(57)【要約】【課題】災害現場に派遣された各種の機内や車両等の中から基地局へ、無線ＬＡＮによる動画の遠距離伝送ができる映像伝送用アンテナ装置を提供する。【解決手段】映像送信装置Ｐに接続するケーブルを着脱自在に連結するハンドル部１を設ける。該ハンドル部１の上部に略水平にアンテナ部２を設ける。アンテナ部２の指向方向に沿った略直線状のフレーム３にリング状の素子４を並行に複数個連設する。該素子４全体を円筒状のカバー５にて被覆する。該カバー５の後端部に電波の後方輻射を防止する円板形状を成した反射板６を設ける。前記アンテナ部２から該アンテナ部２を操作する者までの距離が、少なくとも２波長分離れる長さにハンドル１を設ける。アンテナ装置１０に無線ＬＡＮの電源をON/OFFする切替スイッチ７を設けると共に、無線ＬＡＮの通信状態を示す表示ランプ８とを設ける。【選択図】図１
2007104004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオカメラと共に移動体がわで持ち運ばれる映像用送信機と、基地局がわに配置された映像用受信機との相互間で無線ＬＡＮ通信を行う無線装置に備えられ、前記映像用送信機がわに接続される映像伝送用アンテナ装置において、
該アンテナ装置は、操作員が手で持ちアンテナ装置の伝送方向を調整すると共に、映像用送信機の映像送信装置に接続するケーブルを着脱自在に連結するハンドル部と、
該ハンドル部の上部に略水平に設けられたアンテナ部とからなり、
該アンテナ部は、指向方向に沿った略直線状のフレームにリング状の素子が並行に複数個連設され、該素子全体を円筒状のカバーが被覆すると共に、該カバーの後端部に電波の後方輻射を防止する円板形状の反射板を設けたことを特徴とする映像伝送用アンテナ装置。
【請求項２】
前記アンテナ装置において、前記ハンドルは、前記アンテナ部から該アンテナ部を操作する者までの距離が、少なくとも２波長分離れる長さに設定された請求項１記載の映像伝送用アンテナ装置。
【請求項３】
前記アンテナ装置に無線ＬＡＮの電源をON/OFFする切替スイッチを設けると共に、無線ＬＡＮの通信状態を示す表示ランプを設けた請求項１又は２記載の映像伝送用アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業者がアンテナを保持して目的の方向に向けることで、無線ＬＡＮを使用して映像等を伝送することができる映像伝送用アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ＬＡＮにおける指向性アンテナ装置に関する発明が特許文献１に記載されている。このアンテナ装置は、室内に設置した単一の親局と、同じ室内の適所に配置した複数の子局との間で指向性アンテナによる無線通信を行うためのアンテナ装置であり室内形状に応じてマルチパスの影響を最小限に抑えるような調整を行えるようにしたものである。そのために、この装置は、指向性アンテナの放射方向を変えるように指向性アンテナを収容するアンテナ収容部を複数備えたもので、各アンテナ収容部に収容された指向性親局アンテナの放射レベルを各々個別に調整できるようにしている。
【０００３】
また、特許文献２に、ミリ波を用いて親局から端末局へ大容量データを伝送するための無線伝送システムが記載されている。このシステムは、固定された親局から、移動体に搭載された端末局へ、ミリ波を用いて大容量データを伝送するもので、この親局側では、ビデオカメラが捉えた映像をモニタに表示させ、その映像をもとに端末局の位置を特定し、アンテナの指向性を端末局の方向へ位置決めするシステムである。
【０００４】
更に、特許文献３は、高指向性アンテナを備えたアンテナユニットと装置本体とを離して設置するタイプの無線装置に関する。この装置は、受信側の指向性アンテナの向きを相手無線局に正確に合わせるために、アンテナが受信した電波の強度を示す表示部をアンテナ側に設けたもので、アンテナの設置位置で受信信号の通信品質をモニタすることが可能になっている。
【０００５】
一方、災害時等に使用される無線装置において、ビデオカメラで撮影した災害現場の動画を伝送する無線装置が緊急時の対応に重要な役割を果たしている。このような動画の映像伝送を行う場合、従来では、免許人に割り当てられたヘリテレシステムが一般的である。このヘリテレシステムは、15GHz帯の専用周波数を使用するために、安定した映像伝送が可能になっており、警察や消防などでも用いられている。
【特許文献１】特許第２５１６１４１号公報
【特許文献２】特開２００３−２６４４９９号公報
【特許文献３】特開２００１−３１３６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のヘリテレシステムは、15GHz帯の専用周波数を使用することで、安定した映像伝送を可能にしているが、ヘリコプターに専用のアンテナを設置するほか、ヘリテレ受信局等の施設を要するなど、システム全体の価格が高く、しかも免許が必要になっているので、ヘリテレシステムの使用が特定の者に限られるといった課題があった。一方、近年無線ＬＡＮによるインターネット用のブロードバンドネットワークの普及がめざましく、従来のヘリテレシステムの如き映像をこのような普及している無線ＬＡＮで伝送可能にすることで災害対策等に極めて多大な貢献ができると予想される。
【０００７】
ところが、従来のヘリテレシステムでは、ブロードバンドネットワークで使用する2.4GHz帯の無線ＬＡＮに適しておらず、また、従来の他の無線装置においても、2.4GHz帯の無線ＬＡＮに安定した映像を伝送可能にするアンテナ装置は提供されていなかった。
【０００８】
たとえば特許文献１に記載のアンテナ装置は、各アンテナ収容部に収容された指向性親局アンテナの放射レベルを各々個別に調整するものなので、室内の無線ＬＡＮに使用することは可能でも、前記ヘリテレシステムの如く、災害現場の動画を何キロも離れた基地局に伝送するような通信は不可能である。
【０００９】
また、特許文献２に記載のミリ波を用いて親局から端末局へ大容量データを伝送するための無線伝送システムでは、大容量のデータ伝送が可能になる反面、周波数が高いので伝送時の減衰量が大きく、電波の到達距離が短くなる不都合があった。そのため、このミリ波を用いる無線伝送システムにおいても、前記ヘリテレシステムのように、災害現場の動画を遠距離伝送する通信は不可能である。
【００１０】
更に、特許文献３に記載の無線装置は、指向性アンテナを備えたアンテナユニットと装置本体とを離して設置する無線装置において、指向性アンテナの設置位置で受信信号の通信品質をモニタすることは可能になっているが、無線ＬＡＮに使用する2.4GHz帯で動画を伝送する技術は開示されていない。
【００１１】
このように、従来の指向性アンテナを利用した無線装置では、インターネット用のブロードバンドネットワークを活用した高画質伝送を行うことができなかった。そこで本発明は、災害現場に派遣された各種の機内や車両等の中から基地局へ、無線ＬＡＮによる動画の遠距離伝送ができる映像伝送用アンテナ装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の手段は、ビデオカメラＱと共に移動体がわで持ち運ばれる映像用送信機と、基地局がわに配置された映像用受信機との相互間で無線ＬＡＮ通信を行う無線装置に備えられ、前記映像用送信機がわに接続される映像伝送用アンテナ装置１０において、該アンテナ装置１０は、操作員が手で持ちアンテナ装置１０の伝送方向を調整すると共に、映像用送信機の映像送信装置Ｐに接続するケーブルを着脱自在に連結するハンドル部１と、該ハンドル部１の上部に略水平に設けられたアンテナ部２とからなり、該アンテナ部２は、指向方向に沿った略直線状のフレーム３にリング状の素子４が平行に複数個連設され、災害現場に派遣された各種の機内や車両等の中から基地局へ無線ＬＡＮで使用する2.4GHz帯の動画伝送が可能になる、該素子４全体を円筒状のカバー５が被覆すると共に、該カバー５の後端部に電波の後方輻射を防止する円板形状の反射板６を設けたことにある。
【００１３】
第２の手段は、前記アンテナ装置１０において、前記ハンドル１は、前記アンテナ部２から該アンテナ部２を操作する者までの距離が、少なくとも２波長分離れる長さに設定されていることにある。
【００１４】
第３の手段は、前記アンテナ装置１０に無線ＬＡＮの電源をON/OFFする切替スイッチ７を設けると共に、無線ＬＡＮの通信状態を示す表示ランプ８を設けたことを課題解消のための手段とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１に記載のアンテナ装置１０により、災害現場に派遣されたヘリコプターや車両等の中からビデオカメラＱにて撮影した動画を無線ＬＡＮにて遠距離伝送することが可能になった。しかも、アンテナ装置１０の構造は極めてシンプルで安価な提供が可能であり、本発明に係る無線装置を使用する際に免許取得の必要もない。このことから、誰でも容易に動画の遠距離伝送を行うことができる。
【００１６】
しかも、無線ＬＡＮにて送信しているので、この無線ＬＡＮをインターネットやネットワークに接続することで、ネットワーク上の複数のパソコンで、同時に動画像を見ることができる。また、無線ＬＡＮにパソコンを接続すると、電子メールの送信が可能になると共に、無線ＬＡＮに接続したパソコンとの相互間で双方向テレビ会議なども可能になる。
【００１７】
請求項２により、前記アンテナ部２から該アンテナ部２を操作する者までの距離を少なくとも２波長分離れる長さにハンドル部１を設定したことにより、人体による干渉から生じるアンテナ放射パターンの変化や、予定の利得及び指向方向の障害等を防止することができる。この結果、無線ＬＡＮによる通信距離を遠距離に伸ばすことが可能になった。
【００１８】
請求項３によると、切替スイッチ７と表示ランプ８とを前記アンテナ装置１０に設けたことで、無線ＬＡＮの通信状態を確認し、伝送時以外は無線ＬＡＮの電源を切断する操作をアンテナ装置１０がわで行うことができる。この結果、極めて効率良く動画を伝送することが可能になり、災害時等の緊急の伝送作業に好適である。しかも、必要時以外に無線ＬＡＮの電源を切断できるから、ヘリコプターなどの機器に与える影響を最小限にすることができる。
【００１９】
このように、本発明によると、災害現場に派遣された各種の機内や車両等の中から基地局へ無線ＬＡＮによる動画の遠距離伝送が可能になるなどといった有益な種々の効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の最良の形態は、映像用送信機に接続するケーブルを着脱自在に連結するハンドル部１と、該ハンドル部１の上部に略水平に設けられたアンテナ部２とからなる。該アンテナ部２は、指向方向に沿った略直線状のフレーム３にリング状の素子４が平行に複数個連設され、該素子４全体を円筒状のカバー５が被覆する。該カバー５の後端部に電波の後方輻射を防止する円板形状を成した反射板６を設ける。前記ハンドル１は前記アンテナ部２から該アンテナ部２を操作する者までの距離が、少なくとも２波長分離れる長さに設定される。前記アンテナ装置１０に無線ＬＡＮの電源をON/OFFする切替スイッチ７を設けると共に、無線ＬＡＮの通信状態を示す表示ランプ８を設けることで当初の目的を達成する。
【実施例】
【００２１】
本発明アンテナ装置は、映像用送信機と映像用受信機との相互間で2.4GHz帯の無線ＬＡＮ通信を行う無線装置に備えられるものである。たとえば、災害時や緊急時などにおいて、ビデオカメラＱで撮影した動画を、ヘリコプターや車両などの移動体の中から、あるいは災害場所に徒歩などで到達した作業者等が基地局に伝送する際に本発明アンテナ装置を使用する（図４参照）。
【００２２】
すなわち、アンテナ装置１０は、ビデオカメラＱと共に持ち運び自在に設けられ、映像伝送時に、映像送信装置Ｐ（エンコーダ）にケーブルを介して接続される（図４参照）。このアンテナ装置１０は、ハンドル部１とアンテナ部２とから成る（図１参照）。ハンドル部１は、操作員が手で持つ部分で、このハンドル部１を持ってアンテナ装置１０の伝送方向を調整する。また、ハンドル部１にコネクター９を設け、該コネクター９に、映像送信装置Ｐに接続するケーブルＰ１を連結する。また、ハンドル部１には、切替スイッチ７が設けられ、無線ＬＡＮの電源を、この切替スイッチ７にてON/OFFできるようにしている（図２参照）。更に、無線ＬＡＮの通信状態を示す表示ランプ８を設けている（図３参照）。図示例の表示ランプ８はLEDを使用し、アンテナ部２の後述する反射板６の後側面に装着することで、伝送作業中における通信状態の確認を容易にしている（図１参照）。この表示ランプ８は、映像送信装置Ｐ側に設けた通信リンク状態を示すLEDと同時に発光する（図３参照）。このような切替スイッチ７と表示ランプ８とをアンテナ装置１０に設けることで、作業者は、映像用受信機方向に目測でアンテナ装置１０を向けた後、電源を入れて伝送することが可能になる。また伝送中は、表示ランプ８を確認しながらアンテナ装置１０を最適な方向に向けることができ、伝送終了後は直ちに無線ＬＡＮの電源を切ることができる。この結果、極めて合理的な映像伝送作業が可能になるものである。
【００２３】
アンテナ部２は、ハンドル部１の上部に略水平に設けられている（図１参照）。このとき、ハンドル１は、前記アンテナ部２から該アンテナ部２を操作する者までの距離が、少なくとも２波長分（24cm）離れる長さに設定されている。すなわち、このハンドル部１を持って伝送方向に調整しながら伝送する際に、アンテナ部２から人体までの距離が24cm以上離れるようにハンドル部１の長さを設定し、人体による干渉を防止している。人体による干渉が生じた場合は、アンテナの放射パターンが変化し、予定の利得と指向方向が得られなくなり、通信距離が極端に短くなるなどの現象が発生する。したがって、作業者は、このハンドル部１のみを手で持ちながら、この手を伸ばした状態でアンテナ部２の向きを調整することになる。
【００２４】
アンテナ部２には、指向方向に沿った略直線状のフレーム３にリング状の素子４を平行に複数個配設したループアンテナが設けられている。このループアンテナは、棒状の素子（同数）に比べ、利得を3db高くすることができるので、より長距離の通信を可能にしている。また該素子４全体を円筒状のカバー５が被覆すると共に、該カバー５の後端部に電波の後方輻射を防止する円板形状の反射板６を設けている（図１参照）。
【００２５】
この反射板６は、電波の後方輻射を防止すると共に、電波の指向性を持たすことができる。一般に、指向性を持たせるための反射板６の直径は、１波長分（12cm〜12.5 cm）前後になるが、図示例の反射板６は、敢えて１波長分を超える直径に設定している。この結果、電波の後方輻射を極力少なくすることができる。このようなアンテナ部２によると、後方輻射を防止すると共に、3dbで1.4倍くらいの長距離化に成功した。実験では、17 dBiのアンテナ装置１０と、映像用受信機Ｒ側に備えた24 dBiのパラボラアンテナ（図示せず）を使用した際に、最大30kmの映像の伝送に成功した。また、素子４を被覆する略円筒状のカバー５は、素子４の保護を図ると共に、ヘリコプターや車両内などの狭い空間でアンテナ装置１０を操作する際の安全性にも配慮したものである（図１参照）。
【００２６】
アンテナ装置１０を接続する映像送信装置ＰをトランクＳに格納した状態を図７に示している。図示例では、映像送信装置Ｐをアルミ製のトランクＳに格納したもので映像送信装置Ｐの移動を容易にしている。このトランクＳには、映像送信装置Ｐのほか、バッテリ２０、DC/DCコンバータ２１、基板２２、HUB２３などを搭載している（図４参照）。また、トランクＳの側面には、アンテナ装置１０やビデオカメラＱの接続を容易にするために、コネクタパネルＳ１を設けている（図５参照）。図示のコネクタパネルＳ１は、アンテナ入力部やビデオカメラＱの入力部のほか、外部電源の入力部などを設けている（図６参照）。実験で使用した無線ＬＡＮは、（通信規格）国際標準無線LAN規格IEEE802.11b準拠、国内技術基準ARIB（（社）電波産業会）STD-T66準拠、（変調方式）直接拡散方式巣ペクトラム拡散、（通信速度）11Mbps、5.5 Mbps、2Mbpsおよび1Mbps、（チャンネル数）11チャンネル、(空中線電力)１０mW/MHz（アンテナ利得2.14dBiのとき）、（送受信アンテナ）15素子ループ八木アンテナ（利得17dBi）、（暗号化）SSID方式及び128bit WEP暗号化機能、（ネットワークインターフェイス）イーサネット（登録商標）：10Base-T、等を使用している。また、映像送信装置ＰはMPEG-2等の規格の映像圧縮方式を使用する。
【００２７】
本発明アンテナ装置１０から伝送した映像は、映像受信装置Ｒ（デコーダ）が受信する（図８参照）。図示の映像受信装置Ｒも、前記映像送信装置Ｐ同様に、アルミ製のトランクＴに搭載して移動を容易にしている。このトランクＴには、映像受信装置Ｒのほか、モニタ３０、空中線３１、ACアダプタ３２、遠隔操作器３３、ヘッドセット３４などを格納している（図９、図１０参照）。実験で使用した映像用受信機は、前記映像用送信機Ｐの仕様中、（送受信アンテナ）パラボラアンテナ（利得24dBi）に変更した以外は同じ仕様になっている。
【００２８】
本発明アンテナ装置１０を使用した画像伝送例として、たとえば次のような使用方法がある。第１に、映像用送信機をヘリコプターに持ち込み、ビデオカメラＱで撮影した災害現場の映像を対策本部に備えた映像用受信機に伝送し、この対策本部からネットワークを介して指令本部へ配信する使用方法。第２に、映像用送信機を船舶に持ち込み、海上の災害現場を撮影した映像を、陸上の基地や他の船舶や航空機に備えた映像用受信機に送信する使用方法。第３に、映像用送信機をリュックサックにて携帯した隊員が狭い場所の災害現場等に行き、内部の状況を後続部隊や対策本部に映像を伝送する使用方法。第４に上空から撮影した逃走車両等の映像を、後続のパトカー等に伝送する使用方法。第５に、遠方の災害現場や山などの障害で直接伝送が困難な場合において、中継基地局を設け、この基地局からネットワークを利用して対策本部まで映像を転送する使用方法などである。このように、本発明アンテナ装置１０により様々な映像伝送方法が可能になる。
【００２９】
尚、本発明アンテナ装置を使用する無線装置において、映像用送信機とは、ビデオカメラＱ、映像送信装置Ｐ（デコーダ）、無線ＬＡＮ（LANカード、中継機器）、アンテナの順に、映像信号が流れる装置全体であり、また、映像用受信機とは、アンテナ、無線ＬＡＮ（LANカード、中継機器）、映像受信装置Ｒ（デコーダ）、テレビの順に映像信号が流れる装置全体を言う。また、本発明における図示例の各構成は、本発明の一実施例に過ぎず、ハンドル部１やアンテナ部２の形状や寸法及び素子４や反射板６などの設計変更など、本発明の要旨を変更しない範囲において自由に変更することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明アンテナ装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明アンテナ装置の一実施例を示す斜視図である。
【図３】本発明の切替スイッチ及び表示ランプを示す回路図である。
【図４】本発明アンテナ装置の使用例を示す概略図である。
【図５】本発明で使用する映像送信装置の格納状態を示す正面図である。
【図６】本発明で使用する映像送信装置のコネクタパネルを示す図である。
【図７】本発明で使用する映像送信装置の格納状態を示す平面図である。
【図８】本発明で使用する映像受信装置の使用状態を示す斜視図である。
【図９】本発明で使用する映像受信装置の使用状態を示す側面図である。
【図１０】本発明で使用する映像受信装置の格納状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ハンドル部
２  アンテナ部
３  フレーム
４  素子
５  カバー
６  反射板
７  切替スイッチ
８  表示ランプ
９  コネクター
１０  アンテナ装置
２０  バッテリ
２１  DC/DCコンバータ
２２  基板
２３  HUB
３０  モニタ
３１  空中線
３２  ACアダプタ
３３  遠隔操作器
３４  ヘッドセット
Ｐ  映像送信装置（エンコーダ）
Ｐ１  ケーブル
Ｑ  ビデオカメラ
Ｒ  映像受信装置（エンコーダ）
Ｓ  トランク
Ｓ１  コネクタパネル
Ｔ  トランク
【図１】
2007104004.tif 000003
【図２】
2007104004.tif 000004
【図３】
2007104004.tif 000005
【図４】
2007104004.tif 000006
【図５】
2007104004.tif 000007
【図６】
2007104004.tif 000008
【図７】
2007104004.tif 000009
【図８】
2007104004.tif 000010
【図９】
2007104004.tif 000011
【図１０】
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