JP6565073B2 - 光学システム及び移動体 - Google Patents

Description

本発明は、光学システム及び移動体に関する。

沈胴式レンズを備える撮像装置が知られている（例えば、特許文献１）。
特許文献１ 特開２００９−４２７６５号公報

解決しようとする課題

本体部と、可動に設けられる光学装置とを備えるシステムにおいて、光学装置が有する複数のレンズを収容する収容部の外径が大きいと、収容部が本体部と干渉し易いという課題がある。

一般的開示

本発明の一態様に係る光学システムは、本体部を備える。光学システムは、本体部に取り付けられ、本体部に対して回転可能な光学装置を備える。光学装置は、第１のレンズ及び第２のレンズを含む複数のレンズを有するレンズ系と、レンズ系を収容する収容部とを備える。複数のレンズのうち、第２のレンズは、光学装置の回転軸から最も離れた位置に設けられる。収容部は、第１のレンズを収容する第１の部分と、第２のレンズを収容する第２の部分とを有する。第２のレンズの外径は、第１のレンズの外径より小さい。第２の部分の外径は、第１の部分の外径より小さい。

光学装置は、レンズ系を通過した光により撮像する撮像部をさらに有し、複数のレンズのうち、第２のレンズは、最も物体側に設けられてよい。

第２の部分は、第１の部分と一体的に設けられてよい。

収容部は、第１の部分と第２の部分との間に設けられ、第１の部分から第２の部分に向けて外径が漸減する第３の部分をさらに有してよい。

収容部の外径は、第１の部分から物体側に向けて漸減してよい。

光学装置は、収容部の物体側の端部に着脱可能なフード部をさらに有してよい。フード部の外径は、フード部が端部と接する位置から、フード部の最も物体側の端部に向けて、漸減してよい。

収容部の端部には、フード部の端部の外径より大きい外径を有する光学フィルタを装着するための装着部が設けられてよい。

第２の部分の外径は、第１のレンズの外径より小さくてよい。

本体部は、光学装置を回転させてレンズ系の光軸の向きを変化させる第１の回転機構と、第１の回転機構が光学装置を回転させる方向とは異なる方向に光学装置を回転させて光軸の向きを変化させる第２の回転機構とを有してよい。第１の回転機構は、第２の回転機構が光学装置を回転させた場合に、第２の部分が接近する位置に設けられてよい。

本体部は、光学装置を変位可能に支持する支持機構と、支持機構に取り付けられている持ち手部とを有してよい。

本発明の一態様に係る移動体は、上記の光学システムを備えて移動する。

移動体は無人航空機であってよい。

上記の光学システムによれば、複数のレンズを有する光学装置の可動域が狭くなりにくい。

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発明となりうる。

無人航空機（ＵＡＶ）１００及びコントローラ５０を備える移動体システム１０の一例を概略的に示す。 ＵＡＶ１００の機能ブロックの一例を示す。 撮像装置２２０及びジンバル１１０の外観斜視図である。 撮像装置２２０及びジンバル１１０の外観側面図である。 光軸を含む面で撮像装置２２０を切断した場合の模式的な断面図である。 鏡筒６００を備える撮像装置６８０の模式的な断面図である。 鏡筒６００にフード部７１０及び光学フィルタ部７２０を装着した状態を模式的に示す断面図である。 スタビライザ８００の一例を示す外観斜視図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、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。

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及びコントローラ５０を備える移動体システム１０の一例を概略的に示す。ＵＡＶ１００は、ＵＡＶ本体１０１、複数の撮像装置２３０、及び撮像装置２２０を備える。撮像装置２２０は、レンズ装置１６０及び撮像部１４０を備える。ＵＡＶ１００は、撮像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１０１は、複数の回転翼を備える。ＵＡＶ本体１０１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１０１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。

撮像装置２３０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。複数の撮像装置２３０は、ＵＡＶ１００の飛行を制御するためにＵＡＶ１００の周囲を撮像するセンシング用のカメラである。撮像装置２３０は、ＵＡＶ本体１０１に固定されていてよい。

２つの撮像装置２３０が、ＵＡＶ１００の機首である正面に設けられてよい。さらに他の２つの撮像装置２３０が、ＵＡＶ１００の底面に設けられてよい。正面側の２つの撮像装置２３０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２３０もペアとなり、ステレオカメラとして機能してよい。複数の撮像装置２３０により撮像された画像に基づいて、ＵＡＶ１００の周囲の３次元空間データが生成されてよい。撮像装置２３０により撮像された被写体までの距離は、複数の撮像装置２３０によるステレオカメラにより特定され得る。

ＵＡＶ１００が備える撮像装置２３０の数は４つには限定されない。ＵＡＶ１００は、少なくとも１つの撮像装置２３０を備えていればよい。ＵＡＶ１００は、ＵＡＶ１００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２３０を備えてもよい。撮像装置２３０は、単焦点レンズ又は魚眼レンズを有してもよい。ＵＡＶ１００に係る説明において、複数の撮像装置２３０を、単に撮像装置２３０と総称する場合がある。

コントローラ５０は、表示部５４と操作部５２を備える。操作部５２は、ＵＡＶ１００の姿勢を制御するための入力操作をユーザから受け付ける。コントローラ５０は、操作部５２が受け付けたユーザの操作に基づいて、ＵＡＶ１００を制御するための信号を送信する。

コントローラ５０は、撮像装置２３０及び撮像装置２２０の少なくとも一方が撮像した画像を受信する。表示部５４は、コントローラ５０が受信した画像を表示する。表示部５４はタッチ式のパネルであってよい。コントローラ５０は、表示部５４を通じて、ユーザから入力操作を受け付けてよい。表示部５４は、撮像装置２２０に撮像させるべき被写体の位置をユーザが指定するユーザ操作等を受け付けてよい。

撮像部１４０は、レンズ装置１６０により結像された光学像の画像データを生成して記録する。レンズ装置１６０は、撮像部１４０と一体的に設けられてよい。レンズ装置１６０は、いわゆる交換レンズであってよい。レンズ装置１６０は、撮像部１４０に対して着脱可能に設けられてよい。撮像装置２２０は、光学装置の一例である。

ＵＡＶ本体１０１は、ジンバル１１０を備える。ジンバル１１０は、撮像装置２２０を可動に支持する支持機構を有する。撮像装置２２０は、ＵＡＶ本体１０１に取り付けられる。撮像装置２２０は、ＵＡＶ本体１０１に対して回転可能である。例えば、撮像装置２２０は、ＵＡＶ本体１０１において定められる少なくとも１つの回転軸の周りに回転可能である。

ジンバル１１０は、撮像装置２２０を、ピッチ軸を中心に回転可能に支持する。ジンバル１１０は、撮像装置２２０を、ロール軸を中心に回転可能に支持する。ジンバル１１０は、撮像装置２２０を、ヨー軸を中心に回転可能に支持する。ジンバル１１０は、ピッチ軸、ロール軸、及びヨー軸の少なくとも１つの軸を中心に、撮像装置２２０を回転可能に支持してよい。ジンバル１１０は、ピッチ軸、ロール軸、及びヨー軸のそれぞれを中心に、撮像装置２２０を回転可能に支持してよい。ジンバル１１０は、撮像部１４０を保持してもよい。ジンバル１１０は、レンズ装置１６０を保持してもよい。ジンバル１１０は、ヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸の少なくとも１つを中心に撮像部１４０及びレンズ装置１６０を回転させることで、撮像装置２２０の撮像方向を変更してよい。

レンズ装置１６０は、複数のレンズを有する。レンズ装置１６０が有する複数のレンズのうち、最も物体側に位置するレンズの外径が、像面側に位置するレンズの外径より小さい。レンズ装置１６０は、レンズの外径に応じた外径を有する。例えば、レンズ装置１６０における物体側の部分の外径は、レンズ装置１６０における像面側の部分の外径より小さい。図１の点線は、ピッチ軸を中心に撮像装置２２０を回転させた場合の撮像装置２２０の向きを概略的に示す。図示されるように、レンズ装置１６０における物体側の部分の外径を小さくすることで、撮像装置２２０がジンバル１１０と干渉しにくくすることができる。また、撮像装置２２０の可動域を広げることができる。

図２は、ＵＡＶ１００の機能ブロックの一例を示す。ＵＡＶ１００は、インタフェース１０２、制御部１０４、メモリ１０６、ジンバル１１０、撮像部１４０、及びレンズ装置１６０を備える。

インタフェース１０２は、コントローラ５０と通信する。インタフェース１０２は、コントローラ５０から各種の命令を受信する。制御部１０４は、コントローラ５０から受信した命令に従って、ＵＡＶ１００の飛行を制御する。制御部１０４は、ジンバル１１０、撮像部１４０、及びレンズ装置１６０を制御する。制御部１０４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１０６は、制御部１０４がジンバル１１０、撮像部１４０、及びレンズ装置１６０を制御するのに必要なプログラムなどを格納する。

メモリ１０６は、コンピュータが可読な記録媒体でよい。メモリ１０６は、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１０６は、ＵＡＶ１００の筐体に設けられてよい。ＵＡＶ１００の筐体から取り外し可能に設けられてよい。

ジンバル１１０は、制御部１１２、ドライバ１１４、ドライバ１１６、ドライバ１１８、駆動部１２４、駆動部１２６、駆動部１２８、及び支持機構１３０を有する。駆動部１２４、駆動部１２６及び駆動部１２８は、モータであってよい。

支持機構１３０は、撮像装置２３０を支持する。支持機構１３０は、撮像装置２３０の撮像方向を可動に支持する。支持機構１３０は、撮像部１４０及びレンズ装置１６０をヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸を中心に回転可能に支持する。支持機構１３０は、回転機構１３４、回転機構１３６、及び回転機構１３８を含む。回転機構１３４は、駆動部１２４を用いてヨー軸を中心に撮像部１４０及びレンズ装置１６０を回転させる。回転機構１３６は、駆動部１２６を用いてピッチ軸を中心に撮像部１４０及びレンズ装置１６０を回転させる。回転機構１３８は、駆動部１２８を用いてロール軸を中心に撮像部１４０及びレンズ装置１６０を回転させる。

制御部１１２は、制御部１０４からのジンバル１１０の動作命令に応じて、ドライバ１１４、ドライバ１１６、及びドライバ１１８に対して、それぞれの回転角度を示す動作命令を出力する。ドライバ１１４、ドライバ１１６、及びドライバ１１８は、回転角度を示す動作命令に従って駆動部１２４、駆動部１２６、及び駆動部１２８を駆動させる。回転機構１３４、回転機構１３６、及び回転機構１３８は、駆動部１２４、駆動部１２６、及び駆動部１２８によりそれぞれ駆動されて回転し、撮像部１４０及びレンズ装置１６０の姿勢を変更する。

撮像部１４０は、レンズ系５００を通過した光により撮像する。撮像部１４０は、制御部２２２、撮像素子２２１及びメモリ２２３を備える。制御部２２２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。制御部２２２は、制御部１０４からの撮像部１４０及びレンズ装置１６０に対する動作命令に応じて、撮像部１４０及びレンズ装置１６０を制御する。メモリ２２３は、コンピュータが可読な記録媒体でよく、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２２３は、撮像部１４０の筐体の内部に設けられてよい。撮像部１４０の筐体から取り外し可能に設けられてよい。

撮像素子２２１は、撮像部１４０の筐体の内部に保持され、レンズ装置１６０を介して結像された光学像の画像データを生成して、制御部２２２に出力する。制御部２２２は、撮像素子２２１から出力された画像データをメモリ２２３に格納する。制御部２２２は、画像データを、制御部１０４を介してメモリ１０６に出力して格納してもよい。

レンズ装置１６０は、制御部１６２、レンズ系５００、及び鏡筒４００を有する。鏡筒４００は、レンズ系５００及び制御部１６２を収容する。鏡筒４００は、第１の部分４０１、第２の部分４０２及び第３の部分４０３を有する。鏡筒４００は、レンズ系５００を保持する保持筒と、レンズ装置１６０の外面を提供するレンズケースとを有してよい。鏡筒４００は、レンズ系５００を収容する収容部の一例である。

レンズ系５００は、レンズ５０１及びレンズ５０２を含む複数のレンズを有する。レンズ系５００が有する複数のレンズの一部又は全部は、レンズ系５００の光軸に沿って移動可能に配置されてよい。制御部１６２は、制御部２２２からのレンズ動作命令に従って、レンズ系５００が有する複数のレンズの少なくとも一つを光軸に沿って移動させる。なお、本実施形態の説明において、レンズ系５００の光軸のことを、単に「光軸」と呼ぶ場合がある。

レンズ５０２は、レンズ系５００が有する複数のレンズのうち、最も物体側に位置する。レンズ５０１は、レンズ５０２よりレンズ系５００の像面側に位置する。レンズ５０１は、レンズ系５００が有する複数のレンズのうち最も像面側に位置してよい。

鏡筒４００の第１の部分４０１は、光軸方向において第１の部分４０１に対応する位置に設けられた部分である。鏡筒４００の第２の部分４０２は、光軸方向において第２の部分４０２に対応する位置に設けられた部分である。

レンズ５０２の外径は、レンズ５０１の外径より小さい。鏡筒４００の第２の部分４０２の外径は、第１の部分４０１の外径より小さい。そのため、撮像装置２２０を回転させる場合に、鏡筒４００の第２の部分４０２がＵＡＶ本体１０１と干渉しにくい。なお、像面側のレンズ５０１の外径を物体側のレンズ５０２の外径より大きくすることで、撮像装置２２０の重心をＵＡＶ本体１０１の中心に近づけることができる。

レンズ装置１６０は、撮像部１４０と一体的に設けられてよい。レンズ装置１６０は、いわゆる交換レンズであってよい。レンズ装置１６０は、撮像部１４０に対して着脱可能に設けられてよい。

撮像装置２３０は、制御部２３２、制御部２３４、撮像素子２３１、メモリ２３３、及びレンズ２３５を備える。制御部２３２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。制御部２２２は、制御部１０４からの撮像素子２３１の動作命令に応じて、撮像素子２３１を制御する。

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。制御部２３４は、制御部１０４からの撮像素子２３１の動作命令に応じて、レンズ系５００が有する複数のレンズのうちの少なくとも１つのレンズを制御して、レンズ系５００の焦点距離を制御する。制御部２３４は、レンズ系５００が有する複数のレンズのうちの少なくとも１つを制御して、レンズ系５００の焦点を制御してよい。制御部２３４は、レンズ系５００が有する絞りを制御してよい。

メモリ２２３は、コンピュータが可読な記録媒体であってよい。メモリ２２３は、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。

撮像素子２３１は、レンズ２３５を介して結像された光学像の画像データを生成して、制御部２３２に出力する。制御部２３２は、撮像素子２２１から出力された画像データをメモリ２３３に格納する。

本実施形態では、ＵＡＶ１００が、制御部１０４、制御部１１２、制御部２２２、制御部２３２、制御部２３４、及び制御部１６２を備える例について説明する。しかし、制御部１０４、制御部１１２、制御部２２２、制御部２３２、制御部２３４、及び制御部１６２のうちの複数で実行される処理をいずれか１つの制御部が実行してよい。制御部１０４、制御部１１２、制御部２２２、制御部２３２、制御部２３４、及び制御部１６２で実行される処理を１つの制御部で実行してもよい。本実施形態では、ＵＡＶ１００が、メモリ１０６、メモリ２２３、及びメモリ２３３を備える例について説明する。メモリ１０６、メモリ２２３、及びメモリ２３３のうちの少なくとも１つに記憶される情報は、メモリ１０６、メモリ２２３、及びメモリ２３３のうちの他の１つ又は複数のメモリに記憶してよい。

図３は、撮像装置２２０及びジンバル１１０の外観斜視図である。図４は、撮像装置２２０及びジンバル１１０の外観側面図である。図５は、光軸を含む面で撮像装置２２０を切断した場合の模式的な断面図である。

撮像装置２２０は、ジンバル１１０に取り付けられる。撮像装置２２０は、ピッチ軸の位置でジンバル１１０に取り付けられている。撮像装置２２０は、支持機構１３０における回転機構１３６により、ピッチ軸を中心として回転可能である。撮像装置２２０は、支持機構１３０における回転機構１３４により、ヨー軸を中心として回転可能である。

回転機構１３４は、撮像装置２２０を回転させてレンズ系５００の光軸の向きを変化させる第１の回転機構の一例である。回転機構１３６は、回転機構１３４が撮像装置２２０を回転させる方向とは異なる方向に撮像装置２２０を回転させてレンズ系５００の光軸の向きを変化させる第２の回転機構の一例である。

図５に示されるように、レンズ系５００は、レンズ５０１、レンズ５０２、レンズ５０３及び５０４を有する。レンズ５０１、レンズ５０２、レンズ５０３及び５０４は、物体側から順に、レンズ５０２、レンズ５０３、レンズ５０４及び５０１の順で並ぶ。したがって、レンズ系５００が有する複数のレンズのうち、レンズ５０２は最も物体側に設けられる。レンズ系５００が有する複数のレンズのうち、レンズ５０１は最も像面側に位置する。

光軸方向において、ピッチ軸は撮像部１４０の位置に設定されている。よって、レンズ系５００が有する複数のレンズのうち、レンズ５０２は、ピッチ軸から最も離れた位置に設けられる。また、レンズ系５００が有する複数のレンズのうち、レンズ５０２は、ヨー軸から最も離れた位置に設けられる。このように、レンズ系５００が有する複数のレンズのうち、レンズ５０２は、撮像装置２２０の回転軸から最も離れた位置に設けられる。また、撮像装置２２０は、ピッチ軸の位置でジンバル１１０に取り付けられている。よって、レンズ系５００が有する複数のレンズのうち、レンズ５０２は、撮像装置２２０がＵＡＶ本体１０１に取り付けられる位置から最も離れた位置に設けられる。なお、ピッチ軸及びヨー軸は、撮像装置２２０の回転軸の一例である。ピッチ軸の位置及びヨー軸の位置は、撮像装置２２０の向きを変化させる場合の基準位置である。ピッチ軸の位置及びヨー軸の位置は、可動に設けられた撮像装置２２０を変位させるための基準位置である。

鏡筒４００の第１の部分４０１は、レンズ５０１を収容する。鏡筒４００の第２の部分４０２は、レンズ５０２を収容する。第２の部分４０２は、第１の部分４０１と一体的に設けられてよい。

鏡筒４００の第３の部分４０３は、第１の部分４０１と第２の部分４０２との間に設けられた部分である。第３の部分４０３は、第１の部分４０１と第２の部分４０２とを接続する部分であってよい。第２の部分４０２及び第３の部分４０３は、第１の部分４０１と一体的に設けられてよい。第１の部分４０１、第２の部分４０２及び第３の部分４０３は、１つの部材で形成されてよい。光軸方向における鏡筒４００の全長は固定であってよい。レンズ５０２から撮像素子２２１までの距離は固定であってよい。レンズ系５００は単焦点のレンズ系であってよい。レンズ系５００は変倍レンズ系であってよい。

レンズ５０２の外径は、レンズ５０１の外径より小さい。鏡筒４００において、第２の部分４０２の外径は、第１の部分４０１の外径より小さい。このように、鏡筒４００は、全体として円筒形状を有しない。第２の部分４０２の外径は、レンズ５０１の外径より小さい。第２の部分４０２の外面は、光軸に実質的に直交する。第３の部分４０３の外径は、第１の部分４０１から第２の部分４０２に向けて漸減する。第１の部分４０１の外径は、第２の部分４０２に向けて漸減する。第３の部分４０３の外径は、第１の部分４０１から第２の部分４０２に向けて漸減する。

なお、第１の部分４０１の外面は、光軸に平行であってよい。第２の部分４０２の外径は、物体側に向けて漸減してよい。第３の部分４０３の外面は、光軸に実質的に直交してよい。

撮像装置２２０の向きを変化させた場合、第２の部分４０２の外面は、ＵＡＶ本体１０１に接近する。ここで、図４に示される状態から、回転機構１３６が撮像装置２２０の向きを変化させる場合を説明する。回転機構１３６がピッチ軸を中心に撮像装置２２０を紙面上時計回りに回転させると、鏡筒４００の第２の部分４０２の外面は回転機構１３４に接近する。このように、回転機構１３４は、回転機構１３６がピッチ軸を中心に撮像装置２２０を紙面上時計回りに回転させた場合に、第２の部分４０２が接近する位置に設けられている。しかし、第２の部分４０２の外径は第１の部分４０１の外径より小さいので、第２の部分４０２が回転機構１３４のＡ部に干渉しにくい。したがって、ピッチ軸に直交する面内におけるレンズ装置１６０の可動域を広げることができる。また、回転機構１３４を撮像装置２２０の近傍に設けることができる。そのため、ジンバル１１０を小型にすることができる。また、ジンバル１１０を軽量化することができる。レンズ５０１はレンズ５０２よりも大きい。第１の部分４０１は第２の部分４０２よりも大きい。このため、撮像装置２２０の全体の重心を撮像部１４０側へもってくることができる。これにより、ジンバル１１０が動作する場合の負荷を減らすことができる。

また、図４に示される状態から、回転機構１３４がピッチ軸を中心に撮像装置２２０を紙面上反時計回りに回転させると、鏡筒４００の第２の部分４０２の外面は回転機構１３８に接近する。このように、回転機構１３８は、回転機構１３６がピッチ軸を中心に撮像装置２２０を紙面上反時計回りに回転させた場合に、第２の部分４０２が接近する位置に設けられている。しかし、第２の部分４０２の外径は第１の部分４０１の外径より小さいので、第２の部分４０２が回転機構１３８のＢ部に干渉しにくい。したがって、ピッチ軸に直交する面内におけるレンズ装置１６０の可動域を広げることができる。また、回転機構１３８を撮像装置２２０の近傍に設けることができる。そのため、ジンバル１１０を小型化することができる。また、ジンバル１１０を軽量化することができる。

ここでは、ピッチ軸を中心に撮像装置２２０を回転させる場合について説明した。しかし、ヨー軸を中心に撮像装置２２０を回転させる場合についても同様に、第２の部分４０２がＵＡＶ本体１０１の他の部位に干渉しにくくすることができる。

なお、レンズの外径は、光軸に直交する面で切断した場合に得られる最大の切断面の直径であってよい。光軸に直交する面による鏡筒４００の切断面が円形の場合、鏡筒４００の外径は、最大の切断面の直径であってよい。鏡筒４００の切断面が円形でない場合、鏡筒４００の外径は、切断面が内接する円の直径で評価してよい。レンズの切断面が円形でない場合も同様に、レンズの外径は、切断面が内接する円の直径で評価してよい。

図６は、鏡筒６００を備える撮像装置６８０の模式的な断面図である。撮像装置６８０は、図１から図５に関連して説明した撮像装置２２０が備える鏡筒４００に代えて、鏡筒６００を備える。鏡筒６００は、円錐台状の形状を有する。

鏡筒６００における第１の部分６０１は、光軸方向においてレンズ５０１に対応する位置に存在する部分である。鏡筒６００における第２の部分６０２は、光軸方向においてレンズ５０２に対応する位置に存在する部分である。鏡筒６００の外径は、第１の部分６０１から物体側に向けて漸減する。第２の部分６０２の外径は、第１の部分６０１の外径より小さい。鏡筒６００によっても、鏡筒６００がＵＡＶ１００の他の部位と干渉しにくくすることができる。

図７は、鏡筒６００にフード部７１０及び光学フィルタ部７２０を装着した状態を模式的に示す断面図である。フード部７１０は、不要な光がレンズに入るのを防ぎ、フレア現象又はゴースト現象を抑制する。

フード部７１０は、鏡筒６００の物体側の端部に着脱可能である。なお、鏡筒６００の物体側の端部のことを、「鏡筒６００の端部」と呼ぶ場合がある。フード部７１０は、鏡筒６００の端部に設けられた装着部により、鏡筒６００に取り付けられてよい。当該装着部の取り付け方式には、バヨネット式又ネジ式等の方式を適用できる。

フード部７１０の外径は、フード部７１０が鏡筒６００に接する位置からフード部７１０の最も物体側の端部に向けて、漸減する。これにより、物体側に向けてフード部７１０の外径が大きくなる場合と比べて、ＵＡＶ１００の飛行時の空気抵抗を低減することができる。

光軸に沿って物体側に向かう方向において、フード部７１０の外径の減少率は、鏡筒６００の外径の減少率以下であることが好ましい。フード部７１０の外面は、鏡筒６００の外面を光軸に沿って物体側に延長した延長線上又は当該延長線より光軸側に位置することが好ましい。

鏡筒６００の端部には、光学フィルタ部７２０を装着するための装着部が設けられる。光学フィルタ部７２０は、減光フィルタ、偏光フィルタ、レンズ保護フィルタ、紫外線カットフィルタ等であってよい。当該装着部の取り付け方式には、ネジ式又はバヨネット式等の方式を適用できる。光学フィルタ部７２０の外径は、フード部７１０の物体側の端部の外径より大きい。光学フィルタ部７２０の交換は、フード部７１０を鏡筒６００から取り外してから行うことができる。

なお、フード部７１０は、図１から図５に関連して説明した鏡筒４００に装着されてよい。フード部７１０及び光学フィルタ部７２０が鏡筒４００に装着されてもよい。

図８は、スタビライザ８００の一例を示す外観斜視図である。スタビライザ８００は、移動体の他の一例である。例えば、スタビライザ８００が備えるカメラユニット８１３が、撮像装置２２０と同様の構成の撮像装置を備えてよい。

スタビライザ８００は、カメラユニット８１３、ジンバル８２０、及び持ち手部８０３を備える。ジンバル８２０は、カメラユニット８１３を回転可能に支持する。ジンバル８２０は、パン軸８０９、ロール軸８１０、及びチルト軸８１１を有する。ジンバル８２０は、パン軸８０９、ロール軸８１０、及びチルト軸８１１を中心に、カメラユニット８１３を回転可能に支持する。ジンバル８２０は、支持機構の一例である。

カメラユニット８１３は、撮像装置の一例である。カメラユニット８１３は、メモリを挿入するためのスロット８１２を有する。ジンバル８２０は、ホルダ８０７を介して持ち手部８０３に固定される。

持ち手部８０３は、ジンバル８２０、カメラユニット８１３を操作するための各種ボタンを有する。持ち手部８０３は、シャッターボタン８０４、録画ボタン８０５、及び操作ボタン８０６を含む。シャッターボタン８０４が押下されることで、カメラユニット８１３により静止画を記録することができる。録画ボタン８０５が押下されることで、カメラユニット８１３により動画を記録することができる。

デバイスホルダ８０１が持ち手部８０３に固定されている。デバイスホルダ８０１は、スマートフォンなどのモバイルデバイス８０２を保持する。モバイルデバイス８０２は、ＷｉＦｉなどの無線ネットワークを介してスタビライザ８００と通信可能に接続される。これにより、カメラユニット８１３により撮像された画像をモバイルデバイス８０２の画面に表示させることができる。

スタビライザ８００においても、カメラユニット８１３がスタビライザ８００の他の部位と干渉することを抑制できる。

以上、移動体の一例としてＵＡＶ１００及びスタビライザ８００を取り上げて説明した。撮像装置２２０と同様の構成を有する撮像装置は、ＵＡＶ１００及びスタビライザ以外の移動体に取り付けられてよい。

以上において、移動体に取り付けられる撮像装置について説明した。しかし、撮像装置２２０と同様の構成を有する撮像装置は、移動体に取り付けられる撮像装置に限られず、設置場所が固定の撮像装置に適用してよい。例えば、撮像装置２２０と同様の構成を有する撮像装置を、監視カメラに適用してよい。撮像装置２２０と同様の構成を有する撮像装置は、いわゆるコンパクトデジタルカメラとして適用してよい。レンズ装置１６０と同様の構成を有するレンズ装置を、一眼レフレックスカメラ等のレンズ交換式カメラの交換レンズに適用してよい。

以上において、レンズ装置１６０及び撮像部１４０を備える撮像装置２２０を光学装置の一例として説明した。しかし、光学装置は、レンズ装置１６０であってよい。光学装置は、撮像用のレンズ装置１６０以外に、計測用、照明用、光投射用、又は光通信用のレンズ装置であってよい。光学装置は、撮像用及び光投射用以外の様々な用途のレンズ装置であってよい。

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、請求の範囲の記載から明らかである。

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、任意の順序で実現可能である。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。

１０ 移動体システム
５０ コントローラ
５２ 操作部
５４ 表示部
１００ ＵＡＶ
１０１ ＵＡＶ本体
１０２ インタフェース
１０４ 制御部
１０６ メモリ
１１０ ジンバル
１１２ 制御部
１１４、１１６、１１８ ドライバ
１２４、１２６，１２８ 駆動部
１３０ 支持機構
１３４、１３６、１３８ 回転機構
１４０ 撮像部
１６０ レンズ装置
１６２ 制御部
２２０、２３０ 撮像装置
２２１ 撮像素子
２２２ 制御部
２２３ メモリ
２３１ 撮像素子
２３２ 制御部
２３３ メモリ
２３４ 制御部
２３５ レンズ
４００ 鏡筒
４０１ 第１の部分
４０２ 第２の部分
４０３ 第３の部分
５００ レンズ系
５０１ レンズ
５０２ レンズ
５０３ レンズ
５０４ レンズ
６００ 鏡筒
６０１ 第１の部分
６０２ 第２の部分
６８０ 撮像装置
７１０ フード部
７２０ 光学フィルタ部
８００ スタビライザ
８０１ デバイスホルダ
８０２ モバイルデバイス
８０３ 持ち手部
８０４ シャッターボタン
８０５ 録画ボタン
８０６ 操作ボタン
８０７ ホルダ
８０９ パン軸
８１０ ロール軸
８１１ チルト軸
８１２ スロット
８１３ カメラユニット
８２０ ジンバル

Claims (11)

1. 本体部と、
   前記本体部に取り付けられ、前記本体部に対して回転可能な光学装置と
   を備え、
   前記光学装置は、
   第１のレンズ及び第２のレンズを含む複数のレンズを有するレンズ系と、
   前記レンズ系を収容する収容部と
   を備え、
   前記複数のレンズのうち、前記第２のレンズは、前記光学装置の回転軸から最も離れた位置に設けられ、
   前記収容部は、
   前記第１のレンズを収容する第１の部分と、
   前記第２のレンズを収容する第２の部分と、
   前記第１の部分と前記第２の部分との間を接続する第３の部分と
   を有し、
   前記第２のレンズの外径は、前記第１のレンズの外径より小さく、
   前記第３の部分は、前記レンズ系の光軸に実質的に直交する外面及び前記第１の部分から前記第２の部分に向けて外径が漸減する外面の少なくとも一方を有し、
   前記第２の部分の外径は、前記第１の部分の外径より小さく、
   前記本体部は、
   前記光学装置を回転させて前記光軸の向きを変化させる第１の回転機構と、
   前記第１の回転機構が前記光学装置を回転させる方向とは異なる方向に前記光学装置を回転させて前記光軸の向きを変化させる第２の回転機構と
   を有し、
   前記第１の回転機構は、前記第２の回転機構が前記光学装置を回転させた場合に、前記第２の部分が接近する位置に設けられる
   光学システム。
2. 前記光学装置は、
   前記レンズ系を通過した光により撮像する撮像部
   をさらに有し、
   前記複数のレンズのうち、前記第２のレンズは、最も物体側に設けられる
   請求項１に記載の光学システム。
3. 前記第２の部分は、前記第１の部分と一体的に設けられる
   請求項１又は２に記載の光学システム。
4. 前記光学装置は、前記収容部の物体側の端部に着脱可能なフード部
   をさらに有し、
   前記フード部の外径は、前記フード部が前記端部と接する位置から、前記フード部の最も物体側の端部に向けて、漸減する
   請求項１から３のいずれか一項に記載の光学システム。
5. 前記収容部の前記端部には、前記フード部の前記端部の外径より大きい外径を有する光学フィルタを装着するための装着部が設けられる
   請求項４に記載の光学システム。
6. 前記第２の部分の外径は、前記第１のレンズの外径より小さい
   請求項１から５のいずれか一項に記載の光学システム。
7. 前記第１の回転機構は、ヨー軸を中心に前記光学装置を回転させ、
   前記第２の回転機構は、ピッチ軸を中心に前記光学装置を回転させ、
   前記本体部は、
   ロール軸を中心に前記光学装置を回転させて前記レンズ系の光軸の向きを変化させる第３の回転機構
   をさらに有し、
   前記第２の部分は、前記光学装置が前記ピッチ軸を中心に第１の方向に回転した場合に前記第１の回転機構に接近し、前記光学装置が前記ピッチ軸を中心に前記第１の方向とは反対の第２の方向に回転した場合に前記第３の回転機構に接近する
   請求項１から６のいずれか一項に記載の光学システム。
8. 前記収容部、前記第１の回転機構及び前記第２の回転機構は、前記第２の回転機構が前記光学装置を回転させた場合に、前記第１の部分及び前記第３の部分が前記第１の回転機構に干渉することなく前記第２の部分が前記第１の回転機構に接近するように設けられる
   請求項１から７のいずれか一項に記載の光学システム。
9. 前記本体部は、
   前記光学装置を変位可能に支持する支持機構と、
   前記支持機構に取り付けられている持ち手部と
   を有する請求項１から８のいずれか一項に記載の光学システム。
10. 請求項１から８のいずれか一項に記載の光学システムを備えて移動する移動体。
11. 前記移動体は無人航空機である
    請求項１０に記載の移動体。

Images