JP3896167B2

JP3896167B2 - Image stabilization optics

Info

Publication number: JP3896167B2
Application number: JP15105894A
Authority: JP
Inventors: 哲夫宇田川; 晴夫柿沢; 研一高橋
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1994-07-01
Filing date: 1994-07-01
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2022-03-22
Also published as: JPH0815647A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ダンピング素子を用いて発振を機構的に低減させることにより像安定機能を高めた像安定光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来の像安定光学装置の内部構造を示す斜視図である。この装置は具体的には双眼鏡であり、筺体（図示せず）内には１つの回動軸１を有するジンバル懸架部２が配置されており、ジンバル懸架部２によって正立プリズム３、４が対物レンズ系５、６及び接眼レンズ系７、８の間において回動自在に支持されている。
【０００３】
また、ジンバル懸架部２の下部には角速度センサ９が取り付けられ、回動軸１の一端にはポテンショメータ１０が取り付けられている。回動軸１の他端には、角速度センサ９及びポテンショメータ１０の検出信号に基づいて、ジンバル懸架部２を回動させる回転駆動モータ１１が取り付けられている。そして、回転駆動モータ１１をフィードバック制御する制御系（図示せず）が組まれており、正立プリズム３、４の静止した空間（正確には慣性空間）に対する角度は常に一定に保たれる。
【０００４】
このように構成された従来の像安定光学装置によれば、手ぶれ等の外乱に対して正立プリズム３、４の慣性空間に対する角度が安定化され、この双眼鏡の像安定機能が達成される。像安定機能が達成されることの詳細な理由は、例えば特公昭５７−３７８５２号公報に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、外乱に対する安定性を向上させるために、回転駆動モータ１１のフィードバック制御系のサーボゲインを上げると、発振が生じてしまうという問題がある。これは、フィードバックループ中に存在する各種の要素、すなわち角速度センサ９、ポテンショメータ１０、回路系、回転駆動モータ１１等の応答が遅れることによる信号の時間遅れによって、フィードバック信号に位相遅れが発生するためである。
【０００６】
一方、発振はゲインを下げると収まるが、この場合には慣性空間に対する正立プリズム３、４の角度の安定精度が低下してしまう。また、回路中に位相進み回路等を付加する手段も知られているが、これにも機構系とのマッチングの問題やその効果に限度がある等の問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ジンバル懸架部等にダンピング素子を取り付けることにより発振を機構的に低減させ、サーボゲインを上げることを可能とし、手ぶれ等の外乱に対する高い像安定機能を有する像安定光学装置を得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、筺体に固着された対物レンズ系及び接眼レンズ系と、筺体に対してチルティング方向に回動自在に取り付けられたジンバル懸架部と、対物レンズ系及び接眼レンズ系の間に配置され、ジンバル懸架部を介して筺体に装着され、チルティング方向に回動可能となっている正立プリズムと、慣性空間に対するジンバル懸架部のチルティング方向に関する回転角速度を検出する角速度センサと、慣性空間に対するジンバル懸架部のチルティング方向に関する回転角度を検出するポテンショメータと、角速度センサにより検出された回転角速度及びポテンショメータにより検出された回転角度に基づき、慣性空間に対する正立プリズムのチルティング方向の角度が変化しないように演算されたフィードバック制御信号を駆動回路にて一定のゲインで増幅した出力信号により駆動制御され、ジンバル懸架部を筺体に対してチルティング方向に回動させる回転駆動手段と、ジンバル懸架部または正立プリズムのうちの少なくとも１つに取り付けられ、回転駆動手段の駆動制御における発振を低減させる粘弾性体とを備えている。
【０００９】
粘弾性体には付加質量が取り付けられていてもよい。
【００１０】
請求項３に係る発明は、筺体に固着された対物レンズ系及び接眼レンズ系と、筺体に対してチルティング方向に回動自在に取り付けられたジンバル懸架部と、対物レンズ系及び接眼レンズ系の間に配置され、ジンバル懸架部を介して筺体に装着され、チルティング方向に回動可能となっている正立プリズムと、ジンバル懸架部または正立プリズムのうちの少なくとも１つに取り付けられたガイド手段と、ガイド手段に沿って移動可能な付加質量と、付加質量に対してガイド手段に沿う方向の弾性力を与える弾性体と、付加質量に対してガイド手段に沿う方向の粘性力を与える粘性体と、慣性空間に対する正立プリズムのチルティング方向に関する回転角度情報を検出する角度情報検出手段と、回転角度情報に基づいて正立プリズムを筺体に対してチルティング方向に回動させ、慣性空間に対する正立プリズムのチルティング方向の角度が変化しないようにする回転駆動手段とを備えている。
【００１１】
ジンバル懸架部の一部は筺体に対してパンニング方向にも回動自在に取り付けられ、正立プリズムは筺体に対してパンニング方向にも回動可能となっており、角度情報検出手段は慣性空間に対する正立プリズムのパンニング方向に関する回転角度情報をも検出し、回転駆動手段は回転角度情報に基づいて正立プリズムを筺体に対してパンニング方向にも回動させ、慣性空間に対する正立プリズムのパンニング方向の角度も変化しないようにするものであってもよい。
【００１２】
また、これらの場合、正立プリズム、対物レンズ系及び接眼レンズ系がそれぞれ２つ設けられ、双眼鏡であってもよい。
【００１３】
請求項６に係る発明は、筺体に固着された２つの対物レンズ系及び２つの接眼レンズ系と、筺体に対してチルティング方向に回動自在に取り付けられたジンバル懸架部と、それぞれが１組の対物レンズ系及び接眼レンズ系の間に配置され、パンニング方向に回動自在にジンバル懸架部に装着され、筺体に対してチルティング方向及びパンニング方向に回動自在となっている２つの正立プリズムと、２つの正立プリズムを接続し、これらがパンニング方向に回動する角度を等しくするリンクと、慣性空間に対する正立プリズムのチルティング方向及びパンニング方向に関する回転角速度を検出する角速度センサと、慣性空間に対する正立プリズムのチルティング方向及びパンニング方向に関する回転角度を検出するポテンショメータと、角速度センサにより検出された回転角速度及びポテンショメータにより検出された回転角度に基づき、慣性空間に対する正立プリズムのチルティング方向及びパンニング方向の角度が変化しないように演算されたフィードバック制御信号を駆動回路にて一定のゲインで増幅した出力信号により駆動制御され、
ジンバル懸架部を筺体に対してチルティング方向及びパンニング方向に回動させる回転駆動手段と、ジンバル懸架部、正立プリズムまたはリンクのうちの少なくとも１つに取り付けられ、回転駆動手段の駆動制御における発振を低減させる粘弾性体とを備えている。
【００１４】
この場合、粘弾性体には付加質量が取り付けられていてもよい。
【００１５】
請求項８に係る発明は、筺体に固着された２つの対物レンズ系及び２つの接眼レンズ系と、筺体に対してチルティング方向に回動自在に取り付けられたジンバル懸架部と、それぞれが１組の対物レンズ系及び接眼レンズ系の間に配置され、パンニング方向に回動自在にジンバル懸架部に装着され、筺体に対してチルティング方向及びパンニング方向に回動自在となっている２つの正立プリズムと、２つの正立プリズムを接続し、これらがパンニング方向に回動する角度を等しくするリンクと、ジンバル懸架部、正立プリズムまたはリンクのうちの少なくとも１つに取り付けられたガイド手段と、ガイド手段に沿って移動可能な付加質量と、付加質量に対してガイド手段に沿う方向の弾性力を与える弾性体と、付加質量に対してガイド手段に沿う方向の粘性力を与える粘性体と、慣性空間に対する正立プリズムのチルティング方向及びパンニング方向に関する回転角度情報を検出する角度情報検出手段と、回転角度情報に基づいて正立プリズムを筺体に対してチルティング方向及びパンニング方向に回動させ、慣性空間に対する正立プリズムのチルティング方向及びパンニング方向の角度が変化しないようにする回転駆動手段とを備えている。
【００１６】
【作用】
本発明においては、粘弾性体、付加質量等からなる小型のダンピング素子をジンバル懸架部等に取り付けることにより、制御対象の発振を機構的に低減させる。これにより、回転駆動手段をフィードバック制御する制御系のゲインを上げることを可能とし、慣性空間に対する正立プリズムの角度の安定性を向上させる。
【００１７】
【実施例】
以下、添付図面に沿って本発明の実施例について説明する。なお、図面において同一又は相当部分には同一符号を用いるものとする。図１は、本実施例の像安定光学装置、具体的には双眼鏡の内部構造を示す斜視図である。本実施例の像安定光学装置は１対の対物レンズ系５、６、１対の接眼レンズ系７、８、及び１対の正立プリズム３、４を備えており、対物レンズ５、接眼レンズ７、正立プリズム３は第１の望遠鏡系１２を構成し、対物レンズ６、接眼レンズ８、正立プリズム４は第２の望遠鏡系１３を構成している。そして、この第１、第２の望遠鏡系１２、１３の１対が双眼鏡系を構成している。
【００１８】
１対の対物レンズ系５、６、及び１対の接眼レンズ系７、８は双眼鏡の筺体に固着されている。１対の正立プリズム３、４は、双眼鏡の左右方向（対物レンズ５、６の配列方向）に伸びる回転軸１を有するジンバル懸架部２を介して双眼鏡の筺体に装着され、チルティング方向に回動自在となっている。
【００１９】
上記の１対の対物レンズ系５、６、１対の接眼レンズ系７、８、１対の正立プリズム３、４、ジンバル懸架部２、回動軸１等の適切な配設位置については、例えば、前述の特公昭５７−３７８５２号公報に記載されている。
【００２０】
さて、本実施例の像安定光学装置においては、ジンバル懸架部２に角速度センサ９が固設されている。角速度センサ９としては、圧電振動ジャイロセンサ等を使用することができる。この角速度センサ９は、筺体の上下方向（図１に示した矢印Ａ方向）の手ぶれに伴ってジンバル懸架部２が矢印Ｂ方向に回動した場合に、この回転角速度ωを検出するセンサである。
【００２１】
上記回動軸１の一端には、この角速度センサ９及び後述するポテンショメータ１０からの検出値に基づき、正立プリズム３、４を筺体のぶれに対して常に初期の姿勢に戻すように、換言すれば、正立プリズム３、４の慣性空間に対する角度が変化しないように、ジンバル懸架部２の回動軸１を回動させる回転駆動モータ１１が取り付けられている。回動軸１の他端には、角速度センサ９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うための、回動軸１の回転角度θを検出するポテンショメータ１０が取り付けられている。
【００２２】
なお、角速度センサ９及びポテンショメータ１０には、それらの出力信号を増幅する増幅器（図示せず）が接続されている。増幅された信号はＣＰＵ（図示せず）に入力され、ＣＰＵはこの信号に基づいて正立プリズム３、４を元の姿勢に戻すために必要な回転駆動モータ１１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。ＣＰＵからの制御信号は、モータ駆動回路（図示せず）によって増幅され回転駆動モータ１１に入力される。
【００２３】
さらに、ジンバル懸架部２の上下面には、それぞれダンピング素子２０が取り付けられている。図２はダンピング素子２０の詳細を示す図である。このダンピング素子２０は、ジンバル懸架部２に固着された基部２１と、基部２１に接着された粘弾性体２２と、粘弾性体２２に接着された円板状の付加質量２３とから構成されている。ここで、粘弾性とは、変位に比例する力を発生する性質（バネ等の性質）と速度に比例した抵抗力を発生する性質とをあわせもつ性質である。基部２１からは、ねじ部２４が突出しており、ねじ部２４がジンバル懸架部２の外面に設けられたねじ穴（図示せず）と嵌合することによって、ジンバル懸架部２にダンピング素子２０を取り付けることができる。
【００２４】
なお、粘弾性体２２のみでも質量をもつことから付加質量２３は必ずしも必要ではなく、粘弾性体２２のみでもダンピング効果は有する。また、図２において粘弾性体２２は円錐台形状をなしているが、円柱形状、角錐形状、角錐台形状等であってもよい。
【００２５】
次に、図１に示した系の運動を解析する。まず、その準備としてダンピング素子２０が取り付けられていない系、すなわち図９に示した系の運動を解析する。図３は、図９に示した系を表現したブロック線図である。図３において、まず、ジンバル懸架部２の角速度ωすなわちｄθ／ｄｔが、伝達関数Ｇ( ｓ) を有する角速度センサ９によって検出される。角速度センサ９の出力信号は、ゲインＫ_AMPを有するモータ駆動回路によって増幅され、回転駆動モータ１１に印加される。回転駆動モータ１１はトルク定数Ｋ_Tを有しており、供給された電流に比例したトルクを発生し、このトルクは外乱によるトルクＴ_F( ｓ) とともにジンバル懸架部２に付加される。付加されたトルクをジンバル懸架部２の慣性モーメントＩで割り、時間ｔで積分すれば、角速度ωすなわちｄθ／ｄｔとなる。
【００２６】
図３のブロック線図より、外乱トルクと角速度との関係を求めると、
【００２７】
【数１】

【００２８】
のようになる。この関係により、ダンピング素子２０が取り付けられていない場合に外乱トルクが存在すると発振が生じることがわかる。このため、何らかの発振抑制のための手段が必要であり、図９に示した従来例においては制御系によって発振を抑制していた。図１に示した本発明の実施例においては、発振抑制手段としてジンバル懸架部２にダンピング素子２０を取り付けるとともに、制御系の作用により発振を抑制している。
【００２９】
次に、ダンピング素子２０をジンバル懸架部２に取り付けた系、すなわち図１に示した系の運動を解析する。図４はジンバル懸架部２及びダンピング素子２０から成る系を示した図である。図４において、Ｉd 、θd は付加質量２３のそれぞれ慣性質量、角度であり、ｋ、Ｂは粘弾性体２２のそれぞれ弾性、粘性を示す係数であり、Ｉ、θはジンバル懸架部２のそれぞれ慣性質量、角度であり、Ｔは回転駆動モータ１１及び外乱からジンバル懸架部２に加えられるトルクであり、Ｔm はジンバル懸架部２から付加質量２３に加えられるトルクである。
【００３０】
この系の運動は、力学公式により以下のように記述される。
【００３１】
【数２】

【００３２】
これをラプラス変換すると、
【００３３】
【数３】

【００３４】
となり、整理してトルクと角度の関係にまとめると、
【００３５】
【数４】

【００３６】
となる。従って、トルクと角速度の関係は、
【００３７】
【数５】

【００３８】
で示される。
【００３９】
ここで得られたトルクと角速度との関係を図３のブロック線図に代入すると、図１の系の運動特性を示すものとして、図５のブロック線図が得られる。このように制御対象が変化する結果、手ぶれ等の外乱に対する発振は機構的に低減される。従って、制御系のサーボゲインを上げることが可能となり、外乱に対する高い像安定機能を有する像安定光学装置を得ることができるのである。
【００４０】
図６にダンピング素子の他の例を示す。図６( ａ) はジンバル懸架部２の構成を示す斜視図であり、図６( ｂ) 〜( ｅ) はジンバル懸架部２に取り付けられた各種のダンピング素子である。図６( ｂ) は、ジンバル懸架部２の側面に粘弾性体２５を取り付け、粘弾性体２５に付加質量２６を接着したものである。図６( ｃ) は、ジンバル懸架部２の上面に粘弾性体２５を取り付け、粘弾性体２５に付加質量２６を接着したものである。図６( ｄ) は、ジンバル懸架部２の側面に２枚のゴム板２７を取り付け、これらの間に付加質量２８を接着したものである。この場合にはゴム板２７が粘弾性体となる。図６( ｅ) は、ジンバル懸架部２の側面に２枚の金属板２９を取り付け、これらの間にガイド手段たる棒３０を渡し、棒３０にパイプ状の付加質量３１を装着したものである。付加質量３１と２枚の金属板２９との間には弾性体たるバネ３２が入れられ、さらに付加質量３１と棒３０との間には粘性体たるグリース（図示せず）が注入されている。バネ３２及びグリースによって付加質量３１にそれぞれ弾性力及び粘性力が与えられる。従って、バネ３２及びグリースが図２の場合の粘弾性体２２と同様の役割を果たす。
【００４１】
次に、別の実施例について説明する。図７は、手ぶれによって筺体が左右方向（図７に示した矢印Ｃ方向）に揺動した場合にも、安定した像を観察することができる像安定光学装置の内部構造を示す斜視図である。この像安定光学装置のジンバル懸架部は、筺体に対してチルティング方向に揺動可能に取り付けられた外側ジンバル３３と、外側ジンバル３３に対してパンニング方向に揺動可能に取り付けられた内側ジンバル３４とから構成されており、正立プリズム３、４は内側ジンバル３４に固着されている。従って、正立プリズム３、４は、筺体に対してチルティング方向及びパンニング方向に揺動可能となっている。
【００４２】
角度情報検出手段としては、図１と同様の角速度センサ９及びポテンショメータ１０の他、慣性空間に対する正立プリズム３、４のパンニング方向の角速度を検出する角速度センサ（図示しないが、内側ジンバル３４に取り付けられている）と、外側ジンバル３３に対する内側ジンバル３４のパンニング方向の回転角度を検出するポテンショメータ３５とが新たに設けられている。また、回転駆動手段として、角度情報検出手段によって得られた回転角度情報に基づいて内側ジンバル３４を外側ジンバル３３に対してパンニング方向に回動させる回転駆動モータ３６が新たに設けられている。
【００４３】
これら角速度センサ及びポテンショメータ３５によって検出される回転角度情報に基づいて、回転駆動モータ３６の回転が制御され、慣性空間に対する正立プリズム３、４のパンニング方向の角度が変化しないようにされる。
【００４４】
この実施例においては、ダンピング素子２０は内側ジンバル３４に取り付けられている。このため、チルティング方向の他、パンニング方向についても、手ぶれ等の外乱に対する発振は機構的に低減されている。従って、回転駆動モータ３６の制御系のサーボゲインを上げることが可能となり、パンニング方向についても像安定機能が達成され、非常に良好な観察を行うことが可能な像安定光学装置を得ることができる。
【００４５】
図８はさらに別の構成による像安定双眼鏡の内部構造を示す斜視図である。２つの正立プリズム３、４は、それぞれ回動軸３７₁、３７₂を介してパンニング方向に回動自在にジンバル懸架部２に装着されている。従って、正立プリズム３、４は筺体に対してチルティング方向及びパンニング方向に回動自在となっている。２つの正立プリズム３、４の間はリンク３８によって接続され、正立プリズム３、４がパンニング方向に回動する角度は等しくされている。正立プリズム３、４の側面には、それぞれダンピング素子３９が取り付けられている。ダンピング素子３９は図２に示したものと同様の構成となっている。ただし粘弾性体の形状は円柱形となっている。
【００４６】
角度情報検出手段としては、図７と同様、チルティング方向及びパンニング方向についての、２つの角速度センサ（図示せず）及び２つのポテンショメータ（一方は１０、他方は図示せず）が設けられており、慣性空間に対する正立プリズム３、４のチルティング方向及びパンニング方向の角速度と、筺体に対するジンバル懸架部２の回転角度と、ジンバル懸架部２に対する正立プリズム３、４の回転角度とが検出される。また、回転駆動手段として、ジンバル懸架部２を筺体に対して回動させる回転駆動モータ１１の他、正立プリズム３、４をジンバル懸架部２に対してパンニング方向に回転させる回転駆動モータ４０が設けられている。
【００４７】
なお、正立プリズム３、４の間はリンク３８によって接続されているため、パンニング方向の角速度センサ、ポテンショメータや回転駆動モータは、それぞれ１つだけ設けられていればよい。
【００４８】
図７の場合と同様に、これらの角速度センサ及びポテンショメータによって検出される回転角度情報に基づいて、回転駆動モータ１１、４０の回転が制御され、慣性空間に対する正立プリズム３、４のチルティング方向及びパンニング方向の角度が変化しないようにされる。
【００４９】
この実施例においては、ダンピング素子３９は正立プリズム３、４に取り付けられている。このため、チルティング方向の他、パンニング方向についても、手ぶれ等の外乱に対する発振は機構的に低減されている。従って、回転駆動モータ１１、４０の制御系のサーボゲインを上げることが可能となり、パンニング方向についても像安定機能が達成され、非常に良好な観察を行うことが可能な像安定光学装置を得ることができる。
【００５０】
なお、図７及び図８の実施例においても、ダンピング素子としては、図６に示すような各種のものを取り付けることができる。
【００５１】
また、ダンピング素子２０、３９等は、小型、軽量、低コストで製作も容易なものである。従って、振動の抑制と同時に、像安定光学装置の小型化、軽量化、低コスト化及び製作の容易化を図ることができる。そして、ダンピング素子２０、３９等によって発振がある程度まで機構的に低減されているため、サーボ系による振動低減が容易かつ効果的になり、サーボ系の設計の自由度が向上する。
【００５２】
また、以上の説明においては、像安定機能を有する光学装置は双眼鏡であるとしたが、この光学装置は望遠鏡、カメラ等であってもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、ジンバル懸架部等にダンピング素子を取り付けることにより発振を機構的に低減させ、回転駆動手段の制御系のサーボゲインを上げることを可能としている。従って、手ぶれ等の外乱に対する高い像安定機能を有する像安定光学装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の像安定光学装置、具体的には双眼鏡の内部構造を示す斜視図である。
【図２】ダンピング素子の詳細を示す斜視図である。
【図３】ダンピング素子を設けていない系を表現したブロック線図である。
【図４】ジンバル懸架部とダンピング素子から成る系を示す図である。
【図５】ダンピング素子を設けた系を表現したブロック線図である。
【図６】ダンピング素子の他の各種の例を示す図である。
【図７】像安定光学装置の別の実施例の内部構造を示す斜視図である。
【図８】像安定光学装置のさらに別の実施例の内部構造を示す斜視図である。
【図９】従来の像安定光学装置の内部構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
２…ジンバル懸架部、３、４…正立プリズム、５、６…対物レンズ、７、８…接眼レンズ、９…角速度センサ（角度情報検出手段）、１０、３５…ポテンショメータ（角度情報検出手段）、１１、３６、４０…回転駆動モータ（回転駆動手段）、２０、３９…ダンピング素子、２２、２５…粘弾性体、２３、２６、２８、３１…付加質量、２７…ゴム板（粘弾性体）、３０…棒（ガイド手段）、３２…バネ（弾性体）、３３…外側ジンバル、３４…内側ジンバル、３８…リンク。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an image stabilizing optical device having an image stabilizing function enhanced by mechanically reducing oscillation using a damping element.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 is a perspective view showing the internal structure of a conventional image stabilizing optical device. This apparatus is specifically binoculars, and a gimbal suspension part 2 having one rotating shaft 1 is arranged in a housing (not shown), and the upright prisms 3 and 4 are arranged by the gimbal suspension part 2. The objective lens systems 5 and 6 and the

eyepiece lens systems

7 and 8 are rotatably supported.
[0003]
An angular velocity sensor 9 is attached to the lower part of the gimbal suspension 2, and a potentiometer 10 is attached to one end of the rotating shaft 1. A rotation drive motor 11 that rotates the gimbal suspension 2 is attached to the other end of the rotation shaft 1 based on detection signals from the angular velocity sensor 9 and the potentiometer 10. A control system (not shown) for feedback control of the rotary drive motor 11 is assembled, and the angle of the erecting prisms 3 and 4 with respect to the stationary space (more precisely, the inertial space) is always kept constant.
[0004]
According to the conventional image stabilization optical apparatus configured as described above, the angle of the erecting prisms 3 and 4 with respect to the inertial space is stabilized against disturbance such as camera shake, and the image stabilization function of the binoculars is achieved. The detailed reason why the image stabilizing function is achieved is described in, for example, Japanese Patent Publication No. 57-37852.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the servo gain of the feedback control system of the rotary drive motor 11 is increased in order to improve stability against disturbance, there is a problem that oscillation occurs. This is because a phase delay occurs in the feedback signal due to a time delay of the signal due to a delay in responses of various elements existing in the feedback loop, that is, the angular velocity sensor 9, the potentiometer 10, the circuit system, the rotary drive motor 11, and the like. It is.
[0006]
On the other hand, the oscillation can be reduced by lowering the gain. In this case, however, the stability accuracy of the angle of the erecting prisms 3 and 4 with respect to the inertial space is lowered. A means for adding a phase advance circuit or the like in the circuit is also known, but this also has problems such as a matching problem with a mechanical system and a limit to its effect.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an image stabilization optical system having a high image stabilization function against disturbances such as camera shake by mechanically reducing oscillation by attaching a damping element to a gimbal suspension or the like and increasing a servo gain. To get the device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the invention according to claim 1 includes an objective lens system and an eyepiece lens system fixed to a housing, a gimbal suspension attached to the housing so as to be rotatable in a tilting direction, An erecting prism that is arranged between the objective lens system and the eyepiece lens system, is attached to the housing via the gimbal suspension, and is rotatable in the tilting direction, and the tilting direction of the gimbal suspension with respect to the inertial space An angular velocity sensor that detects a rotational angular velocity of the gimbal suspension relative to the inertial space , a potentiometer that detects a rotational angle of the tilting direction of the gimbal suspension , and an inertial space based on the rotational angular velocity detected by the angular velocity sensor and the rotational angle detected by the potentiometer. tilting direction of the angle of the erecting prism with respect to is calculated as unchanged Fi Dobakku control signals are driven and controlled by the output signal amplified by a constant gain by the driving circuit, a rotation driving means for rotating the tilting direction gimbal suspension unit relative to the housing, of the gimbal suspension unit or erecting prism And a viscoelastic body that reduces oscillation in the drive control of the rotation drive means.
[0009]
An additional mass may be attached to the viscoelastic body.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there are provided an objective lens system and an eyepiece lens system fixed to a housing, a gimbal suspension part that is rotatably attached to the housing in a tilting direction, an objective lens system, and an eyepiece system. An erecting prism that is disposed between and mounted on the housing via the gimbal suspension and is rotatable in the tilting direction, and a guide that is attached to at least one of the gimbal suspension or the erecting prism Means, an additional mass movable along the guide means, an elastic body that gives an elastic force in a direction along the guide means to the additional mass, and a viscosity that gives a viscous force in the direction along the guide means to the additional mass Body, angle information detecting means for detecting rotation angle information about the tilting direction of the erecting prism with respect to the inertial space, and the erecting prism with respect to the housing based on the rotation angle information. Tilting direction is rotated, and a rotational drive means to allow the tilting direction of the angle of the erecting prism unchanged relative to inertial space Te.
[0011]
A part of the gimbal suspension is pivotably attached to the housing in the panning direction, the upright prism is also rotatable in the panning direction with respect to the housing, and the angle information detecting means is adapted to the inertial space. The rotation angle information regarding the panning direction of the erecting prism is also detected, and the rotation driving means rotates the erecting prism in the panning direction with respect to the housing based on the rotation angle information, and the panning direction of the erecting prism with respect to the inertial space. The angle may also be such that it does not change.
[0012]
In these cases, two erecting prisms, an objective lens system, and an eyepiece lens system are provided, and binoculars may be used.
[0013]
The invention according to claim 6 is a pair of two objective lens systems and two eyepiece lens systems fixed to the housing, and a gimbal suspension part attached to the housing so as to be rotatable in the tilting direction. Two uprights that are placed between the objective lens system and the eyepiece lens system, mounted on the gimbal suspension so as to be rotatable in the panning direction, and rotatable in the tilting direction and the panning direction with respect to the housing. A prism, two erecting prisms connected to each other, a link for equalizing an angle of rotation of the erecting prisms in the panning direction, an angular velocity sensor for detecting an angular velocity of the erecting prism with respect to the inertial space, and a rotational angular velocity with respect to the panning direction ; a potentiometer for detecting a rotational angle about the tilting direction and the panning direction of the erecting prism with respect to inertial space, the angular velocity Based on the rotation angle detected by the detected rotational angular velocity and the potentiometer by capacitors, constant computed feedback control signal so that the tilting direction and the angle of the panning direction erecting prism unchanged by the driving circuit for inertial space The drive is controlled by the output signal amplified with the gain of
Rotation drive means for rotating the gimbal suspension part in the tilting and panning directions with respect to the housing, and oscillation in drive control of the rotation drive means attached to at least one of the gimbal suspension part, the erecting prism or the link And a viscoelastic body for reducing the above.
[0014]
In this case, an additional mass may be attached to the viscoelastic body.
[0015]
The invention according to claim 8 is a pair of two objective lens systems and two eyepiece lens systems fixed to the housing, and a gimbal suspension attached to the housing so as to be rotatable in the tilting direction. Two uprights that are placed between the objective lens system and the eyepiece lens system, mounted on the gimbal suspension so as to be rotatable in the panning direction, and rotatable in the tilting direction and the panning direction with respect to the housing. A link connecting the prism and the two erecting prisms, and the angle at which they are rotated in the panning direction are equal, and a guide means attached to at least one of the gimbal suspension, the erecting prism or the link; An additional mass movable along the guide means, an elastic body that applies an elastic force in a direction along the guide means to the additional mass, and the guide means against the additional mass. A viscous body that gives a viscous force in the direction, angle information detection means for detecting rotation angle information about the tilting direction and panning direction of the erecting prism with respect to the inertial space, and the erecting prism with respect to the housing based on the rotation angle information Rotation driving means for rotating in the tilting direction and the panning direction so that the angles of the erecting prism with respect to the inertial space in the tilting direction and the panning direction do not change.
[0016]
[Action]
In the present invention, the oscillation of the controlled object is mechanically reduced by attaching a small damping element comprising a viscoelastic body, additional mass, etc. to the gimbal suspension or the like. This makes it possible to increase the gain of the control system that feedback-controls the rotation driving means, and improves the stability of the angle of the erecting prism with respect to the inertial space.
[0017]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used for the same or corresponding parts. FIG. 1 is a perspective view showing the internal structure of the image stabilizing optical device of this embodiment, specifically, binoculars. The image stabilizing optical apparatus of the present embodiment includes a pair of objective lens systems 5, 6, a pair of

eyepiece lens systems

7, 8, and a pair of erecting prisms 3, 4, and the objective lens 5, the eyepiece lens. 7, the erecting prism 3 constitutes a first telescope system 12, and the objective lens 6, the eyepiece lens 8, and the erecting prism 4 constitute a second telescope system 13. A pair of the first and

second telescope systems

12 and 13 constitutes a binocular system.
[0018]
The pair of objective lens systems 5 and 6 and the pair of

eyepiece lens systems

7 and 8 are fixed to a binocular housing. A pair of erecting prisms 3 and 4 are attached to the binoculars' housing through a gimbal suspension 2 having a rotating shaft 1 extending in the left-right direction of the binoculars (arrangement direction of the objective lenses 5 and 6), and in the tilting direction. It is free to rotate.
[0019]
Regarding the appropriate arrangement positions of the pair of objective lens systems 5, 6, the pair of

eyepiece systems

7, 8, the pair of erecting prisms 3, 4, the gimbal suspension 2, the rotation shaft 1, etc. For example, it is described in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 57-37852.
[0020]
Now, in the image stabilizing optical apparatus of the present embodiment, the angular velocity sensor 9 is fixed to the gimbal suspension 2. As the angular velocity sensor 9, a piezoelectric vibration gyro sensor or the like can be used. This angular velocity sensor 9 is a sensor that detects this rotational angular velocity ω when the gimbal suspension portion 2 rotates in the direction of arrow B due to camera shake in the vertical direction of the housing (in the direction of arrow A shown in FIG. 1). .
[0021]
In other words, at one end of the rotating shaft 1, the upright prisms 3 and 4 are always returned to the initial posture with respect to the shake of the casing based on the detection values from the angular velocity sensor 9 and a potentiometer 10 described later. For example, a rotation drive motor 11 that rotates the rotation shaft 1 of the gimbal suspension 2 is attached so that the angle of the upright prisms 3 and 4 with respect to the inertial space does not change. A potentiometer 10 for detecting the rotation angle θ of the rotation shaft 1 is attached to the other end of the rotation shaft 1 in order to perform position feedback control in addition to speed feedback control by the angular velocity sensor 9.
[0022]
The angular velocity sensor 9 and the potentiometer 10 are connected to an amplifier (not shown) that amplifies their output signals. The amplified signal is input to a CPU (not shown), and the CPU calculates the drive amount of the rotary drive motor 11 necessary to return the erecting prisms 3 and 4 to the original posture based on this signal. A control signal based on the calculation is output. A control signal from the CPU is amplified by a motor drive circuit (not shown) and input to the rotation drive motor 11.
[0023]
Furthermore, damping elements 20 are respectively attached to the upper and lower surfaces of the gimbal suspension part 2. FIG. 2 is a diagram showing details of the damping element 20. The damping element 20 includes a base portion 21 fixed to the gimbal suspension portion 2, a viscoelastic body 22 bonded to the base portion 21, and a disk-shaped additional mass 23 bonded to the viscoelastic body 22. Yes. Here, viscoelasticity is a property that has a property of generating a force proportional to displacement (a property of a spring or the like) and a property of generating a resistance force proportional to speed. A threaded portion 24 protrudes from the base portion 21, and the threaded portion 24 is fitted into a screw hole (not shown) provided on the outer surface of the gimbal suspended portion 2, whereby the damping element 20 is placed on the gimbal suspended portion 2. Can be attached.
[0024]
In addition, since the viscoelastic body 22 alone has a mass, the additional mass 23 is not always necessary, and the viscoelastic body 22 alone has a damping effect. In FIG. 2, the viscoelastic body 22 has a truncated cone shape, but may have a cylindrical shape, a pyramid shape, a truncated pyramid shape, or the like.
[0025]
Next, the motion of the system shown in FIG. 1 is analyzed. First, as a preparation, the motion of the system to which the damping element 20 is not attached, that is, the system shown in FIG. 9 is analyzed. FIG. 3 is a block diagram representing the system shown in FIG. In FIG. 3, first, the angular velocity ω of the gimbal suspension 2, that is, dθ / dt, is detected by the angular velocity sensor 9 having the transfer function G (s). The output signal of the angular velocity sensor 9 is amplified by a motor drive circuit having a gain K _AMP and applied to the rotary drive motor 11. The rotary drive motor 11 has a torque constant K _T and generates a torque proportional to the supplied current, and this torque is added to the gimbal suspension 2 together with the torque T _F (s) due to disturbance. If the applied torque is divided by the moment of inertia I of the gimbal suspension 2 and integrated by time t, the angular velocity ω, that is, dθ / dt is obtained.
[0026]
From the block diagram of FIG. 3, when the relationship between disturbance torque and angular velocity is obtained,
[0027]
[Expression 1]

[0028]
become that way. From this relationship, it can be seen that oscillation occurs when disturbance torque is present when the damping element 20 is not attached. For this reason, some means for suppressing the oscillation is necessary, and in the conventional example shown in FIG. 9, the oscillation is suppressed by the control system. In the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, a damping element 20 is attached to the gimbal suspension 2 as oscillation suppression means, and oscillation is suppressed by the action of the control system.
[0029]
Next, the motion of the system in which the damping element 20 is attached to the gimbal suspension 2, that is, the system shown in FIG. FIG. 4 is a view showing a system composed of the gimbal suspension 2 and the damping element 20. In FIG. 4, Id and θd are the inertial mass and angle of the additional mass 23, k and B are coefficients indicating the elasticity and viscosity of the viscoelastic body 22, respectively, and I and θ are the inertias of the gimbal suspension 2 respectively. T is a torque applied to the gimbal suspension 2 from the rotational drive motor 11 and disturbance, and Tm is a torque applied to the additional mass 23 from the gimbal suspension 2.
[0030]
The motion of this system is described by the dynamic formula as follows.
[0031]
[Expression 2]

[0032]
When this is converted to Laplace,
[0033]
[Equation 3]

[0034]
Then, if you organize and summarize the relationship between torque and angle,
[0035]
[Expression 4]

[0036]
It becomes. Therefore, the relationship between torque and angular velocity is
[0037]
[Equation 5]

[0038]
Indicated by
[0039]
If the relationship between the torque and the angular velocity obtained here is substituted into the block diagram of FIG. 3, the block diagram of FIG. 5 is obtained as showing the motion characteristics of the system of FIG. As a result of the change of the controlled object in this way, oscillation with respect to disturbance such as camera shake is mechanically reduced. Therefore, the servo gain of the control system can be increased, and an image stabilizing optical device having a high image stabilizing function against disturbance can be obtained.
[0040]
FIG. 6 shows another example of the damping element. 6A is a perspective view showing the configuration of the gimbal suspension 2, and FIGS. 6B to 6E are various damping elements attached to the gimbal suspension 2. FIG. FIG. 6B shows a structure in which a viscoelastic body 25 is attached to the side surface of the gimbal suspension 2 and an additional mass 26 is bonded to the viscoelastic body 25. FIG. 6C shows a case where a viscoelastic body 25 is attached to the upper surface of the gimbal suspension 2 and an additional mass 26 is bonded to the viscoelastic body 25. In FIG. 6D, two rubber plates 27 are attached to the side surface of the gimbal suspension 2, and an additional mass 28 is bonded between them. In this case, the rubber plate 27 becomes a viscoelastic body. FIG. 6 (e) shows a structure in which two metal plates 29 are attached to the side surface of the gimbal suspension portion 2, a rod 30 serving as guide means is passed between them, and a pipe-like additional mass 31 is attached to the rod 30. . A spring 32 as an elastic body is inserted between the additional mass 31 and the two metal plates 29, and grease (not shown) as a viscous body is injected between the additional mass 31 and the rod 30. . An elastic force and a viscous force are applied to the additional mass 31 by the spring 32 and the grease, respectively. Therefore, the spring 32 and the grease play the same role as the viscoelastic body 22 in the case of FIG.
[0041]
Next, another embodiment will be described. FIG. 7 is a perspective view showing the internal structure of an image stabilizing optical device that can observe a stable image even when the housing is swung in the left-right direction (the direction of arrow C shown in FIG. 7) due to camera shake. . The gimbal suspension of the image stabilizing optical device includes an outer gimbal 33 that is swingable in the tilting direction with respect to the housing, and an inner gimbal 34 that is swingably mounted in the panning direction with respect to the outer gimbal 33. The upright prisms 3 and 4 are fixed to the inner gimbal 34. Therefore, the erecting prisms 3 and 4 can swing in the tilting direction and the panning direction with respect to the housing.
[0042]
As the angle information detecting means, in addition to the angular velocity sensor 9 and the potentiometer 10 similar to those in FIG. 1, an angular velocity sensor (not shown, but attached to the inner gimbal 34) that detects the angular velocity in the panning direction of the upright prisms 3 and 4 with respect to the inertial space. And a potentiometer 35 for detecting the rotation angle of the inner gimbal 34 in the panning direction with respect to the outer gimbal 33. Further, a rotation drive motor 36 that rotates the inner gimbal 34 in the panning direction with respect to the outer gimbal 33 based on the rotation angle information obtained by the angle information detection means is newly provided as the rotation drive means.
[0043]
Based on the rotation angle information detected by the angular velocity sensor and the potentiometer 35, the rotation of the rotation drive motor 36 is controlled so that the angle in the panning direction of the upright prisms 3 and 4 with respect to the inertial space is not changed.
[0044]
In this embodiment, the damping element 20 is attached to the inner gimbal 34. For this reason, oscillation in the panning direction as well as the tilting direction is mechanically reduced due to disturbance such as camera shake. Accordingly, it is possible to increase the servo gain of the control system of the rotary drive motor 36, and to achieve an image stabilizing optical device that can achieve an image stabilizing function in the panning direction and can perform very good observation. .
[0045]
FIG. 8 is a perspective view showing the internal structure of image stabilizing binoculars according to still another configuration. The two erecting prisms 3 and 4 are mounted on the gimbal suspension 2 so as to be rotatable in the panning direction via rotating shafts 37 ₁ and 37 ₂ , respectively. Therefore, the erecting prisms 3 and 4 are rotatable in the tilting direction and the panning direction with respect to the housing. The two erecting prisms 3 and 4 are connected by a link 38, and the angles at which the erecting prisms 3 and 4 rotate in the panning direction are equal. Damping elements 39 are respectively attached to the side surfaces of the erecting prisms 3 and 4. The damping element 39 has the same configuration as that shown in FIG. However, the shape of the viscoelastic body is a cylindrical shape.
[0046]
As the angle information detection means, as in FIG. 7, two angular velocity sensors (not shown) and two potentiometers (one is not shown) and the other is not shown in the tilting direction and panning direction. The angular velocities of the erecting prisms 3 and 4 with respect to the inertial space in the tilting and panning directions, the rotation angle of the gimbal suspension 2 with respect to the housing, and the rotation angle of the erecting prisms 3 and 4 with respect to the gimbal suspension 2 are detected. The In addition to a rotation drive motor 11 that rotates the gimbal suspension part 2 with respect to the housing, a rotation drive motor 40 that rotates the upright prisms 3 and 4 in the panning direction with respect to the gimbal suspension part 2 is provided as rotation drive means. Is provided.
[0047]
In addition, since the erecting prisms 3 and 4 are connected by the link 38, only one angular velocity sensor, a potentiometer, and a rotation drive motor in the panning direction are provided.
[0048]
As in the case of FIG. 7, the rotation of the

rotation drive motors

11 and 40 is controlled based on the rotation angle information detected by these angular velocity sensors and potentiometers, and the tilting direction of the upright prisms 3 and 4 with respect to the inertial space. In addition, the angle in the panning direction is not changed.
[0049]
In this embodiment, the damping element 39 is attached to the upright prisms 3 and 4. For this reason, oscillation in the panning direction as well as the tilting direction is mechanically reduced due to disturbance such as camera shake. Accordingly, it is possible to increase the servo gain of the control system of the

rotary drive motors

11 and 40, and to obtain an image stabilizing optical device that can achieve an image stabilizing function in the panning direction and can perform very good observation. Can do.
[0050]
7 and 8, various types of damping elements as shown in FIG. 6 can be attached.
[0051]
The damping

elements

20, 39, etc. are small, light, low cost and easy to manufacture. Therefore, it is possible to reduce the size, weight, cost, and manufacture of the image stabilizing optical device at the same time as suppressing the vibration. Since the oscillation is mechanically reduced to some extent by the damping

elements

20, 39, etc., the vibration reduction by the servo system becomes easy and effective, and the degree of freedom in designing the servo system is improved.
[0052]
In the above description, the optical apparatus having the image stabilization function is binoculars. However, the optical apparatus may be a telescope, a camera, or the like.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, by attaching a damping element to the gimbal suspension or the like, oscillation can be mechanically reduced, and the servo gain of the control system of the rotation drive means can be increased. Therefore, it is possible to obtain an image stabilizing optical device having a high image stabilizing function against disturbance such as camera shake.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an internal structure of an image stabilizing optical device, specifically binoculars, according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing details of a damping element.
FIG. 3 is a block diagram representing a system in which no damping element is provided.
FIG. 4 is a diagram showing a system composed of a gimbal suspension and a damping element.
FIG. 5 is a block diagram representing a system provided with a damping element.
FIG. 6 is a diagram showing various other examples of the damping element.
FIG. 7 is a perspective view showing an internal structure of another embodiment of the image stabilizing optical device.
FIG. 8 is a perspective view showing the internal structure of still another embodiment of the image stabilizing optical device.
FIG. 9 is a perspective view showing an internal structure of a conventional image stabilizing optical device.
[Explanation of symbols]
2 ... Gimbal suspension part, 3, 4 ... Erecting prism, 5, 6 ... Objective lens, 7, 8 ... Eyepiece lens, 9 ... Angular velocity sensor (angle information detection means), 10, 35 ... Potentiometer (angle information detection means) , 11, 36, 40 ... rotational drive motor (rotation drive means), 20, 39 ... damping element, 22, 25 ... viscoelastic body, 23, 26, 28, 31 ... additional mass, 27 ... rubber plate (viscoelastic body) ), 30 ... Rod (guide means), 32 ... Spring (elastic body), 33 ... Outer gimbal, 34 ... Inner gimbal, 38 ... Link.

Claims

筺体に固着された対物レンズ系及び接眼レンズ系と、
前記筺体に対してチルティング方向に回動自在に取り付けられたジンバル懸架部と、
前記対物レンズ系及び前記接眼レンズ系の間に配置され、前記ジンバル懸架部を介して前記筺体に装着され、チルティング方向に回動可能となっている正立プリズムと、
慣性空間に対する前記ジンバル懸架部のチルティング方向に関する回転角速度を検出する角速度センサと、
慣性空間に対する前記ジンバル懸架部のチルティング方向に関する回転角度を検出するポテンショメータと、
前記角速度センサにより検出された回転角速度及び前記ポテンショメータにより検出された回転角度に基づき、慣性空間に対する前記正立プリズムのチルティング方向の角度が変化しないように演算されたフィードバック制御信号を駆動回路にて一定のゲインで増幅した出力信号により駆動制御され、前記ジンバル懸架部を前記筺体に対してチルティング方向に回動させる回転駆動手段と、
前記ジンバル懸架部または前記正立プリズムのうちの少なくとも１つに取り付けられ、前記回転駆動手段の駆動制御における発振を低減させる粘弾性体と、
を備えた像安定光学装置。An objective lens system and an eyepiece system fixed to the housing;
A gimbal suspension part rotatably attached to the housing in the tilting direction;
An erecting prism disposed between the objective lens system and the eyepiece lens system, mounted on the housing via the gimbal suspension, and rotatable in a tilting direction;
An angular velocity sensor for detecting a rotational angular velocity related to a tilting direction of the gimbal suspension with respect to an inertial space ;
A potentiometer for detecting a rotation angle with respect to a tilting direction of the gimbal suspension with respect to an inertial space ;
Based on the rotation angular velocity detected by the angular velocity sensor and the rotation angle detected by the potentiometer, a feedback control signal calculated so that the angle of the erecting prism with respect to the inertial space in the tilting direction does not change is generated by the drive circuit. Rotation drive means that is driven and controlled by an output signal amplified with a constant gain, and that rotates the gimbal suspension in the tilting direction with respect to the housing
A viscoelastic body attached to at least one of the gimbal suspension or the erecting prism and reducing oscillation in drive control of the rotation drive means;
An image stabilizing optical device.

前記粘弾性体に取り付けられた付加質量を備えたことを特徴とする請求項１に記載の像安定光学装置。 The image stabilizing optical apparatus according to claim 1, further comprising an additional mass attached to the viscoelastic body.

筺体に固着された対物レンズ系及び接眼レンズ系と、
前記筺体に対してチルティング方向に回動自在に取り付けられたジンバル懸架部と、
前記対物レンズ系及び前記接眼レンズ系の間に配置され、前記ジンバル懸架部を介して前記筺体に装着され、チルティング方向に回動可能となっている正立プリズムと、
前記ジンバル懸架部または前記正立プリズムのうちの少なくとも１つに取り付けられたガイド手段と、
前記ガイド手段に沿って移動可能な付加質量と、
前記付加質量に対して前記ガイド手段に沿う方向の弾性力を与える弾性体と、
前記付加質量に対して前記ガイド手段に沿う方向の粘性力を与える粘性体と、
慣性空間に対する前記正立プリズムのチルティング方向に関する回転角度情報を検出する角度情報検出手段と、
前記回転角度情報に基づいて前記正立プリズムを前記筺体に対してチルティング方向に回動させ、慣性空間に対する前記正立プリズムのチルティング方向の角度が変化しないようにする回転駆動手段と、
を備えた像安定光学装置。An objective lens system and an eyepiece system fixed to the housing;
A gimbal suspension part rotatably attached to the housing in the tilting direction;
An erecting prism disposed between the objective lens system and the eyepiece lens system, mounted on the housing via the gimbal suspension, and rotatable in a tilting direction;
Guide means attached to at least one of the gimbal suspension or the upright prism;
An additional mass movable along the guide means;
An elastic body that gives an elastic force in a direction along the guide means to the additional mass;
A viscous body that applies a viscous force in a direction along the guide means to the additional mass;
Angle information detection means for detecting rotation angle information regarding the tilting direction of the erecting prism with respect to the inertial space;
Rotation driving means for rotating the erecting prism in the tilting direction with respect to the housing based on the rotation angle information so that the angle of the erecting prism with respect to the inertial space does not change.
An image stabilizing optical device.

前記ジンバル懸架部の一部は筺体に対してパンニング方向にも回動自在に取り付けられ、前記正立プリズムは前記筺体に対してパンニング方向にも回動可能となっており、前記角度情報検出手段は慣性空間に対する前記正立プリズムのパンニング方向に関する回転角度情報をも検出し、前記回転駆動手段は前記回転角度情報に基づいて前記正立プリズムを前記筺体に対してパンニング方向にも回動させ、慣性空間に対する前記正立プリズムのパンニング方向の角度も変化しないようにすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の像安定光学装置。 A part of the gimbal suspension is rotatably attached to the housing in the panning direction, and the upright prism is also rotatable in the panning direction with respect to the housing. Detects rotation angle information regarding the panning direction of the erecting prism with respect to the inertial space, and the rotation driving means rotates the erecting prism in the panning direction with respect to the housing based on the rotation angle information, 4. The image stabilizing optical apparatus according to claim 1, wherein an angle in a panning direction of the upright prism with respect to an inertial space is not changed.

前記正立プリズム、前記対物レンズ系及び前記接眼レンズ系がそれぞれ２つ設けられ、双眼鏡であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の像安定光学装置。 5. The image stabilizing optical apparatus according to claim 1, wherein two of the erecting prism, the objective lens system, and the eyepiece lens system are provided and are binoculars.

筺体に固着された２つの対物レンズ系及び２つの接眼レンズ系と、
前記筺体に対してチルティング方向に回動自在に取り付けられたジンバル懸架部と、
それぞれが１組の前記対物レンズ系及び前記接眼レンズ系の間に配置され、パンニング方向に回動自在に前記ジンバル懸架部に装着され、前記筺体に対してチルティング方向及びパンニング方向に回動自在となっている２つの正立プリズムと、
前記２つの正立プリズムを接続し、これらがパンニング方向に回動する角度を等しくするリンクと、
慣性空間に対する前記正立プリズムのチルティング方向及びパンニング方向に関する回転角速度を検出する角速度センサと、
慣性空間に対する前記正立プリズムのチルティング方向及びパンニング方向に関する回転角度を検出するポテンショメータと、
前記角速度センサにより検出された回転角速度及び前記ポテンショメータにより検出された回転角度に基づき、慣性空間に対する前記正立プリズムのチルティング方向及びパンニング方向の角度が変化しないように演算されたフィードバック制御信号を駆動回路にて一定のゲインで増幅した出力信号により駆動制御され、前記ジンバル懸架部を前記筺体に対してチルティング方向及びパンニング方向に回動させる回転駆動手段と、
前記ジンバル懸架部、前記正立プリズムまたは前記リンクのうちの少なくとも１つに取り付けられ、前記回転駆動手段の駆動制御における発振を低減させる粘弾性体と、
を備えた像安定光学装置。Two objective lens systems and two eyepiece systems fixed to the housing;
A gimbal suspension part rotatably attached to the housing in the tilting direction;
Each is disposed between a pair of the objective lens system and the eyepiece lens system, is mounted on the gimbal suspension so as to be rotatable in the panning direction, and is rotatable in the tilting direction and the panning direction with respect to the housing. Two upright prisms,
A link connecting the two upright prisms and equalizing the angle at which they rotate in the panning direction;
An angular velocity sensor for detecting a rotational angular velocity related to a tilting direction and a panning direction of the erecting prism with respect to an inertial space ;
A potentiometer that detects a rotation angle of the erecting prism with respect to an inertial space with respect to a tilting direction and a panning direction ;
Based on the rotational angular velocity detected by the angular velocity sensor and the rotational angle detected by the potentiometer, the feedback control signal calculated so that the angle of the erecting prism in the tilting direction and the panning direction with respect to the inertial space does not change is driven. Rotation drive means that is driven and controlled by an output signal amplified with a constant gain in the circuit, and that rotates the gimbal suspension in the tilting and panning directions with respect to the housing;
A viscoelastic body attached to at least one of the gimbal suspension, the erecting prism or the link to reduce oscillation in the drive control of the rotation drive means;
An image stabilizing optical device.

前記粘弾性体に取り付けられた付加質量を備えたことを特徴とする請求項６に記載の像安定光学装置。 The image stabilizing optical apparatus according to claim 6, further comprising an additional mass attached to the viscoelastic body.

筺体に固着された２つの対物レンズ系及び２つの接眼レンズ系と、
前記筺体に対してチルティング方向に回動自在に取り付けられたジンバル懸架部と、
それぞれが１組の前記対物レンズ系及び前記接眼レンズ系の間に配置され、パンニング方向に回動自在に前記ジンバル懸架部に装着され、前記筺体に対してチルティング方向及びパンニング方向に回動自在となっている２つの正立プリズムと、
前記２つの正立プリズムを接続し、これらがパンニング方向に回動する角度を等しくするリンクと、
前記ジンバル懸架部、前記正立プリズムまたは前記リンクのうちの少なくとも１つに取り付けられたガイド手段と、
前記ガイド手段に沿って移動可能な付加質量と、
前記付加質量に対して前記ガイド手段に沿う方向の弾性力を与える弾性体と、
前記付加質量に対して前記ガイド手段に沿う方向の粘性力を与える粘性体と、
慣性空間に対する前記正立プリズムのチルティング方向及びパンニング方向に関する回転角度情報を検出する角度情報検出手段と、
前記回転角度情報に基づいて前記正立プリズムを前記筺体に対してチルティング方向及びパンニング方向に回動させ、慣性空間に対する前記正立プリズムのチルティング方向及びパンニング方向の角度が変化しないようにする回転駆動手段と、
を備えた像安定光学装置。Two objective lens systems and two eyepiece systems fixed to the housing;
A gimbal suspension part rotatably attached to the housing in the tilting direction;
Each is disposed between a pair of the objective lens system and the eyepiece lens system, is mounted on the gimbal suspension so as to be rotatable in the panning direction, and is rotatable in the tilting direction and the panning direction with respect to the housing. Two upright prisms,
A link connecting the two upright prisms and equalizing the angle at which they rotate in the panning direction;
Guide means attached to at least one of the gimbal suspension, the upright prism or the link;
An additional mass movable along the guide means;
An elastic body that gives an elastic force in a direction along the guide means to the additional mass;
A viscous body that applies a viscous force in a direction along the guide means to the additional mass;
Angle information detection means for detecting rotation angle information regarding the tilting direction and panning direction of the erecting prism with respect to the inertial space;
Based on the rotation angle information, the erecting prism is rotated in the tilting direction and the panning direction with respect to the housing so that the angle of the erecting prism in the tilting direction and the panning direction with respect to the inertial space does not change. Rotation drive means;
An image stabilizing optical device.