WO2019193726A1 - 距離検出装置、光学機器、及び距離検出装置の姿勢検出方法 - Google Patents

距離検出装置、光学機器、及び距離検出装置の姿勢検出方法 Download PDF

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WO2019193726A1
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sensor
distance
detection device
blur
attitude
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PCT/JP2018/014636
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仁 大室
雅弘 塩澤
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株式会社ニコンビジョン
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G02B27/64—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image
    • G02B27/646—Imaging systems using optical elements for stabilisation of the lateral and angular position of the image compensating for small deviations, e.g. due to vibration or shake

Definitions

  • the present invention relates to a distance detection device, an optical apparatus, and a posture detection method of the distance detection device.
  • a distance detection device also simply referred to as a distance measuring device
  • an image blur correction also referred to as camera shake correction
  • the direction of the reference axis ie, azimuth and angle
  • the direction in which the light is actually irradiated ie, ranging
  • Direction is not reflected.
  • a distance detecting device that irradiates light and measures a distance to an object, the first sensor detecting the posture of the distance detecting device, and the blur detected by the blur detecting sensor.
  • a blur correction optical system driven based on the amount, a second sensor for detecting a position of the blur correction optical system, and a processing unit for determining a light irradiation angle based on detection results of the first sensor and the second sensor.
  • an optical apparatus having an observation optical system for observing an object, based on a first sensor for detecting the attitude of the optical apparatus and a blur amount detected by the blur detection sensor.
  • a shake correction optical system that is driven, a second sensor that detects a position of the shake correction optical system, and a processing unit that determines an observation angle of the object based on detection results of the first sensor and the second sensor.
  • An optical instrument is provided.
  • a distance detection device that irradiates light and measures a distance to an object, the first sensor that detects the attitude of the distance detection device, and the blur detected by the blur detection sensor.
  • a blur correction optical system driven based on the amount and a second sensor for detecting the position of the blur correction optical system, and when there is no blur, the first angle based on the detection result of the first sensor
  • a distance detecting device is provided that corrects the first angle using the correction angle determined based on the detection result of the second sensor to determine the second angle.
  • a posture detection method for a distance detection device that irradiates light and measures a distance to an object, the step of detecting the posture of the distance detection device, and a vibration detection sensor.
  • FIG. 1 shows a configuration of a distance measuring device according to the present embodiment.
  • the relationship between the reference axis and the irradiation direction in a state before the image blur correction function is activated is shown.
  • the relationship between the reference axis and the irradiation direction when the image blur correction function is activated is shown.
  • the relationship between a collimation index and a reference axis when the image blur correction function is not activated is shown.
  • the relationship between a collimation index and a reference axis and the detection target of a displacement sensor in a state where the image blur correction function is operating is shown.
  • direction correction is shown.
  • An example of angle correction is shown.
  • movement flow of the measuring method of the measurement direction which concerns on this embodiment, the distance to a target object, and the height of a target object is shown.
  • FIG. 1 shows a configuration of a distance measuring device 10 according to the present embodiment.
  • the distance measuring device 10 is a distance detection device that irradiates light and measures the distance and / or height to an object.
  • the measurement light deflected by the function is irradiated. It is possible to determine the irradiation direction (that is, the measurement direction).
  • the direction in which the light projecting unit 100 emits the measurement light along the reference axis L 0 that is, the arrow direction of the light beam B 3
  • the opposite direction that is, the arrow direction of the light beam A 3 is the rear direction.
  • the aircraft of the distance measuring apparatus 10 i.e., a housing for accommodating the each component
  • the direction is a direction in a reference coordinate determined by a horizontal plane passing through the aircraft (ie, an arbitrarily defined first axis on the horizontal plane and a second axis perpendicular thereto) and a vertical axis (ie, the third axis).
  • the distance measuring device 10 includes a light projecting unit 100, a reticle plate 140, an eyepiece 150, a correcting unit 400, a control unit 132, a detecting unit 200, a converting unit 240, and a processing unit 300.
  • Light projecting portion 100 (also referred to simply as light) measuring light to the object along the reference axis L 0 is a unit for irradiating.
  • the light projecting unit 100 includes a light emitting unit 130, an erecting prism 120, and an objective lens 110.
  • the light emitting unit 130 emits pulsed measurement light (that is, the light beam B 1 ) toward the erecting prism 120 with a constant period using a light source.
  • a light source for example, a semiconductor laser that oscillates infrared rays can be employed.
  • the light emitting unit 130 emits a predetermined number, for example, 320 measurement beams at a constant cycle, for example, a cycle of 500 to 700 ⁇ sec, in one distance measurement operation.
  • the erecting prism 120 is an optical element that sends measurement light emitted from the light emitting unit 130 forward and sends incident light to the rear eyepiece 150.
  • a roof prism, a porro prism or the like can be employed as the erecting prism 120 .
  • the erecting prism 120 reflects the light in the visible light band and transmits the light in the infrared band, and the total reflection surface 124 having a high reflectance with respect to both the visible light band and the infrared band. , 126.
  • the measurement light (light beam B 1 ) is transmitted through the dichroic reflection surface 122 by the erecting prism 120 and reflected by the total reflection surface 124 and propagates forward in the light projecting unit 100 as the light beam B 2 .
  • Incident light (light A 1 ) is reflected by the dichroic reflection surface 122, total reflection surfaces 124 and 126, and other reflection surfaces in the erecting prism 120. Thereby, the inverted mirror image formed by the incident light beam is inverted to an erect image.
  • the objective lens 110 is an optical element that collimates the light beam B 2 that is output from the erecting prism 120 and enters through a correction lens 410 described later, and sends the collimated light beam B 3 to the front of the distance measuring device 10.
  • the reticle plate 140 is a plate-like optical element provided with a reticle, and is arranged at the focal position of the objective lens 110. In the present embodiment, reticle plate 140 is driven in a plane perpendicular to the optical axis of a collimation unit (described later) that apparently coincides with optical axis L of the measurement light.
  • the reticle plate 140 includes a collimation index 141 and a display unit 142.
  • the collimation index 141 has a cross-shaped shape as an example, and may have other shapes such as a rectangular frame and a circular frame.
  • the collimation index 141 may be formed on a plate transparent to visible light by printing, etching, or the like, or may be displayed using transmissive liquid crystal.
  • the display unit 142 uses a transmissive liquid crystal or the like to show the measurement result of the distance and / or height to the object to the user using characters, images, and the like. Instead of providing the display unit 142 directly on the reticle plate 140, a reflective liquid crystal and an optical system that guides a display image using the liquid crystal to the reticle plate 140 may be used. In addition to the distance and / or height to the object determined by the processing unit 300, the display unit 142 displays the measurement light irradiation direction (measurement direction), the remaining battery level, an alert, a clock, and the like. Also good.
  • the irradiation direction of the measurement light on the display unit 142, the irradiation direction in which the measurement light deflected by the correction lens is actually irradiated as will be described later can be obtained even when the attitude of the aircraft is shaken. It can be shown to the user.
  • Eyepiece 150 is an optical element to be sent to the rear as ray A 3 condenses incident light.
  • the front end of the distance measuring device 10 faces the rear end of the erecting prism 120.
  • the objective lens 110, the erecting prism 120, the reticle plate 140, and the eyepiece lens 150 constitute a collimation unit in which the user collimates the distance measuring device 10 with respect to the object.
  • the collimation unit shares a part of the optical system with the light projecting unit 100, so that the apparent optical axes of the light projecting unit 100 and the collimation unit in the distance measuring device 10 coincide.
  • the light ray A 1 propagating within the range of the prospective angle of the objective lens 110 enters the collimation unit.
  • the light ray A 1 is condensed as a light ray A 2 through the objective lens 110 and emitted as a light ray A 3 to the rear of the distance measuring device 10 through the erecting prism 120, the reticle plate 140, and the eyepiece lens 150. Thereby, the user can observe an erect image of the object through the eyepiece 150.
  • the collimation index 141 arranged on the reticle plate 140 is superimposed on the image of the object observed by the user through the eyepiece 150. Thereby, the user can collimate the distance measuring device 10 on the object. In this case, since the apparent optical axes of the light projecting unit 100 and the collimation unit coincide as described above, the measurement light is irradiated to the position indicated by the collimation index 141.
  • the correction unit 400 is a unit that corrects image blur by deflecting light according to the shake of the attitude of the distance measuring device 10, and includes a correction lens 410, a drive unit 420, a correction control unit 430, a first sensor 440, and a shake detection sensor. 442, a second sensor 450, and a reticle control unit 143.
  • a series of image blur correction operations is also referred to as a correction operation.
  • the correction lens 410 is an example of a blur correction optical system that deflects measurement light (light beam B 3 ).
  • Correcting lens 410 is disposed on the reference axis L 0 between the objective lens 110 and the erecting prism 120, a direction intersecting the reference axis L 0 (to each other within a plane perpendicular to the reference axis L 0 is in this embodiment
  • the measurement light is deflected by displacing in two orthogonal directions (referred to as changing the optical axis direction irradiated with the measurement light).
  • an internal focusing lens can be employed.
  • a vari-angle prism that can be deformed non-objectively with respect to the central axis may be employed.
  • the position of the correction lens 410 is predetermined, the optical axis passing through the measuring light when in the reference position, for example not displaced a reference axis L 0.
  • Driver 420 is controlled by the correction control unit 430 is a unit for driving in a direction intersecting the correction lens 410 to the reference axis L 0.
  • the drive unit 420 includes, for example, a voice coil motor and a piezoelectric motor.
  • the correction control unit 430 is a unit that drives and controls the correction lens 410 via the drive unit 420.
  • the correction control unit 430 determines the target drive amount of the correction lens 410 based on the detection result of the shake amount of the airframe acquired from the first sensor 440 (particularly, the shake detection sensor 442), and sets the target drive amount and the second sensor 450.
  • the drive of the correction lens 410 is feedback-controlled by controlling the drive unit 420 based on the detection result of the position of the correction lens 410 acquired from the displacement sensor 451. Thereby, the position of the correction lens 410 can be controlled with high accuracy.
  • the first sensor 440 is a sensor or a sensor group that detects the attitude of the airframe including the distance measuring device 10, and includes an attitude sensor 441 as an example.
  • the first sensor 440 is provided on the casing of the distance measuring device 10 or a circuit board fixed in the casing, whereby the detection result of the first sensor 440 reflects the posture of the body.
  • the attitude means a time-average orientation and inclination of the aircraft, and is represented by an orientation (that is, an orientation in a horizontal plane) ⁇ and an angle (that is, an angle with respect to a horizontal plane or a vertical axis) ⁇ in reference coordinates.
  • the angle can be detected from the detection result of the angular velocity or acceleration by an inclination sensor such as an angular velocity sensor or an acceleration sensor, and the direction can be detected by an orientation sensor such as a geomagnetic sensor.
  • the measurable angle range is, for example, ⁇ 89 degrees, and the azimuth range is, for example, ⁇ 180 degrees.
  • the shake detection sensor 442 is a sensor that detects a shake amount of the posture of the airframe including the distance measuring device 10.
  • the blur means a minute displacement from the time-average orientation and inclination of the airframe, in particular, a minute displacement of the azimuth and angle that accompanies a slight vibration of the airframe that may be caused by a hand shake or the like. And a small displacement ⁇ of an angle (pitching).
  • These minute displacements can be detected by, for example, a gyro sensor. These detection results are transmitted to the processing unit 300 and the correction control unit 430.
  • changes in the attitude of the aircraft and shake can be identified by, for example, the amount of displacement or displacement speed.
  • the attitude of the aircraft fluctuates within a range that can be corrected by driving the correction lens 410
  • the fluctuation is regarded as blurring.
  • the attitude of the aircraft fluctuates beyond the correction range
  • the fluctuation is regarded as a change in attitude. be able to.
  • the angle range which can be corrected is, for example, ⁇ 0.5 degrees, preferably ⁇ several degrees.
  • the fluctuation is regarded as a change in attitude
  • the fluctuation is regarded as a blur. It can be considered.
  • the second sensor 450 is a sensor group that detects the position of the blur correction optical system or the reticle plate 140, and includes displacement sensors 451 and 452 as an example.
  • the displacement sensor 451 is a sensor that detects the position of the correction lens 410 and uses the reference axis L 0 as a reference (x 0 , y 0 ), and the position (x, y) of the correction lens 410 in the biaxial direction perpendicular thereto. The detection result is output to the correction control unit 430 and the processing unit 300.
  • a magnetic sensor such as a Hall element or MR element
  • an optical sensor such as a laser interferometer, or the like can be used.
  • the displacement sensor 452 is a sensor that detects the position of the reticle plate 140, and uses the optical axis of the collimation system as a reference (p 0 , q 0 ) as a reference (p 0 , q 0 ), the position (p, q ) And the detection result is output to the reticle control unit 143 and the processing unit 300.
  • a magnetic sensor such as a Hall element or MR element
  • an optical sensor such as a laser interferometer, or the like can be used.
  • the reticle control unit 143 is a unit that drives and controls the reticle plate 140. Based on the detection result of the position of the reticle plate 140 acquired from the second sensor 450 (particularly, the displacement sensor 452), the reticle control unit 143 moves the reticle plate 140 to the optical axis of the collimation unit (apparently the light of the measurement light). Drive in a plane that intersects the axis L). Thereby, when the reticle plate 140 is displaced from the optical axis of the collimation part, it can be aligned on the optical axis.
  • the state before the image blur correction function by the correction unit 400 is activated, and the reference axis L 0 when the image blur correction function is activated and the irradiation direction in which the measurement light is actually irradiated (that is, the optical axis L). Shows the relationship.
  • the airframe that is, the distance measuring device 10) is performing a distance measurement operation in the horizontal direction
  • the airframe that is, the distance measuring device 10) is caused by camera shake as indicated by a white arrow in FIG. 2B.
  • Occurs the direction of the reference axis L 0 fluctuates, and the position on the object irradiated with the measurement light deviates from the target.
  • the correction unit 400 detects the shake of the attitude of the machine body from the detection result of the shake detection sensor 442, determines the shake amount, and determines the shake amount of the correction lens 410 according to the shake amount.
  • the target drive amount is determined, and the correction lens 410 is driven and controlled via the drive unit 420 based on the position (or displacement) of the correction lens 410 determined from the target drive amount and the detection result of the displacement sensor 451, so that the black
  • the position of the correction lens 410 is corrected as indicated by the painted arrow to deflect the measurement light.
  • blurring of the orientation of the reference axis L 0 is canceled optically, i.e.
  • the light (light beam B 3 ) continues to be irradiated onto the target on the object, thereby preventing blurring in the irradiation direction (that is, the measurement direction) in which the measurement light is irradiated and correcting the image blur.
  • the correction unit 400 may always perform a correction operation, or may perform the correction operation only when the distance measuring device 10 is used.
  • the distance measuring device 10 for example, when the user's eyes looking into the eyepiece 150 are detected, or when the user operates the operation button 133, any operation by the user is detected.
  • the correction operation by the correction unit 400 may be stopped when an operation by the user is not detected after a predetermined time.
  • the correction unit 400 is adopted a configuration in which image blur correction by driving in a direction intersecting the correction lens 410 to the reference axis L 0, not limited thereto, Driving the correction lens 410 in a direction inclined with respect to the reference axis L 0 , deforming the deformable optical element asymmetrically with respect to the reference axis L 0 , or any combination thereof, the blur correction optical system is A configuration may be adopted in which image blur correction is performed by driving and correcting the position or shape.
  • the second sensor 450 further includes a sensor that detects the inclination or shape of the correction lens 410.
  • the second sensor 450 may include a sensor that detects the deformation amount of the vari-angle prism.
  • the control unit 132 is a unit that controls the distance measurement operation by the light projecting unit 100 and the correction operation by the correction unit 400. For example, the control unit 132 adjusts the intensity, the number of times of emission, the period, and the like of the measurement light emitted from the light emitting unit 130, starts a distance measurement operation according to driving of the correction lens 410 in the correction unit 400, and performs measurement.
  • the light emission timing is transmitted to the processing unit 300. Thereby, the processing unit 300 can process the detection signal of the reflected light output from the detection unit 200 in accordance with the measurement light irradiation by the light projecting unit 100 after the image blur correction function is activated.
  • the control unit 132 includes an operation button 133 provided on the body of the distance measuring device 10, and when the user presses this button, the device is turned on to start a distance measuring operation described later.
  • the detection unit 200 is a unit that detects reflected light from the object and outputs a detection signal.
  • the detection unit 200 includes a light receiving lens 210, a band transmission filter 220, and a light receiving element 230.
  • the light receiving lens 210 is an optical element that collects reflected light (that is, the light beam C 1 ) from the object and sends it to the light receiving element 230 as the light beam C 2 .
  • the light receiving lens 210 has an optical axis different from that of the objective lens 110 of the light projecting unit 100.
  • the band transmission filter 220 is an optical element that transmits light in a narrow band including reflected light and blocks or attenuates light in other bands.
  • the band transmission filter 220 is disposed behind the light receiving lens 210.
  • the light receiving element 230 is an element that receives reflected light and outputs an electric signal (also referred to as a light receiving signal) corresponding to the intensity.
  • a light receiving signal also referred to as a light receiving signal
  • the light receiving element 230 for example, a photodiode, a phototransistor, or the like having sensitivity to the band of the measurement light can be employed.
  • the light receiving element 230 is disposed behind the band pass filter 220. From the viewpoint of eliminating the influence of background light on the measurement light, the light receiving area of the light receiving element 230 is preferably smaller.
  • the light beam C 1 reflected or scattered from the object positioned in front of the distance measuring device 10 enters the light receiving lens 210.
  • the light beam C 1 is collected by the light receiving lens 210, passes through the band-pass filter 220 as the light beam C 2 , and is received by the light receiving element 230.
  • the light receiving element 230 outputs a light reception signal corresponding to the intensity of the received light toward the conversion unit 240.
  • the conversion unit 240 is a unit that converts the light reception signal output from the light receiving element 230 and supplies the converted signal to the processing unit 300.
  • the conversion unit 240 amplifies the light reception signal output from the light receiving element 230, converts it into a binarized signal according to a predetermined threshold value, performs digital sampling, generates a signal synchronized with the sampling clock, and detects it as a detection signal.
  • the detection signal may be stored in a memory (not shown).
  • the processing unit 300 is a unit that determines a distance and a height to an object and an irradiation direction in which measurement light is irradiated (that is, a measurement direction).
  • the processing unit 300 determines a linear distance D to the irradiation point of the light on the object based on the detection result of the detection unit 200, and performs irradiation based on the detection results of the first sensor 440 and the second sensor 450.
  • the direction (azimuth ⁇ and angle ⁇ ) is determined, and the horizontal distance d to the target and the height H of the measurement light irradiation point on the target are determined based on the determined linear distance D and the irradiation directions ⁇ and ⁇ .
  • the height H means a height difference between the height at which the body of the distance measuring device 10 is located and the height at which the irradiation point of the measurement light on the object is located.
  • the linear distance D to the irradiation point of the measurement light on the object is a detection time from when the measurement light is irradiated by the light projecting unit 100 to when the reflected light is detected by the detection unit 200 based on the detection result of the detection unit 200.
  • the detection time T since the time required for the light to travel a distance corresponding to the reciprocation from the measurement position where the measurement light is emitted to the object is the detection time T, the light speed is reduced to one half of the detection time T. It will be multiplied.
  • the detection time T may be determined by averaging the results obtained for each of the multiple irradiations of the measurement light.
  • the irradiation direction (azimuth ⁇ and angle ⁇ ) is detected based on the direction (azimuth ⁇ 0 and angle ⁇ 0 ) of the reference axis L 0 determined based on the detection result of the first sensor 440 (attitude sensor 441) and the displacement sensor 451. It is determined by the angle correction amount determined based on the result, that is, by correcting the direction of the reference axis L 0 by the angle correction amount.
  • FIGS. 3A and 3B show the positional relationship between the collimation index 141 (the object image is superimposed thereon) and the reference axis L 0 when the image blur correction function is not activated and when it is activated.
  • the detection target of the displacement sensor 451 is shown.
  • the two reference axes that define the collimation coordinates x and y are optically parallel to a plane orthogonal to the reference axis L 0
  • the displacement of the correction lens 410 by the correction unit 400 is in collimation coordinates. corresponding to the displacement of the reference axis L 0 at.
  • the reference axis L 0 appears to shift from the center of the collimation index 141 as shown in FIG. 3B. That is, runout direction of the reference axis L 0 with the shake of the body, the reference axis L 0 misses the target on the object.
  • the image blur correction function is activated, the irradiation direction (that is, the optical axis L) in which the measurement light is irradiated continues to capture the target on the object.
  • the reference axis L 0 is shifted from the center (position x, y) of the collimation index 141, but the target on the object is collimated at the center of the collimation index 141 and the measurement light is irradiated.
  • Center of the reference axis L 0 (position x 0, y 0) of a reference collimation indicator 141 at this time i.e., the optical axis L
  • Z is an optical distance from the center of the light emitting unit 130 (conjugated to the collimation center O of the collimation index 141 on the reticle plate 140) to the correction lens 410.
  • the angle formed between the reference horizontal plane (XZ plane) and the irradiation direction of the light deflected by the correction lens 410 is the irradiation angle in the YZ plane, and is relative to the attitude of the airframe detected by the first sensor 440.
  • the displacement amount when the correction lens 410 is displaced and the displacement ⁇ X at the center of the collimation index 141 may not be the same displacement amount.
  • the ratio of the displacement amount at the center of the collimation index 141 to the displacement amount of the correction lens 410 is obtained in advance as a correction coefficient
  • the displacement amount of the correction lens 410 by the displacement sensor 451 is corrected using the correction coefficient.
  • the center displacement ⁇ X of the collimation index 141 can be obtained.
  • the angle correction amounts ( ⁇ , ⁇ ) may be calculated using the detection result of the displacement sensor 452 (positions p, q of the reticle plate 140).
  • the processing unit 300 sequentially stores the detection results of the displacement sensor 452 (positions p and q of the reticle plate 140), and the reticle plate 140 when the shake of the airframe is detected from the detection result of the shake detection sensor 442.
  • the horizontal distance is a distance on a horizontal plane with respect to the aircraft, and the height is a position on the vertical axis with respect to the aircraft (that is, the height at which the distance measuring device 10 is located and the height at which the object is located). Level difference).
  • the angle ⁇ is not limited to being expressed by an angle, but may be expressed by a trigonometric function such as cos ( ⁇ ), sin ( ⁇ ), and tan ( ⁇ ).
  • the processing unit 300 displays the determined horizontal distance d, height H, and irradiation direction (azimuth ⁇ and angle ⁇ ) on the display unit 142 of the reticle plate 140.
  • the processing unit 300 may store the determined information in a storage device (not shown).
  • the display unit 142 of the reticle plate 140 may use liquid crystal, or may display a detection result such as a horizontal distance on the reticle plate 140 for display.
  • the processing unit 300 displays the horizontal distance d, the height H, and the irradiation direction (azimuth ⁇ and angle ⁇ ) that have undergone blur correction when the image blur correction function operates.
  • the processing unit 300 when detecting the shake of the attitude of the airframe based on the detection result of the first sensor 440 or the second sensor 450, before detecting
  • the determined horizontal distance d, height H, and irradiation direction are determined as the horizontal distance d, height H, and irradiation direction to the object currently irradiated with the measurement light, and displayed on the display unit 142. It is good to do.
  • the display on the display unit 142 may be stopped or turned off. Thereby, when the posture of the machine body is shaken, the shake of the display on the display unit 142 can be prevented, and the occurrence of the shake may be displayed on the display unit 142 as a warning.
  • the processing unit 300 determines whether or not the detection result of the position (or deformation amount) of the correction lens 410 by the displacement sensor 451 follows the shake amount of the body posture determined from the detection result of the shake detection sensor 442.
  • the direction of the reference axis L 0 determined from the detection results of the attitude sensor 441 and the shake detection sensor 442 when it is determined to be following is determined and displayed as the irradiation direction in which the measurement light is currently irradiated. You may display on the part 142.
  • the direction (azimuth ⁇ 0 and angle ⁇ 0 ) of the reference axis L 0 is determined based on the detection result of the attitude of the aircraft by the attitude sensor 441, and this is determined based on The irradiation direction is determined by correcting using the detection result.
  • FIG. 5 shows an operation flow of a method for measuring the irradiation direction of measurement light (that is, the measurement direction), the distance to the object, and the height of the object according to the present embodiment.
  • the operation flow is started by the control unit 132 when the user presses the operation button 133 to turn on the apparatus.
  • step S ⁇ b> 1 the first sensor 440 detects the posture and shake of the distance measuring device 10 that irradiates the object with the measurement light along the reference body L 0 .
  • the attitude sensor 441 included in the first sensor 440 detects the attitude of the aircraft
  • the shake detection sensor 442 detects the shake amount of the attitude of the aircraft.
  • step S2 the correction control unit 430 determines whether or not a shake of the attitude of the aircraft has been detected.
  • the correction control unit 430 detects the shake of the attitude of the body from the detection result of the shake detection sensor 442 and determines the shake amount.
  • the blur may be detected when the determined blur amount exceeds, for example, the driving accuracy of the correction lens 410 by the driving unit 420, that is, the accuracy of image blur correction. If the correction control unit 430 detects blurring, the process proceeds to step S3, and if not detected, the process proceeds to step S7.
  • step S3 the correction control unit 430 determines a target correction amount according to the detection result of the blur amount of the attitude of the aircraft.
  • Target correction amount is a target of the correction amount in an image blur correction, the target displacement amount of orientation and angle for tilting the optical axis L with respect to the reference axis L 0 by driving the correction lens 410 (d ⁇ , d ⁇ ) It is.
  • the correction control unit 430 determines a target correction amount according to the amount of camera shake determined in step S1. Usually, the target displacement amount (d ⁇ , d ⁇ ) is determined so as to cancel out the shake of the airframe.
  • step S4 the correction control unit 430 determines whether or not the target correction amount exceeds the correction limit.
  • the correction control unit 430 derives the target driving amount (dx, dy) of the correction lens 410 that gives them from the target displacement amount (d ⁇ , d ⁇ ) determined in step S 2, and these drive the correction lens 410 by the driving unit 420. It is determined whether or not the range that can be driven is exceeded.
  • the correction control unit 430 determines that the target correction amount does not exceed the correction limit, it can be determined that the shake of the attitude of the airframe detected in step S1 is relatively small and is caused by camera shake, and the process proceeds to step S5. To do.
  • the correction control unit 430 determines that the target correction amount exceeds the correction limit, the attitude posture blur is relatively large, and the user intentionally changes the orientation of the aircraft (that is, the measurement direction). Therefore, the process proceeds to step S6.
  • step S5 the correction control unit 430 corrects the position of the correction lens 410 according to the amount of shake of the attitude of the aircraft, that is, based on the target correction amount determined in step S3.
  • the correction control unit 430 determines the position (or displacement) of the correction lens 410 from the detection result of the displacement sensor 451, and drives and controls the correction lens 410 via the drive unit 420 so that it matches the target drive amount.
  • the correction lens 410 is driven to the position corresponding to the target driving amount, target displacement optical axis L with respect to the reference axis L 0 (d ⁇ , d ⁇ ) is inclined to the direction and angle of.
  • Image blur correction functions by driving the blur correction optical system in steps S1 to S5.
  • the shake direction of the reference axis L 0 due to the shake of the attitude of the aircraft is canceled optically, that overlies the reference axis L 0 before the blurring is caused by the optical axis L is inclined with respect to the reference axis L 0
  • the measurement light becomes possible to continue to be irradiated to a target on an object, the measurement light is irradiated by this Therefore, image blur correction can be performed while preventing blur in the irradiation direction (that is, measurement direction).
  • the correction lens 410 is driven in a direction inclined with respect to the reference axis L 0 , and the deformable optical element is moved to the reference axis L.
  • Image blur correction may be performed by deforming asymmetrically with respect to 0 , or driving the blur correction optical system by any combination thereof and correcting the position or shape thereof.
  • the target inclination amount of the correction lens 410 or the target deformation amount of the deformable optical element that gives them is derived from the target displacement amounts (d ⁇ , d ⁇ ) determined in step S2, and these are corrected in step S5. What is necessary is just to judge whether 410 exceeds the range which can change an inclination or an optical element.
  • step S6 the correction control unit 430 drives the correction lens 410 to the initial position.
  • the initial position may for example be defined as position on the reference axis L 0.
  • the image blur correction function is canceled.
  • step S8 the processing unit 300, an angle correction amount of the irradiation direction with respect to the reference axis L 0 based on the detection result of the displacement of the correction lens 410, that is, the correction orientation ⁇ and correction angles ⁇ is determined.
  • Z is an optical distance from the collimation center O of the collimation index 141 on the reticle plate 140 to the correction lens 410.
  • the second sensor 450 causes the correction lens 410 to The inclination or the deformation amount of the optical element is detected, and the angle correction amount (correction azimuth ⁇ and correction angle ⁇ ) is determined from the detection result.
  • the angle correction amounts ( ⁇ , ⁇ ) may be calculated using the detection result of the displacement sensor 452 (positions p, q of the reticle plate 140).
  • the positions p and q of the reticle plate 140 are detected by the displacement sensor 452, and the detection results are stored (stored each time the operation flow of FIG. 5 is repeated).
  • the processing unit 300 stores the reticle plate 140 position (p, q) when the camera shake is detected from the detection result of the camera shake detection sensor 442 and the reticle plate stored before detecting the camera shake.
  • step S ⁇ b> 9 the processing unit 300 determines the direction (azimuth ⁇ 0 and angle ⁇ 0 ) of the reference axis L 0 based on the detection result of the attitude of the aircraft by the attitude sensor 441.
  • step S ⁇ b> 10 the processing unit 300 determines the irradiation direction in which the measurement light is irradiated based on the detection result of the attitude of the airframe and the position of the correction lens 410.
  • the processing unit 300 corrects the direction (azimuth ⁇ 0 and angle ⁇ 0 ) of the reference axis L 0 determined in step S9 using the correction direction ⁇ and correction angle ⁇ of the irradiation direction determined in step S8.
  • step S11 the processing unit 300 determines a linear distance D to the measurement light irradiation point on the object.
  • the light projecting unit 100 irradiates measurement light from the light projecting unit 100 along the reference axis L 0 toward the object.
  • the detection unit 200 detects reflected light from the object.
  • the processing unit 300 determines a detection time T from the irradiation of the measurement light by the light projecting unit 100 until the reflected light is detected by the detection unit 200 based on the detection result of the detection unit 200, and sets the light speed c.
  • the linear distance D T ⁇ c / 2. Note that the detection time T may be determined by averaging the results obtained for each of the multiple irradiations of the measurement light.
  • step S12 the processing unit 300 determines the horizontal distance d to the object and the height H of the measurement light irradiation point on the object.
  • the processing unit 300 may store the calculated information in a storage device (not shown).
  • step S13 the horizontal distance d and the height H determined in step S12 are displayed on the display unit 142 of the reticle plate 140 together with the irradiation direction (azimuth ⁇ and angle ⁇ ) by the processing unit 300.
  • step S14 the processing unit 300 determines whether or not to continue the correction operation. For example, when the user continues to press the operation button 133 and the device is turned on, the processing unit 300 determines that the correction operation is to be continued and returns to step S1, and the user returns the operation button 133 and turns off the device. In such a case, it is determined that the correction operation is not continued (that is, it is terminated), and the flow is terminated.
  • the direction of the reference axis L 0 is determined based on the detection result of the attitude of the aircraft by the attitude sensor 441, and this is used as the detection result of the displacement of the correction lens 410 by the displacement sensor 451.
  • the irradiation direction is determined by correcting the image and displayed on the display unit 142.
  • the position of the correction lens 410 (or the amount of deformation) of the camera body posture shake by the shake detection sensor 442 or the displacement sensor 451 is determined.
  • the shake of the attitude of the aircraft is detected based on the detection result, the horizontal distance d, the height H, and the irradiation direction determined before the detection are determined.
  • d, height H, and irradiation direction may be determined and displayed on the display unit 142.
  • the display on the display unit 142 may be stopped or turned off. Thereby, when the posture of the machine body is shaken, the display shake on the display unit 142 can be prevented.
  • the display unit 142 determines this. May be displayed.
  • the direction (azimuth ⁇ 0 and angle ⁇ 0 ) of the reference axis L 0 is determined based on the detection result of the attitude of the aircraft by the attitude sensor 441, and this is determined based on The irradiation direction is determined by correcting using the detection result.
  • the processing unit 300 causes the first sensor 440 (the attitude sensor 441) to detect the attitude of the body (that is, the distance measuring apparatus 10) and the second sensor 450. Based on the detection result of the position of the correction lens 410 by the (displacement sensor 451), the position is corrected according to the shake of the attitude (azimuth ⁇ and angle ⁇ ) of the airframe determined from the detection result of the first sensor 440.
  • the irradiation direction that is, the measurement direction
  • the horizontal distance and height to the object can be accurately determined.
  • the correction unit 400 includes the first sensor 440 (attitude sensor 441) that detects the attitude of the airframe including the light projecting unit 100 and the shake detection that detects the vibration of the airframe.
  • the sensor 442 is included, for example, only the attitude sensor 441 that detects the attitude of the aircraft in response to a shake at a sufficient speed may be included.
  • the detection signal of the first sensor 440 may be sampled at a fixed period, the attitude of the aircraft may be determined from the moving average (that is, the time average), and the deviation from the moving average may be determined as the shake of the attitude. .
  • the relationship between the camera shake and the light deflection amount for correcting the shake, and the relationship between the position of the optical element of the correction optical system for correcting the shake and the light deflection amount are acquired in advance as a correction table.
  • the position of the optical element to be corrected when the camera shake occurs may be extracted with reference to the correction table.
  • the irradiation angle can be determined more accurately.
  • the irradiation angle may be determined based on the detection result of the first sensor 440 and the light deflection amount for correcting the blur.
  • the position of the optical element corresponding to the deflection amount of the light to be corrected can be extracted using the correction table.
  • the correction table may be stored in advance in a storage unit provided separately in the apparatus, or the correction table may be read into the apparatus from the outside by a storage medium storing the correction table.
  • the distance measuring device 10 may be provided in an arbitrary optical device such as a digital camera or a video camera.
  • the distance measuring device 10 equipped with the image blur correction function determines the irradiation direction in which the measurement light deflected by the function is irradiated, and thereby determines the horizontal distance and height to the object.
  • the irradiation direction in which the measurement light deflected by the function is irradiated in an optical apparatus having an observation optical system for observing the object, for example, a scope with collimation and vibration isolation function, is determined and displayed to the user.
  • the horizontal distance and height to the object may be determined and displayed to the user.
  • the optical apparatus can be configured using units equivalent to the components of the distance measuring device 10 described above.
  • the optical device includes a first sensor 440 that detects the attitude of the airframe, a shake correction optical system that is driven based on the shake amount detected by the shake detection sensor 442 (for example, the correction lens 410), and a shake correction optical system.
  • a processing unit 300 that determines an observation angle at which the object is desired can be provided.
  • the observation angle may be further displayed.
  • the horizontal angle and height are not displayed on the display unit, but the observation angle is displayed.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Distance measuring device, 100 ... Projection part, 110 ... Objective lens, 120 ... Erect prism, 122 ... Dichroic reflection surface, 124, 126 ... Total reflection surface, 130 ... Light emission part, 132 ... Control part, 133 ... Operation Button 140, reticle plate 141, collimation index, 142 display unit, 143 reticle control unit 150 eyepiece lens 200 detection unit 210 light receiving lens 220 band transmission filter 230 light receiving element 240: conversion unit, 300 ... processing unit, 400 ... correction unit, 410 ... correction lens, 420 ... drive unit, 430 ... correction control unit, 440 ... first sensor, 441 ... attitude sensor, 442 ... blur detection sensor, 450 ... the second sensor, 451 and 452 ... displacement sensor, L ... optical axis, L 0 ... reference axis, O ... collimation center.

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Abstract

本実施形態に係る測距装置１０によれば、測距装置の機体の姿勢を検出する第１センサ４４０、ブレ検出センサ４４２により検出されたブレ量に基づいて駆動される補正レンズ４１０、補正レンズの位置を検出する第２センサ４５０、及び第１センサおよび第２センサの検出結果に基づいて、光の照射角度を決定する処理部３００を備える。処理部により、第１センサによる機体の姿勢の検出結果と第２センサによる補正レンズの位置の検出結果とに基づいて、第２センサの検出結果から決定される機体の姿勢のブレ量に応じて位置が補正される補正レンズにより偏向された光が実際に照射されている照射方向（すなわち、測定方向）を決定することができる。

Description

距離検出装置、光学機器、及び距離検出装置の姿勢検出方法
　本発明は、距離検出装置、光学機器、及び距離検出装置の姿勢検出方法に関する。
　像ブレ補正（手振れ補正とも呼ぶ）機能を有する距離検出装置（単に測距装置とも呼ぶ）が知られている（例えば、特許文献１参照）。像ブレ補正機能が作動して測定光が偏向された場合に、機体の姿勢から決定される基準軸の方向（すなわち、方位及び角度）が実際に光が照射されている方向（すなわち、測距方向）を反映しないという問題がある。
　［特許文献１］　特開２０００－１８７１５１号公報
　本発明の第１の態様においては、光を照射し対象物までの距離を計測する距離検出装置であって、距離検出装置の姿勢を検出する第１センサと、ブレ検出センサにより検出されたブレ量に基づいて駆動されるブレ補正光学系と、ブレ補正光学系の位置を検出する第２センサと、第１センサおよび第２センサの検出結果に基づいて、光の照射角度を決定する処理部と、を備える距離検出装置が提供される。
　本発明の第２の態様においては、対象物を観察する観察光学系を有する光学機器であって、光学機器の姿勢を検出する第１センサと、ブレ検出センサにより検出されたブレ量に基づいて駆動されるブレ補正光学系と、ブレ補正光学系の位置を検出する第２センサと、第１センサおよび第２センサの検出結果に基づいて、対象物の観察角度を決定する処理部と、を備える光学機器が提供される。
　本発明の第３の態様においては、光を照射し対象物までの距離を計測する距離検出装置であって、距離検出装置の姿勢を検出する第１センサと、ブレ検出センサにより検出されたブレ量に基づいて駆動されるブレ補正光学系と、ブレ補正光学系の位置を検出する第２センサと、を備え、ブレが生じていない場合は、第１センサの検出結果に基づいて第１角度を求め、ブレが生じている場合は、第２センサの検出結果に基づいて決定した補正角度を用いて第１角度を補正して第２角度を求める、距離検出装置が提供される。
　本発明の第４の態様においては、光を照射し対象物までの距離を計測する距離検出装置の姿勢検出方法であって、距離検出装置の姿勢を検出する工程と、ブレ検出センサにより検出されたブレ量に基づいてブレ補正光学系を駆動する工程と、ブレ補正光学系の位置を検出する工程と、距離検出装置の姿勢およびブレ補正光学系の位置の検出結果に基づいて、光の照射角度を決定する工程と、を含む距離検出装置の姿勢検出方法が提供される。
　なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
本実施形態に係る測距装置の構成を示す。 像ブレ補正機能が作動する前の状態における基準軸と照射方向との関係を示す。 像ブレ補正機能が作動した場合における基準軸と照射方向との関係を示す。 像ブレ補正機能が作動していない状態における視準指標及び基準軸の関係を示す。 像ブレ補正機能が作動している状態における視準指標及び基準軸の関係並びに変位センサの検出対象を示す。 方位補正の一例を示す。 角度補正の一例を示す。 本実施形態に係る測定方向、対象物までの距離、及び対象物の高さの測定方法の動作フローを示す。
　以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
　図１は、本実施形態に係る測距装置１０の構成を示す。測距装置１０は、光を照射し対象物までの距離及び／又は高さを計測する距離検出装置であり、像ブレ補正機能を搭載した装置において当該機能により偏向された測定光が照射されている照射方向（すなわち、測定方向）を決定することを可能とする。ここで、投光部１００が基準軸Ｌ０に沿って測定光を出射する方向、すなわち光線Ｂ３の矢印方向を前方、その逆方向、すなわち光線Ａ３の矢印方向を後方とする。なお、基準軸Ｌ０の向き（方向とも呼ぶ）は、測距装置１０の機体（すなわち、構成各部を収容する筐体）の向きより一意に定まる。方向は、特に断らない限り、機体を通る水平面（すなわち、水平面上の任意に定めた第１軸及びこれに直交する第２軸）及び鉛直軸（すなわち、第３軸）より定まる基準座標における方向（絶対方向とも呼ぶ）を意味するものとする。測距装置１０は、投光部１００、レチクルプレート１４０、接眼レンズ１５０、補正部４００、制御部１３２、検出部２００、変換部２４０、及び処理部３００を備える。
　投光部１００は、基準軸Ｌ０に沿って対象物に測定光（単に光とも呼ぶ）を照射するユニットである。投光部１００は、発光部１３０、正立プリズム１２０、及び対物レンズ１１０を有する。
　発光部１３０は、光源を用いて、一定の周期でパルス状の測定光（すなわち、光線Ｂ１）を正立プリズム１２０に向けて出射する。光源として、たとえば、赤外線を発振する半導体レーザを採用することができる。発光部１３０は、一回の測距動作において、予め定められた数、例えば３２０発の測定光を一定の周期、例えば５００～７００μ秒の周期で出射する。
　正立プリズム１２０は、発光部１３０から射出された測定光を前方に送り、入射光線を後方の接眼レンズ１５０に送る光学素子である。正立プリズム１２０として、例えばダハプリズム、ポロプリズム等を採用することができる。正立プリズム１２０は、可視光帯域の光を反射し、赤外帯域の光を透過するダイクロイック反射面１２２、並びに可視光帯域及び赤外帯域の両方に対して高い反射率を有する全反射面１２４，１２６を有する。測定光（光線Ｂ１）は、正立プリズム１２０においてダイクロイック反射面１２２を透過し、そして全反射面１２４において反射されて、光線Ｂ２として投光部１００内を前方に伝播する。入射光線（光線Ａ１）は、正立プリズム１２０においてダイクロイック反射面１２２、全反射面１２４，１２６および他の反射面により反射される。それにより、入射光線により形成される倒立鏡像が正立正像に反転される。
　対物レンズ１１０は、正立プリズム１２０から出力され、後述する補正レンズ４１０を介して入る光線Ｂ２をコリメートし、光線Ｂ３として測距装置１０の前方に送る光学素子である。
　レチクルプレート１４０は、レチクルが設けられた板状の光学素子であり、対物レンズ１１０の焦点位置に配置される。本実施形態では、レチクルプレート１４０は、後述する視準部の光軸（見かけ上、測定光の光軸Ｌに一致する）に直交する面内で駆動される。レチクルプレート１４０は、視準指標１４１及び表示部１４２を有する。
　視準指標１４１は、一例として十字線の形状を有し、その他、矩形枠、円形枠等の形状を有してもよい。視準指標１４１は、可視光に対して透明な板に印刷、食刻等により形成されてもよいし、透過型の液晶を用いて表示されてもよい。
　表示部１４２は、透過型の液晶等を用いて、対象物までの距離及び／又は高さの計測結果を、文字、画像等によりユーザに示す。表示部１４２をレチクルプレート１４０に直接設けることに代えて、反射型の液晶と、当該液晶を用いた表示像をレチクルプレート１４０に導く光学系とにより構成してもよい。表示部１４２は、処理部３００により決定された対象物までの距離及び／又は高さの他、測定光の照射方向（測定方向）、電池の残量、アラート、時計等を併せて表示してもよい。特に、表示部１４２に測定光の照射方向を表示することで、機体の姿勢のブレが生じた場合でも、後述するように補正レンズにより偏向された測定光が実際に照射されている照射方向をユーザに対して示すことができる。
　接眼レンズ１５０は、入射光線を集光して光線Ａ３として後方に送る光学素子である。測距装置１０の内部においてその前端を正立プリズム１２０の後端に対向する。
　対物レンズ１１０、正立プリズム１２０、レチクルプレート１４０、及び接眼レンズ１５０は、ユーザが対象物に対して測距装置１０を視準する視準部を構成する。視準部は、投光部１００と光学系の一部を共有し、これにより測距装置１０において投光部１００と視準部とで見かけの光軸が一致する。
　視準部には、測距装置１０の前方に位置する対象物から反射又は散乱された光のうち、対物レンズ１１０の見込み角の範囲内を伝播する光線Ａ１が入射する。光線Ａ１は、対物レンズ１１０を介して光線Ａ２として集光し、正立プリズム１２０、レチクルプレート１４０、及び接眼レンズ１５０を通じて、測距装置１０の後方に光線Ａ３として出射される。これにより、ユーザは、接眼レンズ１５０を通じて対象物の正立正像を観察することができる。
　ユーザが接眼レンズ１５０を通じて観察する対象物の像には、レチクルプレート１４０に配された視準指標１４１が重畳される。それにより、ユーザは、測距装置１０を対象物に視準することができる。この場合に、上記の通り投光部１００と視準部とは見かけの光軸が一致するので、視準指標１４１の示す位置に測定光が照射される。
　補正部４００は、測距装置１０の姿勢のブレに応じて光を偏向して像ブレ補正するユニットであり、補正レンズ４１０、駆動部４２０、補正制御部４３０、第１センサ４４０、ブレ検出センサ４４２、第２センサ４５０、及びレチクル制御部１４３を含む。なお、像ブレ補正の一連の動作を補正動作とも呼ぶ。
　補正レンズ４１０は、測定光（光線Ｂ３）を偏向するブレ補正光学系の一例である。補正レンズ４１０は、対物レンズ１１０と正立プリズム１２０との間の基準軸Ｌ０上に配され、基準軸Ｌ０に交差する方向（本実施形態では基準軸Ｌ０に直交する面内で互いに直交する２軸方向）に変位することで測定光を偏向する（測定光が照射される光軸方向を変えることをいう）。補正レンズ４１０として、例えば、内焦レンズを採用することができる。また、中心軸に対して非対象に変形可能なバリアングルプリズムを採用してもよい。
　なお、補正レンズ４１０が予め定められた位置、例えば変位していない基準位置にあるときに測定光が通る光軸が基準軸Ｌ０であるともいえる。
　駆動部４２０は、補正制御部４３０により制御されて、補正レンズ４１０を基準軸Ｌ０に交差する方向に駆動するユニットである。駆動部４２０は、例えば、ボイスコイルモータ、圧電モータ等を含む。
　補正制御部４３０は、駆動部４２０を介して補正レンズ４１０を駆動制御するユニットである。補正制御部４３０は、第１センサ４４０（特に、ブレ検出センサ４４２）から取得する機体のブレ量の検出結果に基づいて補正レンズ４１０の目標駆動量を決定し、目標駆動量及び第２センサ４５０（特に、変位センサ４５１）から取得する補正レンズ４１０の位置の検出結果に基づいて駆動部４２０を制御することで、補正レンズ４１０の駆動を帰還制御する。これにより、補正レンズ４１０の位置を精度良く制御することができる。
　第１センサ４４０は、測距装置１０を含む機体の姿勢を検出するセンサ又はセンサ群であり、一例として姿勢センサ４４１を有する。第１センサ４４０は、測距装置１０の筐体又は筐体内に固定された回路基板に備えられ、それにより第１センサ４４０の検出結果は器体の姿勢を反映する。
　ここで、姿勢は、機体の時間平均的な向き及び傾きを意味し、基準座標における方位（すなわち、水平面内での方位）φ及び角度（すなわち、水平面又は鉛直軸に対する角度）θにより表される。なお、例えば、角速度センサ、加速度センサ等の傾斜センサによる角速度や加速度の検出結果から角度を検出し、例えば、地磁気センサのような方位センサにより方位を検出することができる。測定可能な角度範囲は例えば±８９度であり、方位範囲は例えば±１８０度ある。これらの検出結果は、処理部３００に送信される。
　ブレ検出センサ４４２は、測距装置１０を含む機体の姿勢のブレ量を検出するセンサである。ここで、ブレは、機体の時間平均的な向き及び傾きからの微小変位、特に手振れ等により生じ得る機体の微小振動に伴う方位及び角度の微小変位を意味し、方位（ヨーイング）の微小変位Δφ及び角度（ピッチング）の微小変位Δθにより表される。なお、これらの微小変位は、例えば、ジャイロセンサにより検出することができる。これらの検出結果は、処理部３００及び補正制御部４３０に送信される。
　なお、機体の姿勢の変化及びブレは、例えば、変位量又は変位速度の程度で識別することができる。例えば、補正レンズ４１０の駆動により補正できる範囲内で機体の姿勢が変動する場合、その変動をブレとみなし、補正できる範囲を超えて機体の姿勢が変動する場合、その変動を姿勢の変化とみなすことができる。ここで、補正できる角度範囲は、例えば±０．５度、好ましくは±数度である。また、姿勢センサ４４１により追従できる範囲内の速度で機体の姿勢が変動する場合、その変動を姿勢の変化とみなし、追従できる範囲を超える速度で機体の姿勢が変動する場合、その変動をブレとみなすこともできる。
　第２センサ４５０は、ブレ補正光学系又はレチクルプレート１４０の位置を検出するセンサ群であり、一例として変位センサ４５１，４５２を有する。
　変位センサ４５１は、補正レンズ４１０の位置を検出するセンサであり、基準軸Ｌ０を基準（ｘ０，ｙ０）としてこれに直交する２軸方向の補正レンズ４１０の位置（ｘ，ｙ）を検出して、その検出結果を補正制御部４３０及び処理部３００に出力する。変位センサとして、例えば、ホール素子、ＭＲ素子等の磁気センサ、レーザ干渉計等の光学式センサ等を使用することができる。
　変位センサ４５２は、レチクルプレート１４０の位置を検出するセンサであり、視準系の光軸を基準（ｐ０，ｑ０）としてこれに直交する２軸方向のレチクルプレート１４０の位置（ｐ，ｑ）を検出して、その検出結果をレチクル制御部１４３及び処理部３００に出力する。変位センサとして、例えば、ホール素子、ＭＲ素子等の磁気センサ、レーザ干渉計等の光学式センサ等を使用することができる。
　レチクル制御部１４３は、レチクルプレート１４０を駆動制御するユニットである。レチクル制御部１４３は、第２センサ４５０（特に、変位センサ４５２）から取得するレチクルプレート１４０の位置の検出結果に基づいて、レチクルプレート１４０を視準部の光軸（見かけ上、測定光の光軸Ｌに一致する）に交差する面内で駆動する。これにより、レチクルプレート１４０が視準部の光軸からずれた場合に、光軸上に位置合わせすることができる。
　図２Ａ及び図２Ｂに、それぞれ、補正部４００による像ブレ補正機能が作動する前の状態及び作動した場合における基準軸Ｌ０と実際に測定光が照射される照射方向（すなわち、光軸Ｌ）との関係を示す。図２Ａに示すように機体（すなわち、測距装置１０）が水平方向を向いて測距動作している際に、図２Ｂに白抜き矢印により示すように手振れにより機体（すなわち、測距装置１０）のブレが生じて基準軸Ｌ０の向きが振れ、測定光が照射される対象物上の位置が目標からずれたとする。この場合に、補正部４００（特に、補正制御部４３０）は、ブレ検出センサ４４２の検出結果から機体の姿勢のブレを検知するとともにブレ量を決定し、そのブレ量に応じて補正レンズ４１０の目標駆動量を決定し、目標駆動量及び変位センサ４５１の検出結果から決定される補正レンズ４１０の位置（又は変位）に基づいて駆動部４２０を介して補正レンズ４１０を駆動制御することで、黒塗り矢印により示すように補正レンズ４１０の位置を補正して測定光を偏向する。それにより、基準軸Ｌ０の向きのブレが光学的に打ち消される、すなわち基準軸Ｌ０に対して光軸Ｌが矢印方向に傾斜してブレが生じる前の基準軸Ｌ０上に重なり、測定光（光線Ｂ３）が対象物上の目標に照射され続けることとなり、これにより測定光が照射される照射方向（すなわち、測定方向）のブレを防いで像ブレ補正することができる。
　なお、補正部４００は、常時補正動作をしてもよいし、測距装置１０の使用時のみ補正動作を実行してもよい。測距装置１０の使用時とは、例えば、接眼レンズ１５０を覗くユーザの目を検出したとき、ユーザが操作ボタン１３３を操作したときなど、ユーザによる何らかの操作を検知したときとしてよい。操作を検知した後、予め定められた時間を超えてユーザによる操作が検知されない場合に補正部４００による補正動作を停止してよい。
　なお、本実施形態に係る測距装置１０では、補正部４００は、補正レンズ４１０を基準軸Ｌ０に交差する方向に駆動することで像ブレ補正する構成を採用したが、これに限らず、補正レンズ４１０を基準軸Ｌ０に対して傾斜する方向に駆動すること、変形可能な光学素子を基準軸Ｌ０に対して非対称に変形すること、或いはこれらの任意の組み合わせによりブレ補正光学系を駆動してその位置又は形状を補正することで像ブレ補正する構成を採用してもよい。斯かる場合、第２センサ４５０は、補正レンズ４１０の傾斜又は形状を検出するセンサをさらに有することとする。
　光学素子を変形する場合、ブレ補正光学系として例えば中心軸に対して非対象に変形可能なバリアングルプリズムを採用し、これに含まれる液体を挟むガラスプレートを非対象に変位させて形状を変化させてよい。斯かる場合、第２センサ４５０は、バリアングルプリズムの変形量を検出するセンサを含んでよい。
　制御部１３２は、投光部１００等による測距動作及び補正部４００による補正動作を制御するユニットである。制御部１３２は、例えば、発光部１３０から出射される測定光の強度、出射回数、周期等を調整するとともに、補正部４００における補正レンズ４１０の駆動に応じて測距動作を開始し、また測定光の出射タイミングを処理部３００に送信する。これにより、処理部３００は、像ブレ補正機能の作動後、投光部１００による測定光の照射に応じて、検出部２００から出力される反射光の検出信号を処理することができる。制御部１３２は、測距装置１０の機体に設けられた操作ボタン１３３を含み、ユーザがこれを押下することにより装置をオンすることで、後述する測距動作を開始する。
　検出部２００は、対象物からの反射光を検出して、検出信号を出力するユニットである。検出部２００は、受光レンズ２１０、帯域透過フィルター２２０、及び受光素子２３０を含む。
　受光レンズ２１０は、対象物からの反射光（すなわち、光線Ｃ１）を集光して、光線Ｃ２として受光素子２３０に送る光学素子である。なお、受光レンズ２１０は、投光部１００の対物レンズ１１０と異なる光軸を有する。
　帯域透過フィルター２２０は、反射光を含む狭い帯域の光を透過し、他の帯域の光を遮断又は減衰する光学素子である。帯域透過フィルター２２０は、受光レンズ２１０の後方に配されている。
　受光素子２３０は、反射光を受光して、その強度に対応する電気信号（受光信号とも呼ぶ）を出力する素子である。受光素子２３０は、例えば測定光の帯域に対して感度を有するフォトダイオード、フォトトランジスタ等を採用することができる。受光素子２３０は、帯域透過フィルター２２０の後方に配されている。なお、測定光に対して背景光の影響を排除するという観点から、受光素子２３０の受光面積はより小さいことが好ましい。
　上述の構成の検出部２００において、受光レンズ２１０に、測距装置１０の前方に位置する対象物から反射又は散乱された光線Ｃ１が入射する。光線Ｃ１は、受光レンズ２１０により集光されて光線Ｃ２として帯域透過フィルター２２０を通過し、そして受光素子２３０により受光される。受光素子２３０は、受光した光の強度に対応した受光信号を変換部２４０に向けて出力する。
　変換部２４０は、受光素子２３０から出力された受光信号を変換して処理部３００に供給するユニットである。変換部２４０は、受光素子２３０から出力された受光信号を増幅し、予め定められた閾値に従って二値化信号に変換し、デジタルサンプリングを行ってサンプリングクロックに同期した信号を生成し、検出信号として処理部３００に供給する。なお、検出信号は、メモリ（不図示）に記憶してもよい。
　処理部３００は、対象物までの距離及び高さ並びに測定光が照射されている照射方向（すなわち、測定方向）を決定するユニットである。ここで、処理部３００は、検出部２００の検出結果に基づいて対象物上の光の照射点までの直線距離Ｄを決定し、第１センサ４４０及び第２センサ４５０の検出結果に基づいて照射方向（方位φ及び角度θ）を決定し、決定された直線距離Ｄ及び照射方向φ，θに基づいて対象物までの水平距離ｄ及び対象物上の測定光の照射点の高さＨを決定する。ここで、高さＨは、測距装置１０の機体が位置する高さと対象物上の測定光の照射点が位置する高さとの高低差を意味する。
　対象物上の測定光の照射点までの直線距離Ｄは、検出部２００の検出結果に基づいて、投光部１００による測定光の照射から検出部２００により反射光が検出されるまでの検出時間Ｔを決定することで、光速ｃを用いてＤ＝Ｔ×ｃ／２より算出される。ここで、測定光が発せられた測定位置から対象物までの往復に相当する距離を光が移動するのに要した時間が検出時間Ｔであるので、検出時間Ｔの２分の１に光速を掛けることになる。なお、検出時間Ｔは、測定光の複数回の照射に対してそれぞれ得られた結果を平均して決定してもよい。
　照射方向（方位φ及び角度θ）は、第１センサ４４０（姿勢センサ４４１）の検出結果に基づいて決定される基準軸Ｌ０の方向（方位φ０及び角度θ０）及び変位センサ４５１の検出結果に基づいて決定される角度補正量により、すなわち基準軸Ｌ０の方向を角度補正量により補正することで決定される。
　図３Ａ及び図３Ｂに、それぞれ、像ブレ補正機能が作動していない状態及び作動している状態における視準指標１４１（これに対象物の像が重畳される）及び基準軸Ｌ０の位置関係並びに変位センサ４５１の検出対象を示す。ここで、視準座標ｘ，ｙを規定する２つの基準軸は、基準軸Ｌ０に直交する面に対して光学的に平行であり、補正部４００による補正レンズ４１０の変位は視準座標上での基準軸Ｌ０の変位に対応する。ユーザが接眼レンズ１５０を通じて対象物を観察すると、像ブレ補正機能が作動していない状態では、図３Ａに示すように、視準指標１４１の中心（光軸Ｌの位置ｘ，ｙに等しい）に基準軸Ｌ０（位置ｘ０，ｙ０）が位置するように見える。つまり、視準指標１４１の中心に対象物上の目標が視準され、その目標に機体（すなわち、基準軸Ｌ０）が向けられて基準軸Ｌ０に沿って測定光が照射されている。
　それに対して、手振れにより機体のブレが生じ、これに伴って像ブレ補正機能が作動すると、図３Ｂに示すように、視準指標１４１の中心から基準軸Ｌ０がシフトするように見える。つまり、機体のブレに伴って基準軸Ｌ０の向きが振れ、基準軸Ｌ０が対象物上の目標を外す。しかし、像ブレ補正機能が作動することで、測定光が照射される照射方向（すなわち、光軸Ｌ）は対象物上の目標を捉え続ける。それにより、基準軸Ｌ０は視準指標１４１の中心（位置ｘ，ｙ）からシフトするが、視準指標１４１の中心に対象物上の目標が視準されて測定光が照射される。このときの基準軸Ｌ０（位置ｘ０，ｙ０）を基準とする視準指標１４１の中心（すなわち、光軸Ｌ）の変位Δｘ＝ｘ－ｘ０，Δｙ＝ｙ－ｙ０が、変位センサ４５１により検出される。
　図４Ａ及び図４Ｂに、それぞれ、方位補正及び角度補正の一例を示す。処理部３００は、変位センサ４５１の検出結果Δｘ，Δｙに基づいて基準軸Ｌ０に対する照射方向の補正方位Δφ＝ｔａｎ－１（Δｘ／Ｚ）及び補正角度Δθ＝ｔａｎ－１（Δｙ／Ｚ）を決定する。ここで、Ｚは、発光部１３０の中心（レチクルプレート１４０上の視準指標１４１の視準中心Ｏに共役）から補正レンズ４１０までの光学的距離である。ここで、基準となる水平面（ＸＺ平面）と補正レンズ４１０により偏向された光の照射方向との成す角度はＹＺ平面内における照射角度であり、第１センサ４４０で検出された機体の姿勢に対して、補正角度Δθを補正することにより求めることが出来る。また、補正レンズ４１０が変位したときの変位量と視準指標１４１の中心の変位ΔＸとは同じ変位量でなくともよい。たとえば、補正レンズ４１０の変位量に対する視準指標１４１の中心の変位量の割合を補正係数としてあらかじめ求めておけば、変位センサ４５１による補正レンズ４１０の変位量を補正係数を用いて補正することで、視準指標１４１の中心の変位ΔＸを求めることができる。
　なお、レチクルプレート１４０を駆動して位置合わせする場合、さらに変位センサ４５２の検出結果（レチクルプレート１４０の位置ｐ，ｑ）を用いて角度補正量（Δφ，Δθ）を算出してもよい。斯かる場合、処理部３００は、変位センサ４５２の検出結果（レチクルプレート１４０の位置ｐ，ｑ）を逐次記憶し、ブレ検出センサ４４２の検出結果より機体のブレが検出された場合のレチクルプレート１４０の位置（ｐ，ｑ）と機体のブレを検出する前に記憶されたレチクルプレート１４０の位置（ｐ０，ｑ０）との差（Δｐ＝ｐ－ｐ０，Δｑ＝ｑ－ｑ０）を算出し、これを用いて位置合わせされたレチクルプレート１４０の位置を基準として補正方位Δφ＝ｔａｎ－１（（Δｘ－Δｐ）／Ｚ）及び補正角度Δθ＝ｔａｎ－１（（Δｙ－Δｑ）／Ｚ）を決定する。
　処理部３００は、このように決定された補正方位Δφ及び補正角度Δθを用いて基準軸Ｌ０の方向（方位φ０及び角度θ０）を補正することで照射方向（方位φ＝φ０＋Δφ及び角度θ＝θ０＋Δθ）を決定する。すなわち基準座標の座標軸に対して測定光の照射方向を特定する。
　対象物までの水平距離ｄ及び対象物上の測定光の照射点の高さＨは、上で決定された対象物（上の測定光の照射点）までの直線距離Ｄ及び照射方向（特に、角度θ）に基づいて、ｄ＝Ｄｃｏｓ（θ），Ｈ＝Ｄｓｉｎ（θ）より決定される。なお、水平距離は機体を基準とする水平面上での距離であり、高さは機体を基準とする鉛直軸上の位置（すなわち、測距装置１０が位置する高さと対象物が位置する高さとの高低差）と定められる。ここで、角度θは、角度で表現するに限らず、ｃｏｓ（θ），ｓｉｎ（θ），ｔａｎ（θ）のように三角関数で表現してもよい。
　処理部３００は、決定した水平距離ｄ、高さＨ、照射方向（方位φ及び角度θ）をレチクルプレート１４０の表示部１４２に表示する。処理部３００は、決定したそれらの情報を記憶装置（不図示）に記憶してもよい。レチクルプレート１４０の表示部１４２は液晶を用いてもよく、また、水平距離等の検出結果をレチクルプレート１４０に投影して表示してもよい。
　なお、本実施形態に係る測距装置１０では、処理部３００は、像ブレ補正機能が動作した際にブレ補正された水平距離ｄ、高さＨ、照射方向（方位φ及び角度θ）を表示部１４２に表示することとしたが、これに代えて、処理部３００は、第１センサ４４０又は第２センサ４５０の検出結果に基づいて機体の姿勢のぶれを検知した場合に、検知する前に決定された水平距離ｄ、高さＨ、及び照射方向を、現在、測定光が照射されている対象物までの水平距離ｄ、高さＨ、及び照射方向として決定して、表示部１４２に表示することとしてもよい。或いは、表示部１４２の表示を止める、消すなどしてもよい。それにより、機体の姿勢のブレが生じた場合に、表示部１４２上の表示のブレを防止することができるし、表示部１４２にブレの発生を警告表示するなどしてもよい。
　また、処理部３００は、変位センサ４５１による補正レンズ４１０の位置（又は変形量）の検出結果がブレ検出センサ４４２の検出結果から決定される機体の姿勢のブレ量に追従しているか否かを判断し、追従していると判断した場合に姿勢センサ４４１及びブレ検出センサ４４２の検出結果から決定される基準軸Ｌ０の方向を現在、測定光が照射されている照射方向として決定して表示部１４２に表示してもよい。斯かる場合、姿勢センサ４４１による機体の姿勢の検出結果に基づいて基準軸Ｌ０の方向（方位φ０及び角度θ０）を決定し、これをブレ検出センサ４４２による機体の姿勢のブレ量の検出結果を用いて補正することで照射方向を決定する。それにより、機体の姿勢のブレが生じた場合に、表示部１４２上の表示のブレを防止することができる。
　図５に、本実施形態に係る測定光の照射方向（すなわち、測定方向）、対象物までの距離、及び対象物の高さの測定方法の動作フローを示す。動作フローは、ユーザが操作ボタン１３３を押下することにより装置がオンされて、制御部１３２により開始される。
　ステップＳ１では、第１センサ４４０により、機体、すなわち基準軸Ｌ０に沿って対象物に測定光を照射する測距装置１０の姿勢及びブレが検出される。ここで、第１センサ４４０に含まれる姿勢センサ４４１により機体の姿勢が検出され、ブレ検出センサ４４２により機体の姿勢のブレ量が検出される。
　ステップＳ２では、補正制御部４３０により、機体の姿勢のブレを検出したか否かを判断する。補正制御部４３０は、ブレ検出センサ４４２の検出結果から機体の姿勢のブレを検知するとともにブレ量を決定する。なお、決定されたブレ量が、例えば、駆動部４２０による補正レンズ４１０の駆動精度、すなわち像ブレ補正の精度を超えることをもってブレが検知されたとしてもよい。補正制御部４３０がブレを検知した場合、ステップＳ３に移行し、検知しなかった場合、ステップＳ７に移行する。
　ステップＳ３では、補正制御部４３０により、機体の姿勢のブレ量の検出結果に応じて目標補正量が決定される。目標補正量は、像ブレ補正における補正量の目標であり、補正レンズ４１０を駆動して基準軸Ｌ０に対して光軸Ｌを傾斜するための方位及び角度の目標変位量（ｄφ，ｄθ）である。補正制御部４３０は、ステップＳ１で決定された機体のブレ量に応じて目標補正量を決定する。通常、目標変位量（ｄφ，ｄθ）は機体のブレを相殺するように決定される。
　ステップＳ４では、補正制御部４３０により、目標補正量が補正限界を超えるか否かが判断される。補正制御部４３０は、ステップＳ２で決定された目標変位量（ｄφ，ｄθ）からこれらを与える補正レンズ４１０の目標駆動量（ｄｘ，ｄｙ）を導出し、これらが駆動部４２０により補正レンズ４１０を駆動することのできる範囲を超えるか否か判断する。補正制御部４３０が目標補正量が補正限界を超えないと判断した場合、ステップＳ１で検出された機体の姿勢のブレは比較的小さく、手振れによるものと判断することができるので、ステップＳ５に移行する。一方、補正制御部４３０が目標補正量が補正限界を超えると判断した場合、機体の姿勢のブレは比較的大きく、ユーザが意図的に機体の向き（すなわち、測定方向）を変えたことによるものと判断することができるので、ステップＳ６に移行する。
　ステップＳ５では、補正制御部４３０により、機体の姿勢のブレ量に応じて、すなわちステップＳ３で決定された目標補正量に基づいて補正レンズ４１０の位置が補正される。補正制御部４３０は、変位センサ４５１の検出結果から補正レンズ４１０の位置（又は変位）を決定し、それが目標駆動量に一致するように駆動部４２０を介して補正レンズ４１０を駆動制御する。それにより、補正レンズ４１０が目標駆動量に対応する位置に駆動され、光軸Ｌが基準軸Ｌ０に対する目標変位量（ｄφ，ｄθ）の方位及び角度に傾斜される。
　ステップＳ１～Ｓ５により、ブレ補正光学系を駆動することで像ブレ補正が機能する。図２Ｂを用いて説明したように、補正レンズ４１０の位置を補正することにより測定光を偏向することで、機体の姿勢のブレに伴う基準軸Ｌ０の向きのブレが光学的に打ち消される、すなわち基準軸Ｌ０に対して光軸Ｌが傾斜してブレが生じる前の基準軸Ｌ０上に重なり、測定光が対象物上の目標に照射され続けることとなり、これにより測定光が照射される照射方向（すなわち、測定方向）のブレを防いで像ブレ補正をすることができる。
　なお、補正レンズ４１０を基準軸Ｌ０に交差する方向に駆動することに代えて、補正レンズ４１０を基準軸Ｌ０に対して傾斜する方向に駆動すること、変形可能な光学素子を基準軸Ｌ０に対して非対称に変形すること、或いはこれらの任意の組み合わせによりブレ補正光学系を駆動してその位置又は形状を補正することで像ブレ補正をしてもよい。斯かる場合、ステップＳ２で決定された目標変位量（ｄφ，ｄθ）からこれらを与える補正レンズ４１０の目標傾斜量又は変形可能な光学素子の目標変形量を導出し、ステップＳ５においてこれらが補正レンズ４１０を傾斜又は光学素子を変形することのできる範囲を超えるか否か判断すればよい。
　ステップＳ６では、補正制御部４３０により、補正レンズ４１０が初期位置に駆動される。ここで、初期位置は、例えば、基準軸Ｌ０上の位置と定めてよい。これにより、像ブレ補正機能が解除される。
　ステップＳ７では、第２センサ４５０（変位センサ４５１）により、補正レンズ４１０の位置（ｘ，ｙ）が検出される。その検出結果より、基準軸Ｌ０（位置ｘ０，ｙ０）を基準とする補正レンズ４１０の変位Δｘ＝ｘ－ｘ０，Δｙ＝ｙ－ｙ０が決定される。
　ステップＳ８では、処理部３００により、補正レンズ４１０の変位の検出結果に基づいて基準軸Ｌ０に対する照射方向の角度補正量、すなわち補正方位Δφ及び補正角度Δθが決定される。処理部３００は、ステップＳ６で決定した補正レンズ４１０の変位Δｘ，Δｙを用いて、照射方向の補正方位Δφ＝ｔａｎ－１（Δｘ／Ｚ）及び補正角度Δθ＝ｔａｎ－１（Δｙ／Ｚ）を決定する。ここで、Ｚは、レチクルプレート１４０上の視準指標１４１の視準中心Ｏから補正レンズ４１０までの光学的距離である。
　なお、補正レンズ４１０を基準軸Ｌ０に対して傾斜する方向に駆動する場合又は変形可能な光学素子を基準軸Ｌ０に対して非対称に変形する場合、第２センサ４５０により、補正レンズ４１０の傾斜又は光学素子の変形量を検出し、その検出結果より角度補正量（補正方位Δφ及び補正角度Δθ）を決定する。
　なお、レチクルプレート１４０を駆動して位置合わせする場合、さらに変位センサ４５２の検出結果（レチクルプレート１４０の位置ｐ，ｑ）を用いて角度補正量（Δφ，Δθ）を算出してもよい。斯かる場合、例えばステップＳ７において、変位センサ４５２によりレチクルプレート１４０の位置ｐ，ｑを検出し、その検出結果を記憶する（図５の動作フローを繰り返す都度、記憶する）。ステップＳ８において、処理部３００は、ブレ検出センサ４４２の検出結果より機体のブレが検出された場合のレチクルプレート１４０の位置（ｐ，ｑ）と機体のブレを検出する前に記憶されたレチクルプレート１４０の位置（ｐ０，ｑ０）との差（Δｐ＝ｐ－ｐ０，Δｑ＝ｑ－ｑ０）を算出し、これを用いて位置合わせされたレチクルプレート１４０の位置を基準として補正方位Δφ＝ｔａｎ－１（（Δｘ－Δｐ）／Ｚ）及び補正角度Δθ＝ｔａｎ－１（（Δｙ－Δｑ）／Ｚ）を決定する。
　ステップＳ９では、処理部３００により、姿勢センサ４４１による機体の姿勢の検出結果に基づいて基準軸Ｌ０の方向（方位φ０及び角度θ０）が決定される。
　ステップＳ１０では、処理部３００により、機体の姿勢及び補正レンズ４１０の位置の検出結果に基づいて、測定光が照射されている照射方向が決定される。処理部３００は、ステップＳ９で決定された基準軸Ｌ０の方向（方位φ０及び角度θ０）をステップＳ８で決定された照射方向の補正方位Δφ及び補正角度Δθを用いて補正することで、照射方向（方位φ＝φ０＋Δφ及び角度θ＝θ０＋Δθ）を決定する。
　ステップＳ１１では、処理部３００により、対象物上の測定光の照射点までの直線距離Ｄが決定される。まず、投光部１００が、投光部１００から基準軸Ｌ０に沿って対象物に向けて測定光を照射する。次いで、検出部２００が、対象物からの反射光を検出する。最後に、処理部３００が、検出部２００の検出結果に基づいて、投光部１００による測定光の照射から検出部２００により反射光が検出されるまでの検出時間Ｔを決定し、光速ｃを用いて直線距離Ｄ＝Ｔ×ｃ／２を算出する。なお、検出時間Ｔは、測定光の複数回の照射に対してそれぞれ得られた結果を平均して決定してもよい。
　ステップＳ１２では、処理部３００により、対象物までの水平距離ｄ及び対象物上の測定光の照射点の高さＨが決定される。処理部３００は、ステップＳ１１で決定された直線距離Ｄ及びステップＳ１０で決定された照射方向（特に、角度θ）に基づいて、水平距離ｄ＝Ｄｃｏｓ（θ）及び高さＨ＝Ｄｓｉｎ（θ）を算出する。処理部３００は、算出したそれらの情報を記憶装置（不図示）に記憶してもよい。
　ステップＳ１３では、処理部３００により、ステップＳ１２で決定された水平距離ｄ及び高さＨが、照射方向（方位φ及び角度θ）とともにレチクルプレート１４０の表示部１４２に表示される。
　ステップＳ１４では、処理部３００により、補正動作を継続するか否かが判断される。処理部３００は、例えば、ユーザが操作ボタン１３３を押下し続けて装置をオンしている場合に補正動作を継続すると判断してステップＳ１に戻り、ユーザが操作ボタン１３３を戻して装置をオフした場合に補正動作を継続しない（すなわち、終了する）と判断してフローを終了する。
　なお、本実施形態に係る測定方法では、姿勢センサ４４１による機体の姿勢の検出結果に基づいて基準軸Ｌ０の方向を決定し、これを変位センサ４５１による補正レンズ４１０の変位の検出結果を用いて補正することで照射方向を決定し、これを表示部１４２に表示することとしたが、ブレ検出センサ４４２による機体の姿勢のブレ又は変位センサ４５１による補正レンズ４１０の位置（又は変形量）の検出結果に基づいて機体の姿勢のブレを検知した場合に、検知する前に決定された水平距離ｄ、高さＨ、及び照射方向を現在、測定光が照射されている対象物までの水平距離ｄ、高さＨ、及び照射方向として決定し、これを表示部１４２に表示してもよい。或いは、表示部１４２の表示を止める、消すなどしてもよい。それにより、機体の姿勢のブレが生じた場合に、表示部１４２上の表示のブレを防止することができる。
　また、変位センサ４５１による補正レンズ４１０の位置（又は変形量）の検出結果がブレ検出センサ４４２の検出結果から決定される機体の姿勢のブレの量に追従しているか否かを判断し、追従していると判断した場合に姿勢センサ４４１及びブレ検出センサ４４２の検出結果から決定される基準軸Ｌ０の方向を現在、測定光が照射されている照射方向として決定し、これを表示部１４２に表示してもよい。斯かる場合、姿勢センサ４４１による機体の姿勢の検出結果に基づいて基準軸Ｌ０の方向（方位φ０及び角度θ０）を決定し、これをブレ検出センサ４４２による機体の姿勢のブレ量の検出結果を用いて補正することで照射方向を決定する。それにより、機体の姿勢のブレが生じた場合に、表示部１４２上の表示のブレを防止することができる。
　本実施形態に係る測距装置１０及び測定方法によれば、処理部３００により、第１センサ４４０（姿勢センサ４４１）による機体（すなわち、測距装置１０）の姿勢の検出結果と第２センサ４５０（変位センサ４５１）による補正レンズ４１０の位置の検出結果とに基づいて、第１センサ４４０の検出結果から決定される機体の姿勢（方位φ及び角度θ）のブレに応じて位置が補正される補正レンズ４１０により偏向された測定光が実際に照射されている照射方向（すなわち、測定方向）を決定することができる。これにともない、対象物までの水平距離及び高さを正確に決定することができる。
　なお、本実施形態に係る測距装置１０によれば、補正部４００は、投光部１００を含む機体の姿勢を検出する第１センサ４４０（姿勢センサ４４１）及び機体のブレを検出するブレ検出センサ４４２を含むこととしたが、例えば、ブレに対して十分な速度で応答して機体の姿勢を検出する姿勢センサ４４１のみを含むこととしてもよい。斯かる場合、第１センサ４４０の検出信号を一定の周期でサンプリングし、その移動平均（すなわち、時間平均）より機体の姿勢を決定し、移動平均からのずれを姿勢のブレと決定してよい。
　また、機体のブレとブレを補正するための光の偏向量との関係、及び、ブレを補正する補正光学系の光学素子の位置と光の偏向量との関係をあらかじめ補正テーブルとしてそれぞれ取得しておき、機体のブレが発生したときに補正する光学素子の位置は補正テーブルを参照して抽出してもよい。このとき、第２センサ４５０の検出結果と組合せることで、光学素子の位置の制御を高精度に行うことができるため、照射角度をより正確に決定することができる。また、第２センサ４５０の検出結果を使用せずに、第１センサ４４０の検出結果とブレを補正するための光の偏向量とに基づいて照射角度を決定してもよい。この場合、補正する光の偏向量に応じた光学素子の位置は補正テーブルを用いて抽出することができる。なお、補正テーブルは、装置に別途設けられた記憶部にあらかじめ記憶されていてもよいし、補正テーブルが記憶された記憶媒体により外部から装置に補正テーブルが読み込まれてもよい。
　また、本実施形態に係る測距装置１０を、例えばデジカメ、ビデオカメラ等、任意の光学機器に備えてもよい。
　また、本実施形態では、像ブレ補正機能を搭載した測距装置１０において当該機能により偏向された測定光が照射されている照射方向を決定し、これにより対象物までの水平距離及び高さを決定してユーザに対して表示したが、対象物を観察する観察光学系を有する光学機器、例えば視準及び防振機能付きスコープにおいて当該機能により偏向された測定光が照射されている照射方向を決定し、これにより対象物までの水平距離及び高さを決定してユーザに対して表示してもよい。斯かる場合、光学機器は、先述の測距装置１０の構成各部と同等のユニットを用いて構成することができる。つまり、光学機器は、その機体の姿勢を検出する第１センサ４４０、ブレ検出センサ４４２により検出されたブレ量に基づいて駆動されるブレ補正光学系（例えば、補正レンズ４１０）、ブレ補正光学系の位置を検出する第２センサ４５０、第１センサ４４０及び第２センサ４５０の検出結果に基づいて、対象物を望む角度である観察角度を決定する処理部３００を備えることができる。
　なお、対象物までの水平距離と高さに加えて、観察角度を更に表示してもよい。また、スコープにおいて測距機能を省略した場合は、表示部には水平距離と高さは表示されず、観察角度が表示される。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
　請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
　１０…測距装置、１００…投光部、１１０…対物レンズ、１２０…正立プリズム、１２２…ダイクロイック反射面、１２４，１２６…全反射面、１３０…発光部、１３２…制御部、１３３…操作ボタン、１４０…レチクルプレート、１４１…視準指標、１４２…表示部、１４３…レチクル制御部、１５０…接眼レンズ、２００…検出部、２１０…受光レンズ、２２０…帯域透過フィルター、２３０…受光素子、２４０…変換部、３００…処理部、４００…補正部、４１０…補正レンズ、４２０…駆動部、４３０…補正制御部、４４０…第１センサ、４４１…姿勢センサ、４４２…ブレ検出センサ、４５０…第２センサ、４５１，４５２…変位センサ、Ｌ…光軸、Ｌ０…基準軸、Ｏ…視準中心。 

Claims (23)

  1. 　光を照射し対象物までの距離を計測する距離検出装置であって、
    　前記距離検出装置の姿勢を検出する第１センサと、
    　ブレ検出センサにより検出されたブレ量に基づいて駆動されるブレ補正光学系と、
    　前記ブレ補正光学系の位置を検出する第２センサと、
    　前記第１センサおよび前記第２センサの検出結果に基づいて、前記光の照射角度を決定する処理部と、
    を備える距離検出装置。
  2. 　前記ブレ補正光学系の駆動は、前記ブレ補正光学系を形成する光学素子の形状を変化させることを含み、
    　前記第２センサは、前記光学素子の変形量を検出することを含む、請求項１に記載の距離検出装置。
  3. 　前記第１センサは、角速度センサ、加速度センサ、および地磁気センサのうちの少なくとも１つを含む姿勢センサである、請求項１または請求項２に記載の距離検出装置。
  4. 　前記処理部は、
    　前記第１センサの検出結果から決定される第１角度と、前記第２センサの検出結果から決定される角度補正量と、により前記照射角度を決定する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の距離検出装置。
  5. 　前記処理部は、
    　前記距離と前記照射角度とに基づいて、前記距離検出装置が位置する高さと前記対象物が位置する高さとの高低差を決定する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の距離検出装置。
  6. 　前記距離、前記高低差、および前記照射角度のうちの少なくとも１つを表示する表示部をさらに備える、請求項５に記載の距離検出装置。
  7. 　前記表示部は、前記ブレ検出センサがブレを検出した場合、前記ブレを検出する前の前記距離、前記高低差、および前記照射角度のうちの少なくとも１つを表示する、請求項６に記載の距離検出装置。
  8. 　前記第１センサは、前記距離検出装置の筐体又は回路基板に備えられている、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の距離検出装置。
  9. 　レチクルが設けられた光学素子をさらに備え、
    　前記第２センサは、前記レチクルの位置を検出する、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の距離検出装置。
  10. 　前記処理部は、
    　ブレ検出前に前記第２センサで検出された前記レチクルの第１位置を記憶しておき、
    　ブレ検出中に前記第２センサで検出された前記レチクルの第２位置と前記第１位置との差から角度補正量を決定する、請求項９に記載の距離検出装置。
  11. 　請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の距離検出装置を備える光学機器。
  12. 　対象物を観察する観察光学系を有する光学機器であって、
    　前記光学機器の姿勢を検出する第１センサと、
    　ブレ検出センサにより検出されたブレ量に基づいて駆動されるブレ補正光学系と、
    　前記ブレ補正光学系の位置を検出する第２センサと、
    　前記第１センサおよび前記第２センサの検出結果に基づいて、前記対象物の観察角度を決定する処理部と、
    を備える光学機器。
  13. 　光を照射し対象物までの距離を計測する距離検出装置であって、
    　前記距離検出装置の姿勢を検出する第１センサと、
    　ブレ検出センサにより検出されたブレ量に基づいて駆動されるブレ補正光学系と、
    　前記ブレ補正光学系の位置を検出する第２センサと、を備え、
    　前記ブレが生じていない場合は、前記第１センサの検出結果に基づいて第１角度を求め、
    　前記ブレが生じている場合は、前記第２センサの検出結果に基づいて決定した補正角度を用いて前記第１角度を補正して第２角度を求める、距離検出装置。
  14. 　光を照射し対象物までの距離を計測する距離検出装置の姿勢検出方法であって、
    　前記距離検出装置の姿勢を検出する工程と、
    　ブレ検出センサにより検出されたブレ量に基づいてブレ補正光学系を駆動する工程と、
    　前記ブレ補正光学系の位置を検出する工程と、
    　前記距離検出装置の姿勢および前記ブレ補正光学系の位置の検出結果に基づいて、前記光の照射角度を決定する工程と、
    を含む距離検出装置の姿勢検出方法。
  15. 　前記ブレ補正光学系を駆動する工程では、前記ブレ補正光学系を形成する光学素子の形状を変化させ、
    　前記ブレ補正光学系の位置を検出する工程では、前記光学素子の変形量を検出する、請求項１４に記載の距離検出装置の姿勢検出方法。
  16. 　前記距離検出装置の姿勢を検出する工程では、角速度センサ、加速度センサ、および地磁気センサのうちの少なくとも１つを含む姿勢センサを用いる、請求項１４または請求項１５に記載の距離検出装置の姿勢検出方法。
  17. 　前記光の照射角度を決定する工程では、
    　前記距離検出装置の姿勢の検出結果から決定される第１角度と、前記ブレ補正光学系の位置の検出結果から決定される角度補正量と、により前記照射角度を決定する、請求項１４から請求項１６のいずれか一項に記載の距離検出装置の姿勢検出方法。
  18. 　前記光の照射角度を決定する工程では、
    　前記距離と前記照射角度とに基づいて、前記距離検出装置が位置する高さと前記対象物が位置する高さとの高低差を決定する、請求項１４から請求項１７のいずれか一項に記載の距離検出装置の姿勢検出方法。
  19. 　前記距離、前記高低差、および前記照射角度のうちの少なくとも１つを表示する工程をさらに含む、請求項１８に記載の距離検出装置の姿勢検出方法。
  20. 　前記表示する工程では、前記ブレ検出センサがブレを検出した場合、前記ブレを検出する前の前記距離、前記高低差、および前記照射角度のうちの少なくとも１つを表示する、請求項１９に記載の距離検出装置の姿勢検出方法。
  21. 　前記距離検出装置の姿勢を検出する第１センサは、前記距離検出装置の筐体又は回路基板に備えられている、請求項１４から請求項２０のいずれか一項に記載の距離検出装置の姿勢検出方法。
  22. 　前記距離検出装置は、レチクルが設けられた光学素子をさらに備え、
    　前記ブレ補正光学系の位置を検出する工程では、さらに、前記レチクルの位置を検出する、請求項１４から請求項２１のいずれか一項に記載の距離検出装置の姿勢検出方法。
  23. 　前記光の照射角度を決定する工程では、
    　ブレ検出前に検出された前記レチクルの第１位置を記憶しておき、
    　ブレ検出中に検出された前記レチクルの第２位置と前記第１位置との差から角度補正量を決定する、請求項２２に記載の距離検出装置の姿勢検出方法。
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