(57)【要約】  レンズ装置は、焦点距離を調整する第１レンズ系を備えてよい。第１レンズ系は、１又は複数の第１レンズを含んでよい。レンズ装置は、１又は複数の第２レンズを含む第２レンズ系を備えてよい。レンズ装置は、１又は複数の第１レンズの光軸方向に移動可能な第１移動部材を備えてよい。レンズ装置は、１又は複数の第１レンズを光軸方向に移動させるとともに、１又は複数の第１レンズを含む物体系の重心の移動方向の反対方向に第１移動部材を移動させる第１物理的構造体を備えてよい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１又は複数の第１レンズを含み、焦点距離を調整する第１レンズ系と、
１又は複数の第２レンズを含む第２レンズ系と、
前記１又は複数の第１レンズの光軸方向に移動可能な第１移動部材と、
前記１又は複数の第１レンズを前記光軸方向に移動させるとともに、前記１又は複数の第１レンズを含む物体系の重心の移動方向の反対方向に前記第１移動部材を移動させる第１物理的構造体と
を備えるレンズ装置。
【請求項２】
前記１又は複数の第１レンズを保持する第１レンズ保持部材
をさらに備え、
前記第１物理的構造体は、
前記第１レンズ保持部材及び前記第１移動部材の一方に設けられた第１カム部と、
前記第１レンズ保持部材及び前記第１移動部材の他方に設けられ、前記第１カム部のカム面に沿って移動することにより前記第１レンズ保持部材と前記第１移動部材とを相対的に移動させる第１フォロア部と
を有する、請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記第１移動部材は、第１カム環である、請求項２に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記第１移動部材は、前記１又は複数の第１レンズより比重が大きな材料である、請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項５】
前記第１移動部材は、金属である、請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項６】
前記第２レンズ系は、単焦点レンズ系である、請求項１から４のいずれか１つに記載のレンズ装置。
【請求項７】
前記第２レンズ系は、ズームレンズ系であり、
前記レンズ装置は、
前記１又は複数の第２レンズの光軸方向に移動可能な第２移動部材と、
前記１又は複数の第２レンズを前記光軸方向に移動させるとともに、前記１又は複数の第２レンズを含む物体系の重心の移動方向の反対方向に前記第２移動部材を移動させる第２物理的構造体と
を備える、請求項１から４のいずれか１つに記載のレンズ装置。
【請求項８】
前記１又は複数の第２レンズを保持する第２レンズ保持部材
をさらに備え、
前記第２物理的構造体は、
前記第２レンズ保持部材及び前記第２移動部材の一方に設けられた第２カム部と、
前記第２レンズ保持部材及び前記第１移動部材の他方に設けられ、前記第２カム部のカム面に沿って移動することにより前記第２レンズ保持部材と前記第２移動部材とを相対的に移動させる第１フォロア部と
を有する、請求項７に記載のレンズ装置。
【請求項９】
前記第２移動部材は、カム環である、請求項８に記載のレンズ装置。
【請求項１０】
前記第２移動部材は、前記１又は複数のレンズより比重が大きな材料である、請求項７に記載のレンズ装置。
【請求項１１】
前記第２移動部材は、金属である、請求項７に記載のレンズ装置。
【請求項１２】
前記１又は複数の第１レンズのうちの一部のレンズとともに移動し、前記１又は複数の第１レンズを通過する光量を調整する光量調整機構
をさらに備え、
前記第２物理的構造体は、前記光量調整機構をさらに含む物体系の重心の移動方向の反対方向に前記移動部材を移動させる、請求項７に記載のレンズ装置。
【請求項１３】
前記光量調整機構は、
開口径が変更可能な絞りと、
前記絞りを駆動して前記開口径を変更するアクチュエータと
を有する、請求項１２に記載のレンズ装置。
【請求項１４】
請求項１に記載のレンズ装置と、
前記レンズ装置によって結像された光を撮像する撮像装置と
を備える撮像システム。
【請求項１５】
前記レンズ装置及び前記撮像装置の少なくとも一方を支持する支持機構
をさらに備える請求項１４に記載の撮像システム。
【請求項１６】
前記支持機構は、前記レンズ装置及び前記撮像装置を、前記レンズ装置及び前記撮像装置を含む物体系の重心から予め定められた距離の範囲内を通る回転軸で回転可能に支持する、請求項１５に記載の撮像システム。
【請求項１７】
前記支持機構は、前記レンズ装置及び前記撮像装置を、前記レンズ装置及び前記撮像装置を含む物体系の重心を通る回転軸で回転可能に支持する、請求項１６に記載の撮像システム。
【請求項１８】
請求項１５に記載の撮像システムを備えて移動する移動体。
【請求項１９】
前記移動体は無人航空機である、請求項１８に記載の移動体。
【請求項２０】
前記支持機構に取り付けられている持ち手部
をさらに備える、請求項１５に記載の撮像システム。
【請求項２１】
１又は複数の第１レンズを含み、焦点距離を調整する第１レンズ系と、１又は複数の第２レンズを含む第２レンズ系、前記１又は複数の第１レンズの光軸方向に移動可能な第１移動部材とを備えるレンズ装置の制御方法であって、
第１物理的構造体よって、前記１又は複数の第１レンズを前記光軸方向に移動させるとともに、前記１又は複数の第１レンズを含む物体系の重心の移動方向の反対方向に前記第１移動部材を移動させる段階
を備える制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ装置、撮像システム、移動体、及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ズーム操作又はフォーカス操作によるレンズの移動方向の反対方向に補助バランスウェイトを移動させるカメラスタビライザが開示されている。特許文献２には、ズームレンズのズーム動作と連動してウェイトを移動させて重量バランスを得る重量バランス調整構造が開示されている。
特許文献１  特開平０８−０２２０６８号公報
特許文献２  特開２０１０−３９３５０号公報
【解決しようとする課題】
【０００３】
レンズを含む物体系の重心の位置の変化を抑制するウェイトを専用モータを利用して移動すると、レンズ装置の小型軽量化において課題がある。
【一般的開示】
【０００４】
本発明の一態様に係るレンズ装置は、焦点距離を調整する第１レンズ系を備えてよい。第１レンズ系は、１又は複数の第１レンズを含んでよい。レンズ装置は、１又は複数の第２レンズを含む第２レンズ系を備えてよい。レンズ装置は、１又は複数の第１レンズの光軸方向に移動可能な第１移動部材を備えてよい。レンズ装置は、１又は複数の第１レンズを光軸方向に移動させるとともに、１又は複数の第１レンズを含む物体系の重心の移動方向の反対方向に第１移動部材を移動させる第１物理的構造体を備えてよい。
【０００５】
レンズ装置は、１又は複数の第１レンズを保持する第１レンズ保持部材を備えてよい。第１物理的構造体は、第１レンズ保持部材及び第１移動部材の一方に設けられた第１カム部を有してよい。第１物理的構造体は、第１レンズ保持部材及び第１移動部材の他方に設けられ、第１カム部のカム面に沿って移動することにより第１レンズ保持部材と第１移動部材とを相対的に移動させる第１フォロア部を有してよい。
【０００６】
第１移動部材は、第１カム環でよい。第１移動部材は、１又は複数の第１レンズより比重が大きな材料でよい。第１移動部材は、金属でよい。
【０００７】
第２レンズ系は、単焦点レンズ系でよい。第２レンズ系は、ズームレンズ系でよい。レンズ装置は、１又は複数の第２レンズの光軸方向に移動可能な第２移動部材を備えてよい。レンズ装置は、１又は複数の第２レンズを光軸方向に移動させるとともに、１又は複数の第２レンズを含む物体系の重心の移動方向の反対方向に第２移動部材を移動させる第２物理的構造体を備えてよい。
【０００８】
レンズ装置は、１又は複数の第２レンズを保持する第２レンズ保持部材を備えてよい。第２物理的構造体は、第２レンズ保持部材及び第２移動部材の一方に設けられた第２カム部を有してよい。第２物理的構造体は、第２レンズ保持部材及び第１移動部材の他方に設けられ、第２カム部のカム面に沿って移動することにより第２レンズ保持部材と第２移動部材とを相対的に移動させる第１フォロア部を有してよい。
【０００９】
第２移動部材は、カム環でよい。第２移動部材は、１又は複数のレンズより比重が大きな材料でよい。第２移動部材は、金属でよい。
【００１０】
レンズ装置は、１又は複数の第１レンズのうちの一部のレンズとともに移動し、１又は複数の第１レンズを通過する光量を調整する光量調整機構を備えてよい。第２物理的構造体は、光量調整機構を含む物体系の重心の移動方向の反対方向に移動部材を移動させてよい。光量調整機構は、開口径が変更可能な絞りを有してよい。光量調整機構は、絞りを駆動して開口径を変更するアクチュエータを有してよい。
【００１１】
本発明の一態様に係る撮像システムは、レンズ装置を備えてよい。撮像システムは、レンズ装置によって結像された光を撮像する撮像装置を備えてよい。
【００１２】
撮像システムは、レンズ装置及び撮像装置の少なくとも一方を支持する支持機構を備えてよい。支持機構は、レンズ装置及び撮像装置を、レンズ装置及び撮像装置を含む物体系の重心から予め定められた距離の範囲内を通る回転軸で回転可能に支持してよい。支持機構は、レンズ装置及び撮像装置を、レンズ装置及び撮像装置を含む物体系の重心を通る回転軸で回転可能に支持してよい。
【００１３】
本発明の一態様に係る移動体は、撮像システムを備えて移動してよい。移動体は無人航空機でよい。
【００１４】
撮像システムは、支持機構に取り付けられている持ち手部を備えてよい。
【００１５】
本発明の一態様に係る制御方法は、１又は複数の第１レンズを含み、焦点距離を調整する第１レンズ系と、１又は複数の第２レンズを含む第２レンズ系、１又は複数の第１レンズの光軸方向に移動可能な第１移動部材とを備えるレンズ装置の制御方法でよい。制御方法は、第１物理的構造体よって、１又は複数の第１レンズを光軸方向に移動させるとともに、１又は複数の第１レンズを含む物体系の重心の移動方向の反対方向に第１移動部材を移動させる段階を備えてよい。
【００１６】
１又は複数の第１レンズを光軸方向に移動させるとともに、１又は複数の第１レンズを含む物体系の重心の移動方向の反対方向に第１移動部材を移動させることにより、レンズを含む物体系の重心の位置の変化を、より簡素な構造で抑制できる。
【００１７】
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。これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ＵＡＶの外観の一例を示す図である。
【図２】ＵＡＶの機能ブロックの一例を示す図である。
【図３】焦点距離に応じたフォーカスレンズ系の動きの一例を示す図である。
【図４】ズーム位置に応じたフォーカスレンズ系の動きの一例を示す図である。
【図５】撮像装置及びレンズ装置の外観の一例を示す斜視図である。
【図６】撮像装置及びレンズ装置の筐体の内部の様子の一例を示す斜視図である。
【図７】フォーカスレンズ系のカム環を含む斜視図の一例を示す図である。
【図８】フォーカスレンズ系の移動機構の斜視図の一例を示す図である。
【図９】焦点距離とフォーカスレンズの移動軌跡の一例を示す図である。
【図１０】ワイド位置でのフォーカスレンズ系の基準位置からの距離と焦点距離との関係の一例を示す図である。
【図１１】ワイド位置でのフォーカスレンズ系の基準位置からの距離に質量をかけた物理量と焦点距離との関係の一例を示す図である。
【図１２】ワイド位置でのフォーカスレンズ系の基準位置からの距離、焦点距離、及び基準位置からの距離に質量をかけた物理量との関係の一例を示す図である。
【図１３】ズームレンズ系のカム環の斜視図の一例を示す図である。
【図１４】固定筒の斜視図の一例を示す図である。
【図１５】ズームレンズ系のカム環回転角度と撮像素子の結像面からの距離との関係の一例を示す図である。
【図１６】ズームレンズ系のカム環回転角度とワイド位置からの距離との関係の一例を示す図である。
【図１７】ズームレンズ系のカム環回転角度とワイド位置からの距離に質量をかけた物理量との関係の一例を示す図である。
【図１８】撮像装置及びレンズ装置の姿勢の一例を示す図である。
【図１９】撮像装置及びレンズ装置の姿勢の一例を示す図である。
【図２０】撮像装置及びレンズ装置の姿勢の一例を示す図である。
【図２１】スタビライザの一例を示す外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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。ただし、それ以外の場合、一切の著作権を保留する。
【００２１】
図１は、ＵＡＶ１００の外観の一例を示す。無人航空機（ＵＡＶ）１００は、ＵＡＶ本体１０１、ジンバル１１０、撮像装置１４０、及びレンズ装置１６０を備える。ジンバル１１０、撮像装置１４０、及びレンズ装置１６０は、撮像システムの一例である。ジンバル１１０は、支持機構の一例である。ＵＡＶ１００は、撮像システムを備えて移動す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、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。
【００２２】
ＵＡＶ本体１０１は、複数の回転翼を備える。ＵＡＶ本体１０１は、複数の回転翼の回転を制御することでＵＡＶ１００を飛行させる。ＵＡＶ本体１０１は、例えば、４つの回転翼を用いてＵＡＶ１００を飛行させる。回転翼の数は、４つには限定されない。ＵＡＶ１００は、回転翼を有さない固定翼機でもよい。
【００２３】
ジンバル１１０は、撮像装置１４０及びレンズ装置１６０の少なくとも一方を支持する。ジンバル１１０は、撮像装置１４０及びレンズ装置１６０の少なくとも一方を回転可能に支持してよい。ジンバル１１０は、撮像装置１４０及びレンズ装置１６０を、撮像装置１４０及びレンズ装置１６０を含む物体系の重心を通る回転軸で回転可能に支持してよい。例えば、ジンバル１１０は、撮像装置１４０及びレンズ装置１６０を、撮像装置１４０及びレンズ装置１６０を含む物体系の重心を通るピッチ軸で回転可能に支持する。ジンバル１１０は、撮像装置１４０及びレンズ装置１６０を、さら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１１０は、撮像装置１４０を支持してもよし、レンズ装置１６０を支持してもよい。レンズ装置１６０は撮像装置１４０を含んでもよい。この場合、レンズ装置１６０及び撮像装置１４０を合わせてレンズ本体となる。
【００２４】
撮像装置１４０は、レンズ装置１６０を介して結像された光学像の画像データを生成して記録する。レンズ装置１６０は、撮像装置１４０と一体的に設けられてよい。レンズ装置１６０は、いわゆる交換レンズでよく、撮像装置１４０に対して着脱可能に設けられてよい。
【００２５】
図２は、ＵＡＶ１００の機能ブロックの一例を示す。ＵＡＶ１００は、通信インタフェース１０２、ＵＡＶ制御部１０４、メモリ１０６、ジンバル１１０、撮像装置１４０、及びレンズ装置１６０を備える。
【００２６】
通信インタフェース１０２は、外部の送信機と通信する。通信インタフェース１０２は、遠隔の送信機から各種の命令を受信する。ＵＡＶ制御部１０４は、送信機から受信した命令に従って、ＵＡＶ１００の飛行を制御する。ＵＡＶ制御部１０４は、ジンバル１１０、撮像装置１４０、及びレンズ装置１６０を制御する。ＵＡＶ制御部１０４は、ＣＰＵ又はＭＰＵなどのマイクロプロセッサ、ＭＣＵなどのマイクロコントローラなどにより構成されてよい。メモリ１０６は、ＵＡＶ制御部１０４がジンバル１１０、撮像装置１４０、及びレンズ装置１６０を制御するのに必要なプログラムなどを格納する。メモリ１０６は、コンピュータ可読可能な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びＵＳＢメモリなど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１０６は、ＵＡＶ１００の筐体に設けられてよい。ＵＡＶ１００の筐体から取り外し可能に設けられてよい。
【００２７】
撮像装置１４０は、撮像制御部１４２、撮像素子１４４、及びメモリ１４６を有する。撮像装置１４０は、レンズ装置１６０によって結像された光を撮像する。撮像素子１４４は、レンズ装置１６０を介して結像された光学像の画像データを生成して、撮像制御部１４２に出力する。撮像素子１４４は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳにより構成されてよい。撮像制御部１４２は、撮像素子１４４から出力された画像データをメモリ１４６に格納する。撮像制御部１４２は、画像データをＵＡＶ制御部１０４を介してメモリ１０６に出力して格納してもよい。撮像制御部１４２は、ＵＡＶ制御部１０４からの撮像装置１４０及びレンズ装置１６０の動作命令に応じて、撮像装置１４０及びレンズ装置１６０を制御する。撮像制御部１４２は、ＣＰＵ又はＭＰＵなどのマイクロプロセッサ、ＭＣＵなどのマイクロコントローラなどにより構成されてよい。メモリ１４６は、コンピュータ可読可能な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びＵＳＢメモリなど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１４６は、撮像装置１４０の筐体の内部に設けられてよい。撮像装置１４０の筐体から取り外し可能に設けられてよい。
【００２８】
レンズ装置１６０は、メモリ１６１、レンズ制御部１６２、駆動機構１６４、移動部材２００、物理的構造体２１０、複数のレンズ保持部材２３０、複数のレンズ１７０、光量調整機構１８０、複数のレンズ１９０、複数のレンズ保持部材３３０、物理的構造体３１０、移動部材３００及び駆動機構１９４を有する。複数のレンズ１７０の少なくとも一部又は全部は、光軸に沿って移動可能に配置される。複数のレンズ１７０は、複数のレンズ群から構成されてよい。複数のレンズ１７０は、ズームレンズ系として機能してもよい。複数のレンズ１７０は、バリフォーカルレンズとして機能してもよい。複数のレンズ１７０は、単焦点レンズ系として機能してもよい。
【００２９】
複数のレンズ１９０の少なくとも一部又は全部は、光軸に沿って移動可能に配置される。レンズ１９０は、複数のレンズ群から構成されてよい。複数のレンズ１９０は、焦点距離を調整するフォーカスレンズ系として機能してもよい。
【００３０】
メモリ１６１は、駆動機構１６４を介して動作する複数のレンズ１７０の制御値、及び駆動機構１６４とは別の駆動機構１９４を介して動作する複数のレンズ１９０の制御値などを格納する。レンズ装置１６０は、少なくとも１つのレンズ１７０及びレンズ１９０を有すればよい。レンズ装置１６０は、レンズ装置１６０の光学設計に応じた任意の数のレンズを備えてよい。
【００３１】
レンズ制御部１６２は、撮像制御部１４２からのレンズ動作命令に従って、メモリ１６１に格納された制御値に基づいて駆動機構１６４を駆動して、複数のレンズ１７０を光軸方向に移動させる。レンズ制御部１６２は、さらに、メモリ１６１に格納された他の制御値に基づいて駆動機構１９４を駆動して、複数のレンズ１９０を光軸方向に移動させる。レンズ制御部１６２は、複数のレンズ１７０の光軸方向への移動に連動させて複数のレンズ１９０を光軸方向に移動させることにより、焦点距離を調整する。レンズ制御部１６２は、複数のレンズ１７０の光軸方向への移動に連動させて複数のレンズ１９０を光軸方向に移動させることにより、複数のレンズ１９０をフローティングフォーカスとして機能させてよい。レンズ制御部１６２は、さらに、複数のレンズ１７０の光軸方向への移動とは独立して複数のレンズ１９０を光軸方向に移動させることにより、焦点距離を調整してよい。
【００３２】
レンズ保持部材２３０は、レンズ１７０を保持する。レンズ保持部材２３０は、１又は複数のレンズ１７０を保持してよい。レンズ保持部材２３０は、１又は複数のレンズ１７０を保持した状態で、光軸に沿って移動する。レンズ保持部材２３０は、鏡筒内に光軸に沿って移動可能に配置されてよい。レンズ保持部材３３０は、レンズ１９０を保持する。レンズ保持部材３３０は、１又は複数のレンズ１９０を保持してよい。レンズ保持部材３３０は、１又は複数のレンズ１９０を保持した状態で、光軸に沿って移動する。レンズ保持部材３３０は、鏡筒内に光軸に沿って移動可能に配置されてよい。
【００３３】
光量調整機構１８０は、１又は複数のレンズ１７０のうちの一部のレンズとともに移動し、１又は複数のレンズ１７０を通過する光量を調整する。光量調整機構１８０は、開口径が変更可能な絞りと、絞りを駆動して開口径を変更するアクチュエータとを有する。
【００３４】
移動部材２００は、１又は複数のレンズ１７０を含む物体系の重心の位置の変化を抑制する部材である。移動部材２００は、第２移動部材の一例である。移動部材２００は、１又は複数のレンズ１７０の光軸方向への移動によるレンズ装置１６０の重心の位置の変化を抑制する。移動部材２００は、１又は複数のレンズ１７０の光軸方向に移動可能である。移動部材２００は、１又は複数のレンズ１７０の光軸方向と平行に移動可能でよい。移動部材２００は、１又は複数のレンズ１７０を含む物体系の重心の移動方向の反対方向に移動する。移動部材２００は、駆動機構１６４から供給される動力を利用して光軸方向に移動してよい。移動部材２００は、レンズ装置１６０の重心の位置の変化を抑制可能な部材であれば任意の材料で構成されてよい。移動部材２００は、１又は複数のレンズ１７０より比重が大きな材料でよい。移動部材２００は、金属でよい。移動部材２００は、例えば、カム環である。移動部材２００は、レンズでもよいし、レンズ装置１６０の重心の位置を抑制するためだけに用いられる単なる重りでもよい。移動部材２００は、レンズ装置１６０の鏡筒内に配置されてもよいし、鏡筒外に配置されてもよい。
【００３５】
移動部材３００は、１又は複数のレンズ１９０を含む物体系の重心の位置の変化を抑制する部材である。移動部材３００は、第１移動部材の一例である。移動部材３００は、１又は複数のレンズ１９０の光軸方向への移動によるレンズ装置１６０の重心の位置の変化を抑制する。移動部材３００は、１又は複数のレンズ１９０の光軸方向に移動可能である。移動部材３００は、１又は複数のレンズ１９０の光軸方向と平行に移動可能でよい。移動部材３００は、１又は複数のレンズ１９０を含む物体系の重心の移動方向の反対方向に移動する。移動部材３００は、駆動機構１９４から供給される動力を利用して光軸方向に移動してよい。移動部材３００は、レンズ装置１６０の重心の位置の変化を抑制可能な部材であれば任意の材料で構成されてよい。移動部材３００は、１又は複数のレンズ１９０より比重が大きな材料でよい。移動部材３００は、金属でよい。移動部材３００は、例えば、カム環である。移動部材３００は、レンズでもよいし、レンズ装置１６０の重心の位置を抑制するためだけに用いられる単なる重りでもよい。移動部材３００は、レンズ装置１６０の鏡筒内に配置されてもよいし、鏡筒外に配置されてもよい。
【００３６】
移動部材２００及び移動部材３００の移動量は、移動要素の移動量及び移動要素の質量に基づいて定められてよい。移動部材２００の移動要素は、レンズ装置１６０に設けられ、ズーム動作時に移動する要素である。移動部材２００の移動要素は、ズーム動作時に光軸方向に移動してよい。移動部材２００の移動要素は、１又は複数のレンズ１７０、光量調整機構１８０、カム環、直進案内環などを含む。移動部材２００の移動量は、移動部材２００の基準位置からの距離を示す。移動部材２００の移動要素の移動量は、移動要素の基準位置からの距離を示す。移動部材２００及び移動部材２００の移動要素のそれぞれの基準位置は、レンズ装置１６０のワイド端における移動部材２００及び移動要素のそれぞれの位置でよい。移動部材２００の基準位置からの距離は、移動要素の基準位置からの距離と移動要素の質量とをかけた物理量の総和を移動部材２００の質量で割った値が、予め定められた値以下となるように、設定されてよい。移動部材２００の基準位置からの距離は、１又は複数のレンズ１７０のそれぞれの基準位置からの距離と１又は複数のレンズ１７０のそれぞれの質量とをかけたそれぞれの物理量の総和を、移動部材２００の質量で割った値が予め定められた値以下となるように、設定されてよい。
【００３７】
移動部材３００の移動要素は、フォーカス動作時及びズーム動作時に光軸方向に移動してよい。移動部材３００の移動要素は、１又は複数のレンズ１９０などを含む。移動部材３００の移動量は、移動部材３００の基準位置からの距離を示す。移動部材３００の移動要素の移動量は、移動要素の基準位置からの距離を示す。移動部材３００及び移動部材３００の移動要素のそれぞれの基準位置は、基準焦点距離（例えば、５００ｍｍ）における移動部材３００及び移動部材３００の移動要素のそれぞれの位置でよい。移動部材３００の基準位置からの距離は、移動要素の基準位置からの距離と移動要素の質量とをかけた物理量の総和を移動部材３００の質量で割った値が、予め定められた値以下となるように、設定されてよい。移動部材３００の基準位置からの距離は、１又は複数のレンズ１９０のそれぞれの基準位置からの距離と１又は複数のレンズ１９０のそれぞれの質量とをかけたそれぞれの物理量の総和を、移動部材３００の質量で割った値が予め定められた値以下となるように、設定されてよい。
【００３８】
物理的構造体２１０は、光軸方向に１又は複数のレンズ１７０を移動させるとともに、１又は複数のレンズ１７０を含む物体系の重心の移動方向の反対方向に移動部材２００を移動させる。物理的構造体２１０は、第２物理的構造体の一例である。物理的構造体２１０は、光量調整機構１８０をさらに含む物体系の重心の移動方向の反対方向に移動部材２００を移動させてよい。物理的構造体２１０は、１又は複数のレンズ１７０を含む物体系の重心の移動方向の反対方向の成分が移動部材２００の移動方向に少なくとも含まれるように、移動部材２００を移動させればよい。
【００３９】
物理的構造体２１０は、移動部材２００及びレンズ保持部材２３０と物理的に連係している。物理的構造体２１０は、例えば、移動部材２００が光軸方向の一方に移動する場合に、レンズ保持部材２３０を光軸方向の他方に移動させる。物理的構造体２１０は、移動部材２００の回転及び光軸方向の一方への移動により生じる力を、レンズ保持部材２３０に物理的に伝達し、レンズ保持部材２３０を光軸方向の他方に移動させてよい。
【００４０】
物理的構造体２１０は、カム部及びフォロア部を有してよい。物理的構造体２１０のカム部は、第２カム部の一例である。物理的構造体２１０のフォロア部は、第２フォロア部の一例である。物理的構造体２１０のカム部は、レンズ保持部材２３０及び移動部材２００の一方に設けられてよい。物理的構造体２１０のフォロア部は、レンズ保持部材２３０及び移動部材２００の他方に設けられてよい。移動部材２００の回転及び光軸方向の一方への移動により生じる力が、カム部及びフォロア部を介してレンズ保持部材２３０に物理的に伝達される。物理的構造体２１０のフォロア部が、カム部のカム面に沿って移動することによりレンズ保持部材２３０と移動部材２００とを相対的に移動させる。
【００４１】
物理的構造体３１０は、光軸方向に１又は複数のレンズ１９０を移動させるとともに、１又は複数のレンズ１９０を含む物体系の重心の移動方向の反対方向に移動部材３００を移動させる。物理的構造体３１０は、第１物理的構造体の一例である。物理的構造体３１０は、１又は複数のレンズ１９０を含む物体系の重心の移動方向の反対方向の成分が移動部材３００の移動方向に少なくとも含まれるように、移動部材３００を移動させればよい。
【００４２】
物理的構造体３１０は、移動部材３００及びレンズ保持部材３３０と物理的に連係している。物理的構造体３１０は、例えば、移動部材３００が光軸方向の一方に移動する場合に、レンズ保持部材３３０を光軸方向の他方に移動させる。物理的構造体３１０は、移動部材３００の回転及び光軸方向の一方への移動により生じる力を、レンズ保持部材３３０に物理的に伝達し、レンズ保持部材３３０を光軸方向の他方に移動させてよい。
【００４３】
物理的構造体３１０は、カム部及びフォロア部を有してよい。物理的構造体３１０のカム部は、第１カム部の一例である。物理的構造体３１０のフォロア部は、第１フォロア部の一例である。物理的構造体３１０のカム部は、レンズ保持部材３３０及び移動部材３００の一方に設けられてよい。物理的構造体３１０のフォロア部は、レンズ保持部材３３０及び移動部材３００の他方に設けられてよい。移動部材３００の回転及び光軸方向の一方への移動により生じる力が、カム部及びフォロア部を介してレンズ保持部材３３０に物理的に伝達される。物理的構造体３１０のフォロア部が、カム部のカム面に沿って移動することによりレンズ保持部材３３０と移動部材３００とを相対的に移動させる。
【００４４】
上記の構成により、移動部材２００は、物理的構造体２１０を介して、１又は複数のレンズ１７０の移動に伴うレンズ装置１６０の重心の位置の変化を抑制する方向に移動する。レンズ装置１６０のズーム動作によるレンズ装置１６０の重心の位置の変化が抑制されることにより、レンズ装置１６０のズーム動作によるジンバル１１０のピッチ軸に対する駆動トルクの変化を抑制できる。また、移動部材３００は、物理的構造体３１０を介して、１又は複数のレンズ１９０の移動に伴うレンズ装置１６０の重心の位置の変化を抑制する方向に移動する。レンズ装置１６０のフォーカス動作によるレンズ装置１６０の重心の位置の変化が抑制されることにより、レンズ装置１６０のフォーカス動作によるジンバル１１０のピッチ軸に対する駆動トルクの変化を抑制できる。さらに言えば、レンズ装置１６０のズーム動作及びフォーカス動作の少なくとも一方によるＵＡＶ１００の全体の重心の位置の変化が抑制され、ＵＡＶ１００のより安定した飛行を実現できる。
【００４５】
図３は、焦点距離に応じたフォーカスレンズ系の動きの一例を示す図である。レンズ装置１６０は、物体側から順に、第１レンズ群１７１、第２レンズ群１７２、第３レンズ群１７３、第４レンズ群１７４、第１フォーカスレンズ１９１、及び第２フォーカスレンズ１９２を備える。複数のレンズ１７０のそれぞれは、第１レンズ群１７１、第２レンズ群１７２、第３レンズ群１７３、及び第４レンズ群１７４のいずれかに分類される。複数のレンズ１９０は、第１フォーカスレンズ１９１及び第２フォーカスレンズ１９２のいずれかに分類される。図３には、ズームレンズ系がテレ位置にあり、かつ焦点距離が、∞、２０００ｍｍ、１０００ｍｍ、６００ｍｍ、及び５００ｍｍの場合におけるそれぞれのレンズ群の位置の一例が示されている。テレ位置は、レンズ装置１６０のテレ端におけるズームレンズ系の各レンズ群の位置である。第１レンズ群１７１のレンズは、光軸方向に移動しない。第２レンズ群１７２、第３レンズ群１７３、及び第４レンズ群１７４のレンズは、光軸方向に移動する。第２レンズ群１７２と第３レンズ群１７３との間には、絞り１８２が配置されている。絞り１８２は、第３レンズ群１７３の移動に連動して光軸方向に移動する。第１フォーカスレンズ１９１及び第２フォーカスレンズ１９２は、第２レンズ群１７２、第３レンズ群１７３、及び第４レンズ群１７４の光軸方向へのズーム動作に伴う移動に合わせて、光軸方向に移動する。さらに、第１フォーカスレンズ１９１及び第２フォーカスレンズ１９２は、第２レンズ群１７２、第３レンズ群１７３、及び第４レンズ群１７４の光軸方向への移動とは独立して、フォーカス動作で光軸方向に移動する。
【００４６】
図４は、焦点距離が∞であり、かつズームレンズ系がワイド位置からテレ位置まで移動する場合のズームレンズ系及びフォーカスレンズ系のそれぞれのレンズの動きの一例を示す図である。ワイド位置は、レンズ装置１６０のワイド端におけるズームレンズ系の各レンズ群の位置である。図４に示すように、ズームレンズ系がワイド位置からテレ位置までの移動に連動して、フォーカスレンズ系は、光軸方向に移動する。これにより、ズームレンズ系の移動に伴う収差が補正される。
【００４７】
図５は、ジンバル１１０に支持された状態の撮像装置１４０及びレンズ装置１６０の外観の一例を示す斜視図である。図６は、ジンバル１１０に支持された状態の撮像装置１４０及びレンズ装置１６０の筐体の内部の様子の一例を示す斜視図である。ジンバル１１０は、ピッチ軸を中心に撮像装置１４０及びレンズ装置１６０を回転させるピッチ軸回転機構１１２を有する。ジンバル１１０は、ロール軸及びヨー軸を中心に撮像装置１４０及びレンズ装置１６０を回転させるロール軸回転機構１１４及びヨー軸回転機構１１６をさらに有する。
【００４８】
図７は、フォーカスレンズ系のカム環３０２の外観の斜視図の一例を示す。図８は、フォーカスレンズ系の移動機構の外観の斜視図の一例を示す。固定筒３０１が、撮像素子１４４などの電子回路が設けられる基台１６８に固定されている。固定筒３０１の内部に第１フォーカスレンズ１９１及び第２フォーカスレンズ１９２が配置されている。第１フォーカスレンズ１９１は、第１フォーカスレンズ用のレンズ保持部材１９５に固定されている。第２フォーカスレンズ１９２は、第２フォーカスレンズ用のレンズ保持部材１９６に固定されている。カム環３０２は、固定筒３０１の外周側に、回転可能にかつ光軸方向に移動可能に配置される。カム環３０２の一端の外周の一部にギア３１９が形成されている。駆動モータ３０７から動力がギア機構３０６を介してギア３１９に伝達され、カム環３０２は回転する。
【００４９】
カム環３０２には、カム環用カム溝３１２、第１フォーカスレンズ用カム溝３１４、及び第２フォーカスレンズ用カム溝３１６が形成されている。固定筒３０１の外周には、カム環用カム溝３１２に対応する位置にカム環用カムピン３１１が設けられている。カム環用カム溝３１２は、カム環用カムピン３１１と協働して、カム環３０２の光軸方向への移動を案内する。第１フォーカスレンズ用カムピン３１３がレンズ保持部材１９５に設けられている。第１フォーカスレンズ用カム溝３１４は、第１フォーカスレンズ用カムピン３１３と協働して、第１フォーカスレンズ１９１の軸方向への移動を案内する。第２フォーカスレンズ用カムピン３１５がレンズ保持部材１９６に設けられている。第２フォーカスレンズ用カム溝３１６は、第２フォーカスレンズ用カムピン３１５と協働して、第２フォーカスレンズ１９２の軸方向への移動を案内する。
【００５０】
図８に示すように、カム環３０２の内部には、光軸方向に平行に伸びるガイド支柱３２１及びガイド支柱３２２が設けられている。ガイド支柱３２１及びガイド支柱３２２は、基台１６８に固定されてよい。レンズ保持部材１９５及びレンズ保持部材１９６は、ガイド支柱３２１及びガイド支柱３２２にガイドされて、光軸方向に移動する。レンズ保持部材１９５に設けられた穴３１７には、第１フォーカスレンズ用カムピン３１３が設けられる。レンズ保持部材１９６に設けられた穴３１８には、第２フォーカスレンズ用カムピン３１５が設けられる。
【００５１】
カム環３０２の回転及び光軸方向への移動に伴い、第１フォーカスレンズ用カムピン３１３が第１フォーカスレンズ用カム溝３１４内を移動する。これにより、第１フォーカスレンズ１９１が光軸方向に移動する。カム環３０２の回転及び光軸方向への移動に伴い、第２フォーカスレンズ用カムピン３１５が第２フォーカスレンズ用カム溝３１６内を移動する。これにより、第２フォーカスレンズ１９２が光軸方向に移動する。
【００５２】
カム環３０２は、移動部材３００の一例である。カム環用カム溝３１２、第１フォーカスレンズ用カム溝３１４、及び第２フォーカスレンズ用カム溝３１６が、第１カム部の一例である。カム環用カム溝３１２、第１フォーカスレンズ用カム溝３１４、及び第２フォーカスレンズ用カム溝３１６のそれぞれの側面が、第１カム部のカム面の一例である。カム環用カムピン３１１、第１フォーカスレンズ用カムピン３１３、及び第２フォーカスレンズ用カムピン３１５は、第１フォロア部の一例である。
【００５３】
カム環３０２が、第１フォーカスレンズ１９１及び第２フォーカスレンズ１９２を含む物体系の重心の移動方向と反対方向に移動する。これにより、フォーカス動作及びズーム動作の少なくとも一方に伴うフォーカスレンズ系の移動によるレンズ装置１６０の重心の位置の変化を抑制できる。
【００５４】
図９は、焦点距離とフォーカスレンズの移動軌跡の一例を示す。図９は、テレ端において、焦点距離を変化させたときのフォーカスレンズの移動軌跡を示す。焦点距離が５００ｍから２０００ｍｍに向かって変化すると、第１フォーカスレンズ１９１は、結像面側に近づいていき、第２フォーカスレンズ１９２は、結像面側から遠ざかっていく。フォーカスレンズＲ２面は、フォーカスレンズの結像面側の面を指す。
【００５５】
図１０は、ワイド位置でのフォーカスレンズ系の基準位置からの距離と焦点距離との関係の一例を示す。図１０では、基準位置は、焦点距離が５００ｍｍの場合における、第１フォーカスレンズ１９１、第２フォーカスレンズ１９２、及びカム環３０２の位置である。基準位置からの距離は、結像面側を正、物体側を負として表している。カム環３０２は、第１フォーカスレンズ１９１及び第２フォーカスレンズ１９２を含む物体系の重心の移動方向と反対方向に移動する。図１０に示す例では、カム環３０２は、焦点距離が５００ｍｍから∞に向かって変化すると、一旦結像面側に近づいた後、結像面側から遠ざかり、次いでまた結像面側に近づくような動きをする。カム環３０２がこのような動きをすることでフォーカス動作に伴うレンズ装置１６０の重心の位置の変化を抑制できる。図１０に示す移動軌跡は、一例であり、フォーカスレンズの質量又は移動軌跡に応じて、カム環３０２の移動軌跡は異なる。
【００５６】
図１１は、ワイド位置でのフォーカスレンズ系の基準位置からの距離に質量をかけた物理量（モーメント）（ｇ・ｍｍ）と焦点距離との関係の一例を示す。図１２は、ワイド位置でのフォーカスレンズ系の基準位置からの距離、焦点距離、及び基準位置からの距離に質量をかけた物理量（モーメント）（ｇ・ｍｍ）との関係の一例を示す。基準位置は、図１０と同様に、焦点距離が５００ｍｍの場合における、第１フォーカスレンズ１９１、第２フォーカスレンズ１９２、及びカム環３０２の位置である。
【００５７】
以下、基準位置からの距離に質量をかけた物理量を物理量Ｂｘと称する。カム環３０２は、第１フォーカスレンズ１９１及び第２フォーカスレンズ１９２を含む物体系の重心の位置の変化を抑制する方向に移動する。カム環３０２の基準位置からの距離は、第１フォーカスレンズの物理量Ｂ１、及び第２フォーカスレンズの物理量Ｂ２の総和をカム環３０２の質量で割った値が予め定められた値以下となるように、設定されてよい。これにより、第１フォーカスレンズ１９１、第２フォーカスレンズ１９２、及びカム環３０２を含む物体系（合計）の重心の位置の焦点距離の変化に伴う変化は、抑制される。カム環３０２の基準位置からの距離は、第１フォーカスレンズ１９１の物理量Ｂ１、及び第２フォーカスレンズ１９２の物理量Ｂ２の総和をカム環３０２の質量で割った値を打ち消すように、設定されてよい。これにより、当該物体系の重心の位置を、焦点距離の変化により変化させなくできる。フォーカス動作及びズーム動作の少なくとも一方に伴う第１フォーカスレンズ１９１及び第２フォーカスレンズ１９２の移動による重心の位置の変化を抑制できる。
【００５８】
第１フォーカスレンズ１９１の物理量Ｂ１、第２フォーカスレンズ１９２の物理量Ｂ２、及びカム環３０２の物理量ＢＣの合計を物理量Ｂｘの合計ΣＢとする。図１０、図１１、及び図１２に示す例では、カム環３０２は、焦点距離を最短距離（例えば５００ｍｍ）から最長距離（例えば∞）まで変化させる間に、物理量Ｂｘの合計ΣＢが常にゼロになるように移動する。しかし、カム環３０２は、必ずしも物理量Ｂｘの合計ΣＢが常にゼロになるように移動する必要はない。これは、例えば設計等の制約によりカム環３０２の溝の駆動領域が制約されるからである。このような場合、例えば、焦点距離を最短距離から最長距離まで変化させた場合における物理量Ｂｘの合計ΣＢの最大値が、カム環３０２による重心の位置の変化の抑制がない場合の３分の１以下となるように、カム環３０２は移動してもよい。
【００５９】
焦点距離を最短距離から最長距離まで変化させた場合における、レンズ装置１６０の重心の位置の変化の幅Ｗが、カム環３０２による重心の位置の変化の抑制がない場合の１０％未満になるように、カム環２０２は移動してもよい。レンズ装置１６０の光軸を水平に保つために必要なジンバル１１０のピッチ軸に対する駆動トルクをＣ（Ｎ・ｍｍ）とする。焦点距離を最短距離から最長距離まで変化させた場合における駆動トルクＣの最大値が、カム環３０２による重心の位置の変化の抑制がない場合の１０％未満になるように、カム環３０２は移動してもよい。
【００６０】
以上の通り、カム環３０２の光軸方向への移動により、フォーカスレンズ系の移動によるレンズ装置１６０の重心の位置の変化が抑制されている。
【００６１】
図１３は、ズームレンズ系のカム環２０２の外観の斜視図の一例を示す。図１４は、固定筒２３２の外観の斜視図の一例を示す。固定筒２３２は、撮像素子１４４などの電子回路が設けられる基台１６８に固定されている。固定筒２３２は、第１レンズ群１７１のレンズを保持する。カム環２０２は、固定筒２３２の外周側に、回転可能にかつ光軸方向に移動可能に配置される。カム環２０２の一端の外周の一部にギア２０４が形成されている。ギア２０４は、ギア１６６と噛み合う。ギア１６６は、駆動モータ１６５により回転する。駆動モータ１６５からの動力がギア１６６を介してギア２０４に伝達されて、カム環２０２が回転しながら固定筒２３２の外周に沿って光軸方向に移動する。
【００６２】
図１４に示すように、固定筒２３２の外周面にはカム環支持ピン２３４が設けられている。カム環支持ピン２３４は、カム環２０２の光軸方向への移動を案内する。固定筒２３２には、直進案内溝２３６が形成されている。直進案内溝２３６は、第２レンズ群カムピン２２０、第３レンズ群カムピン２２２、第４レンズ群カムピン（不図示）の光軸方向への移動を案内する。第２レンズ群カムピン２２０は、第２レンズ群１７２のレンズ１７０を保持するレンズ保持部材２３０に設けられている。第３レンズ群カムピン２２２は、第３レンズ群１７３のレンズ１７０を保持するレンズ保持部材２３０に設けられている。第４レンズ群カムピンは、第４レンズ群１７４のレンズ１７０を保持するレンズ保持部材２３０に設けられている。
【００６３】
図１３に示すように、カム環２０２には、カム環支持ピン２３４と係合するカム環用カム溝２１２が形成されている。カム環用カム溝２１２がカム環支持ピン２３４に案内されることで、カム環２０２は回転しながら光軸方向に移動する。例えば、カム環２０２は、矢印１３０の方向に回転しながら矢印１３２の方向に移動する。カム環２０２には、さらに、第２レンズ群カムピン２２０と係合する第２レンズ群用カム溝２１４、第３レンズ群カムピン２２２と係合する第３レンズ群用カム溝２１６、及び第４レンズ群カムピンと係合する第４レンズ群用カム溝（不図示）が形成されている。カム環２０２の回転及び光軸方向への移動に伴い、第２レンズ群カムピン２２０が第２レンズ群用カム溝２１４に沿って直進案内溝２３６内を移動する。これにより、第２レンズ群１７２のレンズが光軸方向に移動する。カム環２０２の回転及び光軸方向への移動に伴い、第３レンズ群カムピン２２２が第３レンズ群用カム溝２１６に沿って直進案内溝２３６内を移動する。これにより、第３レンズ群１７３のレンズが光軸方向に移動する。カム環２０２の回転及び光軸方向への移動に伴い、第４レンズ群カムピンが第４レンズ群用カム溝に沿って直進案内溝２３６内を移動する。これにより、第４レンズ群１７４のレンズが光軸方向に移動する。
【００６４】
カム環２０２は、移動部材２００の一例である。直進案内溝２３６、カム環用カム溝２１２、第２レンズ群用カム溝２１４、第３レンズ群用カム溝２１６、及び第４レンズ群用カム溝が第２カム部の一例である。直進案内溝２３６、カム環用カム溝２１２、第２レンズ群用カム溝２１４、第３レンズ群用カム溝２１６、及び第４レンズ群用カム溝のそれぞれの側面が、第２カム部のカム面の一例である。カム環支持ピン２３４、第２レンズ群カムピン２２０、第３レンズ群カムピン２２２、及び第４レンズ群カムピンは、第２フォロア部の一例である。
【００６５】
カム環２０２が、第２レンズ群１７２のレンズ、第３レンズ群１７３、第４レンズ群１７４のレンズを含む物体系の重心の移動方向と反対方向に移動する。さらに言えば、カム環２０２が、第２レンズ群１７２のレンズ、第３レンズ群１７３のレンズ、第４レンズ群１７４のレンズ、並びに絞り１８２及びアクチュエータを有する光量調整機構１８０を含む物体系の重心の移動方向と反対方向に移動する。これにより、ズーム動作に伴うレンズ装置１６０の重心の位置の変化を抑制できる。
【００６６】
図１５は、カム環回転角度と撮像素子１４４の結像面からの距離との関係の一例を示す。カム環回転角度とは、レンズ装置１６０のワイド端におけるカム環２０２の回転角度を基準角度（０度）とした場合に、カム環２０２の基準角度からの回転角度である。撮像素子１４４の結像面からの距離とは、撮像素子１４４の結像面からズームレンズ系の各レンズ群までの距離である。図１５には、レンズ装置１６０をワイド端からテレ端まで変化させた場合における、撮像素子１４４の結像面からズームレンズ系の各レンズ群までの距離の変化の様子が示されている。
【００６７】
図１６は、カム環回転角度とワイド位置からの距離との関係の一例を示す。ワイド位置とは、レンズ装置１６０のワイド端におけるズームレンズ系の各レンズ群及びカム環２０２の位置である。図１６には、レンズ装置１６０をワイド端からテレ端まで変化させた場合における、ズームレンズ系の各レンズ群及びカム環２０２のワイド位置からの距離の変化の様子が示されている。
【００６８】
図１７は、カム回転角度とワイド位置からの距離に質量をかけた物理量（ｇ・ｍｍ）との関係の一例を示す。以下、ワイド位置からの距離に質量をかけた物理量を物理量Ａｘと称する。カム環２０２は、第２レンズ群１７２、第３レンズ群１７３、及び第４レンズ群１７４を含む物体系の重心の位置の変化を抑制する方向に移動する。カム環２０２のワイド位置からの距離は、第２レンズ群１７２の物理量Ａ２、第３レンズ群１７３の物理量Ａ３、及び第４レンズ群１７４の物理量Ａ４の総和をカム環２０２の質量で割った値が予め定められた値以下となるように、設定されてよい。これにより、第１レンズ群１７１、第２レンズ群１７２、第３レンズ群１７３、第４レンズ群１７４、及びカム環２０２を含む物体系（合計）の重心の位置の変化は、レンズ装置１６０のワイド端からテレ端まで抑制される。カム環２０２のワイド位置からの距離は、第２レンズ群１７２の物理量Ａ２、第３レンズ群１７３の物理量Ａ３、及び第４レンズ群１７４の物理量Ａ４の総和をカム環２０２の質量で割った値を打ち消すように、設定されてよい。これにより、当該物体系の重心の位置をワイド端からテレ端まで変化させなくできる。第３レンズ群１７３の物理量Ａ３のパラメータである第３レンズ群１７３の質量は、絞り１８２の質量を含んでよい。
【００６９】
第１レンズ群１７１の物理量Ａ１、第２レンズ群１７２の物理量Ａ２、第３レンズ群１７３の物理量Ａ３、第４レンズ群１７４の物理量Ａ４、及びカム環２０２の物理量ＡＣの合計を物理量Ａｘの合計ΣＡとする。図１７に示す例では、カム環２０２は、レンズ装置１６０をワイド端からテレ端まで変化させる間に、物理量Ａｘの合計ΣＡが常にゼロになるように移動する。しかし、カム環２０２は、必ずしも物理量Ａｘの合計ΣＡが常にゼロになるように移動する必要はない。これは、例えば設計等の制約によりカム環２０２の溝の駆動領域が制約されるからである。このような場合、例えば、レンズ装置１６０をワイド端からテレ端まで変化させた場合における物理量Ａｘの合計ΣＡの最大値が、カム環２０２による重心の位置の変化の抑制がない場合の３分の１以下となるように、カム環２０２は移動してもよい。
【００７０】
レンズ装置１６０をワイド端からテレ端まで変化させた場合における、レンズ装置１６０の重心の位置の変化の幅Ｗが、カム環２０２による重心の位置の変化の抑制がない場合の１０％未満になるように、カム環２０２は移動してもよい。レンズ装置１６０の光軸を水平に保つために必要なジンバル１１０のピッチ軸に対する駆動トルクをＣ（Ｎ・ｍｍ）とする。レンズ装置１６０をワイド端からテレ端まで変化させた場合における駆動トルクＣの最大値が、カム環２０２による重心の位置の変化の抑制がない場合の１０％未満になるように、カム環２０２は移動してもよい。
【００７１】
以上の通り、カム環２０２の光軸方向への移動により、ズーム動作によるレンズ装置１６０の重心の位置の変化が抑制されている。
【００７２】
ジンバル１１０は、撮像装置１４０及びレンズ装置１６０を、撮像装置１４０及びレンズ装置１６０を含む物体系の重心を通るピッチ軸で回転可能に保持することが好ましい。ジンバル１１０は、図１８、図１９、及び図２０に示すように、撮像装置１４０及びレンズ装置１６０をピッチ軸を中心に回転させて、様々な姿勢で保持できる。そして、様々な姿勢でレンズ装置１６０はズーム動作及びフォーカス動作する。しかし、ズーム動作及びフォーカス動作によりレンズ装置１６０の重心の位置は変化しない。したがって、撮像装置１４０及びレンズ装置１６０を含む物体系の重心の位置をピッチ軸上に設定しておけば、様々な姿勢でレンズ装置１６０がズーム動作及びフォーカス動作しても、撮像装置１４０及びレンズ装置１６０を含む物体系の重心の位置をピッチ軸上に維持できる。よって、レンズ装置１６０のズーム位置及びフォーカス動作の違いにより、ピッチ軸回転機構１１２の駆動トルクが変化しない。
【００７３】
ジンバル１１０のピッチ軸は、必ずしも撮像装置１４０及びレンズ装置１６０を含む物体系の重心を通らなくてもよい。ジンバル１１０のピッチ軸は、撮像装置１４０及びレンズ装置１６０を含む物体系の重心に対して予め定められた範囲内に位置するように設定されてよい。例えば、予め定められた範囲は、図１８に示されるような、物体系の重心から物体系の全長（Ｈ）の４分の１の距離（Ｈ／４）までの範囲であってよい。
【００７４】
図２１は、スタビライザ８００の一例を示す外観斜視図である。上記では、撮像装置１４０及びレンズ装置１６０を搭載したＵＡＶ１０について説明した。しかしながら、撮像装置１４０及びレンズ装置１６０は、ＵＡＶ１０に搭載されなくてよい。撮像装置１４０及びレンズ装置１６０、ＵＡＶ１０以外の移動体に搭載されてよい。例えば、スタビライザ８００に搭載されたカメラユニット８１３が、撮像装置１４０及びレンズ装置１６０に相当する。
【００７５】
スタビライザ８００は、カメラユニット８１３、ジンバル８２０、及び持ち手部８０３を備える。ジンバル８２０は、カメラユニット８１３を回転可能に支持する。ジンバル８２０は、パン軸８０９、ロール軸８１０、及びチルト軸８１１を有する。ジンバル８２０は、パン軸８０９、ロール軸８１０、及びチルト軸８１１を中心に、カメラユニット８１３を回転可能に支持する。ジンバル８２０は、支持機構の一例である。カメラユニット８１３は、レンズ装置、またはレンズ装置及び撮像装置の一例である。カメラユニット８１３は、メモリを挿入するためのスロット８１２を有する。ジンバル８２０は、ホルダ８０７を介して持ち手部８０３に固定される。
【００７６】
持ち手部８０３は、ジンバル８２０、カメラユニット８１３を操作するための各種ボタンを有する。持ち手部８０３は、シャッターボタン８０４、録画ボタン８０５、及び操作ボタン８０６を含む。シャッターボタン８０４が押下されることで、カメラユニット８１３により静止画を記録することができる。録画ボタン８０５が押下されることで、カメラユニット８１３により動画を記録することができる。
【００７７】
デバイスホルダ８０１が持ち手部８０３に固定されている。デバイスホルダ８０１は、スマートフォンなどのモバイルデバイス８０２を保持する。モバイルデバイス８０２は、ＷｉＦｉなどの無線ネットワークを介してスタビライザ８００と通信可能に接続される。これにより、カメラユニット８１３により撮像された画像をモバイルデバイス８０２の画面に表示させることができる。
【００７８】
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、多様な変更又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。その様な変更又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、請求の範囲の記載から明らかである。
【００７９】
請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、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、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。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「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】
【００８０】
１０１  ＵＡＶ本体
１０２  通信インタフェース
１０４  ＵＡＶ制御部
１０６  メモリ
１１０  ジンバル
１１２  ピッチ軸回転機構
１１４  ロール軸回転機構
１１６  ヨー軸回転機構
１４０  撮像装置
１４２  撮像制御部
１４４  撮像素子
１４６  メモリ
１６０  レンズ装置
１６１  メモリ
１６２  レンズ制御部
１６４  駆動機構
１６５  駆動モータ
１６６  ギア
１６８  基台
１７０  レンズ
１７１  第１レンズ群
１７２  第２レンズ群
１７３  第３レンズ群
１７４  第４レンズ群
１８０  光量調整機構
１９０  レンズ
１９１  第１フォーカスレンズ
１９２  第２フォーカスレンズ
１９４  駆動機構
１９５  レンズ保持部材
１９６  レンズ保持部材
２００  移動部材
２０２  カム環
２０４  ギア
２１０  物理的構造体
２１２  カム環用カム溝
２１４  第２レンズ群用カム溝
２１６  第３レンズ群用カム溝
２２０  第２レンズ群カムピン
２２２  第３レンズ群カムピン
２３０  レンズ保持部材
２３２  固定筒
２３４  カム環支持ピン
２３６  直進案内溝
３００  移動部材
３０１  固定筒
３０２  カム環
３０６  ギア機構
３０７  駆動モータ
３１０  物理的構造体
３１１  カム環用カムピン
３１２  カム環用カム溝
３１３  第１フォーカスレンズ用カムピン
３１４  第１フォーカスレンズ用カム溝
３１５  第２フォーカスレンズ用カムピン
３１６  第２フォーカスレンズ用カム溝
３１９  ギア
３２１  ガイド支柱
３２２  ガイド支柱
３３０  レンズ保持部材
８００  スタビライザ
８０１  デバイスホルダ
８０２  モバイルデバイス
８０３  持ち手部
８０４  シャッターボタン
８０５  録画ボタン
８０６  操作ボタン
８０７  ホルダ
８１２  スロット
８１３  カメラユニット
８２０  ジンバル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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