JP2022052468A - 撮影装置、撮影システム、移動体及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】撮影レンズを効率よく加熱可能な撮影装置を提供すること。【解決手段】本発明の一態様に係る撮影装置は、対象物を撮影する撮影装置であって、撮影レンズと、前記撮影レンズによる前記対象物の像を撮像する撮像手段と、前記撮影装置による撮影領域を照明可能な照明光に基づくエネルギーにより、前記撮影レンズを加熱する加熱手段と、を有し、前記加熱手段は、前記照明光の少なくとも一部を前記撮影レンズに向けて偏向させる照明偏向部材を含み、前記照明偏向部材を用いて前記撮影レンズに照射される光の前記エネルギーにより、前記撮影レンズを加熱する。【選択図】図１８

Description

本発明は、撮影装置、撮影システム、移動体及びプログラムに関する。

従来から、対象物を撮影する撮影装置が知られている。また、撮影装置に含まれる撮影レンズの結露を防止するために、アルミニウム等の熱伝導率の高い素材により構成されたレンズホルダを、撮像素子等の撮像手段を設けた基板に当接させることで、撮像手段の発熱を伝熱して撮影レンズを加熱する構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら特許文献１の構成では、撮影レンズを効率よく加熱できず、結露を十分に防止できない場合がある。

本発明は、撮影レンズを効率よく加熱可能な撮影装置を提供することを課題とする。

本発明の一態様に係る撮影装置は、対象物を撮影する撮影装置であって、撮影レンズと、前記撮影レンズによる前記対象物の像を撮像する撮像手段と、前記撮影装置による撮影領域を照明可能な照明光に基づくエネルギーにより、前記撮影レンズを加熱する加熱手段と、を有し、前記加熱手段は、前記照明光の少なくとも一部を前記撮影レンズに向けて偏向させる照明偏向部材を含み、前記照明偏向部材を用いて前記撮影レンズに照射される光の前記エネルギーにより、前記撮影レンズを加熱する。

本発明によれば、撮影レンズを効率よく加熱できる。

実施形態に係る撮影システムの構成例を示す斜視図である。 実施形態に係るカメラユニットの構成例を示す斜視図である。 実施形態に係る照明ユニットの構成例を示す斜視図である。 実施形態に係る撮影システムのハードウェア構成例を示すブロック図である。 車両からトンネル壁面までの距離が短い場合での撮影を説明する図であり、（ａ）は走行方向から車両をみた図、（ｂ）はトンネル内部の車両の走行を示す図である。 車両からトンネル壁面までの距離が長い場合での撮影を説明する図であり、（ａ）は走行方向から車両をみた図、（ｂ）はトンネル内部の車両の走行を示す図である。 カメラユニットと照明ユニットの位置／姿勢変動の影響を示す図であり、（ａ）は位置／姿勢変動がない場合を示す図、（ｂ）は位置／姿勢変動がある場合を示す図である。 ガイドシャフト及びガイドシャフト保持部材の構成例を示す図である。 トンネルの壁面に対して傾いた時の撮影領域と照明領域の関係を示す図である。 インデックスプランジャの構成例を示す図である。 撮影方向に対して照明方向を傾ける効果例を説明する図である。 照明光と撮影光の傾き、照明配光角、及び照明領域の関係を示す図であり、（ａ）はカメラユニットと照明ユニットとトンネルの壁面の関係を示す図、（ｂ）は撮影領域と照明領域が重なっている状態で車両がトンネルの壁面から遠のいた場合を示す図である。 照明光と撮影光の傾き、照明配光角、及び照明領域の関係を示す図であり、（ｃ）は撮影領域と照明領域が重なっている状態で車両がトンネルの壁面に近づいた場合を示す図、（ｄ）は撮影光を照明光に対して傾けた例を示す図である。 車両の蛇行と撮影領域と照明領域の関係例を説明する図である。 実施形態に係る撮影システムの動作例を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る撮影システムの構成例を示す斜視図である。 外装カバーが遮蔽された状態の撮影システムを示す斜視図である。 第１実施形態に係る照明反射部材の構成例を示す斜視図である。 第１実施形態に係る照明反射部材の構成例を示す側面図である。 外装カバー内での各構成の配置例を示す図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。

また以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための撮影装置を例示するものであって、本発明を以下に示す実施形態に限定するものではない。以下に記載されている構成部品の形状、その相対的配置、パラメータの値等は特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張している場合がある。

実施形態に係る撮影装置は、対象物を撮影する撮影装置であって、撮影レンズと、撮影レンズによる対象物の像を撮像する撮像手段と、撮影装置の撮影範囲を照明可能な照明光に基づくエネルギーにより、撮影レンズを加熱する加熱手段とを有する。

例えば加熱手段は、照明光の少なくとも一部を撮影レンズに向けて偏向させる照明偏向部材を含み、照明偏向部材を用いて撮影レンズに照射される光のエネルギーにより撮影レンズを加熱する。照明光のエネルギーを用いて撮影レンズを加熱することで、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像手段の発熱を利用する場合と比較して、撮影レンズを効率よく加熱可能にする。

なお、実施形態の説明で用いる用語において、構造物とは、複数の材料や部材等を用い、重量を支えられた構造で構成されたものをいう。構造物は、例えば、道路、トンネル、ビル、ダム、又は堤防等を含む。また移動体とは、移動することができるものをいう。移動体は、例えば、自動車や鉄道等の車両、又はドローン等の飛行体等を含む。また実施形態における撮影画像は、静止画、動画及び映像を含むものとする。

以下では、実施形態に係る撮影装置を含む撮影システムを一例として、実施形態を説明する。

［実施形態］
＜撮影システムの全体構成＞
図１は、実施形態に係る撮影システムの構成の一例を説明する斜視図である。撮影システム１００は、スライドユニット２００と、カメラユニット３００と、照明ユニット４００とを有する。

カメラユニット３００は、トンネルの壁面を撮影し、照明ユニット４００は、カメラユニット３００による撮影のために、トンネルの壁面に向けて光を照明する。

スライドユニット２００は、カメラユニット３００及び照明ユニット４００を図１の太矢印方向にスライドさせるための部材である。カメラユニット３００及び照明ユニット４００は、スライドユニット２００により、図１の太矢印方向にその位置を変化させることができる。

またスライドユニット２００は、レール２１０及び２２０と、ベース２３０と、ガイドシャフト２４０と、ガイドシャフト保持部材２５１及び２５２と、フレーム２６１及び２６２とを備えている。

カメラユニット３００は、フレーム２６１に固定されたレール２１０上をスライドすることで、図１の太矢印方向における位置を可変とする。同様に、照明ユニット４００は、フレーム２６２に固定されたレール２２０上をスライドすることで、図１の太矢印方向における位置を可変とする。

レール２１０及び２２０は、レール軸が略平行となるようにフレーム２６１及び２６２にそれぞれ固定されている。ベース２３０は、フレーム２６１及び２６２に固定され、両者を接続するとともに、撮影システム１００のベースとなる。

ガイドシャフト２４０は、カメラユニット３００及び照明ユニット４００を安定した精度でスライドさせるために用いられる部材であり、金属製の丸棒等である。丸棒の長手方向がカメラユニット３００及び照明ユニット４００のスライド方向に沿うように設置されている。

ガイドシャフト２４０は、ガイドシャフト２４０を保持するガイドシャフト保持部材２５１及び２５２にそれぞれ設けられた貫通孔に通され、保持されている。なお、ガイドシャフト２４０とその周辺の部材の構成及び作用については別途詳述する。

ここで、図１では、スライドユニット２００により、カメラユニット３００及び照明ユニット４００の両方をスライドさせる構成を示したが、これに限定されるものではない。カメラユニット３００をスライドさせるユニットと、照明ユニット４００をスライドさせるユニットを別々にした構成としてもよい。

撮影システム１００は、カメラユニット３００及び照明ユニット４００のスライド方向が車両の走行方向と交差するように、車両のルーフ等に取り付けられる。換言すると、図１の太矢印方向は、撮影システム１００が取り付けられた車両の走行方向に対して交差している。このように取り付けることで、車両の走行方向と交差する平面内において、カメラユニット３００及び照明ユニット４００の位置を変化させることができる。

なお、撮影システム１００が取り付けつけられる車両の部分は、ルーフに限定されるものではない。車両の前方、又は後方のボンネット等であってもよいし、車両がトラックであれば荷台等であってもよい。また、車両への撮影システム１００の取り付けに関し、ルーフに取り付ける場合は、車両用のスキーキャリヤ等と同様に、フック部品等を用いて行えばよい。

＜カメラユニットの構成＞
次に図２は、実施形態に係るカメラユニット３００の構成の一例を説明する斜視図である。

カメラユニット３００は、ベースプレート３１０と、レール接続部３２１及び３２２と、カメラ３３１～３３４と、シャフト連結部３４１及び３４２と、インデックスプランジャ３５０とを有する。

レール接続部３２１及び３２２は、ベースプレート３１０とレール２１０を接続するための部材である。レール接続部３２１及び３２２は、レール軸と直交する方向の断面が「コ」の字形の形状をしている。レール２１０が双頭レールの場合、双頭レールの頭の一方に「コ」の字形状を被せるようにして、レール接続部３２１及び３２２は、レール２１０に接続される。

レール接続部３２１及び３２２は同一形状であり、レールの軸方向の異なる２つの位置でレール２１０と接続する。レール接続部３２１及び３２２にベースプレート３１０を固定することにより、カメラユニット３００はレール軸の方向（図１の太矢印方向）にスライド可能となる。

カメラ３３１～３３４は、ベースプレート３１０の平面部に固定されている。ここで、カメラ３３１は、レンズ３３１－１と、ラインＣＣＤ（Charge Coupled Device）３３１－２とを有する。レンズ３３１－１は、レンズ３３１－１の光軸方向にある被写体の像をラインＣＣＤ３３１－２の撮影面上に結像させる。ラインＣＣＤ３３１－２は、結像した被写体の像を撮影する。

またレンズ３３１－１の内部には、絞り３３１－１ａ（図４参照）が設けられている。絞り３３１－１ａは、絞り羽根を有する虹彩絞りであり、直径が可変の開口である。絞り羽根にモータ等の駆動源を接続し、制御信号に基づいてモータを駆動させることで開口の直径を変化させることができる。これによりレンズ３３１－１を通過する光の光量を変化させ、レンズ３３１－１により結像される被写体の像の明るさを変化させることができる。

ラインＣＣＤ３３１－２は、画素が一次元状（ライン状）に配列されているＣＣＤであり、実施形態では、カメラ３３１は、ラインＣＣＤ３３１－２の画素の配列方向が車両の走行方向と交差するようにベースプレート３１０に固定されている。なお、カメラ３３２～３３４も、カメラ３３１と同様の構成を備えるが、上述したものと同様であるため、説明を省略する。

トンネルは、車両の走行方向と交差する断面が半円状の形状をしている。これに合わせ、カメラ３３１～３３４は、図２のように、それぞれが有するレンズの光軸がトンネルの壁面と交差するように放射状に配置されている。換言すると、それぞれがトンネルの壁面に対向するように、カメラ３３１～３３４はベースプレート３１０の平面部に放射状に配置されている。

カメラ３３１～３３４がそれぞれ撮影するライン画像をカメラの配列方向に繋ぎ合せることで、トンネルの形状に沿って、トンネルの壁面のライン画像を撮影することができる。そして車両を走行させながら上記のライン画像を所定の時間間隔で連続的に撮影し、ライン画像の画素の配列方向と直交する方向に、撮影したライン画像を繋ぎ合せることで、トンネルの壁面のエリア画像（２次元画像）を取得することができる。なお、所定の時間間隔はラインＣＣＤによるライン画像の取得周期等である。

ここで、上述ではカメラの台数を４台とする例を示したが、これに限定されるものではない。トンネルの大きさ等の条件に応じてカメラの台数を増減させてもよい。また、レンズ３３１－１の結像倍率、視野及びＦナンバ等は、撮影したい条件に合わせて決定してもよい。

さらに、上述ではカメラ３３１がラインＣＣＤを備える例を示したが、これに限定されるものではなく、カメラ３３１は、画素が二次元的に配列されているエリアＣＣＤを備えてもよい。さらにＣＣＤに代えてＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）等を用いてもよい。

一方、シャフト連結部３４１及び３４２は、ガイドシャフト２４０と連結するための部材である。またインデックスプランジャ３５０は、スライド方向における所望の位置でカメラユニット３００を固定するための部材である。シャフト連結部３４１及び３４２と、インデックスプランジャ３５０の構成及び作用については、別途詳述する。

＜照明ユニットの構成＞
次に図３は、実施形態に係る照明ユニット４００の構成の一例を説明する斜視図である。

照明ユニット４００は、ベースプレート４１０と、レール接続部と、照明光源部４３１～４３６と、シャフト連結部４４１及び４４２と、インデックスプランジャ４５０とを有する。レール接続部とレール２２０との関係は、上述したレール接続部３２１及び３２２とレール２１０との関係と同様である。

照明光源部４３１～４３６は、ベースプレート４１０の平面部に固定されている。照明光源部４３１は、レンズ４３１－１と光源４３１－２とを有する。

光源４３１－２は、レンズ４３１－１を介して、レンズ４３１－１の光軸方向にある被写体を照明する。またレンズ４３１－１の内部には、絞り４３１－１ａが設けられている（図４参照）。

絞り４３１－１ａは直径が可変の開口であり、開口の直径を変化させることで、レンズ４３１－１により照明される照明光の光量（明るさ）を変化させることができる。光源４３１－２として、メタルハライドライトやＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を用いることができる。なお、照明光源部４３２～４３６も照明光源部４３１と同様の構成を備えるが、上記と同様であるため説明を省略する。

上述したようにトンネルは、車両の走行方向と交差する断面が半円状の形状をしている。これに合わせ、照明光源部４３１～４３６は、図３に示すように、それぞれが備えるレンズの光軸がトンネルの壁面と交差するように放射状に配置されている。換言すると、照明光源部４３１～４３６は、トンネルの壁面に対向するように、ベースプレート４１０の平面部に放射状に配置されている。照明ユニット４００は、車両の走行方向と交差する方向（ラインＣＣＤの画素の配列方向）に沿ったライン状の光をトンネルの壁面に照明することができる。

なお、上述では、照明光源部の台数を６台とした例を説明したが、これに限定されるものではなく増減させてもよい。また照明光源部の台数は、カメラの台数と必ずしも一致する必要はなく、明るさ等の条件に応じて台数を決めてよい。さらにレンズの画角やＦナンバ等も撮影したい条件に応じて決定してもよい。

また、上述では、照明光源部４３１～４３６のそれぞれの位置を、レンズの光軸方向に前後に少しずつずらした構成を示したが、これは照明光源部同士の物理的な干渉を防止するためである。

一方、シャフト連結部４４１及び４４２は、ガイドシャフト２４０と連結するための部材である。またインデックスプランジャ４５０は、スライド方向における所望の位置で照明ユニット４００を固定するための部材である。シャフト連結部４４１及び４４２と、インデックスプランジャ４５０の構成及び作用については別途詳述する。

＜撮影システムのハードウェア構成＞
次に、図４は、撮影システム１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。撮影システム１００は、カメラユニット３００と、照明ユニット４００と、センサ制御ボード１１０と、ＴＯＦ（Time of Flight）センサ１４１と、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）１７０と、車速計／移動距離計１７１と、操作部１１８とを有する。

ＴＯＦセンサ１４１は、トンネル６００の壁面からＴＯＦセンサ１４１までの距離を検出し、トンネル６００の壁面から撮影システム１００までの距離を検出できる。

より具体的には、トンネル６００の壁面にＴＯＦセンサ１４１から光を照射し、その反射光を受光するまでの時間に基づいてトンネル６００の壁面までの距離を検出する。受光素子にエリアセンサを用いたＴＯＦセンサ１４１を用いると、距離に応じて表示色が異なる２次元の等高線画像を得ることができる。

ＩＭＵ１７０は、車両５００の運動を司る３軸の角度／角速度と加速度を計測し、また車速計／移動距離計１７１は、車両５００の速度／移動距離を計測できる。

ＩＭＵ１７０及び車速計／移動距離計１７１で計測されたデータは、センサ制御ボード１１０を介してＨＤＤ１１４に出力されて記憶され、後に壁面の画像のサイズや傾き等を、画像処理で幾何補正するために使用される。

カメラユニット３００は、レンズ３３１－１、３３２－１、３３３－１及び３３４－１と、ラインＣＣＤ３３１－２、３３２－２、３３３－２及び３３４－２とを備えている。またレンズ３３１－１は絞り３３１－１ａを、レンズ３３２－１は絞り３３２－１ａを、レンズ３３３－１は絞り３３３－１ａを、レンズ３３４－１は絞り３３４－１ａを、それぞれ内部に備えている。但し、図４では、図を簡略化するため、レンズ３３１－１、絞り３３１－１ａ及びラインＣＣＤ３３１－２のみを図示し、他のレンズ、絞り及びラインＣＣＤの図示を省略している。

照明ユニット４００は、レンズ４３１－１、４３２－１、４３３－１、４３４－１、４３５－１及び４３６－１と、光源４３１－２、４３２－２、４３３－２、４３４－２、４３５－２及び４３６－２とを備えている。またレンズ４３１－１は絞り４３１－１ａを、レンズ４３２－１は絞り４３２－１ａを、レンズ４３３－１は絞り４３３－１ａを、レンズ４３４－１は絞り４３４－１ａを、レンズ４３５－１は絞り４３５－１ａを、レンズ４３６－１は絞り４３６－１ａを、それぞれ内部に備えている。但し、図４では、図を簡略化するため、レンズ４３１－１、絞り４３１－１ａ及び光源４３１－２のみを図示し、他のレンズ、絞り及び光源の図示を省略している。

センサ制御ボード１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１と、ＲＯＭ(Read Only Memory)１１２と、ＲＡＭ(Random Access Memory)１１３と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１１４と、外部Ｉ／Ｆ（Inter／Face）１１５と、ブザー１１６とを有し、それぞれがシステムバス１１７で相互に電気的に接続されている。ここで、センサ制御ボード１１０はコンピュータの一例である。

ＲＯＭ１１２は各種プログラムやデータ、各種の設定情報等を格納し、ＲＡＭ１１３はプログラムやデータを一時保持する。ＣＰＵ１１１はＲＯＭ１１２等からプログラムやデータ、設定情報等をＲＡＭ１１３上に読み出し、処理を実行することで、撮影システム１００全体の制御や画像データの処理を実現する。ここで、画像データの処理とは、カメラ３３１～３３４がそれぞれ撮影したライン画像を繋ぎ合せる処理や、車両を走行させながらカメラ３３１～３３４が所定の時間間隔で連続的に撮影したライン画像を、車両の走行方向で繋ぎ合せる処理等をいう。またＣＰＵ１１１は、別途、図１５及び図１８を用いて詳述する各種機能を実現できる。

なお、ＣＰＵ１１１の実現する制御、画像データの処理、及び各種機能の一部又は全部は、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）で実現されてもよい。

ＨＤＤ１１４は、カメラユニット３００から入力した画像データや、ＴＯＦセンサ１４１、ＩＭＵ１７０及び車速計／移動距離計１７１から入力したセンサデータ等を記憶する。なお、ＨＤＤ１１４はセンサ制御ボードの外部に設けられてもよい。

外部Ｉ／Ｆ１１５はユーザが撮影システム１００を操作するためのユーザインターフェースの機能や、撮影システム１００がＰＣ（Personal Computer）等の外部装置とデータや信号のやりとりを行うためのインターフェースの機能を実現する。

ブザー１１６は、ユーザに警告を報知するためのビープ音を発生させるものである。

外部Ｉ／Ｆ１１５を介してＰＣ（Personal Computer）等の外部装置にセンサ制御ボード１１０を接続し、センサ制御ボード１１０と外部装置との間で、画像データ等のデータの送受を行えるように構成してもよい。

操作部１１８は、撮影システム１００を操作するためのユーザインターフェースである。操作部１１８は、マウスやキーボード等の入力部と、ディスプレイ等の表示部とを含んで構成される。操作部１１８としてノートＰＣ等を利用できる。

撮影の際には、例えば、カメラユニット３００、照明ユニット４００、ＴＯＦセンサ１４１、ＩＭＵ１７０、車速計／移動距離計１７１及びセンサ制御ボード１１０は車両のルーフ部に設置される。操作部１１８は車両の内部に設けられ、オペレータ等により操作される。なお、オペレータは、撮影システム１００を操作して撮影作業を行う者である。オペレータは、車両の運転者でもよいし、車両の運転者以外の者でもよい。また自動運転車等で撮影を行う場合は、人に代えて装置又は機器等がオペレータの役割を担ってもよい。

オペレータは、車両の走行中に、操作部１１８における録画開始ボタンと停止ボタンを操作することで撮影の開始と停止を指示し、撮影を行うことができる。

＜撮影方法、作用効果等＞
次に、実施形態に係る撮影システム１００による撮影方法、及び作用効果等を説明する。

撮影システム１００では、スライドユニット２００によりカメラユニット３００及び照明ユニット４００がスライドし、車両の走行方向と交差する方向において、所定の道路構造の長さに基づき定めた２つの位置で固定される。

所定の道路構造の長さとは、車両の走行方向と交差する方向における歩道の幅である。

ここで、歩道とは、歩行者が通行するための道路であり、車道等に併設され、歩行者の通行のために構造的に区画された道路の部分をいう。歩道の幅は、歩行者の通行量に応じて様々であるが、一般には１．５～３ｍ程度である。

歩道の幅が１．５ｍの場合、歩道の幅に基づき定めた２つの位置の間隔を１．５ｍに定めてもよい。或いは歩道の幅が３ｍ等で車両の幅を超える場合は、歩道の幅に基づき定めた２つの位置の間隔を、車両の最大幅として定めてもよい。

また、歩道の他に、監査路や路側帯がある場合は、歩道の幅に基づき定めた２つの位置の間隔を、歩道の幅と監査路、または路側帯の幅との差分の長さとして定めてもよい。

２つの位置で画像を取得する場合、まず、車両の走行方向と交差する方向において、歩道の幅に基づき定めた２つの位置のうちの一方の位置に、カメラユニット３００及び照明ユニット４００を固定し、所望の領域のトンネルの壁面のエリア画像を取得する。次に、２つの位置のうちの他方の位置に、カメラユニット３００及び照明ユニット４００を固定し、所望の領域のトンネルの壁面のエリア画像を取得する。

以下、図５及び図６を参照して、２つの位置でトンネル６００の壁面を撮影する方法の詳細を説明する。図５は、撮影システム１００からトンネル６００の壁面までの距離が短い場合の撮影の様子の一例を説明する図であり、（ａ）は走行方向から車両５００をみた図であり、（ｂ）はトンネル６００の内部を車両５００が走行する様子を示す図である。

図５（ａ）では、撮影システム１００は、車両５００のルーフの上に固定されている。カメラユニット３００及び照明ユニット４００は、走行方向に向かってスライドユニット２００の右端にスライドされ、インデックスプランジャ３５０及び４５０によりそれぞれスライドユニット２００に固定されている。

一方、図５（ｂ）では、道路７００のセンターに対し、左側に車線７１０があり、右側に車線７２０がある。車両５００は車線７２０において、紙面に対し、手前の方向に走行している。

この例では、車線７１０（車両５００の対向車線）側に歩道７３０がある。車線７２０側には歩道はないため、歩道がある場合と比較して、車両５００はトンネル６００の車両５００側の壁面に近い位置を走行している。

カメラユニット３００及び照明ユニット４００は、走行方向に向かってスライドユニット２００の右端、すなわちトンネル６００の車両５００側の壁面から遠ざかる位置にある。この場合のカメラユニット３００及び照明ユニット４００の位置を、以降ではポジションＡと呼ぶ。

図５（ｂ）の破線１００Ａは、撮影システム１００による撮影範囲を表す。つまり、撮影システム１００は、トンネル６００の壁面のうち、破線１００Ａで示されている撮影範囲内の領域６００Ａ（太線で示されている領域）を撮影している。太線で示されているように、実施形態ではトンネルの壁面(覆工部)と地面との境目までを撮影する。

車両５００を走行させながら撮影システム１００による撮影を行うことで、トンネル６００の入口から出口までにおいて、紙面に対して図５（ｂ）の右側半分の壁面が撮影される。

一方、図６は、撮影システムからトンネルの壁面までの距離が長い時の撮影の様子の一例を説明する図であり、（ａ）は走行方向から車両５００をみた図であり、（ｂ）はトンネル６００の内部を車両５００が走行する様子を示す図である。なお、図５と重複する部分は説明を省略し、相違点を説明する。

図６では、カメラユニット３００及び照明ユニット４００は、走行方向に向かってスライドユニット２００の左端にスライドされ、インデックスプランジャ３５０及び４５０によりそれぞれスライドユニット２００に固定されている。

一方、図６（ｂ）では、車両５００は車線７１０において、紙面に対し、手前の方向に走行している。

この例では、車線７１０（車両５００が走行する車線）側に歩道７３０がある。つまり車両５００は、図５（ｂ）の場合とは反対側の車線を逆方向に走行している。この場合は、走行車線側に歩道がない場合と比較して、車両５００は、トンネル６００の車両５００側の壁面から遠い位置を走行することになる。

カメラユニット３００及び照明ユニット４００は、走行方向に向かってスライドユニット２００の左端、すなわちトンネル６００の車両５００側の壁面に近づく位置にある。この場合のカメラユニット３００及び照明ユニット４００の位置を、以降ではポジションＢと呼ぶ。

図６（ｂ）の破線１００Ｂは、撮影システム１００による撮影範囲を表す。つまり、撮影システム１００は、トンネル６００の壁面のうち、破線１００Ｂで示されている撮影範囲内の領域６００Ｂ（太線で示されている領域）を撮影している。太線で示されているように、実施形態ではトンネルの壁面(覆工部)と地面との境目までを撮影する。

車両５００を走行させながら撮影システム１００による撮影を行うことで、トンネル６００の入口から出口までにおいて、紙面に対して図６（ｂ）の右側半分の壁面が撮影される。

図５の状態で撮影された壁面の画像と、図６の状態で撮影された壁面の画像を繋ぎ合せることで、トンネル６００の入口から出口までの全壁面の撮影画像を取得することができる。

ここで、カメラユニット３００の各カメラで撮影する画像は、それぞれ撮影領域がオーバーラップしていることが望ましい。また画像を繋ぎ合せて一枚の展開図画像を作成するため、図５の歩道無し側の画像と図６の歩道有り側の画像は、天井部分がオーバーラップするように撮影することが望ましい。換言すると、往きと帰りでトンネル６００の壁面を撮影する場合、トンネル６００の壁面で撮影されていない領域が生じないように、往きの撮影領域と帰りの撮影領域を、車両５００の走行方向と交差する方向にオーバーラップさせて撮影することが望ましい。

実施形態によれば、歩道の有無に応じて、カメラユニット３００及び照明ユニット４００をポジションＡ及びＢに切替えて固定するだけで、簡単に、車両５００側の壁面から撮影システム１００までの距離、すなわち被写体距離を略一定にすることができる。その結果、歩道の有無によらず、フォーカス状態、撮影倍率及び照明の明るさ等の撮影条件を共通にした撮影が可能となる。また、共通の撮影条件で右側半分と左側半分のトンネルの壁面を撮影できるため、両者を繋ぎ合せる画像処理も容易に行うことができる。

以上によりカメラのフォーカス調整や対象物の断面形状の測定といった手間をかけることなく、適切にトンネルの壁面を撮影することができる。

また、上記の他に以下の効果も得られる。例えば、車両の走行中にカメラのフォーカス調整等を行うと、走行に伴う振動や、急ブレーキ、急加速等の不規則な動きにより、調整機構が故障する可能性がある。

また、調整機構にカム溝とカムフォロアを採用するカム機構を用いた場合、車両の走行による振動によって、徐々にカムフォロアがカム溝を移動し、フォーカス状態が変わってしまう場合もある。さらにトンネル内の粉塵が機構内部に入り込むと、動作不良を招く虞もある。

実施形態によれば、車両の走行中にカメラのフォーカス調整等を行わないため、これらの故障の可能性を低減させることができる。またスライド機構が簡単であるため、装置コストを低減できるという効果もある。さらにフォーカス調整のために、被写体のテクスチャのコントラストを検知する等の複雑な画像処理を行わなくてよいため、演算コストを低減することができる。

さらに、そもそも暗くて特徴量の少ないトンネルを走行する場合、コントラストを検出すること自体が難しく、十分な精度でコントラスト検出を行おうとすると、感度の高い高価な撮像素子が必要となる。実施形態によれば、このような技術的難易度や撮像素子のコストをも低減することができる。

また、カメラユニットでライン撮像素子を用いる場合、1ライン分の画像しか得られないため、撮影画像を利用したフォーカス調整が難しくなる。実施形態でよれば、フォーカス調整に撮影した画像を利用しないため、カメラユニットにライン撮像素子を使用することもできる。これにより後述するような照明効率のよい撮影が可能となる。

加えて、上記の他に以下の効果も得られる。例えば、トンネル６００の中心から比較的ずれた位置にカメラユニット３００及び照明ユニット４００を置いて撮影したとする。ここでトンネル６００の中心とは、トンネル６００の半円状の断面形状における半円の略中心を指す。

この場合、トンネル６００の天井付近の壁面の画像（図２のカメラ３３１で取得した画像）と、トンネル６００の地面付近の壁面の画像（図２のカメラ３３４で取得した画像）とで、撮影倍率等の条件の差が大きくなる。その結果、トンネル６００の天井付近と地面付近とで、画像の解像度が大きく異なる等の不具合が生じる。

また、このような不具合をなくすため、トンネルの壁面までの距離が略一定になるように、車線を無視して道路の中央を車両で走行しながら、トンネルの壁面の撮影を行う方法もある（例えば、特開２０１１－０９５２２２参照）。

しかし、この方法では撮影時に対向車と衝突する虞があるため、車両の通行が少ない夜間に行ったり、道路を封鎖して行ったりする必要があって不便である。またトンネル内の道路に中央分離帯が設けられていると、そもそも上記の方法による撮影は不可能である。

これに対し、実施形態によれば、車両５００がトンネル６００の壁面に近いときも遠いときも、カメラユニット３００及び照明ユニット４００をトンネル６００の中心に近づけることができるため、トンネルの領域ごとでの撮影条件の差を抑制できる。従って、車両の通行止め等をすることなく、本来の車線を走行しながら、トンネル６００の天井付近と地面付近とで、画像の解像度が異なる等の不具合を抑制した撮影を行うことができる。

なお、実施形態では、スライドユニット２００を図１の太矢印方向に位置を変化させる例を示したが、これに限定されないものではない。車両の走行方向と交差する平面内における任意の方向に、スライドユニット２００の位置を変化させる構成としてもよい。

また実施形態では、スライドユニット２００により、図１の太矢印方向における異なる２つの位置でカメラユニット３００及び照明ユニット４００を固定する例を示したが、これに限定されるものではない。車両の走行方向と交差する平面内であって、トンネルの壁面に対向する方向における異なる２つの位置で、カメラユニット３００及び照明ユニット４００を固定してもよい。

ここで、「トンネルの壁面に対向する方向」について補足する。上述したように、トンネルは、車両の走行方向と直交する断面が半円状の形状をしている。従って、トンネルの壁面のうち、地面付近では壁面は水平方向を向いており、天井付近では壁面は鉛直下方向を向いている。「トンネルの壁面に対向する方向」とは、場所により向きが異なる壁面に対し、対向する方向をいう。地面付近における「トンネルの壁面に対向する方向」は、略水平方向等である。一方、天井付近における「トンネルの壁面に対向する方向」は、略鉛直上方向である。

次に、実施形態に係るガイドシャフト２４０の構成及び作用の詳細について説明する。

カメラユニット３００と照明ユニット４００は別体の構成要素であり、それぞれ独立してスライドする。そのため、ガイドシャフト２４０を適用しない構成とした場合、スライドする際にそれぞれが独立して、ピッチング、ヨーイング、ローリング等の動きを不規則に起こす可能性がある。

また撮影システム１００を車両から着脱する場合に、カメラユニット３００と照明ユニット４００との相互の位置、又は姿勢（以降、位置／姿勢と示す）が変動する可能性がある。さらに走行中の振動でそれぞれの位置／姿勢が変動したり、温度等の影響によるフレーム２６１及び２６２やベースプレート３１０及び４１０等の部材の変形で、それぞれの位置／姿勢が変動したりする可能性もある。

このような変動があると、カメラユニット３００による撮影領域に照明光が適切に当たらず、明るさ不足で撮影ができないという不具合が生じる場合がある。

一例として、図７は、カメラユニット３００と照明ユニット４００の相互の位置／姿勢が変動し、カメラユニット３００による撮影領域に照明光が適切に当たらなくなった状態を説明する図である。図７（ａ）は、カメラユニット３００と照明ユニット４００の相互の位置／姿勢の変動がない場合を示す図であり、図７（ｂ）は、カメラユニット３００と照明ユニット４００の相互の位置／姿勢の変動がある場合を示す図である。

図７（ａ）は、図の太矢印の方向に走行する車両５００を上方からみた図である。６００はトンネルの壁面である。撮影範囲３６１は、カメラユニット３００による撮影範囲を表し、トンネル６００の壁面と撮影範囲３６１の交差する部分がカメラユニット３００による壁面の撮影領域に該当する。照明範囲４６１は、照明ユニット４００による照明範囲を表し、トンネル６００の壁面と照明範囲４６１の交差する部分が照明ユニット４００による壁面の照明領域に該当する。

図７（ａ）では、カメラユニット３００と照明ユニット４００との相互の位置／姿勢の変動がないため、カメラユニット３００による撮影領域と照明ユニット４００による照明領域が重なっている。つまり、照明光は撮影領域を適切に照明している。

一方、図７（ｂ）では、カメラユニット３００及び照明ユニット４００の姿勢がそれぞれ独立に変動することにより、撮影範囲３６２と照明範囲４６２が図７（ａ）の状態から変化し、トンネル６００の壁面における撮影領域と照明領域が重ならなくなっている。つまり、カメラユニット３００と照明ユニット４００との相互の位置／姿勢の変動により、照明光は撮影領域を適切に照明していない。

特に実施形態では、撮像素子にラインＣＣＤを用い、車両５００の走行方向における撮影範囲（領域）を狭くしている。この場合、狭い領域に照明光を集中すればよいため、照明効率がよいという効果があり、暗いトンネルの内部では十分な照明光量が必要となるため、より好適である。しかしその反面で、車両５００の走行方向における撮影領域が狭いため、カメラユニット３００と照明ユニット４００との相互の位置／姿勢が変動すると、カメラユニット３００の撮影領域に照明光が適切に当たらない不具合が生じやすくなる。

そこで、撮影領域を照明光が適切に照明しない不具合を抑制するため、実施形態の撮影システム１００は、ガイドシャフト２４０を備えている。以下、図８を用いて具体的に説明する。図８は、実施形態に係るガイドシャフト及びガイドシャフト保持部材の構成の一例を説明する図である。

図８において、ガイドシャフト２４０は、ガイドシャフト保持部材２５１及び２５２により保持されている。シャフト連結部３４１及び３４２は、カメラユニット３００のベースプレート３１０に固定されている。

またシャフト連結部３４１及び３４２は、それぞれ貫通孔３４１－１及び３４２－１を備えている。貫通孔３４１－１及び３４２－１にガイドシャフト２４０を通すことで、ガイドシャフト２４０とカメラユニット３００は連結される。同様に、シャフト連結部４４１及び４４２がそれぞれ備える貫通孔に、ガイドシャフト２４０を通すことで、ガイドシャフト２４０と照明ユニット４００は連結される。

カメラユニット３００及び照明ユニット４００は、それぞれガイドシャフト２４０と連結しながらスライドする。つまり、共通の部材をガイド（案内）にしてスライドすることができる。

そのため、カメラユニット３００及び照明ユニット４００の何れか一方の位置／姿勢が変動したときは、他方もそれに連動して変動する。つまり、両者の相対的な位置／姿勢の関係を維持したまま、カメラユニット３００と照明ユニット４００をスライドさせたり静止させたりすることが可能となる。これにより、カメラユニット３００と照明ユニット４００との相対的な位置／姿勢の変動を抑制し、撮影領域を照明光が適切に照明しない不具合を抑制することができる。

次に図９は、トンネルの壁面に対してカメラユニット３００が傾いた場合のカメラユニット３００の撮影領域の一例と、トンネルの壁面に対して照明ユニット４００が傾いた場合の照明ユニット４００の照明領域の一例を説明する図である。

図９において、照明ユニット４００は、光軸４６５を光軸とする発散光である照明光４６６を、トンネル６００の壁面に照射している。照明光４６６の配光角（発散角）αは、１．６５度等である。カメラユニット３００は、トンネル６００の壁面を撮影している。光軸３６５は、カメラユニット３００の光軸である。

車両５００の蛇行運転等によりカメラユニット３００と照明ユニット４００の位置が変動すると、図９に示されているように、カメラユニット３００と照明ユニット４００がトンネルに壁面に対してそれぞれ傾く場合がある。この場合にも、カメラユニット３００と照明ユニット４００の相対的な位置／姿勢の関係は維持されるため、図示されているように、カメラユニット３００による撮影領域と照明ユニット４００による照明領域が重なっている状態を維持することができる。

このように、車両５００の蛇行運転等でカメラユニット３００と照明ユニット４００の位置が変動した場合にも、照明ユニット４００によりカメラユニット３００の撮影領域を適切に照明することができる。なお、本実施形態では特にラインＣＣＤを用いる場合を示したが、エリアＣＣＤ等を用いる場合であっても、同様の効果が得られる。

次に、実施形態に係るインデックスプランジャ３５０及び４５０の構成及び作用の詳細を、図１０を参照して説明する。図１０は、インデックスプランジャ３５０及び４５０の構成の一例を説明する図である。

図１０において、インデックスプランジャ３５０は、カメラユニット３００のベースプレート３１０の平面部に固定され、インデックスプランジャ４５０は、照明ユニット４００のベースプレート４１０の平面部に固定されている。

上述したように、カメラユニット３００はレール２１０上をスライドし、照明ユニット４００はレール２２０上をスライドする。インデックスプランジャ３５０及び４５０は同様の構成及び作用を有するため、ここではインデックスプランジャ４５０を例に説明する。

インデックスプランジャ４５０は、プランジャ４５１と、プランジャ保持部４５２とを有する。プランジャ４５１は、丸棒状で地面側に突出したピンと、ピンに地面側への付勢力を与えるスプリングと、ピンとスプリングを押さえるスプリング押さえ部とを有する。プランジャ保持部４５２は、プランジャ４５１を保持する。

一方、スライドユニット２００におけるベース２３０には、照明ユニット４００のスライド方向において、照明ユニット４００を固定したい位置に上記ピンと嵌合するための嵌合孔２３１が設けられている。従って、照明ユニット４００がスライドする際、嵌合孔２３１がない位置では、ピンは、ベース２３０にぶつかった状態であり、照明ユニット４００を固定するようには作用しない。

照明ユニット４００がスライドして嵌合孔２３１がある位置にくると、ピンはスプリングによる付勢力で嵌合孔２３１に向かって突出し、嵌合孔２３１と嵌合する。これにより照明ユニット４００はスライドできなくなって、照明ユニット４００は固定される。固定を解除して、照明ユニット４００を再度スライドさせたいときは、手動で固定解除機構を操作し、固定を解除する。

実施形態では、ベース２３０において、スライド方向におけるポジションＡとポジションＢに相当する位置に、それぞれ嵌合孔が設けられている。これにより、車両の走行方向と交差する平面内における異なる２つの位置に、照明ユニット４００を固定することができる。同様にして、カメラユニット３００も、インデックスプランジャ３５０により、車両の走行方向と交差する平面内における異なる２つの位置に固定することができる。

なお、実施形態では、ベース２３０に設けた嵌合孔２３１にピンを嵌合させ、照明ユニット４００等を固定する例を示したが、これに限定されるものではない。フレーム２６２やレール２２０等に設けた嵌合孔にピンを嵌合させて固定してもよいし、突き当てにより照明ユニット等を位置決めしたうえで、ボルト等でクランプすることで固定してもよい。

次に、実施形態において、カメラユニット３００による撮影方向（画像の取得方向）に対し、照明ユニット４００による照明光の照明方向を傾けることの効果の一例を、図１１を参照して説明する。

図１１は、図７と同様に、太矢印の方向に走行する車両５００を上方からみた図である。撮影方向３６３は、カメラユニット３００による撮影方向であり、カメラユニットが有するレンズの光軸方向と同義である。撮影範囲３６４は、カメラユニット３００により撮影される範囲を表す。トンネル６００の壁面と撮影範囲３６４とが交差する部分がカメラユニット３００による壁面の撮影領域に該当する。

照明方向４６３は、照明ユニット４００による照明方向であり、照明ユニットが有するレンズの光軸方向と同義である。照明範囲４６４は、照明ユニット４００により照明される範囲を表す。トンネル６００の壁面と照明範囲４６４とが交差する部分が照明ユニット４００による壁面の照明領域に該当する。

上述したように、車両５００の走行中の振動等により、カメラユニット３００と照明ユニット４００の位置／姿勢が変動すると、カメラユニット３００による撮影領域に照明光が適切に当たらず、明るさ不足で撮影ができない不具合が生じる。

そこで、実施形態では、トンネル６００の壁面の撮影領域に向け、カメラユニット３００の撮影方向に対して照明ユニット４００の照明方向を傾けて照明する。図１１の例では、角度θの傾きで照明される様子が示されている。

このように照明を傾け、車両の走行方向における照明領域の中央により近い付近を撮影領域とすることで、撮影領域に照明光が当たらないという不具合を抑制することができる。

ここで、図１２及び図１３は、それぞれカメラユニット３００の光軸３６５と照明ユニット４００の光軸４６５の傾き角度θと、照明光の配光角αと、カメラユニット３００からトンネル６００の壁面までの距離Ｌと、照明領域Ｓとの関係の一例を説明する図である。

図１２（ａ）は、カメラユニット３００と、照明ユニット４００と、トンネル６００の壁面との関係の一例を説明する図である。図１２（ａ）において、カメラユニット３００の光軸３６５はトンネル６００の壁面に対して垂直であり、照明ユニット４００による照明光４６６の光軸４６５は、カメラユニット３００の光軸３６５に対して傾き角度θで傾いている。なお、この「垂直」は厳密に９０度をいうものではなく、トンネル６００の壁面の傾斜や車両５００の蛇行等に応じて９０度から多少のずれがあってもよい。この点は以下においても同様である。

照明光４６６は、配光角αでトンネル６００の壁面を照明している。カメラユニット３００からトンネル６００の壁面までの距離Ｌは、車両５００の蛇行運転等により、ＬｍｉｎからＬｍａｘまで変動するとする。照明領域Ｓは、照明光４６６によるトンネル６００の照明領域である。照明光は円形領域を照明する光であり、照明領域Ｓはこの円形領域の直径を示している。但し、照明光は、円形領域を照明する光に限定されるものではなく、矩形領域を照明する光や楕円領域を照明する光であってもよい。

一方、図１２（ｂ）は、カメラユニット３００による撮影領域と照明ユニット４００による照明領域が重なっている状態で、車両５００がトンネル６００の壁面から最も遠ざかった場合を示す図である。

一例として、傾き角度θが２．５度、配光角αが１．６５度とすると、照明領域Ｓは３３０ｍｍとなる。この場合、カメラユニット３００からトンネル６００の壁面までの距離が５２００ｍｍの時に、トンネル６００の壁面において、カメラユニット３００の光軸３６５は照明領域Ｓの最端部（図１２（ｂ）では最右端）に位置する。従って、カメラユニット３００からトンネル６００の壁面までの距離５２００ｍｍは、カメラユニット３００による撮影領域と照明ユニット４００による照明領域が重なる状態を維持可能な最大距離Ｌｍａｘの一例となる。

図１３（ｃ）は、カメラユニット３００による撮影領域と照明ユニット４００による照明領域が重なっている状態で、車両５００がトンネル６００の壁面から最も近づいた場合を示す図である。

一例として、上記と同様に、角度θが２．５度、配光角αが１．６５度とすると、照明領域Ｓは３３０ｍｍとなる。この場合、カメラユニット３００からトンネル６００の壁面までの距離が２６００ｍｍの時に、トンネル６００の壁面において、カメラユニット３００の光軸３６５は照明領域Ｓの最端部（図１３（ｃ）では最左端）に位置する。従って、カメラユニット３００からトンネル６００の壁面までの距離２６００ｍｍは、カメラユニット３００による撮影領域と照明ユニット４００による照明領域が重なる状態を維持可能な最小距離Ｌｍｉｎの一例となる。

なお、上述では、照明ユニット４００により、トンネル６００の壁面に配光角αの発散光を照明する例を示したが、発散光に限定されず、平行光により照明してもよい。

発散光を照明する場合、照明ユニット４００からトンネル６００の壁面までの距離に応じて、トンネル６００の壁面における照明領域を変化させることができる。照明ユニット４００からトンネル６００の壁面までの距離Ｌが長いほど、より広い領域を照明することができる。

一方、平行光を照明する場合、照明ユニット４００からトンネル６００の壁面までの距離Ｌによらず、トンネル６００の壁面において一定の領域を照明することができる。

また上述では、カメラユニット３００の光軸３６５の方向をトンネル６００の壁面に対して垂直方向とし、照明ユニット４００の光軸４６５をカメラユニット３００の光軸３６５に対して傾ける例を示したが、これに限定されるものではない。図１３（ｄ）に示されているように、照明ユニット４００の光軸４６５の方向をトンネル６００の壁面に対して垂直方向とし、カメラユニット３００の光軸３６５を照明ユニット４００の光軸４６５に対して傾けてもよい。図１３（ｄ）は、カメラユニット３００の光軸３６５を照明ユニット４００の光軸４６５に対して傾き角度θだけ傾けた例を示している。換言すると、照明ユニット４００の光軸４６５とカメラユニット３００の光軸３６５は傾き角度θで相対的に傾いていればよい。

このように照明ユニット４００の光軸４６５とカメラユニット３００の光軸３６５とを相対的に傾けることで、カメラユニット３００の撮影領域に向けて、光を照明することができる。トンネル６００の壁面における水平方向の撮影領域（水平方向の撮影視野）が狭い場合であっても、カメラユニット３００による撮影領域を照明ユニット４００からの光で適切に照明することができる。

また、ガイドシャフト２４０を用いて、カメラユニット３００と照明ユニット４００との相対的な位置／姿勢の関係を維持する構成と、照明方向を傾けて照明する構成とを組み合わせることで、より効果が顕著となる。換言すると、撮像素子にラインＣＣＤを用い、照明効率がよい状態で撮影を行った場合であっても、照明ユニット４００による照明光がカメラユニット３００による撮影領域を適切に照明しないという不具合を、より顕著に抑制することができる。

また、車の蛇行でトンネルと壁面の距離が変動する場合やトンネルサイズが異なる場合においても、照明ユニット４００による照明光がカメラユニット３００による撮影領域を適切に照明しないという不具合を抑制することができる。

図１４は、車両５００の蛇行と、カメラユニット３００の撮影領域と、照明ユニット４００の照明領域の関係の一例を説明する図である。車両５００は、図１４に矢印で示されている方向に、蛇行しながら走行している。

図１４の右側に示されているように、カメラユニット３００からトンネル６００の壁面までの最大距離Ｌｍａｘが５２００ｍｍの時に、トンネル６００の壁面において、カメラユニット３００の光軸３６５は照明領域Ｓの最端部（図１４では最左端）に位置する。つまりカメラユニット３００による撮影領域と照明ユニット４００による照明領域が重なる状態を維持可能な一方の限界である。

一方、図１４の左側に示されているように、カメラユニット３００からトンネル６００の壁面までの最小距離Ｌｍｉｎが２６００ｍｍの時に、トンネル６００の壁面において、カメラユニット３００の光軸３６５は照明領域Ｓの最端部（図１４では最右端）に位置する。つまりカメラユニット３００による撮影領域と照明ユニット４００による照明領域が重なる状態を維持可能な他方の限界である。

角度θが２．５度、配光角αが１．６５度の条件下（図１２参照）では、カメラユニット３００からトンネル６００の壁面までの距離Ｌが２６００ｍｍ～５２００ｍｍの範囲で、車両５００の蛇行が許容されることが分かる。

＜撮影システムの動作＞
次に、実施形態に係る撮影システム１００の動作を、図１５を用いて説明する。図１５は撮影システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１４１で、撮影システム１００は、車両５００に取り付けられる。

続いて、ステップ１４２において、スライドユニット２００により、カメラユニット３００及び照明ユニット４００はポジションＡに固定される。この場合、カメラユニット３００及び照明ユニット４００のスライドと、ポジションＡでの固定は、ユーザが手動で実施する。

続いて、ステップＳ１４３において、トンネル６００の入口から出口まで車両５００を走行させながら、トンネル６００の歩道７３０がない側の壁面の領域６００Ａの撮影が行われる。この場合、車両５００がトンネル６００の入口に進入するときに、撮影が開始される。撮影開始の指示は、ユーザが行う。

車両５００がトンネル６００の出口まで到達したら、撮影は停止される。撮影停止の指示は、ユーザが行う。ここまででトンネル６００の全壁面のうち、半分の壁面の画像データがＨＤＤ１１４に記憶される。

続いて、ステップＳ１４４において、スライドユニット２００により、カメラユニット３００及び照明ユニット４００はポジションＢに固定される。この場合、カメラユニット３００及び照明ユニット４００のスライドと、ポジションＢでの固定は、ユーザが手動で実施する。

続いて、ステップＳ１４５において、ステップＳ１１０３における走行方向とは逆の方向に、トンネル６００の入口から出口まで車両５００を走行させながら、トンネル６００の歩道７３０がある側の壁面の領域６００Ｂの撮影が行われる。上述と同様に、撮影開始／停止の指示は、ユーザが行う。これにより、トンネル６００の全壁面のうち、残りの半分の壁面が撮影され、ＨＤＤ１１４に記憶される。

続いて、ステップＳ１４６において、撮影された画像は、ユーザにより問題がないかが確認され、問題ない場合は（ステップＳ１４６、Ｎｏ）、撮影は終了する。一方、問題がある場合は（ステップＳ１４６、Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０２に戻り、再度撮影が行われる。

以上により、カメラのフォーカス調整や対象物の断面形状の測定といった手間をかけずに、トンネルの壁面等の対象物を撮影することができる。

なお、実施形態では、カメラユニット３００及び照明ユニット４００のポジションＡ及びＢでの固定を、スライドユニット２００に対して行う例を述べたが、このような固定を車両５００に対して行ってもよい。以下にその構成を説明する。

カメラユニット３００及び照明ユニット４００を車両固定用ベースプレートに取り付けておく。ポジションＡの場合、走行方向に向かって車両のルーフの右端に、フック部品を用いて車両固定用ベースプレートを固定することで、カメラユニット３００及び照明ユニット４００を固定する。

ポジションＢの場合、走行方向に向かって車両のルーフの左端に、フック部品を用いて上記車両固定用ベースプレートを固定することで、カメラユニット３００及び照明ユニット４００を固定する。

また、ガイドシャフト２４０と、ガイドシャフト保持部材２５１及び２５２と同様の部品を車両固定用ベースプレートに設け、シャフト連結部３４１及び３４２、並びに４４１及び４４２と、ガイドシャフト２４０とを連結させる。これによりカメラユニット３００及び照明ユニット４００の位置／姿勢の変動の影響を抑制できる。

なお、この例の場合、撮影システム１００は、スライドユニット２００を有さなくてもよい。また、カメラユニット３００及び照明ユニット４００は、それぞれインデックスプランジャ３５０及び４５０を有さなくてもよい。

以上により、車両５００に固定した場合においても、カメラユニット３００及び照明ユニット４００のポジションＡ及びＢでの固定を、スライドユニット２００に対して行った場合と同様の効果を得ることができる。

［第１実施形態］
次に、第１実施形態に係る撮影装置を含む撮影システム１００ａについて説明する。なお、上述した実施形態と同一の構成部には同一の部品番号を付し、重複する説明を適宜省略する。

＜撮影システム１００ａの構成例＞
まず、図１６及び図１７を参照して、撮影システム１００ａの構成を説明する。図１６は、第１実施形態に係る撮影システム１００ａの構成の一例を説明する斜視図であり、図１７は、外装カバーが遮蔽された状態の撮影システム１００ａを示す斜視図である。

図１６及び図１７に示すように、撮影システム１００ａは、架台２７０と、外装カバー２８０と、カメラユニット３００と、照明ユニット４００とを有する。これらのうち、架台２７０、外装カバー２８０及びカメラユニット３００は、撮影装置１８０を構成している。また照明ユニット４００は照明装置の一例である。

架台２７０は、外装カバー２８０と、カメラユニット３００と、照明ユニット４００とを載置する部材である。移動体の一例としての車両は、外装カバー２８０、カメラユニット３００及び照明ユニット４００を、架台２７０を介して車両のルーフ上などに固定することができる。

架台２７０は、開閉方向２７１に沿って開閉可能に外装カバー２８０を載置している。外装カバー２８０は、撮影装置１８０の少なくとも一部を遮蔽可能で且つ開閉可能に設けられた外装部材の一例である。外装カバー２８０は、例えばカメラユニット３００及び照明ユニット４００を遮蔽することで防塵及び防滴を図ることができる。外装カバー２８０の材質には、金属又は樹脂等を適用可能である。図１６は外装カバー２８０が開放された状態を示し、図１７は外装カバー２８０が遮蔽された状態を示している。

外装カバー２８０が開放されると、カメラ３３１等を含むカメラユニット３００、及び照明光源部４３１等を含む照明ユニット４００は外部に露出され、撮影可能な状態になる。一方、外装カバー２８０が遮蔽されると、カメラユニット３００及び照明ユニット４００は遮蔽され、撮影不能な状態になる。撮影装置１８０による撮影を行わない時には、外装カバー２８０が遮蔽された状態にする。外装カバー２８０の開閉動作は、例えば撮影システム１００ａの撮影者が行うことができるが、モータ等を駆動源に電動で開閉させる構成してもよい。

また外装カバー２８０は、外装カバー２８０の内側に、外装カバー２８０の開閉動作に連動して移動可能に照明反射部材を固定している。なお、図１６及び図１７では、照明反射部材は外装カバー２８０に隠れて不図示になっている。

＜照明反射部材の構成例＞
次に図１８及び図１９を参照して、上記の照明反射部材の構成について説明する。図１８は、照明反射部材の構成の一例を説明する斜視図であり、図１９は断面図である。それぞれ照明反射部材の周辺の構成を示す拡大図である。

照明光源部４３１は、照明レンズ４３１ａを含み、トンネル壁面におけるカメラ３３１の撮影領域を照明するユニットである。照明光源部４３１は、破線の矢印で示す照明方向３８１に沿って照明光を照射する。なお、照明光源部４３１による照明光は発散又は集束する光であり、照明方向３８１は照明光の中心軸が沿う方向を示している。

照明レンズ４３１ａは、レンズ鏡胴が固定する複数のレンズ素子により構成される組レンズであり、カメラ３３１の撮影領域に照明光を集光することができる。なお、レンズ素子は、組レンズを構成する１つのレンズ単体を意味する。照明前玉４３１ｂは、照明レンズ４３１ａを構成する複数のレンズ素子のうち、トンネル壁面に最も近い位置にあるレンズ素子である。

カメラ３３１は、撮影レンズ３３１ａと、撮像素子３３１ｃとを含み、トンネル壁面を撮影するユニットである。撮影レンズ３３１ａは、レンズ鏡胴が固定する複数のレンズ素子により構成される組レンズであり、トンネル壁面が照明光を反射した反射光を集光し、撮像素子３３１ｃの撮像面上にトンネル壁面の像を形成することができる。

撮像素子３３１ｃは、撮影レンズ３３１ａによるトンネル壁面の像を撮像する撮像手段の一例である。撮像素子３３１ｃは、ＣＣＤ等の撮像素子であり、撮影レンズ３３１ａによるトンネル壁面の像を撮像した画像を出力できる。撮影前玉３３１ｂは、撮影レンズ３３１ａを構成する複数のレンズ素子のうち、トンネル壁面に最も近い位置にあるレンズ素子である。

照明反射部材３７１は、撮影装置１８０による撮影領域を照明可能な照明光の少なくとも一部を撮影レンズ３３１ａに向けて偏向させる照明偏向部材の一例である。照明反射部材３７１は、例えば反射面を有する平面ミラーである。但し、照明偏向部材は照明反射部材３７１に限定されるものではない。照明偏向部材は、照明光の少なくとも一部を撮影レンズに向けて偏向させるものであれば、平面ミラーに代えて、例えば球面ミラー又は非球面ミラー等を備えてもよいし、回折構造を有する回折素子を備えてもよい。また照明光を拡散反射する拡散面、又は照明光を散乱させる散乱面等を備えてもよい。

照明反射部材３７１は、照明光源部４３１の照明光を、破線の矢印で示す反射方向３８２に沿って反射する。なお、照明反射部材３７１による反射光も、照明光源部４３１による照明光と同様に発散又は集束する光であり、反射方向３８２は反射光の中心軸が沿う方向を示している。

また、照明反射部材３７１は、外装カバー２８０（図１６参照）の内側に固定されており、外装カバー２８０の開閉動作に伴って、照明方向３８１と交差する開閉方向２７１に沿って移動可能である。

外装カバー２８０が遮蔽された場合、例えば撮影装置１８０による撮影を行わない場合には、図１８に示すように、外装カバー２８０は、照明反射部材３７１の少なくとも一部が照明光の少なくとも一部を遮る遮光位置３８３に、照明反射部材３７１を配置する。なお、遮光位置３８３は、開閉方向２７１に交差する軸を指し、外装カバー２８０はこの軸上に照明反射部材３７１を配置できる。

この状態では、照明反射部材３７１は照明光を反射し、照明光の少なくとも一部を撮影レンズ３３１ａに照射する。照明反射部材３７１は、照射した光で撮影レンズ３３１ａを加熱することができる。換言すると、照明反射部材３７１は、照明光に基づくエネルギーにより撮影レンズ３３１ａを加熱する加熱手段として機能する。この加熱によって撮影レンズ３３１ａの結露を防止できるようになっている。

なお、撮影レンズ３３１ａの結露防止のために撮影レンズ３３１ａを加熱する際には、撮影システム１００ａ全体が動作しなくてもよく、少なくとも照明光源部４３１が動作可能な状態であればよい。従って加熱の際には、照明光源部４３１以外の構成には電力供給せず照明光源部４３１のみに電力供給すると、消費電力を低減できるため好適である。

ここで、照明反射部材３７１は、撮影前玉３３１ｂに光を照射することがより好ましい。撮影前玉３３１ｂは、外部との界面を有するため、撮影レンズ３３１ａのうちで最も結露しやすい部分である。この撮影前玉３３１ｂに光を照射することで、撮影前玉３３１ｂを直接的に加熱し、撮影前玉３３１ｂの結露を好適に防止できる。また撮影前玉３３１ｂは、照射された光の一部を透過するため、撮影前玉３３１ｂに照射された光の撮影前玉３３１ｂの透過光を、撮影レンズ３３１ａを構成する撮影前玉３３１ｂ以外のレンズ素子にも到達させることができる。そのため、撮影前玉３３１ｂ以外のレンズ素子も並行して加熱し、これらのレンズ素子の結露も防止できるようになっている。

但し、照明反射部材３７１が光を照射する対象となる撮影レンズ３３１ａの領域は、撮影前玉３３１ｂに限定されるものではなく、撮影レンズ３３１ａのレンズ鏡胴であってもよい。また撮影装置１８０は、撮影レンズ３３１ａだけでなく、照明レンズ４３１ａにも照明光の少なくとも一部を照射するように照明反射部材３７１を配置してもよい。照明レンズ４３１ａに光を照射する場合にも、照明前玉４３１ｂに光を照射すると、撮影前玉３３１ｂに光を照射する場合と同様の作用効果を得ることができる。

一方、外装カバー２８０が開放された場合、例えば撮影装置１８０による撮影を行う場合には、外装カバー２８０は、照明反射部材３７１が照明光を遮らない非遮光位置３８４に、照明反射部材３７１を配置する。なお、非遮光位置３８４は、開閉方向２７１に交差する軸を指し、外装カバー２８０はこの軸上に照明反射部材３７１を配置できる。

この場合には、照明反射部材３７１は、照明光源部４３１による照明光の光路から外れた位置に配置されるため、撮影装置１８０による撮影を阻害しない状態にできる。

ここで、図２０は、外装カバー２８０内での各構成の配置の一例を示す図である。なお、図２０は、外装カバー２８０が遮蔽された状態を示している。

図２０に示すように、外装カバー２８０は、図１８及び図１９で説明した照明光源部４３１、カメラ３３１及び照明反射部材３７１以外にも、照明光源部４３２、カメラ３３２、照明反射部材３７２、照明光源部４３３、カメラ３３３、及び照明反射部材３７３等を内側に配置する。照明反射部材３７２及び３７３も、照明反射部材３７１と同様に、外装カバー２８０の内側に固定され、外装カバー２８０の開閉動作に連動して遮光位置と非遮光位置との間を移動できる。

そして、照明反射部材３７２は照明光源部４３２による照明光の少なくとも一部を、少なくともカメラ３３２の撮影レンズに照射及び加熱して、少なくとも該撮影レンズの結露を防止できるようになっている。また照明反射部材３７３は、照明光源部４３３による照明光の少なくとも一部を、少なくともカメラ３３３の撮影レンズに照射及び加熱して、少なくとも該撮影レンズの結露を防止できるようになっている。この場合にも、照明反射部材３７１で説明したものと同様の作用を得ることができる。

＜撮影装置１８０及び撮影システム１００ａの作用効果＞
次に撮影装置１８０及び撮影システム１００ａの作用効果について説明する。
従来、撮影装置では、撮影装置に含まれる撮影レンズ又は照明レンズ等の外気に触れる部分が結露する場合がある。特に対象物としてトンネルの壁面を撮影する場合には、トンネル内は湿度が非常に高くなりやすいため、トンネルの外部から内部に進入した際に、結露が発生しやすい。撮影レンズ又は照明レンズ等のレンズ面が結露すると、レンズ面に付着した水分が撮影光又は照明光に作用することで、撮影される画像の品質が低下し、画像解析を適切に行えなくなる場合がある。

また、撮影装置に含まれる撮影レンズの結露を防止するために、アルミニウム等の熱伝導率の高い素材により構成されたレンズホルダを、ＣＣＤ等の撮像素子を設けた基板に当接させることで、撮像手段の発熱を伝熱して撮影レンズを加熱する構成が開示されている。

しなかしながらこの構成では、撮像素子の発熱を伝熱するため、撮像素子が動作していないと十分な熱が得られなかったり、またレンズホルダを伝熱する間に熱が拡散したりして、十分な加熱効率が得られない場合がある。レンズホルダにおける熱の拡散は、レンズのサイズが大きくなるほどより顕著になり、加熱効率はより低下する。

本実施形態では、撮影装置の撮影範囲を照明可能な照明光に基づくエネルギーにより、撮影レンズを加熱する加熱手段を有する。例えば加熱手段は、照明光の少なくとも一部を撮影レンズに向けて偏向させる照明反射部材（照明偏向部材）を含み、照明反射部材を用いて撮影レンズに照射される光のエネルギーにより撮影レンズを加熱する。照明光のエネルギーを用いて撮影レンズを加熱することで、伝熱部材を介さずに撮影レンズを加熱できるため、伝熱部材の熱拡散の影響等をなくし、撮影レンズを効率よく加熱することができる。

また本実施形態では、撮影レンズは、複数の撮影レンズ素子を含み、加熱手段は、複数の撮影レンズ素子のうち、最も対象物側に設けられた撮影前玉を加熱する。これにより撮影レンズのうちで最も結露しやすい部分である撮影前玉を直接的に加熱し、撮影前玉の結露をより好適に防止することができる。

また撮影前玉は照射された光の一部を透過するため、撮影レンズを構成する撮影前玉以外のレンズ素子にも透過光を到達させて並行して加熱でき、これらのレンズ素子の結露も好適に防止できる。

また本実施形態では、撮影システムは、照明偏向部材の少なくとも一部が、撮影システムの撮影範囲を照明可能な照明光の少なくとも一部を遮る遮光位置と、照明反射部材が上記照明光を遮らない非遮光位置との間で移動可能に照明反射部材を設ける。これにより、撮影システムにより撮影を行う際には、照明反射部材を非遮光位置に配置でき、照明反射部材が照明光を遮って撮影を阻害することを防ぐことができる。また結露防止のために撮影レンズを加熱する状態と、撮影を行う状態とを簡単に切り替えることができる。

また本実施形態では、照明反射部材は、撮影装置を遮蔽可能で且つ開閉可能に設けられた外装カバー（外装部材）に取り付けられ、外装カバーの開閉動作に連動して遮光位置と非遮光位置との間を移動する。撮影システムでは、撮影を行わない場合には、撮影ユニット及び照明ユニット等を外装カバーで遮蔽して防塵及び防滴し、撮影を行う場合には外装カバーを開放する。この構成により、切替のための専用の構成を追加することなく、結露防止のために撮影レンズを加熱する状態と、撮影を行う状態とを簡単に切り替えることができる。

但し、照明反射部材は、必ずしも外装カバーの開閉動作に連動する必要はなく、外装カバーとは独立して遮光位置と非遮光位置との間を移動可能に構成することもできる。

また本実施形態では、照明装置は、複数の照明レンズ素子を含む照明レンズを有し、撮影レンズは、複数の撮影レンズ素子を含む。加熱手段は、複数の撮影レンズ素子のうちの最もトンネルの壁面（対象物）側に設けられた撮影前玉、及び複数の照明レンズ素子のうちの最もトンネルの壁面対象物側に設けられた照明前玉の両方を加熱できる。この構成により、撮影レンズと照明レンズの両方の結露を防止可能になる。

［その他の好適な実施形態］
上述した第１実施形態では、加熱手段が照明偏向部材を含み、照明偏向部材が照射する光のエネルギーにより撮影レンズを加熱する構成を例示したが、加熱手段の構成は、これに限定されるものではない。

例えば、加熱手段は、撮影装置による撮影領域を照明可能な照明光の少なくとも一部を受光して、吸収した光のエネルギーを熱エネルギーに変換する変換部材を含むこともできる。変換部材は、一部を撮影レンズに当接させて熱エネルギーを伝達することで、撮影レンズを加熱する。変換部材には、例えば照明光の吸収率が高い色に着色した部材を適用可能である。

この構成でも、変換部材が発熱した熱エネルギーを用いて、伝熱部材を介さずに撮影レンズを加熱でき、第１実施形態で説明したものと同様の作用効果を得ることができる。

以上、本発明の実施形態の例について記述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

具体的には、カメラを搭載する車両としては２輪車、一般車等の４輪車、建設・農業・産業車両、鉄道車両、特殊車両であってもよく、また、ドローン等の飛行体であってもよい。これらまとめて移動体と称する。

また実施形態では、対象物の一例としてトンネルを説明したが、これに限るものではなく、対象物には、気体、液体、粉体、粒体物質の輸送に用いる配管も含まれる。また、対象物には、昇降機（エレベータ）が走行する縦穴状の鉄筋コンクリート構造等の昇降路（エレベータシャフト）も含まれる。

なお、実施形態の説明で用いた序数、数量等の数字は、全て本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。また、構成要素間の接続関係は、本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係はこれに限定されない。

また、機能ブロック図におけるブロックの分割は一例であり、複数のブロックを一つのブロックとして実現する、一つのブロックを複数に分割する、及び／又は、一部の機能を他のブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数のブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。

また実施形態は、撮影方法も含む。例えば、撮影方法は、撮影レンズを有し、対象物を撮影する撮影装置による撮影方法であって、前記撮影レンズによる前記対象物の像を撮像する工程と前記撮影装置による撮影領域を照明可能な照明光に基づくエネルギーにより、前記撮影レンズを加熱する工程と、を行う。このような撮影方法により、上述の撮影装置と同様の効果を得ることができる。

１００ 撮影システム
１８０ 撮影装置
２７０ 架台
２７１ 開閉方向
２８０ 外装カバー（外装部材の一例）
３００ カメラユニット
３３１～３３４ カメラ
３３１ａ 撮影レンズ
３３１ｂ 撮影前玉
３３１ｃ 撮影素子（撮像手段の一例）
３３１－１、３３４－１ レンズ
３７１ 照明反射部材（照明偏向部材の一例）
３８１ 照明方向
３８２ 反射方向
３８３ 遮光位置
３８４ 非遮光位置
４００ 照明ユニット（照明装置の一例）
４３１～４３６ 照明光源部
４３１ａ 照明レンズ
４３１ｂ 照明前玉
５００ 車両（移動体の一例）
６００ トンネル（構造物の一例）
６０１～６０３ 壁面（対象物の一例）

特許第５００５１８６号公報

Claims (8)

1. 対象物を撮影する撮影装置であって、
   撮影レンズと、
   前記撮影レンズによる前記対象物の像を撮像する撮像手段と、
   前記撮影装置による撮影領域を照明可能な照明光に基づくエネルギーにより、前記撮影レンズを加熱する加熱手段と、を有し、
   前記加熱手段は、前記照明光の少なくとも一部を前記撮影レンズに向けて偏向させる照明偏向部材を含み、前記照明偏向部材を用いて前記撮影レンズに照射される光の前記エネルギーにより、前記撮影レンズを加熱する
   撮影装置。
2. 前記撮影レンズは、複数の撮影レンズ素子を含み、
   前記加熱手段は、前記複数の撮影レンズ素子のうち、最も前記対象物側に設けられた撮影前玉を加熱する
   請求項１に記載の撮影装置。
3. 前記照明偏向部材は、前記照明偏向部材の少なくとも一部が前記照明光の少なくとも一部を遮る遮光位置と、前記照明偏向部材が前記照明光を遮らない非遮光位置との間で移動可能に設けられている
   請求項１、又は２に記載の撮影装置。
4. 前記照明偏向部材は、前記撮影装置の少なくとも一部を遮蔽可能で且つ開閉可能に設けられた外装部材に取り付けられ、前記外装部材の開閉動作に連動して前記遮光位置と前記非遮光位置との間を移動する
   請求項３に記載の撮影装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の撮影装置と、
   前記撮影装置の撮影範囲を照明する照明装置と、を有する
   撮影システム。
6. 前記照明装置は、複数の照明レンズ素子を含む照明レンズを有し、
   前記撮影レンズは、複数の撮影レンズ素子を含み、
   前記加熱手段は、前記複数の撮影レンズ素子のうちの最も前記対象物側に設けられた撮影前玉、及び前記複数の照明レンズ素子のうちの最も前記対象物側に設けられた照明前玉の両方を加熱する
   請求項５に記載の撮影システム。
7. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の撮影装置、或いは請求項５又は６に記載の撮影システムの何れか１つを有し、
   前記対象物は構造物の壁面であり、
   移動しながら、前記撮影装置又は前記撮影システムにより前記構造物の壁面を撮影する
   移動体。
8. 撮影レンズを有し、対象物を撮影する撮影装置による撮影方法であって、
   前記撮影レンズによる前記対象物の像を撮像する工程と
   前記撮影装置による撮影領域を照明可能な照明光に基づくエネルギーにより、前記撮影レンズを加熱する工程と、を行い、
   前記加熱する工程では、前記照明光の少なくとも一部を前記撮影レンズに向けて偏向させる照明偏向部材を用いて前記撮影レンズに照射される光の前記エネルギーにより、前記撮影レンズを加熱する
   撮影方法。

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