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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Bildaufzeichnungsvorrichtung, die einen
Bildaufzeichnungsvorrichtungshauptkörper in eine Richtung
eines zu fotografierenden Gegenstands in einer Weise
schwenken kann, die dem Verhalten eines Augapfels ähnlich
ist, sowie eine Kamera mit der
Bildaufzeichnungsvorrichtung.
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Als ein herkömmlicher Mechanismus zur Änderung der
Fotografierrichtung einer Kamera ist ein System
vorgeschlagen worden, bei dem ein Kamerahauptkörper auf
einer Rotationsbasis (Schwenkkopf) angebracht ist, wobei
die Rotationsbasis motorbetrieben ist.
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Bei dem vorstehend genannten herkömmlichen Mechanismus
zur Änderung der Fotografierrichtung der Kamera ist
jedoch eine Antriebsvorrichtung zur Drehung an der
Außenseite des Kamerahauptkörpers angeordnet, was eine
große Struktur zur Folge hat. In diesem Fall ist eine
erreichbare Größenreduktion einer Vorrichtung zur
Aufnahme eines Bilds begrenzt. Insbesondere bei einem
Einbau dieser Vorrichtung in ein Roboterauge
(Bildeingabevorrichtung) weist die herkömmliche Struktur
eine erhebliche Größenbeschränkung auf.
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Bei dem herkömmlichen Mechanismus ist ein Geräusch bei
dem Antrieb nicht unerheblich, da eine Vorrichtung zum
Drehen außerhalb des Kamerahauptkörpers angeordnet ist.
KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der
vorstehend beschriebenen Situation ausgeführt worden und
hat zum Ziel, eine Bildaufzeichnungsvorrichtung
bereitzustellen, die einen
Bildaufzeichnungsvorrichtungshauptkörper mit einem
fotografierenden optischen System, das zumindest eine
Fotografierlinse und ein Bildaufnahmeelement umfasst,
ähnlich zu dem Verhalten eines Augapfels anstelle einer
Drehung einer Kamera selbst schwenkt, bei der das
fotografierende optische System angebracht ist, wobei die
Vorrichtung die Kamera als ganzes kompakt ausgestalten
und Geräusche verringern kann.
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In dem US-Patent Nr. US-A-4 855 838 ist eine
ferngesteuerte Kipp- und Schwenkkamera offenbart, bei der
die Kameraeinheit bei dem inneren von zwei kardanischen
Ringen angebracht ist, die durch jeweilige Motoren
gedreht werden.
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In dem US-Patent Nr. US-A-4 788 596 ist eine Einrichtung
zur Verringerung einer Wirkung einer Schwingung auf eine
Abbildungseinheit durch steuerbares Drehen eines
zylindrischen Körpers offenbart, der ein optisches
Abbildungssystem enthält.
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Erfindungsgemäß ist eine Bildaufzeichnungsvorrichtung wie
in Patentanspruch 1 angegeben bereitgestellt.
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Mit der vorstehend genannten Anordnung kann der
Bildaufzeichnungsvorrichtungshauptkörper gemäß dem
Verhalten eines Augapfels geschwenkt werden, und ein
Fotografierbetrieb kann durch Schwenken lediglich des
Bildaufzeichnungsvorrichtungshauptkörpers in eine
beliebige Richtung ausgeführt werden. Da der
Antriebsvorgang (Ansteuerungsbetrieb) des
Bildaufzeichnungsvorrichtungshauptkörpers von einem
Reibungsantrieb zwischen einer Unterstützungseinrichtung
und der Bildaufzeichnungsvorrichtung abhängt, kann eine
ruhige und glatte Schwenkbewegung erreicht werden. Des
Weiteren ist im Vergleich zu einem herkömmlichen
Mechanismus, der die gesamte Kamera unter Verwendung
eines Schwenkkopfs schwenkt, die Antriebslast klein, da
lediglich der Bildaufzeichnungsvorrichtungshauptkörper
angetrieben (angesteuert) wird, und der Energieverbrauch
kann verringert werden. Zusätzlich muss, da der
herkömmliche, den Schwenkkopf verwendende Mechanismus die
gesamte schwere Kamera unter Verwendung eines
Übersetzungsmechanismus antreibt, das Ausgangssignal zur
Vergrößerung der Schwenkgeschwindigkeit vergrößert
werden, und es ist schwierig, die Kamera bei einer
gewünschten Position aufgrund eines großen
Trägheitsmoments zu stoppen. Im Gegensatz hierzu kann, da
ein anzutreibender Gegenstand der leichtgewichtige
Bildaufzeichnungsvorrichtungshauptkörper ist, die
Schwenkgeschwindigkeit vergrößert werden, und die
Positionierungsgenauigkeit kann verbessert werden. Des
Weiteren kann der
Bildaufzeichnungsvorrichtungshauptkörper derart
angetrieben werden, dass er einen Kreuzungspunkt dreier
senkrechter Achsen als Zentrum aufweist.
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Eine erfindungsgemäße Kamera ist durch die nachstehende
beschriebene Anordnung gekennzeichnet.
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Diese ist, dass eine in einem der beigefügten
Patentansprüche 1 bis 4 beschriebene
Bildaufzeichnungsvorrichtung an einem Kamerahauptkörper
angebracht ist.
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Mit dieser Anordnung kann ein Fotografierbetrieb durch
Drehen der Bildaufzeichnungsvorrichtung in eine beliebige
Richtung ausgeführt werden, ohne die Kamera selbst zu
schwenken.
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Weitere Merkmale und Vorteile neben den vorstehend
beschriebenen werden einem Fachmann aus der nachstehenden
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der
Erfindung ersichtlich. In der Beschreibung wird auf die
beigefügte Zeichnung Bezug genommen, die einen Teil
hiervon bildet und die ein Beispiel der Erfindung
veranschaulicht. Ein derartiges Beispiel ist jedoch nicht
für die verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung
erschöpfend, und folglich wird auf die der Beschreibung
folgenden Patentansprüche zur Bestimmung des
Schutzbereichs der Erfindung Bezug genommen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Es zeigen:
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Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines ersten
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Bildaufzeichnungsvorrichtung,
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Fig. 2 eine Seitenschnittansicht von Fig. 1,
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Fig. 3A bis 3E Darstellungen von Modifikationen eines
Kugeldreheinheit-Fixierrahmens,
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Fig. 4A bis 4D Darstellungen von Modifikationen einer
Kugeldreheinheit,
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Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Bilderkennungsgeräts
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung,
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Fig. 6 ein Blockschaltbild eines
Infrarotbilderkennungsgeräts gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
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Fig. 7 ein Blockschaltbild eines stereoskopischen
Bildeingabegeräts gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, und
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Fig. 8A und 8B ein Blockschaltbild bzw. eine
schematische Darstellung eines
Kameraverwacklungskorrekturgeräts gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Nachstehend werden die bevorzugten Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die
beigefügte Zeichnung näher beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
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In Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer
Bildaufzeichnungsvorrichtung gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel gezeigt.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1
(1a und 1b) piezoelektrische Elemente zur Erzeugung einer
Wanderwelle um die X-Achse und einer Wanderwelle um die
Y-Achse in einem (nachstehend zu beschreibenden)
Kugeldreheinheit-Fixierahmen 2 bei Anlegen von
Ansteuerungsfrequenzspannungen. Wenn eine
Ansteuerungsfrequenzspannung an dem Paar
piezoelektrischer Elemente 1a angelegt wird, die einander
gegenüberliegend in der horizontalen Richtung angeordnet
sind, wird in dem Fixierrahmen 2 eine Wanderwelle um die
Y-Achse erzeugt. Wenn eine Ansteuerungsfrequenzspannung
an das Paar piezoelektrischer Elemente 1b angelegt wird,
die einander gegenüberliegend in der vertikalen Richtung
angeordnet sind, wird eine Wanderwelle um die X-Achse in
dem Fixierrahmen 2 erzeugt.
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Diese Wanderwellen veranlassen Oberflächenpartikel auf
dem Fixierrahmen 2 als elastisches Teil, eine elliptische
Bewegung auszuführen und eine (nachstehend zu
beschreibende) Kugeldreheinheit 5, die in Presskontakt
mit den Formationsoberflächen der Wanderwellen steht,
mittels Reibung anzutreiben. Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel werden die Wanderwellen durch die
zwei Paare gegenüberliegender piezoelektrischer Elemente
1a und 1b erzeugt. Alternativ dazu kann die Wanderwelle
durch jedes piezoelektrische Element erzeugt werden.
Genauer gesagt werden, wenn eine Wanderwelle in einer
vorbestimmten Richtung in einem bei einem
piezoelektrischen Element angebrachten
schwingungselastischen Teil erzeugt wird, bei insgesamt
vier Positionen Reibungsantriebskräfte erzeugt. Dabei ist
das Prinzip der Erzeugung der Wanderwelle einem Fachmann
bekannt, und auf eine ausführliche Beschreibung hiervon
kann verzichtet werden. Wenn zwei stehende Wellen mit
einer Phasendifferenz von 90º dazwischen durch ein
piezoelektrisches Element auf einem
schwingungselastischen Teil erzeugt werden, führen die
Oberflächenpartikel auf dem schwingungselästischen Teil
bei einer Synthese der zwei stehenden Wellen eine
elliptische Bewegung aus. Mit dieser elliptischen
Bewegung wird ein Teil, das in Presskontakt mit dem
schwingungselastischen Teil steht, durch Reibung
angetrieben. Falls zueinander in Phase befindliche
Frequenzspannungen an die piezoelektrischen Elemente
angelegt werden, die zwei stehende Wellen erzeugen, wird
keine elliptische Bewegung erzeugt, sondern es werden
lediglich stehende Wellen erzeugt, und das
schwingungselastische Teil und das andere Teil sind bei
den Spitzen der Wellen punktkontaktartig miteinander in
Presskontakt.
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Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Kugeldreheinheit-
Fixierrahmen, der die piezoelektrischen
Schwingungselemente 1a und 1b fixiert und ebenso die
gesamte Vorrichtung in der Kamera fixiert. Der
Fixierrahmen 2 besteht beispielsweise aus einem
elastischen Teil wie Metall. Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel werden die piezoelektrischen Elemente
1 bei dem Kugeldreheinheit-Fixierrahmen 2 zur Erzeugung
von Wanderwellen bereitgestellt. Alternativ dazu können
piezoelektrische Elemente zur Erzeugung von Wanderwellen
bei der (nachstehend zu beschreibenden) Kugeldreheinheit
5 bereitgestellt werden.
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Bezugszeichen 3 bezeichnet eine optische Linse, die zum
Erreichen von Konzentrierungs-, Fokussierungs- und Zoom-
Betrieben verwendet wird. Bezugszeichen 4 bezeichnet ein
Bildaufnahmeelement (CCD) zur Umwandlung eines über die
optische Linse 3 erhaltenen Bilds in ein elektrisches
Signal. Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Kugeldreheinheit,
die die optische Linse 3 und das Bildaufnahmeelement 4 in
einem Gehäuse fasst. Die Kugeldreheinheit 5 ist um die X-
und Y-Achsen durch die Wanderwellen drehbar, die durch
die piezoelektrischen Elemente 1 erregt werden und eine
elliptische Bewegung in dem Dreheinheit-Fixierrahmen 2
verursachen, der in Presskontakt mit der Dreheinheit 5
ist. Wenn in Phase befindliche Frequenzspannungen an die
als Unterstützungsachse für die Drehung dienenden
piezoelektrischen Elemente angelegt werden (die
piezoelektrischen Elemente sind beispielsweise in der
vertikalen Richtung angeordnet, wenn die Einheit um die
Y-Achse gedreht wird), wird, da diese piezoelektrischen
Elemente keine Wanderwellen erzeugen, ein
Punktkontaktträger bei diesem Abschnitt ausgebildet, und
die Kugeldreheinheit kann ruhig gedreht werden.
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Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Richtungssensor zur
Erfassung des Drehwinkels der Kugeldreheinheit 5 mit
Bezug auf den Kamerahauptkörper. Die Bezugszeichen 7, 8,
9 und 10 bezeichnen eine Bildsignalleitung zum Senden von
Bildinformationen von dem Bildaufnahmeelement 4, eine
Richtungssteuerungssignalleitung zum Senden von
Informationen zur Ansteuerung der piezoelektrischen
Elemente 1, eine Linsensteuerungssignalleitung zur
Steuerung der optischen Linse 3 bzw. eine
Richtungssensorsignalleitung zum Senden von Informationen
von dem Richtungssensor 6.
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In Fig. 2 ist eine Seitenschnittdarstellung gezeigt, die
zum Zwecke eines einfachen Verständnisses der Struktur
dieses Ausführungsbeispiels bereitgestellt ist. Unter
Bezugnahme auf Fig. 2 bezeichnet Bezugszeichen 11 eine
Bildverarbeitungseinheit zur Rekonstruktion von
elektrischen Informationen von dem Bildaufnahmeelement 4
zu einem Bild. Bezugszeichen 12 bezeichnet eine
Richtungssteuerungseinrichtung zur Änderung der Richtung
der Kugeldreheinheit 5 durch Ansteuern der
piezoelektrischen Elemente 1. Bezugszeichen 13 bezeichnet
eine Linsensteuerungseinrichtung zur Steuerung der
Fokussierungs- und Zoom-Betriebe der optischen Linse 3.
Die Bewegung der Kugeldreheinheit 5 wird gesteuert,
während die Drehposition der Kugeldreheinheit 5 durch den
Richtungssensor 6 bestätigt wird und konstant durch die
Richtungssteuerungseinrichtung 12 zurückgeführt wird.
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Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels ist
nachstehend beschrieben.
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Wenn die Kugeldreheinheit 5 der Vorderseite der Kamera
gegenüberliegt, ist, da der Fixierrahmen 2, an den die
piezoelektrischen Elemente 1 angebracht sind, in
Presskontakt mit der Kugeldreheinheit 5 ist, die
Kugeldreheinheit 5 fixiert, d. h. in einem arretierten
Zustand aufgrund der Reibung der Kontaktoberflächen,
falls keine Spannungen an die piezoelektrischen Elemente
1 angelegt sind. Genauer gesagt wird, auch wenn der
Kamerahauptkörper schwingt, die relative Richtung der
Kugeldreheinheit 5 mit Bezug auf einen zu
fotografierenden Gegenstand aufrechterhalten.
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Wenn der Rahmen in der horizontalen Richtung zu schwenken
ist (die Kugeldreheinheit 5 wird in der horizontalen
Richtung gedreht), werden Ansteuerungsfrequenzspannungen
an das Paar der rechten und linken piezoelektrischen
Elemente 1a angelegt. Daraufhin wird eine elliptische
Bewegung mit einer Drehachse in der Y-Achsenrichtung in
dem Fixierrahmen 2 in der X-Z-Ebene erzeugt. Mit dieser
elliptischen Bewegung wird die Kugeldreheinheit 5 um die
Y-Achse in Fig. 1 gedreht und kann einen zu
fotografierenden Gegenstand in der Rechts-Links-Richtung
über die optische Linse 3 und das Bildaufnahmeelement 4
fotografieren. Wenn die an die piezoelektrischen Elemente
1 angelegten Frequenzspannungen gestoppt werden, wird die
Kugeldreheinheit 5 bei einem gewünschten Winkel durch die
Reibungskraft der Presskontaktoberflächen arretiert. Als
Ergebnis kann die Richtung der Kugeldreheinheit 5 fixiert
werden, und die Fotografierrichtung kann fixiert werden.
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Auf ähnliche Weise werden Ansteuerungsfrequenzspannungen
an das Paar der oberen und unteren piezoelektrischen
Elemente 1b angelegt, wenn der Rahmen in der vertikalen
Richtung zu schwenken ist (die Kugeldreheinheit 5 wird in
der vertikalen Richtung gedreht). Dann wird eine
elliptische Bewegung mit einer Drehachse in der X-
Achsenrichtung in dem Fixierrahmen 2 in der Y-Z-Ebene
erzeugt. Mit dieser elliptischen Bewegung wird die
Kugeldreheinheit 5 um die X-Achse in Fig. 1 gedreht und
kann einen zu fotografierenden Gegenstand in der
vertikalen Richtung über die optische Linse 3 und das
Bildaufnahmeelement 4 fotografieren. Wenn die an die
piezoelektrischen Elemente 1 angelegten
Frequenzspannungen gestoppt werden, wird die
Kugeldreheinheit 5 bei einem gewünschten Winkel durch die
Reibungskraft der Presskontaktoberflächen arretiert. Als
Ergebnis kann die Richtung der Kugeldreheinheit 5 fixiert
werden, und die Fotografierrichtung kann fixiert werden.
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Wenn die Fotografierrichtung fixiert ist und der Rahmen
in eine Neigungsrichtung bewegt wird (die
Kugeldreheinheit 5 wird in einer Ebene senkrecht zu der
2-Achse gedreht), werden Spannungen an ein Paar oder an
zwei Paaren der piezoelektrischen Elemente 1 in der
vertikalen und der horizontalen Richtung zur Erzeugung
von elliptischen Bewegungen mit der 2-Achse in Fig. 1 als
Zentrum in der gleichen Drehrichtung bei den
Antriebsoberflächen der piezoelektrischen Elemente 1
angelegt.
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Somit wird die Kugeldreheinheit 5 um die 2-Achse in
Fig. 1 gedreht, und ein geneigtes Bild kann über die
Linse 3 und das Bildaufnahmeelement 4 fotografiert
werden. Wenn die an die piezoelektrischen Elemente 1
angelegten Frequenzspannungen gestoppt werden, wird die
Kugeldreheinheit 5 bei einem gewünschten Winkel durch die
Reibungskraft der Presskontaktoberflächen arretiert, und
ein fotografiertes Bild kann fixiert werden.
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Des Weiteren kann durch Kombinieren der vorstehend
beschriebenen Drehungen der Rahmen in eine beliebige
Richtung oszilliert werden (die Kugeldreheinheit 5 kann
um eine beliebige Achse gedreht werden). Dabei kann die
Drehbewegungsgröße der Kugeldreheinheit 5 mit Bezug auf
den Kamerahauptkörper durch den Richtungssensor 6
bestätigt werden.
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Zusätzlich zu der horizontalen und der vertikalen
Richtung kann die Dreheinheit 5 in der Neigungsrichtung
gedreht werden. Des Weiteren kann durch Kombinieren der
horizontalen und vertikalen Drehungen die Dreheinheit 5
in eine beliebige Richtung glatt gedreht werden. Durch
Verwenden dieser Merkmale kann der Rahmen durch einen
Fernsteuerungsvorgang bei einer
Selbstauslösefotografierbetriebsart der Kamera auf
einfache Weise eingestellt werden, ohne ein Stativ oder
einen Schwenkkopf zu verwenden. Zusätzlich kann die
Bildaufzeichnungsvorrichtung bei einem
Fernsteuerungsbetrieb einer Überwachungskamera zur
Verbrechensvorbeugung angewendet werden.
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Dabei muss die Dreheinheit 5 keine perfekte Kugelform
aufweisen, sondern lediglich der zugehörige Drehbereich
muss eine Kugelform aufweisen. Beispielsweise sind
zusätzlich zu der in Fig. 3A gezeigten Kugelform eine
Kugelform + eine konische Form gemäß Fig. 3B, eine
Kugelform + eine planare Form gemäß Fig. 3C, eine
Kugelform + eine zylindrische Form gemäß Fig. 3D, ein Typ
mit einer Linse und einem Bildaufnahmeelement außerhalb
einer Kugeleinheit gemäß Fig. 3E und dergleichen
verfügbar.
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Als ein Typ für den Kugeldreheinheit-Fixierrahmen und als
Anzahl und Anordnung der piezoelektrischen Elemente
können die in den Fig. 4A bis 4D gezeigten verwendet
werden. Wie es in Fig. 4A gezeigt ist, wird ein
transparenter Kugeldreheinheit-Fixierrahmen zur
Erweiterung des durch die Kamera fotografierten
Sichtfeldbereichs angenommen. Was die Anzahl und
Anordnung der piezoelektrischen Elemente betrifft, können
die piezoelektrischen Elemente um die Kugeldreheinheit in
einer Ringform angeordnet werden, oder eine große Anzahl
piezoelektrischer Elemente kann wie in Fig. 4B gezeigt
angeordnet werden. Die piezoelektrischen Elemente können
ebenso, wie es in Fig. 4C gezeigt ist, zur Ausbildung
symmetrischer Paare angeordnet sein, oder sie können mit
Drehkörpern (Rotoren) oder Teilen mit kleiner Reibung
Paare bilden. Des Weiteren kann, wie es in Fig. 4D
gezeigt ist, ein Antriebsvorgang lediglich durch ein
piezoelektrisches Element realisiert werden, und die Form
des piezoelektrischen Elements, wie beispielsweise eine
Kreisform, eine Ringform, eine rechteckige Form, eine
Polygonform oder dergleichen, kann selektiv in
Abhängigkeit von der Drehrichtung und der
Anordnungsposition verwendet werden.
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Anstelle des antreibenden piezoelektrischen Elements kann
ein säulenförmiger Ultraschallwellenmotor oder ein
üblicher elektromagnetischer Motor verwendet werden.
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In der nachstehenden Beschreibung bis zu dem fünften
Ausführungsbeispiel sei angenommen, dass die Vorrichtung
eine Kugelform aufweist und zwei Paare piezoelektrischer
Elemente durch einen streifenförmigen Rahmen fixiert
sind, damit sie um 90º zueinander verschoben sind.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
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In Fig. 5 ist das zweite Ausführungsbeispiel gezeigt.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das erste
Ausführungsbeispiel bei einer Bildverarbeitung
angewendet. Ein durch Umwandlung eines Bilds durch das
Bildaufnahmeelement 4 in der Kugeldreheinheit 5
erhaltenes elektrisches Signal wird durch die
Bildverarbeitungseinheit 11 als Bild rekonstruiert, und
die Inhalte des Bilds werden durch eine
Bilderkennungseinheit 14 erkannt. In Abhängigkeit von
Erkennungsverfahren können Einzelheiten wie
beispielsweise eine Form, eine Farbe, ein Vorgang, eine
Änderung und dergleichen erkannt werden. Durch
Rückführung von Informationen der Bilderkennungseinheit
14 zu der Richtungssteuerungseinrichtung 12 kann ein
erforderlicher, zu fotografierender Gegenstand
automatisch ausgewählt und verfolgt werden. Zusätzlich
kann der EIN-/AUS-Zustand eines Bildaufzeichnungsbetriebs
automatisch geschaltet werden.
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Wenn beispielsweise eine Person durch eine
Überwachungskamera zur Verbrechensvorbeugung ausgewählt
und verfolgt wird, erkennt die Bilderkennungseinheit 14
einen sich bewegenden Gegenstand zur Erfassung der Person
als einen Gegenstand, so dass ein Heranzoom-
Fotografierbetrieb seines oder ihres Gesichts ausgeführt
wird oder seine oder ihre Handlung verfolgt wird.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
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In Fig. 6 ist das dritte Ausführungsbeispiel gezeigt.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das erste
Ausführungsbeispiel mit verschiedenen Sensoren
kombiniert. Als Sensoren sind verschiedene Sensoren wie
beispielsweise ein Infrarotsensor, ein Temperatursensor,
ein Ultraschallwellensensor und dergleichen verfügbar.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird ein einen
Infrarotsensor verwendendes Beispiel beschrieben.
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In Fig. 6 ist eine schematische Darstellung der Anordnung
gezeigt, in der ein Infrarotsensor und eine
Bildverarbeitungseinheit gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel angeordnet sind. Informationen von
einem Infrarotsensor 15 werden durch eine
Infrarotsensorbilderkennungseinheit 16 erkannt. Auf der
Grundlage von Informationen von dem Infrarotsensor können
Einzelheiten wie beispielsweise eine Form, eine Farbe,
ein Vorgang, eine Änderung und dergleichen erkannt
werden. Durch Rückführung von Informationen der
Infrarotsensorbilderkennungseinheit 16 zu der
Richtungssteuerungseinrichtung 12 kann ein
erforderlicher, zu fotografierender Gegenstand
automatisch ausgewählt und verfolgt werden. Ebenso kann
eine EIN-/AUS-Betrieb der Kamera automatisch geschaltet
werden.
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Wenn beispielsweise eine Person bei einer dunklen Stelle
durch eine Überwachungskamera zur Verbrechensvorbeugung
ausgewählt und verfolgt wird, erkennt die
Infrarotsensorbilderkennungseinheit 16 einen sich
bewegenden Gegenstand, und eine Lampe in dem Raum wird
zur Erfassung der Person als ein Bild eingeschaltet,
womit ein Heranzoom-Fotografierbetrieb seines oder ihres
Gesichts oder eine Verfolgung seiner oder ihrer Handlung
ermöglicht wird.
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Wenn ein anderer Sensor wie beispielsweise ein
Ultraschallwellensensor, ein Temperatursensor oder
dergleichen verwendet wird, kann die Person auf die
gleiche Weise wie vorstehend beschrieben erkannt werden.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
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In Fig. 7 ist das vierte Ausführungsbeispiel gezeigt.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das erste
Ausführungsbeispiel bei einem stereoskopischen
Bildeingabegerät für einen Roboter oder ein Virtuelle-
Realität-System (VR-System) angewendet. Wie es in Fig. 7
gezeigt ist, werden zwei optische Kugeldreheinheiten 5 in
einem Roboter oder einem VR-System als rechtes und linkes
Auge montiert. Durch die zwei optischen
Kugeldreheinheiten 5 fotografierte Informationssignale
werden durch die Bildverarbeitungseinheit 11 als Bild
rekonstruiert. Zur gleichen Zeit wird das Bild der
Bilderkennungseinheit 14 zur Analyse der Form, der Farbe
und der Bewegung eines zu fotografierenden Gegenstands
zugeführt. Die Bilderkennungseinheit 14 führt der
Richtungssteuerungseinrichtung 12 ein Rückführungssignal
zu, so dass die rechte und die linke optische
Kugeldreheinheit 5 einen identischen Gegenstand bei den
Zentren der entsprechenden Bildaufnahmeelemente 4
fotografieren. Mit dieser Verarbeitung kann ein
stereoskopisches Bild, das ein Fotografin der Praxis an
dieser Stelle sehen würde, in einem virtuellen Raum
beispielsweise über eine Datenhelmanzeigevorrichtung
realisiert werden. Wenn die Fokussierungs- und Zoom-
Betriebe der Kamera entsprechend der Sichtachse eines
Fotografen ausgeführt werden, kann die Realität des Bilds
verbessert werden.
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Falls dieses Zwei-Augen-System verwendet wird, kann die
Größe und Entfernung eines zu fotografierenden
Gegenstands auf der Grundlage der Fokussierungspositionen
der optischen Linsen und der Drehwinkel der
Kugeldreheinheiten berechnet werden. Des Weiteren kann,
wenn die Kugeldreheinheiten gesteuert werden, die
Sichtachse (die Bewegung des Augapfels eines Menschen)
eines Fotografen oder Beobachters durch eine
Sichtachsenerfassungseinheit 19 erfasst werden, und die
Kugeldreheinheiten können in der Bewegungsrichtung der
Sichtachse gedreht werden. Mit dieser Anordnung kann eine
natürliche Kamerabewegung, die den Willen einer
Bedienungsperson wiedergibt, ohne Auferlegen einer
zusätzlichen Belastung für eine Bedienungsperson
realisiert werden.
(Fünftes Ausführungsbeispiel)
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In den Fig. 8A und 8B ist das fünfte
Ausführungsbeispiel gezeigt.
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Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das erste
Ausführungsbeispiel bei einem
Kameraverwacklungsverhinderungssystem oder einem Anti-
Schwingungssystem visueller Informationen eines sich
bewegenden Roboters angewendet.
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Wenn eine Kamera von Hand gehalten wird oder wenn ein
Roboter, an dem eine Kamera angebracht ist, arbeitet oder
sich bewegt, verwackelt ein durch die Kamera
fotografiertes Bild aufgrund einer Schwingung des
Hauptkörpers. Die Schwingung des Kamera- oder des
Roboterhauptkörpers wird durch einen in Fig. 8A gezeigten
Kameraverwacklungssensor 17 erfasst, und eine
Kameraverwacklungsinformationsverarbeitungseinheit 18
analysiert die Richtung, die Amplitude, die Periode und
dergleichen der Schwingung auf der Grundlage der
erfassten Informationen, wodurch Informationen zur
Aufhebung der Schwingung berechnet werden. Die
berechneten Informationen werden zu der
Richtungssteuerungseinrichtung 12 zur Drehung der
optischen Kugeldreheinheit zurückgeführt, wodurch eine
Bildverwacklung unterdrückt wird. Mit dieser Verarbeitung
kann, wie es in Fig. 8B gezeigt ist, auch bei einer
Schwingung des Kamerahauptkörpers in der vertikalen und
der horizontalen Richtung die Richtung der optischen
Kugeldreheinheit relativ zu einem zu fotografierenden
Gegenstand aufrechterhalten werden. Bei einem
herkömmlichen Kameraverwacklungsverhinderungsmechanismus
verschlechtert sich eine Bildqualität aufgrund einer
Bereichsbewegung elektrischer Informationen, einer
Neigung eines winkelvariablen Prismas und dergleichen.
Durch Verwenden dieses Ausführungsbeispiels kann jedoch
eine hohe Bildqualität sichergestellt werden.
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In jedem der vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiele wird ein optisches Bild von der
Abbildungslinse durch das Bildaufnahmeelement empfangen.
Alternativ dazu kann ein Film anstelle des
Bildaufnahmeelements zur Ausbildung einer Stehbildkamera
angeordnet sein.
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Wie es vorstehend beschrieben ist, kann gemäß jedem der
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der
Bildaufzeichnungsvorrichtungshauptkörper entsprechend dem
Verhalten eines Augapfels geschwenkt werden, und ein
Fotografierbetrieb kann durch Schwenken lediglich des
Bildaufzeichnungsvorrichtungshauptkörpers in eine
beliebige Richtung ausgeführt werden. Da der
Antriebsvorgang des
Bildaufzeichnungsvorrichtungshauptkörpers von einem
Antrieb durch Reibung zwischen, der
Unterstützungseinrichtung und der
Bildaufzeichnungsvorrichtung abhängt, kann eine ruhige
und glatte Schwenkbewegung erreicht werden. Des Weiteren
ist im Vergleich zu einem herkömmlichen Mechanismus, der
die gesamte Kamera unter Verwendung eines Schwenkkopfs
schwenkt, die Antriebslast klein, da lediglich der
Bildaufzeichnungsvorrichtungshauptkörper angetrieben
wird, und der Energieverbrauch kann verringert werden.
Zusätzlich muss, da der herkömmliche, den Schwenkkopf
verwendende Mechanismus die gesamte schwere Kamera unter
Verwendung eines Übersetzungsmechanismus antreibt, das
Ausgangssignal zur Vergrößerung der
Schwenkgeschwindigkeit vergrößert werden, und es ist
schwierig, die Kamera bei einer gewünschten Position
aufgrund des großen Trägheitsmoments zu stoppen. Im
Gegensatz dazu kann, da ein anzutreibender Gegenstand der
leichtgewichtige Bildaufzeichnungsvorrichtungshauptkörper
ist, die Schwenkgeschwindigkeit vergrößert werden, und
die Positionierungsgenauigkeit kann verbessert werden.
Des Weiteren kann der
Bildaufzeichnungsvorrichtungshauptkörper derart
angetrieben werden, dass er einen Kreuzungspunkt dreier
orthogonaler Achsen als Zentrum aufweist.
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Da das zu drehende eigentliche Gehäuse als Ganzes eine
Kugelform aufweist, kann der
Bildaufzeichnungsvorrichtungshauptkörper einfach
unterstützt werden, und eine freie Schwenkbewegung kann
sichergestellt werden.
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Der Bildaufzeichnungsvorrichtungshauptkörper kann in
einer beliebigen Richtung durch eine einfache Anordnung
geschwenkt werden, d. h. durch Anordnen
elektromechanischer Energieumwandlungselemente zur
Erzeugung von Wanderwellen, wie beispielsweise
piezoelektrische Elemente, auf der Antriebsoberflächen-
oder der Unterstützungseinrichtungsseite. Dieses
Antriebsverfahren ist sehr leise, garantiert eine sehr
kleine Schwenkbewegung und realisiert eine hochgenaue
Positionierung.
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Ein kompakter, einfacher Antriebsmechanismus kann
erhalten werden.
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Der fotografierende Hauptkörper kann in einer gewünschten
Richtung durch eine Regelung geschwenkt werden, und eine
Steuerung mit einer hohen Geschwindigkeit und einer hohen
Genauigkeit kann mit einem niedrigen Energieverbrauch
realisiert werden.
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Zusätzlich kann ein Fotografierbetrieb durch Drehen der
Bildaufzeichnungsvorrichtung in eine beliebige Richtung
ohne Schwenken der eigentlichen Kamera ausgeführt werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehenden
Ausführungsbeispiele beschränkt, und verschiedene
Änderungen und Modifikationen können innerhalb des
Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung ausgeführt
werden. Folglich dienen die beigefügten Patentansprüche
zur Unterrichtung der Öffentlichkeit über den
Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.