(57)【要約】      （修正有）【課題】レンズの側方から前方までの広範囲を斑無く均一に照明しながら撮影を行うことができ、細かな傷や亀裂等の不具合を確実に検出することができ、視認性、画像品質の信頼性に優れた照明付き広角レンズを提供する。【解決手段】ケーシング５は、後端側から前端側に外周面が直線状に拡開して円錐状又は多角錐状に形成される直線状反射部５ａと、直線状反射部の前端側から前方に延設され曲面状に拡開して形成される曲面状反射部５ｂとを設える。又ケーシング５の先端外周部５ｃが環状照明部２の発光部の外周より内側に位置して、環状照明部から照射される光が、撮影対象の表面に直接照射される直接光と、直線状反射部で反射され撮影対象の表面に照射される直線部反射光と、曲面状反射部で反射され撮影対象の表面で直接光又は直線部反射光と部分的に重なり合う曲面部反射光と、に分散される様にして上記の照明付き広角レンズを構成する。【選択図】図１
0003153584.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
環状に形成又は配設された発光部を有する環状照明部と、前記環状照明部の中央部前方に突出して配設され先端中央部に広角レンズが配設されたケーシングと、を有する照明付き広角レンズであって、
前記ケーシングが、後端側から前端側に外周面が直線状に拡開して円錐状又は多角錐状に形成される直線状反射部と、前記直線状反射部の前端側から前方に延設され曲面状に拡開して形成される曲面状反射部と、を有し、前記ケーシングの先端外周部が前記環状照明部の前記発光部の外周より内側に位置して、前記環状照明部から照射される光が、撮影対象の表面に直接照射される直接光と、前記直線状反射部で反射され前記撮影対象の表面に照射される直線部反射光と、前記曲面状反射部で反射され前記撮影対象の表面で前記直接光又は前記直線部反射光と部分的に重なり合う曲面部反射光と、に分散されることを特徴とする照明付き広角レンズ。
【請求項２】
請求項１に記載の照明付き広角レンズを備えたことを特徴とする管内検査装置。
【請求項３】
進行方向前方側の先端部に前記照明付き広角レンズが配設されたフレームと、前記フレームの進行方向前方側から見て前記フレームの下部から両外側下方に向かってハの字型に配設された左右一対の走行部と、各々の前記走行部を駆動する左右一対の駆動部と、を備えたことを特徴とする請求項２に記載の管内検査装置。
【請求項４】
前記照明付き広角レンズの高さ方向位置及び仰角を設定する撮影位置調整部を備えたことを特徴とする請求項３に記載の管内検査装置。
【請求項５】
前記撮影位置調整部が、アーム部と、前記フレームに配設され前記アーム部を前記フレームの幅方向と平行な水平軸周りに回動自在に保持する高さ調整用軸支部と、前記アーム部の先端部に配設され前記照明付き広角レンズを前記フレームの幅方向と平行な水平軸周りに回動自在に保持する仰角調整用軸支部と、を備えたことを特徴とする請求項４に記載の管内検査装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、下水管などの内壁面に斑無く照明を当てることができ、一度に内壁面を全周に渡って確実かつ効率的に撮影することができる照明付き広角レンズ及びそれを備えることにより、下水管などの内壁面を短時間の内に効率的に検査し、不具合を確実に検出することができる管内検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水管等の内壁表面におけるひび割れや亀裂などの発生状態を確認するために、管内を走行し、内壁表面の撮影や測定を行う各種の検査装置が提案されている。
そして、管内検査用カメラ装置や管内を撮影する際に用いられる照明装置についても様々な検討が行われている。
例えば、（特許文献１）には、照明部がカメラ部の周囲に配設した複数の発光ダイオードからなる管内検査用カメラ装置が開示されている。
また、（特許文献２）には、検査対象となる管内の前方を集光照明により照明する第１の照明装置と、管内の側方を拡散照明により照明する第２の照明装置と、を具備した管内検査カメラの照明装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３５９３３号
【特許文献２】特開２００７−３０３８７２号
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
（１）（特許文献１）では、光源に発光ダイオードを用いることにより、ハロゲンランプと比較して、長寿命で、光量調節を容易に行うことができ、消費電力及び発熱量を小さく抑えることができ、機械的強度が高く、省エネルギー性、耐久性に優れるが、照明部からの光が、進行方向前方に向かって照射されるため、光の照射位置がカメラから離れ、光量が低下し易く、光の照射範囲が狭くなり、撮影可能範囲も狭く限定され、細かな傷や亀裂等の不具合を見逃す可能性があり、検査の確実性、信頼性、効率性に欠けるという課題を有していた。特に、一度で広範囲を撮影可能な広角レンズを組合せた場合、撮影範囲の一部にしか照明を当てることができず、至近距離からの撮影が困難で、視認性が低下し易く、使用性に欠けるという課題を有していた。
（２）（特許文献２）では、第１の照明装置と第２の照明装置により、検査対象となる管内の前方及び側方をそれぞれ集光照明及び拡散照明により照明することができるので、管内の前方を撮影する場合と、管内の側方を撮影する場合で、照明を使い分けることにより、前方、側方のいずれの管内撮影においても常に最適な照度で管内の各部を照明できるが、一度に撮影できる範囲が狭く、どの位置からどの場所を撮影するかに応じて、照明の切り替えを行わなければならず、操作が煩雑で、検査漏れが発生する可能性があり、取扱い性、検査の効率性に欠けるという課題を有していた。また、一度で広範囲を撮影可能な広角レンズを組合せて、前方と側方を同時に撮影したとしても、管の大きさにより、第１の照明装置で照明される領域と第２の照明装置で照明される領域との間に、照明が届かない領域や光量が少ない領域が発生し、撮影範囲全体を斑無く確実に照明することが困難で、検査の信頼性、確実性に欠けるという課題を有していた。
【０００５】
本考案は上記従来の課題を解決するもので、レンズの側方から前方までの広範囲を斑無く均一に照明しながら撮影を行うことができ、細かな傷や亀裂等の不具合を確実に検出することができ、視認性、画像品質の信頼性に優れた照明付き広角レンズの提供及びそれを備えることにより、下水管などの管径の大小に関わらず、内壁面を全周に渡って確実に撮影し、不具合の発生箇所を簡便かつ確実に記録して、短時間の内に効率的に検査を行うことができ、操作性、取扱い性、検査の信頼性、作業の効率性に優れた管内検査装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記従来の課題を解決するために本考案の照明付き広角レンズ及びそれを備えた管内検査装置は、以下の構成を有している。
本考案の請求項１に記載の照明付き広角レンズは、環状に形成又は配設された発光部を有する環状照明部と、前記環状照明部の中央部前方に突出して配設され先端中央部に広角レンズが配設されたケーシングと、を有する照明付き広角レンズであって、
前記ケーシングが、後端側から前端側に外周面が直線状に拡開して円錐状又は多角錐状に形成される直線状反射部と、前記直線状反射部の前端側から前方に延設され曲面状に拡開して形成される曲面状反射部と、を有し、前記ケーシングの先端外周部が前記環状照明部の前記発光部の外周より内側に位置して、前記環状照明部から照射される光が、撮影対象の表面に直接照射される直接光と、前記直線状反射部で反射され前記撮影対象の表面に照射される直線部反射光と、前記曲面状反射部で反射され前記撮影対象の表面で前記直接光又は前記直線部反射光と部分的に重なり合う曲面部反射光と、に分散される構成を有している。
この構成により、以下のような作用が得られる。
（１）環状照明部が、環状に形成又は配設された発光部を有し、広角レンズが、環状照明部の中央部前方に突出して配設されたケーシングの先端中央部に配設されているので、発光部が発する光を下水管などの内壁面の全周に略均一に照射して管内全体を照明することができ、ケーシングの影ができることがなく、照明の均一性、画像の高品質性に優れる。
（２）広角レンズが配設されるケーシングが、環状照明部の中央部前方に突出して配設されていることにより、ケーシングの側方から前方までの広範囲を広角レンズで一度に撮影することができ、撮影の効率性に優れる。
（３）ケーシングが、後端側から前端側に外周面が直線状に拡開して円錐状又は多角錐状に形成される直線状反射部を有するので、環状照明部の発光部が発する光の一部を直線状反射部でケーシングの外周方向に反射し、ケーシング周辺の下水管などの内壁面の全周に照射して、死角をなくすことができ、広角レンズの真下、真横、真上などを漏れなく確実に撮影することが可能で、撮影の信頼性に優れる。
（４）ケーシングが、直線状反射部の前端側から前方に延設され曲面状に拡開して形成される曲面状反射部を有するので、環状照明部の発光部が発する光の一部を曲面状反射部でケーシングの外周前方に反射し、下水管などの内壁面の広範囲に照射して、広角レンズの撮影範囲を広げることができ、撮影の効率性に優れる。
（５）ケーシングの先端外周部が環状照明部の発光部の外周より内側に位置しているので、環状照明部の発光部が発する光の一部を遠方の内壁面に直接照射して照明範囲を広げることができ、ケーシングの側方から前方までを短時間で撮影することができ、撮影の効率性に優れる。
（６）環状照明部から照射される光が、撮影対象の表面に直接照射される直接光と、直線状反射部で反射され撮影対象の表面に照射される直線部反射光と、曲面状反射部で反射され撮影対象の表面で直接光又は直線部反射光と部分的に重なり合う曲面部反射光と、に分散されることにより、ケーシングの側方から前方までの広範囲を斑無く確実に照明して短時間で撮影を行うことが可能で、細かな傷や亀裂等の不具合を漏れなく検出することができ、照明の均一性、視認性、画像品質の信頼性に優れる。
【０００７】
ここで、環状照明部の外形形状は、円形状でも多角形状でもよい。環状照明部の形状に合わせて、発光部自体を円環状や角環状に形成してもよいし、複数の発光部を円環状や角環状に配置してもよい。発光部には、省電力性、長寿命性に優れる発光ダイオードが好適に用いられる。
ケーシングの直線状反射部は、環状照明部の外形形状に合わせて、円錐状や四角形，六角形，八角形等の多角錐状に形成することができる。直線状反射部を拡開させる角度や長さは、環状照明部の環状部の幅、光の強さ、発光部の光の照射角度、広角レンズの視野角、観察対象の管の直径などに応じて、適宜、選択することができる。
曲面状反射部の断面は円弧状に形成することが好ましいが、その曲率や長さは、直線状反射部の角度や長さと同様に、適宜、選択することができる。
直接光、直線部反射光、曲面部反射光が、撮影対象の表面で互いに重なり合うように各部の寸法や形状を決定することにより、広範囲を斑無く確実に照明することができる。特に、ケーシングが、曲面状反射部を有することにより、撮影対象の表面で直接光と直線部反射光との間に光が照射されない領域が発生することを防止でき、照明の均一性に優れる。
【０００８】
本考案の請求項２に記載の管内検査装置は、請求項１に記載の照明付き広角レンズを備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用が得られる。
（１）照明付き広角レンズにより、撮影対象である下水管などの内壁面の広範囲を斑無く照明しながら短時間で撮影して、不具合発生箇所を正確に記録することができ、細かな傷や亀裂等も漏れなく検出することが可能で、検査の効率性、信頼性に優れる。
【０００９】
請求項３に記載の考案は、請求項２に記載の管内検査装置であって、進行方向前方側の先端部に前記照明付き広角レンズが配設されたフレームと、前記フレームの進行方向前方側から見て前記フレームの下部から両外側下方に向かってハの字型に配設された左右一対の走行部と、各々の前記走行部を駆動する左右一対の駆動部と、を備えた構成を有している。
この構成により、請求項２で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）フレームの進行方向前方側から見てフレームの下部から両外側下方に向かってハの字型に配設された左右一対の走行部を有するので、走行部によってフレームを安定して支持することができ、管内を走行しながら、内壁面の様子を確実に撮影することができ、管内検査の信頼性に優れる。
（２）左右一対の走行部をハの字型に配置することにより、管の底部中央に溜まった水や異物、或いは一般的に管の底部や側部に接続される枝管の開口部などを避けて走行することができ、フレームと障害物との接触を最低限に抑えることができ、振動の少ない安定した走行と高品質な画像の撮影が可能で、画像品質の信頼性に優れる。
（３）管内に凹凸，陥没，段差或いは木の根やその他の避けられない障害物がある場合でも、走行部により、それらを踏み越えて走行することができ、走破力に優れる。
（４）走行部をフレームの下部にハの字型に配置することにより、フレームの底面部の高さを高くして、管内に土砂やゴミ等の異物（障害物）が堆積している場合や管底が平坦な場合でも、フレームの底面部が異物や管底と干渉することがなく、内径の小さな管にも対応することができ、走行の信頼性、安定性に優れる。
（５）管路が曲がっている場合でも、ハの字型に配置された走行部の少なくとも一部を管壁に確実に接触させ、管路に沿うように走行させることができ、形状の複雑な管路にも対応することが可能で、検査対象の選択自在性、走行の信頼性に優れる。
（６）フレームの進行方向前方側の先端部に照明付き広角レンズが配設されるので、進行方向前方側に向かって走行しながら、周囲の内壁面を照明しつつ至近距離から撮影することができ、不具合検出の確実性、信頼性に優れる。
【００１０】
ここで、フレームの材質としては、アルミニウム等の金属以外に、ポリカーボネート等の合成樹脂やＦＲＰやＦＲＴＰ等の繊維強化プラスチック等が好適に用いられる。尚、フレームの継ぎ目や開閉部等はシールして、防水性を持たせることが好ましい。管内に多量の水が溜まっている場合や水中を走行する場合でも、フレーム内部に水が浸入せず、ショートの発生を防止することができ、安全性、動作の確実性に優れる。
走行部には、複数のタイヤを配置してタイヤ列を形成してもよいし、ベルト状の履板又はチェーンを備えた無限軌道を配置してもよい。タイヤを使用する場合、タイヤ列一列当たりのタイヤの数は、フレームの長さやタイヤ径等に応じて適宜、選択することができる。円弧状の壁面に接する円管路接触部と平坦路に接地する平坦路接触部を有するタイヤを使用した場合、底面部が円弧状の管内だけでなく、平坦路も走行することができ、汎用性に優れる。尚、円管路接触部及び平坦路接触部は、いずれも平坦状に形成してもよいし、円弧状に形成してもよい。特に、円管路接触部と平坦路接触部を連続的な円弧状に形成した場合、管底部の曲率（内径）の大小に関わらず、確実にタイヤと管壁を接触させて走行させることができ、走行安定性に優れる。
【００１１】
各々の走行部を駆動する駆動部としては、正逆回転が切替え可能なＤＣモータを用いることが好ましい。外部から制御信号を送信して遠隔操作する場合、必要に応じて前進と後退を切り替えることができるだけでなく、一方の駆動部を停止させ、他方の駆動部のみを回転させて右左折を行うことや一方の駆動部を正転させ、他方の駆動部を逆転させてその場で旋回させることもでき、機動性、汎用性に優れる。これにより、障害物などによって、前進が不可能となった場合でも、管内検査装置を一旦後退させて前進させたり、方向転換して前進を続けたり、或いは後退させて回収したりすることができ、使用性に優れる。
尚、左右のＤＣモータ間の回転速度差を調整することにより、直進性を向上させることができる。また、走行部にタイヤを使用する場合、左右のタイヤ列単位で全輪駆動することが好ましい。特定のタイヤの位置に、異物や枝管などの分岐の開口部、陥没或いは管の継ぎ目の位置ずれなどの段差が重なることがあっても、他のタイヤの駆動力によって、それらに引っ掛かることなく、確実に出口に向かって移動することができ、障害物の走破性、直進性に優れるためである。また、対向する左右のタイヤを連結する車軸が不要になるため、管底に土砂等の異物が堆積していても、それらが走行の妨げになることがなく、タイヤ駆動の確実性、走行の安定性に優れる。
左右の走行部のなす角度は、適宜、選択することができるが、特に、９０度が好ましい。フレームを支持する走行部の間隔（車幅）を最大にして、左右の走行部で確実にフレームを支持して安定した走行を行うことができ、管内部の繋ぎ目や段差などの障害を確実に乗り越えることができるためである。
【００１２】
フレームには、管内検査装置の各部を制御するための制御基板が内蔵される。駆動部や照明部などの電力は、フレームにバッテリを内蔵して供給してもよいし、外部電源から電力ケーブルを通して供給してもよい。外部電源から電力を供給する場合、供給される電力の電圧値を調整する電源ユニットをフレームに内蔵することが好ましい。電力ケーブルの長さによって生じる電圧降下量に合わせて、必要な電圧よりも高めに電圧値を設定して外部電源から送電することにより、各部に必要な電力を常に過不足なく供給することができ、長い管路でも確実に検査を行うことが可能となり、動作の安定性、検査の信頼性に優れるためである。尚、カメラ本体はフレームに内蔵してもよいし、ケーブルで接続して管外に配置してもよい。管内検査装置と管外に配置される表示部をケーブルで接続した場合、撮影された画像を管外で直ちに受信してリアルタイムで確認しながら検査を行うことができ、管内検査装置に不具合が発生した際に、すぐに対処することが可能で、検査の効率性、確実性に優れる。尚、表示部としては、液晶や有機ＥＬ等のディスプレイが好適に用いられる。
【００１３】
管内検査装置は、管外の操作部とケーブルで接続することにより、各々の駆動部の正逆転及び停止の切り替えや回転速度の調整、照明のオン、オフの切り替えや明るさの調整等を行うための制御信号を送信することができる。操作部としては、押しボタンやジョイスティック等によって操作するものが好適に用いられる。特に、左右の駆動部それぞれに対し、選択した押しボタンを押して正転、逆転、停止に対応した制御信号を送信するものは、極めて操作が容易で、専任のオペレータ等が不要で、誰でも操作することができ、作業時間を短縮することが可能で、使用性、作業性に優れる。尚、表示部と操作部は、別体で構成してもよいが、コントローラとして一体化することにより、持ち運びが容易でコンパクト性、取扱い性に優れ、好ましい。また、撮影された画像を表示部で確認しながら操作部で簡便に管内検査装置を操作することができ、操作性、検査の作業性に優れる。
尚、コントローラのケーブルに目盛りを付けることにより、一目で管内検査装置の現在位置や走行距離を知ることができ、使用性に優れる。また、エンコーダを利用して駆動部（モータ）の回転量を検出し、その値から管内検査装置の移動量（位置）を求めるようにしてもよい。
【００１４】
撮影した画像は記憶部に記憶されるが、記憶部としてはＳＤメモリカード、メモリスティックなどの記憶媒体が好適に用いられる。記憶媒体のみを簡便に交換することができ、取扱い性に優れると共に、予め複数の記憶媒体を用意しておくことにより、管内検査装置による管内の撮影作業と、記憶媒体に記憶された撮影画像の確認作業を独立して並行に行うことができ、作業の効率性に優れるためである。また、動画の撮影が可能なカメラを用いた場合、走行中に検査対象の管内を全長に渡って漏れなく連続的に撮影することができ、不具合検出の信頼性に優れる。尚、カメラと記憶部を別々に用意する代わりに、カメラ本体に記憶部が内蔵されたものやカメラ本体に記憶媒体が着脱自在に装着されるものを用いることもできる。
また、記憶部に音声入力部を接続した場合、作業者が管外の表示部で検査状況を確認しつつ、操作部で管内検査装置を操作しながら、検査日、検査担当者、検査場所、検査状況や不具合の発生状況などの必要情報を音声入力部から吹き込み、画像と一緒に保存することができ、検査の効率性、作業性、データの信頼性に優れる。さらに、音声入力部から入力された音声とカメラで撮影された画像を一つの記憶部で同時に記憶することができるので、後から画像を再生するだけで、検査状況等を簡単に確認することができ、必要な情報を文字等で入力する手間を省くことができ、データ整理の作業性、効率性に優れる。
【００１５】
請求項４に記載の考案は、請求項３に記載の管内検査装置であって、前記照明付き広角レンズの高さ方向位置及び仰角を設定する撮影位置調整部を備えた構成を有している。
この構成により、請求項３で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）照明付き広角レンズの高さ方向位置及び仰角を設定する撮影位置調整部を有することにより、管径の大小などに応じて簡便に照明付き広角レンズの高さ方向位置及び仰角を調整することができ、特に、照明付き広角レンズを管の中心近傍で進行方向前方に向けて配置した場合、管の内壁面を全周に渡って一度で斑無く撮影することができ、管内検査の効率性に優れる。
【００１６】
ここで、撮影位置調整部は照明付き広角レンズの高さ方向位置及び仰角を設定できるものであればよい。高さ方向位置の設定は、ラックとピニオンの組合せ等により照明付き広角レンズを上下方向に摺動させるもの、照明付き広角レンズを支持する支持脚を伸縮させるもの、照明付き広角レンズを保持するアーム部を水平軸周りに回動させるもの等を用いて行うことができる。仰角の設定は水平軸周りに照明付き広角レンズを回動させることにより行うことができる。撮影位置調整部による高さ方向位置及び仰角の設定は、下水管等の調査対象に投入する前に手動で行ってもよいし、モータ等の位置調整用駆動部を管外の操作部から操作して行ってもよい。
【００１７】
請求項５に記載の考案は、請求項４に記載の管内検査装置であって、前記撮影位置調整部が、アーム部と、前記フレームに配設され前記アーム部を前記フレームの幅方向と平行な水平軸周りに回動自在に保持する高さ調整用軸支部と、前記アーム部の先端部に配設され前記照明付き広角レンズを前記フレームの幅方向と平行な水平軸周りに回動自在に保持する仰角調整用軸支部と、を備えた構成を有している。
この構成により、請求項４で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）撮影位置調整部が、アーム部と、フレームに配設されアーム部をフレームの幅方向と平行な水平軸周りに回動自在に保持する高さ調整用軸支部を有することにより、アーム部を回動させて照明付き広角レンズの高さを調整して、様々な管径に対応することができ、汎用性に優れる。
（２）撮影位置調整部が、アーム部の先端部に配設され照明付き広角レンズをフレームの幅方向と平行な水平軸周りに回動自在に保持する仰角調整用軸支部を有することにより、照明付き広角レンズを回動させて撮影方向を調整することができ、撮影箇所の選択自在性に優れる。
（３）アーム部を高さ調整用軸支部周りに回動させて照明付き広角レンズを所望の高さに調整した後、照明付き広角レンズのみを仰角調整用軸支部周りに回動させることにより、照明付き広角レンズが真正面を向くように撮影位置を調整することができ、管径に関わらず、照明付き広角レンズを管の中心近傍に位置させて、周囲の内壁面の全周を斑無く均一に照明しながら確実に撮影することができ、検査対象の選択自在性、管内検査の効率性、信頼性に優れる。
ここで、アーム部は１本でも２本でもよいが、２本のアーム部をフレームの両側部に配置し、照明付き広角レンズを両側から挟持するようにした場合、照明付き広角レンズの支持安定性に優れ、好ましい。
【考案の効果】
【００１８】
以上のように、本考案の照明付き広角レンズ及びそれを備えた管内検査装置によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の考案によれば、以下のような有利な効果が得られる。
（１）環状照明部から照射する光を、撮影対象の表面を直接照射する直接光と、ケーシングの直線状反射部で反射して撮影対象の表面を照射する直線部反射光と、ケーシングの曲面状反射部で反射して撮影対象の表面で直接光又は直線部反射光と部分的に重なり合う曲面部反射光と、に分散させ、ケーシングの側方から前方までの広範囲を斑無く確実に照明して短時間で撮影を行うことが可能で、細かな傷や亀裂等の不具合を漏れなく検出することができる照明の均一性、視認性、画像品質の信頼性に優れた照明付き広角レンズを提供することができる。
【００１９】
請求項２に記載の考案によれば、以下のような有利な効果が得られる。
（１）照明付き広角レンズにより、撮影対象である下水管などの内壁面の広範囲を斑無く照明しながら短時間で撮影することができ、不具合発生箇所を正確に記録して、細かな傷や亀裂等も漏れなく検出することが可能な検査の効率性、不具合検出の信頼性、確実性に優れた管内検査装置を提供することができる。
【００２０】
請求項３に記載の考案によれば、請求項２に記載の効果に加えて以下のような有利な効果が得られる。
（１）フレームの進行方向前方側の先端部に配設された照明付き広角レンズにより、走行しながら、周囲の内壁面を照明しつつ至近距離から撮影することができる不具合検出の確実性、信頼性に優れた管内検査装置を提供することができる。
【００２１】
請求項４に記載の考案によれば、請求項３に記載の効果に加えて以下のような有利な効果が得られる。
（１）撮影位置調整部により、管径の大小などに応じて簡便に照明付き広角レンズの高さ方向位置及び仰角を調整することができ、特に、照明付き広角レンズを管の中心近傍で進行方向前方に向けて配置することにより、照明付き広角レンズ周辺の管の内壁面を全周に渡って一度で斑無く照明しながら撮影することができる管内検査の効率性に優れた管内検査装置を提供することができる。
【００２２】
請求項５に記載の考案によれば、請求項４に記載の効果に加えて以下のような有利な効果が得られる。
（１）アーム部を高さ調整用軸支部周りに回動させると共に、照明付き広角レンズを仰角調整用軸支部周りに回動させることにより、所望の高さで照明付き広角レンズが真正面を向くように撮影位置を調整することができ、管径に関わらず、照明付き広角レンズを管の中心近傍に位置させて、周囲の内壁面の全周を斑無く均一に照明しながら確実に撮影することができる検査対象の選択自在性、管内検査の効率性、信頼性に優れた管内検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態１の照明付き広角レンズとその照明範囲を示す要部断面模式側面図
【図２】実施の形態１の照明付き広角レンズを備えた管内検査装置の平面図
【図３】実施の形態１の照明付き広角レンズを備えた管内検査装置の側面図
【図４】実施の形態１の照明付き広角レンズを備えた管内検査装置の正面図
【図５】（ａ）実施の形態１の照明付き広角レンズを備えた管内検査装置の撮影位置調整状態を示す正面図（ｂ）実施の形態１の照明付き広角レンズを備えた管内検査装置の撮影位置調整状態を示す側面図
【考案を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本考案の実施の形態における照明付き広角レンズ及びそれを備えた管内検査装置について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は実施の形態１の照明付き広角レンズとその照明範囲を示す要部断面模式側面図である。
図１中、１は実施の形態１の照明付き広角レンズ、２は円形に形成された照明付き広角レンズ１の環状照明部、３は環状照明部２の形状に合わせて複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）３ａ，３ｂを円環状に配置した発光部、３ｃは発光部３の外周、４はガラス等で円環状に形成され発光部３に覆設された透光性の照明部カバー、５は環状照明部２の中央部前方に突出して配設された照明付き広角レンズ１のケーシング、５ａは後端側から前端側に外周面が直線状に拡開して円錐状に形成されたケーシング５の直線状反射部、５ｂは直線状反射部５ａの前端側から前方に延設され曲面状に拡開して形成されたケーシング５の曲面状反射部、５ｃは環状照明部２の発光部３の外周３ｃより内側に位置するケーシング５の先端外周部、６はケーシング５の先端中央部に配設された広角レンズ、６ａはＰＥＴ等で半球状に形成され広角レンズ６に覆設された透光性のレンズ部カバーである。
【００２５】
以上のように構成された実施の形態１の照明付き広角レンズによる照明範囲について説明する。
図１には、照明付き広角レンズ１を下水管等の管の中心部に配置した場合に、環状照明部２の発光部３の発する光が、どのように進行、反射して、壁面に照射されるかを示した。ｒ1〜ｒ4は管の内半径を示している。
ケーシング５の先端外周部５ｃが環状照明部２の発光部３の外周３ｃより内側に位置することにより、環状照明部２の発光部３（主に内側のＬＥＤ３ａ）が発する光の一部が、撮影対象の表面に直接照射される直接光となる。
また、環状照明部２の発光部３（内側及び外側のＬＥＤ３ａ，３ｂ）が発する光の多くは直線状反射部５ａで反射され撮影対象の表面に照射される直線部反射光となる。
さらに、環状照明部２の発光部３（内側及び外側のＬＥＤ３ａ，３ｂ）が発する光の一部は曲面状反射部５ｂで反射され撮影対象の表面で直接光又は直線部反射光と部分的に重なり合う曲面部反射光となる。
図１から明らかなように、管の内半径ｒ1〜ｒ4によって、直接光、直線部反射光、曲面部反射光の重なり具合は変化するが、いずれの場合も、光が照射される領域内で、それぞれの光が互いに重なり合っており、管の内半径ｒ1〜ｒ4によらず、広範囲に渡って斑のない照明を行うことができる。
特に、曲面部反射光が存在することにより、直接光が照射される領域と、直線部反射光が照射される領域との間に、光が照射されない領域や光量が不十分な領域が発生することがなく、画像品質の低下や不具合検出能力の低下を防ぐことができ、管内検査の効率性を向上させることができる。
【００２６】
本実施の形態では、環状照明部２を円環状に形成し、ケーシング５の直線状反射部５ａを円錐状に形成したが、これに限定されるものではなく、環状照明部２を四角形，六角形，八角形等の角環状に形成し、それに対応して、ケーシング５の直線状反射部５ａを多角錐状に形成してもよい。尚、本実施の形態では、環状照明部２の発光部３の内側と外側に２列のＬＥＤ３ａ，３ｂを配置したが、ＬＥＤ３ａ，３ｂの配置や数は、光の強度や照射角度等によって適宜、選択することができる。
また、本実施の形態では、ケーシング５の外表面をアルマイトメッキして反射光の強度を調整したが、ケーシング５の材質、環状照明部２の光の強度、観察対象の材質や管径などに応じて、ケーシング５の外表面に適宜、必要な表面処理を施し、反射光を散乱、分散させることができる。
【００２７】
次に、実施の形態の照明付き広角レンズを備えた管内検査装置について、説明する。
図２は実施の形態１の照明付き広角レンズを備えた管内検査装置の平面図であり、図３は実施の形態１の照明付き広角レンズを備えた管内検査装置の側面図であり、図４は実施の形態１の照明付き広角レンズを備えた管内検査装置の正面図である。
図２乃至図４中、１１は下水管２０等の中を走行して内壁２０ａの表面を撮影する実施の形態１の照明付き広角レンズ１を備えた管内検査装置、１２は管内検査装置１１のアルミニウム製のフレーム、１２ａはフレーム１２の上面に配設された管内検査装置１１を持ち運ぶための把手部、１３はフレーム１２の進行方向前方側から見てフレーム１２の下部から両外側下方に向かってハの字型に配設された左右一対の走行部（図４参照）、１３ａは各々の走行部１３のタイヤ保持部（図４参照）、１４は複数のタイヤ１５が各々のタイヤ保持部１３ａの内側面に配設されて形成された左右一対のタイヤ列（図３参照）、１６は走行部１３の複数のタイヤ１５を左右のタイヤ列１４単位で全輪駆動するＤＣモータを用いた左右一対の駆動部、１７は各々のタイヤ保持部１３ａの外側に配設され各々の駆動部１６の動力を各々のタイヤ１５に伝達する動力伝達軸やねじ歯車など（図示せず）が内蔵された動力伝達部カバー、１８は照明付き広角レンズ１の高さ方向位置及び仰角を設定する撮影位置調整部、１８ａは略くの字型に形成されフレーム１２の両側に配設された撮影位置調整部１８のアーム部、１８ｂはフレーム１２の両側に配設されアーム部１８ａをフレーム１２の幅方向と平行な水平軸周りに回動自在に保持する高さ調整用軸支部（図３参照）、１８ｃはアーム部１８ａの先端部に配設され照明付き広角レンズ１をフレーム１２の幅方向と平行な水平軸周りに回動自在に保持する仰角調整用軸支部（図３参照）、１８ｄはフレーム１２の両外側部に突設され各々のアーム部１８ａの下辺部に形設された切り欠き部１８ｅに係合してアーム部１８ａを最下位位置で支持するストッパー部（図３参照）、１９は外部電源（図示せず）から照明付き広角レンズ１の環状照明部２や駆動部１６に電力を供給するための電力ケーブル，照明付き広角レンズ１からの画像を管外の表示部（図示せず）に送信するための映像ケーブル，各々の駆動部１６の正逆転や停止等を切り替えるための制御信号等を管外の操作部（図示せず）から送信するための信号ケーブル等が複合化されたケーブル（図２参照）、１９ａは照明付き広角レンズ１の環状照明部２に電力を供給するための電力ケーブルや照明付き広角レンズ１からの画像を管外の表示部（図示せず）に送信するための映像ケーブルが複合化された接続ケーブル、２０は検査を行う下水管等の円管路（図４参照）、２０ａは円管路２０の内壁（図４参照）である。
【００２８】
フレーム１２の材質としては、アルミニウム等の金属以外に、ポリカーボネート等の合成樹脂、ＦＲＰやＦＲＴＰ等の繊維強化プラスチック等も用いることができる。尚、フレーム１２の継ぎ目や開閉部等はシールして、防水性を持たせることが好ましい。管内に多量の水が溜まっている場合や水中を走行する場合でも、フレーム１２の内部に水が浸入せず、ショートの発生を防止することができ、動作の安全性、確実性に優れる。
尚、フレーム１２には、管内検査装置１１の各部を制御するための制御基板や外部電源から供給される電力の電圧値を調整する電源ユニットが内蔵される。電力ケーブルの長さによって生じる電圧降下量に合わせて、必要な電圧よりも高めに電圧値を設定して外部電源から送電し、電源ユニットで照明付き広角レンズ１の環状照明部２や駆動部１６に必要な電圧値に調整することにより、各部に必要な電力を常に過不足なく供給することができ、長い管路でも確実に検査を行うことが可能となり、動作の安定性、検査の信頼性に優れる。
【００２９】
タイヤ保持部１３ａは、タイヤ列１４の各々のタイヤ１５を回動自在に固定できるものであればよい。本実施の形態では、タイヤ列１４の一列当たりに３個のタイヤ１５を配置したが、タイヤ列１４の一列当たりのタイヤ１５の数は、これに限定されるものではなく、フレーム１２の長さやタイヤ１５の径等に応じて、適宜、選択することができる。
左右のタイヤ保持部１３ａは、そのなす角度が９０度となるように、左右対称に配置した。これにより、フレーム１２を支持するタイヤ列１４の間隔（車幅）を最大にして、左右のタイヤ列１４で確実にフレーム１２を支持して安定した走行を行うことができ、円管路２０の内部の繋ぎ目や段差などの障害を確実に乗り越えることができる。
【００３０】
駆動部１６は、各々のタイヤ列１４の正逆回転の切替えが可能なＤＣモータを用いた。外部の操作部から制御信号を送信して遠隔操作する場合、必要に応じて前進と後退を切り替えることができるだけでなく、一方のタイヤ列１４を停止させ、他方のタイヤ列１４のみを回転させて右左折を行うことや一方のタイヤ列１４を正転させ、他方のタイヤ列１４を逆転させてその場で旋回させることもでき、機動性、汎用性に優れる。これにより、障害物などによって、前進が不可能となった場合でも、管内検査装置１１を一旦後退させて前進させたり、方向転換して前進を続けたり、或いは後退させて回収したりすることができ、使用性に優れる。
各々の駆動部１６の動力を各々のタイヤ１５に伝達する動力伝達軸やねじ歯車など（図示せず）を動力伝達部カバー１７で覆うことにより、外部からの衝撃、異物等の噛み込み、水の浸入等を防ぐことができ、走行の安定性に優れる。
尚、本実施の形態では、フレーム１２の進行方向後方側に駆動部１６を配置したが、駆動部１６の配置は、これに限定されるものではなく、適宜、選択することができる。また、走行部１３には、複数のタイヤ１５を配置してタイヤ列１３を形成する代わりに、ベルト状の履板又はチェーンを備えた無限軌道を配置してもよい。
【００３１】
次に、管内検査装置１１の撮影位置調整部１８について説明する。
図５（ａ）は実施の形態１の照明付き広角レンズを備えた管内検査装置の撮影位置調整状態を示す正面図であり、図５（ｂ）は実施の形態１の照明付き広角レンズを備えた管内検査装置の撮影位置調整状態を示す側面図である。
図５（ａ）中、２０ｂは図４に示した円管路２０よりも内径の大きな円管路の内壁である。
図５に示すように、撮影位置調整部１８のアーム部１８ａを高さ調整用軸支部１８ｂ周りに回動させて照明付き広角レンズ１を所望の高さ（管の中心近傍）に調整した後、照明付き広角レンズ１のみを仰角調整用軸支部１８ｃ周りに回動させることにより、照明付き広角レンズ１が管の中心近傍で真正面を向くように撮影位置を調整することができる。これにより、管径に関わらず、照明付き広角レンズ１を管の中心近傍に位置させることができ、図１で説明したように、周囲の内壁面の全周を斑無く均一に照明しながら確実に撮影することができ、検査対象の選択自在性、管内検査の効率性、信頼性に優れる。
尚、フレーム１２の両外側部にストッパー部１８ｄが設けられていることにより、振動や外力等によってアーム部１８ａが下方に移動した場合でも、ストッパー部１８ｄが切り欠き部１８ｅに係合してアーム部１８ａを確実に支持することができ、照明付き広角レンズ１が管底等に接触することを防止できる。
【００３２】
以上のように構成された実施の形態１における照明付き広角レンズを備えた管内検査装置の使用方法について説明する。
管内検査装置１１のスイッチを入れ、検査を行う円管路２０の入口側の管壁上に載置する。
作業者が、円管路２０の外から操作部を操作し、左右の駆動部１６を正転させることにより、管内検査装置１１が走行を開始する。管内検査装置１１は円管路２０の内壁２０ａに沿って移動しながら、照明付き広角レンズ１で内壁２０ａの表面を撮影し、撮影した画像をケーブル１９を通して操作部側の記憶部に送信する。このとき、作業者は、撮影された画像を管外の表示部により、リアルタイムで確認することができる。これにより、検査が確実に行われていることを確認できるだけでなく、管内検査装置１１に不具合が発生した場合でもすぐに対処することが可能で、検査の効率性、確実性に優れる。また、送信される画像を表示部で確認しながら操作部で簡便に管内検査装置１１を操作することができ、操作性、検査の作業性に優れる。
記憶部に記憶された画像は、別途、パーソナルコンピュータなどで再生し、内壁２０ａの表面におけるひび割れや亀裂などの発生状態を確認することができる。
【００３３】
本実施の形態では、照明付き広角レンズ１の環状照明部２や駆動部１６などの電力は、図示しない外部電源から電力ケーブルを通して供給した。このとき、電力ケーブルの繰り出し量は管内検査装置１１の移動量によって変化するが、電力ケーブルの全長は変わらないので、予め電圧降下量を見込んだ電圧値で送電すれば、前述の電源ユニットで各部の規格電圧に調整することができ、規格以上の電圧がかかったり、電圧が不足したりすることがなく、動作の安定性に優れる。尚、外部電源から電力を供給する代わりに、フレーム１２にバッテリを内蔵してもよく、その場合は、電源ユニットを省略することができる。
尚、操作部側に音声入力部を設ければ、作業者が管外の表示部で検査状況を確認しつつ、操作部で管内検査装置１１を操作しながら、検査日、検査担当者、検査場所、検査状況や不具合の発生状況などの必要情報を音声入力部から吹き込み、画像と一緒に記憶部に保存することができ、検査の効率性、作業性、データの信頼性に優れる。また、音声入力部から入力された音声と撮影された画像を一つの記憶部で同時に記憶することができるので、後から画像を再生するだけで、検査状況等を簡単に確認することができ、必要な情報を文字等で入力する手間を省くことができ、データ整理の作業性、効率性に優れる。
【００３４】
以上のように実施の形態１における照明付き広角レンズは構成されているので、以下のような作用が得られる。
（１）環状照明部が、環状に形成又は配設された発光部を有し、広角レンズが、環状照明部の中央部前方に突出して配設されたケーシングの先端中央部に配設されているので、発光部が発する光を下水管などの内壁面の全周に略均一に照射して管内全体を照明することができ、ケーシングの影ができることがなく、照明の均一性、画像の高品質性に優れる。
（２）広角レンズが配設されるケーシングが、環状照明部の中央部前方に突出して配設されていることにより、ケーシングの側方から前方までの広範囲を広角レンズで一度に撮影することができ、撮影の効率性に優れる。
（３）ケーシングが、後端側から前端側に外周面が直線状に拡開して円錐状又は多角錐状に形成される直線状反射部を有するので、環状照明部の発光部が発する光の一部を直線状反射部でケーシングの外周方向に反射し、ケーシング周辺の下水管などの内壁面の全周に照射して、死角をなくすことができ、広角レンズの真下、真横、真上などを漏れなく確実に撮影することが可能で、撮影の信頼性に優れる。
（４）ケーシングが、直線状反射部の前端側から前方に延設され曲面状に拡開して形成される曲面状反射部を有するので、環状照明部の発光部が発する光の一部を曲面状反射部でケーシングの外周前方に反射し、下水管などの内壁面の広範囲に照射して、広角レンズの撮影範囲を広げることができ、撮影の効率性に優れる。
（５）ケーシングの先端外周部が環状照明部の発光部の外周より内側に位置しているので、環状照明部の発光部が発する光の一部を遠方の内壁面に直接照射して照明範囲を広げることができ、ケーシングの側方から前方までを短時間で撮影することができ、撮影の効率性に優れる。
（６）環状照明部から照射される光が、撮影対象の表面に直接照射される直接光と、直線状反射部で反射され撮影対象の表面に照射される直線部反射光と、曲面状反射部で反射され撮影対象の表面で直接光又は直線部反射光と部分的に重なり合う曲面部反射光と、に分散されることにより、ケーシングの側方から前方までの広範囲を斑無く確実に照明して短時間で撮影を行うことが可能で、細かな傷や亀裂等の不具合を漏れなく検出することができ、照明の均一性、視認性、画像品質の信頼性に優れる。
【００３５】
以上のように実施の形態１における照明付き広角レンズを備えた管内検査装置は構成されているので、以下のような作用が得られる。
（１）照明付き広角レンズにより、撮影対象である下水管などの内壁面の広範囲を斑無く照明しながら短時間で撮影して、不具合発生箇所を正確に記録することができ、細かな傷や亀裂等も漏れなく検出することが可能で、検査の効率性、信頼性に優れる。
（２）フレームの進行方向前方側から見てフレームの下部から両外側下方に向かってハの字型に配設された左右一対の走行部を有するので、走行部によってフレームを安定して支持することができ、管内を走行しながら、内壁面の様子を確実に撮影することができ、管内検査の信頼性に優れる。
（３）左右一対の走行部をハの字型に配置することにより、管の底部中央に溜まった水や異物、或いは一般的に管の底部や側部に接続される枝管の開口部などを避けて走行することができ、フレームと障害物との接触を最低限に抑えることができ、振動の少ない安定した走行と高品質な画像の撮影が可能で、画像品質の信頼性に優れる。
（４）管内に凹凸，陥没，段差或いは木の根やその他の避けられない障害物がある場合でも、走行部により、それらを踏み越えて走行することができ、走破力に優れる。
（５）走行部をフレームの下部にハの字型に配置することにより、フレームの底面部の高さを高くして、管内に土砂やゴミ等の異物（障害物）が堆積している場合や管底が平坦な場合でも、フレームの底面部が異物や管底と干渉することがなく、内径の小さな管にも対応することができ、走行の信頼性、安定性に優れる。
（６）管路が曲がっている場合でも、ハの字型に配置された走行部の少なくとも一部を管壁に確実に接触させ、管路に沿うように走行させることができ、形状の複雑な管路にも対応することが可能で、検査対象の選択自在性、走行の信頼性に優れる。
（７）フレームの進行方向前方側の先端部に照明付き広角レンズが配設されるので、進行方向前方側に向かって走行しながら、周囲の内壁面を照明しつつ至近距離から撮影することができ、不具合検出の確実性、信頼性に優れる。
（８）照明付き広角レンズの高さ方向位置及び仰角を設定する撮影位置調整部を有することにより、管径の大小などに応じて簡便に照明付き広角レンズの高さ方向位置及び仰角を調整することができ、特に、照明付き広角レンズを管の中心近傍で進行方向前方に向けて配置した場合、管の内壁面を全周に渡って一度で斑無く撮影することができ、管内検査の効率性に優れる。
（９）撮影位置調整部が、アーム部と、フレームに配設されアーム部をフレームの幅方向と平行な水平軸周りに回動自在に保持する高さ調整用軸支部を有することにより、アーム部を回動させて照明付き広角レンズの高さを調整して、様々な管径に対応することができ、汎用性に優れる。
（１０）撮影位置調整部が、アーム部の先端部に配設され照明付き広角レンズをフレームの幅方向と平行な水平軸周りに回動自在に保持する仰角調整用軸支部を有することにより、照明付き広角レンズを回動させて撮影方向を調整することができ、撮影箇所の選択自在性に優れる。
（１１）アーム部を高さ調整用軸支部周りに回動させて照明付き広角レンズを所望の高さに調整した後、照明付き広角レンズのみを仰角調整用軸支部周りに回動させることにより、照明付き広角レンズが真正面を向くように撮影位置を調整することができ、管径に関わらず、照明付き広角レンズを管の中心近傍に位置させて、周囲の内壁面の全周を斑無く均一に照明しながら確実に撮影することができ、検査対象の選択自在性、管内検査の効率性、信頼性に優れる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本考案は、レンズの側方から前方までの広範囲を斑無く均一に照明しながら撮影を行うことができ、細かな傷や亀裂等の不具合を確実に検出することができ、視認性、画像品質の信頼性に優れた照明付き広角レンズの提供及びそれを備えることにより、下水管などの管径の大小に関わらず、内壁面を全周に渡って確実に撮影し、不具合の発生箇所を簡便かつ確実に記録して、短時間の内に効率的に検査を行うことができ、操作性、取扱い性、検査の信頼性、作業の効率性に優れた管内検査装置の提供を行うことができるので、各自治体などが低予算で下水管等の検査体勢を整えることができ、検査の効率性を向上させ、下水管等の不具合を確実に検出、改善することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  照明付き広角レンズ
２  環状照明部
３  発光部
３ａ，３ｂ  発光ダイオード（ＬＥＤ）
３ｃ  外周
４  照明部カバー
５  ケーシング
５ａ  直線状反射部
５ｂ  曲面状反射部
５ｃ  先端外周部
６  広角レンズ
６ａ  レンズ部カバー
１１  管内検査装置
１２  フレーム
１２ａ  把手部
１３  走行部
１３ａ  タイヤ保持部
１４  タイヤ列
１５  タイヤ
１６  駆動部
１７  動力伝達部カバー
１８  撮影位置調整部
１８ａ  アーム部
１８ｂ  高さ調整用軸支部
１８ｃ  仰角調整用軸支部
１８ｄ  ストッパー部
１８ｅ  切り欠き部
１９  ケーブル
１９ａ  接続ケーブル
２０  円管路
２０ａ，２０ｂ  内壁
【図１】
0003153584.tif 000003
【図２】
0003153584.tif 000004
【図３】
0003153584.tif 000005
【図４】
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【図５】
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