专利名称：利用平面镜偏转的能动目视装置的制作方法
技术领域：
本发明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，本发明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，本发明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。
本发明的权利要求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。
图1是表示本发明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表示本发明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表示本发明涉及的光偏转装置的反射光学功能的图。
图4是表示本发明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是表示本发明的第二实施例的立体监测装置的整体构图。
图8是说明通过与本发明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是表示本发明第三实施例的可能目视机器人整体构成图。
图10是表示含有本发明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发明。图1是把构成本发明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在的景物进行二维扫描。当选择每个平面镜的偏转角时，通过选定接收来自目标物的入射光束的角度，可选择地定位景象中的位置使该位置的象经过二重反射，然后传送给后方的成象光学系统。由该偏转平面镜选定的受光角的选定与被后面的成象光学系统成的象组合便可以确定出摄像视场的位置。即通过改变平面镜Mθ的角度确定X方向的位置，或通过改变平面镜Mφ的角度确定Y方向的位置(在图1中，即使平面镜Mθ与平面镜Mφ的配置颠倒，在原理上完全没有影响)。
下面说明成象光学系统。假定除去所有的平面镜，则关于用透镜L表示的成象光学系统，试样P变为图1的P′。透镜L具有可变放大倍数的光学系统的功能，使目标物象以确定的尺寸成象在摄像元件1的受光表面上。在第一实施方式的装置中是把透镜L作为变焦距透镜，如果通过来自图4的摄像控制单元8的控制信号指定变焦距放大倍数，则可以获得确定尺寸的象。在图1中，L′是L的变焦距，但是，透镜L不是变焦透镜，通过透镜变换也可以达到目的。用于第一实施方式的定位摄像的光学布置如上所述，如果利用成象光学系统设定摄像的视场尺寸；把平面镜偏转角设定在摄像视场的方向上，则可以把摄像尺寸的视场定位在对象P中已摄像过的区域并对该视场摄像。例如，如果目标物是上述的工场内景象，则通过预先指定图4的存储器11进行存储摄像位置和摄像区，通过输入单元12输入该观测指示数据，这样作为变焦距透镜L平面镜Mθ、Mφ按照指示动作，达到确的定位摄像的目的。
在图4中，1是作业者，2a是作业台，2b是操作台，本实施方式的监视装置包括摄像装置3a，成象装置3b，光偏转反射装置4，控制和计算单元5，光束偏转控制单元6，控制光偏转反射装置4的受光角度选择的平面镜偏转控制单元6，控制成象光学系统3b成象条件的成象光学系统控制单元7，控制摄像装置3a的摄像条件的摄像控制单元8，控制本实施例的整个系统动作的系统控制单元9，自动聚焦单元10，存储器11，输入单元12，输出单元13，显示单元14，总线15。
下面就图5的流程图说明第一实施方式的动作指令。操作者首先通过图4的输入单元12把装置设到指令模式[步骤ST(以下略称ST)51]，接着把摄像装置3a设定在定位位置(ST52)输入目标物景物ID(ST53)，再根据输入单元12通过平面镜偏转控制单元操作光偏转平面镜4a、4b，在第一景象范围内定位(ST54)，通过摄像控制单元8操作摄像装置3a对第一景象范围摄像显示图象(ST55)，操作者边看着图象边通过成象光学系统控制单元7操作成象光学系统3b，边利用自动聚焦功能确定该景象的摄像放大倍数(ST56)，将确定的摄像条件数据(位置数据和放大倍数)存储在存储器11中(ST57)。对每个景象范围边设定放大倍数顺序对整个观测范围摄像，在显示单元14上显示图象(ST58)，当操作者输入该对象观测景象范围的图象显示情况，摄像范围指定信号时，就将该摄像条件数据存储在存储器11中(ST59)。这样，当全景象范围的摄像数据存储完毕时，ST60变为＂是＂，切断外存储器(ST61)，结束指令。按照上述操作程序完成的指令数据含应观察该对象的整个景象范围的摄像条件数据，都存在图4的存储器11中。
下面就第一实施方式装置的观测程序，结合图6的流程图进行说明。操作者首先把装置设定在观测模式(ST71)。然后，当把目标物景象ID从图4的输入单元12输入时(ST72)，根据被上述指令模式指令的位置数据使系统控制单元9定位在第一观测范围内，平面镜偏转控制单元6使平面镜偏转在驱动光偏转平面镜4a、4b的步进电动机(图中未示出)驱动，指示的受光角度上使反射镜偏转，进行光学定位(ST73)。由此，接收指示的放大倍数数据成象光学控制单元7发出指令控制成象光学系统3b的变焦距透镜，使其调整到所需要的放大倍数(ST74)。通过该同步操作使自动聚焦功能起动(ST75)。如上所述，摄像装置3a根据来自摄像控制单元8的指令使成象的景象范围的象摄像在摄像装置3a的接收光面上，并在显示单元14上显示该图象(ST76)。操作者通过目视观测已显示的图象，进行必要的操作(T77)。如果根据指示数据，ST78变为＂NO＂则程序进入循环(路径A)，转移到下一个景象范围重复同样的定位，图象显示和景象观察的步骤，如果指定的全景象范围的图象显示和作业完成，则ST78变为＂是)(路径B)，接断外部存储器(ST79)结束与观察有关的全部作业。
下面，说明本发明的第二实施方式。图7示出了把与本发明有关的立体目测能动视觉装置具体的第二实施方式的监视装置的整个结构。本实施方式是用光学方法定位在包含在视角或距离不同的多个监视范围的目标物上后并对该目标物进行立体摄像供给体图象观测的实施方式，是为了改变该视角而改变图2所示的平面镜的角度，通过偏转平面镜反射光束的方向向量使射入摄像装置的视场象由主体摄像装置进行摄像的监视装置。
现在，通过图2的Mτ电动机23使该平面镜21偏转便可实现视角方位角偏转，而通过图2的Mσ电动机22使平面镜21倾斜便可实现视角倾斜角偏转。通过使该方位角和倾斜角偏转动作组合，摄像装置可以全面地扫描目标物存在的范围内的景物。当选择方位角τ的倾斜角σ的偏转角时，由于接收来自目标物的入射光的角度被选定，所以把景象中的特定位置作为观测对象进行光学选择定位，可以使该视场象传递到后面的成象光学系统。
第二实施方式的监视装置通过使后方的立体成象光学系统3b和3b把位于由该平面镜选定的接收光方向的目标物的像成像在摄像元件的摄像面上而实现摄像对象范围的确定和定位。
下面结合图8说明该立体成象光学系统的作用，图8的A照相机82和B照相82′以确定的间隔固定，在没有平面镜81存在时，各个成象光学系统82a和82a′使假想的目标物O′(83′)象分别成象在摄像元件82b和82b′上。由于该光学配置A照相机82和B照相机82′之间距离产生视差而构成形成立体摄像的已有普通立体摄像法。
本发明如图8所示那样，将仅使相对两照相机的角度倾斜的平面镜81插入在假想对象O′83′与照相机82，82′之间。因此，在图8所示的平面镜角度的例中，入射在两照相机82，82′的象为实目标物O(83)的象，这样，A照相机82和B照相机82′对实目标物O(83)进行立体摄像。如果通过过电动机等(图中未示出)使原样保持该光学原理结构的平面镜81在其中心81的周围旋转，则两照相机82、82′可以在目标物的象入射在两照相机82、82′中的在有效角度范围内对位于各个不同方向的目标物，位于两位置的象进行立体监视摄像。另外，即使图8的实对象O(83)沿所示的上下方向的虚线箭头移动的时，通过移动平面镜可以快速并容易跟踪目标物的象，对其进行立体监视摄像。
图8是平面图，而看上去好象是两台照相机82和82′水平设置。关于该光学条件，平面镜81是相对水平面保持垂直的，平面镜绕平面镜的中心81′周围移动是为了使方位角偏转。不过如果平面镜81具有象如图2所示的方位角偏转和倾斜角偏转两种功能，到可以对宽范围的对象视场进行上下左右的立体监视摄像。
立体监视成象光学系统3b和3b′是把透镜作为变焦距透镜的系统，如果利用来自图7的立体监视成象光学系统控制单元立体监视成象光学控制信号指定各个透镜的变焦放大倍数，则通过立体监视可以获得确定尺寸的视差象。用于第一实施方式监视装置的立体摄像的光学配置如上所述。通过立体监视成象光学系统3b和3b′设定期望的视场放大倍数，如果把平面镜偏转角设定在需要立体监视摄像的视场方向上，则可以把所期望尺寸的视场定位在目标物中的需要立体监视摄像的视场内，并且对该视场进行立体监视摄像。
在图7中，1是作业者，2a是作业台，2b是操作台。监视装置装配有以一定间隔设置的立体监视摄像元件3a和3a′，以一定间隔设置的立体监视成象光学系统3b，3b′，平面镜4，控制和计算单元5，控制平面镜4的接收光角选择的平面镜偏转控制单元6，控制立体监视成象光学系统3b，3b′的成象条件的立体监视成象光学系统控制单元7，控制立体监视摄像元件3a和3a′的摄像元件的立体监视摄像控制单元8，控制本实施例的整个系统动作的系统控制单元9，CPU10，存储器11输入单元12，输出单元13，显示单元14和总线15。
例如，作为简单的例子，在某工厂中，就图7的作业者1靠近操作台的2b的时间和在远距离作业2a进行作业的时间，利用监视摄像进行滞留时间，测量并需要进行作业分析时，在把监视位置定位在操作台和作业台上时，必需用不同的适合的摄像放大倍数对监视范围的象进行立体监视成象和立体监视摄像。
通过预先发出指令按立体监视摄像位置和立体监视摄像区存储在图7的存储器11中，如果通过输入单元12把输入该立体监视摄像指示数据输入，则平面镜控制单元6使图2的两种类型的电动机动作并使平面镜4偏转，在目标物视场2a或2b上指示选定视角。另外，立体监视成象光学控制单元7控制立体监视成象光学系统3b，3b′指示各变焦距透镜动作，以便实现确定的光学定位的立体监视摄像。成象光学系统3b和摄像元件3a及成象光学系统3b′和摄像元件3a′分别为光路系统一体化。为了利用视差形成立体象，而使两光路保持并固定一定的距离上，例如如果把这个距离设定为等于一般人瞳孔距离的60mm左右的间隔，则对人来说可以获得具有高逼真度的立体感的立体图象。立体监视摄像元件3a和3b通过各自的摄像获得的信号为了显示立体图象而同步输出。
接着就塔截作为本发明的第三实施方式的搭截光学视场定位目视装置，具有巡视警备等应用功能，可移动型机器人进行说明。在图9中示出了第三实施方式的装置的整体构成。在图中，1和2表示可动型机器人的驱动机构系统，1是舵轮，2a，2b是左右的驱动轮。该机器人是根据存储在存储器12内的程序由自动控制单元10驱动控制驱动机构1，2在工厂内自动行走对各个被检查点顺序进行摄像巡回监视的机器人。
在图9中，本实施方式的装置装备有摄像元件3a，成象光学系统3b，平面镜4，控制和计算单元5，控制平均镜4的受光角选择的平面镜偏转控制单元6，控制成象光学系统3b的成象条件的成象光学系统控制单元7，控制摄像元件3a摄像条件的摄像控制单元8，控制实施例的整个系统动作的系统控制单元9，控制机器人的自动行走系统的单元10，CPU11，存储器12，输入单元13，输出单元14，通讯单元15，显示单元16和总线17。
被检查位置是工场内的多个位置，从程序控制的机器人自动行走的路线上可以看到，这些位置上下左右地分布。因此，当本实施方式的机器人到达存储的位置时，平面镜偏转单元6就控制平面镜4使来自存储的检查点位置的光束偏转到接收光的角度，成象光学控制单元7控制成角光学系统3b，以已存储的摄像放大倍数把检查位置的象成象在摄像元件3a上，这时，摄像元件3a对该被检查点摄像并通过通讯单元把图象馈给监视中心。
这样的巡回监视的机器人是通过使作为摄像装置的照相机本身转动达到上述目的的，照相机的转动动作由于照相机的重量影响而动作缓慢，并且不可能高精度地选定摄像角度。此外，不仅简单的转动动作，而且如果还需要进行照相机的倾斜动作时，由于其驱动机构系统的体积得变得相当庞大，所以只能变成脱离实用性的方式。而与其相反的本发明的实施方式是通过使平面镜转动或倾斜的，由于选定必要的受光角，而可以高精度进行轻快并且高速的动作。
下面说明作为本发明的第四实施方式的光束偏转装置中的用一个单一的多面体代替第一实施例中的两个平面镜的监视装置。
图10是用于说明第四实施方式光学布置一例原理的模式图。来目标物41的光束42入射到作为光束偏转装置的正交平面镜43上，正交平面镜43是把两个平面镜43a，43b使它们的反射面正交对置的固定的多面体，例如射到左平面镜43b上的光束42被反射后射到右平面镜43a上，经成象光学系统的透镜44后，入射到摄像装置的摄像面45上。反之射到右平面镜43a上的光束42被反射后射到左平面镜43b上，经成象光学透镜44后入射到摄像装置的摄像面45上。这样，由于单侧平面反射目标物的象成为镜象，再经另一侧平面镜反射，借此可使象的左右再颠倒过来。因此正交平面镜43是入射目标物为正象变为射出也为正象的多面体。
该正交平面镜的入射象正象性能是通过提高两枚表面镜表面加工的光学精度，精确地直角结合成正交表面镜才可以实现上述性能。另外，当然对利用蒸镀金属等方式精加工的该表面，必需通过各种涂敷法保护以便防止受到空气中的氧气氧化、擦伤和污染等。
现在，当使该正交平面镜43以两平面镜的正交线为中心轴通过例如图10的Mτ电动机46与摄像面一起左右偏转时，实现对目标物的方位角偏转，并且，使该正交的平面以两平面镜的正交线的中点作为中心通过例如图10Mσ电动机47倾斜时，实现对目标物的倾斜角的偏转。通过使方位角和倾斜角的偏转动作组合，摄像装置便可以对存在的的景象进行两维扫描。当选择方位角和倾斜角的偏转角度时，接收来自目标物的入射光束的角度就被选定，可以把景象中的特定位置有选择的区位并把该位置的像传送给后面的成象光学系统。
利用该正交的平面镜的受光角的选定与通过利用后面的成象光学系统的成象组合实现摄像对象范围的选定。即通过使Mτ电动机46改变正交平面镜43的方位角进行目标物的例如X方向的定位(使正交平面镜的方位角对应对象平面的X轴的情况)Mσ电动机47通过改变正交平面镜43的倾斜角进行目标物的例如Y方向的定位(使正交平面镜的倾斜角与对目标物平面的Y轴相对应的情况)。
下面就成象光学系统进行说明。图10的透镜具有作为变放大倍数光学系统的功能，使对象的象以确定尺寸成象在摄像面上。在第四实施方式中由于是把透镜作为变焦距透镜，所以如果通过对来自图11的成象光学控单元7的成象光学系统控制信号指定变焦距放大倍数，便可以获得确定尺寸的象。用于定位第四实施方式的摄像视场的摄像的光学布置如上所述，通过成象光学系统设定待摄像的视场尺寸，如果把平面镜偏转角设定在待摄像的视场方向，则待摄像的尺寸的视场定位在对象中的待摄像的视场内，便可以对该视场进行摄像。
例如，如目标物的例子是工厂内的景象，则通过指令把摄像位置和摄像区事先存储在图11的存储器11中，如果通过输入单元12输入该观测指令数据，则与变焦距透镜正交的平面镜按指令动作，达到确定的定位摄像的目的。在图11中，1是作业者，2a是作业台，2b是操作台，本实施方式的监视装置装配有摄像装置3a，成象光学系统3b，光束偏转装置4，控制和运算单元5，控制光束偏转装置4的接收光角度选择的多面体偏转控制单元6，控制成象光学系统3b的成象条件的成象光学系统控制单元7，控制摄像装置3a的摄像条件的摄像控制单元8，控制本实施例的整个系统动作的系统控制单元9，自动聚焦单元10，存储器11，输入单元12，输出单元13，显示单元14和总线15。
按照本发明，在选择目标物进行摄像时，由于实现了光学定位技术，没有必要象已有技术那样把目标物或摄像装置定位在机构上，不仅定位速度高，还能够提供有利的安全的技术。另外，由于通过使平面镜偏转把摄像视角定在目标物上，并实现立体监视摄像操作，从而可以高速高精度地对各种各样的搜索目标物进行立体监视摄像。还可以通过使平面镜偏转实现在可动型机器人中活用确定对摄像对象定位摄像的光学定位技术。借此，使自动行走巡回监视机器人可以轻快和高精度地进行标的摄像和立体摄像。此外由于利用单一的光偏转装置可实现目标物的正象化的图象技术，所以可以解决尺寸和成本的问题。
下面就各个权利要求具体说明本发明的效果。按照权利要求1的本发明，通过视角确定单元使摄像视角指向目标物的方向上，成象单元以必要的放大倍数对目标物的象进行成象，摄像单元进行摄像实现光学摄像的视场定位移动目视技术，该视角确定单元是包含使来自目标物的光束偏转反射的平面镜装置的光装置，摄像单元是使成象单元对成象的目标物的象进行摄像，并且实现本发明基本技术。
权利要求2涉及的有关的本发明，具有下述功能的摄像装置该装置平面镜偏转使入射光束偏转到接收来自目标物的光束的角度上确定摄像视角，并对在视角中获得的目标物的象进行立体监视摄像，利用该摄像装置，可以实现分别对位于各个方向的目标物进行高速和高精度的定位置进行立体监视摄像的立体监视能动的目视装置。
按照权利要求3的本发明，具有下述功能的摄像装置该装置通过平面镜偏转使入射光束偏转到接收从目标物射束的光束的角度上确定摄像角度，对该视角上的目标物的象进行摄像的摄像装置具有使其本身能移动的单元，从而可以提供一种能改变其本身位置并对目标对象进行高速和高精度定位摄像的可移动的能动目视装置。
按照权利要求4的本发明，视角确定单元使视角朝向对象的方向，成象单元以必要的放大倍数对目标物的象进行成象然后由摄像装置摄像，借此，可以实现定位光学摄像视场的摄像技术。该视角确定单元装备有包含从目标物来的光束多重反射偏转的多面体的光束偏转单元，而成象单元是按必要的放大倍数对对象的像进行控制成象的透镜光学装置，摄像装置是对该成象对象的像进行摄像的装置，从而可以实现本发明的技术方案。
按照权利要求5的本发明，通过使两平面镜光学精确地对置的平面正交而构成正交镜，入射光经两次反射，使具有与入射光束方向向量正确的逆方向向量的射出光束射出，从而实现使入射的对象正象化射出的正交镜。
符号说明p试样目标物Mφ平面镜Mθ平面镜L成象光学系透镜I摄像元件
权利要求
1.一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。
2.一种以摄像视场进行光学定位并对目标物的像摄像的能动目视装置，其特征是包括为了确定对目标物进行摄像的视角而把接收光的角度选定在接收来自目标物的光束角度上的视角确定单元和对目标物的像进行摄像的摄像单元，把目标物的像成像在该摄像单元上的成象单元，上述视角定位单元装备有由于平面镜偏转的入射光束偏转单元，上述摄像单元通过作为立体监视摄像单元对位于各个方向的目标物定位视角和立体监视摄像。
3.一种对摄像视场进行光学定位并对对象的象摄像的能动目视装置，其特征是包括为了确定对目标物进行摄像的视角而把接收光的角度选定在接收来自目标物的光束角度上的视角确定单元和对目标物的像进行摄像的摄像单元，上述视角确定单元装备有利用平面镜偏转的入射光束偏转单元，并把视角定位在位于各个方向的目标物上并对目标物进行摄像。
4.一种对摄像视场进行光学定位并对目标物的像摄像的能动目视装置，其特征是包括有为了确定对对象进行摄像的视角而把接收光角选定在接收来自目标物的光束角度上的视角确定单元和对对象的像进行摄像的摄像单元，和把对象的像或在该摄像单元上并确定摄像放大倍数的成象单元，上的视角确定单元装有利用偏向多面体位置偏转入射光束的偏转单元，该多面体是通过保持多路反射光路使目标物的象光束正像化射出的多面体。
5.一种目标物像正位化正交镜，其特征在于具有使二平面镜光学精确地对置平面正交结构使入射光束经二重反射，射出具有与入射光束方向矢量逆方向矢量的射出光束。
全文摘要
本发明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(Mф)，具有转动轴与该平面镜(Mф)在投影上互相垂直的转动轴并且使来自平面镜(Mф)的光束偏转的平面镜(Mθ)，接收来自平面镜(Mф)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)。
文档编号G01B11/00GK1149709SQ9610557
公开日1997年5月14日 申请日期1996年2月7日 优先权日1995年2月7日
发明者小林茂树, 木地英雄, 林敦史 申请人:小林茂树, 木地英雄, 林敦史