特許 7322641 水中撮影装置及び水中撮影方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-31

(45)【発行日】2023-08-08

(54)【発明の名称】水中撮影装置及び水中撮影方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 23/24 20060101AFI20230801BHJP

   G01N 21/954 20060101ALI20230801BHJP

   E21D 9/13 20060101ALI20230801BHJP

【ＦＩ】

G02B23/24 C

G01N21/954 Z

E21D9/13 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019178502

(22)【出願日】2019-09-30

(65)【公開番号】P2021056340

(43)【公開日】2021-04-08

【審査請求日】2022-08-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】100097113

【弁理士】

【氏名又は名称】堀 城之

(74)【代理人】

【識別番号】100162363

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 幸彦

(72)【発明者】

【氏名】森野 弘之

(72)【発明者】

【氏名】宮内 賢治

(72)【発明者】

【氏名】草川 圭斗

【審査官】岡田 弘

(56)【参考文献】

【文献】実開平０５－０４３１１５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０１－０４１８４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２８９５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－２１０４０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ２３／２４－２３／２６

Ｇ０１Ｎ ２１／８４－２１／９５８

Ｅ２１Ｄ １／００－９／１４

Ｈ０４Ｎ ５／２２２－５／２５７

Ｈ０４Ｎ ２３／００

Ｈ０４Ｎ ２３／４０－２３／７６

Ｈ０４Ｎ ２３／９０－２３／９５９

Ｇ０３Ｂ １７／０４－１７／１７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水中カメラによって水中を撮影する水中撮影装置であって、
前端に前記水中カメラが固定されたロッド部と、
前記水中カメラを覆う筒状のカバー部と、
前記カバー部の周面に形成された注水口と、
前記カバー部の前記注水口よりも後方側の内周に取り付けられ、前記ロッド部を前後方向に移動可能に支持すると共に、前記カバー部の内周と前記ロッド部の外周との間に介在して前記注水口から注入された清水を止水する清水止水パッキンと、
前記カバー部の前端の開口を塞ぐように取り付けられた風船と、を具備し、
前記ロッド部を前記カバー部に対して相対的に前後方向に移動させることで、前記水中カメラの全体が前記カバー部の中空部に収容された収容状態と、前記水中カメラの前方側の一部もしくは全部が前記カバー部の前端から突出した突出状態とを切り換え可能であることを特徴とする水中撮影装置。

【請求項2】

前記カバー部には、前記注水口から注水された清水を撮影箇所に向けて噴射するノズルが取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の水中撮影装置。

【請求項3】

水中カメラによって水中を撮影する水中撮影装置であって、
前端に前記水中カメラが固定されたロッド部と、
前記水中カメラを覆う筒状のカバー部と、
前記カバー部の周面に形成された注水口と、
前記カバー部の前記注水口よりも後方側の内周に取り付けられ、前記ロッド部を前後方向に移動可能に支持すると共に、前記カバー部の内周と前記ロッド部の外周との間に介在して前記注水口から注入された清水を止水する清水止水パッキンと、
前記カバー部の前端の開口を塞ぐように取り付けられた風船と、を具備し、
前記風船には、前記注水口から注水された清水を撮影箇所に向けて噴射する開口が形成されていることを特徴とする水中撮影装置。

【請求項4】

前端に水中カメラが固定されたロッド部と、
前記水中カメラを覆う筒状のカバー部と、
前記カバー部の周面に形成された注水口と、
前記カバー部の前記注水口よりも後方側の内周に取り付けられ、前記ロッド部を前後方向に移動可能に支持すると共に、前記カバー部の内周と前記ロッド部の外周との間に介在して前記注水口から注入された清水を止水する清水止水パッキンと、
前記カバー部の前端の開口を塞ぐように取り付けられた風船と、を具備し、前記水中カメラによって水中を撮影する水中撮影装置を用いて、泥水式シールド掘削機のチャンバー内を撮影する水中撮影方法であって、
隔壁を貫通して配設され、止水栓によって止水された状態の配管に、前記水中撮影装置が挿入可能な開口を有し、前記カバー部の外周との間に介在して前記チャンバー内の泥水を止水する泥水止水パッキンが内周に取り付けられた挿入用延長管を接続する接続工程と、
前記挿入用延長管に前記水中撮影装置を前端側から挿入した後、前記止水栓を開ける挿入工程と、
前記配管を経由して前記水中撮影装置の前端を前記チャンバー内に移動させる移動工程と、
前記注水口から清水を注入することで、前記風船を膨らませて撮影箇所に当接させる注水工程と、を有することを特徴とする水中撮影方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水中で対象物を撮影する水中撮影装置及び水中撮影方法に関する。

【背景技術】

【0002】

鋼管矢板の継手等、管内を検査するため、カメラを内包する透明な風船を所定の深度まで管内に挿入した後、風船内に水を充填して風船を膨脹させることにより、カメラ周囲の泥水等の濁水を排除する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１によると、泥水の影響を受けることなく水中撮像を行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－２０１７１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、泥水等の泥水が充満した環境では、泥水中の障害物を視認することができないため、カメラを撮影箇所に導く過程で、カメラが障害物に接触してしまい、精密部品であるカメラが破損する虞があった。

【0005】

特に、泥水式シールド工法において、カッター等の確認のため、泥水（濁水）が充満しているチャンバー内で水中撮影を行う場合、隔壁を介して行うことになる。この場合、隔壁に設けられた配管の止水栓を開けてカメラを挿入することになるが、止水を考慮しながら、カメラの挿入を行うことは困難である。

【0006】

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上述の課題を解消し、濁水が充満した環境でも水中カメラを撮影箇所に安全に導くことができる水中撮影装置及び水中撮影方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の水中撮影装置は、水中カメラによって水中を撮影する水中撮影装置であって、前端に前記水中カメラが固定されたロッド部と、前記水中カメラを覆う筒状のカバー部と、前記カバー部の周面に形成された注水口と、前記カバー部の前記注水口よりも後方側の内周に取り付けられ、前記ロッド部を前後方向に移動可能に支持すると共に、前記カバー部の内周と前記ロッド部の外周との間に介在して前記注水口から注入された清水を止水する清水止水パッキンと、前記カバー部の前端の開口を塞ぐように取り付けられた風船と、を具備し、前記ロッド部を前記カバー部に対して相対的に前後方向に移動させることで、前記水中カメラの全体が前記カバー部の中空部に収容された収容状態と、前記水中カメラの前方側の一部もしくは全部が前記カバー部の前端から突出した突出状態とを切り換え可能であることを特徴とする。
さらに、本発明の水中撮影装置において、前記カバー部には、前記注水口から注水された清水を撮影箇所に向けて噴射するノズルが取り付けられていても良い。
また、本発明の中撮影装置は、水中カメラによって水中を撮影する水中撮影装置であって、前端に前記水中カメラが固定されたロッド部と、前記水中カメラを覆う筒状のカバー部と、前記カバー部の周面に形成された注水口と、前記カバー部の前記注水口よりも後方側の内周に取り付けられ、前記ロッド部を前後方向に移動可能に支持すると共に、前記カバー部の内周と前記ロッド部の外周との間に介在して前記注水口から注入された清水を止水する清水止水パッキンと、前記カバー部の前端の開口を塞ぐように取り付けられた風船と、を具備し、前記風船には、前記注水口から注水された清水を撮影箇所に向けて噴射する開口が形成されていることを特徴とする。
また、本発明の水中撮影方法は、前端に水中カメラが固定されたロッド部と、前記水中カメラを覆う筒状のカバー部と、前記カバー部の周面に形成された注水口と、前記カバー部の前記注水口よりも後方側の内周に取り付けられ、前記ロッド部を前後方向に移動可能に支持すると共に、前記カバー部の内周と前記ロッド部の外周との間に介在して前記注水口から注入された清水を止水する清水止水パッキンと、前記カバー部の前端の開口を塞ぐように取り付けられた風船と、を具備し、前記水中カメラによって水中を撮影する水中撮影装置を用いて、泥水式シールド掘削機のチャンバー内を撮影する水中撮影方法であって、隔壁を貫通して配設され、止水栓によって止水された状態の配管に、前記水中撮影装置が挿入可能な開口を有し、前記カバー部の外周との間に介在して前記チャンバー内の泥水を止水する泥水止水パッキンが内周に取り付けられた挿入用延長管を接続する接続工程と、前記挿入用延長管に前記水中撮影装置を前端側から挿入した後、前記止水栓を開ける挿入工程と、前記配管を経由して前記水中撮影装置の前端を前記チャンバー内に移動させる移動工程と、前記注水口から清水を注入することで、前記風船を膨らませて撮影箇所に当接させる注水工程とを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、カバー部で覆われた状態で水中カメラを移動させることができるため、濁水が充満した環境でも水中カメラ３を撮影箇所に安全に導くことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明に係る水中撮影装置の構成例を示す側断面図である。

【図2】図１に示す水中撮影装置による側壁の撮影例を説明する説明図である。

【図3】図１に示す水中撮影装置による水底部の撮影例を説明する説明図である。

【図4】図１に示す水中撮影装置によるチャンバー内の撮影例を説明する説明図である。

【図5】図１に示す水中撮影装置によるチャンバー内の撮影例を説明する説明図である。

【図6】本発明に係る水中撮影装置の他の構成例を示す側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

次に、本発明を実施するための形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。
本実施形態の水中撮影装置１は、図１を参照すると、ロッド部２、水中カメラ３と、カバー部４と、止水パッキン５と、風船６と、を備えている。図１において、（ａ）には撮影箇所への移動時の水中撮影装置１が、（ｂ）には撮影時の水中撮影装置１がそれぞれ示されている。

【0011】

ロッド部２の前端には、水中カメラ３が固定されている。そして、ロッド部２は、固定された水中カメラ３を一体化して前後方向（軸方向）に移動可能な軸強度を有する鋼管、ファイバー管等の中空部を有する管部材である。ロッド部２の中空部には、水中カメラ３への電力の供給や、水中カメラ３から出力される映像信号の伝送に用いられるケーブル７が配線されている。

【0012】

水中カメラ３は、防水構造を有したビデオカメラやスチルカメラである。そして、水中カメラ３は、カバー部４の内周面と間隔をおいて、カバー部４の中空部に収容可能な大きさで構成されている。なお、水中カメラ３とカバー部４の内周面との間隔を確保するセンターライザ等の間隔保持部材を設けても良い。この場合、水中カメラ３やロッド部２に設け、水中カメラ３とカバー部４の内周面との接触を防止できる。

【0013】

カバー部４は、水中カメラ３を覆う円筒であり、後端側の内周には止水パッキン５が取り付けられていると共に、前端の開口を塞ぐように風船６が取り付けられている。例えば、風船６の口をカバー部４の前端開口を覆うように被せて、結束ベルト等のリング状の結束具で取り付けることができる。なお、カバー部４は、水中カメラ３を覆う筒状であれば、多角筒状や楕円筒状等であっても良く、断面形状に制限はない。

【0014】

カバー部４の止水パッキン５の取り付け位置よりも前方側周面には、注水口４１が形成されている。従って、注水口４１からカバー部４の中空部に向けて清水を注入することで、図１（ｂ）に示すように、カバー部４の前端開口に取り付けられた風船６が膨らませることができる。なお、風船６は、膨らんだ状態で、撮影箇所と水中カメラ３との間に介在しても撮影の支障にならない程度の透明度を有する材質（例えば、ラテックスや特殊透明フィルム）で構成されている。

【0015】

止水パッキン５は、ロッド部２が挿入可能な開口を有するドーナッツ形状であり、カバー部４の内周面とロッド部２の外周面との間に介在し、カバー部４の後端側を止水すると共に、ロッド部２を前後方向に移動可能に支持するロッド支持部として機能する。従って、ロッド部２をカバー部４に対して相対的に前後方向に移動させることで、図１（ａ）に示すように、水中カメラ３の全体がカバー部４の中空部に収容された収容状態と、図１（ｂ）に示すように、水中カメラ３の前方側の一部もしくは全部がカバー部４から突出した突出状態とを切り換え可能になっている。

【0016】

次に、水中撮影装置１を用いた濁水中の撮影方法について図２及び図３を参照して詳細に説明する。図２は、側壁の撮影例を、図３は、水底部の撮影例をそれぞれ示す。なお、本実施形態において、濁水とは、撮影箇所と水中カメラ３との間に介在することで撮影の支障になる程度の透明度を有する水であり、清水とは、撮影箇所と水中カメラ３との間に介在しても撮影の支障にならない程度の透明度を有する水である。

【0017】

まず、図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、収容状態の水中撮影装置１を前端側から濁水に沈め、風船６が取り付けられた前端を撮影箇所の近傍に移動させる。収容状態では、水中カメラ３の全体がカバー部４の中空部に収容されているため、障害物への水中カメラ３の接触が防止される。なお、撮影箇所までの移動中は、注水口４１を解放しておくと良い。この場合には、水圧によって風船６が萎んでカバー部４の前端開口に押し込まれた状態となり、風船６が濁水中の障害物に接触することを防止できる。

【0018】

次に、注水口４１からカバー部４の中空部に向けて清水を注入することで、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、風船６を膨らませて、風船６を撮影箇所に当接させる。

【0019】

次に、ロッド部２をカバー部４に対して相対的に前方向に移動させ、水中カメラ３の前方側の一部もしくは全部がカバー部４から突出した突出状態に切り換える。突出状態では、水中カメラ３の前方側の一部もしくは全部がカバー部４から突出し、広範囲が撮影可能となる。なお、水中カメラ３の撮影方向には、特に制限はなく、例えば、図２に示すように、側方側であっても良く、図３に示すように、前方側であっても良い。また、水中カメラ３の撮影方向を撮影箇所との位置関係に応じて適宜設定可能に構成するとさらに良い。

【0020】

これにより、水中カメラ３と撮影箇所との間に介在する濁水が清水に置換された状態で撮影可能になる。

【0021】

次に、本実施形態の水中撮影装置１を用いて、泥水式シールド掘進機のチャンバー内を撮影する撮影方法について図４及び図５を参照して詳細に説明する。

【0022】

泥水式シールド掘進機のチャンバー１１は、カッター１２と隔壁１３との間の泥水（濁水）を充満させる空間である。従って、チャンバー１１の内部（カッター１２の消耗状態等）を確認するためには、泥水（濁水）を抜き取ったチャンバー１１内に人が侵入して直接確認を行っていた。

【0023】

本実施形態の水中撮影装置１を用いることで、チャンバー１１の内部から泥水（濁水）を抜き取ることなく撮影が可能になる。チャンバー１１の内部の撮影には、隔壁１３を貫通して配設された既設配管１４（例えば、注水用の配管）を用いる。

【0024】

まず、図４（ａ）に示すように、既設配管１４に設けられた止水栓１５を閉じた状態で、内周に止水パッキン１６が取り付けられた挿入用延長管１７を接続する。止水パッキン１６は、水中撮影装置１（カバー部４）が挿入可能な開口を有するドーナッツ形状であり、挿入用延長管１７の内周面とカバー部４の外周面との間に介在し、挿入用延長管１７の解放端側を止水すると共に、カバー部４を前後方向に移動可能に支持するカバー支持部として機能する。また、挿入用延長管１７には、排水栓１８が設けられている。

【0025】

次に、図４（ｂ）に示すように、水中撮影装置１を前端側から挿入用延長管１７に挿入した後、既設配管１４の止水栓１５を開ける。なお、止水栓１５は、例えば、孔の空いた球形の弁体（ボール弁）によって流路を開閉するボールバルブで構成され、止水栓１５を開けることで、カバー部４が貫通可能な一直線の流路が形成される。なお、水中撮影装置１の挿入時には、風船６をカバー部４の前端開口に押し込んだ状態で行うと、風船６が止水パッキン１６に挟まることを防止できる。

【0026】

また、既設配管１４への挿入用延長管１７の接続は、挿入用延長管１７に水中撮影装置１を前端側から挿入した状態で行うようにしても良い。この場合には、風船６を取り外した状態の水中撮影装置１を挿入用延長管１７の止水パッキン１６側から挿入した後に、風船６をカバー部４に取り付けることで、風船６が止水パッキン１６に挟まることを防止できる。

【0027】

図４及び図５に示す水中撮影装置１のカバー部４には、排水栓４２が設けられている。排水栓４２は、例えば、ボールバルブで構成され、排水栓４２を開けることで、カバー部４の周面を貫通する流路が形成される。

【0028】

次に、図５（ａ）に示すように、水中撮影装置１を押し込み、風船６が取り付けられた前端を既設配管１４経由でチャンバー１１内の撮影箇所の近傍に移動させる。なお、撮影箇所までの移動中は、注水口４１や排水栓４２を解放しておくと良い。この場合には、水圧によって風船６が萎んでカバー部４の前端開口に押し込まれた状態が維持され、風船６が既設配管１４の止水栓１５に絡まることを防止できる。

【0029】

次に、排水栓４２を閉じた状態で、注水口４１からカバー部４の中空部に向けて清水を注入することで、図５（ｂ）に示すように、風船６を膨らませて、風船６を撮影箇所に当接させる。なお、カバー部４の中空部が清水で満たされるまで、排水栓４２を開けた状態にしてカバー部４の中空部からエアを排気させ、その後に排水栓４２を閉じるようにしても良い。この場合、清水のみで風船６をスムーズに膨らませることができる。なお、カバー部４の中空部からエアを排気させる際には、カバー部４を回転させて排水栓４２をカバー部４の上側に位置させると良い。また、排水栓４２とは異なるエア抜き用に排気栓を別途設けるようにしても良い。

【0030】

次に、ロッド部２をカバー部４に対して相対的に前方向に移動させ、水中カメラ３の前方側の一部もしくは全部がカバー部４から突出した突出状態に切り換える。突出状態では、水中カメラ３の前方側の一部もしくは全部がカバー部４から突出し、広範囲が撮影可能となる。

【0031】

これにより、チャンバー１１に泥水（濁水）が充満していても、水中カメラ３と撮影箇所との間に介在する泥水（濁水）を清水に置換した状態で撮影可能になる。

【0032】

撮影終了後は、図５（ｂ）に示すように、カバー部４の下側に位置させた排水栓４２を開け、風船６内の清水を排水する。これにより、水中撮影装置１を既設配管１４から引き抜くことができる。そして、止水栓１５を閉じた後、排水栓１８を開けて、カバー部４と挿入用延長管１７との間から泥水（濁水）を排出する。これにより、水中撮影装置１を挿入用延長管１７から引き抜くことができ、挿入用延長管１７を既設配管１４から取り外す。

【0033】

図６には、撮影箇所に清水を噴射する機能を備えた水中撮影装置１ａ、１ｂが示されている。水中撮影装置１ａは、図６（ａ）を参照すると、上述の水中撮影装置１の構成に加え、注水口４１から注水された清水を撮影箇所に向けて噴射するノズル８がカバー部４に取り付けられている。これにより、ノズル８から噴射される清水で撮影箇所を洗浄することができる。例えば、チャンバー１１内でカッター１２を観察する場合、ノズル８から噴射される清水によってカッター１２に付着した泥を除去することができ、カッター１２の状態を正確に観察することが可能になる。

【0034】

また、水中撮影装置１ｂは、図６（ｂ）を参照すると、注水口４１から注水された清水を撮影箇所に向けて噴射する開口６１が形成された風船６ａが、カバー部４の前端の開口を塞ぐように取り付けられている。これにより、開口６１から噴射される清水で撮影箇所を洗浄することができる。

【0035】

以上説明したように、本実施形態は、水中カメラ３によって水中を撮影する水中撮影装置１であって、前端に水中カメラ３が固定されたロッド部２と、水中カメラ３を覆う筒状のカバー部４と、カバー部４の周面に形成された注水口４１と、カバー部４の注水口４１よりも後方側の内周に取り付けられ、ロッド部２を前後方向に移動可能に支持すると共に、カバー部４の内周とロッド部２の外周との間に介在して注水口４１から注入された清水を止水する止水パッキン５（清水止水パッキン）と、カバー部４の前端の開口を塞ぐように取り付けられた風船６とを備えている。
この構成により、カバー部４で覆われた状態で水中カメラ３を移動させることができるため、濁水が充満した環境でも水中カメラ３を撮影箇所に安全に導くことができる。

【0036】

さらに、本実施形態は、ロッド部２をカバー部４に対して相対的に前後方向に移動させることで、水中カメラ３の全体がカバー部４の中空部に収容可能である。
この構成により、全体がカバー部４の中空部に収容された収容状態で水中カメラ３を移動させることができるため、濁水が充満した環境でも水中カメラ３を撮影箇所にさらに安全に導くことができる。

【0037】

さらに、本実施形態において、カバー部４には、注水口４１から注水された清水を撮影箇所に向けて噴射するノズル８が取り付けられている。
この構成により、ノズル８から噴射される清水で撮影箇所を洗浄することができる。

【0038】

さらに、本実施形態において、風船６には、注水口４１から注水された清水を撮影箇所に向けて噴射する開口６１が形成されている。
この構成により、開口６１から噴射される清水で撮影箇所を洗浄することができる。

【0039】

また、本実施形態は、水中撮影装置１、１ａ、１ｂを用いて、泥水式シールド掘削機のチャンバー１１内を撮影する水中撮影方法であって、隔壁１３を貫通して配設され、止水栓１５によって止水された状態の既設配管１４（配管）に、水中撮影装置１、１ａ、１ｂ（カバー部４）が挿入可能な開口を有し、カバー部４の外周との間に介在してチャンバー１１内の泥水を止水する止水パッキン１６（泥水止水パッキン）が内周に取り付けられた挿入用延長管１７を接続する接続工程と、入用延長管１７に水中撮影装置１、１ａ、１ｂ（カバー部４）を前端側から挿入した後、止水栓１５を開ける挿入工程と、既設配管１４経由で水中撮影装置１、１ａ、１ｂ（カバー部４）の前端をチャンバー１１内に移動させる移動工程と、注水口４１から清水を注入することで、風船６を膨らませて撮影箇所に当接させる注水工程とを有する。
この構成により、チャンバー１１に泥水（濁水）が充満していても、水中カメラ３をチャンバー１１内に安全に導くことができ、水中カメラ３と撮影箇所との間に介在する泥水（濁水）を清水に置換した状態で撮影可能になる。

【0040】

以上、実施形態をもとに本発明を説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせ等にいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

【符号の説明】

【0041】

１、１ａ、１ｂ 水中撮影装置
２ ロッド部
３ 水中カメラ
４ カバー部
５ 止水パッキン
６、６ａ 風船
７ ケーブル
８ ノズル
１１ チャンバー
１２ カッター
１３ 隔壁
１４ 既設配管
１５ 止水栓
１６ 止水パッキン
１７ 挿入用延長管
１８、４２ 排水栓
４１ 注水口
６１ 開口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】