JP2016080625A

JP2016080625A - 気体の漏洩撮影装置

Info

Publication number: JP2016080625A
Application number: JP2014214538A
Authority: JP
Inventors: 実今野; Minoru Konno; 壮亮八幡; Sosuke Yahata; 栄二岡村; Eiji Okamura
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2014-10-21
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2016-05-16
Anticipated expiration: 2034-10-21
Also published as: JP6349227B2

Abstract

【課題】気体の漏洩状況や撮影条件に拘わらず、漏洩確認作業の精度が低下することを抑制する。
【解決手段】気体の漏洩撮影装置の撮影光軸Ｐの周囲には複数のＬＥＤユニット54が配置され、個々のＬＥＤユニット54は、モータの駆動力により各々回動される複数の回動部材70の何れかに取り付けられている。作業者がＬＥＤユニット54からの射出光の集光を指示すると、モータの駆動力により射出光が集光される方向に回動部材70が回動され、射出光が比較的近距離に集光される((A)参照)。作業者がＬＥＤユニット54からの射出光の拡散を指示すると、モータの駆動力により射出光が拡散される方向に回動部材70が回動され、射出光が拡散されて射出光の照射範囲が拡がる((B)参照)。
【選択図】図８

Description

本発明は気体の漏洩撮影装置に関する。

気体の漏洩検知に関し、特許文献１には、赤外光源によって検査対象領域に赤外光を照射し、検査対象領域からの赤外光を赤外線カメラにより撮影し、画像処理部のゆらぎ抽出部が、時系列に撮影された複数の赤外線画像からガス漏れによる動的なゆらぎを抽出することで、ガス漏れを検出するガス漏れ検出装置が開示されている。

特開２０１２−５８０９３号公報

特許文献１に記載の技術のように、赤外光源によって検査対象領域に赤外光を照射し、検査対象領域からの赤外光を赤外線カメラにより撮影する構成は、例えば夜間や屋根裏、床下等のように、赤外光を含む自然光が殆ど届かない環境であっても、ガスの漏洩の有無を確認することが可能となる。

ところで、ガスの漏洩を発見した場合、作業者は、赤外線カメラによって撮影された画像を目視し、ガスが漏洩している箇所を特定したり、漏洩したガスの分布の広がりを確認する等の漏洩確認作業を行う必要がある。しかしながら、漏洩したガスの分布の広がりなどのガスの漏洩状況や、ガスが漏洩している箇所から赤外線カメラまでの距離などの撮影条件は一様ではなく、ガス漏洩の現場毎に相違している。そして、特に赤外光を含む自然光が殆ど届かない現場では、ガスの漏洩状況や撮影条件の影響を受けて漏洩確認の精度が低下する可能性がある。

本発明は上記事実を考慮して成されたもので、気体の漏洩状況や撮影条件に拘わらず、漏洩確認作業の精度が低下することを抑制することが可能な気体の漏洩撮影装置を得ることが目的である。

請求項１記載の発明に係る気体の漏洩撮影装置は、筐体に設けられ赤外域の光に感度を有する撮影部と、赤外域を含む波長域の光を所定角度以上の拡がり角で射出する発光源と、前記筐体に設けられると共に前記発光源が取り付けられ、前記発光源からの射出光の光軸と前記撮影部の撮影光軸との成す角度が変化するように前記発光源の向きを変更可能な角度変更部と、を含んでいる。

請求項１記載の発明は、筐体に設けられ赤外域の光に感度を有する撮影部、赤外域を含む波長域の光を所定角度以上の拡がり角で射出する発光源、及び、角度変更部を含んでいる。なお、赤外域を含む波長域の光を所定角度以上の拡がり角で射出する発光源としては、例えばＬＥＤや、レーザ光源がマトリクス状に配置された面発光レーザ等を適用可能である。また、所定角度以上の拡がり角としては、例えば、発光源から射出され撮影対象で反射されて撮影部に入射される光が、撮影部の受光面上の２次元的な拡がりを持った範囲に照射される程度の拡がり角を適用することができる。角度変更部は、筐体に設けられると共に発光源が取り付けられており、発光源からの射出光の光軸と撮影部の撮影光軸との成す角度が変化するように発光源の向きを変更可能とされている。

これにより、気体が漏洩しており、例えば漏洩した気体の分布の広がりが比較的小さい場合や、気体が漏洩している箇所と撮影部との距離が比較的近い場合には、例えば、撮影部から比較的近い位置で射出光の光軸と撮影光軸とが交差するように、発光源の向きを変更して射出光の光軸と撮影光軸との成す角度を変化させれば、発光源からの射出光が、撮影部との距離が比較的小さい位置に照射され、撮影部の撮影範囲に占める射出光照射領域の面積も比較的狭くなる。

また、気体が漏洩しており、例えば漏洩した気体の分布の広がりが比較的大きい場合や、気体が漏洩している箇所と撮影部との距離が比較的遠い場合には、例えば、撮影部から比較的遠い位置で射出光の光軸と撮影光軸とが交差するか、射出光の光軸と撮影光軸とが平行、或いは撮影部から離れるに従って射出光の光軸と撮影光軸との距離が大きくなるように、発光源の向きを変更して射出光の光軸と撮影光軸との成す角度を変化させれば、発光源からの射出光が、撮影部との距離が比較的遠い位置に照射され、撮影部の撮影範囲に占める射出光照射領域の面積も比較的広くなる。

上記のように、請求項１記載の発明によれば、気体の漏洩状況や撮影条件に応じて、発光源からの射出光の照射位置や照射範囲を変更することが可能となるので、気体の漏洩状況や撮影条件に拘わらず、漏洩確認作業の精度が低下することを抑制することが可能となる。また、例えば射出光の拡がり角が互いに異なる複数種の発光源の点消灯を切替えて照射範囲の変更を実現する等の態様と比較して、一部の発光源を消灯させることなく照射範囲を変更することが可能となるので、発光源を有効に利用することが可能となる。

なお、請求項１記載の発明において、角度変更部は、具体的には、例えば請求項２に記載したように、撮影光軸と直交する面内の軸を中心として回動可能とされた回動部材を含むことができる。

また、請求項１又は請求項２記載の発明において、例えば請求項３に記載したように、発光源は、撮影光軸の周囲の互いに異なる複数の位置に配置され、互いに異なる角度変更部に取り付けられており、複数の位置に配置された個々の発光源について、射出光の光軸と撮影光軸との成す角度が互いに等しくなるように、個々の発光源が取り付けられた角度変更部によって個々の発光源の向きを各々変更する連動部を更に含んでいることが好ましい。

これにより、撮影光軸の周囲の互いに異なる複数の位置に発光源が配置されていることで、撮影光軸の軸回りに沿った射出光の光量むらを小さくすることができる。また、連動部により、個々の発光源について、射出光の光軸と撮影光軸との成す角度が互いに等しくなるように、個々の発光源が取り付けられた角度変更部によって個々の発光源の向きが各々変更されることで、個々の発光源からの射出光を、例えば撮影部との距離が比較的小さい位置に集光したり、撮影部から離れるに従って射出光の光軸と撮影光軸との距離が大きくなるように分散させることを容易に実現することができる。

また、請求項３記載の発明において、連動部は、例えば請求項４に記載したように、射出光の照射範囲を指示するための指示部を介して入力された指示に応じて、個々の発光源からの射出光の光軸と撮影光軸との成す角度を各々変更するように構成してもよい。この場合、指示部を介して射出光の照射範囲を指示する入力をすることで、指示した照射範囲に応じて複数の発光源の向きが変更されて射出光の光軸の角度が変化されることになり、複数の発光源からの射出光を所望の照射範囲に照射させることを容易に実現できる。

また、請求項３又は請求項４記載の発明において、例えば請求項５に記載したように、連動部による個々の発光源からの射出光の光軸と撮影光軸との成す角度の変更に応じて、発光させる発光源の数、発光源の発光強度及び発光源の発光期間の比率の少なくとも１つを変更する発光制御部を更に含むことが好ましい。これにより、例えば、射出光の照射範囲が大きくなるに従って、複数の発光源全体からの射出光の光量を大きくする等の制御を行うことも可能となる。

また、請求項１〜請求項５の何れか１項記載の発明において、例えば請求項６に記載したように、筐体に設けられ、撮影部によって撮影された画像を表示する表示部を更に含むことが好ましい。これにより、発光源からの射出光が可視光域内の光を含まない場合であっても、表示部に表示された画像を視認することで、発光源からの射出光の照射範囲を確認しながら撮影することが可能になる。

また、請求項１〜請求項６の何れか１項記載の発明において、例えば請求項７に記載したように、撮影部は波長3.3(μｍ)の赤外光を含む赤外域の光に感度を有し、発光源は波長3.3(μｍ)の赤外光を含む波長域の光を射出するＬＥＤであることが好ましい。例えばメタンの光吸収スペクトルは、波長3.3(μｍ)で光の吸収が最大となる。また、メタン以外の炭化水素についても、波長3.3(μｍ)で光の吸収が高い値を示す。従って、メタン等の炭化水素を撮影対象とする場合に、撮影対象の気体の漏洩を高感度に撮影することができる。また、発光源としてＬＥＤを適用することにより、発光源として面発光レーザを適用する場合と比較して構成や制御が簡単になる。

本発明は、気体の漏洩状況や撮影条件に拘わらず、漏洩確認作業の精度が低下することを抑制することが可能になる、という効果を有する。

第１実施形態に係る気体の漏洩撮影装置の概略構成を示すブロック図である。気体の漏洩撮影装置の斜視図である。第１実施形態に係る光源部の平面図である。ＬＥＤユニットの概略構成を示す側面図である。ＬＥＤユニットの発光モードを示すタイミングチャートである。メタンの光吸収スペクトルを示す線図である。第１実施形態に係る光源部制御処理のフローチャートである。回動部材の回動に伴うＬＥＤユニットからの射出光の照射範囲の変化を示す概略図である。第２実施形態に係る光源部の平面図である。第３実施形態に係る光源部の、(Ａ)は平面図、(Ｂ)は断面図である。第４実施形態に係る気体の漏洩撮影装置の概略構成を示すブロック図である。第４実施形態に係る光源部の、(Ａ)は平面図、(Ｂ)は断面図である。第５実施形態に係る気体の漏洩撮影装置の概略構成を示すブロック図である。第５実施形態に係る光源部の平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１には、本発明における気体の一例であるメタン等の炭化水素(以下、単にガスという)が配管から漏洩している可能性が有る場合に、ガスが漏洩している可能性が有る箇所を撮影することで、ガスの漏洩の有無を判断したり、ガスが漏洩している箇所を特定したり、漏洩したガスの分布の広がりを確認する等の漏洩確認作業を行うことを可能とする気体の漏洩撮影装置１０が示されている。図１に示した各構成要素は、その殆どが図２に示す気体の漏洩撮影装置１０の筐体６４内に収容されている。

気体の漏洩撮影装置１０の光学系は、光入射側から順に、赤外透過フィルタ１２、レンズユニット１４及び撮像素子１６が配置されており、レンズユニット１４及び撮像素子１６はバス６０に接続されている。なお、赤外透過フィルタ１２、レンズユニット１４及び撮像素子１６は本発明における撮影部の一例である。図６に示すように、メタンの光吸収スペクトルは波長3.3(μｍ)付近で吸収率が最大値を示す。赤外透過フィルタ１２は、メタン等の炭化水素の漏洩が可視化されるように、波長3.3(μｍ)を含む所定の赤外域の光を透過し、所定の赤外域以外の光を遮断する。

レンズユニット１４は、パルスモータ等の駆動源の駆動力により焦点位置を変更可能な機構(オートフォーカス(ＡＦ)機構)を備えたズームレンズ(撮影倍率可変レンズ)であり、レンズユニット１４のＡＦ機構及びズーム機構は撮影制御部２０(後述)によって駆動が制御される。なお、レンズユニット１４は、ズームレンズに代えて、ＡＦ機構のみを備えた焦点距離固定レンズを含んでいてもよい。

撮像素子１６としては、所定の赤外域に感度を有するＣＣＤ又はＭＯＳ型撮像素子が用いられる。撮像素子１６はレンズユニット１４の焦点位置に配置されており、被写体で反射されてレンズユニット１４に入射された光は撮像素子１６の受光面に結像される。撮像素子１６による撮影時には、撮影制御部２０から撮像素子１６にタイミング信号が入力され、撮像素子１６は入力されたタイミング信号に同期したタイミングで駆動され、所定周期(例えば60フレーム／秒)で動画像信号(受光面上にマトリクス状に配列された多数個の光電変換セルの各々における受光量を表す信号)を繰り返し出力する。

撮像素子１６の信号出力端にはＡ／Ｄ変換部１８が接続されており、Ａ／Ｄ変換部１８はバス６０に接続されている。撮像素子１６から出力された動画像信号は、Ａ／Ｄ変換部１８によって増幅されると共にデジタルの動画像データに変換されてバス６０へ送出される。

バス６０には、撮像素子１６による撮影を制御する撮影制御部２０、動画像データに対して画像処理を行う画像処理部２２、画像データの圧縮及び伸長(解凍)を行う圧縮／伸長処理部２４、筐体６４に設けられたＬＣＤ等の表示部２６が接続され表示部２６への動画像の表示を制御する表示制御部２８、内蔵フラッシュメモリ等の記憶部３０が接続され記憶部３０に対する動画像データ等の記録及び読み出しを制御する記録／読出制御部３２、バッテリ３４が接続されバッテリ３４から供給された電力を各構成要素へ供給する電源部３６、後述する光源部制御処理を行うための光源部制御プログラムを含む各種のプログラムやデータを記憶したメモリ３８、ＣＰＵ４０、各種の操作ボタン等を含む操作部４２、及び、被写体に赤外光を照射するための光源部５２が各々接続されている。なお、表示部２６は本発明における表示部の一例である。

操作部４２は、撮影の開始・終了を指示するためのボタンを含む撮影開始／終了指示部４４、撮影倍率の変更を指示するためのボタンを含む撮影倍率変更指示部４６、光源部５２のＬＥＤ９０(後述)の点消灯を指示するためのボタンを含むＬＥＤ点消灯指示部４８、及び、ＬＥＤ９０の角度(詳しくは後述する回動部材７０の角度)の変更を指示するためのボタンを含むＬＥＤ角度変更指示部５０を含んでいる。なお図示は省略するが、操作部４２は、気体の漏洩撮影装置１０の電源のオンオフを指示するためのボタンを含む電源オンオフ指示部も含んでいる。

図２に示すように、光源部５２は、扁平なドーナツ状で、レンズユニット１４の撮影光軸(図８には撮影光軸に「Ｐ」の符号を付して示す)の周囲を取り囲むように筐体６４に取り付けられたベースプレート６８を備えている。ベースプレート６８の上面には、扁平な直方体状とされた回動部材７０が、撮影光軸の軸回りに沿って間隔を空けて複数配置されている。

図３に示すように、個々の回動部材７０には、撮影光軸に近い側の端部に、ベースプレート６８の表面に平行でかつ撮影光軸に直交する方向に沿って配置された回転軸７２が各々取り付けられている。個々の回動部材７０に取り付けられた個々の回転軸７２は、ベースプレート６８の表面に取り付けられた一対のブラケット７４により、各々回転可能にベースプレート６８に支持されており、回動部材７０は回転軸７２を中心として回動可能とされている。

また、個々の回動部材７０に取り付けられた個々の回転軸７２は、それぞれの端部が、隣り合う回動部材７０に取り付けられた回転軸７２の端部と連結部７６を介して各々連結されている。連結部７６は例えば自在継ぎ手で構成されている。これにより、何れか１つの回動部材７０が回転軸を中心として回動されると、その回転力が回転軸７２及び連結部７６を介して残りの回動部材７０に伝達され、全ての回動部材７０が撮影光軸に対して同じ傾きとなるように回動される。

また、特定の１つの回動部材７０に取り付けられた回転軸７２には、中間部に、ギア機構を内蔵したギアボックス７８が設けられており、ギアボックス７８に内蔵されている１つのギアは、角度変更モータ５８の回転軸に取り付けられたギアと噛合している。ギアボックス７８は、角度変更モータ５８の回転軸の回転力を、回転軸７２を回転させる力へ変換して回転軸７２へ伝達する。これにより、角度変更モータ５８が駆動されると、角度変更モータ５８の駆動力により、全ての回動部材７０が撮影光軸に対して同じ傾きとなるように回動される。

また、個々の回動部材７０にはＬＥＤユニット５４が取り付けられている。なお、図１ではＬＥＤユニット５４を１個のみ示しているが、本実施形態では、図３に示すように、個々の回動部材７０毎に各々２個のＬＥＤユニット５４が取り付けられている。但し、１個の回動部材７０に取り付けられるＬＥＤユニット５４の数は２個に限られるものではない。なお、回動部材７０、回転軸７２及びブラケット７４は本発明における角度変更部の一例であり、回動部材７０は本発明における回動部材の一例である。また、本第１実施形態において、連結部７６、ギアボックス７８、角度変更モータ５８及びＣＰＵ４０は本発明における連動部の一例である。

図４に示すように、個々のＬＥＤユニット５４は、パッケージ台座８４と、パッケージ台座８４上に配置されたペルチェ素子８６と、ペルチェ素子８６の上方に配置された複数のＬＥＤ９０と、ＬＥＤ９０から所定の間隔を空けて配置されたレンズ９２と、を含んでいる。ＬＥＤ９０は波長3.3(μｍ)を含む所定の赤外域の光を射出する。レンズ９２はＬＥＤ９０からの射出光を屈折させ、ＬＥＤユニット５４からの射出光の拡がり角を所定角度に調整する。なお、本実施形態では、１つのＬＥＤユニット５４に４個のＬＥＤ９０が設けられているが、１つのＬＥＤユニット５４に設けられるＬＥＤ９０の数は４個に限られるものではない。上記のＬＥＤユニット５４又はＬＥＤ９０は本発明における発光源、より詳しくは請求項７に記載のＬＥＤの一例である。

図１に示すように、光源部５２はＬＥＤ駆動部５６を備えている。なお、図１ではＬＥＤ駆動部５６を１個のみ示しているが、実際には、ＬＥＤ駆動部５６は、同一の回動部材７０に取り付けられた２個のＬＥＤユニット５４毎に１個設けられている。図示は省略するが、ＬＥＤ駆動部５６は、２個のＬＥＤユニット５４の個々のＬＥＤの発光を制御するＬＥＤ発光制御部と、ペルチェ素子８６への通電を制御するペルチェ素子制御部と、ＬＥＤ発光制御部及びペルチェ素子制御部に電力を供給する電源回路と、を含んでいる。

ＬＥＤ駆動部５６のＬＥＤ発光制御部は、２個のＬＥＤユニット５４の個々のＬＥＤ９０の駆動電流の大きさ、個々のＬＥＤ９０のオンオフのデューティ比、及び、個々のＬＥＤ９０のオンオフの周波数を制御する。なお、個々のＬＥＤ９０のオンオフの周波数は、例えば400(Ｈz)程度とすることができる。また、ＬＥＤ駆動部５６のＬＥＤ発光制御部は、個々のＬＥＤのオンオフのタイミングをＬＥＤユニット５４を単位として切替えることにより、図５(Ａ)に示すように、同一の回動部材７０に取り付けられた２個のＬＥＤユニット５４の全てのＬＥＤ９０を同一の期間に点灯させることも(点滅モード)、図５(Ｂ)に示すように、各ＬＥＤ９０をＬＥＤユニット５４毎に交互に点灯させることも(連続モード)可能とされている。

ＬＥＤ駆動部５６のペルチェ素子制御部は、ＬＥＤ９０の駆動電流−発光強度特性が温度によって大きく変化することから、個々のＬＥＤ９０の温度がおよそ一定の温度に維持されるようにペルチェ素子８６への通電を制御する。

次に本第１実施形態の作用を説明する。本実施形態に係る気体の漏洩撮影装置１０は、例えばガスを輸送する配管網を定期的に点検する際に、ガスが漏洩していないことを点検する場合や、配管網に別に設けられたガス漏洩検知装置によってガスの漏洩が検知され、ガスの漏洩状況を確認したりガスの漏洩箇所を特定したりする場合に用いられる。この場合、作業者は、気体の漏洩撮影装置１０によって配管やその周辺を動画像として撮影し、撮影されて表示部２６に表示された動画像を目視してガスが漏洩していないかを確認することを、配管の方向に沿って移動しながら繰り返す。

ここで、気体の漏洩撮影装置１０によって撮影を行っている現場が、赤外光を含む自然光が殆ど届かない環境である場合は、漏洩したガスが撮影範囲内に存在していたとしても、当該ガスによる赤外光の吸収が生じないので、撮影された動画像のうち漏洩ガスに対応する領域とその他の領域とで濃度差が生じず、撮影されて表示部２６に表示された動画像を目視してもガスが漏洩していないかを確認することは困難である。このため、上記の場合、作業者は操作部４２のＬＥＤ点消灯指示部４８を介して光源部５２の各ＬＥＤユニット５４のＬＥＤ９０の点灯を指示する。

上記のようにＬＥＤユニット５４のＬＥＤ９０の点灯が指示されると、メモリ３８に記憶されている光源部制御プログラムがＣＰＵ４０によって実行されることで、図７に示す光源部制御処理がＣＰＵ４０によって行われる。

本実施形態では、各ＬＥＤユニット５４のＬＥＤ９０が消灯している状態で、個々の回動部材７０を、表面がベースプレート６８の表面と平行になる位置(初期位置)に停止させている。また、本実施形態では、ＬＥＤ９０を点灯させる間、個々のＬＥＤユニット５４毎の平均発光強度を回動部材７０の位置に応じて変化させる制御を行い、回動部材７０が互いに異なる複数の位置のときのＬＥＤユニット５４の目標平均発光強度が、メモリ３８に予め記憶されている。

このため、光源部制御処理の実行が開始されると、ステップ２００において、ＣＰＵ４０は、光源部５２の各ＬＥＤユニット５４のＬＥＤ９０をＬＥＤ駆動部５６によって点灯させると共に、ＬＥＤユニット５４毎の平均発光強度が回動部材７０の現在の位置(初期位置)に対応する目標平均発光強度になるように、発光させるＬＥＤ９０の数、ＬＥＤ９０の発光強度及びＬＥＤ９０の発光期間のデューティ比の少なくとも１つをＬＥＤ駆動部５６によって制御する。

次のステップ２０２において、ＣＰＵ４０は、操作部４２のＬＥＤ角度変更指示部５０を介してＬＥＤ９０(回動部材７０)の角度の変更が指示されたか否か判定する。ステップ２０２の判定が否定された場合はステップ２０４へ移行し、ＣＰＵ４０は、操作部４２のＬＥＤ点消灯指示部４８を介してＬＥＤ９０の消灯が指示されたか否か判定する。ステップ２０４の判定も否定された場合はステップ２０２に戻り、何れかの判定が肯定される迄、ステップ２０２,２０４を繰り返す。

作業者は、例えば配管からのガスの漏洩が生じており、ガスの漏洩箇所を特定するために配管に近寄った等のように、撮影対象との距離を小さくしたことに伴い、撮影範囲に対して光源部５２の個々のＬＥＤユニット５４からの射出光の照射範囲が広過ぎていると判断した等の場合、操作部４２のＬＥＤ角度変更指示部５０を介し、個々のＬＥＤユニット５４からの射出光が集光されるように個々のＬＥＤユニット５４(回動部材７０)の角度の変更を指示する。

上記指示が入力されると、ステップ２０２の判定が肯定されてステップ２０６へ移行する。ステップ２０６において、ＣＰＵ４０は、ＬＥＤ角度変更指示部５０を介して入力された角度変更指示に応じて、角度変更モータ５８の回転軸の回転方向を個々のＬＥＤユニット５４からの射出光を集光させる方向に決定すると共に、同方向への回転軸の回転量を決定し、角度変更モータ５８の回転軸が、決定した回転方向へ、決定した回転量だけ回転するように角度変更モータ５８の駆動を制御することで、各回動部材７０の角度を変更する。この回動部材７０の角度変更に伴い、個々のＬＥＤユニット５４からの射出光の光軸Ｌ(図８参照)と撮影光軸Ｐとの成す角度が変化する。

また、次のステップ２０８において、ＣＰＵ４０は、ＬＥＤユニット５４毎の平均発光強度が角度変更後の回動部材７０の位置に対応する目標平均発光強度になるように(この場合はＬＥＤユニット５４の平均発光強度が低下するように)、発光させるＬＥＤ９０の数、ＬＥＤ９０の発光強度及びＬＥＤ９０の発光期間のデューティ比の少なくとも１つをＬＥＤ駆動部５６によって制御する。

上記のステップ２０６,２０８の処理により、例として図８(Ａ)に示すように、気体の漏洩撮影装置１０から比較的近距離の位置に個々のＬＥＤユニット５４からの射出光が集光されるように、回動部材７０の角度(位置)が変更される。また、この場合の角度変更後の回動部材７０の位置は、個々のＬＥＤユニット５４からの射出光が比較的近距離に集光される位置であるので、個々のＬＥＤユニット５４毎の目標平均発光強度が小さくなり、ＬＥＤユニット５４の平均発光強度が回動部材７０の角度変更前よりも低下するようにＬＥＤ９０の発光が制御される。

これにより、個々のＬＥＤユニット５４からの射出光が比較的近距離に存在する撮影対象(例えば配管のガスの漏洩箇所)に集中的に照射され、個々のＬＥＤユニット５４からの射出光が撮影対象に効率良く照射される。また、個々のＬＥＤユニット５４の平均発光強度が回動部材７０の角度変更前よりも低下されることにより、比較的近距離に存在する撮影対象への赤外光の照射光量が過剰となって、撮影された動画像が白く潰れる等の画質低下が生ずることが抑制される。

また作業者は、例えば配管からのガスの漏洩が生じており、漏洩したガスの分布の拡がりを確認するために配管から遠ざかった等のように、撮影対象との距離を大きくしたことに伴い、撮影範囲に対して光源部５２のＬＥＤユニット５４からの射出光の照射範囲が一箇所に集まり過ぎていると判断した等の場合、操作部４２のＬＥＤ角度変更指示部５０を介し、ＬＥＤユニット５４からの射出光が拡散されるように個々のＬＥＤユニット５４(回動部材７０)の角度の変更を指示する。

上記指示が入力されると、ステップ２０２の判定が再び肯定されてステップ２０６へ移行し、ステップ２０６において、ＣＰＵ４０は、ＬＥＤ角度変更指示部５０を介して入力された角度変更指示に応じて、角度変更モータ５８の回転軸の回転方向をＬＥＤユニット５４からの射出光を拡散させる方向に決定すると共に、同方向への回転軸の回転量を決定し、角度変更モータ５８の回転軸が、決定した回転方向へ、決定した回転量だけ回転するように角度変更モータ５８の駆動を制御することで、各回動部材７０の角度を変更する。この回動部材７０の角度変更に伴い、個々のＬＥＤユニット５４からの射出光の光軸Ｌ(図８参照)と撮影光軸Ｐとの成す角度が変化する。

また、ステップ２０８において、ＣＰＵ４０は、ＬＥＤユニット５４毎の平均発光強度が角度変更後の回動部材７０の位置に対応する目標平均発光強度になるように(この場合は個々のＬＥＤユニット５４毎の平均発光強度が増加するように)、発光させるＬＥＤ９０の数、ＬＥＤ９０の発光強度及びＬＥＤ９０の発光期間のデューティ比の少なくとも１つをＬＥＤ駆動部５６によって制御する。このように、ＣＰＵ４０及びＬＥＤ駆動部５６(のＬＥＤ発光制御部)は本発明における発光制御部の一例である。

上記のステップ２０６,２０８の処理により、例として図８(Ｂ)に示すように、個々のＬＥＤユニット５４からの射出光が拡散される(照射範囲が拡がる)ように、回動部材７０の角度(位置)が変更される。また、この場合の角度変更後の回動部材７０の位置は、個々のＬＥＤユニット５４からの射出光が拡散される位置であるので、ＬＥＤユニット５４毎の目標平均発光強度が大きくなり、ＬＥＤユニット５４毎の平均発光強度が回動部材７０の角度変更前よりも増加するようにＬＥＤ９０の発光が制御される。

これにより、比較的広範囲に分布する撮影対象(例えば漏洩したガスの分布の拡がり)の全体に各ＬＥＤユニット５４からの射出光が照射され、撮影対象に対する各ＬＥＤユニット５４からの射出光の偏りが小さくなる。また、ＬＥＤユニット５４毎の平均発光強度が回動部材７０の角度変更前よりも増加されることにより、比較的広範囲に分布し距離も比較的大きい撮影対象への赤外光の照射光量が不足して、漏洩したガスの分布を撮影された動画像上で確認できない等の画質低下が生ずることが抑制される。

また、ガスの漏洩箇所の特定や、漏洩したガスの分布の拡がりの確認等を行い、必要な措置を講じ終えた作業者は、操作部４２のＬＥＤ点消灯指示部４８を介して光源部５２の各ＬＥＤユニット５４のＬＥＤ９０の消灯を指示する。この指示が入力されると、ステップ２０４の判定が肯定されてステップ２１０へ移行し、ステップ２１０において、ＣＰＵ４０は、光源部５２の各ＬＥＤユニット５４のＬＥＤ９０をＬＥＤ駆動部５６によって消灯させる。そして、次のステップ２１２において、ＣＰＵ４０は、回動部材７０を初期位置へ回動するように角度変更モータ５８の駆動を制御し、光源部制御処理を終了する。

〔第２実施形態〕
次に本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。

図９には、本第２実施形態に係る光源部１００の構成が示されている。図９に示す光源部１００は、第１実施形態で説明した光源部５２(図３)と比較して、個々の回動部材７０に取り付けられた回転軸７２が、隣り合う回動部材７０に取り付けられた回転軸７２と連結されておらず、個々の回動部材７０に取り付けられた回転軸７２が、互いに異なる角度変更モータ５８の回転軸に連結されている点が相違している。

本第２実施形態において、ＣＰＵ４０は、操作部４２のＬＥＤ角度変更指示部５０を介して個々のＬＥＤユニット５４ (回動部材７０)の角度の変更が指示されると、角度変更モータ５８の回転軸の回転方向及び回転量を決定した後に、個々の回動部材７０の回転軸７２と連結された複数の角度変更モータ５８の回転軸が、決定した同一の回転方向へ、決定した同一の回転量だけ各々回転するように、個々の角度変更モータ５８の駆動を各々制御する。これにより、個々の回動部材７０が、互いに異なる角度変更モータ５８の駆動力により、同一の回転方向へ同一の回転量だけ回動され、個々のＬＥＤユニット５４からの射出光の光軸Ｌと撮影光軸Ｐとの成す角度が互いに等しくなるように、個々のＬＥＤユニット５４の向きが変更されることになる。

このように、本第２実施形態において、複数の回動部材７０に対応して各々設けられた複数の角度変更モータ５８及びＣＰＵ４０は、本発明における連動部の一例である。上記のように、本発明における連動部は、個々のＬＥＤユニット５４からの射出光の光軸Ｌと撮影光軸Ｐとの成す角度を互いに等しくする機構によって実現することに限られるものではなく、個々の回動部材７０の回転軸７２と連結された複数の角度変更モータ５８に対して同一の駆動制御を適用することによっても実現できる。

〔第３実施形態〕
次に本発明の第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。

図１０には、本第３実施形態に係る光源部１０４の構成が示されている。図１０に示す光源部１０４は、個々の回動部材７０に取り付けられた回転軸７２が、隣り合う回動部材７０に取り付けられた回転軸７２と連結されていない点が、第１実施形態で説明した光源部５２(図３)と相違している。図示は省略するが、個々の回動部材７０に取り付けられた回転軸７２には、回動部材７０の裏面(ＬＥＤユニット５４(図１０ではＬＥＤユニット５４の図示を省略している)が設けられている面(表面)と反対側の面)がベースプレート６８の表面(回動部材７０が設けられている側の面)と接近する方向に回動部材７０を付勢するばね等の付勢部材が取り付けられている。

また、ベースプレート６８の裏面には、撮影光軸Ｐと同軸で、かつベースプレート６８の裏面から間隔を空けて(図１０(Ｂ)参照)、リング状部材１０６が配置されている。リング状部材１０６は、直径が、個々の回動部材７０の裏面に各々対応する大きさとされ、ベースプレート６８の裏面と対向する面には、個々の回動部材７０に対応する位置に、リング状部材１０６の周方向に沿って傾斜された傾斜面を有する傾斜部材１０８が各々取り付けられている。

また、ベースプレート６８には、個々の回動部材７０に対応する位置に孔が各々穿設され、個々の孔には円柱状の押圧部材１１０が貫通している。押圧部材１１０は、一端部が傾斜部材１０８の傾斜面に接触し、他端部が回動部材７０の裏面のうち回転軸７２が取り付けられている側と反対側の端部付近に接触している。また、リング状部材１０６の外周面の一部分にはギア１０６Ａが形成されており、このギア１０６Ａには、角度変更モータ５８の回転軸に取り付けられたピニオンギア１１２が噛合している。なお、本第３実施形態において、リング状部材１０６、傾斜部材１０８、押圧部材１１０、角度変更モータ５８、ピニオンギア１１２及びＣＰＵ４０は本発明における連動部の一例である。

本第３実施形態において、各ＬＥＤユニット５４からの射出光が集光される方向への回動部材７０(ＬＥＤユニット５４)の角度変更が指示された場合、ＣＰＵ４０は、リング状部材１０６が図１０(Ａ)における時計回りに回転するように、角度変更モータ５８の回転軸を回転させる。これにより、図１０(Ｂ)に想像線で示すように、押圧部材１１０の一端部と傾斜部材１０８の傾斜面との接触位置が傾斜面を登る方向へ移動し、押圧部材１１０がベースプレート６８側へ移動し、押圧部材１１０が回動部材７０の裏面を押圧することで、回動部材７０は付勢部材の付勢力に抗してベースプレート６８から離間する方向へ回動する。これにより、各ＬＥＤユニット５４からの射出光が集光されるように回動部材７０(ＬＥＤ９０)の角度が変更されることになる。

また、各ＬＥＤユニット５４からの射出光が拡散する方向への回動部材７０(ＬＥＤユニット５４)の角度変更が指示された場合、ＣＰＵ４０は、リング状部材１０６が図１０(Ａ)における反時計回りに回転するように、角度変更モータ５８の回転軸を回転させる。これにより、図１０(Ｂ)に実線で示すように、押圧部材１１０の一端部と傾斜部材１０８の傾斜面との接触位置が傾斜面を下る方向へ移動し、押圧部材１１０がリング状部材１０６側へ移動することで、回動部材７０は付勢部材の付勢力によりベースプレート６８の表面と接近する方向へ回動する。これにより、各ＬＥＤユニット５４からの射出光が拡散するように回動部材７０(ＬＥＤユニット５４)の角度が変更されることになる。

このように、回動部材７０を回動させてＬＥＤユニット５４の角度を変更することは、回動部材７０に取り付けられた回転軸７２に、回動部材７０を回動させる力を加えることに限られるものではなく、上記のように、回動部材７０の裏面に加える押圧力を加減することによっても実現できる。

〔第４実施形態〕
次に本発明の第４実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。

図１１に示すように、本第４実施形態に係る気体の漏洩撮影装置１２０は、第１実施形態で説明した気体の漏洩撮影装置１０と比較して、角度変更モータ５８に代えてポンプ等を含む空気圧発生部１１３が設けられた光源部１１４を備えている点で相違している。

また、図１２に示すように、本第４実施形態に係る光源部１１４は、ベースプレート６８のうちの個々の回動部材７０に対応する位置に孔１１６(図１２(Ｂ)参照)が各々穿設されている。また、図示は省略するが、個々の回動部材７０に取り付けられた回転軸７２には、第３実施形態と同様に、回動部材７０の裏面がベースプレート６８の表面と接近する方向に回動部材７０を付勢するばね等の付勢部材が取り付けられている。

ベースプレート６８の裏面には、ベースプレート６８の裏面から間隔を空けた位置(図１２(Ｂ)参照)に、中空でリング状とされた通気管１１８が配置されている。通気管１１８は、直径が、個々の回動部材７０の裏面に各々対応する大きさとされ、連結口１１８Ａと図示しないパイプを介して空気圧発生部１１３と連結されている。通気管１１８の中間部のうちの個々の回動部材７０に対応する位置には、先端部が孔１１６に挿入され通気管１１８内の空気圧に応じて回動部材７０側への突出量が変化する突出部材１２１を備えたエアシリンダ１２２が各々設けられている。なお、本第４実施形態において、通気管１１８、突出部材１２１を備えたエアシリンダ１２２、空気圧発生部１１３及びＣＰＵ４０は、本発明における連動部の一例である。

本第４実施形態において、各ＬＥＤユニット５４からの射出光が集光される方向への回動部材７０(ＬＥＤユニット５４)の角度変更が指示された場合、ＣＰＵ４０は、通気管１１８内の空気圧が増大するように空気圧発生部１１３の動作を制御する。これにより、図１２(Ｂ)に想像線で示すように、個々のエアシリンダ１２２において、回動部材７０側への突出部材１２１の突出量が増大し、突出部材１２１の先端部が回動部材７０の裏面を押圧することで、回動部材７０は付勢部材の付勢力に抗してベースプレート６８から離間する方向へ回動する。これにより、各ＬＥＤユニット５４からの射出光が集光されるように回動部材７０(ＬＥＤユニット５４)の角度が変更されることになる。

また、各ＬＥＤユニット５４からの射出光が拡散する方向への回動部材７０(ＬＥＤユニット５４)の角度変更が指示された場合、ＣＰＵ４０は、通気管１１８内の空気圧が減少するように空気圧発生部１１３の動作を制御する。これにより、図１２(Ｂ)に実線で示すように、個々のエアシリンダ１２２において、回動部材７０側への突出部材１２１の突出量が減少し、回動部材７０は付勢部材の付勢力によりベースプレート６８の表面と接近する方向へ回動する。これにより、各ＬＥＤユニット５４からの射出光が拡散するように回動部材７０(ＬＥＤユニット５４)の角度が変更されることになる。

このように、回動部材７０を回動させてＬＥＤユニット５４の角度を変更することは、角度変更モータ５８の駆動力を用いることに限られるものではなく、上記のように、空気圧発生部１１３の動作を制御して、通気管１１８内の空気圧を増減させることによっても実現できる。

〔第５実施形態〕
次に本発明の第５実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。

図１３に示すように、本第５実施形態に係る気体の漏洩撮影装置１３０は、第１実施形態で説明した気体の漏洩撮影装置１０と比較して、角度変更モータ５８に代えてロータリーエンコーダ１３２が設けられた光源部１３４を備えており、操作部４２に代えて、ＬＥＤ角度変更指示部５０が省略された操作部１３６を備えている点で相違している。

また、図１４に示すように、本第５実施形態に係る光源部１３４は、特定の１つの回動部材７０に取り付けられた回転軸７２の中間部に、ギアボックス７８に代えて、手動で回転軸７２を回転させるための回転つまみ１３８が取り付けられている。これにより、回転つまみ１３８を介して回転軸７２に回転力が入力されると、入力された回転力が全ての回動部材７０の回転軸７２に伝達されることで、全ての回動部材７０が撮影光軸に対して同じ傾きとなるように回動される。なお、本第５実施形態において、回転つまみ１３８及び連結部７６は本発明における連動部の一例である。

また、回転つまみ１３８が取り付けられた回転軸７２とは異なる回転軸７２の中間部には、ギア機構を内蔵したギアボックス１４０が設けられており、ギアボックス１４０には前述のロータリーエンコーダ１３２が連結されている。ロータリーエンコーダ１３２は、回動部材７０に取り付けられた回転軸７２の回転方向及び回転量を検出する。

本第５実施形態において、ＣＰＵ４０は、操作部４２のＬＥＤ点消灯指示部４８を介して光源部１３４の各ＬＥＤユニット５４のＬＥＤ９０の点灯が指示されると、光源部１３４の各ＬＥＤユニット５４のＬＥＤ９０をＬＥＤ駆動部５６によって点灯させ、操作部４２のＬＥＤ点消灯指示部４８を介して光源部１３４の各ＬＥＤユニット５４のＬＥＤ９０の消灯が指示されると、光源部５２の各ＬＥＤユニット５４のＬＥＤ９０をＬＥＤ駆動部５６によって消灯させる。

また、光源部５２の各ＬＥＤユニット５４のＬＥＤ９０が点灯している状態で、ＬＥＤユニット５４からの射出光を集光させたくなった場合、作業者は、ＬＥＤユニット５４からの射出光を集光させる方向へ回動部材７０を回動させる回転力を、回転つまみ１３８を介して回転軸７２に入力する。これにより、回転つまみ１３８を介して回転軸７２に入力された回転力は、個々の回動部材７０の回転軸７２及び連結部７６を介して全ての回動部材７０に伝達され、ＬＥＤユニット５４からの射出光が集光されるように回動部材７０(ＬＥＤユニット５４)の角度が変更される。

また、光源部５２のＬＥＤ９０が点灯している状態で、各ＬＥＤユニット５４からの射出光を拡散させたくなった場合、作業者は、ＬＥＤユニット５４からの射出光を拡散させる方向へ回動部材７０を回動させる回転力を、回転つまみ１３８を介して回転軸７２に入力する。これにより、回転つまみ１３８を介して回転軸７２に入力された回転力は、個々の回動部材７０の回転軸７２及び連結部７６を介して全ての回動部材７０に伝達され、各ＬＥＤユニット５４からの射出光が拡散されるように回動部材７０(ＬＥＤユニット５４)の角度が変更される。

また、作業者により回転つまみ１３８を介して回転軸７２が回転されると、回転軸７２の回転方向及び回転量がロータリーエンコーダ１３２によって検出され、ＣＰＵ４０に入力される。ＣＰＵ４０は、回転軸７２が回転されると、ロータリーエンコーダ１３２によって検出された回転軸７２の回転方向及び回転量に基づき、ＬＥＤユニット５４の平均発光強度が回動部材７０(ＬＥＤユニット５４)の変更後の角度に対応する目標平均発光強度になるように、発光させるＬＥＤ９０の数、ＬＥＤ９０の発光強度及びＬＥＤ９０の発光期間のデューティ比の少なくとも１つをＬＥＤ駆動部５６によって制御する。これにより、撮影対象との距離や撮影対象の分布の拡がり具合等に応じて、回動部材７０(ＬＥＤユニット５４)の角度が手動で変更されると、回動部材７０(ＬＥＤユニット５４)の角度の変化に応じて、ＬＥＤユニット５４毎の平均発光強度が自動的に変更されることになる。

なお、上記では回動部材７０(ＬＥＤユニット５４)の角度の変化に応じて、発光させるＬＥＤ９０の数、ＬＥＤ９０の発光強度及びＬＥＤ９０の発光期間のデューティ比の少なくとも１つを制御することで、ＬＥＤユニット５４毎の平均発光強度を変更する態様を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、回動部材７０(ＬＥＤユニット５４)の角度変化に拘わらずＬＥＤユニット５４毎の平均発光強度を変更しない態様も本発明の権利範囲に含まれる。

また、上記では赤外域を含む波長域の光を所定角度以上の拡がり角で射出する発光源の一例としてＬＥＤ９０を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記の発光源として面発光レーザやランプ光源等を適用することも可能である。

１０, １２０, １３０…気体の漏洩撮影装置、１２…赤外透過フィルタ、１６…撮像素子、４２,１３６…操作部、４８…ＬＥＤ点消灯指示部、５０…ＬＥＤ角度変更指示部、５２,１００,１０４,１１４,１３４…光源部、５４…ＬＥＤユニット、５６…ＬＥＤ駆動部、５８…角度変更モータ、７０…回動部材、７２…回転軸、７６…連結部、９０…ＬＥＤ、１０６…リング状部材、１０８…傾斜部材、１１０…押圧部材、１１３…空気圧発生部、１１８…通気管、１２１…突出部材、１２２…エアシリンダ、１３２…ロータリーエンコーダ

Claims

筐体に設けられ赤外域の光に感度を有する撮影部と、
赤外域を含む波長域の光を所定角度以上の拡がり角で射出する発光源と、
前記筐体に設けられると共に前記発光源が取り付けられ、前記発光源からの射出光の光軸と前記撮影部の撮影光軸との成す角度が変化するように前記発光源の向きを変更可能な角度変更部と、
を含む気体の漏洩撮影装置。
前記角度変更部は、前記撮影光軸と直交する面内の軸を中心として回動可能とされた回動部材を含む請求項１記載の気体の漏洩撮影装置。
前記発光源は、前記撮影光軸の周囲の互いに異なる複数の位置に配置され、互いに異なる前記角度変更部に取り付けられており、
前記複数の位置に配置された個々の発光源について、前記射出光の光軸と前記撮影光軸との成す角度が互いに等しくなるように、前記個々のＬＥＤが取り付けられた前記角度変更部によって前記個々のＬＥＤの向きを各々変更する連動部を更に含む請求項１又は請求項２記載の気体の漏洩撮影装置。
前記連動部は、前記射出光の照射範囲を指示するための指示部を介して入力された指示に応じて、前記個々の発光源からの射出光の光軸と前記撮影光軸との成す角度を各々変更する請求項３記載の気体の漏洩撮影装置。
前記連動部による前記個々の発光源からの射出光の光軸と前記撮影光軸との成す角度の変更に応じて、発光させる前記発光源の数、前記発光源の発光強度及び前記発光源の発光期間の比率の少なくとも１つを変更する発光制御部を更に含む請求項３又は請求項４の何れか１項記載の気体の漏洩撮影装置。
前記筐体に設けられ、前記撮影部によって撮影された画像を表示する表示部を更に含む請求項１〜請求項５の何れか１項記載の気体の漏洩撮影装置。
前記撮影部は波長3.3(μｍ)の赤外光を含む赤外域の光に感度を有し、
前記発光源は波長3.3(μｍ)の赤外光を含む波長域の光を射出するＬＥＤである請求項１〜請求項６の何れか１項記載の気体の漏洩撮影装置。