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発明の名称 耐放射線カメラ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−285690(P2001−285690A)
公開日 平成13年10月12日(2001.10.12)
出願番号 特願2000−95172(P2000−95172)
出願日 平成12年3月30日(2000.3.30)
代理人 【識別番号】100058479
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦 (外6名)
【テーマコード(参考)】
2H100
5C022
【Fターム(参考)】
2H100 CC04 EE00 
5C022 AA03 AA15 AC42 AC63 AC78 AC80
発明者 山浦 秀雄
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 一端が開放された放射線遮蔽鏡筒と、前記放射線遮蔽鏡筒内の他端に設けられた耐放射線反射鏡と、前記放射線遮蔽鏡筒内に設けられ、前記反射鏡によって反射された光像を撮像する固体撮像素子とを具備してなることを特徴とする耐放射線カメラ。
【請求項2】 一端が開放された放射線遮蔽鏡筒と、前記放射線遮蔽鏡筒内の他端に設けられ、前記開放部より入射された光像を反射する主鏡と、前記主鏡によって反射された光像を反射する副鏡と、前記副鏡によって反射された光像を撮像する固体撮像素子とを具備してなることを特徴とする耐放射線カメラ。
【請求項3】 前記固体撮像素子は、撮像面を除いて放射線遮蔽部材に覆われている請求項1または2記載の耐放射線カメラ。
【請求項4】 前記固体撮像素子は、CCD素子若しくはCMOSイメージ素子を用いたカラー用の撮像カメラモジュールでなる請求項1または2記載の耐放射線カメラ。
【請求項5】 前記反射鏡は、反射面に金属メッキを施すことにより構成される請求項1記載の耐放射線カメラ。
【請求項6】 前記主鏡と副鏡は、反射面に金属メッキを施すことにより構成される請求項2記載の耐放射線カメラ。
【請求項7】 前記固体撮像素子は、前記放射線遮蔽鏡筒に着脱可能に設けられる請求項2記載の耐放射線カメラ。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば原子力発電所に於ける原子炉の燃料棒操作ロボットの作業監視等、高放射線環境下に於ける各種の作業監視、状態監視等に適用して好適な耐放射線カメラに関する。
【0002】
【従来の技術】原子力発電所に於ける、原子炉の燃料棒制御室、廃棄物処理場等、強放射線環境下に於いては、各種作業の遠隔監視用に、通常のガラスレンズを用いた撮像カメラを用いることができない(ガラスレンズが強放射線を直接受けることにより着色して使用に耐えられない)ことから、従来では、耐放射線用として特殊用途向けに開発された特殊撮像管(ビジコン)を用いた耐放射線カメラが用いられていた。
【0003】しかしながら、従来のこの種、専用撮像管(ビジコン)を用いた耐放射線カメラは、非常に高価であるとともに、年1回の大掛かりな作業を伴う交換が必要であった。更に撮像された画像がモノクロ画像で出力されることから色彩判別等による詳密な監視が行えず監視性能面で問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来では、原子力発電所に於ける原子炉の燃料棒制御室、廃棄物処理場等の強放射線環境下に於いて適用される、専用撮像管(ビジコン)を用いた耐放射線カメラは、非常に高価であるとともに、年に1乃至数度の大掛かりな交換作業が必要になる等の問題があり、更に撮像された画像がモノクロ画像で出力されることから詳密な監視が行えないという問題があった。
【0005】本発明は上記実情に鑑みなされたもので、原子力発電所に於ける原子炉の燃料棒制御室、廃棄物処理場等の強放射線環境下に於いて、長期間の使用に耐え得る、カラーモニタ監視が容易で、しかも安価かつ取り扱いの簡便な耐放射線カメラを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る耐放射線カメラは、放射線遮蔽鏡筒内に監視対象となる被写体像を入射し、放射線遮蔽鏡筒内に於いて、耐放射線反射鏡を介して上記被写体像を例えばCCDカラーカメラ等の固体撮像素子で撮像する構成としたことを特徴とする。
【0007】即ち、本発明は、耐放射線カメラに於いて、一端が開放された放射線遮蔽鏡筒と、上記放射線遮蔽鏡筒内の他端に設けられた耐放射線反射鏡と、上記放射線遮蔽鏡筒内に設けられ上記反射鏡によって反射された光像を撮像する固体撮像素子とを具備してなることを特徴とする。
【0008】また、本発明は、耐放射線カメラに於いて、一端が開放された放射線遮蔽鏡筒と、上記放射線遮蔽鏡筒内の他端に設けられ上記開放部より入射された光像を反射する主鏡と、上記主鏡によって反射された光像を反射する副鏡と、上記副鏡によって反射された光像を撮像する固体撮像素子とを具備してなることを特徴とする。
【0009】また、本発明は、上記耐放射線カメラに於いて、上記固体撮像素子が、撮像面を除いて放射線遮蔽部材に覆われていることを特徴とする。
【0010】また、本発明は、上記耐放射線カメラに於いて、上記固体撮像素子が、CCD素子若しくはCMOSイメージ素子を用いたカラー用の撮像カメラモジュールでなることを特徴とする。
【0011】また、本発明は、上記耐放射線カメラに於いて、上記反射鏡、及び主鏡と副鏡が、反射面に、例えばアルミニウム等の金属メッキを施すことにより構成されることを特徴とする。
【0012】また、本発明は、上記主鏡と副鏡を備えた耐放射線カメラに於いて、上記固体撮像素子が上記放射線遮蔽鏡筒に着脱可能に設けられることを特徴とする。
【0013】上記したような耐放射線カメラ構成とすることにより、原子力発電所に於ける原子炉の燃料棒制御室、廃棄物処理場等の強放射線環境下に於いて、長期間の使用に耐え得る、カラーモニタ監視が容易で、しかも安価かつ取り扱いの簡便な構造をなす耐放射線カメラが実現できる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【0015】図1は本発明の第1実施形態による耐放射線カメラの構成を示す図、図2は上記実施形態に於ける放射線遮蔽容器及びCCDカラーカメラモジュールの構成を示す図、図3は上記実施形態に於ける支持部材の構成を示す図である。
【0016】図中、11は一端が開放されて監視対象となる像を入射するための開口が形成され、周囲が、例えば鉛等の金属材料でなる放射線遮蔽部材により覆われた放射線遮蔽鏡筒である。
【0017】12は上記放射線遮蔽鏡筒11内の他端に固定して(または開口端方向に微調整可能に)設けられ、放射線遮蔽鏡筒11の開口側に露出する表面に、例えばアルミニウムコーティング等による金属皮膜(MC)により鏡面(反射面)が形成された耐放射線反射鏡である。
【0018】13は後述する固体撮像素子(CCDカラーカメラモジュール)14の周囲を撮像面を除いて覆う筒状の放射線遮蔽容器である。
【0019】14は上記放射線遮蔽鏡筒11内の定位置に後述する支持部材15により支持されて設けられ、上記放射線遮蔽容器13により撮像面を除き覆われて、上記耐放射線反射鏡12により反射された光像を撮像する、例えばCCDカラーカメラモジュールにより構成される固体撮像素子(以下CCDカラーカメラモジュールと称す)である。
【0020】15は上記放射線遮蔽容器13に収容された上記CCDカラーカメラモジュール14を当該CCDカラーカメラモジュール14の耐放射線ケーブル(L)とともに上記放射線遮蔽鏡筒11内の定位置に固定し支持する支持部材である。
【0021】上記した図1に示す耐放射線カメラに於いて、放射線遮蔽鏡筒11の開口から入射された監視対象となる像は、放射線遮蔽鏡筒11内の他端に設けられた耐放射線反射鏡12により反射され、CCDカラーカメラモジュール14により撮像される。
【0022】この際、放射線遮蔽鏡筒11の開口部から入射された可視光(監視対象となる像)は、反射鏡12により反射されるが、放射線は反射されず、放射線遮蔽部材により吸収される。
【0023】また、放射線遮蔽鏡筒11の他端(筒底)に設けられた反射鏡12は、その鏡面(反射面)が金属鍍金による金属皮膜(MC)により耐放射線加工形成されていることから、放射線の影響を受けることなく、長期間にわたり安定した反射作用が確保される。
【0024】更に、CCDカラーカメラモジュール14は放射線遮蔽鏡筒11内で開口に対し背向して設けられ、かつ放射線遮蔽容器13に周囲が覆われていることから放射線の影響を受けることなく、長期間にわたり安定した撮像作用が確保される。
【0025】また、CCDカラーカメラモジュール14の焦点調整は、放射線遮蔽鏡筒11内に於けるCCDカラーカメラモジュール14の支持位置調整、若しくは耐放射線反射鏡12の位置調整、若しくはリモートコントロールによるCCDカラーカメラモジュール14内のレンズ駆動による調整等により容易に行うことができる。
【0026】次に、図4を参照して本発明の第2実施形態を説明する。
【0027】この第2実施形態は、上記第1実施形態が、放射線遮蔽鏡筒11内に、一枚の耐放射線反射鏡12とCCDカラーカメラモジュール14を設けた構成であるのに対して、放射線遮蔽鏡筒内に主鏡と副鏡を備え、耐放射線カメラを放射線遮蔽鏡筒に着脱可能に設けた構成としている。
【0028】図4に於いて、21は一端が開放されて監視対象となる像を入射するための開口が形成され、周囲が、例えば鉛等の金属材料でなる放射線遮蔽部材により覆われた放射線遮蔽鏡筒である。
【0029】22aは上記放射線遮蔽鏡筒21内の他端に固定して(または開口端方向に微調整可能に)設けられた主鏡(耐放射線主鏡)であり、放射線遮蔽鏡筒21の開口側に露出する表面に、例えばアルミニウムコーティング等による金属皮膜(MC)により鏡面(反射面)が形成され、鏡面(反射面)の中央部に、後述する副鏡(耐放射線副鏡)で反射された光像を主鏡(耐放射線主鏡)を経た定位置に結像させるための小径の開口が設けられている。
【0030】22bは上記放射線遮蔽鏡筒21内に於いて上記主鏡22aによって反射された光像を反射する副鏡(耐放射線副鏡)であり、ここでは上記主鏡22aと同様に、例えばアルミニウムコーティング等による金属皮膜(MC)により鏡面(反射面)が形成されるとともに、放射線遮蔽鏡筒11の開口側に位置する背面部が放射線遮蔽部材(S)により覆われて、後述する撮像素子(CCDカラーカメラモジュール)に放射線が進入する経路を断つ構造としている。尚、ここでは上記副鏡22bによって反射された光像の結像位置を上記放射線遮蔽鏡筒21の他端側端部に設定している。
【0031】23は後述するCCDカラーカメラモジュール24の周囲を撮像面を除いて覆う筒状の放射線遮蔽容器である。
【0032】24は上記副鏡22bによって反射された光像を撮像するCCDカラーカメラモジュール24であり、ここでは、上記副鏡22bによって反射された光像の結像位置、即ち上記放射線遮蔽鏡筒21の他端側端部に撮像面が位置して上記放射線遮蔽鏡筒21の外部に、例えば螺着機構により着脱可能に設けられる。
【0033】上記した図4に示す耐放射線カメラに於いて、放射線遮蔽鏡筒21の開口から入射された監視対象となる像は、放射線遮蔽鏡筒21内の他端に設けられた耐放射線主鏡22aにより反射される。更にこの耐放射線主鏡22aで反射された光像は、耐放射線副鏡22bで反射され、上記放射線遮蔽鏡筒21の他端側端部で結像される。
【0034】この耐放射線副鏡22bの結像位置にはCCDカラーカメラモジュール24の撮像面が位置して、上記耐放射線副鏡22bで反射された光像がCCDカラーカメラモジュール24により撮像される。
【0035】この際、放射線遮蔽鏡筒21内に設けられた主鏡22a、及び副鏡22bは、それぞれ、その鏡面(反射面)が金属鍍金による金属皮膜(MC)により耐放射線加工形成され、かつ副鏡(耐放射線副鏡)22bは放射線遮蔽鏡筒11の開口側に位置する背面部が放射線遮蔽部材(S)により覆われて、CCDカラーカメラモジュール24に放射線が進入する経路を断つ構造としていることから、放射線の影響を受けることなく、長期間にわたり安定した反射作用が確保される。更に、CCDカラーカメラモジュール24は、その周囲が放射線遮蔽容器23に周囲が覆われていることから放射線の影響を受けることなく、長期間にわたり安定した撮像作用が確保される。
【0036】また、上記第2実施形態に於いては、CCDカラーカメラモジュール24が螺着機構により放射線遮蔽鏡筒21に着脱可能に設けられることから、きわめて容易かつ迅速に交換作業を行うことができる。
【0037】尚、上記した各実施形態に於いては、放射線遮蔽筒内の像面位置に小型CCDカメラを設けた構成を例示したが、これに限らず、他の固体撮像素子(半導体イメージセンサ)が使用可能であり、例えばディジタル画像データを出力するDSP(ディジタルシグナルプロセッサ)を内蔵した超小型撮像カメラを用いることも可能である。また、上記第2実施形態では、反射鏡を主鏡と副鏡で構成し、副鏡で反射された像面位置に小型CCDカメラ等の半導体イメージセンサを設けた、グレゴリー式反射型以外の耐放射線カメラを例に示したが、これに限らず、例えばニュートン式反射型、若しくはカセグレン式反射型等の構成であってもよい。
【0038】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、原子力発電所に於ける原子炉の燃料棒制御室、廃棄物処理場等の強放射線環境下に於いて、長期間の使用に耐え得る、カラーモニタ監視が容易で、しかも安価かつ取り扱いの簡便な構造をなす耐放射線カメラが提供できる。




 

 


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