JP4881924B2

JP4881924B2 - 工業用内視鏡

Info

Publication number: JP4881924B2
Application number: JP2008222633A
Authority: JP
Inventors: 尚宏野口
Original assignee: Toshiba Teli Corp
Current assignee: Toshiba Teli Corp
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2028-08-29
Also published as: JP2010055023A

Description

本発明は、例えば各種の配管、暗空間を有する構造体などの暗所内検査に適用して好適な工業用内視鏡に関する。

水道管、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、ハードケーブルカメラと称される管内検査カメラ装置が存在する。この種のカメラ装置は、配管内だけでなく、照明を必要とする、例えば空洞部、狭路、若しくは暗渠等の暗空間を有する各種の構造体にも適用可能であることから、適用対象によっては、工業用内視鏡と呼ばれる。

この種、工業用内視鏡においては、カメラヘッドの小型小径化、並びに小型小径化に伴う適用範囲の拡張化が要求される。しかしカメラヘッドの径（直径）を小径化すると、例えば直径２０mm以下にすると、照明に所望の角度をつけることができず、従って前方の照射光量は十分であっても、外側で光量不足が発生し、これによって映像の劣化を招くという問題があった。この問題は、例えば検査対象配管において、管径が大きくなる程、顕著であり、その結果、検査対象範囲が狭いものになってしまうという問題も生じる。

従来のこの種装置として、検査対象管内の側方乃至前方に照射光を均等に拡散させるように光軸を放射方向に拡散させて設定した管内検査カメラが存在する。

この管内検査カメラにおいては、ＬＥＤ光源を光軸が放射方向に向くように配置することから照明機構の収容部分の管径を撮像素子収容部分の管径よりも大きくせざるを得ず、カメラヘッドの外径が照明機構の収容部分の管径に制約され、小型化小径化を図る上で問題となっていた。
特開２００８−０２８７２２号公報

上述したように、従来では、カメラヘッドの外径が照明機構の収容部分の管径に制約され、小型化小径化を図る上で問題となっていた。また、カメラヘッドのの外径を、例えば直径２０mm以下に小径化すると、照明に所望の角度をつけることができず、従って前方の照射光量は十分であっても、外側で光量不足が発生し、これによって映像の劣化を招くという問題があった。

本発明は、上記問題を解消し、経済的に有利な構成で、カメラヘッドの小型小径化を容易に図ることができる工業用内視鏡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、押し込みケーブルの先端に取り付けられ、密閉構造とするカメラ本体と、前記カメラ本体の前面中央部に設けられ、レンズカバーにより保護された撮像レンズと、前記カメラ本体の前面周囲に前記カメラ本体と一体に設けられ、前記撮像レンズの周囲の少なくとも一部に反射面が形成される照明カバーと、前記撮像レンズの周囲に一定の間隔で設けられた複数の発光素子が前記照明カバーにより保護され、前記各発光素子により撮影対象に向けて照明する複数の照明ユニットと、を具備し、前記照明カバーは、前記複数の発光素子から一部の光を透過して前方に導光し、他の一部の光を前記反射面により全反射させ外側に導光する工業用内視鏡を提供する。

また、本発明は、検査対象管内を撮影するために、押し込みケーブルの先端に取り付けられ、密閉構造とするカメラ本体と、前記カメラ本体の前面中央部に設けられ、レンズカバーにより保護された撮像レンズと、前記撮像レンズの光軸上に設けられ、検査対象管内を撮影する撮像素子と、前記カメラ本体の前面周囲に前記カメラ本体と一体に設けられ、前記撮像レンズの周囲の少なくとも一部に反射面が形成される照明カバーと、前記撮像レンズの周囲に一定の間隔で設けられた複数の発光素子が前記照明カバーにより保護され、前記各発光素子により前記検査対象管内に向けて照明する複数の照明ユニットと、を具備し、前記照明カバーは、前記複数の発光素子から一部の光を透過して前方に導光し、他の一部の光を前記反射面により全反射させ外側に導光する管内検査カメラ装置を提供する。

本発明によれば、照明機構を備えた工業用内視鏡において、カメラヘッドを経済的に有利な構成で容易に小型小径化できる。

以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ここでは、工業用内視鏡として、管内検査カメラ装置を例に挙げて実施形態を説明する。

本発明の実施形態に係る管内検査カメラ装置（以下、カメラヘッドと称す）の構成を図１乃至図３に示す。図１は図２のＡ−Ａ線に沿う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、図３は図１に示すＡ部の拡大図である。本発明の実施形態に係るカメラヘッドは、ハードケーブル０１の先端に取着され、ハードケーブル０１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。

カメラ本体１に図示しないケーブル接続コネクタを介して接続されるハードケーブル０１は、剛性および屈曲弾性を有し、複数の芯線を内包している。このハードケーブル０１は、図示しないケーブルドラムに巻装され、管内検査の必要量に応じてケーブルドラムから繰り出して使用される。

本発明の実施形態に係るカメラヘッドは、図１および図２に示すように、カメラ本体１と、カメラ本体１の前部に設けられた撮像レンズ２と、この撮像レンズ２の光軸上に設けられ上記検査対象管内を撮影する撮像素子３と、この撮像素子３を実装した撮像回路基板４と、上記撮像レンズ２の周囲に、照明用回路基板５を挟んで発光素子６，７を設け、この各発光素子６，７により上記検査対象管内を照明する照明ユニット１０と、この照明ユニット１０の照射光（図に矢印で示す）を透過させ、上記照明ユニット１０を保護して、上記照明ユニット１０の一部照射光を全反射させ、外側に導光させる反射面Ｒｆを有した照明カバー８と、上記撮像レンズ２の前面を覆って設けられたレンズカバー９とを具備して構成される。

カメラ本体１には、前面中央部に、レンズカバー９および撮像レンズ２が取着され、その周囲に、照明カバー８がカメラ本体１と一体に設けられている。カメラ本体１は、照明カバー８、およびレンズカバー９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。

撮像レンズ２の光軸上における結像位置に、例えばカラーＣＣＤを用いた撮像素子３が設けられている。この撮像素子３は撮像面を撮像レンズ２の取り付け方向に向け撮像回路基板４に実装されている。

撮像レンズ２の周囲には、周方向に一定の間隔で計４枚の照明用回路基板５が設けられている。この照明用回路基板５には、この回路基板を挟んで一方（外側）の面に発光素子６が取り付けられ、他方（内側）の面に発光素子７が取り付けられている。この照明用回路基板５に取り付けられた発光素子６，７は、それぞれＬＥＤ光源であり、例えば白色ＬＥＤを用いて構成される。

照明カバー８には、照明用回路基板５の内側の面に取り付けられた発光素子（白色ＬＥＤ）７の照射光を外側に向けて全反射させ、外側に導光させる反射面Ｒｆが撮像レンズ２の周囲に環状に形成されている。

上記構成において、照明用回路基板５に取り付けられた発光素子６，７のうち、照明用回路基板５の外側の面に取り付けられた発光素子（白色ＬＥＤ）６の照射光は図３に示す拡大図に矢印で示すように、照明カバー８を透過して前方に導光される。一方、照明用回路基板５の内側の面に取り付けられた発光素子（白色ＬＥＤ）７の照射光は、照明カバー８に形成された反射面Ｒｆにより全反射し外側に向けて導光される。

これにより、照明ユニットの発光素子に外側に向けた角度をもたせることなく、カメラヘッドの前方並びに側方に光源の照射光を導光でき、カメラヘッドの小径化を図りつつ、外側の光量不足による映撮影像の劣化を回避できる。

上記した実施形態は、発光素子（白色ＬＥＤ）７の照射光を外側に向けて全反射させる反射面Ｒｆを撮像レンズ２の周囲に環状に形成しているが、例えば、図４に示すように、撮像レンズ２の周囲に、発光素子（白色ＬＥＤ）７に対応させて光源毎に個別に形成してもよい。

また、上記した実施形態では、撮像素子３を内蔵したカメラヘッドを対象としたが、例えば、撮像素子をもたない直視型の工業用内視鏡に、上記実施形態で示した、照射光を外側に向けて全反射させる反射面Ｒｆを有する照明手段を適用することができる。

本発明の実施形態に係る工業用内視鏡（管内検査カメラ装置）の構成を示す側断面図。上記実施形態に係る工業用内視鏡の構成を示す正面図。上記図１に示すＡ部の拡大図。上記実施形態に係る工業用内視鏡の他の反射面形成例例を示す正面図。

符号の説明

１…カメラ本体、２…撮像レンズ、３……撮像素子（カラーＣＣＤ）、４…撮像回路基板、５…照明用回路基板、６，７…発光素子（白色ＬＥＤ）、８…照明カバー、Ｒｆ…反射面、１０…照明ユニット、０１…ハードケーブル。

Claims

押し込みケーブルの先端に取り付けられ、密閉構造とするカメラ本体と、
前記カメラ本体の前面中央部に設けられ、レンズカバーにより保護された撮像レンズと、
前記カメラ本体の前面周囲に前記カメラ本体と一体に設けられ、前記撮像レンズの周囲の少なくとも一部に反射面が形成される照明カバーと、
前記撮像レンズの周囲に一定の間隔で設けられた複数の発光素子が前記照明カバーにより保護され、前記各発光素子により撮影対象に向けて照明する複数の照明ユニットと、
を具備し、
前記照明カバーは、前記複数の発光素子から一部の光を透過して前方に導光し、他の一部の光を前記反射面により全反射させ外側に導光することを特徴とする工業用内視鏡。
前記照明ユニットの１つは、
照明用回路基板と、
前記照明用回路基板の外側の面に実装され、前方に向けて照射する第１の発光素子と、
前記照明用回路基板の内側の面に実装され、前記反射面に向けて照射する第２の発光素子と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の工業用内視鏡。
前記反射面は、前記撮像レンズの周囲に環状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の工業用内視鏡。
前記反射面は、前記第２の発光素子に対応して形成されていることを特徴とする請求項２に記載の工業用内視鏡。
検査対象管内を撮影するために、押し込みケーブルの先端に取り付けられ、密閉構造とするカメラ本体と、
前記カメラ本体の前面中央部に設けられ、レンズカバーにより保護された撮像レンズと、
前記撮像レンズの光軸上に設けられ、検査対象管内を撮影する撮像素子と、
前記カメラ本体の前面周囲に前記カメラ本体と一体に設けられ、前記撮像レンズの周囲の少なくとも一部に反射面が形成される照明カバーと、
前記撮像レンズの周囲に一定の間隔で設けられた複数の発光素子が前記照明カバーにより保護され、前記各発光素子により前記検査対象管内に向けて照明する複数の照明ユニットと、
を具備し、
前記照明カバーは、前記複数の発光素子から一部の光を透過して前方に導光し、他の一部の光を前記反射面により全反射させ外側に導光することを特徴とする管内検査カメラ装置。