中，作为制约函数，光线/镜间的冲突判 定部63还赋予W下的条件。
[0133] [数" 阳 134] 中突值>0(光线束到达倾斜镜时） ^3 ={光线束与镜的最短距离X(-l)(光线束到不了时）
[013引运里，WC3《0为制约条件。通过赋予该条件，上述最佳化从倾斜方向控制部 1向平移镜21的光线束被平移镜21反射后，到不了第一倾斜镜11或第二倾斜镜12"为制 约条件进行。另外，运里，光线束扩展为比视线更宽的范围，该扩展可W由设计参数计算。此 夕F，运里的光线束是用于设计的虚拟的光线束。入射到本实施方式的照相机100的光线束 从平移方向控制部2向倾斜方向控制部1的方向前进，但设计上，即使假定光线束向反向前 进也没有问题。本实施方式的设计方法中的各步骤可W作为计算机程序进行安装来执行。 阳136](图4的步骤SA-3)
[0137]接着，输出部7输出通过最佳化得到的设计条件（具体来说，各参数）。作为输出 目的地，例如是打印机或显示器，但也可W是计算机上的记录介质。
[013引另外，本发明的内容不限定于上述各实施方式。本发明在权利要求范围中记载的 范围内，对具体的结构可W施加各种变更。
[0139] 例如，上述各结构元素可W作为功能块存在，也可W作为独立的硬件存在。此外， 作为安装方法，可W使用硬件，也可W使用计算机软件。进而，本发明中的一个功能元素也 可W通过多个功能元素的集合实现，本发明中的多个功能元素也可W由一个功能元素实 现。
[0140] 此外，功能元素也可W配置在物理上远离的位置。在该情况下，功能元素之间也可 W通过网络连接。可W通过网格计算或云计算来实现功能，或者构成功能元素。 阳141] 进而，在上述实施方式中，使用了 2枚倾斜镜和1枚平移镜运样的合计3枚镜，但 也可W使用运W上枚数的镜。不过，镜数越少越容易控制。
【主权项】
1. 一种视线方向控制装置，用于控制应从光学设备朝向对象物的视线方向， 包括倾斜方向控制部和平移方向控制部， 上述倾斜方向控制部包括第一倾斜镜和第二倾斜镜， 上述第一倾斜镜能够以第一旋转轴为中心向正反方向转动， 上述第二倾斜镜能够以第二旋转轴为中心向正反方向转动， 上述第二旋转轴在与上述第一旋转轴垂直的方向上延伸， 上述平移方向控制部包括平移镜， 上述平移镜能够以第三旋转轴为中心向正反方向转动， 并且，上述第三旋转轴在与从上述倾斜方向控制部朝向上述平移镜的视线方向大致平 行的方向延伸， 并且，上述平移镜和上述第三旋转轴所构成的角α被设定在0° <α<90°的范围 内， 并且，上述倾斜方向控制部构成为，通过使上述第一倾斜镜以及上述第二倾斜镜转动， 从而能够使视线方向对于由上述平移镜的旋转轨迹形成的虚拟面进行扫描， 并且，上述倾斜方向控制部构成为，通过使上述第一倾斜镜以及上述第二倾斜镜转动， 从而能够控制从上述平移镜向上述对象物的上述视线方向的倾斜角， 上述平移镜构成为，通过以上述第三旋转轴为中心转动，从而能够控制从上述平移镜 向上述对象物的上述视线方向的平移角。2. 如权利要求1所述的视线方向控制装置， 上述第一旋转轴在与上述第一倾斜镜的法线向量垂直的方向上延伸， 上述第二旋转轴在与上述第二倾斜镜的法线向量垂直的方向上延伸。3. 如权利要求1或2所述的视线方向控制装置， 上述第一旋转轴的位置与照射到上述第一倾斜镜的光线束的中心一致， 上述第二旋转轴的位置与照射到上述第二倾斜镜的光线束的中心一致。4. 如权利要求1~3的任何一项所述的视线方向控制装置， 能够通过上述倾斜方向控制部进行上述视线方向的扫描的区域的中心与上述第三旋 转轴的位置一致。5. 如权利要求1~4的任何一项所述的视线方向控制装置， 还包括瞳传送光学系统， 上述瞳传送光学系统构成为，将视线的瞳位置传送到上述第一倾斜镜、上述第二倾斜 镜以及上述平移镜的其中一个的附近。6. -种视线方向控制装置的设计方法，所述视线方向控制装置包括倾斜方向控制部和 平移方向控制部， 上述倾斜方向控制部包括第一倾斜镜和第二倾斜镜， 上述第一倾斜镜能够以第一旋转轴为中心向正反方向转动， 上述第二倾斜镜能够以第二旋转轴为中心向正反方向转动， 上述第二旋转轴在与上述第一旋转轴垂直的方向延伸， 上述平移方向控制部包括平移镜， 上述平移镜能够以第三旋转轴为中心向正反方向转动， 并且，上述第三旋转轴在与从上述倾斜方向控制部朝向上述平移镜的视线方向大致平 行的方向上延伸， 并且，上述平移镜和上述第三旋转轴构成的角α被设定在0° <α<90°的范围内， 并且，上述倾斜方向控制部构成为，通过使上述第一倾斜镜以及上述第二倾斜镜转动， 从而能够使视线方向对于由上述平移镜的旋转轨迹形成的虚拟面进行扫描， 并且，上述倾斜方向控制部构成为，通过使上述第一倾斜镜以及上述第二倾斜镜转动， 从而能够控制从上述平移镜向对象物的上述视线方向的倾斜角， 上述平移镜构成为，通过以上述第三旋转轴为中心转动，从而能够控制从上述平移镜 向上述对象物的上述视线方向的平移角， 该设计方法还包括以下的步骤： (a) 使用光线追踪计算上述第一倾斜镜、上述第二倾斜镜以及上述平移镜的形状，使得 由上述第一倾斜镜、上述第二倾斜镜以及上述平移镜进行方向变换的视线的朝向满足既定 的要求标准的步骤； (b) 通过使关于上述第一倾斜镜、上述第二倾斜镜以及上述平移镜的评价函数最佳化， 从而探索关于上述第一倾斜镜、上述第二倾斜镜以及上述平移镜的设计参数的步骤， 这里，上述探索以在上述第一倾斜镜、上述第二倾斜镜以及上述平移镜之间不发生冲 突为制约条件来进行。7. 如权利要求6所述的设计方法， 上述制约条件还包括：从上述倾斜方向控制部朝向上述平移镜的视线在由上述平移镜 反射之后，到不了上述第一倾斜镜或上述第二倾斜镜。8. 如权利要求6或7所述的设计方法， 上述步骤（b)所使用的评价函数用于求对于上述第一倾斜镜、上述第二倾斜镜和上述 平移镜得到的最小的加速度的最大值。9. 一种计算机程序，用于使计算机执行权利要求6~8的任何一项所述的设计方法中 的各步骤。
【专利摘要】本发明的目的在于尤其是拓宽平移方向上的视线可变更范围。而且，根据本发明，可以得到高的视线变更速度。平移镜能够以第三旋转轴为中心向正反方向转动。并且，第三转动轴在与从倾斜方向控制部朝向平移镜的视线方向大致平行的方向延伸。并且，平移镜和第三旋转轴所构成的角α被设定在0°＜α＜90°的范围内。倾斜方向控制部能够使视线方向对于由平移镜的旋转轨迹形成的虚拟面进行扫描。并且，倾斜方向控制部能够控制从平移镜向对象物的视线方向的倾斜角。平移镜通过以第三旋转轴为中心转动，从而能够控制从平移镜向对象物的视线方向的平移角。
【IPC分类】H04N5/232, H04N5/225, G03B17/56, G02B26/08
【公开号】CN105409199
【申请号】CN201480041619
【发明人】奥宽雅, 石川正俊, 小林鉱石
【申请人】国立大学法人东京大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2014年6月25日
【公告号】EP3018890A1, US20160161734, WO2015002041A1