特許 6961890 レンズ装置、撮像装置、及び移動体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6961890

(24)【登録日】2021年10月18日

(45)【発行日】2021年11月5日

(54)【発明の名称】レンズ装置、撮像装置、及び移動体

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/04 20210101AFI20211025BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20211025BHJP

   G03B 17/56 20210101ALI20211025BHJP

【ＦＩ】

   G02B7/04 D

   G03B15/00 P

   G03B17/56 A

   G02B7/04 E

【請求項の数】10

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2020-193850(P2020-193850)

(22)【出願日】2020年11月20日

【審査請求日】2020年11月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】513068816

【氏名又は名称】エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＳＺ ＤＪＩ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．，ＬＴＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】東條 宏昭

【審査官】 ▲うし▼田 真悟

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０８５６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２０５６４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−２９２５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１８１３６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１５６６０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ７／０２−７／１６

Ｇ０２Ｂ ７／２８

Ｇ０３Ｂ ５／００

Ｇ０３Ｂ １７／０２−１７／１７

Ｈ０４Ｎ ５／２２２−５／２５７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レンズを保持する第１保持部材と、
前記レンズの光軸に沿った第１方向及び前記第１方向と反対の第２方向に沿って移動可能に前記第１保持部材を保持する第２保持部材と、
前記第１方向に移動させるための動力を前記第１保持部材に伝達する第１伝達部材と、
前記第１伝達部材を前記第１方向及び前記第２方向に移動させる駆動機構と、
前記第１保持部材に対して前記第１方向及び前記第２方向に沿って移動可能に前記第１保持部材に保持され、前記第１伝達部材が前記第１方向に移動することに応じて前記第１伝達部材に押されて前記第１方向に移動することで、前記第１保持部材に動力を伝達して前記第１保持部材を前記第１方向に移動させる第２伝達部材と、
前記第１保持部材を前記第２保持部材に対して前記第２方向の成分を有する力で押し、前記第１伝達部材が前記第２方向に移動することに応じて前記第２伝達部材とともに前記第１保持部材を前記第２方向に移動させる第１弾性部材と、
前記第２伝達部材を前記第１保持部材に対して前記第２方向の成分を有する力で押し、前記第２伝達部材を前記第１伝達部材に押し付ける第２弾性部材と
を備えるレンズ装置。

【請求項2】

前記駆動機構は、
駆動源と、
前記光軸に沿って延び、前記駆動源により回転されるリードスクリューと
を有し、
前記第１伝達部材は、前記リードスクリューが挿入されるネジ穴を有し、前記リードスクリューの回転により前記第１方向及び前記第２方向に移動する、請求項１に記載のレンズ装置。

【請求項3】

前記駆動源は、ステッピングモータである、請求項２に記載のレンズ装置。

【請求項4】

前記第２弾性部材が発生させる前記第２方向の成分を有する力は、前記第１弾性部材が発生させる前記第２方向の成分を有する力より大きい、請求項１に記載のレンズ装置。

【請求項5】

前記第１保持部材は、
前記第１伝達部材に対向する側面に設けられる第１溝と、
前記第１溝内に前記光軸に沿って配置され、前記第２伝達部材の穴に挿入され、前記第２伝達部材を前記第１方向及び前記第２方向に移動可能にガイドするガイド軸部と
を有し、
前記第２弾性部材は、前記溝内に配置される、請求項１に記載のレンズ装置。

【請求項6】

前記第２保持部材は、前記第２伝達部材に対向する内壁に設けられる第２溝を有し、
前記第１伝達部材は、前記第２溝内に配置され、
前記第１伝達部材は、側面に前記第２溝の内壁に接触する第１突起部を有する、請求項５に記載のレンズ装置。

【請求項7】

前記第２伝達部材は、側面に前記第１溝の内壁に接触する第２突起部を有する、請求項５に記載のレンズ装置。

【請求項8】

前記第１保持部材の前記第１方向及び前記第２方向に移動可能な移動量は、前記第２伝達部材の前記第１方向及び前記第２方向に移動可能な移動量より少ない、請求項１に記載のレンズ装置。

【請求項9】

請求項１から８の何れか１つに記載のレンズ装置と、
前記レンズ装置を介して結像された像を撮像するイメージセンサと
を備える撮像装置。

【請求項10】

請求項９に記載の撮像装置を備えて移動する移動体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レンズ装置、撮像装置、及び移動体に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、「リードスクリューに噛み合わせるナット板は、可動体に一体に固着するのではなく、可動体の所定部位に当てがうとともに、バネ部材を配置して押さえることにより一体に組み付ける構成を採ることが多い。」と記載されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２００７−１８１３６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

上記のようなアクチュエータユニットに衝撃が加えられた場合に、レンズ枠体の振動がレンズ枠体を駆動する駆動機構に伝わり、駆動機構に影響を与える可能性がある。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の一態様に係るレンズ装置は、レンズを保持する第１保持部材を備えてよい。レンズ装置は、レンズの光軸に沿った第１方向及び第１方向と反対の第２方向に沿って移動可能に第１保持部材を保持する第２保持部材を備えてよい。レンズ装置は、第１方向に移動させるための動力を第１保持部材に伝達する第１伝達部材を備えてよい。レンズ装置は、第１伝達部材を第１方向及び第２方向に移動させる駆動機構を備えてよい。レンズ装置は、第１保持部材に対して第１方向及び第２方向に沿って移動可能に第１保持部材に保持され、第１伝達部材が第１方向に移動することに応じて第１伝達部材に押されて第１方向に移動することで、第１保持部材に動力を伝達して第１保持部材を第１方向に移動させる第２伝達部材を備えてよい。レンズ装置は、第１保持部材を第２保持部材に対して第２方向の成分を有する力で押し、第１伝達部材が第２方向に移動することに応じて第２伝達部材とともに第１保持部材を第２方向に移動させる第１弾性部材を備えてよい。レンズ装置は、第２伝達部材を第１保持部材に対して第２方向の成分を有する力で押し、第２伝達部材を第１伝達部材に押し付ける第２弾性部材を備えてよい。

【0005】

駆動機構は、駆動源と、光軸に沿って延び、駆動源により回転されるリードスクリューとを有してよい。第１伝達部材は、リードスクリューが挿入されるネジ穴を有し、リードスクリューの回転により第１方向及び第２方向に移動してよい。

【0006】

駆動源は、ステッピングモータでよい。

【0007】

第２弾性部材が発生させる第２方向の成分を有する力は、第１弾性部材が発生させる第２方向の成分を有する力より大きくてよい。

【0008】

第１保持部材は、第１伝達部材に対向する側面に設けられる第１溝と、第１溝内に光軸に沿って配置され、第２伝達部材の穴に挿入され、第２伝達部材を第１方向及び第２方向に移動可能にガイドするガイド軸部とを有してよい。第２弾性部材は、溝内に配置されてよい。

【0009】

第１保持部材は、第２伝達部材に対向する内壁に設けられる第２溝を有してよい。第１伝達部材は、第２溝内に配置されてよい。第１伝達部材は、両脇の側面のそれぞれに第２溝の内壁に接触する第１突起部を有してよい。

【0010】

第２伝達部材は、両脇の側面のそれぞれに第１溝の内壁に接触する第２突起部を有してよい。

【0011】

第２保持部材の第１方向及び第２方向に移動可能な移動量は、第２伝達部材の第１方向及び第２方向に移動可能な移動量より少なくてよい。

【0012】

本発明の一態様に係る撮像装置は、上記レンズ装置と、レンズ装置を介して結像された像を撮像するイメージセンサとを備えてよい。

【0013】

本発明の一態様に係る撮像装置は、上記撮像装置を備えて移動する移動体でよい。

【0014】

本発明の一態様によれば、レンズ枠の振動がレンズ枠を駆動する駆動機構に伝わり、駆動機構に影響を与えることを防止できる。

【0015】

なお、上記の発明の概要は、本発明の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。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】レンズ装置の内部構造の斜視図である。

【図2】図１に示すレンズ装置の内部構造を裏側から見た平面図である。

【図3】図１に示すレンズ装置を正面から見た平面図である。

【図4】図３に示すレンズ装置のＡ−Ａ断面図である。

【図5】図１に示すレンズ装置の内部構造を模式的に示す図である。

【図6】本実施形態に係るレンズ装置の内部構造の斜視図である。

【図7】図６に示すレンズ装置の断面図である。

【図8】図７に示すレンズ装置のＢ−Ｂ断面図である。

【図9】図６に示すレンズ装置の内部構造の模式的な断面図である。

【図10】図６に示すレンズ装置のガイド機構を示す図である。

【図11】図６に示すレンズ装置のガイド機構部分における光軸の方向の異なる位置での断面図である。

【図12】図６に示すレンズ装置のガイド機構部分における光軸の方向の異なる位置での断面図である。

【図13】無人航空機及び遠隔操作装置の外観の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施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。

【0018】

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。

【0019】

図１は、レンズ装置２０の内部構造の斜視図である。図２は、図１に示すレンズ装置２０の内部構造を裏側から見た平面図である。図３は、レンズ装置２０を正面から見た平面図である。図４は、図３に示すレンズ装置２０のＡ−Ａ断面図である。図５は、レンズ装置２０の内部構造を模式的に示す図である。

【0020】

レンズ装置２０は、レンズ３１と、レンズ３１を保持するレンズ枠３０と、レンズ枠３０をレンズ３１の光軸に沿った第１方向７０、及び第１方向７０と反対の第２方向７２に移動させる駆動源となるステッピングモータ３４と、レンズ枠３０を第１方向７０及び第２方向に移動可能に保持する固定枠４０とを備える。固定枠４０は、物体側の前固定枠４１と、撮像面側の後固定枠４２とから構成されている。

【0021】

ステッピングモータ３４の駆動軸部には、リードスクリュー３５が結合されている。リードスクリュー３５には、ナット３６が噛み合っている。ナット３６は、リードスクリュー３５のネジ溝に適合するネジ穴を有する。ステッピングモータ３４が駆動することでリードスクリュー３５が回転すると、ナット３６は、第１方向７０及び第２方向７２に移動する。ナット３６は、伝達部材の一例である。

【0022】

レンズ装置２０は、主ガイド軸部３２及び副ガイド軸部３３をさらに備える。主ガイド軸部３２及び副ガイド軸部３３は、光軸に沿って平行に配置され、レンズ枠３０が光軸に沿って第１方向７０及び第２方向７２に移動するのをガイドする。レンズ装置２０は、レンズ枠３０をナット３６に押し付ける力を与えるバネ３７をさらに備える。バネ３７は、主ガイド軸部３２の周囲に配置される。

【0023】

リードスクリュー３５が回転して、ナット３６が第２方向７２に移動すると、ナット３６は、レンズ枠３０を第２方向７２に押して、レンズ枠３０がナット３６とともに第２方向７２に移動する。レンズ枠３０が第２方向７２に移動すると、バネ３７がレンズ枠３０に押されて収縮する。バネ３７の力で、レンズ枠３０はナット３６に押え付けられている。したがって、リードスクリュー３５が逆回転して、ナット３６が第１方向７０に移動すると、レンズ枠３０はナット３６に押え付けられた状態で、ナット３６とともに第１方向７０に移動する。

【0024】

上記のように構成されたレンズ装置２０を備える撮像装置が落下するなどして、衝撃を受けると、ステッピングモータ３４に影響を与えることがある。レンズ枠３０が、第２方向７２に移動するような衝撃が加わる場合には、レンズ枠３０は、ナット３６から離れる方向に動くので、ナット３６にレンズ枠３０の衝撃が伝わりにくい。一方、レンズ枠３０が、第１方向７０に移動するような衝撃が加わる場合に、レンズ枠３０はナット３６を第１方向７０に押す方向の力をナット３６に加える。ナット３６は、リードスクリュー３５に噛み合った状態なので、ナット３６は、リードスクリュー３５に対して第１方向７０に移動できない。したがって、レンズ枠３０の衝撃がナット３６を介してリードスクリュー３５に直接伝わり、その衝撃は、リードスクリュー３５を介してステッピングモータ３４まで達して、ステッピングモータ３４に影響を与える可能性がある。

【0025】

近年、イメージセンサの大型化、及びカメラの小型化による光学構成の簡素化のために、複数のレンズをユニット化したレンズ群を駆動する光学系を撮像装置が備えることが多い。すなわち、レンズ枠３０に保持されるレンズ群の重量が増加する傾向にある。レンズ群の重量が増加すると、ステッピングモータ３４に伝わる衝撃も大きくなり、ステッピングモータ３４への影響も大きくなる。

【0026】

そこで、本実施形態に係るレンズ装置２００によれば、撮像装置が落下などした場合にステッピングモータ３４にレンズ枠３０の衝撃が伝わりにくくする。

【0027】

また、上記のように構成されたレンズ装置２０において、主ガイド軸部３２と、主ガイド軸部３２が挿入されるレンズ枠３０のガイド穴３２ａとの間のがたつき、または副ガイド軸部３３と、副ガイド軸部３３が挿入されるレンズ枠３０のガイド溝３３ｂとの間のがたつきにより、レンズ３１の光軸がぶれ、像振れを引き起こす可能性がある。

【0028】

そこで、主ガイド軸部３２及び副ガイド軸部３３などのガイド機構を用いない駆動機構として、ステッピングモータ３４の代わりに、ボイスコイルモータを利用することも考えられる。しかし、ボイスコイルモータを利用する場合、レンズ枠は、ローレンツ力で移動し、レンズ枠は磁力で位置を維持している状態である。したがって、撮像装置が、無人航空機などの移動体に搭載される場合など、比較的振動が生じやすい環境で利用される場合、その振動に共振して、レンズ枠が振動してしまう可能性がある。よって、このような環境で撮像装置が利用される場合には、ボイルコイルモータよりもステッピングモータを利用するほうが望ましい。

【0029】

そこで、本実施形態に係るレンズ装置２００によれば、外部の振動による影響をレンズ枠が受けにくいガイド機構を提供する。

【0030】

図６は、レンズ装置２００の内部構造の斜視図を示す。図７は、レンズ装置２００の断面図を示す。図８は、図７に示すレンズ装置２００のＢ−Ｂ断面図を示す。図９は、レンズ装置２００の内部構造の模式的な断面図を示す。レンズ装置２００は、レンズ装置２００を介して結像された像を撮像するイメージセンサを備える撮像装置に組み込まれてよい。レンズ装置２００は、イメージセンサを備える撮像装置に着脱可能に装着される交換レンズでもよい。

【0031】

レンズ装置２００は、レンズ２０３と、レンズ２０３を保持するレンズ枠２０２とを備える。レンズ装置２００は、レンズ枠２０２をレンズ２０３の光軸に沿った第１方向７０、及び第１方向７０と反対の第２方向７２に移動させる駆動源となるステッピングモータ２１０を備える。レンズ装置２００は、レンズ枠２０２を第１方向７０、及び第２方向７２に移動可能に保持する固定枠２２０を備える。レンズ枠２０２は、第１保持部材の一例である。固定枠２２０は、第２保持部材の一例である。

【0032】

レンズ２０３は、複数のレンズからなるレンズ群でよい。ステッピングモータ２１０の駆動軸部には、リードスクリュー２１２が結合されている。ステッピングモータ２１０及びリードスクリュー２１２は、駆動機構の一例である。リードスクリュー２１２には、ナット２１４が噛み合っている。ナット２１４は、リードスクリュー２１２のネジ溝に適合するネジ穴を有する。ステッピングモータ３４が駆動することでリードスクリュー２１２が回転すると、ナット２１４は、第１方向７０及び第２方向７２に移動する。ナット２１４は、第１方向７０に移動させるための動力をレンズ枠２０２に伝達する。

【0033】

固定枠２２０は、ナットフレーム２１６に対向する内壁に設けられる溝２２２を有する。リードスクリュー２１２は、溝２２２内に光軸に沿って配置される。ナット２１４は、リードスクリュー２１２に噛み合わされた状態で、第１方向７０及び第２方向７２に移動可能に溝２２２内に配置される。ナット２１４は、第５方向７８及び第６方向８０の側面のそれぞれに溝２２２の内壁に接触する突起部２１５を有する。ナット２１４が突起部２１５を有することで、ナット２１４がリードスクリュー２１２を中心に溝２２２内で回転することを防止できる。

【0034】

レンズ装置２００は、ナット２１４の動力をレンズ枠２０２に伝達するナットフレーム２１６をさらに備える。ナット２１４は、レンズ枠２０２に直接接触していない。ナットフレーム２１６は、レンズ枠２０２に対して第１方向７０及び第２方向７２に沿って移動可能にレンズ枠２０２に保持される。

【0035】

レンズ枠２０２は、ナット２１４に対向する側面に溝２０４と、溝２０４内に光軸に沿って配置されるガイド軸部２０６とを有する。ガイド軸部２０６は、ナットフレーム２１６の穴に挿入され、ナットフレーム２１６を第１方向７０及び第２方向７２に移動可能にガイドする。ナットフレーム２１６は、第５方向７８及び第６方向８０の側面のそれぞれに溝２０４の内壁に接触する突起部２１７を有する。ナットフレーム２１６が突起部２１７を有することで、ナットフレーム２１６がガイド軸部２０６を中心に溝２０４で回転することを防止できる。

【0036】

ナットフレーム２１６は、ナット２１４が第１方向７０に移動することに応じてナット２１４に押されて第１方向７０に移動することで、レンズ枠２０２に動力を伝達してレンズ枠２０２を第１方向７０に移動させる。ナット２１４は、伝達部材または第１伝達部材の一例である。ナットフレーム２１６は、第２伝達部材の一例である。

【0037】

レンズ装置２００は、バネ２０８、及びバネ２１８をさらに備える。バネ２１８は、レンズ枠２０２を固定枠２２０に対して第２方向７２の成分を有する力で押し、ナット２１４が第２方向７２に移動することに応じてナットフレーム２１６とともにレンズ枠２０２を第２方向７２に移動させる。バネ２１８は、第１弾性部材の一例である。

【0038】

バネ２０８は、レンズ枠２０２の溝２０４内に配置される。バネ２０８は、ガイド軸部２０６の周囲に配置される。バネ２０８は、ナットフレーム２１６をレンズ枠２０２に対して第２方向７２の成分を有する力で押し、ナットフレーム２１６をナット２１４に押し付ける。バネ２０８は、第２弾性部材の一例である。

【0039】

バネ２０８が発生させる第２方向の成分を有する力は、バネ２１８が発生される第２方向の成分を有する力より大きい。バネ２０８が発生させる第２方向の成分を有する力は、バネ２１８が発生される第２方向７２の成分を有する力の１０倍以上大きくてよい。

【0040】

このように構成されたレンズ装置２００において、リードスクリュー２１２が回転してナット２１４が、第１方向７０に移動すると、ナット２１４は、ナットフレーム２１６を第１方向７０に押す。ナットフレーム２１６は、バネ２０８によりナット２１４に押し付けられた状態で、ナット２１４とともに第１方向７０に移動する。レンズ枠２０２もナットフレーム２１６の移動に伴い、バネ２１８を収縮させながら第１方向７０に移動する。

【0041】

リードスクリュー２１２が回転してナット２１４が、第２方向７２に移動すると、ナットフレーム２１６がナット２１４に押し付けられた状態で、バネ２１８で発生する第２方向７２の成分を有する力で、レンズ枠２０２がナットフレーム２１６とともに第２方向７２に移動する。

【0042】

このように構成されたレンズ装置２００において、レンズ装置２００が落下するなどして衝撃を受けて、レンズ枠２０２が第１方向７０に移動すると、バネ２１８が収縮して、ナットフレーム２１６は、ナット２１４から離れてレンズ枠２０２とともに第１方向７０に移動する。よって、衝撃に伴うレンズ枠２０２の第１方向７０への移動で、ナット２１４及びリードスクリュー２１２を介して衝撃がステッピングモータ２１０に伝わることを防止できる。

【0043】

さらに、レンズ装置２００が落下するなどして衝撃を受けて、レンズ枠２０２が第２方向７２に移動する場合には、ナットフレーム２１６がナット２１４に接触した状態を維持しつつ、バネ２０８が収縮するので、ナットフレーム２１６がレンズ枠２０２ともに第２方向７２に移動しない。よって、衝撃に伴うレンズ枠２０２の第２方向７２への移動でも、ナット２１４及びリードスクリュー２１２を介して衝撃がステッピングモータ２１０に伝わることを防止できる。

【0044】

また、レンズ枠２０２の第１方向７０に移動可能な移動量２５２及び第２方向７２に移動可能な移動量２５４の合計の移動量は、ナットフレーム２１６の第１方向７０及び第２方向７２に移動可能な移動量２５０より少なくてよい。これにより、ナットフレーム２１６が、固定枠２２０の溝２２２の内壁に衝突する前に、レンズ枠２０２が、固定枠２２０の内壁に衝突する。よって、レンズ枠２０２の移動に伴う衝撃が固定枠２２０に伝わり、ナットフレーム２１６及びリードスクリュー２１２を介してステッピングモータ２１０に伝わることを防止できる。すなわち、レンズ枠２０２の移動に伴う衝撃を固定枠２２０で吸収できる。

【0045】

図１０は、レンズ装置２００のガイド機構を示す図である。図１１及び図１２は、レンズ装置２００のガイド機構部分における光軸の方向の異なる位置での断面図である。

【0046】

レンズ装置２００は、レンズ枠２０２を第１方向７０及び第２方向７２に移動することをガイドするガイド機構として、ガイド軸部の代わりに、ガイド溝部とボールとを備える。ガイド溝部は、レンズ枠２０２及び固定枠２２０のそれぞれに、互いに対向して光軸に沿って設けられる。ボールは、ガイド溝部の間に配置される。レンズ装置２００は、レンズ枠２０２が固定枠２２０に引き寄せられるように、固定枠２２０に設けられる磁石と、レンズ枠２０２に磁石に対向して設けられる金属板とを備える。レンズ枠２０２に磁石を設けて、固定枠２２０に金属板を設けてもよい。しかし、移動する対象のレンズ枠２０２の重量を軽くするために、金属板より重い磁石を固定枠２２０に設けるほうが好ましい。金属板は、強磁性体の一例である。このような構成により、ガイド軸部のようにガイド機構のがたつきにより、レンズ２０３の光軸のずれが生じ、像振れを引き起こすことを防止できる。

【0047】

固定枠２２０は、レンズ枠２０２に対向する内壁に、光軸に沿って設けられる第１ガイド溝部２３１と、第１ガイド溝部２３１に光軸に沿った方向に並んで設けられる第２ガイド溝部２３２とを有する。固定枠２２０は、レンズ枠２０２に対向する内壁に、リードスクリュー２１２を挟んで第１ガイド溝部２３１及び第２ガイド溝部２３２の向かい側に配置される第３ガイド溝部２３３をさらに有する。第３ガイド溝部２３３は、第１ガイド溝部２３１と第２ガイド溝部２３２との間の領域に対向する領域に配置される。

【0048】

レンズ枠２０２は、固定枠２２０のガイド溝部が設けられる内壁に対向する側面に、第１ガイド溝部２３１及び第２ガイド溝部２３２に対向して光軸に沿って設けられる第４ガイド溝部２３４を有する。レンズ枠２０２は、固定枠２２０のガイド溝部が設けられる内壁に対向する側面に、第３ガイド溝部２３３に対向して光軸に沿って設けられる第５ガイド溝部２３５をさらに有する。

【0049】

レンズ装置２００は、ガイド機構として、第１ボール２４１、第２ボール２４２、及び第３ボール２４３をさらに備える。第１ボール２４１は、第１ガイド溝部２３１と、第４ガイド溝部２３４との間に配置される。第２ボール２４２は、第２ガイド溝部２３２と、第４ガイド溝部２３４との間に配置される。第３ボール２４３は、第３ガイド溝部２３３と第５ガイド溝部２３５との間に配置される。

【0050】

第１ボール２４１、第２ボール２４２、及び第３ボール２４３を頂点する三角形の重心と、レンズ２０３を保持するレンズ枠２０２の重心との間の距離が最も短くなるように、第１ボール２４１、第２ボール２４２、及び第３ボール２４３のそれぞれを配置することが好ましい。

【0051】

レンズ装置２００は、レンズ枠２０２が固定枠２２０に引き寄せられるように、固定枠２２０に設けられる第１磁石２６１、第２磁石２６２、及び第３磁石２６３と、レンズ枠２０２に設けられる第１金属板２７１、第２金属板２７２、及び第３金属板２７３とを備える。

【0052】

第１磁石２６１、第２磁石２６２、及び第３磁石２６３は、それぞれ光軸に沿って設けられる。第２磁石２６２と、第３磁石２６３とは、光軸に沿った方向に離間して配置される。第３ガイド溝部２３３が、第２磁石２６２と第３磁石２６３との間に配置される。第１磁石２６１は、リードスクリュー２１２を挟んで第２磁石２６２及び第３磁石２６３の間の領域と向かい合う側に配置される。

【0053】

第１金属板２７１は、固定枠２２０のガイド溝部が設けられる内壁に対向するレンズ枠２０２の側面に、第１磁石２６１に対向して設けられる。第２金属板２７２は、固定枠２２０のガイド溝部が設けられる内壁に対向するレンズ枠２０２の側面に、第２磁石２６２に対向して設けられる。第５ガイド溝部２３５が、第２金属板２７２と第３金属板２７３との間に設けられる。

【0054】

第１ガイド溝部２３１、第２ガイド溝部２３２、第３ガイド溝部２３３、第４ガイド溝部２３４、及び第５ガイド溝部２３５の断面は、Ｖ字状である。図１１に示すように、第１ガイド溝部２３１は、光軸に沿って延びる底面２３１ａと、互いに対向し底面２３１ａから開口に向かって広がるように傾斜する２つの側面２３１ｂとを有する。第４ガイド溝部２３４は、光軸に沿って延びる底面２３４ａと、互いに対向し底面２３４ａから開口に向かって広がるように傾斜する２つの側面２３４ｂとを有する。図１２に示すように、第３ガイド溝部２３３は、光軸に沿って延びる底面２３３ａと、互いに対向し底面２３３ａから開口に向かって広がるように傾斜する２つの側面２３３ｂとを有する。第５ガイド溝部２３５は、光軸に沿って延びる底面２３５ａと、互いに対向し底面２３５ａから開口に向かって広がるように傾斜する２つの側面２３５ｂとを有する。

【0055】

図１１に示すように、第１ボール２４１は、第１ガイド溝部２３１の２つの側面２３１ｂ、及び第４ガイド溝部２３４の２つの側面２３４ｂにそれぞれ接触している。第１ボール２４１と光軸の方向に沿って並ぶ第２ボール２４２も、第２ガイド溝部２３２の２つの側面、及び第４ガイド溝部２３４の２つの側面２３４ｂにそれぞれ接触している。これにより、レンズ枠２０２が、固定枠２２０に対して、第３方向７４及び第３方向７４と反対の第４方向７６に沿った軸を中心に傾くことを防止できる。レンズ枠２０２が、固定枠２２０に対して、レンズ枠２０２と固定枠２２０とが対向する面に沿って傾くことを防止できる。

【0056】

一方、第３ボール２４３は、図１２に示すように、第３ガイド溝部２３３の底面２３３ａ、及び第５ガイド溝部２３５の底面２３５ａにそれぞれ接触している。これにより、レンズ枠２０２が、固定枠２２０に対して、第５方向７８及び第５方向７８と反対の第６方向８０に沿った軸、例えば光軸に沿った軸を中心に傾くことを防止できる。

【0057】

第１磁石２６１、第２磁石２６２、及び第３磁石２６３の光軸の方向の幅は、第１金属板２７１、第２金属板２７２、及び第３金属板２７３の光軸の方向の幅より長い。第１磁石２６１、第２磁石２６２、及び第３磁石２６３の光軸の方向の幅は、レンズ枠２０２の光軸の方向の移動の幅より長い。第１金属板２７１、第２金属板２７２、及び第３金属板２７３が第３方向７４または第４方向７６において第１磁石２６１、第２磁石２６２、及び第３磁石２６３と重なる面積は、レンズ枠２０２の固定枠２２０に対する位置の違いで変動しない。これにより、レンズ枠２０２の固定枠２２０に対する位置の違いで、レンズ枠２０２と固定枠２２０とが互いに引き寄せ合う磁力が変動することを抑制できる。よって、ステッピングモータ２１０のトルクの変動を抑制できる。

【0058】

レンズ装置２００は、レンズ枠２０２が固定枠２２０に引き寄せられる第３方向７４と反対の第４方向７６に移動することを制限する制限機構をさらに備える。制限機構は、第１方向７０及び第２方向７２と、第３方向７４及び第４方向７６とのそれぞれに交差するレンズ枠２０２の第５方向７８及び第５方向７８と反対の第６方向８０の外側面２０２１に対向する固定枠２２０の内側面２２０１から突出する突出部２８１を有する。さらに、制限機構は、レンズ枠２０２の外側面２０２１に、突出部２８１に対向して光軸に沿って設けられるスリット２８２を有する。スリット２８２には、突出部２８１が挿入され、レンズ枠２０２が固定枠２２０に対して第４方向７６に移動することが制限される。

【0059】

制限機構により、レンズ枠２０２が固定枠２２０に対して第４方向７６に移動することが制限されることで、ガイド溝同士が離れて、ガイド溝間に配置されるボールが脱落することを防止できる。なお、突起部２８１がレンズ枠２０２の外側面２０２１に設けられ、スリット２８２が固定枠２２０の内側面２２０１に設けられてもよい。

【0060】

上記のようなレンズ装置２００を備える撮像装置１００は、移動体に搭載されてもよい。レンズ装置２００を備える撮像装置１００は、図１３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５０、ジンバル３００、複数の撮像装置６０、及び撮像装置１００を備えてよい。ジンバル３００、及び撮像装置１００は、撮像システムの一例である。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。

【0061】

ＵＡＶ本体５０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５０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５０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。

【0062】

撮像装置１００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１００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１００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１００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１００を回転させることで、撮像装置１００の姿勢を変更してよい。

【0063】

複数の撮像装置６０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６０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６０が、ＵＡＶ１０００の底面に設けられてよい。正面側の２つの撮像装置６０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６０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６０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６０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６０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６０を備えてもよい。撮像装置６０で設定できる画角は、撮像装置１００で設定できる画角より広くてよい。撮像装置６０は、単焦点レンズまたは魚眼レンズを有してもよい。

【0064】

遠隔操作装置６００は、ＵＡＶ１０００と通信して、ＵＡＶ１０００を遠隔操作する。遠隔操作装置６００は、ＵＡＶ１０００と無線で通信してよい。遠隔操作装置６００は、ＵＡＶ１０００に上昇、下降、加速、減速、前進、後進、回転などの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６００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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【符号の説明】

【0067】

２０ レンズ装置
３０ レンズ枠
３１ レンズ
３２ 主ガイド軸部
３３ 副ガイド軸部
３４ ステッピングモータ
３５ リードスクリュー
３６ ナット
３７ バネ
４０ 固定枠
４１ 前固定枠
４２ 後固定枠
５０ ＵＡＶ本体
６０ 撮像装置
１００ 撮像装置
２００ レンズ装置
２０２ レンズ枠
２０３ レンズ
２０４ 溝
２０６ ガイド軸部
２０８，２１８ バネ
２１０ ステッピングモータ
２１２ リードスクリュー
２１４ ナット
２１５，２１７ 突起部
２１６ ナットフレーム
２２０ 固定枠
２２２ 溝
２３１ 第１ガイド溝部
２３２ 第２ガイド溝部
２３３ 第３ガイド溝部
２３４ 第４ガイド溝部
２３５ 第５ガイド溝部
２４１ 第１ボール
２４２ 第２ボール
２４３ 第３ボール
２６１ 第１磁石
２６２ 第２磁石
２６３ 第３磁石
２７１ 第１金属板
２７２ 第２金属板
２７３ 第３金属板
２８１ 突出部
２８２ スリット
３００ ジンバル
６００ 遠隔操作装置
１０００ ＵＡＶ

【要約】

【解決手段】レンズ装置は、レンズを保持する第１保持部材と、第１保持部材を保持する第２保持部材と、第１方向に移動させるための動力を第１保持部材に伝達する第１伝達部材と、第１伝達部材を第１方向及び第２方向に移動させる駆動機構と、第１保持部材に対して第１方向及び第２方向に沿って移動可能に第１保持部材に保持され、第１伝達部材が第１方向に移動することに応じて第１伝達部材に押されて第１方向に移動することで、第１保持部材に動力を伝達して第１保持部材を第１方向に移動させる第２伝達部材と、第１保持部材を第２保持部材に対して第２方向の成分を有する力で押し、第１伝達部材が第２方向に移動することに応じて第２伝達部材とともに第１保持部材を第２方向に移動させる第１弾性部材と、第２伝達部材を第１保持部材に対して第２方向の成分を有する力で押し、第２伝達部材を第１伝達部材に押し付ける第２弾性部材とを備えてよい。
【選択図】図９

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】