CN109792479B - 摄像系统、移动体、方法以及计算机可读存储介质 - Google Patents

摄像系统、移动体、方法以及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

根据光学元件的姿势，存在无法充分进行尘埃等的除去的情况。摄像系统具备：图像传感器；光学部件，其配置于图像传感器的前方；确定部，其确定光学部件的姿势；以及第1控制部，其在光学部件的姿势满足预先设定的条件的情况下使光学部件振动。

Description

摄像系统、移动体、方法以及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及摄像系统、移动体、方法以及程序。
背景技术
提出了各种通过使配置于摄像装置所具备的图像传感器前方的光学部件振动来除去附着于光学部件的尘埃等的技术。在专利文献1 中公开了使光学元件在至少两个以上的共振频率的附近依次振动的技术。
专利文献1：日本专利第3727903号公报
专利文献2：日本专利第4253523号公报
专利文献3：日本专利第5004819号公报
专利文献4：日本专利第3917893号公报
专利文献5：日本专利第3947689号公报
专利文献6：日本专利第4002785号公报
专利文献7：日本专利第4039904号公报
专利文献8：日本专利第4863440号公报
专利文献9：日本专利第4660575号公报
专利文献10：日本专利第4936518号公报
专利文献11：日本专利第4617277号公报
专利文献12：日本专利第4859216号公报
专利文献13：日本专利第4857195号公报
专利文献14：日本专利第5111219号公报
专利文献15：日本专利第5264302号公报
专利文献16：日本专利第5094628号公报
专利文献17：日本专利申请公开第2014-149907号公报
所要解决的课题
包含光学部件的摄像系统能够维持在任意的姿势。但是，根据光学元件的姿势不同，存在无法充分进行尘埃等的除去的情况。
发明内容
本发明的一个方式所涉及的摄像系统具备图像传感器。摄像系统具备配置于图像传感器的前方的光学部件。摄像系统具备确定光学部件的姿势的确定部。摄像系统具备第1控制部，该第1控制部在光学部件的姿势满足预先设定的条件的情况下使光学部件振动。
第1控制部可以在法线向量具有铅垂方向的分量的情况下使光学部件振动，该法线向量朝向与从光学部件的与图像传感器相反侧的面朝向图像传感器的方向相反的方向。
第1控制部可以在光学部件位于相比图像传感器靠铅垂方向下侧的情况下使光学部件振动。
确定部可以还确定摄像系统的高度。第1控制部可以在摄像系统的高度满足预先设定的条件的情况下、且在光学部件的姿势满足预先设定的条件的情况下使光学部件振动。
确定部可以还确定摄像系统是否处于执行使用图像传感器的拍摄的过程中。第1控制部可以在不处于执行拍摄的过程中的情况下、且在光学部件的姿势满足预先设定的条件的情况下使光学部件振动。
摄像系统可以还具备第2控制部，该第2控制部对包含图像传感器以及光学部件的摄像装置的姿势进行控制。确定部可以还确定摄像系统的高度以及摄像系统是否处于执行使用图像传感器的拍摄的过程中。第2控制部可以在摄像系统的高度满足预先设定的条件、且不处于执行拍摄的过程中的情况下，将摄像装置的姿势控制为预先设定的姿势。第1控制部可以在摄像系统的高度满足预先设定的条件、不处于执行拍摄的过程中、且光学部件的姿势满足预先设定的条件的情况下使光学部件振动。
第1控制部可以通过使光学部件的振动频率在从第1频率阶段性地变化到第2频率后，从第2频率阶段性地变化到第1频率，由此使光学部件振动。
摄像系统可以还具备安装于光学部件的电机械转换元件。第1控制部可以将用于对光学部件的振动进行控制的控制信号供给至电机械转换元件。
第1控制部可以将在电压的频率为第1频率的情况下电压的振幅为第1大小、在电压的频率为相比第1频率接近光学部件的共振频率的第2频率的情况下电压的振幅为小于第1大小的第2大小的控制信号供给至电机械转换元件。
第1控制部可以将电压的频率越是远离第2频率则电压的振幅越大的控制信号供给至电机械转换元件。
第1控制部可以确定电机械转换元件的第1共振频率以及第2共振频率。第1控制部可以将基于所确定的第1共振频率以及第2共振频率的控制信号供给至电机械转换元件。
本发明的一个方式所涉及的移动体具备上述摄像系统进行移动。移动体可以是无人飞行器。
本发明的一个方式所涉及的方法具备确定配置于图像传感器的前方的光学部件的姿势的阶段。方法具备在光学部件的姿势满足预先设定的条件的情况下使光学部件振动的阶段。
上述方法可以还具备确定具备图像传感器与光学部件的摄像系统的高度的阶段。使光学部件振动的阶段可以包含如下阶段：在摄像系统的高度满足预先设定的条件的情况下、且在光学部件的姿势满足预先设定的条件的情况下，使光学部件振动。
上述方法可以还具备确定具备图像传感器与光学部件的摄像系统是否处于执行使用图像传感器的拍摄的过程中的阶段。使光学部件振动的阶段可以包含如下阶段：在不处于执行拍摄的过程中的情况下、且在光学部件的姿势满足预先设定的条件的情况下，使光学部件振动。
上述方法可以还具备确定具备图像传感器与光学部件的摄像系统的高度的阶段。上述方法可以还具备确定摄像系统是否处于执行使用图像传感器的拍摄的过程中的阶段。上述方法可以还具备在摄像系统的高度满足预先设定的条件、且不处于执行拍摄的过程中的情况下，将包含图像传感器以及光学部件的摄像装置的姿势控制为预先设定的姿势的阶段。使光学部件振动的阶段可以包含如下阶段；在摄像系统的高度满足预先设定的条件、不处于执行拍摄的过程中、且光学部件的姿势满足预先设定的条件的情况下，使光学部件振动。
本发明的一个方式所涉及的程序使计算机执行确定配置于图像传感器的前方的光学部件的姿势的阶段。上述程序使计算机执行在光学部件的姿势满足预先设定的条件的情况下使光学部件振动的阶段。
能够有效地执行附着于光学部件的尘埃等的除去。
上述的发明的概要并未列举出本发明的全部特征。这些特征组的子组合也能够形成发明。
附图说明
图1是示出无人飞行器(UAV)的外观的一例的图。
图2是示出UAV的功能框的一例的图。
图3是用于对光学部件的姿势进行说明的图。
图4是示出尘埃除去部的构成的一例的图。
图5是示出摄像装置的一部分即摄像机构的一例的外观的图。
图6是示出控制信号的振动频率与时间之间的关系的一例的图。
图7是示出控制信号的电压的振幅的大小与时间之间的关系的一例的图。
图8是示出控制信号的电压的振幅的大小与时间之间的关系的一例的图。
图9是示出光学部件的振动控制的顺序的一例的流程图。
图10是示出执行尘埃除去的顺序的一例的流程图。
图11是示出执行尘埃除去的顺序的一例的流程图。
图12是示出硬件构成的一例的图。
具体实施方式
以下，通过发明的实施方式对本发明进行说明，但以下的实施方式并不限定权利要求书中的发明。而且，并不限定实施方式中说明的特征的所有组合都是发明的解决手段所必需的。
在权利要求书、说明书、附图以及说明书摘要中包含作为著作权所保护的对象的事项。任何人只要如专利局的文档或者记录所表示的那样进行这些文件的复制，著作权人就无法异议。但是，在除此以外的情况下，保留一切的著作权。
本发明的各种实施方式可以参照流程图以及框图进行记载，此处，框可以表示(1)执行操作的工艺的阶段或者(2)具有执行操作的作用的装置的“部”。特定的阶段以及“部”可以通过可编程电路以及 /或者处理器安装。专用电路可以包括数字以及/或者模拟硬件电路。可以包括集成电路(IC)以及/或者分立电路。可编程电路可以包括可重构的硬件电路。可重构的硬件电路可以包括逻辑AND、逻辑OR、逻辑XOR、逻辑NAND、逻辑NOR以及其他的逻辑操作、触发器、寄存器、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)等存储器要素等。
计算机可读介质可以包括能够保存由适当的设备执行的指令的任意的有形的设备。其结果，具有保存于其中的指令的计算机可读介质具备包含为了制作用于执行由流程图或者框图指定的操作的手段而能执行的指令的产品。作为计算机可读介质的例子，可以包括电子存储介质、磁存储介质、光存储介质、电磁存储介质、半导体存储介质等。作为计算机可读介质的更具体的例子，可以包括floppy(注册商标)盘(软磁盘)、软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM或者闪存器)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、静态随机存取存储器(SRAM)、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)、蓝光(RTM) 盘、存储棒、集成电路卡等。
计算机可读指令可以包括由1个或者多个程序设计语言的任意的组合记述的源代码或者目标代码的任一个。源代码或者目标代码包含以往的过程型程序设计语言。以往的过程型程序设计语言可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器依存指令、微代码、固件指令、状态设定数据、或者Smalltalk、JAVA(注册商标)、 C++等面向目标程序设计语言以及“C”程序设计语言或者相同的程序设计语言。可以经由本地或者局域网(LAN)、互联网等广域网(WAN) 对通用计算机、特殊目的的计算机或者其他可编程的数据处理装置的处理器或者可编程电路提供计算机可读指令。处理器或者可编程电路可以执行计算机可读指令以制作用于执行由流程图或者框图指定的操作的手段。作为处理器的例子，包括计算机处理器、处理单元、微处理器、数字信号处理器、控制器、微控制器等。
图1示出无人飞行器(UAV)10的外观的一例。UAV10具备UAV 主体20、云台50、多个摄像装置60、摄像装置100以及镜头装置200。云台50、摄像装置100以及镜头装置200是摄像系统的一例。UAV10 是由推进部推进的移动体的一例。移动体是除了UAV之外、还包括在空中移动的其他的飞行器、在地上移动的车辆、在水上移动的船舶等的概念。
UAV主体20具备多个旋翼。多个旋翼是推进部的一例。UAV主体20通过对多个旋翼的旋转进行控制而使UAV10飞行。UAV主体 20例如使用4个旋翼使UAV10飞行。旋翼的个数并不限定于4个。此外，UAV10也可以是不具有旋翼的固定翼机。
摄像装置100是对所希望的摄像范围内包含的被摄体进行摄像的摄像用的相机。云台50将摄像装置100以及镜头装置200以能够旋转的方式支承。云台50是支承机构的一例。例如，云台50将摄像装置100以及镜头装置200以能够以俯仰轴旋转的方式支承。云台50将摄像装置100以及镜头装置200以进一步能够分别以横滚轴以及偏航轴为中心旋转的方式支承。云台50可以支承摄像装置100，也可以支承镜头装置200。摄像装置100也可以包含镜头装置200。云台50可以通过以偏航轴、俯仰轴以及横滚轴中的至少一个为中心使摄像装置100以及镜头装置200旋转，由此变更摄像装置100的姿势。
摄像装置100生成经由镜头装置200成像的光学像的图像数据并加以存储。镜头装置200可以与摄像装置100一体地设置。镜头装置 200可以是所谓的交换镜头，可以设置成能够相对于摄像装置100拆装。
多个摄像装置60是为了对UAV10的飞行进行控制而对UAV10 周围进行摄像的传感用的相机。2个摄像装置60可以设置于UAV10 的机头即正面。进而，其他2个摄像装置60可以设置于UAV10的底面。正面侧的2个摄像装置60可以成对，作为所谓的立体相机发挥功能。底面侧的2个摄像装置60可以成对，作为立体相机发挥功能。可以基于由多个摄像装置60摄像的图像，生成UAV10的周围的三维空间数据。UAV10所具备的摄像装置60的个数并不限定于4个。 UAV10只要具备至少一个摄像装置60即可。UAV10也可以在UAV10 的机头、机尾、侧面、底面以及顶面分别具备至少一个摄像装置60。能够由摄像装置60设定的视场角可以比能够由摄像装置100设定的视场角宽广。摄像装置60也可以具有单焦点镜头或者鱼眼镜头。
图2示出UAV10的功能框的一例。UAV10具备UAV控制部30、存储器32、通信接口34、推进部40、云台50、摄像装置60、摄像装置100以及镜头装置200。
通信接口34与外部的发送器进行通信。通信接口34从远程的发送器接收针对UAV控制部30的各种指令。存储器32保存UAV控制部30对推进部40、云台50、摄像装置60、摄像装置100以及镜头装置200进行控制所需要的程序等。存储器32可以是计算机可读取的存储介质，可以包括SRAM、DRAM、EPROM、EEPROM以及 USB存储器等闪存器中的至少一个。存储器32可以设置于UAV主体20的内部。可以设置成能够从UAV主体20取下。
UAV控制部30按照保存于存储器32的程序对UAV10的飞行以及摄像进行控制。UAV控制部30可以由CPU或者MPU等微处理器、 MCU等微控制器等构成。UAV控制部30按照经由通信接口34从远程的发送器接收到的指令，对UAV10的飞行以及摄像进行控制。推进部40使UAV10推进。推进部40具有多个旋翼、以及使多个旋翼旋转的多个驱动马达。推进部40按照来自UAV控制部30的指令、经由多个驱动马达使多个旋翼旋转，从而使UAV10飞行。
镜头装置200具备多个镜头210、镜头移动机构212以及镜头控制部220。多个镜头210可以作为变焦镜头、可变焦距镜头以及聚焦镜头发挥功能。多个镜头210的至少一部分或者全部配置成能够沿着光轴移动。多个镜头210可以是设置成能够相对于镜头装置200拆装的变换镜头。镜头移动机构212使多个镜头210的至少一部分或者全部沿着光轴移动。镜头控制部220按照来自摄像装置100的镜头控制指令驱动镜头移动机构212，使1个或者多个镜头210沿着光轴方向移动。镜头控制指令例如是变焦控制指令以及聚焦控制指令。
摄像装置100具备图像传感器120、控制部110、存储器130以及尘埃除去部300。尘埃除去部300具有光学部件302以及电机械转换元件303。光学部件302配置于图像传感器120的前方。光学部件 302可以由玻璃或者石英等具有透光性的材料构成。光学部件302可以构成为板状。“透光性”意味着具有透射光的性质。具有透光性的材料可以是具有可见光范围(350nm～780nm)下的光的透射率至少超过 50％的性质的材料。电机械转换元件303安装于光学部件302。电机械转换元件303将电能转换成机械能。电机械转换元件303例如可以是压电元件。
控制部110具有摄像控制部112、振动控制部114以及确定部116。摄像控制部112对利用摄像装置100的摄像进行控制。振动控制部114 对利用尘埃除去部300的振动进行控制。振动控制部114可以根据来自UAV控制部30的振动控制指令，对利用尘埃除去部300的振动进行控制。确定部116确定光学部件302的姿势。确定部116可以通过确定摄像装置100的姿势来确定光学部302的姿势。确定部116可以基于来自设置于摄像装置100的加速度传感器的信息来确定光学部件302的姿势。确定部116可以经由UAV控制部30取得云台50的控制信息，基于所取得的控制信息来确定光学部件302的姿势。确定部116可以经由UAV控制部30取得表示以云台50的俯仰轴为中心使摄像装置100从基准旋转角度旋转的量的旋转角度来作为控制信息。
确定部116还确定摄像系统的高度。确定部116可以将UAV10 的高度确定为摄像系统的高度。确定部116可以经由UAV控制部30 取得表示从UAV10所具备的气压高度计或者GPS接收器取得的高度的信息。确定部116可以根据表示该高度的信息来确定摄像系统的高度。
确定部116还确定摄像系统是否处于执行使用图像传感器120的拍摄的过程中。确定部116可以确定是否处于执行作为摄像系统使用图像传感器120的拍摄的静态图像拍摄或者动态图像拍摄的过程中。
控制部110可以由CPU或者MPU等微处理器、MCU等微控制器等构成。存储器130可以是计算机可读的存储介质，可以包括 SRAM、DRAM、EPROM、EEPROM以及USB存储器等闪存器中的至少一个。摄像控制部112、振动控制部114以及确定部116可以由 1个或者多个微控制器构成。摄像控制部112、振动控制部114以及确定部116也可以分别由单独的微控制器构成。存储器130也可以设置于摄像装置100的壳体的内部。存储器130也可以设置成能够从摄像装置100的壳体取下。
图像传感器120生成经由镜头210成像的光学像的图像数据，并将该图像数据朝摄像控制部112输出。图像传感器120可以由CCD 或者CMOS构成。摄像控制部112将从图像传感器120输出的图像数据保存于存储器130。摄像控制部112也可以经由UAV控制部30 将图像数据输出并保存于存储器32。摄像控制部112根据从UAV控制部30提供的镜头装置200的动作指令对镜头装置200进行控制。
在UAV10经由云台50搭载具有尘埃除去部300的摄像装置100 的情况下，UAV10能够经由云台50对摄像装置100的姿势进行控制。在云台50对摄像装置100的姿势进行控制以使得摄像装置100朝上的情况下，光学部件302的与图像传感器120相反侧的面朝上。在该状态下，在尘埃除去部300工作的情况下，附着于光学部件302的与图像传感器120相反侧的面上的尘埃不容易朝铅垂方向下侧落下。另一方面，在云台50对摄像装置100的姿势进行控制以使得摄像装置 100朝下的情况下，光学部件302的与图像传感器120相反侧的面朝下。在该状态下，在尘埃除去部300工作的情况下，附着于光学部件 302的与图像传感器120相反侧的面上的尘埃容易朝铅垂方向下侧落下。这样，考虑到摄像装置100的姿势，即考虑到光学部件302的姿势，使尘埃除去部300工作，由此能够有效地执行附着于光学部件 302的尘埃的除去。
振动控制部114可以在由确定部116确定的光学部件302的姿势满足预先设定的条件的情况下使光学部件302振动。振动控制部114 是第1控制部的一例。例如如图3所示，振动控制部114可以为在法线向量312具有铅垂方向314的分量的情况下使光学部件302振动，该法线向量312朝向与从光学部件302的与图像传感器120相反侧的面310朝向图像传感器120的方向相反的方向。振动控制部114可以在光学部件302位于相比图像传感器120靠铅垂方向下侧的情况下使光学部件302振动。振动控制部114可以为在表示以云台50的俯仰轴为中心使摄像装置100从基准旋转角度旋转的量的旋转角度包含在预先设定的旋转角度范围内的情况下使光学部件302振动。振动控制部114可以在摄像装置100的俯仰轴的旋转角度包含在预先设定的旋转角度范围的情况下判断为法线向量312具有铅垂方向314的分量。振动控制部114可以在摄像装置100的俯仰轴的旋转角度包含在预先设定的旋转角度范围的情况下判断为光学部件302位于相比图像传感器120靠铅垂方向下侧。
振动控制部114可以在由确定部116确定的摄像系统的高度满足预先设定的条件的情况下、且在光学部件302的姿势满足预先设定的条件的情况下使光学部件振动。振动控制部114可以在不处于执行拍摄的过程中的情况下、且在光学部件302的姿势满足预先设定的条件的情况下使光学部件302振动。振动控制部114可以在不处于执行静态图像拍摄以及动态图像拍摄的过程中的情况下、且在光学部件302 的姿势满足预先设定的条件的情况下使光学部件302振动。
振动控制部114可以对UAV控制部30发出进行包含图像传感器 120以及光学部件302的摄像装置100的姿势的控制的指令。UAV控制部30可以经由云台50对包含图像传感器120以及光学部件302的摄像装置100的姿势进行控制。振动控制部114以及UAV控制部30 中的至少一方是第2控制部的一例。
振动控制部114在摄像系统的高度满足预先设定的条件、且不处于执行拍摄的过程中的情况下，经由UAV控制部30以及云台50将摄像装置100的姿势控制为预先设定的姿势。振动控制部114可以为在摄像系统的高度满足预先设定的条件、不处于执行拍摄的过程中、且光学部件302的姿势满足预先设定的条件的情况下使光学部件302 振动。
例如，在镜头装置200为大型的情况下，在UAV10已降落的状态下，当想要使云台50工作而令摄像装置100的姿势朝下时，存在镜头装置200与地面发生碰撞的可能性。因此，优选在使摄像装置 100的姿势朝下之前，将包含摄像装置100以及镜头装置200的摄像系统的高度抬起至某一程度的高度。也就是说，优选在使摄像装置100的姿势朝下之前使UAV10上升直至UAV10的高度变为某一程度的高度。因此，振动控制部114在摄像系统的高度满足预先设定的条件的情况下，经由UAV控制部30以及云台50将摄像装置100的姿势控制为预先设定的姿势。
存在摄像装置100在UAV10起飞前已经在执行拍摄的情况。因此，如果与UAV10到达预先设定的高度对应地使摄像装置100的姿势朝下，则存在对已经在执行的摄像装置100的拍摄造成影响的情况。振动控制部114优选在摄像系统的高度满足预先设定的条件、且不处于利用摄像装置100执行拍摄的过程中的情况下，经由UAV控制部30以及云台50将摄像装置100的姿势控制为预先设定的姿势。振动控制部114可以在摄像系统的高度满足预先设定的条件、且不处于利用摄像装置100执行拍摄的过程中的情况下，经由UAV控制部 30以及云台50对摄像装置100的姿势进行控制以使摄像装置100朝下。
如以上那样，振动控制部114在考虑到光学部件302的姿势的情况下使光学部件302振动，由此能够有效地除去附着于光学部件302 的尘埃等。
图4示出尘埃除去部300的构成的一例。尘埃除去部300具有框架301、光学部件302、电机械转换元件303、配线304以及配线305。框架301支承光学部件302。电机械转换元件303可以经由框架301 安装于光学部件302。电机械转换元件303经由配线304以及配线305 与振动控制部114电连接。从振动控制部114供给的控制信号经由配线304以及配线305传递至电机械转换元件303。电机械转换元件303 根据控制信号进行振动，从而使光学部件302振动。通过光学部件 302振动，除去附着于光学部件302的尘埃等。
图5示出摄像装置100的一部分即摄像机构400的一例的外观。摄像机构400具有支承基板401、散热板402、镜头支架407以及尘埃除去部300。在散热板402的一个面上设置支承基板401。支承基板401支承图像传感器120。在支承基板401的与散热板402相反侧的面上经由框架301设置光学部件302。在框架301的与支承基板401 相反侧的面上设置镜头支架407。在镜头支架407的外周部具有支承体404。支承体404与镜头支架407构成为一体。支承体404经由弹簧403固定于支承基板401。弹簧403调整支承基板401的摇摆。支承基板401具有配线405。支承基板401经由配线405与控制部110 连接。镜头支架407具有至少一个电触点408以及配线406。电触点 408经由配线406与控制部110连接。镜头控制指令经由电触点408 从摄像装置100传递至镜头装置200。
在如以上那样构成的摄像装置100中，通过使光学部件302振动，由此除去附着于光学部件302的尘埃等。光学部件302的振动特性根据温度、气压等周围环境而变化。例如，搭载有摄像装置100的UAV10 在周围环境显著变化的上空飞行。当在这样的周围环境下使用尘埃除去部300的情况下，光学部件302的振动特性变动，存在光学部件 302无法充分振动、无法除去附着于光学部件302的尘埃等的可能性。
振动控制部114对光学部件302的振动频率进行控制。振动控制部114将用于对光学部件302的振动频率进行控制的控制信号供给至电机械转换元件303。振动控制部114将为预先设定的振动频率且为预先设定的大小的振幅的电压的控制信号供给至电机械转换元件 303。电机械转换元件303基于来自振动控制部114的控制信号使光学部件302振动。
振动控制部114可以将基于电机械转换元件303的共振频率的控制信号供给至电机械转换元件303。电机械转换元件303的共振频率根据温度、湿度或者电机械转换元件303的安装状态而变化。振动控制部114可以经由振动传感器等监视电机械转换元件303的振动的振幅，确定电机械转换元件303的共振频率。例如，振动控制部114可以经由振动传感器等监视电机械转换元件303的振动的振幅，确定电机械转换元件303的多个共振频率。振动控制部114可以将基于所确定的第1共振频率以及第2共振频率的控制信号供给至电机械转换元件303。振动控制部114可以将基于第1共振频率以及第2共振频率的控制信号供给至电机械转换元件303以使电机械转换元件303以第 1共振频率以及第2共振频率依次振动。振动控制部114可以确定1 次的共振频率作为电机械转换元件303的第1共振频率以及确定2次的共振频率作为第2共振频率。振动控制部114可以将基于电机械转换元件303的1次的共振频率以及2次的共振频率的控制信号供给至电机械转换元件303，以使电机械转换元件303以所确定的压电元件的1次的共振频率以及2次的共振频率依次振动。
振动控制部114在使光学部件302的振动频率从第1频率阶段性地变化至第2频率后，从第2频率阶段性地变化至第1频率。第1频率可以是振动控制部114能够控制的下限频率以及上限频率中的一方。第2频率可以是振动控制部114能够控制的下限频率以及上限频率中的另一方。例如，振动控制部114可以由能够输出从下限额定频率即第1频率(例如，10kHz)到上限额定频率即第2频率(例如， 50kHz)的电压脉冲(矩形波电压)的驱动器IC构成。可以在将构成振动控制部114的驱动器IC等电子构件出厂之前，在工厂对该电子构件预先设定振动控制部114能够控制的下限频率以及上限频率。在第1频率与第2频率之间可以包含光学部件302的一个共振频率。共振频率可以是第1频率与第2频率之间的中心频率。振动控制部114 可以使光学部件302的振动频率阶段性地变化以扫描能够控制的全频率。振动控制部114可以使光学部件302的振动频率每隔预先设定的时间阶段性地变化。振动控制部114也可以使光学部件302的振动频率每隔预先设定的频率阶段性地变化。振动控制部114可以将使光学部件302的振动频率从第1频率阶段性地变化至第2频率后、从第 2频率阶段性地变化至第1频率这一过程反复进行预先设定的次数。
如以上那样，振动控制部114在使光学部件302的振动频率从第 1频率阶段性地变化至第2频率后，从第2频率阶段性地变化至第1 频率。由此，能够抑制在变动大的周围环境下使用尘埃除去部300的情况下可能会产生的光学部件302的振动特性的变动的影响。因此，即便在变动大的周围环境下使用尘埃除去部300的情况下，也能够使光学部件302有效地振动。由此，能够抑制光学部件302无法充分振动而无法除去附着于光学部件302的尘埃等这一事态。例如，也可以不进行以下操作：检测根据周围环境而变化的光学部件302的共振频率，根据检测到的共振频率，振动控制部114对控制信号进行控制。因此，不会使尘埃除去部300的构成变得复杂。
图6示出朝电机械转换元件303供给的控制信号的振动频率与时间之间的关系的一例。振动控制部114例如将使振动频率每隔10ms 以10kHz为单位增加至50kHz、之后使振动频率每隔10ms以10kHz 为单位减少至10kHz这样的控制信号供给至电机械转换元件303。
图7示出朝电机械转换元件303供给的控制信号的电压的振幅的大小与时间之间的关系的一例。振动控制部114可以将电压的振幅为恒定的控制信号供给至电机械转换元件303。振动控制部114例如将电压的振幅为80V的控制信号供给至电机械转换元件303。电压的振幅为恒定的控制信号包含电压的振幅在预先设定的允许范围内变动的控制信号。电压的振幅为恒定的控制信号包含电压的振幅例如以 5V以内的幅度变动的控制信号。
在上述的例子中，对振动控制部114将电压的振幅为恒定的控制信号供给至电机械转换元件303的例子进行了说明。但是，振动控制部114可以根据频率的大小使控制信号的电压的振幅变动。振动控制部114可以为将在电压的频率为第1频率的情况下电压的振幅为第1 大小、在电压的频率为比第1频率接近光学部件302的共振频率的第 2频率的情况下电压的振幅为小于第1大小的第2大小的控制信号供给至电机械转换元件303。振动控制部114可以将电压的频率越是远离第2频率则电压的振幅越大的控制信号供给至电机械转换元件 303。第2频率可以是光学部件302的共振频率。
振动控制部114可以将在电压的频率从第1频率阶段性地变化至第2频率的同时、电压的振幅从第1大小阶段性地变化至第2大小的控制信号供给至电机械转换元件。第1频率可以小于第2频率。第2 频率可以是共振频率。振动控制部114可以为将在电压的频率从第1 频率阶段性地变化至第2频率的同时、电压的振幅从第1大小阶段性地变化至第2大小、然后在电压的频率从第2频率阶段性地变化至比第2频率大的第3频率的同时、电压的振幅从第2大小阶段性地变化至大于第2大小的第3大小的控制信号供给至电机械转换元件。
振动控制部114可以为将在电压的频率从第2频率阶段性地变化至第3频率的同时、电压的振幅从第2大小阶段性地变化至第3大小、然后在电压的频率从第3频率阶段性地变化至第2频率的同时、电压的振幅从第3大小阶段性地变化至第2大小的控制信号供给至电机械转换元件303。进而，振动控制部114可以为将在电压的频率从第2 频率阶段性地变化至第1频率的同时、电压的振幅从第2大小阶段性地变化至第1大小的控制信号供给至电机械转换元件303。例如，振动控制部114可以作为能够输出从第1频率(例如，10kHz)到第3频率(例如，50kHz)的电压脉冲(矩形波电压)的电压产生器发挥功能。
振动控制部114可以将控制信号供给至电机械转换元件303这一过程反复进行预先设定的次数。振动控制部114可以为将电压的频率以及电压的振幅的大小每隔预先设定的时间便阶段性地变化的控制信号供给至电机械转换元件303。振动控制部114可以为将电压的频率每隔预先设定的频率阶段性地变化、以及电压的振幅的大小每隔预先设定的大小阶段性地变化的控制信号供给至电机械转换元件303。
振动控制部114可以为将在控制信号的电压的频率为光学部件 302的共振频率附近的情况下、控制信号的电压为最小的控制信号供给至电机械转换元件303。振动控制部114例如将电压的振幅的大小为80V的第1频率的控制信号供给至电机械转换元件303。之后，振动控制部114可以将随着频率接近光学部件302的共振频率而电压的振幅的大小变小的控制信号供给至电机械转换元件303。进而，振动控制部114可以将随着频率远离光学部件302的共振频率而电压的振幅的大小变大的控制信号供给至电机械转换元件303。朝电机械转换元件303供给的控制信号的电压的振幅的大小在光学部件302的共振频率附近变为最小。
图8示出朝电机械转换元件303供给的控制信号的电压的振幅的大小与时间之间的关系的一例。在该例子中，光学部件302的共振频率为25kHz附近。在振动控制部114使控制信号的频率从10kHz阶段性地增加至25kHz的期间，控制信号的电压从最大电压80V阶段性地下降至最小电压10V。接着，在振动控制部114使控制信号的频率从25kHz阶段性地增加至50kHz的期间，控制信号的电压从最小电压10V阶段性地上升至最大电压80V。进而，在振动控制部114 使控制信号的频率从50kHz阶段性地减少至25kHz的期间，控制信号的电压从最大电压80V阶段性地下降至最小电压10V。接着，在振动控制部114使控制信号的频率从25kHz阶段性地减少至10kHz 的期间，控制信号的电压从最小电压10V阶段性地上升至最大电压 80V。
如以上那样，振动控制部114可以根据控制信号的频率变更控制信号的电压的振幅的大小。在控制信号的频率为光学部件302的共振频率附近的情况下，即便控制信号的电压的振幅的大小小，光学部件 302的振动的幅度也变大。另一方面，如果控制信号的频率远离光学部件302的共振频率，则在控制信号的电压的振幅的大小与共振频率附近的大小相同的情况下，光学部件302的振动的幅度也小。通过使控制信号的电压的振幅的大小大于共振频率附近的大小，能够增大光学部件302的振动的幅度。由此，能够抑制由于朝电机械转换元件 303供给的频率的大小不同而产生的光学部件302的振动的幅度的偏差。因此，能够抑制如下事态：由于朝电机械转换元件303供给的频率的大小不同而致使光学部件302无法充分振动，无法除去附着于光学部件302的尘埃等。
此外，振动控制部114使光学部件302的振动频率在从第1频率阶段性地变化至第3频率后，从第3频率阶段性地变化至第1频率。由此，能够抑制在变动大的周围环境下使用尘埃除去部300的情况下可能会产生的光学部件302的振动特性的变动的影响。因此，即便在变动大的周围环境下使用尘埃除去部300的情况下，也能够有效地使光学部件302振动。由此，能够抑制光学部件302无法充分地振动、无法除去附着于光学部件302的尘埃等这一事态。例如，无需进行以下操作：检测根据周围环境而变化的光学部件302的共振频率，根据检测到的共振频率，振动控制部114对控制信号进行控制。因此，不会使尘埃除去部300的构成变得复杂。
图9是示出光学部件302的振动控制的顺序的一例的流程图。振动控制部114将每隔预先设定的时间便使振动频率增加至预先设定的频率这样的控制信号供给至电机械转换元件303(S100)。接着，振动控制部114将使振动频率以预先设定的频率减少这样的控制信号供给至电机械转换元件303(S102)。振动控制部114可以在执行步骤S100到步骤S102的期间对控制信号的电压进行调整，以使得控制信号的电压的幅度的大小在光学部件302的共振频率附近达到最小。振动控制部114判定是否将步骤S100以及步骤S102的处理执行了预先设定的次数n(n：自然数)(S104)。振动控制部114反复进行步骤S100以及步骤S102的处理，直至将处置执行预先设定的次数 n。
图10是示出执行尘埃除去的顺序的一例的流程图。在UAV10搭载具有尘埃除去部300的摄像装置100的情况下，可以执行图9所示的流程图的顺序。
UAV10开始起飞(S200)。确定部116将UAV10的高度确定为摄像系统的高度。振动控制部114判定在UAV10起飞后UAV10是否上升至预先设定的高度(S202)。如果UAV10上升至预先设定的高度以上，则振动控制部114经由UAV控制部30对云台50进行控制，将摄像装置100的姿势控制为预先设定的姿势(S204)。振动控制部 114可以经由UAV控制部30对云台50进行控制，对摄像装置100 的姿势进行控制以使得摄像装置100朝下。如果将摄像装置100的姿势控制为预先设定的姿势，则振动控制部114使尘埃除去部300工作，开始尘埃除去(S206)。
根据上述的顺序，在UAV10为预先设定的高度以上的情况下，例如将摄像装置100的姿势变更为朝下。因此，即便设置于摄像装置 100的镜头装置200为大型，在想要使摄像装置100的姿势朝下的情况下，也能够防止镜头装置200与地面等UAV10的降落面发生碰撞。如果使摄像装置100的姿势朝下，则光学部件302的与图像传感器 120相反侧的面朝下。在该状态下，如果使尘埃除去部300工作，则附着于光学部件302的与图像传感器120相反侧的面上的尘埃容易朝铅垂方向下侧落下。因此，能够有效地执行尘埃的除去。
图11是示出执行尘埃除去的顺序的一例的流程图。在振动控制部114在对摄像装置100的姿势进行控制之前判断是否处于利用摄像装置100执行拍摄的过程中这一点上，与图10所示的流程图不同。
UAV10开始起飞(S200)。确定部116将UAV10的高度确定为摄像系统的高度。振动控制部114判定在UAV10起飞后UAV10是否上升至预先设定的高度(S202)。如果UAV10上升至预先设定的高度以上，则确定部116确定是否处于利用摄像装置100执行拍摄的过程中。振动控制部114基于确定部116的确定结果，判定是否处于利用摄像装置100执行拍摄的过程中(S203)。如果不是处于利用摄像装置100执行拍摄的过程中，则振动控制部114经由UAV控制部30对云台50进行控制，将摄像装置100的姿势控制为预先设定的姿势 (S204)。振动控制部114可以经由UAV控制部30对云台50进行控制，对摄像装置100的姿势进行控制以使得摄像装置100朝下。如果将摄像装置100的姿势控制为预先设定的姿势，则振动控制部114使尘埃除去部300工作，开始尘埃除去(S206)。
根据上述的顺序，在未利用摄像装置100执行拍摄的情况下，变更摄像装置100的姿势。由此，在处于利用摄像装置100执行拍摄的过程中，摄像装置100的姿势可不与拍摄相关而不变更。能够在不会对摄像装置100的拍摄造成影响的情况下、在使光学部件302的与图像传感器120相反侧的面朝下的状态下使尘埃除去部300工作。因此，能够在不对100的拍摄造成影响的情况下有效地执行尘埃除去部300 的尘埃除去。
图12示出可以将本发明的多个方式整体或者局部地具体化的计算机1200的例子。安装于计算机1200的程序能够使计算机1200进行与本发明的实施方式所涉及的装置建立关联的操作或者作为该装置的1个或者多个“部”发挥功能。或者，该程序能够使计算机1200执行该操作或者该1个或者多个“部”。该程序能够使计算机1200执行本发明的实施方式所涉及的工艺或者该工艺的阶段。这样的程序可以由CPU1212执行，以使计算机1200执行与本说明书所记载的流程图以及框图的框中的几个或者全部建立关联的特定的操作。
本实施方式的计算机1200包含CPU1212以及RAM1214，它们通过主机控制器1210相互连接。计算机1200还包含通信接口1222、输入/输出单元，它们经由输入/输出控制器1220与主机控制器1210 连接。计算机1200还包含ROM1230。CPU1212按照保存于ROM1230 以及RAM1214内的程序动作，由此对各单元进行控制。
通信接口1222经由网络与其他的电子设备进行通信。硬盘驱动器可以保存由计算机1200内的CPU1212使用的程序以及数据。在 ROM1230中保存当激活时由计算机1200执行的引导程序等以及/或者依存于计算机1200的硬件的程序。经由CR-ROM、USB存储器或者IC卡那样的计算机可读存储介质或者网络提供程序。程序安装于也是计算机可读存储介质的例子的RAM1214或者ROM1230，由 CPU1212执行。计算机1200读取在这些程序内记述的信息处理，进行程序与上述各种类型的硬件资源之间的合作。装置或者方法可以通过根据计算机1200的使用实现信息的操作或者处理而构成。
例如，在计算机1200以及外部设备间执行通信的情况下， CPU1212可以执行加载到RAM1214的通信程序，基于通信程序所记述的处理，对通信接口1222发出通信处理的指令。通信接口1222在 CPU1212的控制下，读取朝RAM1214、或者USB存储器那样的存储介质内提供的发送缓存处理区域所保存的发送数据，将所读取的发送数据发送至网络，或者将从网络接收到的接收数据写入朝存储介质上提供的接收缓存处理区域等。
此外，CPU1212可以使RAM1214读取USB存储器等那样的外部存储介质所保存的文件或者数据库的全部或者必要的部分，对 RAM1214上的数据执行各种类型的处理。接下来，CPU1212将处理后的数据回写到外部存储介质。
可以将各种类型的程序、数据、表格以及数据库那样的各种类型的信息保存于存储介质，接受信息处理。CPU1212可以对从RAM1214 读取的数据执行本公开随处记载的、包含按照程序的指令序列指定的各种类型的操作、信息处理、条件判断、条件分歧、无条件分歧、信息的检索/置换等各种类型的处理，将结果回写到RAM1214。此外， CPU1212可以检索存储介质内的文件、数据库等中的信息。例如，在将分别具有与第2属性的属性值建立关联的第1属性的属性值的多个条目保存于存储介质内的情况下，CPU1212可以从该多个条目中检索出与指定第1属性的属性值的条件一致的条目，读取保存在该条目内的第2属性的属性值，由此，取得与满足预先设定的条件的第1 属性建立关联的第2属性的属性值。
可以将以上说明的程序或者软件模块保存于计算机1200上或者计算机1200附近的计算机可读介质。此外，能够将朝与专用通信网络或者互联网连接的服务器系统内提供的硬盘或者RAM那样的存储介质作为计算机可读介质加以使用，由此，将程序经由网络提供给计算机1200。
以上使用实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术范围并不限定于上述实施方式所记载的范围。对于本领域技术人员而言，当然能够对上述实施方式施加各种变更或者改良。从权利要求书的记载可明确得知，实施了这样变更或者改良的方式也可包含于本发明的技术范围内。
权利要求书、说明书以及附图中示出的装置、系统、程序以及方法中的动作、顺序、步骤以及阶段等的各处理的执行顺序并不特别明示为“更靠前”、“在……之前”，只要不是在之后的处理中使用在前的处理的输出，便可以以任意的顺序实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程，即使为了方便而使用“首先”、“其次”等进行了说明，也并不意味着必须以该顺序实施。
符号说明
10 UAV
20 UAV主体
30 UAV控制部
32、130 存储器
34 通信接口
40 推进部
50 云台
60 摄像装置
100 摄像装置
110 控制部
112 摄像控制部
114 振动控制部
120 图像传感器
200 镜头装置
210 镜头
212 镜头移动机构
220 镜头控制部
300 尘埃除去部
301 框架
302 光学部件
303 电机械转换元件
304、305、405、406 配线
400 摄像机构
401 支承基板
402 散热板
404 支承体
407 镜头支架
408 电触点

Claims (17)

1.一种摄像系统，其具备：
图像传感器；
光学部件，其配置于所述图像传感器的前方；
确定部，其确定所述光学部件的姿势；以及
第1控制部，其在所述光学部件的姿势满足预先设定的条件的情况下使所述光学部件振动；
其中，所述第1控制部通过使所述光学部件的振动频率在从第1频率阶段性地变化到第2频率后、从所述第2频率阶段性地变化到所述第1频率，由此使所述光学部件振动。
2.如权利要求1所述的摄像系统，其中，
所述第1控制部在法线向量具有铅垂方向的分量的情况下使所述光学部件振动，该法线向量朝向与从所述光学部件的与所述图像传感器相反侧的面朝向所述图像传感器的方向相反的方向。
3.如权利要求1所述的摄像系统，其中，
所述第1控制部在所述光学部件位于相比所述图像传感器靠铅垂方向下侧的情况下使所述光学部件振动。
4.如权利要求1所述的摄像系统，其中，
所述确定部还确定所述摄像系统的高度，
所述第1控制部在所述摄像系统的高度满足预先设定的条件的情况下、且在所述光学部件的姿势满足预先设定的条件的情况下使所述光学部件振动。
5.如权利要求1所述的摄像系统，其中，
所述确定部还确定所述摄像系统是否处于执行使用所述图像传感器的拍摄的过程中，
所述第1控制部在不处于执行所述拍摄的过程中的情况下、且在所述光学部件的姿势满足预先设定的条件的情况下使所述光学部件振动。
6.如权利要求1所述的摄像系统，其中，
还具备第2控制部，该第2控制部对包含所述图像传感器以及所述光学部件的摄像装置的姿势进行控制，
所述确定部还确定所述摄像系统的高度以及所述摄像系统是否处于执行使用所述图像传感器的拍摄的过程中，
所述第2控制部在所述摄像系统的高度满足预先设定的条件、且不处于执行所述拍摄的过程中的情况下将所述摄像装置的姿势控制为预先设定的姿势，
所述第1控制部在所述摄像系统的高度满足预先设定的条件、不处于执行所述拍摄的过程中、且所述光学部件的姿势满足预先设定的条件的情况下使所述光学部件振动。
7.如权利要求1所述的摄像系统，其中，
还具备安装于所述光学部件的电机械转换元件，
所述第1控制部将用于对所述光学部件的振动进行控制的控制信号供给至所述电机械转换元件。
8.如权利要求7所述的摄像系统，其中，
所述第1控制部将在电压的频率为第1频率的情况下电压的振幅为第1大小、且在电压的频率为相比所述第1频率接近所述光学部件的共振频率的第2频率的情况下电压的振幅为小于所述第1大小的第2大小的所述控制信号供给至所述电机械转换元件。
9.如权利要求8所述的摄像系统，其中，
所述第1控制部将电压的频率越是远离所述第2频率则电压的振幅越大的所述控制信号供给至所述电机械转换元件。
10.如权利要求7所述的摄像系统，其中，
所述第1控制部确定所述电机械转换元件的第1共振频率以及第2共振频率，并将基于所确定的所述第1共振频率以及所述第2共振频率的所述控制信号供给至所述电机械转换元件。
11.一种移动体，其具备权利要求1至10中任一项所述的摄像系统进行移动。
12.如权利要求11所述的移动体，其中，
所述移动体是无人飞行器。
13.一种用于摄像系统的操作方法，其具备：
确定配置于图像传感器的前方的光学部件的姿势的阶段；以及
在所述光学部件的姿势满足预先设定的条件的情况下使所述光学部件振动的阶段；
所述方法还具备如下阶段：通过使所述光学部件的振动频率在从第1频率阶段性地变化到第2频率后、从所述第2频率阶段性地变化到所述第1频率，由此使所述光学部件振动。
14.如权利要求13所述的方法，其中，
还具备确定具备所述图像传感器与所述光学部件的摄像系统的高度的阶段，
使所述光学部件振动的阶段包含如下阶段：在所述摄像系统的高度满足预先设定的条件的情况下、且在所述光学部件的姿势满足预先设定的条件的情况下，使所述光学部件振动。
15.如权利要求13所述的方法，其中，
还具备确定具备所述图像传感器与所述光学部件的摄像系统是否处于执行使用所述图像传感器的拍摄的过程中的阶段，
使所述光学部件振动的阶段包含如下阶段：在不处于执行所述拍摄的过程中的情况下、且在所述光学部件的姿势满足预先设定的条件的情况下，使所述光学部件振动。
16.如权利要求13所述的方法，其中，还具备：
确定具备所述图像传感器与所述光学部件的摄像系统的高度的阶段；
确定所述摄像系统是否处于执行使用所述图像传感器的拍摄的过程中的阶段；以及
在所述摄像系统的高度满足预先设定的条件、且不处于执行所述拍摄的过程中的情况下将包含所述图像传感器以及所述光学部件的摄像装置的姿势控制为预先设定的姿势的阶段，
使所述光学部件振动的阶段包含如下阶段：在所述摄像系统的高度满足预先设定的条件、不处于执行所述拍摄的过程中、且所述光学部件的姿势满足预先设定的条件的情况下，使所述光学部件振动。
17.一种计算机可读存储介质，其上存储计算机程序，当程序执行时致使处理器执行如下阶段：
确定配置于图像传感器的前方的光学部件的姿势的阶段；以及
在所述光学部件的姿势满足预先设定的条件的情况下使所述光学部件振动的阶段；
其中，还执行如下阶段：通过使所述光学部件的振动频率在从第1频率阶段性地变化到第2频率后、从所述第2频率阶段性地变化到所述第1频率，由此使所述光学部件振动。
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