JP5881998B2 - 撮影装置および撮影方法 - Google Patents
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Description
以下の本発明の実施の形態の説明において、図1〜図3に示す矢示X1方向を「前」、矢示X2方向を「後(後ろ)」、矢示X1方向および矢示X2方向の両方向に対し直交する方向となる矢示Z1方向を「上」、矢示Z2方向を「下」、矢示Z1、Z2、X1、X2の方向からなる平面に対して垂直であり紙面の手前の方向となる矢示Y1方向を「右」、矢示Z1、Z2、X1、X2の方向からなる平面に対して垂直であり紙面の奥行き方向となる矢示Y2方向を「左」とそれぞれ規定する。
本発明の実施の形態の撮影装置1は、図1に示すように、燃焼室25の内部で発生する現象を、可視化部29を介して撮影部3によって撮影して観察するものである。ここで可視化部29は、図3に示すように、3つの窓部29a、29b、29cによって構成されることを特徴とする。このように窓部を複数設け、窓部29a、29b、29cとして直径の小さいガラスを用いることにより、窓部29a、29b、29cの厚みを厚くしなくても高圧に耐え得る可視化部29が構成できる。これにより、窓部29a、29b、29cの重さを軽量化でき、ピストン26の重量を実際のエンジンにおけるものと同等にすることを容易にできる。また、窓部29a、29b、29cの間にあって直接撮影不可となる観察箇所については、画像解析部4の画像解析によって補うことができる。
撮影装置1の構成を図1を参照しながら説明する。図1は、撮影装置1の全体構成を示す図である。図1に示すように、撮影装置1は、可視化エンジン2、カメラ部3、および画像解析部4(演算部40および表示部41)から主に構成される。なお、図1の可視化エンジン2の側断面図は、シリンダ27の中心軸線である一点鎖線Mを含み、矢示X1、X2、Z1、Z2の方向からなる平面で可視化エンジン2を切断した状態を示している。
次に、可視化部29の構造について、図3を参照しながら説明する。図3に示す可視化部29は、図1に示す可視化エンジン2のシリンダヘッドHを取り外し、ピストン26に取り付けられている可視化部29を上方(Z1方向)から見ている状態である。図3に示すように、可視化部29は、複数の窓部29a、29b、29cを有する。窓部29a、29b、29cは、たとえば石英ガラスによって形成される。また、可視化部29において、窓部29a、29b、29c以外の支持部材29dは、ピストン26を形成するアルミ合金などと同じ材質でよい。また、支持部材29dへの窓部29a、29b、29cの取付け方法は、たとえば支持部材29dを上下方向(Z1、Z2方向)に分割できる2つの部材により構成し、この2つの部材により窓部29a、29b、29cの部材の一部を挟み込むなどの方法が考えられる。なお、支持部材29dを構成する2つの部材同士は、溶接またはネジ留めなどで接合すればよい。
次に、撮影装置1の画像解析部4で行われる画像処理の手順について、図4〜図13を参照しながら説明する。図4は、燃焼室25を下方(Z2方向)から見た状態を示す図であり、燃料噴射が無い状態を示す図である。図4に示すように、燃焼室5の中心にはインジェクタ20のノズルが見える。さらに、図4に示すように、燃焼室25は、インジェクタ20のノズルの周囲に、吸気弁22および排気弁24が見えている。
以上説明したように、ピストン26の燃焼室25に対向する外壁に窓部29a、29b、29cを有する可視化部29と、窓部29a、29b、29cのそれぞれを透視して燃焼室25内を撮影する撮影部3と、窓部29a、29b、29cのいずれからも撮影不可能な燃焼室25内の一部の領域の画像を生成する画像解析部4と、を有することにより、窓部29a、29b、29cを構成するガラスの重量を増すことなく、ガラスの強度を確保することができる。すなわち、前述したように、ガラスの直径が大きければ大きいほど、強度を増すためには、厚みを増す必要が生じる。よって、厚みを増すことなく高い圧力に耐え得るガラスを実現する場合、直径が小さいガラスの方が有利になる。
上述した実施の形態は、その要旨を逸脱しない限りにおいて、様々に変更可能である。たとえば画像解析部4における画像解析手法については、上述した手法に限定されるものではなく、様々な手法が適用可能である。たとえば上述の実施の形態では、図10に示した画像と、その画像を45度回転させた図11に示す画像とを合成したが、図10に示した画像を撮影した後に、可視化部29自体を45度回転させ、可視化エンジン2の同じ工程(燃料噴射工程)で、再度、画像を撮影する。この2つの画像を合成して図12および図13に示したような画像を得ることもできる。この場合には、合成する2つの画像は、共に、実際に撮影された画像を用いることができるので、推定で生成した画像を使用しないため、精度の高い観察を行うことができる。
Claims (8)
- ピストンと、前記ピストンを収容するシリンダと、前記シリンダ内に設けられる燃焼室と、を少なくとも有する内燃機関における前記燃焼室内の状態を撮影する撮影装置において、
前記ピストンの前記燃焼室に対向する外壁に複数の窓部を有する可視化部と、
前記複数の窓部のそれぞれを透視して前記燃焼室内を撮影する撮影部と、
前記複数の窓部のいずれからも撮影不可能な前記燃焼室内の一部の領域の画像を生成する画像解析部と、
を有する、
ことを特徴とする撮影装置。 - 請求項1記載の撮影装置であって、
前記画像解析部は、燃焼状態の画像がインジェクタを中心とする点対称の画像であると仮定して前記複数の窓部のいずれからも撮影不可能な前記燃焼室内の一部の領域の画像を他の領域の画像から推測して生成する、
ことを特徴とする撮影装置。 - 請求項1記載の撮影装置であって、
前記画像解析部は、前記複数の窓部のいずれからも撮影不可能な前記燃焼室内の一部の領域の画像を、前記窓部の位置が変更されて撮影された他の画像から生成する、
ことを特徴とする撮影装置。 - 請求項1記載の撮影装置であって、
前記撮影部は、動画を撮影可能であり、前記画像解析部は、ある時刻の撮影では前記複数の窓部のいずれからも撮影不可能な前記燃焼室内の一部の領域の画像を、一連の動画の撮影において、異なる時刻に撮影された画像から生成する、
ことを特徴とする撮影装置。 - ピストンと、前記ピストンを収容するシリンダと、前記シリンダ内に設けられる燃焼室と、を少なくとも有する内燃機関における前記燃焼室内の状態を撮影する撮影方法において、
前記ピストンの前記燃焼室に対向する外壁に設けられた複数の窓部のそれぞれを透視して前記燃焼室内を撮影する撮影ステップと、
前記複数の窓部のいずれからも撮影不可能な前記燃焼室内の一部の領域の画像を生成する画像解析ステップと、
を有する、
ことを特徴とする撮影方法。 - 請求項5記載の撮影方法であって、
前記画像解析ステップの処理は、燃焼状態の画像がインジェクタを中心とする点対称の画像であると仮定して前記複数の窓部のいずれからも撮影不可能な前記燃焼室内の一部の領域の画像を他の領域の画像から推測して生成するステップを有する、
ことを特徴とする撮影方法。 - 請求項5記載の撮影方法であって、
前記画像解析ステップの処理は、前記複数の窓部のいずれからも撮影不可能な前記燃焼室内の一部の領域の画像を、前記窓部の位置が変更されて撮影された他の画像から生成するステップを有する、
ことを特徴とする撮影方法。 - 請求項5記載の撮影方法であって、
前記撮影ステップは、動画を撮影するステップを有し、前記画像解析ステップの処理は、ある時刻の撮影では前記複数の窓部のいずれからも撮影不可能な前記燃焼室内の一部の領域の画像を、一連の動画の撮影において、異なる時刻に撮影された画像から生成するステップを有する、
ことを特徴とする撮影方法。
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|---|---|---|---|
| JP2011199785A JP5881998B2 (ja) | 2011-09-13 | 2011-09-13 | 撮影装置および撮影方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2011199785A JP5881998B2 (ja) | 2011-09-13 | 2011-09-13 | 撮影装置および撮影方法 |
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| JP2013061235A JP2013061235A (ja) | 2013-04-04 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2013061235A (ja) | 2013-04-04 |
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