(57)【要約】【課題】生産コスト及び消費電力を抑制しつつ、アナログメータの指示値を読み取るアナログメータ読取装置を提供する。【解決手段】アナログメータ読取装置１は、所定方向に沿って規則的に配列された複数のＬＥＤ素子１４と、複数のＬＥＤ素子１４に沿って規則的に配列された複数のフォトダイオード１３と、を有する読取部１０を備える。読取部１０は、指示針メータの目盛板の対面にあるカバーガラス面に装着された状態で、指示針メータを読み取る。【選択図】図３
2020173733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に沿って規則的に配列された複数の発光素子と、所定の方向あるいは前記複数の発光素子に沿って規則的に配列された複数の受光素子と、を有する読取部を備え、
前記読取部は、アナログメータの透明部材上の所定位置に装着された状態で、前記アナログメータを読み取る
アナログメータ読取装置。
【請求項２】
前記アナログメータは、目盛板と、前記目盛板の表示面側から所定距離にある平面上で所定の回転中心を基準に回転する指示針と、前記指示針を含むように前記目盛板の表示面側を覆う前記透明部材と、を有する指示針メータであり、
前記読取部は、円形状に形成され、前記複数の受光素子及び前記複数の発光素子を収納する第１の収納部を更に有し、前記複数の受光素子は、前記読取部の第１の収納部材内の外周内側に沿って円弧状に配置され、前記複数の発光素子は、前記読取部の前記第１の収納部材内の前記複数の受光素子の外側あるいは内側に沿って円弧状に配置され、
前記読取部が前記透明部材上の前記指示針の回転中心近傍に装着された状態で、前記複数の受光素子は、前記複数の発光素子から発された前記指示針メータの前記指示針あるいは前記目盛坂で反射された光を検出する
請求項１に記載のアナログメータ読取装置。
【請求項３】
前記第１の収納部材は、その中心に形成される穴部を有する
請求項２に記載のアナログメータ装置。
【請求項４】
前記読取部の装着面と反対側の面に、前記複数の受光素子に対する所定の相対位置に１つ以上のマーカが配置され、前記読取部が前記透明部材に装着された状態で前記指示針メータを撮影した時に得られる前記指示針メータの撮影画像における前記指示針メータの目盛領域の輝度成分に基づいて、前記指示針メータの指示針の回転中心を算出する算出部と、
前記算出部により算出された回転中心と前記撮影画像に基づく前記マーカの位置情報とに基づいて、前記読取部の装着位置の妥当性を判定する判定部と、を更に備えた請求項２に記載のアナログメータ装置。
【請求項５】
前記アナログメータは、内部に液体が注入され、目盛が表示された前記透明部材であるテーパ管と、前記テーパ管内に挿入された非透明部材であって前記液体の表面を示すフロートと、を有するフロートメータであり、
前記読取部は、長尺状に形成され、前記複数の受光素子及び前記複数の発光素子を収納する第２の収納部材を更に備え、前記複数の受光素子は、前記第２の収納部材内に直線状に配置され、前記複数の発光素子は、前記第２の収納部材内の前記複数の受光素子の配列に沿って直線状に配置され、
前記読取部が前記フロートメータ上であって前記フロートの移動範囲に沿って装着された状態で、前記複数の受光素子は、前記複数の発光素子から発され前記フロートで反射された光を検出する
請求項１に記載のアナログメータ読取装置。
【請求項６】
前記アナログメータは、内部に液体が注入され、目盛が表示された前記透明部材であるテーパ管と、前記テーパ管内に挿入された非透明部材であって前記液体の表面を示すフロートと、を有するフロートメータであり、
前記読取部は、長尺状に形成され前記複数の受光素子を収納する第３の収納部材と、長尺状に形成され前記複数の発光素子を収納する第４の収納部材と、を更に備え、前記複数の受光素子は、前記第３の収納部材内に直線状に配置され、前記複数の発光素子は、前記第４の収納部材内に直線状に配置され、
前記第３の収納部材が前記フロートメータ上であって前記フロートの移動範囲に沿って装着され、かつ、前記第４の収納部材が前記フロートメータ上であって前記第３の収納部材に対向する位置に装着された状態で、前記複数の受光素子は、前記複数の発光素子から発せられ前記フロートメータを透過した光を検出する
請求項１に記載のアナログメータ読取装置。
【請求項７】
前記複数の受光素子のそれぞれの受光面にレンズ部材が形成される
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のアナログメータ読取装置。
【請求項８】
前記受光素子の光感応領域は、前記レンズ部材によって、深さ方向及び横方向の少なくとも一方が制限される
請求項７に記載のアナログメータ読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アナログメータ読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アナログメータの指示針が示す値（以下、「指示値」という。）を画像処理によって自動的に読み取り、コンピュータ管理に適したデジタル信号を得ることができる技術が開示されている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１の技術は、アナログメータから距離を隔てて設置されたカメラを用いて、アナログメータの撮影画像として、指示値が既知である基準画像と、指示針が回転した状態である計測画像と、の２つの画像を得て、２つの画像を比較することで指示針が示す指示値を求める。
【０００４】
また、アナログメータに後付けでき、当該アナログメータの校正状態を損なわず、指示針が示す指示値を読み取って、非接触で外部に指示値を取り出すことができる技術が開示されている（特許文献２）。
【０００５】
特許文献２の技術は、指示針に導電性ターゲットを貼り付けると共に、アナログメータのカバーガラス面に近接センサを含む計測用ＩＣタグユニットを貼り付けて、近接センサに対する指示針の相対位置を検出することで、指示値を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１３３５６０号公報
【特許文献２】特開２０１７−２０３７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の技術は、夜間や暗所などの照明設備がない場所では、アナログメータの指示値を読み取ることができない。また、アナログメータに太陽光が直接照射されるなどのアナログメータへの照明光が適切でない場合、カバーガラス面に強い反射光が発生して、指示値を読み取ることができない問題があった。また、特許文献１の技術は、カメラを用いているので、生産コストがかかると共に消費電力が大きい問題もある。
【０００８】
特許文献２の技術は、アナログメータの指示針が導電性素材で構成されていない場合、カバーガラス面に計測用ＩＣタグユニットを貼り付けても指示値を検出できない。そこで、ユーザは、アナログメータのカバーガラス面を開けて、指示針に直接導電性ターゲットを貼り付ける必要があるが、その作業負担が非常に大きい問題があった。
【０００９】
本発明は、このような実情を鑑みて提案されたものであり、生産コスト及び消費電力を抑制しつつ、アナログメータの指示値をリアルタイムで読み取ることができるアナログメータ読取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るアナログメータ読取装置は、所定方向に沿って規則的に配列された複数の発光素子と、所定の方向あるいは前記複数の発光素子に沿って規則的に配列された複数の受光素子と、を有する読取部を備え、前記読取部は、アナログメータの透明部材上の所定位置に装着された状態で、前記アナログメータを読み取るものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、生産コスト及び消費電力を抑制しつつ、アナログメータの指示値を読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（Ａ）は指示針メータに取り付けられた状態の第１実施形態のアナログメータ読取装置の正面図であり、（Ｂ）はその外観側面図である。
【図２】読取部の読取面を示す図である。
【図３】アナログメータ読取装置の機能的な構成を示すブロック図である。
【図４】指示針の回転中心同定ルーチン並びに変換表作成ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】指示針メータの目盛領域の一例を示す図である。
【図６】極座標平面に展開された目盛領域を示す図である。
【図７】変換表を示す図である。
【図８】読取処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】指示針メータの指示針がフォトダイオードの１つの検出領域の中心部に存在する場合の模式図、及びそのときの各フォトダイオードの出力信号を示す図である。
【図１０】アナログメータの指示針が２つのフォトダイオードの検出領域の重なり部分に存在する場合の模式図、及びそのときの各フォトダイオードの出力信号を示す図である。
【図１１】第２実施形態に係るフォトダイオードの断面形状を示す図である。
【図１２】（Ａ）はフォトダイオードにレンズがない場合のフォトダイオードの光感応領域を示す模式図であり、（Ｂ）はフォトダイオードにレンズが形成された場合の光感応領域を示す模式図である。
【図１３】直径が異なる光感応領域を示す図である。
【図１４】第３実施形態に係るアナログメータ読取装置の読取部を示す図である。
【図１５】（Ａ）は読取部の平面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図１６】第４実施形態に係るアナログメータ読取装置の読取部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
［第１実施形態］
図１（Ａ）は指示針メータ１００に取り付けられた状態の第１実施形態のアナログメータ読取装置１の正面図であり、同図（Ｂ）はその外観側面図である。アナログメータ読取装置１は、指示針メータ１００に光を照射して指示針１０１の位置情報を検出する読取部１０と、読取部１０が検出した位置情報に基づいて指示針１０１が示す指示値を算出する制御部３０と、を備えている。
【００１４】
指示針メータ１００は、指示針１０１と、指示針１０１が指し示す位置に対応する物理量を表示する目盛板１０２と、指示針１０１を保護するためのカバーガラス１０３と、を備えている。指示針１０１は、目盛板１０２の表示面側から所定距離にある平面上において、所定の回転中心を基準に回転する。カバーガラス１０３は、指示針１０１を含むように目盛板１０２の表示面側を覆っている。
【００１５】
指示針メータ１００の目盛板１０２は白色であり、指示針１０１は黒色である。このため、指示針メータ１００に照射された光は、目盛板１０２では反射され、指示針１０１では吸収される。読取部１０は、このような指示針メータ１００の光反射特性を利用して、指示針メータ１００の指示針１０１の位置情報を検出する。
【００１６】
読取部１０は、全体的にほぼ均一の厚みを有し、中央に穴部が形成され、径方向に所定の幅を有する円弧帯状（ドーナツ状）部材である。読取部１０の２つ側面のうちの一方の側面は、指示針メータ１００のカバーガラス１０３面に直接装着され、指示針メータ１００の指示針１０１の位置情報を光学的に検出する側面（読取面）である。上記２つの側面のうちの他方の側面は、外部へ露出し、その表面にマーカ１０Ｍが印刷された側面（マーカ面）である。
【００１７】
読取部１０の読取面は、指示針メータ１００の指示針１０１の回転中心上に、当該読取部１０の中心が一致するように、指示針メータ１００の目盛板１０２の対面側のカバーガラス１０３面上に直接装着される。このとき、読取部１０のマーカ面は正面側になる。本実施形態では、読取部１０のマーカ面には、４か所の矩形のマーカ１０Ｍが印刷されている。４つのマーカ１０Ｍは正方形の各頂点の位置に配置され、その正方形の対角線の交点は読取部１０の中心に一致する。
【００１８】
図２は、読取部１０の読取面を示す図である。読取部１０は、小さな穴部１１が形成された円盤状の収納ケース１２と、収納ケース１２内の外周部に沿って円弧状に配置された複数のフォトダイオード１３と、複数のフォトダイオードと穴部との間に円弧状に配置された複数のＬＥＤ素子１４と、を備えている。
【００１９】
収納ケース１２は、中心に小さな穴部１１が形成され、複数のフォトダイオード１３及びＬＥＤ素子１４が設置される円形収納底１２ａと、円形収納底１２ａの外周部に沿って形成される外周壁１２ｂと、円形収納底１２ａの内周部に沿って形成される内周壁１２ｃと、を有する。外周壁１２ｂ及び内周壁１２ｃの高さは、フォトダイオード１３及びＬＥＤ素子１４の配置面からの高さより大きい。このため、読取部１０のカバーガラス１０３への装着の際には、外周壁１２ｂ及び内周壁１２ｃの端部がカバーガラス１０３に接着される。つまり、フォトダイオード１３及びＬＥＤ素子１４は、カバーガラス１０３に接触せずに済み、接触による破損が回避される。
【００２０】
読取部１０には、インデックス番号０からインデックス番号２０までの２１個のフォトダイオード１３が円弧状に配列されている。インデックス番号は、２１個のフォトダイオード１３の中のから１個のフォトダイオード１３を識別するために使用されるだけでなく、対応するフォトダイオード１３の位置情報としても使用される。このため、インデックス番号は、詳細は後述するが、指示針メータ１００の指示値を算出する際に使用される。
【００２１】
また、読取部１０内の各フォトダイオード１３と読取部１０のマーカ面に印刷された各マーカ１０Ｍとの相対的な位置関係は、予め定められている。このため、指示針メータ１００に読取部１０が装着された場合に、指示針メータ１００に対する各マーカ１０Ｍの位置が決まれば、指示針メータ１００に対する各フォトダイオード１３の位置も一意に定まる。
【００２２】
複数のＬＥＤ素子１４は、複数のフォトダイオード１３に対して同心円の内側に円弧状に配置されている。本実施形態では、フォトダイオード１３の個数は、ＬＥＤ素子１４の個数よりも多い。しかし、フォトダイオード１３及びＬＥＤ素子１４のそれぞれの個数は、特に限定されるものではない。
【００２３】
また本実施形態では、フォトダイオード１３は、ＬＥＤ素子１４の外側に配置されるとしたが、フォトダイオード１３の内側に、ＬＥＤ素子１４を配置しても良い。
【００２４】
図３は、アナログメータ読取装置１の機能的な構成を示すブロック図である。読取部１０は、指示針メータ１００の指示針の位置情報を検出し、検出した位置情報を制御部３０へ供給する。制御部３０は、読取部１０から供給された位置情報に基づいて指示針メータ１００の指示値を算出し、当該指示値を無線通信によりサーバ装置２００へ送信する。これにより、サーバ装置２００は、複数の指示針メータ１００の指示値をリアルタイムで集計・管理する。
【００２５】
読取部１０は、指示針メータ１００からの反射光を受光する複数のフォトダイオード１３と、指示針メータ１００に光を照射する複数のＬＥＤ素子１４と、各フォトダイオード１３の出力信号の切替を制御するフォトダイオード制御部１５と、各ＬＥＤ素子１４を駆動させるＬＥＤ駆動部１６と、を備えている。
【００２６】
制御部３０は、制御部３０内の各回路及び読取部１０へ供給するための電源を蓄積する蓄電池３１と、フォトダイオード（ＰＤ）切替部３２と、ＰＤ切替部３２からの出力信号をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換するＡ／Ｄコンバータ３３と、ＣＰＵ３４と、ＬＥＤ素子１４の点灯／消灯を制御するＬＥＤ制御部３５と、データのワークエリアであるＲＡＭ３６と、プログラムが記憶されたＲＯＭ３７と、サーバ装置２００等の外部機器と無線通信する無線通信部３８と、を備えている。
【００２７】
以上のように構成されたアナログメータ読取装置１は、以下の手順に従って、指示針メータ１００の指示値を算出する。
【００２８】
読取部１０は、指示針メータ１００の正面中央部に装着された状態で、指示針メータ１００の指示針１０１の位置情報を検出する。読取部１０は、理想的には、指示針メータ１００の指示針１０１の回転中心に対して、径方向及び回転方向にずれていない位置にあるのが好ましい。しかし、現実的には、読取部１０は、上述した径方向及び回転方向にある程度ずれた位置に装着される。そこで、次の（１）及び（２）の処理が必要である。
【００２９】
（１）指示針メータ１００の指示値を正確に算出するためには、予め、径方向及び回転方向のずれが許容範囲であるか否かを判定する必要がある。
（２）読取部１０で検出される指示針１０１の位置情報は、フォトダイオード１３のインデックス番号に基づく指示針メータ１００の指示針１０１の位置情報に過ぎず、実際の指示値を算出するには、当該位置情報から指示値へ変換するための変換表を作成する必要がある。
【００３０】
このため、具体的には、次の処理が行われる。
最初に、ユーザは、アナログメータ読取装置１の読取部１０を指示針メータ１００の正面中央部に装着する。
【００３１】
次に、ユーザは、例えば携帯端末を使って、読取部１０が装着された指示針メータ１００を撮影する。撮影により生成された指示針メータ１００の画像（以下、「メータ画像」という。）は、各指示針メータ１００を管理するサーバ装置２００へ送信される。
【００３２】
サーバ装置２００のＣＰＵ２０１は、携帯端末から送信されたメータ画像に基づいて、読取部１０の上述した径方向及び回転方向のずれが許容範囲であるか否かを判定するための指示針１０１の回転中心を同定する。さらにサーバ装置２００のＣＰＵ２０１は、フォトダイオード１３のインデックス番号に基づいて、指示針メータ１００の指示針１０１の位置情報を指示値へ変換するための変換表を作成する。ここで、変換表とは、指示針メータ１００の指示針１０１の位置情報を指示針メータ１００の指示値に変換するためのテーブルをいう。
【００３３】
図４は、指示針１０１の回転中心同定ルーチン並びに変換表作成ルーチンを示すフローチャートである。  ステップＳ１では、ＣＰＵ２０１は、指示針メータ１００を撮影した携帯端末からメータ画像を取得したか否かを判定して、メータ画像を取得するまで待機する。ＣＰＵ２０１は、メータ画像を取得すると、次のステップＳ２へ進む。
【００３４】
ステップＳ２では、ＣＰＵ２０１は、撮影方向に起因する歪みを補正して、携帯端末が指示針メータ１００を真正面から撮影した場合に生成されるメータ画像と等価なメータ画像を得る。なお、撮影方向に起因する歪みを補正する処理は、例えば、特開２００６−１２０１３３号公報で開示された技術が該当する。
【００３５】
ステップＳ３では、ＣＰＵ２０１は、メータ画像に二値化処理を施す。具体的には、ＣＰＵ２０１は、メータ画像から輝度成分を抽出し、メータ画像の各画素について、各輝度成分の値が所定の閾値より大きい場合は‘１’を、そうでない場合は‘０’を設定する。
【００３６】
ステップＳ４では、ＣＰＵ２０１は、二値化されたメータ画像から目盛領域ＭＲ１（後述する図５参照）を抽出する。ここで、目盛領域とは、目盛板１０２上において、指示針１０１が示す位置と指示値との対応関係を表した目盛が描かれた領域をいう。
【００３７】
図５は、指示針メータ１００の目盛領域ＭＲ１の一例を示す図である。本実施形態では、目盛領域ＭＲ１は、外半径ａ、内半径ｂ、垂線より左方向の中心角φ−、同右方向の中心角φ＋なる４つのパラメータ値を用いて記述される円弧帯のテンプレートにてモデル化される。これより目盛領域ＭＲ１の中心位置は、指示針１０１の回転中心と同一になる。
【００３８】
なお、目盛領域ＭＲ１のテンプレートは、４つのパラメータ（ａ値、ｂ値、φ−値及びφ＋値）によって特定される円弧帯の形状に限定されるものではない。すなわち、目盛領域ＭＲ１のテンプレートは、指示針１０１の回転中心を同定できるものであれば、円弧帯以外の形状であってもよい。
【００３９】
ＣＰＵ２０１は、テンプレートの中心位置及び４つのパラメータ値を変化させて、二値化されたメータ画像内での最適なテンプレートの位置を探索する。そして、ＣＰＵ２０１は、テンプレート内の画素値分布が均一になった場合に、そのテンプレートの中心位置及び４つのパラメータ値によって、目盛領域ＭＲ１を抽出する。
【００４０】
具体的には、テンプレート探索の際、ＣＰＵ２０１は、テンプレートの内部領域を幾つかの部分領域に分割し、それぞれの部分領域における平均画素値が当該テンプレートの内部全体に渡ってほぼ一定になった場合に、そのときの中心位置、ａ値、ｂ値、φ−値及びφ＋値として、目盛領域ＭＲ１を抽出する。
【００４１】
ステップＳ５では、ＣＰＵ２０１は、ステップＳ４で抽出された目盛領域ＭＲ１（ａ値、ｂ値、φ−値及びφ＋値）を用いて、指示針１０１の回転中心を同定する。本実施形態では、指示針１０１の回転中心は、目盛領域ＭＲ１をモデル化した円弧帯形状のテンプレートの中心位置に一致する。そこで、ＣＰＵ２０１は、ステップＳ４で抽出された目盛領域ＭＲ１のテンプレートの中心位置を特定することで、指示針１０１の回転中心を同定する。
【００４２】
ステップＳ６では、ＣＰＵ２０１は、メータ画像に基づいて、指示針１０１の回転中心に対する読取部１０の装着位置のずれを検出する。ここで、読取部１０の装着位置のずれは、指示針１０１の回転中心からの平行移動ずれΔｒと、指示針メータ１００の垂線からの読取部１０の回転ずれΔθとで定義される。
【００４３】
平行移動ずれΔｒ及び回転ずれΔθは、読取部１０のマーカ面の所定位置に予め印刷された４か所の矩形のマーカ１０Ｍに基づいて算出される。具体的には、ＣＰＵ２０１は、メータ画像にある４つのマーカ１０Ｍの位置情報から読取部１０の中心の位置情報を算出し、当該位置情報から指示針１０１の回転中心までの距離として平行移動ずれΔｒを算出する。さらに、ＣＰＵ２０１は、上述した垂線を基準として、縦方向あるいは横方向に配置された二つのマーカ１０Ｍを結んだ直線の傾きとして回転ずれΔθを算出する。
【００４４】
なお、本実施形態では、読取部１０の装着位置のずれを検出するためのマーカとして、読取部１０のマーカ面の所定位置に予め印刷された矩形マーカ１０Ｍが用いられたが、これに限定されるものではない。例えば、複数の指示針メータ１００にそれぞれ読取部１０が装着され、各々の読取部１０に固有識別子が割り当てられた場合、当該マーカとして、ＱＲコード（登録商標）を用いてもよい。当該ＱＲコード（登録商標）は、固有識別子を符号化して２次元バーコードで表したものであって、読取部１０のマーカ面の所定位置に印刷される。一方、ＣＰＵ２０１は、メータ画像の中の当該ＱＲコード（登録商標）の３隅のマーカを用いて、読取部１０の装着位置のずれを検出すればよい。この場合、ＣＰＵ２０１は、読取部１０の装着位置のずれを検出するだけでなく、読取部１０の固有識別子も取得できる。
【００４５】
ステップＳ７では、ＣＰＵ２０１は、読取部１０の装着位置のずれが許容範囲内であるか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵ２０１は、平行移動ずれΔｒ及び回転ずれΔθが共に所定の閾値以下であるか否かを判定する。そして、平行移動ずれΔｒ及び回転ずれΔθが共に所定の閾値以下である場合はステップＳ９へ進み、平行移動ずれΔｒ及び回転ずれΔθの少なくとも１つが所定の閾値以下でない場合はステップＳ８へ進む。
【００４６】
なお、平行移動ずれΔｒ及び回転ずれΔθのそれぞれの閾値は、読取部１０の読取面に実装されたフォトダイオード１３及びＬＥＤ素子１４の個数、配置場所、読取部１０に求められる指示針メータ１００の読取り精度などによって決定され、特に限定される値ではない。
【００４７】
ステップＳ８では、ＣＰＵ２０１は、ユーザに読取部１０の再装着を指示するための処理を行う。再装着を指示するための処理とは、例えば、予め登録されたメールアドレスに再装着を指示する電子メールを送信する処理、あるいは所定のモニタ画面に再装着の指示を表示する処理などが該当する。そして、本ルーチンが終了する。
【００４８】
一方、ステップＳ９では、ＣＰＵ２０１は、図５に示す目盛領域ＭＲ１及びフォトダイオード１３の位置情報の極座標変換処理を実行する。
具体的には、ＣＰＵ２０１は、メータ画像から抽出された円弧帯形状の目盛領域ＭＲ１を、垂線を基準とした中心角を横軸、半径方法を縦軸とした極座標平面に展開する。
【００４９】
図６は、極座標平面に展開された矩形の目盛領域ＭＲ２を示す図である。目盛領域ＭＲ２は、横軸のφ−からφ＋までを幅、縦軸のａからｂまでを高さとした矩形の領域で表される。
【００５０】
メータ画像には、読取部１０に配置された複数のフォトダイオード１３は現れない。しかし、各フォトダイオード１３の位置情報は、読取部１０に印刷される４つのマーカ１０Ｍの位置情報に関連付けられている。つまり、４つのマーカ１０Ｍの位置情報が検出されれば、各フォトダイオード１３の位置情報も検出される。
【００５１】
そこで、ＣＰＵ２０１は、メータ画像を用いて４つのマーカ１０Ｍのそれぞれの位置情報を検出し、これらの位置情報に基づいて各フォトダイオード１３の位置情報を検出し、これらのフォトダイオード１３の位置情報を極座標平面に展開する。
【００５２】
例えば、読取部１０に２１個のフォトダイオード１３が円弧状に等間隔で配置されている場合、図６に示すように、先述した極座標平面には、矩形の目盛領域ＭＲ２が配置され、当該目盛領域ＭＲ２の長手方向に沿って、２１個のフォトダイオード１３（０番目から２０番目）が等間隔に配置される。このとき、フォトダイオード１３の１０番目の位置情報（中間位置）は、回転ずれΔθ＝０（（φ＋）＝（φ−）＝０）の位置情報に対応する。これは、指示針メータ１００の指示針１０１の回転中心に対して、読取部１０がずれなく装着された状態を示している。つまり、読取部１０の装着位置のずれが許容範囲であり、実用上は無視してよい（Δｒ、Δθ＝０）状態にある。
【００５３】
ステップＳ１０では、ＣＰＵ２０１は、フォトダイオード１３のインデックス番号に基づく指示針メータ１００の指示針１０１の位置情報を指示値へ変換するための変換表を作成する。具体的には、ＣＰＵ２０１は、メータ画像を用いて目盛領域ＭＲ２近傍にある目盛数字を数値として認識し、極座標平面の目盛数字の位置情報に、認識された数値を関連付ける。
【００５４】
本実施形態では、公知のＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ）技術が用いられる。また、目盛数字の位置情報は、指示値メータ１００の垂線を基準とした極座標値ψに変換される。そして、目盛数字の位置情報（極座標値ψ）と目盛数字の数値とが対応付けられる。なお、このような対応付けは、目盛領域ＭＲ２の近傍にあるすべての目盛数字について行われる。
【００５５】
なお、目盛数字は、一般的には、指示針１０１の代表的な回転角度に対応した値のみ表示されることが多い。これより、目盛数字の位置情報は、目盛数字の認識から検出された位置情報そのままの値に限定されず、垂線を基準にして５°、１０°、１５°、３０°、４５°ずれた値（９０°の代表的な約数あるいはそれらの倍数）で置き換えてもよい。
【００５６】
最後に、ＣＰＵ２０１は、極座標平面に展開されたすべての情報を用いて、フォトダイオード１３のインデックス番号に基づく指示針メータ１００の指示針１０１の位置情報を指示値に変換する変換表を作成する。
【００５７】
図７は、変換表を示す図である。変換表は、指示針メータ１００の指示針１０１の位置情報に相当するフォトダイオード１３のインデックス番号、垂線を基準とした回転角度、回転角度に対応した指示値によって構成されている。
【００５８】
ここで、フォトダイオード１３のインデックス番号及び垂線に対する回転角度は、読取部１０に実装によって予め定められた値である。
一方、代表的な複数の回転角度及びそれらに対応する指示値（認識された数値）は、上述した処理により取得されている。また、その他の回転角度及びそれらに対応する指示値は、取得済みの回転角度及びそれらに対応する指示値を用いて、線形補間することで求められる。
【００５９】
そこで、ＣＰＵ２０１は、このようにして得られたフォトダイオード１３のインデックス番号、垂線に対する回転角度、及び回転角度に対応する指示値を対応付けることで、図７に示す変換表を作成する。
【００６０】
なお、図７では、説明の都合上、垂線に対する回転角度が示されているが、実際の変換表からは、当該回転角度を省略してもよい。すなわち、各フォトダイオード１３のインデックス番号と指示値との関係が分かれば、垂線に対する回転角度を変換表から省略しても問題はない。
【００６１】
ところで、図４に示した変換表作成処理ルーチンは、読取部１０の装着対象である指示値メータ１００が未知の場合に適用される。このため、指示値メータ１００が既知であって、図４に示した変換表作成処理ルーチンによって当該既知の指示値メータ１００に関する変換表が作成済みである場合、当該指示値メータ１００の目盛領域ＭＲ１と同一の目盛領域を有する指示値メータについては、読取部１０の装着位置ずれのみを評価すればよい。
【００６２】
また、既に当該変換表が作成済みであり、要求される指示値の読取精度が高くなく、その結果、装着時のずれが十分許容できる場合は、図４に示した指示針の回転中心同定ルーチン及び変換表作成処理ルーチンは不要である。
【００６３】
サーバ装置２００は、以上のようにして作成された変換表を無線通信により指示針メータ読取装置１へ送信する。これにより、アナログメータ読取装置１は、サーバ装置２００から送信された変換表を用いて、フォトダイオード１３のインデックス番号から指示針メータ１００の指示値を算出する。具体的には、アナログメータ読取装置１は、次に示す読取処理ルーチンを実行することにより、指示針メータ１００の指示値を算出する。
【００６４】
図８は、読取処理ルーチンを示すフローチャートである。
ステップＳ１１では、制御部３０のＣＰＵ３４は、所定の測定時刻になったか否かを判定し、当該測定時刻になるまで待機する。測定時刻は、所定時間毎に繰り返される時刻でもよいし、予め設定された時刻であってもよい。ＣＰＵ３４は、測定時刻になったと判定すると、ステップＳ１２へ進む。
【００６５】
ステップＳ１２では、ＣＰＵ３４は、蓄電池３１から読取部１０へ電源供給ラインのスイッチをオンにして、読取部１０への電源供給を開始する。
【００６６】
ステップＳ１３では、ＣＰＵ３４は、読取部１０のＬＥＤ駆動部１６を制御して、全てのＬＥＤ１４を点灯させる。これにより、指示針メータ１００に光が照射される。
【００６７】
ステップＳ１４では、ＣＰＵ３４は、読取部１０のフォトダイオード制御部１５を制御して、各フォトダイオード１３から受光量に応じた信号を読み出す。各フォトダイオード１３から読み出された信号は、制御部３０のＰＤ切替部３２に供給される。
【００６８】
さらに、ＣＰＵ３４は、各フォトダイオード１３から供給される信号の中から、インデックス番号０〜２０までのフォトダイオード１３の信号を順次切り替えて出力するように、ＰＤ切替部３２を制御する。ＰＤ切替部３２から出力された信号は、Ａ／Ｄコンバータ３３によってアナログ／デジタル変換され、ＣＰＵ３４に供給される。この結果、ＣＰＵ３４は、インデックス番号０〜２０までのフォトダイオード１３の信号を受信する。
【００６９】
図９（Ａ）は指示針メータ１００の指示針１０１がフォトダイオード１３の１つの検出領域の中心部に存在する場合の模式図、同図（Ｂ）はそのときの各フォトダイオード１３の出力信号を示す図である。
【００７０】
同図において、小さな白円はフォトダイオード１３の検出領域を示し、小さな白円の中心部にある正方形はフォトダイオード１３を示す。大きな黒円はＬＥＤ素子１４による光照射領域を示し、大きな黒円の中心部にある正方形はＬＥＤ素子１４を示す。なお、後述する図１０も同様である。
【００７１】
指示針メータ１００の指示針がフォトダイオード１３の１つの検出領域の中心部に存在する場合、当該フォトダイオード１３の出力信号はローレベルになる。それ以外のフォトダイオード１３の出力信号はハイレベルになる。これにより、出力信号がローレベルのフォトダイオード１３に対応する位置に、指示針メータ１００の指示針１０１があることが分かる。
【００７２】
図１０（Ａ）は指示針メータ１００の指示針１０１が２つのフォトダイオード１３の検出領域の重なり部分に存在する場合の模式図、同図（Ｂ）はそのときの各フォトダイオード１３の出力信号を示す図である。
【００７３】
指示針メータ１００の指示針１０１が２つのフォトダイオード１３の検出領域の重なり部分に存在する場合、当該２つのフォトダイオード１３の出力信号はミドルレベルになる。それ以外のフォトダイオード１３の出力信号はハイレベルになる。これにより、出力信号がミドルレベルの２つのフォトダイオード１３に対応する位置の間に、指示針メータ１００の指示針１０１があることが分かる。
【００７４】
このように、指示針メータ１００の指示針は、フォトダイオード１３の１つの検出領域で検出されることもあれば、２つの検出領域でそれぞれ検出されることもある。そこで、制御部３０のＣＰＵ３４は、これらの状況を考慮して、各フォトダイオード１３の出力信号から当該フォトダイオード１３のインデックス番号を介して指示針１０１の位置情報を検出する。
【００７５】
ステップＳ１５では、ＣＰＵ３４は、インデックス番号０〜２０までのフォトダイオード１３の出力信号に基づいて、指示針メータ１００の指示針１０１の位置情報を検出する。
【００７６】
ここでは、最初に、ＣＰＵ３４は、各フォトダイオード１３の出力信号と、対応する各フォトダイオード１３のインデックス番号０〜２０とを用いて、指示針メータ１００の指示針１０１の位置情報を検出する。この位置情報は、フォトダイオード１３のインデックス番号と異なり、整数に限定されず、小数を含む値でもよい。次に、ＣＰＵ３４は、図７に示す変換表を参照して、指示針１０１の位置情報に対応する指示値を算出する。
【００７７】
なお、指示針１０１の位置情報の検出方法は、特に限定されるものではないが、特に隣接するフォトダイオード１３の検出領域が重なり合う場合には、例えば以下のような方法がある。
【００７８】
（指示針の位置情報の検出方法１）
ＣＰＵ３４は、次のように、加重平均を用いて指示針１０１の位置情報を検出することができる。例えば、ＣＰＵ３４は、最初に、各フォトダイオード１３の出力信号のうち、指示針１０１の影響を受けた出力信号、例えばレベルが所定の閾値以下の出力信号及び対応するフォトダイオード１３を選択する。
【００７９】
次に、ＣＰＵ３４は、選択したフォトダイオード１３のインデックス番号に重み付けを行う。ここでは、出力信号のレベルが低いほどインデックス番号の重みが大きくなり、出力信号のレベルが高いほどインデックス番号の重みが小さくなる。
【００８０】
最後に、ＣＰＵ３４は、重み付けされたそれぞれのインデックス番号の加重平均を演算する。演算された加重平均値は、指示針１０１の位置情報に相当する。
【００８１】
（指示針の位置情報の検出方法２）
隣接する更に多くのフォトダイオード１３の検出領域が重なり合う場合には、ＣＰＵ３４は、次のように、最尤法を用いて指示針１０１の位置情報を検出することもできる。
【００８２】
最初に、各フォトダイオード１３の出力信号のうち最小レベルの出力信号に対応するフォトダイオード１３を基準にして、基準となるフォトダイオード１３が中心になるように連続する５つのフォトダイオード１３を選択する。そして、選択された５つのフォトダイオード１３の相対的なインデックス番号をそれぞれｉ＝−２、−１、０、１、２とし、各フォトダイオード１３の出力信号のレベルをそれぞれＹ−２、Ｙ−１、Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２とする。なお、基準となるフォトダイオード１３のインデックス番号はｉ＝０、その出力信号のレベルはＹ０である。
【００８３】
つぎに、インデックス番号ｉを独立変数として、５つの出力信号のレベルに関する最尤モデル関数を例えば次式のような放物線（２次関数）で定義する。
【００８４】
ｙ＝ａ・ｉ２＋ｂ・ｉ＋ｃ
【００８５】
ここで最尤モデル関数とは、最小二乗法に基づいて、選択された５つのフォトダイオード１３の全ての出力信号のレベルを最も確からしく表現できるモデル関数のことをいう。ここでは、出力信号のレベルが最小になるフォトダイオード１３の実質的なインデックス番号は、放物線の値が最小となるときのｉ（＝ｉｍｉｎ）である。
【００８６】
すなわち、ｙ’＝２ａ・ｉｍｉｎ＋ｂ＝０より
【００８７】
ｉｍｉｎ＝−ｂ／２ａ
＝−０．７×（−２Ｙ−２−Ｙ−１＋Ｙ１＋２Ｙ２）
／（２Ｙ−２−Ｙ−１−２Ｙ０−Ｙ１＋２Ｙ２）
となる。
【００８８】
例えば、インデックス番号７のフォトダイオード１３の出力信号のレベルＹ０が最小（０．９μＡ）で、Ｙ−２、Ｙ−１、Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２がそれぞれ５２．９μＡ、１６．９μＡ、０．９μＡ、４．９μＡ、２８．９μＡの場合、ｉｍｉｎ＝０．３となる。
【００８９】
ｉｍｉｎは、基準となるフォトダイオード１３からのインデックス番号としてのずれ量に相当する。これより、出力信号のレベルが最小値となるフォトダイオード１３の実質的なインデックス番号、つまり、指示針１０１の位置情報は、インデックス番号７＋ｉｍｉｎ＝７．３となる。
【００９０】
なお、フォトダイオード１３の列が、指示針１０１の先端方向の部分のみならず根元方向の部分にも重なった場合、出力信号のレベルが極小となる場所が２か所存在する。この場合、指示針１０１の先端方向の部分は根元方向の部分より狭い幅になる。これは、上述した最尤モデル関数では、放物線の広がり具合に相当する。
【００９１】
そこで、指示針１０１の先端方向の部分及び根元方向の部分でそれぞれ得られる最尤モデル関数において、次式のようにａを求める。
ａ＝１／１４×（２Ｙ−２−Ｙ−１−２Ｙ０−Ｙ１＋２Ｙ２）
【００９２】
そして、ａの値がより大きくなる、換言すれば対応する放物線の広がり具合がより小さい最尤モデル関数からフォトダイオード１３の実質的なインデックス番号を求めればよい。
【００９３】
なお、本実施形態では、５つのフォトダイオード１３の出力信号を用いて指示針１０１の位置情報を求めたが、フォトダイオード１３の数は特に限定されるものではない。
【００９４】
また、指示針メータ１００は、白色の目盛板１０２上に黒色の指示針１０１があることを前提としたが、このような構成に限定されるものではない。例えば、目盛板が黒色で指示針が白色の指示針メータを用いることも可能である。この場合、指示針の位置又はその近傍にあるフォトダイオードの出力信号のレベルが高くなる。そこで、出力信号のレベルが最大となるフォトダイオード１３の位置情報を検出することで、指示針の位置情報が検出される。
【００９５】
本実施形態では、最尤モデル関数として放物線を仮定したが、それに限定されるのではない。例えば、最尤モデル関数は、相対的なインデックス番号を基準（ｉ＝０）としたフォトダイオードの近傍に極小値（あるいは極大値）を持つ任意の関数であってもよい。
【００９６】
また本実施形態では、指示針１０１が近傍に存在しない場合、各フォトダイオード１３の受光量が同じであって、各出力信号のレベルが所定のデフォルト値になることを前提としている。しかし、実際には、受光量が同じであっても、各フォトダイオードの個体差に起因して、出力信号のレベルにばらつきが生じることがある。また、目盛板上のフォトダイオードの光感応領域に、目盛数字や製造メーカのロゴマークなどが印刷されている場合、当該目盛数字やロゴマーク等によって光反射が妨げられる。この場合、指示針がないにもかかわらず、デフォルト値としての出力信号のレベルが周辺に比較して小さくなる。
【００９７】
そこで、上記の演算をフォトダイオードの出力信号強度に直接適用するのでなく、検出された光センサの出力信号強度から、デフォルト値としてのフォトダイオードの出力信号強度を減じた差分情報でもって、上記のような演算を適用してもよい。
【００９８】
ＣＰＵ３４は、上述のようにして指示針１０１の位置情報を検出した後、変換表を参照して、指示針１０１の位置情報を指示値に変換することで、指示値を算出する。この変換表は、図４に示す変換表作成ルーチンにより作成されたものである。
【００９９】
ステップＳ１６では、ＣＰＵ３４は、指示値が異常（予め設定された範囲外）であるか否かを判定する。指示値が異常であると判定された場合は、ステップＳ１４に戻り、各フォトダイオード１３から信号が再度読み出され、指示値が再び算出される。指示値が異常でない場合は、ステップＳ１７へ進む。なお、指示値が所定回数連続して異常になった場合は、ステップＳ１４へ戻らず、ステップＳ１８へ進む。
【０１００】
ステップＳ１７では、ＣＰＵ３４は、無線通信部３８を介して、算出された指示値をサーバ装置２００へ送信する。これにより、サーバ装置２００は、各指示針メータ１００の指示値を常時管理することが可能になる。
【０１０１】
ステップＳ１８では、ＣＰＵ３４は、読取部１０のＬＥＤ駆動部１６を制御して、全てのＬＥＤ１４を消灯させる。
【０１０２】
ステップＳ１９では、ＣＰＵ３４は、蓄電池３１から読取部１０へ電源供給ラインのスイッチをオフにして、読取部１０への電源供給を停止する。そして、ステップＳ１１へ戻る。その後、再びステップＳ１１以下の処理が繰り返される。
【０１０３】
以上のように、第１実施形態に係るアナログメータ読取装置１は、イメージセンサを使用することなく、フォトダイオード１３及びＬＥＤ素子１４を有する読取部１０で指示針メータ１００の指示針１０１の位置情報を検出する。これにより、アナログメータ読取装置１は、イメージセンサを使用する機器に比べて、消費電力を大幅に抑制することができる。
【０１０４】
特に、アナログメータ読取装置１は、イメージセンサを使用する機器に比べて、光検出そのものに必要とする時間が短時間で済むので、指示針メータ１００の測定頻度が多くない場合（例えば数時間で１回の場合）には、消費電力を数分の一から十数分の一に抑制することができる。
【０１０５】
なお、本実施形態では、アナログメータ読取装置１は、サーバ装置２００に指示値を送信したが、指示値の代わりにフォトダイオード１３のインデックス番号で表される指示針１０１の位置情報を送信してもよい。この場合、サーバ装置２００は、自身が作成した変換表を参照して、指示針１０１の位置情報を指示値に変換すればよいので、自身が作成した変換表をアナログメータ読取装置１に送信する手間を省略できる。
【０１０６】
［第２実施形態］
つぎに、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１０７】
図１１は、第２実施形態に係るフォトダイオード１３の断面形状を示す図である。第２実施形態では、フォトダイオード１３の受光面にレンズ１３ａが形成される。レンズ１３ａの有無によって、フォトダイオード１３の光感応領域が変わる。ここで光感応領域とは、フォトダイオード１３によって点光源の存在が検出可能な空間領域のことをいう。レンズ１３ａの光学特性に応じて、光感応領域の深さ方向の範囲及び幅方向の範囲が制限される。
【０１０８】
図１２（Ａ）はフォトダイオード１３にレンズがない場合のフォトダイオード１３の光感応領域Ａ１を示す模式図であり、同図（Ｂ）はフォトダイオード１３にレンズ１３ａが形成された場合の光感応領域Ａ２を示す模式図である。
【０１０９】
図１２（Ａ）の場合、フォトダイオード１３の光感応領域Ａ１は、指示針１０１だけでなく目盛板１０２も含んでいる。このため、フォトダイオード１３は、目盛板１０２に目盛数字や製造メーカのロゴマークなどが表示されている場合、それらの表示物の影響を受けた出力信号を得る。具体的には、実際には指示針１０１が存在しないにも関わらずあたかも指示針１０１が存在しているかのように、フォトダイオード１３の出力信号のレベルが下がる。
【０１１０】
図１２（Ｂ）の場合、レンズ１３ａの光学特性の影響により、フォトダイオード１３の光感応領域Ａ２は、図１２（Ａ）の光感応領域Ａ１に比べて深さ方向が制限されている。つまり、光感応領域Ａ２は、深さ方向において、指示針１０１又はその近傍を含むものの、目盛板１０２を含まない。よって、目盛板１０２に目盛数字や製造メーカのロゴマークなどの表示物がある場合でもそのような表示物がない場合でも、フォトダイオード１３の出力信号には影響しない。
【０１１１】
このため、フォトダイオード１３は、指示針１０１を検出した場合、第１実施形態と同様に、ローレベルの出力信号（黒色に相当する信号）を得る。また、フォトダイオード１３は、指示針１０１を検出しない場合、目盛板１０２上の目盛数字や製造メーカのロゴマークなどの表示物の有無の影響を受けず、ハイレベルの出力信号（白色に相当する信号）を得る。つまり、第１実施形態と同様に、指示針１０１は、出力信号がローレベルのフォトダイオード１３に対応する位置にあることが分かる。
【０１１２】
したがって、フォトダイオード１３は、図１２（Ｂ）に示すように、レンズ１３ａによって光感応領域の深さ方向が制限された場合、目盛板１０２に目盛数字や製造メーカのロゴマークなどの表示物がある場合でも、指示針１０１の存在のみに依存した適正レベルの出力信号を得ることができる。
【０１１３】
図１３は、直径が異なる光感応領域Ａ１１〜Ａ１５，Ａ２１〜Ａ２５を示す図である。フォトダイオード１３にレンズ１３ａがない場合（図１２（Ａ））、隣り合う光感応領域Ａ１１〜Ａ１５は、図１３に示すように、互いに一部が重なっている。したがって、指示針１０１は、図１３に示す位置に存在する場合、２つの光感応領域Ａ１２，Ａ１３で検出される。
【０１１４】
フォトダイオード１３にレンズ１３ａがある場合（図１３（Ｂ））、各光感応領域Ａ２１〜Ａ２５の直径は、各光感応領域Ａ１１〜Ａ１５の直径より小さくなる。このため、隣り合う光感応領域Ａ２１〜Ａ２５は、互いに重なっておらず、接している。したがって、指示針１０１は、図１３に示す位置に存在する場合、１つの光感応領域Ａ２２のみで検出される。すなわち、光感応領域の直径（幅方向）を制限することで、隣り合う光感応領域の重なりを抑制することができ、指示針１０１の位置情報の検出精度が向上する。
【０１１５】
これにより、第２実施形態に係るアナログメータ読取装置１は、指示針メータ１００の目盛板１０２に目盛数字や製造メーカのロゴマークなどが表示されている場合でも、光感応領域の深さ方向を制限することで、それら表示物の影響を受けることなく、指示針メータ１００の指示針１０１の位置情報を高精度に検出することができる。また、アナログメータ読取装置１は、光感応領域の幅方向を制限することで、指示針１０１の位置情報をさらに高精度に検出できる。
【０１１６】
第２実施形態では、図１３に示すように、隣り合う光感応領域Ａ２１〜Ａ２５が重ならずに接することで、指示針１０１の位置情報の検出精度を向上させているが、このような例に限定されるものではない。例えば、第２実施形態と同様に、光感応領域の直径を小さくして、かつ、第１実施形態と同様に、隣り合う光感応領域が互いに重なるようにしてもよい。このとき、指示針１０１の位置情報は、第１実施形態の「指示針の位置情報の検出方法１（加重平均）」又は「指示針の位置情報の検出方法２（最尤法）」によって検出可能である。
【０１１７】
以上のように、光感応領域の直径（幅方向）を小さくし、かつ、隣り合う光感応領域が互いに重なることを許容することによって、単位長さ当たりに実装できるフォトダイオード１３の個数を飛躍的に増やすことができる。その結果、指示針１０１の位置情報の検出精度ひいては指示値の算出精度を更に向上させることができる。
【０１１８】
［第３及び第４実施形態］
つぎに、本発明の第３及び第４実施形態について説明する。なお、上述した実施形態と同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１１９】
第３実施形態では、透明部材からなるテーパ管の内部を非透明部材からなるフロートが移動する形式のアナログメータ（以下、「フロートメータ」という。）が読取対象となる。
【０１２０】
図１４は、フロートメータ１５０に対して、第３実施形態に係るアナログメータ読取装置１の読取部１０ａを装着した様子を示す図である。また図１５（Ａ）は読取部１０ａの平面図、同図（Ｂ）は側面図である。本実施のアナログメータ読取装置は、図１に示した読取部１０の代わりに、読取部１０ａを備えている。
【０１２１】
図１４に示すように、フロートメータ１５０は、目盛が表示された透明な管であるテーパ管１５１と、液体が注入されたテーパ管１５１の中に挿入され、テーパ管１５１内を移動可能なフロート１５２と、を備える。フロート１５２の位置するところの目盛が指示値となる。
【０１２２】
図１５に示すように、読取部１０ａは、長尺状に形成された収納ケース１２ｐと、収納ケース１２ｐ内で直線状に配列された複数のフォトダイオード１３と、収納ケース１２ａ内で複数のフォトダイオード１３に沿って直線状に配列された複数のＬＥＤ素子１４と、備えている。
【０１２３】
収納ケース１２ｐは、複数のフォトダイオード１３及びＬＥＤ素子１４が設置される長尺状板部材である収納底１２ｐ１と、収納底１２ｐ１の外周部に形成された外周壁１２ｐ２と、を備えている。外周壁１２ｐ２の高さは、フォトダイオード１３及びＬＥＤ素子１４の配置面からの高さより大きい。このため、読取部１０のテーパ管１５１への装着の際には、外周壁１２ｐ２の端部がテーパ管１５１に接着される。つまり、フォトダイオード１３及びＬＥＤ素子１４は、テーパ管１５１に接触せずに済み、接触による破損が回避される。
【０１２４】
ＬＥＤ素子１４は、フロートメータ１５０に対して光を照射する。フォトダイオード１３は、フロートメータ１５０のフロート１５２の位置に依存した反射光に応じて出力信号を得る。制御部３０は、第１実施形態と同様にして、読取部１０ａからの出力信号に基づいてフロートメータ１５０の指示値を算出する。
【０１２５】
図１６は、第４実施形態に係るアナログメータ読取装置１の読取部１０ｂを示す図である。読取部１０ｂは、図１５に示した読取部１０ａの発光機能と受光機能を分離したものである。具体的には、読取部１０ｂは、直線状に配列された複数のフォトダイオードを有する受光部１０ｂ１と、直線状に配列された複数のＬＥＤ素子を有する発光部１０ｂ２と、を備えている。
【０１２６】
なお、受光部１０ｂ１は、図１５の収納ケース１２ｐと同様に構成された収納ケース内に複数のフォトダイオード１４を収納している。発光部１０ｂ２も、図１５の収納ケース１２ｐと同様に構成された収納ケース内に複数のフォトダイオード１３を収納している。このため、後述するが、受光部１０ｂ１及び発光部１０ｂ２のテーパ管１５１への装着の際にも、フォトダイオード１３及びＬＥＤ素子１４は、テーパ管１５１に接触せずに済み、接触による破損が回避される。
【０１２７】
受光部１０ｂ１と発光部１０ｂ２は、フロートメータ１５０のテーパ管１５１を挟み込むようにして、フロートメータの両側面にそれぞれ装着される。受光部１０ｂ１は、発光部１０ｂ２から照射され、テーパ管１５１の透過光に応じた出力信号を得る。制御部３０は、第１実施形態と同様にして、受光部１０ｂ１からの出力信号に基づいてフロートメータ１５０の指示値を算出する。
【０１２８】
以上のように、第３及び第４実施形態に係るアナログメータ読取装置１は、フロートメータ１５０については、フォトダイオード１３及びＬＥＤ素子１４が直線状に配列された読取部１０ａ又は読取部１０ｂを用いることにより、フロートメータ１５０の指示値を算出することができる。
【符号の説明】
【０１２９】
１  アナログメータ読取装置
１０，１０ａ，１０ｂ  読取部
１３  フォトダイオード
１４  ＬＥＤ素子
３０  制御部
１００  指示針メータ
１０１  指示針
１０２  目盛板
１０３  カバーガラス
１５０  フロートメータ
１５１  テーパ管
１５２  フロート
【図１】
2020173733.tif 000003
【図２】
2020173733.tif 000004
【図３】
2020173733.tif 000005
【図４】
2020173733.tif 000006
【図５】
2020173733.tif 000007
【図６】
2020173733.tif 000008
【図７】
2020173733.tif 000009
【図８】
2020173733.tif 000010
【図９】
2020173733.tif 000011
【図１０】
2020173733.tif 000012
【図１１】
2020173733.tif 000013
【図１２】
2020173733.tif 000014
【図１３】
2020173733.tif 000015
【図１４】
2020173733.tif 000016
【図１５】
2020173733.tif 000017
【図１６】
2020173733.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月8日(2019.10.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目盛板と、前記目盛板の指示値を示し、前記目盛板の表示面側から所定距離にある平面上で所定の回転中心を基準に回転する指示針と、前記指示針を含むように前記目盛板の表示面側を覆う透明部材と、を有する指示針メータの前記指示値を読み取るアナログメータ読取装置であって、
複数の発光素子と、複数の受光素子と、外周に沿って外周壁が形成され、前記複数の発光素子及び前記複数の受光素子を収納する収納部材と、を有する読取部であって、前記複数の受光素子は、前記読取部の前記収納部材内において円弧状に配置され、前記複数の発光素子は、前記読取部の前記収納部材内において前記複数の受光素子の外側あるいは内側に沿って配置され、前記読取部が前記透明部材上の前記指示針の回転中心近傍に装着された状態で、前記複数の受光素子は、前記複数の発光素子から発されて前記指示針メータの前記指示針あるいは前記目盛板で反射された光を検出する前記読取部と、
前記読取部の装着面と反対側の面に、前記複数の受光素子に対する所定の相対位置に１つ以上のマーカを有し、前記読取部が前記透明部材に装着された状態で前記指示針メータを撮影した時に得られる前記指示針メータの撮影画像における前記指示針メータの目盛領域の輝度成分に基づいて、前記指示針メータの指示針の回転中心を算出する算出部と、
前記算出部により算出された回転中心と、前記撮影画像から抽出される前記目盛領域と、前記撮影画像に基づく前記マーカの位置情報と、に基づいて、前記複数の受光素子の各々の受光素子の配置位置に基づいて割り当てられるインデックス番号と、前記目盛板における目盛の値と、の対応を記述した変換表を作成する変換表作成部と、
前記変換表作成部により作成された前記変換表を記憶する変換表記憶部と、
前記複数の受光素子のうちの少なくとも１つの検出結果に基づいて、前記指示針の存在位置に対応する実質的なインデックス番号を検出するインデックス番号検出部と、
前記インデックス番号検出部により検出された前記実質的なインデックス番号と前記変換表記憶部に記憶されている前記変換表と、に基づいて、前記指示値を算出する指示値算出部と、
を備えたアナログメータ読取装置。
【請求項２】
前記読取部及び前記インデックス番号検出部は、前記指示値算出部から分離されている
請求項１に記載のアナログメータ読取装置。
【請求項３】
目盛板と、前記目盛板の指示値を示し、前記目盛板の表示面側から所定距離にある平面上で所定の回転中心を基準に回転する指示針と、前記指示針を含むように前記目盛板の表示面側を覆う透明部材と、を有する指示針メータの前記指示値を読み取るアナログメータ読取装置であって、
複数の発光素子と、複数の受光素子と、外周に沿って外周壁が形成され、前記複数の発光素子及び前記複数の受光素子を収納する収納部材と、を有する読取部であって、前記複数の受光素子は、前記読取部の前記収納部材内において円弧状に配置され、前記複数の発光素子は、前記読取部の前記収納部材内において前記複数の受光素子の外側あるいは内側に沿って配置され、前記読取部が前記透明部材上の前記指示針の回転中心近傍に装着された状態で、前記複数の受光素子は、前記複数の発光素子から発されて前記指示針メータの前記指示針あるいは前記目盛板で反射された光を検出する前記読取部と、
前記読取部の装着面と反対側の面に、前記複数の受光素子に対する所定の相対位置に１つ以上のマーカを有し、前記読取部が前記透明部材に装着された状態で前記指示針メータを撮影した時に得られる前記指示針メータの撮影画像における前記指示針メータの目盛領域の輝度成分に基づいて、前記指示針メータの指示針の回転中心を算出する算出部と、
前記算出部により算出された回転中心と前記撮影画像に基づく前記マーカの位置情報とに基づいて、前記読取部の装着位置の妥当性を判定する判定部と、
を備えたアナログメータ読取装置。
【請求項４】
目盛板と、前記目盛板の指示値を示し、前記目盛板の表示面側から所定距離にある平面上で所定の回転中心を基準に回転する指示針と、前記指示針を含むように前記目盛板の表示面側を覆う透明部材と、を有する指示針メータの前記指示値を読み取るアナログメータ読取装置であって、
複数の発光素子と、複数の受光素子と、外周に沿って外周壁が形成され、前記複数の発光素子及び前記複数の受光素子を収納する収納部材と、を有する読取部であって、前記複数の受光素子は、前記読取部の前記収納部材内において円弧状に配置され、前記複数の発光素子は、前記読取部の前記収納部材内において前記複数の受光素子の外側あるいは内側に沿って配置され、前記読取部が前記透明部材上の前記指示針の回転中心近傍に装着された状態で、前記複数の受光素子は、前記複数の発光素子から発されて前記指示針メータの前記指示針あるいは前記目盛板で反射された光を検出する前記読取部を備え、
前記受光素子は、受光面に形成されたレンズ部材であって、前記受光面に直交する方向の光感応領域を、前記受光面から前記指示針と前記目盛板との間の範囲までに制限する前記レンズ部材を有する
アナログメータ読取装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係るアナログメータ読取装置は、目盛板と、前記目盛板の指示値を示し、前記目盛板の表示面側から所定距離にある平面上で所定の回転中心を基準に回転する指示針と、前記指示針を含むように前記目盛板の表示面側を覆う透明部材と、を有する指示針メータの前記指示値を読み取るアナログメータ読取装置であって、複数の発光素子と、複数の受光素子と、外周に沿って外周壁が形成され、前記複数の発光素子及び前記複数の受光素子を収納する収納部材と、を有する読取部であって、前記複数の受光素子は、前記読取部の前記収納部材内において円弧状に配置され、前記複数の発光素子は、前記読取部の前記収納部材内において前記複数の受光素子の外側あるいは内側に沿って配置され、前記読取部が前記透明部材上の前記指示針の回転中心近傍に装着された状態で、前記複数の受光素子は、前記複数の発光素子から発されて前記指示針メータの前記指示針あるいは前記目盛板で反射された光を検出する前記読取部と、前記読取部の装着面と反対側の面に、前記複数の受光素子に対する所定の相対位置に１つ以上のマーカを有し、前記読取部が前記透明部材に装着された状態で前記指示針メータを撮影した時に得られる前記指示針メータの撮影画像における前記指示針メータの目盛領域の輝度成分に基づいて、前記指示針メータの指示針の回転中心を算出する算出部と、前記算出部により算出された回転中心と、前記撮影画像から抽出される前記目盛領域と、前記撮影画像に基づく前記マーカの位置情報と、に基づいて、前記複数の受光素子の各々の受光素子の配置位置に基づいて割り当てられるインデックス番号と、前記目盛板における目盛の値と、の対応を記述した前記変換表を作成する変換表作成部と、前記変換表作成部により作成された前記変換表を記憶する変換表記憶部と、前記複数の受光素子のうちの少なくとも１つの検出結果に基づいて、前記指示針の存在位置に対応する実質的なインデックス番号を検出するインデックス番号検出部と、前記インデックス番号検出部により検出された前記実質的なインデックス番号と前記変換表記憶部に記憶されている変換表と、に基づいて、前記指示値を算出する指示値算出部と、を備えたものである。