利用平面镜偏转的能动目视装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种不移动目标物和摄像装置就可以高速定位摄像目标物范围的摄像对象范围定位的摄像装置。该装置装备有：接收来自目标物的光束并能偏转的平面镜（Ｍφ），具有转动轴与该平面镜（Ｍφ）在投影上互相垂直的转动轴并且使来自平面镜（Ｍφ）的光束偏转的平面镜（Ｍθ），接收来自平面镜（Ｍφ）的光束，确定摄像放大倍数并且使对象的像（Ｐ′）成像在摄像元件上的光学透镜（Ｌ）。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及监视用摄像装置，动体跟踪目视装置，可移动的机器人目视装置，立体摄像装置或利用图像检查制品的装置等摄像操作中对摄像视场定位摄像的技术，特别是涉及把摄像装置或目标物作为不动体、利用光束偏转装置使射向摄像装置的入射光束偏转投向目标物的视角，并达到必要的摄像放大倍数，对任意的摄像视野进行光学定位的摄像技术。为对摄像视野进行定位摄像，在已有技术中有两个不同的方法，第一种方法是通过机构的定位装置使目标物机械移动定位的方法，第二种方法是通过相同机构的定位装置使摄像装置机械移动的定位方法。例如，在检测印刷配线板时，通过将摄像装置即摄像机本身定位在X-Y台上或者把目标物即印刷配线板夹紧在X-Y台上并使之移动，也可按目标物沿X轴移动，使摄像机沿着Y轴移动的形式进行定位，除了上述的例子之外，例如在使用监视摄像机时，通过把摄像机安装在具有转动(方位角＝τ)和倾斜(倾斜角＝δ)功能的电动转台上使摄像机有能动的能力，这点在监视摄像机时是非常必要的。上述已有技术有如下的缺点a)在使用质量比较大的TV摄像机的情况下进行定位时，需是大量的动能，而即使质量相对小的物体定位时为了及时地的高速定位，也需要增大转送体的动能，还需要要大的驱动能量(电功率)。b)机构式定位方式在速度上存在一个极限，不适合高速图象输入和高速自动跟踪的目的。c)质量大的可动体有危险，往往必需考虑将其与人体隔开或屏蔽等安全性的措施。d)由于体积比较大，并且是动态体，其外形极易被发现，往往与使用的环境不相适应。鉴于上述已有技术中摄像机场定位的缺点，本专利技术的技术解决下述的技术课题1)不必要使质量大的TV摄像机移动、并且不采用目标物移动的定位方式，解决了定位摄像技术的课题。2)解决了高速定位时的定位摄像技术课题。3)解决了对人体非常安全可靠的定位摄像技术课题。4)解决了在小体积下不易明显观察到外观的定位摄像技术的课题。另外，鉴于在已有技术的立体摄像技术三维图象测量技术或移动摄像装置技术中常见到的不满意的视场变更能力，本专利技术的目的在于提供一种备有立体目视装置或立体形状测量装置和视功能的可动型机器人中，由于这能容易地以高再现精度来变更视场所以能在各个不同方位上快速确定位被摄体的视场，由此提供了能够摄制目标物的技术。本专利技术的权利要求1涉及的能动目视装置包括为了确定对被摄体进行摄像的视角而从由对象到达的光束中选择受光角度的视角确定单元，对摄像对象进行摄像的摄像单元，把被摄体的象成象在该摄像单元上的成象单元，该能动目视装置是根据对摄像机视场的光学定位拍摄被摄体象的装置，上述视角确定单元装有反光束偏转反射的平面镜装置。该能动目视装置在对摄像视场进行定位摄像时要对摄像视场进行光学定位。在此，光学定位是指由视角确定单元使摄像的视角朝向摄像的视场方向和在对沿视角方向捕捉到的被摄体区域的象进行摄像的摄像放大倍数进行确定的摄像单元中成象的两个作用构成的作用，使这样的光学定位的对象成象在摄像单元的摄像面上，并用摄像单元拍摄该象。而上述视角确定单元包括光束偏转平面镜光学装置，使使平面镜偏转在来自视场的光束朝向成象单元反射的角度上。而且上述成角单元是透镜光学装置，确定了摄像的放大倍数。权利要求2涉及的立体能动目视装置包括为了确定对一对象进行摄像的视角而在接收从目标物到达的光束角度上选定接收光的视角确定单元，对摄像对象进行拍摄的单元，该目视装置是利用光学定位确定摄像视场对对像进行摄像的能动目视装置。该能动目视装置由于上述摄像单元是立体摄像单元而对在不同视角的对象进行立体摄像的立体能动目视装置。权利要求3涉及的能动目视装置包括为了确定对目标物进行摄像的视角在通过平面镜偏转把接收角来自对象的光束的角度内选定受光角的视角确定单元和对目标物进行摄像的摄像单元，该能动目视装置是通过上述构成用光学的方式确定摄像视场，对对象进行摄像的能动目视装置，由于该能动目视装置准备有自动的移动单元，所以是使其本身自动地移动在不同的视角的对象分别进行摄像的能不动能动目视装置，权利要求4涉及的能动目视装置具有为了确定对目标物进行摄像的视角利用由多面体偏转使光束偏转的偏转单元，把接收光角选定在接收对象光束的光角度上的视角确定单元，对目标物进行摄像的摄像单元，在摄像内目标物成象并且确定摄像的放大倍数；该能动目视装置由于用光学方式定位摄像视场，对目标物象进行摄像的装置，由于目标物象光束在上述多面体内部多次反射而由第一反射面产生的目标物的镜象被第二反射面以后的反射面正规化从多面体射出，然后传输给上述成象单元。权利要求5涉及的目标物的像的正像化正交镜把两平面镜按光学的精度对向地平面正交而构成的，入射光束经两重反射射出具有与入射光束方向矢量正确相关的逆方向矢量的出射光束，所以使入射目标物的象正交化射出的正交镜。附图说明图1是表示本专利技术涉及的包括能动目视装置的光偏转平面镜装置的光学装置和形成确定放大倍数的成象透镜光学装置侧的图。图2表示本专利技术涉及的能动目视装置的光束偏转装置的平面镜的光学装置例的图。图3表示本专利技术涉及的光偏转装置的反射光学功能的图。图4是表示本专利技术实施监视装置的整体结构的图。图5是表示第一实施例监视装置的指示电动机的步骤的方框图。图6是表示同第一实施例监视装置的观测电动机步骤的方框图。图7是表示本专利技术的第二实施例的立体监测装置的整体构图。图8是说明通过与本专利技术的光束偏转装置光束反射进行对目标物象进行实时摄像的光学原理图。图9是表示本专利技术第三实施例的可能目视机器人整体构成图。图10是表示含有本专利技术的第四实施例装置的多面体即正交正交平面镜的光束偏转装置和形成确定放大倍数的成象透镜光学装置O-例的图。图11是表示同第四实施例的监视装置的整体结构图。下面通过实施例详细说明本专利技术。图1是把构成本专利技术的摄像机场定位摄像装置作为用于图象监测用的监视装置具体化的第一实施例的光学系统布置图，图3是光学系统布置中的偏转平面镜装置的说明图，图4示出了第1实施例的整体结构。而图2与图1虽然同是第一实施例的另一光学布置图，但在使一个平面镜21与通过倾斜角接收光Mσ电动机22和方位角接收光用的Mz电动机从全方位的入射光相对应的这点上构造不同。可是通过另一个固定平面镜或者如果使左右颠倒的目标物反射象通过电气正位，则在功能上与利用两个光学偏转平面镜的图1的光学布置相同，下面主要是对图1的光学布置进行说明。本实施方式是对包含距离不同的监视范围的目标物进行定位摄像并显示图象以便供给图象观测的实施方式，例如，作为简单的例子，就在某工厂中，图4的操作者1在离操作台2b近距离侧的时间与在远离作业台2a进行作业的时间，通过摄像测量滞留时间进行作业分析时，把监视位置定位在操作台和作业台上时，必须以适合的摄像放大倍数对监视范围进行成象摄像。图1中的P是作为光学试样的目标物。Mo和Mφ是平面镜，这两个平面镜通过步进电动机(图中未示出)驱动而构成能以转动轴为中心在机构上互相独立的偏转的结构，但是如下面所述那样，实际受光角的选定动作通过有联系的偏转控制实现的。在本实施方式中，图1的光偏转镜Mθ绕着摄像和本实施方式存在的空间的、在三维正交轴的Z轴方向的轴Aθ的周围转动，而光偏转平面镜Mφ绕X轴方向的轴Aφ的周围转动，借此，通过两者组合便可以对目标物中存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对摄象视场进行光学定位，并对目标物的象进行摄象的能动目视装置，其特征是包括：为了确定对目标物进行摄像的视角而把受光角选定在接收来自目标物的光束的角度上的视角确定单元，对目标物的像进行摄像的摄像单元，把目标物的象成象在该摄像装置上的成象单元，上述的视角确定单元在来自摄像视场的光束朝成象单元反射的角度上通过装备偏转平面镜装置对位于各个方向的目标物进行角定位和摄像。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林茂树，木地英雄，林敦史，
申请(专利权)人：小林茂树，木地英雄，林敦史，
类型：发明
国别省市：JP[日本]