JP2008241658A - Monitoring device of structure and monitoring method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a structure monitoring apparatus and a monitoring method for performing structure monitoring, foreign object monitoring, abnormality monitoring, and remote monitoring.
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。 Conventionally, state monitoring, abnormality monitoring, and foreign object monitoring of structures existing in places where it is difficult for humans to approach, such as inside a nuclear reactor, are performed by remote monitoring using a camera. The camera used for this work is a monochrome imaging tube camera, a monochrome CCD camera, a color CCD camera or the like for observing wavelengths in the visible range.
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。 Among these, a color camera monitors a full-color image using red, green, and blue three primary color filters.
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。 In general, the primary color filters used in this color camera often have a light bandwidth of about 590 to 700 nm for red, 500 to 590 nm for green, and 400 to 520 nm for blue. Bright and dark images separated by these primary color filters can be monitored as full-color images by introducing them into red, green and blue signal inputs such as color television.
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。 On the other hand, in general, a monochrome camera can recognize only light / dark information in which wavelengths from 400 nm to 700 nm, which is a visible light region, are integratedly monitored.
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。 Comparing the monitoring of the color camera with the monitoring of the monochrome camera, the color camera has three times the color information as compared with the monochrome camera, so that it can be said that the ability of identifying an object is roughly the third power of a monochrome camera. That is, even if an object or material is monitored in the same way by a monochrome camera, the color looks different when monitored by a color camera, so that it can be recognized as another object or material.
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。 By the way, the objects and materials constituting the object of structure state monitoring, abnormality monitoring, and foreign object monitoring have reflection spectra, absorption spectra, fluorescence spectra, and phosphorescence spectra corresponding to the respective objects and materials.
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。 Although these spectral characteristics are recognized as color information during monitoring with a color camera, generally these spectral structures are more complex than the color separation capabilities of a color camera.
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。 For example, the red region of a color camera is in the range of 590 nm to 700 nm, and even an object having a different spectrum in this range cannot be identified when monitored using a normal color camera. In other words, even if an object or material monitored in the same manner by a color camera is decomposed and monitored in a narrower spectral region, it appears to have completely different brightness, and it becomes easy to identify the object and material.
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。 Therefore, for example, if this red spectral range is divided into three parts, such as 590 nm to 630 nm, 630 nm to 660 nm, and 660 nm to 700 nm, and assigned to the blue, green, and red signals of a normal camera, respectively, Different colors can be monitored, and objects and materials that cannot be identified by a normal color camera can be identified.
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。 Similar to this concept, there are cameras (multispectral cameras or hyperspectral cameras) that measure images in about 210 different wavelength regions, and are mounted on satellites for earth observation.
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。
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。 A normal surveillance camera is a color camera. This color camera does not have sufficient information identification capability for monitoring the status of structures, abnormality monitoring, and foreign object monitoring that are difficult to access such as inside a nuclear reactor. There are problems that require a long time, and that objects and materials constituting the monitoring object may not be discriminated unless the object is sampled and analyzed remotely.
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。 If the structure state monitoring, abnormality monitoring, and foreign object monitoring are performed using the hyperspectral camera, it is possible to obtain much more information about the object than monitoring with a normal camera image. This is particularly effective when monitoring places that are not accessible to humans, such as the inside and outside of the reactor.
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。 However, the satellite-equipped hyperspectral camera is a very large device of about 50kg to 200kg, and it should be installed in a place where there is not enough installation space, such as inside a nuclear reactor, or in a remote device to observe narrow areas. It is not applicable in such cases.
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。 A hyperspectral camera mounted on a satellite measures reflected light from the ground surface illuminated by light or sunlight, and does not have a light source. When used for monitoring a structure, there is a problem that some kind of light source is required.
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。 Furthermore, when using a light source, the influence of the direct reflected light on the object surface is great depending on the irradiation angle of the light source, and the object may not be correctly identified.
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。 Furthermore, since there is no light source, there is a problem that a method of identifying an object by monitoring fluorescence emission by time resolution cannot be applied.
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。 On the other hand, in the monitoring of structures with a normal color camera or monochrome camera, the observation wavelength is fixed in the visible light wavelength range, so simply using a wavelength-limited filter does not allow observation at multiple wavelengths. . That is, even if a color camera is provided with an ultraviolet bandpass filter having a wavelength shorter than 400 nm, for example, a central wavelength of 350 nm, it cannot be monitored, and similarly, this wavelength is transmitted for the purpose of observation at a wavelength longer than 700 nm, for example, a wavelength of 900 nm. Even if a bandpass filter is provided, monitoring is not possible.
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。 By the way, as an application example of the present invention, there is monitoring of a structure in a reactor pressure vessel filled with reactor water, particularly a structure in a reactor filled with water having a strong radiation field. The electrical equipment such as the underwater camera should not be immersed in water.
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。 Further, unless the monitoring wavelength can be easily changed, there is a problem that a great trouble is caused in order to smoothly perform the state monitoring, abnormality monitoring, and foreign object monitoring with the wavelength changed.
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。 Furthermore, as often happens when monitoring structures in a reactor pressure vessel under such circumstances, the direct reflection component is strong due to the positional relationship between the target surface, the monitoring camera, and the light source. There are many problems that cause halation.
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。 Furthermore, for example, when a substance that has the same color as the structure in the reactor pressure vessel or a material that is transparent at visible wavelengths is dropped into the reactor pressure vessel, search for it with a normal camera. Is very difficult.
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。 On the other hand, the structures in reactor pressure vessels installed in water are often covered with metal oxides, and ordinary color cameras simply look red rust and grasp their actual composition distribution. There are also issues such as being unable to do so.
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。 In addition, when monitoring the boundaries of structures in the reactor pressure vessel and the minute cracks that have occurred in the structures, it is often difficult to see sharply if the vector distribution of the light flux emitted from the light source is widened. .
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。 Furthermore, when the color tone of the surface of the structure in the reactor pressure vessel is accurately grasped, if the vector distribution of the light flux emitted from the light source is narrow, the direct reflection component increases and the accurate determination may not be possible.
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。 The present invention has been made to solve these problems.
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。 Condition monitoring, abnormality monitoring, which has improved identification ability compared with ordinary color cameras by changing the shooting conditions of the monitoring image flexibly according to the spectral characteristics, light polarization characteristics, and time change characteristics of the monitoring target It is an object of the present invention to provide a structure monitoring apparatus and a monitoring method for performing foreign object monitoring and remote monitoring.
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。 In order to solve the above problems, the present invention supports a light source unit that outputs a plurality of illumination lights having different wavelengths to a monitoring target, a shooting unit that includes a camera for shooting the monitoring target, and the light source unit and the shooting unit. A monitoring unit having a monitoring unit supporting member, an imaging unit control unit that controls the camera and receives electronic information output from the camera, a light source unit driver, the imaging unit control unit, and the light source unit driver A structure monitoring apparatus comprising: a system control computer for controlling the system; a display device for the system control computer; and an operation unit having an input device for the system control computer. To do.
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。 In the present invention, the monitoring includes a light source unit that outputs irradiation light to the monitoring target, an imaging unit that includes a camera that images the monitoring target, and an imaging unit support member that supports the light source unit and the imaging unit. An arrangement step of arranging a part on a monitoring target, an output step of outputting irradiation light to the monitoring target, a shooting step of shooting light from the monitoring target by the irradiation light, and a display step of displaying the shot image A structure monitoring method characterized by comprising:
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。 Furthermore, in the present invention, the monitoring includes a light source unit that outputs irradiation light to the monitoring target, an imaging unit that includes a camera that images the monitoring target, and an imaging unit support member that supports the light source unit and the imaging unit. An arrangement step of arranging a portion on a monitoring target, an output step of outputting irradiation light to the monitoring target, a shooting step of shooting while limiting a transmission wavelength of light from the monitoring target by the irradiation light, and the shooting And a display step for displaying an image. A method for monitoring a structure is provided.
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。 According to the present invention, the ability to discriminate more than observation with a normal color camera has been improved by flexibly changing the shooting conditions of the monitoring image in accordance with the spectral characteristics, light polarization characteristics, and time-varying characteristics of the monitoring object. It is possible to provide a monitoring device and a monitoring method for performing state monitoring, abnormality monitoring, foreign object monitoring, and remote monitoring.
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。 Embodiments of a structure monitoring apparatus and a monitoring method thereof according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[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。
[First Embodiment]
A first embodiment of a structure monitoring apparatus 1 according to the present invention will be described with reference to FIG.
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。
The structure monitoring apparatus 1 of the present embodiment shown in FIG. 1 is an apparatus that monitors a
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。
The structure monitoring apparatus 1 includes a monitoring unit 2 and an
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。
By configuring the structure monitoring device 1 into the monitoring unit 2 and the
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。
The monitoring unit 2 includes a
光源部4は、光源4Aを備えている。
The
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。
The
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。
The photographing
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。
The lens
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。
The
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。
When it is difficult to correct the chromatic aberration of the lens
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。
The monitoring
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。
The
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。
The imaging
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。
The
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。
The light
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。
The
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。
The
次に、構造物の監視装置1の作用について説明する。 Next, the operation of the structure monitoring apparatus 1 will be described.
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。
In response to a command from the
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。
The light output from the
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。
Since the light wavelength of the
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。
Here, the
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。
The light from the
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。
The
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。
The imaging
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。
The
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。 Then, when different materials are monitored with a normal monochrome camera or color camera, even if the difference that appears in the monitoring image is about bright and dark and difficult to identify, It appears in the monitor image as a difference in color tone, and has the effect of being easily distinguishable.
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。
Further, since the light emission time of the
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。 For example, when a magnetite powder and a nickel iron oxide powder (NiFe 2 O 4 ) are monitored and compared with a normal monochrome camera or a color camera and look the same black, the magnetite powder and the nickel iron oxide powder cannot be distinguished.
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。
In the structure monitoring apparatus 1 of this embodiment, the wavelength limitation of the
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。
When the
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。
For example, the wavelength limitation of the
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。
In addition, when the
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。
For example, the wavelength limitation of the
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。 In addition, when the object to be detected in the environment is the object to be monitored 30 which is a structure, it can be distinguished even if the wavelength used for the illumination light is one or more and three or less.
構造物の監視装置1の他の使用方法を説明する。 Another method of using the structure monitoring apparatus 1 will be described.
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。 For example, when an organic substance is irradiated with light having a certain wavelength, fluorescence emission or phosphorescence emission that emits light having a longer wavelength occurs. In order to monitor fluorescence emission or phosphorescence emission with good contrast, it is utilized that fluorescence emission or phosphorescence emission is emitted with a delay from the emission timing of illumination light.
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。
By controlling the
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。
Then, when the
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。 In addition, monitoring can be performed by arranging a plurality of structure monitoring devices 1 at substantially constant intervals.
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。 Since images with different parallaxes are obtained simultaneously, a stereoscopic image can be obtained as a monitoring result.
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。
Then, the scattering angle dependence of the reflection spectrum from the
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。
In addition, the structure monitoring apparatus 1 can acquire an image in which the wavelength of the illumination light is limited, and the reflection spectrum of the
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。
Furthermore, an image of a scatterer (not shown) whose reflection spectrum has been acquired in advance prior to monitoring of the
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。 A standard target such as a scatterer or a white scatterer is installed in the monitoring range within the monitoring range of the structure monitoring apparatus 1, and a plurality of images subjected to wavelength limitations at the time of photographing using image information from the standard target In this way, it is possible to collect monitoring images with little variation in monitoring conditions for each photographing.
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。 The standard target may be a broadband white scattering reflector such as a sintered metal oxide powder such as alumina.
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。 When performing sensitivity correction between a plurality of monitoring images that have been subjected to wavelength limitations at the time of shooting, there is an effect that sensitivity correction can be easily performed without comparing the reflection spectrum of the standard target in each monitoring image.
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。
The sensitivity area of the CCD image sensor or CMOS image sensor used for the
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。
Then, as the scatterer, for example, a white scatterer that can obtain a constant reflectance in a sensitivity region of the
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。 Broadband white scatterers include, for example, magnesium oxide powder, silicon oxide powder, titanium oxide powder, sodium chloride powder, calcium fluoride powder, magnesium fluoride powder, and other powders of transparent substances in the wavelength range of 200 nm to 1100 nm. is there.
[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。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the structure monitoring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
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。
A structure monitoring apparatus 1A shown in the present embodiment is an apparatus that monitors a
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。 In this structure monitoring apparatus 1A, the same components as those in the structure monitoring apparatus 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
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。
The monitoring unit 2 constituting the structure monitoring apparatus 1A shown in FIG. 2 includes a photographing
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。
The
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。
The photographing
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。
Directly reflected light from the
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。
Since the liquid crystal type spatial filter 5D that masks an arbitrary two-dimensional shape so as not to allow light to pass through at the stop position portion of the lens
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。
If it does so, the halation by direct specular reflection light will be suppressed and the image of the abnormal site | part of the
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。 For example, this effect is remarkable when observing the surface of a large plane or a phase structure.
[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。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the structure monitoring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
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。
The
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。
In this
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。
The monitoring unit 2 constituting the
防水ケース12は、例えば、監視部支持部材6に保持される。
The
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。
When the monitoring unit 2 including the
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。
For example, in a radiation field such as in a nuclear reactor, the
[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。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment of the structure monitoring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
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。
The structure monitoring apparatus 1C shown in the present embodiment is an apparatus that monitors the
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。 In this structure monitoring apparatus 1C, the same components as those in the structure monitoring apparatus 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
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。
The monitoring unit 2 configuring the structure monitoring apparatus 1C shown in FIG. 4 includes a
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。
The light source 104 </ b> A is a continuous light emission white light source that generates illumination light that illuminates the
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。
The wavelength
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。
Since the wavelength tunable bandpass filter using the liquid crystal method can continuously change the observation wavelength, it is possible to obtain a monitoring result that emphasizes the property depending on the
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。
A continuous wavelength tunable bandpass filter by a method of switching the required wavelength fixed bandpass filter shown in FIGS. 11A and 11B on the optical path includes a plate-
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。
The sensitivity area of the CCD image sensor or CMOS image sensor used for the
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。
Further, the optical bandwidth that can be transmitted by the wavelength
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。 However, if the optical bandwidth is smaller than 1 nm, it is not desirable from the viewpoint of ensuring illuminance.
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。
Further, the sensitivity region of the CCD image sensor or the CMOS image sensor used for the
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。
Then, the wavelength
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。
The
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。
The
次に、構造物の監視装置1Cの作用について説明する。 Next, the operation of the structure monitoring apparatus 1C will be described.
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。
The structure monitoring apparatus 1 </ b> C operates the
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。
In response to a command from the
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。
The light output from the
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。
For example, the
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。
The light from the
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。
The
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。
The imaging
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。
Whenever the wavelength of the illumination light is limited by the wavelength
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。
The
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。 Then, similarly to the structure monitoring apparatus 1 of the first embodiment, when different substances are monitored with a normal monochrome camera or color camera, even if the difference appearing in the monitoring image is bright and dark and difficult to identify. When monitoring is performed with light of any three types of wavelength regions, it appears on the monitoring image as a difference in color tone and can be easily identified.
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。
The structure monitoring apparatus 1C according to the present embodiment uses the wavelength
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。
Further, when monitoring the abnormality of the structure and the presence of foreign matter, the wavelength of the
[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。
[Fifth Embodiment]
5th Embodiment of the monitoring apparatus of the structure which concerns on this invention is described with reference to FIG.
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。
The structure monitoring apparatus 1D shown in the present embodiment is an apparatus that monitors the
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。 In this structure monitoring apparatus 1D, the same components as those in the structure monitoring apparatus 1C of the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
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。
The monitoring unit 2 constituting the structure monitoring apparatus 1D shown in FIG. 5 includes a
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。
The monitoring unit 2 constituting the structure monitoring apparatus 1D includes an
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。
The wavelength variable bandpass filter 5E is a wavelength variable bandpass filter similar to the wavelength
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。
The
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。
The photographing
次に、構造物の監視装置1Dの作用について説明する。 Next, the operation of the structure monitoring apparatus 1D will be described.
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。
The imaging
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。
The
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。
The transmission wavelength of the wavelength tunable bandpass filter 5E is selected to be longer than the transmission wavelength of the wavelength
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。
For example, when an organic substance is irradiated with light having a certain wavelength, fluorescence emission or phosphorescence emission that emits light having a longer wavelength occurs. Then, when the
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。 For example, if fluorescence emission or phosphorescence emission can be observed in a place where only inorganic substances normally exist, such as in a nuclear reactor, foreign substances can be found quickly.
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。
Further, by selecting one to three appropriate wavelengths according to the spectrum of fluorescence emission or phosphorescence emission, there is an effect of further improving the discrimination of the substance of the
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。
The wavelength
[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。
[Sixth Embodiment]
6th Embodiment of the monitoring apparatus of the structure which concerns on this invention is described with reference to FIG. 4 and FIG.
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。
The structure monitoring devices 1 </ b> C and 1 </ b> D shown in the present embodiment are devices that monitor a
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。 In the structure monitoring devices 1C and 1D, descriptions overlapping with the structure monitoring devices 1C and 1D of the fourth embodiment or the fifth embodiment are omitted.
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。
The monitoring unit 2 constituting the structure monitoring apparatus 1C includes a
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。
The monitoring unit 2 constituting the structure monitoring device 1C includes an
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。
The structure monitoring apparatus 1 </ b> C configured as described above selects and monitors the directly reflected light from the
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。
In particular, in a place where the radiation intensity is strong and the photographing position and the light source position cannot be freely changed, such as monitoring of the reactor internal structure, it is effective as a means for reducing halation due to the direct reflected light from the
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。 Further, in the structure monitoring apparatus 1D of the fifth embodiment, when the emission intensity of the fluorescence emission or the phosphorescence emission is small, the separation of the fluorescence emission or the phosphorescence emission from the wavelength tunable bandpass filter 5E from the reflected light is insufficient. Therefore, it may be difficult to monitor fluorescence emission or phosphorescence emission with good contrast.
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。
In the structure monitoring device 1C of the present embodiment, the reflected light is adjusted by adjusting the light source side polarization filter and the imaging side polarization filter so that the polarization component of fluorescence emission or phosphorescence emission orthogonal to the illumination light can be observed. Can be prevented from entering the
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。 Since fluorescence emission and phosphorescence emission do not have polarization characteristics, there is an effect that the irradiation light and fluorescence emission or phosphorescence emission can be clearly distinguished and monitored as compared with a method not using polarization characteristics.
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。
The monitoring unit 2 constituting the structure monitoring device 1C includes an
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。
The
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。
The imaging
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。 In the structure monitoring device 1C of the present embodiment, the polarization of the photographing side polarizing filter is observed while viewing the monitoring image without collecting the structure monitoring device 1C by a mechanism that rotates the photographing side polarizing filter. Because adjustments can be made, monitoring can be performed quickly.
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。 In particular, in a radiation field such as in a nuclear reactor, the structure monitoring apparatus 1C is exposed to radiation. Therefore, if the monitoring can be performed quickly, there is an effect of reducing the exposure dose.
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。 The same effect can be obtained when the present embodiment is applied to the structure monitoring apparatus 1D.
[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。
[Seventh Embodiment]
A seventh embodiment of the structure monitoring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
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。
The structure monitoring apparatus 1C shown in the present embodiment is an apparatus that monitors the
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。 In this structure monitoring apparatus 1C, the description overlapping with the structure monitoring apparatus 1C of the fourth embodiment is omitted.
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。
The monitoring unit 2 constituting the structure monitoring apparatus 1C includes a
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。
When there is a step in the
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。 The structure monitoring apparatus 1 </ b> C according to the present embodiment includes a diffusion plate, so that the light beam vector of the illumination light can be made random. Then, since the shadow by illumination light can be made thin, the monitoring image with a poor shadow can be obtained.
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。
When estimating the composition of the surface of the
[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。
[Eighth Embodiment]
An eighth embodiment of the structure monitoring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
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。
The
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。
In this
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。
The monitoring unit 2 constituting the
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。
The
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。
The
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。
The
次に、構造物の監視装置1Eの作用について説明する。
Next, the operation of the
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。
The structure monitoring apparatus 1C of the fourth embodiment uses the
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。
Furthermore, the structure monitoring apparatus 1C of the fourth embodiment switches the wavelength
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。
The
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。
Semiconductor light sources such as semiconductor lasers and LEDs emit light at many wavelengths, and are small in size, so that there is an effect that the
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。 In addition, the semiconductor light source has a quick response to blinking light, and has an effect of capturing moving images and still images having different wavelengths of illumination light.
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。
Furthermore, since the semiconductor light source has high electro-optical conversion efficiency and a thin wire connected to the semiconductor light source can be used, it is effective in improving the wearability of the
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。
Also, the light from the semiconductor light source has good linearity, and it is easy to propagate the light into the optical fiber. The semiconductor light source is placed away from the
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。
Furthermore, in the case of monitoring in a radiation field such as in a nuclear reactor, the
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。
As the
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。
The
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。 The light bandwidth of the light source 204 </ b> A is not limited from the ultraviolet region to the infrared region, for example, in the three regions of the ultraviolet region, the visible region, and the infrared region. Sometimes it is better to observe.
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。 However, if the optical bandwidth is smaller than 1 nm, it is not desirable from the viewpoint of ensuring illuminance.
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。
Further, the sensitivity region of the CCD image sensor or the CMOS image sensor used for the
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。
Then, the optical bandwidth of the
[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。
[Ninth Embodiment]
A ninth embodiment of the structure monitoring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
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。
The
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。
In this
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。
The monitoring unit 2 constituting the
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。 The wavelength tunable bandpass filter 5E includes, for example, a continuous wavelength tunable bandpass filter that uses a photoacoustic effect, a continuous wavelength tunable bandpass filter that uses a liquid crystal method, and a wavelength tunable band that uses a method that switches a required wavelength fixed bandpass filter onto an optical path. It is a path filter.
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。
Since the wavelength tunable bandpass filter using the liquid crystal method can continuously change the observation wavelength, it is possible to obtain a monitoring result that emphasizes the property depending on the
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。
A continuous wavelength tunable bandpass filter by a method of switching the required wavelength fixed bandpass filter shown in FIGS. 11A and 11B on the optical path includes a plate-
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。
The sensitivity area of the CCD image sensor or CMOS image sensor used for the
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。
Further, the optical bandwidth that can be transmitted by the wavelength tunable bandpass filter 5E is not limited to the case where it is better to make the optical bandwidth finer by the
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。 However, if the optical bandwidth is smaller than 1 nm, it is not desirable from the viewpoint of ensuring illuminance.
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。
Further, the sensitivity region of the CCD image sensor or the CMOS image sensor used for the
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。 Then, the wavelength tunable bandpass filter 5E can limit the bandwidth of transmitted light to 1 nm or more and 300 nm or less.
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。
The
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。
The photographing
次に、構造物の監視装置1Fの作用について説明する。
Next, the operation of the
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。
The imaging
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。
The
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。
The transmission wavelength of the wavelength tunable bandpass filter 5E is selected to be longer than the transmission wavelength of the wavelength
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。
While the structure monitoring apparatus 1D of the fifth embodiment uses the
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。
Compared with the structure monitoring apparatus 1D of the fifth embodiment, the
[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。
[Tenth embodiment]
A tenth embodiment of a structure monitoring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
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。
The
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。
In the
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。
The monitoring unit 2 constituting the
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。
The
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。
The structure monitoring devices 1C and 1D of the sixth embodiment use the light source side polarizing filter to polarize the illumination light, whereas the
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。
Compared to the structure monitoring devices 1C and 1D of the sixth embodiment, the
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。
The monitoring unit 2 constituting the
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。
The
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。
The imaging
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。
With the
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。
In particular, in a radiation field such as in a nuclear reactor, the
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。
Similar effects can be obtained when the present embodiment is applied to the
[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。
[Eleventh embodiment]
An eleventh embodiment of the structure monitoring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
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。
The structure monitoring apparatus 1G shown in the present embodiment is an apparatus that monitors the in-
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。
In this structure monitoring apparatus 1G, the same components as those in the
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。
The monitoring unit 2 constituting the structure monitoring apparatus 1G includes a
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。
The light source 304 </ b> A is a white light source that generates illumination light that illuminates the reactor
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。
The monitoring unit 2 constituting the
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。
The distribution
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。
The wavelength
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。
The wavelength
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。
Since the wavelength tunable bandpass filter using the liquid crystal method can continuously change the observation wavelength, it is possible to obtain a monitoring result that emphasizes the properties depending on the reactor
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。
A continuous wavelength tunable bandpass filter by a method of switching the required wavelength fixed bandpass filter shown in FIGS. 11A and 11B on the optical path includes a plate-
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。
The sensitivity area of the CCD image sensor or CMOS image sensor used for the
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。
Further, the optical bandwidth that can be transmitted through the wavelength
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。 However, if the optical bandwidth is smaller than 1 nm, it is not desirable from the viewpoint of ensuring illuminance.
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。
Further, the sensitivity region of the CCD image sensor or the CMOS image sensor used for the
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。
Then, the wavelength
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。
The
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。
The imaging unit control unit 7C includes a control unit for the shutter timing and exposure time of the monochrome
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。
The
次に、構造物の監視装置1Gの作用について説明する。 Next, the operation of the structure monitoring apparatus 1G will be described.
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。
The structure monitoring apparatus 1G operates the imaging unit control unit 7C in response to a command from the
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。
In response to a command from the
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。
The light output from the
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。
The light from the in-
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。
The wavelength of the distributed light is limited by the wavelength
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。
Each distributed light is limited to a different wavelength by, for example, the wavelength
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。
The monochrome
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。
The imaging unit control unit 7C is controlled by the
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。
The photographing unit control unit 7C takes image electronic information from the monochrome
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。
The
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。
Since the
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。
In a radiation field such as in a nuclear reactor, since the reactor
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。 Moreover, the structure monitoring apparatus 1G of the present embodiment can be used remotely in a radiation environment such as in a nuclear reactor. Moreover, since the monitoring part 2 can be used in water, the exposure dose at the time of handling can be reduced.
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。
On the surface of the reactor
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。
For example, for the light distributed by the distribution
[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。
[Twelfth embodiment]
A twelfth embodiment of a structure monitoring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
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。
The structure monitoring apparatus 1H shown in the present embodiment is an apparatus that monitors the in-
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。 In this structure monitoring apparatus 1H, the same components as those in the structure monitoring apparatus 1G of the eleventh embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
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。
The monitoring unit 2 constituting the structure monitoring apparatus 1H shown in FIG. 9 includes a
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。
According to the structure monitoring apparatus 1H of the present embodiment, since regular reflection light from the reactor
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。
Further, when observing an edge portion or a crack of the reactor
[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。
[Thirteenth embodiment]
A thirteenth embodiment of the structure monitoring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
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。
The structure monitoring apparatus 1I shown in the present embodiment is an apparatus that monitors the in-
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。 In this structure monitoring apparatus 1I, the same components as those in the structure monitoring apparatuses 1G and 1H of the eleventh embodiment and the twelfth embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
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。
The monitoring unit 2 constituting the structure monitoring apparatus 1I shown in FIG. 10 includes a
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。
The monitoring unit 2 constituting the structure monitoring device 1I includes an
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。
As the
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。
The
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。
The photographing
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。
The light
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。
According to the structure monitoring apparatus 1I of this embodiment, the polarization filter 4D uses, for example, linearly polarized light to polarize illumination light, and the in-
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。
Furthermore, according to the structure monitoring apparatus 1I of this embodiment, linearly polarized light can be used for the
[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。
[Fourteenth embodiment]
A fourteenth embodiment of a structure monitoring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
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。
The structure monitoring apparatus 1G shown in the present embodiment is an apparatus that monitors the in-
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。 In this structure monitoring apparatus 1G, the description overlapping with the structure monitoring apparatus 1G of the eleventh embodiment is omitted.
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。
The monitoring unit 2 constituting the structure monitoring apparatus 1G includes a
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。
If there is a step in the reactor
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。 The structure monitoring apparatus 1G according to the present embodiment includes a diffusion plate, so that the light beam vector of the illumination light can be made random. Then, since the shadow by illumination light can be made thin, the monitoring image with a poor shadow can be obtained.
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。
When estimating the composition of the surface of the reactor
[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。
[Fifteenth embodiment]
A fifteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
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。
The structure monitoring apparatus 1 shown in this embodiment is an apparatus that monitors a
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。 In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment to the fourteenth embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
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。
The monitoring unit 2 constituting the structure monitoring apparatus 1 includes a photographing
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。
The structure monitoring apparatus 1 according to the present embodiment is configured using an optical material in which the transparent material of the portion through which the light of the lens
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。 As the optical material, for example, an optical material such as quartz that is difficult to be colored by radiation can be used. Coloring is suppressed even in places where the radiation field is strong, such as inside a nuclear reactor, and it has the effect of maintaining good monitoring conditions.
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。
Further, the present invention is characterized in that the difference in the reflection spectrum of the
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。 Optical materials that are difficult to be colored by radiation include sapphire, diamond, calcium fluoride, magnesium fluoride, sodium chloride, flint glass, heavy flint glass, lead glass, optical crown glass, borosilicate glass, etc. in addition to quartz Can be used.
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。 In addition, since it may color depending on the intensity | strength of a radiation, it is desirable to select the material according to a radiation intensity.
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。
Further, the
[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。
[Sixteenth Embodiment]
A sixteenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
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。
The structure monitoring apparatus 1 shown in this embodiment is an apparatus that monitors a
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。 In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment to the fifteenth embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
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。 The monitoring part 2 which comprises the structure monitoring apparatus 1 shown by FIG. 1 is provided with the some light source part 4 (illustration omitted).
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。
The
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。
If it does so, there exists an effect which acquires the monitoring image which gave illumination light from various angles of the
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。
Depending on the angle of the illumination light, a shadow difference occurs in the image of the
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。
The same effect can be obtained by applying the present embodiment to the
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。 Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention by combining the configurations of the embodiments.
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
1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G, 1H, 1I Monitoring device 2
Claims (25)
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。 A light source unit that outputs a plurality of illumination lights having different wavelengths to the monitoring target;
An imaging unit including a camera for imaging the monitoring target;
A monitoring unit support member that supports the light source unit and the imaging unit;
A monitoring unit having
An imaging unit control unit for controlling the camera and receiving electronic information output from the camera;
A light source driver,
A computer for controlling the system that controls the imaging unit control unit and the light source unit driver;
A display device for the system control computer;
An input device of the computer for system control;
An operation unit having
A structure monitoring device characterized by comprising:
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。 The light source unit includes a collimator that converts illumination light into a substantially parallel light beam,
The imaging unit includes a camera-side bandpass filter that limits a transmission wavelength of light incident on the camera of the imaging unit
The structure monitoring apparatus according to claim 4, wherein the structure monitoring apparatus is configured.
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。 The light source unit includes a light source side polarizing filter that polarizes illumination light,
The photographing unit is a photographing side polarizing filter that polarizes light incident on the camera of the photographing unit,
A photographing side polarizing filter rotation support mechanism that rotatably supports the photographing side polarizing filter;
6. The structure monitoring apparatus according to claim 4, wherein the structure monitoring apparatus is configured.
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。 The light source is composed of a light source comprising a plurality of laser transmitters that emit light of different wavelengths, or a wavelength tunable laser,
The photographing unit is a photographing side polarizing filter that polarizes light incident on the camera of the photographing unit,
A rotation support mechanism that rotatably supports the photographing side polarizing filter;
The structure monitoring apparatus according to claim 1, wherein the structure monitoring apparatus is configured.
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。 The camera
A distribution optical element for distributing the light converged by the optical system in a plurality of directions;
The structure monitoring apparatus according to claim 3, further comprising a camera-side bandpass filter that limits a transmission wavelength of light distributed by the distribution optical element.
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。 The light source unit includes a light source side polarizing filter that polarizes illumination light, and
A light source side polarization filter rotation support mechanism that rotatably supports the light source side polarization filter,
The imaging unit includes an imaging-side polarizing filter that polarizes light incident from the monitoring target;
A photographing side polarizing filter rotation support mechanism that rotatably supports the photographing side polarizing filter;
The structure monitoring apparatus according to claim 11, wherein the structure monitoring apparatus is configured.
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。 The bandpass filter is
A plate-like holder having a plurality of openings;
A wavelength-fixed bandpass filter held in each of the plurality of apertures;
A drive unit that drives the holder and switches a fixed wavelength bandpass filter to a light transmission position;
The structure monitoring device according to any one of claims 4 to 6 and 9 to 14, wherein the structure monitoring device is configured.
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。 A monitoring unit having a light source unit that outputs irradiation light to the monitoring target, an imaging unit including a camera that captures the monitoring target, and an imaging unit support member that supports the light source unit and the imaging unit is disposed on the monitoring target. A placement step to
An output step of outputting irradiation light to the monitoring target;
A photographing step of photographing light from the monitoring target by the irradiation light;
A display step for displaying the captured image;
A structure monitoring method characterized by comprising:
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。 A monitoring unit having a light source unit that outputs irradiation light to the monitoring target, an imaging unit including a camera that captures the monitoring target, and an imaging unit support member that supports the light source unit and the imaging unit is disposed on the monitoring target. A placement step to
An output step of outputting irradiation light to the monitoring target;
An imaging step of imaging by limiting the transmission wavelength of light from the monitoring target by the irradiation light;
A display step for displaying the captured image;
A structure monitoring method characterized by comprising:
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。 24. In the photographing step, the shutter timing of the photographing unit and the light emission time of the light source unit are controlled so that the photographing unit starts photographing after the light emission of the light source unit is completed. The method for monitoring a structure according to claim 22.
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。 In preparing the monitoring device according to any one of claims 3 to 20,
Preparing the monitoring unit of the structure monitoring device according to any one of claims 3 to 20 in water;
The method for monitoring a structure according to any one of claims 21 to 24, wherein:
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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