JP6146520B1 - 光学装置、移動体、保持位置調整方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】たとえ重りを用いない場合でも、レンズを含む装置を保持する保持部に加えられる負荷が、レンズの移動により変動することを抑制することが望まれている。【解決手段】光学装置は、１又は複数のレンズを有する光学部と、回転軸を中心に光学部を回転可能に保持する保持部と、１又は複数のレンズの移動に対応させて、回転軸の方向とは異なる方向における保持部による光学部の保持位置を調整する調整部とを備える。保持部は、１又は複数のレンズの光軸の方向とは異なる方向の回転軸を中心に、光学部を回転可能に保持してよい。調整部は、１又は複数のレンズの光軸の方向への移動に対応させて、保持部による光学部の保持位置を光軸に沿って調整してよい。【選択図】図２

Description

本発明は、光学装置、移動体、保持位置調整方法、及びプログラムに関する。

特許文献１には、ズーム操作又はフォーカス操作によるレンズの移動方向の反対方向に補助バランスウェイトを移動させるカメラスタビライザが開示されている。特許文献２には、ズームレンズのズーム動作と連動してウェイトを移動させて重量バランスを得る重量バランス調整構造が開示されている。
特許文献１ 特開平０８−０２２０６８号公報
特許文献２ 特開２０１０−３９３５０号公報

ウェイトを搭載していなくても、レンズを含む装置を保持する保持部に加えられる負荷が、レンズの移動により変動することを抑制できる機構又は方法が望まれている。

一態様において、光学装置は、１又は複数のレンズを有する光学部と、回転軸を有し、光学部を回転可能に保持する保持部と、１又は複数のレンズの移動に対応させて、回転軸に平行な方向と交わる方向における保持部による光学部の保持位置を調整する調整部とを備える。

調整部は、１又は複数のレンズの光軸の方向への移動に対応させて、保持部による光学部の保持位置を光軸に沿って調整してよい。

調整部は、１又は複数のレンズの光軸の方向への移動によって光学部の重心の位置が変化する場合に、光学部の重心の位置の変化する方向に、保持部による光学部の保持位置を調整してよい。

調整部は、回転軸が光学部の重心から予め定められた距離の範囲内を通るように、保持部による光学部の保持位置を調整してよい。

光学装置は、１又は複数のレンズの位置を示すレンズ位置設定情報に基づいて、１又は複数のレンズの位置を制御する制御部を備えてよい。光学装置は、複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに対応づけて、保持部による光学部の保持位置を示す保持位置情報を格納する第１格納部を備えてよい。調整部は、制御部が用いるレンズ位置設定情報に対応づけて第１格納部に格納されている保持位置情報に基づいて、保持部による光学部の保持位置を調整してよい。

光学装置は、１又は複数のレンズが複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに基づいて位置づけられた場合に、光学部から保持部に加えられる負荷を測定する測定部を備えてよい。光学装置は、測定部が測定した負荷に基づいて、１又は複数のレンズが複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに基づいて位置づけられた場合に、保持部が光学部を保持すべき保持位置を決定する決定部を備えてよい。第１格納部は、複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに対応づけて、決定部が決定した保持位置を示す保持位置情報を格納してよい。

光学装置は、光学部の重心の位置を示す重心位置情報を取得する取得部を備えてよい。光学装置は、重心位置情報に基づいて、１又は複数のレンズが複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに基づいて位置づけられた場合に、保持部が光学部を保持すべき保持位置を決定する決定部を備えてよい。第１格納部は、複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに対応づけて、決定部が決定した保持位置を示す保持位置情報を格納してよい。

１又は複数のレンズは、交換レンズでよい。光学部は、１又は複数のレンズの複数の位置のそれぞれに対応する複数の重心位置情報を格納する第２格納部を有してよい。取得部は、第２格納部から複数の重心位置情報を取得してよい。

光学装置は、光学部から保持部に加えられる負荷を測定する測定部を備えてよい。光学装置は、測定部が測定した負荷が予め定められた許容範囲になるように、保持部が光学部を保持すべき保持位置を決定する決定部を備えてよい。

光学部は、１又は複数のレンズにより結像された像を撮像する撮像部を有してよい。

一態様において、移動体は、光学装置を備えて移動する。

決定部は、移動体に電源が投入されてから移動体が移動し始めるまでの間に、保持部が光学部を保持すべき保持位置を決定してよい。

移動体は、移動体を移動させるための駆動部を備えてよい。移動体は、移動体の状況又は移動体の周囲の状況を検出する検出部を備えてよい。移動体は、駆動部及び検出部の動作確認を実行する実行部を備えてよい。決定部は、実行部が動作確認を実行している間に、保持部が光学部を保持すべき保持位置を決定してよい。

一態様において、保持位置調整方法は、保持部よって回転軸を中心に回転可能に保持された光学部が有する１又は複数のレンズを移動させる段階と、１又は複数のレンズの移動に対応させて、回転軸の方向とは異なる方向における保持部による光学部の保持位置を調整する段階とを備える。

保持位置調整方法は、１又は複数のレンズの位置を示すレンズ位置設定情報に基づいて、１又は複数のレンズの位置を制御する段階を備えてよい。調整する段階は、制御する段階で用いられるレンズ位置設定情報に対応づけて第１格納部に格納されている保持位置情報に基づいて、保持部による光学部の保持位置を調整する段階を含んでよい。

保持位置調整方法は、１又は複数のレンズが複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに基づいて位置づけられた場合に、光学部から保持部に加えられる負荷を測定する段階を備えてよい。保持位置調整方法は、測定された負荷に基づいて、１又は複数のレンズが複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに基づいて位置づけられた場合に、保持部が光学部を保持すべき保持位置を決定する段階を備えてよい。保持位置調整方法は、複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに対応づけて、決定された保持位置を示す保持位置情報を第１格納部に格納する段階を備えてよい。

保持位置調整方法は、光学部の重心の位置を示す重心位置情報を取得する段階を備えてよい。保持位置調整方法は、重心位置情報に基づいて、１又は複数のレンズが複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに基づいて位置づけられた場合に、保持部が光学部を保持すべき保持位置を決定する段階を備えてよい。保持位置調整方法は、複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに対応づけて、決定された保持位置を示す保持位置情報を第１格納部に格納する段階を備えてよい。

一態様において、プログラムは、保持位置調整方法をコンピュータに実行させる。

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。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。

無人航空機（ＵＡＶ）の外観の一例を示す図である。 ＵＡＶの機能ブロック一例を示す図である。 光学部の保持位置を調整するための機構の一例を示す図である。 光学部の保持位置を調整する様子の一例を示す図である。 保持位置情報を生成する手順の一例を示す図である。 保持位置情報を生成する手順の他の例を示す図である。 レンズ制御に対応して保持位置の調整を行う手順の一例を示す図である。 レンズ制御に対応して保持位置の調整を行う手順の他の例を示す図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

特許請求の範囲、明細書、図面、及び要約書には、著作権による保護の対象となる事項が含まれる。著作権者は、これらの書類の何人による複製に対しても、特許庁のファイルまたはレコードに表示される通りであれば異議を唱えない。ただし、それ以外の場合、一切の著作権を留保する。

図１は、無人航空機（ＵＡＶ）１００の外観の一例を示す。ＵＡＶ１００は、ＵＡＶ本体１０２、ジンバル１１０、及び光学部２００を備える。ジンバル１１０及び光学部２００は、光学装置の一例である。ＵＡＶ１００は、光学装置を備えて移動する移動体の一例である。移動体とは、ＵＡＶの他、空中を移動する他の航空機、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。

ＵＡＶ本体１０２は、複数の回転翼を備える。ＵＡＶ本体１０２は、複数の回転翼の回転を制御することでＵＡＶ１００を飛行させる。ＵＡＶ本体１０２は、例えば、４つの回転翼を用いてＵＡＶ１００を飛行させる。回転翼の数は、４つには限定されない。ＵＡＶ１００は、回転翼を有さない固定翼機でもよい。

ジンバル１１０は、光学部２００を回転可能に保持する。例えば、ジンバル１１０は、光学部２００をピッチ軸で回転可能に保持する。ジンバル１１０は、さらにロール軸及びヨー軸のそれぞれを中心に回転可能に光学部２００を保持する。光学部２００は、カメラでよく、被写体を撮像することにより画像データを生成して記録する。

図２は、ＵＡＶ１００の機能ブロックの一例を示す。ＵＡＶ１００は、ＵＡＶ本体１０２、ジンバル１１０、及び光学部２００を備える。ＵＡＶ本体１０２、ジンバル１１０、及び光学部２００が備える各部は、ハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのいずれかで構成されてよい。ＵＡＶ本体１０２は、ＵＡＶ制御部１０４、メモリ１０６、通信インタフェース１２０、駆動部１２２、及び検出部１２４を備える。駆動部１２２は、ＵＡＶ１００を移動させる機構である。駆動部１２２は、例えば、複数の回転翼、及び複数の回転翼を駆動する複数の駆動モータを含む。ＵＡＶ１００は、駆動部１２２が駆動することで飛行する。

通信インタフェース１２０は、外部の送信機と通信する。通信インタフェース１２０は、ＵＡＶ制御部１０４に対する各種の命令を遠隔の送信機から受信する。メモリ１０６は、ＵＡＶ制御部１０４が飛行制御及び撮像制御をするのに必要なプログラム等を格納する。メモリ１０６は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びＵＳＢメモリ等のフラッシュメモリの少なくとも１つを含んでよい。メモリ１０６は、ＵＡＶ１００の筐体に設けられてよい。メモリ１０６は、ＵＡＶ１００の筐体から取り外し可能に設けられてよい。

検出部１２４は、ＵＡＶ１００の状況、又はＵＡＶ１００の周囲の状況を検出する。検出部１２４は、例えば、ＵＡＶ１００の緯度、経度、及び高度を含む位置、及びＵＡＶ１００の機首の向きに対応する方位を検出する。検出部１２４は、ＵＡＶ１００の周囲を撮像するセンシング用の撮像装置を含んでよい。

ＵＡＶ制御部１０４は、メモリ１０６に格納されたプログラムに従ってＵＡＶ１００の飛行及び撮像を制御する。ＵＡＶ制御部１０４は、ＣＰＵ又はＭＰＵ等のマイクロプロセッサ、ＭＣＵ等のマイクロコントローラ等により構成されてよい。ＵＡＶ制御部１０４は、通信インタフェース１２０を介して遠隔の送信機から受信した命令に従って、ＵＡＶ１００の飛行及び撮像を制御する。

ＵＡＶ制御部１０４は、検出部１２４から取得した複数の画像を解析することで、ＵＡＶ１００の周囲の環境を特定してよい。ＵＡＶ制御部１０４は、ＵＡＶ１００の周囲の環境に基づいて、例えば、障害物を回避して飛行を制御する。ＵＡＶ制御部１０４は、複数の撮像装置により撮像された複数の画像に基づいてＵＡＶ１００の周囲の３次元空間データを生成し、３次元空間データに基づいて飛行を制御してよい。

ＵＡＶ制御部１０４は、動作確認実行部１０８を含む。動作確認実行部１０８は、ＵＡＶ１００の飛行前のイニシャライズを実行する。動作確認実行部１０８は、駆動部１２２及び検出部１２４の動作確認を実行する。動作確認実行部１０８は、ＵＡＶ１００の飛行前に、駆動部１２２及び検出部１２４の動作確認を実行してよい。動作確認実行部１０８は、回転翼を駆動させる駆動モータ、及びＵＡＶ１００の状況を検出する各種センサの動作確認を実行してよい。動作確認実行部１０８は、実行部の一例である。

光学部２００は、複数のレンズ２１０、レンズ移動機構２１２、レンズ制御部２２０、重心位置情報格納部２２２、レンズ位置設定情報格納部２２４、及び撮像部２３０を有する。撮像部２３０は、撮像素子２３２、撮像制御部２３４、及びメモリ２３６を含む。撮像素子２３２は、レンズ２１０を介して結像された光学像の画像データを生成して、撮像制御部２３４に出力する。撮像素子２３２は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳにより構成されてよい。撮像制御部２３４は、撮像素子２３２から出力された画像データをメモリ２３６に格納する。撮像制御部２３４は、ＵＡＶ制御部１０４を介して画像データをメモリ１０６に出力して格納してもよい。撮像制御部２３４は、ＵＡＶ制御部１０４から提供された光学部２００の動作命令に応じて、光学部２００を制御する。撮像制御部２３４は、ＣＰＵ又はＭＰＵなどのマイクロプロセッサ、ＭＣＵなどのマイクロコントローラなどにより構成されてよい。メモリ２３６は、コンピュータ可読可能な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びＵＳＢメモリなどのフラッシュメモリの少なくとも１つを含んでよい。メモリ２３６は、光学部２００の筐体の内部に設けられてよい。メモリ２３６は、光学部２００の筐体から取り外し可能に設けられてよい。

複数のレンズ２１０は、ズームレンズ、バリフォーカルレンズ、及びフォーカスレンズとして機能してよい。複数のレンズ２１０の少なくとも一部又は全部は、光軸に沿って移動可能に配置される。複数のレンズ２１０は、光学部２００に対して着脱可能に設けられる交換レンズでよい。レンズ移動機構２１２は、複数のレンズ２１０の少なくとも一部又は全部を光軸に沿って移動させる。

重心位置情報格納部２２２は、光学部２００の重心の位置を示す重心位置情報を格納する。重心位置情報は、例えば、光学部２００の重心の位置を示す情報、及び光学部２００の質量を示す情報を含む。光学部２００の重心の位置を示す情報は、ズーム位置毎の重心の位置を示す情報を含む。重心位置情報は、例えば、交換レンズのズーム位置毎の重心の位置、交換レンズの質量、カメラ本体の重心の位置、及びカメラ本体の質量を示す情報を含む。重心位置情報格納部２２２は、第２格納部の一例である。

レンズ位置設定情報格納部２２４は、１又は複数のレンズ２１０の位置を示すレンズ位置設定情報を格納する。レンズ位置設定情報は、例えば、ズーム位置に対応する１又は複数のレンズ２１０の位置を示す情報を含む。レンズ位置設定情報格納部２２４は、複数のズーム位置に応じた複数のレンズ位置設定情報を格納してよい。重心位置情報格納部２２２及びレンズ位置設定情報格納部２２４は、メモリで構成されてよい。メモリは、コンピュータ可読可能な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びＵＳＢメモリなどのフラッシュメモリの少なくとも１つを含んでよい。

レンズ制御部２２０は、１又は複数のレンズ２１０の位置を示すレンズ位置設定情報に基づいて、１又は複数のレンズ２１０の位置を制御する。レンズ制御部２２０は、撮像部２３０からのレンズ制御命令に従って、レンズ移動機構２１２を駆動して、１又は複数のレンズ２１０を光軸方向に沿って移動させる。レンズ制御命令は、例えば、ズーム制御命令、及びフォーカス制御命令である。レンズ制御部２２０は、ズーム制御命令が示すズーム位置に対応するレンズ位置設定情報をレンズ位置設定情報格納部２２４から取得する。レンズ制御部２２０は、レンズ位置設定情報が示す１又は複数のレンズ２１０の位置に、レンズ移動機構２１２を介して１又は複数のレンズ２１０を移動させる。レンズ制御部２２０は、制御部の一例である。

ジンバル１１０は、保持部１３０、ジンバル制御部１４０、及び保持位置情報格納部１４８を備える。保持部１３０は、回転軸を中心に光学部２００を回転可能に保持する。保持部１３０は、１又は複数のレンズ２１０の光軸の方向とは異なる方向の回転軸を中心に、光学部２００を回転可能に保持する。保持部１３０は、ヨー軸回転機構１３２、ピッチ軸回転機構１３４、及びロール軸回転機構１３６を有する。ヨー軸回転機構１３２は、ヨー軸を中心に光学部２００を回転させる。ピッチ軸回転機構１３４は、ピッチ軸を中心に光学部２００を回転させる。ロール軸回転機構１３６は、ロール軸を中心に光学部２００を回転させる。

保持位置情報格納部１４８は、複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに対応づけて、保持部１３０による光学部２００の保持位置を示す保持位置情報を格納する。保持位置情報格納部１４８は、メモリで構成されてよい。保持位置情報格納部１４８は、第１格納部の一例である。メモリは、コンピュータ可読可能な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びＵＳＢメモリなどのフラッシュメモリの少なくとも１つを含んでよい。当該メモリは、ジンバル１１０の筐体の内部に設けられてよい。当該メモリは、ジンバル１１０の筐体から取り外し可能に設けられてよい。当該メモリは、ＵＡＶ本体１０２の筐体の内部に設けられてよい。当該メモリは、ＵＡＶ本体１０２の筐体から取り外し可能に設けられてよい。

ジンバル制御部１４０は、負荷測定部１４２、保持位置決定部１４４、レンズ情報取得部１４６、及び保持位置調整部１５０を含む。ジンバル制御部１４０は、保持部１３０を介して光学部２００の姿勢を制御する。ジンバル制御部１４０は、保持位置調整部１５０を介して保持部１３０による光学部２００の保持位置を制御する。ジンバル制御部１４０は、ＣＰＵ又はＭＰＵなどのマイクロプロセッサ、ＭＣＵなどのマイクロコントローラなどにより構成されてよい。

保持位置調整部１５０は、１又は複数のレンズ２１０の移動に対応させて、保持部１３０の特定の回転軸の方向とは異なる方向における保持部１３０による光学部２００の保持位置を調整する。保持位置調整部１５０は、１又は複数のレンズ２１０の光軸の方向への移動に対応させて、保持部１３０による光学部２００の保持位置を光軸に沿って調整してよい。保持位置調整部１５０は、１又は複数のレンズ２１０の光軸の方向への移動によって光学部２００の重心の位置が変化する場合に、光学部２００の重心の位置の変化する方向に、保持部１３０による光学部２００の保持位置を調整してよい。保持位置調整部１５０は、特定の回転軸が光学部２００の重心を通るように、保持部１３０による光学部２００の保持位置を調整してよい。保持位置調整部１５０は、保持部１３０のピッチ軸が光学部２００の重心を通るように、保持部１３０による光学部２００の保持位置を調整してよい。保持位置調整部１５０は、レンズ制御部２２０が用いるレンズ位置設定情報に対応づけて保持位置情報格納部１４８に格納されている保持位置情報に基づいて、保持部１３０による光学部２００の保持位置を調整してよい。保持位置調整部１５０は、調整部の一例である。

負荷測定部１４２は、光学部２００から保持部１３０に加えられる負荷を測定する。負荷測定部１４２は、１又は複数のレンズ２１０が複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに基づいて位置づけられた場合に、光学部２００から保持部１３０に加えられる負荷を測定してよい。負荷測定部１４２は、１又は複数のレンズ２１０がレンズ位置設定情報に基づいて位置づけられ、保持部１３０が複数のレンズ２１０の光軸を水平に維持するように光学部２００を保持しているときのピッチ軸回転機構１３４の駆動トルクを、負荷として測定してよい。負荷測定部１４２は、１又は複数のレンズ２１０がレンズ位置設定情報に基づいて位置づけられ、保持部１３０が複数のレンズ２１０の光軸を水平に維持するように光学部２００を保持しているときに、ピッチ軸回転機構１３４の駆動モータに供給されている電流値を、負荷として測定してよい。負荷測定部１４２は、１又は複数のレンズ２１０が複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに基づいて位置づけられた場合におけるそれぞれの駆動トルク又は電流値を測定してよい。負荷測定部１４２は、測定部の一例である。

保持位置決定部１４４は、負荷測定部１４２が測定した負荷が予め定められた許容範囲になるように、保持部１３０が光学部２００を保持すべき保持位置を決定する。保持位置決定部１４４は、負荷測定部１４２が測定した負荷に基づいて、１又は複数のレンズ２１０が複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに基づいて位置づけられた場合に、保持部１３０が光学部２００を保持すべき保持位置を決定してよい。保持位置情報格納部１４８は、複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに対応づけて、保持位置決定部１４４が決定した保持位置を示す保持位置情報を格納する。保持位置決定部１４４は、決定部の一例である。

レンズ情報取得部１４６は、光学部の重心の位置を示す重心位置情報を取得する。レンズ情報取得部１４６は、１又は複数のレンズ２１０の複数の位置のそれぞれに対応する複数の重心位置情報を重心位置情報格納部２２２から取得してよい。保持位置決定部１４４は、複数の重心位置情報に基づいて、１又は複数のレンズが複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに基づいて位置づけられた場合に、保持部１３０が光学部２００を保持すべき保持位置を決定してよい。レンズ情報取得部１４６は、取得部の一例である。

保持位置調整部１５０が保持部１３０による光学部２００の保持位置を調整することで、保持部１３０に加えられる負荷が１又は複数のレンズ２１０の移動により変動することを抑制できる。

図３は、光学部２００の保持位置を調整するための機構の一例を示す。図３は、図１に示される光学部２００及びジンバル１１０のＡ−Ａ断面を模式的に示す。光軸方向２０１に沿って移動する部分を実線で示し、その他の部分を点線で示している。光学部２００の側面には、ギアが形成されたレール２０２が設けられている。ピッチ軸回転機構１３４には、レール２０２のギアに対応するギア１５２が形成されている。ギア１５２がレール２０２のギアに噛み合って回転することで、光学部２００が光軸方向２０１に移動する。光学部２００の保持位置を調整するための機構は、図３に示される機構には限定されない。光学部２００が保持部１３０に保持された状態で、特定の回転軸、例えばロール軸に沿って光学部２００を移動可能な機構であれば、光学部２００の保持位置を調整するための機構は、任意の機構により構成されてよい。

図４は、光学部２００の保持位置を調整する様子の一例を示す。レンズ位置設定前において、光学部２００の重心２０３は、保持部１３０による光学部２００の保持位置を通るピッチ軸上にある。すなわち、ピッチ軸回転機構１３４のピッチ軸が、光学部２００の重心２０３を通っている。光学部２００のレンズ位置設定が行われると、重心２０３が光軸に沿って移動する。この状態では、ピッチ軸回転機構１３４のピッチ軸は、重心２０３を通っていない。そこで、保持位置調整部１５０は、光学部２００の重心２０３の位置が変化する方向に、保持部１３０による光学部２００の保持位置を調整する。これにより、ピッチ軸回転機構１３４のピッチ軸が、重心２０３を通る。レンズ位置設定と保持位置調整とは並行して行われてよい。保持位置調整後にレンズ位置設定が行われてもよい。

図４に示す例によれば、保持位置調整部１５０は、ピッチ軸回転機構１３４のピッチ軸が、光学部２００の重心２０３を通るように、保持部１３０による光学部２００の保持位置を調整している。しかし、保持位置調整部１５０は、ピッチ軸回転機構１３４のピッチ軸が、光学部２００の重心２０３を通るように、保持部１３０による光学部２００の保持位置を調整しなくてよい。保持位置調整部１５０は、ピッチ軸回転機構１３４のピッチ軸が光学部００の重心から予め定められた距離の範囲内を通るように、保持部１３０による光学部２００の保持位置を調整してよい。保持位置調整部１５０は、保持位置調整前に比べてピッチ軸回転機構１３４のピッチ軸と光学部２００の重心２０３との距離が短くなるように、保持部１３０による光学部２００の保持位置を調整してよい。保持部１３０が複数のレンズ２１０の光軸を水平に維持するように光学部２００を保持しているときのピッチ軸回転機構１３４の駆動トルクをＡ（Ｎ・ｍｍ）とする。光学部２００をワイド端からテレ端まで変化させた場合における駆動トルクの最大値Ａ_ｍａｘが予め定められた値以内になるように、保持位置調整部１５０は、保持部１３０による光学部２００の保持位置を調整してよい。

図５は、レンズ位置設定情報に応じた保持位置情報を生成する手順の一例を示す。当該手順は、ＵＡＶ１００の飛行前のイニシャライズの間に実行されてよい。動作確認実行部１０８が、ＵＡＶ１００の飛行前に、回転翼を駆動させる駆動モータ、及びＵＡＶ１００の状況を検出する各種センサの動作確認を実行している間に、当該手順は実行されてよい。

レンズ情報取得部１４６は、光学部２００が有する１又は複数のレンズ２１０に対応する複数のレンズ位置設定情報をレンズ位置設定情報格納部２２４から取得する（Ｓ１００）。レンズ情報取得部１４６は、例えば、光学部２００に装着された交換レンズのＲＯＭに記憶されたその交換レンズの仕様により定められた複数のレンズ位置設定情報を取得する。

負荷測定部１４２は、複数のレンズ位置設定情報のそれぞれの位置で、保持部１３０に加えられる負荷を測定する（Ｓ１０２）。負荷測定部１４２は、複数のレンズ位置設定情報のそれぞれの位置で、保持部１３０が複数のレンズ２１０の光軸を水平に維持するように光学部２００を保持しているときのピッチ軸回転機構１３４の駆動トルクを、負荷として測定してよい。負荷測定部１４２は、保持部１３０が複数のレンズ２１０の光軸を水平に維持するように光学部２００を保持しているときにピッチ軸回転機構１３４に供給される電流値を、負荷として取得してよい。

保持位置決定部１４４は、負荷に基づいて、複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに対応する保持位置を決定する（Ｓ１０４）。例えば、保持位置決定部１４４は、複数のレンズ位置設定情報のうちの１つのレンズ位置設定情報を選択する。保持位置決定部１４４は、選択されたレンズ位置設定情報が示すレンズ位置に１又は複数のレンズ２１０を移動するように、光学部２００に指示する。そのレンズ位置に１又は複数のレンズ２１０が移動した後、保持位置決定部１４４は、保持位置調整部１５０により保持位置を変化させる。保持位置が変化している間、保持部１３０は、複数のレンズ２１０の光軸を水平に維持するように光学部２００を保持する。保持位置決定部１４４は、保持位置を変化させている間に、負荷が最も小さくなるときの保持位置を特定する。保持位置決定部１４４は、その特定された保持位置を、そのレンズ設定情報に対応する保持位置として決定する。保持位置決定部１４４は、保持位置を変化させている間に、負荷が予め定められた値以下になるときの保持位置を、レンズ設定情報に対応する保持位置として決定してよい。保持位置決定部１４４は、複数のレンズ位置設定情報のそれぞれについて保持位置を決定する処理を繰り返す。保持位置決定部１４４は、複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに対応付けて、保持位置を示す保持位置情報を保持位置情報格納部１４８に格納する（Ｓ１０６）。

図６は、レンズ位置設定情報に応じた保持位置情報を生成する手順の他の例を示す。当該手順は、図５に示す手順と同様に、ＵＡＶ１００の飛行前のイニシャライズの間に実行されてよい。

レンズ情報取得部１４６は、レンズ位置設定情報格納部２２４に格納された複数のレンズ位置設定情報を取得する（Ｓ２００）。レンズ情報取得部１４６は、さらに、重心位置情報格納部２２２に格納された複数のレンズ位置設定情報のそれぞれにおける光学部２００の重心の位置を示す重心位置情報を取得する（Ｓ２０２）。保持位置決定部１４４は、複数の重心位置情報に基づいて、複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに対する保持位置を決定する（Ｓ２０４）。保持位置決定部１４４は、例えば、ピッチ軸回転機構１３４のピッチ軸が光学部２００の重心を通るように、保持位置を決定する。保持位置決定部１４４は、複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに対応付けて、保持位置を示す保持位置情報を格納する（Ｓ２０６）。

以上の通り、保持位置決定部１４４は、ＵＡＶ１００の飛行前のイニシャライズの間に複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに対応する保持位置を保持位置情報格納部１４８に格納してよい。

図７は、レンズ制御に対応して保持位置の調整を行う手順の一例を示す。当該手順は、例えば、飛行中のＵＡＶ１００が撮像している間に実行される。

光学部２００は、ＵＡＶ本体１０２からレンズ制御命令を受信する（Ｓ３００）。レンズ制御部２２０は、レンズ位置設定情報格納部２２４を参照してレンズ制御命令に応じたレンズ位置設定を決定する（Ｓ３０２）。レンズ制御部２２０は、レンズ移動機構２１２を介して、１又は複数のレンズ２１０をレンズ位置設定に基づいて光軸に沿って移動する（Ｓ３０４）。保持位置決定部１４４は、レンズ制御命令に応じたレンズ位置設定情報を光学部２００から取得する。保持位置決定部１４４は、取得したレンズ位置設定情報が示すレンズ位置設定に対応する保持位置を保持位置情報格納部１４８を参照することで決定する（Ｓ３０６）。保持位置調整部１５０は、決定された保持位置に基づいて、光学部２００の保持位置を調整する（Ｓ３０８）。

これにより、１又は複数のレンズ２１０の移動により、光学部２００の重心の位置が変化しても、保持部１３０は、ピッチ軸回転機構１３４のピッチ軸が光学部２００の重心を通るように光学部２００を保持できる。保持位置調整部１５０は、レンズ移動機構２１２が１又は複数のレンズ２１０を移動している間に、光学部２００の保持位置を調整してよい。保持位置調整部１５０が、光学部２００の保持位置を調整した後に、レンズ移動機構２１２が１又は複数のレンズ２１０を移動させてもよい。

図８は、レンズ制御に対応して保持位置の調整を行う手順の他の例を示す図である。当該手順は、複数のレンズ位置設定毎に保持位置を決定する手順をＵＡＶ１００の飛行前のイニシャライズの間に実行していない場合に、実行されてよい。

光学部２００は、ＵＡＶ本体１０２からレンズ制御命令を受信する（Ｓ４００）。レンズ制御部２２０は、レンズ位置設定情報格納部２２４を参照してレンズ制御命令に応じたレンズ位置設定を決定する（Ｓ４０２）。レンズ制御部２２０は、レンズ位置設定に基づいて。レンズ移動機構２１２を介して１又は複数のレンズ２１０を光軸に沿って移動する（Ｓ４０４）。負荷測定部１４２は、保持部１３０に加えられる負荷を測定する（Ｓ４０６）。

保持位置決定部１４４は、測定された負荷が許容範囲内か否かを判定する（Ｓ４０８）。負荷が許容範囲内であれば、保持部１３０は、ピッチ軸回転機構１３４のピッチ軸が光学部２００の重心付近を通っていると判断して、処理を終了する。一方、負荷が許容範囲外であれば、保持位置決定部１４４は、負荷に基づいて保持部１３０による光学部２００の保持位置を決定する。例えば、保持位置決定部１４４は、ピッチ軸回転機構１３４に供給されている電流値に基づいて、現在の保持位置から光学部２００を移動させる方向及び距離を決定する。保持位置決定部１４４は、決定された保持位置に光学部２００の保持位置を調整できるか否かを判定する（Ｓ１４２）。保持位置決定部１４４は、決定された方向にさらに決定された距離だけ光学部２００を移動させることができない場合には、処理を終了する。移動させることができる場合には、保持位置調整部１５０が、決定された保持位置に基づいて保持部１３０による光学部２００の保持位置を調整する（Ｓ４１４）。

調整後、負荷測定部１４２が改めて保持部１３０に加えられる負荷を測定する。保持位置決定部１４４は、負荷が許容範囲内に含まれるまで、もしくは保持位置の調整ができなくなるまで、ステップＳ４０６からＳ４１４までの処理を繰り返す。

以上の手順により、複数のレンズ位置設定毎に保持位置を決定する手順をＵＡＶ１００のイニシャライズの間に実行していない場合でも、保持部１３０による光学部２００の保持位置の調整を実行できる。

１又は複数のレンズ２１０の移動に合わせて、保持部１３０による光学部２００の保持位置が調整される。よって、ＵＡＶ１００がウェイトを搭載していなくても、保持部１３０に加えられる負荷が、１又は複数のレンズ２１０の移動により変動することを抑制できる。例えば、光学部２００がズーム動作する間に保持位置調整部１５０が光学部２００の保持位置を調整することで、ＵＡＶ１００が飛行中に光学部２００がズーム動作を実行しても、ＵＡＶ１００は安定した飛行を継続できる。

上記の実施形態に示される複数の段階の少なくとも１つの段階は、ハードウェア、又は関連するハードウェアに命令するプログラムによって実装されてよい。プログラムは、コンピュータ可読記録媒体に格納されてよい。記録媒体は、ＲＯＭ、磁気ディスク、及び光ディスクの少なくとも１つを含んでよい。

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。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現できる。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１００ ＵＡＶ
１０２ ＵＡＶ本体
１０４ ＵＡＶ制御部
１０６ メモリ
１０８ 動作確認実行部
１１０ ジンバル
１２０ 通信インタフェース
１２２ 駆動部
１２４ 検出部
１３０ 保持部
１３２ ヨー軸回転機構
１３４ ピッチ軸回転機構
１３６ ロール軸回転機構
１４０ ジンバル制御部
１４２ 負荷測定部
１４４ 保持位置決定部
１４６ レンズ情報取得部
１４８ 保持位置情報格納部
１５０ 保持位置調整部
１５２ ギア
２００ 光学部
２０２ レール
２１０ レンズ
２１２ レンズ移動機構
２２０ レンズ制御部
２２２ 重心位置情報格納部
２２４ レンズ位置設定情報格納部
２３０ 撮像部
２３２ 撮像素子
２３４ 撮像制御部
２３６ メモリ

Claims (10)

1. 光学装置を備えて移動する移動体であって、
   前記移動体を移動させるための駆動部と、
   前記移動体の状況又は前記移動体の周囲の状況を検出する検出部と、
   前記駆動部及び前記検出部の動作確認を実行する実行部と
   を備え、
   前記光学装置は、
   １又は複数のレンズを有する光学部と、
   回転軸を有し、前記光学部を回転可能に保持する保持部と、
   前記１又は複数のレンズの移動に対応させて、前記回転軸に平行な方向と交わる方向における前記保持部による前記光学部の保持位置を調整する調整部と、
   前記１又は複数のレンズの位置を示すレンズ位置設定情報に基づいて、前記１又は複数のレンズの位置を制御する制御部と、
   前記１又は複数のレンズが複数の前記レンズ位置設定情報のそれぞれに基づいて位置づけられた場合に、前記光学部から前記保持部に加えられる負荷を測定する測定部と、
   前記測定部が測定した負荷に基づいて、前記１又は複数のレンズが前記複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに基づいて位置づけられた場合に、前記保持部が前記光学部を保持すべき保持位置を決定する決定部と、
   前記複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに対応づけて、前記決定部が決定した保持位置を示す保持位置情報を格納する第１格納部と
   を備え、
   前記調整部は、前記制御部が用いる前記レンズ位置設定情報に対応づけて前記第１格納部に格納されている前記保持位置情報に基づいて、前記保持部による前記光学部の保持位置を調整し、
   前記決定部は、前記移動体に電源が投入されてから前記移動体が移動し始めるまでの間の前記実行部が動作確認を実行している間に、前記保持部が前記光学部を保持すべき保持位置を決定する、移動体。
2. 光学装置を備えて移動する移動体であって、
   前記移動体は、
   前記移動体を移動させるための駆動部と、
   前記移動体の状況又は前記移動体の周囲の状況を検出する検出部と、
   前記駆動部及び前記検出部の動作確認を実行する実行部と
   を備え、
   前記光学装置は、
   １又は複数のレンズを有する光学部と、
   回転軸を有し、前記光学部を回転可能に保持する保持部と、
   前記１又は複数のレンズの移動に対応させて、前記回転軸に平行な方向と交わる方向における前記保持部による前記光学部の保持位置を調整する調整部と、
   前記１又は複数のレンズの位置を示すレンズ位置設定情報に基づいて、前記１又は複数のレンズの位置を制御する制御部と、
   前記光学部の重心の位置を示す重心位置情報を取得する取得部と、
   前記重心位置情報に基づいて、前記１又は複数のレンズが複数の前記レンズ位置設定情報のそれぞれに基づいて位置づけられた場合に、前記保持部が前記光学部を保持すべき保持位置を決定する決定部と、
   前記複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに対応づけて、前記決定部が決定した保持位置を示す保持位置情報を格納する第１格納部と
   備え、
   前記調整部は、前記制御部が用いる前記レンズ位置設定情報に対応づけて前記第１格納部に格納されている前記保持位置情報に基づいて、前記保持部による前記光学部の保持位置を調整し、
   前記決定部は、前記移動体に電源が投入されてから前記移動体が移動し始めるまでの間の前記実行部が動作確認を実行している間に、前記保持部が前記光学部を保持すべき保持位置を決定する、移動体。
3. 前記１又は複数のレンズは、交換レンズであり、
   前記光学部は、前記１又は複数のレンズの複数の位置のそれぞれに対応する複数の前記重心位置情報を格納する第２格納部を有し、
   前記取得部は、前記第２格納部から前記複数の重心位置情報を取得する、請求項２に記載の移動体。
4. 前記調整部は、前記１又は複数のレンズの光軸の方向への移動に対応させて、前記保持部による前記光学部の保持位置を前記光軸に沿って調整する、請求項１から３のいずれか一項に記載の移動体。
5. 前記調整部は、前記１又は複数のレンズの前記光軸の方向への移動によって前記光学部の重心の位置が変化する場合に、前記光学部の重心の位置の変化する方向に、前記保持部による前記光学部の保持位置を調整する、請求項４に記載の移動体。
6. 前記調整部は、前記回転軸が前記光学部の重心から予め定められた距離の範囲内を通るように、前記保持部による前記光学部の保持位置を調整する、請求項１から５のいずれか一項に記載の移動体。
7. 前記光学部は、前記１又は複数のレンズにより結像された像を撮像する撮像部を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の移動体。
8. １又は複数のレンズを有する光学部と、回転軸を有し、前記光学部を回転可能に保持する保持部とを備える光学装置を備えて移動する移動体において、前記保持部が前記光学部を保持する保持位置を調整する保持位置調整方法であって、
   前記移動体は、前記移動体を移動させるための駆動部と、前記移動体の状況又は前記移動体の周囲の状況を検出する検出部と、前記駆動部及び前記検出部の動作確認を実行する実行部とをさらに備え、
   前記保持位置調整方法は、
   前記１又は複数のレンズの位置を、前記１又は複数のレンズの位置を示すレンズ位置設定情報に基づいて、制御する段階と、
   前記１又は複数のレンズが複数の前記レンズ位置設定情報のそれぞれに基づいて位置づけられた場合に、前記光学部から前記保持部に加えられる負荷を測定する段階と、
   測定された負荷に基づいて、前記１又は複数のレンズが前記複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに基づいて位置づけられた場合に、前記保持部が前記光学部を保持すべき保持位置を決定する段階と、
   前記複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに対応づけて、決定された保持位置を示す保持位置情報を第１格納部に格納する段階と、
   レンズ制御命令に応じた前記１又は複数のレンズの移動に対応させて、前記レンズ制御命令に応じたレンズ位置設定情報に対応づけて前記第１格納部に格納されている保持位置情報に基づいて、前記回転軸の方向とは異なる方向における前記保持部による前記光学部の保持位置を調整する段階と
   を備え、
   前記決定する段階は、前記移動体に電源が投入されてから前記移動体が移動し始めるまでの間の前記実行部が動作確認を実行している間に、前記保持部が前記光学部を保持すべき保持位置を決定する、保持位置調整方法。
9. １又は複数のレンズを有する光学部と、回転軸を有し、前記光学部を回転可能に保持する保持部とを備える光学装置を備えて移動する移動体において、前記保持部が前記光学部を保持する保持位置を調整する保持位置調整方法であって、
   前記移動体は、前記移動体を移動させるための駆動部と、前記移動体の状況又は前記移動体の周囲の状況を検出する検出部と、前記駆動部及び前記検出部の動作確認を実行する実行部とをさらに備え、
   前記保持位置調整方法は、
   前記光学部の重心の位置を示す重心位置情報を取得する段階と、
   前記重心位置情報に基づいて、前記１又は複数のレンズが、前記１又は複数のレンズの位置を示す複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに基づいて位置づけられた場合に、前記保持部が前記光学部を保持すべき保持位置を決定する段階と、
   前記複数のレンズ位置設定情報のそれぞれに対応づけて、決定された保持位置を示す保持位置情報を第１格納部に格納する段階と、
   レンズ制御命令に応じた前記１又は複数のレンズの移動に対応させて、前記レンズ制御命令に応じたレンズ位置設定情報に対応づけて前記第１格納部に格納されている保持位置情報に基づいて、前記回転軸の方向とは異なる方向における前記保持部による前記光学部の保持位置を調整する段階と
   を備え、
   前記決定する段階は、前記移動体に電源が投入されてから前記移動体が移動し始めるまでの間の前記実行部が動作確認を実行している間に、前記保持部が前記光学部を保持すべき保持位置を決定する、保持位置調整方法。
10. 請求項８または９に記載の保持位置調整方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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