レーザー距離計付き撮影装置
【課題】レーザー距離計を簡単な構造の取り付け器具によりアクセサリーシューを有する撮影機材（デジタルカメラ）に一体的に取り付ける。
【解決手段】被写体Ｈを撮影レンズ１２により撮影した被写体像を結像して被写体像のデジタル画像データを出力する撮像素子１３を内蔵した撮影機材（デジタルカメラ）１０と、デジタルカメラ１０から被写体Ｈまでの距離を測定するレーザー距離計２０と、デジタルカメラ１０のアクセサリーシュー１６に着脱されるシュー着脱部材３２が基板３１の一面（下面）３１ａに突出して設けられ且つレーザー距離計２０を載置する載置部３０ｂ１が一面（下面）３１ａとは反対側の他面（上面）３１ｂに形成された取り付け器具３０と、を備えたレーザー距離計付き撮影装置１を提供する。
【解決手段】被写体Ｈを撮影レンズ１２により撮影した被写体像を結像して被写体像のデジタル画像データを出力する撮像素子１３を内蔵した撮影機材（デジタルカメラ）１０と、デジタルカメラ１０から被写体Ｈまでの距離を測定するレーザー距離計２０と、デジタルカメラ１０のアクセサリーシュー１６に着脱されるシュー着脱部材３２が基板３１の一面（下面）３１ａに突出して設けられ且つレーザー距離計２０を載置する載置部３０ｂ１が一面（下面）３１ａとは反対側の他面（上面）３１ｂに形成された取り付け器具３０と、を備えたレーザー距離計付き撮影装置１を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー距離計を簡単な構造の取り付け器具によりアクセサリーシューを有する撮影機材に一体的に取り付けることで、撮影機材で撮影した被写体の状態を非接触で測定できるレーザー距離計付き撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、デジタルカメラで撮影した被写体像のデジタル画像データと、レーザー距離計によりデジタルカメラから被写体までの距離を測定した測定距離値とを周知のパソコン（パーソナルコンピュータ）に入力して、デジタルカメラで撮影した被写体の状態を非接触で測定できる非接触型画像測定装置は各種の分野で適用されている。
【０００３】
この種の非接触型画像測定装置を適用した一例として、クレーン等の重機が送電線に接近したことを検知するレーザー光利用接近検知システムがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、非接触型画像測定装置を適用した他例として、足場を必要とせず、被測定物と離れた位置からの遠隔計測により被測定物の損傷や劣化の状態を定量的に求める遠隔計測方法及び装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２０１０３０号公報
【特許文献２】特開２００１−２８０９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した特許文献１に開示されたレーザー光利用接近検知システムでは、ここでの図示を省略するものの、クレーン等のブーム（重機）に支持された中心軸を中心にして水平方向に回転する設置盤上に、送電線の相対的な動きに追従するＣＣＤカメラと、このＣＣＤカメラに連動して照射方向を変更するレーザー距離計とが送電線に向かって並設されている。そして、ＣＣＤカメラで撮影した被写体像のデジタル画像データ及びレーザー距離計で測定した測定距離値をパソコンに入力して、クレーン等の重機が送電線に接近したことを検知する旨が記載されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されたレーザー光利用接近検知システムでは、設置盤を回転させるための回転駆動機構が必要となりレーザー光利用接近検知システムが高価になると共に、設置盤にレーザー距離計とＣＣＤカメラとを設置盤上に並設するものであるから装置が大型になって携帯性に難が生じている。
【０００８】
更に、ＣＣＤカメラとレーザー距離計とを設置盤に並設するものであるから、両方が振動による影響を受けやすい。このため被写体像のデジタル画像データをパソコンで解析したときに正確な測定結果が得られないという問題も生じてしまう。
【０００９】
また、上記した特許文献２に開示された遠隔計測方法及び装置では、デジタルカメラ上にレーザー距離計が一体となっている。しかしながら、それぞれを個別に使用したり、既存のレーザー距離計とデジタルカメラとを組み合わせて使用したい場合もある。ところが、特許文献２は、レーザー距離計とデジタルカメラとを一体化したものである。
【００１０】
また、画像の振動が少ない方が解析が容易であるが、特許文献１，２とも周囲から与えられる振動判断については、何等考慮されてはいない。
【００１１】
そこで、上記した各課題を解決するために、レーザー距離計をアクセサリーシューを有する撮影機材に容易に一体的に取り付けることが可能で携帯性に優れ、且つ測定周囲の振動などの影響を画像上で判断できるレーザー距離計付き撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、請求項１に記載の発明は、被写体を撮影レンズにより撮影した被写体像を結像して該被写体像のデジタル画像データを出力する撮像素子を内蔵した撮影機材と、
前記撮影機材から前記被写体までの距離を測定するレーザー距離計と、
前記撮影機材のアクセサリーシューに着脱されるシュー着脱部材が基板の一面に突出して設けられ且つ前記レーザー距離計を載置する載置部が前記一面とは反対側の他面に形成された取り付け器具と、
を備えたことを特徴とするレーザー距離計付き撮影装置である。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、上記した請求項１に記載のレーザー距離計付き撮影装置において、
前記取り付け器具は、前記撮影機材の光軸と前記レーザー距離計の光軸とが平行になるように前記基板の一面に前記撮影機材の機材本体に当接するパッドを取り付けたことを特徴とするレーザー距離計付き撮影装置である。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、上記した請求項１又は請求項２に記載のレーザー距離計付き撮影装置において、
前記撮影機材は、機材本体の後面に液晶モニターを備え、且つ、前記液晶モニター内に測定環境状態下における許容誤差範囲を表す目盛りを印刷した透明な専用スケールを貼り付けたことを特徴とするレーザー距離計付き撮影装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る請求項１に記載のレーザー距離計付き撮影装置によれば、どのようなレーザー距離計であっても、また機材本体にアクセサリーシューを有していればどのような撮影機材であっても取り付け器具により容易に一体的に取り付けることができる。さらに、レーザー距離計及び取り付け器具を撮影機材から取り外しが可能であるから携帯性の良いレーザー距離計付き撮影装置を提供できる。
【００１６】
また、請求項２に記載のレーザー距離計付き撮影装置によると、取り付け器具は、撮影機材の光軸とレーザー距離計の光軸とが平行になるように基板の一面に撮影機材の機材本体に当接するパッドを取り付けているので、光軸の位置のずれ以上のずれは発生しないので、被写体の状態を正確に測定することができる。
【００１７】
更に、請求項３に記載のレーザー距離計付き撮影装置によると、撮影機材は、機材本体の後面に液晶モニターを備え、且つ、液晶モニター内に測定環境状態下における許容誤差範囲を表す目盛りを印刷した透明な専用スケールを貼り付けているので、この透明な専用スケールにより撮影機材自身が受ける振動などの影響や、撮影機材と測定対象物との間にある大気などの影響による測定環境状態を測定前に確認することで、レーザー距離計付き撮影装置による画像測定方法が適用可能であると簡便且つ即座に判断できるので、この結果を踏まえた上でレーザー距離計付き撮影装置を用いて撮影した被写体の状態を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ），（ｂ）は本発明に係るレーザー距離計付き撮影装置の全体構成を示した上面図，側面図である。
【図２】図１に示した取り付け器具を拡大して示した斜視図である。
【図３】図１及び図２に示したデジタルカメラのアクセサリーシューと、取り付け器具のシュー着脱部材とを拡大して示した斜視図である。
【図４】デジタルカメラの光軸と、レーザー距離計の光軸との関係を模式的に示した図である。
【図５】本発明に係るレーザー距離計付き撮影装置を三脚に取り付けて被写体の状態を測定する状態を模式的に示した斜視図である。
【図６】（ａ）はデジタルカメラの焦点距離を示した図であり、（ｂ）はデジタルカメラの振動による像ずれを示した図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）はデジタルカメラのカメラ本体の後面に設けた液晶モニター内に測定環境状態の許容誤差範囲を表す目盛りを印刷した透明な専用スケールを貼り付けた状態を示した図である。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は図７に示した透明な専用スケールの目盛り幅の具体例をそれぞれ示した図である。
【図９】（ａ）は図７及び図８に示した透明な専用スケールの目盛り幅が５種類の場合を示した図であり、（ｂ）は図７及び図８に示した透明な専用スケールの目盛り幅が１種類の場合を示した図である。
【図１０】（ａ），（ｂ）は透明な専用スケールを使用したときの状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明に係るレーザー距離計付き撮影装置の一実施例について図１〜図１０を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１に示した如く、本発明に係るレーザー距離計付き撮影装置１は、被写体Ｈを撮影レンズ１２により撮影した被写体像を結像して被写体像のデジタル画像データを出力する撮像素子１３を内蔵した撮影機材（以下、デジタルカメラと記す）１０と、デジタルカメラ１０から被写体Ｈまでの距離を測定するレーザー距離計２０と、デジタルカメラ１０のアクセサリーシュー１６に着脱されるシュー着脱部材３２が基板３１の一面（下面）３１ａに突出して設けられ且つレーザー距離計２０を載置する距離計載置部３１ｂ１が基板３１の一面（下面）３１ａとは反対側の他面（上面）３１ｂに形成された取り付け器具３０と、を備えて構成されている。
【００２１】
従って、レーザー距離計２０を簡単な構造の取り付け器具３０によりアクセサリーシュー１６を有するデジタルカメラ１０に一体的に取り付けることができるので、携帯性の良いレーザー距離計付き撮影装置１を提供することができ、このレーザー距離計付き撮影装置１を用いて後述するように被写体Ｈの状態を非接触で正確に測定することが可能になる。
【００２２】
ここで、上記したレーザー距離計付き撮影装置１の各構成部材１０，２０，３０について順を追って具体的に説明する。
【００２３】
まず、前記したデジタルカメラ（撮影機材）１０は、カメラ本体（機材本体）１１の上部にアクセサリーシュー１６を備え、且つ、撮影した被写体Ｈのデジタル画像データをデータ解析用のパソコンＰＣ（図５）に提供できるものであれば、図１に示した構造形態のデジタルカメラに限らず、一眼レフタイプのデジタルカメラや、デジタルビデオカメラなど市販されている適宜な機種が適用可能である。
【００２４】
このデジタルカメラ１０は、カメラ本体１１内の前方部位に撮影レンズ１２が内蔵されており、この撮影レンズ１２は複数のレンズ群と不図示のズーム機構及びフォーカス機構によりズーム調整及びフォーカス調整可能になっている。
【００２５】
また、カメラ本体１１内の後方部位にＣＣＤを用いた撮像素子（画像センサ）１３が撮影レンズ１２と光軸Ｋ１を一致させて内蔵されている。そして、撮影レンズ１２で撮影した被写体像を撮像素子１３に結像して、この撮像素子１３で光電変換した被写体像のデジタル画像データをカメラ本体１１の後面側に設けた液晶モニター１４に表示すると共に、カメラ本体１１に対して着脱自在なメモリＭに格納するようになっている。
【００２６】
また、カメラ本体１１の上方部位にビューファインダー１５が撮影者に向かって設けられていると共に、ビューファインダー１５の上部外側にアクセサリーシュー１６が上方に突出して設けられている。
【００２７】
この際、アクセサリーシュー１６は、通常、ストロボ装置や照明器具などを取り付けるためにカメラ本体１１に一体的に設けられているが、この実施例では、取り付け金具３０の基板３１の一面３１ａに突出して設けたシュー着脱部材３２がアクセサリーシュー１６に対して着脱可能になっている。
【００２８】
次に、前記したレーザー距離計２０は、距離計本体２１内に、所定の周波数に変調されたパルス状のレーザービームＬをデジタルカメラ１０の光軸Ｋ１と平行な光軸Ｋ２に沿いながら被写体Ｈに向けて射出するレーザー光源部２２と、このレーザー光源部２２からのレーザービームＬが被写体Ｈで反射された反射光を受光する受光部２３と、レーザー光源部２２からのレーザービームＬと受光部２３で受光した反射光との時間差を計測してこの時間差に基いてデジタルカメラ１０から被写体Ｈまでの測定距離値Ｄ（図５）を算出し、算出した測定距離値Ｄを液晶表示パネル２６に表示すると共に、測定距離値Ｄをブルートゥース機能により無線でパソコンＰＣ（図５）側に出力する測定距離値出力部２４と、三脚取付け用ネジ孔２５とを備えている。
【００２９】
この際、実施例では、レーザー距離計２０として、例えば、市販されているライカディストＤ８（登録商標）を適用しており、このライカディストＤ８（登録商標）によると、測定精度が±１．０ｍｍであり、且つ、測定範囲が０．０５〜２００ｍであるが、被測定物に対して反射板を用いない場合には測定範囲が最大１００ｍとなる。そして、レーザー距離計２０で測定した測定距離値Ｄ（図５）を無線でパソコンＰＣ（図５）に送信可能に構成されている。
【００３０】
次に、図２に拡大して示した如く、前記した取り付け器具３０は、この実施例の要部の一部となるものであり、軽量なアルミ材などを用いて基板３１が略平板状に形成されている。そして、この基板３１の一面３１ａの長手方向の中間部位にデジタルカメラ１０のアクセサリーシュー１６に着脱自在に嵌合するシュー着脱部材３２が一体的に固着されていると共に、基板３１の一面３１ａとは反対側の他面３１ｂが平坦に形成され、この他面３１ｂがレーザー距離計２０を載置するための距離計載置部３１ｂ１となっている。
【００３１】
上記したシュー着脱部材３２は、正方形状の台座部３２ａと、この台座部３２ａに連接して積層されたシュー嵌合部３２ｂとが軽量なアルミ材などを用いて耐摩耗性処理を施した状態で一体的に形成されている。
【００３２】
この際、シュー着脱部材３２の台座部３２ａは４隅をネジ３３により基板３１の一面３１ａに固定されていると共に、シュー嵌合部３２ｂは台座部３２ａよりも外形が小型でアクセサリーシュー１６に着脱自在に嵌合できるサイズに形成されており、シュー嵌合部３２ｂのうちで被写体Ｈ側とは反対側の後端部位を先頭にして、矢印で示したように、アクセサリーシュー１６のうちで被写体Ｈ側から着脱するようになっている。
【００３３】
また、シュー着脱部材３２は、図３に拡大して示した如く、台座部３２ａの中央部位からシュー嵌合部３２ｂ側に向かって略長方形状の有底孔３２ａ１が形成されており、且つ、有底孔３２ａ１の長手方向が被写体Ｈ側を向いていると共に、有底孔３２ａ１内に略コ状で左右を半円弧状に突出させた板バネ３４が嵌め込まれている。
【００３４】
一方、図３に拡大して示した如く、アクセサリーシュー１６は、板金材を用いてクロムメッキが施されており、底板１６ａの図示左右から上方に向かって左右一対のコ字状片１６ｂ，１６ｃが互いに間隔を隔てて対向して略コ字状に曲げ加工されることで、左右一対のコ字状片１６ｂ，１６ｃ間にシュー着脱部材３２のシュー嵌合部３２ｂが着脱可能になっていると共に、底板１６ａのうちで被写体Ｈとは反対側の後端部位にストッパ片１６ｄが僅かな高さで突出形成されていることで、このストッパ片１６ｄでシュー着脱部材３２の後端部位に対して挿入方向の先端位置が規制されている。
【００３５】
ここで、アクセサリーシュー１６のうちで互いに間隔を隔てて対向した左右一対のコ字状片１６ｂ，１６ｃ間にシュー着脱部材３２のシュー嵌合部３２ｂを嵌め込んだときに、板バネ３４の基部３４ａの左右に半円弧状に突出させた左右一対の押圧片３４ｂ，３４ｃでアクセサリーシュー１６の左右一対のコ字状片１６ｂ，１６ｃの内側面をシュー着脱部材３２の着脱方向と直交する方向に押圧することで、シュー着脱部材３２をアクセサリーシュー１６内に装着したときにしっかりと挟持できる。
【００３６】
図１及び図２に戻り、取り付け器具３０は、この基板３１の一面３１ａで被写体Ｈ側の前方部位に弾性変位可能なパッド３５が接着剤などを用いて固着され、このパッド３５はシュー着脱部材３２の高さよりも高く形成されている。そして、パッド３５がデジタルカメラ１０のカメラ本体１１の上部に設けたビューファインダー１５の上部外側に当接することで、取り付け器具３０の基板３１がデジタルカメラ１０の光軸Ｋ１と平行な状態を保って安定に支持されると共にデジタルカメラ１０が傷つかないようにしている。また、不図示のレーザー発射ボタンがレーザー距離計２０の上面にある場合にレーザー発射ボタンを押してもバッド３５の反発力によってレーザービームＬの平行光を維持できる。
【００３７】
これにより、図４に示したように、デジタルカメラ１０の光軸Ｋ１と、レーザー距離計２０の光軸Ｋ２とが平行となり、光軸の位置のずれ以上のずれは発生しないので、被写体Ｈの状態を正確に測定することができる。
【００３８】
この際、デジタルカメラ１０の光軸Ｋ１に対してレーザー距離計２０の光軸Ｋ２を点線で示した方向にずれを与えると、近い対象物（被写体）を測定する場合は何等の支障がないものの、遠方を測定した場合に大きなずれが発生する危険性がある。
【００３９】
再び、図１及び図２に戻り、取り付け器具３０は、この基板３１の一面３１ａで被写体Ｈ側とは反対側の後方近傍に丸孔３１ａ１（図２のみ図示）が貫通して穿設されており、且つ、基板３１の一面３１ａ側からサムスクリュー３６のネジ部３６ａ（図２のみ図示）が丸孔３１ａ１を通ってレーザー距離計２０の距離計本体２１に設けた三脚取付け用ネジ孔２５（図１のみ図示）に螺合することで、このサムスクリュー３６によりレーザー距離計２０が取り付け器具３０の基板３１の他面３１ｂに形成した距離計載置部３１ｂ１上に固定されている。
【００４０】
この際、サムスクリュー３６の把持部３６ｂの直径は、基板３１の横幅の寸法よりも大径に形成されているので、ユーザーは基板３１よりも外側に突出した把持部３６ｂの部分を把持しやすくなっていると共に、把持部３６ｂはシュー着脱部材３２の高さよりも低く形成されているので、サムスクリュー３６をつけたままで基板３１の一面３０ａに設けたシュー着脱部材３２がデジタルカメラ１０のアクセサリーシュー１６に着脱可能になっている。
【００４１】
従って、レーザー距離計２０が三脚取付け用ネジ孔２５を有していれば、レーザー距離計２０を取付け器具３０を介してアクセサリーシュー１６を有するデジタルカメラ１０に容易に取付けができると共に、携帯時にはレーザー距離計２０及び取付け器具３０をデジタルカメラ１０から取り外しが可能である。
【００４２】
尚、図１及び図２において、取り付け器具３０の基板３１の外形は、長方形状に簡略して図示しているが、基板３１の距離計載置部３１ｂ１に載置されるレーザー距離計２０がサムスクリュー３６による締結時に回転しないように基板３１の後端部にＬ字状の回り止め部（図示せず）を形成してレーザー距離計２０の後端部を位置規制すれば良い。
【００４３】
そして、図５に示したように、上記のように構成した携帯可能なレーザー距離計付き撮影装置１を周知の三脚Ｔに取り付けて、デジタルカメラ１０とレーザー距離計２０とを被写体Ｈに向け、更に、三脚Ｔの足元に携帯用のパソコンＰＣを設置した際に、デジタルカメラ１０で撮影した被写体像のデジタル画像データを着脱自在なメモリＭに記憶させ、このメモリＭをデジタルカメラ１０から取り出してパソコンＰＣに装着すると共に、レーザー距離計２０で測定したデジタルカメラ１０から被写体Ｈまでの測定距離値Ｄを無線によりパソコンＰＣに入力し、この後、パソコンＰＣ内でデジタル画像データと測定距離値Ｄとに基づいて被写体Ｈの状態を測定している。
【００４４】
この実施例では、レーザー距離計付き撮影装置１を用いて被写体Ｈの状態を測定する場合の一例として、被写体Ｈとなる橋梁上を鉄道車両や自動車などが移動したときに発生する橋梁の撓み量を周知の最小二乗マッチングなどを用いて測定しているが、これに限ることなく、被写体Ｈの損傷や劣化の状態を定量的に求めることも可能であるが、被写体Ｈの状態を測定する測定方法についての詳述を省略する。
【００４５】
この際、実施例では、被写体Ｈとなる橋梁に反射板が設けられていないので、レーザー距離計２０から射出されたレーザービームＬは被写体Ｈとなる橋梁でそのまま反射されて、反射光がレーザー距離計２０に戻る形態となっている。
【００４６】
ところで、鉄道車両や自動車などの移動により動的に変動する測定対象物（例えば、橋梁）の変位量（例えば、撓み量）をレーザー距離計付き撮影装置１により測定するためには、デジタルカメラ自身が受ける振動などの影響や、デジタルカメラ１０と測定対象物（例えば、橋梁）との間にある大気などの影響による測定環境状態を配慮する必要がある。
【００４７】
即ち、図６（ａ）に示した如く、デジタルカメラ１０のカメラ本体１１に内蔵した撮影レンズ１２と撮像素子１３とによる焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、図６（ｂ）に示した如く、デジタルカメラ１０に振動が加わると、この振動により撮像素子１３に結像した被写体像のずれが発生する。
【００４８】
このために、レーザー距離計付き撮影装置１による画像測定方法が適用可能かどうかの判定を現地で行う仕組みとして、測定前に静止した測定対象物（例えば、橋梁）をモニタリングすることで測定環境状態下における測定誤差を推定し、デジタルカメラ自身が受ける振動などの影響や大気などの影響による測定環境状態下における推定測定誤差が許容範囲内であることを確かめる必要がある。
【００４９】
そこで、図７（ａ）〜（ｃ）に示した如く、デジタルカメラ自身が受ける振動などの影響や大気などの影響による推定測定誤差が許容範囲内であることを測定前に確認するために、デジタルカメラ１０のカメラ本体１１の後面に設けた液晶モニター１４内に測定環境状態下における許容誤差範囲を表す目盛りを透明フイルム上に印刷した透明な専用スケール１７を貼り付けることにより、この透明な専用スケール１７を用いて測定しようとする測定環境が許容誤差範囲内となる状況であるか否かを簡便且つ即座に判断でき、且つ、定量的に誤差の量を推定できるように対策が施されている。
【００５０】
ここで、デジタルカメラ自身が受ける振動などの影響や、大気などの影響による許容される許容誤差範囲は、撮影機材（デジタルカメラ）ごとに定められたパラメータＫによって規定されるので、このパラメータＫが適用される場合の許容誤差範囲を表す目盛りを専用スケール１７に表示している。
【００５１】
具体的に説明すると、測定推定誤差の標準偏差（３σ）は、下記の式１で表される。
【００５２】
［数１］
測定推定誤差の標準偏差（３σ）＝Ｄ×０．０１８×Ｋ＋（Ｄ／ｆ）×Ｓ×Ｐ…式１
但し、
Ｄ：レーザー距離計２０で測定したデジタルカメラ１０から被写体Ｈまでの測定距離値（ｍ）、
ｆ：デジタルカメラ１０の焦点距離（ｍｍ）、
Ｓ：撮像素子（画像センサ）１３の素子サイズ（μｍ／画素）、
Ｐ：ピクスル係数（通常0.1、コンパクトカメラの動画撮影モードの場合は0.2）、
Ｋ：撮影機材安全係数（1.0：大型三脚、1.5：中型三脚、2.0：小型三脚、……）。
【００５３】
上記した式１中で、測定距離値Ｄに起因する環境要因となる誤差を表すのが第１項のＤ×０．０１８×Ｋであり、一方、第２項の（Ｄ／ｆ）×Ｓ×Ｐは測定距離値Ｄ及び焦点距離ｆに起因する空間分解能を表しており、第２項よりも第１項の影響が卓越して大きいので、透明な専用スケール１７は第１項の影響を判断するために用いられている。
【００５４】
さて、デジタルカメラ１０の撮像素子１３の画素数ｄ分の揺れが及ぼす測定対象物上での誤差の大きさδは、下記の式２で与えられる。
【００５５】
［数２］
δ＝（Ｄ／ｆ）×Ｓ×ｄ…式２
よって、Ｄ×０．０１８×Ｋの誤差に相当する画素数ｄは下記の式３及び式４から算出できる。
【００５６】
［数３］
Ｄ×０．０１８×Ｋ＝（Ｄ／ｆ）×Ｓ×ｄ…式３
［数４］
ｄ＝０．０１８×Ｋ×ｆ／Ｓ…式４。
【００５７】
この際、撮影機材安全率係数Ｋ及び素子サイズＳはデジタルカメラごとに固定した値であり、撮影レンズ１２の焦点距離ｆを最大にすることにしておけば、焦点距離ｆの概算値も決定される。つまり撮影時の設定を決めておけば、測定誤差に相当する画素数ｄは測定距離値（撮影距離）Ｄに関わらず一定の値となる。
【００５８】
ところで、撮像素子１３の解像度と液晶モニター１４の解像度は一致しない。実際、液晶モニター１４の素子数は撮像素子１３の素子数と比べずっと少ない。そのため、被写体Ｈの細部を表示するための拡大機能を有している。その方法は大きく分けて２種類あり、多くの一眼レフカメラで採用されているモニターの表示倍率を変える方法、多くのコンパクトカメラで採用されているデジタルズームを用いる方法である。
【００５９】
例えば、撮像素子１３の画像画素数がＷ×Ｈであり、一方、液晶モニター１４のドット数がｗ×ｈであったとすると、測定対象とする橋梁の撓み量が縦方向の変位なのでＨ／ｈ以上の倍率で表示できれば良い。最大表示倍率をｍとすると、ｍ×ｈ／Ｈが1画素あたりの表示ドット数である。さらに、液晶モニター１４の１ドットの縦方向の幅（ｍｍ）をｓとすると、下記の式５により許容誤差範囲に相当する液晶モニター１４上での変動幅δ（ｍｍ）を算出できる。
【００６０】
［数５］
δ＝０．０１８×Ｋ×（ｆ／Ｓ）×ｍ×（ｈ／Ｈ）×ｓ…式５。
【００６１】
許容される振動幅は±３σであることから、実際の専用スケール１７の目盛り幅は下記の式６により２δで作成しておけば良い。
【００６２】
［数６］
目盛り幅：２δ＝２×０．０１８×Ｋ×（ｆ／Ｓ）×ｍ×（ｈ／Ｈ）×ｓ…式６。
【００６３】
但し、
Ｋ：撮影機材安全係数（1.0〜3.0）、ｆ：デジタルカメラ１０の焦点距離（ｍｍ）、
Ｓ：撮像素子（画像センサ）１３の素子サイズ（μｍ／画素）、ｍ：最大表示倍率、
ｈ：液晶モニター１４の縦ドット数、Ｈ：撮像素子１３の画像縦画素数、
ｓ：液晶モニター１４のドットサイズ（ｍｍ／ドット）。
【００６４】
ここで、液晶モニター１４に貼り付けた透明な専用スケール１７の目盛り幅２δを、上記した式６を用いて算出したいくつかの具体例について、図８（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。
【００６５】
まず、デジタルカメラ１０として、EXILIM EX-FC100（薄型コンパクトカメラ：簡易測定用）を適用した場合には、Ｋ＝３，ｆ＝３２．１ｍｍ，Ｓ＝１．８μｍ，ｍ＝１６，ｈ＝２４０，Ｈ＝２５９２，ｓ＝０．１７ｍｍであるので、２δ＝０．４８５ｍｍとなり、よって、専用スケール１７の目盛り幅を図８（ａ）に示したように０．５ｍｍで対応させている。
【００６６】
また、デジタルカメラ１０として、EOS 50D（一眼レフカメラ：ハイグレード）に３００ｍｍ望遠レンズを適用した場合には、Ｋ＝１，ｆ＝３００ｍｍ，Ｓ＝４．７μｍ，ｍ＝１０，ｈ＝４８０，Ｈ＝３１６８，ｓ＝０．０８７５ｍｍであるので、２δ＝０．６０１ｍｍとなり、よって、専用スケール１７の目盛り幅を図８（ｂ）に示したように０．６ｍｍで対応させている。
【００６７】
また、デジタルカメラ１０として、EXILIM EX-F1（高機能型コンパクトカメラ：スタンダード)を適用した場合には、Ｋ＝２，ｆ＝８７．６ｍｍ，Ｓ＝２．６μｍ，ｍ＝１５，ｈ＝２４０，Ｈ＝２１１２，ｓ＝０．１５８ｍｍであるので、２δ＝０．６７ｍｍとなり、よって、専用スケール１７の目盛り幅を図８（ｃ）に示したように０．７ｍｍで対応させている。
【００６８】
以下、デジタルカメラ１０の機種が異なれば、専用スケール１７の目盛り幅は、図８（ｄ）に示したように０．８ｍｍとか、図８（ｅ）に示したように０．９ｍｍになる。
【００６９】
この際、図８（ａ）〜（ｅ）に示した透明な専用スケール１７の目盛りは、液晶モニター１４の縦方向（垂直方向）に沿ってそれぞれ同じ幅で複数本印刷されており、これら複数本の目盛り幅内に測定対象物が写り込むことができるようになっている。
【００７０】
上記のようにして専用スケール１７の目盛り幅を算出した場合に、図９（ａ）に示した如く、０．５ｍｍ，０．６ｍｍ，０．７ｍｍ，０．８ｍｍ，０．９ｍｍからなる５種類の目盛り幅を透明な専用スケール１７内の横方向に沿って並列させて、各種のカメラ機種に対して共通に印刷された透明な専用スケール１７を液晶モニター１４内に貼り付けたときに、撮影者は使用した機種と対応する目盛り幅を用いて測定環境状態下における推定測定誤差が許容誤差範囲内に入っているか否かを判断したり、あるいは、撮影者が測定環境状態を感覚的に捉えた結果に基づいて他の目盛り幅を用いることも可能である。
【００７１】
一方、図９（ｂ）に示した如く、目盛り幅が例えば０．５ｍｍだけ１種類印刷された透明な専用スケール１７を液晶モニター１４内に貼り付けたときには、１機種のデジタルカメラ１０に対応させて使用することができる。
【００７２】
そして、液晶モニター１４内に貼り付けた透明な専用スケール１７を使用する場合に、図１０（ａ）に示した如く、デジタルカメラ１０内で光学ズームとデジタルズーム（電子ズーム）とを合わせて最大表示倍率ｍにする。
【００７３】
更に、図１０（ｂ）に示した如く、液晶モニター１４の窓枠Ｗ内に撮影者が指定した目盛り幅の専用スケール１７が入り、且つ、この窓枠Ｗ内に測定対象物が写り込むようにデジタルカメラ１０の撮影向きを設定したときに、デジタルカメラ自身が受ける振動などの影響や大気などの影響による測定環境状態が指定した目盛り幅（図１０中では０．６ｍｍ）内にあれば、レーザー距離計付き撮影装置１による画像測定方法が適用可能であると簡便且つ即座に判断できるので、この結果を踏まえた上でレーザー距離計付き撮影装置１を用いて撮影した被写体の状態を正確に測定することができる。
【００７４】
なお、上記実施の形態では、レーザービームＬとデジタルカメラ１０とは平行として説明したが、多少の角度を有していてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１…レーザー距離計付き撮影装置、
１０…撮影機材（デジタルカメラ）、
１１…機材本体（カメラ本体）、１２…撮影レンズ、１３…撮像素子（画像センサ）、
１４…液晶モニター、１５…ビューファインダー、
１６…アクセサリーシュー、
１６ａ…底板、１６ｂ，１６ｃ…左右一対のコ字状片、１６ｄ…ストッパ片、
１７…透明な専用スケール、
２０…レーザー距離計、
２１…距離計本体、２２…レーザー光源部、２３…受光部、２４…測定距離値出力部、
２５…三脚取付け用ネジ孔、２６…液晶表示パネル、
３０…取り付け器具、
３１…基板、３１ａ…一面（下面）、３１ａ１…丸孔、
３１ｂ…他面（上面）、３１ｂ１…距離計載置部、
３２…シュー着脱部材、
３２ａ…台座部、３２ａ１…有底孔、３２ｂ…シュー嵌合部、
３３…ネジ、３４…板バネ、３４ａ…基部、３４ｂ，３４ｃ…左右一対の押圧片、
３５…パッド、３６…サムスクリュー、３６ａ…ネジ部、３６ｂ…把持部、
Ｄ…測定距離値、Ｈ…被写体、
Ｋ１…デジタルカメラの光軸、Ｋ２…レーザー距離計の光軸、
Ｌ…レーザービーム、Ｍ…メモリ、ＰＣ…パソコン、Ｔ…三脚。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー距離計を簡単な構造の取り付け器具によりアクセサリーシューを有する撮影機材に一体的に取り付けることで、撮影機材で撮影した被写体の状態を非接触で測定できるレーザー距離計付き撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、デジタルカメラで撮影した被写体像のデジタル画像データと、レーザー距離計によりデジタルカメラから被写体までの距離を測定した測定距離値とを周知のパソコン（パーソナルコンピュータ）に入力して、デジタルカメラで撮影した被写体の状態を非接触で測定できる非接触型画像測定装置は各種の分野で適用されている。
【０００３】
この種の非接触型画像測定装置を適用した一例として、クレーン等の重機が送電線に接近したことを検知するレーザー光利用接近検知システムがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、非接触型画像測定装置を適用した他例として、足場を必要とせず、被測定物と離れた位置からの遠隔計測により被測定物の損傷や劣化の状態を定量的に求める遠隔計測方法及び装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２０１０３０号公報
【特許文献２】特開２００１−２８０９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した特許文献１に開示されたレーザー光利用接近検知システムでは、ここでの図示を省略するものの、クレーン等のブーム（重機）に支持された中心軸を中心にして水平方向に回転する設置盤上に、送電線の相対的な動きに追従するＣＣＤカメラと、このＣＣＤカメラに連動して照射方向を変更するレーザー距離計とが送電線に向かって並設されている。そして、ＣＣＤカメラで撮影した被写体像のデジタル画像データ及びレーザー距離計で測定した測定距離値をパソコンに入力して、クレーン等の重機が送電線に接近したことを検知する旨が記載されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されたレーザー光利用接近検知システムでは、設置盤を回転させるための回転駆動機構が必要となりレーザー光利用接近検知システムが高価になると共に、設置盤にレーザー距離計とＣＣＤカメラとを設置盤上に並設するものであるから装置が大型になって携帯性に難が生じている。
【０００８】
更に、ＣＣＤカメラとレーザー距離計とを設置盤に並設するものであるから、両方が振動による影響を受けやすい。このため被写体像のデジタル画像データをパソコンで解析したときに正確な測定結果が得られないという問題も生じてしまう。
【０００９】
また、上記した特許文献２に開示された遠隔計測方法及び装置では、デジタルカメラ上にレーザー距離計が一体となっている。しかしながら、それぞれを個別に使用したり、既存のレーザー距離計とデジタルカメラとを組み合わせて使用したい場合もある。ところが、特許文献２は、レーザー距離計とデジタルカメラとを一体化したものである。
【００１０】
また、画像の振動が少ない方が解析が容易であるが、特許文献１，２とも周囲から与えられる振動判断については、何等考慮されてはいない。
【００１１】
そこで、上記した各課題を解決するために、レーザー距離計をアクセサリーシューを有する撮影機材に容易に一体的に取り付けることが可能で携帯性に優れ、且つ測定周囲の振動などの影響を画像上で判断できるレーザー距離計付き撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、請求項１に記載の発明は、被写体を撮影レンズにより撮影した被写体像を結像して該被写体像のデジタル画像データを出力する撮像素子を内蔵した撮影機材と、
前記撮影機材から前記被写体までの距離を測定するレーザー距離計と、
前記撮影機材のアクセサリーシューに着脱されるシュー着脱部材が基板の一面に突出して設けられ且つ前記レーザー距離計を載置する載置部が前記一面とは反対側の他面に形成された取り付け器具と、
を備えたことを特徴とするレーザー距離計付き撮影装置である。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、上記した請求項１に記載のレーザー距離計付き撮影装置において、
前記取り付け器具は、前記撮影機材の光軸と前記レーザー距離計の光軸とが平行になるように前記基板の一面に前記撮影機材の機材本体に当接するパッドを取り付けたことを特徴とするレーザー距離計付き撮影装置である。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、上記した請求項１又は請求項２に記載のレーザー距離計付き撮影装置において、
前記撮影機材は、機材本体の後面に液晶モニターを備え、且つ、前記液晶モニター内に測定環境状態下における許容誤差範囲を表す目盛りを印刷した透明な専用スケールを貼り付けたことを特徴とするレーザー距離計付き撮影装置である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る請求項１に記載のレーザー距離計付き撮影装置によれば、どのようなレーザー距離計であっても、また機材本体にアクセサリーシューを有していればどのような撮影機材であっても取り付け器具により容易に一体的に取り付けることができる。さらに、レーザー距離計及び取り付け器具を撮影機材から取り外しが可能であるから携帯性の良いレーザー距離計付き撮影装置を提供できる。
【００１６】
また、請求項２に記載のレーザー距離計付き撮影装置によると、取り付け器具は、撮影機材の光軸とレーザー距離計の光軸とが平行になるように基板の一面に撮影機材の機材本体に当接するパッドを取り付けているので、光軸の位置のずれ以上のずれは発生しないので、被写体の状態を正確に測定することができる。
【００１７】
更に、請求項３に記載のレーザー距離計付き撮影装置によると、撮影機材は、機材本体の後面に液晶モニターを備え、且つ、液晶モニター内に測定環境状態下における許容誤差範囲を表す目盛りを印刷した透明な専用スケールを貼り付けているので、この透明な専用スケールにより撮影機材自身が受ける振動などの影響や、撮影機材と測定対象物との間にある大気などの影響による測定環境状態を測定前に確認することで、レーザー距離計付き撮影装置による画像測定方法が適用可能であると簡便且つ即座に判断できるので、この結果を踏まえた上でレーザー距離計付き撮影装置を用いて撮影した被写体の状態を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ），（ｂ）は本発明に係るレーザー距離計付き撮影装置の全体構成を示した上面図，側面図である。
【図２】図１に示した取り付け器具を拡大して示した斜視図である。
【図３】図１及び図２に示したデジタルカメラのアクセサリーシューと、取り付け器具のシュー着脱部材とを拡大して示した斜視図である。
【図４】デジタルカメラの光軸と、レーザー距離計の光軸との関係を模式的に示した図である。
【図５】本発明に係るレーザー距離計付き撮影装置を三脚に取り付けて被写体の状態を測定する状態を模式的に示した斜視図である。
【図６】（ａ）はデジタルカメラの焦点距離を示した図であり、（ｂ）はデジタルカメラの振動による像ずれを示した図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）はデジタルカメラのカメラ本体の後面に設けた液晶モニター内に測定環境状態の許容誤差範囲を表す目盛りを印刷した透明な専用スケールを貼り付けた状態を示した図である。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は図７に示した透明な専用スケールの目盛り幅の具体例をそれぞれ示した図である。
【図９】（ａ）は図７及び図８に示した透明な専用スケールの目盛り幅が５種類の場合を示した図であり、（ｂ）は図７及び図８に示した透明な専用スケールの目盛り幅が１種類の場合を示した図である。
【図１０】（ａ），（ｂ）は透明な専用スケールを使用したときの状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明に係るレーザー距離計付き撮影装置の一実施例について図１〜図１０を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１に示した如く、本発明に係るレーザー距離計付き撮影装置１は、被写体Ｈを撮影レンズ１２により撮影した被写体像を結像して被写体像のデジタル画像データを出力する撮像素子１３を内蔵した撮影機材（以下、デジタルカメラと記す）１０と、デジタルカメラ１０から被写体Ｈまでの距離を測定するレーザー距離計２０と、デジタルカメラ１０のアクセサリーシュー１６に着脱されるシュー着脱部材３２が基板３１の一面（下面）３１ａに突出して設けられ且つレーザー距離計２０を載置する距離計載置部３１ｂ１が基板３１の一面（下面）３１ａとは反対側の他面（上面）３１ｂに形成された取り付け器具３０と、を備えて構成されている。
【００２１】
従って、レーザー距離計２０を簡単な構造の取り付け器具３０によりアクセサリーシュー１６を有するデジタルカメラ１０に一体的に取り付けることができるので、携帯性の良いレーザー距離計付き撮影装置１を提供することができ、このレーザー距離計付き撮影装置１を用いて後述するように被写体Ｈの状態を非接触で正確に測定することが可能になる。
【００２２】
ここで、上記したレーザー距離計付き撮影装置１の各構成部材１０，２０，３０について順を追って具体的に説明する。
【００２３】
まず、前記したデジタルカメラ（撮影機材）１０は、カメラ本体（機材本体）１１の上部にアクセサリーシュー１６を備え、且つ、撮影した被写体Ｈのデジタル画像データをデータ解析用のパソコンＰＣ（図５）に提供できるものであれば、図１に示した構造形態のデジタルカメラに限らず、一眼レフタイプのデジタルカメラや、デジタルビデオカメラなど市販されている適宜な機種が適用可能である。
【００２４】
このデジタルカメラ１０は、カメラ本体１１内の前方部位に撮影レンズ１２が内蔵されており、この撮影レンズ１２は複数のレンズ群と不図示のズーム機構及びフォーカス機構によりズーム調整及びフォーカス調整可能になっている。
【００２５】
また、カメラ本体１１内の後方部位にＣＣＤを用いた撮像素子（画像センサ）１３が撮影レンズ１２と光軸Ｋ１を一致させて内蔵されている。そして、撮影レンズ１２で撮影した被写体像を撮像素子１３に結像して、この撮像素子１３で光電変換した被写体像のデジタル画像データをカメラ本体１１の後面側に設けた液晶モニター１４に表示すると共に、カメラ本体１１に対して着脱自在なメモリＭに格納するようになっている。
【００２６】
また、カメラ本体１１の上方部位にビューファインダー１５が撮影者に向かって設けられていると共に、ビューファインダー１５の上部外側にアクセサリーシュー１６が上方に突出して設けられている。
【００２７】
この際、アクセサリーシュー１６は、通常、ストロボ装置や照明器具などを取り付けるためにカメラ本体１１に一体的に設けられているが、この実施例では、取り付け金具３０の基板３１の一面３１ａに突出して設けたシュー着脱部材３２がアクセサリーシュー１６に対して着脱可能になっている。
【００２８】
次に、前記したレーザー距離計２０は、距離計本体２１内に、所定の周波数に変調されたパルス状のレーザービームＬをデジタルカメラ１０の光軸Ｋ１と平行な光軸Ｋ２に沿いながら被写体Ｈに向けて射出するレーザー光源部２２と、このレーザー光源部２２からのレーザービームＬが被写体Ｈで反射された反射光を受光する受光部２３と、レーザー光源部２２からのレーザービームＬと受光部２３で受光した反射光との時間差を計測してこの時間差に基いてデジタルカメラ１０から被写体Ｈまでの測定距離値Ｄ（図５）を算出し、算出した測定距離値Ｄを液晶表示パネル２６に表示すると共に、測定距離値Ｄをブルートゥース機能により無線でパソコンＰＣ（図５）側に出力する測定距離値出力部２４と、三脚取付け用ネジ孔２５とを備えている。
【００２９】
この際、実施例では、レーザー距離計２０として、例えば、市販されているライカディストＤ８（登録商標）を適用しており、このライカディストＤ８（登録商標）によると、測定精度が±１．０ｍｍであり、且つ、測定範囲が０．０５〜２００ｍであるが、被測定物に対して反射板を用いない場合には測定範囲が最大１００ｍとなる。そして、レーザー距離計２０で測定した測定距離値Ｄ（図５）を無線でパソコンＰＣ（図５）に送信可能に構成されている。
【００３０】
次に、図２に拡大して示した如く、前記した取り付け器具３０は、この実施例の要部の一部となるものであり、軽量なアルミ材などを用いて基板３１が略平板状に形成されている。そして、この基板３１の一面３１ａの長手方向の中間部位にデジタルカメラ１０のアクセサリーシュー１６に着脱自在に嵌合するシュー着脱部材３２が一体的に固着されていると共に、基板３１の一面３１ａとは反対側の他面３１ｂが平坦に形成され、この他面３１ｂがレーザー距離計２０を載置するための距離計載置部３１ｂ１となっている。
【００３１】
上記したシュー着脱部材３２は、正方形状の台座部３２ａと、この台座部３２ａに連接して積層されたシュー嵌合部３２ｂとが軽量なアルミ材などを用いて耐摩耗性処理を施した状態で一体的に形成されている。
【００３２】
この際、シュー着脱部材３２の台座部３２ａは４隅をネジ３３により基板３１の一面３１ａに固定されていると共に、シュー嵌合部３２ｂは台座部３２ａよりも外形が小型でアクセサリーシュー１６に着脱自在に嵌合できるサイズに形成されており、シュー嵌合部３２ｂのうちで被写体Ｈ側とは反対側の後端部位を先頭にして、矢印で示したように、アクセサリーシュー１６のうちで被写体Ｈ側から着脱するようになっている。
【００３３】
また、シュー着脱部材３２は、図３に拡大して示した如く、台座部３２ａの中央部位からシュー嵌合部３２ｂ側に向かって略長方形状の有底孔３２ａ１が形成されており、且つ、有底孔３２ａ１の長手方向が被写体Ｈ側を向いていると共に、有底孔３２ａ１内に略コ状で左右を半円弧状に突出させた板バネ３４が嵌め込まれている。
【００３４】
一方、図３に拡大して示した如く、アクセサリーシュー１６は、板金材を用いてクロムメッキが施されており、底板１６ａの図示左右から上方に向かって左右一対のコ字状片１６ｂ，１６ｃが互いに間隔を隔てて対向して略コ字状に曲げ加工されることで、左右一対のコ字状片１６ｂ，１６ｃ間にシュー着脱部材３２のシュー嵌合部３２ｂが着脱可能になっていると共に、底板１６ａのうちで被写体Ｈとは反対側の後端部位にストッパ片１６ｄが僅かな高さで突出形成されていることで、このストッパ片１６ｄでシュー着脱部材３２の後端部位に対して挿入方向の先端位置が規制されている。
【００３５】
ここで、アクセサリーシュー１６のうちで互いに間隔を隔てて対向した左右一対のコ字状片１６ｂ，１６ｃ間にシュー着脱部材３２のシュー嵌合部３２ｂを嵌め込んだときに、板バネ３４の基部３４ａの左右に半円弧状に突出させた左右一対の押圧片３４ｂ，３４ｃでアクセサリーシュー１６の左右一対のコ字状片１６ｂ，１６ｃの内側面をシュー着脱部材３２の着脱方向と直交する方向に押圧することで、シュー着脱部材３２をアクセサリーシュー１６内に装着したときにしっかりと挟持できる。
【００３６】
図１及び図２に戻り、取り付け器具３０は、この基板３１の一面３１ａで被写体Ｈ側の前方部位に弾性変位可能なパッド３５が接着剤などを用いて固着され、このパッド３５はシュー着脱部材３２の高さよりも高く形成されている。そして、パッド３５がデジタルカメラ１０のカメラ本体１１の上部に設けたビューファインダー１５の上部外側に当接することで、取り付け器具３０の基板３１がデジタルカメラ１０の光軸Ｋ１と平行な状態を保って安定に支持されると共にデジタルカメラ１０が傷つかないようにしている。また、不図示のレーザー発射ボタンがレーザー距離計２０の上面にある場合にレーザー発射ボタンを押してもバッド３５の反発力によってレーザービームＬの平行光を維持できる。
【００３７】
これにより、図４に示したように、デジタルカメラ１０の光軸Ｋ１と、レーザー距離計２０の光軸Ｋ２とが平行となり、光軸の位置のずれ以上のずれは発生しないので、被写体Ｈの状態を正確に測定することができる。
【００３８】
この際、デジタルカメラ１０の光軸Ｋ１に対してレーザー距離計２０の光軸Ｋ２を点線で示した方向にずれを与えると、近い対象物（被写体）を測定する場合は何等の支障がないものの、遠方を測定した場合に大きなずれが発生する危険性がある。
【００３９】
再び、図１及び図２に戻り、取り付け器具３０は、この基板３１の一面３１ａで被写体Ｈ側とは反対側の後方近傍に丸孔３１ａ１（図２のみ図示）が貫通して穿設されており、且つ、基板３１の一面３１ａ側からサムスクリュー３６のネジ部３６ａ（図２のみ図示）が丸孔３１ａ１を通ってレーザー距離計２０の距離計本体２１に設けた三脚取付け用ネジ孔２５（図１のみ図示）に螺合することで、このサムスクリュー３６によりレーザー距離計２０が取り付け器具３０の基板３１の他面３１ｂに形成した距離計載置部３１ｂ１上に固定されている。
【００４０】
この際、サムスクリュー３６の把持部３６ｂの直径は、基板３１の横幅の寸法よりも大径に形成されているので、ユーザーは基板３１よりも外側に突出した把持部３６ｂの部分を把持しやすくなっていると共に、把持部３６ｂはシュー着脱部材３２の高さよりも低く形成されているので、サムスクリュー３６をつけたままで基板３１の一面３０ａに設けたシュー着脱部材３２がデジタルカメラ１０のアクセサリーシュー１６に着脱可能になっている。
【００４１】
従って、レーザー距離計２０が三脚取付け用ネジ孔２５を有していれば、レーザー距離計２０を取付け器具３０を介してアクセサリーシュー１６を有するデジタルカメラ１０に容易に取付けができると共に、携帯時にはレーザー距離計２０及び取付け器具３０をデジタルカメラ１０から取り外しが可能である。
【００４２】
尚、図１及び図２において、取り付け器具３０の基板３１の外形は、長方形状に簡略して図示しているが、基板３１の距離計載置部３１ｂ１に載置されるレーザー距離計２０がサムスクリュー３６による締結時に回転しないように基板３１の後端部にＬ字状の回り止め部（図示せず）を形成してレーザー距離計２０の後端部を位置規制すれば良い。
【００４３】
そして、図５に示したように、上記のように構成した携帯可能なレーザー距離計付き撮影装置１を周知の三脚Ｔに取り付けて、デジタルカメラ１０とレーザー距離計２０とを被写体Ｈに向け、更に、三脚Ｔの足元に携帯用のパソコンＰＣを設置した際に、デジタルカメラ１０で撮影した被写体像のデジタル画像データを着脱自在なメモリＭに記憶させ、このメモリＭをデジタルカメラ１０から取り出してパソコンＰＣに装着すると共に、レーザー距離計２０で測定したデジタルカメラ１０から被写体Ｈまでの測定距離値Ｄを無線によりパソコンＰＣに入力し、この後、パソコンＰＣ内でデジタル画像データと測定距離値Ｄとに基づいて被写体Ｈの状態を測定している。
【００４４】
この実施例では、レーザー距離計付き撮影装置１を用いて被写体Ｈの状態を測定する場合の一例として、被写体Ｈとなる橋梁上を鉄道車両や自動車などが移動したときに発生する橋梁の撓み量を周知の最小二乗マッチングなどを用いて測定しているが、これに限ることなく、被写体Ｈの損傷や劣化の状態を定量的に求めることも可能であるが、被写体Ｈの状態を測定する測定方法についての詳述を省略する。
【００４５】
この際、実施例では、被写体Ｈとなる橋梁に反射板が設けられていないので、レーザー距離計２０から射出されたレーザービームＬは被写体Ｈとなる橋梁でそのまま反射されて、反射光がレーザー距離計２０に戻る形態となっている。
【００４６】
ところで、鉄道車両や自動車などの移動により動的に変動する測定対象物（例えば、橋梁）の変位量（例えば、撓み量）をレーザー距離計付き撮影装置１により測定するためには、デジタルカメラ自身が受ける振動などの影響や、デジタルカメラ１０と測定対象物（例えば、橋梁）との間にある大気などの影響による測定環境状態を配慮する必要がある。
【００４７】
即ち、図６（ａ）に示した如く、デジタルカメラ１０のカメラ本体１１に内蔵した撮影レンズ１２と撮像素子１３とによる焦点距離をｆ（ｍｍ）としたときに、図６（ｂ）に示した如く、デジタルカメラ１０に振動が加わると、この振動により撮像素子１３に結像した被写体像のずれが発生する。
【００４８】
このために、レーザー距離計付き撮影装置１による画像測定方法が適用可能かどうかの判定を現地で行う仕組みとして、測定前に静止した測定対象物（例えば、橋梁）をモニタリングすることで測定環境状態下における測定誤差を推定し、デジタルカメラ自身が受ける振動などの影響や大気などの影響による測定環境状態下における推定測定誤差が許容範囲内であることを確かめる必要がある。
【００４９】
そこで、図７（ａ）〜（ｃ）に示した如く、デジタルカメラ自身が受ける振動などの影響や大気などの影響による推定測定誤差が許容範囲内であることを測定前に確認するために、デジタルカメラ１０のカメラ本体１１の後面に設けた液晶モニター１４内に測定環境状態下における許容誤差範囲を表す目盛りを透明フイルム上に印刷した透明な専用スケール１７を貼り付けることにより、この透明な専用スケール１７を用いて測定しようとする測定環境が許容誤差範囲内となる状況であるか否かを簡便且つ即座に判断でき、且つ、定量的に誤差の量を推定できるように対策が施されている。
【００５０】
ここで、デジタルカメラ自身が受ける振動などの影響や、大気などの影響による許容される許容誤差範囲は、撮影機材（デジタルカメラ）ごとに定められたパラメータＫによって規定されるので、このパラメータＫが適用される場合の許容誤差範囲を表す目盛りを専用スケール１７に表示している。
【００５１】
具体的に説明すると、測定推定誤差の標準偏差（３σ）は、下記の式１で表される。
【００５２】
［数１］
測定推定誤差の標準偏差（３σ）＝Ｄ×０．０１８×Ｋ＋（Ｄ／ｆ）×Ｓ×Ｐ…式１
但し、
Ｄ：レーザー距離計２０で測定したデジタルカメラ１０から被写体Ｈまでの測定距離値（ｍ）、
ｆ：デジタルカメラ１０の焦点距離（ｍｍ）、
Ｓ：撮像素子（画像センサ）１３の素子サイズ（μｍ／画素）、
Ｐ：ピクスル係数（通常0.1、コンパクトカメラの動画撮影モードの場合は0.2）、
Ｋ：撮影機材安全係数（1.0：大型三脚、1.5：中型三脚、2.0：小型三脚、……）。
【００５３】
上記した式１中で、測定距離値Ｄに起因する環境要因となる誤差を表すのが第１項のＤ×０．０１８×Ｋであり、一方、第２項の（Ｄ／ｆ）×Ｓ×Ｐは測定距離値Ｄ及び焦点距離ｆに起因する空間分解能を表しており、第２項よりも第１項の影響が卓越して大きいので、透明な専用スケール１７は第１項の影響を判断するために用いられている。
【００５４】
さて、デジタルカメラ１０の撮像素子１３の画素数ｄ分の揺れが及ぼす測定対象物上での誤差の大きさδは、下記の式２で与えられる。
【００５５】
［数２］
δ＝（Ｄ／ｆ）×Ｓ×ｄ…式２
よって、Ｄ×０．０１８×Ｋの誤差に相当する画素数ｄは下記の式３及び式４から算出できる。
【００５６】
［数３］
Ｄ×０．０１８×Ｋ＝（Ｄ／ｆ）×Ｓ×ｄ…式３
［数４］
ｄ＝０．０１８×Ｋ×ｆ／Ｓ…式４。
【００５７】
この際、撮影機材安全率係数Ｋ及び素子サイズＳはデジタルカメラごとに固定した値であり、撮影レンズ１２の焦点距離ｆを最大にすることにしておけば、焦点距離ｆの概算値も決定される。つまり撮影時の設定を決めておけば、測定誤差に相当する画素数ｄは測定距離値（撮影距離）Ｄに関わらず一定の値となる。
【００５８】
ところで、撮像素子１３の解像度と液晶モニター１４の解像度は一致しない。実際、液晶モニター１４の素子数は撮像素子１３の素子数と比べずっと少ない。そのため、被写体Ｈの細部を表示するための拡大機能を有している。その方法は大きく分けて２種類あり、多くの一眼レフカメラで採用されているモニターの表示倍率を変える方法、多くのコンパクトカメラで採用されているデジタルズームを用いる方法である。
【００５９】
例えば、撮像素子１３の画像画素数がＷ×Ｈであり、一方、液晶モニター１４のドット数がｗ×ｈであったとすると、測定対象とする橋梁の撓み量が縦方向の変位なのでＨ／ｈ以上の倍率で表示できれば良い。最大表示倍率をｍとすると、ｍ×ｈ／Ｈが1画素あたりの表示ドット数である。さらに、液晶モニター１４の１ドットの縦方向の幅（ｍｍ）をｓとすると、下記の式５により許容誤差範囲に相当する液晶モニター１４上での変動幅δ（ｍｍ）を算出できる。
【００６０】
［数５］
δ＝０．０１８×Ｋ×（ｆ／Ｓ）×ｍ×（ｈ／Ｈ）×ｓ…式５。
【００６１】
許容される振動幅は±３σであることから、実際の専用スケール１７の目盛り幅は下記の式６により２δで作成しておけば良い。
【００６２】
［数６］
目盛り幅：２δ＝２×０．０１８×Ｋ×（ｆ／Ｓ）×ｍ×（ｈ／Ｈ）×ｓ…式６。
【００６３】
但し、
Ｋ：撮影機材安全係数（1.0〜3.0）、ｆ：デジタルカメラ１０の焦点距離（ｍｍ）、
Ｓ：撮像素子（画像センサ）１３の素子サイズ（μｍ／画素）、ｍ：最大表示倍率、
ｈ：液晶モニター１４の縦ドット数、Ｈ：撮像素子１３の画像縦画素数、
ｓ：液晶モニター１４のドットサイズ（ｍｍ／ドット）。
【００６４】
ここで、液晶モニター１４に貼り付けた透明な専用スケール１７の目盛り幅２δを、上記した式６を用いて算出したいくつかの具体例について、図８（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。
【００６５】
まず、デジタルカメラ１０として、EXILIM EX-FC100（薄型コンパクトカメラ：簡易測定用）を適用した場合には、Ｋ＝３，ｆ＝３２．１ｍｍ，Ｓ＝１．８μｍ，ｍ＝１６，ｈ＝２４０，Ｈ＝２５９２，ｓ＝０．１７ｍｍであるので、２δ＝０．４８５ｍｍとなり、よって、専用スケール１７の目盛り幅を図８（ａ）に示したように０．５ｍｍで対応させている。
【００６６】
また、デジタルカメラ１０として、EOS 50D（一眼レフカメラ：ハイグレード）に３００ｍｍ望遠レンズを適用した場合には、Ｋ＝１，ｆ＝３００ｍｍ，Ｓ＝４．７μｍ，ｍ＝１０，ｈ＝４８０，Ｈ＝３１６８，ｓ＝０．０８７５ｍｍであるので、２δ＝０．６０１ｍｍとなり、よって、専用スケール１７の目盛り幅を図８（ｂ）に示したように０．６ｍｍで対応させている。
【００６７】
また、デジタルカメラ１０として、EXILIM EX-F1（高機能型コンパクトカメラ：スタンダード)を適用した場合には、Ｋ＝２，ｆ＝８７．６ｍｍ，Ｓ＝２．６μｍ，ｍ＝１５，ｈ＝２４０，Ｈ＝２１１２，ｓ＝０．１５８ｍｍであるので、２δ＝０．６７ｍｍとなり、よって、専用スケール１７の目盛り幅を図８（ｃ）に示したように０．７ｍｍで対応させている。
【００６８】
以下、デジタルカメラ１０の機種が異なれば、専用スケール１７の目盛り幅は、図８（ｄ）に示したように０．８ｍｍとか、図８（ｅ）に示したように０．９ｍｍになる。
【００６９】
この際、図８（ａ）〜（ｅ）に示した透明な専用スケール１７の目盛りは、液晶モニター１４の縦方向（垂直方向）に沿ってそれぞれ同じ幅で複数本印刷されており、これら複数本の目盛り幅内に測定対象物が写り込むことができるようになっている。
【００７０】
上記のようにして専用スケール１７の目盛り幅を算出した場合に、図９（ａ）に示した如く、０．５ｍｍ，０．６ｍｍ，０．７ｍｍ，０．８ｍｍ，０．９ｍｍからなる５種類の目盛り幅を透明な専用スケール１７内の横方向に沿って並列させて、各種のカメラ機種に対して共通に印刷された透明な専用スケール１７を液晶モニター１４内に貼り付けたときに、撮影者は使用した機種と対応する目盛り幅を用いて測定環境状態下における推定測定誤差が許容誤差範囲内に入っているか否かを判断したり、あるいは、撮影者が測定環境状態を感覚的に捉えた結果に基づいて他の目盛り幅を用いることも可能である。
【００７１】
一方、図９（ｂ）に示した如く、目盛り幅が例えば０．５ｍｍだけ１種類印刷された透明な専用スケール１７を液晶モニター１４内に貼り付けたときには、１機種のデジタルカメラ１０に対応させて使用することができる。
【００７２】
そして、液晶モニター１４内に貼り付けた透明な専用スケール１７を使用する場合に、図１０（ａ）に示した如く、デジタルカメラ１０内で光学ズームとデジタルズーム（電子ズーム）とを合わせて最大表示倍率ｍにする。
【００７３】
更に、図１０（ｂ）に示した如く、液晶モニター１４の窓枠Ｗ内に撮影者が指定した目盛り幅の専用スケール１７が入り、且つ、この窓枠Ｗ内に測定対象物が写り込むようにデジタルカメラ１０の撮影向きを設定したときに、デジタルカメラ自身が受ける振動などの影響や大気などの影響による測定環境状態が指定した目盛り幅（図１０中では０．６ｍｍ）内にあれば、レーザー距離計付き撮影装置１による画像測定方法が適用可能であると簡便且つ即座に判断できるので、この結果を踏まえた上でレーザー距離計付き撮影装置１を用いて撮影した被写体の状態を正確に測定することができる。
【００７４】
なお、上記実施の形態では、レーザービームＬとデジタルカメラ１０とは平行として説明したが、多少の角度を有していてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１…レーザー距離計付き撮影装置、
１０…撮影機材（デジタルカメラ）、
１１…機材本体（カメラ本体）、１２…撮影レンズ、１３…撮像素子（画像センサ）、
１４…液晶モニター、１５…ビューファインダー、
１６…アクセサリーシュー、
１６ａ…底板、１６ｂ，１６ｃ…左右一対のコ字状片、１６ｄ…ストッパ片、
１７…透明な専用スケール、
２０…レーザー距離計、
２１…距離計本体、２２…レーザー光源部、２３…受光部、２４…測定距離値出力部、
２５…三脚取付け用ネジ孔、２６…液晶表示パネル、
３０…取り付け器具、
３１…基板、３１ａ…一面（下面）、３１ａ１…丸孔、
３１ｂ…他面（上面）、３１ｂ１…距離計載置部、
３２…シュー着脱部材、
３２ａ…台座部、３２ａ１…有底孔、３２ｂ…シュー嵌合部、
３３…ネジ、３４…板バネ、３４ａ…基部、３４ｂ，３４ｃ…左右一対の押圧片、
３５…パッド、３６…サムスクリュー、３６ａ…ネジ部、３６ｂ…把持部、
Ｄ…測定距離値、Ｈ…被写体、
Ｋ１…デジタルカメラの光軸、Ｋ２…レーザー距離計の光軸、
Ｌ…レーザービーム、Ｍ…メモリ、ＰＣ…パソコン、Ｔ…三脚。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮影レンズにより撮影した被写体像を結像して該被写体像のデジタル画像データを出力する撮像素子を内蔵した撮影機材と、
前記撮影機材から前記被写体までの距離を測定するレーザー距離計と、
前記撮影機材のアクセサリーシューに着脱されるシュー着脱部材が基板の一面に突出して設けられ且つ前記レーザー距離計を載置する載置部が前記一面とは反対側の他面に形成された取り付け器具と、
を備えたことを特徴とするレーザー距離計付き撮影装置。
【請求項２】
前記取り付け器具は、前記撮影機材の光軸と前記レーザー距離計の光軸とが平行になるように前記基板の一面に前記撮影機材の機材本体に当接するパッドを取り付けたことを特徴とする請求項１に記載のレーザー距離計付き撮影装置。
【請求項３】
前記撮影機材は、機材本体の後面に液晶モニターを備え、且つ、前記液晶モニター内に測定環境状態下における許容誤差範囲を表す目盛りを印刷した透明な専用スケールを貼り付けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザー距離計付き撮影装置。
【請求項１】
被写体を撮影レンズにより撮影した被写体像を結像して該被写体像のデジタル画像データを出力する撮像素子を内蔵した撮影機材と、
前記撮影機材から前記被写体までの距離を測定するレーザー距離計と、
前記撮影機材のアクセサリーシューに着脱されるシュー着脱部材が基板の一面に突出して設けられ且つ前記レーザー距離計を載置する載置部が前記一面とは反対側の他面に形成された取り付け器具と、
を備えたことを特徴とするレーザー距離計付き撮影装置。
【請求項２】
前記取り付け器具は、前記撮影機材の光軸と前記レーザー距離計の光軸とが平行になるように前記基板の一面に前記撮影機材の機材本体に当接するパッドを取り付けたことを特徴とする請求項１に記載のレーザー距離計付き撮影装置。
【請求項３】
前記撮影機材は、機材本体の後面に液晶モニターを備え、且つ、前記液晶モニター内に測定環境状態下における許容誤差範囲を表す目盛りを印刷した透明な専用スケールを貼り付けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレーザー距離計付き撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２４２４７９（Ｐ２０１１−２４２４７９Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１２５６７（Ｐ２０１０−１１２５６７）
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（０００１９６５８７）西日本旅客鉄道株式会社 (202)
【出願人】（５９１０７４１６１）アジア航測株式会社 (48)
【出願人】（５１０１３４２３７）株式会社ズームスケープ (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（０００１９６５８７）西日本旅客鉄道株式会社 (202)
【出願人】（５９１０７４１６１）アジア航測株式会社 (48)
【出願人】（５１０１３４２３７）株式会社ズームスケープ (2)
【Ｆターム（参考）】
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