(57)【要約】【課題】ハードケーブルの先端に取り付けて使用されるカメラヘッド装置に於いて、検査対象管内の上下方向を常に一定にした管内撮影を可能にし、かつ管内を斑なく均一に照明して、管内を精確に検査できるようにした管内検査カメラ装置を提供する。【解決手段】スリップリング１６の回転部１６ａには、カメラユニット１３および照明ユニット１４を、検査対象管内の周方向に対して一定の位置に指向させる位置規制手段となる錘体１７が一体形成される。この錘体１７の重心方向に向かう作用で、常に、検査対象管内の上下方向を一定にした管内撮影を可能にし、かつ照明ユニット１４に設けられた拡散照明用の発光素子１４２，１４２，…を、常に、カメラレンズ１３Ａの中心位置より上方に位置させる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象管内に対して進退自在なカメラ本体と、
前記カメラ本体の前部に設けられ、検査対象管内を撮影する撮像素子と、
前記撮像素子の光軸に対して偏倚した位置に複数の発光素子を設け、前記各発光素子により前記検査対象管内を拡散照明する照明ユニットと、
前記撮像素子および照明ユニットを前記カメラ本体の軸心に対して回転自在に支持する支持機構と、
前記カメラ本体に設けられ、前記支持機構に回転自在に支持された前記撮像素子および照明ユニットを、前記検査対象管内の周方向に対して一定の位置に指向させる位置規制手段と
を具備したことを特徴とする管内検査カメラ装置。
【請求項２】
前記位置規制手段は、前記支持機構に回転自在に支持された前記撮像素子および照明ユニットを、前記照明ユニットに設けられた前記複数の発光素子が上方に位置する方向に指向させる錘体であることを特徴とする請求項１記載の管内検査カメラ装置。
【請求項３】
前記カメラ本体は、前面に、前記照明ユニットの照射光を透過させる保護カバーと、前記撮像素子の撮像面に前記検査対象管内の画像を結像させるレンズ機構とを具備したことを特徴とする請求項１記載の管内検査カメラ装置。
【請求項４】
前記カメラ本体は、その後端に、前記撮像素子および照明ユニットに回路接続される芯線を内包したハードケーブルを接続するためのコネクタをさらに具備したことを特徴とする請求項１または請求項３に記載の管内検査カメラ装置。
【請求項５】
前記支持機構は、前記撮像素子および照明ユニットを回転自在に前記コネクタに回路接続するスリップリングであることを特徴とする請求項１に記載の管内検査カメラ装置。
【請求項６】
前記錘体は、前記スリップリングと一体に構成されたことを特徴とする請求項２に記載の管内検査カメラ装置。
【請求項７】
前記照明ユニットは、前記検査対象管内に対して前記撮像素子の光軸上に照射光を照射して前記検査対象管内の前方を照明する複数の発光素子をさらに具備したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の管内検査カメラ装置。
【請求項８】
前記照明ユニットに設けた、前記検査対象管内を拡散照明する前記複数の発光素子、および前記検査対象管内の前方を照明する複数の発光素子は、照明用の白色ＬＥＤであり、前記検査対象管内を拡散照明する前記複数の発光素子には、前記検査対象管内の側方乃至前方に照射光を拡散させるように光軸が設定されることを特徴とする請求項７記載の管内検査カメラ装置。
【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、ガス管などの検査に用いられるハードケーブルカラーカメラシステムに適用して好適な管内検査カメラ装置に関する。
【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、ハードケーブルカメラと称される管内検査カメラ装置が存在する。
【０００３】
この種、管内検査カメラ装置として、従来では、カメラヘッドのケース内にカメラを固定して設けたカメラヘッド装置が存在する。
【特許文献１】実開平５−５７９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種、ハードケーブルの先端に取り付けて使用されるカメラヘッド装置に於いては、カメラヘッドを管内に挿入して使用しているとき、カメラヘッドの姿勢が一定ではなく、撮影した画像からは、検査対象管内の上下関係を把握することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、検査対象管内の上下方向を常に一定にした管内撮影を可能にし、かつ管内を斑なく均一に照明して、管内を精確に検査できるようにした管内検査カメラ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】
【０００６】
本発明は、検査対象管内に対して進退自在なカメラ本体と、前記カメラ本体の前部に設けられ、検査対象管内を撮影する撮像素子と、前記撮像素子の光軸に対して偏倚した位置に複数の発光素子を設け、前記各発光素子により前記検査対象管内を拡散照明する照明ユニットと、前記撮像素子および照明ユニットを前記カメラ本体の軸心に対して回転自在に支持する支持機構と、前記カメラ本体に設けられ、前記支持機構に回転自在に支持された前記撮像素子および照明ユニットを、前記検査対象管内の周方向に対して一定の位置に指向させる位置規制手段とを具備した管内検査カメラ装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
ハードケーブルの先端に取り付けて使用されるカメラヘッド装置に於いて、検査対象管内の上下方向を常に一定にした管内撮影を可能にし、かつ管内を斑なく均一に照明して、管内を精確に検査できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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管内検査カメラ装置（以下、カメラヘッドと称す）の構成を図１および図２に示す。図１はカメラヘッドの正面図、図２は同カメラヘッドの側断面図である。本発明の実施形態に係るカメラヘッド１０は、ハードケーブル１２の先端に取着され、ハードケーブル１２の操作で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。
【０００９】
この本発明の実施形態に係るカメラヘッド１０は、図１に示すように、カメラ本体１１と、カメラ本体１１に収納された、カメラユニット１３、照明ユニット１４、スリップリング１６、およびケーブル接続コネクタ１８とを有して構成される。
【００１０】
カメラ本体１１には、前面中央部に、レンズカバーを含むカメラレンズ１３Ａが取着され、その周囲に、照明用の透明カバー１１Ａがカメラ本体１１と一体に設けられている。カメラ本体１１は、カメラレンズ１３Ａ、透明カバー１１Ａ、およびケーブル接続コネクタ１８とともに密閉構造の防水形カメラヘッドケースを構成している。
【００１１】
ケーブル接続コネクタ１８に接続されるハードケーブル１２は、剛性および屈曲弾性を有し、複数の芯線を内包している。このハードケーブル１２は、図３に示すように、ケーブルドラム２に巻装され、管内検査の必要量に応じてケーブルドラム２から繰り出して使用される。
【００１２】
カメラユニット１３には、カメラレンズ１３Ａにより結像された検査対象管内を撮影する、例えばカラーＣＣＤを用いた撮像素子１３ａが実装されている。
【００１３】
照明ユニット１４には、検査対象管内の前方を照明する、例えば白色ＬＥＤを用いた前方照明用の複数（例えば４個）の発光素子１４１，１４１，…が設けられている。
【００１４】
さらに、照明ユニット１４には、撮像素子１５の光軸に対して偏倚した位置に、例えば白色ＬＥＤを用いた拡散照明用の複数（例えば８個）の発光素子１４２，１４２，…が設けられている。この拡散照明用の複数の発光素子１４２，１４２，…は、検査対象管内の側方乃至前方に照射光を均等に拡散させるように光軸が設定され、図２に示すように所定の間隔で配置される。
【００１５】
カメラユニット１３、および照明ユニット１４は、後述するスリップリング１６の回転部に固定され、カメラ本体１１に対し、カメラ本体１１の光軸を軸心として周方向に回転自在に設けられる。
【００１６】
スリップリング１６は、カメラユニット１３および照明ユニット１４を回転自在にケーブル接続コネクタ１８に回路接続するための回転部（ローター）１６ａ、および固定部（ステーター）１６ｂを有して構成される。
【００１７】
スリップリング１６の固定部１６ｂは、ケーブル接続コネクタ１８とともに、カメラ本体１１に固定される。
【００１８】
スリップリング１６の回転部１６ａには、カメラユニット１３、および照明ユニット１４が、スリップリング１６の軸心とカメラユニット１３の光軸とを一致させた軸上に固定して設けられる。
【００１９】
すなわち、スリップリング１６の回転部１６ａは、カメラユニット１３、および照明ユニット１４を、カメラ本体１１の軸心に対して周方向に回転自在に支持する支持機構となる。
【００２０】
さらに、このスリップリング１６の回転部１６ａには、カメラユニット１３および照明ユニット１４を、検査対象管内の周方向に対して一定の位置に指向させる位置規制手段となる錘体１７が一体形成される。この錘体１７は、例えばタングステン等の金属材料を用いて構成される。
【００２１】
この錘体１７は、図２に示すように、照明ユニット１４に設けられた発光素子１４２，１４２，…が上方に位置する方向に指向させるように、スリップリング１６の回転部１６ａに一体形成して設けられる。
【００２２】
このスリップリング１６の回転部１６ａに一体に設けた錘体１７と、照明ユニット１４に設けた発光素子１４２，１４２，…との配置位置関係を図２に示している。
【００２３】
これにより、カメラ本体１１が検査対象管内で側壁に沿って回動（周方向に回動）しても、照明ユニット１４に設けられた発光素子１４２，１４２，…が常にカメラレンズ１３Ａの中心位置より上方に位置するように姿勢制御される。
【００２４】
ケーブル接続コネクタ１８は、カメラ本体１１に固定して設けられ、カメラ本体１１の後端部にハードケーブル１２の接続部を有して、カメラユニット１３および照明ユニット１４の駆動電源を含む各種回路をスリップリング１６を介してハードケーブル１２の各芯線に回路接続する。
【００２５】
上記構成のカメラヘッド１０を用いた管内検査カメラシステムの構成を図３に示す。
【００２６】
この図３に示す管内検査カメラシステムは、先端にカメラヘッド１０を取り付けたハードケーブル１２を巻装するケーブルドラム２と、カメラヘッド１０で撮影した管内の画像処理を行う制御ユニット３と、制御ユニット３で処理した管内画像５を表示するモニタ４とを有して構成される。
【００２７】
カメラヘッド１０は、上述したように、ハードケーブル１２の先端に取着され、ハードケーブル１２の操作で、検査対象管（ＰＡ若しくはＰＢ）内に押し込まれ、検査後、検査対象管内から引き抜かれる。
【００２８】
この図３に示す管内検査カメラシステムに於いて、カメラユニット１３、および照明ユニット１４は、錘体１７を一体に設けたスリップリング１６の回転部１６ａに固定して設けられていることから、錘体１７の重心方向に向かう作用で、常に、検査対象管内の上下方向を一定にした管内撮影を可能にしている。
【００２９】
この際、検査対象配管は、当然のことながらカメラヘッド１０よりも大きな径であり、上記照明ユニット１４に設けられた拡散照明用の発光素子１４２，１４２，…は、常に、カメラレンズ１３Ａの中心位置より上方に位置して、当該位置から照射光を照射し、管内を拡散照明する。
【００３０】
上記したカメラヘッド１０が検査対象とする配管の一例を図４に示している。上記構成のカメラヘッド１０は、当該カメラヘッドの径（例えば５０φ）に対して、１．５乃至３倍の径（７５φ乃至１５０φ）をもつ検査対象配管（ＰＡ／ＰＢ）に適用したとき、光源となる拡散照明用の発光素子１４２，１４２，…の照射位置が、常に、カメラ本体１１の光軸より高い位置にあることから、とくに管内の上下方向に対して斑のない適正な照明を行うことができる。
【００３１】
上記したように、検査対象管内の上下方向を常に一定にした管内撮影を可能にしたカメラヘッドに於いて、カメラレンズの周囲に複数の拡散照明用の発光素子を均等に配置して検査対象管内を照明した場合と、上記実施形態によるカメラヘッド１０の照明ユニット１４で検査対象管内を照明した場合とに於ける管内画像５の違いを図５（ａ）、図５（ｂ）に示している。
【００３２】
検査対象管内の上下方向を常に一定にした管内撮影を可能にしたカメラヘッドに於いて、カメラレンズの周囲に複数の拡散照明用の発光素子を均等に配置して検査対象管内を照明した場合は、常に、検査対象管内の底面に近い照射位置から照射光が照射されることから、図５（ａ）に示すように、常に、管底面部が照明過剰、天井面部が照明不足のモニタ画像となる。
【００３３】
これに対して、上記した実施形態の構造によるカメラヘッド１０は、光源の照射位置が、常に、カメラ本体１１の光軸より高い位置にあることから、図５（ｂ）に示すように、常に、管内の上下方向にバランスのとれた、斑のない照明が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る管内検査カメラ装置の構成を示す側断面図。
【図２】上記実施形態に係る管内検査カメラ装置の構成を示す正面図。
【図３】上記実施形態に係る管内検査カメラ装置を用いた管内検査カメラシステムの構成を示す図。
【図４】上記実施形態に係る管内検査カメラ装置が検査対象とする配管の一例をを示す図。
【図５】上記実施形態に係る管内検査カメラ装置で撮影した表示画像と他の管内検査カメラ装置で撮影した表示画像とを比較して示す図。
【符号の説明】
【００３５】
１０…カメラヘッド、１１…カメラ本体、１２…ハードケーブル、１３…カメラユニット、１３ａ…撮像素子、１４…照明ユニット、１６…スリップリング、１６ａ…回転部（ローター）、１６ｂ…固定部（ステーター）、１７…錘体、１８…ケーブル接続コネクタ、１４１…前方照明用の発光素子、１４２…拡散照明用の発光素子。
【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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