(57)【要約】      （修正有）【課題】撮像素子が放射線により損傷する可能性を低減する。【解決手段】撮像装置１は、撮像用孔２ａを有する放射線を遮蔽するケース２内にレンズ系３と撮像素子４３とを備える。レンズ系３は撮像用孔２ａの位置が前側焦点位置となるように配置され、撮像素子４３はレンズ系３を基準として当該レンズ系３の光軸Ｘ方向について撮像用孔２ａとは反対側に配置される。レンズ系３は放射線を遮蔽する遮蔽材５１〜５３を支持し、当該遮蔽材５１〜５３は、撮像用孔２ａの縁により画定される仮想的な第１面領域内の全ての点について、それぞれの点から、撮像素子４３の縁により画定される仮想的な第２面領域内の全ての点とを結ぶ仮想的な直線の集合体によって定義される立体の光軸Ｘを法線とする任意の断面を全て遮断する大きさに形成されて配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を遮蔽するケースと、
前記ケースに設けられた撮像用孔と、
前記ケース内に配置された１又は複数のレンズと、
放射線を遮蔽する遮蔽材と、
前記ケース内に配置された撮像素子とを備え、
前記１又は複数のレンズにより１つの光学系が形成されており、前記撮像用孔の位置が当該光学系の前側焦点位置となるように前記１又は複数のレンズが配置され、
前記撮像素子は、前記１又は複数のレンズを基準として、前記１又は複数のレンズの光軸方向について前記撮像用孔とは反対側に配置され、
前記遮蔽材は、前記撮像用孔の縁により画定される仮想的な面領域である第１面領域と、前記撮像素子の縁により画定される仮想的な面領域である第２面領域とについて、前記第１面領域内の全ての点についてそれぞれの点から前記第２面領域内の全ての点とを結ぶ仮想的な直線の集合体によって定義される立体の、前記１又は複数のレンズの光軸を法線とする任意の断面を全て遮断するように配置されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、前記遮蔽材は、前記１又は複数のレンズのうち少なくとも１つに支持されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の撮像装置において、前記撮像用孔は、前記第１面領域を前記レンズの光軸方向に向かって前記第２面領域を含む平面上に投影したときに、前記投影された領域が前記第２面領域内に収まるように形成されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記複数のレンズは、前記１又は複数のレンズのうち前記撮像用孔側に配置された１又は複数のレンズである前方レンズ系と、前記前方レンズ系の結像点より前記撮像素子側に配置された１又は複数のレンズである後方レンズ系とで構成され、
前記後方レンズ系は、前記前方レンズ系により当該前方レンズ系の結像点に結像された像を形成する光の一部又は全体を、前記撮像素子に対して集光するように配置されており、
前記遮蔽材は、前記前方レンズ系を構成する１又は複数のレンズのうち少なくとも１つに支持されていることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記ケースには、
前記撮像用孔を通じて当該ケースの外部と連通すると共に、前記１又は複数のレンズが配置される第１空間と、
放射線を遮蔽する素材からなる隔壁部により前記第１空間とは区分されて画定された第２空間とが設けられ、
前記第２空間には、当該撮像装置の作動を制御する電子回路部が配置されることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項４に記載の撮像装置において、前記ケース内の空間のうち、前記１又は複数のレンズと前記撮像素子との間の空間において、当該空間の任意の断面を遮断するように、前記撮像素子が受光できる波長帯の光に対して透過性を有すると共に水素を含む化合物を満たすことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
遮蔽材と１又は複数のレンズと撮像素子と放射線源との相対的な位置関係を、前記１又は複数のレンズを基準として当該１又は複数のレンズの光軸方向について前記放射線源とは反対側に前記撮像素子が配置され、且つ前記放射線源から前記撮像素子に直線的に向かう放射線が出射される点を全て含む最小の面領域である第１面領域と、前記撮像素子の縁により画定される仮想的な面領域である第２面領域とについて、前記第１面領域内の全ての点についてそれぞれの点から前記第２面領域内の全ての点とを結ぶ仮想的な直線の集合体によって定義される立体の、前記１又は複数のレンズの光軸を法線とする任意の断面が遮蔽材によって全て遮断されるような、所定の位置関係に調整する位置関係調整工程と、
前記遮蔽材と前記１又は複数のレンズと前記撮像素子と前記放射線源とが前記所定の位置関係に調整された状態で、前記１又は複数のレンズによって結像される像を撮像する撮像工程とを含むことを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線により撮像素子が損傷する可能性を低減できる撮像装置及び撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像等を撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の半導体素子は、放射線により損傷しやすいことが知られている。放射線は、放射線を遮蔽する部材により散乱されるか又は吸収されて、その通過が阻止される。同量の放射線で比較したとき、放射線が散乱された場合又は吸収されてその通過が阻止された場合には、放射線によって半導体素子を損傷させる可能性が低減される（以下、このように放射線の通過を阻止、又は減少させることを「放射線を遮蔽する」という）。このため、放射性物質と半導体素子との間に放射線を遮蔽する部材を配置することで、放射線によって半導体素子が損傷する可能性を低減することができる。
【０００３】
このように遮蔽部材を配置することで、ＣＣＤイメージセンサ等の半導体素子が放射線により損傷することを防止する撮像装置が知られている（特許文献１）。この撮像装置では、撮影していないときには、放射線を遮蔽する遮蔽部材により、放射線を遮蔽できる位置にＣＣＤイメージセンサを配置し、撮影するときには、遮蔽部材等によりエネルギーが低減されていない放射線が当たる位置にＣＣＤイメージセンサを移動している。
【０００４】
また、放射線を遮蔽する部材からなるカメラケース内に、カメラを配置した撮像装置が知られている（特許文献２）。この撮像装置では、カメラケースの側面の一部分が開口しており、この開口部からの光をカメラに向けて反射する第１の反射鏡がカメラケース内に配置されている。カメラケースの開口部を有する側面には、第２の反射鏡を備える反射鏡ケースが配置されている。
【０００５】
反射鏡ケースは、放射線を遮蔽する部材からなり、カメラケースの開口部に向けて開口する第１の開口部と、撮像対象となる物体に向けて開口する第２の開口部とが設けられている。また、反射鏡ケース内には、第２の開口部から入る光を第１の開口部を介して第１の反射鏡に向けて反射する第２の反射鏡が配置されている。以上のように撮像装置が形成されているので、カメラは、第２の開口部から入る光が第２の反射鏡及び第１の反射鏡に反射されることで、撮像対象となる物体を撮像できる。
【０００６】
また、この撮像装置は、カメラケース及び反射鏡ケースが放射線を遮蔽する部材で形成されているので、当該部材により放射線が遮蔽され、カメラに対して高エネルギーの放射線が照射されない。これにより、カメラのＣＣＤイメージセンサが損傷する可能性を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２８９４５８号公報
【特許文献２】特開２０１１−７１８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の撮像装置では、ＣＣＤイメージセンサに対する放射線を、撮影していないときにおいては遮蔽できるが、撮影しているときにおいては遮蔽できない。カメラを放射線から遮蔽するような撮像装置は、例えば、原子力施設内の設備の監視等に用いることが考えられる。特許文献１のように撮影しているときに放射線を遮蔽できない撮像装置の場合には、長時間にわたり常時監視するような用途に撮像装置を用いることはできない。
【０００９】
また、特許文献２の撮像装置では、光を入射させるための開口部が大きいので、当該開口部から入射する放射線量が多くなり、ケースによって散乱した放射線が撮像素子に到達する量が多くなる。従って、撮像素子を放射線から遮蔽する目的を充分に達成することができない。
【００１０】
そこで、本発明は、ＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子が、撮像時において、放射線により損傷する可能性を低減できる撮像装置及び撮像方法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】
【００１１】
本発明の撮像装置は、放射線を遮蔽するケースと、前記ケースに設けられた撮像用孔と、前記ケース内に配置された１又は複数のレンズと、放射線を遮蔽する遮蔽材と、前記ケース内に配置された撮像素子とを備え、前記１又は複数のレンズにより１つの光学系が形成されており、前記撮像用孔の位置が当該光学系の前側焦点位置となるように前記１又は複数のレンズが配置され、前記撮像素子は、前記１又は複数のレンズを基準として、前記レンズの光軸方向について前記撮像用孔とは反対側に配置され、前記遮蔽材は、前記撮像用孔の縁により画定される仮想的な面領域である第１面領域と、前記撮像素子の縁により画定される仮想的な面領域である第２面領域とについて、前記第１面領域内の全ての点についてそれぞれの点から前記第２面領域内の全ての点とを結ぶ仮想的な直線の集合体によって定義される立体の、前記レンズの光軸を法線とする任意の断面を全て遮断するように配置されていることを特徴とする。
【００１２】
本出願人は、放射線によって撮像素子が損傷する可能性を低減できる撮像装置について検討を重ねた。その結果、撮像用孔を有する放射線を遮蔽するケース内に、１つの光学系を形成する１又は複数のレンズ、及び撮像素子を配置し、撮像用孔を光学系の前側焦点位置に配置し、撮像素子と撮像用孔との間に放射線を遮蔽する遮蔽材を配置し、レンズの光軸上に撮像素子を配置することに想到した。
【００１３】
このとき、遮蔽材によって、撮像用孔からケース内に入る放射線により撮像素子が損傷する可能性を低減するために、本願出願人は、エネルギーが低下していない放射線が撮像素子に当たることを抑制することを検討した。ここで、本願出願人は、前記第１面領域と前記第２面領域とについて、第１面領域内の全ての点についてそれぞれの点から第２面領域内の全ての点とを結ぶ仮想的な直線の集合体によって定義される立体の、レンズの光軸を法線とする任意の断面を全て遮断するように遮蔽材を配置することに想到した。
【００１４】
ここで、「立体の任意の断面を全て遮断するように遮蔽材を配置する」とは、第１面領域に含まれる任意の点と第２面領域に含まれる任意の点とを結ぶ直線が、１又は複数の遮蔽材を貫通するように当該１又は複数の遮蔽材が配置されていることを意味する。すなわち、第１面領域を通じて当該立体内部（立体表面を含む。）を直進する光が、１又は複数の遮蔽材により遮られることにより形成される影が、第２面領域の全てを覆うように当該１又は複数の遮蔽材が配置されていることを意味する。
【００１５】
例えば、遮蔽材を１つの部材で形成し且つ当該部材が配置された状態においてレンズの光軸を法線とする全ての断面が全て遮断される遮蔽材を前記立体に配置する（任意の断面を光軸方向に連続的に延在させる）ものであってもよいし、遮蔽材を１つの部材で形成し且つ当該部材が配置された状態においてレンズの光軸を法線とする任意の断面が全て遮断される遮蔽材を前記立体に配置する（任意の断面を光軸方向に断続的に延在させる）ものであってもよい。更に、複数の部材で形成された遮蔽材を前記立体に配置する（任意の断面を光軸方向に断続的に延在させる）ものであってもよい。
【００１６】
撮像用孔から撮像素子に直線的に向かう方向でケース内に入ってきた放射線は、上記のような大きさに形成され且つ配置された遮蔽材に当たって大部分の放射線が吸収されて減衰するか、又はエネルギーが低減する。これにより、撮像素子が損傷するほどのエネルギーの放射線が撮像素子に当たることを低減できる。また、撮像用孔から撮像素子以外の部位に直線的に向かう方向でケース内に入ってきた放射線は、ケースに当たって散乱する等の原因によりエネルギーが低下するので、撮像素子を損傷させる可能性が低減される。このように撮像用孔からケース内に入ってきた放射線により撮像素子が損傷する可能性を著しく低減できる。
【００１７】
また、本発明の撮像装置は、レンズの前側焦点位置に撮像用孔を配置しているので、撮像用孔を小さくすることができる。例えば特許文献２に記載の撮像装置のように、ケースの側面に鏡が収容された反射鏡ケースを設け、当該鏡により光路を曲げているような撮像装置においては、レンズの前側焦点位置に開口部を配置していないので、小さくできない。このため、本発明における撮像装置は、特許文献２のように開口部を小さくすることができない撮像装置に比べて、撮像用孔から入射する放射線量を低減できるのでケース内部で散乱した放射線量も減少し、放射線によって撮像素子が損傷する可能性を更に低減できる。
【００１８】
本発明の撮像装置において、前記遮蔽材は、前記１又は複数のレンズのうち少なくとも１つに支持されていることが好ましい。遮蔽材を支持するための手法の一つとしては、遮蔽材を支持する支持部材がケースの内壁に固定され、ケースの内壁からケースの中心に向かって延設するように構成することが考えられる。このとき、支持部材が透光性（以下、本明細書において「透光性」とは「撮像素子が受光できる波長帯の光を透過する性質」のことである。すなわち、透過される光は、撮像素子が受光できる波長帯の光であればよく、可視光線のみならず赤外線等であってもよい。）を有しない場合においては、当該支持部材によって支持部材が撮像用孔から撮像素子に直線的に向かう光の経路の一部が遮断され、１又は複数のレンズにより結像される像の一部に、支持部材の影ができてしまう。支持部材が透光性を有する場合においても、当該支持部材による屈折等により、１又は複数のレンズにより結像される像のうち当該支持部材に応じた部位に歪み等の影響を与えてしまう。
【００１９】
このように、支持部材を設けることで、当該支持部材が１又は複数のレンズにより結像される像に少なからず影響を与えてしまう。そこで、支持部材を別途設けることなく１又は複数のレンズの少なくともいずれか１つによって遮蔽材を支持することにより遮蔽材以外の部材が撮像用孔から撮像素子に直線的に向かう光の経路を遮蔽することがなくなり、支持部材により結像される像への前述のような影響をなくすことができる。
【００２０】
このようにレンズによって遮蔽材を支持するとき、例えば、レンズの光軸に沿って軸線が伸びる貫通孔又は凹部が当該レンズに設けられ、当該レンズによって、前記遮蔽材が前記貫通孔又は前記凹部に嵌合状態で支持されることが考えられる。この場合には、支持部材等を別途用いて遮蔽材を支持するものに比べて、レンズにより結像される像のうち遮蔽材によって光が遮られることでできる影が、当該像の中央部のみとすることができる。ここで、「嵌合状態で支持される」とは、「貫通孔又は凹部の側面の一部又は全部」に、「遮蔽材の側面の一部又は全部」が当接しているときの両者の摩擦力による係止により支持されるものであってもよいし、「貫通孔又は凹部の側面の一部又は全部」に、「遮蔽材の側面の一部又は全部に塗布された接着剤等」により接着するものであってもよい。
【００２１】
また、前記遮蔽材がレンズの光軸に沿って軸線が伸びるような接着状態で当該レンズに支持されるように構成することも考えられる。この場合にも上記した場合と同様に、支持部材等を別途用いて遮蔽材を支持するものに比べて、レンズにより結像される像のうち遮蔽材によって光が遮られることでできる影が、当該像の中央部のみとすることができる。ここで、「接着状態で支持される」とは、接着剤等を介して互いの面が貼り付くもの、及びテープ等のようなもので、支持される部材の外壁と支持する部材の面とが貼り付けられるもの等も含むものとする。
【００２２】
なお、１又は複数のレンズにより結像される像に、遮蔽材の影に加え、支持部材の影ができても、用途によっては許容される場合もある。このような場合には、遮蔽材をレンズに支持させるのではなく、ケースに固設された支持部材によって遮蔽材を支持するように構成してもよい。
【００２３】
本発明の撮像装置において、前記撮像用孔は、前記第１面領域を前記レンズの光軸方向に向かって前記第２面領域を含む平面上に投影したときに、前記投影された領域が前記第２面領域内に収まるように形成されていることが好ましい。このように、撮像用孔を撮像素子よりも小さく形成することで、撮像用孔から入射した放射線の量を更に低減できる。これにより、放射線によって撮像素子が損傷する可能性を効果的に低減することができる。
【００２４】
本発明の撮像装置において、前記複数のレンズは、前記１又は複数のレンズのうち前記撮像用孔側に配置された１又は複数のレンズである前方レンズ系と、前記前方レンズ系の結像点より前記撮像素子側に配置された１又は複数のレンズである後方レンズ系とで構成され、前記後方レンズ系は、前記前方レンズ系により当該前方レンズ系の結像点に結像された像を形成する光の一部又は全体を、前記撮像素子に対して集光するように配置されており、前記遮蔽材は、前記前方レンズ系を構成する１又は複数のレンズのうち少なくとも１つに支持されていることが好ましい。
【００２５】
これにより、後方レンズ系が前方レンズ系により結像される像を形成する光を屈折することができるので、撮像素子を、必ずしも前方レンズ系の結像点に合わせて配置する必要がなくなる。これにより、撮像装置は、配置される環境に合わせて柔軟に設計することができるので、様々な環境下において使用可能な撮像装置にできる。
【００２６】
本発明の撮像装置において、前記ケースには、前記撮像用孔を通じて当該ケースの外部と連通すると共に、前記１又は複数のレンズが配置される第１空間と、放射線を遮蔽する素材からなる隔壁部により前記第１空間とは区分されて画定された第２空間とが設けられ、前記第２空間には、当該撮像装置の作動を制御する電子回路部が配置されることが好ましい。
【００２７】
第１空間内には、撮像用孔が設けられているので、該撮像用孔を通じて放射線が入る。一方、第２空間は、隔壁部により第１空間とは区分されて画定されているので、第１空間内から当該第２空間に入る放射線を遮蔽することができる。これにより、第２空間に配置された電子回路部が放射線により損傷する可能性を低減できる。
【００２８】
本発明の撮像装置において、前記ケース内の空間のうち、前記１又は複数のレンズと前記撮像素子との間の空間において、当該空間の任意の断面を遮断するように、前記撮像素子が受光できる波長帯の光に対して透過性を有すると共に水素を含む化合物を満たすことが好ましい。
【００２９】
これにより、ケース内に入った放射線は、その全てが撮像素子に到達する前に水素を含む化合物に当たる。放射線がγ線である場合には、当該γ線は遮蔽材又はケースの内壁に当たることで散乱しエネルギーが低下する。低エネルギーになったγ線は、水素を含む化合物に遮蔽される。すなわち、γ線の多くは水素を含む化合物に遮蔽される。従って、撮像素子に対するγ線の影響を更に低減することができる。
【００３０】
また、放射線が中性子線である場合には、水素の作用により、エネルギーが減衰し熱中性子化する。このため、上記のように水素を含む化合物を満たすことによって中性子線の多くが熱中性子化されるので、撮像素子に対する中性子線の影響を更に低減することができる。
【００３１】
本発明の撮像方法は、遮蔽材と１又は複数のレンズと撮像素子と放射線源との相対的な位置関係を、前記１又は複数のレンズを基準として当該１又は複数のレンズの光軸方向について前記放射線源とは反対側に前記撮像素子が配置され、且つ前記放射線源から前記撮像素子に直線的に向かう放射線が出射される点を全て含む最小の面領域である第１面領域と、前記撮像素子の縁により画定される仮想的な面領域である第２面領域とについて、前記第１面領域内の全ての点についてそれぞれの点から前記第２面領域内の全ての点とを結ぶ仮想的な直線の集合体によって定義される立体の、前記１又は複数のレンズの光軸を法線とする任意の断面が遮蔽材によって全て遮断されるような、所定の位置関係に調整する位置関係調整工程と、前記遮蔽材と前記１又は複数のレンズと前記撮像素子と前記放射線源とが前記所定の位置関係に調整された状態で、前記１又は複数のレンズによって結像される像を撮像する撮像工程とを含むことを特徴とする。
【００３２】
本願出願人は、エネルギーが低下していない放射線が撮像素子に当たることを抑制することを検討した。ここで、本願出願人は、放射線源から撮像素子に直線的に向かう放射線が出射される点を全て含む最小の面領域である第１面領域と、撮像素子の縁により画定される仮想的な面領域である第２面領域とについて、第１面領域内の全ての点についてそれぞれの点から第２面領域内の全ての点とを結ぶ仮想的な直線の集合体によって定義される立体の、レンズの光軸を法線とする任意の断面を全て遮断するように遮蔽材を配置することに想到した。
【００３３】
ここで、「立体の任意の断面を全て遮断するように遮蔽材を配置する」とは、第１面領域に含まれる任意の点と第２面領域に含まれる任意の点とを結ぶ直線が、１又は複数の遮蔽材を貫通するように当該１又は複数の遮蔽材が配置されていることを意味する。すなわち、第１面領域を通じて当該立体内部（立体表面を含む。）を直進する光が、１又は複数の遮蔽材により遮られることにより形成される影が、第２面領域の全てを覆うように当該１又は複数の遮蔽材が配置されていることを意味する。
【００３４】
例えば、遮蔽材を１つの部材で形成し且つ当該部材が配置された状態においてレンズの光軸を法線とする全ての断面が全て遮断される遮蔽材を前記立体に配置する（任意の断面を光軸方向に連続的に延在させる）ものであってもよいし、遮蔽材を１つの部材で形成し且つ当該部材が配置された状態においてレンズの光軸を法線とする任意の断面が全て遮断される遮蔽材を前記立体に配置する（任意の断面を光軸方向に断続的に延在させる）ものであってもよい。更に、複数の部材で形成された遮蔽材を前記立体に配置する（任意の断面を光軸方向に断続的に延在させる）ものであってもよい。
【００３５】
放射線源から撮像素子に直線的に向かう放射線は、上記のような大きさに形成され且つ配置された遮蔽材に当たって大部分の放射線が吸収されて減衰するか、又はエネルギーが低減する。これにより、撮像素子が損傷するほどのエネルギーの放射線が撮像素子に当たることを低減できる。
【００３６】
このように、位置関係調整工程によって、遮蔽材と１又は複数のレンズと撮像素子と放射線源との相対的な位置関係が上記のような所定の位置関係に調整され、撮像工程によって当該調整された状態で、１又は複数のレンズによって結像される像を撮像することにより、放射線源からの放射線により撮像素子が損傷する可能性を著しく低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態の撮像装置の構成を示す模式的断面図。
【図２】（ａ）は撮像用孔，レンズ，撮像装置及び遮蔽材の関係を示す模式図、（ｂ）は撮像用孔，レンズ，撮像装置及び遮蔽材のそれぞれの、レンズの光軸方向を法線とする面の大きさの関係を示す模式図。
【図３】（ａ）は底面が円形の立体の模式的な説明図、（ｂ）は立体と遮蔽材との関係を示す模式的な説明図、（ｃ）は（ｂ）とは異なる立体と遮蔽材との関係を示す模式的な説明図、（ｄ）は複数の遮蔽材によって任意の断面を遮蔽することを示す図。
【図４】本発明の別の実施形態の撮像装置における遮蔽材とレンズとの関係を示す図。
【図５】（ａ）は本発明の実施形態の撮像装置を用いた撮像システムを示す図であり、第１撮像装置と第２撮像装置の２台の撮像装置を用いた構成を示す図、（ｂ）は撮像用孔と遮蔽材とで表される角度θを示す図。
【図６】本発明の更に別の実施形態の撮像装置における遮蔽材を支持する支持部材を説明する図。
【図７】本発明の第２実施形態の撮像装置の構成を示す模式的断面図。
【図８】本発明の第３実施形態の撮像装置の構成を示す模式図。
【図９】本発明の第４実施形態の撮像装置の構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態の撮像装置の構成について説明する。図１に示されるように、本実施形態の撮像装置１は、ケース２と、レンズ系３と、撮像部４とを備える。
【００３９】
ケース２は、第１と第２の２つの中空部２ｂ，２ｃを有する円柱形状に形成されており、第１中空部２ｂには、レンズ系３及び撮像部４が収容されている。ケース２は、当該撮像装置１の前方（図１の左側）となる面に、貫通孔である撮像用孔２ａが設けられている。
ケース２は、放射線の一つであるγ線を遮蔽するために、ステンレススチール、タングステン又は鉛等の重金属から形成されている。これにより、撮像用孔２ａ以外からケース２の中空部に、エネルギーが低下していないγ線が入ることを防止している。従って、レンズ系３及び撮像部４は、ケース２によって撮像用孔２ａ以外から入るγ線から保護されている。
【００４０】
撮像用孔２ａは、撮像部４が撮像可能な程度の光量を確保可能で、且つ当該撮像用孔２ａから入るγ線を可能な限り少なくできるような大きさに形成されている。例えば、撮像用孔２ａは、本実施形態では１ｍｍ〜２４ｍｍ程度の大きさに形成されている。なお、撮像用孔２ａの大きさは本実施形態のものに限らず、レンズ系３の明るさ、ケース２の大きさ、又は「撮像用孔２ａ，レンズ系３及び撮像素子４３（後述）の相対的な大きさの関係」等に応じて適宜設定すればよい。
【００４１】
このとき、撮像用孔２ａは、軸線方向の断面で見たときに、当該撮像用孔２ａを画定する向かい合う側面にＲ（例えば、０．５Ｒ）が設けられている。これにより、当該撮像用孔２ａを通過する光の回折を抑制することができる。また、これにより当該撮像用孔２ａに入射可能な光の角度を、Ｒを設けていないものに比べて大きくすることができる。
【００４２】
なお、撮像用孔２ａの形状は本実施形態のものに限るものではなく、上述したように、撮像用孔２ａは、「撮像部４が撮像可能な程度の光量を確保可能で、且つ当該撮像用孔２ａから入るγ線を少なくできる」ものであればよい。
【００４３】
また、撮像用孔２ａは、光学的な見地よりレンズ系３との相対的な位置関係を考慮して非常に高い精度で配置される必要がある。このため、ケース２は、その前面（図１の左側の面）側の一部が、取り外しできるように形成されている（以下、この取り外し可能な部位を「分離部２０」という。また、ケース２のうち、分離部２０以外の部位を明示する場合には「ケース２の本体」という）。そして、撮像用孔２ａは、分離部２０の中央部付近に設けられている。なお、分離部２０は、ケース２の一部として形成されているので、ケース２と同一の材料で構成されている。
【００４４】
また、分離部２０は、撮像用孔２ａを設けるために、当該撮像用孔２ａの近辺の厚みが薄くなりやすい。このため、分離部２０は、タングステン、白金等の重金属で構成されることが望ましい。また、本実施形態では、分離部２０を平板状に形成しているが、略円柱形状又は略角柱形状に形成してもよい。
【００４５】
分離部２０は、ケース２の前面側に設けられた溝２ｇに嵌め込まれて取り付けられる。溝２ｇは、ケース２の円柱形状の高さ方向（図１の左右方向）に対して法線方向（図１の上下方向）に沿うようにケース２に設けられている。このとき、溝２ｇは、分離部２０がケース２の本体に取り付けられた状態において、当該分離部２０が図１の上下方向に移動可能な程度の大きさに形成されている。このため、分離部２０は、ソレノイド、駆動シリンダ等によって付勢されることで、図１の上方向（又は下方向）に向かって移動できる。そして、撮像用孔２ａは、分離部２０の図１の上下方向への移動に伴って、図１の上下方向に移動する。
【００４６】
γ線の他に中性子線も存在する環境下で撮像装置１を用いる場合は、中性子線を遮蔽する外壁２１が、ケース２の周囲を覆うように配置される。外壁２１は、その前面（図１の左側の面）に、透光性を有する樹脂（ホウ素を加えたポリエチレン等）で形成された窓２１ａが設けられている。窓２１ａは、その配置される位置において、撮像用孔２ａの視野角ｄにより画定される領域より大きく形成されている。これにより、外壁２１を配置した場合であっても窓２１ａが透光性を有するので、撮像用孔２ａに入射する光を遮蔽することがない。
【００４７】
また、外壁２１は、ケース２から取り外し可能に構成されている。放射線の一つである中性子線は、水素を含む有機化合物（例えば、ポリエチレン等）内を通過するときに、水素の作用により中性子線のエネルギーが減衰し熱中性子化する。このため、撮像装置１は、ケース２の周囲を外壁２１で覆うことで、ケース２の内部に入る中性子線を遮蔽することができる。なお、外壁２１の窓２１ａ以外の材料は、撮像用孔２ａに入射する光を遮蔽しないので透光性を有する必要がない。このため、外壁２１の窓２１ａ以外の材料は、ケース２の内部に入る中性子線を遮蔽できるものであればよく、例えば、中空の金属板状部材の中空部に有機材等を満たしたものであってもよい。
【００４８】
レンズ系３は、本発明におけるレンズのうち前方レンズ系であり、第１レンズ３１，第２レンズ３２及び第３レンズ３３からなる３枚構成のレンズである。
【００４９】
第１〜第３のレンズ３１，３２，３３は、セリウムを含有するガラスで構成されており、放射線による変色等が低減されている。第１〜第３のレンズ３１，３２，３３は、それぞれの光軸が共通の軸線となるように配置されている。第１〜第３のレンズ３１，３２，３３は、撮像用孔２ａに最も近い位置から、「第１レンズ３１→第２レンズ３２→第３レンズ３３」の順に配置されている。レンズ系３は、第１〜第３のレンズ３１，３２，３３の屈折率、及びこれらの相対的な位置の調整により屈折特性が設定されている。以下、第１〜第３のレンズ３１，３２，３３のそれぞれの光軸を区別する必要がないときには、「レンズ系３の光軸Ｘ」という。
【００５０】
第１レンズ３１は、その前側焦点位置に撮像用孔２ａの中心部が位置するようにケース２内（以下、単に「ケース２内」といった場合には、「第１中空部２ｂ内」のことを指すこととする。）に配置されている。これにより、撮像用孔２ａは、第１レンズ３１の光軸線上に位置することとなり、ひいては、第２レンズ３２及び第３レンズ３３の光軸線上、更に言えばレンズ系３の光軸Ｘ線上に位置することとなる。このように、「レンズ系３を構成する第１レンズ３１が配置されたこと」が、「前記１又は複数のレンズにより１つの光学系が形成されており、前記撮像用孔の位置が当該光学系の前側焦点位置となるように前記１又は複数のレンズが配置されたこと」に相当する。
【００５１】
また、第１〜第３のレンズ３１，３２，３３のそれぞれには、レンズ面の中央部に貫通孔であるレンズ孔３１ａ，３２ａ，３３ａが設けられている。そして、第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３が、各レンズ孔３１ａ，３２ａ，３３ａに嵌合状態となるように第１〜第３のレンズ３１，３２，３３に支持されている。詳細には、第１遮蔽材５１が、第１レンズ３１に設けられた第１レンズ孔３１ａに嵌合状態となるように、当該第１レンズ３１に支持され、第２遮蔽材５２が、第２レンズ３２に設けられた第２レンズ孔３２ａに嵌合状態となるように、当該第２レンズ３２に支持され、第３遮蔽材５３が、第３レンズ３３に設けられた第３レンズ孔３３ａに嵌合状態となるように、当該第３レンズ３３に支持されている。
【００５２】
第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３のそれぞれは、γ線を遮蔽するためにタングステン又は鉛等の重金属からなり、略円柱状に形成されており、断面の直径は同一の大きさに設定されている。第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３は、当該円柱の軸線方向（図１の左右方向）が、第１〜第３のレンズ３１，３２，３３の光軸方向（図１の左右方向）と一致するように配置されている。また、第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３は、第１〜第３のレンズ３１，３２，３３のレンズ面の厚さと同じ長さに設定されており、当該第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３の前後の両端位置が、第１〜第３のレンズ３１，３２，３３の前後の面位置に合うように配置されている。
【００５３】
ここで、本実施形態における第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３が、本発明における遮蔽材に相当する。また、「第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３が、貫通孔である各レンズ孔３１ａ，３２ａ，３３ａに嵌合状態となるように、第１〜第３のレンズ３１，３２，３３に支持されていること」が、本発明における「放射線を遮蔽する遮蔽材」が「前記１又は複数のレンズのうち少なくとも１つに支持されていること」に相当すると共に、本発明における「前記遮蔽材を支持するレンズには、当該レンズの光軸上に貫通孔が設けられ、前記遮蔽材は、前記貫通孔に嵌合状態で当該レンズに支持されていること」に相当する。
【００５４】
撮像部４は、動画を撮像する装置であり、ズームアップにより被写体を拡大して撮像する機能を有している。なお、撮像部４は、動画ではなく静止画を撮像する装置であってもよいし、ズームアップ機能を有さない単焦点（固定焦点）の撮像装置であってもよい。撮像部４は、レンズ系３を基準として当該レンズ系３の光軸Ｘ方向について撮像用孔２ａとは反対側に配置されている。撮像部４は、筐体４１と、後方レンズ系としての撮像用レンズ４２と、撮像素子４３と、電子回路部としての撮像制御部４４とを備える。
【００５５】
筐体４１は、中空の円柱形状に形成されており、その前方（図１の左側）に撮像用レンズ４２が筐体４１に支持され、その後方には撮像素子４３が収容されている。筐体４１の材料は、エンジニアリングプラスチック、アルミニウム、又はチタン等、動画を撮像するカメラとして充分な強度のものであればよく、単一の材料のみならず複数の材料を使用したものであってもよい。
【００５６】
撮像素子４３は、ＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサ等の半導体素子で構成されており、前方レンズ系としてのレンズ系３の結像点Ｚに結像された倒立像Ｐを後方レンズ系としての撮像用レンズ４２により撮像可能に配置されている。すなわち、撮像素子４３は、後方レンズ系としての撮像用レンズ４２によって集光される位置に配置されている。また、撮像部４は、撮像素子４３の受光面の中心が、レンズ系３の光軸Ｘ上に位置するように配置されている。ここで、本実施形態において「撮像素子４３が上記のようにレンズ系３の光軸Ｘ上に配置されたこと」が、本発明において「前記撮像素子は、前記１又は複数のレンズを基準として、前記遮蔽材を支持するレンズの光軸方向について前記撮像用孔とは反対側に配置されたこと」に相当する。
【００５７】
撮像用レンズ４２は、電動モータを動力源として、該電動モータの動力を伝達するギア等によって構成された揺動機構（図示省略）によってレンズ系３の光軸Ｘと撮像素子４３（第２面領域Ｆ２）との交点を中心に揺動（ピボット又はスイブル）可能であると共に、電動モータを動力源として、該電動モータの動力を伝達するギア等によって構成された進退機構（図示省略）によって撮像素子４３を前方及び後方に進退可能に構成されている。撮像用レンズ４２は、これらの揺動機構及び進退機構により、当該レンズ４２によって結像される像が常に撮像素子４３上に位置するように揺動及び移動する。
【００５８】
撮像制御部４４は、基板上に実装された電子回路で構成されており、外部から入力された信号等に基づいて、信号線４５を介して上記の揺動機構及び進退機構に制御信号を出力することで、焦点合わせのために撮像用レンズ４２を移動させたり、ズームアップ撮像する等のような当該撮像部４の制御を行う他、撮像部４が撮像したデータ（すなわち、撮像素子４３の出力）を信号に変換し、この変換された信号を、信号線等で構成された通信部６を介して外部に出力する。また、撮像制御部４４には、外部から撮像部４を遠隔操作するための制御信号が、通信部６を介して入力される。
【００５９】
また、撮像制御部４４は、ケース２に設けられた２つの中空部２ｂ，２ｃのうち第２中空部２ｃ内に配置されている。そして、第１中空部２ｂと第２中空部２ｃとの間には、第２中空部２ｃを画定する隔壁部２ｄが設けられている。隔壁部２ｄは、ケース２と同材料（例えば、ステンレススチール等）からなる。これにより、ケース２の外部からのγ線及び中性子線がケース２の外壁で遮蔽されると共に、撮像用孔２ａからケース２内に入ったγ線がケース２の内壁及び隔壁部２ｄで遮蔽され、撮像制御部４４が放射線により損傷する可能性を低減できる。
【００６０】
また、隔壁部２ｄには、信号線４５を簡易に挿通させることが可能な程度の空間（以下、「挿通孔」という）２ｅが設けられており、当該空間に信号線４５を挿通させている。これにより、撮像制御部４４と第１中空部２ｂに配置された揺動機構、進退機構及び撮像素子４３とは、互いに信号を授受可能に接続されている。挿通孔２ｅは、第１中空部２ｂ内から第２中空部２ｃに入る放射線を遮蔽できる程度の大きさであればよい。ここで、本実施形態において、第１中空部２ｂが本発明における第１空間に相当し、第２中空部２ｃが本発明における第２空間に相当する。
【００６１】
本実施形態では、隔壁部２ｄは、ケース２の後方（図１の右側）から前方に向かって嵌合可能に形成されている。ケース２は、隔壁部２ｄがケース２に嵌合される前においては、撮像用孔２ａから隔壁部２ｄを嵌合させる部位まで連通した１つの空間が形成されているが、当該嵌合時に、ケース２の空間が隔壁部２ｄによって第１中空部２ｂと第２中空部２ｃとに区分される。なお、本実施形態においては、隔壁部２ｄを可動できるように構成しているが、ケース２と一体に形成したものであってもよい。
【００６２】
なお、信号線４５を隔壁部２ｄに挿通させるのではなく、他の箇所を挿通させるものであってもよい。例えば、配線を、ケース２の後ろ側（図１の右側）からケース２の外部に出した後に別の場所からケース２内を挿通させてもよい。このとき、第１中空部２ｂと第２中空部２ｃとの間に信号線４５が位置しないようにすれば、挿通孔２ｅが不要となり、この分だけ遮蔽材を厚くすることができ、より効果的に放射線を遮蔽することができる。このように、信号線４５及び挿通孔２ｅは、当該撮像装置１を使用する環境等に応じて適宜配置すればよい。
【００６３】
また、本実施形態では、第２空間としての第２中空部２ｃを、第１空間としての第１中空部２ｂに対して、レンズ系３の光軸Ｘに対する法線方向に配置しているがこれに限らない。例えば、第２空間を、第１空間に対して、レンズ系３の光軸Ｘ方向に向かって撮像用孔２ａとは反対方向（図１の右方向）に配置してもよい。すなわち、第１空間と第２空間とはレンズ系３の光軸Ｘに沿って並ぶように配置される。この場合には、本実施形態と同様に、第１区間と第２空間との間に設けられた隔壁部に、互いの空間を連通する挿通孔を設け、当該挿通孔に信号線を挿通させればよい。
【００６４】
また、このようにレンズ系３の光軸Ｘ方向に沿って第１空間と第２空間とが並ぶように配置される場合には、第２空間内に撮像素子４３を配置するようにしてもよい。この場合、隔壁部は、後方レンズとしての撮像用レンズ４２から撮像素子４３に結像する光の経路内に位置しないように形成される。
【００６５】
これは、例えば、撮像用レンズ４２を単焦点（固定焦点）で用いるような場合には、ケース２の内壁（第１空間を画定する壁部）から突出するような壁面によって、撮像用レンズ４２を保持するようにしてもよい。このとき、撮像用レンズ４２を保持する壁面は、第１空間内に入った放射線及び該放射線が当該空間を画定する壁面により散乱した放射線によって、撮像制御部４４を損傷する可能性を低減できればよい。また、第１空間内に入った放射線及び該放射線が当該空間を画定する壁面により散乱した放射線によって、撮像制御部４４を損傷する可能性を低減できるものであれば、例えば、撮像用レンズ４２の側面で、隔壁部を支持するように固定されたものであってもよい。このような場合において、ケース２の内壁と隔壁部と撮像用レンズ４２との間にはいずれの箇所に空間が設けられていてもよい。
【００６６】
以上のように、本発明において「隔壁部によって第１空間と第２空間を区分される」とは、互いの空間を完全に分離するものを含むと共に、電子回路部が放射線により損傷する可能性を低減可能な程度に互いの空間が連通しているものであってもよい。ここで、「互いの空間を完全に分離する」とは、ケース２内にある第１空間内の放射線が、ケース２の外部に出ずに第２空間内に入ることがないように構成されていることをいう。
【００６７】
これは、例えば、上述したような「信号線４５を隔壁部２ｄに挿通させるのではなく、他の箇所を挿通させる」場合であってもよい。更に、本実施形態のように「隔壁部２ｄに挿通孔２ｅが設けられているような場合であっても、第１空間内に入った放射線及び該放射線が当該空間を画定する壁面により散乱した放射線によって、撮像制御部４４を損傷する可能性を低減できる」場合であってもよい。
【００６８】
また、第１空間と第２空間が区分される場合において、隔壁部は、「１又は複数のレンズから撮像素子に向かう光の経路」（もしくは、「前方レンズ系から後方レンズ系に向かう光の経路、及び後方レンズ系から撮像素子に向かう光の経路」）内に位置することないように配置される。これにより、撮像装置の撮像データに隔壁部の影が生じることを防止できる。
【００６９】
また、ケース２は、その外壁と内壁との間の厚さを、ケース２の外部からケース２の内部に向かって、ケース２に当たるγ線を充分に遮蔽できる程度の厚さに形成されている。ここで、本明細書において、物体にγ線が当たるとは、物体を構成する物質の原子に衝突することをいう。これにより、γ線は、原子に吸収されて減衰するか又は散乱されてエネルギーが減少する。
【００７０】
ケース２の内壁は、撮像用孔２ａから入射した光が、撮像素子４３に入射するまでの光路を避けるように形成されている。詳細には、ケース２の内壁は、撮像用孔２ａから第１レンズ３１に向かって、撮像用孔２ａの縁から第１レンズ３１の縁を結ぶ直線に沿うように（当該ケース２の外周壁側に向かうテーパ状に）形成されている。ケース２の内壁は、第１レンズ３１から第２レンズ３２に向かって、第１レンズ３１の縁から第２レンズ３２の縁を結ぶ直線に沿うような形状に形成され、第２レンズ３２から第３レンズ３３に向かって、第２レンズ３２の縁から第３レンズ３３の縁を結ぶ直線に沿うような形状に形成されている。ケース２の内壁は、第３レンズ３３から結像点（後述）Ｚに向かって、第３レンズ３３の縁から倒立像（後述）Ｐの縁を結ぶ直線に沿うような形状に形成されている。ケース２の内壁は、結像点（後述）Ｚから撮像部４の後方（図１の右側）に向かって、倒立像（後述）Ｐの縁から撮像部４の撮像用レンズ４２及び撮像素子４３の縁（又はその縁より外側）を結ぶ直線に沿うような形状に形成されている。
【００７１】
次に、図２を参照して、撮像用孔２ａ，撮像素子４３及び第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３の、相対的な大きさ及び配置について説明する。
【００７２】
図２（ａ）に示されるように、レンズ系３の光軸Ｘ方向から撮像素子４３に向かって見たときの撮像用孔２ａの縁により画定される仮想的な面領域である第１面領域Ｆ１と、レンズ系３の光軸Ｘ方向から撮像素子４３に向かって見たときの撮像素子４３の縁により画定される仮想的な面領域である第２面領域Ｆ２とについて、第１面領域Ｆ１内の全ての点についてそれぞれの点から第２面領域Ｆ２内の全ての点とを結ぶ仮想的な直線の集合体によって側面が定義される立体（図２（ａ）においては省略）を規定する。
【００７３】
そして、第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３は、当該立体のレンズ系３の光軸Ｘを法線とする任意の断面を全て遮断する大きさに形成され、且つ任意の断面を全て遮断するように配置されている。これにより、撮像用孔２ａの縁により画定される仮想的な第１面領域Ｆ１内の任意の点から撮像素子４３の縁により画定される仮想的な第２面領域Ｆ２内の任意の点に向けた直線は、その全てが第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３と交わることとなる。
【００７４】
なお、図２（ａ）には、撮像用孔２ａの断面形状が円形であり、撮像素子４３の断面形状が四角形であり、立体の三次元形状を図示することが難しいので省略している。本実施形態の立体は、撮像用孔２ａ側の底面は円形であり、撮像素子４３側の底面が四角形であり、側面は、撮像用孔２ａから撮像素子４３に向かうにつれて、撮像素子４３の底面の４つの角に応じた角が鮮明になるような形状となる。
【００７５】
本実施形態では、図２（ｂ）に示されるように、第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３は、立体の底面に平行な断面の直径が、第１面領域Ｆ１及び第２面領域Ｆ２より大きく形成されている。また、撮像用孔２ａは、第１面領域Ｆ１をレンズ系３の光軸Ｘ方向に向かって投影したときに、投影された影が第２面領域Ｆ２内に収まるように形成されている。これにより、撮像用孔２ａから入射する放射線の量を少なくすることができる。
【００７６】
ここで、立体の理解を助けるために、立体に関して図３を用いて説明する。図３（ａ）に示されているように、撮像用孔２ａが真円形であり、撮像素子４３が撮像用孔２ａに対して平行かつ撮像用孔２ａより大径の真円形である場合、第１面領域Ｆ１は真円形であり、第２面領域Ｆ２は第１面領域Ｆ１に対して平行かつ第１面領域Ｆ１よりも大径の真円形となる。このため、第１面領域Ｆ１内の全ての点についてそれぞれの点から第２面領域Ｆ２内の全ての点とを結ぶ仮想的な直線の集合体によって定義される立体Ｙは、第１面領域Ｆ１及び第２面領域Ｆ２のそれぞれを端面とする円錐台になる。
【００７７】
そして、図３（ｂ）に示されるように、このような円錐台の任意の断面を遮断するように遮蔽材５ａ（本実施形態でいうと第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３）を配置する。このとき、遮蔽材５ａは、撮像用孔２ａ及び撮像素子４３よりも大きな面積のものを用いるとよい。これにより、撮像用孔２ａから入った放射線を遮蔽材５ａによって遮蔽することができ、撮像素子４３が放射線によって損傷する可能性を低減できる。
【００７８】
このように、「撮像用孔２ａ、レンズ系３、第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３及び撮像素子４３の大きさとそれぞれの相対的な位置が設定されていること」が、本発明における「前記遮蔽材は、前記レンズの光軸方向から前記撮像素子に向かって見たときの前記撮像用孔の縁により画定される仮想的な面領域である第１面領域と、前記レンズの光軸方向から前記撮像素子に向かって見たときの前記撮像素子の縁により画定される仮想的な面領域である第２面領域とについて、前記第１面領域内の全ての点についてそれぞれの点から前記第２面領域内の全ての点とを結ぶ仮想的な直線の集合体によって定義される立体の、前記遮蔽材を支持するレンズの光軸を法線とする任意の断面を全て遮断するように配置されていること」に相当する。
【００７９】
以上のような構成により、撮像用孔２ａから撮像素子４３に直線的に向かう方向で撮像素子４３からケース内に入るγ線は、第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３によって吸収されて減衰されるか又はエネルギーが著しく低減され、当該γ線の影響により撮像素子４３が損傷する可能性を著しく低減できる。
【００８０】
また、撮像用孔２ａから撮像素子４３以外の部位に直線的に向かう方向で撮像用孔２ａからケース内に入ってきたγ線は、ケース２に当たって散乱する等の原因によりエネルギーが低下するので、撮像素子４３を損傷させる可能性が低減される。このように、撮像用孔２ａからケース２内に入ってきたγ線により撮像素子４３が損傷する可能性を著しく低減できる。
【００８１】
また、第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３の軸線方向の長さは、撮像用孔２ａから撮像素子４３に直線的に向かうγ線を遮蔽できる程度の長さに設定されていればよい。このとき、例えば、撮像用孔２ａと撮像素子４３との大きさが異なる場合においては、撮像用孔２ａから撮像素子４３に直線的に向かうγ線は、必ずしも当該遮蔽材の軸線方向に平行とはならないが、このときのγ線の方向における遮蔽材の長さが、γ線を遮蔽できる程度に設定されていればよい。また、本実施形態のように複数の遮蔽材で構成する場合においては、１つの遮蔽材でγ線を充分に遮蔽できない場合であっても、複数の遮蔽材によってγ線を遮蔽できればよい。
【００８２】
なお、第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３は、上記のように、撮像用孔２ａからケース内に入るγ線が、撮像素子４３を損傷する可能性を著しく低減できるような長さに形成されていればよい。本実施形態では、第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３のそれぞれの長さを２８ｍｍ〜４０ｍｍ程度に設定し、これらの合計の長さが８４ｍｍ〜１２０ｍｍ程度となるようにした。この長さは、当該撮像装置１が使用される環境の放射線のエネルギー等に応じて、当該放射線を遮蔽できるように適宜設定されていればよい。
【００８３】
なお、この長さは、レンズ系３を通過する光が可能な限り多くなるように、レンズ系３の厚さ以下とすることが望ましい。ここで、レンズ系３が本実施形態のように複数枚のレンズで構成されるときの「レンズ系３の厚さ」とは、レンズ系３のうち最も撮像用孔２ａ側に配置されたレンズ（第１レンズ３１）の撮像用孔２ａ側の面から、最も撮像素子４３側に配置されたレンズ（第３レンズ３３）の撮像素子４３側の面までの長さである。遮蔽材の長さがこのように設定されることで、前方レンズ系により結像される像に生じる遮蔽材の影（詳細は後述）の大きさを最小限に抑えることができる。
【００８４】
なお、本実施形態では、遮蔽材を略円柱状に形成しているが、上述したように、少なくとも立体Ｙの任意の断面を全て遮断する大きさであればどのような形状であってもよい。例えば、レンズ系３の光軸Ｘを法線とする遮蔽材の断面の中心が、光軸Ｘと一致していなくてもよい。
【００８５】
なお、第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３は、「立体Ｙのレンズ系３の光軸Ｘを法線とする任意の断面を全て遮断する大きさに形成」され、且つ「任意の断面を全て遮断するように配置」されていればよく、本実施形態のように立体Ｙの底面に平行な断面が、第１面領域Ｆ１及び第２面領域Ｆ２より大きく形成されている必要はない。
【００８６】
例えば、撮像用孔２ａ，第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３及び撮像素子４３の相対的な配置によっては、撮像素子４３の大きさより小さく形成した場合であっても、第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３の軸線方向の長さがγ線を充分に遮蔽できる長さに形成されていれば、撮像用孔２ａから撮像素子４３に直線的に向かうγ線を遮蔽することができる。すなわち、遮蔽材は、図３（ｃ）に示される遮蔽材５ｂのように、立体Ｙの任意の断面と同じ大きさに形成されていればよい。
【００８７】
また、図３（ａ）では第１面領域Ｆ１及び第２面領域Ｆ２の形状を真円形としているが、これらが他の形状であってもよい。このとき、本実施形態のように、第１面領域Ｆ１が真円形であり、第２面領域Ｆ２が四角形であるように、これらの面領域Ｆ１，Ｆ２が互いに異なる形状であってもよい。この場合であっても、これらの第１面領域Ｆ１及び第２面領域Ｆ２に応じて規定される立体Ｙの、レンズ系３の光軸Ｘを法線とする任意の断面を、遮蔽材によって全て遮蔽できれば、放射線により撮像素子４３が損傷する可能性を低減できるという本発明の効果が得られる。
【００８８】
また、図３（ｄ）に示されるように、遮蔽材を、上部遮蔽材５ｃと下部遮蔽材５ｄとで構成してもよい。上部遮蔽材５ｃは、その底面が、光軸Ｘを法線とする立体Ｙの断面において、光軸Ｘのやや下から上部の円弧までの断面が存在する半円形状である柱状に形成されている。また、下部遮蔽材５ｄは、その底面が、光軸Ｘを法線とする立体Ｙの断面において、光軸Ｘのやや上から下部の円弧までの断面が存在する半円形状である柱状に形成されている。
【００８９】
これにより、上部遮蔽材５ｃの光軸Ｘを法線とする断面により、立体Ｙの光軸Ｘを法線とする真円形の断面の中心よりやや下から上部の円弧を遮蔽し、下部遮蔽材５ｄの光軸Ｘを法線とする断面により、立体Ｙの光軸Ｘを法線とする真円形の断面の中心よりやや上から下部の円弧を遮蔽している。このように上部遮蔽材５ｃと下部遮蔽材５ｄの２つの遮蔽材により、立体Ｙの光軸Ｘを法線とする任意の断面を全て遮断している。遮蔽材をこのように構成した場合であっても、上部遮蔽材５ｃ及び下部遮蔽材５ｄの２つの遮蔽材により、立体Ｙの光軸Ｘを法線とする任意の断面を全てが遮断されるので、撮像用孔２ａから撮像素子４３に直線的に向かうγ線を全て遮蔽することができる。
【００９０】
このように、遮蔽材を複数の遮蔽材で構成する場合においては、「任意の断面を全て遮断する」とは、「撮像用孔２ａを通り、撮像素子４３に直進する仮想の光について、１又は複数の遮蔽材により形成される１又は複数の影によって、当該撮像素子が全て覆われる」ことを意味する。
【００９１】
また、本実施形態では、第１〜第３のレンズ３１，３２，３３の各レンズ孔３１ａ，３２ａ，３３ａに、第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３の前後の両端位置が、当該第１〜第３のレンズ３１，３２，３３の前後の面位置に合うように配置されているが、各レンズに遮蔽材を支持させる方法はこれに限るものではない。例えば、遮蔽材の端が、レンズの面より内側に位置していてもよいし（めりこんだ状態）、レンズの面より外側に位置していてもよい（突出した状態）。このとき、遮蔽材の両端の端が互いに異なる状態（レンズの面位置に合っている状態、めりこんだ状態、突出した状態）であってもよいし、同じ状態であってもよい。このとき、遮蔽材の端がめりこんだ状態のレンズの面は、孔が開口していなくてもよい（すなわち、孔は貫通孔ではなく凹部であってもよい）。
【００９２】
このようにレンズ系３によって遮蔽材を支持するとき、例えば、レンズ系３の光軸Ｘに沿って軸線が伸びる貫通孔又は凹部が当該レンズ系３に設けられ、当該レンズ系３によって、遮蔽材が当該貫通孔又は当該凹部に嵌合状態で支持される。ここで、「嵌合状態で支持される」とは、「貫通孔又は凹部の側面の一部又は全部」に、「遮蔽材の側面の一部又は全部」が当接しているときの両者の摩擦力による係止により支持されるものであってもよいし、「貫通孔又は凹部の側面の一部又は全部」に、「遮蔽材の側面の一部又は全部に塗布された接着剤等」により接着するものであってもよい。
【００９３】
また、遮蔽材がレンズ系３の光軸Ｘに沿って軸線が伸びるような接着状態で当該レンズ系３に支持されるように構成することも考えられる。ここで、「接着状態で支持される」とは、接着剤等を介して互いの面が貼り付くもの、及びテープ等のようなもので、支持される部材の外壁と支持する部材の面とが貼り付けられるもの等も含むものとする。
【００９４】
また、γ線を遮蔽できるのであれば、前方レンズ系を構成する少なくとも１つのレンズが、上記のように遮蔽材を支持すればよい。例えば、本実施形態のような構成において、第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３のうち１つの遮蔽材でγ線を遮蔽できるのであれば、第１〜第３のレンズ３１，３２，３３のうちいずれか１つが遮蔽材を支持すればよいし、第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３のうち２つの遮蔽材でγ線を遮蔽できるのであれば、「第１レンズ３１と第２レンズ３２」、「第２レンズ３２と第３レンズ３３」、又は「第１レンズ３１と第３レンズ３３」のいずれかのレンズの組み合わせで、遮蔽材を支持してもよい。
【００９５】
また、本実施形態では、前方レンズ系として３枚構成のレンズで構成し、各レンズ毎に３つの遮蔽材を支持させているが、これに限らず、隣接するレンズの遮蔽材が共通（１つ）の遮蔽材で形成されていてもよい。例えば、図４に示されるように、１つの遮蔽材を各レンズの貫通孔に嵌合状態となるように各レンズが支持してもよい。
【００９６】
以上のように撮像装置１が構成されているので、撮像用孔２ａから入射した光が第１レンズ３１及び第２レンズ３２を介して第３レンズ３３から出射されることで、第３レンズ３３の後側にある結像点Ｚに大きな倒立像Ｐが結像される。このとき、第１〜第３のレンズ３１，３２，３３の中央部に支持された第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３によって光が遮られるので、倒立像Ｐの中央部には、光軸方向から見たときの第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３の外形（本実施形態では円形）に応じた影ができている。撮像部４は、この中央部に影ができた倒立像Ｐを撮像している。
【００９７】
本実施形態では、結像点Ｚと撮像部４との相対的な位置関係により、撮像部４の画角より広い範囲で倒立像Ｐが結像される。このため、前述のように撮像素子４３を中心に撮像用レンズ４２を揺動させることで、倒立像Ｐの全体を撮像可能にしている。なお、撮像部４の画角内に倒立像Ｐが全て入る場合には、撮像用レンズ４２を揺動させる機構は設けなくてもよい。また、撮像装置１は、通信部６を介してズームアップ撮影又はズームアウト撮影をするための制御信号を撮像制御部４４に送信することで、当該撮像制御部４４の制御によって作動する上記進退機構によって撮像用レンズ４２が前後方向に移動し、倒立像Ｐの一部を拡大表示又は縮小表示して撮像することができる。
【００９８】
以上のように、撮像用孔２ａから入射した光が、前方レンズ系であるレンズ系３、及び後方レンズ系である撮像用レンズ４２を介して撮像素子４３に集光されるので、本実施形態の撮像装置１は、レンズ系３及び撮像用レンズ４２によって１つの光学系が形成されていると見做すことができる。
【００９９】
ここで、「撮像部４の画角内に倒立像Ｐが全て入らないこと」が、本発明における「前記後方レンズ系は、前記前方レンズ系により結像された像の一部を前記撮像素子に対して集光するように配置されていること」に相当し、「撮像部４の画角内に倒立像Ｐが全て入ること」が、本発明における「前記後方レンズ系は、前記前方レンズ系により結像された像の全てを前記撮像素子に対して集光するように配置されていること」に相当する。
【０１００】
なお、本実施形態では、本発明のレンズ及び本発明の前方レンズ系としての第１〜第３のレンズ３１，３２，３３によって、本発明の遮蔽材としての第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３が支持されている。しかしながら、第１〜第３のレンズ３１，３２，３３に遮蔽材を支持させるのではなく、別に支持部材を設け、この支持部材によって遮蔽材を支持してもよい。
【０１０１】
この場合には、この支持部材が透光性を有しない場合においては、当該支持部材によって第１〜第３のレンズ３１，３２，３３により結像される倒立像Ｐの一部に、支持部材の影ができてしまう。支持部材が透光性を有する場合においても、当該支持部材による屈折等により、第１〜第３のレンズ３１，３２，３３により結像される倒立像Ｐのうち当該支持部材に応じた部位に歪み等の影響を与えてしまう。このように、支持部材を設けることで、当該支持部材が第１〜第３のレンズ３１，３２，３３により結像される倒立像Ｐに少なからず影響を与えてしまう。
【０１０２】
これと比較して、本実施形態では、支持部材を別途設けることなく、第１〜第３のレンズ３１，３２，３３により第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３を支持しているので、支持部材により結像される像への前述のような影響をなくした。これにより、撮像用孔２ａと撮像素子４３とを結ぶ立体Ｙ上に配置される物体（例えば支持部材又は第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３等）が、第１〜第３のレンズ３１，３２，３３により結像される倒立像Ｐに与える影響を低減できると共に、撮像用孔２ａからケース２内に入るγ線により撮像素子４３が損傷する可能性を著しく低減できる。
【０１０３】
以上のように、本実施形態の撮像装置１は、ケース２及び第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３の効果により、放射線の一つであるγ線により撮像素子４３が損傷する可能性を著しく低減できる。
【０１０４】
また、本実施形態の撮像装置１では、撮像用孔２ａを、撮像部４が撮像可能な程度の光量を確保可能で、且つ当該撮像用孔２ａから入るγ線を可能な限り少なくできるような大きさに形成している。これにより、撮像用孔から入る放射線の一つであるγ線の量をより少なくできるので、撮像素子がエネルギーの低下していない放射線により損傷することをより効果的に防止できる。
【０１０５】
また、本実施形態の撮像装置１では、撮像素子４３とレンズ系３（詳細には第３レンズ３３）との間に、後方レンズ系としての撮像用レンズ４２を介在している。撮像用レンズ４２がレンズ系３により結像される倒立像Ｐを形成する光を屈折することができるので、撮像素子４３を、必ずしもレンズ系３の結像点Ｚに合わせて配置する必要がなくなる。従って、当該撮像装置１の機構を柔軟に設計できる。
【０１０６】
また、本実施形態では、ケース２の分離部２０を、駆動用シリンダ（図示省略）等によって図１の上下方向に移動可能に構成している。分離部２０を、図１に示される状態から図１の上方向に向かって移動させたときには、分離部２０の移動に伴い撮像用孔２ａも上方向に移動する。このとき、撮像用孔２ａの左右の端部は、ケース２の本体の前面の開口部２ｆではない面に接することとなる（撮像用孔２ａが開口部２ｆと連通していない状態となる）。また、このような連通していない状態において、分離部２０を図１の下方向に向かって移動させることで、図１に示されるように撮像用孔２ａが開口部２ｆと連通している状態にすることができる。
【０１０７】
撮像時においては、分離部２０を移動していない状態（図１に示されるように、撮像用孔２ａと開口部２ｆとが連通している状態）にして使用するので撮像用孔２ａから開口部２ｆを通ってγ線がケース２内部に入ってくる。一方、非撮影時においては、分離部２０を上方向に移動することで、撮像用孔２ａの位置が移動して、撮像用孔２ａと開口部２ｆとが連通しなくなり、放射線を遮蔽する部材（ケース２）を介さずにケース２内にγ線が入ることがない（ケース２内に入るγ線は全て減衰されている）。従って、非撮影時においては、撮影時と比べて、γ線の影響をより低減することができる。これにより、撮影しない期間が長期間に及ぶ場合には、減衰していないγ線が無用にケース２内に入ることを防止し、撮像素子４３及びレンズ系３等に対するγ線の影響を抑制できる。
【０１０８】
また、分離部２０を移動できるように構成することで、例えば、外壁２１（ひいては、窓２１ａ）を設けないような場合には、撮像用孔２ａからケース２の内部に埃等の物体が入ることを防止でき、撮像用孔２ａが汚れることを防止できる。これにより、撮像用孔２ａに埃等が付着して、当該付着した埃等によって光路が邪魔されて撮像データが不鮮明になることを防止できる。
【０１０９】
なお、本実施形態の撮像装置１には、図１の上下方向に移動可能な分離部２０に撮像用孔２ａを設けているが、分離部２０が設けられていなくてもよい。例えば、ケース２の前面（ケース２と相対的な位置関係が固定されている面）に撮像用孔２ａを設けるように構成されていてもよい。この場合であっても、撮像素子に対するγ線（ひいては放射線）の影響を著しく低減できるという本発明の効果が得られる。
【０１１０】
また、本実施形態の撮像装置１では、ケース２及び第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３により放射線が遮蔽されるので、本実施形態の撮像部４を一般に使用されているようなカメラで構成してもよい。このとき、本実施形態と比べて、カメラの筐体がケース２内（詳細には、ケース２の中空部）に配置される。すなわち、本実施形態では、撮像部４の制御を行う電子回路部で構成された撮像制御部４４がケース２の外壁と内壁との間に埋め込んでいた。しかしながら、この場合には、ケース２の中空部に配置された筐体内部に本実施形態の撮像制御部４４に相当する電子回路が配置される。カメラが受ける放射線の影響が小さいような環境下で、当該撮像装置１を使用する場合には、このように構成してもよい。この場合には、特別なカメラを用いる場合に比べて安価に製造できる。
【０１１１】
このとき、カメラを、撮像素子４３を中心に揺動可能に構成するとよい。これにより、撮像素子４３のケース２内での位置が移動することがない。このため、撮像素子４３は、第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３との相対的な位置関係が変化せず、エネルギーが低下していないγ線が撮像素子４３に当たることがない。
【０１１２】
上記のように撮像装置１では、倒立像Ｐの中央部に影ができ、撮像部４が倒立像Ｐを撮像したデータにも影ができてしまう。しかしながら、以下に説明するような手法により、実質的に影が無い撮像データを得ることができる。
【０１１３】
例えば、撮像システム１１として、図５（ａ）に示されるように、本実施形態の撮像装置１と同じ構成の２つの撮像装置（第１撮像装置１０１と第２撮像装置２０１）を、互いのレンズ系３の光軸が撮像される対象物に対して広がるように外向きに並べる。このとき、２つの撮像装置１０１，２０１は、第１撮像装置１０１のレンズ系３の光軸Ｘ１と、第２撮像装置２０１のレンズ系３の光軸Ｘ２とが角度θで交差するように配置される。
【０１１４】
この角度θは、図５（ｂ）に示されるように、撮像用孔２ａの中心点（光軸Ｘ上）から遮蔽材（詳細には、第１レンズ３１が支持する第１遮蔽材５１）の側面の前方の上端５１１とを結ぶ直線と、撮像用孔２ａの中心点から遮蔽材の側面の前方の下端５１２とを結ぶ直線とが成す角度である。すなわち、撮像装置（１０１，２０１）の画角内のうち遮蔽材（５１）によって影となる角度（以下、この角度を「影角度」という）を示す。これは、図５（ａ）において、２つの撮像装置１０１，２０１の画角Ｒを点線で表し、遮蔽材の影となる角度θを一点鎖線で表している。このとき、角度θ及び画角Ｒは、光軸（Ｘ１，Ｘ２）によって左右に等分割される。
【０１１５】
２つの撮像装置１０１，２０１を上記のように配置することで、第１撮像装置１０１の影角度θを成す２つの線（以下、「第１影角度線」という）１０２，１０３のうち第２撮像装置２０１側の線１０３と、第２撮像装置２０１の影角度θを成す２つの線（以下、「第２影角度線」という」）２０２，２０３のうち第１撮像装置１０１側の線２０２とが平行となる（無限遠点で交わる）。これにより、２つの撮像装置１０１，２０１のそれぞれの影となる領域が重複することがない。
【０１１６】
更に、第１撮像装置１０１の撮像データでは影となる領域（第１影角度線１０２，１０３で画定される領域）であっても、第２撮像装置２０１の画角Ｒを表す線のうち第１撮像装置１０１側の線（以下、「第２画角線」という）２０４よりも前方（図５（ａ）の上方向）側の領域は、第２撮像装置２０１により撮像が可能となる。同様に、第２撮像装置２０１の撮像データでは影となる領域（第２影角度線２０２，２０３で画定される領域）であっても、第１撮像装置１０１の画角Ｒを表す線のうち第２撮像装置２０１側の線（以下、「第１画角線」という）１０４よりも前方側（図５（ａ）の上方向）の領域は、第１撮像装置１０１により撮像が可能となる。
【０１１７】
そして、撮像システム１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、及び外部と信号を送受信する信号線等からなる画像処理装置３０１によって、第１撮像装置１０１によって得られた第１撮像データと、第２撮像装置２０１によって得られた第２撮像データとを画像処理等により合成等をすることにより、互いの撮像データに生じている遮蔽材の影を補完し合うことで、図５の上方向に対して視野欠けのない映像を得ることができる。
【０１１８】
このようにして、撮像システム１１は、遮蔽材による影が実質的にないものとすることができる。なお、撮像システムはこれに限るものではなく、撮像システムが設置される環境、用途に応じて適宜設定すればよい。
【０１１９】
また、本実施形態では、ケース２を円柱状としたが、形状はこれに限るものではなく、四角柱状、円錐形状、台錐形状等であってもよい。
【０１２０】
また、本実施形態では、撮像部４内に撮像素子４３と撮像制御部４４とを構成しているがこれに限らない。例えば、ケース２の中空部には、撮像素子（及び当該撮像素子と撮像制御部との間の制御信号を送受信するための通信部）を配置して、撮像制御部をタングステン又は鉛等の重金属で周囲を覆うようにケース２の外壁と内壁との間に配置してもよい。これにより、撮像制御部４４に対するγ線の影響を低減することができる。
【０１２１】
また、本実施形態では、撮像素子４３とレンズ系３（詳細には第３レンズ３３）との間に撮像用レンズ４２を配置したが、撮像素子４３の配置を調整することで、レンズ系３（詳細には第３レンズ３３）により結像された倒立像Ｐが撮像素子４３以下となるようにすれば、撮像用レンズ４２が不要となる。すなわち、レンズ系３の後方（図１の右側）に撮像部４を配置するのではなく、直接撮像素子４３を配置することもできる。
【０１２２】
また、本実施形態では、第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３を第１〜第３のレンズ３１，３２，３３によって支持させているが、これに限らない。例えば、図６に示されるように、前方レンズ系として、第１〜第３のレンズ３４，３５，３６を備え、これらのレンズには本実施形態のように中心部に孔を設けない。そして、撮像用孔２ａと第１レンズ３４の間に、ケース２の内壁からワイヤー５５によって遮蔽材５４を吊り下げるようにしてもよい。このとき、遮蔽材５４は、本実施形態と同様に、立体Ｙの光軸Ｘを法線とする任意の断面を全て遮断するように配置される。
【０１２３】
この場合には、ワイヤー５５が撮像用孔２ａから入射した光の光路上に位置するので、第１〜第３のレンズにより結像された像に遮蔽材５４の影に加え、ワイヤー５５の影ができる。しかしながら、像にできる影の割合が増加した場合であっても、撮像装置の用途として許容されるのであれば、このような形態であってもよい。この場合であっても遮蔽材５４が配置されることで、撮像素子４３が放射線によって損傷する可能性を低減できるという本発明の効果が得られる。
【０１２４】
また、本実施形態では、前方レンズ系を、第１〜第３のレンズ３１，３２，３３の３枚構成のレンズで構成したがこれに限らず、前方レンズ系による実像を撮像素子側に結像するように構成されていればよく、例えば、枚数又は相対的な位置関係等が異なっていてもよい。
【０１２５】
また、本実施形態のケース２は、その内部の中空部２ｂ、２ｃを画定する内壁（重金属）の表面を銅で覆い、更に銅の表面を合成樹脂等で覆ってもよい。このとき、銅及び合成樹脂の厚さは、例えば５ｍｍ程度とすればよい。これにより、重金属によって散乱したγ線が銅によって更にエネルギーが低減され、当該エネルギーが低減されたγ線が合成樹脂によって吸収されて更に減衰する。これにより撮像素子４３及び撮像制御部４４が放射線の影響で損傷する可能性を著しく低減でき、撮像データに所謂ランダムノイズである白色又は着色した瞬間的な電気ノイズの発生が抑えられる。これにより、撮像データを画像処理する時間を短縮する効果及び撮像データを基にした制御の誤動作する可能性を低減できる。
【０１２６】
また、第１実施形態の撮像装置１を、γ線が存在しているが、中性子線が無いか又は撮像素子４３への中性子線の影響をほぼ無視できるような環境で使用する場合には、外壁２１及び窓２１ａが設けられていなくてもよい。
【０１２７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態の撮像装置について説明する。
【０１２８】
第２実施形態の撮像装置１２は、第１実施形態における窓２１ａが設けられていない。そして、第２実施形態の撮像装置１２は、ケース２内に設けられた空間のうち第１実施形態の撮像装置１の第３レンズ３３の後面から、撮像用レンズ４２の前面までの空間をほぼ満たすような透光性の第１容器６１を備えている。また、撮像装置１２は、ケース２内に設けられた空間のうち第１レンズ３１の前面から撮像用孔２ａまでの空間をほぼ満たすような透光性の第２容器６２を備えている。更に、撮像装置１２は、ケース２内に設けられた空間のうち筐体４１の前面（もしくは、撮像用レンズ４２）よりも撮像装置１２の後方側の空間をほぼ満たすような第３容器６３を備えている。これらの第１容器６１，第２容器６２及び第３容器６３は、中空に形成されている。当該中空部の空間には水又はホウ素水溶液が満たされている。
【０１２９】
これにより、第１容器６１に満たされた水又はホウ素水溶液によって、ケース２内の空間のうち、レンズ系３と撮像素子４３との間の空間において、当該空間の任意の断面を遮断するように水又はホウ素水溶液（すなわち、撮像素子が受光できる波長帯の光に対して透過性を有すると共に水素を含む化合物）が満たされていることとなる。
【０１３０】
撮像用孔２ａからケース２内に入ったγ線は、第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３又はケース２の内壁に当たることで散乱しエネルギーが低下する。低エネルギーになったγ線は、水又はホウ素水溶液によって遮蔽される。すなわち、水又はホウ素水溶液が満たされた第１容器６１，第２容器６２及び第３容器６３を本実施形態のように配置することで、低エネルギーになったγ線の多くを遮蔽できる。更に、第１容器６１，第２容器６２及び第３容器６３によって、飛散して来る電子も吸収できる。これにより、撮像素子４３に対するγ線の影響を更に低減することができる。
【０１３１】
また、撮像用孔２ａからケース２内に入った中性子線は、第１容器６１，第２容器６２又は第３容器６３に満たされた水を構成する水素、又はホウ素水溶液の溶媒である水を構成する水素及びホウ素の作用により、その多くはエネルギーが減衰し熱中性子化する。これにより、撮像素子に対する中性子線の影響を更に低減することができる。
【０１３２】
また、一般に、放射線の影響によるレンズの変色は、γ線による影響は小さいが、中性子線による影響が大きい。このため、水又はホウ素水溶液が満たされた第２容器６２によって、当該第２容器６２を通過する中性子線の多くが熱中性子化され、放射線の影響によるレンズ系３の変色を低減することができる。
【０１３３】
なお、水又はホウ素水溶液が満たされた第１容器６１及び第２容器６２が配置されることにより、これらが配置されていない場合に比べて、光の屈折率が変化する。撮像装置１２は、この屈折率の変化に対して適切に撮像できるように、レンズ系３及び撮像用レンズ４２の前側焦点位置及び後側焦点位置の調整を行う。
【０１３４】
また、第２実施形態で示されるように、水又はホウ素水溶液が満たされた第１容器６１及び第２容器６２を配置する代わりに、当該第１容器６１，第２容器６２及び第３容器６３の各々と同一の外形に形成された部材を配置してもよい。当該部材は、撮像素子４３が受光できる波長帯の光に対して透過性を有すると共に水素を含む樹脂（例えば、ポリエステル部材等）で構成される（以下、当該部材を「透光性樹脂部材」という）。該透光性樹脂部材は、透光性を有する樹脂によって中実に構成されている。
【０１３５】
この場合には、第１容器６１の代わりに配置される透光性樹脂部材によって、ケース２内の空間のうち、レンズ系３と撮像素子４３との間の空間において、当該空間のレンズ系３の光軸Ｘ方向を法線とする面を遮蔽するように、撮像素子が受光できる波長帯の光に対して透過性を有すると共に水素を含む化合物が満たされていることとなる。
【０１３６】
この場合であっても、低エネルギーのγ線であれば、透光性樹脂部材によって当該γ線を遮蔽できると共に、透光性を有する樹脂に含まれる水素によって中性子線を熱中性子化できるという効果が得られる。
【０１３７】
なお、第１容器６１、第２容器６２及び第３容器６３のうち少なくとも１つを満たす化合物は、水素を含む化合物（水又は水素を含む有機化合物）であればよい。
【０１３８】
また、上述したように、第３容器６３は、撮像用レンズ４２より後方側の空間に配置されている。このとき、第３容器６３は、筐体４１を避けるように形成されている。従って、第３容器６３は、撮像用孔２ａから入射した光が撮像素子４３に向かう光路を遮蔽することがない。従って、本実施形態では第３容器６３を透光性を有するように構成しているが、これに限らず、透光性を有していなくてもよい。
【０１３９】
また、γ線のみで中性子線が存在しない場合（もしくは存在したとしてもレンズ系３に影響を与えない程度である場合）、第２実施形態に示された撮像装置１２から第２容器６２を除いた構成にしてもよい。このような構成であっても本実施形態と同様に、第１容器６１に満たされた水又はホウ素水溶液によって、撮像素子４３が放射線の影響によって損傷する可能性を著しく低減できるという効果が得られる。
【０１４０】
また、第２実施形態の撮像装置１２の構成に、第１実施形態における窓２１ａを設けてもよい。
【０１４１】
また、第１容器６１又は第２容器６２は、第２実施形態で説明されたように、「第３レンズ３３の後面から撮像用レンズ４２の前面までの空間」又は「第１レンズ３１の前面から撮像用孔２ａまでの空間」をほぼ満たすように形成されているが、当該空間をほぼ満たす必要はない。第１容器６１及び第２容器６２は、当該空間の任意の断面（断面全てを遮断するものに加え、一部を遮断するものも含む）を遮断するように構成されていればよい。この場合であっても、撮像素子４３に当たる放射線（γ線又は中性子線）は、その殆どが、水又はポリエチレンのような水素を含む化合物によって遮蔽され、撮像素子４３が放射線の影響によって損傷する可能性を著しく低減できるという効果が得られる。
【０１４２】
第２実施形態で説明した撮像装置１２及びその変形例の撮像装置においては、第１実施形態の撮像装置１と同等の構成を有している点については同等の効果を有する。更に、第２実施形態で説明した撮像装置１２及びそれに類似した撮像装置において第１実施形態の撮像装置１と同等の構成を有している点については、第１実施形態の撮像装置１に対して適用される変形を同様に適用できる。
【０１４３】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態の撮像装置及び撮像方法について説明する。
【０１４４】
図８に示されるように、第３実施形態の撮像装置１３は、上記の第１実施形態の撮像装置１における放射線を遮蔽するケース２及びその外壁２１が設けられていない。撮像装置１３は、筐体４６の内部にレンズ３７と撮像素子４３とを備えている。筐体４６は、放射線を遮蔽することを目的とはしていない部材（例えば、合成樹脂等）で構成されている。ここで、図８においては、放射線源ｒは点線源である。
【０１４５】
レンズ３７は、放射線を遮蔽する遮蔽材５６を支持している。詳細には、レンズ３７は、遮蔽材５６を、放射線源ｒから放射される放射線のうち、撮像素子４３に直線的に向かう放射線が出射される点を全て含む最小の面領域である第１面領域Ｆ１１と、撮像素子４３の縁により画定される仮想的な面領域である第２面領域Ｆ１２とについて、第１面領域Ｆ１１内の全ての点についてそれぞれの点から第２面領域Ｆ１２内の全ての点とを結ぶ仮想的な直線の集合体によって定義される立体Ｙ２の、レンズ３７の光軸Ｘを法線とする任意の断面を全て遮断するように支持している。
【０１４６】
立体Ｙ２の考え方は上述した第１実施形態の立体Ｙと同様であるので、詳細な説明は省略する。このような場合であっても、上記の実施形態と同様に、遮蔽材５６が、放射線源ｒから撮像素子４３に直線的に向かう放射線を遮蔽する。このため、放射線の影響によって、撮像素子４３が損傷する可能性を低減できる。
【０１４７】
なお、レンズ３７による遮蔽材５６の支持については、第１実施形態にあったように様々な方法があり、レンズ３７は、これらのいずれの方法によって遮蔽材５６を支持してもよい。また、遮蔽材５６を支持するレンズ３７を１つで構成する必要はなく、第１実施形態と同様に複数枚のレンズで構成してもよい。同様に、遮蔽材５６の構成についても第１実施形態の説明に示されたような様々な構成のいずれであってもよい。
【０１４８】
また、第１実施形態と同様の撮像制御部４４が、当該撮像装置１３の筐体４６の外部に配置されている。このとき、放射線を遮蔽する遮蔽壁４７が、放射線源ｒから撮像制御部４４に直線的に向かう放射線を遮蔽するように配置されている。これにより、撮像制御部４４が、放射線の影響で損傷する可能性を低減できる。
【０１４９】
このように、第３実施形態における撮像装置１３を用いて撮像する場合、レンズ３７を基準として当該レンズ３７の光軸Ｘ方向について放射線源ｒとは反対側に撮像素子４３が配置され、且つ第１面領域Ｆ１１と第２面領域Ｆ１２とについて、第１面領域Ｆ１１内の全ての点についてそれぞれの点から第２面領域Ｆ１２内の全ての点とを結ぶ仮想的な直線の集合体によって定義される立体Ｙ２の、レンズ３７の光軸Ｘを法線とする任意の断面が遮蔽材５６によって全て遮断されるように、遮蔽材５６とレンズ３７と撮像素子４３と放射線源ｒ（以下、これらの「５６，３７，４３，ｒ」の４つをまとめて四要素という）との相対的な位置関係が決定される。
【０１５０】
このように、四要素の互いの相対的な位置関係が決定されることが本発明における「位置関係調整工程」に相当する。また、このように配置された以降に撮像されることが、本発明における「撮像工程」に相当する。
【０１５１】
なお、位置関係調整工程において、四要素は、その全てが同時に相対的な位置関係が決定されてもよいし、いずれか２つの要素の相対的な位置関係が決定された後、残りの２つの要素のそれぞれとの相対的な位置関係が決定されてもよい。
【０１５２】
なお、第３実施形態においては、レンズ３７を１つのレンズで構成しているが、複数のレンズで構成してもよい。このとき、遮蔽材５６を複数の遮蔽材で構成してもよい。更に、第１実施形態と同様に、遮蔽材をレンズで支持しないように撮像装置を構成してもよい。
【０１５３】
このように、第３実施形態で説明した撮像装置１３及びその変形例の撮像装置においては、第１実施形態の撮像装置１と同等の構成を有している点については同等の効果を有する。更に、第３実施形態で説明した撮像装置１３及びそれに類似した撮像装置において第１実施形態の撮像装置１と同等の構成を有している点については、第１実施形態の撮像装置１に対して適用される変形を同様に適用できる。
【０１５４】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態の撮像方法について、図９を参照して説明する。第４実施形態においては、第３実施形態とは異なり放射線源ｒは点線源である必要はなく、例えば面線源又は体積線源であってもよい。放射線源ｒから出射される放射線を遮蔽する遮蔽容器Ｓ１が、当該放射線源ｒを囲むように形成されている。これにより、遮蔽容器Ｓ１の外部に減衰していない放射線が出射されることを防止している。このような遮蔽容器Ｓ１の壁面の一部には、貫通孔Ｓ１ａが設けられている。第４実施形態の撮像装置１４は、ケース２の前端を遮蔽容器Ｓ１の外壁の表面に密着させるように配置される。そして、撮像装置１４は、この貫通孔Ｓ１ａを介して、遮蔽容器Ｓ１の外部から当該遮蔽容器Ｓ１の内部又は当該遮蔽容器Ｓ１の周辺の映像を撮像する。
【０１５５】
第４実施形態の撮像装置１４は、第１実施形態の撮像装置１のケース２は、その前面が、レンズ系３の前側焦点位置よりも手前側に位置するように形成されている。詳細には、ケース２は、その前端を遮蔽容器Ｓ１の外壁表面に密着させたとき、レンズ系３の前側焦点に貫通孔Ｓ１ａが位置する程度の間隔となるように形成されている。これにより、第４実施形態においては、貫通孔Ｓ１ａが、第１実施形態の撮像用孔２ａと実質的に同等となる。
【０１５６】
この場合における第１面領域Ｆ２１は、放射線源ｒから撮像素子４３に直線的に向かう放射線が貫通孔Ｓ１ａから出射されるので、光軸Ｘ方向に向かって見たときに貫通孔Ｓ１ａの縁によって画定される面領域となる。第２面領域Ｆ２２は、第１実施形態の第２面領域Ｆ２と同様に、光軸Ｘ方向に向かって見たときに撮像素子４３の縁によって画定される面領域となる。このような第１面領域Ｆ２１及び第２面領域Ｆ２２によって定義される本発明の立体に相当する立体Ｙ３は、第１実施形態の立体Ｙ及び第３実施形態の立体Ｙ２と同様の考え方で定義されるものであるので説明を省略する。
【０１５７】
また、撮像装置１４は、貫通孔Ｓ１ａの位置に、レンズ系３の前側焦点が位置するように配置されている。これにより、当該貫通孔Ｓ１ａが第１実施形態の撮像装置１における撮像用孔２ａと同等の作用をもたらし、当該貫通孔Ｓ１ａが小孔であっても広い画角を得ることができる。また、貫通孔Ｓ１ａは小孔であるので、遮蔽容器Ｓ１に貫通孔Ｓ１ａを設けるための加工が容易である。また、遮蔽容器Ｓ１の貫通孔Ｓ１ａが設けられる壁部に、図１に示される分離部２０又は窓２１ａのような部材を取り付けできるように加工してもよい。
【０１５８】
また、この場合においては、放射線源ｒからの放射線は、その大部分が遮蔽容器Ｓ１によって減衰され、エネルギーの高い放射線は貫通孔Ｓ１ａのみから出射される。このため、遮蔽容器Ｓ１の外部に対して放射線が出射される量を低減できる。更に、撮像装置１４を遮蔽容器Ｓ１の外壁の表面に密着させるので、遮蔽容器Ｓ１の外部に対して出射された放射線は、その大部分が、ケース２及び第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３によって吸収されて減衰するか、又はエネルギーが低減する。これにより、撮像素子４３が損傷するほどのエネルギーの放射線が撮像素子４３に当たることを低減できると共に、エネルギーが低下されていない放射線が遮蔽容器Ｓ１及び撮像装置１４の外部に対して出射されることを著しく低減できる。
【０１５９】
ここで、第４実施形態における撮像装置１４を用いて撮像する場合、レンズ系３を基準として当該レンズ系３の光軸Ｘ方向について放射線源ｒとは反対側に撮像素子４３が配置され、且つ第１面領域Ｆ２１と第２面領域Ｆ２２とについて、第１面領域Ｆ２１内の全ての点についてそれぞれの点から第２面領域Ｆ２２内の全ての点とを結ぶ仮想的な直線の集合体によって定義される立体Ｙ３の、レンズ系３の光軸Ｘを法線とする任意の断面が第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３によって全て遮断されるように、第１〜第３の遮蔽材５１，５２，５３とレンズ系３と撮像素子４３と放射線源ｒ（以下、これらの「５１，５２，５３」と「３」と「４３」と「ｒ」の４つをまとめて四要素という）との相対的な位置関係が決定される。
【０１６０】
このように、四要素の互いの相対的な位置関係が決定されることが本発明における「位置関係調整工程」に相当する。また、このように配置された以降に撮像されることが、本発明における「撮像工程」に相当する。
【０１６１】
なお、位置関係調整工程において、四要素は、その全てが同時に相対的な位置関係が決定されてもよいし、いずれか２つの要素の相対的な位置関係が決定された後、残りの２つの要素のそれぞれとの相対的な位置関係が決定されてもよい。
【０１６２】
なお、第４実施形態の撮像装置１４は、第２実施形態の撮像装置１２のように、撮像装置１４のケース２内の空間を、当該空間の任意の断面を遮断するように、前記撮像素子が受光できる波長帯の光に対して透過性を有すると共に水素を含む化合物を満たすようにしてもよい。
【０１６３】
また、第４実施形態で説明した撮像装置１４においては、第１〜第３の実施形態の撮像装置１，１２，１３と同等の構成を有している点及び第３実施形態の撮像方法と同等の点については同等の効果を有する。更に、第４実施形態で説明した撮像装置１４において第１〜第３の実施形態の撮像装置１，１２，１３と同等の構成を有している点及び第３実施形態の撮像方法と同等の点については、第１〜第３の実施形態の撮像装置１，１２，１３に対して適用される変形及び第３実施形態の撮像方法に対して適用される変形を同様に適用できる。
【０１６４】
なお、第１実施形態〜第４実施形態のいずれかの撮像装置において、貫通孔Ｓ１ａの径を若干大きくしてもよいという状況下では、前側焦点位置が、貫通孔Ｓ１ａの前後にずれていてもよい。
【０１６５】
また、上記様々な実施形態の説明においては、本発明における遮蔽材を、放射線の１つであるγ線を遮蔽するように構成しているがこれに限らない。例えば、遮蔽材を、中性子線、α線、β線、陽子線等のγ線以外の放射線を遮蔽するように構成してもよい。
【符号の説明】
【０１６６】
１…撮像装置（第１実施形態）、２…ケース、２ａ…撮像用孔、３…レンズ（レンズ、前方レンズ系）、４２…撮像用レンズ（レンズ、後方レンズ系）、４３…撮像素子、５１…第１遮蔽材（遮蔽材）、５２…第２遮蔽材（遮蔽材）、５３…第３遮蔽材（遮蔽材）、Ｘ…光軸、Ｙ…立体（第１実施形態）、Ｙ２…立体（第３実施形態）、Ｙ３…立体（第４実施形態）、Ｆ１…第１面領域、Ｆ２…第２面領域、１１…撮像システム、１２…撮像装置（第２実施形態）、１３…撮像装置（第３実施形態）、１４…撮像装置（第４実施形態）、１０１…第１撮像装置（撮像装置）、２０１…第２撮像装置（撮像装置）、３７…レンズ、５６…遮蔽材、Ｆ１１…第１面領域、Ｆ１２…第２面領域、Ｆ２１…第１面領域、Ｆ２２…第２面領域。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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