(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温液化ガスに浸漬可能な観察装置であって、
撮像装置が搭載された撮像ユニットと、
固定部に対して前記撮像ユニットを移動させる駆動部と、
前記撮像ユニットの前記固定部に対する移動に伴って変形可能であると共にフレキシブルプリント配線板からなる配線部と
を備え、
前記固定部である支持基体と、
傾動可能に前記支持基体に対して前記撮像ユニットを結合する結合部と、
前記配線部であり、前記支持基体と前記撮像ユニットとを接続する第１配線部と
を備え、
前記支持基体は、水平に離間して対向配置されると共に下端に前記結合部が取り付けられる対向フレームと、前記対向フレーム同士の間に配置されると共に前記第１配線部の一端が固定される配線板固定フレームとを有し、
前記第１配線部は、一端が下方を向いて前記配線板固定フレームに固定され、他端が下方を向いて前記撮像ユニットに固定され、途中部位が前記対向フレームと前記配線板固定フレームに囲まれた領域を通過すると共に湾曲され、
前記対向フレームと前記配線板固定フレームに囲まれた領域は、前記撮像ユニットの上方に配置されている
ことを特徴とする観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に示すように、ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）タンクの内部を観察するために、カメラを搭載した観察装置が用いられている。この観察装置は、タンク内部の広い領域を観察可能とするために、ケーブルの下端に取り付けられた撮像ユニットのチルト角等を調整するための角度調整機構を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−４３０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、観察装置には、外部から角度調整機構に入力される信号やカメラによって撮像された撮像データを示す信号等を電送するための配線を設ける必要がある。従来、このような配線としては、導線の周囲をフッ素樹脂等の極低温耐性を持つ絶縁層で被覆したリード線が用いられている。
【０００５】
ここで、撮像ユニットの角度を調整するためには撮像ユニットを固定部に対して移動させることになることから、上述のリード線は、可動部と固定部とを接続にも用いられる。このような可動部と固定部とを接続するリード線は、可動部の移動に伴って、曲げ半径が変化する等により変形される。しかしながら、極低温環境では、絶縁層が硬化してリード線の柔軟性が損なわれる。このように、リード線の柔軟性が損なわれると、可動部を移動させるときの抵抗が大きくなり、撮像ユニットを移動させるための駆動部を大型化する必要が生じる。
【０００６】
また、リード線の柔軟性が損なわれることから、可動部を移動させた場合のリード線の膨らみ等が大きくなりやすく、このような膨らみを抑制するために強度が高い固縛構造を採用する必要が生じる。このような固縛構造の設置箇所は限られることから、この固縛構造に応じた配線の引き回しが必要となり、配線の引き回しの自由度が低下する。
【０００７】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、低温液化ガスに浸漬される観察装置において、撮像ユニットの移動に伴って変形する配線の柔軟性を確保し、駆動部の大型化及び配線の引き回しの自由度の低下を抑止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【０００９】
第１の発明は、低温液化ガスに浸漬可能な観察装置であって、撮像装置が搭載された撮像ユニットと、固定部に対して上記撮像ユニットを移動させる駆動部と、上記撮像ユニットの上記固定部に対する移動に伴って変形可能であると共にフレキシブルプリント配線板からなる配線部とを備えるという構成を採用する。
【００１０】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記固定部である支持基体と、傾動可能に上記支持基体に対して上記撮像ユニットを結合する結合部と、上記配線部であり、上記支持基体と上記撮像ユニットとを接続する第１配線部とを備えるという構成を採用する。
【００１１】
第３の発明は、上記第２の発明において、上記支持基体が、水平に離間して対向配置されると共に下端に上記結合部が取り付けられる対向フレームと、上記対向フレーム同士の間に配置されると共に上記第１配線部の一端が固定される配線板固定フレームとを有し、上記第１配線部は、一端が下方を向いて上記配線板固定フレームに固定され、他端が下方を向いて上記撮像ユニットに固定され、途中部位が上記対向フレームと上記配線板固定フレームに囲まれた領域を通過すると共に湾曲されているという構成を採用する。
【００１２】
第４の発明は、上記第１〜第３いずれかの発明において、上記駆動部が搭載されると共に上記撮像ユニットを旋回させる旋回ユニットを備え、上記旋回ユニットが、上記固定部である胴部と、上記胴部に対して旋回可能とされると共に上記撮像ユニットが固定された回転軸部とを備え、上記配線部として、上記胴部に固定されたコネクタと回転軸部に固定されたコネクタとを接続する第２配線部を備えるという構成を採用する。
【００１３】
第５の発明は、上記第４の発明において、上記第２配線部は、上記回転軸部の旋回方向に沿って湾曲されているという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、撮像ユニットの固定部に対する移動に伴って変形可能な配線として、フレキシブルプリント配線板からなる配線部を用いている。フレキシブルプリント配線板は、薄い樹脂フィルム上に導電層が形成された構造を有しており、厚い絶縁層を被覆層として備えるリード線と比較すると、極低温の環境でも柔軟性が損なわれない。したがって、本発明によれば、低温液化ガスに浸漬される観察装置において、撮像ユニットの移動に伴って変形する配線の柔軟性を確保し、駆動部の大型化及び配線の引き回しの自由度の低下を抑止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態における観察装置の外観図であり、（ａ）が撮像ユニットを水平姿勢とした状態を示し、（ｂ）が撮像ユニットを鉛直姿勢とした状態を示している。
【図２】本発明の一実施形態における観察装置が備える旋回ユニットを模式的に示す縦断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の一実施形態における観察装置が備える支持フレーム及びフレキシブルプリント配線板を主として示す図であり、（ａ）が側面図であり、（ｂ）が（ａ）を矢印Ｂ方向から見た正面図である。
【図５】本発明の一実施形態における観察装置が備える撮像ユニットを示す図であり、（ａ）が横断面図であり、（ｂ）が縦断面図である。
【図６】本発明の一実施形態における観察装置が備える撮像ユニットが最大迎角姿勢である状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係る観察装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１７】
図１は、本実施形態の観察装置１の外観図であり、（ａ）が撮像ユニットを水平姿勢とした状態を示し、（ｂ）が撮像ユニットを鉛直姿勢とした状態を示している。本実施形態の観察装置１は、ケーブルＫにより吊り下げ支持されており、このケーブルＫが巻取ドラムにより巻取あるいは送り出しされることにより昇降される。この図に示すように、本実施形態における観察装置１は、旋回ユニット２と、支持フレーム３（支持基体）と、撮像ユニット４と、磁気カップリング５（図４参照）と、外側フレキシブルプリント配線板６（第１配線部）と、第１リード線７（図４参照）と、第２リード線８（図４参照）とを備えている。
【００１８】
旋回ユニット２は、本実施形態における観察装置１の上部の部分を構成している。図２は、旋回ユニット２の下端部の一部を模式的に示した縦断面図である。この図に示すように、旋回ユニット２は、胴部２ａ（固定部）と、回転軸部２ｂと、駆動モータ２ｃ（駆動部）と、内側フレキシブルプリント配線板２ｄ（第２配線部）と、内部リード線２ｅとを備えている。
【００１９】
胴部２ａは、接続部２ａ１と、周壁部２ａ２と、支持板２ａ３と、支柱２ａ４と、コネクタ２ａ５とを備えている。接続部２ａ１は、図１に示すように、胴部２ａの上端部を形成しており、ケーブルＫに接続可能とされている。周壁部２ａ２は、接続部２ａ１から垂下される円筒形状の壁部であり、上端が接続部２ａ１で塞がれると共に下端が開口端とされている。この周壁部２ａ２は、図２に示すように、内部に駆動モータ２ｃを収容している。支持板２ａ３は、周壁部２ａ２の内部に設置され、表裏面を上下方向に向けた板状の部位であり、駆動モータ２ｃを下方から支持する。なお、この支持板２ａ３は、駆動モータ２ｃの出力軸を上下に挿通可能とする挿通孔２ａ６を有している。支柱２ａ４は、上下方向から見て、周壁部２ａ２の中央に配置されており、支持板２ａ３によって支持されている。コネクタ２ａ５は、支柱２ａ４の下端に固定されており、内側フレキシブルプリント配線板２ｄの一端が接続される。
【００２０】
回転軸部２ｂは、筒部２ｂ１と、第１コネクタ２ｂ２と、第２コネクタ２ｂ３と、内歯２ｂ４とを備えている。筒部２ｂ１は、有底略円筒形状とされており、下側に配置される大径部２ｂ５と、上側に配置される小径部２ｂ６とを有している。この筒部２ｂ１は、胴部２ａの周壁部２ａ２に下方から差し込まれており、小径部２ｂ６の上端側が周壁部２ａ２の内部に収容されている。また、筒部２ｂ１の大径部２ｂ５の下端には、支持フレーム３が固定される。
【００２１】
第１コネクタ２ｂ２は、大径部２ｂ５の底部に設置されており、後述する支持フレーム３のコネクタ３ｇ（図４参照）と接続されている。第２コネクタ２ｂ３は、小径部２ｂ６の内壁に固定されており、胴部２ａのコネクタ２ａ５と同じ高さに配置されている。この第２コネクタ２ｂ３には、内側フレキシブルプリント配線板２ｄの他端が接続される。内歯２ｂ４は、筒部２ｂ１の小径部２ｂ６の上端内縁に、平面視で周方向に配列されている。この内歯２ｂ４は、駆動モータ２ｃの出力軸と噛合されている。また、第１コネクタ２ｂ２と第２コネクタ２ｂ３とは内部リード線２ｅによって電気的に接続されている。
【００２２】
このような回転軸部２ｂは、図２に示すように、筒部２ｂ１の外周面と胴部２ａの周壁部２ａ２の内壁面との間に介挿される軸受２ｆと、筒部２ｂ１の内壁面と胴部２ａの支柱２ａ４の外周面との間に介挿される軸受２ｇとによって、鉛直軸周りに旋回可能に支持されている。
【００２３】
駆動モータ２ｃ（駆動部）は、胴部２ａの支持板２ａ３上に載置されている。この駆動モータ２ｃの出力軸は、図２に示すように、回転軸部２ｂの内歯２ｂ４と噛合されている。このような駆動モータ２ｃにより、回転軸部２ｂが鉛直軸周りに回転される。この駆動モータ２ｃは、例えば不図示のリード線等によってケーブルＫと接続され、外部から入力される指令に基づいて駆動される。
【００２４】
内側フレキシブルプリント配線板２ｄは、薄膜状に形成された絶縁体からなるベースフィルム上に導電パターンとなる金属箔（例えば銅箔）を貼付した配線板である。なお、本実施形態の観察装置１は、極低温環境で用いるものであり、ベースフィルムの形成材料としては、例えばポリイミドを好適に用いることができる。このような内側フレキシブルプリント配線板２ｄは、例えば、ベースフィルムの層厚を０．３ｍｍとし、このベースフィルム上に銅箔からなる導電パターンを形成した場合には、ベースフィルムが薄いことにより、−１６２℃以下のＬＮＧ（低温液化ガス）に浸漬した場合であっても柔軟性が損なわれることはない。
【００２５】
図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。この図及び図３に示すように、内側フレキシブルプリント配線板２ｄは、一端が胴部２ａのコネクタ２ａ５に接続され、他端が回転軸部２ｂの第２コネクタ２ｂ３に接続されている。また、図３に示すように、内側フレキシブルプリント配線板２ｄは、平面視において、コネクタ２ａ５を中心として、回転軸部２ｂの旋回方向に沿って渦巻状に巻回されている。
【００２６】
このような内側フレキシブルプリント配線板２ｄは、回転軸部２ｂが駆動モータ２ｃにより、胴部２ａに対して回転されると、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、第２コネクタ２ｂ３の周方向への移動に伴って、巻量が変化し、曲げ半径が変化する。つまり、内側フレキシブルプリント配線板２ｄは、回転軸部２ｂの胴部２ａ（固定部）に対する回転（すなわち撮像ユニット４の旋回）に応じて変形可能とされている。
【００２７】
図４は、支持フレーム３及び外側フレキシブルプリント配線板６を主として示す図であり、（ａ）が側面図であり、（ｂ）が（ａ）を矢印Ｂ方向から見た正面図である。なお、図４においては、仮想線にて鉛直姿勢とされた撮像ユニット４を合わせて図示している。支持フレーム３は、フランジ部３ａと、上端側フレーム３ｂと、配線板固定フレーム３ｃと、取付部３ｄと、連結フレーム３ｅと、下端側フレーム３ｆと、コネクタ３ｇとを有している。
【００２８】
フランジ部３ａは、旋回ユニット２の回転軸部２ｂの下端に対して固定される円板状の部位である。上端側フレーム３ｂは、フランジ部３ａと連結フレーム３ｅとを接続する板状の部位である。このような上端側フレーム３ｂは、図２（ｂ）に示すように、互いに対向して水平方向に離間するように２枚設けられている。配線板固定フレーム３ｃは、２枚の上端側フレーム３ｂ同士（対向フレーム同士）の間に配置された板状の部位であり、各々の上端側フレーム３ｂの表面に固定されている。この配線板固定フレーム３ｃは、図２（ａ）に示すように、上端側フレーム３ｂの水平方向における片側の縁部に対して固定されている。なお、これらの２枚の上端側フレーム３ｂと１枚の配線板固定フレーム３ｃとによって囲まれた領域が外側フレキシブルプリント配線板６の移動領域Ｒａとされている。
【００２９】
取付部３ｄは、移動領域Ｒａ側を向く配線板固定フレーム３ｃの表面であって、連結フレーム３ｅ側の端部の近傍に設置されている。この取付部３ｄは、外側フレキシブルプリント配線板６の端部が物理的に固定される部位である。連結フレーム３ｅは、上端側フレーム３ｂと下端側フレーム３ｆとを連結するフレームであって、上端側フレーム３ｂと下端側フレーム３ｆとの間に設置されている。下端側フレーム３ｆは、上端部が連結フレーム３ｅに固定されると共に、下端部が磁気カップリング５のフレーム側マグネットプレート５ａと一体的に接続されたプレート状の部位である。このような下端側フレーム３ｆは、上端側フレーム３ｂと同様に、互いに対向して水平方向に離間するように２枚設けられている。また、これらの下端側フレーム３ｆは、図２（ａ）に示すように、撮像ユニット４の傾動領域を避ける略Ｌ型形状となるように切欠部３ｆ１を有している。
【００３０】
コネクタ３ｇは、フランジ部３ａの中央部に設けられている。このコネクタ３ｇは、第１リード線７によって、外側フレキシブルプリント配線板６の一端と電気的に接続されている。また、コネクタ３ｇは、旋回ユニット２の第１コネクタ２ｂ２と接続されている。
【００３１】
図５は、撮像ユニット４を示す図であり、（ａ）が横断面図であり、（ｂ）が縦断面図である。これらの図に示すように、撮像ユニット４は、カメラユニット４ａと、モータユニット４ｂとを備えている。
【００３２】
カメラユニット４ａは、カメラ４ｃ（撮像装置）と、カメラブラケット４ｄと、カメラケース４ｅと、ガス吸着体４ｆとを備えている。カメラ４ｃは、本実施形態の観察装置１の外部を撮像して撮像データを得ると共に取得した撮像データを出力する。カメラブラケット４ｄは、カメラケース４ｅに対して固定されると共にカメラ４ｃを支持している。このカメラブラケット４ｄは、カメラケース４ｅの内部におけるカメラ４ｃの位置決めを行う。
【００３３】
カメラケース４ｅは、ベース部４ｅ１と、アウタケース４ｅ２と、インナケース４ｅ３と、透光部４ｅ４とを備えている。ベース部４ｅ１は、アウタケース４ｅ２及びインナケース４ｅ３を支持する環状の部位であり、モータユニット４ｂとの取付部となっている。アウタケース４ｅ２とインナケース４ｅ３とは、ベース部４ｅ１の径方向に一定の隙間を空けて同軸配置されており、アウタケース４ｅ２が径方向外側に配置され、インナケース４ｅ３が径方向内側に配置されている。これらのアウタケース４ｅ２とインナケース４ｅ３との間の空間は、真空領域Ｒとされている。つまり、アウタケース４ｅ２とインナケース４ｅ３とは、真空領域Ｒを挟んで配置されている。このため、アウタケース４ｅ２とインナケース４ｅ３は、外部からの冷熱等の伝達を抑制する断熱ケースとして機能する。
【００３４】
また、アウタケース４ｅ２及びインナケース４ｅ３は、各々がカメラ４ｃの正面に対して開口部を有している。透光部４ｅ４は、これらの開口部の各々に嵌合されるように２つ設けられている。これらの透光部４ｅ４は、可視光に対して透明な部材により形成されており、カメラユニット４ａの内部への外部流体の侵入を防止しかつカメラ４ｃによる外部の撮像を可能としている。これらの透光部４ｅ４の間の空間も、真空領域Ｒの一部とされている。
【００３５】
ガス吸着体４ｆは、インナケース４ｅ３に支持されて、真空領域Ｒに臨むように配置されている。このガス吸着体４ｆは、シリカゲルやゼオライト等の多孔質体からなり、真空領域Ｒに侵入した水分等を吸着することにより、真空領域Ｒの真空度を維持する。
【００３６】
モータユニット４ｂは、駆動モータ４ｇ（駆動部）と、モータブラケット４ｈと、連結機構４ｉと、モータケース４ｊと、ガス吸着体４ｋと、脱落防止軸４ｍと、コネクタ４ｎとを備えている。駆動モータ４ｇは、撮像ユニット４のチルト角を変更するように撮像ユニット４の全体を傾動させる。この駆動モータ４ｇは、図５（ａ）に示すように、水平方向に突出する出力軸４ｇ１を有している。また、駆動モータ４ｇは、出力軸４ｇ１と反対側に突出する従動軸４ｇ２を備えている。この駆動モータ４ｇは、本発明の駆動部に相当し、本実施形態の観察装置１においては、撮像ユニット４の一部として組み込まれている。ただし、駆動モータ４ｇを撮像ユニット４の外部に設置することも可能である。
【００３７】
モータブラケット４ｈは、モータケース４ｊに対して固定されると共に駆動モータ４ｇを支持している。このモータブラケット４ｈは、モータケース４ｊの内部における駆動モータ４ｇの位置決めを行う。また、モータブラケット４ｈは、駆動モータ４ｇに加えて、連結機構４ｉを支持している。
【００３８】
連結機構４ｉは、駆動ギア４ｉ１と、第１ピニオン４ｉ２と、シャフト４ｉ３と、ケース４ｉ４と、軸受４ｉ５と、第２ピニオン４ｉ６と、従動ギア４ｉ７と、第１締結ボルト４ｉ８と、第２締結ボルト４ｉ９とを備えている。
【００３９】
駆動ギア４ｉ１は、駆動モータ４ｇの出力軸４ｇ１に第１締結ボルト４ｉ８により固定されたギアであり、出力軸４ｇ１の軸に沿った方向から見て出力軸４ｇ１と同心状に配置されている。第１ピニオン４ｉ２は、駆動ギア４ｉ１と噛合されたピニオンであり、シャフト４ｉ３の一端に固定されている。シャフト４ｉ３は、一端に第１ピニオン４ｉ２が固定されると共に、他端に第２ピニオン４ｉ６が固定されており、軸受４ｉ５により回転可能に支持されている。ケース４ｉ４は、シャフト４ｉ３を囲っており、モータブラケット４ｈに固定されている。軸受４ｉ５は、外輪がケース４ｉ４に固定され、内輪がシャフト４ｉ３に固定され、シャフト４ｉ３を回転可能に支持する。本実施形態においては、軸受４ｉ５は、シャフト４ｉ３の軸に沿って配列されるように２つ設けられている。
【００４０】
第２ピニオン４ｉ６は、従動ギア４ｉ７と噛合されたピニオンであり、シャフト４ｉ３の回転に伴って回転する。従動ギア４ｉ７は、駆動モータ４ｇの従動軸４ｇ２に第２締結ボルト４ｉ９により固定されたギアであり、従動軸４ｇ２の軸に沿った方向から見て従動軸４ｇ２と同心状に配置されている。第１締結ボルト４ｉ８は、駆動ギア４ｉ１と駆動モータ４ｇの出力軸４ｇ１とを締結すると共に、磁気カップリング５の後述する一方の撮像ユニット側マグネットプレート５ｂを駆動ギア４ｉ１に対して締結する。第２締結ボルト４ｉ９は、従動ギア４ｉ７と駆動モータ４ｇの従動軸４ｇ２とを締結すると共に磁気カップリング５の後述する他方の撮像ユニット側マグネットプレート５ｂを従動ギア４ｉ７に対して締結する。
【００４１】
このような連結機構４ｉは、駆動モータ４ｇによって生成された回転動力を、磁気カップリング５の撮像ユニット側マグネットプレート５ｂに対して伝達し、２つの撮像ユニット側マグネットプレート５ｂを同期して回転させる。具体的には、駆動モータ４ｇの出力軸４ｇ１が回転すると、第１締結ボルト４ｉ８により出力軸４ｇ１と締結された撮像ユニット側マグネットプレート５ｂが回転される。さらに、第１締結ボルト４ｉ８により出力軸４ｇ１と締結された駆動ギア４ｉ１も回転駆動される。このように、駆動ギア４ｉ１が回転駆動されることにより、第１ピニオン４ｉ２と、シャフト４ｉ３と、第２ピニオン４ｉ６とが回転駆動され、さらには従動ギア４ｉ７も回転駆動される。従動ギア４ｉ７が回転駆動されると、第２締結ボルト４ｉ９により従動ギア４ｉ７に締結された撮像ユニット側マグネットプレート５ｂが回転される。このため、２つの撮像ユニット側マグネットプレート５ｂが同期して回転される。
【００４２】
モータケース４ｊは、ベース部４ｊ１と、アウタケース４ｊ２と、インナケース４ｊ３とを備えている。ベース部４ｊ１は、アウタケース４ｊ２及びインナケース４ｊ３を支持する環状の部位であり、カメラユニット４ａとの取付部となっている。このモータケース４ｊのベース部４ｊ１とカメラケース４ｅのベース部４ｅ１とがボルトにより締結されることにより、カメラユニット４ａとモータユニット４ｂとが一体化されている。
【００４３】
アウタケース４ｊ２とインナケース４ｊ３とは、ベース部４ｊ１の径方向に一定の隙間を空けて同軸配置されており、アウタケース４ｊ２が径方向外側に配置され、インナケース４ｊ３が径方向内側に配置されている。これらのアウタケース４ｊ２とインナケース４ｊ３との間の空間は、真空領域Ｒとされている。つまり、アウタケース４ｊ２とインナケース４ｊ３とは、真空領域Ｒを挟んで配置されている。このため、アウタケース４ｊ２とインナケース４ｊ３は、外部からの冷熱等の伝達を抑制する断熱ケースとして機能する。
【００４４】
ガス吸着体４ｋは、インナケース４ｊ３に支持されて、真空領域Ｒに臨むように配置されている。このガス吸着体４ｋは、シリカゲルやゼオライト等の多孔質体からなり、真空領域Ｒに侵入した水分等を吸着することにより、真空領域Ｒの真空度を維持する。
【００４５】
脱落防止軸４ｍは、モータケース４ｊから側方に突出する軸部である。この脱落防止軸４ｍは、図５（ａ）に示すように、モータケース４ｊを挟むように２つ設置されている。一方の脱落防止軸４ｍは、２つの撮像ユニット側マグネットプレート５ｂのうち一方の撮像ユニット側マグネットプレート５ｂ側に配置されており、駆動モータ４ｇの出力軸４ｇ１の軸に沿った方向から見て、撮像ユニット側マグネットプレート５ｂの中心と重なるように配置されている。また、他方の脱落防止軸４ｍは、２つの撮像ユニット側マグネットプレート５ｂのうち他方の撮像ユニット側マグネットプレート５ｂ側に配置されており、駆動モータ４ｇの出力軸４ｇ１の軸に沿った方向から見て、撮像ユニット側マグネットプレート５ｂの中心と重なるように配置されている。
【００４６】
これらの脱落防止軸４ｍは、磁気カップリング５の後述するフレーム側マグネットプレート５ａの中央開口に対して、フレーム側マグネットプレート５ａに非接触状態で挿入されている。このような脱落防止軸４ｍは、例えば撮像ユニット４に対して大きな外力が作用して、支持フレーム３と撮像ユニット４との磁気結合が維持できなくなった場合に、フレーム側マグネットプレート５ａを引っ掛けることにより、撮像ユニット４が支持フレーム３から脱落することを防止する。
【００４７】
コネクタ４ｎは、モータケース４ｊの背面側に対してモータケース４ｊを貫通して設けられている。このコネクタ４ｎは、カメラ４ｃ及び駆動モータ４ｇと不図示の配線により電気的に接続されている。このコネクタ４ｎには、外側フレキシブルプリント配線板６の一端に接続された第１リード線７が接続されている。
【００４８】
このような撮像ユニット４は、図１に示すように、互いに固定された旋回ユニット２及び支持フレーム３からなる構造体に対して、小型かつ軽量化されている。このため、駆動モータ４ｇを駆動した場合には、出力軸４ｇ１を回転させようとする力の反力によって、駆動モータ４ｇが搭載された撮像ユニット４自体が傾動することになる。
【００４９】
磁気カップリング５（結合部）は、図４（ｂ）に示すように、非接触にて対向配置されると共に磁気結合されたフレーム側マグネットプレート５ａと撮像ユニット側マグネットプレート５ｂとによって構成されている。本実施形態においては、このような磁気カップリング５が２つ設けられている。つまり、対を成すフレーム側マグネットプレート５ａと撮像ユニット側マグネットプレート５ｂとが２組設けられている。
【００５０】
フレーム側マグネットプレート５ａは、環状に配列された複数の磁石を備えており、各々の支持フレーム３の下端側フレーム３ｆ（図４（ａ）参照）の下端に一体的に接続されている。これらのフレーム側マグネットプレート５ａは、撮像ユニット４のモータユニット４ｂを挟み込むように配置されている。また、フレーム側マグネットプレート５ａの中央には開口が形成されており、モータユニット４ｂの脱落防止軸４ｍが非接触にて挿入されている。なお、モータユニット４ｂと各々のフレーム側マグネットプレート５ａとの間には、僅かに隙間が形成されており、撮像ユニット４は、フレーム側マグネットプレート５ａに対して非接触状態で、磁力によって支持されている。
【００５１】
撮像ユニット側マグネットプレート５ｂは、環状に配列された複数の磁石を備えており、モータケース４ｊの内部に２つ収容されている。一方の撮像ユニット側マグネットプレート５ｂは第１締結ボルト４ｉ８によって駆動ギア４ｉ１に締結されており、他方の撮像ユニット側マグネットプレート５ｂは第２締結ボルト４ｉ９によって従動ギア４ｉ７に締結されている。
【００５２】
磁気カップリング５では、このようなフレーム側マグネットプレート５ａと撮像ユニット側マグネットプレート５ｂとが磁力により引き合い、フレーム側マグネットプレート５ａと撮像ユニット側マグネットプレート５ｂとが磁気結合される。
【００５３】
対となるフレーム側マグネットプレート５ａと撮像ユニット側マグネットプレート５ｂとは、駆動モータ４ｇの出力軸４ｇ１の軸に沿う方向から見て同心状に配置されており、モータケース４ｊを挟んで対向配置されている。ここで、フレーム側マグネットプレート５ａが支持フレーム３に固定され、撮像ユニット側マグネットプレート５ｂが撮像ユニット４に固定されている。このため、これらのフレーム側マグネットプレート５ａ及び撮像ユニット側マグネットプレート５ｂ（すなわち、磁気カップリング５）によって支持フレーム３と撮像ユニット４が磁気結合されている。
【００５４】
このように支持フレーム３に対して磁気結合された撮像ユニット４は、例えば撮像ユニット側マグネットプレート５ｂを回動させることによって支持フレーム３に対してピッチ角を変更するように傾動される。つまり、本実施形態において、磁気カップリング５は、傾動可能に支持フレーム３に対して撮像ユニット４を結合している。
【００５５】
外側フレキシブルプリント配線板６は、撮像ユニット４と支持フレーム３とを接続する電気配線である。この外側フレキシブルプリント配線板６は、内側フレキシブルプリント配線板２ｄと同様に、薄膜状に形成された絶縁体からなるベースフィルム上に導電パターンとなる金属箔（例えば銅箔）を貼付した配線板である。外側フレキシブルプリント配線板６の一端は、配線板固定フレーム３ｃの下端部に設けられた取付部３ｄに下向きに固定されている。また、外側フレキシブルプリント配線板６の他端は、カメラユニット４ａのカメラケース４ｅの外壁面に設けられた取付部４ｐに下向きに固定されている。さらに、外側フレキシブルプリント配線板６の途中部位は、図４（ａ）に示すように、途中部位がＵ字状に湾曲されており、一部が支持フレーム３の移動領域Ｒａに配置されている。
【００５６】
図６は、撮像ユニット４がピッチ角を変更するように支持フレーム３に対して傾動した状態を示す図である。この図に示すように、外側フレキシブルプリント配線板６は、撮像ユニット４の傾動に伴って変形する。このとき、外側フレキシブルプリント配線板６は、湾曲された領域の頂部が常に支持フレーム３の移動領域Ｒａに収容された状態で変形する。
【００５７】
第１リード線７は、外側フレキシブルプリント配線板６の一端と支持フレーム３のコネクタ３ｇとを電気的に接続する配線である。第２リード線８は、外側フレキシブルプリント配線板６の他端と撮像ユニット４のコネクタ４ｎとを電気的に接続する配線である。
【００５８】
このような構成の本実施形態の観察装置１は、ＬＮＧに浸漬可能とされており、ケーブルＫを通じて外部より入力される指示に基づいて、撮像ユニット４の角度調整が行われる。ここで、撮像ユニット４の撮像方向（すなわち光軸に沿う方向）に沿った水平方向を前後方向とし、この前後方向に直交する水平方向を左右方向とし、前後方向及び左右方向に直交する鉛直方向を上下方向とした場合に、撮像ユニット４は、上下方向に沿う軸周りの角度（ヨー角）と、左右方向に沿う軸周りの角度（ピッチ角）とを調整可能とされている。
【００５９】
例えば、撮像ユニット４のヨー角を調整する場合には、旋回ユニット２の駆動モータ２ｃにより、回転軸部２ｂを胴部２ａに対して回動させる。これによって、回転軸部２ｂに対して支持フレーム３及び磁気カップリング５を介して接続された撮像ユニット４が、上下方向に沿う軸周りに回動される。
【００６０】
また、撮像ユニット４のピッチ角を調整する場合には、撮像ユニット４の内部に収容された駆動モータ４ｇの出力軸４ｇ１を回転させる。ここで、撮像ユニット４は、互いに固定された旋回ユニット２及び支持フレーム３を合わせた構造体と比較して、小型かつ軽量とされている。このため、駆動モータ４ｇの出力軸４ｇ１を回転させようとすると、旋回ユニット２及び支持フレーム３が回転せず、出力軸４ｇ１を回転させようとした際の反力により、撮像ユニット４が、左右方向に沿う軸周りに傾動される。
【００６１】
ここで、撮像ユニット４は、図２（ａ）に示す、光軸方向を真下に向けた姿勢（鉛直姿勢）から、図６で示す、光軸方向を斜め上方に向けた最大仰角姿勢までピッチ角を調整可能とされている。鉛直姿勢は、平面視において最も撮像ユニット４の投影面積が小さくなる姿勢である。撮像ユニット４は、このような鉛直姿勢から、平面視において最も投影面積が大きくなる姿勢である水平姿勢（光軸方向を水平とした姿勢）を介して、最大仰角姿勢まで傾動可能とされている。
【００６２】
例えば、このような観察装置１によって、ＬＮＧが貯蔵されたＬＮＧタンクの内部を観察する場合には、図１（ｂ）に示すように、撮像ユニット４を鉛直姿勢とした状態で、ＬＮＧタンクの天井部に設けられた開口部であるノズルＮを通過させる。そして、撮像ユニット４がノズルＮを通過した後に、撮像ユニット４の角度調整を行い、ＬＮＧタンク内部の所望の箇所を撮像する。
【００６３】
以上のような本実施形態の観察装置１によれば、撮像ユニット４の固定部に対する移動に伴って変形可能な配線として、フレキシブルプリント配線板を用いている。例えば、本実施形態お観察装置１においては、旋回ユニット２の胴部２ａ（固定部）に対する撮像ユニット４の旋回移動に伴って変形する配線として、内側フレキシブルプリント配線板２ｄを用いている。また、支持フレーム３（固定部）に対する撮像ユニット４の傾動に伴って変形する配線として、外側フレキシブルプリント配線板６を用いている。これらの内側フレキシブルプリント配線板２ｄ及び外側フレキシブルプリント配線板６は、薄い樹脂製のベースフィルム上に導電パターンが形成された構造を有しており、厚い絶縁層を被覆層として備えるリード線と比較すると、極低温の環境でも柔軟性が損なわれない。したがって、本実施形態の観察装置１によれば、撮像ユニット４の移動に伴って変形する配線の柔軟性を確保し、駆動部（駆動モータ４ｇや駆動モータ２ｃ）の大型化及び配線の引き回しの自由度の低下を抑止することが可能となる。
【００６４】
例えば、本実施形態の観察装置１においては、支持フレーム３と撮像ユニット４との接続する配線として外側フレキシブルプリント配線板６を備えている。このため、支持フレーム３を撮像ユニット４に対して、小さな駆動力で傾動させることができる。また、本実施形態の観察装置１においては、旋回ユニット２の胴部２ａと回転軸部２ｂとを接続する配線として内側フレキシブルプリント配線板２ｄを備えている。このため、旋回ユニット２の胴部２ａに対して撮像ユニット４を小さな駆動力で旋回させることができる。
【００６５】
また、本実施形態の観察装置１においては、支持フレーム３が、水平に離間して対向配置されると共に下端に磁気カップリング５が取り付けられる上端側フレーム３ｂ（対向フレーム）と、上端側フレーム３ｂ同士の間に配置されると共に外側フレキシブルプリント配線板６の一端が固定される配線板固定フレーム３ｃとを有し、外側フレキシブルプリント配線板６が、一端が下方を向いて配線板固定フレームに３ｃに固定され、他端が下方を向いて撮像ユニット４に固定され、途中部位が上端側フレーム３ｂと配線板固定フレーム３ｃに囲まれた領域（移動領域Ｒａ）を通過すると共に湾曲されている。このような本実施形態の観察装置１によれば、外側フレキシブルプリント配線板６の途中部位が、上端側フレーム３ｂと配線板固定フレーム３ｃに囲まれた領域を移動するため、撮像ユニット４の移動により、外側フレキシブルプリント配線板６が大きく外側に膨らむことを防止することができる。
【００６６】
また、本実施形態の観察装置１においては、内側フレキシブルプリント配線板２ｄが、回転軸部２ｂの旋回方向に沿って湾曲されることで渦巻状に巻回されている。このため、内側フレキシブルプリント配線板２ｄの小さな空間に収容することができ、観察装置１の大型化を防ぐことができる。
【００６７】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００６８】
例えば、上記実施形態においては、撮像ユニット４が移動するときに変形する配線が、内側フレキシブルプリント配線板２ｄ及び外側フレキシブルプリント配線板６である構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、撮像ユニット４が移動するときに変形する配線を他に備え、この配線としてフレキシブルプリント配線板を用いる構成を採用しても良い。
【００６９】
また、上記実施形態においては、本発明の結合部として磁気カップリング５を用いる構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、他の機械的な結合部を用いて支持フレーム３と撮像ユニット４とを結合するようにしても良い。
【００７０】
また、上記実施形態においては、カメラケース４ｅが真空領域Ｒを挟んで配置されるアウタケース４ｅ２とインナケース４ｅ３とを備え、モータケース４ｊが真空領域Ｒを挟んで配置されるアウタケース４ｊ２とインナケース４ｊ３とを備える構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、真空領域Ｒに換えて断熱材を設置する構成を採用しても良い。
【００７１】
また、上記実施形態においては、撮像ユニット４の外側面とフレーム側マグネットプレート５ａの表面とには一定の隙間が保たれており、撮像ユニット４のピッチ角を変更する場合であっても撮像ユニット４がフレーム側マグネットプレート５ａの表面に対して摺動しないものとして説明した。しかしながら、外力や寸法誤差等によっては、撮像ユニット４がフレーム側マグネットプレート５ａの表面に対して摺動することも考えられる。このような場合の摺動摩擦を低減するために、撮像ユニット４とフレーム側マグネットプレート５ａとの間で転がる転動体を設置する構成を採用することも可能である。このような転動体は球体形状であってもコロ形状であっても良い。
【符号の説明】
【００７２】
１  観察装置
２  旋回ユニット
２ａ  胴部（固定部）
２ａ１  接続部
２ａ２  周壁部
２ａ３  支持板
２ａ４  支柱
２ａ５  コネクタ
２ａ６  挿通孔
２ｂ  回転軸部
２ｂ１  筒部
２ｂ２  第１コネクタ
２ｂ３  第２コネクタ
２ｂ４  内歯
２ｂ５  大径部
２ｂ６  小径部
２ｃ  駆動モータ（駆動部）
２ｄ  内側フレキシブルプリント配線板（第２配線部）
２ｅ  内部リード線
２ｆ  軸受
２ｇ  軸受
３  支持フレーム（支持基体、固定部）
３ａ  フランジ部
３ｂ  上端側フレーム（対向フレーム）
３ｃ  配線板固定フレーム
３ｄ  取付部
３ｅ  連結フレーム
３ｆ  下端側フレーム
３ｆ１  切欠部
３ｇ  コネクタ
４  撮像ユニット
４ａ  カメラユニット
４ｂ  モータユニット
４ｃ  カメラ
４ｄ  カメラブラケット
４ｅ  カメラケース
４ｅ１  ベース部
４ｅ２  アウタケース
４ｅ３  インナケース
４ｅ４  透光部
４ｆ  ガス吸着体
４ｇ  駆動モータ（駆動部）
４ｇ１  出力軸
４ｇ２  従動軸
４ｈ  モータブラケット
４ｉ  連結機構
４ｉ１  駆動ギア
４ｉ２  第１ピニオン
４ｉ３  シャフト
４ｉ４  ケース
４ｉ５  軸受
４ｉ６  第２ピニオン
４ｉ７  従動ギア
４ｉ８  第１締結ボルト
４ｉ９  第２締結ボルト
４ｊ  モータケース
４ｊ１  ベース部
４ｊ２  アウタケース
４ｊ３  インナケース
４ｋ  ガス吸着体
４ｍ  脱落防止軸
４ｎ  コネクタ
４ｐ  取付部
５  磁気カップリング
５ａ  フレーム側マグネットプレート
５ｂ  撮像ユニット側マグネットプレート
６  外側フレキシブルプリント配線板（第１配線部）
７  第１リード線
８  第２リード線
Ｋ  ケーブル
Ｎ  ノズル
Ｒ  真空領域
Ｒａ  移動領域
【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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