WO1998019178A1

WO1998019178A1 - Television laser immergee et dispositif de reconnaissance visuelle a laser immerge

Info

Publication number: WO1998019178A1
Application number: PCT/JP1997/003881
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Sakai; Kenzi Hirose; Hirotoshi Igarashi; Junichi Akizono; Eiji Satoh; Yoshiaki Takahashi; Harukazu Asatsuma; Toshitaka Saito; Ichiro Fujii
Original assignee: JAPAN as represented by THE DIRECTOR GENERAL OF THE 1ST DISTRICT PORT CONSTRUCTION BUREAU, MINISTRY OF TRANSPORT; JAPAN as represented by THE DIRECTOR GENERAL OF PORT AND HARBOUR RESEARCH INSTITUTE, MINISTRY OF TRANSPORT; Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd.
Priority date: 1996-10-28
Filing date: 1997-10-27
Publication date: 1998-05-07
Also published as: KR100361972B1; GB2324221A; KR19990076786A; US6304289B1; GB2324221B; KR100363624B1; GB9813355D0

Description

明細書水中レーザ—テレビ及び水中レーザー視認装置

技術分野

本発明は、レーザ一光を用いて水中に配された視認対象物を視認する水中レーザ一テレビ及び水中レーザ一視認装置に関する。背景技術

レーザ光を用いることにより、透明度の悪い水中に配置された視認対象物を鮮明に視認するレーザー視認装置がある。日本の特許公報である特開平 7— 0 7 2 2 5 0号公報等には、このようなレーザー視認装置に係わる技術が開示されている。

従来、この種のレーザ一視認装置は、レーザ一パルス（パルス状のレ一ザ光）を発生させるレ一ザ一発振器と、該レーザーパルスを水中の視認対象物に照射するとともにその反射光を検出する光照射検出装置と、該光照射検出装置の向きを制御すると共にその出力に基づいて視認対象物の映像を表示する制御装置とから構成されている。このうち、レーザー発振器と制御装置とは海上の支援船上に備えられ、光照射検出装置は水中の視認対象物の近傍に配置 ·固定される。

また、この種のレーザー視認装置にあっては、支援船上に備えられたレーザー発振器で発生されたレーザ一パルスを光ファイバケーブルを介して水中の光照射検出装置に導き、該光照射検出装置から視認対象物に向けてレーザーパルスが照射され、視認対象物からの反射光が光照射検出装置によって検出され、その検出信号が支援船上の制御装置に伝送されて視認対象物の映像がモニタ等に表示されるようになっている。

さらに、従来のレーザー視認装置では、光照射検出装置は水圧に対抗できるように耐圧容器内に設けられ、パンチルト装置によって支持される。この場合、光照射検出装置は比較的大きな重量となるため、パンチルト装置には比較的大型のものを使用する必要があった。このように大型のパンチルト装置を使用する場合、光照射検出装置の持ち運びが不便になるので水中における当該光照射検出装置の固定作業の作業性が悪く、また一旦固定したものを移動させる場合の作業性も悪かった。

一方、レ一ザ一パルスの強度を向上させることによってより鮮明な視認対象物の映像が得られることが知られているが、上述したように従来では水中の光照射検出装置へは光ファィバーケーブルを介して母船上のレーザー発振器からレーザ —パルスが伝送 ·供給されるため、該光ファイバ一ケーブルの光伝送容量によつて視認対象物に照射できるレーザーパルスの強度が制限される。したがって、視認対象物について十分に鮮明な映像を得ることができず、特に視認距離が大きくなった場合には映像の劣化が顕著であった。さらに、レーザ一発振器として Y A G—〇P O (Opt ical Parametric Osci lator) 等が用いられていたので、消費電力が大きいという問題点もある。

さらに、光照射検出装置は、レーザーパルスの照射方向を変えるパンチルト装置と該パンチルト装置上に固定されるレーザ照射部及び受光部等から構成されており、パンチルト装置が視認対象物の近傍に固定されるようになっている。したがって、光照射検出装置の据え付け位置によって視認対象範囲が限定されると共に、複数の視認対象物を視認しょうとした場合には、その都度照射受光装置の据え付け位置を変更する必要があるために極めて使い勝手が悪い。ある程度の重量を有する光照射検出装置の水中における据え付け位置の変更は極めて煩雑で、作業性が悪い。発明の開示

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、以下の点を目的とするものである。

( 1 ) 水中における撮影場所の移動が容易な水中レーザーテレビを提供する。 ( 2 ) 作業性良く視認対象物を撮影することが可能な水中レーザ一テレビを提供する。

( 3 ) より鮮明な視認対象物の映像を得ることが可能な水中レーザ- 供する。 ^

( 4 ) より高強度のレーザ一パルスを視認対象物に照射することが可能な水中レ一ザ一テレビを提供する。

( 5 ) 大型のパンチルト装置を使用することなく、レーザーパルスの照射方向を変更することが可能な水中レーザー視認装置を提供する。

( 6 ) 水中における撮影場所の移動が容易な水中レーザー視認装置を提供する。

( 7 ) 作業性良く視認対象物を撮影することが可能な水中レーザー視認装置を提供する。

( 8 ) より鮮明な視認対象物の映像を得ることが可能な水中レーザー視認装置を提供する。

( 9 ) 消費電力を低減することが可能な水中レーザ一視認装置を提供する。このような目的を達成するために、本発明では、水中レーザ一テレビに係わる技術的な手段として、レーザー発振器から出力されたレーザーパルスを水中の視認対象物に照射し、該レーザーパルスの反射光を検出して視認対象物の映像を表示する水中レーザーテレビにおいて、水中に移動自在に配されて水圧に対抗すると共に、レーザーパルス及び反射光を透過させる光透過部が設けられた本体と、該本体内に配される前記レーザー発振器と、本体内に配され、レーザーパルスを視認対象物に向けて照射すると共に、反射光を検出して視認対象物の映像信号を生成する照射受光手段と、本体内に配され、前記映像信号に基づいて視認対象物の映像を表示する表示手段とを具備する手段を採用する。

このような手段を採用することにより、視認対象物の撮影とその映像表示に必要な機器が水中に配される本体内に設けられて、水中における撮影場所の移動が極めて容易である。一方、本発明では、水中レーザー視認装置に係わる技術的な手段として、レ一ザ一パルスを水中に配された視認対象物に照射し、該レーザーパルスの反射光に基づいて視認対象物の映像を生成する水中レーザー視認装置において、レーザーパルスを出射すると共に前記反射光を受光して視認対象物の映像を生成する照射受光手段と、前記照射受光手段から出射されたレーザーパルスの進路を第 1の方向あるいは該第 1の方向に直行する第 2の方向に設定すると共に、該第 1あるいは第 2の方向から入射された反射光の進路を照射受光手段の受光光軸に設定する光進路設定装置と、該光進路設定装置及び前記照射受光手段を収納すると共に、光進路設定装置によって進路設定されたレーザーパルス及びその反射光をを透過させる第 1，第 2の光透過窓を備えた耐圧容器と、支持体に固定され、かつ前記第 1の方向を回転軸の方向として圧力容器を回動自在に支持する取付手段とを具備する構成を採用する。

このような手段を採用することにより、当該水中レーザー視認装置の向きを変えることなく、レーザ一パルスは第 1の方向に位置する視認対象物あるいは第 1 の方向に直行する第 2の方向の視認対象物に照射されて各視認対象物の映像を撮影することができる。しかも、第 1の方向を回転軸の方向として圧力容器は回動されるので、第 1の方向に直行する面内においてレーザーパルスの照射方向を容易に設定して撮影を行うことができる。したがって、水中における視認対象物の撮影作業の作業性を向上することが可能であり、また従来のように大型のパンチルト装置を用いることなくレーザーパルスの照射方向を変更して視認対象物を撮影することができる。図面の簡単な説明

以下に説明する本発明の最良の実施形態は、より理解し易いように下記の各図面を参考にして説明される。

図 1は、本発明に係わる水中レーザーテレビの一実施形態の外観構成を示す概略図である。

図 2は、本発明に係わる水中レーザーテレビの一実施形態において、本体の背面の構成を示す平面図である。

図 3は、本発明に係わる水中レーザーテレビの一実施形態において、本体内の機器構成を示す平面図である。

図 4は、本発明に係わる水中レーザー視認装置の一実施形態の外観構成を示す正面図である。

図 5は、本発明に係わる水中レーザー視認装置の一実施形態の外観構成を示す側面図である。

図 6は、本発明に係わる水中レーザー視認装置の一実施形態において、レーザ一照射受光装置の構成を示す正面図である。

図 7は、本発明に係わる水中レーザー視認装置の一実施形態において、レーザ一照射受光装置の構成を示す側面図である。発明を実施するための最良の形態

まず始めに、本発明の水中レーザーテレビに係わる最良の実施形態について、上記図 1〜図 3を参照して説明する。図 1において、符号 Aは水中に配される水中レーザーテレビ、 Bは支援船、また Cはアンビリカルケーブルである。水中レーザーテレビ Aは、水圧に対抗するように形成された円筒状の本体 1と、スラスタユニット 2 (推進手段）とから構成されている。本体 1は、水深 1 0メートル程度の水圧に対抗できるように圧力容器から形成されており、内部に設けられた各種機器を周囲の水に対して密閉状態に保持するものである。この本体 1の先端部には、アクリルあるいはガラス等の透明部材からなるドーム状の光透過部 1 aが設けられており、この光透過部 1 aを介して本体 1内からレーザーパルスが水中の視認対象物に向けて照射されると共に、該レーザーパルスの視認対象物からの反射光が取り入れられて視認対象物の映像が撮影される。スラスタユニット 2は、モータによって駆動されるものであり、本体 1の左右に 1対が設けられている。すなわち、該スラスタユニット 2が駆動されることにより、当該水中レーザーテレビ Aは水中を航行する。また、図 2において、符号 l bは取手であり、円筒状の本体 1の背面（光透過部 l aと反対側）の左右に 1 対設けられている。この取手 l bは、例えば本体 1の方向等を操作する場合に潜水士等によって把持さされるものである。符号 1 cは上記背面に設けられた窓部であり、ァクリル板等の透明な部材によつて形成されている。潜水士等は、該窓部 1 cを介して本体 1内に備えられた表示手段（後述する）に表示された視認対象物の映像を確認することができる。符号 3は同じく背面に設けられた操作パネルであり、当該水中レーザ一テレビ Aに電源を投入するスィツチゃスラスタュニット 2を作動させるためのスィツチ等、水中レーザーテレビ Aによつて視認対象物の映像を撮影するための各種スィッチが設けられている。このように構成された水中レーザーテレビ Aは、アンビリ力ルケーブル Cを介して水上の支援船 Bに接続されている。この支援船 Bには、モニタ b lが備えられており、水中レーザ一テレビ Aから出力された視認対象物の映像信号がアンビリ力ルケ一ブル Cを介して入力される。このアンビリ力ルケ一ブル Cは、このように視認対象物の映像信号を支援船 Bに伝送すると共に、水中レーザーテレビ Aが必要とする電源の一部を支援船 Bから水中レーザーテレビ Aに伝送する。なお、この電源は、例えば 4 4 0ボルト 6 0ヘルツの三相交流として水中レーザーテレビ Aに伝送される。続いて、図 3を参照して、上記本体 1内の備えられた各種機器の詳細について説明する。この図において、符号 4は共通台板、 5はレーザー発振器、 5 Aはレ一ザ一発振器用電源、 6は光学系、 7は照射方向設定手段、 8は撮像部、 9は I / I (イメージインテンシフアイャ）用電源、 1 0は液晶ディスプレイ（表示手段）及び 1 1は制御部である。共通台板 4は、本体 1内に各機器を固定するために本体 1に固定されたものであり、上記各機器はこの共通台板 4を介して本体 1 に固定される。レーザー発振器 5は、専用に設けられたレーザー発振器用電源 5 Aから供給された電力によってパルス状のレーザ一光（レーザーパルス）を発振するものである。レーザ一発振器 5としては、例えば Y A G (Yttrium Aluminum Garnet) レーザ一発振器のうち、 2次高調波（S H G) 光である波長 5 3 2 n mのものが適用される。該レーザー発振器 5は、制御部 1 1から供給される同期パルスに基づいて発振動作が制御されるようになつており、例えば繰返数が 5 0 H zでパルス幅

6 n sのレーザーパルスを発振して光学系 6に出射する。また、このレーザー発振器 5は、同期発振の手段として Qスィッチ法を適用しており、電源効率良く高出力のレーザ一パルスを発振することができる。光学系 6は、レンズや反射鏡で構成され、レーザ一発振器 5から入射されたレ一ザ一パルスのスポット径を集束すると共に光路を変更して照射方向設定手段 7 に向けて出射するものである。照射方向設定手段 7は、光透過部 l aを介して水中に出射されるレーザ一パルスの照射方向を制御する手段であり、レーザ一パルスを全反射する反射鏡 7 aと該反射鏡 7 aの向きを設定するパンチルト装置 7 b とから構成される。パンチルト装置 7 bは、モータ駆動されるものであり、支点

7 cを中心に反射鏡 7 aを紙面に平行な平面内で回動させると共に、軸 7 dを回動させて反射鏡 7 aを紙面に垂直な平面内で回動させるように構成される。このように構成された照射方向設定手段 7において、反射鏡 7 aは、光学系 6 から反射鏡 7 aに入射されたレーザーパルスを前方から下方に亘ってまた側方の一定範囲に亘つて水中に出射する。この水中に出射されたレーザーパルスは、視認対象物に照射され、該視認対象物によって反射されてた反射光が光透過部 1 a を介して反射鏡 7 aに入射することになる。反射鏡 7 aは、この視認対象物からの反射光を撮像部 8に向けて反射する。撮像部 8は、上記反射光に対して焦点を合わせるフォーカスレンズ、シャツタ機能及び光増幅機能を有するイメージインテンシフアイャ（I / I ) 、 C C D ( Charge Coupled Device) 等の撮像素子、及び走査装置等からなる一種の高感度力メラである。このように構成された撮像部 8は、レーザーパルスの視認対象物からの反射光に基づいて視認対象物の映像信号を生成し、液晶ディスプレイ 1 0並びに上記アンビリカルケーブル Cに出力する。なお、上記光学系 6と照射方向設定手段 7と撮像部 8とは照射受光手段を構成している。 o

I / 1用電源 9は、上記イメージインテンシフアイャの専用電源である。液晶ディスプレイ 1 0は、表示面が上記窓部 1 cに対向するように共通台板 4に固定される。制御装置 1 1は、 C P U (中央演算装置）及び制御プログラムが記憶されたメモリ等から構成されており、操作パネル 3から入力された操作情報及び制御プログラムに基づいて動作する C P Uによって上記各機器を制御する。なお、上述した各種機器のうち、消費電力量が大きく専用電源を有するレーザ一発振器 5とイメージインテンシフアイャを除く各機器は、アンビリカルケープル Cを介して支援船 Bから供給される交流電力で駆動されるようになつている。次に、上記水中レーザ一テレビの作動について説明する。

まず、潜水士によって水中レーザーテレビ Aの向きが視認対象物の方向に向けられる。このとき、スラスタユニット 2を作動させることによって、水中において水中レーザーテレビ Aの位置を容易に移動することができる。ここで、視認対象物の撮影深度において、水中レーザーテレビ Aに働く重力と浮力とがつり合うように水中レーザーテレビ Aの重量を配慮することにより、水中レーザ一テレビ Aを停止状態に保持することが容易となる。このように水中レーザーテレビ Aの向きが設定されると、レーザ一発振器 5から波長 5 3 2 n m、繰返数 5 0 H z、かつパルス幅 6 n sのレ一ザ一パルスが出射され、該レーザ一パルスは光学系 6を介して反射鏡 7 aに照射され、該反射鏡 7 aによって反射されて光透過部 1 aを介して水中の視認対象物に照射される。ここで、レーザ一パルスの波長 5 3 2 n mは、水中におけるレーザ一パルスの透過率が良好な波長であり、レーザーパルスは低損失で水中を伝搬して視認対象物に照射される。この時、視認対象物には、一定のスポット径でレーザ一パルスが照射され、その照射部位ではレーザーパルスが反射されて反射光が発生する。この反射光は水中を伝搬して光透過部 1 aに入射され、該光透過部 1 aを介して反射鏡 7 aに入射されて撮像部 8に向けて反射される。この反射光は、撮像部 8のイメージィンテンシフアイャによって光増幅されて撮像素子によって受光 ·走査されて視認対象物の映像信号に変換される。このとき、フォーカスレンズが調節されて反射光の焦点が撮像素子の受光面に一致されると共に、イメージインテンシフアイャは、制御部 1 1から入力される同期パルスに基づいてシャッタを開閉することにより、パルス状の反射光のうち一定強度以上の部分（時間区間）、つまりレーザーパルスの正反射光に相当する部分の反射光のみを撮像素子に受光させる。ここで、水中を伝搬して水中レーザーテレビ Aに入射される光には、レーザーパルスの視認対象物による正反射光の他に、水中の浮遊粒子等によつて発生した散乱光が含まれる。この散乱光は、視認対象物の状態を反映したものではないので、正反射光に対して一種のノイズとなる。したがって、イメージインテンシフアイャのシャツタを開閉してレーザーパルスの正反射光のみを撮像素子に受光させることによって、散乱光による影響を排除して高品質の視認対象物映像を得ることが可能となる。撮像部 8から出力された映像信号は、液晶ディスプレイ 1 0に入力されて視認対象物の映像が表示される。潜水士は、液晶ディスプレイ 1 0に表示された映像によって視認対象物の状態を確認し、必要に応じて操作パネル 3からパンチルト装置 7 bを作動させることによつて視認対象物の撮影部位等を調整することができる。また、この視認対象物の映像信号は、撮像部 8からアンビリカルケーブル Cを介して支援船 B上のモニタ b lにも入力されるので、該モニタ b lにも視認対象物の映像が表示される。すなわち、支援船 B上モニタ b 1にも水中の液晶ディスプレイ 1 0に表示されるものと同一の視認対象物の映像が表示されるので、何らかの通信手段を介して支援船 Bから潜水土に指示を与えることによって撮影位置を変更させることもできる。最後に、上述した本実施形態の水中レーザ一テレビ Aによれば、レーザー発振器 5として Y A G— S H G光を出力するものを適用しているので、 Y A Gレーザ一発振器でも波長を可変することができる Y A G— O P O (Opt ical Parametric Osc i lator) を適用した場合と比較して、レーザー発振器用電源 5 Aの容量を大幅、例えば 1 Z 1◦程度に削減することができる。すなわち、本水中レーザ一テレビ Aは、レーザーパルスの発振に要する消費電力が従来に比較して大幅に低減されるので、充電回数を削減して長時間に亘る撮影が可能である。また、このような実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

( 1 ) 潜水士によって把持されて水中を移動される本体 1内に視認対象物の撮影とその映像表示に必要な各種機器が設けられるので、従来のように照射受光手段を固定する必要がない。よって作業性良く視認対象物を撮影することが可能である。特に複数の視認対象物を撮影する場合に作業性がよい。

( 2 ) レーザー発振器 5を水中に配される本体 1内に設けたので、従来のように光ファイバを介して支援船から水中の照射受光手段にレーザーパルスを伝搬させる必要がなく、よって従来に比較して高強度のレーザーパルスを視認対象物に照射することができる。この結果、従来よりも鮮明な視認対象物の映像を得ることができる。

( 3 ) 光透過部 1 aはドーム状に形成され、照射受光手段は光透過部 1 aを介して視認対象物に向けて出射されるレーザーパルスの照射方向を設定する照射方向設定手段を備えるので、本体 1の向きを一定にした状態において、レーザーパルスを一定の範囲に亘つて照射することが可能である。したがって、例えば本体 1 の向きを設定した上で、液晶ディスプレイ 1 0に表示される視認対象物の映像を確認することにより、撮影部位等を修正することができる。次に、本発明の水中レーザ一視認装置に係わる最良の実施形態について、上記図 4〜図 7を参照して説明する。図 4において、符号 2 1は円筒状の耐圧容器であり、その両端面 2 1 a， 2 1 bには当該円筒状の耐圧容器 2 1の中心軸線 Lを回転中心とする軸 2 1 C , 2 1 dがそれぞれ設けられている。また、耐圧容器 2 1の端面 2 1 aには、中心に光 ^ ^

を透過させる円形の光透過窓 2 1 eが設けられ、該光透過窓 2 1 eの近傍で耐圧容器 2 1の周面 2 1 f 、つまり中心軸線 Lに直交する向きにも光透過窓 2 1 gが設けられている。これら光透過窓 2 1 e， 2 1 gは、ガラスあるレ、はアクリルの平板によって形成される。端面 2 1 aに設けられた軸 2 1 cは中空状であり、矢印 X方向から端面 2 1 a を臨んだ場合に、図 5に示すように光透過窓 2 1 eが見えるように形成されている。また、耐圧容器 2 1の各軸 2 1 C , 2 1 dは、コの字型に形成された取付架台 2 2 (取付手段）の両端部 2 2 a， 2 2 bに軸受け等を介して回動自在に支持される。すなわち、耐圧容器 2 1は、取付架台 2の両端部 2 2 a， 2 2 bに挟み込まれるようにかつ回転自在に該取付架台 2に支持されている。また、耐圧容器 2 1の軸 2 1 dの先端には歯車 2 1 hが設けられおり、該歯車 2 1 hにはモータ 2 3の軸に取り付けられた歯車 2 3 aが嚙み合わされている。モータ 2 3は、回転角度を高精度に設定することが可能なステッピングモータであり、ブラケット 2 3 bを介して取付架台 2 2に支持される。取付架台 2 2の端部 2 2 aには、上記光透過窓 2 1 eに符合する位置に孔 2 2 cが設けられ、上述したように矢印 X方向から光透過窓 2 1 eが視認可能となっている。このような取付架台 2 2は、例えば遠隔操作によって水中を自立航行する自立航行装置あるレ、は潜水士による補助操作の下に水中を航行する航行装置等に取り付けられる。さらに、耐圧容器 2 1は、水深 1 0メートル程度の水圧に対抗できるように構成されており、周囲の水に対して内部を密閉状態に保持している。耐圧容器 2 2 の内部には、水中に配された視認対象物の映像を撮影するための各種機材、例えばレーザ—発信受光装置 ₂ 4、光進路設定装置 2 5、電源 2 6及び制御装置 2 7 等が収納されている。続いて、図 6を参照して、上記レーザ一発信受光装置 2 4の詳細構成について説明する。この図において、符号 2 4 aは、防水機能を有した円筒状の筐体であ ₁ ^

る。筐体 2 1の内部には、レーザー発振器 2 4 bと光学系 2 4 cと撮像装置 2 4 dとが共通架台 2 4 eを介して配置 ·固定されと共に、水中における耐圧容器 2 1のバランスを取るため及びレーザー発振器 2 4 bを冷却するための水タンク 2

4 f が備えられている。レーザー発振器 2 4 bは、 Y A Gレーザ一発振器のうち 2次高調波光（波長： 5 3 2 n m) を発生するものが適用され、例えば繰返数が

5 0 H zでパルス幅 6 n sのレーザーパルスを発振し、光学系 2 4 cに向けて出射する。光学系 2 4 cは、レーザーパルスに平行光化等の光学処理を施すものである。撮像装置 2 4 dは、レーザ一パルスが視認対象物に反射して得られる反射光を受光し、該反射光に基づいて視認対象物の映像信号を生成する。撮像装置 2 4 dは、シャツタ機能と光増幅機能とを備え、微弱な反射光を光増幅すると共にレーザ一パルスのパルス周期に同期して選択的に反射光を受光素子に受光させるィメー

この円筒状の筐体 2 1は、上記中心軸線 Lを中心軸とするように、すなわち耐圧容器 2 1に対して同心状かつ端面部 2 4 gが光透過窓 2 1 eに平行対峙する向きに耐圧容器 2 1内に固定されている。また、端面部 2 4 gには、レーザーパルスを透過させるレーザーパルス透過窓 2 4 hと反射光を透過させる反射光透過窓 2 4 i とが設けられている。光学系 2 4 cは、その光軸が中心軸線 Lと平行かつレーザ一パルス透過窓 2 4 hに符合するように、また撮像装置 2 4 dは、その光軸が中心軸線 Lと平行かつ反射光透過窓 2 4 i と符合するようにそれぞれ筐体 2 1に固定されている。レーザ一パルス透過窓 2 4 hと反射光透過窓 2 4 iとは、ガラスあるいはァクリル等の平板によって、また図 7に示すように矢印 X方向から見た場合に光透過窓 2 1 eと重なり合うような位置関係かつ大きさに形成されている。上記光進路設定装置 2 5は、レーザー発信受光装置 2 4と耐圧容器 2 1の端面 2 1 aとの間に設けられ、回転軸 2 5 aに支持された全反射鏡 2 5 aである。回転軸 2 5 aは、平板な光透過窓 2 1 g及び中心軸線 Lに直交する方向に設けられ、ステツビングモータ等のァクチユエータによって駆動されるようになっている。制御装置 2 7は、レーザー発振器 2 4 b及び撮像装置 2 4 dの作動を統括的に制御するものであり、 C P U及び制御プログラムが記憶されたメモリ等から構成される。電源 2 6は、レーザー発振器 2 4 b、撮像装置 2 4 d及び撮像装置 2 4 dに電力を供給するものである。特に、レーザー発振器 2 4 bと上記イメージインテンシフアイャは電力消費量が大きく、電源 2 6の容量は、これらの機材の消費電力に応じて設定されている。また、符号 2 8はアンビリカルケーブルであり、視認対象物の映像信号を外部に出力すると共に、外部から入力された操作情報を制御装置 2 7に入力するためのものである。続いて、このように構成された水中レーザ一視認装置の作動について説明する。本水中レーザー視認装置は、上述したように水中を航行する航行装置等に取り付けられて使用されるものであり、この場合に端面 2 1 aが航行方向（前方）とされる。そして、航行装置に設けられた操作手段の操作情報がアンビリ力ルケ一ブル 2 8を介して制御装置 2 7に入力されて撮影が開始される。撮影が開始されると、レーザーパルスがレーザー発振器 2 4 bから出力され、光学系 2 4 c及びレーザーパルス透過窓 2 4 hを介して前方に出射される。ここで、視認対象物が航行装置の前方に設けられた構造物である場合、制御装置 2 7 は、光進路設定装置 2 5を作動させて全反射鏡 2 5 bがレーザ一パルスの進路を遮断しない状態とされる。この結果、レーザーパルスは、光透過窓 2 1 eに選択的に入射され、前方に位置する視認对象物に照射される。そして、このレーザーパルスは視認対象物によって反射され、その反射光が光透過窓 2 1 eに入射される。さらに、この反射光は反射光透過窓 2 4 iを介して撮像装置 2 4 dに入射され、水中において一定距離を隔てて当該水中レーザー視認装置と対峙する視認対象物の映像信号が生成される。この映像信号は、撮像装置 2 4 dからアンビリカルケーブル 2 8を経て外部に取り出され、例えば航行装置に設けられたモニタあるいは水上の母船に備えられたモニタ等に入力 ·表示される。一方、上記構造物に代えて、水底の状態を撮影しようとした場合等においては、光進路設定装置 2 5が駆動されて、レーザー発信受光装置 2 4から出射されたレーザーパルスが光透過窓 2 1 gに入射されるように全反射鏡 2 5 bの反射面角度が設定される。この結果、レーザーパルスは航行装置の前方に対して直交する方向にある水底に照射され、またモータ 2 3が作動されることにより耐圧容器 2 1が中心軸線 Lを回転中心として回転されるので、レーザーパルスの照射方向が中心軸線 Lに直交する面内で調節される。このように照射方向が設定されたレーザーパルスは水底等で反射され、その反射光が光透過窓 2 1 gを介して全反射鏡 2 5 bに入射され、さらに撮像装置 2 4 dに向けて全反射されて水底の映像信号が生成される。この場合、航行装置の向きを変えることなくレーザーパルスの照射方向を変更することができるので、撮影の作業性を向上させることが可能である。なお、上記実施形態では、比較的重量物である電源を耐圧容器内に配置する構成を採用している力航行装置に固定される耐圧容器は軽重量の方が操作が容易であり撮影の作業性がよい。したがって、他の実施形態として、電源を別の電源用耐圧容器内に配置し、航行装置に固定される耐圧容器との間を電力ケーブルで接続することが考えられる。この場合、電源用耐圧容器は、航行装置に比較的近い所に配置される。本実施形態の水中レーザー視認装置によれば、以下のような効果を奏することができる。

( 1 ) レーザ一発振器 2 4 bとして Y A G— S H G ( 2次高調波）光を出力するものが適用されるので、 YAG— OPO (Optical Parametric Oscilator) を適用した場合と比較して、電源 26の容量を大幅に例えば 1Z10程度に削減することができる。すなわち、本水中レーザー視認装置は、レーザーパルスの発振に要する消費電力が従来に比較して大幅に低減される。

(2) 光透過窓 21 e, 21 gは平板状に形成されるので、屈曲した光透過窓を使用した場合と比較してレーザーパルス及び反射光が光透過窓を透過する際に大きく屈折されることがなく、よって光透過窓に起因して視認対象物の映像の歪みを抑えることが可能である。

(3) 従来のように光ファイバ一ケーブルによって水上から水中までレーザ一パルスを伝送する必要がないので、視認対象物に照射するレーザーパルスの強度を増大させることが可能であり、よって従来に比較してより鮮明な視認対象物の映像を得ることが可能である。

(4) 光進路設定装置 25は、レーザ一パルスの一部を光透過窓 2 1 eに向けて透過させると共にその一部を光透過窓 21 gに向けて反射する半透明鏡、あるいは反射面に直交する方向に回動自在に支持され、回動角度を可変してレーザーパルスを光透過窓 21 eに伝搬あるいは光透過窓 21 gに反射するた全反射鏡で構成されるので、構成が簡単である。

(5) 支持体として水中を航行する水中航行装置を適用した場合、水中での移動がさらに容易となり、よって撮影の作業性が向上する。

Claims

請求の範囲

1 . レーザー発振器から出力されたレーザーパルスを水中の視認対象物に照射し、該レーザ一パルスの反射光を検出して視認対象物の映像を表示する水中レーザ一テレビであって、

水中に移動自在に配されて水圧に対抗すると共に、レーザーパルス及び反射光を透過させる光透過部が設けられた本体と、

該本体内に配される前記レーザー発振器と、

本体内に配され、レーザ一パルスを視認対象物に向けて照射すると共に、反射光を検出して視認対象物の映像信号を生成する照射受光手段と、

本体内に配され、前記映像信号に基づいて視認対象物の映像を表示する表示手段と、

を具備することを特徴とする水中レーザーテレビ。

2 . 請求項 1記載の水中レーザ一テレビにおいて、光透過部はドーム状に形成され、照射受光手段は光透過部を介して視認対象物に向けて出射されるレーザーパルスの照射方向を設定する照射方向設定手段を備えることを特徴とする水中レ一ザーテレビ。

3 . 請求項 1記載の水中レーザーテレビにおいて、本体は水中を航行する推進手段を備えることを特徴とする水中レーザーテレビ。

4 . 請求項 2記載の水中レーザーテレビにおいて、本体は水中を航行する推進手段を備えることを特徴とする水中レーザーテレビ。

5 . 請求項 1記載の水中レーザーテレビにおいて、レーザ一発振器は 2次高調波光を発生する Y A Gレーザ一発振器であることを特徴とする水中レーザーテレビ。

6 . 請求項 2記載の水中レーザーテレビにおいて、レーザ一発振器は 2次高調波光を発生する Y A Gレーザ一発振器であることを特徴とする水中レーザーテレビ。

7 . 請求項 3記載の水中レーザーテレビにおいて、レーザ一発振器は 2次高調波光を発生する Y A Gレーザー発振器であることを特徴とする水中レーザ一テレビ。

8 . レーザーパルスを水中に配された視認対象物に照射し、該レーザ一パルスの反射光に基づいて視認対象物の映像を生成する水中レーザ一視認装置であつてレーザーパルスを出射すると共に前記反射光を受光して視認対象物の映像を生成するレーザー発信受光装置と、

該レーザー発信受光装置から出射されたレーザ一パルスの進路を第 1の方向あるいは該第 1の方向に直行する第 2の方向に設定すると共に、該第 1あるいは第 2の方向から入射された反射光の進路をレーザー発信受光装置の受光光軸に設定する光進路設定装置と、

該光進路設定装置及び前記レーザー発信受光装置を収納すると共に、光進路設定装置によって進路設定されたレーザーパルス及びその反射光を透過させる第 1 ，第 2の光透過窓を備えた耐圧容器と、

支持体に固定され、かつ前記第 1の方向を回転軸の方向として圧力容器を回動自在に支持する取付手段と、

を具備することを特徴とする水中レーザー視認装置。

9 . 請求項 8記載の水中レーザー視認装置において、レーザー発信受光装置の電源装置は、耐圧容器に対して別体として設けられた電源用耐圧容器内に収納され、耐圧容器と電源用耐圧容器とは電源ケーブルで接続されることを特徴とする水中レーザー視認装置。

1 0 . 請求項 8記載の水中レーザ一視認装置において、各々の光透過窓は平板状に形成されることを特徴とする水中レーザー視認装置。

1 1 . 請求項 9記載の水中レーザー視認装置において、各々の光透過窓は平板状に形成されることを特徴とする水中レ一ザ一視認装置。

1 2 . 請求項 8記載の水中レーザー視認装置において、光進路設定装置は、レ一ザ一パルスの一部を第 1の光透過窓に向けて透過させると共に、その一部を第

2の光透過窓に向けて反射する半透明鏡であることを特徴とする水中レーザ一視

1 3 . 請求項 9記載の水中レーザ一視認装置において、光進路設定装置は、レ —ザ一パルスの一部を第 1の光透過窓に向けて透過させると共に、その一部を第 2の光透過窓に向けて反射する半透明鏡であることを特徴とする水中レーザ一視

1 4 . 請求項 1 0記載の水中レーザー視認装置において、光進路設定装置は、レーザーパルスの一部を第 1の光透過窓に向けて透過させると共に、その一部を第 2の光透過窓に向けて反射する半透明鏡であることを特徴とする水中レーザー

1 5 . 請求項 1 1記載の水中レーザー視認装置において、光進路設定装置は、レーザーパルスの一部を第 1の光透過窓に向けて透過させると共に、その一部を第 2の光透過窓に向けて反射する半透明鏡であることを特徴とする水中レーザ一

1 6 . 請求項 9記載の水中レーザー視認装置において、光進路設定装置は、反射面に直交する方向に回動自在に支持された全反射鏡であって、回動角度を可変してレーザーパルスを第 1の光透過窓に伝搬あるいは第 2の光透過窓に反射することを特徴とする水中レーザー視認装置。

1 7 . 請求項 1 0記載の水中レーザー視認装置において、光進路設定装置は、反射面に直交する方向に回動自在に支持された全反射鏡であって、回動角度を可変してレーザーパルスを第 1の光透過窓に伝搬あるいは第 2の光透過窓に反射することを特徴とする水中レーザー視認装置。

1 8 . 請求項 1 1記載の水中レーザー視認装置において、光進路設定装置は、反射面に直交する方向に回動自在に支持された全反射鏡であって、回動角度を可変してレーザ一パルスを第 1の光透過窓に伝搬あるいは第 2の光透過窓に反射することを特徴とする水中レーザー視認装置。

1 9 . 請求項 9記載の水中レーザー視認装置において、支持体は水中を航行する水中航行装置であることを特徴とする水中レーザー視認装置。

2 0 . 請求項 9記載の水中レーザー視認装置において、レーザー発振器は、 2 次高調波光を発生する Y A Gレーザー発振器であることを特徴とする水中レーザ —視認装置。