CN112335222A - 控制装置、摄像系统、移动体、控制方法以及程序 - Google Patents

Abstract

存在因沟槽之间的滚珠发生位置偏移而对镜头的移动造成影响的情况。对摄像装置以及可旋转地支撑摄像装置的支撑机构进行控制的控制装置可包括构成如下的电路：对支撑机构进行控制以使摄像装置的姿势为保持架的移动方向成为具有重力方向成分的第一方向的第一姿势；对驱动部进行控制而使保持架经由导向结构向第一方向移动，从而调整滚珠与第一凹槽部及第二凹槽部的位置关系。

Description

控制装置、摄像系统、移动体、控制方法以及程序

技术领域

本发明涉及一种控制装置、摄像系统、移动体、控制方法以及程序。

背景技术

专利文献1中公开有一种相机模块，其经由在沟槽之间含有滚珠的导向结构使镜头移动。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]美国专利申请公开第2008/253003号说明书

发明内容

发明所要解决的技术问题

存在因沟槽之间的滚珠发生位置偏移而对镜头移动造成影响的情况。

用于解决问题的技术手段

本发明的一个方面所涉及的控制装置可以是一种对摄像装置以及可旋转地支撑摄像装置的支撑机构进行控制的控制装置。摄像装置可包括：镜头；保持架，其对镜头进行保持；导向结构，其对保持架沿光轴方向的移动进行导向；驱动部，其对保持架经由导向结构沿着光轴方向进行驱动；以及容纳部，其容纳保持架、导向结构及驱动部。导向结构可包括：第一导向部，其设于保持架、具有沿着光轴方向的第一凹槽部；第二导向部，其设于容纳部、具有沿着光轴方向的第二凹槽部，第二凹槽部与第一凹槽部相对；以及滚珠，其布置于第一凹槽部与第二凹槽部之间。控制装置可包括构成如下的电路：支撑机构进行控制，以使摄像装置的姿势为保持架的移动方向成为具有重力方向成分的第一方向的第一姿势，对驱动部进行控制以使保持架经由导向结构沿第一方向移动，从而调整滚珠与第一凹槽部及第二凹槽部的位置关系。

驱动部可包括：由保持架及容纳部中的一个支撑的磁铁；以及与磁铁相对、由保持架及容纳部中的另一个支撑的线圈及磁轭。驱动部通过磁铁与磁轭之间的磁力，将第一导向部按压于第二导向部，并且可通过线圈产生的洛伦兹力，对保持架经由导向结构沿光轴方向进行驱动。

电路可构成为：响应于使支撑机构执行预定校准，将摄像装置的姿势设为第一姿势。

第一方向可以是保持架的移动方向成为重力方向的方向。

电路可以在摄像装置的姿势为第一姿势的状态下，对驱动部进行控制，使保持架经由导向结构沿光轴方向移动，以使滚珠与第一凹槽部及第二凹槽部的位置关系为预定位置关系。

电路可构成为：在摄像装置的姿势为第一姿势的状态下，对驱动部进行控制而使保持架经由导向结构沿光轴方向移动至预定位置，以使滚珠与第一凹槽部及第二凹槽部的位置关系为预定位置关系。

保持架可以沿光轴方向从第一位置移动至第二位置。预定位置可以是第一位置或者第二位置。

本发明的一个方面所涉及的摄像系统可包括：上述控制装置、上述支撑机构以及上述摄像装置。

本发明的一个方面所涉及的移动体可以是包括上述摄像系统并进行移动的移动体。

本发明的一个方面所涉及的控制方法可以是一种对摄像装置以及可旋转地支撑摄像装置的支撑机构进行控制的控制方法。摄像装置可包括：镜头；保持架，其对镜头进行保持；导向结构，其对保持架沿光轴方向的移动进行导向；驱动部，其对保持架经由导向结构沿光轴方向进行驱动；以及容纳部，其容纳保持架、导向结构及驱动部。导向结构可包括：第一导向部，其设于保持架、具有沿着光轴方向的第一凹槽部；第二导向部，其设于容纳部、具有沿着光轴方向的第二凹槽部，第二凹槽部与第一凹槽部相对；以及滚珠，其布置于第一凹槽部与第二凹槽部之间。控制方法可包括：对支撑机构进行控制以使摄像装置的姿势为保持架的移动方向成为具有重力方向成分的第一方向的第一姿势。控制方法可包括：对驱动部进行控制以使保持架经由导向结构沿第一方向移动，从而调整滚珠与第一凹槽部及第二凹槽部的位置关系。

本发明的一个方面所涉及的程序可以是一种用于使计算机作为上述控制装置发挥作用的程序。

根据本发明的一个方面，通过在相对的凹槽部之间含有滚珠的导向结构使镜头移动的摄像装置，能够抑制对镜头进行驱动的驱动部所需的电力，同时消除凹槽部之间的滚珠的位置偏移。

此外，上述发明内容未列举本发明的必要的全部特征。此外，这些特征组的子组合也可以构成发明。

附图说明

图1是示出摄像系统的外观立体图的一个示例的图。

图2是示出摄像装置的外观立体图的一个示例的图。

图3是示出摄像装置的分解立体图的一个示例的图。

图4是图2所示的A-A剖面图。

图5是图4所示的B-B剖面图。

图6A是对滚珠、第一导轨及第二导轨的位置关系进行说明的图。

图6B是对滚珠、第一导轨及第二导轨的位置关系进行说明的图。

图7A是对滚珠、第一导轨及第二导轨的位置关系进行说明的图。

图7B是对滚珠、第一导轨及第二导轨的位置关系进行说明的图。

图8是示出摄像系统的功能块的一个示例的图。

图9是示出无人驾驶航空器及远程操作装置的外观的一个示例的图。

图10是示出接通摄像系统的电源时的处理过程的一个示例的流程图。

图11A是对校准时摄像装置的姿势变化的情况进行说明的图。

图11B是对校准时摄像装置的姿势变化的情况进行说明的图。

图11C是对校准时摄像装置的姿势变化的情况进行说明的图。

图12是示出硬件构成的一个示例的图。

具体实施方式

以下，通过发明的实施方式来说明本发明，但是以下的实施方式并不限定权利要求书所涉及的发明。此外，实施方式中所说明的所有特征组合对于发明的解决方案未必是必须的。对本领域普通技术人员来说，显然可以对以下实施方式加以各种变更或改良。从权利要求书的描述显而易见的是，加以了这样的变更或改良的方式都可包含在本发明的技术范围之内。

权利要求书、说明书、说明书附图以及说明书摘要中包含作为著作权所保护对象的事项。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，著作权人则不会提出异议。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参照流程图及框图来描述，这里，方框可表示(1)执行操作的过程的阶段或者(2)具有执行操作的作用的装置的“部”。特定的阶段和“部”可以通过可编程电路和/或处理器来实现。专用电路可包括数字和/或模拟硬件电路。可包括集成电路(IC)和/或分立电路。可编程电路可包括可重构硬件电路。可重构硬件电路可包括逻辑与、逻辑或、逻辑异或、逻辑与非、逻辑或非、及其它逻辑操作、触发器、寄存器、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)等存储器元件等。

计算机可读介质可包括可以对由适宜的设备执行的指令进行存储的任意有形设备。其结果是，其上存储有指令的计算机可读介质包括一种包括指令的产品，该指令可被执行以创建用于执行流程图或框图所指定的操作的手段。作为计算机可读介质的示例，可包括电子存储介质、磁存储介质、光学存储介质、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示例，可包括floppy(注册商标)disk软盘、软磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或者闪存)、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)、数字多用途光盘(DVD)、蓝光(注册商标)光盘、记忆棒、集成电路卡等。

计算机可读指令可包括由一种或多种编程语言的任意组合描述的源代码或者目标代码中的任意一个。源代码或者目标代码包括传统的程序式编程语言。传统的程序式编程语言可以为汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、与机器相关的指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者Smalltalk(注册商标)、JAVA(注册商标)、C++等面向对象编程语言以及“C”编程语言或者类似的编程语言。计算机可读指令可以在本地或者经由局域网(LAN)、互联网等广域网(WAN)提供给通用计算机、专用计算机或者其它可编程数据处理装置的处理器或可编程电路。处理器或可编程电路可以执行计算机可读指令，以创建用于执行流程图或框图所指定操作的手段。处理器的示例包括计算机处理器、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是本实施方式所涉及的摄像系统10的外观立体图。摄像系统10包括摄像装置100、支撑机构200以及握持部300。支撑机构200使用致动器分别以滚转轴、俯仰轴、偏航轴为中心可旋转地支撑摄像装置100。支撑机构200可通过使摄像装置100以滚转轴、俯仰轴以及偏航轴中的至少一个为中心旋转，来变更或维持摄像装置100的姿势。支撑机构200包括滚转轴驱动机构201、俯仰轴驱动机构202和偏航轴驱动机构203。支撑机构200还包括固定偏航轴驱动机构203的基部204。握持部300固定于基部204。握持部300包括操作界面301以及显示部302。摄像装置100固定于俯仰轴驱动机构202。

操作界面301接受来自用户的用于操作摄像装置100及支撑机构200的指令。操作界面301可包括指示摄像装置100进行拍摄或者录像的快门/录像按钮。操作界面301可包括指示打开或者关上摄像装置10的电源以及切换摄像装置100的静态图像拍摄模式或动态图像拍摄模式的电源/功能按钮。

显示部302可显示由摄像装置100拍摄的图像。显示部302可显示用于操作摄像装置100以及支撑机构200的菜单画面。显示部302可以是接收用于操作摄像装置100以及支撑机构200的指令的触屏显示器。

图2是摄像装置100的外观立体图。图3是摄像装置100的分解立体图。图4是图2所示的A-A剖面图。

摄像装置100包括：镜头101、保持架110、导向结构120、驱动部130、容纳部140及位置传感器148。摄像装置100通过音圈电机方式的驱动部130使保持架110沿光轴方向移动，从而调整镜头101的位置。

镜头101可具有多个镜头。镜头101可以起到变焦镜头、可变焦距镜头及聚焦镜头的作用。保持架110对镜头101进行保持。

导向结构120对保持架110沿光轴方向的移动进行导向。导向结构120具有第一导向部121及第二导向部122。第一导向部121设于保持架110，对保持架110沿光轴方向的移动进行导向。第二导向部122设于容纳部140，与第一导向部121相对，对保持架110沿光轴方向的移动进行导向。

第一导向部121具有沿着光轴方向的第一导轨1212。第一导向部121可具有一对第一导轨1212。第一导向部121可以与保持架110一体地构成。一对第一导轨1212可以是形成于保持架110上的一对沟槽。第一导轨1212是第一凹槽部的一个示例。

第二导向部122具有沿着光轴方向的第二导轨1222，第二导轨1222与第一导轨1212相对。第二导向部122可具有与一对第一导轨1212相对的一对第二导轨1222。一对第二导轨1222可以是形成于容纳部140的一对沟槽。第二导轨1222是第二凹槽部的一个示例。

导向结构120还具有设置在第一导轨1212与第二导轨1222之间的多个滚珠123。滚珠123在第一导轨1212与第二导轨1222之间转动，以使保持架110沿光轴方向移动。

驱动部130对保持架110经由导向结构120沿着光轴方向进行驱动。驱动部130可以起到音圈电机(VCM)的作用。容纳部140容纳保持架110、导向结构120及驱动部130。

驱动部130包括磁铁131、线圈132及磁轭133。磁铁131可以设于保持架110的侧部。磁铁131位于镜头101的半径方向的外侧。线圈132及磁轭133与磁铁131相对并由容纳部140支撑。通过磁铁131与磁轭133之间的磁力1301，第一导向部121按压于第二导向部122。通过使线圈132接通电流，驱动部130基于线圈132产生的洛伦兹力，对保持架110经由导向结构120沿着光轴方向进行驱动。磁铁131可布置在一对第一导轨1212之间。磁铁131可设置在第一导向部121上。磁铁131固定在第一导向部121上，从而可以由保持架110支撑。磁铁131也可以由容纳部140支撑，线圈132及磁轭133也可以由保持架110支撑。

摄像装置100还包括：位置传感器148、与线圈132及位置传感器148连接的柔性基板(FPC)150、图像传感器170、红外线(IR)截止滤光片172。摄像装置100还包括具有开口的外罩160，所述开口使镜头101露出。

位置传感器148对保持架110的位置进行检测。位置传感器148检测出保持架110的位置作为镜头101的位置。位置传感器148可以是霍尔元件。位置传感器148可以检测出磁铁131所产生的磁场，从而检测出保持架110的位置。位置传感器148可布置在线圈132的中心部分，以被线圈132包围。

图像传感器170可布置在容纳部140的底部。图像传感器170将通过镜头101成像的被摄体像转换为电信号。图像传感器170可由CCD或者CMOS组成。图像传感器170的撮像面的上方可布置有IR截止滤光片172。

图5是图4所示的B-B剖面图。第一导轨1212的一端部分及第二导轨1222的一端部分与滚珠123之间以及第一导轨1212的另一端部分及第二导轨1222的另一端部分与滚珠123之间存在空间1230。如图6A及图6B所示，如果存在这样的空间1230，在保持架110沿光轴方向移动期间，滚珠123在第一导轨1212与第二导轨1222之间，能够几乎无摩擦地转动。

其中，将VCM即驱动部130所需的最大推进力设为Fmax，将包含由驱动部130驱动的保持架110及镜头101的物体系的重量设为m，将聚焦控制所需的加速度设为

将重力加速度设为

将滚珠123的滚动摩擦系数设为μr，将磁铁131的磁吸附力设为N。这种情况下，最大推进力Fmax能够通过下式表示。

Fmax＝ma+mg+μrN

如果存在空间1230，则滚动摩擦系数能够

因此Fmax＝ma+mg＝5mG。

另一方面，当摄像装置100受到冲击时，滚珠123与第一导轨1212及第二导轨1222之间的位置关系有时会产生偏移。如图7A所示，当滚珠123向第一导轨1212的一端部分偏移时，则滚珠123在第一导轨1212与第二导轨1222之间，不能够几乎无摩擦地转动。即，滚动摩擦系数μr不为0。这种情况下，例如，

时，Fmax＝7mG。

为了对位置关系的偏移进行校正，在滚珠123于第一导轨1212与第二导轨1222之间不易滚动的状态下，需要使保持架110继续沿光轴方向移动。例如，如图7A所示，当滚珠123向物侧(被摄体侧)偏移时，在滚珠123于第一导轨1212与第二导轨1222之间不易滚动的状态下，需要使保持架110进一步向物侧移动。暂且使保持架110向被摄体侧移动后，使保持架110向撮像面侧移动，从而使滚珠123与第一导轨1212及第二导轨1222之间的位置关系得以校正，如图7B所示，能够使第一导轨1212的一端部分及第二导轨1222的一端部分与滚珠123之间以及第一导轨1212的另一端部分及第二导轨1222的另一端部分与滚珠123之间再次产生空间1230。

如果无上述空间1230，由于滚动摩擦系数μr不为0，因此增加了驱动部130所需要的电力。因此，在本实施方式中，在没有这样的空间1230的状态下，为了调整滚珠123与第一导轨1212及第二导轨1222之间的位置关系，对驱动部130进行驱动时，通过支撑机构200对摄像装置100的姿势进行控制，以使保持架110沿重力方向移动。由此，使保持架110沿光轴方向移动时驱动部130所需要的电力降低。

图8是示出摄像系统10的功能块的图。摄像装置100包括：摄像控制部180、图像传感器170、存储器176、镜头控制部182、驱动部130、镜头101、保持架110、导向结构120。

图像传感器170可由CCD或者CMOS组成。图像传感器170将通过镜头101成像的光学图像的图像数据输出至摄像控制部180。摄像控制部180可由CPU或者MPU等微处理器、MCU等微控制器、SOC片上系统(System On Chip)等组成。摄像控制部180是电路的一个示例。摄像控制部180可以按照来自握持部300的摄像装置100的动作指令对摄像装置100进行控制。

存储器176可以是计算机可读存储介质，可包括SRAM、DRAM、EPROM、EEPROM及USB存储器等闪速存储器的至少一个。存储器176存储摄像控制部180对图像传感器170等进行控制的所需的程序。存储器176可以设置于摄像装置100的壳体内部。握持部300可包括用于保存由摄像装置100摄像的图像数据的其他存储器。握持部300可具有可从握持部300的壳体上拆卸存储器的插槽。

镜头101可以起到变焦镜头、可变焦距镜头及聚焦镜头的作用。镜头101沿着光轴可移动地设置。镜头控制部182根据来自摄像控制部180的镜头控制指令对驱动部130进行驱动，使镜头101沿光轴方向移动。镜头控制指令例如为变焦控制指令及对焦控制指令。驱动部130包括使镜头101沿光轴方向移动的音圈电机(VCM)。驱动部130可包括DC电动机、无芯电动机或者超声波电动机等电动机。镜头控制部182是电路的一个示例。

摄像装置100还包括姿势控制部210、角速度传感器212以及加速度传感器214。角速度传感器212检测摄像装置100的角速度。角速度传感器212检测摄像装置100围绕滚转轴、俯仰轴以及偏航轴的各自的角速度。姿势控制部210获取于来自角速度传感器212的与摄像装置100的角速度相关的角速度信息。角速度信息可示出摄像装置100围绕滚转轴、俯仰轴以及偏航轴的各自的角速度。姿势控制部210可获取来自加速度传感器214的与摄像装置100的加速度相关的加速度信息。加速度信息可以表示振动等级，用于表示摄像装置100的振动大小。加速度信息也可表示摄像装置100在滚转轴、俯仰轴以及偏航轴的各个方向的加速度。

角速度传感器212及加速度传感器214可以设置于容纳图像传感器170及镜头101等的壳体即容纳部140内。在本实施方式中，对摄像装置100和支撑机构200一体的构成的方式进行说明。但是，支撑机构200可包括可拆装地固定摄像装置100的基座。这种情况下，角速度传感器212及加速度传感器214可以设置于底座等摄像装置100的壳体外。

姿势控制部210基于角速度信息及加速度信息来控制支撑机构200，以维持或改变摄像装置100的姿势。姿势控制部210是电路的一个示例。

姿势控制部210对支撑机构200进行控制，以使摄像装置100的姿势为保持架110的移动方向成为具有重力方向成分的第一方向的第一姿势。第一方向可以是保持架的移动方向成为重力方向的方向。姿势控制部210可以对支撑机构200进行控制，以成为摄像装置100的摄像方向成为铅直向下或者铅直向上的姿势。

姿势控制部210可以响应于使支撑机构200执行用于调整摄像装置100的姿势的预定校准，将摄像装置100的姿势设为第一姿势。姿势控制部210通过执行校准来进行位置校正而使摄像装置100的实际姿势(俯仰轴、滚转轴及偏航轴的旋转位置)与姿势控制部210所识别的摄像装置100的姿势(俯仰轴、滚转轴及偏航轴的旋转位置)一致。姿势控制部210可以在摄像系统10的电源接通时执行校准。

在摄像装置100的姿势为第一姿势的状态下，镜头控制部182对驱动部130进行控制而使保持架经由导向结构120110沿第一方向移动。从而，通过镜头控制部182调整滚珠123与第一导轨1212与第二导轨1222的位置关系。

在摄像装置100的姿势为第一姿势的状态下，镜头控制部182可以对驱动部130进行控制而使保持架110经由导向结构120沿光轴方向移动，以使滚珠123与第一导轨1212及第二导轨1222的位置关系成为预定位置关系。镜头控制部182可以调整滚珠123与第一导轨1212及第二导轨1222的位置关系，以使第一导轨1212的一端部分及第二导轨1222的一端部分与滚珠123之间以及第一导轨1212的另一端部分及第二导轨1222的另一端部分与滚珠123之间形成空间。

在摄像装置100的姿势为第一姿势的状态下，镜头控制部182可以对驱动部130进行控制而使保持架110经由导向结构120沿光轴方向移动至预定位置，以使滚珠123与第一导轨1212及第二导轨1222的位置关系为预定位置关系。保持架110可以沿光轴方向从第一位置移动至第二位置。预定位置可以是第一位置或者第二位置。保持架110从第一位置到第二位置的移动范围可以与相当于从最近端到无限远端的镜头101的驱动范围相对应。

姿势控制部210按照来自用户的指示，将摄像装置100的姿势设为第一姿势，在摄像装置100的姿势为第一姿势的状态下，镜头控制部182可以调整滚珠123与第一导轨1212及第二导轨1222的位置关系。当加速度传感器214所检测出的加速度超出预定的阈值时，姿势控制部210判断摄像装置100受到较强冲击，滚珠123的位置产生偏移的可能性较高，从而将摄像装置100的姿势设为第一姿势，在摄像装置100的姿势为第一姿势的状态下，镜头控制部182可以调整滚珠123与第一导轨1212及第二导轨1222的位置关系。

上述摄像装置100可以搭载于移动体上。摄像装置100也可以搭载于图9所示的无人驾驶航空器(UAV)上。UAV1000可包括UAV主体20、万向节50、多个摄像装置60以及摄像装置100。万向节50及摄像装置100为摄像系统的一个示例。UAV1000为由推进部推进的移动体的一个示例。移动体的概念除UAV之外，还包括在空中移动的飞机等飞行体、在地面上移动的车辆、在水上移动的船舶等。

UAV主体20包括多个旋翼。多个旋翼为推进部的一个示例。UAV主体20通过控制多个旋翼的旋转而使UAV1000飞行。UAV本体20例如采用四个旋转翼，使UAV1000飞行。旋翼的数量不限于四个。另外，UAV1000也可以是没有旋翼的固定翼机。

摄像装置100是为对包含在所期望的摄像范围内的被摄体进行摄像的摄像用相机。万向节50可旋转地支撑摄像装置100。万向节50为支撑机构的一个示例。例如，万向节50使用致动器以俯仰轴可旋转地支撑摄像装置100。万向节50使用致动器进一步分别以滚转轴和偏航轴为中心可旋转地支撑摄像装置100。万向节50可通过使摄像装置100以偏航轴、俯仰轴以及滚转轴中的至少一个为中心旋转，来改变摄像装置100的姿势。

多个摄像装置60是为了控制UAV1000的飞行而对UAV1000的周围进行摄像的传感用相机。两个摄像装置60可以设置于UAV1000的机头、即正面。并且，其它两个摄像装置60可以设置于UAV1000的底面。正面侧的两个摄像装置60可以成对，起到所谓的立体相机的作用。底面侧的两个摄像装置60也可以成对，起到立体相机的作用。可基于由多个摄像装置60所摄像的图像来生成UAV1000周围的三维空间数据。UAV1000所包括的摄像装置60的数量不限于四个。UAV1000包括至少一个摄像装置60即可。UAV1000也可以在UAV1000的机头、机尾、侧面、底面及顶面分别包括至少一个摄像装置60。摄像装置60中可设定的视角可大于摄像装置100中可设定的视角。摄像装置60也可具有单焦点镜头或鱼眼镜头。

远程操作装置600与UAV1000通信，对UAV1000进行远程操作。远程操作装置600可以与UAV1000进行无线通信。远程操作装置600向UAV1000发送表示上升、下降、加速、减速、前进、后退、旋转等与UAV1000的移动有关的各种指令的指示信息。指示信息包括例如使UAV1000的高度上升的指示信息。指示信息可以表示UAV1000应该位于的高度。UAV1000进行移动，以位于从远程操作装置600接收的指示信息所表示的高度。指示信息可包括使UAV1000上升的上升指令。UAV1000在接受上升指令的期间上升。在UAV1000的高度已达到上限高度时，即使接受上升指令，也可以限制UAV1000上升。

图10表示接通摄像系统10的电源时处理步骤的一个示例。摄像系统10的电源接通时(S100)，姿势控制部210开始支撑机构200的校准(S102)。姿势控制部210使滚转轴驱动机构201、俯仰轴驱动机构202及偏航轴驱动机构203进行驱动而使摄像装置100旋转。姿势控制部21.0根据使摄像装置100旋转时角速度传感器212及加速度传感器214所检测出的摄像装置100的角速度及加速度，进行位置校正以使摄像装置100的实际姿势与姿势控制部210所识别的摄像装置100的姿势一致。

此外，姿势控制部210对支撑机构200进行控制，从而将摄像装置100控制为第一姿势。例如，姿势控制部210对支撑机构200进行控制，以使摄像装置100的摄像方向为铅直向下。当摄像系统10搭载于图9所示那样的UAV1000时，若摄像系统10的电源接通，则图11A所示，摄像装置100的摄像方向401成为水平方向。根据这种状态，如图11B所示，姿势控制部210对万向节50进行控制以使摄像装置100的摄像方向401成为铅直向下。该状态下，镜头控制部182使保持架110沿重力方向即第一方向移动(S106)。如图11B所示，镜头控制部182使保持架110铅直向下移动。由于保持架110沿重力方向移动，因此即使在滚珠123产生位置偏移的情况下，也能够将驱动部130的电力抑制为最小限度，而使保持架110移动。而且，镜头控制部182使保持架110沿光轴方向移动至预定位置后，再使其向相反方向移动，从而能够消除滚珠123的位置偏移。

然后，姿势控制部210将摄像装置100的姿势控制为基准姿势(S108)。例如，如图11C所示，姿势控制部210对万向节50进行控制，以使摄像装置100的摄像方向成为水平方向。

图12示出可全部或部分地体现本发明的多个方面的计算机1300的一个示例。安装在计算机1300上的程序能够使计算机1300作为与本发明的实施方式所涉及的装置相关联的操作或者该装置的一个或者多个“部”而起作用。或者，该程序能够使计算机1300执行该操作或者该一个或者多个“部”。该程序能够使计算机1300执行本发明的实施方式所涉及的过程或者该过程的阶段。这样的程序可由CPU1312执行，以使计算机1300执行与本说明书所记载的流程图及框图中的一些或者全部方框相关联的指定操作。

根据本实施方式的计算机1300包括CPU1312和RAM1314，它们通过主机控制器1310相互连接。计算机1300还包括通信接口1322、输入/输出单元，它们通过输入/输出控制器1320与主机控制器1310连接。计算机1300还包括ROM1330。CPU1312根据存储在ROM1330和RAM1314中的程序进行操作，从而控制每个单元。

通信接口1322经由网络与其他电子器件通信。硬盘驱动器可以存储计算机1300内的CPU1312所使用的程序及数据。ROM1330在其中存储运行时由计算机1300执行的引导程序等、和/或依赖于计算机1300的硬件的程序。程序通过CR-ROM、USB存储器或IC卡之类的计算机可读记录介质或者网络来提供。程序安装在也作为计算机可读存储介质的示的RAM1314或者ROM1330中，并通过CPU1312执行。这些程序中记述的信息处理由计算机1300读取，并引起程序与上述各种类型的硬件资源之间的协作。可以随着计算机1300的使用而实现信息的操作或者处理，从而构成装置或方法。

例如，当在计算机1300和外部设备之间执行通信时，CPU1312可以执行加载在RAM1314中的通信程序，并且基于通信程序中所描述的处理，命令通信接口1322进行通信处理。在CPU1312的控制下，通信接口1322读取存储在RAM1314或者USB存储器之类的记录介质中提供的发送缓冲区中的发送数据，并将读取的发送数据发送到网络，或者将从网络接收的接收数据写入记录介质上提供的接收缓冲区等。

另外，CPU1312可以使RAM1314读取存储在USB存储器等外部记录介质中的文件或数据库的全部或必要部分，并对RAM1314上的数据执行各种类型的处理。接着，CPU1312可以将处理过的数据写回到外部记录介质中。

可以将各种类型的程序、数据、表格及数据库之类的各种类型的信息存储在记录介质中，并接受信息处理。对于从RAM1314读取的数据，CPU1312可执行在本公开的各处描述的、包括由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、条件转移、无条件转移、信息的检索/替换等各种类型的处理，并将结果写回到RAM1314中。另外，CPU1312可以检索记录介质内的文件、数据库等中的信息。例如，在记录介质中储存具有分别与第二属性的属性值建立了关联的第一属性的属性值的多个条目时，CPU1312可以从该多个条目中检索出与指定第一属性的属性值的条件相匹配的条目，并读取该条目内储存的第二属性的属性值，从而获取与满足预定条件的第一属性相关联的第二属性的属性值。

上述程序或软件模块可以存储在计算机1300上或计算机1300附近的计算机可读存储介质上。此外，连接到专用通信网络或因特网的服务器系统中提供的诸如硬盘或RAM之类的记录介质可以用作计算机可读存储介质，从而可以经由网络将程序提供到计算机1300。

以上使用实施方式对本发明进行了说明，但是本发明的技术范围并不限于上述实施方式所描述的范围。对本领域普通技术人员来说，显然可对上述实施方式加以各种变更或改良。从权利要求书的描述显而易见的是，加以了这样的变更或改良的方式都可包含在本发明的技术范围之内。

应该注意的是，权利要求书、说明书以及说明书附图中所示的装置、系统、程序以及方法中的动作、顺序、步骤以及阶段等各项处理的执行顺序，只要没有特别明示“在...之前”、“事先”等，且只要前面处理的输出并不用在后面的处理中，则可以任意顺序实现。关于权利要求书、说明书以及说明书附图中的操作流程，为方便起见而使用“首先”、“接着”等进行了说明，但并不意味着必须按照这样的顺序实施。

符号说明

10 摄像系统

20 UAV主体

50 万向节

60 摄像装置

100 摄像装置

101 镜头

110 保持架

120 导向结构

121 第一导向部

122 第二导向部

123 滚珠

130 驱动部

131 磁铁

132 线圈

133 磁轭

140 容纳部

148 位置传感器

160 外罩

170 图像传感器

172 IR截止滤光片

176 存储器

180 摄像控制部

182 镜头控制部

200 支撑机构

201 滚转轴驱动机构

202 俯仰轴驱动机构

203 偏航轴驱动机构

204 基部

210 姿势控制部

212 角速度传感器

214 加速度传感器

300 握持部

301 操作界面

302 显示部

600 远程操作装置

1000 UAV

1300 计算机

1310 主机控制器

1312 CPU

1314 RAM

1320 输入/输出控制器

1322 通信接口

1330 ROM

Claims (11)

1.一种控制装置，其对摄像装置以及可旋转地支撑所述摄像装置的支撑机构进行控制，其特征在于，

所述摄像装置包括

镜头；

保持架，其对所述镜头进行保持；

导向结构，其对所述保持架沿光轴方向的移动进行导向；

驱动部，其对所述保持架经由所述导向结构沿着光轴方向进行驱动；以及

容纳部，其容纳所述保持架、所述导向结构及所述驱动部，

所述导向结构包括

第一导向部，其设于所述保持架、具有沿着所述光轴方向的第一凹槽部；

第二导向部，其设于所述容纳部、具有沿着所述光轴方向的第二凹槽部，所述第二凹槽部与所述第一凹槽部相对；以及

滚珠，其布置于所述第一凹槽部与所述第二凹槽部之间，

所述控制装置包括构成如下的电路：

对所述支撑机构进行控制以使所述摄像装置的姿势为所述保持架的移动方向成为具有重力方向成分的第一方向的第一姿势；

对所述驱动部进行控制以使所述保持架经由所述导向结构沿所述第一方向移动，从而调整所述滚珠与所述第一凹槽部及所述第二凹槽部的位置关系。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述驱动部包括

由所述保持架及所述容纳部中的一个支撑的磁铁；以及

与所述磁铁相对、由所述保持架及所述容纳部中的另一个支撑的线圈及磁轭，所述驱动部通过所述磁铁与所述磁轭之间的磁力，将所述第一导向部按压于所述第二导向部，并且通过所述线圈产生的洛伦兹力，对所述保持架经由所述导向结构沿所述光轴方向进行驱动。

3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述电路构成为：响应于使所述支撑机构执行用于调整所述摄像装置的姿势的预定校准，将所述摄像装置的姿势设为所述第一姿势。

4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述第一方向是所述保持架的移动方向成为重力方向的方向。

5.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述电路构成为：在所述摄像装置的姿势为所述第一姿势的状态下，对所述驱动部进行控制而使所述保持架经由所述导向结构沿光轴方向移动，以使所述滚珠与所述第一凹槽部及所述第二凹槽部的位置关系为预定位置关系。

6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述电路构成为：在所述摄像装置的姿势为所述第一姿势的状态下，对所述驱动部进行控制而使所述保持架经由所述导向结构沿光轴方向移动至预定位置，以使所述滚珠与所述第一凹槽部及所述第二凹槽部的位置关系为预定位置关系。

7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述保持架能够沿所述光轴方向从第一位置移动至第二位置，

所述预定位置是所述第一位置或者所述第二位置。

8.一种摄像系统，其特征在于，包括根据权利要求1至7中任一项所述的控制装置、所述支撑机构以及所述摄像装置。

9.一种移动体，其特征在于，包括根据权利要求8所述的摄像系统并进行移动。

10.一种控制方法，其对摄像装置以及可旋转地支撑所述摄像装置的支撑机构进行控制，其特征在于，

所述摄像装置包括镜头；保持架，其对所述镜头进行保持；导向结构，其对所述保持架沿光轴方向的移动进行导向；驱动部，其对所述保持架经由所述导向结构沿着光轴方向进行驱动；以及容纳部，其容纳所述保持架、所述导向结构及所述驱动部，

所述导向结构包括第一导向部，其设于所述保持架、具有沿着所述光轴方向的第一凹槽部；第二导向部，其设于所述容纳部、具有沿着所述光轴方向的第二凹槽部，所述第二凹槽部与所述第一凹槽部相对；以及滚珠，其布置于所述第一凹槽部与所述第二凹槽部之间，

所述控制方法包括

对所述支撑机构进行控制以使所述摄像装置的姿势为所述保持架的移动方向成为具有重力方向成分的第一方向的第一姿势；

对所述驱动部进行控制以使所述保持架经由所述导向结构沿所述第一方向移动，从而调整所述滚珠与所述第一凹槽部及所述第二凹槽部的位置关系。

11.一种程序，其特征在于，其用于使计算机作为根据权利要求1至7中任一项所述的控制装置而发挥功能。

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