(57)【要約】      （修正有）【課題】被観測物が配置される被観測領域と、被観測物を撮像するためのカメラが配置される第１観測領域とがあり、さらに別の領域である第２観測領域から被観測物が目視可能となっている撮像装置で、第２観測領域からの外光の影響を受けずに撮影できるようにする。【解決手段】被観測領域１２と第１観測領域１４との間に所定の第１方向に偏光した第１直線偏光成分のみを透過させる第１偏光子３０を配置し、第２観測領域１６と被観測領域１２との間に第１方向とほぼ直交する第２直線偏光成分のみを透過させる第２偏光子３２を配置する。第２光源２８からの光は、第２偏光子３２を通過する際に、第２直線偏光成分のみが通過し、被観測物２０で反射した後、第２直線偏光成分は第１偏光子３０を通過できないために、カメラ２２には第２光源２８からの光は減衰された状態で到達し、カメラ２２で撮像される画面は、第２光源２８からの光の影響が低減されたものとなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被観測物が配置されるべき被観測領域と、被観測物を撮像するためのカメラが配置される第１観測点を含む第１観測領域とを備え、前記第１観測点とは異なる位置にある第２観測領域内の第２観測点から前記被観測物が目視可能となっている、撮像装置において、
被観測領域と第１観測領域との間に設けられて、被観測領域と第１観測領域との間で光を選択的に透過させる第１光選択手段と、第２観測領域と被観測領域との間に設けられて、第２観測領域と被観測領域との間で光を選択的に透過させる第２光選択手段と、を備え、第１光選択手段は、第２光選択手段によって透過する光成分を実質的に透過しない特性を持つことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記被観測領域に配置されて、前記第１光選択手段で透過可能な光成分を含む光を被観測物に照射する光源をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
被観測物を撮像するための第１観測点に配置されたカメラを備え、前記第１観測点とは異なる位置にある第２観測領域内の第２観測点から前記被観測物が目視可能となっている、撮像装置において、
被観測物からカメラまでの光路上に配置されて、光を選択的に透過させる第１光選択手段と、前記第２観測領域内の任意の光源と被観測物までの光路上に配置されて、光を選択的に透過させる第２光選択手段と、を備え、第１光選択手段は、第２光選択手段によって透過する光成分を実質的に透過しない特性を持つことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
前記第１光選択手段及び第２光選択手段は、互いに異なる向きの直線偏光成分のみ実質的に通過させる偏光子であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１光選択手段及び第２光選択手段は、カメラが撮像可能な周波数帯域において、実質的に互いに重なり合わない周波数通過帯域を持つ周波数フィルタであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被観測物を撮像する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の被観測物を撮像する撮像装置として、例えば、水道、電気、ガス等の各使用量積算計の表示部を被観測物とし、使用量を表示する該表示部を撮像する撮像装置が、特許文献１や２から知られている。
【０００３】
これらの撮像装置は、検針員の負担を軽減させること等を目的として、表示部を自動的または遠隔的に撮像するものであって、少なくとも、表示部に光を照射する光源と、表示部を撮像するカメラとを備えている。
【０００４】
カメラで撮像されて電気信号となった撮像信号は、無線または有線によって伝送することによって、または記録媒体に記録しその記録媒体を回収することで、基地局へと送られることができる。該基地局において撮像画面を作業員が目視して表示部の内容を読み取るか、または光学式文字認識ソフトウエア（ＯＣＲ）を用いて表示部の内容を自動的に読み取ることができる。
【０００５】
また、特許文献２では、目視による読み取りと、外光の影響を受けないで撮像を可能とした撮像装置として、表示部正面を赤外線を反射し且つ可視光線を透過する膜体としたカバーで覆い、カバー内に赤外線発光器と、表示部を撮像する赤外線電子カメラと、を備えた遠隔検針用端末装置を提案する。これによれば、外光中の赤外線が膜体で反射されるために、カバー内に達することができないから、赤外線に対してカバー内は暗箱となり、よって、外光の影響を受けずに表示部の撮像を行うことができる。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１５２７７５号公報
【特許文献２】特開２００１−１０１３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２のような構成において、膜体は可視光線を透過するものであり、可視光線はカバー内に透過することができるから、カメラは可視光線に対して影響を受けない特性を持つ必要があり、カメラの選択・調整が困難であるという問題があり、高コストとなる、という問題がある。
【０００８】
本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、その目的は、カメラによる撮像と目視とを可能にする撮像装置において、低コストで、外光等の影響を受けずにカメラによる撮像を行うことができる撮像装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、被観測物が配置されるべき被観測領域と、被観測物を撮像するためのカメラが配置される第１観測点を含む第１観測領域とを備え、前記第１観測点とは異なる位置にある第２観測領域内の第２観測点から前記被観測物が目視可能となっている、撮像装置において、
被観測領域と第１観測領域との間に設けられて、被観測領域と第１観測領域との間で光を選択的に透過させる第１光選択手段と、第２観測領域と被観測領域との間に設けられて、第２観測領域と被観測領域との間で光を選択的に透過させる第２光選択手段と、を備え、第１光選択手段は、第２光選択手段によって透過する光成分を実質的に透過しない特性を持つことを特徴とする。
【００１０】
ここで、「第１光選択手段が、第２光選択手段で透過する光成分を実質的に透過しない」とは、第１光選択手段が透過可能な光成分の透過率に対して、第２光選択手段で透過する光成分の第１光選択手段による透過率が十分に低く、第２光選択手段及び第１光選択手段の両方を透過した光成分によるカメラの撮像画面の視認性への影響が無視できる程度のことを言う。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、前記被観測領域に配置されて、前記第１光選択手段で透過可能な光成分を含む光を被観測物に照射する光源をさらに備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、被観測物を撮像するための第１観測点に配置されたカメラを備え、前記第１観測点とは異なる位置にある第２観測領域内の第２観測点から前記被観測物が目視可能となっている、撮像装置において、
被観測物からカメラまでの光路上に配置されて、光を選択的に透過させる第１光選択手段と、前記第２観測領域内の任意の光源と被観測物までの光路上に配置されて、光を選択的に透過させる第２光選択手段と、を備え、第１光選択手段は、第２光選択手段によって透過する光成分を実質的に透過しない特性を持つことを特徴とする。
【００１３】
ここで、「第１光選択手段が、第２光選択手段で透過する光成分を実質的に透過しない」とは、第１光選択手段が透過可能な光成分の透過率に対して、第２光選択手段で透過する光成分の第１光選択手段による透過率が十分に低く、第２光選択手段及び第１光選択手段の両方を透過した光成分によるカメラの撮像画面の視認性への影響が無視できる程度のことを言う。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の前記第１光選択手段及び第２光選択手段が、互いに異なる向きの直線偏光成分のみ実質的に通過させる偏光子であることを特徴とする。
【００１５】
ここで、「互いに異なる向きの直線偏光成分のみを実質的に通過させる」とは、第１光選択手段で透過する直線偏光成分の透過率に対して、第２光選択手段で透過した直線偏光成分の第１光選択手段による透過率が十分に低く、第２光選択手段及び第１光選択手段の両方を透過した光成分によるカメラの撮像画面の視認性への影響が無視できる程度のことを言う。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の前記第１光選択手段及び第２光選択手段が、カメラが撮像可能な周波数帯域において、実質的に互いに重なり合わない周波数通過帯域を持つ周波数フィルタであることを特徴とする。
【００１７】
ここで、「実質的に互いに重なり合わない周波数通過帯域を持つ」とは、第１光選択手段で透過する周波数通過帯域にある光成分の透過率に対して、第２光選択手段で透過した光成分の第１光選択手段による透過率が十分に低く、第２光選択手段及び第１光選択手段の両方を透過した光成分によるカメラの撮像画面の視認性への影響が無視できる程度のことを言う。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第１観測点に配置されるカメラとは異なる位置にある第２観測点から被観測物を目視可能であると共に、第２観測点が存在する第２観測領域からの外光が被観測物に入射するときに、第２光選択手段によって光を選択的に透過させ、該選択的に透過させた光成分を第１光選択手段が透過しないようにすることで、カメラには外光が実質的に到達しないようにすることができて、外光の影響を受けずにカメラによる撮像を行うことができる。外光を除去するためのカメラの特別な選択・調整は不要となるために、低コストで構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明による撮像装置の原理を表す図である。図において、領域を大別して、被観測領域１２、第１観測領域１４及び第２観測領域１６に分けることができ、撮像装置１０は、被観測領域１２及び第１観測領域１４を備える。
【００２０】
被観測領域１２には、被観測物２０が配置される。また、第１観測領域１４の第１観測点には、撮像のためのカメラ２２が配置される。第２観測領域１６の第２観測点２４は、人間の目視のための観測点である。
【００２１】
被観測物２０が自己発光するものでない場合、被観測領域１２には、カメラ２２のための照明として、被観測物２０を照射可能な第１光源２６が配置される。
【００２２】
第２観測領域１６には、第２観測点２４からの目視を可能とするための外光及び／またはそれ以外の不要な外光を発生する第２光源２８が存在している。よって、第２光源２８は１つとは限らない。
【００２３】
カメラ２２は、第２光源２８から発光される光に対して通常には受光感度があるものとする。そのため、第２光源２８からの強い外光が被観測物２０に照射されると、局所的に輝度の高い部分が発生し、カメラ２２の撮像画面において、その部分が光って写り、撮像画面から被観測物２０を正しく認識できない事態が発生する。
【００２４】
そこで、被観測領域１２と第１観測領域１４との間に第１光選択手段３０を配置し、第２観測領域１６と被観測領域１２との間に第２光選択手段３２を配置する。第２光選択手段３２は、第２観測領域１６と被観測領域１２との間で光を選択的に透過する特性を持ち、第１光選択手段３０は、被観測領域１２と第１観測領域１４との間で第２光選択手段３２によって透過した光を実質的に透過しない特性を持つ。
【００２５】
第１光選択手段３０及び第２光選択手段３２の具体例としては、第１偏光子及び第２偏光子とすることができる。第１偏光子３０は、被観測領域１２と第１観測領域１４との間で、所定の第１方向に偏光した第１直線偏光成分のみを透過させ、第２偏光子３２は、第２観測領域１６と被観測領域１２との間で、第１方向とほぼ直交する（または異なる方向の）第２直線偏光成分のみを透過させる。
【００２６】
第１光源２６（被観測物２０が自己発光する場合には被観測物２０）及び第２光源２８は、通常の光源である。第１光源２６からの光（図１の丸Ａ）は、被観測物２０で反射されて、第１偏光子３０において、その第１直線偏光成分のみが通過して、カメラ２２に到達する。一方、第２光源２８からの光（図１の丸Ｂ）は、第２偏光子３２を通過する際に、第２直線偏光成分のみが通過するので、被観測物２０で反射されたとしても、それは第１偏光子３０にて吸収（又は反射）されて、カメラ２２には減衰された状態で到達することになる。従って、カメラ２２で撮像される撮像画面は、第２光源２８からの光の影響が低減されたものとなり、正しく認識可能な撮像画面とすることができる。
【００２７】
第２観測点２４における観測に際しては、第１光源２６からの光（図１の丸Ａ）は、被観測物２０で反射されて、第２偏光子３２において、その第２直線偏光成分のみが通過して、第２観測点２４に到達する。また、第２光源２８からの光（図１の丸Ｂ）は、第２偏光子３２を通過する際に、第２直線偏光成分のみが通過し、被観測物２０で反射した後、第２偏光子３２で第２直線偏光成分がそのまま通過して、第２観測点２４に到達する。よって、第２観測点２４における目視による観測は、支障なく行うことができる。第２光源２８からの外光が被観測物２０に直接当たって被観測物２０が光って見える場合には、適宜、第２観測点２４の位置を変更することで、または、第２光源２８からの外光を適宜手動で遮ることで、調整することができるので、正しく認識することができる。
【００２８】
第１光選択手段３０及び第２光選択手段３２としては、上記偏光成分を選択する偏光子で構成する以外に、周波数成分を選択する周波数フィルタで構成することも可能である。その場合、図４に示すように、第１光選択手段３０は、被観測領域１２と第１観測領域１４との間で、所定の第１周波数帯域（ｆ１からｆ２まで）の光成分のみを透過させ、第２光選択手段３２は、第２観測領域１６と被観測領域１２との間で、第２周波数帯域（ｆ２からｆ３まで）の光成分のみを透過させ、少なくともカメラ２２が撮像可能な周波数帯域において、第１周波数帯域と第２周波数帯域とは重なり合わないようになっている。また、第１光源２６（被観測物２０が自己発光する場合には被観測物２０）は、少なくとも第１周波数帯域の光成分を含む光を発光し、第２光源２８は、第１周波数帯域と第２周波数帯域の光成分を含む光を発光しており、両光源２６，２８の発光する光の周波数帯域が完全に重なり合っていても構わない。
【００２９】
また、第１光源２６は、図１の例では被観測領域１２に配置しているが、第１観測領域１４に配置することができる。その場合、第１光源２６の光は、第１光選択手段３０を通過し、被観測物２０で反射されて、第１光選択手段３０を再び通過して、カメラ２２に到達することもできる。
【００３０】
図２は、上記本発明の原理に従って構成された撮像装置の縦断面図であり、図３は図２の３−３線に沿って見た断面図である。
【００３１】
図において、撮像装置１０は、全体として可視光を透過しない不透明材料で構成されるケース５２を備える。
【００３２】
ケース５２内の被観測領域１２に相当する領域内には被観測物２０が配置されている。この例では、被観測物２０は、複数の桁に対応して並設された複数の回転ドラム５４の一部である各回転ドラム５４上に表された数字である。
【００３３】
ケース５２内には、被観測物２０を照射するための第１光源２６と、被観測物２０を撮像するために第１観測点に配置されたカメラ２２と、被観測物２０からの光をカメラ２２に向けて反射するミラー５６と、が設けられる。第１光源２６は、ＬＥＤ等で構成することができ、可視領域の任意の波長の光を発光するものとすることができる。カメラ２２は、ＣＣＤカメラ等で構成することができ、光源２６の波長に対して受光感度を持つ。また、ケース５２内には図示しない電源、制御回路が配設される。
【００３４】
ケース５２の一部には、開口窓６０が形成されており、ケース５２の外側にあって、開口窓６０を介して被観測物２０を目視可能な任意の点が、第２観測点２４となる。この例では、開口窓６０は、被観測物２０に対向する位置に設けられる。そして、ケース５２の外側にある太陽光、車のヘッドランプ、白熱灯、懐中電灯などの外光が第２光源２８となる。第２光源２８の位置は可変であり、また、常時存在するとは限らない。
【００３５】
この例の場合、第１観測点にあるカメラ２２によって被観測物２０を観測する第１光路６２は、第１光源２６から被観測物２０で反射され、ミラー５６で反射されて、第１観測点に向かう光路となる。また、第２観測点２４で目視により被観測物２０を観測する第２光路６４は、第２光源２８から開口窓６０を通過し、被観測物２０で反射し、開口窓６０を通過して、第２観測点２４に向かう光路または第１光源２６から被観測物２０で反射し、開口窓６０を通過して、第２観測点２４に向かう光路となる。
【００３６】
第１光選択手段３０としての第１偏光フィルムは、前記第１光路６２と前記第２光路６４とが交差または重なる位置を除き、被観測物２０とカメラ２２との間の第１光路６２上に配設され、第２光選択手段３２としての第２偏光フィルムは、前記第１光路６２と前記第２光路６４とが交差または重なる位置を除き、第２光源２８と被観測物２０との間の第２光路６４上に配設される。具体的には、第１偏光フィルム３０は、カメラ２２の直前に配置され、第２偏光フィルム３２は、開口窓６０に配置される。この配置により、前記被観測領域１２及び第１観測領域１４は、ケース５２内に設定され、第２観測領域１６はケース５２外に設定されることになる。
【００３７】
以上のように構成される撮像装置において、第１光源２６の発光及びカメラ２２による撮像は、定期的、または遠隔操作により適時、行われる。このカメラ２２の撮像中に、太陽光、車のヘッドランプ、白熱灯などの第２光源２８からの外光が、開口窓６０を介して入射して、被観測物２０に照射されると、局所的に輝度の高い部分が発生し、カメラ２２での撮像画面において、その部分が光って写り、被観測物２０を認識できないことが発生する。
【００３８】
しかしながら、図１を用いて説明したように、外光は、第２偏光フィルム３２によって第２直線偏光成分のみがケース５２内に入ることができるが、カメラ２２に入射する前に、第１偏光フィルム３０によってその通過が阻止されるために、カメラ２２に到達する外光は減衰されたものとなり、外光の影響をほとんど受けずに撮像を行うことができる。
【００３９】
一方、第１光源２６からの光は、第１直線偏光成分及び第２直線偏光成分の両方の成分が存在しているので、第１偏光フィルム３０によって、第１直線偏光成分のみがカメラ２２に到達するために、第１光源２６によって照射された被観測物２０が撮像される。
【００４０】
尚、第１光源２６による直接光が被観測物２０に照射されてカメラ２２に到達すると、外光と同様に、局所的に輝度の高い部分となり、カメラ２２によって撮像された撮像画面においてその部分が認識不能となる可能性があるので、第１光源２６から直進して被観測物２０に入射し、その点で入射角＝反射角の関係を満足して反射して直進して第１観測点に達する光（直接光）が存在しないようにし、第１観測点には、被観測物２０において入射角＝反射角の関係を満足せずに散乱されて直進する光（間接光）のみが到達するように、第１光源２６の位置を設定すると望ましい。これによって、カメラ２２で撮像したときに、外光及び第１光源２６の直接光の影響を受けずに、均一な輝度を持つ良好な撮像画面を得ることができる。
【００４１】
肉眼にて被観測物２０を直接観察したいときには、第２観測点２４から被観測物２０を目視する。このときに、外光によって被観測物２０が光ってしまう場合には、第２観測点２４の位置を適宜調整することで、被観測物２０が正しく視認可能な位置を探すことができる。第１観測点におけるカメラ２２は、固定でありその位置に自由度がないのに対して、第２観測点における目視は、その位置に自由度があるからである。
【００４２】
こうして、外光の影響を受けずに、第１光源２６からの光が主としてカメラ２２に到達するために、被観測物２０を均一な輝度で撮像することが可能になる。カメラ２２により電気信号に変換された撮像信号は、無線、有線または記録媒体を介して基地局に送られて、基地局において、作業員により目視、または光学式文字認識ソフトウエア（ＯＣＲ）を用いて被観測物２０の数字が自動的に読み取られる。その際に、読み取りを確実に行うことができる。
【００４３】
また、図２及び図３に示した例は、撮像装置を検針装置に適用した例であったが、これに限るものではなく、任意の監視用撮像装置に適用することができる。例えば、被観測物として被加工物とし、被加工物が正しく加工されているかを監視するために被加工物または関連部位を撮像する監視装置として本発明の撮像装置を適用することもできる。この際に、被加工物または関連部位をカメラで撮像することが可能であると共に、第２観測点から目視で被加工物を監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の撮像装置の原理を表す説明図である。
【図２】本発明の撮像装置の縦断面図である。
【図３】図２の撮像装置の３−３線に沿って見た断面図である。
【図４】第１光選択手段と第２光選択手段のそれぞれの通過周波数特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
１０  撮像装置
１２  被観測領域
１４  第１観測領域
１６  第２観測領域
２０  被観測物
２２  カメラ
２４  第２観測点
２６  第１光源
３０  第１光選択手段（第１偏光子）
３２  第２光選択手段（第２偏光子）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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