JP2009246864A

JP2009246864A - カメラヘッドおよび管内検査カメラ装置

Info

Publication number: JP2009246864A
Application number: JP2008093693A
Authority: JP
Inventors: Naohiro Noguchi; 尚宏野口
Original assignee: Toshiba Teli Corp
Current assignee: Toshiba Teli Corp
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2009-10-22

Abstract

【課題】管径を異にする複数種の配管に対して、管内を精確に検査できるカメラヘッドおよび管内検査カメラ装置を提供する。
【解決手段】配光バランサ２０は、カメラレンズ１３Ａの軸心に対して回転自在にカメラヘッド本体１１に支承され、遮光板部２０ｂの自重により検査対象管内の周方向に対し位置を一定にして、複数の白色ＬＥＤ１４のうち、検査対象管内の底面側に位置する一部の白色ＬＥＤ１４の光路を遮る。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば水道管、下水管、ガス管などの各種の配管検査に用いて好適なカメラヘッドおよび管内検査カメラ装置に関する。

水道管、下水管、ガス管などを検査対象とする管内検査カメラ装置として、ハードケーブル（押し込みケーブル）の先端にカメラヘッドを取り付けて、ハードケーブルにより、検査対象管内へカメラヘッドを挿入し、カメラヘッドにより管内を撮影する、撮像部の周囲に複数の照明（光源）を備えた管内検査カメラ装置が存在する。

このカメラヘッド装置は、カメラヘッドを管内に挿入して使用しているとき、カメラヘッドの姿勢（撮像部のトップ方向）が一定ではなく、管内を周方向の回転を伴いながら進行する。このため上記照明（光源）は管内周方向に均等に配置される。

このカメラヘッドを用いて管内の検査を行う際、検査対象となる配管の内径がカメラヘッドの径に近いときは、検査対象管内の照明に照明斑が生じることなく、精度の高い検査が可能である。これに対し、検査対象となる配管の内径がカメラヘッドの径の例えば２倍程度またはそれ以上に大きくなると、検査対象管内の天井面は光量不足となり、これに対して、カメラヘッドが位置する管底部の検査面に対して管天井面は光量過多となって、検査対象管内の照明に斑が生じ、例えば初期状態の亀裂を看過する等の不具合が生じ、精度の高い検査が期待できないという問題があった。

検査対象となる配管の管径毎に専用のカメラヘッドを設けることにより上記問題は解消されるか、この場合は、径を異にする複数種のカメラヘッドを予め用意しておき、これら複数種のカメラヘッドを交換可能に管理する必要があることから、大幅なコスト増を招くとともに、作業性が悪く、実用性に乏しいという問題がある。

この問題を回避する技術として、従来では、撮像部の周囲に光量調整が可能な複数の照明を設けたカメラヘッド装置が存在した。
実開平５−５７９７２号公報

しかしながら、このカメラヘッド装置は、撮像部の周囲に設けた複数の光源の光量を個別にコントロールするための回路を必要とし、従ってケーブルの大径化およびこれに伴うケーブル収納部の大型化、さらには作業性の低下を招くとともに、カメラヘッドの内部回路の煩雑化、大型化、コスト上昇等を招くという種々の問題があった。

本発明は、簡単な構成で、管径を異にする複数種の配管に対して、照明斑を抑制でき、これによって、管径を異にする複数種の配管に対して、管内を精確に検査できる、経済的に有利な構成のカメラヘッドおよび管内検査カメラ装置を提供することを目的とする。

本発明は、検査対象管内に対して進退自在なカメラヘッド本体と、前記カメラヘッド本体の前部に設けられ、前記検査対象管内を撮影する撮像部と、前記撮像部の周囲複数箇所に設けられ、前記検査対象管内を照明する複数の光源と、前記撮像部の軸心に対して回転自在に前記カメラヘッド本体に支持され、自重により前記検査対象管内の周方向に対し位置を一定にして、前記複数の光源のうち、前記検査対象管内の底面側に位置する一部の光源の光路を遮る配光バランサと、を具備したカメラヘッドを提供する。

また、本発明は、検査対象管内に対して進退自在で、前部に、前記検査対象管内を撮影する撮像部、および前記撮像部の周囲複数箇所から前記検査対象管内を照明する複数の光源を備えたカメラヘッドと、前記カメラヘッドを制御し、前記カメラヘッドで撮影した前記検査対象管内の映像を表示するモニタ部と、前記カメラヘッドと前記モニタ部との間を接続する、電源および信号の伝送線路を内包した、弾性を有する押し込みケーブルと、前記カメラヘッドに脱着可能に設けられ、前記撮像部の軸心に対して回転自在に支持され、自重により前記検査対象管内の周方向に対し位置を一定にして、前記複数の光源のうち、前記検査対象管内の底面側に位置する一部光源の光路を遮る配光バランサと、を具備した管内検査カメラ装置を提供する。

本発明によれば、簡単な構成で、管径を異にする複数種の配管に対して、照明斑を抑制でき、これによって、管径を異にする複数種の配管に対して、管内を精確に検査できる、経済的に有利な構成のカメラヘッドおよび管内検査カメラ装置が提供できる。

以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
本発明の実施形態に係るカメラヘッドの構成を図１および図２に示す。図１はカメラヘッドの側断面図、図２は同カメラヘッドの正面図である。本発明の実施形態に係るカメラヘッド１０は、押し込みケーブル（ハードケーブル）１２の先端に取着され、押し込みケーブル１２の操作で検査対象管内に押し込まれ、検査後、検査対象管内から引き抜かれる。

この本発明の実施形態に係るカメラヘッド１０は、図１に示すように、カメラヘッド本体１１と、カメラヘッド本体１１に収納された、カメラユニット１３、照明用の光源１４、ケーブル接続コネクタ１８、配光バランサ２０等を具備して構成されている。

カメラヘッド本体１１には、前面中央部に、レンズカバーおよび鏡筒を含むカメラレンズ１３Ａが取着され、その周囲に、照明用の透明カバー１１Ａがカメラヘッド本体１１と一体に設けられている。

カメラヘッド本体１１は、レンズカバーを含むカメラレンズ１３Ａ、透明カバー１１Ａ、およびケーブル接続コネクタ１８とともに密閉構造の防水形カメラヘッドケースを構成している。透明カバー１１Ａとカメラレンズ１３Ａのレンズカバーは、防水カバーを構成している。この防水カバーを構成する透明カバー１１Ａは、カメラヘッド本体１１と螺合する螺合部１６を有し、この螺合部１６により、カメラヘッド本体１１に螺着され、カメラヘッド本体１１に対して脱着可能に設けられている。この螺合部１６には、防水用のＯリング１７が設けられている。

カメラユニット１３には、カメラレンズ１３Ａにより結像された検査対象管内を撮影する、例えばカラー用ＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサを用いた撮像素子１３ａが実装されている。

カメラレンズ１３Ａの周囲には、複数個（この実施形態では１０個）の照明用光源１４が照明用基板に所定の間隔で取り付けられ配置されている。この複数の照明用光源１４は、例えば白色ＬＥＤを用いて構成され、検査対象管内の前方を照明する。この照明用のＬＥＤ光源を、以下、単に白色ＬＥＤと称す。

ケーブル接続コネクタ１８に接続される押し込みケーブル１２は、剛性および屈曲弾性を有し、カメラユニット１３および白色ＬＥＤ１４の電源供給線とカメラユニット１３の各種信号線となる複数の芯線を内包している。この押し込みケーブル１２は、図３に示すように、ケーブルドラム２に巻装され、管内検査の必要量に応じてケーブルドラム２から繰り出して使用される。

配光バランサ２０は、カメラヘッド本体１１に対して脱着自在に設けられている。配光バランサ２０は、この実施形態では、カメラレンズ１３Ａの鏡筒を支持する円筒１５に、回転自在に支承されて脱着可能に設けられている。この配光バランサ２０は、上記円筒１５に遊嵌される係合孔（ｈ）を有する環状の係合部２０ａと、この係合部２０ａの一部を放射方向に拡幅して形成した扇状の遮光板部２０ｂとを具備して構成されている。この実施形態では、遮光板部２０ｂの自重により、配光バランサ２０が常に一定の偏心位置に位置規制される。すなわち、配光バランサ２０は、遮光板部２０ｂを、カメラレンズ１３Ａの軸心に対し、横方向に配管された検査対象管内の底面側に位置させた状態で、回転自在に円筒１５に支承されている。この際、配光バランサ２０は光軸方向に対して透明カバー１１Ａの端面により支承位置が規制される。

これにより、配光バランサ２０は、上記配管内の検査時において、カメラレンズ１３Ａの周囲に等間隔で配置された複数の白色ＬＥＤ１４のうち、検査対象管内の底面側に位置する一部の白色ＬＥＤ１４の光路を遮光板部２０ｂが遮るように、カメラヘッド本体１１に対して周方向に位置を変位させる。この配光バランサ２０は、防水カバーを構成する透明カバー１１Ａとカメラヘッド本体１１と螺合する螺合部１６の螺着を解除し、透明カバー１１Ａをカメラヘッド本体１１から取り外すことで、交換若しくは取り外しが可能である。

上記構成のカメラヘッド１０を用いた管内検査カメラシステムの構成を図３に示す。

この図３に示す管内検査カメラシステムは、先端にカメラヘッド１０を取り付けた押し込みケーブル１２を巻装するケーブルドラム２と、カメラヘッド１０で撮影した管内の画像処理を行う制御ユニット３と、制御ユニット３で処理した管内画像５を表示するモニタ４とを有して構成される。

カメラヘッド１０は、上述したように、押し込みケーブル１２の先端に取着され、押し込みケーブル１２の操作で、検査対象管（ＰＡ若しくはＰＢ）内に押し込まれ、検査後、検査対象管（ＰＡ／ＰＢ）内から引き抜かれる。

カメラヘッド１０は、検査対象管（ＰＡ若しくはＰＢ）内に押し込まれた検査時において、ケーブル操作により管内を周方向の回転を伴いながら移動する。この際、配光バランサ２０は、カメラレンズ１３Ａの軸心に対して回転自在にカメラヘッド本体１１に支承され、遮光板部２０ｂの自重により検査対象管（ＰＡ／ＰＢ）内の周方向に対し位置を一定にして（遮光板部２０ｂを下方に向けて）、複数の白色ＬＥＤ１４のうち、検査対象管内の底面側に位置する一部の白色ＬＥＤ１４の光路を遮る。

上記したカメラヘッド１０が検査対象とする配管の一例を図４に示している。上記構成のカメラヘッド１０は、当該カメラヘッドの径（例えば２５〜５０φ）に対して、１．５乃至３倍の径をもつ検査対象配管（ＰＡ／ＰＢ）に適用したとき、配光バランサ２０によって、常に、複数の白色ＬＥＤ１４のうち、検査対象管内の底面側に位置する一部の白色ＬＥＤ１４の光路が遮られることから、検査対象管（ＰＡ／ＰＢ）内の周方向に対し斑のない適正な照明を行うことができる。なお、検査対象管の径がカメラヘッド１０の径に対して若干径大（例えば１．２倍程度）で、カメラヘッド１０と検査対象管との間の間隙が小さい場合には、上記したように透明カバー１１Ａをカメラヘッド本体１１から外して、配光バランサ２０をカメラヘッド本体１１から取り外して検査を行うことで、周方向に対し斑のない適正な照明を行うことができる。このような、検査対象管の径がカメラヘッド１０の径に対して殆ど差のない場合を除いて、透明カバー１１Ａをカメラヘッド本体１１に取り付けた状態で、周方向に対し斑のない適正な照明を行うことができる。

カメラヘッド１０と検査対象管の径が上記図４に示した関係にあるときの、配光バランサ２０を適用しない場合と、適用した場合とに於けるモニタ４上での管内画像５の違いを図５（ａ）、図５（ｂ）に示している。

配光バランサ２０を適用しない場合は、常に、検査対象管内の底面に近い照射位置から照射光が照射されることから、図５（ａ）に示すように、常に、管底面部が照明過剰、天井面部が照明不足のモニタ画像となる。

これに対して、配光バランサ２０を適用した場合は、配光バランサ２０によって、常に、複数の白色ＬＥＤ１４のうち、検査対象管内の底面側に位置する一部の白色ＬＥＤ１４の光路が遮られ、検査対象管内の底面を照明する光量が減衰されることから、に図５（ｂ）に示すように、常に、管内の上下方向にバランスのとれた、斑のない照明が可能となる。

上記した配光バランサ２０の他の構成例を図６および図７にそれぞれ示している。
図６に示す配光バランサ２０は、遮光板部２０ｂに、白色ＬＥＤ１４の光路上の透過光量を管内の底面側に向かって徐々に減衰させるようにマスク制御した遮光板構造を例示している。

図７に示す配光バランサ２０は、遮光板部２０ｂの拡幅方向端部に、錘体を兼ねた鍔状部２０ｃを有し、係合孔（ｈ）と鍔状部２０ｃとの間を透明板または半透明板構造として、鍔状部２０ｃの上面に管天井方向への反射面（Ｃｂ）を形成し、鍔状部２０ｃの下面に、管底面方向への遮光面または減光面（Ｃａ）を形成している。

上記図１および図２に示した配光バランサ２０に代えて、図６または図７に示す配光バランサ２０を適用することで、管内の配光バランスを任意に制御でき、実用に則した斑のない照明が可能となる。

上記した本発明の実施形態によれば、簡単な構成で、管径を異にする複数種の配管に対して、照明斑を抑制でき、これによって、管径を異にする複数種の配管に対して、管内を精確に検査できる、経済的に有利な構成のカメラヘッドおよび管内検査カメラ装置が提供できる。

本発明の実施形態に係るカメラヘッドの構成を示す側断面図。上記実施形態に係るカメラヘッドの構成を示す正面図。上記実施形態に係るカメラヘッドを用いた管内検査カメラシステムの構成を示す図。上記実施形態に係る管内検査カメラ装置が検査対象とする配管の一例を示す図。上記実施形態に係る管内検査カメラ装置で撮影したモニタ画面を、配光バランサを適用しない場合と、適用した場合とで対比して示す図。上記実施形態に係るカメラヘッドの他の第１構成例を示す正面図。上記実施形態に係るカメラヘッドの他の第２構成例を示す正面図。

符号の説明

１０…カメラヘッド、１１…カメラヘッド本体１１、１２…押し込みケーブル（ハードケーブル）、１３…カメラユニット、１３Ａ…カメラレンズ、１３ａ…撮像素子、１４…光源（白色ＬＥＤ）、１５…円筒、１６…螺合部、１８…ケーブル接続コネクタ、２０…配光バランサ、２０ａ…係合部、２０ｂ…遮光板部。

Claims

検査対象管内に対して進退自在なカメラヘッド本体と、
前記カメラヘッド本体の前部に設けられ、前記検査対象管内を撮影する撮像部と、
前記撮像部の周囲複数箇所に設けられ、前記検査対象管内を照明する複数の光源と、
前記撮像部の軸心に対して回転自在に前記カメラヘッド本体に支持され、自重により前記検査対象管内の周方向に対し位置を一定にして、前記複数の光源のうち、前記検査対象管内の底面側に位置する一部の光源の光路を遮る配光バランサと、
を具備したことを特徴とするカメラヘッド。
前記配光バランサは、前記カメラヘッド本体に対し、脱着可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のカメラヘッド。
前記配光バランサは、前記撮像部の周囲に設けられた所定の部位に回転自在に係合する環状の係合部と、
前記係合部の一部を放射方向に拡幅して形成した扇状の遮光板と、
を具備したことを特徴とする請求項２に記載のカメラヘッド。
前記遮光板は、前記光源の光路上の光量を減衰させる減光構造を有することを特徴とする請求項３に記載のカメラヘッド。
前記遮光板は、前記検査対象管内の検査時において、前記遮光板を、前記撮像部の軸心に対して、常時、下方に指向させる錘体を有することを特徴とする請求項３に記載のカメラヘッド。
検査対象管内に対して進退自在で、前部に、前記検査対象管内を撮影する撮像部、および前記撮像部の周囲複数箇所から前記検査対象管内を照明する複数の光源を備えたカメラヘッドと、
前記カメラヘッドを制御し、前記カメラヘッドで撮影した前記検査対象管内の映像を表示するモニタ部と、
前記カメラヘッドと前記モニタ部との間を接続する、電源および信号の伝送線路を内包した、弾性を有する押し込みケーブルと、
前記カメラヘッドに脱着可能に設けられ、前記撮像部の軸心に対して回転自在に支持され、自重により前記検査対象管内の周方向に対し位置を一定にして、前記複数の光源のうち、前記検査対象管内の底面側に位置する一部光源の光路を遮る配光バランサと、
を具備したことを特徴とする管内検査カメラ装置。