特許 7583646 観察装置および観察装置の調整方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-06

(45)【発行日】2024-11-14

(54)【発明の名称】観察装置および観察装置の調整方法

(51)【国際特許分類】

   H04N 23/55 20230101AFI20241107BHJP

   H04N 23/51 20230101ALI20241107BHJP

   H04N 23/58 20230101ALI20241107BHJP

【ＦＩ】

H04N23/55

H04N23/51

H04N23/58

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021032144

(22)【出願日】2021-03-01

(65)【公開番号】P2022133184

(43)【公開日】2022-09-13

【審査請求日】2023-09-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100132045

【弁理士】

【氏名又は名称】坪内 伸

(74)【代理人】

【識別番号】100147692

【弁理士】

【氏名又は名称】下地 健一

(72)【発明者】

【氏名】大兼政 天平

【審査官】彦田 克文

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２２６１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１５０４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－００３０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３５０９７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ ２３／５５

Ｈ０４Ｎ ２３／５１

Ｈ０４Ｎ ２３／４５

Ｈ０４Ｎ ２３／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の波長領域の光に対して透過性をもつ少なくとも一つの窓部を有する筐体部と、
前記筐体部の内部に設けられ、前記所定の波長領域の光による画像を撮影する第１の観察部であって、前記窓部を介して第１の方向に位置する被写体を含む前記画像を撮影する第１観察部と、
前記筐体部の内部に設けられ、前記所定の波長領域の光による画像を撮影する第２の観察部であって、前記窓部を介して第２の方向に位置する被写体を含む前記画像を撮影する第２観察部と、
前記第１観察部と前記窓部との間の前記第１の方向に沿う距離を調整可能に構成される第１距離調整機構と、
前記第２観察部と前記窓部との間の前記第２の方向に沿う距離を調整可能に構成される第２距離調整機構と、
を有する観察装置。

【請求項2】

前記第１距離調整機構および前記第２距離調整機構は、それぞれ、前記筐体部に対する前記第１観察部および前記第２観察部の位置を調整可能に構成される、請求項１に記載の観察装置。

【請求項3】

前記第１観察部の仰俯角を調整することで前記第１の方向を調整する第１角度調整機構と、
前記第２観察部の仰俯角を調整することで前記第２の方向を調整する第２角度調整機構と
をさらに備える請求項１または２に記載の観察装置。

【請求項4】

前記第１角度調整機構は、第１の傾動軸を中心に前記第１観察部を回動可能に構成され、
前記第２角度調整機構は、第２の傾動軸を中心に前記第２観察部を回動可能に構成され、
前記第１の傾動軸及び前記第２の傾動軸は、それぞれ、前記筐体部に対する位置を調整可能に構成される、請求項３に記載の観察装置。

【請求項5】

前記第１距離調整機構は、前記第１角度調整機構により前記第１観察部の仰俯角を調整したとき、前記第１観察部と前記窓部との間の前記距離の変化を補償するように、前記距離を調整するように構成される、請求項３または４に記載の観察装置。

【請求項6】

前記第１観察部および前記第２観察部は、遠赤外線カメラであり、前記窓部を加熱するためのヒータをさらに備える、請求項１から５の何れか一項に記載の観察装置。

【請求項7】

前記第１距離調整機構および前記第２距離調整機構は、それぞれ、前記筐体部に対する前記窓部の位置を調整可能に構成される、請求項１から６の何れか一項に記載の観察装置。

【請求項8】

前記第１観察部および前記第２観察部のそれぞれに対応して、異なる前記窓部を備える、請求項１から７の何れか一項に記載の観察装置。

【請求項9】

前記第１観察部に対応する前記窓部は、前記第１観察部に対向する面の法線方向が前記第１の方向に沿う方向に傾いて配置される、請求項１から８の何れか一項に記載の観察装置。

【請求項10】

前記窓部は、前記法線方向の上下方向の傾きを調整する傾き調整機構を有する、請求項９記載の観察装置。

【請求項11】

所定の波長領域の光に対して透過性をもつ少なくとも一つの窓部を有する筐体部と、
前記筐体部の内部に設けられ、前記所定の波長領域の光による画像を撮影する第１の観察部であって、前記窓部を介して第１の方向に位置する被写体を含む前記画像を撮影する第１観察部と、
前記筐体部の内部に設けられ、前記所定の波長領域の光による画像を撮影する第２の観察部であって、前記窓部を介して第２の方向に位置する被写体を含む前記画像を撮影する第２観察部と、
を備え、
前記第１観察部と前記窓部との間の前記第１の方向に沿う距離と、前記第２観察部と前記窓部との間の前記第２の方向に沿う距離とが略等距離に固定されている、観察装置。

【請求項12】

前記第１観察部は、可視光カメラであり、前記第２観察部は、遠赤外線カメラであり、前記第１観察部は前記第２観察部より大きい俯角を有するように配置される、請求項１１に記載の観察装置。

【請求項13】

前記第１観察部は、前記第２観察部よりも画角が狭く、前記第１観察部は前記第２観察部より大きい俯角を有するように配置される、請求項１１または１２に記載の観察装置。

【請求項14】

所定の波長領域の光に対して透過性をもつ少なくとも一つの窓部を有する筐体部、当該筐体部の内部に設けられ、前記所定の波長領域の光による画像を撮影する第１の観察部であって、前記窓部を介して第１の方向に位置する被写体を含む前記画像を撮影する第１観察部、および、前記筐体部の内部に設けられ、前記所定の波長領域の光による画像を撮影する第２の観察部であって、前記窓部を介して第２の方向に位置する被写体を含む前記画像を撮影する第２観察部を含む観察装置の調整方法であって、
前記第１の方向と前記第２の方向とを異なる方向に設定し、前記第１観察部と前記窓部との間の前記第１の方向に沿う距離と、前記第２観察部と前記窓部との間の前記第２の方向に沿う距離とを、近づけるように調整する、方法。

【請求項15】

前記第１観察部と前記窓部との間の前記第１の方向に沿う距離と、前記第２観察部と前記窓部との間の前記第２の方向に沿う距離とを、略等距離となるように調整する、請求項１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、観察装置および観察装置の調整方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、遠赤外線カメラを用いた道路監視システムが開示されている。道路監視システムのような観察装置において、異なる観察対象までの距離、および、異なる環境条件等に対応するため、カメラ等の複数の観察部が設けられることがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－２２６１８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

複数の観察部を用いた観察装置では、複数の観察部を一つの筐体に収容することができる。この場合、各観察部から筐体の外部を観察するために設けられる筐体の窓と各観察部との距離とが一定でないと、窓による反射の違いの影響等により各観察部のパラメータに差が生じうる。その結果、各観察部の観察条件にばらつきが生じることが懸念される。各観察部の観察条件がばらつくことにより、取得される情報の精度にばらつきが生じることが懸念される。

【0005】

したがって、これらの点に着目してなされた本開示の目的は、複数の観察部ごとの観察条件のばらつきを抑えることができる観察装置および観察装置の調整方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一実施形態に係る観察装置は、筐体部と、第１観察部と、第２観察部と、第１距離調整機構と、第２距離調整機構とを含む。筐体部は、少なくとも一つの窓部を有する。前記第１観察部は、前記窓部を介して第１の方向を観察する。前記第２観察部は、前記窓部を介して前記第１の方向と異なる第２の方向を観察する。前記第１距離調整機構は、前記第１観察部と前記窓部との間の前記第１の方向に沿う距離を調整可能に構成される。前記第２距離調整機構は、前記第２観察部と前記窓部との間の前記第２の方向に沿う距離を調整可能に構成される。

【0007】

本開示の他の一実施形態に係る観察装置は、筐体部と、第１観察部と、第２観察部とを含む。前記筐体部は、少なくとも一つの窓部を有する。前記第１観察部は、前記窓部を介して第１の方向を観察する。前記第２観察部は、前記窓部を介して前記第１の方向と異なる第２の方向を観察する。前記第１観察部と前記窓部との間の前記第１の方向に沿う距離と、前記第２観察部と前記窓部との間の前記第２の方向に沿う距離とは、略等距離に固定されている。

【0008】

本開示の一実施形態に係る観察装置の調整方法は、少なくとも一つの窓部を有する筐体部、前記窓部を介して第１の方向を観察する第１観察部、および、前記窓部を介して第２の方向を観察する第２観察部を含む観察装置の調整方法である。前記調整方法は、前記第１の方向と前記第２の方向とを異なる方向に設定し、前記第１観察部と前記窓部との間の前記第１の方向に沿う距離と、前記第２観察部と前記窓部との間の前記第２の方向に沿う距離とを、近づけるように調整する。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、複数の観察部の観察部ごとの観察条件のばらつきを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、一実施形態に係る観察装置の斜視図である。

【図2】図２は、図１の観察装置の内部構造を概略的に示す側面図である。

【図3】図３は、図１の各観察部の観察する方向を説明する側面図である。

【図4】図４は、第１観察部を支持する基本構造を説明する図である。

【図5】図５は、距離調整機構の第１形態について説明する図である。

【図6】図６は、第１観察部の一例を示す斜視図である。

【図7】図７は、図５の第１観察部の正面図である。

【図8】図８は、図５の第１観察部の側面図である。

【図9】図９は、距離調整機構の第２形態について説明する側面図である。

【図10】図１０は、図９の第１観察部の底面図である。

【図11】図１１は、距離調整機構の第３形態について説明する側面図である。

【図12】図１２は、距離調整機構の第４形態について説明する側面図である。

【図13】図１３は、窓部の傾き調整機構について説明する側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。以下の説明で用いられる図は模式的なものである。図面上の寸法および比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。

【0012】

（観察装置の基本構成）
本開示の一実施形態に係る観察装置１は、図１に示すように、筐体部５０の内部に鉛直方向に並んで配置された第１観察部１０、および、第２観察部２０を含む複数の観察部を有する。図１の例では、観察装置１は、第１観察部１０および第２観察部２０に加え、第３観察部３０を含む。観察装置１は、４つ以上の観察部を有してよい。第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０は、それぞれ、第１窓部４１、第２窓部４２および第３窓部４３を介して、観察装置１の外部を観察することができる。以下において、第１窓部４１、第２窓部４２および第３窓部４３は、纏めて窓部４０と記載することがある。また、第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０に対して、単一の窓部４０を配置することも可能である。観察装置１は、例えば、路側に配置され、路面上の車両および歩行者等を観察するために使用される。

【0013】

第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０は、筐体部５０の内部に固定される。一例として、第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０は、それぞれ、図２に示すように、筐体部５０の内側面から筐体部５０内側に突設された第１支持部５０ａ、第２支持部５０ｂおよび第３支持部５０ｃに対して固定されてよい。第１支持部５０ａ、第２支持部５０ｂおよび第３支持部５０ｃそれぞれの第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０を載置する表面は、水平に限られず傾いてよい。第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０の固定方法はこれに限られない。例えば、第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０は、筐体部５０の内側面に直接固定されてよい。また、第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０は、それぞれ、第１支持部５０ａ、第２支持部５０ｂおよび第３支持部５０ｃの下側に、固定されてよい。

【0014】

本願において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を次のように定義する。Ｙ軸方向は鉛直方向である。Ｙ軸方向は上向きを正の方向とする。例えば、第１支持部５０ａの第１観察部１０を載置する載置面が水平の場合、Ｙ軸方向は載置面に直交する。Ｚ軸方向は第１観察部１０の光軸Ｏ１の方向を、方位角を変えずに水平方向に向けた場合の光軸Ｏ１が向く方向である。Ｚ軸方向は、第１観察部１０からみて前方を正の方向とする。Ｘ軸方向はＹ軸方向およびＺ軸方向に直交する方向である。Ｘ軸方向は、第１観察部１０からみて右から左へ向かう方向を正の方向とする。

【0015】

本実施例では、第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０は、可視光による画像を撮像可能な可視光カメラ、近赤外線による画像を撮像可能な近赤外線カメラ、および、遠赤外線による画像を撮像可能な遠赤外線カメラの何れかとする。第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０は、全てが同じ波長領域の画像を撮像可能であってよい。第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０は、一部または全部が互いに異なる波長領域の画像を撮像可能であってよい。遠赤外線カメラは、物体から放射される遠赤外線を用いて撮像を行うので、太陽光が届かない夜間でも撮像可能である。遠赤外線カメラは、照明の届かない遠距離の画像を撮像するのに適している。

【0016】

第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０は、それぞれレンズ１０ａ、２０ａおよび３０ａ等を含む光学系と撮像素子とを含み、それぞれの観察方向に位置する被写体の像を電気信号に変換して出力することができる。観察装置１は、第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０の出力する電気信号を外部に出力する出力部を有してよい。観察装置１から出力された電気信号は、外部の画像処理装置において種々の信号処理を施されてよい。外部の画像処理装置は、観察装置１の撮像した画像から人または車両等を検出してよい。観察装置１は、当該装置の内部に画像処理部を有してよい。観察装置１は画像処理部において各観察部１０、２０および３０から出力された電気信号に種々の処理を施した画像データを外部に出力してよい。観察装置１は、画像処理部において、画像データから人または車両等を検出してよい。観察装置１は、道路管理者のシステム、または、道路を走行する車両のシステムと通信可能に構成され、これらのシステムに対して画像データ、または、検出した人もしくは車両等のデータを送信してよい。

【0017】

第１窓部４１、第２窓部４２および第３窓部４３は、それぞれ対応する第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０が観察可能な波長領域の光に対して透過性を有する材料で構成される。例えば、第１観察部１０が可視光カメラの場合、第１窓部４１には、ガラスまたは可視光に対して透明性の高いプラスチック等が使用される。例えば、第１観察部１０が遠赤外線カメラの場合、第１窓部４１には、ゲルマニウム、シリコン、硫化亜鉛等の遠赤外線を透過する材料が使用される。第２観察部２０および第３観察部３０についても同様である。

【0018】

図３に示すように、第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０は、窓部４０を介して観察する方向の仰俯角が異なりうる。仰俯角は、水平方向に対する上下方向の角度を意味する。第１観察部１０の仰俯角は、第１の方向が水平方向となす角となる。水平方向に対する下方向の角度は、俯角と呼ぶ。水平方向に対する上方向の角度は仰角と呼ぶ。

【0019】

例えば、第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０は、それぞれ、遠距離、中距離および近距離に位置する観察対象を観察する場合が想定される。遠距離は、例えば、１００ｍ以上の距離とすることができる。中距離は、例えば、３０～１００ｍの距離とすることができる。近距離は、例えば３０ｍ以内の距離とすることができる。遠距離、中距離および近距離の区別はこれに限られない。この場合、第１観察部１０が観察する第１の方向は、第２観察部２０が観察する第２の方向よりも、より水平方向に近い下向きとなりうる。言い換えると、第１観察部１０は第２観察部２０に対してより俯角を小さくすることができる。また、第３観察部３０が観察する第３の方向は、第２観察部２０が観察する第２の方向よりも、水平方向からより下向きとなりうる。言い換えると、第３観察部３０は第２観察部２０に対してより俯角を大きくすることができる。

【0020】

上記のように、第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０それぞれの仰俯角および画角を設定することにより、観察装置１は近距離から遠距離までの広範囲の領域を観察することができる。しかしながら、上記は一例に過ぎない。第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０の角度の関係はこれに限られない。なお、第１の方向は、第１観察部１０の光軸Ｏ１の方向に一致してよい。第２の方向および第３の方向についても、それぞれの光軸Ｏ２、Ｏ３の方向に一致してよい。

【0021】

第１観察部１０が遠距離を観察する場合、中距離を観察する第２観察部２０よりも画角を小さくすることで、第１観察部１０はより精細な画像を取得することができる。第３観察部３０が近距離を観察する場合、中距離を観察する第２観察部２０よりも画角を大きくすることで、第３観察部３０は周辺のより広い範囲の画像を取得することができる。第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０は、それぞれの垂直画角θ１、θ２及びθ３の半分の大きさの俯角で配置することによって、地表面から水平方向までを含む画像を撮像することができる。

【0022】

第１観察部１０を支持する支持構造の一例について図４を参照して説明する。第２観察部２０および第３観察部３０も、同様な支持構造により支持される。したがって、以下の説明において、第１観察部１０の支持構造のみについて説明し、第２観察部２０および第３観察部３０の支持構造についての説明を省略する場合がある。以下の図面において、第２観察部２０の支持構造及び第３観察部３０の支持構造の構成要素は、それぞれ第１観察部１０の支持構造の対応する構成要素にそれぞれ１０および２０を加えた番号で示されることがある。

【0023】

第１観察部１０は、第１部材１１、第２部材１２、第３部材１３および第４部材１４を介して、筐体５０の第１支持部５０ａに対して支持される。

【0024】

第１部材１１は、第１支持部５０ａの表面に載置される部材である。第１部材１１は、例えば板状の部材を折り曲げて形成されてよい。第１部材１１には、第１支持部５０ａと接する平板部１１ｆに、回動軸を挿通するための軸孔１１ａ、および、軸孔１１ａの中心を中心として弧状に延びる１つ以上の長孔１１ｂが設けられる。第１支持部５０ａには、回動軸となる円柱状またはピンの形態の部材が立設されるものとする。第１部材１１は、軸孔１１ａに挿通される回動軸を中心に、Ｙ軸回りに回動することができる。これにより、第１部材１１は第１観察部１０の左右方向の角度を調整することができる。第１部材１１は、左右方向の角度調整をした後、第１支持部５０ａに設けられたネジ孔に対して、長孔１１ｂを介してネジ留めすることによって、左右方向の角度が固定される。

【0025】

図４に示すように、第１部材１１は、Ｘ軸方向の両端において、第１支持部５０ａに沿う方向からＹ軸方向に立ち上がる互いに対向する立設部１１ｇを有する。立設部１１ｇの互いに対向する２面の間には、第２部材１２が挟持される。Ｘ軸方向の両側で、第１部材１１の立設部１１ｇと第２部材１２との間には円柱状又はピン状の第１傾動軸１１ｃがＸ軸方向に貫通する。また、第１部材１１の２つの立設部１１ｇには、第１傾動軸１１ｃを中心とする円弧状の長孔１１ｄが設けられる。さらに、第２部材１２の長孔１１ｄに対応する位置には、ネジ孔が設けられる。このネジ孔に長孔１１ｄを介して一つ以上のネジ１１ｅが通される。（図４では長孔１１ｄに２つのネジが通されるが、図２等の図では１つのネジのみにより簡略化して描かれている。）このような構造により、第２部材１２は、第１傾動軸１１ｃを中心に、Ｘ軸回りに傾動することができる。言い換えると、第１部材１１および第２部材１２は第１観察部１０の上下方向の角度、すなわち、仰俯角を調整することができる。第２部材１２は、仰俯角の角度調整をした後、長孔１１ｄを介して第１部材１１に対してネジ１１ｅをネジ留めすることによって仰俯角が固定される。第１部材１１と第２部材１２とは、第１角度調整機構を構成する。また、第２観察部２０および第３観察部３０に対する同様の機構を、それぞれ第２角度調整機構および第３角度調整機構と呼ぶ。

【0026】

図４に示すように、第２部材１２は、Ｘ軸方向の両端部の間で、第３部材１３と面的に接している。第２部材１２と第３部材１３とが接する平面は、第１観察部１０の光軸Ｏ１方向に直交してよい。第２部材１２と第３部材１３のとの接する部分は、柱状またはピン状の第２傾動軸１３ａが貫通する。また、第３部材１３には、第２傾動軸１３ａを中心とする１つ以上の円弧状の長孔１３ｂが設けられる。さらに、第２部材１２の長孔１３ｂに対応する位置には、ネジ孔が設けられる。このような構造により、第３部材１３は、第２部材１２に対して第２傾動軸１３ａの回りに回転摺動可能である。これにより、第３部材１３は、第１観察部１０の光軸Ｏ１の回りに回動させ角度調整することができる。第１観察部１０の光軸Ｏ１の回りの角度調整をした後、第３部材１３を、長孔１３ｂを介してネジ１３ｃにより第２部材１２にネジ留めすることによって、第１観察部１０の光軸Ｏ１回りの角度が固定される。

【0027】

第３部材１３は、上部においてネジ留め等の任意の方法により第１観察部１０に結合している。したがって、第１観察部１０は、第３部材１３の姿勢の変化に伴って、姿勢を変化する。図４の例では、第３部材１３には、Ｘ軸方向の両側に補強を目的とした第４部材１４が、ネジ留め等の方法により結合される。第３部材１３と第４部材１４とは、一体として構成される。第４部材１４は、第３部材１３の剛性が高ければ、必ずしも必要ではない。

【0028】

以上のように、本願の第１観察部１０は、筐体部５０の第１支持部５０ａに対する第１部材１１、第１部材１１に対する第２部材１２、および、第２部材１２に対する第３部材１３が、それぞれ異なる軸回りに回動して角度を調整することができる。これによって、第１観察部１０は、３軸方向に角度調整が可能である。

【0029】

上記カメラを支持する支持構造は、一例である。第１観察部１０の角度を調整する支持構造は、上述の機構に限られず任意の構造を有してよい。一実施形態において、第１観察部１０は、３軸方向全ての回りに角度調整ができなくてよい。

【0030】

図２に示すように、第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０は、前述のように異なる仰俯角で傾けられる。図２において、角度α、βおよびγは、それぞれ、第１の方向、第２の方向および第３の方向と、各窓部４１、４２および４３の筐体部５０の内側の面とがなす角を示す。本実施例において、第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０の俯角は、それぞれ、９０°－α、９０°－β、９０°－γである。第１～第３観察部１０、２０および３０は、仰俯角を調整することにより、それぞれ第１～第３窓部４１、４２および４３との間の観察方向（すなわち、第１の方向、第２の方向および第３の方向）に沿う距離Ｄ１、Ｄ２およびＤ３が変化する。距離Ｄ１は、第１観察装置１０であるカメラのレンズ１０ａの中央から第１窓部４１の筐体部５０の内側の面までの光軸Ｏ１に沿う距離とすることができる。第２観察装置２０および第３観察装置３０に関する距離Ｄ２およびＤ３についても同様である。例えば、α＞β＞γの場合、距離Ｄ２は距離Ｄ１よりも長くなりうる。距離Ｄ３は距離Ｄ２よりも長くなりうる。

【0031】

距離Ｄ１、Ｄ２およびＤ３が異なると、前述のように、第１～第３観察部１０、２０および３０の観察条件にばらつきが生じうる。さらに、結露対策として窓部４０にヒータを配置した場合、遠赤外線カメラはヒータの熱を検知するため、観察条件に与える影響が大きくなる場合がある。そのため、温まった窓部４０と各観察部１０、２０および３０と間の距離Ｄ１、Ｄ２およびＤ３にバラつきがあると、撮像パラメータへの影響が更に懸念される。

【0032】

そこで、本開示の実施形態の観察装置１では、第１観察部１０と第１窓部４１との間の第１の方向に沿う距離を調整可能とする第１距離調整機構を設けている。第２観察部２０および第３観察部３０についても同様に、第２距離調整機構および第３距離調整機構が設けられている。以下において、上記基本構成に、第１～第３距離調整機構を付加した観察装置１の構成について説明する。以下において、第１観察部１０の構成が、重点的に説明される。第２観察部２０および第３観察部３０は、第１観察部１０と同様に構成される。

【0033】

（第１形態）
一実施形態において、第１距離調整機構は、筐体部５０に対する第１観察部１０の位置を調整可能に構成される。第１距離調整機構は、第１角度調整機構の第１傾動軸１１ｃの位置を調整することができる。すなわち、図５に示すように、第１距離調整機構は、第１傾動軸１１ｃを第１観察部１０の観察方向またはこれに近い方向に位置調整することができる。図５では、第１観察部１０の第１窓部４１との水平方向の距離Ｌ１は、第２観察部２０の第２窓部４２との水平方向の距離Ｌ２よりも長くなるように調整される。第３観察部３０の第３窓部４３との水平方向の距離Ｌ３は、第２観察部２０の第２窓部４２との水平方向の距離Ｌ２よりも短くなるように調整される。これにより、距離Ｄ１、Ｄ２およびＤ３は、等距離、または、概ね等距離になるように調整することができる。なお、距離Ｄ１、Ｄ２およびＤ３の全てを等距離にしなくてもよい。例えば、第１観察部１０、第２観察部２０および第３観察部３０のうち、同種の装置についてのみ、距離Ｄ１～Ｄ３の調整を行ってよい。具体的には、第１観察装置１０と第２観察部２０が遠赤外線カメラ、であり、第３観察部３０が可視光カメラの場合、距離Ｄ１と距離Ｄ２とを等距離、又は概ね等距離とし、距離Ｄ３は距離Ｄ１及び距離Ｄ２とは異なる距離としてもよい。

【0034】

この第１距離調整機構では、図６、図７および図８に示すように、上述の第１観察部１０の基本構成に第５部材１５が付加される。第５部材１５は、少なくとも部分的に筐体部５０の第１支持部５０ａと第１部材１１との間に配置される。第５部材１５は、例えば、第１支持部５０ａに沿う平板部１５ｄと、平板部１５ｄから垂直に立ち上がったＸ軸方向に向かい合って対抗する２つの立設部１５ｅを有する部材である。第５部材１５の２つの立設部１５ｅは、第１部材１１をＸ軸方向の両側から挟持することができる。

【0035】

第５部材１５は、平板部１５ｄを第１支持部５０ａに対して固定することができる。この場合、第１部材１１は、第１支持部５０ａに対しては固定されない。第５部材１５は、筐体部５０の第１支持部５０ａに沿う平板部１５ｄに、第１部材１１の軸孔１１ａおよび長孔１１ｂと同様の構造を有し、第１支持部５０ａに対して、Ｙ軸回りの角度調整が可能に構成されてよい。

【0036】

第５部材１５は、２つの立設部１５ｅのそれぞれに第１部材１１の第１傾動軸１１ｃが貫通する長孔１５ａが形成される。さらに、第５部材１５には、長孔１５ａと平行な方向に延びる長孔１５ｂが形成される。長孔１５ｂを通して、第１部材１１に設けられたネジ孔にネジ１５ｃが通される。第１部材１１は、第１傾動軸１１ｃおよびネジ１５ｃが、長孔１５ａおよび長孔１５ｂに沿って移動することによって、筐体部５０に対する位置を調整することができる。第１部材１１は、ネジ１５ｃを締め付けることにより第５部材１５に対する位置が固定される。第１部材１１を筐体部５０に対して変位させることにより、第１観察部１０が筐体部５０に対して変位する。以上のように、第１距離調整機構は、第１部材１１、第５部材１５、第１傾動軸１１ｃおよびネジ１５ｃを含んで構成される。第２観察部２０および第３観察部３０の支持機構にも同様に構成される第２距離調整機構および第３距離調整機構が付加される。

【0037】

長孔１５ａおよび１５ｂは、Ｚ軸方向に延びていてよい。長孔１５ａおよび１５ｂは、所定の角度に水平方向から傾いていてよい。所定の角度は、第１観察部１０の想定される観察方向、すなわち、第１の方向に沿う方向であってよい。長孔１５ａおよび１５ｂが、第１の方向に延びていれば、第１観察部１０の第１窓部４１に対する距離を調整しても、光軸Ｏ１が第１窓部４１と交差する位置が変化しないので、調整が容易である。

【0038】

（第２形態）
一実施形態において、図９に示すように、観察装置１は、第１観察部１０を直接支持する第３部材１３に対して第１観察部１０を変位させることにより、筐体部５０と第１観察部１０との間の位置を調整する。例えば、第３部材１３は、第１観察部１０を光軸Ｏ１の方向、すなわち、第１の方向に沿う方向に摺動させることにより位置調整してよい。

【0039】

例えば、図１０に底面図を示すように、第３部材１３は、第１観察部１０を支持する板状の平板部１３ｆを有する。当該平板部１３ｆには、第１観察部１０の観察方向、すなわち、第１の方向に延びる一つ以上の長孔１３ｄが形成される。第１観察部１０の底面には、長孔１３dに対応して一つ以上のネジ孔が設けられる。第３部材１３の長孔１３ｄを通して、第１観察部１０のネジ孔にネジ１３ｅを通すことにより、第１観察部１０は、長孔１３ｄに沿って第１の方向に位置を調整されることが可能になる。適宜な位置でネジ１３ｅを締め付けることにより、第１観察部１０の位置が固定される。第２形態の構成では第１観察部１０を直接移動させるため、所定の角度に水平方向から傾いた長孔１５ａおよび１５ｂに沿って第１観察部１０が移動する第１形態に比べて光軸方向のずれが発生しにくい。以上のように、第１距離調整機構は、第１観察部１０、第３部材１３およびネジ１３ｅを含んで構成される。第２観察部２０および第３観察部３０についても、同様に構成される第２距離調整機構および第３距離調整機構を付加することができる。これにより、距離Ｄ１、Ｄ２およびＤ３は、等距離、または、略等距離になるように調整することができる。

【0040】

（第３形態）
一実施形態において、図１１に示すように、第１部材１１は、筐体部５０の第１支持部５０ａに対して前後方向（Ｚ軸方向）に変位可能に構成されてよい。第１部材１１を、第１支持部５０ａに対して変位させることにより、筐体部５０と第１観察部１０との間の位置を調整することができる。例えば、第１部材１１は、第１支持部５０ａに対してＺ軸方向に位置調整する機構を有してよい。例えば、第１支持部５０ａには、第１部材１１の移動をガイドするレールが設けられてよい。例えば、第１部材１１と第１支持部５０ａとは、一方向に摺動可能に嵌合する相補的形状を有してよい。また、例えば、第１部材１１は台座に載置され、この台座が第１支持部５０ａ上を移動可能に構成されてよい。第１部材１１と第１支持部５０ａとは、相互の位置を固定するネジ等の固定手段を有してよい。

【0041】

第１部材１１の位置を調整することにより、第１観察部１０の位置を調整することが可能になる。この場合、第１距離調整機構は、第１部材１１と、第１支持部５０ａとを含んで構成される。第２観察部２０および第３観察部３０についても、同様に構成される第２距離調整機構および第３距離調整機構を付加することができる。これにより、距離Ｄ１、Ｄ２およびＤ３は、等距離、または、略等距離になるように調整することができる。

【0042】

上記説明では、筐体部５０の第１支持部５０ａに対して、第１部材１１を水平方向であるＺ軸方向に移動させるものとした。第１支持部５０ａの第１部材１１を載置する載置面は、水平ではなく傾斜させることもできる。第１部材１１の載置面の傾斜する方向は、予め想定される第１の方向に沿う方向とすることができる。これによって、第１観察部１０が、第１の方向に沿う方向に位置調整されるので、距離Ｄ１の調整が容易になる。筐体部５０の第２支持部５０ｂおよび第３支持部５０ｃについても同様である。

【0043】

（第４形態）
図１２に示すように、一実施形態において、窓部４０は、第１～第３窓部４１、４２および４３の位置を調整可能に構成される窓位置調整機構４５を有する。窓位置調整機構４５は、第１窓部４１の位置を調整可能に構成される第１窓位置調整機構４５ａを含んでよい。同様に、窓位置調整機構４５は、第２窓部４２および第３窓部４３の位置を調整可能に構成される第２窓位置調整機構４５ｂおよび第３窓位置調整機構４５ｃを含んでよい。この場合、第１窓位置調整機構４５ａ、第２窓位置調整機構４５ｂおよび第３窓位置調整機構４５ｃは、それぞれ、第１距離調整機構、第２距離調整機構および第３距離調整機構に該当する。

【0044】

第１窓位置調整機構４５ａは、第１窓部４１を第１観察部１０の前後方向、すなわち、Ｚ軸方向に変位させる機構を有する。第１窓位置調整機構４５ａは、第１窓部４１を前後方向に位置調整するために、種々の構造をとり得る。例えば、第１窓位置調整機構４５ａは、筐体部５０の外側を向いた面の外周部の複数の位置をＺ軸の負の方向に付勢する弾性部と、筐体部５０の内側を向いた面の外周部の弾性部に対向する位置をＺ軸の正の方向に押圧するネジ等の剛性の部材を含む。剛性の部材の第１窓部４１と接するＺ軸方向の位置を調整することにより、第１窓位置調整機構４５ａは、第１窓部４１の位置を調整することができる。あるいは、第１窓位置調整機構４５ａは、第１窓部４１の外周に設けられた窓枠を変位させるモーターなどの機械的な機構を含み、第１窓部４１の位置をＺ軸方向に調整できるように構成されてよい。第２窓位置調整機構４５ｂおよび第３窓位置調整機構４５ｃも、第１窓位置調整機構４５ａと同様に構成されてよい。以上のような構成により、距離Ｄ１、Ｄ２およびＤ３は、等距離、または、略等距離になるように調整することができる。

【0045】

上記それぞれの第１距離調整機構は、第１角度調整機構とは独立して、第１観察部１０と第１窓部４１との距離を調整することができる。しかし、第１距離調整機構は、第１角度調整機構と機械的にまたは電子的な制御により連動するように構成されてよい。第１距離調整機構は、第１角度調整機構により第１観察部１０の仰俯角を調整したとき、第１観察部１０と第１窓部４１との間の距離Ｄ１の変化を補償するように、第１角度調整機構と連動して距離を調整するように構成されてよい。例えば、図５～図８に示した第１観察部１０において、第２部材１２を第１部材１１に対して第１傾動軸１１ｃの回りに傾動させたとき、第１部材１１は第５部材１５に対して、長孔１５ａおよび長孔１５ｂの延びる方向に沿って移動されるように構成されてよい。このようにすることによって、第１観察部１０の傾きを調整した場合、人手による更なる調整を行わなくとも、第１観察部１０と第１窓部４１との距離が常に一定に維持される。第２観察部２０および第３観察部３０についても同様の構成により同様の効果が得られる。

【0046】

（窓部の傾き）
図１３に示すように、一実施形態において、第１窓部４１、第２窓部４２および第３窓部４３は、傾いて配置されてよい。第１窓部４１、第２窓部４２および第３窓部４３の傾きは、同じ角度であっても異なる角度であってもよい。第１観察部１０が観察する第１の方向が予め想定されている場合、第１窓部４１は、第１観察部１０に対向する面の法線方向が第１の方向に沿う方向に傾いて配置されてよい。このようにすることによって、第１観察部１０の観察方向を予め定めた第１の方向から傾けて角度を調整した場合に、第１観察部１０と第１窓部４１との間の第１方向に沿う距離Ｄ１の変化が小さくなる。さらに、第１窓部４１の筐体部５０の内側を向いた面と第１観察部１０の観察方向とが、垂直に近い角度で交差するので、第１窓部４１の反射による観察性能の劣化を低減することができる。

【0047】

さらに、窓部４０は、第１～第３窓部４１、４２および４３の上下方向の傾きを調整する傾き調整機構を有することができる。傾き調整機構は、それぞれ第１窓部４１、第２窓部４２および第３窓部４３の傾きを調整する、第１傾き調整機構４６ａ、第２傾き調整機構４６ｂおよび第３傾き調整機構４６ｃを含んでよい。第１傾き調整機構４６ａを有することにより、観察装置１は、第１観察部１０の観察する第１方向を、第１窓部４１の筐体部５０の内側を向いた面に垂直にするように、または、垂直に近づけるように、第１窓部４２の角度を調整することができる。第２窓部４２および第３窓部４３についても同様である。

【0048】

以上説明したように、本開示の観察装置１によれば、各観察部１０、２０および３０から対応する窓部４０までの距離Ｄ１、Ｄ２およびＤ３を略等しい距離に調整することができるので、観察部１０、２０および３０ごとの観察条件のばらつきを抑えることができる。また、観察装置１が窓部４０を加熱するためのヒータを備え、第１～第３観察部１０、２０および３０が遠赤外線カメラを含む場合であっても、距離Ｄ１、Ｄ２およびＤ３の差による観察条件のばらつきがさらに抑えられる。

【0049】

また、本開示の観察装置１によれば、種々のカメラをそれぞれの観察部１０、２０および３０として配置して、対象を観察する仰俯角、および、窓部４０と各観察部１０、２０および３０との間の距離Ｄ１、Ｄ２およびＤ３の調整をすることが容易になる。例えば、第１観察部１０および第２観察部２０には遠赤外線カメラを使用し、遠距離および中距離を観察し、第３観察部３０には可視光カメラを採用し近距離を観察することができる。本開示の観察装置１では、何れかの観察部１０、２０または３０の向きに違いが生じても、窓部４０と各観察部１０、２０および３０間の距離Ｄ１、Ｄ２およびＤ３を一定としながら、容易に角度調整を行うことができる。

【0050】

上記実施形態では、第１～第３距離調整機構を用いて、第１～第３観察部１０、２０および３０と第１～第３窓部４１、４２および４３とのそれぞれの間の距離Ｄ１、Ｄ２およびＤ３を調整可能な観察装置１について説明した。本開示は、第１～第３観察部１０、２０および３０の観察する第１の方向、第２の方向および第３の方向が互いに異なる場合に、距離Ｄ１、Ｄ２およびＤ３を略等距離に調整して固定した観察装置１についても適用できる。この場合、観察装置１は、第１～第３距離調整機構を含まなくてもよい。また、第１～第３距離調整機構は、接着等により固定され更なる調整ができない状態であってもよい。このように構成される観察装置１においても、第１～第３観察部１０、２０および３０ごとの観察条件のばらつきを抑えることができるという本開示の効果を得ることができる。

【0051】

また、本開示は上記構成を有する観察装置１の調整方法を含む。この調整方法は、まず、それぞれ第１～第３観察部１０、２０および３０の観察する方向である第１の方向、第２の方向および第３の方向を、異なる方向に設定することを含む。次に、この調整方法は、第１～第３観察部１０、２０および３０と、第１～第３窓部４１、４２および４３とのそれぞれの間の距離Ｄ１、Ｄ２およびＤ３を、近づけるように調整することを含む。これにより、第１～第３観察部１０、２０および３０ごとの観察条件のばらつきを抑えることができる。

【0052】

上述の実施形態は代表的な例として説明した。本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形および変更が可能である。

【0053】

本開示において「第１」及び「第２」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第１」及び「第２」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第１観察部は、第２観察部と識別子である「第１」と「第２」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第１」及び「第２」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。

【0054】

本開示において、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、説明の便宜上設けられたものであり、互いに入れ替えられてよい。本開示に係る構成は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸によって構成される直交座標系を用いて説明されてきた。本開示に係る各構成の位置関係は、直交関係にあると限定されるものではない。

【0055】

上記実施形態では、それぞれ互いに構成の異なる距離調整機構を有する複数の観察装置について説明した。これらに加えて、同一の観察装置が複数の距離調整機構を有することも可能である。観察装置は、第１－３形態の観察部の位置を調整する距離調整機構、および、第４形態の窓部の位置を調整する距離調整機構を同時に備えることができる。さらに、何れの観察装置も、図１３で示した窓部を傾ける構成と組み合わせることができる。例えば、観察装置は、各観察部が角度調整機構の傾動軸の位置を調整可能であり、且つ、各窓部の位置を調整可能に構成することができる。

【0056】

また、上記実施形態では、第１～第３観察部をカメラとして説明したが、第１～第３観察部は、他の種類の観察装置を含んでよい。例えば、第１～第３観察部は、赤外線または電磁波を走査して対象物を検出するレーダ等であってよい。

【符号の説明】

【0057】

１ 観察装置
１０ 第１観察部
１０ａ レンズ
１１ 第１部材
１１ｃ 第１傾動軸
１２ 第２部材
１３ 第３部材
１３ａ 第２傾動軸
１４ 第４部材
１５ 第５部材
２０ 第２観察部
２１ 第1部材
２５ 第５部材
３０ 第３観察部
３１ 第１部材
３５ 第５部材
４０ 窓部
４１ 第１窓部
４２ 第２窓部
４３ 第３窓部
４５ 窓位置調整機構
４５ａ 第１窓位置調整機構
４５ｂ 第２窓位置調整機構
４５ｃ 第３窓位置調整機構
４６ａ 第１傾き調整機構
４６ｂ 第２傾き調整機構
４６ｃ 第３傾き調整機構
５０ 筐体部
５０ａ 第１支持部
５０ｂ 第２支持部
５０ｃ 第３支持部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】