镜头装置、摄像装置及移动体
本发明涉及一种镜头装置、摄像装置及移动体。
在专利文献1中，公开了一种包括可拆装地装配在镜头系统中的光圈叶片以及具有中性滤波器的光量调整滤波器的照相机装置。
背景技术文献
专利文献
【专利文献1】日本专利 特开2003-46819号公报
发明内容
发明要解决的问题
当拆卸光圈机构等的光量控制机构时，可能会导致镜头系统的位置关系等产生偏移而使光学特性发生变化。
解决问题的技术手段
本发明的一个方面所涉及的镜头装置可以包括第一透镜组，其包括至少一个透镜。镜头装置可以包括第二透镜组，其包括至少一个透镜。镜头装置可以包括光量控制机构，其配置在第一透镜组和第二透镜组之间，对通过第二透镜组的光量进行控制。镜头装置可以包括保持框架，其在维持第一透镜组和第二透镜组的位置关系的状态下，可拆装地保持光量控制机构。
镜头装置可以包括第一透镜框架，其保持第一透镜组。镜头装置可以包括第二透镜框架，其保持第二透镜组。其中，第一透镜框架及第二透镜框架可以固定在保持框架上。
保持框架可以具有固定有第一透镜框架的第一面。保持框架可以具有固定有第二透镜框架的第二面。保持框架可以在第二面具有配置光量控制机构的凹部。凹部的侧壁可以具有在沿着第二面的方向上使光量控制机构移动并可以对光量控制机构进行拆装的开口。
第二透镜框架可以具有用于将第二透镜框架固定在保持框架上的固定部。在第二透镜框架被固定在保持框架上的状态下，在第二面上，固定部可以位于光量控制机构外周的外侧。
第二透镜框架可以通过第一螺钉固定在保持框架上。光量控制机构可以通过第二螺钉固定在保持框架上。
开口的沿着第二面的方向的宽度大于光量控制机构的沿着与第二透镜组相对的面的第一方向的宽度，并且小于第二方向的宽度。
保持框架可以具有固定有第一透镜框架的第一面。保持框架可以具有固定有第二透镜框架的第二面。保持框架可以在第二面具有配置光量控制机构的凹部。第二透镜框架可以具有用于将第二透镜框架固定在保持框架上的固定部。在第二透镜框架被固定在保持框架上的状态下，在第二面上，固定部可以位于光量控制机构外周的外侧。
第二透镜框架可以通过第一螺钉固定在保持框架上。光量控制机构可以通过第二螺钉固定在保持框架上。
镜头装置还可以包括通过凸轮槽将保持框架在光轴方向上可移动地支撑的凸轮环。
随着凸轮环的旋转，保持框架通过凸轮槽在光轴方向上移动，以使第一透镜组及第二透镜组可以在光轴方向上移动。
光量控制机构可以包括光圈机构及快门机构中的至少一个。
本发明的一个方面所涉及的摄像装置可以包括上述镜头装置以及图像传感器。
本发明的一个方面所涉及的移动体可以包括上述摄像装置并进行移动。
根据本发明的一个方面，能够防止当拆卸光圈机构等的光量控制机构时，镜头系统的位置关系等产生偏移而使光学特性发生变化。
另外，上述本发明的内容中没有穷举本发明的所有必要的特征。另外，这些特征群的子组合也可构成发明。
图1是示出摄像装置的外观立体图的一个示例的图。
图2是示出摄像装置的功能块的示意图。
图3是示出镜头部的镜头系统的一部分的光轴方向的剖面图。
图4是示出拆卸第二透镜框架及光量控制机构步骤的一个示例的图。
图5是示出从像侧观察移动框架、光量控制机构及第二透镜框架的示意图。
图6示出第一透镜框架、移动框架、光量控制机构及第二透镜框架的光轴方向的剖面图的一个示例。
图7是示出从移动框架上拆下光量移动机构的状态的一个示例的图。
图8是示出从移动框架上拆下光量移动机构的状态的一个示例的图。
图9是示出无人驾驶航空器及远程操作装置的外观的一个示例的图。
以下，通过发明的实施方式来对本发明进行说明，但是以下实施方式并非限制权利要求书所涉及的发明。此外，实施方式中说明的所有特征的组合未必是发明的解决方案所必须的。对本领域普通技术人员来说，显然可以对以下实施方式加以各种变更或改良。从权利要求书的记载可知，加以了这样的变更或改良的方式都可包含在本发明的技术范围之内。
在权利要求书、说明书、说明书附图以及说明书摘要中包括作为著作权所保护对象的事项。任何人只要如专利局的文档或者记录所表示的那样进行这些文件的复制，著作权人就无法异议。但是，在除此以外的情况下，保留一切的著作权。
本发明的各种实施方式可参照流程图及框图来记载，这里，方框可表示(1)执行操作的过程的阶段或者(2)具有执行操作的作用的装置的“部”。特定的阶段和“部”可以通过可编程电路和/或处理器来实现。专用电路可以包括数字和/或模拟硬件电路。可以包括集成电路(IC)和/或分立电路。可编程电路可以包括可重构硬件电路。可重构硬件电路可以包括逻辑与、逻辑或、逻辑异或、逻辑与非、逻辑或非、及其它逻辑操作、触发器、寄存器、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)等存储器元件等。
计算机可读介质可以包括可以对由适宜的设备执行的指令进行储存的任意有形设备。其结果是，包括储存于其中的指令的计算机可读介质包括一种包括指令的产品，该指令可以执行以创建用于执行流程图或框图所指定的操作的手段。作为计算机可读介质的示例，可以包括电子存储介质、磁存储介质、光学存储介质、电磁存储介质、半导体存储介质等。作为计算机可读介质的更具体的示例，可以包括软盘(注册商标)、软磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或者闪存)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、静态随机存取存储器(SRAM)、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多用途光盘(DVD)、蓝光(RTM)光盘、记忆棒、集成电路卡等。
计算机可读指令可以包括由一种或多种编程语言的任意组合记述的源代码或者目标代码中的任意一个。源代码或者目标代码包括传统的程序式编程语言。传统的程序式编程语言可以为汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、与机器相关的指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者Smalltalk、JAVA(注册商标)、C++等面向对象编程语言以及“C”编程语言或者类似的编程语言。计算机可读指令可以在本地或者经由局域网(LAN)、互联网等广域网(WAN)提供给通用计算机、专用计算机或者其它可编程数据处理装置的处理器或可编程电路。处理器或可编程电路可以执行计算机可读指令，以创建用于执行流程图或框图 所指定操作的手段。作为处理器的示例，包括计算机处理器、处理单元、微处理器、数字信号处理器、控制器、微控制器等。
图1是示出本实施方式所涉及的摄像装置100的外观斜视图的一个示例的图。图2是示出本实施方式所涉及的摄像装置100的功能块的示意图。
摄像装置100包括摄像部102及镜头部200。摄像部102具有图像传感器120、摄像控制部110及存储器130。图像传感器120可以由CCD或CMOS构成。图像传感器120将由透镜210成像的光学图像的图像数据输出至摄像控制部110。摄像控制部110可以由CPU或MPU等微处理器、MCU等微控制器等构成。存储器130可以为计算机可读存储介质，可以包括SRAM、DRAM、EPROM、EEPROM及USB存储器等闪存中的至少一个。存储器130储存摄像控制部110对图像传感器120等进行控制所需的程序等。存储器130可以设置于摄像装置100的壳体内部。存储器130可以设置成可从摄像装置100的壳体中拆卸下来。
摄像部102还可以具有指示部162及显示部160。指示部162是从用户接受针对摄像装置100的指示的用户界面。显示部160显示由图像传感器120所摄像的图像、摄像装置100的各种设定信息等。显示部160可以由触摸面板构成。
镜头部200具有多个透镜210、光量控制机构350、镜头移动机构212及镜头控制部220。多个透镜210可以起到单焦点镜头的作用。多个透镜210沿光轴可移动地配置。镜头部200可以是被设置成能够相对摄像部102拆装的交换镜头。镜头移动机构212使多个透镜210沿光轴移动。镜头控制部220按照来自摄像部102的镜头控制指令来驱动镜头移动机构212，使一个或者多个透镜210沿光轴方向移动。例如，镜头控制指令为聚焦控制指令。镜头移动机构212可以具有电动机、由电动机驱动的凸轮环及随着凸轮环的旋转与镜头一起在光轴方向移动的移动框架。电动机可以是步进电机、DC电动机、无芯电动机或者超声波电动机。
镜头部200还具有存储器222。存储器222存储镜头移动机构212及通过镜头移动机构212移动的透镜210的控制值。存储器222可以包括SRAM、DRAM、EPROM、EEPROM及USB存储器等闪存中的至少一个。
光量控制机构350控制射入图像传感器120中的光的光量。光量控制机构350具有光圈机构及快门机构中的至少一个。光量控制机构350可以包括多个光圈叶片。光量控制机构350可以包括致动器。致动器可以是电磁致动器。电磁致动器可以是电磁铁、螺线管或者步进电机。光量控制机构350可以接受来自镜头控制部220的指令，驱动致动器，调整多个光圈叶片的重叠程度，调整口径的大小。
在如上构成的摄像装置100中，有时会拆卸光量控制机构350。图3示出镜头部200的镜头系统的一部分的光轴方向的剖面图。移动框架40在表面具有凸轮销44。移动框架40可以在外周面具有凸轮销44。镜头部200包括在移动框架40的外侧具有沿光轴方向的凸轮槽的固定筒以及在固定筒的外侧由固定筒可旋转地支撑并具有与透镜210的移动量对应的凸轮槽的凸轮环。凸轮环相对于固定筒旋转，从而凸轮销44由凸轮槽导向，移动框架40与透镜210一起在光轴方向上移动。
在移动框架40的物侧，通过螺钉等固定有第一透镜框架41，其保持包括多个透镜的第一透镜组1。在第一透镜框架41的外侧配置有镜头盖43，其通过螺钉等固定在移动框架40上。在移动框架40的像侧，通过螺钉等固定有光量控制机构35及第二透镜框架42，所述第二透镜框架42保持包括多个透镜的第二透镜组2。光量控制机构35夹设在移动框架40和第二透镜框架42之间。
如图4所示，在这样的结构中，要拆除光量控制机构35时，考虑首先将第二透镜框架42从移动框架40上拆下后，再从移动框架40上拆除光量控制机构35。然而，当进行这样的步骤时，光量控制机构35及第二透镜框架42安装在移动框架40上时，需要重新进行调心等的调整操作以使第一透镜组1和第二透镜组2的位置关系获得所期望的光学特性。这样的调整作业并非易事。
因此，在本实施方式中，能够在维持第一透镜组和第二透镜组的位置关系的状态下，拆 下光量控制机构350。
如图5及图6所示，光量控制机构350配置在由第一透镜框架410保持的第一透镜组415与由第二透镜框架420保持的第二透镜组425之间，对通过第二透镜组425的光量进行控制。在维持移动框架400对第一透镜组415和第二透镜组425的位置关系的状态下，对光量控制机构350进行可拆装地保持。移动框架400为第一透镜组415及保持第二透镜组425的保持框架的一个示例。第一透镜组415及第二透镜组425为透镜210的一个示例。
移动框架400在固定有第一透镜框架410的第一面405、与固定有第二透镜框架420的、在第一面405相反侧的第二面406以及在第二面406上配置光量控制机构350的凹部401。移动框架400具有从外周面突出的凸轮销402。多个凸轮销402可以呈放射状设置在移动框架400的外周面上。第一透镜框架410可以相对于移动框架400在光轴方向及光轴的垂直方向上进行微调，螺纹固定在移动框架400上。镜头部200包括在移动框架400的外侧具有沿光轴方向的凸轮槽的固定筒以及在固定筒的外侧由固定筒可旋转地支撑并具有与第一透镜组415及第二透镜组425的移动量对应的凸轮槽的凸轮环。当凸轮环围绕光轴旋转时，凸轮销402由凸轮环的凸轮槽导向，移动框架400与第一透镜组415及第二透镜组425一起在光轴方向移动。
凹部401的侧壁具有在沿着第二面406的方向上使光量控制机构350移动并可以对光量控制机构350进行拆装的开口403。开口403可以通过将凹部401的侧壁的一部分去除来形成。从固定有第二透镜框架420的第二面406到凹部401的底面的深度可以大于光量控制机构350在光轴方向上的厚度。通过在凹部401具有开口403，光量控制机构350在维持第一透镜组和第二透镜组的位置关系的状态下，能够在沿着第二面406的方向相对于移动框架400移动，并可从移动框架400上拆下。即，如图7所示，在第一透镜框架410及第二透镜框架420固定在移动框架400上的状态下，光量控制机构350能够通过开口403从移动框架400上拆下。从移动框架400上进行光量控制机构350的拆装时，由于维持了第一透镜组415和第二透镜组425的位置关系，光量控制机构350安装在移动框架400上时，不需要重新进行调心等的调整操作以使第一透镜组415和第二透镜组425的位置关系获得所期望的光学特性。由此，光量控制机构350的更换作业变得容易。
如图8所示，开口403的沿着第二面406的方向的宽度500可以大于光量控制机构350的最窄的第一方向的宽度501。另外，宽度500可以小于光量控制机构350的最宽的第二方向的宽度502。
光量控制机构350从宽度501的部分插入到开口403，收纳于凹部401中。光量控制机构350收纳到凹部401中后，在凹部401内旋转至所期望的位置。由此，光量控制机构350的与开口403相对的部分的宽度大于开口403的宽度，光量控制机构350难以从凹部401中脱出。
光量控制机构350可以在与插入开口403一侧的周缘部相反侧的周缘部上具有构成光量控制机构350的光圈机构以及快门机构的动力源即电动机351及电动机352。
移动框架400具有用于与光量控制机构350电连接的连接端子424。光量控制机构350具有用于与移动框架400电连接的连接端子353。光量控制机构350收纳到凹部401后，连接端子424和连接端子353通过软电缆电连接。
第二透镜框架420具有用于将第二透镜框架420固定在移动框架400上的固定部422。多个固定部422可以从第二透镜框架420的外周面呈放射状设置。第二透镜框架420通过固定部422与移动框架400螺纹固定。第二透镜框架420及光量控制机构350通过另一个螺钉固定在移动框架400上。第二透镜框架420通过贯穿固定部422的螺钉421固定在移动框架400上。光量控制机构350通过螺钉354固定在移动框架400的凹部401内。在第二透镜框架420固定在移动框架400上的状态下，螺钉354不会被第二透镜框架420覆盖，能够从移动框架400上取下。
在这里，在第二透镜框架420固定在移动框架400上的状态下，在第二面406上，固定 部422位于光量控制机构350外周的外侧。固定部422固定在与移动框架400的外沿相邻的位置上，以使能够将固定部422定位在尽可能远离光轴的位置上。由此，能够使第二透镜组425相对于移动框架400的俯仰方向的精度最大化。
根据本实施方式的镜头部200，在维持第一透镜组415和第二透镜组425的位置关系的同时，通过设置在移动框架400上的开口403，光量控制机构350能够相对于移动框架400进行拆装。由此，光量控制机构350安装在移动框架400上时，不需要重新进行调心等的调整操作以使第一透镜组415和第二透镜组425的位置关系获得所期望的光学特性。由此，光量控制机构350的更换作业变得容易。
上述这样的摄像装置100也可以搭载在移动体上。摄像装置100也可以搭载在图9所示的无人驾驶航空器(UAV)上。UAV10可以包括UAV本体20、万向节50、多个摄像装置60以及摄像装置100。万向节50及摄像装置100为摄像系统的一个示例。UAV10为由推进部推进的移动体的一个示例。移动体是指不仅包括UAV，还包括在空中移动的其他的飞机等飞行体、在地面移动的车辆、在水上移动的船舶等的概念。
UAV主体20包括多个旋翼。多个旋翼为推进部的一个示例。UAV主体20通过控制多个旋翼的旋转而使UAV10飞行。UAV主体20使用例如四个旋翼来使UAV10飞行。旋翼的数量不限于四个。另外，UAV10也可以是没有旋翼的固定翼机。
摄像装置100为对包括在所期望的摄像范围内的被摄体进行摄像的摄像用相机。万向节50可旋转地支撑摄像装置100。万向节50为支撑机构的一个示例。例如，万向节50使用致动器以俯仰轴可旋转地支撑摄像装置100。万向节50使用致动器进一步分别以滚转轴和偏航轴为中心可旋转地支撑摄像装置100。万向节50可通过使摄像装置100以偏航轴、俯仰轴以及滚转轴中的至少一个为中心旋转，来变更摄像装置100的姿势。
多个摄像装置60是为了控制UAV10的飞行而对UAV10的周围进行拍摄的传感用相机。两个摄像装置60可以设置于UAV10的机头、即正面。并且，其它两个摄像装置60可以设置于UAV10的底面。正面侧的两个摄像装置60可以成对，起到所谓的立体相机的作用。底面侧的两个摄像装置60也可以成对，起到立体相机的作用。可以根据由多个摄像装置60所拍摄的图像来生成UAV10周围的三维空间数据。UAV10所包括的摄像装置60的数量不限于四个。UAV10包括至少一个摄像装置60即可。UAV10也可以在UAV10的机头、机尾、侧面、底面及顶面分别包括至少一个摄像装置60。摄像装置60中可设定的视角可大于摄像装置100中可设定的视角。摄像装置60也可以具有单焦点镜头或鱼眼镜头。
远程操作装置300与UAV10通信，以远程操作UAV10。远程操作装置300可以与UAV10进行无线通信。远程操作装置300向UAV10发送表示上升、下降、加速、减速、前进、后退、旋转等与UAV10的移动有关的各种指令的指示信息。指示信息包括例如使UAV10的高度上升的指示信息。指示信息可以表示UAV10应该位于的高度。UAV10进行移动，以位于从远程操作装置300接收的指示信息所表示的高度。指示信息可以包括使UAV10上升的上升指令。UAV10在接受上升指令的期间上升。在UAV10的高度已达到上限高度时，即使接受上升指令，也可以限制UAV10上升。
以上使用实施方式对本发明进行了说明，但是本发明的技术范围并不限于上述实施方式所记载的范围。对本领域普通技术人员来说，显然可以对上述实施方式加以各种变更或改良。从权利要求书的记载可知，加以了这样的变更或改良的方式都可包括在本发明的技术范围之内。
应该注意的是，权利要求书、说明书以及说明书附图中所示的装置、系统、程序以及方法中的动作、顺序、步骤以及阶段等各项处理的执行顺序，只要没有特别明示“在...之前”、“事先”等，且只要前面处理的输出并不用在后面的处理中，则可以任意顺序实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的操作流程，为方便起见而使用“首先”、“接着”等进行了说明，但并不意味着必须按照这样的顺序实施。
符号的说明
10 UAV
20 UAV主体
35 光量控制机构
40、400 移动框架
41、410 第一透镜框架
42、420 第二透镜框架
43 镜头盖
44、402 凸轮销
50 万向节
60 摄像装置
100 摄像装置
102 摄像部
110 摄像控制部
120 图像传感器
130 存储器
160 显示部
162 指示部
200 镜头部
210 透镜
212 镜头移动机构
220 镜头控制部
222 存储器
300 远程操作装置
350 光量控制机构
351 电动机
352 电动机
353、424 连接端子
400 移动框架
401 凹部
402 凸轮销
403 开口
405 第一面
406 第二面
415 第一透镜组
425 第二透镜组
422 固定部
