(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラヘッド本体と、前記カメラ本体の後部に接続した剛性を有するカメラケーブルとを備え、前記カメラケーブルを進退操作して検査対象管内を撮影する防水形押込みカメラヘッドであって、
前記カメラヘッド本体の前部に設けられ、撮像レンズを有するレンズユニットと、
前記撮像レンズの周囲複数箇所に設けられた複数の光源と、
前記レンズユニットを内周面に保持すると共に、前記複数の光源を覆い該光源の照射光を透過させる照明カバーと、
センサ基板上に撮像素子を実装し、前記撮像レンズの光軸上に前記撮像素子の撮像面を配したセンサユニットと、
前記センサユニットを前記レンズユニットに対して前記光軸の軸廻り方向に回転自在に結合した軸受け機構と、
前記センサユニットを前記光軸の軸廻りに一定の方向に指向させる姿勢制御機構と、
前記姿勢制御機構の前記センサユニット側に取り付けられ、前記照明カバーの変形に伴って前記レンズユニットが光軸に沿い前記センサユニットの方向に変位しても、前記レンズユニットと前記センサユニットとの間の予め設定された焦点距離を維持するように、前記レンズユニットおよび前記センサユニットを前記姿勢制御機構に対して前記光軸方向に一定の復元幅を有して変位可能に押圧するダンパー機構と、
を具備したことを特徴とする防水形押込みカメラヘッド。
【請求項２】
前記ダンパー機構は、
前記姿勢制御機構の前記カメラケーブルと前記センサユニットとを接続するために設けられたスリップリングの回転軸に軸着された回転伝達板と、
前記回転伝達板に前記光軸方向にスライド可能に係合して、前記センサ基板の前記撮像素子が実装された面と反対側の面部を覆う平坦面を有したスペーサと、
前記スペーサの平坦面と対向する前記回転伝達板の面部に、前記スペーサの平坦面に接して設けられた弾性を有するシート状のギャップパッドと、
を具備したことを特徴とする請求項１に記載の防水形押込みカメラヘッド。
【請求項３】
前記回転伝達板は、周部の複数箇所に、回転軸方向に延出し延出端に係止片を有したスライドバーを有し、前記スペーサは前記スライドバーに係合するガイド溝を有して、前記スライドバーと前記ガイド溝との係合により、前記スペーサが前記回転伝達板に対して前記回転伝達板の軸方向に移動可能に結合されている請求項２に記載の防水形押込みカメラヘッド。
【請求項４】
前記ギャップパッドは、前記スペーサと前記回転伝達板との間の熱伝導シートとして作用し、前記センサ基板の回路動作により発生する熱を外部に導く熱伝導路を形成していることを特徴とする請求項２に記載の防水形押込みカメラヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば水道管、下水管、ガス管などの各種の配管検査に用いて好適な防水形押込みカメラヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
水道管、下水管、ガス管などを検査対象とする管内検査カメラ装置として、ハードケーブル（押し込みケーブル）の先端にカメラヘッドを取り付けて、ハードケーブルにより、検査対象管内へカメラヘッドを挿入し、カメラヘッドにより管内を撮影する、検査対象管内に対して進退自在な防水形押込みカメラヘッドが存在する（特許文献１参照）。この防水形押込みカメラヘッドは、撮像レンズの周囲に照明カバーを有し、撮像レンズの光軸上にセンサユニットおよび撮像面の上下方向を一定に保つ姿勢制御機構が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した構成の防水形押込みカメラヘッドは、通常使用において、撮影した画像の解像度に問題が生じていなかったが、高水圧（例；１ＭＰａ程度）配管内に使用したところ、撮影した画像に解像度の劣化が認められた。
【０００５】
この原因を調査したところ、撮像レンズの周囲に撮像レンズを一体に設けられている照明カバー（レンズ周囲の光源を保護するプラスチック製の保護カバー）が上記高水圧に晒されて変形し、この変形に伴って、レンズ取付基準面から焦点（撮像面）までの距離（フランジ焦点距離；フランジバック）にずれが生じることが判明した。
【０００６】
本発明の実施形態は上記課題を解決して、検査対象管内が高水圧であっても解像度に劣化が生じない防水形押込みカメラヘッド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】
【０００７】
本発明の実施形態は、撮像レンズの周囲に照明カバーを有し、前記撮像レンズの光軸上に、センサユニットと、前記センサユニットの撮像面を指向制御する姿勢制御機構とを有した防水形押込みカメラヘッドにおいて、前記センサユニットを前記姿勢制御機構に対して前記光軸方向にスライド可能に前記光軸の軸廻り方向に結合したダンパー機構を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施形態によれば、検査対象管内が高水圧であっても解像度に劣化が生じない防水形押込みカメラヘッドを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るカメラヘッドの構成を示す側断面図。
【図２】上記カメラヘッドの構成を示す正面図。
【図３】上記カメラヘッドの構成を示す背面図。
【図４】上記カメラヘッドに設けられたダンパー機構の組立図。
【図５】上記ダンパー機構の組立図。
【図６】上記ダンパー機構の組立図。
【図７】上記ダンパー機構の組立図。
【図８】上記ダンパー機構の組立図。
【図９】上記カメラヘッドに設けられた錘体の構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
本発明の実施形態に係る防水形押込みカメラヘッドの構成を図１乃至図９に示す。図１はカメラヘッドの側断面図、図２は同カメラヘッドの正面図、図３は同カメラヘッドの背面図、図４乃至図８はそれぞれカメラヘッドに設けたダンパー機構およびその周辺の構成要素を斜視で示す組立図、図９は姿勢制御機構に設けられる錘体の構成を示す斜視図である。
【００１１】
本発明の実施形態に係る防水形押込みカメラヘッドの構成を図１に側断面で示している。  
防水形押込みカメラヘッド１は、押し込みケーブル（ハードケーブル）ＨＣの先端に取着されて、押し込みケーブルＨＣの操作により検査対象管内に押し込まれ、検査後、検査対象管内から引き抜かれる。
【００１２】
防水形押込みカメラヘッド１は、図１に示すように、カメラヘッド本体（カメラヘッドフレーム）１０を構成する円筒状のカメラハウジング１１およびカメラカバー１２と、カメラヘッド本体１０の前部（カメラカバー１２の開口部）に設けられたレンズユニット１３、およびレンズユニット１３の周囲にレンズホルダ１４を介してレンズユニット１３と一体に設けられた照明カバー１５と、カメラヘッド本体１０の後部（カメラハウジング１１の開口部）に設けられた端子板（ターミナル板）１１Ａとにより内部を気密にした外筐を構成している。なお、図中のｏｒ１〜０ｒ４はそれぞれカメラヘッド本体１０内に機密室を構成するための防水用のＯリングである。
【００１３】
カメラカバー１２の前部開口と、レンズユニット１３と、照明カバー１５は、それぞれ、図２に示すように、撮像レンズ１３Ａの光軸Ｏ１を中心に同心円状に設けられ、レンズユニット１３がレンズホルダ１４を介してプラスチック製照明カバー１５の内周部に嵌着され、照明カバー１５の外周部がカバー押さえ１６の螺合による締め付けでカメラカバー１２の前部開口に取り付けられることによって、レンズユニット１３と照明カバー１５がカメラカバー１２の前部に固定され、カメラヘッド本体１０の内部を気密にしている。カメラハウジング１１とカメラカバー１２と端子板１１Ａも図３に示すように、それぞれ光軸Ｏ１を中心に同心円状に設けられている。端子板１１Ａには、押し込みケーブルＨＣに接続するケーブル接続コネクタとなる、映像端子Ｔ１、電源端子Ｔ２、およびグランド（ＧＮＤ）端子Ｔ３が設けられている。
【００１４】
レンズユニット１３は、検査対象管内を撮影する撮像部の撮像レンズ１３Ａと、撮像レンズ１３Ａを構成するレンズケース１３Ｂと、撮像レンズ１３Ａを保護するレンズカバー（レンズガラス）１３Ｃとにより構成され、レンズホルダ１４を介して照明カバー１５の内周面に保持されている。
【００１５】
機密室を構成したカメラヘッド本体１０の内部には、照明カバー１５を介して検査対象管内を照明する照明ユニット、レンズユニット１３の光軸Ｏ１上に撮像素子の撮像面を配したセンサユニット、センサユニットをレンズユニット１３に対して光軸Ｏ１の軸廻り方向に回転自在に結合する軸受け機構、センサユニットの上下方向を上記軸廻りに一定の方向に指向させる姿勢制御機構、レンズユニット１３を姿勢制御機構に対して光軸Ｏ１方向にスライド可能に上記軸廻り方向に回転伝達するダンパー機構等が設けられる。
【００１６】
照明ユニットは、レンズユニット１３の周辺に複数のＬＥＤ光源１８を配した照明用基板１９により構成され、姿勢制御機構により光軸Ｏ１の軸廻り方向に回転伝達されるカメラホルダ１７に取り付けられる。
【００１７】
センサユニットは、撮像素子（エリアイメージセンサ）２４を実装したセンサ基板２５により構成され、照明ユニットと同様に姿勢制御機構により光軸Ｏ１の軸廻り方向に回転伝達されるカメラホルダ１７に取り付けられる。
【００１８】
軸受け機構は、レンズホルダ１４の後端に設けた筒状の軸受部１４ａとカメラホルダ１７の先端に設けた筒状の軸支部１７ａとの間にボールベアリング２０を介挿し、カメラホルダ１７を光軸Ｏ１の軸廻り方向に回転自在にレンズホルダ１４に支持して構成される。この軸受け機構により、軸支部１７ａの筒内を介して、レンズホルダ１４に保持されたレンズユニット１３とカメラホルダ１７に保持されセンサ基板２５に実装された撮像素子２４との間に光学系（レンズユニット１３）の光路を形成し、レンズユニット１３と撮像素子２４の撮像面２４ａとの距離（光路）を一定に保ちつつ、カメラホルダ１７に保持されたセンサ基板２５を光軸Ｏ１の中心を支点に光軸Ｏ１の軸廻り方向に回転自在に支持している。
【００１９】
姿勢制御機構は、押し込みケーブルＨＣとセンサユニットおよび照明ユニットとを回路接続するスリップリング３７およびスリップリング３７の回転軸３７ｓに軸着された半円状の錘体３５により構成される。
【００２０】
ダンパー機構は、防水形押込みカメラヘッド１が高水圧（例えば１ＭＰａ程度）の検査対象管内で使用された際、その高水圧を受けてプラスチック製の照明カバー１５が変形し（照明カバー１５に歪みが生じ）、この変形（歪み）に伴ってレンズユニット１３が光軸Ｏ１に沿いセンサユニットの方向に変位しても、撮像部を構成するレンズユニットとセンサユニットとの間の予め設定された焦点距離（フランジバック）が維持されるように、撮像部を構成するレンズユニットおよびセンサユニットを姿勢制御機構に対して光軸Ｏ１方向に一定の復元幅を有して変位可能に押圧するダンパーとして作用する。因みに上記フランジバックは、Ｃマウントの場合、１７．５２６mm、ＣＳマウントの場合、１２．５mmであり、この値（距離）から外れると撮影した映像に所謂ピンぼけが生じる。なお、レンズユニット１３のレンズカバー（レンズガラス）１３Ｃは上記高水圧に対して歪みを生じない。
【００２１】
このダンパー機構は、光軸Ｏ１を軸心に撮像部と姿勢制御機構との間に介在して設けられるもので、カメラスペーサ２１と、回転伝達板（カメラ金具）３１と、弾性を有するシート状のギャップパッド３３とにより構成される。このダンパー機構とその周辺の構成要素並びに組立構造を図４乃至図９に示している。
【００２２】
カメラホルダ１７は、図４に示すように、円板状をなし、その前面部に複数のＬＥＤ光源１８を実装した照明用基板１９が取り付けられ、背面部に絶縁シートを介しセンサ基板２５が取り付けられて、センサユニットとなるモジュール（センサモジュール）を構成している。また、カメラホルダ１７には、姿勢制御時に水平となる径方向両端に、後述する回転伝達板３１のスライドバー３２に係合する一対の切欠溝１７ｂが設けられている。なお、図中のＰａ，Ｐｂはセンサ基板２５に回路接続されて先端が外部に導出されるテスト用の信号端子である。
【００２３】
回転伝達板（カメラ金具）３１は、図５に示すように、スリップリング３７の回転軸３７ｓに軸着された半円状の錘体３５に、光軸Ｏ１を中心に光軸Ｏ１の軸廻りに回転自在に螺子止め固定される。スリップリング３７の回転軸３７ｓは筒状をなし、その筒内の空洞部をスリップリング３７の配線用通路３７ｈとしている。
【００２４】
回転伝達板３１は、上記配線用通路３７ｈに連絡する配線用の開口３１ａを有し、錘体３５に当接する取付面と反対側の面を緩衝面３１ｂとして、緩衝面３１ｂに、開口３１ａを囲むように複数枚の弾性を有するシート状のギャップパッド３３が貼着される。このギャップパッド３３は、熱伝導率の高い弾性体材料により構成され、緩衝部材として、また、熱伝導センサ基板２５の回路動作で発生した熱を外部に導く熱伝導シートとして作用する。このギャップパッド３３の取付配置を図６に示している。ここでは緩衝面３１ｂに、開口３１ａを囲むように、３枚のシート状ギャップパッド３３がコ字状に貼着されている。さらに回転伝達板３１は、撮像部を構成するレンズユニットおよびセンサユニットの組を姿勢制御機構に対して光軸Ｏ１方向にスライド可能に軸着するための構成要素として、緩衝面３１ｂの径方向両端に、光軸Ｏ１に平行して延出した、一対のスライドバー（スラスト片）３２を有している。このスライドバー３２は、先端に、カメラスペーサ２１およびカメラホルダ１７との係合を保ち、カメラホルダ１７のスライド量を規制する係止片（ストッパー）３２ｓを有している。
【００２５】
回転伝達板３１により姿勢制御による回転が伝達されるカメラスペーサ２１は、図７に示すように、上記配線用通路３７ｈに連絡する配線用の開口２１ａを有し、外周部に、センサ基板２５と回転伝達板３１との間に一定の間隙を形成する半筒状の壁部２２を有し、さらに、姿勢制御時に水平となる径方向両端に、上記壁部を切欠して回転伝達板３１のスライドバー３２に係合する一対の切欠溝２２ａを有している。この切欠溝２２ａは、回転伝達板３１のスライドバー３２に係合し、スライドバー３２をガイドに、カメラスペーサ２１を光軸Ｏ１方向にスライド可能にして、回転軸３７ｓの回転を伝達している。
【００２６】
このカメラスペーサ２１を介在して、回転伝達板３１のスライドバー３２が、カメラホルダ１７の切欠溝１７ｂおよびにカメラホルダ１７の切欠溝１７ｂにスライド可能に係合され、スライドバー３２の係止片３２ｓがカメラホルダ１７の切欠溝１７ｂに係止されることによって、回転伝達板３１の緩衝面３１ｂに貼着された弾性を有するシート状のギャップパッド３３がその弾発作用によりカメラスペーサ２１の対向する面部に圧接された状態で当接する。
【００２７】
このダンパー機構の組立後における全体の構成を図８に示している。  
このダンパー機構が、撮像部を構成するレンズユニットおよびセンサユニットの組と、姿勢制御機構との間に介挿されることによって、ダンパー機構は、撮像部を構成するレンズユニットおよびセンサユニットの組を姿勢制御機構に対して光軸Ｏ１方向に一定の復元幅を有して変位可能に押圧するダンパーとして作用する。
【００２８】
これにより、防水形押込みカメラヘッド１が高水圧に晒されて照明カバー１５が変形し（照明カバー１５に歪みが生じ）、この変形（歪み）に伴って、レンズユニット１３が後方（センサユニットの方向）に変位しても、照明カバー１５の歪みに伴うレンズユニット１３の変位を上記したダンパー機構が一時的に吸収し、照明カバー１５の変形に伴ってレンズ取付基準面から焦点（撮像面）までの距離（フランジ焦点距離；フランジバック）にずれが生じる不具合を解消して、検査対象管内が高水圧であっても解像度に劣化が生じない高解像度の管内画像を得ることができる。
【００２９】
なお、実機において、スリップリング３７の回転軸３７ｓに軸着された錘体３５の上面には、図９に示すように、乾燥剤３６が貼着され、カメラヘッド本体１０内の気密室を一定の低湿度に保っている。なお、図中の符号３５ｈはスリップリング３７の回転軸３７ｓが嵌挿される取付孔である。
【００３０】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、上記した実施形態では、ダンパー機構を、カメラスペーサ２１と、回転伝達板（カメラ金具）３１と、弾性を有するシート状のギャップパッド３３とにより構成したが、シート状のギャップパッド３３に代えて、所定の弾発性を有するコイルばねを用いることも可能である。また、ＬＥＤ光源１８の配置や照明用基板１９、センサ基板２５、姿勢制御機構等の形状、構造等も上記した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１…防水形押込みカメラヘッド、１０…カメラヘッド本体、１１…カメラハウジング、１２…カメラカバー、１３…レンズユニット、１４…レンズホルダ、１５…照明カバー、１６…カバー押さえ、１７…カメラホルダ、１８…ＬＥＤ光源、１９…照明用基板、２０…ボールベアリング、２１…カメラスペーサ、２２…半筒状の壁部、２４…（エリアイメージセンサ）、２４ａ…撮像面、２５…センサ基板、３１…回転伝達板（カメラ金具）、３２…スライドバー、３３…弾性を有するシート状のギャップパッド、３５…錘体、３７…スリップリング、３７ｓ…回転軸。
【図１】
0005866173.tif 000002
【図２】
0005866173.tif 000003
【図３】
0005866173.tif 000004
【図４】
0005866173.tif 000005
【図５】
0005866173.tif 000006
【図６】
0005866173.tif 000007
【図７】
0005866173.tif 000008
【図８】
0005866173.tif 000009
【図９】
0005866173.tif 000010