(57)【要約】      （修正有）【課題】ＵＡＶ搭載赤外線カメラに高集中エネルギー源の赤外線が入力することによる赤外線センサーの損傷を防止するＵＡＶ搭載赤外線カメラの赤外線遮蔽板の開閉装置を提供する。【解決手段】赤外線カメラのレンズに想定外の高集中エネルギー源の赤外線の入力を防止するレンズカバー開閉装置を取り付け、想定外の高集中エネルギー源の赤外線の入力を予測する判断装置によりカメラの保存ボタンを押した時でも高集中エネルギー源の赤外線入力の危険がないときのみレンズカバーまたはカメラ内臓メカニカルシャッターを開ける開閉制御を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＡＶに搭載した赤外線カメラへ高集中エネルギー源の赤外線入力による検出素子損傷を防止する赤外線遮蔽版の開閉装置。赤外線遮蔽版はレンズカバーまたはカメラ内臓メカニカルシャッターとして使用する。
【請求項２】
赤外線カメラへの高集中エネルギー源の赤外線入力を遮蔽する為に赤外線遮蔽板は外側表面に赤外線放射率が低く反射率が高い材質、加工を用い、内側表面に放射率が高く反射率が低い材質、加工を用い、本体素材に赤外線透過率の低い素材を用いた赤外線遮蔽板の開閉装置。
【請求項３】
赤外線カメラレンズ軸と並列平行に赤外線カメラより視野角の広い可視光カメラを設置し高集中エネルギー源の赤外線光源で可視光をともなう太陽光および太陽光の水面等での反射入力を予測し無線操縦コントローラに警告、警報を発し、レンズカバー開閉の制限、またはレンズカバーを自動開閉する装置。
【請求項４】
ＵＡＶの機体に搭載した前後、上下、左右、方向に向けて設置した赤外線センサーとＵＡＶ機体の動きから赤外線カメラへの高集中エネルギー源の赤外線入力を予測し無線操縦コントローラに警告、警報を発し、レンズカバー開閉を制限、またはレンズカバーを開閉する装置。
・ＵＡＶ（Ｕｎｎａｍｅｄ  Ａｅｒｉａｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）はドローンと同意である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ＵＡＶに搭載する赤外線カメラにおいて高集中エネルギー源の赤外線の入力による検出素子の損傷を防止する赤外線遮蔽板の開閉装置に関するもの。
【背景技術】
【０００２】  従来、ＵＡＶに搭載する赤外線カメラは高集中エネルギー源の赤外線の入力による検出素子が損傷するため高感度、高精度のカメラの搭載はカメラ損傷リスクが高く実用性が低い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  ＵＡＶ搭載赤外線カメラは高集中エネルギー源の赤外線の入力による検出素子の損傷リスクが高いため高感度、高精度の赤外線カメラの搭載が困難である。このためＵＡＶ搭載赤外線カメラによる高感度、高精度な観測の障害となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  上記課題を解決するために請求項１記載の発明によればＵＡＶに搭載した赤外線カメラにレンズカバー開閉装置をとりつけ、高集中エネルギー源の赤外線入力の危険がないときのみ赤外線遮蔽効率の高いレンズカバーを開ける機構を追加し、高感度、高精度な検出素子の損傷を防止し、高感度、高精度の赤外線カメラの搭載を可能にし観測する赤外線の感度、精度を向上する。カメラの保存ボタンを押した時または手動で開く操作をしても高集中エネルギー源の赤外線入力の危険がないときのみレンズカバーを開ける。このレンズカバーはカメラ内臓式メカニカルシャッターに置き換えることも可能である。【０００５】  また請求項２記載の発明によれば、使用するレンズカバーは効率高く高集中エネルギー源の赤外線の赤外線カメラへ入力を遮蔽可能となる。【０００６】  また請求項３記載の発明によれば高集中エネルギー源の赤外線を発する光源のうち可視光も発する太陽等が赤外線カメラの視野の近外部に存在し視野内に向かって移動している、あるいはレンズカバーを閉じた状態で既に視野内にあることを判別可能としレンズカバーの開閉を制御することにより高集中エネルギー源の赤外線の入力を防止する。この発明では高集中エネルギー源の赤外線の水面反射、光沢面反射（ビルのガラス等）からの入力も防止可能となる。【０００７】  また請求項４記載の発明によれば、ＵＡＶの機体運動が高速な場合においても高集中エネルギー源の赤外線の光源の存在がＵＡＶ機体に対してどの方向にあるかを判別し、機体の移動、回転運動情報から赤外線カメラの視野内へ侵入を予測可能となり高集中エネルギー源の赤外線の入力を防止する。
【実施例】
【０００８】  以下、図面により本発明の実施例について説明する。【０００９】  図１ないし図２は本発明の赤外線カメラとレンズカバー開閉装置を搭載したＵＡＶの実施例をしめすものであり、図１はＵＡＶ機体全体の各種機能部品とその配置の概要を示す図、図２は搭載している赤外線カメラおよびレンズカバーとＵＡＶを操縦する送信機との関係を示す図、図３は赤外線カメラ視野と可視光カメラ視野の関係図、図４はＵＡＶ機体の並進運動、回転運動、カメラジンバルの上下回転、と赤外線カメラ視野と光源の移動関係を示した図、図５は各種センサーとＵＡＶ機体運動制御ＣＰＵの情報から赤外線カメラの視野内への高集中エネルギー源の赤外線入力を予測判断しレンズカバーの開閉を制御するブロック図である。【００１０】  まず図１において、ＵＡＶ機体と下部に赤外線カメラおよびレンズカバ―開閉装置の配置を説明する。実施例のＵＡＶでは、８個のプロペラを装備し、機体中央の下部にカメラ２個を搭載したジンバルを装着した。赤外線カメラおよび可視光カメラはカメラレンズの光軸を平行にした状態でジンバルに設置している。ただし、可視光カメラの視野は赤外線カメラよりも広角に設定されている。実施例ではジンバルは上下回転運動のみであるが左右回転運動を追加も可能である。その関係は図５の説明で詳しく説明する。【００１１】  図２において赤外線カメラと高集中エネルギー源の赤外線入力を遮蔽するレンズカバー開閉装置とレンズカバーの開閉指令を発する視野侵入予測判断装置とレンズカバー制御器と赤外線撮影のシャッター操作、レンズカバーの手動開閉操作の指示をおこなう無線操縦コントローラの関係を説明する。レンズカバーは、赤外線カメラのレンズを覆う位置に配置されモーターによりレンズカバーは回転しレンズに対する開閉動作を行う。開閉動作は操縦装置のスウィッチによる手動または高集中エネルギー源の赤外線入力予測判断装置により自動で行われる。開閉動作は検出素子の損傷防止するために手動操作に優先して自動制御により操作される。【００１２】  図３は請求項３記載の発明である赤外線カメラ視野と可視光カメラ視野の関係を説明する。枠Ａは赤外線カメラの視野であり、枠Ｂは可視光カメラの視野である。可視光カメラの視野は、上下左右に２０〜３０％広角に設定し赤外線カメラの視野よりも広く広範囲に撮影し高集中エネルギー源の赤外線の光源で可視光も同時に発光しているものを赤外線カメラの視野の近接する外側、またはレンズカバーが閉じた状態で視野内にあることを検出する。赤外光、可視光を同時に発光する光源の代表例としては太陽がある。【００１３】  請求項３の発明では並列同方向に設置された赤外線、可視光、カメラの視野の違いを利用して、高集中エネルギー源の赤外線の光源が赤外線カメラの視野内に向かって移動している場合は、レンズカバーを閉じる、レンズカバーが閉じた状態の場合は開かないように制御する。光源が赤外線カメラの視野内に既に入っている場合はレンズカバーは開かないように制御する。この状況においては無線操縦コントローラに警告、警報を発する。制御の判断方法については図４、図５の実施例において詳細を説明する。【００１４】  図４はＵＡＶ機体の並進運動、回転運動、���メラジンバルの上下回転、と赤外線カメラ視野と可視光カメラ視野と高集中エネルギー源の赤外線光源の視野に対する移動関係を示す。
Ｐｉｔｃｈ、Ｙａｗ、ＲｏｌｌはそれぞれＹ、Ｚ、Ｘ軸回りの機体回転運動を示し、符号は軸に対し時計回りを＋（正）、反時計回りを−（負）とする。カメラのレンズ方向を変えるＧｉｍｂａｌ（ジンバル）の回転は機体Ｙ軸回りに設定されていて符号はＰｉｔｃｈと同じである。【００１５】  光源の移動方向矢印Ｐｉｔｃｈ＋、Ｇｉｍｂａｌ＋は機体が側方Ｙ軸時計回り（＋）に回転、またはＧｉｍｂａｌがＹ軸時計回りに回転、またはその両方が発生した場合の光源がカメラ視野に対しての移動方向を示す。他の方向矢印と機体運動の関係も同様である。図４の中に記載されている赤外線カメラ視野内へ侵入している矢印Ｐｉｔｃｈ−、Ｙａｗ−、Ｇｉｍｂａｌ−はＰｉｔｃｈとＹａｗまたはＹａｗとＧｉｍｂａｌ２種の回転運動が同時に発生した場合を示している。この図の例ではこの回転が持続した場合には点線矢印のように光源（太陽）が可視光カメラ視野を通過してから赤外線カメラの視野に侵入する。このように上下、左右以外の方向はＰｉｔｃｈ、Ｙａｗ、Ｒｏｌｌ、Ｇｉｍｂａｌが複合した動きの場合に発生する。【００１６】  このように機体運動から光源のカメラ視野に対する移動は予測可能であり可視光カメラ視野を通過中の判断もあわせて本発明の光源の視野内侵入判断装置の基本原理となっている。【００１７】  図５は高集中エネルギー源の赤外線光源のカメラ視野侵入判断ブロック図である。方位コンパス１、ＧＰＳ受信機２、ＸＹＺ軸加速度センサー３、ＸＹＺ軸ヨーレートセンサー４からの信号により機体の位置、向き、速度、移動方向、回転速度、回転方向を機体状態検出機９が認識する。ジンバル位置センサー５と機体状態検出機９からの信号よりレンズ軸方向特定機１０が空間に対するレンズ軸を特定する。可視光カメラ６から輝度の高い太陽等の光源の視野内位置と機体全方向赤外線センサー７とレンズ軸方向特定機１０からの信号を受けて光源位置特定機１１が空間に対する光源位置を特定する。【００１８】  ＵＡＶ操縦オペレータからの指示は無線操縦コントローラ―８から発信され機体の指令受信機１２が受信しこの指令と機体状態検出機９の情報から運動制御ＣＰＵ１３は飛行モーター制御器１４へ制御指令を送りプロペラ駆動モーター１８を制御することにより機体を操縦する。【００１９】  視野侵入予測判断装置１５は、光源位置特定機１１からの情報と運動制御ＣＰＵからの情報より光源の位置と移動方向を認識し赤外線カメラ内への光源の侵入を予測判断する。【００２０】赤外線カメラ２０の画像保存指示、可視光カメラ２１のシャッターボタン操作、ジンバルの上下回転指示は無線操縦コントローラ８から指示が直接発信され指令受信機１２、サーボモーター１７を経由しレンズカバー駆動モーター１９の軸を回転し開閉する。レンズカバーの手動開閉は無線操縦コントローラ８から指示する。自動の場合は赤外線カメラの画像保存指示に連動して開く。ただし最終的なレンズカバー開閉操作はレンズカバー制御器１６により決定される。レンズカバー制御器１６は視野侵入予測判断制御装置１５と指令受信機１２からの情報を受けて高集中エネルギー源の赤外線の光源が赤外線カメラの視野内へ侵入しないようにレンズカバーの開閉を制御する。【００２��】  レンズカバーに対して手動開閉指示が発せられた場合は、高集中エネルギー源の赤外線の光源が赤外線カメラの視野内へ侵入する危険がない場合に限りカバーを開くが、危険がある場合はカバーを開く指示があっても開かない。視野侵入予測判断により危険と判断された場合はカバーが開かれ撮影中であってもカバーを自動で閉じる。【００２２】  以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は上記実施例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を逸脱することなく種々の小変更を行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】  以上のように請求項１によればＵＡＶに搭載した赤外線カメラの検出素子が高集中エネルギー源の赤外線の入力による損傷の防止が可能となる。請求項２によれば使用するレンズカバーは効率高く高集中エネルギー源の赤外線の赤外線カメラへ入力を遮蔽するため赤外線カメラの検出素子の高い保護性能が得られる。請求項３によれば高集中エネルギー源の赤外線光源が赤外線カメラの視野内へ向かってきていること、またはレンズカバーを閉じた状態において既に視野内に光源が位置していることが判別できるためレンズカバーの開閉動作を適確に制御可能となり高い保護機能が実現される。請求項４によれば機体の前後左右上下の全方向において高集中エネルギー源の赤外線光源の有無が判別可能となるため請求項３と併用することにより、機体回転運動が高速な場合においても光源が赤外線カメラの視野内へ侵入することを予測可能となり更に正確な保護機能が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】赤外線カメラ搭載ＵＡＶ機体概要
【図２】高集中エネルギー源の赤外線入力遮蔽レンズカバー開閉装置と送信機
【図３】赤外線カメラ視野と可視光カメラ視野の関係図
【図４】機体運動とカメラジンバルの回転と赤外線光源移動の関係図
【図５】高集中エネルギー源の赤外線光源のカメラ視野内侵入判断ブロック図
【符号の説明】ＸＹＺ軸は図４に右下図による
Ｙａｗ      ＋  ：機体Ｚ軸時計回転    Ｙａｗ      −  ：機体Ｚ軸反時計回転
Ｐｉｔｃｈ  ＋  ：機体Ｙ軸時計回転    Ｐｉｔｃｈ  −  ：機体Ｙ軸反時計回転
Ｒｏｌｌ    ＋  ：機体Ｘ軸時計回転    Ｒｏｌｌ    −  ：機体Ｘ軸反時計回転
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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