JP6696098B1 - レンズ装置、及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＶＣＭでレンズを駆動するレンズ装置のさらなる小型化が望まれている。【解決手段】レンズ装置の駆動部は、第１レンズの半径方向の外側に位置し、保持枠及び収容部の一方に支持される第１磁石と、第１磁石に対向し、保持枠及び収容部の他方に支持されるコイル及び第１ヨークと、第２レンズの半径方向の外側に位置し、保持枠及び収容部の一方に支持される第２磁石と、第２磁石に対向し、保持枠及び収容部の他方に支持される第２ヨークとを有する。ガイド構造は、保持枠に設けられる第１ガイド部と、収容部に設けられ、第１ガイド部に対向する第２ガイド部とを有する。第１磁石と第１ヨークとの間の磁力及び第２磁石と第２ヨークとの間の磁力により、第１ガイド部を第２ガイド部に押し付け、かつコイルに発生するローレンツ力により保持枠をガイド構造を介して光軸方向に駆動させる。【選択図】図２

Description

本発明は、レンズ装置、及び撮像装置に関する。

特許文献１には、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）でレンズを駆動するカメラモジュールが開示されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 米国特許出願公開第２００８／２５３００３号明細書

ＶＣＭでレンズを駆動するレンズ装置のさらなる小型化が望まれている。

本発明の一態様に係るレンズ装置は、第１レンズを備えてよい。レンズ装置は、第１レンズより径が大きい第２レンズを備えてよい。レンズ装置は、第１レンズ及び第２レンズを保持する保持枠を備えてよい。レンズ装置は、保持枠の光軸方向への移動をガイドするガイド構造を備えてよい。レンズ装置は、保持枠をガイド構造を介して光軸方向に沿って駆動させる駆動部を備えてよい。レンズ装置は、保持枠、ガイド構造、及び駆動部を収容する収容部を備えてよい。駆動部は、第１レンズの半径方向の外側に位置し、保持枠及び収容部のいずれか一方に支持される第１磁石を有してよい。駆動部は、第１磁石に対向し、保持枠及び収容部のいずれか他方に支持されるコイル及び第１ヨークを有してよい。駆動部は、第２レンズの半径方向の外側に位置し、保持枠及び収容部のいずれか一方に支持される第２磁石を有してよい。駆動部は、第２磁石に対向し、保持枠及び収容部のいずれか他方に支持される第２ヨークを有してよい。ガイド構造は、保持枠に設けられる第１ガイド部を有してよい。ガイド構造は、収容部に設けられ、第１ガイド部に対向する第２ガイド部を有してよい。

第１磁石と第１ヨークとの間の磁力、及び第２磁石と第２ヨークとの間の磁力により、第１ガイド部を第２ガイド部に押し付け、かつコイルに発生するローレンツ力により保持枠をガイド構造を介して光軸方向に駆動させてよい。

保持枠は、第１レンズを保持する第１枠部分と、第１枠部分より径が大きく、第２レンズを保持する第２枠部分とを含んでよい。第１磁石は、第１枠部分の外側に位置してよい。第２磁石は、第２枠部分の外側に位置してよい。

第１磁石及び第２磁石は、光軸方向に沿って配置されてよい。

第１ガイド部は、光軸方向に沿った第１溝部を有してよい。第２ガイド部は、第１溝部に対向する光軸方向に沿った第２溝部を有してよい。ガイド構造は、第１溝部と第２溝部との間に配置されるボールを有してよい。

レンズ装置は、保持枠の位置を検出する位置センサを備えてよい。レンズ装置は、コイル及び位置センサに接続される基板を備えてよい。収容部は、底部と、底部から立ち上がる側部とを有してよい。基板は、側部の内壁面に設けられてよい。

第２ガイド部は、コイルを支持し、第１接着剤で内壁面に接着されてよい。基板は、フレキシブル基板でよい。フレキシブル基板は、位置センサが配置される第１領域と、第１領域を取り囲み、第１領域の一部分で連結され、コイルが配置される第２領域とを含んでよい。第１領域は、第１接着剤より弾性を有さない第２接着剤で内壁面に接着されてよい。

第２領域は、第１領域の一部分以外、第１領域と離間していてよい。

第１領域は、矩形領域でよい。フレキシブル基板は、第１領域の周囲にＵ字状の貫通溝を有してよい。

第１磁石と第１枠部分の間に設けられる第３ヨークを備えてよい。

第１ヨーク及び第２ヨークは、側部の外壁面に配置されてよい。

第１ガイド部が、底部に接触することで、保持枠の光軸方向の底部側への移動が制限されてよい。

第２レンズは、第１レンズより底部側に配置されてよい。

本発明の一態様に係る撮像装置は、上記レンズ装置と、第１レンズ及び第２レンズを介して結像された被写体像を電気信号に変換するイメージセンサとを備えてよい。

本発明の一態様によれば、コイルで発生するローレンツ力でレンズを駆動するレンズ装置をさらに小型化できる。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な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。

撮像システムの外観斜視図である。 撮像装置の側面断面図である。 撮像装置の分解斜視図である。 第１磁石、コイル、及び第１ヨークと、保持枠との位置関係について説明するための図である。 第１磁石、コイル、及び第１ヨークと、保持枠との位置関係について説明するための図である。 撮像装置の側面カバー側から見た側面図である。 図６のＡ−Ａ断面図である。 図６のＢ−Ｂ断面図である。 無人航空機及び遠隔操作装置の外観の一例を示す図である。

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

本発明の様々な実施形態は、フローチャート及びブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、（１）操作が実行されるプロセスの段階または（２）操作を実行する役割を持つ装置の「部」を表わしてよい。特定の段階及び「部」が、プログラマブル回路、及び／またはプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタル及び／またはアナログハードウェア回路を含んでよい。集積回路（ＩＣ）及び／またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。再構成可能なハードウェア回路は、論理ＡＮＤ、論理ＯＲ、論理ＸＯＲ、論理ＮＡＮＤ、論理ＮＯＲ、及び他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のようなメモリ要素等を含んでよい。

コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよい。その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（登録商標）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

コンピュータ可読命令は、１または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードの何れかを含んでよい。ソースコードまたはオブジェクトコードは、従来の手続型プログラミング言語を含む。従来の手続型プログラミング言語は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＳｍａｌｌｔａｌｋ（登録商標）、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、及び「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語でよい。コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して提供されてよい。プロセッサまたはプログラマブル回路は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。

図１は、本実施形態に係る撮像システム１０の外観斜視図である。撮像システム１０は、撮像装置１００、支持機構２００、及び把持部３００を備える。支持機構２００は、撮像装置１００を、アクチュエータを用いてロール軸、ピッチ軸、ヨー軸のそれぞれを中心に回転可能に支持する。支持機構２００は、ロール軸、ピッチ軸、及びヨー軸の少なくとも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、または維持してよい。支持機構２００は、ロール軸駆動機構２０１、ピッチ軸駆動機構２０２、及びヨー軸駆動機構２０３を備える。支持機構２００は、ヨー軸駆動機構２０３が固定される基部２０４をさらに備える。把持部３００は、基部２０４に固定される。把持部３００は、操作インタフェース３０１、及び表示部３０２を備える。撮像装置１００は、ピッチ軸駆動機構２０２に固定される。

操作インタフェース３０１は、撮像装置１００及び支持機構２００を操作するための命令をユーザから受け付ける。操作インタフェース３０１は、撮像装置１００による撮影または録画を指示するシャッター／録画ボタンを含んでよい。操作インタフェース３０１は、撮像システム１０の電源をオンまたはオフ、及び撮像装置１００の静止画撮影モードまたは動画撮影モードの切り替えを指示する電源／ファンクションボタンを含んでよい。

表示部３０２は、撮像装置１００により撮像される画像を表示してよい。表示部３０２は、撮像装置１００及び支持機構２００を操作するためのメニュー画面を表示してよい。表示部３０２は、撮像装置１００及び支持機構２００を操作するための命令を受け付けるタッチパネルディスプレイでよい。

図２は、撮像装置１００の側面断面図を示す。図３は、撮像装置１００の分解斜視図を示す。

撮像装置１００は、レンズ１０１、レンズ１０２、保持枠１１０、ガイド構造１２０、駆動部１３０、収容部１４０、及び位置センサ１４８を備える。撮像装置１００は、ボイスコイルモータ方式の駆動部１３０で保持枠１１０を光軸方向に移動させることで、レンズ１０１及びレンズ１０２の位置を調整する。

レンズ１０１及びレンズ１０２は、それぞれ複数のレンズを有してよい。レンズ１０１及びレンズ１０２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。レンズ１０２は、レンズ１０１より径が大きい。レンズ１０１は、第１レンズの一例であり、レンズ１０２は、第２レンズの一例である。

保持枠１１０は、レンズ１０１及びレンズ１０２を保持する。保持枠１１０は、レンズ１０１を保持する第１枠部分１１１と、第１枠部分１１１より径が大きく、レンズ１０２を保持する第２枠部分１１２とを備える。

ガイド構造１２０は、保持枠１１０の光軸方向への移動をガイドする。ガイド構造１２０は、第１ガイド部１２１及び第２ガイド部１２２を有する。第１ガイド部１２１は、保持枠１１０に設けられ、保持枠１１０の光軸方向への移動をガイドする。第２ガイド部１２２は、収容部１４０に設けられ、第１ガイド部１２１に対向し、保持枠１１０の光軸方向への移動をガイドする。

第１ガイド部１２１は、基部１２１１と、光軸方向に沿った第１ガイドレール１２１２とを有する。第１ガイド部１２１は、一対の第１ガイドレール１２１２を有してよい。一対の第１ガイドレール１２１２は、基部１２１１の両側端に形成された一対の溝でよい。第１ガイドレール１２１２は、第１溝部の一例である。

第２ガイド部１２２は、基部１２２１と、第１ガイドレール１２１２に対向する光軸方向に沿った第２ガイドレール１２２２とを有する。第２ガイド部１２２は、一対の第１ガイドレール１２１２に対向する一対の第２ガイドレール１２２２を有してよい。一対の第２ガイドレール１２２２の一方は、基部１２２１の一方の側端に形成された溝でよい。一対の第２ガイドレール１２２２の他方は、基部１２２１の他方の側端に形成された貫通溝１２２４と、貫通溝１２２４に対向する収容部１４０の内壁面に形成された溝とで構成されてよい。第２ガイドレール１２２２は、第２溝部の一例である。

ガイド構造１２０は、第１ガイドレール１２１２と第２ガイドレール１２２２との間に配置される複数のボール１２３をさらに有する。ボール１２３が第１ガイドレール１２１２及び第２ガイドレール１２２２の間を回転することで、保持枠１１０が光軸方向に沿って移動する。

駆動部１３０は、保持枠１１０をガイド構造１２０を介して光軸方向に沿って駆動させる。駆動部１３０は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）として機能してよい。収容部１４０は、保持枠１１０、ガイド構造１２０、及び駆動部１３０を収容する。

駆動部１３０は、第１磁石１３１、コイル１３２、第１ヨーク１３３、第３ヨーク１３４、第２磁石１３６、及び第２ヨーク１３７を有する。

第１磁石１３１は、レンズ１０１の半径方向の外側に位置する。第１磁石１３１は、第１枠部分１１１の外側に位置し、保持枠１１０に支持される。第１磁石１３１は、第１枠部分１１１の外周面に対向して配置される。コイル１３２及び第１ヨーク１３３は、第１磁石１３１に対向し、収容部１４０に支持される。第１磁石１３１と第１ヨーク１３３との間の磁力で、第１ガイド部１２１が第２ガイド部１２２に押し付けられる。駆動部１３０は、コイル１３２に電流を流すことで、コイル１３２に発生するローレンツ力により保持枠１１０をガイド構造１２０を介して光軸方向に駆動させる。第３ヨーク１３４は、第１枠部分１１１と第１磁石１３１との間に配置される。第３ヨーク１３４は、第１磁石１３１で発生する磁力を補強する。第１磁石１３１は、一対の第１ガイドレール１２１２の間に配置されてよい。第１磁石１３１は、第１ガイド部１２１に配置されてよい。第１磁石１３１及び第３ヨーク１３４は、第１ガイド部１２１に固定されることで、保持枠１１０に支持されてよい。第１磁石１３１が収容部１４０に支持され、コイル１３２及び第１ヨーク１３３が保持枠１１０に支持されてもよい。

ここで、図４に示すように、レンズ１０１、レンズ１０２、及び保持枠１１０を含む物体系の重心を考慮して、第１磁石１３１、コイル１３２、及び第１ヨーク１３３が、保持枠１１０の最も径が大きい部分である第２枠部分１１２の外側に配置されることが考えられる。図４において、撮像装置１００の姿勢は、第１磁石１３１、コイル１３２、及び第１ヨーク１３３が鉛直方向上側に位置し、光軸方向が水平方向に沿う姿勢である。撮像装置１００の姿勢がこのような姿勢の場合、第１磁石１３１が第１ヨーク１３３に引き付けられる力（磁気吸引力）と、物体系の重心の位置とのバランスを考慮すると、第１枠部分１１１より径が大きい第２枠部分１１２の外側に第１磁石１３１、コイル１３２、及び第１ヨーク１３３を配置したほうがよい場合もある。

しかしながら、第２枠部分１１２の外側に第１磁石１３１、コイル１３２、及び第１ヨーク１３３を配置すると、撮像装置１００のフットプリントが大きくなる。そこで、図５に示すように、第２枠部分１１２より径が小さい第１枠部分１１１の外側に第１磁石１３１、コイル１３２、及び第１ヨーク１３３を配置することが考えられる。この場合、第１磁石１３１が第１ヨーク１３３に引き付けられる力と、物体系の重心の位置とのずれが大きくなる場合がある。これにより、保持枠１１０の光軸方向への移動が安定しない可能性がある。

そこで、本実施形態では、図２に示すように、第２磁石１３６がレンズ１０２の半径方向の外側に配置され、第２ヨーク１３７が第２磁石１３６に対向して配置される。これにより、第１磁石１３１が第１ヨーク１３３に引き付けられる力、及び第２磁石１３６が第２ヨーク１３７に引き付けられる力を合わせた力と、物体系の重心の位置とのバランスがよくなる。よって、保持枠１１０の光軸方向への移動が安定する。

第２磁石１３６は、第２枠部分１１２の外側に位置し、保持枠１１０に支持される。第１磁石１３１及び第２磁石１３６は、光軸方向に沿って配置されてよい。第２ヨーク１３７は、第２磁石１３６に対向し、収容部１４０の他方に支持される。第２磁石１３６が、収容部１４０に支持され、第２ヨーク１３７が保持枠１１０に支持されてよい。第２磁石１３６と第２ヨーク１３７との間の磁力で、第１ガイド部１２１が第２ガイド部１２２に押し付けられる。第１磁石１３１と第１ヨーク１３３との間の磁力に加えて、第２磁石１３６と第２ヨーク１３７との間の磁力で、第１ガイド部１２１が第２ガイド部１２２に押し付けられることで、保持枠１１０がガイド構造１２０を介して光軸方向に安定して駆動できる。第２磁石１３６と第２ヨーク１３７との間の磁力が、第１ガイド部１２１を第２ガイド部１２２に押し付ける力を補強する。これにより、本実施形態に係る撮像装置１００によれば、保持枠１１０の光軸方向への移動を安定化しつつ、撮像装置１００のフットプリントを小さくできる。すなわち、撮像装置１００の小型化を実現できる。

撮像装置１００は、位置センサ１４８と、コイル１３２及び位置センサ１４８に接続されるフレキシブル基板（ＦＰＣ）１５０と、イメージセンサ１７０と、赤外線（ＩＲ）カットフィルタ１７２とをさらに備える。撮像装置１００は、レンズ１０１を露出する開口を有する外カバー１６０と、第１ヨーク１３３及び第２ヨーク１３７を覆う側面カバー１６２とをさらに備える。

収容部１４０は、底部１４１と、底部１４１から立ち上がる側部１４２とを有する。側部１４２は、底部１４１の端部から立ち上がってよい。第１ガイド部１２１が、収容部１４０の底部１４１に接触することで、保持枠１１０の光軸方向の底部１４１側への移動が制限される。レンズ１０２は、レンズ１０１より底部１４１側に配置される。

側部１４２は、底部１４１の端部から光軸方向に沿って立ち上がってよい。第１ヨーク１３３、及び第２ヨーク１３７は、側部１４２の内壁面１４０１と反対側の外壁面１４０２に配置される。ＦＰＣ１５０は、側部１４２の内壁面１４０１に設けられる。位置センサ１４８は、保持枠１１０の位置を検出する。位置センサ１４８は、保持枠１１０の位置をレンズ１０１及びレンズ１０２の位置として検出する。位置センサ１４８は、ホール素子でよい。位置センサ１４８は、第１磁石１３１で発生する磁界を検出することで、保持枠１１０の位置を検出してよい。位置センサ１４８は、コイル１３２の中心部分に、コイル１３２に囲まれるように配置されてよい。

イメージセンサ１７０は、底部１４１に配置されてよい。イメージセンサ１７０は、レンズ１０１及びレンズ１０２を介して結像された被写体像を電気信号に変換する。イメージセンサ１７０は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳにより構成されてよい。イメージセンサ１７０の撮像面の上方には、ＩＲカットフィルタ１７２が配置されてよい。

第２ガイド部１２２は、第１接着剤１４５で内壁面１４０１に接着される。側部１４２に設けられた４つの貫通孔１４２１から充填された第１接着剤１４５により、第２ガイド部１２２は、内壁面１４０１に接着される。

ＦＰＣ１５０は、第１領域１５１と、第２領域１５２とを有する。第１領域１５１は、位置センサ１４８が配置される領域である。位置センサ１４８は、第１領域１５１でＦＰＣ１５０と電気的に接続されてよい。第２領域１５２は、コイル１３２が配置される領域である。コイル１３２は、第２領域１５２でＦＰＣ１５０と電気的に接続されてよい。第２領域１５２は、第１領域１５１を取り囲み、第１領域１５１の一部分で連結されている。第２領域１５２は、第１領域１５１の一部分のみで連結されている。第２領域１５２は、第１領域１５１の一側部で連結されている。第２領域１５２は、第１領域１５１の一部分以外、第１領域１５１と離間している。第１領域１５１は、矩形領域でよい。ＦＰＣ１５０は、第１領域１５１の周囲にＵ字状の貫通溝を有してよい。第１領域１５１は、第１接着剤１４５より弾性を有さない第２接着剤１４６で内壁面１４０１に接着される。側部１４２に設けられた１つの貫通孔１４２２に充填された第２接着剤１４６により、第１領域１５１は、内壁面１４０１に接着される。第１接着剤１４５及び第２接着剤１４６は、弾性率の異なるシリコーン樹脂系接着剤、エポキシ系接着剤などの弾性接着剤でよい。コイル１３２に発生するローレンツ力に相当する力で、第２ガイド部１２２が収容部１４０に対して移動可能な程度で、第２ガイド部１２２は、第１接着剤１４５で収容部１４０に接着される。第１接着剤１４５の弾性率は、３５ＭＰａ以上３５０ＭＰａ以下でよい。第２接着剤１４６の弾性率は、３５０ＭＰａ以上３５００ＭＰａ以下でよい。なお、上記の通り、第１磁石１３１が収容部１４０に支持され、コイル１３２及び第１ヨーク１３３が保持枠１１０に支持されてもよい。また、第２磁石１３６が、収容部１４０に支持され、第２ヨーク１３７が保持枠１１０に支持されてもよい。この場合、ＦＰＣ１５０は、保持枠１１０に接着されてよい。保持枠１１０に接着されていないＦＰＣ１５０の少なくとも一部分が伸長可能でよい。保持枠１１０に接着されていないＦＰＣ１５０の少なくとも一部分が、保持枠１１０が光軸方向へ移動可能な程度の余剰な長さを有してよい。保持枠１１０に接着されていないＦＰＣ１５０の少なくとも一部分が折り畳まれて収容部１４０に収容されてよい。

図６は、側面カバー１６２側から見た撮像装置１００の側面を示す図である。図７は、図６で示すＡ−Ａ断面図を示す。図８は、図６で示すＢ−Ｂ断面図を示す。図７に示すように、第２ガイド部１２２は、コイル１３２を支持し、第１接着剤１４５を介して収容部１４０に接着される。図８に示すように、ＦＰＣ１５０の第１領域１５１が第２接着剤１４６を介して収容部１４０に接着される。第１領域１５１の第２接着剤１４６で接着される面と反対側の面に、位置センサ１４８が配置される。位置センサ１４８は、第１領域１５１の第２接着剤１４６で接着される面と反対側の面に、電気的及び物理的に固定されてよい。コイル１３２は、ＦＰＣ１５０の第２領域１５２の保持枠１１０側の面に、電気的及び物理的に固定される。コイル１３２及び位置センサ１４８は、はんだなどでＦＰＣ１５０に電気的及び物理的に固定されてよい。

上記の通り、第１ガイド部１２１が、収容部１４０の底部１４１に接触することで、保持枠１１０の光軸方向の底部１４１側への移動が制限される。より具体的には、第１ガイド部１２１の下端部分１２１３が、収容部１４０の底部１４１に接触することで、保持枠１１０の光軸方向の底部１４１側への移動が制限される。

ここで、保持枠１１０が底部１４１側へ移動して、底部１４１に接触するときの衝撃が大きいと、ＦＰＣ１５０上の位置センサ１４８の位置ずれなどの影響が生じる可能性がある。しかし、本実施形態では、第２ガイド部１２２が、収容部１４０に対して弾性のある第１接着剤１４５で固定されている。すなわち、第２ガイド部１２２が、収容部１４０に対して多少移動できる。そのため、保持枠１１０が光軸方向の一方向に沿って、底部１４１側へ移動して、底部１４１に接触する場合に、第２ガイド部１２２が光軸方向の他方に移動して、コイル１３２で発生するローレンツ力を弱めることができる。すなわち、保持枠１１０が底部１４１に接触するときの衝撃を和らげることができる。

コイル１３２とともに、ＦＰＣ１５０の第２領域１５２は、収容部１４０に対して光軸方向の他方に移動する。一方、第１領域１５１は、第２領域１５２と一部分のみで接続されており、第１接着剤１４５より弾性を有さない第２接着剤１４６で、収容部１４０に固定されている。すなわち、第１領域１５１は、第２領域１５２よりも収容部１４０に対して移動しにくい。そして、位置センサ１４８は、第１領域１５１に固定されている。したがって、第２ガイド部１２２が、光軸方向の他方に移動しても、位置センサ１４８は、収容部１４０に対して位置ずれしにくい。位置センサ１４８が位置ずれしにくいので、位置センサ１４８で検出されるレンズ１０１及びレンズ１０２の位置検出の誤差を抑制できる。

上記のような撮像装置１００は、移動体に搭載されてもよい。撮像装置１００は、図９に示すような、無人航空機（ＵＡＶ）に搭載されてもよい。ＵＡＶ１０００は、ＵＡＶ本体２０、ジンバル５０、複数の撮像装置６０、及び撮像装置１００を備えてよい。ジンバル５０、及び撮像装置１００は、撮像システムの一例である。ＵＡＶ１０００は、推進部により推進され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などの飛行体、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。

ＵＡＶ本体２０は、複数の回転翼を備える。複数の回転翼は、推進部の一例である。ＵＡＶ本体２０は、複数の回転翼の回転を制御することでＵＡＶ１０００を飛行させる。ＵＡＶ本体２０は、例えば、４つの回転翼を用いてＵＡＶ１０００を飛行させる。回転翼の数は、４つには限定されない。また、ＵＡＶ１０００は、回転翼を有さない固定翼機でもよい。

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。ジンバル５０は、支持機構の一例である。例えば、ジンバル５０は、撮像装置１００を、アクチュエータを用いてピッチ軸で回転可能に支持する。ジンバル５０は、撮像装置１００を、アクチュエータ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。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。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は、少なくとも１つの撮像装置６０を備えていればよい。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。

遠隔操作装置６００は、ＵＡＶ１０００と通信して、ＵＡＶ１０００を遠隔操作する。遠隔操作装置６００は、ＵＡＶ１０００と無線で通信してよい。遠隔操作装置６００は、ＵＡＶ１０００に上昇、下降、加速、減速、前進、後進、回転等のＵＡＶ１０００の移動に関する各種命令を示す指示情報を送信する。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６００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。指示情報は、ＵＡＶ１０００を上昇させる上昇命令を含んでよい。ＵＡＶ１０００は、上昇命令を受け付けている間、上昇する。ＵＡＶ１０００は、上昇命令を受け付けても、ＵＡＶ１０００の高度が上限高度に達している場合には、上昇を制限してよい。

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、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、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。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。

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
１０１，１０２ レンズ
１１０ 保持枠
１１１ 第１枠部分
１１２ 第２枠部分
１２０ ガイド構造
１２１ 第１ガイド部
１２１１ 基部
１２１２ 第１ガイドレール
１２１３ 下端部分
１２２１ 基部
１２２２ 第２ガイドレール
１２２４ 貫通溝
１２２ 第２ガイド部
１２３ ボール
１３０ 駆動部
１３１ 第１磁石
１３２ コイル
１３３ 第１ヨーク
１３４ 第３ヨーク
１３６ 第２磁石
１３７ 第２ヨーク
１４０ 収容部
１４１ 底部
１４２ 側部
１４０１ 内壁面
１４０２ 外壁面
１４２１ 貫通孔
１４２２ 貫通孔
１４５ 第１接着剤
１４６ 第２接着剤
１４８ 位置センサ
１５１ 第１領域
１５２ 第２領域
１６０ 外カバー
１６２ 側面カバー
１７０ イメージセンサ
１７２ ＩＲカットフィルタ
２００ 支持機構
２０１ ロール軸駆動機構
２０２ ピッチ軸駆動機構
２０３ ヨー軸駆動機構
２０４ 基部
３００ 把持部
３０１ 操作インタフェース
３０２ 表示部
６００ 遠隔操作装置

Claims (14)

1. 第１レンズと、
   前記第１レンズより径が大きい第２レンズと、
   前記第１レンズ及び前記第２レンズを保持する保持枠と、
   前記保持枠の光軸方向への移動をガイドするガイド構造と、
   前記保持枠を前記ガイド構造を介して光軸方向に沿って駆動させる駆動部と、
   前記保持枠、前記ガイド構造、及び前記駆動部を収容する収容部と
   を備え、
   前記駆動部は、
   前記第１レンズの半径方向の外側に位置し、前記保持枠及び前記収容部のいずれか一方に支持される第１磁石と、
   前記第１磁石に対向し、前記保持枠及び前記収容部のいずれか他方に支持されるコイル及び第１ヨークと、
   前記第２レンズの半径方向の外側に位置し、前記保持枠及び前記収容部のいずれか一方に支持される第２磁石と、
   前記第２磁石に対向し、前記保持枠及び前記収容部のいずれか他方に支持される第２ヨークと
   を有し、
   前記ガイド構造は、
   前記保持枠に設けられる第１ガイド部と、
   前記収容部に設けられ、前記第１ガイド部に対向する第２ガイド部と、
   を有 る、レンズ装置。
2. 前記第１磁石と前記第１ヨークとの間の磁力、及び前記第２磁石と前記第２ヨークとの間の磁力により、前記第１ガイド部を前記第２ガイド部に押し付け、かつ前記コイルに発生するローレンツ力により前記保持枠を前記ガイド構造を介して前記光軸方向に駆動させる、請求項１に記載のレンズ装置。
3. 前記保持枠は、前記第１レンズを保持する第１枠部分と、前記第１枠部分より径が大きく、前記第２レンズを保持する第２枠部分とを含み、
   前記第１磁石は、前記第１枠部分の外側に位置し、
   前記第２磁石は、前記第２枠部分の外側に位置する、請求項１に記載のレンズ装置。
4. 前記第１磁石及び前記第２磁石は、前記光軸方向に沿って配置される、請求項１に記載のレンズ装置。
5. 前記第１ガイド部は、前記光軸方向に沿った第１溝部を有し、
   前記第２ガイド部は、前記第１溝部に対向する前記光軸方向に沿った第２溝部を有し、
   前記ガイド構造は、前記第１溝部と前記第２溝部との間に配置されるボールをさらに有する、請求項１に記載のレンズ装置。
6. 前記保持枠の位置を検出する位置センサと、
   前記コイル及び前記位置センサに接続される基板とをさらに備え、
   前記収容部は、底部と、前記底部から立ち上がる側部とを有し、
   前記基板は、前記側部の内壁面に設けられる、請求項５に記載のレンズ装置。
7. 前記第２ガイド部は、前記コイルを支持し、第１接着剤で前記内壁面に接着され、
   前記基板は、フレキシブル基板であり、
   前記フレキシブル基板は、前記位置センサが配置される第１領域と、前記第１領域を取り囲み、前記第１領域の一部分で連結され、前記コイルが配置される第２領域とを含み、
   前記第１領域は、前記第１接着剤より弾性を有さない第２接着剤で前記内壁面に接着される、請求項６に記載のレンズ装置。
8. 前記第２領域は、前記第１領域の前記一部分以外、前記第１領域と離間している、請求項７に記載のレンズ装置。
9. 前記第１領域は、矩形領域であり、
   前記フレキシブル基板は、前記第１領域の周囲にＵ字状の貫通溝を有する、請求項７に記載のレンズ装置。
10. 前記第１磁石と前記第１枠部分の間に設けられる第３ヨークをさらに備える、請求項３に記載のレンズ装置。
11. 前記第１ヨーク及び前記第２ヨークは、前記側部の外壁面に配置される、請求項６に記載のレンズ装置。
12. 前記第１ガイド部が、前記底部に接触することで、前記保持枠の前記光軸方向の前記底部側への移動が制限される、請求項６に記載のレンズ装置。
13. 前記第２レンズは、前記第１レンズより前記底部側に配置される、請求項６に記載のレンズ装置。
14. 請求項１から１３の何れか１つに記載のレンズ装置と、
    前記第１レンズ及び前記第２レンズを介して結像された被写体像を電気信号に変換するイメージセンサと
    を備える、撮像装置。