JPH04368594A - ボアホ−ル内壁等の撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボアホールや金属パイ
プの内壁、構造物に設けた円筒状内壁等を撮影し、平面
状に展開して表示するようにしたボアホール内壁等の撮
像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の装置としては、例えば、
実開昭５９−１３８８２０号公報に記載されたボアホー
ルスコープや特開平１−３０８９０６号公報に記載され
たボアホールスキャナ装置が知られている。前者のボア
ホールスコープでは、複数本の光ファイバーおよびレン
ズから構成されるイメージガイドの先端にダハプリズム
を配置し、このプリズムをモータで回転してボアホール
内壁の全周を順次観測するようにしたものである。また
、後者のボアホールスキャナ装置では、地上に設けた発
光部からのレーザー光をプローブ内に導き、このレーザ
ー光をモータで回転する反射鏡でボアホール内壁に投射
する回転駆動源を有したものである。また、カメラ自体
をモータで回転させるようにしたものもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの従来
のものでは、前記のようにいずれもボアホール等の内壁
面の像を得るために、プリズムや反射鏡，カメラ等の高
速回転部を有しているため、長期の使用や、振動、衝撃
が伴う悪環境下における使用で、回転部分の摩耗や破損
が発生し易く、信頼性に欠けるという問題があった。ま
た、モータ等を含む駆動装置やその電源供給のための配
線が必要となり、カメラ部と受信部との距離が長くなる
と、相当の重装備となってケーブルの駆動装置等も大が
かりなものになるという問題があった。また、回転部に
おける精密部品の点検や保守も行わなければならず手間
がかかるという問題があった。

【０００４】本発明は、かかる従来の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、孔内
壁面の展開像を得るようにしたものであって、撮像部に
摩耗や破損の原因となる機械的な回転部を持たず、信頼
性があって悪環境下において長期使用に耐えると共に取
扱いが容易な摩耗や破損がないようにしたボアホール内
壁等の撮像装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めの手段として、本発明のボアホール内壁等の撮像装置
では、孔挿入用カプセルに収納したテレビカメラと、該
テレビカメラの先方に配置され孔内壁の全周を同時に所
定幅で取り込んでサークル状に変形した内壁像をテレビ
カメラに撮像させる切頭円錐レンズと、前記孔内壁の撮
像位置を照らす照明器と、を有する挿入ヘッドと；地上
から挿入ヘッドまで延設される情報伝達用ケーブルと；
情報伝達用ケーブルを駆動して挿入ヘッドを上下動させ
る昇降装置と；前記サークル状の内壁像から所定大きさ
のリング状像を取り込んで直線状に展開し時系列的に配
列することにより孔内壁を平面状の映像に展開させる画
像処理装置と；を備えた構成とした。

【０００６】

【作用】本発明では、昇降装置で情報伝達用ケーブルを
駆動して挿入ヘッドを例えばボアホール内に降下させる
。このとき、ボアホール内は照明器によって照明される
と共に、テレビカメラの先方に配置された切頭円錐レン
ズからボアホール内壁の全周が所定幅（円筒状）で取り
込まれ、その像が軸心方向に屈折され軸心に直交する平
面内でサークル状に変形される。テレビカメラは、この
サークル状に変形された内壁像を撮像する。カメラで撮
像された内壁像は、前記情報伝達用ケーブルを介して地
上の画像処理装置に伝達され、ここで内壁像から１ピク
セル分の幅でもってサンプリングしたリング状の像を取
り込み、直線状に展開する。そして、挿入ヘッドを定速
度で降下させサークル像を次々と取り込んで直線状に展
開した像を時系列的に配列して内壁の展開像を平面状に
表示させる。

【０００７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。図１は本実施例のボアホール内壁等の撮像装
置Ａを示す説明図、図２は切頭円錐レンズを示す縦断面
図、図３は切頭円錐レンズの屈折像を示す説明図、図４
は画像処理のハード構成図、図５は画像処理工程を示す
フローチャート、図６はＣＣＤカメラが撮像したサーク
ル状内壁像を示す説明図、図７はリング状に取り込まれ
る内壁像を示す説明図、図８はＣＲＴでの表示状態を示
す説明図である。この実施例のボアホール内壁等の撮像
装置Ａは、挿入ヘッド１と、情報伝達用ケーブル２と、
昇降装置３と、画像処理装置４と、を主要な構成として
いる。

【０００８】前記挿入ヘッド１は、ボアホール内を降下
させながら同内壁面Ｗを撮像するものであって、図１に
示すように、円筒状のカプセル１０内にＣＣＤカメラ１
１を収納し、該ＣＣＤカメラ１１の先方であってカプセ
ル１０の先端部に切頭円錐レンズ１２を配置させている
。該切頭円錐レンズ１２は、図２に示すように、ＣＣＤ
カメラ１１と対向する後端面１２ａが軸心Ｃに直交した
円柱レンズ部１２ｂの先端部に円錐レンズ部１２ｃが一
体に設けられ、該円錐レンズ部１２ｃの先端部が軸心Ｃ
に直角となるように切除されている。また、軸心Ｃ位置
には貫通穴１３が設けられている。

【０００９】そして、この切頭円錐レンズ１２は、ボア
ホール内壁面Ｗの上部レベルａから同下部レベルｂまで
の範囲の像が円錐レンズ部１２ｃに直角に入射した後屈
折して軸心Ｃに平行に進み、円柱レンズ部１２ｂの後端
面１２ａでそのまま後方に直進するように形成されてい
る。

【００１０】また、該切頭円錐レンズ１２には、照明器
としてのハロゲンランプ１４が円錐レンズ部１２ｃ先端
に取り付けられ、その配線１４ａが貫通穴１３に挿通さ
れている。

【００１１】また、カプセル１０内には、ＣＣＤカメラ
１１で撮像して得られるデジタル信号を光信号に変換す
るデジタル／光変換器１５、方位計１６ａ、温度計１６
ｂ、傾斜計１６ｃ、キャリパ１６ｄ等のセンサ、および
前記各種センサによるデジタル信号を光信号に変換する
デジタル／光変換器１７等を収納している。

【００１２】前記情報伝達用ケーブル２は、挿入ヘッド
１からの信号を画像処理装置４に伝達すると共に挿入ヘ
ッド１の昇降用支持手段となるものであって、光ファイ
バーと電源線との複合ケーブルが使用され、その一端が
挿入ヘッド１と、他端がケーブル巻取機２０と連結され
ている。

【００１３】前記昇降装置３は、前記挿入ヘッド１をボ
アホール内に指定速度で昇降させるものであって、前記
情報伝達用ケーブル２を巻き付けてスリップすることな
く同ケーブル２を繰り出すシーブ３０と、該シーブ３０
を回転駆動させる速度制御可能なモータ３１、ケーブル
２の繰出し速度を検知する速度センサ３２等を備えてい
る。

【００１４】前記画像処理装置４は、挿入ヘッド１から
の信号によってボアホール内壁面Ｗを平面状に展開して
表示させるものであって、図４に示すように、映像信号
用および各センサ用の光／デジタル変換器４０ａ，４０
ｂと、入力用フレームメモリ４１と、中央処理装置４２
と、出力用フレームメモリ４３と、モニタ４３ａと、Ｐ
ＩＯ４４等を備えている。前記光／デジタル変換器４０
ａ，４０ｂは、ケーブル巻取機２０のスリップリング後
方に接続されている。前記入力用フレームメモリ４１は
Ｒ，Ｂ，Ｇ用がそれぞれ設けられている。前記中央処理
装置４２は、該画像処理装置４内に備えた各装置をコン
トロールして画像処理を行うものであって、画像処理に
関連する昇降装置３の速度センサ３２による情報によっ
てモータ３１を一定速度に調整し、挿入ヘッド１の昇降
速度調整等も行う。前記出力用フレーメモリ４３は、Ｒ
，Ｂ，Ｇ用が設けられると共にモニタ４３ａに展開した
内壁像を表示させるものである。前記ＰＩＯ４４は、昇
降装置３の設定、スタート条件、方位計１６ａ等の信号
チェック等ハードとソフト両面からのチェックを行う。

【００１５】次に本実施例の作用を図４のハード構成図
と図５のフローチャートによって説明する。諸機器を所
定位置に配置した後、諸機器の必要な調整をスタートす
る（ステップ１００）。まず、ＰＩＯ４４によって、当
日の測定速度（昇降装置３の速度）やボアホールの孔径
の設定、サンプリングするカーソル位置の設定、装置を
稼働させるために必要なデータ、記録するために必要な
データ等をセットする（ステップ１０１）。セット完了
後、実稼動のスタートをする（ステップ１０２）。この
後設定した条件と周辺機器のコンデションがチェックさ
れ（ステップ１０３）、全て正常となった後、ＣＣＤカ
メラ１１が切頭円錐レンズ１２によって撮像しているボ
アホール内壁面Ｗの内壁像Ｓ１　が情報伝達用ケーブル
２を介して地上に伝達される。内壁像Ｓ１　は画像処理
装置４の入力用フレームメモリ４３に色信号別に取り込
まれる（ステップ１０４）。尚、このとき、別設置され
たモニタ４５ａで生映像が表示されると共にＶＴＲ４５
ｂに記録される。このときの内壁像Ｓ１　は図６に示す
ように、円錐レンズ部１２ｃのまわりから入射したサー
クル状の像が、中央部が同心円（下部レベルｂの位置）
で中抜きされたようにドーナツ状（外周部が上部レベル
ａの位置）となっている。この状態の内壁像Ｓ１　は、
図７に示すようにカーソル指定によって略中心部で１ピ
クセル分の幅でリング状の内壁像Ｓ２　がサンプリング
される（ステップ１０５）。そして、その一点Ｐを分割
点として図８に示すように、一画面の所定長さを有する
一走査線上の像Ｓ３　として処理される（ステップ１０
６）。この信号は画面上のカラー調整が行われた後（ス
テップ１０７）、出力用フレームメモリ４３に色信号別
に取り込まれる（ステップ１０８）。この出力用フレー
ムメモリ４３からの信号は一画面に合成されモニタ４３
ａで表示されると共に、ＶＴＲ４３ｂに録画される。そ
して、この画像処理は設定時間まで続行され次々と内壁
像を形成する（ステップ１０９−ステップ１１０）。

【００１６】以上説明してきたように本実施例によれば
、カメラや反射鏡、プリズム等を回転させないでもボア
ホール内壁面Ｗの展開像を得ることができる。また、全
周を同時に取り込んで信号に変換するので連続降下させ
ても画像にずれが生じない。また、可動部がないので、
摩耗や破損することがなく信頼性が向上する。それに、
容量の大きい電源線も必要としないので、ケーブルを含
めた重量を軽量化でき駆動装置等も小型のものを使用す
ることができる。

【００１７】以上本発明の実施例を説明してきたが、本
発明の具体的な構成はこの実施例に限定されるものでは
なく発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があって
も本発明に含まれる。例えば、実施例では、サークル状
の内壁像Ｓ１　から１ピクセル分ずつの幅でサンプリン
グするとしたが、これに限らず、調整内容や重要度等に
よって幅を大きくしてサンプリングしてもよい。

【００１８】また、実施例では、切頭円錐レンズ１２は
１個を使用したが、図９に示すように円錐レンズ部６ｃ
を対向させた状態で形成してもよい。そして、先端側レ
ンズ６の後端面６ａにランプ１４を配し、この後方に該
ランプの電源用バッテリー６ｂを備えておくようにして
もよい。この場合は、ランプの光を撮像面に集中して当
てることができるし、電源線が不要となり更に軽量化す
ることができる。

【００１９】また、レンズの形状やセンサ類の取付け数
、駆動装置の形式等は任意に設定することができる。 また、増設ＲＡＭメモリやＤＡＴ等を付属させて記録す
るようにしてもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれば
、切頭円錐レンズでテレビカメラにボアホール等でサー
クル状の内壁像を撮像させ、このサークル状の内壁像か
らリング状像を取り込んで直線状に展開することによっ
て孔内壁面を平面状に展開した像を得るようにしたので
、撮像部に回転部を必要とせず、このため、機器の摩耗
や破損が発生しないし、信頼性を向上させることができ
る。それに振動や衝撃にも強く取扱いも容易となる。 また、連続降下させても像がずれたりせず鮮明な像を得
ることができる。また、サンプリング幅を自由に設定で
きるので、状況に応じ画質を自由に設定することができ
る。また、ケーブルを含む全体重量が軽量となるため駆
動装置等を小型化することができ、コストダウンを計る
ことができる。また、保守点検も容易である等の効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のボアホール内壁等の撮像装置を示す
説明図である。

【図２】切頭円錐レンズを示す縦断面図である。

【図３】切頭円錐レンズの屈折像を示す説明図である。

【図４】画像処理のハード部分を示す構成図である。

【図５】画像処理工程を示すフローチャートである。

【図６】ＣＣＤカメラが撮像したサークル状の内壁像を
示す説明図である。

【図７】リング状に取り込まれる内壁像を示す説明図で
ある。

【図８】ＣＲＴでの表示状態を示す説明図である。

【図９】他の実施例の切頭円錐レンズを示す説明図であ
る。

【符号の説明】

Ａ　　ボアホール内壁等の撮像装置 Ｗ　　ボアホール内壁面 １　　挿入ヘッド ２　　情報伝達用ケーブル ３　　昇降装置 ４　　画像処理装置 １０　　カプセル １１　　ＣＣＤカメラ（テレビカメラ）１２　　切頭円
錐レンズ １２ａ　　後端面（切頭円錐レンズ） １２ｂ　　円柱レンズ部（切頭円錐レンズ）１２ｃ　　
円錐レンズ部（切頭円錐レンズ）１４　　ハロゲンラン
プ（照明器） ３０　　シーブ（昇降装置） ３１　　モータ（昇降装置） ４１　　入力用フレームメモリ ４２　　中央処理装置 ４３　　出力用フレームメモリ ４３ａ　　モニタ ４４　　ＰＩＯ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　孔挿入用カプセルに収納したテレビカ
   メラと、該テレビカメラの先方に配置され孔内壁の全周
   を同時に所定幅で取り込んでサークル状に変形した内壁
   像をテレビカメラに撮像させる切頭円錐レンズと、前記
   孔内壁の撮像位置を照らす照明器と、を有する挿入ヘッ
   ドと；地上から挿入ヘッドまで延設される情報伝達用ケ
   ーブルと；情報伝達用ケーブルを駆動して挿入ヘッドを
   上下動させる昇降装置と；前記サークル状の内壁像から
   所定大きさのリング状像を取り込んで直線状に展開し時
   系列的に配列することにより孔内壁を平面状の映像に展
   開させる画像処理装置と；を備えていることを特徴とす
   るボアホール内壁等の撮像装置。