(57)【要約】【課題】移動時の電力消費を低減すると共に、撮影範囲を可能な限り広範囲に設定することができる水中撮影ブイを提供する。【解決手段】この水中撮影ブイ５０は、大きく分けて水上を浮遊する本体部２と、本体部２と分離・昇降可能に構成され水中を撮影する水中カメラ部１９と、を備えて構成されている。そして本体部２は、本体部２に浮力を与える浮き部３と、水中カメラ部１９により撮影された撮影画像の送信及び外部からの指示データの受信を無線により行う送受信部４と、水中カメラ部１９を分離・昇降する昇降手段２６と、本体部２を移動させる移動手段２７と、送受信部４、昇降手段２６及び移動手段２７を制御する制御部５と、送受信部４、昇降手段２６、移動手段２７及び制御部５に電力を供給するバッテリ（電源部）６と、を備えて構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水上を浮遊する本体部と、該本体部と分離・昇降可能に構成され水中を撮影する水中カメラ部と、を備えた水中撮影ブイであって、
前記本体部は、該本体部に浮力を与える浮き部と、前記水中カメラ部により撮影された撮影画像の送信及び外部からの指示データの受信を無線により行う送受信部と、前記水中カメラ部を分離・昇降する昇降手段と、前記送受信部及び前記昇降手段を制御する制御部と、前記送受信部、前記昇降手段、及び前記制御部に電力を供給する電源部と、を備え、
前記制御部は、前記送受信部により受信した前記指示データに基づいて前記昇降手段により前記水中カメラ部を該本体部より分離・昇降して撮影を開始し、該撮影画像を前記送受信部により送信することを特徴とする水中撮影ブイ。
【請求項２】
水上を浮遊する本体部と、該本体部と分離・昇降可能に構成され水中を撮影する水中カメラ部と、を備えた水中撮影ブイであって、
前記本体部は、該本体部に浮力を与える浮き部と、前記水中カメラ部により撮影された撮影画像の送信及び外部からの指示データの受信を無線により行う送受信部と、前記水中カメラ部を前記本体部から分離・昇降する昇降手段と、該本体部を移動させる移動手段と、前記送受信部、前記昇降手段、及び前記移動手段を制御する制御部と、前記送受信部、前記昇降手段、前記制御部、及び前記移動手段に電力を供給する電源部と、を備え、
前記制御部は、前記送受信部により受信した前記指示データに基づいて前記移動手段により該本体部を移動し、該本体部が前記指示データに基づく撮影場所に到達すると前記昇降手段により前記水中カメラ部を該本体部より分離・昇降して撮影を開始し、該撮影画像を前記送受信部により送信することを特徴とする水中撮影ブイ。
【請求項３】
前記昇降手段は、前記水中カメラ部と前記制御部を接続する信号ケーブルを巻き取る巻取り部と、該巻取り部を駆動するモータと、を備え、該モータの回転方向と回転数により前記水中カメラ部の昇降位置を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の水中撮影ブイ。
【請求項４】
前記移動手段は、前記本体部に推進力を与えるスクリューと、該スクリューを回転するモータと、を備え、該モータの回転方向により該本体部の推進方向を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の水中撮影ブイ。
【請求項５】
前記モータの回転軸に前記巻き取り部及びスクリューを個別に断接するクラッチを夫々備え、前記昇降手段を駆動するときは前記巻取り部のクラッチを接続し、前記移動手段を駆動するときは前記スクリューのクラッチを接続するようにして、該モータを共用したことを特徴とする請求項３又は４に記載の水中撮影ブイ。
【請求項６】
前記電源部は、前記本体部から着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の水中撮影ブイ。
【請求項７】
前記本体部が水面上に浮遊する適所に水上の様子を撮影する水上カメラを備えたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の水中撮影ブイ。
【請求項８】
前記制御部に該本体部の位置を認識するＧＰＳ機能を備えたことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の水中撮影ブイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中撮影ブイに関し、さらに詳しくは、水中のカメラ部を本体から分離できるようにして、水中の様子を陸上でリアルタイムに観察することが可能な水中撮影ブイの構成技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水中、特に海中の様子を観察する場合は、潜水装備をつけて海中に潜って直接観るか、ダイバーにより水中カメラで撮影された画像を、船上に備えたテレビ画面で観察したり、別途ビデオに録画して後日再生して観るか、或いは、無人の水中探査器にカメラを搭載して観察、録画する方法が考えられる。しかし、海中に潜って直接観察する場合は、海中に潜った本人しか観察することができず、且つダイバーの資格を必要とする。また、ダイバーにより水中カメラで撮影された画像をリアルタイムに多数の人が同時に見ようとする場合は、その画像を陸上の設備に送信して放送しなければならず、設備が大掛かりになる。また、水中探査器による方法もリアルタイムに多数の人が同時に見ようとする場合は、設備が大掛かりになるといった問題がある。
【０００３】
従来技術として特許文献１には、使用中の貯液タンクの天井面、壁面又は底面の状態を調査するタンク内面調査装置であって、この貯液タンクの液面を移動する双胴ボートと、この双胴ボートを基準として特定方向を向いたまま昇降可能な撮像装置と、双胴ボートの移動操作、撮像装置の昇降操作、撮像装置の姿勢操作、そして撮像装置から映像を記録、再生又は画像処理するコンピュータとからなるタンク内面調査装置について開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１５６３４０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている従来技術は、撮像装置の昇降操作をボールネジ棒を回転することにより行なうため、常に双胴ボートの下にボールネジ棒があり移動時に水の抵抗が大きくなるばかりでなく、ボールネジ棒が水中の物体に接触して移動を阻害される虞がある。従って、ボールネジ棒をあまり長くすることには限界があるので、撮影範囲が限定されるといった問題がある。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、水中撮影ブイが撮影を行なっていない時や移動時には、カメラ部を本体部と一体にして水の抵抗を極力小さくし、撮影時にはカメラ部を本体部から分離してケーブルにより昇降することにより、移動時の電力消費を低減すると共に、撮影範囲を可能な限り広範囲に設定することができる水中撮影ブイを提供することを目的とする。
また他の目的は、遠隔操作により水中と水上の様子を撮影して、リアルタイムに外部装置に送信して観察することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、水上を浮遊する本体部と、該本体部と分離・昇降可能に構成され水中を撮影する水中カメラ部と、を備えた水中撮影ブイであって、前記本体部は、該本体部に浮力を与える浮き部と、前記水中カメラ部により撮影された撮影画像の送信及び外部からの指示データの受信を無線により行う送受信部と、前記水中カメラ部を分離・昇降する昇降手段と、前記送受信部及び前記昇降手段を制御する制御部と、前記送受信部、前記昇降手段、及び前記制御部に電力を供給する電源部と、を備え、前記制御部は、前記送受信部により受信した前記指示データに基づいて前記昇降手段により前記水中カメラ部を該本体部より分離・昇降して撮影を開始し、該撮影画像を前記送受信部により送信することを特徴とする。
【０００７】
請求項２は、水上を浮遊する本体部と、該本体部と分離・昇降可能に構成され水中を撮影する水中カメラ部と、を備えた水中撮影ブイであって、前記本体部は、該本体部に浮力を与える浮き部と、前記水中カメラ部により撮影された撮影画像の送信及び外部からの指示データの受信を無線により行う送受信部と、前記水中カメラ部を前記本体部から分離・昇降する昇降手段と、該本体部を移動させる移動手段と、前記送受信部、前記昇降手段、及び前記移動手段を制御する制御部と、前記送受信部、前記昇降手段、前記制御部、及び前記移動手段に電力を供給する電源部と、を備え、前記制御部は、前記送受信部により受信した前記指示データに基づいて前記移動手段により該本体部を移動し、該本体部が前記指示データに基づく撮影場所に到達すると前記昇降手段により前記水中カメラ部を該本体部より分離・昇降して撮影を開始し、該撮影画像を前記送受信部により送信することを特徴とする。
【０００８】
請求項３は、前記昇降手段は、前記水中カメラ部と前記制御部を接続する信号ケーブルを巻き取る巻取り部と、該巻取り部を駆動するモータと、を備え、該モータの回転方向と回転数により前記水中カメラ部の昇降位置を決定することを特徴とする。
請求項４は、前記移動手段は、前記本体部に推進力を与えるスクリューと、該スクリューを回転するモータと、を備え、該モータの回転方向により該本体部の推進方向を決定することを特徴とする。
請求項５は、前記モータの回転軸に前記巻き取り部及びスクリューを個別に断接するクラッチを夫々備え、前記昇降手段を駆動するときは前記巻取り部のクラッチを接続し、前記移動手段を駆動するときは前記スクリューのクラッチを接続するようにして、該モータを共用したことを特徴とする。
【０００９】
請求項６は、前記電源部は、前記本体部から着脱可能に構成されていることを特徴とする。
請求項７は、前記本体部が水面上に浮遊する適所に水上の様子を撮影する水上カメラを備えたことを特徴とする。
水中の様子を撮影するばかりでなく、同時に水面から上の様子を観察できれば、より撮影画像の価値が向上する。そこで本発明は、本体部の一部は水面から上に出ている構造として、その部分に水上カメラを備えるものである。これにより、水中と水上の様子を同時にリアルタイムに観察することができる。
請求項８は、前記制御部に該本体部の位置を認識するＧＰＳ機能を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は上述したように構成するので、夫々次のような効果が得られる。即ち、請求項１記載の発明は、水上を浮遊する本体部と、本体部と分離・昇降可能に構成され水中を撮影する水中カメラ部と、を備えた水中撮影ブイであって、本体部は、本体部に浮力を与える浮き部と、水中カメラ部により撮影された撮影画像の送信及び外部からの指示データの受信を無線により行う送受信部と、水中カメラ部を分離・昇降する昇降手段と、送受信部及び昇降手段を制御する制御部と、送受信部、昇降手段、及び制御部に電力を供給する電源部と、を備え、制御部は、送受信部により受信した指示データに基づいて昇降手段により水中カメラ部を本体部より分離・昇降して撮影を開始し、撮影画像を送受信部により送信するので、撮影範囲を可能な限り広範囲に設定することができると共に、遠隔操作により水中と水上の様子を撮影して、リアルタイムに外部装置に送信して観察することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明では、水上を浮遊する本体部と、本体部と分離・昇降可能に構成され水中を撮影する水中カメラ部と、を備えた水中撮影ブイであって、本体部は、本体部に浮力を与える浮き部と、水中カメラ部により撮影された撮影画像の送信及び外部からの指示データの受信を無線により行う送受信部と、水中カメラ部を本体部から分離・昇降する昇降手段と、本体部を移動させる移動手段と、送受信部、昇降手段、及び移動手段を制御する制御部と、送受信部、昇降手段、制御部、及び移動手段に電力を供給する電源部と、を備え、制御部は、送受信部により受信した指示データに基づいて移動手段により本体部を移動し、本体部が指示データに基づく撮影場所に到達すると昇降手段により水中カメラ部を本体部より分離・昇降して撮影を開始し、撮影画像を送受信部により送信するので、遠隔操作により水中撮影ブイを移動させて、観たい場面を適宜選択することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明では、昇降手段は、水中カメラ部と制御部を接続する信号ケーブルを巻き取る巻取り部と、巻取り部を駆動するモータと、を備え、モータの回転方向と回転数により水中カメラ部の昇降位置を決定するので、制御部はモータのパルス数と位相を管理することにより、水中カメラを正確に制御することができる。
請求項４記載の発明では、移動手段は、本体部に推進力を与えるスクリューと、スクリューを回転するモータと、を備え、モータの回転方向により本体部の推進方向を決定するので、簡単な制御により水中撮影ブイの方向を変えることができる。
請求項５記載の発明では、モータの回転軸に巻き取り部及びスクリューを個別に断接するクラッチを夫々備え、昇降手段を駆動するときは巻取り部のクラッチを接続し、移動手段を駆動するときはスクリューのクラッチを接続するようにして、モータを共用したので、部品点数の削減と、消費電力を低減することができる。
【００１３】
請求項６記載の発明では、電源部は、前記本体部から着脱可能に構成されているので、電源部の交換が容易に行うことができる。
請求項７記載の発明では、本体部が水面上に浮遊する適所に水上の様子を撮影する水上カメラを備えたので、水中と水上の様子を同時にリアルタイムに観察することができる。
請求項８記載の発明では、制御部に該本体部の位置を認識するＧＰＳ機能を備えたので、水中撮影ブイの回収時に位置を特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００１５】
図１は本発明の第1の実施形態に係る水中撮影ブイの断面構成図であり、図１（ａ）は水中カメラ部と本体部が一体となった図であり、図１（ｂ）は本体部から水中カメラ部が分離・昇降している図である。この水中撮影ブイ５０は、大きく分けて水上を浮遊する本体部２と、本体部２と分離・昇降可能に構成され水中を撮影する水中カメラ部１９と、を備えて構成されている。そして本体部２は、本体部２に浮力を与える浮き部３と、水中カメラ部１９により撮影された撮影画像の送信及び外部からの指示データの受信を無線により行う送受信部４と、水中カメラ部１９を分離・昇降する昇降手段２６と、本体部２を移動させる移動手段２７と、送受信部４、昇降手段２６及び移動手段２７を制御する制御部５と、送受信部４、昇降手段２６、移動手段２７及び制御部５に電力を供給するバッテリ（電源部）６と、を備えて構成されている。尚、昇降手段２６は、水中カメラ部１９と制御部５を接続する信号ケーブル１２を巻き取るケーブルウインチ（巻取り部）１１と、ケーブルウインチ１１を駆動するモータ７と、モータ７の駆動力を断接するクラッチ８ａ，８ｂと、クラッチ８ａの駆動力を伝達するギア９と、を備えている。また、移動手段２７は、本体部２に推進力を与えるスクリュー１０と、スクリュー１０を回転するモータ７と、モータ７の駆動力を断接するクラッチ８ｂと、を備えている。また、水中カメラ１３は防水するために密閉容器２０内に収容され、密閉容器２０の適所には水中が観察可能なように窓部１４が備えられている。また、本体部２の水面上の適所に外部と無線交信の電波を授受するアンテナ１が備えられている。尚、本実施形態では、ケーブルウインチ１１以外を防水するために、隔壁２９により外部と隔絶されている。
【００１６】
そして制御部５は、送受信部４により受信した指示データに基づいて移動手段２７により本体部２を移動し、本体部２が指示データに基づく撮影場所に到達すると、図１（ｂ）のように昇降手段２６により水中カメラ部１９を本体部２より分離・昇降して撮影を開始し、例えば、水中を遊泳する魚２８等の撮影画像を信号ケーブル１２を介して送受信部４に伝えられ、アンテナ１を介して送信するものである。
即ち、本実施形態の水中撮影ブイ５０は、水中カメラ部１９を昇降させて水中の画像２８を撮影する場合、地上にてその画像２８を観ながらリアルタイムに場所を移動したい場合が発生する。そのような時、地上で撮影画像を観ながら移動手段２７に指示を与えて水中撮影ブイ５０を移動させて、最適な画像を得るものである。これにより、遠隔操作により水中撮影ブイ５０を移動させて、観たい場面を適宜選択することができる。
【００１７】
また、モータ７にステッピングモータを使用した場合、駆動波形の位相を変えることにより回転方向を変えることができ、且つステップ数をカウントすることにより回転数を検知することができる。即ち、制御部５に撮影画像データを送ったり、制御部５から撮影の指示を受け取ったりする信号を信号ケーブル１２によりやり取りする。この信号ケーブル１２の先端に水中カメラ部１９を取り付け、信号ケーブル１２をケーブルウインチ１１に巻き取っておくことにより、モータ７の回転方向と回転数から間接的に水中カメラ部１９の位置と昇降の判断を認識することができる。これにより、制御部５はモータ７のパルス数と位相を管理することにより、水中カメラ部１９を正確に制御することができる。
【００１８】
また、本実施形態の水中撮影ブイ５０は、移動手段２７を備えたものである。水中カメラ部１９を昇降させて水中の画像を撮影する場合、地上にてその画像を観ながらリアルタイムに場所を移動したい場合が発生する。そのような時、地上で撮影画像を観ながら移動手段２７に指示を与えて水中撮影ブイ５０を移動させて、最適な画像を得るものである。これにより、遠隔操作により水中撮影ブイ５０を移動させて、観たい場面を適宜選択することができる。尚、水上を移動する移動手段２７としては、水を攪拌して推進力を得るスクリュー１０が一般的に使用される。また、スクリュー１０は回転方向により推進方向が変化する。そこで本実施形態では、スクリュー１０の回転方向を指示データにより指示することにより、水中撮影ブイ５０の進行方向を決定するものである。これにより、簡単な制御により水中撮影ブイ５０の方向を変えることができる。
【００１９】
また、無人の装置は可能な限り部品点数と消費電力を抑制する必要がある。そこで本実施形態では、モータ７を１つとするために、ケーブルウインチ１１及びスクリュー１０を個別に断接するクラッチ８ａ，８ｂを夫々備え、動作させるときにクラッチ８ａ，８ｂを接続するように制御するものである。これにより、部品点数の削減と、消費電力を低減することができる。
また、バッテリ６は、いずれエネルギーが消耗して使用できなくなる。そこで本実施形態では、水中撮影ブイ５０を定期的に回収してバッテリ６を交換するために、バッテリ６を本体部２から着脱可能に構成するものである。これにより、バッテリ６の交換が容易に行うことができる。その時、バッテリ６により駆動される水中撮影ブイ５０は、バッテリ６を交換するために回収する必要がある。そのとき水中撮影ブイ５０の正確な位置が特定できる必要がある。そこで本実施形態では、制御部５にＧＰＳ機能を備えるものである。これにより、水中撮影ブイ５０の回収時に位置を特定することができる。
【００２０】
図２は本発明の第２の実施形態に係る水中撮影ブイの断面構成図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付して説明し、重複する説明は省略する。図２が図１と異なる点は、水面２５の上に浮上した部分の適所に、窓部２３を備え、その窓部２３を介して水上の様子を撮影する水上カメラ２２を備えた点である。このように、水中の様子を撮影するばかりでなく、同時に水面から上の様子を観察できれば、より撮影画像の価値が向上する。そこで本実施形態は、本体部２の一部を水面２５から上に出る構造として、その部分に水上カメラ２２を備えるものである。これにより、水中と水上の様子を同時にリアルタイムに観察することができる。
【００２１】
図３は制御部を中心とした各構成要素との接続を示すブロック図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付して説明する。アンテナ１には図示しない地上の設備から指示信号が電波により到達する。また、水中カメラ１３、又は水上カメラ２２により撮影された画像データは、制御部５を介して送受信部４により変調されて電波としてアンテナ１から地上の設備に送信される。また、制御部５はクラッチ８ａ，８ｂの何れかを動作させ、モータ７を回転してスクリュー１０又はケーブルウインチ１７を駆動し、水中撮影ブイ５０／５１を撮影ポイントに移動し、水中カメラ部１９を水中に昇降させて水中の様子を撮影する。また、制御部５内にはＧＰＳ機能を搭載し、アンテナ１からＧＰＳ衛星３３と交信して、バッテリ６を交換するために、水中撮影ブイ５０／５１の位置を特定する。尚、電源としてバッテリ６に限定されず、太陽電池等を使用しても構わない。また、制御部５はＣＰＵにより構成され、ＲＯＭに記憶したプログラムに従って制御が行われる。
【００２２】
図４は本発明の水中撮影ブイを使用した一実施例を示す模式図である。この実施例では、海上３４に浮遊する水中撮影ブイ５０／５１に対して、近距離の地上又は近くの船上に設置したプロジェクタ３１内の送受信機から、アンテナ３０を介して送信された電波３３により、水中撮影ブイ５０／５１内のケーブルウインチ１１を駆動して、水中カメラ部１９を海中に降下させ、その周囲にいる例えば魚２０を撮影し、その画像が送受信機４からアンテナ１を介してプロジェクタ３１に送信される。プロジェクタ３１では、受信した撮影画像を拡大してスクリーン３２上に投影することにより、拡大された魚２０ａが投影される。このとき、魚２０の画像を拡大又は縮小する必要が生じた場合は、プロジェクタ３１の図示しない操作部より指示信号を送信することにより水中カメラ部のズーム機能を動作させて行うことができる。尚、送受信機をプロジェクタ３１に内蔵しないで、別途備え、且つ水中撮影ブイへの指示、制御をＰＣ等により行なっても構わない。
【００２３】
図５は本発明の水中撮影ブイを使用した一実施例を示す模式図である。この実施例では、海上３４に浮遊する水中撮影ブイ５０／５１に対して、遠距離の地上に設置したプロジェクタ３１内の送受信機から、アンテナ３０を介して送信された電波３３を通信衛星３５を中継して水中撮影ブイ５０／５１内のケーブルウインチ１１を駆動して、水中カメラ部１９を海中に降下させ、その周囲にいる例えば魚２８を撮影し、その画像が送受信機４からアンテナ１を介して通信衛星３５を中継してプロジェクタ３１に送信される。プロジェクタ３１では、受信した撮影画像を拡大してスクリーン３２上に投影することにより、拡大された魚２８ａが投影される。このとき、魚２８の画像を拡大又は縮小する必要が生じた場合は、プロジェクタ３１の図示しない操作部より指示信号を送信することにより水中カメラ部のズーム機能を動作させて行うことができる。また、水中撮影ブイ５０／５１内のバッテリを交換するために、ＧＰＳ衛星３６により水中撮影ブイ５０／５１の位置情報を取得し、その情報を通信衛星３５を介して図示しない回収船が受信して、水中撮影ブイ５０／５１を確認して回収することができる。
【００２４】
以上のとおり本発明の水中撮影ブイの実施形態について説明したが、実施形態はあくまでも一例であり、水中撮影ブイの形状は図に示す形状に限定されることなく、どのような形状でも構わない。また、本発明では、水上の様子を水上カメラ２２により撮影したが、水中カメラ部１９を水面に浮上させて、水上の様子を撮影するようにしても良い。また、移動手段としてスクリューによる方法について説明したが、水上に設けたプロペラを回転して移動する方法でも構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第1の実施形態に係る水中撮影ブイの断面構成図であり、（ａ）は水中カメラ部と本体部が一体となった図、（ｂ）は本体部から水中カメラ部が分離・昇降している図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る水中撮影ブイの断面構成図である。
【図３】制御部を中心とした各構成要素との接続を示すブロック図である。
【図４】本発明の水中撮影ブイを使用した一実施例を示す模式図である。
【図５】本発明の水中撮影ブイを使用した一実施例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  アンテナ、２  本体部、３  浮き部、４  送受信部、５  制御部、６  バッテリ、７  モータ、８  クラッチ、９  ギア、１０  スクリュー、１１  ケーブルウインチ、１２  ケーブル、１３  水中カメラ、１４  窓部、１５  浮き部隔壁、１６  外部隔壁、１９  水中カメラ部、２０  密閉容器、２２  水上カメラ、２３  窓部、２５  水面、２６  昇降手段、２７  移動手段、２９  隔壁、５０、５１  水中撮影ブイ  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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