(57)【要約】【課題】水中で撮影された画像を陸上でリアルタイムに観察することを可能にする撮影装置およびそのような撮影装置を含む撮影システムを提供する。【解決手段】水中で用いられる撮影装置であって、第１カメラと、前記第１カメラによる撮影で生成された画像信号に基づくアナログ画像信号を周波数帯が１ＭＨｚ〜５００ＭＨｚの電波を用いて送信するアナログ送信機と、前記第１カメラおよび前記アナログ送信機を収納する防水ケーシングと、を備える撮影装置が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中で用いられる撮影装置であって、
第１カメラと、
前記第１カメラによる撮影で生成された画像信号に基づくアナログ画像信号を周波数帯が１ＭＨｚ〜５００ＭＨｚの電波を用いて送信するアナログ送信機と、
前記第１カメラおよび前記アナログ送信機を収納する防水ケーシングと、を備える撮影装置。
【請求項２】
前記第１カメラより画素数が多い第２カメラと、
前記第２カメラによる撮影で生成されたデジタル画像信号を記録する記録装置と、を備え、
前記防水ケーシングは、前記第２カメラおよび前記記録装置も収納する、請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】
前記第１カメラは、前記画像信号としてデジタル画像信号を生成し、
当該撮影装置は、前記デジタル画像信号を前記アナログ画像信号に変換するデジタル−アナログ変換機を備え、
前記防水ケーシングは、前記デジタル−アナログ変換機も収納する、請求項１または２に記載の撮影装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の撮影装置と、少なくとも一部が陸上に配置される受信装置と、を備え、
前記受信装置は、
前記アナログ送信機から送信された電波を受信し、前記アナログ画像信号を取得するアナログ受信機と、
前記アナログ画像信号に応じた画像を表示するディスプレイと、を備える撮影システム。
【請求項５】
水中で用いられる撮影装置と、少なくとも一部が陸上に配置される受信装置と、を備え、
前記撮影装置は、
第１カメラと、
前記第１カメラによる撮影で生成された画像信号に基づくアナログ画像信号を電波を用いて送信するアナログ送信機と、
前記第１カメラおよび前記アナログ送信機を収納する防水ケーシングと、を有し、
前記受信装置は、
前記アナログ送信機から送信された電波を受信し、前記アナログ画像信号を取得するアナログ受信機と、
前記アナログ画像信号に応じた画像を表示するディスプレイと、を有し、
前記電波の周波数は、前記アナログ送信機からの電波が水中を経て前記受信装置まで到達する程度に十分に低い、撮影システム。
【請求項６】
前記ディスプレイは、前記第１カメラによる撮影で得られた画像をリアルタイムに表示する、請求項４または５に記載の撮影システム。
【請求項７】
前記受信装置は、水中に位置し、前記撮影装置からのアナログ画像信号を受信するアンテナを有する、請求項４乃至６のいずれかに記載の撮影システム。
【請求項８】
前記受信装置は、陸上に設置される陸上設置体と、前記陸上設置体と有線接続されて水中を移動する水中移動体と、から構成され、
前記水中移動体は、前記アナログ画像信号を受信可能な範囲内に位置し、
前記水中移動体は、前記アナログ画像信号を受信するアンテナを含む、請求項４乃至７のいずれかに記載の撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影装置および撮影システムに関し、特に、水中で撮影された画像を送信する機能を持った撮影装置およびそのような撮像装置を含む撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
水中構造物や水中生物などを観察する際に、カメラを搭載した水中ロボットや水中ドローンが活用されることがある。近年のカメラは画素数が多く高画質な画像が得られるが、このような画像を表すための画像データは非常にサイズが大きい。
【０００３】
ところで、カメラで撮影された画像をリアルタイムで観察するために、電波を用いて水中ロボットなどから陸上に画像データを送信することが考えられる。周波数が高い電波を用いればサイズが大きな画像データを送信できるが、周波数が高い電波は水中を透過しにくく実用的ではない。逆に、周波数が低い電波は水中を透過しやすいが、サイズが大きな画像データを送信するのには適さない。
そのため、水中で撮影された画像を陸上でリアルタイムに観察するのが困難であるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３０８７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、水中で撮影された画像を陸上でリアルタイムに観察することを可能にする撮影装置およびそのような撮影装置を含む撮影システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、水中で用いられる撮影装置であって、第１カメラと、前記第１カメラによる撮影で生成された画像信号に基づくアナログ画像信号を周波数帯が１ＭＨｚ〜５００ＭＨｚの電波を用いて送信するアナログ送信機と、前記第１カメラおよび前記アナログ送信機を収納する防水ケーシングと、を備える撮影装置が提供される。
用いる電波の周波数帯が低いため、水中を透過してアナログ画像信号を送信でき、陸上でリアルタイムに観察できる。なお、第１カメラが生成する画像信号はデジタル信号でもよいし、アナログ信号でもよい。後者の場合、第１カメラが生成した画像信号をそのままアナログ画像信号として取り扱ってもよい。
【０００７】
前記第１カメラより画素数が多い第２カメラと、前記第２カメラによる撮影で生成されたデジタル画像信号を記録する記録装置と、を備え、前記防水ケーシングは、前記第２カメラおよび前記記録装置も収納するのが望ましい。
低画素数の画像をディスプレイに表示してリアルタイムに観察を行いつつ、高画素数の画像を記録装置に記録して後に観察することができる。
【０００８】
前記第１カメラは、前記画像信号としてデジタル画像信号を生成し、当該撮影装置は、前記デジタル画像信号を前記アナログ画像信号に変換するデジタル−アナログ変換機を備え、前記防水ケーシングは、前記デジタル−アナログ変換機も収納してもよい。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、上記撮影装置と、少なくとも一部が陸上に配置される受信装置と、を備え、前記受信装置は、前記アナログ送信機から送信された電波を受信し、前記アナログ画像信号を取得するアナログ受信機と、前記アナログ画像信号に応じた画像を表示するディスプレイと、を備える撮影システムが提供される。
【００１０】
また、本発明の別の態様によれば、水中で用いられる撮影装置と、少なくとも一部が陸上に配置される受信装置と、を備え、前記撮影装置は、第１カメラと、前記第１カメラによる撮影で生成された画像信号に基づくアナログ画像信号を電波を用いて送信するアナログ送信機と、前記第１カメラおよび前記アナログ送信機を収納する防水ケーシングと、を有し、前記受信装置は、前記アナログ送信機から送信された電波を受信し、前記アナログ画像信号を取得するアナログ受信機と、前記アナログ画像信号に応じた画像を表示するディスプレイと、を有し、前記電波の周波数は、前記アナログ送信機からの電波が水中を経て前記受信装置まで到達する程度に十分に低い、撮影システムが提供される。
【００１１】
前記ディスプレイは、前記第１カメラによる撮影で得られた画像をリアルタイムに表示するのが望ましい。
【００１２】
前記受信装置は、水中に位置し、前記撮影装置からのアナログ画像信号を受信するアンテナを有してもよい。
【００１３】
前記受信装置は、陸上に設置される陸上設置体と、前記陸上設置体と有線接続されて水中を移動する水中移動体と、から構成され、前記水中移動体は、前記アナログ画像信号を受信可能な範囲内に位置し、前記水中移動体は、前記アナログ画像信号を受信するアンテナを含んでもよい。
【発明の効果】
【００１４】
水中で撮影された画像を陸上でリアルタイムに観察できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１の実施形態に係る撮影システムの概略構成を示すブロック図。
【図２】第２の実施形態に係る撮影システムの概略構成を示すブロック図。
【図３】第３の実施形態に係る撮影システムの概略構成を示すブロック図。
【図４】第４の実施形態に係る撮影システムの概略構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る撮影システムの概略構成を示すブロック図である。撮影システムは、撮影装置１と、受信装置２とを備えている。撮影装置１は水中（特に清水中）で用いられるものであり、例えば水中ロボットや水中ドローンに搭載されてもよいし、水中ロボットや水中ドローンそのものであってもよい。一方、受信装置２は陸上に配置される。
【００１８】
撮影装置１は、照明装置１１と、カメラ１２と、デジタル記録装置１３と、デジタル−アナログ変換機（ＤＡＣ）１４と、アナログ送信機１５と、これらを収納する防水ケーシング１６とを有する。カメラ１２の出力はデジタル記録装置１３およびデジタル−アナログ変換機１４の各入力に接続される。デジタル−アナログ変換機１４の出力はアナログ送信機１５の入力に接続される。なお図示しないが、照明装置１１、カメラ１２、デジタル記録装置１３、デジタル−アナログ変換機１４およびアナログ送信機１５は、防水ケーシング１６内に設けられた電源によって駆動される。
【００１９】
照明装置１１はカメラ１２の撮影方向を照らし、撮影を補助する。
【００２０】
カメラ１２は撮影装置１の前方を撮影して、デジタル画像信号を生成する。デジタル画像信号は静止画を表すものでもよいが、動画を表すのが望ましい。撮影対象に特に制限はないが、例えばポンプなどの水中構造物や、水中の生物である。カメラ１２の画素数は比較的少ないのが望ましく、例えば６４０×４８０画素程度である。画素数を少なくすることにより、送信すべき画像データサイズを小さくすることができる。
【００２１】
デジタル記録装置１３は、例えばハードディスクや半導体メモリであり、カメラ１２によって生成されたデジタル画像信号を記録する。
デジタル−アナログ変換機１４はカメラ１２によって生成されたデジタル画像信号をアナログ画像信号に変換する。
【００２２】
アナログ送信機１５はアンテナ１５ａを有しており、デジタル−アナログ変換機１４からのデジタル画像信号を、所定周波数帯の電波を用いて受信装置２に送信する。本実施形態の撮影装置１は水中で用いられるため低周波の電波が好適であり、周波数帯は望ましくは１ＭＨｚ〜５００ＭＨｚ、さらに望ましくは１００ＭＨｚ以下である。電波の周波数帯が十分に低ければ、水中（特に清水中）で実用的な距離（数メートル以上）の通信が可能である。よって、撮影装置１から水中を経て受信装置２に到達する程度に十分に低い周波数帯の電波を用いればよい。
【００２３】
以上の照明装置１１、カメラ１２、デジタル記録装置１３、デジタル−アナログ変換機１４およびアナログ送信機１５は、防水ケーシング１６内に収納される。防水ケーシング１６がアンテナ機能を持っていてもよい。また、防水ケーシング１６は水中ロボットや水中ドローンの筐体であってもよい。
【００２４】
一方、受信装置２は、アナログ受信機２１と、アナログディスプレイ２２と、アナログ記録装置２３と、アナログ−デジタル変換機（ＡＤＣ）２４と、デジタル記録装置２５と、デジタルディスプレイ２６とを有する。アナログ受信機２１の出力は、アナログディスプレイ２２、アナログ記録装置２３およびアナログ−デジタル変換機２４の各入力に接続される。アナログ−デジタル変換機２４の出力はデジタル記録装置２５およびデジタルディスプレイ２６の各入力に接続される。
【００２５】
アナログ受信機２１はアンテナ２１ａを有しており、撮影装置１のアナログ送信機１５から送信された電波を受信し、アナログ画像信号を取得する。受信装置２は陸上に配置されるが、アンテナ２１ａが水中に挿入されるようにしてもよい。
【００２６】
アナログディスプレイ２２は取得したアナログ画像信号に応じた画像を表示する。これにより、撮像装置１のカメラ１２で撮影された画像が（多少のタイムラグがあるとしてもほぼ）リアルタイムに表示される。
【００２７】
アナログ記録装置２３は、例えばテープやＶＴＲ（Video Tape Recorder）であり、アナログ画像信号を記録する。
アナログ−デジタル変換機２４はアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。
デジタル記録装置２５は、例えばハードディスクや半導体メモリであり、デジタル画像信号を記録する。
【００２８】
デジタルディスプレイ２６はデジタル画像信号に応じた画像を表示する。デジタル画像信号はアナログ画像信号から生成されるため、デジタルディスプレイ２６はアナログ画像信号に応じた画像を表示する、とも言える。これにより、撮像装置１のカメラ１２で撮影された画像がリアルタイムに表示される。
【００２９】
なお、撮影装置１と受信装置２との間の伝送フォーマットとして、ＮＴＳＣ，ＰＡＬ，ＳＥＣＡＭといった既存の規格（特に、アナログ放送技術）を適用してもよい。また、これらの規格を一部改変して適用してもよいし、独自の手法で伝送してもよい。
【００３０】
このように、第１の実施形態では、低い周波数帯の電波を用いるため、水中を経て陸上の受信装置２にまで電波が到達する。これにより、受信装置２のアナログディスプレイ２２あるいはデジタルディスプレイ２６において、撮影装置１のカメラ１２が撮影した画像をリアルタイムに観察できる。また、画素数が少ないカメラ１２を用いることで、低い周波数帯の電波でも画像信号の送信が可能となる。
【００３１】
（第２の実施形態）
次に説明する第２の実施形態は、撮影装置が、画素数が互いに異なる２つのカメラを有するものである。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３２】
図２は、第２の実施形態に係る撮影システムの概略構成を示すブロック図である。この撮影システムにおける撮影装置１’はカメラ１７をさらに有する。カメラ１７の出力はデジタル記録装置１３の入力に接続されればよく、デジタル−アナログ変換機１４の入力に接続されなくてもよい。一方、カメラ１２の出力はデジタル−アナログ変換機１４の入力に接続されればよく、デジタル記録装置１３の入力に接続されなくてもよい。
【００３３】
カメラ１７は防水ケーシング１６内に収納されており、やはり撮影装置１’の前方を撮影して、デジタル画像信号を生成する。デジタル画像信号は静止画を表すものでもよいが、動画を表すのが望ましい。カメラ１７の画素数はカメラ１２の画素数より多く、例えば１９２０×１０８０画素程度である。カメラ１７で撮影されて生成されたデジタル画像信号はデジタル記録装置１３に記録されるが、受信装置２に送信されなくてもよい。
【００３４】
このような構成にすれば、低画素数のカメラ１２で撮影されてアナログ伝送された低画質な画像でリアルタイムに観察を行いつつ、高画素数のカメラ１７で撮影された画像をデジタル記録装置１３に記録しておき、撮影装置１’を回収した後に高画質な画像で観察を行うことができる。
【００３５】
（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態に係る撮影システムの概略構成を示すブロック図である。以下、第１および第２の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３６】
この撮影システムにおける撮影装置１’’はアナログ専用カメラ１８を有する。アナログ専用カメラ１８はアナログ画像信号を生成する。そのため、アナログ専用カメラ１８とアナログ送信機１５との間にデジタル−アナログ変換機を設けなくてよい。なお、アナログ専用カメラ１８の画素数は、カメラ１７の画素数より少なくてよい。
【００３７】
（第４の実施形態）
図４は、第４の実施形態に係る撮影システムの概略構成を示すブロック図である。以下、第１〜第３の実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３８】
この撮影システムにおける受信装置２は、陸上に設置される陸上設置体２ａと、水中に繰り出されて水中を移動する水中移動体２ｂとから構成される。陸上設置体２ａと水中移動体２ｂとは有線接続されている。水中移動体２ｂは撮影装置１からの電波を受信可能な範囲内に位置する。
【００３９】
水中移動体２ｂは少なくともアンテナ２１ａを含み、図１および図２における受信装置２内の他の構成要素は陸上設置体２ａ内にあってもよい。アンテナ２１ａは撮影装置１からの電波を受信し、これを有線で陸上設置体２ａに送信する。その後の処理は、陸上設置体２ａ内に設けられた構成要素で処理される。
【００４０】
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。
【符号の説明】
【００４１】
１，１’１’’  撮影装置
１１  照明装置
１２  カメラ
１３  デジタル記録装置
１４  デジタル−アナログ変換機
１５  アナログ送信機
１５ａ  アンテナ
１６  防水ケーシング
１７  カメラ
１８  アナログ専用カメラ
２  受信装置
２ａ  陸上設置体
２ｂ  水中移動体
２１  アナログ受信機
２１ａ  アンテナ
２２  アナログディスプレイ
２３  アナログ記録装置
２４  アナログ−デジタル変換機
２５  デジタル記録装置
２６  デジタルディスプレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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