(57)【要約】【課題】航空機への常設マウントを使用することなく、撮像装置のカメラの光軸調整が可能な方法を提供することである。【解決手段】カメラ及びレーザを有する撮像装置のカメラの光軸調整方法であって、撮像装置位置決め用の一対の第１位置決めピン及びボアサイトモジュール取付機構位置決め用の一対の第２位置決めピンを有する調整台を用意し、撮像装置取付用の一対の第３位置決めピン及びボアサイトモジュール取付用の一対の第４位置決めピンを有し、調整板が該第３位置ピンで位置決めされて所定位置に固定されたボアサイトモジュール取付機構を、前記第２位置決めピンで位置決めして前記調整台に搭載し、撮像装置を前記第１位置決めピンで位置決めして前記調整台に搭載し、前記ボアサイトモジュール取付機構上に前記第４位置決めピンで位置決めして、ボアサイトモジュールを固定し、前記レーザから出射されたレーザビームを前記ボアサイトモジュールで受けて、ビームスポットに前記カメラの向きを合わせるように調整する。【選択図】        図４
2004240145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラ及びレーザを有する撮像装置のカメラの光軸調整方法であって、
撮像装置位置決め用の一対の第１位置決めピン及びボアサイトモジュール取付機構位置決め用の一対の第２位置決めピンを有する調整台を用意し、
撮像装置取付用の一対の第３位置決めピン及びボアサイトモジュール取付用の一対の第４位置決めピンを有し、調整板が該第３位置ピンで位置決めされて所定位置に固定されたボアサイトモジュール取付機構を、前記第２位置決めピンで位置決めして前記調整台に搭載し、
撮像装置を前記第１位置決めピンで位置決めして前記調整台に搭載し、
前記ボアサイトモジュール取付機構上に前記第４位置決めピンで位置決めして、ボアサイトモジュールを固定し、
前記レーザから出射されたレーザビームを前記ボアサイトモジュールで受けて、ビームスポットに前記カメラの向きを合わせるように調整する、
ことを特徴とする撮像装置のカメラの光軸調整方法。
【請求項２】
前記撮像装置と前記調整板との間のギャップ中に該ギャップを埋めるのに必要な枚数のシムを挿入し、
前記調整板を前記ボアサイトモジュール取付機構から取り外して前記撮像装置に固定し、
前記撮像装置を前記調整台から取り外して航空機に取り付け、
前記ボアサイトモジュールが搭載された前記ボアサイトモジュール取付機構を前記第３位置決めピンで位置決めして前記調整板に固定し、
前記レーザから出射されたレーザビームを前記ボアサイトモジュールで受けて、ビームスポットに前記カメラの向きを合わせるように調整する、
ステップを更に含むことを特徴とする請求項１記載の撮像装置のカメラの光軸調整方法。
【請求項３】
カメラの光軸調整を実施しないときには、前記調整板を覆う蓋が取り付けられていることを特徴とする請求項２記載の撮像装置のカメラの光軸調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機搭載用撮像装置のカメラの光軸調整方法に関する。
【０００２】
一般的にこの種のカメラの光軸調整方法はボアサイトモジュールを用いて行われる。近年、航空機は機能及び性能の向上により搭載機器が増加し、ペイロードが増えている。また、搭載スペースの制限から、搭載品の小型・軽量化及び利用価値の低いものは必要に応じて着脱できる構造が望まれている。
【０００３】
【従来の技術】
図１に従来のボアサイトモジュール取付機構を示す。２は航空機の一種であるヘリコプターであり、その下部にはマウント４が常時取り付けられている。このマウント４には撮像装置６が固定されており、撮像装置６のカメラの光軸調整を行う際にはボアサイトモジュール８が矢印Ａに示すようにマウント４に取り付けられ、ボアサイトモジュール８を使用して撮像装置６のカメラの光軸調整を行っていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２５２４６１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のボアサイトモジュール取付機構では、撮像装置６とボアサイトモジュール８を取り付けるためのマウント４を機体側に常時装備していたため、マウント４を取り付けるためのスペースが必要となる上、ペイロードも増えることで機体側の取り付け部も強化する必要がある。従って、常設マウントを搭載できるのは大型の航空機に限られていた。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、撮像装置とボアサイトモジュールの取り付け位置を固定するための常設マウントなしに、撮像装置のカメラの光軸調整を可能とする方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、カメラ及びレーザを有する撮像装置のカメラの光軸調整方法であって、撮像装置位置決め用の一対の第１位置決めピン及びボアサイトモジュール取付機構位置決め用の一対の第２位置決めピンを有する調整台を用意し、撮像装置取付用の一対の第３位置決めピン及びボアサイトモジュール取付用の一対の第４位置決めピンを有し、調整板が該第３位置決めピンで位置決めされて所定位置に固定されたボアサイトモジュール取付機構を、前記第２位置決めピンで位置決めして前記調整台に搭載し、撮像装置を前記第１位置決めピンで位置決めして前記調整台に搭載し、前記ボアサイトモジュール取付機構上に前記第４位置決めピンで位置決めして、ボアサイトモジュールを固定し、前記レーザから出射されたレーザビームを前記ボアサイトモジュールで受けて、ビームスポットに前記カメラの向きを合わせるように調整する、ことを特徴とする撮像装置のカメラの光軸調整方法が提供される。この光軸調整方法は、通常工場出荷時に行われる。
【０００８】
好ましくは、前記撮像装置と前記調整板との間のギャップ中に該ギャップを埋めるのに必要な枚数のシムを挿入し、前記調整板を前記ボアサイトモジュール取付機構から取り外して前記撮像装置に固定し、前記撮像装置を前記調整台から取り外して航空機に取り付け、前記ボアサイトモジュールが搭載された前記ボアサイトモジュール取付機構を前記第３位置決めピンで位置決めして前記調整板に固定し、前記レーザから出射されたレーザビームを前記ボアサイトモジュールで受けて、ビームスポットに前記カメラの向きを合わせるように調整する、第２の光軸調整方法を含んでいる。この第２の光軸調整方法は、必要に応じて随時フィールドで行われる。
【０００９】
本発明では、ボアサイトモジュール取付機構を撮像装置の光軸調整時のみ使用できるように着脱可能な構造としたことを特徴とする。よって、機体側には従来のような大きなマウントを取り付ける必要はなく、撮像装置を取り付けるインターフェースさえ合わせておけばよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図２は撮像装置１０の外観斜視図を示している。撮像装置１０には、可視光線カメラ用と赤外線カメラ用とがある。赤外線カメラは夜間等の暗い所の撮影が可能で、撮像装置自体の用途は監視用、探索用と様々であり、設地や搭載場所も多様である。可視光線カメラにおいてもその用途は多様である。
【００１１】
本明細書の撮像装置１０は、これら２種類のカメラを使用した航空機搭載用の撮像装置を指している。この撮像装置１０はアジマス（ＡＺ）方向の回転とエレベーション（ＥＬ）方向の回転の２軸が動く構造となっており、周囲を見渡せることができる。
【００１２】
また、内部には赤外線カメラ１２（又は可視カメラ）とレーザ測距器が搭載されている。１４がレーザ測距器のレーザ発光部であり、１６がレーザ受光部である。
【００１３】
レーザ測距器は被写体との距離を測定するためのものであり、レーザ発光部１４から出たレーザビームは被写体で反射され、その反射ビームをレーザ受光部１６で受ける仕組みとなっている。
【００１４】
これによって、赤外線カメラ（又は可視カメラ）１２で映し出された被写体との距離が分かる。従って、カメラの光軸とレーザ光軸を合わせておく必要がある。このカメラの光軸とレーザ光軸を合わせる調整をカメラの光軸調整という。
【００１５】
１８は撮像装置１０を航空機の機体に取り付ける機体取付面であり、１９はボアサイトモジュール取付機構を撮像装置１０に取り付ける取付面である。
【００１６】
図３はボアサイトモジュール２０を示しており、図３（Ａ）がその平面図、図３（Ｂ）が正面図、図３（Ｃ）が図３（Ａ）の右側面図をそれぞれ示している。
【００１７】
ボアサイトモジュール２０はカメラの光軸調整を行うための装置であり、カメラ正対部２２とレーザ正対部２４を有している。カメラ正対部２２を撮像装置のカメラと正対させ、レーザ正対部２４を撮像装置のレーザと正対させるように、ボアサイトモジュール２０を取り付ける。２６はボアサイトモジュール２０を図４に示したボアサイトモジュール取付機構３６に取り付ける取付面である。
【００１８】
航空機の機体からの振動や衝撃により、撮像装置のカメラの光軸とレーザ光軸がずれる可能性があるため、ボアサイトモジュール２０を使用して定期的にカメラの光軸調整を行う必要がある。
【００１９】
光軸の調整方法は、赤外線カメラの場合、撮像装置１０とボアサイトモジュール２０を正対させ、撮像装置１０側からボアサイトモジュール２０に向けてレーザビームを発射すると、ボアサイトモジュール２０内で熱が発生する。
【００２０】
この熱を赤外線カメラで捉え、ビームスポットに赤外線カメラの向きを合わすように、撮像装置１０内に搭載されたＲＯＭに予めプログラムされたソフトウエアにより、撮像装置のカメラの向きを自動調整することで、カメラの光軸調整を行う。
【００２１】
可視カメラの場合には、ボアサイトモジュール２０に向けてレーザビームを発射させ、そのレーザビームをボアサイトモジュール２０で反射させて可視カメラで捉え、ビームスポットに可視カメラの向きを合わすように自動調整する。
【００２２】
図４を参照すると、撮像装置１０とボアサイトモジュール２０との間の相対位置を調整する位置調整機構の分解斜視図が示されている。図５は位置調整機構の斜視図である。
【００２３】
２８は調整台であり、撮像装置１０位置決め用の一対のピン３０と、ボアサイトモジュール取付機構３６位置決め用の一対のピン３４を有している。ピン３０で撮像装置１０を位置決めして、ネジ３２で撮像装置１０を調整台２８に固定する。
【００２４】
一方、ボアサイトモジュール取付機構３６はピン３４で位置決めされて、ネジ３８で調整台２８に固定される。ボアサイトモジュール取付機構３６の詳細構造は図７に示されている。図７（Ａ）はボアサイトモジュール取付機構３６の底面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の正面図、図７（Ｃ）は図７（Ａ）の右側面図をそれぞれ示している。
【００２５】
ボアサイトモジュール取付機構３６は一体的に形成された取付ブラケット４０を有しており、この取付ブラケット４０にはボアサイトモジュール取付機構３６を撮像装置１０に位置決めして取り付けるための一対のピン４２と、ボアサイトモジュール取付機構３６固定用の４個の取り付け穴４４が形成されている。
【００２６】
さらに、ボアサイトモジュール取付機構３６のボアサイトモジュール搭載面には、ボアサイトモジュール２０位置決め用の一対の位置決めピン４６が形成されている。
【００２７】
ボアサイトモジュール取付機構３６を調整台２８に取り付ける前に、調整板５０を位置決めピン４２で位置決めしてから脱落防止ネジ５２でボアサイトモジュール取付機構３６の取付ブラケット４０に固定する。
【００２８】
次いで、ボアサイトモジュール取付機構３６を位置決めピン３４で位置決めしてから、ボアサイトモジュール取付機構３６をネジ３８で調整台２８に固定する。
【００２９】
次いで、ボアサイトモジュール２０を位置決めピン４６で位置決めしてから、ボアサイトモジュール取付機構３６上に脱落防止ネジ４８で固定する。
【００３０】
図８は調整板５０の平面図を示している。調整板５０は中央部に形成された大径開口５４と、ボアサイトモジュール取付機構３６の位置決めピン４２が挿入される一対のピン穴５６と、脱落防止ネジ５２が螺合される４個のネジ穴５８と、調整板５０を撮像装置１０の取付面１９に取り付けるための４個の取り付け穴６０と、図６に示した蓋６６を調整板５０に取り付けるための４個のネジ穴６１を有している。
【００３１】
調整台２８上に撮像装置１０とボアサイトモジュール取付機構３６を位置決めして搭載した状態では、撮像装置１０の取付面１９と調整板５０との間に非常に小さなギャップが発生するように各部品が寸法付けられ、位置決めピン３０，３４の位置が設定されている。
【００３２】
よって、撮像装置１０の取付面１９と調整板５０との間に図９に示す調整用シム６２をギャップを埋めるのに必要な枚数だけ挿入し、ネジ６４で調整板５０を撮像装置１０の取付面１９に固定する。
【００３３】
本実施形態では調整用シム６２は約０．１ｍｍの厚さを有しており、ギャップ中に４〜５枚の調整用シム６２が挿入されるようになっている。尚、調整板５０のネジ６４による下側の固定は、ボアサイトモジュール取付機構３６の取り付け用ブラケット４０に形成された穴４５を通して行う。
【００３４】
この状態で工場出荷時の撮像装置１０のカメラの光軸調整を行う。すなわち、赤外線カメラの場合、撮像装置１０からボアサイトモジュール２０に向けてレーザビームを発射すると、ボアサイトモジュール２０内で熱が発生する。
【００３５】
この熱を赤外線カメラで捕らえ、ビームスポットに赤外線カメラの向きを合わすように撮像装置１０に搭載されたプログラムで自動調整することにより、工場出荷時のカメラの光軸調整を行う。
【００３６】
このように所定枚数の調整用シム６２を撮像装置１０の取付面１９と調整板５０との間に挟んだ後に調整板５０を撮像装置１０の取付面１９に固定すると、その後必要とされる光軸調整時には、単に調整板５０にボアサイトモジュール取付機構３６を取り付けるだけで、撮像装置１０とボアサイトモジュール２０の間の間隔をミクロンオーダの厳しい精度で一定にすることができる。
【００３７】
工場出荷時の光軸調整終了後、脱落防止ネジ５２を緩めて調整板５０をボアサイトモジュール取付機構３６から切り離した後、撮像装置１０とボアサイトモジュール２０が搭載されたボアサイトモジュール取付機構３６を調整台２８から取り外す。
【００３８】
図６は位置調整後、ボアサイトモジュール取付機構３６を調整台２８から取り外し、調整板５０に保護用の蓋６６を取り付ける状態を示す図である。調整板５０は精度よくボアサイトモジュール取付機構３６を取り付けるための基準面となるため、防塵及び防蝕対策として蓋６６側にパッキンを貼り付けて保護している。
【００３９】
撮像装置１０をヘリコプタ２等の航空機に取り付け後、撮像装置１０のカメラの光軸調整が再び必要な場合には、この蓋６６を外してボアサイトモジュール取付機構３６を調整板５０に取り付ける。蓋６６は脱落防止ネジ６８で調整板５０に取り付けられるため、蓋６６の着脱が容易である。
【００４０】
図１０は本発明のフィールドでの光軸調整方法の実施形態を示す図であり、図１１はその要部拡大図である。調整板５０の固定された撮像装置１０をその機体取付面１８でヘリコプタ２の機体に固定する。この状態で監視用または探索用として撮像装置１０を使用する。
【００４１】
機体からの振動や衝撃により、撮像装置１０のカメラの光軸とレーザ光軸がずれる可能性があるため、定期的に撮像装置１０のカメラの光軸調整を行う必要がある。
【００４２】
よって、図１０に示すようにボアサイトモジュール２０の搭載されたボアサイトモジュール取付機構３６を矢印Ａで示すように撮像装置１０に固定された調整板５０に脱落防止ネジ５２を使用して固定する。
【００４３】
上述したように、調整板５０は撮像装置１０の取付面１９と調整板５０との間に必要枚数の調整用シム６２を挟んだ後撮像装置１０に固定されているため、ボアサイトモジュール取付機構３６を調整板５０に固定するだけで、撮像装置１０とボアサイトモジュール２０との間の間隔が所望の精度で設定される。
【００４４】
よって、撮像装置１０側からボアサイトモジュール２０に向けてレーザビームを発射すると、ボアサイトモジュール２０内で熱が発生する。この熱を撮像装置１０の赤外線カメラで捕らえ、ビームスポットに赤外線カメラの向きを合わすように撮像装置１０に搭載されたプログラムで自動調整することにより、フィールドでのカメラの光軸調整を行うことができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ボアサイトモジュール取付機構が着脱できるため、航空機の搭載スペース及びペイロードが軽減でき、従来撮像装置を大型の航空機にしか搭載できなかったものが小型の航空機にも搭載可能となる。
【００４６】
また、本発明の光軸調整方法を採用しない場合には、撮像装置側の取付寸法精度を厳しくする必要があり、製造コストのアップとなる。よって、本発明は航空機搭載部品の小型・軽量化及び撮像装置の製造コストの低減に寄与するところが大きい。
【００４７】
また、従来は常設マウントを介して撮像装置を航空機へ取り付けていたため、機体と撮像装置との間の配線は外出しまたは遠回しに配線する必要があったが、本発明では撮像装置を直接機体へ取り付けているため、配線の引き回しが短くて済むといったメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例を示す図である。
【図２】撮像装置の外観斜視図である。
【図３】ボアサイトモジュールの外観を示す図である。
【図４】位置調整機構の分解斜視図である。
【図５】位置調整機構の斜視図である。
【図６】位置調整後の保護用蓋を取り付ける状態を示す図である。
【図７】ボアサイトモジュール取付機構を示す図である。
【図８】調整板平面図である。
【図９】調整用シム平面図である。
【図１０】本発明の実施形態を説明する図である。
【図１１】実施形態の要部拡大図である。
【符号の説明】
１０  撮像装置
１２  カメラ
１４  レーザ発光部
１６  レーザ受光部
１９  取付面
２０  ボアサイトモジュール
２２  カメラ正対部
２４  レーザ正対部
２８  調整台
３６  ボアサイトモジュール調整機構
５０  調整板
６２  調整用シム
【図１】
2004240145.tif 000003
【図２】
2004240145.tif 000004
【図３】
2004240145.tif 000005
【図４】
2004240145.tif 000006
【図５】
2004240145.tif 000007
【図６】
2004240145.tif 000008
【図７】
2004240145.tif 000009
【図８】
2004240145.tif 000010
【図９】
2004240145.tif 000011
【図１０】
2004240145.tif 000012
【図１１】
2004240145.tif 000013