JPH03210456A - 視認度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、道路、トンネル、空港１港湾等に設置したタ
ーゲットに設けたターゲットパターンをパターン観測機
構（よってターゲットから離れた位置で観測して、ター
ゲットとパターン観測機構との間の空間の物の見え方の
楊度（以後、前記空間を破醐定ｇ！間、物の見え方の種
度を視ｉ＋ｉｔ’ということつ〜ある。）を測定する装
置、特に、バダーンｌ！ｆｌＡ機構等の光軸のずれ０１
生じても測定誤差を生じることのない視＊Ｒ測定装置く
関する。

〔従来の技術〕

第３図は本出額人の出ＩＩになる従来の視雪度測定装置
２５の構成囚である（時公開昭６３−１７３９３８号公
報参照）。

第３図において、１はその表面１ａＫ第４図にた透明ま
たは半透明材料製の方形平板状ターゲット、４は光源３
の出射ｙｔ、３ａを平行光束４ａにしてこの光束４ｍで
ターゲットｌの裏面１ｂを該裏面１ｂＫはぼ垂直に照射
するようにしたレンズ。

５はターゲットｌにおける光束４ｍの透過光としてのタ
ーゲットｌの出射光６の強さを検出してこの検出葡果に
応じた信号５ａを出力するようにした光センサで、この
場合、光源３には入力される信号５−に応じて出射１３
ｍを加減して出射光６の強さＯ１所定１［になるように
する機構ウ一般けられている。なお、第４図において、
暗部２通はターゲツト１疋おける光束４＠ｒ：ｒ透過光
を透過させない材料で構成され、また明部２ｂはターゲ
ット１における光束４ａの透過光を透過させる材料で構
成されていて、Ｗ！、Ｗ、はそれぞれ暗部２３．８Ａ部
２ｂの各部である。第３図において、７はターゲット１
と共に有底筒体を形成するようにしてターゲツト表面１
ａ１７１ｇ埃等による汚損や膣表面１ａへの外来光の入
射を防止するようにした細長い角筒状の防ＩＩ簡、９は
、と述の各部を収容するように形成されかつ出射光６を
出射させる開口部８蹴が設けられたケース８とこのケー
ス８内の前記した収容物とからなる投光部である。さて
、ＷＪ３図及び第４図において、１２はターゲット１の
出射光６が入射することによってパターン２の実儂を形
成するようにした対物レンズ１０と接眼レンズ１１とか
らなる望遠ｍ系、１３はレンズ１０の塵埃（よる汚損と
該レンズ１０への出射光６以外の外来光の入射とを防止
するようにした防塵筒。

１４は望遠禰系１２によって形成されたパターン２の実
情を拡大して光電変＊器１５の平面状受光面１５ａに納
置させるようにした拡大しンズで。

１６は受光面１５ａへの迷光の入射防止と該受光面１５
ａが視る視野の限定とを図るようにしたアパーチャであ
る。この場合、受光面１５３には多数の光電変僕素子１
５ｂを直線状に配電した一次元イメージ七ンサ１　ｓ　
ｓ　６Ｓ設けられていて、このイメージセンサ１５ｓｖ
ｃおける素子１５ｂの配列方向が受光面１５１に生成さ
れたパターン２の暗部２ａ及び明部２ｂの各帯状をなし
た実情をそれらの各幅方向に横切るように４１！部が構
成されている。１７は光電変換器１５の出力アナログ信
号１５Ｃを増幅する増幅器、１９は図示の各部を収容す
るようで形成されかつ出射光６をレンズ１０（入射させ
る開口部１９　ａ　ｂ′ｈ設けられたケース。

２０はケース１９とこのケース１９内の１示した収容物
とからなる受光部で、２２は増４器１７が出力するアナ
ログ信号１７１をディジダル信号２２ａＩＩＣ変換する
ＡＤ変書器である。そうして、２３は信号２２ａＫつい
て以下（説明する制（転）演算を行り℃その結果に茫じ
な信号２３ａを出力するようにした制−演算器で、前述
の’Ｆｕｌｌ測定装置２５は第３図図示の各部で構成さ
れ℃いる。第３図では防１［背１３とレンズ１０．１１
．１４とアパーチャ１６とが上述のようにｍ＝されてい
るので。

これらの各部でダーゲットバダーン２を投光部９と受光
部２０との間の空間である被測定空間２１を介して観測
して少なくともパターン２を含む視野領域の実儂１８ａ
を受光面１５ａに形成する光学部１８を構成していると
いうことができる。

視４ａ！度ｍ定装置２５′／ｃおいては各部り１と述の
ように構成されている０１．さら（、投光部９と受光部
２０とを所定距ＪｌｉＬの空間２１を隔てて段重した場
合、装置２５の各部を調整することとよって。

受光面１５ａに生成されるパターン２の暗部２ａ及びＢ
Ａ部２ｂの各実情カ、それぞれイメージセンサ１５ＳＫ
おける前記の暗部２ａ及び虹部２ｂのそれぞれに対応し
た所定の位（の隣接した所定の各個数Ｎｌ　、Ｎｔ　（
ここに、　Ｎ１．　Ｎ、はいずれも複数でかつ通常いず
れも６〜ｌＯであり、また、Ｎ。

は暗部２ａに対する１ｒ！数でＮ、は明部２ｂＶｃ対す
る個数である。）の光電変換素子１５ｂを被うよ５に膚
係噸部つを構成されていて（以後、このようなＮ１個の
素子１５ｂを暗部対応素子１５１）１といい。

このよっなＮ１個の素子１５ｂを暗部対応素子１５ｂ２
ということつ１ある。）また、光電変換器１５と増幅器
１７とＡＤ変換器２２と演算器２３とが。

多数の素子１５ｂのそれぞれが受光量に応じて出力する
光電信号を逐次信号２２　ａ　ＶＣ３ｌｌしてはこの信
号２２ａが表す個々の素子１５ｂの受光量データを演算
器２３で記憶するように構成されている。そうして、さ
らに、この場合、演算器２３が。

受光面１５ａＶｃ生ｉされた暗ｆ（Ｓ２　ａ、明部２ｂ
の各実像がそれぞれ暗部対応素子１５１）１．明部対応
素子１５ｂ２を被うように測定装ｆｌｉ２５の各部を調
整した状態のもとに記憶している全受光量データから、
−本の帯状暗部２ａに対応したＮ、伽の受光量データの
平均１直Ｉｂをバダー７２ＶＣ′Ａける５本の帯状暗部
２ａのそれぞれでついて算出してこの平均ｆｌ［Ｉｂの
最小値■ｂｔを選び出して記憶し２また。−本の帯状明
部２ｂに対応したＮ２傭の受光量データの平均ｉ［Ｉ　
ｗをパターン２における４本の帯状ＥＩＡ＠２ｂのそれ
ぞれについて算出してこの平均ｒｉ［Ｉｗｎ−９大櫃Ｉ
ｗｈを選び出して記憶して。

しかる優、　（Ｉｗｈ−Ｉｂｚ　）＝ΔＩを算出してこ
のΔＩと空間２１におげろ視＠度Ｏ−測定の基準状！Ｉ
Ｋある時に既虻求めておいたΔＩの値ΔＩ６との比ΔＩ
／ΔＩ＠に応じた信号を前述の信号２３ａとして出力す
るようになっていて、この信号２３ｍが空間２１の視１
ａ！ｉを表した信号であることは前述の引用文献（特公
開昭６３−１７３９３８号公報）で説明した通りである
。そうして、上記のΔ工は光電変償器受光面１５ａに生
成されたパターン２の暗部２ａ及び明部２ｂの各部のコ
ントラストであるから。

信号２３ｍをこのコントラストの変化を表す信号である
ということができ、した６−って、ａ定装蓋２５によれ
ば信号２３１によって空間２１の視電度を測定すること
０１できることになる。

測定袈［２５では暗部２ａと明部２ｂとを一次元状忙交
互Ｋ装置したダーゲットパダーン２を採用しかつパター
ン２の実像を一次元イメージセンサ１５ｓｆ：疋生成す
るようでしたが、従来の襦認１１１１１定装置シ′ＩＣ
おいては明部と暗部とをセ次元状に配置したダーゲット
バダーンと光電変換素子を二次元状に配）蓋した二次元
イナージセンサとが採用されることもある。

〔発明０１解決しようとする課題〕 視見度測定装置２５では、上述したように、演算器２３
６’、信号２２ａが表すイメージセンサ１５＄上の所定
位置のＮ、個の暗部対応素子１５ｂ１の各受光量データ
を用いて平均値１１）を算出し、信号２２ａ６−表すセ
ンサ１５ＳＪ：の前記暗部対応素子１５ｂｌｖＣ＠るＮ
１個の明部対応素子１５ｂ２の各受光量データを用いて
平均値Ｉｗを算出するようになっているので、受光面１
５ｍにおけるパターン２の暗部ｚａｓＢＡ部２ｂの各実
像つ１それぞれ暗部対応素子１５ｂＬ明部対応素子１５
ｂ２を稙うようになっていないと、演算器出力信号２３
ａＫもとづく視鴛［＃１定結果に当然測定誤差を生じる
。

そうして、このような暗部２ａ、明部２ｂの各部＋ＩＪ
の素子１５ｂｌ、１５ｂ２からの位置ずれは、投光部９
．受光部２０のそれぞれの近傍を通る車両等でもとづく
過動や両部９．２０ｖｃ対する保守作業時に発生する意
図せざる責−等によって両部９゜２００間に光軸ずれを
生じることによって容易に発生する。

つまり、視を度測定装ｆ１２５には、イメージセン仲１
５’ＡＶＣおける予め定められた暗部対応素子１５ｂ１
％明部対応素子１５ｂ２の各受光量にもとづいて視１度
測定をしているので、受光面１５１におけるパターン２
の暗部２ａ、明！！２ｂの各実像が素子１５ｂ１．１５
ｂ２を砿うように投光部９０光軸と受光部２０の光軸と
が一致した正規光軸状態から両部９・２０の各光軸がず
れた状！ｉになると、視鵞度測定結果に誤差６’−現れ
るという間Ｓ慮がある。

本発明の目的は、上記のような光軸ずれが存在しても測
定誤差を生じることのない視１１１に測定装置を得るこ
とにある。

〔課−を４決するための手段〕 上記目的を達成するため１本発明によれば、暗部と明部
とからなりかつ一備のパターン基準点が設定された平面
状のターゲットパターンをＩｆるダーンを含む視野領域
の実１象を光電変換器有するターゲットと、前記光電変
換器つ１設げられかつ第１傷号が入力されると前記夷澹
における前記ターゲットパターンの前記パターン基準点
に対応した点の前記受光面との位置を検出してこの位置
を基準位置データとして記憶しかつ第２信号が入力され
るとこの第２信号Ｏ−表す前記受光面上の点の輝度を表
す輝度信号を出力する光学書処理部と、予め前記実像〈
おける前記ターゲットパターンに対応した部分のバダー
ン形状を参照図形として記憶しており第３信号が入力さ
れると前記光学１日珊部で記憶されている前記基ｊ奉−
ダを用い℃前記参照図形上の点く対応した前記受光面上
の点を表す前記第２信号を出力する動作を前記参照図形
上の所定の経路てしたつζいかつ前記参照図形の全面に
わたって順次行う＄２偏号発生部と。

前記輝度信号と１４４信号とが入力されかつ前記輝度信
号の１を用いて前記受光面に形成された前記実像におけ
る前記第２信号に応じた部分のコントラストの変化を求
ぬる演算を前記第４信号に応じて行いこの演算の結果Ｖ
Ｃｉじた信号を出力する演算部と、前記第１信号と前記
第３信号と前記第４信号とを所定の手順で出力する制一
部とを備え。

前記演算部の出力信号によって前記被測定空間の視鷺度
を測定するように視鵞度測定装膚を構成する。

〔１用〕 上記のように構成すると、ターゲットと光学部との間（
光軸ずれが発生してこの結果光電変換器の受光面上でタ
ーゲットパターンの実１摩の位置にずれ０１生じても、
第２信号発生部Ｏ″−出力する第２信号は、常に、光電
変換器受光面におけるターゲットパターンの実像上の参
照図形上の点に対応した点の位置を正確に表していて、
このため、演算器が行うフントラストの変化を求める演
算は必ず光電変換器受光面に形成されたターゲットパタ
ーンの実像そのものに対して行われること（なるので、
ターゲットと光学部との間に光軸ずれを生じても測定誤
差を生じることのない視鷺度測定装置０１得られること
になる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の構成図で１本図においては
第３図におけるものと同じものには第３図の場合と同じ
符号がつけられている。また、第２図は第１図の実施例
に用いたターゲット１の正面図で、このターゲット１は
第４図のターゲット１と同じ４のであるｂ％、第２図に
おける点Ｏは第１図に示した本発明実施例の後述する視
ｌ！度測定動咋に必要な、バダーン２Ｉ／ｃ設定したパ
ターン基準点で、この場合基準点Ｏはバダーン２が点Ｏ
Ｖｃ対して点対称となる対称の中心点である。

さて、藁１図において、２６は第３図の光電変換器１５
に対応した光電変換器で、この場合この変書器２６はＣ
ＣＤのような二次元撮像装置となっている。また、２７
は、第１信号２８が入力されると、光電変換器２６を構
成する個々の光電変換素子２６ｂがその受光量ＶＣ応じ
た信号として出力する光電ｆ轡信号２６Ｃをすべての変
換素子２６ｂ′／ｃついて順次重・喝器１７を介して読
入こんで。

光学部１８のターゲットパターン２を含む視野領域の実
１１８　ａ　ｆＪ″−形成された光電変換器２６の受光
面２６ａの輝度分布を受光面２６ｉ１に設定した直交座
標系Ｘ−Ｙの輝度分布として記憶し、かつ第２．信号２
９が人中されろと、この記憶内容から信号２９が表すＸ
−Ｙ座標系における座標（ｘ。

ｙ）を有する点の輝度Ｉを読み出してこの工を表す輝度
信号２７１を出力するようにした二次元イメージメモリ
、３０４メモリ２７ｖＣおいて受光面２６ａＶｃおける
輝度分布の記憶が完了するとこの記憶内容にもとづい″
Ｃ藺達したバダーン２におけるパターン基準点０に対応
した受光面２６ａ上の点を光学儂基準点Ｓとして検出し
て、この基準点Ｓの座標系Ｘ−ＹＫおける座ｇａ（Ｘｏ
　−Ｙｅ　）を基準位置データとして記憶する基準位置
データ記憶部で。

３１はｆｌｉｔ器２６と増ｌｌｌ！器１７とイメージメ
モリ２７と基準位置デーダ紀憶１１３０とからなる九学
鷹処理部である。処理８（５３１では各部がと述のよう
に構成されているので、この処理部３１は、ｆｆｉ電ｆ
羨器２６０１投けられ、かつ第１信号２８６１人力され
ると光学部１８のターゲットパターン２を含む視野領域
の光電変換器受光面２６ａＶＣ形成された実慮１８ａｖ
ｃおけるパターン２のバダーン基醜点Ｏｉｃ対応した点
Ｓの受光面２６ａ上の位置を検出し℃この位置を基準位
置データ（Ｘ１１．ＹＯ）として記憶し、かつ第２信号
２９が入力されるとこの信号２９が表す受光面２６ａ上
の座標（ｘ、ｙ）の点の輝度Ｉを表す４度丁８号２７ａ
を出力するものであるということ０１できる。

３２は前述の実１象１８ａに沿けるダーゲットパターン
２に対応した部分のパターン形状を直交座標系Ａ−Ｂに
おける参照図形３３として予め記憶してＨす、ｗＪ３信
号３４つ１人力されると、参照図形３３上の点Ｐの座標
（ａ、ｂ）と参照図形３３におけるダーゲットパターン
２のパターン基ｊ点０（対応した点凡の座標（Ａｏ、Ｂ
・）とを用いて（１）式右辺の演算を行いその納果とし
℃のＡ１とＢ１とからなる走査点データを表す信号３２
ａを出方する動作を１点Ｐを参照図形３３上の所定の経
路にしたがつ℃該図形３３の全面にわたってかつ所定時
間ごとく順次移動させては実行する参照図形記憶部、３
５は記憶部３２から信号３２ａが出方されるごとに該信
号３２ａが表す走査点データ（Ａ１゜Ｂ−と基準位置デ
ータ記憶部３０に記憶されている基準位置データ（ｘｅ
。Ｙａ）とを用いて（２）式右辺の演算を行いこの演算
によって得られた座標（ｘ、ｙ）を表す前述の第２信号
２９を出方する座標演算部、３６は参照図形記憶部３２
と座標演算部３５とからなる第２信号発生部である。第
２信号発生部３６では各部が上述のよう（構成されてい
るので１発生部３６は、予め前述の実像１８１における
ダーゲットパダーン２に対応した部分のパターン形状を
参照図形３３として記憶しており。

第３信号３４が入力されると、光学儂処理部３１に記憶
されている基準位置データ（Ｘ１１．Ｙｅ）を用いて＃
面図形３３上の点ＰＶｃ対応した光電変換器受光面２６
ａ上の点を表す第２１号２９を出力する１乍を、Ｓ原図
形３３上の所定の経路にした６”−いかつ該図形３３の
全面にわたって順次行うものであるということになる。

３７は第１信号２８と第３信号３４とＷ、４信号３８と
を所定の手順で出力するよう（した制一部。

３９は輝度信号２７ｍと第４信号３８とが入力されかつ
信号２７ａの値を用いて光電変換器受光面２６１に形成
された前述の実像１８ａｉｃおける第２ｇ７１号２９Ｖ
Ｃ応じた部分のコントラストの変化を求める。第３図の
制（２）演算器２３におけると同様な演算を第４信号３
８に応じて行いこの演算の繕果に応じた信号３９ａを出
力する演算部で、４０は図示の各部からなる視認度測定
装置である。

視認度測定装置４０は上述のように構成されているので
、投光部９と第３図の受光部２０において光電変換器１
５を光電変換器２６に１き喚えた構成の第１図図示の受
光部４１との間の光軸ずれの如何によらず、演算部３９
６％、座礫系Ｘ−Ｙｖｃ想定した。参照図形３３と同じ
１１号部分について、二次元メモリ２７つ１紀憧し℃い
る光電変換器受光面２８ａ上の輝度分布を用いて演算を
行って信号３９ａを出力する上述の動作をすることにな
り、この場合座標系Ｘ−ＹＶｃ想定した図形３３と同じ
形状の上記図形が光学部１８によって受光面２６＆を含
む平面上に形成されたダーゲットパダーン２の実ｆｌ　
Ｋ一致していることは上述した所から明らかであるから
、視認度測定装置４０によれば、投光部９と受光部４１
との間に光軸ずれを生じても、光学部１８によるダーゲ
ットパターン２の実像が受光面２６１に形成される限り
、演算器３９６１行うコントラストの変化を求める演真
Ｉ：必ず受光面２６ａＫ形成されたパターン２の実像そ
のものについて行われることになって、したがって誤差
を生じることのない視１１度抑１定０１行えることにな
る。

〔発明の効果〕

上述したよ５１’（、本発明においては、暗部と明部と
からなりかつ一１ｒ！Ａのバダーン基亀点が設定された
平面状のターゲットパターンを有するターゲットと、こ
のターゲットパターンを被測定空間を介九測して少なく
ともこのターゲットパターンを含む視野領域の実像を光
電変歩器有するターゲットと、＠紀光電変轡器６１設け
られかつ第１信号が入力されると前記実イ１ＩＩｌｌｃ
おけるターゲットパターンのパターン基準点に対応した
点の前記受光面上の位置を検出してこの位置を基準位置
データとして記憶しかつ第２信号が入力されるとこの第
２信号が表す前記受光面上の点の輝度を表す輝度信号を
出力する光学像処理部と、予め前記実像における前記タ
ーゲットパターン（対応シた部分のパターン形状を＃照
図形として記憶しており第３信号が入力されると光学像
処理部に記憶され℃いる基準位置データを用い″Ｃｓ照
図形上の点に対応した前記受光面との点を表す第２信号
を出力する動咋を参照図形との所定の経路にしたつを−
・かつ参照図形の全面にわたって順次行うｗＪ２信号信
号部生部輝度信号と第４偏号と６″ａ入力されかつ輝度
信号の値を用いて前記受光面に形成された前記実像にお
ける第２信号忙応じた部分のコントラストの変化を求め
る演算を第４信号に応じて行いこの演算の結果に応じた
信号を出力する演算部と。

第１慣号と第３信号と第４信号とを所定の手原で出力す
る制御部とを備え、演算部の出力信号だよって被測定空
間の視認度を測定するように視電度測定装蓋を構成した
。

このため、上記のよう虻構成すると、ターゲットと光学
部との間に光軸ずれが発生してこの結果光電変換器の受
光面上でターゲットパターンの実像の位置にずれが生じ
ても、第２信号発生部６″−出力する第２信号は、常に
、充電ｆ換器受光面におけるターゲットパターンの１！
儂上の参照図形上の点に対応した点の位置を正確に表し
ていて、このため、演算器が行うコントラストのＲ化を
求める演算は必ず光電変倹器受光面に形成されたターゲ
ットパターンの実像そのものに対して行われることにな
るので１本発明にはターゲットと光学部との間に光軸ず
れを生じても測定誤差を生じることのない視遥度測定装
置〇−得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図。 第２図は第１図の実施例に用いたターゲットの正面図。 第３図は従来の視認度１１定装置の構成図。 第４図は第３図の測定装置に用いたターゲットの正面図
である。 ｌ・・・・・・ターゲット、２・・・・・・ターゲット
パターン。 ２ａ・・・・・・暗部、　２ｂ・・・・・・明部、１５
．２６・・・・・・光電変換器、１５ａｓ２６＠・・・
・・・受光面、１８・・・・・・光学部、１８ａ・・・
・・・実像、　２１・・・・・・被測定空間、２５．４
０・・・・・・視１度測定装置、２７ｍ・・・・・・輝
度信号、２８・・・・・・第１偏号。 ２９・・・・・・第２儒号、３１・・・・・・光学像処
理部、３３・・・・・・参照図形、３４・・・・・・第
３信号、３６・・・・・・第２信号発生部、３７・・・
・・・制一部、３８・・・・・・第４信号、３９−・・
・・・　演算部、３９ｍ・・・・・・演算部出力信号、
０・・・・・・パターン基準点。 Ｘ。 、Ｙ、・・・・・・基準位置データ。 −） 廟 ２ 目

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）暗部と明部とからなりかつ一個のパターン基準点が
   設定された平面状のターゲットパターンを有するターゲ
   ットと、前記ターゲットパターンを被測定空間を介して
   観測して少なくとも前記ターゲットパターンを含む視野
   領域の実像を光電変換器の受光面に形成する光学部と、
   前記光電変換器が設けられかつ第１信号が入力されると
   前記実像における前記ターゲットパターンの前記パター
   ン基準点に対応した点の前記受光面上の位置を検出して
   この位置を基準位置データとして記憶しかつ第２信号が
   入力されるとこの第２信号が表す前記受光面上の点の輝
   度を表す輝度信号を出力する光学像処理部と、予め前記
   実像における前記ターゲットパターンに対応した部分の
   パターン形状を参照図形として記憶しており第３信号が
   入力されると前記光学像処理部に記憶されている前記基
   準位置データを用いて前記参照図形上の点に対応した前
   記受光面上の点を表す前記第２信号を出力する動作を前
   記参照図形上の所定の経路にしたがいかつ前記参照図形
   の全面にわたつて順次行う第２信号発生部と、前記輝度
   信号と第４信号とが入力されかつ前記輝度信号の値を用
   いて前記受光面に形成された前記実像における前記第２
   信号に応じた部分のコントラストの変化を求める演算を
   前記第４信号に応じて行いこの演算の結果に応じた信号
   を出力する演算部と、前記第１信号と前記第３信号と前
   記第４信号とを所定の手順で出力する制御部とを備え、
   前記演算部の出力信号によつて前記被測定空間の視認度
   を測定することを特徴とする視認度測定装置。