JPH10104674A - 像安定化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ジンバル懸架手段を構成する各ジンバル懸架
部材を回動させる２つのアクチュエータを、各ジンバル
懸架部材を回動可能に支持するベアリングの内周側の空
間に配置されたマグネットと、これに対して近接対向配
置されたコイルとを備えた構成とすることにより、マグ
ネットのためのスペースを最小限に抑え、像安定化装置
が搭載される双眼鏡のケースをコンパクトに構成する。 【構成】 外側のジンバル懸架部材７および内側のジン
バル懸架部材107 を各々回動させる２つの回転駆動モー
タ（トルカ）５,105のマグネット56,156を、各ジンバル
懸架部材７,107を回動可能に支持するベアリング71,171
の内周側の空間に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単眼鏡、双眼鏡さ
らにはビデオカメラ等の光学装置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、この光学装置内に配される像安定化装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】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、車輌等の振動や揺動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。このような光
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ける視界が狭いことや、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が劣化して観察されることから、
倍率が高くなるにしたがい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揺
動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
の装置が種々提案されている。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。

【０００４】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ジンバル
懸架手段上に固設し、双眼鏡が手ブレ等により振動して
も正立プリズムを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。

【０００５】このような、回転慣性体とジンバル懸架手
段を利用した従来技術は高精度で像安定化が図れる一
方、双眼鏡の倍率や、解像力を上げるのに伴なって対物
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。

【０００６】そこで、本願出願人は、上記回転慣性体に
代えて角速度センサをジンバル懸架手段に搭載し、この
角速度センサからの出力値に基づいてこのジンバル懸架
手段の回転位置を制御して正立プリズムの姿勢を地球
（慣性系）に対して固定する像安定化装置を提案してい
る（特開平6-250100）。この装置によれば、角速度セン
サを用いた他の像安定化装置と異なり、振動に応じて積
極的に光学素子（例えばバリアングルプリズムやレンズ
等）を可動させる必要がなく、これら他の技術に比べて
より大きい角度範囲に亘り補正が可能という利点があ
る。また、これら他の技術のようにレンズ収差の面で不
利となることもない。そして、上記光学装置の小型化を
図ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにジンバル懸架手段の回転位置を該ジンバル懸架手段
に搭載された角速度センサからの出力値に基づいて制御
するタイプの像安定化装置（以下「角速度センサ搭載型
像安定化装置」という）を用いた場合においても、上記
光学装置のケース内にジンバル懸架手段を収容する構成
となっていることから、次のような問題がある。

【０００８】すなわち、上記ケースは、持ちやすくする
ため、できるだけコンパクトな構成とすることが望まれ
るが、上記ジンバル懸架手段は、上記ケースに回動可能
に支持されるものであることから、ある程度以上の占有
スペースが必要であり、しかも、このジンバル懸架手段
には、該ジンバル懸架手段を回動させるためのアクチュ
エータ手段が取り付けられることから、上記ケースをコ
ンパクトに構成することは容易でない。

【０００９】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、角速度センサ搭載型像安定化装置を採用した場合
において、該装置が搭載される光学装置のケースをコン
パクトに構成することができ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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の像安定化装置
は、正立プリズムを対物レンズと接眼レンズの間に配置
した単眼鏡光学系もしくは双眼鏡光学系を有し、これら
光学系の対物レンズおよび接眼レンズをケース内に固設
してなる光学装置に搭載される像安定化装置であって、
前記光学装置の左右方向および上下方向に延びる２本の
回動軸を有し、前記正立プリズムを前記ケースに回動自
在に装着するジンバル懸架手段と、該ジンバル懸架手段
を該２本の回動軸の周りに回動せしめるアクチュエータ
手段と、前記２本の回動軸周りの該ジンバル懸架手段の
角度位置を各々検出する２つの角度位置情報検出手段
と、前記ジンバル懸架手段に固設された、前記光学装置
の姿勢変化による該ジンバル懸架手段の角速度情報を各
々検出する２つの角速度情報検出手段と、前記角度位置
情報検出手段および前記角速度情報検出手段により検出
された情報に基づき、前記正立プリズムを慣性系に対し
て固定するよう前記アクチュエータ手段を駆動し、前記
ジンバル懸架手段の２つの回動軸周りの回動を制御する
フィードバック制御手段とを備えてなり、前記ジンバル
懸架手段が、前記正立プリズムを固定支持するインナジ
ンバル懸架部材と、該インナジンバル懸架部材を囲むア
ウタジンバル懸架部材と、前記インナジンバル懸架部材
を前記アウタジンバル懸架部材に回動可能に支持せしめ
る第１のベアリングと、前記アウタジンバル懸架部材を
前記ケースに回動可能に支持せしめる第２のベアリング
とからなり、前記アクチュエータ手段が、前記インナジ
ンバル懸架部材回動用アクチュエータと、前記アウタジ
ンバル懸架部材回動用アクチュエータとからなり、これ
ら２つのアクチュエータのうち少なくとも一方が、前記
ベアリングの内周側の空間に配置されたマグネットと、
該マグネットに対して近接対向配置されたコイルとを備
えてなることを特徴とするものである。

【００１１】前記第１のベアリングおよび第２のベアリ
ングの回転軸は、前記光学装置の左右方向および上下方
向に延びる２本の回動軸であるが、いずれのベアリング
の回転軸がいずれの方向に延びる回動軸であってもよ
い。前記アクチュエータを構成するマグネットおよびコ
イルは、マグネットがベアリングの内周側の空間に配置
された状態になっていれば、該ベアリングを介して互い
に回動可能に連結される２つの部材のいずれの側にマグ
ネットが取り付けられていてもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図１、２、３および４は、それぞれ本
発明の実施形態に係る像安定化装置を双眼鏡に組み込ん
だ状態を示す平面断面図、正面断面図、側面断面図およ
び斜視図である。図示されるように、本実施形態の像安
定化装置20をケース30内に組み込んだ双眼鏡は１対の対
物レンズ系1a，1b、１対の接眼レンズ系2a，2b、および
１対の正立プリズム3a，3bを備えており、対物レンズ1
a、接眼レンズ2a、正立プリズム3aは第１の望遠鏡系10a
を構成し、対物レンズ1b、接眼レンズ2b、正立プリズ
ム3bは同様に第２の望遠鏡系10b を構成し、この第１、
第２の望遠鏡系10a ，10b 一対が双眼鏡系を構成してい
る。

【００１３】この双眼鏡系を構成する一対の対物レンズ
系1a，1bおよび接眼レンズ系2a，2bは本光学装置のケー
ス30に固着されており、上記正立プリズム3a，3bは装置
の上下方向（光軸の延びる方向および対物レンズ系1a,1
b の配列方向に直交する方向）および装置の左右方向
（対物レンズ系1a，1bの配列方向）に延びる回動軸６、
106 を有するジンバル懸架部材７、107 を介して上記ケ
ース30に回動自在に装着されている。

【００１４】以下、図５および６を用いて本実施形態装
置の前提となる基本機能について説明する。なお、本明
細書中で、装置の上下方向とは図中矢印Ａ方向を示し、
装置の左右方向とは図中矢印Ｃ方向を示す。図５におい
て上記正立プリズム3a，3bの装着されているジンバル懸
架部材７、107がケース30に対して固定された状態、し
たがってジンバル懸架部材７、107に装着されている上
記正立プリズム3a，3bがケース30に固定された状態で
は、本光学装置は通常の双眼鏡系の構成となるが、この
時の各望遠鏡光学系10a ，10b の光軸4a，4bを本光学装
置の光軸と称することとする。

【００１５】なお、上記対物レンズ系1a，1b、接眼レン
ズ系2a，2b、正立プリズム3a，3b、ジンバル懸架部材
７、107および回動軸６、106等の適切な配設位置につい
ては公知文献（例えば特公昭57-37852号公報）に詳述さ
れているので、ここでは省略する。

【００１６】図５に示すように、本実施形態装置では内
側のジンバル懸架部材107 が外側のジンバル懸架部材７
に軸支されており、ジンバル懸架装置が内外２重の構造
となっている。外側のジンバル懸架部材７が装置の左右
方向に延びる回動軸６により上下方向の像ブレを補正す
るように回動するのに対し、内側のジンバル懸架部材10
7 は装置の上下方向に延びる回動軸106 により左右方向
の像ブレを補正するように回動する。正立プリズム3a，
3bは、この内側のジンバル懸架部材107 に装着されてい
る。なお、この図５においては、説明の便宜上、上下の
関係が図１〜４のものとは逆となるようにして示されて
いる。

【００１７】また、外側のジンバル懸架部材７の上側壁
部の中央部分には角速度センサ８が固設されており、一
方、内側のジンバル懸架部材107 の前側壁部の中央部分
には角速度センサ108 が固設されている。角速度センサ
８が、ケース30の上下方向のブレに伴なって外側のジン
バル懸架部材７が矢印Ｂ方向に回動した場合に、この回
転角速度ω₁を検出するセンサであるのに対し、角速度
センサ108 は、ケース30の左右方向のブレに伴なって内
側のジンバル懸架部材107 が矢印Ｄ方向に回動した場合
に、この回転角速度ω₂を検出するセンサである。

【００１８】また、上記回動軸６の一端には、上記検出
角速度による速度フィードバック制御に加えて位置フィ
ードバック制御を行なうため回動軸６の回転角度θ₁を
検出するポジションセンサ９が取り付けられており、上
記回動軸６の他端には、上記角速度センサ８および上記
ポジションセンサ９からの検出値に基づき、正立プリズ
ム3a，3bをケース30のブレに対し常に初期の姿勢に戻す
ようにジンバル懸架部材７の回動軸６を回動せしめる回
転駆動モータ（トルカ）５が取り付けられている。一
方、上記回動軸106 の一端には、上記検出角速度による
速度フィードバック制御に加えて位置フィードバック制
御を行なうため回動軸106 の回転角度θ₂を検出するポ
ジションセンサ109 が取り付けられており、上記回動軸
106 の他端には、上記角速度センサ108および上記ポジ
ションセンサ109からの検出値に基づき、正立プリズム3
a，3bをケース30の左右方向のブレに対し常に初期の姿
勢に戻すように内側のジンバル懸架部材107 の回動軸10
6 を回動せしめる回転駆動モータ（トルカ）105 が取り
付けられている。

【００１９】次に、本実施形態装置の制御ループの基本
的概念を図６により説明する。図示するように、この装
置は角速度センサ８からの角速度信号およびポジション
センサ９からの角度信号を各々増巾する増幅器11a ，11
b と、これらの角速度信号および角度信号に基づき、正
立プリズム3a，3bを元の姿勢に戻すように回転駆動モー
タ５の駆動量を演算し、この演算に基づく制御信号を出
力するＣＰＵ12と、このＣＰＵ12からの制御信号を増巾
して回転駆動モータ５を駆動するモータ駆動回路13を備
えている。一方、角速度センサ108 およびポジションセ
ンサ109 からの検出信号は、上記角速度センサ８および
上記ポジションセンサ９からの検出信号と同様に、図６
に示す制御ループと同様の制御ループによって制御信号
に変換され、この制御信号により回転駆動モータ105 が
駆動される。

【００２０】したがって本実施形態装置では、外側と内
側の２つのジンバル懸架部材７,107を各々元の姿勢に戻
すために２組の制御ループが必要となるがＣＰＵ12は共
通のものを用いればよい。

【００２１】なお、前述の正立プリズム3a，3bとしては
シュミット(Schmidt）の正立プリズム、アツベ(Abbe)の
正立プリズム、バウエルン フエント(bauern fend）の
正立プリズム、ポロの正立プリズムおよびダハの正立プ
リズム等があるが、このうち図７にはシュミットの正立
プリズムを示す。シュミットの正立プリズムは図に示す
ようにプリズム23とプリズム24から構成されており、プ
リズム24の一部25がダハ反射面となっている。このよう
な正立プリズムでは図示するように入射光軸21と射出光
軸22を同一直線上にとることのできる入射光軸の位置が
存在する。このような入射光軸21と射出光軸22を同一直
線上にとることのできる正立プリズムにおいては、図７
に示す如く、光軸21より上側にｈだけ離れた、該光軸21
に平行な光線21′は、上記正立プリズムを通った後は射
出光軸22より下側にｈだけ離れた、光軸22に平行な光線
22′になるという性質を持っている。

【００２２】また、上記角速度センサ８、108は、円柱
状等の柱状振動子と複数個の圧電セラミックからなる、
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、柱状振動子の側面に少なくとも２個の検出用圧電セ
ラミックと少なくとも１個の帰還用圧電セラミックを設
けてなる。各検出用圧電セラミック からは振動に応じ
て値の異なる検出信号が出力され、これらの差分を演算
することにより角速度を得る。

【００２３】なお、帰還用圧電セラミックは検出信号の
位相補正用に使用される。この角速度センサ８、108は
構造が簡単で超小型であることから像安定化装置20自体
を構造簡単かつ小型とすることができる。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。

【００２４】図２に示すように、外側のジンバル懸架部
材７は、その左右両端部においてベアリング71,72 を介
してケース30に回動可能に支持されており、一方、内側
のジンバル懸架部材107 は、その上下両端部においてベ
アリング171,172 を介してジンバル懸架部材７に回動可
能に支持されている。

【００２５】上記ジンバル懸架部材７を回動させる回転
駆動モータ（トルカ）５は、該ジンバル懸架部材７の右
端部近傍に設けられている。この回転駆動モータ５は、
ケース30に固定されたプレート53の左側面円周上に分散
配置された複数のコイル54と、ジンバル懸架部材７の右
端部にネジ固定されたプレート55の右側面に取り付けら
れた環状のマグネット56とが近接対向配置されてなって
いる。上記マグネット56は、ベアリング71の内周側の空
間部に位置するようにして設けられている。このため、
上記ベアリング71は、上記ジンバル懸架部材７の左端部
に位置するベアリング72に比して大径に形成されてい
る。

【００２６】一方、上記ジンバル懸架部材107 を回動さ
せる回転駆動モータ（トルカ）105は、該ジンバル懸架
部材107 の上端部近傍に設けられている。この回転駆動
モータ105 は、ジンバル懸架部材７に固定されたプレー
ト153 の下面円周上に分散配置された複数のコイル154
と、ジンバル懸架部材107 の上端部にネジ固定されたプ
レート155 の上面に取り付けられた環状のマグネット15
6 とが近接対向配置されてなっている。上記マグネット
156 は、ベアリング171 の内周側の空間部に位置するよ
うにして設けられている。上記ジンバル懸架部材107 の
下端部に位置するベアリング172 は、上記ベアリング17
1 よりもさらに大径に形成されており、その内周側の空
間部に上記ポジションセンサ109 が取り付けられてい
る。

【００２７】以上詳述したように、本実施形態において
は、像安定化装置20を構成するジンバル懸架部材７,107
を各々回動させる２つの回転駆動モータ（トルカ）５,1
05が、いずれも該ジンバル懸架部材７,107を回動可能に
支持するベアリング71,171の内周側の空間に配置された
マグネット56,156と、該マグネット56,156に対して近接
対向配置されたコイル54,154とを備えてなっているの
で、該回転駆動モータ５,105において占有スペース割合
の大きなマグネット56,156のためのスペースを最小限に
抑えることができる。そして、これにより、像安定化装
置20が搭載される双眼鏡のケース30をコンパクトに構成
することができる。

【００２８】また、図８に詳細に示すように、外側のジ
ンバル懸架部材７は、前後に２分割された１対のジンバ
ルハーフ7A,7B からなっている。これら各ジンバルハー
フ7A,7B は、矩形状のフレーム7Aa,7Ba と、該フレーム
7Aa,7Ba の中央部に形成された上下１対のベアリング挟
持部7Ab,7Bb と、該フレーム7Aa,7Ba の左右両端部に形
成されたベアリング嵌着部7Ac,7Bc とからなっている。
そして、これら１対のジンバルハーフ7A,7B の分割面7A
d,7Bd を合わせた状態で、そのベアリング嵌着部7Ac,7B
c にベアリング71,72 を嵌め込むことにより、上記ジン
バル懸架部材７の組付けが行われるようになっている。
この組付けの際、略円弧状に形成された上記ベアリング
挟持部7Ab,7Bb により、内側のジンバル懸架部材107 の
上下両端部に嵌め込まれたベアリング171,172 およびプ
レート153 を前後から挟んでこれらを保持するようにな
っている。

【００２９】以上詳述したように、本実施形態において
は、像安定化装置20を構成するジンバル懸架部材７,107
のうち外側のジンバル懸架部材７が、該ジンバル懸架部
材７に内側のジンバル懸架部材107 を回動可能に支持せ
しめるベアリング171,172 を挟むようにして組み付けら
れた１対のジンバルハーフ7A,7B からなり、その組付け
が、外側のジンバル懸架部材７をケース30に回動可能に
支持せしめるベアリング71,72 を該１対のジンバルハー
フ7A,7B の左右両端部に嵌め込むことにより行われてい
るので、ネジその他の新たな締結手段を用いることな
く、ジンバル懸架部材107 をジンバル懸架部材７の内側
に組み込むこと、およびジンバル懸架部材７自体の組付
けを行うことができる。すなわち、ジンバル懸架手段を
構成する部材のみで２つの回動軸周りに回動可能なジン
バル懸架手段を組み立てることができる。

【００３０】したがって、本実施形態によれば、速度セ
ンサ搭載型像安定化装置を採用した場合において、その
ジンバル懸架手段を簡単な構造でかつ組付け容易なもの
とすることができる。

【００３１】なお、本発明の像安定化装置としては上記
実施形態のもの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り、例えば、角速度情報検出手段
としては、円柱状振動子タイプの圧電振動ジャイロセン
サの他、三角柱振動子タイプ、四角柱振動子タイプや音
叉状振動子タイプ等の種々のタイプの振動子を用いた圧
電振動ジャイロセンサを使用することが可能であり、さ
らに、その他の種々の角速度センサを使用することが可
能である。

【００３２】なお、角度位置情報検出手段としては、上
記ポジションセンサに代えてレゾルバ、シンクロ、ロー
タリエンコーダ等の種々の角度センサを用いることがで
きる。また、上記実施形態装置は双眼鏡に適用するため
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。ま
た、ビデオカメラ等のカメラに搭載しても同様の効果を
得ることができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明においては、角速度センサ搭載型
像安定化装置を採用した場合において、そのインナジン
バル懸架部材およびアウタジンバル懸架部材を各々回動
させる２つのアクチュエータのうち少なくとも一方が、
該アクチュエータにより回動されるべきジンバル懸架部
材を回動可能に支持するベアリングの内周側の空間に配
置されたマグネットと、該マグネットに対して近接対向
配置されたコイルとを備えてなっているので、該アクチ
ュエータにおいて占有スペース割合の大きなマグネット
のためのスペースを最小限に抑えることができる。した
がって、本発明によれば、角速度センサ搭載型像安定化
装置が搭載される光学装置のケースをコンパクトに構成
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る像安定化装置を内蔵し
た双眼鏡を示す平面断面図

【図２】本発明の実施形態に係る像安定化装置を内蔵し
た双眼鏡を示す正面断面図

【図３】本発明の実施形態に係る像安定化装置を内蔵し
た双眼鏡を示す側面断面図

【図４】本発明の実施形態に係る像安定化装置を内蔵し
た双眼鏡を示す斜視図

【図５】本発明の実施形態に係る像安定化装置の基本的
機能を説明するための装置概略斜視図

【図６】本発明の実施形態に係る像安定化装置の基本的
機能を説明するためのブロック図

【図７】図１に示す正立プリズムを説明するための側面
図

【図８】図１に示す外側のジンバル懸架部材を詳細に示
す斜視図

【符号の説明】

1a，1b 対物レンズ（対物レンズ系） 2a，2b 接眼レンズ（接眼レンズ系） 3a，3b 正立プリズム 4a，4b 光軸 ５ 回転駆動モータ（トルカ）（アウタジンバ
ル懸架部材回動用アクチュエータ） 105 回転駆動モータ（トルカ）（インナジンバ
ル懸架部材回動用アクチュエータ） ６，106 回動軸 ７ ジンバル懸架部材（アウタジンバル懸架部
材） 107 ジンバル懸架部材（インナジンバル懸架部
材） 7Aa,7Ba フレーム 7Ab,7Bb ベアリング挟持部 7Ac,7Bc ベアリング嵌着部 7Ad,7Bd 分割面 ８，108 角速度センサ ９，109 ポジションセンサ 10a ，10b 望遠鏡光学系 12 ＣＰＵ 20 像安定化装置 53 , 153 プレート 54 , 154 コイル 55 , 155 プレート 56 , 156 マグネット 71 ベアリング（第２のベアリング） 171 ベアリング（第１のベアリング） 72 , 172 ベアリング

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年１０月３１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【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。このような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と観察物体を拡大して観察して
いるために、光軸に対する変動角度も拡大される。それ
故に、比較的角度変動速度の小さい揺動時であっても、
観察物体が視界の中で急速に移動したり、変動角度が大
きい場合には視界から外れてしまったりする不都合が生
じる。また、比較的角度変動速度の大きい揺動時には、
比較的変動角度が小さくても光学装置の倍率分だけ観察
物体の像の角度変動速度が大きくなって観察されるの
で、像のぶれとなって像の劣化となる不都合が生じる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】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ジンバル
懸架手段上に固設し、双眼鏡が手ブレ等により振動して
も正立プリズムを略同一姿勢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。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】このような、回転慣性体とジンバル懸架手
段を利用した従来技術は高精度で像安定化が図れる一
方、小さなスペースで大きな慣性力を得るため高速の回
転体が必要であり、また回転体自身の発生する振動を小
さくする必要があることから高精度である必要がある。
この小型、高速、高精度の要求に対しての問題点は、価
格や寿命、さらには電源投入から必要な慣性力を得るま
での時間等が不利となることである。また、双眼鏡の倍
率や解像力を上げるのに伴なって対物レンズの有効径を
大きくすると正立プリズムが大型化し、これに伴い大き
な慣性力が必要となって上記の問題が一層大きくなるこ
との他に、消費電力もこれに伴って大きくなる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】そこで、本願出願人は、上記回転慣性体に
代えて角速度センサをジンバル懸架手段に搭載し、この
角速度センサからの出力値に基づいてこのジンバル懸架
手段の回転位置を制御して正立プリズムの姿勢を地球
（慣性系）に対して固定する像安定化装置を提案してい
る（特開平６−２５０１００）。この装置によれば、基
本的にジンバル懸架手段に保持された正立プリズムには
慣性力があり、特に、振動速度が速い、振動周波数の高
い振動に対しては、比較的振幅の大きな振動に対しての
姿勢保持能力が高い。したがって、角速度センサからの
出力に基づく回転位置の制御力も少なくて良い。しか
し、バリアングルプリズムやレンズ駆動を行う他の像安
定化装置は積極的な駆動部が必要であり、周波数の高い
振動では大きな振幅を補正するためには、駆動部を高速
で動かす必要があるため、大きな角度範囲で補正するこ
とが難しい。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】また、このようにジンバル懸架手段の回転
位置を該ジンバル懸架手段に搭載された角速度センサか
らの出力値に基づいて制御するタイプの像安定化装置
（以下「角速度センサ搭載型像安定化装置」という）を
用いた場合においても、上記光学装置のケース内にジン
バル懸架手段を収容する構成となっていることから、次
のような問題がある。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】すなわち、上記ケースは、持ちやすくする
ため、できるだけコンパクトな構成とすることが望まれ
るが、上記ジンバル懸架手段は、上記ケースに回動可能
に支持されるものであることから、ある程度以上の占有
スペースが必要であり、しかも、このジンバル懸架手段
には、該ジンバル懸架手段を回動させるためのアクチュ
エータが取り付けられることから、上記ケースをコンパ
クトに構成することは容易でない。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の像安定化装置
は、正立プリズムを対物レンズと接眼レンズの間に配置
した単眼鏡光学系もしくは双眼鏡光学系を有し、これら
光学系の対物レンズおよび接眼レンズをケース内に固設
してなる光学装置に搭載される像安定化装置であって、
前記光学装置の左右方向および上下方向に延びる２本の
回動軸を有し、前記正立プリズムを前記ケースに回動自
在に装着するジンバル懸架手段と、該ジンバル懸架手段
を該２本の回動軸の周りに回動せしめるアクチュエータ
と、前記２本の回動軸周りの該ジンバル懸架手段の角度
位置を各々検出する２つの角度位置情報検出手段と、前
記ジンバル懸架手段に固設された、前記光学装置の姿勢
変化による該ジンバル懸架手段の角速度情報を各々検出
する２つの角速度情報検出手段と、前記角度位置情報検
出手段および前記角速度情報検出手段により検出された
情報に基づき、前記正立プリズムを慣性系に対して固定
するよう前記アクチュエータを，駆動し、前記ジンバル
懸架手段の２つの回動軸周りの回動を制御するフィード
バック制御手段とを備えてなり、前記ジンバル懸架手段
が、前記正立プリズムを固定支持するインナジンバル懸
架部材と、該インナジンバル懸架部材を囲むアウタジン
バル懸架部材と、前記インナジンバル懸架部材を前記ア
ウタジンバル懸架部材に回動可能に支持せしめる第１の
ベアリングと、前記アウタジンバル懸架部材を前記ケー
スに回動可能に支持せしめる第２のベアリングとからな
り、前記アクチュエータが、前記インナジンバル懸架部
材回動用アクチュエータと、前記アウタジンバル懸架部
材回動用アクチュエータとからなり、これら２つのアク
チュエータのうち少なくとも一方が、前記ベアリングの
内周側の空間に配置されたマグネットと、該マグネット
に対して近接対向配置されたコイルとを備えてなること
を特徴とするものである。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】なお、前述の正立プリズム３ａ，３ｂとし
てはシュミット（Ｓｃｈｍｉｄｔ）の正立プリズム、ア
ツベ（Ａｂｂｅ）の正立プリズム、バウエルン フエン
ト（ｂａｕｅｒｎ ｆｅｎｄ）の正立プリズム、ポロの
正立プリズムおよびダハの正立プリズム等があるが、こ
のうち図７にはシュミットの正立プリズムを示す。シュ
ミットの正立プリズムは図に示すようにプリズム２３と
プリズム２４から構成されており、プリズム２４の一部
２５がダハ反射面となっている。このような正立プリズ
ムでは図示するように入射光軸２１と射出光軸２２を同
一直線上にとることのできる入射光軸の位置が存在す
る。このような入射光軸２１と射出光軸２２を同一直線
上にとることのできる正立プリズムにおいては、図７に
示す如く、光軸２１より上側にｈだけ離れた、該光軸２
１に平行な光線２１′は、上記正立プリズムを通った後
は射出光軸２２より下側にｈだけ離れた、光軸２２に平
行な光線２２′になるという性質を持っている。なお、
正立プリズムであれば、入射光軸と射出光軸が同一直線
上となるものに限らず他のプリズムも使用可能である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正立プリズムを対物レンズと接眼レンズ
   の間に配置した単眼鏡光学系もしくは双眼鏡光学系を有
   し、これら光学系の対物レンズおよび接眼レンズをケー
   ス内に固設してなる光学装置に搭載される像安定化装置
   であって、 前記光学装置の左右方向および上下方向に延びる２本の
   回動軸を有し、前記正立プリズムを前記ケースに回動自
   在に装着するジンバル懸架手段と、 該ジンバル懸架手段を該２本の回動軸の周りに回動せし
   めるアクチュエータ手段と、 前記２本の回動軸周りの該ジンバル懸架手段の角度位置
   を各々検出する２つの角度位置情報検出手段と、 前記ジンバル懸架手段に固設された、前記光学装置の姿
   勢変化による該ジンバル懸架手段の角速度情報を各々検
   出する２つの角速度情報検出手段と、 前記角度位置情報検出手段および前記角速度情報検出手
   段により検出された情報に基づき、前記正立プリズムを
   慣性系に対して固定するよう前記アクチュエータ手段を
   駆動し、前記ジンバル懸架手段の２つの回動軸周りの回
   動を制御するフィードバック制御手段とを備えてなり、 前記ジンバル懸架手段が、前記正立プリズムを固定支持
   するインナジンバル懸架部材と、該インナジンバル懸架
   部材を囲むアウタジンバル懸架部材と、前記インナジン
   バル懸架部材を前記アウタジンバル懸架部材に回動可能
   に支持せしめる第１のベアリングと、前記アウタジンバ
   ル懸架部材を前記ケースに回動可能に支持せしめる第２
   のベアリングとからなり、 前記アクチュエータ手段が、前記インナジンバル懸架部
   材回動用アクチュエータと、前記アウタジンバル懸架部
   材回動用アクチュエータとからなり、これら２つのアク
   チュエータのうち少なくとも一方が、前記ベアリングの
   内周側の空間に配置されたマグネットと、該マグネット
   に対して近接対向配置されたコイルとを備えてなること
   を特徴とする像安定化装置。