JPH1062674A - 双眼鏡 - Google Patents

双眼鏡

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JPH1062674A
JPH1062674A JP8222057A JP22205796A JPH1062674A JP H1062674 A JPH1062674 A JP H1062674A JP 8222057 A JP8222057 A JP 8222057A JP 22205796 A JP22205796 A JP 22205796A JP H1062674 A JPH1062674 A JP H1062674A
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JP
Japan
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camera shake
optical axis
distance
binoculars
optical
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Application number
JP8222057A
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English (en)
Inventor
Masatoshi Yoneyama
正利 米山
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Filing date
Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/16Housings; Caps; Mountings; Supports, e.g. with counterweight
    • G02B23/18Housings; Caps; Mountings; Supports, e.g. with counterweight for binocular arrangements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/64Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/12Adjusting pupillary distance of binocular pairs

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光軸の設定が容易で、観察対象までの距離に
応じてパララクスを補正することが可能な双眼鏡を提供
する。 【解決手段】 左右光学系に補正レンズを備え、光軸に
垂直な方向に補正レンズを移動させることによって光軸
を傾けて手ぶれ補正を行う。観察対象までの距離に応じ
て補正レンズを移動させて左右の光軸を傾け、観察対象
が常に視野中央に観察されるようにパララクスの補正を
行う。組立後に残存する光軸の設定誤差を補正レンズを
移動させることにより除去する。この光軸設定誤差の除
去は使用の都度行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は双眼鏡に関するもの
であり、特に、手ぶれ補正機構を備えた双眼鏡に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】双眼鏡は左右1対の光学系を有してお
り、一般に、左右の光学系の光軸を左右対称に設定する
必要がある。図13に、左右の光学系が対物レンズ7
1、接眼レンズ72および像を正立させるためのプリズ
ム73から成る最も基本的な双眼鏡の構成を示す。光軸
設定は、従来より、組立工程の最終段階において熟練し
た技術者が像を観察しながら手作業で光学素子の1つま
たは複数を動かし、最適位置に光学素子を固定すること
によって行われている。左右の対物レンズの光軸は同一
平面上で互いに平行になるように設定される。
【0003】近年では、使用時に手ぶれが生じたときで
も、観察する像が手ぶれの影響を受けて動揺しないよう
にするための手ぶれ補正機構を備えた双眼鏡、あるい
は、観察対象までの距離を測定し、測定した距離に応じ
て焦点位置を自動調節する自動焦点調節機能を有する手
ぶれ補正機構付き双眼鏡が開発されている。手ぶれ補正
は、対物レンズから接眼レンズに至る光路上に補正用レ
ンズを配置して、この補正用レンズによって光軸を傾け
ることにより、手ぶれを打ち消すものである。これらの
高度な双眼鏡においても、左右の光軸設定は従来同様、
手作業によって行われている。
【0004】一旦設定された光軸を固定して変更するこ
とのない構成の双眼鏡では、遠距離に位置する観察対象
を観察するときには左右の視野それぞれの略中央に対象
が観察されて問題は生じないが、対象までの距離が短く
なるにつれて視野内での像位置が移動し、近距離の観察
対象は左右光学系の視野内に入らなくなるという問題が
生じる。この左右のパララクスに起因する不都合は、観
察対象までの距離に応じて左右の光軸を傾けることによ
り解消される。左右の光軸を傾ける種々の方法が知られ
ているが、例えば、特開平7−77659号公報には、
手ぶれ補正機構により光軸を傾ける技術が記されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の左右の光軸設定
は、最終的な微調整までを手作業によって行うものであ
り、長時間を要する上、微妙な誤差が残存するため設計
どおりの光学性能を得難いという問題があった。
【0006】本発明は、光軸の設定が容易で、観察対象
までの距離に応じてパララクスを補正することが可能な
双眼鏡を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、使用時における手ぶれを光軸を調整す
ることにより補正する手ぶれ補正手段を備えた双眼鏡に
おいて、組立後に残存する左右の光軸のずれを手ぶれ補
正手段によって除去する。
【0008】手ぶれ補正手段の本来の機能は、使用時に
観察方向に対して略直交する方向の手ぶれが生じたとき
に、観察像を静止させるために光軸を調整してぶれを打
ち消すものであるが、手ぶれ補正手段による光軸調整を
手ぶれの補正のみならず組立誤差を除去するために行
う。組立誤差除去のための光軸調整は、例えば、左右の
対物光学系の光軸が同一平面に含まれるように上下方向
に、また、左右対称となるように水平方向に行う。これ
により、設計どおりに光軸を設定することができる。
【0009】組立後に残存する左右の光軸のずれを手ぶ
れ補正手段によって除去したときの手ぶれ補正手段の状
態を記憶したメモリを備え、使用時にメモリに記憶した
状態を読み出して、その状態に手ぶれ補正手段を設定す
るとよい。
【0010】手ぶれ補正手段をどのような状態に設定し
たときに、組立後に残存する左右の光軸のずれを除去す
ることができるかは、組立時または組立後における検査
で求められる。このときの手ぶれ補正手段の状態をあら
かじめメモリに記憶しておく。使用時にメモリに記憶し
ている状態を読み出して、手ぶれ補正手段をその状態に
設定することにより、組立後に残存する左右の光軸のず
れを除去することができる。
【0011】本発明ではまた、使用時における手ぶれを
光軸を調整することにより補正する手ぶれ補正手段を備
えた双眼鏡において、観察対象までの距離を測定するた
めの測距手段を備え、測距手段が測距の対象とする領域
が左右の視野それぞれの一定位置に観察されるように、
手ぶれ補正手段によって左右の視野の方向を観察対象ま
での距離に応じて設定する。
【0012】視野の方向が変化しないとき、観察対象像
の位置は観察対象までの距離に対応して左右に変化す
る。手ぶれ補正手段は、例えば左右の対物光学系の光軸
を含む平面内で光軸調整を行うことにより、左右の視野
の方向を変化させることが可能である。手ぶれ補正手段
によるこの光軸調整を、観察対象までの距離に応じて行
うことにより、左右の視野の方向を観察対象までの距離
に応じて設定する。これにより、観察対象が遠距離に位
置するときも近距離に位置するときも、左右の視野それ
ぞれの内部に観察対象を捉えることができる。
【0013】測距手段は視野の方向設定専用に設けても
よく、自動焦点調節双眼鏡においては焦点調節のたの測
距手段を視野の方向設定に兼用してもよい。測距手段が
測距の対象とする領域が左右の視野の一定位置に観察さ
れるようにするための光軸の調整量は、測定した距離お
よび左右の対物光学系に対する測距手段の相対位置から
求められる。このようにして視野の方向を設定すると、
左右像は観察対象までの距離に応じた視差を有すること
になる。
【0014】具体的には、測距手段は受光素子と測距の
対象とする領域からの光を受光素子に導く測距光学系を
備えて、受光素子が受光した光に基づいて距離を測定す
る構成とし、測距光学系の光軸を左右の対物光学系の光
軸を含む平面の外に設定する。
【0015】測距手段を常に左右の対物光学系の光軸を
含む平面上に位置させることは困難となることが多い。
例えば双眼鏡を左右の中間で折曲げて眼幅調節を行う構
成では、測距手段を左右の対物光学系の光軸を含む平面
上に位置させることが、たとえ特定の折曲げ角度で可能
であっても他の折曲げ角度では不可能になる。このよう
な構成のとき、手ぶれ補正手段は視野の方向設定に際し
て、測距手段と左右対物光学系の光軸を含む平面との距
離を考慮してこの平面に対して垂直方向にも光軸調整を
行い、測距の対象とする領域が左右視野それぞれの一定
位置に観察されるようにする。
【0016】本発明ではさらに、使用時における手ぶれ
を光軸を調整することにより補正する手ぶれ補正手段を
備えた双眼鏡において、組立後に残存する左右の光軸の
ずれを手ぶれ補正手段によって除去するとともに左右の
視野の方向を手ぶれ補正手段によって観察対象までの距
離に応じて設定し、手ぶれ補正のための光軸の調整量
を、組立後に残存するずれを除去するために必要な光軸
の調整量、左右の視野の方向を観察対象までの距離に応
じて設定するために必要な光軸の調整量、観察対象まで
の距離および手ぶれ量に基づいて決定する。
【0017】手ぶれ補正手段による光軸調整で組立後に
残存する左右の光軸のずれを除去し左右像の視野の方向
を設定する場合、まず光軸のずれを除去し、次いで光軸
のずれのない状態で視野の方向を設定し、さらに、手ぶ
れが生じたときにこれを補正することになる。したがっ
て、手ぶれ補正を適切に行うためには、組立後に残存す
るずれを除去するために必要な光軸の調整量と、左右の
視野の方向を観察対象までの距離に応じて設定するため
に必要な光軸の調整量を考慮する必要がある。このた
め、これら全てに基づいて光軸の調整量を決定する。
【0018】
【発明の実施の形態】図1に本発明の一実施形態である
双眼鏡の光学構成を模式的に示す。この双眼鏡1は、手
ぶれ補正機能を備えた自動焦点調節双眼鏡である。双眼
鏡1は、左右の光学系10L、10Rを有しており、左光
学系10Lは対物レンズ11L、接眼レンズ12L、プリ
ズム13Lおよび補正レンズ14Lより成り、右光学系1
0Rは対物レンズ11R、接眼レンズ12R、プリズム1
3Rおよび補正レンズ14Rより成る。
【0019】左右の対物レンズ11L、11Rはそれぞ
れ、レンズ鏡筒15L、15R内に固定保持されており、
レンズ鏡筒15L、15Rは前後方向に直進移動可能なよ
うに双眼鏡本体に保持されている。レンズ鏡筒15L、
15Rを前後に移動させることにより対物レンズ11L、
11Rが移動し、これにより左右の光学系10L、10R
の焦点位置の調節がなされる。
【0020】レンズ鏡筒15L、15Rには、モーター1
7の回転軸17aに係合したアーム18の両端がそれぞ
れ固着されている。アーム18はモーター17の回転に
よって前後方向に移動するように構成されており、モー
ター17の回転を直進運動に変換してレンズ鏡筒15
L、15Rに伝達する。この構成により、光学系10L、
10Rの焦点調節はモーター17によって左右同時に同
量行われる。
【0021】左右の接眼レンズ12L、12Rはそれぞ
れ、円筒状のレンズ鏡筒16L、16R内に固定保持され
ている。左レンズ鏡筒16Lは双眼鏡本体に固定されて
いる。一方、右レンズ鏡筒16Rは外周面にヘリコイド
を形成されており、周方向への回転によって前後に移動
するように双眼鏡本体に保持されている。右レンズ鏡筒
16Rを回転して前方または後方に移動させることによ
り、左接眼レンズ12Lに対する右接眼レンズ12Rの前
後方向の相対位置が変わる。これにより、使用者の両眼
の視度差に応じて左右の光学系10L、10Rの視度を調
節することができる。
【0022】左右のプリズム13L、13Rは、接眼レン
ズ12L、12Rを介して観察したときに正立像が観察さ
れるように、対物レンズ11L、11R透過光を上下左右
方向に反転させる。プリズム13L、13Rは双眼鏡本体
に固定されている。
【0023】補正レンズ14L、14Rの構成および機能
の原理を図2に示す。本実施形態では補正レンズとし
て、一方が凸面、他方が凹面のレンズ14を採用してい
る。図2において、(a)は補正レンズ14の光軸Ax
に一致して光L1が入射した状態を示しており、レンズ
透過後の光L2も光軸Axに一致している。(b)は
(a)の状態から補正レンズ14を光軸Axに対して垂
直方向に移動させた状態を示している。入射光L1は光
軸Axと平行であるが、レンズ14によって光軸Ax方
向に屈折されて、透過光L2は光軸Axと交差する。補
正レンズ14を含む光学系において、全光学素子の光軸
を一致させて配設した状態からレンズ14を偏心させる
すなわち光軸に対して垂直方向に移動させると、光学系
全体の光軸を傾けることになる。
【0024】左右の光学系10L、10Rにはそれぞれ手
ぶれ補正機構20L、20Rが備えられている。手ぶれ補
正機構20L、20Rの構成を図3に示す。各手ぶれ補正
機構は、補正レンズ14、レンズ14を保持する枠体2
1、ガイドピン26、2つのモーター27、28、ガイ
ドピン30を有するスライドバー29および2つの位置
検出器31、32より成る。
【0025】枠体21は、それぞれ上下方向に長いガイ
ド溝24、25を形成された上下のアーム22、23を
有している。ガイドピン26は双眼鏡本体に固定されて
おり、上アーム22のガイド溝24と係合している。モ
ーター27はガイドピン26の近傍に配置されており、
その回転軸にはギヤが設けられている。上アーム22の
ガイド溝24近傍の側面にはモーター27の回転軸のギ
ヤに係合するギヤ溝22aが形成されている。
【0026】モーター28の回転軸にもギヤが設けられ
ており、これと係合するギヤ溝29aがスライドバー2
9の下面に形成されている。スライドバー29はカメラ
本体に対して左右方向に移動可能に取り付けられてお
り、モーター28の回転によって左右に移動する。スラ
イドバー29のガイドピン30は枠体21の下アーム2
3のガイド溝25に係合している。
【0027】枠体21は、モーター27の回転によって
ガイドピン26と30を結ぶ方向に沿って上下に移動
し、モーター28の回転によってガイドピン26を回転
軸として左右方向に移動する。枠体21の上下および左
右の移動方向は互いに略垂直であり、両方向の移動を組
み合わせることによって、補正レンズ14を任意の方向
に移動させることが可能である。
【0028】位置検出器31は発光ダイオード33とラ
インセンサー34を対向させて成り、発光ダイオード3
3とラインセンサー34間に枠体21の上アーム22の
端部が進入するように配設されている。上アーム22の
進入の度合いにより、発光ダイオード33が発した光を
受光するラインセンサー34の受光量が変化し、これに
より、レンズ14の上下方向の位置が検出される。位置
検出器32も同様の構成であり、スライドバー29の端
部が発光ダイオード35とラインセンサー36間に進入
するように配設されている。位置検出器32のラインセ
ンサー36の受光量からレンズ14の左右方向の位置が
検出される。
【0029】図1に示したように、双眼鏡1の左右中央
には測距部40が設けられている。測距部40は位相差
検出方式によって観察対象までの距離を測定する。測距
部40は、レンズ41、左右の結像レンズ42L、42
R、左右のラインセンサー43L、43Rより成り、レン
ズ41を透過した光のうち周辺部の2つの光束を結像レ
ンズ42L、42Rによってそれぞれラインセンサー43
L、43R上に結像させる。
【0030】測距部40は、双眼鏡1の正面図である図
4に示したように、左右の対物レンズ11L、11Rの中
央よりも上方に設けられている。これは、双眼鏡1が眼
幅調節のために左右中央で折曲げる構造を採用してお
り、その折曲げ軸(不図示)が左右光学系10L、10R
の中央に設けられているからである。
【0031】双眼鏡1は、前述のように、手ぶれ補正機
能と自動焦点調節機能を備えている。これらの機能に関
する回路構成を図5のブロック図に示す。双眼鏡1は制
御部としてマイクロコンピュータ51を備えている。マ
イクロコンピュータ51にはメモリ52、測距部40、
手ぶれ検出部53、フォーカス駆動部54、左右の補正
レンズ駆動部55L、55R、左右の偏心量検出部56
L、56Rおよびメインスイッチ57が接続されている。
図示しないが、双眼鏡1はマイクロコンピュータ51を
はじめとする各部に電力を供給するための電池を備えて
いる。電力の供給と停止はメインスイッチ57によって
制御される。
【0032】マイクロコンピュータ51は、測距部40
のラインセンサー43L、43Rの出力信号を与えられて
観察対象の左右の結像位置を検出し、左右像間の距離に
基づいて観察対象までの距離を算出する。そして、左右
光学系10L、10Rの焦点位置が算出した距離に対応す
るように、フォーカス駆動部54を成すモーター17を
駆動する。この自動焦点調節動作はメインスイッチ57
がONに設定されている間、反復継続される。
【0033】手ぶれ検出部53は、圧電振動ジャイロよ
り成る2つの角速度センサー53H、53Vを有してい
る。角速度センサー53Hおよび53Vはそれぞれ双眼鏡
1の水平方向の回転と垂直方向の回転の角速度を検出す
る。マイクロコンピュータ51は角速度センサー53
H、53Vの出力信号を与えられて角速度を積分して角度
変化量とし、これを水平方向と垂直方向のぶれ量とす
る。そして、これらの水平方向と垂直方向のぶれを打ち
消すように、左右の補正レンズ駆動部55L、55Rを成
すモーター27、28を駆動して左右の光学系10L、
10Rの光軸をそれぞれ調整する。
【0034】手ぶれには光軸の傾きを伴うものと伴わな
いものとがある。光軸の傾きを伴わない手ぶれは、ぶれ
が生じたと認識されない程度のごく僅かな移動を観察像
に生じるのみである。例えば、双眼鏡が1mm移動したと
すると、これは相対的に観察対象が1mm移動したことに
相当するが、数m以上遠方の観察対象がこの程度移動し
たとしても、観察像には殆ど影響しない。光軸の傾きを
伴わない手ぶれの観察像への影響は、観察対象までの距
離が長くなるほど小さくなる。
【0035】一方、光軸の傾きを伴う手ぶれは、たとえ
その傾きが僅かであっても、観察像に大きな移動をもた
らす。例えば、観察対象が10m遠方に位置し双眼鏡が
1゜傾いたとすると、この傾きは観察対象の約17cmの
移動に相当する。光軸の傾きを伴う手ぶれの観察像への
影響は、観察対象までの距離が長くなるほど大きくな
る。
【0036】本実施形態の双眼鏡1において手ぶれ検出
に角速度センサーを用いて双眼鏡の回転角度を検出する
のは、観察像に大きな動きをもたらすことになる光軸の
傾きを伴う手ぶれを打ち消すためである。これにより、
効果的な手ぶれ補正がなされ、使用者は安定した像を観
察することができる。なお、角速度センサーに加えて速
度センサーや加速度センサーを備え、光軸の傾きを伴わ
ない手ぶれも検出して補正するようにしてもよい。
【0037】偏心量検出部56L、56Rはともに位置検
出器31、32より成り、補正レンズ14L、14Rの垂
直方向および水平方向の偏心量を検出する。マイクロコ
ンピュータ51は、左右光学系10L、10Rの光軸調整
において、偏心量検出部56L、56Rの出力信号を参照
して、補正レンズ駆動部55L、55Rのモーター28、
29を駆動する。これにより光軸調整が精密に行われ
る。
【0038】双眼鏡1の手ぶれ補正機構20L、20R
は、使用時の手ぶれ補正のみならず、光学系の組立誤差
による光軸の設定誤差の除去にも使用する。手ぶれ補正
機構20L、20Rにより光軸の設定誤差を除去する例を
図6に示す。図6は、組立後に右対物レンズ11Rの光
軸が、1点鎖線で示した設計上の理想の光軸から、実線
で示したように外側に傾いている場合を表している。こ
のとき、右補正レンズ14Rを矢印方向に移動させるこ
とで、右光学系10Rの光軸を左光学系10Lの光軸と平
行な理想の光軸とすることができる。
【0039】左右の補正レンズ14L、14Rはそれぞれ
水平方向と垂直方向とに移動可能であるから、左右光学
系10L、10Rの光軸のいかなる方向の傾きも補正する
こと可能であり、機械的な組立後に残存する左右光軸の
誤差を除去することができる。
【0040】手ぶれ補正機構20L、20Rは、観察時に
左右のパララクスを補正すること、すなわち、観察対象
までの距離に応じて左右の視野の方向を設定することに
も利用する。手ぶれ補正機構20L、20Rにより左右の
視野の方向を設定する例を図7に示す。組立後の光軸調
整により左右の光学系10L、10Rの光軸は、1点鎖線
で示したように互いに平行に設定される。この設定で
は、無限遠に位置する観察対象は左右の視野それぞれの
中央に観察され、近距離に位置する観察対象は、左の視
野内では右寄りに、右の視野内では左寄りに観察され
る。
【0041】左右の補正レンズ14L、14Rを矢印方向
に移動させ左右の光学系10L、10Rの光軸をそれぞれ
内側に傾けると、左右の視野の方向がそれぞれ内側を向
く。その結果、左右の光軸を平行に設定したときに比べ
て、観察対象は左右の視野内で外側方向に移動すること
になる。その移動量は補正レンズ14L、14Rの移動量
に依存するが、観察対象までの距離に応じて補正レンズ
14L、14Rの移動量を設定することにより、観察対象
像を左右の視野それぞれの中央に位置させることができ
る。双眼鏡1は自動焦点調節のために測距部40を備え
ており、測距部40によって測定した観察対象までの距
離に応じて補正レンズ14L、14Rの移動量を決定す
る。
【0042】ところで、図4に示したように、測距部4
0は左右の対物レンズ11L、11Rよりも上方に設けら
れている。したがって、左右の光学系10L、10R間に
パララクスが生じるだけでなく、左右光学系と測距光学
系間に上下方向のパララクスが生じる。このため、図7
の矢印のように補正レンズ14L、14Rを左右方向に移
動させるのみでは、測距の対象とした領域は左右視野内
の中央には位置せず、上方にずれることになる。測距の
対象とした領域は自動焦点調節によって鮮明に観察され
るが、この領域が視野の中央に観察されないと使用者は
不自然な感覚を受ける。
【0043】双眼鏡1では、左右の視野の方向設定に際
し、測距の対象とする領域が視野内の上下方向の中央に
観察されるようにする。このためには、左右の補正レン
ズ14L、14Rを上方に向けて、図7では紙面手前側
に、移動させる。補正レンズ14L、14Rのこの向きの
移動量は、観察対象までの距離と、測距部40の左右光
学系10L、10Rの光軸を含む平面からの距離に基づい
て決定する。
【0044】測距対象領域と視野の位置関係を図8に示
す。図8において、円は左右の視野、破線で示した矩形
領域は測距対象領域を表しており、(a)はパララクス
補正をしないとき、(b)は上記のパララクス補正をし
たときを示している。パララクス補正をしないときは、
観察対象が遠距離に位置する場合にのみ、観察対象が左
右視野それぞれの中央に観察され、測距対象とした鮮明
な領域が視野中央に観察される。パララクス補正をした
時は、観察対象の距離に関わらず常に、左右の視野それ
ぞれの中央に、観察対象が鮮明に観察される。
【0045】双眼鏡1の組立工程における左右光学系1
0L、10Rの光軸調整について、図9のフローチャート
を参照して説明する。まず、左右光学系10L、10Rの
光学素子の取り付けと光軸の機械的な粗調整を行う(ス
テップ#110、#120)。このとき、例えば、左右
の対物レンズ11Lおよび11Rの光軸が平行になり、左
右の対物レンズ11L、11Rと左右の補正レンズ14
L、14Rの光軸がぞれぞれ一致することが設計上の理想
であるが、各光学素子やその保持部材には僅かながら加
工誤差もあり、また機械的な調整であるため、厳密な光
軸調整は困難である。したがって、設計上の理想からの
ずれが所定の許容範囲に収まるように、各光学素子の位
置および角度を調節して固定する。
【0046】次いで、左右光学系10L、10Rの光軸の
微調整を行う(#130、#140)。ここでの光軸調
整は手ぶれ補正機構を用いて電気的に行う。具体的に
は、左右の手ぶれ補正機構20L、20Rそれぞれについ
て独立に、粗調整した状態からモーター27および28
をそれぞれ微少量ずつ駆動して補正レンズ14を水平方
向と垂直方向とに微少量ずつ移動させて、設計上の理想
の光軸に最も近い光軸設定となる状態を見い出す。左右
光学系10L、10Rの粗調整は必ずしも対称ではないか
ら、この微調整は左右の光学系10L、10Rについて対
称にはならず、左右の光軸の調整量Lθ0、Rθ0は異な
る。
【0047】微調整後、理想に最も近い光軸設定を与え
た左右の補正レンズ14L、14Rの位置を偏心量検出部
56L、56Rの出力から得て、これらと光軸調整量Lθ
0、Rθ0をメモリ52に記憶して(#150)、組立工
程における光軸調整を終了する。メモリ52としては、
電力供給停止後も記憶内容が消失しない不揮発性のもの
を用いる。
【0048】微調整は電気的に行うものであり光学素子
を固定するものではないから、手ぶれ補正等を行うため
に補正レンズ14L、14Rを移動してその状態で電力供
給を停止すれば、左右光学系10L、10Rの光軸は微調
整後の理想の状態以外の状態に保持されることになる。
しかしながら、メモリ52に記憶した補正レンズ14
L、14Rの位置を読み出すことで、任意の時に、左右の
光学系10L、10Rの光軸を組立後の誤差のない状態に
再設定することができる。
【0049】組立時に上記のように光軸調整がなされた
双眼鏡1の使用時の光軸調整について、図10のフロー
チャートを参照して説明する。メインスイッチ57がO
N位置に設定されることにより、電源からの電力供給が
開始され、マイクロコンピュータ51は制御動作を開始
する。
【0050】まず、メモリ52から左右補正レンズ14
L、14Rの位置を読み出す(ステップ#210)。次い
で、偏心量検出部56L、56Rの出力を監視しつつ補正
レンズ駆動部55L、55Rによって補正レンズ14L、
14Rを水平方向と垂直方向に移動させて、補正レンズ
14L、14Rを読み出した位置に設定する(#22
0)。このとき、手ぶれ検出部53が手ぶれを検出して
もその出力は無視する。これにより、左右の光学系10
L、10Rの光軸は組立後の誤差を除いた状態となる。
【0051】その後、自動焦点調節や光軸調整による手
ぶれ補正とパララクス補正を含む通常の像観察処理を開
始する(#230)。この像観察処理はメインスイッチ
57がOFF位置に設定されるまで継続される(#24
0)。メインスイッチ57がOFF位置に設定される
と、#220と同様にして、左右補正レンズ14L、1
4Rをメモリ52から読み出した位置に設定した後(#
250)、電力供給を停止して処理を終了する。
【0052】#250で補正レンズ14L、14R位置を
再設定することにより、左右の光学系10L、10Rは#
230での光軸調整を受けていない状態に復元される。
これにより、自動焦点調節や手ぶれ補正を行わずに双眼
鏡1を使用する場合でも、組立後の光軸の微調整済みの
状態で像観察をすることができる。
【0053】像観察におけるパララクスの補正、すなわ
ち観察対象までの距離に応じた左右視野の方向設定の処
理の流れを図11に示す。この処理は、自動焦点調節の
処理と並行して行われる。まず、測距部40により観察
対象までの距離dを測定し(ステップ#310)、測定
した距離dに基づいて測距部40の測距対象領域を左右
の視野それぞれの中央に位置させるために必要な光軸の
補正量θを算出する(#320)。この補正量θは距離
dの関数であるからθ=f1(d)で表されるが、左右
光学系10L、10Rや測距光学系の配置に関する幾何的
条件を考慮する必要があり、関数f1にはこれらの配置
に関する諸パラメータが含まれる。
【0054】次いで、算出した光軸補正量θを得るため
の補正レンズ14L、14Rの位置を算出し、偏心量検出
部56L、56Rの出力を監視しつつ補正レンズ駆動部5
5L、55Rによって補正レンズ14L、14Rを水平方向
と垂直方向に移動させる(#330)。これにより、測
距対象領域が左右の視野それぞれの中央に位置すること
になる。また、観察対象は測距対象領域に捉えられてい
るため、観察対象像も左右視野それぞれの中央に位置す
ることになる。このとき、左右の観察対象像には観察対
象までの距離に応じた視差が生じることになり、使用者
はこの視差から観察対象までの距離感を得ることができ
る。なお、パララクス補正のための光軸の調整量は左右
等量とし、左右の光軸を対称に設定する。
【0055】像観察における手ぶれ補正の処理の流れを
図12に示す。まず、手ぶれ検出部53の出力に基づい
て水平方向と垂直方向のぶれ量(回転量)dωを求める
(ステップ#410)。ぶれを打ち消すために必要な左
右光軸の補正量υは、ぶれ量dωのみならず観察対象ま
での距離d、微調整における光軸調整量Lθ0、Rθ0お
よびパララクス除去のための補正量θを考慮して算出す
る必要がある。このため、メモリ52に記憶している光
軸調整量Lθ0、Rθ0を読み出す(#420)。
【0056】次いで、求めたぶれ量dω、読み出した光
軸調整量Lθ0、Rθ0、測距部40の出力から算出した
距離dおよびパララクス補正量θに基づいて、手ぶれ補
正量υを算出する(#430)。手ぶれ補正量υは、υ
=f2(dω、d、θ、Lθ0、Rθ0)の関数で表され
ることになるが、関数f2には左右光学系10L、10R
の配置に関する諸パラメータが含まれる。
【0057】さらに、算出した補正量υを得るための補
正レンズ14L、14Rの位置を算出し、偏心量検出部5
6L、56Rの出力を監視しつつ補正レンズ駆動部55
L、55Rによって補正レンズ14L、14Rを水平方向と
垂直方向に移動させる(#440)。これにより、観察
対象像に手ぶれが反映されることが防止され、位置の安
定した像を観察することができる。なお、パララクス補
正は左右対称に行ったが、手ぶれ補正のための光軸調整
は左右同方向に行うことになる。
【0058】上述のように、双眼鏡1は手ぶれ補正が可
能である上、組立後の光軸の微調整を電気的に精密に行
い、観察対象までの距離に応じてパララクス補正を行う
という特徴を有するものになっている。光軸の微調整と
パララクス補正は、そのための専用の機構を設けて行わ
れるのではなく、手ぶれ補正機構によってなされる。し
たがって、双眼鏡1の構成が、手ぶれ補正機構を備えた
従来の双眼鏡よりも複雑になることはない。
【0059】なお、ここでは自動焦点調節機能を有する
双眼鏡を例にとって説明したが、本発明のパララクス補
正や手ぶれ補正は、自動焦点調節機能を有する双眼鏡に
限られるものではなく、使用者が手動操作によって焦点
調節する構成にも適用可能である。例えば、焦点調節の
ための操作環の回転量を検出する検出器を備え、その回
転量から左右の光学系の焦点位置を算出し、この焦点位
置から逆算して観察対象までの距離を求めるようにすれ
ばよい。これにより、観察対象までの距離に応じてパラ
ラクス補正と手ぶれ補正を行うことが可能になる。
【0060】
【発明の効果】請求項1の双眼鏡によるときは、組立後
に残存している左右の光軸のずれが除去されるため、設
計どおりの光学性能を発揮する双眼鏡が得られる。しか
も、専用の手段を備えることなく光軸のずれを除去する
ことができ、双眼鏡の構成が複雑にならない。
【0061】請求項2の双眼鏡は、常に光軸にずれのな
い状態で使用することが可能である。しかも、組立時に
光軸設定をあまり高精度にしなくても使用時には高精度
の光軸設定がなされるから、双眼鏡の組立が極めて容易
になり、組立に要する時間が短縮される。
【0062】請求項3の双眼鏡によるときは、観察対象
が近距離に位置するときでも、遠距離に位置するときと
同様に、観察対象を視野内に捉えることができる。ま
た、観察対象までの距離と左右像の視差とに矛盾のない
像が提供されるため、使用者が観察する像は距離感を適
切に表した極めて自然なものとなる。したがって、像観
察による疲労が軽減される。また、手ぶれ補正のための
機構以外に視野の方向設定のための機構を新たに設ける
必要がなく、双眼鏡の構成が複雑にならない。
【0063】さらに、測距対象領域が常に視野内の一定
位置になるから、使用者は注視する観察対象部位がこの
位置になるように観察方向を設定することで、注視部位
が適切な距離感を表すようにすることが可能である。ま
た、自動焦点調節機能を備えた双眼鏡の測距手段を視野
の方向設定に兼用する場合、注視する部位が前記一定位
置になるように方向設定することで、容易に注視部位に
対して焦点の合った像を観察することができる。
【0064】請求項4の双眼鏡では、測距手段の配設位
置は左右対物光学系の光軸を含む平面上に限られないた
め、双眼鏡の設計の自由度を広く保つことができる。
【0065】請求項5の双眼鏡によるときは、左右の光
軸にずれのない高品位の像を提供することができるのみ
ならず、近距離に位置する対象を観察することを可能と
し、距離を正しく反映した視差を有する像を提供するこ
とができる。しかも、光軸のずれの除去や視差の設定の
影響を受けることなく、手ぶれ補正を適切に行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態の双眼鏡の光学構成を模
式的に示す図。
【図2】 上記双眼鏡の補正レンズの構成および機能の
原理を示す図。
【図3】 上記双眼鏡の手ぶれ補正機構の構成を示す
図。
【図4】 上記双眼鏡の正面図。
【図5】 上記双眼鏡の手ぶれ補正と自動焦点調節のた
めの回路構成を示すブロック図。
【図6】 上記双眼鏡の手ぶれ補正機構により光軸の設
定誤差を除去する例を示す図。
【図7】 上記双眼鏡の手ぶれ補正機構により左右の視
野の方向を設定する例を示す図。
【図8】 上記双眼鏡の測距対象領域と視野の位置関係
を示す図。
【図9】 上記双眼鏡の組立工程における左右光学系の
光軸調整の処理の流れを示すフローチャート。
【図10】 上記双眼鏡の使用時における光軸調整の処
理の流れを示すフローチャート。
【図11】 上記双眼鏡の像観察時における左右視野の
方向設定の処理の流れを示すフローチャート。
【図12】 上記双眼鏡の像観察時における手ぶれ補正
の処理の流れを示すフローチャート。
【図13】 従来の双眼鏡の光学構成を模式的に示す
図。
【符号の説明】
10L 左光学系 10R 右光学系 11L 左対物レンズ (対物光学系) 11R 右対物レンズ (対物光学系) 12L 左接眼レンズ 12R 右接眼レンズ 13L 左プリズム 13R 右プリズム 14 補正レンズ 14L 左補正レンズ (手ぶれ補正手段) 14R 右補正レンズ (手ぶれ補正手段) 17 モーター 20L 左手ぶれ補正機構 20R 右手ぶれ補正機構 27、28 モーター (手ぶれ補正手段) 31、32 位置検出器 33、35 発光ダイオード 34、36 ラインセンサー 40 測距部 (測距手段) 41 レンズ (測距光学系) 42L、42R 結像レンズ (測距光学系) 43L、43R ラインセンサー (受光素子) 51 マイクロコンピュータ 52 メモリ 53 手ぶれ検出部 53H 水平角速度センサー 53V 垂直角速度センサー 54 フォーカス駆動部 55L 左補正レンズ駆動部 55R 右補正レンズ駆動部 56L 左偏心量検出部 56R 右偏心量検出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03B 5/00 G02B 7/11 H 5/02 G03B 3/00 A

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 使用時における手ぶれを光軸を調整する
    ことにより補正する手ぶれ補正手段を備えた双眼鏡にお
    いて、組立後に残存する左右の光軸のずれを前記手ぶれ
    補正手段によって除去することを特徴とする双眼鏡。
  2. 【請求項2】 組立後に残存する左右の光軸のずれを前
    記手ぶれ補正手段によって除去したときの手ぶれ補正手
    段の状態を記憶したメモリを備え、使用時に前記メモリ
    に記憶した状態を読み出して、その状態に手ぶれ補正手
    段を設定することを特徴とする請求項1に記載の双眼
    鏡。
  3. 【請求項3】 使用時における手ぶれを光軸を調整する
    ことにより補正する手ぶれ補正手段を備えた双眼鏡にお
    いて、観察対象までの距離を測定するための測距手段を
    備え、該測距手段が測距の対象とする領域が左右の視野
    それぞれの一定位置に観察されるように、前記手ぶれ補
    正手段によって左右の視野の方向を観察対象までの距離
    に応じて設定することを特徴とする双眼鏡。
  4. 【請求項4】 前記測距手段は受光素子と測距の対象と
    する領域からの光を前記受光素子に導く測距光学系を備
    えて、前記受光素子が受光した光に基づいて距離を測定
    し、前記測距光学系の光軸は左右の対物光学系の光軸を
    含む平面の外に設定されていることを特徴とする請求項
    3に記載の双眼鏡。
  5. 【請求項5】 使用時における手ぶれを光軸を調整する
    ことにより補正する手ぶれ補正手段を備えた双眼鏡にお
    いて、組立後に残存する左右の光軸のずれを前記手ぶれ
    補正手段によって除去するとともに左右の視野の方向を
    前記手ぶれ補正手段によって観察対象までの距離に応じ
    て設定し、手ぶれ補正のための光軸の調整量を、組立後
    に残存するずれを除去するために必要な光軸の調整量、
    左右の視野の方向を観察対象までの距離に応じて設定す
    るために必要な光軸の調整量、観察対象までの距離およ
    び手ぶれ量に基づいて決定することを特徴とする双眼
    鏡。
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