WO1992006277A1

WO1992006277A1 - Mirror for producing development image of wall of hole in ground and device for producing image

Info

Publication number: WO1992006277A1
Application number: PCT/JP1991/001282
Authority: WO
Inventors: Shunichi Kamewada
Original assignee: Raax Co., Ltd.
Priority date: 1990-10-09
Filing date: 1991-09-26
Publication date: 1992-04-16
Also published as: AU643834B2; EP0504413A4; AU8537891A; DE69128240T2; DE69128240D1; EP0504413B1; EP0504413A1; US5543972A

Description

明細書地盤内孔壁展開画像の作成用ミラーと作成装置技術分野

本発明は地盤に穿設したボ一リング孔壁面を観察するため孔内を昇降させるゾンデ内部に設置して、その孔壁の任意深さにおける全周を一度に観察するための改良したトンネル状コーンミラー、一体型コーンミラー及び孔壁を局所的に詳細に観察するための複合ミラ一、並びにこれらのミラ一を備えた昇降ゾンデに関するものである。背景技術

地質調査では、地層面，節理面，亀裂面等の面要素の方向の連続状態を知ることが必要である。このため上記の地質調査では、従来からボーリングによって掘削された孔内にゾンデを昇降させ、該ゾンデ内に孔壁を直接観察できるボアホ一ルテレビカメラを設置したものが使用されていた。しかしながら孔壁をその孔壁面に対して

45° の角度に傾けた平面鏡に写して撮影する上記ボアホールカメラ内蔵ゾンデでは、一度に撮影できる範囲が限定されるため孔全体の地盤状態を知ることは困難であつた。

これに対して第 23図に示すように、円筒状昇降ゾンデ（30)の側壁の一部の全周を透明窓（31)に形成し、その内側に円錐台プロックの中央に軸方向に貫通するトンネル孔（130) を形成し且つ側面である円錐面をメツキ等により鏡面加工したトンネル状コーンミラ一（1 31 ) を、上記透明窓 1)を通して入射するボーリング孔壁全周からの入射光を軸方向に反射するように取り付け、該コーンミラー Π 3 の下方にその軸上に磁針方位計（34)を設け、さらに該コーンミラ一 (131) の上方に上記反射光及び上記トンネル孔（130) を通して上記方位計（34)を撮影するテレビカメラ（36)を設置したものが開発された。

しかしこの装置では、特にコーンミラ一のメンテナンスが実施しずらかった。このため第 24図に示すように、ゾンデ先端の下部コ一ン（32)を上記トンネル状コーンミラ一（U 1) の支持体として、該下部コーン（Π)をゾンデに着脱自在な構成とすることによりコ一ンミラーのゾンデ内からの取り外しを容易にした改良型も使用されているが、上記何れのゾンデにおいても次のような問題があった。

①コーンミラーの円錐鏡面が表に露出しているので、汚れ等が付着し易く且つ傷も付きやすい。

②テレビカメラと鏡が分離しているので、両者の軸合わせやピント合わせ等に手間がかかる。

③コ一ンミラーが冷えやすい位置にあるので円錐鏡面が結露し易い _c さらに上記の何れの装置においても孔壁全周の観察は迅速且つ容易に行えるが、一方壁面の一部の詳細な構造について観察したいという要求に対しては満足できるものではなかった。発明の開示

本発明の第 1はこれに鑑み種々検討の結果、円錐鏡面の汚れ等をなくしたコーンミラ一を開発し、さらにこの開発ミラ一により装置のメンテナンスを容易にした昇降ゾンデをも提供するものである。即ち本発明の一体型コーンミラーは、地上から支持されてボ一リング孔内を昇降する円筒状ゾンデ側面の一部の全周に形成した透明窓部の内部に設置されて該透明窓部を通る外部ボーリング孔壁全周からの入射光を上記ゾンデの軸方向に反射する円錐形鏡面を有するコーンミラーにおいて、表面が研磨仕上げされた透明な円錐台プロックを、表面が研磨仕上げされた透明な円柱プロックの軸方向に同軸で形成した上記円錐台プロックと同一形の凹部又は貫通孔に嵌着してなり、かつ上記円錐台プロックと円柱プロックの凹部又は貫通孔との密接した円錐面が鏡面であることを特徴とするものである。

さらに本発明の他の一体型コーンミラ一は、上記一体型コーンミラーにおいて、さらに上記円錐台ブロックの下端面に、該円錐台ブ口ックの上端面と略同径の内径を有して一端開口面は透明又は半透明カバ一で閉塞され且つその内径部に転動自在なボールを収納したリング部材の他端面を、その中心軸と上記円錐台プロックの中心軸とを一致させて取り付けてなることを特徵とするものである。

また本発明の孔壁観察用ゾンデは、地上から支持されてボ一リング孔内を昇降する円筒状ゾンデと、該ゾンデ側面の一部の全周に形成した透明窓部の内部に設置された、表面が研磨仕上げされた透明な円錐台プロックを、表面が研磨仕上げされた透明な円柱プロックの軸方向に同軸で形成した上記円錐台プロックと同一形の凹部又は貫通孔に嵌着して、かつ上記円錐台プロックと円柱プロックの凹部又は貫通孔の密接した円錐面を鏡面に形成して上記透明窓部を通して入射するボ一リング孔壁全周からの入射光を上記軸方向に反射する一体型コーンミラーと、上記ゾンデ内にあって上記反射光を撮影する撮影装置と、さらに該撮影装置と上記一体型コーンミラーとを一体に取り付けたことを特徵とするものである。

さらに本発明の他のゾンデの一つは、上記ゾンデにおいて、上記 —体形コーンミラーの円錐台プロックの下端面に、該円錐台プロックの上端面と略同径の内径を有して一端開口面は透明又は半透明力バーで閉塞され且つその内径部に転動自在なボールを収納したリング部材の他端面を、その中心軸と上記円錐台プロックの中心軸とを一致させて取り付けたことを特徵とするものである。また本発明の第 2は、上記従来の平面鏡及びコーンミラーの長所を兼ね備えた複合ミラーと、これを搭載した昇降ゾンデを開発したものである。

即ち本発明の複合ミラ一は、地上から支持されてボ一リング孔内を昇降する円筒状ゾンデ側面の一部の全周に形成した透明窓部の内部に設置されて該透明窓部を通る外部ボーリング孔壁からの入射光を上記ゾンデの軸方向の上方に反射する孔壁観察用ミラ一において、表面が研磨仕上げされた透明な円錐台プロックを、表面が研磨仕上げされた透明な円柱プロックの軸方向に同軸で形成した上記円錐台プロックと同一形の凹部又は貫通孔に嵌着して、かつ上記円錐台ブ口ックと円柱プロックの凹部又は貫通孔との密接した円錐面を鏡面に形成し、さらに上記円錐台プロック又は円柱プロックの上面に、軸方向に対して 45° 傾けた斜め上向きの平面鏡を取付けたことを特徴とするものである。

また本発明の孔壁観察用昇降ゾンデは、地上から支持されてボ一リング孔内を昇降する円筒状ゾンデと、該ゾンデ側面の一部の全周に形成した透明窓部の内部に設置された、表面が研磨仕上げされた透明な円錐台プロックを、表面が研磨仕上げされた透明な円柱プロックの軸方向に同軸で形成した上記円錐台プロックと同一形の凹部又は貫通孔に嵌着して、かつ上記円錐台プロックと円柱プロックの凹部又は貫通孔の密接した円錐面を鏡面に形成し、さらに上記円錐台ブロック又は円柱ブロックの上面に、軸方向に対して 45° 傾けた斜め上向きの平面鏡を取付けて上記透明窓部を通して入射するボ一リング孔壁全周からの入射光を上記円錐面鏡面及び平面鏡により上記軸方向上向きに反射する複合ミラーと、上記ゾンデ内にあって上記反射光を撮影し、かつ電磁式方位センサを備え、又は備えない撮影装置と、上記複合ミラーの下方に設置されて上記複合ミラーの端面中央部を透過することにより上方の撮影装置で撮影可能な磁針方位計とからなり、さらに上記撮影装置と上記複合ミラーとを一体に取り付けたことを特徵とするものである。

そして上記いずれの場合でも、平面鏡の表面に、横方向からの入射光が直進して該平面鏡で反射し、その反射光が軸方向の上方へ直進するような、表面が研磨仕上げされた透明なプロテクトブロックを密着するのは有効である。

次に本発明をさらに詳細に説明する。

本発明一体型コーンミラーは例えば第 1図（A ) ( B ) に示すように、円錐面（1) にメツキ等により鏡面加工を施したガラス等の透明物質からなる円錐台ブロック（2) を、該円錐台ブロック（2) の凸形状と同一形状の凹部（3) を設けた同じく透明物質からなる円柱プロック

(4 ) の該凹部（3) に嵌着してなるものである。この時鏡面加工は、上記円錐台ブロック（2) の円錐面（2) ではなく、円柱ブロック（の円錐台形状凹部（3) の円錐形状面であってもよい c

このような本発明の一体型コ一ンミラ一は、円柱ブロック側面

(5) 及び端面（6 ) が研磨仕上げされているので、該ミラーの半径方向より上記円柱プロック側面（5) を通して入射する光は直進して上記鏡面である円錐面に当たり、その円錐面の傾斜角度に従って全反射し、その反射光は円柱ブロック端面（6) を通って進むことになる。従ってこの反射光の前方にテレビカメラ等の撮影装置を配置しておけば、上記コーンミラーの半径方向の全周を同時に撮影することができる。

またこのように本発明のコーンミラーによれば、その円錐鏡面は、一体となつたコーンミラ一鏡体プロックの内部に存在することになるため、鏡面の汚れや傷等を完全に防止することができる。

また本発明一体型コーンミラ一によれば、その円柱プロック f の端面（6) .や側面（5) を利用することにより、このコーンミラーの上方に設置する撮影装置と一体に該コーンミラ一を取り付けることが可能となる。このように撮影装置とコーンミラーとを一体に構成すれば、撮影装置をゾンデから取り外す際に同時にコーンミラーをも簡単にゾンデから取り外すことができ、コーンミラーのメンテナンスが容易になる利点を有する。さらに撮影装置とこの一体型コ一ンミラーとを予め同軸上に一体に組付けておけば、両者の軸合わせやピント合わせを作業毎に行う手間が省ける効果もある。

なおこの際に例えば円柱プロック端面（6) の外周部を第 1図のように取付け部 (7) とした場合は、該コーンミラーの円錐面の角度を適当にえらべば図のように円錐面で反射する孔壁の視野範囲を、上方に設置した撮影装置で全て取り込めることができる。また上記取付け部（7) に代えて第 1図のように、例えば円柱ブロック側面（5) の上端部の外周を取付け部（7' )とすることもできる。

さらに第 2図のように、上記一体型コーンミラーの円錐台プロック下端面（8) に、該円錐台ブロック上端面（9) と略同径の内径を有して一端開口面に透明な平板カバ一（10)で閉塞され且つその内径部に転動自在なボール（11)を収納したリング部材（12)の一端面を、その中心軸と上記円錐台プロック（2) の中心軸とを一致させて取り付けるのは、スチールや色付きガラス等からなる上記ボール（1 1)に傾斜計の作用を行わせるためである。

即ちこのようなボール傾斜計を構成しておけば、ゾンデが斜孔を下降していく場合に該ゾンデと上記一体型コーンミラーとの軸方向を一致させておくことにより、上記ボール（11)は一定方向に偏ることになる。そしてそのボール（1 1)の移動位置は上記コーンミラ一の上方に設置した撮影装置により、円錐台ブロック上端面 (9〗の中心軸に沿って形成された光の透過通路（図中 Aの範囲）を通して常に観察することができる。従つて上記力バ一（1 0)を透明にしておけば、その下方に磁針方位計を設置することにより、従来と同様に撮影装置で方位を同時に撮影することができるものである。そしてこのように構成することにより、上記斜孔の場合に磁針方位計が傾いてしまって撮影装置により方位が確認できなくなった際にも、このボ一ノレ（1 1 )によればその位置から孔内における鉛直下向き方位を知ることができ、これを基準に撮影装置の方向制御を行うことが可能とな

Ό 0

また本発明一体型コ一ンミラーとしては、さらに第 3図に示すように、円錐台プロック（2) を該円錐台プロックと同一形の円錐台貫通孔（1 3)を穿設した円柱プロック）に嵌着してなる構成のものも含まれる。

次に本発明の第 2における複合ミラーは、例えば次のようなものである。即ち第 3図に示すように透明な円柱プロック（4Ί内部に設けた円錐台形状貫通孔に、これと同形同大の透明な円錐台プロック ( 2 ) を嵌入して両者の円錐面を密着させた一体型コーンミラーにおいて、第 4図（A ) ( B ) に示すように上記円錐台ブロック（2 _; の小面積上端面（以下上端面 Π 4)と記す）に、一側面を横長の平面鏡 ί 5)面に形成した上記上端面（ )の広さの範囲内に収まる長さの三角柱ブロック（ )の他の一側面をスぺ一廿 ( 1 1 )を介して接着し、上記平面鏡（1 5)が上斜め 4 Γ を向くように傾斜させて固定したものでめる。

また本発明複合ミラ一としては、さらに第 5図に示す構成のものも含まれる。即ち第 1図に示すような透明な円柱プロック（の中心軸に沿って設けた円錐台形状の凹部と同形同大の透明な円維台ブロック（2) をその凹部に嵌入して両者の円錐面を密着させたコーンミラーにおいて、第 5図に示すように円錐台プロック（2 ) の上端面 (14)側の円柱ブロック（4) 端面の中央に、その端面の直径方向に、第 4図の場合と同様に上記上端面（14)の大きさの範囲内に収まる長さの三角柱プロック（16)からなる平面鏡（15)をスぺ一サ（Π)を介して取付けたものである。そして、さらに第 5図でこの平面鏡（15)の面に、断面が台形又は三角形で上記平面鏡（15)と同じ長さを有し、側面及び上面が平面鏡（15)の面に対してそれぞれ 45° の角度をなす透明なプロテクトブロック（18)を密着させた複合ミラーも含む。

なおこれらコーンミラ一においては、その円錐面を構成するいずれか一方、即ち円柱ブロック（4) 側か円錐台ブロック（2) 側の円錐面はあらかじめ鏡面加工しておく。

これらの複合ミラ一において、円柱プロック（4) (4' ) は上記鏡面に加工した円錐面である円錐鏡面（19)を傷や汚れから保護し、かつ該ブロック（4) (4' ) の存在は下記のようにこの複合ミラーと撮影装置とを容易に一体に組付けることのできる利点がある。また上記プロテクトブロック（18)も平面鏡（15)の傷や汚れを保護しているもの乙"ある。

さらにいずれの複合ミラーにおいてもそれぞれの透明部材の光の透過する表面は研磨仕上げが必要であり、材質としてはガラス製が良好である。

またこのような複合ミラーによれば、これを従来と同様の円筒状ゾンデ内に組込んだ際には、従来と同様に円錐鏡面 Π 9)により孔壁全周を一度に撮影することができ、しかも上記平面鏡を備えているため同時に孔壁の一部を詳細に撮影することができる。

さらに従来と同様に方位計と組合わせることで定方位の撮影も可能である。

なお平面鏡によって孔壁の一部をより詳細に見るためには、撮影用カメラにズームレンズを組込めば良い。図面の簡単な説明

第 1図（A) (B) は本発明一体型コーンミラ一の一実施例を示すもので（A) は側断面図，（B) は平面図であり、第 2図（A) (B) は本発明一体型コーンミラ一の他の実施例を示すもので（A) は側断面図，（B) は平面図であり、第 3図は本発明一体型コーンミラーのさらに他の実施例を示す側断面図であり、第 4図（A) (B) は本発明複合ミラ一の一実施例を示すもので（A) は側断面図，（B) は平面図であり、第 5図は本発明複合ミラーの他の実施例を示す側断面図であり、第 6図は本発明の孔壁観察用ゾンデの一実施例を示す側断面図であり、第 7図乃至第 9図は本発明コーンミラーを構成する部品の一例を示すものでそれぞれ側断面図であり、第 10図は本発明のゾンデを含んだ孔壁展開画像を撮影する装置の構成図であり、第 11図は撮影画像メモリーに取り込まれたコーンミラ一に移る孔壁の定方位全周画像の画素とメモリ一番号の対応の一例を示す説明図であり、第 12図は第 11図に示される画像を深度センサ —からの電気信号に対応して複数行にわたって展開し、これを列方向に並べて展開画像を作成する方法を示す説明図であり、第 13図は深度センサ一からの電気信号に対応して 1行づっ展開を行い、これを列方向に並べて展開画像を作成する方法を示す説明図であり、第 14図は本発明の一体型コーンミラ一のさらに他の実施例を示す側断面図であり、第 15図は第 14図の一体型コーンミラーを使用したゾンデを示す側断面図であり、第 16図及び第 17図は本発明孔壁観察用昇降ゾンデの使用例を示すそれぞれ説明図であり、第 18図は第 17図の X - X' 線の断面図であり、第 19図は本発明の複合ミラ一を設置した昇降ゾンデの一実施例を示す側断面図であり、第 20図は本発明複合ミラ一のさらに他の実施例を示す側断面図であり、第 21図は第 IS 図のゾンデ内の複合ミラーの上から見た状態を示す説明図であり、第 22図は本発明の改良したトンネル状コーンミラーを示す側面図であり、第 23図及び第 24図はそれぞれ従来の孔壁観察用昇降ゾンデを示す側断面図である。

発明を実施するための最良の形態

次に本発明の一実施例について説明する。

く実施例 1 >

第 6図に示すように、円筒状昇降ゾンデ（30)の側壁の一部を全周に渡って透明窓（31)に形成し、かつ先端下部コーン（32)の内部にはバッテリ一を内蔵したランプ（33)で常に照らされている磁針方位計 (34)を取付けた。そしてゾンデ（30)内の上部には、下端に第 2図に示すボール傾斜計付きの一体型コーンミラー（35)の円柱プロック上端面 6)の外周部を固定し、該コーンミラー（35)の中心軸と同軸上にテレビカメラ（36)を内設固定したハウジング（37)を取付け、さらにその上方に該ハウジング（Π)の回転駆動装置（38)に内設した。

このテレビカメラ（36)によればリアルタイムに孔壁の所定深さの全周を地上のモニタ一に写し出すことができるので、これに写った方位計の磁針で方位を確認しながら回転駆動装置（38)を作動させて、モニター画面を常時一定方位に固定して観測することが可能となる _c さらに後述するように孔壁全周の実像を展開画像として記録する際にも定方位の画像が得られるのでその後の解析に便利である。

さらに第 6図のゾンデ（30)において、ハウジング（37)と一体の一体型コーンミラー（35)は透明窓（Π)の位置に配置するが、その上方のハウジング（37)外であって且つゾンデ（30)内の透明窓（31.)の位置に孔壁照射用光源（39)を周方向に複数設けた。なおこの光源（39)の光が直接テレビカメラ（36)に入射しないように、ハウジング（37)の下部は上記光源（39)に対して遮光性のある材料で構成して遮光フード（40)を兼用させた。このように本発明の一体型コーンミラー（35) は孔壁照射用光源（39)により温められた遮光フード（40)の内部に設置されるので、そのガラス面の結露を防止することができる。

なお本実施例では一体型コーンミラ一（35)は次のように製作した。即ち第 7図に示すようなガラス製円錐台ブロック (2) の円錐面（1) 全周に蒸着メツキにより鏡面加工し、その上端面（9) 及び下端面 (8) は研磨仕上げを施した。次いでこの円錐台ブロック（2) を嵌着するガラス製円柱プロックとしては、第 8図に示す中央部に円錐台形状貫通孔（13)を形成した円柱プロック U' )と、その上面に密着する第 9図に示す平板のガラス製キヤップ部（4 1)とに分割して製作した。なお図中の▽記号は研磨仕上げ面を示す。

•孔壁展開画像の作成方法

ここで第 6図に示すようなゾンデを用いて孔壁の展開画像を得る具体的な手法について説明する。以下の方法は本発明で開示した全てのコーンミラーを使用した定方位撮影装置に適用できるものである。

即ち第 1 0図に示すように、地上に昇降装置（5 0)を設置し、該昇降装置にケーブル（5 Uで吊り下げられ、ボーリング孔内を昇降するゾンデ（30)と該ゾンデの移動を検出し一定間隔で電気的信号を発生する深度センサー（52)を設ける。さらに地上に上記テレビカメラからの画像信号を表示するテレビ受像器（53)、ゾンデ制御装置（5 、撮影画像メモリー（55)と展開画像メモリー（56)を備え、深度センサー (52)からの電気的信号と同期して展開画像の作成を行う撮影画像展開装置（57)、撮影画像と展開画像の記録装置（58)を設ける。

そして孔内に上記のごとく構成されたゾンデ（30)を孔内に挿入し、第 2図のコーンミラーの円錐面に写る孔壁の全周画像と、コーンミラーに設けた円錐台プロック上端面（9) 部を通して方位計（3 をテレビカメラ（36)で同時に撮影する。この際、テレビ受像器（53;'で方位計の N極の指針の方向を監視し、該方向があらかじめテレビ受像器（53)の画面上に描かれた磁北の方向と一致するようテレビカメラ (36)の方向を駆動装置（38)とゾンデ制御装置（54)で調整する。ゾンデを昇降機 (50)によって昇降させ、展開画像を作成する位置まで移動したら、ゾンデ距離に対応して一定の間隔で発生する深度センサ一 (52)からの電気的信号に同期して、当該箇所の孔壁の全周画像を撮影画像展開装置（59)の撮影画像メモリー（56)に取り込み、各画素の電気的輝度信号を展開画像メモリ一（55)上に再配列して展開画像を作成する。この際、撮影画像メモリー（56)には孔壁の軸方向に一定の範囲の定方位全周画像がリング状に取り込まれており、該画像のゾンデ（30)の光軸に相当する位置を中心とする円周上の各画素を常に一定の位置から一定の方向と間隔で取り込み、これを順次展開画像メモリー（55)上で行方向に直線的に再配列する。これを孔壁の単位展開画像とし、ゾンデ（30)の移動によって次々と発生する電気的信号に対応して該単位展開画像の作成を繰り返し、これらを順次列方向に並べて連続した孔壁の展開画像を作成し展開画像表示装置 (57)に表示する。また、孔内の特定の箇所でゾンデの移動を停止させ、この位置で上記展開作業を円周の半径を変化させて行い、半径の大きさに応じて列方向に並べれば、ゾンデの移動なしに当該箇所の展開画像を得ることができる。これを短時間のうちに繰り返し、展開画像表示装置の同一の箇所に表示すれば当該箇所の展開画像を動的画像として観察することができる。

この展開画像を図面によりさらに詳細に説明する。

先ず第 11図に撮影画像メモリ一に取り込まれたコーンミラ一に写る孔壁の定方位全周画像の画素とメモリ一番号の対応の一つの例を示す。次にこの画像を用いて展開画像を得た例を第 12図及び第 13図に示す。即ち第 1 2図に示す例では、ゾンデ（3 0)が一定距離移動する毎に深度センサー（5 2)から電気的信号を発生せしめこれに同期して第 1 1図に示されるこの区間の移動範囲に対応する部分の画素の電気的輝度信号を撮影画像メモリー（5 6)上で半径の異なる円周上から取り込み、これを再配列して展開画像メモリー（5 5 )上に複数行からなる展開画像を作成しゾンデの移動に対応してこれを列方向に並べて連続した展開画像を作成したものである。

次に第 1 3図に示す例では深度センサー（5 2 )からの一つの電気信号に同期して撮影画像メモリー（5 6)の一定半径の円周上から画素の電気的輝度信号を取り込み、これを再配列して展開画像メモリー（5 5 ) 上に 1行の展開画像を作成し、ゾンデの移動に対応して列方向に並ベて連続した展開画像を作成したものである。

以上のような孔壁展開画像の作成装置によれば、 ①コーンミラ一によって孔壁の全周を同時に定方位撮影するため、孔の円周方向において亀裂方向などの相対的な位置関係に誤差を生ずる要素がなく、且つ孔の長さ方向の撮影範囲が孔径の変化ゃ孔壁の凹凸にかかわらず一定であるので連続した展開画像が得られる。 ②ゾンデから送られる孔壁の全周画像を監視しながら操作するのでケーブルのねじれなどによって生じる方位計の変化に即座に対応できる。 ③ゾンデから送られる孔壁の全周画像によって孔壁の伏態を判定できるので展開画像を作成する必要がない部分ではゾンデの移動速度を速くして調査を効率よく行える。 ④ゾンデの構造が簡単であるので耐久性が高いなどの利点を有している。また、 ⑤孔壁の伏態を展開画像で動的に観察することもでき、従来孔内に湧出する地下水の湧出方向やゆるみの進行状況など従来は展開画像として観察することが困難であった現象も観察することができる等の利点がある。く実施例 2 >

第 14図に示すように円錐面に鏡面加工を施した透明ガラス製円錐台ブロック（2) を、該円錐台形状と同一形状の凹部（3) を有する同じく透明ガラス製円柱プロック（4) の該凹部に嵌着し、且つ該円錐台プロック下端面（8》に一端面を白色の半透明カバー（65)で閉塞してその内部にボール（11)を転動自在に収納したリング部材（12)を取り付けた。さらに上記円柱ブロック（4) を透明ガラス製円筒（66)の一端部に嵌着して一体型コーンミラ一（35' ) を構成した。

このようなコーンミラ一（35' ) を用いる際には、第 15図に示すように、その透明な円筒（66)を中央部の側面としてその上下にさらに円筒状部材を延設し、下端には下部コーン（32)を設けた一体型昇降ゾンデ（67)を構成する。このゾンデ（67)内は下部に外部のボーリング孔壁全周を照らす孔壁照射用光源（39' ) を設け、上部に撮影用テレビカメラ（36)を設置してある。なお上記一体型コーンミラーではボ一ル（11)が転動する面を白色半透明としたのは、これが透明であると孔壁照射用光源（39' ) の光が直接力メラ（36)に入り肝心の孔壁全周像が撮影できなくなってしまうからである。そこで上記のようにカバ一を白色半透明とすれば、光源からの光が弱まり、ボール（11)は黒い影として撮影されることになる。上記ゾンデ（67; によれば一体型コーンミラ一（3 ）がゾンデ（67)の側面と一体となつているので、全体の構造が簡単となり且つゾンデそのものの外径も小さくできる利点がある。

なおこのゾンデ（67)は方位計を備えていないが、例えば斜孔内の一方位側にガイドロッドを装入しておき、このロッドに沿って上記ゾンデ（67)を定方位で下降させることにより、孔壁全周の像が定方位で撮影できる。

または以下に示すような方法で定方位撮影が可能である。即ち第 16図に示すように上記一体型昇降ゾンデ（67)の上端に、長尺丸棒の長手方向に連続した凹溝（70)を設けた長尺口ッド（71)の下端を互いに回転しないように接続し、上記ゾンデ（67)のケーブル（51)は上記凹溝（70)内を通して上方へ延長しておく。さらに第 17図及び第 18図に示すように上記長尺ロッド（71)の凹溝（70)に係合する凸部（72)を形成した中凸ガイドロ一ラ（73)を固定アーム（74)で上方に支持して設置し、これに対向した位置に可動アーム（75)により支持された可動ローラ（76)を設けた固定盤（77)を、測定すべきボーリング孔（78) のある地表に設置した。そして上記固定盤（77)の両ローラ（73) (U) の間を通して、下端に一体型昇降ゾンデ（67)を取り付けた長尺口ッド（71)をボーリング孔（78)内に挿入下降することにより、所定の深さの孔全周を撮影できる。

この場合固定盤（77)上に方位計（79)を設置してあるので、固定盤 (77)の方向は特定され、よって中凸ガイドロ一ラ（73)の凸部（72)にガイドされた長尺口ッド（71)、即ちゾンデ（67)の方位も特定される c> 従ってゾンデ（67)は定方位で下降するので孔壁全周の定方位撮影が可能となる。なお図中（80)は遮光筒である。

<実施例 3 >

次に本発明の複合ミラーを用いた昇降ゾンデの一実施例について説明する。

第 19図に示すように、ケーブル（51)により上端を支持されて吊下げられる円筒状昇降ゾンデ（100) の中央部の側壁の一部全周に形成した透明窓（31)の内側の位置に、第 20図に示す複合ミラ一を、その中心軸を円筒状昇降ゾンデ（1GG) の軸方向に向けて、かつ該ゾンデ（100) 内の上部に設置したテレビカメラ（'36)の撮影中心軸と一致させて設置した。即ち複合ミラ一（101) は第 20図のように、円錐台形状の貫通孔を設けた透明ガラス製円柱プロック；の該貫通孔に透明ガラス製の円錐台ブロック（2) を嵌着し、その露出した上端面（14)に、互いに透明ガラス製で断面が直角二等辺三角形のプロテクトブロック（18)と斜面にメツキにより鏡面加工を施した三角柱ブロック（16)の斜面同士を密着したものをスぺ一サ（Π)を介在させて固着し、さらに円柱プロック（4' )の外周面を透明なガラス製円筒 (102) の内周面に嵌着させて一体化したものである。

そしてこのような複合ミラ一（101) は、上部にテレビカメラ（36) を内設した円筒状のカメラ保持筒（103) の下端に上記第 20図のガラス製円筒（102) の上端部を接着することにより、テレビカメラ（36) の撮影中心軸と複合ミラ一（101) の中心軸とを一致させて取付けられているものである。従ってテレビカメラ（36)で複合ミラー（101) を撮影したときには、その画像上で平面鏡（15)は常に一定の位置関係にある。

次にこのカメラ保持筒（103) は上端をさらに上方へ延設してその先端に回転駆動用ラックピニォンギヤ（1 (H) を取付けてあるので、駆動用モータ（1 05) により回転するものである。さらに、このカメラ保持筒（103) はその外周面を昇降ゾンデ（1 00) 上端の上部コーン (106) に固定されたゾンデ内筒（107) 内に取付けられたベアリング (1 08) により回動自在に保持されているので、該保持筒 Π 03) は回転するときには常に、その回転中心軸と、テレビカメラ（36)及び複合ミラ一（1 01) の中心軸とは一致しているものである。

またこの昇降ゾンデ（ G) 内の複合ミラ一（1 01) の下方には、下部コーン（109) を固定した下部内筒（1 10) 内に照明ランプ〔1 1 1 ) を備えた磁針方位計（112) を設置した。この磁針方位計（1 12) は、以下のように複合ミラー（101) により観察できる孔壁面の方位を知るためのものである。即ち磁針方位計（1 1 2) の中心軸を複合ミラ一 (1 01) の中心軸上に置き、両者の間に必要なときは補正レンズ（1 13 ) を介することにより、テレビカメラ（36)での上方からの撮影の際に、第 Π図に示すように円錐台プロック（2) の上端面（14)を透過して磁針方位計（112) の磁針（114) 及び該磁針（114) と一体に回動自在な方位表示部（115) とが同時に撮影されるようにしておく。こうしておけば第 21図のように円錐台プロック（2) の上端面（14)に表示した、平面鏡（5) の撮影方向を示す方向マーク（116) と、この上端面（14) に現われる上記方位表示部（115) 及び磁針（i ) とにより複合ミラ一 (101) の円錐鏡面（19)及び平面鏡（15)での撮影方位を知ることが可能となる。

また複合ミラー（101) の円錐鏡面（19)により孔壁全周を撮影する際には、上記のように磁針方位計（112) を利用することができるが、第 19図に示すようにカメラ保持筒（103) の内部に電磁方位センサ一 (117) を設けておけば、電気的に複合ミラ一（101) の円錐鏡面 Π9) 上の孔壁全周の撮影画像を一定の方位と対応させることができるので、この画像を一定方位を基準にして展開した像として処理するのに便利である。

さらに平面鏡での孔壁の局所画像をより詳しく得る場合はテレビカメラ（36)のレンズとしてズームレンズ ⁽'118) を使用することもできる。

また複合ミラ一（101) を取付けたカメラ保持筒（103) の下端部の外周には、ほぼ等間隔で全周照明ランプ（119) を設けた。これは円錐鏡面による孔壁全周の画像を得る場合に用いる。そして平面鏡により孔壁の局所画像を得る場合には、カメラ保持筒（103〗下端部の平面鏡の向いた方向とほぼ同方向に取付けた局所照明ランプ

を用いればよい。なおこの場合局所照明ランプ 20; に代えて全周照明ランプ（119) をそのまま、又は該ランプ Π19ノの一部を用いるように構成することもできる。なお図中の（121) はセンタライザ一であって、弾性条を円形に形成したものを互いに直径を共有して直交させ、これを昇降ゾンデ

(100) の中心軸と一致させて下部コーン（109) の下端に取付けたものである。そしてこのセンタライザ一（121) はその直径の大きさを、測定すべきボーリング孔壁の孔径とほぼ等しくしておくことにより、昇降ゾンデ（100) をボーリング孔内に下降して測定中に、該ゾンデ

(100) の中心軸を常に孔の中心軸とほぼ一致させておくことができ、孔壁撮影時のピント合せ等の手間が大きく軽減される。

また図中（122) は電源ュニットを含むゾンデ内部のコントロールユニット、（123) はケーブルコネクタ、（124) は上部コーン（106) に固定したコネクタへッドである。

上記第 19図に示す昇降ゾンデを用いれば、前記したボーリング孔壁の深度方向の全周展開連続画像が得られるのはもちろん、次のように局部詳細連続画像をも得ることができる。

即ちある深度にゾンデ（100) を下降し、テレビカメラ（36)によりその深さでの平面鏡（15)の面を撮影し、又はズームレンズ il l を介して平面鏡（15)面を拡大して撮影し、その孔壁画像を直線状にスキャンして撮影画像メモリ上に固定し、その後これを展開画像メモリ上に並びかえることによりある深度地点での単位展開画像とする。その後ゾンデの下降に同期して一定下降距離毎に得られる単位展開画像を順に連続することにより、きわめて微細な地質現象を深さ方向の連続画像として得ることが可能となる。

ぐ実施例 4 >

次に本発明の改良したトンネル状コーンミラーの一実施例について説明する。

第 22図に示すようにガラス製で円錐面にメツキ加工を施すか、又は金属製で円錐面を鏡面加工を施したトンネル状コーンミラ一（131 ) の下面にトンネル孔（130) と同径の透明部（132) を有する下蓋（133) を取付け、且つその下面に上記透明部（1 32) と同径の内径を有して下端面を透明又は半透明窓（U 4) で塞いで内部にボール（1 1)を収納したリング部材（12)を設け、さらに下蓋（133) の外周縁に透明円筒 (135) の一端を固定してその他端はカメラ保持筒（1 03) の下端に取り付けた構成の卜ンネル状コーンミラーを作製した。

このようなトンネル状コーンミラ一によれば、該コーンミラ一はカメラと一体とすることができるので従来のトンネル伏コーンミラ —における孔壁撮影時のピント合わせゃメンテナンスの困難さを解消することができる。また上記リング部材に収納されたボール（1 1) は、前記したように傾斜計の作用をなさしめるものである。

そしてこのようなトンネル状コ一ンミラ一は第 6図や第 19図に示す昇降ゾンデ内に設置して用いる。

産業上の利用可能性

このように本発明に係る一体型コーンミラ一や複合ミラ一は、地盤内に穿設したボーリング孔壁全周の展開画像を定方位で得られ、さらに局所の詳細な画像も同時に得られるばかりでなく、装置自体をコンパク卜に且つメンテナンス容易に構成でき、また適用できるボーリング孔は斜孔でも問題ない等の種々のメリットを有するもので、特にボーリング孔に現れている地質現象を容易且つ迅速にとらえるのに有用である。

Claims

請求の範囲

1 . 地上から支持されてボーリング孔内を昇降する円筒状ゾンデ側面の一部の全周に形成した透明窓部の内部に設置されて該透明窓部を通る外部ボーリング孔壁全周からの入射光を上記ゾンデの軸方向に反射する円錐形鏡面を有するコーンミラーにおいて、表面が研磨仕上げされた透明な円錐台プロックを、表面が研磨仕上げされた透明な円柱プロックの軸方向に同軸で形成した上記円錐台プロックと同一形の凹部又は貫通孔に嵌着してなり、かつ上記円錐台プロックと円柱プロックの凹部又は貫通孔との密接した円錐面が鏡面であることを特徴とする孔壁観察用一体型コーンミラー。

2 . 地上から支持されてボーリング孔内を昇降する円筒状ゾンデ側面の一部の全周に形成した透明窓部の内部に設置され、該透明窓部を通る外部ボ一リング孔壁全周からの入射光を上記ゾンデの軸方向に反射する円錐形鏡面を有するコーンミラーにおいて、表面が研磨仕上げされた透明な円錐台プロックを、表面が研磨仕上げされた透明な円柱プロックの軸方向に同軸で形成した上記円錐台プロックと同一形の凹部又は貫通孔に嵌着し、かつ上記円錐台プロックと円柱プロックの凹部又は貫通孔の密接した円錐面が鏡面を形成し、さらに上記円錐台ブロックの下端面に、該円錐台プロックの上端面と略同径の内径を有して一端開口面は透明又は半透明カバ一で閉塞され且つその内径部に転動自在なボールを収納したリング部材の他端面を、その中心軸と上記円錐台プロックの中心軸とを一致させて取り付けてなることを特徴とする孔壁観察用一体型コーンミラ一。

3 . 地上から支持されてボ一リング孔内を昇降する円筒状ゾンデと、該ゾンデ側面の一部の全周に形成した透明窓部の内部に設置された、表面研磨仕上げされた透明な円錐台プロックを、表面が研磨仕上げされた透明な円柱プロックの軸方向に同軸で形成した上記円錐台ブロックと同一形の凹部又は貫通孔に嵌着して、かつ上記円錐台プロックと円柱プロックの凹部又は貫通孔の密接した円錐面を鏡面に形成して上記透明窓部を通して入射するボ一リング孔壁全周からの入射光を上記軸方向に反射する一体型コーンミラーと、上記ンデ内にあって上記反射光を撮影する撮影装置と、さらに該撮影装置と上記一体型コーンミラーとを一体に取り付けたことを特徵とする孔壁観察用昇降ゾンデ。

4 . 地上から支持されてボ一リング孔内を昇降する円筒状ゾンデと、該ゾンデ側面の一部の全周に形成した透明窓部の内部に設置された、表面が研磨仕上げされた透明な円錐台プロックを、表面が研磨仕上げされた透明な円柱ブロックの軸方向に同軸で形成した上記円錐台プロックと同一形の凹部又は貫通孔に嵌着して、かつ上記円錐台プ口ックと円柱プロックの凹部又は貫通孔の密接した円錐面を鏡面に形成して上記透明窓部を通して入射するボ一リング孔壁全周からの入射光を上記軸方向に反射し、さらに上記円錐台プロックの下端面に、該円錐台プロックの上端面と略同径の内径を有して一端開口面は透明又は半透明カバーで閉塞され且つその内径部に転動自在なボ —ルを収納したリング部材の他端面を、その中心軸と上記円錐台ブ口ックの中心軸とを一致させて取り付けた一体型コーンミラ一と、上記ゾンデ内にあって上記反射光を撮影する撮影装置と、さらに該撮影装置と上記一体型コーンミラーとを一体に取り付けたことを特徵とする孔壁観察用昇降ゾンデ。

5 . 地上から支持されてボーリング孔内を昇降する円筒状ゾンデ側面の一部の全周に形成した透明窓部の内部に設置されて該透明窓部を通る外部ボ一リング孔壁からの人射光を上記ゾンデの軸方向の上方に反射する孔壁観察用ミラ一において、表面が研磨仕上げされた透明な円錐台ブロックを、表面が研磨仕上げされた透明な円柱プロックの軸方向に同軸で形成した上記円錐台プロックと同一形の凹部又は貫通孔に嵌着して、かつ上記円錐台プロックと円柱プロックの凹部又は貫通孔との密接した円錐面を鏡面に形成し、さらに上記円錐台ブロック又は円柱ブロックの上面に、軸方向に対して 5 ° 傾けた斜め上向きの平面鏡を取付けたことを特徴とする孔壁観察用複合ミラ一。

6 . 平面鏡の表面に、横方向からの入射光が直進して該平面鏡で反射し、その反射光が軸方向の上方へ直進するような、表面が研磨仕上げされた透明なプロテクトブロックを密着させた請求項 5記載の孔壁観察用複合ミラ一。

7 . 地上から支持されてボーリング孔内を昇降する円筒状ゾンデと、該ゾンデ側面の一部の全周に形成した透明窓部の内部に設置された、表面が研磨仕上げされた透明な円錐台プロックを、表面が研磨仕上げされた透明な円柱ブロックの軸方向に同軸で形成した上記円維台プロックと同一形の凹部又は貫通孔に嵌着して、かつ上記円錐台ブロックと円柱プロックの凹部又は貫通孔の密接した円錐面を鏡面に形成し、さらに上記円錐台ブロック又は円柱ブロックの上面に、軸方向に対して 4 5 ° 傾けた斜め上向きの平面鏡を取付けて上記透明窓部を通して入射するボーリング孔壁全周からの入射光を上記円錐面鏡面及び平面鏡により上記軸方向上向きに反射する複合ミラ—と、上記ゾンデ内にあって上記反射光を撮影し、かつ電磁式方位センサを備え、又は備えない撮影装置と、上記複合ミラ一の下方に設置されて上記複合ミラーの端面中央部を透過することにより上方の撮影装置で撮影可能な磁針方位計とからなり、さらに上記撮影装置と上記複合ミラーとを一体に取り付けたことを特徵とする孔壁観察用昇降ゾンデ。

8 . 平面鏡の表面に、横方向からの入射光が直進して該平面鏡で反射し、その反射光が軸方向の上方へ直進するような、表面が研磨仕上げされた透明なプロテクトブロックを密着した請求項 7記載の孔壁観察用昇降ゾンデ。

9 . 地上から支持されてボーリング孔内を昇降する円筒状ゾンデ側面の一部の全周に形成した透明窓部の内部に設置されて該透明窓部を通る外部ボ一リング孔壁全周からの入射光を上記ゾンデの軸方向に反射する円錐形鏡面を有し、且つ中心軸に沿って貫通するトンネル孔を有するコーンミラ一において、該コ一ンミラーの下面に、上記トンネル孔の孔径と略同径の内径を有して下端面が透明又は半透明なカバーで閉塞されて内部に転動自在なボールを収納したリング部材を設け、さらに該コーンミラーを透明円筒内に同軸で設置したことを特徵とする改良したトンネル状コーンミラ一。