JP2019203966A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示機器に容易に取り付けることができる小型の撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、表示機器６の表示面６０の正面側を覆う正面カバー５０と、表示面６０の背面側を覆う背面カバー５１とを含むカバー５を有する。さらに、撮像装置は、表示機器６の表示面６０と対向するように設けられたハーフミラー５３と、ハーフミラー５３が反射した表示面６０を撮像する撮像部５４とを有し、撮像部５４の撮像軸と表示面６０から延びる垂線との間の角度が鋭角である。【選択図】図５

Description

本発明は、撮像装置に関する。

撮像素子、画像処理、及び画像認識の技術の進歩に伴い、カメラ及びミラーを利用してガスメータや電力メータなどの表示を読み取る技術が研究開発されている（例えば特許文献１及び２参照）。ミラー及び撮像装置は、例えば表示の視認が妨げられないように表示面の正面を避けて配置されるため、広い設置スペースが必要となる。

特許文献３には、半透鏡の反射を利用して文字盤及び指針を撮像する装置が記載されている。半透鏡は透過性を備えるため、文字盤及び指針の前面に設けられても、文字盤及び指針の視認が可能である。

特開２０１５−１１４９５６号公報 特開２００６−１０７３２５号公報 特開２００９−３７５８０号公報

しかし、特許文献３に記載された装置は、メータに取り付けるケーシング内に、撮影装置、半透鏡、及び透明窓などが設けられているため、部品数が多く、小型化が難しいだけでなく、メータへの取り付けが難しい。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、表示機器に容易に取り付けることができる小型の撮像装置を提供することを目的とする。

本明細書に記載の撮像装置は、表示機器の表示面と対向するように設けられたハーフミラーと、前記ハーフミラーが反射した前記表示面を撮像する撮像部とを有し、前記撮像部の撮像軸と前記表示面から延びる垂線との間の角度が鋭角である。

本明細書に記載の撮像装置は、表示機器に固定される支持部材と、前記支持部材により表示機器の表示面と対向するように支持されたハーフミラーと、前記支持部材により支持され、前記ハーフミラーが反射した前記表示面を撮像する撮像部とを有し、前記撮像部の撮像軸と前記表示面から延びる垂線との間の角度が鋭角である。

本発明によると、表示機器に小型の撮像装置を容易に取り付けることができる。

第１実施例の撮像装置の上方斜視図である。 第１実施例の撮像装置の正面図である。 第１実施例の撮像装置の下方斜視図である。 支持部材の分解斜視図である。 第２実施例の撮像装置の斜視図である。 第２実施例の撮像装置の正面図である。 第２実施例の撮像装置の分解斜視図である。 第３実施例の撮像装置の斜視図である。 第３実施例の撮像装置の正面図である。 第３実施例の撮像装置の上面図である。

（第１実施例）
図１は第１実施例の撮像装置の上方斜視図であり、図２は第１実施例の撮像装置の正面図であり、図３は第１実施例の撮像装置の下方斜視図である。撮像装置は表示機器４の表示面４０を撮像する。表示面４０には目盛りや指針などが設けられている。本例では撮影対象の表示機器４として、電流計などのアナログメータを挙げるが、デジタルメータ、液晶パネル、及び表示ランプなどを撮影対象としてもよい。

撮像装置は、支持部材１、ハーフミラー２、及びカメラ３を有する。また、表示機器４に近接して光源Ｘが設けられている。支持部材１は、表示面４０を避けるように表示機器４に固定され、支柱１０と、支柱１０に取り付けられる上部調整器１１及び下部調整器１２と、支柱１０を支えるベース１３とを有する。支持部材１は、上部調整器１１によりハーフミラー２を支持し、下部調整器１２によりカメラ３を支持する。

ハーフミラー２は上部調整器１１により表示面４０と対向するように支持され、カメラ３は下部調整器１２によりハーフミラー２と対向するように支持される。ここで、ハーフミラー２は表示面４０と略平行となるように支持されている。ハーフミラー２は表示面４０の画像光を透過する。このため、図２で示されるようにハーフミラー２を介して表示面４０の正面からの視認が容易である。

ハーフミラー２は表示面４０に対向するため、表示面４０の写像Ｒｆを写すことができる。表示面４０の画像光は、符号Ｒａで示されるように表示面４０からハーフミラー２に向かって進み、符号Ｒｂで示されるようにハーフミラー２でカメラ３のレンズに向かって反射する。なお、表示面４０への照明が弱く、写像Ｒｆが薄くなるのを防ぐため、光源Ｘにより表示面４０の明るさが調整される。

カメラ３は、支柱１０に沿った方向で表示面４０とハーフミラー２の間の高さ位置に保持されており、ハーフミラー２の面に対して斜め方向において対向する。このため、カメラ３は、ハーフミラー２が反射した表示面４０の画像光を撮像することができる。なお、カメラ３は撮像部の一例であるが、撮像部はカメラ３に限定されず、撮像した画像をデジタルデータに変換できる装置であればよい。

カメラ３とハーフミラー２は、カメラ３の撮像軸Ｍと表示面４０から延びる垂線Ｎの間の角度θが鋭角となるように設置される。カメラ３は、ハーフミラー２に写った表示面４０の写像Ｒｆを正面に近い位置から撮像することができるため、高品質の画像が得られる。なお、カメラ３は画像のデジタルデータを例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）を介して他装置に送信する。

上部調整器１１はハーフミラー２の位置及び角度を調整し、下部調整器１２はカメラ３の位置及び角度を調整する。

図４は支持部材１の分解斜視図である。なお、以下の説明では表示機器４の表面と平行な方向を「水平方向」と表記し、支柱１０の延びる方向を「垂直方向」と表記する。

支持部材１は支柱１０、上部調整器１１、下部調整器１２、及びベース１３を有する。支持部材１は例えば金属やプラスチックなどの素材により形成されるが、これに限定されない。図４には上部調整器１１のみが示されているが、下部調整器１２の構成は上部調整器１１と同様である。

上部調整器１１（下部調整器１２）は、固定具１１０、保持板１１１、固定ネジ１１２，１１４、及びナット１１３を有し、支柱１０に取り付けられる。固定具１１０は円筒部１１０ｘ及び突出部１１０ｙを有する。突出部１１０ｙは円筒部１１０ｘの側面から水平方向に突出している。突出部１１０ｙには保持板１１１を固定するためのネジ穴１１０ｃが水平方向に設けられている。

ハーフミラー２は、例えば接着により上部調整器１１の保持板１１１に保持される。一方、カメラ３は、例えば接着により下部調整器１２の保持板１１１に保持される。

保持板１１１は、ハーフミラー２またはカメラ３が保持される保持面の反対側に一対の突出片１１１ａが設けられている。一対の突出片１１１ａはそれぞれ保持面の反対側に突出し、水平方向に沿って固定穴１１１ｂが設けられている。

保持板１１１は一対の突出片１１１ａの間に突出部１１０ｙを挟んだ状態で固定ネジ１１２及びナット１１３により固定具１１０に固定される。固定ネジ１１２は、互いに重なった固定穴１１１ｂ及びネジ穴１１０ｃに挿通される。

固定ネジ１１２を挿通したとき、保持板１１１は、符号Ａで示されるように固定ネジ１１２の回転軸を中心として回転自在となる。固定ネジ１１２にナット１１３を締め付けることにより保持板１１１の角度が固定される。これにより、カメラ３の撮像軸の角度を、例えばその周囲の環境に応じて高品質な画像を撮像できるように調整が可能である。

ハーフミラー２の角度は、下部調整器１２により、例えばその周囲の環境に応じて良好な写像Ｒｆを写すように調整が可能である。

円筒部１１０ｘの貫通孔１１０ａは垂直方向に設けられており、支柱１０が挿通される。また、円筒部１１０ｘの側面には水平方向にネジ穴１１０ｂが設けられ、ネジ穴１１０ｂには固定ネジ１１４が挿通される。

上部調整器１１は、符号Ｖで示されるように支柱１０に沿って摺動自在となり、固定ネジ１１４が締め付けることにより支柱１０に固定される。上部調整器１１の固定位置を調整することにより、ハーフミラー２と表示面４０の距離を、例えばその周囲の環境に応じて良好な写像Ｒｆを写すように調整が可能である。

また、下部調整器１２の固定位置を調整することにより、ハーフミラー２とカメラ３の距離を調整することができる。このため、例えばカメラ３のピントをハーフミラー２の位置に応じて調整することが可能である。なお、上部調整器１１は第１調整手段の一例であり、下部調整器１２は第２調整手段の一例である。

ベース１３は、垂直方向に設けられた中心孔１３ａ及び一対の側部穴１３ｂ，１３ｃを有する。中心孔１３ａには支柱１０の下端が挿入される。これにより、ベース１３は支柱１０の姿勢を垂直方向に維持する。一対の側部穴１３ｂ，１３ｃは、ねじ止めによりベース１３を表示機器４に固定するために用いられる。なお、ベース１３は接着や嵌合により表示機器４に固定されてもよい。

上記の構成によると、支持部材１はカメラ３及びハーフミラー２の両方を支持して表示機器４に固定されるため、簡易な構成でカメラ３及びハーフミラー２を表示機器４に取り付けることができる。したがって、本実施例によると、撮像装置の小型化と表示機器６への取り付けの容易化が可能である。

（第２実施例）
図５は第２実施例の撮像装置の斜視図であり、図６は第２実施例の撮像装置の正面図であり、図７は第２実施例の撮像装置の分解斜視図である。撮像装置は表示機器６の表示面６０を撮像する。本例の表示面６０は丸型であって支柱６１の上端に支持されている。表示面６０には目盛りと目盛りの値を指す指針などが設けられている。なお、本例では撮影対象の表示機器６として、電流計などのアナログメータを挙げるが、デジタルメータ、液晶パネル、及び表示ランプなどを撮影対象としてもよい。

撮像装置は、カバー５、環状部材５２、ハーフミラー５３、カメラ５４、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）５５、及びシール５６を有する。カバー５は表示面６０をその正面及び背面から覆う。図７のカバー５は、表示面６０の正面側を覆う正面カバー５０と、表示面６０の背面側を覆う背面カバー５１とを含む。

正面カバー５０は略円筒形状を有し、その開口５０ａから表示面６０が視認可能となっている。ハーフミラー５３は表示面６０と対向するように開口５０ａを塞ぐ。例えばハーフミラー５３は、正面カバー５０の開口５０ａを画定する領域の端部に接着または嵌合などにより接合される。

ハーフミラー５３は表示面６０の画像光を透過するので、ハーフミラー５３を介して表示面６０を正面から視認することが可能である。なお、開口５０ａは、表示面６０内の指針及び目盛りの視認が可能である限り、その位置や形状に限定はない。

図７の背面カバー５１は、一方の開口を塞がれた略円筒形状を有する。背面カバー５１の側壁には支柱６１を通すための切り欠き５１ａが設けられている。正面カバー５０と背面カバー５１は、その間に表示面６０を挟み込むように互いに接続される。このとき、正面カバー５０及び背面カバー５１の側壁の端面同士が、例えば接着や嵌合などの手段により接合される。なお、正面カバー５０と背面カバー５１はプラスチックや金属などの素材により形成される。

正面カバー５０及び背面カバー５１は、丸型の表示面６０に応じた略円筒形の形状を有する。カバー５は表示機器４の外形に沿って表示機器４を覆うことができるため、カバー５内の無駄なスペースを低減することが可能である。

シール５６は、パッキンとして正面カバー５０と背面カバー５１の間を封止する。このため、例えばカバー５の外部で液漏れ、粉塵、及び煙などが発生しても、シール５６が液体、塵、煙のカバー５の内部への侵入を抑制することにより、カメラ５４が撮像する表示面６０の画像は影響を受けない。したがって、何らかの災害が発生しても表示面６０の確認は可能である。

例えばシール５６はゴムなどの素材によりＣリング状に形成され、Ｃリングの開いた部分５６ａが切り欠き５１ａに一致するように正面カバー５０及び背面カバー５１の各接合面の間に挟み込まれる。

カバー５の内部には環状部材５２が設けられている。環状部材５２の円周上にはカメラ５４が接着または嵌合などにより接続されている。環状部材５２は、正面カバー５０の内周面に接着または嵌合などにより接続されている。図７では、カメラ５４はカバー５の内部において表示面６０の下方に保持される。

カメラ５４は、第１実施例と同様にハーフミラー５３が反射した表示面６０の画像光を撮像する。カメラ５４は撮像部の一例であるが、撮像部はカメラ３に限定されない。

カメラ５４は、カメラ５４の撮像軸Ｍ’と表示面６０から延びる垂線Ｎ’との間の角度θ’が鋭角となるように設置される。このため、カメラ５４は、ハーフミラー５３に写った表示面６０の写像をその正面に近い位置から撮像することができ、高品質の画像が得られる。なお、カメラ５４は画像のデジタルデータを例えば無線ＬＡＮを介して他装置に送信する。

また、環状部材５２の表示面６０側には、その円周上に間隔をおいて複数のＬＥＤ５５が設けられている。各ＬＥＤ５５は例えば外部からの制御に応じて表示面６０を照らす。このため、ハーフミラー５３を透過してきた外部の映像よりも、ハーフミラー５３が反射した表示面６０の写像が明瞭となった映像をカメラ５４で取得することができる。また、撮像装置は、照明の強さを周囲の明るさに合わせてＬＥＤ５５の輝度を調整する機能を有してもよい。なお、ＬＥＤ５５は光源の一例である。

上記の構成によると、ハーフミラー５３は、表示面６０と対向するようにカバー５の開口５０ａに取り付けられるため、表示面６０を視認するための窓として機能する。このため、撮像装置にはハーフミラー５３以外に窓を備える必要がなく、撮像装置の部品数の増加が抑制される。このため、撮像装置の構成が簡易となり、その小型化を可能とするとともに撮影装置の表示機器６への取り付けが容易化される。

また、カメラ５４がカバー５の内部に設けられているため、カバー５の外部にカメラ５４を取り付ける場合より撮像装置の小型化が容易である。

したがって、本実施例によると、撮像装置の小型化と表示機器６への取り付けの容易化が可能である。

（第３実施例）
第２実施例において、カメラ５４は表示面６０の下方に設けられているが、例えば表示面６０の一部だけを覆うように表示面６０上にカメラを設けられてもよい。この場合、カメラ５４が表示面６０の外周からはみ出さないため、カバー５を小型化することができる。

図８は第３実施例の撮像装置の斜視図であり、図９は第３実施例の撮像装置の正面図であり、図１０は第３実施例の撮像装置の上面図である。図８〜図１０において図５〜図７と共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。

撮像装置は、正面カバー７０及び背面カバー７１を含むカバー７、ハーフミラー７３、及びカメラ７４を有する。本例の正面カバー７０、背面カバー７１、及びハーフミラー７３は第２実施例の正面カバー５０、背面カバー５１、及びハーフミラー５３と比べるとサイズが小さいが構造及び機能がそれぞれ同一である。正面カバー７０の内周面には、第２実施例と同様のＬＥＤ７５が設けられている。なお、図示は省略するが、正面カバー７０及び背面カバー７１はシール５６と同様のシールにより封止されてもよい。

図９には正面カバー７０を外して表示面６０を正面視したときの様子が示されている。カメラ７４は、接着や嵌合などにより表示面６０上に接続されている。

図１０にはカバー７の内部を上面視したときの様子が示されている。カメラ７４は、点線で示されるようにハーフミラー７３が反射した表示面６０の画像光を撮像する。

本実施形態では、例えばカメラ７４は表示面６０の目盛り６０１を避けた位置に、表示面６０の中央部を覆うように設けられている。一方、指針６００の先端は目盛り６０１の内側に位置する。

このため、目盛り６０１及び指針６００の先端はカメラ７４に覆われずに露出している。したがって、ハーフミラー７３を介し表示面６０を見たときに指針６００の指す値を確認することに支障はなく、カメラ７４が撮像した画像で指針６００が指す値を確認することにも支障はない。

カメラ７４は表示面６０上に設けられているため、第２実施例とは異なり、表示面６０の外周からはみ出さない。したがって、カバー５及びハーフミラー７３は第２実施例と比べるとカメラ５４の大きさの分だけ小型化されている。

上記のように各実施例の撮像装置は、ハーフミラー２，５３，７３及びカメラ３，５４，７４を有し、カメラ３，５４，７４の撮像軸Ｍ，Ｍ’と表示機器４，６の表示面４０，６０から延びる垂線Ｎ，Ｎ’との間の角度が鋭角である。したがって、撮像装置は小型化されて表示機器４，６に容易に取り付けることができる。

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

１ 支持部材
２，５３，７３ ハーフミラー
３，５４，７４ カメラ
４，６ 表示機器
５，７ カバー
１１ 上部調整器
１２ 下部調整器
４０，６０ 表示面
５０，７０ 正面カバー
５１，７１ 背面カバー
５５ ＬＥＤ
５６ シール

Claims (7)

1. 表示機器の表示面と対向するように設けられたハーフミラーと、
   前記ハーフミラーが反射した前記表示面を撮像する撮像部とを有し、
   前記撮像部の撮像軸と前記表示面から延びる垂線との間の角度が鋭角であることを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮像部は、前記表示面の一部を覆うように前記表示面上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記表示面を照らす光源を有することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 表示機器に固定される支持部材と、
   前記支持部材により表示機器の表示面と対向するように支持されたハーフミラーと、
   前記支持部材により支持され、前記ハーフミラーが反射した前記表示面を撮像する撮像部とを有し、
   前記撮像部の撮像軸と前記表示面から延びる垂線との間の角度が鋭角であることを特徴とする撮像装置。
5. 前記支持部材には、前記ハーフミラーと前記表示面の間の距離を調整する第１調整手段が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記支持部材には、前記ハーフミラーと前記撮像部の間の距離を調整する第２調整手段が設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載の撮像装置。
7. 前記第２調整手段は、さらに前記撮像部の撮像軸の角度を調整することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
   

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