JP6950134B1 - カウンターウェイト、撮像装置、及び撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置の回転軸周りの質量バランスを調整する。【解決手段】カウンターウェイト４００は、予め定められた回転軸の周りに回転可能に支持される撮像装置に取り付けられる。カウンターウェイトは、撮像装置の外側に着脱可能であってよい。カウンターウェイトは、カウンターウェイトが撮像装置に取り付けられている場合におけるカウンターウェイトの回転軸側の面とは反対側の第１の面５１１を有する。回転軸に直交する面による第１の面の断面形状が凸弧状である。【選択図】図３

Description

本発明は、カウンターウェイト、撮像装置、及び撮像システムに関する。

特許文献１には、様々な種類のレンズユニットを着脱可能に装着することができる撮像装置が記載されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２０１９−２０３９３８号公報

本発明の一態様に係るカウンターウェイトは、予め定められた回転軸の周りに回転可能に支持される撮像装置に取り付けられるカウンターウェイトであってよい。カウンターウェイトは、撮像装置の外側に着脱可能であってよい。カウンターウェイトは、カウンターウェイトが撮像装置に取り付けられている場合におけるカウンターウェイトの回転軸側の面とは反対側の第１の面を有してよい。回転軸に直交する面による前記第１の面の断面形状が凸弧状であってよい。

撮像装置は、前記撮像装置を前記回転軸の周りに回転可能に支持する支持機構に固定されてよい。カウンターウェイトの前記第１の面は、前記カウンターウェイトが前記撮像装置の外側に取り付けられた状態で前記撮像装置が前記回転軸の周りに回転したときに、前記支持機構と対向し得る面であってよい。

支持機構と対向し得る前記第１の面の任意の部位と前記回転軸との間の距離は、前記支持機構と前記回転軸との間の距離より短くてよい。

カウンターウェイトは、第１の部材と、前記第１の部材から分離可能な第２の部材とを備えてよい。

カウンターウェイトが前記撮像装置の外側に取り付けられている場合に、前記回転軸を中心とする周方向において、前記第２の部材は、前記第１の部材の位置とは異なる位置に位置決めされてよい。

第１の部材は、前記撮像装置の外側に着脱可能であってよい。第２の部材は、前記第１の部材に着脱可能であってよい。

カウンターウェイトは、第１の部材から分離可能な第３の部材をさらに備えてよい。カウンターウェイトが撮像装置の外側に取り付けられている場合に、回転軸を中心とする周方向において、前記第１の部材は、前記第２の部材と前記第３の部材との間に位置決めされてよい。

第１の部材は、前記撮像装置の外側に着脱可能であってよい。第２の部材は、前記第１の部材に着脱可能であってよい。第３の部材は、第２の部材とは独立して第１の部材に着脱可能であってよい。

カウンターウェイトは、前記第１の面を有する第１の部材を備えてよい。カウンターウェイトは、第１の部材の前記第１の面に着脱可能な第４の部材を備えてよい。第４の部材は、前記カウンターウェイトが前記撮像装置の外側に取り付けられている場合における前記第４の部材の前記回転軸側の面とは反対側の第１の面を有してよい。回転軸に直交する面による第４の部材の前記第１の面の断面形状が凸弧状であってよい。

第４の部材の前１の面とは反対側の第２の面は、第１の部材の前記第１の面に取り付けられてよい。回転軸に直交する面による前記第４の部材の前記第２の面の断面形状が、前記第１の部材の前記第１の面の凸弧状に対応する凹弧状であってよい。

第４の部材は、前記第１の部材と同一形状の部材であってよい。

撮像装置は、交換レンズを取り付けるための取付部を備えてよい。カウンターウェイトは、撮像装置の取付部とは反対側に着脱可能であってよい。

回転軸は、撮像装置の光軸に直交する方向の成分を持つ軸であってよい。

本発明の一態様に係る撮像装置は、上記のカウンターウェイトを備えてよい。

撮像装置は、回転軸の位置を調整するための調整機構を備えてよい。

カウンターウェイトは、カウンターウェイトの第１の面とは反対側の第２の面を有してよい。回転軸に直交する面による前記カウンターウェイトの前記第２の面の断面形状が凹弧状であってよい。撮像装置は、カウンターウェイトを取り付けるための取付部が設けられる外面を有してよい。回転軸に直交する面による外面の断面形状が凸弧状であってよい。

本発明の一態様に係る撮像システムは、上記の撮像装置を備えてよい。撮像システムは、撮像装置を回転軸の周りに回転可能に支持する支持機構を備えてよい。

本発明の一態様によれば、撮像装置の回転軸周りの質量バランスを調整することができる。

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。

カメラ１７０の分解斜視図を示す。 撮像システム１８８の外観を示す斜視図である。 カウンターウェイト４００の分解斜視図を示す。 カウンターウェイト４００の斜視図を示す。 カウンターウェイト４００に取り付けられるカウンターウェイト４１０の斜視図である。 第１の部材５１０、第２の部材５２０及び第３の部材５３０を備えるカウンターウェイトがカメラモジュール１００に取り付けられた状態を示す斜視図である。 カウンターウェイト４００が撮像装置１８０に取り付けられた状態の撮像システム１８８の側面図である。 第１の部材５１０を取り外した状態の撮像システム１８８の側面図である。 ４個のカウンターウェイトが撮像装置１８０に取り付けられた状態の撮像システム１８８の側面図である。 カウンターウェイト４００の外面形状を説明するための図である。 無人航空機（ＵＡＶ）の一例を示す。

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。

図１は、本実施形態に係るカメラ１７０の分解斜視図を示す。カメラ１７０は、撮像装置１８０と、交換レンズ１９０とを備える。カメラ１７０は、レンズ交換式のカメラであってよい。

撮像装置１８０は、カメラモジュール１００と、中間マウント１２０と、マウントモジュール１３０とを備える。カメラモジュール１００は、筐体２００を備える。カメラモジュール１００は、筐体２００内に、交換レンズ１９０を通過した被写体光束により撮像するイメージセンサを備える。

交換レンズ１９０は、撮像装置１８０に着脱可能なレンズ装置である。交換レンズ１９０は、カメラモジュール１００の筐体２００の前面２１０側に装着される。

カメラ１７０に係る構成を説明する場合に、交換レンズ１９０の光軸に沿う方向をｚ軸方向と定める。すなわち、被写体光束が入射する方向をｚ軸方向と定める。被写体光束がカメラ１７０に向かって入射する方向をｚ軸マイナス方向と定め、その反対方向をｚ軸プラス方向と定める。なお、ｚ軸プラス方向を前方、前側等と呼ぶ場合がある。また、ｚ軸マイナス方向を後方、後側等と呼ぶ場合がある。

撮像装置１８０の中間マウント１２０は、カメラモジュール１００に着脱可能である。中間マウント１２０は、ねじを介してカメラモジュール１００に固定されてよい。中間マウント１２０は、マウントモジュール１３０に着脱可能である。例えば、中間マウント１２０は、バヨネット式の着脱機構により、マウントモジュール１３０を保持してよい。このように、マウントモジュール１３０は、中間マウント１２０を介して、カメラモジュール１００に着脱可能である。

交換レンズ１９０は、マウントモジュール１３０に着脱可能である。マウントモジュール１３０は、バヨネット式の着脱機構により、交換レンズ１９０を保持してよい。このように、交換レンズ１９０は、マウントモジュール１３０及び中間マウント１２０を含む中間部材を介して、カメラモジュール１００に着脱可能である。マウントモジュール１３０は、交換レンズを取り付けるための取付部の一例である。

マウントモジュール１３０は、交換レンズ１９０のマウント規格に対応するマウントであってよい。マウントモジュール１３０は、異なるマウント規格ごとの複数のマウントモジュールの中から選択された交換レンズ１９０のマウント規格に対応するマウントであってよい。マウントモジュール１３０は、撮像装置１８０に装着する交換レンズ１９０のマウント規格に応じて付け替えられてよい。

上述したように、ｚ軸は交換レンズ１９０の光軸に沿う方向を表す。撮像装置１８０において、マウントモジュール１３０のマウント面及び交換レンズ１９０のマウント面はｚ軸に直交するように設けられる。また、カメラモジュール１００が備えるイメージセンサは、受光面がｚ軸に直交するように設けられる。ｚ軸は、撮像装置１８０の光軸に沿う方向である。

図２は、撮像システム１８８の外観を示す斜視図である。撮像システム１８８は、カメラ１７０と、ジンバル３００とを備える。

撮像装置１８０は、予め定められた回転軸の周りに回転可能に支持される。例えば、撮像装置１８０は、ジンバル３００によって３つの回転軸の周りに回転可能に支持される。

ジンバル３００は、カメラ１７０を可動に支持する支持機構を有する。ジンバル３００は、ＵＡＶ等の移動体に取り付けられてよい。ジンバル３００は、カメラ１７０を、ピッチ軸３１８を中心に回転可能に支持する。ジンバル３００は、カメラ１７０をロール軸３２８を中心に回転可能に支持する。ジンバル３００は、カメラ１７０を、ヨー軸３３８を中心に回転可能に支持する。ピッチ軸３１８及びヨー軸３３８は、ｚ軸に直交する。ピッチ軸３１８及びヨー軸３３８はｚ軸に実質的に直交する。ピッチ軸３１８及びヨー軸３３８は、ｚ軸に直交する方向の成分を持つ軸の一例である。

ジンバル３００は、回転装置３１０と、回転装置３２０と、回転装置３３０とを、支持機構の一部として備える。回転装置３１０は、ピッチ軸３１８の周りにカメラ１７０を回転させる。回転装置３２０は、ロール軸３２８の周りにカメラ１７０を回転させる。回転装置３３０は、ヨー軸３３８の周りにカメラ１７０を回転させる。ジンバル３００は、回転装置３１０、回転装置３２０及び回転装置３３０を制御するプロセッサ等の制御回路を備える。制御回路は、回転装置３１０、回転装置３２０及び回転装置３３０を制御することによって、取付部に対するカメラ１７０の姿勢を制御する。

筐体２００は、前面２１０と、側面２３０と、後面２２０とを備える。後面２２０は、前面２１０とは反対側の面である。側面２３０は、前面２１０と後面２２０との間の面である。後面２２０は、マウントモジュール１３０が設けられる前面２１０とは反対側の外面である。筐体２００は、後面２２０に取付部２２２を備える。取付部２２２は、カウンターウェイトを取り付けるための部材である。取付部２２２には、カウンターウェイトを取り付けるための孔２２３が形成されている。カウンターウェイトについては後述する。

回転装置３２０は、ロール軸３２８周りに回転部材３２２を回転させる。回転装置３１０は、筐体２００の後面２２０側に位置する。回転装置３１０は、支持部材３２４を介して回転部材３２２に接続される。回転装置３１０は、回転装置３２０によってロール軸３２８の周りに回転可能である。回転部材３２２は、撮像装置１８０をピッチ軸３１８の周りに回転可能に支持する支持機構の一例である。

筐体２００の側面２３０には、調整機構２６０が設けられる。調整機構２６０は、撮像装置１８０における回転軸の位置を調整するための部材である。調整機構２６０は、ジンバル３００とカメラモジュール１００との間の相対的な位置を調整するための部材である。具体的には、調整機構２６０は、ジンバル３００とカメラモジュール１００との間のｚ軸方向の相対的な位置を調整する。具体的には、調整機構２６０は、回転装置３１０とカメラモジュール１００との間の相対的な位置を調整する。より具体的には、調整機構２６０は、ピッチ軸３１８に対するカメラモジュール１００の位置を調整する。調整機構２６０は、ピッチ軸３１８に対するカメラモジュール１００のｚ軸方向の位置を調整する。調整機構２６０は、回転装置３１０に対してｚ軸方向にスライド可能に保持されるスライド機構を備えてよい。調整機構２６０によって、ジンバル３００がカメラ１７０を支持するｚ軸方向の位置を調整することができる。

図３は、カウンターウェイト４００の分解斜視図を示す。図４は、カウンターウェイト４００の斜視図を示す。

カウンターウェイト４００は、撮像装置１８０の外側に取り付けられる錘である。カウンターウェイト４００は、撮像装置１８０の外側に着脱可能である。カウンターウェイト４００は、撮像装置１８０の後面２２０に着脱可能である。カウンターウェイト４００は、カメラ１７０用の釣り合い錘である。カウンターウェイト４００は、撮像装置１８０に装着する交換レンズ１９０の質量や重心位置の違いによって生じるカメラ１７０全体の回転モーメントの変化を抑制するための部材である。カウンターウェイト４００は、カメラ１７０に取り付けることによってカメラ１７０の重心の位置を調整するための錘である。

図３に示されるように、カウンターウェイト４００は、第１の部材５１０と、第２の部材５２０と、第３の部材５３０と、第１の固定部材５１９と、第２の固定部材５２９と、第３の固定部材５３９とを備える。第１の部材５１０、第２の部材５２０及び第３の部材５３０は真鍮等の金属を主体とする部材であってよい。第１の部材５１０、第２の部材５２０及び第３の部材５３０は、それぞれウェイト部材として機能する。

第１の部材５１０は、第１の面５１１と、第１の面５１１とは反対側の第２の面５１２とを備える。第２の部材５２０は、第１の面５２１と、第１の面５２１とは反対側の第２の面５２２とを備える。第３の部材５３０は、第１の面５３１と、第１の面５３１とは反対側の第２の面５３２とを備える。

第１の部材５１０は、第１の固定部材５１９によって、カメラモジュール１００の筐体２００に取り付けられる。具体的には、第１の部材５１０は、第１の固定部材５１９を介して、筐体２００の後面２２０の取付部２２２に取り付けられる。第１の固定部材５１９は、第１の部材５１０と筐体２００とを締結する部材であってよい。

第１の固定部材５１９は、ビスであってよい。第１の部材５１０には、第１の固定部材５１９が挿入される孔５１５が形成されている。孔５１５は、第１の部材５１０の四隅に形成されている。孔５１５は、貫通孔である。孔５１５は第１の面５１１から第２の面５１２まで貫通する。筐体２００の取付部２２２の孔２２３は、第１の固定部材５１９が挿入される。第１の部材５１０は、第１の固定部材５１９が孔５１５及び孔２２３に挿入されることによって、取付部２２２と締結される。

第２の部材５２０は、第１の部材５１０から分離可能である。第２の部材５２０は、第１の部材５１０に取り付けられる。第２の部材５２０は、第１の部材５１０の第１の側に取り付けられる。

第１の部材５１０は、第２の部材５２０を取り付けるための取付部５１４ａを備える。取付部５１４ａは、第１の部材５１０の第１の側に設けられる。第２の部材５２０は、第１の部材５１０に取り付けられる取付部５２４を備える。取付部５２４は、凸形状を有する。第１の部材５１０の取付部５１４ａは、第２の部材５２０の取付部５２４が嵌まる凹形状を有する。

第２の部材５２０は、第２の固定部材５２９によって、第１の部材５１０に取り付けられる。具体的には、第２の部材５２０は、取付部５２４が取付部５１４ａに嵌まった状態で、第２の固定部材５２９によって第１の部材５１０に取り付けられる。

第２の固定部材５２９は、第１の部材５１０と第２の部材５２０とを締結する部材である。例えば、第２の固定部材５２９は、ビスであってよい。取付部５１４ａには、第２の固定部材５２９が挿入される孔５１３ａが形成されている。取付部５２４には、第２の固定部材５２９が挿入される孔５２３が形成されている。第２の部材５２０は、取付部５２４が取付部５１４ａに嵌まった状態で第２の固定部材５２９が孔５１３ａ及び孔５２３に挿入されることによって、第１の部材５１０と締結される。

このように、第１の部材５１０は、撮像装置１８０の外側に着脱可能であり、第２の部材５２０は、第１の部材５１０に着脱可能である。これにより、第２の部材５２０は、第１の部材５１０を介して、撮像装置１８０に着脱可能である。

第３の部材５３０は、第１の部材５１０から分離可能である。第３の部材５３０は、第１の部材５１０に取り付けられる。具体的には、第３の部材５３０は、第１の部材５１０の第２の側に取り付けられる。第２の側は、第１の部材５１０に第２の部材５２０が取り付けられる第１の側とは反対側である。

第１の部材５１０は、第３の部材５３０を取り付けるための取付部５１４ｂを備える。取付部５１４ｂは、第１の部材５１０の第２の側に設けられる。第３の部材５３０は、第１の部材５１０に取り付けられる取付部５３４を備える。取付部５３４は、凸形状を有する。取付部５１４ｂは、第３の部材５３０の取付部５３４が嵌まる凹形状を有する。

第３の部材５３０は、第３の固定部材５３９によって、第１の部材５１０に取り付けられる。具体的には、第３の部材５３０は、取付部５３４が取付部５１４ｂに嵌まった状態で、第３の固定部材５３９によって第１の部材５１０に取り付けられる。

第３の固定部材５３９は、第１の部材５１０と第３の部材５３０とを締結する部材である。第３の固定部材５３９は、ビスであってよい。取付部５１４ｂには、第３の固定部材５３９が挿入される孔５１３ｂが形成されている。取付部５３４には、第３の固定部材５３９が挿入される孔５３３が形成されている。第３の部材５３０は、取付部５３４が取付部５１４ｂに嵌まった状態で第３の固定部材５３９が孔５１３ｂ及び孔５３３に挿入されることによって、第１の部材５１０と締結される。

このように、第１の部材５１０は、撮像装置１８０の外側に着脱可能であり、第３の部材５３０は、第１の部材５１０に着脱可能である。これにより、第３の部材５３０は、第１の部材５１０を介して、撮像装置１８０に着脱可能である。また、第３の部材５３０は、第２の部材５２０とは独立して第１の部材５１０に着脱可能である。

第３の部材５３０の形状は、第２の部材５２０と同一形状であってよい。第３の固定部材５３９の形状は、第２の固定部材５２９と同じ形状であってよい。

カウンターウェイト４００には、孔４０５、孔４０６、孔４０７、及び孔４０８が形成されている。孔４０５、孔４０６、孔４０７、及び孔４０８は、第１の部材５１０に形成されている。孔４０５、孔４０６、孔４０７、及び孔４０８は、他のカウンターウェイトを取り付けるための孔である。孔４０５、孔４０６、孔４０７、及び孔４０８を用いてカウンターウェイト４００に他のカウンターウェイトを取り付ける構成については後述する。

図４に示されるように、第２の部材５２０及び第１の部材５３０が第１の部材５１０に取り付けられることによって、一体のカウンターウェイト４００が形成される。

カウンターウェイト４００は、第１の面４０１と、第２の面４０２とを備える。第１の面４０１は、第２の面４０２とは反対側の面である。カウンターウェイト４００の第１の面４０１は、第１の部材５１０の第１の面５１１、第２の部材５２０の第１の面５２１、及び第３の部材５３０の第１の面５３１によって提供される面である。カウンターウェイト４００の第２の面４０２は、第１の部材５１０の第２の面５１２、第２の部材５２０の第２の面５２２及び第３の部材５３０の第２の面５３２によって提供される面である。

カウンターウェイト４００の第２の面４０２は、筐体２００の後面２２０に取り付けられる面である。つまり、第２の面４０２は、カウンターウェイト４００が撮像装置１８０に取り付けられている場合におけるピッチ軸３１８側の面であり、第１の面４０１はピッチ軸３１８側とは反対側の面である。ピッチ軸３１８に直交する面による第１の面４０１の断面形状は、凸弧状である。

図５は、カウンターウェイト４００に取り付けられる他のカウンターウェイト４１０の斜視図である。カウンターウェイト４１０は、カウンターウェイト４００に着脱可能である。カウンターウェイト４１０は、カウンターウェイト４００を介して撮像装置１８０に取り付けられる。

カウンターウェイト４１０の形状は、カウンターウェイト４００の形状と同一である。カウンターウェイト４１０は、第１の面４１１と、第２の面４１２とを備える。カウンターウェイト４１０の第２の面４１２は、カウンターウェイト４００の第１の面４０１に取り付けられる面である。つまり、第２の面４１２は、カウンターウェイト４１０が撮像装置１８０に取り付けられている場合におけるピッチ軸３１８側の面であり、第１の面４１１は、ピッチ軸３１８側とは反対側の面である。ピッチ軸３１８に直交する面による第１の面４１１の断面形状は、凸弧状である。

カウンターウェイト４１０には、孔４１５、孔４１６、孔４１７、及び孔４１８が形成されている。孔４１５、孔４１６、孔４１７、及び孔４１８は、第４の部材６１０に形成されている。孔４１５、孔４１６、孔４１７、及び孔４１８は、カウンターウェイト４１０をカウンターウェイト４００に取り付けるための孔である。カウンターウェイト４１０の孔４１５、孔４１６、孔４１７、及び孔４１８は、それぞれカウンターウェイト４００の孔４０５、孔４０６、孔４０７、及び孔４０８に対応する孔である。カウンターウェイト４１０は、孔４１５及び孔４１７に固定部材が挿入されることによって、カウンターウェイト４００に取り付けられる。

カウンターウェイト４１０は、第４の部材６１０と、第５の部材６２０と、第６の部材６３０とを備える。第４の部材６１０の形状は、第１の部材５１０と同一である。第５の部材６２０の形状は、第２の部材５２０及び第３の部材５３０と同一である。第６の部材６３０の形状は、第２の部材５３０及び第３の部材５３０の形状と同一である。

第４の部材６１０は、第１の面６１１と、第２の面６１２とを有する。第５の部材６２０は、第１の面６２１と、第２の面６２２とを有する。第６の部材６３０は、第１の面６３１と、第２の面６３２とを有する。カウンターウェイト４１０の第１の面４１１は、第１の面６１１と、第１の面６２１と、第１の面６３１とによって形成される。カウンターウェイト４１０の第２の面４１２は、第２の面６１２と、第２の面６２２と、第２の面６３２とによって提供される。

第４の部材６１０は、第１の部材５１０の第１の面５１１に着脱可能である。第４の部材６１０の第２の面６１２は、第１の部材５１０の第１の面５１１に取り付けられる面である。第２の面６１２は、カウンターウェイトが撮像装置１８０に取り付けられている場合におけるピッチ軸３１８側の面である。第１の面６１１は、第２の面６１２とは反対側の面である。

第５の部材６２０の第２の面６２２は、カウンターウェイト４１０が撮像装置１８０に取り付けられている場合におけるピッチ軸３１８側の面である。第１の面６２１は、第２の面６２２とは反対側の面である。

第６の部材６３０の第２の面６３２は、カウンターウェイト４１０が撮像装置１８０に取り付けられている場合におけるピッチ軸３１８側の面である。第１の面６３１は、第２の面６３２とは反対側の面である。

ピッチ軸３１８に直交する面による第１の面６１１、第１の面６２１、及び第１の面６３１の断面形状はそれぞれ凸弧状である。ピッチ軸３１８に直交する面による第２の面６１２、第２の面６２２、及び第２の面６３２の断面形状はそれぞれ凹弧状である。ピッチ軸３１８に直交する面による第２の面６１２の断面形状は、第１の部材５１０の第１の面５１１の凸弧状に対応する凹弧状である。ピッチ軸３１８に直交する面による第２の面６２２の断面形状は、第２の部材５２０の第１の面５２１及び第３の部材５３０の第１の面５３１の凸弧状に対応する凹弧状である。ピッチ軸３１８に直交する面による第２の面６３２の断面形状は、第２の部材５２０の第１の面５２１及び第３の部材５３０の第１の面５３１の凸弧状に対応する凹弧状である。

カウンターウェイト４１０はカウンターウェイト４００と同一の形状を有するので、カウンターウェイト４１０の構造に関する他の具体的な特徴については説明を省略する。

カウンターウェイト４１０をカウンターウェイト４００に取り付ける構成について説明する。まず、カウンターウェイト４００において、孔４０５、孔４０６、孔４０７、及び孔４０８は、第１の部材５１０に形成されている。孔４０５、孔４０６、孔４０７、及び孔４０８は、第１の部材５１０の第１の面５１１の頂部の位置に形成されている。孔４０５、孔４０６、孔４０７、及び孔４０８は、第１の部材５１０の第１の面５１１の頂部の、ピッチ軸３１８を含み光軸に平行な面と第１の面５１１との交線に沿う位置に形成されている。孔４０５及び孔４０７は第１の面５１１から第２の面５１２まで貫通する貫通孔であってよい。孔４０６及び孔４０８は貫通しない孔であってよい。孔４０５及び孔４０７の直径は、孔４０６及び孔４０８の直径より大きい。なお、カウンターウェイト４１０の孔４１５、孔４１６、孔４１７、及び孔４１８は、それぞれカウンターウェイト４００の孔４０５、孔４０６、孔４０７、及び孔４０８と同じ構成を持つ。

カウンターウェイト４１０をカウンターウェイト４００に取り付ける場合、カウンターウェイト４１０の第４の部材６１０がカウンターウェイト４００の第１の部材５１０に対向し、カウンターウェイト４１０の第６の部材６３０がカウンターウェイト４００の第１の部材５１０に対向するようにカウンターウェイト４１０を位置決めする。具体的には、カウンターウェイト４１０の孔４０５、孔４０６、孔４０７及び孔４０８がそれぞれカウンターウェイト４００の孔４１５、孔４１６、孔４１７及び孔４１８と整合した状態から、カウンターウェイト４１０をｚ軸に平行な軸を中心に１８０°回転させた状態にする。これにより、カウンターウェイト４１０の孔４１５、孔４１６、孔４１７及び孔４１８が、カウンターウェイト４００の孔４０８、孔４０７、孔４０６及び孔４０５と整合した状態になる。この状態で孔４１５及び４１７のそれぞれに固定部材を挿入することによって、カウンターウェイト４１０がカウンターウェイト４００に取り付けられる。固定部材は、例えばビスである。カウンターウェイト４１０をカウンターウェイト４００に固定部材を用いて取り付ける場合、カウンターウェイト４１０の孔４１５に挿入された固定部材の先端がカウンターウェイト４００の孔４０８に挿入され、カウンターウェイト４１０の孔４１７に挿入された固定部材の先端がカウンターウェイト４００の孔４０６に挿入されることによって、カウンターウェイト４１０とカウンターウェイト４００とが締結される。

図６は、カウンターウェイト４００がカメラモジュール１００に取り付けられた状態を示す撮像システム１８８の斜視図である。図７は、カウンターウェイト４００がカメラモジュール１００に取り付けられた状態の撮像システム１８８の側面図である。なお、図６及び図７の交換レンズ１９０ａは、図１の交換レンズ１９０より光軸方向に長く、かつ、重い交換レンズである。図６及び図７に示すカウンターウェイト４００は、第１の部材５１０に第２の部材５２０及び第３の部材５３０が取り付けられた状態にある。

図６及び図７に示されるように、カウンターウェイト４００が撮像装置１８０に取り付けられている場合に、ピッチ軸３１８を中心とする周方向において、第２の部材５２０は、第１の部材５１０の位置とは異なる位置に位置決めされる。また、カウンターウェイト４００が撮像装置１８０に取り付けられている場合に、ピッチ軸３１８を中心とする周方向において、第１の部材５１０は、第２の部材５２０と第３の部材５３０との間に位置決めされる。

カウンターウェイト４００をカメラモジュール１００に取り付けることにより、より重い交換レンズ１９０ａをカメラモジュール１００に装着することにより生じるカメラ１７０全体の回転モーメントの増加を抑制し得る。また、カメラ１７０の重心をピッチ軸３１８に近づけることができる。これにより、ジンバル３００がカメラ１７０を支持するピッチ軸３１８に関する質量バランスをとることができる。

図８は、第１の部材５１０及び第３の部材５３０を備えるカウンターウェイトがカメラモジュール１００に取り付けられた状態を示す撮像システム１８８の斜視図である。図８示すカウンターウェイト４００ａは、カウンターウェイト４００から第２の部材５２０が取り外され、第１の部材５１０に第３の部材５３０が取り付けられた状態のカウンターウェイトを示す。

例えば、図８において、カメラ１７０の重心がピッチ軸３１８より上方に位置する場合、図８に示すように第２の部材５２０を備えないカウンターウェイト４００ａをカメラ１７０に取り付けることで、カメラ１７０全体の重心をピッチ軸３１８に近づけることができる。例えば撮像装置１８０の上方に測距センサや照明装置等のカメラアクセサリを取り付けることによって、カメラ１７０の重心とピッチ軸３１８との間のずれが大きくなる場合がある。このような場合、第２の部材５２０を備えないカウンターウェイト４００ａをカメラ１７０に取り付ることによって、カメラ１７０全体の重心をピッチ軸３１８に近づけることができる。

なお、図６及び図７に示されるようにカウンターウェイト４００がカメラモジュール１００に取り付けられている状態で、第２の部材５２０を第１の部材５１０から取り外すことが可能であってよい。カメラモジュール１００に取り付けられたカウンターウェイト４００から、第２の部材５２０を取り外すことによって、図８に示すように第１の部材５１０及び第３の部材５３０のみを備えるカウンターウェイト４００ａがカメラモジュール１００に取り付けられた状態となり得る。同様に、図６及び図７に示されるようにカウンターウェイト４００がカメラモジュール１００に取り付けられている状態で、第３の部材５３０を第１の部材５１０から取り外すことが可能であってよい。

図９は、カメラモジュール１００に４個のカウンターウェイトが取り付けられた状態を示す。

カメラ１７０には、カウンターウェイト４００、カウンターウェイト４１０、カウンターウェイト４２０及びカウンターウェイト４３０が取り付けられる。カウンターウェイト４００、カウンターウェイト４１０、カウンターウェイト４２０及びカウンターウェイト４３０は、互いに同一形状の部材である。

図９に示されるように、カウンターウェイト４００、カウンターウェイト４１０、カウンターウェイト４２０及びカウンターウェイト４３０は、カウンターウェイト４００、カウンターウェイト４１０、カウンターウェイト４２０及びカウンターウェイト４３０の順に積層状態でカメラモジュール１００に取り付けられる。具体的には、カウンターウェイト４００がカメラモジュール１００に取り付けられ、カウンターウェイト４１０がカウンターウェイト４００に取り付けられ、カウンターウェイト４２０がカウンターウェイト４１０に取り付けられ、カウンターウェイト４３０がカウンターウェイト４２０に取り付けられている。図５等に関連して説明したように、カウンターウェイト４１０は、カウンターウェイト４１０をカウンターウェイト４００と同じ向きにした状態から、カウンターウェイト４１０をｚ軸に平行な軸を中心に１８０°回転させた状態にしてカウンターウェイト４００に取り付けることができる。カウンターウェイト４２０は、カウンターウェイト４２０をカウンターウェイト４００と同じ向きにした状態で、カウンターウェイト４１０に取り付けることができる。カウンターウェイト４３０は、カウンターウェイト４３０をカウンターウェイト４００と同じ向きにした状態からカウンターウェイト４３０をｚ軸に平行な軸を中心に１８０°回転させた状態にして、カウンターウェイト４２０に取り付けることができる。

上述したように撮像装置１８０の位置は調整機構２６０によってｚ軸方向に移動可能である。図９に示されるように、撮像装置１８０は、図７に示される撮像装置１８０の位置から、調整機構２６０によってｚ軸プラス側に移動した状態にある。このように、撮像装置１８０に新たなカウンターウェイトを取り付ける場合、撮像装置１８０の位置をｚ軸プラス側に移動させることによって、新たなカウンターウェイトを取り付けるためのスペースを確保することができる。

なお、カウンターウェイト４００を取り付けなくても、調整機構２６０によってカメラモジュール１００のｚ軸方向に移動することで、カメラ１７０の全体の重心の位置を変化させることができる。一般には、カメラモジュール１００に取り付る交換レンズ１９０に応じて、カメラモジュール１００に取り付けるカウンターウェイトの個数と、調整機構２６０によるカメラモジュール１００のｚ軸方向の位置と、カウンターウェイトを構成する部材（第２の部材５２０、第３の部材５３０等）とを、カメラ１７０の重心に関する所望の条件を満たすように調整することが可能である。例えば、カメラ１７０のピッチ軸３１８周りの回転に注目すると、ピッチ軸３１８に関する慣性モーメントが小さくなるように、カウンターウェイトの個数と、カメラモジュール１００のｚ軸方向の位置と、カウンターウェイトを構成する部材とを交換レンズ１９０に応じて調整することで、カメラ１７０をピッチ軸３１８周りに回転させる場合の負荷トルクを低下させることができる。また、撮像システム１８８のように、回転装置３１０でカメラ１７０を支持する場合、カメラ１７０の全体の重心を回転装置３１０のピッチ軸３１８近づけることで、カメラ１７０の姿勢を維持するための回転装置３１０にかかる負荷を低減することができる。

図１０は、カウンターウェイト４００の外面形状を説明するための図である。図１０において、二点鎖線で描かれた円９００は、ピッチ軸３１８を中心とする半径ｒの円である。ｒは、ピッチ軸３１８と回転部材３２２との間の距離である。

カウンターウェイト４００の第１の面４０１は、カウンターウェイト４００が撮像装置１８０に取り付けられた状態で撮像装置１８０がピッチ軸３１８の周りに回転したときに、回転部材３２２と対向し得る面である。ピッチ軸３１８とカウンターウェイト４００の第１の面４０１の任意の部位との間の距離は、ｒより短い。そのため、ピッチ軸３１８を中心にカメラ１７０を回転させた場合に、カウンターウェイト４００の第１の面４０１は回転部材３２２と接触しない。このように、カウンターウェイト４００の第１の面４０１は、カメラ１７０を回転させた場合にジンバル３００と接触することを避ける形状を有する。これにより、撮像装置１８０が回転したときにカウンターウェイト４００が他の部材と干渉しないようにカウンターウェイト４００を取り付けることができる。

なお、ピッチ軸３１８とカウンターウェイト４００の第１の面４０１との間の距離は、撮像装置１８０をピッチ軸３１８周りに回転させる角度範囲内においてのみ、ｒより短くてよい。例えば、撮像装置１８０を回転させる角度範囲外においては、半径ｒを超える位置にカウンターウェイト４００が設けられてよい。例えば、質量が大きい交換レンズを撮像装置１８０に装着した場合等のように、撮像装置１８０のを予め定められた角度範囲内で回転させるときは、半径ｒを超える位置にカウンターウェイト４００を設けてよい。

以上に説明したように、カウンターウェイト４００を含む１つ以上のカウンターウェイトを撮像装置１８０に取り付けることによって、カメラ１７０の重心位置を調整することができる。カウンターウェイト４００は、ピッチ軸３１８とは反対側に凸弧形状を有する第１の面４０１を有する。また、カウンターウェイト４００の第１の面４０１の任意の部位とピッチ軸３１８との間の距離は、回転部材３２２とピッチ軸３１８との間の距離より短い。そのため、カメラ１７０をピッチ軸３１８周りに回転させたときにカウンターウェイト４００が回転部材３２２と接触することを避けることができる。また、ピッチ軸３１８に直交する面によるカウンターウェイトの第２の面４１２の断面形状が凹弧状である。また、ピッチ軸３１８に直交する面による撮像装置１８０の後面２２０の断面形状は凸弧状である。そのため、撮像装置１８０と回転部材３２２との間にカウンターウェイト４００を取り付けるために必要となるスペースを小さくすることができる。これにより、カウンターウェイトによる質量バランスの調整幅を広げることができる。

以上において、カメラ１７０の重心位置の調整について、主としてピッチ軸３１８周りの回転を考慮する場合を説明した。しかし、ピッチ軸３１８に加えて、又は、ピッチ軸３１８に代えて、ロール軸３２８周りの回転及びヨー軸３３８周りの回転の少なくとも一方を考慮して、カウンターウェイトを取り付けることも可能である。一例として、カウンターウェイトを含むカメラ１７０の重心位置がピッチ軸３１８、ロール軸３２８、及びヨー軸３３８にできるだけ近くなるようにカウンターウェイトを取り付けてよい。

以上において、カメラ１７０はレンズ交換式のカメラである。しかし、カウンターウェイト４００はレンズ交換式以外の任意のカメラに適用できる。例えば、上述したようにカメラ本体にカメラアクセサリを取り付けた場合に、カウンターウェイト４００を取り付けることで、カメラ全体の質量バランスをとることが可能になる。

上記のような撮像装置１８０は、移動体に搭載されてもよい。撮像装置１８０は、図１１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１０２０、ジンバル３００、複数の撮像装置１０６０、及び撮像装置１８０を備えてよい。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１０２０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１０２０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１０２０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１８０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３００は、撮像装置１８０を回転可能に支持する。ジンバル３００は、支持機構の一例である。例えば、ジンバル３００は、撮像装置１８０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３００は、撮像装置１８０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３００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１８０を回転させることで、撮像装置１８０の姿勢を変更してよい。

複数の撮像装置１０６０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１０６０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１０６０が、ＵＡＶ１０００の底面に設けられてよい。正面側の２つの撮像装置１０６０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１０６０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１０６０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１０６０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１０６０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１０６０を備えてもよい。撮像装置１０６０で設定できる画角は、撮像装置１８０で設定できる画角より広くてよい。撮像装置１０６０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１６００は、ＵＡＶ１０００と通信して、ＵＡＶ１０００を遠隔操作する。遠隔操作装置１６００は、ＵＡＶ１０００と無線で通信してよい。遠隔操作装置１６００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１６００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。

１００ カメラモジュール
１２０ 中間マウント
１３０ マウントモジュール
１７０ カメラ
１８０ 撮像装置
１８８ 撮像システム
１９０ 交換レンズ
３００ ジンバル
５１９ 第１の固定部材
５２９ 第２の固定部材
５３９ 第３の固定部材
２００ 筐体
２１０ 前面
２２０ 後面
２２２ 取付部
２２３ 孔
２３０ 側面
２６０ 調整機構
３１０ 回転装置
３１８ ピッチ軸
３２０ 回転装置
３２２ 回転部材
３２４ 支持部材
３２８ ロール軸
３３０ 回転装置
３３８ ヨー軸
４００ カウンターウェイト
４０１ 第１の面
４０２ 第２の面
４０５ 孔
４０６ 孔
４０７ 孔
４０８ 孔
４１０ カウンターウェイト
４１１ 第１の面
４１２ 第２の面
４１５ 孔
４１６ 孔
４１７ 孔
４１８ 孔
４２０ カウンターウェイト
４３０ カウンターウェイト
５１０ 第１の部材
５１１ 第１の面
５１２ 第２の面
５１３ 孔
５１４ 取付部
５１５ 孔
５２０ 第２の部材
５２１ 第１の面
５２２ 第２の面
５２３ 孔
５２４ 取付部
５３０ 部材
５３１ 第１の面
５３２ 第２の面
５３３ 孔
５３４ 取付部
６１０ 第４の部材
６１１ 第１の面
６１２ 第２の面
６２０ 第５の部材
６２１ 第１の面
６２２ 第２の面
６３０ 第６の部材
６３１ 第１の面
６３２ 第２の面
９００ 円
１０００ ＵＡＶ
１０６０ 撮像装置
１０２０ ＵＡＶ本体
１６００ 遠隔操作装置

Claims (17)

1. 予め定められた回転軸の周りに回転可能に支持される撮像装置に取り付けられるカウンターウェイトであって、
   前記撮像装置の外側に着脱可能であり、
   前記カウンターウェイトが前記撮像装置に取り付けられている場合における前記カウンターウェイトの前記回転軸側の面とは反対側の第１の面を有し、
   前記回転軸に直交する面による前記第１の面の断面形状が凸弧状である
   カウンターウェイト。
2. 前記撮像装置は、前記撮像装置を前記回転軸の周りに回転可能に支持する支持機構に固定され、
   前記カウンターウェイトの前記第１の面は、前記カウンターウェイトが前記撮像装置の外側に取り付けられた状態で前記撮像装置が前記回転軸の周りに回転したときに、前記支持機構と対向し得る面である
   請求項１に記載のカウンターウェイト。
3. 前記支持機構と対向し得る前記第１の面の任意の部位と前記回転軸との間の距離は、前記支持機構と前記回転軸との間の距離より短い
   請求項２に記載のカウンターウェイト。
4. 第１の部材と、
   前記第１の部材から分離可能な第２の部材と
   を備える請求項１又は２に記載のカウンターウェイト。
5. 前記カウンターウェイトが前記撮像装置の外側に取り付けられている場合に、前記回転軸を中心とする周方向において、前記第２の部材は、前記第１の部材の位置とは異なる位置に位置決めされる
   請求項４に記載のカウンターウェイト。
6. 前記第１の部材は、前記撮像装置の外側に着脱可能であり、
   前記第２の部材は、前記第１の部材に着脱可能である
   請求項５に記載のカウンターウェイト。
7. 前記第１の部材から分離可能な第３の部材
   をさらに備え、
   前記カウンターウェイトが前記撮像装置の外側に取り付けられている場合に、前記回転軸を中心とする周方向において、前記第１の部材は、前記第２の部材と前記第３の部材との間に位置決めされる
   請求項５に記載のカウンターウェイト。
8. 前記第１の部材は、前記撮像装置の外側に着脱可能であり、
   前記第２の部材は、前記第１の部材に着脱可能であり、
   前記第３の部材は、前記第２の部材とは独立して前記第１の部材に着脱可能である
   請求項７に記載のカウンターウェイト。
9. 前記カウンターウェイトは、
   前記第１の面を有する第１の部材と、
   前記第１の部材の前記第１の面に着脱可能な第４の部材と
   を備え、
   前記第４の部材は、前記カウンターウェイトが前記撮像装置の外側に取り付けられている場合における前記第４の部材の前記回転軸側の面とは反対側の第１の面を有し、
   前記回転軸に直交する面による前記第４の部材の前記第１の面の断面形状が凸弧状である
   請求項１又は２に記載のカウンターウェイト。
10. 前記第４の部材の前記第１の面とは反対側の第２の面は、前記第１の部材の前記第１の面に取り付けられ、
    前記回転軸に直交する面による前記第４の部材の前記第２の面の断面形状が、前記第１の部材の前記第１の面の凸弧状に対応する凹弧状である
    請求項９に記載のカウンターウェイト。
11. 前記第４の部材は、前記第１の部材と同一形状の部材である
    請求項１０に記載のカウンターウェイト。
12. 前記撮像装置には、交換レンズを取り付けるための取付部を備え、
    前記カウンターウェイトは、前記撮像装置の前記取付部とは反対側に着脱可能である
    請求項１又は２に記載のカウンターウェイト。
13. 前記回転軸は、前記撮像装置の光軸に直交する方向の成分を持つ軸である
    請求項１２に記載のカウンターウェイト。
14. 請求項１又は２に記載のカウンターウェイトを備える撮像装置。
15. 前記撮像装置において前記回転軸の位置を調整するための調整機構
    をさらに備える請求項１４に記載の撮像装置。
16. 前記カウンターウェイトは、前記カウンターウェイトの前記第１の面とは反対側の第２の面を有し、
    前記回転軸に直交する面による前記カウンターウェイトの前記第２の面の断面形状が凹弧状であり、
    前記撮像装置は、
    前記カウンターウェイトを取り付けるための取付部が設けられる外面を有し、
    前記回転軸に直交する面による前記外面の断面形状が凸弧状である
    請求項１４に記載の撮像装置。
17. 請求項１４に記載の撮像装置と、
    前記撮像装置を前記回転軸の周りに回転可能に支持する支持機構と
    を備える撮像システム。

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