JP2021154808A - 無人航空機 - Google Patents

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。

特開２０１８−８４９５５号公報

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。

第１実施形態に係る無人航空機の使用状態の一例を示す図である。 第１実施形態に係る無人航空機の上面図である。 第１実施形態に係る無人航空機の下面図である。 第１実施形態に係る無人航空機の電気的な構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る無人航空機の着陸完了状態を示す図である。 第１実施形態に係る無人航空機の飛行状態を示す図である。 投射可能領域の説明図である。 第２実施形態に係る無人航空機の飛行状態を示す図である。 第３実施形態に係る無人航空機の飛行状態を示す図である。 第４実施形態に係る無人航空機の飛行状態を示す図である。 第５実施形態に係る無人航空機の下面図である。 第６実施形態に係る無人航空機の下面図である。 第７実施形態に係る無人航空機の下面図である。 変形例に係る無人航空機の飛行状態を示す図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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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