JP2018124523A - High magnification electronic binoculars - Google Patents

High magnification electronic binoculars Download PDF

Info

Publication number
JP2018124523A
JP2018124523A JP2017019150A JP2017019150A JP2018124523A JP 2018124523 A JP2018124523 A JP 2018124523A JP 2017019150 A JP2017019150 A JP 2017019150A JP 2017019150 A JP2017019150 A JP 2017019150A JP 2018124523 A JP2018124523 A JP 2018124523A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
point
observation
ojt
calculated
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.)
Pending
Application number
JP2017019150A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
真人 田村
Masato Tamura
真人 田村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to JP2017019150A priority Critical patent/JP2018124523A/en
Publication of JP2018124523A publication Critical patent/JP2018124523A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Viewfinders (AREA)
  • Telescopes (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide high magnification electronic binoculars capable of performing automatic focusing on an object.SOLUTION: The high magnification electronic binoculars comprises: a pair of image pick-up devices IS photographing an object; a pair of imaging optical systems 10 forming an object image on the pair of image pick-up devices IS; a pair of display units D displaying two images obtained by the image pick-up device IS; distance measurement means for calculating a distance to the object; auto focus adjustment means for driving a focus lens using the distance calculated by the distance measurement means so that a focus point of the imaging optical system 10 coincides with the image pick-up device IS; a pointing device inputting one point of the object to be observed; and a phase difference detection device. A focus lens drive unit drives the focus lens using the calculated distance so that the focus point of the imaging optical system 10 coincides with the image pick-up device.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、高倍率電子双眼鏡に関する。   The present invention relates to high magnification electronic binoculars.

高倍率望遠鏡(倍率が10倍から100倍の望遠鏡)では、三脚を用意すれば手振れを防ぐことはできるが、手動で観察したい対象物に当該高倍率望遠鏡を正確に向けたり、対象物に対して焦点を合わせたりするのが非常に困難であり事実上不可能であった。
特に、スポーツ観戦の場合のように、動く対象物を双眼鏡で見る場合、動く対象物を追って双眼鏡の視野に入れると共に、焦点を合わせなければならないが非常に難しい。
高倍率双眼鏡は、ひとみ径が小さくなるため観察する像が暗くて見難い等の従来技術の欠点が指摘されていた。
望遠ズーム機能についても、望遠ズーム機能を装備した双眼鏡は重くなるので、望遠鏡は簡便に携帯できることが第一であると信じられていた。
特に、スポーツ観戦の場合のように、動く対象物を双眼鏡で見る場合、動く対象物を追って双眼鏡の視野に入れると共に、焦点を合わせなければならないが非常に難しい。
高倍率双眼鏡は、ひとみ径が小さくなるため観察する像が暗くて見難い等の従来技術の欠点が指摘されていた。
望遠ズーム機能についても、望遠ズーム機能を装備した双眼鏡は重くなるので、望遠鏡は簡便に携帯できることが第一であると信じられていた。
すなわち、高倍率双眼鏡の従来技術の欠点を列挙すれば、以下のようになる。
(1)手振れを防ぐことができず、画面が振動するので眼が疲れる。
(2)ひとみ径が小さくなるため観察する像が暗くて見難い。
(3)望遠ズーム機能を装備した双眼鏡は重くなるので、望遠鏡は簡便に携帯できない。
(4)手動で観察したい対象物に当該高倍率望遠鏡を正確に向けたり、手動で対象物に対して焦点を合わせたりするのが非常に困難であり事実上不可能であった。
しかし、発明者は、従来の欠点(1)に対しては、三脚を用意すれば対応できる。
従来の欠点(2)に対しては、高倍率双眼鏡の口径を大きくして、ひとみ径を大きくすれば対応できる。
従来の欠点(3)に対しては、望遠ズーム機能を装備した双眼鏡は重くなり、望遠鏡は簡便に携帯できないが、例え重くなってもそれを凌駕した高倍率双眼鏡の機能が有れば問題ないと考えられる。
また、望遠ズームレンズを装備すれば高倍率双眼鏡は重くなるが、可変焦点距離レンズを用いれば、焦点を合わせる操作が必要であるが、機械の力を借りて、対象物に対して焦点を合わせたりする高倍率望遠鏡を採用すれば、高倍率双眼鏡は重くなるという従来技術の欠点は解消される。
従来の欠点(4)に対しては、手動で操作する高倍率望遠鏡のままで対応することは不可能で、機械の力を借りて、観察したい対象物に当該高倍率望遠鏡を正確に向けたり、機械の力を借りて、対象物に対して焦点を合わせたりする高倍率望遠鏡であれば、実現可能である。
With a high-magnification telescope (telescope with a magnification of 10 to 100 times), you can prevent camera shake by preparing a tripod, but you can point the high-magnification telescope accurately at the object you want to observe manually, It was very difficult and practically impossible to focus on.
In particular, when a moving object is viewed with binoculars as in sports watching, it is very difficult to follow the moving object into the field of view of the binoculars and to focus.
High-magnification binoculars have been pointed out as having the disadvantages of the prior art such that the pupil diameter is small and the observed image is dark and difficult to see.
Regarding the telephoto zoom function, binoculars equipped with a telephoto zoom function become heavy, and it was believed that the telescope was the first to be easily carried.
In particular, when a moving object is viewed with binoculars as in sports watching, it is very difficult to follow the moving object into the field of view of the binoculars and to focus.
High-magnification binoculars have been pointed out as having the disadvantages of the prior art such that the pupil diameter is small and the observed image is dark and difficult to see.
Regarding the telephoto zoom function, binoculars equipped with a telephoto zoom function become heavy, and it was believed that the telescope was the first to be easily carried.
That is, the shortcomings of the prior art of high magnification binoculars are listed as follows.
(1) Camera shake cannot be prevented, and the screen vibrates and eyes are tired.
(2) Since the pupil diameter is small, the observed image is dark and difficult to see.
(3) Since binoculars equipped with a telescopic zoom function are heavy, the telescope cannot be easily carried.
(4) It is very difficult and practically impossible to accurately point the high-magnification telescope at an object to be manually observed or to manually focus on the object.
However, the inventor can cope with the conventional defect (1) by preparing a tripod.
The conventional defect (2) can be dealt with by increasing the diameter of the high-power binoculars and increasing the pupil diameter.
For the conventional defect (3), binoculars equipped with a telescopic zoom function become heavy and the telescope cannot be easily carried. However, even if it becomes heavy, there is no problem if there is a function of high magnification binoculars that surpasses that. it is conceivable that.
In addition, if a telephoto zoom lens is installed, high-power binoculars become heavier, but if a variable focal length lens is used, it is necessary to focus. However, focusing on the object with the help of the machine If the high-magnification telescope is used, the disadvantage of the prior art that the high-magnification binoculars become heavy is eliminated.
The conventional drawback (4) cannot be handled with a manually operated high-power telescope, and the high-power telescope can be accurately pointed at an object to be observed with the help of a machine. A high-power telescope that can focus on an object with the help of a machine can be realized.

発明者は、かかる従来技術の欠点に鑑み鋭意研究した結果、本願発明を完成させた。   The inventor has completed the present invention as a result of intensive studies in view of the drawbacks of the prior art.

本願発明に係る電子双眼鏡について、FI、キーワード検索を行ったところ、本件発明(請求項1〜8に記載された発明)に近い発明等記載文献は、発見されませんでしたので、特許文献の記載は省略する。   When FI and keyword search were performed on the electronic binoculars according to the present invention, no documents such as inventions close to the present invention (the inventions described in claims 1 to 8) were found, so the description of the patent documents Is omitted.

○本発明が解決しようとする第1課題
本発明が解決しようとする第1課題は、
対象物を高倍率双眼鏡で観察する場合、観察する対象物が動く対象物か静止した対象物化を問わず、高倍率双眼鏡で観察される対象物の一点を指定すれば、当該点の座標に基づいて、当該対象物に対して自動的に焦点を合わせることができる高倍率電子双眼鏡を提供することである。
○本発明が解決しようとする第2課題
本発明が解決しようとする第2課題は、
対象物が動く対象物であるか静止した対象物であるかに関わらず、高倍率双眼鏡で対象物を観察する場合にあって、観察される対象物の一点が双眼鏡の視野の設定位置で観察することできる高倍率電子双眼鏡を提供することである。
○本発明が解決しようとする第3課題
本発明が解決しようとする第3課題は、
動く対象物を高倍率双眼鏡で観察する場合にあって、動く対象物に追従して移動する対象物の一点が双眼鏡の視野の設定位置で観察することができる高倍率電子双眼鏡を提供することである。
○本発明が解決しようとする第4課題
本発明が解決しようとする第4課題は、
高倍率双眼鏡を手に持たなくても、ヘッドマウントディスプレイに表示させることができる高倍率電子双眼鏡を提供することである。
The first problem to be solved by the present invention The first problem to be solved by the present invention is:
When observing an object with high-magnification binoculars, regardless of whether the object to be observed is a moving object or a stationary object, if one point of the object to be observed with high-magnification binoculars is specified, it is based on the coordinates of that point Thus, it is to provide a high-magnification electronic binocular that can automatically focus on the object.
○ The second problem to be solved by the present invention The second problem to be solved by the present invention is:
Regardless of whether the object is a moving object or a stationary object, when observing the object with high-power binoculars, one point of the observed object is observed at the setting position of the binoculars field of view. It is to provide a high-magnification electronic binoculars that can be used.
○ The third problem to be solved by the present invention The third problem to be solved by the present invention is:
By observing a moving object with high-power binoculars, it is possible to provide a high-power electronic binocular that can observe one point of a moving object following the moving object at a set position of the field of view of the binoculars. is there.
The fourth problem to be solved by the present invention The fourth problem to be solved by the present invention is as follows:
An object of the present invention is to provide a high-power electronic binocular that can be displayed on a head-mounted display without having a high-power binocular in hand.

課題を解決するための手段は、本願の[特許請求の範囲]の各請求項に記載の発明である。
特許請求の範囲、明細書、図面等の用語の解釈上の疑義を解消すべく、以下用語の説明を行うこととする。
***********************************
***********************************
<用語の説明>
○高倍率電子双眼鏡100とは、請求項1〜7に記載された高倍率子双眼鏡であって、フォーカスレンズを内蔵する一対の結像光学系10、一対の撮像素子IS、システムコントローラー99、一対の表示部D、ポインティングデバイスPD(図示せず)、フォーカスレンズ駆動部FD、方向制御装置HD、録画装置MU等から構成される(図1、図6)。
○対象物Ojtとは、本願発明に係る電子双眼鏡で観察する対象物をいう。
対象物Ojtには、静止した対象物Ojtと動く対象物Ojtの両方が有る。
単に、対象物Ojtという場合には、対象物Ojtには、静止した対象物Ojtと動く対象物Ojtの両方が含まれる。
動く対象物Ojtとは、時間tが経過するとその輪郭、重心が変化する対象物をいう。
静止した対象物Ojtとは、時間tが経過してもその輪郭、重心が変化しない対象物をいう。
例えば、動く対象物Ojtとは、観劇、野球・サッカー等のスポーツ観戦、バードウォッチングでは、動く対象物Ojtとは、役者であったり、スポーツプレーヤー・ボールであったり、鳥であったりする。
静止した対象物Ojtとは、建物等を観察する場合は、建物、建物の袖看板等の文字であったりする。
●対象点Oとは、対象物Ojtが点である場合の対象物をいう(図2)。
例えば、対象点Oとは、レーザーポインターにより白色スクリーンに表示された赤色点をいい、当該対象点Oを双眼鏡で観察する場合に、画像G1にP1として、画像G2にP2とて観察される。点P1と点P2の座標値から位相差ΔX(cm)が以下の式により算出される。
ΔX=x方向変位差=|x1−x2|=|Δx1+Δx2|
ここに、P1、P2のxy座標を(x1,y1)、(x2,y1)とする。座標値x1、y1、x2、y1の単位はcmとする。
実際には、対象点Oが画像G1、G2において、明確に点P1、点P2の位置が両方とも特定されることはない。
画像G1における点P1は、ポインティングデバイスPDにより画像G1において指定された対象物Ojtの一点P1の座標(x1、y1)を取得することが可能であるが、画像G2において、点P1に相当するP2の位置は、明確ではないからである。
P2の位置を特定するためには、点P1を中心とする観察領域SO1を設定すると共に、点P1をx方向にx方向変位Δxだけ平行移動させ、観察領域SO2もx方向にx方向変位Δxだけ平行移動させて、点P2を中心とする観察領域SO2設定することが必要である。
○撮像素子ISとは、半導体製造技術を用いて集積回路化された光電変換素子、すなわち半導体のイメージセンサをいう。材料や素子、電荷の転送方式など撮像素子の構成による分類と、走査方式や用途など、応用方法による分類ができる。
○結像光学系10とは、一対の撮像素子ISに対象物Ojtの像を結像する一対の結像光学系をいう。
[システムコントローラー99関連装置等]
○システムコントローラー99とは、本発明に係る高倍率電子双眼鏡100の情報処理を行って制御演算を行うマイクロコンピューターである。
システムコントローラー99は、画像受信手段GR、測距手段20、焦点調節手段30、方向制御手段40、演算部CU、メモリー部MY、画像表示手段gD、画像記録手段gM、バスBusから構成される(図6)。
システムコントローラー99は、撮像素子ISにより取得された画像G1、G2をデジタル画像情報として受信し、画像処理をすることにより、対象物Ojtの焦点を自動的に合わせ、対象Oを自動的に方向制御するように制御演算を行うマイクロコンピューターである。
○ポインティングデバイスPD(本発明に係るポインティングデバイスPD)とは、画像G1に対象物Ojtが表示されている場合に、対象象物Ojtの一点P1の位置を入力するための装置をいう。
ポインティングデバイスPDには、マウスやトラックボール、トラックパッド、タッチパネル等がある。
○測距手段20とは、前記対象物Ojtとフォーカスレンズまでの距離LDを算出する手段をいう。
○焦点調節手段30とは、測距手段20により算出された前記距離LDを用いて前記結像光学系10の焦点を前記撮像素子ISに合わせるために、自動フォーカスレンズを所定位置に駆動するために必要なフォーカスレンズの位置の制御量(Δx)をフォーカスレンズ駆動部FDに与える手段をいう。
測距手段20によって、距離LDが算出されたならば、焦点が合ったフォーカスレンズの位置は算出することができる。焦点が合ったフォーカスレンズの位置が算出されれば、フォーカスレンズの位置の制御量は容易に決定され、当該制御量をフォーカスレンズ駆動部FDにあたえて送信し、自動的に焦点合わせを行う。
ここに、制御量(Δx)は、(A)式で与えられる。
○方向制御手段40とは、対象物Ojtの一点P1が画面G1内の目標表示点Ptと一致するよう、動く対象物Ojtを自動的に方向制御するための演算手段である。
方向制御手段40は、動く対象物Ojtを画像G1、G2の中で観察できるように、電子双眼鏡の被駆動部を水平角φ方向と仰角θ方向の駆動コントロールをして、動く対象物Ojtを方向制御するための演算手段である。
○演算部CUとは、測距手段20、焦点調節手段30、方向制御手段40が行う演算以外の演算を行う部分である。
メモリー部MYとは、システムコントローラー99の内部に設けられた画像情報G1、G2、ΔG1、ΔG2等及びその他必要な情報を記憶する部分をいう。
○画像表示手段gDとは、表示部Dに表示するために、画像情報G1、画像情報G2を、画像処理した後、表示部Dへ送信する手段である。
○画像記録手段gMとは、録画装置MUに記憶するために、画像情報G1、画像情報G2を、画像処理した後、録画装置MUへ送信する手段である。
[システムコントローラー99の外部にある装置等]
○バスBusとは、システムコントローラー99の内部の画像受信手段GR、測距手段20、焦点調節手段30、方向制御手段40、画像表示手段gD、画像記録手段gM、演算部CUの相互間を接続するために設けられる共通の通信路をいう。
[システムコントローラー99の外部にある装置等]
○フォーカスレンズ駆動部FDとは、測距手段20によって算出された距離LDに基づき、制御量(Δx)の情報を焦点調節手段30から受信し、フォーカスレンズをモーター(図示せず)によって駆動して、フォーカスレンズFLの位置を制御量(Δx)分増加させることによって、自動的に焦点を合わせるための駆動部をいう。フォーカスレンズFLの位置を制御量(Δx)分増加させることは、高速で行うことができる。
ここに、制御量(Δx)は、(A)式で与えられる。
○方向制御装置HDとは、対象物Ojtの一点P1が画面G1内の目標表示点Ptと一致するよう、結像光学系10の方向を自動的に制御する興亜倍率高倍率電子双眼鏡100をモーターによって駆動する装置である。
○方向制御装置HDは、支持台、モーターM1、腕部arm1、モーターM2、腕部arm2から構成される。
方向制御装置HDには、対象物Ojtの一点P1が画面G1内の目標表示点Ptと一致するよう、高倍率電子双眼鏡100をφ方向と仰角θ方向に駆動コントロールして、方向制御手段40が演算した制御情報を方向制御手段40より受信した後、対象物Ojtの一点P1が画面G1内の目標表示点Ptと一致するよう、高倍率電子双眼鏡100をモーターにより駆動する装置をいう。
より具体的には、支持台に載ったモーターM1が腕部arm1を上向きに回転させて水平角φに向くように高倍率電子双眼鏡100を駆動し、腕部arm1に載ったモーターM2が腕部arm2を横向きに回転させて仰角θに向くように高倍率電子双眼鏡100を駆動する方向制御装置HDが開示されている(図5)。
●モーターM1とは、支持台の上に載って、腕部arm1を上向きに回転させて水平角φに向くように高倍率電子双眼鏡100を駆動するためのものである。
●腕部arm1とは、モーターM1の垂直軸に連結されてなり、モーターM1によって、上向きに回転させられることにより水平角φに向くように高倍率電子双眼鏡100を駆動するための部材である。
●モーターM2とは、腕部arm1の上に載って、腕部arm2を横向きに回転させて水平角φに向くように高倍率電子双眼鏡100を駆動するためのものである。
●腕部arm2とは、モーターM2の水平軸に直角に連結されてなり、モーターM2によって、横向きに回転させられることにより仰角φに向くように高倍率電子双眼鏡100を駆動するための部材である。
○表示部Dとは、撮像素子ISにより取得された画像G1、G2を表示するための一対の表示部をいう。
○録画装置MUとは、一対の撮像素子ISにより取得された2つの画像G1、G2を主として記録するための装置をいう。
<記号の説明>
○画像G1、G2とは、一対の撮像素子ISによりそれぞれ取得された画像又は画像データをいう。
○点P1とは、画像G1においてポインティングデバイスPDを用いて指定された対象物Ojtの一点をいう。
点P1の座標は、(x1、y1)で表される。
○観察領域SO1とは、位相差検出装置DUにより設定される点P1を中心とする観察する対象物Ojtの特徴画像を有する点P1の周辺領域をいう。長方形又は円又は楕円である場合が例示される。
○点P2とは、画像G2において、位相差検出装置DUが、点P2(x2、y2)を(1)式を充足するように設定した点をいう。
点P2の座標は、(x1、y1)で表される。
点P2は、点P1をx方向にΔ(cm)だけ平行移動した点である。
x2=x1+Δx、y2=y1……(1)式
○観察画像データG01とは、画像G1において、設定された観察領域SO1内の画像G1又は画像G1の変換画像(例えば、画像G1がカラー画像である場合、カラー画像G1がグレースケール画像に変換された画像)をいう。観察領域SO1内の画像G1の画素数Nとし、G01(1)〜G01(N)で表される。
なお、G01は、2次元情報であるが、G01(1)〜G01(N)と表しても一般性が失われることはない。
○観察領域SO2とは、位相差検出装置DUにより設定される点P2を中心とする観察する対象物Ojtの特徴画像を有する点P2の周辺領域をいう。点P1と同様長方形又は円又は楕円である場合が例示される。
観察領域SO2は、点P1の場合と同様に考えて、観察領域SO1をx方向にΔ(cm)だけ平行移動した領域である。
○観察画像データG02とは、画像G2において、設定された観察領域SO2内の画像G1又は画像G1の変換画像(例えば、画像G1がカラー画像である場合、カラー画像G1がグレースケール画像に変換された画像)をいう。観察領域SO2内の画像G2の画素数Nとし、G02(1)〜G02(N)で表される。
なお、G02は、2次元情報であるが、G01(1)〜G01(N)と表しても一般性が失われることはない。
●画素とは、画像を構成する最小の単位要素をいう。
●画素数とは、画像が有する画素の総数をいう。
●画素値とは、各画素の光の強さや色を表す数値をいう。
観察画像G01と観察画像G02の画素値は、画像G1とG2から画像変換されて1つの数値(自然数、又は実数)で与えられる。例えば、画像G1がカラー画像である場合、カラー画像G1がグレースケール画像に変換された画像の明度が1つの数値(自然数、又は実数) となる。
(1)カラー画像
カラー画像では、1つの画素の色を、R(赤)、G(緑)、B(青)の3原色で表す。1画素のRGB要素をそれぞれ8ビットで表す24ビット画像が多く用いられる。つまり24ビット画像では、1画素が24ビット(8ビット×3色)で構成されるということである。
例えば、赤色の部分は(R 255、G 0、B 0)となります。青色の部分は(R 0、G 0、B 255)、緑色の部分は(R 0、G 255、B 0)となる。
RGB要素を「加法混色」によって混ぜ合わせて色を生成する。赤色の部分(R 255、G 0、B 0)と青色の部分(R 0、G 0、B 255)、緑色の部分(R 0、G 255、B 0)が重なり合った色は、白の部分(R 255、G 255、B 255)となる。
(2)グレースケール画像
RGBのカラー画像に対して、白黒の濃淡を表現した画像をグレースケール画像という。グレースケール画像は、1画素を8ビットで表し、色情報は含まず明るさ情報のみを含んでいます。この8ビット画像では、濃淡を2の8乗=256階調まで表すことができる。画素値0が黒、画素値255が白になる。●観察画像G01と観察画像G02が一致するとは、
(1)観察画像G01(i)の画素値と観察画像G02(i)の画素値の差の絶対値が予め設定された閾値未満である (i=1、2…Nの全ての画素について成立する)ことをいう。
(2)観察画像G01(i)の画素値と観察画像G02(i)の画素値の差の絶対値の総和((i=1、2…Nの全ての画素値について足しあわせた数値))が(予め設定された閾値未満であることをいう。
●表示目標点Ptとは、画像G1に対象物Ojtの一点P1を一致させて表示させるための点であり、予め画像G1に設定される。
一般には、表示目標点Ptは、画像G1の中の観察しやすい点が観察者によって設定される。
●(Dx,Dy)とは、対象物Ojtの一点P1と画面G1内の目標表示点Ptとの変位差を表し、(4−1)式で算出される。
(Dx,Dy)=((xt−x1),(yt−y1))……(4−1)式
ここに、予め設定された画面G1内の目標表示点Ptのxy座標を(xt、yt)とする。
●制御量(Δφ、Δθ)とは、対象物Ojtの一点P1が画面G1内の目標表示点Ptと一致するように、フォーカスレンズ駆動部FDに送信して結像光学系10の向きを制御するための制御量をいう。具体的には、(4−2)式により与えられる。
すなわち、(Δφ,Δθ)=(-Dx/f,-Dy/f)……(4−2)式、
●制御量(Δx)とは、下式で与えられるフォーカスレンズ駆動部FDが、算出された距離LDを用いて前記結像光学系10の焦点を前記撮像素子ISに合わせるようにフォーカスレンズを駆動するための制御量をいい、下式で与えられる。
フォーカスレンズ駆動部FDは、制御量(Δx)を受信することにより、現時点のフォーカスレンズFLの位置xを制御量(Δx)分増加させれば、フォーカスレンズFLの位置をxoにすることができる。
フォーカスレンズ駆動部FDに与える手段をいう。
Δx=xo−x……(A)式
ここに、xoは、算出された距離LDより決定される、焦点が合った場合のフォーカスレンズFLのあるべき位置(cm)、xは、フォーカスレンズFLの現時点の位置(cm)、x方向は、光軸方向を表す。xoが、算出された距離LDより決定されることは、技術常識である。
●x方向変位Δxは、画像G01をx方向にどれだけ平行移動すれば、画像G02に重なり合う(画像G01と画像G02が一致するか)かを算出するための変数である。
画像G01の画素G01(1)〜G01(N)は、x方向変位Δxには関係しないが、画像G02の画素G02(1)〜G02(N)は、x方向変位Δxに関係する従属関数である。
ただし、高倍率電子双眼鏡100おいて、一対の結像光学系10により取得した画像G1、G2の結像した対象物Ojtの像は、x方向にx方向変位Δx平行移動させるものとし、x方向変位Δxを段段に増やしていけば、対象物Ojtの像が原理的に必ず重なる。
本発明において、画像G1において、焦点を合わせたい点P1は明確であるが、対象物Ojtの像(対象物Ojtの輪郭)は明確に把握されていないが、該点P1を中心とする観察領域SO1を設定して観察領域SO1に有る画像G1である観測画像データG01を取得することとすれば、観測画像データG01は、対象物Ojtの像の特徴を多く含んでおり、観測画像データG01は対象物Ojtの像(対象物Ojtの輪郭)と同視することができ、
画像G2において、点P2(x2、y2)を(1)式を充足するように設定して、観察領域SO1を平行移動したそれぞれの点P2を中心とする観察領域SO2を設定して観察領域SO2に有る画像G2である観察画像データG02を取得するものとし、
変位Δ(cm)を変化させていけば、観察画像データG01と観察画像データG02が一致する変位Δ=位相差ΔXが必ず求まることになる。
発明者は、画像G1、画像G2の対象物の像を特定するために例えば、対象物の像の輪郭線を抽出する画像処理演算をするまでもなく、ポインティングデバイスPD(例えば、マウス)で観察したい点(焦点を合わせたい点)P1を指示して入力し、当該点P1を中心とする観察領域SO1を設定し、観察領域SO1に有る画像G1である観測画像データG01を取得することにより、観測画像データG01が、対象物Ojtの像(対象物Ojtの輪郭)と同視できることに気が付き、
画像G2において、点P2(x2、y2)を(1)式を充足するように設定して、観察領域SO1を平行移動したそれぞれの点P2を中心とする観察領域SO2を設定して観察領域SO2に有る画像G2である観察画像データG02を取得するものとし、変位Δ(cm)を変化させて、観察画像データG01と観察画像データG02が一致する変位Δ、すなわち、位相差ΔX(cm)を算出することができることを想到し、本発明を完成させた。
■サフィックス2は、他方の撮像素子ISにより取得された画像G2に関連するものを表す。
ただし、方向制御装置HDにおいては、サフィックス2は、仰角θに向くように駆動する装置を表す。
●画像G1、G2とは、一対の撮像素子ISにより取得された2つの画像をいう。これらの画像は2次元画像で表現される。
●表示部Dとは、前記撮像素子ISにより取得された画像G1、G2を表示する一対の表示部をいう。
●ヘッドマウントディスプレイ(頭部装着ディスプレイ、Head Mounted Display、HMD)とは、頭部に装着するディスプレイ装置のことである。ウェアラブルコンピュータの一つ。スマートグラスとも呼ばれる。両眼・単眼に大別され、目を完全に覆う「没入型」(非透過型)や「透過型」といったタイプがある。3D/2Dにも分類できる。
●距離LDとは、本願発明に係る高倍率電子双眼鏡100から対象物Ojtまでの距離(cm)をいう。厳密には、距離LDとは、高倍率電子双眼鏡100を構成するフォーカスレンズFLから対象物Ojtまでの距離(cm)をいう。
●位相差ΔX(一般的定義)とは、画像G1、G2において、対象点Oが結像する点P1、P2の位置を測定し、下式により算出したx方の変位差である(図2)。
ΔX=x方の変位差=|x1−x2|=|Δx1+Δx2|
ここに、P1、P2のxy座標を(x1,y1)、(x2,y1)とする。座標値x1、y1、x2、y1の単位はcmとする。
観察画像G01と観察画像G02が点P1と点P2に収束した場合は、位相差ΔX(一般的定義)と位相差Δx(本発明における定義)は一致する。
●位相差Δx(本発明における定義)とは、
画像G1において指定された点P1を中心とする観察領域SO1を設定して観察領域SO1に有る画像G1である観測画像データG01を取得すると共に、画像G2において、点P2(x2、y2)を(1)式を充足するように設定して、観察領域SO1を平行移動したそれぞれの点P2を中心とする観察領域SO2を設定して観察領域SO2に有る画像G2である観察画像データG02を取得するものとし、変位Δ(cm)を変化させて、観察画像データG01と観察画像データG02が一致する変位Δを求めて算出された位相差(cm)をいう。
より具体的には、
観測画像データG01と観測画像データG02の差分画像ΔG12に対して、変位Δ(cm)を変化させて、観察画像データG01と観察画像データG02が一致する変位を算出して、(3)式のCRV(Δ)を最小にするΔxを求めて算出された位相差(cm)をいう。
ここに、CRV(Δx):x2=x1+dxの時の画像評価関数
δ(i)=|G01(i)−G02(i)|
G01(i): 観察画像G01の画素値
G02(i): 観察画像G01の画素値
i:自然数であって、i=1〜N
N:自然数であって、観察画像データG01、G02の画素数
Δx:x方向変位(cm)
ΔX:位相差(cm)
●fは、結像光学系10の焦点距離(cm)をいう。
●Bは、2つの結像光学系10の距離(cm)をいう。
***********************************
<位相差ΔXを観察画像G01、G02から算出するする手順>
(1)位相差検出装置DUが、予め設定された観察領域SO1、観察領域SO1、2情報を予め受信しておく(図●)。
(2)位相差検出装置DUは、が、画像G1、G2)をバスBusを介して受信する(図●)。
(3)位相差検出装置DUは、画像G1においてポインティングデバイスPDにより入力された対象物Ojtの一点P1の座標(x1、y1)を取得する(図●)。
(4)位相差検出装置DUは、当該点P1を中心とする観察領域SO1を設定して観察領域SO1に有る画像G1である観察画像G01を取得する。
(5)x方向変位Δx=Δとする。
(6)位相差検出装置DUは、画像G2において、点P2(x2、y2)を(1)式を充足するように設定する。
(7)位相差検出装置DUは、観察領域SO1を平行移動したそれぞれの点P2を中心とする観察領域SO2を設定して観察領域SO2に有る画像G2である観察画像G02を取得する。
(8)位相差検出装置DUは、観察画像G01と観察画像G02が一致するか否かを判断する。
(9)観察画像G01と観察画像G02が一致しないと判断された場合は、x方向変位Δx= x方向変位Δx+Δとして、(6)〜(9)までを繰り返す。
(10)観察画像G01と観察画像G02が一致すると判断された場合は、x方向変位Δxを位相差ΔXとし、算出した位相差ΔXの情報を測距手段20に送信する。
***********************************
<画像処理による距離LD算出し、自動的に焦点を合わせる手順>
(1)一対の撮像素子ISから画像G1、画像G2を、画像受信手段GRが、デジタル画像情報として受け取る。画像G1、画像G2は、画像受信手段GRから、メモリー部MYに送られ、メモリー部MYに記憶される。
(2)、位相差検出装置DUは、画像受信手段GRから、画像G1、画像G2を受信する。
(3)位相差検出装置DUは、画像G1においてポインティングデバイスPDにより入力された対象物Ojtの一点P1の座標(x1、y1)を取得する
(4)位相差検出装置DUは、観察画像G01と観察画像G02を算出する。
(5)位相差検出装置DUは、変位Δx(cm)を変化させて、観察画像G01と観察画像G02が一致する変位Δx、すなわち、位相差ΔX(cm)を算出する。差分検出装置DUは位相差ΔXの情報を測距手段20に送り
(6)位相差検出装置DUは、位相差ΔXの情報を測距手段20におくる送信する。
(7)測距手段20は、算出したΔxを(2)に代入して、前記対象物Ojtまでの距離LDを算出する。
(8)測距手段20は、算出された距離LDを、フォーカスレンズ駆動部FDに送信する。
(9)フォーカスレンズ駆動部FDは、受信した距離LDを用いて結像光学系10の焦点を前記撮像素子ISに合わせるようにフォーカスレンズを駆動する。
(10)以下、(1)〜(8)までを繰り返す。
***********************************
<対象物Ojtの一点P1が画面G1内の目標表示点Ptと一致するように、方向制御装置HDにより結像光学系10の向きを制御する手順>
(1)方向制御手段40は、メモリー部MYより、予め設定されていた目標表示点Ptの情報を予め受信しておく。
(2)方向制御手段40は、P1の座標(x1、y1)と目標表示点Pt(xt、yt)から、水平角の制御量Δφと仰角の制御量Δθを算出する。
(3)方向制御手段40は、バスBusを介して、算出した水平角の制御量Δφと仰角の制御量Δθの情報を、方向制御装置HDへ送信する。
(4)方向制御装置HDは、方向制御手段40より、バスBusを介して、水平角の制御量Δφと仰角の制御量Δθの情報を受信する。
(5)方向制御装置HDは、(2)平角の制御量Δφと仰角の制御量Δθの制御量に従って、水平角φと仰角θを変化させることによって、モーターM1、モーターM2を駆動させて、対象物Ojtの一点P1が画面G1内の目標表示点Ptと一致するように結像光学系10の向きを制御する。
(6)以下、(2)〜(5)までを繰り返す。
***********************************
<LD=f×B/ΔX……(2)式の算出方法>
以下、図2を参照しながら説明する。
OP1と光軸に挟まれた2つの三角形(灰色部分)は相似であるので、次式を得る。
Δx1/f=B2/LD……(2−1)式
OP2と光軸に挟まれた2つの三角形(灰色部分)は相似であるので、次式を得る。
Δx2/f=B2/LD……(2−2)式
(2−1)式+(2−2)式により、次式を得る。
(Δx1+Δx2)/f=(B1+B2)/LD……(2−3)式
ここに、Δx1+Δx2=ΔX、B1+B2=Bより、
ΔX/f=B/LD……(2−4)式
(2−4)式を変形して、(2)式を得る。
LD=f×B/ΔX……(2)式

課題を解決するための手段は、本願の特許請求の範囲の各請求項に記載の発明であり、その具体的な解決手段は、以下の通りである。
○第1の発明(請求項1に記載の発明)
●上記の課題を解決するための第1の発明(請求項1に記載の発明)は、
対象物Ojtを撮像する一対の撮像素子ISと、当該一対の撮像素子ISに対象物の像を結像する一対の結像光学系10と、前記撮像素子ISにより取得された画像G1、画像G2を表示する一対の表示部Dと、前記対象物Ojtまでの距離LDを算出する測距手段20と、該測距手段20により算出された前記距離LDを用いて前記結像光学系10の焦点を前記撮像素子ISに合わせるようにフォーカスレンズを駆動する自動焦点調節手段30と、観察しようとする対象物Ojtの一点P1を入力するポインティングデバイスPDと位相差検出装置DUを備えてなる高倍率電子双眼鏡100において、
位相差検出装置DUは、画像G1においてポインティングデバイスPDにより入力された対象物Ojtの一点P1の座標(x1、y1)を取得すると、当該点P1を中心とする観察領域SO1を設定して観察領域SO1に有る画像G1である観察画像G01を取得すると共に、画像G2において、点P2(x2、y2)を(1)式を充足するように設定して、観察領域SO1を平行移動したそれぞれの点P2を中心とする観察領域SO2を設定して観察領域SO2に有る画像G2である観察画像G02を取得するものとし、x方向変位Δx(cm)を変化させて、観察画像G01と観察画像G02が一致するx方向変位Δx、すなわち、位相差ΔX(cm)を算出した後、差分検出装置DUは位相差ΔXの情報を測距手段20に送り、測距手段20は、算出したΔXを(2)式に代入して、前記対象物Ojtまでの距離LDを算出すると共に、
フォーカスレンズ駆動部FDが、算出された距離LDを用いて前記結像光学系10の焦点を前記撮像素子ISに合わせるようにフォーカスレンズを駆動することを特徴とする高倍率電子双眼鏡100である。
x2=x1+Δx、y2=y1……(1)式
LD=f×B/ΔX……(2)式
ここに、f:結像光学系10の焦点距離(cm)
B:2つの結像光学系10の距離(cm)
Δx:x方向変位(cm)
ΔX:位相差(cm)
○第2の発明(請求項2に記載の発明)
●上記の課題を解決するための第2の発明(請求項2に記載の発明)は、
観察画像G01と観察画像G02の差分画像ΔG12に対して、変位Δx(cm)を変化させて、(3)式のCRV(Δ)を最小にするΔx=ΔXを、観察画像G01と観察画像G02が一致するx方向変位であるとして算出することを特徴とする請求項1に記載された高倍率電子双眼鏡100である。
CRV(Δx)=δ(1)+…+δ(i)+…+δ(N)……(3)式
ここに、CRV(Δx):x2=x1+Δxの時の画像評価関数
δ(i)=|G01(i)−G02(i)|
G01(i): 観察画像G01の画素値
G02(i): 観察画像G01の画素値
i:自然数であって、i=1〜N
N:自然数であって、観察画像G01、G02の画素数
Δx:x方向変位(cm)
ΔX:位相差(cm)
○第3の発明(請求項3に記載の発明)
●上記の課題を解決するための第3の発明(請求項3に記載の発明)は、
対象物Ojtが動く対象物、あるいは、静止した対象物であっても、方向制御装置HDが、以下の式で算出した(Dx,Dy)に基づいて、制御量Δφ、Δθを算出し、制御量Δφ、Δθに従って、対象物Ojtの一点P1が画面G1内の目標表示点Ptと一致するように結像光学系10の向きを制御することを特徴とする請求項1〜2の何れかに記載された高倍率電子双眼鏡100である。
(Dx,Dy)=((xt−x1),(yt−y1))……(4−1)式
ここに、画面G1内の目標表示点Pのxy座標を(xt、yt)とする。
(Δφ,Δθ)=(−Dx/f,−Dy/f)……(4−2)式
○第4の発明(請求項4に記載の発明)
●上記の課題を解決するための第4の発明(請求項4に記載の発明)は、
対象物Ojtが動く対象物、あるいは、静止した対象物であっても、対象物Ojtの一点P1の座標(x1、x2)を時々刻々算出し、
方向制御装置HDが、以下の式で算出した(Dx,Dy)に基づいて、制御量Δφ、Δθを算出し、制御量Δφ、Δθに従って、対象物Ojtの一点P1が画面G1内の目標表示点Ptと一致するように結像光学系10の向きを制御することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載された高倍率電子双眼鏡100である。
(Dx,Dy)=((xt−x1),(yt−y1))……(4−1)式
ここに、画面G1内の目標表示点Pのxy座標を(xt、yt)とする。
(Δφ,Δθ)=(−Dx/f,−Dy/f)……(4−2)式
○第5の発明(請求項5に記載の発明)
●上記の課題を解決するための第5の発明(請求項5に記載の発明)は、
前記一対の撮像素子ISにより取得された2つの画像G1、G2は、録画装置MUに記録されることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載された高倍率電子双眼鏡100である。
○第6の発明(請求項6に記載の発明)
●上記の課題を解決するための第6の発明(請求項6に記載の発明)は、
一対の結像光学系10が、単焦点レンズ、又は、可変焦点距離レンズ、望遠ズームレンズからなることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載された高倍率電子双眼鏡100である。
○第7の発明(請求項7に記載の発明)
●上記の課題を解決するための第7の発明(請求項7に記載の発明)は、
画像G1、G2を表示する一対の表示部Dが、ヘッドマウントディスプレイであることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載された高倍率電子双眼鏡100である。
○第8の発明(請求項8に記載の発明)
●上記の課題を解決するための第8の発明(請求項8に記載の発明)は、
観察領域SO1、S02が、長方形又は円又は楕円であることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載された高倍率電子双眼鏡100である。
Means for solving the problem is the invention described in each claim of [Claims] of the present application.
The terms will be explained below in order to eliminate doubts about the interpretation of terms such as the claims, the description, and the drawings.
*** *** *** *** *** *** *** ***
*** *** *** *** *** *** *** ***
<Explanation of terms>
The high-magnification electronic binoculars 100 are the high-magnification binoculars described in claims 1 to 7, and include a pair of imaging optical systems 10 including a focus lens, a pair of imaging elements IS, a system controller 99, a pair Display unit D, pointing device PD (not shown), focus lens driving unit FD, direction control device HD, recording device MU, and the like (FIGS. 1 and 6).
The object Ojt refers to an object observed with the electronic binoculars according to the present invention.
The object Ojt includes both a stationary object Ojt and a moving object Ojt.
In the case of simply the object Ojt, the object Ojt includes both the stationary object Ojt and the moving object Ojt.
The moving object Ojt is an object whose contour and center of gravity change as time t elapses.
The stationary object Ojt is an object whose contour and center of gravity do not change even when time t has elapsed.
For example, the moving object Ojt may be an actor, a sports player / ball, or a bird in watching a sport, watching sports such as baseball / soccer, or bird watching.
The stationary object Ojt may be a character such as a building or a sleeve signboard of the building when observing a building or the like.
The object point O refers to an object when the object Ojt is a point (FIG. 2).
For example, the target point O refers to a red point displayed on a white screen by a laser pointer. When the target point O is observed with binoculars, the target point O is observed as P1 in the image G1 and P2 in the image G2. A phase difference ΔX (cm) is calculated from the coordinate values of the points P1 and P2 by the following equation.
ΔX = x direction displacement difference = | x1−x2 | = | Δx1 + Δx2 |
Here, let xy coordinates of P1 and P2 be (x1, y1) and (x2, y1). The unit of coordinate values x1, y1, x2, and y1 is cm.
Actually, the positions of the point P1 and the point P2 are not clearly specified for the target point O in the images G1 and G2.
The point P1 in the image G1 can acquire the coordinates (x1, y1) of one point P1 of the object Ojt designated in the image G1 by the pointing device PD, but P2 corresponding to the point P1 in the image G2 This is because the position of is not clear.
In order to specify the position of P2, the observation region SO1 centered on the point P1 is set, and the point P1 is translated in the x direction by the x-direction displacement Δx, and the observation region SO2 is also displaced in the x-direction by the Δ-direction displacement Δx. Therefore, it is necessary to set the observation region SO2 with the point P2 as the center by making the translation only.
The imaging element IS refers to a photoelectric conversion element integrated into a circuit using semiconductor manufacturing technology, that is, a semiconductor image sensor. Classification according to the configuration of the image sensor such as material, element, and charge transfer method, and classification according to application method such as scanning method and usage can be performed.
The imaging optical system 10 refers to a pair of imaging optical systems that form an image of the object Ojt on a pair of imaging elements IS.
[System controller 99 related devices]
The system controller 99 is a microcomputer that performs control calculation by performing information processing of the high-magnification electronic binoculars 100 according to the present invention.
The system controller 99 includes an image receiving unit GR, a distance measuring unit 20, a focus adjusting unit 30, a direction control unit 40, a calculation unit CU, a memory unit MY, an image display unit gD, an image recording unit gM, and a bus Bus ( FIG. 6).
The system controller 99 receives the images G1 and G2 acquired by the image sensor IS as digital image information and performs image processing to automatically focus the object Ojt and automatically control the direction of the object O. It is a microcomputer that performs the control calculation as follows.
A pointing device PD (pointing device PD according to the present invention) refers to a device for inputting the position of one point P1 of the target object Ojt when the target object Ojt is displayed in the image G1.
Examples of the pointing device PD include a mouse, a trackball, a trackpad, and a touch panel.
The distance measuring means 20 is means for calculating a distance LD between the object Ojt and the focus lens.
The focus adjusting means 30 is for driving the autofocus lens to a predetermined position in order to focus the imaging optical system 10 on the image sensor IS using the distance LD calculated by the distance measuring means 20. Means for providing the focus lens drive unit FD with a control amount (Δx) of the focus lens position required for the above.
If the distance LD is calculated by the distance measuring means 20, the position of the focused lens in focus can be calculated. If the position of the focus lens in focus is calculated, the control amount of the focus lens position is easily determined, and the control amount is transmitted to the focus lens driving unit FD to automatically perform focusing.
Here, the control amount (Δx) is given by equation (A).
The direction control means 40 is a calculation means for automatically controlling the direction of the moving object Ojt so that one point P1 of the object Ojt coincides with the target display point Pt in the screen G1.
The direction control means 40 controls the drive of the electronic binoculars in the horizontal angle φ direction and the elevation angle θ direction so that the moving object Ojt can be observed in the images G1 and G2, and the moving object Ojt is controlled. It is a calculation means for controlling the direction.
The calculation unit CU is a part that performs calculations other than the calculations performed by the distance measuring unit 20, the focus adjusting unit 30, and the direction control unit 40.
The memory unit MY refers to a part that stores image information G1, G2, ΔG1, ΔG2, and other necessary information provided in the system controller 99.
The image display means gD is means for transmitting the image information G1 and the image information G2 to the display section D after image processing for display on the display section D.
The image recording means gM is means for transmitting the image information G1 and the image information G2 to the recording apparatus MU after image processing for storage in the recording apparatus MU.
[Devices outside the system controller 99]
○ Bus Bus connects the image receiving means GR, distance measuring means 20, focus adjusting means 30, direction control means 40, image display means gD, image recording means gM, and arithmetic unit CU inside the system controller 99. This means a common communication path provided for the purpose.
[Devices outside the system controller 99]
The focus lens driving unit FD receives control amount (Δx) information from the focus adjusting unit 30 based on the distance LD calculated by the distance measuring unit 20, and drives the focus lens by a motor (not shown). A drive unit for automatically focusing by increasing the position of the focus lens FL by a control amount (Δx). Increasing the position of the focus lens FL by the control amount (Δx) can be performed at high speed.
Here, the control amount (Δx) is given by equation (A).
The direction control device HD is a motorized high-magnification electronic binoculars 100 that automatically controls the direction of the imaging optical system 10 so that one point P1 of the object Ojt coincides with the target display point Pt in the screen G1. It is a device driven by.
The direction control device HD includes a support base, a motor M1, an arm part arm1, a motor M2, and an arm part arm2.
The direction control device HD drives and controls the high-magnification electronic binoculars 100 in the φ direction and the elevation angle θ direction so that one point P1 of the object Ojt coincides with the target display point Pt in the screen G1. An apparatus that drives the high-power electronic binoculars 100 with a motor so that one point P1 of the object Ojt coincides with the target display point Pt in the screen G1 after the calculated control information is received from the direction control means 40.
More specifically, the high-magnification electronic binoculars 100 are driven so that the motor M1 mounted on the support base rotates the arm part arm1 upward to face the horizontal angle φ, and the motor M2 mounted on the arm part arm1 includes the arm part. There is disclosed a direction control device HD that drives the high-magnification electronic binoculars 100 so that arm2 is rotated sideways to face the elevation angle θ (FIG. 5).
The motor M1 is mounted on a support base and drives the high-magnification electronic binoculars 100 so that the arm part arm1 is rotated upward to face the horizontal angle φ.
The arm part arm1 is connected to the vertical axis of the motor M1, and is a member for driving the high-power electronic binoculars 100 so as to face the horizontal angle φ by being rotated upward by the motor M1.
The motor M2 is for driving the high-magnification electronic binoculars 100 so as to be placed on the arm part arm1 and rotate the arm part arm2 sideways so as to face the horizontal angle φ.
The arm part arm2 is connected to the horizontal axis of the motor M2 at a right angle, and is a member for driving the high-power electronic binoculars 100 so as to face the elevation angle φ by being rotated sideways by the motor M2. .
The display unit D is a pair of display units for displaying the images G1 and G2 acquired by the image sensor IS.
The recording device MU refers to a device that mainly records two images G1 and G2 acquired by a pair of imaging elements IS.
<Explanation of symbols>
The images G1 and G2 refer to images or image data acquired by a pair of imaging elements IS.
The point P1 refers to one point of the object Ojt specified using the pointing device PD in the image G1.
The coordinates of the point P1 are represented by (x1, y1).
The observation area SO1 refers to an area around the point P1 having a characteristic image of the object Ojt to be observed around the point P1 set by the phase difference detection device DU. Examples are rectangular, circle, or ellipse.
The point P2 refers to a point in the image G2 where the phase difference detection device DU sets the point P2 (x2, y2) to satisfy the expression (1).
The coordinates of the point P2 are represented by (x1, y1).
Point P2 corresponds to a point translated from point P1 by Δ (cm) in the x direction.
x2 = x1 + Δx, y2 = y1 (1)
The observation image data G01 is the image G1 within the set observation region SO1 or a converted image of the image G1 in the image G1 (for example, when the image G1 is a color image, the color image G1 is converted into a grayscale image. Image). The number of pixels of the image G1 in the observation region SO1 is N, and is represented by G01 (1) to G01 (N).
G01 is two-dimensional information, but generality is not lost even if it is expressed as G01 (1) to G01 (N).
The observation region SO2 refers to a peripheral region of the point P2 having a characteristic image of the object Ojt to be observed around the point P2 set by the phase difference detection device DU. The case where it is a rectangle, a circle, or an ellipse similarly to the point P1 is illustrated.
The observation region SO2 is a region obtained by translating the observation region SO1 by Δ (cm) in the x direction in the same manner as in the case of the point P1.
The observation image data G02 is the image G2 within the set observation region SO2 or a converted image of the image G1 (for example, when the image G1 is a color image, the color image G1 is converted into a grayscale image. Image). The number of pixels of the image G2 in the observation region SO2 is N, and is represented by G02 (1) to G02 (N).
G02 is two-dimensional information, but generality is not lost even if it is expressed as G01 (1) to G01 (N).
● Pixel means the smallest unit element constituting an image.
● The number of pixels refers to the total number of pixels in the image.
● Pixel value refers to a numerical value representing the intensity or color of light of each pixel.
The pixel values of the observation image G01 and the observation image G02 are converted from the images G1 and G2 and given as one numerical value (natural number or real number). For example, when the image G1 is a color image, the brightness of the image obtained by converting the color image G1 into a grayscale image is one numerical value (natural number or real number).
(1) Color image
In a color image, the color of one pixel is represented by three primary colors of R (red), G (green), and B (blue). A 24-bit image in which each RGB element of one pixel is represented by 8 bits is often used. That is, in a 24-bit image, one pixel is composed of 24 bits (8 bits × 3 colors).
For example, the red part is (R 255, G 0, B 0). The blue part is (R 0, G 0, B 255) and the green part is (R 0, G 255, B 0).
RGB elements are mixed by “additive color mixing” to generate a color. The color where the red part (R 255, G 0, B 0), the blue part (R 0, G 0, B 255) and the green part (R 0, G 255, B 0) overlap is the white part (R 255, G 255, B 255).
(2) Grayscale image
An image expressing black and white shading with respect to an RGB color image is called a grayscale image. A grayscale image represents one pixel in 8 bits and does not include color information but only brightness information. In this 8-bit image, light and shade can represent 2 8 = 256 gradations. Pixel value 0 is black and pixel value 255 is white. ● The observation image G01 and the observation image G02 match.
(1) The absolute value of the difference between the pixel value of the observation image G01 (i) and the pixel value of the observation image G02 (i) is less than a preset threshold value (established for all pixels of i = 1, 2,... N) To do).
(2) Sum of absolute values of differences between the pixel values of the observation image G01 (i) and the pixel values of the observation image G02 (i) ((a numerical value obtained by adding all the pixel values of i = 1, 2,... N)) (This means that it is less than a preset threshold value.
The display target point Pt is a point for causing the image G1 to display one point P1 of the object Ojt so as to coincide with the image G1, and is set in the image G1 in advance.
In general, the display target point Pt is set by an observer as a point that can be easily observed in the image G1.
(Dx, Dy) represents the displacement difference between one point P1 of the object Ojt and the target display point Pt in the screen G1, and is calculated by the equation (4-1).
(Dx, Dy) = ((xt−x1), (yt−y1)) (4-1)
Here, the xy coordinates of the target display point Pt in the screen G1 set in advance are (xt, yt).
The control amounts (Δφ, Δθ) are transmitted to the focus lens driving unit FD to control the direction of the imaging optical system 10 so that one point P1 of the object Ojt coincides with the target display point Pt in the screen G1. The amount of control to do. Specifically, it is given by the equation (4-2).
That is, (Δφ, Δθ) = (− Dx / f, −Dy / f) (4-2) Formula,
The control amount (Δx) means that the focus lens driving unit FD given by the following formula drives the focus lens so that the imaging optical system 10 is focused on the image sensor IS using the calculated distance LD. The amount of control to do is given by the following formula.
When the focus lens driving unit FD receives the control amount (Δx) and increases the current position x of the focus lens FL by the control amount (Δx), the focus lens FL position can be set to xo. .
Means given to the focus lens driving unit FD.
Δx = xo−x (A) formula
Here, xo is determined from the calculated distance LD, the position (cm) where the focus lens FL should be when focused, x is the current position (cm) of the focus lens FL, and the x direction is Represents the optical axis direction. It is common technical knowledge that xo is determined from the calculated distance LD.
The x-direction displacement Δx is a variable for calculating how much the image G01 is translated in the x direction to overlap the image G02 (the image G01 and the image G02 match).
The pixels G01 (1) to G01 (N) of the image G01 are not related to the x-direction displacement Δx, but the pixels G02 (1) to G02 (N) of the image G02 are dependent functions related to the x-direction displacement Δx. is there.
However, in the high-magnification electronic binoculars 100, the image of the object Ojt formed by the images G1 and G2 obtained by the pair of imaging optical systems 10 is translated in the x direction by the x-direction displacement Δx. If the displacement Δx is increased stepwise, the images of the object Ojt will always overlap in principle.
In the present invention, in the image G1, the point P1 to be focused is clear, but the image of the object Ojt (the outline of the object Ojt) is not clearly grasped, but the observation region centered on the point P1 If SO1 is set and observation image data G01, which is an image G1 in the observation region SO1, is acquired, the observation image data G01 includes many features of the image of the object Ojt. Can be equated with the image of the object Ojt (the outline of the object Ojt),
In the image G2, the point P2 (x2, y2) is set so as to satisfy the expression (1), the observation region SO2 centered on each point P2 translated from the observation region SO1 is set, and the observation region SO2 is set. The observation image data G02, which is the image G2 in FIG.
If the displacement Δ (cm) is changed, the displacement Δ = phase difference ΔX in which the observation image data G01 and the observation image data G02 coincide with each other is always obtained.
The inventor observes with a pointing device PD (for example, a mouse) without specifying, for example, an image processing operation for extracting a contour line of the image of the object in order to specify the object image of the images G1 and G2. By pointing and inputting a point (point to be focused) P1 to be set, setting an observation region SO1 centered on the point P1, and acquiring observation image data G01 that is an image G1 in the observation region SO1, Notice that the observed image data G01 can be equated with the image of the object Ojt (the outline of the object Ojt),
In the image G2, the point P2 (x2, y2) is set so as to satisfy the expression (1), the observation region SO2 centered on each point P2 translated from the observation region SO1 is set, and the observation region SO2 is set. The observation image data G02, which is the image G2 in FIG. 2, is acquired, and the displacement Δ (cm) is changed to obtain the displacement Δ in which the observation image data G01 and the observation image data G02 match, that is, the phase difference ΔX (cm). The present invention has been completed by conceiving that it can be calculated.
(1) Suffix 2 represents a thing related to the image G2 acquired by the other image sensor IS.
However, in the direction control device HD, the suffix 2 represents a device that is driven to face the elevation angle θ.
The images G1 and G2 are two images acquired by a pair of imaging elements IS. These images are expressed as two-dimensional images.
The display unit D refers to a pair of display units that display the images G1 and G2 acquired by the imaging element IS.
A head-mounted display (head-mounted display, HMD) is a display device that is mounted on the head. One of wearable computers. Also called smart glass. It is divided into binocular and monocular, and there are types such as “immersive type” (non-transmission type) and “transmission type” that completely cover the eyes. It can also be classified into 3D / 2D.
The distance LD refers to a distance (cm) from the high magnification electronic binoculars 100 according to the present invention to the object Ojt. Strictly speaking, the distance LD refers to the distance (cm) from the focus lens FL constituting the high-magnification electronic binoculars 100 to the object Ojt.
The phase difference ΔX (general definition) is an x-direction displacement difference calculated by the following equation by measuring the positions of the points P1 and P2 where the target point O forms an image in the images G1 and G2 (FIG. 2). ).
ΔX = displacement difference in x direction = | x1−x2 | = | Δx1 + Δx2 |
Here, let xy coordinates of P1 and P2 be (x1, y1) and (x2, y1). The unit of coordinate values x1, y1, x2, and y1 is cm.
When the observation image G01 and the observation image G02 converge at the points P1 and P2, the phase difference ΔX (general definition) and the phase difference Δx (definition in the present invention) match.
The phase difference Δx (definition in the present invention) is
An observation area SO1 centered on a point P1 designated in the image G1 is set to obtain observation image data G01, which is an image G1 in the observation area SO1, and a point P2 (x2, y2) in the image G2 is ( 1) Set so as to satisfy the equation, set an observation area SO2 centered on each point P2 translated from the observation area SO1, and obtain observation image data G02 which is an image G2 in the observation area SO2. The phase difference (cm) calculated by obtaining the displacement Δ where the observation image data G01 and the observation image data G02 coincide with each other by changing the displacement Δ (cm).
More specifically,
The displacement Δ (cm) is changed with respect to the difference image ΔG12 between the observation image data G01 and the observation image data G02, and the displacement at which the observation image data G01 and the observation image data G02 match is calculated. The phase difference (cm) calculated by obtaining Δx that minimizes CRV (Δ).
Here, the image evaluation function when CRV (Δx): x2 = x1 + dx
δ (i) = | G01 (i) −G02 (i) |
G01 (i): pixel value of the observation image G01
G02 (i): Pixel value of the observation image G01
i: natural number, i = 1 to N
N: natural number, number of pixels of observation image data G01, G02
Δx: displacement in x direction (cm)
ΔX: Phase difference (cm)
● f is the focal length (cm) of the imaging optical system 10.
● B represents the distance (cm) between the two imaging optical systems 10.
*** *** *** *** *** *** *** ***
<Procedure for calculating phase difference ΔX from observation images G01 and G02>
(1) The phase difference detection device DU receives information on the observation area SO1 and observation areas SO1 and 2 set in advance (FIG. ●).
(2) The phase difference detection device DU receives the images G1, G2) via the bus Bus (FIG. ●).
(3) The phase difference detection device DU acquires the coordinates (x1, y1) of one point P1 of the object Ojt input by the pointing device PD in the image G1 (FIG. ●).
(4) The phase difference detection device DU sets an observation region SO1 centered on the point P1 and acquires an observation image G01 that is an image G1 in the observation region SO1.
(5) x-direction displacement Δx = Δ.
(6) The phase difference detection device DU sets the point P2 (x2, y2) in the image G2 so as to satisfy the expression (1).
(7) The phase difference detection device DU sets an observation region SO2 centered on each point P2 translated from the observation region SO1 and acquires an observation image G02 that is an image G2 in the observation region SO2.
(8) The phase difference detection device DU determines whether or not the observation image G01 and the observation image G02 match.
(9) When it is determined that the observation image G01 and the observation image G02 do not coincide with each other, the processing from (6) to (9) is repeated by setting x-direction displacement Δx = x-direction displacement Δx + Δ.
(10) When it is determined that the observation image G01 and the observation image G02 match, the x-direction displacement Δx is set as the phase difference ΔX, and information on the calculated phase difference ΔX is transmitted to the distance measuring means 20.
*** *** *** *** *** *** *** ***
<Procedure for automatically focusing by calculating distance LD by image processing>
(1) The image receiving means GR receives the images G1 and G2 from the pair of imaging elements IS as digital image information. The images G1 and G2 are sent from the image receiving means GR to the memory unit MY and stored in the memory unit MY.
(2) The phase difference detection device DU receives the images G1 and G2 from the image receiving unit GR.
(3) The phase difference detection device DU acquires the coordinates (x1, y1) of one point P1 of the object Ojt input by the pointing device PD in the image G1.
(4) The phase difference detection device DU calculates an observation image G01 and an observation image G02.
(5) The phase difference detection device DU changes the displacement Δx (cm) to calculate the displacement Δx at which the observation image G01 and the observation image G02 match, that is, the phase difference ΔX (cm). The difference detector DU sends information on the phase difference ΔX to the distance measuring means 20.
(6) The phase difference detector DU transmits the information of the phase difference ΔX to the distance measuring means 20.
(7) The distance measuring means 20 substitutes the calculated Δx into (2) to calculate the distance LD to the object Ojt.
(8) The distance measuring unit 20 transmits the calculated distance LD to the focus lens driving unit FD.
(9) The focus lens driving unit FD drives the focus lens so that the imaging optical system 10 is focused on the image sensor IS using the received distance LD.
(10) Hereinafter, (1) to (8) are repeated.
*** *** *** *** *** *** *** ***
<Procedure for controlling the direction of the imaging optical system 10 by the direction control device HD so that one point P1 of the object Ojt matches the target display point Pt in the screen G1>
(1) The direction control means 40 receives in advance information on the target display point Pt set in advance from the memory unit MY.
(2) The direction control means 40 calculates a horizontal angle control amount Δφ and an elevation angle control amount Δθ from the coordinates (x1, y1) of P1 and the target display point Pt (xt, yt).
(3) The direction control means 40 transmits information of the calculated horizontal angle control amount Δφ and elevation control amount Δθ to the direction control device HD via the bus Bus.
(4) The direction control device HD receives information on the horizontal angle control amount Δφ and the elevation angle control amount Δθ from the direction control means 40 via the bus Bus.
(5) The direction control device HD drives (2) the motor M1 and the motor M2 by changing the horizontal angle φ and the elevation angle θ according to the control amount of the flat angle control amount Δφ and the elevation angle control amount Δθ, The orientation of the imaging optical system 10 is controlled so that one point P1 of the object Ojt coincides with the target display point Pt in the screen G1.
(6) Hereinafter, (2) to (5) are repeated.
*** *** *** *** *** *** *** ***
<LD = f × B / ΔX …… Calculation method of equation (2)>
Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
Since two triangles (gray part) sandwiched between OP1 and the optical axis are similar, the following equation is obtained.
Δx1 / f = B2 / LD (Expression (2-1))
Since the two triangles (gray part) sandwiched between OP2 and the optical axis are similar, the following equation is obtained.
Δx2 / f = B2 / LD (2-2) formula
The following formula is obtained from the formula (2-1) + formula (2-2).
(Δx1 + Δx2) / f = (B1 + B2) / LD (2-3)
Here, Δx1 + Δx2 = ΔX, B1 + B2 = B,
ΔX / f = B / LD (2-4) equation
Equation (2-4) is modified to obtain equation (2).
LD = f × B / ΔX (2) formula

Means for solving the problems are the inventions described in the claims of the present application, and specific means for solving the problems are as follows.
-1st invention (Invention of Claim 1)
A first invention for solving the above problems (the invention according to claim 1)
A pair of imaging elements IS that images the object Ojt, a pair of imaging optical system 10 that forms an image of the object on the pair of imaging elements IS, and images G1 and G2 acquired by the imaging element IS , A distance measuring means 20 for calculating a distance LD to the object Ojt, and a focal point of the imaging optical system 10 using the distance LD calculated by the distance measuring means 20. A high-magnification electronic device comprising an automatic focus adjusting means 30 for driving a focus lens so as to match the imaging element IS, a pointing device PD for inputting one point P1 of the object Ojt to be observed, and a phase difference detection unit DU In the binoculars 100,
When the phase difference detection device DU acquires the coordinates (x1, y1) of one point P1 of the object Ojt input by the pointing device PD in the image G1, it sets the observation region SO1 centered on the point P1 and sets the observation region SO1. The observation image G01 which is the image G1 in SO1 is acquired, and in the image G2, the point P2 (x2, y2) is set so as to satisfy the expression (1), and each point obtained by translating the observation region SO1 is translated. An observation image G02 that is an image G2 in the observation region SO2 is set by setting the observation region SO2 centered on P2, and the observation image G01 and the observation image G02 are changed by changing the x-direction displacement Δx (cm). After calculating the coincident x-direction displacement Δx, that is, the phase difference ΔX (cm), the difference detection unit DU sends information on the phase difference ΔX to the distance measuring means 20, and the distance measuring means With 0, the calculated [Delta] X (2) are substituted into equation to calculate the distance LD to said object OJT,
The high-power electronic binoculars 100 is characterized in that the focus lens driving unit FD drives the focus lens so that the imaging optical system 10 is focused on the image sensor IS using the calculated distance LD.
x2 = x1 + Δx, y2 = y1 (1)
LD = f × B / ΔX (2) formula
Where f: focal length (cm) of the imaging optical system 10
B: Distance between the two imaging optical systems 10 (cm)
Δx: displacement in x direction (cm)
ΔX: Phase difference (cm)
-Second invention (Invention described in claim 2)
A second invention for solving the above problems (the invention according to claim 2)
With respect to the difference image ΔG12 between the observation image G01 and the observation image G02, by changing the displacement Δx (cm), Δx = ΔX that minimizes the CRV (Δ) in the expression (3) is set to the observation image G01 and the observation image G02. The high-power electronic binoculars 100 according to claim 1, wherein the high-magnification electronic binoculars 100 are calculated as x-direction displacements that coincide with each other.
CRV (Δx) = δ (1) +... + Δ (i) +... + Δ (N) (3)
Here, the image evaluation function when CRV (Δx): x2 = x1 + Δx
δ (i) = | G01 (i) −G02 (i) |
G01 (i): pixel value of the observation image G01
G02 (i): Pixel value of the observation image G01
i: natural number, i = 1 to N
N: a natural number and the number of pixels of the observation images G01 and G02
Δx: displacement in x direction (cm)
ΔX: Phase difference (cm)
-3rd invention (Invention of Claim 3)
A third invention for solving the above problems (the invention according to claim 3)
Even if the object Ojt is a moving object or a stationary object, the direction control device HD calculates control amounts Δφ and Δθ based on (Dx, Dy) calculated by the following formulas, and performs control. The orientation of the imaging optical system 10 is controlled according to the amounts Δφ and Δθ so that one point P1 of the object Ojt coincides with the target display point Pt in the screen G1. The high magnification electronic binoculars 100 described.
(Dx, Dy) = ((xt−x1), (yt−y1)) (4-1)
Here, the xy coordinates of the target display point P in the screen G1 are (xt, yt).
(Δφ, Δθ) = (− Dx / f, −Dy / f) (4-2) formula
-4th invention (Invention of Claim 4)
A fourth invention (the invention according to claim 4) for solving the above problem is
Even if the object Ojt is a moving object or a stationary object, the coordinates (x1, x2) of one point P1 of the object Ojt are calculated every moment,
The direction control device HD calculates the control amounts Δφ and Δθ based on (Dx, Dy) calculated by the following formulas, and according to the control amounts Δφ and Δθ, one point P1 of the object Ojt is the target display in the screen G1. The high-power electronic binoculars 100 according to any one of claims 1 to 3, wherein the orientation of the imaging optical system 10 is controlled so as to coincide with the point Pt.
(Dx, Dy) = ((xt−x1), (yt−y1)) (4-1)
Here, the xy coordinates of the target display point P in the screen G1 are (xt, yt).
(Δφ, Δθ) = (− Dx / f, −Dy / f) (4-2) formula
○ Fifth invention (Invention according to claim 5)
A fifth invention for solving the above problems (the invention according to claim 5)
The high-magnification electronic binoculars 100 according to any one of claims 1 to 4, wherein the two images G1 and G2 acquired by the pair of imaging elements IS are recorded in a recording device MU.
-6th invention (Invention of Claim 6)
A sixth invention for solving the above problems (the invention according to claim 6)
6. The high magnification electronic binoculars 100 according to any one of claims 1 to 5, wherein the pair of image forming optical systems 10 comprises a single focus lens, a variable focal length lens, or a telephoto zoom lens.
-7th invention (Invention of Claim 7)
A seventh invention for solving the above problems (the invention according to claim 7)
The pair of display units D for displaying the images G1 and G2 are head-mounted displays, and the high-magnification electronic binoculars 100 according to any one of claims 1 to 6.
○ Eighth Invention (Invention of Claim 8)
The eighth invention (the invention according to claim 8) for solving the above problems is
The high magnification electronic binoculars 100 according to any one of claims 1 to 7, wherein the observation areas SO1 and S02 are rectangular, circle, or ellipse.

本発明に係る高倍率電子双眼鏡100は、上記のような特徴的構成要件から構成され、特徴的構成要件に応じた、以下のような本願発明特有の効果を奏する。
また、上記の各発明に応じた、上記のような特徴的構成要件から構成された高倍率電子双眼鏡100によれば、本願発明の課題を十分解消することができた。
○第1の発明の効果
第1の発明によれば、
対象物Ojtを撮像する一対の撮像素子ISと、当該一対の撮像素子ISに対象物の像を結像する一対の結像光学系10と、前記撮像素子ISにより取得された画像G1、画像G2を表示する一対の表示部Dと、前記対象物Ojtまでの距離LDを算出する測距手段20と、該測距手段20により算出された前記距離LDを用いて前記結像光学系10の焦点を前記撮像素子ISに合わせるようにフォーカスレンズを駆動する自動焦点調節手段30と、観察しようとする対象物Ojtの一点P1を入力するポインティングデバイスPDと位相差検出装置DUを備えてなる高倍率電子双眼鏡100において、
位相差検出装置DUは、画像G1においてポインティングデバイスPDにより入力された対象物Ojtの一点P1の座標(x1、y1)を取得すると、当該点P1を中心とする観察領域SO1を設定して観察領域SO1に有る画像G1である観察画像G01を取得すると共に、画像G2において、点P2(x2、y2)を(1)式を充足するように設定して、観察領域SO1を平行移動したそれぞれの点P2を中心とする観察領域SO2を設定して観察領域SO2に有る画像G2である観察画像G02を取得するものとし、x方向変位Δx(cm)を変化させて、観察画像G01と観察画像G02が一致するx方向変位Δx、すなわち、位相差ΔX(cm)を算出した後、差分検出装置DUは位相差ΔXの情報を測距手段20に送り、測距手段20は、算出したΔXを(2)式に代入して、前記対象物Ojtまでの距離LDを算出すると共に、
フォーカスレンズ駆動部FDが、算出された距離LDを用いて前記結像光学系10の焦点を前記撮像素子ISに合わせるようにフォーカスレンズを駆動することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第5課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
x2=x1+Δx、y2=y1……(1)式
LD=f×B/ΔX……(2)式
ここに、f:結像光学系10の焦点距離(cm)
B:2つの結像光学系10の距離(cm)
Δx:x方向変位(cm)
ΔX:位相差(cm)
○第2の発明の効果
第2の発明によれば、
観察画像G01と観察画像G02の差分画像ΔG12に対して、変位Δx(cm)を変化させて、(3)式のCRV(Δ)を最小にするΔx=ΔXを、観察画像G01と観察画像G02が一致するx方向変位であるとして算出することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第5課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
CRV(Δx)=δ(1)+…+δ(i)+…+δ(N)……(3)式
ここに、CRV(Δx):x2=x1+Δxの時の画像評価関数
δ(i)=|G01(i)−G02(i)|
G01(i): 観察画像G01の画素値
G02(i): 観察画像G01の画素値
i:自然数であって、i=1〜N
N:自然数であって、観察画像G01、G02の画素数
Δx:x方向変位(cm)
ΔX:位相差(cm)
○第3の発明の効果
第3の発明によれば、
対象物Ojtが動く対象物、あるいは、静止した対象物であっても、方向制御装置HDが、以下の式で算出した(Dx,Dy)に基づいて、制御量Δφ、Δθを算出し、制御量Δφ、Δθに従って、対象物Ojtの一点P1が画面G1内の目標表示点Ptと一致するように結像光学系10の向きを制御することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第5課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
(Dx,Dy)=((xt−x1),(yt−y1))……(4−1)式
ここに、画面G1内の目標表示点Pのxy座標を(xt、yt)とする。
(Δφ,Δθ)=(−Dx/f,−Dy/f)……(4−2)式
○第4の発明の効果
第4の発明によれば、
対象物Ojtが動く対象物、あるいは、静止した対象物であっても、対象物Ojtの一点P1の座標(x1、x2)を時々刻々算出し、
方向制御装置HDが、以下の式で算出した(Dx,Dy)に基づいて、制御量Δφ、Δθを算出し、制御量Δφ、Δθに従って、対象物Ojtの一点P1が画面G1内の目標表示点Ptと一致するように結像光学系10の向きを制御することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第5課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
(Dx,Dy)=((xt−x1),(yt−y1))……(4−1)式
ここに、画面G1内の目標表示点Pのxy座標を(xt、yt)とする。
(Δφ,Δθ)=(−Dx/f,−Dy/f)……(4−2)式
○第5の発明の効果
第5の発明によれば、
前記一対の撮像素子ISにより取得された2つの画像G1、G2は、録画装置MUに記録されることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第5課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第6の発明の効果
第6の発明によれば、
一対の結像光学系10が、単焦点レンズ、又は、可変焦点距離レンズ、望遠ズームレンズからなるこという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第5課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第7の発明の効果
第7の発明によれば、
画像G1、G2を表示する一対の表示部Dが、ヘッドマウントディスプレイであることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第5課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
○第8の発明の効果
第8の発明によれば、
観察領域SO1、S02が、長方形又は円又は楕円であることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第5課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
The high-magnification electronic binoculars 100 according to the present invention is composed of the above-described characteristic configuration requirements, and has the following effects specific to the present invention according to the characteristic configuration requirements.
In addition, according to the high-magnification electronic binoculars 100 configured according to the above-described characteristic configuration requirements according to each of the above-described inventions, the problems of the present invention can be sufficiently solved.
○ Effect of the first invention According to the first invention,
A pair of imaging elements IS that images the object Ojt, a pair of imaging optical system 10 that forms an image of the object on the pair of imaging elements IS, and images G1 and G2 acquired by the imaging element IS , A distance measuring means 20 for calculating a distance LD to the object Ojt, and a focal point of the imaging optical system 10 using the distance LD calculated by the distance measuring means 20. A high-magnification electronic device comprising an automatic focus adjusting means 30 for driving a focus lens so as to match the imaging element IS, a pointing device PD for inputting one point P1 of the object Ojt to be observed, and a phase difference detection unit DU In the binoculars 100,
When the phase difference detection device DU acquires the coordinates (x1, y1) of one point P1 of the object Ojt input by the pointing device PD in the image G1, it sets the observation region SO1 centered on the point P1 and sets the observation region SO1. The observation image G01 which is the image G1 in SO1 is acquired, and in the image G2, the point P2 (x2, y2) is set so as to satisfy the expression (1), and each point obtained by translating the observation region SO1 is translated. An observation image G02 that is an image G2 in the observation region SO2 is set by setting the observation region SO2 centered on P2, and the observation image G01 and the observation image G02 are changed by changing the x-direction displacement Δx (cm). After calculating the coincident x-direction displacement Δx, that is, the phase difference ΔX (cm), the difference detection unit DU sends information on the phase difference ΔX to the distance measuring means 20, and the distance measuring means With 0, the calculated [Delta] X (2) are substituted into equation to calculate the distance LD to said object OJT,
The present invention is solved by the characteristic configuration requirement that the focus lens driving unit FD drives the focus lens so that the imaging optical system 10 is focused on the image sensor IS using the calculated distance LD. The first to fifth problems to be achieved could be achieved, and a remarkable effect that could not be predicted by those skilled in the art could be achieved.
x2 = x1 + Δx, y2 = y1 (1) Formula LD = f × B / ΔX (2) where f: focal length (cm) of the imaging optical system 10
B: Distance between the two imaging optical systems 10 (cm)
Δx: displacement in x direction (cm)
ΔX: Phase difference (cm)
○ Effect of the second invention According to the second invention,
With respect to the difference image ΔG12 between the observation image G01 and the observation image G02, by changing the displacement Δx (cm), Δx = ΔX that minimizes the CRV (Δ) in the expression (3) is set to the observation image G01 and the observation image G02. The first to fifth problems to be solved by the present invention can be achieved by the characteristic constitutional requirement that the calculation is performed assuming that the x-direction displacements coincide with each other, and a remarkable effect that cannot be predicted by those skilled in the art I was able to play.
CRV (Δx) = δ (1) +... + Δ (i) +... + Δ (N) (3) where: Image evaluation function when CRV (Δx): x2 = x1 + Δx
δ (i) = | G01 (i) −G02 (i) |
G01 (i): pixel value of the observation image G01
G02 (i): Pixel value of the observation image G01
i: natural number, i = 1 to N
N: a natural number and the number of pixels of the observation images G01 and G02
Δx: displacement in x direction (cm)
ΔX: Phase difference (cm)
○ Effect of the third invention According to the third invention,
Even if the object Ojt is a moving object or a stationary object, the direction control device HD calculates control amounts Δφ and Δθ based on (Dx, Dy) calculated by the following formulas, and performs control. The present invention will solve the characteristic configuration requirement that the orientation of the imaging optical system 10 is controlled so that one point P1 of the object Ojt coincides with the target display point Pt in the screen G1 according to the amounts Δφ and Δθ. The first to fifth problems can be achieved, and a remarkable effect unpredictable by those skilled in the art can be achieved.
(Dx, Dy) = ((xt−x1), (yt−y1)) (4-1) Equation Here, the xy coordinates of the target display point P in the screen G1 are (xt, yt).
(Δφ, Δθ) = (− Dx / f, −Dy / f) (4-2) Equation ○ Effect of the Fourth Invention According to the fourth invention,
Even if the object Ojt is a moving object or a stationary object, the coordinates (x1, x2) of one point P1 of the object Ojt are calculated every moment,
The direction control device HD calculates the control amounts Δφ and Δθ based on (Dx, Dy) calculated by the following formulas, and according to the control amounts Δφ and Δθ, one point P1 of the object Ojt is the target display in the screen G1. The first to fifth problems to be solved by the present invention can be achieved by the characteristic configuration requirement that the orientation of the imaging optical system 10 is controlled so as to coincide with the point Pt. It was possible to produce a remarkable effect that was impossible.
(Dx, Dy) = ((xt−x1), (yt−y1)) (4-1) Equation Here, the xy coordinates of the target display point P in the screen G1 are (xt, yt).
(Δφ, Δθ) = (− Dx / f, −Dy / f) (4-2) Formula ○ Effect of Fifth Invention According to the fifth invention,
The first to fifth problems to be solved by the present invention are achieved by the characteristic configuration requirement that the two images G1 and G2 acquired by the pair of imaging elements IS are recorded in the recording device MU. It was possible to achieve a remarkable effect that could not be predicted by those skilled in the art.
○ Effect of the sixth invention According to the sixth invention,
The first to fifth problems to be solved by the present invention are achieved by the characteristic configuration requirement that the pair of imaging optical systems 10 includes a single focus lens, a variable focal length lens, or a telephoto zoom lens. It was possible to achieve a remarkable effect that could not be predicted by those skilled in the art.
○ Effect of the seventh invention According to the seventh invention,
The first to fifth problems to be solved by the present invention can be achieved by the characteristic configuration requirement that the pair of display units D that display the images G1 and G2 are head mounted displays. The contractor was able to produce a remarkable effect that could not be predicted.
○ Effect of the eighth invention According to the eighth invention,
The first to fifth problems to be solved by the present invention can be achieved by the characteristic configuration requirement that the observation areas SO1 and S02 are rectangular, circle, or ellipse, which is unpredictable by those skilled in the art. A remarkable effect was achieved.

以下、本発明に係る、高倍率電子双眼鏡100に関する最良の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
[図1]図1は、本願発明に係る電子双眼鏡100を表す模式図である。
[図2]図2は、測距手段20における位相差Δxを算出する方法を三角測量の原理に基づいて説明する図である。
[図3]図3は、画像G1、G2と、画像G1、G2に、観察領域SO1、SO2の設定により取得した観察画像G01、G02を表す図である。
図3(A)図は、対象物をOjtを撮像した画像G1と、画像G1内に設定される観察領域SO1を表す図である。
図3(B)図は対象物をOjtを撮像した画像G2と、画像G2内に設定される観察領域SO2を表す図である。
図3(C)図は、観察領域SO1内の画像G1を抽出した画像SO1を表す図である。図3(D)図は、観察領域SO2内の画像G2を抽出した画像SO2を表す図である。
[図4]図4は、本願発明に係る電子双眼鏡100を使用する状態を示すステップ図を表している。
[図5]図5は、本願発明に係る方向制御装置HDの構成を表す図である。
[図6]図6は、本願発明に係る電子双眼鏡100のシステム構成図を表している。
[図7]図7は、位相差ΔXは、画像評価関数CRV(Δx)の近似曲線を最小とするx方向変位Δxとして算出されることを示す図である。Δx2=x1+j×Δ(j=0、1、…)に対するCRV(Δx)の算出データを●でプロットしたものであり、近似曲線(最尤曲線法で近似式は算出される。あるいはスプライン曲線でも近似式は算出される。)を算出し、算出した近似曲線から近似曲線を最小とするx方向変位Δx(近似曲線の微分地が0となるx方向変位Δxが求まり)が求まり、求まった近似曲線を最小とするx方向変位Δxが、位相差ΔXである。
[図8]図8は、制御量(Δφ,Δθ)が、(Δφ,Δθ)=(Dx/f,Dy/f)……(4−2)式と表されることを示す図である。

以下、本発明に係る、高倍率電子双眼鏡100について、図面を参照しながら説明する。
11111**************************************************
上記の高倍率電子双眼鏡100において、
対象物Ojtを撮像する一対の撮像素子ISと、当該一対の撮像素子ISに対象物の像を結像する一対の結像光学系10と、前記撮像素子ISにより取得された画像G1、画像G2を表示する一対の表示部Dと、前記対象物Ojtまでの距離LDを算出する測距手段20と、該測距手段20により算出された前記距離LDを用いて前記結像光学系10の焦点を前記撮像素子ISに合わせるようにフォーカスレンズを駆動する自動焦点調節手段30と、観察しようとする対象物Ojtの一点P1を入力するポインティングデバイスPDと位相差検出装置DUを備えてなる高倍率電子双眼鏡100において、
位相差検出装置DUは、画像G1においてポインティングデバイスPDにより入力された対象物Ojtの一点P1の座標(x1、y1)を取得すると、当該点P1を中心とする観察領域SO1を設定して観察領域SO1に有る画像G1である観察画像G01を取得すると共に、画像G2において、点P2(x2、y2)を(1)式を充足するように設定して、観察領域SO1を平行移動したそれぞれの点P2を中心とする観察領域SO2を設定して観察領域SO2に有る画像G2である観察画像G02を取得するものとし、x方向変位Δx(cm)を変化させて、観察画像G01と観察画像G02が一致するx方向変位Δx、すなわち、位相差ΔX(cm)を算出した後、差分検出装置DUは位相差ΔXの情報を測距手段20に送り、測距手段20は、算出したΔXを(2)式に代入して、前記対象物Ojtまでの距離LDを算出すると共に、
フォーカスレンズ駆動部FDが、算出された距離LDを用いて前記結像光学系10の焦点を前記撮像素子ISに合わせるようにフォーカスレンズを駆動することを特徴とする高倍率電子双眼鏡100が開示されている。
x2=x1+Δx、y2=y1……(1)式
LD=f×B/ΔX……(2)式
ここに、f:結像光学系10の焦点距離(cm)
B:2つの結像光学系10の距離(cm)
Δx:x方向変位(cm)
ΔX:位相差(cm)
○第1の発明の効果
第1の発明によれば、
対象物Ojtを撮像する一対の撮像素子ISと、当該一対の撮像素子ISに対象物の像を結像する一対の結像光学系10と、前記撮像素子ISにより取得された画像G1、画像G2を表示する一対の表示部Dと、前記対象物Ojtまでの距離LDを算出する測距手段20と、該測距手段20により算出された前記距離LDを用いて前記結像光学系10の焦点を前記撮像素子ISに合わせるようにフォーカスレンズを駆動する自動焦点調節手段30と、観察しようとする対象物Ojtの一点P1を入力するポインティングデバイスPDと位相差検出装置DUを備えてなる高倍率電子双眼鏡100において、
位相差検出装置DUは、画像G1においてポインティングデバイスPDにより入力された対象物Ojtの一点P1の座標(x1、y1)を取得すると、当該点P1を中心とする観察領域SO1を設定して観察領域SO1に有る画像G1である観察画像G01を取得すると共に、画像G2において、点P2(x2、y2)を(1)式を充足するように設定して、観察領域SO1を平行移動したそれぞれの点P2を中心とする観察領域SO2を設定して観察領域SO2に有る画像G2である観察画像G02を取得するものとし、x方向変位Δx(cm)を変化させて、観察画像G01と観察画像G02が一致するx方向変位Δx、すなわち、位相差ΔX(cm)を算出した後、差分検出装置DUは位相差ΔXの情報を測距手段20に送り、測距手段20は、算出したΔXを(2)式に代入して、前記対象物Ojtまでの距離LDを算出すると共に、
フォーカスレンズ駆動部FDが、算出された距離LDを用いて前記結像光学系10の焦点を前記撮像素子ISに合わせるようにフォーカスレンズを駆動することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第5課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
x2=x1+Δx、y2=y1……(1)式
LD=f×B/ΔX……(2)式
ここに、f:結像光学系10の焦点距離(cm)
B:2つの結像光学系10の距離(cm)
Δx:x方向変位(cm)
ΔX:位相差(cm)
○第1の発明の効果
第1の発明によれば、
対象物Ojtを撮像する一対の撮像素子ISと、当該一対の撮像素子ISに対象物の像を結像する一対の結像光学系10と、前記撮像素子ISにより取得された画像G1、画像G2を表示する一対の表示部Dと、前記対象物Ojtまでの距離LDを算出する測距手段20と、該測距手段20により算出された前記距離LDを用いて前記結像光学系10の焦点を前記撮像素子ISに合わせるようにフォーカスレンズを駆動する自動焦点調節手段30と、観察しようとする対象物Ojtの一点P1を入力するポインティングデバイスPDと位相差検出装置DUを備えてなる高倍率電子双眼鏡100において、
位相差検出装置DUは、画像G1においてポインティングデバイスPDにより入力された対象物Ojtの一点P1の座標(x1、y1)を取得すると、当該点P1を中心とする観察領域SO1を設定して観察領域SO1に有る画像G1である観察画像G01を取得すると共に、画像G2において、点P2(x2、y2)を(1)式を充足するように設定して、観察領域SO1を平行移動したそれぞれの点P2を中心とする観察領域SO2を設定して観察領域SO2に有る画像G2である観察画像G02を取得するものとし、x方向変位Δx(cm)を変化させて、観察画像G01と観察画像G02が一致するx方向変位Δx、すなわち、位相差ΔX(cm)を算出した後、差分検出装置DUは位相差ΔXの情報を測距手段20に送り、測距手段20は、算出したΔXを(2)式に代入して、前記対象物Ojtまでの距離LDを算出すると共に、
フォーカスレンズ駆動部FDが、算出された距離LDを用いて前記結像光学系10の焦点を前記撮像素子ISに合わせるようにフォーカスレンズを駆動することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第5課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
x2=x1+Δx、y2=y1……(1)式
LD=f×B/ΔX……(2)式
ここに、f:結像光学系10の焦点距離(cm)
B:2つの結像光学系10の距離(cm)
Δx:x方向変位(cm)
ΔX:位相差(cm)
22222**************************************************
上記の高倍率電子双眼鏡100において、
観察画像G01と観察画像G02の差分画像ΔG12に対して、変位Δx(cm)を変化させて、(3)式のCRV(Δ)を最小にするΔx=ΔXを、観察画像G01と観察画像G02が一致するx方向変位であるとして算出することを特徴とする請求項1に記載された高倍率電子双眼鏡100が開示されている。
CRV(Δx)=δ(1)+…+δ(i)+…+δ(N)……(3)式
ここに、CRV(Δx):x2=x1+Δxの時の画像評価関数
δ(i)=|G01(i)−G02(i)|
G01(i): 観察画像G01の画素値
G02(i): 観察画像G01の画素値
i:自然数であって、i=1〜N
N:自然数であって、観察画像G01、G02の画素数
Δx:x方向変位(cm)
ΔX:位相差(cm)
○第2の発明の効果
第2の発明によれば、
観察画像G01と観察画像G02の差分画像ΔG12に対して、変位Δx(cm)を変化させて、(3)式のCRV(Δ)を最小にするΔx=ΔXを、観察画像G01と観察画像G02が一致するx方向変位であるとして算出することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第5課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。 CRV(Δx)=δ(1)+…+δ(i)+…+δ(N)……(3)式
ここに、CRV(Δx):x2=x1+Δxの時の画像評価関数
δ(i)=|G01(i)−G02(i)|
G01(i): 観察画像G01の画素値
G02(i): 観察画像G01の画素値
i:自然数であって、i=1〜N
N:自然数であって、観察画像G01、G02の画素数
Δx:x方向変位(cm)
ΔX:位相差(cm)
33333**************************************************
上記の高倍率電子双眼鏡100において、
対象物Ojtが動く対象物、あるいは、静止した対象物であっても、方向制御装置HDが、以下の式で算出した(Dx,Dy)に基づいて、制御量Δφ、Δθを算出し、制御量Δφ、Δθに従って、対象物Ojtの一点P1が画面G1内の目標表示点Ptと一致するように結像光学系10の向きを制御することを特徴とする請求項1〜2の何れかに記載された高倍率電子双眼鏡100が開示されている。
(Dx,Dy)=((xt−x1),(yt−y1))……(4−1)式
ここに、画面G1内の目標表示点Pのxy座標を(xt、yt)とする。
(Δφ,Δθ)=(−Dx/f,−Dy/f)……(4−2)式
○第3の発明の効果
第3の発明によれば、
対象物Ojtが動く対象物、あるいは、静止した対象物であっても、方向制御装置HDが、以下の式で算出した(Dx,Dy)に基づいて、制御量Δφ、Δθを算出し、制御量Δφ、Δθに従って、対象物Ojtの一点P1が画面G1内の目標表示点Ptと一致するように結像光学系10の向きを制御することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第5課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
(Dx,Dy)=((xt−x1),(yt−y1))……(4−1)式
ここに、画面G1内の目標表示点Pのxy座標を(xt、yt)とする。
(Δφ,Δθ)=(−Dx/f,−Dy/f)……(4−2)式
という特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第5課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
44444**************************************************
上記の高倍率電子双眼鏡100において、
対象物Ojtが動く対象物、あるいは、静止した対象物であっても、対象物Ojtの一点P1の座標(x1、x2)を時々刻々算出し、
方向制御装置HDが、以下の式で算出した(Dx,Dy)に基づいて、制御量Δφ、Δθを算出し、制御量Δφ、Δθに従って、対象物Ojtの一点P1が画面G1内の目標表示点Ptと一致するように結像光学系10の向きを制御することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載された高倍率電子双眼鏡100が開示されている。
(Dx,Dy)=((xt−x1),(yt−y1))……(4−1)式
ここに、画面G1内の目標表示点Pのxy座標を(xt、yt)とする。
(Δφ,Δθ)=(−Dx/f,−Dy/f)……(4−2)式
○第4の発明の効果
第4の発明によれば、
対象物Ojtが動く対象物、あるいは、静止した対象物であっても、対象物Ojtの一点P1の座標(x1、x2)を時々刻々算出し、
方向制御装置HDが、以下の式で算出した(Dx,Dy)に基づいて、制御量Δφ、Δθを算出し、制御量Δφ、Δθに従って、対象物Ojtの一点P1が画面G1内の目標表示点Ptと一致するように結像光学系10の向きを制御することという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第5課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
(Dx,Dy)=((xt−x1),(yt−y1))……(4−1)式
ここに、画面G1内の目標表示点Pのxy座標を(xt、yt)とする。
(Δφ,Δθ)=(−Dx/f,−Dy/f)……(4−2)式
55555高倍率電子双眼鏡100**************************************************
上記の高倍率電子双眼鏡100において、
前記一対の撮像素子ISにより取得された2つの画像G1、G2は、録画装置MUに記録されることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載された高倍率電子双眼鏡100が開示されている。
○第5の発明の効果
第5の発明によれば、
前記一対の撮像素子ISにより取得された2つの画像G1、G2は、録画装置MUに記録されることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第5課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
66666**************************************************
上記の高倍率電子双眼鏡100において、
一対の結像光学系10が、単焦点レンズ、又は、可変焦点距離レンズ、望遠ズームレンズからなるこを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載された高倍率電子双眼鏡100が開示されている。
○第6の発明の効果
第6の発明によれば、
一対の結像光学系10が、単焦点レンズ、又は、可変焦点距離レンズ、望遠ズームレンズからなるこという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第5課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
77777**************************************************
上記の高倍率電子双眼鏡100において、
画像G1、G2を表示する一対の表示部Dが、ヘッドマウントディスプレイであることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載された高倍率電子双眼鏡100が開示されている。
○第7の発明の効果
第7の発明によれば、
画像G1、G2を表示する一対の表示部Dが、ヘッドマウントディスプレイであることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第5課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
88888**************************************************
上記の高倍率電子双眼鏡100において、
観察領域SO1、S02が、長方形又は円又は楕円であることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載された高倍率電子双眼鏡100が開示されている。
○第8の発明の効果
第8の発明によれば、
観察領域SO1、S02が、長方形又は円又は楕円であることという特徴的な構成要件により、本発明が解決しようとする第1課題〜第5課題を達成することができ、当業者予測不可能な顕著な効果を奏することができた。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best embodiment relating to the high magnification electronic binoculars 100 according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an electronic binocular 100 according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a method of calculating a phase difference Δx in the distance measuring means 20 based on the principle of triangulation.
[FIG. 3] FIG. 3 is a diagram showing observation images G01 and G02 acquired by setting the observation areas SO1 and SO2 in the images G1 and G2 and the images G1 and G2.
FIG. 3A is a diagram illustrating an image G1 obtained by capturing an object Ojt and an observation region SO1 set in the image G1.
FIG. 3B is a diagram illustrating an image G2 obtained by capturing an object Ojt and an observation region SO2 set in the image G2.
FIG. 3C shows an image SO1 obtained by extracting the image G1 in the observation region SO1. FIG. 3D shows an image SO2 obtained by extracting the image G2 in the observation region SO2.
FIG. 4 is a step diagram showing a state in which the electronic binoculars 100 according to the present invention are used.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a direction control device HD according to the present invention.
[FIG. 6] FIG. 6 shows a system configuration diagram of the electronic binoculars 100 according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing that the phase difference ΔX is calculated as an x-direction displacement Δx that minimizes an approximate curve of the image evaluation function CRV (Δx). The calculation data of CRV (Δx) for Δx2 = x1 + j × Δ (j = 0, 1,...) Is plotted with ●, and an approximate curve (approximation formula is calculated by the maximum likelihood curve method, or a spline curve). The approximate expression is calculated.) And the x-direction displacement Δx that minimizes the approximate curve (the x-direction displacement Δx at which the derivative of the approximate curve is 0) is obtained from the calculated approximate curve, and the obtained approximation The x-direction displacement Δx that minimizes the curve is the phase difference ΔX.
[FIG. 8] FIG. 8 is a diagram showing that the controlled variables (Δφ, Δθ) are expressed as (Δφ, Δθ) = (Dx / f, Dy / f) (4-2). .

The high-power electronic binoculars 100 according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
11111 ************************************************************* *
In the above high magnification electronic binoculars 100,
A pair of imaging elements IS that images the object Ojt, a pair of imaging optical system 10 that forms an image of the object on the pair of imaging elements IS, and images G1 and G2 acquired by the imaging element IS , A distance measuring means 20 for calculating a distance LD to the object Ojt, and a focal point of the imaging optical system 10 using the distance LD calculated by the distance measuring means 20. A high-magnification electronic device comprising an automatic focus adjusting means 30 for driving a focus lens so as to match the imaging element IS, a pointing device PD for inputting one point P1 of the object Ojt to be observed, and a phase difference detection unit DU In the binoculars 100,
When the phase difference detection device DU acquires the coordinates (x1, y1) of one point P1 of the object Ojt input by the pointing device PD in the image G1, it sets the observation region SO1 centered on the point P1 and sets the observation region SO1. The observation image G01 which is the image G1 in SO1 is acquired, and in the image G2, the point P2 (x2, y2) is set so as to satisfy the expression (1), and each point obtained by translating the observation region SO1 is translated. An observation image G02 that is an image G2 in the observation region SO2 is set by setting the observation region SO2 centered on P2, and the observation image G01 and the observation image G02 are changed by changing the x-direction displacement Δx (cm). After calculating the coincident x-direction displacement Δx, that is, the phase difference ΔX (cm), the difference detection unit DU sends information on the phase difference ΔX to the distance measuring means 20, and the distance measuring means With 0, the calculated [Delta] X (2) are substituted into equation to calculate the distance LD to said object OJT,
A high-magnification electronic binocular 100 is disclosed in which the focus lens driving unit FD drives the focus lens so that the imaging optical system 10 is focused on the image sensor IS using the calculated distance LD. ing.
x2 = x1 + Δx, y2 = y1 (1) Formula LD = f × B / ΔX (2) where f: focal length (cm) of the imaging optical system 10
B: Distance between the two imaging optical systems 10 (cm)
Δx: displacement in x direction (cm)
ΔX: Phase difference (cm)
○ Effect of the first invention According to the first invention,
A pair of imaging elements IS that images the object Ojt, a pair of imaging optical system 10 that forms an image of the object on the pair of imaging elements IS, and images G1 and G2 acquired by the imaging element IS , A distance measuring means 20 for calculating a distance LD to the object Ojt, and a focal point of the imaging optical system 10 using the distance LD calculated by the distance measuring means 20. A high-magnification electronic device comprising an automatic focus adjusting means 30 for driving a focus lens so as to match the imaging element IS, a pointing device PD for inputting one point P1 of the object Ojt to be observed, and a phase difference detection unit DU In the binoculars 100,
When the phase difference detection device DU acquires the coordinates (x1, y1) of one point P1 of the object Ojt input by the pointing device PD in the image G1, it sets the observation region SO1 centered on the point P1 and sets the observation region SO1. The observation image G01 which is the image G1 in SO1 is acquired, and in the image G2, the point P2 (x2, y2) is set so as to satisfy the expression (1), and each point obtained by translating the observation region SO1 is translated. An observation image G02 that is an image G2 in the observation region SO2 is set by setting the observation region SO2 centered on P2, and the observation image G01 and the observation image G02 are changed by changing the x-direction displacement Δx (cm). After calculating the coincident x-direction displacement Δx, that is, the phase difference ΔX (cm), the difference detection unit DU sends information on the phase difference ΔX to the distance measuring means 20, and the distance measuring means With 0, the calculated [Delta] X (2) are substituted into equation to calculate the distance LD to said object OJT,
The present invention is solved by the characteristic configuration requirement that the focus lens driving unit FD drives the focus lens so that the imaging optical system 10 is focused on the image sensor IS using the calculated distance LD. The first to fifth problems to be achieved could be achieved, and a remarkable effect that could not be predicted by those skilled in the art could be achieved.
x2 = x1 + Δx, y2 = y1 (1) Formula LD = f × B / ΔX (2) where f: focal length (cm) of the imaging optical system 10
B: Distance between the two imaging optical systems 10 (cm)
Δx: displacement in x direction (cm)
ΔX: Phase difference (cm)
○ Effect of the first invention According to the first invention,
A pair of imaging elements IS that images the object Ojt, a pair of imaging optical system 10 that forms an image of the object on the pair of imaging elements IS, and images G1 and G2 acquired by the imaging element IS , A distance measuring means 20 for calculating a distance LD to the object Ojt, and a focal point of the imaging optical system 10 using the distance LD calculated by the distance measuring means 20. A high-magnification electronic device comprising an automatic focus adjusting means 30 for driving a focus lens so as to match the imaging element IS, a pointing device PD for inputting one point P1 of the object Ojt to be observed, and a phase difference detection unit DU In the binoculars 100,
When the phase difference detection device DU acquires the coordinates (x1, y1) of one point P1 of the object Ojt input by the pointing device PD in the image G1, it sets the observation region SO1 centered on the point P1 and sets the observation region SO1. The observation image G01 which is the image G1 in SO1 is acquired, and in the image G2, the point P2 (x2, y2) is set so as to satisfy the expression (1), and each point obtained by translating the observation region SO1 is translated. An observation image G02 that is an image G2 in the observation region SO2 is set by setting the observation region SO2 centered on P2, and the observation image G01 and the observation image G02 are changed by changing the x-direction displacement Δx (cm). After calculating the coincident x-direction displacement Δx, that is, the phase difference ΔX (cm), the difference detection unit DU sends information on the phase difference ΔX to the distance measuring means 20, and the distance measuring means With 0, the calculated [Delta] X (2) are substituted into equation to calculate the distance LD to said object OJT,
The present invention is solved by the characteristic configuration requirement that the focus lens driving unit FD drives the focus lens so that the imaging optical system 10 is focused on the image sensor IS using the calculated distance LD. The first to fifth problems to be achieved could be achieved, and a remarkable effect that could not be predicted by those skilled in the art could be achieved.
x2 = x1 + Δx, y2 = y1 (1) Formula LD = f × B / ΔX (2) where f: focal length (cm) of the imaging optical system 10
B: Distance between the two imaging optical systems 10 (cm)
Δx: displacement in x direction (cm)
ΔX: Phase difference (cm)
22222 ************************************************************* *
In the above high magnification electronic binoculars 100,
With respect to the difference image ΔG12 between the observation image G01 and the observation image G02, by changing the displacement Δx (cm), Δx = ΔX that minimizes the CRV (Δ) in the expression (3) is set to the observation image G01 and the observation image G02. The high-power electronic binoculars 100 according to claim 1, wherein the high-magnification electronic binoculars 100 are calculated as x-direction displacements that coincide with each other.
CRV (Δx) = δ (1) +... + Δ (i) +... + Δ (N) (3) where: Image evaluation function when CRV (Δx): x2 = x1 + Δx
δ (i) = | G01 (i) −G02 (i) |
G01 (i): pixel value of the observation image G01
G02 (i): Pixel value of the observation image G01
i: natural number, i = 1 to N
N: a natural number and the number of pixels of the observation images G01 and G02
Δx: displacement in x direction (cm)
ΔX: Phase difference (cm)
○ Effect of the second invention According to the second invention,
With respect to the difference image ΔG12 between the observation image G01 and the observation image G02, by changing the displacement Δx (cm), Δx = ΔX that minimizes the CRV (Δ) in the expression (3) is set to the observation image G01 and the observation image G02. The first to fifth problems to be solved by the present invention can be achieved by the characteristic constitutional requirement that the calculation is performed assuming that the x-direction displacements coincide with each other, and a remarkable effect that cannot be predicted by those skilled in the art I was able to play. CRV (Δx) = δ (1) +... + Δ (i) +... + Δ (N) (3) where: Image evaluation function when CRV (Δx): x2 = x1 + Δx
δ (i) = | G01 (i) −G02 (i) |
G01 (i): pixel value of the observation image G01
G02 (i): Pixel value of the observation image G01
i: natural number, i = 1 to N
N: a natural number and the number of pixels of the observation images G01 and G02
Δx: displacement in x direction (cm)
ΔX: Phase difference (cm)
33333 ********************************************************** *
In the above high magnification electronic binoculars 100,
Even if the object Ojt is a moving object or a stationary object, the direction control device HD calculates control amounts Δφ and Δθ based on (Dx, Dy) calculated by the following formulas, and performs control. The orientation of the imaging optical system 10 is controlled according to the amounts Δφ and Δθ so that one point P1 of the object Ojt coincides with the target display point Pt in the screen G1. The described high magnification electronic binoculars 100 are disclosed.
(Dx, Dy) = ((xt−x1), (yt−y1)) (4-1) Equation Here, the xy coordinates of the target display point P in the screen G1 are (xt, yt).
(Δφ, Δθ) = (− Dx / f, −Dy / f) (4-2) Equation ○ Effect of the Third Invention According to the third invention,
Even if the object Ojt is a moving object or a stationary object, the direction control device HD calculates control amounts Δφ and Δθ based on (Dx, Dy) calculated by the following formulas, and performs control. The present invention will solve the characteristic configuration requirement that the orientation of the imaging optical system 10 is controlled so that one point P1 of the object Ojt coincides with the target display point Pt in the screen G1 according to the amounts Δφ and Δθ. The first to fifth problems can be achieved, and a remarkable effect unpredictable by those skilled in the art can be achieved.
(Dx, Dy) = ((xt−x1), (yt−y1)) (4-1) Equation Here, the xy coordinates of the target display point P in the screen G1 are (xt, yt).
(Δφ, Δθ) = (− Dx / f, −Dy / f). The first to fifth problems to be solved by the present invention are achieved by the characteristic constitutional requirement of the expression (4-2). It was possible to achieve a remarkable effect that could not be predicted by those skilled in the art.
44444 ********************************************************** *
In the above high magnification electronic binoculars 100,
Even if the object Ojt is a moving object or a stationary object, the coordinates (x1, x2) of one point P1 of the object Ojt are calculated every moment,
The direction control device HD calculates the control amounts Δφ and Δθ based on (Dx, Dy) calculated by the following formulas, and according to the control amounts Δφ and Δθ, one point P1 of the object Ojt is the target display in the screen G1. The high-magnification electronic binoculars 100 according to any one of claims 1 to 3, wherein the orientation of the imaging optical system 10 is controlled so as to coincide with the point Pt.
(Dx, Dy) = ((xt−x1), (yt−y1)) (4-1) Equation Here, the xy coordinates of the target display point P in the screen G1 are (xt, yt).
(Δφ, Δθ) = (− Dx / f, −Dy / f) (4-2) Equation ○ Effect of the Fourth Invention According to the fourth invention,
Even if the object Ojt is a moving object or a stationary object, the coordinates (x1, x2) of one point P1 of the object Ojt are calculated every moment,
The direction control device HD calculates the control amounts Δφ and Δθ based on (Dx, Dy) calculated by the following formulas, and according to the control amounts Δφ and Δθ, one point P1 of the object Ojt is the target display in the screen G1. The first to fifth problems to be solved by the present invention can be achieved by the characteristic configuration requirement that the orientation of the imaging optical system 10 is controlled so as to coincide with the point Pt. It was possible to produce a remarkable effect that was impossible.
(Dx, Dy) = ((xt−x1), (yt−y1)) (4-1) Equation Here, the xy coordinates of the target display point P in the screen G1 are (xt, yt).
(Δφ, Δθ) = (− Dx / f, −Dy / f) (4-2) Formula 55555 High-magnification electronic binoculars 100 ************ *** *** *** *** *** *** *** ***
In the above high magnification electronic binoculars 100,
The high-magnification electronic binoculars 100 according to any one of claims 1 to 4, wherein the two images G1 and G2 acquired by the pair of imaging elements IS are recorded in a recording device MU. ing.
○ Effect of the fifth invention According to the fifth invention,
The first to fifth problems to be solved by the present invention are achieved by the characteristic configuration requirement that the two images G1 and G2 acquired by the pair of imaging elements IS are recorded in the recording device MU. It was possible to achieve a remarkable effect that could not be predicted by those skilled in the art.
66666 ********************************************************** *
In the above high magnification electronic binoculars 100,
The high-power electronic binoculars 100 according to any one of claims 1 to 5, wherein the pair of imaging optical systems 10 is composed of a single focus lens, a variable focal length lens, or a telephoto zoom lens. ing.
○ Effect of the sixth invention According to the sixth invention,
The first to fifth problems to be solved by the present invention are achieved by the characteristic configuration requirement that the pair of imaging optical systems 10 includes a single focus lens, a variable focal length lens, or a telephoto zoom lens. It was possible to achieve a remarkable effect that could not be predicted by those skilled in the art.
77777 ******************************************** *
In the above high magnification electronic binoculars 100,
The pair of display units D for displaying the images G1 and G2 are head mounted displays, and the high-magnification electronic binoculars 100 according to any one of claims 1 to 6 is disclosed.
○ Effect of the seventh invention According to the seventh invention,
The first to fifth problems to be solved by the present invention can be achieved by the characteristic configuration requirement that the pair of display units D that display the images G1 and G2 are head mounted displays. The contractor was able to produce a remarkable effect that could not be predicted.
88888 ******************************************* *
In the above high magnification electronic binoculars 100,
The high-magnification electronic binoculars 100 according to any one of claims 1 to 7, wherein the observation regions SO1 and S02 are rectangles, circles, or ellipses.
○ Effect of the eighth invention According to the eighth invention,
The first to fifth problems to be solved by the present invention can be achieved by the characteristic configuration requirement that the observation areas SO1 and S02 are rectangular, circle, or ellipse, which is unpredictable by those skilled in the art. A remarkable effect was achieved.

図1は、本願発明に係る電子双眼鏡100を表す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an electronic binocular 100 according to the present invention. 図2は、測距手段20における位相差Δxを算出する方法を三角測量の原理に基づいて説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a method of calculating the phase difference Δx in the distance measuring means 20 based on the principle of triangulation. 図3は、画像G1、G2と、画像G1、G2に、観察領域SO1、SO2の設定により取得した観察画像G01、G02を表す図である。図3(A)図は、対象物をOjtを撮像した画像G1と、画像G1内に設定される観察領域SO1を表す図である。図3(B)図は対象物をOjtを撮像した画像G2と、画像G2内に設定される観察領域SO2を表す図である。図3(C)図は、観察領域SO1内の画像G1を抽出した画像SO1を表す図である。図3(D)図は、観察領域SO2内の画像G2を抽出した画像SO2を表す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating observation images G01 and G02 acquired by setting the observation regions SO1 and SO2 in the images G1 and G2 and the images G1 and G2. FIG. 3A is a diagram illustrating an image G1 obtained by capturing an object Ojt and an observation region SO1 set in the image G1. FIG. 3B is a diagram illustrating an image G2 obtained by capturing an object Ojt and an observation region SO2 set in the image G2. FIG. 3C shows an image SO1 obtained by extracting the image G1 in the observation region SO1. FIG. 3D shows an image SO2 obtained by extracting the image G2 in the observation region SO2. 図4は、本願発明に係る電子双眼鏡100を使用する状態を示すステップ図を表している。FIG. 4 is a step diagram showing a state in which the electronic binoculars 100 according to the present invention are used. 図5は、本願発明に係る方向制御装置HDの構成を表す図である。FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the direction control device HD according to the present invention. 図6は、本願発明に係る電子双眼鏡100のシステム構成図を表している。FIG. 6 shows a system configuration diagram of the electronic binoculars 100 according to the present invention. 図7は、位相差ΔXは、画像評価関数CRV(Δx)の近似曲線を最小とするx方向変位Δxとして算出されることを示す図である。Δx2=x1+j×Δ(j=0、1、…)に対するCRV(Δx)の算出データを●でプロットしたものであり、近似曲線(最優曲線法で近似式は算出される。)を算出し、算出した近似曲線から近似曲線を最小とするx方向変位Δxが求まり、求まった近似曲線を最小とするx方向変位Δxが、位相差ΔXである。FIG. 7 is a diagram showing that the phase difference ΔX is calculated as an x-direction displacement Δx that minimizes the approximate curve of the image evaluation function CRV (Δx). The calculation data of CRV (Δx) for Δx2 = x1 + j × Δ (j = 0, 1,...) Is plotted with ●, and an approximate curve (an approximate expression is calculated by the maximum likelihood curve method) is calculated. The x-direction displacement Δx that minimizes the approximate curve is obtained from the calculated approximate curve, and the x-direction displacement Δx that minimizes the obtained approximate curve is the phase difference ΔX. 図8は、制御量(Δφ,Δθ)が、(Δφ,Δθ)=(Dx/f,Dy/f)……(4−2)式と表されることを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing that the controlled variables (Δφ, Δθ) are expressed as (Δφ, Δθ) = (Dx / f, Dy / f) (4-2).

100……高倍率電子双眼鏡
10……結像光学系
IS……撮像素子
D……表示部
O……対象物(静止した対象物、動く対象物)
PD……ポインティングデバイス
99……システムコントローラー
GR……画像受信手段
GU……画像演算手段
20……測距手段
30……焦点調節手段
40……対象物方向制御手段
CU……演算部
MY……メモリー部
GD……画像表示手段
Bus……画像表示手段
FD……フォーカスレンズ駆動部FD
HD……対象物方向制御装置
D……表示部
MU……録画装置




100 …… High-power electronic binoculars 10 …… Image-forming optical system IS …… Image sensor D …… Display unit O …… Object (stationary object, moving object)
PD …… Pointing device 99 …… System controller GR …… Image receiving means GU …… Image calculating means 20 …… Distance measuring means 30 …… Focus adjusting means 40 …… Object direction control means CU …… Calculating unit MY …… Memory section GD …… Image display means Bus …… Image display means FD …… Focus lens drive section FD
HD …… Target direction control device D …… Display unit MU …… Recording device




Claims (8)

対象物Ojtを撮像する一対の撮像素子ISと、当該一対の撮像素子ISに対象物の像を結像する一対の結像光学系10と、前記撮像素子ISにより取得された画像G1、画像G2を表示する一対の表示部Dと、前記対象物Ojtまでの距離LDを算出する測距手段20と、該測距手段20により算出された前記距離LDを用いて前記結像光学系10の焦点を前記撮像素子ISに合わせるようにフォーカスレンズを駆動する自動焦点調節手段30と、観察しようとする対象物Ojtの一点P1を入力するポインティングデバイスPDと位相差検出装置DUを備えてなる高倍率電子双眼鏡100において、
位相差検出装置DUは、画像G1においてポインティングデバイスPDにより入力された対象物Ojtの一点P1の座標(x1、y1)を取得すると、当該点P1を中心とする観察領域SO1を設定して観察領域SO1に有る画像G1である観察画像G01を取得すると共に、画像G2において、点P2(x2、y2)を(1)式を充足するように設定して、観察領域SO1を平行移動したそれぞれの点P2を中心とする観察領域SO2を設定して観察領域SO2に有る画像G2である観察画像G02を取得するものとし、x方向変位Δx(cm)を変化させて、観察画像G01と観察画像G02が一致するx方向変位Δx、すなわち、位相差ΔX(cm)を算出した後、差分検出装置DUは位相差ΔXの情報を測距手段20に送り、測距手段20は、算出したΔXを(2)式に代入して、前記対象物Ojtまでの距離LDを算出すると共に、
フォーカスレンズ駆動部FDが、算出された距離LDを用いて前記結像光学系10の焦点を前記撮像素子ISに合わせるようにフォーカスレンズを駆動することを特徴とする高倍率電子双眼鏡100。
x2=x1+Δx、y2=y1……(1)式
LD=f×B/ΔX……(2)式
ここに、f:結像光学系10の焦点距離(cm)
B:2つの結像光学系10の距離(cm)
Δx:x方向変位(cm)
ΔX:位相差(cm)
A pair of imaging elements IS that images the object Ojt, a pair of imaging optical system 10 that forms an image of the object on the pair of imaging elements IS, and images G1 and G2 acquired by the imaging element IS , A distance measuring means 20 for calculating a distance LD to the object Ojt, and a focal point of the imaging optical system 10 using the distance LD calculated by the distance measuring means 20. A high-magnification electronic device comprising an automatic focus adjusting means 30 for driving a focus lens so as to match the imaging element IS, a pointing device PD for inputting one point P1 of the object Ojt to be observed, and a phase difference detection unit DU In the binoculars 100,
When the phase difference detection device DU acquires the coordinates (x1, y1) of one point P1 of the object Ojt input by the pointing device PD in the image G1, it sets the observation region SO1 centered on the point P1 and sets the observation region SO1. The observation image G01 which is the image G1 in SO1 is acquired, and in the image G2, the point P2 (x2, y2) is set so as to satisfy the expression (1), and each point obtained by translating the observation region SO1 is translated. An observation image G02 that is an image G2 in the observation region SO2 is set by setting the observation region SO2 centered on P2, and the observation image G01 and the observation image G02 are changed by changing the x-direction displacement Δx (cm). After calculating the coincident x-direction displacement Δx, that is, the phase difference ΔX (cm), the difference detection unit DU sends information on the phase difference ΔX to the distance measuring means 20, and the distance measuring means With 0, the calculated [Delta] X (2) are substituted into equation to calculate the distance LD to said object OJT,
The high-power electronic binoculars 100, wherein the focus lens driving unit FD drives the focus lens so that the imaging optical system 10 is focused on the image sensor IS using the calculated distance LD.
x2 = x1 + Δx, y2 = y1 (1) Formula LD = f × B / ΔX (2) where f: focal length (cm) of the imaging optical system 10
B: Distance between the two imaging optical systems 10 (cm)
Δx: displacement in x direction (cm)
ΔX: Phase difference (cm)
観察画像G01と観察画像G02の差分画像ΔG12に対して、変位Δx(cm)を変化させて、(3)式のCRV(Δ)を最小にするΔx=ΔXを、観察画像G01と観察画像G02が一致するx方向変位であるとして算出することを特徴とする請求項1に記載された高倍率電子双眼鏡100。
CRV(Δx)=δ(1)+…+δ(i)+…+δ(N)……(3)式
ここに、CRV(Δx):x2=x1+Δxの時の画像評価関数
δ(i)=|G01(i)−G02(i)|
G01(i): 観察画像G01の画素値
G02(i): 観察画像G01の画素値
i:自然数であって、i=1〜N
N:自然数であって、観察画像G01、G02の画素数
Δx:x方向変位(cm)
ΔX:位相差(cm)
With respect to the difference image ΔG12 between the observation image G01 and the observation image G02, by changing the displacement Δx (cm), Δx = ΔX that minimizes the CRV (Δ) in the expression (3) is set to the observation image G01 and the observation image G02. The high-power electronic binoculars 100 according to claim 1, wherein the high-power electronic binoculars 100 are calculated as x-direction displacements that coincide with each other.
CRV (Δx) = δ (1) +... + Δ (i) +... + Δ (N) (3) where: Image evaluation function when CRV (Δx): x2 = x1 + Δx
δ (i) = | G01 (i) −G02 (i) |
G01 (i): pixel value of the observation image G01
G02 (i): Pixel value of the observation image G01
i: natural number, i = 1 to N
N: a natural number and the number of pixels of the observation images G01 and G02
Δx: displacement in x direction (cm)
ΔX: Phase difference (cm)
対象物Ojtが動く対象物、あるいは、静止した対象物であっても、方向制御装置HDが、以下の式で算出した(Dx,Dy)に基づいて、制御量Δφ、Δθを算出し、制御量Δφ、Δθに従って、対象物Ojtの一点P1が画面G1内の目標表示点Ptと一致するように結像光学系10の向きを制御することを特徴とする請求項1〜2の何れかに記載された高倍率電子双眼鏡100。
(Dx,Dy)=((xt−x1),(yt−y1))……(4−1)式
ここに、画面G1内の目標表示点Pのxy座標を(xt、yt)とする。
(Δφ,Δθ)=(−Dx/f,−Dy/f)……(4−2)式
を特徴とする請求項1〜2の何れかに記載された高倍率電子双眼鏡100。
Even if the object Ojt is a moving object or a stationary object, the direction control device HD calculates control amounts Δφ and Δθ based on (Dx, Dy) calculated by the following formulas, and performs control. The orientation of the imaging optical system 10 is controlled according to the amounts Δφ and Δθ so that one point P1 of the object Ojt coincides with the target display point Pt in the screen G1. The high magnification electronic binoculars 100 described.
(Dx, Dy) = ((xt−x1), (yt−y1)) (4-1) Equation Here, the xy coordinates of the target display point P in the screen G1 are (xt, yt).
(Δφ, Δθ) = (− Dx / f, −Dy / f) (4-2) The high-power electronic binoculars 100 according to any one of claims 1 and 2.
対象物Ojtが動く対象物、あるいは、静止した対象物であっても、対象物Ojtの一点P1の座標(x1、x2)を時々刻々算出し、
方向制御装置HDが、以下の式で算出した(Dx,Dy)に基づいて、制御量Δφ、Δθを算出し、制御量Δφ、Δθに従って、対象物Ojtの一点P1が画面G1内の目標表示点Ptと一致するように結像光学系10の向きを制御することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載された高倍率電子双眼鏡100。
(Dx,Dy)=((xt−x1),(yt−y1))……(4−1)式
ここに、画面G1内の目標表示点Pのxy座標を(xt、yt)とする。
(Δφ,Δθ)=(−Dx/f,−Dy/f)……(4−2)式
Even if the object Ojt is a moving object or a stationary object, the coordinates (x1, x2) of one point P1 of the object Ojt are calculated every moment,
The direction control device HD calculates the control amounts Δφ and Δθ based on (Dx, Dy) calculated by the following formulas, and according to the control amounts Δφ and Δθ, one point P1 of the object Ojt is the target display in the screen G1. The high-magnification electronic binoculars 100 according to any one of claims 1 to 4, wherein the orientation of the imaging optical system 10 is controlled so as to coincide with the point Pt.
(Dx, Dy) = ((xt−x1), (yt−y1)) (4-1) Equation Here, the xy coordinates of the target display point P in the screen G1 are (xt, yt).
(Δφ, Δθ) = (− Dx / f, −Dy / f) (4-2) formula
前記一対の撮像素子ISにより取得された2つの画像G1、G2は、録画装置MUに記録されることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載された高倍率電子双眼鏡100。   The high-magnification electronic binoculars 100 according to any one of claims 1 to 4, wherein two images G1 and G2 acquired by the pair of imaging elements IS are recorded in a recording device MU. 一対の結像光学系10が、単焦点レンズ、又は、可変焦点距離レンズ、望遠ズームレンズからなることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載された高倍率電子双眼鏡100。   6. The high magnification electronic binoculars 100 according to any one of claims 1 to 5, wherein the pair of image forming optical systems 10 includes a single focus lens, a variable focal length lens, or a telephoto zoom lens. 画像G1、G2を表示する一対の表示部Dが、ヘッドマウントディスプレイであることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載された高倍率電子双眼鏡100。   The pair of display units D for displaying the images G1 and G2 are head mounted displays, and the high-magnification electronic binoculars 100 according to any one of claims 1 to 6. 観察領域SO1、S02が、長方形又は円又は楕円であることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載された高倍率電子双眼鏡100。   The high-magnification electronic binoculars 100 according to any one of claims 1 to 7, wherein the observation areas SO1 and S02 are rectangles, circles, or ellipses.
JP2017019150A 2017-02-04 2017-02-04 High magnification electronic binoculars Pending JP2018124523A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017019150A JP2018124523A (en) 2017-02-04 2017-02-04 High magnification electronic binoculars

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017019150A JP2018124523A (en) 2017-02-04 2017-02-04 High magnification electronic binoculars

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2018124523A true JP2018124523A (en) 2018-08-09

Family

ID=63109604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017019150A Pending JP2018124523A (en) 2017-02-04 2017-02-04 High magnification electronic binoculars

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2018124523A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11206356B1 (en) 2020-06-05 2021-12-21 Canon Kabushiki Kaisha Apparatus, method of same, and storage medium that utilizes captured images having different angles of view

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11206356B1 (en) 2020-06-05 2021-12-21 Canon Kabushiki Kaisha Apparatus, method of same, and storage medium that utilizes captured images having different angles of view

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10382699B2 (en) Imaging system and method of producing images for display apparatus
CN105744163B (en) A kind of video camera and image capture method based on depth information tracking focusing
US20170256040A1 (en) Self-Image Augmentation
US7768571B2 (en) Optical tracking system using variable focal length lens
JP5385470B2 (en) Frame-linked 2D / 3D camera system
US11190698B2 (en) Imaging apparatus, control method for imaging apparatus, information processing apparatus, and storage medium
US20090059364A1 (en) Systems and methods for electronic and virtual ocular devices
US9667853B2 (en) Image-capturing apparatus
CN103747183A (en) Mobile phone shooting focusing method
CN111062987A (en) Virtual matrix type three-dimensional measurement and information acquisition device based on multiple acquisition regions
CN209279885U (en) Image capture device, 3D information comparison and mating object generating means
KR20190040015A (en) Augmented Reality Devices and Methods
JP2013148599A (en) Display device
TW200527907A (en) Autofocus control method, autofocus controller, and image processor
JP3501359B2 (en) All-focus imaging method and stereoscopic display method
CN110088662B (en) Imaging system and method for generating background image and focusing image
TWI693828B (en) Image-capturing device and method for operating the same
US9172860B2 (en) Computational camera and method for setting multiple focus planes in a captured image
WO2021221341A1 (en) Augmented reality device and control method for same
US20160275657A1 (en) Imaging apparatus, image processing apparatus and method of processing image
US10429632B2 (en) Microscopy system, microscopy method, and computer-readable recording medium
JP2018124523A (en) High magnification electronic binoculars
JP7254562B2 (en) Imaging device and its control device
US11803101B2 (en) Method for setting the focus of a film camera
JP5223096B2 (en) 3D video shooting control system, 3D video shooting control method, and program