(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像信号を出力可能な撮像装置と、
該撮像装置を回動させる回動手段と、
該回動手段による上記撮像装置の順次の所定の回動位置で各々静止画像を撮像するように、上記撮像装置及び上記回動手段の動作を制御する制御手段と、
上記撮像装置の順次の所定の回動位置に対応する複数の表示器と、
上記撮像装置からの順次の所定の回動位置での静止画像信号を各回動位置に対応する上記表示器に分配して供給する画像分配手段と、
上記撮像装置を所望の回動位置に停止させて動画像信号を得るように上記制御手段に選択的に操作信号を供給すると共に、該動画像信号を上記複数の表示器に同時に供給して表示するように上記画像分配手段を制御する操作手段とを有し、
航空機から上記撮像装置を上記回動手段により繰り返し回動させて、該回動の順次の所定の回動位置で各々静止画像を撮像し、該撮像に基づく静止画像信号を上記画像分配手段により各回動位置に対応する上記表示器に分配供給して表示させるよう構成し、
上記操作手段による上記画像分配手段の制御に基づいて、上記複数の表示器に各々表示される上記撮像装置の順次の所定の回動位置に対応する静止画像を選択的に表示すると共に、上記所望の回動位置での動画像を表示する主表示器を有する
ことを特徴とする航空機による目標捜索装置。
【請求項２】
上記回転手段は、
ジンバル機構を含むことを特徴とする請求項１に記載の航空機による目標捜索装置。
【請求項３】
上記制御手段は、
上記回動手段を上記航空機の機首方向を中心とする所定の角度範囲で繰り返し往復回動させるよう制御すると共に、該往動または復動における順次の所定の回動位置で各々静止画像を撮像するように上記撮像装置を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の航空機による目標捜索装置。
【請求項４】
上記制御手段は、
上記撮像装置により静止画像を撮像する際に、上記回動手段の回動を一担停止させるよう制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の航空機による目標捜索装置。
【請求項５】
上記制御手段は、
上記撮像装置による順次の静止画像の撮像領域が一部重畳するように該撮像装置の撮像倍率を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の航空機による目標捜索装置。
【請求項６】
上記撮像装置、回動装置、制御手段、複数の表示器、画像分配手段及び操作手段を上記航空機に搭載したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の航空機による目標捜索装置。
【請求項７】
上記撮像装置、回動手段及び制御手段を上記航空機に搭載すると共に、該航空機に無線通信手段を搭載し、上記複数の表示器、画像分配手段及び操作手段は地上局に設置すると共に、該地上局に無線通信手段を設置して、上記撮像装置で得た画像信号を地上局に無線通信すると共に、上記操作手段からの操作信号を上記制御手段に無線通信するように構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の航空機による目標捜索装置。
【請求項８】
上記撮像装置がＣＣＤカメラ等の可視光線カメラからなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の航空機による目標捜索装置。
【請求項９】
上記撮像装置が赤外線カメラからなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の航空機による目標捜索装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、航空機によって例えば救難捜索を行う航空機による目標捜索装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機を利用する従来の救難捜索方法として、一般に航空機に搭乗した捜索員が双眼鏡を用いて目視で捜索する方法や、航空機にレーダー装置を搭載して、上記双眼鏡による目視捜索方法と併せてレーダーにより捜索する方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の双眼鏡を用いての目視捜索方法にあっては、例えば目標を発見した際に、その目標の正確な方位を確認することが困難であり、また目標の位置標定が困難になるという不具合があると共に、特に夜間等の暗い条件下では捜索自体が困難になることが懸念される。
【０００４】
これに対し、上記レーダー装置を用いるレーダー捜索方法では、上記の双眼鏡を用いる目視捜索での不具合を解消することができるが、この捜索方法では捜索領域が陸上の場合にグランドクラッターが発生するため、目標の抽出が困難になることが懸念される。更に、レーダー装置は、その重量が約１００Ｋｇと重く、小型機に搭載するのが困難であると共に、価格も非常に高いため、搭載される機体が制限され、機動的に用い難いという不具合がある。
【０００５】
従って、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、陸上や海上の捜索領域に制限されることなく目標の捜索が可能であると共に、捜索した目標の位置標定が容易にでき、しかも小型機にも容易に搭載できるように適切に構成した航空機による目標捜索装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決ための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載の航空機による目標捜索装置の発明は、画像信号を出力可能な撮像装置と、該撮像装置を回動させる回動手段と、該回動手段による上記撮像装置の順次の所定の回動位置で各々静止画像を撮像するように、上記撮像装置及び上記回動手段の動作を制御する制御手段と、上記撮像装置の順次の所定の回動位置に対応する複数の表示器と、上記撮像装置からの順次の所定の回動位置での静止画像信号を各回動位置に対応する上記表示器に分配して供給する画像分配手段と、上記撮像装置を所望の回動位置に停止させて動画像信号を得るように上記制御手段に選択的に操作信号を供給すると共に、該動画像信号を上記複数の表示器に同時に供給して表示するように上記画像分配手段を制御する操作手段とを有し、航空機から上記撮像装置を上記回動手段により繰り返し回動させて、該回動の順次の所定の回動位置で各々静止画像を撮像し、該撮像に基づく静止画像信号を上記画像分配手段により各回動位置に対応する上記表示器に分配供給して表示させるよう構成し、上記操作手段による上記画像分配手段の制御に基づいて、上記複数の表示器に各々表示される上記撮像装置の順次の所定の回動位置に対応する静止画像を選択的に表示すると共に、上記所望の回動位置での動画像を表示する主表示器を有することを特徴とする。
【００１１】
この請求項１の発明によると、回動手段により撮像装置を繰り返し回動させて、順次の所定の回動位置での静止画像信号を、各回動位置に対応する表示器に分配して表示することにより、陸上や海上の捜索領域に制限されることなく、各表示器に表示される静止画像を各々観察することで目標の捜索が可能になると共に、目標を発見した表示器に対応する撮像装置の回動位置から捜索目標の正確な方位を容易に検知することが可能になり、目標の位置標定が容易となり捜索効率を向上することができる。また、例えば、操作手段を操作する操作員において主表示器を観察し、該操作員あるいは他の表示器を観察する捜索員が目標を発見した際に、その目標に撮像装置を迅速に位置決めして、その動画像信号を主表示器及び複数の表示器に同時に供給して表示することが可能となり、目標の位置標定が容易になると共に、操作員及び複数の捜索員により目標をリアルタイムで追跡することが可能となる。更に、レーダ装置を用いる場合に比べ、全体が安価にできると共に、重量も軽くでき、小型機にも容易に搭載することが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１の航空機による目標捜索装置において、上記回転手段は、ジンバル機構を含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明によると、ジンバル機構により機体の揺れ等を補正しながら撮像装置を水平面内で回動させることができるので、順次の所定の回動位置において、各々機体の揺れ等による画像の歪み等のない画質の良好な静止画像を安定して得ることが可能となる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２の航空機による目標捜索装置において、上記制御手段は、上記回動手段を上記航空機の機首方向を中心とする所定の角度範囲で繰り返し往復回動させるよう制御すると共に、該往動または復動における順次の所定の回動位置で各々静止画像を撮像するように上記撮像装置を制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明によると、各回動位置において繰り返し静止画像を撮像するタイミングが等しくできる。この結果、各表示器に表示される静止画像の更新タイミングを等しくすることができるので、制御が容易になると共に、回動手段を機首方向を中心とする所定の角度範囲で往復回動させればよく、目標発見後の機首方向の設定が容易にでき、より詳細な捜索を迅速に行うことが可能になる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項の航空機による目標捜索装置において、上記制御手段は、上記撮像装置により静止画像を撮像する際に、上記回動手段の回動を一旦停止させるよう制御することを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明によると、制御手段は、回動手段を間欠的、即ちステップ状に回動させ、その回動停止状態で撮像装置により静止画像を撮像するように制御すればよいので、比較的簡単な制御で、画像の流れ等の無い鮮明な静止画像を表示することができ、目標捜索がより容易にできる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項の航空機による目標捜索装置において、上記制御手段は、上記撮像装置による順次の静止画像の撮像領域が一部重畳するように該撮像装置の撮像倍率を制御することを特徴とする。
【００１９】
請求項５の発明によると、順次の所定の回動位置での静止画像の撮像領域が一部重畳するので、目標を確実に捜索することが可能となる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項の航空機による目標捜索装置において、上記撮像装置、回動装置、制御手段、複数の表示器、画像分配手段及び操作手段を上記航空機に搭載したことを特徴とする。
【００２３】
請求項６の発明によると、複数の捜索員が航空機に搭乗して目標を捜索することになるので、救難等に対する目標発見後の迅速な対応が可能となる。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項の航空機による目標捜索装置において、
上記撮像装置、回動手段及び制御手段を上記航空機に搭載すると共に、該航空機に無線通信手段を搭載し、上記複数の表示器、画像分配手段及び操作手段は地上局に設置すると共に、該地上局に無線通信手段を設置して、上記撮像装置で得た画像信号を地上局に無線通信すると共に、上記操作手段からの操作信号を上記制御手段に無線通信するように構成したことを特徴とする。
【００２５】
請求項７の発明によると、捜査員が航空機に搭乗することなく、地上において表示器を観察して目標を捜索することができるので、航空機を無線操縦或いは操縦士のみを搭乗させて操縦することが可能となり、小型機への搭載がより容易になる。
【００２８】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項の航空機による目標捜索装置において、上記撮像装置がＣＣＤカメラ等の可視光線カメラからなることを特徴とする。
【００２９】
請求項８の発明によると、可視像が各表示器に表示されるので、レーダー等による画像から目標を捜索する場合に比べて、目標を確認し易くなり、捜索が容易になる。
【００３０】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の航空機による目標捜索装置において、上記撮像装置が赤外線カメラからなることを特徴とする。
【００３１】
請求項９の発明によると、赤外像が各表示器に表示されるので、夜間での捜索も可能になる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
（第１実施の形態）
以下、本発明の航空機による目標捜索装置の第１実施の形態について、図１乃至図４によって説明する。
【００３３】
図１は、本発明の航空機による目標捜索装置の全体の構成を示す概念図、図２は部分側面図、図３は要部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００３４】
本実施の形態は、航空機１を利用して画像を撮像し、その画像を地上局に無線送信して地上局で表示することにより目標を捜索するものである。このため、図１に示すように、航空機１には、撮像装置２、回動手段を構成するジンバル機構３、制御手段４、無線通信手段を構成する送受信機５及び送受信アンテナ６を設ける一方、地上局には、無線通信手段を構成する送受信アンテナ１１及び送受信機１２、画像分配手段１３、表示器１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、主表示器１５、操作手段１６が設けてある。
【００３５】
撮像装置２は、例えばＣＣＤカメラ等の可視光線カメラ、或いは赤外線カメラをもって構成し、図２に部分側面図をも示すようにジンバル機構３を介して航空機１に回動可能に取り付け、これら撮像装置２及びジンバル機構３の動作を操作手段１６の操作に基づいて制御手段４により制御するように構成されている。
【００３６】
本実施の形態では、目標捜索の過程では、操作手段１６の操作に基づいて制御手段４により、ジンバル機構３を所定のシーケンスに従って機首方向を中心とする所定の角度範囲で繰り返し往復回動させると共に、その各往動において、等角度毎に一旦停止させながら間欠的、即ちステップ状に回動させ、その往動の回動開始点および回動終了点を含む順次の５つの回動停止位置において、ジンバル機構３が回動を停止している状態で、撮像装置２により各々の静止画像Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５を撮像する。なお、ジンバル機構３は、航空機の振動や揺れを補正して撮像できるスタビライザーを備えている。
【００３７】
図３は、この場合の撮像装置２での静止画像の撮像タイミングと、ジンバル機構３の機首方向を中心（０°）とする回動角度とのタイミングチャートを示している。
【００３８】
なお、この際の撮像装置２による静止画像の撮像倍率は、順次の静止画像、即ち静止画像Ｓ１とＳ２、Ｓ２とＳ３、Ｓ３とＳ４、Ｓ４とＳ５とが各々一部重畳するように、操作手段１６の操作により制御手段４を介して制御する。
【００３９】
このようにして、ジンバル機構３の順次の回動停止位置で撮像装置２から得られる静止画像信号は、制御手段４で例えばＮＴＳＣ等のテレビジョン信号に変換して、送受信機５及び送受信アンテナ６を介して地上局に無線送信される。
【００４０】
一方、地上局では、航空機１から送信されるテレビジョン信号を、送受信アンテナ１１及び送受信機１２を経て受信し、その受信した静止画像信号を画像分配手段１３に供給する。画像分配手段１３には、ジンバル機構３の５つの回動停止位置に対応して５つのフレームメモリ（図示せず）を設けて、入力する静止画像信号を回動停止位置に対応するフレームメモリに各々更新しながら格納し、各フレームメモリに格納された静止画像信号を、次の同一回動停止位置での静止画像信号が入力されるまで繰り返し読み出して、対応する各表示器１４ａ乃至１４ｅに供給して静止画像Ｓ１乃至Ｓ５を各々表示する。
【００４１】
更に、各表示器１４ａ乃至１４ｅに供給される静止画像信号は、操作手段１６の操作により画像分配手段１３を介して主表示器１５にも選択的に供給して静止画像を表示するようにする。
【００４２】
また、目標発見後は、操作手段１６の操作に基づいて制御手段４により、ジンバル機構３を回動させて撮像装置２を目標位置に位置決めし、その状態で動画像を撮像して、その動画像信号を地上局において画像分配手段１３を介して各表示器１４ａ乃至１４ｅ及び主表示器１５に同時に供給して各々に動画像を表示させ、目標の位置標定を行うようにする。
【００４３】
次に、本実施の形態による目標捜索装置の具体的運用例について説明する。
【００４４】
先ず、目標捜索の過程では、ジンバル機構３を機首方向を中心とする所定の角度範囲で繰り返し往復回動させながら、その往動の順次の回動停止位置での各静止画像Ｓ１乃至Ｓ５を撮像装置２により一部重畳しながら撮像して、対応する各表示器１４ａ乃至１４ｅに表示すると共に、その任意の表示画像を操作手段１６の操作により画像分配手段１３を介して主表示器１５に表示して、表示器１４ａ乃至１４ｅの画面を各々捜索員２１ａ乃至１２ｅにより観察し、主表示器１５の画面を操作員２２により観察する。
【００４５】
ここで、各捜索員２１ａ乃至２１ｅは、各々対応する表示器１４ａ乃至１４ｅの画面を見て目標の捜索のみを行うものとし、操作員２２は、主表示器１５の画面の観察及び操作手段１６の操作を行うものとする。
【００４６】
捜索員２１ａから２１ｅのうちの一人、例えば捜索員２１ｄが対応する表示器の画面から目標２３を発見したら、捜索員２１ｄは、操作員２２に速やかに報告し、それにより操作員２２は操作手段１６を操作して、送受信機１２及び送受信アンテナ１１を経て航空機１に操作信号を送信すると共に、表示器１４ａ乃至１４ｅ及び主表示器１５に同一画像信号を供給するように画像分配手段１４を制御する。
【００４７】
これにより、航空機１において、地上局からの操作信号を送受信アンテナ６を経て送受信機５で受信して制御手段４に供給し、その操作信号に基づいてジンバル機構３を介して撮像装置２を目標位置に位置決めして動画像を撮像させ、その動画像信号を地上局において画像分配手段１３を介して表示器１４ａ乃至１４ｅ及び主表示器１５に同時に供給して各々動画像を表示して目標２３の位置標定等の処理を行う。
【００４８】
以上のように、本実施の形態では、撮像装置２をジンバル機構３に支持して回動させるようにしたので、航空機１の揺れ等を補正しながら撮像装置２を水平面内で回動させることができる。従って、静止画像を得る場合でも、動画像を得る場合でも、歪み等のない画質の良好な画像を安定して得ることができる。
【００４９】
また、目標捜索過程では、ジンバル機構３を航空機１の機首方向を中心とする所定の角度範囲で繰り返し往復回動させると共に、その往動の順次の５つの回動位置で一旦回動を停止させて各々の撮像装置２により静止画像を撮像するようにしたので、各回動停止位置において繰り返し静止画像を撮像するタイミングを等しくできる。この結果、制御が容易になると共に、静止画像として画像の流れ等の無い鮮明な画像を得ることができ、目標捜索が容易になる。また、ジンバル機構３は機首方向を中心とする所定の角度範囲で往復回動するので、目標発見後の機首方向の設定が容易にでき、より詳細な捜索を迅速に行うことが可能になる。
【００５０】
更に、順次の所定の回動停止位置での静止画像Ｓ１乃至Ｓ５を一部重畳して撮像することから、撮像装置２の回動範囲の全領域の静止画像を得ることができ、目標２３を確実に捜索することができる。
【００５１】
また、目標発見後は、操作手段１６の操作により、撮像装置２を目標位置に位置決めして動画像を撮像させ、その動画像信号を表示器１４ａ乃至１４ｅ及び主表示器１５に同時に供給して動画像を表示できるようにしたので、目標２３の位置標定を容易にできると共に、目標２３をリアルタイムで追跡することができる。
【００５２】
更に、本実施の形態は、航空機１から撮像装置２により撮像して得た画像信号を地上局に無線通信して、地上局において表示するようにしたので、航空機１を無線操縦或いは操縦士のみを搭乗させて操縦することができる。従って、小型機にも簡単に搭載することができる。
【００５３】
（第２実施の形態）
次に、図４によって本発明の航空機による目標捜索装置の第２実施の形態を説明する。
【００５４】
図４は全体構成を示す概念図であり、本実施の形態は、操縦士２５及び副操縦士２６によって操縦される航空機３１に、撮像装置２をジンバル機構３を介して回動可能に搭載すると共に、制御手段４、画像分配手段１３、表示器１４ａ乃至１４ｅ及び操作手段１６を搭載して、航空機３１内で目標２３を捜索するようにしたもので、その動作及び具体的運用については、第１実施の形態と略同様であるので、詳細な説明は省略する。なお、ここでは、主表示器を省略し、操作手段１６を操作する操作員２２が表示器１４ｃを観察する捜索員を兼ねている。
【００５５】
この第２実施の形態の場合には、航空機３１に捜索員及び操作員が搭乗して目標２３を捜索するので、救難等に対する目標発見後の迅速な対応が可能になるという利点があると共に、第１実施の形態のような送受信機及び送受信アンテナを含む無線通信手段が不要となるので、装置全体をより安価にできる。
【００５６】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、捜索過程での各静止画像信号や目標発見後に撮像装置２で撮像する目標２３を含む動画像信号をビデオテープ等の記録媒体に記録するようにすることもできる。また、上記各実施の形態では、撮像装置２を機首方向を中心とする所定の角度範囲で往復回動させるようにしたが、その回動範囲は任意の方向を中心に任意の角度に設定できると共に、一方向に回転させることもできる。また、静止画像を取り込むステップ位置も５つに限らず任意に設定することができると共に、撮像装置２の回動速度によっては、回動を停止させることなく静止画像を取り込むようにすることもできる。更に、撮像装置２を回動させる回動手段は、ジンバル機構３を用いることなく、公知の種々の回動機構を用いることができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明した本発明の航空機による目標捜索装置によると、航空機から、撮像装置を繰り返し回動させて、順次の所定の回動位置での静止画像信号を、各回動位置に対応する表示器に分配して表示するので、陸上や海上の捜索領域に制限されることなく、各表示器に表示される静止画像を各々観察することで目標の捜索が可能になると共に、目標を発見した表示器に対応する撮像装置の回動位置から目標の正確な方位を容易に知ることが可能になるので、目標の位置標定が容易となり、捜索効率を向上することができる。
【００５８】
更に、本発明の航空機による目標捜索装置によると、航空機から回動手段により撮像装置を繰り返し回動させて、その順次の所定の回動位置での各々の静止画像信号を画像分配手段により各回動位置に対応する表示器に分配供給して表示させるので、レーダー装置を用いる場合に比べて全体を安価にできると共に、重量も軽くでき、小型機にも容易に搭載することが可能となる。また、撮像装置をＣＣＤカメラ等の可視光線カメラをもって構成することにより、目標を確認し易くなって捜索が容易となり、赤外線カメラをもって構成することにより夜間での捜索も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の航空機による目標捜索装置の第１実施の形態の全体構成を示す概念図である。
【図２】  図１の部分側面図である。
【図３】  図１の要部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】  本発明の航空機による目標捜索装置の第２実施の形態の全体構成を示す概念図である。
【符号の説明】
１      航空機
２      撮像装置
３      ジンバル機構
４      制御手段
５      送受信機
６      送受信アンテナ
１１      送受信アンテナ
１２      送受信機
１３      画像分配手段
１４ａ    表示器
１４ｂ    表示器
１４ｃ    表示器
１４ｄ    表示器
１４ｅ    表示器
１５      主表示器
１６      操作手段
２１ａ    捜索員
２１ｂ    捜索員
２１ｃ    捜索員
２１ｄ    捜索員
２１ｅ    捜索員
２２      操作員
２３      目標
２５      操縦士
２６      副操縦士
３１      航空機
【図１】
0004170488.tif 000002
【図２】
0004170488.tif 000003
【図３】
0004170488.tif 000004
【図４】
0004170488.tif 000005