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JP5492382B2 - Work surface photography camera - Google Patents
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Description

この発明は、例えば生体内部の試料採取などの遠隔作業を行う場合や、作業面に対して何らかの操作を行う場合において、作業面の最大範囲の画像を撮影することのできる作業面撮影用カメラに関し、詳しくは、操作手段を通過させるための操作開口を有し、その操作手段による作業面画像の欠落を最小とすることのできる作業面撮影用カメラに関するものである。   The present invention relates to a work surface imaging camera capable of capturing an image of the maximum range of a work surface, for example, when performing remote work such as sampling a sample inside a living body or performing some operation on the work surface. Specifically, the present invention relates to a camera for photographing a work surface that has an operation opening for allowing the operation means to pass therethrough and can minimize the loss of a work surface image by the operation means.

医療の分野で用いられる内視鏡などのように、遠隔の作業面を撮影するカメラが従来から使用されている。このようなカメラの例としては、下記の特許文献1のようなものがある。特許文献1には、可撓性を有する長尺の内視鏡本体に、鉗子等の処置具を挿通するチャンネルを設けた内視鏡が記載されている。内視鏡によって作業面を観察しながら、チャンネル内に挿通された鉗子などにより、作業面に対する操作を行うことができる。
特開平11−76155号公報
2. Description of the Related Art Conventionally, a camera that photographs a remote work surface, such as an endoscope used in the medical field, has been used. As an example of such a camera, there is one as described in Patent Document 1 below. Patent Document 1 describes an endoscope in which a long endoscope body having flexibility is provided with a channel through which a treatment tool such as forceps is inserted. While observing the work surface with an endoscope, the work surface can be operated with forceps inserted into the channel.
JP 11-76155 A

特許文献1に記載された内視鏡のようなカメラでは、カメラによる作業面の画像を観察しながら、鉗子などの操作手段により作業面に対する操作を行うことができるが、その操作手段自体が作業面の撮影の妨げになる場合がある。すなわち、カメラで作業面の画像を撮影する場合に、操作手段によって作業面が隠されてしまい、作業面の画像に欠落が生じてしまうのである。このため、作業面全体を撮影しようとすると、操作手段を撮影の妨げにならない退避位置まで移動させる必要がある。また、作業面の画像を確認しながら作業面に対する操作を行う場合には、確認が必要な部分の撮影の妨げにならないように、カメラと操作手段との相対位置関係を変更する必要が生じることも多い。   In a camera such as an endoscope described in Patent Document 1, an operation on a work surface can be performed by operating means such as forceps while observing an image of the work surface by the camera. It may interfere with the shooting of the surface. That is, when an image of the work surface is captured by the camera, the work surface is hidden by the operating means, and the work surface image is lost. For this reason, when attempting to photograph the entire work surface, it is necessary to move the operating means to a retracted position that does not interfere with photographing. In addition, when performing operations on the work surface while checking the image of the work surface, it is necessary to change the relative positional relationship between the camera and the operation means so as not to interfere with the shooting of the portion that needs to be confirmed. There are also many.

このように、作業面撮影用のカメラでは、操作手段の存在によって作業面の撮影に支障が出てしまうという問題点があった。また、このような問題点を回避するためには、操作手段の退避や、カメラと操作手段の相対位置の変更などのような、複雑で繁雑な操作を行う必要があった。   As described above, the camera for photographing the work surface has a problem that the photographing of the work surface is hindered due to the presence of the operation means. Further, in order to avoid such problems, it is necessary to perform complicated and complicated operations such as retracting the operation means and changing the relative positions of the camera and the operation means.

そこで、本発明は、作業面に対して何らかの操作を行う場合において、操作手段を通過させるための操作開口を有し、その操作手段による作業面画像の欠落を最小とすることができ、作業面の最大範囲の画像を撮影することのできる作業面撮影用カメラを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has an operation opening for allowing the operation means to pass through when performing some operation on the work surface, and can minimize the loss of the work surface image by the operation means. An object of the present invention is to provide a work surface photographing camera capable of photographing an image in the maximum range of the above.

上記目的を達成するために、本発明の作業面撮影用カメラは、作業面に対する操作を行う操作手段を通過させるための操作開口が設けられるとともに、前記操作開口の周囲に前記作業面の画像を取得するための3個以上の画像開口が設けられた前面部材と、前記画像開口のそれぞれに対応して配置された複数のカメラと、複数の前記カメラによって撮影した画像を処理する画像処理部とを有する。そして、3個以上の前記画像開口は、1直線上に全てが並ばないように配置されたものであるとともに、前記操作開口を中心とする円周上に配置されたものであり、前記画像処理部は、複数の前記カメラによって撮影した複数の画像から新たな画像を合成するものであり、当該新たな画像は前記操作手段によって前記作業面が隠される画像の範囲を減少させたものである。 In order to achieve the above object, the camera for photographing a work surface of the present invention is provided with an operation opening for passing an operation means for performing an operation on the work surface, and an image of the work surface is provided around the operation opening. A front member provided with three or more image openings for acquisition, a plurality of cameras arranged corresponding to each of the image openings, and an image processing unit for processing images taken by the plurality of cameras; Have The three or more image openings are arranged so that all of them are not lined up on one straight line, and are arranged on a circumference centered on the operation opening, and the image processing The unit synthesizes a new image from a plurality of images photographed by the plurality of cameras, and the new image is obtained by reducing the range of images in which the work surface is hidden by the operation means .

また、上記の作業面撮影用カメラにおいて、複数の前記カメラは、画角の異なる複数種類のものが混在配置されたものとすることができる。   In the above-described work surface photographing camera, a plurality of types of cameras having different angles of view may be mixedly arranged.

また、本発明の作業面撮影用カメラは、作業面に対する操作を行う操作手段を通過させるための操作開口が設けられるとともに、前記操作開口の周囲に前記作業面の画像を取得するための3個以上の画像開口が設けられた前面部材と、前記画像開口のそれぞれに対応して配置された複数のレンズと、前記レンズによる結像を伝送する複数の光ファイバ束と、前記光ファイバ束によって伝送された画像を撮影する複数のカメラと、複数の前記カメラによって撮影した画像を処理する画像処理部とを有する。そして、3個以上の前記画像開口は、1直線上に全てが並ばないように配置されたものであるとともに、前記操作開口を中心とする円周上に配置されたものであり、前記画像処理部は、複数の前記カメラによって撮影した複数の画像から新たな画像を合成するものであり、当該新たな画像は前記操作手段によって前記作業面が隠される画像の範囲を減少させたものである。 In addition, the work surface photographing camera of the present invention is provided with an operation opening for allowing an operation means for performing an operation on the work surface to pass therethrough, and three pieces for acquiring an image of the work surface around the operation opening. A front member provided with the above image apertures, a plurality of lenses arranged corresponding to each of the image apertures, a plurality of optical fiber bundles for transmitting an image formed by the lenses, and transmitted by the optical fiber bundles A plurality of cameras that capture the captured images, and an image processing unit that processes the images captured by the plurality of cameras. The three or more image openings are arranged so that all of them are not lined up on one straight line, and are arranged on a circumference centered on the operation opening, and the image processing The unit synthesizes a new image from a plurality of images photographed by the plurality of cameras, and the new image is obtained by reducing the range of images in which the work surface is hidden by the operation means .

また、上記の作業面撮影用カメラにおいて、複数の前記レンズは、焦点距離の異なる複数種類のものが混在配置されたものとすることができるIn the work surface photographing camera, a plurality of types of lenses having different focal lengths may be mixedly arranged .

また、上記の作業面撮影用カメラにおいて、前記前面部材は、その位置および撮影方向を変更可能なものであることが好ましい。 In the above work surface photographing camera, the front member is preferably capable of changing its position and photographing direction .

また、上記の作業面撮影用カメラにおいて、前記前面部材は、前記画像開口が10個以上設けられたものであることが好ましい。 In the work surface photographing camera, the front member is preferably provided with 10 or more image openings .

また、上記の作業面撮影用カメラにおいて、前記前面部材は、前記操作開口を中心とする2つの円周上に前記画像開口が配置されたものであることが好ましい。   In the work surface photographing camera, the front member preferably has the image opening arranged on two circumferences centered on the operation opening.

また、上記の作業面撮影用カメラにおいて、前記画像処理部は、複数の画像の平均値による画像処理を行うものとすることができる。 In the work surface photographing camera, the image processing unit may perform image processing using an average value of a plurality of images .

本発明は、以上のように構成されているので、以下のような効果を奏する。   Since this invention is comprised as mentioned above, there exist the following effects.

操作開口の周囲に3個以上の画像開口が設けられているので、操作手段の存在による作業面の画像の欠落を最小とすることができ、作業面の最大範囲の画像を撮影することができる。このため、操作手段の退避や、カメラと操作手段の相対位置の変更などのような、複雑で繁雑な操作を行う必要がなく、効率的に作業面の撮影および操作を行うことができる。また、必要に応じて操作手段を半透明化したり、完全に消去したりすることができ、目的、用途に応じた多様な画像を出力することができる。   Since three or more image openings are provided around the operation opening, it is possible to minimize the loss of the image on the work surface due to the presence of the operation means, and it is possible to take an image of the maximum range of the work surface. . For this reason, it is not necessary to perform complicated and complicated operations such as retracting the operation means and changing the relative positions of the camera and the operation means, and the work surface can be efficiently photographed and operated. Further, if necessary, the operation means can be made translucent or completely erased, and various images can be output according to the purpose and application.

画角の異なる2種類のカメラを混在配置した場合には、画角の異なる2種類の画像を出力できる。その2種類の画像を同時にまたは選択してモニタすることができる。   When two types of cameras having different angles of view are mixedly arranged, two types of images having different angles of view can be output. The two types of images can be monitored simultaneously or selected.

光ファイバ束による画像伝送部を使用した作業面撮影用カメラでは、前面部材の直径を極めて小径とすることができ、狭隘な通路、貫通孔や隙間などを通過させることが可能となる。   In a work surface photographing camera using an image transmission unit using an optical fiber bundle, the diameter of the front member can be made extremely small, and narrow passages, through holes, gaps, and the like can be passed.

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の作業面撮影用カメラの全体構成を示す図である。また、図2は、作業面撮影用カメラの先端部分の構成を示す斜視図である。本発明の作業面撮影用カメラは、作業面9の状態を撮影するためのものであり、特に、操作手段8によって作業面9に対して何らかの操作を行いながら、作業面9の状態を最大限に観察できるようにするためのものである。作業面9の具体的例としては、人体や生体内部の組織表面、遺跡などの内部空間の内表面、災害現場などにおける接近が困難な作業面などがある。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a work surface photographing camera according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the front end portion of the work surface photographing camera. The work surface photographing camera of the present invention is for photographing the state of the work surface 9, and in particular, while operating the work surface 9 by the operation means 8, the state of the work surface 9 is maximized. It is intended to enable observation. Specific examples of the work surface 9 include a tissue surface inside a human body and a living body, an inner surface of an internal space such as a ruin, and a work surface that is difficult to access at a disaster site.

本発明の作業面撮影用カメラは、前面部材1と、画像伝送部4と、カメラ5の集合体であるカメラアレイ50と、画像処理部6とを備えるものである。前面部材1には、中央に大きな操作開口2が形成されており、その操作開口2を通して操作手段8を作業面9に対して進退移動させることができる。操作手段8は作業面9に対する任意の操作や処理を行うものである。例えば、操作手段8により、作業面9から試料を採取したり、作業面9の表面を切断したり、作業面9の表面の開口を閉塞したりすることができる。   The work surface photographing camera of the present invention includes a front member 1, an image transmission unit 4, a camera array 50 that is an assembly of cameras 5, and an image processing unit 6. A large operation opening 2 is formed in the center of the front member 1, and the operation means 8 can be moved forward and backward with respect to the work surface 9 through the operation opening 2. The operation means 8 performs arbitrary operations and processes on the work surface 9. For example, the operation means 8 can collect a sample from the work surface 9, cut the surface of the work surface 9, or close the opening of the surface of the work surface 9.

図2に示すように、前面部材1には、操作開口2の周囲に複数の画像開口3が設けられている。画像開口3は作業面9の画像を取得するために設けられた開口部である。画像開口3は、ここでは操作開口2を中心とする円周上に均等に16個設けられている。画像開口3は3個以上設ける必要があり、しかもそれらの画像開口3は1直線上に全てが並ばないように配置される必要がある。もし、全ての画像開口3が1直線上に並んでしまうと、その直線と直交する方向に関して撮影角度の異なる画像が得られなくなるため、画像処理に不都合を生じてしまう。   As shown in FIG. 2, the front member 1 is provided with a plurality of image openings 3 around the operation opening 2. The image opening 3 is an opening provided for acquiring an image of the work surface 9. Here, 16 image openings 3 are equally provided on the circumference centering on the operation opening 2. Three or more image apertures 3 need to be provided, and the image apertures 3 need to be arranged so that not all are aligned on one straight line. If all the image openings 3 are arranged on one straight line, images with different shooting angles cannot be obtained in the direction orthogonal to the straight line, which causes inconvenience in image processing.

画像開口3の数は、3個以上設ける必要があるが、さらに多くの数の方が好ましい。画像処理部6による画像処理を行って良好な画像を得るためには、画像開口3の数が10個以上であることが望ましい。また、図2では、画像開口3を16個設けた例を示しているが、本発明の試作例としては、画像開口3を25個設けたものを製作し、その画像処理の動作などを検証した。   It is necessary to provide three or more image openings 3, but a larger number is preferable. In order to obtain a good image by performing image processing by the image processing unit 6, it is desirable that the number of the image openings 3 is 10 or more. FIG. 2 shows an example in which 16 image apertures 3 are provided. However, as a prototype example of the present invention, a product having 25 image apertures 3 is manufactured and its image processing operation is verified. did.

画像開口3には画像伝送部4の一端が配置され固定されている。画像伝送部4の他端には後述するようにカメラ5が接続されている。カメラアレイ50はこのカメラ5が複数集合した集合体である。カメラ5の数は画像開口3と同数である。画像開口3を介して取得された作業面9の画像は、画像伝送部4を伝送され、画像伝送部4の他端のカメラ5によって撮影される。撮影画像はカメラアレイ50から画像処理部6に送られ、画像処理部6では複数の撮影画像から画像処理による新たな画像が作られる。この画像処理の具体例な内容に関しては後述する。   One end of the image transmission unit 4 is disposed and fixed to the image opening 3. A camera 5 is connected to the other end of the image transmission unit 4 as described later. The camera array 50 is an aggregate of a plurality of cameras 5. The number of cameras 5 is the same as the number of image openings 3. The image of the work surface 9 acquired through the image opening 3 is transmitted through the image transmission unit 4 and is taken by the camera 5 at the other end of the image transmission unit 4. The captured image is sent from the camera array 50 to the image processing unit 6, and the image processing unit 6 creates a new image by image processing from a plurality of captured images. Specific contents of this image processing will be described later.

図1には示されていないが、前面部材1の位置や撮影方向を変更するための機構が前面部材1に接続されている。前面部材1を移動させて任意の位置に位置決めしたり、前面部材1の向きを変更して撮影方向を変えたりすることができる。前面部材1を任意の方向および任意の位置に移動位置決めして、作業面9の任意の部分の画像を撮影することができる。また、その撮影画像をモニタしながら、操作手段8により作業面9に対する任意の操作や処理を行うことができる。   Although not shown in FIG. 1, a mechanism for changing the position and shooting direction of the front member 1 is connected to the front member 1. The front member 1 can be moved and positioned at an arbitrary position, or the direction of the front member 1 can be changed to change the shooting direction. The front member 1 can be moved and positioned in an arbitrary direction and an arbitrary position, and an image of an arbitrary part of the work surface 9 can be taken. Further, any operation or processing on the work surface 9 can be performed by the operation means 8 while monitoring the captured image.

図3は、画像伝送部4およびカメラ5の構成を示す断面図である。画像伝送部4の内部には、図示のように多数の光ファイバを束ねた光ファイバ束42が配置されている。光ファイバ束42には、カメラ5の画素数に相当する多数の光ファイバが束ねられている。画像伝送部4の先端側(前面部材1側)には、光ファイバ束42の先端面に結像するためのレンズ41が配置されている。レンズ41は、焦点深度を適当な値に設定することにより、ピント合わせ機構を省略した固定焦点レンズが使用できる。前面部材1を任意の位置に移動できるので、パンフォーカスとした固定焦点レンズでも支障はない。もちろん、ピント合わせ機構を設けて、フォーカス位置を調整可能としてもよい。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing configurations of the image transmission unit 4 and the camera 5. An optical fiber bundle 42 in which a large number of optical fibers are bundled is arranged inside the image transmission unit 4 as shown in the figure. A number of optical fibers corresponding to the number of pixels of the camera 5 are bundled in the optical fiber bundle 42. A lens 41 for forming an image on the front end surface of the optical fiber bundle 42 is disposed on the front end side (front member 1 side) of the image transmission unit 4. The lens 41 can be a fixed focus lens in which the focusing mechanism is omitted by setting the depth of focus to an appropriate value. Since the front member 1 can be moved to an arbitrary position, there is no problem even with a fixed focus lens with pan focus. Of course, a focus adjustment mechanism may be provided so that the focus position can be adjusted.

光ファイバ束42の先端面に結像された画像は、光ファイバ内を伝送されて、光ファイバ束42の後端面(カメラ5側の端面)から射出される。光ファイバ束42の後端面から射出される画像は、先端面に結像された画像と同一である。画像伝送部4の後端側には、カメラ5が接続されている。カメラ5は、固定焦点のレンズ51と、撮像素子であるCCD52を有している。光ファイバ束42の後端面の位置は変化しないので、レンズ51は固定焦点でよい。光ファイバ束42の後端面から射出された画像がCCD52に結像し、画像のピントがCCD52上に合うようにレンズ51の位置が固定されている。   The image formed on the front end surface of the optical fiber bundle 42 is transmitted through the optical fiber and emitted from the rear end surface (end surface on the camera 5 side) of the optical fiber bundle 42. The image emitted from the rear end surface of the optical fiber bundle 42 is the same as the image formed on the front end surface. A camera 5 is connected to the rear end side of the image transmission unit 4. The camera 5 includes a fixed-focus lens 51 and a CCD 52 that is an image sensor. Since the position of the rear end face of the optical fiber bundle 42 does not change, the lens 51 may be a fixed focus. An image emitted from the rear end surface of the optical fiber bundle 42 is formed on the CCD 52, and the position of the lens 51 is fixed so that the image is focused on the CCD 52.

カメラ5によって撮影された画像は、画像処理部6に送られて、画像処理部6では複数の撮影画像から画像処理による新たな画像が作られる。なお、このカメラ5は、図1では複数個が集合されたカメラアレイ50として示されている。カメラ5の数は前面部材1における画像開口3の数と同じである。しかし、カメラ5の配置形状は、画像開口3の配置形状と同じにする必要はなく、任意の配置状態とすることができる。画像開口3の配置状態を示す種々のパラメータは画像処理部6による画像処理に必要であるが、カメラ5の配置状態はこの画像処理には影響しない。   An image photographed by the camera 5 is sent to the image processing unit 6, and a new image is created by image processing from the plurality of photographed images. The camera 5 is shown in FIG. 1 as a camera array 50 in which a plurality of cameras 5 are assembled. The number of cameras 5 is the same as the number of image openings 3 in the front member 1. However, the arrangement shape of the camera 5 does not have to be the same as the arrangement shape of the image opening 3 and can be in any arrangement state. Various parameters indicating the arrangement state of the image aperture 3 are necessary for the image processing by the image processing unit 6, but the arrangement state of the camera 5 does not affect the image processing.

図4は、本発明の他の形態の作業面撮影用カメラの全体構成を示す図である。この形態の作業面撮影用カメラは、図1の作業面撮影用カメラの構成と類似しているが、画像伝送部4を用いずにカメラ5が前面部材1に直接配置されている点が異なる。この形態の作業面撮影用カメラでは、前面部材1の画像開口3の位置に対応して、複数のカメラ5が直接配置されている。カメラ5の構成は図3に示すものと同様であり、レンズ51と撮像素子であるCCD52を有しているが、レンズ51の位置は作業面9の画像のピントがCCD52上に合うようにされている。   FIG. 4 is a diagram showing an overall configuration of a work surface photographing camera according to another embodiment of the present invention. The work surface photographing camera of this embodiment is similar to the structure of the work surface photographing camera of FIG. 1 except that the camera 5 is directly disposed on the front member 1 without using the image transmission unit 4. . In the work surface photographing camera of this embodiment, a plurality of cameras 5 are directly arranged corresponding to the position of the image opening 3 of the front member 1. The configuration of the camera 5 is the same as that shown in FIG. 3 and includes a lens 51 and a CCD 52 that is an imaging device. The lens 51 is positioned so that the image of the work surface 9 is focused on the CCD 52. ing.

レンズ51は、焦点深度を適当な値に設定することにより、ピント合わせ機構を省略した固定焦点レンズが使用できる。前面部材1が移動可能であるから、パンフォーカスとした固定焦点レンズでも支障はない。もちろん、ピント合わせ機構を設けて、フォーカス位置を調整できるようにしてもよい。カメラ5によって撮影された画像は、信号ケーブルにより画像処理部6に送られる。画像処理部6では複数の撮影画像から画像処理による新たな画像が作られる。画像処理部6で行う画像処理は、図1の作業面撮影用カメラと全く同様である。   The lens 51 can be a fixed focus lens in which the focusing mechanism is omitted by setting the depth of focus to an appropriate value. Since the front member 1 is movable, there is no problem even with a fixed focus lens with pan focus. Of course, a focus adjustment mechanism may be provided so that the focus position can be adjusted. An image photographed by the camera 5 is sent to the image processing unit 6 through a signal cable. The image processing unit 6 creates a new image by image processing from a plurality of captured images. The image processing performed by the image processing unit 6 is exactly the same as that of the work surface shooting camera of FIG.

前面部材1の直径をそれほど小さくする必要がなければ、図4の形態の作業面撮影用カメラの方が、光ファイバ束42による画像伝送部4を使用せずに済む分、構成が簡素化されコスト的にも有利である。しかし、狭隘な通路、貫通孔や隙間などを通過させる必要があり、前面部材1の直径を極めて小径とすることが求められる場合には、図1の形態の作業面撮影用カメラの方が適している。   If it is not necessary to reduce the diameter of the front member 1 so much, the configuration of the working surface photographing camera in the form of FIG. 4 is simplified because the image transmission unit 4 by the optical fiber bundle 42 is not required. It is advantageous in terms of cost. However, when it is necessary to pass through a narrow passage, a through hole, a gap, or the like, and the diameter of the front member 1 is required to be extremely small, the work surface photographing camera in the form of FIG. 1 is more suitable. ing.

図5は、前面部材1における画像開口3の配置例を示す図である。この配置例は、図2に示すものと同じものであり、画像開口3は操作開口2を中心とする円周上に均等に16個設けられている。画像開口3の数は、3個以上設ける必要があるが、さらに多くの数の方が好ましい。画像処理部6による画像処理を行って良好な画像を得るためには、画像開口3の数が10個以上であることが望ましい。また、図5では、画像開口3を16個設けた例を示しているが、より多くの画像開口3を設けることが好ましい。本発明では、前述のように画像開口3を25個設けたものを製作しその画像処理の動作などを検証した。   FIG. 5 is a diagram illustrating an arrangement example of the image openings 3 in the front member 1. This arrangement example is the same as that shown in FIG. 2, and 16 image openings 3 are equally provided on the circumference around the operation opening 2. It is necessary to provide three or more image openings 3, but a larger number is preferable. In order to obtain a good image by performing image processing by the image processing unit 6, it is desirable that the number of the image openings 3 is 10 or more. Further, FIG. 5 shows an example in which 16 image openings 3 are provided, but it is preferable to provide more image openings 3. In the present invention, as described above, a device provided with 25 image openings 3 was manufactured, and the operation of the image processing was verified.

なお、画像開口3に対応して配置するカメラ5は、全てが同一の特性のものでもよいが、特性の異なるものを適宜配置するようにしてもよい。例えば、画角の異なる2種類のカメラを画像開口3に1つおきに配置するようにしてもよい。その場合、画角の狭いカメラの画像をまとめて処理した画像と、画角の広いカメラの画像をまとめて処理した画像の2種類の画像を出力できる。その2種類の画像を同時にまたは選択してモニタすることができる。なお、図1に示すような画像伝送部4を用いた作業面撮影用カメラにおいて、カメラ5の画角を異なるものとするには、レンズ41の焦点距離を変更すればよい。   The cameras 5 arranged corresponding to the image openings 3 may all have the same characteristics, but may be appropriately arranged with different characteristics. For example, two types of cameras having different angles of view may be arranged at every other image opening 3. In this case, two types of images can be output: an image obtained by collectively processing images from a camera having a narrow angle of view, and an image obtained by collectively processing images from a camera having a wide angle of view. The two types of images can be monitored simultaneously or selected. In addition, in the work surface photographing camera using the image transmission unit 4 as shown in FIG. 1, the focal length of the lens 41 may be changed in order to change the angle of view of the camera 5.

また、ここでは画像開口3を円周上に均等に配置しているが、必ずしもこのような配置でなくともよい。例えば、円周上の一部には画像開口3を配置せずC字形の配置としてもよく、さらには、画像開口3を多角形の各辺上に配置するようにしてもよい。また、前面部材1には、照明用の開口を設けることが好ましい。画像開口3の一部を照明用開口として使用することができる。   Here, the image openings 3 are arranged uniformly on the circumference, but such an arrangement is not necessarily required. For example, the image opening 3 may not be arranged on a part of the circumference but may be C-shaped, and the image opening 3 may be arranged on each side of the polygon. The front member 1 is preferably provided with an opening for illumination. A part of the image aperture 3 can be used as an illumination aperture.

図6は、前面部材1における画像開口3の別の配置例を示す図である。図6では、画像開口3は操作開口2を中心とする2つの同心円の円周上に均等に16個ずつ設けられている。この場合、画角の異なる2種のカメラを、内側の円周と外側の円周とにそれぞれ配置するようにしてもよい。もちろん、内側の円周と外側の円周に同一の特性のカメラを配置してもよい。また、これらの画像開口3の一部を照明用の開口として使用してもよい。 FIG. 6 is a diagram illustrating another arrangement example of the image openings 3 in the front member 1. In FIG. 6, 16 image openings 3 are equally provided on the circumference of two concentric circles centering on the operation opening 2. In this case, two kinds of cameras having different angles of view, may be arranged on the inner side of the circumference and outside the circumference. Of course, cameras having the same characteristics may be arranged on the inner circumference and the outer circumference. Moreover, you may use a part of these image opening 3 as an opening for illumination.

図7は、画像処理の具体例を説明するための図である。ここでは、説明を簡素化するために、カメラは円周上に均等に配置された3台のカメラ5a,5b,5cであるとする。カメラ5aによる作業面9の撮影画像の範囲は円Aの内部とし、カメラ5bの撮影画像の範囲は円Bの内部とし、カメラ5cの撮影画像の範囲は円Cの内部とする。各カメラ5a,5b,5cの位置の相違が、それぞれの撮影画像の範囲の相違をもたらしている。   FIG. 7 is a diagram for explaining a specific example of image processing. Here, in order to simplify the description, it is assumed that the cameras are three cameras 5a, 5b, and 5c arranged evenly on the circumference. The range of the captured image of the work surface 9 by the camera 5a is inside the circle A, the range of the captured image of the camera 5b is inside the circle B, and the range of the captured image of the camera 5c is inside the circle C. Differences in the positions of the cameras 5a, 5b, and 5c cause differences in the ranges of the respective captured images.

ここで、カメラ5aのみによって撮影される画像領域をR(A)と表示し、カメラ5aとカメラ5bの2台によって撮影される画像領域をR(AB)と表示し、カメラ5a,5b,5cの3台によって撮影される画像領域をR(ABC)と表示する。他の領域も同様に表示する。単一のカメラによって撮影される画像領域R(A),R(B),R(C)では、それらの画像をそのまま使用して出力画像とする。   Here, an image area captured by only the camera 5a is displayed as R (A), an image area captured by the two cameras 5a and 5b is displayed as R (AB), and the cameras 5a, 5b, 5c are displayed. The image area photographed by the three cameras is displayed as R (ABC). Other areas are displayed in the same manner. In the image regions R (A), R (B), and R (C) photographed by a single camera, these images are used as they are as output images.

2台のカメラによって撮影される画像領域R(AB),R(BC),R(AC)では、2台のカメラによる画像データを加算して2で除算する。すなわち、2台のカメラの画像データの平均値を演算して、その平均値を出力画像とする。そして、3台のカメラによって撮影される画像領域R(ABC)では、3台のカメラによる画像データを加算して3で除算する。ここでも3台のカメラの画像データの平均値を演算して、その平均値を出力画像とする。   In the image areas R (AB), R (BC), and R (AC) photographed by two cameras, the image data from the two cameras are added and divided by two. That is, the average value of the image data of the two cameras is calculated and the average value is used as the output image. In the image area R (ABC) photographed by the three cameras, the image data from the three cameras are added and divided by three. Again, the average value of the image data of the three cameras is calculated and the average value is used as the output image.

カメラ5a,5b,5cが配置された円周の中心近傍に操作手段8が存在していても、その操作手段8の画像は各カメラ5a,5b,5cによって異なる位置に撮影される。そのため、上記のような画像処理を行うと、操作手段8の画像データと他のカメラによる作業面9の画像データとが平均化され、操作手段8が半透明の画像となってその後ろ側の作業面9の画像が透けて見えるようになる。これにより、操作手段8によって隠されて見えなくなる作業面9の範囲を大幅に減少させることができる。   Even if the operating means 8 is present near the center of the circumference where the cameras 5a, 5b, 5c are arranged, images of the operating means 8 are taken at different positions by the cameras 5a, 5b, 5c. Therefore, when the image processing as described above is performed, the image data of the operation means 8 and the image data of the work surface 9 by another camera are averaged, and the operation means 8 becomes a translucent image and the rear side thereof. The image of the work surface 9 can be seen through. Thereby, the range of the work surface 9 that is hidden by the operation means 8 and cannot be seen can be greatly reduced.

このように、上記のような平均化の画像処理を行うことにより、操作手段8を半透明化した画像を得ることができる。さらには、円A,B,Cの内部の和集合として表される領域を適宜分割し、それぞれの領域で操作手段8が写り込まない画像のみ採用することにより、操作手段8が全く表示されない画像とすることもできる。   Thus, by performing the averaging image processing as described above, it is possible to obtain an image in which the operation means 8 is made translucent. Further, an area represented as a union inside the circles A, B, and C is appropriately divided, and an image in which the operation means 8 is not displayed at all is adopted by adopting only an image in which the operation means 8 is not reflected in each area. It can also be.

以上のように、本発明の作業面撮影用のカメラでは、操作手段の存在による作業面の画像の欠落を最小とすることができ、作業面の最大範囲の画像を撮影することができる。このため、操作手段の退避や、カメラと操作手段の相対位置の変更などのような、複雑で繁雑な操作を行う必要がなく、効率的に作業面の撮影および操作を行うことができる。また、必要に応じて操作手段を半透明化したり、完全に消去したりすることができ、目的、用途に応じた多様な画像を出力することができる。   As described above, in the camera for photographing the work surface of the present invention, it is possible to minimize the loss of the image on the work surface due to the presence of the operation means, and it is possible to photograph the image in the maximum range of the work surface. For this reason, it is not necessary to perform complicated and complicated operations such as retracting the operation means and changing the relative positions of the camera and the operation means, and the work surface can be efficiently photographed and operated. Further, if necessary, the operation means can be made translucent or completely erased, and various images can be output according to the purpose and application.

なお、ここではカメラの撮像素子としてCCDを使用した例を挙げているが、CCD以外の任意の撮像素子を使用することができる。   Here, an example is shown in which a CCD is used as the image sensor of the camera, but any image sensor other than a CCD can be used.

本発明の作業面撮影用のカメラによれば、操作手段の存在による作業面の画像の欠落を最小とすることができ、作業面の最大範囲の画像を撮影することができ、効率的に作業面の撮影および操作を行うことができる。   According to the camera for photographing the work surface of the present invention, it is possible to minimize the loss of the image on the work surface due to the presence of the operation means, and it is possible to photograph the image of the maximum range of the work surface, so that the work can be efficiently performed. Surface imaging and manipulation can be performed.

本発明の作業面撮影用カメラの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the camera for work surface imaging | photography of this invention. 作業面撮影用カメラの先端部分の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the front-end | tip part of the camera for work surface imaging | photography. 画像伝送部4およびカメラ5の構成を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating configurations of an image transmission unit 4 and a camera 5. 本発明の他の形態の作業面撮影用カメラの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the camera for work surface imaging | photography of the other form of this invention. 前面部材1における画像開口3の配置例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of arrangement of image openings 3 in the front member 1. 前面部材1における画像開口3の別の配置例を示す図である。It is a figure which shows another example of arrangement | positioning of the image opening 3 in the front member 1. FIG. 画像処理の具体例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the specific example of an image process.

符号の説明Explanation of symbols

1 前面部材
2 操作開口
3 画像開口
4 画像伝送部
5 カメラ
6 画像処理部
8 操作手段
9 作業面
41,51 レンズ
42 光ファイバ束
50 カメラアレイ
52 CCD
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Front member 2 Operation opening 3 Image opening 4 Image transmission part 5 Camera 6 Image processing part 8 Operation means 9 Work surface 41,51 Lens 42 Optical fiber bundle 50 Camera array 52 CCD

Claims (8)

作業面(9)に対する操作を行う操作手段(8)を通過させるための操作開口(2)が設けられるとともに、前記操作開口(2)の周囲に前記作業面(9)の画像を取得するための3個以上の画像開口(3)が設けられた前面部材(1)と、
前記画像開口(3)のそれぞれに対応して配置された複数のカメラ(5)と、
複数の前記カメラ(5)によって撮影した画像を処理する画像処理部(6)とを有し、
3個以上の前記画像開口(3)は、1直線上に全てが並ばないように配置されたものであるとともに、前記操作開口(2)を中心とする円周上に配置されたものであり、
前記画像処理部(6)は、複数の前記カメラ(5)によって撮影した複数の画像から新たな画像を合成するものであり、当該新たな画像は前記操作手段(8)によって前記作業面(9)が隠される画像の範囲を減少させたものである作業面撮影用カメラ。
An operation opening (2) for allowing an operation means (8) for operating the work surface (9) to pass therethrough is provided, and an image of the work surface (9) is acquired around the operation opening (2). A front member (1) provided with three or more image openings (3);
A plurality of cameras (5) arranged corresponding to each of the image openings (3);
An image processing unit (6) for processing images taken by a plurality of the cameras (5),
The three or more image openings (3) are arranged so as not to line up on one straight line, and are arranged on a circumference centering on the operation opening (2). ,
The image processing unit (6) synthesizes a new image from a plurality of images taken by the plurality of cameras (5), and the new image is displayed on the work surface (9) by the operation means (8). ) Is a work surface shooting camera that reduces the range of images that are hidden .
請求項1に記載した作業面撮影用カメラであって、
複数の前記カメラ(5)は、画角の異なる複数種類のものが混在配置されたものである作業面撮影用カメラ。
The work surface shooting camera according to claim 1,
The plurality of cameras (5) are work surface shooting cameras in which a plurality of types having different angles of view are mixedly arranged.
作業面(9)に対する操作を行う操作手段(8)を通過させるための操作開口(2)が設けられるとともに、前記操作開口(2)の周囲に前記作業面(9)の画像を取得するための3個以上の画像開口(3)が設けられた前面部材(1)と、
前記画像開口(3)のそれぞれに対応して配置された複数のレンズ(41)と、
前記レンズ(41)による結像を伝送する複数の光ファイバ束(42)と、
前記光ファイバ束(42)によって伝送された画像を撮影する複数のカメラ(5)と、
複数の前記カメラ(5)によって撮影した画像を処理する画像処理部(6)とを有し、
3個以上の前記画像開口(3)は、1直線上に全てが並ばないように配置されたものであるとともに、前記操作開口(2)を中心とする円周上に配置されたものであり、
前記画像処理部(6)は、複数の前記カメラ(5)によって撮影した複数の画像から新たな画像を合成するものであり、当該新たな画像は前記操作手段(8)によって前記作業面(9)が隠される画像の範囲を減少させたものである作業面撮影用カメラ。
An operation opening (2) for allowing an operation means (8) for operating the work surface (9) to pass therethrough is provided, and an image of the work surface (9) is acquired around the operation opening (2). A front member (1) provided with three or more image openings (3);
A plurality of lenses (41) arranged corresponding to each of the image apertures (3);
A plurality of optical fiber bundles (42) for transmitting an image formed by the lens (41);
A plurality of cameras (5) for taking images transmitted by the optical fiber bundle (42);
An image processing unit (6) for processing images taken by a plurality of the cameras (5),
The three or more image openings (3) are arranged so as not to line up on one straight line, and are arranged on a circumference centering on the operation opening (2). ,
The image processing unit (6) synthesizes a new image from a plurality of images taken by the plurality of cameras (5), and the new image is displayed on the work surface (9) by the operation means (8). ) Is a work surface shooting camera that reduces the range of images that are hidden .
請求項3に記載した作業面撮影用カメラであって、
複数の前記レンズ(41)は、焦点距離の異なる複数種類のものが混在配置されたものである作業面撮影用カメラ。
A camera for photographing a work surface according to claim 3,
The plurality of lenses (41) is a work surface photographing camera in which a plurality of types having different focal lengths are mixedly arranged.
請求項1〜4のいずれか1項に記載した作業面撮影用カメラであって、
前記前面部材(1)は、その位置および撮影方向を変更可能なものである作業面撮影用カメラ。
A camera for photographing a work surface according to any one of claims 1 to 4,
The front member (1) is a work surface photographing camera capable of changing its position and photographing direction.
請求項1〜5のいずれか1項に記載した作業面撮影用カメラであって、
前記前面部材(1)は、前記画像開口(2)が10個以上設けられたものである作業面撮影用カメラ。
A camera for photographing a work surface according to any one of claims 1 to 5,
The front member (1) is a work surface photographing camera in which ten or more image openings (2) are provided.
請求項6に記載した作業面撮影用カメラであって、
前記前面部材(1)は、前記操作開口(2)を中心とする2つの円周上に前記画像開口(3)が配置されたものである作業面撮影用カメラ。
A camera for photographing a work surface according to claim 6,
The front surface member (1) is a work surface photographing camera in which the image opening (3) is arranged on two circumferences centering on the operation opening (2).
請求項1〜7のいずれか1項に記載した作業面撮影用カメラであって、
前記画像処理部(6)は、複数の画像の平均値による画像処理を行うものである作業面撮影用カメラ。
A camera for photographing a work surface according to any one of claims 1 to 7,
The image processing unit (6) is a camera for photographing a work surface that performs image processing using an average value of a plurality of images.
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