(57)【要約】【課題】遠隔操作により任意の位置に移動可能な水中映像撮影装置を提供することを目的とする。【解決手段】水中映像撮影装置は、水上に浮遊する半球状の本体部と、半球状の本体部と連結され水中を撮影する撮像部と、半球状の本体部を水上で移動させる駆動部と、を有する。駆動部は、半球状の本体部の半球面に設けられた一対のスタスターを含み、一対のスラスタは半球状の本体部の底面に設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水上に浮遊する半球状の本体部と、
前記半球状の本体部に係留され水中を撮影する撮像部と、
前記半球状の本体部を水上で移動させる駆動部と、を有し、
前記駆動部は、前記半球状の本体部の半球面に設けられた一対のスラスタを含み、
前記一対のスラスタは、前記半球状の本体部の底面に設けられていることを特徴とする水中映像撮影装置。
【請求項２】
前記半球状の本体部の半球面から突出する突起部を有し、前記突起部は、前記一対のスラスタと直交する中心線上に設けられている、請求項１に記載の水中映像撮影装置。
【請求項３】
前記撮像部は、カメラ本体と、前記カメラ本体を収納するハウジングとを含み、前記ハウジングが水没する、請求項１に記載の水中映像撮影装置。
【請求項４】
前記半球状の本体の上面部にフランジを有し、封止板により封止されている、請求項１に記載の水中映像撮影装置。
【請求項５】
前記駆動部を制御する駆動制御回路と、前記撮像部を制御し、前記撮像部で撮像された水中画像を外部機器に送信する中継器とを含む、請求項１に記載の水中映像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔操作により水上を移動可能とし、水中の状態を観察し撮影する水中映像撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水中における定置網、生簀、人工魚礁等の水面下に設置される設備の維持及び管理、並びに海底堆積物の調査、魚数・魚種の調査や確認をするために、水面下の状態を視覚により適時観察したいというニーズがある。例えば、水中に固定カメラを設置すれば、常時水中の状態を観察することが可能となる。しかし、固定カメラでは、定点観察しかできないため、広い領域をくまなく観察することは不向きである。固定カメラの設置台数を増やすことも考えられるが、カメラ設備の維持及び管理の負担が増大することが懸念される。
【０００３】
一方、ダイバーがカメラを持って水中に潜れば、意図する場所の水中撮影が可能となるが、広範囲に亘って長時間観察するには、費用及び労力の面で不向きである。そこで、水中カメラを移動式として、遠隔操作により任意の場所の観察をする方式が提案されている。例えば、水上を浮遊する本体部と、本体部から昇降可能に設けられた水中カメラと、スクリューとを備えた水中撮影ブイが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１１０６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された水中撮影ブイは、ブイ本体がスクリューによって水上を移動可能とされているが、スクリューの回転方向を制御するだけでは、ブイ本体を意図する方向に正確に移動させることができないという問題がある。また、ブイ本体が筒型状のため水上で安定して姿勢を保つことができず、水上を移動する場合には推進抵抗が大きくなるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る水中映像撮影装置は、水上に浮遊する半球状の本体部と、半球状の本体部に係留され水中を撮影する撮像部と、半球状の本体部を水上で移動させる駆動部と、を有する。駆動部は、半球状の本体部の半球面に設けられた一対のスラスタを含み、一対のスラスタは半球状の本体部の底面に設けられている。
【０００７】
本体部には、半球面から突出する突起部が設けられていてもよく、突起部は一対のスラスタと直交する中心線上に設けられていてもよい。撮像部は、カメラ本体と、カメラ本体を収納するハウジングとを含み、ハウジングが本体部に係留されて水没するように構成されていてもよい。半球状の本体の上面部にフランジを有し、封止板により封止されていてもよい。本体部には、駆動部を制御する駆動制御回路と、撮像部を制御し撮像部で撮像された水中画像を外部機器に送信する中継器とが搭載されていてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、本体部に一対のスラスタを設けることで、本体部を水上に安定的に浮遊させることができ、意図する方向に自在移動させることができる。また、本体部の形状を半球状とすることで、水上に安定した状態で浮遊させることができ、撮像部の位置を正確に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の水中映像撮影装置の構成を示し、本体部が水面に浮遊し撮像部水中に沈められ本体部に係留される態様を示す。
【図２】本発明の水中映像撮影装置の本体部の構成を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は底面図を示す。
【図３】本発明の水中映像撮影装置の本体部の構成を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図を示す。
【図４】本発明の水中映像撮影装置のシステム構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態の内容を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様を含み、以下に例示される実施形態の内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、それはあくまで一例であって、本発明の内容を限定するものではない。また、本明細書において、ある図面に記載されたある要素と、他の図面に記載されたある要素とが同一又は対応する関係にあるときは、同一の符号（又は符号として記載された数字の後にａ、ｂ等を付した符号）を付して、繰り返しの説明を適宜省略することがある。さらに各要素に対する「第１」、「第２」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。
【００１１】
図１は、本発明に係る水中映像撮影装置１００の構成を示す。水中映像撮影装置１００は、本体部１０２と撮像部１０４とを有する。本体部１０２は水上に浮遊し、撮像部１０４は水中に沈設される。本体部１０２は水上を遠隔操作により自走可能とする駆動部１０６を有する。本体部１０２が水上に浮遊するとき、駆動部１０６は本体部１０２に推進力を与える。駆動部１０６は、本体部１０２を水上で直進、後進、及び進行方向を自在に変化させる機能を有する。
【００１２】
撮像部１０４は本体部１０２にワイヤ１２０によって係留される。ワイヤ１２０の本数に限定はないが、複数本用いることで撮像部１０４を安定して係留することができる。本体部１０２が水上を移動すると、それに連動して撮像部１０４も移動する。撮像部１０４の水中での深度はワイヤ１２０の長さにより調整可能である。撮像部１０４はカメラ（撮像装置）を含む。カメラ１１６は気密を保つハウジング１１８に収納されていることが好ましい。ハウジング１１８はカメラ１１６を収納した場合でも、外部を撮影可能とするように透明な窓が設けられていることが好ましい。カメラ１１６はハウジング１１８に収納されることにより、浸水や障害物との接触による故障を防ぎ、動作の安定を保つことができる。
【００１３】
カメラ１１６の種類に限定はなく、各種カメラを用いることができる。例えば、カメラ１１６として、円周魚眼レンズを用いた全方位カメラを用いることができる。カメラ１１６は無線通信により動作が制御される機能を有していることが好ましい。撮像部１０４は、一つの構成例として、ハウジング１１８内に引き込まれた無線通信を補助する通信ケーブルと、無線により制御されるカメラ１１６を備えていてもよい。具体的には、ＷｉＦｉ（登録商標）通信を補助する通信ケーブル１２２と、ＷｉＦｉにより制御されるカメラ１１６を備えていてもよい。また、カメラ１１６の電源は、本体部１０２に収納されるバッテリから電源ケーブルで引き込まれていてもよい。
【００１４】
なお、図１には図示されないが、撮像部１０４には照明装置が含まれていてもよい。照明装置は観察対象の照明に用いることができる。撮像部１０４は、例えば、太陽光が十分に届かない水深が深い領域や夜間の撮影において、照明装置を用いることで明るい映像を撮像することが可能となる。また、ハウジング１１８には、カメラ１１６の角度（上下左右の角度）を調節する角度調節台が設けられていてもよい。
【００１５】
本体部１０２は半球状の形態を有することが好ましい。本体部１０２は、球体を略半分にした形状のみならず、楕円体を略半分にした形状であってもよい。また、本体部１０２は、錐形（円錐形、三角錐形、方錐形）であってもよい。本体部１０２は球面部が着水面となり水上に浮遊する。本体部１０２には、後述されるように、駆動部１０６の電源、制御回路、通信回路等の機材が収納される。本体部１０２の上部は浸水しないように封止されていることが好ましい。
【００１６】
図２及び図３は、本体部１０２の構造の一例を示す。図２において、（Ａ）は本体部１０２の平面図を示し、（Ｂ）は底面図を示す。図３において、（Ａ）は本体部１０２正面図を示し、（Ｂ）は側面図を示す。以下、図２及び図３を参照して本体部１０２の構成を説明する。
【００１７】
図２及び図３に例示される本体部１０２は、半球状の外形を有し上部にフランジ１０８が設けられる。本体部１０２は、着水したとき浮力によりフランジ１０８部分が水面上に露出する。本体部１０２は、前述の機材を収納可能とするように内側部分が椀状に成型されている。本体部１０２の上面部は、略全面が封止板１１０で覆われる。封止板１１０は本体部１０２から外れないようにフランジ１０８の部分で固定される。例えば、封止板１１０はフランジ１０８とボルトナット等の締結具で締結される。本体部１０２の上部を封止板１１０で塞ぐことで、本体部１０２に収納される機器を保護することができる。
【００１８】
本体部１０２の上部には通気管１１２が設けられていてもよい。通気管１１２は封止板１１０を貫通する開口部に設けられ、本体部１０２の内部と外部とを通気するように配置されることが好ましい。通気管１１２を設けることで、本体部１０２に収納される機器の発熱を外部に放散することができる。図通気管１１２は、図３（Ｂ）に示すように、逆Ｌ字型又は逆Ｊ字型に屈曲していてもよい。このような形状により、雨天であっても本体部１０２に雨水が浸水することを防ぐことができる。
【００１９】
本体部１０２は、エチレンビニルアセテートやポリカーボネート等のプラスチック材で成型される。また、封止板１１０はアクリル、ポリカーボネート等の樹脂材料で形成される。このように、本体部１０２及び封止板１１０を樹脂材料で形成することで軽量化を図ることができる。封止板１１０は、例えば、赤外線をカットするフィルムやコーティングが施されていてもよい。封止板１１０が赤外線をカットする機能を有することで、本体部１０２が直射日光に晒されていても機器の温度上昇を抑制することができる。
【００２０】
駆動部１０６は本体部１０２から突出するように設けられる。例えば、駆動部１０６は、本体部１０２の球面部に取り付けられる。駆動部１０６は水を付勢する反力により本体部１０２を水上で移動させる機能を有する。駆動部１０６は、本体部１０２に推進力を付与するものであれば種類に限定はなく、例えば、回転羽式、ウォータージェット式等の推進装置を用いることができる。
【００２１】
駆動部１０６は、本体部１０２の両側を挟むように一対の駆動装置により構成されることが好ましい。本体部１０２の両側に設けられた一対の駆動装置の推進力を個別に制御することで、本体部１０２の移動方向を正確に制御することができる。図２及び図３は、駆動部１０６の一例として回転羽によって構成される一対のスラスタ１０７を示す。スラスタ１０７は本体部１０２の球面部から突出し、喫水線より下部に位置するように設けられる。すなわち、スラスタ１０７は、本体部１０２が着水したとき水中に沈設する位置に配置される。
【００２２】
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、スラスタ１０７は本体部１０２の前進方向（図中に矢印で示すＦ方向）に対し、本体部１０２の底面に設けられることが好ましい。例えば、スラスタ１０７は、本体部１０２の中心線ａ１−ａ２上に左右対称に設けられることが好ましい。スラスタ１０７が中心ａ上に配置されることにより、本体部１０２の進行方向を変えるときにも、バランスをとりながら制御することができる。具体的には、本体部１０２を両側から挟むように設けられたスラスタ１０７は、回転羽が正回転することにより本体部１０２を直進させ、逆回転により後進させることができる。また、左右に設けられたスラスタ１０７は、回転羽の回転数を調節して一方のスラスタと他方のスラスタの推進力を異ならせることで、本体部１０２の進行方向を右方向又は左方向に自在に調節することができる。例えば、一方のスラスタを正回転させ、他方のスラスタを逆回転させることで右方向又は左方向に容易に進路を変更することができる。
【００２３】
上述のように、駆動部１０６として一対のスラスタ１０７を設けることで、本体部１０２を水上において自在に移動させることができる。特に、本体部１０２を半球状とし、半球面を着水面とすることで水の抵抗を受けにくくし、本体部１０２の自在な移動をスムーズに行うことができる。別言すれば、本体部１０２の着水面を球面状とすることで、直進（又は後進）する場合のみでなく、左右方向に進路を変更する場合でも、一対のスラスタ１０７のみによって、スラスタ１０７に大きな負荷をかけることなく左右方向に容易に進路を変更することができる。なお、本体部１０２を水上で自走させるために、スラスタ１０７は一対のものに限定されず、さらに多くのスラスタを設けてもよい。また、撮像部１０４に同様の駆動部を設け、本体部１０２の駆動部１０６と連動するようにしてもよい。
【００２４】
本体部１０２は、水中に沈設される撮像部１０４を牽引するために、水面において安定に浮遊することが求められる。本発明では本体部１０２が半球状の形状を有し半球面部を着水面となることで、本体部１０２の重心を低くすることができる。これにより本体部１０２を水上に安定的に浮遊させることができ、転覆を防止することができる。例えば、波が高い場合においても本体部１０２の転覆を防止することができる。これにより、水中に沈設される撮像部１０６を水中において安定に保持することができ、撮影される映像の乱れを抑制することができる。
【００２５】
本体部１０２には、突起部（フィン）１１４が設けられていてもよい。図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本体部１０２の前進方向（図中に矢印で示すＦ方向）と平行な中心線ｂ１−ｂ２上に設けられることが好ましい。突起部１１４は本体部の直進方向と平行に伸びる板状の形状を有することが好ましい。このような突起部１１４を設けることで、本体部１０２が直進するときに水流を整流することができ、直進性を高めることができる。また、本体部１０２のローリングを抑えることができる。
【００２６】
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、突起部１１４は本体部１０２の半球面に沿って突出する形状を有する。さらに突起部１１４には開口部１１５が設けられていることが好ましい。突起部１１４に開口部１１５が設けられることで、本体部１０２の進路を左右方向に変更する場合でも、突起部１１４による抵抗力を低減することができる。これにより、一対のスラスタ１０７によっても本体部１０２の進路を容易に変更することができる。
【００２７】
なお、本実施形態では図３（Ｂ）に示すように、突起部１１４が本体部１０２の前進方向（図中に矢印で示すＦ方向）に対し前後２箇所に設けられる態様示すが、これに限定されず前後の一方に設けられていてもよい。また、突起部１１４は中心軸ｂ上のみでなく、中心軸ｂを挟んで左右に設けられていてもよい。いずれの構成においても、半球状の本体部１０２にフィン状の突起部１１４を設けることにより、本体部１０２を水上で自走させる場合において安定性を高めることができる。
【００２８】
図４は、水中映像撮影装置１００のシステム構成を示す。水中映像撮影装置１００は、受信機１２４、駆動制御回路１２６、中継機１２８、バッテリ１３０を含む。受信機１２４、駆動制御回路１２６、及び中継機１２８は本体部１０２に収納される。図４はまた、本体部１０２の動作を制御する送信機（リモートコントローラ）１３２と端末装置１３４とを示す。送信機１３２は、本体部１０２の動作を遠隔操作するために用いられる。端末装置１３４は、撮像部１０４のカメラ１１６を遠操作し、カメラ１１６で撮像された画像を表示する。送信機１３２は受信機１２４と無線で接続され、端末装置１３４は中継機１２８と無線で接続される。例えば、送信機１３２は受信機１２４とラジオ波で接続され、端末装置１３４は中継機１２８とＷｉＦｉで接続される。端末装置１３４は、スマートフォンと呼ばれる多機能携帯電話、タブレット端末、ノート型又はデスクトップ型のパーソナルコンピュータ等を用いることができる。
【００２９】
受信機１２４は、送信機（リモートコントローラ）１３２から送信される制御信号を受信する。送信機１３２は本体部１０２の移動を制御する制御信号を送信し、受信機１２４は制御信号を受信すると駆動制御回路１２６へ制御信号を出力する。駆動制御回路１２６は、駆動部（スラスタ）１０６ａ、１０６ｂの動作を制御する。駆動制御回路１２６は、制御信号にもとづいて駆動部１０６ａと駆動部１０６ｂの動作を個別に制御する。バッテリ１３０は、駆動部１０６をはじめ、受信機１２４、駆動制御回路１２６、中継機１２８の動作に必要な電力を供給する。
【００３０】
中継機１２８は、端末装置１３４から撮像部１０４の動作を制御する命令を受信し、受信した命令を、通信ケーブルを介して撮像部１０４に送信する。通信ケーブル１２２はＷｉＦｉ延長ケーブルであってもよい。中継機１２８は、また撮像部１０４のカメラ１１６で撮影された画像を端末装置１３４に出力する。端末装置１３４では中継機１２８から画像を表示する。画像は静止画であってもよいし動画であってもよい。
【００３１】
なお、駆動制御回路１２６及びバッテリ１３０と駆動部（スラスタ）１０６、中継機１２８と撮像部１０４は有線（ケーブル）で接続する必要がある。図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本体部１０２には上部に通気管１１２が設けられている。この通気管１１２を用いることで、駆動制御回路１２６及びバッテリ１３０と駆動部（スラスタ）１０６、中継機１２８と撮像部１０４を接続するケーブルを通すことができる。
【００３２】
なお、図１には示されないが、本体部１０２にはさらに、撮像部１０４で撮影された画像を記憶するメモリ、本体部１０２の地図上の位置を知るためのＧＰＳ（Global Positioning System）、マイクロコンピュータ、バッテリ１３０を充電する太陽電池が設けられていてもよい。ＧＰＳが設けられていることにより、本体部１０２の位置を地図上で確認することができ、現在の位置及び移動方向を正確に知ることができる。そして、ＧＰＳとマイクロコンピュータにより、プログラムされた行動様式により自立的に本体部１０２の位置を移動するように制御してもよい。また、太陽電池が備えられることによりバッテリ１３０の消耗を抑制することができる。さらに、夜間において本体部１０２の位置を視認できるように、発光デバイス（発光ダイオード、有機エレクトロルミネセンスダイオード等）による光源が設けられていてもよい。
【００３３】
以上説明したように、本発明の水中映像撮影装置１００によれば、本体部１０２と撮像部１０４を分離した構成とし、本体部１０２に駆動部１０６を設けることで水中の撮像部１０４を牽引することができる。さらに、本体部１０２を無線により遠隔操作可能とすることで、利用者は陸上、桟橋の上、船上等から操作することができ、本体部１０２を移動させて任意の位置の水中映像を視認することができる。この場合、本体部１０２が水面に浮かんで視認することができるので、利用者は水中のどの位置を観察しているのか容易に知ることができる。例えば、水中映像撮影装置１００を定置網、生簀、人工魚礁等に設置することで、水面下に設置される設備の維持及び管理、並びに海底堆積物の調査、魚数・魚種の調査や確認をすることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１００・・・水中映像撮影装置、１０２・・・本体部、１０４・・・撮像部、１０６・・・駆動部、１０７・・・スラスタ、１０８・・・フランジ、１１０・・・封止板、１１２・・・通気管、１１４・・・突起部、１１５・・・開口部、１１６・・・カメラ、１１８・・・ハウジング、１２０・・・ワイヤ、１２２・・・通信ケーブル、１２４・・・受信機、１２６・・・駆動制御回路、１２８・・・中継機、１３０・・・バッテリ、１３２・・・送信機、１３４・・・端末装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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