特許 6972311 距離検出装置、光学機器、及び距離検出装置の姿勢検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6972311

(24)【登録日】2021年11月5日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】距離検出装置、光学機器、及び距離検出装置の姿勢検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01C 3/06 20060101AFI20211111BHJP

   G01S 7/481 20060101ALI20211111BHJP

   G01S 7/497 20060101ALI20211111BHJP

【ＦＩ】

   G01C3/06 110A

   G01S7/481 A

   G01S7/497

【請求項の数】25

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2020-512193(P2020-512193)

(86)(22)【出願日】2018年4月5日

(86)【国際出願番号】JP2018014636

(87)【国際公開番号】WO2019193726

(87)【国際公開日】20191010

【審査請求日】2020年9月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】501439264

【氏名又は名称】株式会社ニコンビジョン

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】大室 仁

(72)【発明者】

【氏名】塩澤 雅弘

【審査官】 信田 昌男

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−４９０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１８７１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／１５１９２７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−１１５１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−８５６５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｃ ３／０６

Ｇ０１Ｓ ７／４８１

Ｇ０１Ｓ ７／４９７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光を照射し対象物までの距離を計測する距離検出装置であって、
前記距離検出装置の姿勢を検出する第１センサと、
ブレ検出センサにより検出されたブレ量に基づいて駆動されて前記光を偏向するブレ補正光学系と、
前記距離検出装置の前記光を出射するための基準軸に対する前記ブレ補正光学系の位置を検出する第２センサと、
前記第１センサおよび前記第２センサの検出結果に基づいて、前記距離検出装置の前記姿勢の基準面に対する前記光の照射角度を決定する処理部と、を備える距離検出装置。

【請求項2】

前記ブレ補正光学系の駆動は、前記ブレ補正光学系を形成する光学素子の形状を変化させることを含み、
前記第２センサは、前記光学素子の変形量を検出することを含む、請求項１に記載の距離検出装置。

【請求項3】

前記第１センサは、角速度センサ、加速度センサ、および地磁気センサのうちの少なくとも１つを含む姿勢センサである、請求項１または請求項２に記載の距離検出装置。

【請求項4】

前記処理部は、
前記第１センサの検出結果から決定される第１角度と、前記第２センサの検出結果から決定される角度補正量と、により前記照射角度を決定する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の距離検出装置。

【請求項5】

前記処理部は、
前記距離と前記照射角度とに基づいて、前記距離検出装置が位置する高さと前記対象物が位置する高さとの高低差を決定する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の距離検出装置。

【請求項6】

前記距離、前記高低差、および前記照射角度のうちの少なくとも１つを表示する表示部を更に備える、請求項５に記載の距離検出装置。

【請求項7】

前記表示部は、前記ブレ検出センサがブレを検出した場合、前記ブレを検出する前の前記距離、前記高低差、および前記照射角度のうちの少なくとも１つを表示する請求項６に記載の距離検出装置。

【請求項8】

前記第１センサは、前記距離検出装置の筐体又は回路基板に備えられている、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の距離検出装置。

【請求項9】

レチクルが設けられた光学素子をさらに備え、
前記第２センサは、前記レチクルの位置を検出する、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の距離検出装置。

【請求項10】

前記処理部は、
ブレ検出前に前記第２センサで検出された前記レチクルの第１位置を記憶しておき、
ブレ検出中に前記第２センサで検出された前記レチクルの第２位置と前記第１位置との差から角度補正量を決定する、請求項９に記載の距離検出装置。

【請求項11】

請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の距離検出装置を備える光学機器。

【請求項12】

対象物を観察する観察光学系を有する光学機器であって、
前記光学機器の姿勢を検出する第１センサと、
ブレ検出センサにより検出されたブレ量に基づいて駆動されてブレを補正するブレ補正光学系と、
前記観察光学系の前記対象物を観察するための基準軸に対する前記ブレ補正光学系の位置を検出する第２センサと、
前記第１センサおよび前記第２センサの検出結果に基づいて、前記光学機器の前記姿勢の基準面に対する前記対象物の観察角度を決定する処理部と、を備える光学機器。

【請求項13】

光を照射し対象物までの距離を計測する距離検出装置であって、
前記距離検出装置の姿勢を検出する第１センサと、
ブレ検出センサにより検出されたブレ量に基づいて駆動されて前記光を偏向するブレ補正光学系と、
前記距離検出装置の前記光を出射するための基準軸に対する前記ブレ補正光学系の位置を検出する第２センサと、を備え、
ブレが生じていない場合は、前記第１センサの検出結果に基づいて前記距離検出装置の前記姿勢の基準面に対する第１角度を求め、
前記ブレが生じている場合は、前記第２センサの検出結果に基づいて決定した補正角度を用いて前記第１角度を補正して前記基準面に対する第２角度を求める、距離検出装置。

【請求項14】

光を照射し対象物までの距離を計測する距離検出装置の姿勢検出方法であって、
前記距離検出装置の姿勢を検出する工程と、
前記光を偏向するために、ブレ検出センサにより検出されたブレ量に基づいてブレ補正光学系を駆動する工程と、
前記距離検出装置の前記光を出射するための基準軸に対する前記ブレ補正光学系の位置を検出する工程と、
前記距離検出装置の姿勢および前記ブレ補正光学系の位置の検出結果に基づいて、前記距離検出装置の前記姿勢の基準面に対する前記光の照射角度を決定する工程と、
を含む距離検出装置の姿勢検出方法。

【請求項15】

前記ブレ補正光学系を駆動する工程では、前記ブレ補正光学系を形成する光学素子の形状を変化させ、
前記ブレ補正光学系の位置を検出する工程では、前記光学素子の変形量を検出する、請求項１４に記載の距離検出装置の姿勢検出方法。

【請求項16】

前記距離検出装置の姿勢を検出する工程では、角速度センサ、加速度センサ、および地磁気センサのうちの少なくとも１つを含む姿勢センサを用いる、請求項１４または請求項１５に記載の距離検出装置の姿勢検出方法。

【請求項17】

前記光の照射角度を決定する工程では、
前記距離検出装置の姿勢の検出結果から決定される第１角度と、前記ブレ補正光学系の位置の検出結果から決定される角度補正量と、により前記照射角度を決定する、請求項１４から請求項１６のいずれか一項に記載の距離検出装置の姿勢検出方法。

【請求項18】

前記光の照射角度を決定する工程では、
前記距離と前記照射角度とに基づいて、前記距離検出装置が位置する高さと前記対象物が位置する高さとの高低差を決定する、請求項１４から請求項１７のいずれか一項に記載の距離検出装置の姿勢検出方法。

【請求項19】

前記距離、前記高低差、および前記照射角度のうちの少なくとも１つを表示する工程をさらに含む、請求項１８に記載の距離検出装置の姿勢検出方法。

【請求項20】

前記表示する工程では、前記ブレ検出センサがブレを検出した場合、前記ブレを検出する前の前記距離、前記高低差、および前記照射角度のうちの少なくとも１つを表示する、請求項１９に記載の距離検出装置の姿勢検出方法。

【請求項21】

前記距離検出装置の姿勢を検出する第１センサは、前記距離検出装置の筐体又は回路基板に備えられている、請求項１４から請求項２０のいずれか一項に記載の距離検出装置の姿勢検出方法。

【請求項22】

前記距離検出装置は、レチクルが設けられた光学素子をさらに備え、
前記ブレ補正光学系の位置を検出する工程では、さらに、前記レチクルの位置を検出する、請求項１４から請求項２１のいずれか一項に記載の距離検出装置の姿勢検出方法。

【請求項23】

前記光の照射角度を決定する工程では、
ブレ検出前に検出された前記レチクルの第１位置を記憶しておき、
ブレ検出中に検出された前記レチクルの第２位置と前記第１位置との差から角度補正量を決定する、請求項２２に記載の距離検出装置の姿勢検出方法。

【請求項24】

光を照射し対象物までの距離を計測する距離検出装置であって、
前記距離検出装置の姿勢を検出する第１センサと、
前記距離検出装置の前記光を出射するための基準軸に対する前記距離検出装置のブレを検出するブレ検出センサと、
前記ブレ検出センサにより検出されたブレを補正するために駆動されるブレ補正光学系と、
前記第１センサで検出される検出結果と、前記ブレを補正するために駆動されるべき前記ブレ補正光学系の位置に対応した情報と、に基づいて前記距離検出装置の前記姿勢の基準面に対する照射角度を決定する処理部と、を備える距離検出装置。

【請求項25】

前記ブレ補正光学系の位置に対応した情報は、前記ブレ検出センサにより検出されるブレ量、前記ブレを補正するために駆動されるべき前記ブレ補正光学系の駆動量、および、前記ブレの補正のために前記ブレ補正光学系の駆動により偏向されるべき前記光の偏向量のうちの少なくともいずれか１つを含む、請求項２４に記載の距離検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、距離検出装置、光学機器、及び距離検出装置の姿勢検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

像ブレ補正（手振れ補正とも呼ぶ）機能を有する距離検出装置（単に測距装置とも呼ぶ）が知られている（例えば、特許文献１参照）。像ブレ補正機能が作動して測定光が偏向された場合に、機体の姿勢から決定される基準軸の方向（すなわち、方位及び角度）が実際に光が照射されている方向（すなわち、測距方向）を反映しないという問題がある。
［特許文献１］ 特開２０００−１８７１５１号公報

【発明の概要】

【0003】

本発明の第１の態様においては、光を照射し対象物までの距離を計測する距離検出装置であって、距離検出装置の姿勢を検出する第１センサと、ブレ検出センサにより検出されたブレ量に基づいて駆動されるブレ補正光学系と、ブレ補正光学系の位置を検出する第２センサと、第１センサおよび第２センサの検出結果に基づいて、光の照射角度を決定する処理部と、を備える距離検出装置が提供される。

【0004】

本発明の第２の態様においては、対象物を観察する観察光学系を有する光学機器であって、光学機器の姿勢を検出する第１センサと、ブレ検出センサにより検出されたブレ量に基づいて駆動されるブレ補正光学系と、ブレ補正光学系の位置を検出する第２センサと、第１センサおよび第２センサの検出結果に基づいて、対象物の観察角度を決定する処理部と、を備える光学機器が提供される。

【0005】

本発明の第３の態様においては、光を照射し対象物までの距離を計測する距離検出装置であって、距離検出装置の姿勢を検出する第１センサと、ブレ検出センサにより検出されたブレ量に基づいて駆動されるブレ補正光学系と、ブレ補正光学系の位置を検出する第２センサと、を備え、ブレが生じていない場合は、第１センサの検出結果に基づいて第１角度を求め、ブレが生じている場合は、第２センサの検出結果に基づいて決定した補正角度を用いて第１角度を補正して第２角度を求める、距離検出装置が提供される。

【0006】

本発明の第４の態様においては、光を照射し対象物までの距離を計測する距離検出装置の姿勢検出方法であって、距離検出装置の姿勢を検出する工程と、ブレ検出センサにより検出されたブレ量に基づいてブレ補正光学系を駆動する工程と、ブレ補正光学系の位置を検出する工程と、距離検出装置の姿勢およびブレ補正光学系の位置の検出結果に基づいて、光の照射角度を決定する工程と、を含む距離検出装置の姿勢検出方法が提供される。

【0007】

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る測距装置の構成を示す。

【図2A】像ブレ補正機能が作動する前の状態における基準軸と照射方向との関係を示す。

【図2B】像ブレ補正機能が作動した場合における基準軸と照射方向との関係を示す。

【図3A】像ブレ補正機能が作動していない状態における視準指標及び基準軸の関係を示す。

【図3B】像ブレ補正機能が作動している状態における視準指標及び基準軸の関係並びに変位センサの検出対象を示す。

【図4A】方位補正の一例を示す。

【図4B】角度補正の一例を示す。

【図5】本実施形態に係る測定方向、対象物までの距離、及び対象物の高さの測定方法の動作フローを示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0010】

図１は、本実施形態に係る測距装置１０の構成を示す。測距装置１０は、光を照射し対象物までの距離及び／又は高さを計測する距離検出装置であり、像ブレ補正機能を搭載した装置において当該機能により偏向された測定光が照射されている照射方向（すなわち、測定方向）を決定することを可能とする。ここで、投光部１００が基準軸Ｌ_０に沿って測定光を出射する方向、すなわち光線Ｂ_３の矢印方向を前方、その逆方向、すなわち光線Ａ_３の矢印方向を後方とする。なお、基準軸Ｌ_０の向き（方向とも呼ぶ）は、測距装置１０の機体（すなわち、構成各部を収容する筐体）の向きより一意に定まる。方向は、特に断らない限り、機体を通る水平面（すなわち、水平面上の任意に定めた第１軸及びこれに直交する第２軸）及び鉛直軸（すなわち、第３軸）より定まる基準座標における方向（絶対方向とも呼ぶ）を意味するものとする。測距装置１０は、投光部１００、レチクルプレート１４０、接眼レンズ１５０、補正部４００、制御部１３２、検出部２００、変換部２４０、及び処理部３００を備える。

【0011】

投光部１００は、基準軸Ｌ_０に沿って対象物に測定光（単に光とも呼ぶ）を照射するユニットである。投光部１００は、発光部１３０、正立プリズム１２０、及び対物レンズ１１０を有する。

【0012】

発光部１３０は、光源を用いて、一定の周期でパルス状の測定光（すなわち、光線Ｂ_１）を正立プリズム１２０に向けて出射する。光源として、たとえば、赤外線を発振する半導体レーザを採用することができる。発光部１３０は、一回の測距動作において、予め定められた数、例えば３２０発の測定光を一定の周期、例えば５００〜７００μ秒の周期で出射する。

【0013】

正立プリズム１２０は、発光部１３０から射出された測定光を前方に送り、入射光線を後方の接眼レンズ１５０に送る光学素子である。正立プリズム１２０として、例えばダハプリズム、ポロプリズム等を採用することができる。正立プリズム１２０は、可視光帯域の光を反射し、赤外帯域の光を透過するダイクロイック反射面１２２、並びに可視光帯域及び赤外帯域の両方に対して高い反射率を有する全反射面１２４，１２６を有する。測定光（光線Ｂ_１）は、正立プリズム１２０においてダイクロイック反射面１２２を透過し、そして全反射面１２４において反射されて、光線Ｂ_２として投光部１００内を前方に伝播する。入射光線（光線Ａ_１）は、正立プリズム１２０においてダイクロイック反射面１２２、全反射面１２４，１２６および他の反射面により反射される。それにより、入射光線により形成される倒立鏡像が正立正像に反転される。

【0014】

対物レンズ１１０は、正立プリズム１２０から出力され、後述する補正レンズ４１０を介して入る光線Ｂ_２をコリメートし、光線Ｂ_３として測距装置１０の前方に送る光学素子である。

【0015】

レチクルプレート１４０は、レチクルが設けられた板状の光学素子であり、対物レンズ１１０の焦点位置に配置される。本実施形態では、レチクルプレート１４０は、後述する視準部の光軸（見かけ上、測定光の光軸Ｌに一致する）に直交する面内で駆動される。レチクルプレート１４０は、視準指標１４１及び表示部１４２を有する。

【0016】

視準指標１４１は、一例として十字線の形状を有し、その他、矩形枠、円形枠等の形状を有してもよい。視準指標１４１は、可視光に対して透明な板に印刷、食刻等により形成されてもよいし、透過型の液晶を用いて表示されてもよい。

【0017】

表示部１４２は、透過型の液晶等を用いて、対象物までの距離及び／又は高さの計測結果を、文字、画像等によりユーザに示す。表示部１４２をレチクルプレート１４０に直接設けることに代えて、反射型の液晶と、当該液晶を用いた表示像をレチクルプレート１４０に導く光学系とにより構成してもよい。表示部１４２は、処理部３００により決定された対象物までの距離及び／又は高さの他、測定光の照射方向（測定方向）、電池の残量、アラート、時計等を併せて表示してもよい。特に、表示部１４２に測定光の照射方向を表示することで、機体の姿勢のブレが生じた場合でも、後述するように補正レンズにより偏向された測定光が実際に照射されている照射方向をユーザに対して示すことができる。

【0018】

接眼レンズ１５０は、入射光線を集光して光線Ａ_３として後方に送る光学素子である。測距装置１０の内部においてその前端を正立プリズム１２０の後端に対向する。

【0019】

対物レンズ１１０、正立プリズム１２０、レチクルプレート１４０、及び接眼レンズ１５０は、ユーザが対象物に対して測距装置１０を視準する視準部を構成する。視準部は、投光部１００と光学系の一部を共有し、これにより測距装置１０において投光部１００と視準部とで見かけの光軸が一致する。

【0020】

視準部には、測距装置１０の前方に位置する対象物から反射又は散乱された光のうち、対物レンズ１１０の見込み角の範囲内を伝播する光線Ａ_１が入射する。光線Ａ_１は、対物レンズ１１０を介して光線Ａ_２として集光し、正立プリズム１２０、レチクルプレート１４０、及び接眼レンズ１５０を通じて、測距装置１０の後方に光線Ａ_３として出射される。これにより、ユーザは、接眼レンズ１５０を通じて対象物の正立正像を観察することができる。

【0021】

ユーザが接眼レンズ１５０を通じて観察する対象物の像には、レチクルプレート１４０に配された視準指標１４１が重畳される。それにより、ユーザは、測距装置１０を対象物に視準することができる。この場合に、上記の通り投光部１００と視準部とは見かけの光軸が一致するので、視準指標１４１の示す位置に測定光が照射される。

【0022】

補正部４００は、測距装置１０の姿勢のブレに応じて光を偏向して像ブレ補正するユニットであり、補正レンズ４１０、駆動部４２０、補正制御部４３０、第１センサ４４０、ブレ検出センサ４４２、第２センサ４５０、及びレチクル制御部１４３を含む。なお、像ブレ補正の一連の動作を補正動作とも呼ぶ。

【0023】

補正レンズ４１０は、測定光（光線Ｂ_３）を偏向するブレ補正光学系の一例である。補正レンズ４１０は、対物レンズ１１０と正立プリズム１２０との間の基準軸Ｌ_０上に配され、基準軸Ｌ_０に交差する方向（本実施形態では基準軸Ｌ_０に直交する面内で互いに直交する２軸方向）に変位することで測定光を偏向する（測定光が照射される光軸方向を変えることをいう）。補正レンズ４１０として、例えば、内焦レンズを採用することができる。また、中心軸に対して非対象に変形可能なバリアングルプリズムを採用してもよい。

【0024】

なお、補正レンズ４１０が予め定められた位置、例えば変位していない基準位置にあるときに測定光が通る光軸が基準軸Ｌ_０であるともいえる。

【0025】

駆動部４２０は、補正制御部４３０により制御されて、補正レンズ４１０を基準軸Ｌ_０に交差する方向に駆動するユニットである。駆動部４２０は、例えば、ボイスコイルモータ、圧電モータ等を含む。

【0026】

補正制御部４３０は、駆動部４２０を介して補正レンズ４１０を駆動制御するユニットである。補正制御部４３０は、第１センサ４４０（特に、ブレ検出センサ４４２）から取得する機体のブレ量の検出結果に基づいて補正レンズ４１０の目標駆動量を決定し、目標駆動量及び第２センサ４５０（特に、変位センサ４５１）から取得する補正レンズ４１０の位置の検出結果に基づいて駆動部４２０を制御することで、補正レンズ４１０の駆動を帰還制御する。これにより、補正レンズ４１０の位置を精度良く制御することができる。

【0027】

第１センサ４４０は、測距装置１０を含む機体の姿勢を検出するセンサ又はセンサ群であり、一例として姿勢センサ４４１を有する。第１センサ４４０は、測距装置１０の筐体又は筐体内に固定された回路基板に備えられ、それにより第１センサ４４０の検出結果は器体の姿勢を反映する。

【0028】

ここで、姿勢は、機体の時間平均的な向き及び傾きを意味し、基準座標における方位（すなわち、水平面内での方位）φ及び角度（すなわち、水平面又は鉛直軸に対する角度）θにより表される。なお、例えば、角速度センサ、加速度センサ等の傾斜センサによる角速度や加速度の検出結果から角度を検出し、例えば、地磁気センサのような方位センサにより方位を検出することができる。測定可能な角度範囲は例えば±８９度であり、方位範囲は例えば±１８０度ある。これらの検出結果は、処理部３００に送信される。

【0029】

ブレ検出センサ４４２は、測距装置１０を含む機体の姿勢のブレ量を検出するセンサである。ここで、ブレは、機体の時間平均的な向き及び傾きからの微小変位、特に手振れ等により生じ得る機体の微小振動に伴う方位及び角度の微小変位を意味し、方位（ヨーイング）の微小変位Δφ及び角度（ピッチング）の微小変位Δθにより表される。なお、これらの微小変位は、例えば、ジャイロセンサにより検出することができる。これらの検出結果は、処理部３００及び補正制御部４３０に送信される。

【0030】

なお、機体の姿勢の変化及びブレは、例えば、変位量又は変位速度の程度で識別することができる。例えば、補正レンズ４１０の駆動により補正できる範囲内で機体の姿勢が変動する場合、その変動をブレとみなし、補正できる範囲を超えて機体の姿勢が変動する場合、その変動を姿勢の変化とみなすことができる。ここで、補正できる角度範囲は、例えば±０．５度、好ましくは±数度である。また、姿勢センサ４４１により追従できる範囲内の速度で機体の姿勢が変動する場合、その変動を姿勢の変化とみなし、追従できる範囲を超える速度で機体の姿勢が変動する場合、その変動をブレとみなすこともできる。

【0031】

第２センサ４５０は、ブレ補正光学系又はレチクルプレート１４０の位置を検出するセンサ群であり、一例として変位センサ４５１，４５２を有する。

【0032】

変位センサ４５１は、補正レンズ４１０の位置を検出するセンサであり、基準軸Ｌ_０を基準（ｘ_０，ｙ_０）としてこれに直交する２軸方向の補正レンズ４１０の位置（ｘ，ｙ）を検出して、その検出結果を補正制御部４３０及び処理部３００に出力する。変位センサとして、例えば、ホール素子、ＭＲ素子等の磁気センサ、レーザ干渉計等の光学式センサ等を使用することができる。

【0033】

変位センサ４５２は、レチクルプレート１４０の位置を検出するセンサであり、視準系の光軸を基準（ｐ_０，ｑ_０）としてこれに直交する２軸方向のレチクルプレート１４０の位置（ｐ，ｑ）を検出して、その検出結果をレチクル制御部１４３及び処理部３００に出力する。変位センサとして、例えば、ホール素子、ＭＲ素子等の磁気センサ、レーザ干渉計等の光学式センサ等を使用することができる。

【0034】

レチクル制御部１４３は、レチクルプレート１４０を駆動制御するユニットである。レチクル制御部１４３は、第２センサ４５０（特に、変位センサ４５２）から取得するレチクルプレート１４０の位置の検出結果に基づいて、レチクルプレート１４０を視準部の光軸（見かけ上、測定光の光軸Ｌに一致する）に交差する面内で駆動する。これにより、レチクルプレート１４０が視準部の光軸からずれた場合に、光軸上に位置合わせすることができる。

【0035】

図２Ａ及び図２Ｂに、それぞれ、補正部４００による像ブレ補正機能が作動する前の状態及び作動した場合における基準軸Ｌ_０と実際に測定光が照射される照射方向（すなわち、光軸Ｌ）との関係を示す。図２Ａに示すように機体（すなわち、測距装置１０）が水平方向を向いて測距動作している際に、図２Ｂに白抜き矢印により示すように手振れにより機体（すなわち、測距装置１０）のブレが生じて基準軸Ｌ_０の向きが振れ、測定光が照射される対象物上の位置が目標からずれたとする。この場合に、補正部４００（特に、補正制御部４３０）は、ブレ検出センサ４４２の検出結果から機体の姿勢のブレを検知するとともにブレ量を決定し、そのブレ量に応じて補正レンズ４１０の目標駆動量を決定し、目標駆動量及び変位センサ４５１の検出結果から決定される補正レンズ４１０の位置（又は変位）に基づいて駆動部４２０を介して補正レンズ４１０を駆動制御することで、黒塗り矢印により示すように補正レンズ４１０の位置を補正して測定光を偏向する。それにより、基準軸Ｌ_０の向きのブレが光学的に打ち消される、すなわち基準軸Ｌ_０に対して光軸Ｌが矢印方向に傾斜してブレが生じる前の基準軸Ｌ_０上に重なり、測定光（光線Ｂ_３）が対象物上の目標に照射され続けることとなり、これにより測定光が照射される照射方向（すなわち、測定方向）のブレを防いで像ブレ補正することができる。

【0036】

なお、補正部４００は、常時補正動作をしてもよいし、測距装置１０の使用時のみ補正動作を実行してもよい。測距装置１０の使用時とは、例えば、接眼レンズ１５０を覗くユーザの目を検出したとき、ユーザが操作ボタン１３３を操作したときなど、ユーザによる何らかの操作を検知したときとしてよい。操作を検知した後、予め定められた時間を超えてユーザによる操作が検知されない場合に補正部４００による補正動作を停止してよい。

【0037】

なお、本実施形態に係る測距装置１０では、補正部４００は、補正レンズ４１０を基準軸Ｌ_０に交差する方向に駆動することで像ブレ補正する構成を採用したが、これに限らず、補正レンズ４１０を基準軸Ｌ_０に対して傾斜する方向に駆動すること、変形可能な光学素子を基準軸Ｌ_０に対して非対称に変形すること、或いはこれらの任意の組み合わせによりブレ補正光学系を駆動してその位置又は形状を補正することで像ブレ補正する構成を採用してもよい。斯かる場合、第２センサ４５０は、補正レンズ４１０の傾斜又は形状を検出するセンサをさらに有することとする。

【0038】

光学素子を変形する場合、ブレ補正光学系として例えば中心軸に対して非対象に変形可能なバリアングルプリズムを採用し、これに含まれる液体を挟むガラスプレートを非対象に変位させて形状を変化させてよい。斯かる場合、第２センサ４５０は、バリアングルプリズムの変形量を検出するセンサを含んでよい。

【0039】

制御部１３２は、投光部１００等による測距動作及び補正部４００による補正動作を制御するユニットである。制御部１３２は、例えば、発光部１３０から出射される測定光の強度、出射回数、周期等を調整するとともに、補正部４００における補正レンズ４１０の駆動に応じて測距動作を開始し、また測定光の出射タイミングを処理部３００に送信する。これにより、処理部３００は、像ブレ補正機能の作動後、投光部１００による測定光の照射に応じて、検出部２００から出力される反射光の検出信号を処理することができる。制御部１３２は、測距装置１０の機体に設けられた操作ボタン１３３を含み、ユーザがこれを押下することにより装置をオンすることで、後述する測距動作を開始する。

【0040】

検出部２００は、対象物からの反射光を検出して、検出信号を出力するユニットである。検出部２００は、受光レンズ２１０、帯域透過フィルター２２０、及び受光素子２３０を含む。

【0041】

受光レンズ２１０は、対象物からの反射光（すなわち、光線Ｃ_１）を集光して、光線Ｃ_２として受光素子２３０に送る光学素子である。なお、受光レンズ２１０は、投光部１００の対物レンズ１１０と異なる光軸を有する。

【0042】

帯域透過フィルター２２０は、反射光を含む狭い帯域の光を透過し、他の帯域の光を遮断又は減衰する光学素子である。帯域透過フィルター２２０は、受光レンズ２１０の後方に配されている。

【0043】

受光素子２３０は、反射光を受光して、その強度に対応する電気信号（受光信号とも呼ぶ）を出力する素子である。受光素子２３０は、例えば測定光の帯域に対して感度を有するフォトダイオード、フォトトランジスタ等を採用することができる。受光素子２３０は、帯域透過フィルター２２０の後方に配されている。なお、測定光に対して背景光の影響を排除するという観点から、受光素子２３０の受光面積はより小さいことが好ましい。

【0044】

上述の構成の検出部２００において、受光レンズ２１０に、測距装置１０の前方に位置する対象物から反射又は散乱された光線Ｃ_１が入射する。光線Ｃ_１は、受光レンズ２１０により集光されて光線Ｃ_２として帯域透過フィルター２２０を通過し、そして受光素子２３０により受光される。受光素子２３０は、受光した光の強度に対応した受光信号を変換部２４０に向けて出力する。

【0045】

変換部２４０は、受光素子２３０から出力された受光信号を変換して処理部３００に供給するユニットである。変換部２４０は、受光素子２３０から出力された受光信号を増幅し、予め定められた閾値に従って二値化信号に変換し、デジタルサンプリングを行ってサンプリングクロックに同期した信号を生成し、検出信号として処理部３００に供給する。なお、検出信号は、メモリ（不図示）に記憶してもよい。

【0046】

処理部３００は、対象物までの距離及び高さ並びに測定光が照射されている照射方向（すなわち、測定方向）を決定するユニットである。ここで、処理部３００は、検出部２００の検出結果に基づいて対象物上の光の照射点までの直線距離Ｄを決定し、第１センサ４４０及び第２センサ４５０の検出結果に基づいて照射方向（方位φ及び角度θ）を決定し、決定された直線距離Ｄ及び照射方向φ，θに基づいて対象物までの水平距離ｄ及び対象物上の測定光の照射点の高さＨを決定する。ここで、高さＨは、測距装置１０の機体が位置する高さと対象物上の測定光の照射点が位置する高さとの高低差を意味する。

【0047】

対象物上の測定光の照射点までの直線距離Ｄは、検出部２００の検出結果に基づいて、投光部１００による測定光の照射から検出部２００により反射光が検出されるまでの検出時間Ｔを決定することで、光速ｃを用いてＤ＝Ｔ×ｃ／２より算出される。ここで、測定光が発せられた測定位置から対象物までの往復に相当する距離を光が移動するのに要した時間が検出時間Ｔであるので、検出時間Ｔの２分の１に光速を掛けることになる。なお、検出時間Ｔは、測定光の複数回の照射に対してそれぞれ得られた結果を平均して決定してもよい。

【0048】

照射方向（方位φ及び角度θ）は、第１センサ４４０（姿勢センサ４４１）の検出結果に基づいて決定される基準軸Ｌ_０の方向（方位φ_０及び角度θ_０）及び変位センサ４５１の検出結果に基づいて決定される角度補正量により、すなわち基準軸Ｌ_０の方向を角度補正量により補正することで決定される。

【0049】

図３Ａ及び図３Ｂに、それぞれ、像ブレ補正機能が作動していない状態及び作動している状態における視準指標１４１（これに対象物の像が重畳される）及び基準軸Ｌ_０の位置関係並びに変位センサ４５１の検出対象を示す。ここで、視準座標ｘ，ｙを規定する２つの基準軸は、基準軸Ｌ_０に直交する面に対して光学的に平行であり、補正部４００による補正レンズ４１０の変位は視準座標上での基準軸Ｌ_０の変位に対応する。ユーザが接眼レンズ１５０を通じて対象物を観察すると、像ブレ補正機能が作動していない状態では、図３Ａに示すように、視準指標１４１の中心（光軸Ｌの位置ｘ，ｙに等しい）に基準軸Ｌ_０（位置ｘ_０，ｙ_０）が位置するように見える。つまり、視準指標１４１の中心に対象物上の目標が視準され、その目標に機体（すなわち、基準軸Ｌ_０）が向けられて基準軸Ｌ_０に沿って測定光が照射されている。

【0050】

それに対して、手振れにより機体のブレが生じ、これに伴って像ブレ補正機能が作動すると、図３Ｂに示すように、視準指標１４１の中心から基準軸Ｌ_０がシフトするように見える。つまり、機体のブレに伴って基準軸Ｌ_０の向きが振れ、基準軸Ｌ_０が対象物上の目標を外す。しかし、像ブレ補正機能が作動することで、測定光が照射される照射方向（すなわち、光軸Ｌ）は対象物上の目標を捉え続ける。それにより、基準軸Ｌ_０は視準指標１４１の中心（位置ｘ，ｙ）からシフトするが、視準指標１４１の中心に対象物上の目標が視準されて測定光が照射される。このときの基準軸Ｌ_０（位置ｘ_０，ｙ_０）を基準とする視準指標１４１の中心（すなわち、光軸Ｌ）の変位Δｘ＝ｘ−ｘ_０，Δｙ＝ｙ−ｙ_０が、変位センサ４５１により検出される。

【0051】

図４Ａ及び図４Ｂに、それぞれ、方位補正及び角度補正の一例を示す。処理部３００は、変位センサ４５１の検出結果Δｘ，Δｙに基づいて基準軸Ｌ_０に対する照射方向の補正方位Δφ＝ｔａｎ^−１（Δｘ／Ｚ）及び補正角度Δθ＝ｔａｎ^−１（Δｙ／Ｚ）を決定する。ここで、Ｚは、発光部１３０の中心（レチクルプレート１４０上の視準指標１４１の視準中心Ｏに共役）から補正レンズ４１０までの光学的距離である。ここで、基準となる水平面（ＸＺ平面）と補正レンズ４１０により偏向された光の照射方向との成す角度はＹＺ平面内における照射角度であり、第１センサ４４０で検出された機体の姿勢に対して、補正角度Δθを補正することにより求めることが出来る。また、補正レンズ４１０が変位したときの変位量と視準指標１４１の中心の変位ΔＸとは同じ変位量でなくともよい。たとえば、補正レンズ４１０の変位量に対する視準指標１４１の中心の変位量の割合を補正係数としてあらかじめ求めておけば、変位センサ４５１による補正レンズ４１０の変位量を補正係数を用いて補正することで、視準指標１４１の中心の変位ΔＸを求めることができる。

【0052】

なお、レチクルプレート１４０を駆動して位置合わせする場合、さらに変位センサ４５２の検出結果（レチクルプレート１４０の位置ｐ，ｑ）を用いて角度補正量（Δφ，Δθ）を算出してもよい。斯かる場合、処理部３００は、変位センサ４５２の検出結果（レチクルプレート１４０の位置ｐ，ｑ）を逐次記憶し、ブレ検出センサ４４２の検出結果より機体のブレが検出された場合のレチクルプレート１４０の位置（ｐ，ｑ）と機体のブレを検出する前に記憶されたレチクルプレート１４０の位置（ｐ_０，ｑ_０）との差（Δｐ＝ｐ−ｐ_０，Δｑ＝ｑ−ｑ_０）を算出し、これを用いて位置合わせされたレチクルプレート１４０の位置を基準として補正方位Δφ＝ｔａｎ^−１（（Δｘ−Δｐ）／Ｚ）及び補正角度Δθ＝ｔａｎ^−１（（Δｙ−Δｑ）／Ｚ）を決定する。

【0053】

処理部３００は、このように決定された補正方位Δφ及び補正角度Δθを用いて基準軸Ｌ_０の方向（方位φ_０及び角度θ_０）を補正することで照射方向（方位φ＝φ_０＋Δφ及び角度θ＝θ_０＋Δθ）を決定する。すなわち基準座標の座標軸に対して測定光の照射方向を特定する。

【0054】

対象物までの水平距離ｄ及び対象物上の測定光の照射点の高さＨは、上で決定された対象物（上の測定光の照射点）までの直線距離Ｄ及び照射方向（特に、角度θ）に基づいて、ｄ＝Ｄｃｏｓ（θ），Ｈ＝Ｄｓｉｎ（θ）より決定される。なお、水平距離は機体を基準とする水平面上での距離であり、高さは機体を基準とする鉛直軸上の位置（すなわち、測距装置１０が位置する高さと対象物が位置する高さとの高低差）と定められる。ここで、角度θは、角度で表現するに限らず、ｃｏｓ（θ），ｓｉｎ（θ），ｔａｎ（θ）のように三角関数で表現してもよい。

【0055】

処理部３００は、決定した水平距離ｄ、高さＨ、照射方向（方位φ及び角度θ）をレチクルプレート１４０の表示部１４２に表示する。処理部３００は、決定したそれらの情報を記憶装置（不図示）に記憶してもよい。レチクルプレート１４０の表示部１４２は液晶を用いてもよく、また、水平距離等の検出結果をレチクルプレート１４０に投影して表示してもよい。

【0056】

なお、本実施形態に係る測距装置１０では、処理部３００は、像ブレ補正機能が動作した際にブレ補正された水平距離ｄ、高さＨ、照射方向（方位φ及び角度θ）を表示部１４２に表示することとしたが、これに代えて、処理部３００は、第１センサ４４０又は第２センサ４５０の検出結果に基づいて機体の姿勢のぶれを検知した場合に、検知する前に決定された水平距離ｄ、高さＨ、及び照射方向を、現在、測定光が照射されている対象物までの水平距離ｄ、高さＨ、及び照射方向として決定して、表示部１４２に表示することとしてもよい。或いは、表示部１４２の表示を止める、消すなどしてもよい。それにより、機体の姿勢のブレが生じた場合に、表示部１４２上の表示のブレを防止することができるし、表示部１４２にブレの発生を警告表示するなどしてもよい。

【0057】

また、処理部３００は、変位センサ４５１による補正レンズ４１０の位置（又は変形量）の検出結果がブレ検出センサ４４２の検出結果から決定される機体の姿勢のブレ量に追従しているか否かを判断し、追従していると判断した場合に姿勢センサ４４１及びブレ検出センサ４４２の検出結果から決定される基準軸Ｌ_０の方向を現在、測定光が照射されている照射方向として決定して表示部１４２に表示してもよい。斯かる場合、姿勢センサ４４１による機体の姿勢の検出結果に基づいて基準軸Ｌ_０の方向（方位φ_０及び角度θ_０）を決定し、これをブレ検出センサ４４２による機体の姿勢のブレ量の検出結果を用いて補正することで照射方向を決定する。それにより、機体の姿勢のブレが生じた場合に、表示部１４２上の表示のブレを防止することができる。

【0058】

図５に、本実施形態に係る測定光の照射方向（すなわち、測定方向）、対象物までの距離、及び対象物の高さの測定方法の動作フローを示す。動作フローは、ユーザが操作ボタン１３３を押下することにより装置がオンされて、制御部１３２により開始される。

【0059】

ステップＳ１では、第１センサ４４０により、機体、すなわち基準軸Ｌ_０に沿って対象物に測定光を照射する測距装置１０の姿勢及びブレが検出される。ここで、第１センサ４４０に含まれる姿勢センサ４４１により機体の姿勢が検出され、ブレ検出センサ４４２により機体の姿勢のブレ量が検出される。

【0060】

ステップＳ２では、補正制御部４３０により、機体の姿勢のブレを検出したか否かを判断する。補正制御部４３０は、ブレ検出センサ４４２の検出結果から機体の姿勢のブレを検知するとともにブレ量を決定する。なお、決定されたブレ量が、例えば、駆動部４２０による補正レンズ４１０の駆動精度、すなわち像ブレ補正の精度を超えることをもってブレが検知されたとしてもよい。補正制御部４３０がブレを検知した場合、ステップＳ３に移行し、検知しなかった場合、ステップＳ７に移行する。

【0061】

ステップＳ３では、補正制御部４３０により、機体の姿勢のブレ量の検出結果に応じて目標補正量が決定される。目標補正量は、像ブレ補正における補正量の目標であり、補正レンズ４１０を駆動して基準軸Ｌ_０に対して光軸Ｌを傾斜するための方位及び角度の目標変位量（ｄφ，ｄθ）である。補正制御部４３０は、ステップＳ１で決定された機体のブレ量に応じて目標補正量を決定する。通常、目標変位量（ｄφ，ｄθ）は機体のブレを相殺するように決定される。

【0062】

ステップＳ４では、補正制御部４３０により、目標補正量が補正限界を超えるか否かが判断される。補正制御部４３０は、ステップＳ２で決定された目標変位量（ｄφ，ｄθ）からこれらを与える補正レンズ４１０の目標駆動量（ｄｘ，ｄｙ）を導出し、これらが駆動部４２０により補正レンズ４１０を駆動することのできる範囲を超えるか否か判断する。補正制御部４３０が目標補正量が補正限界を超えないと判断した場合、ステップＳ１で検出された機体の姿勢のブレは比較的小さく、手振れによるものと判断することができるので、ステップＳ５に移行する。一方、補正制御部４３０が目標補正量が補正限界を超えると判断した場合、機体の姿勢のブレは比較的大きく、ユーザが意図的に機体の向き（すなわち、測定方向）を変えたことによるものと判断することができるので、ステップＳ６に移行する。

【0063】

ステップＳ５では、補正制御部４３０により、機体の姿勢のブレ量に応じて、すなわちステップＳ３で決定された目標補正量に基づいて補正レンズ４１０の位置が補正される。補正制御部４３０は、変位センサ４５１の検出結果から補正レンズ４１０の位置（又は変位）を決定し、それが目標駆動量に一致するように駆動部４２０を介して補正レンズ４１０を駆動制御する。それにより、補正レンズ４１０が目標駆動量に対応する位置に駆動され、光軸Ｌが基準軸Ｌ_０に対する目標変位量（ｄφ，ｄθ）の方位及び角度に傾斜される。

【0064】

ステップＳ１〜Ｓ５により、ブレ補正光学系を駆動することで像ブレ補正が機能する。図２Ｂを用いて説明したように、補正レンズ４１０の位置を補正することにより測定光を偏向することで、機体の姿勢のブレに伴う基準軸Ｌ_０の向きのブレが光学的に打ち消される、すなわち基準軸Ｌ_０に対して光軸Ｌが傾斜してブレが生じる前の基準軸Ｌ_０上に重なり、測定光が対象物上の目標に照射され続けることとなり、これにより測定光が照射される照射方向（すなわち、測定方向）のブレを防いで像ブレ補正をすることができる。

【0065】

なお、補正レンズ４１０を基準軸Ｌ_０に交差する方向に駆動することに代えて、補正レンズ４１０を基準軸Ｌ_０に対して傾斜する方向に駆動すること、変形可能な光学素子を基準軸Ｌ_０に対して非対称に変形すること、或いはこれらの任意の組み合わせによりブレ補正光学系を駆動してその位置又は形状を補正することで像ブレ補正をしてもよい。斯かる場合、ステップＳ２で決定された目標変位量（ｄφ，ｄθ）からこれらを与える補正レンズ４１０の目標傾斜量又は変形可能な光学素子の目標変形量を導出し、ステップＳ５においてこれらが補正レンズ４１０を傾斜又は光学素子を変形することのできる範囲を超えるか否か判断すればよい。

【0066】

ステップＳ６では、補正制御部４３０により、補正レンズ４１０が初期位置に駆動される。ここで、初期位置は、例えば、基準軸Ｌ_０上の位置と定めてよい。これにより、像ブレ補正機能が解除される。

【0067】

ステップＳ７では、第２センサ４５０（変位センサ４５１）により、補正レンズ４１０の位置（ｘ，ｙ）が検出される。その検出結果より、基準軸Ｌ_０（位置ｘ_０，ｙ_０）を基準とする補正レンズ４１０の変位Δｘ＝ｘ−ｘ_０，Δｙ＝ｙ−ｙ_０が決定される。

【0068】

ステップＳ８では、処理部３００により、補正レンズ４１０の変位の検出結果に基づいて基準軸Ｌ_０に対する照射方向の角度補正量、すなわち補正方位Δφ及び補正角度Δθが決定される。処理部３００は、ステップＳ６で決定した補正レンズ４１０の変位Δｘ，Δｙを用いて、照射方向の補正方位Δφ＝ｔａｎ^−１（Δｘ／Ｚ）及び補正角度Δθ＝ｔａｎ^−１（Δｙ／Ｚ）を決定する。ここで、Ｚは、レチクルプレート１４０上の視準指標１４１の視準中心Ｏから補正レンズ４１０までの光学的距離である。

【0069】

なお、補正レンズ４１０を基準軸Ｌ_０に対して傾斜する方向に駆動する場合又は変形可能な光学素子を基準軸Ｌ_０に対して非対称に変形する場合、第２センサ４５０により、補正レンズ４１０の傾斜又は光学素子の変形量を検出し、その検出結果より角度補正量（補正方位Δφ及び補正角度Δθ）を決定する。

【0070】

なお、レチクルプレート１４０を駆動して位置合わせする場合、さらに変位センサ４５２の検出結果（レチクルプレート１４０の位置ｐ，ｑ）を用いて角度補正量（Δφ，Δθ）を算出してもよい。斯かる場合、例えばステップＳ７において、変位センサ４５２によりレチクルプレート１４０の位置ｐ，ｑを検出し、その検出結果を記憶する（図５の動作フローを繰り返す都度、記憶する）。ステップＳ８において、処理部３００は、ブレ検出センサ４４２の検出結果より機体のブレが検出された場合のレチクルプレート１４０の位置（ｐ，ｑ）と機体のブレを検出する前に記憶されたレチクルプレート１４０の位置（ｐ_０，ｑ_０）との差（Δｐ＝ｐ−ｐ_０，Δｑ＝ｑ−ｑ_０）を算出し、これを用いて位置合わせされたレチクルプレート１４０の位置を基準として補正方位Δφ＝ｔａｎ^−１（（Δｘ−Δｐ）／Ｚ）及び補正角度Δθ＝ｔａｎ^−１（（Δｙ−Δｑ）／Ｚ）を決定する。

【0071】

ステップＳ９では、処理部３００により、姿勢センサ４４１による機体の姿勢の検出結果に基づいて基準軸Ｌ_０の方向（方位φ_０及び角度θ_０）が決定される。

【0072】

ステップＳ１０では、処理部３００により、機体の姿勢及び補正レンズ４１０の位置の検出結果に基づいて、測定光が照射されている照射方向が決定される。処理部３００は、ステップＳ９で決定された基準軸Ｌ_０の方向（方位φ_０及び角度θ_０）をステップＳ８で決定された照射方向の補正方位Δφ及び補正角度Δθを用いて補正することで、照射方向（方位φ＝φ_０＋Δφ及び角度θ＝θ_０＋Δθ）を決定する。

【0073】

ステップＳ１１では、処理部３００により、対象物上の測定光の照射点までの直線距離Ｄが決定される。まず、投光部１００が、投光部１００から基準軸Ｌ_０に沿って対象物に向けて測定光を照射する。次いで、検出部２００が、対象物からの反射光を検出する。最後に、処理部３００が、検出部２００の検出結果に基づいて、投光部１００による測定光の照射から検出部２００により反射光が検出されるまでの検出時間Ｔを決定し、光速ｃを用いて直線距離Ｄ＝Ｔ×ｃ／２を算出する。なお、検出時間Ｔは、測定光の複数回の照射に対してそれぞれ得られた結果を平均して決定してもよい。

【0074】

ステップＳ１２では、処理部３００により、対象物までの水平距離ｄ及び対象物上の測定光の照射点の高さＨが決定される。処理部３００は、ステップＳ１１で決定された直線距離Ｄ及びステップＳ１０で決定された照射方向（特に、角度θ）に基づいて、水平距離ｄ＝Ｄｃｏｓ（θ）及び高さＨ＝Ｄｓｉｎ（θ）を算出する。処理部３００は、算出したそれらの情報を記憶装置（不図示）に記憶してもよい。

【0075】

ステップＳ１３では、処理部３００により、ステップＳ１２で決定された水平距離ｄ及び高さＨが、照射方向（方位φ及び角度θ）とともにレチクルプレート１４０の表示部１４２に表示される。

【0076】

ステップＳ１４では、処理部３００により、補正動作を継続するか否かが判断される。処理部３００は、例えば、ユーザが操作ボタン１３３を押下し続けて装置をオンしている場合に補正動作を継続すると判断してステップＳ１に戻り、ユーザが操作ボタン１３３を戻して装置をオフした場合に補正動作を継続しない（すなわち、終了する）と判断してフローを終了する。

【0077】

なお、本実施形態に係る測定方法では、姿勢センサ４４１による機体の姿勢の検出結果に基づいて基準軸Ｌ_０の方向を決定し、これを変位センサ４５１による補正レンズ４１０の変位の検出結果を用いて補正することで照射方向を決定し、これを表示部１４２に表示することとしたが、ブレ検出センサ４４２による機体の姿勢のブレ又は変位センサ４５１による補正レンズ４１０の位置（又は変形量）の検出結果に基づいて機体の姿勢のブレを検知した場合に、検知する前に決定された水平距離ｄ、高さＨ、及び照射方向を現在、測定光が照射されている対象物までの水平距離ｄ、高さＨ、及び照射方向として決定し、これを表示部１４２に表示してもよい。或いは、表示部１４２の表示を止める、消すなどしてもよい。それにより、機体の姿勢のブレが生じた場合に、表示部１４２上の表示のブレを防止することができる。

【0078】

また、変位センサ４５１による補正レンズ４１０の位置（又は変形量）の検出結果がブレ検出センサ４４２の検出結果から決定される機体の姿勢のブレの量に追従しているか否かを判断し、追従していると判断した場合に姿勢センサ４４１及びブレ検出センサ４４２の検出結果から決定される基準軸Ｌ_０の方向を現在、測定光が照射されている照射方向として決定し、これを表示部１４２に表示してもよい。斯かる場合、姿勢センサ４４１による機体の姿勢の検出結果に基づいて基準軸Ｌ_０の方向（方位φ_０及び角度θ_０）を決定し、これをブレ検出センサ４４２による機体の姿勢のブレ量の検出結果を用いて補正することで照射方向を決定する。それにより、機体の姿勢のブレが生じた場合に、表示部１４２上の表示のブレを防止することができる。

【0079】

本実施形態に係る測距装置１０及び測定方法によれば、処理部３００により、第１センサ４４０（姿勢センサ４４１）による機体（すなわち、測距装置１０）の姿勢の検出結果と第２センサ４５０（変位センサ４５１）による補正レンズ４１０の位置の検出結果とに基づいて、第１センサ４４０の検出結果から決定される機体の姿勢（方位φ及び角度θ）のブレに応じて位置が補正される補正レンズ４１０により偏向された測定光が実際に照射されている照射方向（すなわち、測定方向）を決定することができる。これにともない、対象物までの水平距離及び高さを正確に決定することができる。

【0080】

なお、本実施形態に係る測距装置１０によれば、補正部４００は、投光部１００を含む機体の姿勢を検出する第１センサ４４０（姿勢センサ４４１）及び機体のブレを検出するブレ検出センサ４４２を含むこととしたが、例えば、ブレに対して十分な速度で応答して機体の姿勢を検出する姿勢センサ４４１のみを含むこととしてもよい。斯かる場合、第１センサ４４０の検出信号を一定の周期でサンプリングし、その移動平均（すなわち、時間平均）より機体の姿勢を決定し、移動平均からのずれを姿勢のブレと決定してよい。

【0081】

また、機体のブレとブレを補正するための光の偏向量との関係、及び、ブレを補正する補正光学系の光学素子の位置と光の偏向量との関係をあらかじめ補正テーブルとしてそれぞれ取得しておき、機体のブレが発生したときに補正する光学素子の位置は補正テーブルを参照して抽出してもよい。このとき、第２センサ４５０の検出結果と組合せることで、光学素子の位置の制御を高精度に行うことができるため、照射角度をより正確に決定することができる。また、第２センサ４５０の検出結果を使用せずに、第１センサ４４０の検出結果とブレを補正するための光の偏向量とに基づいて照射角度を決定してもよい。この場合、補正する光の偏向量に応じた光学素子の位置は補正テーブルを用いて抽出することができる。なお、補正テーブルは、装置に別途設けられた記憶部にあらかじめ記憶されていてもよいし、補正テーブルが記憶された記憶媒体により外部から装置に補正テーブルが読み込まれてもよい。

【0082】

また、本実施形態に係る測距装置１０を、例えばデジカメ、ビデオカメラ等、任意の光学機器に備えてもよい。

【0083】

また、本実施形態では、像ブレ補正機能を搭載した測距装置１０において当該機能により偏向された測定光が照射されている照射方向を決定し、これにより対象物までの水平距離及び高さを決定してユーザに対して表示したが、対象物を観察する観察光学系を有する光学機器、例えば視準及び防振機能付きスコープにおいて当該機能により偏向された測定光が照射されている照射方向を決定し、これにより対象物までの水平距離及び高さを決定してユーザに対して表示してもよい。斯かる場合、光学機器は、先述の測距装置１０の構成各部と同等のユニットを用いて構成することができる。つまり、光学機器は、その機体の姿勢を検出する第１センサ４４０、ブレ検出センサ４４２により検出されたブレ量に基づいて駆動されるブレ補正光学系（例えば、補正レンズ４１０）、ブレ補正光学系の位置を検出する第２センサ４５０、第１センサ４４０及び第２センサ４５０の検出結果に基づいて、対象物を望む角度である観察角度を決定する処理部３００を備えることができる。

【0084】

なお、対象物までの水平距離と高さに加えて、観察角度を更に表示してもよい。また、スコープにおいて測距機能を省略した場合は、表示部には水平距離と高さは表示されず、観察角度が表示される。

【0085】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。

【0086】

請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

【符号の説明】

【0087】

１０…測距装置、１００…投光部、１１０…対物レンズ、１２０…正立プリズム、１２２…ダイクロイック反射面、１２４，１２６…全反射面、１３０…発光部、１３２…制御部、１３３…操作ボタン、１４０…レチクルプレート、１４１…視準指標、１４２…表示部、１４３…レチクル制御部、１５０…接眼レンズ、２００…検出部、２１０…受光レンズ、２２０…帯域透過フィルター、２３０…受光素子、２４０…変換部、３００…処理部、４００…補正部、４１０…補正レンズ、４２０…駆動部、４３０…補正制御部、４４０…第１センサ、４４１…姿勢センサ、４４２…ブレ検出センサ、４５０…第２センサ、４５１，４５２…変位センサ、Ｌ…光軸、Ｌ_０…基準軸、Ｏ…視準中心。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5】