特許 6998921 アダプタ、撮像装置、支持機構および移動体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-23

(45)【発行日】2022-01-18

(54)【発明の名称】アダプタ、撮像装置、支持機構および移動体

(51)【国際特許分類】

   G03B 17/17 20210101AFI20220111BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20220111BHJP

   G03B 17/00 20210101ALI20220111BHJP

   G03B 17/56 20210101ALI20220111BHJP

   G03B 19/07 20210101ALI20220111BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20220111BHJP

【ＦＩ】

G03B17/17

G03B15/00 U

G03B15/00 P

G03B17/00 B

G03B17/56 Z

G03B19/07

H04N5/225 100

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019156102

(22)【出願日】2019-08-28

(65)【公開番号】P2021033177

(43)【公開日】2021-03-01

【審査請求日】2020-02-06

(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

【住所又は居所原語表記】６Ｆ，ＨＫＵＳＴ ＳＺ ＩＥＲ Ｂｌｄｇ．ＮＯ．９ Ｙｕｅｘｉｎｇ １ｓｔ Ｒｄ．Ｈｉ－Ｔｅｃｈ Ｐａｒｋ（Ｓｏｕｔｈ），Ｎａｎｓｈａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１８０５７ Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】東條 宏昭

(72)【発明者】

【氏名】松永 滋彦

【審査官】藏田 敦之

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２５８２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１０９９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１８２７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０７０３９２９２（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｂ １７／１７

Ｇ０３Ｂ １５／００

Ｇ０３Ｂ １７／００

Ｇ０３Ｂ １７／５６

Ｇ０３Ｂ １９／０７

Ｈ０４Ｎ ５／２２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光軸上において重ならない第１のレンズと第２のレンズとを有する撮像装置に用いられるアダプタであって、
前記撮像装置は、移動体に備えられる支持機構に備えられるものであり、
前記アダプタが前記撮像装置に取付けられたときに、前記第１のレンズに入射する光の光路は変えず、前記第２のレンズに入射する光の光路を所定の方向へと変える光路方向変更機構を備え、
前記光路方向変更機構は、前記アダプタが前記撮像装置に取付けられたときに、前記第２のレンズと向かい合う位置に配置され、
前記光路方向変更機構がミラーを備え、
前記光路方向変更機構が、前記ミラーの角度を調整するための角度調整機構をさらに備え、
前記角度調整機構による角度調整方向は、前記アダプタが前記撮像装置に取付けられた際の、前記撮像装置のチルト方向である、
アダプタ。

【請求項2】

前記アダプタは、前記撮像装置に取り付けられた際に、前記撮像装置と接触する領域の少なくとも一部に電気接点を有する、請求項１に記載のアダプタ。

【請求項3】

前記アダプタが前記撮像装置に取付けられたことを、前記撮像装置に検知させる、識別子を備える、
請求項２に記載のアダプタ。

【請求項4】

前記アダプタは、前記撮像装置に取り付けられるための、バヨネット式又はマグネット式の機構を有する、請求項１から請求項３の何れか１項に記載のアダプタ。

【請求項5】

請求項１から請求項４の何れか１項に記載のアダプタを備えた撮像装置。

【請求項6】

前記第２のレンズの画角が、前記第１のレンズの画角よりも小さい、
請求項５に記載の撮像装置。

【請求項7】

前記第２のレンズの焦点距離は、前記第１のレンズの焦点距離よりも長い、請求項５または請求項６に記載の撮像装置。

【請求項8】

プロセッサと、前記アダプタが前記撮像装置に取付けられたことを検知する検知機構とを備え、
前記アダプタが前記撮像装置に取付けられたことを前記検知機構が検知すると、前記プロセッサが、前記第２のレンズによって撮像した画像を反転させる画像反転処理を実行する、
請求項５から請求項７の何れか１項に記載の撮像装置。

【請求項9】

請求項５から請求項８の何れか１項に記載の撮像装置を備えた支持機構。

【請求項10】

請求項９に記載の支持機構を備えた移動体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アダプタ、撮像装置、支持機構および移動体に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、経済的に、日付やタイトルを撮影と同時に写し込めるレンズ付きフイルムユニット用アダプターを提供するために、レンズ付きフイルムユニットが、フイルムの給送方向に沿って一直線上に望遠レンズと広角レンズとを配置し、一回の撮影動作で同時に撮影を行えるようにするとともに、前記望遠レンズの前面にタイトル表示アダプターを装着可能とする装着手段を設けるレンズ付きフイルムユニットが記載されている。また、前記望遠レンズの前面に設けられた溝に係合する係合爪が後端側に形成され、広角レンズの撮影範囲に入り込まないように屈曲した遮光筒と、前記遮光筒の内壁に対面するように付設した光路折り曲げ用の２枚のミラーと、後端側に設けられたクローズアップレンズと、先端側に設けられたタイトル装着枠とからアダプターを構成し、レンズ付きフイルムユニットの望遠レンズの前面に装着して、前記タイトル装着枠に取り付けられたタイトルの像を望遠レンズ及び前記クローズアップレンズによりフイルム上に結像させることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平６－１３０５６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

無人航空機（「無人機」、「ＵＡＶ：Unmanned Aerial Vehicle」）は、「ドローン」とも呼ばれ、ユーザによって遠隔操作可能であり、飛行プログラムによる自動飛行も可能であり、様々なサイズ及び構成の無人航空機を含む。無人航空機が備えるカメラや、無人航空機が備えるジンバルに支持されたカメラにおいて、当該カメラの回転角度には制限があることが多い。そのため、カメラによる撮像可能範囲にも制限がある。特に、無人航空機から見た上方向が、カメラの撮像可能範囲から外れることがある。

【0005】

しかしながら、無人航空機を飛行させ、上方向をカメラで撮像して、撮像した画像を画像解析による検査などに使用するニーズがある。例えば、橋の下で無人航空機を飛行させ、橋の外観検査を行う場合等である。このような場合、現行の無人航空機では、上述の撮像可能範囲の制限のため、橋の下からの上向き撮像等ができない。

【0006】

そこで本開示は、無人航空機を飛行させたまま、所望の方向を撮像可能なカメラ用アダプタを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一態様において、第１のレンズと第２のレンズとを有する撮像装置に用いられるアダプタが、前記アダプタが前記撮像装置に取付けられたときに、前記第２のレンズに入射する光の光路を所定の方向へと変える光路方向変更機構を備え、前記光路方向変更機構は、前記アダプタが前記撮像装置に取付けられたときに、前記第２のレンズと向かい合う位置に配置される。

【0008】

上記構成において、前記光路方向変更機構がミラーを備えてよい。

【0009】

上記構成において、前記光路方向変更機構が、前記ミラーの角度を調整するための角度調整機構をさらに備えてよい。

【0010】

上記構成において、前記角度調整機構による角度調整方向は、前記アダプタが前記撮像装置に取付けられた際の、前記撮像装置のチルト方向であってよい。

【0011】

上記構成において、前記アダプタは、前記撮像装置に取り付けられた際に、前記撮像装置と接触する領域の少なくとも一部に電気接点を有してよい。

【0012】

上記構成において、前記アダプタは、前記アダプタが前記撮像装置に取付けられたことを、前記撮像装置に検知させる、識別子を備えてよい。

【0013】

上記構成において、前記アダプタは、前記撮像装置に取り付けられるための、バヨネット式又はマグネット式の機構を有してよい。

【0014】

一態様において、撮像装置が、上述のアダプタを備えていてよい。

【0015】

上記構成において、前記第２のレンズの画角が、前記第１のレンズの画角よりも小さいものであってよい。

【0016】

上記構成において、前記第２のレンズの焦点距離は、前記第１のレンズの焦点距離よりも長いものであってよい。

【0017】

上記構成において、前記撮像装置は、プロセッサと、前記アダプタが前記撮像装置に取付けられたことを検知する検知機構とを備え、前記アダプタが前記撮像装置に取付けられたことを前記検知機構が検知すると、前記プロセッサが、前記第２のレンズによって撮像した画像を反転させる画像反転処理を実行してよい。

【0018】

一態様において、支持機構が、上述の撮像装置を備えていてよい。

【0019】

一態様において、移動体が、上述の支持機構を備えていてよい。

【0020】

なお、上記の発明の概要は、本開示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。

【発明の効果】

【0021】

本開示は、無人航空機を飛行させたまま、所望の方向を撮像可能なカメラ用アダプタを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】ジンバル付きカメラ３００を搭載した無人航空機１００を示す側面図

【図2】ジンバル２００によるカメラ３００の回転により撮像光線範囲が変動することを示す側面図

【図3】無人航空機１００のハードウェア構成例を示すブロック図

【図4A】カメラ３００の撮像光線範囲には限界があることを示す概念図であり、カメラ３００を水平方向に向けた状態を示す側面図

【図4B】カメラ３００の撮像光線範囲には限界があることを示す概念図であり、カメラ３００を上方向に最大限回転させた状態を示す側面図

【図5】アダプタ４００による光路方向変更を示す概念図

【図6A】２眼レンズを備えるカメラ３００を示す正面図

【図6B】２眼レンズを備えるカメラ３００における、第２のレンズ３３０ｂの光線範囲を示す図

【図7A】本開示の実施形態に係るアダプタ４００をカメラ３００に取付けた状態を示す斜視図

【図7B】カメラ３００に取付けた本開示の実施形態に係るアダプタ４００の分解斜視図

【図8】レンズとミラーとの関係を示す概念図

【図9】角度位置表示器Ｓと指示器Ｉｎｄを示す側面図

【図10】本開示の実施形態に係るアダプタ４００をカメラ３００に取付ける取付け方法を例示する図

【図11】本開示の実施形態に係るアダプタ４００をカメラ３００に取付ける取付け方法を例示する図

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、発明の実施の形態を通じて本開示を説明するが、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。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とは限らない。

【0024】

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
又はレコードに表示される通りであれば異議を唱えない。但し、それ以外の場合、一切の
著作権を留保する。

【0025】

図１は、ジンバル付きカメラ３００を搭載した無人航空機１００を示す側面図である。図２は、ジンバル２００によるカメラ３００の回転により撮像光線範囲が変動することを示す側面図である。以下、図１および図２を参照しつつ、カメラ３００を備えた無人航空機１００の基本構成例を説明する。カメラ３００は撮像装置の一例である。ジンバル２００は支持機構の一例である。無人航空機１００は移動体でもよい。移動体は、ロボット、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。例えば、犬型のロボットだと、犬型のロボットの首の部分が支持機構として機能してよい。この場合犬型のロボットの眼の部分が撮像装置になる。

【0026】

無人航空機１００は、図示を省略する遠隔操縦機をユーザが操縦することで飛行する。無人航空機１００は、遠隔操縦機と相互に有線通信又は無線通信（例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network））により通信可能である。遠隔操縦機は、ユーザが把持する遠隔操縦機本体と、ユーザに画像情報等を提示するモニタとを備えた送信機（プロポ）であってよい。その他、遠隔操縦機は例えばスマートフォンやＰＣ、サーバ等であってもよく、スマートフォンの画面、ＰＣやサーバ等に接続されたモニタ等に画像情報を提示し、この画像情報に基づいて、ユーザが遠隔操縦機を用いて、無人航空機１００を操縦する。

【0027】

また、ユーザによる指令を外部から受信した無人航空機１００が、自律的に飛行経路を決定して飛行してもよい。

【0028】

無人航空機１００は、ジンバル２００とカメラ３００とを備える。なお、無人航空機１００は、他の構成要素を備えていてもよい。図示されているように、カメラ３００はジンバル２００に回転自在にマウントされており、無人航空機１００は飛行あるいはホバリングしながらカメラ３００の向きを変えて撮像を行うことができる。

【0029】

無人航空機１００は回転翼１２０（プロペラ）を備える。ただし、回転翼１２０以外の飛行手段を排除する意図はない。無人航空機１００は、回転翼１２０の回転を制御することにより無人航空機１００を飛行させる。

【0030】

カメラ３００は、所望の被写体（例えば、空撮対象となる上空の様子、山や川等の景色、橋等の地上の建物）を撮像することができる。図１に示した鎖線部は、カメラ３００が撮像できる撮像光線範囲（画角）を示している。

【0031】

ジンバル２００は、ヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸を中心にカメラ３００を回転可能に支持してよい。ジンバル２００は、ヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸の少なくとも１つを中心にカメラ３００を回転させることで、カメラ３００の撮像方向を変更してよい。図２の例では、ジンバル２００は、ピッチ軸を中心に、カメラ３００を＋Ａ度回転（チルト）させている。

【0032】

次に、ジンバル２００およびカメラ３００を備えた無人航空機１００のハードウェア構成例を示す。図３は、無人航空機１００のハードウェア構成例を示すブロック図である。図示した例において、無人航空機１００は、ＵＡＶ制御部１１０と、回転翼１２０と、通信インタフェース１３０と、メモリ１４０とを備えており、ＵＡＶ制御部１１０とジンバル２００とが接続されている。ＵＡＶ制御部１１０と、カメラ３００における撮像制御部も接続されている。無人航空機１００はその他の構成要素を備えていてもよい。例えば無人航空機１００は、ＧＰＳ受信機、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）、磁気コンパス、気圧高度計、ＴＯＦ(Time of Flight)センサ等を備えてよい。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００が備えるこれらの構成要素を制御する。

【0033】

ＵＡＶ制御部１１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いて構成される。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００の各部の動作を統括して制御するための信号処理、他の各部との間のデータの入出力処理、データの演算処理及びデータの記憶処理を行う。

【0034】

ＵＡＶ制御部１１０は、メモリ１４０に格納されたプログラムに従って無人航空機１００の飛行を制御する。

【0035】

ＵＡＶ制御部１１０は、カメラ３００の撮像範囲を示す撮像範囲情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像範囲を特定するためのパラメータとして、カメラ３００の画角を示す画角情報をカメラ３００から取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像範囲を特定するためのパラメータとして、カメラ３００の撮像方向を示す情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、例えばカメラ３００の撮像方向を示す情報として、ジンバル２００からカメラ３００の姿勢の状態を示す姿勢情報を取得してよい。カメラ３００の姿勢情報は、ジンバル２００のヨー軸、ピッチ軸およびロール軸における、基準回転角度からの回転角度を示してよい。ここでの基準とは、例えばＵＡＶ制御部１１０がイニシャライズを実行したときの予め定められたヨー軸周り、ピッチ軸周りおよびロール軸周りの規定角度である。

【0036】

ＵＡＶ制御部１１０は、ジンバル２００およびカメラ３００を制御する。ＵＡＶ制御部１１０は、カメラ３００の撮像方向又は画角を変更することによって、カメラ３００の撮像範囲を制御してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、ジンバル２００の回転機構を制御することで、ジンバル２００に支持されているカメラ３００の撮像方向を制御してよい。

【0037】

カメラ３００の撮像方向は、カメラ３００のレンズ３３０が設けられた正面が向く方位（レンズ３３０の光軸方向）から定義されてよい。カメラ３００の撮像方向は、無人航空機１００の機首の方位と、ジンバル２００に対するカメラ３００の姿勢の状態とから特定される方向でよい。

【0038】

ＵＡＶ制御部１１０は、回転翼１２０を制御することで、無人航空機１００の飛行を制御するが、この飛行制御は、ユーザが操作する遠隔操縦機からの指令を通信インタフェース１３０が受信し、この指令に基づいて行われてよい。

【0039】

通信インタフェース１３０は、遠隔操縦機と通信する。通信インタフェース１３０は、任意の無線通信方式により無線通信してよい。通信インタフェース１３０は、任意の有線通信方式により有線通信してもよい。通信インタフェース１３０は、空撮画像や空撮画像に関する付加情報（メタデータ）を、遠隔操縦機へと送信してよい。

【0040】

メモリ１４０は、ＵＡＶ制御部１１０がジンバル２００、カメラ３００を制御するのに必要なプログラム等を格納する。また、メモリ１４０は、ＵＡＶ制御部１１０が回転翼１２０等の無人航空機１００が備える構成要素を制御するのに必要なプログラム等を格納する。メモリ１４０は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等のフラッシュメモリの少なくとも１つを含んでよい。メモリ１４０は、無人航空機１００から取り外し可能であってよい。メモリ１４０は、作業用メモリとして動作してよい。

【0041】

カメラ３００は、所望の被写体を撮像して撮像画像のデータを生成する。カメラ３００の撮像により得られた画像データ（例えば空撮画像）は、カメラ３００が有するメモリ３６０、または図示を省略するストレージに格納されてよい。

【0042】

次に、カメラ３００側のハードウェア構成を説明する。カメラ３００は、撮像制御部３１０と、撮像素子３２０と、レンズ３３０と、レンズ駆動部３４０と、レンズ制御部３５０と、メモリ３６０とを備える。カメラ３００は、加速度センサ、シャッタ駆動部、ゲイン制御部、フラッシュ等の、他の構成要素を備えてもよい。

【0043】

なお、図５に基づいて後述するように、カメラ３００が２眼タイプである場合、カメラ３００は複数のレンズを備えてよい。

【0044】

撮像制御部３１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のマイクロプロセッサ、ＭＣＵ（Micro Control Unit）等のマイクロコントローラなどにより構成されていてよい。撮像制御部３１０は、カメラ３００による撮像を制御する。この制御は、ＵＡＶ制御部１１０からの動作命令に応じて行ってもよい。また、撮像制御部３１０は、露光時間、絞り（アイリス）などの撮像条件を決定する。撮像制御部３１０は、撮像素子３２０に撮像の指示を送出してよい。

【0045】

次に、レンズ３３０に関連する構成について説明する。カメラ３００が備えるレンズ３３０を通って入射した光は、撮像素子３２０の撮像面上に結像する。撮像素子３２０は、撮像面上に結像した光学像を光電変換し、画像信号として出力する。撮像素子３２０には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor：相補型ＭＯＳ）イメージセンサが用いられてよい。

【0046】

撮像制御部３１０は、撮像素子３２０が出力した画像信号に対し、アナログデジタル変換を行って画像データを生成してよい。撮像制御部３１０は、シェーディング補正、色補正、輪郭強調、ノイズ除去、ガンマ補正、ディベイヤ、圧縮等の各種の画像処理を行ってよい。

【0047】

レンズ制御部３５０は、撮像制御部３１０からの動作命令に応じて、レンズ駆動部３４０を制御する。そして、レンズ駆動部３４０がレンズ３３０を駆動させる。

【0048】

メモリ３６０は、各種データや画像データを記憶する記憶媒体である。メモリ３６０は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリなどであってよい。メモリ３６０は、カメラ３００から取り外し可能に設けられてよい。メモリ３６０は、撮像制御部３１０が撮像素子３２０等を制御するのに必要なプログラムを格納してよい。メモリ３６０は、例えば、シャッタスピード、Ｆ値、ＩＳＯ感度、ＮＤ値を基に露光量を算出するための露光制御情報を保持してよい。ＩＳＯ感度は、ゲインに対応する値である。ＮＤ値は減光フィルタによる減光度を表す。露光制御情報は、ＡＥアルゴリズムを含む。

【0049】

次に、図４Ａおよび図４Ｂを参照する。図４Ａおよび図４Ｂは、カメラ３００の撮像光線範囲には限界があることを示す概念図であり、図４Ａはカメラ３００を水平方向に向けた状態を示す側面図、図４Ｂはカメラ３００を上方向に最大限回転させた状態を示す側面図である。ジンバル２００がカメラ３００を回転させることで、カメラ３００の向きや撮像光線範囲は変動する。しかしながら、無人航空機１００に対するジンバル２００の配置や、カメラ３００の配置によっては、ジンバル２００の回転角度が制限される場合がある。例えば図４Ｂに示した例では、無人航空機１００の一部である領域Ａと、無人航空機１００のランディングギア（着陸用の脚）である領域Ｂとが、カメラ３００の回転を物理的に阻止するため、ジンバル２００が支持するカメラ３００のピッチ軸を中心とした回転は、＋３０度から－９０度に制限されている。上記は、撮像光線範囲の物理的な限界を例として説明した。一方、撮像光線範囲に、無人航空機１００の一部である回転翼１２０が存在する場合、この回転翼１２０はカメラ３００の回転を物理的に阻止はしないが、カメラ３００の視界を遮ることになる。したがって、この場合も撮像光線範囲の限界となる。この状態を図２でも示している。撮像光線範囲を遮るものとしては、ほかにも無人航空機１００の一部であるランディングギア（無人航空機１００の脚）が例として挙げられる。ランディングギアがカメラ３００に映り込む場合は、カメラ３００が鉛直下方向を向いているときである。

【0050】

このような場合、無人航空機１００から見た上方向、あるいは鉛直上方向（以下、単に「上方向」）に存在する撮像対象物ＯＢＪ（被写体）を、カメラ３００によって撮像することができない。なお、図４では、ジンバル２００およびカメラ３００が無人航空機１００の機首側に配置されている場合を示しているが、ジンバル２００およびカメラ３００が無人航空機１００の直下に配置されることもある。このような場合においても、上記と同様に、撮像対象物ＯＢＪを、カメラ３００で撮像することができない。

【0051】

しかしながら上述のように、例えば橋などを検査する際に、無人航空機１００を飛行させて上方向を撮像したい、というニーズも多く存在する。橋を下から撮像して、撮像画像に基づいて画像解析を行う、等の場合である。

【0052】

そこで、本開示においては、カメラ３００にアダプタ４００を取付ける。図５は、アダプタ４００による光路方向変更を示す概念図である。図５に示したように、アダプタ４００をカメラ３００に取付け、アダプタ４００が有する光路方向変更機構４２０によって、カメラ３００に入射する光の光路方向を変える。例えば、光路方向変更機構４２０が備えるミラー４２２で光を反射して光路方向を変える。このように構成することで、無人航空機１００を飛行させながら、上方向に存在する撮像対象物ＯＢＪを、カメラ３００によって適切に撮像することができる。

【0053】

なお、カメラ３００は単眼レンズタイプのものではなく、２眼レンズタイプのものであってよい。図６Ａおよび図６Ｂは、２眼レンズを備えるカメラ３００を示す概念図であり、図６Ａは正面図、図６Ｂは第２のレンズ３３０ｂの光線範囲を示す図である。図６Ａおよび図６Ｂに示すように、カメラ３００は略直方体の外形を呈していてよいが、カメラ３００の形状は特に限定しない。

【0054】

カメラ３００は、第１のレンズ３３０ａと第２のレンズ３３０ｂとを備えている。ここで、第２のレンズ３３０ｂの画角は、第１のレンズ３３０ａの画角よりも小さい。第２のレンズ３３０ｂの焦点距離は、第１のレンズ３３０aの焦点距離よりも長い。また、第１のレンズ３３０ａが広角レンズであり、第２のレンズ３３０ｂが望遠レンズであってもよい。これら２種類のレンズのうち、どちらを用いて撮像した画像を遠隔操縦機のモニタに表示するかは、ユーザが切り替えてよい。なお、カメラ３００が撮像した画像は、無人航空機１００の通信インタフェース１３０を経由して遠隔操縦機に送信されてよい。

【0055】

図６Ｂにおける略四角錐状の領域は、第２のレンズ３３０ｂの光線範囲を示している。アダプタ４００を取付けない場合、第２のレンズ３３０ｂにはカメラ３００の正面方向から光が入射して、撮像が行われる。

【0056】

アダプタ４００は、例えば図６Ａおよび図６Ｂに示したような２眼レンズタイプのカメラ３００に取付けられる。なお、カメラ３００が単眼レンズタイプのものであったとしても、アダプタ４００を取付けることによって、入射光の光路方向を所望の方向へと変更することができる。すなわち、上方向の撮像自体は行うことができる。しかしながら、単眼レンズにアダプタ４００を取付けた状態で無人航空機１００を飛行させると、カメラ３００が撮像した画像には、例えば無人航空機１００の上方向が映り込むことになる。すなわち、撮像画像は、無人航空機１００の機首方向を撮像したものではなくなる。かかる撮像画像を遠隔操縦機のモニタ等に表示しても、ユーザがこの撮像画像に基づいて無人航空機１００を適切に操縦することは難しい。

【0057】

そこで、無人航空機１００をユーザが適切に操縦しながら、上方向の撮像対象物ＯＢＪを撮像できるように、カメラ３００は２眼レンズタイプのもの（２眼カメラ）であることが好適である。例えばユーザは、一方のレンズで撮像した画像を見ながら無人航空機１００を操縦し、他方のレンズを用いて、上方向に存在する撮像対象物ＯＢＪを撮像する。このようにすることで、ユーザは無人航空機１００を適切に操縦しながら、撮像対象物ＯＢＪの撮像を行うことができる。

【0058】

次に、本開示の実施形態に係るアダプタ４００の構成例について説明する。図７は、本開示の実施形態に係るアダプタ４００を示す図であり、図７Ａはアダプタ４００をカメラ３００に取付けた状態を示す斜視図、図７Ｂはカメラ３００に取付けたアダプタ４００の分解斜視図である。

【0059】

図７Ａに示すように、アダプタ４００はアダプタ本体４１０を有し、アダプタ本体４１０上に、光路方向変更機構４２０を備えている。また、アダプタ本体４１０上には、第１のレンズ３３０ａへと入射する光を通すための開口部４１１が設けられている。

【0060】

図７Ｂに示すように、アダプタ本体４１０上には、第２のレンズ３３０ｂへと入射する光を通すための開口部４１２が設けられている。この開口部４１２を覆うように、光路方向変更機構４２０が設けられている。すなわち、光路方向変更機構４２０は、アダプタ４００をカメラ３００に取付けたときに、第２のレンズ３３０ｂと向かい合う位置に配置される。

【0061】

光路方向変更機構４２０は、ベース部材４２１と、ミラー４２２と、カバー４２３とを備えている。ベース部材４２１は例えばプラスチック材料で構成され、側板４２１ａと側板４２１ｂとが平行に配置されている。これらの側板４２１ａと側板４２１ｂはそれぞれ、略台形の形状を呈する。なお、略台形の形状を構成する４つの辺である、第１辺、第２辺、第３辺および第４辺を、それぞれ図７Ｂに示している。

【0062】

側板４２１ａと側板４２１ｂとは接続柱４２４によって接続されている。アダプタ本体４１０の辺と、側板４２１ａ及び側板４２１ｂの各々の第４辺と、接続柱４２４とによって、長方形枠が形成される。長方形枠が形成する面は、アダプタ本体４１０が形成する面と略直交する方向に向けられている。この長方形枠に、例えばアクリル製の透明プレート４２５がはめ込まれることにより、参照番号４２６で示した箇所（長方形枠の内部）に窓部が形成される。この窓部を通して、外部からの光が光路方向変更機構４２０へと入射する。

【0063】

側板４２１ａ及び側板４２１ｂのそれぞれ第３辺付近には、ミラー４２２が回転自在に取付けられる。例えば、側板４２１ａ及び側板４２１ｂのそれぞれに穴Ｈを設けて、ミラー４２２の回転軸４２２１ａおよび４２２１ｂをそれぞれ穴Ｈに差し込む。すると、ミラー４２２は、アダプタ４００をカメラ３００に取付けた際の、カメラ３００のチルト方向に回転することができる。

【0064】

外部から入射した光は、光路方向変更機構４２０の窓部を通った後、ミラー４２２によって反射されて光路方向が変えられ、開口部４１２を通って第２のレンズ３３０ｂへと入射する。カメラ３００はこの入射光により撮像画像を生成する。窓部以外の箇所から光が光路方向変更機構４２０内に入射することを防ぐために、カバー４２３が、ベース部材４２１の第１辺、第３辺を覆うように取付けられる。

【0065】

以上のような構成を備えた光路方向変更機構４２０は、アダプタ４００をカメラ３００に取付けたときに、第２のレンズ３３０ｂへと入射する光の光路を所定の方向へと変える。

【0066】

ミラー４２２の回転軸４２２１ａの先端部には、角度調整機構４３０が設けられている。この角度調整機構４３０を用いてミラー４２２の角度を調整することにより、所望の撮像方向をカメラ３００によって撮像することができる。なお、本例において、角度調整機構４３０による角度調整方向は、アダプタ４００をカメラ３００に取付けた際の、カメラ３００のチルト方向である。

【0067】

角度調整機構４３０の具体例は、図７Ｂに示した円柱状のつまみである。しかし、角度調整機構４３０の形状および構造はこれには限定しない。円柱状のつまみを手でひねる等して、ミラー４２２の角度を適宜調整することができる。ただし、この角度調整は、手動による調整でなくともよい。例えば、電動式の角度調整機構を設けて、カメラ３００の撮像制御部３１０、無人航空機１００のＵＡＶ制御部１１０、または遠隔操縦機によって、電動式の角度調整機構を制御することにより、ミラー４２２の角度を調整してもよい。

【0068】

ここで、光路方向変更機構４２０が、アダプタ４００をカメラ３００に取付けたときに、第２のレンズ３３０ｂと向かい合う位置に配置されることから生じる利点について説明する。第１の利点は、無人航空機１００を撮像対象物に接近させなくとも、適切な撮像を行える事である。光路方向変更機構４２０が第２のレンズ３３０ｂ側に配置されれば、上方向を撮像するのに用いるのは、第１のレンズ３３０ａではなく第２のレンズ３３０ｂとなる。ここで上述のように、第２のレンズ３３０ｂの画角は、第１のレンズ３３０ａの画角よりも小さい。第２のレンズ３３０ｂの焦点距離は、第１のレンズ３３０aの焦点距離よりも長い。また、第１のレンズ３３０ａが広角レンズであり、第２のレンズ３３０ｂが望遠レンズであってよい。すなわち、第２のレンズ３３０ｂは、第１のレンズ３３０ａよりも遠方の撮像対象物を撮像することができる。従って、無人航空機１００を撮像対象物に近接させなくとも、適切に撮像を行うことができ、無人航空機１００が撮像対象物やその周辺の物体に衝突する危険性が減じられる。その結果、無人航空機１００の飛行時の安全性を確保することができる。

【0069】

光路方向変更機構４２０が、アダプタ４００をカメラ３００に取付けたときに、第２のレンズ３３０ｂと向かい合う位置に配置されることから生じる第２の利点は、光路方向変更機構４２０を小型化できる事である。この小型化は、ミラー４２２のサイズに関係する。

【0070】

ここで、レンズとミラーとの関係を示す概念図である図８を参照する。第１のレンズ３３０ａは画角が広い分、画角全体をカバーするために、ミラー４２２のサイズを大きくする必要がある。一方、第２のレンズ３３０ｂは画角が小さいため、ミラー４２２のサイズを小さくすることができる。そして、ミラー４２２のサイズが小さければ、ミラー４２２を備えた光路方向変更機構４２０自体のサイズを小さくすることができる。また、光路方向変更機構４２０のサイズを小さくすれば、光路方向変更機構４２０が第１のレンズ３３０ａの視野を遮らない。

【0071】

次に、角度調整機構４３０を用いたミラー４２２の手動調整を安定して行えるようにするための構成について説明する。図９は、角度位置表示器Ｓと指示器Ｉｎｄを示す側面図である。光路方向変更機構４２０のベース部材４２１は、角度調整後のミラー４２２の角度位置を示す角度位置表示器Ｓを備えていてよい。角度位置表示器Ｓは、例えば目盛りであってよい。図９の例においては、ベース部材４２１の側板４２１ａに角度位置表示器Ｓが設けられている。

【0072】

例えば、角度位置表示器Ｓは、カメラ３００が水平方向を向いている場合におけるミラー４２２の適切な角度位置を示す目盛りＳ１を有している。また、角度位置表示器Ｓは、ジンバル２００がカメラ３００を最大限にチルト（本例ではチルト角＋３０度）させた場合におけるミラー４２２の適切な角度位置を示す目盛りＳ２を有している。ただし、これら２種類の目盛りＳ１およびＳ２以外の目盛りを設けてもよい。

【0073】

一方、角度調整機構４３０は、指示器Ｉｎｄを備えていてよい。指示器Ｉｎｄは、前記角度位置表示器Ｓに表示された角度位置を指し示す。図示した例では、指示器Ｉｎｄは矢印であり、ユーザは、この矢印を上記の目盛りＳ１や目盛りＳ２に合わせるように、角度調整機構４３０をつまんで回転させる。この回転操作により、ミラー４２２の手動調整を適切に行うことができる。なお、上記指示器Ｉｎｄはミラー４２２の適切な角度位置を指示できればよいので、矢印以外の形態であってもよい。例えば、指示器Ｉｎｄは三角形のマークや、円柱状のつまみの端部に設けられた溝、等であってもよい。

【0074】

また、上記とは反対に、ベース部材４２１が指示器Ｉｎｄを備え、角度調整機構４３０が角度位置表示器Ｓを備えてもよい。

【0075】

以上、角度調整機構４３０によってミラー４２２の角度を調整する例を示したが、ミラー４２２の設置角度を固定しておくこともできる。この場合、ミラー４２２の設置角度が、ジンバル２００がカメラ３００を最大限にチルトさせることが可能な角度に基づいて決定されていてよい。例えば、無人航空機１００に搭載されたジンバル２００のチルト角が＋３０度から－９０度までに制限されていた場合、ジンバル２００がカメラ３００を＋３０度チルトさせた時に、撮像対象物が第２のレンズ３３０ｂにちょうど映り込むように、ミラー４２２の設置角度を決めておく。そして、当該設置角度となるようにミラー４２２を固定しておく。この構成であれば、ユーザは、ジンバル２００を遠隔操作して、チルト角を最大限度の＋３０度に設定するだけで、撮像対象物を適切に撮像することができる。すなわち、ミラー４２２の角度を別途手動で調整する必要がなくなる。

【0076】

次に、本開示の実施形態に係るアダプタ４００をカメラ３００に取付ける、取付け方法の例を説明する。バヨネット式の取付け方法を図１０に、マグネット式の取付け方法を図１１に、それぞれ示している。

【0077】

バヨネット式の取付け方法を示す図１０の場合、アダプタ４００がその四隅にバヨネットフック４４０を備える。一方、カメラ３００は、カメラ３００の四隅にバヨネット嵌合穴３７０を備える。バヨネットフック４４０をバヨネット嵌合穴３７０に嵌合することで、アダプタ４００がカメラ３００に取付けられる。なお、前記の構成は一例であり、バヨネットフック４４０およびバヨネット嵌合穴３７０を設ける位置やこれらが設けられる数は、図示した例には限られない。また、図示した例とは反対に、カメラ３００がバヨネットフックを備え、アダプタ４００がバヨネット嵌合穴を備えてもよい。

【0078】

マグネット式の取付け方法を示す図１１の場合、アダプタ４００がその四隅にマグネット４４１を備える。一方、カメラ３００は、カメラ３００の四隅にマグネット３７１を備える。マグネット３７１をマグネット４４１に近づけることで、磁力により両者が吸着し、アダプタ４００がカメラ３００に取付けられる。なお、前記の構成は一例であり、マグネット４４１およびマグネット３７１の位置やこれらが設けられる数は、図示した例には限られない。

【0079】

また、アダプタ４００の取付け方法は上記のものには限られない。

【0080】

次に、アダプタ４００が取付けられたカメラ３００による撮像画像を反転する、画像反転処理について説明する。図７Ａおよび図７Ｂに示したような構造を有するアダプタ４００をカメラ３００に取付けた場合、入射した光はミラー４２２よって反射されて、第２のレンズ３３０ｂに入射する。その結果、撮像画像が反転する。そこで、カメラ３００は、入射光に基づき撮像された撮像画像をもう一度反転させる、画像反転処理を行ってよい。

【0081】

上記の画像反転処理は、アダプタ４００がカメラ３００に取付けられている時に実行されてよい。アダプタ４００がカメラ３００に取付けられている時に画像反転処理を行えるように、例えば図１０および図１１に示されているように、カメラ３００が、アダプタ４００がカメラ３００に取付けられたことを検知する検知機構３８０を備えていてよい。検知機構３８０は、例えば金属端子（電気接点）であってよい。一方、アダプタ４００もまた、アダプタ４００がカメラ３００に取付けられたことをカメラ３００に検知させる、検知機構４５０を備えていてよい。検知機構４５０もまた、金属端子（電気接点）であってよい。アダプタ４００は固有のＩＤ（識別子）を有してよい。このＩＤ（識別子）は、アダプタ４００における、図示を省略するメモリ等に格納されていてよい。カメラ３００がアダプタ４００と電気的に金属端子（電気接点）を介して、接続される。このとき、カメラ３００は、アダプタ４００のＩＤ（識別子）を読み取り、アダプタ４００へ駆動信号を送信する。駆動信号は例えば、アダプタ４００の光路方向変更機構４２０のミラー４２２の角度を調整する信号である。

【0082】

アダプタ４００がカメラ３００に取付けられた時に、アダプタ４００が備える金属端子とカメラ３００が備える金属端子とが接触する。カメラ３００はこの金属端子同士の接触によって、アダプタ４００がカメラ３００に取付けられたことを検知し、撮像制御部３１０による制御の下で、画像反転処理を実行する。ここで、画像反転処理用のプログラムが、メモリ３６０に格納されていてよい。金属端子は、アダプタ４００とカメラ３００が接触する領域の少なくとも一部に設けてよい。

【0083】

なお、アダプタ４００およびカメラ３００が備える取付け検知機構は、上記の構成には限られず、当業者が適宜実装することが可能である。実施形態では、２眼タイプを例としている。しかしながら、３眼、４眼等の多眼タイプでもよい。多眼を用いた場合には、それに応じて開口部を設ければよい。

【0084】

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

【0085】

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、方法、およびプログラムにおける動作、手順、ステップ、及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、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現可能である。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「先ず」、「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。

【産業上の利用可能性】

【0086】

本開示は、アダプタを備えた撮像装置、撮像装置を備えた支持機構、および、支持機構を備えた移動体にも適用が可能である。

【符号の説明】

【0087】

１００ 無人航空機
１１０ ＵＡＶ制御部
１２０ 回転翼
１３０ 通信インタフェース
１４０ メモリ
２００ ジンバル
３００ カメラ
３１０ 撮像制御部
３２０ 撮像素子
３３０ レンズ
３３０ａ 第１のレンズ
３３０ｂ 第２のレンズ
３４０ レンズ駆動部
３５０ レンズ制御部
３６０ メモリ
３７０ バヨネット嵌合穴
３７１ マグネット
３８０ 検知機構
４００ アダプタ
４１０ アダプタ本体
４１１ 開口部
４１２ 開口部
４２０ 光路方向変更機構
４２１ ベース部材
４２１ａ 側板
４２１ｂ 側板
４２２ ミラー
４２３ カバー
４２４ 接続柱
４２５ 透明プレート
４３０ 角度調整機構
４４０ バヨネットフック
４４１ マグネット
４５０ 検知機構
４２２１ａ 回転軸
４２２１ｂ 回転軸
Ａ、Ｂ 領域
Ｈ 穴
Ｉｎｄ 指示器
ＯＢＪ 撮像対象物
Ｓ 角度位置表示器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】