JP5467680B2 - 監視装置用偏光フィルタのフィルタ部材の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、乱反射の抑制を相対的に高い割合で行いつつ可視光線の領域及び近赤外線領域でも相対的に高い光透過率を有し、夜間撮像にも適した偏光フィルタのフィルタ部材を監視装置の使用に適するように製造する方法に関する。

スピード違反や駐車違反等に対する監視、テロ対策、その他の要因から、屋外において走行中又は停止中の車両を撮像し、その映像・画像を記録することが要請されており、この要請に応えるべく、例えば特許文献１に示されるような監視装置が既に公知となっている。

そして、近年においてＥＴＣシステムが実用化され、このＥＴＣシステムでは、例えば特許文献２に示されるように、有料道路の料金所のＥＴＣレーンを通過する車両の搭乗者の顔及びナンバープレート等を撮像するところ、有料道路は２４時間にわたって運営されていることから、ＥＴＣレーンを通過する車両の監視の実行を図るためには、車両の撮像も例えば特許文献１に示されるように一年中且つ２４時間体制で行う必要がある。このような昼夜連続且つ長期間での撮像は、上記したテロ対策等用の監視装置においても同様に要望され得る。

特開平５−１４３８９２号公報 特開２００１−３４４６２５号公報

ところで、自然光には偏光のない光と反射光（偏光を有する光）とが混在するので、自然光を監視装置のレンズへの入射光として全て透過する状態とした場合には、例えば車両の窓ガラスやボンネット等の表（鏡）面反射による乱反射光により、車両に搭乗している乗員の顔やナンバープレート等を明瞭に撮像することが困難となるという弊害が知られている（図４（ａ）の写真を参照。）。

自然光から乱反射光を除去する手段としては、偏光フィルタ（ＰＬフィルタとも称される。以下、同じ。）が知られている一方で、例えば既存の偏光フィルタ（製品番号ＳＨＣ−１２５Ｕ）のように、かかる偏光フィルタを構成するガラス基板が黒色に着色された構成となっているのが通常である。このため、可視光線の波長領域は、一般に３８０ｎｍから７５０ｎｍとされているところ、図１３に示されるように、４００ｎｍから７００ｎｍの波長領域において上記した既存の偏光フィルタを用いた場合の光透過率を測定した結果、約２０パーセントから約４０パーセントと相対的に低い光透過率に留まっていた。

このため、上記した既存の偏光フィルタを装着した状態では、モニタ画面で見る撮像対象物が昼間でも暗く映るので、車両の搭乗員の顔や車両のナンバープレート等を特定するために鮮明な撮像を求められる監視装置に対し、ガラス基板が黒色に着色された既存の偏光フィルタを用いることは容易でなかった。

また、近赤外線は、肉眼で直接に見ることができないがビデオカメラ等のモニタでは見ることができるため監視装置の夜間光源として用いられることが知られていると共に近赤外線領域は一般に７００ｎｍから２５００ｎｍの波長領域とされているところ、上記のような既存の偏光フィルタを用いて光透過率と偏光度とを測定した結果、図１４に示されるように、近赤外線領域のうち８００ｎｍから８５０ｎｍの波長領域では約７５パーセントから９０パーセント未満の光透過率であり、監視装置を夜間に使用するのに十分な光透過率とは必ずしも認めることができなかった。更にまた、既存の偏光フィルタの偏光度は、図１４に示されるように近赤外線領域では０から約０．３までの間での変動となっていた。

このため、２４時間体制で撮像対象物を撮像する要求が高い監視装置では、近赤外線を光源とする夜間時には近赤外線領域をカバーするために上記既存の偏光フィルタとは別に赤外線用偏光フィルタを用いる必要が生ずる。このため、上記既存の偏光フィルタの採択は赤外線用偏光フィルタの併用の必要性、これに伴う昼と夜とでのフィルタの交換というコスト面及び作業面の双方からの問題があった。

この結果、特許文献１等で示される監視装置では、上記のような既存の偏光フィルタを使用することができなかったというのが実情であったが、光透過率９０パーセントを維持しながら乱反射光を８０パーセント抑制することが可能な偏光フィルタが開発されたことから、本願出願人らは、この偏光フィルタを用いた監視装置を着想したものである。

もっとも、上記偏光フィルタをそのまま監視装置に利用することはできず、監視装置用の偏光フィルタとするための製造方法に工夫が必要である。すなわち、監視装置の偏光フィルタに用いられるフィルタ部材の製造方法として、矩形状のフィルタ部材の表面にワックスを塗り、且つフィルタ部材間に紙片を介在させて重ね合わせて一時的積層体とし、次にこの一時的積層体をまとめて円形状に加工した後、紙片をフィルタ部材から剥がすことにより円形状のフィルタ部材を効率良く同時且つ多数形成することが可能であるが、紙片を剥がす際又は一時的積層体を積み重ねる作業中に紙片の粗面でフィルタ部材の表面を傷つけることが想定される。

また、一般の監視装置に使用されているＤＣアイリスレンズに偏光フィルタを装着可能な構造を開発することにより、既存の監視装置を改造することなくそのまま用いることができる一方で、ＤＣアイリスレンズは上記した既存の偏光フィルタの状況から偏光フィルタを装着することを前提とした構成となっていない。

そこで、本発明は、光透過率９０パーセントを維持しながら乱反射を８０パーセント抑制することが可能な偏光フィルタのフィルタ部材を監視装置への利用に好適な形態とするための製造方法を提供することを目的とする。

この発明は、ガラス基板の片面のみに偏光特性を有した金属製のリブを複数の条状に蒸着した構成として、前記金属製のリブに反射した光を透過させず、前記金属製のリブに反射した以外の光を透過させることで直線偏光の光のみを透過させる偏光特性を有するフィルタ部材の元となるフィルタ部材用原板と、このフィルタ部材用原板の金属製のリブが蒸着した側の表面を保護するための粘着シートと、紙片と、を１セットとして、前記フィルタ部材用原板、前記粘着シート、前記紙片の順で複数のセットを積み重ねて一時的積層体を形成する第１の工程と、前記一時的積層体を加工して円形状に形成する第２の工程と、前記円形状に形成した一時的積層体から前記粘着シート及び前記紙片を外して、円形状に形成された前記フィルタ部材を前記セットの数に応じて得る第３の工程と、前記円形状に形成されたフィルタ部材を洗浄する第４の工程とを有することを特徴とする本体部とレンズが収納されたレンズユニットとから少なくとも成る撮像手段を有する監視装置用偏光フィルタのフィルタ部材の製造方法である（請求項１）。尚、粘着シートは、フィルタ部材の金属製のリブが蒸着されていない側の表面側にも配するようにして良い。

これにより、フィルタ部材用原板又はフィルタ部材の一方側面に複数の並行な条状に配置された金属製のリブを有する構成となっていても、一時的積層体から紙片を外す際又は一時的積層体を積み重ねる作業中に、紙片の表面が粗いためにフィルタ部材用原板又はフィルタ部材と接した際にフィルタ部材用原板又はフィルタ部材の表面を擦ってフィルタ部材用原板又はフィルタ部材のうち金属製のリブが蒸着した側の表面に傷を付けていた不具合を、フィルタ部材用原板又はフィルタ部材と紙片との間に粘着シートを介在させたことにより回避することが可能となった。

以上のように、請求項１に記載の発明によれば、フィルタ部材用原板又はフィルタ部材の一方側面に複数の並行な条状に配置された金属製のリブを有する構成となっていても、一時的積層体から紙片を外す際又は作業中に、紙片の表面が粗いために紙片がフィルタ部材用原板又はフィルタ部材と接した際にフィルタ部材用原板又はフィルタ部材のうち金属製のリブが蒸着した側の表面を擦ってフィルタ部材用原板又はフィルタ部材の当該表面に傷を付ける不具合を回避することがフィルタ部材用原板又はフィルタ部材と紙片との間に粘着シートを介在させたことにより可能となったので、一時的積層体の形成作業及び紙片の取り外し作業を円滑且つ迅速に行うことができ、且つ金属製のリブが蒸着した側の表面が傷ついて不良品となったフィルタ部材の廃棄数も減少するので偏光フィルタの製造コストの削減も図ることができる。

図１は、この発明に係る監視装置等で用いられるフィルタ部材の構成等を加工前のフィルタ部材を用いて説明した概略図である。 図２は、同上のフィルタ部材に基づいて製造した監視装置用フィルタ部材を有する偏光フィルタを通過した自然光が直線偏光の光に変換される偏光特性を示した説明図である。 図３は、同上のフィルタ部材を利用した偏光フィルタを用いた場合の光透過率及び偏光度を測定した結果を示す特性線図である。 図４（ａ）は、既存の偏光フィルタを利用した監視装置で車両内の搭乗者を撮像した画像であり、図４（ｂ）は、本願発明に係る監視装置で車両内の搭乗者を撮像した画像である。 図５は、同上の監視装置の偏光フィルタで利用可能なフィルタ部材を製造するための第１の工程を示した説明図である。 図６は、同上のフィルタ部材を製造するための第２の工程を示した説明図である。 図７は、同上のフィルタ部材を製造するための第３の工程を示した説明図である。 図８は、同上のフィルタ部材を製造するための第４の工程を示した説明図である。 図９は、同上のフィルタ部材を製造するための工程を示したフローチャート図である。 図１０は、同上の監視装置を構成する本体部及びレンズユニットを示す説明図である。 図１１は、同上の監視装置用のアダプタ及び偏光フィルタの断面図である。 図１２は、同上の監視装置用のアダプタ及び偏光フィルタの断面図の拡大図である。 図１３は、可視光線領域に属する波長領域における既存の偏光フィルタを用いた場合の光透過率を測定した結果を示す特性線図である。 図１４は、専ら近赤外線領域に属する波長領域における既存の偏光フィルタを用いた場合の光透過率及び偏光度を測定した結果を示す特性線図である。

以下、この発明の実施形態について、フィルタ部材用原板１、フィルタ部材６の製造方法、監視装置１５の順で、添付図面を参照しながら説明する。

図１において、この発明に係る監視装置１５に装着される偏光フィルタ５のフィルタ部材６の元となるフィルタ部材用原板１が示されている。このフィルタ部材用原板１は、肉厚が例えば０．７３ｍｍのもので、薄肉の正方形状の基板２と、この基板２の広い２つの面のうち片面に蒸着されたアルミニウム等の金属製のリブ３とで構成されている。

基板２は透明ガラス等の光透過率が高い光透過性素材から成ると共に例えば後述する直径寸法の円形状に加工することができるように各辺の寸法が５２ｍｍ以上となっている。また、リブ３は例えば直方体状のもので同じ方向に複数に並行して配置されており、リブ３の基板２から突出する方向の厚み及びリブ間のピッチは、例えば１０ｎｍ〜３００ｎｍとｎｍ単位の微細な寸法となっている。但し、これらのフィルタ部材用原板１の肉厚、基板２の辺の寸法及びリブの厚みやピッチの寸法値は上記したものに限定されず、監視装置１５の構造や偏光フィルタで得たい偏光特性によって変更することができる。

これにより、フィルタ部材用原板１は、偏光のない光と反射光とが混在する自然光等の通常の光Ｌ１のうち監視装置１５には不必要な光（乱反射光）についてはリブ３で反射して反射光Ｌ２として除去され、それ以外の必要な光については基板２を透過する透過光Ｌ３とすることができる。

そして、このような構成のフィルタ部材用原板１を加工してなるフィルタ部材６を環状部材（但し、この図では簡略化している。）７に装着して成る偏光フィルタ５として捉えた場合には、図２に示されるように、自然光等の通常の光Ｌ１は、偏光フィルタ５を通過することにより直線偏光の光に変換される。これに伴い、偏光フィルタ５を通過する光の透過率は、可視光線領域及び近赤外線領域の双方において図３に示されるように約９０パーセントという相対的に高い率を維持することができる。

これにより、図４（ｂ）に示されるように、既存の偏光フィルタを用いた監視装置１５で撮像した撮像画（図４（ａ））に比較して、車両の搭乗者の顔を明瞭に捉えることが可能となるので、乱反射により車両の搭乗者の顔がモニタで確認することができない等の不具合が解消され、昼間での犯罪検挙率の向上に寄与することができる。

図１に示されるフィルタ部材用原板１から偏光フィルタ５に利用可能なフィルタ部材６を製造する方法について、図５から図９を用いて説明する。但し、図５から図８に示されるフィルタ部材用原板１、粘着シート９及び紙片１０の厚み及びフィルタ部材用原板１における基板２の厚み、リブ３の数、リブ３の厚み、リブ３の間隔については、図示による説明の便宜上、実際のものとは異なる態様で図示されている。

まず、フィルタ部材６の製造方法は、図９に示されるようにステップ１００から開始されて、ステップ１０１、１０２、１０３、１０４と続き、ステップ１０５で終了するもので、ステップ１００に続くステップ１０１では、第１の工程として、図５に示されるように、同じ大きさのフィルタ部材用原板１、粘着シート９、紙片１０を１セットＳとして、複数のセットＳを図５の白抜き矢印方向に積み重ねる作業が行われ、図６に示される一時的積層体１１が構成される。セット数は特に限定されないが、例えば５セットである。

この第１の工程において、各セットＳの単位では、フィルタ部材用原板１、粘着シート９、紙片１０の順列となっていると共に、フィルタ部材用原板１のリブ３を有する面は粘着シート９側を向いた状態とされる。また、粘着シート９は、例えば薄いプラスチック等の樹脂シートであり、このフィルタ部材用原板１側の面９ａには粘着剤が塗布されているので、フィルタ部材用原板１と重ねた際にフィルタ部材用原板１と一時的且つ着脱自在に接着することが可能である。そして、紙片１０は市販されている用紙等で形成されている。

次に、ステップ１０２では、第２の工程として、図６に示されるように、グラインダ等の加工装置を利用して一時的積層体１１を円形状に加工形成する作業が行われる。これにより、フィルタ部材用原板１について個別に円形状に加工成形してフィルタ部材６を得るよりも作業の効率化・迅速化を図ることが可能となっている。

この第２の行程において、一時的積層体１１を円形状に加工する際の円形Ｃの直径の寸法Ｔは、例えば５２ｍｍに設定されている。但し、これは後述する偏光フィルタ５の環状部材７の内径寸法に対応させたもので、環状部材７の内径寸法が変動すればこの円形Ｃの直径の寸法値Ｔもこれに対応して変動し、更には、フィルタ部材用原板１、粘着シート９、紙片１０の正方形の各辺の寸法値も変動することとなる。

更に、ステップ１０３では、第３の工程として、図７に示されるように、フィルタ部材６を含むかたちとなった一時的積層体１１から紙片１０を外し、更に、フィルタ部材６のリブ３を有する側の面から粘着シート９を外す作業が行われる。これにより、図８に示されるような円形状に加工されたフィルタ部材６がセット数に応じて複数得られる。

そして、ステップ１０４では、第４の工程として、図８に示されるフィルタ部材６を洗浄する作業が行われる。フィルタ部材６の洗浄は例えばベーパ洗浄の手法が採られる。

このようなフィルタ部材の製造方法とすることにより、フィルタ部材用原板１又はフィルタ部材６の一方側面には複数の並行な条状に配置されたリブ３を有する構成となっていても、第１工程の一時的積層体１１を形成する際又は第３工程の紙片１０を外す際に、リブ３を有する面側には粘着シート９が接着されており、保護膜の役割を果たしている。このため、紙片１０のフィルタ部材用原板１若しくはフィルタ部材６側が粗面となっていても、紙片１０の面とフィルタ部材用原板１又はフィルタ部材６の面とが直接に摺れることがないので、フィルタ部材用原板１又はフィルタ部材６のリブ３を有する側の面が傷つくことがない。

尚、粘着シート９は第１の工程においてフィルタ部材用原板１のリブ３を有する側に配置するとして説明してきたが、フィルタ部材用原板１のリブ３を有しない側にも配置するようにしても良い。これにより、フィルタ部材用原板１のリブ３を有しない側の面と紙片１０とが第１の工程又は第３の工程時に擦れてリブ３を有しない側の面が傷つくのを防止することもできる。

上記製造方法により形成されたフィルタ部材６は、図１１に示されるように、環状部材７の内周面に環状に形成された取付用溝１３内に収納されるまで環状部材７に嵌め込まれることにより、偏光フィルタ５が完成する。尚、フィルタ部材６は環状部材７に取り付ける際に、図１１に示されるように、リブ３が内部側となるように取り付けるのが好適である。これにより、フィルタ部材６のリブ３が外部の空気や水分に触れて腐食したり、外部からの異物等により傷ついたりすることを抑制することができる。

上記してきたフィルタ部材６を利用した偏光フィルタ５を有する監視装置１５について、図１０から図１２に基づいて説明する。

この監視装置１５は、監視する対象物の全体図又は所望の部位を撮像するための少なくとも１つの撮像手段と、前記撮像手段で撮像された監視対象物の撮像画を少なくとも一時的に記憶させる記憶手段と、前記撮像手段で撮像された撮像画をモニタ等の画面に表示する表示手段とを有して構成されるもので、このうち、撮像手段は、本体部１６と、レンズユニット１７と、アダプタ１８と、偏光フィルタ５とを少なくとも有して構成されている。この撮像装置１５のうち、記憶手段、表示手段は公知であり、撮像手段のうち、撮像手段本体部１６とレンズユニット１７とについても公知のものである。このため、撮像装置１５の記憶手段の構成、表示手段の構成、撮像手段の本体部１６の構成とレンズユニット１７の構成とについては詳述しない。もっとも、レンズユニット１７は、例えばＤＣアイリスレンズであり、図１２に示されるように、筒状体部分を有する外郭部１９とこの外郭部１９の筒状体部分の内部に収納されたレンズ２０等から構成されている。また、本体部１６とレンズユニット１７とは、本体部１６の接続部２１を介して着脱自在に接続可能となっており、これに伴い、レンズユニット１７は用途や設置環境等に応じて交換することができる。

偏光フィルタ５は、これまで説明した様に、リング状の環状部材７と、この環状部材７に対し取付用溝１３内に収納されたかたちで嵌め込まれたフィルタ部材６とで構成されている。そして、環状部材７は、他の部位よりも外径寸法が小さな突出部２２を開口の軸方向に沿って延びるかたちで有しており、この突出部２２の外周面は螺子溝２３が形成されている。また、偏光フィルタ５の取付溝１３近傍には、フィルタ部材６の固定をするためにＯリング２４が配置されていても良い。更に、フィルタ部材６の固定をするために、図１２に示されるように、押さえ部材３１を偏光フィルタ５に接するまでねじ込むようにしても良い。

これに対し、アダプタ１８は、図１１及び図１２に示されるように、両側が開口した貫通孔２５を有する筒状体を構成しており、一方の開口部側近傍部位２６は、その開口の内径寸法がレンズユニット１７の筒状体部分の端部における外径寸法と略同じかそれよりも大きくなっている。これにより、アダプタ１８は、レンズユニット１７の筒状体部分の外側に被さるように、当該レンズユニット１７に装着することができる。

また、アダプタ１８は、特に図１１に示されるように外周面から貫通孔２５の中心に向かって延びる複数（この実施例では４つ）の螺子孔２７を有している。４つの螺子孔２７が形成される場合には、貫通孔２５の中心点を基点として例えば９０度ずつ均等にずれた位置に螺子孔２７が配置されている。

これにより、アダプタ１８の開口部側近傍部位２６をレンズユニット１７の筒状体部分に被せた後、各螺子孔２７に螺子２８をバンランス良くねじ込むことにより、レンズユニット１７とアダプタ１８とは螺子２８の頂部により四方等から押圧されて締結されることとなる。

よって、レンズユニット１７にアダプタ１８との装着手段がなくても、レンズユニット１７とアダプタ１８とを連結することが可能である。

また、アダプタ１８は、貫通孔２５の開口部側近傍部位２６とは反対側の開口部近傍部位２９の内径寸法を偏光フィルタ５の突出部２２の外径寸法と略同じとすると共に、その内周面には突出部２２の螺子溝２３と噛み合うことが可能な螺子溝３０が形成されている。これにより、アダプタ１８の開口部近傍部位２９に偏光フィルタ５を螺合させて取り付けることができる。

この発明に係る撮像装置１５及びアダプタ１８は、有料道路のＥＴＣレーンのレーン上に配置された監視装置や、高速道路や一般道路上に配置された車両のスピード違反監視・取締装置（例えば、オービスやＮシステム）、大型トラックやトレーラの過積載取締り用カメラ等、あらゆる監視装置に用いることができる。

１ フィルタ部材用原板
２ 基板
３ リブ（金属）
５ 偏光フィルタ
６ フィルタ部材
７ 環状部材
９ 粘着シート
１０ 紙片
１１ 一時的積層体
１５ 監視装置
１６ 本体部
１７ レンズユニット
１８ アダプタ
１９ 外郭部
２０ レンズ

Claims (1)

1. ガラス基板の片面のみに偏光特性を有した金属製のリブを複数の条状に蒸着した構成として、前記金属製のリブに反射した光を透過させず、前記金属製のリブに反射した以外の光を透過させることで直線偏光の光のみを透過させる偏光特性を有するフィルタ部材の元となるフィルタ部材用原板と、このフィルタ部材用原板の金属製のリブが蒸着した側の表面を保護するための粘着シートと、紙片と、を１セットとして、前記フィルタ部材用原板、前記粘着シート、前記紙片の順で複数のセットを積み重ねて一時的積層体を形成する第１の工程と、
   前記一時的積層体を加工して円形状に形成する第２の工程と、
   前記円形状に形成した一時的積層体から前記粘着シート及び前記紙片を外して、円形状に形成された前記フィルタ部材を前記セットの数に応じて得る第３の工程と、
   前記円形状に形成されたフィルタ部材を洗浄する第４の工程と
   を有することを特徴とする本体部とレンズが収納されたレンズユニットとから少なくとも成る撮像手段を有する監視装置用偏光フィルタのフィルタ部材の製造方法。