監視カメラ装置
【課題】本発明の目的は、放射線環境下においてカラーで撮像して安価で小型軽量な監視カメラ装置を提供することにある。
【解決手段】本発明は、撮影像を集光するリレーレンズ６で集光された光を３方向に分割する光の屈折角の異なる３個のプリズム３を設けると共に集光された光が３個のプリズム３の放光面の対向位置に３個のモノクロ光電素子４を配置する。３個のプリズム３の放光面と３個のモノクロ光電素子４との一対の間にそれぞれ赤色、緑色、青色の波長のみ透過させるカラーフィルタＦＲ、ＦＧ、ＦＢを設ける。
【解決手段】本発明は、撮影像を集光するリレーレンズ６で集光された光を３方向に分割する光の屈折角の異なる３個のプリズム３を設けると共に集光された光が３個のプリズム３の放光面の対向位置に３個のモノクロ光電素子４を配置する。３個のプリズム３の放光面と３個のモノクロ光電素子４との一対の間にそれぞれ赤色、緑色、青色の波長のみ透過させるカラーフィルタＦＲ、ＦＧ、ＦＢを設ける。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は原子力発電設備、放射性物質再処理施設等の放射線環境下において撮像して監視するのに用いられる監視カメラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、原子力発電設備、放射性物質再処理施設等の放射線環境下において撮像して監視するのに用いられる監視カラーカメラとしては、撮像管式のアナログカメラが用いられている。また、監視カメラは水中で使用できる防水タイプもあり、原子力発電設備における燃料貯蔵プールや沸騰水型原子炉の炉心点検等に利用されている。
【０００３】通常のカラー撮像管式カメラは、被対象物から発せられる光の三原色、すなわち、赤、緑、青の強さを元に、三原色を合成して撮像し、所定の処理によってカラー画像を再生している。
【０００４】しかしながら、アナログ式カラーカメラは、真空管で構成されている撮像管を使用するため消費電力が多く、かつ、内部のヒータが温まるまで数分間を要し、その間は画像が安定しない欠点がある。また、使用環境によっては温度の影響で色調が変化し、さらに、その寸法が撮像管の長さに支配されて細長い形状となる。
【０００５】被対象物が放射線を発するものを撮像する場合、石英ガラス製の厚いレンズを用いているため、前述した撮像管の長さに加え筒状の長いカメラ本体となり、重量が大になるという欠点がある。
【０００６】小型軽量化を目的にして、光電素子であるＰ−ＭＯＳＣＣＤ素子（電荷結合素子）を用いた耐放射線性モノクロＣＣＤカメラが実用化されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来技術は、小型軽量化のために耐放射線性のモノクロＣＣＤカメラを使用しているが、監視者からカラーで撮像して監視することが強く要望されている。ところが、カラーＣＣＤカメラは光電素子（ＣＣＤ素子）が放射線に弱く劣化するため放射線環境下で使用できないという問題点を有している。本発明の目的は、放射線環境下においてカラーで撮像して安価で小型軽量な監視カメラ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするところは、撮影像を集光するレンズ装置で集光された光を３方向に分割する光の屈折角の異なる３個のプリズムを設けると共にレンズ装置で集光された光が３個のプリズムを介して伝播する伝播距離が等しい３個のプリズムの放光面の対向位置に３個のモノクロ光電素子を配置し、３個のプリズムの放光面と３個のモノクロ光電素子との一対の間にそれぞれ赤色、緑色、青色の波長のみ透過させるカラーフィルタを設けたことにある。本発明は３個のモノクロ光電素子に入光する前に光の３原色である赤色、緑色、青色の波長のみ透過させるカラーフィルタを設けているので、放射線環境下において被対象物をカラーで撮像して監視できる安価で小型軽量な監視カメラ装置を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１に本発明の実施例を示す。図１において、図示しない被対象物からの光（赤色ＬＲ、緑色ＬＧ、青色ＬＢ）は石英ガラス製の対物レンズ２とリレーレンズ６によって集光されカメラ本体１のプリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに入射される。プリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂはそれぞれ異なる屈折角を有した石英ガラスに誘電体多層膜を蒸着させて構成され、それぞれ赤色用、緑色用、青色用である。
【００１０】光電素子であるＣＣＤ素子４Ｒ、ＣＣＤ素子４Ｇ、ＣＣＤ素子４Ｂは、Ｐ−ＭＯＳＣＣＤ素子（電荷結合素子）で、それぞれ赤色用、緑色用、青色用である。これらのＣＣＤ素子４Ｒ、ＣＣＤ素子４Ｇ、ＣＣＤ素子４Ｂは、撮像用として耐放射線性用として一般に用いられているモノクロタイプのＰ−ＭＯＳＣＣＤ素子である。
【００１１】３個のモノクロＣＣＤ素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは図２に示すように、リレーレンズ６で集光された光が３個のプリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂを介して伝播する伝播距離ｌが等しい３個のプリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの放光面の対向位置に設置されている。図２は理解し易くするために、１本の線で示している。
【００１２】Ｐ−ＭＯＳＣＣＤ素子は、周知のように低消費電力で駆動でき、かつアナログ式撮像管のような加熱部分がないため作動するまでの時間が短いという利点を有している。また、この素子は厚さ２ｍｍ程度であり、アナログ式撮像管の長さ２００ｍｍに比べ、非常に軽薄短小で、これによって本願のカラーカメラを小型に構成できる。
【００１３】３個のＣＣＤ素子４Ｒ、ＣＣＤ素子４Ｇ、ＣＣＤ素子４Ｂと３個のプリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂとの間には、赤色、緑色、青色それぞれの波長のみを透過するカラーフィルタＦＲ、ＦＧ、ＦＢが設置されている。換言すると、カラーフィルタＦＲ、ＦＧ、ＦＢはＣＣＤ素子４Ｒ、ＣＣＤ素子４Ｇ、ＣＣＤ素子４Ｂに入光する前に設けられている。
【００１４】ＣＣＤ素子４Ｒ、ＣＣＤ素子４Ｇ、ＣＣＤ素子４Ｂの出力はビデオ増幅器５で増幅される。ビデオ増幅器５は、それぞれ光の３原色に対応して３個の増幅回路５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ及び映像ミキシング回路から構成される。
【００１５】プリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂは、それぞれ異なる屈折角を有するプリズムを紫外線硬化樹脂で貼り合わせ、赤色用、緑色用、青色用を構成している。プリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの放光面には誘電体多層膜を蒸着させ、赤用、青用、緑用に光学的に同軸となるよう各面にＣＣＤ素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを配置する。このように３個のプリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂを一体化した構造のため、本体１の軸方向寸法を短くできるという利点がある。
【００１６】撮影対象物から発せられる光の３原色ＬＲ、ＬＧ、ＬＢは、対物レンズ２を介しまたリレーレンズ６で集光され、それぞれ赤色用プリズム３Ｒ、緑色用プリズム３Ｇ、青色用プリズム３Ｂを通過し、カラーフィルタＦＲ、ＦＧ、ＦＢを通過した後にＰ−ＭＯＳＣＣＤ素子のＣＣＤ４Ｒ、ＣＣＤ４Ｂ、ＣＣＤ４Ｇに入光する。
【００１７】撮影画像はＣＣＤ４Ｒ、ＣＣＤ４Ｂ、ＣＣＤ４Ｇでデジタル信号化され、それぞれビデオ増幅回路５Ｒ、５Ｇ、５Ｂに与えられる。これらのデジタル画像信号は映像ミキシング回路を経て図示しない画像表示装置に送られ可視化カラー画像として表示される。
【００１８】このようにして被対象物をカラー撮像して監視するのであるが、３個のモノクロ光電素子に入光する前に光の３原色である赤色、緑色、青色の波長のみ透過させるカラーフィルタを設けているので、安価で小型軽量な監視カメラ装置によって放射線環境下において被対象物をカラーで撮像して監視することができる。
【００１９】なお、上述の実施例においてカメラ本体１を防水ケースに収納することにより水中での使用が可能となり、原子力設備における原子炉プール、燃料貯蔵プール等の点検、監視を行うこともできる。
【００２０】
【発明の効果】本発明は３個のモノクロ光電素子に入光する前に光の３原色である赤色、緑色、青色の波長のみ透過させるカラーフィルタを設けているので、放射線環境下において被対象物をカラーで撮像して監視できる安価で小型軽量な監視カメラ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】 本発明の光電素子配置の説明図である。
【符号の説明】
１…カメラ本体
２…対物レンズ
３Ｒ…赤色用プリズム
３Ｇ…緑色用プリズム
３Ｂ…青色用プリズム
４Ｒ…赤色用ＣＣＤ素子
４Ｇ…緑色用ＣＣＤ素子
４Ｂ…青色用ＣＣＤ素子
ＦＲ…赤色用フィルタ
ＦＧ…緑色用フィルタ
ＦＢ…青色用フィルタ
５…ビデオ増幅器
６…リレーレンズ
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は原子力発電設備、放射性物質再処理施設等の放射線環境下において撮像して監視するのに用いられる監視カメラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、原子力発電設備、放射性物質再処理施設等の放射線環境下において撮像して監視するのに用いられる監視カラーカメラとしては、撮像管式のアナログカメラが用いられている。また、監視カメラは水中で使用できる防水タイプもあり、原子力発電設備における燃料貯蔵プールや沸騰水型原子炉の炉心点検等に利用されている。
【０００３】通常のカラー撮像管式カメラは、被対象物から発せられる光の三原色、すなわち、赤、緑、青の強さを元に、三原色を合成して撮像し、所定の処理によってカラー画像を再生している。
【０００４】しかしながら、アナログ式カラーカメラは、真空管で構成されている撮像管を使用するため消費電力が多く、かつ、内部のヒータが温まるまで数分間を要し、その間は画像が安定しない欠点がある。また、使用環境によっては温度の影響で色調が変化し、さらに、その寸法が撮像管の長さに支配されて細長い形状となる。
【０００５】被対象物が放射線を発するものを撮像する場合、石英ガラス製の厚いレンズを用いているため、前述した撮像管の長さに加え筒状の長いカメラ本体となり、重量が大になるという欠点がある。
【０００６】小型軽量化を目的にして、光電素子であるＰ−ＭＯＳＣＣＤ素子（電荷結合素子）を用いた耐放射線性モノクロＣＣＤカメラが実用化されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来技術は、小型軽量化のために耐放射線性のモノクロＣＣＤカメラを使用しているが、監視者からカラーで撮像して監視することが強く要望されている。ところが、カラーＣＣＤカメラは光電素子（ＣＣＤ素子）が放射線に弱く劣化するため放射線環境下で使用できないという問題点を有している。本発明の目的は、放射線環境下においてカラーで撮像して安価で小型軽量な監視カメラ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするところは、撮影像を集光するレンズ装置で集光された光を３方向に分割する光の屈折角の異なる３個のプリズムを設けると共にレンズ装置で集光された光が３個のプリズムを介して伝播する伝播距離が等しい３個のプリズムの放光面の対向位置に３個のモノクロ光電素子を配置し、３個のプリズムの放光面と３個のモノクロ光電素子との一対の間にそれぞれ赤色、緑色、青色の波長のみ透過させるカラーフィルタを設けたことにある。本発明は３個のモノクロ光電素子に入光する前に光の３原色である赤色、緑色、青色の波長のみ透過させるカラーフィルタを設けているので、放射線環境下において被対象物をカラーで撮像して監視できる安価で小型軽量な監視カメラ装置を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１に本発明の実施例を示す。図１において、図示しない被対象物からの光（赤色ＬＲ、緑色ＬＧ、青色ＬＢ）は石英ガラス製の対物レンズ２とリレーレンズ６によって集光されカメラ本体１のプリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂに入射される。プリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂはそれぞれ異なる屈折角を有した石英ガラスに誘電体多層膜を蒸着させて構成され、それぞれ赤色用、緑色用、青色用である。
【００１０】光電素子であるＣＣＤ素子４Ｒ、ＣＣＤ素子４Ｇ、ＣＣＤ素子４Ｂは、Ｐ−ＭＯＳＣＣＤ素子（電荷結合素子）で、それぞれ赤色用、緑色用、青色用である。これらのＣＣＤ素子４Ｒ、ＣＣＤ素子４Ｇ、ＣＣＤ素子４Ｂは、撮像用として耐放射線性用として一般に用いられているモノクロタイプのＰ−ＭＯＳＣＣＤ素子である。
【００１１】３個のモノクロＣＣＤ素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂは図２に示すように、リレーレンズ６で集光された光が３個のプリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂを介して伝播する伝播距離ｌが等しい３個のプリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの放光面の対向位置に設置されている。図２は理解し易くするために、１本の線で示している。
【００１２】Ｐ−ＭＯＳＣＣＤ素子は、周知のように低消費電力で駆動でき、かつアナログ式撮像管のような加熱部分がないため作動するまでの時間が短いという利点を有している。また、この素子は厚さ２ｍｍ程度であり、アナログ式撮像管の長さ２００ｍｍに比べ、非常に軽薄短小で、これによって本願のカラーカメラを小型に構成できる。
【００１３】３個のＣＣＤ素子４Ｒ、ＣＣＤ素子４Ｇ、ＣＣＤ素子４Ｂと３個のプリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂとの間には、赤色、緑色、青色それぞれの波長のみを透過するカラーフィルタＦＲ、ＦＧ、ＦＢが設置されている。換言すると、カラーフィルタＦＲ、ＦＧ、ＦＢはＣＣＤ素子４Ｒ、ＣＣＤ素子４Ｇ、ＣＣＤ素子４Ｂに入光する前に設けられている。
【００１４】ＣＣＤ素子４Ｒ、ＣＣＤ素子４Ｇ、ＣＣＤ素子４Ｂの出力はビデオ増幅器５で増幅される。ビデオ増幅器５は、それぞれ光の３原色に対応して３個の増幅回路５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ及び映像ミキシング回路から構成される。
【００１５】プリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂは、それぞれ異なる屈折角を有するプリズムを紫外線硬化樹脂で貼り合わせ、赤色用、緑色用、青色用を構成している。プリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの放光面には誘電体多層膜を蒸着させ、赤用、青用、緑用に光学的に同軸となるよう各面にＣＣＤ素子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂを配置する。このように３個のプリズム３Ｒ、３Ｇ、３Ｂを一体化した構造のため、本体１の軸方向寸法を短くできるという利点がある。
【００１６】撮影対象物から発せられる光の３原色ＬＲ、ＬＧ、ＬＢは、対物レンズ２を介しまたリレーレンズ６で集光され、それぞれ赤色用プリズム３Ｒ、緑色用プリズム３Ｇ、青色用プリズム３Ｂを通過し、カラーフィルタＦＲ、ＦＧ、ＦＢを通過した後にＰ−ＭＯＳＣＣＤ素子のＣＣＤ４Ｒ、ＣＣＤ４Ｂ、ＣＣＤ４Ｇに入光する。
【００１７】撮影画像はＣＣＤ４Ｒ、ＣＣＤ４Ｂ、ＣＣＤ４Ｇでデジタル信号化され、それぞれビデオ増幅回路５Ｒ、５Ｇ、５Ｂに与えられる。これらのデジタル画像信号は映像ミキシング回路を経て図示しない画像表示装置に送られ可視化カラー画像として表示される。
【００１８】このようにして被対象物をカラー撮像して監視するのであるが、３個のモノクロ光電素子に入光する前に光の３原色である赤色、緑色、青色の波長のみ透過させるカラーフィルタを設けているので、安価で小型軽量な監視カメラ装置によって放射線環境下において被対象物をカラーで撮像して監視することができる。
【００１９】なお、上述の実施例においてカメラ本体１を防水ケースに収納することにより水中での使用が可能となり、原子力設備における原子炉プール、燃料貯蔵プール等の点検、監視を行うこともできる。
【００２０】
【発明の効果】本発明は３個のモノクロ光電素子に入光する前に光の３原色である赤色、緑色、青色の波長のみ透過させるカラーフィルタを設けているので、放射線環境下において被対象物をカラーで撮像して監視できる安価で小型軽量な監視カメラ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】 本発明の光電素子配置の説明図である。
【符号の説明】
１…カメラ本体
２…対物レンズ
３Ｒ…赤色用プリズム
３Ｇ…緑色用プリズム
３Ｂ…青色用プリズム
４Ｒ…赤色用ＣＣＤ素子
４Ｇ…緑色用ＣＣＤ素子
４Ｂ…青色用ＣＣＤ素子
ＦＲ…赤色用フィルタ
ＦＧ…緑色用フィルタ
ＦＢ…青色用フィルタ
５…ビデオ増幅器
６…リレーレンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】撮影像を集光するレンズ装置と、前記レンズ装置で集光された光を３方向に分割する光の屈折角の異なる３個のプリズムと、前記レンズ装置で集光された光が前記３個のプリズムを介して伝播する伝播距離が等しい前記３個のプリズムの放光面の対向位置に設置された３個のモノクロ光電素子と、前記３個のプリズムの放光面と前記３個のモノクロ光電素子との一対の間にそれぞれ配置され、それぞれ赤色、緑色、青色の波長のみ透過させるカラーフィルタと、前記３個のモノクロ光電素子の出力を増幅するビデオ増幅装置とを具備することを特徴とする監視カメラ装置。
【請求項２】撮影像を集光する対物レンズおよびリレーレンズと、前記リレーレンズで集光された光をそれぞれ通過させる屈折角が異なり光を３方向に分割する誘電体多層膜を蒸着された３個のプリズムと、前記リレーレンズで集光された光が前記３個のプリズムを介して伝播する伝播距離が等しい前記３個のプリズムの放光面の対向位置に設置された３個のモノクロＣＣＤ素子と、前記３個のプリズムの放光面と前記３個のモノクロＣＣＤ素子との一対の間にそれぞれ配置され、それぞれ赤色、緑色、青色の波長のみ透過させるカラーフィルタと、前記３個のモノクロＣＣＤ素子の出力を増幅するビデオ増幅装置とを具備することを特徴とする監視カメラ装置。
【請求項１】撮影像を集光するレンズ装置と、前記レンズ装置で集光された光を３方向に分割する光の屈折角の異なる３個のプリズムと、前記レンズ装置で集光された光が前記３個のプリズムを介して伝播する伝播距離が等しい前記３個のプリズムの放光面の対向位置に設置された３個のモノクロ光電素子と、前記３個のプリズムの放光面と前記３個のモノクロ光電素子との一対の間にそれぞれ配置され、それぞれ赤色、緑色、青色の波長のみ透過させるカラーフィルタと、前記３個のモノクロ光電素子の出力を増幅するビデオ増幅装置とを具備することを特徴とする監視カメラ装置。
【請求項２】撮影像を集光する対物レンズおよびリレーレンズと、前記リレーレンズで集光された光をそれぞれ通過させる屈折角が異なり光を３方向に分割する誘電体多層膜を蒸着された３個のプリズムと、前記リレーレンズで集光された光が前記３個のプリズムを介して伝播する伝播距離が等しい前記３個のプリズムの放光面の対向位置に設置された３個のモノクロＣＣＤ素子と、前記３個のプリズムの放光面と前記３個のモノクロＣＣＤ素子との一対の間にそれぞれ配置され、それぞれ赤色、緑色、青色の波長のみ透過させるカラーフィルタと、前記３個のモノクロＣＣＤ素子の出力を増幅するビデオ増幅装置とを具備することを特徴とする監視カメラ装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００３−１６３９４１（Ｐ２００３−１６３９４１Ａ）
【公開日】平成１５年６月６日（２００３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−３６０５８９（Ｐ２００１−３６０５８９）
【出願日】平成１３年１１月２７日（２００１．１１．２７）
【出願人】（０００２３３０４４）株式会社日立エンジニアリングサービス (276)
【出願人】（５９１１０２９０３）株式会社アスペクト (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１５年６月６日（２００３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年１１月２７日（２００１．１１．２７）
【出願人】（０００２３３０４４）株式会社日立エンジニアリングサービス (276)
【出願人】（５９１１０２９０３）株式会社アスペクト (1)
【Ｆターム（参考）】
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