(57)【要約】【課題】地図画像を回転した後も観察者が必要とする範囲の地図画像を表示する観察装置を提供する。【解決手段】観察装置に表示パネル１を設け、表示パネル１の表示領域が観察光学系の光軸と略平行な平面内に位置するように構成する。観察装置は、測位装置（GPSアンテナ４およびＭＰＵ１３（図４））によって取得した観察位置を中心とする所定範囲の地図データを地図データベースから読み出し、読み出したデータによる地図画像を表示パネル１に表示する。観察装置は、表示切替スイッチ７からの操作信号に応じて、観察位置を表示領域の中心にして表示する、または観察方向をより広く表示する。観察装置は、ジャイロ３によって取得した観察方位が表示パネル１において上向きに表示されるように、地図画像上の観察位置を回転中心として地図画像を回転する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学像を観察するための観察手段と、
位置情報を検出する測位手段と、
前記観察手段による観察方位を検出する観察方位検出手段と、
前記測位手段によって検出された位置情報に対応する地点を含む地図画像を表示する地図表示手段と、
前記観察方位検出手段で検出された観察方位に応じて、前記地図表示手段に表示される地図画像を前記位置情報に対応する地点を中心に回転させる表示制御手段とを備えることを特徴とする観察装置。
【請求項２】
請求項１に記載の観察装置において、
前記表示制御手段は、前記地図表示手段による表示画面において前記観察方位が上を向くように、前記地図画像の回転角を制御することを特徴とする観察装置。
【請求項３】
請求項２に記載の観察装置において、
前記地図表示手段は、前記位置情報に対応する地点を表示画面の略中心にして所定範囲の地図画像を表示することを特徴とする観察装置。
【請求項４】
請求項２に記載の観察装置において、
前記地図表示手段は、前記位置情報に対応する地点から観察方位へ所定距離移動した地点を表示画面の略中心にして所定範囲の地図画像を表示することを特徴とする観察装置。
【請求項５】
請求項２に記載の観察装置において、
前記地図表示手段は、表示切替指示に応じて、前記位置情報に対応する地点を表示画面の略中心にする所定範囲の地図画像の表示と、前記位置情報に対応する地点から観察方位へ所定距離移動した地点を表示画面の略中心にする所定範囲の地図画像の表示とを切替ることを特徴とする観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地図情報を表示する機能を備えた観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
観察装置の視野に地図画像を提示する技術が知られている（特許文献１参照）。特許文献１によれば、特殊眼鏡の右視野に見えている風景に対応する地図画像が左視野に表示される。地図画像には、観察装置の自己位置および観察目標の位置が含まれ、自己位置から観察目標位置への方向を示す矢印などがスーパーインポーズ表示される。
【０００３】
【特許文献１】特許第３２６４６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、表示する地図画像の方向について、北方向を上向きに表示したり、観察方向を上向きに表示したりするように、地図画像を回転することが開示されている。しかしながら、地図画像を具体的にどのように回転させるかについて明らかにされておらず、観察者が必要とする範囲の地図情報が表示されないおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による観察装置は、光学像を観察するための観察手段と、位置情報を検出する測位手段と、観察手段による観察方位を検出する観察方位検出手段と、測位手段によって検出された位置情報に対応する地点を含む地図画像を表示する地図表示手段と、観察方位検出手段で検出された観察方位に応じて、地図表示手段に表示される地図画像を位置情報に対応する地点を中心に回転させる表示制御手段とを備えることを特徴とする。
請求項１に記載の観察装置において、表示制御手段は、地図表示手段による表示画面において観察方位が上を向くように、地図画像の回転角を制御することもできる。
請求項２に記載の観察装置において、地図表示手段は、位置情報に対応する地点を表示画面の略中心にして所定範囲の地図画像を表示することもできる。
請求項２に記載の観察装置において、地図表示手段は、位置情報に対応する地点から観察方位へ所定距離移動した地点を表示画面の略中心にして所定範囲の地図画像を表示することもできる。
請求項２に記載の観察装置において、地図表示手段は、表示切替指示に応じて、位置情報に対応する地点を表示画面の略中心にする所定範囲の地図画像の表示と、位置情報に対応する地点から観察方位へ所定距離移動した地点を表示画面の略中心にする所定範囲の地図画像の表示とを切替ることもできる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による観察装置では、地図画像を回転した後も観察者が必要とする範囲の地図画像を表示できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態による観察装置を説明する図である。図１において、観察装置は、景観を観察する左右一対の観察光学系と、表示パネル１と、収納ドラム２と、ジャイロ３と、GPSアンテナ４と、測位スイッチ５と、巻き取りスイッチ６と、表示切替スイッチ７とを備えている。
【０００８】
左右一対の観察光学系は、拡大した物体や景観の光学像を観察可能な左観察光学系と右観察光学系とで構成される。左観察光学系は、左接眼光学系８ａと左対物光学系（図示せず）とで構成される。右観察光学系は、右接眼光学系９ａと右対物光学系９ｂとで構成される。左右それぞれの観察光学系の光軸（左接眼光軸、左対物光軸、右接眼光軸、右対物光軸）は、互いにほぼ平行になるように構成されている。
【０００９】
表示パネル１は、曲率半径５ｍｍ程度に曲げられるように柔軟性を有するコレステリック液晶によって構成される。表示パネル１は、湾曲している状態でもカラー画像やカラー文字などを表示可能に構成されている。なお、表示パネル１は柔軟性を有するものであれば、コレステリック液晶に限らず、例えば、電気泳動ディスプレイや有機ELによって構成しても構わない。
【００１０】
図２は、観察装置の筐体内に配設された収納ドラム２を説明する図である。図２において、収納ドラム２は直径１０ｍｍの円筒状に構成され、その外周に表示パネル１を巻き取り可能に構成される。収納ドラム２は、右対物光軸とほぼ平行な回転軸Ｐを中心に回転自在に保持され、表示パネル１を巻き取る方向（矢印Ｂと逆方向）に回転駆動力を発する駆動装置（図４の巻き取りモーター１５に対応）と連結されている。駆動装置は、巻き取りスイッチ６が押下操作されると収納ドラム２を回転駆動し、表示パネル１を収納ドラム２に巻きつける。これにより、表示パネル１が収納路１０を介して観察装置の筐体内にロール状に収納される。
【００１１】
収納ドラム２の内部には、表示パネル１を表示駆動するための表示回路１１が内蔵されている。表示回路１１は表示パネル１の一端と接続されており、表示パネル１に対して電源および表示制御信号を供給する。
【００１２】
収納ドラム２に巻きつけられ、観察装置の筐体内に収納された表示パネル１は、観察者によって、収納路１０から矢印Ａの方向に沿って右対物光軸とほぼ垂直な方向へ引き出される。表示パネル１が矢印Ａの方向に引き出されると、収納ドラム２は矢印Ｂの方向（巻き戻し方向）に回転する。
【００１３】
図３は、観察装置から表示パネル１が引き出された状態を例示する図である。図３に示すように、収納路１０から引き出された表示パネル１は、観察装置の筐体上面に露出する。観察者は、表示パネル１に表示されている画像や文字を観察装置の上面において、左右の接眼光学系８ａ、９ａ側から視認する。表示パネル１が表示可能な表示領域の形状は長方形である。図３において、表示領域の長辺は右対物光軸とほぼ垂直な方向に伸び、表示領域の短辺は右対物光軸とほぼ平行な方向に伸びている。表示領域の長辺方向の長さは、観察装置の筐体サイズより長くても構わない。
【００１４】
図４は、観察装置の要部構成を説明する回路ブロック図である。観察装置は、図１で説明した構成に加えて、ＭＰＵ１３、地図データベース１２、地図回転回路１４、および巻き取りモーター１５を有する。
【００１５】
ＭＰＵ１３は、測位スイッチ５、巻き取りスイッチ６および表示切替スイッチ７からの操作信号に応じて観察装置内の各ブロックへ指令を送り、表示パネル１に地図情報を表示する動作を制御する。ジャイロ３は観察装置の方位センサーである。ジャイロ３は、ＭＰＵ１３からの指令に応じて地磁気を検出し、検出した地磁気に基づいて観察装置が向いている方向、すなわち、右対物光軸が向いている方位を求め、求めた方位を示す信号をＭＰＵ１３へ出力する。ジャイロ３によって検出される方位は、観察装置による観察方位に対応する。ＭＰＵ１３は、測位スイッチ５が押下操作されるとジャイロ３へ観察方位を検出するように指令を送る。
【００１６】
GPSアンテナ４は観察装置の測位装置を構成する。GPSアンテナ４は、ＭＰＵ１３からの指令に応じて人工衛星からの電波を受信し、受信信号をＭＰＵ１３へ出力する。ＭＰＵ１３は、GPSアンテナ４からの受信信号に基づいて所定の演算を行い、GPSアンテナ４の位置情報（緯度、経度、高度）を検出する。ＭＰＵ１３は、測位スイッチ５が押下操作されるとGPSアンテナ４へ衛星電波を受信するように指令を送る。ＭＰＵ１３が検出した位置情報に対応する地点（測位点）は、観察装置の観察位置に対応する。この観察位置には誤差が含まれるので、ＭＰＵ１３は、GPSアンテナ４の位置が右対物光学系と同じ位置として測位演算を行う。
【００１７】
地図データベース１２は半導体メモリによって構成され、地形や建物、道路などの地図データを記憶する。なお、地図データベース１２は、半導体メモリに限らず、ハードディスク装置によって構成してもよい。また、ネットワークに接続されているサーバー上に収録されている地図データを、必要に応じて無線通信を介して観察装置へ読み出す構成としてもよい。地図データは、地図画像の北の方位を上にして、すなわち、地図画像の南北方向を図３の表示領域の短辺と平行に表示する状態を標準として、あらかじめ地図データベース１２内に格納されている。
【００１８】
ＭＰＵ１３は、地図データベース１２をアクセスし、地図画像の表示に必要な範囲の地図データを読み出して地図回転回路１４へ送る。地図データの読み出し範囲は、たとえば、上述した測位演算によって取得した観察位置を中心とする所定範囲（初期値として５０ｋｍ範囲）とする。
【００１９】
地図回転回路１４は、地図データによる地図画像を、ＭＰＵ１３が指定する位置を回転中心としてＭＰＵ１３が指定する角度だけ回転させる回路である。本実施形態では、地図画像の回転中心を観察位置とし、地図画像の回転角を北の方位と観察方位との挟角（方位角）とする。たとえば、観察方位が北の方位から反時計回りに９０度（西方位）の場合、地図画像を時計周りに９０度回転させる。回転後の地図画像は、西方位が表示画面の上を向くように、地図画像の西−東を結ぶ線を図３の表示領域の短辺と平行（すなわち、右対物光軸と平行）に表示する。地図回転回路１４は、不図示の作業用メモリ上でこのような地図画像の回転処理を行うと、回転処理後の地図データをＭＰＵ１３を介して表示回路１１へ送る。
【００２０】
ＭＰＵ１３は、表示切替スイッチ７からＭＰＵ１３へ入力されている操作信号に応じて表示回路１１へ指令を送り、以下のように異なる地図画像を表示パネル１に表示させる。
１．観察位置を表示画面の中心に表示する場合
ＭＰＵ１３は、表示切替スイッチ７からの操作信号が「観察位置を中心に表示」を示す場合、測位演算で取得した観察位置を表示領域（表示画面）の中心にして所定範囲（たとえば、半径３０ｋｍ圏を含む）の地図画像を表示するように表示回路１１へ指示する。
２．観察方位を広く表示する場合
ＭＰＵ１３は、表示切替スイッチ７からの操作信号が「観察方位を広く表示」を示す場合、測位演算で取得した観察位置から観察方位へ所定距離（たとえば、２０ｋｍ）移動した点を表示領域（表示画面）の中心にして所定範囲（たとえば、半径３０ｋｍ圏を含む）の地図画像を表示するように表示回路１１へ指示する。
【００２１】
上記所定範囲として例示した距離（地図データの読み出し範囲の５０ｋｍ、表示範囲の３０ｋｍ、および観察方位を広く表示する場合の移動距離２０ｋｍ）は、それぞれ視界距離（観察位置から観察光学系で観察可能な距離）に応じて適宜変更してよい。
【００２２】
以上説明した観察装置のＭＰＵ１３が行う表示処理の流れについて、図５のフローチャートを参照して説明する。図５の処理を行うプログラムは、観察装置の電源スイッチ（不図示）が投入（オン）されると起動し、電源スイッチがオフされるまで繰り返し行われる。
【００２３】
図５のステップＳ１において、ＭＰＵ１３は、測位スイッチ５が操作されたか否かを判定する。ＭＰＵ１３は、測位スイッチ５から操作信号が入力されるとステップＳ１を肯定判定してステップＳ２へ進み、測位スイッチ５から操作信号が入力されない場合には当該判定処理を繰り返す。
【００２４】
ステップＳ２において、ＭＰＵ１３は、GPSアンテナ４を用いて観察位置の測位を行い、ステップＳ３へ進む。具体的には、GPSアンテナ４に衛星電波の受信信号を要求し、GPSアンテナ４から入力される受信信号を用いて測位演算を行う。
【００２５】
ステップＳ３において、ＭＰＵ１３は、地図データベース１２へアクセスし、測位演算によって取得した観察位置を中心とする所定範囲の地図データを読み出してステップＳ４へ進む。なお、既に同じ観察位置に対応する地図データを読み出している場合にはステップＳ３をスキップしてステップＳ４へ進む。
【００２６】
ステップＳ４において、ＭＰＵ１３は、ジャイロ３を用いて観察方向を検出し、ステップＳ５へ進む。具体的には、ジャイロ３に方位検出を指示し、検出された方位（観察方位）を示す信号を受信する。
【００２７】
ステップＳ５において、ＭＰＵ１３は地図画像の回転処理を行ってステップＳ６へ進む。具体的には、地図データおよび方位角を示すデータを地図回転回路１４へ送り、地図画像の回転を指示する。地図回転回路１４は、地図画像上で観察位置を回転中心とし、地図画像上における観察方位（方向）と右対物光軸（ジャイロ３によって検出される観察方位）とが平行になる角度まで地図画像を回転させる。これにより、回転後の地図画像は、図３において観察方位が上に表示され、観察位置から観察方位へ引く線（図３の例では太矢印）が表示領域の短辺と平行になる。図３において矢印Ｃは地図画像の回転方向を示している。
【００２８】
ステップＳ６において、ＭＰＵ１３は、回転処理後の地図データを表示回路１１へ送り、地図画像を表示パネル１に表示させる。ＭＰＵ１３は、表示切替スイッチ７から入力されている操作信号に応じて、「観察位置を中心に表示」する表示方式、および「観察方位を広く表示」する表示方式のいずれかの表示方式を表示回路１１に指示する。ＭＰＵ１３はさらに、表示パネル１に表示される地図画像に重ねて、観察位置を表す位置マークを表示するように表示回路１１へ指令を送り、ステップＳ７へ進む。
【００２９】
ステップＳ７において、ＭＰＵ１３は、表示パネル１に表示される地図画像に重ねて、北の方角を表す方位マークを表示するように表示回路１１へ指令を送り、ステップＳ１へ戻る。ステップＳ１へ戻った場合、再び測位スイッチ５が操作されるまで、表示パネル１の表示状態が維持される。
【００３０】
図３に例示した表示パネル１の表示状態は、表示切替スイッチ７によって「観察位置を表示画面の中心に表示」するように設定されている場合のものである。図３によれば、表示領域の中央に観察位置を表す位置マークが表示され、表示領域の右上に方位マークが表示されている。なお、方位マークの表示位置は表示領域の右上に限らなくてもよく、スイッチ操作に応じて表示のオン／オフを切替え可能に構成してもよい。
【００３１】
図６は、表示切替スイッチ７によって「観察方位を広く表示」するように設定されている場合の表示パネル１の表示状態を例示する図である。図６によれば、表示領域の中央より下（端部寄り）に観察位置を表す位置マークが表示され、表示領域の右上に方位マークが表示されている。方位マークの表示位置を表示領域の右上に限らなくてもよい点、およびスイッチ操作に応じて表示のオン／オフを切替え可能に構成してよい点は、それぞれ図３の場合と同様である。
【００３２】
以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）観察装置に表示パネル１を設け、表示パネル１の表示領域が観察光学系の光軸（左接眼光軸、左対物光軸、右接眼光軸、右対物光軸）と略平行な平面内に位置するように構成した。これによって観察者は、接眼光学系を覗く状態から観察装置を持ち替えることなく、少ない視線移動で表示パネル１による表示情報を視認することができる。
【００３３】
（２）測位装置（GPSアンテナ４およびＭＰＵ１３）によって取得した観察位置を中心とする所定範囲の地図データを地図データベース１２から読み出し、読み出したデータによる地図画像を表示パネル１に表示する。表示切替スイッチ７からの操作信号に応じて、観察位置を表示領域の中心にして表示する、または観察方向をより広く表示するようにしたので、観察者が望む態様で地図画像を表示できる。
【００３４】
（３）ジャイロ３によって取得した観察方位が表示パネル１において上向きに表示されるように、地図画像上の観察位置を回転中心として地図画像を回転するようにしたので、観察者が観察光学系を介して観察する景観の方向と、表示パネル１上に表示されている地図画像の上方向とが合致する。この結果、観察者にとって観察対象と地図画像との対応関係がわかりやすくなる。さらに、観察位置を回転中心にしたことにより、観察位置を変えずに観察方位のみを変える場合に、観察位置に対応する地図データを新たに読み出すことなく、既に読み出し済みの地図データを用いて地図画像を回転できるから、地図データを新たに読み出す場合に比べて、回転後の地図画像を表示するまでの時間を短縮できる。
【００３５】
（４）表示パネル１上に表示する地図画像に重ねて、観察位置を表す位置マークおよび北の方位を表す方位マークをそれぞれ表示するようにしたので、地図画像を回転した後でも地図画像の方位がわかりやすい。
【００３６】
（５）表示切替スイッチ７からの操作信号（表示切替指示）に応じて「観察位置を中心に表示」する場合、観察位置を表示画面の中央に表示したので、観察位置の周囲３６０度の地図画像を表示できる。
【００３７】
（６）表示切替スイッチ７からの操作信号（表示切替指示）に応じて「観察方位を広く表示」する場合、観察位置を表示画面の中央より下寄りに表示したので、観察方位に広い範囲の地図画像を表示できる。
【００３８】
（７）上記（５）および（６）の表示態様を切替可能に構成したので、観察者が望む態様で地図画像を表示することができる。
【００３９】
（変形例１）
図１に例示した観察装置では、左右一対の観察光学系の間であって、右観察光学系に並べて収納ドラム２を配設するようにしたが、図７に例示するように、左右一対の観察光学系の外側（右観察光学系の外側）に収納ドラム２を配設する構成にしても構わない。一般に、左右一対の観察光学系（とくに左右の接眼光学系８ａ、９ａ）の間隔は、人の目の間隔に合致するように構成される。したがって、左右一対の観察光学系の間に収納ドラム２を配設することが困難な場合や、表示パネル１でより広い表示面積を必要とする場合などには、左右一対の観察光学系の外側に収納ドラム２を配設することが好適である。
【００４０】
なお、左右一対の観察光学系の間であって、左観察光学系に並べて収納ドラム２を配設するように構成しても構わないし、左右一対の観察光学系の外側（左観察光学系の外側）に収納ドラム２を配設する構成にしても構わない。
【００４１】
左右一対の観察光学系を有する双眼鏡としてダハプリズム方式の例を示したが、ポロプリズム方式の場合にも本発明を適用できる。
【００４２】
（変形例２）
上述した実施形態では、観察装置の上面に引き出された折り曲げ自在の表示パネル１に地図画像を表示する例を示したが、表示パネル１と異なる表示装置に地図画像を表示するように構成してもよい。たとえば、図８に示すように、接眼光学系を覗いたままで景観および地図画像の双方を観察できるように構成する。図８によれば、観察光学系による視野の下に、小型液晶表示パネルによって表示されている地図画像が観察される。視野内の景観の方向と、小型液晶表示パネルで表示されている地図画像の上方向とを揃える点は、上述した実施形態と同様である。
【００４３】
上述した観察装置の例として、左右一対の観察光学系を有する双眼鏡を例に説明したが、単眼鏡の場合にも本発明を適用してよい。
【００４４】
以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する上で、上記の実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施の形態による観察装置を説明する図である。
【図２】観察装置の筐体内に配設された収納ドラムを説明する図である。
【図３】観察装置から表示パネルが引き出された状態を例示する図である。
【図４】観察装置の要部構成を説明する回路ブロック図である。
【図５】ＭＰＵが行う表示処理の流れについて説明するフローチャートである。
【図６】表示パネルの表示状態を例示する図である。
【図７】変形例１を説明する図である。
【図８】変形例２を説明する図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…表示パネル
２…収納ドラム
３…ジャイロ
４…GPSアンテナ
５…測位スイッチ
６…巻き取りスイッチ
７…表示切替スイッチ
８ａ、９ａ、９ｂ…観察光学系
１０…収納路
１１…表示回路
１２…地図データベース
１３…ＭＰＵ
１４…地図回転回路
１５…巻き取りモーター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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