JP2020170130A - 撮像システムおよび撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】犠牲陽極などの水中構造物と接触する液体の透明度が低い場合でも、水中構造物を明瞭に撮影することができる撮像システムおよび撮像方法を提供する。【解決手段】撮像システム１は、撮像装置１０と、水中構造物５の表面形状に沿って変形可能な袋状の軟質容器２０とを備えている。撮像装置１０の少なくとも対物レンズ１２は、軟質容器２０の内部に配置されており、軟質容器２０の少なくとも一部は、透明である。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像システムおよび撮像方法に関し、特にポンプや船舶などに取り付けられた犠牲陽極などの水中構造物を撮影する撮像システムおよび撮像方法に関する。

金属材料から成るポンプを、塩分が含まれた液体中（例えば、海水）に設置した場合、時間の経過とともにポンプが腐食される。そこで、このようなポンプの腐食を防止するためにポンプ表面に犠牲陽極を取り付けることが従来から行われている。ポンプ表面に取り付けられた犠牲陽極は、電気化学的反応により積極的に腐食し、結果としてポンプの腐食を防止することができる。このような犠牲陽極は、船舶などの海洋構造物の腐食対策としても使用することができる。犠牲陽極の腐食が進むと、犠牲陽極を交換する必要がある。そのため、犠牲陽極を定期的に観察し、腐食状況を確認する必要がある。

特開２０１８−１７３０３２号公報 特開２０１８−１８００２０号公報 特開２０１８−２０５５５２号公報

しかしながら、ポンプや犠牲陽極と接触する液体は、通常濁っており、液体の透明度は低いことが多い。このような場合、水中カメラ等の撮像装置を用いて犠牲陽極を明瞭に撮影することは難しい。

本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたもので、犠牲陽極などの水中構造物と接触する液体の透明度が低い場合でも、水中構造物を明瞭に撮影することができる撮像システムおよび撮像方法を提供することを目的とする。

一態様では、撮像装置と、水中構造物の表面形状に沿って変形可能な袋状の軟質容器とを備え、前記撮像装置の少なくとも対物レンズは、前記軟質容器の内部に配置されており、前記軟質容器の少なくとも一部は、透明である、撮像システムが提供される。
一態様では、前記軟質容器は、透明な液体で満たされている。
一態様では、前記撮像システムは、前記水中構造物を照明する照明器をさらに備え、前記照明器は、前記軟質容器の内部に配置されている。
一態様では、前記撮像システムは、前記軟質容器の内部に連通する液体供給ラインをさらに備えている。
一態様では、前記撮像システムは、水中を移動可能な水中ロボットをさらに備え、前記撮像装置は、前記水中ロボットに連結されている。
一態様では、前記撮像システムは、前記水中構造物との距離を測定する非接触式の測距装置をさらに備えている。

一態様では、撮像装置の少なくとも対物レンズを、少なくとも一部が透明な袋状の軟質容器で覆い、前記軟質容器を透明な液体で満たし、前記軟質容器を水中構造物に押し付けて、前記軟質容器を前記水中構造物の表面形状に沿って変形させながら、前記水中構造物を撮影する撮像方法が提供される。
一態様では、前記軟質容器の内部に前記透明な液体を供給しながら、前記水中構造物を撮影する。

軟質容器の少なくとも一部は透明であり、軟質容器の内部に透明な液体を入れて、軟質容器を水中構造物の表面形状に沿って変形させることができる。したがって、撮像システムは、実質的に、水中構造物と撮像装置との間に軟質容器と透明な液体のみが介在した状態で、水中構造物を撮影することができる。結果として、撮像システムは、水中構造物と接触する液体の透明度が低い場合でも、水中構造物を明瞭に撮影することができる。

撮像システムの一実施形態を示す模式図である。 撮像システムを使用した撮像方法の一実施形態を示す模式図である。 撮像システムの他の実施形態を示す模式図である。 撮像システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。 撮像システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。 撮像システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。 撮像システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。 撮像システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。 撮像システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、撮像システムの一実施形態を示す模式図である。図１に示すように、撮像システム１は、水中構造物を撮影する撮像装置１０と、軟質容器２０と、水中構造物を照明する照明器３０とを備えている。本実施形態の撮像装置１０は、水などの液体中で動作可能な水中カメラである。軟質容器２０は、軟質材料から成り、水中構造物の表面形状に沿って変形可能な袋状の容器である。撮像装置１０は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサ等を有するカメラ本体１１と、カメラ本体１１に連結された対物レンズ１２とを備えている。

軟質容器２０は、その内部に液体を入れることが可能になっており、密閉可能に構成されている。したがって、軟質容器２０は、その内部に液体を閉じ込めることが可能になっている。本実施形態では、軟質容器２０は、透明な液体９で満たされており、撮像装置１０および照明器３０の全体は軟質容器２０の内部に配置されている。液体９の一例として、水が挙げられる。

軟質容器２０の少なくとも一部は、透明である。より具体的には、軟質容器２０全体のうち撮像装置１０の画角の範囲内に位置する部分が透明である。一実施形態では、軟質容器２０の全体が透明でもよく、さらに一実施形態では、撮像装置１０の画角の範囲外に位置する軟質容器２０の一部は、透明でなくてもよい。軟質容器２０の例として、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロンなどの軟質の合成樹脂から構成された変形可能な袋が挙げられる。

このような構成により、撮像装置１０は、軟質容器２０および液体９を通して水中構造物を撮影できるようになっている。撮像システム１は、汚れた水など、透明度が低い液体中に配置された水中構造物の観察に好適に使用される。図１および後述する図２では、水中構造物の一例として、ポンプ３に取り付けられた犠牲陽極５を示す。図１および図２に示す例では、ポンプ３は、透明度の低い液体である泥水７の中に設置されており、犠牲陽極５は、泥水７の中に配置されている。

図２は、撮像システム１を使用した撮像方法の一実施形態を示す模式図である。撮像装置１０および照明器３０を軟質容器２０の内部に入れることによって、撮像装置１０および照明器３０を軟質容器２０で覆い、軟質容器２０を液体９で満たす。軟質容器２０を液体９で満たした後、軟質容器２０を密閉する。

そして、撮影者としてのダイバー４０が撮像システム１を持って泥水７中に潜り、犠牲陽極５を撮像装置１０によって撮影する。具体的には、ダイバー４０が軟質容器２０を水中構造物（犠牲陽極５）に押し付けて、軟質容器２０を犠牲陽極５の表面形状に沿って変形させながら犠牲陽極５を撮影する。

軟質容器２０は、犠牲陽極５に押し付けられたとき、液体９の圧力によって、犠牲陽極５の表面形状に沿って変形するので、犠牲陽極５と軟質容器２０との間に存在する泥水７を排除することができる。したがって、撮像システム１は、実質的に、犠牲陽極５と撮像装置１０との間に軟質容器２０と液体９のみが介在した状態で犠牲陽極５を撮影することができる。

本実施形態では、照明器３０は、軟質容器２０の内部に配置されている。そのため、照明器３０と、犠牲陽極５との間に実質的に泥水７が介在しない状態で、照明器３０は、犠牲陽極５を照明することができる。これにより、撮像装置１０は、犠牲陽極５を鮮明に撮影することができる。一実施形態では、撮像システム１は、照明器３０を備えていなくてもよい。例えば、犠牲陽極５に太陽光などの外部からの光が十分に届くような環境下では、照明器３０を省略することができる。

図３は、撮像システム１の他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の詳細は、図１および図２を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、撮像装置１０の少なくとも対物レンズ１２が軟質容器２０の内部に配置されており、カメラ本体１１は、軟質容器２０の外部に配置されている。

焦点距離の調整や、シャッタースピードの調整をカメラ本体１１で行う場合など、軟質容器２０を介してカメラ本体１１を操作することが困難な場合は、図３に示すように対物レンズ１２を軟質容器２０で覆い、カメラ本体１１を軟質容器２０の外に配置してもよい。

本実施形態においても、軟質容器２０は液体９で満たされている。一実施形態では、軟質容器２０を液体９で満たした後、少なくとも対物レンズ１２を軟質容器２０で覆い、その後、軟質容器２０を密閉してもよい。さらに一実施形態では、撮像装置１０と軟質容器２０の接触部からの液体９の漏れ防止や、上記接触部からの泥水７の軟質容器２０の内部への侵入防止のために、撮像装置１０と軟質容器２０の接触部をシールしてもよい。

図４は、撮像システム１のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の詳細は、図１および図２を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態では、撮像システム１は、軟質容器２０の内部に連通する液体供給ライン１５をさらに備えている。本実施形態では、軟質容器２０の内部は、液体供給ライン１５を通じて軟質容器２０の外部に連通している。

液体供給ライン１５は、軟質容器２０の貫通孔２０ａを通って延びている。液体供給ライン１５の一端は、軟質容器２０の内部に配置されており、他端は図示しない液体供給源（例えば、貯水タンクや水道の蛇口）に接続されている。本実施形態では、撮像システム１は、液体供給ライン１５を通じて、液体供給源から軟質容器２０の内部に液体９を供給できるように構成されている。

本実施形態では、軟質容器２０の破損などによって軟質容器２０内の液体９が外部に漏れた場合等において、液体供給ライン１５を通じて、軟質容器２０の内部に液体９を追加供給することができる。

一実施形態では、液体供給ライン１５を貫通孔２０ａから引き抜き可能に構成してもよい。軟質容器２０内に液体９を供給した後、液体供給ライン１５を貫通孔２０ａから引き抜き、貫通孔２０ａを図示しない蓋で塞ぐことにより軟質容器２０を密閉してもよい。

図４を参照して説明した実施形態は、図３を参照して説明した実施形態にも適用することができる。これらの実施形態の組み合わせによれば、対物レンズ１２を軟質容器２０で覆った後、液体供給ライン１５を通じて、軟質容器２０の内部に液体９を供給し、軟質容器２０を液体９で満たすことができる。

図５は、撮像システム１のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の詳細は、図４を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態の撮像システム１は、軟質容器２０の内部に連通する排出管１７と、排出管１７に取り付けられた逆止弁１８をさらに備えている。軟質容器２０の内部は、排出管１７を通じて逆止弁１８に連通している。

液体供給ライン１５から、軟質容器２０の内部へ液体９の供給を続けると、やがて軟質容器２０の内部は液体９で満たされる。さらに液体９の供給を続けると、軟質容器２０内の液体９は、排出管１７および逆止弁１８を通じて軟質容器２０の外部に排出される。泥水７の軟質容器２０の内部への流入は逆止弁１８によって防止される。

本実施形態によれば、軟質容器２０の内部に清浄な液体９を供給しながら、撮像装置１０は、水中構造物（犠牲陽極５）を撮影することができる。本実施形態は、図３を参照して説明した実施形態にも適用することができる。

図６は、撮像システム１のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の詳細は、図１および図２を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態の撮像システム１は、水中（液体中）を移動可能な水中ロボット４２をさらに備えている。

本実施形態では、撮像装置１０は、水中ロボット４２に連結されている。撮像装置１０は、軟質容器２０の内部に配置されており、水中ロボット４２は、軟質容器２０の外部に配置されている。撮像装置１０は、軟質容器２０で覆われている。水中ロボット４２は、泥水７内を移動し、軟質容器２０を犠牲陽極５に押し付けることができ、かつカメラ本体１１を操作し、犠牲陽極５を撮影することができるように構成されている。水中ロボット４２の一例として、水中ドローンが挙げられる。本実施形態は、図３乃至図５を参照して説明した各実施形態にも適用することができる。一実施形態では、図７に示すように、液体供給ライン１５が撮像装置１０を貫通していてもよい。

図８は、撮像システム１のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の詳細は、図６を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図８に示すように、本実施形態の撮像システム１は、水中構造物（犠牲陽極５）との距離を測定する非接触式の測距装置４３をさらに備えている。

測距装置４３は、水中ロボット４２に連結されており、撮像装置１０と同じ方向を向いている。水中ロボット４２は、測距装置４３を操作し、測距装置４３が測定した距離情報を取得することができる。水中ロボット４２は、測距装置４３から取得した距離情報に基づいて、水中構造物（犠牲陽極５）に接近することができる。具体的には、水中ロボット４２の操作者は、距離情報に基づいて水中ロボット４２の速度を制御し、軟質容器２０が犠牲陽極５に勢いよく衝突することを防止することができる。測距装置４３の例として、超音波やレーザーで距離を測定する距離測定器が挙げられる。本実施形態は、図１乃至図５および図７を参照して説明した各実施形態にも適用することができる。

図９は、撮像システム１のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の詳細は、図１および図２を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。本実施形態の撮像装置１０は、工業用内視鏡５０を備えている。工業用内視鏡５０は、ケーブル５１と、対物ヘッド５２と、モニター部５７とを備えている。工業用内視鏡５０の例として、ビデオスコープおよび光ファイバースコープが挙げられる。対物ヘッド５２は、ケーブル５１の一端に接続され、ケーブル５１の他端はモニター部５７に接続されている。対物ヘッド５２は、対物レンズ５４と、照明器５５とを少なくとも備えている。作業員は、ケーブル５１を通じて対物ヘッド５２から送られてくる画像（映像）をモニター部５７上で観察することができる。

本実施形態では、対物ヘッド５２は、軟質容器２０の内部に配置されている。対物ヘッド５２は、軟質容器２０で覆われている。本実施形態では、作業員は、泥水７の外側で工業用内視鏡５０を操作し、軟質容器２０を水中構造物（犠牲陽極５）に押し付けることができる。工業用内視鏡５０は、犠牲陽極５を明瞭に撮影することができる。一実施形態では、工業用内視鏡５０は、硬性鏡であってもよい。本実施形態は、図３乃至図８を参照して説明した各実施形態にも適用することができる。

上述した各実施形態の撮像システム１の軟質容器２０の少なくとも一部は透明である。軟質容器２０の内部に透明な液体９を入れると、軟質容器２０は水中構造物（例えば、犠牲陽極５）の表面形状に沿って変形することができる。したがって、撮像システム１は、実質的に、水中構造物と撮像装置１０との間に軟質容器２０と液体９のみが介在した状態で、水中構造物を撮影することができる。結果として、撮像システム１は、水中構造物（例えば、犠牲陽極５）と接触する液体の透明度が低い場合でも、水中構造物を明瞭に撮影することができる。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

１ 撮像システム
３ ポンプ
５ 犠牲陽極
７ 泥水
９ 液体
１０ 撮像装置
１１ カメラ本体
１２ 対物レンズ
１５ 液体供給ライン
１７ 排出管
１８ 逆止弁
２０ 軟質容器
２０ａ 貫通孔
３０ 照明器
４０ ダイバー
４２ 水中ロボット
４３ 測距装置
５０ 工業用内視鏡
５１ ケーブル
５２ 対物ヘッド
５４ 対物レンズ
５５ 照明器
５７ モニター部

Claims (8)

1. 撮像装置と、
   水中構造物の表面形状に沿って変形可能な袋状の軟質容器とを備え、
   前記撮像装置の少なくとも対物レンズは、前記軟質容器の内部に配置されており、
   前記軟質容器の少なくとも一部は、透明である、撮像システム。
2. 前記軟質容器は、透明な液体で満たされている、請求項１に記載の撮像システム。
3. 前記水中構造物を照明する照明器をさらに備え、
   前記照明器は、前記軟質容器の内部に配置されている、請求項１または２に記載の撮像システム。
4. 前記軟質容器の内部に連通する液体供給ラインをさらに備えている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の撮像システム。
5. 水中を移動可能な水中ロボットをさらに備え、
   前記撮像装置は、前記水中ロボットに連結されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の撮像システム。
6. 前記水中構造物との距離を測定する非接触式の測距装置をさらに備えている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の撮像システム。
7. 撮像装置の少なくとも対物レンズを、少なくとも一部が透明な袋状の軟質容器で覆い、
   前記軟質容器を透明な液体で満たし、
   前記軟質容器を水中構造物に押し付けて、前記軟質容器を前記水中構造物の表面形状に沿って変形させながら、前記水中構造物を撮影する撮像方法。
8. 前記軟質容器の内部に前記透明な液体を供給しながら、前記水中構造物を撮影する、請求項７に記載の撮像方法。

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