WO2021048910A1 - 双眼鏡及び目標位置算出方法 - Google Patents
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- WO2021048910A1 WO2021048910A1 PCT/JP2019/035452 JP2019035452W WO2021048910A1 WO 2021048910 A1 WO2021048910 A1 WO 2021048910A1 JP 2019035452 W JP2019035452 W JP 2019035452W WO 2021048910 A1 WO2021048910 A1 WO 2021048910A1
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B5/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
Definitions
- the present invention relates to binoculars and a target position calculation method.
- Patent Document 1 discloses a technique for associating the operations of the first and second optical members that deflect the luminous flux according to the signal corresponding to the runout of the binoculars.
- the first target position calculation unit that calculates the first target position indicating the target position of the first correction optical system held in the first lens barrel based on the runout of the first lens barrel. It is held in the second lens barrel based on the first target position and the rotation information indicating the rotation of the second lens barrel connected to the first lens barrel via the axis with respect to the first lens barrel.
- a binocular including a second target position calculation unit for calculating a second target position indicating a target position of the second correction optical system is provided.
- the first lens barrel that holds the first correction optical system the second lens barrel that holds the second correction optical system, and the first axle portion that is connected to the first lens barrel
- a second lens barrel that connects the first lens barrel and the second lens barrel via the first lens barrel and a second lens barrel that is held by the first lens barrel and detects rotation of the first lens barrel around the first lens barrel. It is held by one of the first detection unit, the second detection unit, which is held by the second lens barrel and detects the rotation of the second lens barrel around the second axis, and at least one of the first lens barrel and the second lens barrel.
- a runout detection unit that detects the runout of the first lens barrel or the second lens barrel, and a first indicating the target position of the first correction optical system based on the runout of at least one of the first lens barrel and the second lens barrel. 1 The first of the second lens barrel with respect to the first lens barrel detected based on the first target position calculation unit for calculating the target position, the first target position, and the detection values of the first detection unit and the second detection unit.
- a binocular including a second target position calculation unit that calculates a second target position indicating a target position of the second correction optical system based on rotation information around the axis portion and the second axis portion is provided.
- it is a target position calculation method for calculating the target position of the correction optical system that corrects the image position in the binoculars, and is held by the first lens barrel based on the deflection of the first lens barrel.
- a target position calculation method including calculating a second target position indicating a target position of a second correction optical system held in the second lens barrel based on rotation information indicating rotation with respect to the cylinder is provided. ..
- the figure explaining the example of the rotation information which concerns on 1st Embodiment The figure explaining the example of the rotation information which concerns on 1st Embodiment.
- the figure explaining the example of the rotation information which concerns on 1st Embodiment The figure explaining the example of the rotation information which concerns on 1st Embodiment.
- the flowchart which shows the example of the processing flow in the runout state determination part which concerns on 1st Embodiment The flowchart which shows the example of the processing flow in the 2nd target position calculation part which concerns on 1st Embodiment.
- the flowchart which shows the example of the processing flow in the 1st drive amount calculation part and 2nd drive amount calculation part which concerns on 1st Embodiment The figure which shows the structural example of the circuit board which concerns on 2nd Embodiment.
- the flowchart which shows the example of the processing flow in the binoculars which concerns on 2nd Embodiment The figure which shows the structural example of the circuit board which concerns on 3rd Embodiment.
- the scale is appropriately changed and expressed, such as by enlarging or emphasizing a part, and the size and shape may differ from the actual product.
- the direction may be described using the XYZ Cartesian coordinate system shown in the figure. In each of the X, Y, and Z directions, the direction of the arrow in the figure is the + direction (for example, the + X direction), and the direction opposite to the arrow in the figure is the-direction (for example, -X). Direction).
- the embodiment will be described by taking the roof prism type binoculars as an example, the embodiment can also be applied to the Porro prism type binoculars.
- FIG. 1 is a diagram showing an example of binoculars according to the first embodiment.
- the vertical direction is the X direction
- the + X direction is the upward direction
- the ⁇ X direction is the downward direction.
- the left-right direction is the Y direction
- the left direction is the + Y direction
- the right direction is the ⁇ Y direction.
- FIG. 1 is a view of the binoculars 1 viewed from above (+ X direction).
- the 1-axis type binoculars 1 are taken as an example in FIG. 1, the present embodiment can be applied to the 2-axis type binoculars 1.
- the binoculars 1 includes a first lens barrel 20, a second lens barrel 30, and a shaft portion 40.
- the first lens barrel 20 is a lens barrel for the left eye.
- the second lens barrel 30 is a lens barrel for the right eye.
- the first lens barrel 20 and the second lens barrel 30 are connected via the shaft portion 40 (axis Ax).
- the shaft portion 40 holds the circuit board 10.
- the first lens barrel 20 holds the optical systems of the eyepiece 21, the upright prism 22, the first correction optical system 23, the focus lens 26, and the objective lens 27 in the direction of the optical axis LOA.
- the first lens barrel 20 holds a runout detection unit 24 and a first detection unit 25.
- the first detection unit 25 at least one of the tilt sensor and the acceleration sensor is adopted, but if the sensor can measure the acceleration or the amount of rotation around the axis of the lens barrel, the tilt sensor And not limited to accelerometers.
- the first detection unit 25 may be composed of a plurality of sensors, but in such a case, a configuration in which each of the tilt sensor and the acceleration sensor may be adopted may be adopted.
- the objective lens 27 guides the light incident from the object to be observed to the focus lens 26.
- the focus lens 26 adjusts the focal position and focal length of the optical system of the first lens barrel 20. For example, the focus lens 26 moves in the direction of the optical axis LOA to adjust the focus of the optical system of the first lens barrel 20.
- the focus lens 26 is arranged in the optical path from the objective lens 27 to the eyepiece lens 21 in the optical system of the first lens barrel 20.
- the first correction optical system 23 moves in a plane orthogonal to the optical axis LOA and corrects the runout (image position) generated by the use of the binoculars 1.
- the drive of the first correction optical system 23 is realized by the runout correction mechanism unit 50 (“first correction mechanism” indicating the correction mechanism for driving the first correction optical system 23), which will be described later.
- the upright prism 22 converts the inverted image formed by the objective lens 27 into an upright image.
- the upright prism 22 is arranged in the optical path from the objective lens 27 to the eyepiece lens 21 in the optical system of the first lens barrel 20.
- the user of the binoculars 1 can observe the erect image converted by the erecting prism 22 through the eyepiece lens 21.
- the eyepiece 21 is the optical system of the first lens barrel 20 that is closest to the viewpoint of the user of the binoculars 1.
- the first lens barrel 20 does not have to hold the upright prism 22, and the inverted image may be converted into an upright image by, for example, a relay optical system.
- at least one of the eyepiece 21, the focus lens 26, and the objective lens 27 may include a plurality of optical components (for example, a lens member, a reflective member, etc.).
- the optical system of the first lens barrel 20 may include a zoom optical system that changes the magnification of the image.
- the focus lens 26 may be used to change the magnification of the image.
- the runout detection unit 24 detects runout (for example, angular velocity) around the X-axis (Pitch direction), Y-axis (Yaw direction), and Z-axis (Roll direction) in the first lens barrel 20. That is, the runout detection unit 24 has three angular velocity sensors corresponding to each of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis.
- the first detection unit 25 detects acceleration (first detection value) in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction (optical axis LOA direction) in the first lens barrel 20. That is, the first detection unit 25 has three acceleration sensors corresponding to each of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis.
- the runout detection unit 24 and the first detection unit 25 may be a 6-axis sensor configured in one package for the purpose of preventing mutual axis deviation.
- the second lens barrel 30 holds the optical systems of the eyepiece 31, the upright prism 32, the second correction optical system 33, the focus lens 35, and the objective lens 36 in the direction of the optical axis ROA.
- the second lens barrel 30 holds the second detection unit 34.
- the second detection unit 34 at least one of the tilt sensor and the acceleration sensor is adopted, but if the sensor can measure the acceleration or the amount of rotation around the axis of the lens barrel, the tilt sensor And not limited to accelerometers.
- the second detection unit 34 may be composed of a plurality of sensors, but in such a case, a configuration in which each of the tilt sensor and the acceleration sensor may be adopted may be adopted.
- the first detection unit 25 and the second detection unit 34 may have a configuration in which an inclination sensor is adopted in one of them and an acceleration sensor is adopted in the other.
- the objective lens 36 guides the light incident from the object to be observed to the focus lens 35.
- the focus lens 35 adjusts the focal position and focal length of the optical system of the second lens barrel 30.
- the focus lens 35 moves in the ROA direction of the optical axis to adjust the focus of the optical system of the second lens barrel 30.
- the focus lens 35 is arranged in the optical path from the objective lens 36 to the eyepiece lens 31 in the optical system of the second lens barrel 30.
- the second correction optical system 33 moves in a plane orthogonal to the optical axis ROA, and corrects the runout (image position) generated by the use of the binoculars 1.
- the drive of the second correction optical system 33 is realized by the runout correction mechanism unit 50 (“second correction mechanism” indicating the correction mechanism for driving the second correction optical system 33), which will be described later.
- the upright prism 32 converts the inverted image formed by the objective lens 36 into an upright image.
- the upright prism 32 is arranged in the optical path from the objective lens 36 to the eyepiece lens 31 in the optical system of the second lens barrel 30.
- the user of the binoculars 1 can observe the erect image converted by the erecting prism 32 through the eyepiece 31.
- the eyepiece 31 is the optical system of the second lens barrel 30 that is closest to the viewpoint of the user of the binoculars 1.
- the second lens barrel 30 does not have to hold the upright prism 32, and the inverted image may be converted into an upright image by, for example, a relay optical system.
- at least one of the eyepiece 31, the focus lens 35, and the objective lens 36 may include a plurality of optical components (for example, a lens member, a reflective member, etc.).
- the optical system of the second lens barrel 30 may include a zoom optical system that changes the magnification of the image.
- the focus lens 35 may be used to change the magnification of the image.
- the second detection unit 34 detects the acceleration (second detection value) in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction (optical axis ROA direction) in the second lens barrel 30. That is, the second detection unit 34 has three acceleration sensors corresponding to each of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis.
- the binoculars 1 may be configured to hold an acceleration sensor (or tilt sensor) in at least one lens barrel. Specifically, both the first detection unit 25 and the second detection unit 34 may be held in each lens barrel, or one of them may be held. That is, in the case of the binoculars 1 having a single axis, if the rotation information of one lens barrel around the axis of the other lens barrel is known, the rotation information of the other lens barrel is also uniquely determined.
- the lens barrel may be configured to hold an acceleration sensor (or tilt sensor).
- the circuit board 10 of the first correction optical system 23 and the second correction optical system 33 is based on the detection signals from the respective sensors (for example, the runout detection unit 24, the first detection unit 25, and the second detection unit 34). Calculate the target position and drive amount. The details of the circuit board 10 will be described later.
- the runout correction mechanism unit 50 detects the current positions of the first correction optical system 23 and the second correction optical system 33, and sets the first correction optical system 23 and the second correction optical system 33 as optical axes (optical axis LOA, optical). It is a mechanism that drives in a plane perpendicular to the axis ROA).
- the runout correction mechanism unit 50 is arranged around the first correction optical system 23 and the second correction optical system 33.
- the runout correction mechanism unit 50 includes an urging spring 51, a position detection magnet 52, a position detection yoke 53, and a Hall element 54.
- the runout correction mechanism portion 50 includes a fixed portion 55, a movable portion 56, an urging spring 57, a driving magnet 58, a driving yoke 59, and a coil 60.
- the Hall element 54 is arranged as a position detection mechanism in the fixing portion 55, and the drive magnet 58 and the drive yoke 59 are arranged as the drive mechanism.
- a position detecting magnet 52 and a position detecting yoke 53 are arranged as a position detecting mechanism, and a coil 60 is arranged as a driving mechanism.
- the movable portion 56 is elastically urged by the urging spring 51 and the urging spring 57, and movably supports the first correction optical system 23 and the second correction optical system 33.
- the fixed portion 55 supports the movable portion 56 via the urging spring 51 and the urging spring 57.
- the position detection mechanism and the drive mechanism are provided in two orthogonal axes (one is the X axis and the other is the Y axis), respectively.
- the Hall element 54 is arranged so as to face the position detection magnet 52 in a direction capable of detecting the strength of the magnetic flux of the position detection magnet 52.
- the position detection yoke 53 is located in the vicinity of the position detection magnet 52 for the purpose of preventing the magnetic flux from spreading to the periphery of the position detection magnet 52 on the side of the position detection magnet 52 that is not the opposite surface of the Hall element 54. Is placed in. With this configuration, the Hall element 54 detects the change in the strength of the magnetic flux due to the movement of the position detection magnet 52, thereby detecting the current positions of the first correction optical system 23 and the second correction optical system 33 (depending on the moving distance). Current position) is detected.
- the coil 60 is arranged so as to face the driving magnet 58.
- the drive yoke 59 is arranged near the drive magnet 58 and near the coil 60 for the purpose of preventing the magnetic flux from spreading around the drive magnet 58.
- a current corresponding to the driving amount of the first correction optical system 23 and the second correction optical system 33 is input to the coil 60.
- FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of the circuit board according to the first embodiment.
- the circuit board 10 includes a first target position calculation unit 102, a runout state determination unit 103, a deviation calculation unit 104, and a first drive amount calculation unit 105.
- the first target position calculation unit 102, the runout state determination unit 103, the deviation calculation unit 104, and the first drive amount calculation unit 105 execute various calculations related to the X axis of the first correction optical system 23.
- the circuit board 10 includes a first target position calculation unit 107, a runout state determination unit 108, a deviation calculation unit 109, and a first drive amount calculation unit 110.
- the first target position calculation unit 107, the runout state determination unit 108, the deviation calculation unit 109, and the first drive amount calculation unit 110 execute various calculations related to the Y axis of the first correction optical system 23.
- the circuit board 10 includes a second target position calculation unit 115, a deviation calculation unit 116, a second drive amount calculation unit 117, a deviation calculation unit 118, and a second drive amount calculation unit 119.
- the second target position calculation unit 115, the deviation calculation unit 116, and the second drive amount calculation unit 117 execute various calculations related to the X axis of the second correction optical system 33.
- the second target position calculation unit 115, the deviation calculation unit 118, and the second drive amount calculation unit 119 execute various calculations related to the Y axis of the second correction optical system 33.
- the runout detection unit (V ⁇ LX) 101 is an angular velocity sensor around the X axis in the first lens barrel 20. That is, the runout detection unit 101 corresponds to one of the runout detection units 24.
- the runout detection unit 101 detects runout around the X axis in the first lens barrel 20.
- the first target position calculation unit 102 calculates the target position of the first correction optical system 23 in the X-axis direction. More specifically, the first target position calculation unit 102 acquires the runout around the X axis in the first lens barrel 20 which is the output of the angular velocity sensor from the runout detection unit 101. Then, the first target position calculation unit 102 calculates the first target position (X-axis direction) indicating the target position of the first correction optical system 23 based on the deflection around the X axis in the first lens barrel 20.
- the runout detection unit (V ⁇ LY) 106 is an angular velocity sensor around the Y axis in the first lens barrel 20. That is, the runout detection unit 106 corresponds to one of the runout detection units 24.
- the runout detection unit 106 detects runout around the Y axis in the first lens barrel 20.
- the first target position calculation unit 107 calculates the target position of the first correction optical system 23 in the Y-axis direction. More specifically, the first target position calculation unit 107 acquires the runout around the Y axis in the first lens barrel 20 which is the output of the angular velocity sensor from the runout detection unit 106. Then, the first target position calculation unit 107 calculates the first target position (Y-axis direction) indicating the target position of the first correction optical system 23 based on the deflection around the Y axis in the first lens barrel 20.
- FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the first target position calculation unit according to the first embodiment.
- the first target position calculation unit 102 will be described as an example in FIG. 5, the same process is also executed in the first target position calculation unit 107.
- the first target position calculation unit 102 is movable with an LPF (Low Pass Filter) 102a, a subtractor 102b, a subtractor 102c, a bias calculation unit 102d, an integrator 102e, and a KLC 102f. It has a range limiting portion of 102 g.
- LPF Low Pass Filter
- the LPF102a extracts a predetermined noise component from the output signal of the angular velocity sensor. Since it is difficult to detect "0 (reference)" for the angular velocity, the angular velocity sensor output signal includes some offset.
- the LPF102a is used in the subtractor 102b for the purpose of removing the offset of the angular velocity sensor output signal. More specifically, the LPF102a filters a frequency component (frequency band) higher than a predetermined frequency in the output signal “V ⁇ 1” of the runout detection unit 101.
- the cutoff frequency fcs of LPF102a is 0.1 Hz.
- the cutoff frequency fcs of LPF102a is not limited to 0.1 Hz.
- the LPF102a may change the cutoff frequency fcs according to the determination result of the runout state determination unit 103. More specifically, the LPF102a determines the cutoff frequency fcs when it receives a determination result indicating that the composition change due to the panning operation or the like has been started (or is continued) from the runout state determination unit 103. Set larger than the specified value. For example, the cutoff frequency fcs of LPF102a is 1.0 Hz. When the user of the binoculars 1 intentionally performs the panning operation or the like, it is preferable to leave the runout generated during the panning operation.
- the LPF102a sets the cutoff frequency fcs to be larger than a predetermined value in order to leave the runout (the runout signal component) generated by the operation intended by the user of the binoculars 1.
- the binoculars 1 can improve the followability to the object observed by the user through the binoculars 1.
- the cutoff frequency fcs of the LPF102a is not limited to 1.0 Hz, and may be set larger than a predetermined value (for example, 0.1 Hz).
- the cutoff frequency of LPF102a may be 2.0 Hz, 3.0 Hz, or the like.
- the LPF102a sets the cutoff frequency fcs to a predetermined value when it receives a determination result indicating that the composition change due to the panning operation or the like is completed from the runout state determination unit 103 after setting the cutoff frequency to be larger than the predetermined value.
- the subtractor 102b removes a predetermined noise component from the output signal of the angular velocity sensor. More specifically, the subtractor 102b removes the DC component "V ⁇ 0s" from the output signal "V ⁇ 1" of the runout detection unit 101, and outputs the angular velocity "V ⁇ " corresponding to the runout applied to the binoculars 1.
- the subtractor 102c gives a bias amount to the angular velocity.
- the bias calculation unit 102d calculates the amount of bias based on the current target position of the first correction optical system 23. More specifically, the bias calculation unit 102d uses the bias amount "Vbias” to move the centripetal force toward the center of the movable range of the first correction optical system 23 based on the current target position of the first correction optical system 23. Calculate as.
- the subtractor 102c gives a bias amount “Vbias” to the angular velocity “V ⁇ ” corresponding to the runout applied to the binoculars 1. In the first correction optical system 23, the larger the bias amount “Vbias”, the smaller the movement amount, and the smaller the bias amount “Vbias”, the larger the movement amount.
- the integrator 102e integrates the angular velocity given the bias amount. More specifically, the integrator 102e integrates the angular velocity "V ⁇ " given the bias amount "Vbias” and sets the dimension to the velocity "VC".
- KLC102f multiplies the input by a factor. More specifically, the KLC102f multiplies the velocity "VC" by a coefficient "KLC” that matches the unit of the target position "LC” of the first correction optical system 23.
- the coefficient "KLC” is a predetermined coefficient determined under various conditions, and may differ depending on the features of the product.
- the movable range limiting unit 102 g limits the movable range of the first correction optical system 23. More specifically, the movable range limiting unit 102g limits the target position of the first correction optical system 23 so as to be included in the movable range of the first correction optical system 23, and the first target position in the X-axis direction ". "LCLX" is output. As described above, the amount of movement of the first correction optical system 23 changes depending on the magnitude of the bias amount “Vbias”. However, the amount of movement of the first correction optical system 23 is limited by physical factors (size, shape, etc.) of the binoculars 1.
- the movable range limiting unit 102g limits the target position of the first correction optical system 23 so as to be included in the physical movable range of the binoculars 1. For example, when the target position of the first correction optical system 23 is not included in the movable range, the movable range limiting unit 102 g changes the target position to the upper limit of the movable range or the like.
- the runout state determination unit 103 determines the runout state of the first lens barrel 20 around the X axis. More specifically, the runout state determination unit 103 acquires the runout around the X axis in the first lens barrel 20 which is the output of the angular velocity sensor from the runout detection unit 101. Then, the shake state determination unit 103 responds to the unintended shake (for example, camera shake) of the user of the binoculars 1 based on the shake around the X axis in the first lens barrel 20, and the intended shake (X) such as a panning operation. Determine if (around the axis) has started (or continues).
- the unintended shake for example, camera shake
- the runout state determination unit 108 determines the runout state of the first lens barrel 20 around the Y axis. More specifically, the runout state determination unit 108 acquires the runout around the Y axis in the first lens barrel 20 which is the output of the angular velocity sensor from the runout detection unit 106. Then, the runout state determination unit 108 makes an intended runout (Y) such as a panning operation in response to an unintended runout (for example, camera shake) of the user of the binoculars 1 based on the runout around the Y axis in the first lens barrel 20. Determine if (axial) has started (or continues).
- Y intended runout
- FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a runout state determination unit according to the first embodiment.
- the runout state determination unit 103 will be described as an example in FIG. 6, the same process is also executed in the runout state determination unit 108.
- the runout state determination unit 103 includes an LPF 103a, a subtractor 103b, an ABS (absolute value) 103c, and a runout state switching unit 103d.
- LPF103a extracts a predetermined noise component from the output signal of the angular velocity sensor.
- the LPF 103a is used in the subtractor 103b for the purpose of removing the offset of the angular velocity sensor output signal. More specifically, the LPF103a filters a frequency component higher than a predetermined frequency in the output signal “V ⁇ 1” of the runout detection unit 101.
- the cutoff frequency fck of LPF103a is 0.1 Hz.
- the subtractor 103b removes a predetermined noise component from the output signal of the angular velocity sensor. More specifically, the subtractor 103b removes the DC component "V ⁇ 0k” from the output signal "V ⁇ 1" of the runout detection unit 101.
- the ABS 103c takes an absolute value of a value obtained by removing a predetermined noise component from the output signal of the angular velocity sensor. More specifically, the ABS 103c takes an absolute value "
- the runout state switching unit 103d switches the determination result of the runout state around the X axis in the first lens barrel 20.
- the runout state switching unit 103d determines whether the absolute value “
- the runout state switching unit 103d determines that the composition change due to the panning operation of the user of the binoculars 1 is completed when the absolute value “
- the determination result output by the runout state switching unit 103d is used by the first target position calculation unit 102 as described above.
- the threshold values (first threshold value and second threshold value) used in determining the runout state have a hysteresis characteristic, but the same threshold value may be used.
- the deviation calculation unit 104 calculates the deviation between the target position and the current position of the first correction optical system 23. More specifically, the deviation calculation unit 104 is a hole of the first correction mechanism LOS x showing the correction mechanism related to the drive in the X-axis direction among the first correction mechanism LOS showing the correction mechanism for driving the first correction optical system 23.
- the current position "LRLX" of the first correction optical system 23 in the X-axis direction is acquired from the element 54.
- the first drive amount calculation unit 105 calculates the drive amount of the first correction mechanism LOSx that drives the first correction optical system 23 based on the first target position. More specifically, the first drive amount calculation unit 105 has a term proportional to the deviation " ⁇ LX" in the X-axis direction calculated by the deviation calculation unit 104, and a term proportional to the integration of the deviation " ⁇ LX” in the X-axis direction. A term proportional to the differentiation of the deviation " ⁇ LX" in the X-axis direction is added to calculate the drive signal of the first correction optical system 23 in the X-axis direction.
- the first drive amount calculation unit 110 calculates the drive amount of the first correction mechanism LOSy that drives the first correction optical system 23 based on the first target position. More specifically, the first drive amount calculation unit 110 includes a term proportional to the deviation " ⁇ LY" in the Y-axis direction calculated by the deviation calculation unit 109, and a term proportional to the integration of the deviation " ⁇ LY” in the Y-axis direction. A term proportional to the derivative of the deviation “ ⁇ LY” in the Y-axis direction is added to calculate the drive signal of the first correction optical system 23 in the Y-axis direction.
- FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of the first drive amount calculation unit according to the first embodiment.
- the first drive amount calculation unit 105 will be described as an example in FIG. 7, the same process is also executed in the first drive amount calculation unit 110.
- the first drive amount calculation unit 105 includes a deviation calculation unit 105a, an adder 105b, a Z conversion unit 105c, and a Kinte 105d.
- the first drive amount calculation unit 105 includes a Krop 105e, a subtractor 105f, a Z conversion unit 105g, a Kdiff 105h, and an adder 105i.
- the deviation calculation unit 105a corresponds to the deviation calculation unit 104 described above.
- the deviation calculation unit 105a has a deviation “ ⁇ LX” between the first target position “LCLX” (X-axis direction) of the first correction optical system 23 and the current position “LRLX” (X-axis direction) of the first correction optical system 23. Ask for.
- the adder 105b adds the output from the Z-transform unit 105c to the deviation between the target position and the current position in the X-axis direction of the first correction optical system 23.
- the Z-transforming unit 105c outputs information before one sampling regarding the deviation between the target position and the current position in the X-axis direction of the first correction optical system 23.
- the adder 105b adds the deviation in the X-axis direction output by the Z-transformer 105c to the deviation in the X-axis direction calculated by the deviation calculation unit 105a.
- the Kinte 105d outputs a term proportional to the integral of the deviation output by the adder 105b.
- the Krop 105e outputs a term proportional to the deviation output by the deviation calculation unit 105a.
- the subtractor 105f subtracts the output from the Z-transformer 105g from the deviation between the target position and the current position in the X-axis direction of the first correction optical system 23.
- the Z-transforming unit 105g outputs information before one sampling regarding the deviation between the target position and the current position in the X-axis direction of the first correction optical system 23. That is, the subtractor 105f subtracts the deviation in the X-axis direction one sampling before output by the Z-transformer 105g from the deviation in the X-axis direction calculated by the deviation calculation unit 105a.
- the Kdiff 105h outputs a term proportional to the derivative of the deviation output by the subtractor 105f.
- the adder 105i adds a term proportional to the integral of the deviation output by Kinte105d, a term proportional to the deviation output by Krop105e, and a term proportional to the differentiation of the deviation output by Kdiff105h, and drives including the drive amount. Output a signal.
- the tilt angle of each lens barrel is detected by the first detection unit 25 or the second detection unit 34. Therefore, when the optical axis of each lens barrel is in the direction of gravity, it is not necessary to correct the position of the correction optical system of each lens barrel (driving the correction optical system) corresponding to the runout.
- the first drive amount calculation unit 105, the first drive amount calculation unit 110, the second drive amount calculation unit 117, and the second drive amount calculation unit 119 are the first detection unit 111 and the first detection unit 112.
- the second detection unit 113, and the second detection unit 114 are based on the detection value, and it is recognized that the optical axis of the correction optical system is directed in the direction of gravity.
- the optical axis of the correction optical system is directed in the direction of gravity.
- the driving amount of the correction mechanism that does not move the correction optical system or holds it in a predetermined position is calculated.
- the predetermined position is near the center of the movable range of the correction optical system.
- the first detection unit (VaLX) 111 detects the acceleration in the X-axis direction of the first lens barrel 20. That is, the first detection unit 111 corresponds to one of the first detection units 25.
- the first detection unit (VaLY) 112 detects the acceleration in the Y-axis direction of the first lens barrel 20. That is, the first detection unit 112 corresponds to one of the first detection units 25.
- the second detection unit (VaRX) 113 detects the acceleration in the X-axis direction of the second lens barrel 30. That is, the second detection unit 113 corresponds to one of the second detection units 34.
- the second detection unit (VaRY) 114 detects the acceleration in the Y-axis direction of the second lens barrel 30.
- the second detection unit 114 corresponds to one of the second detection units 34.
- the number of axes is singular, one of the first detection unit 111 and the first detection unit 112, or the second detection unit 113 and the second detection unit 114 is provided with a detection unit. But it may be.
- the second target position calculation unit 115 is based on the first target position and the rotation information indicating the rotation of the second lens barrel 30 with respect to the first lens barrel 20 around the axis portion 40 (axis Ax).
- the second target position indicating the target position of the second correction optical system 33 held at 30 is calculated. More specifically, the second target position calculation unit 115 has the acceleration sensor output “VaLx” in the X-axis direction output by the first detection unit 111 and the Y output by the first detection unit 112 according to (Equation 1).
- the tilt angle “V ⁇ L” of the first lens barrel 20 is calculated from the acceleration sensor output “VaLy” in the axial direction.
- the second target position calculation unit 115 causes the angle deviation “V ⁇ L” caused by the attachment error of the first detection unit 111 and the first detection unit 112 in the first lens barrel 20 by the first mirror according to (Equation 2). Add to the tilt angle "V ⁇ L” of the cylinder 20. The addition result is the true tilt angle "V ⁇ L'" of the first lens barrel 20.
- the angular deviation caused by the mounting error of each acceleration sensor may be stored in advance in a memory (for example, the ROM area of the circuit board 10). If the first detection unit 111 and the first detection unit 112 are not held by the first lens barrel 20, it is not necessary to carry out because there is no mounting error.
- the second target position calculation unit 115 uses (Equation 3) to output the acceleration sensor output “VaRX” in the X-axis direction output by the second detection unit 113 and the Y-axis direction output by the second detection unit 114.
- the tilt angle “V ⁇ R” of the second lens barrel 30 is calculated from the acceleration sensor output “VaRY”.
- the second target position calculation unit 115 uses (Equation 4) to reduce the angle deviation “V ⁇ R” caused by the mounting error of the second detection unit 113 and the second detection unit 114 in the second lens barrel 30 by the second mirror. Add to the tilt angle "V ⁇ R” of the cylinder 30. The addition result is the true tilt angle "V ⁇ R'" of the second lens barrel 30.
- the angular deviation caused by the mounting error of each acceleration sensor may be stored in advance in a memory (for example, the ROM area of the circuit board 10). If the second detection unit 113 and the second detection unit 114 are not held by the second lens barrel 30, it is not necessary to carry out because there is no mounting error.
- the second target position calculation unit 115 uses (Equation 5) to obtain the true tilt angle “V ⁇ L'” of the first lens barrel 20 and the true tilt angle “V ⁇ R'” of the second lens barrel 30.
- the folding angle “V ⁇ ” of the first lens barrel 20 with respect to the second lens barrel 30 is calculated.
- the folding angle “V ⁇ ” of the first lens barrel 20 with respect to the second lens barrel 30 is an example of rotation information.
- the second target position calculation unit 115 receives the target position "LCLX” in the X-axis direction of the first correction optical system 23 and the first correction from the first target position calculation unit 102 and the first target position calculation unit 107.
- the target position "LCLY” in the Y-axis direction of the optical system 23 is acquired.
- the second target position calculation unit 115 sets the target positions "LCLX” and “LCLY” of the first correction optical system 23 and the folding angle of the first lens barrel 20 with respect to the second lens barrel 30 according to (Equation 6).
- the target position of the second correction optical system 33 is calculated from "V ⁇ ".
- the target position of the second correction optical system 33 in the X-axis direction is represented by "LCRX”
- the target position of the second correction optical system 33 in the Y-axis direction is represented by "LCRY”.
- the trigonometric function used in this embodiment may be saved in the memory in advance.
- the angular resolution of the first detection unit 25 and the second detection unit 34 is preferably 1 degree or less.
- the optical axis can be aligned by moving the correction optical system.
- the second target position calculation unit 115 adds a predetermined adjustment value that makes the optical axes (LOA, ROA) of the first lens barrel 20 and the second lens barrel 30 the same after the affine transformation. Calculate the second target position.
- the predetermined adjustment value may be stored in the memory as the adjustment value of the correction optical system for optical axis alignment.
- the binoculars 1 can be offset in consideration of rotation by adding the adjustment value of the correction optical system for optical axis alignment after the affine transformation.
- FIGS. 8, 9, and 10 are diagrams for explaining an example of rotation information according to the first embodiment.
- FIG. 8 shows an example of the case of the 1-axis type binoculars 1.
- the first rotation information (LRI) indicating the rotation of the first lens barrel 20 around the axis 40
- the second rotation information (LRI) indicating the rotation of the second lens barrel 30 around the axis 40
- the second target position calculation unit 115 calculates the rotation information based on at least one of the first rotation information and the second rotation information, and uses the calculated rotation information to calculate the rotation of the first target position. Then, the second target position is calculated.
- the line passing through the axes (first axis Lax, second axis RAx) of the two axes (first axis 40L, second axis 40R) of the two-axis type is the optical axis of each lens barrel (1st axis LAx, 2nd axis RAx).
- the case where it is parallel to the line passing through the optical axis LOA and the optical axis ROA) is taken as an example.
- the second rotation information (RRI 1 or RRI 2 ) indicating the rotation is the same.
- LSt and RSt are lines indicating the reference of rotation information.
- the rotation information (LRI 1 ) with respect to the reference LSt may be used, or the same rotation information (LRI 2 ) as in FIG. 8 may be used.
- the second rotation information the rotation information (RRI 1 ) with respect to the reference RSt may be used, or the same rotation information (RRI 2 ) as in FIG. 8 may be used. Therefore, the second target position calculation unit 115 calculates the rotation information based on at least one of the first rotation information and the second rotation information, and uses the calculated rotation information to calculate the rotation of the first target position. Then, the second target position is calculated.
- the line passing through the axes (first axis Lax, second axis RAx) of the two axes (first axis 40L, second axis 40R) is the optical axis of each lens barrel (1st axis LAx, 2nd axis RAx).
- the case where the line passing through the optical axis LOA and the optical axis ROA) is not parallel is taken as an example.
- the second rotation information (RRI 1 or RRI 2 ) indicating the rotation is not the same.
- the rotation information around the shaft portion of the first shaft portion 40L when the first shaft portion 40L is used as the reference shaft portion may be an absolute value of the difference between the first rotation information and the second rotation information.
- the rotation information around the shaft portion of the second shaft portion 40R when the second shaft portion 40R is used as the reference shaft may be an absolute value of the difference between the first rotation information and the second rotation information.
- the deviation calculation unit 116 calculates the deviation between the target position and the current position of the second correction optical system 33. More specifically, the deviation calculation unit 116 is a hole of the second correction mechanism ROS x showing the correction mechanism related to the drive in the X-axis direction among the second correction mechanism ROS showing the correction mechanism for driving the second correction optical system 33.
- the current position "LRRX" of the second correction optical system 33 in the X-axis direction is acquired from the element 54.
- the second drive amount calculation unit 117 calculates the drive amount of the second correction mechanism ROSx that drives the second correction optical system 33 based on the second target position. More specifically, the second drive amount calculation unit 117 includes a term proportional to the deviation " ⁇ RX" in the X-axis direction calculated by the deviation calculation unit 116, and a term proportional to the integration of the deviation " ⁇ RX” in the X-axis direction. A term proportional to the differentiation of the deviation " ⁇ RX" in the X-axis direction is added to calculate the drive signal of the second correction optical system 33 in the X-axis direction.
- the process in the second drive amount calculation unit 117 is the same as the process in the first drive amount calculation unit 105.
- the second drive amount calculation unit 119 calculates the drive amount of the second correction mechanism ROSy that drives the second correction optical system 33 based on the second target position. More specifically, the second drive amount calculation unit 119 includes a term proportional to the deviation " ⁇ RY" in the Y-axis direction calculated by the deviation calculation unit 118, and a term proportional to the integration of the deviation " ⁇ RY” in the Y-axis direction. A term proportional to the derivative of the deviation “ ⁇ RY” in the Y-axis direction is added to calculate the drive signal of the second correction optical system 33 in the Y-axis direction.
- the process in the second drive amount calculation unit 119 is the same as the process in the first drive amount calculation unit 105.
- FIG. 11 is a flowchart showing an example of the processing flow in the binoculars according to the first embodiment.
- the first target position calculation unit 102 and the first target position calculation unit 107 calculate the first target position based on the runout of the first lens barrel 20.
- the first target position calculation unit 102 filters frequency components higher than a predetermined frequency from the output signals of the runout detection unit 101.
- the first target position calculation unit 102 may set the cutoff frequency according to the determination result of the runout state determination unit 103.
- the first target position calculation unit 102 receives from the runout state determination unit 103 a determination result indicating that the composition change due to the panning operation or the like intended by the user of the binoculars 1 has been started (or is continuing).
- the cutoff frequency is set higher than the predetermined frequency.
- the first target position calculation unit 102 removes the DC component from the output signal of the runout detection unit 101, and calculates the angular velocity corresponding to the runout applied to the binoculars 1. Subsequently, the first target position calculation unit 102 calculates the centripetal force to move toward the center of the movable range of the first correction optical system 23 as the bias amount based on the current target position of the first correction optical system 23. .. After that, the first target position calculation unit 102 gives a bias amount to the angular velocity corresponding to the runout applied to the binoculars 1.
- the first target position calculation unit 102 integrates the angular velocity given the bias amount, sets the dimension as the velocity, and multiplies it by a coefficient that matches the unit of the target position of the first correction optical system 23. Subsequently, the first target position calculation unit 102 limits the target position of the first correction optical system 23 so as to be included in the movable range of the first correction optical system 23, and sets the first target position (X-axis direction). calculate.
- the first target position calculation unit 107 filters frequency components higher than a predetermined frequency from the output signals of the runout detection unit 106. At this time, the first target position calculation unit 107 may set the cutoff frequency according to the determination result of the runout state determination unit 108. For example, the first target position calculation unit 107 receives from the runout state determination unit 108 a determination result indicating that the composition change due to the panning operation or the like intended by the user of the binoculars 1 has been started (or is continuing). In this case, the cutoff frequency is set higher than the predetermined frequency.
- the first target position calculation unit 107 removes the DC component from the output signal of the runout detection unit 106, and calculates the angular velocity corresponding to the runout applied to the binoculars 1. Subsequently, the first target position calculation unit 107 calculates the centripetal force to move toward the center of the movable range of the first correction optical system 23 as the bias amount based on the current target position of the first correction optical system 23. .. After that, the first target position calculation unit 107 gives a bias amount to the angular velocity corresponding to the runout applied to the binoculars 1.
- the first target position calculation unit 107 integrates the angular velocity given the bias amount, sets the dimension as the velocity, and multiplies it by a coefficient that matches the unit of the target position of the first correction optical system 23. Subsequently, the first target position calculation unit 107 limits the target position of the first correction optical system 23 so as to be included in the movable range of the first correction optical system 23, and sets the first target position (Y-axis direction). calculate.
- the first drive amount calculation unit 105 and the first drive amount calculation unit 110 calculate the drive amount of the first correction mechanism LOS that drives the first correction optical system 23 based on the first target position. Specifically, the first drive amount calculation unit 105 determines the deviation between the first target position (X-axis direction) of the first correction optical system 23 and the current position (X-axis direction) of the first correction optical system 23. Ask. Then, the first drive amount calculation unit 105 adds the deviation in the X-axis direction one sampling before to the deviation between the target position and the current position in the X-axis direction of the first correction optical system 23, and is proportional to the integration of the deviation. Calculate the term to be used.
- the first drive amount calculation unit 105 calculates a term proportional to the deviation between the target position and the current position in the X-axis direction of the first correction optical system 23. After that, the first drive amount calculation unit 105 subtracts the deviation in the X-axis direction one sampling before from the deviation between the target position and the current position in the X-axis direction of the first correction optical system 23, and is proportional to the differentiation of the deviation. Calculate the term to be used. Then, the first drive amount calculation unit 105 adds all the terms and calculates the drive amount of the first correction mechanism LOSx.
- the first drive amount calculation unit 110 obtains the deviation between the first target position (Y-axis direction) of the first correction optical system 23 and the current position (Y-axis direction) of the first correction optical system 23. Then, the first drive amount calculation unit 110 adds the deviation in the Y-axis direction one sampling before to the deviation between the target position and the current position in the Y-axis direction of the first correction optical system 23, and is proportional to the integration of the deviation. Calculate the term to be used. Subsequently, the first drive amount calculation unit 110 calculates a term proportional to the deviation between the target position and the current position in the Y-axis direction of the first correction optical system 23.
- the first drive amount calculation unit 110 subtracts the deviation in the Y-axis direction one sampling before from the deviation between the target position and the current position in the Y-axis direction of the first correction optical system 23, and is proportional to the differentiation of the deviation. Calculate the term to be used. Then, the first drive amount calculation unit 110 adds all the terms and calculates the drive amount of the first correction mechanism LOSY.
- the second target position calculation unit 115 determines the second target based on the rotation information of the second lens barrel 30 with respect to the first lens barrel 20 around the axis portion 40 (axis Ax) and the first target position. Calculate the position. Specifically, the second target position calculation unit 115 is based on the X-axis direction acceleration sensor output output by the first detection unit 111 and the Y-axis direction acceleration sensor output output by the first detection unit 112. 1 Calculate the tilt angle of the lens barrel 20. Then, the second target position calculation unit 115 adds the angle deviation caused by the mounting error of the first detection unit 111 and the first detection unit 112 in the first lens barrel 20 to the tilt angle of the first lens barrel 20. The true tilt angle of the first lens barrel 20 is calculated.
- the second target position calculation unit 115 uses the acceleration sensor output in the X-axis direction output by the second detection unit 113 and the acceleration sensor output in the Y-axis direction output by the second detection unit 114 to display the second mirror.
- the tilt angle of the cylinder 30 is calculated.
- the second target position calculation unit 115 adds the angle deviation caused by the mounting error of the second detection unit 113 and the second detection unit 114 in the second lens barrel 30 to the tilt angle of the second lens barrel 30.
- the true tilt angle of the second lens barrel 30 is calculated.
- the second target position calculation unit 115 calculates the folding angle of the first lens barrel 20 with respect to the second lens barrel 30 from the true tilt angles of the first lens barrel 20 and the second lens barrel 30.
- the second target position calculation unit 115 receives the target positions (first target) of the first correction optical system 23 in the X-axis direction and the Y-axis direction from the first target position calculation unit 102 and the first target position calculation unit 107. Position) is obtained. After that, the second target position calculation unit 115 determines the target position (second target position) of the second correction optical system 33 from the acquired first target position and the folding angle of the first lens barrel 20 with respect to the second lens barrel 30. ) Is calculated.
- step S104 the second drive amount calculation unit 117 and the second drive amount calculation unit 119 calculate the drive amount of the second correction mechanism ROS that drives the second correction optical system 33 based on the second target position. Specifically, the second drive amount calculation unit 117 determines the deviation between the second target position (X-axis direction) of the second correction optical system 33 and the current position (X-axis direction) of the second correction optical system 33. Ask. Then, the second drive amount calculation unit 117 adds the deviation in the X-axis direction one sampling before to the deviation between the target position and the current position in the X-axis direction of the second correction optical system 33, and is proportional to the integration of the deviation. Calculate the term to be used.
- the second drive amount calculation unit 117 calculates a term proportional to the deviation between the target position and the current position in the X-axis direction of the second correction optical system 33. After that, the second drive amount calculation unit 117 subtracts the deviation in the X-axis direction one sampling before from the deviation between the target position and the current position in the X-axis direction of the second correction optical system 33, and is proportional to the differentiation of the deviation. Calculate the term to be used. Then, the second drive amount calculation unit 117 adds all the terms and calculates the drive amount of the second correction mechanism ROSx.
- the second drive amount calculation unit 119 obtains the deviation between the second target position (Y-axis direction) of the second correction optical system 33 and the current position (Y-axis direction) of the second correction optical system 33. Then, the second drive amount calculation unit 119 adds the deviation in the Y-axis direction one sampling before to the deviation between the target position and the current position in the Y-axis direction of the second correction optical system 33, and is proportional to the integration of the deviation. Calculate the term to be used. Subsequently, the second drive amount calculation unit 119 calculates a term proportional to the deviation between the target position and the current position in the Y-axis direction of the second correction optical system 33.
- the second drive amount calculation unit 119 subtracts the deviation in the Y-axis direction one sampling before from the deviation between the target position and the current position in the Y-axis direction of the second correction optical system 33, and is proportional to the differentiation of the deviation. Calculate the term to be used. Then, the second drive amount calculation unit 119 adds all the terms and calculates the drive amount of the second correction mechanism ROSy.
- FIG. 12 is a flowchart showing an example of a processing flow in the first target position calculation unit according to the first embodiment.
- the first target position calculation unit 102 and the first target position calculation unit 107 remove the noise component of the angular velocity sensor output signal based on the determination result of the deflection state of the first lens barrel 20.
- the first target position calculation unit 102 receives the determination result of the runout state from the runout state determination unit 103. Then, when the first target position calculation unit 102 receives the determination result indicating that the composition change due to the panning operation or the like has started (or continues), the cutoff frequency is set to be larger than the predetermined value.
- the output signal of the runout detection unit 101 is filtered with a frequency component higher than the set frequency. Further, when the first target position calculation unit 102 receives the determination result indicating that the composition change due to the panning operation or the like has been completed, the first target position calculation unit 102 sets the cutoff frequency to a predetermined value with respect to the output signal of the runout detection unit 101. , Filters frequency components higher than the set frequency. Subsequently, the first target position calculation unit 102 removes the DC component from the output signal of the runout detection unit 101, and calculates the angular velocity corresponding to the runout applied to the binoculars 1. Through these processes, the first target position calculation unit 102 obtains the angular velocity sensor output signal from which the noise component has been removed.
- the first target position calculation unit 107 receives the determination result of the runout state from the runout state determination unit 108. Then, when the first target position calculation unit 107 receives the determination result indicating that the composition change due to the panning operation or the like has started (or continues), the cutoff frequency is set to be larger than the predetermined value. Then, the output signal of the runout detection unit 106 is filtered with a frequency component higher than the set frequency. Further, when the first target position calculation unit 107 receives the determination result indicating that the composition change due to the panning operation or the like has been completed, the first target position calculation unit 107 sets the cutoff frequency to a predetermined value with respect to the output signal of the runout detection unit 106.
- the first target position calculation unit 107 removes the DC component from the output signal of the runout detection unit 106, and calculates the angular velocity corresponding to the runout applied to the binoculars 1. By these processes, the first target position calculation unit 107 obtains the angular velocity sensor output from which the noise component is removed.
- step S202 the first target position calculation unit 102 and the first target position calculation unit 107 give a bias amount to the angular velocity sensor output signal from which the noise component has been removed.
- the first target position calculation unit 102 is directed toward the center of the movable range of the first correction optical system 23 based on the current first target position (X-axis direction) of the first correction optical system 23.
- the centripetal force to be moved is calculated as the amount of bias.
- the first target position calculation unit 102 gives a bias amount to the angular velocity corresponding to the runout applied to the binoculars 1.
- the first target position calculation unit 107 moves toward the center of the movable range of the first correction optical system 23 based on the current first target position (Y-axis direction) of the first correction optical system 23. Calculate the centripetal force as the amount of bias. Then, the first target position calculation unit 107 gives a bias amount to the angular velocity corresponding to the runout applied to the binoculars 1.
- step S203 the first target position calculation unit 102 and the first target position calculation unit 107 integrate the angular velocity sensor output signal to which the bias amount is applied, and set the dimension to the speed.
- step S204 the first target position calculation unit 102 and the first target position calculation unit 107 are included in the movable range of the first correction optical system 23 by multiplying by a coefficient that matches the unit of the target position of the first correction optical system 23. Calculate the first target position.
- the first target position calculation unit 102 integrates the angular velocity given the bias amount, sets the dimension to the velocity, and sets the dimension to the velocity, and the target position (X-axis direction) of the first correction optical system 23 with respect to the velocity. Multiply by the coefficient to match the unit of. Then, the first target position calculation unit 102 limits the target position (X-axis direction) of the first correction optical system 23 so as to be included in the movable range of the first correction optical system 23, and limits the target position (X). Axial direction) is calculated.
- the first target position calculation unit 107 integrates the angular velocity given the bias amount, sets the dimension as the velocity, and is a unit of the target position (Y-axis direction) of the first correction optical system 23 with respect to the velocity. Multiply by the coefficient to match. Then, the first target position calculation unit 107 limits the target position (Y-axis direction) of the first correction optical system 23 so as to be included in the movable range of the first correction optical system 23, and limits the target position (Y). Axial direction) is calculated.
- FIG. 13 is a flowchart showing an example of a processing flow in the runout state determination unit according to the first embodiment.
- the runout state determination unit 103 and the runout state determination unit 108 apply the angular velocity sensor output signal to the LPF (LPF103a, LPF108a) having a predetermined cutoff frequency.
- the runout state determination unit 103 filters frequency components higher than a predetermined cutoff frequency (for example, 0.1 Hz, etc.) in the output signal of the runout detection unit 101.
- the runout state determination unit 108 filters frequency components higher than a predetermined cutoff frequency (for example, 0.1 Hz, etc.) from the output signal of the runout detection unit 106.
- step S302 the runout state determination unit 103 and the runout state determination unit 108 take the absolute value of the difference between the angular velocity sensor output signal and the output from the LPF. More specifically, the runout state determination unit 103 removes a DC component from the output signal of the runout detection unit 101, and takes an absolute value of the difference between the output signal of the runout detection unit 101 and the DC component. Similarly, the runout state determination unit 108 removes the DC component from the output signal of the runout detection unit 106, and takes the absolute value of the difference between the output signal of the runout detection unit 106 and the DC component.
- step S303 the runout state determination unit 103 and the runout state determination unit 108 determine whether the absolute value is equal to or higher than the first threshold value.
- step S303: Yes the runout state determination unit 103 and the runout state determination unit 108 determine that the panning operation has started (or continues). To do. Specifically, when the absolute value of the difference between the output signal of the runout detection unit 101 and the DC component is equal to or greater than the first threshold value, the runout state determination unit 103 changes the composition due to the panning operation of the user of the binoculars 1. Determined to be started (or continued).
- the runout state determination unit 108 starts the composition change by the panning operation of the user of the binoculars 1. Judged as having (or continuing).
- step S305 the runout state determination unit 103 and the runout state determination unit 108 determine whether the absolute value is equal to or less than the second threshold value.
- step S306 the runout state determination unit 103 and the runout state determination unit 108 determine that the composition change due to the panning operation of the user of the binoculars 1 has been completed. To do.
- the runout state determination unit 103 changes the composition due to the panning operation of the user of the binoculars 1. Judge that it is finished. Further, the runout state determination unit 103 ends the process when the absolute value of the difference between the output signal of the runout detection unit 101 and the DC component is larger than the second threshold value (step S305: No). Step S305: When No, the absolute value of the difference between the output signal of the runout detection unit 101 and the DC component is larger than the second threshold value and less than the first threshold value.
- the first target position calculation unit 102 If it is larger than the second threshold value and less than the first threshold value, and if it is determined that the composition change has been started (or is continued) by then, the first target position calculation unit 102 has a cutoff frequency. Filtering is executed with the value greater than the predetermined value. If it is larger than the second threshold value and less than the first threshold value, and if it is not determined that the composition change has been started (or is continued) by then, the first target position calculation unit 102 cuts. Filtering with the off frequency set to a predetermined value is executed.
- the runout state determination unit 108 completes the composition change due to the panning operation of the user of the binoculars 1. Is determined. Further, the runout state determination unit 108 ends the process when the absolute value of the difference between the output signal of the runout detection unit 106 and the DC component is larger than the second threshold value (step S305: No). Step S305: When No, the absolute value of the difference between the output signal of the runout detection unit 106 and the DC component is larger than the second threshold value and less than the first threshold value.
- the first target position calculation unit 107 If it is larger than the second threshold value and less than the first threshold value, and if it is determined that the composition change has been started (or is continued) by then, the first target position calculation unit 107 has a cutoff frequency. Filtering is executed with the value greater than the predetermined value. If it is larger than the second threshold value and less than the first threshold value, and if it is not determined that the composition change has been started (or is continued) by then, the first target position calculation unit 107 cuts. Filtering with the off frequency set to a predetermined value is executed.
- FIG. 14 is a flowchart showing an example of the processing flow in the second target position calculation unit according to the first embodiment.
- the second target position calculation unit 115 calculates the tilt angle of the first lens barrel 20.
- the second target position calculation unit 115 is based on the X-axis direction acceleration sensor output output by the first detection unit 111 and the Y-axis direction acceleration sensor output output by the first detection unit 112. 1 Calculate the tilt angle of the lens barrel 20.
- step S402 the second target position calculation unit 115 adds the angle deviation caused by the mounting error of the first detection unit 111 and the first detection unit 112 to the tilt angle of the first lens barrel 20. Specifically, the second target position calculation unit 115 acquires information on the angle deviation caused by the mounting error of the first detection unit 111 and the first detection unit 112 in the first lens barrel 20 from the memory. Then, the second target position calculation unit 115 adds the acquired information on the angle deviation to the tilt angle of the first lens barrel 20.
- the second target position calculation unit 115 calculates the tilt angle of the second lens barrel 30. Specifically, the second target position calculation unit 115 is based on the X-axis direction acceleration sensor output output by the second detection unit 113 and the Y-axis direction acceleration sensor output output by the second detection unit 114. 2 Calculate the tilt angle of the lens barrel 30.
- the second target position calculation unit 115 adds the angle deviation caused by the mounting error of the second detection unit 113 and the second detection unit 114 to the tilt angle of the second lens barrel 30.
- the second target position calculation unit 115 acquires information on the angle deviation caused by the mounting error of the second detection unit 113 and the second detection unit 114 in the second lens barrel 30 from the memory. Then, the second target position calculation unit 115 adds the acquired information on the angle deviation to the tilt angle of the second lens barrel 30.
- step S405 the second target position calculation unit 115 calculates the folding angle of the first lens barrel 20 with respect to the second lens barrel 30. Specifically, the second target position calculation unit 115 determines the first lens barrel 20 with respect to the second lens barrel 30 from the true tilt angle of the first lens barrel 20 and the true tilt angle of the second lens barrel 30. Calculate the folding angle of.
- the second target position calculation unit 115 calculates the second target position from the first target position and the folding angle of the first lens barrel 20 with respect to the second lens barrel 30. Specifically, the second target position calculation unit 115 acquires the first target position in the X-axis direction of the first correction optical system 23 from the first target position calculation unit 102. Further, the second target position calculation unit 115 acquires the first target position in the Y-axis direction of the first correction optical system 23 from the first target position calculation unit 107. Then, the second target position calculation unit 115 obtains the first target position in the X-axis direction and the Y-axis direction of the first correction optical system 23 and the folding angle of the first lens barrel 20 with respect to the second lens barrel 30. 2 The second target position (X-axis direction, Y-axis direction) of the correction optical system 33 is calculated.
- FIG. 15 is a flowchart showing an example of the processing flow in the first drive amount calculation unit and the second drive amount calculation unit according to the first embodiment.
- step S501 the first drive amount calculation unit 105, the first drive amount calculation unit 110, the second drive amount calculation unit 117, and the second drive amount calculation unit 119 deviate from the target position and the current position of the correction optical system.
- the first drive amount calculation unit 105 determines the deviation between the first target position (X-axis direction) of the first correction optical system 23 and the current position (X-axis direction) of the first correction optical system 23.
- the first drive amount calculation unit 110 obtains the deviation between the first target position (Y-axis direction) of the first correction optical system 23 and the current position (Y-axis direction) of the first correction optical system 23.
- the second drive amount calculation unit 117 obtains the deviation between the second target position (X-axis direction) of the second correction optical system 33 and the current position (X-axis direction) of the second correction optical system 33.
- the second drive amount calculation unit 119 obtains the deviation between the second target position (Y-axis direction) of the second correction optical system 33 and the current position (Y-axis direction) of the second correction optical system 33.
- the first drive amount calculation unit 105, the first drive amount calculation unit 110, the second drive amount calculation unit 117, and the second drive amount calculation unit 119 are proportional to the deviation proportional term and the integral of the deviation.
- the drive signal is calculated by adding the term and the term proportional to the differential of the deviation.
- the first drive amount calculation unit 105 adds the deviation before one sampling to the deviation between the first target position and the current position in the X-axis direction of the first correction optical system 23, and integrates the deviation. Calculate the proportional term.
- the first drive amount calculation unit 105 calculates a term proportional to the deviation between the first target position and the current position in the X-axis direction of the first correction optical system 23.
- the first drive amount calculation unit 105 subtracts the deviation before one sampling from the deviation between the first target position and the current position in the X-axis direction of the first correction optical system 23, and is proportional to the differentiation of the deviation. Calculate the term. After that, the first drive amount calculation unit 105 adds all the calculated terms and outputs a drive signal including the drive amount of the first correction mechanism LOSx that drives the first correction optical system 23.
- the first drive amount calculation unit 110 adds the deviation before one sampling to the deviation between the first target position and the current position in the Y-axis direction of the first correction optical system 23, and is proportional to the integration of the deviation. Calculate the term. Then, the first drive amount calculation unit 110 calculates a term proportional to the deviation between the first target position and the current position in the Y-axis direction of the first correction optical system 23. Subsequently, the first drive amount calculation unit 110 subtracts the deviation before one sampling from the deviation between the first target position and the current position in the Y-axis direction of the first correction optical system 23, and is proportional to the differentiation of the deviation. Calculate the term. After that, the first drive amount calculation unit 110 adds all the calculated terms and outputs a drive signal including the drive amount of the first correction mechanism LOSy that drives the first correction optical system 23.
- the second drive amount calculation unit 117 adds the deviation before one sampling to the deviation between the second target position and the current position in the X-axis direction of the second correction optical system 33, and is proportional to the integration of the deviation. Calculate the term. Then, the second drive amount calculation unit 117 calculates a term proportional to the deviation between the second target position and the current position in the X-axis direction of the second correction optical system 33. Subsequently, the second drive amount calculation unit 117 subtracts the deviation before one sampling from the deviation between the second target position and the current position in the X-axis direction of the second correction optical system 33, and is proportional to the differentiation of the deviation. Calculate the term. After that, the second drive amount calculation unit 117 adds all the calculated terms and outputs a drive signal including the drive amount of the second correction mechanism ROSx that drives the second correction optical system 33.
- the second drive amount calculation unit 119 adds the deviation in the Y-axis direction one sampling before to the deviation in the Y-axis direction, and calculates a term proportional to the integration of the deviation. Then, the second drive amount calculation unit 119 calculates a term proportional to the deviation in the Y-axis direction. Subsequently, the second drive amount calculation unit 119 subtracts the deviation in the Y-axis direction one sampling before from the deviation in the Y-axis direction, and calculates a term proportional to the derivative of the deviation. After that, the second drive amount calculation unit 119 adds all the calculated terms and outputs a drive signal including the drive amount of the second correction mechanism ROSy that drives the second correction optical system 33.
- runout when runout occurs, it can be moved synchronously in the direction of canceling the runout of the correction optical system held in each of the first lens barrel 20 and the second lens barrel 30.
- the observer can observe the object without any runout.
- FIG. 16 is a diagram showing a configuration example of the circuit board according to the second embodiment.
- the circuit board 10a includes a first target position calculation unit 202, a runout state determination unit 203, a deviation calculation unit 104, and a first drive amount calculation unit 105.
- the circuit board 10a includes a first target position calculation unit 207, a runout state determination unit 208, a deviation calculation unit 109, and a first drive amount calculation unit 110.
- the circuit board 10a includes a code inversion operator 220, a code inversion operator 221, a conversion unit 222, and a target position conversion unit 223.
- the circuit board 10a includes a second target position calculation unit 215, a deviation calculation unit 116, a second drive amount calculation unit 117, a deviation calculation unit 118, and a second drive amount calculation unit 119.
- the code inversion operator 220 inverts the code of the input information. More specifically, the code inversion operator 220 multiplies the acceleration sensor output output by the first detection unit 111 by -1 and inverts the code.
- the code inversion operator 221 inverts the code of the input information. More specifically, the code inversion operator 221 multiplies the acceleration sensor output output by the first detection unit 112 by -1 and inverts the code.
- the conversion unit 222 converts the runout of the first lens barrel 20 from the runout detection axis to the observation axis. More specifically, the conversion unit 222 has an output signal "V ⁇ LX1" output by the runout detection unit 101 indicating the runout around the X axis and an output signal “V ⁇ LY1" indicating the runout around the Y axis output by the runout detection unit 106. "And get. Further, the conversion unit 222 has a true tilt angle of the first lens barrel 20 from the acceleration sensor output in which the sign of the first detection unit 111 is reversed and the acceleration sensor output in which the sign of the first detection unit 112 is reversed. Calculate "-V ⁇ L'".
- the conversion unit 222 rotates with respect to the output signal “V ⁇ LX1” and the output signal “V ⁇ LY1” by the true tilt angle “ ⁇ V ⁇ L'” of the first lens barrel 20 by affine transformation.
- the acceleration sensor output after the rotation calculation is V ⁇ X1 (runout around the X-axis) and V ⁇ Y1 (runout around the Y-axis).
- the V ⁇ X1 and V ⁇ Y1 are aligned in the same directions as the horizontal and vertical directions of the user of the binoculars 1 (the directions orthogonal to the gravitational direction and the gravitational direction are aligned with the X-axis and the Y-axis).
- the conversion unit 222 converts the angular velocity sensor output from the angular velocity detection axis to the observation axis, thereby suppressing a sense of discomfort in appearance when the runout state determination unit 203 and the runout state determination unit 208 determine that the composition has been changed. can do.
- the first target position calculation unit 202 calculates a third target position indicating the target position of the first correction optical system 23 on the observation axis based on the deflection of the first lens barrel 20 on the observation axis. More specifically, the first target position calculation unit 202 acquires the runout “V ⁇ X1” of the first lens barrel 20 around the X axis in the observation axis output by the conversion unit 222. Then, the first target position calculation unit 202 executes the same processing as the first target position calculation unit 102 for the deflection “V ⁇ X1” around the X axis of the first lens barrel 20 on the observation axis, and performs the same processing as the first target position calculation unit 102, and the third target position. (X-axis direction) is calculated. The third target position in the X-axis direction is "LCX".
- the runout state determination unit 203 determines the runout state of the first lens barrel 20 around the X axis on the observation axis. More specifically, the runout state determination unit 203 acquires the runout "V ⁇ X1" around the X axis of the first lens barrel 20 on the observation axis output by the conversion unit 222. Then, the runout state determination unit 203 executes the same processing as the runout state determination unit 103 for the runout "V ⁇ X1" around the X axis of the first lens barrel 20 on the observation axis, and performs the intended runout (panning operation or the like). Determine if (or around the X-axis) has started (or continues).
- the first target position calculation unit 207 calculates a third target position indicating the target position of the first correction optical system 23 on the observation axis based on the deflection of the first lens barrel 20 on the observation axis. More specifically, the first target position calculation unit 207 acquires the runout “V ⁇ Y1” around the Y axis of the first lens barrel 20 on the observation axis output by the conversion unit 222. Then, the first target position calculation unit 207 executes the same processing as the first target position calculation unit 107 for the deflection “V ⁇ Y1” around the Y axis of the first lens barrel 20 on the observation axis, and performs the same processing as the first target position calculation unit 107, and the third target position. (Y-axis direction) is calculated. The third target position in the Y-axis direction is "LCY".
- the runout state determination unit 208 determines the runout state of the first lens barrel 20 around the Y axis on the observation axis. More specifically, the runout state determination unit 208 acquires the runout "V ⁇ Y1" around the Y axis of the first lens barrel 20 on the observation axis output by the conversion unit 222. Then, the runout state determination unit 208 executes the same processing as the runout state determination unit 108 for the runout "V ⁇ Y1" around the Y axis of the first lens barrel 20 on the observation axis, and performs the intended runout (panning operation or the like). It is determined whether (Y-axis circumference) has started (or continues).
- the target position conversion unit 223 calculates the first target position based on the first rotation information and the third target position. More specifically, the target position conversion unit 223 acquires the acceleration sensor output output by the first detection unit 111 and the acceleration sensor output output by the first detection unit 112, and obtains the true true of the first lens barrel 20. The tilt angle "V ⁇ L'" is calculated. Then, the target position conversion unit 223 sets the third target position "LCX” in the X-axis direction and the third target position "LCY" in the Y-axis direction to the true true of the first lens barrel 20 according to (Equation 8). Rotation is calculated by affine transformation by the tilt angle "V ⁇ L'". In (Equation 8), the third target position after the rotation calculation, that is, the first target position is set to LCLX (X-axis direction) and LCLY (Y-axis direction).
- the second target position calculation unit 215 calculates the second target position based on the second rotation information and the third target position. More specifically, the second target position calculation unit 215 acquires the acceleration sensor output output by the second detection unit 113 and the acceleration sensor output output by the second detection unit 114, and obtains the acceleration sensor output of the second lens barrel 30. The true tilt angle "V ⁇ R'" is calculated. Then, the second target position calculation unit 215 sets the third target position “LCX” in the X-axis direction and the third target position “LCY” in the Y-axis direction of the second lens barrel 30 according to (Equation 9). Rotation is calculated by affine transformation by the true tilt angle "V ⁇ R'". In (Equation 9), the second target position after the rotation calculation is set to LCRX (X-axis direction) and LCRY (Y-axis direction).
- the second target position is calculated based on the second rotation information and the third target position is given as an example.
- the second target position may be calculated based on the first target position and the rotation information as in the first embodiment.
- the second target position calculation unit 215 acquires the first target position calculated by the target position conversion unit 223, and rotates the first target position and the axis portion 40 (axis Ax) of the second lens barrel 30.
- the second target position is calculated based on the rotation information with respect to the first lens barrel 20 of the above.
- FIG. 17 is a flowchart showing an example of the processing flow in the binoculars according to the second embodiment.
- the conversion unit 222 converts the runout of the first lens barrel 20 from the runout detection axis to the observation axis using the first rotation information. Specifically, the conversion unit 222 acquires an output signal indicating the runout around the X axis output by the runout detection unit 101 and an output signal indicating the runout around the Y axis output by the runout detection unit 106.
- the conversion unit 222 acquires the acceleration sensor output in which the codes of the first detection unit 111 and the first detection unit 112 are reversed via the code reversal operator 220 and the code reversal operator 221 and obtains the acceleration sensor output of the first lens barrel. Calculate the true tilt angle of 20. Then, the conversion unit 222 performs a rotation calculation by affine transformation for the output signal indicating the runout around the X-axis and the Y-axis by the true tilt angle of the first lens barrel 20, and the runout of the first lens barrel 20. Is converted from the runout detection axis to the observation axis.
- the first target position calculation unit 202 and the first target position calculation unit 207 calculate the third target position based on the deflection of the first lens barrel 20 on the observation axis.
- the first target position calculation unit 202 filters frequency components higher than a predetermined frequency among the fluctuations of the first lens barrel 20 around the X axis in the observation axis output by the conversion unit 222.
- the first target position calculation unit 202 may set the cutoff frequency according to the determination result of the runout state determination unit 203.
- the first target position calculation unit 202 receives from the runout state determination unit 203 a determination result indicating that the composition change due to the panning operation or the like intended by the user of the binoculars 1 has been started (or is continuing). In this case, the cutoff frequency is set higher than the predetermined frequency.
- the first target position calculation unit 202 removes the DC component from the runout around the X axis of the first lens barrel 20 on the observation axis, and X of the first lens barrel 20 on the observation axis corresponding to the runout applied to the binoculars 1. Calculate the runout around the axis. Subsequently, the first target position calculation unit 202 calculates the centripetal force to move toward the center of the movable range of the first correction optical system 23 as the bias amount based on the current target position of the first correction optical system 23. ..
- the first target position calculation unit 202 gives a bias amount to the runout of the first lens barrel 20 around the X axis in the observation axis corresponding to the runout applied to the binoculars 1. Then, the first target position calculation unit 202 integrates the deflection given the bias amount, sets the dimension as the speed, and multiplies it by a coefficient that matches the unit of the target position of the first correction optical system 23. Subsequently, the first target position calculation unit 202 limits the target position of the first correction optical system 23 so as to be included in the movable range of the first correction optical system 23, and the first correction optical system 23 on the observation axis. The third target position (in the X-axis direction) indicating the target position is calculated.
- the first target position calculation unit 207 filters frequency components higher than a predetermined frequency among the fluctuations around the Y axis of the first lens barrel 20 on the observation axis output by the conversion unit 222.
- the first target position calculation unit 207 may set the cutoff frequency according to the determination result of the runout state determination unit 208.
- the first target position calculation unit 207 has received from the runout state determination unit 208 a determination result indicating that the composition change due to the panning operation or the like intended by the user of the binoculars 1 has been started (or is continuing).
- the cutoff frequency is set higher than the predetermined frequency.
- the first target position calculation unit 207 removes the DC component from the runout around the Y axis of the first lens barrel 20 on the observation axis, and Y of the first lens barrel 20 on the observation axis corresponding to the runout applied to the binoculars 1. Calculate the runout around the axis. Subsequently, the first target position calculation unit 207 calculates the centripetal force to move toward the center of the movable range of the first correction optical system 23 as the bias amount based on the current target position of the first correction optical system 23. ..
- the first target position calculation unit 207 gives a bias amount to the runout of the first lens barrel 20 around the Y axis in the observation axis corresponding to the runout applied to the binoculars 1. Then, the first target position calculation unit 207 integrates the deflection given the bias amount, sets the dimension to the speed, and multiplies it by a coefficient that matches the unit of the target position of the first correction optical system 23. Subsequently, the first target position calculation unit 207 limits the target position of the first correction optical system 23 so as to be included in the movable range of the first correction optical system 23, and the first correction optical system 23 on the observation axis. The third target position (Y-axis direction) indicating the target position is calculated.
- the target position conversion unit 223 calculates the first target position based on the first rotation information and the third target position. Specifically, the target position conversion unit 223 calculates the true tilt angle of the first lens barrel 20 from the acceleration sensor output output by the first detection unit 111 and the first detection unit 112. Then, the target position conversion unit 223 rotates the third target position in the X-axis direction and the Y-axis direction by the true tilt angle of the first lens barrel 20 by affine transformation, and calculates the rotation in the X-axis direction and the Y-axis direction. Calculate the first target position.
- step S604 the first drive amount calculation unit 105 and the first drive amount calculation unit 110 calculate the drive amount of the first correction mechanism LOS that drives the first correction optical system 23 based on the first target position. Since the process in step S504 is the same as the process in step S102 described above, detailed description thereof will be omitted.
- the second target position calculation unit 215 calculates the second target position based on the second rotation information and the third target position. Specifically, the second target position calculation unit 215 calculates the true tilt angle of the second lens barrel 30 from the acceleration sensor output output by the second detection unit 113 and the second detection unit 114. Then, the second target position calculation unit 215 rotates the third target position in the X-axis direction and the Y-axis direction by the true tilt angle of the second lens barrel 30 by the affine transformation, and calculates the rotation in the X-axis direction and the Y-axis. Calculate the second target position in the direction.
- step S606 the second drive amount calculation unit 117 and the second drive amount calculation unit 119 calculate the drive amount of the second correction mechanism ROS that drives the second correction optical system 33 based on the second target position. Since the process in step S606 is the same as the process in step S104 described above, detailed description thereof will be omitted.
- FIG. 18 is a diagram showing a configuration example of the circuit board according to the third embodiment.
- the circuit board 10b includes a first target position calculation unit 302, a runout state determination unit 303, a deviation calculation unit 104, and a first drive amount calculation unit 105.
- the circuit board 10b includes a first target position calculation unit 307, a runout state determination unit 308, a deviation calculation unit 109, and a first drive amount calculation unit 110.
- the circuit board 10b includes a code inversion operator 320, a code inversion operator 321, a first conversion unit 322, and a target position conversion unit 323.
- the circuit board 10b includes a code inversion operator 326, a code inversion operator 327, a second conversion unit 328, an average unit 329, and an average unit 330.
- the circuit board 10b includes a second target position calculation unit 315, a deviation calculation unit 116, a second drive amount calculation unit 117, a deviation calculation unit 118, and a second drive amount calculation unit 119.
- the code inversion operator 320, the code inversion operator 321 and the first conversion unit 322 are detailed because they are the same as the processes in the code inversion operator 220, the code inversion operator 221 and the conversion unit 222 described above, respectively. The explanation is omitted.
- the runout detection unit (V ⁇ RX) 324 is an angular velocity sensor around the X axis in the second lens barrel 30. That is, the binoculars 1 includes an angular velocity sensor in the second lens barrel 30 in addition to the runout detection unit 101 of the first lens barrel 20. The runout detection unit 324 detects runout around the X axis in the second lens barrel 30.
- the runout detection unit (V ⁇ RY) 325 is an angular velocity sensor around the Y axis in the second lens barrel 30. That is, the binoculars 1 includes an angular velocity sensor in the second lens barrel 30 in addition to the runout detection unit 106 of the first lens barrel 20. The runout detection unit 325 detects the runout of the second lens barrel 30 around the Y axis.
- the code inversion operator 326 inverts the code of the input information. More specifically, the code inversion operator 326 multiplies the acceleration sensor output output by the second detection unit 113 by -1 and inverts the code.
- the sign reversal operator 327 reverses the sign of the input information. More specifically, the code inversion operator 327 multiplies the acceleration sensor output output by the second detection unit 114 by -1 and inverts the code.
- the second conversion unit 328 converts the runout of the second lens barrel 30 from the runout detection axis to the observation axis. More specifically, the second conversion unit 328 has an output signal "V ⁇ RX1" indicating the runout around the X axis output by the runout detection unit 324 and an output signal indicating the runout around the Y axis output by the runout detection unit 325. Acquire "V ⁇ RY1". Further, the second conversion unit 328 is a true accelerometer of the second lens barrel 30 from the acceleration sensor output in which the sign of the second detection unit 113 is reversed and the acceleration sensor output in which the sign of the second detection unit 114 is reversed. The tilt angle "-V ⁇ R'" is calculated.
- the second conversion unit 328 converts the output signal “V ⁇ RX1” and the output signal “V ⁇ RY1” by the true tilt angle “ ⁇ V ⁇ R'” of the second lens barrel 30 according to (Equation 10).
- the acceleration sensor output after the rotation calculation is V ⁇ X2 (runout around the X-axis) and V ⁇ Y2 (runout around the Y-axis).
- the V ⁇ X2 and V ⁇ Y2 are aligned in the same directions as the horizontal and vertical directions of the user of the binoculars 1 (the directions orthogonal to the gravity direction and the gravity direction are aligned with the X-axis and the Y-axis).
- the second conversion unit 328 converts the angular velocity sensor output from the angular velocity detection axis to the observation axis, so that the appearance is uncomfortable when the runout state determination unit 303 and the runout state determination unit 308 determine that the composition is changed. Can be suppressed.
- the averaging unit 329 averages the runout of the first lens barrel 20 on the observation axis and the runout of the second lens barrel 30 on the observation axis. More specifically, the averaging unit 329 includes an angular velocity sensor output "V ⁇ X1" around the X axis of the first lens barrel 20 on the observation axis output by the first conversion unit 322 and an observation axis output by the second conversion unit 328. Acquires the angular velocity sensor output "V ⁇ X2" around the X axis of the second lens barrel 30 in the above. Then, the averaging unit 329 averages the angular velocity sensor output around the X axis of each lens barrel on the observation axis according to (Equation 11).
- the average result of the angular velocity sensor output around the X axis of each lens barrel on the observation axis is V ⁇ X.
- the averaging unit 329 can remove the noise component peculiar to the angular velocity sensor by averaging the output of the angular velocity sensor. Therefore, the binoculars 1 can calculate the target positions of the first correction optical system 23 and the second correction optical system 33 with higher accuracy.
- the averaging unit 330 averages the runout of the first lens barrel 20 on the observation axis and the runout of the second lens barrel 30 on the observation axis. More specifically, the averaging unit 330 includes the angular velocity sensor output "V ⁇ Y1" around the Y axis of the first lens barrel 20 on the observation axis output by the first conversion unit 322 and the observation axis output by the second conversion unit 328. Acquires the angular velocity sensor output "V ⁇ Y2" around the Y axis of the second lens barrel 30 in the above. Then, the averaging unit 330 averages the angular velocity sensor output around the Y axis of each lens barrel on the observation axis according to (Equation 12).
- the average result of the angular velocity sensor output around the Y axis of each lens barrel on the observation axis is V ⁇ Y.
- the averaging unit 330 can remove the noise component peculiar to the angular velocity sensor by averaging the output of the angular velocity sensor. Therefore, the binoculars 1 can calculate the target positions of the first correction optical system 23 and the second correction optical system 33 with higher accuracy.
- the first target position calculation unit 302 indicates a third target position indicating the target position of the first correction optical system 23 on the observation axis based on the average value of the runouts of the first lens barrel 20 and the second lens barrel 30 on the observation axis. Is calculated. More specifically, the first target position calculation unit 302 acquires the average value “V ⁇ X” of the runout of the first lens barrel 20 and the runout of the second lens barrel 30 on the observation axis output by the average unit 329. Then, the first target position calculation unit 302 is the same as the first target position calculation unit 107 with respect to the average value “V ⁇ X” of the runouts of the first lens barrel 20 and the second lens barrel 30 around the X axis on the observation axis.
- the process is executed and the third target position (X-axis direction) is calculated.
- the third target position in the X-axis direction is "LCX", but the third target position according to the present embodiment uses the average value of the runouts of the first lens barrel 20 and the second lens barrel 30 on the observation axis. Therefore, the value is different from the third target position described in the above embodiment.
- the runout state determination unit 303 determines the runout state of the first lens barrel 20 around the X axis on the observation axis. More specifically, the runout state determination unit 303 acquires the average value “V ⁇ X” of the runout of the first lens barrel 20 and the runout of the second lens barrel 30 on the observation axis output by the average unit 329. Then, the runout state determination unit 303 executes the same processing as the runout state determination unit 108 for the average value “V ⁇ X” of the runout of the first lens barrel 20 and the second lens barrel 30 on the observation axis, and performs a panning operation or the like. It is determined whether or not the intended runout (around the X-axis) of is started (or is continued).
- the first target position calculation unit 307 indicates a third target position indicating the target position of the first correction optical system 23 on the observation axis based on the average value of the deflections of the first lens barrel 20 and the second lens barrel 30 on the observation axis. Is calculated. More specifically, the first target position calculation unit 307 acquires the average value “V ⁇ Y” of the runout of the first lens barrel 20 and the runout of the second lens barrel 30 on the observation axis output by the average unit 330. Then, the first target position calculation unit 307 is the same as the first target position calculation unit 107 with respect to the average value “V ⁇ Y” of the runouts of the first lens barrel 20 and the second lens barrel 30 around the Y axis on the observation axis.
- the process is executed and the third target position (Y-axis direction) is calculated.
- the third target position in the Y-axis direction is "LCY", but the third target position according to the present embodiment uses the average value of the runouts of the first lens barrel 20 and the second lens barrel 30 on the observation axis. Therefore, the value is different from the third target position described in the above embodiment.
- the runout state determination unit 308 determines the runout state of the first lens barrel 20 around the Y axis on the observation axis. More specifically, the runout state determination unit 308 acquires the average value “V ⁇ Y” of the runout of the first lens barrel 20 and the runout of the second lens barrel 30 on the observation axis output by the average unit 330. Then, the runout state determination unit 308 executes the same processing as the runout state determination unit 108 for the average value “V ⁇ Y” of the runout of the first lens barrel 20 and the second lens barrel 30 on the observation axis, and performs a panning operation or the like. It is determined whether or not the intended runout (around the Y-axis) of is started (or is continued).
- the target position conversion unit 323 calculates the first target position based on the first rotation information and the third target position. More specifically, the target position conversion unit 323 acquires the acceleration sensor output output by the first detection unit 111 and the acceleration sensor output output by the first detection unit 112, and obtains the true true of the first lens barrel 20. The tilt angle "V ⁇ L'" is calculated. Then, the target position conversion unit 323 sets the third target position "LCX” in the X-axis direction and the third target position "LCY” in the Y-axis direction as the true tilt angle "V ⁇ L'" of the first lens barrel 20. Rotation is calculated by affine transformation for the minute. Let the third target position after the rotation calculation, that is, the first target position be LCLX (X-axis direction) and LCLY (Y-axis direction).
- the second target position calculation unit 315 calculates the second target position based on the second rotation information and the third target position. More specifically, the second target position calculation unit 315 acquires the acceleration sensor output output by the second detection unit 113 and the acceleration sensor output output by the second detection unit 114, and obtains the acceleration sensor output of the second lens barrel 30. The true tilt angle "V ⁇ R'" is calculated. Then, the second target position calculation unit 315 sets the third target position “LCX” in the X-axis direction and the third target position “LCY” in the Y-axis direction as the true tilt angle “V ⁇ R” of the second lens barrel 30. Rotation is calculated by affine transformation for "'".
- the second target position after the rotation calculation is LCRX (X-axis direction) and LCRY (Y-axis direction).
- LCRX X-axis direction
- LCRY Y-axis direction
- the third target position of the first lens barrel 20 is calculated using the average value of the deflections of the first lens barrel 20 and the second lens barrel 30 on the observation axis, the first lens barrel 20
- the first target position and the second target position of the second lens barrel 30 are different from the first target position and the second target position described in the above embodiment, respectively.
- the second target position is calculated based on the second rotation information and the third target position is given as an example.
- the second target position may be calculated based on the first target position and the rotation information as in the first embodiment.
- the second target position calculation unit 315 acquires the first target position calculated by the target position conversion unit 323, and rotates the first target position and the axis portion 40 (axis Ax) of the second lens barrel 30.
- the second target position is calculated based on the rotation information with respect to the first lens barrel 20 of the above.
- FIG. 19 is a flowchart showing an example of the processing flow in the binoculars according to the third embodiment.
- the first conversion unit 322 converts the runout of the first lens barrel 20 from the runout detection axis to the observation axis using the first rotation information. Specifically, the first conversion unit 322 acquires an output signal indicating the runout around the X axis output by the runout detection unit 101 and an output signal indicating the runout around the Y axis output by the runout detection unit 106. .. Further, the first conversion unit 322 acquires the acceleration sensor output in which the codes of the first detection unit 111 and the first detection unit 112 are reversed via the code reversal operator 320 and the code reversal operator 321.
- the true tilt angle of the lens barrel 20 is calculated. Then, the first conversion unit 322 calculates the rotation of the output signal indicating the deflection around the X-axis and the Y-axis by the true tilt angle of the first lens barrel 20 by the affine transformation, and the first lens barrel 20 The runout is converted from the runout detection axis to the observation axis.
- the second conversion unit 328 converts the runout of the second lens barrel 30 from the runout detection axis to the observation axis using the second rotation information. Specifically, the second conversion unit 328 acquires an output signal indicating the runout around the X axis output by the runout detection unit 324 and an output signal indicating the runout around the Y axis output by the runout detection unit 325. .. Further, the second conversion unit 328 acquires the acceleration sensor output in which the codes of the runout detection unit 324 and the runout detection unit 325 are reversed via the code inversion operator 326 and the code inversion operator 327, and the second lens barrel Calculate the true tilt angle of 30.
- the second conversion unit 328 performs a rotation calculation by affine transformation for the output signal indicating the deflection around the X-axis and the Y-axis by the true tilt angle of the second lens barrel 30, and the second lens barrel 30.
- the runout is converted from the runout detection axis to the observation axis.
- the averaging section 329 and the averaging section 330 average the runout of the first lens barrel 20 on the observation axis and the runout of the second lens barrel 30 on the observation axis.
- the averaging unit 329 includes the runout of the first lens barrel 20 on the observation axis output by the first conversion unit 322 and the second lens barrel 30 on the observation axis output by the second conversion unit 328. Is averaged with the runout around the X axis.
- the averaging unit 330 includes the deflection of the first lens barrel 20 around the Y axis on the observation axis output by the first conversion unit 322 and the Y axis of the second lens barrel 30 on the observation axis output by the second conversion unit 328. Average the runout.
- the first target position calculation unit 302 and the first target position calculation unit 307 calculate the third target position based on the runout averaged by the average unit 329 and the average unit 330.
- the first target position calculation unit 302 has a frequency higher than a predetermined frequency among the average values of the runouts of the first lens barrel 20 and the second lens barrel 30 around the X axis on the observation axis output by the average unit 329. Filter high frequency components.
- the first target position calculation unit 302 may set the cutoff frequency according to the determination result of the runout state determination unit 303.
- the first target position calculation unit 302 receives from the runout state determination unit 303 a determination result indicating that the composition change due to the panning operation or the like intended by the user of the binoculars 1 has been started (or is continuing).
- the cutoff frequency is set higher than the predetermined frequency.
- the first target position calculation unit 302 removes the DC component from the average value of the runouts around the X-axis of the first lens barrel 20 and the second lens barrel 30 on the observation axis, and observes corresponding to the runout applied to the binoculars 1.
- the runout of the first lens barrel 20 around the X axis on the axis is calculated.
- the first target position calculation unit 302 calculates the centripetal force to move toward the center of the movable range of the first correction optical system 23 as the bias amount based on the current target position of the first correction optical system 23. ..
- the first target position calculation unit 302 gives a bias amount to the runout of the first lens barrel 20 around the X axis in the observation axis corresponding to the runout applied to the binoculars 1. Then, the first target position calculation unit 302 integrates the deflection given the bias amount, sets the dimension to the speed, and multiplies it by a coefficient that matches the unit of the target position of the first correction optical system 23. Subsequently, the first target position calculation unit 302 limits the target position of the first correction optical system 23 so as to be included in the movable range of the first correction optical system 23, and the first correction optical system 23 on the observation axis. The third target position (in the X-axis direction) indicating the target position is calculated.
- the first target position calculation unit 307 has a frequency higher than a predetermined frequency among the average values of the runouts of the first lens barrel 20 and the second lens barrel 30 around the Y axis on the observation axis output by the average unit 330. Filter the ingredients.
- the first target position calculation unit 307 may set the cutoff frequency according to the determination result of the runout state determination unit 308. For example, the first target position calculation unit 307 receives from the runout state determination unit 308 a determination result indicating that the composition change due to the panning operation or the like intended by the user of the binoculars 1 has been started (or is continuing). In this case, the cutoff frequency is set higher than the predetermined frequency.
- the first target position calculation unit 307 removes the DC component from the average value of the runouts around the Y-axis of the first lens barrel 20 and the second lens barrel 30 on the observation axis, and observes corresponding to the runout applied to the binoculars 1.
- the runout of the first lens barrel 20 around the Y axis on the axis is calculated.
- the first target position calculation unit 307 calculates the centripetal force to move toward the center of the movable range of the first correction optical system 23 as the bias amount based on the current target position of the first correction optical system 23. ..
- the first target position calculation unit 307 gives a bias amount to the runout of the first lens barrel 20 around the Y axis in the observation axis corresponding to the runout applied to the binoculars 1. Then, the first target position calculation unit 307 integrates the deflection given the bias amount, sets the dimension to the speed, and multiplies it by a coefficient that matches the unit of the target position of the first correction optical system 23. Subsequently, the first target position calculation unit 307 limits the target position of the first correction optical system 23 so as to be included in the movable range of the first correction optical system 23, and the first correction optical system 23 on the observation axis. The third target position (Y-axis direction) indicating the target position is calculated.
- the target position conversion unit 323 calculates the first target position based on the first rotation information and the third target position. Specifically, the target position conversion unit 323 calculates the true tilt angle of the first lens barrel 20 from the acceleration sensor output output by the first detection unit 111 and the first detection unit 112. Then, the target position conversion unit 323 rotates the third target position in the X-axis direction and the Y-axis direction by the true tilt angle of the first lens barrel 20 by affine transformation, and calculates the rotation in the X-axis direction and the Y-axis direction. Calculate the first target position.
- step S706 the first drive amount calculation unit 105 and the first drive amount calculation unit 110 calculate the drive amount of the first correction mechanism LOS that drives the first correction optical system 23 based on the first target position. Since the process in step S706 is the same as the process in step S102 described above, detailed description thereof will be omitted.
- the second target position calculation unit 315 calculates the second target position based on the second rotation information and the third target position. Specifically, the second target position calculation unit 315 calculates the true tilt angle of the second lens barrel 30 from the acceleration sensor output output by the second detection unit 113 and the second detection unit 114. Then, the second target position calculation unit 315 rotates the third target position in the X-axis direction and the Y-axis direction by the true tilt angle of the second lens barrel 30 by the affine transformation, and calculates the rotation in the X-axis direction and the Y-axis. Calculate the second target position in the direction.
- step S708 the second drive amount calculation unit 117 and the second drive amount calculation unit 119 calculate the drive amount of the second correction mechanism ROS that drives the second correction optical system 33 based on the second target position. Since the process in step S708 is the same as the process in step S104 described above, detailed description thereof will be omitted.
- the tilt angle of each lens barrel is detected by the tilt sensor and the acceleration sensor of the first detection unit 25, the second detection unit 34, etc.
- a rotary encoder or a potentiometer that detects the amount of rotation around the shaft portion 40 may be used as the third detection unit. That is, the second target position calculation unit 115 (215, 315) calculates at least one of the first rotation information, the second rotation information, and the rotation information based on the detection amount of the third detection unit.
- the detection amount when the folding angle of the axis Ax is the minimum and the maximum is stored in the memory in advance.
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Abstract
【課題】補正光学系の目標位置を高精度に算出すること。 【解決手段】双眼鏡は、第1鏡筒の振れに基づいて、第1鏡筒に保持される第1補正光学系の目標位置を示す第1目標位置を算出する第1目標位置算出部と、第1目標位置と、機軸部を介して第1鏡筒に連結する第2鏡筒の機軸部回りの第1鏡筒に対する回転を示す回転情報とに基づいて、第2鏡筒に保持される第2補正光学系の目標位置を示す第2目標位置を算出する第2目標位置算出部と、を備える。
Description
本発明は、双眼鏡及び目標位置算出方法に関する。
特許文献1では、双眼鏡の振れに対応する信号に応じて、光束を偏向する第1及び第2の光学部材の動作を関連付ける技術が開示される。
第1の態様に従えば、第1鏡筒の振れに基づいて、第1鏡筒に保持される第1補正光学系の目標位置を示す第1目標位置を算出する第1目標位置算出部と、第1目標位置と、機軸部を介して第1鏡筒に連結する第2鏡筒の機軸部回りの第1鏡筒に対する回転を示す回転情報とに基づいて、第2鏡筒に保持される第2補正光学系の目標位置を示す第2目標位置を算出する第2目標位置算出部と、を備える双眼鏡が提供される。
第2の様態に従えば、第1補正光学系を保持する第1鏡筒と、第2補正光学系を保持する第2鏡筒と、第1鏡筒と連結される第1機軸部と、第1機軸部を介して第1鏡筒と第2鏡筒とを連結する第2機軸部と、第1鏡筒に保持され、第1鏡筒の第1機軸部回りの回転を検出する第1検出部と、第2鏡筒に保持され、第2鏡筒の第2機軸部回りの回転を検出する第2検出部と、第1鏡筒及び第2鏡筒のうち少なくとも一方に保持され、第1鏡筒又は第2鏡筒の振れを検出する振れ検出部と、第1鏡筒及び第2鏡筒のうち少なくとも一方の振れに基づいて、第1補正光学系の目標位置を示す第1目標位置を算出する第1目標位置算出部と、第1目標位置と、第1検出部及び第2検出部の検出値に基づいて検出される第1鏡筒に対する第2鏡筒の第1機軸部及び第2機軸部回りの回転情報と、に基づいて、第2補正光学系の目標位置を示す第2目標位置を算出する第2目標位置算出部と、を備える双眼鏡が提供される。
第3の様態に従えば、双眼鏡における像位置を補正する補正光学系の目標位置を算出する目標位置算出方法であって、第1鏡筒の振れに基づいて、第1鏡筒に保持される第1補正光学系の目標位置を示す第1目標位置を算出することと、第1目標位置と、機軸部を介して第1鏡筒に連結する第2鏡筒の機軸部回りの第1鏡筒に対する回転を示す回転情報とに基づいて、第2鏡筒に保持される第2補正光学系の目標位置を示す第2目標位置を算出することと、を含む目標位置算出方法が提供される。
以下、実施形態について図面を参照して説明する。図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きく又は強調して表すなど適宜縮尺を変更して表現しており、実際の製品とは大きさ、形状が異なる場合がある。また、実施形態の説明においては、図中において示したXYZ直交座標系を用いて方向を説明する場合がある。X方向、Y方向及びZ方向のそれぞれは、適宜、図中の矢印の方向が+方向(例えば、+X方向)であり、図中の矢印に対して反対の方向が-方向(例えば、-X方向)であるとする。なお、実施形態は、ダハプリズム型の双眼鏡を例に挙げて説明するが、ポロプリズム型の双眼鏡にも適用可能である。
[第1実施形態]
第1実施形態を説明する。図1は、第1実施形態に係る双眼鏡の例を示す図である。双眼鏡1の使用時において、上下方向はX方向であり、+X方向が上方向、-X方向が下方向である。また、双眼鏡1の使用時において、左右方向はY方向であり、左方向が+Y方向、右方向が-Y方向である。図1は、双眼鏡1を上方(+X方向)から見た図である。なお、図1では、1軸タイプの双眼鏡1を例に挙げているが、2軸タイプの双眼鏡1においても本実施形態を適用することができる。
第1実施形態を説明する。図1は、第1実施形態に係る双眼鏡の例を示す図である。双眼鏡1の使用時において、上下方向はX方向であり、+X方向が上方向、-X方向が下方向である。また、双眼鏡1の使用時において、左右方向はY方向であり、左方向が+Y方向、右方向が-Y方向である。図1は、双眼鏡1を上方(+X方向)から見た図である。なお、図1では、1軸タイプの双眼鏡1を例に挙げているが、2軸タイプの双眼鏡1においても本実施形態を適用することができる。
図1に示すように、双眼鏡1は、第1鏡筒20と、第2鏡筒30と、機軸部40とを備える。例えば、第1鏡筒20は、左眼用の鏡筒である。また、例えば、第2鏡筒30は、右眼用の鏡筒である。第1鏡筒20及び第2鏡筒30は、機軸部40(機軸Ax)を介して連結する。機軸部40は、回路基板10を保持する。
第1鏡筒20は、光軸LOA方向に、接眼レンズ21、正立プリズム22、第1補正光学系23、フォーカスレンズ26、及び対物レンズ27の光学系を保持する。また、これらの光学系とは別に、第1鏡筒20は、振れ検出部24と、第1検出部25とを保持する。なお、第1検出部25については、傾斜センサ及び加速度センサのうち少なくともいずれか1つが採用されるが、加速度、又は、鏡筒の機軸部回りの回転量を測定できるセンサであれば、傾斜センサ及び加速度センサに限定されない。また、後述するように、第1検出部25は、複数のセンサで構成される場合があるが、かかる場合、傾斜センサ及び加速度センサのそれぞれを採用した構成でもよい。
対物レンズ27には、双眼鏡1を用いた観察対象の物体から光が入射する。対物レンズ27は、観察対象の物体から入射された光をフォーカスレンズ26に導く。フォーカスレンズ26は、第1鏡筒20の光学系の焦点位置及び焦点距離を調整する。例えば、フォーカスレンズ26は、光軸LOA方向に移動し、第1鏡筒20の光学系の焦点を調整する。なお、フォーカスレンズ26は、第1鏡筒20の光学系において、対物レンズ27から接眼レンズ21までの光路に配置される。
第1補正光学系23は、光軸LOAと直交する平面内で移動し、双眼鏡1の使用で発生する振れ(像位置)を補正する。第1補正光学系23の駆動は、後述する振れ補正機構部50(第1補正光学系23を駆動する補正機構を示す「第1補正機構」)により実現する。正立プリズム22は、対物レンズ27が形成する倒立像を正立像に変換する。なお、正立プリズム22は、第1鏡筒20の光学系において、対物レンズ27から接眼レンズ21までの光路に配置される。双眼鏡1のユーザは、正立プリズム22が変換した正立像を、接眼レンズ21を介して観察可能である。接眼レンズ21は、第1鏡筒20の光学系のうち、双眼鏡1のユーザの視点に最も近い光学系である。
なお、第1鏡筒20は、正立プリズム22を保持しなくてもよく、例えばリレー光学系等により倒立像を正立像に変換してもよい。また、接眼レンズ21、フォーカスレンズ26、及び対物レンズ27のうち少なくとも1つは、複数の光学部品(例えば、レンズ部材、反射部材等)を含んでもよい。また、第1鏡筒20の光学系は、像の倍率を変更するズーム光学系を含んでもよい。フォーカスレンズ26は、像の倍率の変更に利用されてもよい。
振れ検出部24は、第1鏡筒20において、X軸回り(Pitch方向)、Y軸回り(Yaw方向)、及びZ軸回り(Roll方向)の振れ(例えば、角速度等)を検出する。すなわち、振れ検出部24は、X軸、Y軸、及びZ軸それぞれに対応した3つの角速度センサを有する。第1検出部25は、第1鏡筒20において、X軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向(光軸LOA方向)の加速度(第1検出値)を検出する。すなわち、第1検出部25は、X軸、Y軸、及びZ軸それぞれに対応した3つの加速度センサを有する。なお、振れ検出部24と第1検出部25とは、互いの軸ずれを防止する目的で、1パッケージで構成された6軸センサでもよい。
第2鏡筒30は、光軸ROA方向に、接眼レンズ31、正立プリズム32、第2補正光学系33、フォーカスレンズ35、及び対物レンズ36の光学系を保持する。また、これらの光学系とは別に、第2鏡筒30は、第2検出部34を保持する。なお、第2検出部34については、傾斜センサ及び加速度センサのうち少なくともいずれか1つが採用されるが、加速度、又は、鏡筒の機軸部回りの回転量を測定できるセンサであれば、傾斜センサ及び加速度センサに限定されない。また、後述するように、第2検出部34は、複数のセンサで構成される場合があるが、かかる場合、傾斜センサ及び加速度センサのそれぞれを採用した構成でもよい。さらに、第1検出部25と第2検出部34とで、何れか一方において傾斜センサを採用し、他方において加速度センサを採用する構成でもよい。
対物レンズ36には、双眼鏡1を用いた観察対象の物体から光が入射する。対物レンズ36は、観察対象の物体から入射された光をフォーカスレンズ35に導く。フォーカスレンズ35は、第2鏡筒30の光学系の焦点位置及び焦点距離を調整する。例えば、フォーカスレンズ35は、光軸ROA方向に移動し、第2鏡筒30の光学系の焦点を調整する。なお、フォーカスレンズ35は、第2鏡筒30の光学系において、対物レンズ36から接眼レンズ31までの光路に配置される。
第2補正光学系33は、光軸ROAと直交する平面内で移動し、双眼鏡1の使用で発生する振れ(像位置)を補正する。第2補正光学系33の駆動は、後述する振れ補正機構部50(第2補正光学系33を駆動する補正機構を示す「第2補正機構」)により実現する。正立プリズム32は、対物レンズ36が形成する倒立像を正立像に変換する。なお、正立プリズム32は、第2鏡筒30の光学系において、対物レンズ36から接眼レンズ31までの光路に配置される。双眼鏡1のユーザは、正立プリズム32が変換した正立像を、接眼レンズ31を介して観察可能である。接眼レンズ31は、第2鏡筒30の光学系のうち、双眼鏡1のユーザの視点に最も近い光学系である。
なお、第2鏡筒30は、正立プリズム32を保持しなくてもよく、例えばリレー光学系等により倒立像を正立像に変換してもよい。また、接眼レンズ31、フォーカスレンズ35、及び対物レンズ36のうち少なくとも1つは、複数の光学部品(例えば、レンズ部材、反射部材等)を含んでもよい。また、第2鏡筒30の光学系は、像の倍率を変更するズーム光学系を含んでもよい。フォーカスレンズ35は、像の倍率の変更に利用されてもよい。
第2検出部34は、第2鏡筒30において、X軸方向、Y軸方向、及びZ軸方向(光軸ROA方向)の加速度(第2検出値)を検出する。すなわち、第2検出部34は、X軸、Y軸、及びZ軸それぞれに対応した3つの加速度センサを有する。
なお、双眼鏡1は、少なくとも一方の鏡筒に加速度センサ(又は、傾斜センサ)を保持する構成でよい。具体的には、第1検出部25及び第2検出部34は、双方が各鏡筒に保持されてもよいし、いずれか一方が保持されてもよい。すなわち、機軸が単数である双眼鏡1の場合は、一方の鏡筒の機軸部回りの他方の鏡筒に対する回転情報が分かれば、他方の鏡筒についての回転情報も一意に決まるため、少なくとも一方の鏡筒に加速度センサ(又は、傾斜センサ)を保持する構成でよい。
回路基板10は、各センサ(例えば、振れ検出部24、第1検出部25、及び第2検出部34)からの検出信号に基づいて、第1補正光学系23及び第2補正光学系33の目標位置、駆動量を算出する。なお、回路基板10の詳細については後述する。
図2及び図3は、第1実施形態に係る振れ補正機構部の構成例を示す図である。振れ補正機構部50は、第1補正光学系23、第2補正光学系33の現在位置の検出、及び、第1補正光学系23、第2補正光学系33を光軸(光軸LOA、光軸ROA)に対して垂直平面内に駆動する機構である。振れ補正機構部50は、第1補正光学系23、第2補正光学系33の周囲に配置される。
図2及び図3に示すように、振れ補正機構部50は、付勢バネ51と、位置検出用マグネット52と、位置検出用ヨーク53と、ホール素子54とを有する。加えて、振れ補正機構部50は、固定部55と、可動部56と、付勢バネ57と、駆動用マグネット58と、駆動用ヨーク59と、コイル60とを有する。詳細には、固定部55には、位置検出機構としてホール素子54が配置され、駆動機構として駆動用マグネット58及び駆動用ヨーク59が配置される。一方、可動部56には、位置検出機構として位置検出用マグネット52及び位置検出用ヨーク53が配置され、駆動機構としてコイル60が配置される。可動部56は、付勢バネ51、付勢バネ57によって弾性的に付勢され、第1補正光学系23、第2補正光学系33を移動可能に支持する。固定部55は、付勢バネ51、付勢バネ57を介して可動部56を支持する。位置検出機構及び駆動機構は、直交する2軸(一方をX軸、他方をY軸とする)方向にそれぞれ設けられる。
ホール素子54は、位置検出用マグネット52の磁束の強さを検出できる向きで、位置検出用マグネット52に対向して配置される。位置検出用ヨーク53は、位置検出用マグネット52とホール素子54との対向面ではない側において、位置検出用マグネット52の周囲への磁束の拡がりを防止する目的で、位置検出用マグネット52の近傍に配置される。この構成により、ホール素子54は、位置検出用マグネット52の移動による磁束の強さの変化を検出することで、第1補正光学系23、第2補正光学系33の現在位置(移動距離に応じた現在位置)を検出する。
コイル60は、駆動用マグネット58に対向して配置される。駆動用ヨーク59は、駆動用マグネット58の周囲への磁束の拡がりを防止する目的で、駆動用マグネット58の近傍、及びコイル60の近傍に配置される。コイル60には、第1補正光学系23、第2補正光学系33の駆動量に応じた電流が入力される。この構成により、可動部56は、コイル60と駆動用マグネット58との間で電磁力が発生し、付勢バネ51、付勢バネ57の伸縮に応じて移動する。
図4は、第1実施形態に係る回路基板の構成例を示す図である。図4に示すように、回路基板10は、第1目標位置算出部102と、振れ状態判定部103と、偏差算出部104と、第1駆動量算出部105とを含む。第1目標位置算出部102、振れ状態判定部103、偏差算出部104、及び第1駆動量算出部105は、第1補正光学系23のX軸に関する各種演算を実行する。
回路基板10は、第1目標位置算出部107と、振れ状態判定部108と、偏差算出部109と、第1駆動量算出部110とを含む。第1目標位置算出部107、振れ状態判定部108、偏差算出部109、及び第1駆動量算出部110は、第1補正光学系23のY軸に関する各種演算を実行する。
回路基板10は、第2目標位置算出部115と、偏差算出部116と、第2駆動量算出部117と、偏差算出部118と、第2駆動量算出部119とを含む。第2目標位置算出部115、偏差算出部116、及び第2駆動量算出部117は、第2補正光学系33のX軸に関する各種演算を実行する。第2目標位置算出部115、偏差算出部118、及び第2駆動量算出部119は、第2補正光学系33のY軸に関する各種演算を実行する。
振れ検出部(VωLX)101は、第1鏡筒20におけるX軸回りの角速度センサである。すなわち、振れ検出部101は、振れ検出部24の1つに相当する。振れ検出部101は、第1鏡筒20におけるX軸回りの振れを検出する。第1目標位置算出部102は、第1補正光学系23のX軸方向の目標位置を算出する。より具体的には、第1目標位置算出部102は、振れ検出部101から角速度センサ出力である第1鏡筒20におけるX軸回りの振れを取得する。そして、第1目標位置算出部102は、第1鏡筒20におけるX軸回りの振れに基づいて、第1補正光学系23の目標位置を示す第1目標位置(X軸方向)を算出する。
振れ検出部(VωLY)106は、第1鏡筒20におけるY軸回りの角速度センサである。すなわち、振れ検出部106は、振れ検出部24の1つに相当する。振れ検出部106は、第1鏡筒20におけるY軸回りの振れを検出する。第1目標位置算出部107は、第1補正光学系23のY軸方向の目標位置を算出する。より具体的には、第1目標位置算出部107は、振れ検出部106から角速度センサ出力である第1鏡筒20におけるY軸回りの振れを取得する。そして、第1目標位置算出部107は、第1鏡筒20におけるY軸回りの振れに基づいて、第1補正光学系23の目標位置を示す第1目標位置(Y軸方向)を算出する。
図5は、第1実施形態に係る第1目標位置算出部の構成例を示す図である。なお、図5では、第1目標位置算出部102を例に挙げて説明するが、第1目標位置算出部107においても同様の処理が実行される。図5に示すように、第1目標位置算出部102は、LPF(Low Pass Filter)102aと、減算器102bと、減算器102cと、バイアス演算部102dと、積分器102eと、KLC102fと、可動範囲制限部102gとを有する。
LPF102aは、角速度センサ出力信号から所定のノイズ成分を抽出する。角速度について「0(基準)」を検出することが困難であるため、角速度センサ出力信号には、幾分かのオフセットが含まれる。LPF102aは、減算器102bにおいて、角速度センサ出力信号のオフセットを除去する目的で使用される。より具体的には、LPF102aは、振れ検出部101の出力信号「Vω1」のうち、所定周波数より高い周波数成分(周波数帯域)をフィルタリングする。例えば、LPF102aのカットオフ周波数fcsは0.1Hzである。なお、LPF102aのカットオフ周波数fcsは、0.1Hzに限定されない。
また、LPF102aは、振れ状態判定部103の判定結果に応じて、カットオフ周波数fcsを変更してもよい。より具体的には、LPF102aは、振れ状態判定部103から、パンニング動作等による構図変更が開始された(又は、継続している)ことを示す判定結果を受け付けた場合に、カットオフ周波数fcsを所定値よりも大きく設定する。例えば、LPF102aのカットオフ周波数fcsは1.0Hzである。双眼鏡1のユーザが意図してパンニング動作等を実施する場合は、パンニング動作時に発生する振れを残した方が好ましい。従って、LPF102aは、双眼鏡1のユーザが意図した動作によって発生する振れ(振れの信号成分)を残すために、カットオフ周波数fcsを所定値よりも大きく設定する。この結果、双眼鏡1は、双眼鏡1を介してユーザが観察する対象物への追従性を高めることができる。なお、LPF102aのカットオフ周波数fcsは、1.0Hzに限定されず、所定値(例えば、0.1Hz)よりも大きく設定されればよい。例えば、LPF102aのカットオフ周波数は、2.0Hz、3.0Hz等でもよい。
LPF102aは、カットオフ周波数を所定値よりも大きく設定した後、振れ状態判定部103から、パンニング動作等による構図変更が終了したことを示す判定結果を受け付けた場合に、カットオフ周波数fcsを所定値に戻す。すなわち、パンニング動作等による構図変更が終了した場合は、双眼鏡1のユーザが意図しない振れが発生している可能性があり、ユーザが意図しない振れについては残さずに除去される。
減算器102bは、角速度センサ出力信号から所定のノイズ成分を除去する。より具体的には、減算器102bは、振れ検出部101の出力信号「Vω1」から直流成分「Vω0s」を除去し、双眼鏡1に加わる振れに対応した角速度「Vω」を出力する。
減算器102cは、角速度にバイアス量を与える。バイアス演算部102dは、第1補正光学系23の現在の目標位置に基づくバイアス量を演算する。より具体的には、バイアス演算部102dは、第1補正光学系23の現在の目標位置に基づいて、第1補正光学系23の可動範囲の中心に向かって移動させる向心力をバイアス量「Vbias」として演算する。減算器102cは、双眼鏡1に加わる振れに対応した角速度「Vω」に、バイアス量「Vbias」を与える。第1補正光学系23は、バイアス量「Vbias」が大きい程、移動量が小さくなり、バイアス量「Vbias」が小さい程、移動量が大きくなる。
積分器102eは、バイアス量が与えられた角速度を積分する。より具体的には、積分器102eは、バイアス量「Vbias」が与えられた角速度「Vω」を積分し、ディメンジョンを速度「VC」にする。KLC102fは、入力に対して係数を掛ける。より具体的には、KLC102fは、速度「VC」に対して、第1補正光学系23の目標位置「LC」の単位に合わせる係数「KLC」を掛ける。なお、係数「KLC」は、様々な条件のもとで定められた所定の係数であり、製品の特長ごとに異なる場合がある。
可動範囲制限部102gは、第1補正光学系23の可動範囲を制限する。より具体的には、可動範囲制限部102gは、第1補正光学系23の目標位置について、第1補正光学系23の可動範囲に含まれるように制限し、X軸方向の第1目標位置「LCLX」を出力する。上述したように、第1補正光学系23の移動量は、バイアス量「Vbias」の大きさによって変化する。但し、第1補正光学系23の移動量は、双眼鏡1の物理的な要因(大きさ、形状等)による制限がある。従って、可動範囲制限部102gは、双眼鏡1における物理的な可動範囲に含まれるように、第1補正光学系23の目標位置を制限する。例えば、可動範囲制限部102gは、第1補正光学系23の目標位置が可動範囲に含まれない場合、可動範囲の上限等に目標位置を変更する。
図4の説明に戻り、振れ状態判定部103は、第1鏡筒20におけるX軸回りの振れの状態を判定する。より具体的には、振れ状態判定部103は、振れ検出部101から角速度センサ出力である第1鏡筒20におけるX軸回りの振れを取得する。そして、振れ状態判定部103は、第1鏡筒20におけるX軸回りの振れに基づいて、双眼鏡1のユーザの意図しない振れ(例えば、手振れ等)に対し、パンニング動作等の意図した振れ(X軸回り)が開始されたか(又は、継続しているか)を判定する。
振れ状態判定部108は、第1鏡筒20におけるY軸回りの振れの状態を判定する。より具体的には、振れ状態判定部108は、振れ検出部106から角速度センサ出力である第1鏡筒20におけるY軸回りの振れを取得する。そして、振れ状態判定部108は、第1鏡筒20におけるY軸回りの振れに基づいて、双眼鏡1のユーザの意図しない振れ(例えば、手振れ等)に対し、パンニング動作等の意図した振れ(Y軸回り)が開始されたか(又は、継続しているか)を判定する。
図6は、第1実施形態に係る振れ状態判定部の構成例を示す図である。なお、図6では、振れ状態判定部103を例に挙げて説明するが、振れ状態判定部108においても同様の処理が実行される。図6に示すように、振れ状態判定部103は、LPF103aと、減算器103bと、ABS(absolute value)103cと、振れ状態切替部103dとを有する。
LPF103aは、角速度センサ出力信号から所定のノイズ成分を抽出する。LPF103aは、減算器103bにおいて、角速度センサ出力信号のオフセットを除去する目的で使用される。より具体的には、LPF103aは、振れ検出部101の出力信号「Vω1」のうち、所定周波数より高い周波数成分をフィルタリングする。例えば、LPF103aのカットオフ周波数fckは0.1Hzである。
減算器103bは、角速度センサ出力信号から所定のノイズ成分を除去する。より具体的には、減算器103bは、振れ検出部101の出力信号「Vω1」から直流成分「Vω0k」を除去する。ABS103cは、角速度センサ出力信号から所定のノイズ成分を除去した値の絶対値をとる。より具体的には、ABS103cは、振れ検出部101の出力信号「Vω1」と、直流成分「Vω0k」との差の絶対値「|Vω1-Vω0k|」をとる。振れ状態切替部103dは、第1鏡筒20におけるX軸回りの振れの状態の判定結果を切り替える。より具体的には、振れ状態切替部103dは、ABS103cが出力した絶対値「|Vω1-Vω0k|」が第1閾値「Panωth1」以上であるかを判定する。そして、振れ状態切替部103dは、「|Vω1-Vω0k|」が第1閾値「Panωth1」以上である場合に、双眼鏡1のユーザのパンニング動作等による構図変更が開始された(又は、継続している)と判定する。続いて、振れ状態切替部103dは、双眼鏡1のユーザのパンニング動作等による構図変更が開始された(又は、継続している)ことを示す判定結果を出力する。
また、振れ状態切替部103dは、絶対値「|Vω1-Vω0k|」が第2閾値「Panωth1-e」以下である場合に、双眼鏡1のユーザのパンニング動作等による構図変更が終了したと判定する。そして、振れ状態切替部103dは、双眼鏡1のユーザのパンニング動作等による構図変更が終了したことを示す判定結果を出力する。なお、振れ状態切替部103dが出力する判定結果は、上述したように、第1目標位置算出部102で利用される。振れ状態の判定で使用する閾値(第1閾値及び第2閾値)には、ヒステリシス特性を持たせているが、同一の閾値が使用されてもよい。
図4の説明に戻り、偏差算出部104は、第1補正光学系23の目標位置と現在位置との偏差を算出する。より具体的には、偏差算出部104は、第1補正光学系23を駆動する補正機構を示す第1補正機構LOSのうち、X軸方向における駆動に関する補正機構を示す第1補正機構LOSxのホール素子54から、第1補正光学系23のX軸方向の現在位置「LRLX」を取得する。そして、偏差算出部104は、第1目標位置算出部102が算出した第1補正光学系23の第1目標位置「LCLX」(X軸方向)と、第1補正光学系23の現在位置「LRLX」(X軸方向)との偏差「ΔLX」(ΔLX=LCLX-LRLX)を求める。
偏差算出部109は、第1補正光学系23の目標位置と現在位置との偏差を算出する。より具体的には、偏差算出部109は、第1補正機構LOSのうち、Y軸方向における駆動に関する補正機構を示す第1補正機構LOSyのホール素子54から、第1補正光学系23のY軸方向の現在位置「LRLY」を取得する。そして、偏差算出部109は、第1目標位置算出部107が算出した第1補正光学系23の第1目標位置「LCLY」(Y軸方向)と、第1補正光学系23の現在位置「LRLY」(Y軸方向)との偏差「ΔLY」(ΔLY=LCLY-LRLY)を求める。
第1駆動量算出部105は、第1目標位置に基づいて、第1補正光学系23を駆動する第1補正機構LOSxの駆動量を算出する。より具体的には、第1駆動量算出部105は、偏差算出部104が算出したX軸方向の偏差「ΔLX」に比例する項、X軸方向の偏差「ΔLX」の積分に比例する項、X軸方向の偏差「ΔLX」の微分に比例する項を加算し、第1補正光学系23のX軸方向における駆動信号を演算する。
第1駆動量算出部110は、第1目標位置に基づいて、第1補正光学系23を駆動する第1補正機構LOSyの駆動量を算出する。より具体的には、第1駆動量算出部110は、偏差算出部109が算出したY軸方向の偏差「ΔLY」に比例する項、Y軸方向の偏差「ΔLY」の積分に比例する項、Y軸方向の偏差「ΔLY」の微分に比例する項を加算し、第1補正光学系23のY軸方向における駆動信号を演算する。
図7は、第1実施形態に係る第1駆動量算出部の構成例を示す図である。なお、図7では、第1駆動量算出部105を例に挙げて説明するが、第1駆動量算出部110においても同様の処理が実行される。図7に示すように、第1駆動量算出部105は、偏差算出部105aと、加算器105bと、Z変換部105cと、Kinte105dとを有する。加えて、第1駆動量算出部105は、Kprop105eと、減算器105fと、Z変換部105gと、Kdiff105hと、加算器105iとを有する。なお、偏差算出部105aは、上述した偏差算出部104に相当する。
偏差算出部105aは、第1補正光学系23の第1目標位置「LCLX」(X軸方向)と、第1補正光学系23の現在位置「LRLX」(X軸方向)との偏差「ΔLX」を求める。加算器105bは、第1補正光学系23のX軸方向における目標位置と現在位置との偏差に、Z変換部105cからの出力を加算する。Z変換部105cは、第1補正光学系23のX軸方向における目標位置と現在位置との偏差について、1サンプリング前の情報を出力する。すなわち、加算器105bは、偏差算出部105aが算出したX軸方向の偏差に、Z変換部105cが出力した1サンプリング前のX軸方向の偏差を加算する。Kinte105dは、加算器105bが出力した偏差の積分に比例する項を出力する。Kprop105eは、偏差算出部105aが出力した偏差に比例する項を出力する。
減算器105fは、第1補正光学系23のX軸方向における目標位置と現在位置との偏差から、Z変換部105gからの出力を減算する。Z変換部105gは、第1補正光学系23のX軸方向における目標位置と現在位置との偏差について、1サンプリング前の情報を出力する。すなわち、減算器105fは、偏差算出部105aが算出したX軸方向の偏差から、Z変換部105gが出力した1サンプリング前のX軸方向の偏差を減算する。Kdiff105hは、減算器105fが出力した偏差の微分に比例する項を出力する。加算器105iは、Kinte105dが出力した偏差の積分に比例する項と、Kprop105eが出力した偏差に比例する項と、Kdiff105hが出力した偏差の微分に比例する項とを加算し、駆動量を含む駆動信号を出力する。
本実施形態では、第1検出部25又は第2検出部34により各鏡筒における傾き角を検出している。そこで、各鏡筒の光軸が重力方向となる姿勢である場合は、各鏡筒の補正光学系の位置について、振れに対応する補正(補正光学系の駆動)を行わなくてもよい。具体的には、第1駆動量算出部105、第1駆動量算出部110、第2駆動量算出部117、及び第2駆動量算出部119は、第1検出部111、第1検出部112、第2検出部113、及び第2検出部114のうちいずれか1つの検出値に基づき、補正光学系の光軸が重力方向に向けられていることを認識する。そして、第1駆動量算出部105、第1駆動量算出部110、第2駆動量算出部117、及び第2駆動量算出部119は、補正光学系の光軸が重力方向に向けられている場合に、補正光学系を移動させない、又は所定位置に保持させる補正機構の駆動量を算出する。例えば、所定位置は、補正光学系の可動範囲の中央付近である。
図4の説明に戻り、第1検出部(VaLX)111は、第1鏡筒20におけるX軸方向の加速度を検出する。すなわち、第1検出部111は、第1検出部25の1つに相当する。第1検出部(VaLY)112は、第1鏡筒20におけるY軸方向の加速度を検出する。すなわち、第1検出部112は、第1検出部25の1つに相当する。第2検出部(VaRX)113は、第2鏡筒30におけるX軸方向の加速度を検出する。すなわち、第2検出部113は、第2検出部34の1つに相当する。第2検出部(VaRY)114は、第2鏡筒30におけるY軸方向の加速度を検出する。すなわち、第2検出部114は、第2検出部34の1つに相当する。なお、上述したように、機軸が単数である場合は、第1検出部111及び第1検出部112、又は、第2検出部113及び第2検出部114のいずれか一方に検出部を備える構成でもよい。
第2目標位置算出部115は、第1目標位置と、第2鏡筒30の機軸部40(機軸Ax)回りの第1鏡筒20に対する回転を示す回転情報とに基づいて、第2鏡筒30に保持される第2補正光学系33の目標位置を示す第2目標位置を算出する。より具体的には、第2目標位置算出部115は、(数1)により、第1検出部111が出力したX軸方向の加速度センサ出力「VaLx」と、第1検出部112が出力したY軸方向の加速度センサ出力「VaLy」とから、第1鏡筒20の傾き角「VθL」を算出する。
そして、第2目標位置算出部115は、(数2)により、第1鏡筒20における第1検出部111及び第1検出部112の取り付け誤差に起因する角度ずれ「VΔθL」を、第1鏡筒20の傾き角「VθL」に加算する。加算結果は、第1鏡筒20の真の傾き角「VθL’」とする。なお、各加速度センサの取り付け誤差に起因する角度ずれについては、予めメモリ(例えば、回路基板10のROM領域等)に保存されればよい。なお、第1検出部111及び第1検出部112が第1鏡筒20に保持されない場合は、取り付け誤差も存在ないため実施されなくてよい。
続いて、第2目標位置算出部115は、(数3)により、第2検出部113が出力したX軸方向の加速度センサ出力「VaRX」と、第2検出部114が出力したY軸方向の加速度センサ出力「VaRY」とから、第2鏡筒30の傾き角「VθR」を算出する。
その後、第2目標位置算出部115は、(数4)により、第2鏡筒30における第2検出部113及び第2検出部114の取り付け誤差に起因する角度ずれ「VΔθR」を、第2鏡筒30の傾き角「VθR」に加算する。加算結果は、第2鏡筒30の真の傾き角「VθR’」とする。なお、各加速度センサの取り付け誤差に起因する角度ずれについては、予めメモリ(例えば、回路基板10のROM領域等)に保存されればよい。なお、第2検出部113及び第2検出部114が第2鏡筒30に保持されない場合は、取り付け誤差も存在しないため実施されなくてよい。
そして、第2目標位置算出部115は、(数5)により、第1鏡筒20の真の傾き角「VθL’」と、第2鏡筒30の真の傾き角「VθR’」とから、第2鏡筒30に対する第1鏡筒20の折り角「Vθ」を算出する。第2鏡筒30に対する第1鏡筒20の折り角「Vθ」は、回転情報の一例である。
続いて、第2目標位置算出部115は、第1目標位置算出部102及び第1目標位置算出部107から、第1補正光学系23のX軸方向の目標位置「LCLX」と、第1補正光学系23のY軸方向の目標位置「LCLY」とを取得する。その後、第2目標位置算出部115は、(数6)により、第1補正光学系23の目標位置「LCLX」、「LCLY」と、第2鏡筒30に対する第1鏡筒20の折り角「Vθ」とから、第2補正光学系33の目標位置を算出する。(数6)では、第2補正光学系33のX軸方向の目標位置を「LCRX」で表し、第2補正光学系33のY軸方向の目標位置を「LCRY」で表している。
本実施形態で使用される三角関数は、予めメモリに保存されてもよい。第1検出部25及び第2検出部34の角度分解能は、1度以下であることが好ましい。また、1つの態様として、双眼鏡の光軸出し(各鏡筒の光軸合わせ)は、対物レンズを回す方法、正立プリズムを移動させる方法がある。本実施形態に係る双眼鏡1では、補正光学系を移動させることでも光軸出しを実現することができる。具体的には、第2目標位置算出部115は、アフィン変換後に、第1鏡筒20と第2鏡筒30との光軸(LOA,ROA)を同一にする所定の調整値を加算し、第2目標位置を算出する。所定の調整値は、光軸出し用の補正光学系の調整値としてメモリに保存されればよい。双眼鏡1は、光軸出し用の補正光学系の調整値をアフィン変換後に加算することで、回転を加味したオフセットが可能となる。
上記では、回転情報について、第2鏡筒30に対する第1鏡筒20の折り角「Vθ」を使用する場合を説明した。ここで、図8、図9、及び図10を用いて、回転情報について説明する。図8、図9、及び図10は、第1実施形態に係る回転情報の例を説明する図である。
図8では、1軸タイプの双眼鏡1である場合を例に挙げる。図8に示す双眼鏡1では、機軸部40回りの第1鏡筒20の回転を示す第1回転情報(LRI)と、機軸部40回りの第2鏡筒30の回転を示す第2回転情報(RRI)とが同一となる。従って、第2目標位置算出部115は、第1回転情報と第2回転情報とのうち少なくともいずれか一方に基づいて回転情報を算出し、算出した回転情報を用いて第1目標位置を回転演算し、第2目標位置を算出する。
図9では、2軸タイプで2つの機軸部(第1機軸部40L、第2機軸部40R)の機軸(第1機軸LAx、第2機軸RAx)を通る線が、各鏡筒の光軸(光軸LOA、光軸ROA)を通る線と平行である場合を例に挙げる。図9に示す双眼鏡1では、第1機軸部40L回りの第1鏡筒20の回転を示す第1回転情報(LRI1又はLRI2)と、第2機軸部40R回りの第2鏡筒30の回転を示す第2回転情報(RRI1又はRRI2)とが同一となる。なお、LSt及びRStは、回転情報の基準を示す線である。第1回転情報は、基準LStに対する回転情報(LRI1)を用いてよいし、図8と同様の回転情報(LRI2)を用いてもよい。同様に、第2回転情報は、基準RStに対する回転情報(RRI1)を用いてもよいし、図8と同様の回転情報(RRI2)を用いてもよい。従って、第2目標位置算出部115は、第1回転情報と第2回転情報とのうち少なくともいずれか一方に基づいて回転情報を算出し、算出した回転情報を用いて第1目標位置を回転演算し、第2目標位置を算出する。
図10では、2軸タイプで2つの機軸部(第1機軸部40L、第2機軸部40R)の機軸(第1機軸LAx、第2機軸RAx)を通る線が、各鏡筒の光軸(光軸LOA、光軸ROA)を通る線と平行でない場合を例に挙げる。図10に示す双眼鏡1では、第1機軸部40L回りの第1鏡筒20の回転を示す第1回転情報(LRI1又はLRI2)と、第2機軸部40R回りの第2鏡筒30の回転を示す第2回転情報(RRI1又はRRI2)とが同一とはならない。例えば、第1機軸部40Lを基準の機軸としたときの第1機軸部40Lの機軸部回りの回転情報は、第1回転情報と第2回転情報との差分の絶対値とすればよい。同様に、第2機軸部40Rを基準の機軸としたときの第2機軸部40Rの機軸部回りの回転情報は、第1回転情報と第2回転情報との差分の絶対値とすればよい。
図4の説明に戻り、偏差算出部116は、第2補正光学系33の目標位置と現在位置との偏差を算出する。より具体的には、偏差算出部116は、第2補正光学系33を駆動する補正機構を示す第2補正機構ROSのうち、X軸方向における駆動に関する補正機構を示す第2補正機構ROSxのホール素子54から、第2補正光学系33のX軸方向の現在位置「LRRX」を取得する。そして、偏差算出部116は、第2目標位置算出部115が算出した第2補正光学系33の第2目標位置「LCRX」(X軸方向)と、第2補正光学系33の現在位置「LRRX」(X軸方向)との偏差「ΔRX」(ΔRX=LCRX-LRRX)を求める。
偏差算出部118は、第2補正光学系33の目標位置と現在位置との偏差を算出する。より具体的には、偏差算出部118は、第2補正機構ROSのうち、Y軸方向における駆動に関する補正機構を示す第2補正機構ROSyのホール素子54から、第2補正光学系33のY軸方向の現在位置「LRRY」を取得する。そして、偏差算出部118は、第2目標位置算出部115が算出した第2補正光学系33の第2目標位置「LCRY」(Y軸方向)と、第2補正光学系33の現在位置「LRRY」(Y軸方向)との偏差「ΔRY」(ΔRY=LCRY-LRRX)を求める。
第2駆動量算出部117は、第2目標位置に基づいて、第2補正光学系33を駆動する第2補正機構ROSxの駆動量を算出する。より具体的には、第2駆動量算出部117は、偏差算出部116が算出したX軸方向の偏差「ΔRX」に比例する項、X軸方向の偏差「ΔRX」の積分に比例する項、X軸方向の偏差「ΔRX」の微分に比例する項を加算し、第2補正光学系33のX軸方向における駆動信号を演算する。なお、第2駆動量算出部117における処理は、第1駆動量算出部105における処理と同様である。
第2駆動量算出部119は、第2目標位置に基づいて、第2補正光学系33を駆動する第2補正機構ROSyの駆動量を算出する。より具体的には、第2駆動量算出部119は、偏差算出部118が算出したY軸方向の偏差「ΔRY」に比例する項、Y軸方向の偏差「ΔRY」の積分に比例する項、Y軸方向の偏差「ΔRY」の微分に比例する項を加算し、第2補正光学系33のY軸方向における駆動信号を演算する。なお、第2駆動量算出部119における処理は、第1駆動量算出部105における処理と同様である。
図11は、第1実施形態に係る双眼鏡における処理の流れの例を示すフローチャートである。ステップS101において、第1目標位置算出部102及び第1目標位置算出部107は、第1鏡筒20の振れに基づいて、第1目標位置を算出する。具体的には、第1目標位置算出部102は、振れ検出部101の出力信号のうち、所定周波数より高い周波数成分をフィルタリングする。このとき、第1目標位置算出部102は、振れ状態判定部103の判定結果に応じて、カットオフ周波数を設定してもよい。例えば、第1目標位置算出部102は、双眼鏡1のユーザが意図したパンニング動作等による構図変更が開始された(又は、継続している)ことを示す判定結果を振れ状態判定部103から受け付けた場合に、カットオフ周波数を所定周波数よりも高く設定する。
そして、第1目標位置算出部102は、振れ検出部101の出力信号から直流成分を除去し、双眼鏡1に加わる振れに対応した角速度を算出する。続いて、第1目標位置算出部102は、第1補正光学系23の現在の目標位置に基づいて、第1補正光学系23の可動範囲の中心に向かって移動させる向心力をバイアス量として演算する。その後、第1目標位置算出部102は、双眼鏡1に加わる振れに対応した角速度にバイアス量を与える。そして、第1目標位置算出部102は、バイアス量を与えた角速度を積分し、ディメンジョンを速度にして、第1補正光学系23の目標位置の単位に合わせる係数を掛ける。続いて、第1目標位置算出部102は、第1補正光学系23の目標位置について、第1補正光学系23の可動範囲に含まれるように制限し、第1目標位置(X軸方向)を算出する。
同様に、第1目標位置算出部107は、振れ検出部106の出力信号のうち、所定周波数より高い周波数成分をフィルタリングする。このとき、第1目標位置算出部107は、振れ状態判定部108の判定結果に応じて、カットオフ周波数を設定してもよい。例えば、第1目標位置算出部107は、双眼鏡1のユーザが意図したパンニング動作等による構図変更が開始された(又は、継続している)ことを示す判定結果を振れ状態判定部108から受け付けた場合に、カットオフ周波数を所定周波数よりも高く設定する。
そして、第1目標位置算出部107は、振れ検出部106の出力信号から直流成分を除去し、双眼鏡1に加わる振れに対応した角速度を算出する。続いて、第1目標位置算出部107は、第1補正光学系23の現在の目標位置に基づいて、第1補正光学系23の可動範囲の中心に向かって移動させる向心力をバイアス量として演算する。その後、第1目標位置算出部107は、双眼鏡1に加わる振れに対応した角速度にバイアス量を与える。そして、第1目標位置算出部107は、バイアス量を与えた角速度を積分し、ディメンジョンを速度にして、第1補正光学系23の目標位置の単位に合わせる係数を掛ける。続いて、第1目標位置算出部107は、第1補正光学系23の目標位置について、第1補正光学系23の可動範囲に含まれるように制限し、第1目標位置(Y軸方向)を算出する。
ステップS102において、第1駆動量算出部105及び第1駆動量算出部110は、第1目標位置に基づいて、第1補正光学系23を駆動する第1補正機構LOSの駆動量を算出する。具体的には、第1駆動量算出部105は、第1補正光学系23の第1目標位置(X軸方向)と、第1補正光学系23の現在位置(X軸方向)との偏差を求める。そして、第1駆動量算出部105は、第1補正光学系23のX軸方向における目標位置と現在位置との偏差に、1サンプリング前のX軸方向の偏差を加算し、偏差の積分に比例する項を算出する。続いて、第1駆動量算出部105は、第1補正光学系23のX軸方向における目標位置と現在位置との偏差に比例する項を算出する。その後、第1駆動量算出部105は、第1補正光学系23のX軸方向における目標位置と現在位置との偏差から、1サンプリング前のX軸方向の偏差を減算し、偏差の微分に比例する項を算出する。そして、第1駆動量算出部105は、全ての項について加算し、第1補正機構LOSxの駆動量を算出する。
同様に、第1駆動量算出部110は、第1補正光学系23の第1目標位置(Y軸方向)と、第1補正光学系23の現在位置(Y軸方向)との偏差を求める。そして、第1駆動量算出部110は、第1補正光学系23のY軸方向における目標位置と現在位置との偏差に、1サンプリング前のY軸方向の偏差を加算し、偏差の積分に比例する項を算出する。続いて、第1駆動量算出部110は、第1補正光学系23のY軸方向における目標位置と現在位置との偏差に比例する項を算出する。その後、第1駆動量算出部110は、第1補正光学系23のY軸方向における目標位置と現在位置との偏差から、1サンプリング前のY軸方向の偏差を減算し、偏差の微分に比例する項を算出する。そして、第1駆動量算出部110は、全ての項について加算し、第1補正機構LOSyの駆動量を算出する。
ステップS103において、第2目標位置算出部115は、第2鏡筒30の機軸部40(機軸Ax)回りの第1鏡筒20に対する回転情報と、第1目標位置とに基づいて、第2目標位置を算出する。具体的には、第2目標位置算出部115は、第1検出部111が出力したX軸方向の加速度センサ出力と、第1検出部112が出力したY軸方向の加速度センサ出力とから、第1鏡筒20の傾き角を算出する。そして、第2目標位置算出部115は、第1鏡筒20における第1検出部111及び第1検出部112の取り付け誤差に起因する角度ずれを、第1鏡筒20の傾き角に加算し、第1鏡筒20の真の傾き角を算出する。
続いて、第2目標位置算出部115は、第2検出部113が出力したX軸方向の加速度センサ出力と、第2検出部114が出力したY軸方向の加速度センサ出力とから、第2鏡筒30の傾き角を算出する。その後、第2目標位置算出部115は、第2鏡筒30における第2検出部113及び第2検出部114の取り付け誤差に起因する角度ずれを、第2鏡筒30の傾き角に加算し、第2鏡筒30の真の傾き角を算出する。そして、第2目標位置算出部115は、第1鏡筒20及び第2鏡筒30の真の傾き角から、第2鏡筒30に対する第1鏡筒20の折り角を算出する。続いて、第2目標位置算出部115は、第1目標位置算出部102及び第1目標位置算出部107から、第1補正光学系23のX軸方向及びY軸方向の目標位置(第1目標位置)を取得する。その後、第2目標位置算出部115は、取得した第1目標位置と、第2鏡筒30に対する第1鏡筒20の折り角とから、第2補正光学系33の目標位置(第2目標位置)を算出する。
ステップS104において、第2駆動量算出部117及び第2駆動量算出部119は、第2目標位置に基づいて、第2補正光学系33を駆動する第2補正機構ROSの駆動量を算出する。具体的には、第2駆動量算出部117は、第2補正光学系33の第2目標位置(X軸方向)と、第2補正光学系33の現在位置(X軸方向)との偏差を求める。そして、第2駆動量算出部117は、第2補正光学系33のX軸方向における目標位置と現在位置との偏差に、1サンプリング前のX軸方向の偏差を加算し、偏差の積分に比例する項を算出する。続いて、第2駆動量算出部117は、第2補正光学系33のX軸方向における目標位置と現在位置との偏差に比例する項を算出する。その後、第2駆動量算出部117は、第2補正光学系33のX軸方向における目標位置と現在位置との偏差から、1サンプリング前のX軸方向の偏差を減算し、偏差の微分に比例する項を算出する。そして、第2駆動量算出部117は、全ての項について加算し、第2補正機構ROSxの駆動量を算出する。
同様に、第2駆動量算出部119は、第2補正光学系33の第2目標位置(Y軸方向)と、第2補正光学系33の現在位置(Y軸方向)との偏差を求める。そして、第2駆動量算出部119は、第2補正光学系33のY軸方向における目標位置と現在位置との偏差に、1サンプリング前のY軸方向の偏差を加算し、偏差の積分に比例する項を算出する。続いて、第2駆動量算出部119は、第2補正光学系33のY軸方向における目標位置と現在位置との偏差に比例する項を算出する。その後、第2駆動量算出部119は、第2補正光学系33のY軸方向における目標位置と現在位置との偏差から、1サンプリング前のY軸方向の偏差を減算し、偏差の微分に比例する項を算出する。そして、第2駆動量算出部119は、全ての項について加算し、第2補正機構ROSyの駆動量を算出する。
図12は、第1実施形態に係る第1目標位置算出部における処理の流れの例を示すフローチャートである。ステップS201において、第1目標位置算出部102及び第1目標位置算出部107は、第1鏡筒20の振れ状態の判定結果に基づいて、角速度センサ出力信号のノイズ成分を除去する。具体的には、第1目標位置算出部102は、振れ状態判定部103から、振れ状態の判定結果を受け付ける。そして、第1目標位置算出部102は、パンニング動作等による構図変更が開始された(又は、継続している)ことを示す判定結果を受け付けた場合に、カットオフ周波数を所定値よりも大きく設定し、振れ検出部101の出力信号に対し、設定した周波数より高い周波数成分をフィルタリングする。また、第1目標位置算出部102は、パンニング動作等による構図変更が終了したことを示す判定結果を受け付けた場合に、カットオフ周波数を所定値に設定し、振れ検出部101の出力信号に対し、設定した周波数より高い周波数成分をフィルタリングする。続いて、第1目標位置算出部102は、振れ検出部101の出力信号から直流成分を除去し、双眼鏡1に加わる振れに対応した角速度を算出する。これらの処理により、第1目標位置算出部102は、ノイズ成分を除去した角速度センサ出力信号を得る。
同様に、第1目標位置算出部107は、振れ状態判定部108から、振れ状態の判定結果を受け付ける。そして、第1目標位置算出部107は、パンニング動作等による構図変更が開始された(又は、継続している)ことを示す判定結果を受け付けた場合に、カットオフ周波数を所定値よりも大きく設定し、振れ検出部106の出力信号に対し、設定した周波数より高い周波数成分をフィルタリングする。また、第1目標位置算出部107は、パンニング動作等による構図変更が終了したことを示す判定結果を受け付けた場合に、カットオフ周波数を所定値に設定し、振れ検出部106の出力信号に対し、設定した周波数より高い周波数成分をフィルタリングする。続いて、第1目標位置算出部107は、振れ検出部106の出力信号から直流成分を除去し、双眼鏡1に加わる振れに対応した角速度を算出する。これらの処理により、第1目標位置算出部107は、ノイズ成分を除去した角速度センサ出力を得る。
ステップS202において、第1目標位置算出部102及び第1目標位置算出部107は、ノイズ成分を除去した角速度センサ出力信号に、バイアス量を与える。具体的には、第1目標位置算出部102は、第1補正光学系23の現在の第1目標位置(X軸方向)に基づいて、第1補正光学系23の可動範囲の中心に向かって移動させる向心力をバイアス量として演算する。そして、第1目標位置算出部102は、双眼鏡1に加わる振れに対応した角速度に、バイアス量を与える。
同様に、第1目標位置算出部107は、第1補正光学系23の現在の第1目標位置(Y軸方向)に基づいて、第1補正光学系23の可動範囲の中心に向かって移動させる向心力をバイアス量として演算する。そして、第1目標位置算出部107は、双眼鏡1に加わる振れに対応した角速度に、バイアス量を与える。
ステップS203において、第1目標位置算出部102及び第1目標位置算出部107は、バイアス量を与えた角速度センサ出力信号を積分し、ディメンジョンを速度にする。ステップS204において、第1目標位置算出部102及び第1目標位置算出部107は、第1補正光学系23の目標位置の単位に合わせる係数を掛け、第1補正光学系23の可動範囲に含まれる第1目標位置を算出する。
具体的には、第1目標位置算出部102は、バイアス量が与えられた角速度を積分し、ディメンジョンを速度にして、速度に対して、第1補正光学系23の目標位置(X軸方向)の単位に合わせる係数を掛ける。そして、第1目標位置算出部102は、第1補正光学系23の目標位置(X軸方向)について、第1補正光学系23の可動範囲に含まれるように制限し、第1目標位置(X軸方向)を算出する。
同様に、第1目標位置算出部107は、バイアス量が与えられた角速度を積分し、ディメンジョンを速度にして、速度に対して、第1補正光学系23の目標位置(Y軸方向)の単位に合わせる係数を掛ける。そして、第1目標位置算出部107は、第1補正光学系23の目標位置(Y軸方向)について、第1補正光学系23の可動範囲に含まれるように制限し、第1目標位置(Y軸方向)を算出する。
図13は、第1実施形態に係る振れ状態判定部における処理の流れの例を示すフローチャートである。ステップS301において、振れ状態判定部103及び振れ状態判定部108は、角速度センサ出力信号を所定のカットオフ周波数であるLPF(LPF103a,LPF108a)にかける。具体的には、振れ状態判定部103は、振れ検出部101の出力信号のうち、所定のカットオフ周波数(例えば、0.1Hz等)より高い周波数成分をフィルタリングする。同様に、振れ状態判定部108は、振れ検出部106の出力信号のうち、所定のカットオフ周波数(例えば、0.1Hz等)より高い周波数成分をフィルタリングする。
ステップS302において、振れ状態判定部103及び振れ状態判定部108は、角速度センサ出力信号と、LPFからの出力との差の絶対値をとる。より具体的には、振れ状態判定部103は、振れ検出部101の出力信号から直流成分を除去し、振れ検出部101の出力信号と直流成分との差の絶対値をとる。同様に、振れ状態判定部108は、振れ検出部106の出力信号から直流成分を除去し、振れ検出部106の出力信号と直流成分との差の絶対値をとる。
ステップS303において、振れ状態判定部103及び振れ状態判定部108は、絶対値が第1閾値以上であるかを判定する。絶対値が第1閾値以上である場合(ステップS303:Yes)、ステップS304において、振れ状態判定部103及び振れ状態判定部108は、パンニング動作が開始された(又は、継続している)と判定する。具体的には、振れ状態判定部103は、振れ検出部101の出力信号と直流成分との差の絶対値が第1閾値以上である場合に、双眼鏡1のユーザのパンニング動作等による構図変更が開始された(又は、継続している)と判定する。同様に、振れ状態判定部108は、振れ検出部106の出力信号と直流成分との差の絶対値が第1閾値以上である場合に、双眼鏡1のユーザのパンニング動作等による構図変更が開始された(又は、継続している)と判定する。
一方、絶対値が第1閾値未満である場合(ステップS303:No)、ステップS305において、振れ状態判定部103及び振れ状態判定部108は、絶対値が第2閾値以下であるかを判定する。絶対値が第2閾値以下である場合(ステップS305:Yes)、ステップS306において、振れ状態判定部103及び振れ状態判定部108は、双眼鏡1のユーザのパンニング動作等による構図変更が終了したと判定する。
具体的には、振れ状態判定部103は、振れ検出部101の出力信号と直流成分との差の絶対値が第2閾値以下である場合に、双眼鏡1のユーザのパンニング動作等による構図変更が終了したと判定する。また、振れ状態判定部103は、振れ検出部101の出力信号と直流成分との差の絶対値が第2閾値より大きい場合に(ステップS305:No)、処理を終了する。ステップS305:Noである場合、振れ検出部101の出力信号と直流成分との差の絶対値は、第2閾値より大きく第1閾値未満である。第2閾値より大きく、第1閾値未満である場合、それまでに構図変更が開始された(又は、継続している)と判定されていれば、第1目標位置算出部102では、カットオフ周波数を所定値よりも大きく設定したフィルタリングが実行される。また、第2閾値より大きく、第1閾値未満である場合、それまでに構図変更が開始された(又は、継続している)と判定されていなければ、第1目標位置算出部102では、カットオフ周波数を所定値に設定したフィルタリングが実行される。
同様に、振れ状態判定部108は、振れ検出部106の出力信号と直流成分との差の絶対値が第2閾値以下である場合に、双眼鏡1のユーザのパンニング動作等による構図変更が終了したと判定する。また、振れ状態判定部108は、振れ検出部106の出力信号と直流成分との差の絶対値が第2閾値より大きい場合に(ステップS305:No)、処理を終了する。ステップS305:Noである場合、振れ検出部106の出力信号と直流成分との差の絶対値は、第2閾値より大きく第1閾値未満である。第2閾値より大きく、第1閾値未満である場合、それまでに構図変更が開始された(又は、継続している)と判定されていれば、第1目標位置算出部107では、カットオフ周波数を所定値よりも大きく設定したフィルタリングが実行される。また、第2閾値より大きく、第1閾値未満である場合、それまでに構図変更が開始された(又は、継続している)と判定されていなければ、第1目標位置算出部107では、カットオフ周波数を所定値に設定したフィルタリングが実行される。
図14は、第1実施形態に係る第2目標位置算出部における処理の流れの例を示すフローチャートである。ステップS401において、第2目標位置算出部115は、第1鏡筒20の傾き角を算出する。具体的には、第2目標位置算出部115は、第1検出部111が出力したX軸方向の加速度センサ出力と、第1検出部112が出力したY軸方向の加速度センサ出力とから、第1鏡筒20の傾き角を算出する。
ステップS402において、第2目標位置算出部115は、第1検出部111及び第1検出部112の取り付け誤差に起因する角度ずれを、第1鏡筒20の傾き角に加算する。具体的には、第2目標位置算出部115は、第1鏡筒20における第1検出部111及び第1検出部112の取り付け誤差に起因する角度ずれに関する情報をメモリから取得する。そして、第2目標位置算出部115は、取得した角度ずれに関する情報を、第1鏡筒20の傾き角に加算する。
ステップS403において、第2目標位置算出部115は、第2鏡筒30の傾き角を算出する。具体的には、第2目標位置算出部115は、第2検出部113が出力したX軸方向の加速度センサ出力と、第2検出部114が出力したY軸方向の加速度センサ出力とから、第2鏡筒30の傾き角を算出する。ステップS404において、第2目標位置算出部115は、第2検出部113及び第2検出部114の取り付け誤差に起因する角度ずれを、第2鏡筒30の傾き角に加算する。具体的には、第2目標位置算出部115は、第2鏡筒30における第2検出部113及び第2検出部114の取り付け誤差に起因する角度ずれに関する情報をメモリから取得する。そして、第2目標位置算出部115は、取得した角度ずれに関する情報を、第2鏡筒30の傾き角に加算する。
ステップS405において、第2目標位置算出部115は、第2鏡筒30に対する第1鏡筒20の折り角を算出する。具体的には、第2目標位置算出部115は、第1鏡筒20の真の傾き角と、第2鏡筒30の真の傾き角とから、第2鏡筒30に対する第1鏡筒20の折り角を算出する。
ステップS406において、第2目標位置算出部115は、第1目標位置と、第2鏡筒30に対する第1鏡筒20の折り角とから、第2目標位置を算出する。具体的には、第2目標位置算出部115は、第1目標位置算出部102から、第1補正光学系23のX軸方向の第1目標位置を取得する。また、第2目標位置算出部115は、第1目標位置算出部107から、第1補正光学系23のY軸方向の第1目標位置を取得する。そして、第2目標位置算出部115は、第1補正光学系23のX軸方向及びY軸方向の第1目標位置と、第2鏡筒30に対する第1鏡筒20の折り角とから、第2補正光学系33の第2目標位置(X軸方向、Y軸方向)を算出する。
図15は、第1実施形態に係る第1駆動量算出部及び第2駆動量算出部における処理の流れの例を示すフローチャートである。ステップS501において、第1駆動量算出部105、第1駆動量算出部110、第2駆動量算出部117、及び第2駆動量算出部119は、補正光学系の目標位置と現在位置との偏差を求める。具体的には、第1駆動量算出部105は、第1補正光学系23の第1目標位置(X軸方向)と、第1補正光学系23の現在位置(X軸方向)との偏差を求める。同様に、第1駆動量算出部110は、第1補正光学系23の第1目標位置(Y軸方向)と、第1補正光学系23の現在位置(Y軸方向)との偏差を求める。同様に、第2駆動量算出部117は、第2補正光学系33の第2目標位置(X軸方向)と、第2補正光学系33の現在位置(X軸方向)との偏差を求める。同様に、第2駆動量算出部119は、第2補正光学系33の第2目標位置(Y軸方向)と、第2補正光学系33の現在位置(Y軸方向)との偏差を求める。
ステップS502において、第1駆動量算出部105、第1駆動量算出部110、第2駆動量算出部117、及び第2駆動量算出部119は、偏差に比例する項、偏差の積分に比例する項、偏差の微分に比例する項を加算し、駆動信号を演算する。具体的には、第1駆動量算出部105は、第1補正光学系23のX軸方向における第1目標位置と現在位置との偏差に、1サンプリング前の偏差を加算し、偏差の積分に比例する項を算出する。そして、第1駆動量算出部105は、第1補正光学系23のX軸方向における第1目標位置と現在位置との偏差に比例する項を算出する。続いて、第1駆動量算出部105は、第1補正光学系23のX軸方向における第1目標位置と現在位置との偏差から、1サンプリング前の偏差を減算し、偏差の微分に比例する項を算出する。その後、第1駆動量算出部105は、算出した全ての項を加算し、第1補正光学系23を駆動する第1補正機構LOSxの駆動量を含む駆動信号を出力する。
同様に、第1駆動量算出部110は、第1補正光学系23のY軸方向における第1目標位置と現在位置との偏差に、1サンプリング前の偏差を加算し、偏差の積分に比例する項を算出する。そして、第1駆動量算出部110は、第1補正光学系23のY軸方向における第1目標位置と現在位置との偏差に比例する項を算出する。続いて、第1駆動量算出部110は、第1補正光学系23のY軸方向における第1目標位置と現在位置との偏差から、1サンプリング前の偏差を減算し、偏差の微分に比例する項を算出する。その後、第1駆動量算出部110は、算出した全ての項を加算し、第1補正光学系23を駆動する第1補正機構LOSyの駆動量を含む駆動信号を出力する。
同様に、第2駆動量算出部117は、第2補正光学系33のX軸方向における第2目標位置と現在位置との偏差に、1サンプリング前の偏差を加算し、偏差の積分に比例する項を算出する。そして、第2駆動量算出部117は、第2補正光学系33のX軸方向における第2目標位置と現在位置との偏差に比例する項を算出する。続いて、第2駆動量算出部117は、第2補正光学系33のX軸方向における第2目標位置と現在位置との偏差から、1サンプリング前の偏差を減算し、偏差の微分に比例する項を算出する。その後、第2駆動量算出部117は、算出した全ての項を加算し、第2補正光学系33を駆動する第2補正機構ROSxの駆動量を含む駆動信号を出力する。
同様に、第2駆動量算出部119は、Y軸方向の偏差に1サンプリング前のY軸方向の偏差を加算し、偏差の積分に比例する項を算出する。そして、第2駆動量算出部119は、Y軸方向の偏差に比例する項を算出する。続いて、第2駆動量算出部119は、Y軸方向の偏差から、1サンプリング前のY軸方向の偏差を減算し、偏差の微分に比例する項を算出する。その後、第2駆動量算出部119は、算出した全ての項を加算し、第2補正光学系33を駆動する第2補正機構ROSyの駆動量を含む駆動信号を出力する。
本実施形態の構成により、振れが生じたときに、第1鏡筒20と第2鏡筒30とのそれぞれに保持された補正光学系の振れを打ち消す方向に同期して動かすことができるため、観察者は、振れの無い状態で対象物を観察することができる。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態を説明する。本実施形態において、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する場合がある。
次に、第2実施形態を説明する。本実施形態において、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する場合がある。
図16は、第2実施形態に係る回路基板の構成例を示す図である。図16に示すように、回路基板10aは、第1目標位置算出部202と、振れ状態判定部203と、偏差算出部104と、第1駆動量算出部105とを含む。回路基板10aは、第1目標位置算出部207と、振れ状態判定部208と、偏差算出部109と、第1駆動量算出部110とを含む。回路基板10aは、符号反転演算子220と、符号反転演算子221と、変換部222と、目標位置変換部223とを含む。回路基板10aは、第2目標位置算出部215と、偏差算出部116と、第2駆動量算出部117と、偏差算出部118と、第2駆動量算出部119とを含む。
符号反転演算子220は、入力情報の符号を反転する。より具体的には、符号反転演算子220は、第1検出部111が出力した加速度センサ出力を-1倍し、符号を反転する。符号反転演算子221は、入力情報の符号を反転する。より具体的には、符号反転演算子221は、第1検出部112が出力した加速度センサ出力を-1倍し、符号を反転する。
変換部222は、第1鏡筒20の振れを、該振れの検出軸から観察軸に変換する。より具体的には、変換部222は、振れ検出部101が出力したX軸回りの振れを示す出力信号「VωLX1」と、振れ検出部106が出力したY軸回りの振れを示す出力信号「VωLY1」とを取得する。また、変換部222は、第1検出部111の符号が反転された加速度センサ出力と、第1検出部112の符号が反転された加速度センサ出力とから、第1鏡筒20の真の傾き角「-VθL’」を算出する。
そして、変換部222は、(数7)により、出力信号「VωLX1」と出力信号「VωLY1」とに対して、第1鏡筒20の真の傾き角「-VθL’」分だけアフィン変換で回転演算する。(数7)では、回転演算後の加速度センサ出力をVωX1(X軸回りの振れ)、VωY1(Y軸回りの振れ)とする。VωX1、VωY1については、双眼鏡1のユーザの水平・垂直方向と同じ向きに合わせたことになる(重力方向及び重力方向に直交する方向と、X軸及びY軸とを合わせたことになる)。変換部222は、角速度センサ出力を角速度の検出軸から観察軸に変換することで、振れ状態判定部203及び振れ状態判定部208で構図変更であると判定された場合の見映えの違和感を抑制することができる。
第1目標位置算出部202は、観察軸における第1鏡筒20の振れに基づいて、観察軸における第1補正光学系23の目標位置を示す第3目標位置を算出する。より具体的には、第1目標位置算出部202は、変換部222が出力した観察軸における第1鏡筒20のX軸回りの振れ「VωX1」を取得する。そして、第1目標位置算出部202は、観察軸における第1鏡筒20のX軸回りの振れ「VωX1」に対し、第1目標位置算出部102と同様の処理を実行し、第3目標位置(X軸方向)を算出する。なお、X軸方向の第3目標位置は「LCX」とする。
振れ状態判定部203は、観察軸における第1鏡筒20のX軸回りの振れの状態を判定する。より具体的には、振れ状態判定部203は、変換部222が出力した観察軸における第1鏡筒20のX軸回りの振れ「VωX1」を取得する。そして、振れ状態判定部203は、観察軸における第1鏡筒20のX軸回りの振れ「VωX1」に対し、振れ状態判定部103と同様の処理を実行し、パンニング動作等の意図した振れ(X軸回り)が開始されたか(又は、継続しているか)を判定する。
第1目標位置算出部207は、観察軸における第1鏡筒20の振れに基づいて、観察軸における第1補正光学系23の目標位置を示す第3目標位置を算出する。より具体的には、第1目標位置算出部207は、変換部222が出力した観察軸における第1鏡筒20のY軸回りの振れ「VωY1」を取得する。そして、第1目標位置算出部207は、観察軸における第1鏡筒20のY軸回りの振れ「VωY1」に対し、第1目標位置算出部107と同様の処理を実行し、第3目標位置(Y軸方向)を算出する。なお、Y軸方向の第3目標位置は「LCY」とする。
振れ状態判定部208は、観察軸における第1鏡筒20のY軸回りの振れの状態を判定する。より具体的には、振れ状態判定部208は、変換部222が出力した観察軸における第1鏡筒20のY軸回りの振れ「VωY1」を取得する。そして、振れ状態判定部208は、観察軸における第1鏡筒20のY軸回りの振れ「VωY1」に対し、振れ状態判定部108と同様の処理を実行し、パンニング動作等の意図した振れ(Y軸回り)が開始されたか(又は、継続しているか)を判定する。
目標位置変換部223は、第1回転情報と第3目標位置とに基づいて、第1目標位置を算出する。より具体的には、目標位置変換部223は、第1検出部111が出力した加速度センサ出力と、第1検出部112が出力した加速度センサ出力とを取得し、第1鏡筒20の真の傾き角「VθL’」を算出する。そして、目標位置変換部223は、(数8)により、X軸方向の第3目標位置「LCX」と、Y軸方向の第3目標位置「LCY」とを、第1鏡筒20の真の傾き角「VθL’」分だけアフィン変換で回転演算する。(数8)では、回転演算後の第3目標位置、すなわち第1目標位置をLCLX(X軸方向)、LCLY(Y軸方向)とする。
第2目標位置算出部215は、第2回転情報と第3目標位置とに基づいて、第2目標位置を算出する。より具体的には、第2目標位置算出部215は、第2検出部113が出力した加速度センサ出力と、第2検出部114が出力した加速度センサ出力とを取得し、第2鏡筒30の真の傾き角「VθR’」を算出する。そして、第2目標位置算出部215は、(数9)により、X軸方向の第3目標位置「LCX」と、Y軸方向の第3目標位置「LCY」とを、第2鏡筒30の真の傾き角「VθR’」分だけアフィン変換で回転演算する。(数9)では、回転演算後の第2目標位置をLCRX(X軸方向)、LCRY(Y軸方向)とする。
本実施形態では、第2回転情報と第3目標位置とに基づいて、第2目標位置を算出する場合を例に挙げた。第2目標位置は、第1実施形態と同様に、第1目標位置と回転情報とに基づいて算出されてもよい。具体的には、第2目標位置算出部215は、目標位置変換部223が算出した第1目標位置を取得し、第1目標位置と、第2鏡筒30の機軸部40(機軸Ax)回りの第1鏡筒20に対する回転情報とに基づいて、第2目標位置を算出する。
図17は、第2実施形態に係る双眼鏡における処理の流れの例を示すフローチャートである。ステップS601において、変換部222は、第1回転情報を用いて、第1鏡筒20の振れを、該振れの検出軸から観察軸に変換する。具体的には、変換部222は、振れ検出部101が出力したX軸回りの振れを示す出力信号と、振れ検出部106が出力したY軸回りの振れを示す出力信号とを取得する。また、変換部222は、符号反転演算子220及び符号反転演算子221を介して、第1検出部111及び第1検出部112の符号が反転された加速度センサ出力を取得し、第1鏡筒20の真の傾き角を算出する。そして、変換部222は、X軸回り及びY軸回りの振れを示す出力信号に対して、第1鏡筒20の真の傾き角分だけアフィン変換で回転演算し、第1鏡筒20の振れについて、振れの検出軸から観察軸に変換する。
ステップS602において、第1目標位置算出部202及び第1目標位置算出部207は、観察軸における第1鏡筒20の振れに基づいて、第3目標位置を算出する。具体的には、第1目標位置算出部202は、変換部222が出力した観察軸における第1鏡筒20のX軸回りの振れのうち、所定周波数よりも高い周波数成分をフィルタリングする。このとき、第1目標位置算出部202は、振れ状態判定部203の判定結果に応じて、カットオフ周波数を設定してもよい。例えば、第1目標位置算出部202は、双眼鏡1のユーザが意図したパンニング動作等による構図変更が開始された(又は、継続している)ことを示す判定結果を振れ状態判定部203から受け付けた場合に、カットオフ周波数を所定周波数よりも高く設定する。
そして、第1目標位置算出部202は、観察軸における第1鏡筒20のX軸回りの振れから直流成分を除去し、双眼鏡1に加わる振れに対応した観察軸における第1鏡筒20のX軸回りの振れを算出する。続いて、第1目標位置算出部202は、第1補正光学系23の現在の目標位置に基づいて、第1補正光学系23の可動範囲の中心に向かって移動させる向心力をバイアス量として演算する。その後、第1目標位置算出部202は、双眼鏡1に加わる振れに対応した観察軸における第1鏡筒20のX軸回りの振れにバイアス量を与える。そして、第1目標位置算出部202は、バイアス量を与えた振れを積分し、ディメンジョンを速度にして、第1補正光学系23の目標位置の単位に合わせる係数を掛ける。続いて、第1目標位置算出部202は、第1補正光学系23の目標位置について、第1補正光学系23の可動範囲に含まれるように制限し、観察軸における第1補正光学系23の目標位置を示す第3目標位置(X軸方向)を算出する。
同様に、第1目標位置算出部207は、変換部222が出力した観察軸における第1鏡筒20のY軸回りの振れのうち、所定周波数よりも高い周波数成分をフィルタリングする。このとき、第1目標位置算出部207は、振れ状態判定部208の判定結果に応じて、カットオフ周波数を設定してもよい。例えば、第1目標位置算出部207は、双眼鏡1のユーザが意図したパンニング動作等による構図変更が開始された(又は、継続している)ことを示す判定結果を振れ状態判定部208から受け付けた場合に、カットオフ周波数を所定周波数よりも高く設定する。
そして、第1目標位置算出部207は、観察軸における第1鏡筒20のY軸回りの振れから直流成分を除去し、双眼鏡1に加わる振れに対応した観察軸における第1鏡筒20のY軸回りの振れを算出する。続いて、第1目標位置算出部207は、第1補正光学系23の現在の目標位置に基づいて、第1補正光学系23の可動範囲の中心に向かって移動させる向心力をバイアス量として演算する。その後、第1目標位置算出部207は、双眼鏡1に加わる振れに対応した観察軸における第1鏡筒20のY軸回りの振れにバイアス量を与える。そして、第1目標位置算出部207は、バイアス量を与えた振れを積分し、ディメンジョンを速度にして、第1補正光学系23の目標位置の単位に合わせる係数を掛ける。続いて、第1目標位置算出部207は、第1補正光学系23の目標位置について、第1補正光学系23の可動範囲に含まれるように制限し、観察軸における第1補正光学系23の目標位置を示す第3目標位置(Y軸方向)を算出する。
ステップS603において、目標位置変換部223は、第1回転情報と第3目標位置とに基づいて、第1目標位置を算出する。具体的には、目標位置変換部223は、第1検出部111及び第1検出部112が出力した加速度センサ出力から、第1鏡筒20の真の傾き角を算出する。そして、目標位置変換部223は、X軸方向及びY軸方向の第3目標位置を、第1鏡筒20の真の傾き角分だけアフィン変換で回転演算し、X軸方向及びY軸方向の第1目標位置を算出する。
ステップS604において、第1駆動量算出部105及び第1駆動量算出部110は、第1目標位置に基づいて、第1補正光学系23を駆動する第1補正機構LOSの駆動量を算出する。なお、ステップS504における処理は、上述したステップS102における処理と同様であるため詳細な説明を省略する。
ステップS605において、第2目標位置算出部215は、第2回転情報と第3目標位置とに基づいて、第2目標位置を算出する。具体的には、第2目標位置算出部215は、第2検出部113及び第2検出部114が出力した加速度センサ出力から、第2鏡筒30の真の傾き角を算出する。そして、第2目標位置算出部215は、X軸方向及びY軸方向の第3目標位置を、第2鏡筒30の真の傾き角分だけアフィン変換で回転演算し、X軸方向及びY軸方向の第2目標位置を算出する。
ステップS606において、第2駆動量算出部117及び第2駆動量算出部119は、第2目標位置に基づいて、第2補正光学系33を駆動する第2補正機構ROSの駆動量を算出する。なお、ステップS606における処理は、上述したステップS104における処理と同様であるため詳細な説明を省略する。
[第3実施形態]
次に、第3実施形態を説明する。本実施形態において、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する場合がある。
次に、第3実施形態を説明する。本実施形態において、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する場合がある。
図18は、第3実施形態に係る回路基板の構成例を示す図である。図18に示すように、回路基板10bは、第1目標位置算出部302と、振れ状態判定部303と、偏差算出部104と、第1駆動量算出部105とを含む。回路基板10bは、第1目標位置算出部307と、振れ状態判定部308と、偏差算出部109と、第1駆動量算出部110とを含む。回路基板10bは、符号反転演算子320と、符号反転演算子321と、第1変換部322と、目標位置変換部323とを含む。回路基板10bは、符号反転演算子326と、符号反転演算子327と、第2変換部328と、平均部329と、平均部330とを含む。回路基板10bは、第2目標位置算出部315と、偏差算出部116と、第2駆動量算出部117と、偏差算出部118と、第2駆動量算出部119とを含む。
符号反転演算子320、符号反転演算子321、及び第1変換部322は、それぞれ、上述した符号反転演算子220、符号反転演算子221、及び変換部222における処理と同様であるため、詳細な説明を省略する。
振れ検出部(VωRX)324は、第2鏡筒30におけるX軸回りの角速度センサである。すなわち、双眼鏡1は、第1鏡筒20の振れ検出部101に加えて、第2鏡筒30にも角速度センサを備える。振れ検出部324は、第2鏡筒30におけるX軸回りの振れを検出する。振れ検出部(VωRY)325は、第2鏡筒30におけるY軸回りの角速度センサである。すなわち、双眼鏡1は、第1鏡筒20の振れ検出部106に加えて、第2鏡筒30にも角速度センサを備える。振れ検出部325は、第2鏡筒30におけるY軸回りの振れを検出する。
符号反転演算子326は、入力情報の符号を反転する。より具体的には、符号反転演算子326は、第2検出部113が出力した加速度センサ出力を-1倍し、符号を反転する。符号反転演算子327は、入力情報の符号を反転する。より具体的には、符号反転演算子327は、第2検出部114が出力した加速度センサ出力を-1倍し、符号を反転する。
第2変換部328は、第2鏡筒30の振れを、該振れの検出軸から観察軸に変換する。より具体的には、第2変換部328は、振れ検出部324が出力したX軸回りの振れを示す出力信号「VωRX1」と、振れ検出部325が出力したY軸回りの振れを示す出力信号「VωRY1」とを取得する。また、第2変換部328は、第2検出部113の符号が反転された加速度センサ出力と、第2検出部114の符号が反転された加速度センサ出力とから、第2鏡筒30の真の傾き角「-VθR’」を算出する。
そして、第2変換部328は、(数10)により、出力信号「VωRX1」と出力信号「VωRY1」とに対して、第2鏡筒30の真の傾き角「-VθR’」分だけアフィン変換で回転演算する。(数10)では、回転演算後の加速度センサ出力をVωX2(X軸回りの振れ)、VωY2(Y軸回りの振れ)とする。VωX2、VωY2については、双眼鏡1のユーザの水平・垂直方向と同じ向きに合わせたことになる(重力方向及び重力方向に直交する方向と、X軸及びY軸とを合わせたことになる)。第2変換部328は、角速度センサ出力を角速度の検出軸から観察軸に変換することで、振れ状態判定部303及び振れ状態判定部308で構図変更であると判定された場合の見映えの違和感を抑制することができる。
平均部329は、観察軸における第1鏡筒20の振れと、観察軸における第2鏡筒30の振れとを平均する。より具体的には、平均部329は、第1変換部322が出力した観察軸における第1鏡筒20のX軸回りの角速度センサ出力「VωX1」と、第2変換部328が出力した観察軸における第2鏡筒30のX軸回りの角速度センサ出力「VωX2」とを取得する。そして、平均部329は、(数11)により、観察軸における各鏡筒のX軸回りの角速度センサ出力を平均する。(数11)では、観察軸における各鏡筒のX軸回りの角速度センサ出力の平均結果をVωXとする。平均部329は、角速度センサ出力を平均することで、角速度センサ固有のノイズ成分を除去することができる。従って、双眼鏡1は、より高精度に第1補正光学系23及び第2補正光学系33の目標位置を算出することができる。
平均部330は、観察軸における第1鏡筒20の振れと、観察軸における第2鏡筒30の振れとを平均する。より具体的には、平均部330は、第1変換部322が出力した観察軸における第1鏡筒20のY軸回りの角速度センサ出力「VωY1」と、第2変換部328が出力した観察軸における第2鏡筒30のY軸回りの角速度センサ出力「VωY2」とを取得する。そして、平均部330は、(数12)により、観察軸における各鏡筒のY軸回りの角速度センサ出力を平均する。(数12)では、観察軸における各鏡筒のY軸回りの角速度センサ出力の平均結果をVωYとする。平均部330は、角速度センサ出力を平均することで、角速度センサ固有のノイズ成分を除去することができる。従って、双眼鏡1は、より高精度に第1補正光学系23及び第2補正光学系33の目標位置を算出することができる。
第1目標位置算出部302は、観察軸における第1鏡筒20及び第2鏡筒30の振れの平均値に基づいて、観察軸における第1補正光学系23の目標位置を示す第3目標位置を算出する。より具体的には、第1目標位置算出部302は、平均部329が出力した観察軸における第1鏡筒20の振れと第2鏡筒30の振れとの平均値「VωX」を取得する。そして、第1目標位置算出部302は、観察軸における第1鏡筒20及び第2鏡筒30のX軸回りの振れの平均値「VωX」に対し、第1目標位置算出部107と同様の処理を実行し、第3目標位置(X軸方向)を算出する。なお、X軸方向の第3目標位置は「LCX」とするが、本実施形態に係る第3目標位置は、観察軸における第1鏡筒20及び第2鏡筒30の振れの平均値を用いて算出されるため、上記実施形態で説明した第3目標位置とは値が異なる。
振れ状態判定部303は、観察軸における第1鏡筒20のX軸回りの振れの状態を判定する。より具体的には、振れ状態判定部303は、平均部329が出力した観察軸における第1鏡筒20の振れと第2鏡筒30の振れとの平均値「VωX」を取得する。そして、振れ状態判定部303は、観察軸における第1鏡筒20及び第2鏡筒30の振れの平均値「VωX」に対し、振れ状態判定部108と同様の処理を実行し、パンニング動作等の意図した振れ(X軸回り)が開始されたか(又は、継続しているか)を判定する。
第1目標位置算出部307は、観察軸における第1鏡筒20及び第2鏡筒30の振れの平均値に基づいて、観察軸における第1補正光学系23の目標位置を示す第3目標位置を算出する。より具体的には、第1目標位置算出部307は、平均部330が出力した観察軸における第1鏡筒20の振れと第2鏡筒30の振れとの平均値「VωY」を取得する。そして、第1目標位置算出部307は、観察軸における第1鏡筒20及び第2鏡筒30のY軸回りの振れの平均値「VωY」に対し、第1目標位置算出部107と同様の処理を実行し、第3目標位置(Y軸方向)を算出する。なお、Y軸方向の第3目標位置は「LCY」とするが、本実施形態に係る第3目標位置は、観察軸における第1鏡筒20及び第2鏡筒30の振れの平均値を用いて算出されるため、上記実施形態で説明した第3目標位置とは値が異なる。
振れ状態判定部308は、観察軸における第1鏡筒20のY軸回りの振れの状態を判定する。より具体的には、振れ状態判定部308は、平均部330が出力した観察軸における第1鏡筒20の振れと第2鏡筒30の振れとの平均値「VωY」を取得する。そして、振れ状態判定部308は、観察軸における第1鏡筒20及び第2鏡筒30の振れの平均値「VωY」に対し、振れ状態判定部108と同様の処理を実行し、パンニング動作等の意図した振れ(Y軸回り)が開始されたか(又は、継続しているか)を判定する。
目標位置変換部323は、第1回転情報と第3目標位置とに基づいて、第1目標位置を算出する。より具体的には、目標位置変換部323は、第1検出部111が出力した加速度センサ出力と、第1検出部112が出力した加速度センサ出力とを取得し、第1鏡筒20の真の傾き角「VθL’」を算出する。そして、目標位置変換部323は、X軸方向の第3目標位置「LCX」と、Y軸方向の第3目標位置「LCY」とを、第1鏡筒20の真の傾き角「VθL’」分だけアフィン変換で回転演算する。回転演算後の第3目標位置、すなわち第1目標位置をLCLX(X軸方向)、LCLY(Y軸方向)とする。
第2目標位置算出部315は、第2回転情報と第3目標位置とに基づいて、第2目標位置を算出する。より具体的には、第2目標位置算出部315は、第2検出部113が出力した加速度センサ出力と、第2検出部114が出力した加速度センサ出力とを取得し、第2鏡筒30の真の傾き角「VθR’」を算出する。そして、第2目標位置算出部315は、X軸方向の第3目標位置「LCX」と、Y軸方向の第3目標位置「LCY」とを、第2鏡筒30の真の傾き角「VθR’」分だけアフィン変換で回転演算する。回転演算後の第2目標位置をLCRX(X軸方向)、LCRY(Y軸方向)とする。なお、本実施形態では、第1鏡筒20の第3目標位置が観察軸における第1鏡筒20及び第2鏡筒30の振れの平均値を用いて算出されるため、第1鏡筒20の第1目標位置及び第2鏡筒30の第2目標位置は、上記実施形態で説明した第1目標位置及び第2目標位置とは値がそれぞれ異なる。
本実施形態では、第2回転情報と第3目標位置とに基づいて、第2目標位置を算出する場合を例に挙げた。第2目標位置は、第1実施形態と同様に、第1目標位置と回転情報とに基づいて算出されてもよい。具体的には、第2目標位置算出部315は、目標位置変換部323が算出した第1目標位置を取得し、第1目標位置と、第2鏡筒30の機軸部40(機軸Ax)回りの第1鏡筒20に対する回転情報とに基づいて、第2目標位置を算出する。
図19は、第3実施形態に係る双眼鏡における処理の流れの例を示すフローチャートである。ステップS701において、第1変換部322は、第1回転情報を用いて、第1鏡筒20の振れを、該振れの検出軸から観察軸に変換する。具体的には、第1変換部322は、振れ検出部101が出力したX軸回りの振れを示す出力信号と、振れ検出部106が出力したY軸回りの振れを示す出力信号とを取得する。また、第1変換部322は、符号反転演算子320及び符号反転演算子321を介して、第1検出部111及び第1検出部112の符号が反転された加速度センサ出力を取得し、第1鏡筒20の真の傾き角を算出する。そして、第1変換部322は、X軸回り及びY軸回りの振れを示す出力信号に対して、第1鏡筒20の真の傾き角分だけアフィン変換で回転演算し、第1鏡筒20の振れについて、振れの検出軸から観察軸に変換する。
ステップS702において、第2変換部328は、第2回転情報を用いて、第2鏡筒30の振れを、該振れの検出軸から観察軸に変換する。具体的には、第2変換部328は、振れ検出部324が出力したX軸回りの振れを示す出力信号と、振れ検出部325が出力したY軸回りの振れを示す出力信号とを取得する。また、第2変換部328は、符号反転演算子326及び符号反転演算子327を介して、振れ検出部324及び振れ検出部325の符号が反転された加速度センサ出力を取得し、第2鏡筒30の真の傾き角を算出する。そして、第2変換部328は、X軸回り及びY軸回りの振れを示す出力信号に対して、第2鏡筒30の真の傾き角分だけアフィン変換で回転演算し、第2鏡筒30の振れについて、振れの検出軸から観察軸に変換する。
ステップS703において、平均部329及び平均部330は、観察軸における第1鏡筒20の振れと、観察軸における第2鏡筒30の振れとを平均する。具体的には、平均部329は、第1変換部322が出力した観察軸における第1鏡筒20のX軸回りの振れと、第2変換部328が出力した観察軸における第2鏡筒30のX軸回りの振れとを平均する。また、平均部330は、第1変換部322が出力した観察軸における第1鏡筒20のY軸回りの振れと、第2変換部328が出力した観察軸における第2鏡筒30のY軸回りの振れとを平均する。
ステップS704において、第1目標位置算出部302及び第1目標位置算出部307は、平均部329及び平均部330が平均した振れに基づいて、第3目標位置を算出する。具体的には、第1目標位置算出部302は、平均部329が出力した観察軸における第1鏡筒20及び第2鏡筒30のX軸回りの振れの平均値のうち、所定周波数よりも高い周波数成分をフィルタリングする。このとき、第1目標位置算出部302は、振れ状態判定部303の判定結果に応じて、カットオフ周波数を設定してもよい。例えば、第1目標位置算出部302は、双眼鏡1のユーザが意図したパンニング動作等による構図変更が開始された(又は、継続している)ことを示す判定結果を振れ状態判定部303から受け付けた場合に、カットオフ周波数を所定周波数よりも高く設定する。
そして、第1目標位置算出部302は、観察軸における第1鏡筒20及び第2鏡筒30のX軸回りの振れの平均値から直流成分を除去し、双眼鏡1に加わる振れに対応した観察軸における第1鏡筒20のX軸回りの振れを算出する。続いて、第1目標位置算出部302は、第1補正光学系23の現在の目標位置に基づいて、第1補正光学系23の可動範囲の中心に向かって移動させる向心力をバイアス量として演算する。その後、第1目標位置算出部302は、双眼鏡1に加わる振れに対応した観察軸における第1鏡筒20のX軸回りの振れにバイアス量を与える。そして、第1目標位置算出部302は、バイアス量を与えた振れを積分し、ディメンジョンを速度にして、第1補正光学系23の目標位置の単位に合わせる係数を掛ける。続いて、第1目標位置算出部302は、第1補正光学系23の目標位置について、第1補正光学系23の可動範囲に含まれるように制限し、観察軸における第1補正光学系23の目標位置を示す第3目標位置(X軸方向)を算出する。
同様に、第1目標位置算出部307は、平均部330が出力した観察軸における第1鏡筒20及び第2鏡筒30のY軸回りの振れの平均値のうち、所定周波数よりも高い周波数成分をフィルタリングする。このとき、第1目標位置算出部307は、振れ状態判定部308の判定結果に応じて、カットオフ周波数を設定してもよい。例えば、第1目標位置算出部307は、双眼鏡1のユーザが意図したパンニング動作等による構図変更が開始された(又は、継続している)ことを示す判定結果を振れ状態判定部308から受け付けた場合に、カットオフ周波数を所定周波数よりも高く設定する。
そして、第1目標位置算出部307は、観察軸における第1鏡筒20及び第2鏡筒30のY軸回りの振れの平均値から直流成分を除去し、双眼鏡1に加わる振れに対応した観察軸における第1鏡筒20のY軸回りの振れを算出する。続いて、第1目標位置算出部307は、第1補正光学系23の現在の目標位置に基づいて、第1補正光学系23の可動範囲の中心に向かって移動させる向心力をバイアス量として演算する。その後、第1目標位置算出部307は、双眼鏡1に加わる振れに対応した観察軸における第1鏡筒20のY軸回りの振れにバイアス量を与える。そして、第1目標位置算出部307は、バイアス量を与えた振れを積分し、ディメンジョンを速度にして、第1補正光学系23の目標位置の単位に合わせる係数を掛ける。続いて、第1目標位置算出部307は、第1補正光学系23の目標位置について、第1補正光学系23の可動範囲に含まれるように制限し、観察軸における第1補正光学系23の目標位置を示す第3目標位置(Y軸方向)を算出する。
ステップS705において、目標位置変換部323は、第1回転情報と第3目標位置とに基づいて、第1目標位置を算出する。具体的には、目標位置変換部323は、第1検出部111及び第1検出部112が出力した加速度センサ出力から、第1鏡筒20の真の傾き角を算出する。そして、目標位置変換部323は、X軸方向及びY軸方向の第3目標位置を、第1鏡筒20の真の傾き角分だけアフィン変換で回転演算し、X軸方向及びY軸方向の第1目標位置を算出する。
ステップS706において、第1駆動量算出部105及び第1駆動量算出部110は、第1目標位置に基づいて、第1補正光学系23を駆動する第1補正機構LOSの駆動量を算出する。なお、ステップS706における処理は、上述したステップS102における処理と同様であるため詳細な説明を省略する。
ステップS707において、第2目標位置算出部315は、第2回転情報と第3目標位置とに基づいて、第2目標位置を算出する。具体的には、第2目標位置算出部315は、第2検出部113及び第2検出部114が出力した加速度センサ出力から、第2鏡筒30の真の傾き角を算出する。そして、第2目標位置算出部315は、X軸方向及びY軸方向の第3目標位置を、第2鏡筒30の真の傾き角分だけアフィン変換で回転演算し、X軸方向及びY軸方向の第2目標位置を算出する。
ステップS708において、第2駆動量算出部117及び第2駆動量算出部119は、第2目標位置に基づいて、第2補正光学系33を駆動する第2補正機構ROSの駆動量を算出する。なお、ステップS708における処理は、上述したステップS104における処理と同様であるため詳細な説明を省略する。
なお、技術範囲は、上述した実施形態等で説明した態様に限定されるものではない。上述した実施形態等で説明した要件の1つ以上は、省略されることがある。また、上述した実施形態等で説明した要件は、適宜、組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述した実施形態等で引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。
上記実施形態では、第1検出部25及び第2検出部34等の傾斜センサ、加速度センサにより各鏡筒の傾き角を検出する場合を説明した。傾き角の検出については、第3検出部として、機軸部40回りの回転量を検出するロータリーエンコーダ又はポテンショメータを使用してもよい。すなわち、第2目標位置算出部115(215、315)は、第3検出部の検出量に基づいて、第1回転情報、第2回転情報、及び回転情報の少なくとも1つを算出する。第3検出部を使用する場合は、機軸Axの折り角が最小の場合と最大の場合とにおける検出量を予めメモリに保存しておく。
1・・・双眼鏡、10・・・回路基板、20・・・第1鏡筒、23・・・第1補正光学系、24・・・振れ検出部、25・・・第1検出部、30・・・第2鏡筒、33・・・第2補正光学系、34・・・第2検出部、102・・・第1目標位置算出部、103・・・振れ状態判定部、104・・・偏差算出部、105・・・第1駆動量算出部、107・・・第1目標位置算出部、108・・・振れ状態判定部、109・・・偏差算出部、110・・・第1駆動量算出部、115・・・第2目標位置算出部、116・・・偏差算出部、117・・・第2駆動量算出部、118・・・偏差算出部、119・・・第2駆動量算出部
Claims (18)
- 第1鏡筒の振れに基づいて、前記第1鏡筒に保持される第1補正光学系の目標位置を示す第1目標位置を算出する第1目標位置算出部と、
前記第1目標位置と、機軸部を介して前記第1鏡筒に連結する第2鏡筒の前記機軸部回りの前記第1鏡筒に対する回転を示す回転情報とに基づいて、前記第2鏡筒に保持される第2補正光学系の目標位置を示す第2目標位置を算出する第2目標位置算出部と、
を備える、双眼鏡。 - 前記第2目標位置算出部は、前記機軸部回りの前記第1鏡筒の回転を示す第1回転情報、及び、前記機軸部回りの前記第2鏡筒の回転を示す第2回転情報のうち少なくともいずれか一方に基づいて前記回転情報を算出し、算出した前記回転情報を用いて前記第1目標位置を回転演算し、前記第2目標位置を算出する、請求項1に記載の双眼鏡。
- 前記第2目標位置算出部は、前記第1鏡筒と前記第2鏡筒との光軸を同一にする所定の調整値に基づいて、前記第2目標位置を算出する、請求項2に記載の双眼鏡。
- 前記第2目標位置算出部は、前記第1鏡筒に保持される第1検出部が検出する第1検出値に基づいて前記第1回転情報を取得し、取得した前記第1回転情報、又は前記第2鏡筒に保持される第2検出部が検出する第2検出値に基づいて、前記第2回転情報を取得する、請求項2又は請求項3に記載の双眼鏡。
- 前記第2目標位置算出部は、前記第1鏡筒に保持される前記第1検出部の取り付け誤差に基づいて前記第1回転情報を補正し、前記第2鏡筒に前記第2検出部が保持される場合に、前記第2検出部の取り付け誤差に基づいて前記第2回転情報を補正する、請求項4に記載の双眼鏡。
- 前記第1検出部又は前記第2検出部は、傾斜センサ及び加速度センサのうち少なくともいずれか1つである、請求項4又は請求項5に記載の双眼鏡。
- 前記第2目標位置算出部は、前記第1鏡筒及び前記第2鏡筒の前記機軸部回りの回転量を検出する第3検出部の検出量に基づいて、前記第1回転情報、前記第2回転情報、及び前記回転情報の少なくともいずれか1つを算出し、
前記第3検出部は、前記機軸部に保持されるポテンショメータを含む、請求項2から請求項6のいずれか一項に記載の双眼鏡。 - 前記第1回転情報を用いて、前記第1鏡筒の前記振れを、該振れの検出軸から観察軸に変換する変換部、を備え、
前記第1目標位置算出部は、前記観察軸における前記第1鏡筒の前記振れに基づいて、前記観察軸における前記第1補正光学系の目標位置を示す第3目標位置を算出し、
前記第1回転情報と前記第3目標位置とに基づいて、前記第1目標位置を算出する目標位置変換部、を備え、
前記第2目標位置算出部は、前記第2回転情報と前記第3目標位置とに基づいて、前記第2目標位置を算出する、請求項2から請求項7のいずれか一項に記載の双眼鏡。 - 前記第1回転情報を用いて、前記第1鏡筒の前記振れを、該振れの検出軸から観察軸に変換する第1変換部と、
前記第2回転情報を用いて、前記第2鏡筒の振れを、該振れの検出軸から観察軸に変換する第2変換部と、
前記観察軸における前記第1鏡筒の前記振れと、前記観察軸における前記第2鏡筒の前記振れとを平均する平均部と、を備え、
前記第1目標位置算出部は、前記平均部が平均した振れに基づいて、前記観察軸における前記第1補正光学系の目標位置を示す第3目標位置を算出し、
前記第1回転情報と前記第3目標位置とに基づいて、前記第1目標位置を算出する目標位置変換部、を備え、
前記第2目標位置算出部は、前記第2回転情報と前記第3目標位置とに基づいて、前記第2目標位置を算出する、請求項2から請求項7のいずれか一項に記載の双眼鏡。 - 前記第1目標位置算出部は、前記第1補正光学系の可動範囲に含まれる前記第1目標位置を算出する、請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の双眼鏡。
- 前記第1目標位置算出部は、前記第1目標位置に応じて設定されるバイアス量が与えられた、前記第1鏡筒の振れに基づいて、前記第1目標位置を算出する、請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の双眼鏡。
- 前記第1目標位置に基づいて、前記第1補正光学系を駆動する第1補正機構の駆動量を算出する第1駆動量算出部と、
前記第2目標位置に基づいて、前記第2補正光学系を駆動する第2補正機構の駆動量を算出する第2駆動量算出部と、を備える、請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の双眼鏡。 - 前記第1駆動量算出部は、前記第1目標位置と、前記第1補正光学系の現在位置との偏差に基づいて、前記第1補正機構の駆動量を算出し、
前記第2駆動量算出部は、前記第2目標位置と、前記第2補正光学系の現在位置との偏差に基づいて、前記第2補正機構の駆動量を算出する、請求項12に記載の双眼鏡。 - 前記第1駆動量算出部は、前記第1鏡筒に保持される補正光学系の光軸が重力方向に向けられている場合に、前記第1補正光学系を移動させない、又は所定位置に保持させる駆動量を算出し、
前記第2駆動量算出部は、前記第2鏡筒に保持される補正光学系の光軸が前記重力方向に向けられている場合に、前記第2補正光学系を移動させない、又は所定位置に保持させる駆動量を算出する、請求項12又は請求項13に記載の双眼鏡。 - 前記第1目標位置算出部は、所定のノイズ成分を除去した前記第1鏡筒の前記振れに基づいて、前記第1目標位置を算出する、請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の双眼鏡。
- 前記第1目標位置算出部は、パンニング動作によって前記第1鏡筒に前記振れが生じる場合に、前記振れの信号成分から除去する信号の周波数帯域を、前記パンニング動作とは異なる動作の場合に除去する周波数帯域よりも大きく設定する、請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の双眼鏡。
- 第1補正光学系を保持する第1鏡筒と、
第2補正光学系を保持する第2鏡筒と、
前記第1鏡筒と連結される第1機軸部と、
前記第1機軸部を介して前記第1鏡筒と前記第2鏡筒とを連結する第2機軸部と、
前記第1鏡筒に保持され、前記第1鏡筒の前記第1機軸部回りの回転を検出する第1検出部と、
前記第2鏡筒に保持され、前記第2鏡筒の前記第2機軸部回りの回転を検出する第2検出部と、
前記第1鏡筒及び前記第2鏡筒のうち少なくとも一方に保持され、前記第1鏡筒又は前記第2鏡筒の振れを検出する振れ検出部と、
前記第1鏡筒及び前記第2鏡筒のうち少なくとも一方の前記振れに基づいて、前記第1補正光学系の目標位置を示す第1目標位置を算出する第1目標位置算出部と、
前記第1目標位置と、前記第1検出部及び前記第2検出部の検出値に基づいて検出される前記第1鏡筒に対する前記第2鏡筒の前記第1機軸部及び前記第2機軸部回りの回転情報と、に基づいて、前記第2補正光学系の目標位置を示す第2目標位置を算出する第2目標位置算出部と、
を備える、双眼鏡。 - 双眼鏡における像位置を補正する補正光学系の目標位置を算出する目標位置算出方法であって、
第1鏡筒の振れに基づいて、前記第1鏡筒に保持される第1補正光学系の目標位置を示す第1目標位置を算出することと、
前記第1目標位置と、機軸部を介して前記第1鏡筒に連結する第2鏡筒の前記機軸部回りの前記第1鏡筒に対する回転を示す回転情報とに基づいて、前記第2鏡筒に保持される第2補正光学系の目標位置を示す第2目標位置を算出することと、
を含む、目標位置算出方法。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19945257 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2021544996 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
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NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19945257 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |