JP3225118U - 浮遊埃の撮影モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】市販の安価な光源やカメラを利用して浮遊している埃を撮影し、その撮像をコンピュータで画像処理することで、埃の浮遊軌跡情報を作成するのに用いる、利便性の高い撮影モジュールを提供する。【解決手段】隙間をあけて凹面側で左右方向に対向する一対のフード状部位５１、６１で構成される暗室と、暗室の後側に設けられ、暗室内で前端開放側に向かって光を照射するＬＥＤ光源ユニット３と、フード状部位５１の内面で構成されたスクリーンと、フード状部位６１に設けられたカメラ窓６３と、カメラ窓の近傍に設置されたＵＳＢカメラ６７を備え、上下前方向に開放された隙間へ埃が侵入すると、光が埃に衝突することより生じる散乱光がスクリーンに映し出されてＵＳＢカメラにより撮影される。【選択図】図１

Description

本考案は、撮影モジュールに係り、特に、浮遊している埃を可視化撮影するのに適した撮影モジュールに関するものである。

従来は、浮遊している埃、すなわち浮遊埃を可視化撮影する際には、レーザー光でシート光と呼ばれる薄い膜状の光を作り、そこを埃が通過する瞬間を高感度ＣＣＤカメラが捕らえていた。
この方法では、当該カメラは埃が通過する際の一瞬しか捕らえることができないので、埃の浮遊軌跡情報を得ることはできなかった。
而して、埃が存在すれば、室内環境への悪影響があるため、特許文献１に記載されているように、建物に集塵装置を備えさせて極力埃を除去しているが、埃の浮遊軌跡が分れば、それに基づいて発生位置、落下・付着位置、その間の飛翔経路を推測できるので、上記した集塵装置やその他のクリーン機器を効率的に働かせることができると考えられる。
それに応えて、本考案者は、先に、特許文献２に記載されているように、市販の安価な光源やカメラを利用して浮遊している埃を撮影し、その撮像をコンピュータで画像処理することで、埃の浮遊軌跡情報を作成することを提案した。

特開２００７−３０１３４４号公報 特開２０１０−１３４６６７号公報

本考案は、特許文献２に記載された撮影設備をモジュール化して、利便性を高めることを、その目的とする。

本考案は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１の考案は、隙間をあけて凹面側で左右方向に対向する一対のフード状部位で構成される暗室と、前記暗室の後側に設けられ、前記暗室内で前端開放側に向かって光を照射するＬＥＤ光源ユニットと、前記一対のフード状部位の一方の対向部の内面で構成されたスクリーンと、前記一対のフード状部位の他方の対向部に設けられたカメラ窓と、前記他方の対向部の外面に設けられたカメラ設置部と、前記カメラ設置部に設置されたカメラを備え、上下前方向に開放された隙間へ埃が侵入すると、前記光が前記埃に衝突することより生じる散乱光が前記スクリーンを背景に映し出されて前記カメラにより撮影されることを特徴とする浮遊埃の撮影モジュールである。

請求項２の考案は、請求項１に記載した浮遊埃の撮影モジュールにおいて、ＬＥＤ光源ユニットは照射窓を備えた光源ケースと、前記光源ケースに収容され前記照射窓の外側を向いて配置された照明用レンズと前記照明用レンズの背面に配置されたＬＥＤ基板を備えており、暗室の後面部は前記光源ケースで兼用されていることを特徴とする撮影モジュールである。

請求項３の考案は、請求項２に記載した浮遊埃の撮影モジュールにおいて、スクリーン側のフード状部位には照射窓の窓縁に沿って遮蔽面部が設けられており、光の広がりが規制されて前記スクリーンに向かう照射光が除去されることを特徴とする撮影モジュールである。

請求項４の考案は、請求項３に記載した浮遊埃の撮影モジュールにおいて、遮蔽面部は、前端にカメラ窓側のフード状部位に向かって突出する突出片を備えており、前記突出片により光の広がりが規制されることを特徴とする撮影モジュールである。

請求項５の考案は、請求項２から４のいずれかに記載した浮遊埃の撮影モジュールにおいて、光源ケースにはＬＥＤ照明の放熱対策用にファンと排気口が設けられていることを特徴とする撮影モジュールである。

請求項６の考案は、請求項２から５のいずれかに記載した浮遊埃の撮影モジュールにおいて、光源ケースの底面部には三脚の取付け用のネジ穴が設けられていることを特徴とする撮影モジュールである。

本考案の浮遊埃の撮影モジュールでは、光源、スクリーン、カメラが一体化されており、撮影場所まで容易に移動させることができる。
埃の発生位置等を突き止める場合には室内で都度場所を変えて撮影する必要があるが、本考案の撮影モジュールは上記したように移動が容易なので、このような撮影に適している。

本考案の実施の形態に係る撮影モジュールの斜視図である。 図１の撮影モジュールの暗室の構成部材の斜視図である。 図１の撮影モジュールのカメラ設置部分の斜視図である。 図１の撮影モジュールのＡ−Ａ断面図である。 図１の撮影モジュールの側面図（一部透明化）である。 図１の撮影モジュールの上面図（一部透明化）である。 図１の撮影モジュールの撮影環境の説明図である。 図１の撮影モジュールを用いて得られた埃の浮遊軌跡情報の表示画面である。

本考案の実施の形態に係る浮遊埃の撮影モジュール１について、図面にしたがって説明する。
図１に示すように、この浮遊埃の撮影モジュール１は、ＬＥＤ光源ユニット３を備えている。この図１での前後左右上下方向を示す矢印が以下の記載での方向を示す基準に利用されている。
このＬＥＤ光源ユニット３は、方形箱状の光源ケース５に主要部品が収められている。この光源ケース５は、図４〜図６に示すように、黒色プレート材で構成された前面部７、側面部９、１１、後面部１３、天面部１５、底面部１７がネジ止めにより連結されて立体化されている。図４に示すように、前面部７には矩形の貫通穴が大きく形成されており、黒色プレート材で構成された遮光プレート１９がネジ止めされて塞がれている。但し、この遮光プレート１９には上下に長い長方形の貫通穴が左右方向中心部に寄せて形成されており、この貫通穴が照射窓２１になっている。

天面部１５には、排気ガイド２３、２３が設けられている。この排気ガイド２３は、天面部１５上で隆起した状態になっており、前側が閉塞し、下側が天面部１５の貫通穴１５ａを介して内部と連通し、後側は開口されて排気口２３ａになっており、外に開放されている。貫通穴１５ａの穴縁を囲むように、天面部１５の内面にファン２５が取付けられている。排気ガイド２３、２３は、間隔をあけて平行に並んでおり、天面部１５の中心部より後側に位置している。そして、排気ガイド２３、２３に各別にファン２５、２５が備えられている。ファンフレーム２７内に羽根とモータが収容されており、この羽根の取付け軸にモータの回転軸が連結されている。

排気ガイド２３、２３の左右方向の間には、取っ手２９が取付けられている。この取っ手２９は、Ｊ字形を横倒した形状になっており、把持部分は天面部１５にほぼ平行になっている。取っ手２９の把持部分は天面部１５の前側に向かって延びており、排気ガイド２３、２３が後側に設けられていることから、把持部分の左右両側は空いている。
また、底面部１７には、三脚の取付け用のネジ穴（図示省略）が形成されている。

図５の側面部１１を透明化した図に示すように、光源ケース５の内部には、照明用レンズ３１と、ＬＥＤ基板３３が一体化されたものが収容されている。照明用レンズ３１は上記した照射窓２１側に寄せ外側を向いて配置されており、照射窓２１を介して露出している。この照明用レンズ３１の背面側にＬＥＤ基板３３が配置されている。
また、光源ケース５の内部にはファン３５が備えられている。ファンフレーム３７内に羽根とモータが収容されており、この羽根の取付け軸にモータの回転軸が連結されている。モータの駆動によりこの羽根が回転すると、光源ケース５内の空気をケース外に吹き出すようになっている。
図１に示すように、ファンフレーム３７は後面部１３に取付けられており、その突出側の面は開口しているが、線状部材で構成されたガード３９が取付けられている。そして、このガード３９の内面にはフィルタ４１が張られている。

羽根はこのガード３９に対向しており、モータの駆動によりこの羽根が回転すると、ケース外の空気がフィルタ４１を介して光源ケース５の内部に流入するようになっている。従って、ファン２５、２５と、ファン３５によって、光源ケース５の内部の空気が外に排出されると共に、新しい空気が供給されて空気の流れが形成される。
ＬＥＤ素子から発生した熱を含んだ熱い空気が上記した空気の流れにより光源ケース５外に排出され、新しい空気が光源ケース５外から供給されるので、ＬＥＤ素子部分や周りの部分が強制冷却され、熱劣化が阻止される。

図５に示すように、光源ケース５内には、コンバータ４３も収容されており、これに接続された電源ケーブル４５が、後面部１３の挿通穴を介して光源ケース５外に引き出されている。この電源ケーブル４５は商用電源接続用になっており、先端プラグがコンセントに差し込まれて接続されると、コンバータ４３に商用電源が供給されるので、設定された直流電源に変換し、ＬＥＤ基板３３とファン２５、３５からのモータにもその電源を供給するようになっている。なお、図５では、配線は図示省略されている。
なお、光源ケース５外に引き出された電源ケーブル４５には途中にＯＮ・ＯＦＦスイッチ４７が介装されており、このＯＮ・ＯＦＦスイッチ４７の押下により商用電源が供給される。

光源ケース５の前側に暗室４９が、一対のフード状部位５１、６１を用いて構成されている。
図２に示すように、一方のフード状部位５１は黒色プレート材がそれぞれ接着により連結されて方形状に立体化されている。断面凹形で長く延びており、凹底面部５１ａ、凹側面部５１ｂ、５１ｂ、前端閉塞部５１ｃで構成されている。他方の凹端は開放されており、そこには垂直方向外方に向かって黒色プレート状のフランジ５１ｄが連設されている。また、開放側の凹端に寄せて黒色プレート状の遮蔽面部５３が両側の凹側面部５１ｂ、５１ｂの縁間に架け渡されて固定されている。従って、遮蔽面部５３がある部分は、断面凹形ではなく、断面四角枠形になっている。

そして、遮蔽面部５３の前方向にはＬ形部材５５が取付けられている。このＬ形部材５５は細長い長方形の黒色プレート材を長手方向に平行な折り線に従って垂直に折り曲げたものであり、一方の片部が遮蔽面部５３に重ね合されて固定されて、他方の片部が突出片５７になっている。この突出片５７は遮蔽面部５３のプレート面から辺縁に沿って垂直に立ち上がって突出しており、その突出方向は凹底面部５１ａから離れる方向になっている。

フード状部位５１はフランジ５１ｄが光源ケース５の前面部７の右辺縁とそれに連なる上下辺縁に重ね合されネジ止め固定されており、凹底面部５１ａの底内面が左方を向いている。この底内面がスクリーン５９になっている。

図１、図７に示すように、他方のフード状部位６１も一方のフード状部位５１と同様に構成され、一対をなしているが、遮蔽面部５３、Ｌ形部材５５を備えていない。
凹底面部６１ａには矩形の貫通口が形成されており、この貫通口がカメラ窓６３になっている。また、プレート状のカメラ取付ブラケット６５が、このカメラ窓６３の近傍に設けられている。このカメラ取付ブラケット６５は、外面から外方に向かって張り出している。カメラ取付ブラケット６５はカメラ窓６３側に向かって斜め方向から伸長しており、カメラ窓６３の中心線の延長上まで届いている。図３に示すように、カメラ取付ブラケット６５にはＵＳＢカメラ６７のホルダ６９が蝶ネジ７１を使用したネジ止めにより固定されるようになっており、ＵＳＢカメラ６７のレンズ軸がカメラ窓６３の中心線上に揃うように設置できる。

フード状部位６１はフランジ６１ｄが光源ケース５の前面部７の左辺縁とそれに連なる上下辺縁に重ね合されネジ止め固定されており、凹底面部６１ａの底内面が右方を向いている。
従って、フード状部位５１とフード状部位６１はそれぞれ凹面側が左右方向で対向した状態で並んで、光源ケース５の前方に突設された片持ち支持状態で固定されている。この固定により、スクリーン５９のほぼ中心部分にカメラ窓６３が位置する。

フード状部位５１、フード状部位６１のそれぞれの後側の凹端は光源ケース５の前面部７に当接され閉塞されており、前面部７が暗室４９の後面部を兼ねている。
フード状部位５１側の遮蔽面部５３は、前面部７の照射窓２１の縁に沿ってその延長上にある。
また、固定されたフード状部位５１とフード状部位６１の間には隙間７３が形成されており、この隙間７３は上下及び前方に向かって開放されている。

組み立てられて一体化した撮影モジュール１はコンパクトになっており、図１に示すように、既存の三脚７５上に取付けることで、ある程度の高さに保持できる。
また、撮影モジュール１は軽量化されているので、三脚７５を畳んで、取っ手２９を把持すれば、容易に移動させることができる。
更に、三脚７５のロックを外し取っ手２９を回すことで、撮影モジュール１の向きを変更することができる。

図７に示すように、ＬＥＤ基板３３のＬＥＤ素子が点灯すると、照明用レンズ３１を通して照明光Ｌが照射される。この照明光Ｌは照射窓２１を通して広がりながら暗室４９の前端開放側に向かっている。上方から見ると、照明光Ｌは隙間７３を中心として左右方向に広がっているが、遮蔽面部５３および突出片５７の存在により、フード状部位５１側は広がりが規制されている。従って、スクリーン５９の前側でも照明光Ｌの放射状の広がり範囲から外れるので、直接照らされず反射によるスクリーンとしての機能低下が阻止される。従って、スクリーン５９の全体を無駄なく埃の撮影用に利用できる。
設置されたＵＳＢカメラ６７の画角（Ｘ）には、スクリーン５９全体が視野に入り、ＵＳＢカメラ６７がスクリーン５９全体を撮影できるようになっている。

埃が照明光源より送り出された光の中を浮遊しているとき、光が埃に衝突して散乱光を発する。この散乱光の及ぶ範囲は埃の実体の数百倍にもなり、その範囲では輝度が上昇変化する。従って、特許文献２では、上記した散乱光をＣＣＤカメラで連続的に撮影し、パソコン内での画像処理により、この撮影画像の輝度の変化情報に基づいて埃の浮遊軌跡情報として作成している。
この撮影を、撮影モジュール１を用いて実施することができる。上下前方向に開放された隙間７３へ埃が侵入すると、光が埃に衝突することより生じる散乱光がスクリーン５９を背景に映し出されて、ＵＳＢカメラ６７により撮影される。ＵＳＢカメラ６７はＵＳＢ出力のＣＣＤカメラであり、ＵＳＢケーブル７７を介してパソコン（図示省略）と接続されて、撮影された画像が高速で転送される。
図８は、パソコンのディスプレイに表示させた、埃画像を重畳表示した画面であり、転送毎に埃画像の重畳枚数が増えていく。

以上、本考案の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても考案に含まれる。

１…浮遊埃の撮影モジュール
３…ＬＥＤ光源ユニット ５…光源ケース ７…前面部
９…側面部 １１…側面部 １３…後面部 １５…天面部
１５ａ…貫通穴 １７…底面部 １９…遮光プレート ２１…照射窓
２３…排気ガイド ２３ａ…排気口 ２５…ファン ２７…ファンフレーム
２９…取っ手 ３１…照明用レンズ ３３…ＬＥＤ基板 ３５…ファン
３７…ファンフレーム ３９…ガード ４１…フィルタ
４３…コンバータ ４５…電源ケーブル ４７…ＯＮ・ＯＦＦスイッチ
４９…暗室 ５１…フード状部位 ５１ａ…凹底面部 ５１ｂ…凹側面部
５１ｃ…前端閉塞部 ５１ｄ…フランジ ５３…遮蔽面部 ５５…Ｌ形部材
５７…突出片 ５９…スクリーン ６１…フード状部位 ６１ａ…凹底面部
６１ｂ…凹側面部 ６１ｃ…前端閉塞部 ６１ｄ…フランジ ６３…カメラ窓
６５…カメラ取付ブラケット ６７…ＵＳＢカメラ ６９…ホルダ
７１…蝶ネジ ７３…隙間 ７５…三脚 ７７…ＵＳＢケーブル
Ｌ…照明光 Ｘ…画角

Claims (6)

1. 隙間をあけて凹面側で左右方向に対向する一対のフード状部位で構成される暗室と、前記暗室の後側に設けられ、前記暗室内で前端開放側に向かって光を照射するＬＥＤ光源ユニットと、前記一対のフード状部位の一方の対向部の内面で構成されたスクリーンと、前記一対のフード状部位の他方の対向部に設けられたカメラ窓と、前記他方の対向部の外面に設けられたカメラ設置部と、前記カメラ設置部に設置されたカメラを備え、上下前方向に開放された隙間へ埃が侵入すると、前記光が前記埃に衝突することより生じる散乱光が前記スクリーンを背景に映し出されて前記カメラにより撮影されることを特徴とする浮遊埃の撮影モジュール。
2. 請求項１に記載した浮遊埃の撮影モジュールにおいて、
   ＬＥＤ光源ユニットは照射窓を備えた光源ケースと、前記光源ケースに収容され前記照射窓の外側を向いて配置された照明用レンズと前記照明用レンズの背面に配置されたＬＥＤ基板を備えており、暗室の後面部は前記光源ケースで兼用されていることを特徴とする撮影モジュール。
3. 請求項２に記載した浮遊埃の撮影モジュールにおいて、
   スクリーン側のフード状部位には照射窓の窓縁に沿って遮蔽面部が設けられており、光の広がりが規制されて前記スクリーンに向かう照射光が除去されることを特徴とする撮影モジュール。
4. 請求項３に記載した浮遊埃の撮影モジュールにおいて、
   遮蔽面部は、前端にカメラ窓側のフード状部位に向かって突出する突出片を備えており、前記突出片により光の広がりが規制されることを特徴とする撮影モジュール。
5. 請求項２から４のいずれかに記載した浮遊埃の撮影モジュールにおいて、
   光源ケースにはＬＥＤ照明の放熱対策用にファンと排気口が設けられていることを特徴とする撮影モジュール。
6. 請求項２から５のいずれかに記載した浮遊埃の撮影モジュールにおいて、
   光源ケースの底面部には三脚の取付け用のネジ穴が設けられていることを特徴とする撮影モジュール。