JPS5930389A - 立体テレビの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は立体テレビ（以下テレビｅｒＴＶＪと略称する
）の制御装置に関する。

マニプレータ等の移動物体を遠方監視し、あるいは遠隔
操作する場合、立体ＴＶによる視覚情報が有効である。

立体ＴＶは２台のＴＶカメラを用い立体ＴＶモニタに合
成して表示するものである。

この立体ＴＶを用いて立体視するためには、（１）左右
のＴＶカメラの像の大きさが一致する、（２）左右ＴＶ
カメラの像の焦点が合っている、（３）左右ＴＶカメラ
のなす角（視差角〕が所定の条件を満足する、の３つの
条件を満足しなければならない。

しかるに従来の立体ＴＶでは、上記３つの条件を整える
為に、ズーム比調整、焦点調整、雲台旋回の３つの操作
を独立して行ってい友為に、この調節作業に多くの操作
時間ｔ−要していた。

本発明の目的は上記事情に鑑みてなされ九ものでオシ、
上記操作を自動的になさしめることにある。

この目的に沿う為に、本発明はＴＶカメラと視覚対象と
の距離を検出する検出器と、該検出器からの距離信号に
基づいて視角差、左右レンズの焦点および倍率′ｆｒ演
算する演算回路と、これらの演算値に基づいて左右雲台
の旋回量、レンズの焦点、およびズーム比を調整する動
作機構とを設けて、操作を自動化したことｔ−特徴とす
る。

以下、笑施例に従い、不発ＢＡｔ−詳細に説明する。

第１図は、ＴＶ左カメラ視覚対象との関係を示す上面図
でおる。左右ＴＶカメラＩＩＬ、１１１１はそれぞれ雲
台８上に支持され、視覚対象物１６の方向に向けられる
。第２図に示すように、雲台８は架台１０に水平方向に
旋回自在なように取付けられた第１フレーム１８と、第
１フレーム１８に鉛直方向に旋回自在なように取付けら
れた第２フレーム１７と、第２フレーム１７上に設けら
れた’ｒＶカメラ１１ｂ、１１ｍの回転支持台１９Ｌ。

１９Ｒとｊｊ７なる。ＴＶ；’Ｊメ？１１Ｌ、１１ＲＫ
はそれぞれレンズ１４Ｌ、１４Ｒがア）、各レンズには
ズーム機構（図示せず）がある。更にＴＶカメ７１１Ｌ
、Ｉｌｍのいずれか一方には距離センサ１５が設けられ
る。

距離センサ１５によって対象物１６までの距離ｔが検出
されると、視差角２θ（ラジアン）は次式によって決ま
る。

２θ＝Ｄ／ｌ＋Ｄ／ｌ’　　　・・・・・・・・・・・
・（１〕ここでＤは左右ＴＶカメラ間の距離であシ、θ
は小さいものとする。

一方、左右レンズ１４に、、１４Ｂの焦点ｆは距離ｔ′
が検出さされば、レンズ系の特性によ９次式で決定され
る。

ｆ±Ｆ　＜を勺　　　　　・・・・・・・・・・・・・
・・（２）ここでＦはレンズ系の特性関数である。

更に、左右レンズ１４ｂ、１４ｍの倍率すなわちズーム
比ｍは、対象物（例えばマニュプレータの手）の大きさ
全基準にして距＠　１７の関数として次式によシ決定で
きる。

ｍ＝Ｍ（ｔ’）　　　　　　・・・・・・・・・・・・
・・・（３）ここでＭは対象物の大きさをＴＶモニタ上
で一定となるようにするレンズの倍率関数である。

従って、上記（１）、　（２）、　（３）式により距離
ｔ′を求めれば、左右雲台の旋回量、左右レンズの焦点
、およびズーム比を算出し、調整することが可能でおる
。

第３図は、上記（１）、　（２）＋　（３）式に従って
、立体テレビを制御する′制御回路の一例を示す。

距離センサ１５の距離出力ｔ′は、（１）式を計算する
視差角処理回路２０　、　（２）式を計算する焦点処理
回路２１、および（３）式を計算する倍率処理回路２２
に入力され、各々視差角、焦点および倍率を決定する。

そして、夫々は、視差角、左右レンズの焦点および左右
レンズの倍率制御回路２７゜２３〜２６に入力され、制
御される。制御回路′２３〜２４の構成要素のうち、三
桁で示す数字の下一桁＠１ｊｆは左右レンズの特性の違
いを補正する回路であり１Ｔｍ桁″′２ｊ′は、サーボ
回路、下一桁″３’”はモータ、および下一桁パ４”は
ポテンショメータを示す。リレー２８は手動立体モード
選択信号Ｓ１によシ駆動され、リレー接点２８１〜２８
６を作動させる。手動モードの時、接点２８１〜２８５
に関してはａ＠からｂ側に、接点２８６に関しては、閉
の状態から開の状態に変化させる。そして、左レンズ焦
点手動信号Ｓ１．右レンズ焦点手動信号ａｌｌ＋左レン
ズ倍率手動信号Ｓ４＋右レンズ倍率手動信号Ｓｓおよび
視差角手動信号Ｓ、が各制御回路の入力信号となシ、手
動でも動作可能となる。

第４図は雲台左右旋回制御回路である。雲台左右旋回制
御回路は、設定量決定回路３０１位置・速度サーボ回路
３１．モータ３２．ポテンショメータ、タコジエレータ
３３から成っている。設定量決定回路３０は次の処理を
行う。

ただし　ｓ、：Ｉｊ台左左右旋回手動信号右旋回を正と
する。

θ：１＠１図において閉じる方向を正 とする。

前記の処理理由は下記の通っである。立体ＴＶモードに
すると、距離センサ１５により検出された距離ｔ′によ
って視差角が動く。その結果、ＴＶ左カメラ視野が変化
するので、ＴＶ左カメラ運転員が雲台を左右旋回させな
い限り、同一視野金兄る必要がある。それ故、視差角が
動いた量だけ、雲台左右旋回量全補正する。また、その
時の雲台左右旋回速度は、視差角動作速度と一致する必
要がおる。もし、そうでなければ、視野が一時的にずれ
ると距離センサ１５の測定点が異なり、その結果また視
差角が動き、系の動きが発散する可能性もでてくる。従
って、立体ＴＶモード時は、雲台左右旋回制御において
、位置設定量はＳＢ（実際の設定量）−〇（視差角によ
る補正量）に、速度設定量はｖｚ　　（視差角動作速度
）にする。

以上説明したごとく本発明によれば、立体ＴＶ装置にＴ
Ｖカメラと視覚対象との距離を検出する検出器と、この
距ｉｌｌ入力として、視差角、左右レンズの焦点９倍率
を自動的に制御する制御回路、および視差角の動作につ
いて雲台左右旋回量を補正する機能を持つ雲台左右旋回
制御回路を設けるコトテ、マニピュレータ等の操作時間
の短縮ト操作時における運転員の負担全軽減する立体Ｔ
Ｖ制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、雲台上に左右カメラと距離センサを
配置した時の上面図と正面図、第３図は、視差角レンズ
焦点１倍率の自動制御回路図、第４図は、視差角の動作
につれて具合左右旋回量を補正する機能を持つ雲台左右
旋回制御回路図である。 １５・・・距離センサ、２０・・・視差角処理回路、２
１・・・焦点処理回路、２２・・・倍率処理回路、２３
゜２４・・・左、右レンズ焦点制御回路、２５．２６・
・・左、右倍率制御回路、２７・・・視差角制御回路、
２３３〜２６３・・・モータ。 ＠　１　図 ％２図 、／Ｌ　　　　　　　／４乙　　　　　　　″べＲ ｒｑ（−ｌ？ ／７ ／θ 第　３図 拓４固 第１頁の続き ０発　明　者　富沢文雄 日立市森山町１１６８番地株式会社 日立製作所エネルギー研究所内 ０発　明　者　佐原主税 日立市森山町１１６８番地株式会社 日立製作所エネルギー研究所内 ０発　明　者　貞包健一部 日立市森山町１１６８番地株式会社 日立製作所エネルギー研究所内 ０発　明　者　鈴木正憲 日立市森山町１１６８番地株式会社 日立製作所エネルギー研究所内 ０発　明　者　市川方間 日立市森山町１１６８番地株式会社 日立製作所エネルギー研究所内 ■出　願　人　東北電力株式会社 仙台型１番町３丁目７番１号 ０出　願　人　東京電力株式会社 東京都千代田区内幸町１丁目１ 番３号 ■出　願　人　中部電力株式会社 名古屋市東区東新町一番地 ■出　願　人　北陸電力株式会社 富山市桜橋通り３番１号 ■出　願　人　中国電力株式会社 広島市中区小町４番３３号 ＠出　願　人　株式会社日立製作所 東京都千代田区丸の内−丁目５ 番１号 ■出　願　人　東京芝浦電気株式会社 川崎市幸区堀川町７２番地

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、左右に旋回する２白雲台上にそれぞれ配置されたテ
   レビカメラと、各テレビカメラからの映像全合成する立
   体テレビモニタからなる立体テレビにおいて、テレビカ
   メラと視覚対象との距離を検出する検出器と、該検出器
   からの距離信号を入力として視差角、左右レンズの焦点
   、および倍率を算出する演算回路と、該演算回路の出力
   信号に基づいて、左右雲台の旋回量、左右レンズの焦点
   、およびズーム比の調整を行う動作機構とを有すること
   を特徴とする立体テレビの制御装置。