構造物の監視装置およびその監視方法
【課題】監視対象物のスペクトル特性、光の偏光特性、時間変化特性に合わせて柔軟に監視画像の撮影条件を変えることで、通常のカラーカメラで観測するよりも識別能力を高めた状態監視、異常監視、異物監視、遠隔監視を行う。
【解決手段】本発明に係る構造物の監視装置１は、構造物である監視対象物３０を監視する装置である。構造物の監視装置１は、監視部２と、操作部３と、を備え、監視部２は、光源部４と、撮影部５と、監視部支持部材６と、を備え、操作部３は、撮影部コントロールユニット７と、システム制御用計算機８と、光源部ドライバ９と、表示装置１０と、入力装置１１と、を備え、光源部４は、光源４Ａを備え、撮影部５は、カメラ５Ａを備え、カメラ５Ａは、レンズ光学系５Ｂと、モノクロ撮像素子５Ｃとを備えている。
【解決手段】本発明に係る構造物の監視装置１は、構造物である監視対象物３０を監視する装置である。構造物の監視装置１は、監視部２と、操作部３と、を備え、監視部２は、光源部４と、撮影部５と、監視部支持部材６と、を備え、操作部３は、撮影部コントロールユニット７と、システム制御用計算機８と、光源部ドライバ９と、表示装置１０と、入力装置１１と、を備え、光源部４は、光源４Ａを備え、撮影部５は、カメラ５Ａを備え、カメラ５Ａは、レンズ光学系５Ｂと、モノクロ撮像素子５Ｃとを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の状態監視、異物監視、異常監視、遠隔監視を行う構造物の監視装置およびその監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原子炉内部のように人が近づくことの困難な場所に存在する構造物の状態監視、異常監視、異物監視は、カメラを使用して遠隔監視で実施している。この作業に使用するカメラはモノクロ撮像管カメラ、モノクロＣＣＤカメラ、カラーＣＣＤカメラなど可視域の波長を観測するものである。
【０００３】
このうち、カラーカメラでは、赤緑青３原色フィルタを使用したフルカラー画像での監視となる。
【０００４】
一般に、このカラーカメラに使用される原色フィルタは赤で波長５９０ｎｍから７００ｎｍ、緑で５００ｎｍから５９０ｎｍ、青で４００ｎｍから５２０ｎｍ程度の光帯域幅をもつことが多い。これらの原色フィルタで色分解した明暗画像を、カラーテレビジョンなどの赤緑青信号入力にそれぞれ導入することでフルカラー画像として監視できる。
【０００５】
一方、モノクロカメラでは一般に可視光領域である波長４００ｎｍから７００ｎｍを積分的に監視した明暗情報のみが認識できる。
【０００６】
カラーカメラの監視と、モノクロカメラの監視とを比較すると、カラーカメラはモノクロカメラに比べて色情報が３倍あるため、物の識別能力は大まかにモノクロカメラの３乗の能力があるといえる。すなわち、モノクロカメラで同じ様に監視されている物体、材料でも、カラーカメラで監視すると色が異なって見えるため、別の物体、材料であると認識することができる。
【０００７】
ところで、構造物の状態監視、異常監視、異物監視の対象物を構成する物体、材料にはそれぞれの物体、材料に応じた反射スペクトル、吸収スペクトル、蛍光スペクトル、燐光スペクトルを持っている。
【０００８】
これらのスペクトル特性が、カラーカメラでの監視時に色情報として認識されるわけであるが、一般にこれらのスペクトル構造は、カラーカメラの色分解能力より複雑である。
【０００９】
例えば、カラーカメラの赤領域は５９０ｎｍから７００ｎｍの範囲であり、この範囲で異なったスペクトルを持った物体でも通常のカラーカメラを使用して監視した場合には識別できない。すなわち、カラーカメラで同じ様に監視される物体、材料でも、より狭いスペクトル領域に分解して監視すると、まったく別の明るさに見え、物体、材料を識別し易くなる。
【００１０】
そこで、例えば、この赤のスペクトル範囲を５９０ｎｍから６３０ｎｍと、６３０ｎｍから６６０ｎｍと、６６０ｎｍから７００ｎｍとのように３分割して、それぞれ通常のカメラの青、緑、赤信号に割り当てて表示すれば、異なった色彩として監視することが可能になり、通常のカラーカメラでは識別が付かない物体、材料を識別することが可能になる。
【００１１】
この考え方と同様のものに、約２１０種類の異なった波長領域での画像計測を行うカメラ（マルチスペクトルカメラまたはハイパースペクトルカメラ）があり、地球観測用の衛星に搭載されている。
【００１２】
通常の構造物の画像監視技術に関わる先行技術の例を以下に示す。
【特許文献１】特開平８−１４６１８６号公報（原子炉内構造物検査装置および検査方法）
【特許文献２】特開平１１−１７４１９２号公報（原子炉アニュラス部検査装置）
【特許文献３】特開２００２−１８１９８６号公報（原子炉格納容器の圧力抑制室内監視装置）
【特許文献４】特開２００２−１４６３７７号公報（原子炉圧力容器内構造物の点検予防保全装置および点検方法）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
通常の監視カメラはカラーカメラである。このカラーカメラでは、原子炉内部のように人が近づくことが困難な場所に存在する構造物の状態監視、異常監視、異物監視を目的とする場合、十分な情報識別能力が無く、監視時間等に長時間を要する課題や、遠隔で対象物をサンプリングして分析しなければ監視対象物を構成する物体、材料を判別できない場合もあるなどの課題がある。
【００１４】
ハイパースペクトルカメラを使用して構造物の状態監視、異常監視、異物監視を行えば、通常のカメラ画像で監視するよりも非常に多くの対象物の情報を得ることがでる。特に原子炉内外部周辺のように人間が近づけない場所を監視する際には非常に有効である。
【００１５】
しかしながら、衛星搭載用のハイパースペクトルカメラは５０ｋｇから２００ｋｇ程度の非常に大型の装置であり、原子炉内部のように十分な設置空間のない場所や、遠隔機器に搭載して狭隘部を観測するような場合には適用できない。
【００１６】
また、衛星搭載用のハイパースペクトルカメラは自発光もしくは太陽光によって照らされた地表面からの反射光を計測するものであり、光源を持ない。構造物の監視に用いる場合は、何らかの光源が必要となる課題がある。
【００１７】
さらに、光源を使用する際に、光源の照射角度如何によっては物体表面での直接反射光の影響が大きく、正しく物体を識別できない場合もある。
【００１８】
さらにまた、光源を持たないため蛍光発光を時間分解で監視することによって、物体を識別するような手法は適用できないなどの課題がある。
【００１９】
一方、通常のカラーカメラやモノクロカメラでの構造物の監視では観測波長が可視光波長領域に固定されているため、単純に波長限定のフィルタを使用すれば多波長での観測ができるわけではない。すなわち、カラーカメラに４００ｎｍより短い波長、例えば中心波長３５０ｎｍの紫外光バンドパスフィルタを設けても監視できないし、同様に７００ｎｍより長い波長、例えば波長９００ｎｍでの観測を目的として、この波長を透過するバンドパスフィルタを設けても監視できない。
【００２０】
ところで、本発明の適用例として炉水で満たされた原子炉圧力容器内の構造物、特に放射線場の強い水で満たされた原子炉内構造物の監視があるが、水中で撮影するためには水中カメラなどの電装品が水に浸らないようにしなければならない。
【００２１】
また、監視波長を簡単に変更出来るようにしておかなければ、波長を変えた状態監視、異常監視、異物監視を円滑に行うために大きな支障が出るという課題もある。
【００２２】
さらに、このような状況下で原子炉圧力容器内の構造物の監視を行う際に、しばしば起こることであるが、対象表面と、監視カメラと、光源との位置関係により、直接反射成分が強くなりハレーションを起こす問題が出る場合が多い。
【００２３】
さらにまた、例えば、原子炉圧力容器内の構造物と同じような色をした物質や、可視波長で透明な物質を原子炉圧力容器内に落としたような場合には、通常のカメラで探し出すことは非常に困難である。
【００２４】
一方、水中に設置された原子炉圧力容器内の構造物は金属酸化物に覆われている場合が多く、通常のカラーカメラでは単純に赤錆色に見えるだけで、その実際の組成分布を把握することができないなどの課題もある。
【００２５】
また、原子炉圧力容器内の構造物の境界や、その構造物に発生した微小な亀裂を監視する場合には、光源から出る光線束のベクトル分布が広がっているとシャープに見えなくなる場合が多い。
【００２６】
さらに、原子炉圧力容器内の構造物表面の色調などを正確に把握するときには光源から出る光線束のベクトル分布が狭いと直接反射成分が多くなり正確に判別ができない場合がある。
【００２７】
本発明はこれらの課題を解決するためになされたものである。
【００２８】
監視対象物のスペクトル特性、光の偏光特性、時間変化特性に合わせて柔軟に監視画像の撮影条件を変えることで、通常のカラーカメラで観測するよりも識別能力を高めた状態監視、異常監視、異物監視、遠隔監視を行う構造物の監視装置およびその監視方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
前記の課題を解決するため本発明では、監視対象へ波長が異なる複数の照明光を出力する光源部と、前記監視対象を撮影するカメラを含む撮影部と、前記光源部および前記撮影部を支持する監視部支持部材と、を有する監視部と、前記カメラを制御しこのカメラから出力される電子情報を受信する撮影部コントロールユニットと、光源部ドライバと、前記撮影部コントロールユニットおよび前記光源部ドライバを制御するシステム制御用計算機と、前記システム制御用計算機の表示装置と、前記システム制御用計算機の入力装置とを有する操作部とを備え構成されたことを特徴とする構造物の監視装置を提供する。
【００３０】
また、本発明では、監視対象へ照射光を出力する光源部と、前記監視対象を撮影するカメラを含む撮影部と、前記光源部および前記撮影部を支持する撮影部支持部材と、を有する監視部を監視対象に配置する配置ステップと、前記監視対象へ照射光を出力する出力ステップと、前記照射光による前記監視対象からの光を撮影する撮影ステップと、前記撮影した画像を表示する表示ステップとを有することを特徴とする構造物の監視方法を提供する。
【００３１】
さらに、本発明では、監視対象へ照射光を出力する光源部と、前記監視対象を撮影するカメラを含む撮影部と、前記光源部および前記撮影部を支持する撮影部支持部材と、を有する監視部を監視対象に配置する配置ステップと、前記監視対象へ照射光を出力する出力ステップと、前記照射光による前記監視対象からの光の透過波長を制限して撮影する撮影ステップと、前記撮影した画像を表示する表示ステップとを有することを特徴とする構造物の監視方法を提供する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、監視対象物のスペクトル特性、光の偏光特性、時間変化特性に合わせて柔軟に監視画像の撮影条件を変えることで、通常のカラーカメラで観測するよりも識別能力を高めた状態監視、異常監視、異物監視、遠隔監視を行う監視装置および監視方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明に係る構造物の監視装置およびその監視方法の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３４】
［第１の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置１の第１実施形態について、図１を参照して説明する。
【００３５】
図１に示された本実施形態の構造物の監視装置１は、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【００３６】
構造物の監視装置１は、監視部２と、操作部３とを備えている。
【００３７】
構造物の監視装置１を監視部２と、操作部３とに分けて構成することで、構造物である監視対象物３０が操作部３と離れた場所にあっても、監視部２を構造物である監視対象物３０へ接近させて監視を行うことができる。
【００３８】
監視部２は、光源部４と、撮影部５と、監視部支持部材６とを備えている。
【００３９】
光源部４は、光源４Ａを備えている。
【００４０】
光源４Ａは、監視対象物３０を照らす照明光を発生する光源である。光源４Ａは、連続光またはパルス光を発生させることができる。光源４Ａは、例えば、紫外領域から赤外領域に渡り幅広い発光スペクトルを持ち連続発光するキセノンアークランプを、所要の波長に制限して使用される。
【００４１】
撮影部５は、カメラ５Ａを備え、このカメラ５Ａは、レンズ光学系５Ｂと、モノクロ撮像素子５Ｃと、を備えている。
【００４２】
レンズ光学系５Ｂは、照明光に基づく監視対象物３０からの光、もっぱら反射光を収束する。レンズ光学系５Ｂは、例えば、監視対象とする波長領域全体で十分に収差補正されているものが使用される。レンズ光学系５Ｂに焦点深度の浅いレンズ光学系が使用される場合は、遠隔で焦点合わせができるモータドライブのレンズが使用される。
【００４３】
モノクロ撮像素子５Ｃは、レンズ光学系５Ｂが収束した光を電子情報に変換する。モノクロ撮像素子５Ｃは、例えば、ＣＣＤ撮像素子、ＣＭＯＳ撮像素子、撮像管が使用される。
【００４４】
監視対象の波長領域が広くてレンズ光学系５Ｂの色収差補正が困難な場合は、例えば、ピエゾ素子で駆動する光軸方向位置補正用駆動装置（図示省略）をモノクロ撮像素子５Ｃに取り付けて色収差補正することができる。
【００４５】
監視部支持部材６は、監視部２を構成する光源部４と、撮影部５とを保持する。監視部支持部材６は、光源部４を保持する光源部保持部材６Ａと、撮影部５を保持する撮影部保持部材６Ｂとを有する。
【００４６】
構造物の監視装置１を構成する操作部３は、撮影部コントロールユニット７と、システム制御用計算機８と、光源部ドライバ９と、表示装置１０と、入力装置１１とを備えている。
【００４７】
撮影部コントロールユニット７は、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタータイミングと露光時間との制御部と、モノクロ撮像素子５Ｃから出力される画像電子情報の受信部と、受信した画像電子情報を通常のカラーカメラのＲＧＢ信号およびカラービデオ信号の内から選択した少なくとも１つの映像信号に変換して出力する出力部と、レンズ光学系５Ｂの駆動の制御部と、カメラ５Ａの機能の操作部とを備えている。
【００４８】
システム制御用計算機８は、撮影部コントロールユニット７の制御部と、撮影部コントロールユニット７からの映像信号の受信部と、受信した映像信号の画像処理機能部、画像記録機能部および画像出力機能部と、光源部ドライバ９の制御部とを備えている。
【００４９】
光源部ドライバ９は、システム制御用計算機８からの指令により光源４Ａの明るさおよび発光時間などの条件の制御部を備えている。
【００５０】
表示装置１０は、システム制御用計算機８の操作画面の表示部と、構造物である監視対象物３０の監視画像の表示部とを備えている。
【００５１】
入力装置１１は、システム制御用計算機８の操作部を備えている。
【００５２】
次に、構造物の監視装置１の作用について説明する。
【００５３】
構造物の監視装置１は、システム制御用計算機８からの指令に応じて、光源部ドライバ９を作動させて光源４Ａを発光させる。
【００５４】
光源４Ａから出力された光は構造物である監視対象物３０の照明光となる。
【００５５】
光源４Ａは、光の波長が制限されているので、構造物である監視対象物３０に応じて照明光の波長に依存する性質を強調した監視画像を得ることができ、監視結果の評価に必要な時間を短縮できる効果がある。
【００５６】
ここで、光源部４は、各々異なる波長に制限した光源４Ａを２つ以上使用される。
【００５７】
各光源４Ａから出力される照明光に基づく監視対象物３０からの光、もっぱら反射光は、レンズ光学系５Ｂで収束されてモノクロ撮像素子５Ｃ上に投影される。
【００５８】
モノクロ撮像素子５Ｃは撮影部コントロールユニット７の指令に応じた露光時間、シャッタータイミングで投影された画像を電子情報に変換し、撮影部コントロールユニット７へ映像信号として送り出す。
【００５９】
撮影部コントロールユニット７は、システム制御用計算機８により、光源部ドライバ９とともに制御される。撮影部コントロールユニット７は、各々異なる波長に制限した光源４Ａが発光する毎に、モノクロ撮像素子５Ｃから画像電子情報を取り込み、例えば、ＲＧＢの３原色映像信号に分配変換して、システム制御用計算機８へ送り出す。
【００６０】
システム制御用計算機８は、撮影部コントロールユニット７を介して、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタータイミングを、また、光源部ドライバ９を介して光源４Ａの発光時間を同期して動作している。
【００６１】
そうすると、異なる物質を通常のモノクロカメラやカラーカメラで監視した場合に、監視画像に表れる差異が明暗程度であり識別が困難であるとしても、任意の３種類の波長領域の光で監視した場合は、色調の差として監視画像に表れ、容易に区別ができる効果がある。
【００６２】
また、光源４Ａの発光時間と、モノクロ撮像素子５Ｃとの同期を取ることができるので、監視画像と照明光の波長の関係を１対１に把握できる効果がある。
【００６３】
例えば、通常のモノクロカメラやカラーカメラでマグネタイト粉末とニッケル鉄酸化物粉末（ＮｉＦｅ２Ｏ４）を監視して比較すると同じ黒色に見えるので、マグネタイト粉末とニッケル鉄酸化物粉末の識別はつかない。
【００６４】
本実施形態の構造物の監視装置１であれば、光源４Ａの波長制限を６００ｎｍから６３０ｎｍの透過範囲と、８７０ｎｍから９００ｎｍの透過範囲とに分けて監視できる。そうすると、６００ｎｍから６３０ｎｍの透過範囲の画像はマグネタイト粉末とニッケル鉄酸化物粉末は同じ黒色に見え、８７０ｎｍから９００ｎｍの透過範囲の画像はマグネタイト粉末が黒色に見えるのに対し、ニッケル鉄酸化物粉末は白色に見えるので、マグネタイト粉末とニッケル鉄酸化物粉末を容易に識別できる効果がある。
【００６５】
監視対象である監視対象物３０が、赤錆である場合には、赤色から近赤外領域を波長選択することで監視は容易になる。
【００６６】
例えば、光源４Ａの波長制限を５９０ｎｍから６１０ｎｍの透過範囲と、６１０ｎｍから６３０ｎｍの透過範囲と、６３０ｎｍから６５０ｎｍの透過範囲とに設定する。そうすると、通常のモノクロカメラや、カラーカメラでは明暗でしか判別できない監視対象物３０が、３種類の波長領域に分けて詳細に監視できる効果がある。
【００６７】
また、監視対象物３０が、金属の溶接部分の境界や金属材料の種類の選別である場合には、照明光を紫外領域にすることで監視は容易になる。
【００６８】
例えば、光源４Ａの波長制限を２００ｎｍから２３０ｎｍの透過範囲と、２３０ｎｍから２７０ｎｍの透過範囲と、２７０ｎｍから３００ｎｍの透過範囲とに設定する。そうすると、通常のモノクロカメラや、カラーカメラでは明暗でしか識別できない監視対象物３０が、３種類の波長領域に分けて詳細に監視できる。
【００６９】
なお、構造物である監視対象物３０として、環境内の異物探知を目的とする場合は、照明光に用いる波長は１種類以上、３種類以下であっても区別できる。
【００７０】
構造物の監視装置１の他の使用方法を説明する。
【００７１】
例えば、有機物では、ある波長の光をあてると、より長い波長の光を出す蛍光発光や燐光発光が生じる。コントラスト良く蛍光発光または燐光発光の監視をするために、蛍光発光や燐光発光が照明光の発光タイミングから遅れて発光することを利用する。
【００７２】
システム制御用計算機８を制御することで、光源部ドライバ９を介して光源４Ａを発光したのち消灯し、撮影部コントロールユニット７を介して光源４Ａが消灯した後に、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタを開いて監視画像を取得することで蛍光発光や燐光発光が監視できる。
【００７３】
そうすると、監視対象物３０が有機物を含む場合は、蛍光発光や燐光発光の効率が高い有機物などの物質の付着状況などを選択的に監視し、異常に関する情報または異物の存在を確認できる。
【００７４】
また、複数の構造物の監視装置１を略一定間隔に配置して監視を行うことができる。
【００７５】
視差の異なる画像を同時に得るので、監視結果としてステレオ視画像が得られる。
【００７６】
そうすると、照明光に基づく監視対象物３０からの反射スペクトルの散乱角度依存性を測定できる。監視結果は通常のステレオ画像と異なり、監視対象物３０のスペクトル散乱角度依存により異常の監視が容易にできる。
【００７７】
また、構造物の監視装置１は照明光の波長を制限した画像取得ができ、かつ、監視対象物３０の反射スペクトルは視差によって異なるので、複数の構造物の監視装置１により得られた複数の画像を各々監視すると、構造物の監視装置１を１台で使用する場合と比較して、構造物である監視対象物３０の詳細な表面状況、組成分布を把握できる。
【００７８】
さらに、監視対象物３０の監視に先立ち反射スペクトルが事前に取得された散乱体（図示省略）の画像を取得しておくことができる。そうすると、監視画像の感度補正を行うことができる。
【００７９】
構造物の監視装置１の監視範囲内に散乱体または白色散乱体などの標準ターゲットを監視範囲に設置し、標準ターゲットからの画像情報を使用して、撮影時に波長の制限を受けた複数の画像間の感度補正ができるため、撮影毎の監視条件のばらつきの少ない監視画像を収集できる効果がある。
【００８０】
また、この標準ターゲットは、例えば、アルミナなどの金属酸化粉末焼結体のような広帯域白色散乱反射板を使用できる。
【００８１】
撮影時に波長の制限を受けた複数の監視画像間の感度補正を行う際に、各監視画像における標準ターゲットの反射スペクトルを対比することなく、簡便に感度補正ができる効果がある。
【００８２】
モノクロ撮像素子５Ｃに使用するＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子の感度領域は、通常２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲である。
【００８３】
そうすると、散乱体は、例えば、モノクロ撮像素子５Ｃの感度領域、すなわち波長が２００ｎｍから１１００ｎｍ程度の範囲で一定の反射率が得られる白色散乱体が使用できる。
【００８４】
広帯域白色散乱体は、例えば、マグネシウム酸化物粉末、酸化シリコン粉末、酸化チタン粉末、塩化ナトリウム粉末、フッ化カルシウム粉末、フッ化マグネシウム粉末、その他、波長２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲で透明な物質の粉末がある。
【００８５】
［第２の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第２実施形態について、図２を参照して説明する。
【００８６】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ａは、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【００８７】
この構造物の監視装置１Ａにおいて第１実施形態の構造物の監視装置１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００８８】
図２に示された構造物の監視装置１Ａを構成する監視部２は、撮影部５を備え、この撮影部５はレンズ光学系５Ｂを備え、このレンズ光学系５Ｂは、内部の絞り位置に保持されて、レンズ光学系５Ｂを透過できる光の開口を２次元的に制御する液晶型空間フィルタ５Ｄを備えている。
【００８９】
構造物の監視装置１Ａを構成する監視部３は、撮影部コントロールユニット７Ａを備えている。
【００９０】
撮影部コントロールユニット７Ａは、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタータイミングと露光時間との制御部と、モノクロ撮像素子５Ｃから出力される画像電子情報の受信部と、受信した画像電子情報を通常のカラーカメラのＲＧＢ信号およびカラービデオ信号の内から選択した少なくとも１つの映像信号に変換して出力する出力部と、レンズ光学系５Ｂの駆動の制御部と、カメラ５Ａの機能の操作部と、液晶型空間フィルタ５Ｄの制御部とを備えている。
【００９１】
照明光に基づく監視対象物３０からの、直接反射光はレンズ光学系５Ｂの絞り位置部分において中心を通るが、液晶型空間フィルタ５Ｄを制御して、中心部だけ不透過にすることができる。
【００９２】
撮影部５のレンズ光学系５Ｂの絞り位置部分において任意の２次元形状をマスクして光を通さないようにできる液晶型空間フィルタ５Ｄを備えているため、照明光が監視対象物３０で直接正反射する成分がレンズ光学系５Ｂを透過しないようにマスク部分を調整することができる。
【００９３】
そうすると、直接正反射光によるハレーションを抑えて、監視対象物３０の異常な部位または異物の画像をコントラスト良く観察できる効果がある。
【００９４】
例えば、大型の平面、局面構造物表面を観測する際にこの効果は顕著である。
【００９５】
［第３の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第３実施形態について、図３を参照して説明する。
【００９６】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｂは、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【００９７】
この構造物の監視装置１Ｂにおいて第１実施形態の構造物の監視装置１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００９８】
図３に示された構造物の監視装置１Ｂを構成する監視部２は、光源部４と、撮影部５とを水密に収容する防水ケース１２を備えている。
【００９９】
防水ケース１２は、例えば、監視部支持部材６に保持される。
【０１００】
防水ケース１２を備えた監視部２を使用すると、光源部４と、撮影部５との電子部品などが水に浸るのを防止し、水中に存在する監視対象物３０を構造物の監視装置１Ｂにより監視することができる。
【０１０１】
例えば、原子炉内のような放射線場では、監視対象物３０は放射線をさえぎる目的で水中に設置されている場合が多く、このような放射線環境下において、本実施形態の構造物の監視装置１Ｂであれば、水中で監視かできる。また、監視部２を水中で、かつ、遠隔操作で使用できることで、取扱い時の被ばく線量を低減できる。
【０１０２】
［第４の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第４実施形態について、図４を参照して説明する。
【０１０３】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｃは、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【０１０４】
この構造物の監視装置１Ｃにおいて第１実施形態の構造物の監視装置１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１０５】
図４に示された構造物の監視装置１Ｃを構成する監視部２は、構造物である監視対象物３０への照明光の透過波長を制限できる光源部４を備え、この光源部４は、光源１０４Ａと、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂとを備えている。
【０１０６】
光源１０４Ａは、監視対象物３０を照らす照明光を発生する連続発光白色光源である。光源１０４Ａは、例えば、紫外から赤外に渡り幅広い発光スペクトルを持ち連続発光するキセノンアークランプが使用される。
【０１０７】
波長可変バンドパスフィルタ４Ｂは、光源１０４Ａと構造物である監視対象物３０との間に保持されて、光源１０４Ａから構造物である監視対象物３０に透過する照明光の波長を任意の波長領域に制限する。波長可変バンドパスフィルタ４Ｂは、例えば、光音響効果を用いる連続波長可変バンドパスフィルタ、液晶方式による連続波長可変バンドパスフィルタ、所要の波長固定バンドパスフィルタを光路上に切り替える方式などによる波長可変バンドパスフィルタである。
【０１０８】
液晶方式による波長可変バンドパスフィルタは、連続的に観測波長を可変できるため、監視対象物３０に依存する性質を強調した監視結果を得ることができる。
【０１０９】
図１１（ａ）と、（ｂ）とに示された所要の波長固定バンドパスフィルタを光路上に切り替える方式による連続波長可変バンドパスフィルタは、複数の開口を有する板状の保持具２１と、複数の開口に各々保持された波長固定バンドパスフィルタ２２と、保持具２１を駆動して、或る波長固定バンドパスフィルタを光の透過位置に切り替える駆動部２３とで構成されている。この方式によれば、波長が固定されたバンドパスフィルタにより波長可変バンドパスフィルタを構成することができる。
【０１１０】
モノクロ撮像素子５Ｃに使用するＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子の感度領域は、通常２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲である。そうすると、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂで選択できる波長は、２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲に制限できる。
【０１１１】
また、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂが透過できる光帯域幅は、監視対象物３０により光帯域幅を細かくした方が良い場合と、紫外領域から赤外領域まで満遍なく、例えば、紫外領域、可視領域、赤外領域の３領域で観測する方が良い場合とがある。
【０１１２】
しかし、光帯域幅を１ｎｍより小さくすると、照度確保の観点で望ましくない。
【０１１３】
また、モノクロ撮像素子５Ｃに使用するＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子の感度領域は、通常２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲であることから、光帯域幅が３００ｎｍより大きければ全体の波長帯域をカバーできる。
【０１１４】
そうすると、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂは、透過する光の帯域幅を１ｎｍ以上、３００ｎｍ以下に制限できる。
【０１１５】
構造物の監視装置１Ｃを構成する操作部３は、光源ドライバ９Ａを備えている。
【０１１６】
光源部ドライバ９Ａは、システム制御用計算機８からの指令により光源１０４Ａの明るさおよび発光時間などの条件の制御部と、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂの透過波長の制御部とを備えている。波長可変バンドパスフィルタ４Ｂの透過波長の制御部は別個に独立した装置で構成することができる。
【０１１７】
次に、構造物の監視装置１Ｃの作用について説明する。
【０１１８】
構造物の監視装置１Ｃは、システム制御用計算機８からの指令に応じて、光源部ドライバ９Ａを作動させて、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂを透過する光の波長を制限させる。
【０１１９】
構造物の監視装置１Ｃは、システム制御用計算機８からの指令に応じて、光源部ドライバ９Ａを作動させて光源１０４Ａを発光させる。
【０１２０】
光源１０４Ａから出力された光は、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂによって波長が制限されて監視対象物３０の照明光となる。
【０１２１】
この照明光は、例えば、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂが順次に異なる３種類のフィルタへ切り替えられ、監視対象物３０は３種類の波長の照明光で順次に照らされる。
【０１２２】
この照明光に基づく監視対象物３０からの光、もっぱら反射光は、レンズ光学系５Ｂで収束されてモノクロ撮像素子５Ｃ上に投影される。
【０１２３】
モノクロ撮像素子５Ｃは撮影部コントロールユニット７の指令に応じた露光時間、シャッタータイミングで投影された画像を電子情報に変換し、撮影部コントロールユニット７へ映像信号として送り出す。
【０１２４】
撮影部コントロールユニット７は、システム制御用計算機８により、光源部ドライバ９Ａとともに制御される。
【０１２５】
撮影部コントロールユニット７は、照明光の波長が波長可変バンドパスフィルタ４Ｂにより制限される毎に、モノクロ撮像素子５Ｃから画像電子情報を取り込み、ＲＧＢの３原色映像信号に分配変換して、システム制御用計算機８へ送り出す。
【０１２６】
システム制御用計算機８は、撮影部コントロールユニット７を介して、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタータイミングを、また、光源部ドライバ９Ａを介して、光源１０４Ａの発光時間と、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂのフィルタ切り替えタイミングとを同期して動作している。
【０１２７】
そうすると、第１実施形態の構造物の監視装置１と同様に、異なる物質を通常のモノクロカメラやカラーカメラで監視した場合に、監視画像に表れる差異が明暗程度であり識別が困難であるとしても、任意の３種類の波長領域の光で監視した場合は、色調の差として監視画像に表れ、容易に識別できる。
【０１２８】
本実施形態の構造物の監視装置１Ｃは、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂを使用することで、監視部２と操作部３が離れた場所に配置されていても、監視部２へ接近することなく照明光の波長の制限ができる。
【０１２９】
また、構造物の異常や異物の存在を監視する上で、構造物である監視対象物３０に応じて波長可変バンドパスフィルタ４Ｂのフィルタを切り替えて、監視が容易になる照明光の波長を探査できる。
【０１３０】
［第５の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第５実施形態について、図５を参照して説明する。
【０１３１】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｄは、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【０１３２】
この構造物の監視装置１Ｄにおいて第４実施形態の構造物の監視装置１Ｃと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１３３】
図５に示された構造物の監視装置１Ｄを構成する監視部２は、光源部４を備え、この光源部４は、照明光を略平行光線にするコリメータ４Ｃを備えている。
【０１３４】
構造物の監視装置１Ｄを構成する監視部２は、撮影部５を備え、この撮影部５は、監視対象物３０からレンズ光学系５Ｂに入射する光の透過する波長を任意の波長領域に制限する波長可変バンドパスフィルタ５Ｅを備えている。
【０１３５】
波長可変バンドパスフィルタ５Ｅは、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂと同様な波長可変バンドパスフィルタである。
【０１３６】
構造物の監視装置１Ｄを構成する操作部３は、撮影部コントロールユニット７Ｂを備えている。
【０１３７】
撮影部コントロールユニット７Ｂは、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタータイミングと露光時間との制御部と、モノクロ撮像素子５Ｃから出力される画像電子情報の受信部と、受信した画像電子情報を通常のカラーカメラのＲＧＢ信号およびカラービデオ信号の内から選択した少なくとも１つの映像信号に変換して出力する出力部と、レンズ光学系５Ｂの駆動の制御部と、カメラ５Ａの機能の操作部と、波長可変バンドパスフィルタ５Ｅの透過波長の制御部とを備えている。
【０１３８】
次に、構造物の監視装置１Ｄの作用について説明する。
【０１３９】
構造物の監視装置１Ｄの撮影部コントロールユニット７Ｂは、システム制御用計算機８により、光源部ドライバ９Ａとともに制御される。
【０１４０】
システム制御用計算機８は、撮影部コントロールユニット７Ｂを介して、波長可変バンドパスフィルタ５Ｅのフィルタ切り替えを、また、光源部ドライバ９Ａを介して、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂのフィルタ切り替えをしている。
【０１４１】
波長可変バンドパスフィルタ５Ｅの透過波長は波長可変バンドパスフィルタ４Ｂの透過波長より長い波長で選択される。そうすると、照明光に基づいて構造物である監視対象物３０から２次的に発光する長波長にシフトした蛍光発光や燐光発光を観測することができる。
【０１４２】
例えば、有機物では、ある波長の光をあてると、より長い波長の光を出す蛍光発光や燐光発光が生じる。そうすると、監視対象物３０が有機物を含む場合は、蛍光発光や燐光発光の効率が高い有機物などの物質の付着状況などを選択的に監視できる効果がある。
【０１４３】
例えば、原子炉内のような、通常は無機物しか存在しない場所で、蛍光発光や燐光発光を観測することができれば、異物の発見が迅速にできる。
【０１４４】
また、蛍光発光や燐光発光のスペクトルに応じた適切な波長を１から３種類選ぶことで、さらに監視対象物３０の物質の判別性を高める効果がある。
【０１４５】
なお、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂは、固定波長バンドパスフィルタを使用しても同様の効果がある。
【０１４６】
［第６の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第６実施形態について、図４と図５とを参照して説明する。
【０１４７】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｃ、１Ｄは、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【０１４８】
この構造物の監視装置１Ｃ、１Ｄにおいて第４実施形態または第５実施形態の構造物の監視装置１Ｃ、１Ｄと重複する説明は省略する。
【０１４９】
構造物の監視装置１Ｃを構成する監視部２は、光源部４を備え、この光源部４は、波長が制限される前または後の光を偏光する光源側偏光フィルタ（図示省略）を備えている。
【０１５０】
構造物の監視装置１Ｃを構成する監視部２は、撮影部５を備え、この撮影部５は、監視対象物３０からモノクロ撮像素子５Ｃへ入射する光を偏光する撮影側偏光フィルタ（図示省略）を備えている。
【０１５１】
このように構成された構造物の監視装置１Ｃは、光源側偏光フィルタと、撮影側偏光フィルタとの偏光の関係を調整することで、監視対象物３０からの直接反射光を選択して監視することや、散乱反射光を選択して監視することが可能である。
【０１５２】
特に、原子炉内構造物の監視のように、放射線強度が強く、自由に撮影位置や光源位置を変更できない場所では、監視対象物３０からの直接反射光によるハレーションを低減する手段として効果がある。
【０１５３】
また、第５実施形態の構造物の監視装置１Ｄにおいて、蛍光発光や燐光発光の発光強度が小さい場合、波長可変バンドパスフィルタ５Ｅによる蛍光発光や燐光発光と、反射光との分離が不十分になり、蛍光発光や燐光発光をコントラスト良く監視することが困難な場合がある。
【０１５４】
本実施形態の構造物の監視装置１Ｃであれば、照明光と直交した蛍光発光や燐光発光の偏光成分を観測できるように、光源側偏光フィルタと撮影側偏光フィルタとを調整して、反射光がモノクロ画像素子５Ｃへ入射するのを防ぐことができる。
【０１５５】
蛍光発光や燐光発光には偏光特性はないので、偏光特性を利用しない方式よりも照射光と蛍光発光や燐光発光とを明確に区別して監視できる効果がある。
【０１５６】
構造物の監視装置１Ｃを構成する監視部２は撮影部５を備え、この撮影部５は、撮影側偏光フィルタ（図示省略）を回転自在に支持する回転支持機構（図示省略）を備えることができる。
【０１５７】
構造物の監視装置１Ｃを構成する操作部３は、撮影部コントロールユニット７を備えている。
【０１５８】
撮影部コントロールユニット７は、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタータイミングと露光時間との制御部と、モノクロ撮像素子５Ｃから出力される画像電子情報の受信部と、受信した画像電子情報を通常のカラーカメラのＲＧＢ信号およびカラービデオ信号の内から選択した少なくとも１つの映像信号に変換して出力する出力部と、レンズ光学系５Ｂの駆動の制御部と、カメラ５Ａの機能の操作部と、撮影側偏光フィルタの回転支持機構の制御部とを備えている。
【０１５９】
本実施形態の構造物の監視装置１Ｃであれば、撮影側偏光フィルタを回転させる機構によって、構造物の監視装置１Ｃを手元に回収せずに、監視画像を見ながら撮影側偏光フィルタの偏光の調整ができるため、監視を迅速に行える。
【０１６０】
特に原子炉内のような放射線場では、構造物の監視装置１Ｃは放射線により被ばくするので、迅速に監視ができれば被ばく線量を低減する効果がある。
【０１６１】
本実施形態を構造物の監視装置１Ｄに適用した場合も同様な効果を得る。
【０１６２】
［第７の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第７実施形態について、図４を参照して説明する。
【０１６３】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｃは、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【０１６４】
この構造物の監視装置１Ｃにおいて第４実施形態の構造物の監視装置１Ｃと重複する説明は省略する。
【０１６５】
構造物の監視装置１Ｃを構成する監視部２は、光源部４を備え、この光源部４は、照明光を拡散させる拡散板（図示省略）を備えている。
【０１６６】
監視対象物３０に段差がある場合は、照明光によって影ができる。
【０１６７】
本実施形態の構造物の監視装置１Ｃは、拡散板を備えていることで、照明光の光線ベクトルをランダムにできる。そうすると、照明光による影を薄くできるため、陰影に乏しい監視画像を得ることができる。
【０１６８】
異なる波長で制限した照明光で得られた監視画像から、監視対象物３０の表面の組成などを推定する際に、成分の分布を正確に把握できる効果がある。
【０１６９】
［第８の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第８実施形態について、図６を参照して説明する。
【０１７０】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｅは、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【０１７１】
この構造物の監視装置１Ｅにおいて第１実施形態の構造物の監視装置１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１７２】
図６に示された構造物の監視装置１Ｅを構成する監視部２は、構造物である監視対象物３０への照明光の発光波長を選択できる光源部４を備え、この光源部４は、光源２０４Ａを備えている。
【０１７３】
光源２０４Ａは、監視対象物３０へ、それぞれに波長の異なる照明光を発生する複数のレーザ発振器をまとめたレーザ発振器アレイを光源とする。
【０１７４】
構造物の監視装置１Ｅを構成する操作部３は、光源ドライバ９Ｂを備えている。
【０１７５】
光源部ドライバ９Ｂは、システム制御用計算機８からの指令により、光源２０４Ａからそれぞれに波長の異なる１から３種類のレーザ発振器を選び出して順次発光させ、明るさおよび発光時間などの条件のを制御する制御部を備えている。
【０１７６】
次に、構造物の監視装置１Ｅの作用について説明する。
【０１７７】
第４実施形態の構造物の監視装置１Ｃが、光源１０４Ａと、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂとを使用して照明光の波長を制限するのに対して、本実施形態の構造物の監視装置１Ｅは、波長の異なる複数個のレーザ発振器を光源に使用することで、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂを使用することなく、第４実施形態と同じ効果を得る。
【０１７８】
さらに、第４実施形態の構造物の監視装置１Ｃが、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂを切り替える時間と、本実施形態の構造物の監視装置１Ｅが、光源２０４Ａを波長の異なるレーザ発振器に切り替える時間とを比べると、レーザ発振器の切り替えにかかる時間のほうが短くできるので、監視にかかる時間を短縮する効果がある。
【０１７９】
なお、光源２０４Ａは、波長可変レーザ（図示省略）またはそれぞれ波長の異なる光を発する複数のＬＥＤ（図示省略）を使用できる。波長可変レーザやＬＥＤを、それぞれに波長の異なる１から３種類の波長で順次発光させる構成とすることで、同様の効果を得る。
【０１８０】
半導体レーザやＬＥＤなどの半導体光源は、多くの波長で発光するものが存在し、かつ、小型なので、構造物の監視装置１Ｅを小型にできる効果がある。
【０１８１】
また、半導体光源は光の点滅の応答が速く、照明光の波長の異なる動画や静止画を撮影できる効果がある。
【０１８２】
さらに、半導体光源は、電気光変換効率が高く、半導体光源に接続する電線に細いものを使用できるので、構造物の監視装置１Ｅの艤装性の向上に効果がある。
【０１８３】
また、半導体光源の光は、直線性が良く、光ファイバ中に光を伝播することが容易であり、半導体光源をカメラ５Ａから離れた場所に配置して、非常に狭隘な部分へ照明光を送る効果がある。
【０１８４】
さらにまた、原子炉内のような放射線場での監視の場合は、光源２０４Ａを放射線場から離すことができるので、装置寿命を確保できる効果がある。
【０１８５】
なお、光源２０４Ａは、他にプラズマ発光光源またはその発光を波長変換して特定の波長のみ選択して出力できる光源などを使用できる。
【０１８６】
本実施形態の構造物の監視装置１Ｅは、光源２０４Ａが発する光の帯域幅を１ｎｍ以上、３００ｎｍ以下として構成することができる。
【０１８７】
光源２０４Ａの光帯域幅は、監視対象物３０によって、光帯域幅を細かくした方が良い場合と、紫外領域から赤外領域まで満遍なく、例えば、紫外領域、可視領域、赤外領域の３領域で観測する方が良い場合とがある。
【０１８８】
しかし、光帯域幅を１ｎｍより小さくすると照度確保の観点で望ましくない。
【０１８９】
また、モノクロ撮像素子５Ｃに使用するＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子の感度領域は、通常２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲であることから、光帯域幅が３００ｎｍより大きければ、全体の波長帯域をカバーできる。
【０１９０】
そうすると、光源２０４Ａの光帯域幅は１ｎｍ以上、３００ｎｍ以下に限定できる。
【０１９１】
［第９の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第９実施形態について、図７を参照して説明する。
【０１９２】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｆは、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【０１９３】
この構造物の監視装置１Ｆにおいて第８実施形態の構造物の監視装置１Ｅと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１９４】
図７に示された構造物の監視装置１Ｆを構成する監視部２は、撮影部５を備え、この撮影部５は、構造物である監視対象物３０からレンズ光学系５Ｂに入射する光の透過する波長を任意の波長領域に制限する波長可変バンドパスフィルタ５Ｅを備えている。
【０１９５】
波長可変バンドパスフィルタ５Ｅは、例えば、光音響効果を用いる連続波長可変バンドパスフィルタ、液晶方式による連続波長可変バンドパスフィルタ、所要の波長固定バンドパスフィルタを光路上に切り替える方式などによる波長可変バンドパスフィルタである。
【０１９６】
液晶方式による波長可変バンドパスフィルタは、連続的に観測波長を可変できるため、監視対象物３０に依存する性質を強調した監視結果を得ることができる。
【０１９７】
図１１（ａ）と、（ｂ）とに示された所要の波長固定バンドパスフィルタを光路上に切り替える方式による連続波長可変バンドパスフィルタは、複数の開口を有する板状の保持具２１と、複数の開口に各々保持された波長固定バンドパスフィルタ２２と、保持具２１を駆動して、或る波長固定バンドパスフィルタを光の透過位置に切り替える駆動部２３とで構成されている。この方式によれば、波長が固定されたバンドパスフィルタにより波長可変バンドパスフィルタを構成することができる。
【０１９８】
モノクロ撮像素子５Ｃに使用するＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子の感度領域は、通常２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲である。そうすると、波長可変バンドパスフィルタ５Ｅで選択できる波長は、２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲に制限できる。
【０１９９】
また、波長可変バンドパスフィルタ５Ｅが透過できる光帯域幅は、監視対象物３０により光帯域幅を細かくした方が良い場合と、紫外領域から赤外領域まで満遍なく、例えば、紫外領域、可視領域、赤外領域の３領域で観測する方が良い場合とがある。
【０２００】
しかし、光帯域幅を１ｎｍより小さくすると、照度確保の観点で望ましくない。
【０２０１】
また、モノクロ撮像素子５Ｃに使用するＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子の感度領域は、通常２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲であることから、光帯域幅が３００ｎｍより大きければ全体の波長帯域をカバーできる。
【０２０２】
そうすると、波長可変バンドパスフィルタ５Ｅは、透過する光の帯域幅を１ｎｍ以上、３００ｎｍ以下に制限できる。
【０２０３】
構造物の監視装置１Ｆを構成する操作部３は、撮影部コントロールユニット７Ｂを備えている。
【０２０４】
撮影部コントロールユニット７Ｂは、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタータイミングと露光時間との制御部と、モノクロ撮像素子５Ｃから出力される画像電子情報の受信部と、受信した画像電子情報を通常のカラーカメラのＲＧＢ信号およびカラービデオ信号の内から選択した少なくとも１つの映像信号に変換して出力する出力部と、レンズ光学系５Ｂの駆動の制御部と、カメラ５Ａの機能の操作部と、波長可変バンドパスフィルタ５Ｅの透過波長の制御部とを備えている。
【０２０５】
次に、構造物の監視装置１Ｆの作用について説明する。
【０２０６】
構造物の監視装置１Ｆの撮影部コントロールユニット７Ｂは、システム制御用計算機８により、光源部ドライバ９Ｂとともに制御される。
【０２０７】
システム制御用計算機８は、撮影部コントロールユニット７Ｂを介して、波長可変バンドパスフィルタ５Ｅのフィルタ切り替えをしている。
【０２０８】
波長可変バンドパスフィルタ５Ｅの透過波長は波長可変バンドパスフィルタ４Ｂの透過波長より長い波長で選択される。そうすると、照明光に基づいて監視対象物３０から２次的に発光する長波長にシフトした蛍光発光や燐光発光を観測することができる。
【０２０９】
第５実施形態の構造物の監視装置１Ｄが光源１０４Ａと、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂとを使用して照明光の波長を制限するのに対して、本実施形態の構造物の監視装置１Ｆは、波長の異なる複数のレーザ発振器を光源とする光源２０４Ａを光源とすることで、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂと、コリメータ４Ｃとを使用することなく、第５実施形態と同じ効果を得る。
【０２１０】
第５実施形態の構造物の監視装置１Ｄと比較して、本実施形態の構造物の監視装置１Ｆは光源部２０４Ａの構成を簡略化できるので、構造物の監視装置１Ｆは信頼性が確保できる。
【０２１１】
［第１０の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第１０実施形態について、図６と図７とを参照して説明する。
【０２１２】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｅ、１Ｆは、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【０２１３】
この構造物の監視装置１Ｅ、１Ｆにおいて第８実施形態または第９実施形態の構造物の監視装置１Ｅ、１Ｆと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０２１４】
構造物の監視装置１Ｅを構成する監視部２は、撮影部５を備え、この撮影部５は、監視対象物３０からモノクロ撮像素子５Ｃへ入射する光を偏光する撮影側偏光フィルタ（図示省略）を備えている。
【０２１５】
このように構成された構造物の監視装置１Ｅは、光源２０４Ａと、撮影側偏光フィルタとの偏光の関係を調整することで、監視対象物３０からの直接反射光を選択して監視することや、散乱反射光を選択して監視することが可能である。
【０２１６】
第６実施形態の構造物の監視装置１Ｃ、１Ｄが、光源側偏光フィルタを使用して照明光を偏光するのに対して、本実施形態の構造物の監視装置１Ｅは、波長の異なる複数のレーザ発振器を光源とする光源２０４Ａを光源とすることで、光源側偏光フィルタを使用することなく、第６実施形態と同じ効果を得る。
【０２１７】
第６実施形態の構造物の監視装置１Ｃ、１Ｄと比較して、本実施形態の構造物の監視装置１Ｆは光源部２０４Ａの構成を簡略化できるので、構造物の監視装置１Ｆは信頼性が確保できる。
【０２１８】
構造物の監視装置１Ｅを構成する監視部２は、撮影部５を備え、この撮影部５は、撮影側偏光フィルタ（図示省略）を回転自在に支持する回転支持機構（図示省略）を備えている。
【０２１９】
構造物の監視装置１Ｃを構成する操作部３は、撮影部コントロールユニット７を備えている。
【０２２０】
撮影部コントロールユニット７は、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタータイミングと露光時間との制御部と、モノクロ撮像素子５Ｃから出力される画像電子情報の受信部と、受信した画像電子情報を通常のカラーカメラのＲＧＢ信号およびカラービデオ信号の内から選択した少なくとも１つの映像信号に変換して出力する出力部と、レンズ光学系５Ｂの駆動の制御部と、カメラ５Ａの機能の操作部と、撮影側偏光フィルタの回転支持機構の制御部とを備えている。
【０２２１】
本実施形態の構造物の監視装置１Ｅであれば、撮影側偏光フィルタを回転させる機構によって、構造物の監視装置１Ｅを手元に回収せずに、監視画像を見ながら遠隔で偏光の調整ができるため、監視を迅速に行える。
【０２２２】
特に原子炉内のような放射線場では、構造物の監視装置１Ｅは放射線により被ばくするので、迅速に監視ができれば被ばく線量を低減する効果がある。
【０２２３】
本実施形態を構造物の監視装置１Ｆに適用した場合も同様な効果を得る。
【０２２４】
［第１１の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第１１実施形態について、図８を参照して説明する。
【０２２５】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｇは、構造物としての原子炉内構造物３１を監視する装置である。原子炉内は放射線を遮るために水で満たされており、監視部２は水中で使用される。
【０２２６】
この構造物の監視装置１Ｇにおいて第３実施形態の構造物の監視装置１Ｂと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０２２７】
構造物の監視装置１Ｇを構成する監視部２は、光源部４を備え、この光源部４は、光源３０４Ａを備え、この光源３０４Ａは、原子炉内構造物３１を照らす照明光を発生する光源である。
【０２２８】
光源３０４Ａは、原子炉内構造物３１を照らす照明光を発生する白色光源である。光源３０４Ａは、例えば、キセノンフラッシュランプが使用される。キセノンフラッシュランプは、紫外領域から赤外領域まで幅広いスペクトルを有しているパルス光源である。
【０２２９】
構造物の監視装置１Ｅを構成する監視部２は、撮影部５を備え、この撮影部５は、カメラ５Ａを備え、このカメラ５Ａは、レンズ光学系５Ｂと、モノクロ撮像素子５Ｃと、分配光学素子５Ｆと、波長可変バンドパスフィルタ５Ｇとを備えている。
【０２３０】
分配光学素子５Ｆは、レンズ光学系５Ｂが収束した光を２以上の方向へ分配する。分配光学素子５Ｆは、例えば、半透過ミラーまたは半透過プリズムを組み合わせて、光を３方向に分配する。
【０２３１】
波長可変バンドパスフィルタ５Ｇは、分配光学素子５Ｆが分配した光の波長を任意の波長領域に制限する。
【０２３２】
波長可変バンドパスフィルタ５Ｇは、例えば、光音響効果を用いる連続波長可変バンドパスフィルタ、液晶方式による連続波長可変バンドパスフィルタ、所要の波長固定バンドパスフィルタを光路上に切り替える方式などによる波長可変バンドパスフィルタである。
【０２３３】
液晶方式による波長可変バンドパスフィルタは、連続的に観測波長を可変できるため、原子炉内構造物３１に依存する性質を強調した監視結果を得ることができる。
【０２３４】
図１１（ａ）と、（ｂ）とに示された所要の波長固定バンドパスフィルタを光路上に切り替える方式による連続波長可変バンドパスフィルタは、複数の開口を有する板状の保持具２１と、複数の開口に各々保持された波長固定バンドパスフィルタ２２と、保持具２１を駆動して、或る波長固定バンドパスフィルタを光の透過位置に切り替える駆動部２３とで構成されている。この方式によれば、波長が固定されたバンドパスフィルタにより波長可変バンドパスフィルタを構成することができる。さらに、原子炉内構造物３１の監視対象となる光の波長領域が広くて、レンズ光学系５Ｂの色収差補正が困難な場合、波長可変バンドパスフィルタ２０に保持した波長固定バンドパスフィルタ２２それぞれの厚さを適切に設計することで色収差補正ができる。
【０２３５】
モノクロ撮像素子５Ｃに使用するＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子の感度領域は、通常２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲である。そうすると、波長可変バンドパスフィルタ５Ｇで選択できる波長は、２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲に制限できる。
【０２３６】
また、波長可変バンドパスフィルタ５Ｇが透過できる光帯域幅は、監視対象物３０により光帯域幅を細かくした方が良い場合と、紫外領域から赤外領域まで満遍なく、例えば、紫外領域、可視領域、赤外領域の３領域で観測する方が良い場合とがある。
【０２３７】
しかし、光帯域幅を１ｎｍより小さくすると、照度確保の観点で望ましくない。
【０２３８】
また、モノクロ撮像素子５Ｃに使用するＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子の感度領域は、通常２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲であることから、光帯域幅が３００ｎｍより大きければ全体の波長帯域をカバーできる。
【０２３９】
そうすると、波長可変バンドパスフィルタ５Ｇは、透過する光の帯域幅を１ｎｍ以上、３００ｎｍ以下に制限できる。
【０２４０】
構造物の監視装置１Ｇを構成する操作部３は、撮影部コントロールユニット７Ｃと、光源ドライバ９Ｃとを備えている。
【０２４１】
撮影部コントロールユニット７Ｃは、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタータイミングと露光時間との制御部と、モノクロ撮像素子５Ｃから出力される画像電子情報の受信部と、受信した画像電子情報を通常のカラーカメラのＲＧＢ信号およびカラービデオ信号の内から選択した少なくとも１つの映像信号に変換して出力する出力部と、レンズ光学系５Ｂの駆動の制御部と、カメラ５Ａの機能の操作部と、波長可変バンドパスフィルタ５Ｇの透過波長の制御部とを備えている。
【０２４２】
光源部ドライバ９Ｃは、システム制御用計算機８からの指令により光源３０４Ａの明るさおよび発光時間などの条件の制御部を備えている。
【０２４３】
次に、構造物の監視装置１Ｇの作用について説明する。
【０２４４】
構造物の監視装置１Ｇは、システム制御用計算機８からの指令に応じて、撮影部コントロールユニット７Ｃを作動させて、波長可変バンドパスフィルタ５Ｇを透過する光の波長を制限させる。
【０２４５】
構造物の監視装置１Ｇは、システム制御用計算機８からの指令に応じて、光源部ドライバ９Ｃを作動させて光源３０４Ａを発光させる。
【０２４６】
光源３０４Ａから出力された光は構造物である原子炉内構造物３１の照明光となる。
【０２４７】
光源３０４Ａから出力される照明光に基づく構造物である原子炉内構造物３１からの光、もっぱら反射光は、レンズ光学系５Ｂで収束されて、分配光学素子５Ｆにより、２以上の方向へ分配される。
【０２４８】
分配された光は、それぞれ波長可変バンドパスフィルタ５Ｇにより、波長が制限され、モノクロ撮像素子５Ｃ上に投影される。
【０２４９】
この分配されたそれぞれの光は、例えば、波長可変バンドパスフィルタ５Ｇにより異なる波長に制限される。すなわち、モノクロ撮像素子５Ｃ上に投影される構造物である原子炉内構造物３１の画像は分配された光毎に波長が制限されている。
【０２５０】
モノクロ撮像素子５Ｃは撮影部コントロールユニット７Ｃの指令に応じた露光時間、シャッタータイミングで投影された画像を電子情報に変換し、撮影部コントロールユニット７Ｃへ映像信号として送り出す。
【０２５１】
撮影部コントロールユニット７Ｃは、システム制御用計算機８により、光源部ドライバ９Ｃとともに制御される。
【０２５２】
撮影部コントロールユニット７Ｃは、モノクロ撮像素子５Ｃから画像電子情報を取り込み、ＲＧＢの３原色映像信号に分配変換して、システム制御用計算機８へ送り出す。
【０２５３】
システム制御用計算機８は、撮影部コントロールユニット７Ｃを介して、モノクロ撮像素子５Ｃの露光時間やシャッタータイミングを、また、光源部ドライバ９Ｃを介して光源３０４Ａの発光時間および発光タイミングを同期して動作している。
【０２５４】
本実施形態の構造物の監視装置１Ｇの光源部４の光源３０４Ａは、パルス光源を使用しているので、原子炉内構造物３１と監視部２との相対的な位置関係が変化するときにも、ちらつきのない画像情報を得ることや、光源３０４Ａからの発光以外の外部光源の影響を抑えて、ちらつきの少ない監視を可能にすることができる。
【０２５５】
原子炉内のような放射線場では、原子炉内構造物３１は放射線をさえぎる目的で、もっぱら水中に存在するため、防水ケース１２を備えた監視部２を使用することで、光源部４と、撮影部５との電子部品などが水に浸るのを防止し、水中に存在する構造物である原子炉内構造物３１を監視できる。
【０２５６】
また、本実施形態の構造物の監視装置１Ｇは、原子炉内のような放射線環境下において遠隔で使用できる。また、監視部２を水中で使用できることで、取扱い時の被ばく線量を低減できる。
【０２５７】
原子炉内構造物３１の表面には配管等の金属材料の腐食により生ずる腐食生成物の一部が金属酸化物として付着しており、赤錆色に見える場合がある。この表面を観察する際に、通常のモノクロカメラやカラーカメラを使用すると、原子炉内構造物３１は明暗の単色でしか監視できない。この場合は、波長可変バンドパスフィルタ５Ｇで、赤色から近赤外領域を波長選択することで監視が容易になる。
【０２５８】
例えば、分配光学素子５Ｆが分配した光について、波長可変バンドパスフィルタ５Ｇの波長制限を５９０ｎｍから６１０ｎｍの透過範囲と、６１０ｎｍから６３０ｎｍの透過範囲と、６３０ｎｍから６５０ｎｍの透過範囲とに設定する。そうすると、通常のモノクロカメラや、カラーカメラでは明暗でしか識別できない監視対象が、３種類の波長領域に分けて詳細に監視できる効果がある。
【０２５９】
［第１２の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第１２実施形態について、図９を参照して説明する。
【０２６０】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｈは、構造物としての原子炉内構造物３１を監視する装置である。原子炉内は放射線を遮るために水で満たされており、監視部２は水中で使用される。
【０２６１】
この構造物の監視装置１Ｈにおいて第１１実施形態の構造物の監視装置１Ｇと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０２６２】
図９に示された構造物の監視装置１Ｈを構成する監視部２は、光源部４を備え、この光源部４は、照明光を略平行光線にするコリメータ４Ｃを備えている。
【０２６３】
本実施形態の構造物の監視装置１Ｈによれば、レンズ光学系５Ｂに入射する原子炉内構造物３１からの正反射光を少なくできるので、ハレーションを抑える効果がある。
【０２６４】
また、原子炉内構造物３１のエッジ部や亀裂などを観測する際に、略平行光線で照らすためエッジ部や亀裂などの境界像をコントラスト良く監視できる効果がある。
【０２６５】
［第１３の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第１３実施形態について、図１０を参照して説明する。
【０２６６】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｉは、構造物としての原子炉内構造物３１を監視する装置である。原子炉内は放射線を遮るために水で満たされており、監視部２は水中で使用される。
【０２６７】
この構造物の監視装置１Ｉにおいて第１１実施形態および第１２実施形態の構造物の監視装置１Ｇ、１Ｈと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０２６８】
図１０に示された構造物の監視装置１Ｉを構成する監視部２は、光源部４を備え、この光源部４は、光源３０４Ａの照明光を偏光する偏光フィルタ４Ｄと、偏光フィルタ４Ｄを回転可能に支持する光源側偏光フィルタ回転支持機構（図示省略）とを備えている。
【０２６９】
構造物の監視装置１Ｉを構成する監視部２は、撮影部５を備え、この撮影部５は、照明光に基づく原子炉内構造物３１からの光を偏光する偏光フィルタ５Ｈと、偏光フィルタ５Ｈを回転可能に支持する光源側偏光フィルタ回転支持機構（図示省略）とを備えている。
【０２７０】
偏光フィルタ４Ｄ、５Ｇは、直線偏光、円偏光、楕円偏光が使用される。
【０２７１】
構造物の監視装置１Ｉを構成する操作部３は、撮影部コントロールユニット７Ｄと、光源部ドライバ９Ｄとを備えている。
【０２７２】
撮影部コントロールユニット７Ｄは、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタータイミングと露光時間との制御部と、モノクロ撮像素子５Ｃから出力される画像電子情報の受信部と、受信した画像電子情報を通常のカラーカメラのＲＧＢ信号およびカラービデオ信号の内から選択した少なくとも１つの映像信号に変換して出力する出力部と、レンズ光学系５Ｂの駆動の制御部と、カメラ５Ａの機能の操作部と、波長可変バンドパスフィルタ５Ｇの透過波長の制御部と、撮影側偏光フィルタ回転支持機構の制御部とを備えている。
【０２７３】
光源部ドライバ９Ｄは、システム制御用計算機８からの指令により光源３０４Ａの明るさおよび発光時間などの条件の制御部と、光源側偏光フィルタ回転支持機構の制御部とを備えている。
【０２７４】
本実施形態の構造物の監視装置１Ｉによれば、偏光フィルタ４Ｄに、例えば、直線偏光を使用して照明光を偏光し、レンズ光学系５Ｂに対して構造物である原子炉内構造物３１の表面からの直接反射が起こりにくい照明光に調整することができる。そうすると、カメラで最も明るく撮影される直接反射光の成分が少なくなるため、ハレーション等を抑えて、微小亀裂の検出を容易にする効果がある。
【０２７５】
さらに、本実施形態の構造物の監視装置１Ｉによれば、例えば、偏光フィルタ５Ｈにも、直線偏光を使用できる。偏光フィルタ４Ｄと、偏光フィルタ５Ｈとの偏光を相互に調整することで、レンズ光学系５Ｂに対する構造物である原子炉内構造物３１からの直接反射光成分を阻止することができ、ハレーション等を抑える効果がある。
【０２７６】
［第１４の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第１４実施形態について、図８を参照して説明する。
【０２７７】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｇは、構造物としての原子炉内構造物３１を監視する装置である。原子炉内は放射線を遮るために水で満たされており、監視部２は水中で使用される。
【０２７８】
この構造物の監視装置１Ｇにおいて第１１実施形態の構造物の監視装置１Ｇと重複する説明は省略する。
【０２７９】
構造物の監視装置１Ｇを構成する監視部２は、光源部４を備え、この光源部４は、照明光を拡散させる拡散板（図示省略）を備えている。
【０２８０】
原子炉内構造物３１に段差がある場合は、照明光によって影ができる。
【０２８１】
本実施形態の構造物の監視装置１Ｇは、拡散板を備えていることで、照明光の光線ベクトルをランダムにできる。そうすると、照明光による影を薄くできるため、陰影に乏しい監視画像を得ることができる。
【０２８２】
異なる波長で制限した照明光で得られた監視画像から、構造物である原子炉内構造物３１の表面の組成などを推定する際に、成分の分布を正確に把握できる効果がある。
【０２８３】
［第１５の実施形態］
本発明の第１５実施形態について図１を参照して説明する。
【０２８４】
本実施形態に示された構造物の監視装置１は、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【０２８５】
なお、本実施形態において第１実施形態から第１４実施形態と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０２８６】
構造物の監視装置１を構成する監視部２は、撮影部５を備え、この撮影部５は、レンズ光学系５Ｂを備えている。
【０２８７】
本実施形態の構造物の監視装置１は、レンズ光学系５Ｂの光が透過する部分の透明材料が放射線により着色しにくい光学材料を用いて構成されている。
【０２８８】
光学材料は、例えば、放射線により着色しにくい石英などの光学材料が使用できる。原子炉の内部のように放射線場が強い場所でも着色が抑えられ、監視条件を良好に維持する効果がある。
【０２８９】
また、本発明は監視対象物３０の反射スペクトルの違いを監視することに特徴があり、プラスチックレンズなどで見られるような放射線場における着色により、監視部２のスペクトル感度特性が変化することは望ましくない。
【０２９０】
放射線により着色しにくい光学材料としては、石英のほかにサファイア、ダイアモンド、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、塩化ナトリウム、フリントガラス系、重フリントガラス系、鉛ガラス系、光学クラウンガラス、ボロシリケートガラスなどが使用できる。
【０２９１】
なお、放射線の強度如何では着色することがあるため、放射線強度に応じた材料を選択することが望ましい。
【０２９２】
さらに、構造物の監視装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｉを構成する監視部２に備えられた、光源４Ａ、１０４Ａ、２０４Ａ、３０４Ａ、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂ、５Ｅ、５Ｇ、コリメータ４Ｃ、偏光フィルタ４Ｄ、５Ｇ、分配光学素子５Ｆ、液晶型空間フィルタ５Ｄおよび防水ケース１２のうちから選択した少なくとも１つの、光源４Ａ、１０４Ａ、２０４Ａ、３０４Ａ、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂ、５Ｅ、５Ｇ、コリメータ４Ｃ、偏光フィルタ４Ｄ、５Ｇ、分配光学素子５Ｆ、液晶型空間フィルタ５Ｄおよび防水ケース１２の光が透過する部分の透明材料についても同様である。
【０２９３】
［第１６の実施形態］
本発明の第１６実施形態について図１を参照して説明する。
【０２９４】
本実施形態に示された構造物の監視装置１は、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【０２９５】
なお、本実施形態において第１実施形態から第１５実施形態と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０２９６】
図１に示された構造物の監視装置１を構成する監視部２は、複数の光源部４（図示省略）を備えている。
【０２９７】
構造物の監視装置１を構成する操作部３は、光源部ドライバ９を備え、この光源ドライバ９は、システム制御用計算機８からの指令により複数の光源部４についてそれぞれに、光源４Ａの明るさおよび発光時間などの条件の制御部を備えている。
【０２９８】
そうすると、監視部２を移動させることなく、構造物である監視対象物３０のさまざまな角度から照明光を与えた監視画像を得る効果がある。
【０２９９】
照明光の角度によって、監視対象物３０の画像には陰影差が生じるので、監視対象物３０の異常等の監視が容易になる。
【０３００】
本実施形態は構造物の監視装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｉに適用することでも、同様の効果を得る。
【０３０１】
さらに、本発明は、上述のような各実施形態に何ら制限されるものではなく、各実施形態の構成を組み合わせて、本発明の主旨を逸脱しない範囲で様々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０３０２】
【図１】本発明に係る監視装置の第１実施形態の構成を示す図。
【図２】本発明に係る監視装置の第２実施形態の構成を示す図。
【図３】本発明に係る監視装置の第３実施形態の構成を示す図。
【図４】本発明に係る監視装置の第４実施形態の構成を示す図。
【図５】本発明に係る監視装置の第５実施形態の構成を示す図。
【図６】本発明に係る監視装置の第８実施形態の構成を示す図。
【図７】本発明に係る監視装置の第９実施形態の構成を示す図。
【図８】本発明に係る監視装置の第１１実施形態の構成を示す図。
【図９】本発明に係る監視装置の第１２実施形態の構成を示す図。
【図１０】本発明に係る監視装置の第１３実施形態の構成を示す図。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、本発明に係る監視装置の第１６実施形態における波長可変バンドパスフィルタの構成を示す図。
【符号の説明】
【０３０３】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｉ 監視装置
２ 監視部
３ 操作部
４ 光源部
４Ａ、１０４Ａ、２０４Ａ、３０４Ａ 光源
４Ｂ 波長可変バンドパスフィルタ
４Ｃ コリメータ
４Ｄ 偏光フィルタ
５ 撮影部
５Ａ カメラ
５Ｂ レンズ光学系
５Ｃ モノクロ撮像素子
５Ｄ 液晶型空間フィルタ
５Ｅ 波長可変バンドパスフィルタ
５Ｆ 分配光学素子
５Ｇ 波長可変バンドパスフィルタ
５Ｈ 偏光フィルタ
６ 監視部支持部材
６Ａ 光源部保持部材
６Ｂ 撮影部保持部材
７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ 撮影部コントロールユニット
８ システム制御用計算機
９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ 光源部ドライバ
１０ 表示装置
１１ 入力装置
１２ 防水ケース
２０ 波長可変バンドパスフィルタ
２１ 保持具
２２ 波長固定バンドパスフィルタ
２３ 駆動部
３０ 監視対象物
３１ 原子炉内構造物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の状態監視、異物監視、異常監視、遠隔監視を行う構造物の監視装置およびその監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原子炉内部のように人が近づくことの困難な場所に存在する構造物の状態監視、異常監視、異物監視は、カメラを使用して遠隔監視で実施している。この作業に使用するカメラはモノクロ撮像管カメラ、モノクロＣＣＤカメラ、カラーＣＣＤカメラなど可視域の波長を観測するものである。
【０００３】
このうち、カラーカメラでは、赤緑青３原色フィルタを使用したフルカラー画像での監視となる。
【０００４】
一般に、このカラーカメラに使用される原色フィルタは赤で波長５９０ｎｍから７００ｎｍ、緑で５００ｎｍから５９０ｎｍ、青で４００ｎｍから５２０ｎｍ程度の光帯域幅をもつことが多い。これらの原色フィルタで色分解した明暗画像を、カラーテレビジョンなどの赤緑青信号入力にそれぞれ導入することでフルカラー画像として監視できる。
【０００５】
一方、モノクロカメラでは一般に可視光領域である波長４００ｎｍから７００ｎｍを積分的に監視した明暗情報のみが認識できる。
【０００６】
カラーカメラの監視と、モノクロカメラの監視とを比較すると、カラーカメラはモノクロカメラに比べて色情報が３倍あるため、物の識別能力は大まかにモノクロカメラの３乗の能力があるといえる。すなわち、モノクロカメラで同じ様に監視されている物体、材料でも、カラーカメラで監視すると色が異なって見えるため、別の物体、材料であると認識することができる。
【０００７】
ところで、構造物の状態監視、異常監視、異物監視の対象物を構成する物体、材料にはそれぞれの物体、材料に応じた反射スペクトル、吸収スペクトル、蛍光スペクトル、燐光スペクトルを持っている。
【０００８】
これらのスペクトル特性が、カラーカメラでの監視時に色情報として認識されるわけであるが、一般にこれらのスペクトル構造は、カラーカメラの色分解能力より複雑である。
【０００９】
例えば、カラーカメラの赤領域は５９０ｎｍから７００ｎｍの範囲であり、この範囲で異なったスペクトルを持った物体でも通常のカラーカメラを使用して監視した場合には識別できない。すなわち、カラーカメラで同じ様に監視される物体、材料でも、より狭いスペクトル領域に分解して監視すると、まったく別の明るさに見え、物体、材料を識別し易くなる。
【００１０】
そこで、例えば、この赤のスペクトル範囲を５９０ｎｍから６３０ｎｍと、６３０ｎｍから６６０ｎｍと、６６０ｎｍから７００ｎｍとのように３分割して、それぞれ通常のカメラの青、緑、赤信号に割り当てて表示すれば、異なった色彩として監視することが可能になり、通常のカラーカメラでは識別が付かない物体、材料を識別することが可能になる。
【００１１】
この考え方と同様のものに、約２１０種類の異なった波長領域での画像計測を行うカメラ（マルチスペクトルカメラまたはハイパースペクトルカメラ）があり、地球観測用の衛星に搭載されている。
【００１２】
通常の構造物の画像監視技術に関わる先行技術の例を以下に示す。
【特許文献１】特開平８−１４６１８６号公報（原子炉内構造物検査装置および検査方法）
【特許文献２】特開平１１−１７４１９２号公報（原子炉アニュラス部検査装置）
【特許文献３】特開２００２−１８１９８６号公報（原子炉格納容器の圧力抑制室内監視装置）
【特許文献４】特開２００２−１４６３７７号公報（原子炉圧力容器内構造物の点検予防保全装置および点検方法）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
通常の監視カメラはカラーカメラである。このカラーカメラでは、原子炉内部のように人が近づくことが困難な場所に存在する構造物の状態監視、異常監視、異物監視を目的とする場合、十分な情報識別能力が無く、監視時間等に長時間を要する課題や、遠隔で対象物をサンプリングして分析しなければ監視対象物を構成する物体、材料を判別できない場合もあるなどの課題がある。
【００１４】
ハイパースペクトルカメラを使用して構造物の状態監視、異常監視、異物監視を行えば、通常のカメラ画像で監視するよりも非常に多くの対象物の情報を得ることがでる。特に原子炉内外部周辺のように人間が近づけない場所を監視する際には非常に有効である。
【００１５】
しかしながら、衛星搭載用のハイパースペクトルカメラは５０ｋｇから２００ｋｇ程度の非常に大型の装置であり、原子炉内部のように十分な設置空間のない場所や、遠隔機器に搭載して狭隘部を観測するような場合には適用できない。
【００１６】
また、衛星搭載用のハイパースペクトルカメラは自発光もしくは太陽光によって照らされた地表面からの反射光を計測するものであり、光源を持ない。構造物の監視に用いる場合は、何らかの光源が必要となる課題がある。
【００１７】
さらに、光源を使用する際に、光源の照射角度如何によっては物体表面での直接反射光の影響が大きく、正しく物体を識別できない場合もある。
【００１８】
さらにまた、光源を持たないため蛍光発光を時間分解で監視することによって、物体を識別するような手法は適用できないなどの課題がある。
【００１９】
一方、通常のカラーカメラやモノクロカメラでの構造物の監視では観測波長が可視光波長領域に固定されているため、単純に波長限定のフィルタを使用すれば多波長での観測ができるわけではない。すなわち、カラーカメラに４００ｎｍより短い波長、例えば中心波長３５０ｎｍの紫外光バンドパスフィルタを設けても監視できないし、同様に７００ｎｍより長い波長、例えば波長９００ｎｍでの観測を目的として、この波長を透過するバンドパスフィルタを設けても監視できない。
【００２０】
ところで、本発明の適用例として炉水で満たされた原子炉圧力容器内の構造物、特に放射線場の強い水で満たされた原子炉内構造物の監視があるが、水中で撮影するためには水中カメラなどの電装品が水に浸らないようにしなければならない。
【００２１】
また、監視波長を簡単に変更出来るようにしておかなければ、波長を変えた状態監視、異常監視、異物監視を円滑に行うために大きな支障が出るという課題もある。
【００２２】
さらに、このような状況下で原子炉圧力容器内の構造物の監視を行う際に、しばしば起こることであるが、対象表面と、監視カメラと、光源との位置関係により、直接反射成分が強くなりハレーションを起こす問題が出る場合が多い。
【００２３】
さらにまた、例えば、原子炉圧力容器内の構造物と同じような色をした物質や、可視波長で透明な物質を原子炉圧力容器内に落としたような場合には、通常のカメラで探し出すことは非常に困難である。
【００２４】
一方、水中に設置された原子炉圧力容器内の構造物は金属酸化物に覆われている場合が多く、通常のカラーカメラでは単純に赤錆色に見えるだけで、その実際の組成分布を把握することができないなどの課題もある。
【００２５】
また、原子炉圧力容器内の構造物の境界や、その構造物に発生した微小な亀裂を監視する場合には、光源から出る光線束のベクトル分布が広がっているとシャープに見えなくなる場合が多い。
【００２６】
さらに、原子炉圧力容器内の構造物表面の色調などを正確に把握するときには光源から出る光線束のベクトル分布が狭いと直接反射成分が多くなり正確に判別ができない場合がある。
【００２７】
本発明はこれらの課題を解決するためになされたものである。
【００２８】
監視対象物のスペクトル特性、光の偏光特性、時間変化特性に合わせて柔軟に監視画像の撮影条件を変えることで、通常のカラーカメラで観測するよりも識別能力を高めた状態監視、異常監視、異物監視、遠隔監視を行う構造物の監視装置およびその監視方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
前記の課題を解決するため本発明では、監視対象へ波長が異なる複数の照明光を出力する光源部と、前記監視対象を撮影するカメラを含む撮影部と、前記光源部および前記撮影部を支持する監視部支持部材と、を有する監視部と、前記カメラを制御しこのカメラから出力される電子情報を受信する撮影部コントロールユニットと、光源部ドライバと、前記撮影部コントロールユニットおよび前記光源部ドライバを制御するシステム制御用計算機と、前記システム制御用計算機の表示装置と、前記システム制御用計算機の入力装置とを有する操作部とを備え構成されたことを特徴とする構造物の監視装置を提供する。
【００３０】
また、本発明では、監視対象へ照射光を出力する光源部と、前記監視対象を撮影するカメラを含む撮影部と、前記光源部および前記撮影部を支持する撮影部支持部材と、を有する監視部を監視対象に配置する配置ステップと、前記監視対象へ照射光を出力する出力ステップと、前記照射光による前記監視対象からの光を撮影する撮影ステップと、前記撮影した画像を表示する表示ステップとを有することを特徴とする構造物の監視方法を提供する。
【００３１】
さらに、本発明では、監視対象へ照射光を出力する光源部と、前記監視対象を撮影するカメラを含む撮影部と、前記光源部および前記撮影部を支持する撮影部支持部材と、を有する監視部を監視対象に配置する配置ステップと、前記監視対象へ照射光を出力する出力ステップと、前記照射光による前記監視対象からの光の透過波長を制限して撮影する撮影ステップと、前記撮影した画像を表示する表示ステップとを有することを特徴とする構造物の監視方法を提供する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、監視対象物のスペクトル特性、光の偏光特性、時間変化特性に合わせて柔軟に監視画像の撮影条件を変えることで、通常のカラーカメラで観測するよりも識別能力を高めた状態監視、異常監視、異物監視、遠隔監視を行う監視装置および監視方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明に係る構造物の監視装置およびその監視方法の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３４】
［第１の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置１の第１実施形態について、図１を参照して説明する。
【００３５】
図１に示された本実施形態の構造物の監視装置１は、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【００３６】
構造物の監視装置１は、監視部２と、操作部３とを備えている。
【００３７】
構造物の監視装置１を監視部２と、操作部３とに分けて構成することで、構造物である監視対象物３０が操作部３と離れた場所にあっても、監視部２を構造物である監視対象物３０へ接近させて監視を行うことができる。
【００３８】
監視部２は、光源部４と、撮影部５と、監視部支持部材６とを備えている。
【００３９】
光源部４は、光源４Ａを備えている。
【００４０】
光源４Ａは、監視対象物３０を照らす照明光を発生する光源である。光源４Ａは、連続光またはパルス光を発生させることができる。光源４Ａは、例えば、紫外領域から赤外領域に渡り幅広い発光スペクトルを持ち連続発光するキセノンアークランプを、所要の波長に制限して使用される。
【００４１】
撮影部５は、カメラ５Ａを備え、このカメラ５Ａは、レンズ光学系５Ｂと、モノクロ撮像素子５Ｃと、を備えている。
【００４２】
レンズ光学系５Ｂは、照明光に基づく監視対象物３０からの光、もっぱら反射光を収束する。レンズ光学系５Ｂは、例えば、監視対象とする波長領域全体で十分に収差補正されているものが使用される。レンズ光学系５Ｂに焦点深度の浅いレンズ光学系が使用される場合は、遠隔で焦点合わせができるモータドライブのレンズが使用される。
【００４３】
モノクロ撮像素子５Ｃは、レンズ光学系５Ｂが収束した光を電子情報に変換する。モノクロ撮像素子５Ｃは、例えば、ＣＣＤ撮像素子、ＣＭＯＳ撮像素子、撮像管が使用される。
【００４４】
監視対象の波長領域が広くてレンズ光学系５Ｂの色収差補正が困難な場合は、例えば、ピエゾ素子で駆動する光軸方向位置補正用駆動装置（図示省略）をモノクロ撮像素子５Ｃに取り付けて色収差補正することができる。
【００４５】
監視部支持部材６は、監視部２を構成する光源部４と、撮影部５とを保持する。監視部支持部材６は、光源部４を保持する光源部保持部材６Ａと、撮影部５を保持する撮影部保持部材６Ｂとを有する。
【００４６】
構造物の監視装置１を構成する操作部３は、撮影部コントロールユニット７と、システム制御用計算機８と、光源部ドライバ９と、表示装置１０と、入力装置１１とを備えている。
【００４７】
撮影部コントロールユニット７は、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタータイミングと露光時間との制御部と、モノクロ撮像素子５Ｃから出力される画像電子情報の受信部と、受信した画像電子情報を通常のカラーカメラのＲＧＢ信号およびカラービデオ信号の内から選択した少なくとも１つの映像信号に変換して出力する出力部と、レンズ光学系５Ｂの駆動の制御部と、カメラ５Ａの機能の操作部とを備えている。
【００４８】
システム制御用計算機８は、撮影部コントロールユニット７の制御部と、撮影部コントロールユニット７からの映像信号の受信部と、受信した映像信号の画像処理機能部、画像記録機能部および画像出力機能部と、光源部ドライバ９の制御部とを備えている。
【００４９】
光源部ドライバ９は、システム制御用計算機８からの指令により光源４Ａの明るさおよび発光時間などの条件の制御部を備えている。
【００５０】
表示装置１０は、システム制御用計算機８の操作画面の表示部と、構造物である監視対象物３０の監視画像の表示部とを備えている。
【００５１】
入力装置１１は、システム制御用計算機８の操作部を備えている。
【００５２】
次に、構造物の監視装置１の作用について説明する。
【００５３】
構造物の監視装置１は、システム制御用計算機８からの指令に応じて、光源部ドライバ９を作動させて光源４Ａを発光させる。
【００５４】
光源４Ａから出力された光は構造物である監視対象物３０の照明光となる。
【００５５】
光源４Ａは、光の波長が制限されているので、構造物である監視対象物３０に応じて照明光の波長に依存する性質を強調した監視画像を得ることができ、監視結果の評価に必要な時間を短縮できる効果がある。
【００５６】
ここで、光源部４は、各々異なる波長に制限した光源４Ａを２つ以上使用される。
【００５７】
各光源４Ａから出力される照明光に基づく監視対象物３０からの光、もっぱら反射光は、レンズ光学系５Ｂで収束されてモノクロ撮像素子５Ｃ上に投影される。
【００５８】
モノクロ撮像素子５Ｃは撮影部コントロールユニット７の指令に応じた露光時間、シャッタータイミングで投影された画像を電子情報に変換し、撮影部コントロールユニット７へ映像信号として送り出す。
【００５９】
撮影部コントロールユニット７は、システム制御用計算機８により、光源部ドライバ９とともに制御される。撮影部コントロールユニット７は、各々異なる波長に制限した光源４Ａが発光する毎に、モノクロ撮像素子５Ｃから画像電子情報を取り込み、例えば、ＲＧＢの３原色映像信号に分配変換して、システム制御用計算機８へ送り出す。
【００６０】
システム制御用計算機８は、撮影部コントロールユニット７を介して、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタータイミングを、また、光源部ドライバ９を介して光源４Ａの発光時間を同期して動作している。
【００６１】
そうすると、異なる物質を通常のモノクロカメラやカラーカメラで監視した場合に、監視画像に表れる差異が明暗程度であり識別が困難であるとしても、任意の３種類の波長領域の光で監視した場合は、色調の差として監視画像に表れ、容易に区別ができる効果がある。
【００６２】
また、光源４Ａの発光時間と、モノクロ撮像素子５Ｃとの同期を取ることができるので、監視画像と照明光の波長の関係を１対１に把握できる効果がある。
【００６３】
例えば、通常のモノクロカメラやカラーカメラでマグネタイト粉末とニッケル鉄酸化物粉末（ＮｉＦｅ２Ｏ４）を監視して比較すると同じ黒色に見えるので、マグネタイト粉末とニッケル鉄酸化物粉末の識別はつかない。
【００６４】
本実施形態の構造物の監視装置１であれば、光源４Ａの波長制限を６００ｎｍから６３０ｎｍの透過範囲と、８７０ｎｍから９００ｎｍの透過範囲とに分けて監視できる。そうすると、６００ｎｍから６３０ｎｍの透過範囲の画像はマグネタイト粉末とニッケル鉄酸化物粉末は同じ黒色に見え、８７０ｎｍから９００ｎｍの透過範囲の画像はマグネタイト粉末が黒色に見えるのに対し、ニッケル鉄酸化物粉末は白色に見えるので、マグネタイト粉末とニッケル鉄酸化物粉末を容易に識別できる効果がある。
【００６５】
監視対象である監視対象物３０が、赤錆である場合には、赤色から近赤外領域を波長選択することで監視は容易になる。
【００６６】
例えば、光源４Ａの波長制限を５９０ｎｍから６１０ｎｍの透過範囲と、６１０ｎｍから６３０ｎｍの透過範囲と、６３０ｎｍから６５０ｎｍの透過範囲とに設定する。そうすると、通常のモノクロカメラや、カラーカメラでは明暗でしか判別できない監視対象物３０が、３種類の波長領域に分けて詳細に監視できる効果がある。
【００６７】
また、監視対象物３０が、金属の溶接部分の境界や金属材料の種類の選別である場合には、照明光を紫外領域にすることで監視は容易になる。
【００６８】
例えば、光源４Ａの波長制限を２００ｎｍから２３０ｎｍの透過範囲と、２３０ｎｍから２７０ｎｍの透過範囲と、２７０ｎｍから３００ｎｍの透過範囲とに設定する。そうすると、通常のモノクロカメラや、カラーカメラでは明暗でしか識別できない監視対象物３０が、３種類の波長領域に分けて詳細に監視できる。
【００６９】
なお、構造物である監視対象物３０として、環境内の異物探知を目的とする場合は、照明光に用いる波長は１種類以上、３種類以下であっても区別できる。
【００７０】
構造物の監視装置１の他の使用方法を説明する。
【００７１】
例えば、有機物では、ある波長の光をあてると、より長い波長の光を出す蛍光発光や燐光発光が生じる。コントラスト良く蛍光発光または燐光発光の監視をするために、蛍光発光や燐光発光が照明光の発光タイミングから遅れて発光することを利用する。
【００７２】
システム制御用計算機８を制御することで、光源部ドライバ９を介して光源４Ａを発光したのち消灯し、撮影部コントロールユニット７を介して光源４Ａが消灯した後に、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタを開いて監視画像を取得することで蛍光発光や燐光発光が監視できる。
【００７３】
そうすると、監視対象物３０が有機物を含む場合は、蛍光発光や燐光発光の効率が高い有機物などの物質の付着状況などを選択的に監視し、異常に関する情報または異物の存在を確認できる。
【００７４】
また、複数の構造物の監視装置１を略一定間隔に配置して監視を行うことができる。
【００７５】
視差の異なる画像を同時に得るので、監視結果としてステレオ視画像が得られる。
【００７６】
そうすると、照明光に基づく監視対象物３０からの反射スペクトルの散乱角度依存性を測定できる。監視結果は通常のステレオ画像と異なり、監視対象物３０のスペクトル散乱角度依存により異常の監視が容易にできる。
【００７７】
また、構造物の監視装置１は照明光の波長を制限した画像取得ができ、かつ、監視対象物３０の反射スペクトルは視差によって異なるので、複数の構造物の監視装置１により得られた複数の画像を各々監視すると、構造物の監視装置１を１台で使用する場合と比較して、構造物である監視対象物３０の詳細な表面状況、組成分布を把握できる。
【００７８】
さらに、監視対象物３０の監視に先立ち反射スペクトルが事前に取得された散乱体（図示省略）の画像を取得しておくことができる。そうすると、監視画像の感度補正を行うことができる。
【００７９】
構造物の監視装置１の監視範囲内に散乱体または白色散乱体などの標準ターゲットを監視範囲に設置し、標準ターゲットからの画像情報を使用して、撮影時に波長の制限を受けた複数の画像間の感度補正ができるため、撮影毎の監視条件のばらつきの少ない監視画像を収集できる効果がある。
【００８０】
また、この標準ターゲットは、例えば、アルミナなどの金属酸化粉末焼結体のような広帯域白色散乱反射板を使用できる。
【００８１】
撮影時に波長の制限を受けた複数の監視画像間の感度補正を行う際に、各監視画像における標準ターゲットの反射スペクトルを対比することなく、簡便に感度補正ができる効果がある。
【００８２】
モノクロ撮像素子５Ｃに使用するＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子の感度領域は、通常２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲である。
【００８３】
そうすると、散乱体は、例えば、モノクロ撮像素子５Ｃの感度領域、すなわち波長が２００ｎｍから１１００ｎｍ程度の範囲で一定の反射率が得られる白色散乱体が使用できる。
【００８４】
広帯域白色散乱体は、例えば、マグネシウム酸化物粉末、酸化シリコン粉末、酸化チタン粉末、塩化ナトリウム粉末、フッ化カルシウム粉末、フッ化マグネシウム粉末、その他、波長２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲で透明な物質の粉末がある。
【００８５】
［第２の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第２実施形態について、図２を参照して説明する。
【００８６】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ａは、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【００８７】
この構造物の監視装置１Ａにおいて第１実施形態の構造物の監視装置１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００８８】
図２に示された構造物の監視装置１Ａを構成する監視部２は、撮影部５を備え、この撮影部５はレンズ光学系５Ｂを備え、このレンズ光学系５Ｂは、内部の絞り位置に保持されて、レンズ光学系５Ｂを透過できる光の開口を２次元的に制御する液晶型空間フィルタ５Ｄを備えている。
【００８９】
構造物の監視装置１Ａを構成する監視部３は、撮影部コントロールユニット７Ａを備えている。
【００９０】
撮影部コントロールユニット７Ａは、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタータイミングと露光時間との制御部と、モノクロ撮像素子５Ｃから出力される画像電子情報の受信部と、受信した画像電子情報を通常のカラーカメラのＲＧＢ信号およびカラービデオ信号の内から選択した少なくとも１つの映像信号に変換して出力する出力部と、レンズ光学系５Ｂの駆動の制御部と、カメラ５Ａの機能の操作部と、液晶型空間フィルタ５Ｄの制御部とを備えている。
【００９１】
照明光に基づく監視対象物３０からの、直接反射光はレンズ光学系５Ｂの絞り位置部分において中心を通るが、液晶型空間フィルタ５Ｄを制御して、中心部だけ不透過にすることができる。
【００９２】
撮影部５のレンズ光学系５Ｂの絞り位置部分において任意の２次元形状をマスクして光を通さないようにできる液晶型空間フィルタ５Ｄを備えているため、照明光が監視対象物３０で直接正反射する成分がレンズ光学系５Ｂを透過しないようにマスク部分を調整することができる。
【００９３】
そうすると、直接正反射光によるハレーションを抑えて、監視対象物３０の異常な部位または異物の画像をコントラスト良く観察できる効果がある。
【００９４】
例えば、大型の平面、局面構造物表面を観測する際にこの効果は顕著である。
【００９５】
［第３の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第３実施形態について、図３を参照して説明する。
【００９６】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｂは、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【００９７】
この構造物の監視装置１Ｂにおいて第１実施形態の構造物の監視装置１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００９８】
図３に示された構造物の監視装置１Ｂを構成する監視部２は、光源部４と、撮影部５とを水密に収容する防水ケース１２を備えている。
【００９９】
防水ケース１２は、例えば、監視部支持部材６に保持される。
【０１００】
防水ケース１２を備えた監視部２を使用すると、光源部４と、撮影部５との電子部品などが水に浸るのを防止し、水中に存在する監視対象物３０を構造物の監視装置１Ｂにより監視することができる。
【０１０１】
例えば、原子炉内のような放射線場では、監視対象物３０は放射線をさえぎる目的で水中に設置されている場合が多く、このような放射線環境下において、本実施形態の構造物の監視装置１Ｂであれば、水中で監視かできる。また、監視部２を水中で、かつ、遠隔操作で使用できることで、取扱い時の被ばく線量を低減できる。
【０１０２】
［第４の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第４実施形態について、図４を参照して説明する。
【０１０３】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｃは、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【０１０４】
この構造物の監視装置１Ｃにおいて第１実施形態の構造物の監視装置１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１０５】
図４に示された構造物の監視装置１Ｃを構成する監視部２は、構造物である監視対象物３０への照明光の透過波長を制限できる光源部４を備え、この光源部４は、光源１０４Ａと、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂとを備えている。
【０１０６】
光源１０４Ａは、監視対象物３０を照らす照明光を発生する連続発光白色光源である。光源１０４Ａは、例えば、紫外から赤外に渡り幅広い発光スペクトルを持ち連続発光するキセノンアークランプが使用される。
【０１０７】
波長可変バンドパスフィルタ４Ｂは、光源１０４Ａと構造物である監視対象物３０との間に保持されて、光源１０４Ａから構造物である監視対象物３０に透過する照明光の波長を任意の波長領域に制限する。波長可変バンドパスフィルタ４Ｂは、例えば、光音響効果を用いる連続波長可変バンドパスフィルタ、液晶方式による連続波長可変バンドパスフィルタ、所要の波長固定バンドパスフィルタを光路上に切り替える方式などによる波長可変バンドパスフィルタである。
【０１０８】
液晶方式による波長可変バンドパスフィルタは、連続的に観測波長を可変できるため、監視対象物３０に依存する性質を強調した監視結果を得ることができる。
【０１０９】
図１１（ａ）と、（ｂ）とに示された所要の波長固定バンドパスフィルタを光路上に切り替える方式による連続波長可変バンドパスフィルタは、複数の開口を有する板状の保持具２１と、複数の開口に各々保持された波長固定バンドパスフィルタ２２と、保持具２１を駆動して、或る波長固定バンドパスフィルタを光の透過位置に切り替える駆動部２３とで構成されている。この方式によれば、波長が固定されたバンドパスフィルタにより波長可変バンドパスフィルタを構成することができる。
【０１１０】
モノクロ撮像素子５Ｃに使用するＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子の感度領域は、通常２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲である。そうすると、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂで選択できる波長は、２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲に制限できる。
【０１１１】
また、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂが透過できる光帯域幅は、監視対象物３０により光帯域幅を細かくした方が良い場合と、紫外領域から赤外領域まで満遍なく、例えば、紫外領域、可視領域、赤外領域の３領域で観測する方が良い場合とがある。
【０１１２】
しかし、光帯域幅を１ｎｍより小さくすると、照度確保の観点で望ましくない。
【０１１３】
また、モノクロ撮像素子５Ｃに使用するＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子の感度領域は、通常２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲であることから、光帯域幅が３００ｎｍより大きければ全体の波長帯域をカバーできる。
【０１１４】
そうすると、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂは、透過する光の帯域幅を１ｎｍ以上、３００ｎｍ以下に制限できる。
【０１１５】
構造物の監視装置１Ｃを構成する操作部３は、光源ドライバ９Ａを備えている。
【０１１６】
光源部ドライバ９Ａは、システム制御用計算機８からの指令により光源１０４Ａの明るさおよび発光時間などの条件の制御部と、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂの透過波長の制御部とを備えている。波長可変バンドパスフィルタ４Ｂの透過波長の制御部は別個に独立した装置で構成することができる。
【０１１７】
次に、構造物の監視装置１Ｃの作用について説明する。
【０１１８】
構造物の監視装置１Ｃは、システム制御用計算機８からの指令に応じて、光源部ドライバ９Ａを作動させて、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂを透過する光の波長を制限させる。
【０１１９】
構造物の監視装置１Ｃは、システム制御用計算機８からの指令に応じて、光源部ドライバ９Ａを作動させて光源１０４Ａを発光させる。
【０１２０】
光源１０４Ａから出力された光は、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂによって波長が制限されて監視対象物３０の照明光となる。
【０１２１】
この照明光は、例えば、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂが順次に異なる３種類のフィルタへ切り替えられ、監視対象物３０は３種類の波長の照明光で順次に照らされる。
【０１２２】
この照明光に基づく監視対象物３０からの光、もっぱら反射光は、レンズ光学系５Ｂで収束されてモノクロ撮像素子５Ｃ上に投影される。
【０１２３】
モノクロ撮像素子５Ｃは撮影部コントロールユニット７の指令に応じた露光時間、シャッタータイミングで投影された画像を電子情報に変換し、撮影部コントロールユニット７へ映像信号として送り出す。
【０１２４】
撮影部コントロールユニット７は、システム制御用計算機８により、光源部ドライバ９Ａとともに制御される。
【０１２５】
撮影部コントロールユニット７は、照明光の波長が波長可変バンドパスフィルタ４Ｂにより制限される毎に、モノクロ撮像素子５Ｃから画像電子情報を取り込み、ＲＧＢの３原色映像信号に分配変換して、システム制御用計算機８へ送り出す。
【０１２６】
システム制御用計算機８は、撮影部コントロールユニット７を介して、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタータイミングを、また、光源部ドライバ９Ａを介して、光源１０４Ａの発光時間と、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂのフィルタ切り替えタイミングとを同期して動作している。
【０１２７】
そうすると、第１実施形態の構造物の監視装置１と同様に、異なる物質を通常のモノクロカメラやカラーカメラで監視した場合に、監視画像に表れる差異が明暗程度であり識別が困難であるとしても、任意の３種類の波長領域の光で監視した場合は、色調の差として監視画像に表れ、容易に識別できる。
【０１２８】
本実施形態の構造物の監視装置１Ｃは、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂを使用することで、監視部２と操作部３が離れた場所に配置されていても、監視部２へ接近することなく照明光の波長の制限ができる。
【０１２９】
また、構造物の異常や異物の存在を監視する上で、構造物である監視対象物３０に応じて波長可変バンドパスフィルタ４Ｂのフィルタを切り替えて、監視が容易になる照明光の波長を探査できる。
【０１３０】
［第５の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第５実施形態について、図５を参照して説明する。
【０１３１】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｄは、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【０１３２】
この構造物の監視装置１Ｄにおいて第４実施形態の構造物の監視装置１Ｃと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１３３】
図５に示された構造物の監視装置１Ｄを構成する監視部２は、光源部４を備え、この光源部４は、照明光を略平行光線にするコリメータ４Ｃを備えている。
【０１３４】
構造物の監視装置１Ｄを構成する監視部２は、撮影部５を備え、この撮影部５は、監視対象物３０からレンズ光学系５Ｂに入射する光の透過する波長を任意の波長領域に制限する波長可変バンドパスフィルタ５Ｅを備えている。
【０１３５】
波長可変バンドパスフィルタ５Ｅは、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂと同様な波長可変バンドパスフィルタである。
【０１３６】
構造物の監視装置１Ｄを構成する操作部３は、撮影部コントロールユニット７Ｂを備えている。
【０１３７】
撮影部コントロールユニット７Ｂは、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタータイミングと露光時間との制御部と、モノクロ撮像素子５Ｃから出力される画像電子情報の受信部と、受信した画像電子情報を通常のカラーカメラのＲＧＢ信号およびカラービデオ信号の内から選択した少なくとも１つの映像信号に変換して出力する出力部と、レンズ光学系５Ｂの駆動の制御部と、カメラ５Ａの機能の操作部と、波長可変バンドパスフィルタ５Ｅの透過波長の制御部とを備えている。
【０１３８】
次に、構造物の監視装置１Ｄの作用について説明する。
【０１３９】
構造物の監視装置１Ｄの撮影部コントロールユニット７Ｂは、システム制御用計算機８により、光源部ドライバ９Ａとともに制御される。
【０１４０】
システム制御用計算機８は、撮影部コントロールユニット７Ｂを介して、波長可変バンドパスフィルタ５Ｅのフィルタ切り替えを、また、光源部ドライバ９Ａを介して、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂのフィルタ切り替えをしている。
【０１４１】
波長可変バンドパスフィルタ５Ｅの透過波長は波長可変バンドパスフィルタ４Ｂの透過波長より長い波長で選択される。そうすると、照明光に基づいて構造物である監視対象物３０から２次的に発光する長波長にシフトした蛍光発光や燐光発光を観測することができる。
【０１４２】
例えば、有機物では、ある波長の光をあてると、より長い波長の光を出す蛍光発光や燐光発光が生じる。そうすると、監視対象物３０が有機物を含む場合は、蛍光発光や燐光発光の効率が高い有機物などの物質の付着状況などを選択的に監視できる効果がある。
【０１４３】
例えば、原子炉内のような、通常は無機物しか存在しない場所で、蛍光発光や燐光発光を観測することができれば、異物の発見が迅速にできる。
【０１４４】
また、蛍光発光や燐光発光のスペクトルに応じた適切な波長を１から３種類選ぶことで、さらに監視対象物３０の物質の判別性を高める効果がある。
【０１４５】
なお、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂは、固定波長バンドパスフィルタを使用しても同様の効果がある。
【０１４６】
［第６の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第６実施形態について、図４と図５とを参照して説明する。
【０１４７】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｃ、１Ｄは、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【０１４８】
この構造物の監視装置１Ｃ、１Ｄにおいて第４実施形態または第５実施形態の構造物の監視装置１Ｃ、１Ｄと重複する説明は省略する。
【０１４９】
構造物の監視装置１Ｃを構成する監視部２は、光源部４を備え、この光源部４は、波長が制限される前または後の光を偏光する光源側偏光フィルタ（図示省略）を備えている。
【０１５０】
構造物の監視装置１Ｃを構成する監視部２は、撮影部５を備え、この撮影部５は、監視対象物３０からモノクロ撮像素子５Ｃへ入射する光を偏光する撮影側偏光フィルタ（図示省略）を備えている。
【０１５１】
このように構成された構造物の監視装置１Ｃは、光源側偏光フィルタと、撮影側偏光フィルタとの偏光の関係を調整することで、監視対象物３０からの直接反射光を選択して監視することや、散乱反射光を選択して監視することが可能である。
【０１５２】
特に、原子炉内構造物の監視のように、放射線強度が強く、自由に撮影位置や光源位置を変更できない場所では、監視対象物３０からの直接反射光によるハレーションを低減する手段として効果がある。
【０１５３】
また、第５実施形態の構造物の監視装置１Ｄにおいて、蛍光発光や燐光発光の発光強度が小さい場合、波長可変バンドパスフィルタ５Ｅによる蛍光発光や燐光発光と、反射光との分離が不十分になり、蛍光発光や燐光発光をコントラスト良く監視することが困難な場合がある。
【０１５４】
本実施形態の構造物の監視装置１Ｃであれば、照明光と直交した蛍光発光や燐光発光の偏光成分を観測できるように、光源側偏光フィルタと撮影側偏光フィルタとを調整して、反射光がモノクロ画像素子５Ｃへ入射するのを防ぐことができる。
【０１５５】
蛍光発光や燐光発光には偏光特性はないので、偏光特性を利用しない方式よりも照射光と蛍光発光や燐光発光とを明確に区別して監視できる効果がある。
【０１５６】
構造物の監視装置１Ｃを構成する監視部２は撮影部５を備え、この撮影部５は、撮影側偏光フィルタ（図示省略）を回転自在に支持する回転支持機構（図示省略）を備えることができる。
【０１５７】
構造物の監視装置１Ｃを構成する操作部３は、撮影部コントロールユニット７を備えている。
【０１５８】
撮影部コントロールユニット７は、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタータイミングと露光時間との制御部と、モノクロ撮像素子５Ｃから出力される画像電子情報の受信部と、受信した画像電子情報を通常のカラーカメラのＲＧＢ信号およびカラービデオ信号の内から選択した少なくとも１つの映像信号に変換して出力する出力部と、レンズ光学系５Ｂの駆動の制御部と、カメラ５Ａの機能の操作部と、撮影側偏光フィルタの回転支持機構の制御部とを備えている。
【０１５９】
本実施形態の構造物の監視装置１Ｃであれば、撮影側偏光フィルタを回転させる機構によって、構造物の監視装置１Ｃを手元に回収せずに、監視画像を見ながら撮影側偏光フィルタの偏光の調整ができるため、監視を迅速に行える。
【０１６０】
特に原子炉内のような放射線場では、構造物の監視装置１Ｃは放射線により被ばくするので、迅速に監視ができれば被ばく線量を低減する効果がある。
【０１６１】
本実施形態を構造物の監視装置１Ｄに適用した場合も同様な効果を得る。
【０１６２】
［第７の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第７実施形態について、図４を参照して説明する。
【０１６３】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｃは、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【０１６４】
この構造物の監視装置１Ｃにおいて第４実施形態の構造物の監視装置１Ｃと重複する説明は省略する。
【０１６５】
構造物の監視装置１Ｃを構成する監視部２は、光源部４を備え、この光源部４は、照明光を拡散させる拡散板（図示省略）を備えている。
【０１６６】
監視対象物３０に段差がある場合は、照明光によって影ができる。
【０１６７】
本実施形態の構造物の監視装置１Ｃは、拡散板を備えていることで、照明光の光線ベクトルをランダムにできる。そうすると、照明光による影を薄くできるため、陰影に乏しい監視画像を得ることができる。
【０１６８】
異なる波長で制限した照明光で得られた監視画像から、監視対象物３０の表面の組成などを推定する際に、成分の分布を正確に把握できる効果がある。
【０１６９】
［第８の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第８実施形態について、図６を参照して説明する。
【０１７０】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｅは、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【０１７１】
この構造物の監視装置１Ｅにおいて第１実施形態の構造物の監視装置１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１７２】
図６に示された構造物の監視装置１Ｅを構成する監視部２は、構造物である監視対象物３０への照明光の発光波長を選択できる光源部４を備え、この光源部４は、光源２０４Ａを備えている。
【０１７３】
光源２０４Ａは、監視対象物３０へ、それぞれに波長の異なる照明光を発生する複数のレーザ発振器をまとめたレーザ発振器アレイを光源とする。
【０１７４】
構造物の監視装置１Ｅを構成する操作部３は、光源ドライバ９Ｂを備えている。
【０１７５】
光源部ドライバ９Ｂは、システム制御用計算機８からの指令により、光源２０４Ａからそれぞれに波長の異なる１から３種類のレーザ発振器を選び出して順次発光させ、明るさおよび発光時間などの条件のを制御する制御部を備えている。
【０１７６】
次に、構造物の監視装置１Ｅの作用について説明する。
【０１７７】
第４実施形態の構造物の監視装置１Ｃが、光源１０４Ａと、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂとを使用して照明光の波長を制限するのに対して、本実施形態の構造物の監視装置１Ｅは、波長の異なる複数個のレーザ発振器を光源に使用することで、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂを使用することなく、第４実施形態と同じ効果を得る。
【０１７８】
さらに、第４実施形態の構造物の監視装置１Ｃが、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂを切り替える時間と、本実施形態の構造物の監視装置１Ｅが、光源２０４Ａを波長の異なるレーザ発振器に切り替える時間とを比べると、レーザ発振器の切り替えにかかる時間のほうが短くできるので、監視にかかる時間を短縮する効果がある。
【０１７９】
なお、光源２０４Ａは、波長可変レーザ（図示省略）またはそれぞれ波長の異なる光を発する複数のＬＥＤ（図示省略）を使用できる。波長可変レーザやＬＥＤを、それぞれに波長の異なる１から３種類の波長で順次発光させる構成とすることで、同様の効果を得る。
【０１８０】
半導体レーザやＬＥＤなどの半導体光源は、多くの波長で発光するものが存在し、かつ、小型なので、構造物の監視装置１Ｅを小型にできる効果がある。
【０１８１】
また、半導体光源は光の点滅の応答が速く、照明光の波長の異なる動画や静止画を撮影できる効果がある。
【０１８２】
さらに、半導体光源は、電気光変換効率が高く、半導体光源に接続する電線に細いものを使用できるので、構造物の監視装置１Ｅの艤装性の向上に効果がある。
【０１８３】
また、半導体光源の光は、直線性が良く、光ファイバ中に光を伝播することが容易であり、半導体光源をカメラ５Ａから離れた場所に配置して、非常に狭隘な部分へ照明光を送る効果がある。
【０１８４】
さらにまた、原子炉内のような放射線場での監視の場合は、光源２０４Ａを放射線場から離すことができるので、装置寿命を確保できる効果がある。
【０１８５】
なお、光源２０４Ａは、他にプラズマ発光光源またはその発光を波長変換して特定の波長のみ選択して出力できる光源などを使用できる。
【０１８６】
本実施形態の構造物の監視装置１Ｅは、光源２０４Ａが発する光の帯域幅を１ｎｍ以上、３００ｎｍ以下として構成することができる。
【０１８７】
光源２０４Ａの光帯域幅は、監視対象物３０によって、光帯域幅を細かくした方が良い場合と、紫外領域から赤外領域まで満遍なく、例えば、紫外領域、可視領域、赤外領域の３領域で観測する方が良い場合とがある。
【０１８８】
しかし、光帯域幅を１ｎｍより小さくすると照度確保の観点で望ましくない。
【０１８９】
また、モノクロ撮像素子５Ｃに使用するＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子の感度領域は、通常２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲であることから、光帯域幅が３００ｎｍより大きければ、全体の波長帯域をカバーできる。
【０１９０】
そうすると、光源２０４Ａの光帯域幅は１ｎｍ以上、３００ｎｍ以下に限定できる。
【０１９１】
［第９の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第９実施形態について、図７を参照して説明する。
【０１９２】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｆは、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【０１９３】
この構造物の監視装置１Ｆにおいて第８実施形態の構造物の監視装置１Ｅと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１９４】
図７に示された構造物の監視装置１Ｆを構成する監視部２は、撮影部５を備え、この撮影部５は、構造物である監視対象物３０からレンズ光学系５Ｂに入射する光の透過する波長を任意の波長領域に制限する波長可変バンドパスフィルタ５Ｅを備えている。
【０１９５】
波長可変バンドパスフィルタ５Ｅは、例えば、光音響効果を用いる連続波長可変バンドパスフィルタ、液晶方式による連続波長可変バンドパスフィルタ、所要の波長固定バンドパスフィルタを光路上に切り替える方式などによる波長可変バンドパスフィルタである。
【０１９６】
液晶方式による波長可変バンドパスフィルタは、連続的に観測波長を可変できるため、監視対象物３０に依存する性質を強調した監視結果を得ることができる。
【０１９７】
図１１（ａ）と、（ｂ）とに示された所要の波長固定バンドパスフィルタを光路上に切り替える方式による連続波長可変バンドパスフィルタは、複数の開口を有する板状の保持具２１と、複数の開口に各々保持された波長固定バンドパスフィルタ２２と、保持具２１を駆動して、或る波長固定バンドパスフィルタを光の透過位置に切り替える駆動部２３とで構成されている。この方式によれば、波長が固定されたバンドパスフィルタにより波長可変バンドパスフィルタを構成することができる。
【０１９８】
モノクロ撮像素子５Ｃに使用するＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子の感度領域は、通常２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲である。そうすると、波長可変バンドパスフィルタ５Ｅで選択できる波長は、２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲に制限できる。
【０１９９】
また、波長可変バンドパスフィルタ５Ｅが透過できる光帯域幅は、監視対象物３０により光帯域幅を細かくした方が良い場合と、紫外領域から赤外領域まで満遍なく、例えば、紫外領域、可視領域、赤外領域の３領域で観測する方が良い場合とがある。
【０２００】
しかし、光帯域幅を１ｎｍより小さくすると、照度確保の観点で望ましくない。
【０２０１】
また、モノクロ撮像素子５Ｃに使用するＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子の感度領域は、通常２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲であることから、光帯域幅が３００ｎｍより大きければ全体の波長帯域をカバーできる。
【０２０２】
そうすると、波長可変バンドパスフィルタ５Ｅは、透過する光の帯域幅を１ｎｍ以上、３００ｎｍ以下に制限できる。
【０２０３】
構造物の監視装置１Ｆを構成する操作部３は、撮影部コントロールユニット７Ｂを備えている。
【０２０４】
撮影部コントロールユニット７Ｂは、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタータイミングと露光時間との制御部と、モノクロ撮像素子５Ｃから出力される画像電子情報の受信部と、受信した画像電子情報を通常のカラーカメラのＲＧＢ信号およびカラービデオ信号の内から選択した少なくとも１つの映像信号に変換して出力する出力部と、レンズ光学系５Ｂの駆動の制御部と、カメラ５Ａの機能の操作部と、波長可変バンドパスフィルタ５Ｅの透過波長の制御部とを備えている。
【０２０５】
次に、構造物の監視装置１Ｆの作用について説明する。
【０２０６】
構造物の監視装置１Ｆの撮影部コントロールユニット７Ｂは、システム制御用計算機８により、光源部ドライバ９Ｂとともに制御される。
【０２０７】
システム制御用計算機８は、撮影部コントロールユニット７Ｂを介して、波長可変バンドパスフィルタ５Ｅのフィルタ切り替えをしている。
【０２０８】
波長可変バンドパスフィルタ５Ｅの透過波長は波長可変バンドパスフィルタ４Ｂの透過波長より長い波長で選択される。そうすると、照明光に基づいて監視対象物３０から２次的に発光する長波長にシフトした蛍光発光や燐光発光を観測することができる。
【０２０９】
第５実施形態の構造物の監視装置１Ｄが光源１０４Ａと、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂとを使用して照明光の波長を制限するのに対して、本実施形態の構造物の監視装置１Ｆは、波長の異なる複数のレーザ発振器を光源とする光源２０４Ａを光源とすることで、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂと、コリメータ４Ｃとを使用することなく、第５実施形態と同じ効果を得る。
【０２１０】
第５実施形態の構造物の監視装置１Ｄと比較して、本実施形態の構造物の監視装置１Ｆは光源部２０４Ａの構成を簡略化できるので、構造物の監視装置１Ｆは信頼性が確保できる。
【０２１１】
［第１０の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第１０実施形態について、図６と図７とを参照して説明する。
【０２１２】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｅ、１Ｆは、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【０２１３】
この構造物の監視装置１Ｅ、１Ｆにおいて第８実施形態または第９実施形態の構造物の監視装置１Ｅ、１Ｆと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０２１４】
構造物の監視装置１Ｅを構成する監視部２は、撮影部５を備え、この撮影部５は、監視対象物３０からモノクロ撮像素子５Ｃへ入射する光を偏光する撮影側偏光フィルタ（図示省略）を備えている。
【０２１５】
このように構成された構造物の監視装置１Ｅは、光源２０４Ａと、撮影側偏光フィルタとの偏光の関係を調整することで、監視対象物３０からの直接反射光を選択して監視することや、散乱反射光を選択して監視することが可能である。
【０２１６】
第６実施形態の構造物の監視装置１Ｃ、１Ｄが、光源側偏光フィルタを使用して照明光を偏光するのに対して、本実施形態の構造物の監視装置１Ｅは、波長の異なる複数のレーザ発振器を光源とする光源２０４Ａを光源とすることで、光源側偏光フィルタを使用することなく、第６実施形態と同じ効果を得る。
【０２１７】
第６実施形態の構造物の監視装置１Ｃ、１Ｄと比較して、本実施形態の構造物の監視装置１Ｆは光源部２０４Ａの構成を簡略化できるので、構造物の監視装置１Ｆは信頼性が確保できる。
【０２１８】
構造物の監視装置１Ｅを構成する監視部２は、撮影部５を備え、この撮影部５は、撮影側偏光フィルタ（図示省略）を回転自在に支持する回転支持機構（図示省略）を備えている。
【０２１９】
構造物の監視装置１Ｃを構成する操作部３は、撮影部コントロールユニット７を備えている。
【０２２０】
撮影部コントロールユニット７は、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタータイミングと露光時間との制御部と、モノクロ撮像素子５Ｃから出力される画像電子情報の受信部と、受信した画像電子情報を通常のカラーカメラのＲＧＢ信号およびカラービデオ信号の内から選択した少なくとも１つの映像信号に変換して出力する出力部と、レンズ光学系５Ｂの駆動の制御部と、カメラ５Ａの機能の操作部と、撮影側偏光フィルタの回転支持機構の制御部とを備えている。
【０２２１】
本実施形態の構造物の監視装置１Ｅであれば、撮影側偏光フィルタを回転させる機構によって、構造物の監視装置１Ｅを手元に回収せずに、監視画像を見ながら遠隔で偏光の調整ができるため、監視を迅速に行える。
【０２２２】
特に原子炉内のような放射線場では、構造物の監視装置１Ｅは放射線により被ばくするので、迅速に監視ができれば被ばく線量を低減する効果がある。
【０２２３】
本実施形態を構造物の監視装置１Ｆに適用した場合も同様な効果を得る。
【０２２４】
［第１１の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第１１実施形態について、図８を参照して説明する。
【０２２５】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｇは、構造物としての原子炉内構造物３１を監視する装置である。原子炉内は放射線を遮るために水で満たされており、監視部２は水中で使用される。
【０２２６】
この構造物の監視装置１Ｇにおいて第３実施形態の構造物の監視装置１Ｂと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０２２７】
構造物の監視装置１Ｇを構成する監視部２は、光源部４を備え、この光源部４は、光源３０４Ａを備え、この光源３０４Ａは、原子炉内構造物３１を照らす照明光を発生する光源である。
【０２２８】
光源３０４Ａは、原子炉内構造物３１を照らす照明光を発生する白色光源である。光源３０４Ａは、例えば、キセノンフラッシュランプが使用される。キセノンフラッシュランプは、紫外領域から赤外領域まで幅広いスペクトルを有しているパルス光源である。
【０２２９】
構造物の監視装置１Ｅを構成する監視部２は、撮影部５を備え、この撮影部５は、カメラ５Ａを備え、このカメラ５Ａは、レンズ光学系５Ｂと、モノクロ撮像素子５Ｃと、分配光学素子５Ｆと、波長可変バンドパスフィルタ５Ｇとを備えている。
【０２３０】
分配光学素子５Ｆは、レンズ光学系５Ｂが収束した光を２以上の方向へ分配する。分配光学素子５Ｆは、例えば、半透過ミラーまたは半透過プリズムを組み合わせて、光を３方向に分配する。
【０２３１】
波長可変バンドパスフィルタ５Ｇは、分配光学素子５Ｆが分配した光の波長を任意の波長領域に制限する。
【０２３２】
波長可変バンドパスフィルタ５Ｇは、例えば、光音響効果を用いる連続波長可変バンドパスフィルタ、液晶方式による連続波長可変バンドパスフィルタ、所要の波長固定バンドパスフィルタを光路上に切り替える方式などによる波長可変バンドパスフィルタである。
【０２３３】
液晶方式による波長可変バンドパスフィルタは、連続的に観測波長を可変できるため、原子炉内構造物３１に依存する性質を強調した監視結果を得ることができる。
【０２３４】
図１１（ａ）と、（ｂ）とに示された所要の波長固定バンドパスフィルタを光路上に切り替える方式による連続波長可変バンドパスフィルタは、複数の開口を有する板状の保持具２１と、複数の開口に各々保持された波長固定バンドパスフィルタ２２と、保持具２１を駆動して、或る波長固定バンドパスフィルタを光の透過位置に切り替える駆動部２３とで構成されている。この方式によれば、波長が固定されたバンドパスフィルタにより波長可変バンドパスフィルタを構成することができる。さらに、原子炉内構造物３１の監視対象となる光の波長領域が広くて、レンズ光学系５Ｂの色収差補正が困難な場合、波長可変バンドパスフィルタ２０に保持した波長固定バンドパスフィルタ２２それぞれの厚さを適切に設計することで色収差補正ができる。
【０２３５】
モノクロ撮像素子５Ｃに使用するＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子の感度領域は、通常２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲である。そうすると、波長可変バンドパスフィルタ５Ｇで選択できる波長は、２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲に制限できる。
【０２３６】
また、波長可変バンドパスフィルタ５Ｇが透過できる光帯域幅は、監視対象物３０により光帯域幅を細かくした方が良い場合と、紫外領域から赤外領域まで満遍なく、例えば、紫外領域、可視領域、赤外領域の３領域で観測する方が良い場合とがある。
【０２３７】
しかし、光帯域幅を１ｎｍより小さくすると、照度確保の観点で望ましくない。
【０２３８】
また、モノクロ撮像素子５Ｃに使用するＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子の感度領域は、通常２００ｎｍから１１００ｎｍの範囲であることから、光帯域幅が３００ｎｍより大きければ全体の波長帯域をカバーできる。
【０２３９】
そうすると、波長可変バンドパスフィルタ５Ｇは、透過する光の帯域幅を１ｎｍ以上、３００ｎｍ以下に制限できる。
【０２４０】
構造物の監視装置１Ｇを構成する操作部３は、撮影部コントロールユニット７Ｃと、光源ドライバ９Ｃとを備えている。
【０２４１】
撮影部コントロールユニット７Ｃは、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタータイミングと露光時間との制御部と、モノクロ撮像素子５Ｃから出力される画像電子情報の受信部と、受信した画像電子情報を通常のカラーカメラのＲＧＢ信号およびカラービデオ信号の内から選択した少なくとも１つの映像信号に変換して出力する出力部と、レンズ光学系５Ｂの駆動の制御部と、カメラ５Ａの機能の操作部と、波長可変バンドパスフィルタ５Ｇの透過波長の制御部とを備えている。
【０２４２】
光源部ドライバ９Ｃは、システム制御用計算機８からの指令により光源３０４Ａの明るさおよび発光時間などの条件の制御部を備えている。
【０２４３】
次に、構造物の監視装置１Ｇの作用について説明する。
【０２４４】
構造物の監視装置１Ｇは、システム制御用計算機８からの指令に応じて、撮影部コントロールユニット７Ｃを作動させて、波長可変バンドパスフィルタ５Ｇを透過する光の波長を制限させる。
【０２４５】
構造物の監視装置１Ｇは、システム制御用計算機８からの指令に応じて、光源部ドライバ９Ｃを作動させて光源３０４Ａを発光させる。
【０２４６】
光源３０４Ａから出力された光は構造物である原子炉内構造物３１の照明光となる。
【０２４７】
光源３０４Ａから出力される照明光に基づく構造物である原子炉内構造物３１からの光、もっぱら反射光は、レンズ光学系５Ｂで収束されて、分配光学素子５Ｆにより、２以上の方向へ分配される。
【０２４８】
分配された光は、それぞれ波長可変バンドパスフィルタ５Ｇにより、波長が制限され、モノクロ撮像素子５Ｃ上に投影される。
【０２４９】
この分配されたそれぞれの光は、例えば、波長可変バンドパスフィルタ５Ｇにより異なる波長に制限される。すなわち、モノクロ撮像素子５Ｃ上に投影される構造物である原子炉内構造物３１の画像は分配された光毎に波長が制限されている。
【０２５０】
モノクロ撮像素子５Ｃは撮影部コントロールユニット７Ｃの指令に応じた露光時間、シャッタータイミングで投影された画像を電子情報に変換し、撮影部コントロールユニット７Ｃへ映像信号として送り出す。
【０２５１】
撮影部コントロールユニット７Ｃは、システム制御用計算機８により、光源部ドライバ９Ｃとともに制御される。
【０２５２】
撮影部コントロールユニット７Ｃは、モノクロ撮像素子５Ｃから画像電子情報を取り込み、ＲＧＢの３原色映像信号に分配変換して、システム制御用計算機８へ送り出す。
【０２５３】
システム制御用計算機８は、撮影部コントロールユニット７Ｃを介して、モノクロ撮像素子５Ｃの露光時間やシャッタータイミングを、また、光源部ドライバ９Ｃを介して光源３０４Ａの発光時間および発光タイミングを同期して動作している。
【０２５４】
本実施形態の構造物の監視装置１Ｇの光源部４の光源３０４Ａは、パルス光源を使用しているので、原子炉内構造物３１と監視部２との相対的な位置関係が変化するときにも、ちらつきのない画像情報を得ることや、光源３０４Ａからの発光以外の外部光源の影響を抑えて、ちらつきの少ない監視を可能にすることができる。
【０２５５】
原子炉内のような放射線場では、原子炉内構造物３１は放射線をさえぎる目的で、もっぱら水中に存在するため、防水ケース１２を備えた監視部２を使用することで、光源部４と、撮影部５との電子部品などが水に浸るのを防止し、水中に存在する構造物である原子炉内構造物３１を監視できる。
【０２５６】
また、本実施形態の構造物の監視装置１Ｇは、原子炉内のような放射線環境下において遠隔で使用できる。また、監視部２を水中で使用できることで、取扱い時の被ばく線量を低減できる。
【０２５７】
原子炉内構造物３１の表面には配管等の金属材料の腐食により生ずる腐食生成物の一部が金属酸化物として付着しており、赤錆色に見える場合がある。この表面を観察する際に、通常のモノクロカメラやカラーカメラを使用すると、原子炉内構造物３１は明暗の単色でしか監視できない。この場合は、波長可変バンドパスフィルタ５Ｇで、赤色から近赤外領域を波長選択することで監視が容易になる。
【０２５８】
例えば、分配光学素子５Ｆが分配した光について、波長可変バンドパスフィルタ５Ｇの波長制限を５９０ｎｍから６１０ｎｍの透過範囲と、６１０ｎｍから６３０ｎｍの透過範囲と、６３０ｎｍから６５０ｎｍの透過範囲とに設定する。そうすると、通常のモノクロカメラや、カラーカメラでは明暗でしか識別できない監視対象が、３種類の波長領域に分けて詳細に監視できる効果がある。
【０２５９】
［第１２の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第１２実施形態について、図９を参照して説明する。
【０２６０】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｈは、構造物としての原子炉内構造物３１を監視する装置である。原子炉内は放射線を遮るために水で満たされており、監視部２は水中で使用される。
【０２６１】
この構造物の監視装置１Ｈにおいて第１１実施形態の構造物の監視装置１Ｇと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０２６２】
図９に示された構造物の監視装置１Ｈを構成する監視部２は、光源部４を備え、この光源部４は、照明光を略平行光線にするコリメータ４Ｃを備えている。
【０２６３】
本実施形態の構造物の監視装置１Ｈによれば、レンズ光学系５Ｂに入射する原子炉内構造物３１からの正反射光を少なくできるので、ハレーションを抑える効果がある。
【０２６４】
また、原子炉内構造物３１のエッジ部や亀裂などを観測する際に、略平行光線で照らすためエッジ部や亀裂などの境界像をコントラスト良く監視できる効果がある。
【０２６５】
［第１３の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第１３実施形態について、図１０を参照して説明する。
【０２６６】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｉは、構造物としての原子炉内構造物３１を監視する装置である。原子炉内は放射線を遮るために水で満たされており、監視部２は水中で使用される。
【０２６７】
この構造物の監視装置１Ｉにおいて第１１実施形態および第１２実施形態の構造物の監視装置１Ｇ、１Ｈと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０２６８】
図１０に示された構造物の監視装置１Ｉを構成する監視部２は、光源部４を備え、この光源部４は、光源３０４Ａの照明光を偏光する偏光フィルタ４Ｄと、偏光フィルタ４Ｄを回転可能に支持する光源側偏光フィルタ回転支持機構（図示省略）とを備えている。
【０２６９】
構造物の監視装置１Ｉを構成する監視部２は、撮影部５を備え、この撮影部５は、照明光に基づく原子炉内構造物３１からの光を偏光する偏光フィルタ５Ｈと、偏光フィルタ５Ｈを回転可能に支持する光源側偏光フィルタ回転支持機構（図示省略）とを備えている。
【０２７０】
偏光フィルタ４Ｄ、５Ｇは、直線偏光、円偏光、楕円偏光が使用される。
【０２７１】
構造物の監視装置１Ｉを構成する操作部３は、撮影部コントロールユニット７Ｄと、光源部ドライバ９Ｄとを備えている。
【０２７２】
撮影部コントロールユニット７Ｄは、モノクロ撮像素子５Ｃのシャッタータイミングと露光時間との制御部と、モノクロ撮像素子５Ｃから出力される画像電子情報の受信部と、受信した画像電子情報を通常のカラーカメラのＲＧＢ信号およびカラービデオ信号の内から選択した少なくとも１つの映像信号に変換して出力する出力部と、レンズ光学系５Ｂの駆動の制御部と、カメラ５Ａの機能の操作部と、波長可変バンドパスフィルタ５Ｇの透過波長の制御部と、撮影側偏光フィルタ回転支持機構の制御部とを備えている。
【０２７３】
光源部ドライバ９Ｄは、システム制御用計算機８からの指令により光源３０４Ａの明るさおよび発光時間などの条件の制御部と、光源側偏光フィルタ回転支持機構の制御部とを備えている。
【０２７４】
本実施形態の構造物の監視装置１Ｉによれば、偏光フィルタ４Ｄに、例えば、直線偏光を使用して照明光を偏光し、レンズ光学系５Ｂに対して構造物である原子炉内構造物３１の表面からの直接反射が起こりにくい照明光に調整することができる。そうすると、カメラで最も明るく撮影される直接反射光の成分が少なくなるため、ハレーション等を抑えて、微小亀裂の検出を容易にする効果がある。
【０２７５】
さらに、本実施形態の構造物の監視装置１Ｉによれば、例えば、偏光フィルタ５Ｈにも、直線偏光を使用できる。偏光フィルタ４Ｄと、偏光フィルタ５Ｈとの偏光を相互に調整することで、レンズ光学系５Ｂに対する構造物である原子炉内構造物３１からの直接反射光成分を阻止することができ、ハレーション等を抑える効果がある。
【０２７６】
［第１４の実施形態］
本発明に係る構造物の監視装置の第１４実施形態について、図８を参照して説明する。
【０２７７】
本実施形態に示された構造物の監視装置１Ｇは、構造物としての原子炉内構造物３１を監視する装置である。原子炉内は放射線を遮るために水で満たされており、監視部２は水中で使用される。
【０２７８】
この構造物の監視装置１Ｇにおいて第１１実施形態の構造物の監視装置１Ｇと重複する説明は省略する。
【０２７９】
構造物の監視装置１Ｇを構成する監視部２は、光源部４を備え、この光源部４は、照明光を拡散させる拡散板（図示省略）を備えている。
【０２８０】
原子炉内構造物３１に段差がある場合は、照明光によって影ができる。
【０２８１】
本実施形態の構造物の監視装置１Ｇは、拡散板を備えていることで、照明光の光線ベクトルをランダムにできる。そうすると、照明光による影を薄くできるため、陰影に乏しい監視画像を得ることができる。
【０２８２】
異なる波長で制限した照明光で得られた監視画像から、構造物である原子炉内構造物３１の表面の組成などを推定する際に、成分の分布を正確に把握できる効果がある。
【０２８３】
［第１５の実施形態］
本発明の第１５実施形態について図１を参照して説明する。
【０２８４】
本実施形態に示された構造物の監視装置１は、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【０２８５】
なお、本実施形態において第１実施形態から第１４実施形態と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０２８６】
構造物の監視装置１を構成する監視部２は、撮影部５を備え、この撮影部５は、レンズ光学系５Ｂを備えている。
【０２８７】
本実施形態の構造物の監視装置１は、レンズ光学系５Ｂの光が透過する部分の透明材料が放射線により着色しにくい光学材料を用いて構成されている。
【０２８８】
光学材料は、例えば、放射線により着色しにくい石英などの光学材料が使用できる。原子炉の内部のように放射線場が強い場所でも着色が抑えられ、監視条件を良好に維持する効果がある。
【０２８９】
また、本発明は監視対象物３０の反射スペクトルの違いを監視することに特徴があり、プラスチックレンズなどで見られるような放射線場における着色により、監視部２のスペクトル感度特性が変化することは望ましくない。
【０２９０】
放射線により着色しにくい光学材料としては、石英のほかにサファイア、ダイアモンド、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、塩化ナトリウム、フリントガラス系、重フリントガラス系、鉛ガラス系、光学クラウンガラス、ボロシリケートガラスなどが使用できる。
【０２９１】
なお、放射線の強度如何では着色することがあるため、放射線強度に応じた材料を選択することが望ましい。
【０２９２】
さらに、構造物の監視装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｉを構成する監視部２に備えられた、光源４Ａ、１０４Ａ、２０４Ａ、３０４Ａ、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂ、５Ｅ、５Ｇ、コリメータ４Ｃ、偏光フィルタ４Ｄ、５Ｇ、分配光学素子５Ｆ、液晶型空間フィルタ５Ｄおよび防水ケース１２のうちから選択した少なくとも１つの、光源４Ａ、１０４Ａ、２０４Ａ、３０４Ａ、波長可変バンドパスフィルタ４Ｂ、５Ｅ、５Ｇ、コリメータ４Ｃ、偏光フィルタ４Ｄ、５Ｇ、分配光学素子５Ｆ、液晶型空間フィルタ５Ｄおよび防水ケース１２の光が透過する部分の透明材料についても同様である。
【０２９３】
［第１６の実施形態］
本発明の第１６実施形態について図１を参照して説明する。
【０２９４】
本実施形態に示された構造物の監視装置１は、構造物としての監視対象物３０を監視する装置である。
【０２９５】
なお、本実施形態において第１実施形態から第１５実施形態と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【０２９６】
図１に示された構造物の監視装置１を構成する監視部２は、複数の光源部４（図示省略）を備えている。
【０２９７】
構造物の監視装置１を構成する操作部３は、光源部ドライバ９を備え、この光源ドライバ９は、システム制御用計算機８からの指令により複数の光源部４についてそれぞれに、光源４Ａの明るさおよび発光時間などの条件の制御部を備えている。
【０２９８】
そうすると、監視部２を移動させることなく、構造物である監視対象物３０のさまざまな角度から照明光を与えた監視画像を得る効果がある。
【０２９９】
照明光の角度によって、監視対象物３０の画像には陰影差が生じるので、監視対象物３０の異常等の監視が容易になる。
【０３００】
本実施形態は構造物の監視装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｉに適用することでも、同様の効果を得る。
【０３０１】
さらに、本発明は、上述のような各実施形態に何ら制限されるものではなく、各実施形態の構成を組み合わせて、本発明の主旨を逸脱しない範囲で様々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０３０２】
【図１】本発明に係る監視装置の第１実施形態の構成を示す図。
【図２】本発明に係る監視装置の第２実施形態の構成を示す図。
【図３】本発明に係る監視装置の第３実施形態の構成を示す図。
【図４】本発明に係る監視装置の第４実施形態の構成を示す図。
【図５】本発明に係る監視装置の第５実施形態の構成を示す図。
【図６】本発明に係る監視装置の第８実施形態の構成を示す図。
【図７】本発明に係る監視装置の第９実施形態の構成を示す図。
【図８】本発明に係る監視装置の第１１実施形態の構成を示す図。
【図９】本発明に係る監視装置の第１２実施形態の構成を示す図。
【図１０】本発明に係る監視装置の第１３実施形態の構成を示す図。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、本発明に係る監視装置の第１６実施形態における波長可変バンドパスフィルタの構成を示す図。
【符号の説明】
【０３０３】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ、１Ｈ、１Ｉ 監視装置
２ 監視部
３ 操作部
４ 光源部
４Ａ、１０４Ａ、２０４Ａ、３０４Ａ 光源
４Ｂ 波長可変バンドパスフィルタ
４Ｃ コリメータ
４Ｄ 偏光フィルタ
５ 撮影部
５Ａ カメラ
５Ｂ レンズ光学系
５Ｃ モノクロ撮像素子
５Ｄ 液晶型空間フィルタ
５Ｅ 波長可変バンドパスフィルタ
５Ｆ 分配光学素子
５Ｇ 波長可変バンドパスフィルタ
５Ｈ 偏光フィルタ
６ 監視部支持部材
６Ａ 光源部保持部材
６Ｂ 撮影部保持部材
７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ 撮影部コントロールユニット
８ システム制御用計算機
９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ 光源部ドライバ
１０ 表示装置
１１ 入力装置
１２ 防水ケース
２０ 波長可変バンドパスフィルタ
２１ 保持具
２２ 波長固定バンドパスフィルタ
２３ 駆動部
３０ 監視対象物
３１ 原子炉内構造物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象へ波長が異なる複数の照明光を出力する光源部と、
前記監視対象を撮影するカメラを含む撮影部と、
前記光源部および前記撮影部を支持する監視部支持部材と、
を有する監視部と、
前記カメラを制御しこのカメラから出力される電子情報を受信する撮影部コントロールユニットと、
光源部ドライバと、
前記撮影部コントロールユニットおよび前記光源部ドライバを制御するシステム制御用計算機と、
前記システム制御用計算機の表示装置と、
前記システム制御用計算機の入力装置と、
を有する操作部と、
を備え構成されたことを特徴とする構造物の監視装置。
【請求項２】
前記カメラにはレンズ光学系が設けられ、このレンズ光学系は、絞り位置に保持されて、このレンズ光学系を透過する光の開口を任意の形状に制限する液晶型空間フィルタを備えたことを特徴とする請求項１に記載の構造物の監視装置。
【請求項３】
前記監視部２は、さらに、前記光源部および前記撮影部を水密に収容するケースを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の構造物の監視装置。
【請求項４】
前記光源部は、光源と、この光源が出力する照明光の透過波長を制限する光源側バンドパスフィルタとを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の構造物の監視装置。
【請求項５】
前記光源部は、照明光を略平行光線にするコリメータを備え、
前記撮影部は、この撮影部のカメラに入射する光の透過波長を制限するカメラ側バンドパスフィルタを備え、
構成されたことを特徴とする請求項４に記載の構造物の監視装置。
【請求項６】
前記光源部は、照明光を偏光する光源側偏光フィルタを備え、
前記撮影部は、この撮影部のカメラに入射する光を偏光する撮影側偏光フィルタと、
前記撮影側偏光フィルタを回転自在に支持する撮影側偏光フィルタ回転支持機構とを備え、
構成されたことを特徴とする請求項４または５に記載の構造物の監視装置。
【請求項７】
前記光源部は、照明光を拡散する拡散板を備えたことを特徴とする請求項３に記載の構造物の監視装置。
【請求項８】
前記光源は、それぞれ異なる波長の光を発する複数のレーザ発信機からなる光源、波長可変レーザおよび複数の発光ダイオードのうちから選択した少なくとも１つの光源で構成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の構造物の監視装置。
【請求項９】
前記撮影部は、この撮影部のカメラに入射する光の透過波長を制限するカメラ側バンドパスフィルタを備えたことを特徴とする請求項８に記載の構造物の監視装置。
【請求項１０】
前記光源はそれぞれ異なる波長の光を発する複数のレーザ発信機からなる光源または波長可変レーザで構成され、
前記撮影部は、この撮影部のカメラに入射する光を偏光する撮影側偏光フィルタと、
前記撮影側偏光フィルタを回転自在に支持する回転支持機構とを備え、
構成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の構造物の監視装置。
【請求項１１】
前記カメラは、
前記光学系が収束した光を複数の方向に分配する分配光学素子と、
前記分配光学素子が分配した光の透過波長を制限するカメラ側バンドパスフィルタとを備えたことを特徴とする請求項３に記載の構造物の監視装置。
【請求項１２】
前記光源部は、照明光を略平行光線にするコリメータを備えたことを特徴とする請求項１１に記載の構造物の監視装置。
【請求項１３】
前記光源部は、照明光を偏光する光源側偏光フィルタと、
前記光源側偏光フィルタを回転可能に支持する光源側偏光フィルタ回転支持機構とを備え、
前記撮影部は、前記監視対象から入射する光を偏光する撮影側偏光フィルタと、
前記撮影側偏光フィルタを回転可能に支持する撮影側偏光フィルタ回転支持機構とを備え、
構成されたことを特徴とする請求項１１または１２に記載の構造物の監視装置。
【請求項１４】
前記光源部は、照明光を拡散する拡散板を備えたことを特徴とする請求項１１に記載の構造物の監視装置。
【請求項１５】
前記バンドパスフィルタは、透過する波長を連続に可変できるバンドパスフィルタで構成されたことを特徴とする請求項４から６および９から１４のいずれか１項に記載の構造物の監視装置。
【請求項１６】
前記バンドパスフィルタは、
複数の開口を有する板状の保持具と、
前記の複数の開口に各々保持された波長固定バンドパスフィルタと、
前記保持具を駆動して、或る波長固定バンドパスフィルタを光の透過位置に切り替える駆動部とを備え、
構成されたことを特徴とする請求項４から６および９から１４のいずれか１項に記載の構造物の監視装置。
【請求項１７】
前記バンドパスフィルタは、透過する光の中心波長を２００ｎｍ以上、１１００ｎｍ以下として構成されたことを特徴とする請求項４から６および９から１６のいずれか１項に記載の構造物の監視装置。
【請求項１８】
前記バンドパスフィルタは、透過する光の帯域幅を１ｎｍ以上、３００ｎｍ以下として構成されたことを特徴とする請求項４から６および９から１７のいずれか１項に記載の構造物の監視装置。
【請求項１９】
前記光源部と、前記光学系と、前記液晶型空間フィルタと、前記バンドパスフィルタと、前記コリメータと、前記偏光フィルタと、前記分配光学素子と、前記ケースとのうちから選択した少なくとも１つの前記光源部と、前記光学系と、前記液晶型空間フィルタと、前記バンドパスフィルタと、前記コリメータと、前記偏光フィルタと、前記分配光学素子と、前記ケースとは、光が透過する経路が放射線により着色しにくい光学材料で構成されたことを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項に記載の構造物の監視装置。
【請求項２０】
前記監視部は、複数の光源部を備えたことを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項に記載の構造物の監視装置。
【請求項２１】
監視対象へ照射光を出力する光源部と、前記監視対象を撮影するカメラを含む撮影部と、前記光源部および前記撮影部を支持する撮影部支持部材と、を有する監視部を監視対象に配置する配置ステップと、
前記監視対象へ照射光を出力する出力ステップと、
前記照射光による前記監視対象からの光を撮影する撮影ステップと、
前記撮影した画像を表示する表示ステップと、
を有することを特徴とする構造物の監視方法。
【請求項２２】
監視対象へ照射光を出力する光源部と、前記監視対象を撮影するカメラを含む撮影部と、前記光源部および前記撮影部を支持する撮影部支持部材と、を有する監視部を監視対象に配置する配置ステップと、
前記監視対象へ照射光を出力する出力ステップと、
前記照射光による前記監視対象からの光の透過波長を制限して撮影する撮影ステップと、
前記撮影した画像を表示する表示ステップと、
を有することを特徴とする構造物の監視方法。
【請求項２３】
前記撮影ステップにおいて、前記光源部の発光が終了した後に前記撮影部が撮影を開始するように、前記撮影部のシャッタータイミングと前記光源部の発光時間を制御する
ことを特徴とする請求項２１または請求項２２に記載の構造物の監視方法。
【請求項２４】
前記撮影ステップにおいて、前記監視対象の範囲に反射スペクトルが既知の散乱体を配置して、前記監視対象の撮影と同時または事前に画像を取得して、撮影画像の感度補正を行うことを特徴とする請求項２１から請求項２３のいずれか１項に記載の構造物の監視方法。
【請求項２５】
前記請求項３から２０のいずれか１項に記載の監視装置を準備する際に、
請求項３から２０のいずれか１項に記載の構造物の監視装置の監視部を水中に準備する、
ことを特徴とする請求項２１から請求項２４のいずれか１項に記載の構造物の監視方法。
【請求項１】
監視対象へ波長が異なる複数の照明光を出力する光源部と、
前記監視対象を撮影するカメラを含む撮影部と、
前記光源部および前記撮影部を支持する監視部支持部材と、
を有する監視部と、
前記カメラを制御しこのカメラから出力される電子情報を受信する撮影部コントロールユニットと、
光源部ドライバと、
前記撮影部コントロールユニットおよび前記光源部ドライバを制御するシステム制御用計算機と、
前記システム制御用計算機の表示装置と、
前記システム制御用計算機の入力装置と、
を有する操作部と、
を備え構成されたことを特徴とする構造物の監視装置。
【請求項２】
前記カメラにはレンズ光学系が設けられ、このレンズ光学系は、絞り位置に保持されて、このレンズ光学系を透過する光の開口を任意の形状に制限する液晶型空間フィルタを備えたことを特徴とする請求項１に記載の構造物の監視装置。
【請求項３】
前記監視部２は、さらに、前記光源部および前記撮影部を水密に収容するケースを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の構造物の監視装置。
【請求項４】
前記光源部は、光源と、この光源が出力する照明光の透過波長を制限する光源側バンドパスフィルタとを備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の構造物の監視装置。
【請求項５】
前記光源部は、照明光を略平行光線にするコリメータを備え、
前記撮影部は、この撮影部のカメラに入射する光の透過波長を制限するカメラ側バンドパスフィルタを備え、
構成されたことを特徴とする請求項４に記載の構造物の監視装置。
【請求項６】
前記光源部は、照明光を偏光する光源側偏光フィルタを備え、
前記撮影部は、この撮影部のカメラに入射する光を偏光する撮影側偏光フィルタと、
前記撮影側偏光フィルタを回転自在に支持する撮影側偏光フィルタ回転支持機構とを備え、
構成されたことを特徴とする請求項４または５に記載の構造物の監視装置。
【請求項７】
前記光源部は、照明光を拡散する拡散板を備えたことを特徴とする請求項３に記載の構造物の監視装置。
【請求項８】
前記光源は、それぞれ異なる波長の光を発する複数のレーザ発信機からなる光源、波長可変レーザおよび複数の発光ダイオードのうちから選択した少なくとも１つの光源で構成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の構造物の監視装置。
【請求項９】
前記撮影部は、この撮影部のカメラに入射する光の透過波長を制限するカメラ側バンドパスフィルタを備えたことを特徴とする請求項８に記載の構造物の監視装置。
【請求項１０】
前記光源はそれぞれ異なる波長の光を発する複数のレーザ発信機からなる光源または波長可変レーザで構成され、
前記撮影部は、この撮影部のカメラに入射する光を偏光する撮影側偏光フィルタと、
前記撮影側偏光フィルタを回転自在に支持する回転支持機構とを備え、
構成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の構造物の監視装置。
【請求項１１】
前記カメラは、
前記光学系が収束した光を複数の方向に分配する分配光学素子と、
前記分配光学素子が分配した光の透過波長を制限するカメラ側バンドパスフィルタとを備えたことを特徴とする請求項３に記載の構造物の監視装置。
【請求項１２】
前記光源部は、照明光を略平行光線にするコリメータを備えたことを特徴とする請求項１１に記載の構造物の監視装置。
【請求項１３】
前記光源部は、照明光を偏光する光源側偏光フィルタと、
前記光源側偏光フィルタを回転可能に支持する光源側偏光フィルタ回転支持機構とを備え、
前記撮影部は、前記監視対象から入射する光を偏光する撮影側偏光フィルタと、
前記撮影側偏光フィルタを回転可能に支持する撮影側偏光フィルタ回転支持機構とを備え、
構成されたことを特徴とする請求項１１または１２に記載の構造物の監視装置。
【請求項１４】
前記光源部は、照明光を拡散する拡散板を備えたことを特徴とする請求項１１に記載の構造物の監視装置。
【請求項１５】
前記バンドパスフィルタは、透過する波長を連続に可変できるバンドパスフィルタで構成されたことを特徴とする請求項４から６および９から１４のいずれか１項に記載の構造物の監視装置。
【請求項１６】
前記バンドパスフィルタは、
複数の開口を有する板状の保持具と、
前記の複数の開口に各々保持された波長固定バンドパスフィルタと、
前記保持具を駆動して、或る波長固定バンドパスフィルタを光の透過位置に切り替える駆動部とを備え、
構成されたことを特徴とする請求項４から６および９から１４のいずれか１項に記載の構造物の監視装置。
【請求項１７】
前記バンドパスフィルタは、透過する光の中心波長を２００ｎｍ以上、１１００ｎｍ以下として構成されたことを特徴とする請求項４から６および９から１６のいずれか１項に記載の構造物の監視装置。
【請求項１８】
前記バンドパスフィルタは、透過する光の帯域幅を１ｎｍ以上、３００ｎｍ以下として構成されたことを特徴とする請求項４から６および９から１７のいずれか１項に記載の構造物の監視装置。
【請求項１９】
前記光源部と、前記光学系と、前記液晶型空間フィルタと、前記バンドパスフィルタと、前記コリメータと、前記偏光フィルタと、前記分配光学素子と、前記ケースとのうちから選択した少なくとも１つの前記光源部と、前記光学系と、前記液晶型空間フィルタと、前記バンドパスフィルタと、前記コリメータと、前記偏光フィルタと、前記分配光学素子と、前記ケースとは、光が透過する経路が放射線により着色しにくい光学材料で構成されたことを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項に記載の構造物の監視装置。
【請求項２０】
前記監視部は、複数の光源部を備えたことを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項に記載の構造物の監視装置。
【請求項２１】
監視対象へ照射光を出力する光源部と、前記監視対象を撮影するカメラを含む撮影部と、前記光源部および前記撮影部を支持する撮影部支持部材と、を有する監視部を監視対象に配置する配置ステップと、
前記監視対象へ照射光を出力する出力ステップと、
前記照射光による前記監視対象からの光を撮影する撮影ステップと、
前記撮影した画像を表示する表示ステップと、
を有することを特徴とする構造物の監視方法。
【請求項２２】
監視対象へ照射光を出力する光源部と、前記監視対象を撮影するカメラを含む撮影部と、前記光源部および前記撮影部を支持する撮影部支持部材と、を有する監視部を監視対象に配置する配置ステップと、
前記監視対象へ照射光を出力する出力ステップと、
前記照射光による前記監視対象からの光の透過波長を制限して撮影する撮影ステップと、
前記撮影した画像を表示する表示ステップと、
を有することを特徴とする構造物の監視方法。
【請求項２３】
前記撮影ステップにおいて、前記光源部の発光が終了した後に前記撮影部が撮影を開始するように、前記撮影部のシャッタータイミングと前記光源部の発光時間を制御する
ことを特徴とする請求項２１または請求項２２に記載の構造物の監視方法。
【請求項２４】
前記撮影ステップにおいて、前記監視対象の範囲に反射スペクトルが既知の散乱体を配置して、前記監視対象の撮影と同時または事前に画像を取得して、撮影画像の感度補正を行うことを特徴とする請求項２１から請求項２３のいずれか１項に記載の構造物の監視方法。
【請求項２５】
前記請求項３から２０のいずれか１項に記載の監視装置を準備する際に、
請求項３から２０のいずれか１項に記載の構造物の監視装置の監視部を水中に準備する、
ことを特徴とする請求項２１から請求項２４のいずれか１項に記載の構造物の監視方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−２４１６５８（Ｐ２００８−２４１６５８Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８６５７３（Ｐ２００７−８６５７３）
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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