(57)【要約】【課題】管路の内壁部の状態が把握できる画像を提供する。【解決手段】管路内撮像システムＳは、管路Ｐの内部に配置された撮像装置本体部１と、撮像装置本体部１に設けられ管路Ｐの内部の画像を出力する撮像部３と、画像に所定の処理を施す画像処理部Ｃと、を備え、撮像部３は、撮像面３１ａにおいて、その中心点３１ｂから周縁部３１ｃに向かって広がる内側領域３１ｄと内側領域３１ｄを除いた外側領域３１ｅとを有する撮像素子３１と、光軸３３が管路Ｐの中心軸に沿うようにして配置され、撮像素子３１の撮像面３１ａに管路Ｐの内部Ｗの光学像を結像させる撮像用レンズ３２と、を有し、画像処理部Ｃは、外側領域３１ｅを画像使用領域とし、画像使用領域の画像を切り出す。【選択図】図１
2019190973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路の内部に配置された撮像装置本体部と、
前記撮像装置本体部に設けられ前記管路の内部の画像を出力する撮像部と、
前記画像に所定の処理を施す画像処理部と、
を備え、
前記撮像部は、
撮像面において、その中心点から周縁部に向かって広がる内側領域と該内側領域を除い  た外側領域とを有する撮像素子と、
光軸が前記管路の中心軸に沿うようにして配置され、前記撮像素子の前記撮像面に前  記管路の内部の光学像を結像させる撮像用レンズと、
を有し、
前記画像処理部は、前記外側領域を画像使用領域とし、前記画像使用領域の画像を切り出す
ことを特徴とする管路内撮像システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記画像使用領域は、前記撮像素子の撮像面において、前記外側領域のうち前記光軸を中心とする環状の中間領域である
ことを特徴とする管路内撮像システム。
【請求項３】
請求項２において、
前記画像使用領域である前記環状の中間領域の形状は円環であり、結像した光学像が所定の明るさ以上となるようにその環内径が設定され、且つ、結像した光学像が所定の解像度以上となるようにその環外径が設定されている
ことを特徴とする管路内撮像システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
撮像部の周りに配置され、前記撮像用レンズの光軸から内壁部側に所定の角度ずれた方向を照射する複数の光源部を更に備える
ことを特徴とする管路内撮像システム。
【請求項５】
請求項４において、
前記撮像用レンズの光軸と、前記管路の中心軸との位置関係が所定関係から外れた場合は、前記複数の光源部の各々が前記管路の中心軸から内壁部側に所定の角度ずれた方向を照射するようにその照射方向を補正する照射補正部を更に備える
ことを特徴とする管路内撮像システム。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれかにおいて、
前記撮像用レンズの光軸と、前記管路の中心軸との位置関係が所定関係から外れた場合は、前記画像使用領域に結像する光学像の明るさ及び解像度が、所定の値以上となるように前記画像使用領域を補正する領域補正部を更に備える
ことを特徴とする管路内撮像システム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
自動露出における絞りの量及びシャッタースピードの少なくとも一方を、前記画像使用領域に結像する光学像の明るさに基づいて制御する明るさ制御部を更に備える
ことを特徴とする管路内撮像システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記撮像装置本体部は、前記管路の中心軸に沿って移動する
ことを特徴とする管路内撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管路内撮像システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、管路の内壁部を撮像する装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、管路の内部を管路に沿って移動し、且つ、管路の中心軸を画像中心として管路内部の画像を撮影（撮像）する管路内作業装置モニタシステムが示されている。
【０００４】
ところで、カメラ装置などの撮像装置は、撮像用レンズが外部から入射する光を撮像素子の撮像面に結像させ、当該撮像面に結像した光学像をもとにして画像を出力する構成となっている。撮像用レンズは、撮像素子の撮像面においてレンズの光軸に近いほど解像度が高くなるように光学像を結像させる特徴を有する。このため、撮像装置は、一般的には、撮像素子の撮像面の中心（撮像面とレンズの光軸との交点）から撮像面の周縁部に向かって広がる内側領域（即ち、解像度ができるだけ高い領域）にて結像した光学像をもとにして画像を出力する。
【０００５】
ここで、特許文献１では、撮像装置としてのカメラ装置を管路の長手方向に向けている。このため、撮像装置のレンズは、撮像装置から見た管路の奥が撮像素子の撮像面の中心に向かって小さくなるように、且つ、撮像装置から見た管路の手前側が撮像素子の撮像面の外側に広がるように、撮像素子の撮像面に光学像を結像させる。また、管路の内部が暗いことから、特許文献１では、撮像装置は、撮像装置に設けられた照明装置によって内壁部を照らして当該内壁部を撮像する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５３３０７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、撮像装置から見た管路の奥は暗いので、撮像される画像の中心部分は暗くなる。すなわち、管路の内部を撮像する場合、撮像素子の撮像面の中心の内側領域に結像した暗い光学像をもとにして画像が出力され、その結果、内壁部にある損傷を画像から確認することができず、内壁部の状態が把握できなかった。
【０００８】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので、その目的は、管路の内壁部の状態が把握できる画像を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明では、撮像素子の撮像面において、その中心（レンズの光軸との交点）を含む内側領域を除いた、外側領域に結像した光学像から得られる画像を切り出すようにした。
【００１０】
具体的には、第１の発明は、管路の内部に配置された撮像装置本体部と、前記撮像装置本体部に設けられ前記管路の内部の画像を出力する撮像部と、前記画像に所定の処理を施す画像処理部と、を備え、前記撮像部は、撮像面において、その中心点から周縁部に向かって広がる内側領域と該内側領域を除いた外側領域とを有する撮像素子と、光軸が前記管路の中心軸に沿うようにして配置され、前記撮像素子の前記撮像面に前記管路の内部の光学像を結像させる撮像用レンズと、を有し、前記画像処理部は、前記外側領域を画像使用領域とし、前記画像使用領域の画像を切り出すことを特徴とする管路内撮像システムである。
【００１１】
この第１の発明では、撮像素子の撮像面において、撮像用レンズの光軸を中心として撮像面の周縁部に向かって広がる内側領域を除いた外側領域を画像使用領域とするので、その画像使用領域には暗い管路の奥に相当する光学像の中心部の周りは含まれず、管路の明るい内壁部の光学像が含まれる。また、画像処理部は画像使用領域の画像を切り出すので、内壁部にある損傷等を確認できる画像が得られる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、前記画像使用領域は、前記撮像素子の撮像面において、前記外側領域のうち前記光軸を中心とする環状の中間領域であることを特徴とする管路内撮像システムである。
【００１３】
この第２の発明では、撮像素子の撮像面において、画像使用領域を外側領域のうち光軸を中心とする環状の中間領域とする。これによって、その画像使用領域には暗い管路の奥に相当する光学像の中心部の周りは含まれず、また、光学像の解像度が著しく低くなる撮像面の中心点（レンズの光軸との交点）から遠い光学像の周縁部も含まれない。従って、画像使用領域には、明るい内壁部の光学像の、解像度の比較的高い部分が写ることとなる。その結果、内壁部にある損傷等を確認できる画像が得られる。
【００１４】
第３の発明は、第２の発明において、前記画像使用領域である前記環状の中間領域の形状は円環であり、結像した光学像が所定の明るさ以上となるようにその環内径が設定され、且つ、結像した光学像が所定の解像度以上となるようにその環外径が設定されていることを特徴とする管路内撮像システムである。
【００１５】
この第３の発明では、画像使用領域である円環状の中間領域が、結像した光学像が所定の明るさ以上となるように環内径が設定され、且つ、結像した光学像が所定の解像度以上となるように環外径が設定されている。従って、画像使用領域には、明るい内壁部の光学像の、解像度の比較的高い部分が写ることとなる。その結果、内壁部にある損傷等を確認できる画像が得られる。
【００１６】
第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかにおいて、撮像部の周りに配置され、前記撮像用レンズの光軸から内壁部側に所定の角度ずれた方向を照射する複数の光源部を更に備えることを特徴とする管路内撮像システムである。
【００１７】
この第４の発明では、複数の光源部が撮像部の周りに配置されており、撮像用レンズの光軸から内壁部側に所定の角度ずれた方向を照射するので、撮像用レンズの前方の管路の内壁部をその周方向に（輪状に）光を照射する。これによって、撮像素子の撮像面に写る内壁部の光学像は光学像の中心部の周りよりもその外側が明るくなる。その結果、内壁部にある損傷等を確認できる画像が得られる。
【００１８】
第５の発明は、第４の発明において、前記撮像用レンズの光軸と、前記管路の中心軸との位置関係が所定関係から外れた場合は、前記複数の光源部の各々が前記管路の中心軸から内壁部側に所定の角度ずれた方向を照射するようにその照射方向を補正する照射補正部を更に備えることを特徴とする管路内撮像システムである。
【００１９】
この第５の発明では、撮像用レンズの光軸と、管路の中心軸との位置関係が所定関係から外れた場合は、複数の光源部は、その照射方向を補正して管路の中心軸から内壁部側に所定の角度ずれた方向を照射するようにその照射方向を補正するので、撮像用レンズの前方の管路の内壁部をその周方向に（輪状に）光を照射する。これによって、撮像装置本体部の位置や向きによる影響を受けずに内壁部の周方向に光を照射することができるので、その画像使用領域に写る光学像を安定して明るくすることができる。その結果、撮像用レンズの向きが変わっても安定して、内壁部にある損傷等を確認できる画像が得られる。
【００２０】
第６の発明は、第３乃至第５の発明のいずれかにおいて、前記撮像用レンズの光軸と、前記管路の中心軸との位置関係が所定関係から外れた場合は、前記画像使用領域に結像する光学像の明るさ及び解像度が、所定の値以上となるように前記画像使用領域を補正する領域補正部を更に備えることを特徴とする管路内撮像システムである。
【００２１】
この第６の発明では、撮像用レンズの光軸と、管路の中心軸との位置関係が所定関係から外れた場合は、画像使用領域に結像した光学像の明るさ及び解像度が所定の値以上となるように画像使用領域を補正するので、撮像装置本体部の位置や向きが管路内部の中心軸からずれることによる影響を受けずに、内壁部の周方向に光を照射することができる。その結果、撮像装置本体部の位置や向きによらず安定して内壁部にある損傷等を確認できる画像が得られる。
【００２２】
第７の発明は、第１乃至第６の発明のいずれかにおいて、自動露出における絞りの量及びシャッタースピードの少なくとも一方を、前記画像使用領域に結像する画像の明るさに基づいて制御する明るさ制御部を更に備えることを特徴とする管路内撮像システムである。
【００２３】
この第７の発明では、管路内撮像システムは、画像使用領域に結像する光学像の明るさに基づいて自動露出を制御する明るさ制御部を備えるので、適切な明るさにより、内壁部にある損傷等を確認できる画像が得られる。
【００２４】
第８の発明は、第１乃至第７の発明のいずれかにおいて、前記撮像装置本体部は、前記管路の中心軸に沿って移動することを特徴とする管路内撮像システムである。
【００２５】
この第８の発明では、撮像装置本体部は管路の中心軸に沿って移動するので、撮像素子における撮像面に結像する光学像は、撮像装置本体部から見た管路Ｐの奥を中心とした光学像となる。その結果、第１乃至第７の発明の作用効果を奏する管路内撮像システムが具体的に得られる。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明によれば、管路の内壁部の状態が把握できる画像を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る管路内撮像システムによる管路内の撮像を示す図である。
【図２】管路内撮像システムの撮像部と光源部の正面図である。
【図３】管路内撮像システムの撮像部の要部を示す図である。
【図４】撮像素子の撮像面に結像した内壁部の光学像を示す図である。
【図５】撮像素子の撮像面における外側領域を示す図である。
【図６】撮像素子の撮像面における円環状の中間領域を示す図である。
【図７】明るさ曲線及びＭＴＦ曲線の模式図である。
【図８】制御部を示す図である。
【図９】領域補正部による円環状の中間領域の補正を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【００２９】
＜管路内撮像システムの構成＞
管路内撮像システムＳは、水道管などの管路Ｐの内壁部Ｗの展開画像を作成し、内壁部Ｗの亀裂などの損傷等を発見するためのものである。
【００３０】
管路内撮像システムＳは、管路Ｐの内部をその中心軸に沿って移動しながら管路Ｐの内壁部Ｗの画像を出力する管路内撮像装置Ｄと、内壁部Ｗの画像に後述する所定の処理を施す画像処理部Ｃと、からなる。
【００３１】
図１は、本実施形態に係る管路内撮像システムＳによる管路Ｐ内の撮像を示す。図１において、左側が管路内撮像装置Ｄから見た管路Ｐの奥行き側（前方）に相当し、右側が管路内撮像装置Ｄから見た管路Ｐの手前側（後方）に相当する。また、管路内撮像装置Ｄは、管路Ｐの奥行き側に向かって移動しながら管路Ｐ内の撮像を行う（図１の矢印参照）。
【００３２】
管路内撮像装置Ｄは、管路Ｐの内部に配置されその中心軸に沿って移動する撮像装置本体部１と、撮像装置本体部１に設けられた複数の光源部２，２，…と、撮像装置本体部１に設けられ各光源部２によって照射された管路Ｐの内部（内壁部Ｗ）の画像を撮像する撮像部３と、制御部４と、撮像した画像データを記録するメモリカード５と、メモリ制御回路６と、ジャイロセンサ（図示しない）と、を備えている。
【００３３】
撮像装置本体部１は、管路Ｐの内部を浮遊して移動するためのプロペラ１１と、浮遊した状態から着地する時に接地する脚部１２とを有している。
【００３４】
光源部２，２，…及び撮像部３は、撮像装置本体部１の移動方向である正面（前方）に設けられている。図２は、撮像部３及び光源部２，２，…を管路内撮像装置Ｄの正面から示している。
【００３５】
−光源部−
各光源部２は、撮像用レンズ３２の周りを均等に明るくするように、正面からみて撮像用レンズ３２の周りに（周方向に）等間隔で配置されている。
【００３６】
また、各光源部２は、内壁部Ｗに向かって、撮像用レンズ３２の光軸３３に対して所定の角度αずれた方向２１を照射する（図１参照）。すなわち、各光源部２は、レンズ３２の光軸３３とその光源部２の位置とを含む面内において、光軸３３から角度αだけずれた方向２１に向けられており、各光源部２に対応するそれぞれの方向（以下、照射方向という）２１が光の照射によって特に明るくなる。
【００３７】
後述するように、撮像用レンズ３２は、その光軸３３が管路Ｐの中心軸に沿うように、管路Ｐの中心軸に沿った方向に向けられている。ここで、「光軸３３が管路Ｐの中心軸に沿う」とは、光軸３３が管路Ｐの中心軸と略平行であり、且つ、レンズ３２の中心が管路Ｐの略中心軸上にあること、すなわち、レンズ３２の光軸３３が管路Ｐの中心軸と略一致していることを意味する。従って、光源部２，２，…は、管路Ｐにおいて管路内撮像装置Ｄの前方に位置する内壁部Ｗを周方向に（輪状に）照射する。これによって、管路内撮像装置Ｄの前方の輪状領域Ａが特に明るくなる（図１において矩形の枠により囲まれた部分を参照）。また、各光源部２は、後述するように、それぞれの照射方向２１を変えられるように照射方向２１可動に構成されている。
【００３８】
−撮像部−
図３は、撮像部３の要部を示している。撮像部３は、撮像素子（イメージセンサ）３１とその前方に配置された撮像用レンズ３２とを有している。撮像用レンズ３２は、その表面が管路内撮像装置Ｄの正面に面している。このため、撮像用レンズ３２は、撮像装置本体部１が管路Ｐの内部をその中心軸に沿って移動するとき、その光軸３３が管路Ｐの中心軸に沿うようにして配置されている。
【００３９】
撮像用レンズ３２は、撮像素子３１の撮像面（受光面）３１ａに内壁部Ｗの光学像を結像させる。撮像素子３１の撮像面３１ａには、撮像用レンズ３２を経て被写体（内壁部Ｗ）の光学像が結像する。
【００４０】
図４は、撮像素子３１の撮像面３１ａに結像する光学像を示している。撮像素子３１の撮像面３１ａは、管路Ｐの長手方向の奥行き側（図１において左側）を向いているので、管路Ｐにおいて管路内撮像装置Ｄの位置よりも奥行き側（図１において左側）の内壁部Ｗの光学像が結像する。
【００４１】
具体的には、撮像用レンズ３２はその光軸３３が管路Ｐの中心軸に沿うようにして配置されているので、図４に示すように、撮像素子３１の撮像面３１ａには、管路Ｐの奥が撮像面３１ａの中心点３１ｂ（光軸３３との交点）に向かって小さくなり、且つ、管路Ｐの手前側（図１において右側）が撮像面３１ａの周縁部３１ｃへ広がるように、内壁部Ｗの光学像が結像する（図４の矢印参照）。
【００４２】
また、管路Ｐにおいて管路内撮像装置Ｄの前方に位置する内壁部Ｗは、図１に示すように光源部２によって周方向に（輪状に）照射されているから、管路内撮像装置Ｄの前方の内壁部Ｗの輪状領域Ａは特に明るくなって撮像面３１ａの外側の領域（図４においてハッチングされた領域）に結像する。
【００４３】
撮像素子３１の撮像面３１ａに結像する光学像は、後述するように信号処理回路３４によって所定の処理が施されて画像データとして出力され、出力された画像データのうち画像使用領域の画像が切り出される。制御部４は撮像素子３１の撮像面３１ａにおける前記の画像使用領域を設定する。以下、この画像使用領域の設定方法について説明する。
【００４４】
撮像素子３１は、図５に示すように、その撮像面３１ａにおいて、撮像用レンズ３２の光軸３３との交点を中心点３１ｂとして撮像面３１ａの周縁部３１ｃに向かって広がる内側領域３１ｄと、この内側領域３１ｄを除いた外側領域３１ｅとを有している。
【００４５】
撮像素子３１はまた、図６に示すように、その外側領域３１ｅにおいて、内側領域３１ｄのすぐ外側の円環状の中間領域３１ｆを有しており、この中間領域３１ｆを画像使用領域とする。以下、円環状の中間領域３１ｆの環の内径をｒとし、環の外径をＲとして、制御部４が当該内径ｒ及び外径Ｒを設定する方法を具体的に説明する。
【００４６】
図７の上側のグラフは、撮像素子３１の撮像面３１ａに内壁部Ｗが結像したときの明るさを示す曲線（明るさ曲線）を、模式的に示している。明るさ曲線の横軸は撮像素子３１における撮像面３１ａの中心点３１ｂ（撮像用レンズ３２の光軸３３）から撮像面３１ａの周縁部３１ｃまでの距離（像高）を示しており、明るさ曲線の縦軸は撮像面３１ａに内壁部Ｗが結像したときの明るさを示している。前記のように、特に明るく照射された内壁部Ｗの輪状領域Ａは撮像面３１ａの外側の領域（図４においてハッチングされた領域）に結像するから、撮像面３１ａに結像した内壁部Ｗの画像の明るさは、撮像面３１ａの中心点３１ｂ周辺よりも周縁部３１ｃ周辺の方が大きくなる。
【００４７】
図７の下側のグラフは、撮像用レンズ３２のＭＴＦ曲線を、前記の明るさ曲線と横軸を一致させて模式的に示している。ＭＴＦ曲線の縦軸は、撮像用レンズ３２の解像度を示している。撮像用レンズ３２は、その中心（光軸３３）からレンズ３２の縁３２ａへ向かうほど解像度が低下する。
【００４８】
画像使用領域である円環状の中間領域３１ｆは、当該中間領域３１ｆに結像した光学像が所定の明るさ以上となるようにその環内径ｒが設定されている（図７上側のグラフ参照）。また、画像使用領域である円環状の中間領域３１ｆは、当該中間領域３１ｆに結像した光学像が所定の解像度以上となるようにその環外径Ｒが設定されている（図７下側のグラフ参照）。つまり、本実施形態では、レンズ３２による光学像の解像度のみを重視した内側領域３１ｄではなく、光学像の解像度及び明るさの双方を考慮した円環状の中間領域３１ｆを画像使用領域として設定する。以上が、画像使用領域の設定方法である。
【００４９】
撮像部３は、撮像面３１ａ全体に結像した光学像に対し光電変換を施し、この光学像に対応する生画像信号（ディジタル信号）を出力する。
【００５０】
撮像部３は、図３に示すように信号処理回路３４を更に有している。信号処理回路３４は、撮像素子３１から出力された生画像信号に対して処理を施す。前記の処理は、例えば、色分離処理、シャープネス調整処理、色調整処理、ＹＵＶ変換処理等である。処理が施された画像データは制御部４のメモリに記録される。また、撮像素子３１の撮像面３１ａにおける画像使用領域の位置を示す座標もメモリに記録される。
【００５１】
メモリに記録された画像データ及び、画像使用領域の座標は、メモリ制御回路６によってメモリカード５に記録される。
【００５２】
−制御部−
図８は制御部４を示している。制御部４は、ＣＰＵ（図示しない）と、メモリ（図示しない）と、各光源部２の向きを制御する照射補正部４１、並びに、撮像部３の動作及び機能を制御する撮像制御部４２を有している。
【００５３】
照射補正部４１は、ジャイロセンサによって検出された撮像装置本体部１の姿勢に基づいて、撮像用レンズ３２の光軸３３と、管路Ｐの中心軸との位置関係を検出する。照射補正部４１は、撮像用レンズ３２の光軸３３と、管路Ｐの中心軸との位置関係が所定関係から外れた場合は、光源部２，２，…が管路Ｐの中心軸から内壁部Ｗ側に所定の角度αずれた方向を照射するように、それぞれの照射方向２１，２１，…を補正する。ここで、「撮像用レンズ３２の光軸３３と、管路Ｐの中心軸との位置関係が所定関係」にあるとは、撮像用レンズ３２の光軸３３が管路の中心軸に沿っていること（すなわち、レンズ３２の光軸３３が管路Ｐの中心軸と略一致していること）を意味する。撮像用レンズ３２の光軸３３が管路の中心軸に沿わない状態は、例えば、撮像装置本体部１の向きが変わることによって撮像用レンズ３２の光軸３３が管路Ｐの中心軸と略平行でなくなった場合や、撮像装置本体部１の位置が変わることによって撮像用レンズ３２の中心が管路Ｐの中心軸上に位置しなくなった場合に起こる。
【００５４】
撮像制御部４２は、領域補正部４２ａ及び明るさ制御部４２ｂを有している。
【００５５】
領域補正部４２ａは、撮像用レンズ３２の光軸３３と、管路Ｐの中心軸との位置関係が、前記の所定関係から外れた場合（すなわち、レンズ３２の光軸３３が管路Ｐの中心軸と略一致していない場合）に、円環状の中間領域３１ｆに結像する光学像の明るさ及び解像度が、所定の値以上となるように円環状の中間領域３１ｆを補正する。
【００５６】
例として、撮像装置本体部１の向きが変わって撮像用レンズ３２の光軸の方向が管路Ｐの中心軸の方向より所定の角度だけ上（図１において上）にずれた場合において、領域補正部４２ａによる中間領域３１ｆの補正について説明する。まず、領域補正部４２ａは、ジャイロセンサによって検出された撮像装置本体部１の姿勢に基づいて、光軸３３の方向が管路Ｐの中心軸の方向より所定の角度だけ上にずれたことを検出する。この場合、管路内撮像装置Ｄからレンズ３２の光軸３３を中心として内壁部Ｗを見たとき、内壁面Ｗの下側よりも上側が多く視界に入ることとなり、視界の中心は管路Ｐの上側にずれる。撮像素子３１の撮像面３１ａには内壁部Ｗの光学像が反転して結像するので、この場合、内壁部Ｗの上側は撮像素子３１の撮像面３１ａの下側から中央にわたって結像する。
【００５７】
図９は、内壁部Ｗの上側が撮像素子３１の撮像面３１ａの下側から中央にわたって結像している状態を示している。図９に示すように、撮像素子３１の撮像面３１ａには、管路Ｐの奥が撮像面３１ａの中心点３１ｂから上にずれた位置に向かって小さくなるように内壁部Ｗの光学像が結像する（図９の矢印参照）。これによって、補正を行っていないもとの画像使用領域（図９の一点鎖線で表された円環）には、管路Ｐの暗い奥の光学像が写ってしまう。このとき、領域補正部４２ａは、光学像が上にずれた分だけ画像使用領域を上にずらして構成するように補正する（図９の実線で表された円環）。
【００５８】
明るさ制御部４２ｂは、撮像部３が自動で主要被写体にピントを合わせるオートフォーカス機能、及び、自動で露出（絞りの開口量や露光期間）を制御する自動露出機能を有している。明るさ制御部４２ｂは、自動露出における絞り量（開口量）及びシャッタースピード（露出期間）の少なくとも一方を、円環状の中間領域３１ｆ（画像使用領域）に結像する光学像の明るさに基づいて制御する。
【００５９】
−画像処理部−
画像処理部Ｃは、内壁部Ｗの画像に以下の処理を施す。本実施形態では、画像処理部Ｃは、撮像部３によって出力された画像データ、すなわちメモリカード５に記録された内壁部Ｗの画像データに以下の処理を施す。画像処理部Ｃは、内壁部Ｗの画像データのうち、撮像素子３１における撮像面３１ａの画像使用領域に対応する画像を切り出す。具体的には、画像処理部Ｃは、メモリカード５に記録された内壁部Ｗの画像データ及び画像使用領域の座標をもとに、内壁部Ｗの画像データにおける画像使用領域の画像を切り出す。以上が、画像処理部Ｃが内壁部Ｗの画像データに施す処理である。なお、画像処理部Ｃは、例えば、管路内撮像装置Ｄの外部のコンピュータである。
【００６０】
更に、画像処理部Ｃは、切り出された内壁部Ｗの画像をつなぎ合わせて、内壁部Ｗの展開画像を生成する。
【００６１】
＜動作＞
以下、管路内撮像システムＳによって、管路Ｐの内部を撮像する具体的な動作について説明する。管路内撮像装置Ｄは、管路Ｐの外部から操作者より遠隔操作部（図示しない）によって撮像装置本体部１の管路Ｐの内部の移動、及び、撮像の開始から終了までが操作される。
【００６２】
まず、遠隔操作部から撮像開始信号が送信され、撮像部３がこの撮像開始信号を受信することで、以下の複数のフレームの撮像が開始される。まず、撮像素子３１は露光を実行し、露光によって得られた１フレームの生画像信号を、信号処理回路３４に与える。信号処理回路３４は、生画像信号に対し処理を施し、処理を施した画像を制御部４のメモリに記録する。ここで、制御部４は、前述のように撮像素子３１の撮像面３１ａにおいて画像使用領域を設定し、前記の処理を施した画像において、画像使用領域の座標もメモリに記録する。
【００６３】
メモリ制御回路６は、メモリに記録された画像及び画像使用領域の座標をメモリカード５に記録する。以上で１フレームの撮像が終了する。管路内撮像装置Ｄは、管路Ｐの中心軸に沿って移動しながら前記の１フレームの撮像を繰り返すことによって、一連の複数のフレームの画像データをメモリカード５に記録する。なお、画像データの記録は、１フレームの画像データを静止画として１つのファイルに記録する。
【００６４】
管路内撮像装置Ｄは、管路Ｐ内を移動しながら前記の１フレームの撮像を行うので、１フレームの撮像の後に行う次のフレームの撮像のときには、管路内撮像装置Ｄは所定の距離移動していることとなる。各フレームの撮像によってメモリカード５に記録されるのは、撮像素子３１が露光を実行した際における、管路内撮像装置Ｄの位置の前方の内壁部Ｗの静止画ある。管路内撮像装置Ｄは、内壁部Ｗのすべての画像が得られるように、管路内撮像装置Ｄの移動速度に応じた適切なタイミングで各フレームの撮像を制御する。
【００６５】
遠隔操作部によって撮像終了信号が送られ、撮像部３がこの撮像終了信号を受信することで、上記の複数のフレームの撮像は終了となる。以上の撮像によって、メモリカード５には、管路内撮像装置Ｄが管路Ｐを移動しながら撮像した内壁部Ｗの複数の静止画、及び、各静止画の画像使用領域の座標が記録される。
【００６６】
その後、メモリカード５に記録された内壁部Ｗの複数の静止画は、画像処理部Ｃによって時系列順につなぎ合わせられる。ここで、各静止画は、メモリカード５に記録された各静止画における画像使用領域の座標をもとに、画像処理部Ｃによって画像使用領域の画像が切り出される。そして、切り出された各画像は、画像処理部Ｃによって時系列順につなぎ合わせられ管路Ｐの内壁面Ｗの長手方向の展開画像が得られる。
【００６７】
＜効果＞
本実施形態では、撮像素子３１の撮像面３１ａにおいて、画像使用領域を外側領域３１ｅのうち光軸を中心とする円環状の中間領域３１ｆとする。これによって、その画像使用領域には暗い管路Ｐの奥に相当する光学像の中心部の周りは含まれず、また、光学像の解像度が著しく低くなる撮像面３１ａの中心点３１ｂから遠い光学像の周縁部も含まれない。従って、画像使用領域には、明るい内壁部Ｗの光学像の、解像度の比較的高い部分が写ることとなる。その結果、内壁部Ｗにある損傷等を確認できる画像が得られる。
【００６８】
また、本実施形態では、画像使用領域である円環状の中間領域３１ｆが、結像した光学像が所定の明るさ以上となるように環内径ｒが設定され、且つ、結像した光学像が所定の解像度以上となるように環外径Ｒが設定されている。従って、画像使用領域には、明るい内壁部Ｗの光学像の、解像度の比較的高い部分が写ることとなる。その結果、内壁部Ｗにある損傷等を確認できる画像が得られる。
【００６９】
また、本実施形態では、複数の光源部２，２，…が撮像部３の周りに配置されており、撮像用レンズ３２の光軸３３から内壁部Ｗ側に所定の角度αずれた方向２１を照射するので、撮像用レンズ３２の前方の管路Ｐの内壁部Ｗをその周方向に（輪状に）光を照射する。これによって、撮像素子３１の撮像面３１ａに写る内壁部Ｗの光学像は光学像の中心部の周りよりもその外側が明るくなる。その結果、内壁部Ｗにある損傷等を確認できる画像が得られる。
【００７０】
また、本実施形態では、撮像用レンズ３２の光軸３３が管路Ｐの軸方向からずれたときは、複数の光源部２，２，…は、その照射方向２１，２１，…を補正して管路Ｐの中心軸から内壁部Ｗ側に所定の角度αずれた方向を照射するようにその照射方向２１を補正するので、撮像用レンズ３２の前方の内壁部Ｗをその周方向に（輪状に）光を照射する。これによって、撮像装置本体部１の位置や向きによる影響を受けずに内壁部Ｐの周方向に光を照射することができるので、その画像使用領域に写る光学像を安定して明るくすることができる。その結果、撮像用レンズ３２の向きが変わっても安定して、内壁部Ｐにある損傷等を確認できる画像が得られる。
【００７１】
また、本実施形態では、撮像用レンズ３２の光軸３３と、管路Ｐの中心軸との位置関係が所定関係から外れた場合（すなわち、レンズ３２の光軸３３が管路Ｐの中心軸と略一致していない場合）は、画像使用領域に結像した光学像の明るさ及び解像度が所定の値以上となるように画像使用領域を補正するので、撮像装置本体部１の位置や向きが管路Ｐ内部の中心軸からずれることによる影響を受けずに、内壁部Ｗの周方向に光を照射することができる。その結果、撮像装置本体部１の位置や向きによらず安定して内壁部Ｗにある損傷等を確認できる画像が得られる。
【００７２】
また、本実施形態では、管路内撮像システムは、画像使用領域に結像する光学像の明るさに基づいて自動露出を制御する明るさ制御部４２ｂを備えるので、適切な明るさにより、内壁部Ｗにある損傷等を確認できる画像が得られる。
【００７３】
また、本実施形態では、撮像装置本体部１は管路Ｐの中心軸に沿って移動するので、撮像素子３１における撮像面３１ａに結像する光学像は、管路内撮像装置Ｄから見た管路Ｐの奥を中心とした光学像となる。従って、画像使用領域には暗い管路Ｐの奥に相当する光学像の中心部の周りは含まれず、管路Ｐの明るい内壁部Ｗの光学像が含まれる。その結果、内壁部Ｗにある損傷等を確認できる画像が得られる。
【００７４】
（その他の実施形態）
上記実施形態では、撮像部３は、撮像素子３１の撮像面３１ａにおいて円環状の中間領域３１ｆを画像使用領域としたが、これに限らず、図５に示すように、撮像面３１ａにおいてその中心点３１ｂを中心とした円からなる内側領域３１ｄを除いた外側領域３１ｅを画像使用領域としてもよい。
【００７５】
これによって、その画像使用領域には暗い管路Ｐの奥に相当する光学像の中心部の周りは含まれず、管路Ｐの明るい内壁部Ｗの光学像が含まれる。また、画像処理部Ｃは画像使用領域の画像を切り出すので、内壁部Ｗにある損傷等を確認できる画像が得られる。
【００７６】
また、上記実施形態では、管路内撮像装置Ｄは、光源部２，２，…を備えているとしたが、これに限らず、備えていなくてもよく、例えば、管路Ｐに設置された照明によって照射された内壁部Ｗを撮像するとしてもよい。
【００７７】
また、上記実施形態では、撮像素子３１の撮像面３１ａにおける内側領域３１ｄは円形としたが、これに限らず、管路Ｐの形状に合わせた形としてよい。例えば、管路Ｐの断面形状が矩形状であれば、撮像面３１ａにおける内側領域３１ｄも矩形状としてよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、光源部２は、撮像部３の周りに複数配置されており、撮像用レンズ３２の光軸３３から内壁部Ｗ側に所定の角度ずれた方向を照射することとしたが、これに限らず、例えば、内壁部Ｗの輪状領域Ａを明るく照射する単一の光源を撮像装置本体部１に配置してもよい。
【００７９】
また、上記実施形態では、円環状の中間領域３１ｆの形状は円環としたが、これに限られず、管路Ｐの形状に合わせた形状としてよい。
【００８０】
また、上記実施形態では、制御部４はジャイロセンサを有しており、ジャイロセンサによって撮像装置本体部１の姿勢を検出するとしたが、これに限らず、例えば、加速度センサを有しており、加速度センサによって撮像装置本体部１の姿勢を検出してもよい。
【００８１】
また、上記実施形態では、照射補正部４１、領域補正部４２ａは、撮像用レンズ３２の光軸３３と、管路Ｐの中心軸との位置関係が所定関係にあるかどうかは、撮像装置本体部１の姿勢に基づいて検出するとしたが、これに限らず、撮像素子３１の撮像面３１ａに結像した光学像に基づいて検出してもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、照射補正部４１、領域補正部４２ａ及び明るさ制御部４２ｂは必須のものとしたが、これに限らず、これらのいずれか又はすべての構成を欠いていてもよい。
【００８３】
また、上記実施形態では、内壁部Ｗの撮像の際の画像データの記録は、１フレームの画像データを静止画として１つのファイルに記録するとしたが、これに限らず、複数のフレームの画像データを動画として１つのファイルに記録してもよい。
【００８４】
また、上記実施形態では、画像処理部Ｃは管路内撮像装置Ｄの外部のコンピュータとしたが、これに限られず、例えば撮像装置本体部１に設けられているとしてもよい。
【００８５】
また、上記実施形態では、画像処理部Ｃは、メモリカード５に記録された画像データの画像使用領域を切り出すこととしたが、これに限られず、メモリカード５に記録するよりも前の段階に画像を切り出してもよい。例えば、撮像素子３１が撮像面３１ａに結像した光学像に対して光電変換を施すときに、管路内撮像装置Ｄに設けられた画像処理部Ｃが、画像使用領域の光学像のみに光電変換を施すように制御してもよい。また、信号処理回路３４が生画像信号に処理を施すときに、管路内撮像装置Ｄに備えられた画像処理部Ｃが、画像使用領域に対応する生画像信号のみに処理を施すように制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、管路内撮像装置として有用である。
【符号の説明】
【００８７】
Ｐ        管路
Ｗ        内壁部
Ｓ        管路内撮像システム
Ｃ        画像処理部
１        撮像装置本体部
２        光源部
２１      照射方向
３        撮像部
３１      撮像素子
３１ａ    撮像面
３１ｂ    撮像面の中心
３１ｃ    撮像面の周縁部
３１ｄ    内側領域
３１ｅ    外側領域（画像使用領域）
３１ｆ    円環状の中間領域（画像使用領域）
３２      撮像レンズ
３３      光軸
４        制御部
４１      照射補正部
４２      撮像制御部
４２ａ    領域補正部
４２ｂ    明るさ制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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