FR2643530A1 - Filming device making it possible to work on a filmed object, under screen control alone - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositif de prise de vue permettant de travailler sur un objet filmé uniquement sous contrôle d'écran.Shooting device for working on a filmed object only under screen control.
La présente invention appelée "WORKVISION" (marque déposée), concerne un système alliant la video, l'optique et l'electronique et permettant d'effectuer un travail sur un objet en ne regardant que l'image de cet objet, filmée par une caméra vidéo et retransmise sur un écran de contrôle; le travail devant s'effectuer quelles que soient les positions relatives de l'opérateur, du plan de travail et de la caméra.The present invention called "WORKVISION" (registered trademark), relates to a system combining video, optics and electronics and making it possible to carry out work on an object while looking only at the image of this object, filmed by a video camera and broadcast on a control screen; the work must be carried out whatever the relative positions of the operator, the work plan and the camera.
Jusqu'à présent cette opération était pratiquement impossible, notamment lorsqu'il était nécessaire de déplacer constamment la caméra autour de l'objet.Until now this operation was practically impossible, especially when it was necessary to constantly move the camera around the object.
Dans ce cas en effet, l'image obtenue sur écran n'est plus dans un plan parallèlle au plan de travail. L'image est de travers et inversée; elle est le produit d'une rotation et d'une homothétie (directe ou indirecte). L'angle de rotation est variable, il dépend de l'angle de prise de vue de la caméra et l'homothétie directe se transforme en homothétie indirecte, (ou vice-versa), lorsque la caméra se déplace autour de l'objet filmé.In this case, in fact, the image obtained on the screen is no longer in a plane parallel to the work plane. The image is skewed and reversed; it is the product of rotation and homothety (direct or indirect). The angle of rotation is variable, it depends on the angle of view of the camera and the direct homothety transforms into indirect homothety, (or vice versa), when the camera moves around the filmed object .
I1 s'agit là d'un effet de retournement à trois dimensions que l'on pourrait appeler l'effet "caméra", qui est plus complexe que l'effet miroir qui n'est qu'à deux dimensions. This is a three-dimensional flipping effect that could be called the "camera" effect, which is more complex than the mirror effect, which is only two dimensions.
L'effet "caméra" est un retournement dans l'espace qui dépend essentiellement de trois facteurs : les positions relatives de l'outil que tient I'opérateur, de l'objet filmé et de la caméra. I1 suffit de déplacer l'un de ces facteurs par rapport aux deux autres pour que le déplacement de l'image de l'outil que tient l'opérateur qui cherche à travailler ou manipuler l'objet filmé en ne regardant que l'image de celui-ci retransmise sur un écran, ne se déplace plus dans le même sens que l'outil. Ceci oblige l'opérateur à une gymnastique d'esprit quasiment perpétuelIe et réclame une habilité impossible, même pour une personne entrainée, lorsque la caméra doit se déplacer constamment pour examiner toutes les faces d'un objet.The "camera" effect is a reversal in space which depends essentially on three factors: the relative positions of the tool held by the operator, of the filmed object and of the camera. It is enough to move one of these factors with respect to the other two so that the displacement of the image of the tool held by the operator who seeks to work or manipulate the filmed object while looking only at the image of this retransmitted on a screen, no longer moves in the same direction as the tool. This obliges the operator to practically perpetual mind gymnastics and claims an impossible skill, even for a trained person, when the camera must constantly move to examine all the faces of an object.
Le dispositif "WORKVISION" selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient et apporte une solution -pratique aux problèmes posés par le travail sous contrôle d'écran qui vient- d'être exposé. Cette solution se présente sous la forme d'un - appareil regroupant toutes les fonctions indispensables au travail sous contrôle d'écran. Selon l'invention, le système "WORKVISION" représenté sur les figures I et 2, est un appareil comprenant huit parties principales: 1- un écran vidéo (1) intégré dans une ossature (2), réglable en hauteur, orientable dans le sens horizontal et inclinable pour permettre une meilleure vision.The "WORKVISION" device according to the invention overcomes this drawback and provides a practical solution to the problems posed by work under screen control which has just been exposed. This solution comes in the form of a device grouping together all the functions essential for working under screen control. According to the invention, the "WORKVISION" system shown in FIGS. I and 2 is an apparatus comprising eight main parts: 1- a video screen (1) integrated in a frame (2), adjustable in height, orientable in the direction horizontal and tilting to allow better vision.
2- un ensemble caméra-optique , composé d'une caméra vidéo associée à une optique et à un faisceau de fibres optiques. Cet ensemble est appelé "BLOCKVISION"(marque déposée). Dans ses applications les plus courantes, le "Blockvision" doit pouvoir être aisément tenu à la main et pouvoir se clipser sur un bras articulé(6) . 2- a camera-optical assembly, composed of a video camera associated with an optic and a bundle of optical fibers. This set is called "BLOCKVISION" (registered trademark). In its most common applications, the "Blockvision" must be able to be easily held in the hand and be able to be clipped onto an articulated arm (6).
Cet ensemble se compose: a- d'une mini-caméra vidéo sur laquelle est montée une optique interchangeable associée à un faisceau de fibres optiques qui conduit une lumière froide servant à éclairer Ie champ de vision de la caméra. Cet ensemble est relié au coffret technique (4) de l'appareil par un câble d'alimentation et un câble de lumière qui conduit la lumière froide et vient s'encliqueter sur le coffret technique. This set consists of: a- a mini video camera on which is mounted an interchangeable lens associated with a bundle of optical fibers which conducts cold light used to illuminate the field of vision of the camera. This assembly is connected to the technical box (4) of the device by a power cable and a light cable which conducts the cold light and snaps onto the technical box.
b- d'un système de rotation d'image . b- an image rotation system.
Selon une forme de réalisation préférentielle, la correction de la rotation se fait par rotation d'un jeu de prismes, en agissant sur un ergot (7) situé sur le "Blockvision".According to a preferred embodiment, the correction of the rotation is done by rotation of a set of prisms, by acting on a lug (7) located on the "Blockvision".
Selon une variante, lorsqu'il est fait usage d'une caméra CCD, le rétablissement de l'image dans le plan désiré s'effectue grâce à un micromoteur qui fait tourner la cellule CCD autour de l'axe de la caméra. Le micromoteur est logé dans le corps du "Blockvision". Dans ce cas, la commande du micro-moteur est reportée soit sur le "Blockvision", soit sur le clavier (5) de commande situé sur le bras articulé (6), c- d'une optique qui est suivant la nature du travail exécuté sous contrôle d'écran, une optique grossissante, un fibroscope ou un endoscope.According to a variant, when use is made of a CCD camera, the image is restored to the desired plane using a micromotor which rotates the CCD cell around the axis of the camera. The micromotor is housed in the body of the "Blockvision". In this case, the control of the micro-motor is transferred either to the "Blockvision", or to the keyboard (5) of control located on the articulated arm (6), c- from an optic which is according to the nature of the work performed under screen control, a magnifying optic, a fibroscope or an endoscope.
Dans le cas ou l'optique est un endoscope à vue directe, l'ensemble "Blockvision" constitué par l'endoscope (8), la caméra et le faisceau de fibres optiques est appelé "Camendoscope" (marque déposée) (figure 3).In the case where the optic is a direct view endoscope, the "Blockvision" assembly constituted by the endoscope (8), the camera and the bundle of optical fibers is called "Camendoscope" (registered trademark) (Figure 3) .
Les fibres optiques qui conduisent la lumière froide sont disposées à l'extrémité de l'endoscope suivant un anneau circulaire de même axe que l'endoscope.The optical fibers which conduct the cold light are arranged at the end of the endoscope along a circular ring of the same axis as the endoscope.
Selon une variante, l'endoscope se compose de deux tubes optiques parallèlles pour permettre une vue en relief.Alternatively, the endoscope consists of two parallel optical tubes to allow a raised view.
Une série de manchons est prévue pour venir recouvrir l'endoscope en venant se clipser (figure 9) à la base de celui-ci, de manière à pivoter indéfiniment sur eux-mêmes, sans butée.A series of sleeves is provided to cover the endoscope by clipping (Figure 9) at the base thereof, so as to rotate indefinitely on themselves, without stop.
Ces manchons qui comportent à leur extrémité une optique et un faisceau de fibres optiques, sont de deux sortes.These sleeves, which have an optic and a bundle of optical fibers at their end, are of two kinds.
a- Les manchons dont l'axe optique ont la même direction que l'axe optique de l'endoscope et qui ont pour but de modifier les caractéristiques optiques propres de l'endoscope, I1 existe notamment des manchons de grossissement différents.a- The sleeves whose optical axis have the same direction as the optical axis of the endoscope and which aim to modify the specific optical characteristics of the endoscope, I1 exist in particular sleeves of different magnification.
Une mire est incorporée dans l'optique de certains de ces manchons pour permettre de mesurer des particules observées à l'écran.A sight is incorporated in the optics of some of these sleeves to allow measurement of particles observed on the screen.
b- Les manchons dont l'axe optique ont une direction différente de celle de l'endoscope, ils sont appelés "angloscopes" (marque déposée) Les "angloscopes" permettent notamment une prise de vue rétro, ou à 90 , Dans le cas de la vue à 900 "l'angloscope" est appelé "orthoscope" (marque déposée).b- The sleeves whose optical axis has a direction different from that of the endoscope, they are called "angloscopes" (registered trademark) The "angloscopes" allow in particular a retro shot, or at 90, In the case of the view at 900 "the angloscope" is called "orthoscope" (registered trademark).
Les fibres optiques qui partent de la face du manchon qui vient en contact avec l'endoscope sont disposées suivant un anneau circulaire identique à celui de l'endoscope de manière à ce que le flux de lumière en provenance de la source de lumière froide et traversant l'endoscope puisse traverser le manchon pour venir éclairer le champ de prise de vue de la caméra. Du coté du champ de prise de vue, les fibres optiques du manchon ressortent au pourtour de l'optique pour éclairer le champ de prise de vue.The optical fibers which leave from the face of the sleeve which comes into contact with the endoscope are arranged in a circular ring identical to that of the endoscope so that the light flux coming from the cold light source and passing through the endoscope can pass through the sleeve to illuminate the field of view of the camera. On the side of the field of view, the optical fibers of the sleeve protrude around the optics to illuminate the field of view.
3- Un système de retournement d'image qui est obtenu de quatre façons différentes a- Selon une forme de réalisation préférentielle, par traitement informatique de l'image digitalisée., b- selon une variante, par une platine de commutation modifiant le sens du balayage du tube - cathodique de l'écran vidéo, - selon une variante, lorsqu'il est fait usage d'une caméra CCD, en faisant pivoter la cellule CCD autour d'un axe contenu dans son plan, d- selon une variante, lorsqu'il est fait usage d'une caméra CCD, en modifiant la séquence d'accés de la cellule CCD
Dans tous les cas, le retournement de l'image est commandé à l'aide d'une commande à distance sur un clavier situé sur un bras articulé devant supporter le "blockvision", soit sur un boitier à portée de main de l'opérateur.3- An image reversal system which is obtained in four different ways a- According to a preferred embodiment, by computer processing of the digital image., B- according to a variant, by a switching board modifying the direction of the scanning of the tube - cathode of the video screen, - according to a variant, when use is made of a CCD camera, by rotating the CCD cell around an axis contained in its plane, d- according to a variant, when using a CCD camera, modifying the access sequence of the CCD cell
In all cases, the reversal of the image is controlled using a remote control on a keyboard located on an articulated arm to support the "blockvision", or on a box within easy reach of the operator .
4- un contrôleur qui est constitué de quatre platines de circuits imprimés.4- a controller which consists of four printed circuit boards.
a- La première platine, dite platine principale, contient l'alimentation à plusieurs sorties, l'ordinateur de commande, les commutateurs audio et video, le circuit d'interface à la carte de puissance, la régulation du niveau vidéo par le contrôle de l'éclairage, un système de digitalisation de l'image, l'alimentation des micromoteurs.a- The first board, called the main board, contains the power supply with several outputs, the control computer, the audio and video switches, the interface circuit to the power board, the regulation of the video level by the control of lighting, an image digitization system, power supply for micromotors.
Le circuit principal a pour fonction d'alimenter les circuits, de faire la gestion des commandes de l'usager via le clavier, de commuter les signaux audio et vidéo d'une des entrées sur les sorties, de commander l'inversion d'image sur les moniteurs et de commander l'intensité de la lampe, de commander la rotation d'image quand celle-ci est obtenue à l'aide d'un micro-moteur et de commander l'inversion d'image dans la variante qui consiste à faire tourner la cellule CCD autour d'un axe contenu dans son plan.The main circuit has the function of powering the circuits, managing user commands via the keyboard, switching the audio and video signals from one of the inputs to the outputs, controlling the image inversion on the monitors and to control the intensity of the lamp, to control the image rotation when this is obtained using a micro-motor and to control the image inversion in the variant which consists to rotate the CCD cell around an axis contained in its plane.
b- La deuxième platine sert de commutateur de puissance pour les lampes; il contient deux commutateurs, un pour l'usage régulier et un second pour la lampe de secours. Le circuit contient aussi un système de détection de surchauffe qui avise le processeur et bloque le circuit en cas de hausse anormale de température. Ce circuit est isolé de la platine principale par des coupleurs optiques.b- The second plate serves as a power switch for the lamps; it contains two switches, one for regular use and a second for the emergency lamp. The circuit also contains an overheating detection system that alerts the processor and blocks the circuit in the event of an abnormal temperature rise. This circuit is isolated from the main board by optical couplers.
c- La troisième platine constitue le clavier de commande, île contient un affichage de sept segments et des boutons de commande des fonctions de l'appareil, sert d'interface avec l'usager et se raccorde à la platine principale.c- The third plate constitutes the control keyboard, the island contains a display of seven segments and buttons for controlling the functions of the device, serves as an interface with the user and is connected to the main plate.
d- La quatrième platine contient les relais qui servent à inverser les raccords sur les circuits de déflection du moniteur.d- The fourth plate contains the relays which are used to reverse the connections on the deflection circuits of the monitor.
Les relais sont commandés par la platine principale.The relays are controlled by the main board.
5- une source de lumière froide comprenant un système de lentilles qui focalise le faisceau lumineux sur le départ du câble de lumière encliqueté sur le bloc technique. 5- a cold light source comprising a lens system which focuses the light beam on the start of the light cable snapped onto the technical unit.
6- un bras articulé sur lequel vient se clipser le "blockvision" pour le maintenir dans une position fixe. La mobilité du bras permet une rotation du "blockvision" dans toutes les directions.6- an articulated arm on which the "blockvision" is clipped to keep it in a fixed position. The mobility of the arm allows rotation of the "blockvision" in all directions.
Quand le "blockvision" est relâché par l'opérateur, il reste dans cette position, ce qui est nécessaire pour obtenir une image stable sur l'écran de contrôle et libérer les mains de l'opérateur.When the "blockvision" is released by the operator, it remains in this position, which is necessary to obtain a stable image on the control screen and free the operator's hands.
Sur le bras, à proximité de la fixation du "blockvision" sont situés une prise pour microphone et le clavier qui commande les différentes fonctions de l'appareil
Selon une forme de réalisation préférentielle, le bras est fixé sur une ossature fixe ou mobile; selon une variante, il peut être fixé au mur ou au plafond.On the arm, near the fixing of the "blockvision" are located a microphone and keyboard socket which controls the different functions of the device
According to a preferred embodiment, the arm is fixed to a fixed or mobile frame; according to a variant, it can be fixed to the wall or to the ceiling.
7- Un coffret technique renfermant principalement les platines, la source de lumière froide et une ventilation.7- A technical box containing mainly the plates, the cold light source and a ventilation.
8- une ossature fixe ou mobile permettant de supporter tout ou partie de l'ensemble définis dans les paragraphes 1 à 7 cidessus.8- a fixed or mobile frame allowing to support all or part of the assembly defined in paragraphs 1 to 7 above.
Le système qui vient - d'être décrit fait bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant des dessins que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.The system which has just been described makes it clear how the invention can be implemented, the features which emerge both from the drawings and from the text which, of course, form part of said invention.
A titre d'exemple non limitatif, l'invention a une application particulièrement bien adaptée 1- Dans l'industrie, chaque fois qu'il est nécessaire de travailler sur des objets ou des parties d'objets non accessibles directement - travail sous binoculaire ou sous microscope, - utilisation d'un endoscope courant ou d'un fibroscope fixé sur une caméra.By way of nonlimiting example, the invention has a particularly well-suited application 1- In industry, whenever it is necessary to work on objects or parts of objects which are not directly accessible - work under binocular or under microscope, - use of a current endoscope or a fibroscope fixed on a camera.
- contrôle de qualité des produits à l'aide d'une optique grossissante montée sur caméra vidéo, - Travail à distance avec des robots. Dans ce cas c'est l'image de l'outil tenu par la main du robot qui doit se déplacer suivant l'ordre de l'opérateur.- product quality control using magnifying optics mounted on video camera, - Remote work with robots. In this case, the image of the tool held by the robot's hand must move according to the operator's order.
2- Dans le domaine médical et dentaire, pour effectuer toutes interventions chirurgicales avec le maximum de précision d'efficacité et de confort. 2- In the medical and dental field, to perform all surgical procedures with maximum precision of efficiency and comfort.
Claims (18)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8902072A FR2643530A1 (en) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | Filming device making it possible to work on a filmed object, under screen control alone |
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FR8902072A FR2643530A1 (en) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | Filming device making it possible to work on a filmed object, under screen control alone |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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FR2643530A1 true FR2643530A1 (en) | 1990-08-24 |
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ID=9378868
Family Applications (1)
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FR8902072A Withdrawn FR2643530A1 (en) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | Filming device making it possible to work on a filmed object, under screen control alone |
Country Status (1)
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FR (1) | FR2643530A1 (en) |
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