JP2012098412A

JP2012098412A - 水中カメラ撮影装置

Info

Publication number: JP2012098412A
Application number: JP2010244516A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Igari; 清一猪狩
Original assignee: SI CO Ltd
Current assignee: SI CO Ltd
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2012-05-24
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: JP5613015B2

Abstract

【技術課題】
有人ボートでは接近できない危険場所へも接近しながら水中撮影できる装置を提供する。
【解決手段】
リモコンボート１から水中カメラ取付枠２０をウインチ２、ワイヤー９で降し、水流に対向するように水中カメラ取付枠２０に取り付けられた水中カメラ２８の向きを設定しながら水中撮影を行う。
水中カメラ２８で撮影した映像信号は、ケーブル１４からリモコンボート１上の映像信号送信手段６、アンテナ６ａを介して地上のモニタ及び記録装置へ送り、地上において水中観察を行うことができるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、海、川、ダム、湖等において、水中の生物あるいは水底の状況あるいは水中環境あるいは水中で行う養殖生物等の生育状況の調査に用いられる水中カメラ撮影装置に関し、更に詳しくは、リモコンボートから水中に降した水中カメラを用いて水中撮影を行い、この映像を地上においてモニターすることができる装置に関する。

水中カメラを用いて水中生物の生態観察を行ったり、環境調査を行う装置として、特許文献１には、遠隔作業用水中ロボットに水中撮影用のカメラを搭載した内容のものが紹介されている。

しかし、この装置の場合、水中ロボットに搭載しているため、この水中ロボットの製作にコストがかかるばかりでなく、水中あるいは水底に障害物としての水中植物や岩場が多い場合には、目的の撮影ポイントに接近することができなかったり、水中移動ができない場合がある。

また、特許文献２には、水中可動式撮影・観測装置が紹介されている。

この観測装置は、ロープ等に機器を取り付けて行う水中での長時間撮影・観測において複数の機器が多方位に向けた取付が可能であり、ロープ間を移動させること及び正確な水流方向を向くことができ、製作費が安く軽量且つ簡単な操作性が望める撮影・観測装置として、円筒状の本体パイプ１ａに機器の方位や角度が変えられる複数の機器取付台座３、機器保持アーム６、水流板４、ストッパー２を取り付けた装置本体１に機器設置・曳航用ロープセット７のロープ７ａを通し、装置本体１はロープ７ａ間の任意の位置でストッパー２により留めることが可能でありかつ水流を受けた水流板４の動作によりストッパー２を軸受けとしてロープ７ａを中心に回転できる構造とした内容である。

しかし、この観測装置の場合、水流板４を用いてカメラの方向を水流に対向させる工夫がなされているが、水流板４は受圧面が広いため、水中における微妙な水流の変化をそのまま受ける。この結果、水中カメラはこの微妙な水流の影響によりその向きが変動するため、映像にブレが発生して鮮明な映像での観察がしにくいという欠点がある。

また、この観測装置の場合、装置はロープ７ａに取り付けられているが、このロープ７ａを船上から降したり、引き揚げる場合にどのような手段をとるのか、その手段が開示されておらず、特に水中カメラと船上を結ぶ通信ケーブルの処理が全く不明である。

しかし、水中での撮影の場合、水中カメラを同一水深だけで撮影する場合は少く、水中カメラの位置を調整するためにロープやケーブルの巻き揚げや降下は必須であり、これを自動制御で出来るようにしないと、水中の状況に合わせた多角的な観察は不可能である。

また、特許文献２の場合、水面のブイと水底の錘との間にはロープ７ａを張る必要があるため、撮影準備に手間と時間がかかり、更に水中を移動しながら撮影できないという問題がある。

特開２００４−１３８８２４号公報特開２０１０−１４１６２３号公報

本発明が解決しようとする課題の第１は、危険で人が近づけない場所でも撮影可能な水中カメラ撮影装置を提供することである。

更に第２の課題は、水中カメラの位置を目標の水深に自動制御することができると共に水中の障害物に左右されることなく、岩の間や岩陰などをも自由に撮影することが可能な水中カメラ撮影装置を提供することである。

更に第３の課題は、水中における微妙な水の流れの影響を受けることなく、鮮明な映像を送信することができる水中カメラ撮影装置を提供することである。

更に第４の課題は、リモコンボート上に搭載した水中カメラ用ケーブルの捲き取り装置及び水中カメラ昇降装置を地上から遠隔操作したり、水中カメラで撮影した映像を無線通信回線を経由して地上のモニターあるいは映像記録装置に送信できる水中カメラ撮影装置を提供することである。

更に第５の課題は、リモコンボートにより水中カメラを水中で移動しながら撮影可能な水中カメラ撮影装置を提供することである。

更に、第６の課題は、養殖中の生物類を同時に多角的に撮影することにより生育状態を観察することができる水中カメラ撮影装置を提供することである。

更に、第７の課題は、誰にでも手軽に使用することができると共に安価な水中カメラ撮影装置を提供することである。

上記した１〜７の課題を解決するために提供する本発明の構成は次のとおりである。

先ず、請求項１に記載の発明は、ａ．地上からの無線通信手段によりボートの走行を制御する遠隔制御手段と、水中カメラ取付枠から延長されたワイヤーを介して前記水中カメラ取付枠に取り付けられた水中カメラを昇降させる水中カメラ自動昇降手段と、前記水中カメラから延長されたケーブルを２本の回転ドラム間に挟んで手繰り寄せ、かつこの手繰り寄せたケーブルを自然落下させることにより輪状に整えて収容するケーブル収容桶から成るケーブル自動捲き取り手段と、水中カメラで撮影された映像信号を地上のモニターへ送信する映像信号送信手段と、を搭載したリモコンボートと、
ｂ．前記水中カメラ自動昇降手段から水中に垂下されたワイヤーの先端が垂直支軸の上端に繋がれていると共にこの垂直支軸に対して軸受環を介して回転自在に吊設された前記水中カメラ取付枠と、
ｃ．前記水中カメラ取付枠の軸受環に基部が結ばれ、かつ水平方向に延長されていて、水流の抵抗を受けて水中カメラの向きを水流に対向する方向に制御する方向制御手段と、
ｄ．前記水中カメラ取付枠に対して向き角度設定自在に取り付けられていると共に前記ケーブルを経由して制御信号を受信し、かつ撮影した映像信号を前記リモコンボートに搭載された映像信号送信手段により地上へ送信可能な水中カメラと、から成ることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の水中カメラ撮影装置において、前記水中カメラ取付枠には、水流に流されるのを防ぐために錘が取り付けられていることを特徴とするものである。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の水中カメラ撮影装置において、前記水中カメラ取付枠には、増設水中カメラ取付枠が水平方向に向けて着脱自在に取り付けられていると共にこの増設水中カメラ取付枠には増設用の水中カメラが取り付けられていることを特徴とするものである。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の水中カメラ撮影装置において、前記方向制御手段は、前記軸受環に直接その基部が固定された基桿と、この基桿の先端に結ばれた柔軟性を有する流し紐又はベルトとから成ることを特徴とするものである。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の水中カメラ撮影装置において、前記軸受環から後向きにケーブル支持バーを突設し、前記水中カメラから延長されたケーブルをこの支持バーの先端のガイド環を経由してリモコンボート上の前記映像信号送信手段に結び、水中でケーブルが絡み合わないように構成して成ることを特徴とするものである。

本発明の効果は次のとおりである。

１．請求項１に記載の発明によると、リモコンボートを地上で遠隔操作しながら水中カメラを任意のポイントへ移動しながら撮影を行い、この映像を地上に無線送信し、これを地上のモニターで観察したり、あるいは記録装置に記録することができる。

２．また、請求項１の発明によると、リモコンボートには、水中カメラを水中に降下させることができる水中カメラ自動昇降手段と、カメラからのケーブルをリモコンボート上で自動的に捲き取る手段を搭載したことにより、水中カメラを任意の水深まで降下させて撮影ができると共に水中カメラを昇降させるワイヤーと通信用のケーブルをそれぞれ分離したことにより、ワイヤーの巻きとりとケーブルのたぐりよせをスムーズに行うことができる。

３．また、請求項１に記載の発明によると、ケーブルは２本の回転ドラムにより挟んで手繰り寄せ、これをケーブル収容桶内に自然落下させるようにしたため、ケーブルはケーブル収容桶内において輪状（とぐろまき）の形態で収容されることから、次に水中カメラを水中に降下させる場合、輪状のケーブルはそのまま解けてスムーズに降下することから、無人のリモコンボート利用においてもケーブルの処理に支障がない。

４．また、請求項１に記載の発明によると、カメラ取付枠は、方向制御手段により水中カメラを水流に対して対向する方向（上流方向）に制御するため、特に水流のある川での観察において、常に水中カメラを安定的に上流又は水中カメラの向きを後向きに調整して下流方向を撮影することができる。

５．また、請求項１に記載の発明によると、水中カメラの向きを上下方向に設定したり、水中カメラ取付枠を回転させることにより水中カメラの向きを左右方向に調整したりして撮影を行うことができる。

６．また、請求項２に記載の発明によると、水中カメラ取付枠には錘が取り付けられているため、水中で水中カメラ取付枠が踊ったりせず、水中カメラの向きを安定させることができる。

７．また、請求項３に記載の発明によると、複数台の水中カメラを用いて同時に多角的な撮影が可能である。

８．また、請求項４に記載の発明によると、流し紐により水中カメラの向きを水流方向に向けて合わせるようにしたため、前記特許文献２の水流板のように小さな水流の影響を受けにくい。

９．また、請求項５に記載の発明によると、ケーブル支持バーの作用で一台の水中カメラのときはケーブルとワイヤーが絡みつく心配がなく、また複数台の水中カメラのときは複数本のケーブルが互いに絡みつく心配がない。

本発明装置の全体の構成を示す説明図。図１を上方から見た説明図。リモコンボート部分の説明図。リモコンボート上のケーブル自動捲き取り手段の説明図。ワイヤー自動捲き取り手段とワイヤー収容桶の説明図。ケーブル捲取装置の説明図。図６の平面図。水中カメラ取付枠と水中カメラ及びケーブル支持バーの説明図。水中カメラ取付枠に取り付けられた水中カメラ及び錘の説明図。水中カメラ取付枠に更に２台の水中カメラを増設した状態の説明図。水中カメラ取付枠に対する増設水中カメラ取付枠の取り付け部の説明図。

本発明に係る水中カメラ撮影装置は、海、川、湖、ダム等において、水中あるいは水底の環境及び水中生物の生態等をカメラで撮影しながらモニタ観察する際に用いられる。

特徴としては、水中カメラを小型のリモコンボート（ラジコンボート）により水中を移動させながら、あるいは撮影ポイントまで移動させて撮影するのに適した撮影装置である。

また、この撮影装置は、有人ボートでは危険で近づけない水域まで入り込んだり、水中の岩陰等の狭い場所に入り込んで撮影が可能であると共に川のように水の流れがあったり、水中において水流が複雑に変化する領域においても水中カメラの向きを安定させて鮮明な映像を地上に送り届けることができる撮影装置である。

装置としては小型に構成されていて、小型のリモコンボートに搭載して使用することができると共にその使用は素人でも可能であり、更に遠隔操作で水中カメラを任意の水深まで降下させたり、引き揚げたりすることができる点に特徴がある。

上記した特徴を有する本発明の実施例１を図１〜図９に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の全体構成を示し、この図１において、符号の１はリモコンボートであって、このリモコンボート１は、電動モータで推進し、排煙や油流出、騒音のない環境対策型のものである。

そして、リモコンボート１には、後述する水中カメラ取付枠を昇降する手段としてのウインチ２と、後述する水中カメラに結ばれた電源及び信号送信用のケーブル繰り寄せ用の２本の回転ドラム３、３ａと、この回転ドラム３、３ａで繰り寄せたケーブルを自然落下させて輪状に収容するケーブル収容桶４から成るケーブル自動捲き取り手段と、地上との送受信及びリモコンボート１の駆動モータ（図示せず）の運転及び前記ウインチ２、及び繰り寄せドラム３、３ａの運転を制御する制御装置５及びアンテナ６ａ付の映像信号送信手段６が搭載されている。

図１において、７はケーブルの昇降をガイドするガイドローラ、８はケーブルを回転ドラム３ａ側に押えてケーブルが走行中左右に踊るのを防ぐ押えローラである。

更に詳しく前記したリモコンボート１に搭載されたウインチ２、回転ドラム３、３ａ、ケーブル収容桶４、制御装置５、映像信号送信手段６を図２〜７を用いて説明する。

ウインチ２は、制御装置５からの信号を受けてモータ（図示せず）で駆動され、後述の水中カメラ取付枠２０に先端（下端）１０（図１参照）が結ばれたワイヤー９を捲き揚げてウインチ２の捲取ドラムに捲き取ったり、ワイヤー９を解いて水中カメラ取付枠２０を水中に下降させることができる。

回転ドラム３、３ａは、図６、７に示すように、鼓状のドラムを対向させて組み合せ、中央に出来た挟み空間１１内に上方からケーブル１４を下向きに通し、モータ１２、１３の回転軸１２ａ、１３ａを介して対向するように回転させてケーブル１４を繰り寄せて自然落下させる構成である。

また、上記回転ドラム３、３ａの挟み空間１１の真下には、上向きにケーブル収容桶１５が配置されていて、回転ドラム３、３ａにより繰り寄せられたケーブル１４は自身の弾性の作用と自然落下の作用でケーブル収容桶１５の底部にとぐろ巻き状態１４ａで収容される。

上記ケーブル１４の先端１４ｂは映像信号送信手段６に結ばれ、水中カメラ２８の映像は送受信アンテナ６ａから地上のモニター及び記録装置へ送信される。

上記ウインチ２のモータ（図示せず）及び回転ドラム３、３ａのモータ１２、１３は、制御装置５によりワイヤー９とケーブル１４が同一スピードで上昇又は下降するように同期運転される。

１６はケーブル収容桶１５の蓋体であって、中央にケーブル落下穴１６ａが形成され、ケーブル１４はこの落下穴１６ａから内部に自然落下する。

図５において、１７はバッテリー、１８はリモコンボート１の推進モータ、１９は運転制御装置である。

なお、リモコンボート１には、幅５００ｍｍ、長さ１５００ｍｍ、重量１５ｋｇの大きさのものを使用した。

次に、水中カメラ取付枠２０の構成を図８、図９を用いて詳細に説明する。

水中カメラ取付枠２０は、上記したワイヤー９の先端１０が結ばれた支軸２１と、この支軸２１に回転自在に外嵌された軸受環２２と、この軸受環２２から下向きに形成された二岐状のフレーム２３、２３ａと、このフレーム２３、２３ａの下端に取り付けられた錘２４、２４ａから成り、この水中カメラ取付枠２０は、軸受環２２に対してビス２５を介して抜け止めが図られている。

２６は前記軸受環２２から水平方向に突出させたケーブル支持バー（兼水流制御バー）であって、この支持バー２６の先端に形成した環２７を経由してケーブル１４が次に説明する水中カメラ２８に結ばれたケーブル１４を水中カメラ取付枠２０から離すことにより、ワイヤー９や水中カメラ取付枠２０に絡み付くのを防止している。

水中カメラ２８は、フレーム２３、２３ａによりその両サイドが胴体部２９がクッション材付のバンド２８ｃで上下方向に回転自在に取り付けられていて、固定ビス３０、３０ａを締め付けることにより、水中カメラ２８の向きを正面（水平）から上方に約７５°、真下方向から反対後方に約７５°その向きを変更して固定することができる。

水中カメラ２８は、平面中央に水中カメラ（テレビカメラ）３１を置き、この周囲に照明ランプ３２を配置した構成となっていて、水中カメラ３１で撮影した映像信号は、ケーブル１４を経由してリモコンボート１上の映像信号送信手段６から地上のモニタ及び記録装置へ送信される。

以上に説明した水中カメラ取付枠２０は、水中カメラ２８を一台取り付けたケースであるが、本実施例２では、請求項３に記載した２台の水中カメラ２８ａ、２８ｂを増設する発明の実施例を図１０及び図１１に基づいて詳細に説明する。

図１０、１１において、増設した水中カメラ２８ａ、２８ｂは、水中カメラ２８と同様にその向きをビス３０、３０ａにより設定することができ、この水中カメラ２８ａ、２８ｂを取り付けた増設水中カメラ取付枠３２は前記水中カメラ取付枠２０に設けた増設水中カメラ取付枠３２の取付部２０ａにボルトとナット３３でその基部３２ａが着脱自在に取り付けられていて、水平バー３５に増設水中カメラ２８ａは右向きに、増設水中テレビカメラ２８ｂは左向きにフレーム３１ａ、３１ｂ間にビス３０、３０ａで取り付けられていることにより、水中カメラ２８の正面に対して左右方向の撮影を同時に行うことができる。

図１０、１１において、３６は軸受環３２から水平方向に突出させた丸鋼であって、この丸鋼３６には柔軟な紐又はベルト３７が結ばれていて、紐又はベルト３７が水流に流されて水中カメラ取付枠２０の向きを上流に向ける。

なお、この水流方向へ向ける機能は、前記ケーブル支持バー２６及びケーブル１４も持っており、支持バー２６とケーブル１４は水流に流されるため、水中カメラ取付枠２０を上流方向に向ける作用を助勢しており、この水中カメラ取付枠２０（水中カメラ２８、２８ａ、２８ｂ）の向きを水中で決定する手段は、板状でない限り任意である。

以上に説明した実施例の水中カメラ撮影装置は、地上において水中カメラ２８、２８ａ、２８ｂの向きを設定し、ウインチ２及び回転ドラム３、３ａを同時に駆動しながら水中カメラ取付枠２０を水中に降し、リモコンボート１を遠隔操作しながら水中での撮影を行うもので、無人のリモコンボート１を使用しているため、有人では接近できない危険な場所へも接近しながら撮影を行うことができる。

また、ケーブル１４は、リモコンボート１上において回転ドラム３、３ａにより繰り寄せ、ケーブル収容桶５内に輪状に収容することにより、再度水中カメラ取付枠２０を水中に降す際に、ケーブル１４はスムーズに解けて出て行く。

１リモコンボート
２ウインチ
３、３ａ回転ドラム
４ケーブル収容桶
９ワイヤー
１４ケーブル
２０水中カメラ取付枠
２１支軸
２２軸受環
２３、２３ａフレーム
２６ケーブル支持バー
２８水中カメラ
２８ａ、２８ｂ増設水中カメラ
３２増設水中カメラ取付枠

Claims

ａ．地上からの無線通信手段によりボートの走行を制御する遠隔制御手段と、水中カメラ取付枠から延長されたワイヤーを介して前記水中カメラ取付枠に取り付けられた水中カメラを昇降させる水中カメラ自動昇降手段と、前記水中カメラから延長されたケーブルを２本の回転ドラム間に挟んで手繰り寄せ、かつこの手繰り寄せたケーブルを自然落下させることにより輪状に整えて収容するケーブル収容桶から成るケーブル自動捲き取り手段と、水中カメラで撮影された映像信号を地上のモニターへ送信する映像信号送信手段と、を搭載したリモコンボートと、
ｂ．前記水中カメラ自動昇降手段から水中に垂下されたワイヤーの先端が垂直支軸の上端に繋がれていると共にこの垂直支軸に対して軸受環を介して回転自在に吊設された前記水中カメラ取付枠と、
ｃ．前記水中カメラ取付枠の軸受環に基部が結ばれ、かつ水平方向に延長されていて、水流の抵抗を受けて水中カメラの向きを水流に対向する方向に制御する方向制御手段と、
ｄ．前記水中カメラ取付枠に対して向き角度設定自在に取り付けられていると共に前記ケーブルを経由して制御信号を受信し、かつ撮影した映像信号を前記リモコンボートに搭載された映像信号送信手段により地上へ送信可能な水中カメラと、
ｅ．から成る水中カメラ撮影装置。
前記水中カメラ取付枠には、水流に流されるのを防ぐために錘が取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の水中カメラ撮影装置。
前記水中カメラ取付枠には、増設水中カメラ取付枠が水平方向に向けて着脱自在に取り付けられていると共にこの増設水中カメラ取付枠には増設用の水中カメラが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の水中カメラ撮影装置。
前記方向制御手段は、前記軸受環に直接その基部が固定された基桿と、この基桿の先端に結ばれた柔軟性を有する流し紐又はベルトとから成ることを特徴とする請求項１に記載の水中カメラ撮影装置。
前記軸受環から後向きにケーブル支持バーを突設し、前記水中カメラから延長されたケーブルをこの支持バーの先端のガイド環を経由してリモコンボート上の前記映像信号送信手段に結び、水中でケーブルが絡み合わないように構成して成ることを特徴とする請求項１に記載の水中カメラ撮影装置。