５４ｂは、剛性がケタ違いに高いため、ほとんど変形しない。
【００９０】
横の振動成分がある場合、制御回路９０によって横駆動用の駆動ユニット１００ｃ，１００ｄの一方が選択・通電される。通電された横駆動用の駆動ユニットの形状記憶合金紐は、縮んで保持台５６をその重心方向に押す。横駆動用の駆動ユニットの形状記憶合金紐によって押された保持台５６と、これに保持された縦リンク板５４と、補正レンズ保持枠５２は、横リンク板５８によって回転することなくほぼ左右に移動する。このとき、横リンク板５８は、保持台５６側の固定部５６ａは平行移動をし、左右２本のリンク腕５６ｓ，５６ｔの角度が変わり、土台６０側の固定部５６ｂは移動しない。リンク腕５６ｓ，５６ｔ両端の変位部分５６ｘは、それぞれ逆方向に曲がり撓む。Ｌ字断面を持つリンク腕５６ｓ，５６ｔと固定部５６ａ，５６ｂは、剛性がケタ違いに高いため、ほとんど変形しない。
【００９１】
したがって、縦や横の振動があろうとも、対物レンズ３０のにらみ位置は、双眼鏡１０の振動にも拘わらず、左右とも同じ場所を保持続ける。
【００９２】
手振れ操作釦１４から手を放すと、まず、メインスイッチ１５がオフになり、制御回路９０への電源供給が遮断され、動作を停止する。さらにロックピン７２が土台６０側に近づいてくると、補正レンズ保持枠５２の移動可能範囲が狭まり、続いて自身のテーパーで保持枠５２を初期位置に誘い込み、ついには補正レンズ保持枠５２を動作不能状態化（ロック）する。
【００９３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
【００９４】
例えば、補正レンズ保持枠５２の基準突起５２ｚと土台６０の基準面６０ｓとが直接当接する構成に代え、図１６の要部拡大図に示したように、補正レンズ保持枠５２の基準突起５２ｚと土台６０の基準面６０ｓとの間に鋼球２００を配置するようにしてもよい。この場合、好ましくは土台６０には凹部６０ｔを形成し、鋼球２００が抜け出ないようにし、凹部６０ｔの底面を基準面６０ｓとする。これにより、土台６０の基準面６０ｓに対する補正レンズ保持枠５２の平行精度を保ちながら、基準突起５２ｚと基準面６０ｓとの間との摩擦を軽減することができる。したがって、補正レンズ保持枠５２を土台６０に対して小さい力で円滑に平行移動させることができ、手振れ補正の高速化、省電力化等の効果がある。
【００９５】
例えば、手振れ防止機構５０および駆動ユニット１００ａ〜１００ｄは、被写体像の移動に応じて撮像素子を移動させることにより手振れを防止する撮像装置において、撮像素子を支持するために用いることができる。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように、直交する２対のリンクレバーが同じ薄板バネ材でできた平行リンク機構５４，５８を２つ用いて、補正レンズ５１を揺動可能に支持した。補正レンズ保持枠５２は一方の平行リンク機構５４に支えられ、該リンクを保持する保持台５６は他方の平行リンク機構５８に支えられ、該平行リンク機構５８は土台６０に支えられ、それらは、ロック機構とともにユニット化した。
【００９７】
直交する２対のリンクレバーが同じ薄板バネ材でできた２つの平行リンク機構で補正レンズを揺動可能に支持にしたことで、被駆動体の質量をほとんど増やすことなく揺動可能に支持でき、サーボ応答性が上がった。
【００９８】
また、薄板バネ材のバネ性により平行リンク機構にはガタや摩擦損失がなく、変形時にも軽い負荷しか発生しないため、応答性が上がった。
【００９９】
ロック機構とともにユニット化することによって、支持体（平行リンク機構）の強度不足にもかかわらず、取扱いが易しくなり、機器への組み込みを簡便にすることができた。
【０１００】
補正レンズの周囲を取り囲むように平行リンク機構を配置したことにより、装置がコンパクトになった。
【０１０１】
双眼鏡の場合、２つの補正レンズが確実に平行移動しなければならないが、反転ガタなく平行移動が実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る双眼鏡の外観図である。
【図２】図１の双眼鏡のブロック配置図である。
【図３】駆動ユニットの平面図である。
【図４】図３の駆動ユニットの組み立て方法の説明図である。
【図５】駆動ユニットの配置の説明図である。
【図６】駆動ユニットの配置の説明図である。
【図７】図５の線VII−VIIに沿って切断した断面図である。
【図８】図６の線VIII−VIIIに沿ってみた側面図である。
【図９】補正ユニットの外観図および断面図である。
【図１０】図９の補正ユニットの要部斜視図および断面図である。
【図１１】対物レンズ側から見た図９の補正ユニットの外観図である。
【図１２】対物レンズ側から土台を除いて見た図９の補正ユニットの外観図である。
【図１３】制御系のブロック図である。
【図１４】平行リンク機構の概念図である。
【図１５】平行リンク機構の変形の概念図である。
【図１６】変形例の要部拡大図である。
【符号の説明】
５０手振れ補正ユニット（手振れ防止機構）
５１補正レンズ（手振れ補正部材）
５２補正レンズ保持枠（保持部材）
５２ｚ基準突起（当接面）
５３押圧スプリング（ばね部材）
５４縦リンク板（平行リンク機構）
５４ａ固定部（固定リンク）
５４ｂ固定部（移動リンク）
５４ｓ，５４ｔリンク腕
５４ｘ変形部（対偶）
５６保持台
５８横リンク板（平行リンク機構）
５８ａリンク腕
５８ｂリンク腕
５８ｓ固定部（移動リンク）
５８ｔ固定部（固定リンク）
５８ｘ変形部（対偶）
６０土台（ベース部材）
６０ｓ基準面
７０ガイド軸（ロック機構）
７２ロックピン（ロック機構）
７４ロックスプリング（ロック機構）
７６ロック解除レバー（ロック機構、解除部材）
２００鋼球（スペーサ部材）

Claims

手振れを補正するための１対の手振れ補正部材をその光軸に直角な大略直交する２方向に移動自在に支持する手振れ防止機構であって、
上記１対の手振れ補正部材を保持し、上記１対の補正部材の相互の位置関係を維持する保持部材と、
上記光軸に直角な面に沿って配置され、固定リンクに対向する移動リンクが上記保持部材に固定された第１の平行リンク機構と、
該第１の平行リンク機構の上記固定リンクに固定された移動部材と、
上記第１の平行リンク機構と平行に、かつ、上記光軸の方向から見たときに上記第１の平行リンク機構と重なる部分があるように配置された第２の平行リンク機構であって、該第２の平行リンク機構の固定リンクに対向する移動リンクが、上記光軸の方向から見て上記第１の平行リンク機構の上記固定リンクと略直角に配置され、上記移動部材に固定された、第２の平行リンク機構と、
該第２の平行リンク機構の上記固定リンクに固定されたベース部材とを備えたことを特徴とする、手振れ防止機構。
上記第１および第２の平行リンク機構のうち少なくとも一方は、その少なくとも一つの対偶が薄板バネ材からなり、該対偶に隣接する上記移動リンクが回動する回動面に対して直角方向に上記薄板バネ材の面が延在することを特徴とする、請求項１記載の手振れ防止機構。
上記第１および第２の平行リンク機構のうち少なくとも一方は、その対向する一対の上記リンクと、該一対の上記リンクを他の一対の上記リンクに連結する上記各対偶とが、同じ上記薄板バネ材からなることを特徴とする、請求項２記載の手振れ防止機構。
上記対偶と、上記対偶に隣接する上記リンクの少なくとも一部とは、一つの上記薄板バネ材からなり、
上記対偶に隣接する上記リンクの少なくとも一部は、上記対偶と略直角に折り曲げられた折り曲げ部を有することを特徴とする、請求項２記載の手振れ防止機構。
上記第１の平行リンク機構および上記第２の平行リンク機構は、それぞれ一つの上記薄板バネ材からなり、上記手振れ補正部材が移動する上記２方向と平行な別々の面に沿ってそれぞれ分けて配置されることを特徴とする、請求項３記載の手振れ防止機構。
上記保持部材は、上記手振れ補正部材が移動する上記２方向に平行に延在する当接面を有し、
上記ベース部材は、上記手振れ補正部材が移動する上記２方向に平行に延在し、上記保持部材の上記当接面に対向する基準面を有し、
上記保持部材の上記当接面を上記ベース部材の上記基準面に押圧するばね部材をさらに備えたことを特徴とする、請求項１記載の手振れ防止機構。
球形状のスペーサ部材が、上記保持部材の上記当接面と上記ベース部材の上記基準面との間に配置され、挟持されたことを特徴とする、請求項６記載の手振れ防止機構。
上記保持部材を、上記ベース部材に対して解除可能に機械的に固定するロック機構をさらに備えたことを特徴とする、請求項１記載の手振れ防止機構。
上記ロック機構は、
上記ベース部材に立設され、上記手振れ補正部材が移動する上記２方向に垂直方向に延在するガイド軸と、
該ガイド軸に沿って摺動自在に外嵌し、該摺動方向に細くなる楔状の面を有するロックピンと、
該ロックピンを押圧するスプリングと、
該スプリングの上記押圧を解除する解除部材とを有し、
上記保持部材は、上記スプリングにより付勢された上記ロックピンの上記楔状の面に当接する当接面を有することを特徴とする、請求項８記載の手振れ防止機構。
上記保持部材は、上記ガイド軸が挿通され、上記ガイド軸との間に所定の隙間が形成されるガイド軸穴を有し、上記ロック機構によるロックが解除されたときに、上記ベース部材に対する移動量が規制されることを特徴とする、請求項９記載の手振れ防止機構。
上記手振れ補正部材は、光学系の一部を構成する補正レンズ、又は被写体像の結像面に配置された撮像素子であることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の手振れ防止機構。
請求項１乃至１１のいずれかに記載の手振れ防止機構を備えることを特徴とする双眼鏡。