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JP3041152B2 - Image stabilizer - Google Patents

Image stabilizer

Info

Publication number
JP3041152B2
JP3041152B2 JP3553093A JP3553093A JP3041152B2 JP 3041152 B2 JP3041152 B2 JP 3041152B2 JP 3553093 A JP3553093 A JP 3553093A JP 3553093 A JP3553093 A JP 3553093A JP 3041152 B2 JP3041152 B2 JP 3041152B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gimbal suspension
optical
prism
angle information
rotation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP3553093A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06250100A (en
Inventor
哲夫 宇田川
Original Assignee
富士写真光機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 富士写真光機株式会社 filed Critical 富士写真光機株式会社
Priority to JP3553093A priority Critical patent/JP3041152B2/en
Publication of JPH06250100A publication Critical patent/JPH06250100A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3041152B2 publication Critical patent/JP3041152B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Telescopes (AREA)
  • Adjustment Of Camera Lenses (AREA)
  • Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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、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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a monocular or binocular lens which is vibrated, the angle of emergence of a light beam from an object to be observed with respect to the optical axis of these optical devices fluctuates, and an optical image is observed blurred. The present invention relates to an image stabilizing device provided in the optical device for preventing the image stabilization.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art When an optical device, such as a monocular or binocular, for optical observation is held and operated by hand, the optical device is particularly brought into an aircraft or a vehicle. When used, vibrations and fluctuations of an aircraft, a vehicle, and the like are transmitted to the optical device, and the exit angle of the light beam from the observation object with respect to the optical axis fluctuates, often deteriorating the observed optical image. The vibration transmitted to the optical device is
Even if the width is small, see through monoculars or binoculars.
Because the field is small and the observation object is enlarged and observed
In addition, the fluctuation angle with respect to the optical axis is also enlarged. Hence the ratio
Even when swinging with a relatively small angular fluctuation speed, the observation object
Moves rapidly in the field of view or the angle of change is large
Has the disadvantage of being out of sight. Ma
In addition, when swinging with a relatively large angular speed change,
The image of the observed object by the magnification of the optical device even if the moving angle is small
The angle fluctuation speed of
As a result, an inconvenience of image deterioration occurs.

【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。
Hitherto, various optical devices have been proposed for stabilizing an image in order to prevent the angle of emergence of a light beam with respect to the optical axis from fluctuating due to vibrations and fluctuations transmitted to the optical device, thereby preventing the observed image from deteriorating. Have been.

【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。
[0004] For example, Japanese Patent Publication No. 57-37852 discloses a binocular provided with a vibration isolating means utilizing a rotary inertial body (gyromotor) in order to correct the blur of an observed image in the binocular.

【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。
That is, this technique arranges an erect prism on an optical axis between an objective lens and an eyepiece of binoculars, and places the erect prism on a single gimbal suspension means to which a rotating inertia body is attached. Even when the binoculars are worn, the erecting prism is held in substantially the same posture even when the binoculars vibrate due to camera shake or the like, so that the observation image of the binoculars is prevented from blurring.

【0006】このような、回転慣性体と単一のジンバル
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。
The prior art utilizing such a rotating inertial body and a single gimbal suspension means can stabilize an image with high accuracy, but obtain a large inertial force in a small space to achieve high speed.
Rotating body is required, and vibration generated by the rotating body itself
Need to be high precision because
You. Problems for the requirement of small size, high speed and high precision
Is the price, life, and inertia required from power-on.
This is disadvantageous in the time required to obtain it. Also binocular
As the magnification and resolution of the mirror are increased,
Increasing the effective diameter increases the size of the erect prism.
The above problems are further exacerbated due to the need for large inertial forces.
In addition to this, the power consumption also increases accordingly.

【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。さらに、この回転慣性体
が高価であることから双眼鏡の装置コストも高価とな
る。
[0007] Therefore, the binoculars themselves become larger and heavier, and a battery with a large capacity is required. Therefore, the binoculars are not very suitable for use in observing scenery or the like easily or for a long time. Furthermore, the cost of the binoculars is high because the rotary inertia body is expensive.

【0008】また、単眼鏡や双眼鏡等の光学装置を手で
保持した場合や、車輌等に持ち込んで使用する場合、光
学装置に加わる振動は上下方向の成分が非常に大きな割
合を占めており、左右方向の振動成分は上下方向の振動
成分に比べ少ないことから、上下方向の像ブレ防止機能
のみ内蔵したものであれば実用上十分な場合も少なくな
いが、上述した回転慣性体を利用した構成のものでは上
下方向のみの像安定化を図ろうとすると、この回転慣性
体が歳差運動を起こし、上下方向の像ブレも防止不能と
なる。
When an optical device such as monocular or binoculars is held by hand, or when the optical device is used while being carried in a vehicle or the like, the vertical component of the vibration applied to the optical device is very large. Since the vibration component in the horizontal direction is smaller than the vibration component in the vertical direction, it is often practically sufficient if only the image blur prevention function in the vertical direction is built in. In this case, if an attempt is made to stabilize the image only in the vertical direction, the rotating inertial body causes precession, and it is impossible to prevent image blur in the vertical direction.

【0009】本願発明はこのような事情に鑑みなされた
もので、装置の軽量化、小型化を図ることができるとと
もに消費電力を小さくすることができ、かつ高精度で安
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。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an image stabilizing apparatus which is capable of reducing the weight and size of the apparatus, reducing power consumption, and being highly accurate and inexpensive. It is intended to provide.

【0010】さらに、本願発明は、光学装置の上下方向
の振動ブレに伴なう像ブレのみを防止することのできる
像安定化装置を提供することを目的とするものである。
It is a further object of the present invention to provide an image stabilizing apparatus capable of preventing only an image blur caused by a vertical vibration of an optical device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本願発明の像安定化装置
は、単眼鏡や双眼鏡等の光学装置において、対物レンズ
と接眼レンズの間の光軸上に配された正立プリズムを所
定方向に回動可能なジンバル懸架手段上に載設し、この
ジンバル懸架手段上に配された角度情報検出手段により
光学装置のブレに伴なう、このジンバル懸架手段の慣性
空間に対する回転角度情報を検出し、この検出値に基づ
き、像ブレを補正すべく、上記ジンバル懸架手段を上記
正立プリズムが初期の姿勢に保持されるように回動せし
めることを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An image stabilizing apparatus according to the present invention is an optical apparatus such as a monocular or a binocular which is provided with an erect prism disposed on an optical axis between an objective lens and an eyepiece in a predetermined direction. The gimbal suspension means is mounted on the rotatable gimbal suspension means, and rotation angle information of the gimbal suspension means with respect to the inertial space accompanying the shake of the optical device is detected by the angle information detection means arranged on the gimbal suspension means. In order to correct image blur based on the detected value, the gimbal suspension means is rotated so that the erect prism is maintained in an initial posture.

【0012】すなわち、本願発明のうち第1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おいて、前記光学装置の左右方
向に延びる回動軸を有し、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、このジン
バル懸架手段に固設された、前記光学装置の上下方向の
ブレによる該ジンバル懸架手段の回転角度情報を検出す
る角度情報検出手段と、この角度情報検出手段により検
出された角度情報に基づき、前記光学装置の結像面上の
像ブレを補正すべく、前記正立プリズムを初期の姿勢に
保持するように前記ジンバル懸架手段の回動軸を回動せ
しめる回転駆動手段とを備え、前記角度情報検出手段を
備えた前記ジンバル懸架手段の回動軸は、前記対物レン
ズから前記正立プリズムの光入射面までの光学距離と、
該正立プリズムの光入射面と光射出面間の機械的距離
と、該正立プリズムの光射出面から前記接眼レンズまで
の光学距離の和の略中点に対応する位置に設定されてな
ることを特徴とするものである。
That is, the first image stabilizing device of the present invention has a monocular optical system or a binocular optical system in which an erect prism is disposed between an objective lens and an eyepiece, and the objective lens of these optical systems And an optical device having the eyepiece fixed in a case, a gimbal suspension unit having a rotation axis extending in the left-right direction of the optical device, and the erecting prism being rotatably mounted on the case, Based on the angle information detected by the gimbal suspension means, the rotation angle information of the gimbal suspension means due to the vertical shake of the optical device, and the angle information detected by the angle information detection means, A rotation driving means for rotating a rotation axis of the gimbal suspension means so as to hold the erect prism in an initial position in order to correct image blur on an image forming surface of the optical device; With bets, the rotation shaft of said gimbal suspension means comprising the angle information detecting means includes an optical distance from the objective lens to the light incident surface of the erecting prism,
It is set at a position corresponding to a substantially middle point of a sum of a mechanical distance between a light incident surface and a light exit surface of the erect prism and an optical distance from the light exit surface of the erect prism to the eyepiece. It is characterized by the following.

【0013】また、本願発明のうち第2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おいて、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、このジンバル懸架手段に固設された、前記光学
装置の上下方向および左右方向のブレによる該ジンバル
懸架手段の回転角度情報を各々検出する2つの角度情報
検出手段と、この2つの角度情報検出手段により検出さ
れた角度情報に基づき、前記光学装置の結像面上の像ブ
レを補正すべく、前記正立プリズムを初期の姿勢に保持
するように前記ジンバル懸架手段の2つの回動軸を回動
せしめる回転駆動手段とを備え、前記角度情報検出手段
を備えた前記ジンバル懸架手段の回動軸は、前記対物レ
ンズから前記正立プリズムの光入射面までの光学距離
と、該正立プリズムの光入射面と光射出面間の機械的距
離と、該正立プリズムの光射出面から前記接眼レンズま
での光学距離の和の略中点に対応する位置に設定されて
なることを特徴とするものである。
A second image stabilizing device of the present invention has a monocular optical system or a binocular optical system in which an erect prism is arranged between an objective lens and an eyepiece, and the objective lens of these optical systems is provided. And an optical device having an eyepiece fixed in a case, the optical device having two rotation axes extending in the left-right direction and the up-down direction of the optical device, and the erecting prism is rotatably mounted on the case. Two gimbal suspension means fixed to the gimbal suspension means for detecting rotation angle information of the gimbal suspension means due to vertical and horizontal fluctuations of the optical device; Based on the angle information detected by the two angle information detectors, the erection prism is held in an initial position so as to correct image blur on the imaging surface of the optical device. Rotation drive means for rotating two rotation axes of the valley suspension means, and a rotation axis of the gimbal suspension means provided with the angle information detection means is a light incident surface of the erecting prism from the objective lens. , The mechanical distance between the light incident surface and the light exit surface of the erecting prism, and the approximate midpoint of the sum of the optical distances from the light exit surface of the erecting prism to the eyepiece. It is characterized by being set at a position.

【0014】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。
The angle information detecting means may be any sensor capable of detecting angle information such as an angle, an angular velocity or an angular acceleration.

【0015】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。
Further, when an angular velocity sensor is used as the angle information detecting means, the angular velocity sensor may be constituted by a piezoelectric vibrating gyroscope using a regular triangular prism vibrator and a piezoelectric ceramic.

【0016】さらに、上記像ブレの補正は、前記角度情
報検出手段が回転角度量を検出する角度センサと回転角
速度量を検出する角速度センサから構成され、該角度セ
ンサからの出力に所定係数を乗じて前記ジンバル懸架手
段にフィードバックするとともに、前記角速度センサか
らの出力の積分信号を前記ジンバル懸架手段にフィード
バックするように構成されてなる2重帰還ループを備え
た制御系により行なうように構成することが可能であ
る。
Further, the image blur correction is performed by the angle information detecting means comprising an angle sensor for detecting a rotational angle amount and an angular velocity sensor for detecting a rotational angular velocity amount, and multiplying an output from the angle sensor by a predetermined coefficient. And a control system having a double feedback loop configured to feed back the integrated signal of the output from the angular velocity sensor to the gimbal suspension means while feeding back to the gimbal suspension means. It is possible.

【0017】[0017]

【作用】上記構成によれば、回転慣性体を用いてジンバ
ル懸架手段を静止させる代わりに角度情報検出手段およ
び角度情報に基づいてジンバル懸架手段を回動せしめる
回転駆動手段を用いて正立プリズムを初期の姿勢に保持
するように制御せしめており、これらの制御に必要な手
段が上記回転慣性体に比べ軽量、小型、かつ安価であ
り、また消費電力も小さくて済むことから、像安定化装
置、ひいては単眼鏡、双眼鏡等の光学装置全体の軽量化
および小型化を図ることができ、消費電力の省力化およ
び製造コストの低廉化も図ることができる。また、ジン
バル懸架手段の回動軸は対物レンズから正立プリズムを
介して接眼レンズに到る光路の略中点に位置決めされて
おり、このジンバル懸架手段に角度情報検出手段が固設
されているため、光学系に振動が加わった場合でも安定
した光軸の射出角度が得られる。つまり、レンズ鏡筒が
θ傾いたときに正立プリズムとレンズ鏡筒の相対角度位
置もθ傾く(防振敏感度1)ようにして防振を行うこと
ができる。これにより、鮮鋭な画像が得られるととも
に、光学系に振動が加わっても、迅速かつ適確に像面で
の安定化が図れる。
According to the above construction, the erecting prism is formed by using the angle information detecting means and the rotation driving means for rotating the gimbal suspending means based on the angle information instead of stopping the gimbal suspending means by using the rotary inertia body. The image stabilization device is controlled so as to maintain the initial posture. Means necessary for these controls are lighter, smaller, less expensive, and consume less power than the above-mentioned rotary inertia body. In addition, it is possible to reduce the weight and size of the entire optical device such as monoculars and binoculars, and it is also possible to reduce the power consumption and the manufacturing cost. Further, the rotation axis of the gimbal suspension means is positioned at a substantially middle point of an optical path from the objective lens to the eyepiece via the erect prism, and the gimbal suspension means is fixedly provided with angle information detection means. Therefore, a stable emission angle of the optical axis can be obtained even when vibration is applied to the optical system. That is, when the lens barrel is tilted by θ, the relative angular position between the erecting prism and the lens barrel is also tilted by θ (anti-vibration sensitivity 1), so that image stabilization can be performed. As a result, a sharp image can be obtained, and even if vibration is applied to the optical system, stabilization on the image plane can be achieved quickly and accurately.

【0018】また、本願発明の第1の安定化装置では、
光学装置の上下方向の像ブレのみを補正するようしてい
るが、上述したような制御系を用いれば回転慣性体を用
いた場合のように歳差運動は生じないので高精度で光学
装置の上下方向の像ブレのみを補正することが可能であ
る。
In the first stabilizing device of the present invention,
Although only the vertical image blur of the optical device is corrected, if the control system as described above is used, the precession does not occur unlike the case of using the rotating inertial body, so that the optical device can be accurately corrected. It is possible to correct only vertical image blur.

【0019】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。
Further, when a piezoelectric vibrating gyro sensor combining a regular triangular prism vibrator and a piezoelectric ceramic is used as the angle information detecting means, the size of the sensor is extremely small, light and inexpensive. It is possible to further promote reduction in size, weight, and manufacturing cost.

【0020】さらに、像ブレの補正のために角度センサ
と角速度センサから出力された情報量を各々ジンバル懸
架手段にフィードバックして2重にフィードバック制御
を行なうようにすれば該補正の精度および安定性が向上
する。
Further, if the information amount output from the angle sensor and the angular velocity sensor for the correction of the image blur is fed back to the gimbal suspension means to perform double feedback control, the accuracy and stability of the correction can be improved. Is improved.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】図1は本発明の実施例に係る像安定化装置
を双眼鏡に組み込んだ状態を示す斜視図であり、図2は
この像安定化装置の内部を説明するためのブロック図で
ある。図1に示すように、本実施例の像安定化装置1を
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1a、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。
FIG. 1 is a perspective view showing a state in which an image stabilizing device according to an embodiment of the present invention is incorporated in binoculars, and FIG. 2 is a block diagram for explaining the inside of the image stabilizing device. As shown in FIG. 1, the binoculars incorporating the image stabilizing device 1 of the present embodiment include a pair of objective lens systems 1a and 1b, a pair of eyepiece systems 2a and 2b, and a pair of erect prisms 3a and 3a. 3b
The objective lens 1a, the eyepiece lens 2a, and the erecting prism 3a constitute a first telescope system 10a, and the objective lens 1b,
The eyepiece 2b and the erect prism 3b are likewise a second telescope system.
10b, and a pair of the first and second telescope systems 10a and 10b constitute a binocular system.

【0023】この双眼鏡系を構成する本光学装置の一対
の対物レンズ系1a,1bおよび接眼レンズ系2a,2bは本光
学装置のケースに固着されており、上記正立プリズム3
a,3bは装置の左右方向(対物レンズ系1a,1bの配列方
向)に延びる回動軸6を有するジンバル懸架装置7を介
して上記ケースに回動自在に装着されている。
The pair of objective lens systems 1a and 1b and the eyepiece lens systems 2a and 2b of the present optical device constituting the binocular system are fixed to the case of the present optical device.
Reference numerals a and 3b are rotatably mounted on the case via a gimbal suspension device 7 having a rotation shaft 6 extending in the left-right direction of the apparatus (the arrangement direction of the objective lens systems 1a and 1b).

【0024】図1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装置7がケースに固定された
状態、従ってジンバル懸架装置7に装着されている上記
正立プリズム3a,3bがケース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を本光学装置の主
なる光軸と称することとする。
In FIG. 1, the gimbal suspension device 7 on which the erecting prisms 3a, 3b are mounted is fixed to the case. Therefore, the erecting prisms 3a, 3b mounted on the gimbal suspension device 7 are mounted on the case. In the fixed state, the present optical device has the configuration of a normal binocular system, but the optical axes 4a and 4b of the telescope optical systems 10a and 10b at this time are referred to as main optical axes of the present optical device. .

【0025】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、ジンバル懸架装置7
および回動軸6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。
The objective lens systems 1a and 1b, the eyepiece lens systems 2a and 2b, the erect prisms 3a and 3b, the gimbal suspension device 7
The appropriate arrangement positions of the rotating shaft 6 and the like are described in detail in a known document (for example, Japanese Patent Publication No. 57-37852), and thus are omitted here.

【0026】また、図1に示すように、本実施例装置1
ではジンバル懸架装置7に、角速度センサ8が固設され
ている。この角速度センサ8はケースの上下方向(矢印
A方向)のブレに伴ないジンバル懸架装置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。
Further, as shown in FIG.
In the figure, an angular velocity sensor 8 is fixed to the gimbal suspension device 7. The angular velocity sensor 8 when accompanied no gimbal suspension device 7 to shake in the vertical direction of the case (arrow A direction) is rotated in the arrow B direction, a sensor for detecting the rotational angular velocity omega 1.

【0027】上記回動軸6の一端には、この角速度セン
サ8からの検出値に基づき、正立プリズム3a,3bをケー
スのブレに対し常に初期の姿勢に戻す様にジンバル懸架
装置7の回動軸6を回動せしめる回転駆動モータ5が取
り付けられており、上記回動軸6の他端には、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
検出するポテンショメータ9が取り付けられている。
A gimbal suspension device 7 is provided at one end of the rotating shaft 6 so that the erecting prisms 3a and 3b always return to the initial posture against the shake of the case based on the detection value from the angular velocity sensor 8. A rotation drive motor 5 for rotating the moving shaft 6 is mounted. The other end of the rotating shaft 6 is rotated by the rotation of the rotating shaft 6 to perform position feedback control in addition to the speed feedback control based on the detected angular velocity. A potentiometer 9 for detecting the angle θ 1 is attached.

【0028】また、本実施例装置1には、図2に示すよ
うに角速度センサ8からの角速度信号およびポテンショ
メータ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。
Further, as shown in FIG. 2, the apparatus 1 of this embodiment includes amplifiers 11a and 11a for amplifying the angular velocity signal from the angular velocity sensor 8 and the angular signal from the potentiometer 9, respectively.
b, a CPU 12 for calculating a drive amount of the rotary drive motor 5 based on the angular velocity signal and the angle signal so as to return the erect prisms 3a and 3b to the original posture, and outputting a control signal based on the calculation; A motor drive circuit 13 for driving the rotary drive motor 5 by amplifying the control signal from the CPU 12 is provided.

【0029】このように構成された本実施例装置によれ
ば、上記正立プリズム3a,3bをケースの上下方向のブレ
に対し常に初期の姿勢に戻すようにすることができるの
で、以下に述べる理由によって、ブレに対して、この光
軸に対する光束の射出角度を安定に保つことが出来、観
察される像が劣化するのを防止することが出来る。
According to the apparatus of this embodiment constructed as described above, the erecting prisms 3a and 3b can always be returned to the initial posture against the vertical movement of the case. For this reason, it is possible to stably maintain the emission angle of the light beam with respect to the optical axis against blurring, and to prevent the observed image from deteriorating.

【0030】図3は、図1に示す光学装置の上下方向、
すなわち図1の矢印A方向の振動成分に対して光軸が安
定に保たれる原理を説明するもので、図1のX−X断面
を表したものである。まず対物レンズ系31と、入射光軸
と射出光軸を同一直線上にとることの出来る正立プリズ
ム34と、接眼レンズ系33を、その光軸が同一光軸32上に
あって上記正立プリズム34が、対物レンズ系31と接眼レ
ンズ系33の間にあるように配置してある。この時光軸32
に平行に対物レンズ系31に入射する光線は光軸32に平行
に接眼レンズ系33より射出し、眼37に入る。ここで正立
プリズム34が装着されているジンバル懸架装置7の垂直
方向の振動成分を補償するための回動軸、すなわち図1
における回動軸6の位置をK点として、この点を回動中
心として光軸32が光軸32′へ相対的に角度ψだけ傾いた
とすると、対物レンズ系31は対物レンズ系31′へ、接眼
レンズ系33は接眼レンズ系33′へ、したがって対物レン
ズ系31の中心のg点はg′点へ接眼レンズ系33の中心h
点はh′点へ移動するが正立プリズム34は制御系により
元の姿勢に戻されるように回動自在にケースに装着され
ているので略元の姿勢に保たれる。
FIG. 3 shows the optical device shown in FIG.
That is, the principle of keeping the optical axis stable with respect to the vibration component in the direction of arrow A in FIG. 1 is described, and is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. First, the objective lens system 31, the erecting prism 34 capable of taking the incident optical axis and the emitting optical axis on the same straight line, and the eyepiece lens system 33, the optical axis of which is on the same optical axis 32, A prism 34 is arranged between the objective lens system 31 and the eyepiece lens system 33. At this time, the optical axis 32
Light rays incident on the objective lens system 31 in parallel to the light exit from the eyepiece lens system 33 in parallel with the optical axis 32 and enter the eye 37. Here, a rotation axis for compensating a vertical vibration component of the gimbal suspension device 7 on which the erecting prism 34 is mounted, that is, FIG.
Assuming that the position of the rotating shaft 6 at the point K is a point K and the optical axis 32 is inclined relative to the optical axis 32 'by the angle と し て about this point as the center of rotation, the objective lens system 31 moves to the objective lens system 31'. The eyepiece system 33 goes to the eyepiece system 33 ', so the point g at the center of the objective lens system 31 goes to the point g'.
The point moves to the point h ', but the erecting prism 34 is maintained in the substantially original position because it is rotatably mounted on the case so as to be returned to the original position by the control system.

【0031】したがって、元の光軸32に平行で、傾いた
対物レンズ系31′の中心g′点を通る光線35は、対物レ
ンズ系31′を通った後も光軸32に平行で、前記正立プリ
ズム34に入射面のn点に、すなわち光軸32上の点mより
mnだけ離れた点に入射する。この光線は正立プリズム
の性質により正立プリズム34の射出面から、光軸32上の
O点より下側にnm=opだけ離れた位置p点より光軸
32に平行に射出されるので、光軸32に平行で傾いた対物
レンズ31′に入射する光線32′は、光軸36上のS点に結
像される。したがって光軸32が角度ψだけ傾いた後の接
眼レンズ系33′上の中心のh′点のもとの中心h点から
の移動量hh′をopと等しくすると、すなわちhh′
=op、op=mn=gg′であるからhh′=gg′
とし、接眼レンズ系33の焦点位置をQ点、接眼レンズ3
3′の焦点位置をR点とし、RS=fe′・θ(fe′
は接眼レンズ系の焦点距離)になるようにすれば、本実
施例装置1の望遠鏡系がψだけ傾いても接眼レンズ系3
3′より射出される光線36′は光軸32に平行になり眼37
に入射するので、望遠鏡系による光軸の射出角度は変動
せず、望遠鏡系に振動等が加わった場合でも安定した光
軸の射出角度が得られ、鮮鋭な像が観察される。
Accordingly, the light ray 35 which is parallel to the original optical axis 32 and passes through the center g 'of the inclined objective lens system 31' is parallel to the optical axis 32 even after passing through the objective lens system 31 '. The light enters the erecting prism 34 at point n on the incident surface, that is, at a point mn apart from point m on the optical axis 32. Due to the nature of the erecting prism, this light beam is shifted from the exit surface of the erecting prism 34 by a distance of nm = op below the O point on the optical axis 32 from a point p, which is separated by nm = op.
Since the light beam 32 ′ is emitted parallel to the optical axis 32, the light beam 32 ′ incident on the objective lens 31 ′ inclined parallel to the optical axis 32 is imaged at a point S on the optical axis 36. Therefore, if the movement amount hh 'of the center h' point on the eyepiece lens system 33 'after the optical axis 32 is inclined by the angle ψ from the original center h point is equal to op, that is, hh'
= Op, op = mn = gg ', so hh' = gg '
And the focal position of the eyepiece system 33 is Q point, and the eyepiece 3
The focal position of 3 'is defined as point R, and RS = fe'.theta. (Fe'
Is the focal length of the eyepiece lens system), the eyepiece lens system 3 can be used even if the telescope system of the apparatus 1 of the present embodiment is tilted by ψ.
The ray 36 'emitted from 3' is parallel to the optical axis 32 and becomes
Therefore, the emission angle of the optical axis by the telescope system does not change, and a stable emission angle of the optical axis is obtained even when vibrations are applied to the telescope system, and a sharp image is observed.

【0032】上記条件を満足させるためには、光軸32が
傾いた時、対物レンズ系31と接眼レンズ系33は同じ量だ
け傾くので、図3においてgk=khすなわち、対物レ
ンズ31と正立プリズム34の入射面までの光学距離と正立
プリズム34の入射面と射出面間の機械的距離と、正立プ
リズム34の射出面から接眼レンズ33までの光学距離の和
の中点に上記ジンバル懸架装置7の回動軸6を設ければ
よいことになる。また図3から明らかなように、上記正
立プリズム34は対物レンズ系と接眼レンズ系の間の任意
の場所にあってもgg′=hh′の関係が成り立つの
で、正立プリズムは対物レンズ系と接眼レンズ系の間で
機構上一番都合のよいところに置くことができる。以上
のことは図1における望遠鏡系10a ,10b について全く
同じ様に成り立つことは、この一対の望遠鏡10a ,10b
に共通のジンバル懸架装置7の一つの回動軸が6で示さ
れるように共通であることにより明らかである。
In order to satisfy the above condition, when the optical axis 32 is tilted, the objective lens system 31 and the eyepiece lens system 33 are tilted by the same amount, so that gk = kh in FIG. The gimbal is located at the midpoint of the sum of the optical distance to the entrance surface of the prism 34, the mechanical distance between the entrance surface and the exit surface of the erect prism 34, and the optical distance from the exit surface of the erect prism 34 to the eyepiece 33. What is necessary is just to provide the rotation shaft 6 of the suspension device 7. Also, as is apparent from FIG. 3, the erecting prism 34 has the relationship of gg '= hh' even if it is located at an arbitrary position between the objective lens system and the eyepiece lens system. And the eyepiece system can be placed at the most convenient place mechanically. The above is exactly the same for the telescope systems 10a and 10b in FIG.
It is clear that one pivot axis of the common gimbal suspension 7 is common as shown at 6.

【0033】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等があるが図4に本
実施例装置1で用いている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。このように正立プリ
ズムでは図に示すように入射光軸21と射出光軸22を同一
直線上にとることの出来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
ことの出来る正立プリズムにおいては、図4に示す如く
光軸21より図面上で上側にhだけ離れて光軸21に平行な
光線21′は、上記正立プリズムを通った後は光線22′と
して図面上で射出光軸22より下側にhだけ離れて光軸22
に平行になるという性質を持っている。
The erecting prisms 3a and 3b include Schmidt's erecting prism, Abbe's erecting prism, Bauern fend's erecting prism, and Polo's erecting prism. FIG. 4 shows a Schmidt erect prism used in the apparatus 1 of the present embodiment. The Schmidt erect prism includes a prism 23 and a prism 24 as shown in the figure, and a part 25 of the prism 24 is a roof reflection surface. Thus, in the erect prism, there is a position of the incident optical axis where the incident optical axis 21 and the exit optical axis 22 can be on the same straight line as shown in the figure.
In such an erect prism capable of taking the incident optical axis 21 and the outgoing optical axis 22 on the same straight line, as shown in FIG. After passing through the erecting prism, the light ray 21 ′ is separated from the emission optical axis 22 by a distance h below the output optical axis 22 in FIG.
It has the property of being parallel to.

【0034】次に、図5を用いて上記角速度センサ9を
詳細に説明する。
Next, the angular velocity sensor 9 will be described in detail with reference to FIG.

【0035】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、
正三角柱振動子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。
The angular velocity sensor 9 includes a regular triangular prism vibrator 9a
And a piezoelectric vibrating gyro sensor utilizing Coriolis force, comprising three piezoelectric ceramics 51a, 51b, and 52,
The piezoelectric ceramics 51a, b for detection are provided on two of the three side surfaces of the regular triangular prism vibrator 9a, and the piezoelectric ceramics 52 for feedback are provided on the other side surface.

【0036】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。
Two detection signals having different values are outputted from the two detection piezoelectric ceramics 51a and 51b in accordance with the vibration, and an angular velocity is obtained by calculating a difference between these two detection signals.

【0037】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。
The feedback piezoelectric ceramic 52 is used for correcting the phase of the detection signal.

【0038】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。
Since the angular velocity sensor 9 has a simple structure and is very small, the image stabilizing device 1 itself can have a simple structure and a small size.

【0039】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。
Further, since the accuracy is high at a high S / N ratio, the angular velocity control can be performed with high accuracy.

【0040】次に図6に示すブロック線図を用いて上記
実施例装置1の制御系を説明する。
Next, a control system of the apparatus 1 of the embodiment will be described with reference to a block diagram shown in FIG.

【0041】この制御系は速度(角速度)フィードバッ
クループと位置(角度)フィードバックループの2重の
帰還ループから構成されている。
This control system comprises a double feedback loop of a velocity (angular velocity) feedback loop and a position (angle) feedback loop.

【0042】まず速度フィードバックループはジンバル
懸架装置66の角速度ωを角速度センサ61により検出し、
この検出値をモータ駆動系64に負帰還させる。モータ駆
動系64はこの負帰還された検出値に基づきモータ65に回
転トルクを発生させ、ジンバル軸から受ける外乱トルク
を補償しジンバルを空間的に安定させる。
First, the velocity feedback loop detects the angular velocity ω of the gimbal suspension device 66 by the angular velocity sensor 61,
This detection value is negatively fed back to the motor drive system 64. The motor drive system 64 generates a rotational torque on the motor 65 based on the negatively feedback detected value, compensates for disturbance torque received from the gimbal shaft, and stabilizes the gimbal spatially.

【0043】また、位置フィードバックループではジン
バル懸架装置66の回転角度θをポテンショメータ68で検
出し、この検出値を比較演算部69において視軸中点を示
す基準値(0)と比較し、この差分を補償回路62を介し
てモータ駆動系64に入力する。これによりドリフト等に
よりジンバルが流れてしまい可動範囲の端に変位してし
まうことを防止する。
In the position feedback loop, the rotation angle θ of the gimbal suspension device 66 is detected by the potentiometer 68, and the detected value is compared with a reference value (0) indicating the visual axis midpoint in the comparison operation unit 69. Is input to the motor drive system 64 via the compensation circuit 62. This prevents the gimbal from flowing due to drift or the like and being displaced to the end of the movable range.

【0044】上記モータ駆動系64に入力される信号は比
較演算部63において演算された、補償回路62からの出力
信号と角速度センサ61からの出力信号の差分値となって
おり、さらにジンバル懸架装置66の後段には角速度ωを
積分して角度θを算出する積分手段67が設けられてい
る。
The signal input to the motor drive system 64 is a difference value between the output signal from the compensation circuit 62 and the output signal from the angular velocity sensor 61, which is calculated in the comparison calculation section 63. An integration means 67 for calculating the angle θ by integrating the angular velocity ω is provided at a stage subsequent to 66.

【0045】本実施例装置1のジンバル懸架装置7は上
述した如き2重の帰還ループを備えた制御系により元の
姿勢に戻されるようになっており、高精度かつ安定して
像ブレの補正を行なうことが可能となる。
The gimbal suspension device 7 of the device 1 of the present embodiment is returned to the original position by the control system having the double feedback loop as described above, so that the image blur can be corrected with high accuracy and stability. Can be performed.

【0046】次に、図7を用いて図1に示す実施例装置
1とは別の実施例装置101 を説明する。
Next, an embodiment 101 different from the embodiment 1 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.

【0047】なお、図1に示す部材と同一の機能を有す
る部材についてては図1と同一の符号を付しており、詳
しい説明は省略する。また、説明中装置101 の上下方向
とは図中矢印A方向を示し、装置101 の左右方向とは図
中矢印C方向を示す。
Note that members having the same functions as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and detailed descriptions thereof will be omitted. In addition, the vertical direction of the device 101 in the description indicates the direction of arrow A in the figure, and the horizontal direction of the device 101 indicates the direction of the arrow C in the figure.

【0048】すなわち、図1に示す実施例装置1は装置
1の上下方向(矢印A方向)のブレに応じた像ブレを補
正するものであるが、図7に示す実施例装置101 は装置
1の上下方向(矢印A方向)および左右方向(矢印C方
向)のブレに応じた像ブレを補正するものである。
That is, the apparatus 1 of the embodiment shown in FIG. 1 corrects image blur according to the vertical movement (direction of the arrow A) of the apparatus 1, while the apparatus 101 of the embodiment shown in FIG. The image blur is corrected in accordance with the vertical (arrow A) and horizontal (arrow C) directions.

【0049】本実施例装置101 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7a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7aが装置101 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107 は装置10
1 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。
In the apparatus 101 of this embodiment, the inner gimbal suspension member 107 is pivotally supported by the outer gimbal suspension member 7a, and the gimbal suspension device has a double inner and outer structure.
The outer gimbal suspension member 7a is rotated by the rotation shaft 6 extending in the left-right direction of the device 101 to correct image blur in the vertical direction, while the inner gimbal suspension member 107 is moved
The first rotating shaft 106 extends in the vertical direction so as to correct image blur in the horizontal direction. The erect prisms 3a and 3b
The gimbal suspension member 107 on the inner side is mounted.

【0050】また、内側のジンバル懸架部材107 には、
2つの角速度センサ8,108 が固設されている。角速度
センサ8が、ケースの上下方向のブレに伴ない外側のジ
ンバル懸架部材7a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、ケースの左右方向のブレに伴ない内側
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。
Also, the inner gimbal suspension member 107 has
Two angular velocity sensors 8, 108 are fixed. While the angular velocity sensor 8 detects the rotational angular velocity ω 1 when the outer gimbal suspension member 7 a rotates in the direction of arrow B due to the vertical movement of the case, the angular velocity sensor 108 , gimbal suspension member 107 of the companion not inside the blur of the left and right direction of the case is when rotated in the arrow D direction, a sensor for detecting the rotational angular velocity omega 2.

【0051】上記回動軸106 の一端には、この角速度セ
ンサ8からの検出値に基づき、正立プリズム3a,3bをケ
ースの左右方向のブレに対し常に初期の姿勢に戻す様に
内側のジンバル懸架部材107 の回動軸106 を回動せしめ
る回転駆動モータ105 が取り付けられており、上記回動
軸106 の他端には、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 を検出するポテンショメー
タ109 が取り付けられている。
One end of the rotating shaft 106 is provided with an inner gimbal such that the erect prisms 3a, 3b are always returned to the initial posture against the lateral movement of the case based on the detection value from the angular velocity sensor 8. A rotation drive motor 105 for rotating the rotation shaft 106 of the suspension member 107 is attached. The other end of the rotation shaft 106 is rotated for performing position feedback control in addition to the speed feedback control based on the detected angular velocity. A potentiometer 109 for detecting the rotation angle θ 2 of the moving shaft 106 is attached.

【0052】この角速度センサ108 およびポテンショメ
ータ109 からの検出信号は、角速度センサ8およびポテ
ンショメータ9からの検出信号と同様に、図2あるいは
図6に示す制御系と同様の制御系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。
The detection signals from the angular velocity sensor 108 and the potentiometer 109 are converted into control signals by a control system similar to the control system shown in FIG. 2 or FIG. 6, similarly to the detection signals from the angular velocity sensor 8 and the potentiometer 9. The rotation drive motor 105 is driven by this control signal.

【0053】したがって本実施例装置101 では、外側と
内側の2つのジンバル懸架部材7a,107 を元の姿勢に戻
すために2組の制御系が必要となるがCPU12は共通の
ものを用いればよい。
Therefore, in the apparatus 101 of this embodiment, two sets of control systems are required to return the two outer and inner gimbal suspension members 7a and 107 to the original posture, but a common CPU 12 may be used. .

【0054】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。
It should be noted that the image stabilizing device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various other modifications can be made.

【0055】例えば、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および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。
For example, in the apparatus of the above embodiment, a sensor for detecting an angle and an angular velocity is used as the angle information detecting means, but an angular acceleration sensor may be used together with or instead of this.

【0056】なお、角度を検出するセンサとしては、ポ
テンショメータに代えてレゾルバ、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。
As a sensor for detecting an angle, various angle sensors such as a resolver, a synchro, and a rotary encoder can be used instead of a potentiometer.

【0057】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。
Although the apparatus of the above embodiment is configured to be applied to the binoculars 21, the image stabilizing apparatus of the present invention may be configured to be applicable to monocular.

【0058】[0058]

【発明の効果】本願発明の像安定化装置によれば、正立
プリズムを装着したジンバル懸架装置を、角度情報検出
手段、制御回路系および回転駆動モータを用いた電気的
な制御システムにより元の姿勢に戻すように制御せしめ
ており、これらのシステムが軽量、小型、かつ安価であ
り、消費電力が小さくて済むことから光学装置全体の軽
量化、小型化を図ることができ、消費電力の省力化およ
び製造コストの低廉化を図ることができる。
According to the image stabilizing device of the present invention, the gimbal suspension device equipped with the erect prism can be returned to the original state by the electric control system using the angle information detecting means, the control circuit system and the rotary drive motor. The system is controlled to return to the attitude, and these systems are lightweight, compact, and inexpensive, and require low power consumption. Therefore, the entire optical device can be reduced in weight and size, and power consumption can be reduced. Cost and manufacturing cost can be reduced.

【0059】また、このように構成した本願発明装置で
は光学装置の上下方向の像ブレに対する補正のみを行な
うようにしても、従来の回転慣性体(ジャイロモータ)
を用いた従来技術のようにこの回転慣性体が歳差運動を
おこして像ブレ防止でができないというような問題を生
ずることはなく、したがって上下方向の像ブレ防止のみ
でよいという場合にもこの要請に適格に応えることがで
きる。また、ジンバル懸架手段の回動軸は対物レンズか
ら正立プリズムを介して接眼レンズに到る光路の略中点
に位置決めされており、このジンバル懸架手段に角度情
報検出手段が固設されているため、光学系に振動が加わ
った場合でも安定した光軸の射出角度が得られる。つま
り、レンズ鏡筒がθ傾いたときに正立プリズムとレンズ
鏡筒の相対角度位置もθ傾く(防振敏感度1)ようにし
て防振を行うことができる。これにより、鮮鋭な画像が
得られるとともに、光学系に振動が加わっても、迅速か
つ適確に像面での安定化が図れる。このように、振動に
迅速かつ適確に対応して像面の安定化を図るようにして
いるから、例えば船上における監視用の双眼鏡装置等に
適用すれば特に有効である。
Further, in the apparatus of the present invention configured as described above, even if only correction for image blur in the vertical direction of the optical device is performed, a conventional rotary inertia body (gyromotor) can be used.
This does not cause the problem that the rotating inertia body causes precession and cannot prevent image blur as in the prior art using Be able to respond to requests. Further, the rotation axis of the gimbal suspension means is positioned at a substantially middle point of an optical path from the objective lens to the eyepiece via the erect prism, and the gimbal suspension means is fixedly provided with angle information detection means. Therefore, a stable emission angle of the optical axis can be obtained even when vibration is applied to the optical system. That is, when the lens barrel is tilted by θ, the relative angular position between the erecting prism and the lens barrel is also tilted by θ (anti-vibration sensitivity 1), so that image stabilization can be performed. As a result, a sharp image can be obtained, and even if vibration is applied to the optical system, stabilization on the image plane can be achieved quickly and accurately. As described above, the image plane is stabilized promptly and accurately in response to the vibration, so that it is particularly effective to apply the present invention to, for example, a monitoring binocular device on a ship.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例に係る像安定化装置を内蔵した
双眼鏡の内部を示す概略図
FIG. 1 is a schematic diagram showing the inside of binoculars incorporating an image stabilizing device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の像安定化装置を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing the image stabilizing device of FIG.

【図3】図1に示す光学装置の上下方向のブレに対して
光軸が安定に保たれる原理を説明するための概略図
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the principle that the optical axis of the optical device shown in FIG. 1 is stably maintained against vertical shake.

【図4】図1に示す正立プリズムを説明するための側面
FIG. 4 is a side view for explaining the erect prism shown in FIG. 1;

【図5】図1に示す角速度センサを詳細に示す斜視図FIG. 5 is a perspective view showing the angular velocity sensor shown in FIG. 1 in detail;

【図6】図1に示す装置の制御系を示すブロック線図FIG. 6 is a block diagram showing a control system of the apparatus shown in FIG. 1;

【図7】図1に示す実施例装置とは別の実施例装置を示
す概略図
FIG. 7 is a schematic view showing another embodiment apparatus different from the embodiment apparatus shown in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,101 像安定化装置 1a,1b,31,31′ 対物レンズ(対物レンズ系) 2a,2b,33,33′ 接眼レンズ(接眼レンズ系) 3a,3b 正立プリズム 4a,4b 光軸 5,105 回転駆動モータ 6,106 回動軸 7 ジンバル懸架装置 7a 外側のジンバル懸架部材 8,108 角速度センサ 9,109 ポテンショメータ 10a ,10b 望遠鏡光学系 12 CPU 39a 正三角柱振動子 51a ,51b 検出用圧電セラミック 52 帰還用圧電セラミック 107 内側のジンバル懸架部材 1,101 Image stabilizer 1a, 1b, 31, 31 'Objective lens (objective lens system) 2a, 2b, 33, 33' Eyepiece lens (eyepiece lens system) 3a, 3b Erect prism 4a, 4b Optical axis 5, 105 Rotation drive motor 6,106 Rotating shaft 7 Gimbal suspension device 7a Outer gimbal suspension member 8,108 Angular velocity sensor 9,109 Potentiometer 10a, 10b Telescope optical system 12 CPU 39a Triangular prism oscillator 51a, 51b Piezoelectric ceramic for detection 52 Piezoelectric ceramic for return 107 Gimbal suspension inside

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03B 5/00 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G03B 5/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【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おいて、 前記光学装置の左右方向に延びる回動軸を有し、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、 このジンバル懸架手段に固設された、前記光学装置の上
下方向のブレによる該ジンバル懸架手段の慣性空間に対
する回転角度情報を検出する角度情報検出手段と、 この角度情報検出手段により検出された角度情報に基づ
き、前記光学装置の結像面上の像ブレを補正すべく、前
記正立プリズムを初期の姿勢に保持するように前記ジン
バル懸架手段の回動軸を回動せしめる回転駆動手段とを
備え、前記角度情報検出手段を備えた前記ジンバル懸架
手段の回動軸は、前記対物レンズから前記正立プリズム
の光入射面までの光学距離と、該正立プリズムの光入射
面と光射出面間の機械的距離と、該正立プリズムの光射
出面から前記接眼レンズまでの光学距離の和の略中点に
対応する位置に設定されてなることを特徴とする像安定
化装置。
1. An optical system comprising a monocular optical system or a binocular optical system in which an erecting prism is disposed between an objective lens and an eyepiece lens, wherein the objective lens and the eyepiece lens of these optical systems are fixed in a case. In the apparatus, a gimbal suspension means having a rotation axis extending in the left-right direction of the optical apparatus, the gimbal suspension means for rotatably mounting the erecting prism to the case, and the optical apparatus fixed to the gimbal suspension means Angle information detection means for detecting rotation angle information of the gimbal suspension means with respect to the inertial space due to vertical movement of the gimbal suspension means, based on the angle information detected by the angle information detection means, an image on the image plane of the optical device A rotation driving means for rotating a rotation axis of the gimbal suspension means so as to hold the erect prism in an initial position, in order to correct the shake, and detecting the angle information. Said gimbal suspension with means
The axis of rotation of the means is from the objective lens to the erect prism.
The optical distance to the light incident surface of
Mechanical distance between the surface and the light exit surface and the light emission of the erect prism
At the approximate midpoint of the sum of the optical distances from the exit surface to the eyepiece
An image stabilizing device, which is set at a corresponding position .
【請求項2】 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おいて、 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、 このジンバル懸架手段に固設された、前記光学装置の上
下方向および左右方向のブレによる該ジンバル懸架手段
の慣性空間に対する回転角度情報を各々検出する2つの
角度情報検出手段と、 この2つの角度情報検出手段により検出された角度情報
に基づき、前記光学装置の結像面上の像ブレを補正すべ
く、前記正立プリズムを初期の姿勢に保持するように前
記ジンバル懸架手段の2つの回動軸を回動せしめる回転
駆動手段とを備え、前記角度情報検出手段を備えた前記
ジンバル懸架手段の回動軸は、前記対物 レンズから前記
正立プリズムの光入射面までの光学距離と、該正立プリ
ズムの光入射面と光射出面間の機械的距離と、該正立プ
リズムの光射出面から前記接眼レンズまでの光学距離の
和の略中点に対応する位置に設定されてなることを特徴
とする像安定化装置。
2. An optical system comprising a monocular optical system or a binocular optical system in which an erecting prism is arranged between an objective lens and an eyepiece lens, wherein the objective lens and the eyepiece lens of these optical systems are fixed in a case. A gimbal suspension unit having two rotation shafts extending in the left-right direction and the up-down direction of the optical device, the gimbal suspension unit rotatably mounting the erect prism on the case; Two pieces of angle information detecting means for respectively detecting rotation angle information of the gimbal suspension means with respect to the inertial space due to vertical and horizontal movements of the optical device, and angles detected by the two angle information detecting means. In order to correct the image blur on the image forming surface of the optical device based on the information, the two rotations of the gimbal suspension means are performed so as to hold the erect prism in the initial position. Rotating drive means for rotating the dynamic shaft, and the angle information detecting means
The rotation axis of the gimbal suspension means is moved from the objective lens to the
The optical distance to the light entrance surface of the erecting prism and the erecting prism
The mechanical distance between the light entrance surface and the light exit surface of the
Of the optical distance from the light exit surface of the rhythm to the eyepiece
An image stabilizing device, which is set at a position corresponding to a substantially middle point of the sum .
【請求項3】 前記角度情報検出手段が、前記光学装置
のブレに伴なうジンバル懸架手段の回転角速度量を検出
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または2記載の像安定化装置。
3. The angular vibration sensor according to claim 1, wherein the angle information detecting means detects an amount of rotation angular velocity of the gimbal suspension means accompanying the shake of the optical device, wherein the piezoelectric vibrating gyroscope uses a regular triangular prism vibrator and a piezoelectric ceramic. 3. The image stabilizing device according to claim 1, comprising a sensor.
【請求項4】 前記角度情報検出手段が回転角度量を検
出する角度センサと回転角速度量を検出する角速度セン
サから構成され、 該角度センサからの出力に所定係数を乗じて前記ジンバ
ル懸架手段にフィードバックするとともに、前記角速度
センサからの出力の積分信号を前記ジンバル懸架手段に
フィードバックするように構成されてなることを特徴と
する請求項1または2記載の像安定化装置。
4. The angle information detecting means comprises an angle sensor for detecting a rotation angle amount and an angular velocity sensor for detecting a rotation angular velocity amount, wherein an output from the angle sensor is multiplied by a predetermined coefficient and fed back to the gimbal suspension means. 3. The image stabilizing apparatus according to claim 1, wherein an integrated signal output from the angular velocity sensor is fed back to the gimbal suspension means.
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