(57)【要約】【課題】水中で、ケースを介して伝わる振動を緩衝してカメラを保護することができる水中カメラを提供することを課題とする。【解決手段】水中カメラ１は、水密且つ透明なケース６、ケース６内に設けられた全方位を撮影するイメージセンサ３、及びケース６内に充填された透明なゲル７を備える。これによれば、ケース６内に透明なゲル７が充填されていることで、イメージセンサ３による撮影を妨げることなく、ケース６を介してイメージセンサ３に作用する振動を緩衝することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水密且つ透明なケースと、
前記ケース内に設けられた全方位を撮影するカメラと、
前記ケース内に充填された透明なゲルと、
を備えることを特徴とする、水中カメラ。
【請求項２】
前記ケース内に設けられた紫外線を発する第１の光源を備え、
前記ゲルは、前記紫外線を透過することを特徴とする、請求項１に記載の水中カメラ。
【請求項３】
前記ケースの外周の肉厚部の内側に設けられた凸部に紫外線を入れる第２の光源をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の水中カメラ。
【請求項４】
前記ケースは、前記紫外線に対して、前記水の屈折率の１．２倍以上の屈折率を有することを特徴とする、請求項３に記載の水中カメラ。
【請求項５】
前記紫外線の波長は、１８０〜４００ｎｍであることを特徴とする、請求項３又は４に記載の水中カメラ。
【請求項６】
前記ケースは、光触媒を含むことを特徴とする、請求項２〜５のいずれか１項に記載の水中カメラ。
【請求項７】
前記ケース内に設けられた加速度センサを備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の水中カメラ。
【請求項８】
前記ケースに向けて電力を送る２本以上の線を撚り合わせてなる送電線と、
前記ケースから信号を送る２本以上の線を撚り合わせてなる又は光ファイバからなる送信線とを備えることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の水中カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
海、湖、河川等の水中で撮影するために、防水処理が施された撮影装置（水中カメラとも呼ぶ）が使用される。防水処理として、例えば特許文献１に記載されているように、カメラを水密性のケース内に密封する処理が施される。しかし、水の流れを受けることで、カメラを密封するケースを介してケース内のカメラに振動が伝わるという問題がある。また、水中で使用するため、藻などの付着物がケースに付着して撮影が妨げられることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１４７６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、水中で、ケースを介して伝わる振動を緩衝してカメラを保護することができる水中カメラを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の水中カメラは、
水密且つ透明なケースと、
前記ケース内に設けられた全方位を撮影するカメラと、
前記ケース内に充填された透明なゲルと、
を備えることを特徴とする。
【０００６】
この特徴によれば、ケース内に透明なゲルが充填されていることで、カメラによる撮影を妨げることなく、ケースを介してカメラに作用する振動を緩衝することができる。
【０００７】
本発明の水中カメラは、
前記ケース内に設けられた紫外線を発する第１の光源を備え、
前記ゲルは、前記紫外線を透過することを特徴とする。
【０００８】
この特徴によれば、ケース内に設けられた第１の光源からケース外に向けて紫外線を発することで、水中でケースの外表面に付着した藻等を死滅させて分離することができる。
【０００９】
本発明の水中カメラは、
前記ケースの外周の肉厚部の内側に設けられた凸部に紫外線を入れる第２の光源をさらに備えることを特徴とする。
【００１０】
この特徴によれば、肉厚部の内側に設けられた凸部に紫外線を入れることで、紫外線がケースの肉厚部内を反射しながら広がるとともに一部が外側に漏れて、水中でケースの外表面に付着した藻等を死滅させて分離することができる。１のみの凸部から紫外線を入れても、反射によって肉厚部の全体（カメラが撮影可能な全方位）に渡って紫外線が到達する。
【００１１】
本発明の水中カメラは、
前記ケースは、前記紫外線に対して、前記水の屈折率の１．２倍以上の屈折率を有することを特徴とする。
【００１２】
この特徴によれば、ケースの肉厚部での紫外線の反射率が大きくなる。
【００１３】
本発明の水中カメラは、
前記紫外線の波長は、１８０〜４００ｎｍであることを特徴とする。
【００１４】
この特徴によれば、藻等を死滅させるに適した波長の紫外線が照射される。
【００１５】
本発明の水中カメラは、
前記ケースは、光触媒を含むことを特徴とする。
【００１６】
この特徴によれば、ケースに含有する光触媒に紫外線が当たることで光触媒が酸化力を発し、ケースに付着する有機化合物、細菌などの有害物質を除去することができる。ここで「含む」とは、少なくとも、ケース内部に含有する場合と、ケース表面にコーティングする場合とがある。
【００１７】
本発明の水中カメラは、
前記ケース内に設けられた加速度センサを備えることを特徴とする。
【００１８】
この特徴によれば、ケースの移動速度（加速度を積分した値）を求めることができ、カメラの画像を受信したコンピュータが、例えば静止状態に、画像を補正することができる。また、重力加速度を検出し、カメラの向きを求めることもできる。
【００１９】
本発明の水中カメラは、
前記ケースに向けて電力を送る２本以上の線を撚り合わせてなる送電線と、
前記ケースから信号を送る２本以上の線を撚り合わせてなる又は光ファイバからなる送信線とを備えることを特徴とする。
【００２０】
この特徴によれば、２本以上の線を撚り合わせてなる送信線が水の流れにより受ける力に抗することができる。また、光ファイバからなる送信線は、１の送信線によって双方向の送信が可能である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の水中カメラによれば、水中で、ケースを介して伝わる振動を緩衝してカメラを保護することが可能となる。
【００２２】
また、藻等の付着物がケースに付着して撮影が妨げられることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、水中カメラの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施例について説明する。
【００２５】
（水中カメラの構成）
図１に、水中カメラ１の構成を示す。水中カメラ１は、水中を撮影するための撮影装置であり、ケース６、基板２、イメージセンサ３、加速度センサ４、光源５ａ，５ｂ、ゲル７、ケーブル８、及び制御装置９を備える。
【００２６】
ケース６は、水中カメラ１の構成各部をその中に収容して防水する水密且つ高耐圧な筐体である。本実施形態では、一例として、透明な熱可塑性のアクリル樹脂から球体状の内部空間６ａ及び頂点に開口６ｂを有する球殻状に成形され、さらに開口６ｂから上方に連なる中空部を有する円筒状の頂部６ｃが球殻と一体的に成形されている。なお、球殻の内部を肉厚部とも呼ぶ。また、ケース６の形状は、球殻に限らず任意の形状の殻であってよい。ケース６は、肉厚部の内側に成形された凸部６ｄ及び頂部に設けられた防水複合コネクタ６ｅを有する。凸部６ｄは、例えば円錐台状に成形され、上面から後述する光源５ｂの紫外線を受け、ケース６の底に向けて紫外線を広げ、ケース６の肉厚部に紫外線を拡散する。防水複合コネクタ６ｅは、頂部６ｃに固定され、ケース６の内部からケーブル８を外部に引き出すとともにケース内部を密封する。
【００２７】
なお、ケース６は、例えば二酸化チタンのような光触媒を含んでもよい。後述する光源５ａ，５ｂの紫外線が当たることで光触媒が酸化力を発し、ケース６に付着する有機化合物、細菌などの有害物質を除去することができる。ケース６を生産する際に光触媒を含有させて成形してもよく、光触媒を含有しないケース６を生産した後にケース６の外表面に光触媒をコーティングしてもよい。
【００２８】
基板２は、イメージセンサ３、加速度センサ４、及び光源５ａ，５ｂを支持すると共に、制御装置９からそれらに電力を送る配線、制御装置９とそれらとの間で信号を送る配線が設けられたプリント基板である。基板２は、光ケーブルコネクタ２ａ、電源コネクタ２ｂ、及び電源部品２ｃを有する。光ケーブルコネクタ２ａは、後述するケーブル８に含まれる送信線（光ケーブル）８ａを固定して、イメージセンサ３の送信線に接続する部材である。電源コネクタ２ｂは、ケーブル８に含まれる送電線８ｂを固定して、電源部品２ｃに接続する部材である。電源部品２ｃは、電源コネクタ２ｂに接続し、送電線８ｂを介して送電される電力をイメージセンサ３、加速度センサ４、及び光源５ａ，５ｂに送る。なお、電源部品２ｃは、電力を降圧してそれぞれに送ってもよい。
【００２９】
イメージセンサ３は、全方位（全立体角）のイメージを撮影するカメラの一例であり、互いに逆方向を向く２つのイメージセンサ（単にセンサとも呼ぶ）３ａ，３ｂ及びこれらが出力する信号を制御装置９に伝送する信号伝送部３ｃを備える。
【００３０】
ここでセンサ３ａ，３ｂは、例えばＣＣＤイメージセンサ及びこの受光面上に配置される魚眼レンズ（射角が１８０度よりも大きなレンズ）を有し、受光面をそれぞれ右及び左に向けて基板２の右面及び左面に固定されている。センサ３ａ，３ｂは、魚眼レンズを介してＣＣＤで受光することで、それぞれ右側及び左側の半方位（半立体角）より広範囲のイメージを撮影する。２のセンサのみで全方位に渡って撮影することができる。魚眼レンズを用いない場合には、３以上のセンサを組み合わせて全方位に渡って撮影することとなる。
【００３１】
なお、イメージは、時間的に継続して撮影される動画であるものとするが、１時点（あ、るいは２以上の時点）の静止画であってもよい。撮影の目的によって動画、静止画を選択してもよい。
【００３２】
加速度センサ４は、ケース６、すなわちイメージセンサ３に作用する加速度を検出するセンサである。直線方向の移動に係る加速度を検出する一般的な加速度センサであっても、回転加速度（角加速度）を検出するジャイロセンサであっても、これらを併用してもよい。また、イメージセンサ３の向きを求めるため重力加速度を検出できるものとする。
【００３３】
光源５ａ，５ｂは、紫外線を発する発光素子であり、一例としてＬＥＤを採用することができる。
【００３４】
光源５ａは、ケース６内で、基板２の右面下方に設けられた第１の光源の一例であり、光源５ａからケース６外に向けて紫外線を発することで、水中でケース６の外表面に付着した藻等を死滅させて分離することができる。
【００３５】
光源５ｂは、ケース６内で、基板２の右面下端に設けられた第２の光源の一例であり、凸部６ｄを介して紫外線をケース６の肉厚部に入れる。ここで、ケース６は、例えば熱可塑性樹脂としてアクリル樹脂を用いたものである。紫外線に対して、水の屈折率の１．２倍以上の屈折率を有する。なお、ポリエステル樹脂、ポリエチレン、エポキシ樹脂も同様に水の屈折率の１．２倍以上の屈折率を有する。紫外線がケース６の肉厚部内を反射しながら全体に広がるとともに一部がケース６全体から外側に漏れて、イメージセンサ３が撮影可能な全方位に渡ってケース６の外表面に付着した藻等を死滅させて分離することができる。
【００３６】
ここで、肉厚部と水の境界における反射率は、境界面に対する紫外線の入射角に依存する。図で凸部６ｄを光源５ｂから拡がるように描いているが、境界面に対して非垂直に紫外線が入射し、反射率が大きくなるようにするものである。反射率を制御するために入射角を定めることは設計事項であり、任意に定めることができる。例えば、反射率を大きくするため、凸部６ｄを肉厚部に対して垂直でなく傾斜させてもよい。また、光源５ｂに接する拡散鏡５ｃを設けて、入射角を拡げてもよい。
【００３７】
ここで、光源５ａ及び５ｂから発生する紫外線の波長は、１８０〜４００ｎｍの範囲で設計してよい。一般的に使用される２５０〜２６０ｎｍの波長とすることができる。その他、太陽光に含まれるＵＶ−Ｃの３６０〜３７０ｎｍの波長としてもよい。また、オゾン発生等により、１８０ｎｍに近い低波長の紫外線とすることもできる。
【００３８】
なお、光源５ａ，５ｂは、一方のみ設けられてもよい。ケース６の外表面に付着した藻等を死滅させて分離することができれば一方のみ、特に１つの光源５ｂのみで十分である。光源５ａ，５ｂからは紫外線が発光され、イメージセンサ３の撮影する画像に影響しない。
【００３９】
ゲル７は、ケース６内に充填される緩衝材であり、例えばエアロゲル、ウレタンゲルなどの透明なゲルを採用することができる。ただし、ゲル７は、イメージセンサ３が受光する光（特に、可視光）に限らず、光源５ａ，５ｂが発する紫外線に対しても透明であるとする。なお、透明とは、光を完全に通す意味での透明に限らず、やや減衰させて一部を通す半透明も含むものとする。ケース６内に透明なゲル７が充填されていることで、イメージセンサ３による撮影を妨げることなく、ケース６を介してイメージセンサ３に作用する振動を緩衝することができる。撮影する画像に影響しないよう、一部を通す半透明の場合には透過率が周波数に依存しないことが好ましい。
【００４０】
ケーブル８は、送信線８ａ及び送電線８ｂを有する。送信線８ａは、イメージセンサ３（センサ３ａ，３ｂ）の信号を制御装置９に送る２本以上の線を撚り合わせてなる、又は１本以上の光ファイバである。送電線８ｂは、イメージセンサ３（センサ３ａ，３ｂ）等を駆動する電力を送る２本以上の線を撚り合わせてなる。それにより、水中で、水の流れにより受ける力に抗する十分な強度を得ることができる。なお、ケーブル８の長さは任意であり、例えば３００メートルとすることができる。
【００４１】
制御装置９は、ケーブル８を介してイメージセンサ３、加速度センサ４、光源５ａ，５ｂに接続し、これらに電力を送信するとともに信号を送受信して制御する装置である。制御装置９は、パーソナルコンピュータ、タブレットコンピュータ等のコンピュータ端末であり、専用プログラムを実行することで制御装置としての機能を発現する。制御装置９は、加速度センサ４からの加速度の検出結果を用いてイメージセンサ３の向きを算出し、その算出結果とともにイメージセンサ３により撮影されたイメージをディスプレイに表示する。
【００４２】
（水中カメラの利用）
イメージセンサ３、信号伝送部３ｃ、加速度センサ４は、送電線８ｂから供給される電力によって動作し、撮影した２以上の画像のデータ及び検出した加速度のデータを制御装置９に送信する。
【００４３】
制御装置９は、上記データを受信し、ディスプレイに表示する画像を計算して表示する。その手順は、例えば以下のものとすることができる。
【００４４】
制御装置９は、まず、表示すべき方向をユーザの指定によって獲得する。全方位を撮影しているが、１の特定の方向の画像を表示することがユーザにとって好ましいためである。（ユーザは、全方位の画像を見たいのであれば、表示すべき方向を変化させて見ることができる。）ユーザによる指定は、ディスプレイに方向を表す表示をしてマウスによって指定する、トラックボールの回転による、その他いかなる方法によってもよい。
【００４５】
制御装置９は、また、表示範囲（表示すべき方向からの乖離角度の範囲）をユーザの指定によって獲得する。これにより、表示すべき画像がいずれのイメージセンサからのデータに含まれるかを求めることができる。具体的には、水中カメラ１が図１に示すとおりの上下方向を保ち、かつ静止している場合については、いずれの方向がいずれのイメージセンサからのデータに含まれるかはイメージセンサの配置及び射角によりわかっている。検出された加速度のデータに基づいて、水中カメラ１の向きが求められるので、それを補正し、現在の水中カメラ１の向きにおいて表示すべき画像がいずれのイメージセンサからのデータに含まれるかを求めることができる。
【００４６】
表示すべき画像が２以上のイメージセンサからのデータを必要とする場合には、制御装置９は、２以上のイメージセンサからのデータに基づいて画像を合成する。隣接するイメージセンサは、画像に重複部分があるので、重複部分が正しく重なるように合成すればよい。
【００４７】
また、制御装置９は、上記補正を継続的に行い、水中カメラ１が移動・回転している時にも、静止している状態に相当する画像を合成することができる。
【００４８】
水中カメラ１を長期に水中に入れていると、ケース６の外表面に藻等が付着して、画像に入ってしまう。そこで、光源５ａ、５ｂを発光させて付着した藻等を除去する。光源５ａ、５ｂを常時発光させても、紫外線が発光されるので可視周波数帯域の画像は影響されない。
【００４９】
藻等が急速に付着するものではなく、光源５ａ、５ｂを間歇的に発光させてもよい。制御装置９が光源５ａ、５ｂを発光させる信号を送信し、それを受けて発光すればよい。また、表示された画像を見たユーザの支持を受けて制御装置９が光源５ａ、５ｂを発光させる信号を送信することとしてもよい。
【００５０】
以上詳細に説明したように、水中カメラ１は、水密且つ透明なケース６、ケース６内に設けられた全方位を撮影するイメージセンサ３、及びケース６内に充填された透明なゲル７を備える。これによれば、ケース６内に透明なゲル７が充填されていることで、イメージセンサ３による撮影を妨げることなく、ケース６を介してイメージセンサ３に作用する振動を緩衝することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の水中カメラは、水中で、ケースを介して伝わる振動を緩衝してカメラを保護するのに好適である。
【符号の説明】
【００５２】
１    水中カメラ
２    基板
２ａ  光ケーブルコネクタ
２ｂ  電源コネクタ
２ｃ  電源部品
３    イメージセンサ
３ａ  センサ
３ｂ  センサ
３ｃ  信号伝送部
４    加速度センサ
５ａ  光源
５ｂ  光源
５ｃ  拡散鏡
６    ケース
６ａ  内部空間
６ｂ  開口
６ｃ  頂部
６ｄ  凸部
６ｅ  防水複合コネクタ
７    ゲル
８    ケーブル
８ａ  送信線
８ｂ  送電線
９    制御装置
【図１】
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