(57)【要約】【課題】調整および保守を容易にする。【解決手段】測距装置であって、信号光を発生する光源、および、信号光を対象物に向かって送光する送光光学系を有する送光部と、信号光に感度のある受光素子、および、送光部の光軸と異なる光軸を有して対象物に反射された信号光を受光して受光素子に導く受光光学系を有する受光部と、受光部が信号光を受光するまでに要した時間に基づいて対象物までの距離を測定する測距部と、送光部および受光部の少なくとも一部をなす光学部材を変移させるアクチュエータを有し、アクチュエータで光学部材を変位させつつ既知の標準対象物に反射された信号光の受光部における受光強度を測定して、光学部材の初期位置を較正する較正部とを備える。【選択図】図６
2016095136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光を発生する光源、および、前記信号光を対象物に向かって送光する送光光学系を有する送光部と、
前記信号光に感度のある受光素子、および、前記送光部の光軸と異なる光軸を有して前記対象物に反射された前記信号光を受光して前記受光素子に導く受光光学系を有する受光部と、
前記受光部が前記信号光を受光するまでに要した時間に基づいて前記対象物までの距離を測定する測距部と、
前記送光部および前記受光部の少なくとも一部をなす光学部材を変移させるアクチュエータを有し、前記アクチュエータで前記光学部材を変位させつつ既知の標準対象物に反射された前記信号光の前記受光部における受光強度を測定して、前記光学部材の初期位置を較正する較正部と
を備える測距装置。
【請求項２】
前記アクチュエータで前記光学部材を変移させることにより前記信号光の伝播光路を変移させて、前記送光部および前記受光部において生じる像ブレを光学的に補正する補正部を更に備える請求項１に記載の測距装置。
【請求項３】
前記光学部材は、前記初期位置から変移することにより前記像ブレを補正する請求項２に記載の測距装置。
【請求項４】
前記較正部は、前記送光光学系の視野を前記信号光により走査して、前記受光素子が受光する前記信号光の強度がより高くなる前記光学部材の位置を前記初期位置とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の測距装置。
【請求項５】
前記較正部は、最後に較正された初期位置を始点として前記信号光を走査させる請求項４に記載の測距装置。
【請求項６】
前記較正部は、外部から指示を受けた場合に前記光学部材の初期位置を較正して更新する請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の測距装置。
【請求項７】
前記対象物の像を目視させる接眼光学系と、前記接眼光学系の視野に配されたレチクルとを有し、前記接眼光学系が形成した前記対象物の像に前記レチクルを合わせることにより前記測距装置を視準する視準部を更に備える請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の測距装置。
【請求項８】
前記レチクルは、複数の画像から選択して透過型液晶表示板に表示された表示画像により形成される請求項７に記載の測距装置。
【請求項９】
信号光を発生する光源、および、前記信号光を対象物に向かって送光する送光光学系を有する送光部と、
前記信号光に感度のある受光素子、および、前記対象物に反射された前記信号光を受光して前記受光素子に導く受光光学系を有する受光部と、
前記受光部が前記信号光を受光するまでに要した時間に基づいて前記対象物までの距離を測定する測距部と、
前記送光部および前記受光部の少なくとも一部をなす光学部材を変移させるアクチュエータを有する較正部と
を備える測距装置を較正する較正方法であって、
前記信号光を発生させつつ前記アクチュエータにより前記光学部材を変移させて、前記信号光の伝播光路を変移させる段階と、
前記光学部材を変位させつつ既知の標準対象物に反射された前記信号光の前記受光部における受光強度を測定する段階と、
前記受光強度に基づいて前記光学部材の初期位置を決定する段階と
を備える較正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測距装置および較正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物に反射された信号光の伝搬時間に基づいて対象物までの距離を測定する測距装置がある（例えば、特許文献１参照）。
［特許文献１］  国際公開第２００９／３１５５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
信号光を発生する送光部と信号光を受ける受光部とが個別の光軸を有する場合、相互の光軸を位置合わせしなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第一の態様においては、信号光を発生する光源、および、信号光を対象物に向かって送光する送光光学系を有する送光部と、信号光に感度のある受光素子、および、送光部の光軸と異なる光軸を有して対象物に反射された信号光を受光して受光素子に導く受光光学系を有する受光部と、受光部が信号光を受光するまでに要した時間に基づいて対象物までの距離を測定する測距部と、送光部および受光部の少なくとも一部をなす光学部材を変移させるアクチュエータを有し、アクチュエータで光学部材を変位させつつ既知の標準対象物に反射された信号光の受光部における受光強度を測定して、光学部材の初期位置を較正する較正部とを備える測距装置が提供される。
【０００５】
本発明の第二の態様においては、信号光を発生する光源、および、信号光を対象物に向かって送光する送光光学系を有する送光部と、信号光に感度のある受光素子、および、対象物に反射された信号光を受光して受光素子に導く受光光学系を有する受光部と、受光部が信号光を受光するまでに要した時間に基づいて対象物までの距離を測定する測距部と、送光部および受光部の少なくとも一部をなす光学部材を変移させるアクチュエータを有する較正部とを備える測距装置を較正する較正方法であって、信号光を発生させつつアクチュエータにより光学部材を変移させて、信号光の伝播光路を変移させる段階と、光学部材を変位させつつ既知の標準対象物に反射された信号光の受光部における受光強度を測定する段階と、受光強度に基づいて光学部材の初期位置を決定する段階とを備える較正方法が提供される。
【０００６】
上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。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得る。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】測距装置１０の模式的断面図である。
【図２】測距部５００のブロック図である。
【図３】測距装置１０の測距動作を光学的に説明する模式図である。
【図４】測距動作の手順を示す流れ図である。
【図５】測距装置１０の測距動作を光学的に説明する模式図である。
【図６】受光素子４３０に形成されるスポット像を示す図である。
【図７】較正部３００のブロック図である。
【図８】光学部材３１０の作用を説明する模式図である。
【図９】較正動作をする測距装置１０の状態を示す模式図である。
【図１０】較正部３００による信号光の走査を説明する模式図である。
【図１１】受光素子４３０が検出する信号光の受光光強度を示すグラフである。
【図１２】較正部３００の較正動作の手順を示す流れ図である。
【図１３】較正部３００による信号光の走査を説明する模式図である。
【図１４】受光素子４３０の受光光強度を示すグラフである。
【図１５】補助部材７００の模式図である。
【図１６】レチクルプレート１２０の模式図である。
【図１７】補正部６００のブロック図である。
【図１８】補正部６００の補正動作を示す模式図である。
【図１９】補正動作の手順を示す流れ図である。
【図２０】測距装置１１の模式的断面図である。
【図２１】補正部６０１の補正動作を説明する模式図である。
【図２２】測距装置１２の模式的断面図である。
【図２３】補正部６０２の補正動作を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許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。
【０００９】
図１は、測距装置１０の模式的断面図である。測距装置１０は、視準部１００、送光部２００、較正部３００、受光部４００、測距部５００および補正部６００を備える。尚、以降の説明においては、視準部１００が配置されている側を測距装置１０の後側とする。また、測距の対象に対面する側を測距装置１０の前側とする。
【００１０】
視準部１００は、接眼光学系１１０、レチクルプレート１２０および正立プリズム１３０を含む。視準部１００は、対物光学系２２０を送光部２００と共用する。また、視準部１００は、光学部材３１０を較正部３００および補正部６００と共用する。
【００１１】
接眼光学系１１０の後端は、測距装置１０の後端面に露出する。接眼光学系１１０の前端は、測距装置１０の内部において正立プリズム１３０の後端に対向する。測距装置１０のユーザは、接眼光学系１１０を通じて対象物の像を視認することにより対象物を視準する。
【００１２】
なお、接眼光学系１１０の一部として、または、接眼光学系１１０に加えて、接眼光学系１１０の結像位置を光軸方向に変化させる光学部材を設けてもよい。これにより、対象物までの距離に因らず、鮮明な画像をユーザに観察させることができる。また、ユーザの視力に応じて視度補正できる。
【００１３】
レチクルプレート１２０は、可視光に対して透明な板に印刷、食刻等により形成したレチクルを有する。レチクルは、レチクルは、十字線、矩形枠、円形枠等の形状を有する視準指標をなし、接眼光学系１１０により形成される視野内に配される。レチクルプレート１２０としては、レチクルを画像として表示する透過型液晶表示板を用いてもよい。
【００１４】
正立プリズム１３０は、可視光帯域を反射して、赤外帯域を透過するダイクロイック反射面１３２と、可視光帯域に加えて赤外帯域についても高い反射率を有する全反射面１３４、１３６とを有する。正立プリズム１３０は、参照番号を付していない他の反射面も有して、入射光線により形成される倒立鏡像を正立正像に反転させる。正立プリズム１３０は、ダハプリズム、ポロプリズム等を用いて形成できる。
【００１５】
送光部２００は、発光部２１０および対物光学系２２０を有する。また、送光部２００は、ダイクロイック反射面１３２および全反射面１３４を含む正立プリズム１３０の一部を視準部１００と共用する。更に、既に説明した通り、光学部材３１０を、較正部３００および補正部６００と共用する。
【００１６】
発光部２１０は、半導体レーザ等の発光素子を光源として含み、測距装置１０が測距動作をする場合にパルス状の信号光を発生する。本実施形態において、信号光は例えば赤外光である。
【００１７】
なお、信号光の波長は、可視光帯域以外の他の波長、例えば紫外線であってもよい。信号光が紫外線である場合、正立プリズム１３０のダイクロイック反射面１３２は、可視光帯域を反射して、紫外帯域を透過する。また、全反射面１３４は、可視光帯域と紫外帯域とを反射する。
【００１８】
対物光学系２２０は、測距装置１０の前端に配され、前側の端面が測距の対象となる対象物に対向する。対物光学系２２０の後側端面は、光学部材３１０を挟んで、正立プリズム１３０の前側端面に対向する。対物光学系２２０および光学部材３１０は、協働して送光光学系を形成する。
【００１９】
なお、対物光学系２２０の一部として、または、対物光学系２２０に加えて、対物光学系２２０の結像位置を光軸方向に変化させる光学部材を設けてもよい。これにより、視準部１００においてより鮮明な像が観察できると共に、信号光のビーム径を絞って、測距の対象となる対象物を精度よく選択できる。
【００２０】
較正部３００および補正部６００は、光学部材３１０および駆動部３２０を互いに共用する。光学部材３１０は、接眼光学系１１０および対物光学系２２０と共にアフォーカル光学系を形成する。駆動部３２０は、光学部材３１０を、光学部材３１０の光軸と交差する方向に変位させる。更に、駆動部３２０は、主面が揺動する方向に光学部材３１０を揺動させてもよい。
【００２１】
なお、光学部材３１０としては、変位する球面レンズ、または、揺動するプリズムを用いることもできる。また、入射面または射出面を形成する部材を揺動させることにより入射面と射出面とがなす頂角を変化させることができる可変頂角プリズムを光学部材３１０として用いることもできる。駆動部３２０は、駆動量を電気的に制御できるボイスコイルモータ、圧電モータ等のアクチュエータを備える。
【００２２】
受光部４００は、対物光学系４１０、帯域透過フィルタ４２０および受光素子４３０を有する。対物光学系４１０は、送光部２００の対物光学系２２０と異なる光軸を有して受光光学系を形成する。
【００２３】
受光部４００において、対物光学系４１０の後方には、帯域透過フィルタ４２０および受光素子４３０が順次配される。帯域透過フィルタ４２０は、信号光を含む狭い帯域の光を透過させ、他の帯域の光を遮断または減衰させる特性を有する。受光素子４３０は、信号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の光電気変換素子を含む。これにより、受光素子４３０は、入射した信号光を検出して、検出した信号光に対応した電気信号を発生する。
【００２４】
なお、信号光の検出にあたって背景光の影響を排除するという観点から、受光素子４３０の受光面積はより小さいことが好ましい。また、対物光学系４１０の一部として、または、対物光学系４１０に加えて、光学系の結像位置を光軸方向に変化させる光学部材を設けてもよい。これにより、受光した信号光のビーム径を絞って受光素子４３０により小さなスポット光を受光させることができる。
【００２５】
上記のような構造を有する測距装置１０において、測距装置１０の前方に位置する対象物から放射または反射された光のうち、対物光学系２２０の見込み角の範囲内を伝播する光線Ａ１が、対物光学系２２０を通じて入射する。光線Ａ１は、光学部材３１０を透過して、光線Ａ２として測距装置１０内部を後方に向かって伝播し、正立プリズム１３０、レチクルプレート１２０および接眼光学系１１０を通じて、測距装置１０の後方に光線Ａ３として射出される。これにより、ユーザは、接眼光学系１１０を通じて、対象物の正立正像を観察できる。
【００２６】
ユーザが接眼光学系１１０を通じて観察する対象物の像には、レチクルプレート１２０に配されたレチクルが重畳される。よって、ユーザは、測距装置１０を変位させてレチクルを対象物に一致させることにより、測距装置１０で対象物を視準できる。
【００２７】
測距装置１０のユーザは、例えば、測距装置１０に設けられたボタン等のスイッチを操作することにより、測距装置１０に測距動作の開始を指示する。測距装置１０に対してユーザが測距を指示した場合、発光部２１０は、パルス状の信号光を光線Ｂ１として正立プリズム１３０の図中上面に向かって射出する。正立プリズム１３０において、信号光はダイクロイック反射面１３２を透過し、全反射面１３４において反射され、光線Ｂ２として測距装置１０内を前方に向かって伝播する。
【００２８】
更に、信号光は、光学部材３１０および対物光学系２２０を通じて、光線Ｂ３として測距装置１０の前方に向かって外部に投射される。光線Ｂ３として投射された信号光は、視準した測距の対象物に投射される。測距の対象物までの距離を数百メートルと想定した場合、投射される信号光の拡がりは、例えば、±０．０５°程度にする。
【００２９】
光学部材３１０は、対物光学系２２０の近傍において、測距装置１０の内部に入射した光線Ａ２と、測距装置１０から射出される光線Ｂ２とを透過させる。駆動部３２０により駆動されて光学部材３１０の光軸が変位した場合、光線Ａ２、Ｂ２各々の光路が変位し、その伝播方向が変化する。
【００３０】
光線Ａ２の伝播方向が変位することにより、視準部１００を通じてユーザが観察する像は変位する。換言すれば、測距装置１０が変位した場合に光学部材３１０を適切に変位させることにより、ユーザが観察する像の変位を止めることができる。
【００３１】
光学部材３１０の光軸が変位した場合には、光線Ｂ２の伝播方向が変位する。これにより、外部に投射された信号光の光線Ｂ３の伝播方向が変位する。よって、測距装置１０が変位した場合に光学部材３１０を適切に変位させることにより、信号光の照射対象を維持できる。
【００３２】
受光部４００の対物光学系には、測距装置１０の前方に位置する対象物から放射または反射された光線Ｃ１が入射する。光線Ｃ１は、測距装置１０の内部を光線Ｃ２として後方に向かって伝播し、帯域透過フィルタ４２０を通過した後、受光素子４３０に受光される。
【００３３】
よって、受光素子４３０は、入射した光線Ｃ１、Ｃ２に含まれる信号光を、高いＳＮ比で検出して電気信号を発生する。受光素子４３０が発生した電気信号は、測距部５００に入力される。
【００３４】
なお、図中には単一の駆動部３２０が記載されているが、更に、光学部材３１０を紙面に対して交差する方向に変移させる他の駆動部３２０も併せて設けられる。これにより、光学部材３１０を、光線Ｃ２の伝播光軸に交差する面内で二次元的に変移させることができる。
【００３５】
図２は、測距装置１０における測距部５００の構造を示すブロック図である。測距部５００は、時計部５１０、測距制御部５２０および表示部５３０を有する。時計部５１０は、送光部２００が信号光を送光してから、対象物で反射された信号光を受光するまでにかかった時間を測定する。
【００３６】
測距制御部５２０は、測距装置１０における測距動作を総合的に制御する。測距制御部５２０の制御対象には、送光部２００の発光部２１０等も含まれる。また、測距制御部５２０は、時計部５１０が計測した時間に基づいて、測距装置１０と対象物との距離を算出する。
【００３７】
なお、測距装置１０に傾き等を検出する機能がある場合、測距制御部５２０は、対象物までの水平距離、高低差等を算出してもよい。更に、時計部５１０は、気温等の環境変化により演算結果を補正してもよい。
【００３８】
表示部５３０は、液晶表示板等を有し、対象物までの距離等、測距制御部５２０の算出結果を、文字、画像等によりユーザに示す。表示部５３０は、測距結果の他、電池の残量、エラーメッセージ、時計等を併せて表示してもよい。
【００３９】
更に、表示部５３０は、後述するブレ検出部６１０が検出したブレの振幅または周波数が予め定めた閾値を超えた場合に、ユーザに向かって測距装置１０の保持に注意を促すメッセージを表示してもよい。これにより、較正部３００の負担を軽減して、測距装置１０が消費する電力を節減できる。
【００４０】
図３は、測距装置１０の測距動作を光学的に説明する模式図である。図３は、測距装置１０から十分に離れた位置にある対象物２０を、水平状態の測距装置１０により測距する場合を示す。
【００４１】
なお、以降の図面においては、送光部２００から対象物２０に向かって射出される信号光の伝播方向をＹ方向と記載する。また、紙面上でＹ方向に直交する方向であって、紙面上で下から上に向かう方向をＺ方向、紙面に直交する方向のうち、紙面に対して手前から奥に向かう方向をＸ方向と記載する。また、これらＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向と反対の方向を（−Ｘ）方向、（−Ｙ）方向および（−Ｚ）方向と記載する。
【００４２】
測距装置１０を使用するユーザは、まず、対象物２０を視準する。反射等により対象物２０から放射される光のうち、対物光学系２２０の見込み角の範囲内を図中（−Ｙ）方向に伝播する光線Ａ１は、対物光学系２２０および光学部材３１０を通じて測距装置１０に入射する。入射した光線Ａ１は、測距装置１０内を光線Ａ２として伝播し、正立プリズム１３０、レチクルプレート１２０および接眼光学系１１０を通じて、測距装置１０の後端から図中（−Ｙ）方向に射出される。
【００４３】
測距装置１０を使用するユーザは、接眼光学系１１０を通じて観察する対象物２０の像にレチクルを一致させて、対象物２０を視準する。これにより、送光部２００から測距装置１０の前方に、Ｙ方向に伝播する光線Ｂ３として投射された信号光が、対象物２０に対して照射された状態になる。対象物２０に投射された信号光の少なくとも一部は、対象物２０に反射されて、光線Ｃ１として（−Ｙ）方向に伝播する。
【００４４】
測距装置１０において、受光部４００の見込み角内を伝播した光線Ｃ１の一部は、受光部４００の対物光学系４１０から測距装置１０の内部に入射する。測距装置１０から対象物２０までの距離を数百メートルと想定した場合、対物光学系４１０の見込み角は、例えば±０．３５°程度にすることができる。
【００４５】
測距装置１０内を（−Ｙ）方向に伝播した光線Ｃ２のうち、信号光を含む帯域は、帯域透過フィルタ４２０を透過して受光素子４３０に入射する。これにより、光線Ｃ２は、受光素子４３０受光面にスポット像を形成して検出される。測距装置１０の測距部５００は、発光部２１０が信号光を発生してから、対象物に反射された信号光が受光素子４３０に受光されるまでに要した時間に基づいて、測距装置１０から対象物２０までの距離ＤＬを測定し、得られた距離の値をユーザに向かって表示する。
【００４６】
図４は、測距装置１０における測距動作の手順の一例を示す流れ図である。スイッチの投入等、ユーザの操作による測距の指示を受けて測距が開始された場合、測距制御部５２０は、まず、発光部２１０に発光を指示する（ステップＳ１０１）。これにより、送光部２００を通じて信号光が対象物に投射される。
【００４７】
なお、送光部２００には、測距装置１０における最大測距可能距離を測距する場合に信号光が要する伝播時間よりも長い周期でパルス状の信号光を繰り返し投射させてもよい。これにより、何らかの理由で対象物からの反射光を受光できなかった場合があっても、即座に再試行できる。
【００４８】
次に、測距制御部５２０は、受光部４００が信号光を受光したか否かを調べる（ステップＳ１０２）。受光部４００が信号光を受光していた場合は（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、時計部５１０に、発光部２１０が信号光を射出してから受光素子４３０が信号光を検出するまでにかかった時間を計測させ（ステップＳ１０３）、続いて、信号光の伝播距離を算出させる（ステップＳ１０４）。こうして、測距制御部５２０は、時計部５１０が計測した時間に基づいて、測距装置１０と対象物との距離を算出する。
【００４９】
更に、測距制御部５２０は、算出した距離を表示部５３０に表示させる（ステップＳ１０５）。なお、時計部５１０は、ステップＳ１０４において、測距装置１０の傾き等を検出して、計測に基づく算出結果を水平距離、高低差等に換算する場合もある。
【００５０】
一方、ステップＳ１０２において、受光部４００が信号光を受光できなかった場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、測距制御部５２０は、発光部２１０に発光を指示した回数をインクリメントし（ステップＳ１０６）、続いて、当該回数が予め定められた回数に達しているか否かを調べる（ステップＳ１０７）。
【００５１】
ここで、測距の試行回数が既定の回数に達したことが判った場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、測距制御部５２０は、測距動作を中止させ、表示部５３０に測距できない旨を表示させる（ステップＳ１０８）。一方、測距の試行回数が既定の回数に達していないことが判った場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、測距制御部５２０は、再び、ステップＳ１０１からの一連の測距動作を繰り返す。こうして、測距装置１０は、高い確率で測距動作を完遂できる。
【００５２】
図５は、測距装置１０における測距動作を光学的に説明する模式図であり、対象物２０が測距装置１０に対して近距離ＤＳまで接近した状態を示す。図示のように、対象物２０が測距装置１０に接近した場合、測距装置１０における送光部２００と受光部４００との視差が大きくなる。このため、受光部４００に対する光線Ｃ１の入射角が大きくなり、受光素子４３０に対する光線Ｃ２の入射位置が変移する。
【００５３】
図６は、受光素子４３０に形成される信号光のスポット像を模式的に示す図である。上記のように、測距の対象物２０から測距装置１０までの距離が変化した場合、対象物２０により反射された信号光が、受光素子４３０の受光領域４３１上に形成するスポット像４３２、４３４の位置が変化する。
【００５４】
例えば、図３に示したように、対象物２０が測距装置１０から遠い距離ＤＬにある場合に、信号光のスポット像４３２は、受光領域４３１の図中上端側に形成される。また、図５に示したように、対象物２０が測距装置１０から近い距離ＤＳにある場合、信号光のスポット像４３４は、受光領域４３１の図中下端側に形成される。
【００５５】
更に、対象物２０が、図示の状態よりも更に測距装置１０に接近した場合、信号光のスポット像４３４は受光領域４３１よりも下方に移動して、もはや受光素子４３０に受光されなくなる。よって、スポット像４３４が受光領域４３１の図中下端に達する位置が、測距装置１０の測距限界となる。
【００５６】
このような測距装置１０の構造に鑑みて、測距装置１０の光学系を較正する場合は、例えば、測距装置１０に設定された測距範囲の下限に対象物２０がある場合に、スポット像４３４が受光領域４３１の下端よりも受光領域４３１の内側に位置して、受光素子４３０が信号光の光強度を検出するように光学系が調整される。
【００５７】
なお、伝搬経路上の拡散により、測距装置１０において受光素子４３０に入射する光線Ｃ２は、図中に点線で拡散領域４３３、４３５を示すように、直進した光線Ｃ２が形成するスポット像４３２、４３４よりも大きな径を有する。このため、受光部４００に入射する主光線が受光領域４３１からはずれても、信号光に由来する光線Ｃ１の一部が受光部４００の見込み角の範囲内に入っていれば測距ができる状態が維持される。よって、測距装置１０を較正する場合は、上記スポット像４３２、４３４が受光領域４３１に形成される範囲よりも広い範囲を見込んで光学系を調整してもよい。
【００５８】
また、受光素子４３０の受光領域４３１の形状が矩形に限られないことはもちろんである。むしろ、較正部３００による補正範囲が受光領域４３１の形状に既定されることを考慮すると、受光領域４３１の形状は、中心から縁部までの間隔が均一な円形であってもよい。これにより、較正部３００による補正範囲を、全方位について等しくできる。また、受光素子４３０の前に正の屈折率を有する光学部材を設けて、信号光の光線Ｃ２を受光素子４３０に集光してもよい。
【００５９】
製造された測距装置１０は、出荷前に、測距の対象物により反射された信号光が受光素子４３０に受光されるように光学系を較正される。これにより、測距装置１０は、仕様通りの測距精度および測距範囲が担保される。しかしながら、較正された測距装置１０であっても、使用に伴う径年変化、外部から受けた衝撃等の原因により、測距精度および測距範囲が変化する場合がある。
【００６０】
測距装置１０の測距精度は、既知の距離に設営された対象物を測距して、得られた測距値と既知の距離とを比較することにより較正できる。一方、測距装置１０の測距範囲を較正する場合には、測距装置１０に備えられた較正部３００を使用する。
【００６１】
図７は、測距装置１０において測距範囲を較正する較正部３００のブロック図である。較正部３００は、較正制御部３３０、強度測定部３４０および格納部３５０を有する。また、較正部３００は、駆動部３２０を補正部６００と共用する。
【００６２】
強度測定部３４０は、受光素子４３０の出力信号を参照して、受光素子４３０が受光した信号光の光強度を測定する。なお、測距部５００の時計部５１０は、受光素子４３０が信号光を受光した時間的なタイミングを検出する。これに対して、強度測定部３４０は、例えば、予め定められた閾値よりも高い光強度が検出されたか否かを測定する。
【００６３】
較正制御部３３０は、駆動部３２０に指令を送って光学部材３１０を変移させる。また、較正制御部３３０は、強度測定部３４０が測定した光強度が上記の閾値を超えた場合に、駆動部３２０により光学部材３１０の駆動量を特定する。更に、較正制御部３３０は、特定された光学部材３１０の駆動量を、格納部３５０に格納して保存する。
【００６４】
図８は、駆動部３２０により駆動された光学部材３１０の作用を説明する模式図である。駆動部３２０により駆動された場合、光学部材３１０は、発光部２１０が発生した信号光の光線Ｂ２の伝播方向に対して略直交する方向に変移する。これにより、光学部材３１０が透過する光線Ａ２、Ｂ２の伝播方向が変化する。
【００６５】
図示の例では、光学部材３１０は負の屈折力を有する。よって、図中に実線で示すように、光学部材３１０が図中下方に変移した場合、光線Ｂ２の伝播光路は図中上方に変移して、実線で示す光線Ｂ３として外部に投射される。また、図中上方から対物光学系２２０に入射した光線Ａ１が、光学部材３１０を透過した後は、測距装置１０内を図中水平に伝播する光線Ａ２となる。
【００６６】
また、図中に点線で示すように、光学部材３１０が図中上方に変移した場合、光線Ｂ２の伝播光路は図中下方に変移して、点線で示す光線Ｂ３として外部に投射される。また、図中下方から対物光学系２２０に入射した光線Ａ１が、光学部材３１０を透過した後は、測距装置１０内を図中水平に伝播する光線Ａ２となる。
【００６７】
図９は、測距装置１０の測距範囲を、予め設定された範囲に合致させる較正動作を実行する状態を示す模式図である。測距範囲の較正においては、測距装置１０に対して既知の相対位置に配された標準対象物２２に反射された信号光が、測距範囲の全域にわたって受光素子４３０に受光されるように光学系を調整する。
【００６８】
測距装置１０と標準対象物２２との相対位置は、予め定めた標準距離ＤＲの他に、測距装置１０と標準対象物２２との高さが揃っていること、測距装置１０の向きが標準対象物２２に直角に対向すること等の条件を含む。また、較正動作をする測距装置１０は水平に固定され、標準対象物２２は垂直に固定されていることが望ましい。
【００６９】
図１０は、測距装置１０の測距範囲に関する走査パターンを説明する模式図である。上記のように設置された測距装置１０の測距範囲を較正する場合は、まず、視準部１００のレチクルを、標準対象物２２に目視で合わせる。次に、較正制御部３３０により駆動部３２０を連続的に動作させて光学部材３１０を変移させる。
【００７０】
これにより、図示のように、測距装置１０における視準部１００の視野内全体が信号光により走査される。よって、信号光は、標準対象物２２が存在する領域と、存在しない領域との両方に対して投射される。なお、この較正動作に用いられる標準対象物２２の中央には、信号光に対する反射率の高い高反射率領域２４が設けられている。
【００７１】
図１１は、上記較正動作において受光素子４３０が検出する信号光の受光光強度を示すグラフである。図１０に示した例では、信号光が３．５往復することにより視準部１００の視野内を走査する。
【００７２】
較正動作において、信号光が標準対象物２２に投射されていない期間は、受光素子４３０において信号光は検出されない。また、走査された信号光が標準対象物２２に投射された場合は、標準対象物に反射された信号光の、受光素子４３０における受光強度を測定する。
【００７３】
更に、走査された信号光が、標準対象物２２の高反射率領域２４に投射された場合は、より強い光強度が受光素子４３０に測定される。これにより、強度測定部３４０は、予め定められた閾値Ｐｔｈを超える信号強度を測定する。
【００７４】
すなわち、強度測定部３４０には、標準対象物２２の高反射率領域２４において信号光が反射された場合の受光強度と、標準対象物２２における高反射率領域２４以外の領域に信号光が反射された場合の受光強度との間に閾値Ｐｔｈが設定される。これにより、較正制御部３３０は、標準対象物２２の中央に信号光が照射されたことを検知する。
図１２は、上記のような、較正部３００による測距範囲の較正動作の手順を示す流れ図である。図示のように、較正動作が開始されると、較正制御部３３０は、まず、駆動部３２０に指令を発生して、信号光により視準部１００の視野内を走査させる（ステップＳ２０１）。
【００７５】
次に、較正制御部３３０は、受光素子４３０による信号光の受光強度を強度測定部３４０に連続的に測定させる（ステップＳ２０２）。更に、較正制御部３３０は、強度測定部３４０が測定した信号光の光強度が、予め定めた閾値Ｐｔｈを超えるか否かを監視する（ステップＳ２０３）。
【００７６】
ここで、受光素子４３０の受光強度が上記閾値Ｐｔｈを超えない場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）は、較正制御部３３０は強度測定部３４０による測定値の監視を継続する。一方、受光素子４３０の受光強度が上記閾値Ｐｔｈを超えた場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、較正制御部３３０は、その時点における光学部材３１０の位置を算出する（ステップＳ２０４）。
【００７７】
較正制御部３３０は、較正制御部３３０自身が発生した指令に基づく駆動部３２０の駆動量から、光学部材３１０の位置を算出する。較正制御部３３０は、こうして算出した光学部材３１０の位置を、較正された光学部材３１０の初期位置として格納部３５０に格納する（ステップＳ２０５）。
【００７８】
上記のような一連の動作により、格納部３５０に、較正された初期位置が保持される。よって、測距装置１０が測距動作を開始する場合には、まず、駆動部３２０を動作させて、光学部材３１０を当該初期位置に移動させる。これにより、測距装置１０は、較正された状態で測距動作を実行できる。
【００７９】
なお、上記のようにして較正値を獲得した場合、較正制御部３３０は、信号光の走査を更に継続して、強度測定部３４０が測定した光強度が再び閾値Ｐｔｈを超えない状態に変化したことを確認してもよい。更に、較正制御部３３０は、外部から停止の指示を受けるまで、信号光の走査と較正位置の算出を繰り返してもよい。一方、較正制御部３３０は、較正値が獲得された時点で、較正動作を自主的に終了してもよい。
【００８０】
このように、測距装置１０は、光学部材３１０を変移させて較正動作を実行する較正部３００を備えるので、出荷前の較正が容易になるばかりではなく、出荷後も、較正を容易に実行できる。較正動作を実行するタイミングは、ユーザ等による外部からの指示に依存してもよい。また、予め定められた時間間隔毎に較正制御部３３０がユーザに通知してもよい。
【００８１】
図１３は、較正部３００による信号光の走査を説明する模式図である。図１０に示した例では、視準部１００の視野内で信号光を往復走査させることにより、標準対象物２２の高反射率領域２４に信号光が投射される場合の光学部材３１０の位置を検出した。
【００８２】
しかしながら、較正動作における信号光の走査パターンは往復移動に限られない。例えば、図１３に示すように、渦巻き状の走査パターンで走査することにより高反射率領域２４を検索してもよい。更に、測距装置１０が既に較正されたことがある場合は、最後の較正動作により特定された較正位置を始点として、上記渦巻き状の走査パターンによる走査を開始してもよい。
【００８３】
図１４は、上記のような走査パターンにより信号光を走査させた場合に検出される受光素子４３０における受光光強度の変化を示すグラフである。図示のように、既に特定された較正位置から渦巻き状に走査することにより高反射率領域２４を早期に検出して、較正動作に要する時間を短縮することができる。
【００８４】
図１５は、測距装置１０に測距精度および測距範囲の較正動作を実行させる場合に用いることができる補助部材７００の模式図である。補助部材７００は、補助光学系７１０および標準対象物２２を有する。
【００８５】
補助光学系７１０は、対物光学系２２０を通じて観察される標準対象物２２が、実際の位置よりも遠方に位置するように見せることができる。よって、補助部材７００を用いることにより、数百メートルから１キロメートル以上にも及ぶ測距装置１０の測距範囲に標準対象物２２を設置することなく、較正動作を実行させることができる。
【００８６】
図１６は、レチクルプレート１２０の模式図である。図示のレチクルプレート１２０は、複数の画素を有する透過型液晶表示板等により形成される。このレチクルプレート１２０は、複数の画素の一部を表示させることにより、互いに位置が異なる複数のレチクル１２２、１２４のうちのいずれか（１２２）を選択的に表示させることができる。
【００８７】
これにより、送光部２００による信号光の投射位置と、視準部１００の視野におけるレチクル１２２の位置とのずれを補正できる。また、較正部３００および補正部６００のいずれかが、光学部材３１０の移動範囲では光学系を較正または補正し切れない場合に、レチクル１２２を移動させて補うことができる。なお、更に発光部２１０も移動可能にして、測距装置１０の光学的な調整範囲を更に拡大してもよい。
【００８８】
上記のように、レチクルプレート１２０が移動させることができるレチクル１２２を有する場合、測距装置１０の光学系を調整することなく、信号光の投射位置とレチクル１２２とを一致させることができる。よって、測距装置１０の出荷前および出荷後に、レチクル１２２の位置を容易に較正する方法を提供できる。
【００８９】
例えば、測距装置１０が工場出荷前である場合は、受光素子を備えた較正設備を用いてレチクル１２２の位置を調整できる。即ち、送光部２００から射出される信号光を、コリメート光学系を通じて受光素子に受光させた上で、視準部１００の視野内で当該受光部の位置にレチクル１２２を一致させる。これにより、信号光の投射位置にレチクル１２２を一致させることができる。
【００９０】
また、測距装置１０外部の較正設備を利用できない場合は、まず、送光部２００において光学部材３１０を変位させつつ、信号光を投射する。次いで、受光素子４３０における受光領域４３１の中央で信号光を受光する場合の光学部材３１０の位置を特定する。こうして得られた光学部材３１０の変位量に基づいて、信号光の投射位置とレチクル１２２とのずれ量を算出できる。よって、光学部材３１０の変位量を打ち消すように、レチクル１２２の位置を移動させることにより、信号光の投射位置にレチクル１２２を一致させることができる。
【００９１】
なお、レチクルプレート１２０に形成されるレチクル１２２の形状が図示のものに限られないことはもちろんであり、レチクル１２２の形状を、十字形、矩形、スケール形等のさまざまな形状にできる。また、レチクルプレート１２０として液晶表示板等のドットマトリックス表示機能を有する部材を用いた場合は、レチクル１２２の位置に加えて、形状、大きさ等を変更してもよい。
【００９２】
図１７は、測距装置１０における補正部６００の構造を示すブロック図である。補正部６００は、ブレ検出部６１０および補正制御部６２０を有する。また、補正部６００は、光学部材３１０および駆動部３２０を、較正部３００と共用する。
【００９３】
ブレ検出部６１０は、検出方向が互いに交差する複数の角速度センサ等を備える。複数の角速度センサは、例えば、測距装置１０のピッチングおよびヨーイングを検出する方向に配される。角速度センサの各々は、測距装置１０が変位した場合に、変位の方向と変位量とに対応した信号を出力する。
【００９４】
補正制御部６２０は、ブレ検出部６１０の出力を周期的に参照して、測距装置１０の変位に起因して視準部１００で生じる像ブレを打ち消す光学部材３１０の変位方向および変位量を算出する。また、補正制御部６２０は、算出した変位方向および変位量を駆動部３２０に伝えて、光学部材３１０を駆動させる。
【００９５】
駆動部３２０は、補正制御部６２０から受けた指令に基づいて、光学部材３１０を光軸と交差する方向に変位させる。これにより、視準部１００における像ブレが光学的に補正されると共に、信号光が対象物から逸れることが防止される。
【００９６】
更に、補正制御部６２０は、光学部材３１０から変位量を取得して、光学部材３１０の駆動量を帰還制御する。これにより、衝撃、振動等の外乱が加わった場合であっても、補正制御部６２０は、光学部材３１０の位置を精度よく制御できる。
【００９７】
なお、補正部６００は、補正動作を常時実行してもよいが、ユーザが測距装置１０を使用している期間に限って補正動作を実行してもよい。ユーザが測距装置１０を使用していることは、例えば、接眼光学系１１０を覗くユーザの目を検出して、補正制御部６２０が補正動作をオン／オフしてもよい。また、ユーザがスイッチ等を操作することにより補正部６００が動作を開始するようにしてもよい。更に、予め定められた時間を超えてユーザの操作が無い場合に、補正制御部６２０は補正動作を停止させてもよい。
【００９８】
図１８は、測距装置１０における補正部６００の補正動作を光学的に説明する模式図である。測距装置１０は、図３に示した状態から、図中時計回りに揺動して、水平面Ｈに対して角度（＋θ０）をなす傾きを生じている。これにより、測距装置１０の前端は、図中に矢印で示すＺ方向に変位する。これに伴い、対物光学系２２０の光軸は、対象物２０の図中上方を指すようになる。
【００９９】
しかしながら、較正部３００は、ブレ検出部６１０により測距装置１０の揺動を検出して、駆動部３２０により光学部材３１０をＺ方向に変位させる。これにより、対象物２０から測距装置１０に向かって、（−Ｙ）方向に水平に伝播した光線Ａ１は、測距装置１０の傾きと同じ傾きを有する光線Ａ２として、測距装置１０の内部を伝播する。よって、接眼光学系１１０に形成される対象物２０の像は変位しない。
【０１００】
また、測距装置１０の内部において測距装置１０と共に傾斜した信号光の光線Ｂ２の光路は、光学部材３１０により水平に補正される。これにより、測距装置１０から射出されてＹ方向に伝播する信号光の光線Ｂ３は、依然として対象物２０に投射される。
【０１０１】
対象物２０に投射された信号光は、対象物２０により反射される。反射された信号光のうち、受光部４００の見込み角に含まれる光線Ｃ１は、受光部４００から測距装置１０に入射し、光線Ｃ２して（−Ｙ）方向に伝播する。光線Ｃ２は、やがて受光素子４３０に検出され、測距部５００は、信号光の伝播時間に基づいて算出した距離ＤＬをユーザに向かって表示する。
【０１０２】
なお、上記の例では、測距装置１０がＺ方向に振れた場合について説明したが、測距装置１０が（−Ｚ）方向に振れた場合も、補正部６００が同様に像振れを補正できることはもちろんである。また、駆動部３２０は、光学部材３１０を紙面に対して垂直なＸ／−Ｘ方向にも変位させるので、較正部３００は、測距装置１０のＸ／−Ｘ方向のブレも補正できる。
【０１０３】
図１９は、上記のような補正部６００の動作を制御する補正制御部６２０の制御手順を示す流れ図である。較正部３００が動作を開始すると、補正制御部６２０は、ブレ検出部６１０がブレを検出したか否かを監視して（ステップＳ３０１）待機する（ステップＳ３０１：ＮＯ）。
【０１０４】
ブレ検出部６１０により測距装置１０のブレが検出されると（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、補正制御部６２０は、検出されたブレを打ち消すことができる光学部材３１０の駆動量、即ち補正量を算出する（ステップＳ３０２）。次に、補正制御部６２０は、算出された補正量に基づいて光学部材３１０を変位させた場合に、光学部材３１０が補正限界を越えて変位しないかを調べる（ステップＳ３０３）。
【０１０５】
補正限界は、信号光が受光部４００において形成するスポット像４３２、４３４が光学部材３１０の移動により移動した場合に、受光素子４３０の受光領域からはずれてしまう限界を意味する。なお、補正限界は、スポット像４３２、４３４が受光素子４３０の受光領域から完全に外に出る限界ではなく、スポット像の一部が受光領域内に残っている位置に定めてもよい。これにより、光学部材３１０が補正限界に達した段階では受光素子４３０が依然として信号光を受光しており、測距可能な状態が継続される。
【０１０６】
補正制御部６２０が参照する補正限界は、予め定められた値を補正制御部６２０に保持させておいてもよい。また、補正制御部６２０が参照できる格納部に補正限界の値を格納しておいてもよい。
【０１０７】
ステップＳ３０３において、算出された補正量により光学部材３１０を移動させても補正限界内にとどまることが判った場合、（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、補正制御部６２０は、算出され補正量に従って光学部材３１０を変位させる指令を駆動部３２０に発信する（ステップＳ３０４）。これにより、ブレ検出部６１０により検出されたブレは光学部材３１０により補正され、接眼光学系１１０を通じて観察される対象物２０の像の像ブレが防止される。
【０１０８】
また、送光部２００から射出された信号光も、当初視準した対象物２０から逸れない。更に、対象物２０において反射された信号光が受光素子４３０に受光される状態が維持されているので、測距部５００は、測距装置１０から対象物２０までの距離を測距できる状態が継続される。
【０１０９】
一方、ステップＳ３０３において、算出された補正量が、補正限界を越えて光学部材３１０を移動させるものであった場合（ステップＳ３０３：ＮＯ）、補正制御部６２０は、光学部材３１０によるブレ補正を中止して、光学部材３１０を初期位置に復帰させる（ステップＳ３０５）。これにより、視準部１００において対象物２０の像ブレが生じると共に、信号光が対象物２０以外のものに投射される場合がある。しかしながら、測距装置１０が測距を実行できる状態は維持される。
【０１１０】
次に、補正制御部６２０は、測距装置１０のブレをブレ検出部６１０が周期的に検出する場合の時間間隔を調整する（ステップＳ３０６）。即ち、ステップＳ３０１からステップＳ３０４までの一連の補正動作により較正部３００が測距装置１０のブレを補正できている場合は、例えば、ブレの検出間隔をより長くしてステップＳ３０２からステップＳ３０４までの補正動作の回数を削減してもよい。これにより、較正部３００による電力消費を抑制できる。
【０１１１】
また、ステップＳ３０１からステップＳ３０５までの動作により較正部３００の継続的な補正動作が中断した場合、例えば、ブレの検出間隔をより短くしてステップＳ３０２からステップＳ３０３までの単位時間当たりの補正動作の回数を増加してもよい。これにより、補正量が補正限界に達する前に、有効な補正動作を完遂できる可能性を高くすることができる。なお、ステップＳ３０６における間隔の調整が、補正間隔を変更しない場合も含むことはもちろんである。
【０１１２】
次に、補正制御部６２０は、較正部３００に補正動作を実行させる指示が依然として有効か否かを調べる（ステップＳ３０７）。その結果、補正動作の指示が依然として有効な場合（ステップＳ３０７：ＹＥＳ）、補正制御部６２０は、再びステップＳ３０１に戻って、ブレ検出部６１０がブレを検出したか否かを監視する。ステップＳ３０７において、補正動作の指示が無効になっていることが判った場合は（ステップＳ３０７：ＮＯ）、補正制御部６２０は較正部３００の動作を終了させる。
【０１１３】
上記のように、較正部３００の一部をなす光学部材３１０および駆動部３２０を利用して、視準部１００および送光部２００において生じる像ブレを補正する補正部６００を形成できる。較正動作と測距動作とが同時に実行されることはないので、上記のような構造により、測距装置１０における部品の利用効率を向上することができる。
【０１１４】
なお、上記の例において、ステップＳ３０３の較正部３００は、予め用意された値を参照して補正限界を判断している。しかしながら、例えば、受光素子４３０としてイメージセンサを用い、信号光のスポット像の位置が受光領域４３１の縁に近づいた場合に駆動部３２０の動作を制限してもよい。これにより、受光素子４３０による信号光の受光強度を低下させることなく補正限界を自動検出できる。
【０１１５】
また、測距装置１０が、上向きに変位した場合、対象物２０に投射される信号光の光線Ｂ３の光路は依然として水平に保たれる。よって、受光素子４３０に入射する光線Ｃ２も、光線Ｂ３の水平な光路を反映して、測距装置１０内を略水平に伝播する。
【０１１６】
しかしながら、光線Ｃ２を受光する受光素子４３０は、測距装置１０の傾きに伴って下方に変位している。このため、光線Ｃ２は、受光素子４３０の受光領域４３１において上端側の偏った位置にスポット像４３４を形成する。
【０１１７】
また、測距装置１０が、下向きに変位した場合も、受光素子４３０に入射する光線Ｃ２は、測距装置１０内を略水平に伝播する。しかしながら、光線Ｃ２を受光する受光素子４３０は、測距装置１０の傾きに伴って上方に変位する。このため、光線Ｃ２は、受光素子４３０の受光領域４３１において下端側の偏った位置にスポット像４３４を形成する。
【０１１８】
このように、補正部６００が補正動作をした場合は、受光素子４３０において信号光がスポット像を形成する位置が変化する。測距装置１０においては、補正部６００による補正の範囲が、受光素子４３０が信号光を検出できる範囲に制限される。これにより、較正部３００が動作した場合も、測距装置１０は測距動作を実行できる状態が継続される。
【０１１９】
補正範囲は、例えば、光学部材３１０の変位量を規制することにより制限できる。光学部材３１０の変位量は、補正制御部６２０が発生する駆動部３２０の指令の範囲を規制してもよい。また、駆動部３２０または光学部材３１０に、機械的または電気的な制限を設けてもよい。
【０１２０】
なお、補正部６００において、補正制御部６２０は、ブレ検出部６１０が検出する検出結果に制限を加える処理を実行してもよい。例えば、測距装置１０の用途に応じて高い検出精度が求められる場合は、ブレ検出部６１０が検出するブレの大きさを制限して、ブレ検出部６１０のリソースを検出の分解能に振り向けてもよい。この場合、ブレ検出部６１０は、予め定められた範囲を越えるブレ量を検出しない。
【０１２１】
また、より大きなブレを検出する目的で、補正制御部６２０は、ブレ検出部６１０のブレを検出する場合の分解能を低くしてもよい。更に、補正制御部６２０は、検出するブレ量が小さい範囲ではブレ検出部６１０の分解能を高くし、検出するブレ量が大きくなるに連れてブレ検出部６１０の分解能を低くするように制限してもよい。
【０１２２】
上記のように、補正部６００が補正動作を実行した場合、信号光のスポット像は受光素子４３０の受光領域４３１において変移する。よって、補正部６００を備えた測距装置１０においては、補正動作をしていない場合のスポット像の周囲に、補正動作をした場合の変移を許容するマージンを残しておくことが好ましい。このような観点から、較正部３００が測距範囲を較正する場合も、補正動作によるマージンを見込んで較正することが好ましい。
【０１２３】
図２０は、他の補正部６０１を備えた測距装置１１の模式的断面図である。測距装置１１は、次に説明する補正部６０１の構造を除くと、図１に示した測距装置１０と同じ構造を有する。そこで、共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【０１２４】
測距装置１１の補正部６０１は、送光部２００に配された光学部材３１０および駆動部３２０に加えて、受光部４００に配された光学部材３１２および駆動部３２２を有する。受光部４００の光学部材３１２は、受光部４００の光学系の一部をなすレンズを含む。
【０１２５】
補正制御部６２０の制御の下に、駆動部３２２は、光学部材３１２を、光学部材３１２の光軸と交差する方向に変位させる。これにより、測距装置１０内を（−Ｙ）方向に伝播する光線Ｃ２の光路を変化させ、受光素子４３０において信号光のスポット像が形成される位置を変化させることができる。
【０１２６】
補正部６０１において、駆動部３２２は、駆動部３２０を制御する補正制御部６２０により共通に制御されてもよい。これにより、光学部材３１２を光学部材３１０と同期して変位させることができる。ここで、「同期して変位させる」とは、一対の光学部材３１０、３１２を同時に移動させることを意味すると共に、光学部材３１０、３１２の移動により生じる光路の変化も対応していることを意味する。
【０１２７】
なお、補光学部材３１２としては、球面レンズまたはプリズムを用いることができる。また、入射面と射出面とがなす角度を変化させることができる可変頂角プリズムを用いることもできる。
【０１２８】
図２１は、補正部６０１の補正動作を説明する模式図である。測距装置１１は、図中時計回りに揺動して、水平面Ｈに対して角度（＋θ０）をなす傾きを生じている。これにより、測距装置１０の前端はＺ方向に変位し、対物光学系２２０の光軸は、対象物２０の図中上方を指す。
【０１２９】
補正部６０１においては、ブレ検出部６１０が測距装置１０の回転を検出して、駆動部３２０により光学部材３１０をＺ方向に変位させる。これにより、視準部１００における像ブレが補正される。また、対物光学系２２０から投射される信号光の投射方向も補正されて変移しない。
【０１３０】
更に、対象物２０により反射された光線Ｃ１は、受光部４００に入射して、光学部材３１２により伝播光路を補正された後、受光素子４３０に受光される。補正された光線Ｃ２の光路は、視準部１００における光線Ａ２および送光部２００における光線Ｂ２と平行であり、受光素子４３０の受光領域４３１において光線Ｂ２が形成するスポット像の位置も変移しない。
【０１３１】
このように、測距装置１１においては、受光部４００における光線Ｃ２の伝播光路も、補正部６０１により補正される。受光素子４３０による信号光の受光範囲により補正部６０１の補正範囲が制限を受けることがない。
【０１３２】
なお、上記の例では、送光部２００の光学部材３１０と受光部４００の光学部材３１２とを同期して変位させた例を示した。しかしながら、光学部材３１０、３１２を同期させずに、個別に制御してもよい。即ち、当初は光学部材３１０により視準部１００および送光部２００を補正し、測距をする段階で、受光部４００の光学部材３１２を駆動してもよい。これにより、実効的には、上記の例と同じ補正範囲が達成できると共に、一方の光学部材３１２の変位を削減した分、電力を節約することができる。
【０１３３】
上記のような補正部６０２を備えた測距装置１１においても、較正部３００は、測距精度および測距範囲に対して有効な較正動作を実行できる。また、補正部６００と光学部材３１０および駆動部３２０を共用することにより、部材の利用効率を向上することができる。
【０１３４】
図２２は、他の補正部６０２を備えた測距装置１２の模式的断面図である。測距装置１２は、次に説明する補正部６０２の構造を除くと、図１に示した測距装置１０および図２０に示した測距装置１１と同じ構造を有する。そこで、共通の要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
【０１３５】
測距装置１２の補正部６０２は、視準部１００および送光部２００に光学部材３１０を備えておらず、受光部４００に配された光学部材３１２と駆動部３２２とを有する。光学部材３１２は、受光部４００の光学系の一部をなすレンズを含む。
【０１３６】
駆動部３２２は、光学部材３１２を、光学部材３１２の光軸と交差する方向に変位させる。これにより、測距装置１０内を（−Ｙ）方向に伝播する光線Ｃ２の光路を変化させ、受光素子４３０において信号光のスポット像が形成される位置を変化させることができる。駆動部３２２は、ブレ検出部６１０の出力を参照する補正制御部６２０により制御される。
【０１３７】
補光学部材３１２としては、球面レンズまたはプリズムを用いることができる。また、入射面と射出面とがなす角度を変化させることができる可変頂角プリズムを用いることもできる。
【０１３８】
図２３は、補正部６０２の補正動作を説明する模式図である。測距装置１２は、図２に示した状態と同様に水平状態にある。
【０１３９】
測距の対象物２０が測距装置１０に接近した場合、測距装置１０の送光部２００と受光部４００との間の視差が拡大して、受光部４００の受光素子４３０に形成される信号光のスポット像の位置が変化する。しかしながら、測距装置１２においては、受光部４００に配された光学部材３１２を変移させることにより、信号光のスポット像の位置を補正することができる。
【０１４０】
更に、測距装置１２においては、光学部材３１２および駆動部３２２を用いて、測距範囲を較正できる。すなわち、標準対象物２２を測距しつつ、信号光が受光素子４３０に受光されるように光学部材３１２を変移させることにより、測距装置１２の測距範囲を較正できる。これにより、補正部６００と光学部材３１２および駆動部３２２を共用して、部材の利用効率を向上することができる。
【０１４１】
なお、上記の一連の測距装置１０、１１、１２において、補正部６００、６０１、６０２による補正動作を、測距装置１０の状態に応じて変更してもよい。即ち、例えば、ユーザが対象物２０を視準している期間は、補正の範囲を大きくして対象物２０を補足しやすくしてもよい。
【０１４２】
一方、測距部５００が測距動作を開始した場合、送光部２００と受光部４００との光学条件の相違を抑制する目的で、補正動作を一時的に抑制または停止してもよい。１回の測距動作に要する時間は短いので、測距動作の実行に応じて補正動作を中断しても、視準部１００においてユーザが観察する像に及ぼす影響は小さい。
【０１４３】
また、測距装置１０の変位が生じる原因のひとつにユーザの手振れがある。しかしながら、手振れには様々なパターンがあり、単一の補正アルゴリズムが常に有効であるとは限らない。そこで、補正制御部６２０が実行する補正アルゴリズムを複数用意して、ブレ検出部６１０が検出したブレのパターンに応じて補正アルゴリズムを切り換えてもよい。
【０１４４】
より具体的には、ブレ検出部６１０が検出したブレの振幅および周波数の少なくとも一方が予め定められた閾値を超えた場合に、補正制御部６２０が実行する補正アルゴリズムを切り換えてもよい。より具体的には、測距時間および消費電力等の抑制等を重視して、較正部３００による補正範囲を狭くした動作モードを設けてもよい。
【０１４５】
逆に、測距装置１０の操作に習熟していないユーザを想定して、補正範囲をできるだけ広くすると共に、補正限界に達した場合に、ユーザの慎重な操作を示唆するメッセージを表示する動作モードを設けてもよい。動作モードは、ユーザの選択に応じて切り換えてもよいし、補正制御部６２０、測距制御部５２０等が判断して自動で切り換えてもよい。
【０１４６】
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、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１４７】
特許請求の範囲、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。特許請求の範囲、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】
【０１４８】
１０、１１、１２  測距装置、２０  対象物、２２  標準対象物、２４  高反射率領域、１００  視準部、１１０  接眼光学系、１２０  レチクルプレート、１２２、１２４  レチクル、１３０  正立プリズム、１３２  ダイクロイック反射面、１３４、１３６  全反射面、２００  送光部、２１０  発光部、２２０、４１０  対物光学系、３００  較正部、３１０、３１２  光学部材、３２０、３２２  駆動部、３３０  較正制御部、３４０  強度測定部、３５０  格納部、４００  受光部、４２０  帯域透過フィルタ、４３０  受光素子、４３１  受光領域、４３２、４３４  スポット像、４３３、４３５  拡散領域、５００  測距部、５１０  時計部、５２０  測距制御部、５３０  表示部、６００、６０１、６０２  補正部、６１０  ブレ検出部、６２０  補正制御部、７００  補助部材、７１０  補助光学系
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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