特開 2024-78083 撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024078083

(43)【公開日】2024-06-10

(54)【発明の名称】撮像装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 23/55 20230101AFI20240603BHJP

   G03B 11/00 20210101ALI20240603BHJP

   G03B 15/05 20210101ALI20240603BHJP

   G03B 15/02 20210101ALI20240603BHJP

   G03B 7/18 20210101ALI20240603BHJP

   H04N 23/56 20230101ALI20240603BHJP

   H04N 23/76 20230101ALI20240603BHJP

【ＦＩ】

H04N23/55

G03B11/00

G03B15/05

G03B15/02 R

G03B7/18

H04N23/56

H04N23/76

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022190423

(22)【出願日】2022-11-29

(71)【出願人】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】大桑 章良

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 昭宏

【テーマコード（参考）】

2H002

2H053

2H083

5C122

【Ｆターム（参考）】

2H002AB04

2H002FB25

2H002FB39

2H053AB03

2H053CA12

2H083AA06

2H083AA20

2H083AA25

2H083AA26

2H083AA34

2H083AA53

5C122EA56

5C122FB17

5C122FF15

5C122FH11

5C122GG19

5C122HB01

(57)【要約】

【課題】センサを追加することなく、撮像部に偏光フィルタが装着されているか否かを判定できる撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像装置は、撮像部と、偏光フィルタと、判定部とを備えている。撮像部は、撮像素子とレンズと照明部とを有している。偏光フィルタは、照明部の前に配置される第１偏光板とレンズの前に配置される第２偏光板とを有している。第１偏光板の偏光方向と第２偏光板の偏光方向とは直交している。偏光フィルタは、撮像部に対して着脱可能である。判定部は、撮像部による撮像画像から撮像画像の特徴量を取得し、撮像画像の特徴量に基づいて撮像部に偏光フィルタが装着されているか否かを判定する。判定部は、例えば、撮像画像の輝度とピクセル数との関係を取得し、偏光フィルタによってカットされる正反射光に対応する輝度のピクセル数とピクセル数閾値とを比較することによって、撮像部に偏光フィルタが装着されているか否かを判定する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

撮像素子とレンズと照明部とを有する撮像部と、
前記照明部の前に配置される第１偏光板及び前記レンズの前に配置される第２偏光板を有し、前記第１偏光板による偏光方向と前記第２偏光板による偏光方向とは互いに直交しており、前記撮像部に対して着脱可能である偏光フィルタと、
前記撮像部に前記偏光フィルタが装着されているか否かを判定する判定部と、
を備える撮像装置であって、
前記判定部は、
前記撮像部による撮像画像から前記撮像画像の特徴量を取得し、
取得した前記撮像画像の特徴量に基づいて前記撮像部に前記偏光フィルタが装着されているか否かを判定することを特徴とする撮像装置。

【請求項2】

前記判定部は、
前記撮像画像の特徴量として前記撮像画像の輝度とピクセル数との関係を取得し、
前記偏光フィルタによってカットされる正反射光に対応する前記輝度の前記ピクセル数とピクセル数閾値とを比較することによって、前記撮像部に前記偏光フィルタが装着されているか否かを判定する請求項１に記載の撮像装置。

【請求項3】

前記偏光フィルタは、前記第１偏光板と前記第２偏光板とがセロハンテープによって互いに固定された１枚の板状であり、
前記セロハンテープは、前記偏光フィルタにおける前記照明部及び前記レンズと対向する面とは反対側の面に貼着されており、
前記撮像画像のＲ成分のピクセル数、Ｇ成分のピクセル数、及びＢ成分のピクセル数の合計である総ピクセル数に対するＲ成分、Ｇ成分、及びＢ成分の何れか一成分のピクセル数の比率を色比率としたとき、
前記判定部は、
前記撮像画像の特徴量として前記撮像画像の輝度と前記色比率との関係を取得し、
前記偏光フィルタによってカットされる正反射光に対応する前記輝度の前記色比率と色比率閾値とを比較することによって、前記撮像部に前記偏光フィルタが装着されているか否かを判定する請求項１に記載の撮像装置。

【請求項4】

前記撮像部の撮像パラメータを制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記判定部の判定結果に基づいて前記撮像パラメータを設定する請求項１～３の何れか一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、撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

撮像装置は、撮像部と偏光フィルタとを備えている。撮像部は、撮像素子とレンズと照明部とを有している。偏光フィルタは、照明部の前に配置される第１偏光板と、レンズの前に配置される第２偏光板とを有している。

【0003】

特許文献１には、撮像部に対して着脱可能である偏光フィルタが開示されている。具体的には、偏光フィルタが取り付けられた装着枠が撮像部に対して着脱されることによって、偏光フィルタは撮像部に対して着脱される。また、特許文献１には、撮像部に偏光フィルタが装着されているか否かを判定するための存在センサが開示されている。存在センサは、例えば、ホールセンサや誘導センサである。磁化された又は金属製の装着枠を存在センサが検出することによって、撮像部に偏光フィルタが装着されていると判定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１９７５３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、撮像部に偏光フィルタが装着されているか否かを判定するためにセンサを追加する必要がある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記問題点を解決するための撮像装置は、撮像素子とレンズと照明部とを有する撮像部と、前記照明部の前に配置される第１偏光板及び前記レンズの前に配置される第２偏光板を有し、前記第１偏光板による偏光方向と前記第２偏光板による偏光方向とは互いに直交しており、前記撮像部に対して着脱可能である偏光フィルタと、前記撮像部に前記偏光フィルタが装着されているか否かを判定する判定部と、を備える撮像装置であって、前記判定部は、前記撮像部による撮像画像から前記撮像画像の特徴量を取得し、取得した前記撮像画像の特徴量に基づいて前記撮像部に前記偏光フィルタが装着されているか否かを判定することを要旨とする。

【0007】

上記構成によれば、判定部は、撮像画像の特徴量に基づいて撮像部に偏光フィルタが装着されているか否かを判定する。すなわち、判定部は、撮像画像を利用して撮像部に偏光フィルタが装着されているか否かを判定する。したがって、センサを追加することなく、撮像部に偏光フィルタが装着されているか否かを判定できる。

【0008】

上記撮像装置において、前記判定部は、前記撮像画像の特徴量として前記撮像画像の輝度とピクセル数との関係を取得し、前記偏光フィルタによってカットされる正反射光に対応する前記輝度の前記ピクセル数とピクセル数閾値とを比較することによって、前記撮像部に前記偏光フィルタが装着されているか否かを判定してもよい。

【0009】

撮像画像の輝度とピクセル数との関係は、撮像部に偏光フィルタが装着されているときと、撮像部に偏光フィルタが装着されていないときとで異なる。したがって、判定部は、偏光フィルタによってカットされる正反射光に対応する輝度のピクセル数とピクセル数閾値とを比較することによって、撮像部に偏光フィルタが装着されているか否かを判定できる。

【0010】

上記撮像装置において、前記偏光フィルタは、前記第１偏光板と前記第２偏光板とがセロハンテープによって互いに固定された１枚の板状であり、前記セロハンテープは、前記偏光フィルタにおける前記照明部及び前記レンズと対向する面とは反対側の面に貼着されており、前記撮像画像のＲ成分のピクセル数、Ｇ成分のピクセル数、及びＢ成分のピクセル数の合計である総ピクセル数に対するＲ成分、Ｇ成分、及びＢ成分の何れか一成分のピクセル数の比率を色比率としたとき、前記判定部は、前記撮像画像の特徴量として前記撮像画像の輝度と前記色比率との関係を取得し、前記偏光フィルタによってカットされる正反射光に対応する前記輝度の前記色比率と色比率閾値とを比較することによって、前記撮像部に前記偏光フィルタが装着されているか否かを判定してもよい。

【0011】

上記構成によれば、撮像部に偏光フィルタが装着されているとき、セロハンテープは、照明部から撮像素子までの光路上において第１偏光板と第２偏光板との間に位置している。この場合、撮像画像には干渉色が生じる。このため、撮像画像の輝度と色比率との関係は、撮像部に偏光フィルタが装着されているときと、撮像部に偏光フィルタが装着されていないときとで異なる。したがって、判定部は、偏光フィルタによってカットされる正反射光に対応する輝度の色比率と色比率用閾値とを比較することによって、撮像部に偏光フィルタが装着されているか否かを判定できる。

【0012】

上記撮像装置は、前記撮像部の撮像パラメータを制御する制御部を有し、前記制御部は、前記判定部の判定結果に基づいて前記撮像パラメータを設定してもよい。
上記構成によれば、制御部は、判定部の判定結果に基づいて撮像パラメータを設定する。したがって、撮像部は、偏光フィルタの有無に応じた撮像を行うことができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、センサを追加することなく、撮像部に偏光フィルタが装着されているか否かを判定できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態における撮像装置を示す模式図である。

【図2】撮像部に偏光フィルタが装着されていない場合の光路を示す図である。

【図3】偏光フィルタが装着された状態の撮像部を示す部分正面図である。

【図4】撮像部に偏光フィルタが装着されている場合の光路を示す図である。

【図5】第１実施形態におけるフローチャートである。

【図6】撮像部に偏光フィルタが装着されていない場合の撮像画像の輝度とピクセル数との関係の一例を示すグラフである。

【図7】撮像部に偏光フィルタが装着されている場合の撮像画像の輝度とピクセル数との関係の一例を示すグラフである。

【図8】第２実施形態における偏光フィルタを示す正面図である。

【図9】撮像部に偏光フィルタが装着されている場合の光路を示す図である。

【図10】第２実施形態におけるフローチャートである。

【図11】撮像部に偏光フィルタが装着されていない場合の撮像画像の輝度と色比率との関係の一例を示すグラフである。

【図12】撮像部に偏光フィルタが装着されている場合の撮像画像の輝度と色比率との関係の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［第１実施形態］
以下、撮像装置を具体化した第１実施形態を図１～図７にしたがって説明する。
図１に示すように、撮像装置１０は、撮像部１２と、偏光フィルタ１３と、制御装置１４とを有している。

【0016】

＜撮像部＞
図１及び図２に示すように、撮像部１２は、筐体２１と、撮像素子２２と、レンズ２３と、照明部２４とを有している。筐体２１は、撮像素子２２、レンズ２３、及び照明部２４を収容している。レンズ２３及び照明部２４は、筐体２１に形成された窓部２１ａによって筐体２１の外部に露出している。撮像素子２２は、例えば、ＣＣＤイメージセンサ(Charge Coupled Device image sensor)やＣＭＯＳイメージセンサ(Complementary Metal Oxide Semiconductor image sensor)である。撮像素子２２は、複数のピクセル（画素）によって構成されている。レンズ２３は、円形状である。レンズ２３は、撮像素子２２の前に配置されている。本実施形態の照明部２４は、複数のＬＥＤライト２４ａによって構成されている。複数のＬＥＤライト２４ａは、レンズ２３を取り囲むように配置されている。

【0017】

図２に示すように、本実施形態の撮像部１２は、織機１００の観察に用いられる。織機１００の観察とは、例えば、筬１０１に形成された緯糸通路１０１ａに緯入れされる緯糸Ｓの観察である。この場合、撮像部１２の撮像対象は、緯糸Ｓである。したがって、撮像部１２は、緯糸Ｓを撮像可能なように織機１００に対して配置される。

【0018】

照明部２４が発光するタイミングは、制御装置１４によって制御される。本実施形態の制御装置１４は、所定の間隔で照明部２４を繰り返し発光させる。したがって、本実施形態の撮像部１２はストロボスコープとして機能する。また、撮像部１２が撮像を行うタイミングは、制御装置１４によって制御される。制御装置１４は、照明部２４の発光と同時に撮像部１２に撮像を行わせる。

【0019】

＜偏光フィルタ＞
図１に示すように、偏光フィルタ１３は、第１偏光板３１と、第２偏光板３２とを有している。第１偏光板３１は、第１偏光板３１を通過する光を第１の方向に振動する偏光にする。第１の方向は、光の進行方向に対して直交する方向である。第２偏光板３２は、第２偏光板３２を通過する光を第２の方向に振動する偏光にする。第２の方向は、光の進行方向及び第１の方向の両方に対して直交する方向である。このように第１偏光板３１による偏光方向と第２偏光板３２による偏光方向とは互いに直交している。本実施形態では、第１偏光板３１は、第１偏光板３１を通過する光を水平方向に振動する偏光にする。第２偏光板３２は、第２偏光板３２を通過する光を上下方向に振動する偏光にする。

【0020】

本実施形態では、第１偏光板３１は、円孔を有する矩形板状である。第２偏光板３２は、円板状である。第２偏光板３２は、第１偏光板３１の円孔に嵌め込まれている。第１偏光板３１と第２偏光板３２とは互いに固定されている。したがって、本実施形態の偏光フィルタ１３は１枚の板状である。

【0021】

本実施形態の偏光フィルタ１３は、１枚の偏光板から製造されている。具体的には、１枚の偏光板の中央部を円形状に切断する。そして、円形状に切断された内側の部分を取り出して９０度回転させた後、元に戻す。円形状に切断された外側の部分は、第１偏光板３１となる。円形状に切断された内側の部分は、第２偏光板３２となる。

【0022】

偏光フィルタ１３は、撮像部１２に対して着脱可能である。偏光フィルタ１３は、例えば、筐体２１に設けられた図示しない挿入口から筐体２１内に挿入されることによって、撮像部１２に装着される。偏光フィルタ１３は、筐体２１の挿入口から筐体２１外に取り出されることによって、撮像部１２から取り外される。

【0023】

図３及び図４に示すように、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着された状態において、第１偏光板３１は、照明部２４の前に配置される。第２偏光板３２は、レンズ２３の前に配置される。

【0024】

図２に示すように、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていない場合、照明部２４からの光は、筬１０１及び緯糸Ｓに入射した後、筬１０１及び緯糸Ｓによって反射される。筬１０１は、金属製である。筬１０１の表面は平滑である。このため、照明部２４からの光は、筬１０１によって正反射する。一方、緯糸Ｓは、繊維からなる。緯糸Ｓの表面は凹凸である。このため、照明部２４からの光は、緯糸Ｓによって拡散反射する。そして、筬１０１からの反射光及び緯糸Ｓからの反射光は、レンズ２３を通って撮像素子２２まで到達する。したがって、撮像素子２２は、筬１０１からの反射光及び緯糸Ｓからの反射光の両方を受光する。この場合、撮像画像には筬１０１の金属光沢が写り込むため、撮像画像において緯糸Ｓを視認することができない。

【0025】

一方、図４に示すように、偏光フィルタ１３が撮像部１２に装着されている場合、第１偏光板３１は、照明部２４と撮像対象との間に位置する。また、第２偏光板３２は、撮像対象とレンズ２３との間に位置する。

【0026】

この場合、照明部２４からの光は、第１偏光板３１を通過することによって偏光になった後、筬１０１及び緯糸Ｓによって反射される。上述したように、筬１０１は照明部２４からの光を正反射するため、筬１０１からの反射光は偏光のままである。一方、緯糸Ｓは照明部２４からの光を拡散反射するため、緯糸Ｓからの反射光は非偏光である。そして、筬１０１からの反射光及び緯糸Ｓからの反射光は、第２偏光板３２まで到達する。第２偏光板３２による偏光方向は、第１偏光板３１による偏光方向に対して直交している。このため、偏光である筬１０１からの反射光は、第２偏光板３２を通過することができない。一方、非偏光である緯糸Ｓからの反射光は、第２偏光板３２を通過することによって偏光になった後、レンズ２３を通って撮像素子２２まで到達する。したがって、撮像素子２２は、緯糸Ｓからの反射光のみを受光する。このように撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されることによって、筬１０１からの正反射光がカットされる。その結果、撮像画像において緯糸Ｓを視認できるようになる。

【0027】

＜制御装置＞
図１に示すように、制御装置１４は、プロセッサ４１と記憶部４２とを備える。プロセッサ４１としては、例えば、CPU（Central Processing Unit）、GPU（Graphics Processing Unit）、及びDSP（Digital Signal Processor）を挙げることができる。記憶部４２は、RAM（Random Access Memory）及びROM（Read Only Memory）を含む。記憶部４２は、処理をプロセッサ４１に実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部４２、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。制御装置１４は、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）やFPGA（Field Programmable Gate Array）等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。処理回路である制御装置１４は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。

【0028】

制御装置１４は、撮像部１２と接続されている。制御装置１４は、撮像部１２の撮像パラメータを制御する制御部である。撮像パラメータとしては、例えば、撮像部１２のゲインや照明部２４の明るさが挙げられる。本実施形態の撮像パラメータは、撮像部１２のゲインである。また、制御装置１４は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定する判定部である。本実施形態の制御装置１４は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かの判定結果に基づいて撮像パラメータを設定する。

【0029】

制御装置１４が行う処理について詳述する。この処理は、撮像部１２が撮像を行う度に繰り返し実行される。
図５に示すように、ステップＳ１１において、制御装置１４は、撮像部１２による撮像画像を取得する。本実施形態の撮像画像は、ＲＧＢ形式の画像である。ステップＳ１２において、制御装置１４は、撮像画像をグレースケール化する。これにより、撮像画像は、グレースケール形式の画像になる。なお、ステップＳ１１において取得された撮像画像がグレースケール形式の画像である場合、ステップＳ１２は省略される。

【0030】

ステップＳ１３において、制御装置１４は、取得した撮像画像から撮像画像の特徴量を取得する。本実施形態では、制御装置１４は、グレースケール化された撮像画像から、撮像画像の特徴量として撮像画像の輝度とピクセル数との関係を取得する。

【0031】

図６は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていない場合の撮像画像の輝度とピクセル数との関係を示すグラフである。図７は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されている場合の撮像画像の輝度とピクセル数との関係を示すグラフである。

【0032】

図６及び図７から明らかなように、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されている場合、輝度２５０～２５５の範囲におけるピクセル数は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていない場合と比較して少なくなっている。これは、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されている場合には、偏光フィルタ１３によって筬１０１からの正反射光がカットされるためである。すなわち、本実施形態において、輝度２５０～２５５は、偏光フィルタ１３によってカットされる正反射光に対応する輝度である。具体的には、図６に示すように、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていない場合、輝度２５０～２５５付近のピクセル数は１０００を超えている。これに対し、図７に示すように、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されている場合、輝度２５０～２５５の範囲におけるピクセル数は０又は０に近い値になっている。このように撮像画像の輝度とピクセル数との関係は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているときと、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていないときとで異なる。

【0033】

制御装置１４は、ステップＳ１３において取得した撮像画像の特徴量に基づいて、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定する。本実施形態では、制御装置１４は、撮像画像の輝度とピクセル数との関係に基づいて、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定する。

【0034】

図５に示すように、ステップＳ１４において、制御装置１４は、偏光フィルタ１３によってカットされる正反射光に対応する輝度のピクセル数と所定のピクセル数閾値とを比較する。本実施形態では、制御装置１４は、輝度２５０～２５５の範囲におけるピクセル数と所定のピクセル数閾値とを比較する。ピクセル数閾値は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているときの輝度２５０～２５５の範囲におけるピクセル数よりも大きく、かつ撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていないときの輝度２５０～２５５の範囲におけるピクセル数よりも小さい値に設定されている。本実施形態では、ピクセル数閾値は、１０００に設定されている。

【0035】

制御装置１４は、輝度２５０～２５５の範囲におけるピクセル数がピクセル数閾値未満である場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていると判定する（ステップＳ１５）。制御装置１４は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていると判定した場合、ステップＳ１６に進む。

【0036】

一方、制御装置１４は、輝度２５０～２５５の範囲におけるピクセル数がピクセル数閾値以上である場合、すなわちピクセル数閾値未満でない場合（ステップＳ１４でＮＯ）、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていないと判定する（ステップＳ１７）。制御装置１４は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていないと判定した場合、ステップＳ１８に進む。

【0037】

ステップＳ１６において、制御装置１４は、撮像部１２のゲインを第１ゲイン値に設定する。ステップＳ１８において、制御装置１４は、撮像部１２のゲインを第２ゲイン値に設定する。第１ゲイン値は、第２ゲイン値よりも高い値である。すなわち、制御装置１４は、撮像部１２に偏光フィルタ１３装着されている場合、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていない場合よりも撮像部１２のゲインを高い値に設定する。

【0038】

［第１実施形態の作用及び効果］
第１実施形態の作用及び効果を説明する。
（１－１）制御装置１４は、撮像部１２による撮像画像から撮像画像の特徴量を取得する。制御装置１４は、取得した撮像画像の特徴量に基づいて、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定する。すなわち、制御装置１４は、撮像画像を利用して撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定する。したがって、センサを追加することなく、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定できる。

【0039】

（１－２）本実施形態の制御装置１４は、撮像画像の特徴量として撮像画像の輝度とピクセル数との関係を取得する。制御装置１４は、偏光フィルタ１３によってカットされる正反射光に対応する輝度のピクセル数とピクセル数閾値とを比較することによって、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定する。撮像画像の輝度とピクセル数との関係は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているときと、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていないときとで異なる。したがって、制御装置１４は、偏光フィルタ１３によってカットされる正反射光に対応する輝度のピクセル数とピクセル数閾値とを比較することによって、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定できる。

【0040】

具体的には、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているとき、偏光フィルタ１３によって筬１０１からの正反射光がカットされるため、輝度２５０～２５５の範囲におけるピクセル数は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていないときよりも減少する。このため、制御装置１４は、輝度２５０～２５５の範囲におけるピクセル数がピクセル数閾値未満である場合、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていると判定する。一方、制御装置１４は、輝度２５０～２５５の範囲におけるピクセル数がピクセル数閾値以上である場合、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていないと判定する。

【0041】

この場合、撮像対象に色がついていても、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定できる。
（１－３）制御装置１４は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かの判定結果に基づいて撮像パラメータを設定する。したがって、撮像部１２は、偏光フィルタ１３の有無に応じた撮像を行うことができる。

【0042】

例えば、撮像部１２のゲインが撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていない場合の値である第２ゲイン値に設定されている状態で、偏光フィルタ１３が装着された撮像部１２が撮像を行ったとする。この場合、反射光が第２偏光板３２を通過することによって偏光になる分、撮像素子２２の受光量が不足することによって、撮像画像が暗くなり過ぎることがある。これに対し、本実施形態では、制御装置１４は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていると判定した場合、撮像部１２のゲインを第２ゲイン値よりも高い第１ゲイン値に設定する。したがって、撮像画像が暗くなり過ぎることを抑制できる。

【0043】

反対に、撮像部１２のゲインが撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されている場合の値である第１ゲイン値に設定されている状態で、偏光フィルタ１３が装着されていない撮像部１２が撮像を行ったとする。この場合、撮像素子２２の受光量が過剰になることによって、撮像画像が明るくなり過ぎることがある。これに対し、本実施形態では、制御装置１４は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていないと判定した場合、撮像部１２のゲインを第１ゲイン値よりも低い第２ゲイン値に設定する。したがって、撮像画像が明るくなり過ぎることを抑制できる。

【0044】

（１－４）偏光フィルタ１３を撮像部１２に装着するための装着枠の有無をセンサによって検出しなくても、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定できる。このため、センサによって装着枠を検出する場合に生じていた装着枠の素材や形状の制限がなくなる。したがって、装着枠の素材や形状の自由度が上がる。また、撮像部１２へのセンサの組み込みやセンサの検出結果の出力方法を考慮する必要がない。このため、既存の撮像装置１０にも本実施形態の構成を適用しやすい。

【0045】

（１－５）制御装置１４は、撮像画像を利用して撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定する。このため、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定するために部材や工程を新たに追加する必要がない。また、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定するために撮像部１２に加工を施す必要がない。

【0046】

（１－６）本実施形態の偏光フィルタ１３は、第１偏光板３１と第２偏光板３２とが互いに固定された１枚の板状である。したがって、第１偏光板３１と第２偏光板３２とが別体である場合と比較して、撮像部１２に対する偏光フィルタ１３の着脱作業が容易である。

【0047】

（１－７）本実施形態の偏光フィルタ１３は、１枚の偏光板から製造されている。したがって、第１偏光板３１と第２偏光板３２とが異なる偏光板から製造される場合と比較して、偏光フィルタ１３の製造コストを削減できる。

【0048】

［第２実施形態］
以下、撮像装置を具体化した第２実施形態を図８～図１２にしたがって説明する。なお、第２実施形態では、偏光フィルタ１３の構成及び制御装置１４が行う判定処理のみが第１実施形態と異なる。このため、第１実施形態と同じ構成及び同じ処理については詳細な説明を省略する。

【0049】

図８及び図９に示すように、第２実施形態の偏光フィルタ１３において、第１偏光板３１と第２偏光板３２とは、セロハンテープ３３によって互いに固定されている。セロハンテープ３３の屈折率は、セロハンテープ３３の長さ方向とセロハンテープ３３の幅方向とで異なっている。セロハンテープ３３は、偏光フィルタ１３における照明部２４及びレンズ２３と対向する面とは反対側の面に貼着されている。

【0050】

図９に示すように、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着された状態において、セロハンテープ３３は、照明部２４から撮像素子２２までの光路上において第１偏光板３１と第２偏光板３２との間に位置している。このように第１偏光板３１と第２偏光板３２との間にセロハンテープ３３が配置されている場合、第２偏光板３２を通過した光には干渉色が生じることが知られている。撮像素子２２は干渉色が生じた光を受光するため、撮像画像にも干渉色が生じる。第２実施形態では、制御装置１４は、撮像画像に干渉色が生じることを利用して撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定する。

【0051】

図１０に示すように、ステップＳ２１において、制御装置１４は、撮像部１２による撮像画像を取得する。なお、筬１０１や緯糸Ｓなど、撮像画像に写る物体には色がついていない。ステップＳ２２において、制御装置１４は、取得した撮像画像から撮像画像の特徴量を取得する。第２実施形態では、制御装置１４は、撮像画像の特徴量として、撮像画像の輝度と色比率との関係を取得する。色比率とは、Ｒ成分のピクセル数、Ｇ成分のピクセル数、及びＢ成分のピクセル数の合計である総ピクセル数に対するＲ成分、Ｇ成分、及びＢ成分の何れか一成分のピクセル数の比率である。

【0052】

作業者は、撮像画像のＲＧＢバランスを確認することによって、Ｒ成分、Ｇ成分、及びＢ成分の何れか一成分を選択する。作業者は、撮像画像についてＲ成分が強いと判断した場合、Ｒ成分を選択する。この場合、色比率は、総ピクセル数に対するＲ成分のピクセル数の比率となる。作業者は、撮像画像についてＧ成分が強いと判断した場合、Ｇ成分を選択する。この場合、色比率は、総ピクセル数に対するＧ成分のピクセル数の比率となる。作業者は、撮像画像についてＢ成分が強いと判断した場合、Ｂ成分を選択する。この場合、色比率は、総ピクセル数に対するＢ成分のピクセル数の比率となる。

【0053】

なお、偏光フィルタ１３に対するセロハンテープ３３の貼り方やセロハンテープ３３の厚さが変更されない限り、干渉色は変化しない。したがって、作業者は、Ｒ成分、Ｇ成分、及びＢ成分の何れか一成分を一度だけ選択すればよい。作業者は、撮像部１２が撮像する度にＲ成分、Ｇ成分、及びＢ成分の何れか一成分を選択する必要はない。

【0054】

図１１は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていない場合の撮像画像の輝度と色比率との関係を示すグラフである。図１２は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されている場合の撮像画像の輝度と色比率との関係を示すグラフである。

【0055】

図１１及び図１２から明らかなように、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されている場合、輝度２５０～２５５の範囲における色比率は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていない場合と比較して高くなっている。これは、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されている場合には、撮像画像に干渉色が生じるためである。具体的には、図１１に示すように、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていない場合、輝度２５０～２５５の範囲における色比率は０．１～０．３程度である。これに対し、図１２に示すように、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されている場合、輝度２５０～２５５の範囲における色比率は０．５を超えている。このように撮像画像の輝度と色比率との関係は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているときと、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていないときとで異なる。

【0056】

制御装置１４は、ステップＳ２２において取得した撮像画像の特徴量に基づいて、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定する。本実施形態では、制御装置１４は、撮像画像の輝度と色比率との関係に基づいて、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定する。

【0057】

図１０に示すように、ステップＳ２３において、制御装置１４は、偏光フィルタ１３によってカットされる正反射光に対応する輝度の色比率と所定の色比率閾値とを比較する。本実施形態では、制御装置１４は、輝度２５５～２５５の範囲における色比率と所定の色比率閾値とを比較する。色比率閾値は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているときの輝度２５０～２５５の範囲における色比率よりも低く、かつ撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていないときの輝度２５０～２５５の範囲における色比率よりも高い値に設定されている。本実施形態では、色比率閾値は、０．５に設定されている。

【0058】

制御装置１４は、輝度２５０～２５５の範囲における色比率が色比率閾値以上である場合（ステップＳ２３でＹＥＳ）、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていると判定する（ステップＳ２４）。制御装置１４は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていると判定した場合、ステップＳ２５に進む。

【0059】

一方、制御装置１４は、輝度２５０～２５５の範囲における色比率が色比率閾値未満である場合、すなわち色比率閾値以上でない場合（ステップＳ２３でＮＯ）、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていないと判定する（ステップＳ２６）。制御装置１４は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていないと判定した場合、ステップＳ２７に進む。

【0060】

ステップＳ２５において、制御装置１４は、撮像部１２のゲインを第１ゲイン値に設定する。ステップＳ２７において、制御装置１４は、撮像部１２のゲインを第２ゲイン値に設定する。

【0061】

［第２実施形態の作用及び効果］
第２実施形態では、第１実施形態の効果（１－１），（１－３）～（１－７）と同様の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

【0062】

（２－１）本実施形態の偏光フィルタ１３は、第１偏光板３１と第２偏光板３２とがセロハンテープ３３によって互いに固定された１枚の板状である。セロハンテープ３３は、偏光フィルタ１３における照明部２４及びレンズ２３と対向する面とは反対側の面に貼着されている。本実施形態の制御装置１４は、撮像画像の特徴量として撮像画像の輝度と色比率との関係を取得する。制御装置１４は、偏光フィルタ１３によってカットされる正反射光に対応する輝度の色比率と色比率閾値とを比較することによって、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定する。

【0063】

この構成によれば、セロハンテープ３３は、照明部２４から撮像素子２２までの光路上において第１偏光板３１と第２偏光板３２との間に位置している。この場合、撮像画像には干渉色が生じる。このため、撮像画像の輝度と色比率との関係は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているときと、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていないときとで異なる。したがって、制御装置１４は、偏光フィルタ１３によってカットされる正反射光に対応する輝度の色比率と色比率閾値とを比較することによって、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定できる。

【0064】

具体的には、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているとき、撮像画像には干渉色が生じるため、輝度２５０～２５５の範囲における色比率は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていないときよりも高くなる。このため、制御装置１４は、輝度２５０～２５５の範囲における色比率が色比率閾値以上である場合、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていると判定する。一方、制御装置１４は、輝度２５０～２５５の範囲における色比率が色比率閾値未満である場合、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていないと判定する。

【0065】

この場合、第１偏光板３１と第２偏光板３２との固定において一般に用いられるセロハンテープ３３の性質を利用して、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定できる。

【0066】

（２－２）第１偏光板３１と第２偏光板３２とは、セロハンテープ３３によって互いに固定されている。したがって、例えば、接着剤によって第１偏光板３１と第２偏光板３２とを互いに固定する場合と比較して、第１偏光板３１と第２偏光板３２との固定作業が容易である。

【0067】

［変更例］
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施できる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施できる。

【0068】

○ 撮像装置１０の用途は、織機１００の観察に限定されない。
○ 撮像部１２は、ストロボスコープとして機能しなくてもよい。
○ 制御装置１４は、撮像部１２の筐体２１に内蔵されていてもよい。

【0069】

○ 判定部と制御部とは、異なる装置によって構成されていてもよい。
○ 偏光フィルタ１３は、撮像部１２の筐体２１の外部に装着されてもよい。
○ 偏光フィルタ１３は、１枚の偏光板から製造されていなくてもよい。第１偏光板３１と第２偏光板３２とは、異なる偏光板から製造されてもよい。

【0070】

○ 第１偏光板３１と第２偏光板３２とは互いに固定されていなくてもよい。第１偏光板３１と第２偏光板３２とは別体であってもよい。
○ セロハンテープ３３によって第１偏光板３１と第２偏光板３２とが互いに固定されるのであれば、偏光フィルタ１３に対するセロハンテープ３３の貼り方やセロハンテープ３３の厚さは適宜変更されてもよい。

【0071】

○ 第１偏光板３１と第２偏光板３２とは、セロハンテープ３３以外の方法によって互いに固定されていてもよい。例えば、第１偏光板３１と第２偏光板３２とは、接着剤によって互いに固定されていてもよい。

【0072】

○ 撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かの判定に用いられる輝度は、偏光フィルタ１３によってカットされる正反射光に対応する輝度であれば、２５０～２５５でなくてもよい。また、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かの判定に用いられる輝度は、偏光フィルタ１３によってカットされる正反射光に対応する輝度範囲のうちの１つの輝度であってもよい。

【0073】

○ 第１実施形態において、制御装置１４は、第１学習済みモデルを用いて撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定してもよい。第１学習済みモデルは、制御装置１４の記憶部４２に記憶されている。第１学習済みモデルは、撮像画像の輝度とピクセル数との関係が入力されると、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを出力するように学習されたモデルである。第１学習済みモデルは、学習用データと、当該学習用データに対応する正解データとを含む教師データによって学習される。学習用データは、撮像画像の輝度とピクセル数との関係である。正解データは、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かのデータである。

【0074】

この場合、制御装置１４は、ピクセル数とピクセル数閾値とを比較しなくても、撮像画像の輝度とピクセル数との関係に基づいて、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定することができる。

【0075】

○ 第２実施形態において、制御装置１４は、第２学習済みモデルを用いて撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定してもよい。第２学習済みモデルは、制御装置１４の記憶部４２に記憶されている。第２学習済みモデルは、撮像画像の輝度と色比率との関係が入力されると、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを出力するように学習されたモデルである。第２学習済みモデルは、学習用データと、当該学習用データに対応する正解データとを含む教師データによって学習される。学習用データは、撮像画像の輝度と色比率との関係である。正解データは、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かのデータである。

【0076】

この場合、制御装置１４は、色比率と色比率閾値とを比較しなくても、撮像画像の輝度と色比率との関係に基づいて、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かを判定することができる。

【0077】

○ 制御装置１４は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かの判定結果に基づいて撮像パラメータを制御しなくてもよい。
○ 撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かの判定結果に基づいて制御される撮像パラメータは、照明部２４の明るさであってもよい。すなわち、制御装置１４は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かの判定結果に基づいて、照明部２４の明るさを制御してもよい。具体的には、制御装置１４は、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されている場合、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されていない場合よりも、照明部２４の明るさを明るくする。

【0078】

なお、撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かの判定結果に基づいて制御される撮像パラメータは、撮像部１２のゲイン及び照明部２４の明るさの両方であってもよい。

【0079】

○ 撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かの判定結果に基づいて制御される撮像パラメータは、撮像部１２のゲインや照明部２４の明るさに限定されない。撮像部１２に偏光フィルタ１３が装着されているか否かの判定結果に基づいて制御される撮像パラメータは、例えば、撮像部１２のシャッタースピードや絞り値であってもよい。

【符号の説明】

【0080】

１０…撮像装置、１２…撮像部、１３…偏光フィルタ、１４…判定部及び制御部としての制御装置、２２…撮像素子、２３…レンズ、２４…照明部、３１…第１偏光板、３２…第２偏光板、３３…セロハンテープ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】