JPH0876061A - 光線偏角装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学機器に入射する光線の角度を変化させる
光線偏角装置を、小型化し、部品数の削減と組み立て工
数の削減により、コストダウンを図ること。 【構成】 両面に相対角度の位置決め部を有する可変頂
角プリズム１と、該可変頂角プリズム１の固定側を保持
する第１の部材４と、前記可変頂角プリズム１の可動側
に取り付く第２の部材５と、前記第１の部材４と前記可
変頂角プリズム１との相対角度位置を決める第３の部材
６と、前記第２の部材５と前記可変頂角プリズム１との
相対角度位置を決める第４の部材と、前記第２の部材５
を揺動させる駆動手段７、９と、前記可変頂角プリズム
１のプリズム頂角を検出する頂角検出手段９、１０と、
目標角度信号に基づいて前記第２の部材の揺動角を制御
する制御手段１００とを備えたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ、銀塩カ
メラ、双眼鏡等の光学機器と組み合わせて使用し、該光
学機器に入射する光線の角度を変化させる光線偏角装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、可変頂角プリズムを用いた光線偏
角装置は、図２３のように構成されている。図２３にお
いて、１０１は可変頂角プリズムであり、ガラス等の透
明板１０１−１Ｐおよび１０１−１Ｙ、この透明板１０
１−１Ｐおよび１０１−１Ｙを支持する支持枠１０１−
２Ｐおよび１０１−２Ｙ、この支持枠１０１−２Ｐおよ
び１０１−２Ｙを補強している補強リング１０１−３Ｐ
および１０１−３Ｙ、支持枠１０１−２Ｐと１０１−２
Ｙを連結している蛇腹状フィルム１０１−４、この蛇腹
状フィルム１０１−４で形成された空間内に満たされた
図示しない高屈折率の透明液体により構成されている。

【０００３】尚、透明板１０１−１Ｐおよび１０１−１
Ｙと支持枠１０１−２Ｐおよび１０１−２Ｙは接着剤で
接着され、この支持枠と蛇腹状フィルム１０１−４およ
び蛇腹状フィルム同志は熱溶着されており、液体の密閉
性を保っている。

【０００４】１０２は上記構成の光線偏角装置を前部に
組み込む光学系の鏡筒の一部であり、１０３ａ、１０３
ｂ、１０３ｃは該光学系のレンズ群の一部である。１０
４はレンズ鏡筒１０２に固定された支持体であり、止り
穴１０４ａＹおよび貫通穴１０４ｂＹが同軸上に形成さ
れ、可変頂角プリズム１０１の片面をヨーイング方向に
揺動される為の揺動軸Ｙ−Ｙを形成している。又図示し
ないが、揺動軸Ｙ−Ｙと直角に可変頂角プリズム１０１
の他面をピッチング方向に揺動させる揺動軸Ｙ−Ｙと同
様な構成より成る揺動軸Ｐ−Ｐを有している。

【０００５】１０５Ｙは可変頂角プリズム１０１の後面
を保持する保持枠であり、止り穴１０４ａＹに嵌合する
軸状の突起部１０５Ｙ−１と、貫通穴１０４ｂＹに嵌合
するピン１０６Ｙが圧入される止め穴１０５Ｙ−２を有
し、揺動軸Ｙ−Ｙ回りに揺動可能に支持されている。又
ピン１０６Ｙは板バネ１０７Ｙにより付勢されており、
止り穴１０４ａＹに対して保持枠１０５Ｙの位置を保っ
ている。

【０００６】１０５Ｐは可変頂角プリズム１０１の前面
を保持する保持枠であり、揺動軸Ｙ−Ｙ回りと同様な構
成により、ピッチング方向の揺動軸Ｐ−Ｐ回りに揺動可
能に支持されている。１０８は可変頂角プリズム１０１
の機構部を外力やゴミ等より保護する透明の保護板、１
０９は保護板１０８の支持枠である。又、図示しないが
揺動軸Ｙ−Ｙおよび揺動軸Ｐ−Ｐに関して、それぞれ駆
動手段、頂角検出手段、フィードバック制御手段を有し
ており、ピッチング方向及びヨーイング方向に可変頂角
プリズム１０１の頂角をそれぞれ独立に制御することに
より、入射光線をピッチングおよびヨーイングの複合さ
れた頂角によって偏角させることが可能である。

【０００７】ところで、可変頂角プリズム１０１は２つ
の面を可撓性を有する蛇腹状フィルム１０１−４で連結
し、内部に液体を注入後、密閉して製作する為に厚みお
よび補強リング１０１−３Ｐ及び１０１−３Ｙの同軸度
に製造上のバラツキが生じる。可変頂角プリズム１０１
と保持枠１０５Ｙおよび１０５Ｐを強固に固着すると、
揺動軸Ｙ−ＹおよびＰ−Ｐや蛇腹状フィルム１０１−４
に大きな力が働き、可変頂角プリズム１０１の最大振れ
角や駆動系の周波数特性が大きく劣化してしまう。

【０００８】そこで、同軸ずれを吸収する為に補強リン
グ１０１−３Ｙと保持枠１０５Ｙは嵌合となっており、
他方の補強リング１０１−３Ｐと保持枠１０５Ｐはラジ
アル方向にすき間を持っている。また、厚みのバラツキ
を吸収する為に、それぞれがスラスト方向（光軸方向）
にすき間を有しており、製造バラツキを有した可変頂角
プリズム１０１の組み込み時に、上記のすき間に接着剤
を充填することにより、製造バラツキを吸収し良好な駆
動特性を得ることを可能としている。

【０００９】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例では入射する光線を２次元的に偏角させる為
に、可変頂角プリズムの両面をそれぞれ独立に揺動させ
るので、 １．可変頂角プリズムの両面にそれぞれ揺動支持機構お
よび揺動スペースが必要。 ２．可変頂角プリズムの両面の同軸ずれや厚さのバラツ
キを吸収する為に組立て時に接着工程が必要。 ３．組み込む光学系の前に配置する場合には、可変頂角
プリズムの更に前に保護部材が必要。 となり、部品点数、組み立て工数の増大を招き、部品コ
スト、製造コストが増加する。又、より大きなスペース
を必要とする等の問題点があった。

【００１０】本出願に係る第１の発明の目的は上記従来
例の問題点を解消し、低コストで小型の可変頂角プリズ
ムを使った光線偏角装置を得るようにする。

【００１１】本出願に係る第２の発明の目的は可変頂角
プリズムの頂面の相対角度の位置決めが容易かつ正確に
できるようにする。

【００１２】本出願に係る第３の発明の目的は可変頂角
プリズムの固定側と固定枠としての第１の部材との結合
を簡単かつ迅速にできるようにすると共に、前面からの
可変頂角プリズムへの力に耐えられるようにする。

【００１３】本出願に係る第４の発明の目的は可変頂角
プリズムの固定側と固定枠間のガタの吸収を簡単な構成
で確実にできるようにする。

【００１４】本出願に係る第５の発明の目的はスラスト
方向のガタを簡単な構成で確実に吸収できるようにす
る。

【００１５】本出願に係る第６の発明の目的はラジアル
方向のガタを簡単な構成で確実に吸収できるようにす
る。

【００１６】本出願に係る第７の発明の目的は付属品の
取付けが容易にできるようにする。本出願に係る第８の
発明の目的は外観体裁をよくする。

【００１７】本出願に係る第９の発明の目的は固定枠と
しての第１の部材と前カバーとしての第３の部材との結
合を、ガタを吸収して簡単な構成で確実にできるように
する。

【００１８】本出願に係る第１０の発明の目的は可変頂
角プリズムと可動枠としての第２の部材との位置決め結
合およびガタの吸収が簡単な構成で確実にできるように
する。

【００１９】本出願に係る第１１の発明の目的は落下等
の衝撃による慣性力が働いた場合にも、可動枠としての
第２の部材がはずれない様にする。

【００２０】本出願に係る第１２の発明の目的は使用部
品数を削減する。

【００２１】本出願に係る第１３の発明の目的は可動枠
としての第２の部材は固定枠としての第１の部材に対し
て、理想的な位置へ取付を可能とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本出願に係る第１の発明は、両面に相対角度の位置
決め部を有する可変頂角プリズムと、該可変頂角プリズ
ムの固定側を保持する第１の部材と、前記可変頂角プリ
ズムの可動側に取り付く第２の部材と、前記第１の部材
と前記可変頂角プリズムとの相対角度位置を決める第３
の部材と、前記第２の部材と、前記可変頂角プリズムと
の相対角度位置を決める第４の部材と第２の部材を揺動
させる駆動手段と、前記可変頂角プリズムのプリズム頂
角を検出する頂角検出手段と、目標角度信号に基づいて
前記第２の部材の揺動角を制御する制御手段とを備え、
可変頂角プリズムの片面のみの駆動により通過光線を任
意の方向へ偏角させることができ、装置の小型化、部品
点数の削減と組立て工数の削減によってコストダウンを
図ることができる。

【００２３】本出願に係る第２の発明は、可変頂角プリ
ズムの両面の相対角度の位置決め部は、ラジアル方向に
設けられた溝部であることにより、位置決めが容易かつ
正確にできる。

【００２４】本出願に係る第３の発明は、可変頂角プリ
ズムの固定側と第１の部材との結合は、回転バヨネット
式であることにより、両者の結合が簡単かつ迅速にで
き、可変頂角プリズムの前面からの力に耐えられる。

【００２５】本出願に係る第４の発明は、可変頂角プリ
ズムの固定側と第１の部材とのラジアルおよびスラスト
方向のガタは、該第１の部材の弾性変形によって吸収す
ることにより、ガタの片寄せ吸収が簡単な構成で確実に
できる。

【００２６】本出願に係る第５の発明は、スラスト方向
のガタは第１の部材のスラスト方向の弾性変形によって
吸収することにより、ガタの片寄せ吸収が簡単な構成で
確実にできる。

【００２７】本出願に係る第６の発明は、ラジアル方向
のガタは第３の部材に設けられたラジアル方向に弾性変
形可能な突起部によって吸収することにより、ガタの片
寄せ吸収が簡単な構成で確実にできる。

【００２８】本出願に係る第７の発明は、第１の部材は
その先端に付属品を取り付けるフィルターネジを有する
ことにより、附属品の取付けが容易である。

【００２９】本出願に係る第８の発明は、第３の部材
は、可変頂角プリズムの固定側と第１の部材との結合部
を隠す外観部分を有することにより、外観体裁が向上す
る。

【００３０】本出願に係る第９の発明は、第３の部材は
ラジアル方向に設けられた弾性変形可能な爪部により、
ラジアルおよびスラスト方向のガタを吸収して第１の部
材に結合することにより、ガタの片寄せ吸収および部材
同志の結合が簡単な構成で確実にできる。

【００３１】本出願に係る第１０の発明は、可変頂角プ
リズムの可動側と第２の部材との結合は、ラジアル方向
は嵌合、スラスト方向は円周上に設けられた１ケ所以上
のはさみ込み部により位置決めされ、第２の部材に設け
られた爪部の弾性変形によってスラストおよびラジアル
方向へガタを吸収することにより、可変頂角プリズムと
第２の部材との位置決め結合およびガタの片寄せ吸収が
簡単な構成で確実にできる。

【００３２】本出願に係る第１１の発明は、可変頂角プ
リズムと第２の部材とのスラスト方向のはさみ込み部
は、第２の部材に９０°の角度間隔で取り付けられた駆
動コイルの間にあることにより、落下等の衝撃による慣
性力が働いた場合にも、可動枠としての第２の部材がは
ずれない。

【００３３】本出願に係る第１２の発明は、第２の部材
と可変頂角プリズムとの相対角度の位置を決める第４の
部材は、該第２の部材の一部であることにより、使用部
品数を削減できる。

【００３４】本出願に係る第１３の発明は、ラジアル方
向のガタの片寄せ吸収は、逆方向であることにより、理
想的な位置へ取付できる。

【００３５】

【実施例】

第１の実施例 図１〜図４はビデオカメラの手振れ補正装置に適用した
場合の本発明の特徴を最も良く表す図であり、図１は主
要部断面図、図２〜図４は各部材の分解斜視図であり、
同一部分には同一符号を付してある。

【００３６】同図において、１は可変頂角プリズムであ
り、ガラス等の透明板１−１ｆおよび１−１ｍ（ｆはｆ
ｉｘｅｄ、ｍはｍｏｖａｂｌｅの頭文字）、この透明板
１−１ｆおよび１−１ｍをそれぞれ支持する支持枠１−
２ｆおよび１−２ｍ、この支持枠１−２ｆおよび１−２
ｍを連結している可撓性を有する蛇腹状フィルム１−
３、この蛇腹状フィルム１−３で形成された空間内に満
たされた図示しない高屈折率の透明液体により構成され
ている。

【００３７】尚、透明板１−１ｆおよび１−１ｍと支持
枠１−２ｆおよび１−２ｍは接着剤で接着され、この支
持枠と蛇腹状フィルム１−３および蛇腹状フィルム同志
は熱溶着されており、封入された透明液体の密閉性を保
っている。

【００３８】２は上記構成の光線偏角装置を組み込む光
学系のレンズ鏡筒の一部であり、３ａ、３ｂ、３ｃは該
光学系のレンズ群の一部である。４は可変頂角プリズム
１の固定側が取り付けられる第１の部材であるところの
固定枠であり、支持枠１−２ｆと固定枠４とは回転バヨ
ネット式で結合されている。

【００３９】５は可変頂角プリズム１の可動面に取り付
けられる第２の部材であるところの可動枠である。支持
枠１−２ｍと可動枠５はラジアル方向に嵌合し、スラス
ト方向へははさみ込み部により結合している。

【００４０】６は支持枠１−２ｆの固定枠４に対する相
対角度位置を決めている第３の部材であるところの前カ
バーであり、外周が固定枠４に嵌合しており、４ケ所の
爪部６−２ａ、６−２ｂ、６−２ｃ、６−２ｄの弾性変
形により固定枠４を抱え込んでおり、突起部６−１によ
り固定枠４と支持枠１−２ｆの角度を決めると同時に３
ケ所の突起部６−３ａ，６−３ｂ，６−３ｃの弾性変形
によって支持枠１−２ｆをラジアル方向に押え付けて、
固定枠４と支持枠１−２ｆと前カバー６のラジアル方向
のガタを片寄せ吸収している。

【００４１】上記可動枠５には駆動手段の一部を成すピ
ッチング方向およびヨー方向の駆動コイル７ｐおよび７
ｙ（ｐはｐｉｔｃｈ、ｙはｙａｗの頭文字）がそれぞれ
押え部材８ｐおよび８ｙによって結合されている。

【００４２】９ｐおよび９ｙは駆動手段および頂角検出
手段の一部を成すピッチング方向およびヨー方向の磁界
発生器であり、その磁界内に配置された駆動コイルに電
圧を印加することにより力を発生する駆動手段となる。

【００４３】可変頂角プリズム１の可動面はピッチング
およびヨー方向の２つの駆動手段の発生力の合力によっ
て揺動することになる。９ｐ−１、９ｙ−１は２極に着
磁された中央に穴部を有する永久磁石、９ｐ−２、９ｙ
−２および９ｐ−３，９ｙ−３は永久磁石９ｐ−１，９
ｙ−１の磁束を閉じて磁気回路を形成する強磁性を有す
る継鉄、９ｐ−４および９ｙ−４は永久磁石９ｐ−１、
９ｙ−１と継鉄９ｐ−３、９ｙ−３の間にギャップを保
つ為のスペーサである。このスペーサ９ｐ−４および９
ｙ−４には位置決め用のボス部９ｐ−４ａ、９ｐ−４
ｂ、９ｐ−４ｃおよび９ｙ−４ａ、９ｙ−４ｂ、９ｙ−
４ｃがあり、９ｐ−４ｂ、９ｐ−４ｃおよび９ｙ−４
ｂ、９ｙ−４ｃによって磁界発生器９ｐ、９ｙは固定枠
４に位置決めされる。

【００４４】１０ｐおよび１０ｙは磁界発生器９ｐおよ
び９ｙの発生する磁界強度に比例した電気信号を出力す
る頂角検出手段の一部を成すピッチングおよびヨー方向
のホール素子である。このホール素子１０ｐおよび１０
ｙは可変頂角プリズム１の可動面の揺動する際の揺動軸
を含み光軸に垂直な平面内に９０°の角度間隔で可動枠
５の角度基準に対してある程度の精度で可動枠５に固定
されており、このホール素子１０ｐおよび１０ｙと磁界
発生器９ｐおよび９ｙの組み合わせにより、ピッチング
およびヨー方向の頂角検出手段を構成している。

【００４５】１１は駆動コイル７ｐおよび７ｙに電力を
供給し、ホール素子１０ｐおよび１０ｙの駆動を仲介す
るフレキシブル基板であり、駆動コイル７ｐおよび７ｙ
は端部７ｐ−ａ、７ｐ−ｂ（図示せず）および７ｙ−
ａ、７ｙ−ｂをフレキシブル基板１１の切れ込み部１１
−ｐａ、１１−ｐｂおよび１１−ｙａ、１１−ｙｂには
さみ込んで仮止めしてからハンダ付けする。フレキシブ
ル基板１１は、穴部１１−ａおよび長穴部１１−ｂによ
って可動枠５に位置決めされ、可動枠５の一部であるダ
ボ部５ｐ、５ｙを熱で溶かして該可動枠５に固定され
る。

【００４６】１２は固定枠４とレンズ鏡筒２とを結合す
る連結部材であり、その一部の溝部１２ａと固定枠４に
設けられた突出部４ａとの係合によって角度精度を保
ち、ビス１３ａ、１３ｂ、１３ｃによって固定枠４にビ
ス止めされている。磁界発生器９ｐおよび９ｙのスペー
サ９ｐ−４および９ｙ−４に設けられたダボ部９ｐ−４
ａおよび９ｙ−４ａは、連結部材１２の穴部により位置
を決められ、磁界発生器９ｐおよび９ｙは固定枠４と連
結部材１２によって光軸方向に挟み込まれてビス締めに
より固定される。

【００４７】又、フレキシブル基板１１は、穴部１１−
ｐｅ、１１−ｙｅおよび長穴部１１−ｐｆ、１１−ｙｆ
により固定枠４に位置決めされ、ビス止めにより、固定
枠４と連結部材１２により挟み込まれて、フレキシブル
基板の１１−ｐｇ部、１１−ｙｇ部は一端が可動枠５に
他端が固定部材に固定され、２回の略９０°の折り返し
によって可動枠５の動きを吸収する構造となっている。

【００４８】１４はフレキシブル基板１１とコネクタ
（図示せず）を介して接続され、駆動コイル７ｐおよび
７ｙの駆動回路、ホール素子１０ｐおよび１０ｙの信号
処理回路および後述する機器の角速度を検出する角速度
センサとその信号処理回路を有する基板であり、穴部１
４ｂおよび長穴部１４ｃと連結部材１２に設けられたダ
ボ部１２ｂおよび１２ｃとの係合により、連結部材１２
に対して角度精度を確保してビス１５ａ、１５ｂ、１５
ｃによりビス締めされる。

【００４９】次に固定枠４と支持枠１−２ｆのバヨネッ
ト結合を図５〜図１０について説明する。

【００５０】図５は固定枠４を後方より見た図であり、
斜線部は図１に示すａ面である。４ａ、４ｂ、４ｃ、４
ｄは円の中心方向へ周辺の壁より突出した突起部であ
り、ａ面上に半球状の出張りをそれぞれ有している。

【００５１】図６は可変頂角プリズム１の固定側である
支持枠１−２ｆであり、説明を簡略化する為に可変頂角
プリズム１の他の部材は省略してある。支持枠１−２ｆ
には図１に示すａ面およびｂ面を有する板状の突起が周
辺に８ケ所突出しており、１ケ所に角度基準となる溝部
１ｆを有している。

【００５２】図７は固定枠４に支持枠１−２ｆを後方よ
り落し込んだ図である。この状態より図８に示す様に矢
印Ａ方向へ支持枠１−２ｆを回転させると、支持枠１−
２ｆの周上に設けられた板状の突起は固定枠４のａ面と
ｂ面との間に挟み込まれる。その際、固定枠４に設けら
れた突起部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは光軸（スラスト）
方向に弾性変形し、固定枠４と支持枠１−２ｆのスラス
ト方向のガタを後方へ片寄せ吸収する。

【００５３】図９は図８の状態を前方より見た図であ
り、支持枠１−２ｆの角度基準部１ｆと固定枠４の角度
基準部４ｆが同一位相近傍に位置している。角度基準部
１ｆの寸法はｌ₁ 、角度基準部４ｆの寸法はｌ₂ であ
る。

【００５４】図１０は前カバー６を後方より見た図であ
り、突起部６−１を有する。この突起部６−１には寸法
ｌ₁ およびｌ₂ の板状出張りが同一の角度で形成されて
おり、この突起部６−１が上記基準部１ｆおよび４ｆ部
に差込まれて、支持枠１−２ｆの角度精度が固定枠４に
対して確保される。またこの際、前カバー６に設けられ
た３ケ所の突起部６−３ａ、６−３ｂ、６−３ｃがラジ
アル方向に弾性変形し、支持枠１−２ｆを矢印Ｂ、Ｃ、
Ｄ方向へ押さえつけて固定枠４と支持枠１−２ｆの嵌合
ガタを支持枠１−２ｆの角度基準部１ｆの方向へ片寄せ
吸収しており、可変頂角プリズム１も全体として、その
方向へ片寄せされている。

【００５５】次に可動枠５と支持枠１−２ｍの結合を図
１１〜図１５について説明する。

【００５６】図１１は可動枠５を後方より見た図であ
り、斜線部は図１に示す面ｄである。５ａ、５ｂ、５ｃ
は弾性変形可能な爪部であり、５ｍは可動枠５と支持枠
１−２ｍの相対角度精度を出すための角度基準となる寸
法ｌ₁ の幅をもつ出張り部である。

【００５７】図１２は可変頂角プリズム１の可動側であ
る支持枠１−２ｍであり、説明を簡単にする為に可変頂
角プリズム１の他の部材は省略してある。支持枠１−２
ｍの外周面には図１に示すｃ面およびｄ面を有する板状
の突起が８ケ所突出しており、１ケ所に寸法ｌ₁ の幅を
持つ角度基準溝部１ｍを有している。

【００５８】図１３〜図１５は可動枠５が支持枠１−２
ｍに取り付く経過を示しており、図１３で可動枠５の角
度基準部５ｍを支持枠１−２ｍの角度基準溝部１ｍに位
置決めし、支持枠１−２ｍの外周面に設けられた板状の
突起を可動枠５のｃ面とｄ面で形成されるすき間にはめ
込んでいる。ここで、可動枠５に設けられた爪部５ａ、
５ｂ、５ｃが支持枠１−２ｍの外周面に設けられた板状
の突起を挟み込む部分の寸法をｂ₁ 、支持枠１−２ｍの
板状突起の幅をｂ₂ とすると、ｂ₁ ＜ｂ₂ になる様に寸
法設定してある。

【００５９】この状態から矢印Ｅ方向へ可動枠５を押し
込んだ状態が図１４であり、可動枠５の爪部５ｂは支持
枠１−２ｍの外周面の板状突起に弾性変形して乗り上げ
ている。このとき、爪部５ｂは図１４に示す様に寸法ｂ
₁ より角度δを成して広がった形状になり、支持枠１−
２ｍの板状突起の幅ｂ₂ よりすき間が広がった状態とな
っている。

【００６０】図１５は図１４から更に可動枠５を押し込
み可動枠５と支持枠１−２ｍが完全に結合した状態を示
している。前述した様に、可動枠５の爪部は支持枠１−
２ｍの板状突起部をかかえ込むようにして結合状態とな
る為に、スラスト方向はｂ₁およびｂ₂ の寸法設定によ
りガタが片寄せ吸収される。また、ラジアル方向の嵌合
ガタは、爪部が可動枠５を支持枠１−２ｍに対して矢印
Ｆの方向へ片寄せされることにより吸収され、可動枠５
は可変頂角プリズム１に対して角度基準部１ｍとは反対
方向へ付勢される。

【００６１】図１１、図１２に示す様に、支持枠１−２
ｍの角度基準部１ｍの両側の板状突起部が可動枠５のす
き間に嵌合寸法ではめ込まれる部分は、駆動手段の一部
である駆動コイル７ｐおよび７ｙの中間に位置している
為に、落下等の衝撃による慣性力が働いた場合にも、可
動枠５が支持枠１−２ｍよりはずれない様になってい
る。また、固定枠４と支持枠１−２ｆの結合、可動枠５
と支持枠１−２ｍの結合において、それぞれの嵌合ガタ
の片寄せは逆方向に行っている為に、可動枠５は固定枠
４に対してより理想的な位置へ取付が可能となってい
る。

【００６２】続いて、駆動コイル７ｐおよび７ｙの可動
枠５への結合方法をピッチング側について図１６および
図１７により説明する。図１６に示す様に、押え部材８
ｐは矢印ＧおよびＨの様に弾性変形させられ、爪部８ｐ
ａ、８ｐｂ、８ｐｃ、８ｐｄが可動枠５の取付け部を乗
り越えてはまり込む、その際、押え部材８ｐそのもので
ホール素子１０ｐのハンダ付けされたフレキシブル基板
１１を押え付けて固定すると共に、押え部材８ｐの爪部
８ｐｅおよび８ｐｆが駆動コイル７ｐを可動枠５に押え
付ける。

【００６３】図１７において、押え部材８ｐの爪部８ｐ
ａと８ｐｃおよび８ｐｂと８ｐｄの内側の寸法ｈ₁ と可
動枠５の上記爪部が入り込む部分の幅寸法ｈ₂ はｈ₁ ＜
ｈ₂となっており、押え部材８の幅寸法ｃ₁ と駆動コイ
ル７の内側の寸法ｃ₂ はｃ₁＞ｃ₂ となっているので、
押え部材８が可動枠５にはまり込む際に該押え部材の弾
性変形によって片寄せされ、駆動コイル７ｐの可動枠５
に対するラジアル方向およびスラスト方向のガタが吸収
される。

【００６４】次に頂角検出について説明する。まず、先
に述べたピッチングおよびヨー方向の２つの駆動手段の
合力が可変頂角プリズムに働いた場合、可動側がどの様
に変形するか図１８により説明する。

【００６５】可変頂角プリズム１の片面を固定し、他方
の面を可動とするとき、可変頂角プリズム１の中心で光
軸に垂直な直交する軸を軸Ｘおよび軸Ｙとし、光軸をＺ
軸とすると、可動面の動きの自由度は各軸方向への平行
移動とそれぞれの軸まわりの回転の６自由度が考えられ
る。

【００６６】ここで、可動面は固定面に対してＺ軸方向
への伸縮性の高い構成の蛇腹状フィルム１−３により結
合され、尚かつ、その内部に液体が封入されている。し
たがった、Ｘ軸方向およびＹ軸方向への平行移動は蛇腹
状フィルム１−３により動きを規制され、Ｚ軸方向への
平行移動は密封された液体の非圧縮性と蛇腹状フィルム
１−３の面内方向の張力により動きを規制されている。

【００６７】また、Ｚ軸まわりの回転の自由度（ｒｏｌ
ｌ）も蛇腹状フィルム１−３によって働きを規制されて
いるので、結局、可動面が固定面に対して容易に運動可
能な自由度は、Ｘ軸まわりの回転（ｐｉｔｃｈ）とＹ軸
まわりの回転（ｙａｗ）の２自由度に限定され、また、
その回転軸は可変頂角プリズム１が対称形状をしている
場合には、可変頂角プリズム１の中心面の近傍に存在す
る。可動面の自由度は２であることから、２つの駆動手
段と２つの頂角検出手段で可変頂角プリズム１の頂角を
任意の方向に制御可能であることがわかる。

【００６８】次に、２つの頂角検出手段の独立性を図１
９について説明する。図１９において、Ｘ軸およびＹ軸
は図１８と同じものである。ピッチングおよびヨー方向
の頂角は中心よりｒの距離のＡ点、Ｂ点の紙面方向の移
動量に比例する。Ｘ軸およびＹ軸は可変頂角プリズム１
の回転軸の存在する面内にあるので、Ｘ軸周りの回転ま
たはＹ軸まわりの回転が生じた場合、それぞれ回転して
いる軸上の点は線面方向に移動しないことにより、片方
のみの頂角出力が変化することは明白である。

【００６９】そこで、今Ｙ軸からφの角度の軸で角度θ
だけ回転した場合について考える。

【００７０】この時、ピッチングおよびヨー方向の頂角
α、βは α＝θ・ｓｉｎφ β＝θ・ｃｏｓφ である。ピッチおよびヨー方向のＡ点、Ｂ点の紙面方向
の移動量はそれぞれ ｒ・ｓｉｎφ・ｓｉｎθ 、 ｒ・ｃｏｓφ・ｓｉｎθ 今、θがθ＜＜１の場合、θ≒ｓｉｎθであるので、 ｒ・ｓｉｎφ・ｓｉｎθ≒ｒ・θ・ｓｉｎφ＝ｒ・α ｒ・ｃｏｓφ・ｓｉｎθ≒ｒ・θ・ｃｏｓφ＝ｒ・β となり、ピッチングおよびヨー方向の頂角に比例する。
したがって、Ａ点、Ｂ点の紙面方向の移動量を検出する
ことで、ピッチングおよびヨー方向の頂角を独立に検出
することが可能となる。

【００７１】図１９のＡ点、Ｂ点の紙面方向の移動量
は、前述の磁界発生器９ｐおよび９ｙとホール素子１０
ｐおよび１０ｙにより検出される。

【００７２】図２０は磁界発生器９ｐおよび９ｙのギャ
ップ方向すなわち可変頂角プリズム１の可動面の揺動に
よりホール素子１０ｐおよび１０ｙの移動する方向の垂
直方向の磁束密度分布であり、横軸は変位量、縦軸は磁
束密度である。２点鎖線の示す変位量の範囲内では磁束
密度が実用上問題とならない程度に直線的に変化してい
る。ホール素子１０ｐおよび１０ｙからは磁束密度に比
例した電気出力が得られるので、この磁界発生器９ｐお
よび９ｙとホール素子１０ｐおよび１０ｙの組合わせに
依って、可変頂角プリズム１の形成するプリズム頂角に
比例した電気信号出力が頂角検出手段で得られる。

【００７３】図２１はホール素子の信号処理回路を示
す。オペアンプ１６は抵抗１６ａ、１６ｂ、１６ｃと組
み合わされ、ホール素子１０ｐ（１０ｙ）に定電流を供
給し、ホール素子１０ｐ（１０ｙ）の磁界強度（磁束密
度）に対する出力は、オペアンプ１７と抵抗１７ａ、１
７ｂ、１７ｃ、１７ｄによって差動増幅される。抵抗１
７ｅは可変抵抗であり、抵抗値を変化させることによっ
て、磁界強度に対する出力をシフトさせることが可能で
あり、可変頂角プリズム１の形成する頂角が０すなわち
２面が平行のとき、出力が基準電圧Ｖｃ（制御の０点）
に等しくなる様調整される。オペアンプ１８は抵抗１８
ａ、１８ｂと組み合わされて、オペアンプ１７の出力を
基準電圧Ｖｃを中心に反転増幅し、可変抵抗１８ｂの抵
抗値を変化させることにより、磁界強度の変化に対する
出力電圧の変化の割合を所定値に調整する。

【００７４】図２２は像ぶれ補正装置としての制御手段
１００を示すブロック図である。同図において、２０は
可変頂角プリズム１をその最前部に配置する撮影光学
系、２１は角速度センサである振動ジャイロであり、そ
の検出軸が可変頂角プリズム１の可動面の駆動軸と一致
する様に装置の固定部材に固定されており、装置の角速
度に比例した角速度信号を出力する。この角速度信号は
信号処理回路２２により、ＢＰＦ（バンドパスフィル
タ）等の処理を受け、積分器２３により積分され、装置
の角度信号ａとなる。

【００７５】２４は前述の可変頂角プリズム１の頂角を
検出する頂角センサであり、可変頂角プリズム１の形成
する頂角に比例した信号を出力する。この信号は信号処
理回路２５により増幅、フィルター処理等を受け、頂角
信号ｂとなる。加算回路２６では上記の角度信号ａと頂
角信号ｂが逆極性で加算され、差信号ｃが得られる。こ
の差信号ｃは増幅器２７で増幅され、駆動回路２８で駆
動信号に変換され、アクチュエータ２９を駆動する事に
より可変頂角プリズムのプリズム頂角を変化させる。

【００７６】このブロック構成では、差信号ｃがゼロに
なる様に、すなわち、装置の角度信号ａと可変頂角プリ
ズムの頂角信号ｂが等しくなる様にブロック２４から２
９で可変頂角プリズム１を含めたフィードバック回路を
形成している。装置の角変位を打ち消す方向に可変頂角
プリズム１が駆動されるので、撮影光学系２０に入射す
る光束の状態が変化せず、装置の角変位による像ぶれを
補正可能となる。

【００７７】図２２においては、一軸のみの構成を示し
ているが、前に説明したようにピッチングおよびヨー方
向の頂角検出センサの独立性は実用上保たれているの
で、同様の構成をピッチングおよびヨー方向にそれぞれ
持ち、独立に制御することによって、可変頂角プリズム
の片面のみの駆動でピッチングおよびヨー方向の任意の
方向の像ぶれ補正が実現できる。

【００７８】ここで説明した角速度センサである信号ジ
ャイロは、図２の基板１４上に実装されており、基板１
４、連結部材１２、固定枠４、可変頂角プリズム１、可
動枠５および可動枠５に固定されたホール素子１０ｐ、
１０ｙは、それぞれ角度基準に基づいてそれぞれの相対
角度精度が保たれる構成であるので、振動ジャイロの検
出軸と可変頂角プリズムの頂角検出センサの検出軸を実
用上問題のない範囲で略一致させることが可能である。

【００７９】本実施例では可変頂角プリズムを用いた光
線偏角装置をビデオカメラの像ぶれ補正装置に適用した
場合について述べているが、図２２で示す装置の角度変
位に比例する信号ａの代わりに任意の信号を与える事に
より、可変頂角プリズム１のプリズム頂角を変化させ、
通過光線を意図した方向へ偏角させることが可能である
ので、像ぶれ補正装置に限らず、例えば、ビデオカメラ
で撮影画像の画像処理により被写体の動きを検出して、
その信号に基づいて被写体を追尾する装置や、撮像素子
と撮影光学系の間に配置し、撮影装置の画素単位で光線
を偏角させ、撮像素子の見かけの画素数を増加させ、像
の解像度を向上させる、いわゆる画素ずらし装置等色々
な光学機器への応用が可能である。

【００８０】以上が実施例の各構成と本発明の各構成の
対応関係であるが本発明は、これら実施例の構成に限ら
れるものではなく、請求項で示した機能が達成できる構
成であれば、どのようなものであってもよいことは言う
までもない。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、本出願に係る第１
の発明によれば、可変頂角プリズムの両面に２面の相対
角度を決める為の位置決め部を設け、その位置決め部を
角度基準として可変頂角プリズムの固定側を第１の部材
に固定し、他面を可動面として第２の部材に取り付け、
第１の部材に対する第２の部材の角度精度を出す様な構
成とし、第２の部材を揺動させる駆動手段とプリズム頂
角を検出する頂角検出手段と目標角度信号に基づいて第
２の部材の揺動角を制御する制御手段により構成したの
で、可変頂角プリズムの片面のみの駆動により通過光線
を任意の方向へ偏角可能である。この結果、装置を小型
化し、部品数の削減と組み立て工数の削減により、大き
なコストダウンの効果がある。

【００８２】本出願に係る第２の発明によれば、可変頂
角プリズムの両面の相対角度の位置決め部は、ラジアル
方向に設けられた溝部で行うように構成したので、位置
決めが容易かつ正確にできる。

【００８３】本出願に係る第３の発明によれば、可変頂
角プリズムの固定側と第１の部材との結合は、回転バヨ
ネット式で行うように構成したので、その結合が簡単か
つ迅速にでき、可変頂角プリズムの前面からの力に耐え
られる。

【００８４】本出願に係る第４の発明によれば、可変頂
角プリズムの固定側と第１の部材とのラジアルおよびス
ラスト方向のガタは、該第１の部材の弾性変形によって
片寄せ吸収するように構成したので、ガタの吸収が簡単
な構成で確実にできる。

【００８５】本出願に係る第５の発明によれば、スラス
ト方向のガタは、第１の部材のスラスト方向の弾性変形
によって吸収するように構成したので、スラスト方向の
ガタが簡単な構成で確実に吸収できる。

【００８６】本出願に係る第６の発明によれば、ラジア
ル方向のガタは、第３の部材に設けられたラジアル方向
に弾性変形可能な突起部によって吸収するように構成し
たので、ラジアル方向のガタが簡単な構成で確実に吸収
できる。

【００８７】本出願に係る第７の発明によれば、第１の
部材はその先端に附属品を取り付けるフィルターネジを
有するように構成したので、附属品の取付けが容易であ
る。

【００８８】本出願に係る第８の発明によれば、第３の
部材は、可変頂角プリズムの固定側と第１の部材との結
合部を隠す外観部分を有するように構成したので、外観
体裁がよい。

【００８９】本出願に係る第９の発明によれば、第３の
部材はラジアル方向に設けられた弾性変形可能な爪部に
より、ラジアルおよびスラスト方向のガタを吸収して第
１の部材に結合するように構成したので、ガタを吸収し
部材同志の結合が簡単な構成で確実にできる。

【００９０】本出願に係る第１０の発明によれば、可変
頂角プリズムの可動側と第２の部材との結合は、ラジア
ル方向は嵌合、スラスト方向は円周上に設けられた１ケ
所以上のはさみ込み部により位置決めされ、第２の部材
に設けられた爪部の弾性変形によってスラストおよびラ
ジアル方向へガタを吸収するように構成したので、位置
決めおよびガタの吸収が簡単な構成で確実にできる。

【００９１】本出願に係る第１１の発明によれば、可変
頂角プリズムと第２の部材とのスラスト方向のはさみ込
み部が、第２の部材に９０°の角度間隔で取り付けられ
た駆動コイルの間に位置するように構成したので、落下
等の衝撃による慣性力が働いた場合にも、可動枠として
の第２の部材がはずれることがない。

【００９２】本出願に係る第１２の発明によれば、第２
の部材と可変頂角プリズムとの相対角度の位置を決める
第４の部材は、該第２の部材の一部であるように構成し
たので、使用部品数を削減できる。

【００９３】本出願に係る第１３の発明によれば、ラジ
アル方向のガタの吸収は、逆方向であるように構成した
ので、第２の部材を第１の部材に対して、より理想的な
位置へ取付けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る光線偏角装置を説明する
主要部の縦断面図である。

【図２】本発明の実施例に係る光線偏角装置を説明する
分解斜視図である。

【図３】図２の可動枠部の分解斜視図である。

【図４】図２の磁界発生器の分解斜視図である。

【図５】固定枠を後方より見た図である。

【図６】可変頂角プリズムの固定側である支持枠の端面
図である。

【図７】固定枠に支持枠を後方より落し込んだ図であ
る。

【図８】固定枠に支持枠を後方より落し込んだ図であ
る。

【図９】図８の状態を前方より見た図である。

【図１０】前カバーを後方より見た図である。

【図１１】可動枠を後方より見た図である。

【図１２】可変頂角プリズムの可動側である支持枠の端
面図である。

【図１３】可動枠が支持枠に取り付く経過を示す図であ
る。

【図１４】可動枠が支持枠に取り付く経過を示す図であ
る。

【図１５】可動枠が支持枠に取り付く経過を示す図であ
る。

【図１６】本発明の実施例に係る第２の部材と駆動コイ
ルの結合を説明する図である。

【図１７】駆動コイルの取付け構造の説明図である。

【図１８】本発明の実施例に係る可変頂角プリズムの可
動面の運動の自由度を説明する図である。

【図１９】本発明の実施例に係る頂角センサの２軸独立
性を説明する図である。

【図２０】本発明の実施例に係る磁界発生器の発生する
磁束密度分布のグラフである。

【図２１】本発明の実施例に係るホール素子の信号処理
回路図である。

【図２２】本発明の実施例に係る像ぶれ補正装置として
の制御手段のブロック図である。

【図２３】従来の可変頂角プリズムを用いた光線偏角装
置を示す縦断面である。

【符号の説明】

１ 可変頂角プリズム ４ 固定枠（第１の部材） ５ 可動枠（第２の部材、第４の部材） ６ 前カバー（第３の部材） ７ 駆動コイル（駆動手段） ９ 磁界発生器（駆動手段、頂角検出手段） １０ ホール素子（頂角検出手段）

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両面に相対角度の位置決め部を有する可
   変頂角プリズムと、該可変頂角プリズムの固定側を保持
   する第１の部材と、前記可変頂角プリズムの可動側に取
   り付く第２の部材と、前記第１の部材と前記可変頂角プ
   リズムとの相対角度位置を決める第３の部材と、前記第
   ２の部材と、前記可変頂角プリズムとの相対角度位置を
   決める第４の部材と、前記第２の部材を揺動させる駆動
   手段と、前記可変頂角プリズムのプリズム頂角を検出す
   る頂角検出手段と、目標角度信号に基づいて前記第２の
   部材の揺動角を制御する制御手段とを備え、前記頂角プ
   リズムの片側の面のみの駆動により通過光線を任意の方
   向へ偏角させることを特徴とする光線偏角装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、可変頂角プリズムの
   両面の相対角度の位置決め部は、ラジアル方向に設けら
   れた溝部であることを特徴とする光線偏角装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、可変頂角プリズムの
   固定側と第１の部材との結合は、回転バヨネット式であ
   ることを特徴とする光線偏角装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、可変頂角プリズムの
   固定側と第１の部材とのラジアルおよびスラスト方向の
   ガタは、該第１の部材の弾性変形によって片寄せ吸収す
   ることを特徴とする光線偏角装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、スラスト方向のガタ
   は、第１の部材のスラスト方向の弾性変形によって片寄
   せ吸収することを特徴とする光線偏角装置。
6. 【請求項６】 請求項４において、ラジアル方向のガタ
   は、第３の部材に設けられたラジアル方向に弾性変形可
   能な突起部によって片寄せ吸収することを特徴とする光
   線偏角装置。
7. 【請求項７】 請求項１において、第１の部材はその先
   端に付属品を取り付けるフィルターネジを有することを
   特徴とする光線偏角装置。
8. 【請求項８】 請求項１において、第３の部材は、可変
   頂角プリズムの固定側と第１の部材との結合部を隠す外
   観部分を有することを特徴とする光線偏角装置。
9. 【請求項９】 請求項１において、第３の部材はラジア
   ル方向に設けられた弾性変形可能な爪部により、ラジア
   ルおよびスラスト方向のガタを吸収して第１の部材に結
   合することを特徴とする光線偏角装置。
10. 【請求項１０】 請求項１において、可変頂角プリズム
    の可動側と第２の部材との結合は、ラジアル方向は嵌
    合、スラスト方向は円周上に設けられた１ケ所以上のは
    さみ込み部により位置決めされ、第２の部材に設けられ
    た爪部の弾性変形によってスラストおよびラジアル方向
    へガタを片寄せ吸収することを特徴とする光線偏角装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項１０において、可変頂角プリズ
    ムと第２の部材とのスラスト方向のはさみ込み部は、第
    ２の部材に９０°の角度間隔で取り付けられた駆動コイ
    ルの間にあることを特徴とする光線偏角装置。
12. 【請求項１２】 請求項１において、第２の部材と可変
    頂角プリズムとの相対角度の位置を決める第４の部材
    は、該第２の部材の一部であることを特徴とする光線偏
    角装置。
13. 【請求項１３】 請求項４または１０において、ラジア
    ル方向のガタの片寄せ吸収は、逆方向であることを特徴
    とする光線偏角装置。