JP2021154808A - 無人航空機 - Google Patents
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Abstract
【課題】画像の欠け等を生じることなく、投射可能な範囲を広げる。【解決手段】フレームの少なくとも一部を構成する胴部と、胴部から突出する投射レンズを含み、投射レンズを用いて画像を投射する投射機構と、を有し、投射レンズは、広角レンズであり、胴部には、投射機構による画像の投射時に、投射機構による画像の投射可能な最大領域である投射可能領域に入る物体が取り付けられていない無人航空機。【選択図】図6
Description
本発明は、無人航空機に関する。
一般にドローンとも呼ばれる無人航空機が知られている。例えば、特許文献1に記載のドローンは、プロジェクターを搭載する。このプロジェクターは、道路上に、横断歩道または停止標識を表す画像を投射表示する。また、このプロジェクターは、ドローンが有するフレームから鉛直下方に向けて突出する。ここで、当該フレームには、ドローンの着陸時にプロジェクター等へのダメージを防止するための複数の脚が設けられる。
特許文献1に記載のドローンのように、搭載されるプロジェクターの数が1つである場合、所望の明るさの画像を広範囲にわたり投射するには、投射レンズとして広角レンズを用いる必要がある。しかし、特許文献1に記載のドローンでは、投射レンズと脚との位置関係が固定であるため、広角レンズを用いると、画像の投射領域内に脚が入ってしまい、画像の欠け等を生じてしまうという課題がある。
ここで、複数のプロジェクターをドローンに搭載すれば、画像の投射可能な範囲を広げることが可能である。しかし、プロジェクターの数が多くなるのに伴い、ドローン本体の大型化および重量増加を招いてしまう。
以上の課題を解決するために、本発明の一態様に係る無人航空機は、フレームの少なくとも一部を構成する胴部と、前記胴部から突出する投射レンズを含み、前記投射レンズを用いて画像を投射する投射機構と、を有し、前記投射レンズは、広角レンズであり、前記胴部には、前記投射機構による画像の投射時に、前記投射機構による画像の投射可能な最大領域である投射可能領域に入る物体が取り付けられていない。
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法または縮尺は実際と適宜に異なり、理解を容易にするために模式的に示している部分もある。また、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。
1.第1実施形態
1−1.無人航空機の概要
図1は、第1実施形態に係る無人航空機1の使用状態の一例を示す図である。無人航空機1は、画像Gを表示可能なプロジェクション機能を有するドローンである。本実施形態の無人航空機1は、マルチローター型のドローンである。図1では、十字路を構成する道路RD1およびRD2を投射面とする場合、無人航空機1が飛行しながら画像Gを投射表示する状態が例示される。
1−1.無人航空機の概要
図1は、第1実施形態に係る無人航空機1の使用状態の一例を示す図である。無人航空機1は、画像Gを表示可能なプロジェクション機能を有するドローンである。本実施形態の無人航空機1は、マルチローター型のドローンである。図1では、十字路を構成する道路RD1およびRD2を投射面とする場合、無人航空機1が飛行しながら画像Gを投射表示する状態が例示される。
図1に示す例では、画像Gは、道路RD1およびRD2における路面標示を示す。具体的には、画像Gは、画像G1、G2、G3およびG4を含む。画像G1は、人または車両等が進行可能であることを示す画像である。画像G2は、人または車両等が進入可能であることを示す画像である。画像G3は、人または車両等が進入禁止であることを示す画像である。画像G4は、人または車両が一時停止しなければならないことを示す画像である。なお、図1では、画像G1およびG4の表示位置を変更した状態が二点鎖線で示される。
なお、図1に示す画像Gは、一例であり、これに限定されず、図1に示す以外の路面標示を示す画像でもよいし、路面標示以外の道路標識等を示す画像でもよい。また、道路RD1およびRD2の形態も、一例であり、これに限定されない。さらに、画像Gが投射される投射面は、道路に限定されず、例えば、建物の壁面またはスクリーン等でもよい。
後に詳述するが、無人航空機1は、画像Gの投射に用いる投射レンズ34aを有する。この投射レンズ34aは、広角レンズである。このため、投射レンズ34aとして通常のレンズを用いる場合に比べて、画像Gを投射可能な最大領域である投射可能領域RPを広くすることができる。また、無人航空機1は、画像Gの投射時に投射可能領域RPに入る構成要素を有しない。このため、投射可能領域RPの全域を用いて画像Gを投射する場合であっても、画像Gが無人航空機1の構成要素に遮られることによる画像Gの欠け等が防止される。さらに、画像Gを投射するための機構の数が1つで済むため、当該機構の数が複数である構成に比べて、無人航空機1の小型化および軽量化を図ることができる。
1−2.無人航空機の構成
図2は、第1実施形態に係る無人航空機1の上面図である。図3は、第1実施形態に係る無人航空機1の下面図である。図4は、第1実施形態に係る無人航空機1の電気的な構成を示すブロック図である。
図2は、第1実施形態に係る無人航空機1の上面図である。図3は、第1実施形態に係る無人航空機1の下面図である。図4は、第1実施形態に係る無人航空機1の電気的な構成を示すブロック図である。
なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する「X軸」、「Y軸」および「Z軸」を適宜に用いて説明する。また、X軸に沿う一方向を「X1方向」、X1方向とは反対の方向を「X2方向」という。同様に、Y軸に沿う一方向を「Y1方向」、Y1方向とは反対の方向を「Y2方向」という。また、Z軸に沿う一方向を「Z1方向」、Z1方向とは反対の方向を「Z2方向」という。ただし、X軸、Y軸およびZ軸は、互いに直交する場合に限定されず、80度以上100度以下の範囲内の角度で互いに交差する場合も含む。
図2および図3に示すように、無人航空機1は、フレーム10と推力発生機構20と投射機構30と撮像装置40と脚移動機構50と電源ユニット60と制御ユニット70とを有する。
フレーム10は、無人航空機1の外装を構成する構造体である。フレーム10は、例えば、金属材料、樹脂材料または繊維強化プラスチック等で構成される。図2および図3に示すように、フレーム10は、胴部11と複数のアーム12と複数の脚13とを有する。図2および図3に示す例では、アーム12および脚13のぞれぞれの数が4個である。
胴部11は、中空の構造体である。胴部11の内部には、投射機構30、撮像装置40、脚移動機構50、電源ユニット60および制御ユニット70が収容される。図2および図3に示す例では、胴部11の外表面は、直方体である。ここで、当該直方体は、Z1方向を法線ベクトルとする天面と、Z2方向を法線ベクトルとする底面と、X1方向、X2方向、Y1方向およびY2方向を法線ベクトルとする4個の側面と、を有する。なお、胴部11の形状は、図2および図3に示す例に限定されない。
複数のアーム12のそれぞれは、胴部11からXY平面に沿って外方に向かって突出する構造体である。図2および図3に示す例では、4個のアーム12がZ軸まわりに等角度間隔となるようにX軸およびY軸に傾斜する方向に突出する。ここで、各アーム12は、胴部11の底面よりも天面に近い部位から突出する。なお、アーム12の形状、配置または数等は、図2および図3に示す例に限定されない。
複数の脚13のそれぞれは、胴部11からZ2方向に突出する構造体である。図2および図3に示す例では、各脚13は、胴部11の側面に取り付けられ、胴部11の底面よりもZ1方向に突出する。本実施形態では、各脚13は、Z軸に沿って胴部11に対して移動可能に取り付けられる。このため、胴部11からの各脚13の突出長さを変更することができる。なお、脚13の形状、配置または数等は、図2および図3に示す例に限定されない。
推力発生機構20は、無人航空機1の飛行のための推力を発生させる機構である。本実施形態の推力発生機構20は、当該推力だけでなく無人航空機1の飛行のための揚力も発生させるプロペラ機構である。図2および図3に示すように、推力発生機構20は、複数のモーター21と複数のプロペラ22とを有する。当該複数のモーター21は、前述の4個のアーム12に対応しており、モーター21の数は、4個である。同様に、プロペラ22の数は、4個である。
複数のモーター21のそれぞれは、プロペラ22を回転させる電動機である。各モーター21は、対応するアーム12の先端に取り付けられる。ここで、モーター21は、回転駆動するシャフトを有しており、当該シャフトがZ軸に沿うように配置される。モーター21としては、特に限定されず、各種モーターを用いることができる。
複数のプロペラ22のそれぞれは、モーター21により回転されることにより、無人航空機1に推力および揚力を発生させる複数の羽根を有する構造体である。各プロペラ22は、対応するモーター21のシャフトに固定される。プロペラ22の構成材料としては、特に限定されないが、金属材料、樹脂材料および繊維強化プラスチック等が挙げられる。
投射機構30は、制御ユニット70による制御のもと、画像Gを投射する機構である。投射機構30は、画像処理回路31と光源32と光変調装置33と投射光学系34とを有する。
画像処理回路31は、制御ユニット70からの画像情報を用いて、光変調装置33を駆動するための画像信号を生成する回路である。具体的には、画像処理回路31は、フレームメモリーを有し、画像情報を当該フレームメモリーに展開して、解像度変換処理、リサイズ処理、歪み補正処理等の各種処理を適宜実行することにより、画像信号を生成する。ここで、投射制御部92が実行する処理には、後述する投射レンズ34aの歪曲収差等の収差に伴う画像Gの歪みを補正する処理が含まれる。
光源32は、例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ、LED(Light Emitting Diode)またはレーザー光源等を含む。光源32は、例えば、白色の光を出射するか、または、赤色、緑色および青色の光をそれぞれ出射する。光源32が白色の光を出射する場合、光源32から出射される光は、図示しないインテグレーター光学系によって輝度分布のばらつきが低減され、その後、図示しない色分離光学系によって赤色、緑色および青色の光に分離されて光変調装置33に入射する。
光変調装置33は、前述の赤色、緑色および青色に対応して設けられる3個の光変調素子を含む。当該3個の光変調素子のそれぞれは、例えば、透過型の液晶パネル、反射型の液晶パネルまたはDMD(デジタルミラーデバイス)等を含む。当該3個の光変調素子は、画像処理回路31からの画像信号に基づいて、当該赤色、緑色および青色の光をそれぞれ変調して各色の画像光を生成する。当該各色の画像光は、図示しない色合成光学系によって合成され、フルカラーの画像光となる。
投射光学系34は、前述のフルカラーの画像光を投射面上に結像させて投射させる。投射光学系34は、広角レンズである投射レンズ34aを含む光学系である。ここで、「広角レンズ」とは、画角が60°以上であるレンズをいい、一般に広角レンズと呼ばれるレンズのほか、一般に超広角レンズまたは魚眼レンズと呼ばれるレンズを含む概念である。したがって、投射レンズ34aの画角θは、60°以上である。
例えば、投射距離が5m程度であり10m四方程度の広範囲に画像Gを投射する場合、投射レンズ34aの画角θは、80°以上180°以下の範囲内であることが好ましく、90°以上170°以下の範囲内であることがより好ましく、100°以上160°以下の範囲内であることがさらに好ましい。画角θがこのような範囲内にあることにより、所望の表示品質を持つ画像Gを投射することが容易である。これに対し、画角θが小さすぎると、10m四方程度の広範囲に画像Gを投射する場合、より長い投射距離を確保する必要があるため、画像Gの明るさは低下し、一方、画角θが大きすぎると、画像Gにおける単位面積あたりの明るさおよび解像度が低下するため、いずれでも画像Gの表示品質は劣化する。これらの理由により、投射距離5m程度で10m四方程度の広範囲に画像Gする場合、画角θは、前述の範囲内であることが好ましい。
なお、投射光学系34は、投射レンズ34aのほか、例えば、ズームレンズまたはフォーカスレンズ等を含んでもよい。
撮像装置40は、投射面を撮像する装置である。撮像装置40は、撮像素子41と撮像光学系42とを有する。図4では、説明の便宜上、図示が省略されるが、本実施形態の撮像素子41および撮像光学系42のそれぞれの数は、4個である。なお、撮像素子41および撮像光学系42のそれぞれの数は、4個に限定されず、1個以上3個以下または5個以上でもよい。
撮像素子41は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサーまたはCMOS(Complementary MOS)イメージセンサー等の撮像素子を含む。撮像光学系42は、少なくとも1つのレンズを含み、投影面における物体を像として撮像素子41に結像させる。図3に示すように、4個の撮像光学系42は、胴部11の底面に配置される。図3に示す例では、4個の撮像光学系42が投射レンズ34aの周囲に周方向で等間隔に配置される。ここで、4個の撮像光学系42は、撮像装置40の撮像可能な領域が投射可能領域RPを包含するように配置される。
脚移動機構50は、制御ユニット70による制御のもと、前述の複数の脚13をZ軸に沿って胴部11に対して移動させる機構である。より具体的には、脚移動機構50は、脚13の少なくとも一部が投射機構30の後述する投射可能領域RPの内側に位置する第1状態と、脚13の全部が投射可能領域RPの外側に位置する第2状態とを切り替えるよう、脚13を移動させる。脚移動機構50は、例えば、モーター等のアクチュエーターと、このアクチュエーターからの動力を脚13に伝達するギア等の動力伝達機構と、を有する。
電源ユニット60は、制御ユニット70による制御のもと、無人航空機1の各部に電力を供給する。電源ユニット60は、電源回路61とバッテリー62とを有する。電源回路61は、バッテリー62からの電力を用いて、無人航空機1の各部に電力を供給する。バッテリー62は、例えば、リチウムイオン電池等の電池である。
制御ユニット70は、無人航空機1の各部の動作を制御する。制御ユニット70は、通信装置71と慣性センサー72と記憶装置80と処理装置90とを有する。
通信装置71は、外部の通信機器と有線または無線により通信可能な装置である。例えば、通信装置71は、有線LAN(Local Area Network)、USB(Universal Serial Bus)、HDMI(High Definition Multimedia Interface)等の有線通信装置、LPWA(Low Power Wide Area)、Wi−Fiを含む無線LAN、Bluetooth等の無線通信装置を含む。また、通信装置71は、GPS(Global Positioning System)信号等の衛星信号を受信する受信機を含んでもよい。なお、「HDMI」および「Bluetooth」のそれぞれは、登録商標である。
慣性センサー72は、加速度または角速度等の物理量を検出するセンサーである。例えば、慣性センサー72は、互いに直交する3軸まわりの角速度を検出する角速度センサーと、当該3軸のそれぞれに沿う加速度を検出する加速度センサーと、を有する。このような慣性センサー72の出力は、無人航空機1の位置または姿勢の変化に応じて変化する。
記憶装置80は、処理装置90が実行する制御プログラムP、および処理装置90が処理する各種情報を記憶する記憶装置である。記憶装置80は、例えば、ハードディスクドライブまたは半導体メモリーで構成される。なお、記憶装置80に記憶される情報の一部または全部は、あらかじめ記憶されてもよいし、前述の通信装置71を介して無人航空機1の外部から取得してもよい。
処理装置90は、無人航空機1の各部の動作を制御する機能、および各種データを処理する機能を有する処理装置である。処理装置90は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等を含む。処理装置90は、記憶装置80に記憶される制御プログラムPを実行することによって、飛行制御部91、投射制御部92および脚制御部93として機能する。なお、処理装置90は、単一のプロセッサーで構成されてもよいし、複数のプロセッサーで構成されてもよい。また、処理装置90の機能の一部または全部を、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアで実現してもよい。
飛行制御部91は、前述の推力発生機構20の動作を制御する。例えば、飛行制御部91は、指示された飛行経路に沿って無人航空機1が飛行するよう、推力発生機構20の動作を制御する。ここで、当該飛行経路に関する情報は、例えば、あらかじめ制御プログラムPに設定されるか、または、通信装置71を介して取得される。また、飛行制御部91は、慣性センサー72の検出結果に基づいて、無人航空機1が所望の位置および姿勢となるよう、推力発生機構20の動作を制御する。なお、前述の通信装置71が衛星信号を受信可能である場合、当該衛星信号に基づく位置情報を用いて、無人航空機1が所望の位置となるよう、推力発生機構20の動作を制御してもよい。
投射制御部92は、前述の投射機構30の動作を制御する。例えば、投射制御部92は、画像Gを表示するように、投射機構30の動作を制御する。ここで、画像Gに関する情報は、例えば、あらかじめ制御プログラムPに設定されるか、または、通信装置71を介して取得される。また、投射制御部92は、撮像装置40の撮像結果に基づいて、画像Gに関する情報に所定の画像処理を施すよう、投射機構30の動作を制御してもよい。
脚制御部93は、前述の脚移動機構50の動作を制御する。具体的には、脚制御部93は、推力発生機構20および投射機構30の動作状態に応じて、脚13の突出長さを変化させる。
1−3.脚13と投射レンズ34aとの相対的な位置関係
図5は、第1実施形態に係る無人航空機1の着陸完了状態を示す図である。図5に示すように、着陸完了状態にある無人航空機1では、各脚13の先端が地面FGに接触する。このとき、各脚13の先端は、投射レンズ34aの先端よりもZ2方向に位置する。すなわち、脚13の先端と投射レンズ34aの先端との間におけるZ軸に沿う距離D1は、投射レンズ34aの先端が地面FGに対して接触しない程度に設定される。このため、投射レンズ34aの先端は、地面FGに対して接触しない。この結果、投射レンズ34aが地面FGとの接触により損傷することが防止される。
図5は、第1実施形態に係る無人航空機1の着陸完了状態を示す図である。図5に示すように、着陸完了状態にある無人航空機1では、各脚13の先端が地面FGに接触する。このとき、各脚13の先端は、投射レンズ34aの先端よりもZ2方向に位置する。すなわち、脚13の先端と投射レンズ34aの先端との間におけるZ軸に沿う距離D1は、投射レンズ34aの先端が地面FGに対して接触しない程度に設定される。このため、投射レンズ34aの先端は、地面FGに対して接触しない。この結果、投射レンズ34aが地面FGとの接触により損傷することが防止される。
図5に示す脚13と投射レンズ34aとの相対的な位置関係の状態は、複数の脚13のそれぞれの一部または全部が投射可能領域RPに入る第1状態の一例である。
図6は、第1実施形態に係る無人航空機1の飛行状態を示す図である。図6に示すように、飛行状態にある無人航空機1では、各脚13の先端が投射レンズ34aの先端よりもZ1方向に位置する。ここで、各脚13の先端は、投射可能領域RPの外側に位置する。すなわち、脚13の先端と投射レンズ34aの先端との間におけるZ軸に沿う距離D2は、各脚13の先端が投射可能領域RPの外側に位置する程度に設定される。このため、図6に示す脚13と投射レンズ34aとの相対的な位置関係の状態は、複数の脚13のそれぞれの全部が投射可能領域RPに入らない第2状態の一例である。
図7は、投射可能領域RPの説明図である。投射可能領域RPは、投射機構30が最大限の画像を投射したときに出射される光の経路が占める空間である。図7に示すように、投射可能領域RPは、投射レンズ34aの全域に対応する領域PLの内側に設定される。図7では、領域PLが光変調装置33の有効領域RMの内側に設定される場合が例示される。投射可能領域RPは、投射レンズ34aと光変調装置33の有効領域との位置関係により設定されてもよいし、制御ユニット70からの画像情報等に応じてソフトウエア的に設定されてもよい。
第1状態では、図7中に二点鎖線で示すように、各脚13の一部が投射可能領域RPの内側に位置する。これに対し、第2状態では、図7中に実線で示すように、各脚13の全部が投射可能領域RPの外側に位置する。なお、図7では、投射面における投射可能領域RPの形状が円形である場合が例示されるが、当該形状は、円形に限定されず、例えば、四角形等の多角形、楕円形、星形等でもよい。
以上の無人航空機1は、前述のように、胴部11と投射機構30とを有する。胴部11は、フレーム10の少なくとも一部を構成する。投射機構30は、胴部11から突出する投射レンズ34aを含み、投射レンズ34aを用いて画像Gを投射する。
ここで、投射レンズ34aは、広角レンズである。このため、投射レンズ34aとして通常のレンズを用いる場合に比べて、投射機構30による画像Gの投射可能な最大領域である投射可能領域RPを広くすることができる。そのうえ、胴部11には、投射機構30による画像Gの投射時に、投射可能領域RPに入る物体が取り付けられていない。このため、投射可能領域RPの全域を用いて画像Gを投射する場合であっても、画像Gが無人航空機1の構成要素に遮られることによる画像Gの欠け等が防止される。さらに、投射機構30の数が1つで済むため、投射機構30の数が複数である構成に比べて、無人航空機1の小型化を図ることができる。
前述のように、無人航空機1は、胴部11に取り付けられる複数の脚13をさらに有する。そして、無人航空機1は、投射機構30の動作状態に基づいて、複数の脚13のそれぞれの一部または全部が投射可能領域RPに入る第1状態と、複数の脚13のそれぞれの全部が投射可能領域RPに入らない第2状態とを切り替える。
第1状態では、投射レンズ34aを地面FGに接触させずに、複数の脚13を地面FGに接触させることができる。このため、無人航空機1の着陸時等における投射レンズ34aの損傷を防止することができる。これに対し、第2状態では、投射可能領域RPの全域を用いて画像Gを投射する場合であっても、画像Gが脚13に遮られることによる画像Gの欠け等が防止される。このため、無人航空機1の飛行時に、所望の画像Gを広範囲に投射することができる。
本実施形態では、胴部11からの複数の脚13のそれぞれの突出長さが可変である。無人航空機1は、この突出長さの変更により、前述の第1状態と第2状態とを切り替える。このような第1状態と第2状態との切り替えは、後述する第2実施形態のような切り替えに比べて、脚13の先端の移動距離が短くて済むため、切り替えに要する時間も短くて済み、また、本体が外界から受ける空気抵抗が減り、飛行が安定するという利点がある。
2.第2実施形態
以下、本発明の第2実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
以下、本発明の第2実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
図8は、第2実施形態に係る無人航空機1Aの飛行状態を示す図である。無人航空機1Aは、複数の脚13に代えて複数の脚13Aを有する以外は、前述の第1実施形態の無人航空機1と同様である。
複数の脚13Aのそれぞれは、投射レンズ34aよりもZ1方向に位置する状態とZ2方向に位置する状態とをとり得るよう、胴部11に揺動可能に取り付けられる。図8に示す例では、各脚13Aが長手形状をなしており、各脚13Aの一端を中心として揺動する。
以上の第2実施形態によっても、前述の第1実施形態と同様の効果が得られる。本実施形態では、胴部11に対する複数の脚13Aのそれぞれの姿勢が可変である。無人航空機1Aは、この姿勢の変更により、第1状態と第2状態とを切り替える。このような第1状態と第2状態との切り替えは、胴部11に対する脚13Aの取り付け位置を固定することができるので、前述の第1実施形態のような切り替えに比べて、脚13Aの先端を移動させるための機構の小型化を図りやすいという利点がある。
3.第3実施形態
以下、本発明の第3実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
以下、本発明の第3実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
図9は、第3実施形態に係る無人航空機1Bの飛行状態を示す図である。無人航空機1Bは、投射レンズ34aが胴部11に対してZ軸に沿って移動可能である以外は、前述の第1実施形態の無人航空機1と同様である。なお、本実施形態では、脚13は、前述の第1実施形態における第1状態と同じ位置で胴部11に対して固定されていればよい。したがって、第1実施形態における脚移動機構50を省略してもよい。
投射レンズ34aは、図示しない移動機構により、脚13の先端よりもZ1方向に位置する状態とZ2方向に位置する状態とをとり得るよう、胴部11に対してZ軸に沿って移動可能に取り付けられる。当該移動機構は、例えば、モーター等のアクチュエーターと、このアクチュエーターからの動力を投射レンズ34aに伝達するギア等の動力伝達機構と、を有する。
以上の第3実施形態によっても、前述の第1実施形態と同様の効果が得られる。本実施形態では、胴部11に対する投射レンズ34aの位置が変更可能である。無人航空機1Bは、この位置の変更により、第1状態と前記第2状態とを切り替える。このような第1状態と第2状態との切り替えは、1つの投射レンズ34aのみを胴部11に対して移動させればよいので、前述の第1実施形態のような切り替えに比べて、当該切り替えのための移動機構が不要となるため、本体の軽量化を図れるという利点がある。
ここで、第2状態における投射レンズ34aの先端は、複数の脚13のそれぞれよりも投射機構30の投射方向での前方、すなわちZ2方向に位置する。このため、投射レンズ34aの画角が180°程度であっても、脚13が投射可能領域RPに入ることが防止される。
4.第4実施形態
以下、本発明の第4実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
以下、本発明の第4実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
図10は、第4実施形態に係る無人航空機1Cの飛行状態を示す図である。無人航空機1Cは、フレーム10および複数の脚13に代えて、フレーム10Cおよび複数の脚13Cを有する以外は、前述の第1実施形態の無人航空機1と同様である。
フレーム10Cは、胴部11に代えて胴部11Cを有する以外は、第1実施形態のフレーム10と同様である。胴部11Cの外形は、Z2方向に向かうに従い幅の小さくなる四角すい形である。胴部11CのZ2方向での端には、投射レンズ34aが配置される。また、胴部11Cの各側面には、撮像光学系42が配置される。
複数の脚13Cのそれぞれは、前述の第2実施形態の複数の脚13Aと同様、投射レンズ34aよりもZ1方向に位置する状態とZ2方向に位置する状態とをとり得るよう、胴部11Cに揺動可能に取り付けられる。
以上の第4実施形態によっても、前述の第1実施形態と同様の効果が得られる。本実施形態では、投射レンズ34aが四角すい形の胴部11Cの先端に配置される。このため、投射可能領域RPに他の物体が入りにくい。また、撮像光学系42が四角すい形の胴部11Cの側面に配置される。このため、前述の第1実施形態のように胴部11の底面に撮像光学系42を配置する構成に比べて、撮像装置40の撮像可能な範囲を広げやすい。
5.第5実施形態
以下、本発明の第5実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
以下、本発明の第5実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
図11は、第5実施形態に係る無人航空機1Dの下面図である。無人航空機1Dは、フレーム10に代えてフレーム10Dを有する以外は、前述の第1実施形態の無人航空機1と同様である。
フレーム10Dは、胴部11に代えて胴部11Dを有する以外は、第1実施形態のフレーム10と同様である。胴部11Dの外形は、Z2方向に向かうに従い幅の小さくなる円すい形である。胴部11DのZ2方向での端には、投射レンズ34aが配置される。また、胴部11Dの側面には、4個の撮像光学系42が配置される。
以上の第5実施形態によっても、前述の第1実施形態と同様の効果が得られる。本実施形態では、投射レンズ34aが円すい形の胴部11Dの先端に配置される。このため、投射可能領域RPに他の物体が入りにくい。また、撮像光学系42が円すい形の胴部11Dの側面に配置される。このため、前述の第1実施形態のように胴部11の底面に撮像光学系42を配置する構成に比べて、撮像装置40の撮像可能な範囲を広げやすい。
6.第6実施形態
以下、本発明の第6実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
以下、本発明の第6実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
図12は、第6実施形態に係る無人航空機1Eの下面図である。無人航空機1Eは、撮像光学系42、モーター21およびプロペラの数が異なるとともに、フレーム10に代えてフレーム10Eを有する以外は、前述の第1実施形態の無人航空機1と同様である。
フレーム10Eは、アーム12および脚13の数が異なるとともに、胴部11に代えて胴部11Eを有する以外は、第1実施形態のフレーム10と同様である。胴部11Eの外形は、Z2方向に向かうに従い幅の小さくなる三角すい形である。胴部11EのZ2方向での端には、投射レンズ34aが配置される。また、胴部11Eの各側面には、撮像光学系42が配置される。また、胴部11Eには、3個のアーム12が接続される。
以上の第6実施形態によっても、前述の第1実施形態と同様の効果が得られる。本実施形態では、投射レンズ34aが三角すい形の胴部11Eの先端に配置される。このため、投射可能領域RPに他の物体が入りにくい。また、撮像光学系42が三角すい形の胴部11Eの側面に配置される。このため、前述の第1実施形態のように胴部11の底面に撮像光学系42を配置する構成に比べて、撮像装置40の撮像可能な範囲を広げやすい。
7.第7実施形態
以下、本発明の第7実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
以下、本発明の第7実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
図13は、第7実施形態に係る無人航空機1Fの下面図である。無人航空機1Fは、撮像光学系42の配置が異なる以外は、前述の第1実施形態の無人航空機1と同様である。本実施形態では、撮像光学系42が各アーム12に配置される。以上の第7実施形態によっても、前述の第1実施形態と同様の効果が得られる。
8.変形例
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
前述の形態では、フレームの胴部に脚が設けられる構成が例示されるが、これに限定されない。例えば、脚は、フレームのアームに設けられてもよいし、省略してもよい。また、脚の数は、前述の形態における例示に限定されず、任意である。
図14は、変形例に係る無人航空機1Gの飛行状態を示す図である。無人航空機1Gは、脚13Cを省略した以外は、前述の第4実施形態の無人航空機1と同様である。この場合、図14に例示されるような着陸用の台100を用いれば、着陸時における投射レンズ34aの損傷を防止することができる。ここで、台100は、上面101と、上面101に設けられる凹部102と、を有する。上面101は、着陸時における無人航空機1Gの複数のアーム12に接触する。凹部102は、胴部11Cを収容する。ここで、凹部102の幅および深さ等は、台100が投射レンズ34aに接触しない程度に設定される。
前述の形態では、無人航空機1がマルチローター型の回転翼機である構成が例示されるが、この例示に限定されない。例えば、無人航空機1は、シングルローター型またはツインローター等の他の回転翼機でもよい。また、無人航空機1は、回転翼機に限定されず、例えば、固定翼機等の他の航空機でもよい。
1…無人航空機、1A…無人航空機、1B…無人航空機、1C…無人航空機、1D…無人航空機、1E…無人航空機、1F…無人航空機、1G…無人航空機、10…フレーム、10C…フレーム、10D…フレーム、10E…フレーム、11…胴部、11C…胴部、11D…胴部、11E…胴部、13…脚、13A…脚、13C…脚、30…投射機構、34a…投射レンズ、G…画像、G1…画像、G2…画像、G3…画像、G4…画像、RP…投射可能領域。
Claims (6)
- フレームの少なくとも一部を構成する胴部と、
前記胴部から突出する投射レンズを含み、前記投射レンズを用いて画像を投射する投射機構と、を有し、
前記投射レンズは、広角レンズであり、
前記胴部には、前記投射機構による画像の投射時に、前記投射機構による画像の投射可能な最大領域である投射可能領域に入る物体が取り付けられていない、
無人航空機。 - 前記胴部に取り付けられる複数の脚をさらに有し、
前記投射機構の動作状態に基づいて、前記複数の脚のそれぞれの一部または全部が前記投射可能領域に入る第1状態と、前記複数の脚のそれぞれの全部が前記投射可能領域に入らない第2状態とを切り替える、
請求項1に記載の無人航空機。 - 前記胴部からの前記複数の脚のそれぞれの突出長さが可変であり、
前記突出長さの変更により、前記第1状態と前記第2状態とを切り替える、
請求項2に記載の無人航空機。 - 前記胴部に対する前記複数の脚のそれぞれの姿勢が可変であり、
前記姿勢の変更により、前記第1状態と前記第2状態とを切り替える、
請求項2または3に記載の無人航空機。 - 前記胴部に対する前記投射レンズの位置が変更可能であり、
前記位置の変更により、前記第1状態と前記第2状態とを切り替える、
請求項2から4のいずれか1項に記載の無人航空機。 - 前記第2状態における前記投射レンズの先端は、前記複数の脚のそれぞれよりも前記投射機構の投射方向での前方に位置する、
請求項5に記載の無人航空機。
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