(57)【要約】【課題】姿勢による変動が無く操作感の良い観察光学系を提供すること。【解決手段】観察光学系の一部を構成する第一の光学素子を支持する第一の部材と、前記観察光学系の他の一部を構成する第二の光学素子を支持し、かつ前記第一の部材を複数の転動部材を介して、前記第二の部材に移動可能に支持され、光軸方向に移動可能な前記第一の光学素子と前記複数の転動部材を前記第一の部材と前記第二の部材とにより挟みつけるための付勢力を発生する付勢手段を有し、前記転動部材の少なくとも一部は、一つの軸に構成された第一の転動筒と前記第一の転動筒に相通された第二の転動筒で、前記第一と第二の転動筒の外径は異なった径で構成され、前記第一と第二の転動筒とも、前記第一の部材と前記第二の部材に挟み込まれていることを特徴とする。【選択図】図３
2018005128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察光学系の一部を構成する第一の光学素子を支持する第一の部材と、
前記観察光学系の他の一部を構成する第二の光学素子を支持し、
かつ前記第一の部材を複数の転動部材を介して、前記第二の部材に移動可能に支持され、光軸方向に移動可能な前記第一の光学素子と
前記複数の転動部材を前記第一の部材と前記第二の部材とにより挟みつけるための付勢力を発生する付勢手段を有し、
前記転動部材の少なくとも一部は、一つの軸に構成された第一の転動筒と前記第一の転動筒に相通された第二の転動筒で、
前記第一と第二の転動筒の外径は異なった径で構成され、前記第一と第二の転動筒とも、前記第一の部材と前記第二の部材に挟み込まれていることを特徴とする観察装置。
【請求項２】
前記第一の部材と前記第一の転動筒とのスリップトルクは、前記第一の転動筒と前記第二の転動筒の差動トルクより大きく、
前記第一の部材と前記第二の転動筒とのスリップトルクは、前記第一の転動筒と前記第二の転動筒の差動トルクより大きく、
前記第二の部材と前記第一の転動筒とのスリップトルクは、前記第一の転動筒と前記第二の転動筒の差動トルクより大きく、
前記第二の部材と前記第二の転動筒とのスリップトルクは、前記第一の転動筒と前記第二の転動筒の差動トルクより大きく、
前記第一の部材と前記第一の転動筒と前記第一の部材と前記第二の転動筒と前記第二の部材と前記第一の転動筒と前記第二の部材と前記第二の転動筒とのスリップトルクは、同じであることを特徴とする請求項１に記載の観察装置。
【請求項３】
前記第一の転動筒と前記第二の転動筒の嵌合部には、粘性抵抗体が封入されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双眼鏡等の観察装置に関し、特に観察光学系の一部を光軸方向に移動させる機構を有する観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
双眼鏡等の観察装置は、対物光学系が形成する被観察物の光学像を、接眼光学系で拡大して観察することができる光学機器である。そして、対物光学系又は接眼光学系の一部を構成する光学素子を光軸方向に移動させることで、観察倍率の変更や被観察物へのフォーカシングが行なわれる。
【０００３】
特許文献１には、対物台に一体的に取り付けられた左右一対の対物レンズを光軸方向に移動させることでフォーカシングを行う双眼鏡が開示されている。固定部材と可動部材の間に複数のボールが配置され、固定部材と可動部材の間に配されたボールを挟み付けるための付勢力を発生する付勢手段によって構成されている。さらに、基体に定位置で回転可能に保持されたフォーカスねじが対物台に形成された雌ねじと螺合しており、フォーカスねじを回転させることで、可動部材に構成された一対の光学素子ユニットが光軸方向に移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５４５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１にて開示された双眼鏡では、複数のボールを介して第１の光学素子の光軸方向に移動可能に支持する第２の部材と、複数のボールを第１の部材と第２の部材とにより挟み付けるための付勢力を発生する付勢手段とを有しているために、駆動負荷が軽い、そのため、観察装置の姿勢によって光学系の自重により移動してしまうことが起こる。また、自重落下を防止するためには、送りねじとラックの摩擦を増大させて防ぐこととなり、操作感の低い調整機構となってしまう。
【０００６】
本発明の目的は、光軸方向に移動可能な光学素子の位置精度を良好なものとし、該光学素子の移動負荷を適切に設定することが可能であり、観察装置の姿勢により光学素子の位置ずれが起きない観察装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明に係る観察装置は、
観察光学系と、該観察光学系の一部を構成する第１の光学素子を支持する第１の部材と、該観察光学系の他の一部を構成する第２の光学素子を支持し、かつ第１の部材を複数のボールを介して第１の光学素子の光軸方向に移動可能に支持する第２の部材と、ひとつの軸で嵌め合わされたふたつの筒で構成された差動軸で、該差動軸はふたつの筒の外径に差異があり、複数のボールと差動軸を第１の部材と第２の部材とにより挟み付けるための付勢力を発生する付勢手段とを有する。複数のボールは、互いに光軸方向に離れた位置に配置された２つの第１のボールと、該２つの第１のボールから光軸直交方向に離れて配置された第２のボールとを含む。かつ、差動軸の２つの異なる径は、第１の部材と第２の部材に当接し、軸の回転方向が光軸方向である。そして、第１及び第２の部材は、２つの第１のボールの光軸方向への転動を許容し、かつ第１の部材の第２の部材に対する光軸直交方向への変位を阻止するように該２つの第１のボールにそれぞれ係合する２箇所のガイド部と、第２のボールの光軸方向への転動を許容するように該第２のボールを保持するボール保持部とを有し、また、差動軸は第１の部材と第２の部材が相対移動するときに、軸内で回転角の差が発生し、軸内に塗布された粘性体の粘性抵抗によって作動に負荷がかかることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光軸方向における少ないスペースで第１の光学素子の大きな移動量を確保することと、良好な作動力の設定と観察装置の姿勢による第１の光学素子の移動を防止することができ、移動する第１の光学素子の姿勢による移動を抑制し、かつ駆動負荷が安定した観察装置の提供を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例である双眼鏡の断面図
【図２】実施例の双眼鏡の斜視図
【図３】実施例の双眼鏡の分解斜視図
【図４】実施例の双眼鏡の一部断面図
【図５】実施例における駆動機構の分解斜視図
【図６】実施例における駆動機構の背面図
【図７】実施例におけるガイド部及びボール保持部の断面図
【図８】実施例におけるガイド部の動きを説明する図
【図９】実施例におけるボール保持部の動きを説明する図
【図１０】実施例においてフォーカス支持板が最も接眼ユニット側に位置するときのガイド部及びボール保持部の様子を示す平面図
【図１１】実施例においてフォーカス支持板が最も物体側に位置するときのガイド部及びボール保持部の様子を示す平面図
【図１２】実施例における光軸調整機構を説明する図
【図１３】実施例における防振ユニットの分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
［実施例］
図１、図２及び図３は本発明の実施例である観察装置としての双眼鏡の構成を示す。図１は双眼鏡の左右の光軸を含む面での断面図である。ただし、左右の正立光学系については断面を示していない。図２は該双眼鏡の斜視図、図３は分解斜視図である。
【００１２】
双眼鏡は、左右（一対）の対物光学系と、左右（一対）の正立光学系と、左右（一対）の接眼光学系とにより構成される左右（一対）の観察光学系を有する。図１及び図２に示すＯＬは左側の対物光学系の光軸、ＯＲは右側の対物光学系の光軸であり、ＥＬは左側の接眼光学系の光軸、ＥＲは右側の接眼光学系の光軸である。以下の説明において、主として対物光学系及び接眼光学系の光軸が延びる方向を光軸方向といい、該光軸に直交する方向のうち特に左右方向に相当する方向を光軸直交方向という。
【００１３】
図１〜図３において、Ｌ１Ｌ，Ｌ１Ｒは左右の対物光学系の一部を構成する対物レンズユニットである。Ｌ２Ｌ，Ｌ２Ｒは左右の対物光学系の他の一部を構成する防振レンズユニットであり、対物レンズユニットＬ１Ｌ，Ｌ１Ｒに対して上下左右にシフトすることで対物光学系が形成する物体像を変位させる。
【００１４】
Ｌ３Ｌ，Ｌ３Ｒは左右の正立光学系であるポロII型正立プリズムである。Ｌ４Ｌ，Ｌ４Ｒは左右の接眼光学系を構成する接眼レンズユニットである。ポロII型正立プリズムＬ３Ｌ，Ｌ３Ｒはそれぞれ、左右の対物光学系により倒立像として形成される物体像を正立させるとともに、左右の対物光学系の光軸ＯＬ，ＯＲを左右の接眼光学系の光軸ＥＬ，ＥＲの側にシフトさせる。なお、ポロII型正立プリズムに代えて、ダハプリズム、平行四辺形プリズム、ミラー等を組み合わせて用いてもよい。
【００１５】
１Ｌ，１ＲはレンズユニットＬ１Ｌ，Ｌ１Ｒを保持する対物鏡筒である。２は左右の防振レンズユニットＬ２Ｌ，Ｌ２Ｒを含む防振ユニットである。対物鏡筒１Ｌ，１Ｒは、防振ユニット２の左右の前端部にバヨネット結合により位置決め固定されて一体化されている。
【００１６】
レンズユニットＬ１Ｌ，Ｌ１Ｒの光軸は、防振レンズユニットＬ２Ｌ，Ｌ２Ｒの上下左右の可動範囲内の中心位置にて該防振レンズユニットＬ２Ｌ，Ｌ２Ｒの光軸と一致する。レンズユニットＬ１Ｌ，Ｌ１Ｒと防振レンズユニットＬ２Ｌ，Ｌ２Ｒとにより一体化された左右の対物光学系が構成されている。レンズユニットＬ１Ｌ，Ｌ１Ｒと防振レンズユニットＬ２Ｌ，Ｌ２Ｒが、左右（一対）の第１の光学素子に相当する。
【００１７】
４Ｌ，４Ｒは接眼レンズユニットＬ４Ｌ，Ｌ４Ｒをそれぞれ保持する接眼鏡筒である。３Ｌ，３ＲはポロII型正立プリズムＬ３Ｌ，Ｌ３Ｒ及び接眼鏡筒４Ｌ，４Ｒをそれぞれ保持する支持枠である。接眼レンズユニットＬ４Ｌ，Ｌ４Ｒ及びポロII型正立プリズムＬ３Ｌ，Ｌ３Ｒが、左右（一対）の第２の光学素子に相当する。５Ｌ，５Ｒは接眼鏡筒４Ｌ，４Ｒのそれぞれに固定されたアイピースゴムであり、観察者の顔における眼の周囲に当接する。
【００１８】
接眼鏡筒４Ｌ，４Ｒの外周にはオスヘリコイドが形成されており、支持枠３Ｌ，３Ｒの内周壁にはメスヘリコイドが形成されている。該オスヘリコイドとメスヘリコイドとが係合した状態で接眼鏡筒４Ｌ，４Ｒを回転させることで、接眼レンズユニットＬ４Ｌ，Ｌ４Ｒを光軸方向に移動させて、視度調節を行うことができる。支持枠３Ｌ，３Ｒ、ポロII型正立プリズムＬ３Ｌ，Ｌ３Ｒ、接眼鏡筒４Ｌ，４Ｒ及び接眼レンズユニットＬ４Ｌ，Ｌ４Ｒにより、左右（一対）の接眼ユニット６Ｌ，６Ｒが構成される。
【００１９】
７は接眼ユニット６Ｌ，６Ｒを左右の対物光学系の光軸ＯＬ，ＯＲの回りにおいて回転可能に支持するベース部材（第２の部材）である。該ベース部材７は、後述する左右の対物光学系を光軸方向に移動させて観察する物体までの距離（以下、観察距離という）に応じてピント合わせを行うフォーカス機構のベースとなる固定部材である。
【００２０】
ベース部材７における左右の対物光学系の光軸ＯＬ，ＯＲに対して垂直な接眼ユニット固定部７Ｅには開口部７Ｌ，７Ｒが形成されており、該開口部７Ｌ，７Ｒには、支持枠３Ｌ，３Ｒに形成された円筒部３Ｌａ，３Ｒａが嵌め込まれる。左右の接眼光学系の光軸ＥＬ，ＥＲはそれぞれ、左右の対物光学系の光軸ＯＬ，ＯＲに対してシフトしているので、左右の接眼ユニット６Ｌ，６Ｒを左右の対物光学系の光軸ＯＬ，ＯＲ回りで回転させることで、左右の接眼光学系の光軸ＥＬ，ＥＲ間の幅が変化する。これにより、観察者の左右の眼幅と左右の接眼光学系の光軸ＥＬ，ＥＲ間の幅とを一致させる、いわゆる眼幅調整が可能となる。
【００２１】
また、接眼ユニット６Ｌ，６Ｒのそれぞれにより、左右の接眼レンズユニットＬ４Ｌ，Ｌ４Ｒを通して観察される物体像が眼幅調整時にずれないように、ポロII型正立プリズムＬ３Ｌ，Ｌ３Ｒの位置が調整される。この位置調整では、接眼ユニット６Ｌ，６Ｒの回転軸と接眼レンズユニットＬ４Ｌ，Ｌ４Ｒの光軸とをそれぞれ一致させるようにする。
【００２２】
以下、フォーカス機構について説明する。
【００２３】
７Ｆはベース部材７において左右の対物光学系の光軸ＯＬ，ＯＲに平行に拡がるベースプレート部である。９は左右の対物光学系が固定されるフォーカス支持板（第１の部材）であり、ベースプレート部７Ｆの上側に配置され、ベースプレート部７Ｆに対して光軸方向に移動可能である。１０ａ，１０ｂは第１のボール，１０ｃは第２のボールである。１０ｃは第３のボールである。これらボール１０ａ〜１０ｃは互いに同一の直径を有しており、玉軸受け用鋼球等が用いられる。
【００２４】
７ａ，７ｂはそれぞれ、ベースプレート部７Ｆにおける互いに光軸方向に離れた位置に、光軸方向に延びるように形成され、ボール１０ａ，１０ｂを光軸方向に転動可能に保持するガイド溝部である。７ｃは、ベースプレート部７Ｆにおけるガイド溝部７ａ，７ｂに対して光軸直交方向に離れ、かつ互いに光軸方向に離れた位置に、光軸方向に延びるように形成されて、ボール１０ｃを光軸方向に転動可能に保持する保持溝部である。
【００２５】
また、９ａ，９ｂはそれぞれ、フォーカス支持板９における互いに光軸方向に離れた位置に、光軸方向に延びるように形成され、ボール１０ａ，１０ｂを光軸方向に転動可能に保持するガイド溝部である。９ｃは、フォーカス支持板９におけるガイド溝部９ａ，９ｂに対して光軸直交方向に離れ、かつ互いに光軸方向に離れた位置に、光軸方向に延びるように形成されて、ボール１０ｃを光軸方向に転動可能に保持する保持溝部である。
【００２６】
ガイド溝部７ａ，７ｂとガイド溝部９ａ，９ｂは互いに向かい合うようにベースプレート部７Ｆ及びフォーカス支持板９にそれぞれ形成されており、ガイド溝部７ａ，９ａとガイド溝部７ｂ，９ｂとが互いに光軸方向に離れた２箇所のガイド部を構成する。
【００２７】
保持溝部７ｃと保持溝部９ｃも互いに向かい合うようにベースプレート部７Ｆ及びフォーカス支持板９にそれぞれ形成されている。保持溝部７ｃは上記２箇所のガイド部に対して光軸直交方向に離れたボール保持部を構成する。
【００２８】
フォーカス支持板９のベースプレート部７Ｆに対する光軸方向への移動に伴い、各ガイド部及びボール保持部において、各ボールが光軸方向に転動する。これにより、フォーカス支持板９がベースプレート部７Ｆに対して光軸方向に移動する際に発生する負荷（摩擦力）を低減させることができる。なお、ガイド部とボール保持部の形状や作用については後述する。
【００２９】
２６は差動軸ａ、２７は差動軸ｂで、差動軸ａ２６には、外径当接部２６ａと内径嵌合部２６ｂが構成されている。差動軸ｂ２７は、外径当接部２７ａと外径嵌合部２７ｂが設けられている。差動軸ａ２６には、差動軸ｂ２７が挿入され、内径嵌合部２６ｂと外径嵌合部２７ｂが嵌め合わされている。差動軸ｂ２７には、油溝部２７ｃが設けられ、差動軸ａ２６と差動軸ｂ２７が嵌め合わされ、内部に粘性抵抗体が封入されている。
【００３０】
ベースプレート部７Ｆには、差動軸転動面７ｈと差動軸転動面７ｉが設けられている。フォーカス支持板９には、差動軸転動面９ｈと差動軸転動面９ｉが設けられている。差動軸ａ２６の外径当接部２６ａと差動軸転動面７ｈと差動軸転動面９ｈが当接し、差動軸ａ２６が狭持されている。差動軸ｂ２７の外径当接部２７ａと差動軸転動面７ｉと差動軸転動面９ｉが当接し、差動軸ｂ２７が狭持されている。差動軸ａ２６の外径当接部２６ａの径φａと、差動軸ｂ２７の外径当接部２７ａの外径φｂは、ボール１０の径より大きい。
【００３１】
フォーカス支持板９のベースプレート部７Ｆに対する光軸方向への移動の際に生じるトルクについては、後述する。１１は弾性部材としての板バネであり、ベースプレート部７Ｆに対してフォーカス支持板９とは反対側（下側）に配置されている。板バネは光軸方向を長手方向とするＨ形状に形成されており、その中央の前側（物体側）の部分でビスによりフォーカス支持板９に結合される。１２は４つのボールであり、ベースプレート部７Ｆにおける互いに光軸方向及び光軸直交方向に離れた４箇所に光軸方向に延びるように形成された保持溝部７ｅと、板バネ１１のうち光軸方向に延びる２つの部分との間に挟まれている。
【００３２】
板バネ１１の弾性変形により生じた付勢力は該ビスを介してフォーカス支持板９に伝達される。これにより、フォーカス支持板９は、上記ガイド溝部９ａ，９ｂ及び保持溝部９ｃにおいてボール１０ａ〜１０ｃをベースプレート部７Ｆのガイド溝部７ａ，７ｂ及び保持溝部７ｃに押し付ける。つまり、板バネ１１は、フォーカス支持板９とベースプレート部７Ｆとの間でボール１０ａ〜１０ｃと、差動軸ａ２６の外径当接部２６ａと、差動軸ｂ２７の外径当接部２７ａを挟み付けるための付勢力を発生する。
【００３３】
また、ボール１２は、板バネ１１の光軸方向への移動に伴い、該板バネ１１と保持溝部７ｅとの間で光軸方向に転動する。これにより、板バネ１１がフォーカス支持板９と一体的にベースプレート部７Ｆに対して光軸方向に移動する際に発生する負荷（摩擦力）を低減することができる。板バネ１１と４つのボール１２により付勢手段が構成される。板バネ１１の光軸方向及び光軸直交方向における端部はベースプレート部７Ｆ側（上側）に折り曲げられており、これにより４つのボール１２が板バネ１１と保持溝部７ｅとの間に保持される。
【００３４】
図５及び図６にも示すように、１３は定位置で回転可能な入力部材としての送りねじであり、１４は送りねじ１３の後端に結合され、送りねじ１３と一体となって回転する操作ダイアルである。１５は操作ダイアル１４を定位置にて回転可能に支持する軸受けであり、接眼ユニット固定部７Ｅから上方に延出した延出部７Ｄにビスにより固定される。送りねじ１３と操作ダイアル１４とにより駆動部材が構成される。なお、後述する実施例４の説明で用いる図ではあるが、図１９には送りねじ１３、操作ダイアル１４及び軸受け１５を分解して示している。
【００３５】
１６は送りねじ１３と噛み合う（係合する）ラック歯１６ａが形成されたラックである。１７はねじ押さえであり、送りねじ１３のラック歯１６ａとの噛み合いを維持するための部材である。ラック１６とねじ押さえ１７により、従動部材が構成される。
【００３６】
１８は結合部材としてのラック付勢バネである。ラック付勢バネ１８は、以下のような形状に形成されている。すなわち、ラック歯１６ａが送りねじ１３に噛み合う上方向（係合方向）を含む上下方向に適度な弾性力（付勢力）を発生するように、上下方向において弾性を有する。また、送りねじ１３の軸方向である光軸方向においては係合方向（又は上下方向）よりも高い剛性を有する。
【００３７】
ラック付勢バネ１８の上端面には、ビス１９及びナット２０により、ラック１６及びねじ押さえ１７が取り付けられる。ラック付勢バネ１８、ラック１６、ねじ押さえ１７、送りねじ１３及び操作ダイアル１４により、駆動手段としての駆動機構が構成される。ラック付勢バネ１８は、フォーカス支持板９の上面にビス２１により結合される。
【００３８】
このように構成される駆動機構において、ラック歯１６ａは送りねじ１３のリード方向に傾いており、図６に示すように、ラック付勢バネ１８の下方向への弾性変形により生ずる上向きの弾性力によって上方に付勢されて送りねじ１３の下端部に噛み合う。
【００３９】
操作ダイアル１４が回転操作されて送りねじ１３が回転（動作）すると、送りねじ１３とラック歯１６ａとの噛み合い作用によって発生した光軸方向への駆動力により、ラック１６、ラック付勢バネ１８及びフォーカス支持板９が光軸方向に移動する。
【００４０】
防振ユニット２には、フォーカス支持板９にビスにより締結されるボス部２ａ，２ｂと、左右方向の位置を決める位置決めピン２ｃと、光軸方向の位置を決める位置決めピン２ｄ，２ｅとが設けられている。ボス部２ａ，２ｂと位置決めピン２ｃは、ベース部材７のベースプレート部７Ｆに形成された開口部７ｆ，７ｇを貫通して、２本のビス２２によりフォーカス支持板９に固定される。位置決めピン２ｄ，２ｅは、フォーカス支持板９に光軸直交方向に延びるように形成された長溝部９ｅ，９ｆに挿入される。これにより、左右の対物光学系がフォーカス支持板９に一体的に固定される。
【００４１】
したがって、上記駆動機構によってフォーカス支持板９が光軸方向に移動されることにより、観察距離に応じて物体に対するフォーカシングを行うことが可能となる。
【００４２】
なお、送りねじ１３の上端部よりもわずかに上方にねじ押さえ１７が配置されることで、外力により送りねじ１３とラック歯１６ａとの噛み合いが外れることが防止される。また、送りねじ１３の左右方向での位置ずれは、ラック歯１６ａとの噛み合い位置のずれが許容されることで吸収される。また、送りねじ１３の上下方向の位置ずれは、ラック付勢バネ１８の上下方向の弾性変形により吸収される。したがって、送りねじ１３とラック１６との相対的な位置精度が高くなくても、送りねじ１３とラック歯１６ａとの摺動により発生する摩擦力が増大することを防止できる。
【００４３】
次に、フォーカス支持板９とベースプレート部７Ｆ（ベース部材７）とに形成されたガイド部及びボール保持部の形状と作用について、図７、図８及び図９を用いて詳しく説明する。図７は、ボール１０ａ，１０ｃをそれぞれ挟持するガイド部及びボール保持部の光軸方向視における形状を示す断面図であり、該断面図に示す形状がガイド部及びボール保持部の光軸方向両端まで連続している。ボール１０ｂを挟持するガイド部及びボール保持部も同じ形状を有する。
【００４４】
図７において、ボール１０ａのうち中心から上側に距離ｒ１の位置にある左右の部分には、フォーカス支持板９に形成されたガイド溝部９ａの左右の斜面が当接する。また、ボール１０ａのうち中心から下側に距離ｒ１の位置にある左右の部分には、ベースプレート部７Ｆに形成されたガイド溝部７ａの左右の斜面が当接する。各ガイド溝部における左右の斜面がなす角度（開き角度）はθである。角度θが６０度である場合は、ｒ１は各ボールの半径の半分に等しい。
【００４５】
このような形状を有するガイド部（ガイド溝部７ａ，９ａ）は、ボール１０ａの光軸方向への転動を許容し、かつフォーカス支持板９のベースプレート部７Ｆに対する左右方向（光軸直交方向）への変位を阻止するように、ボール１０ａに左右方向にて係合する。
【００４６】
また、ボール１０ｃのうち中心から下側に距離ｒ１の位置にある左右の部分には、ベースプレート部７Ｆに形成された保持溝部７ｃの左右の斜面が当接する。すなわち、保持溝部７ｃは、ボール１０ｃに左右方向にて係合している。保持溝部７ｃにおける左右の斜面がなす角度は、ガイド溝部７ａと同じθである。ただし、ボール１０ｃのうち上端には、ボール１０ｃの直径よりも大きな幅を有する凹断面形状の保持溝部７ｃの底面に相当する平面部が当接する。該平面部のボール１０ｃの中心からの距離ｒ２は、ボール１０の半径に等しい。
【００４７】
このような形状を有するボール保持部（保持溝部７ｃ，９ｃ）は、ボール１０ｃの光軸方向への転動を許容するように、ボール１０ｃを保持する。そして、板バネ１１の付勢力によって各ガイド部及び各ボール保持部がボールを挟持した状態で、フォーカス支持板９とベースプレート部７Ｆとが所定の間隔をあけて互いに平行に維持される。
【００４８】
図８には、フォーカス支持板９がベースプレート部７Ｆに対して光軸方向（図の右側から左側）に移動する際の、ボール１０ａを挟持するガイド溝部７ａ，９ａの相対位置の変化を示す。ボール１０ｂを挟持するガイド溝部７ｂ，９ｂの相対位置の変化も同様である。図中の長い横線は、ガイド溝部７ａ，９ａの斜面のうちボール１０ａとの当接ラインを示しており、該長い横線の両端にある短い縦線は、ガイド溝部７ａ，９ａの両端（ストッパ）を示している。
【００４９】
フォーカス支持板９の図中左側への移動に伴い、ガイド溝部７ａ，９ａに当接しているボール１０ａは矢印にて示すように、反時計回りに転動しながら左側に移動する。このとき、ボール１０ａは、ガイド溝部７ａ，９ａに対して同一の距離ｒ１の位置で当接して転動する。このため、固定側であるガイド溝部７ａに対するボール１０ａの光軸方向での移動量と、ボール１０ａに対するガイド溝部９ａの光軸方向での移動量とが同じになる。すなわち、ベースプレート部７Ｆに対するボール１０ａの光軸方向での移動量と、フォーカス支持板９の光軸方向での移動量との比率は、１：２となる。
【００５０】
言い換えれば、ボール１０ａを転動させるように挟持するガイド溝部７ａ，９ａの光軸方向での長さは、フォーカス支持板９の光軸方向での可動量の半分でよい。したがって、フォーカス支持板９の光軸方向での可動量を大きくした場合でも、ベースプレート部７Ｆ及びフォーカス支持板９に形成するガイド溝部７ａ，９ａの長さを短くすることができる。
【００５１】
図９には、フォーカス支持板９がベースプレート部７Ｆに対して光軸方向（図の右側から左側）に移動する際の、ボール１０ｃを挟持する保持溝部７ｃ，９ｃの相対位置の変化を示す。図中の長い横線は、保持溝部７ｃ，９ｃの斜面のうちボール１０ｃとの当接ラインを示しており、該長い横線の両端にある短い縦線は、保持溝部７ｃ，９ｃの両端（ストッパ）を示している。
【００５２】
フォーカス支持板９の図中左側への移動に伴い、保持溝部７ｃ，９ｃに当接しているボール１０ｃは矢印にて示すように、反時計回りに転動しながら左側に移動する。このとき、ボール１０ｃは、保持溝部７ｃに対しては距離ｒ１の位置で当接して転動するが、保持溝部７ｃに対しては距離ｒ２の位置で当接して転動する。保持溝部７ｃの両斜面がなす角度θが６０度である場合には、ｒ１はボール１０ｃの半径の半分に等しく、ｒ２はボール１０ｃの半径であり、その比率は１：２である。
【００５３】
このため、固定側である保持溝部７ｃに対するボール１０ｃの光軸方向での移動量と、ボール１０ｃに対するガイド溝部９ｃの光軸方向での移動量との比率も１：２となる。これにより、ベースプレート部７Ｆに対するボール１０ｃの光軸方向での移動量と、フォーカス支持板９の光軸方向での移動量との比率は、１：３となる。
【００５４】
言い換えれば、ボール１０ａを転動させるように挟持する保持溝部７ｃ，９ｃのうち保持溝部７ｃの光軸方向での長さは、フォーカス支持板９の光軸方向での可動量の１／３でよい。したがって、フォーカス支持板９の光軸方向での可動量を大きくした場合でも、ベースプレート部７Ｆに形成される保持溝部７ｃの長さを短くすることができる。
【００５５】
なお、上記のように４つのボールがガイド部及びボール保持部によって挟持可能に構成されている場合においては、寸法誤差により、該４つのボールのすべてが同時に挟持状態となることはほとんどなく、通常は３つのボールが挟持状態となる。ただし、ボール１０ａ，１０ｂはフォーカス支持板９の光軸方向へのガイドの役割を担っているので、常に挟持状態でなければならない。ボール１０ａ，１０ｂ及びボール１０ｃが確実に挟持状態となるようにしている。
【００５６】
図１０及び図１１には、フォーカス支持板９が最も接眼ユニット側に位置するときと最も物体側に位置するときにおけるガイド部及びボール保持部の様子を上方（フォーカス支持板９側）から見て示す。なお、ここでの説明と関係がない部材については、不図示である。
【００５７】
フォーカス支持板９が最も接眼ユニット側に位置するときと最も物体側に位置するときとでは、ボール１０ａ，１０ｂが光軸方向に移動（転動）しており、ガイド溝部７ａ，９ａの光軸方向での位置関係とガイド溝部７ｂ，９ｂの同位置関係がそれぞれ逆転する。ボール１０ａ，１０ｂがフォーカス支持板９の移動に伴って転動するので、ガイド溝部７ａ，９ａ，７ｂ，９ｂの光軸方向での長さを、フォーカス支持板９の移動量よりも短くすることができる。
【００５８】
前述の通り、差動軸ａ２６の外径当接部２６ａの径φａと、差動軸ｂ２７の外径当接部２７ａの外径φｂは、ボール１０の径より大きい。故に、ボール１０の移動量より、差動軸ａ２６、差動軸ｂ２７の移動量のほうが少ない。
【００５９】
以上の説明で明らかなように、本実施例におけるフォーカス支持板９をボール１０ａ〜１０ｃを介して光軸方向にガイドする構成は、従来の構成に対して少ないスペースで、より大きな量のフォーカス支持板９の移動を実現することができる。また、ボール１０ａ，１０ｂとこれらを挟持する接眼ユニット側のガイド部（ガイド溝部７ａ，９ａ）及び物体側のガイド部（ガイド溝部７ｂ，９ｂ）とはガタなく当接（係合）している。
【００６０】
このため、これら２箇所のガイド部の光軸方向間隔を短くしても、フォーカス支持板９のベース部材７に対する良好な位置決め精度を確保することができるとともに、フォーカス支持板９を小さな負荷で光軸方向に移動させることができる。
【００６１】
前述のとおりの構成によって摩擦負荷が少ないために、フォーカス支持板９を小さな負荷で光軸方向に移動可能である。しかしながら、フォーカス支持板９に保持されている光学ユニット（対物レンズユニットＬ１Ｌ・Ｌ１Ｒ、防振レンズユニットＬ２Ｌ・Ｌ２Ｒ）の質量が重いため、観察装置を光軸ＯＬ、ＯＲが上向き、下向きになった場合に、自重を保持する力が働かない。
【００６２】
よって送りねじ１３を回す力が発生しＬ１Ｌ、Ｌ１Ｒが下向きになった場合には光学ユニット（対物レンズユニット１Ｌ・１Ｒ、防振レンズユニット２Ｌ・２Ｒ）が、対物レンズユニットＬ１Ｌ・Ｌ１Ｒと接眼レンズユニットＬ４Ｌ・Ｌ４Ｒが離れる方向へ移動する。逆に、Ｌ１Ｌ、Ｌ１Ｒが上向きになった場合には光学ユニット（対物レンズユニット１Ｌ・１Ｒ、防振レンズユニット２Ｌ・２Ｒ）が、対物レンズユニットＬ１Ｌ・Ｌ１Ｒと接眼レンズユニットＬ４Ｌ・Ｌ４Ｒが接近する方向へ移動する。
【００６３】
次に、自重落下を防止する機構について、図３、図４を用いて説明する。
【００６４】
図４は差動軸ａ２６・差動軸ｂ２７の回転軸上で断面を切った図面である。
【００６５】
フォーカス支持板９のベース部材７に対する光軸方向への移動の際には、以下に述べる構造によってトルクが生じ、自重落下することが抑制されている。差動軸ａ２６の外径当接部２６ａと差動軸転動面７ｈと差動軸転動面９ｈが当接し、差動軸ａ２６が狭持されている。差動軸ｂ２７の外径当接部２７ａと差動軸転動面７ｉと差動軸転動面９ｉが当接し、差動軸ｂ２７が狭持されている。
【００６６】
送りねじ１３が回転し、ラック１６が押し出され、ベース部材７に対してフォーカス支持板９が移動する。その時、差動軸ａ２６と差動軸ｂ２７は、差動軸転動面７ｈと差動軸転動面９ｈと差動軸転動面７ｉと差動軸転動面９ｉに接しているために回転する。差動軸ａ２６の外径当接部２６ａと差動軸ｂ２７の外径当接部２７ａは、異なった径で構成されている。差動軸ａ２６の当接径はφａ、差動軸ｂ２７の当接径はφｂで、φａ＜φｂの関係となっている。
【００６７】
フォーカス支持板９のベース部材７に対する光軸方向移動量をＬとすると、
差動軸ａ２６の回転角度は、θａ＝３６０°×（Ｌ／φａ×π）
差動軸ｂ２７の回転角度は、θｂ＝３６０°×（Ｌ／φｂ×π）となる。
φａ＜φｂの関係で構成されているので、差動軸ａの方の回転角度が大きくなる。
【００６８】
差動軸ａ２６には、差動軸ｂ２７が挿入され、内径嵌合部ａ２７と外径嵌合部ｂ２７が嵌め合わされて、前述の回転角度の差は、嵌め合わされている部分φｃでの相対差となる。油溝部２７ｃ内部に粘性抵抗体が封入されているので、差動軸ａ２６と差動軸ｂ２７の間で回転角度に差があると、粘性抵抗体のせん断力が負荷になり、フォーカス支持板９のベース部材７に対する光軸方向への移動のトルクとなって表れる。
【００６９】
粘性抵抗体は、グリス・ゲルなどの半流動体で、粘性抵抗体のせん断力を変更することで、フォーカス支持板９のベース部材７に対する光軸方向への移動のトルクを変更することが可能である。差動軸ａ２６と差動軸ｂ２７は、差動軸転動面７ｈと差動軸転動面９ｈと差動軸転動面７ｉと差動軸転動面９ｉに接している。粘性抵抗体のせん断力をスリップトルクで表し、差動軸ａ２６と差動軸転動面７ｈのスリップトルクと、差動軸転動面９ｉのスリップトルクと、差動軸ｂ２７と差動軸転動面７ｈのスリップトルクと、差動軸転動面９ｈのスリップトルクは以下の関係にある。
【００７０】
粘性抵抗体のスリップトルクをｑ１
差動軸ａ２６と差動軸転動面７ｈのスリップトルクをｑ２
差動軸ａ２６と差動軸転動面９ｉのスリップトルクをｑ３
差動軸ｂ２７と差動軸転動面７ｈのスリップトルクをｑ４
差動軸ｂ２７と差動軸転動面９ｈのスリップトルクをｑ５
としたとき、
ｑ１＜ｑ２≒ｑ３≒ｑ４≒ｑ５
ガイド部及びボール保持部とボールとの間には、適度な粘度を有する潤滑油を塗布することが望ましい。
【００７１】
これは、適度な粘度を有する潤滑油は、双眼鏡に外力（衝撃）が加わることによってガイド部及びボール保持部とボールとの位置関係が図８〜図１１に示した所定の関係からずれることをある程度防止することができるからである。また、仮に位置関係がずれた場合でも、ガイド部及びボール保持部とボールとが摺動したときの滑り摩擦力を低減させて、これらを所定の位置関係に容易に戻すことができるからである。以上がフォーカス機構の構成である。
【００７２】
次に、光軸調整機構について説明する。図１２には、図２に示した面Ａでの断面を示している。面Ａは、左右の対物光学系の光軸ＯＬ，ＯＲに対して直交し、防振ユニット２の位置決めピン２ｄ，２ｅを貫く面である。図１２には、左の対物光学系（図では右側に示す）の光軸ＯＬが右の対物光学系（図では左側に示す）の光軸ＯＲに対して下方に位置した状態を示している。
【００７３】
２３は防振ユニット２にビスにより固定された光軸調整部材であり、左右に２つ配置されている。光軸調整部材２３にはそれぞれ、図３にも示すように雌ねじ部２３ａが形成されている。２４は光軸調整ビスであり、フォーカス支持板９に形成された穴２４ａを通って左右の雌ねじ部２３ａに螺合している（ただし、図には、左の対物光学系側の雄ねじ部２３ａに螺合した光軸調整ビス２４のみを示している。
【００７４】
図１２の状態において、左の対物光学系側の光軸調整ビス２４をねじ込んでいくと、光軸調整部材２３のうち左の対物光学系側の部分がフォーカス支持板９に近づいていく（上に変位する）。これにより、防振ユニット２は、フォーカス支持板９に２つのビス２２により固定されている部分を中心として、光軸ＯＬが右上に、光軸ＯＲが右下に移動するように変位する。これにより、左右の接眼ユニット６Ｌ，６Ｒのそれぞれで観察されている物体像の上下方向位置が互いに一致するように光軸ＯＬ，ＯＲが調整される。左右の接眼ユニット６Ｌ，６Ｒのそれぞれで観察されている物体像の左右方向の位置は、同じ量だけ移動する。
【００７５】
左の対物光学系の光軸ＯＬが右の対物光学系の光軸ＯＲに対して上方に位置する状態からの光軸調整においては、右の対物光学系側の光軸調整ビス２４をねじ込めばよい。光軸調整後には、光軸調整ビス２４が振動や衝撃で緩むことを防止するために、接着剤によりフォーカス支持板９又は光軸調整部材２３に対して固定すればより良い。
【００７６】
図１に示す２５は、左右の対物光学系、光軸調整機構、フォーカス機構等を囲う対物側外装部材である。なお、対物側外装部材２５は、図２，図３及び図１２では不図示である。
【００７７】
図１及び図１３には、防振ユニット２の構成を示している。図１３に示す３０は防振ユニット２のベース部材である。図１及び図１３に示す３１は、防振レンズユニットＬ２Ｌ，Ｌ２Ｒを保持する可動部材である。可動部材３１がベース部材３０に対して回転せずに上下方向及び左右方向にシフトすることで、左右の対物光学系が形成する物体像も上下方向及び左右方向にシフトする。
【００７８】
３２はベース部材３０に対して左右方向のみに移動可能に支持されたガイド部材である。３３，３４はガイド部材３２の左右方向の動きをガイドするガイドバーである。ガイドバー３３の両端部は、ベース部材３０の溝部３０ａ，３０ｂに圧入又は接着されて固定される。ガイドバー３４の両端部は、ベース部材３０の溝部３０ｃ，３０ｄに圧入又は接着されて固定される。
【００７９】
３５は駆動コイルであり、ガイド部材３２の左右方向中央部に接着により固定されている。３６は駆動マグネットであり、図示するように左右方向にＮ極とＳ極とが配置されるように着磁されている。駆動マグネット３６の背面には、図１に示すようにヨーク３７が吸着されている。ヨーク３７は、駆動マグネット３６の背面側の磁気回路を閉じている。
【００８０】
ベース部材３０には、４つのボス部３０ｅが設けられており、該４つのボス部３０ｅは、ガイド部材３２に形成された左右方向に延びる４つの長孔３２ｆを貫通する。３８はヨークであり、上記４つの長孔３２ｆを貫通したボス部３０ｅの端に、ビスにより固定される。ヨーク３８は、駆動マグネット３６よりも接眼ユニット側にて磁気回路を閉じている。ヨーク３８と駆動マグネット３６との間には、若干の隙間が形成されている。このように、駆動マグネット３６とヨーク３８との間には、駆動コイル３５が配置されている。
【００８１】
駆動コイル３５に通電すると、ローレンツ力が発生してガイド部材３２を左右方向にシフトさせる。ガイド部材３２における駆動コイル３５の中心に相当する位置には、磁気センサであるホール素子３９が取り付けられている。ホール素子３９は、磁束密度に応じた電気信号を出力する。ガイド部材３２が左右方向にシフトしてホール素子３９が駆動マグネット３６に対して左右方向に移動することで、ホール素子３９によって検出される磁束密度が変化し、ホール素子３９から出力される電気信号も変化する。この電気信号を用いることで、ガイド部材３２の左右方向での位置を検出することができる。
【００８２】
４０，４１はガイドバーであり、可動部材３１をガイド部材３２に対して上下方向のみに移動可能に支持している。ガイドバー４０の両端部は、ガイド部材３２に形成された溝部３２ａ，３２ｂに圧入もしくは接着により固定される。ガイドバー４１の両端部は、ガイド部材３２に形成された溝部３２ｃ，３２ｃに圧入もしくは接着により固定される。
【００８３】
４２は駆動コイルであり、可動部材３１に接着により固定されている。４３は駆動マグネットであり、駆動マグネット３６と同じものが向きを９０度異ならせて、すなわち上下方向にＮ極とＳ極とが配置されるように支持部材４５により保持される。
【００８４】
４４は駆動マグネット４３の背面側に吸着されるヨークである。駆動マグネット４３の駆動コイル４２側のヨークとしてヨーク３８を兼用することで、駆動マグネット４３の磁気回路を閉じることができる。
【００８５】
支持部材４５は、ベース部材３０に対して位置決めされたうえでビスにより固定される。駆動コイル４２に通電すると、ロ−レンツ力が発生して可動部材３１を上下方向にシフトさせることができる。なお、図示はしないが、可動部材３１における駆動コイル４２の中心に相当する位置には、磁気センサであるホール素子４６が取り付けられている。可動部材３１が上下方向にシフトしてホール素子４６が駆動マグネット４３に対して上下方向に移動することで、ホール素子４６によって検出される磁束密度が変化し、ホール素子４６から出力される電気信号も変化する。この電気信号を用いることで、可動部材３１の上下方向での位置を検出することができる。
【００８６】
なお、図示はしていないが、防振ユニット２には電気回路基板が一体的に固定される。該基板には、双眼鏡のピッチ方向（上下方向）及びヨー方向（左右方向）の角速度を検出する角速度センサ（振れセンサ）が取り付けられている。角速度センサとしては、振動ジャイロ等がある。
【００８７】
また、電気回路基板には、ホール素子３９，４６からの出力を処理したり駆動コイル３５，４２への通電を制御したりするマイクロコンピュータ等の電子部品も実装されている。さらに、該基板には、防振ユニット２の電力供給源である電源ユニットや、ユーザが防振機能のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるための操作スイッチや、防振ユニット２の動作状態を示すＬＥＤ等の表示素子も実装されている。
【００８８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００８９】
本発明は、双眼鏡等の観察装置に関し、特に観察光学系の一部を光軸方向に移動させる機構を有する観察装置に関する。
【符号の説明】
【００９０】
ＯＬ，ＯＲ  対物光学系の光軸、ＥＬ，ＥＲ  接眼光学系の光軸、
Ｌ１Ｌ，Ｌ１Ｒ  対物レンズユニット、Ｌ２Ｌ，Ｌ２Ｒ  防振レンズユニット、
Ｌ３Ｌ，Ｌ３Ｒ  ポロII型正立プリズム、Ｌ４Ｌ，Ｌ４Ｒ  接眼レンズユニット、
１Ｌ，１Ｒ  対物鏡筒、２  防振ユニット、３Ｌ，３Ｒ  支持枠、
４Ｌ，４Ｒ  接眼鏡筒、６Ｌ，６Ｒ  接眼ユニット、７  ベース部材、
９  フォーカス支持板、１０ａ〜１０ｃ  ボール、１１  板バネ、１２  ボール、
１３  送りねじ、１４  操作ダイアル、１５  軸受け、１６  ラック、
１８，１１８，２１８  付勢バネ、２６  差動軸ａ、２７  差動軸ｂ、１１６  ナット、
２１８  従動駒、２１３  スライドノブ
【図１】
2018005128.tif 000003
【図２】
2018005128.tif 000004
【図３】
2018005128.tif 000005
【図４】
2018005128.tif 000006
【図５】
2018005128.tif 000007
【図６】
2018005128.tif 000008
【図７】
2018005128.tif 000009
【図８】
2018005128.tif 000010
【図９】
2018005128.tif 000011
【図１０】
2018005128.tif 000012
【図１１】
2018005128.tif 000013
【図１２】
2018005128.tif 000014
【図１３】
2018005128.tif 000015