JPH06250098A - 像安定化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 像ブレ防止手段を内蔵してなるアダプタを単
眼鏡や双眼鏡に着脱可能とすることにより、一つの単眼
鏡もしくは双眼鏡で用途に応じて像ブレ防止機能の有無
の選択を可能とし、さらには従来有していた単眼鏡もし
くは双眼鏡に、後から像ブレ防止機能の付加を可能とす
る。 【構成】 この装置１は、一方が回動可能で他方が固定
された２枚のミラー３，４と、角速度センサと、この角
速度センサからの出力に基づき回動可能なミラー３を所
定角度だけ回動せしめて光束のブレを補正する光束ブレ
制御手段とをケース５内に内蔵してなり、このケース５
を装着部材６を用いて双眼鏡21の前側部分に着脱可能に
装着するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、単眼鏡や双眼鏡が振動
を受けた場合に、これら光学装置の光軸に対する観察物
体からの光束の射出角度が変動し、光学像がブレて観察
されるのを防止する像安定化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】単眼
鏡、双眼鏡等の光学的な観測を目的とした光学装置を手
で保持して操作する場合、特に光学装置を航空機や車輌
等に持ち込んで使用する場合には、航空機、車輌等の振
動や動揺が光学装置に伝わり、光軸に対する、観察物体
からの光束の射出角度が変動し、観察される光学像を劣
化させることが多い。光学装置に伝わる振動は、その振
幅がたとえ小さくとも、単眼鏡や双眼鏡等においては、
視界が狭いことや、接眼レンズによって光束の射出角度
が拡大されており、また接眼レンズによって対物レンズ
の像が拡大されて観察され最終的に視覚に訴える像は劣
化して観察されるので、望遠鏡系の倍率が高くなるに従
って、振動等によって生ずる光軸に対する光束の射出角
度の変動、観察される像の劣化は無視できなくなる。

【０００３】これまでにも、光学装置に伝わる振動や動
揺によって光軸に対する光束の射出角度が変動し観察さ
れる像が劣化することを防止するための像安定化のため
の光学装置が種々提案されている。

【０００４】例えば特公昭57-37852号公報には双眼鏡に
おける観察像のブレを補正するためこの双眼鏡内に回転
慣性体（ジャイロモータ）を利用した防振手段を設けた
ものが開示されている。

【０００５】すなわち、この技術は双眼鏡の対物レンズ
と接眼レンズの間の光軸上に正立プリズムを配し、この
正立プリズムを、回転慣性体が取り付けられた単一のジ
ンバル懸架手段上に装着し、双眼鏡が手ブレ等により振
動しても正立プリズムは略同一空間位置に保持して双眼
鏡の観察像のブレを防止するようにしたものである。

【０００６】このような従来技術は高精度で像安定化が
図れる一方、双眼鏡の倍率、解像力を上げるのに伴ない
対物レンズの有効径が大きくなり、正立プリズムが大型
化し、これによりこのプリズムを空間的に保持する回転
慣性体の重量が大きくなり、またこの回転慣性体を駆動
させるための消費電力も大きくなる。

【０００７】したがって、双眼鏡自体も大型化し、重量
も重くなり、さらにはバッテリーも大容量のものが必要
となるため、手軽にあるいは長時間に亘って風景等を観
察する用途には余り適さない。

【０００８】一方、特開平2-284113号公報には、双眼鏡
の内部に、双眼鏡のブレを検出するブレ検出手段とこの
ブレ検出手段によって検出されたブレ量に基づきこの像
ブレを補正するための補正光学系（アクチュエータも含
まれる）を設けたものが開示されている。

【０００９】このような従来技術は、回転慣性体を用い
た前述した従来技術と比べると双眼鏡自体の小型化、軽
量化あるいは消費電力の省力化が図れるものの、像ブレ
防止手段を内蔵していない双眼鏡と比べるとどうしても
大型となり重量も重くなる。また、バッテリーも必要と
なり、高価となることも避けられない。

【００１０】ところで、双眼鏡の使用者にとっては、上
述した如き像ブレ防止手段を備えた双眼鏡であることが
望ましいこともあるが、用途によっては小型で軽量な、
像ブレ防止手段を有していない単純な双眼鏡を望むこと
も多い。

【００１１】すなわち、航空機、船舶、車輌等の乗物に
搭乗しながら目的とする物体を観察する場合等には像ブ
レ防止手段が必要となるが、静止している場所において
風景等を観察する場合、あるいは三脚等に双眼鏡を固定
してバードウォッチングを楽しむ場合等には必ずしも像
ブレ防止手段を内蔵していることは必要とされず、むし
ろ持ち運びに便利なコンパクトで軽量なものが望まれる
ことが多く、使用者の要求は用途によって変化するもの
である。

【００１２】したがって、使用者が用途に応じた最適な
双眼鏡を選択しようとすれば、像ブレ防止手段を搭載し
ているものとしていないものの２機種を購入する必要が
あり、使用者の経済的な負担は大きくなる。

【００１３】また、最初に像ブレ防止手段を内蔵してい
ない双眼鏡を購入し、その後必要に迫られた時に、ある
いは経済的に余裕ができたときに像ブレ防止が可能な双
眼鏡を購入したいと望むことも多く、このような場合
に、従来有していた双眼鏡に像ブレ防止機能を付加する
ことができれば使用者にとって大変便利である。

【００１４】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、一つの単眼鏡もしくは双眼鏡で用途に応じて像ブ
レ防止機能の有無の選択を可能とし、さらには従来有し
ていた単眼鏡もしくは双眼鏡に、後から像ブレ防止機能
の付加を可能とする像安定化装置を提供することを目的
とするものである。

【００１５】さらに、単眼鏡もしくは双眼鏡に像ブレ防
止機能を付加した場合にも、全体として小型化、軽量
化、消費電力の省力化を図ることができる、構造が簡単
で安価な像安定化装置を提供することを目的とするもの
である。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の像安定化装置
は、単眼鏡もしくは双眼鏡の対物レンズの前側に着脱可
能に配される像ブレ防止手段を内蔵してなるアダプタで
あって、物体からの光束を順次反射せしめて射出する互
いに対向する２つの反射部材を内蔵し、これらの反射部
材のうち少なくとも一方を、前記射出された光束の、こ
れら反射部材の配列方向のブレが小さくなる方向に回動
し得るように軸支してなるアダプタ筐体と、単眼鏡もし
くは双眼鏡の上下方向と前記反射部材の配列方向とが一
致し、かつ前記射出された光束が該単眼鏡もしくは双眼
鏡の対物レンズに入射するような位置において前記アダ
プタ筐体をこの単眼鏡もしくは双眼鏡の一部に着脱可能
に装着する装着部材と、前記アダプタ筐体の前記反射部
材配列方向のブレに伴なうブレ角度情報を検出する、該
アダプタ筐体に固設された角度情報検出手段と、前記検
出されたブレ角度情報に基づき、前記ブレに伴なう前記
対物レンズに射出する光束のブレが小さくなるように、
前記回動可能な反射部材の回動量を決定し、この決定に
応じた制御信号を出力する制御手段と、この制御手段か
らの制御信号に基づき前記回動可能な反射部材を、前記
アダプタ筐体に軸支された回転軸の回りに所定量だけ回
動せしめる反射部材回転駆動手段とを備えてなることを
特徴とするものである。

【００１７】また、上記角度情報検出手段とは角度、角
速度あるいは角加速度等の角度情報を検出できるセンサ
であればよい。

【００１８】さらに、上記角度情報検出手段として角速
度センサを用いる場合に、この角速度センサを正三角柱
振動子と圧電セラミックを用いた圧電振動ジャイロセン
サにより構成することも可能である。

【００１９】なお、前述した反射部材とは反射ミラーや
反射プリズム等の入射光束を所定方向に反射することの
できる種々の部材をいう。

【００２０】

【作用】上記構成によれば、単眼鏡もしくは双眼鏡に像
ブレ防止手段を着脱可能に取り付けることができるの
で、一つの単眼鏡もしくは双眼鏡を用い用途に応じて像
ブレ防止機能を付けたものと、付けないものの選択をす
ることができる。

【００２１】すなわち、ブレのない観察像を確実に得た
いとき、あるいは航空機、車輌等に搭乗したときに目的
物を観察したい場合等においては単眼鏡もしくは双眼鏡
に本発明の像安定化装置を装着し、一方観察像に多少の
像ブレがあってもそれ程支障がなく、むしろ携帯性や手
軽さを重視する場合には単眼鏡もしくは双眼鏡に本発明
の像安定化装置を装着しない状態で使用するという２通
りの使用方法を選択することができる。

【００２２】また、最初に像ブレ防止機能を有していな
い単眼鏡もしくは双眼鏡を購入しておいて、後で像ブレ
防止機能が必要となったとき、あるいは経済的に余裕が
できたときにこの像安定化装置を購入して像ブレ防止機
能を付加することも可能となり使用者にとって大変便利
になる。

【００２３】また、この像ブレ防止手段は、単眼鏡もし
くは双眼鏡に物体からの光束を導く、少なくとも一方が
回動可能とされた２つの反射部材を互いの反射面が対向
するようにしてなる光学系を有し、アダプタ筐体のブレ
に伴なうブレ角度情報を角度情報検出手段により検出
し、この検出量に基づき、射出光束のブレを小さくする
ように上記回動可能とされた反射部材の回動量を決定
し、この決定された回動量に応じた制御信号に基づき、
反射部材回転駆動手段によって上記回動可能とされた反
射部材を所定量だけ回動せしめている。このようにセン
サ、光束方向補正光学系、信号制御系およびミラーを回
動せしめるアクチュエータにより像ブレ防止手段を構成
しているので構成が簡単で装置の小型化、軽量化が図
れ、また消費電力の省力化および製造コストの低廉化が
図れる。

【００２４】さらに、上記角度情報検出手段として正三
角柱振動子と圧電セラミックを組み合わせた圧電振動ジ
ャイロセンサを用いた場合には、このセンサのサイズが
極めて小さく、軽量で安価であることから、装置の小型
化、軽量化および製造コストの低廉化をさらに促進する
ことが可能である。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。

【００２６】図１は本発明の実施例に係る像安定化装置
を双眼鏡に装着した状態を示す側面図であり、図２はこ
の像安定化装置の内部を説明するための概略図である。
図１(a) に示すように、本実施例の像安定化装置１は物
体からの光束２を正反射させる第１のミラー３と、この
第１のミラー３からの反射光束を正反射させて装置１の
外部に射出する第２のミラー４と、これら２つのミラー
３，４を収納するケース５と、第２のミラー４から反射
された光束２が双眼鏡21の対物レンズ22に入射する位置
において、このケース５を双眼鏡21の前側部分に装着せ
しめる装着部材６を備えている。上記２つのミラー３，
４は、ケース５が双眼鏡21に装着された際に、互いに双
眼鏡21の上下方向に配設されており、第１のミラー３は
ケースに軸支された回転軸７を中心として回動し、一
方、第２のミラー４はケース５に固設されている。

【００２７】また、図２に示すように、この像安定化装
置１は、第１のミラー３の近傍においてケース５に固定
されたステーブルプラットホーム８と、このステーブル
プラットホーム８上に固設された、ケース５のブレ角速
度を検出する角速度センサ９と、この角速度センサ９に
より検出された角速度ωに応じた電圧信号を出力する増
幅器10と、この増幅器からの電圧信号により、ステーブ
ルプラットホーム８のブレによる回転方向とは逆の方向
に角度θだけこのプラットホーム８に軸支されたプーリ
11を回転駆動するモータ（図示せず）と、第１のミラー
３の回転軸７に軸支された、プーリ11の２倍のプーリ径
を有するプーリ12と、プーリ11の回転をプーリ12に伝達
するプーリベルト13を備えている。

【００２８】なお、双眼鏡21は一般に、図３に示すよう
に１対の対物レンズ22a,b 、１対の正立プリズム23a,b
および１対の接眼レンズ24a,b からなる、互いに平行な
光軸を有する１対の単眼鏡光学系を備えており、物体か
らの１対の光束2a,bが装置１に入射した際の相対位置を
維持しながらこれら１対の光学系に確実に導かれるよう
に、またこの装置１内の構成を簡素化するために、これ
ら１対の光束2a,bを各々同一の反射ミラー３，４で反射
させることが望ましく、そのためこれらのミラー３，４
は図３に示す如く広幅の形状とされている。

【００２９】次に、図１(a) ，(b) および図２を用いて
本実施例装置の作用について説明する。

【００３０】すなわち、上下方向の像ブレがない状態に
おいては図１(a) に示すように双眼鏡21の２つの光軸を
含む平面に対して２つのミラー３，４が共に45°の角度
だけ傾けられるように設定される。第２のミラー４は前
述した如くケース５に固設されており、上記平面に対し
て常に45°傾けるような位置に維持されているが、可動
ミラーである第１のミラー３は上下方向の像ブレがない
状態においてのみ上記平面に対して45°傾けた基準位置
に設定される。このとき第１のミラー３の反射面に対し
て45°の入射角度で入射した物体からの光束２は、射出
角45°でこの第１のミラー３の反射面から射出され、さ
らに第２のミラー４の反射面に45°の入射角で入射し、
この反射面から45°の射出角で射出され、双眼鏡21の対
物レンズ22にこの双眼鏡21の光軸と平行に入射すること
となる。

【００３１】これに対し、双眼鏡21が上下方向にブレて
角度θだけ下方向に傾いたとき、これに伴ない双眼鏡21
と一体化された像安定化装置１も角度θだけ下方向に傾
き、これにより第１のミラー３をそのままにしておくと
観察していた物体からの光束２は双眼鏡21の光軸に対し
て角度θだけ傾いて入射し、さらにこの角度θが接眼レ
ンズ24で拡大されるため観察者には像が上下方向に大き
く動いたように感じられる。

【００３２】そこで本実施例装置においては、このブレ
角度θに応じて第１のミラー３を回転軸７を中心として
装置１の回転方向とは逆方向にθ／２だけ回動せしめ
て、この光束２のこの第１のミラー３からの射出角をθ
／２だけ増大せしめ、この光束２の第２のミラー４に対
する入射角および射出角をブレのないときと同じ45°に
調整することによって観察していた物体からの光束２は
双眼鏡21にその光軸に平行に入射させるようにしてい
る。

【００３３】具体的には、この像安定化装置１のケース
５に固定されたステーブルプラットホーム８上の角速度
センサ９によりこの像安定化装置１のブレに伴なう角速
度ω（＝θ′）が検出され、この検出された角速度ωに
応じた信号が増幅器10によって増幅される。この増幅器
10からは、検出された角速度ωに応じた電圧信号が出力
され、この電圧信号によりステーブルプラットホーム８
に固定されたモータが回転駆動され、これによりモータ
の回転軸に取り付けられたプーリ11が像安定化装置１の
ブレによる回転方向とは逆方向にθだけ回転し、さらに
この回転力はプーリベルト13によりプーリ12に伝達され
て、プーリ11に対し２：１の速度比でプーリ12を回転さ
せる。

【００３４】すなわち、このプーリ12は装置１のブレに
よる回転方向とは逆方向にθ／２だけ回転することとな
り、これにより光束２は第１のミラー３の反射面に対
し、入射角、反射角が共にブレがないときよりもθ／２
だけ増加した値となる。

【００３５】これにより図１(b) で示されるように光束
２の第２のミラー４に対する入射角および反射角はブレ
のない状態時と等しくなり、この後光束２は双眼鏡21の
対物レンズ22にこの双眼鏡21の光軸と平行に入射するこ
ととなる。

【００３６】したがって、手ブレや乗物の振動が双眼鏡
21に伝わった場合にもブレのない安定した像を観察する
ことが可能となる。

【００３７】また、上記実施例装置では第１のミラー３
の角速度をフィードバックさせて速度フィードバック制
御を行なうようにしているが、この速度フィードバック
制御に加えて、適当な角度センサ、例えばポテンショメ
ータ、レゾルバ、シンクロ、ロータリエンコーダ等によ
り検出された第１のミラー３の角度をフィードバックさ
せて位置フィードバック制御を行なうようにすれば、振
幅の大きいブレに対しても適切にブレ補正を行なうこと
が可能である。

【００３８】次に、図４を用いて上記角速度センサ９を
詳細に説明する。

【００３９】この角速度センサ９は、正三角柱振動子9a
と３枚の圧電セラミック51a ，51b，52からなる、コリ
オリの力を利用した圧電振動ジャイロセンサであって、
三角柱振動子9aの３つの側面のうち２つの側面に検出用
圧電セラミック51a,b を設け、他の１つの側面に帰還用
圧電セラミック52を設けてなる。

【００４０】２つの検出用圧電セラミック51a,b からは
振動に応じて値の異なる２つの検出信号が出力され、こ
れら２つの差分を演算することにより角速度を得る。

【００４１】なお、帰還用圧電セラミック52は検出信号
の位相補正用に使用される。

【００４２】この角速度センサ９は構造が簡単で超小型
であることから像安定化装置１自体を構造簡単かつ小型
とすることができる。

【００４３】また、高Ｓ／Ｎ比で高精度であるから角速
度制御を高精度とすることができる。

【００４４】次に、像安定化装置１のケース５を双眼鏡
21に装着させる装着部材６について説明する。

【００４５】この装着部材６は、例えば図１に示す如く
この双眼鏡21の前側を把持する２本の弾性アームとすれ
ばワンタッチで着脱操作を行なうことができ便利である
が、像安定化装置１がある程度の重量を有するときは図
５，図６に示す如き構成のものとすればよい。

【００４６】すなわち、図５に示すものは、Ｌ字形状の
ブラケット部材61を用いて像安定化装置１と双眼鏡21を
互いに固定するもので、(a) はこれら両者を結合した状
態における斜視図、(b) はその側断面図である。すなわ
ち、長辺側アーム部の端部付近に穿設された長穴62に２
本の蝶ボルト64a,b を通してケース５の底壁部に螺入せ
しめることにより、このブラケット部材61にケース５を
固定し、一方短辺側アーム部の端部付近に穿設された丸
穴（図示せず）に三脚用固定ネジ63を通して双眼鏡21の
前面のネジ穴に螺入せしめることにより、このブラケッ
ト部材61に双眼鏡21を固定する。なお、上記蝶ボルト64
a,b を通すブラケット部材61の穴形状を長穴としたのは
双眼鏡21の長さに応じその固定位置を変えるためであ
る。

【００４７】したがって、三脚用固定ネジ63の取り付
け、取りはずしにより像安定化装置１と双眼鏡21の着脱
が可能となる。

【００４８】また、図６に示すものは、ケース５の後壁
部に突設された２つの平行平板部65a,b によって双眼鏡
21の前側部分を上下方向に挾持し、これにより像安定化
装置１と双眼鏡21を互いに固定するものである。

【００４９】すなわち、この２つの平行平板部65a,b の
間隔は双眼鏡21の前側部分の高さよりやや広い程度の値
に設定されており、さらにこの平行平板部65a,b の幅は
双眼鏡の幅よりやや広い程度の値に設定されている。

【００５０】この２つの平行平板部65a,b の間に双眼鏡
の前側部分が挿入された状態で、図示の如く２つの平行
平板部65a,b を貫く蝶ボルト66とナット67の結合操作を
行なう。これにより両平行平板部65a,b の間に双眼鏡21
の前側部分が挾持され像安定化装置１と双眼鏡が互いに
固定される。

【００５１】なお、この蝶ボルト66は平行平板部65a,b
の幅方向中間付近に１つ配するようにしてもよいし、そ
の両端付近に各々配するようにしてもよい。

【００５２】なお、本発明の像安定化装置としては上記
実施例に限られるものではなく、その他種々の態様の変
更が可能である。

【００５３】例えば、上記実施例においては角速度セン
サ９は第１のミラー３付近に配されたステーブルプラッ
トホーム８上に固定されているが、これに代えてケース
５の内壁部に固設するようにしてもよい。また、図７に
示す如く、例えば角速度センサ９から出力される検出角
速度ωを増幅演算部10a において角速度ωの１／２に相
当する電圧信号に変換し、この電圧信号によって第１の
ミラー３を回動せしめるモータ53を駆動するようにして
もよい。

【００５４】また、上記実施例装置においては、角度情
報検出手段として角度もしくは角速度を検出するセンサ
を用いているが、これと共にあるいはこれに代えて角加
速度センサを用いることも可能である。

【００５５】また、上記実施例装置は双眼鏡21に適用す
るための構成とされているが、本発明の像安定化装置と
しては単眼鏡に適用し得る構成とすることも可能であ
る。

【００５６】

【発明の効果】本発明の像安定化装置は、構成簡易な像
ブレ防止機能を内蔵した単眼鏡もしくは双眼鏡とは別体
のアダプタとして形成されており、このアダプタを単眼
鏡もしくは双眼鏡に着脱可能としているので、一つの単
眼鏡もしくは双眼鏡に、用途に応じて像ブレ防止機能を
付加したり、しなかったりすることができ、さらに、従
来有していた単眼鏡もしくは双眼鏡に、必要に応じて後
から像ブレ防止機能を付加することができるため、使用
者にとって大変便利であり、また経済的であり、その実
用的価値は大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る像安定化装置を双眼鏡に
装着した状態を示す概略図

【図２】図１の像安定化装置の内部を示す概略図

【図３】図１に示す２つのミラーと双眼鏡の光学系の位
置関係を示す斜視図

【図４】図２に示す角速度センサを詳細に示す斜視図

【図５】図１に示す装着部材の変更例を示す斜視図(a)
および側断面図(b)

【図６】図１に示す装着部材の他の変更例を示す側面図

【図７】図２に示す実施例装置とは別の実施例装置を示
す概略図

【符号の説明】

１ 像安定化装置 ２，2a，2b 光束 ３ 第１のミラー ４ 第２のミラー ５ ケース ６ 装着部材 ７ 回転軸 ８ ステーブルプラットホーム ９ 角速度センサ 9a 三角柱振動子 10 増幅器 10a 増幅演算部 11，12 プーリ 13 プーリベルト 21 双眼鏡 22，22a ，22b 対物レンズ 23a ，23b 正立プリズム 24a ，24b 接眼レンズ 51a ，51b 検出用圧電セラミック 52 帰還用圧電セラミック 53 モータ 61 ブラケット部材 62 長穴 63 三脚用固定ネジ 64a ，64b ，66 蝶ボルト 65a ，65b 平行平板部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体からの光束を順次反射せしめて射出
   する互いに対向する２つの反射部材を内蔵し、これらの
   反射部材のうち少なくとも一方を、前記射出された光束
   の、これら反射部材の配列方向のブレが小さくなる方向
   に回動し得るように軸支してなるアダプタ筐体と、 単眼鏡もしくは双眼鏡の上下方向と前記反射部材の配列
   方向とが一致し、かつ前記射出された光束が該単眼鏡も
   しくは双眼鏡の対物レンズに入射するような位置におい
   て前記アダプタ筐体をこの単眼鏡もしくは双眼鏡の一部
   に着脱可能に装着する装着部材と、 前記アダプタ筐体の前記反射部材配列方向のブレに伴な
   うブレ角度情報を検出する、該アダプタ筐体に固設され
   た角度情報検出手段と、 前記検出されたブレ角度情報に基づき、前記ブレに伴な
   う前記対物レンズに射出する光束のブレが小さくなるよ
   うに、前記回動可能な反射部材の回動量を決定し、この
   決定に応じた制御信号を出力する制御手段と、 この制御手段からの制御信号に基づき前記回動可能な反
   射部材を、前記アダプタ筐体に軸支された回転軸の回り
   に所定量だけ回動せしめる反射部材回転駆動手段とを備
   えてなることを特徴とする像安定化装置。
2. 【請求項２】 前記角度情報検出手段が、前記アダプタ
   筐体の前記反射部材配列方向のブレに伴なう角速度量を
   検出する角速度センサであって、正三角柱振動子と圧電
   セラミックを用いた圧電振動ジャイロセンサからなるこ
   とを特徴とする請求項１記載の像安定化装置。