JP2916908B2

JP2916908B2 - 係留気球による簡易空撮装置

Info

Publication number: JP2916908B2
Application number: JP11874697A
Authority: JP
Inventors: 憲生弓場
Original assignee: HIROSHIMAKEN
Current assignee: HIROSHIMAKEN
Priority date: 1997-04-21
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 1999-07-05
Anticipated expiration: 2017-04-21
Also published as: JPH10293369A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【本発明の属する技術分野】本発明は、主に森林や家屋
の環境調査をおこなう際に使用され、係留気球にレンズ
付きフィルムを搭載して高度を調整し、比較的低空から
対象物又は対象域を俯瞰撮影するための係留気球による
簡易空撮装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、低空からの森林や家屋等の環
境調査（例えば空中写真撮影など）においては、ラジコ
ン模型の飛行機やヘリコプター、もしくは市販の気球な
どによる無人遠隔探査方法が活用されてきた。

【０００３】しかしラジコン模型においては、整備・調
整など機材の取り扱いにおいては専門的な知識が、さら
に飛行においても高度な操縦技術が要求されるものであ
った。

【０００４】また、原動機が発する振動により、空中写
真撮影においてカメラブレを起こし易いという問題があ
った。

【０００５】一方、市販の気球の場合には、移動に小型
トラックを要する大掛かりなものしかなく、大量の充て
ん用ガスが必要なため費用がかさみ、また準備や運用に
多くの人手が必要であった。

【０００６】これら従来の方法の欠点を解決するため、
本発明者は平成７年度にラジコン装置でシャッター操作
が可能な簡易気球による空撮装置（以下、従来機。）を
開発してきた。〔弓場憲生：日本リモートセンシング学
会中国・四国支部学術研究発表会論文集, 15−16(199
5)〕

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来機で
は、受信装置とシャッター駆動装置（マイクロサーボ）
を搭載することが不可欠であり、軽量化と低価格化の点
では改善の余地があった。加えて、レンズ付きフィルム
（所謂使い捨てカメラ）の採否や、フィルム巻き上げに
係る駆動系（通電手段を含む）について装置構成の改変
がいくつか考慮された。以後、研究を重ね、従来機とほ
ぼ同等の性能を有しながら、より安価かつ軽量で、機動
性及び操作性を改善した簡易空撮装置を開発するに至っ
た。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
のであって、主に森林や家屋の環境調査をおこなう際に
使用され、係留気球にレンズ付きフィルムを搭載して高
度を調整し、比較的低空から対象物又は対象域を俯瞰撮
影するための係留気球による簡易空撮装置を提供するも
のである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

【００１０】課題を解決するために本発明は、係留気球
に撮影手段を搭載して高度を調整し、比較的低空から対
象物又は対象域を俯瞰撮影するための係留気球による簡
易空撮装置であって、横部材と縦部材からなり、縦部材
の上端に横部材の中央部を水平方向には回動不自由にヒ
ンジ連結したＴ字状搬器と、Ｔ字状搬器の横部材両端に
均等な浮力の作用点を生ずるように繋止された少なくと
も一の気球と、Ｔ字状搬器の一部又は気球に一端が係止
されリールにより送り戻し自在に操作される係留索と、
Ｔ字状搬器の縦部材下端に連結したアダプターフレーム
及び該アダプターフレームに背面から把持・固定された
レンズ付きフィルムと、レンズ付きフィルムの背面に載
置、かつ、フレーム固定され、該レンズ付きフィルムを
作動可能とするシャッター駆動手段を具備し、係留気球
を地上から放逐するとともにシャッター駆動手段を作動
させ、間歇的に、かつ、連続して複数回の空中撮影をお
こなうようにしたことを特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は、請求項２
記載の発明から把握されるように、上記装置構成におけ
るシャッター駆動手段が、アダプターフレームによりレ
ンズ付きフィルムのシャッターを強制的に押下した状態
で背面から把持・固定するとともに、モーター駆動の減
速ギヤユニットの最終出力回転軸とレンズ付きフィルム
の巻き上げ操作部との間に動力伝達要素（例えば最終出
力回転軸に軸装したギヤ）を介設して巻き上げ駆動する
ものとされている。

【００１２】本発明の実施の形態は、請求項３記載の発
明から把握されるように、上記装置構成におけるＴ字状
搬器の縦部材下端とアダプターフレームとの連結部に、
取着角度を変更可能な接続手段を介設し、レンズ付きフ
ィルムの把持姿勢又は俯角を変更固定するようにしてい
る。

【００１３】また、本発明の他の実施の形態は、請求項
４記載の発明から把握されるように、上記装置構成にお
いて、空中で気球とＴ字状搬器及びレンズ付きフィルム
とを分離するために、Ｔ字状搬器の横部材両端にそれぞ
れ通線部材を設け、各通線部材に係留索を挿通し、か
つ、一又は複数の気球を一の係留索により一時係止可能
に結節してなり、係留索を一方向に引くことにより結節
部での結節を解き、係留索を伝ってＴ字状搬器及びレン
ズ付きフィルムを帰還させるようにしている。

【００１４】また、本発明の他の実施の形態は、請求項
５記載の発明から把握されるように、上記装置構成にお
けるシャッター駆動手段に乾電池電源と、電源回路を断
続するスイッチと、減速ギヤユニットの最終出力回転軸
の回転角又は回転数を計測するためのカウンターを設
け、電源投入して気球を放逐後、モーターの発停を制御
するとともに撮影枚数を調整するようにしている。

【００１５】また、本発明の他の実施の形態は、請求項
６記載の発明から把握されるように、上記装置構成にお
ける係留索が信号線を内蔵するものであり、該信号線を
介してシャッター駆動手段への通電を制御するようにし
ている。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例について添付図面を参照して
以下説明する。

【００１７】図１に装置構成概要図、及び図２にＴ字状
搬器の構造を示すように、本実施例装置（Ｘ）は、Ｔ字
状搬器（１）と、気球（２）と、係留索（３）と、アダ
プターフレーム（４）と、レンズ付きフィルム（５）
と、シャッター駆動手段（６）を具備している。以下、
各構成要素ごとに説明する。

【００１８】Ｔ字状搬器（１）は、縦横２つの軽量な部
材（横部材11，縦部材12）から構成されており、それら
２つはヒンジの構造を持つように接続される。製作にあ
たっては、横部材（11）には市販のアルミ製のコの字型
チャンネル（厚さ１ｍｍ、コの字の縦８ｍｍ・横５ｍ
ｍ、長さ３０ｃｍ程度）のものを、縦部材（12）には市
販のアルミ製パイプ（厚さ０．５ｍｍ、外径３ｍｍ、長
さ３０ｃｍ程度）のものを、接続ピン（７）には市販の
真鍮製割ピン（外径０．６ｍｍ長さ２０ｍｍ）を使用す
ることができる。より軽量化を図るために横部材（11）
に肉抜き穴（111)を設けてもよい。この場合、気球
（２）の取り付け用金具として魚釣り用よりもどし付き
両側フックを使用すれば、前記の肉抜き穴（111)を利用
できる。

【００１９】気球（２）は、好ましくはヘリウムガス入
り気球であり、例えば２個の密閉性に優れた軽量な素材
の袋（気嚢）から構成されている。試作にあたっては、
容量１００リットルのポリエチレン製家庭用ゴミ袋（９
３ｃｍ×１００ｃｍ×０．０４５ｍｍ）を密封し、４隅
のうち１カ所にガスの充てん用のバルブと、Ｔ字状搬器
への接続用環状ヒモを取り付けている。しかし、ポリエ
チレン製家庭用ゴミ袋は安価で入手が容易な反面、ピン
ホールが多いので材質的には最良なものとはいえない。

【００２０】撮影手段は、好適にはＡＰＳ規格のレンズ
付きフィルム（５）〔通称使い捨てカメラ；以下、カメ
ラという。〕であって、市販のものである。この市販品
には全重量が４０グラムと大変軽量なものがあり、しか
も安価に入手できる。

【００２１】シャッター駆動手段（６）は、アダプター
フレーム（４）によりカメラ（５）のシャッター（51）
を強制的に押下した状態で背面から把持・固定するとと
もに、モーター（62）駆動する減速ギヤユニット（61）
をアダプターフレーム（４）に載置し、その最終出力回
転軸とカメラ（５）の巻き上げ操作部（後述の52）との
間に動力伝達要素（後述の611)〔例えば最終出力回転軸
に軸装したギヤ〕を介設して巻き上げ駆動するものとし
ている。

【００２２】図３にカメラ及びシャッター駆動手段をフ
レーム固定した取付構造を示す。

【００２３】カメラ（５）を操作するシャッター駆動手
段（６）は、軽量・安価な動力源〔例えば乾電池電源
９〕によって機能構成されている。製作にあたっては、
その条件を満たすものとして、市販の模型工作用減速ギ
ヤユニット〔（株）田宮模型製〕と模型工作用電動小型
モーター〔マブチモーター（株）製〕及び単４形乾電池
を使用した。減速比を１：３０００程度に設定すると約
３０秒おきに撮影を行える。さらに撮影枚数のカウンタ
ー（後述）を取り付ける事によって、１回の飛行中に撮
影する枚数を設定できる。撮影角度（俯角）について
は、あらかじめ地上で接続手段（後述の接続片８）を介
して角度を設定して縦部材（12）とアダプターフレーム
（４）とを連結することにより、真下又は斜め何段階か
にカメラ（５）の把持姿勢を切り替えるようにしてもよ
い。

【００２４】また、これらの要素からなるシャッター駆
動手段（６）をカメラ（５）と結合して装着するため
に、市販のアルミアングル（厚さ１ｍｍ、アングル断面
のＬ字の長辺１５ｍｍ、短辺５ｍｍのものを使用）によ
りアダプターフレーム（４）を製作した。アダプターフ
レーム（４）とカメラ（５）との固定には市販の輪ゴム
（10）を利用し、カメラ（５）を着脱可能にしている。
しかも、このアダプターフレーム（４）はカメラ（５）
を装着（把持・固定）する際に、アダプターフレーム
（４）の折り曲げ片（42）やネジによりシャッター（5
1）を強制的に押し続けるような構造としている。

【００２５】係留索（３）には、軽量・安価で耐荷重強
度に優れた糸を使用する。製作に当たっては、市販のナ
イロン製釣り糸６号を１５０ｍ程度と、その巻き取り装
置として市販の魚釣り用リールを使用した。係留索
（３）は、ヘリウムガス入り気球（２）の取り付け用金
具と同様、魚釣り用よりもどし付き両側フックを前述の
肉抜き穴（111)を利用して横部材（11）の中央付近に接
続するのが好ましい。

【００２６】ここで、ナイロン製釣り糸６号と同等の強
度と重量でありながら、内部にシャッター制御用の信号
電流が流せる電線が製作可能であることから、このよう
な信号線内蔵の係留索によって装置電源（乾電池）の搭
載を不要とし、通電手段又は電源回路の変更に基づく駆
動系（主にシャッター駆動手段）の作動機構を改変する
ことができる。この場合、操作性を大幅に向上すること
が期待できる。〔後述の請求項６に係る発明に包含され
る。〕

【００２７】本実施例装置の作用について以下に述べ
る。

【００２８】Ｔ字状搬器（１）の横部材（11）と縦部材
（12）をヒンジ連結し、横部材（11）両端にヘリウムガ
ス入り気球（２）を繋止することにより、気球（２）の
揺動に影響されずカメラ（５）の姿勢（位置関係）を常
に鉛直下向きに維持することができる。すなわち、横部
材（11）と縦部材（12）の接続が、割ピン（７）を介し
て鉛直（上下）方向にのみ自由に動くヒンジ構造となっ
ているため、風などにより気球（２）があおられても横
部材（11）で揺れを吸収して、常にカメラ（５）及び縦
部材（12）は鉛直方向に姿勢維持される。

【００２９】Ｔ字状搬器（１）の横部材（11）は、構造
的に風により装置全体が回転することを緩和する働きが
あり、回転によるカメラブレを解消することができる。

【００３０】ヘリウムガス入り気球（２）は、装置全体
を上空に持ち上げるための浮力の発生源で、複数個に分
ける事により自動車への積み込みを容易にしている。な
お、本実施例装置（Ｘ及び後述のＹ，Ｚ，Ｗ）では、気
球（２）を１００リットル程度の容量を１単位にしてあ
り、１袋が１００グラム程度の浮力を持っている。この
ことから搭載物を変更したい場合にも、その搭載物を浮
かせるために必要な気球の数は容易に計算できる。

【００３１】カメラ（５）を操作するシャッター駆動手
段（６）は、模型用の小型モーター（62）と減速ギヤユ
ニット（61）によって構成されており、機構的にフイル
ムの巻き上げを行う。カメラ（５）のシャッター（51）
はアダプターフレーム（４）の折り曲げ片（42）により
強制的に押下した状態に固定されているため、フイルム
の巻き上げが完了した時点で自動的にシャッターは切れ
る。このため、減速ギヤユニット（61）の減速比によっ
て巻き上げ速度が決定され、またシャッターの切れる間
隔の長さも調整される。

【００３２】係留索（３）は、装置全体を任意の高度と
位置に固定するものであり、魚釣り用の糸（テグス）を
使用する。また、地上の巻き取り装置にも魚釣り用のリ
ールを使用する。

【００３３】装置全体は、常にヘリウムガスの浮力によ
り上昇力を発生しており、係留索（３）によって図示し
ない操縦者と結び付けられている。操縦者はリール操作
の要領で係留索（３）の長さを制御し、任意の高度と位
置に装置全体を調節し維持する。また、乾電池電源
（９）を搭載している場合は、操縦者は装置を上昇させ
る直前に、シャッター駆動手段（６）のスイッチを入れ
ておく。このことにより、装置は操縦者の手元を離れた
後、一定時間毎に自動的に撮影を実行する。

【００３４】また、請求項３記載の発明から把握される
ように、他の実施例装置（Ｙ）として、上記装置構成に
おけるＴ字状搬器（１）の縦部材（12）下端とアダプタ
ーフレーム（４）との連結部に、取着角度を変更可能な
接続手段（８）を介設し、カメラ（５）の把持姿勢又は
俯角を変更固定するように構成することができる。好適
な接続手段（８）には、アダプターフレーム（４）への
固定中心から放射状にピン孔（81）を設けた接続片
（８）や蝶ネジ〔図示省略〕による連結が考慮される。
この装置構成概要図を図４に示す。

【００３５】また、請求項４記載の発明から把握される
ように、他の実施例装置（Ｚ）として、上記装置構成に
おいて、空中で気球（２）と、Ｔ字状搬器（１）及びカ
メラ（５）とを分離するために、Ｔ字状搬器（１）の横
部材（11）両端にそれぞれ通線部材（20，20）を設け、
各通線部材（20，20）に係留索（３）を挿通し、かつ、
一又は複数の気球を一本の係留索（３）により一時係止
可能に結節してなり、係留索（３）を一方向に引くこと
により結節部（Ａ）での結節を解き、Ｔ字状搬器（１）
及びカメラ（５）が係留索（３）を伝って帰還するよう
に構成することができる。この装置構成概要図を図５に
示す。

【００３６】また、請求項５記載の発明から把握される
ように、他の実施例装置（Ｗ）として、上記装置構成に
おけるシャッター駆動手段（６）を改変し、アダプター
フレーム（４）に、モーター駆動用乾電池電源（９）
と、電源回路を断続するマイクロスイッチ（64）と、減
速ギヤユニット（61）の最終出力回転軸の回転角又は回
転数を計測するためのカウンター（63）を設け、電源投
入して気球を放逐後、モーターの発停を制御するととも
に撮影枚数を調整するように機能付加した構成とするこ
とができる。この装置構成概要図を図６に示す。図示の
カウンター（64）は最終出力回転軸の回転によりベルト
駆動するプーリーであり、回転角に応じた目盛りを付し
てる。そして、これにスイッチ操作片（631)を設けて、
マイクロスイッチ（64）を切るようにしている。

【００３７】また、請求項６記載の発明から把握される
ように、他の実施例装置として、上記装置構成における
係留索が信号線を内蔵するものであり、該信号線を介し
てシャッター駆動手段への通電を制御するように構成す
ることができる。〔図示省略〕

【００３８】

【発明の効果】本発明は以上の構成よりなるものであ
り、これによれば安価、軽量かつコンパクトで、機動性
及び操作性を向上した係留気球による簡易空撮装置を提
供することができる。

【００３９】特に、レンズ付フイルムを使用しているの
で装置構成を簡素化でき、従来機に比して製作費も運営
費も大変安価であり、特に重量については約１／３に軽
量化でき、しかも装置構成を簡素化できる。また、この
軽量化により装置のほとんどの体積を占める気球の大き
さも１／３の大きさに小さくできる。そのため準備や移
動が大変容易になり、従来機では果たせなかった機動性
を大幅に改善することができる。

【００４０】また、本発明装置では、リールの操作だけ
で任意の高度まで機材を上げ下げ出来るため、ラジコン
模型の場合に必要な機材の取り扱いのための専門的な知
識や高度な操縦技術は不要であり、操作において巧拙を
問わない。さらに、市販の気球を使用する場合と比較し
ても、大量の充てん用ガスが不要なため費用がかから
ず、移動も乗用車程度で十分であり、１人で運用出来る
という利点を有する。

【００４１】さらに、気球の浮力は設計変更可能であ
り、大気成分や温度等の観測機器を付加するなど搭載物
の変更を許容でき、機能付加や転用が可能である点で汎
用性を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す装置構成概要図であ
る。

【図２】Ｔ字状搬器の構造を示す説明図である。

【図３】カメラ及びシャッター駆動手段をフレーム固定
した取付構造を示す（ａ）平面視説明図及び（ｂ）正面
視説明図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す装置構成概要図であ
る。

【図５】本発明の他の実施例を示す装置構成概要図であ
る。

【図６】本発明の他の実施例を示す装置構成概要図であ
る。

【符号の説明】

１Ｔ字状搬器 11 横部材 111 肉抜き穴 12 縦部材２ヘリウムガス入り気球（気球）３係留索４アダプターフレーム 41 肉抜き穴 42 折り曲げ片５レンズ付きフィルム（カメラ；撮影手段） 51 シャッター 52 巻き上げ操作部 53 レンズ６シャッター駆動手段 61 減速ギヤユニット 611 最終出力側駆動ギア（動力伝達要素） 62 モーター 63 プーリー（カウンター） 631 スイッチ操作片 64 マイクロスイッチ（スイッチ）７割ピン（接続ピン；ヒンジ連結部）８接続片（接続手段） 81 ピン孔９乾電池（電源） 10 固定用輪ゴム 20 通線部材Ａ結節部Ｘ実施例装置Ｙ他の実施例装置Ｚ他の実施例装置Ｗ他の実施例装置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】係留気球による簡易空撮装置において、係留気球に撮影手段を搭載して高度を調整し、比較的低
空から対象物又は対象域を俯瞰撮影するための係留気球
による簡易空撮装置であって、横部材と縦部材からなり、縦部材の上端に横部材の中央
部を水平方向には回動不自由にヒンジ連結したＴ字状搬
器と、Ｔ字状搬器の横部材両端に均等な浮力の作用点を生ずる
ように繋止された少なくとも一の気球と、Ｔ字状搬器の一部又は気球に一端が係止されリールによ
り送り戻し自在に操作される係留索と、Ｔ字状搬器の縦部材下端に連結したアダプターフレーム
及び該アダプターフレームに背面から把持・固定された
レンズ付きフィルムと、レンズ付きフィルムの背面に載置、かつ、フレーム固定
され、該レンズ付きフィルムを作動可能とするシャッタ
ー駆動手段を具備するとともに、前記シャッター駆動手段が、アダプターフレームにより
レンズ付きフィルムのシャッターを強制的に押下した状
態で背面から把持・固定するとともに、モーター駆動の
減速ギヤユニットの最終出力回転軸とレンズ付きフィル
ムの巻き上げ操作部との間に動力伝達要素を介設して巻
き上げ駆動してなり、係留気球を地上から放逐してシャッター駆動手段を作動
させ、間歇的に、かつ、連続して複数回の空中撮影をお
こなうようにしたことを特徴とする係留気球による簡易
空撮装置。
【請求項２】Ｔ字状搬器の縦部材下端とアダプターフ
レームとの連結部に、取着角度を変更可能な接続手段を
介設し、レンズ付きフィルムの把持姿勢又は俯角を変更
固定するようにした請求項１記載の係留気球による簡易
空撮装置。
【請求項３】空中で気球とＴ字状搬器及びレンズ付き
フィルムとを分離するために、Ｔ字状搬器の横部材両端
にそれぞれ通線部材を設け、各通線部材に係留索を挿通
し、かつ、一又は複数の気球を一の係留索により一時係
止可能に結節してなり、係留索を一方向に引くことによ
り結節部での結節を解き、係留索を伝ってＴ字状搬器及
びレンズ付きフィルムを帰還させるようにした請求項１
又は２記載の係留気球による簡易空撮装置。
【請求項４】シャッター駆動手段に乾電池電源と、電
源回路を断続するスイッチと、減速ギヤユニットの最終
出力回転軸の回転角又は回転数を計測するためのカウン
ターを設け、電源投入して気球を放逐後、モーターの発
停を制御するとともに撮影枚数を調整するようにした請
求項１乃至３のいずれか１項記載の係留気球による簡易
空撮装置。
【請求項５】係留索が信号線を内蔵するものとし、該
信号線を介してシャッター駆動手段への通電を制御する
ようにした請求項１乃至３のいずれか１項記載の係留気
球による簡易空撮装置。