JPH0648391Y2 - フロック計測装置における照明装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、水中の凝集物（フロック）等を監視するフロ
ック計測装置における照明装置に関する。

B.考案の概要 本考案のフロック計測装置における照明装置は、照明用
主光ファイバー及び参照用光ファイバーの一端部を夫々
分岐し、その端部を並列対向させた並列対向照明部にお
けるフロック等の輝度を、参照用光ファイバーにより光
電変換素子に導き、この光電変換素子の出力によりラン
プ電源回路を制御して、主光ファイバーに投射するラン
プの照度を制御し、フロック等の増減に関係なくフロッ
クの輝度レベルが変わることのないようにしたものであ
る。

C.従来の技術 水中のフロック等を監視するフロック監視装置は、一般
に、第６図に示すように、水中カメラ検出部21,画像処
理装置22,ホストコンピュータ23で成り、水中カメラ検
出部21はフロック形成池24で浮遊しているフロックを検
出し、画像処理装置22はそのフロックを認識し、ホスト
コンピュータ23はマイクロコンピュータで画像処理のデ
ータを格納するようになっている。

浄水場における理想的な水中カメラ構造は、フロック形
成池の場合、流動状態を阻害してはならなく、又、沈澱
池の場合、静流状態を害してはならない。特に後段で解
析する画像処理装置に対して水中カメラ検出部の環境条
件は重要であり、なかでも照明器の役割はフロック計測
装置全体の50％程度の重みがあるといえる。

このため、出願人は、先に、特願昭63−149465号におい
て、並列対向型照明器の有意性を示した。この照明器
は、第７図のように、カメラ11と対向するスクリーン33
の全面両側に一対の投光器31を並列に対向させて設け、
この投光器31に光ファイバ32を通じて図示しない光源よ
り、光を送り、スクリーン前面空間を照明するようにな
っている。

D.考案が解決しようとする課題 しかし、上記照明器には、フロック増減による輝度変化
対策がされていない。このため、輝度変化により、著し
い影響が見られ、浮遊フロックを認識する画像処理で
は、認識のために２値化操作を行うが、この２値化操作
は基本的に物体の輝度レベル（輝度階調）でしきい値を
決定し処理している。そのため、第５図（イ）〜（ハ）
に示すように、フロック12の増減によって、輝度レベル
が低下，上昇し、かつバックグラウンドも低下，上昇し
てしまい、認識するフロック形状が変化する恐れがあっ
た。又、画面内全体の輝度が低下すると、フロックとバ
ックグラウンドの輝度差がなくなり、被写界深度方向の
微小フロック（200μｍ程度）が認識できなくなる。

本考案は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、フロッ
クの輝度レベル及びバックグラウンドレベルを一定に保
つことのできるフロック計測装置における照明装置を提
供することにある。

E.課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本考案のフロック計測装置
における照明装置は、主光ファイバー及び参照光ファイ
バーの一端部を夫々分岐し、その端部を並列対向してな
る並列対向照明部と、前記主光ファイバーの他端に対向
して設けられたランプと、前記ランプを点灯するランプ
電源回路と、前記参照用ファイバーの他端に対向して設
けられた光電変換素子を含み、該光電変換素子の出力に
より、前記ランプ電源回路を制御する照度補正器と、よ
りなり、前記参照用光ファイバーよりの参照光の光量が
一定となるように前記ランプの照度を自動的に補正する
ようにしたものである。

F.作用 参照用光ファイバーは、照明用の主ファイバーと共にそ
の端部が並列対向配列されているので、この並列対向照
明部間における明るさを正確に照度補正器に伝えること
ができる。

フロック等の変化により参照光の光量が変化すると、照
度補正器は、ランプ電源部を制御して参照光の光量が変
化しないようにランプの照度を制御する。

G.実施例 実施例について図面を参照して説明する。

第１図〜第４図において、並列対向照明部１は、光ファ
イバー２の先端部分が２つに分岐され、その先端が並列
対向するように構成されている。光ファイバー２中の主
光ファイバー2₁（第４図○印）はランプ９に導かれ、残
余のランダムに配置された参照用光ファイバー2₂（第４
図●印）は、光−電変換素子であるフォトセル５に導か
れている。

ランプ電源回路３は、UJT（又はPUT）発振回路７により
トライアック又はサイリスタ等のスイッチング素子８を
位相制御し、ランプ９の照度を変えるようになってい
る。

照度補正回路４は、フォトセル５に生じた電圧を設定電
圧（図示せず）と比較増幅回路６で比較増幅し、ランプ
電源回路３の発振回路７の発振を制御するようになって
いる。なお、第３図中、10はフレキシブルホース、11,1
2はファイバー結束固定部を示す。

次に、この照度装置の動作について説明する。

ランプ９よりの光は主ファイバー2₁を通って、フロック
形成池内に設けられた並列対向照明部１より投光され
る。参照用光ファイバー2₂によりフロック等の輝度に対
応した光がフォトセル５を照射する。フォトセル５には
参照光の輝度に応じた電圧が発生し、この電圧は比較増
幅器６で設定電圧と比較増幅され、UJT発振回路７を制
御し、スイッチング素子８を位相制御して、ランプ９の
照度を変え、参照用光ファイバー2₂に入る参照光の光量
が一定に保たれるようになる。

しかして、比較増幅器６における設定電圧を、並列対向
照明器１内の輝度が第５図（イ）の定常状態となるよう
に設定しておけば、フロック量等が変化しても、参照光
が一定となるようにランプの照度が制御され、バックグ
ランドとフロック輝度レベルが常に定常状態を保持する
ことが可能となり、特に、バックグランドレベルが一定
となる。

換言すると、並列対向照明部１間に浮遊するフロック12
量と散乱光には比例関係がみられ、フロック12量が増加
すると散乱光も増加し、バックグランドレベルが上が
り、照度補正器４は光量減に働く、又、フロック量が減
少するとバックグランドレベルも下り、照度補正器４は
光量増に働き、第６図（イ）の定常状態の位置を常に保
つくことができる。

なお、上記実施例では、フォトセルの電圧を利用してい
るが電流を利用することもできる。

H.考案の効果 本考案は、上述のとおり構成されているので、次に記載
する効果を奏する。

フロック量等に関係なく、フロックの輝度レベル及
びバックグランドレベルを常に一定に保つことができ
る。

このため、画像処理の２値化処理，即ち、輝度階調
しきい値が一定になる。

水中カメラ被写界深度方向の全フロック（200μｍ
以上）を認識できる。

ランプ電源回路と照度補正回路が分離でき、かつ、
光ファイバーを利用しているため、フォトセル等光電変
換素子の温度特性への影響が小さい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の概略を示す構成図、第２図は
同実施例のブロック回路図、第３図は同実施例に使用す
る光ファイバーの一部を断面で示す側面図、第４図は同
実施例に使用する照明部におけるファイバーの配列説明
図、第５図はフロック量と輝度の関係の説明図、第６図
はフロック監視装置の構成説明図、第７図は従来並列対
向型照明器とカメラの配置を示す斜視図である。 １……並列対向照明部、2₁……主光ファイバー、2₂……
参照用光ファイバー、３……ランプ電源回路、４……照
度補正器、５……光−電変換素子、６……比較増幅回
路、７……UJT発振回路、８……スイッチング素子、９
……ランプ。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−79329（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−44150（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−71657（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−163451（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−73661（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】主光ファイバー及び参照用光ファイバーの
   一端部をそれぞれ分岐し、その端部を並列対向してなる
   並列対向照明部と、 前記主光ファイバーの他端に対向して設けられたランプ
   と、 前記ランプを点灯するランプ電源回路と、 前記参照用ファイバーの他端に対向して設けられた光電
   変換素子を含み、該光電変換素子の出力により、前記ラ
   ンプ電源回路を制御する照度補正器と、 よりなり、前記参照用光ファイバーよりの参照光の光量
   が一定となるように前記ランプの照度を自動的に補正す
   ることを特徴としたフロック計測装置における照明装
   置。