(57)【要約】【課題】明瞭な画像を撮影することができる管内撮影装置の提供。【解決手段】端部が開口された撮影対象管１００に、その開口端外側から管内に向けて照明器５,７により照明光を照射する。照明光により照らされた撮影対象管１００の管内をその開口端外側から撮影器４,６,９により撮影する。このとき、撮影器４,６,９の撮影可能領域より撮影対象管の管奥側に設けた反射器１３により照明光を開口端側に向けて反射させる。【選択図】  図１
2004198608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部に開口を有する撮影対象管に、その開口端外側から管内に向けて照明光を照射する照明器と、
前記照明光により照らされた前記撮影対象管の管内をその開口端外側から撮影する撮影器と、
前記撮影器の撮影可能領域より前記撮影対象管の管奥側に配置されて前記照明光を前記開口端側に向けて反射させる反射器と、
を備えることを特徴とする管内撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の管内撮影装置において、
前記照明器と前記撮影器とは、その照明方向と撮影方向とを同等にしたうえで、前記撮影対象管の開口端から離間して配置されたものである、
ことを特徴とする管内撮影装置。
【請求項３】
請求項２に記載の管内撮影装置において、
前記撮影器は、その撮影可能領域を前記撮影対象管の管内領域に合わせるために、その撮影画角が狭小に設定されたものである、
ことを特徴とする管内撮影装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の管内撮影装置において、
前記反射器は、
前記撮影対象管の開口端に嵌着されるとともにその軸中心に挿通孔を有する装着リング体と、
前記装着リング体の前記挿通孔から前記撮影対象管の軸心に沿って管奥側に向けて延出する軸体と、
前記軸体の先端に設けられた反射器本体と、
を有するものである、
ことを特徴とする管内撮影装置。
【請求項５】
端部に開口を有しその内部が開口端外側から管内撮影装置により撮影される撮影対象管に取り付けられる反射器であって、
前記撮影対象管の開口端に嵌着されるとともにその軸中心に挿通孔を有する装着リング体と、
前記装着リング体の前記挿通孔から前記撮影対象管の軸心に沿って管奥側に向けて延出する軸体と、
前記開口端に向く反射面を有して前記軸体の先端に設けられた反射器と、
を備え、
前記反射面を、前記管内撮影装置の撮影可能領域より管奥側に配置する、
ことを特徴とする反射器。
【請求項６】
端部に開口を有する撮影対象管に、その開口端外側から管内に向けて照明光を照射した状態で、照明光により照らされた前記撮影対象管の管内をその開口端外側から管内撮影装置により撮影する管内撮影方法であって、
前記撮影対象管内における前記管内撮影装置の撮影可能領域より管奥側に反射器を設けて、この反射器により前記照射光を前記開口端側に向けて反射させた状態で前記管内撮影装置による管内撮影を行う、
ことを特徴とする管内撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、工業用処理管路といったような、端部に開口を有する撮影対象管をその開口端外側から撮影する管内撮影装置、管内撮影に用いられる反射器、および管内撮影方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、端部に開口を有する撮影対象管をその開口端外側から撮影する管内撮影装置として次のような装置がある。この管内撮影装置は、撮影対象管の開口端外側から管内に向けて照明器により照明光を照射した状態で撮影対象管の管内をその開口端外側から撮影器により撮影する。照明器は光ファイバを用いたライトガイドからなる照明器先端部と、照明器先端部に照明光を供給する光源とから構成される。撮影器は光ファイバを用いたイメージガイドからなる撮影器先端部と、撮影器先端部が捕らえた光信号を映像信号に変換する撮影器本体（ＣＣＤ等）とから構成される。照明器先端部と撮影器先端部とは、１つのフレキシブルチューブ内に収納配置されて一体化されている。
【０００３】
撮影対象管は、高圧雰囲気下等の撮影操作者が直接作業不可能な場所に設置されている場合がある。このような場合には次のようして撮影が実施される。すなわち、撮影対象管の設置室の外壁に透明な覗き窓が設けられる。覗き窓は、撮影対象管の開口端を窓外側から撮影可能な位置に設けられる。さらに、設置室外側（窓外側）に照明器先端部と撮影器先端部とが配置される。この状態で窓越しに撮影対象管の開口端に向けて照明器から照明光を照射した状態で撮影器により管内撮影が実施される。照明器としては、例えば、特許文献１参照。
【０００４】
【特許文献１】
特願平６−１４８５２７号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の管内撮影装置では、明瞭な画像を撮影できないという課題があった。以下説明する。上述した使用状態においては、照明器先端部と撮影器先端部とは、撮影対象管の開口端から離間した位置（例えば、１０ｍｍ程度の離間間隔）に配置されざるを得ない。このような条件下において、細径（例えば、内径５ｍｍ〜６ｍｍ）の撮影対象管の管内を撮影する場合、照明光の照明方向を絞って撮影対象管の管内に選択的に照明光を照射しようとしても、離間配置された細径の撮影対象管の内部に効率良く照明光を照射することは困難である。そのため、不十分な明るさの下で撮影せざるを得ず、このことが明瞭な画像を撮影できない理由になっていた。
【０００６】
なお、離間配置された細径の撮影対象管を撮影する場合、撮影器を構成するレンズ部の撮影画角を小さくする必要がある。レンズ部は、その構造上、撮影画角を小さくすると焦点深度が狭くなるという特性を有している。焦点深度が狭い状態で撮影した映像は、見かけ上、合焦して視認可能な領域の幅が狭くなる。そのため、このことも明瞭な画像を撮影できない理由になっていた。
【０００７】
したがって、本発明の主たる課題は、明瞭な画像を撮影可能にすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決する手段として本発明は、端部に開口を有する撮影対象管に、その開口端外側から管内に向けて照明光を照射する照明器と、前記照明光により照らされた前記撮影対象管の管内をその開口端外側から撮影する撮影器と、前記撮影器の撮影可能領域より前記撮影対象管の管奥側に配置されて前記照明光を前記開口端側に向けて反射させる反射器とを備えて、管内撮影装置を構成した。
【０００９】
これにより、反射器で反射させた反射照明光によって撮影可能領域を照射することが可能となる。反射器により反射される光は、反射器を設けない場合、撮影可能領域を通過して管奥側に抜けてしまって撮影可能領域の照明には寄与しない。本発明は、従来、照明に寄与しない上記光を反射させて、その反射光により撮影可能領域を照明することが可能となる。そのため、その分、照明効率が高まって撮影画像の明瞭性が向上する。
【００１０】
なお、本発明は、前記照明器と前記撮影器とがその照明方向と撮影方向とを同等にしたうえで前記撮影対象管の開口端から離間して配置された構成を有する管内撮影装置において実施するのが好ましい。このような構成を有する管内撮影装置は、撮影した画像の明瞭性が劣化しやすいという特徴を有している。そのため、本発明をこのような管内撮影装置に実施すれば、その効果は顕著なものとなる。
【００１１】
なお、上記構成に加えて、本発明は、前記撮影器は、その撮影可能領域を前記撮影対象管の管内領域に合わせるために、その撮影画角が狭小に設定されたものである、という構成を有する管内撮影装置において実施するのが好ましい。このような特徴を有する管内撮影装置は、焦点深度が狭くなるために明瞭性の高い画像領域幅が狭くなるという特性を有している。そのため、本発明をこのような管内撮影装置に実施すれば、その効果はさらに顕著なものとなる。
【００１２】
なお、前記反射器は、前記撮影対象管の開口端に嵌着されるとともにその軸中心に挿通孔を有する装着リング体と、前記装着リング体の前記挿通孔から前記撮影対象管の軸心に沿って管奥側に向けて延出する軸体と、前記軸体の先端に設けられた反射器本体と、を有するものであるのが好ましい。そうすれば、撮影や照明光照射の邪魔になることなく、反射器本体をその設置箇所に正確に設置することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態の管内撮影装置１の全体構成を示す図である。この管内撮影装置１は、接眼部２と、フレキシブルケーブル３とを備えている。フレキシブルケーブル３は金属製可撓管等から構成されている。
【００１４】
フレキシブルケーブル３の基端部は接眼部２に接続されている。フレキシブルケーブル３の内部には図２に示すように、イメージガイドファイバ４とライトガイドファイバ５とが挿通されている。フレキシブルケーブル３の先端には対物レンズ６が装着されている。対物レンズ６は、フレキシブルケーブル３の先端から外部を臨む位置に配置されている。イメージガイドファイバ４の先端は対物レンズ６に突き合わせられた状態で配置されている。ライトガイドファイバ５の先端はフレキシブルケーブル３の先端から外部を臨む位置に配置されている。ライトガイドファイバ５は、その照明方向を対物レンズ６の撮影方向と同一に構成されている。
【００１５】
接眼部２には光源装置７とビデオカメラ８とが接続されている。光源装置７は、接眼部２を介してライトガイドファイバ５に照明光を供給している。ビデオカメラ８は、対物レンズ６およびイメージガイドファイバ４を介して取り込まれた撮影光を映像信号に変換している。ビデオカメラ８にはビデオテープレコーダ９とテレビジョンモニタ１０とが接続されている。
【００１６】
以上の構成を備えることで、管内撮影装置１では、次のような基本撮影動作が実施される。すなわち、フレキシブルケーブル３の先端外側がライトガイドファイバ５によって照明される。この状態で対物レンズ６に対向してその焦点位置にある映像が、イメージガイドファイバ４を介して取り込まれてビデオカメラ８で映像信号に変換される。そして、得られた映像信号が映像に変換されてテレビジョンモニタ１０で表示される。さらに、得られた映像信号がビデオテープレコーダ９でビデオテープに記録される。
【００１７】
管内撮影装置１が撮影対象とする撮影対象管１００は、内径５ｍｍ〜６ｍｍ程度の細径管であってその先端に開口を有しており、高圧雰囲気化といった作業者が直接作業できない設置室１０１に配置されている。
【００１８】
このような構造上の特徴および設置環境を有する撮影対象管１００の管内撮影を実施するために、設置室１０１の側壁１０１ａには透明板を嵌め入れた覗き窓１０２が設けられている。覗き窓１０２は、撮影対象管１００の内部が撮影可能となるように、撮影対象管１００の開口端１００ａと対向する位置に配置されている。さらには、覗き窓１０２は、撮影対象管１００の軸方向に対してほぼ直交する向きに配置されている。管内撮影装置１は、設置室１０１の外側１１０から、設置室１０１内に設けられた撮影対象管１００を撮影する構成となっている。
【００１９】
以上のような構造上の特徴と設置環境を有する撮影対象管１００の撮影を行うために管内撮影装置１は次のような構成を備えている。
【００２０】
管内撮影装置１はフレキシブルケーブル３の先端を支持固定する支持板１１を有している。支持板１１は、フレキシブルケーブル３の先端が装着される装着孔１２を有している。装着孔１２は支持板１１の厚みを貫通して形成されており、フレキシブルケーブル３の先端が挿入固定可能な形と大きさとを有している。
【００２１】
このように構成された支持板１１が側壁１０１ａの外側に覗き窓１０２を覆って貼着配置されている。このとき支持板１１は、装着孔１２が覗き窓１０２の外側に位置するように取り付けられる。また、支持板１１は、装着孔１２の中心軸が撮影対象管１００の軸方向に一致するように取り付けられる。
【００２２】
フレキシブルケーブル３の先端は支持板１１の装着孔１２に挿入固定される。これによりフレキシブルケーブル３の先端は、覗き窓１０２の外側において、撮影対象管１００の開口端１００ａに対向して配置される。また、フレキシブルケーブル３は、イメージガイドファイバ４による受光方向（撮影方向）が撮影対象管１００の軸方向に一致するように配置される。対物レンズ６の焦点位置ｆは、離間配置された撮影対象管１００の開口端１００ａから所定距離だけ奥側に入った位置を撮影可能に位置に設定される。このような撮影が可能となる対物レンズ６の焦点距離（対物レンズ６と焦点位置ｆとの離間間隔）の具体例としては、３０ｍｍ程度が挙げられる。
【００２３】
上記特性を有する対物レンズ６によって、内径５ｍｍ〜６ｍｍ程度の撮影対象管１００の管内を撮影するため、対物レンズ６の撮影画角は１７度程度の狭い角度に設定されている。１７度程度という狭い撮影画角を有する対物レンズ６の焦点深度は５ｍｍ程度の非常に狭い幅となる。
【００２４】
管内撮影装置１は反射器１３を備えている。反射器１３は、装着リング体１４と軸体１５と反射器本体１６とを備えている。装着リング体１４は撮影対象管１００の開口端１００ａにネジ止めにより外嵌装着されている。装着リング体１４の軸中心には挿通孔１４ａが設けられている。
【００２５】
軸体１５は、細径（数１００μｍ〜１ｍｍ程度）の金属棒から構成されている。軸体１５は、基端部１５ａと延出部１５ｂとを有している。基端部１５ａと延出部１５ｂとはＬ型に屈曲形成されている。基端部１５ａは、装着リング体１４の半径と同等の長さを有している。延出部１５ｂは、撮影対象管１００の開口端１００ａと対物レンズ６の焦点位置ｆとの間の離間間隔よりも若干（例えば、１５ｍｍ程度）長く設定されている。このように構成された軸体１５が次のようにして装着リング体１４に装着されている。すなわち、延出部１５ｂが装着リング体１４の挿通孔１４ａに挿通された状態で基端部１５ａが装着リング体１４の外側面（撮影対象管１００の開口端１００ａの外側に向いている面）に固定されており、これにより軸体１５は装着リング体１４に装着固定されている。このとき、軸体１５は、延出部１５ｂの延出方向が挿通孔１４ａの軸方向に一致するように、装着リング体１４に固定されている。
【００２６】
反射器本体１６は、延出部１５ｂの先端に取り付けられている。反射器本体１６は、平面状の反射面１６ａを有する半球状をしている。反射器本体１６は、反射面１６ａの中央が延出部１５ｂの先端に接着されることで、軸体１５に取り付けられている。反射器本体１６は、反射面１６ａが撮影対象管１００の軸方向と直交するように取り付けられている。反射面１６ａは、撮影対象管１００の内径の１／３程度の大きさ（例えば、２ｍｍ程度）を有している。なお、反射面１６ａは平面状のほか円垂体の外面形状であってもよい。円垂体の外面形状の場合、その開き角度は、１５０°〜１８０°の間が好ましい。
【００２７】
このように構成された反射器１３においては、装着リング体１４が撮影対象管１００の開口端１００ａに取り付けられると、延出部１５ｂの先端に設けられた反射器本体１６が、反射面１６ａを撮影対象管１００の開口端１００ａに向けて配置される。このとき、反射面１６ａは、対物レンズ６の焦点位置ｆより管奥側（例えば、焦点位置ｆより１５ｃｍ程度、管奥側）に配置される。
【００２８】
なお、反射器本体１６の反射面１６ａを平面状や円垂体の外面形状とするには、反射面１６ａより撮影対象管１００の開口端側に位置する対物レンズ６の焦点位置ｆに反射光を効率良く照射するためである。
【００２９】
以上の構成を備えた管内撮影装置１では、ライトガイドファイバ５と光源装置７とにより照明器の一例が構成され、イメージガイドファイバ４と対物レンズ６とビデオカメラ８とにより撮影器の一例が構成されている。
【００３０】
この管内撮影装置１によって、撮影対象管１００の管内を撮影する場合、ライトガイドファイバ５から撮影対象管１００の管内に照らされる照明光により管内の撮影可能領域（焦点位置ｆを含む焦点深度の幅）が照射される。この照明光の下で、撮影可能領域の撮影が行われる。撮影にとって有効となる照明光は、撮影対象管１００の開口端１００ａから撮影可能領域までの管内領域で反射して撮影対象管１００の開口端１００ａから対物レンズ６に向けて放射される光である。撮影可能領域で反射されることなく管奥側に向けて放射される光（以下、通過光という）は、一般に管内撮影にとって有効な光とはならない。
【００３１】
しかしながら、管内撮影装置１では、撮影可能領域より管奥側に反射器本体１６を設けることで、従来では、管内撮影に有効とならない通過光の一部を開口端側に向けて反射している。これにより、通過光を撮影にとって有効な光にすることが可能となり、その分、照明効率が高まって撮影画像の明瞭性が向上する。
【００３２】
一般に、管内撮影装置は、管内の傷の撮影や管内の流通物（液体や気体等）の撮影に用いられるが、照明効率が高まって撮影画像の明瞭性が高まった管内撮影装置１を用いて、これら撮影対象物の撮影を行えば、撮影精度が格段に向上する。
【００３３】
管内撮影装置１は、対物レンズ６の撮影画角が１７度と狭くなっているために、焦点深度が５ｍｍ程度と非常に狭小であって視認可能領域が狭いという特徴がある。そのため、このような管内撮影装置１において照明効率を上げることは、狭い視認可能領域全域に対する明瞭性の高い撮影を可能とするために非常に有効である。
【００３４】
上述した実施の形態では、撮影対象管１００を設置室１０１内に設けたうえで、設置室１０１の外側から管内撮影装置１により撮影する構成となっていたが、設置室１０１内に設置されていない撮影対象管１００を撮影する管内撮影装置においても、本発明を実施することができる。要は、撮影対象管１００と離間した位置から撮影する管内撮影装置において、本発明を実施すれば、その効果を十分に発揮することができる。
【００３５】
また、上述した実施の形態では、内径５ｍｍ〜６ｍｍを有する撮影対象管１００を撮影する管内撮影装置１において本発明を実施したが、撮影対象管１００の大きさはこれに限るものではない。要は、管内撮影装置１が入り込むことが出来ない程度の細径の観察対象管を撮影する管内撮影装置において、本発明を実施すれば、その効果を十分に発揮することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、明瞭な管内画像を撮影することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の管内撮影装置の全体構成を示す図である。
【図２】実施の形態の管内撮影装置の要部の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  管内撮影装置    ２  接眼部    ３  フレキシブルケーブル
４  イメージガイドファイバ      ５  ライトガイドファイバ
６  対物レンズ    ７  光源装置    ８  ビデオカメラ
９  ビデオテープレコーダ        １０  テレビジョンモニタ
１１  支持板      １２  装着孔    １３  反射器
１４  装着リング体    １４ａ  挿通孔  １５  軸体
１５ａ  基端部    １５ｂ  延出部  １６  反射器本体
１６ａ  反射面    １００  撮影対象管  １００ａ開口端
１０１  設置室    １０１ａ  側壁  １０２  覗き窓
ｆ  焦点位置
【図１】
2004198608.tif 000003
【図２】
2004198608.tif 000004