空洞内撮影方法および空洞内撮影装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ボーリング孔等の空洞内壁の状態を撮影して記録するための空洞内撮影方法および空洞内撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の空洞内を撮影する場合は、カメラの光軸を空洞軸に平行に設置し、光軸に対して４５度傾斜させた平面鏡を上記カメラのレンズ前方で回転させることにより、空洞内壁面の全周を単一の画像として撮影することが行われてきた。しかし、かかる従来の技術だと、回転機構が必要となって構造が複雑になり、データ処理操作が煩雑になり、また処理の高速性が要求される等の問題があった。そこで、最近になって、円錐状鏡を使用して予め空洞内壁面の連続したスライス画像を得る空洞内撮影装置が提案されるに至った。しかし、かかる空洞内撮影装置だと、側方視による展開画像の作成に主眼が置かれているために、ボアホールカメラ本来の目的である目視による観察機能を充分に発揮させることができず、空洞内壁面全体の状況が把握しにくくなり、地質分布や割れ目分布などの地質の状態や湧水の状況を即座に判断することができなくなるという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは側方視によって展開画像を作成することができ、しかも、前方視によって地質分布や割れ目分布などの地質の状態や湧水の状況を即座に判断できるようにして、該個所の空洞内壁面の数値情報を正確かつ迅速に求めることができる空洞内撮影方法および空洞内撮影装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１の空洞内撮影方法は、空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の画像を空洞内に設けた凸面鏡に映し、この凸面鏡に映された画像を光軸が空洞軸と平行になるように配設されたカメラにて撮影して上記凸面鏡上の画像を平面画像に展開処理する一方、上記カメラにて上記カメラの前方の空洞内壁面を前方視で直接撮影することを特徴とするものである。請求項２の空洞内撮影方法装置は、光軸が空洞軸と平行になるように配設されて空洞内壁面の撮影をするカメラと、このカメラの光軸上に位置して空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の画像を映してこの画像を上記カメラに撮影させる凸面鏡と、上記凸面鏡上の画像を平面画像に展開画像処理をする画像処理手段と、上記カメラを上記光軸上に沿って移動させるカメラ位置調整手段とを備え、カメラ位置調整手段による上記カメラの位置調整によって、上記凸面鏡を通して上記略円筒状の内壁面の画像を上記カメラで撮影してこの基本画像を上記画像処理手段にて平面画像に展開処理する一方、上記凸面鏡を通すことなく上記カメラの前方の空洞内壁面を上記カメラで直接撮影して空洞内壁面の画像を得るように構成したことを特徴とするものである。請求項３の空洞内撮影装置は、光軸が空洞軸と平行になるように配設されて空洞内壁面の撮影をするカメラと、このカメラの光軸上に位置して空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の画像を映してこの画像を上記カメラに撮影させる凸面鏡と、上記凸面鏡上の画像を平面画像に展開画像処理をする画像処理手段と、上記凸面鏡に対して上記カメラを上記光軸に沿って近接・離間させるカメラ位置調整手段とを備え、上記カメラを上記凸面鏡に近接させた状態では、上記凸面鏡を通して上記略円筒状の内壁面の画像を上記カメラで撮影してこの基本画像を上記画像処理手段にて平面画像に展開処理する一方、上記カメラを上記凸面鏡から離間させた状態では、上記凸面鏡を通すことなく上記カメラの前方の空洞内壁面を上記カメラで直接撮影して空洞内壁面の画像を得るように構成したことを特徴とするものである。 請求項４の空洞内撮影装置は、光軸が空洞軸と平行になるように配設されて空洞内壁面の撮影をするカメラと、このカメラの光軸上に位置して空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の画像を映してこの画像を上記カメラに撮影させる中央に貫通孔を有する凸面鏡と、上記凸面鏡上の画像を平面画像に展開画像処理をする画像処理手段と、上記カメラを上記光軸に沿って移動させるカメラ位置調整手段とを備え、上記カメラを上記凸面鏡に近接させた状態では、上記凸面鏡を通して上記略円筒状の内壁面の画像を上記カメラで撮影してこの基本画像を上記画像処理手段にて平面画像に展開処理する一方、カメラを凸面鏡の中央貫通孔内に位置させた状態では、上記カメラの前方の空洞内壁面を上記カメラで直接撮影して空洞内壁面の画像を得るように構成したことを特徴とするものである。
【０００５】
【作用】本発明の空洞内撮影方法および空洞内撮影装置によれば、空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の画像を空洞内に設けた凸面鏡に映し、この凸面鏡に映された画像をカメラで撮影することにより、カメラの側方に位置する空洞内壁面を壁面に略垂直な視線から撮影した画像を得て、この画像を平面画像に展開処理することができるので、空洞内壁面の地質分布や割れ目分布などの地質の状態を正確に把握することができ、また画像が空洞内壁面の凹凸によって隠れる部分がなく空洞内壁面の数値情報を正確に求めることができる。
【０００６】一方、前方視で空洞内壁面を直接撮影することができるので、カメラの前方の空洞内壁面を目視感によって観察することができ、空洞内壁面全体の状況や湧水の状況を迅速に把握にすることができる。そして、これら前方視と側方視による撮影を組み合わせることにより、例えば、カメラを空洞内に入れるときには、前方視によって地質分布や割れ目分布などの地質の状態や湧水の状況を概括的に把握し、逆にカメラを空洞から引き出すときに、前方視のテレビ画像でチェックした特に詳細に知りたい個所のみを側方視で撮影・記録することによって、側方視で空洞の全長を撮影・記録する場合に比較して、調査時間を短縮できるとともにデータ量も少なくなり効率的な調査ができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。本発明の空洞内撮影装置のヘッド部Ａは、筒状のケース１内に小型カメラ２を収め、ケース１の先端面に凸面鏡３を取着して構成されており、小型カメラ２はカメラ位置調整手段Ｂによって凸面鏡３に対して近接・離間するように構成されており、小型カメラ２は光軸に沿って移動するものである。ケース１は内ケース１１に外ケース１２を外嵌して構成されている。内ケース１１は中間アダプター５を介してロッド６に接続固定されており、中間アダプター５はロッド６の先端に連結されており、内ケース１１内に小型カメラ２が内蔵されている。７は固定ねじであって、ロッド６と小型カメラ２のケーブルＣとを固定して、小型カメラ２が中間アダプター５に対して固定しないようにしている。外ケース１２の基端には支持体８が連結されており、この支持体８はロッド６と平行に配設されている。外ケース１２の先端から先方に向けて複数本の細棒体１２ａが突出されており、細棒体１２ａの先端には円錐形の凸面鏡３および先端コーン１０がそれぞれ取着されており、この凸面鏡３の中心を小型カメラ２の光軸上に位置させている。
【０００８】中間アダプター５およびロッド６には挿通孔５ａ，６ｂが貫設されており、この挿通孔５ａ，６ｂに小型カメラ２のケーブルＣが挿通されている。カメラ位置調整手段Ｂは中間アダプター５の外周面には前後位置固定キーＢ１が突設される一方、外ケース１２の内周面には前方位置固定溝Ｂ２および後方位置固定溝Ｂ３を凹設されており、位置固定溝Ｂ２，Ｂ３同士は前後移動溝Ｂ４にて連通されている。そして、小型カメラ２を前方に繰り出すには、制御部（不図示）によってロッド６を回転させて、前後位置固定キーＢ１を後方位置固定溝Ｂ２から離脱させたのち前後移動溝Ｂ４に沿って前方に移動させ、次にロッド６を逆回転させて前後位置固定キーＢ１を前方位置固定溝Ｂ２に嵌め込むのである。逆に、小型カメラ２を引っ込めるには、上記動作とは逆の動作をすれば良い。Ｌは撮影のために空洞内を照明する照明ランプであって、内ケース１１の先端部に固定されており、給電およびスイッチ制御はケーブルＣを介して行う。３１はピント補正レンズであって、凸面鏡３のすぐ後方に配設されている。３２は遮光フードである。なお、凸面鏡３と小型カメラ２との間に透明筒を配設して細棒体１２ａは省略してもよい。
【０００９】画像処理手段４は、凸面鏡３の上の画像を平面画像に展開画像処理をするものであって、基本画像を順次半径の異なる同心円状の複数の環状画像に分解し、該環状画像を直線状画像に展開し、この直線状画像を順次並べることによって平面に展開された展開画像を出力するものであって、図４に示すように、小型カメラ２からの映像を入力画像モニタ２２と画像展開装置１９の入力画像メモリ２０に入力するよう構成されている。１８は再生装置、２４は展開画像記憶装置である。２１は展開画像メモリ、２３は展開画像モニタである。
【００１０】以上のようにして構成される空洞内撮影装置は、次のようにして空洞内の撮影を行う。すなわち、小型カメラ２の光軸Ｃが空洞軸と平行になるように空洞内撮影装置のヘッド部Ａを空洞内に挿入する。そして、図１のように小型カメラ２を繰り出して凸面鏡３に近接させた状態では、凸面鏡３を通して略円筒状の空洞内壁面の画像を小型カメラ２で撮影してこの基本画像を画像処理手段４にて平面画像に展開処理する。
【００１１】一方、図２に示すように小型カメラ２を引き込ませて凸面鏡３から離間させた状態では、凸面鏡３を通すことなくヘッド部Ａの前方の空洞内壁面を外ケース１２の支持棒１２ａ間から小型カメラ２で前方視によって直接撮影して図５に示すように空洞内壁面の画像を得る。図５中、イは割れ目、ロは湧水、ハは空洞底面を流れる湧水の状況である。そして、カメラを空洞内に入れるときには、前方視によって地質分布や割れ目イの分布などの地質の状態や湧水ロ等の状況を概括的に把握することができ、また小石や段差個所の発見も容易でこれらを事前に避けることができる。逆に、小型カメラ２を空洞から引き出すときには、前方視のテレビ画像でチェックした個所を側方視で詳細にかつ正確に調査することができる。なお、空洞への挿入時に側方視により展開処理し、空洞からの引き出し時に前方視するようにしても良い。
【００１２】図６〜図９は展開画像処理動作を示している。まず、図６に示すように空洞内壁面の各点Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎの像は、坑内に配置された凸面鏡３の鏡面によって小型カメラ２の方向へ反射されて点Ｐ１’，Ｐ２’，・・・，Ｐｎ’として像を結び、各点Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎを含む断面の画像Ｇ１，Ｇ２，・・・，Ｇｎは小型カメラ２において、画像Ｇ１’，Ｇ２’，・・・，Ｇｎ’を結ぶ。 そして、小型カメラ２に視点を置いて凸面鏡３を見た場合には、図７のように円環の画像が得られ、小型カメラ２の感光部と入力画像メモリ２０上には図８のような像Ｇ１’，Ｇ２’，・・・，Ｇｎ’が得られる。そして、図８の画像を中心Ｏ’の周りに半径ｒ１’，ｒ２’，・・・，ｒｎ’の円周上の輪状の画像Ｇ１’，Ｇ２’，・・・，Ｇｎ’として抽出し、それを画像処理して、輪状の画像Ｇ１’，Ｇ２’，・・・，Ｇｎ’の下端Ｐ１’，Ｐ２’，・・・，Ｐｎ’から右回りに展開し、図９のように線状の画像Ｇ１’’，Ｇ２’’，・・・，Ｇｎ’’として展開画像メモリ２１上に展開すると、これらの線状の画像Ｇ１’’，Ｇ２’’，・・・，Ｇｎ’’は即ち、前記点Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎを含む断面の画像Ｇ１，Ｇ２，・・・，Ｇｎの坑壁の下部を平面の中心にして展開した画像となるのである。
【００１３】すなわち、空洞内壁面の全周画像は凸面鏡３を介して撮影され、円形の画像に変形して記録されている。この画像をまずデジタル化して各画素の電気的輝度信号として入力画像メモリに取り込み、これを一定の位置（例えば下方向）を基準点として、ある半径の円周に沿ってこの円周上に位置する画素の信号をとりだし、これを展開メモリ上に１行の単位行の画像信号として並べる。これを側壁面上で一定の単位距離だけ移動するように上記半径を順次変更して行い、展開メモリ上では一定の距離で単位行の画像信号を列方向に並べ、展開画像とする。そして、この展開画像メモリ２１の画像を展開画像記憶装置２４にて記録保存するのである。
【００１４】図１０および図１１は実施例２を示している。空洞撮影装置のヘッド部Ａ１のケース１に取付けられた凸面鏡３およびコーン１０の各中央には貫通孔３ａ，１０ａが設けられており、小型カメラ２を前方に繰り出した状態では、図１０および図１１の破線のように小型カメラ２は中央貫通孔３ａ，１０ａ内に位置して空洞内壁面を前方視で直接撮影する。逆に、小型カメラ２を引っ込めた状態では、図１１の実戦線で示すように凸面鏡３の視野内におさめ、凸面鏡３を通して内壁面の画像を撮影してこの基本画像を画像処理手段４にて壁面の側方視を平面画像に展開処理する。上記で説明した以外の構成は実施例１と同じであるので、図面に同符号を付して説明を省略する。なお、小型カメラ２を中央貫通孔３ａ，１０ａ内に位置させるには、前後位置固定キーＢ１を後方位置固定溝Ｂ３から離脱させたのち前後移動溝Ｂ４に沿って前方に移動させて前方位置固定溝Ｂ２に嵌め込むのであり、逆の動作をすれば小型カメラ２を引っ込めて凸面鏡３の画像を撮影することができる。
【００１５】このように実施例２の構成によれば、実施例１と同様に、前方視によって地質分布や割れ目分布などの地質の状態や湧水の状況を概括的に把握することができ、側方視によって空洞内壁面を詳細にかつ正確に調査することができる。しかも、凸面鏡３の中央貫通孔３ａを通して前方視を行うので、凸面鏡３によって撮影が遮られることがなくなる。
【００１６】なお、カメラ位置調整手段は上記実施例のものに限定はされず、適宜設計変更できるのは勿論のことである。
【００１７】
【発明の効果】上述によって明らかなように本発明によれば、空洞内壁面を側方視で撮影した画像を展開処理して空洞内壁面の地質分布や割れ目分布などの地質の状態を正確に把握することができる一方、前方視で空洞内壁面を直接撮影してカメラの前方の空洞内壁面を目視によって観察することができるので、前方視による撮影と側方視による撮影を組み合わせることにより、地質分布や割れ目分布などの地質の状態や湧水の状況を概括的に把握することができ、詳細に知りたい個所のみを側方視で撮影・記録することによって側方視だけで空洞の全長を撮影・記録する場合に比較して、調査時間を短縮できるとともに記録データ量も少なくなり効率てきな調査ができる。さらに、空洞内へのカメラの出し入れ回数が減らすことができて空洞内壁面撮影調査による空洞の壁の荒れを防ぐことができ、調査時間も短くなる。
【００１８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の空洞内撮影装置のカメラを引っ込めた状態を示す側面図
【図２】本発明の実施例１の空洞内撮影装置のカメラを引っ込めた状態を示す側断面図
【図３】図２のＸーＸ断面図
【図４】本発明の再生装置、画像展開装置、展開画像記録装置、入力画像モニタおよび展開画像モニタの構成を示すブロック図
【図５】本発明の前方視による坑内壁面図
【図６】本発明の基本原理を説明する原理説明図
【図７】本発明における凸面鏡上の画像を示す画像図
【図８】本発明のカメラにおける画像を示す画像図
【図９】本発明の平面画像に展開した画像を示す画像図
【図１０】本発明の実施例２の空洞内撮影装置のカメラを引っ込めた状態を示す側面図
【図１１】本発明の実施例２の空洞内撮影装置のカメラを引っ込めた状態を示す側断面図
【符号の説明】
２・・・小型カメラ
３・・・凸面鏡
４・・・画像処理手段
Ｂ・・・カメラ位置調整手段
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ボーリング孔等の空洞内壁の状態を撮影して記録するための空洞内撮影方法および空洞内撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の空洞内を撮影する場合は、カメラの光軸を空洞軸に平行に設置し、光軸に対して４５度傾斜させた平面鏡を上記カメラのレンズ前方で回転させることにより、空洞内壁面の全周を単一の画像として撮影することが行われてきた。しかし、かかる従来の技術だと、回転機構が必要となって構造が複雑になり、データ処理操作が煩雑になり、また処理の高速性が要求される等の問題があった。そこで、最近になって、円錐状鏡を使用して予め空洞内壁面の連続したスライス画像を得る空洞内撮影装置が提案されるに至った。しかし、かかる空洞内撮影装置だと、側方視による展開画像の作成に主眼が置かれているために、ボアホールカメラ本来の目的である目視による観察機能を充分に発揮させることができず、空洞内壁面全体の状況が把握しにくくなり、地質分布や割れ目分布などの地質の状態や湧水の状況を即座に判断することができなくなるという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは側方視によって展開画像を作成することができ、しかも、前方視によって地質分布や割れ目分布などの地質の状態や湧水の状況を即座に判断できるようにして、該個所の空洞内壁面の数値情報を正確かつ迅速に求めることができる空洞内撮影方法および空洞内撮影装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１の空洞内撮影方法は、空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の画像を空洞内に設けた凸面鏡に映し、この凸面鏡に映された画像を光軸が空洞軸と平行になるように配設されたカメラにて撮影して上記凸面鏡上の画像を平面画像に展開処理する一方、上記カメラにて上記カメラの前方の空洞内壁面を前方視で直接撮影することを特徴とするものである。請求項２の空洞内撮影方法装置は、光軸が空洞軸と平行になるように配設されて空洞内壁面の撮影をするカメラと、このカメラの光軸上に位置して空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の画像を映してこの画像を上記カメラに撮影させる凸面鏡と、上記凸面鏡上の画像を平面画像に展開画像処理をする画像処理手段と、上記カメラを上記光軸上に沿って移動させるカメラ位置調整手段とを備え、カメラ位置調整手段による上記カメラの位置調整によって、上記凸面鏡を通して上記略円筒状の内壁面の画像を上記カメラで撮影してこの基本画像を上記画像処理手段にて平面画像に展開処理する一方、上記凸面鏡を通すことなく上記カメラの前方の空洞内壁面を上記カメラで直接撮影して空洞内壁面の画像を得るように構成したことを特徴とするものである。請求項３の空洞内撮影装置は、光軸が空洞軸と平行になるように配設されて空洞内壁面の撮影をするカメラと、このカメラの光軸上に位置して空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の画像を映してこの画像を上記カメラに撮影させる凸面鏡と、上記凸面鏡上の画像を平面画像に展開画像処理をする画像処理手段と、上記凸面鏡に対して上記カメラを上記光軸に沿って近接・離間させるカメラ位置調整手段とを備え、上記カメラを上記凸面鏡に近接させた状態では、上記凸面鏡を通して上記略円筒状の内壁面の画像を上記カメラで撮影してこの基本画像を上記画像処理手段にて平面画像に展開処理する一方、上記カメラを上記凸面鏡から離間させた状態では、上記凸面鏡を通すことなく上記カメラの前方の空洞内壁面を上記カメラで直接撮影して空洞内壁面の画像を得るように構成したことを特徴とするものである。 請求項４の空洞内撮影装置は、光軸が空洞軸と平行になるように配設されて空洞内壁面の撮影をするカメラと、このカメラの光軸上に位置して空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の画像を映してこの画像を上記カメラに撮影させる中央に貫通孔を有する凸面鏡と、上記凸面鏡上の画像を平面画像に展開画像処理をする画像処理手段と、上記カメラを上記光軸に沿って移動させるカメラ位置調整手段とを備え、上記カメラを上記凸面鏡に近接させた状態では、上記凸面鏡を通して上記略円筒状の内壁面の画像を上記カメラで撮影してこの基本画像を上記画像処理手段にて平面画像に展開処理する一方、カメラを凸面鏡の中央貫通孔内に位置させた状態では、上記カメラの前方の空洞内壁面を上記カメラで直接撮影して空洞内壁面の画像を得るように構成したことを特徴とするものである。
【０００５】
【作用】本発明の空洞内撮影方法および空洞内撮影装置によれば、空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の画像を空洞内に設けた凸面鏡に映し、この凸面鏡に映された画像をカメラで撮影することにより、カメラの側方に位置する空洞内壁面を壁面に略垂直な視線から撮影した画像を得て、この画像を平面画像に展開処理することができるので、空洞内壁面の地質分布や割れ目分布などの地質の状態を正確に把握することができ、また画像が空洞内壁面の凹凸によって隠れる部分がなく空洞内壁面の数値情報を正確に求めることができる。
【０００６】一方、前方視で空洞内壁面を直接撮影することができるので、カメラの前方の空洞内壁面を目視感によって観察することができ、空洞内壁面全体の状況や湧水の状況を迅速に把握にすることができる。そして、これら前方視と側方視による撮影を組み合わせることにより、例えば、カメラを空洞内に入れるときには、前方視によって地質分布や割れ目分布などの地質の状態や湧水の状況を概括的に把握し、逆にカメラを空洞から引き出すときに、前方視のテレビ画像でチェックした特に詳細に知りたい個所のみを側方視で撮影・記録することによって、側方視で空洞の全長を撮影・記録する場合に比較して、調査時間を短縮できるとともにデータ量も少なくなり効率的な調査ができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。本発明の空洞内撮影装置のヘッド部Ａは、筒状のケース１内に小型カメラ２を収め、ケース１の先端面に凸面鏡３を取着して構成されており、小型カメラ２はカメラ位置調整手段Ｂによって凸面鏡３に対して近接・離間するように構成されており、小型カメラ２は光軸に沿って移動するものである。ケース１は内ケース１１に外ケース１２を外嵌して構成されている。内ケース１１は中間アダプター５を介してロッド６に接続固定されており、中間アダプター５はロッド６の先端に連結されており、内ケース１１内に小型カメラ２が内蔵されている。７は固定ねじであって、ロッド６と小型カメラ２のケーブルＣとを固定して、小型カメラ２が中間アダプター５に対して固定しないようにしている。外ケース１２の基端には支持体８が連結されており、この支持体８はロッド６と平行に配設されている。外ケース１２の先端から先方に向けて複数本の細棒体１２ａが突出されており、細棒体１２ａの先端には円錐形の凸面鏡３および先端コーン１０がそれぞれ取着されており、この凸面鏡３の中心を小型カメラ２の光軸上に位置させている。
【０００８】中間アダプター５およびロッド６には挿通孔５ａ，６ｂが貫設されており、この挿通孔５ａ，６ｂに小型カメラ２のケーブルＣが挿通されている。カメラ位置調整手段Ｂは中間アダプター５の外周面には前後位置固定キーＢ１が突設される一方、外ケース１２の内周面には前方位置固定溝Ｂ２および後方位置固定溝Ｂ３を凹設されており、位置固定溝Ｂ２，Ｂ３同士は前後移動溝Ｂ４にて連通されている。そして、小型カメラ２を前方に繰り出すには、制御部（不図示）によってロッド６を回転させて、前後位置固定キーＢ１を後方位置固定溝Ｂ２から離脱させたのち前後移動溝Ｂ４に沿って前方に移動させ、次にロッド６を逆回転させて前後位置固定キーＢ１を前方位置固定溝Ｂ２に嵌め込むのである。逆に、小型カメラ２を引っ込めるには、上記動作とは逆の動作をすれば良い。Ｌは撮影のために空洞内を照明する照明ランプであって、内ケース１１の先端部に固定されており、給電およびスイッチ制御はケーブルＣを介して行う。３１はピント補正レンズであって、凸面鏡３のすぐ後方に配設されている。３２は遮光フードである。なお、凸面鏡３と小型カメラ２との間に透明筒を配設して細棒体１２ａは省略してもよい。
【０００９】画像処理手段４は、凸面鏡３の上の画像を平面画像に展開画像処理をするものであって、基本画像を順次半径の異なる同心円状の複数の環状画像に分解し、該環状画像を直線状画像に展開し、この直線状画像を順次並べることによって平面に展開された展開画像を出力するものであって、図４に示すように、小型カメラ２からの映像を入力画像モニタ２２と画像展開装置１９の入力画像メモリ２０に入力するよう構成されている。１８は再生装置、２４は展開画像記憶装置である。２１は展開画像メモリ、２３は展開画像モニタである。
【００１０】以上のようにして構成される空洞内撮影装置は、次のようにして空洞内の撮影を行う。すなわち、小型カメラ２の光軸Ｃが空洞軸と平行になるように空洞内撮影装置のヘッド部Ａを空洞内に挿入する。そして、図１のように小型カメラ２を繰り出して凸面鏡３に近接させた状態では、凸面鏡３を通して略円筒状の空洞内壁面の画像を小型カメラ２で撮影してこの基本画像を画像処理手段４にて平面画像に展開処理する。
【００１１】一方、図２に示すように小型カメラ２を引き込ませて凸面鏡３から離間させた状態では、凸面鏡３を通すことなくヘッド部Ａの前方の空洞内壁面を外ケース１２の支持棒１２ａ間から小型カメラ２で前方視によって直接撮影して図５に示すように空洞内壁面の画像を得る。図５中、イは割れ目、ロは湧水、ハは空洞底面を流れる湧水の状況である。そして、カメラを空洞内に入れるときには、前方視によって地質分布や割れ目イの分布などの地質の状態や湧水ロ等の状況を概括的に把握することができ、また小石や段差個所の発見も容易でこれらを事前に避けることができる。逆に、小型カメラ２を空洞から引き出すときには、前方視のテレビ画像でチェックした個所を側方視で詳細にかつ正確に調査することができる。なお、空洞への挿入時に側方視により展開処理し、空洞からの引き出し時に前方視するようにしても良い。
【００１２】図６〜図９は展開画像処理動作を示している。まず、図６に示すように空洞内壁面の各点Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎの像は、坑内に配置された凸面鏡３の鏡面によって小型カメラ２の方向へ反射されて点Ｐ１’，Ｐ２’，・・・，Ｐｎ’として像を結び、各点Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎを含む断面の画像Ｇ１，Ｇ２，・・・，Ｇｎは小型カメラ２において、画像Ｇ１’，Ｇ２’，・・・，Ｇｎ’を結ぶ。 そして、小型カメラ２に視点を置いて凸面鏡３を見た場合には、図７のように円環の画像が得られ、小型カメラ２の感光部と入力画像メモリ２０上には図８のような像Ｇ１’，Ｇ２’，・・・，Ｇｎ’が得られる。そして、図８の画像を中心Ｏ’の周りに半径ｒ１’，ｒ２’，・・・，ｒｎ’の円周上の輪状の画像Ｇ１’，Ｇ２’，・・・，Ｇｎ’として抽出し、それを画像処理して、輪状の画像Ｇ１’，Ｇ２’，・・・，Ｇｎ’の下端Ｐ１’，Ｐ２’，・・・，Ｐｎ’から右回りに展開し、図９のように線状の画像Ｇ１’’，Ｇ２’’，・・・，Ｇｎ’’として展開画像メモリ２１上に展開すると、これらの線状の画像Ｇ１’’，Ｇ２’’，・・・，Ｇｎ’’は即ち、前記点Ｐ１，Ｐ２，・・・，Ｐｎを含む断面の画像Ｇ１，Ｇ２，・・・，Ｇｎの坑壁の下部を平面の中心にして展開した画像となるのである。
【００１３】すなわち、空洞内壁面の全周画像は凸面鏡３を介して撮影され、円形の画像に変形して記録されている。この画像をまずデジタル化して各画素の電気的輝度信号として入力画像メモリに取り込み、これを一定の位置（例えば下方向）を基準点として、ある半径の円周に沿ってこの円周上に位置する画素の信号をとりだし、これを展開メモリ上に１行の単位行の画像信号として並べる。これを側壁面上で一定の単位距離だけ移動するように上記半径を順次変更して行い、展開メモリ上では一定の距離で単位行の画像信号を列方向に並べ、展開画像とする。そして、この展開画像メモリ２１の画像を展開画像記憶装置２４にて記録保存するのである。
【００１４】図１０および図１１は実施例２を示している。空洞撮影装置のヘッド部Ａ１のケース１に取付けられた凸面鏡３およびコーン１０の各中央には貫通孔３ａ，１０ａが設けられており、小型カメラ２を前方に繰り出した状態では、図１０および図１１の破線のように小型カメラ２は中央貫通孔３ａ，１０ａ内に位置して空洞内壁面を前方視で直接撮影する。逆に、小型カメラ２を引っ込めた状態では、図１１の実戦線で示すように凸面鏡３の視野内におさめ、凸面鏡３を通して内壁面の画像を撮影してこの基本画像を画像処理手段４にて壁面の側方視を平面画像に展開処理する。上記で説明した以外の構成は実施例１と同じであるので、図面に同符号を付して説明を省略する。なお、小型カメラ２を中央貫通孔３ａ，１０ａ内に位置させるには、前後位置固定キーＢ１を後方位置固定溝Ｂ３から離脱させたのち前後移動溝Ｂ４に沿って前方に移動させて前方位置固定溝Ｂ２に嵌め込むのであり、逆の動作をすれば小型カメラ２を引っ込めて凸面鏡３の画像を撮影することができる。
【００１５】このように実施例２の構成によれば、実施例１と同様に、前方視によって地質分布や割れ目分布などの地質の状態や湧水の状況を概括的に把握することができ、側方視によって空洞内壁面を詳細にかつ正確に調査することができる。しかも、凸面鏡３の中央貫通孔３ａを通して前方視を行うので、凸面鏡３によって撮影が遮られることがなくなる。
【００１６】なお、カメラ位置調整手段は上記実施例のものに限定はされず、適宜設計変更できるのは勿論のことである。
【００１７】
【発明の効果】上述によって明らかなように本発明によれば、空洞内壁面を側方視で撮影した画像を展開処理して空洞内壁面の地質分布や割れ目分布などの地質の状態を正確に把握することができる一方、前方視で空洞内壁面を直接撮影してカメラの前方の空洞内壁面を目視によって観察することができるので、前方視による撮影と側方視による撮影を組み合わせることにより、地質分布や割れ目分布などの地質の状態や湧水の状況を概括的に把握することができ、詳細に知りたい個所のみを側方視で撮影・記録することによって側方視だけで空洞の全長を撮影・記録する場合に比較して、調査時間を短縮できるとともに記録データ量も少なくなり効率てきな調査ができる。さらに、空洞内へのカメラの出し入れ回数が減らすことができて空洞内壁面撮影調査による空洞の壁の荒れを防ぐことができ、調査時間も短くなる。
【００１８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の空洞内撮影装置のカメラを引っ込めた状態を示す側面図
【図２】本発明の実施例１の空洞内撮影装置のカメラを引っ込めた状態を示す側断面図
【図３】図２のＸーＸ断面図
【図４】本発明の再生装置、画像展開装置、展開画像記録装置、入力画像モニタおよび展開画像モニタの構成を示すブロック図
【図５】本発明の前方視による坑内壁面図
【図６】本発明の基本原理を説明する原理説明図
【図７】本発明における凸面鏡上の画像を示す画像図
【図８】本発明のカメラにおける画像を示す画像図
【図９】本発明の平面画像に展開した画像を示す画像図
【図１０】本発明の実施例２の空洞内撮影装置のカメラを引っ込めた状態を示す側面図
【図１１】本発明の実施例２の空洞内撮影装置のカメラを引っ込めた状態を示す側断面図
【符号の説明】
２・・・小型カメラ
３・・・凸面鏡
４・・・画像処理手段
Ｂ・・・カメラ位置調整手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】 空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の画像を空洞内に設けた凸面鏡に映し、この凸面鏡に映された画像を光軸が空洞軸と平行になるように配設されたカメラにて撮影して上記凸面鏡上の画像を平面画像に展開処理する一方、上記カメラにて上記カメラの前方の空洞内壁面を前方視で直接撮影することを特徴とする空洞内撮影方法。
【請求項２】 光軸が空洞軸と平行になるように配設されて空洞内壁面の撮影をするカメラと、このカメラの光軸上に位置して空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の画像を映してこの画像を上記カメラに撮影させる凸面鏡と、上記凸面鏡上の画像を平面画像に展開画像処理をする画像処理手段と、上記カメラを上記光軸上に沿って移動させるカメラ位置調整手段とを備え、上記カメラ位置調整手段による上記カメラの位置調整によって、上記凸面鏡を通して上記略円筒状の内壁面の画像を上記カメラで撮影してこの基本画像を上記画像処理手段にて平面画像に展開処理する一方、上記凸面鏡を通すことなく上記カメラの前方の空洞内壁面を上記カメラで直接撮影して空洞内壁面の画像を得るように構成したことを特徴とする空洞内撮影装置。
【請求項３】 光軸が空洞軸と平行になるように配設されて空洞内壁面の撮影をするカメラと、このカメラの光軸上に位置して空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の画像を映してこの画像を上記カメラに撮影させる凸面鏡と、上記凸面鏡上の画像を平面画像に展開画像処理をする画像処理手段と、上記凸面鏡に対して上記カメラを上記光軸に沿って近接・離間させるカメラ位置調整手段とを備え、上記カメラを上記凸面鏡に近接させた状態では、上記凸面鏡を通して上記略円筒状の内壁面の画像を上記カメラで撮影してこの基本画像を上記画像処理手段にて平面画像に展開処理する一方、上記カメラを上記凸面鏡から離間させた状態では、上記凸面鏡を通すことなく上記カメラの前方の空洞内壁面を上記カメラで直接撮影して空洞内壁面の画像を得るように構成したことを特徴とする空洞内撮影装置。
【請求項４】 光軸が空洞軸と平行になるように配設されて空洞内壁面の撮影をするカメラと、このカメラの光軸上に位置して空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の画像を映してこの画像を上記カメラに撮影させる中央に貫通孔を有する凸面鏡と、上記凸面鏡上の画像を平面画像に展開画像処理をする画像処理手段と、上記カメラを上記光軸に沿って移動させるカメラ位置調整手段とを備え、上記カメラを上記凸面鏡に近接させた状態では、上記凸面鏡を通して上記略円筒状の内壁面の画像を上記カメラで撮影してこの基本画像を上記画像処理手段にて平面画像に展開処理する一方、カメラを凸面鏡の中央貫通孔内に位置させた状態では、上記カメラの前方の空洞内壁面を上記カメラで直接撮影して空洞内壁面の画像を得るように構成したことを特徴とする空洞内撮影装置。
【請求項１】 空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の画像を空洞内に設けた凸面鏡に映し、この凸面鏡に映された画像を光軸が空洞軸と平行になるように配設されたカメラにて撮影して上記凸面鏡上の画像を平面画像に展開処理する一方、上記カメラにて上記カメラの前方の空洞内壁面を前方視で直接撮影することを特徴とする空洞内撮影方法。
【請求項２】 光軸が空洞軸と平行になるように配設されて空洞内壁面の撮影をするカメラと、このカメラの光軸上に位置して空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の画像を映してこの画像を上記カメラに撮影させる凸面鏡と、上記凸面鏡上の画像を平面画像に展開画像処理をする画像処理手段と、上記カメラを上記光軸上に沿って移動させるカメラ位置調整手段とを備え、上記カメラ位置調整手段による上記カメラの位置調整によって、上記凸面鏡を通して上記略円筒状の内壁面の画像を上記カメラで撮影してこの基本画像を上記画像処理手段にて平面画像に展開処理する一方、上記凸面鏡を通すことなく上記カメラの前方の空洞内壁面を上記カメラで直接撮影して空洞内壁面の画像を得るように構成したことを特徴とする空洞内撮影装置。
【請求項３】 光軸が空洞軸と平行になるように配設されて空洞内壁面の撮影をするカメラと、このカメラの光軸上に位置して空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の画像を映してこの画像を上記カメラに撮影させる凸面鏡と、上記凸面鏡上の画像を平面画像に展開画像処理をする画像処理手段と、上記凸面鏡に対して上記カメラを上記光軸に沿って近接・離間させるカメラ位置調整手段とを備え、上記カメラを上記凸面鏡に近接させた状態では、上記凸面鏡を通して上記略円筒状の内壁面の画像を上記カメラで撮影してこの基本画像を上記画像処理手段にて平面画像に展開処理する一方、上記カメラを上記凸面鏡から離間させた状態では、上記凸面鏡を通すことなく上記カメラの前方の空洞内壁面を上記カメラで直接撮影して空洞内壁面の画像を得るように構成したことを特徴とする空洞内撮影装置。
【請求項４】 光軸が空洞軸と平行になるように配設されて空洞内壁面の撮影をするカメラと、このカメラの光軸上に位置して空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の画像を映してこの画像を上記カメラに撮影させる中央に貫通孔を有する凸面鏡と、上記凸面鏡上の画像を平面画像に展開画像処理をする画像処理手段と、上記カメラを上記光軸に沿って移動させるカメラ位置調整手段とを備え、上記カメラを上記凸面鏡に近接させた状態では、上記凸面鏡を通して上記略円筒状の内壁面の画像を上記カメラで撮影してこの基本画像を上記画像処理手段にて平面画像に展開処理する一方、カメラを凸面鏡の中央貫通孔内に位置させた状態では、上記カメラの前方の空洞内壁面を上記カメラで直接撮影して空洞内壁面の画像を得るように構成したことを特徴とする空洞内撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図５】
【図８】
【図９】
【図６】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図５】
【図８】
【図９】
【図６】
【図１０】
【図１１】
【公告番号】特公平７−１５３８３
【公告日】平成７年（１９９５）２月２２日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−９３１４８
【出願日】平成３年（１９９１）３月２９日
【公開番号】特開平６−９４４５２
【公開日】平成６年（１９９４）４月５日
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【出願人】（５９１０１１３５１）株式会社レアックス (2)
【参考文献】
【文献】実開昭５７−１９４１５（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭６２−１５０６１２（ＪＰ，Ｕ）
【公告日】平成７年（１９９５）２月２２日
【国際特許分類】
【出願日】平成３年（１９９１）３月２９日
【公開番号】特開平６−９４４５２
【公開日】平成６年（１９９４）４月５日
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【出願人】（５９１０１１３５１）株式会社レアックス (2)
【参考文献】
【文献】実開昭５７−１９４１５（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭６２−１５０６１２（ＪＰ，Ｕ）
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