JPS61101882A

JPS61101882A - 輻輳角調整装置

Info

Publication number: JPS61101882A
Application number: JP59222895A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Tanmachi; 反町　誠宏; Tsuneaki Kadosawa; 角沢　常明
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-10-25
Filing date: 1984-10-25
Publication date: 1986-05-20
Anticipated expiration: 2009-03-30
Also published as: JPH0624003B2

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】〔技術分野〕本発明は輻樅調整装置に関し、詳しくは２台の撮像装置
を有するロボットに設けた立体的視覚情報取得のための
融接調整装置に関する。

〔従来技術〕

立体的な空間での作業が要求されるロボットにおいては
、その視覚情報を立体的に取得認識させるようにした装
置の具備が望ましい。しかして、このような装置の実現
には、光切断法やレーザ投光法、ステレオ法などを用い
ることが考えられるが、従来のこの種の考えられてきた
装置では、いずれも取得情報の演算処理に時間がかかる
ことから未だに広く実用化されるには到っていない。

このうち、ステレオ法によるものは、２台の撮像装置を
用いて、双方の装置から得られる画面のうち、一方の画
面のある点が他方の画面のいずれの位置に対応するのか
を見出す手順が難しいという問題点があり、更にまだ、
撮像装置が固定された状態では、被写体までの距離が変
化したときに、双方の撮像装置の個々に結像される画像
範囲が異なってし壕うので、広い範囲の距離変化に対応
しきれない欠点があった。

〔目　的〕

本発明の目的は、上述した欠点を除去し、２台の並列に
配置した撮像装置のうち、一方の撮像装置により被写体
までの距離を測定可能となし、この測定値に基づいて被
写体への焦点合せが容易に行えて、しかも距離の大きく
変化する被写体に対しても追随して対応することのでき
る輻積調整装置を提供することにある。

〔実施例〕

以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示し、ここで、１ゝ”０″
′″″″″ｉ＆、３１″ＶＣＭＩ“ＩＫＲｆｆ＊ｉ＠！
１ｔｉｔ　　、・であり、４および５は撮像装置１およ
び２に装着した等しい撮像特性を有するレンズ機構であ
る。

しかして、これらの撮像装置１および２のうち、一方の
撮像装置１を基板３上に固定すると共に、他方の撮像装
置２をその回動軸６によって回動自在に保持させる。

々お、回動軸６は基板３に垂直に枢支されてお沙、回動
軸６に取付けたウオームホイール７をウオーム８と噛合
させ、モータ９によってこれらのウオームギヤを介して
撮像装置２自体をその回動軸６と共に回動させることが
できる。

第２図は撮像装置１および２とこれらに装着したレンズ
機構４および５における焦点合せ機構を示し、ここで、
１１および２１は焦点合ぜのために光軸に沿って移動自
在としたレンズ体であシ、個々のレンズ体１１および２
１はモータ１２および２２の回転軸上に設けたねじ部１
３および２３によって移動させられる。

１４および２４はモータ１２および２２に直結したレゾ
ルバであり、このレゾルバ１４および２４により個々に
モータ１２および２２における回転角度を検出させるこ
とができる。

１５は撮像装置１のレンズ機構４における撮像光路に設
けた光分割器、２５は撮像装置２のレンズ機構５におけ
る撮像光路にあってその撮像特性をレンズ機構４の方と
そろえるために設けた平行硝子板であシ、１６および２
６は撮像素子例えばＣＣＤなどのイメージセンナで構成
されたセンサアレイである。

更にレンズ機構４の方に設けた光分割器１５の半透ＥＡ
鏡１５Ａによって分離された光は焦点検出センサ１７に
受光されるが、この分光の光路にはレンズ１８を配設し
、以て撮像素子１６への受光と光学的に共役の関係が得
られるようにする。なお、ここで使用する焦点検出セン
サ１７としては、焦点のずれの方向をも検知することの
可能なセンサとして特開昭５５−１５５３０９号で開示
されたものなどが好適である。

次に第３図によって本発明に設ける制御系の構成を説明
する。ここで、３１は焦点検出センサ１７からの検出信
号から、これをレンズ体１１の焦点合せのために移動さ
せる方向および距離の合焦点指示信号に変換する検出回
路、３２はこの検出回路３１からの合焦点信号に基づい
てモータ１２を駆動させ、以てレンズ体１２を移動させ
て焦点合せを行わせる制御回路であり、このような焦点
合せの制御機構には周知のものを使用することができる
。

モータ１２の回転角度はレゾルバ１４で検出されて、そ
の回転角度検出信号は距離算出回路３３に供給される。

そこで距離算出回路３３では、上記の回転角度検出信号
に基づき、レンズ体１１の移動量とこの移動量に基づい
て更に被写体までの距離を演算し、演算された距離を信
号に変換して角度算出回路３４に供給する。

角度算出回路３４ではあらかじめ２台の撮像装置１およ
び２間の中心距離すなわち双方の光路間の距離がその記
憶装置に記憶されているので、この距離と入力された被
写体までの距離から輻積を合わせるための撮像装置２の
回転角度を演算し、この回転角度だけ回転させる回転信
号をモータ９昌に供給してモータ９を駆動し、双方の撮像装置における
光路を被写体位置に輻移させることができる。なお、モ
ータ９はステッピングモータのようにオープン制御ので
きるものが好適であることはいうまでもない。

一方、レゾルバ１４によって検出されたモーター２の回
転角度は比較回路３５にも供給される０かくして制御回
路３６を介して駆動されるモータ２２の回転角度をレゾ
ルバ２４で検知させることによって、その検知信号を比
較回路３５にフィードバックし、比較回路３５で双方の
回転角度を比較させて、双方の回転角度を一致させるよ
うに制御回路３６でモータ２２を制御する。

なお、無限遠方の被写体に焦点を合せた状態で平行に配
置した２台の撮像装置１および２にあって、一方の撮像
装置２を回動させるときの回動角θと、被写体までの距
離りと、２台の撮像装置中心間距離ｔとの間には次式（
１）で示す関係が成立つ。

θ＝ｔａｎ’圭　　　　　　　（１）１゜よって、角θを知ればＬｉ演算することができるのは明
らかであり、本例は、この原理にしたがって、Ｌおよび
θを求めるようになし、以て容易に被写体への焦点合せ
を容易となしたものである。

第４図は本発明の他の実施例を示す０本例では撮像装置
１とそのレンズ機構４とを支持軸４１と共に支持台４２
に固定し、支持軸４１によって基板３を回動自在に支承
させる。４３は支持軸４１に止着した歯車、４４は回動
軸６に止着した歯車であシ、双方の歯車４３および４４
はその歯数を同数にして噛合させるようにする。なお、
回動軸６に設けるウオームホイール７、これと噛合する
ウオーム８およびフオーム駆動モータ９の構成について
は第１図と同様とする。

このように構成した融接調整装置にあっては、モータ９
を駆動するとウオームギヤを介して回動軸６とこれに取
付けた撮像装置２およびそのレンズ機構３が回動させら
れる。そこで、いまその回動角がα　である場合、回動
軸６のαの回動によって、回動軸６に取付けた歯車４４
もまたα　回動すると、こβの歯車４４に噛合されてい
る歯車４３の方はその軸４１と共に支持台４２に固定さ
れているので、歯車４４０回動に連れて基板３を撮像装
置２と共　’＆％に支持軸４１の周りにα　だけ回動さ
せることになる。

すなわち、本例の場合にあっては、このときの回動角α
　と、撮像装置間距離ｔおよびレンズ機構焦点から被写
体までの距離りとの間の関係がα＝　５ｉｎ７’　Ｌ　
　　　　　（２）Ｌ（２）式で表わされるので、被写体までの距離りが前述
したようにして演算されると、式（２）に基づいて回動
角α　を更に演算させ、角α　だけモータ９により回動
軸６を回動させてやればよい。

かくすることによ９２台の撮像装置１および２によって
、これらの装置間を結ぶ線の垂直二等分線上に被写体を
捕そくすることができ、第１図の例では近距離にある被
写体の場合撮像装置１と２とでは測距距離に差異が生じ
たが、本例ではそのような差異の発生がなく、それだけ
精度を高めることがで、きる。

人お、以上の説明ではレンズの焦点合せ動作と輻枝角へ
の回動動作とが別個に行われる例を述べたがこれら２つ
の動作量には前述した式（１）および（２）からも明ら
かなように一義的な関連性がおシ、したがって、例えば
これらの動作をカムなどのメカニカルな機構を介して連
動的に行わせるようにすることも可能である。

更にまた、以上の説明では一方の撮像装置ｌの方にのみ
オートフォーカス機能を持たせるようにしたが、双方の
撮像装置１および２に共に同様な機能を保持させてそれ
ぞれ自動焦点合せを行わせるようになし、輻輳角を一方
の装置から得られた被写体距離に基づいて演算させるよ
うに構成することができるのは勿論である。

更にまた、第２図で合焦点検出素子１７をレンズ機構４
内に配置しているが、外部に別に自動焦点合せ装置を設
けるようにしてもよい。

また、第３図に示す制御系において、制御回路３２のみ
によりモータ１２および２２を直接制御１！させるようにすることもできる。

〔効　果〕

以上説明してきたように、本発明によれば、同一平面上
に焦点合せが可能な２台の撮像装置のりち１台を固定し
、少なくとも固定した撮像装置にはその視野内の設定領
域内にある被写体までの距離の測定が可能な手段を設け
ると共に、他方の撮像装置を上記の平面と直交する軸の
周シに回動自在となして、これら２台の撮像装置を所定
の間隔を置いて並設し、更に被写体までの距離と上記の
所定の間隔から２台の撮像装置間の輻築角を演算する手
段を設けて、この演算手段により演算された融接角だけ
一方の撮像装置を回動させることにより輻榛を実行する
ようにしたので、２つの撮像装置間で画像の対応点が容
易に求められ、撮像距離の変化によって生じる双方間の
視野範囲のずれを抑制することができて、広い範囲の距
離変化に対応できる融接装置を提供することができる。

更にまだ、このような融接調整装置を立体映画の撮影に
適用することも可能であり、この場合、Ａ６゜、。□、
い□、、３７、□ｘｏ　　　ｉ□（で画面を追跡すると
きの眼の疲労を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明融接調整装置の構成の一例を示す斜視図
、第２図はその２台の撮像装置の焦点合せ機構の構成を一
例として示す模型図、第３図は本発明融接調整装置の制御系の構成を一例とし
て示すブロック図、第４図は本発明の他の実施例の構成を示す斜視図である
。１．２・・・撮像装置、３・・・基板、４．５・・・レンズ機構、６・・・回動軸、７・・・ウオームホイール、８・・・ウオーム、９．１２，２２・・・モータ、１１．２１・−・レンズ体、１３．２３・・・ねじ部、１４．２４・・・レゾルバ、１５・・・光分割器、１５Ａ・・・半透明鏡、１６．２６・・・撮像素子、１７・・・焦点検出センサ、１８・・・レンズ、２５・・・硝子板、３１・・・検出回路、３２・・・制御回路、３３・−・距離算出回路、３４・・・角度算出回路、３５・−比較回路、３６・・・制御回路、４１・・・支持軸、４２・−・支持台、４３．４４・・・歯車０第３図

Claims

【特許請求の範囲】１）同一平面上に焦点合せが可能なように所定の間隔を
置いて並置した２台の撮像装置と、前記２台のうちの少
なくとも一方の撮像装置に設けた該撮像装置の視野内に
おける所定領域中の被写体までの距離を測定する手段と
、他方の前記撮像装置の方向を転換させて前記焦点合せ
の平面上における前記２台の撮像装置間の輻輳角の変換
が可能な手段と、前記測定手段により測定された前記被
写体までの距離および前記２台の撮像装置間の所定の間
隔に基づいて前記輻輳角を演算する手段とを具え、当該
演算手段により前記被写体に対する前記輻輳角を演算し
、前記輻輳角変換手段により前記他方の撮像装置の方向
を前記輻輳角が得られるように転換させて、前記被写体
に焦点合せが行われるようにしたことを特徴とする輻輳
調整装置。２）特許請求の範囲第１項に記載の輻輳調整装置におい
て、前記輻輳角変換手段は、前記他方の撮像装置を該撮
像装置に設けた前記平面と直交する軸の周りに回動させ
る手段であることを特徴とする輻輳調整装置。３）特許請求の範囲第１項に記載の輻輳調整装置におい
て、前記輻輳角変換手段は前記他方の撮像装置を前記焦
点合せのなされる平面に沿つて前記一方の撮像装置の周
りに回動させる手段であることを特徴とする輻輳調整装
置。