JP2010215023A - 空撮用バルーン - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能であり、風の影響を受けることなしに安定した姿勢を維持することが可能な空撮用バルーンを提供すること。
【解決手段】バルーン本体２からの第１の支持棒９ａにより撮影機構部１０をバルーン本体２の最下部に取り付け、突風による空撮用バルーン１の傾きを撮影機構部１０の復元力で修正する。また、バルーン本体２の下部の前記支持棒９の位置をスライドさせて、前記撮影機構部１０の位置を移動させて前記空撮用バルーン１の重心位置を移動し、風の流れに対してバルーン本体２を傾けるようにして揚力を発生させ、空撮用バルーン１の重心のバランスを保つようにして、風の影響を受けることなしに安定した姿勢を維持するようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空撮用バルーンに関し、特に風の影響を受けることなしに安定した姿勢を維持することが可能な空撮用バルーンに関する。

バルーン空撮は、マンション、リゾートホテル、鉄塔等の設置条件の調査など様々な用途に採用されている。バルーン空撮は、ラジコンヘリコプタによる空撮などと比べると撮影事故の可能性が極めて低いことと、比較的低コストであることから、多方面に用いられている。

気球を用いた空撮装置が特許文献１に開示されている。特許文献１の気球は、飛行船型に形成され、内部にはヘリウムガスが充填される。気球の尾部には、四枚の尾翼が設けられている。気球の胴部の左右両側部には、複数個所に係止具が取付けられている。係止具には、吊索及び係止具を介して角筒状の棒材から成る支持部材が水平方向に懸吊されている。

また、気球を用いて全周撮影を行う空撮撮影装置が特許文献２に開示されている。特許文献２の空撮撮影装置は、空中に浮揚する気球と、該気球に吊り下げされたジョイント部材と、該ジョイント部材の下方に懸吊された支持部材と、前記気球を地上に係留する繋留索とを備えている。気球の左右両側面には、複数の索条の上端が取付けられており、各索条の下端はジョイント部材の固定部に連結されている。

特開２０００−３２６８９９号公報 特開２００９−２３３７９号公報

従来の空撮用バルーンでは、風を受けるとバルーンが流されるため安定した撮影が行えないことがある。このため、風圧の影響を軽減するために、バルーン内部のヘリウムガスにより発生する浮力を大きくする必要がある。浮力を大きくするにはバルーンを大型にする必要性がある。しかしながら、バルーンの大型化によりバルーン搬送が容易に行えない、ヘリウムガスの使用量が増大する、バルーンの取り扱いが複雑化する等の問題があった。このため、風圧の影響を受けることなしに安定した姿勢を維持することができ、小型化が可能なバルーンが求められている。

また、従来の空撮バルーンでは、特許文献１及び特許文献２に開示されているように撮影装置は紐などによってバルーンから懸吊されている。このために、突風によりバルーンの姿勢が乱れると撮影装置がバルーンに接触することがあった。その際にバルーンに穴が空く危険性がある。

そこで本発明は、このような従来の問題点に着目して成されたものであり、小型化が可能であり、風の影響を受けることなしに安定した姿勢を維持することが可能な空撮用バルーンを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の空撮用バルーンは、バルーンと、空撮用カメラを備えた撮影機構部と、前記撮影機構部を支持する支持手段と、を備えた空撮用バルーンであって、前記支持手段は、前記撮影機構部を前記バルーンの下部から支持棒により支持するようにして、前記空撮用バルーンの最下部に位置するようにしたことを特徴とする。

また、本発明の空撮用バルーンの前記支持手段の支持棒は、カーボン棒で構成されていることを特徴とする。

また、本発明の空撮用バルーンの前記支持手段の支持棒は、前記バルーンの下部から地表に対して垂直に設けられ、他端に前記撮影機構部を支持する第１の支持棒と、前記バルーンの前部の両側面に一端がそれぞれ固定され、他端が第１の支持棒の中間付近で結合された第２の支持棒で構成されていることを特徴とする。

また、本発明の空撮用バルーンの前記撮影機構部と前記撮影機構部を支持する支持手段は、前記バルーンの傾きに対して、傾きを修正する復元力を発生するように構成したことを特徴とする。

また、本発明の空撮用バルーンの前記撮影機構部は、前記第１の支持棒と連結する側の上部に、前記バルーンのピッチ方向の傾きに対して前記撮影機構部を水平に維持する撮影部自立水平機構を有していることを特徴とする。

また、本発明の空撮用バルーンは、バルーンと、前記バルーンの下部から支持棒により支持される撮影機構部と、を備えた空撮用バルーンであって、前記バルーンの下部の前記支持棒の位置をスライドさせて前記撮影機構部の位置を移動して、前記空撮用バルーンの重心の位置を移動させるようにしたことを特徴とする。

また、本発明の空撮用バルーンは、前記支持棒により前記撮影機構部の位置を移動させて、前記バルーンの先端が風上に位置し、前記バルーンの機軸が風上に対して傾き（迎え角）を有するようにしたことを特徴とする。

また、本発明の空撮用バルーンは、前記撮影機構部の位置を移動させて、前記バルーンの先端が風上に位置し、前記バルーンの機軸が風上に対して傾き（迎え角）を有するようにして、前記バルーンに揚力を発生させるようにしたことを特徴とする。

また、本発明の空撮用バルーンは、前記支持棒により前記撮影機構部の位置を移動させて、前記バルーンの先端が風上に位置し、前記バルーンの機軸が風上に対して傾き（迎え角）を有するようにして、前記バルーンに発生する揚力重心の位置が前記バルーンによる浮力重心の位置に近接するようにして、前記空撮用バルーンの重心のバランスを保つようにしたことを特徴とする。

また、本発明の空撮用バルーンは、バルーンに垂直尾翼を備えた空撮用バルーンであって、前記垂直尾翼は、前記バルーンの最後尾から離れた位置に備えられ、前記バルーンの最後尾と前記垂直尾翼との間に空間を有するようにして、前記バルーンの最後尾からの乱流の影響を受けないようにしたことを特徴とする。

また、本発明の空撮用バルーンは、前記バルーンの最後尾と前記垂直尾翼の間に前記バルーンの機軸と平行となるように水平尾翼を設けたことを特徴とする。

また、本発明の空撮用バルーンの前記バルーンは、円柱型の形状であることを特徴とする。

本発明の空撮用バルーンは、撮影機構部は、第１の支持棒により空撮用バルーンの最下部に位置するようにしている。これにより、上昇、下降気流含む突風により空撮用バルーンの姿勢が乱れても、撮影機構部の復元力により常に空撮用バルーンを安定するように自立で復帰を行うことが可能であるため、上昇、下降気流含む突風に対して有効である。

また、撮影部自立水平機構を備えていることにより、迎え角が変化する場合でもカメラを搭載した撮影機構部を水平に保つことができる。
また、従来の空撮用バルーンでは、撮影装置は紐などによりバルーンから懸吊されていた。このために、突風によりバルーンの姿勢が乱れると撮影装置がバルーンに接触することがあった。その際にバルーンに穴が空き墜落することが多々あった。本発明の空撮用バルーンは、カーボン棒により撮影機構部を固定することにより、突風でもバルーンと撮影機構部の接触が無くなり、バルーンの破損防止が図られ、墜落のリスクが回避される。

また、本発明の空撮用バルーンは、バルーン本体の下部から支持棒の位置をスライドすることにより空撮用バルーンの重心の位置を移動させて、バルーン本体の先端が風上に位置し、バルーン本体の機軸が風上に対して傾きを有するようにしている。これにより、空撮用バルーンに揚力が発生し、風による揚力の中心位置とヘリウムガスによる浮力の中心位置とを近接するようにして、ピッチ方向の姿勢の乱れが発生しないようにしている。これにより、空撮用バルーンは、風の影響を受けることなしに安定した姿勢を維持することができる。

また、本発明の空撮用バルーンは、バルーン形状は従来の水滴型などの流線型ではなく、風を掴みやすい円柱型としている。また、空中でのバルーンの先端が風上に位置し、バルーンの機軸が風上に対して傾きを有するようにしたことにより、大きな揚力を得ることができるため、バルーンの小型化が可能となる。更に、空撮用バルーンの小型化によりヘリウムガスを充填したまま車載することができ、空撮地域への移動が容易であり、到着後すぐに空撮を開始できるため、作業時間を短縮することが可能となる。

空撮用バルーンの構成を示す斜視図である。 空撮用バルーンの構成を示す右側面図である。 空撮用バルーンが横風の突風を受けた場合の姿勢の安定化を説明する図である。 撮影部自立水平機構による水平方向のバランスについて説明する図である。 空中における空撮用バルーン１の姿勢を決定する重心について説明した図である。 スライド部における第１の支持棒の取付位置の調整及び静的重心の位置も移動を説明する図である。 撮影機構部を支持する支持手段としての支持棒の他の実施例の構成を示す図である。 撮影機構部を支持する支持手段としての支持棒の他の実施例の構成を示す図である。

以下図面を参照して、本発明による空撮用バルーンの実施形態について詳述する。なお、本発明による空撮用バルーンは、バルーン本体からの支持棒により撮影機構部をバルーン本体の最下部に取り付け、また、風の流れに対してバルーン本体を傾けるようにして揚力を発生させ、空撮用バルーンの重心のバランスを保つようにして、風の影響を受けることなしに安定した姿勢を維持することができるようにしたものである。

空撮用バルーンの構成を図１及び図２を用いて説明する。図１は、空撮用バルーンの構成を示す斜視図、図２は、空撮用バルーンの構成を示す右側面図である。図１及び図２に示すように空撮用バルーン１は、バルーン本体２、垂直尾翼３、水平尾翼４、支持棒９及び撮影機構部１０を有している。
図１及び図２に示すバルーン本体２は、軽量化とガスバリアに最適な薄膜フィルムで制作されている。薄膜フィルムには、ポリフィルムにアルミ蒸着したエバール（登録商標）を積層したものなどを使用している。バルーン本体２の内部には、バルーン本体２に浮力を発生するためのヘリウムガスが充填されている。また、バルーンの形状は水滴型などの流線型ではなく、車載時のスペース効率がよく、また、風を掴みやすい円柱型を用いている。

図１及び図２に示す垂直尾翼３は、バルーン本体２の最後尾から離れた位置にバルーン本体２の機軸（図２に点線で示す）に対して垂直を成すように設けられおり、バルーン本体２の外皮から延びた支持部材５により両端が固定されている。垂直尾翼３の高さは、バルーン本体２の直径とほほ同じ長さであり、垂直尾翼３の長さは、バルーン本体２の機軸方向の長さの１／３から１／４ほどの長さである。

従来のバルーンは、垂直尾翼がバルーン後部に一体になって設けられていた。しかしながら、垂直尾翼が一体化したバルーンでは、風に対して安定した姿勢を維持できないことが判明した。これは、バルーン前面からの風が、バルーンの最後尾付近で乱流となり、垂直尾翼が乱流の影響を受けて姿勢が安定しないためである。このため、垂直尾翼３をバルーン本体２の最後尾から離れた位置に設けて、バルーン本体２の最後尾と垂直尾翼３との間に空間を有するように構成した。バルーン本体２の最後尾から離れた位置に垂直尾翼３を設けたことにより、風に対して安定した姿勢を維持することを確認した。垂直尾翼３をバルーン本体２の最後尾から離れた位置に設け、バルーン本体２の最後尾と垂直尾翼３との間に空間を有するようにしたことにより、バルーン本体２の最後尾付近の乱流の影響を受けないため、安定した姿勢を維持することができる。

このように、本発明の空撮用バルーンの垂直尾翼３は、バルーン本体２の最後尾から離れた位置に設けられているため、従来のバルーンのように、バルーンと垂直尾翼とが一体になっていない。

図１及び図２に示す水平尾翼４は、バルーン本体２の最後尾と垂直尾翼３との間にバルーン本体２の機軸と水平を成すように垂直尾翼３側に設けられている。また、バルーン本体２の外皮から延びた支持部材５により水平尾翼４の両端が固定されている。水平尾翼４は、風により発生するバルーン本体２の揚力の中心位置（重心）のバランスを保つためのものである。

図１及び図２に示す支持部材５は、バルーン本体２と垂直尾翼３、水平尾翼４とを結合するためのものである。支持部材５の一端は、バルーン本体２の後部の外皮表面に固定され、バルーン本体２の後部から延びた支持部材５の他端は、垂直尾翼３及び水平尾翼４の両端を固定している。支持部材５は、カーボン棒から成り、中空の棒状に形成されたものである。カーボン棒は、軽量であり、強度に優れているため、支持部材５に好適である。

図１及び図２に示すスライド部８は、バルーン本体２の下面に設けられており、垂直に設けられた第１の支持棒９ａを保持するものである。第１の支持棒９ａを保持するスライド部８は、スライド機構を有し、第１の支持棒９ａをバルーン本体２の機軸方向の前後に移動することが可能となっている。また、スライド部８は、スライド機構で第１の支持棒９ａを所定の位置に移動した後、第１の支持棒９ａをその位置で固定できるように構成されている。

第１の支持棒９ａをスライド部８でバルーン本体２の機軸方向の前後に移動することにより、第１の支持棒９ａの先端に位置する撮影機構部１０もバルーン本体２の機軸方向の前後に移動する。また、連結部９ｄ及び連結部９ｄで結合された第２の支持棒９ｂも上下に移動する。

図１及び図２に示す支持手段としての支持棒９は、第１の支持棒９ａ及び第２の支持棒９ｂから構成されている。第１の支持棒９ａは、バルーン本体２の下面に設けられたスライド部８から地表に対して垂直に取り付けられており、第１の支持棒９ａの他端は撮影機構部１０を保持している。また、支持棒９は、バルーン本体２の前方の両側面に一端が固定され、垂直に設けられた第１の支持棒９ａの中間付近で連結部９ｄを介して他端が結合された２本の第２の支持棒９ｂを有している。第１の支持棒９ａ及び第２の支持棒９ｂは、カーボン棒から成り、中空の棒状に形成されたものである。カーボン棒は、軽量であり、強度に優れているため、支持棒に好適である。

また、第１の支持棒９ａの中間付近で結合された第２の支持棒９ｂは、第１の支持棒９ａとの連結部９ｄで上下に移動し、移動後に第１の支持棒９ａに固定される。これは、スライド部８で第１の支持棒９ａを移動させた際に、連結部９ｄの位置を調整して第１の支持棒９ａが垂直となるようにするためである。

従来、カメラ１０ａ等を搭載した撮影機構部１０は、バルーンから紐等により懸吊されていたが、本発明の空撮用バルーン１の支持棒９は、従来用いられていた紐に代わるものである。

図１及び図２に示す撮影機構部１０は、空撮を行うためのカメラ１０ａ、駆動機構（図示せず）、制御装置（図示せず）等を搭載しており、パノラマ撮影、全周囲の撮影等の空撮の用途に応じて、カメラ１０ａを左右に回転させるパン動作、カメラ１０ａを上下に傾けるチルト動作を行うための機構を有している。撮影機構部１０は、支持棒９により保持されて空撮用バルーン１の最下部に取り付けられている。また、撮影機構部１０の上部には、バルーン本体２のピッチ方向の傾きに対して自立で水平方向のバランスを保つ撮影部自立水平機構１０ｂを有している。

繋留ロープ１５は、地上から空撮用バルーン１を空撮する高度に位置するように制御するためのものである。繋留ロープ１５は、軽量であり、高強度のものを使用する。

図１及び図２に示す繋留ロープ結合部１６は、バルーン本体２の先端部の下面に設けられており、繋留ロープ１５を固定するためのものである。バルーン本体２は、強度的に弱い材質であり、繋留ロープ１５を直接バルーン本体２に結合することができないため、繋留ロープ結合部１６を介してバルーン本体２と繋留ロープ１５との結合を行う。このため、繋留ロープ結合部１６は、バルーン本体２と繋留ロープ１５との結合を補強するためのものである。

繋留ロープ結合部１６は、バルーン本体２にカーボン棒を固定したものであり、カーボン棒に繋留ロープ１５を取り付けることにより、バルーン本体２の強度を保つようにしている。このように、繋留ロープ結合部１６は、バルーン本体２と繋留ロープ１５とが点接続ではなく、線状で結合するようにしている。

また、繋留ロープ１５とバルーン本体２との結合を介する繋留ロープ結合部１６は、バルーン本体２に取り付けたカーボン棒の長さの範囲内で繋留ロープ１５の結合位置を前後に移動することが可能となっている。これにより、バルーン本体の空中での迎え角の調整、風の状態に応じたバルーン本体の空中での姿勢の調整が容易となる、なお、従来のバルーンは、バルーンに固定した複数の紐と繋留ロープとを結合しているが、バルーンが風を受けると紐の長さが変化してバルーンの姿勢が安定しないことがある。本発明の空撮用バルーンは、紐を使用せずに、繋留ロープ１５とバルーン本体２との結合を繋留ロープ結合部１６介して１箇所で結合することにより、バルーン本体の姿勢を保つようにしている。

なお、空撮用バルーン１の高度設定、撮影地点の変更等は、バルーン本体２に連結した繋留ロープ１５を曳航者Ｕ（図１に示す）が操作することによって行う。

次に、本発明による空撮用バルーンの空中での姿勢の安定化について図３を用いて説明する。図３は、空撮用バルーンが横風の突風を受けた場合の姿勢の安定化を説明する図である。なお、図３（ａ）及び（ｂ）は、空撮用バルーンの正面図である。

図３（ａ）に示すようにバルーン本体２は、突風などにより姿勢が乱れてしまい、バルーン本体の姿勢を安定化させるのに時間を要することがある。このため空撮の作業に支障を来すことがある。また、従来の水平尾翼のみに頼る機体安定方法では、風の方向に機体を向けるために上下からの成分を含む風により機体姿勢は大きく乱れることがある。そこで本発明による空撮用バルーン１は、バルーン本体２の下面に設けられた第１の支持棒９ａ、第２の支持棒９ｂ及び第１の支持棒９ａの先端に取り付けられた撮影機構部１０により、空撮用バルーンの姿勢を安定化させるようにしたものである。

撮影機構部１０は、空撮用バルーン１のペイロード（搭載量）の大半を占めている。また、撮影機構部１０は、第１の支持棒９ａによりバルーン本体２の下面から離れた地上面側の位置に設けられている。空撮用バルーン１の最下部に支持棒（カーボン棒）により最大重量を有する撮影機構部１０を保持して配したことにより、突風などによりバルーン本体の姿勢が乱れても、撮影機構部１０に作用する復元力によって、常に空撮用バルーンを安定するように自立で復帰を行うようになっている。

図３に示すように撮影機構部１０は、第１の支持棒９ａにより空撮用バルーン１の最下部に位置していることにより、例えば、図３（ａ）に示すように、空撮用バルーン１の側面が太い矢印で示す横風の突風を受けた場合には、空撮用バルーン１がロール方向（バルーン本体２の機軸周りに回転又は傾斜させる方向）の右側に回転して傾く。空撮用バルーン１が傾くと、第１の支持棒９ａに保持された撮影機構部１０も傾く。傾いた撮影機構部１０は、図３（ａ）に矢印で示すモーメント（復元力）により傾きを修正するように作用し、図３（ｂ）に示すように、空撮用バルーン１は、正常な姿勢を保つことができる。このように、突風などにより、空撮用バルーンがロール方向に傾いても、撮影機構部の復元力により、安定した姿勢を保つことができる。

なお、水平方向に対する空撮用バルーン１のロール方向の傾きについて述べたが、空撮用バルーン１は、ピッチ方向（バルーン本体２の機首を上下させる方向）の傾きに対しても、撮影機構部１０がモーメント（復元力）により傾きを修正するように作用するため、ピッチ方向にも有効である。このように、ピッチ方向も含め空撮用バルーンの安定性が高まるために、常に安定した姿勢を保つことができる
また、バルーン本体２の下面から撮影機構部１０までの第１の支持棒９ａの長さを長くするほど自立安定性は高まるが、撮影機構部１０は周期の長い揺れを繰り返すことがあるので、第１の支持棒９ａの長さは、手動にて適宜必要な長さに設定するようにする。

以上、支持棒及び撮影機構部による空中での姿勢の安定化について述べたが、更に本発明の空撮用バルーンは、撮影機構部の上部に空撮用バルーンのピッチ方向の傾きに対して自立で水平方向のバランスを保つ撮影部自立水平機構を備えており、撮影部自立水平機構による水平方向のバランスについて図４を参照して説明する。図４（ａ）及び（ｂ）は、撮影部自立水平機構による水平方向のバランスについて説明する図である。

空撮用バルーンのピッチ方向の傾きを吸収する撮影部自立水平機構１０ｂは、図２及び図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、撮影機構部１０の上部に搭載されている。撮影部自立水平機構１０ｂは、第１の支持棒９ａの先端と結合され、第１の支持棒９ａの先端と撮影部自立水平機構１０ｂとは互いにピッチ方向に回転可能となっている。これにより、撮影機構部１０は、図４（ａ）に矢印で示すようにピッチ方向に回転することができる。

図４（ａ）に示す空撮用バルーンは、空撮用バルーン１が所定の迎え角で繋留している状態のものである。空撮用バルーン１は、風の強さ、下降気流の有無により地上で迎え角の調整を行うが、所定の高度での風の強さが、異なる場合には、図４（ｂ）に示すように、迎え角が変化する場合がある。迎え角が変化した場合には、第１の支持棒９ａも傾く。この時、第１の支持棒９ａ先端と撮影部自立水平機構１０ｂとのピッチ方向の回転により、図４（ｂ）に示すように、撮影機構部１０は、カメラ１０ａ及び関連機器の重量により常に水平を保つことができる。また、撮影部自立水平機構１０ｂにダンパーを装着することにより、不用意な揺れを吸収することができるため、撮影機構部１０をより安定させることができる。

以上、支持棒及び撮影機構部による空中での空撮用バルーンの姿勢の安定化、撮影部自立水平機構１０ｂによる撮影機構部１０の安定化について述べたが、本発明の空撮用バルーンによれば、従来の水平尾翼のみに頼る機体安定方法では、風の方向に機体を向けるために上下からの成分を含む風により機体姿勢は大きく乱れることがあるが、本発明の空撮用バルーン１は、上昇、下降気流含む突風により空撮用バルーン１の姿勢が乱れても、常に撮影機構部の復元力が空撮用バルーンを安定するように作用するため、上昇、下降気流含む突風に対して安定な姿勢を維持することができる。

また、本発明の空撮用バルーン１は、バルーンの破損防止を図ることもできる。従来の空撮用バルーンでは、撮影機構部は紐などによりバルーンから懸吊されているために、突風によりバルーンの姿勢が乱れると撮影機構部がバルーンに接触することがあった。その際にバルーンに穴が空く危険性がある。本発明の空撮用バルーン１は、支持棒（カーボン棒）により撮影機構部１０を固定したことにより、想定外の突風でもバルーン本体と撮影機構部が接触することは無くなり危険性は大幅に低減される。

また、撮影機構部１０は、撮影部自立水平機構１０ｂによってバルーン本体２のピッチ方向の傾きに影響を受けることなしに、水平を保つことができる。また、風の変化による空撮用バルーンの迎え角が変化した場合にも、撮影機構部１０は水平を保つことができる。

更に、本発明の空撮用バルーン１の撮影機構部１０は、撮影部自立水平機構１０ｂとカメラ１０ａとの距離を変えることにより、様々な撮影業務に対応することができる。

例えば、撮影部自立水平機構１０ｂとカメラ１０ａとの距離を長くすることにより、カメラ１０ａのチルト動作、パン動作を行う駆動部を搭載することができるため、殆どの撮影形態に対応することができる。また、撮影機構部１０の下部に位置するカメラ１０ａは、自重により、水平状態を維持することができる。但し、バルーン本体の姿勢の乱れが大きい場合には、撮影部自立水平機構１０ｂが支点となりカメラ１０ａを搭載した撮影機構部１０が振り子のように揺れて、水平の精度が悪くなることがあるため、撮影部自立水平機構１０ｂとカメラ１０ａとの距離は適切な長さにするようにする。

また、チルトを必要としないパノラマ、全周囲空撮の夜景撮影の際には、撮影部自立水平機構１０ｂとカメラ１０ａとの距離を短くするようにする。チルト動作が必要ないため駆動部分が減ることから、撮影機構部１０の軽量化が可能となり、さらに、バルーン本体の揺れの影響を減らすことができる。また、チルト動作がないことから静止バランスが保たれてぶれが発生しづらいため、上空での安定した水平状態を維持できる。

以上述べたように、本発明の空撮用バルーンは、撮影機構部を第１の支持棒で保持して空撮用バルーンの最下部に位置するようにしている。これにより、上昇、下降気流含む突風により空撮用バルーンの姿勢が乱れても、撮影機構部の復元力により自立で復帰することができ、常に空撮用バルーンの姿勢を安定することが可能となる。

また、撮影部自立水平機構を備えていることにより、空撮用バルーンの迎え角が変化する場合でも、カメラを搭載した撮影機構部を水平に保つことができるため、安定した空撮が行える。

次に、空撮用バルーンの重心移動による姿勢の安定化について図５及び図６を用いて説明する。図５は、空中における空撮用バルーンの姿勢を決定する重心について説明した図、図６は、スライド部における第１の支持棒の取付位置の調整及び静的重心の位置の移動を説明する図である。

空中における空撮用バルーン１には、静的重心、ヘリウムガスによる浮力及び風により発生する揚力が作用している。静的重心とは、地上において空撮用バルーン１がヘリウムガスによる浮力を発生していない状態での重心をいう。静的重心の位置を図５にＡで示す。

ヘリウムガスによる浮力は、空撮用バルーン１を空中に上昇させるためのものであり、浮力の大きさは、バルーン本体２、撮影機構部１０、垂直尾翼３等の補助翼、支持部材５及び繋留ロープ１５等の各重量を合計した総重量を超えるものである。ヘリウムガスによる浮力の中心位置（以下浮力重心という）を図５にＢで示す。

空中における空撮用バルーン１の姿勢は、バルーンの先端が風上に位置し、バルーン本体２の機軸が風上に対して傾き（迎え角）を持たせることにより、風により空撮用バルーン１に揚力が発生する。バルーン本体２の最後尾と垂直尾翼３との間に水平尾翼４を取り付けた場合の風により発生する揚力の中心位置（以下揚力重心という）を図５にＣで示す。なお、水平尾翼４は、バルーン本体の機軸と平行を成すように設けられている。また、バルーン本体２の最後尾と垂直尾翼３との間に水平尾翼４を取り付けない場合の風により発生する揚力重心を図５にＤで示す。

上空の風は、風向、風速を絶えず変化している。風によるバルーン本体２に発生する揚力も変化しており、バルーン本体の揚力を含む総合的な浮力（ヘリウムガスの浮力と風による揚力を加算したもの）も常時変化する。ヘリウムガスが発生させる浮力重心の位置と、風が発生させる揚力重心の位置がずれると、バルーン本体２の姿勢はピッチ方向に乱れる。

例えば、空撮用バルーンが水平尾翼４を持たない場合、揚力重心は、図５に示すように、バルーン本体の前側のＤに位置するため、風の強さによって、バルーンの総合的な浮力重心は図５に示すＢＤ間を動くことになる。これによりピッチングが発生する。

ピッチングの発生を抑えるために、バルーン本体２の最後尾と垂直尾翼３との間に水平尾翼４を設ける。従来の水平尾翼は、バルーンの安定を図るために、地上に対して水平となるように設けられている。本発明による空撮用バルーンの水平尾翼４は、揚力バランスを取ることが目的なので、バルーン本体２の機軸（図５に点線で示す）と平行となるように取り付ける。

図５に示すように、水平尾翼４を有することにより、風により発生する揚力重心Ｂは浮力重心Ｃの近くに位置し、ピッチングの発生を抑えることができる。

なお、水平尾翼４は、前面からの風を効率よく浮力に変換することと、下降気流の影響を最小限とするためにバルーン本体２下部に取り付けることが望ましい。

以上述べたように、空撮用バルーンに発生する揚力重心の位置が空撮用バルーンによる浮力重心の位置に近接するようにして、空撮用バルーンの重心のバランスを保つことにより、ピッチングの発生を押さえ、空撮用バルーンの姿勢の安定化を図ることができる。

次に、空中で空撮用バルーンが所定の迎え角を有するようにするための調整について説明する。迎え角の調整は、風により空撮用バルーンに揚力を発生させるために行うものである。迎え角は、風の流れに対する、バルーン本体の機軸との成す角度であるが、地上での迎え角の調整は、空撮用バルーンに設定する迎え角を地表（水平方向）に対する角度に変換して行う。即ち、水平方向に対する、バルーン本体の機軸との角度を設定するようにする。

空中では無風状態を除き、風がながれている。風は風向、風速で表される。最初に、地上で、空撮用バルーンを空中にあげる前に観測した風向、風速に基づいて、空中での空撮用バルーンの迎え角を決定し、撮影機構部の重量、空撮を行う高度のデータに基づいて、スライド部８における支持棒の位置を調整するようにする。また、繋留ロープ１５は、空撮用バルーンが位置する高度により繋留ロープ１５の重量が変化するため、繋留ロープ１５の重量も考慮するようにする。

空撮用バルーンの迎え角の調整は静的重心を移動するようにして行う。静的重心の移動の調整は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、スライド部８における第１の支持棒９ａの取付位置を機軸に沿って前後に動かすことにより行う。第１の支持棒９ａの移動によって、連結部９ｄ及び連結部９ｄに結合された第２の支持棒９ｂが移動し、撮影機構部１０はバルーン本体２に対して前後に移動する。撮影機構部１０が前後に移動することにより、静的重心の位置も移動する。例えば、バルーン本体２の迎え角を大きくするには、スライド部８における第１の支持棒９ａの取付位置を垂直尾翼３側に移動するようにする。第１の支持棒９ａの取付位置が決定したら、その位置で第１の支持棒９ａを固定するようにする。また、第１の支持棒９ａと第２の支持棒９ｂとの連結部９ｄの位置を調整して第１の支持棒９ａを地表に対して垂直に保つように調整し、連結部９ｄを第１の支持棒９ａに固定する。

空撮用バルーンでの空撮では、一定方向からの下降気流が吹く条件の時などには、通常よりも迎え角を大きくして、下降気流による空撮用バルーンの沈下を予防する。また、山側から谷側に吹く強さ一定の風、ビル等の大型の建物の風下側で、且つ、建物の最上部付近の高さの風などは、一定方向の下降気流が発生している。これらの環境での空撮には、通常よりも迎え角を大きくすることにより、空撮用バルーンの姿勢が安定する。

以上述べた静的重心の移動による迎え角の調整は、以下のときに地上で行うようにする。
１．一定方向の下降気流が発生しているとき。
２．撮影機構部のカメラ等の撮影機材の重量が増減したとき。
３．温度、湿度、撮影標高の変化によるヘリウムガスの浮力が変化するとき。
４．バルーン本体を風に流すなどの繋留角度を弱くしたいとき。
５．高々度での撮影を行うとき。
６．ロープに水滴が付く雨天での撮影のとき（繋留ロープの重量が水滴により増加するため）。

なお、スライド機構をモータ等で移動可能に構成することにより、地上からの遠隔操作により空中で静的重心を移動することも可能である。

以上述べた空撮用バルーンの迎え角の調整後、繋留ロープ１５を延ばしながら、空撮用バルーンを所定の高度に位置するようにして空撮を行う。

以上述べたように、本発明の空撮用バルーンは、バルーン本体の下部から支持棒の位置をスライドすることにより空撮用バルーンの重心位置を移動させて、バルーンの先端が風上に位置し、バルーンの機軸が風上に対して傾きを有するようにして揚力を発生させ、ヘリウムガスによる浮力の中心位置と風による揚力の中心位置とが近接するようにしている。これにより、空撮用バルーンは、風の影響を受けることなしに安定した姿勢を維持することができる。

また、空撮用バルーンは、風による揚力を発生させるようにしているため、空撮用バルーンに作用する総合的な浮力は、ヘリウムガスの浮力と風による揚力を加算したものとなって、浮力が増加するため、バルーン本体の小型化が可能となる。

［実施例］
撮影機構部１０を支持する支持手段としての支持棒は、図２で第１の支持棒及び第２の支持棒から構成されたものについて述べたが、以下に支持棒の他の実施例について図７、図８を用いて説明する。なお、図１に示す構成と同一のものに関しては、説明を省略する。

図７に示すように、カーボン棒からなる第１の支持棒９ａは、バルーン本体２の下面に設けられたスライド部８から地表に対して垂直に取り付けられており、第１の支持棒９ａの他端には撮影機構部１０を保持している。

また、バルーン本体２の前方及び後方の両側面に固定され、垂直に設けられた第１の支持棒のスライド部８と撮影機構部１０の中間付近で連結部９ｄを介して結合された４本の紐２０を有している。第１の支持棒は、カーボン棒から成り、中空の棒状に形成されたものである。また、紐に変えてワイヤを使用するようにしてもよい。

空撮用バルーン１の重心の移動は、バルーン本体２の下面に設けられたスライド部８を前後にスライドして、第１の支持棒９ａの先端の撮影機構部１０を移動するようにする。このとき、第１の支持棒９ａの移動方向、移動量に応じて、第１の支持棒９ａの連結部９ｄでの４本の紐２０の長さを調節し、第１の支持棒９ａが地表に対して垂直に位置するようにする。

図７に示す空撮用バルーンは、第１の支持棒９ａをバルーン本体２に張設された前後左右の４本の紐２０で支持し、第１の支持棒９ａを垂直に保つため撮影機構部１０は安定した状態を維持することができる。

次に、支持棒の他の実施例について図８を用いて説明する。図８に示すように、バルーン本体２の後部の左右の面に固定されたカーボン棒からなる２本の第３の支持棒９ｃと、バルーン本体２の前部の左右の面に固定された２本の紐２０からなり、第３の支持棒９ｃの他端と紐２０の他端とが撮影機構部１０を保持している。

空撮用バルーン１の重心の移動は、バルーン本体２の前部の左右の面に固定された２本の紐２０の撮影機構部１０までの長さを調節することにより行うようにする。

撮影機構部１０は、バルーン本体の後部に配された２本の第３の支持棒９ｃとバルーン本体の前部に配された２本の紐２０とで支持されるため、安定した状態を維持することができる。なお、図８の示す構成に変えて、カーボン棒をバルーン本体２の前部の左右の面に、２本の紐２０をバルーン本体２の後部の左右の面に固定する構成でもよい。

図８に示す支持手段は、空撮用バルーン１の重心を移動するのにスライド部を使用しないため、重量の軽量化、構成の簡素化が図られる。

以上述べた支持手段は、図２に示す支持手段と同一の機能及び効果を有している。

なお、本発明は、その本質的特性から逸脱することなく数多くの形式のものとして具体化することができる。よって、上述した実施形態は専ら説明上のものであり、本発明を制限するものではないことは言うまでもない。

１ 空撮用バルーン
２ バルーン本体
３ 垂直尾翼
４ 水平尾翼
５ 支持部材
８ スライド部
９ 支持棒（カーボン棒）
９ａ 第１の支持棒（カーボン棒）
９ｂ 第２の支持棒（カーボン棒）
９ｃ 第３の支持棒（カーボン棒）
９ｄ 連結部
１０ 撮影機構部
１０ａ カメラ
１０ｂ 撮影部自立水平機構
１５ 繋留ロープ
１６ 繋留ロープ結合部
２０ 紐

Claims (12)

1. バルーンと、空撮用カメラを備えた撮影機構部と、前記撮影機構部を支持する支持手段と、を備えた空撮用バルーンであって、
   前記支持手段は、前記撮影機構部を前記バルーンの下部から支持棒により支持するようにして、前記空撮用バルーンの最下部に位置するようにしたことを特徴とする空撮用バルーン。
2. 前記支持手段の支持棒は、カーボン棒で構成されていることを特徴とする請求項１記載の空撮用バルーン。
3. 前記支持手段は、前記バルーンの下部から地表に対して垂直に設けられ、他端に前記撮影機構部を支持する第１の支持棒と、前記バルーンの前部の両側面に一端がそれぞれ固定され、他端が第１の支持棒の中間付近で結合された第２の支持棒で構成されていることを特徴とする請求項１記載の空撮用バルーン。
4. 前記撮影機構部と前記撮影機構部を支持する支持手段は、前記バルーンの傾きに対して、傾きを修正する復元力を発生するように構成したことを特徴とする請求項１記載の空撮用バルーン。
5. 前記撮影機構部は、前記第１の支持棒と連結する側の上部に、前記バルーンのピッチ方向の傾きに対して前記撮影機構部を水平に維持する撮影部自立水平機構を有していることを特徴とする請求項１記載の空撮用バルーン。
6. バルーンと、前記バルーンの下部から支持棒により支持される撮影機構部と、を備えた空撮用バルーンであって、
   前記バルーンの下部の前記支持棒の位置をスライドさせて前記撮影機構部の位置を移動して、前記空撮用バルーンの重心の位置を移動させるようにしたことを特徴とする空撮用バルーン。
7. 前記支持棒により前記撮影機構部の位置を移動させて、前記バルーンの先端が風上に位置し、前記バルーンの機軸が風上に対して傾き（迎え角）を有するようにしたことを特徴とする請求項６記載の空撮用バルーン。
8. 前記撮影機構部の位置を移動させて、前記バルーンの先端が風上に位置し、前記バルーンの機軸が風上に対して傾き（迎え角）を有するようにして、前記バルーンに揚力を発生させるようにしたことを特徴とする請求項６記載の空撮用バルーン。
9. 前記支持棒により前記撮影機構部の位置を移動させて、前記バルーンの先端が風上に位置し、前記バルーンの機軸が風上に対して傾き（迎え角）を有するようにして、前記バルーンに発生する揚力重心の位置が前記バルーンによる浮力重心の位置に近接するようにして、前記空撮用バルーンの重心のバランスを保つようにしたことを特徴とする請求項６記載の空撮用バルーン。
10. バルーンに垂直尾翼を備えた空撮用バルーンであって、
    前記垂直尾翼は、前記バルーンの最後尾から離れた位置に備えられ、前記バルーンの最後尾と前記垂直尾翼との間に空間を有するようにして、前記バルーンの最後尾からの乱流の影響を受けないようにしたことを特徴とする空撮用バルーン。
11. 前記バルーンの最後尾と前記垂直尾翼の間に前記バルーンの機軸と平行となるように水平尾翼を設けたことを特徴とする請求項１０記載の空撮用バルーン。
12. 前記バルーンは、円柱型の形状であることを特徴とする請求項１０記載の空撮用バルーン。

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