JPWO2013099260A1 - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

撮像装置（１００）は、内面が球面状の外殻（１）と、外殻（１）内を移動可能に構成され、外殻（１）の外の被写体を外殻（１）を通して撮影するカメラ本体（２）と、カメラ本体（２）に取り付けられ、外殻（１）の内面に接触し、カメラ本体（２）を駆動する第１〜第３駆動部（２６Ａ〜２６Ｃ）と、外殻（１）の内面上の異物を清掃する清掃部（７）とを備えている。

Description

ここに開示される技術は、ケース内に配置された撮像部を備えた撮像装置に関する。

特許文献１に係る撮像装置では、内面が球帯状に形成された球殻（ケース）内に撮像部を配置している。この撮像装置においては、撮像部を球殻の内面に沿って相対的に移動させることによって、撮像範囲を調整しながら撮影を行う。より具体的には、撮像部は、３つの駆動輪を有し、該駆動輪が球殻の内面に接触している。駆動輪が駆動されることによって、撮像部が球殻の内面に沿って移動する。撮像部は、球殻を通して、球殻外部の被写体を撮影する。

特開平９−２５４８３８号公報

しかしながら、特許文献１に係る撮像装置では、撮像部が球殻の内面に接触しながら移動するので、球殻内では摩耗粉が生じ得る。撮像部は、球殻を通じて球殻の外部の被写体の撮影を行うため、球殻内に摩耗粉が存在すると、摩耗粉が撮影画像に写り込む虞がある。

ここに開示される技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ケース内の異物に起因する画質劣化を低減することにある。

ここに開示される技術は、被写体を撮影する撮像装置が対象である。この撮像装置は、被写体を撮影する撮像装置であって、内面が球面状のケースと、前記ケース内に配置され、該ケースに対して移動可能に構成された撮像部と、前記撮像部に取り付けられ、前記ケースの内面に接触し、該撮像部を駆動する駆動部と、前記ケースの内面上の異物を清掃する清掃部とを備えているものとする。

ここに開示される技術によれば、ケース内の異物に起因する画質劣化を低減することができる。

図１は、実施形態１の撮像装置の斜視図である。 図２は、撮像装置の断面図であり、（Ａ）は、外殻の中心を通り且つＰ軸に直交する平面で切断した撮像装置の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における、撮像装置の断面図である。 図３は、カメラ本体を示し、（Ａ）はカメラ本体の斜視図であり、（Ｂ）はカメラ本体の正面図である。 図４は、移動枠及び第１〜第３駆動部の分解斜視図である。 図５は、撮像装置の機能ブロック図である。 図６は、清掃部の斜視図である。 図７は、制御回路のフローチャート図である。 図８は、撮像装置の使用形態説明図である。 図９は、実施形態２の撮像装置の斜視図である。 図１０は、撮像装置の断面図であり、（Ａ）は、外殻の中心を通り且つＰ軸を含む平面で切断した撮像装置の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における、撮像装置の断面図である。 図１１は、カメラ本体を示し、（Ａ）はカメラ本体の斜視図であり、（Ｂ）はカメラ本体の右側面図であり、（Ｃ）はカメラ本体の（Ａ）とは異なる角度から見た斜視図である。 図１２は、移動枠及び第１〜第３駆動部の分解斜視図である。 図１３は、制御回路のフローチャート図である。

《実施形態１》
〈１．外観〉
図１に撮像装置１００の斜視図を示す。図２は、撮像装置１００の断面図であり、（Ａ）は、外殻１の中心Ｏを通り且つＰ軸に直交する平面で切断した撮像装置１００の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における、撮像装置１００の断面図である。

撮像装置１００は、略球状の外殻１と、該外殻１内に配置されたカメラ本体２と、外殻１内の異物を清掃する清掃部７とを備えている。カメラ本体２は、外殻１の内面に沿って外殻１に対して相対的に移動する。カメラ本体２は、外殻１内を移動しつつ、外殻１を通して外殻１の外部の被写体を撮影する。

〈２．外殻〉
外殻１は、第１ケース１１と第２ケース１２と第３ケース１３とを有している。第１ケース１１と第２ケース１２とが互いに接合され、第２ケース１２と第３ケース１３とが互いに接合されている。外殻１は、全体として略球状となっている。外殻１の内面は、略球面に形成されている。

第１ケース１１は、外殻１の大円を含まない球冠状に形成されている。第１ケース１１の内面は、球冠状に形成されている。第１ケース１１は、可視光に対し透明なアクリル製樹脂で形成されている。第１ケース１１の光透過率は、第２ケース１２及び第３ケース１３の光透過率よりも高い。ここで、「球冠」とは、「球帯」のうち、開口を１つしか有さないものを意味する。

第２ケース１２は、外殻１の大円を含む球帯状に形成され、２つの開口部１２ａ，１２ｂを有している。２つの開口部１２ａ，１２ｂは、外殻１の小円で構成され且つ大円と平行となっている。また、２つの開口部１２ａ，１２ｂは同じ径を有する。すなわち、開口部１２ａと大円との間隔は、開口部１２ｂと大円との間隔と等しい。一方の開口部１２ａは、第１ケース１１が接合される。他方の開口部１２ｂは、第３ケース１３が接合される。第２ケース１２の内面は、球帯状に形成されている。第２ケース１２は、硬度が高い（例えば、第１ケース１１よりも高度が高い）材料、例えば、セラミックス材料等で形成されている。これにより、後述する駆動子４２との接触による磨耗を低減することができる。

第３ケース１３は、外殻１の大円を含まない球冠状に形成されている。第３ケース１３の内面は球冠状に形成されている。第３ケース１３は、ポリカーボネイト樹脂で形成されている。

第１ケース１１の内面と第２ケース１２の内面と第３ケース１３の内面とは、曲率が略同一となっている。

ここで、図１に示すように、外殻１の中心点（即ち、第２ケース１２の中心）をＯ点、Ｏ点と第２ケース１２の２つの開口部の中心とを通る直線をＰ軸、Ｏ点を通りＰ軸と直交する軸をＱ軸と定義する。

〈３．カメラ本体〉
図３は、カメラ本体２を示し、（Ａ）はカメラ本体２の斜視図であり、（Ｂ）はカメラ本体２の正面図である。図４は、移動枠２１及び第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃの分解斜視図である。

カメラ本体２は、移動枠２１と、レンズ鏡筒３と、移動枠２１に取り付けられた第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃと、レンズ鏡筒３を移動枠２１に取り付けるための取付板２７と、カメラ本体２の制御を行う回路基板２８とを有している。カメラ本体２は、静止画撮影及び動画撮影を行うことができる。ここで、レンズ鏡筒３の光軸２０をＺ軸とし、光軸２０の被写体側を前側とする。カメラ本体２は、撮像部の一例である。

移動枠２１は、正面から見たときに略正三角形状の枠体である。移動枠２１は、三角形の三辺をなす第１〜第３側壁２３ａ〜２３ｃを含む外周壁２２と、外周壁２２の内側に形成された仕切壁２４とを有する。仕切壁２４の中央には、開口部２５が形成されている。

レンズ鏡筒３は、光軸２０を有する複数のレンズ３１と、レンズ３１を保持するレンズ枠３２と、撮像素子３３とを有している。レンズ枠３２は、移動枠２１の内部に配置され、光軸２０が移動枠２１の中心を通っている。レンズ鏡筒３の撮像素子３３の裏側には取付板２７が設けられている（図２（Ｂ）参照）。レンズ鏡筒３は、取付板２７を介して移動枠２１に取り付けられている。取付板２７の、レンズ鏡筒３と反対側には、回路基板２８が取り付けられている。

第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃは、移動枠２１の外周面に設けられている。詳しくは、第１駆動部２６Ａは、第１側壁２３ａに設けられている。第２駆動部２６Ｂは、第２側壁２３ｂに設けられている。第３駆動部２６Ｃは、第３側壁２３ｃに設けられている。第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃは、Ｚ軸回りにおいて略等間隔、即ち、略１２０°ごとに配置されている。ここで、図３（Ｂ）に示すように、Ｚ軸と直交し、第３駆動部２６Ｃを通る軸をＹ軸とし、Ｚ軸及びＹ軸の両方に直交する軸をＸ軸とする。

第１駆動部２６Ａは、アクチュエータ本体４Ａと第１支持機構５Ａとを有している。第２駆動部２６Ｂは、アクチュエータ本体４Ｂと第２支持機構５Ｂとを有している。第３駆動部２６Ｃは、アクチュエータ本体４Ｃと第３支持機構５Ｃとを有している。

３つのアクチュエータ本体４Ａ〜４Ｃは、共通の構成をしている。以下では、アクチュエータ本体４Ａについてのみ説明し、アクチュエータ本体４Ｂ，４Ｃの説明を省略する。アクチュエータ本体４Ａは、振動体４１と、振動体４１に取り付けられた２つの駆動子４２と、振動体４１を保持するホルダ４３とを有している。

振動体４１は、積層セラミックからなる圧電素子で形成されている。振動体４１は、概ね直方体状に形成されている。振動体４１の電極（図示省略）に所定の駆動電圧（交番電圧）を印加することによって、振動体４１が長手方向への伸縮振動と短手方向への屈曲振動とを調和的に発生させる。

２つの駆動子４２は、振動体４１の一側面において、振動体４１の長手方向に並んで取り付けられている。駆動子４２は、セラミック製の球体であって、振動体４１に接着されている。振動体４１が前述の伸縮振動及び屈曲振動を行うことによって、２つの駆動子４２はそれぞれ楕円運動を行う。駆動子４２が楕円運動を行うことによって、振動体４１の長手方向への駆動力が出力される。

ホルダ４３は、ガラス入りポリカーボネイト製樹脂で形成されている。ホルダ４３は、振動体４１の積層方向（長手方向及び短手方向の両方に直交する方向）の両側から振動体４１を挟み込んでいる。ホルダ４３は、振動体４１に接着されている。ホルダ４３には、振動体４１の積層方向に延びる回転軸４４が外側に突出して設けられている。

第１支持機構５Ａは、２つのブラケット５１を有している。２つのブラケット５１は、第１側壁２３ａの外面にネジ固定されている。２つのブラケット５１は、アクチュエータ本体４Ａを挟み込んだ状態で、ホルダ４３の回転軸４４を回転自在に支持している。こうして、アクチュエータ本体４Ａは、Ｚ軸に直交する平面に平行で且つ第１側壁２３ａに平行な軸回りに回転自在な状態で第１支持機構５Ａに支持されている。このとき、アクチュエータ本体４Ａの２つの駆動子４２は、Ｚ軸と平行に並んで配置されている。

第２支持機構５Ｂは、第１支持機構５Ａと同様の構成であり、２つのブラケット５１を有している。２つのブラケット５１は、第２側壁２３ｂの外面にネジ固定されている。２つのブラケット５１は、アクチュエータ本体４Ｂを挟み込んだ状態で、ホルダ４３の回転軸４４を回転自在に支持している。こうして、アクチュエータ本体４Ｂは、Ｚ軸に直交する平面に平行で且つ第２側壁２３ｂに平行な軸回りに回転自在な状態で第２支持機構５Ｂに支持されている。このとき、アクチュエータ本体４Ｂの２つの駆動子４２は、Ｚ軸と平行に並んで配置されている。

第３支持機構５Ｃは、ホルダ４３に取り付けられた保持板５２と、アクチュエータ本体４Ｃの回転軸４４を支持する２つの支持部５３と、２つの付勢バネ５４と、回転軸４４の移動を規制するストッパ５５とを有している。保持板５２は、ホルダ４３にネジ固定されている。保持板５２は、振動体４１の長手方向に延びる板状の部材であって、両端部に開口５２ａが設けられている。これら開口５２ａには、後述するピン２３ｄの先端が挿通される。２つの支持部５３は、第３側壁２３ｃにおいて、Ｚ軸方向と平行に並んで配置されている。支持部５３の先端には、回転軸４４が係合するガイド溝５３ａが形成されている。ガイド溝５３ａは、Ｚ軸に直交する方向に延びている。ガイド溝５３ａには、ホルダ４３の回転軸４４が、ガイド溝５３ａの長手方向に進退自在で且つ該回転軸４４回りに回転自在に嵌め込まれる。回転軸４４の先端部は、支持部５３からＺ軸方向にはみ出している。第３側壁２３ｃの外面には、２つのピン２３ｄが設けられている。付勢バネ５４は、該ピン２３ｄに嵌められている。ストッパ５５は、回転軸４４の、ガイド溝５３ａの長手方向（即ち、ガイド溝５３ａが延びる方向）への移動を規制する第１規制部５５ａと、回転軸４４の、Ｚ軸と平行な方向への移動を規制する第２規制部５５ｂとを有している。ストッパ５５は、第３側壁２３ｃにネジ固定される。第１規制部５５ａは、ストッパ５５が第３側壁２３ｃに取り付けられたときに、ガイド溝５３ａの先端に嵌り込むようになっている（図３（Ａ）参照）。第２規制部５５ｂは、ストッパ５５が第３側壁２３ｃに取り付けられたときに、ガイド溝５３ａに係合している回転軸４４の先端と対向する位置に配置されるようになっている。

このように構成された第３支持機構５Ｃにおいて、アクチュエータ本体４Ｃは、ホルダ４３の回転軸４４をガイド溝５３ａに嵌めるようにして支持部５３に設置される。このとき、保持板５２と第３側壁２３ｃとは、付勢バネ５４を挟み込んで、付勢バネ５４を圧縮変形させる。この状態で、ストッパ５５が第３側壁２３ｃにネジ固定される。アクチュエータ本体４Ｃは、付勢バネ５４の弾性力により、Ｚ軸に直交する方向であってＺ軸から離れる側に付勢される。このとき、ガイド溝５３ａの先端は、ストッパ５５の第１規制部５５ａにより塞がれてるので、回転軸４４がガイド溝５３ａから抜け出ることが防止されている。また、回転軸４４の先端と対向する位置にはストッパ５５の第２規制部５５ｂが位置しているので、アクチュエータ本体４ＣのＺ軸方向への移動が第２規制部５５ｂにより規制されている。つまり、アクチュエータ本体４Ｃは、ガイド溝５３ａの長手方向に移動可能であると共に、回転軸４４を中心に回転可能に第３支持機構５Ｃによって支持されている。

図５に、撮像装置１００の機能ブロック図を示す。回路基板２８は、撮像素子３３からの出力信号に基づいて映像信号処理を行う映像処理部６１と、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃの駆動制御を行う駆動制御部６２と、無線信号の送受信を行うアンテナ６３と、映像処理部６１からの信号を送信信号に変換して、該送信信号をアンテナ６３を介して送信する送信部６４と、アンテナ６３を介して無線信号を受信し、該無線信号を変換して駆動制御部６２へ出力する受信部６５と、バッテリ６６と、カメラ本体２の角速度を検出するジャイロセンサ６７とを有している。

ジャイロセンサ６７は、３軸の検出軸を有している。つまり、ジャイロセンサ６７は、Ｘ軸周りの回転角速度を検出するＸ軸ジャイロセンサと、Ｙ軸周りの回転角速度を検出するＹ軸ジャイロセンサと、Ｚ軸周りの角速度を検出するＺ軸ジャイロセンサが１つのパッケージに収納されたセンサである。ジャイロセンサ６７は、各検出軸回りの角速度に応じた信号を出力する。ジャイロセンサ６７の出力信号に基づいて、カメラ本体２の回転移動を検出することができる。

映像処理部６１は、撮像素子３３からの出力信号の増幅及びＡ／Ｄ変換などを行う。駆動制御部６２は、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃのそれぞれに駆動電圧（制御信号）を出力する。駆動制御部６２は、アンテナ６３及び受信部６５を介して入力される外部からの信号（指令）、及びジャイロセンサ６７からの出力信号に基づいて駆動電圧を生成する。

〈４．清掃部の構成〉
図６に清掃部の斜視図を示す。

清掃部７は、全体として漏斗形状をしている。清掃部７は、円錐台部７１と、円筒部７４とを有している。円筒部７４は、円錐台部７１のうち径が最も小さくなった端部に連結されている。円筒部７４は、レンズ枠３２に外嵌めされる。

円錐台部７１は、径が最も大きくなった端部に設けられた除去部７２と、円筒部７４に連結された保持部７３とを有している。除去部７２と保持部７３とは、連結されている。除去部７２は、多孔質の材料で構成されている。また、除去部７２は、外殻１よりも柔らかい材料で構成されている。

〈５．カメラ本体の外殻内における配置〉
カメラ本体２は、図２に示すように、外殻１のケース１２内に配置される。カメラ本体２のＺ軸が外殻１のＰ軸と一致しているときを基準状態とする。すなわち、図２（Ａ），（Ｂ）は、撮像装置１００の基準状態を示す。第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃそれぞれの駆動子４２は、第２ケース１２の内面と接触している。レンズ鏡筒３は、第１ケース１１の方を向いており、カメラ本体２は、該ケース１２外の被写体を開口部１２ａを通じて撮影する。回路基板２８は、基準状態においては、第３ケース１３内に位置している。第３駆動部２６Ｃは、Ｚ軸を中心とする半径方向に移動可能であって且つ付勢バネ５４によって該半径方向外側に付勢されている。そのため、第３駆動部２６Ｃの駆動子４２は、付勢バネ５４の弾性力によって第２ケース１２の内面に押圧された状態で接触しており、第１及び第２駆動部２６Ａ，２６Ｂの駆動子４２は、付勢バネ５４の反力によって第２ケース１２の内面に押圧された状態で接触している。また、基準状態においては、第１駆動部２６Ａの駆動子４２は、Ｐ軸と平行に並んでいる。第２駆動部２６Ｂの駆動子４２は、Ｐ軸と平行に並んでいる。一方、第３駆動部２６Ｃの駆動子４２は、外殻１の大円の円周方向、即ち、Ｐ軸を中心とする周方向に並んでいる。ここで、第３駆動部２６Ｃのアクチュエータ本体４ＣがＺ軸を中心とする半径方向に移動可能であることに加えて、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃのアクチュエータ本体４Ａ〜４Ｃがそれぞれの回転軸４４回りに回転自在に支持されているので、第２ケース１２の内面の形状誤差及び各駆動部の組立誤差などが吸収される。

ここで、レンズ枠３２に取り付けられた清掃部７の除去部７２は、外殻１の内面に接触している。また、清掃部７の円錐台部７１は、レンズ鏡筒３の画角によって規定されるレンズ鏡筒３の撮影範囲Ｓよりも外側に位置している。

〈６．カメラ本体の動作〉
第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃに駆動電圧が印加されると、それぞれの駆動子４２が楕円運動を行う。駆動子４２が楕円運動を行うと、第１駆動部２６Ａは、Ｚ軸と平行な方向に駆動力を出力する。第２駆動部２６Ｂは、Ｚ軸と平行な方向に駆動力を出力する。第３駆動部２６Ｃは、Ｚ軸回りの周方向に駆動力を出力する。そのため、第１駆動部２６Ａの駆動力と第２駆動部２６Ｂの駆動力とを組み合わせることによって、外殻１のＰ軸に対するカメラ本体２のＺ軸を任意に調整することができる。さらに、第３駆動部２６Ｃの駆動力によって、カメラ本体２をＺ軸回りに回転させることができる。このように、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃの駆動力を調整することによって、カメラ本体２を外殻１に対して回転移動させ、外殻１に対するカメラ本体２の姿勢を任意に調整することができる。

図７に、駆動制御のフローチャートを示す。

まず、駆動制御部６２は、ステップＳ１において、外部からの無線通信によるマニュアル指令の入力があるか否かを判定する。マニュアル指令は、例えば、特定の被写体の追尾指令、カメラ本体２の所定の角度でのパンニング（Ｙ軸回りの回転）、チルティング（Ｘ軸回りの回転）、ローリング（Ｚ軸回りの回転）等である。マニュアル指令がある場合には、駆動制御部６２は、ステップＳ２へ進む一方、マニュアル指令が無い場合には、駆動制御部６２は、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ２においては、駆動制御部６２は、マニュアル指令に基づいてマニュアル駆動指令値を生成する。マニュアル駆動指令値は、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃのそれぞれに対する指令値である。その後、フローは、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３においては、駆動制御部６２は、ジャイロセンサ６７の出力に基づいて、外乱によるカメラ本体２の回転を打ち消すための指令値を生成する。詳しくは、駆動制御部６２は、ジャイロセンサ６７の検出信号に基づいて求められるカメラ本体２のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸回りの回転を打ち消すように、Ｘ軸回りの回転指令値（以下、「Ｘ軸ジャイロ指令値」という）、Ｙ軸回りの回転指令値（以下、「Ｙ軸ジャイロ指令値」という）及びＺ軸回りの回転指令値（以下、「Ｚ軸ジャイロ指令値」という）を生成する。そして、Ｘ軸ジャイロ指令値とＹ軸ジャイロ指令値とが所定の比率で合成され、第１駆動部２６Ａへの駆動指令値が生成される。また、Ｘ軸ジャイロ指令値とＹ軸ジャイロ指令値とが所定の比率で合成され、第２駆動部２６Ｂへの駆動指令値が生成される。第３駆動部２６Ｃについては、Ｚ軸ジャイロ指令値が駆動指令値となる。ここで、マニュアル駆動指令値がある場合には、ジャイロ指令値に基づいて生成された駆動指令値にマニュアル駆動指令値が加えられ、最終的な駆動指令値が生成される。駆動制御部６２は、こうして生成された駆動指令値に応じた駆動電圧を第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃのそれぞれに印加する。

その結果、マニュアル指令が無い場合には、カメラ本体２に作用する外乱を打ち消すように第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃが作動し、カメラ本体２の姿勢、即ち、光軸２０の向きが一定に維持される。一方、マニュアル指令がある場合には、カメラ本体２に作用する外乱を打ち消すと共にマニュアル指令に応じてカメラ本体２が移動するように第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃが作動する。

マニュアル指令の有無にかかわらず、ジャイロセンサ６７の出力に基づいてカメラ本体２の回転ブレが抑制されるので、撮影画像における像ブレが抑制される。さらに、映像処理部６１は、撮影される映像の動きベクトルを検出し、該動きベクトルに基づいて画像処理により像ブレを電子補正している。つまり、撮像装置１００は、比較的大きく且つ低い周波数の像ブレをカメラ本体２の姿勢制御で抑制し、比較的小さく且つ高い周波数の像ブレを映像処理部５１による電子補正により補正している。

〈７．外殻内の清掃〉
このように構成された撮像装置１００では、前記第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃが外殻１の内面に接触しているので、外殻１内に摩耗粉が発生し得る。

ここで、清掃部７は、図２（Ｂ）に示すように、カメラ本体２と共に移動し、除去部７２は、外殻１の内面と摺接している。そのため、除去部７２は、外殻１の内面に存在する異物を掃いて除去することができる。さらに、除去部７２は、多孔質で形成されているので、掃き取った異物は、除去部７２に付着する。こうして、除去部７２は、カメラ本体２の移動に伴って、外殻１の内面の異物を拭き取る。

また、清掃部７は、前述の如く、レンズ鏡筒３に取り付けられる一方、外殻１の内面に接触しているので、外殻１内の空間を２つに仕切っている。清掃部７に仕切られた一方の空間である第１空間Ｍに、レンズ鏡筒３の撮影範囲Ｓが含まれており、他方の空間である第２空間Ｎに、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃが含まれている。摩耗粉は、第２空間Ｎで生じ得る。つまり、清掃部７は、レンズ鏡筒３の撮影範囲Ｓが含まれる空間と摩耗粉が生じ得る空間とを仕切る機能を有している。そのため、除去部７２に掃き取られた異物が除去部７２に付着しなかったとしても、第２空間Ｎ内に溜められた状態となる。

このように、外殻１内の異物は、除去部７２に付着するか、第２空間Ｎ内に掃き集められた状態となる。清掃部７はカメラ本体２と共に移動するので、第１空間Ｍ及び第２空間Ｎもカメラ本体２と共に移動する。そのため、除去部７２に付着した異物や第２空間Ｎに貯留された異物が第１空間Ｍ内に進入することはない。

〈７．撮像装置の使用例〉
図８に撮像装置１００の使用例を示す。

第２ケース１２の外表面にピン８１が設けられている。ピン８１には、ストラップ８２が取り付けられている。第３ケース１３の外表面には面ファスナ（図示省略）が設けられている。

ユーザは、ストラップ８２を首に掛け、撮像装置１００を首からぶら下げた状態で使用する。このとき、面ファスナを衣服などに貼り付けることによって、歩行時などでも撮像装置１００の大きな揺れを防止することができる。

パン、チルト、ロール方向へのカメラ本体２の操作は、例えば、スマートフォンなどの無線通信機器を介して行うことができる。さらに、ジャイロセンサ６７により、歩行時の像ブレを抑制することができる。

〈８．効果〉
したがって、撮像装置１００は、内面が球面状の外殻１と、前記外殻１内を移動可能に構成され、該外殻１の外の被写体を該外殻１を通して撮影するカメラ本体２と、前記カメラ本体２に取り付けられ、前記外殻１の内面に接触し、該カメラ本体２を駆動する第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃと、前記外殻１の内面上の異物を清掃する清掃部７とを備えている。

この構成によれば、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃが外殻１の内面に接触しているので、外殻１内に摩耗粉が生じ得る。このように、外殻１内に異物が存在したとしても、清掃部７を設けることによって、外殻１内の異物を清掃することができる。これにより、外殻１内の異物が低減されるので、カメラ本体２の撮像画像に異物が写り込むことが防止される。その結果、外殻１内の異物に起因する画質劣化を低減することができる。

また、清掃部７は、前記外殻１の内面上の異物を掃くように構成されている。

これにより、外殻１の内面の異物を容易に取り除くことができる。

さらに、清掃部７は、前記外殻１の内面上の異物を拭くように構成されている。具体的には、清掃部７は、外殻１の内面に摺接し、清掃部７のうち外殻１と摺接する部分は多孔質で形成されている。つまり、清掃部７は、異物を掃くだけでなく、多孔質による吸着作用により異物を拭き取ることができる。

この構成によれば、清掃部７で集めた異物が外殻１内に再び拡散することを防止することができる。

さらに、清掃部７は、前記カメラ本体２の撮像範囲Ｓ外に位置した状態で該カメラ本体２と共に移動するように構成されている。

この構成によれば、清掃部７は、カメラ本体２の撮影範囲Ｓの外側に位置している。そして、清掃部７、その状態のまま、カメラ本体２と共に移動する。つまり、カメラ本体２が移動しても、清掃部７がカメラ本体２の撮影範囲Ｓ内に入り込むことがない。

また、清掃部７は、カメラ本体２に取り付けられているため、カメラ本体２が移動すると、自動的に清掃部７が外殻１内の清掃を行う。つまり、清掃部７を駆動する機構を別途設けなくてもよい。

《実施形態２》
続いて、実施形態２に係る撮像装置２００について説明する。撮像装置２００は、カメラ本体２０２の構成が実施形態１のカメラ本体２と異なる。そこで、撮像装置２００のうち実施形態１と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。

〈１．外観〉
図９に撮像装置２００の斜視図を示す。図１０は、撮像装置２００の断面図であり、（Ａ）は、外殻２０１の中心Ｏを通り且つＰ軸を含む平面で切断した撮像装置２００の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における、撮像装置２００の断面図である。

撮像装置２００は、略球状の外殻２０１と、該外殻２０１内に配置されたカメラ本体２０２と、外殻２０１内の異物を清掃する清掃部７とを備えている。カメラ本体２０２は、外殻２０１の内面に沿って外殻２０１に対して相対的に移動する。カメラ本体２０２は、外殻２０１内を移動しつつ、外殻２０１を通して外殻２０１の外部の被写体を撮影する。

〈２．外殻〉
外殻２０１は、第１ケース２１１と第２ケース２１２とを有している。第１ケース２１１と第２ケース２１２とは、互いに接合され、全体として略球状となっている。外殻２０１の内面は、略球面に形成されている。外殻２０１は、ケースの一例である。

第１ケース２１１は、外殻２０１の大円を含む球冠状に形成されている。第１ケース２１１は、開口部２１１ａを有し、その内面は球帯状に形成されている。第１ケース２１１の内面は、第２ケース２１２の内面と曲率が略同一となっている。第１ケース２１１は、可視光に対し透明な材料であって且つ高い硬度の材料（例えば、セラミックス材料）で形成されている。高い硬度の材料を採用することにより、後述する駆動子４２との接触による磨耗を低減することができる。第１ケース２１１の光透過率は、第２ケース２１２の光透過率よりも高い。

第２ケース２１２は、外殻２０１の大円を含まない球冠状に形成されている。第２ケース２１２は、開口部２１２ａを有し、その内面は球帯状に形成されている。開口部２１２ａは、開口部２１１ａと同じ径を有する。第２ケース２１２は、高い硬度の材料（例えば、セラミックス材料）で形成されている。これにより、後述する駆動子４２との接触による磨耗を低減することができる。

第１ケース２１１の開口部２１１ａと第２ケース２１２の開口部２１２ａとが互いに接合される。こうして、外殻２０１は、接合部２１３を有している。

ここで、図９に示すように、外殻２０１の中心点（即ち、第１ケース２１１の中心）をＯ点、Ｏ点と第１ケース２１１の開口部２１１ａの中心とを通る直線をＰ軸、Ｏ点を通りＰ軸と直交する軸をＱ軸と定義する。

〈３．カメラ本体〉
図１１は、カメラ本体２０２を示し、（Ａ）はカメラ本体２０２の斜視図であり、（Ｂ）はカメラ本体２０２の右側面図であり、（Ｃ）はカメラ本体２０２の（Ａ）とは異なる角度から見た斜視図である。図１２は、移動枠２１及び第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃの分解斜視図である。

カメラ本体２０２は、移動枠２２１と、レンズ鏡筒３と、移動枠２２１に取り付けられた第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃと、レンズ鏡筒３を移動枠２２１に取り付けるための取付板２２７と、カメラ本体２０２の制御を行う回路基板２８とを有している。カメラ本体２０２は、静止画撮影及び動画撮影を行うことができる。ここで、レンズ鏡筒３の光軸２０をＺ軸とし、光軸２０の被写体側を前側とする。カメラ本体２０２は、撮像部の一例である。

移動枠２２１は、第１枠２２１ａと、第２枠２２１ｂとを有している。第１枠２２１ａと第２枠２２１ｂとは、ネジで固定される。第１枠２２１ａは、第１駆動部２２６Ａが取り付けられる第１側壁２２３ａと、第３駆動部２２６Ｃが取り付けられる第２側壁２２３ｂと、レンズ鏡筒３が配置される円筒部２２５とを有している。円筒部２２５の軸線は、Ｚ軸と一致している。第１側壁２２３ａ及び第２側壁２２３ｂは、Ｚ軸に直交するＸ軸と平行であって且つＺ軸に対して傾斜している。詳しくは、Ｚ軸は、第１側壁２２３ａの外面の法線と第２側壁２２３ｂの外面の法線とのなす角の二等分線になっている。第２枠２２１ｂは、第２駆動部２６Ｂが取り付けられる第３側壁２２３ｃを有している。第３側壁２２３ｃは、Ｚ軸と直交している。

尚、Ｚ軸及びＸ軸の両方に直交する軸をＹ軸とする。

レンズ鏡筒３は、実施形態１と同じ構成である。レンズ枠３２は、移動枠２２１の円筒部２２５内に配置され、光軸２０が円筒部２２５の軸線と一致している。レンズ鏡筒３の撮像素子３３の裏側には取付板２２７が設けられている（図１０（Ａ）参照）。レンズ鏡筒３は、取付板２２７を介して移動枠２２１に取り付けられている。

レンズ枠３２には、清掃部７が取り付けられている。清掃部７の構成は、実施形態１と同じである。

第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃは、移動枠２２１の外周面に設けられている。詳しくは、第１駆動部２２６Ａは、第１側壁２２３ａに設けられている。第２駆動部２２６Ｂは、第３側壁２２３ｃに設けられている。第３駆動部２２６Ｃは、第２側壁２２３ｂに設けられている。第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃは、Ｘ軸回りにおいて略等間隔、即ち、略１２０°ごとに配置されている。

第１駆動部２２６Ａは、アクチュエータ本体４Ａと第１支持機構２０５Ａとを有している。第２駆動部２２６Ｂは、アクチュエータ本体４Ｂと第２支持機構２０５Ｂとを有している。第３駆動部２２６Ｃは、アクチュエータ本体４Ｃと第３支持機構２０５Ｃとを有している。

３つのアクチュエータ本体４Ａ〜４Ｃは、共通の構成をしている。アクチュエータ本体４Ａ〜４Ｃは、実施形態１と同じ構成をしている。

第１支持機構２０５Ａの基本的な構成は、実施形態１の第１支持機構５Ａと同じである。第１支持機構２０５Ａと第１支持機構５Ａとでは、アクチュエータ本体４Ａの姿勢が異なる。詳しくは、アクチュエータ本体４Ａは、Ｙ軸及びＺ軸を含む平面に含まれ且つＺ軸に対して傾斜する軸回りに回転自在な状態で第１支持機構２０５Ａに支持されている。このとき、アクチュエータ本体４Ａの２つの駆動子４２は、Ｘ軸と平行に並んで配置されている。

第３支持機構２０５Ｃの基本的な構成は、実施形態１の第２支持機構５Ｂと同じである。第３支持機構２０５Ｃと第２支持機構５Ｂとでは、アクチュエータ本体４Ｃ（アクチュエータ本体４Ｂ）の姿勢が異なる。詳しくは、アクチュエータ本体４Ｃは、Ｙ軸及びＺ軸を含む平面に含まれ且つＺ軸に対して傾斜する軸回りに回転自在な状態で第３支持機構２０５Ｃに支持されている。このとき、アクチュエータ本体４Ｃの２つの駆動子４２は、Ｘ軸と平行に並んで配置されている。

第２支持機構２０５Ｂの基本的な構成は、実施形態１の第３支持機構５Ｃと同じである。第２支持機構２０５Ｂと第３支持機構５Ｃとでは、アクチュエータ本体４Ｂ（アクチュエエータ本体４Ｃ）の姿勢が異なる。詳しくは、アクチュエータ本体４Ｂは、ガイド溝５３ａの長手方向（Ｚ軸方向）に移動可能であると共に、回転軸４４を中心に回転可能に第２支持機構２０５Ｂによって支持されている。このとき、アクチュエータ本体４Ｂの２つの駆動子４２は、Ｙ軸と平行に並んで配置されている。

〈４．カメラ本体の外殻内における配置〉
カメラ本体２０２は、図１０に示すように、外殻２０１内に配置される。カメラ本体２０２のＺ軸が外殻２０１のＰ軸と一致しているときを基準状態とする。すなわち、図１０（Ａ），（Ｂ）は、撮像装置２００の基準状態を示す。第１及び第３駆動部２２６Ａ，２２６Ｃそれぞれの駆動子４２は、第１ケース２１１の内面と接触している。第２駆動部２２６Ｂの駆動子４２は、第２ケース２１２の内面と接触している。レンズ鏡筒３は、第１ケース２１１の方を向いており、カメラ本体２０２は、該第１ケース２１１を介して撮影する。第２駆動部２２６Ｂは、Ｘ軸を中心とする半径方向（即ち、Ｚ軸方向）に移動可能であって且つ付勢バネ５４によって該半径方向外側に付勢されている。そのため、第２駆動部２２６Ｂの駆動子４２は、付勢バネ５４の弾性力によって第２ケース２１２の内面に押圧された状態で接触しており、第１及び第３駆動部２２６Ａ，２２６Ｃの駆動子４２は、付勢バネ５４の反力によって第１ケース２１１の内面に押圧された状態で接触している。ここで、第２駆動部２２６Ｂのアクチュエータ本体４ＢがＺ軸方向に移動可能であることに加えて、第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃのアクチュエータ本体４Ａ〜４Ｃがそれぞれの回転軸４４回りに回転自在に支持されているので、外殻２０１の内面の形状誤差及び各駆動部の組立誤差などが吸収される。

ここで、レンズ枠３２に取り付けられた清掃部７の除去部７２は、外殻２０１の内面に接触している。また、清掃部７の円錐台部７１は、レンズ鏡筒３の画角によって規定されるレンズ鏡筒３の撮影範囲Ｓよりも外側に位置している。

〈５．カメラ本体の動作〉
第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃに駆動電圧が印加されると、それぞれの駆動子４２が楕円運動を行う。ここで、第１駆動部２２６Ａの駆動子４２は、Ｚ軸を中心とする周方向に並んでいる。第３駆動部２２６Ｃの駆動子４２は、Ｚ軸を中心とする周方向に並んでいる。一方、第２駆動部２２６Ｂの駆動子４２は、Ｘ軸を中心とする周方向に並んでいる。そのため、駆動子４２が楕円運動を行うと、第１駆動部２２６Ａは、Ｚ軸周りの周方向に駆動力を出力する。第３駆動部２２６Ｃは、Ｚ軸周りの周方向に駆動力を出力する。第２駆動部２２６Ｂは、Ｘ軸回りの周方向に駆動力を出力する。そのため、第１駆動部２２６Ａの駆動力と第３駆動部２２６Ｃの駆動力とを組み合わせることによって、カメラ本体２０２をＹ軸又はＺ軸周りに回転させることができる。さらに、第２駆動部２２６Ｂの駆動力によって、カメラ本体２０２をＸ軸回りに回転させることができる。このように、第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃの駆動力を調整することによって、カメラ本体２０２を外殻２０１に対して回転移動させ、外殻２０１に対するカメラ本体２０２の姿勢を任意に調整することができる。

図１３に、駆動制御のフローチャートを示す。

まず、駆動制御部６２は、ステップＳ２１において、外部からの無線通信によるマニュアル指令の入力があるか否かを判定する。マニュアル指令は、例えば、特定の被写体の追尾指令、カメラ本体２０２の所定の角度でのパンニング（Ｙ軸回りの回転）、チルティング（Ｘ軸回りの回転）、ローリング（Ｚ軸回りの回転）等である。マニュアル指令がある場合には、駆動制御部６２は、ステップＳ２２へ進む一方、マニュアル指令が無い場合には、駆動制御部６２は、ステップＳ２３へ進む。

ステップＳ２２においては、駆動制御部６２は、マニュアル指令に基づいてマニュアル駆動指令値を生成する。マニュアル駆動指令値は、第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃのそれぞれに対する指令値である。その後、フローは、ステップＳ２３へ進む。

ステップＳ２３においては、駆動制御部６２は、ジャイロセンサ６７の出力に基づいて、外乱によるカメラ本体２０２の回転を打ち消すための指令値を生成する。詳しくは、駆動制御部６２は、ジャイロセンサ６７の検出信号に基づいて求められるカメラ本体２０２のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸回りの回転を打ち消すように、Ｘ軸回りの回転指令値（以下、「Ｘ軸ジャイロ指令値」という）、Ｙ軸回りの回転指令値（以下、「Ｙ軸ジャイロ指令値」という）及びＺ軸回りの回転指令値（以下、「Ｚ軸ジャイロ指令値」という）を生成する。そして、Ｚ軸ジャイロ指令値とＹ軸ジャイロ指令値とが所定の比率で合成され、第１駆動部２２６Ａへの駆動指令値が生成される。また、Ｚ軸ジャイロ指令値とＹ軸ジャイロ指令値とが所定の比率で合成され、第３駆動部２２６Ｃへの駆動指令値が生成される。第２駆動部２２６Ｂについては、Ｘ軸ジャイロ指令値が駆動指令値となる。ここで、マニュアル駆動指令値がある場合には、ジャイロ指令値に基づいて生成された駆動指令値にマニュアル駆動指令値が加えられ、最終的な駆動指令値が生成される。駆動制御部６２は、こうして生成された駆動指令値に応じた駆動電圧を第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃのそれぞれに印加する。

その結果、マニュアル指令が無い場合には、カメラ本体２０２に作用する外乱を打ち消すように第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃが作動し、カメラ本体２０２の姿勢、即ち、光軸２０の向きが一定に維持される。一方、マニュアル指令がある場合には、カメラ本体２０２に作用する外乱を打ち消すと共にマニュアル指令に応じてカメラ本体２０２が移動するように第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃが作動する。

マニュアル指令の有無にかかわらず、ジャイロセンサ６７の出力に基づいてカメラ本体２０２の回転ブレが抑制されるので、撮影画像における像ブレが抑制される。さらに、映像処理部６１は、撮影される映像の動きベクトルを検出し、該動きベクトルに基づいて画像処理により像ブレを電子補正している。つまり、撮像装置２００は、比較的大きく且つ低い周波数の像ブレをカメラ本体２０２の姿勢制御で抑制し、比較的小さく且つ高い周波数の像ブレを映像処理部６１による電子補正により補正している。

〈６．外殻内の清掃〉
このように構成された撮像装置２００では、前記第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃが外殻２０１の内面に接触しているので、外殻２０１内に摩耗粉が発生し得る。しかし、外殻２０１内の異物は、実施形態１と同様に、清掃部７により拭き取られる。また、清掃部７は、外殻２０１内の空間をレンズ鏡筒３の撮影範囲Ｓが含まれた第１空間Ｍと、第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃが含まれた第２空間Ｎとに仕切り、集めた異物を第２空間Ｎに閉じ込めている。

このように、外殻２０１内の異物は、除去部７２に付着するか、第２空間Ｎ内に掃き集められ、第１空間Ｍ内に進入することはない。

その結果、撮影画像の劣化を防止することができる。その他、実施形態１と同様の作用効果を奏することができる。

《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

前記撮像装置１００は、静止画撮影及び動画撮影を行うが、撮像装置は、静止画撮影のみを行うものであってもよいし、動画撮影のみを行うものであってもよい。

また、外殻１，２０１の構成は、前記実施形態に限られるものではない。例えば、外殻１，２０１は、４つ以上に分割されてもよい。また、外殻１，２０１は、内面が球面状であれば、外面は任意の形状でよい。また、外殻１，２０１の内面は、完全な球面である必要はなく、少なくとも、駆動部が接触する領域が球面状であればよい。

また、前記第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃ，２２６Ａ〜２２６Ｃは、圧電素子を含む振動型アクチュエータであるが、これに限られるものではない。例えば、駆動部は、ステッピングモータと駆動輪とを有し、駆動輪が外殻１，２０１の内面に接触する構成であってもよい。

さらに、駆動部２６Ａ〜２６Ｃ，２２６Ａ〜２２６Ｃの個数や配置も任意に設定することができる。例えば、駆動部の個数は、３つに限定されるものではなく、２つ以下であっても、４つ以上であってもよい。

また、清掃部７は、前記の構成に限られるものではない。例えば、清掃部７は、レンズ枠２３以外の部分、例えば、移動枠２１等に取り付けられてもよい。また、清掃部７の除去部７２は、多孔質でなくてもよい。つまり、清掃部７の除去部７２は、異物を付着させる機能を有さず、異物を掃くだけの機能を有するものであってもよい。また、清掃部７は、カメラ本体２，２０２と一体的に移動するものでなくてもよい。例えば、清掃部７を駆動する駆動部を別途設け、清掃部７とカメラ本体２，２０２とを個別に移動させてもよい。

以上説明したように、ここに開示された技術は、内面が球面状に形成されたケース内に配置された撮像部を備えた撮像装置について有用である。

１００，２００ 撮像装置
１、２０１ 外殻
１１ 第１ケース
１２ 第２ケース
１２ａ 開口部
１２ｂ 開口部
１３ 第３ケース
２，２０２ カメラ本体（撮像部）
２０ 光軸
２１，２２１ 移動枠
２２ 外周壁
２３ａ，２２３ａ 第１側壁
２３ｂ，２２３ｂ 第２側壁
２３ｃ，２２３ｃ 第３側壁
２４ 仕切壁
２５ 開口部
２６Ａ，２２６Ａ 第１駆動部
２６Ｂ，２２６Ｂ 第２駆動部
２６Ｃ，２２６Ｃ 第３駆動部
２７，２２７ 取付板
２８ 回路基板
３ レンズ鏡筒
３２ レンズ枠
３３ 撮像素子
４Ａ アクチュエータ本体
４Ｂ アクチュエータ本体
４Ｃ アクチュエータ本体
４１ 振動体
４２ 駆動子
４３ ホルダ
４４ 回転軸
５Ａ，２０５Ａ 第１支持機構
５Ｂ，２０５Ｂ 第２支持機構
５Ｃ，２０５Ｃ 第３支持機構
５１ ブラケット
５２ 保持板
５２ａ 開口
５３ 支持部
５３ａ ガイド溝
５４ 付勢バネ
５５ ストッパ
５５ａ 第１規制部
５５ｂ 第２規制部
６１ 映像処理部
６２ 駆動制御部
６３ アンテナ
６４ 送信部
６５ 受信部
６６ バッテリ
６７ ジャイロセンサ
６８ フォトセンサ
７ 清掃部
７１ 円錐台部
７２ 除去部
７３ 保持部
７４ 円筒部
８１ ピン
８２ ストラップ
２１１ 第１ケース
２１１ａ 開口部
２１２ 第２ケース
２１２ａ 開口部
２１３ 接合部
２２１ａ 第１枠
２２１ｂ 第２枠
２２５ 円筒部
Ｓ 撮影範囲
Ｍ 第１空間
Ｎ 第２空間

ここに開示される技術は、ケース内に配置された撮像部を備えた撮像装置に関する。

特許文献１に係る撮像装置では、内面が球帯状に形成された球殻（ケース）内に撮像部を配置している。この撮像装置においては、撮像部を球殻の内面に沿って相対的に移動させることによって、撮像範囲を調整しながら撮影を行う。より具体的には、撮像部は、３つの駆動輪を有し、該駆動輪が球殻の内面に接触している。駆動輪が駆動されることによって、撮像部が球殻の内面に沿って移動する。撮像部は、球殻を通して、球殻外部の被写体を撮影する。

特開平９−２５４８３８号公報

しかしながら、特許文献１に係る撮像装置では、撮像部が球殻の内面に接触しながら移動するので、球殻内では摩耗粉が生じ得る。撮像部は、球殻を通じて球殻の外部の被写体の撮影を行うため、球殻内に摩耗粉が存在すると、摩耗粉が撮影画像に写り込む虞がある。

ここに開示される技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ケース内の異物に起因する画質劣化を低減することにある。

ここに開示される技術は、被写体を撮影する撮像装置が対象である。この撮像装置は、被写体を撮影する撮像装置であって、内面が球面状のケースと、前記ケース内に配置され、該ケースに対して移動可能に構成された撮像部と、前記撮像部に取り付けられ、前記ケースの内面に接触し、該撮像部を駆動する駆動部と、前記ケースの内面上の異物を清掃する清掃部とを備えているものとする。

ここに開示される技術によれば、ケース内の異物に起因する画質劣化を低減することができる。

図１は、実施形態１の撮像装置の斜視図である。 図２は、撮像装置の断面図であり、（Ａ）は、外殻の中心を通り且つＰ軸に直交する平面で切断した撮像装置の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における、撮像装置の断面図である。 図３は、カメラ本体を示し、（Ａ）はカメラ本体の斜視図であり、（Ｂ）はカメラ本体の正面図である。 図４は、移動枠及び第１〜第３駆動部の分解斜視図である。 図５は、撮像装置の機能ブロック図である。 図６は、清掃部の斜視図である。 図７は、制御回路のフローチャート図である。 図８は、撮像装置の使用形態説明図である。 図９は、実施形態２の撮像装置の斜視図である。 図１０は、撮像装置の断面図であり、（Ａ）は、外殻の中心を通り且つＰ軸を含む平面で切断した撮像装置の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における、撮像装置の断面図である。 図１１は、カメラ本体を示し、（Ａ）はカメラ本体の斜視図であり、（Ｂ）はカメラ本体の右側面図であり、（Ｃ）はカメラ本体の（Ａ）とは異なる角度から見た斜視図である。 図１２は、移動枠及び第１〜第３駆動部の分解斜視図である。 図１３は、制御回路のフローチャート図である。

《実施形態１》
〈１．外観〉
図１に撮像装置１００の斜視図を示す。図２は、撮像装置１００の断面図であり、（Ａ）は、外殻１の中心Ｏを通り且つＰ軸に直交する平面で切断した撮像装置１００の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における、撮像装置１００の断面図である。

撮像装置１００は、略球状の外殻１と、該外殻１内に配置されたカメラ本体２と、外殻１内の異物を清掃する清掃部７とを備えている。カメラ本体２は、外殻１の内面に沿って外殻１に対して相対的に移動する。カメラ本体２は、外殻１内を移動しつつ、外殻１を通して外殻１の外部の被写体を撮影する。

〈２．外殻〉
外殻１は、第１ケース１１と第２ケース１２と第３ケース１３とを有している。第１ケース１１と第２ケース１２とが互いに接合され、第２ケース１２と第３ケース１３とが互いに接合されている。外殻１は、全体として略球状となっている。外殻１の内面は、略球面に形成されている。

第１ケース１１は、外殻１の大円を含まない球冠状に形成されている。第１ケース１１の内面は、球冠状に形成されている。第１ケース１１は、可視光に対し透明なアクリル製樹脂で形成されている。第１ケース１１の光透過率は、第２ケース１２及び第３ケース１３の光透過率よりも高い。ここで、「球冠」とは、「球帯」のうち、開口を１つしか有さないものを意味する。

第２ケース１２は、外殻１の大円を含む球帯状に形成され、２つの開口部１２ａ，１２ｂを有している。２つの開口部１２ａ，１２ｂは、外殻１の小円で構成され且つ大円と平行となっている。また、２つの開口部１２ａ，１２ｂは同じ径を有する。すなわち、開口部１２ａと大円との間隔は、開口部１２ｂと大円との間隔と等しい。一方の開口部１２ａは、第１ケース１１が接合される。他方の開口部１２ｂは、第３ケース１３が接合される。第２ケース１２の内面は、球帯状に形成されている。第２ケース１２は、硬度が高い（例えば、第１ケース１１よりも高度が高い）材料、例えば、セラミックス材料等で形成されている。これにより、後述する駆動子４２との接触による磨耗を低減することができる。

第３ケース１３は、外殻１の大円を含まない球冠状に形成されている。第３ケース１３の内面は球冠状に形成されている。第３ケース１３は、ポリカーボネイト樹脂で形成されている。

第１ケース１１の内面と第２ケース１２の内面と第３ケース１３の内面とは、曲率が略同一となっている。

ここで、図１に示すように、外殻１の中心点（即ち、第２ケース１２の中心）をＯ点、Ｏ点と第２ケース１２の２つの開口部の中心とを通る直線をＰ軸、Ｏ点を通りＰ軸と直交する軸をＱ軸と定義する。

〈３．カメラ本体〉
図３は、カメラ本体２を示し、（Ａ）はカメラ本体２の斜視図であり、（Ｂ）はカメラ本体２の正面図である。図４は、移動枠２１及び第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃの分解斜視図である。

カメラ本体２は、移動枠２１と、レンズ鏡筒３と、移動枠２１に取り付けられた第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃと、レンズ鏡筒３を移動枠２１に取り付けるための取付板２７と、カメラ本体２の制御を行う回路基板２８とを有している。カメラ本体２は、静止画撮影及び動画撮影を行うことができる。ここで、レンズ鏡筒３の光軸２０をＺ軸とし、光軸２０の被写体側を前側とする。カメラ本体２は、撮像部の一例である。

移動枠２１は、正面から見たときに略正三角形状の枠体である。移動枠２１は、三角形の三辺をなす第１〜第３側壁２３ａ〜２３ｃを含む外周壁２２と、外周壁２２の内側に形成された仕切壁２４とを有する。仕切壁２４の中央には、開口部２５が形成されている。

レンズ鏡筒３は、光軸２０を有する複数のレンズ３１と、レンズ３１を保持するレンズ枠３２と、撮像素子３３とを有している。レンズ枠３２は、移動枠２１の内部に配置され、光軸２０が移動枠２１の中心を通っている。レンズ鏡筒３の撮像素子３３の裏側には取付板２７が設けられている（図２（Ｂ）参照）。レンズ鏡筒３は、取付板２７を介して移動枠２１に取り付けられている。取付板２７の、レンズ鏡筒３と反対側には、回路基板２８が取り付けられている。

第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃは、移動枠２１の外周面に設けられている。詳しくは、第１駆動部２６Ａは、第１側壁２３ａに設けられている。第２駆動部２６Ｂは、第２側壁２３ｂに設けられている。第３駆動部２６Ｃは、第３側壁２３ｃに設けられている。第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃは、Ｚ軸回りにおいて略等間隔、即ち、略１２０°ごとに配置されている。ここで、図３（Ｂ）に示すように、Ｚ軸と直交し、第３駆動部２６Ｃを通る軸をＹ軸とし、Ｚ軸及びＹ軸の両方に直交する軸をＸ軸とする。

第１駆動部２６Ａは、アクチュエータ本体４Ａと第１支持機構５Ａとを有している。第２駆動部２６Ｂは、アクチュエータ本体４Ｂと第２支持機構５Ｂとを有している。第３駆動部２６Ｃは、アクチュエータ本体４Ｃと第３支持機構５Ｃとを有している。

３つのアクチュエータ本体４Ａ〜４Ｃは、共通の構成をしている。以下では、アクチュエータ本体４Ａについてのみ説明し、アクチュエータ本体４Ｂ，４Ｃの説明を省略する。アクチュエータ本体４Ａは、振動体４１と、振動体４１に取り付けられた２つの駆動子４２と、振動体４１を保持するホルダ４３とを有している。

振動体４１は、積層セラミックからなる圧電素子で形成されている。振動体４１は、概ね直方体状に形成されている。振動体４１の電極（図示省略）に所定の駆動電圧（交番電圧）を印加することによって、振動体４１が長手方向への伸縮振動と短手方向への屈曲振動とを調和的に発生させる。

２つの駆動子４２は、振動体４１の一側面において、振動体４１の長手方向に並んで取り付けられている。駆動子４２は、セラミック製の球体であって、振動体４１に接着されている。振動体４１が前述の伸縮振動及び屈曲振動を行うことによって、２つの駆動子４２はそれぞれ楕円運動を行う。駆動子４２が楕円運動を行うことによって、振動体４１の長手方向への駆動力が出力される。

ホルダ４３は、ガラス入りポリカーボネイト製樹脂で形成されている。ホルダ４３は、振動体４１の積層方向（長手方向及び短手方向の両方に直交する方向）の両側から振動体４１を挟み込んでいる。ホルダ４３は、振動体４１に接着されている。ホルダ４３には、振動体４１の積層方向に延びる回転軸４４が外側に突出して設けられている。

第１支持機構５Ａは、２つのブラケット５１を有している。２つのブラケット５１は、第１側壁２３ａの外面にネジ固定されている。２つのブラケット５１は、アクチュエータ本体４Ａを挟み込んだ状態で、ホルダ４３の回転軸４４を回転自在に支持している。こうして、アクチュエータ本体４Ａは、Ｚ軸に直交する平面に平行で且つ第１側壁２３ａに平行な軸回りに回転自在な状態で第１支持機構５Ａに支持されている。このとき、アクチュエータ本体４Ａの２つの駆動子４２は、Ｚ軸と平行に並んで配置されている。

第２支持機構５Ｂは、第１支持機構５Ａと同様の構成であり、２つのブラケット５１を有している。２つのブラケット５１は、第２側壁２３ｂの外面にネジ固定されている。２つのブラケット５１は、アクチュエータ本体４Ｂを挟み込んだ状態で、ホルダ４３の回転軸４４を回転自在に支持している。こうして、アクチュエータ本体４Ｂは、Ｚ軸に直交する平面に平行で且つ第２側壁２３ｂに平行な軸回りに回転自在な状態で第２支持機構５Ｂに支持されている。このとき、アクチュエータ本体４Ｂの２つの駆動子４２は、Ｚ軸と平行に並んで配置されている。

第３支持機構５Ｃは、ホルダ４３に取り付けられた保持板５２と、アクチュエータ本体４Ｃの回転軸４４を支持する２つの支持部５３と、２つの付勢バネ５４と、回転軸４４の移動を規制するストッパ５５とを有している。保持板５２は、ホルダ４３にネジ固定されている。保持板５２は、振動体４１の長手方向に延びる板状の部材であって、両端部に開口５２ａが設けられている。これら開口５２ａには、後述するピン２３ｄの先端が挿通される。２つの支持部５３は、第３側壁２３ｃにおいて、Ｚ軸方向と平行に並んで配置されている。支持部５３の先端には、回転軸４４が係合するガイド溝５３ａが形成されている。ガイド溝５３ａは、Ｚ軸に直交する方向に延びている。ガイド溝５３ａには、ホルダ４３の回転軸４４が、ガイド溝５３ａの長手方向に進退自在で且つ該回転軸４４回りに回転自在に嵌め込まれる。回転軸４４の先端部は、支持部５３からＺ軸方向にはみ出している。第３側壁２３ｃの外面には、２つのピン２３ｄが設けられている。付勢バネ５４は、該ピン２３ｄに嵌められている。ストッパ５５は、回転軸４４の、ガイド溝５３ａの長手方向（即ち、ガイド溝５３ａが延びる方向）への移動を規制する第１規制部５５ａと、回転軸４４の、Ｚ軸と平行な方向への移動を規制する第２規制部５５ｂとを有している。ストッパ５５は、第３側壁２３ｃにネジ固定される。第１規制部５５ａは、ストッパ５５が第３側壁２３ｃに取り付けられたときに、ガイド溝５３ａの先端に嵌り込むようになっている（図３（Ａ）参照）。第２規制部５５ｂは、ストッパ５５が第３側壁２３ｃに取り付けられたときに、ガイド溝５３ａに係合している回転軸４４の先端と対向する位置に配置されるようになっている。

このように構成された第３支持機構５Ｃにおいて、アクチュエータ本体４Ｃは、ホルダ４３の回転軸４４をガイド溝５３ａに嵌めるようにして支持部５３に設置される。このとき、保持板５２と第３側壁２３ｃとは、付勢バネ５４を挟み込んで、付勢バネ５４を圧縮変形させる。この状態で、ストッパ５５が第３側壁２３ｃにネジ固定される。アクチュエータ本体４Ｃは、付勢バネ５４の弾性力により、Ｚ軸に直交する方向であってＺ軸から離れる側に付勢される。このとき、ガイド溝５３ａの先端は、ストッパ５５の第１規制部５５ａにより塞がれているので、回転軸４４がガイド溝５３ａから抜け出ることが防止されている。また、回転軸４４の先端と対向する位置にはストッパ５５の第２規制部５５ｂが位置しているので、アクチュエータ本体４ＣのＺ軸方向への移動が第２規制部５５ｂにより規制されている。つまり、アクチュエータ本体４Ｃは、ガイド溝５３ａの長手方向に移動可能であると共に、回転軸４４を中心に回転可能に第３支持機構５Ｃによって支持されている。

図５に、撮像装置１００の機能ブロック図を示す。回路基板２８は、撮像素子３３からの出力信号に基づいて映像信号処理を行う映像処理部６１と、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃの駆動制御を行う駆動制御部６２と、無線信号の送受信を行うアンテナ６３と、映像処理部６１からの信号を送信信号に変換して、該送信信号をアンテナ６３を介して送信する送信部６４と、アンテナ６３を介して無線信号を受信し、該無線信号を変換して駆動制御部６２へ出力する受信部６５と、バッテリ６６と、カメラ本体２の角速度を検出するジャイロセンサ６７とを有している。

ジャイロセンサ６７は、３軸の検出軸を有している。つまり、ジャイロセンサ６７は、Ｘ軸周りの回転角速度を検出するＸ軸ジャイロセンサと、Ｙ軸周りの回転角速度を検出するＹ軸ジャイロセンサと、Ｚ軸周りの角速度を検出するＺ軸ジャイロセンサが１つのパッケージに収納されたセンサである。ジャイロセンサ６７は、各検出軸回りの角速度に応じた信号を出力する。ジャイロセンサ６７の出力信号に基づいて、カメラ本体２の回転移動を検出することができる。

映像処理部６１は、撮像素子３３からの出力信号の増幅及びＡ／Ｄ変換などを行う。駆動制御部６２は、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃのそれぞれに駆動電圧（制御信号）を出力する。駆動制御部６２は、アンテナ６３及び受信部６５を介して入力される外部からの信号（指令）、及びジャイロセンサ６７からの出力信号に基づいて駆動電圧を生成する。

〈４．清掃部の構成〉
図６に清掃部の斜視図を示す。

清掃部７は、全体として漏斗形状をしている。清掃部７は、円錐台部７１と、円筒部７４とを有している。円筒部７４は、円錐台部７１のうち径が最も小さくなった端部に連結されている。円筒部７４は、レンズ枠３２に外嵌めされる。

円錐台部７１は、径が最も大きくなった端部に設けられた除去部７２と、円筒部７４に連結された保持部７３とを有している。除去部７２と保持部７３とは、連結されている。除去部７２は、多孔質の材料で構成されている。また、除去部７２は、外殻１よりも柔らかい材料で構成されている。

〈５．カメラ本体の外殻内における配置〉
カメラ本体２は、図２に示すように、外殻１のケース１２内に配置される。カメラ本体２のＺ軸が外殻１のＰ軸と一致しているときを基準状態とする。すなわち、図２（Ａ），（Ｂ）は、撮像装置１００の基準状態を示す。第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃそれぞれの駆動子４２は、第２ケース１２の内面と接触している。レンズ鏡筒３は、第１ケース１１の方を向いており、カメラ本体２は、該ケース１２外の被写体を開口部１２ａを通じて撮影する。回路基板２８は、基準状態においては、第３ケース１３内に位置している。第３駆動部２６Ｃは、Ｚ軸を中心とする半径方向に移動可能であって且つ付勢バネ５４によって該半径方向外側に付勢されている。そのため、第３駆動部２６Ｃの駆動子４２は、付勢バネ５４の弾性力によって第２ケース１２の内面に押圧された状態で接触しており、第１及び第２駆動部２６Ａ，２６Ｂの駆動子４２は、付勢バネ５４の反力によって第２ケース１２の内面に押圧された状態で接触している。また、基準状態においては、第１駆動部２６Ａの駆動子４２は、Ｐ軸と平行に並んでいる。第２駆動部２６Ｂの駆動子４２は、Ｐ軸と平行に並んでいる。一方、第３駆動部２６Ｃの駆動子４２は、外殻１の大円の円周方向、即ち、Ｐ軸を中心とする周方向に並んでいる。ここで、第３駆動部２６Ｃのアクチュエータ本体４ＣがＺ軸を中心とする半径方向に移動可能であることに加えて、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃのアクチュエータ本体４Ａ〜４Ｃがそれぞれの回転軸４４回りに回転自在に支持されているので、第２ケース１２の内面の形状誤差及び各駆動部の組立誤差などが吸収される。

ここで、レンズ枠３２に取り付けられた清掃部７の除去部７２は、外殻１の内面に接触している。また、清掃部７の円錐台部７１は、レンズ鏡筒３の画角によって規定されるレンズ鏡筒３の撮影範囲Ｓよりも外側に位置している。

〈６．カメラ本体の動作〉
第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃに駆動電圧が印加されると、それぞれの駆動子４２が楕円運動を行う。駆動子４２が楕円運動を行うと、第１駆動部２６Ａは、Ｚ軸と平行な方向に駆動力を出力する。第２駆動部２６Ｂは、Ｚ軸と平行な方向に駆動力を出力する。第３駆動部２６Ｃは、Ｚ軸回りの周方向に駆動力を出力する。そのため、第１駆動部２６Ａの駆動力と第２駆動部２６Ｂの駆動力とを組み合わせることによって、外殻１のＰ軸に対するカメラ本体２のＺ軸を任意に調整することができる。さらに、第３駆動部２６Ｃの駆動力によって、カメラ本体２をＺ軸回りに回転させることができる。このように、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃの駆動力を調整することによって、カメラ本体２を外殻１に対して回転移動させ、外殻１に対するカメラ本体２の姿勢を任意に調整することができる。

図７に、駆動制御のフローチャートを示す。

まず、駆動制御部６２は、ステップＳ１において、外部からの無線通信によるマニュアル指令の入力があるか否かを判定する。マニュアル指令は、例えば、特定の被写体の追尾指令、カメラ本体２の所定の角度でのパンニング（Ｙ軸回りの回転）、チルティング（Ｘ軸回りの回転）、ローリング（Ｚ軸回りの回転）等である。マニュアル指令がある場合には、駆動制御部６２は、ステップＳ２へ進む一方、マニュアル指令が無い場合には、駆動制御部６２は、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ２においては、駆動制御部６２は、マニュアル指令に基づいてマニュアル駆動指令値を生成する。マニュアル駆動指令値は、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃのそれぞれに対する指令値である。その後、フローは、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３においては、駆動制御部６２は、ジャイロセンサ６７の出力に基づいて、外乱によるカメラ本体２の回転を打ち消すための指令値を生成する。詳しくは、駆動制御部６２は、ジャイロセンサ６７の検出信号に基づいて求められるカメラ本体２のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸回りの回転を打ち消すように、Ｘ軸回りの回転指令値（以下、「Ｘ軸ジャイロ指令値」という）、Ｙ軸回りの回転指令値（以下、「Ｙ軸ジャイロ指令値」という）及びＺ軸回りの回転指令値（以下、「Ｚ軸ジャイロ指令値」という）を生成する。そして、Ｘ軸ジャイロ指令値とＹ軸ジャイロ指令値とが所定の比率で合成され、第１駆動部２６Ａへの駆動指令値が生成される。また、Ｘ軸ジャイロ指令値とＹ軸ジャイロ指令値とが所定の比率で合成され、第２駆動部２６Ｂへの駆動指令値が生成される。第３駆動部２６Ｃについては、Ｚ軸ジャイロ指令値が駆動指令値となる。ここで、マニュアル駆動指令値がある場合には、ジャイロ指令値に基づいて生成された駆動指令値にマニュアル駆動指令値が加えられ、最終的な駆動指令値が生成される。駆動制御部６２は、こうして生成された駆動指令値に応じた駆動電圧を第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃのそれぞれに印加する。

その結果、マニュアル指令が無い場合には、カメラ本体２に作用する外乱を打ち消すように第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃが作動し、カメラ本体２の姿勢、即ち、光軸２０の向きが一定に維持される。一方、マニュアル指令がある場合には、カメラ本体２に作用する外乱を打ち消すと共にマニュアル指令に応じてカメラ本体２が移動するように第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃが作動する。

マニュアル指令の有無にかかわらず、ジャイロセンサ６７の出力に基づいてカメラ本体２の回転ブレが抑制されるので、撮影画像における像ブレが抑制される。さらに、映像処理部６１は、撮影される映像の動きベクトルを検出し、該動きベクトルに基づいて画像処理により像ブレを電子補正している。つまり、撮像装置１００は、比較的大きく且つ低い周波数の像ブレをカメラ本体２の姿勢制御で抑制し、比較的小さく且つ高い周波数の像ブレを映像処理部５１による電子補正により補正している。

〈７．外殻内の清掃〉
このように構成された撮像装置１００では、前記第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃが外殻１の内面に接触しているので、外殻１内に摩耗粉が発生し得る。

ここで、清掃部７は、図２（Ｂ）に示すように、カメラ本体２と共に移動し、除去部７２は、外殻１の内面と摺接している。そのため、除去部７２は、外殻１の内面に存在する異物を掃いて除去することができる。さらに、除去部７２は、多孔質で形成されているので、掃き取った異物は、除去部７２に付着する。こうして、除去部７２は、カメラ本体２の移動に伴って、外殻１の内面の異物を拭き取る。

また、清掃部７は、前述の如く、レンズ鏡筒３に取り付けられる一方、外殻１の内面に接触しているので、外殻１内の空間を２つに仕切っている。清掃部７に仕切られた一方の空間である第１空間Ｍに、レンズ鏡筒３の撮影範囲Ｓが含まれており、他方の空間である第２空間Ｎに、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃが含まれている。摩耗粉は、第２空間Ｎで生じ得る。つまり、清掃部７は、レンズ鏡筒３の撮影範囲Ｓが含まれる空間と摩耗粉が生じ得る空間とを仕切る機能を有している。そのため、除去部７２に掃き取られた異物が除去部７２に付着しなかったとしても、第２空間Ｎ内に溜められた状態となる。

このように、外殻１内の異物は、除去部７２に付着するか、第２空間Ｎ内に掃き集められた状態となる。清掃部７はカメラ本体２と共に移動するので、第１空間Ｍ及び第２空間Ｎもカメラ本体２と共に移動する。そのため、除去部７２に付着した異物や第２空間Ｎに貯留された異物が第１空間Ｍ内に進入することはない。

〈８．撮像装置の使用例〉
図８に撮像装置１００の使用例を示す。

第２ケース１２の外表面にピン８１が設けられている。ピン８１には、ストラップ８２が取り付けられている。第３ケース１３の外表面には面ファスナ（図示省略）が設けられている。

ユーザは、ストラップ８２を首に掛け、撮像装置１００を首からぶら下げた状態で使用する。このとき、面ファスナを衣服などに貼り付けることによって、歩行時などでも撮像装置１００の大きな揺れを防止することができる。

パン、チルト、ロール方向へのカメラ本体２の操作は、例えば、スマートフォンなどの無線通信機器を介して行うことができる。さらに、ジャイロセンサ６７により、歩行時の像ブレを抑制することができる。

〈９．効果〉
したがって、撮像装置１００は、内面が球面状の外殻１と、前記外殻１内を移動可能に構成され、該外殻１の外の被写体を該外殻１を通して撮影するカメラ本体２と、前記カメラ本体２に取り付けられ、前記外殻１の内面に接触し、該カメラ本体２を駆動する第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃと、前記外殻１の内面上の異物を清掃する清掃部７とを備えている。

この構成によれば、第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃが外殻１の内面に接触しているので、外殻１内に摩耗粉が生じ得る。このように、外殻１内に異物が存在したとしても、清掃部７を設けることによって、外殻１内の異物を清掃することができる。これにより、外殻１内の異物が低減されるので、カメラ本体２の撮像画像に異物が写り込むことが防止される。その結果、外殻１内の異物に起因する画質劣化を低減することができる。

また、清掃部７は、前記外殻１の内面上の異物を掃くように構成されている。

これにより、外殻１の内面の異物を容易に取り除くことができる。

さらに、清掃部７は、前記外殻１の内面上の異物を拭くように構成されている。具体的には、清掃部７は、外殻１の内面に摺接し、清掃部７のうち外殻１と摺接する部分は多孔質で形成されている。つまり、清掃部７は、異物を掃くだけでなく、多孔質による吸着作用により異物を拭き取ることができる。

この構成によれば、清掃部７で集めた異物が外殻１内に再び拡散することを防止することができる。

さらに、清掃部７は、前記カメラ本体２の撮像範囲Ｓ外に位置した状態で該カメラ本体２と共に移動するように構成されている。

この構成によれば、清掃部７は、カメラ本体２の撮影範囲Ｓの外側に位置している。そして、清掃部７、その状態のまま、カメラ本体２と共に移動する。つまり、カメラ本体２が移動しても、清掃部７がカメラ本体２の撮影範囲Ｓ内に入り込むことがない。

また、清掃部７は、カメラ本体２に取り付けられているため、カメラ本体２が移動すると、自動的に清掃部７が外殻１内の清掃を行う。つまり、清掃部７を駆動する機構を別途設けなくてもよい。

《実施形態２》
続いて、実施形態２に係る撮像装置２００について説明する。撮像装置２００は、カメラ本体２０２の構成が実施形態１のカメラ本体２と異なる。そこで、撮像装置２００のうち実施形態１と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。

〈１．外観〉
図９に撮像装置２００の斜視図を示す。図１０は、撮像装置２００の断面図であり、（Ａ）は、外殻２０１の中心Ｏを通り且つＰ軸を含む平面で切断した撮像装置２００の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における、撮像装置２００の断面図である。

撮像装置２００は、略球状の外殻２０１と、該外殻２０１内に配置されたカメラ本体２０２と、外殻２０１内の異物を清掃する清掃部７とを備えている。カメラ本体２０２は、外殻２０１の内面に沿って外殻２０１に対して相対的に移動する。カメラ本体２０２は、外殻２０１内を移動しつつ、外殻２０１を通して外殻２０１の外部の被写体を撮影する。

〈２．外殻〉
外殻２０１は、第１ケース２１１と第２ケース２１２とを有している。第１ケース２１１と第２ケース２１２とは、互いに接合され、全体として略球状となっている。外殻２０１の内面は、略球面に形成されている。外殻２０１は、ケースの一例である。

第１ケース２１１は、外殻２０１の大円を含む球冠状に形成されている。第１ケース２１１は、開口部２１１ａを有し、その内面は球帯状に形成されている。第１ケース２１１の内面は、第２ケース２１２の内面と曲率が略同一となっている。第１ケース２１１は、可視光に対し透明な材料であって且つ高い硬度の材料（例えば、セラミックス材料）で形成されている。高い硬度の材料を採用することにより、後述する駆動子４２との接触による磨耗を低減することができる。第１ケース２１１の光透過率は、第２ケース２１２の光透過率よりも高い。

第２ケース２１２は、外殻２０１の大円を含まない球冠状に形成されている。第２ケース２１２は、開口部２１２ａを有し、その内面は球帯状に形成されている。開口部２１２ａは、開口部２１１ａと同じ径を有する。第２ケース２１２は、高い硬度の材料（例えば、セラミックス材料）で形成されている。これにより、後述する駆動子４２との接触による磨耗を低減することができる。

第１ケース２１１の開口部２１１ａと第２ケース２１２の開口部２１２ａとが互いに接合される。こうして、外殻２０１は、接合部２１３を有している。

ここで、図９に示すように、外殻２０１の中心点（即ち、第１ケース２１１の中心）をＯ点、Ｏ点と第１ケース２１１の開口部２１１ａの中心とを通る直線をＰ軸、Ｏ点を通りＰ軸と直交する軸をＱ軸と定義する。

〈３．カメラ本体〉
図１１は、カメラ本体２０２を示し、（Ａ）はカメラ本体２０２の斜視図であり、（Ｂ）はカメラ本体２０２の右側面図であり、（Ｃ）はカメラ本体２０２の（Ａ）とは異なる角度から見た斜視図である。図１２は、移動枠２２１及び第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃの分解斜視図である。

カメラ本体２０２は、移動枠２２１と、レンズ鏡筒３と、移動枠２２１に取り付けられた第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃと、レンズ鏡筒３を移動枠２２１に取り付けるための取付板２２７と、カメラ本体２０２の制御を行う回路基板２８とを有している。カメラ本体２０２は、静止画撮影及び動画撮影を行うことができる。ここで、レンズ鏡筒３の光軸２０をＺ軸とし、光軸２０の被写体側を前側とする。カメラ本体２０２は、撮像部の一例である。

移動枠２２１は、第１枠２２１ａと、第２枠２２１ｂとを有している。第１枠２２１ａと第２枠２２１ｂとは、ネジで固定される。第１枠２２１ａは、第１駆動部２２６Ａが取り付けられる第１側壁２２３ａと、第３駆動部２２６Ｃが取り付けられる第２側壁２２３ｂと、レンズ鏡筒３が配置される円筒部２２５とを有している。円筒部２２５の軸線は、Ｚ軸と一致している。第１側壁２２３ａ及び第２側壁２２３ｂは、Ｚ軸に直交するＸ軸と平行であって且つＺ軸に対して傾斜している。詳しくは、Ｚ軸は、第１側壁２２３ａの外面の法線と第２側壁２２３ｂの外面の法線とのなす角の二等分線になっている。第２枠２２１ｂは、第２駆動部２２６Ｂが取り付けられる第３側壁２２３ｃを有している。第３側壁２２３ｃは、Ｚ軸と直交している。

尚、Ｚ軸及びＸ軸の両方に直交する軸をＹ軸とする。

レンズ鏡筒３は、実施形態１と同じ構成である。レンズ枠３２は、移動枠２２１の円筒部２２５内に配置され、光軸２０が円筒部２２５の軸線と一致している。レンズ鏡筒３の撮像素子３３の裏側には取付板２２７が設けられている（図１０（Ａ）参照）。レンズ鏡筒３は、取付板２２７を介して移動枠２２１に取り付けられている。

レンズ枠３２には、清掃部７が取り付けられている。清掃部７の構成は、実施形態１と同じである。

第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃは、移動枠２２１の外周面に設けられている。詳しくは、第１駆動部２２６Ａは、第１側壁２２３ａに設けられている。第２駆動部２２６Ｂは、第３側壁２２３ｃに設けられている。第３駆動部２２６Ｃは、第２側壁２２３ｂに設けられている。第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃは、Ｘ軸回りにおいて略等間隔、即ち、略１２０°ごとに配置されている。

第１駆動部２２６Ａは、アクチュエータ本体４Ａと第１支持機構２０５Ａとを有している。第２駆動部２２６Ｂは、アクチュエータ本体４Ｂと第２支持機構２０５Ｂとを有している。第３駆動部２２６Ｃは、アクチュエータ本体４Ｃと第３支持機構２０５Ｃとを有している。

３つのアクチュエータ本体４Ａ〜４Ｃは、共通の構成をしている。アクチュエータ本体４Ａ〜４Ｃは、実施形態１と同じ構成をしている。

第１支持機構２０５Ａの基本的な構成は、実施形態１の第１支持機構５Ａと同じである。第１支持機構２０５Ａと第１支持機構５Ａとでは、アクチュエータ本体４Ａの姿勢が異なる。詳しくは、アクチュエータ本体４Ａは、Ｙ軸及びＺ軸を含む平面に含まれ且つＺ軸に対して傾斜する軸回りに回転自在な状態で第１支持機構２０５Ａに支持されている。このとき、アクチュエータ本体４Ａの２つの駆動子４２は、Ｘ軸と平行に並んで配置されている。

第３支持機構２０５Ｃの基本的な構成は、実施形態１の第２支持機構５Ｂと同じである。第３支持機構２０５Ｃと第２支持機構５Ｂとでは、アクチュエータ本体４Ｃ（アクチュエータ本体４Ｂ）の姿勢が異なる。詳しくは、アクチュエータ本体４Ｃは、Ｙ軸及びＺ軸を含む平面に含まれ且つＺ軸に対して傾斜する軸回りに回転自在な状態で第３支持機構２０５Ｃに支持されている。このとき、アクチュエータ本体４Ｃの２つの駆動子４２は、Ｘ軸と平行に並んで配置されている。

第２支持機構２０５Ｂの基本的な構成は、実施形態１の第３支持機構５Ｃと同じである。第２支持機構２０５Ｂと第３支持機構５Ｃとでは、アクチュエータ本体４Ｂ（アクチュエエータ本体４Ｃ）の姿勢が異なる。詳しくは、アクチュエータ本体４Ｂは、ガイド溝５３ａの長手方向（Ｚ軸方向）に移動可能であると共に、回転軸４４を中心に回転可能に第２支持機構２０５Ｂによって支持されている。このとき、アクチュエータ本体４Ｂの２つの駆動子４２は、Ｙ軸と平行に並んで配置されている。

〈４．カメラ本体の外殻内における配置〉
カメラ本体２０２は、図１０に示すように、外殻２０１内に配置される。カメラ本体２０２のＺ軸が外殻２０１のＰ軸と一致しているときを基準状態とする。すなわち、図１０（Ａ），（Ｂ）は、撮像装置２００の基準状態を示す。第１及び第３駆動部２２６Ａ，２２６Ｃそれぞれの駆動子４２は、第１ケース２１１の内面と接触している。第２駆動部２２６Ｂの駆動子４２は、第２ケース２１２の内面と接触している。レンズ鏡筒３は、第１ケース２１１の方を向いており、カメラ本体２０２は、該第１ケース２１１を介して撮影する。第２駆動部２２６Ｂは、Ｘ軸を中心とする半径方向（即ち、Ｚ軸方向）に移動可能であって且つ付勢バネ５４によって該半径方向外側に付勢されている。そのため、第２駆動部２２６Ｂの駆動子４２は、付勢バネ５４の弾性力によって第２ケース２１２の内面に押圧された状態で接触しており、第１及び第３駆動部２２６Ａ，２２６Ｃの駆動子４２は、付勢バネ５４の反力によって第１ケース２１１の内面に押圧された状態で接触している。ここで、第２駆動部２２６Ｂのアクチュエータ本体４ＢがＺ軸方向に移動可能であることに加えて、第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃのアクチュエータ本体４Ａ〜４Ｃがそれぞれの回転軸４４回りに回転自在に支持されているので、外殻２０１の内面の形状誤差及び各駆動部の組立誤差などが吸収される。

ここで、レンズ枠３２に取り付けられた清掃部７の除去部７２は、外殻２０１の内面に接触している。また、清掃部７の円錐台部７１は、レンズ鏡筒３の画角によって規定されるレンズ鏡筒３の撮影範囲Ｓよりも外側に位置している。

〈５．カメラ本体の動作〉
第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃに駆動電圧が印加されると、それぞれの駆動子４２が楕円運動を行う。ここで、第１駆動部２２６Ａの駆動子４２は、Ｚ軸を中心とする周方向に並んでいる。第３駆動部２２６Ｃの駆動子４２は、Ｚ軸を中心とする周方向に並んでいる。一方、第２駆動部２２６Ｂの駆動子４２は、Ｘ軸を中心とする周方向に並んでいる。そのため、駆動子４２が楕円運動を行うと、第１駆動部２２６Ａは、Ｚ軸周りの周方向に駆動力を出力する。第３駆動部２２６Ｃは、Ｚ軸周りの周方向に駆動力を出力する。第２駆動部２２６Ｂは、Ｘ軸回りの周方向に駆動力を出力する。そのため、第１駆動部２２６Ａの駆動力と第３駆動部２２６Ｃの駆動力とを組み合わせることによって、カメラ本体２０２をＹ軸又はＺ軸周りに回転させることができる。さらに、第２駆動部２２６Ｂの駆動力によって、カメラ本体２０２をＸ軸回りに回転させることができる。このように、第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃの駆動力を調整することによって、カメラ本体２０２を外殻２０１に対して回転移動させ、外殻２０１に対するカメラ本体２０２の姿勢を任意に調整することができる。

図１３に、駆動制御のフローチャートを示す。

まず、駆動制御部６２は、ステップＳ２１において、外部からの無線通信によるマニュアル指令の入力があるか否かを判定する。マニュアル指令は、例えば、特定の被写体の追尾指令、カメラ本体２０２の所定の角度でのパンニング（Ｙ軸回りの回転）、チルティング（Ｘ軸回りの回転）、ローリング（Ｚ軸回りの回転）等である。マニュアル指令がある場合には、駆動制御部６２は、ステップＳ２２へ進む一方、マニュアル指令が無い場合には、駆動制御部６２は、ステップＳ２３へ進む。

ステップＳ２２においては、駆動制御部６２は、マニュアル指令に基づいてマニュアル駆動指令値を生成する。マニュアル駆動指令値は、第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃのそれぞれに対する指令値である。その後、フローは、ステップＳ２３へ進む。

ステップＳ２３においては、駆動制御部６２は、ジャイロセンサ６７の出力に基づいて、外乱によるカメラ本体２０２の回転を打ち消すための指令値を生成する。詳しくは、駆動制御部６２は、ジャイロセンサ６７の検出信号に基づいて求められるカメラ本体２０２のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸回りの回転を打ち消すように、Ｘ軸回りの回転指令値（以下、「Ｘ軸ジャイロ指令値」という）、Ｙ軸回りの回転指令値（以下、「Ｙ軸ジャイロ指令値」という）及びＺ軸回りの回転指令値（以下、「Ｚ軸ジャイロ指令値」という）を生成する。そして、Ｚ軸ジャイロ指令値とＹ軸ジャイロ指令値とが所定の比率で合成され、第１駆動部２２６Ａへの駆動指令値が生成される。また、Ｚ軸ジャイロ指令値とＹ軸ジャイロ指令値とが所定の比率で合成され、第３駆動部２２６Ｃへの駆動指令値が生成される。第２駆動部２２６Ｂについては、Ｘ軸ジャイロ指令値が駆動指令値となる。ここで、マニュアル駆動指令値がある場合には、ジャイロ指令値に基づいて生成された駆動指令値にマニュアル駆動指令値が加えられ、最終的な駆動指令値が生成される。駆動制御部６２は、こうして生成された駆動指令値に応じた駆動電圧を第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃのそれぞれに印加する。

その結果、マニュアル指令が無い場合には、カメラ本体２０２に作用する外乱を打ち消すように第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃが作動し、カメラ本体２０２の姿勢、即ち、光軸２０の向きが一定に維持される。一方、マニュアル指令がある場合には、カメラ本体２０２に作用する外乱を打ち消すと共にマニュアル指令に応じてカメラ本体２０２が移動するように第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃが作動する。

マニュアル指令の有無にかかわらず、ジャイロセンサ６７の出力に基づいてカメラ本体２０２の回転ブレが抑制されるので、撮影画像における像ブレが抑制される。さらに、映像処理部６１は、撮影される映像の動きベクトルを検出し、該動きベクトルに基づいて画像処理により像ブレを電子補正している。つまり、撮像装置２００は、比較的大きく且つ低い周波数の像ブレをカメラ本体２０２の姿勢制御で抑制し、比較的小さく且つ高い周波数の像ブレを映像処理部６１による電子補正により補正している。

〈６．外殻内の清掃〉
このように構成された撮像装置２００では、前記第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃが外殻２０１の内面に接触しているので、外殻２０１内に摩耗粉が発生し得る。しかし、外殻２０１内の異物は、実施形態１と同様に、清掃部７により拭き取られる。また、清掃部７は、外殻２０１内の空間をレンズ鏡筒３の撮影範囲Ｓが含まれた第１空間Ｍと、第１〜第３駆動部２２６Ａ〜２２６Ｃが含まれた第２空間Ｎとに仕切り、集めた異物を第２空間Ｎに閉じ込めている。

このように、外殻２０１内の異物は、除去部７２に付着するか、第２空間Ｎ内に掃き集められ、第１空間Ｍ内に進入することはない。

その結果、撮影画像の劣化を防止することができる。その他、実施形態１と同様の作用効果を奏することができる。

《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

前記撮像装置１００は、静止画撮影及び動画撮影を行うが、撮像装置は、静止画撮影のみを行うものであってもよいし、動画撮影のみを行うものであってもよい。

また、外殻１，２０１の構成は、前記実施形態に限られるものではない。例えば、外殻１，２０１は、４つ以上に分割されてもよい。また、外殻１，２０１は、内面が球面状であれば、外面は任意の形状でよい。また、外殻１，２０１の内面は、完全な球面である必要はなく、少なくとも、駆動部が接触する領域が球面状であればよい。

また、前記第１〜第３駆動部２６Ａ〜２６Ｃ，２２６Ａ〜２２６Ｃは、圧電素子を含む振動型アクチュエータであるが、これに限られるものではない。例えば、駆動部は、ステッピングモータと駆動輪とを有し、駆動輪が外殻１，２０１の内面に接触する構成であってもよい。

さらに、駆動部２６Ａ〜２６Ｃ，２２６Ａ〜２２６Ｃの個数や配置も任意に設定することができる。例えば、駆動部の個数は、３つに限定されるものではなく、２つ以下であっても、４つ以上であってもよい。

また、清掃部７は、前記の構成に限られるものではない。例えば、清掃部７は、レンズ枠２３以外の部分、例えば、移動枠２１等に取り付けられてもよい。また、清掃部７の除去部７２は、多孔質でなくてもよい。つまり、清掃部７の除去部７２は、異物を付着させる機能を有さず、異物を掃くだけの機能を有するものであってもよい。また、清掃部７は、カメラ本体２，２０２と一体的に移動するものでなくてもよい。例えば、清掃部７を駆動する駆動部を別途設け、清掃部７とカメラ本体２，２０２とを個別に移動させてもよい。

以上説明したように、ここに開示された技術は、内面が球面状に形成されたケース内に配置された撮像部を備えた撮像装置について有用である。

１００，２００ 撮像装置
１、２０１ 外殻
１１ 第１ケース
１２ 第２ケース
１２ａ 開口部
１２ｂ 開口部
１３ 第３ケース
２，２０２ カメラ本体（撮像部）
２０ 光軸
２１，２２１ 移動枠
２２ 外周壁
２３ａ，２２３ａ 第１側壁
２３ｂ，２２３ｂ 第２側壁
２３ｃ，２２３ｃ 第３側壁
２４ 仕切壁
２５ 開口部
２６Ａ，２２６Ａ 第１駆動部
２６Ｂ，２２６Ｂ 第２駆動部
２６Ｃ，２２６Ｃ 第３駆動部
２７，２２７ 取付板
２８ 回路基板
３ レンズ鏡筒
３２ レンズ枠
３３ 撮像素子
４Ａ アクチュエータ本体
４Ｂ アクチュエータ本体
４Ｃ アクチュエータ本体
４１ 振動体
４２ 駆動子
４３ ホルダ
４４ 回転軸
５Ａ，２０５Ａ 第１支持機構
５Ｂ，２０５Ｂ 第２支持機構
５Ｃ，２０５Ｃ 第３支持機構
５１ ブラケット
５２ 保持板
５２ａ 開口
５３ 支持部
５３ａ ガイド溝
５４ 付勢バネ
５５ ストッパ
５５ａ 第１規制部
５５ｂ 第２規制部
６１ 映像処理部
６２ 駆動制御部
６３ アンテナ
６４ 送信部
６５ 受信部
６６ バッテリ
６７ ジャイロセンサ
６８ フォトセンサ
７ 清掃部
７１ 円錐台部
７２ 除去部
７３ 保持部
７４ 円筒部
８１ ピン
８２ ストラップ
２１１ 第１ケース
２１１ａ 開口部
２１２ 第２ケース
２１２ａ 開口部
２１３ 接合部
２２１ａ 第１枠
２２１ｂ 第２枠
２２５ 円筒部
Ｓ 撮影範囲
Ｍ 第１空間
Ｎ 第２空間

Claims (3)

1. 被写体を撮影する撮像装置であって、
   内面が球面状のケースと、
   前記ケース内を移動可能に構成され、該ケース外の被写体を該ケースを通して撮影する撮像部と、
   前記撮像部に取り付けられ、前記ケースの内面に接触し、該撮像部を駆動する駆動部と、
   前記ケースの内面上の異物を清掃する清掃部とを備えた撮像装置。
2. 前記清掃部は、前記ケースの内面上の異物を拭く又は掃くように構成された、請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記清掃部は、前記撮像部の撮影範囲外に位置した状態で該撮像部と共に移動するように構成された、請求項１に記載の撮像装置。

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