JPS6054647B2 - borehole scanner - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ダムや地下空洞掘削の際に、建設地点の地質
調査に用いるポーリング孔壁観察装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a poling hole wall observation device used for geological investigation of a construction site when excavating a dam or underground cavity.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ダムやトンネルのような地下空洞を掘削するには建設地
点の地質を調査して工事に採用する施工法、工事の進め
方及び安全対策等に万全を期す必要がある。In order to excavate underground cavities such as dams and tunnels, it is necessary to investigate the geology of the construction site and take all possible precautions in terms of the construction method, construction procedure, safety measures, etc.

地質調査では、一般に岩盤の割れ目の方向、傾斜及び性
状、さらには地層の方向及び傾斜を知ることが必要であ
る。In geological surveys, it is generally necessary to know the direction, inclination, and properties of rock fractures, as well as the direction and inclination of strata.

このため、ポーリングを行つた際にコアを採取していた
が、コアではその方向を確認することができなく、地質
の種類によつてはコアを全く採取できないケースもあり
、この場合には地質情報を全く無くしてしまう状態に落
ち入つていた。しかも、地質調査では部分的観測では意
味をなさず、常に孔壁を全面的に展関して見る必要があ
ることから、近年では直接孔壁を観測する方法が検討さ
れている。For this reason, cores were collected during polling, but the direction cannot be confirmed with the cores, and depending on the type of geology, there are cases where cores cannot be collected at all. I had fallen into a state where I lost all information. Furthermore, in geological surveys, it is meaningless to conduct partial observations; it is always necessary to examine the entire borehole wall, so methods of directly observing the borehole wall have been considered in recent years.

このような方法としては、第１図に示すように、建設地
点をポーリングしてボアホールａを形Ｊ成し、この中に
孔壁観測装置所謂ボアホールテレビゾンデをを降ろして
、３６００方向の孔壁面を画像として写し出し、地盤の
情報、例えば岩石の種類、亀裂の有無およびその方向性
や開口状況などを調査する方法があり、第２図のように
ボアホールテレビゾンデｂの先端部に集光レンズｄを設
けた複数本の光ファイバーの始端Ｊｉｊが孔壁面ａに対
面し、かつ横方面の画角によつて定まる同一開角で放射
状となるように平面配置した観測用光ファイバー群を取
付けて孔壁の展開画像を得る（特開昭５７−７２１１７
号公報参照）などの方法である。As shown in Figure 1, this method involves polling the construction site to form a borehole a, and lowering a borehole wall observation device (so-called borehole television sonde) into the borehole to observe the borehole wall surface in 3600 directions. There is a method of projecting the image as an image and investigating ground information, such as the type of rock, the presence or absence of cracks, their direction, and opening conditions. Attach a group of observation optical fibers arranged in a plane so that the starting ends Jij of the plurality of optical fibers facing the hole wall surface a, and radiating at the same opening angle determined by the lateral angle of view, are installed on the hole wall. Obtaining a developed image (Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-72117
(see Japanese Patent Publication).

しかし、ここで使用されている第１図のボアホールテレ
ビカメラは、第１図に示すように孔壁ａに対して４５メ
の傾斜をもつ鏡面ｅと光源ｆを用いて、光源ｆによる照
射により鏡面ｅに写し出された孔壁像をレンズｄを介し
て撮像管ｃにより撮像し、その画像信号をケーブルｇで
地上に送り、地上に設けたテレビ受像機ｈに写し出して
孔壁面を観察する形式のものである。このためこの装置
では受像機ｈに写し出される画像は孔壁面の一部、即ち
鏡面ｅ（７）縦横の長さと鏡面ｅと孔壁面ａ間の距離お
よびレンズｄの画角によつて定まる鏡面指向方向の一部
の孔壁面しか映出されない。従つて、３６０部方向の孔
壁面を観察できるようにするためには、鏡面ｅと光源ｆ
とテレビカメラｃとを地上から操作されるモーター１に
より回転させて３６００の画像を得る必要があるし、仮
に回転させて３６００の画像が得られても全体的な判断
を行うためには、第３図のように一枚一枚の画像を写真
にとり上下左右に貼り合わせて３６０画の展開画像を得
るか、一画面一画面スケッチを行つて展開画像を得る必
要があり、いずれの場合も非常に面倒な手間を必要とす
る。加えて、地質調査は一般に数百ｍから千ｍ以上．の
深さにまで実施されるため、鋼桿のような剛体でテレビ
ゾンデを操作することは不可能であることから、テレビ
ゾンデｂはケーブルによつてボアホールａの中に吊り下
げられている。However, the borehole television camera used here, as shown in Fig. 1, uses a mirror surface e that has an inclination of 45 meters with respect to the hole wall a, and a light source f. The hole wall image projected on the mirror surface e is captured by an image pickup tube c through a lens d, and the image signal is sent to the ground via a cable g and projected onto a television receiver h installed on the ground to observe the hole wall surface. belongs to. Therefore, in this device, the image projected on the receiver h is a part of the hole wall surface, that is, the mirror surface e (7), and the mirror surface direction is determined by the length and width, the distance between the mirror surface e and the hole wall surface a, and the angle of view of the lens d. Only a part of the hole wall surface in the direction is projected. Therefore, in order to be able to observe the hole wall surface in the 360-degree direction, the mirror surface e and the light source f must be
and television camera c must be rotated by motor 1 operated from the ground to obtain 3600 images, and even if 3600 images were obtained by rotating, in order to make an overall judgment, the first As shown in Figure 3, it is necessary to photograph each image one by one and paste them vertically and horizontally to obtain a 360-image developed image, or to obtain a developed image by sketching each screen one by one. requires a lot of effort. In addition, geological surveys generally range from several hundred meters to more than 1,000 meters. Since it is impossible to operate the TVsonde with a rigid body such as a steel rod, the TVsonde B is suspended in the borehole A by a cable.

従つて、３６００の展開画像が得られたとしても地上の
観測！点に対してどの方位の地層を各画像が示している
のか確認することができない。これは、ゾンデを吊り下
げているケーブルがねじれてしまい、ゾンデ内でテレビ
が回転している動きにねじれによる動きが加算されてし
まうことからケーブルの地上・での位置が固定されてい
てもカメラの向きが必ずしも一定の移動をしないからで
ある。このため、観測画像の中に北からの回転角を表示
するようにしているが、展開画像を作成するために各観
測画像を配置していく際に逐一回転角を確認した上でそ
の回転角を合致させて作業をしなければならず、前述の
ような非常に面倒な手間と長時間の作業を要している。
また、第２図のファイバーを使用する場合には、先端に
レンズを装着したファイバー始端Ｊｉ，をボアホールａ
に対面させ孔壁の一部を撮影した画像をレンズと対向す
るファイバー終端ｊにおくる。Therefore, even if 3,600 expanded images are obtained, it is only a ground observation! It is not possible to confirm which orientation of the strata each image shows relative to a point. This is because the cable suspending the sonde gets twisted, and the twisting motion is added to the rotation of the TV inside the sonde, so even if the cable's position on the ground is fixed, the camera This is because the direction of the object does not necessarily move in a constant manner. For this reason, the angle of rotation from the north is displayed in the observation images, but when arranging each observation image to create a developed image, the angle of rotation is checked one by one, and then This requires a lot of troublesome work and a long time as described above.
In addition, when using the fiber shown in Fig. 2, the fiber starting end Ji, which has a lens attached to its tip, should be inserted into the borehole a.
A photographed image of a part of the hole wall is sent to the end of the fiber j facing the lens.

ファイバー終端ｊでは、孔壁の展開画像が得ノられるよ
うに、ファイバー始端が展開されている順に配置してい
る。ここで各方向の画像が展開画像としてまとめられレ
ンズｄを介して撮像管ｃに像が結ばれ地上のテレビ受像
機で観測される。しかしながら、ゾンデｂの中心がボア
ホールａの中・心とずれた場合や、孔径に変化があつた
場合に各ファイバー間の画像のくい違いが生じ、展開画
像が非常に見にくくなる欠点がある。この場合には、磁
石の針の位置をファイバーで見るようにし、各画像と同
じ一つの信号として方位を表示しているので、上述の例
と同様に連続した展開画像を作成するためには、各画像
をの表示方位を逐一確認した上で方位を合致させて作業
しなければならず、非常に面倒な手間と長時間の作業を
要している。At the fiber end j, the fiber starting ends are arranged in the unfolded order so that a developed image of the hole wall can be obtained. Here, the images in each direction are combined into an expanded image, focused on an image pickup tube c via a lens d, and observed by a television receiver on the ground. However, if the center of the sonde b deviates from the center of the borehole a, or if the diameter of the hole changes, discrepancies occur in the images between the fibers, making the developed image very difficult to see. In this case, the position of the magnet needle is viewed through a fiber, and the direction is displayed as the same signal as each image, so in order to create a continuous expanded image as in the example above, The display orientation of each image must be checked one by one and the orientations must be matched before the work is done, which requires extremely troublesome and long hours of work.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記の状況に鑑み、本発明はボアホール孔壁の展開画像
を測定時点で、連続的な展開画像として直接得ることを
第１義の目的としており、さらに可視光線以外の波長の
光線を用いてボアホール内の追跡試験や温度分布の調査
も可能にすることをその目的にしている。In view of the above situation, the primary objective of the present invention is to directly obtain developed images of the borehole wall at the time of measurement as continuous developed images, and furthermore, the present invention aims to directly obtain developed images of the borehole wall at the time of measurement, and furthermore, it uses light beams with wavelengths other than visible light to The purpose is to enable follow-up tests and investigation of temperature distribution within the area.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明によるボアホールスキャナーは、地上に設置され
る昇降装置、該昇降装置にケーブルで吊り下げられボア
ホール孔内を昇降するゾンデ、該ゾンデと連結しゾンデ
の吊り下げ位置を検出結する深度センサー、該ゾンデ内
に設ける光ビーム発生器、光ビームの方向に傾斜させて
設置するハーフミラー、該ハーフミラーを通過してくる
光ビームをゾンデ外に投光し孔壁からの反射光をハーフ
ミラーに向ける反射鏡、ハーフミラーからの反射光を受
けて電気的輝度信号に変える光電変換素子、上記反射鏡
と一体に設ける方位計、上記深度センサーの検出する昇
降速度に関連させて反射鏡と方位計を回転する駆動装置
及び上記深度センサーからの出力信号と上記方位計から
の出力信号とに同期させた光電変換素子からの輝度信号
を随時組み合せて記録する記録装置から構成されており
、方位計からの信号をベースにして特定の基準点を有す
る連続した孔壁面展開画像を画像編集や画像修正の手間
なく簡易な操作で自動的、かつ直接的に記録もしくは表
示するものである。A borehole scanner according to the present invention includes a lifting device installed on the ground, a sonde suspended by a cable from the lifting device and moving up and down inside the borehole, a depth sensor connected to the sonde to detect the suspended position of the sonde, and A light beam generator installed inside the sonde, a half mirror installed inclined in the direction of the light beam, the light beam passing through the half mirror is projected outside the sonde, and the reflected light from the hole wall is directed to the half mirror. A reflecting mirror, a photoelectric conversion element that receives reflected light from the half mirror and converts it into an electrical brightness signal, a compass provided integrally with the reflective mirror, and a compass that connects the reflective mirror and the compass in relation to the vertical speed detected by the depth sensor. It consists of a rotating drive device and a recording device that records the combination of the luminance signal from the photoelectric conversion element synchronized with the output signal from the depth sensor and the output signal from the compass. This system automatically and directly records or displays continuous hole wall developed images having a specific reference point based on a signal with a simple operation without the hassle of image editing or image correction.

〔作用〕[Effect]

ボアホールにゾンデを吊り降ろす昇降速度に関連して反
射鏡と一体に回転する方位計からはＮ極と光ビーム投射
方向との偏りが出力される。The compass, which rotates together with the reflector in relation to the speed of lifting and lowering the sonde into the borehole, outputs the deviation between the north pole and the light beam projection direction.

従つて、ゾンデが自転してもＮ極との偏り値の増減とし
て随時信号として地上に出力される。そして、記録装置
において上記偏り値の出力信号を順次整列させ、深度セ
ンサー、方位計からの各出力信号に同期させた輝度信号
を連続的に組み合わせて記録し、必要に応じて随時出力
表示する。〔実施例〕 以下、図面に基いて本発明の実施例及びその作用を説明
する。Therefore, even if the sonde rotates, an increase or decrease in the deviation value from the north pole is outputted to the ground as a signal at any time. Then, in a recording device, the output signals of the bias values are sequentially arranged, and the luminance signals synchronized with the output signals from the depth sensor and the compass are continuously recorded and output, and displayed as needed. [Example] Hereinafter, an example of the present invention and its operation will be described based on the drawings.

第４図は光学ヘッドの例、第５図は本発明の一実施例を
示す断面図、第６図は光ビームが走査する孔壁展開面の
軌跡、第７図は光ビームの走査軌跡の斜視図、第８図、
第９図は、マルチスペクトルスキャナーにした場合の光
学ヘッドである。Fig. 4 is an example of an optical head, Fig. 5 is a sectional view showing an embodiment of the present invention, Fig. 6 is a locus of a hole wall developed surface scanned by a light beam, and Fig. 7 is a scanning locus of a light beam. Perspective view, Figure 8,
FIG. 9 shows an optical head used as a multispectral scanner.

第５図に示すように、本発明によるボアホールスキャナ
ーは地上に設置され制御器ｒで操作される昇降装置ｑに
ケーブルでボアホールａの中に吊り下げられるゾンデｂ
１このゾンデｂから送られてくる方位信号及び輝度信号
を入力する記録装置ｓとフレームメモリーｔから成る画
像記録装置及び画像を表示するテレビ受像機ｈから構成
されている。第４図イに示す例ては、反射鏡と一体に回
転する方位計ｘがＮ極と光ビームの投射方向との偏りを
地上に出力するので、記録装置においての信号を順次整
列させ、深度センサー、方位計からの各出力信号に同期
させた輝度信号を連続的に組み合わせて出力表示する。As shown in FIG. 5, the borehole scanner according to the present invention has a sonde b suspended in a borehole a by a cable to a lifting device q that is installed on the ground and operated by a controller r.
1. It consists of an image recording device consisting of a recording device s that inputs the azimuth signal and brightness signal sent from the sonde b and a frame memory t, and a television receiver h that displays the image. For example, in the example shown in Figure 4A, the compass x, which rotates together with the reflecting mirror, outputs the deviation between the north pole and the projection direction of the light beam to the ground, so the signals in the recording device are sequentially aligned, and the Luminance signals synchronized with each output signal from the sensor and compass are continuously combined and displayed.

又、第４図口に示す例では、方位計の磁石が駆動装置１
の磁気的影響を受けて少しでも誤動作するのを防止する
対策のために方位計の機能を分割し、駆動装置１に近い
位置にはゾンデｂの基準点と光ビームの投射方向との偏
りを出力する位置センサーｎを設け、磁石を有しＮ極と
対応して出力する方位センサーｎ″を駆動装置１の磁気
的影響を受けないゾンデの先端に光ビーム発生器ｆと並
べて設けてある。In addition, in the example shown in Figure 4, the magnet of the compass is connected to the drive device 1.
In order to prevent even the slightest malfunction due to the magnetic influence of A position sensor n for outputting is provided, and an azimuth sensor n'' having a magnet and outputting in correspondence with the north pole is provided at the tip of the sonde, which is not affected by the magnetic influence of the drive device 1, in parallel with the light beam generator f.

光ビーム発生器から発する光ビームの方向には傾斜させ
たハーフミラーｅを設置し、ハーフミラー１を透過する
光をレンズＤ２を介してゾンデ外の孔壁に投光し、その
反射光を受けてハーフミラーｅに反射する反射鏡ｅとこ
の反射鏡の方向を検知する位置センサーｎとを一体にし
て回転させる駆動装置１に結合している。ハーフミラー
１で反射された光はスリットＫ２を通つて光電変換素子
ｍに照射され、電気的輝度信号として地上の記録装置ｓ
に伝送する。A tilted half mirror e is installed in the direction of the light beam emitted from the light beam generator, and the light transmitted through the half mirror 1 is projected onto the hole wall outside the sonde via the lens D2, and the reflected light is received. A reflecting mirror e that reflects the light onto a half mirror e and a position sensor n that detects the direction of this reflecting mirror are coupled to a driving device 1 that rotates them together. The light reflected by the half mirror 1 passes through the slit K2 and is irradiated onto the photoelectric conversion element m, and is sent to the ground recording device s as an electrical luminance signal.
to be transmitted.

駆動装置１は別置のゾンデ深度センサーｐの昇降速度に
関連させて回転速度を制御されており、１回転した時に
１ステップ次の孔壁に光ビームが投光されるようにセッ
トされている。The rotational speed of the driving device 1 is controlled in relation to the vertical speed of a separately placed sonde depth sensor p, and is set so that a light beam is projected onto the next hole wall by one step when it rotates once. .

ゾンデｂはケーブルで吊り下げられているために、その
方向は常に不定であるが、方位センサーｎ″からの方位
信号がＮ極からのゾンデの偏りを表示する。Since the sonde b is suspended by a cable, its direction is always uncertain, but the direction signal from the direction sensor n'' indicates the deviation of the sonde from the north pole.

又、孔壁に投光される光ビームの方向は駆動装置１によ
つて順次移動していくが、この移動はゾンデの基準位置
からの偏りとして位置センサーｎから位置信号として表
示される。従つて、方位センサーのＮ極からのゾンデの
偏りを示す方位信号と位置センサーのゾンデの基準位置
からの偏りを示す位置信号とを加算すると、投光されて
いる孔壁のＮ極からの正確な偏りを知ることがでｌきる
。次に、その動作について説明すると、光ビーム発生器
ｆから発せられた光は、レンズｄ１およびスリットｋ１
を通つて微細な光ビームとなつてハーフミラー１を通過
し鏡面ｅで反射されてレンズＤ２を７通つて孔壁ａに照
射される。Further, the direction of the light beam projected onto the hole wall is sequentially moved by the drive device 1, and this movement is displayed as a position signal from the position sensor n as a deviation from the reference position of the sonde. Therefore, by adding the azimuth signal indicating the deviation of the sonde from the north pole of the azimuth sensor and the position signal indicating the deviation of the sonde from the reference position of the position sensor, it is possible to calculate the accuracy of the deviation from the north pole of the hole wall where light is being projected. It is possible to know the bias. Next, to explain its operation, the light emitted from the light beam generator f is transmitted through the lens d1 and the slit k1.
The light beam becomes a minute light beam, passes through the half mirror 1, is reflected by the mirror surface e, passes through seven lenses D2, and is irradiated onto the hole wall a.

孔壁ａに照射された光ビームは一部は吸収され一部は反
射される。反射された光はレンズＤ２を通り鏡面ｅで反
射され、さらにハーフミラー１で反射された光がスリッ
トＫ２を通過し光電変換素子ｍで電気信号に変換されフ
る。レンズ↓と鏡面ｅからなる光学ヘッドをモーター１
で回転すれば、孔壁の１周の画像情報が電気信号として
得られる。第５図にように光学ヘッドｏを内蔵するゾン
デｂをポーリング孔ａの中へ挿入し、地士の昇降装置ｑ
を用い、深度センサーｒで検出した降下速度と、ゾンデ
ｂに内蔵される光学ヘッドｏの回転速度が関連するよう
にゾンデｂをポーリング孔ａ内を降下させると、第６図
および第７図のようにポーリング孔壁面ａを円管状にま
たはスパイラルに走査することになる。A portion of the light beam irradiated onto the hole wall a is absorbed and a portion is reflected. The reflected light passes through the lens D2 and is reflected by the mirror surface e, and further, the light reflected by the half mirror 1 passes through the slit K2 and is converted into an electrical signal by the photoelectric conversion element m. Motor 1 is the optical head consisting of lens ↓ and mirror surface e.
If it rotates, image information of one rotation of the hole wall can be obtained as an electrical signal. As shown in Fig. 5, the sonde b containing the optical head o is inserted into the polling hole a, and
When the sonde b is lowered through the polling hole a so that the descending speed detected by the depth sensor r is related to the rotational speed of the optical head o built in the sonde b, the results shown in Figs. 6 and 7 are obtained. Thus, the polling hole wall surface a is scanned in a circular or spiral manner.

このようにして孔壁面を密に走査し、孔壁の明度を電気
信号に変換してケーブルを通して地上に送る。送られて
きた輝度信号をアナログからデジタルに変換し、光ビー
ムの位置の信号（深度、向き）とともに記録装置Ｓで記
録する。深度は、第５図の深度センサーＰで知り、方向
は第４図の方向センサーｎ及び位置センサーｎ″から上
述のように得ることができる。In this way, the hole wall surface is scanned closely, and the brightness of the hole wall is converted into an electrical signal, which is sent to the ground through a cable. The sent luminance signal is converted from analog to digital, and is recorded by a recording device S together with the light beam position signal (depth, direction). The depth is known from the depth sensor P of FIG. 5, and the direction can be obtained from the direction sensor n and the position sensor n'' of FIG. 4 as described above.

記録装置ｓへの輝度信号入力は、方向センサーｎの信号
をベースにして、ゾンデから投光される光ビームの向き
が例えばＮ極のような特定の位置にきた時から常に記録
をするようにしておき、各一周の展開画像が常にＮ極に
位置する孔壁の画像から展関するように基準点を明確に
して記録している。The luminance signal input to the recording device s is based on the signal of the direction sensor n, and is always recorded from when the direction of the light beam projected from the sonde reaches a specific position, such as the north pole. Then, the reference point is clearly defined and recorded so that the developed image of each round is always related to the image of the hole wall located at the north pole.

このように記録されたデータをフレームメモリーｔなど
の画像記録装置に孔壁の展開画像が得られるようにデー
タの基準点を一致させてデータ配列を行い記録して、テ
レビ受像機ｈ上に連続展開画像として表示して観測を行
う。The data recorded in this way is recorded on an image recording device such as a frame memory t by aligning the data reference points so that a developed image of the hole wall can be obtained, and then being recorded continuously on a television receiver h. Observe by displaying it as an expanded image.

また、第８図のように受光スリットＫ２の後にプリズム
を配置し入射光を分光して分光用スリットＫ３で各波長
領域を選択し光電変換器ｍ１〜亀を選択スリットＫ３の
後に配置して各波長領域の分光放．射強度を測定すれば
マルチスペクトルスキャナーとして利用することができ
る。In addition, as shown in Fig. 8, a prism is placed after the light receiving slit K2 to separate the incident light, and each wavelength region is selected by the spectroscopic slit K3. Spectral emission in the wavelength range. By measuring the radiation intensity, it can be used as a multispectral scanner.

これは、例えば受光スリットＫ２を赤、青、緑の３色の
領域に配置しておけば、３色の分光放射強度をカラーモ
ニター画面上で組合せることによつてカラー画像が得ら
．れるばかりてなく、赤外領域の分光放射強度を測定す
ることによつて赤外領域の輝度画像を作ることができる
。この赤外領域の輝度画像は、ポーリング孔内の岩盤や
土の水分含有量の判定や温度測定などに利用でき極めて
有用である。このマルチスペクトルスキャナーは、第９
図のように受光スリットＫ２の後に光ファイバーの始端
Ｗ１を対向し、受光スリットＫ２を通過した孔壁反射光
が入射するような構造とし、光ファイバーの終端Ｗ２を
複数に分離して、それぞれの光ファイバー終端ｗにバン
ドパスフィルタやカットフィルターあどのフィルターｘ
を配置してフィルターｘを通過した孔壁反射光を光電変
換器で各波長領域の放射強度を測定しても第８図のプリ
ズムの場合と同様な効果を得ることができる。For example, if the light-receiving slit K2 is placed in the three-color area of red, blue, and green, a color image can be obtained by combining the spectral radiation intensities of the three colors on the color monitor screen. Not only that, but also a brightness image in the infrared region can be created by measuring the spectral radiation intensity in the infrared region. This brightness image in the infrared region is extremely useful as it can be used to determine the moisture content of rock and soil in the poling hole, measure temperature, etc. This multispectral scanner
As shown in the figure, the starting end W1 of the optical fiber is placed opposite to the light receiving slit K2, and the structure is such that the light reflected from the hole wall that has passed through the light receiving slit K2 is incident. Filter such as band pass filter or cut filter x
The same effect as in the case of the prism shown in FIG. 8 can be obtained by arranging the prism and measuring the radiation intensity in each wavelength range of the light reflected from the hole wall by a photoelectric converter.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、本発明によるボアホールスキャナーは、
１ポーリング孔の全周壁を一度に観測す”るための展開
画像を測定時点で簡単に得られるので、地質調査に最も
大切な地下の割れ目や地層の方向、傾斜を迅速に知るこ
とができる。As described above, the borehole scanner according to the present invention has
Because it is possible to easily obtain a developed image at the time of measurement to observe the entire circumferential wall of a single polling hole at once, it is possible to quickly determine the direction and inclination of underground cracks and strata, which are most important for geological surveys.

２方位計による特定の基準点をベースにして連続的に展
開画像を得ることができるので、地質の調査、分析を効
率良く実施することができる。Since developed images can be obtained continuously based on specific reference points using two azimuth meters, geological surveys and analyzes can be carried out efficiently.

その速度は従来装置が１０〜１５７ＴＬ，／日であるの
に対して５０〜１００Ｔｎ，／日という飛躍的な数値に
なつている。３部品の数が少ないために１００℃以上の
高温下での観測ができる。The speed has dramatically increased to 50 to 100 Tn/day, compared to 10 to 157 TL/day for conventional equipment. 3 Because the number of parts is small, observations can be made at high temperatures of over 100°C.

４方位計によつて展開画像の方向、位置が正しく把握で
きるので、ケーブルによつて非常に深いポーリング孔の
地質も確実に知ることができる。Since the direction and position of the developed image can be accurately grasped using the 4-direction meter, the geology of extremely deep polling holes can also be known with certainty using the cable.

５可視光線以外の波長の光線でも測定が可能なため螢光
薬品を利用した追跡試験や赤外光による温度分布の調査
などにも使用できる。5.Since it is possible to measure light at wavelengths other than visible light, it can also be used for follow-up tests using fluorescent chemicals and temperature distribution investigations using infrared light.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来使用されているボアホールテルビカメラシ
ステムの断面図、第２図はファパースコープとテレビカ
メラを用いた孔壁展開画像を得るための孔壁展開画像観
測装置のゾンデの斜視図、第３図は従来装置て得た部分
画像を組み合せて作成した展開画像、第４図は本発明の
実施例を示すゾンデ部分の断面図、第５図は本発明の装
置全体の一実施例のシステム図、第６図は光ビームが走
査する孔壁展開面の軌跡、第７図は光ビームの走査軌跡
の斜視図、第８図はプリズムを使用したマルチスペクト
ルスキャナーの一実施例、第９図は、光ファイバーを使
用した場合のマルチスペクトルスキャナーの一実施例で
ある。 ａ・・・・・・ポーリング孔壁（ボアホール）、ｂ・・
・・ゾンデ、ｃ・・・・・・テレビカメラ（撮像管）、
ｄ・・・レンズ、ｄ１・・・・・・光ビーム作成レンズ
、４・・・・・・受光レンズ、ｅ・・・・・・鏡面、ｆ
″・・・・・・光ビーム発生器、ｇ・・・・ケーブル、
ｈ・・・・・・テレビ受像機（モニター）、ｉ・・・・
・・駆動装置、ｊ・・・・・・光ファイバー終端、Ｊｌ
ｌ〜ｊぉ（Ｊｉｊ） ・・・・光ファイバー始端、ｋ１
・・・・・・光ビーム作成スリット、Ｋ２・・・・・・
受光用スリット、Ｋ３・・・・・・分光用スリット、ｌ
・・・・・・ハーフミラー、Ｍ，ｍｌ〜Ｍ３・・・・・
・光電変換器、ｎ・・・・・位置センサー、ｎ″・・・
・・方位センサー、ｏ・・・・・・光学ヘッド、ｐ・・
・・・・深度センサー、ｑ・・・・・・昇降機、ｒ・・
・ボアホールスキャナー制御器、ｓ・・・・・・記録装
置、ｔ・・・・・フレームメモリー、ｕ・・・・・・光
ビームの軌跡、ｖ・・・・・・プリズム、Ｗ１・・・・
・・光ファイバー始端、Ｗ２・・・・・・光ファイバー
終端、ｘ・・・・・・方位計。Figure 1 is a cross-sectional view of a conventionally used borehole tervi camera system, and Figure 2 is a perspective view of a sonde of a borehole image observation device for obtaining expanded borehole images using a faper scope and a television camera. Fig. 3 is a developed image created by combining partial images obtained using a conventional device, Fig. 4 is a sectional view of a sonde portion showing an embodiment of the present invention, and Fig. 5 is an embodiment of the entire device of the present invention. System diagram, Figure 6 is the locus of the developed surface of the hole wall scanned by the light beam, Figure 7 is a perspective view of the scanning locus of the light beam, Figure 8 is an example of a multispectral scanner using a prism, and Figure 9 is The figure shows an example of a multispectral scanner using optical fibers. a...Poling hole wall (borehole), b...
...Sonde, c...TV camera (image pickup tube),
d... Lens, d1... Light beam creating lens, 4... Light receiving lens, e... Mirror surface, f
″...Light beam generator, g...Cable,
h...TV receiver (monitor), i...
...Driver, j...Optical fiber termination, Jl
l〜jぉ(Jij)・・・Optical fiber starting end, k1
......Light beam creation slit, K2...
Light receiving slit, K3...Spectroscopy slit, l
...Half mirror, M, ml~M3...
・Photoelectric converter, n...Position sensor, n''...
... Orientation sensor, o... Optical head, p...
...Depth sensor, q...Elevator, r...
・Borehole scanner controller, s... Recording device, t... Frame memory, u... Trajectory of light beam, v... Prism, W1...・
...Optical fiber starting end, W2... Optical fiber end, x... Direction meter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 地上に設置される昇降装置、該昇降装置にケーブル
で吊り下げられボアホール孔内を昇降するゾンデ、該ゾ
ンデと連結しゾンデの吊り下げ位置を検出する深度セン
サー、該ゾンデ内に設ける光ビーム発生器、光ビームの
方向に傾斜させて設置するハーフミラー、該ハーフミラ
ーを通過してくる光ビームをゾンデ外に投光し孔壁から
の反射光をハーフミラーに向ける反射鏡、ハーフミラー
からの反射光を受けて電気的輝度信号に変える光電変換
素子、上記反射鏡と一体に設け光ビームの当つている方
位を検出する方位計、上記深度センサーの検出する昇降
速度に関連させて反射鏡と方位計を回転する駆動装置及
び上記深度センサーからの出力信号と上記方位計からの
出力信号とに同期させた光電変換素子からの輝度信号を
随時組み合わせて連続展開走査画像として記録する記録
装置から成るボアホールキヤナー。1. A lifting device installed on the ground, a sonde suspended by a cable from the lifting device and raised and lowered within the borehole, a depth sensor connected to the sonde to detect the suspended position of the sonde, and a light beam generator installed in the sonde. a half mirror that is installed tilted in the direction of the light beam; a reflector that projects the light beam that passes through the half mirror to the outside of the sonde and directs the reflected light from the hole wall to the half mirror; a photoelectric conversion element that receives reflected light and converts it into an electrical brightness signal; a compass that is provided integrally with the reflector to detect the direction in which the light beam is hitting; and a reflector that is connected to the vertical speed detected by the depth sensor. Consists of a drive device that rotates the compass and a recording device that combines the output signal from the depth sensor and the brightness signal from the photoelectric conversion element synchronized with the output signal from the compass as needed and records it as a continuously developed scanning image. Borehole canner.