JP2013190417A5 - - Google Patents

Description

上記目的を達成するために、本発明は、予め決められた撮像領域から透明板状部材の外壁面に入射して該透明板状部材を透過した透過光を受光して該撮像領域の画像を撮像する撮像手段と、光を照射する光源とが、該透明板状部材の内壁面側に配置されるとともに、該光源からの光が該透明板状部材の外壁面に付着する付着物で反射したときの反射光が上記撮像手段で受光されるように構成され、上記撮像領域の画像とともに該付着物の画像を撮像する撮像ユニットにおいて、上記光源から照射された光を反射させる反射光学部材を固定支持し、上記透明板状部材の内壁面上に、該反射光学部材の反射面が該透明板状部材に対して固定されるように固定配置される反射光学モジュールと、上記光源及び上記撮像手段を固定支持し、該撮像手段の撮像方向が特定の方向を向くように上記透明板状部材の内壁面に対して固定配置される光源・撮像モジュールと、上記反射光学モジュールと上記光源・撮像モジュールとの相対位置を位置決めする相対位置決め機構とを有することを特徴とする。

本発明においては、反射光学部材が固定支持された反射光学モジュールを透明板状部材の内壁面に固定配置し、かつ、光源及び撮像手段が固定支持された光源・撮像モジュールを撮像手段の撮像方向が特定の方向を向くように固定配置するという設置作業を行うことで、当該撮像ユニットの設置作業を完了することができる。このとき、光源・撮像モジュールと反射光学モジュールとが相対位置決め機構により相対位置決めされるので、上記の設置作業を行うことにより、これらのモジュール間の相対位置が固定され、これらのモジュールに固定支持されている光源、反射光学部材、撮像手段の相対位置や、光源から反射光学部材を経て透明板状部材へ入射する光の光路も、固定される。

仮に、このような相対位置決め機構が設けられていない場合、これらのモジュールを固定配置する際に、これらのモジュール間の相対位置を調整しながら、これらのモジュールを個別に固定する必要が生じるが、本発明によれば、このようなモジュール間の相対位置の調整が相対位置決め機構によって行われるので、これらのモジュールの調整、固定作業が容易になる。また、本発明によれば、傾斜角度が異なる透明板状部材に対して当該撮像ユニットを設置する際、撮像手段の撮像方向を特定の方向に向けるという調整作業は必要であるものの、光源の位置や光照射方向の調整や反射光学部材の位置や向きの調整なども不要である。

また、本発明においては、当該撮像ユニットが設置される透明板状部材の傾斜角度が異なる場合でも、撮像手段の撮像方向は一定の方向（上記特定の方向）に向かうように調整される。そのため、この撮像手段とともに撮像・光源ユニットに固定支持される光源の光照射方向も、透明板状部材の傾斜角度に関係なく、一定方向を向くことになる。一方、本発明では、反射光学モジュールの反射光学部材が透明板状部材に対して固定配置されるので、光源の光照射方向に対する反射光学部材の反射面の向きは透明板状部材の傾斜角度に応じて変わることになる。よって、当該撮像ユニットが設置される透明板状部材の傾斜角度が異なる場合、光源から照射される光の反射光学部材への入射角が異なるものとなり、これにより反射光学部材で反射した光の透明板状部材の内壁面への入射角も異なるものとなる。ただし、本発明によれば、透明板状部材の傾斜角度が異なる場合でも、反射光学部材で反射した光の方向（水平方向に対する方向）、すなわち、透明板状部材の内壁面に入射する光の入射方向（水平方向に対する方向）は、一定方向を向くようにすることが可能である。その結果、透明板状部材の内壁面や外壁面で反射した正反射光が透明板状部材の内壁面から出射されるときの出射方向（水平方向に対する方向）は、透明板状部材の傾斜角度に関係なく、一定とすることが可能である。したがって、透明板状部材の内壁面や外壁面で反射した正反射光が透明板状部材の内壁面から出射されるときの出射方向が透明板状部材の傾斜角度の違いによって変化する構成と比較して、透明板状部材の傾斜角度の違いによる当該正反射光の振れ幅（撮像方向に対して直交する仮想面上を通る当該正反射光の位置の変化量）を狭くすることが可能である。この場合、当該撮像ユニットが設置される透明板状部材の傾斜角度範囲が広くても、透明板状部材の内壁面や外壁面で反射した正反射光が撮像手段に入射しにくくなる。

ただし、本発明においては、反射光学部材で反射した光が透明板状部材の内壁面へ入射する入射地点が透明板状部材の傾斜角度の違いによって変化する場合がある。この場合には、この入射地点のズレによって、透明板状部材の内壁面や外壁面での正反射光の光路が振れる。しかしながら、この場合でも、通常は、入射地点のズレによる当該正反射光の振れ幅よりも、当該正反射光の透明板状部材内壁面からの出射方向が変化することによる当該正反射光の振れ幅の方が大きい。

Claims (11)

1. 予め決められた撮像領域から透明板状部材の外壁面に入射して該透明板状部材を透過した透過光を受光して該撮像領域の画像を撮像する撮像手段と、光を照射する光源とが、該透明板状部材の内壁面側に配置されるとともに、該光源からの光が該透明板状部材の外壁面に付着する付着物で反射したときの反射光が上記撮像手段で受光されるように構成され、上記撮像領域の画像とともに該付着物の画像を撮像する撮像ユニットにおいて、
   上記光源から照射された光を反射させる反射光学部材を固定支持し、上記透明板状部材の内壁面上に、該反射光学部材の反射面が該透明板状部材に対して固定されるように固定配置される反射光学モジュールと、
   上記光源及び上記撮像手段を固定支持し、該撮像手段の撮像方向が特定の方向を向くように上記透明板状部材の内壁面に対して固定配置される光源・撮像モジュールと、
   上記反射光学モジュールと上記光源・撮像モジュールとの相対位置を位置決めする相対位置決め機構とを有することを特徴とする撮像ユニット。
2. 請求項１の撮像ユニットにおいて、
   上記相対位置決め機構は、上記反射光学モジュールと上記光源・撮像モジュールとを、反射光学部材で反射した上記光源からの光の上記透明板状部材の内壁面に対する入射面に直交する回転軸回りで相対回転可能に連結する回転連結機構であることを特徴とする撮像ユニット。
3. 請求項２の撮像ユニットにおいて、
   上記回転連結機構の回転軸に対して直交する仮想面上で、上記反射光学部材の反射面端部のうち上記透明板状部材から離れた端部の位置を第一地点とし、該第一点を通るように引いた該透明板状部材の内壁面の法線における該内壁面との交点を第二点とし、上記撮像手段へ向かって該透明板状部材の内壁面から射出される光の射出点のうち最も該第二点から遠い地点を第三点としたとき、該第一点、該第二点及び該第三点を頂点とする長方形の領域内に上記回転連結機構の回転軸が位置するように構成されていることを特徴とする撮像ユニット。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像ユニットにおいて、
   上記撮像手段は、受光素子が２次元配置された撮像画素アレイで構成された画像センサにより、上記透明板状部材を透過した撮像領域からの透過光と、該透明板状部材の外壁面に付着する付着物で反射した正反射光とを、互いに異なるセンサ領域で受光するものであり、上記透明板状部材の内壁面の傾斜角度が所定角度範囲内のいずれの角度であっても、上記透明板状部材の内壁面又は外壁面で反射する正反射光が、上記付着物で反射した反射光を受光するセンサ領域に入射しないように、構成されていることを特徴とする撮像ユニット。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像ユニットにおいて、
   上記透明板状部材の内壁面の傾斜角度が所定角度範囲内のいずれの角度であっても、上記反射光学部材で反射した光の該透明板状部材の内壁面に入射する地点が一定となるように、構成されていることを特徴とする撮像ユニット。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像ユニットにおいて、
   上記光源・撮像モジュールは、上記光源から照射される光の光路を変更する光路変更部材を有することを特徴とする撮像ユニット。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像ユニットにおいて、
   上記反射光学部材は、反射ミラーであることを特徴とする撮像ユニット。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像ユニットにおいて、
   上記反射光学部材は、凹面ミラーであることを特徴とする撮像ユニット。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像ユニットにおいて、
   上記反射光学部材は、偏光ミラーであることを特徴とする撮像ユニット。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像ユニットにおいて、
    上記撮像手段に受光されることで上記撮像領域の画像及び上記付着物の画像の少なくとも一方の画像のノイズ成分となる上記光源からの光を遮光する遮光部材を、上記反射光学モジュール及び上記光源・撮像モジュールの少なくとも一方に設けたことを特徴とする撮像ユニット。
11. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像ユニットの設置方法であって、
    上記反射光学モジュールを上記透明板状部材の内壁面上に固定する前又は後に、上記光源・撮像モジュールに固定支持された撮像手段の撮像方向が特定の方向を向くように、該光源・撮像モジュールを該透明板状部材の内壁面に対して固定することを特徴とする撮像ユニットの設置方法。