JP2023012785A - レンズ装置、撮像装置、および、移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】飛行移動体などに搭載されるカメラの高倍率化と装置の小型化の両立を目的とする。【解決手段】レンズ装置は、光学系と、前記光学系を移動させる駆動部と、前記光学系の光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、前記光学系を支持する支持部と、前記支持部の一部に一端が設けられ、前記駆動部の一部に他端が設けられた弾性部と、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、レンズ装置、撮像装置、および、移動体に関する。

近年、撮像装置（カメラ）を搭載した飛行移動体であるドローンが普及している。ドローンのハイエンド機においては、広角倍率の主カメラに加えて、屈曲タイプの望遠カメラを併設して２眼カメラとして搭載する流れとなっている。

特許文献１では、カメラにおいて、入射された光の光路をミラーにて折り曲げ、偏光してレンズ群および画像センサへ向ける構成が記載されている。このような構成を飛行移動体に搭載される望遠カメラに適用して利用することが考えられる。

米国特許出願公開第２０１９／０１４６２３８号明細書

近年、屈曲タイプの望遠カメラに対して要求されるカメラ倍率が高くなってきている。カメラ倍率を高める場合、フォーカス動作に係るレンズ等の駆動部（モーター等）の出力を向上させる必要が生じ、それに伴って駆動部、ひいてはカメラ全体のサイズが大きくなってしまう懸念がある。その一方、飛行移動体の飛行動作などに要するバッテリーの容量やサイズの制約の関係で、飛行移動体に搭載されるカメラのサイズに対しては小型化が求められている。

上記課題を鑑み、本願発明では、飛行移動体などに搭載されるカメラの高倍率化と装置の小型化の両立を目的とする。

上記課題を解決するために本願発明の一形態は以下の構成を有する。すなわち、レンズ装置は、光学系と、前記光学系を移動させる駆動部と、前記光学系の光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、前記光学系を支持する支持部と、前記支持部の一部に一端が設けられ、前記駆動部の一部に他端が設けられた弾性部と、備える。

また、本願発明の別の形態は以下の構成を有する。すなわち、撮像装置は、レンズ装置と、撮像素子と、を備え、レンズ装置は、光学系と、前記光学系を移動させる駆動部と、前記光学系の光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、前記光学系を支持する支持部と、前記支持部の一部に一端が設けられ、前記駆動部の一部に他端が設けられた弾性部と、備える。

また、本願発明の別の形態は以下の構成を有する。すなわち、移動体は、撮像装置と、レンズ装置と撮像素子を備える支持機構と、を備え、撮像装置は、レンズ装置と、撮像素子と、を備え、レンズ装置は、光学系と、前記光学系を移動させる駆動部と、前記光学系の光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、前記光学系を支持する支持部と、前記支持部の一部に一端が設けられ、前記駆動部の一部に他端が設けられた弾性部と、備える。

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本発明により、飛行移動体などに搭載されるカメラの高倍率化と装置の小型化の両立が可能となる。

無人航空機及び遠隔操作装置の外観の一例を示す概略図。 比較例としての撮像装置の構成例を示す上方斜視図。 比較例としての撮像装置の構成例を示す上面透視図。 比較例としての撮像装置の構成例を示す下方斜視図。 比較例としての撮像装置の構成例の一部の拡大図。 本願発明の一実施形態に係る撮像装置の構成例を示す上方斜視図。 本願発明の一実施形態に係る撮像装置の構成例を示す上方透視図。 本願発明の一実施形態に係る撮像装置の構成例を示す背面透視図。 本願発明の一実施形態に係る撮像装置の構成例の一部の拡大図。

以下、本願発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本願発明を説明するための一実施形態であり、本願発明を限定して解釈されることを意図するものではなく、また、各実施形態で説明されている全ての構成が本願発明の課題を解決するために必須の構成であるとは限らない。また、各図面において、同じ構成要素については、同じ参照番号を付すことにより対応関係を示す。

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図１は、本実施形態に係る撮影装置が搭載可能な無人航空機（ＵＡＶ：Ｕｎｍａｎｎｅｄ Ａｅｒｉａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）１０００及び遠隔操作装置３００の外観の一例を示す概略図である。ＵＡＶ１０００は、ＵＡＶ本体２０、複数の撮像装置６０、及び撮像システム１０を含んで構成される。撮像システム１０は、ジンバル５０、及び撮像装置１００を含んで構成される。ＵＡＶ１０００は移動体の一部または全部を構成するものである。ここでの移動体は、空中を移動する飛行体、地上を移動する車両、水上を移動する船舶等を含む概念である。空中を移動する飛行体とは、ＵＡＶの他、空中を移動する他の航空機、飛行船、ヘリコプター等を含む概念である。したがって、本願発明に係る構成は、必ずしも航空機に限定するものではなく、そのほかの移動体に適用されてよい。

ＵＡＶ本体２０は、複数の回転翼３０を備える。複数の回転翼３０は、ＵＡＶ１０００の移動を担う推進部の一例である。ＵＡＶ本体２０は、複数の回転翼３０の回転を、モーター（不図示）などから構成される駆動部（不図示）により制御することでＵＡＶ１０００を飛行させる。ＵＡＶ本体２０は、例えば、４つの回転翼３０を用いてＵＡＶ１０００を飛行させる。なお、回転翼３０の数は、４つには限定されず、その数は増減してよい。また、回転翼３０の配置も特に限定するものではない。そのほか、ＵＡＶ１０００は、回転翼を有さない固定翼機でもよい。

図１には示してはいないが、ＵＡＶ本体２０には、動力の供給源となるバッテリー、遠隔操作装置３００からの指示等に基づいて複数の回転翼３０や撮像システム１０等を制御するための制御装置、外部との通信を行うための通信装置などが更に備えられてよい。制御装置（不図示）は、例えば、処理装置および記憶装置を含んで構成される。処理装置は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、または専用回路などから構成されてよい。記憶装置（不図示）は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性および不揮発性の記憶媒体により構成され、処理装置からの指示により各種情報の入出力が可能である。通信装置（不図示）は、例えば、遠隔操作装置３００と通信するための通信規格に基づいて通信を行ったり、そのほかの外部装置とのデータの送受信を行ったりする。ＵＡＶ１０００本体に備えられた各部位は、互いに各種信号の送受信が可能なように構成される。さらにＵＡＶ１０００本体に備えられた各部位と、撮像システム１０や撮像装置６０などＵＡＶ１０００に備えられた他の部位との間でも各種信号の送受信が可能なように構成される。

撮像装置１００は、所望の撮像範囲に含まれる被写体を撮像する撮像用のカメラである。ジンバル５０は、撮像装置１００を回転可能に支持するための支持機構の一例である。図１において、撮像装置１００が回転可能な３軸（ピッチ軸、ロール軸、ヨー軸）を示す。例えば、ジンバル５０は、撮像装置１００を、アクチュエータ（不図示）を用いてピッチ軸で回転可能に支持する。さらにジンバル５０は、撮像装置１００を、アクチュエータ（不図示）を用いて更にロール軸及びヨー軸のそれぞれを中心に回転可能に支持する。ジンバル５０は、ヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸の少なくとも１つを中心に撮像装置１００を回転させることで、撮像装置１００の姿勢を変更、調整してよい。

複数の撮像装置６０は、ＵＡＶ１０００の飛行を制御するためにＵＡＶ１０００の周囲を撮像するセンシング用のカメラである。例えば、２つの撮像装置６０が、ＵＡＶ１０００の機首である正面に設けられてよい。更に他の２つの撮像装置６０が、ＵＡＶ１０００の底面に設けられてよい。正面側の２つの撮像装置６０はペアとなり、いわゆるステレオカメラとして機能してよい。底面側の２つの撮像装置６０もペアとなり、ステレオカメラとして機能してよい。この場合、計４つの撮像装置６０が設けられる。複数の撮像装置６０により撮像された画像に基づいて、ＵＡＶ１０００の周囲の３次元空間データが生成されてよい。ＵＡＶ１０００が備える撮像装置６０の数は４つには限定されない。ＵＡＶ１０００の構成に応じて、少なくとも１つの撮像装置６０が備えられていればよい。ＵＡＶ１０００は、ＵＡＶ１０００の機首、機尾、側面、底面、及び天井面のそれぞれに少なくとも１つの撮像装置６０を備えてもよい。撮像装置６０で設定できる画角は、撮像装置１００で設定できる画角より広くてよい。撮像装置６０は、単焦点レンズまたは魚眼レンズを有してもよい。また、撮像装置６０は、カメラに限定されず、赤外線センサなど他の測定原理によるセンサを用いてもよいし、複数種類のセンサを組み合わせて用いられてもよい。

ＵＡＶ１０００は、そのほかの各種センサ類を搭載していてよい。位置（座標）を検出するためのＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）機能などに代表されるＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）機能に対応したセンサや、高度を検出するための高度計、方角を検出するための磁気コンパス、慣性計測装置（ＩＭＵ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）、振動を検出するための加速度センサやジャイロセンサなど、各種センサ類を搭載していてよい。

遠隔操作装置３００は、ユーザ操作を受け付け、ＵＡＶ１０００と通信して、ＵＡＶ１０００を遠隔操作する。遠隔操作装置３００は、例えば、スマートフォンやタブレット端末などの携帯端末や、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの情報処理装置などが挙げられるが、特に限定するものではない。遠隔操作装置３００は、ＵＡＶ１０００と無線で通信することでデータの送受信が可能である。無線通信としては、例えば、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ－ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などが挙げられるが、特に限定するものではない。

遠隔操作装置３００は、ＵＡＶ１０００に上昇、下降、加速、減速、前進、後進、回転などのＵＡＶ１０００の移動に関する各種命令を示す指示情報を送信する。更に、遠隔操作装置３００は、ＵＡＶ１０００に搭載される撮像装置１００の撮影動作に係る指示情報も送信する。指示情報は、例えば、ＵＡＶ１０００の高度を上昇させる指示情報を含む。指示情報は、ＵＡＶ１０００が位置すべき高度を示してよい。ＵＡＶ１０００は、遠隔操作装置３００から受信した指示情報により示される高度に位置するように移動する。例えば、ＵＡＶ１０００は、上述したような各種センサとして高度を検出するセンサを備え、そのセンサによる検出値と指示情報に基づいて、高度を制御してよい。また、指示情報は、撮像装置１００のヨー軸周りの回転を制御させる指示を含んでよい。ＵＡＶ１０００は、その回転に係る指示に基づいて、撮像装置１００の姿勢を制御する。このときの指示情報は、特定の回転量を指示するような構成であってもよいし、指示を受信し続ける間回転動作を継続するような構成であってもよい。ＵＡＶ１０００のそのほかの動作についても、同様に遠隔操作装置３００から受信する指示情報に基づいて制御されてよい。

また、ＵＡＶ１０００は、撮像装置６０により取得された各種情報や、その他のセンサ類にて検出した情報に基づいて、自律的な動作を行ってもよい。例えば、ＵＡＶ１０００は、衝突回避動作、緊急着陸動作、周辺監視動作などを行ってよい。

また、撮像装置１００や撮像装置６０にて取得された情報（例えば、画像データ）や、ＵＡＶ本体２０による制御情報は、通信装置（不図示）を介して遠隔操作装置３００などの外部装置（不図示）に適時送信されてよい。これにより、ＵＡＶ１０００にて取得された各種情報を外部装置側で適時利用できる。なお、撮像装置１００により撮影された画像データ等は、ＵＡＶ１０００に設けられた記憶装置に適時記憶されてよい。

（撮像装置：比較例）
次に、ＵＡＶ１０００に搭載される撮像装置１００の構成例について説明する。まず、本実施形態に係る撮像装置１００との比較例の構成について、図２～図５を用いて説明する。ここでは、撮像装置４００の構造の説明を容易にするため、一部構成を省略または透過させて示す。以降の図において、構造の向きの対応関係を示すためにＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸を示す。各図の３軸は対応しているものとして説明する。ここでは、入射される光の光路が折り曲げられて撮像センサに到達する屈曲タイプのカメラを想定した構成例について示す。

図２は、比較例としての撮像装置４００の構成例を示す上方斜視図である。撮像装置４００も、図１に示したようなＵＡＶに搭載可能である。撮像装置４００は、筐体４０７内に、フォーカスレンズ枠４０１、反射機構４０２、固定レンズ枠４０３、撮像センサ４０４、ステッピングモータ４０５、およびフォーカス片寄せバネ４０６を含んで構成される。なお、撮像装置４００を構成する各部位のうち、撮像に用いるレンズ群およびそれらの位置等の調整を行う駆動部をまとめてレンズ装置とも称する。言い換えると、撮像装置４００は、レンズ装置を含んで構成される。

図３は、比較例としての撮像装置４００の上面透視図である。光軸ＯＡは、外部から入射された光の中心の光路を示す。入射された光は、反射機構４０２が備える反射部材、すなわち、反射面を有する反射ミラーにて方向が折り曲げられ、撮像センサ４０４へと向けられる。最外有効光路OＰは、外部から入射される光のうち、最も外側に位置する光の光路を示し、最外有効光路OＰの範囲内の光が撮像センサ４０４に到達する。したがって、最外有効光路OＰの範囲外の光については、撮像センサ４０４にて検出されない。

フォーカスレンズ枠４０１内には、入射された光の光路上に位置する不図示のレンズ群（フォーカスレンズなど）が設けられる。フォーカスレンズ枠４０１は、例えば、ＵＡＶ本体の制御部の指示に基づいてステッピングモータ４０５が駆動されることにより、矢印Ｄ方向、すなわち、Ｘ軸方向に沿って移動する。この動作により、レンズ群の位置が調整され、撮像装置４００における撮影時のフォーカス動作が制御される。フォーカス片寄せバネ４０６は、図４に示すように、筐体４０７の前面（Ｘ軸に沿って見た場合の光が入射する側）とフォーカスレンズ枠４０１の間に設けられ、この間にて片寄せするように付勢する弾性部である。ここでは、フォーカス片寄せバネ４０６は、圧縮バネにて構成されている例を示す。固定レンズ枠４０３内は、入射された光の光路上に位置する固定レンズが設けられる。固定レンズ枠４０３は、フォーカスレンズ枠４０１と異なり、固定されて構成される。

反射機構４０２は、反射部材を備える他、光学式像振れ補正機構（ＯＩＳ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）として機能してよい。撮像装置４００は、振動センサ（不図示）で検出される振動信号に基づいて、反射機構４０２を駆動させ、像振れ補正を実行してよい。

撮像センサ４０４は、撮像素子（不図示）を有する。撮像素子は、撮像面上に結像した、入射した光による光学像を光電変換し、画像信号として出力する。撮像素子には、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：電荷結合素子）イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：相補型ＭＯＳ）イメージセンサが用いられてよい。ここで出力された画像信号は、必要に応じて、シェーディング補正、色補正、輪郭強調、ノイズ除去、ガンマ補正、圧縮処理、などの各種処理がＵＡＶ側の制御部等で適用されてもよい。

筐体４０７は、撮像装置４００を構成するレンズ装置などの光学系や、各レンズ枠などの構成要素を支持するための支持部として構成される。

図４は、比較例としての撮像装置４００の構成例を示す下方斜視図である。また、図５は、図４に示す領域Ｃを拡大した図である。図５（ａ）は、ステッピングモータ４０５の駆動によりフォーカスレンズ枠４０１がＸ軸に沿って移動し、フォーカス片寄せバネ４０６のバネ長が最大（すなわち、無限端）となった状態を示す（バネ長Ｄａ）。図５（ｂ）は、ステッピングモータ４０５の駆動によりフォーカスレンズ枠４０１がＸ軸に沿って移動し、フォーカス片寄せバネ４０６のバネ長が最小（すなわち、至近端）となった状態を示す（バネ長Ｄｂ）。このとき、フォーカスレンズ枠４０１の移動可能範囲は、Ｄｃ（＝Ｄａ－Ｄｂ）にて示される。

比較例にて示した撮像装置４００では、フォーカスレンズ枠４０１をＤ方向に移動させるための、ステッピングモータ４０５やフォーカス片寄せバネ４０６を含む駆動機構を、領域Ａ１に収まるように構成している。領域Ａ１は、Ｚ軸方向に沿って見た場合における、最外有効光路ＯＰよりも外側の領域である。矢印ｂ１は、領域Ａ１のＸ軸方向の長さを示している。言い換えると、フォーカス片寄せバネ４０６は、領域A1に収め、その長さは矢印ｂ１よりも短いものとなる。この構成において、撮像装置４００は、最外有効光路ＯＰよりも外側のデッドスペースに、駆動機構を収めることで撮像装置４００全体の小型化を図った構成である。

（撮像装置：実施例）
続いて、本実施形態に係る撮像装置１００の構成例について、図６～図９を用いて説明する。ここでは、撮像装置１００の構造の説明を容易にするため、一部構成を省略または透過させて示す。また、各図の３軸は対応しているものとして説明する。

図６は、本実施形態に係る撮像装置１００の上方斜視図である。撮像装置１００は、筐体１０７内に、フォーカスレンズ枠１０１、反射機構１０２、固定レンズ枠１０３、撮像センサ１０４、ステッピングモータ１０５、およびフォーカス片寄せバネ１０６を含んで構成される。なお、撮像装置１００を構成する各部位のうち、撮像に用いるレンズ群およびそれらの位置等の調整を行う駆動部をまとめてレンズ装置とも称する。言い換えると、撮像装置１００は、レンズ装置を含んで構成される。

図７は、撮像装置１００の上面透視図である。光軸ＯＡは、外部から入射された光の中心の光路を示す。入射された光は、反射機構１０２が備える反射部材、すなわち、反射面を有する反射ミラーにて方向が折り曲げられ、撮像センサ１０４へと向けられる。最外有効光路OＰは、外部から入射される光のうち、最も外側に位置する光の光路を示し、最外有効光路OＰの範囲内の光が撮像センサ１０４に到達する。したがって、最外有効光路OＰの範囲外の光については、撮像センサ１０４にて検出されない。

フォーカスレンズ枠１０１内には、入射された光の光路上に位置する不図示のレンズ群（フォーカスレンズなど）が設けられる。フォーカスレンズ枠１０１は、例えば、ＵＡＶ本体２０の制御部（不図示）の指示に基づいてステッピングモータ１０５が駆動されることにより、矢印Ｄ方向、すなわち、Ｘ軸方向に沿って移動する。この動作により、レンズ群の位置が調整され、撮像装置１００における撮影時のフォーカス動作が制御される。フォーカス片寄せバネ１０６は、図７に示すように、筐体１０７の背面（Ｘ軸に沿って見た場合の反射機構１０２側）とフォーカスレンズ枠１０１の間に凹状の溝にて構成されたガイドに沿って設けられ、この間にて片寄せするように付勢する弾性部である。ここでは、フォーカス片寄せバネ１０６は、引っ張りバネにて構成され、その一端が駆動部側に設けられ、他端が固定レンズ枠１０３側（筐体１０７に設けられた爪部）に設けられている。なお、フォーカス片寄せバネ１０６は、比較例と同様、圧縮バネにて構成されてもよい。固定レンズ枠１０３内は、入射された光の光路上に位置する固定レンズが設けられる。固定レンズ枠１０３は、フォーカスレンズ枠１０１とは異なり、固定されて構成される。

反射機構１０２は、反射部材を備える他、光学式像振れ補正機構（ＯＩＳ）として機能してよい。撮像装置１００は、振動センサ（不図示）で検出される振動信号に基づいて、反射機構１０２を駆動させ、像振れ補正を実行してよい。

撮像センサ１０４は、撮像素子（不図示）を有する。撮像素子は、撮像面上に結像した、入射した光による光学像を光電変換し、画像信号として出力する。撮像素子には、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサが用いられてよい。ここで出力された画像信号は、必要に応じて、シェーディング補正、色補正、輪郭強調、ノイズ除去、ガンマ補正、圧縮処理、などの各種処理がＵＡＶ本体２０側の制御部等で適用されてもよい。

筐体１０７は、撮像装置１００を構成するレンズ装置などの光学系や、各レンズ枠などの構成要素を支持するための支持部として構成される。

領域Ａ２は、ステッピングモータ１０５を含む、フォーカスレンズ枠１０１の駆動部周りを示しており、矢印ｂ２は、領域Ａ２のＸ軸方向の長さを示している。

図８は、撮像装置１００をＸ軸に沿って見た場合の背面側の背面透視図である。図８において、一点鎖線は、Ｙ軸方向における撮像装置１００の中心線ＣＡを示し、ここでは、図７に示した光軸ＯＡのうち、反射機構１０２の反射ミラーから撮像センサ１０４の撮像素子へ向かう光路に対応する。便宜上、撮像装置１００に光が入射する位置から反射機構１０２までの光路を第１光路と称し、反射機構１０２から撮像センサ１０４に到達するまでの光路を第２光路と称する。

破線１０１ａは、Ｘ軸に沿って見た場合のフォーカスレンズ枠１０１の端部（外形）を示す。また、破線１０３ａは、Ｘ軸に沿って見た場合の固定レンズ枠１０３の端部（外形）を示す。また、破線１０６ａは、Ｘ軸に沿って見た場合のフォーカス片寄せバネ１０６の位置を示す。図８に示すように、Ｚ軸方向において、中心線ＣＡからフォーカスレンズ枠１０１の端部までの距離をｃとし、中心線ＣＡから固定レンズ枠１０３の端部までの距離をｄとした場合、ｃ＞ｄの関係となる。更に、フォーカス片寄せバネ１０６は、フォーカスレンズ枠１０１の端部よりも中心線ＣＡ側に位置する。フォーカス片寄せバネ１０６のＺ軸方向の長さをｅとした場合、ｃ≧（ｄ＋ｅ）の関係となる。

図９は、図６に示す領域Ｅを拡大した図である。図９（ａ）は、ステッピングモータ１０５の駆動によりフォーカスレンズ枠１０１がＸ軸に沿って移動し、フォーカス片寄せバネ１０６のバネ長が最小（すなわち、至近端）となった状態を示す。図９（ｂ）は、ステッピングモータ１０５の駆動によりフォーカスレンズ枠１０１がＸ軸に沿って移動し、フォーカス片寄せバネ４０６のバネ長が最大（すなわち、無限端）となった状態を示す。このとき、フォーカスレンズ枠１０１の移動可能範囲は、Ｄｄにて示される。

（構成比較）
比較例として示した撮像装置４００と、本実施形態に係る撮像装置１００の構造上の差異について比較して説明する。比較例の撮像装置４００のようにフォーカス片寄せバネ４０６を配置することで、ステッピングモータ４０５とフォーカスレンズ枠４０１の間の駆動方向に生じるガタを吸収することができる。このとき、フォーカス片寄せバネ４０６のバネ荷重は、バネが伸びきった際（図４（ａ）に相当）でもレンズ群（不図示）の駆動部に対して安全率を乗じた倍数となるように設定する必要がある。ここでの設定は、例えば、駆動部重量の３倍のバネ荷重とすることが考えられる。

一方、図５に長さｂ１として示すように、領域Ａ１のＸ軸方向の長さは撮像装置の小型化の要求に応じて短くなってしまう。これに伴ってフォーカス片寄せバネ４０６が配置可能な範囲（撮像装置４００の前面側の領域）も狭まってしまう。これに起因して、例えば、バネ荷重を駆動部重量の３倍とした場合に、フォーカス片寄せバネ４０６が縮み切った際（図４（ｂ）に相当）のバネ荷重は駆動部重量の５倍にも増大し得る。最大バネ荷重（例えば、駆動部重量の５倍）と駆動部重量（摩擦負荷成分を含む）の合計の負荷を駆動するためには、ステッピングモータ４０５による高出力が求められる。その結果、ステッピングモータ４０５のサイズも増大させる必要があり、撮像装置の小型化を妨げる要因となってしまう。

これに対し、本実施形態に係る撮像装置１００では、図７に示すように、フォーカス片寄せバネ１０６を背面側、すなわち、第２の光路側に延びるように配置している。これにより、フォーカス片寄せバネ１０６は、駆動部周りの領域Ａ２から逸脱して配置することが可能となり、領域Ａ２の範囲（Ｘ軸方向の長さｂ２）に制限されない。そのため、撮像装置１００の構成では、撮像装置４００の構成に比べ、フォーカス片寄せバネ１０６の長さを長くすることができ、最大バネ荷重を低減させることが可能となる。

また、フォーカス片寄せバネ１０６を第２の光路に交差するような構成にした場合、撮像装置１００全体のサイズ（特に、Z軸方向のサイズ）が大きくなることが考えられる。そこで、撮像装置１００では、サイズが大きくなることを抑止するため、図８を用いて説明したような、フォーカスレンズ枠１０１、固定レンズ枠１０３、およびフォーカス片寄せバネ１０６のコイル径の関係が成り立つように構成する。フォーカス片寄せバネ１０６は、第2の光路に直交することができる。設計上は直交としても製造上の誤差で直交しない場合もある。交差は直交を含む概念である。

上記の構成を有することで、撮像装置１００の構成では、撮像装置４００の構成に比べ、ステッピングモータ１０５にて必要な出力を抑えることができ、ステッピングモータ１０５のサイズを抑制することができる。また、フォーカス片寄せバネ１０６の配置に影響して、撮像装置１００全体のサイズが増大することも抑制することができる。

以上、本実施形態によれば、飛行移動体などに搭載されるカメラの高倍率化と装置の小型化の両立が可能となる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 光学系と、
前記光学系を移動させる駆動部と、
前記光学系の光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、
前記光学系を支持する支持部と、
前記支持部の一部に一端が設けられ、前記駆動部の一部に他端が設けられた弾性部と、
を備える、レンズ装置。
この構成により、飛行移動体などに搭載されるカメラの高倍率化と装置の小型化の両立が可能となる。

（２） 前記光路は、前記反射部材により光が反射される前の第１光路と、前記反射部材により前記光が反射された後の第２光路から少なくともなり、
前記弾性部の前記他端が設けられる領域は、前記支持部の第２光路に対応する領域である、（１）に記載のレンズ装置。
この構成により、第２光路側の領域を利用して弾性部を設置し、装置の小型化が可能となる。

（３） 前記弾性部は、前記駆動部から前記第２光路に交差する方向に前記支持部に沿って設けられたガイドに設けられる、（２）に記載のレンズ装置。
この構成により、弾性部を意図する方向に沿って設置し、その伸縮方向を規制することが可能となる。

（４） 前記第１光路上に、前記駆動部にて移動されるフォーカスレンズ枠が設けられ、
前記第２光路上に、固定して設置される固定レンズ枠が設けられる、（２）または（３）に記載のレンズ装置。
この構成により、各レンズ枠と各光路の位置関係を考慮して配置することができる。

（５） 前記弾性部は、当該弾性部のコイル径の方向において、前記フォーカスレンズ枠の外形と、前記固定レンズ枠の外形の差以内に収まる様に設けられる、（４）に記載のレンズ装置。
この構成により、第２光路側に弾性部を設置しても、装置の小型化が可能となる。

（６） 前記弾性部は、片寄せバネまたは引っ張りバネである、（１）～（５）のいずれかに記載のレンズ装置。
この構成により、弾性部として片寄せバネまたは引っ張りバネのいずれかを利用して装置を構成することが可能となる。

（７） （１）～（６）のいずれかに記載のレンズ装置と、
撮像素子と、を備える撮像装置。
この構成により、飛行移動体などに搭載されるカメラの高倍率化と装置の小型化の両立が可能となる。

（８） （７）に記載の撮像装置と、
支持機構と、
を備える移動体。
この構成により、飛行移動体などに搭載されるカメラの高倍率化と装置の小型化の両立が可能となる。

１０ 撮像システム
２０ ＵＡＶ本体
５０ ジンバル
６０ 撮像装置
１００ 撮像装置
１０１ フォーカスレンズ枠
１０２ 反射機構
１０３ 固定レンズ枠
１０４ 撮像センサ
１０５ ステッピングモータ
１０６ フォーカス片寄せバネ
１０７ 筐体
３００ 遠隔操作装置
４００ 撮像装置
１０００ ＵＡＶ

Claims (8)

1. 光学系と、
   前記光学系を移動させる駆動部と、
   前記光学系の光路を折り曲げる反射面を有する反射部材と、
   前記光学系を支持する支持部と、
   前記支持部の一部に一端が設けられ、前記駆動部の一部に他端が設けられた弾性部と、
   を備える、レンズ装置。
2. 前記光路は、前記反射部材により光が反射される前の第１光路と、前記反射部材により前記光が反射された後の第２光路から少なくともなり、
   前記弾性部の前記他端が設けられる領域は、前記支持部の第２光路に対応する領域である、請求項１に記載のレンズ装置。
3. 前記弾性部は、前記駆動部から前記第２光路に交差する方向に前記支持部に沿って設けられたガイドに設けられる、請求項２に記載のレンズ装置。
4. 前記第１光路上に、前記駆動部にて移動されるフォーカスレンズ枠が設けられ、
   前記第２光路上に、固定して設置される固定レンズ枠が設けられる、
   請求項２または３に記載のレンズ装置。
5. 前記弾性部は、当該弾性部のコイル径の方向において、前記フォーカスレンズ枠の外形と、前記固定レンズ枠の外形の差以内に収まる様に設けられる、請求項４に記載のレンズ装置。
6. 前記弾性部は、片寄せバネまたは引っ張りバネである、請求項１～５のいずれか一項に記載のレンズ装置。
7. 請求項１～６のいずれか一項に記載のレンズ装置と、
   撮像素子と、
   を備える撮像装置。
8. 請求項７に記載の撮像装置と、
   支持機構と、
   を備える移動体。

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