説明

空洞内撮影方法および装置

【目的】周囲の内壁面の側方視画像と、前方の前方視画像とを同時に撮像することの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。
【構成】位置B1から位置B2までの幅の円筒状の部分は、内面鏡3に映って側方視画像Sとしてカメラ2で撮影され、位置B3より前方の画像は、前方視画像Fとして撮影される。よって、像を結ぶ点Cにおいて得られる画像は、前方視画像Fと側方視画像Sとが一体となった状態で得られる。

【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。
【0003】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。
【0004】かかる問題を解決するために、出願人は、特願平3−93148号において、カメラの前方に凸面鏡を配し、該凸面鏡に、空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の画像を映して撮影する空洞内撮影方法と装置を提案した。そこにおいて、前記凸面鏡の中央部分に貫通孔を設け、前方視画像を得るときは、カメラを前記貫通孔内に進行させ、前方の内壁面の画像を前方視で撮影し、側方視画像を得るときは、カメラを後退させて、その視野に前記凸面鏡の鏡面を納めた状態で、鏡面に映った内壁面の側方視画像を撮影するように構成したものも開示した。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特願平3−93148号によれば、確かに、内壁面の側方視画像と前方視画像を得ることが可能になるが、共通のカメラで両方の画像を得るには、凸面鏡とカメラの相対位置を変化させる必要があるので、両方の画像を得るには手間がかかるという問題と、相対位置変化のために精密な駆動機構を要し、装置の耐久性の問題や作業現場の雰囲気による悪影響を受けやすいという問題があった。
【0006】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、周囲の内壁面の側方視画像と、前方の前方視画像とを同時に撮像することの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。
【0007】
【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、内面に鏡面が形成された無底円筒状の内面鏡の中心軸をカメラの光軸に合わせて配設し、前記内面鏡に、その僅かに前方における空洞内壁面の側方視画像を映し、前記カメラによって、前記内面鏡の内空部を通した前方視画像と、前記内面鏡に映った側方視画像とを同時に撮影するように構成した。
【0008】請求項2の空洞内撮影装置は、内面に鏡面が形成された無底円筒状の内面鏡と、前記内面鏡に映した空洞内壁面の側方視画像及び前記内面鏡の内空部を通した前方視画像とを同時に撮影するように前記内面鏡の中心軸に光軸を合わせて配設されたカメラとを備えるという手段を講じた。
【0009】
【作用】本発明の空洞内撮影方法によれば、内面に鏡面が形成された無底円筒状の内面鏡の中心軸をカメラの光軸に合わせて配設したので、前記内面鏡には、その僅かに前方における空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の側方視画像が映る。そこで、前記カメラによって撮影すると、前記内面鏡の内空部を通した前方視画像と、前記内面鏡に映った側方視画像とが同時に撮影される。
【0010】そして、本発明の空洞内撮影装置によれば、内面鏡に映った側方視画像と、直接撮影する前方視画像とを、一つのカメラにて同時に撮影することができるので、空洞内壁面全体の状況や湧水の状況をも迅速に把握にすることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図1において、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の先端面に内面鏡3を取着して構成されている。
【0012】この内面鏡3は、カメラ2側を底面側とし、前方を頂点とする円錐台の側面に対応する曲面の内面を鏡面とした内面鏡であり、円錐台の上底と下底が無い無底円錐台であり、内空部は透視可能になっており、カメラ2から前方視画像を透視して撮影することができるように構成されている。
【0013】前記カメラ2は、内面鏡3まで撮影できるように視野を広げるための広角アダプター21,CCD撮像素子を備えたカメラヘッド22を備え、撮像データはコネクタ23を介してケーブル24に伝送され、記録装置及び画像処理装置へ入力される。外ケース12内への水分の浸入を防止するために、止水コーンや止水リングからなる止水構造25が設けられている。
【0014】内面鏡3の前部にはアクリル窓31が形成され、外側には照明ランプ32と散光用の照明窓33が配設されている。そして、上記カメラ関係を納めた内ケース11と、それに外嵌された外ケース12とからケース1は構成されている。前記外ケース12はオフセットカップリング5を介してU型ロッド6に接続固定されている。
【0015】図2に示すように、6個の照明ランプ32を60度おきに配置して、内壁面を明るくするとともに、照明窓33によって、光を散乱させて、映像に影ができにくいようにした。
【0016】図3において、像を結ぶ位置を点Cとすると、内面鏡3に映ってカメラ2で撮影される側方視画像Sの範囲は、空洞内壁面の位置B1から位置B2までの幅の円筒状の部分である。前方視画像Fの範囲は、位置B3より前方の画像である。よって、前記点Cにおいて得られる画像は、図4に示したように、前方視画像Fと側方視画像Sとが一体となった状態で得られる。
【0017】撮影装置の前方の下方の位置B1,B2は内面鏡3の上部に映るので、図4の画像においては、画面の上部の位置B1’,B2’に表れる。
【0018】撮影装置の前方の下方の位置B3は内面鏡3に映ることなく、カメラ2に直接撮影されるので、図4R>4の画像においては、画面の下部の位置B3’に表れる。このようにして得られた前方視画像Fによって、空洞内の全体的な状態を観察し、側方視画像Sによって、内面鏡3の僅かに前方の位置における空洞内壁の状態を詳細に観察することができるのである。
【0019】このようにして、カメラ2にて得られた前方視画像Fと側方視画像Sとが合わさった画像は、画像処理手段4に入力される。
【0020】画像処理手段4は、図6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41と画像展開装置42の入力画像メモリ43に入力するよう構成されている。44は再生装置、45は展開画像記憶装置である。46は展開画像メモリ、47は展開画像モニタである。
【0021】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。即ち、カメラ2の光軸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4に示したように前方視画像Fと側方視画像Sとを撮影し、モニター41に写し出す。
【0022】画面の説明モニター41に写し出した図4の前方視画像Fにおいて、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、前方視画像F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。
【0023】図4の側方視画像Sにおいては、前方視のテレビ画像でチェックした個所を詳細にかつ正確に調査するために展開画像にする。
【0024】画像処理手段4は、内面鏡3の上の画像の周囲部分の同心円状の側方視画像Sを平面画像に展開画像処理をするものであって、空洞の長さ方向に一定長(例えば5mm)前進するごとに撮影し、複数の側方視画像Sを得、すべての側方視画像Sにおいて、同一半径上の環状画像をそれぞれ直線状画像に展開し、これら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る。
【0025】すなわち、空洞内壁面の全周の側方視画像は内面鏡3を介して撮影され、円形の画像の周囲のドーナツ状の部分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(a〜b)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て、1行分の展開画像(a〜b)を得る。これを側壁面上で一定の単位距離だけ移動して撮影するごとに行い、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46の画像を展開画像記憶装置45にて記録保存するのである。
【0026】画像の展開処理の詳細に関しては、特願平3−93148号に記載した内容に準じるものであるので省略した。
【0027】
【発明の効果】上述によって明らかなように本発明にかかる空洞内撮影方法によれば、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空洞内壁面の側方視画像と、カメラの前方の空洞内壁面を目視感によって観察し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る前方視画像とを、同時に撮影することができるという効果が得られる。
【0028】そして、本発明の空洞内撮影装置によれば、上記効果が得られるとともに、撮影装置内においてカメラの移動をする必要が無いので、信頼性の高い撮影装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の画像撮影装置のカメラヘッド部分の側面断面図である。
【図2】前記カメラヘッド部分のX−X線断面図である。
【図3】本発明の基本原理を説明する原理説明図である。
【図4】本撮影方法において得られる前方視画像と側方視画像とが連続した画像の例である。
【図5】前記実施例における展開画像処理の原理を説明する図である。
【図6】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である。
【符号の説明】
2・・・カメラ
3・・・内面鏡
4・・・画像処理手段

【特許請求の範囲】
【請求項1】 内面に鏡面が形成された無底円筒状の内面鏡をその中心軸をカメラの光軸に合わせて空洞内に配設し、前記内面鏡に、その僅かに前方における空洞内壁面の側方視画像を映し、前記カメラによって、前記内面鏡の内空部を通した前方視画像と、前記内面鏡に映った側方視画像とを同時に撮影するように構成したことを特徴とする空洞内撮影方法。
【請求項2】 内面に鏡面が形成された無底円筒状の内面鏡と、前記内面鏡に映した空洞の所定幅の略円筒状の内壁面の側方視画像及び前記内面鏡の内空部を通した前方視画像とを同時に撮影するように前記内面鏡の中心軸に光軸を合わせて配設されたカメラとを備えたことを特徴とする空洞内撮影装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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