JP2012172472A - 水中観察装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な機構を用いることなく、開放された水域の濁水中であっても対象物を把握することができる水中観察装置および方法を提供する。
【解決手段】水中カメラ２を構成する正面カメラ部２ａの正面撮影窓部３ａを覆って透明な中空ケース５を取り付け、中空ケース５の内部を透明液体Ｗで充填した状態にして、中空ケース５の先端面６ａを水中の対象物Ｇに接触または近接させて、水中カメラ２により撮影した画像をモニタ９に表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、水中観察装置および方法に関し、さらに詳しくは、複雑な機構を用いることなく、開放された水域の濁水中であっても対象物を把握することができる水中観察装置および方法に関するものである。

掘削孔内の水中地盤や海底等の水中地盤の状態を観察する場合には、例えば水中カメラが使用される。ところが、その水域が濁っていて視界が悪い場合は、水中カメラを用いても対象物の明確な画像を撮影することができず、その状態を把握することができない。そこで、濁水中においても水中の掘削孔内壁の状態を把握できるようにした撮像装置が提案されている（特許文献１参照）。

特許文献１で提案されている撮像装置では、カメラ部を挟んだ上下位置に取付けた仕切体を膨張させて掘削孔内壁に密着させることにより隔離領域を形成する。そして、隔離領域に清水を供給しつつ、混濁水を排出することにより、隔離領域を清水に置き換える。これにより、掘削孔内に濁水が存在していても、隔離領域の清水を通じて掘削孔内壁の土質状態を水中カメラで撮影することができるようにしている。

しかしながら、膨張する仕切体、清水供給手段、混濁水排出手段が必要であり、装置が複雑化するという問題があった。また、膨張した仕切体によって隔離領域を形成できない開放された水域では、この装置を適用することができないため、使用できる場所に制約があるという問題があった。さらには、掘削孔の内径が大きくて隔離領域の容積が大きい場合は、清水に置き換えるために多大な時間が必要となる。

特開２０００−１６０９７８号公報

本発明の目的は、複雑な機構を用いることなく、開放された水域の濁水中であっても対象物を把握することができる水中観察装置および方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の水中観察装置は、水中カメラと、この水中カメラにより撮影された画像を表示するモニタと、前記水中カメラの撮影窓部を覆って取り付けられる中空ケースとを備え、前記中空ケースを構成する面のうち、少なくとも前記撮影窓部に対向する面が透明であるとともに、前記中空ケースの内部が透明液体で充填されていることを特徴とする。

本発明の水中観察方法は、水中カメラの撮影窓部を覆って中空ケースを取り付け、この中空ケースを構成する面のうち、少なくとも前記撮影窓部に対向する中空ケースの面が透明であるとともに、この中空ケースの内部を透明液体で充填した状態にして、前記撮影窓部に対向する面を水中の対象物に接触または近接させて、前記水中カメラにより撮影した画像をモニタに表示することを特徴とする。

本発明によれば、内部が透明液体で充填されていて、水中カメラの撮影窓部に対向する面が透明である中空ケースを、撮影窓部を覆うように取り付け、前記撮影窓部に対向する中空ケースの面を水中の対象物に接触または近接させて、水中カメラにより撮影することにより、視界が悪い濁水中であっても、対象物は中空ケースの内部に充填された透明液体を通じて撮影できる。このように複雑な機構を用いない簡素な構造でありながら、撮影された対象物の画像はモニタに表示されるので、その状態を把握することが可能になる。

また、掘削孔内部等の閉鎖された水域に限らず、開放された水域であっても適用することができる。さらに、水中ケースの内部が透明液体で充填されているので、水圧による水中ケースの変形を抑制することができる。

ここで、本発明の水中観察装置では、前記撮影窓部に対向する中空ケースの面と、中空ケースのその他の面とが分離可能に構成されている仕様にすることもできる。撮影窓部に対向する中空ケースの透明な面は、水中の対象物と接触して損傷し易い部分であり、損傷が激しくなると透明度が低下して鮮明な画像が撮影し難くなる。ところが、この仕様の場合は、撮影窓部に対向する中空ケースの損傷した面のみを交換できるので経済的である。

また、前記撮影窓部に対向する中空ケースの面が中空ケースの先端面であり、この中空ケースが側面視で、先端側が後端側に比して幅広の形状になっている仕様にすることもできる。この仕様の場合は、水中カメラで撮影する視野を広く確保することができる。また、中空ケースの先端面を水中の対象物に接触させた際に、水中カメラを安定して保持し易くなる。

前記撮影窓部に対向する中空ケースの面が中空ケースの先端面であり、この中空ケースの側壁面の少なくとも一部が、環状の可撓性材料により構成されている仕様にすることもできる。この仕様の場合は、中空ケースの先端面を水中の対象物に接触させた際に、中空ケースに付与する押圧力を調整することにより、水中カメラと対象物との間隔を変化させることができる。これにより、水中カメラの焦点距離を調整することができる。また、中空ケースの先端面を対象物の傾斜等に追従させて密着させ易くなるので、鮮明な画像を撮影するには有利になる。

水中カメラおよび中空ケースを半断面側面図で例示した本発明の水中撮影装置の全体概要図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 中空ケースの変形例を示す半断面側面図である。 中空ケースの別の変形例を示す半断面側面図である。 水中カメラおよび中空ケースを半断面側面図で例示した本発明の水中撮影装置の別の実施形態の全体概要図である。 水中カメラおよび中空ケースを半断面側面図で例示した本発明の水中撮影装置のさらに別の実施形態の全体概要図である。

以下、本発明の水中観察装置および方法を実施形態に基づいて説明する。

図１、図２に例示するように、本発明の水中観察装置１は、水中カメラ２と、この水中カメラ２により撮影された画像を表示するモニタ９と、水中カメラ２を構成する正面カメラ部２ａの正面撮影窓部３ａを覆って水中カメラ２に取り付けられる中空ケース５とを備えている。正面カメラ部２ａによって撮影された画像は画像処理部８を通じてモニタ９に表示される。この画像処理部８として、パーソナルコンピュータ等を用いることができる。

水中カメラ２と中空ケース５とはシール部材を介在させて水密に接続されている。正面撮影窓部３ａは透明な材料で形成されており、その外周には照明４が環状に配置されている。照明４には、例えば、ＬＥＤ等を用いることができる。

中空ケース５は、例えば、アクリル、ポリカーボネート等の透明樹脂によって筒状に形成されている。中空ケース５は円筒状が好ましい。この実施形態では、中空ケース５を構成するすべての面が透明になっているが、中空ケース５を構成する面のうち、少なくとも正面撮影窓部３ａに対向する先端面６ａが透明であればよい。例えば、先端面６ａを透明にして側壁面７を非透明にすることもできる。

中空ケース５の大きさは、外径が例えば４０ｍｍ〜６０ｍｍ程度であり、長さが例えば６０〜７０ｍｍ程度である。中空ケース５の長さは、水中カメラ２（正面カメラ部２ａ）の焦点距離に基づいて決定される。中空ケース５を大きくし過ぎると水圧によって変形し易くなるとともに、狭い場所での撮影ができなくなる。

中空ケース５の側壁面７を黒色などの非透明にすることにより、側壁面７による反射等を防止することも可能である。側壁面７を非透明にする場合は、側壁面７の内面のみ、或いは外面のみを非透明にすることもできる。

中空ケース５の内部には透明液体Ｗが充填、密封されている。透明液体Ｗには、例えば透明水を用いるが、無色に限らず、赤色、黄色、緑色など着色されているが濁っていない透明液体Ｗにすることもできる。

この実施形態では、先端面６ａが側壁面７の先端部に、水密に螺合して嵌め込まれる構造であり、先端面６ａと側壁面７とが分離可能に構成されている。中空ケース５は、この構造に限らず、先端面６ａと側壁面７とを一体化した構造にすることもできる。

この水中観察装置１を用いた本発明の水中観察方法では、中空ケース５の先端面６ａを対象物Ｇに接触させて、または、対象物Ｇから２ｃｍ以内に近接させて、照明４を点灯させながら、水中カメラ２により対象物Ｇを撮影する。対象物Ｇは中空ケース５内部に充填された透明液体Ｗを通じて撮影される。したがって、視界が悪い濁水中であっても、対象物Ｇの画像はモニタ９に表示されるので、このモニタ９を見ることにより対象物Ｇの状態を把握することができる。中空ケースの先端面６ａを対象物Ｇに接触させて撮影すると、対象物Ｇの状態を一段と鮮明に把握することができる。

本発明では、膨張する仕切体、清水供給手段、混濁水排出手段を備えた従来提案されている撮像装置とは異なって、複雑な機構を用いない簡素な構造でありながら、掘削孔内部などの閉鎖された水域だけでなく、海や河川湖沼などの開放された水域においても対象物Ｇを把握することができる。したがって、濁水中であっても掘削孔の壁面および底面の土質状態、海底、川底などの土質の状態を把握できる。

また、水中ケース５の内部が透明液体Ｗで充填されているので、水圧による水中ケース５の変形を抑制できるという利点もある。先端面６ａを対象物Ｇに接触または近接させて撮影すればよいので、撮影に要する時間は短時間で済む。

正面撮影窓部３ａに対向する中空ケース５の透明な面（先端面６ａ）は、水中の対象物Ｇと接触して損傷し易い部分であり、損傷が激しくなると透明度が低下して鮮明な画像が撮影し難くなる。そのため、上記実施形態のように、正面撮影窓部３ａに対向する先端面６ａと、中空ケース５のその他の面（側壁面７）とが分離可能に構成されていると、損傷した先端面６ａのみを交換できるので経済的である。

図３に例示するように、正面撮影窓部３ａに対向する中空ケース５の面が中空ケース５の先端面６ａであり、中空ケース５が側面視で、先端側が後端側に比して幅広の形状になっている仕様にすることもできる。この仕様の場合は、水中カメラ２で撮影する視野を広く確保することができる。また、先端面６ａを水中の対象物Ｇに接触させた際に、水中カメラ２は中空ケース５によって安定して保持されるという利点がある。

また、図４に例示するように、中空ケース５の側壁面の先端部および後端部を樹脂製の側壁面７ａとして、その間の範囲の側壁面７ｂを環状の可撓性材料で構成することもできる。可撓性材料としては、ゴム等を用いる。側壁面のすべてを可撓性材料で構成することもできる。即ち、正面撮影窓部３ａに対向する中空ケース５の面が先端面６ａであり、中空ケース５の側壁面の少なくとも一部を、環状の可撓性材料により構成された側壁面７ｂにした仕様にすることもできる。

この仕様の場合は、先端面６ａを水中の対象物Ｇに接触させた際に、中空ケース５に付与する対象物Ｇに向かう方向の押圧力を調整することにより、側壁面７ｂの膨張具合が変化する。それ故、正面カメラ部２ａと対象物Ｇとの間隔が変化し、水中カメラ２の焦点距離を微調整することが可能になる。また、先端面６ａを対象物Ｇの傾斜等に追従させて密着させ易くなるので、対象物Ｇ鮮明な画像を撮影するには有利になる。

図５に例示するように、側面カメラ部２ｂを備えた水中カメラ２の場合は、水中カメラ２本体の側面に透明な側面撮影窓部３ｂが形成される。そこで、環状の中空ケース５は側面撮影窓部３ｂを覆って、水密に水中カメラ２に取り付けられている。

中空ケース５を構成するすべての面を透明にしてもよいが、中空ケース５を構成する面のうち、少なくとも側面撮影窓部３ｂに対向する面（側壁面７）を透明にすればよい。中空ケース５の内部には透明液体Ｗが充填、密封されている。

この実施形態では、側面撮影窓部３ｂに対向する側壁面７と、中空ケース５のその他の面（先端面６ａおよび後端面６ｂ）とが分離可能に構成されているが、中空ケース５のすべての面を一体化した構造にすることもできる。

図５の水中観察装置１では、中空ケース５の側壁面７を対象物Ｇに接触させて、または、対象物Ｇから２ｃｍ以内に近接させて、照明４を点灯させながら、水中カメラ２により対象物Ｇを撮影する。対象物Ｇは中空ケース５の内部に充填された透明液体Ｗを通じて撮影されるので、濁水中であっても、その状態を把握することができる。

図６に例示するように、正面カメラ部２ａおよび側面カメラ部２ｂを備えた水中カメラ２の場合は、水中カメラ２本体の正面に透明な正面撮影部３ａ、側面に透明な側面撮影窓部３ｂが形成される。そこで、筒状の中空ケース５は、正面撮影窓部３ａおよび側面撮影窓部３ｂを覆って、水密に水中カメラ２に取り付けられている。

中空ケース５を構成するすべての面を透明にしてもよいが、中空ケース５を構成する面のうち、少なくとも正面撮影窓部３ａおよび側面撮影窓部３ｂに対向する面（先端面６ａおよび側壁面７）を透明にすればよい。中空ケース５の内部には透明液体Ｗが充填、密封されている。

この実施形態では、正面撮影窓部３ａに対向する先端面６ａと、中空ケース５のその他の面（側壁面７および後端面６ｂ）とが分離可能に構成されているが、中空ケース５のすべての面を一体化した構造にすることもできる。

図６の水中観察装置１では、中空ケース５の先端面６ａと側壁面７の少なくとも一方を対象物Ｇに接触させて、または、対象物Ｇから２ｃｍ以内に近接させて、照明４を点灯させながら、水中カメラ２により対象物Ｇを撮影する。対象物Ｇは中空ケース５の内部に充填された透明液体Ｗを通じて撮影されるので、濁水中であっても、その状態を把握することができる。

１ 水中観察装置
２ 水中カメラ
２ａ 正面カメラ部
２ｂ 側面カメラ部
３ａ 正面撮影窓部
３ｂ 側面撮影窓部
４ 照明
５ 中空ケース
６ａ 先端面
６ｂ 後端面
７、７ａ、７ｂ 側壁面
８ 画像処理部
９ モニタ
Ｇ 対象物
Ｗ 透明液体

Claims (5)

1. 水中カメラと、この水中カメラにより撮影された画像を表示するモニタと、前記水中カメラの撮影窓部を覆って取り付けられる中空ケースとを備え、前記中空ケースを構成する面のうち、少なくとも前記撮影窓部に対向する面が透明であるとともに、前記中空ケースの内部が透明液体で充填されていることを特徴とする水中観察装置。
2. 前記撮影窓部に対向する中空ケースの面と、中空ケースのその他の面とが分離可能に構成されている請求項１に記載の水中観察装置。
3. 前記撮影窓部に対向する中空ケースの面が中空ケースの先端面であり、この中空ケースが側面視で、先端側が後端側に比して幅広の形状になっている請求項１または２に記載の水中観察装置。
4. 前記撮影窓部に対向する中空ケースの面が中空ケースの先端面であり、この中空ケースの側壁面の少なくとも一部が、環状の可撓性材料により構成されている請求項１〜３のいずれかに記載の水中観察装置。
5. 水中カメラの撮影窓部を覆って中空ケースを取り付け、この中空ケースを構成する面のうち、少なくとも前記撮影窓部に対向する面が透明であるとともに、この中空ケースの内部を透明液体で充填した状態にして、前記撮影窓部に対向する中空ケースの面を水中の対象物に接触または近接させて、前記水中カメラにより撮影した画像をモニタに表示することを特徴とする水中観察方法。

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