JPH07319090A - 立体撮影装置の位置と角度の制御装置 - Google Patents

立体撮影装置の位置と角度の制御装置

Info

Publication number
JPH07319090A
JPH07319090A JP6136527A JP13652794A JPH07319090A JP H07319090 A JPH07319090 A JP H07319090A JP 6136527 A JP6136527 A JP 6136527A JP 13652794 A JP13652794 A JP 13652794A JP H07319090 A JPH07319090 A JP H07319090A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
angle
slider
photographing
stereoscopic
end side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP6136527A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3357461B2 (ja
Inventor
Akihiro Okawa
明宏 大川
Tetsuo Shima
哲男 嶋
Naoki Tokimoto
尚記 時本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP13652794A priority Critical patent/JP3357461B2/ja
Publication of JPH07319090A publication Critical patent/JPH07319090A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3357461B2 publication Critical patent/JP3357461B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 〔目的〕 付帯的なセンサや電子装置を必要としない簡
易・安価な立体撮影装置の位置と角度の制御装置を提供
する。 〔構成〕 撮影対象物(W) を左右両側から撮影する左右
の撮影装置(C1,C2) の間隔を拘束しながら対象物に対す
る各撮影装置の位置を変化させる位置制御手段(G1,G2,S
1,S2,R,H1,H2,M1) と、各撮影装置の位置の変化に連動
して対象物に対する各撮影装置の角度を変化させること
により各撮影装置の光軸の交点(O) を不変に保つ平行リ
ンク又は曲面倣い機構を含む角度制御手段(L1a,L2a,L1
b,L2b,P1,P2,Q) とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、製造・加工プラント内
の遠隔操作システムや遠隔監視システムなどに利用され
る立体撮影装置の位置と角度の制御装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】近年、高所の配電作業や原子力産業など
の危険を伴う作業については、安全を確保するうえで、
作業の自動化や安全かつ好環境の操作室からの遠隔操作
化が研究されている。特に遠隔操作は、作業者の経験や
微妙な操作の手法を生かして各種作業や作業条件の変更
にも対応できるため、その適用開発が盛んになってきて
いる。このような遠隔操作においては、遠隔に設置され
たロボットなどの作業機器や作業対象物の時々刻々変化
する状態を作業者に的確に伝達するための視覚系が必要
とされている。特に、遠近感を必要とする作業を行う場
合、何らかの方法によって遠近方向の情報も操作者に伝
達することが必要になる。
【0003】遠近方向の情報を操作者に伝達する視覚装
置として、立体視装置が知られている。このような立体
視装置は、左右両側のカメラで撮影した対象物の映像を
操作者の左右両眼に個々に伝達することにより、左右両
眼で見た画像のずれに基づく対象物の立体感を操作者に
伝達するようになっている。このような立体視装置に使
用する左右両側のカメラは、それぞれが左右から対象物
のほぼ同一箇所を視野に納めるように、それぞれの光軸
を対象物上の着目点の箇所でほぼ交叉させるように配置
する必要がある。また、カメラの視野を拡大、縮小する
ために、左右両側のカメラを連携して対象物に接近させ
たり対象物から遠ざけたりする操作も必要になる。
【0004】上述のような左右両側のカメラの連携操作
は、操作者が対象物を直接肉眼で観察する際の左右両眼
の動きに倣ったものとする必要がある。すなわち、図4
(A)に示すように操作者が左右両眼E1,E2を対象
物Wから遠ざけた場合でも、図4(B)に示すように対
象物Wに接近させた場合でも、左右両眼の水晶体の光軸
が対象物W上の着目点の箇所で交叉する。また、各光軸
の交叉角θは、対象物との距離が増加すると減少する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、立体視
装置に使用する左右両側のカメラ操作を図4に示すよう
な眼球の動きを倣ったものとする必要がある。しかしな
がら、「輻輳角自動追尾式立体撮像カメラ」と題する特
開平1ー93727 号公報に記載されたように、そのような
左右両側カメラの連携操作を行うには、機械的な機構に
加えて、発光素子と受光素子を用いて被写体の位置を検
出するための位置センサや、制御用のプロセッサなどの
付帯的な電子装置も必要になり、装置の製造費用がかさ
むという問題がある。従って、本発明の他の目的は、付
帯的な電子装置を必要としない簡易・安価な立体撮影装
置の位置と角度の制御装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決するための本発明に係わる立体撮影装置の位置と角度
の制御装置は、左右の撮影装置の間隔を拘束しながら撮
影対象物に対する各撮影装置の位置を変化させる摺動機
構を含む位置制御手段と、各撮影装置の位置の変化に連
動して撮影対象物に対する各撮影装置の角度を変化させ
ることにより各撮影装置の光軸の交点を不変に保つ平行
リンク又は曲面倣い機構を含む角度制御手段とを備えて
いる。
【0007】
【作用】左右の撮像装置の対象物に対する位置は、ガイ
ド体とスライダとの組合せなどによって構成される摺動
機構を含む機械的な位置制御手段のみにより、相互の間
隔を不変に保ったまま変化せしめられる。また、各撮像
装置の対象物に対する角度は、平行リンクや曲面倣い機
構などによって構成される機械的な角度制御手段のみに
より、上記位置の変化に応じて変更せしめられる。この
ように、位置と角度の変化のすべてが機械的に行われる
ため、位置センサや、制御用プロセッサなどの電子装置
が不要となる。
【0008】
【実施例】図1は、本発明の一実施例に係わる立体撮影
装置の位置と角度の制御装置の構成を、制御対象の左右
両側のカメラと撮影対象物と共に示す平面図である。撮
影対象物Wにほぼ垂直にかつ互いにほぼ平行に左右両側
のガイドレールG1,G2が設置されている。ガイドレ
ールG1上にはその延長方向に沿って摺動自在にスライ
ダS1が保持されると共に、ガイドレールG2上にはそ
の延長方向に沿って摺動自在にスライダS2が保持され
ている。スライダS1の対象物に近い側(近端側)に
は、左側のカメラ保持体H1が保持されると共に、スラ
イダS2の近端側にも右側のカメラ保持体H2が保持さ
れている。左右両側のカメラ保持体H1とH2は、いず
れもガイドレールG1とG2の底面を含む仮想平面に立
てた垂線の廻りに回転自在に保持されている。カメラ保
持体H1の近端側の先端部には左側カメラC1が保持さ
れると共に、カメラ保持体H2の近端側の先端部には右
側カメラC2が保持されている。
【0009】スライダS1の対象物から遠い側(遠端
側)にはリンクL1が保持されると共に、スライダS2
の遠端側にはリンクL2が保持されている。リンクL1
aとL2aは、いずれもガイドレールG1とG2の底面
を含む仮想平面に立てた垂線の廻りに回転自在に保持さ
れている。リンクL1aにはその延長方向に沿って摺動
自在に棒状体P1が保持されると共に、リンクL2aに
はその延長方向に沿って摺動自在に棒状体P2が保持さ
れている。棒状体P1とP2の近端側の先端部は、ガイ
ドレールG1とG2の中央部に形成された支点Qにかつ
上記仮想平面に立てた垂線の廻りに回転自在に単純支持
されている。
【0010】カメラ保持体H1とリンクL1bの一端側
は上記仮想平面に立てた垂線の廻りに回転の自由度を有
しながら連結されると共に、リンクL1aとリンクL1
bの他端部は上記仮想平面に立てた垂線の廻りに回転の
自由度を有しながら連結されている。同様に、カメラ保
持体H2とリンクL2bの一端側は上記仮想平面に立て
た垂線の廻りに回転の自由度を有しながら連結されると
共に、リンクL2aとリンクL2bの他端部は上記仮想
平面に立てた垂線の廻りに回転の自由度を有しながら連
結されている。この結果、スライダS1、カメラ保持体
H1、リンクL1b及びリンクL1aとによって平行四
辺形の平行リンクが形成されると共に、スライダS2、
カメラ保持体H2、リンクL2b及びリンクL2aとに
よって平行四辺形の平行リンクが形成されている。な
お、各平行リンクの四辺は、左右両側の対応のものどう
しが等しくなるように設定されている。
【0011】また、スライダS1とS2は連結板Rによ
って連結されると共に、スライダS1の後端部には電動
機Mが搭載されている。電動機Mの下方に突出する回転
軸にはゴム製のプーリーが同軸的に固着されており、こ
のプーリーの外周面はガイドレールG1の側面に押圧さ
れている。従って、図示しない制御信号線を介して遠隔
から送られてくる制御信号に従って電動機Mが回転する
と、スライダS1とS2がガイドレールG1とG2の延
長方向に沿って前後に移動し、左右のカメラC1とC2
の対象物Wに対する位置が制御される。
【0012】この場合、左側の平行リンクを形成する棒
状体P1とカメラ保持体H1とは常に平行に保たれると
共に、右側の平行リンクを形成する棒状体P2とカメラ
保持体H2とは常に平行に保たれる。従って、棒状体P
1と左側カメラC1の光軸は常に平行に保たれると共に
棒状体P2と右側カメラC2の光軸は常に平行に保たれ
る。また、左右両側のカメラの光軸の交点Oと支点Q間
の距離は、リンクL1bとL2bの長さに等しくなる。
また、各カメラの光軸の交叉角点θは、棒状体P1とP
2の交叉角θに常に等しくなる。この結果、スライダS
1とS2をガイドレールG1,G2に沿って移動させる
と、光軸の交叉角θが変化するが、光軸の交点Oの位置
は不変に保たれる。
【0013】図2は、本発明の他の実施例に係わる立体
撮影装置の位置と角度の制御装置の構成を、制御対象の
左右両側のカメラと撮影対象物と共に示す平面図であ
る。図2中図1と同一の参照符号を付した構成要素は、
図1に関して既に説明した構成要素と同一のものであ
る。
【0014】ほぼ平行に設置されたガイドレールG1,
G2上にはその延長方向に沿って摺動自在にスライダS
1,S2が保持されると共に、各スライダS1,S2に
ほぼ直立して植設された支持ピンP1,P2にカメラ保
持体H1,H2が各支持ピンP1,P2の廻りに回転自
在に保持されている。カメラ保持体H1,H2の近端側
の先端部には左側カメラC1と右側カメラC2とが保持
されている。各カメラ保持体H1,H2からはほぼ直角
方向に外側に向けて延長される分岐腕A1,A2が形成
されると共に、先端ガイド体J1とJ2とがガイドレー
ルG1,G2とほぼ平行に設置されている。先端ガイド
体J1とJ2の表面は、対象物の近端側から遠端側にわ
たって形状が変化する曲面状を呈すると共に、適宜なバ
ネ機構(図示せず)などによってそれぞれの表面に分岐
腕の先端が接触せしめられる。
【0015】スライダS1とS2を適宜な駆動機構によ
ってガイドレールG1とG2に沿って移動させると、カ
メラ保持体H1とH2の分岐腕A1とA2の先端部が先
端ガイド体J1とJ2の湾曲した表面に沿って移動す
る。このため、カメラ保持体H1とH2のピンP1,P
2のまわりの回転角度、従ってカメラC1とC2の光軸
の向きが変化する。
【0016】図2に示すように、ガイドレールG1,G
2の間隔をT、分岐腕A1,A2の長さをt、分岐腕A
1,A2の先端とピンP1,P1間の距離をガイドレー
ルG1,G2に垂直な線上に投影した値をX、分岐腕A
1,A2の先端と光軸の交点O間の距離をガイドレール
G1,G2と平行な線上に投影した値をYとする。この
場合、 Y=T・X〔2(t2 ー 2 1/2〕−(t2 ー 2
1/2 ただし、0<X<tの関係を満たすように、先端ガイド
レールJ1とJ2の表面形状を設定することにより、左
右両側のカメラの光軸の交点Oの位置を不変に保ったま
ま、その交叉角だけを変化させることができる。
【0017】図3は、本発明のさらに他の実施例に係わ
る立体撮影装置の位置と角度の制御装置の構成を、制御
対象の左右両側のカメラと撮影対象物と共に示す平面図
である。図3中図2と同一の参照符号を付した構成要素
は、図2に関して既に説明した構成要素と同一のもので
あり、これらについては重複する説明を省略する。
【0018】この実施例は、図2の実施例中の2本のガ
イドレールG1,G2を幅の広い単一のガイド板Gで置
き換えると共に、2個のスライダS1,S2を幅の広い
単一のスライダSに置き換えたものである。また電動機
Mをその回転軸が水平になるようにスライダS上に固定
し、その先端部分に同軸的に固定されるゴム製のプーリ
PPをガイド板Gの中央部分に形成される溝GGに係合
させる構成となっている。
【0019】以上、上記各実施例において、左右のカメ
ラC1とC2のそれぞれをカメラ保持体H1とH2のそ
れぞれ先端部分に保持する構成を例示した。しかしなが
ら、左右のカメラC1とC2のそれぞれをカメラ保持体
H1とH2のそれぞれの上部に保持させる構成とするこ
ともできる。
【0020】また、図2の実施例において、先端ガイド
体J1とJ2とをガイドレールG1とG2の外側に配置
する構成を例示した。しかしながら、カメラC1とC2
の視野を遮らないような高低差を与えながら前者を後者
の内側に配置することにより設置空間を低減する構成と
することもできる。
【0021】さらに、図2の実施例を図3に示すよう
に、単一のガイド体と単一のスライダとの組合せに変更
する場合を例示した。しかしながら、図1の実施例につ
いても構成要素の錯綜を避けるために支点Pを上方に設
置することなどにより、図3に示すような単一のガイド
体と単一のスライダとの組合せに変更することもできる
ことは明らかである。
【0022】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
わる立体撮影装置の位置と角度の制御装置は、位置と角
度の制御が共に機械的に行われる構成であるから、位置
センサや、制御用プロセッサなどの付帯的な電子装置が
不要となり、装置が簡易・安価になるという問題があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図2】本発明の他の実施例の構成を示す図である。
【図3】本発明の更に他の実施例の構成を示す図であ
る。
【図4】立体撮影装置における対象物に対する位置と角
度との関係を説明するための概念図である。
【符号の説明】
G1,G2 ガイドレール S1,S2 スライダ C1,C2 左右のカメラ H1,H2 左右のカメラ保持体 L1a,L2a 左右のリンク P1,P2 左右の棒状体 W 撮影対象物 O 左右のカメラの光軸の交点

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対象物を左右両側から撮影する左右の撮
    影装置を備えた立体撮影装置において前記各撮影装置の
    位置と角度を制御するための位置と角度の制御装置置で
    あって、 前記各撮影装置の間隔を拘束しながら前記対象物に対す
    る各撮影装置の位置を変化させる摺動機構を含む位置制
    御手段と、 前記各撮影装置の位置の変化に連動して前記対象物に対
    する各撮影装置の角度を変化させることにより各撮影装
    置の光軸の交点を不変に保つ平行リンク又は曲面倣い機
    構を含む角度制御手段とを備えたことを特徴とする立体
    撮影装置の位置と角度の制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記位置制御手段は、前記対象物に近い近端側と遠い遠
    端側とを形成しながら互いにほぼ平行に仮想平面上に延
    長される左右両側のガイドレールと、これらガイドレー
    ルのそれぞれにかつ各ガイドレールの延長方向に沿って
    摺動自在に保持される左右両側のスライダと、これらス
    ライダを前記各ガイドレールに沿って摺動させる電動機
    とを備え、 前記角度制御手段は、前記各スライダのそれぞれにかつ
    前記仮想平面に立てた垂線の廻りに回転自在に保持され
    ると共に前記各撮影装置の一方をそれぞれ保持する左右
    両側の撮影装置保持体と、前記各撮影装置の光軸の交点
    を前記各スライダの位置の変化に対して不変に保つよう
    に前記各撮影装置保持体の前記仮想平面に立てた垂線の
    廻りの回転角度を変化させる角度調整機構とを備えたこ
    とを特徴とする立体撮影装置の位置と角度の制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項2において、 前記角度調整機構は、 前記各スライダのそれぞれにかつ前記仮想平面に立てた
    垂線の廻りに回転自在に保持される左右両側のリンク
    と、 これらリンクのそれぞれにかつそれぞれの延長方向に沿
    って摺動自在に保持されると共にそれぞれの近端側が前
    記各ガイドレールの中間においてかつ前記仮想平面に立
    てた垂線の廻りに回転自在に保持される左右両側の棒状
    体と、 前記各撮影装置保持体のそれぞれと前記各リンクのそれ
    ぞれとをほぼ平行に保つ左右両側の平行リンク機構とを
    備えたことを特徴とする立体撮影装置の位置と角度の制
    御装置。
  4. 【請求項4】 請求項3において、 前記各平行リンク機構のそれぞれは、前記各スライダの
    それぞれを一つのリンクとして形成されたことを特徴と
    する立体撮影装置の位置と角度の制御装置。
  5. 【請求項5】 請求項3又は4において、 前記各棒状体のそれぞれの近端側は、それぞれの先端部
    分が前記各ガイドレールの中央部において共通の支点に
    よって回転自在に保持されたことを特徴とする立体撮影
    装置の位置と角度の制御装置。
  6. 【請求項6】 請求項2において、 前記角度調整機構は、 前記各撮影装置保持体のそれぞれから分岐する分岐腕
    と、 前記対象物の近端側から遠端側にわたって形状が変化す
    る曲面状の表面を前記各分岐腕のそれぞれの先端に接触
    させる左右両側の先端ガイド体とを備えたことを特徴と
    する立体撮影装置の位置と角度の制御装置。
  7. 【請求項7】 請求項1において、 前記位置制御手段は、前記対象物に近い近端側と遠い遠
    端側とを形成しながら延長される単一のガイドレール
    と、このガイドレールにかつその延長方向に沿って摺動
    自在に保持される単一のスライダと、このスライダを前
    記ガイドレールに沿って摺動させる電動機とを備え、 前記角度制御手段は、前記スライダの左右両側にかつこ
    のスライダに立てた垂線の廻りに回転自在に保持される
    と共に前記各撮影装置の一方をそれぞれ保持する左右両
    側の撮影装置保持体と、前記各撮影装置の光軸の交点を
    前記スライダの位置の変化に対して不変に保つように前
    記各撮影装置保持体の前記スライダに立てた垂線の廻り
    の回転角度を変化させる角度調整機構とを備えたことを
    特徴とする立体撮影装置の位置と角度の制御装置。
JP13652794A 1994-05-26 1994-05-26 立体撮影装置の位置と角度の制御装置 Expired - Fee Related JP3357461B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13652794A JP3357461B2 (ja) 1994-05-26 1994-05-26 立体撮影装置の位置と角度の制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13652794A JP3357461B2 (ja) 1994-05-26 1994-05-26 立体撮影装置の位置と角度の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07319090A true JPH07319090A (ja) 1995-12-08
JP3357461B2 JP3357461B2 (ja) 2002-12-16

Family

ID=15177274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13652794A Expired - Fee Related JP3357461B2 (ja) 1994-05-26 1994-05-26 立体撮影装置の位置と角度の制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3357461B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005024629A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 立体カメラ用雲台装置
JP2006154800A (ja) * 2004-11-08 2006-06-15 Sony Corp 視差画像撮像装置および撮像方法
US7990467B2 (en) 2004-11-08 2011-08-02 Sony Corporation Parallax image pickup apparatus and image pickup method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005024629A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 立体カメラ用雲台装置
JP2006154800A (ja) * 2004-11-08 2006-06-15 Sony Corp 視差画像撮像装置および撮像方法
US7990467B2 (en) 2004-11-08 2011-08-02 Sony Corporation Parallax image pickup apparatus and image pickup method

Also Published As

Publication number Publication date
JP3357461B2 (ja) 2002-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4245750B2 (ja) 立体観察装置
US9632577B2 (en) Operation support device and control method thereof
WO2019071157A4 (en) Generation of one or more edges of luminosity to form three-dimensional models of objects
US4943296A (en) Robot for surgical operation
WO2004039077A1 (fr) Systeme et procede de commande automatique de visualisation et de visee bionique
JP2009241247A (ja) ステレオ画像型検出移動装置
KR20150038008A (ko) 카메라용 가변형 3차원 어댑터 어셈블리
JP2005013715A (ja) 観察システム
TWI486146B (zh) 包括觀測裝置的操作組件、該操作組件之用途與操作設備
KR101641711B1 (ko) 거리 적응 3차원 카메라
JPH07319090A (ja) 立体撮影装置の位置と角度の制御装置
JP3482228B2 (ja) 視線検出によるマニピュレータ制御システム
US4838676A (en) Optical device for measuring the position of the main or other directions of vision of both eyes, and anomalies in binocular vision
CN111614875A (zh) 一种用于变电站巡检机器人的远程摄影云台控制系统
JPH0875462A (ja) 両眼立体視装置
JP4262454B2 (ja) 手術用観察装置
JP2001305681A (ja) ステレオカメラ装置
US20210014459A1 (en) Stereo Microscope for use in Microsurgical Operations on a Patient and Method for Controlling the Stereo Microscope
CN219782600U (zh) 一种采样机构及采样机器人
JP2020196116A (ja) カメラおよびロボットシステム
JPS6137510Y2 (ja)
JP2550128B2 (ja) 視線方向検出方法
JP2750422B2 (ja) ステレオ画像形成光学装置
CN216731795U (zh) 一种用于养殖场的巡检机器人及其相机镜头保护装置
JPH0675149A (ja) 視覚装置

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20020924

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees