JP5595180B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
この撮像装置では、光源から照射光をミラーに向けて照射すると、ミラーがその照射光を撮像対象孔の内部表面に向けて反射するとともに、内部表面で当たった照射光の反射光をカメラに向けて反射する。
従って、本発明の撮像装置は、撮像対象孔の内部表面の周方向に沿った展開画像をエリアカメラを固定した状態で撮像できるので、エリアカメラに接続された通信線や電力線のメンテナンスが一切不要となる。
また、この撮像装置では、エリアカメラを、第3の反射面でカメラに向かって反射された照射光の幅方向に対して垂直、かつ、照射光の光軸に垂直な方向に移動可能、かつ、エリアカメラの撮像面が、照射光の光軸が通る位置を通過するように配置し、制御手段により、探孔手段及び調光手段の回転と同期してエリアカメラを移動させている。
そのため、この撮像装置では、エリアカメラを直線的に移動するだけで、回転する探孔手段から、撮像対象孔の内部表面に当てた照射光の反射光を順次撮像面に露光することで撮像対象孔の内部表面の円周方向に沿った展開画像を撮像することができる。
また、本発明の撮像装置は、請求項2に記載したように、探孔手段と調光手段とを、第1回転軸と第2回転軸とが同軸となるように配置するとよい。また、請求項3に記載したように、エリアカメラについても、エリアカメラの光軸が、第1回転軸及び第2回転軸と同軸となるように配置するとよい。撮像装置の構造が簡単でコンパクトになるからである。
次に、請求項5に記載したように、照光手段は、発光手段と、発光手段から照射された照射光を、撮像対象孔の内部表面に向かって反射するとともに、撮像対象孔の内部表面で反射した反射光を第1の反射面に向かって反射する対物ミラーとを備えることが好ましい。
《第1実施形態》
[1.全体構成]
第1実施形態について説明する。
また、本実施形態の撮像装置1は、主要部3を制御する制御部2を備えている。
[2.主要部3]
次に、図2を用いて主要部3について説明する。
そして、この主要部3は、第1回転ユニット4の下端部を除き、第1回転ユニット4の上端部、第2回転ユニット5、カメラユニット6と、駆動部7とが、筐体30内に収容されている。
第1回転ユニット4は、主に、外周面に滑車溝40aが形成された本体部40と、この本体部40の下方に形成された略筒状の鏡筒41と、この鏡筒41の内部であって下端に配置された対物ミラー42とを備えている。
第2回転ユニット5は、第1回転ユニット4の上部に配置され、外周面に滑車溝50aが形成された本体部50と、この本体部50の下方に形成され、第1回転ユニット4の本体部40内に挿入される挿入部51と、本体部50の上方に設置された調光部52とを備えている。
そして、第2回転ユニット5は、本体部50の滑車溝50aの回転軸と、挿入部51の中心軸とが同軸となる形状に形成され、かつ、これら軸(以下、第2回転軸という)が第1回転軸と同軸になるように配置される。また、第2回転ユニット5は、挿入部51が第1回転ユニット4の本体部40に対して回転可能に固定されることにより、柱状部12に対し回転可能に固定されている。
光源ユニット8は、第2回転ユニット5の上方に配置され、第3のミラー52cの上方には、ハーフミラー80が配置され、このハーフミラー80の水平方向の一方側(図2の右方側)には、レンズ81とLED82が配置されている。
[6.カメラユニット6]
カメラユニット6は、ラインセンサ61を備えており、ラインセンサ61の光軸と第2回転軸とが同軸となるように設置される。
[7.駆動部7]
駆動部7は、ステッピングモータからなるモータ70と、第1回転ユニット4の滑車溝40aの回転面と同一水平面上に配置されたプーリ71と、第2回転ユニット5の滑車溝50aの回転面と同一水平面上に配置されたプーリ72とを備えている。
[8.撮像対象孔の内部表面の撮像機構]
次に、上記撮像装置1を用いて撮像対象孔90の内部表面を撮像する機構について説明する。
図3は、第1回転ユニット4が360°回転する間に、第2回転ユニット5が180°回転する様子を(a)〜(e)の順に時系列で示した図である。
以上説明した撮像装置1では、撮像対象孔90の内部表面を撮像するため、第1回転ユニット4を第1回転軸周りに回転させることにより、撮像対象孔90の深さ方向に沿った軸を中心とする周方向に沿って撮像対象孔90の内部表面に照射光を順次当てている。
《第2実施形態》
次に、第2実施形態について説明する。
第1実施形態ではカメラユニット6としてラインセンサ61を用いていたが、本実施形態では、図4に示すように、エリアカメラ65を用いる点が異なる。
以下、この撮像制御を図6を参照しつつ説明する。
本実施形態の撮像装置1では、この撮像制御が始まる前に、エリアカメラ65を加速に必要な距離分だけ照射光の光軸から離れた待機位置に移動させて待機させ、また、第1回転ユニット4と第2回転ユニット5を必要な角度回転させた待機位置に移動させて待機させる処理が実行される。
以上説明した本実施形態の撮像装置1を用いると、以下のような作用効果がある。
この撮像装置1は、ラインカメラのように線ではなく、エリアカメラ65の撮像面65cで面により照射光を捉えているので、ピントが合わせやすく、しかも、エリアカメラ65の場合、一定の幅で画像を取り込むことで、ハイライト部分が若干移動しても確実にハイライト部分を受光できるので、明るさが一定した均質な画像が得られる。
(本発明と実施形態との対応関係)
請求項1:本発明の照光手段は、本実施形態の第1回転ユニット4及び光源ユニット8に相当する。本発明の探孔手段は、第1回転ユニット4、光源ユニット8及び駆動部7に相当する。本発明の調光手段は、本実施形態の第2回転ユニット5と駆動部7に相当する。本発明の3つの反射面は、本実施形態の第1〜第3のミラー52a〜52cに相当する。本発明のカメラは、カメラユニット6に相当する。本発明の回転調整手段は、ギア比を2対1に調整して形成されたプーリ71,72、モータ70、及び、制御部2に相当する。
請求項6:本発明の光源は、本実施形態のLED82に相当する。
(その他の実施形態)
尚、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。
Claims (7)
- 撮像対象孔の内部表面に向かって光軸に垂直な一の幅方向に沿って長尺な照射光を当てて、前記撮像対象孔の内部表面で反射した前記照射光を受光する照光手段を備え、前記照射光が前記撮像対象孔の周方向に沿って前記撮像対象孔の内部表面に順次当たるように、前記照光手段を第1回転軸に沿って回転させる探孔手段と、
3つの反射面を有し、第1の反射面は、前記探孔手段から受光した前記照射光を、第2回転軸からはずれた位置に配置された第2の反射面に向かって反射し、第2の反射面は、前記第2回転軸上に配置された第3の反射面に向かって反射し、第3の反射面は、前記第2回転軸と前記照射光の光軸とが一致するように、前記第2の反射面から入射した光を反射するとともに、前記3つの反射面を前記第2回転軸に沿って回転させる調光手段と、
前記調光手段の前記第3の反射面で反射された前記照射光を受光して、前記撮像対象孔の内部表面を撮像するエリアカメラであって、前記照射光の幅方向に対して垂直かつ、前記照射光の光軸に垂直な方向に移動可能、かつ、撮像面が、前記照射光の光軸が通る位置を通過するように配置されているエリアカメラと、
前記第3の反射面から前記エリアカメラに入射する前記照射光が、前記照射光の光軸周りに回転しないように回転速度を調整しながら、前記探孔手段及び前記調光手段を回転させる回転調整手段と、
前記探孔手段及び前記調光手段の回転と同期して前記エリアカメラを移動させる制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
前記探孔手段と前記調光手段とは、前記第1回転軸と前記第2回転軸とが同軸となるように配置されていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項2に記載の撮像装置において、
前記エリアカメラは、前記エリアカメラの光軸が、前記第1回転軸及び前記第2回転軸と同軸となるように配置されていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記調光手段は、
前記第2の反射面が前記第2回転軸と平行に配置され、前記第1の反射面が前記第2回転軸に対し60度傾けて配置され、前記第3の反射面が前記第2回転軸に対し−60度傾けて配置され、前記第1の反射面と前記第3の反射面は前記第2の反射面に対して凸な、くの字状に配置されていることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記照光手段は、
発光手段と、
前記発光手段から照射された前記照射光を、前記撮像対象孔の内部表面に向かって反射するとともに、前記撮像対象孔の内部表面で反射した反射光を前記第1の反射面に向かって反射する対物ミラーと
を備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項5に記載の撮像装置において、
前記発光手段は、
光源と、
前記第3の反射面と前記エリアカメラとの間に、前記第3の反射面から前記エリアカメラに向かう前記照射光を透過する一方、前記光源から照射された前記照射光を前記調光手段に向かって反射するハーフミラーを備え、
前記対物ミラーは、前記ハーフミラーから前記調光手段を介して入射した前記照射光を前記撮像対象孔の内部表面に向かって反射することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記回転調整手段は、
前記探孔手段が1回転する間に、前記調光手段を1/2回転させることを特徴とする撮像装置。
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