JP4677111B2 - 像振れ防止機能付き双眼鏡 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像振れ防止機能を有する双眼鏡の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、観察時の手振れなどに起因して生じる観察像の振れを補正した双眼鏡として、特開昭54−23554号公報や特開平2−284113号公報が提案されている。後者は、図7に示したように、プリズム双眼鏡において、プリズムやミラー等の正立光学系101の全部、または一部を本体固定部に対して移動させることにより、対物光学系102によって形成される焦点像を移動させ、観察像の振れを補正するというものである。なお、前者も基本的には同様の構成である。
【0003】
また、特開平7−84223号公報では、図8に示したように、対物光学系201の焦点面よりも物体側に可変頂角機能を有するプリズム202を配置し、このプリズムによる反射角や屈折角を変化させることにより、対物光学系によって形成される焦点像を移動させ、観察像の振れを補正するというものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した正立光学系の全部、または一部を移動させる双眼鏡のうち、前者の特開昭54−23554号公報に提案されている双眼鏡は、正立光学系としての左右一対のプリズムを双眼鏡本体の固定部に対し、一体的に揺動させているので、プリズムの保持が大掛かりになり、コンパクト化には不向きである。
【0005】
また、後者の特開平2−284113号公報に提案されている双眼鏡は、正立光学系としてのミラーの一部を左右で共通に使って偏心駆動させているので、一対の対物光学系を通過した一対の光束を同時に偏心制御できるという利点はあるが、眼幅調整用に専用のプリズムを必要としていた。
【0006】
これらの双眼鏡は、何れもプリズムなどの正立光学系を構成要素とするものであり、正立光学系を持たない、例えばガリレイ双眼鏡などには適用することができないという問題があった。また、左右の光軸ずれを所定値内にするために、精度の高い部品を使用しなければならず、安価に構成することは難しいという問題があった。
【0007】
一方、特開平7−84223号公報に提案されている双眼鏡は、双眼鏡として成り立っている光学系の各々に、新たに光軸を曲げて焦点像をシフトさせるための光学部品(可変頂角機能を有するプリズム)を付加する必要があり、コスト及び大きさの点で問題がある上、左右のレンズ鏡筒が互いに回転自在に連結されているために、左右の光軸調整にも注意を払わなくてはならないという問題があった。
【0008】
(発明の目的)
本発明の目的は、左右の光軸調整の煩雑さを回避すると共に、長期にわたり左右の光軸の平行関係を維持しつつ、観察時の観察像の振れを補正でき、しかも安価で、コンパクト化に最適な像振れ防止機能付き双眼鏡を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、左右一対の対物光学系が形成する像を左右一対の接眼光学系によって観察する眼鏡において、前記対物光学系の光軸と直交する第1の支軸を有する防振用本体と、前記第1の支軸まわりに所定角度回転自在に軸支されるとともに、前記第1の支軸と平行で前記第1の支軸よりも前記対物光学系のうち最も物体側の光学要素側に配置された第2の支軸を有するヨー保持枠と、前記第2の支軸に軸支され、前記防振用本体と前記ヨー保持枠とで平行リンク機構を形成するとともに、前記対物光学系の光軸と直交し前記第2の支軸よりも前記接眼光学系側に配置された第3の支軸を有するヨーブリッジと、前記第3の支軸まわりに所定角度回転自在に軸支されるとともに、前記対物光学系の全部、または一部を保持するピッチ保持枠と、観察時における前記双眼鏡の振れを検出する振れ検出手段と、前記ヨー保持枠の回転角度を検出するヨー方向検出手段と、前記ピッチ保持枠の回転角度を検出するピッチ方向検出手段と、前記ヨー保持枠を前記第1の支軸まわりに駆動するヨー方向駆動手段と、前記ピッチ保持枠を前記第3の支軸まわりに駆動するピッチ方向駆動手段と、前記振れ検出手段の検出信号に基づいて記ヨー方向駆動手段と前記ピッチ方向駆動手段とをして、前記双眼鏡の振れによる像振れを打ち消すように前記対物光学系を前記対物光学系の光軸に直交する成分を持つように移動させる制御手段とを有することを特徴とする眼鏡とするものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【0011】
図1は本発明の実施の一形態に係る像振れ防止機能付き双眼鏡の上面から見た断面図であり、図2は図1の双眼鏡の側面から見た断面図である。尚、双眼鏡本体を収納する外装部材については図示していない。
【0012】
まず、これらの図を用いて、本発明の実施の一形態に係る双眼鏡の光学系の構成について簡単に説明する。
【0013】
図示する双眼鏡の光学系は、左右一対の対物光学系11L,11Rと、左右一対の正立光学系(以下、正立プリズムと記す)12L,12Rと、左右一対の接眼光学系13L,13Rとから成り、左側(図1では下側に示している)の対物光学系11L及び左側の接眼光学系13Lにより左側の望遠光学系が構成され、右側(図1では上側に示している)の対物光学系11R及び右側の接眼光学系13Rにより右側の望遠光学系が構成されている。
【0014】
前記対物光学系11L,11Rは、それぞれ平行な光軸110L,110Rを有し、これらの光軸110L,110Rは前記正立プリズム12L,12Rの入射面121L,121Rに入射し、前記正立プリズム12L,12R内で全反射を4回繰り返した後、前記正立プリズム12L,12Rの各射出面122L,122Rから射出し、前記接眼光学系13L,13Rへと入射する。
【0015】
尚、観察時の像振れは、前記対物光学系11L,11Rを移動させることで補正している。
【0016】
次に、上記の双眼鏡の概略構成について、対物光学系に関係する部分、接眼光学系に関係する部分の順に分けて説明する。
【0017】
以下に、対物光学系に関係する部分について説明する。
【0018】
14は、前記光軸110L,110Rと直交する第1の支軸14L,14Rを有する防振用本体(以下、IS本体とも記す)である。このIS本体14は、前記正立プリズム12L,12R側に後述する駆動制御基板27を取り付ける為の取り付け座14a,14bを有し、また、先端中央部には後述するヨー方向駆動手段(25a〜25cより成る)の構成要素である永久磁石25aとヨーク25bを保持する保持部を有している。さらに、前記対物光学系11R側には後述するヨー方向検出手段(23a,23bより成る)構成要素であるホール素子23bを保持する保持部14cが形成されている。15は、前記第1の支軸14L,14Rまわりに所定角度回転自在に軸支されるとともに、前記第1の支軸14L,14Rと平行な第2の支軸15L,15Rを有する左右一対のヨー保持枠である。前記ヨー保持枠15には、後述するヨー方向検出手段23を構成する永久磁石23aを保持する保持部15a(図2参照)が略中央に形成されている。
【0019】
16は、前記第2の支軸15L,15Rに軸支され、前記IS本体14と前記左右一対のヨー保持枠15とで前記光軸110L,110Rと略直交する方向にのみ移動可能となる、所謂平行リンク機構を形成するヨーブリッジである。このヨーブリッジ16は、後端部に前記光軸110L,110Rと直交し、かつ前記第1の支軸14L,14Rとも直交する第3の支軸161を有している。また、略中央部には後述するヨー方向駆動手段の構成要素であるコイル25cを保持する保持部16cが形成されている。さらに、前記ヨーブリッジ16には、後述するピッチ方向検出手段(24b等より成る)の構成要素である不図示の永久磁石を保持する保持部(不図示)が形成されている。17は、前記第3の支軸161まわりに所定角度回転自在に軸支され、前記対物光学系11L,11Rを一体的に保持するピッチ保持枠である。このピッチ保持枠17の略中央には後述するピッチ方向駆動手段(26a〜26cより成る)の構成要素であるコイル26cを保持する保持部17cが略中央に形成されている。さらに、前記ピッチ保持枠17には、後述するピッチ方向検出手段の構成要素であるホール素子24bを保持する保持部17bが略中央に形成されている。
【0020】
次に、接眼光学系に関係する部分について説明する。
【0021】
18L,18Rは、前記接眼光学系13L,13Rをそれぞれ保持している接眼鏡筒である。前記接眼鏡筒18L,18Rの外周部には雄ヘリコイド181L,181Rが形成されており、この雄ヘリコイド181L,181Rと後述する接眼ホルダー19L,19Rの内周に形成された雌ヘリコイド191L,191Rとが螺合し、前記接眼鏡筒18L,18R、すなわち、前記接眼光学系13L,13Rはそれぞれ前記光軸110L,110Rに沿って進退自在となっている。
【0022】
尚、図2に示したが使用状態では、左側の接眼光学系13Lは前記接眼鏡筒18Lと前記接眼ホルダー19Lとを固定する固定部材18aにより固定され、右側の接眼光学系13Rで視度調節を行うようになっている。
【0023】
19L,19Rは、両側に開口部を有し、後側では前述した接眼鏡筒18L,18Rを、前側では前記正立プリズム12L,12Rを収納する接眼ホルダーである。尚、前述したヘリコイド部、及び各鏡筒の嵌合部には、十分な量のグリスが塗布され、視度調節時に適度な回転負荷が得られるようになっている。20L,20Rは、金属板から成る略扇状をしたプリズム台である。これに前記正立プリズム12L,12Rを所定の位置関係で精度良く位置決めした後、接着剤等により固定している。21L,21Rは、略皿形状をしたプリズムホルダーであり、前後にそれぞれ開口部を有する。後側開口部は、前記正立プリズム12L,12Rが取り付けられたプリズム台20L,20Rを収納するために設けられていて、その底部には前記プリズム台20L,20Rを所定の位置に位置決めするための位置決め手段、及びビス等の固定手段が設けられている。一方、前側開口部は前記正立プリズム12L,12Rに入射する光束のために設けられている。
【0024】
以上により、前記接眼ホルダー19L,19Rの前記正立プリズム12L,12Rを収納する側の開口部に前記プリズムホルダー21L,21Rが取り付くことで、左右一対の接眼ユニットを形成している。
【0025】
次に、眼幅調整機構について説明する。
【0026】
前記接眼ユニットは、図3に示したように、略対称な左右一対の連動板33L,33Rによって、前記光軸110L,110Rを回転中心として互いに連動しながら図中矢印方向に所定角度回転する。この時に、前記接眼光学系13L,13Rの光軸間が離れたり、近づいたりすることで、眼幅調整が行えるようになっている。さらに詳述すると、前記連動板33L,33Rは、後述する固定台35の後側に設けられた摺動孔の前側に配設され、一方、前記プリズムホルダー21L,21Rは前記摺動孔の後側に配設されている。
【0027】
前記プリズムホルダー21L,21Rの前側端部には連動板取り付け用フランジ部が形成されていて、これに前記連動板33L,33Rが位置決めされた後、ビス等によって取り付けられている。前記連動板33L,33Rにはギア部331L,331Rが形成されており、これを所定の位相関係で互いに噛み合わせることで左の連動板33Lと右の連動板33Rとを連動させることができ、この連動機構によって両接眼光学系の各々の光軸間隔を変化させることが可能となる。さらに、前記連動板33L,33Rの外周部には複数個の屈曲部332L,332Rが形成されている。この屈曲部332L,332Rは、前記連動板33L,33Rを前記プリズムホルダー21L,21Rに取り付けたときに、前記固定台35の保持面と当接し、適度な反発力を発生し、眼幅調整時に適度な回動負荷を得ることができる。
【0028】
次に、焦点調節機構について、図4を用いて説明する。
【0029】
35は金属板から成る固定台であり、前記光軸110L,110Rが作る平面と平行な水平部と、これに対して直角に屈曲した保持面とから構成される。
【0030】
前記水平部には、上側に摺動を目的とした4箇所のエンボスが設けられており、後述するフォーカス連動板36の高さ方向の規制を行うと共に、焦点調節を行う際に前記フォーカス連動板36が光軸方向に移動する時の摺動面となる。また、前記フォーカス連動板36が光軸方向の移動を行う際のガイドとなるフォーカスガイド37を取り付ける取付け部を有している。前記保持面には、それぞれ光軸を中心として断続的な、あるいは閉じていない摺動円を含む摺動孔が設けられ、この摺動孔に沿って前記プリズムホルダー21L,21Rが回転自在となっている。さらに、後述するフォーカスダイアル40を定位置で回転自在に保持する回転保持部材34が中央に3本のビスによって固定されている。
【0031】
フォーカス連動板36は、前記固定台35と同様に、SUS,SPCC等の金属板からなり、前記光軸110L,110Rが作る平面と平行な水平部と、前記平面と直交する垂直部とから成る。
【0032】
前記水平部には、前記固定台35に設けられた4箇所のエンボスに対応して摺動する4箇所の摺動部と、複数個の略矩形状の穴部が設けられていて、この穴部に沿って前記フォーカスガイド37と前記IS本体14の前記フォーカス連動板36との取り付け座が摺動可能となっている。前記垂直部には、回転保持孔36aが設けられていて、フォーカスねじ38と螺合するナット39を取り付けた時に、前記フォーカスねじ38を所定の位置で回転自在に保持する。
【0033】
前記フォーカスねじ38の後端部には、フォーカスダイアル40が取り付けられ、光軸方向の抜け止めを兼ねている。このフォーカスねじ38は、前記固定台35に対して固定位置で回転し、かつねじ部は前記フォーカス連動板36に固定された前記ナット39と螺合しているので、前記フォーカスダイアル40を回転することによって、前記フォーカス連動板36を前記固定台35に対して光軸方向に進退させることができる。
【0034】
前記フォーカス連動板36には、前記IS本体14が取付けられている。
【0035】
以上の構成により、前記フォーカスダイアル40を回転することによって、前記IS本体14、つまり前記対物光学系11L,11Rを保持した前記ピッチ保持枠17を光軸方向にのみ進退可能としている。
【0036】
次に、像振れ防止装置について説明する。
【0037】
本実施の形態における像振れ防止装置は、観察時における双眼鏡の振れ量を検出する振れ検出手段と、この振れ検出手段からの出力信号に基づいて、前記対物光学系によって形成される焦点像を移動させ、観察像の振れを補正するように前記対物光学系を駆動制御する制御手段とを有している。
【0038】
図1や図4に示す22P,22Yは、後述する駆動制御基板27に実装され、観察時における双眼鏡の振れ量を検出する振れ検出手段である。22Pはピッチ方向の振れを検出し、22Yはヨー方向の振れを検出する。
【0039】
前記永久磁石23aとホール素子23bから成るヨー方向検出手段(以下、便宜上、この手段を23と記す)は、前記ヨー保持枠15の前記第1の支軸14L,14Rまわりの回転角度を検出するものであり、前記ホール素子24bとこれに対向して不図示の永久磁石なる成るピッチ方向検出手段(以下、便宜上、この手段を24と記す)は、前記ピッチ保持枠17の前記第3の支軸161まわりの回転角度を検出するものである。
【0040】
また、前記永久磁石25a、ヨーク25b及びコイル25cから成るヨー方向駆動手段(以下、便宜上、この手段を25と記す)は、前記ヨー保持枠15を前記第1の支軸14L,14Rまわりに回転駆動するものであり、永久磁石26a、ヨーク26b及びコイル26cから成るピッチ方向駆動手段(以下、便宜上、この手段を26と記す)は、前記ピッチ保持枠17を前記第3の支軸161まわりに回転駆動するものである。27は駆動制御基板(図4参照)であり、前記振れ検出手段22P,22Yの検出信号に基づいて双眼鏡の振れによる像振れを打ち消す方向に前記ヨー方向駆動手段25と、前記ピッチ方向駆動手段26とを駆動制御するマイコン等の制御手段が実装されている。
【0041】
図5及び図6は、それぞれヨー方向及びピッチ方向に駆動したときの状態を示している。尚、図1及び図2と同じ部品については同じ符号を付している。
【0042】
図5は、前記対物光学系11L,11Rが前記光軸110L,110Rとほぼ直交する方向に移動した状態を示している。すなわち、前記振れ検出手段22Yの検出信号に基づいて前記ヨー方向駆動手段25を構成する前記コイル25cに前記駆動制御基板27から制御電圧を印加することにより、前記コイル25cにはフレミングの法則に基づく力が発生する。これによって、前記コイル25cを保持する前記ヨーブリッジ16は前記光軸110L,110Rと略直交する方向に移動する。
【0043】
ところで、前記ヨーブリッジ16は、前記ヨー保持枠15に設けられた前記第2の支軸15L,15Rにそれぞれ軸支されている。また、前記ヨー保持枠15はそれぞれ前記IS本体14に設けられた前記第1の支軸14L,14Rにそれぞれ軸支され、所定角度回転自在になっている。すなわち、前記IS本体14、前記ヨー保持枠15、前記ヨーブリッジ16とで、所謂平行リンク機構を構成することになる。
【0044】
以上の構成により、前記対物光学系11L,11Rはヨー方向については図中矢印で示した前記光軸110L,110Rとほぼ直交する方向に移動可能となる。
【0045】
一方、ピッチ方向の移動については、図6を用いて説明する。
【0046】
前記振れ検出手段22Pの検出信号に基づいて前記ピッチ方向駆動手段26を構成する前記コイル26cに前記駆動制御基板27から制御電圧を印加することにより、前記コイル26cにはフレミングの法則に基づく力が発生する。これにより、前記コイル26cを保持する前記ピッチ保持枠17は前記第3の支軸161まわりに所定角度回転自在に移動可能となる。
【0047】
以上の構成により、前記対物光学系11L,11Rは前記振れ検出手段22P,22Yの検出信号に基づいて双眼鏡の振れによる像振れを打ち消す方向に前記ヨー方向駆動手段25と前記ピッチ方向駆動手段26によってヨー方向とピッチ方向に移動可能となる。
【0048】
尚、図4に示したように、前記ピッチ保持枠17の中央には嵌合穴17dが設けられていて、この穴にメカロック部材31を挿通することで前記ピッチ保持枠17の移動を規制する。つまり、観察者が像振れ補正を必要としない時には、メカロックスライドスイッチ32をスライドさせ、不図示の検出スイッチと連動させ、前記駆動制御基板27の電源を切断すると共に、前記ピッチ保持枠17に設けられた前記嵌合穴17dに前記メカロック部材31を挿通させれば、像振れ補正を行わない事ができる。
【0049】
以上の実施の形態によれば、対物光学系11R,11Lの光軸と直交する第1の支軸14R,14Lを有するIS本体14と、前記第1の支軸14R,14Lまわりに所定角度回転自在に軸支されるとともに、前記第1の支軸14R,14Lと平行な第2の支軸15R,15Lを有するヨー保持枠15と、前記第2の支軸15R,15Lに軸支され、前記IS本体14と前記ヨー保持枠15とで平行リンク機構を形成するとともに、前記対物光学系11R,11Lの光軸と直交する第3の支軸161を有するヨーブリッジ16と、前記第3の支軸161まわりに所定角度回転自在に軸支されるとともに、前記対物光学系11R,11Lの全部(または一部でも良い)を保持するピッチ保持枠17と、観察時における双眼鏡の振れを検出する振れ検出手段22と、前記ヨー保持枠15の回転角度を検出するヨー方向検出手段23と、前記ピッチ保持枠17の回転角度を検出するピッチ方向検出手段24と、前記ヨー保持枠15を前記第1の支軸14R,14Lまわりに駆動するヨー方向駆動手段25と、前記ピッチ保持枠17を前記第3の支軸161まわりに駆動するピッチ方向駆動手段26と、前記振れ検出手段22の検出信号に基づいて双眼鏡の振れによる像振れを打ち消す方向に前記ヨー方向駆動手段25と前記ピッチ方向駆動手段26とを駆動制御する不図示の制御手段とにより、双眼鏡を構成している。
【0050】
従って、以下の効果を有する。
【0051】
1)左右の光軸調整の煩雑さを回避し、長期にわたり左右の光軸の平行関係を維持しつつ、観察時の観察像の振れを補正することができる。詳しくは、図7や図8の従来では、ミラーを複雑にしたり、左右独立した可変頂角プリズムを用いているので左右の光軸を一致させることが難しく、その為の調整機構も必要としていたが、上記実施の形態では、左右の対物光学系を一つの部品で一体的に保持し、連動させているのでずれにくくなっており、よって、左右の光軸調整の煩雑さを回避でき、長期にわたり左右の光軸の平行関係を維持しつつ、観察時の観察像の振れを補正することが可能となった。
【0052】
2)比較的簡単な機械的部品により構成しており、又組み立てもピン形状の支軸14L,14R,15L,15R,161を挿し込んで行う構造であるため、安価で、コンパクト化な双眼鏡とすることができる。
【0053】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、左右の光軸調整の煩雑さを回避すると共に、長期にわたり左右の光軸の平行関係を維持しつつ、観察時の観察像の振れを補正でき、しかも安価で、コンパクト化に最適な像振れ防止機能付き双眼鏡を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係る像振れ防止機能付き双眼鏡の上面から見た断面図である。
【図2】本発明の実施の一形態に係る像振れ防止機能付き双眼鏡の側面から見た断面図である。
【図3】本発明の実施の一形態に係る像振れ防止機能付き双眼鏡の接眼ユニットの連動機構の正面図である。
【図4】本発明の実施の一形態に係る像振れ防止機能付き双眼鏡の焦点調節機構を説明する断面図である。
【図5】図1等に示す対物光学系11L,11Rのヨー方向の移動を説明する図である。
【図6】図1等に示す対物光学系11L,11Rのピッチ方向の移動を説明する図である。
【図7】従来例の像振れ防止機能付き双眼鏡の一例を示す斜視図である。
【図8】同じく従来例の像振れ防止機能付き双眼鏡の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
11L,11R 対物光学系
110L,110R 光軸
12L,12R 正立プリズム
13L,13R 接眼光学系
14 IS本体
14L,14R 第1の支軸
15 ヨー保持枠
15L,15R 第2の支軸
16 ヨーブリッジ
161 第3の支軸
17 ピッチ保持枠
22P,22Y 振れ検出手段
23a 永久磁石
23b ホール素子
24b ホール素子
25a 永久磁石
25b ヨーク
25c コイル
26a 永久磁石
26b ヨーク
26c コイル

Claims (2)

  1. 左右一対の対物光学系が形成する像を左右一対の接眼光学系によって観察する眼鏡において、
    前記対物光学系の光軸と直交する第1の支軸を有する防振用本体と、
    前記第1の支軸まわりに所定角度回転自在に軸支されるとともに、前記第1の支軸と平行で前記第1の支軸よりも前記対物光学系のうち最も物体側の光学要素側に配置された第2の支軸を有するヨー保持枠と、
    前記第2の支軸に軸支され、前記防振用本体と前記ヨー保持枠とで平行リンク機構を形成するとともに、前記対物光学系の光軸と直交し前記第2の支軸よりも前記接眼光学系側に配置された第3の支軸を有するヨーブリッジと、
    前記第3の支軸まわりに所定角度回転自在に軸支されるとともに、前記対物光学系の全部、または一部を保持するピッチ保持枠と、
    観察時における前記双眼鏡の振れを検出する振れ検出手段と、
    前記ヨー保持枠の回転角度を検出するヨー方向検出手段と、
    前記ピッチ保持枠の回転角度を検出するピッチ方向検出手段と、
    前記ヨー保持枠を前記第1の支軸まわりに駆動するヨー方向駆動手段と、
    前記ピッチ保持枠を前記第3の支軸まわりに駆動するピッチ方向駆動手段と、
    前記振れ検出手段の検出信号に基づいて記ヨー方向駆動手段と前記ピッチ方向駆動手段とをして、前記双眼鏡の振れによる像振れを打ち消すように前記対物光学系を前記対物光学系の光軸に直交する成分を持つように移動させる制御手段とを有することを特徴とする眼鏡。
  2. 前記第1の支軸と前記第3の支軸とは、同一の光軸に直交する平面内で互いに直交していることを特徴とする請求項1に記載の眼鏡。
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