(57)【要約】  撮像装置（２００、４００、６００）は、筐体（２０１、４０１、５０１、６０５）と、筐体（２０１、４０１、５０１、６０５）内に配置された支持機構（２０５、３０９、４０３、６０１）であって、筐体（２０１、４０１、５０１、６０５）に対して１つ又は複数の回転軸の周囲で回転するように構成された１つ又は複数のフレーム構成部品を含む支持機構（２０５、３０９、６０１）と、筐体（２０１、４０１、５０１、６０５）内で支持機構（２０５、３０９、４０３、６０１）により支持される光学アセンブリ（１０１、２０３、４０５、６０３、７１０）であって、１つ又は複数のレンズ（１０３、７１１）およびイメージセンサ（１０５、３０５、７１５）を含み、支持機構（２０５、３０９、４０３、６０１）を介して筐体（２０１、４０１、５０１、６０５）に対して１つ又は複数の回転軸の周囲で移動可能である光学アセンブリ（１０１、２０３、４０５、６０３、７１０）と、複数の非光学構成部品（１１５）であって、少なくとも１つの非光学構成部品（１１５）が光学アセンブリ（１０１、２０３、４０５、６０３、７１０）に動作可能に連結され、支持機構（２０５、３０９、４０３、６０１）により支持されないように筐体（２０１、４０１、５０１、６０５）内に配置された複数の非光学構成部品（１１５）と、を含んでいてもよい。支持機構（２０５、３０９、４０３、６０１）は、感覚データに基づいて光学アセンブリ（１０１、２０３、４０５、６０３、７１０）を安定化させるように制御されてもよい。支持機構（２０５、３０９、４０３、６０１）は、光学アセンブリ（１０１、２０３、４０５、６０３、７１０）の向き又は姿勢を制御するように構成されてもよい。
2020520466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置において、
筐体と、
前記筐体内に配置された支持機構であって、１つ又は複数の回転軸の周囲で前記筐体に対して回転する１つ又は複数のフレーム構成部品を含む支持機構と、
前記筐体内で前記支持機構により支持される光学アセンブリであって、１つ又は複数のレンズおよびイメージセンサを含み、前記１つ又は複数の回転軸の周囲で前記支持機構を介して前記筐体に対して移動可能な光学アセンブリと、
複数の非光学構成部品であって、少なくとも１つの非光学構成部品が、（１）前記光学アセンブリに動作可能に接続され、（２）前記支持機構により支持されないように前記筐体内に配置された複数の非光学構成部品と、
を含む撮像装置。
【請求項２】
前記１つ又は複数のレンズは鏡筒により支持される、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記１つ又は複数のレンズは、部分的に前記鏡筒内に包囲される、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記１つ又は複数のレンズは、完全に前記鏡筒内に包囲される、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項５】
鏡筒は、前記支持機構の少なくとも１つのフレーム構成部品に動作可能に接続される、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記イメージセンサは、基板ホルダにより支持される第１の回路基板（ＰＣＢ）上に設けられる、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記鏡筒は前記基板ホルダに動作可能に接続され、それによって前記鏡筒内の前記１つ又は複数のレンズと前記第１の回路基板は相互に対して移動可能である、請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記鏡筒は前記光学アセンブリの光軸に沿って移動可能であり、前記１つ又は複数のレンズと前記イメージセンサとの間の距離を調整する、請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第１の回路基板は前記光学アセンブリの光軸に沿って移動可能であり、前記イメージセンサと前記１つ又は複数のレンズとの間の距離を調整する、請求項７に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第１の回路基板と前記鏡筒は前記光学アセンブリの光軸に沿って移動可能であり、前記イメージセンサと前記１つ又は複数のレンズとの間の距離を調整する、請求項７に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記鏡筒又は前記基板ホルダのうちの少なくとも１つは、前記支持機構の前記１つ又は複数のフレーム構成部品の少なくとも１つにしっかりと取り付けられる、請求項７に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記鏡筒又は前記基板ホルダのうちの少なくとも１つは、前記支持機構の前記１つ又は複数のフレーム構成部品の少なくとも１つに移動可能に取り付けられる、請求項７に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記基板ホルダは前記鏡筒である、請求項６に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記基板ホルダは前記支持機構の少なくとも１つのフレーム構成部品に動作可能に接続される、請求項６に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記複数の非光学構成部品は、第２のプリント回路基板（ＰＣＢ）上に実装された電源、メモリユニット、及び１つ又は複数のプロセッサのうちの少なくとも２つを含む、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１６】
複数の非光学構成部品は筐体の内面に取り付けられる、請求項１５に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記複数の非光学構成部品は支持機構により支持されない、請求項１５に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記イメージセンサは、前記非光学構成部品の少なくとも１つに動作可能に接続される、請求項１５に記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記第１のＰＣＢは前記第２のＰＣＢに１つ又は複数の通信リンクを介して動作可能に接続される、請求項１５に記載の撮像装置。
【請求項２０】
前記１つ又は複数の通信リンクはフレキシブル信号線を含む、請求項１９に記載の撮像装置。
【請求項２１】
前記１つ又は複数の通信リンクは無線通信チャネルを含む、請求項１９に記載の撮像装置。
【請求項２２】
前記光学アセンブリは、前記筐体内で、１つ又は複数の回転軸の周囲で１つ又は複数の非光学構成部品に対して回転可能である、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項２３】
前記１つ又は複数の回転軸はヨー軸又はピッチ軸の少なくとも１つである、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項２４】
前記１つ又は複数の回転軸はヨー軸、ピッチ軸、又はロール軸のうちの少なくとも２つを含む、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項２５】
前記１つ又は複数の回転軸のうちの少なくとも２つは相互に直交する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項２６】
前記１つ又は複数の回転軸のうちの少なくとも２つは相互に直交しない、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項２７】
前記支持機構は多軸ジンバルである、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項２８】
前記１つ又は複数のフレーム構成部品の各フレーム構成部品は、前記フレーム構成部品に動作可能に接続されたモータにより回転軸の周囲で回転される、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項２９】
前記モータは前記筐体内に設置される、請求項２８に記載の撮像装置。
【請求項３０】
前記回転軸はヨー軸又はピッチ軸を含む、請求項２８に記載の撮像装置。
【請求項３１】
前記支持機構は、前記筐体内に配置された球面モータを含む、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３２】
前記球面モータは、前記光学アセンブリを前記１つ又は複数の回転軸の周囲で回転させるように構成される、請求項３１に記載の撮像装置。
【請求項３３】
前記球面モータは、ステータおよびロータを含む電磁モータである、請求項３１に記載の撮像装置。
【請求項３４】
前記光学アセンブリは前記ロータに接続される、請求項３３に記載の撮像装置。
【請求項３５】
前記球面モータは、ステータおよび複数の圧電アクチュエータを含む圧電モータである、請求項３１に記載の撮像装置。
【請求項３６】
前記筐体の少なくとも１つの部分は透明であり、前記光学アセンブリの回転中に、前記光学アセンブリから前記筐体の外部環境までの視界を得ることができる、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３７】
前記筐体は少なくとも２つの対向する面を含む、請求項３６に記載の撮像装置。
【請求項３８】
前記筐体の前記少なくとも１つの部分は前記筐体の２つ又はそれ以上の異なる面上に設けられる、請求項３６に記載の撮像装置。
【請求項３９】
前記筐体の前記少なくとも１つの部分は取外し可能な透明カバーを含む、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４０】
前記筐体はベース支持体に接続される、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４１】
前記ベース支持体は、可動物体、静止物体、又は生体から選択される少なくとも１つに支持される、請求項４０に記載の撮像装置。
【請求項４２】
前記可動物体は航空機、陸上車両、又は手持ちマウントを含む、請求項４１に記載の撮像装置。
【請求項４３】
前記筐体は前記ベース支持体にしっかりと接続される、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４４】
前記筐体は、ベース支持体に少なくとも１つのモータを介して回転可能に接続される、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４５】
前記筐体は前記少なくとも１つのモータのロータに取り付けられ、前記ベース支持体は前記少なくとも１つのモータのステータに取り付けられる、請求項４４に記載の撮像装置。
【請求項４６】
前記筐体は前記少なくとも１つのモータのステータに取り付けられ、前記ベース支持体は前記少なくとも１つのモータのロータに取り付けられる、請求項４４に記載の撮像装置。
【請求項４７】
前記モータは、前記筐体を回転軸の周囲で前記ベース支持体に対して回転させるように構成される、請求項４４に記載の撮像装置。
【請求項４８】
前記筐体の前記回転軸はヨー軸である、請求項４７に記載の撮像装置。
【請求項４９】
前記筐体の前記回転軸は前記支持機構の少なくとも１つの回転軸に平行である、請求項４７に記載の撮像装置。
【請求項５０】
前記筐体の前記回転軸は前記支持機構の少なくとも１つの回転軸に対し斜めである、請求項４７に記載の撮像装置。
【請求項５１】
前記筐体の前記回転軸は前記支持機構の少なくとも１つの回転軸に直交する、請求項４７に記載の撮像装置。
【請求項５２】
前記筐体の前記回転軸は前記支持機構の少なくとも１つの回転軸と交差する、請求項４７に記載の撮像装置。
【請求項５３】
前記モータは、前記ステータを前記ベース支持体に対してヨー軸の周囲で回転させ、前記支持機構は、前記光学アセンブリを前記筐体に対してピッチ軸又はロール軸の少なくとも１つの周囲で回転させる、請求項４４に記載の撮像装置。
【請求項５４】
前記支持機構の回転運動は１つ又は複数のセンサを使って測定される、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５５】
前記撮像装置は、前記支持機構又は前記光学アセンブリに取り付けられた少なくとも１つの慣性センサを含む、請求項５４に記載の撮像装置。
【請求項５６】
前記慣性センサはジャイロスコープ又は加速度計の少なくとも１つを含む、請求項５４に記載の撮像装置。
【請求項５７】
前記慣性センサは、前記光学アセンブリの位置、姿勢、角速度、又は角加速度のうちの少なくとも１つを検出するように構成される、請求項５６に記載の撮像装置。
【請求項５８】
前記１つ又は複数のセンサは、前記支持機構の前記回転運動を駆動するための１つ又は複数のアクチュエータの回転位置を検出するように構成された磁場センサ又は光学エンコーダを含む、請求項５６に記載の撮像装置。
【請求項５９】
請求項１に記載の前記撮像装置の制御方法において、
１つ又は複数のモーションセンサ及び／又は位置センサを使って前記光学アセンブリ及び／又は前記筐体の位置状態を評価するステップと、
前記評価された位置状態に基づいて、１つ又は複数のアクチュエータを制御して、前記支持機構を介した前記筐体に関する前記光学アセンブリの運動をもたらすステップであって、前記光学アセンブリの前記運動は、前記１つ又は複数のフレーム構成部品を前記１つ又は複数の回転軸の周囲で回転させることによってもたらされるステップと、
を含む方法。
【請求項６０】
前記１つ又は複数のアクチュエータは、標的角度に基づいて前記筐体に関する前記光学アセンブリの運動をもたらすように構成される、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
１つ又は複数のプロセッサは、個別又は集合的に、前記標的角度に基づいて、前記１つ又は複数のアクチュエータから前記支持機構の前記１つ又は複数のフレーム構成部品に提供されるべき入力トルクを特定する、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記入力トルクはフィードバック制御ループを使って特定される、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記フィードバック制御ループは、前記１つ又は複数のプロセッサを含む比例−積分−微分（ＰＩＤ）コントローラを使って実装される、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
前記ＰＩＤコントローラは前記筐体内に設置される、請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記ＰＩＤコントローラは、前記標的角度と前記１つ又は複数のモーション及び／又は位置センサにより測定された角度との差に基づいて入力角速度を特定するように構成される、請求項６３に記載の方法。
【請求項６６】
前記ＰＩＤコントローラは、前記入力角速度と前記１つ又は複数のモーション及び／又は位置センサにより測定された角速度との差に基づいて前記入力トルクを特定するように構成される、請求項６３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
背景
長い間、写真や映像のカメラマンはアマチュアもプロも、不安定なカメラの取付け、使用者の動き、移動式輸送手段からカメラに伝わる動きや振動、又はこれらの問題の何れかの組合せによる画像のぼけと奮闘してきた。
【０００２】
現在、画像又はカメラの安定化のための幾つかの方法がある。例えば、画像はブレ修正用ソフトウェアにより処理できる。他の例では、カメラの振動はレンズ又はセンサの何れかを個別に安定化させるか、撮像装置全体を一括して安定化させることによって解決されてもよい。このような安定化方式でもやはり、小型の形態で大きな振幅と高い周波数を有する振動又は不要な運動を有効に排除することはできない。
【０００３】
概要
それゆえ、画像安定化のための改善されたシステムと方法が求められている。さらに、撮像装置を小型化できる光学安定化が必要とされている。写真への振動の影響を軽減するために写真及びビデオ撮影で一般的に使用されている伝統的な振動減衰方法には、ソフトウェアによるブレ補正、レンズのみの安定化、センサのみの安定化、及び撮像装置全体の安定化が含まれ、これらは小型の形態での有効な安定化方式を提供していない。
【０００４】
レンズ安定化及びセンサ安定化は現在、様々な民生用デジタルカメラに適用されている。レンズ安定化の一般的原理は、特定のレンズ又は幾つかのレンズの水平方向の変位又は回転を制御することによってレンズの揺動を排除することであり、センサ安定化は、感光センサが並進又は回転できるようにすることによって振動をオフセットしようとするものである。レンズ安定化及びセンサ安定化はどちらも、画像捕捉機器の中で実装され、最小限の体積しか必要としない。しかしながら、レンズ又はセンサの構造的限界及び運動（並進と回転を含む）の限定的な移動範囲により、大きな振幅又は高い周波数の振動は依然として完全に排除することが難しく、これは特に、移動する車両で撮影機材が運ばれ、又はビデオ機材がそれに取り付けられて、大きな運動範囲が生じる場合に当てはまる。
【０００５】
ソフトウェアによるブレ補正の有効性は限定されている。ビデオの揺動排除プロセスにきわめて多くの計算量を要するわりに、それによって得られる有利な効果は限定的であることが多い。
【０００６】
全体として、撮像装置の安定化に適用される方法では主に、撮像装置全体の安定化が３つの回転軸について、大きい回転範囲にわたり、適度に素早い応答で実行される。これは、レンズ安定化とセンサ安定化の欠点を実質的に克服できる。しかしながら、安定化は（ビデオ）撮像装置の全体に対して行われるため、その構造は通常、かなり大きく、持ち運びや使用が不便であり、安定化装置を駆動するのに大量のエネルギー（バッテリ）を必要とし、それによってほとんどの民生用及び個人的用途にとって不都合で非実践的で比較的高額となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、小型でありながら、ブレのない画像データを捕捉できる撮像装置が必要とされている。静止画像及びビデオの撮影を含むがこれらに限定されない多種多様な用途のために有効な安定化を行うシステムと方法が提供される。ブレのない画像を捕捉するための撮像装置は、撮像装置の非光学ユニットから画像装置の光学アセンブリに対して積極的な安定化を実行することによって提供される。本発明は、安定化される撮像装置の、このような安定化を実現するために必要な質量を実質的に軽減させることができる。開示されるこの安定化方式は、ｉ）小型化及び／又は軽量化し、ｉｉ）既存の安定化方法を補い、及び／又はｉｉｉ）撮像装置全体の構成及びそれと共に使用されるあらゆる外部安定化構造の小型化を容易にする。装置とシステムは、撮像装置の少なくとも光学アセンブリを支持するための内蔵された支持機構を備える撮像装置であってもよい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの態様において、本発明は撮像装置を提供する。撮像装置は、筐体と、筐体内に配置された支持機構であって、１つ又は複数の回転軸の周囲で筐体に対して回転するように構成された１つ又は複数のフレーム構成部品を含む支持機構と、筐体内で支持機構により支持される光学アセンブリであって、１つ又は複数のレンズおよびイメージセンサを含み、１つ又は複数の回転軸の周囲で支持機構を介して筐体に対して移動可能な光学アセンブリと、少なくとも１つの非光学構成部品であって、少なくとも１つの非光学構成部品が、（１）光学アセンブリに動作可能に接続され、（２）支持機構により支持されないように筐体内に配置された複数の非光学構成部品と、を含む。支持機構は、感覚データに基づいて光学アセンブリを安定化させるように制御されてよい。支持機構は、光学アセンブリの向き又は姿勢を制御するように構成されていてもよい。
【０００９】
幾つかの実施形態において、撮像装置の光学アセンブリは、１つ又は複数のレンズおよびイメージセンサを含む。１つ又は複数のレンズは、レンズ支持機構により支持される。幾つかの場合において、１つ又は複数のレンズは部分的にレンズ支持機構内に包囲される。代替的に、１つ又は複数のレンズは鏡筒内に完全に包囲される。鏡筒は、支持機構の少なくとも１つのフレーム構成部品に動作可能に接続されてもよい。幾つかの実施形態において、イメージセンサは、基板ホルダにより支持される第１の回路基板上に設けられる。鏡筒は、基板ホルダに動作可能に接続され、それによって鏡筒内の１つ又は複数のレンズと第１の回路基板は相互に対して移動可能である。幾つかの場合において、鏡筒は、光軸に沿って移動可能であり、イメージセンサからの１つ又は複数のレンズの距離を調整する。代替的に、第１の回路基板は光軸に沿って移動可能であり、１つ又は複数のレンズからのイメージセンサの距離を調整する。他の代替的な場合において、第１の回路基板と鏡筒は光軸に沿って移動可能であり、イメージセンサと１つ又は複数のレンズとの間の距離を調整する。幾つかの場合において、鏡筒又は基板ホルダの少なくとも１つは、支持機構のフレーム構成部品にしっかりと取り付けられる。幾つかの場合において、鏡筒又は基板ホルダの少なくとも１つは、支持機構のフレーム構成部品に取り付けられ、それに対して移動可能である。幾つかの場合において、基板ホルダは鏡筒と一体形成される。幾つかの場合において、支持機構の少なくとも１つのフレーム構成部品に動作可能に接続される。
【００１０】
幾つかの実施形態において、複数の非光学構成部品は、第２のプリント回路基板（ＰＣＢ）上に実装された電源、メモリユニット、及び１つ又は複数のプロセッサを含む。複数の非光学部品は、筐体の内面に取り付けられる。幾つかの実施形態において、複数の非光学構成部品は支持機構により支持されない。幾つかの実施形態において、イメージセンサは非光学構成部品の少なくとも１つに動作可能に接続される。幾つかの実施形態において、第１のＰＣＢは１つ又は複数の通信リンクを介して第２のＰＣＢに動作可能に接続される。幾つかの場合において、１つ又は複数の通信リンクは、フレキシブルな信号線を含み、又は、代替的に、１つ又は複数の通信リンクは無線通信チャネルを含む。
【００１１】
幾つかの実施形態において、撮像装置の光学アセンブリは、筐体内で、１つ又は複数の回転軸の周囲で１つ又は複数の非光学構成部品に対して回転可能である。幾つかの実施形態において、光学アセンブリは以下の軸、すなわちヨー軸とピッチ軸の少なくとも１つの周囲で回転可能である。幾つかの場合において、光学アセンブリは以下の軸、すなわちヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸のうちの少なくとも２つの軸の周囲で回転可能である。幾つかの場合において、回転軸の２つ又はそれ以上は相互に直交する。幾つかの場合において、回転軸の２つ又はそれ以上は相互に直交しない。
【００１２】
幾つかの実施形態において、撮像装置に内蔵された支持機構は多軸ジンバルである。幾つかの実施形態において、支持機構は複数のフレーム構成部品を含み、これらは複数のモータに動作可能に接続され、複数のモータは、複数のフレーム構成部品を作動させて、２つ又はそれ以上の回転軸の周囲で回転させる。幾つかの場合において、回転軸は以下の軸、すなわちヨー軸及びピッチ軸の少なくとも１つを含む。幾つかの場合において、光学アセンブリは、筐体の一部に直接及び／又はしっかりと接続されないフレーム構成部品により支持される。幾つかの実施形態において、支持機構は筐体内に配置される球面モータを含む。幾つかの場合において、球面モータは、光学アセンブリを１つ又は複数回転軸の周囲で回転させる。幾つかの場合において、球面モータは球面ステータ及び球面ロータを含み、球面ロータは球面ステータに対して移動可能である。球面ロータは、電磁力又は摩擦力により駆動される。光学アセンブリは球面ロータに接続される。幾つかの実施形態において、球面モータは球面ステータおよび複数の圧電アクチュエータを含み、モータは摩擦駆動力により駆動される。
【００１３】
幾つかの実施形態において、撮像装置の筐体は透明カバーを含み、これによって光学アセンブリは筐体の外部環境に対する異なる方向への視線を有することができる。幾つかの場合において、光学アセンブリは、光学アセンブリが支持機構を介して筐体に対して回転されると、異なる角度から画像を捕捉できる。異なる方向とは、筐体の異なる面に対して規定され、筐体の面の２つ又は以上は相互に対向する。幾つかの場合において、透明カバーは筐体の一部を形成する。幾つかの場合において、透明カバーは筐体から取外し可能である。
【００１４】
幾つかの実施形態において、筐体はベース支持体に接続される。ベース支持体は、可動物体、静止物体、又は生体から選択される少なくとも１つに支持される。可動物体は航空機、陸上車両、又は手持ちマウントを含む。幾つかの実施形態において、筐体はベース支持体にしっかりと接続される。
【００１５】
幾つかの実施形態において、筐体は少なくとも１つのモータを介してベース支持体に回転可能に接続される。幾つかの場合において、筐体はモータのロータに取り付けられ、モータのステータはベース支持体に取り付けられる。幾つかの場合において、筐体はモータのステータに取り付けられ、モータのロータはベース支持体に取り付けられる。幾つかの場合において、モータは、筐体を回転軸の周囲でベース支持体に対して回転させる。幾つかの場合において、筐体の回転軸はヨー軸である。幾つかの場合において、筐体の回転軸は支持機構の少なくとも１つの回転軸に平行であってもよい。幾つかの場合において、筐体の回転軸は支持機構の少なくとも１つの回転軸に対し斜めである。幾つかの場合において、筐体の回転軸は支持機構の少なくとも１つの回転軸に直交する。幾つかの場合において、筐体の回転軸は支持機構の少なくとも１つの回転軸と交差する。幾つかの実施形態において、モータはステータをヨー軸の周囲でベース支持体に対して回転させ、支持機構は、光学アセンブリを筐体に対してピッチ軸又はロール軸の少なくとも１つの周囲で回転させる。
【００１６】
幾つかの実施形態において、支持機構の回転運動は、１つ又は複数のセンサにより測定される。幾つかの場合において、撮像装置は、支持機構又は光学アセンブリに取り付けられた少なくとも１つの慣性センサを含む。幾つかの場合において、慣性センサはジャイロスコープ又は加速度計の少なくとも１つを含み、慣性センサは、光学アセンブリの位置、姿勢、角速度、又は角加速度のうちの少なくとも１つを検出するように構成される。幾つかの場合において、１つ又は複数のセンサは、支持機構の回転運動を駆動するための１つ又は複数のアクチュエータの回転位置を検出するように構成された磁場センサ又は光学エンコーダを含む。
【００１７】
幾つかの実施形態において、撮像装置の制御方法が提供される。実際には、方法は、光学アセンブリ及び／又は筐体の位置状態を、１つ又は複数のモーションセンサ及び／又は位置センサを使って査定するステップと、査定された位置状態に基づいて、１つ又は複数のアクチュエータを制御して、支持機構を介した光学アセンブリの筐体に関する運動をもたらすステップと、を含み、光学アセンブリの前記運動は、１つ又は複数のフレーム構成部品を１つ又は複数の回転軸の周囲で回転させることによってもたらされる。
【００１８】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数のアクチュエータは、標的角度に基づいて光学アセンブリの筐体に関する運動をもたらすように構成される。幾つかの場合において、１つ又は複数のプロセッサは個別又は集合的に、標的角度に基づいて、１つ又は複数のアクチュエータから支持機構の１つ又は複数のフレーム構成部品に提供されるべき入力トルクを特定するように構成される。例えば、入力トルクは、フィードバック制御ループを使って特定される。フィードバック制御ループは、１つ又は複数のプロセッサを含む比例−微分−積分（ＰＩＤ）コントローラを使って実装される。ＰＩＤコントローラは、筐体内に設置されてもよい。ＰＩＤコントローラは、標的角度と１つ又は複数のモーション及び／又は位置センサにより測定された角度との差に基づいて入力角速度を特定するように構成される。ＰＩＤコントローラは、入力角速度と１つ又は複数のモーション及び／又は位置センサにより測定された角速度との間の差に基づいて入力トルクを特定するように構成される。
【００１９】
参照による援用
本明細書中で言及されているすべての出版物、特許、及び特許出願は全て、個々の出版物、特許、又は特許出願の各々が具体的かつ個別に参照により援用されると明記されているかのように、参照によって本願に援用される。
【００２０】
本発明の新規の特徴は、付属の特許請求の範囲の中に具体的に記されている。本発明の特徴と利点は、本発明の原理が利用される例示的な実施形態を示している以下の詳細な説明と、次のような添付の図面を参照することによって、よりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
図面の簡単な説明
【図１】撮像装置の光学アセンブリの例と非光学構成部品の例を示す。
【図２】例示的な撮像装置を示す。
【図３】鏡筒により支持される光学アセンブリの例を示す。
【図４】本発明の実施形態による、回転可能筐体４０１を有する撮像装置の例示的な実施形態を示す。
【図５】図４の実施形態の別の図を示す。
【図６】球面モータにより作動される支持機構を含む撮像装置の例示的な実施形態を示す。
【図７】球面モータにより支持される光学アセンブリを示す。
【図８】図７に示される例示的な実施形態の別の図を示す。
【図９】光学アセンブリを支持するための電磁球面モータにより作動される支持機構を示す。
【図１０】本発明の実施形態による無人航空機（ＵＡＶ）を示す。
【図１１】本発明の実施形態による、支持機構と搭載物を含む可動物体を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
詳細な説明
撮像装置の光学アセンブリに対して撮像装置の非光学ユニットから積極的な安定化を提供することによって画像を捕捉するための装置、システム、及び方法が提供される。装置とシステムは、撮像装置の少なくとも光学アセンブリを支持するための内蔵支持機構を備える撮像装置であってよい。支持機構は、撮像装置の中に内蔵されていてもよい。幾つかの場合において、複数の非光学構成部品は撮像装置の筐体内に包囲され、支持機構により支持されない。本願の方法は、安定化される撮像装置の、このような安定化を実現するために必要な質量を実質的に軽減させることができる。この安定化方式は、ｉ）支持機構により安定化されるべき搭載物を小型化及び／又は軽量化し、ｉｉ）既存の安定化方法を補い、及び／又はｉｉｉ）撮像装置全体の構成及びそれと共に使用されるあらゆる外部安定化構造の小型化を容易にする。支持機構により安定化される部分がより小さくて済む（例えば、光学アセンブリ）ため、支持機構は、撮像装置全体を安定化させる支持機構より小さくてよい。本明細書に記載されている本願の主題の装置と方法は、異なる環境及び運動条件で使用でき、画像捕捉中にリアルタイムで画像をブレ補正できる内蔵型安定化システムを備える、小型で信頼性の高い撮像装置を提供する。支持機構により安定化されるべき搭載物は撮像装置全体ではなく光学アセンブリであるため、支持機構が安定化を実行するために必要とするエネルギーの量は、撮像装置全体を支持するフレームアセンブリを駆動するのに必要なそれより小さい。例えば、撮像装置の動作に必要な１つ又は複数の非光学構成部品（例えば、撮像装置のバッテリ、メモリユニット、プロセッサ、筐体）を安定化させずに、光学アセンブリを安定化させるために必要なエネルギーの量は、撮像装置の動作に必要な１つ又は複数の光学ユニットを含む撮像装置全体を安定化するために必要なエネルギーの量より少ない。
【００２３】
１つの態様において、撮像装置が提供される。撮像装置は、筐体と、筐体内に配置された支持機構であって、筐体に対して１つ又は複数の回転軸の周囲で回転するように構成された１つ又は複数のフレーム構成部品を含む支持機構と、筐体内で支持機構により支持される光学アセンブリであって、１つ又は複数のレンズおよびイメージセンサを含み、支持機構を介して、筐体に対して、１つ又は複数の回転軸の周囲で回転可能である光学アセンブリと、複数の非光学構成部品であって、少なくとも１つの非光学構成部品が（１）光学アセンブリに動作可能に接続され、（２）支持機構により支持されないように筐体内に配置された複数の非光学構成部品と、を含む。支持機構は、感覚データに基づいて光学アセンブリを安定化させるように制御されてもよい。支持機構は、光学アセンブリの向き又は姿勢を制御するように構成されてもよい。幾つかの場合において、支持機構は１つ又は複数のフレーム構成部品を含んでいてもよく、これは相互に対して移動可能であり、それによって光学アセンブリの運動が１つ又は複数の回転軸の周囲で制御されてもよい。
【００２４】
撮像装置は、独立型の撮像装置とすることも、又は他の何れかの物体又はシステムに接続することもできる。撮像装置は、例えばアクションカメラとすることができる。例えば、アクションカメラは、そのアクションに持ち込んで静止画像又はフィルムビデオを捕捉するために使用できる。アクションカメラは、動きながら画像を捕捉してもよい。カメラは、屋外スポーツ、ベースジャンプ等のエクストリームスポーツ、又は水中等、様々な環境条件で使用できる。例えば、カメラはヘルメット、サーフボード、ハンドルバー、又はスポーツもしくは活動に関係しているライダの手首に取り付けることができる。撮像装置はまた、生体により担持され、又は静止もしくは可動物体により支持されることが可能な撮像装置であってもよい。例えば、撮像装置は、人もしくはその他の生物が保持もしくは装着し、又は何れかの適当な物体に取り付けることのできる筐体を含んでいてもよい。撮像装置は、他の装置の一部であってもよい。撮像装置は、他の装置に動作可能に接続されてもよい。例えば、撮像装置は他の装置、例えば携帯電話、タブレット、ラップトップ、ウェアラブルデバイス、デジタルカメラ、またはカメラを使用する他の何れの装置に接続されてもよい。例えば、撮像装置は他の装置に埋め込まれてもよい。撮像装置は、他の装置と一体であってもよい。撮像装置は、他の装置に取外し可能に取り付けられてもよい。他の例において、撮像装置は可動物体により担持される搭載物であってもよい。その他の例において、撮像装置は、場所又は位置情報を提供するためのビジョンセンサ等の可動物体の機能センサであってもよい。
【００２５】
撮像装置は、画像データを捕捉するために使用できる。幾つかの実施形態において、撮像装置はカメラであってもよい。カメラは、動的画像データ（例えば、ビデオ）を捕捉するムービ又はビデオカメラとすることができる。カメラは、静止画像（例えば、写真）を捕捉するスチルカメラとすることができる。カメラは、動的画像データと静的画像の両方を捕捉してもよい。カメラは、動的画像データの捕捉と静的画像の捕捉とを切り換えてもよい。本明細書で提供される特定の実施形態はカメラに関して説明されているが、本開示は何れの適当な撮像装置にも適用でき、カメラに関する本明細書中の何れの説明を何れの適当な撮像装置に当てはめることもでき、本明細書中のカメラに関する何れの説明も、その他の種類の撮像装置にも当てはめることができると理解するものとする。カメラは、３Ｄシーン（例えば、環境及び１つ又は複数の物体）の２Ｄ画像を生成するために使用できる。カメラにより生成された画像は、３Ｄシーンの２Ｄ像面への投射を表すことができる。したがって、２Ｄ画像内の各点は、シーン内の３Ｄ空間座標に対応する。カメラは、カラー画像、グレイスケール画像その他を捕捉してもよい。撮像装置は、光学撮像装置、赤外線撮像装置、紫外線撮像装置、又は熱撮像装置であってもよい。撮像装置は、環境中の電磁スペクトル（例えば、可視光、赤外線、紫外線等）に沿った各種の波長を検出することにより、環境を画像化することができてもよい。
【００２６】
撮像装置は、光学アセンブリと１つ又は複数の非光学構成部品を含んでいてもよい。図１は、撮像装置の光学アセンブリ１０１の例を示す。光学アセンブリは、少なくとも１つ又は複数のレンズ１０３及び／又は１つ又は複数のイメージセンサ１０５を含んでいてもよい。幾つかの場合において、光学アセンブリは、フィルタ及びミラー等、イメージセンサにより捕捉された画像データに影響を与えてもよい追加の構成部品をさらに含んでいてもよい。
【００２７】
イメージセンサ１０５は、光の波長に応答して画像データを生成するように構成されてもよい。画像データの捕捉には様々なイメージセンサが使用されてよく、例えばこれは相補型金属酸化膜半導体（ＣＯＭＳ）又は電荷結合素子（ＣＣＤ）である。幾つかの場合において、イメージセンサは回路基板上に提供されてもよい。回路基板は、撮像プリント回路基板（ＰＣＢ）であってもよい。回路基板は画像信号を処理するための複数の電子素子を含んでいてもよい。例えば、ＣＣＤセンサのための回路は、Ａ／Ｄコンバータと増幅器を含んでいてもよく、それがＣＣＤセンサにより提供されるアナログ信号を増幅し、変換する。任意選択により、イメージセンサは増幅器及び、アナログ信号をデジタル信号に変換する変換器と統合されてもよく、それによって回路基板は必要ではないかもしれない。幾つかの場合において、イメージセンサ又は回路基板の出力は、画像データ（デジタル信号）であってもよく、これはカメラ回路又はカメラのプロセッサによりさらに処理できる。幾つかの場合において、イメージセンサは光学センサのアレイを含んでいてもよい。
【００２８】
イメージングセンサは、特定の画像分解能で画像フレーム又は画像フレームシーケンスを捕捉してもよい。画像フレームの分解能は、１フレーム内のピクセルの数により定義されてもよい。画像分解能は、約３５２×４２０ピクセル、４８０×３２０ピクセル、７２０×４８０ピクセル、１２８０×７２０ピクセル、１４４０×１０８０ピクセル、１９２０×１０８０ピクセル、２０４８×１０８０ピクセル、３８４０×２１６０ピクセル、４０９６×２１６０ピクセル、７６８０×４３２０ピクセル、又は１５３６０×８６４０ピクセルより高いかそれと等しくてもよい。撮像装置のピクセルサイズは、１マイクロメートル、２マイクロルメートル、３マイクロメートル、５マイクロメートル、１０マイクロメートル、２０マイクロメートル等であってもよい。カメラは例えば、４Ｋカメラ又はそれより高分解能のカメラであってもよい。カメラのピクセルは正方形であってもよい。代替的に、ピクセルは正方形以外であってもよい。撮像装置は、カラー画像、グレイスケール画像等を捕捉してもよい。
【００２９】
イメージングセンサは、特定の捕捉レートで画像フレームシーケンスを捕捉してもよい。幾つかの実施形態において、画像シーケンスは、約２４ｐ、２５ｐ、３０ｐ、４８ｐ、５０ｐ、６０ｐ、７２ｐ、９０ｐ、１００、１２０ｐ、３００ｐ、５０ｉ、又は６０ｉ等の標準的ビデオフレームレートで捕捉されてもよい。幾つかの実施形態において、画像シーケンスは、約０．０００１秒、０．０００２秒、０．０００５秒、０．００１秒、０．００２秒、０．００５秒、０．０１秒、０．０２秒、０．０５秒、０．１秒、０．２秒、０．５秒、１秒、２秒、５秒、又は１０秒ごとに１画像より低い、又はそれと等しいレートで捕捉されてもよい。幾つかの実施形態において、捕捉レートは使用者入力及び／又は外部条件（例えば、照明の明るさ）に応じて変化してもよい。
【００３０】
１つ又は複数のレンズ１０３には、各類のレンズ、例えばフロントレンズ、コンデンサレンズ、魚眼レンズ、アポクロマートレンズ、プロセスレンズ、立体レンズ、ソフトフォーカスレンズ、赤外線レンズ、紫外線レンズ、及び／又はスイヴェルレンズが含まれていてもよい。１つ又は複数のレンズは異なる範囲の光学特性を有していてもよい。レンズの焦点距離又は開口は、様々な数値を有していてもよい。１つ又は複数のレンズは、光とどのように相互作用してもよい。例えば、１つ又は複数のレンズは、光を集束、発散、及び／又はコリメートしてもよい。レンズは、レンズを通過する光軸を有していてもよい。レンズの光軸は、レンズの直径に実質的に垂直であってもよい。１つ又は複数のレンズは何れの大きさを有していてもよい。例えば、１つ又は複数のレンズの直径は、約５ｃｍ、４ｃｍ、３ｃｍ、２．５ｃｍ、２ｃｍ、１．５ｃｍ、１．２ｃｍ、１ｃｍ、９ｍｍ、８ｍｍ、７ｍｍ、６ｍｍ、５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１．５ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍ、０．３ｍｍ、０．１ｍｍ、０．０５ｍｍ、又は０．０１ｍｍより小さいか、それと等しくてもよい。１つ又は複数のレンズの重量は、１０ｇ、７ｇ、５ｇ、４ｇ、３ｇ、２．５ｇ、２ｇ、１．５ｇ、１．２ｇ、１ｇ、７５０ｍｇ、５００ｍｇ、３００ｍｇ、２００ｍｇ、１００ｍｇ、７５ｍｇ、５０ｍｇ、２５ｍｇ、１０ｍｇ、７ｍｇ、５ｍｇ、３ｍｇ、２ｍｇ、又は１ｍｇより軽いか、これと等しくてもよい。
【００３１】
１つ又は複数のレンズは、幾つかの場合において、他の光学構成部品１０７と共に、各種の光学効果を実現するための異なる目的に使用されてよい。他の光学構成部品には、何れの種類の光学素子が含まれていてもよい。例えば、光学素子の例には、ある波長又は波長範囲を選択的に透過させ、又は拒絶するために使用されてよい光学フィルタが含まれていてもよい。フィルタの例には、電磁スペクトルの一部を透過させ、それ以外の波長はすべて拒絶するバンドパス干渉フィルタが含まれていてもよい。１つ又は複数のノッチフィルタが光学フィルタの一例として提供されてもよい。ノッチフィルタは、スペクトルの一部を拒絶し、それ以外のすべての波長を透過させてもよい。エッジ又はダイクロイックフィルタは、カットオン波長より長いか、又はカットオフ波長より短い波長を透過させてもよい。フィルタの別の例には、カラー基板フィルタが含まれていてもよく、これは濾材の固有の吸収及び透過特性を利用してもよい。ニュートラルデンシティ（ＮＤ）フィルタは、スペクトルの一部にわたり透過率を均一に低下させてもよい。幾つかの場合において赤外線及び一部のＵＶ光をブロックしながら、フルスペクトルカメラで通常の写真を撮ることかできるようにするために、ＵＶ／赤外線カットフィルタが使用されてもよい。光学素子の例には、フィルタ、ミラー、プリズム、レンズ、ダイクロイックフィルタ、ビームスプリッタ、光ファイバ、又は他のあらゆる種類の光学素子が含まれていてもよい。光学素子は、光を透過させ、光を反射させ、光を発散させ、光を屈折させ、光を集束させ、光を集束させ、光をフィルタ処理し、又は光に対して他の何れの作用を行ってもよい。何れの光学素子又は光学素子の組合わせが提供されてもよい。光学アセンブリは、イメージセンサにより捕捉された未加工の画像データに影響を与えるかもしれない動きを有する何れの素子を含んでいてもよい。例えば、レンズ又はイメージセンサの動き（例えば、振動、揺動）が捕捉された画像のぼけの原因となるかもれしない。
【００３２】
光学アセンブリは、光の経路を調整するために有益な構成部品をさらに含んでいてもよい。幾つかの実施形態において、光学アセンブリはズームレンズを含んでいてもよく、そのための焦点距離又は視野角を変化させることができる。撮像装置は、ズームレンズの焦点距離を調整することによって光学ズームを提供してもよい。例えば、１つ又は複数のレンズを光軸に沿ってスライドさせて、焦点距離を調整し、設計によるズームレベル又は倍率レベルを実現できるようにしてもよい。焦点距離はズームアウト時に延長されてもよく、焦点距離はズームイン時に短縮されてもよい。焦点距離は、１つ又は複数のレンズを光軸に沿ってイメージングセンサに対して移動させることによって調整されてよい。焦点距離は、イメージングセンサを光軸に沿って１つ又は複数のレンズに対して移動させることによって調整されてもよい。焦点距離は、イメージングセンサと１つ又は複数のレンズの両方を移動させて、イメージングセンサとレンズとの間の距離が調整されるようにすることによって調整されてもよい。幾つかの場合において、焦点距離を調整するために１つ又は複数の素子（例えば、レンズ、イメージングセンサ）を移動させるように、１つ又は複数のモータが含められてもよい。撮像装置は、１つ又は複数のズーミングモータを含んでいてもよく、これは、イメージングセンサと１つ又は複数のレンズとの間の相対距離を調整し、及び／又は撮像装置により捕捉された光のイメージングセンサまでの光路に影響を与えるかもしれないその他の光学素子を調整してもよい。１つ又は複数のズーミングモータは、カメラにより支持されてもよい。例えば、ズーミングモータは、イメージセンサと１つ又は複数の光学素子、例えば１つ又は複数のレンズとの間の距離を調整するために含められてもよい。ズーミングモータは、イメージセンサを駆動して、光軸に沿って１つ又は複数の光学素子に対して移動させるように構成されてもよい。代替的に、ズーミングモータは、１つ又は複数のレンズを光軸に沿ってイメージセンサに対して駆動するように構成されてもよい。ズーミングモータは、１つ又は複数のレンズ及び／又はイメージセンサを駆動して、光軸に平行な方向等、何れの方向に移動させてもよい。幾つかの場合において、光学アセンブリは、入射光の効果を有する、例えば歪ませたり、方向付けたりする構成部品の幾つか又は全部を含んでいてもよい。
【００３３】
撮像装置は、１つ又は複数の非光学構成部品１１５をさらに含んでいてもよい。非光学アセンブリが提供されてもよく、これは１つ、２つ、又はそれ以上の非光学構成部品を含んでいてもよい。非光学構成部品には、撮像装置の一部である何れの素子、又は従来の撮像装置の一部ではないかもしれない何れの素子が含まれていてもよい。非光学構成部品は、光学アセンブリに接続されていても、いなくてもよい。何れの適当な構成部品も撮像装置の筐体内に包囲されてもよく、これは例えば電源（例えば、バッテリ１０９）、メモリユニット（例えば、記憶媒体１１３）、回路構成、１つ又は複数のプロセッサ１１１、及び／又はその他の非光学構成部品１１７である。
【００３４】
１つ又は複数の光源１０９は、撮像装置の１つ又は複数の構成部品に電源供給するために使用されてよい。例えば、１つ又は複数の電源は、イメージセンサ、支持機構、又は非光学構成部品の何れかに電源供給してもよい。電源は、１つ又は複数のバッテリ等のエネルギー貯蓄装置であってもよい。バッテリは、充電式バッテリ（例えば、二次バッテリ）であってもよい。既知の、又は当業界で今後開発される何れのバッテリケミストリが使用されてもよい。幾つかの例において、バッテリは、制御弁式鉛蓄電池（例えば、ゲルバッテリ、グラスマット吸収式バッテリ）、ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）バッテリ、ニッケル亜鉛（ＮｉＺｎ）バッテリ、ニッケル金属ハライド（ＮｉＭＨ）バッテリ、又はリチウムイオン（Ｌｉイオン）バッテリであってもよい。供給電力は、撮像装置の支持機構、例えば支持機構のフレーム構成部品を作動させるモータ等に電源供給するために使用されてもよい。電源は、撮像装置の他の何れの構成部品、例えば１つ又は複数のセンサ、通信ユニット、コントローラ、メモリ、ＰＣＢボード、及び／又はディスプレイ／オーディオユニットにも電源供給してよい。同じ電源が複数の構成部品のために使用されてよく、又は異なる電源が異なる構成部品のために使用されてもよい。バッテリはまた、交換又はスワップアウトされてもよい。電源は、支持機構により支持されない非光学構成部品であってもよい。代替的又は追加的に、電源は支持機構により支持されてもよい。
【００３５】
メモリユニット１１３、例えばＳＤカードは、収集された画像データを記憶するために使用されてもよい。メモリユニットは、イメージセンサを利用して収集された画像データを記憶するために使用されてもよい。メモリユニットはイメージセンサと通信していてもよく、これはメモリユニットに記憶されるべきデータを提供してもよい。メモリユニットは、非一時的コンピュータ読取可能媒体を含んでいてもよい。非一時的コンピュータ読取可能媒体は、１つ又は複数のプロセッサが１つ又は複数のステップを行うために実行可能なロジック、コード、及び／又はプログラム命令を記憶することができる。非一時的コンピュータ読取可能媒体には、１つ又は複数のメモリユニット（例えば、ＳＤカード又はＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）等のリムーバブルメディア又は外部ストレージ）を含めることができる。メモリ記憶ユニットは、支持機構により支持されない非光学構成部品であってもよい。代替的又は追加的に、メモリ記憶ユニットは支持機構により支持されてもよい。
【００３６】
１つ又は複数のプロセッサ１１１は、信号処理、データ操作、及び／又はモータとの通信を行う何れの電子機器又は電子機器の集合も含んでいてよい。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のプロセッサは、イメージセンサにより捕捉される画像データを処理してもよい。プロセッサは、プログラマブルプロセッサ（例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）又はマイクロコントローラ）とすることができる。ある例において、１つ又は複数のプロセッサは、支持機構又はジンバルの運動を制御するように構成されてもよい。例えば、支持機構を制御するための制御信号は、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）及び／又は１つ又は複数のＡｄｖａｎｃｅｄ  ＲＩＳＫ  Ｍａｃｈｉｎｅプロセッサ（ＡＲＭ）の中で生成されてもよい。他の例において、１つ又は複数のプロセッサは、１つ又は複数のＡＳＳＰ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｓｔａｎｄａｒｄ  ｐｒｏｄｕｃｔｓ）又はＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）等、画像データを処理するように構成されていてもよい。例えば、１つ又は複数のプロセッサは、ベイヤ変換、デモザイク、ノイズ軽減、画像鮮鋭化、画像座標系の正確さを確実にするためのリサンプリング、コントラスト強化、スケールスペース表現等を含む各種のデジタル画像処理を実行することができてもよい。他の例において、１つ又は複数のプロセッサは、ズーミング機能を動作させるためのズーミングモータ等、光学構成部品のうちの１つまた複数と通信してもよい。プロセッサは、支持機構により支持されない非光学構成部品であってもよい。代替的又は追加的に、プロセッサは支持機構により支持されてもよい。
【００３７】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の通信ユニットは、非光学構成部品として提供されてもよい。通信ユニットは、撮像装置及び可動物体又は外部機器との一方向また双方向通信を提供してもよい。幾つかの実施形態において、通信ユニットは無線送信されてもよい。通信ユニットは、支持機構により支持されない非光学構成部品であってもよい。代替的又は追加的に、通信ユニットは支持機構により支持されてもよい。
【００３８】
幾つかの場合において、非光学構成部品の幾つか又は全部はプリント回路基板（ＰＣＢ）に実装されてもよい。例えば、非光学構成部品の電子素子、例えばプロセッサ、メモリユニット、通信ユニット等はＰＣＢボードに実装されてもよく、それに対して、ＰＣＢボードは撮像装置の筐体の内面に取り付けられた電源に接続されてもよい。他の例において、上記の電子構成部品の何れも、ＰＣＢボードに接続されていてもいなくてもよい別の構造上に提供されてもよい。例えば、メモリユニットは、ＰＣＢボード上に提供されず、ＰＣＢボードに取り付けられたプロセッサに適当な通信リンクを介して結合されてもよい。
【００３９】
幾つかの場合において、非光学構成部品は、光学アセンブリに動作可能に接続されてもよい。例えば、バッテリは、イメージセンサ、イメージセンサを支持する回路基板、又は光学アセンブリのモータと電気通信する。他の例において、イメージセンサにより捕捉される画像データは、媒体ストレージに送信され、又は筐体内でプロセッサにより処理されてもよい。幾つかの場合において、イメージセンサは非光学構成部品の少なくとも１つに動作可能に接続されてもよい。例えば、イメージセンサは、プロセッサ、メモリユニット、及び／又はバッテリと通信していてもよい。
【００４０】
適当な相互結合手段（例えば、ケーブル、ワイヤ、バス、無線通信）を利用して、非光学構成部品のためのプリント回路基板及びイメージングセンサを支持する回路基板との間の通信、又は支持機構により支持される素子と支持機構により支持されない素子との間の通信を可能にしてもよい。幾つかの場合において、データ送信又は電気通信は、１つ又は複数の非光学構成部品と光学アセンブリとの間で有線又は無線により可能とされてもよい。１つ又は複数の通信リンクを使って、光学アセンブリと非光学構成部品のうちの少なくとも１つとの間の通信を可能にしてもよい。１つ又は複数の通信リンクは、フレキシブル信号線を含んでいてもよい。１つ又は複数の通信リンクは、無線通信チャネル（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））を含んでいてもよい。例えば、光学アセンブリのＰＣＢボードと非光学構成部品のＰＣＢボードとの間の通信を提供するために、データ送信リンクと電気通信リンクが含められてもよい。
【００４１】
幾つかの場合において、相互結合手段又は通信リンクは、結合された構成部品が相互に対して相対運動できるものであつてもよい。例えば、イメージセンサはフレキシブルケーブルを介して非光学構成部品のプロセッサに結合されてもよく、それによってイメージセンサはそれに結合されているプロセッサに対して１つ又は複数の軸の周囲で回転できてもよい。
【００４２】
撮像装置は、様々な目的のための他の何れの非光学構成部品１１７を含んでいてもよい。例えば、非光学構成部品には、音声捕捉装置（例えば、パラボラマイクロフォン）、無線周波数（ｒｆ）センサ、磁気センサ、及び／又は超音波センサが含まれていてもよい。他の例において、非光学構成部品は、撮影対象の１つ又は複数の標的に信号を提供するための１つ又は複数のエミッタを含んでいてもよい。何れの適当なエミッタを使用することもでき、例えばこれは光源又は音源である。非光学構成部品には、例えば撮像装置から離れたモジュールとの通信のための１つ又は複数のトランシーバ、が含まれていてもよい。非光学構成部品は、その動きがイメージセンサにより捕捉された光の光経路を直接的には変更し、又はそれに影響を与えないような構成部品が含まれていてもよい。幾つかの例において、非光学構成部品には、１つ又は複数のセンサ、フレームアセンブリ、及びアクチュエータを含む支持機構が含まれていてもよい。代替的に、支持機構は、撮像装置の非光学構成部品とみなされなくてもよい。支持機構に関する詳細は、本明細書中、後で説明する。
【００４３】
幾つかの場合において、非光学構成部品は、撮像装置と他の遠隔装置との間の通信を提供するように構成された通信ユニットを含んでいてもよい。幾つかの例において、画像データは通信ユニットによって外部装置に送信されてもよい。例えば、画像は、撮像装置から離れた場所にある外部装置上で表示するように出力されてもよい。外部装置は表示装置とすることができ、これは例えば表示パネル、モニタ、テレビ、プロジェクタ、又は他の何れの表示装置であってもよい。幾つかの実施形態において、出力装置は例えば、携帯電話又はスマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、コンピュータ、ラップトップ、デスクトップ、タブレットＰＣ、メディアコンテンツプレイヤ、セットトップボックス、放送チューナを含むテレビ、ビデオゲームステーション／システム、又はデータネットワークにアクセスし、及び／又は撮像装置からの画像データを受信できるあらゆる電子装置である。本明細書で提供される通信は、双方向通信であってもよい。代替的に、一方向通信が提供されてもよい（例えば撮像装置から外部装置へのみ、又は外部装置から撮像装置へのみ）。
【００４４】
本明細書で提供される通信の何れも直接行われてよい。代替的に、これらはネットワーク、例えばＬＡＮ（ｌｏｃａｌ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ）又は、インターネット等のＷＡＮ（ｗｉｄｅ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ）を通じて行われてもよい。通信ユニットは、ＬＡＮ、ＷＡＮ、赤外線、無線、ＷｉＦｉ、Ｐ２Ｐ（ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔ）ネットワーク、電気通信ネットワーク、クラウド通信等を利用してもよい。任意選択により、タワー、衛星、又は移動局等の中継局を使用できる。無線通信は、近接依存でも近接非依存とすることもできる。幾つかの実施形態において、通信に視線が必要でも、必要でなくてもよい。
【００４５】
非光学構成部品の１つ又は複数はまた、支持機構により支持されることもできる。例えば、画像データを処理するためのプロセッサは、支持機構により支持されるＰＣＢボード上に提供されてもよい。
【００４６】
幾つかの場合において、１つ又は複数の非光学構成部品と光学アセンブリは撮像装置の筐体内に包囲される。幾つかの場合において、非光学構成部品と光学アセンブリは同じ筐体内に含められる。幾つかの場合において、非光学構成部品と光学アセンブリは、筐体の別のコンパートメントの中に含められる。光学アセンブリは、筐体内に配置される支持機構により支持されてもよい。支持機構は、筐体に対して回転するように構成された１つ又は複数のフレーム構成部品を含んでいてもよく、それによって光学アセンブリの動きが安定化されてもよい。１つ、２つ、又はそれ以上の非光学構成部品は筐体内に配置されてもよく、少なくとも１つの非光学構成部品は、光学アセンブリに動作可能に接続され、支持機構によっては支持されない。例えば、撮像装置のバッテリ及び／又はカメラプロセッサは、光学アセンブリに動作可能に接続され、支持機構により支持されなくてもよい。
【００４７】
図２は、撮像装置２００の例を示す。撮像装置は、筐体２０１を含んでいてもよい。筐体は光学アセンブリ２０３と、１つ又は複数のバッテリ２０９、１つ又は複数のプロセッサ２０７等の複数の非光学構成部品を（部分的又は完全に）包囲してもよい。撮像装置は支持機構２０５を含んでいてもよく、これは筐体内に配置され、光学アセンブリの運動を制御するように構成される。運動を制御することは、安定化及び／又は振動削減を含んでいてもよい。運動の制御は、参照フレームに関する撮像装置の運動に応答した受動制御を含んでいてもよい。受動制御は、撮像装置に参照フレーム、例えば慣性参照フレームに関する設定された向きを保持させてもよい。運動の制御はまた、撮像装置の向きを調整するための命令に応答する能動制御を含んでいてもよい。撮像装置のための設定された向きは、能動制御中に調整されてもよい。命令は、リモートコントローラ又は撮像装置から離れたその他装置により提供されてもよい。命令は、撮像装置を支持する可動物体により提供されてもよい。
【００４８】
幾つかの実施形態において、複数の非光学構成部品は電源、メモリユニット、及び／又は１つ又は複数のプロセッサを含んでいてもよい。複数の非光学構成部品は、前述のようないずれの追加の要素を含んでいてもよい。幾つかの場合において、非光学構成部品の全部又は幾つかは、プリント回路基板（ＰＣＢ）上に実装されてもよい。幾つかの場合において、非光学構成部品の少なくとも１つ及び／又は回路基板は、筐体の内面に取り付けられてもよい。１つ又は複数の非光学構成部品は、筐体に対して静止していてもよい。ＰＣＢは、筐体に対して静止していてもしていなくてもよい。幾つかの実施形態において、１つ又は複数の非光学構成部品と回路基板は、撮像装置の筐体に対して移動しなくてもよい。
【００４９】
幾つかの実施形態において、非光学構成部品の少なくとも１つは、支持機構により支持されなくてもよい。幾つかの場合において、非光学構成部品の必ずしも全部が支持機構により支持されなくてもよい。幾つかの場合において、非光学構成部品の幾つかは支持機構により支持されてよく、それによってこれらは筐体に対して相対運動してもよく、その一方で他の構成部品は筐体にしっかりと取り付けられる。幾つかの場合において、少なくとも電源とＰＣＢボードは筐体に取り付けられ、支持機構によって支持されている。幾つかの場合において、少なくとも電源と１つ又は複数のプロセッサは筐体に取り付けられ、支持機構により支持されない。幾つかの場合において、少なくとも電源、メモリユニット、及び１つ又は複数のプロケセッサは筐体に取り付けられ、支持機構によって支持されない。
【００５０】
光学アセンブリ２０３は、図１において前述したものと同じ光学アセンブリであってもよい。光学アセンブリは例えば、少なくとも１つ又は複数のレンズと１つ又は複数のイメージセンサを含んでいてもよい。幾つかの場合において、イメージセンサは回路基板上に提供されてもよい。回路基板は、基板ホルダにより支持されてもよい。回路基板は、基板ホルダに対して固定されていてもよい。回路基板は複数の電子素子を含んでいてもよく、これはイメージセンサにより捕捉された信号を処理するように構成される。幾つかの場合において、回路基板の出力データ（画像データ）は、さらにデータ処理されるために、プロセッサ等の非光学構成部品の少なくとも１つに送信されてもよい。
【００５１】
幾つかの場合において、光学アセンブリは、フィルタ、アイリス絞り、コンデンサ等、イメージセンサにより捕捉される光又は光子に影響を与えるその他の構成部品をさらに含んでいてもよい。光学アセンブリはまた、ズーミングなどの各種の光学機能に関連する要素も含んでいてよい。例えば、光学アセンブリは１つ又は複数のレンズ、光学構成部品、及びイメージセンサとの間の光軸（一次軸）に沿った距離を調整するための１つ又は複数のモータを含んでいてもよい。
【００５２】
撮像装置の光軸は、「一次軸」とも呼ばれてよく、撮像装置がそれに対してある程度の回転対称を有する線とすることができる。幾つかの実施形態において、撮像装置の光軸は撮像装置の光学構成部品（例えば、レンズ、フォトセンサ）の中心を通過する、及び／又は回転対称軸と一致する。幾つかの場合において、光学アセンブリの視線は光軸と整列してもよい。光軸は、イメージセンサの表面に実質的に垂直であってもよい。視野は、光軸を包含していてもよい。
【００５３】
光学アセンブリは、筐体に対して移動できるようにされてもよい。光学アセンブリは、筐体に対して１つ、２つ、又は３つの軸の周囲の回転運動を有することができるようにされてもよい。幾つかの場合において、１つ又は複数の軸の周囲での回転運動は、それぞれ９０、１８０、２７０、３６０度までの範囲であってもよい。幾つかの場合において、光学アセンブリは、３６０度を超える回転運動を有すことができるようされてもよい。したがって、光学アセンブリの視線方向はまた、筐体に対して広角であってもよい。
【００５４】
撮像装置の筐体２０１は、何れの立体形状を含んでいてもよく、これは例えば、球、立方体、角錐、角柱（例えば、直角プリズム）、円錐、円柱、及び多面体等である。幾つかの場合において、筐体は、光学アセンブリが筐体の外部環境への異なる方向への視線を有することができるようにする透明カバーを含んでいてもよい。透明カバーは、取外し可能であっても、そうでなくてもよい。幾つかの場合において、筐体の少なくとも一部は透明であり、それによって光学アセンブリの視線は、光学アセンブリが筐体に対して回転している間に筐体が障害とならないかもしれない。幾つかの場合において、筐体の１つ又は複数の面は透明であってもよい。幾つかの場合において、筐体のある面の一部は透明である。幾つかの実施形態において、筐体の表面全体の少なくとも１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、又は１００％が透明である。幾つかの場合において、視線方向にあるかもしれないその他の構造もまた透明材料で製作されてよい。筐体は完全に透明であってもよく、それによって筐体内の光学構成部品を使って捕捉された画像は、筐体により歪められず、又は影響を受けない。筐体は、防眩又は反射防止コーティングを含んでいてもよい。筐体は、光の不要な波長をフィルタ処理してもよい材料を含んでいても、含まなくてもよい。筐体は、二次レンズとして機能しても、しなくてもよい。筐体は、撮像装置の視野に影響を与えても、与えなくてもよい。幾つかの実施形態において、筐体のうち、撮像装置によりパノラマ画像を捕捉するのに十分な部分が透明であってもよい。光学構成部品は、少なくとも３６０度又は、本明細書の他の箇所に記載されているその他の角度の値にわたり、障害を受けずに回転できてよい。幾つかの実施形態において、筐体の１つ又は複数の部分は不透明であってもよい。例えば、１つ又は複数の縁部、角部、及び／又は面が不透明であってもよい。
【００５５】
撮像装置の筐体は、装置を各種の環境及び条件で使用できるようにしてもよい。筐体は、防水性、耐熱性、防塵性、又は凹凸表面等、各種の特性を提供する材料で製作されてよい。筐体は、流体を漏らさない性質（例えば、気密、水密）であってもよい。筐体は、耐破砕性又は飛散防止性を有していてもよい。筐体は、撮像装置のための連続した閉鎖外面を提供してもよい。幾つかの例において、筐体は開口部を有していてもよい。筐体は、ベース支持体等の外部物体に接続するための開口部を含んでいてもいなくてもよい。ある例において、筐体は、筐体を回転させるためのモータの寸法を収容する大きさ及び形状の穴等の開口部を有していてもよい。他の例において、筐体は、モータの外面に固定するための陥凹形状等の構造を含んでいてもよい。
【００５６】
筐体は、１つの形態のままであっても、又は２つもしくはそれ以上の形態間で本系可能であってもよい。例えば、筐体は筐体内の構成部品にアクセスできるように開放可能であっても、そうでなくてもよい。例えば、筐体の一部は開閉して、筐体がそれぞれ開放形態と閉鎖形態との間で変形させてもよい。
【００５７】
１つの態様において、組み込み型の支持機構を備える撮像装置が提供される。幾つかの実施形態において、支持機構は撮像装置の筐体内に完全に含められてもよい。支持機構は、撮像装置の筐体の内面により支持されてもよい。代替的に、支持機構は撮像装置の筐体の外部の基板により支持されてもよい。このような実施形態において、筐体は、開口部を含んでいてもよく、それによって支持機構の少なくとも一部を筐体に通すことができる。支持機構の１つ又は複数の部分は、筐体の外部の基板に対して移動してもよい。筐体は、筐体外部の基板に対して固定されていても、いなくてもよい。
【００５８】
撮像装置は、何れの適当な大きさ及び／又は寸法を有していてもよい。撮像装置は、人により持ち上げられ、持ち運ばれ、又は装着されるのに適した大きさ及び／又は寸法であってもよい。幾つかの例において、撮像装置の最大寸法（例えば、長さ、幅、高さ、直径、対角寸法）は約０．５ｃｍ、１ｃｍ、２ｃｍ、３ｃｍ、４ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、又は２０ｃｍ未満又はそれと等しくてもよい。撮像装置の設置面積（撮像装置により包含される横断面積と呼んでもよい）は、約１，０００ｃｍ２、５００ｃｍ２、１００ｃｍ２、５０ｃｍ２、１０ｃｍ２、５ｃｍ２、２ｃｍ２、１ｃｍ２、又は０．０１ｃｍ２より小さいか、それと等しくてもよい。幾つかの例において、撮像装置の重量は、５ｋｇ、４ｋｇ、３ｋｇ、２ｋｇ、１ｋｇ、０．５ｋｇ、０．１ｋｇ、０．０５ｋｇ、０．０１ｋｇ、５ｇ、又は１ｇ以下であってもよい。撮像装置の占める総空間体積は、１０００ｃｍ３、７５０ｃｍ３、５００ｃｍ３、４００ｃｍ３、３００ｃｍ３、２５０ｃｍ３、２００ｃｍ３、１７５ｃｍ３、１５０ｃｍ３、１２５ｃｍ３、１００ｃｍ３、７５ｃｍ３、５０ｃｍ３、４０ｃｍ３、３０ｃｍ３、２０ｃｍ３、１５ｃｍ３、１０ｃｍ３、５ｃｍ３、又は１ｃｍ３とほぼ等しいか、それ未満であってもよい。
【００５９】
図２に示される例示的な実施形態において、筐体の前面、上面、及び左面は透明であってもよく、それによって光学アセンブリは、視線が様々な方向にあるときに様々な視野角の画像データを捕捉できる。幾つかの場合において、異なる方向は、筐体の異なる面に対して規定されてもよい。例えば、光学アセンブリは、対向する面又は隣接する面等、筐体の異なる面から画像データを捕捉できてもよい。
【００６０】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数のレンズは鏡筒により支持されてもよい。幾つかの場合において、１つ又は複数のレンズは部分的に鏡筒内に包囲されてもよい。例えば、レンズの１つ又は複数は、鏡筒に接続されたホルダにより支持されてもよい。他の場合において、１つ又は複数のレンズの円周は、完全に鏡筒内に包囲されてもよい。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のレンズの円周全体又は円周の一部が包囲されてもよい。図３は、鏡筒３０３により支持される例示的な光学アセンブリを示す。
【００６１】
幾つかの実施形態において、鏡筒３０３は、支持機構の少なくとも１つのフレーム構部品３１１に接続されてもよい。鏡筒は、支持機構のフレーム構成部品にしっかりと取り付けられてもよい。鏡筒はフレーム構成部品に直接接続されてもよい。鏡筒は、追加の結合要素を介してフレーム構成部品に接続されてもよい。鏡筒は、フレーム構成部品に釈放可能に接続されてもよい。鏡筒は、フレーム構成部品と一体に形成されてもよい。鏡筒は、それが接続されているフレーム構成部品に対して移動しなくてもよい。代替的に、鏡筒は、フレーム構成部品に対して移動してもよい。幾つかの例示的な実施形態において、フレーム構成部品は、多軸ジンバルの最も内側のジンバルであってもよい。幾つかの場合に、鏡筒がジンバルフレームに取り付けられていると、鏡筒の移動は１つ、２つ、３つ、又はそれ以上の回転軸に対して安定化されてもよい。鏡筒の運動は、受動的にも能動的に制御されてよい。
【００６２】
幾つかの実施形態において、イメージセンサ３０５は回路基板上に提供されてもよく、それらの両方が鏡筒により支持される。代替的に、イメージセンサは外部回路基板上に提供されなくてもよい。回路基板又はイメージセンサは、基板ホルダ３０７により支持されてもよい。基板ホルダは、鏡筒に接続されてもよい。幾つかの場合において、基板ホルダは鏡筒に固定されてもよい。基板ホルダは、鏡筒と一体に形成されてもよい。基板ホルダは支持機構のフレーム構成部品にしっかりと取り付けられても、そうでなくてもよい。基板ホルダは、支持機構の少なくとも１つのフレーム構成部品に動作可能に接続されてもよい。
【００６３】
幾つかの場合において、基板ホルダ及び／又は鏡筒は、光軸に沿って相互に対して移動するように構成されてもよく、それによってイメージセンサからの１つ又は複数のレンズの距離が調整されてよい。１つ又は複数のレンズとイメージセンサとの間の距離の変化は、ズーミング等の光学機能を実現するために制御されてもよい。距離の変化は、焦点距離に影響を与えても、与えなくてもよい。幾つかの場合において、イメージセンサ又は回路基板は光軸に沿って移動可能であって、１つ又は複数のレンズからのイメージセンサの距離を調整してもよい。幾つかの場合において、イメージセンサ／回路基板と鏡筒はどちらも光軸に沿って移動可能であり、イメージセンサと１つ又は複数のレンズとの間の距離が調整される。１つ又は複数のモータが、鏡筒及び／又は基板ホルダの運動を作動させるために使用されてよい。
【００６４】
幾つかの場合において、鏡筒は支持機構のフレーム構成部品にしっかりと取り付けられてもよく、基板ホルダはフレーム構成部品に対して移動可能であってもよい。幾つかの場合において、基板ホルダは、支持機構のフレーム構成部品にしっかりと取り付けられ、鏡筒はフレーム構成部品に対して移動可能である。幾つかの場合において、鏡筒と基板ホルダの両方が、支持機構のフレーム構成部品にしっかりと取り付けられてもよい。任意選択により、鏡筒と基板ホルダの両方が、フレーム構成部品に対して移動可能であってもよい。
【００６５】
図の実施形態において、１つ又は複数のレンズはレンズ支持機構３０９により支持されてもよい。レンズ支持機構３０９は、鏡筒に接続されてもよい。幾つかの場合において、レンズ支持機構は、光軸に沿ってイメージングセンサに対して移動して、１つ又は複数のレンズとイメージングセンサとの間の距離を調整するように構成されてもよい。幾つかの場合において、レンズ支持機構は、例えばレンズのズーム中に光軸に沿って鏡筒に対して移動するように構成されてもよい。
【００６６】
光学アセンブリを支持するように構成された支持機構が消費する最小エネルギー量は、撮像装置全体を支持する支持機構を駆動するために必要なものより少なくてもよい。幾つかの例において、光学アセンブリの向きを安定化させ、又は制御するためのアクチュエータが消費するのは、撮像装置全体を支持する支持機構を駆動するためにアクチュエータが必要とするエネルギー量の一部（例えば、５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％）であろう。支持機構により支持される光学アセンブリの重量は、５０ｇ、１００ｇ、２００ｇ、３００ｇ、４００ｇ、５００ｇ、又は１０００ｇ以下であってもよい。
【００６７】
幾つかの例において、支持機構により支持される搭載物の重量が軽いと、システムの反応は素早くなるかもしれない。素早い応答は、制御されるべき搭載物の運動量が減るからであり、それゆえ、よりよい制御応答が得られてもよい。幾つかの例において、搭載物が軽量であると、支持機構に加えられるトルクが少なくて済み、それによってエネルギー消費量が減少する。
【００６８】
支持機構により支持される光学アセンブリは、１つ又は複数の回転軸の周囲で筐体内の１つ又は複数の非光学構成部品に対して移動可能であってもよい。光学アセンブリは、非光学構成部品又は筐体に対して、以下の軸、すなわちヨー軸及びピッチ軸のうちの少なくとも１つの周囲で回転可能であってもよい。光学アセンブリは、非光学構成部品又は筐体に対して、以下の軸、すなわちヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸のうちの少なくとも２つの周囲で回転可能であってもよい。回転軸の２つ又はそれ以上は、相互に直交していてもよい（例えば、ロール軸、ピッチ軸、ヨー軸）。回転軸の２つ又はそれ以上は相互に直交しなくてもよい（例えば、球面の周囲での運動）。光学アセンブリは、地上参照フレーム等、固定された参照フレームに対して安定化されてもよい。例えば、光学アセンブリの姿勢は、固定された参照フレームに対して所望の向きで安定化されてもよい。光学アセンブリは、筐体又は筐体が接続されている可動物体に対して（例えば、並進１、２、又は３自由度及び／又は回転１、２、又は３自由度に対して）移動可能とするように構成でき、それによって光学アセンブリは、可動物体の運動に関係なく、適当な参照フレームに対してその位置及び／又は向きを保持する。参照フレームは、固定された参照フレーム（例えば、周囲環境）とすることができる。代替的に、参照フレームは、移動する参照フレーム（例えば、可動物体、搭載物のターゲット）とすることができる。例えば、移動参照フレームは、自律追跡のための搭載物ターゲットに関する運動を特定するために使用されてもよい。
【００６９】
幾つかの場合において、光学アセンブリは、光学アセンブリの望ましくない振動運動を補償することによって安定化されてもよい。光学アセンブリは望ましくない運動（例えば、振動及び揺動）に応答してのみ安定化されてよく、故意の運動（例えば、歩行の動き）に応答しては安定化されなくてもよい。例えば、ローパスフィルタを使って、歩行により誘発されるもの等の低周波数の動きを平滑化してもよく、それによって光学アセンブリの姿勢は、揺動等の高周波数の動きに応答してのみ安定化されてもよい。
【００７０】
幾つかの場合において、光学アセンブリの向きは制御されてもよい。幾つかの例において光学アセンブリの向きは、環境（例えば、地面）に対して規定されてもよい。例えば、光学アセンブリは、地面に対して平坦にされてもよい。幾つかの例において、使用者は支持機構のコントローラにコマンドを送信することによって、光学アセンブリの向きを誘導できてもよい。幾つかの例において、光学アセンブリの向きは、所望の向きに応答して制御されてもよい。コントローラは、誘導信号が存在するときに、光学アセンブリを所望の向きに保持する信号を生成してもよい。所望の向きは、複数の選択肢から事前に選択されてもよい。例えば、所望の向きは、水平向きと垂直向きとの間で選択されてもよい。例えば、所望の向きは、撮像装置がロール、ピッチ、又はヨー軸の周囲で回転する角度、例えば０度、３０度、４５度、６０度、９０度、１２０度、１５０度、又は１８０度から選択されてもよい。幾つかの例において、所望の向きは、連続するスペクトルに沿って（例えば、撮像装置がロール、ピッチ、又はヨー軸の周囲で回転してもよい角度）選択されてもよい。幾つかの例において、使用者は、特定の所望の向き（例えば、ロール軸の周囲での搭載物の回転角度の数値）を入力してもよい。幾つかの例において、使用者はリストから特定の所望の向きを選択してもよい。幾つかの例において、向きを増分的に（例えば、１５度ずつ）変化させる選択肢がユーザインタフェースを介して使用者に提示されてもよい。例えば、使用者は、水平向き、垂直向きでの画像、又は任意の向き（例えば、対角線方向の向き）を有する画像を捕捉することを望んでもよい。水平向きを有する画像は、風景画像に対応してよい。垂直向きを有する画像は、自画像に対応してよい。イメージングセンサは、デフォルト位置（例えば、直立また休止位置）において水平向きを有する画像を捕捉してよい。例えば、幾つかの場合において撮像装置がデフォルト状態でコネクタに接続される場合、撮像装置は水平向きを有する画像を捕捉してもよい。撮像装置は、ロール軸の周囲で９０度回転させられると、垂直向きを有するが画像を捕捉してもよい。
【００７１】
幾つかの実施形態において、支持機構は筐体内に配置され、光学アセンブリの運動を安定化させるように構成される。支持機構は、図２に示される支持機構２０５等の多軸ジンバルであってもよい。支持機構は、１つ又は複数のアクチュエータに動作的接続された１つ又は複数のフレーム構成部品を含んでいてもよい。１つ又は複数アクチュエータは、１つ又は複数のフレーム構成部品を作動させて、２つ又はそれ以上の回転軸の周囲で回転させてもよい。回転軸には、以下の軸、すなわちヨー軸及びピッチ軸のうちの少なくとも１つが含んでいてもよい。幾つかの実施形態おいて、光学アセンブリはフレーム構成部品により支持され、これは筐体の一部に直接及び／又はしっかりと接続されない。
【００７２】
１つ又は複数のアクチュエータは、筐体に関する光学アセンブリの運動をもたらすように構成されてもよい。１つ又は複数のアクチュエータは、１つ又は複数のフレーム構成部品を、光学アセンブリの標的角度及び現在の位置状態に基づいて移動させるように制御されてもよい。１つ又は複数のアクチュエータは、１つ又は複数のフレーム構成部品を支持機構の回転運動に基づいて移動させるように制御されてもよい。幾つかの場合において、支持機構の回転運動は１つ又は複数のセンサを使って測定されてもよい。
【００７３】
幾つかの場合において、１つ又は複数のセンサは、光学アセンブリに関連する動き及び位置情報を検出又は取得するように構成されてもよい。動き及び位置情報には、光学アセンブリに生じた速度、向き、姿勢、加速度、位置、及び／又は他の何れの物理的状態が含まれていてもよい。
【００７４】
光学アセンブリの位置又は動きの状態を検出するための１つ又は複数のセンサは、少なくとも慣性計測部材を含んでいてもよい。慣性計測部材（慣性センサ）は、１つ又は複数のジャイロスコープ、速度センサ、加速度計、磁力計、及び１つ又は複数の位置センサを含んでいてもよい。慣性センサは、搭載物の空間設置（例えば、位置、向き、又は角度）、及び／又は動きの特性（例えば、並進（線）速度、角速度、並進（線）加速度、角加速度）を示すデータを取得するために使用されてもよい。慣性センサは、ここでは、モーションセンサ（例えば、速度センサ、加速度計等の加速度センサ）、向きセンサ（例えば、ジャイロスコープ、傾斜計）、又は１つ又は複数の内蔵モーションセンサ及び／又は１つ又は複数の内蔵向きセンサを有するＩＭＵを指すために使用されてもよい。慣性センサは、１つのモーション軸に対して感知データを提供してもよい。モーション軸は、慣性センサの軸（例えば、長手方向軸）に対応してもよい。複数の慣性センサを使用でき、各々の慣性センサは異なるモーション軸に沿った測定を提供する。例えば、３つの角加速度計を使って、３つの異なるモーション軸に沿った角加速度データを提供することができる。３つの動きの方向は直交軸であってもよい。角加速度の１つ又は複数は、回転軸の周囲の加速度を測定するように構成されてもよい。他の例として、３つのジャイロスコープを使って、３つの異なる回転軸の周囲の向きデータを提供することができる。３つの回転軸は、直交軸（例えば、ロール軸、ピッチ軸、ヨー軸）であってもよい。代替的に、慣性センサの少なくとも幾つか又は全部は、同じモーション軸に関する測定を提供してもよい。このような冗長性は例えば、測定精度を改善するために実装されてもよい。任意選択により、１つの慣性センサが複数の軸に関する感知データを提供できてもよい。例えば、複数の加速度計とジャイロスコープを含むＩＭＵを使って、最大６つのモーション軸に関する加速度データ及び向きデータを生成することができる。
【００７５】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の慣性センサは、支持機構又は光学アセンブリに設置されてもよい。幾つかの場合において、撮像装置は、支持機構のフレーム構成部品に取り付けられた少なくとも１つの慣性センサを含んでいてもよい。フレーム構成部品は、光学アセンブリを支持してもよい。幾つかの場合において、撮像装置は、光学アセンブリに取り付けられた少なくとも１つの慣性センサを含んでいてもよい。
【００７６】
１つ又は複数のセンサは、１つ又は複数の角位置又は角回転センサを含んでいてもよい。エンコーダ等の角位置又は角回転センサは、フレームアセンブリ内で相互に関するフレーム構成部品の相対角位置を検出するために使用されてもよい。例えば、磁場センサ又は光学エンコーダは、支持機構の回転運動を駆動するための１つ又は複数のアクチュエータの回転位置を検出するために使用されてもよい。幾つかの場合において、１つ又は複数の角位置又は角回転センサは、モータアセンブリの一部として提供される。
【００７７】
１つ又は複数のセンサは、位置センサを含んでいても、いなくてもよい。位置センサは、地上参照フレーム等の参照フレームに関する光学アセンブリの位置を測定することのできる各種の適当なセンサを含んでいてもよい。位置センサには、例えば全地球測位システム（ＧＰＳ）が含まれていてもよい。
【００７８】
１つ又は複数のセンサは、支持機構上に設置されてもよい。１つ又は複数のセンサは、例えばフレーム構成部品又はフレームアセンブリの何れの構造の上に設置されてもよい。１つ又は複数のセンサは、光学アセンブリに設置されてもよい。例えば、１つ又は複数のセンサは、光学アセンブリの回路基板に提供されてもよい。他の例において、１つ又は複数のセンサは鏡筒内に包囲されてもよい。
【００７９】
幾つかの実施形態において、支持機構の運動はコントローラにより制御されてもよい。幾つかの実施形態において、光学アセンブリの運動はコントローラにより制御されてもよい。コントローラは、光学アセンブリに関連する形勢情報を１つ又は複数のセンサにより取得された動き及び位置情報に基づいて計算するために使用されてもよい。例えば、光学アセンブリの検出された角速度及び／又は角位置は、光学アセンブリのピッチ、ロール、及び／又はヨー軸に関する光学アセンブリの姿勢を計算するために使用されてもよい。
【００８０】
搭載物である装置の計算された形勢に基づいて、１つ又は複数のアクチュエータを制御するための１つ又は複数のモータ信号が生成されてもよい。１つ又は複数のモータは、フレームアセンブリを直接駆動して、ピッチ、ロール、又はヨー軸のうちの少なくとも１つの周囲で回転させ、光学アセンブリの形勢（例えば、撮像装置の撮影角度）を調整するように構成されてもよい。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のモータは１つ又は複数のアクチュエータを含むことができ、これは、フレームアセンブリの１つ又は複数の構成部品を作動させて、１つ又は複数の回転軸の周囲で移動させるように構成される。１つ又は複数のアクチュエータは、１つ又は複数のモータを含んでいてもよい。ステップモータ、ブラシレスＤＣモータ、ブラシＤＣモータ、及びＤＣサーボモータ等、各種のモータが使用されてよい。幾つかの実施形態において、モータは単軸回転モータであってもよい。幾つかの実施形態において、モータは球面モータであってもよい。幾つかの実施形態において、回転軸（例えば、ピッチ、ロール、及びヨー）の１つ又は複数は、光学アセンブリと交差してもよい。他の実施形態において、回転軸の１つ又は複数は光学アセンブリと交差しなくてもよい。
【００８１】
幾つかの実施形態において、支持機構は複数のフレーム構成部品を含んでいてもよく、それによって搭載物である装置の回転順序は、その搭載物としての装置の通常の動作状況で、例えばまっすぐ下を向いているときに、「ジンバルロック」の問題を生じさせずに回転できるように選択される。例えば、１つの実施形態において、回転順序は最も内側から最も外側の回転軸へとピッチ、ロール、及びヨーであってもよい。他の実施形態において、回転順序は、最も外側から最も内側の回転軸へとピッチ、ロール、及びヨーであってもよい。光学アセンブリの何れの回転順序（例えば、最も外側から最も内側の回転軸へ、又は最も内側から最も外側の回転軸へ、ピッチ／ロー／ロール、ピッチ／ヨー／ロール、ロール／ヨー／ビッチ、ヨー／ロール／ピッチ、又はヨー／ピッチ／ロール）も想定されてよい。幾つかの実施形態において、フレームアセンブリは、球面アクチュエータを含んでいてもよく、この場合、球面アクチュエータは光学アセンブリが取り付けられるロータを最大３つの回転軸の周囲で回転させてもよい。幾つかの場合において、球面アクチュエータは、ロータをモータのステータの球面の周囲で移動させてもよい。
【００８２】
幾つかの実施形態において、支持機構を制御することは、少なくとも一部にフィードバック信号に基づいて支持機構の運動をもたらすことを含んでいてもよい。フィードバック信号は、光学アセンブリに関する姿勢データを含んでいてもよい。幾つかの実施形態において、支持機構の運動は、１つ又は複数の軸に関する支持機構の角位置、角速度、及び／又は角加速度を含んでいてもよい。
【００８３】
支持機構は個別の支持機構フレーム構成部品を含むことができ、そのいくつかは相互に対して移動可能とすることができる。支持機構作動アセンブリは、個々の支持機構フレーム構成部品の運動を起こさせる１つ又は複数のアクチュエータ（例えば、モータ）を含むことができる。アクチュエータは、複数の支持機構フレーム構成部品が同時に移動できるようにすることができ、又は一度に１つの支持機構フレーム構成部品が移動できるように構成されてもよい。支持機構フレーム構成部品の運動は、光学アセンブリのそれに対応する運動を生成させることができる。例えば、支持機構作動アセンブリは、１つ又は複数の回転軸（例えば、ロール軸、ピッチ軸、又はヨー軸）に関する１つ又は複数の支持機構フレーム構成部品の回転を起こさせることができる。１つ又は複数の支持機構フレーム構成部品の回転は、光学アセンブリを筐体に対して１つ又は複数の回転軸の周囲で回転させることができる。代替的に、又はそれと組み合わせて、支持機構作動アセンブリは、１つ又は複数の並進軸に沿った１つ又は複数のフレーム構成部品の並進を起こさせ、それによって１つ又は複数の対応する軸に沿った撮像装置の筐体に関する光学アセンブリの並進を生じさせることができる。幾つかの実施形態において、支持機構を制御することは、少なくとも一部に検出された光学アセンブリの姿勢データに基づいて１つ又は複数のフレーム構成部品の運動をもたらすことを含んでいてもよい。幾つかの実施形態において、支持機構の運動は、支持機構の角位置、角速度、及び／又は角加速度を含んでいてもよい。幾つかの実施形態において、支持機構の運動は、地面等の慣性参照フレームに対してもたらされる。例えば、光学アセンブリは、地面に対して支持機構により安定化又は水平化されてもよい。
【００８４】
支持機構を、光学アセンブリの空間設置を安定化させるために使用できる。支持機構は、光学アセンブリが所望の運動を有することができるようにしてもよい。例えば、支持機構を使って、光学アセンブリを回転させて、不要な運動（例えば、振動、ジタリング）を補償することができる。光学アセンブリは、望ましくない運動（例えば、振動及び揺動）に応答して安定化されてもよく、故意の運動（例えば、歩行の動き）に応答して安定化されなくてもよい。例えば、ローパスフィルタを使って、歩行により誘発されるもの等、低周波数運動を平滑化してもよく、それによって光学アセンブリの姿勢は、揺動等の高周波数運動に応答してのみ安定化されてもよい。
【００８５】
支持機構は、光学アセンブリの空間設置を制御するために使用できる。例えば、支持機構を使って、光学アセンブリを所望の空間設置へと回転させることができる。所望の空間設置は、使用者が（例えば、リモート端末又は可動物体、支持機構、及び／又は撮像装置と通信するその他の外部装置を介して）手で入力し、使用者の入力を必要とせずに（例えば、可動物体、支持機構、及び／又は撮像装置の１つ又はプロセッサにより）自律的に特定し、又は可動物体、支持機構、及び／又は撮像装置の１つ又は複数のプロセッサを利用して半自律的に特定できる。所望の空間設置は、光学アセンブリの所望の空間設置を実現するであろう、支持機構又はその１つ又は複数の構成部品（例えば、１つ又は複数のフレーム）の運動を計算するために使用できる。
【００８６】
制御システムに関して、カスケード式の比例−積分−微分（ＰＩＤ）を使って支持機構の姿勢と速度を制御してもよい。留意すべき点として、各種の制御アルゴリズムを使ってジンバル又は支持機構システムを制御でき、これには例えば、ＯＮ−ＯＦＦ、ＰＩＤモード、フィードフォワード、適応型、知的（ファジロジック、ニューラルネットワーク、Ｅｘｐｅｒｔ  Ｓｙｓｔｅｍ、及びジェネリック）制御アルゴリズムが含まれるが、これらに限定されない。ＰＩＤ制御等の特定の制御をモデルに関して、制御システムは制御目標／出力可変値（例えば、角速度、角位置、各加速度、又はトルク）の違い、及び入力可変値（例えば、入力電圧）の違いに応じて異なることができる。したがって、制御パラメータは様々な方法で表現されてもよい。
【００８７】
各モータに提供される入力トルクは、例えばフィードバック制御ループを使用する等、様々な方法で特定できる。フィードバック制御ループは、入力として標的角度を取得し、支持機構のアクチュエータへ入力信号として入力トルクを出力することができる。フィードバック制御ループは、比例（Ｐ）コントローラ、比例−微分（ＰＤ）コントローラ、比例−積分（ＰＩ）コントローラ、比例−積分−微分（ＰＩＤ）コントローラ、又はこれらの組合せのうちの１つ又は複数を使って実装できる。ＰＩＤコントローラは、１つ又は複数のプロセッサを含んでいてもよい。ＰＩＤコントローラは、支持機構上に設置されてもよい。ＰＩＤコントローラは、支持機構から離れた場所に設置できる。ＰＩＤコントローラは例えばベース支持体に設置できる。
【００８８】
本明細書の他の箇所に記載したように、ＰＩＤコントローラは、標的角度と慣性センサにより測定された角度との差に基づいて入力角速度を特定するように構成されてもよい。ＰＩＤコントローラは、入力された角速度と慣性センサにより測定された角速度との差に基づいて入力トルクを特定するように構成されてもよい。
【００８９】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数のプロセッサは、光学アセンブリの姿勢データを計算するように構成されてもよい。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のプロセッサは、プログラマブルプロセッサ（例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ）又はマイクロコントローラ）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）、及び／又は１つ又は複数のＡＲＭプロセッサであってもよい。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のプロセッサは、非一時的コンピュータ読取可能媒体に動作可能に接続されてもよい。非一時的コンピュータ読取可能媒体は、１つ又は複数のプロセッサユニットにより１つ又は複数のステップを行うために実行可能であるロジック、コード、及び／又はプログラ命令を記憶できる。非一時的コンピュータ読取可能媒体は、１つ又は複数のメモリユニット（例えば、ＳＤカード又はＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）等のリムーバブル媒体又は外部ストレージ）を含むことができる。
【００９０】
１つ又は複数のプロセッサは、図１において説明したものと同じプロセッサ１１１であってもよい。１つ又は複数のプロセッサは、支持機構により支持されていなくてもよい。代替的に、１つ又は複数のプロセッサは、支持機構により支持されてもよい。１つ又は複数のプロセッサは、支持機構の何れのフレーム構成部品に設置されてもよい。１つ又は複数のプロセッサは筐体内に包囲されてもよい。
【００９１】
図２に示される撮像装置の例示的な構成において、光学アセンブリは支持機構により支持される。支持機構は、多軸ジンバルであってもよい。支持機構は、複数のフレーム構成部品を含んでいてもよく、これらは複数のモータに動作可能に接続される。複数のモータは、複数のフレーム構成部品を作動させて、２つ又はそれ以上の回転軸の周囲で回転させる。光学アセンブリと支持機構の両方が、撮像装置の筐体内に包囲される。支持機構は、光学アセンブリを撮像装置の筐体に対してロール、ピッチ、及びヨー軸の周囲で、及び／又はそれに沿って移動させることができてもよい。幾つかの実施形態において、ロー軸は光学アセンブリのための光路又は光軸に実質的に平行であってもよい。支持機構は、光学アセンブリに、支持機構のモータに提供される制御信号に基づいてロール軸、ピッチ軸、及びヨー軸のうちの１つ又は複数の周囲で回転させてもよい。
【００９２】
撮像装置２００は、独立型の撮像装置であってもよい。撮像装置は、生体により担持できる。撮像装置は、例えば人の手で保持又は把持されてもよい。撮像装置は、他の物体に接続されていても、そうでなくてもよい。撮像装置は、他の装置と電気通信していても、そうでなくてもよい。撮像装置は、光学アセンブリ及び１つ又は複数の非光学構成部品を包囲する筐体を含んでいてもよい。撮像装置は、筐体内に配置された支持機構をさらに含んでいてもよい。光学アセンブリは支持機構により支持され、非光学構成部品の少なくとも１つは支持機構により支持されない（例えば、バッテリ、位置センサ、記憶媒体、モータ、回路構成、電源、プロセッサ、又はプロセッサ）。例示的な実施形態に示されているように、支持機構は３軸ジンバルである。留意すべき点として、支持機構はまた単軸、二軸ジンバルとすることもできる。
【００９３】
撮像装置は、本明細書に記載されているシステム、装置、及び方法の何れと共に使用することもできる。撮像装置は、他のシステム及び装置と統合されてもよい。撮像装置は、他のシステム又は装置に動作可能に接続されてもよい。これらのシステム及び装置には、とりわけ、デスクトップコンピュータ、ラップトップもしくはノートブックコンピュータ、移動機器（例えば、スマートフォン、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、及びタブレット）、又はウェアラブルデバイス（例えば、スマートウォッチ）が含まれていてもよい。その他のシステム及び装置はまた、他の何れのメディアコンテンツプレイヤ、例えばセットップボックス、テレビ、ビデオゲームシステム、又は撮像装置もしくはカメラに必要な何れの電子機器を含むこともできる。撮像装置は、可動物体（図示せず）、例えば生体、車両、ＵＡＶ等により担持されることも可能である。
【００９４】
図の実施形態２００において、支持機構２０５は、光学アセンブリ２０３に回転可能に接続された第１のフレーム２１１−１と、第１のフレーム２１１−１に接続された第２のフレーム２１１−２を含む。図の実施形態２００において、第１のフレームはピッチフレームであり、これはピッチアクチュエータにより作動されて、支持機構をピッチ軸２１０−２の周囲で回転させる。第２のフレーム２１１−２はヨーフレームであり、これはヨーアクチュエータにより作動されて、支持機構と光学アセンブリをヨー軸２１０−３の周囲で回転させる。支持機構はまた、光学アセンブリをロール軸２１０−１の周囲で回転させるように構成されたロールアクチュエータを含むこともできる。アクチュエータ（例えば、ロールアクチュエータ、ピッチアクチュエータ、ヨーアクチュエータ）は各々、それぞれのフレーム又は光学アセンブリを対応する回転軸の周囲で回転させるためのトルクを加えることができる。各アクチュエータは、ロータとステータを含むモータとすることができる。例えば、ヨーアクチュエータは、ヨーフレーム（第２のフレーム２１１−２）に接続されたロータと撮像装置の筐体２０１に接続されたステータ、又はその逆を含むことができる。しかしながら、支持機構の代替的形態もまた使用できると理解するものとする（例えば、２つより少ない、又はそれより多いフレームであり、第２のフレーム２１１−２はヨーフレームではなくピッチフレーム又はロールフレームであってもよく、第１のフレームはロールフレームではなくピッチフレーム又はヨーフレームであってもよい）。幾つかの場合において、本明細書の他の箇所に記載されているように、支持機構は球面モータを含んでいてもよく、それによって３つの回転軸のすべてが球面モータの中心で交差してもよい。
【００９５】
幾つかの実施形態において、撮像装置は他の物体に接続されてもよい。撮像装置は、他の物体に回転可能に接続されてもよい。撮像装置は、それが接続された物体に対して１つ又は複数の軸の周囲で回転するように作動されてもよい。幾つかの場合において、撮像装置は、ジンバルプラットフォーム等の外部支持機構を介して他の物体に接続されてもよい。外部支持機構は、本明細書の他の箇所に記載されているような、内部支持機構の何れの特性を有していてもよい。幾つかの場合において、撮像装置の筐体は、ベース支持体に接続されるように構成されてもよい。ベース支持体は、以下、すなわち可動物体、静止物体、又は生体、の中から選択される少なくとも１つに設置され、又はそれによって担持されてもよい。幾つかの場合において、可動物体は航空機、陸上車両、又は手持ちマウントを含んでいてもよい。他の実施形態において、筐体はベース支持体にしっかりと接続されてもよい。この場合、撮像装置の筐体はベース支持体に対して回転するように構成されていなくてもよい。
【００９６】
ベース支持体は、撮像装置を可動物体に接続するように構成されてもよい。幾つかの実施形態において、撮像装置は可動物体に少なくとも１つのモータを介して接続されてもよい。ベース支持体は、可動物体にしっかりと接続されてもよい。ベース支持体は、可動物体に釈放可能に接続されてもよい。ベース支持体は可動物体に対して移動可能であっても、そうでなくてもよい。幾つかの場合において、撮像装置の筐体は、べース支持体に接続されてもよい。幾つかの実施形態において、フレームがその周囲で回転するように構成された回転軸は、ピッチ軸、ロール軸、又はヨー軸のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。
【００９７】
幾つかの実施形態において、撮像装置の筐体は、ベース支持体に少なくとも１つのモータを介して回転可能に接続されてもよい。筐体は、モータのロータに取り付けられてもよく、ベース支持体はモータのステータに取り付けられてもよい。代替的に、筐体はモータのステータに取り付けられてもよく、ステータのロータはベース支持体取り付けられてもよい。幾つかの実施形態において、モータは筐体を回転軸の周囲でベース支持体に対して回転させるように構成されてもよい。筐体の回転軸はヨー軸であってもよい。回転軸はピッチ軸であってもよい。回転軸はロール軸であってもよい。筐体の回転軸は、支持機構の少なくとも１つの回転軸に平行であってもよい。図２の例示的な構成において、筐体２０１はベース支持体に対して、ヨー軸２１０−３又はピッチ軸２１０−２に平行な回転軸の周囲で回転可能であってもよい。筐体の回転軸は、支持機構の少なくとも１つの回転軸に対し斜めであってもよい。
【００９８】
幾つかの実施形態において、筐体の回転軸は支持機構の少なくとも１つの回転軸に直交していてもよい。筐体の回転軸は、支持機構の少なくとも１つの回転軸と交差してもよい。幾つかの実施形態において、筐体を回転させるためのモータは、ステータをベース支持体に対してヨー軸の周囲で回転させるように構成されてもよく、支持機構は、光学アセンブリを筐体に対してピッチ軸又はロール軸のうちの少なくとも１つの周囲で回転させるように構成されてもよい。光学アセンブリを支持するための筐体と支持機構を回転させるためのモータは、光学アセンブリの姿勢を共同で安定化又は制御するように構成されてもよい。例えば、支持機構は、光学アセンブリを１つ又は２つの軸（例えば、ロール、ピッチ軸）の周囲で回転させるように構成されてもよく、筐体は、支持機構の回転軸に直交する軸の周囲で回転するように構成されてもよく、このようにして光学アセンブリは、支持機構の回転軸と筐体の回転軸の周囲で回転させることができる。
【００９９】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数のコントローラは、筐体の運動及び／又は支持機構の運動を制御することにより、光学アセンブリの運動を安定化させ、又は光学アセンブリの姿勢を制御するために使用されてもよい。幾つかの場合において、１つのコントローラは筐体及び／又は支持機構の回転運動を制御するために使用されてもよい。コントローラは、撮像装置の内部に配置されてもよい。コントローラは、支持機構によって支持されず、筐体の内部に設置されてもよい。代替的に、コントローラは、ベース支持体又は、ベース支持体が固定されている可動物体に設置されてもよい。コントローラは、筐体に取り付けられたモータと支持機構に取り付けられたモータの両方に対する入力信号を生成してもよい。入力信号は、少なくとも光学アセンブリの現在の位置もしくは場所状態を示すセンサデータ又は１つ又は複数のアクチュエータの回転位置もしくは速度を示すセンサデータに基づいて生成されてもよい。代替的に、筐体の回転運動又は撮像装置全体の回転運動を制御するために、別のコントローラが提供されてもよい。別のコントローラは、ベース支持体又は可動物体上に提供されてもよい。別のコントローラは、支持機構の運動を制御するためのコントローラと通信してもよい。２つのコントローラは、協働して光学アセンブリの姿勢を制御してもよい。例えば、一方のコントローラは、筐体を移動させるためのアクチュエータに対する制御信号を生成するように構成されてもよく、他方のコントローラは、筐体内の支持機構の構成部品を移動させるためのアクチュエータに対する制御信号を生成するように構成されてもよい。幾つかの場合において、別のコントローラは、筐体又は撮像装置全体を支持する外部支持機構を制御するように構成されてもよい。外部支持機構は、筐体又は撮像装置全体を１つ又は複数の回転軸の周囲で移動させるように構成されてもよい。
【０１００】
１つ又は複数のセンサは、１つ又は複数のアクチュエータの角位置又は角速度を検出するように構成されてもよい。１つ又は複数のセンサは、筐体を作動させるためのモータ及び支持機構のフレーム構成部品を作動させるためのモータに取り付けられてもよい。１つ又は複数のセンサは、角位置又は角回転センサを含んでいてよい。エンコーダ等の角位置又は回転センサが、支持機構内でのフレーム構成部品の相互に関する相対角位置を検出するために使用されてもよい。角位置又は角回転センサは、筐体のベース支持体に関する相対角位置を検出するために使用されてもよい。例えば、筐体のベース支持体に関する回転運動を駆動するための１つ又は複数のアクチュエータの回転位置を検出するように構成された磁場センサ又は光学エンコーダ。
【０１０１】
１つ又は複数のセンサは、光学アセンブリに関連する動き及び位置情報を検出又は取得するように構成されたセンサを含んでいてもよい。動き及び位置情報は、光学アセンブリに生じる速度、向き、姿勢、加速度、位置、及び／又は他の何れの物理的情報が含まれていてもよい。
【０１０２】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数の慣性センサは、支持機構又は光学アセンブリに対して設置されてもよい。幾つかの場合において、撮像装置は支持機構のフーム構成部品に取り付けられた少なくとも１つの慣性センサを含んでいてもよい。フレーム構成部品は、光学アセンブリを支持してもよい。幾つかの場合において、撮像装置は、光学アセンブリに取り付けられた少なくとも慣性センサを含んでいてもよい。例えば、慣性センサは、光学アセンブリのＰＣＢボード上に提供されてもよい。
【０１０３】
図４は、本発明の実施形態による回転可能筐体４０１を備える撮像装置４００の例示的な実施形態を示す。撮像装置は、支持機構４０３によって支持される光学アセンブリ４０５を含んでいてもよい。光学アセンブリは、図２において説明したものと同じ光学アセンブリとすることができる。撮像装置は、複数の非光学構成部品、例えばバッテリ４０７及び１つ又は複数のプロセッサ（図示せず）を含んでいてもよい。非光学アセンブリの少なくとも１つは、支持機構により支持されない。筐体４０１は、複数の非光学構成部品と支持機構上に支持された光学アセンブリを包囲してもよい。筐体４０１は、モータ４１３を介してベース支持体（図示せず）に接続されてもよい。ベース支持体は、可動物体に取り付けられてもよい。ベース支持体は、可動物体にしっかりと接続されてもよい。ベース支持体は、可動物体と一体に形成されてもよい。ベース支持体は、可動物体に対して移動可能に構成されていても、いなくてもよい。
【０１０４】
筐体は、ベース支持体に対して移動するように制御されてもよい。幾つかの実施形態において、光学アセンブリの運動は、筐体の運動及び筐体内の支持機構の運動を制御することによって安定化又は制御されてもよい。光学アセンブリの運動は、筐体の運動又は支持機構の運動を個別又は集合的に制御することによって安定化されてもよい。
【０１０５】
筐体は、回転軸の周囲でベース支持体に対して回転可能であってもよい。回転軸は、ヨー軸４０９であってもよい。支持機構は、１つ又は複数の回転軸を含んでいてもよい。図の実施形態において、支持機構は、光学アセンブリをロール軸４１０及びピッチ軸４１１の周囲で回転させるように構成される。支持機構は、光学アセンブリに回転可能に接続されたフレーム構成部品を含む。図の実施形態において、フレームはピッチフレームであり、ピッチアクチュエータにより作動されて、支持機構をピッチ軸４１１の周囲で回転させる。支持機構は、筐体に回転可能に接続されてもよい。支持機構は、筐体に１つ又は複数の非光学構成部品を介して回転可能に接続されてもよい。実施形態に示されているように、支持機構は、筐体内部でバッテリに回転可能に接続される。支持機構はまた、光学アセンブリをロール軸４１０の周囲で回転させるように構成されたロールアクチュエータも含むことができる。撮像装置は、支持機構と光学アセンブリをヨー軸４０９の周囲で回転させるためのヨーアクチュエータを含んでいてもよい。ヨーアクチュエータは、筐体４０１をベース支持体（図示せず）に接続するように構成されてもよい。支持機構、光学アセンブリ、非光学構成部品、及び筐体は、ヨー軸に対して回転可能であってもよい。アクチュエータ（例えば、ロールアクチュエータ、ピッチアクチュエータ、ヨーアクチュエータ）は各々、それぞれのフレーム又は光学アセンブリを対応する回転軸の周囲で回転させるためのトルクを加えることができる。各アクチュエータは、ロータとステータを含むモータとすることができる。例えば、ヨーアクチュエータは、筐体に接続されたロータとベース支持体に接続されたステータ、又はその逆を含むことができる。しかしながら、支持機構の代替的な構成も使用できると理解するものとする。例えば、支持機構は、２つ又はそれ以上のフレーム構成部品を含んでいてもよく、第１のフレーム構成部品はピッチフレーム又はロールフレームであってもよく、第２のフレーム構成部品はロールフレーム、ピッチフレーム、又はヨーフレームであってもよい。筐体は、各種の異なる回転軸の周囲で回転されることができ、これらは支持機構の回転軸に直交していても、していなくてもよい。例えば、筐体の回転軸はヨー軸ではなくロール軸又はピッチ軸であってもよい。筐体の回転軸は、支持機構の回転軸に直交していてもよい。代替的に、筐体の回転軸は支持機構の軸の１つに平行であってもよい。
【０１０６】
撮像装置の全質量の一部が支持機構により支持されてもよい。支持機構は、撮像装置の１つ又は複数の構成部品を支持するように構成されてもよく、これは撮像装置の全質量の１％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、７０％、８０％、９０％を占めてもよい。１つ又は複数の構成部品は、１つ又は複数のレンズ、フィルタ等を含む光学アセンブリであってよい。幾つかの場合において、１つ又は複数の構成部品は、１つ又は複数のレンズ、フィルタ等の幾つかの光学構成部品と、モーション／位置センサ、回路構成、又はメモリユニット等の非光学構成部品を含んでいてもよい。幾つかの場合において、１つ又は複数の非光学構成部品は支持機構により支持されなくてもよい。１つ又は複数の非光学構成部品は、撮像装置の全質量の少なくとも１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％を占めてもよい。幾つかの場合において、１つ又は複数の非光学構成部品は支持機構のフレーム構成部品により支持されてもよい。フレーム構成部品は、支持機構の、光学アセンブリを支持するように構成された第１のフレーム構成部品でなくてもよい。
【０１０７】
図５は、図４の実施形態の他の図を示す。筐体５０１は、図４の筐体４０１に対応する。モータ５０１は、少なくともステータおよびロータを含む。幾つかの実施形態において、筐体は、モータのステータ５０３にしっかりと接続されてもよい。モータ５０５のロータは、ベース支持体（図示せず）等の外部の物体に接続されてもよい。代替的に、筐体はモータのロータにしっかりと接続されてもよく、ステータはベース支持体に接続されてもよい。幾つかの場合において、筐体はモータに適合する、又は接続される形状を有していてもよい。モータは、筐体又は何れかの面もしくは何れかの表面に結合されてもよい。図の実施形態において、筐体は底面を通じてモータに接続される。筐体は、左面、右面、後面、前面、及び／又は上面を通じてモータに接続することができる。幾つかの場合において、アクチュエータは、撮像装置の光学アセンブリの運動を制御するための支持機構の一部であってもよい。この場合、支持機構は部分的に筐体内に包囲されていると考えてもよい。
【０１０８】
幾つかの実施形態において、撮像装置は独立型装置である。例えば、筐体は、物体から分離され、機械的に取り付けられていなくてもよい。撮像装置は、手持ち装置であってもよい。例えば、使用者は、撮像装置の筐体内に完全に包囲される支持機構で撮像装置を保持してもよい。撮像装置は、取付手段を使って他の表面又は物体に取付可能であってもよい。例えば、撮像装置の筐体は、他の表面又は装置に工具を使わずに釈放可能に取り付けられてもよい。幾つかの実施形態において、撮像装置は、他の装置、物体、又はシステムと一体であってもよい。筐体は他の物体に結合されてもよく、これは移動可能でもそうでなくてもよい。幾つかの場合において、筐体は、ＵＡＶ等の可動物体に結合されてもよい。筐体は、可動物体の一部と一体に形成されてもよい。筐体は、可動物体に釈放可能に接続されてもよい。筐体は可動物体に、筐体が可動物体に対して移動できないように固定されてもよい。筐体は、可動物体に回転可能に接続されてもよい。筐体は、支持機構を介してＵＡＶに接続されてもよい。支持機構は、筐体内に包囲されてもよい。支持機構は部分的に筐体の外にあってよい。幾つかの場合において、筐体をＵＡＶに結合するために追加の支持機構が提供されてもよく、この場合、支持機構は筐体の外部にある。
【０１０９】
撮像装置は、ＵＡＶの搭載物及び／又はビジョンセンサであってもよい。幾つかの場合において、撮像装置はＵＡＶにより担持される搭載物であってもよい。撮像装置は、コネクタを介してＵＡＶにより支持されてもよい。幾つかの場合において、コネクタは撮像装置をＵＡＶに１つ又は複数の減衰要素を介して結合してもよい。減衰要素は、可動物体の動きが搭載物に与える影響を軽減させることができる。減衰要素はコネクタと可動物体との間の中間結合の一部であってもよい。幾つかの実施形態において、減衰要素は振動減衰システムであってもよい。振動減衰システムは、コネクタと、コネクタに直接又は間接に結合された要素（例えば、安定化ユニット、搭載物等）を可動物体の振動運動から絶縁するように構成されてもよい。振動減衰システムは、可動物体の振動がコネクタに与える影響を軽減させるように構成されてもよい。この結果、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、９９％、又は９９．９％より大きい、又はそれと等しい軽減が実現されてもよい。幾つかの例において、振動減衰システムは、車両の高周波数（例えば、２Ｈｚ、３Ｈｚ、５Ｈｚ、１０Ｈｚ、２０Ｈｚ、３０Ｈｚ、４０Ｈｚ、又は５０Ｈｚ）振動の影響を本明細書に記載された何れかの量だけ軽減させ、又は排除するように構成されてもよい。この振動減衰システムは、安定化ユニット、搭載物、及び／又は可動物体を安定化させてもよい。
【０１１０】
幾つかの例において、振動減衰システムは、搭載物、安定化ユニット、及び／又は可動物体を安定化させるように構成された複数のエラストマを含んでいてもよい。例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、又はそれ以上の円形エラストマが提供されてもよい。円形エラストマは、可動物体を、コネクタに直接結合されるように構成された硬質のフレームに結合してもよい。振動減衰器はコネクタを支持するために使用されてもよく、この用語は明細書全体を通じて使用されているとおりである。例えば、振動減衰器は、コネクタ（例えば、及び搭載物）の重量を保持してもよい。例えば、振動減衰器は、コネクタを所定の位置に保持してもよい。幾つかの例において、振動減衰システムはばねを含んでいてよい。振動減衰器は、ＵＡＶ等の可動装置の推進ユニットの動作により生じる振動的な動き（例えば、揺動）を最小化してもよい。例えば、振動減衰器は生成された振動エネルギー（例えば、運動エネルギー）を吸収して、それを熱エネルギーに変換してもよく、それによってシステム（例えば、ＵＡＶ、安定化ユニット、及び／又は搭載物）を安定化させる。
【０１１１】
幾つかの場合において、撮像装置はＵＡＶのビジョンセンサであってもよく、撮像装置はＵＡＶに搭載された、又はそれから離れた１つ又は複数のプロセッサと通信してもよい。撮像装置は、ＵＡＶ又はＵＡＶのリモートコントローラと通信してもよい。幾つかの場合において、撮像装置はディスプレイと通信してもよい。
【０１１２】
ディスプレイは、撮像装置により捕捉された画像を示すように構成されてもよい。幾つかの場合において、ディスプレイは撮像装置に含まれてもよい。例えば、ディスプレイは撮像装置の筐体と一体に形成されてもよい。幾つかの場合において、ディスプレイはＵＡＶのリモートコントローラに設置されてもよい。通信は、一方向通信であってもよく、それによってデータは一方向にのみ送信できる。例えば、一方向通信は、撮像装置が画像データをディスプレイ、ＵＡＶ、リモートコントローラに、またはその逆にのみ送信することが含まれてもよい。代替的に、通信は双方向通信であってもよく、それによってデータは可動物体、リモートコントローラ、ディスプレイ、及び撮像装置間で双方向に送信できる。一方向又は双方向通信には、ＵＡＶ、リモートコントローラ、又はディスプレイの通信システムの１つ又は複数の送信機から、撮像装置の通信ユニットの１つ又は複数の受信機への、及びその逆へのデータの送信を含むことができる。通信ユニットは、支持機構により支持されない非光学構成部品であってもよい。代替的又は追加的に、通信ユニットは支持機構により支持されてもよい。
【０１１３】
撮像装置は、画像データをリモートコントローラに送信してもよい。画像データは、撮像装置に搭載された送信機を利用して無線で送信されてよい。画像データは、直接通信を使ってリモートコントローラに送信されてもよい。直接通信は、可動物体／撮像装置とリモートコントローラとの間で提供されてもよい。直接通信は、何れの中間装置又はネットワークも必要とせずに行われてもよい。画像データは、間接通信を使ってリモートコントローラに送信されてもよい。間接通信は、可動物体／撮像装置とリモートコントローラとの間で提供されてもよい。間接通信は、１つ又は複数の中間装置又はネットワークを利用して行われてもよい。例えば、間接通信は電気通信ネットワークを利用してもよい。間接通信は、１つ又は複数のルータ、通信タワー、衛星、又は他の何れかの中間装置もしくはネットワークを利用して実行されてもよい。通信の種類の例としては、インターネット、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）技術、ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）、ＧＳＭ（登録商標）、ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ＧＳＭ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）、３Ｇ、４Ｇ、又はＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）プロトコル、赤外線（ＩＲ）通信技術及び／又はＷｉ−Ｆｉ等のモバイルデータプロトコルに基づくネットワークが含まれていてもよいが、これらに限定されず、無線、有線、又はそれらの組合せであってもよい。代替的に、撮像装置は、可動物体及び／又は支持機構に画像データを提供してもよい。画像データは有線又は無線接続を介して提供されてもよい。可動物体及び／又は支持機構は今度は、画像データをリモートコントローラに送信してもよい。
【０１１４】
支持機構は、光学アセンブリの運動を起こさせるように構成された１つ又は複数のアクチュエータを含んでいてもよい。幾つかの実施形態において、１つ又は複数のアクチュエータは、単軸モータを含んでいてもよい。幾つかの実施形態において、支持機構は筐体内に配置されたボールジョイントジンバルであってもよい。幾つかの実施形態において、支持機構は球面モータアセンブリを含んでいてもよい。球面モータは、光学アセンブリを１つ又は複数の回転軸の周囲で回転させるように構成されてもよい。球面モータは、複数の軸の周囲で回転できる。球面モータは、一方向に回転できる。球面モータは、球面ステータおよび球面ロータを含んでいてもよい。球面ロータは、球面ステータに対して移動可能であってもよい。幾つかの場合において、光学アセンブリは球面ロータに接続されてもよい。幾つかの場合において、光学アセンブリは球面ステータに接続されてもよい。
【０１１５】
球面ロータアセンブリは、異なる種類の駆動技術を使用してもよい。例えば、モータは圧電アクチュエータにより駆動される。球面ロータは、球面ロータと複数の圧電アクチュエータを含んでいてもよく、モータは摩擦駆動力により駆動される。他の例において、モータは電磁永久磁石により駆動される。各種のその他の駆動機構を球面モータの作動のために使用できる。例えば、球面アクチュエータは、パラレルメカニズム方式で複数の単軸ロータリモータとワイヤを使用する機械的手段により駆動できる。アクチュエータとステータは、接触していてもしていなくてもよい。
【０１１６】
図６は、球面モータにより作動される支持機構を含む撮像装置６００の例示的な実施形態を示す。撮像装置６００は、撮像装置の筐体６０５の中に配置された支持機構６０１を含んでいてもよい。筐体は、本明細書の他の箇所に記載されてといるものと同じ筐体とすることができる。光学アセンブリ６０３は、支持機構６０１により支持されてもよい。１つ又は複数の非光学構成部品は、支持機構により支持されなくてもよい。
【０１１７】
支持機構は、球面ジンバルを含んでいてもよい。球面ジンバルは、光学アセンブリを１つ又は複数の回転軸の周囲で回転させるように構成されてもよい。幾つかの実施形態において、撮像装置全体又は撮像装置の筐体は、それが取り付けられている可動物体等の外部物体に対して回転するように構成されない。代替的な実施形態において、撮像装置の筐体は、少なくとも１つのモータを介して他の可動物体に接続されてもよい。筐体は、少なくとも１つの回転軸の周囲で可動物体に対して回転するように構成されてもよい。この例示的な実施形態において、球面モータは電磁力により駆動される。電磁球面モータに加えて、球面モータは超音波球面モータ、球面ステップモータ、及び球面インダクションモータとすることができる。
【０１１８】
光学アセンブリは、球面モータのロータに取り付けられてもよい。図７は、球面モータ７００により支持される光学アセンブリ７１０を示している。球面モータは、少なくともステータ７０１とロータ７０３を含んでいてもよい。光学アセンブリは、ロータにしっかりと接続されてもよい。光学アセンブリは、１つ又は複数のレンズ７１１と１つ又は複数のイメージセンサ７１５を含んでいてもよい。幾つかの場合において、イメージセンサは、回路基板上に提供されてもよい。回路基板は、基板ホルダ７１７により支持されてもよい。回路基板は複数の電子素子を含んでいてもよく、これらはイメージセンサにより捕捉される信号を処理するように構成される。幾つかの場合において、回路基板の出力データ（画像データ）は、さらにテータ処理されるように、プロセッサ等の非光学構成部品の少なくとも１つに送信されてもよい。
【０１１９】
幾つかの場合において、光学アセンブリは、イメージセンサにより捕捉された光又は光子に影響を与えるフィルタ、絞り、コンデンサ等のその他の構成部品を含んでいてよい。光学アセンブリはまた、ズーミング等の各種の光学機能のための要素も含んでいてよい。例えば、光学アセンブリは、光軸（一次軸）に沿った１つ又は複数のレンズ、光学構成部品、及びイメージセンサ間の距離を調整するための１つ又は複数のモータを含んでいてもよい。光学アセンブリは、図３に示されるものと同じとすることができる。
【０１２０】
幾つかの実施形態において、１つ又は複数のレンズ７１１は、鏡筒により支持されてもよい。１つ又は複数のレンズは部分的に鏡筒７１３内に包囲されてもよい。例えば、レンズの１つ又は複数は、鏡筒に接続されたホルダにより支持されてもよい。他の例において、１つ又は複数のレンズは、鏡筒内に完全に包囲されてもよい。
【０１２１】
幾つかの実施形態において、鏡筒７１３は、球面モータのロータに接続されてもよい。鏡筒は、球面モータのロータにしっかりと取り付けられてもよい。鏡筒は、ロータに直接接続されてもよい。鏡筒は、追加の結合要素を介してロータに接続されてもよい。鏡筒は、ロータに釈放可能に接続されてもよい。鏡筒は、ロータと一体に形成されてもよい。鏡筒は、それが接続されているロータに対して移動しなくてもよい。鏡筒は、ロータに直接又は間接に固定されてもよい。図の例示的な構成において、ロータは玉軸受けの内側リングを介して鏡筒と直接接触していてもよい。他の場合において、鏡筒はロータに何れの適当な構造を介して固定的に取り付けられてもよい。幾つかの場合において、鏡筒がジンバルフレームに取り付けられている場合、鏡筒の運動は１つ、２つ、３つ、又はそれ以上の回転軸に対して安定化されてもよい。
【０１２２】
幾つかの実施形態において、イメージセンサ７１５は回路基板上に提供されてもよく、それらはどちらも鏡筒により支持される。代替的に、イメージセンサは外部回路基板上に提供されなくてもよい。回路基板又はイメージセンサは、基板ホルダ７１７により支持されてもよい。基板ホルダは、鏡筒に接続されてもよい。幾つかの場合において、基板ホルダは鏡筒に固定されてもよい。基板ホルダは、鏡筒と一体に形成されてもよい。基板ホルダは、ロータにしっかりと取り付けられていても、いなくてもよい。
【０１２３】
この例示的な構成において、基板ホルダ７１７は、ロータ７０３にしっかりと接続されてもよい。ロータは、光学アセンブリを作動させて、基板ホルダ、鏡筒、及び１つ又は複数のその他支持構成部品を介して１つ又は複数の軸の周囲で回転させてもよい。例えば、１つ又は複数のレンズは、レンズ支持機構７１９により支持されてもよく、それ自体は鏡筒に接続されている。幾つかの場合において、基板ホルダとレンズ支持機構は、光軸に沿って相互に対して移動するように構成されてもよく、それによってイメージセンサからの１つ又は複数のレンズの距離が調整されてよい。１つ又は複数のレンズとイメージセンサとの間の距離の変化は、ズーミング等の光学機能を実現するために制御されてもよい。幾つかの場合において、イメージセンサ又は回路基板は光軸に沿って移動可能であり、１つ又は複数のレンズからのイメージセンサの距離を調整してもよい。幾つかの場合において、イメージセンサ／回路基板とレンズ支持機構は、どちらも光軸に沿って移動可能であり、イメージセンサと１つ又は複数のレンズとの間の距離が調整される。
【０１２４】
幾つかの場合において、鏡筒は球面モータのロータにしっかりと取り付けられてもよく、基板ホルダはロータに対して移動可能である。幾つかの場合において、基板ホルダは球面モータのロータにしっかりと取り付けられ、レンズ支持機構はロータに対して移動可能である。幾つかの場合において、鏡筒と基板ホルダの両方が球面モータのロータにしっかりと取り付けられてもよい。
【０１２５】
球面モータのロータとステータは、互いに対して相対的である。図の構成において、光学アセンブリは球面モータの内側可動部分に取り付けられ（ロータ）、球面モータの外側可動部分は筐体に取り付けられる（ステータ）。代替的に、球面モータの内側可動部分は、筐体をロータにしっかりと接続できるようにするためのシャフト等の適当な構造を含んでいてもよく、光学アセンブリは球面モータのステータにしっかりと接続される。
【０１２６】
光学アセンブリは、筐体に対して移動できるようにされてもよい。光学アセンブリは、１つ、２つ、又は３つの軸の周囲で筐体に対して回転移動することが可能とされてもよい。支持機構により支持される光学アセンブリは、筐体内で１つ又は複数の回転軸の周囲で１つ又は複数の非光学構成部品に対して回転できてもよい。支持機構の球面モータは、光学アセンブリが複数の軸の周囲で移動できるようにしてもよい。光学アセンブリは、非光学構成部品又は筐体に対して以下の軸、すなわちヨー軸７３０及びピッチ軸７３１の少なくとも１つの周囲で回転可能であってもよい。光学アセンブリは、非光学構成部品又は筐体に対して以下の軸、すなわちヨー軸、ビッチ軸、及びロール軸７３３のうちの少なくとも２つの周囲で回転可能である。回転軸の２つ又はそれ以上は、相互に直交していてもよい（例えば、ロール軸、ピッチ軸、ヨー軸）。回転軸の２つ又はそれ以上は、相互に直交していなくてもよい（例えば、球面の周囲での運動）。
【０１２７】
筐体は、撮像装置が取り付けられている可動物体に対して移動するように制御されても、されなくてもよい。したがって、１つ又は複数の非光学構成部品は、可動物体に対して移動しても、しなくてもよい。１つ又は複数の非光学構成部品は、筐体の内面に取り付けられてもよく、それによって１つ又は複数の非光学構成部品は筐体に対して静止していてもよい。幾つかの実施形態において、筐体は１つ又は複数の軸の周囲でベース支持体に対して回転するように構成されてもよい。１つ又は複数の非光学構成部品はしたがって、１つ又は複数の軸の周囲でベース支持体に対して回転するように制御されてもよい。筐体の作動方法は、本明細書の他の箇所に記載されている。筐体の回転軸は、球面モータの回転軸と直交していても、していなくてもよい。例えば、球面モータはピッチ軸及びロール軸の周囲で光学アセンブリを回転させるように構成されてもよく、筐体は、ヨー軸の周囲で回転するように構成されてもよい。代替的に、球面モータは光学アセンブリを３つの回転軸（例えば、ロール、ピッチ、ヨー軸）の周囲で回転させるように構成されてもよく、筐体は、支持機構の回転軸に平行な軸（例えば、ロール軸）の周囲で回転するように構成される。
【０１２８】
図８は、図７に示される例示的な実施形態の別の図を示す。光学アセンブリの一次軸は、球面モータの回転軸と整列していても、いなくてもよい。この例において、光学アセンブリの一次軸はロール軸（紙に垂直）と整列していてもよい。支持機構は、球面モータと、モータを筐体に接続するための追加の構成部品を含んでいてよい。追加の構成部品は、球面モータのロータを支持するように構成されてもよい。追加の構成部品には、少なくとも１つ又は複数の支持部材とシャフトが含まれていてもよい。この例示的な構成において、球面モータは、光学アセンブリを３つの軸（例えば、ロール軸、ピッチ軸、及びヨー軸）の周囲で回転させるように構成されてもよい。球面モータは、ピッチシャフト８０３に接続された支持部材８０１と軸受け８０５とを含むピッチ軸アセンブリ、ロールシャフトに接続された支持部材８０７と軸受け８０８とを含むロール軸アセンブリ、ヨーシャフト８１１に接続された支持部材８１３とベアリンク８０９とを含むヨー軸アセンブリにより支持されてもよい。幾つかの場合において、複数の追加の構成部品はガイドレールとして機能してもよい。例えば、１つ又は複数のエンコーダ又は位置センサが、回転軸に関するロータの角位置又は回転運動を検出するために、各回転軸に関連する構成部品に取り付けられてもよい。
【０１２９】
球面モータは、本明細書の他の箇所に記載されている各種のメカニズムにより駆動できる。例えば、球面モータは電磁力により駆動できる。代替的に、球面モータは超音波球面モータ、球面ステップモータ、球面インダクションモータ、及び超音波圧電モータとすることができる。球面モータは様々な形態を取ることができ、これにはインダクション、直流、ステップ、可変リラクタンス、及び超音波モータが含まれるが、これらに限定されない。図９は、光学アセンブリを支持するための電磁球面モータにより作動される支持機構を示す。球面モータは、ステータ９０３とロータ９０５を含んでいてもよい。モータは、例えば永久磁石球面モータであってもよい。ロータは、電磁力によりステータに対して移動するように作動されてもよい。例えば、ロータの回転運動を駆動するための磁場を生成するために、複数の永久磁極がステータ及びロータ上に分散されてもよい。ステータ上の電磁石は、北又は南磁極に励起されて、ロータを所望の角速度で回転させてよい。幾つかの場合において、ステータは撮像装置の筐体にしっかりと接続されてもよく、ロータは、光学アセンブリに接続されてもよい。代替的に、ステータは光学アセンブリにしっかりと接続されてもよく、ロータは筐体に接続される。
【０１３０】
幾つかの実施形態において、球面モータは複数の圧電アクチュエータにより駆動されてもよい。圧電アクチュエータは、ロータを１つ又は複数の軸の周囲で球面モータのステータに対して移動させるように構成されてもよい。ロータはフレームであってもよい。ロータは、搭載物を支持するように構成されたフレームに固定されてもよい。搭載物には、安定化させる対象の光学アセンブリが含まれていてもよい。アクチュエータは球面ステータと接触していてもよく、それによってフレームと光学アセンブリを駆動し、最大３つの回転自由度に対して移動させるための摩擦力が生成されてもよい。球面モータアセンブリは、超音波技術に基づいていてもよい。幾つかの実施形態において、球面ステータおよび複数のアクチュエータは、球面超音波モータと呼ばれる。幾つかの場合において、エンジンの動きを出力装置に伝送するための中間運動伝達装置（例えば、歯車列）がなく、それによって球面超音波モータアセンブリの出力効率が増大されてもよい。超音波モータは高出力トルクを有していてもよく、減速ギアと制動のための保持トルクがない。直接駆動モータを使用すると、エネルギー消費を削減しながら、モータ速度の連続的な制御が可能となる。それゆえ、撮像装置の向き付け方向が素早く調整されてよい（例えば、移動するターゲットに向かわせる）。幾つかの場合において、撮像装置の所定の位置又は形勢が保持されてもよい。さらに、撮像装置は、可動物体又はその他の外的要素に起因する振動又は揺動等の望ましくない運動に対して安定化されてもよい。
【０１３１】
幾つかの実施形態において、撮像装置の筐体内の支持機構は、ステータ、フレーム、及び複数のアクチュエータを含む球面モータであってもよい。フレームは、フレームとステータとフレームを結合する複数の圧電アクチュエータを介して、ステータに対して１つ又は複数の回転軸の周囲で回転するように構成される。
【０１３２】
幾つかの実施形態において、圧電アクチュエータは圧電振動素子であってもよく、これには電圧（例えば、ＡＣ電圧）により電源供給できる。入力電圧は、超音波周波数又は近超音波周波数であってもよい。例えば、入力電圧の周波数は、０．１ｋＨｚ、０．５ｋＨｚ、１ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、２５ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、４０ｋＨｚ、５０ｋＨｚ等と同じ又はそれより高くすることができる。アクチュエータと球面ステータの相互に関する位置及び角速度は、位相差又は位相シフト等の入力電圧、電圧の周波数、又はこれらの組合せにより制御されてもよい。ＡＣ電圧が圧電アクチュエータに印加されると、定常波が生成されてもよい。圧電アクチュエータ素子は、極の方向に応じて伸縮してもよい。進行波は２つの定常波の組合せにより打ち消されてもよい。圧電アクチュエータは、球面ステータのエネルギーをステータとの接触を通じて伝達してもよい。入力信号の各種の特性、例えば振幅、位相シフト、周波数等を使ってアクチュエータを制御できる。
【０１３３】
超音波モータの位置、生成されたトルク、及び／又は角速度は入力電圧の位相差及び／又は駆動周波数や振幅等のその他の要素により制御できる。例えば、超音波モータの位置制御又はトルク制御は、可変位相と固定周波数、固定位相と可変周波数、ならびに可変位相及び周波数により制御できる。
【０１３４】
幾つかの実施形態において、フレームの角速度ベクトルは複数の圧電アクチュエータの角速度ベクトルにより特定できる。圧電アクチュエータの角速度ベクトルは、３つの直交軸に沿っていてもよい。角速度ベクトルの合成（すなわち、フレームの角速度）は、直交する座標軸内の成分により表すことができる。フレームの角速度は、３つの直交方向の３つの成分により表すことができ、フレームはしたがって、これらの軸の周囲で３自由度で回転できる。幾つかの実施形態において、フレームの回転運動は３つの軸（例えば、ロール、ピッチ、及びヨー軸）に関するものとすることができる。代替的に、フレームの運動はロール及びピッチ軸、又は１つの軸の周囲のものであってもよい。幾つかの実施形態において、球面モータは、ロール、ピッチ、及びヨー軸の周囲で移動するように制御できる。各軸の周囲での回転運動は、何れの方向への何れの範囲とすることもできる。範囲は、限定された角度範囲とすることができる。代替的に、回転運動はステータの球面の周囲での回転経路とすることができる。
【０１３５】
球面モータは、１つ又は複数の軸の周囲で回転するように制御されてもよい。１つ又は複数のセンサは、球面モータの角位置又は角速度を検出するように構成されてもよい。１つ又は複数のセンサは、球面モータに取り付けられてもよい。１つ又は複数のセンサは、角位置又は角回転センサを含んでいてもよい。エンコーダ等の角位置又は角回転センサを使って、ステータに関するロータの相対位置を検出してもよい。角位置又は角回転センサを使って、筐体に関する光学アセンブリの相対角位置を検出してもよい。例えば、筐体に関する光学アセンブリの相対運動を駆動するために、ロータの回転位置を検出するように構成された３次元磁場センサ又は３次元光学エンコーダ。センサは例えば、３次元ホール効果センサ９０１であってもよい。センサは、ステータに設置されてもよい。センサは、ロータに設置されてもよい。センサは、ロータとステータとの間の界面に設置されてもよい。
【０１３６】
幾つかの場合において、ロータの回転位置を検出するためのセンサは、１つ又は複数のガイドレールに設置されてもよい。１つ又は複数のセンサは、各回転軸に関連する運動を検出するための各ガイドレールに設置されてもよい。１つ又は複数のセンサには、例えば磁場センサ又は光学エンコーダが含まれていてもよい。
【０１３７】
他の場合において、２つ又はそれ以上の位置又はモーションセンサが、ロータの回転位置を検出するために使用されてもよい。２つ又はそれ以上の位置又はモーションセンサは、光学アセンブリ／ロータ及びステータ／筐体に設置されてもよい。１つ又は複数のセンサは、光学アセンブリと筐体に関連するモーション及び位置情報を検出又は取得するように構成されたセンサを含んでいてもよい。モーション及び位置情報は、光学アセンブリに生じた速度、向き、姿勢、加速度、位置、及び／又は他の何れの物理的状態が含まれていてもよい。１つ又は複数のセンサは、１つ又は複数のジャイロスコープ、速度センサ、加速度計、磁力計を含む慣性計測部材が含まれていてもよい。慣性センサは、本明細書において、モーションセンサ（例えば、速度センサ、加速度計等の加速度センサ）、向きセンサ（例えば、ジャイロスコープ、傾斜計）、又は１つ又は複数の内蔵モーションセンサ及び／又は１つ又は複数の内蔵向きセンサを有するＩＭＵを指すために使用されてもよい。ある例において、撮像装置は、光学アセンブリに取り付けられた慣性センサ及び筐体に取り付けられた慣性センサを含んでいてもよい。２つの慣性センサは協働して、筐体に関する光学アセンブリの相対位置を提供してよい。他の例において、筐体の位置又は姿勢を測定するための第２の慣性センサは、撮像装置が取り付けられている可動物体（例えば、ＵＡＶ）上に提供されてもよい。代替的に、１つの慣性センサが光学アセンブリ上に提供されてもよく、光学アセンブリの姿勢又は向きは、固定された参照フレーム（例えば、地面参照フレーム）に対して制御又は安定化されてもよい。
【０１３８】
幾つかの実施形態において、球面モータは、超音波等の他の各種の技術により駆動されてもよい。球面モータは、ロータの回転運動を駆動するための複数の圧電アクチュエータを含んでいてもよい。圧電アクチュエータは、電圧（例えば、ＡＣ電圧）により電源供給できる圧電振動素子であってもよい。入力電圧は、超音波周波数又は近超音波周波数であってもよい。例えば、入力電圧の周波数は、０．１ｋＨｚ、０．５ｋＨｚ、１ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、２５ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、４０ｋＨｚ、５０ｋＨｚ等と同じ又はそれより高くすることができる。アクチュエータと球面ステータの相互に関する位置及び角速度は、位相差又は位相シフト等の入力電圧、電圧の周波数、又はこれらの組合せにより制御されてもよい。ＡＣ電圧が圧電アクチュエータに印加されると、定常波が生成されてもよい。圧電アクチュエータ素子は、極の方向に応じて伸縮してもよい。進行波は２つの定常波の組合せにより打ち消されてもよい。圧電アクチュエータは、球面ステータのエネルギーをステータとの接触を通じて伝達してもよい。入力信号の各種の特性、例えば振幅、位相シフト、周波数等を使ってアクチュエータを制御できる。
【０１３９】
超音波モータの位置、生成されたトルク、及び／又は角速度は入力電圧の位相差及び／又は駆動周波数や振幅等のその他の要素により制御できる。例えば、超音波モータの位置制御又はトルク制御は、可変位相と固定周波数、固定位相と可変周波数、ならびに可変位相及び周波数により制御できる。
【０１４０】
撮像装置は、可動物体、生体、又は静止物体により担持されてもよい。可動物体は、航空機、陸上車両、又は手持ちマウントを含む。
【０１４１】
例えば、撮像装置は、人が撮像装置を持ち運ぶことを可能にしてもよい。撮像装置は、人が把持又は保持するための何れの形状又は構造を含んでいてもよい。撮像装置は、人が撮像装置の上、下、又は後ろなど、光学アセンブリに関する様々な位置からカメラを持ち運び、又は保持できるようにしてもよい。手持ちの支持部を保持している人は、動いていても、いなくてもよい。
【０１４２】
幾つかの実施形態におい、撮像装置は、安定化ユニットが可動物体により担持されることができるように構成されたベース支持部を含んでいてもよい。例えば、撮像装置は、自転車等の原動機付き又は原動機なし車両により担持されることが可能であってもよい。車両は、大きい運動、振動、及び／又は高速運動範囲で動いていてもよい。幾つかの場合において、撮像装置は撮像装置の筐体を可動物体に取り付けるための接続手段を含んでいなくてもよい。幾つかの場合において、撮像装置は撮像装置を可動物体に取り付けるために工具を必要としない接続手段を含んでいてもよい。撮像装置がベース支持体を介して可動物体により担持される場合、撮像装置の筐体と可動物体との間の相対運動があっても、なくてもよい。
【０１４３】
幾つかの実施形態において、ベース支持体は取付アセンブリを含んでいてもよい。取付アセンブリは、取付アセンブリを受けるための相補的部分を有する車両に撮像装置を接続できるようにしてもよい。幾つかの場合において、取付アセンブリを介した接続は、工具の使用を必要としなくてもよい。幾つかの場合において、いったん接続されると、取付アセンブリは接続された可動物体に対して固定されてもよい。他の場合において、取付アセンブリは、接続された可動物体に対して、例えばヨー軸の周囲で回転する等、移動できてもよい。
【０１４４】
幾つかの実施形態において、撮像装置の筐体は、少なくともモータを介して可動物体に接続されてもよい。撮像装置全体は、可動物体に対して移動するように制御されてもよい。本明細書に記載されている撮像装置は、様々な物体に取り付けることができる。物体は、カメラ用三脚等、静止したものとすることができる。物体は可動物体とすることができる。前述のように、本明細書中の航空車両に関する説明は全て、何れの可動物体にも適用され、使用されてよい。本発明の可動物体は、何れの適当な環境内で移動するようにも構成でき、例えば空中（例えば、固定翼航空機、回転翼航空機、又は固定翼も回転翼も持たない航空機）、水中（例えば、船舶又は潜水艦）、地上（例えば、乗用車、トラック、バス、バン、オートバイ等の自動車、ステッキ、釣竿等の移動可能な構造若しくは支持体、又は列車）、地下（例えば、地下鉄）、宇宙（例えば、宇宙飛行機、人工衛星、又はプローブ）、又はこれらの環境のあらゆる組合せがある。可動物体は車両、例えば本明細書の他の何れかの箇所で説明されている車両であってもよい。幾つかの実施形態において、可動物体は、生体、例えば人間又は動物に取り付けることができる。適当な動物としては、アヴィンス（ａｖｉｎｅｓ）、犬、猫、馬、牛、羊、豚、イルカ、げっ歯類、昆虫を含むことができる。
【０１４５】
可動物体は、環境内で６自由度（例えば、並進３自由度及び回転３自由度）に関して自由に移動できてもよい。或いは、可動物体の移動は、１つ又は複数の自由度に関して、例えば所定の経路、軌道、又は方位によって制約できる。移動は、例えばエンジン又はモータ等、何れの適当な作動機構によっても作動させることができる。可動物体の作動機構は、電気エネルギー、磁気エネルギー、太陽エネルギー、風エネルギー、重力エネルギー、化学的エネルギー、核エネルギー、又はこれらのあらゆる適当な組合せ等の、何れの適当なエネルギー源によっても動力供給できる。可動物体は、本明細書の別の箇所で説明されているように、推進システムを介した自走式であってもよい。推進システムは任意選択により、エネルギー源、例えば電気エネルギー、磁気エネルギー、太陽エネルギー、風エネルギー、重力エネルギー、化学的エネルギー、核エネルギー、又はこれらのあらゆる適当な組合せにより動作してもよい。或いは、可動物体は、生体により担持されてもよい。
【０１４６】
幾つかの例において、可動物体は車両とすることができる。適当な車両としては、水上、水中車両、航空車両、宇宙車両又は地上、地下車両が含まれていてもよい。例えば、航空車両は、固定翼航空機（例えば、飛行機、グライダ）、回転翼航空機（例えば、ヘリコプタ、ロータクラフト）、固定翼と回転翼の両方を有する航空機、又は何れも持たない航空機（例えば、飛行船、熱気球）であってもよい。車両は自走式とすることができ、例えば、空中、水上又は水中、宇宙空間、又は地上若しくは地下での自走式とすることができる。自走式車両は、推進システム、例えば１つ又は複数のエンジン、モータ、車輪、アクスル、磁石、ロータ、プロペラ、ブレード、ノズル、若しくはこれらのあらゆる適当な組合せ等の推進システムを利用できる。幾つかの例において、推進システムは、可動物体が離陸し、着陸し、その現在の位置及び／又は方位を保持し（ホバリング等）、向きを変え、及び／又は位置を変えることができるようにするために使用できる。
【０１４７】
可動物体は、ユーザが遠隔的に制御することも、又は可動物体内又はその上の乗員によってその場で制御することもできる。幾つかの実施形態において、可動物体は、ＵＡＶ等の無人可動物体である。ＵＡＶ等の無人可動物体は、可動物体上に乗員がいないかもしれない。可動物体は、人間による、又は自律制御システム（例えば、コンピュータ制御システム）、又はそれらのあらゆる適当な組み合わせによって制御できる。可動物体は、自律的、又は半自律的ロボット、例えば人工知能を有するように構成されたロボットとすることができる。
【０１４８】
可動物体は、何れの適当な大きさ及び／又は寸法を有することもできる。幾つかの実施形態において、可動物体は、車両内又はその上に人間の乗員がいるような大きさ及び／又は寸法であってもよい。或いは、可動物体は、車両内又はその上に人間の乗員が乗ることができるものより小さい大きさ及び／又は寸法であってもよい。可動物体は、人が持ち上げ、又は搬送するのに適した大きさ及び／又は寸法であってもよい。或いは、可動物体は、人が持ち上げ、又は搬送するのに適した大きさ及び／又は寸法より大きくてもよい
【０１４９】
幾つかの実施形態において、可動物体は、可動物体により担持される負荷に関して小さくてもよい。負荷は、以下により詳しく説明するように、ペイロード及び／又は支持機構を含んでいてもよい。幾つかの例において、可動物体の重量対負荷の重量の比は、約１：１より大きいか、それ未満か、又はこれと同等であってもよい。任意選択により、支持機構の重量対負荷の重量の比は、約１：１より大きいか、それ未満か、それと同等であってもよい。希望により、可動物体の重量対負荷の重量の比は、１：２、１：３、１：４、１：５、１：１０、又はそれ以下未満か、これと同等であってもよい。反対に、可動物体の重量対負荷の重量の比はまた、２：１、３：１、４：１、５：１、１０：１、又はそれ以上より大きいか、これと同等であってもよい。
【０１５０】
幾つかの実施形態において、可動物体は、消費エネルギーが低くてもよい。例えば、可動物体が使用するのは、約５Ｗ／ｈ、４Ｗ／ｈ、３Ｗ／ｈ、２Ｗ／ｈ、１Ｗ／ｈ、又はそれ以下未満であってもよい。幾つかの例において、可動物体の支持機構はエネルギー消費が低くてもよい。例えば、支持機構が使用するのは、約５Ｗ／ｈ、４Ｗ／ｈ、３Ｗ／ｈ、２Ｗ／ｈ、１Ｗ／ｈ、又はそれ以下未満であってもよい。任意選択により、可動物体のペイロードは、消費エネルギーが低くてもよく、例えば約５Ｗ／ｈ、４Ｗ／ｈ、３Ｗ／ｈ、２Ｗ／ｈ、１Ｗ／ｈ、又はそれ以下未満であってもよい。
【０１５１】
図１０は、本発明の実施形態による無人航空機（ＵＡＶ）１０００を示す。ＵＡＶは、本明細書に記載の可動物体の一例であってもよい。ＵＡＶ  １０００は、４つのロータ１００２、１００４，１００６、及び１００８を有する推進システムを含むことができる。幾つのロータが提供されてもよい（例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、又はそれ以上）。無人航空機のロータ、ロータアセンブリ、又はその他の推進システムは、無人航空機がホバリング／位置を保持し、方向転換し、及び／又は位置変更できるようにしてもよい。反対のロータのシャフト間の距離は、何れの適当な長さ１０１０とすることもできる。例えば、長さ１０１０は、２ｍ未満又はそれと等しいか、５ｍ未満又はそれと等しくすることができる。幾つかの実施形態において、長さ１０１０は、４０ｃｍ〜１ｍ、１０ｃｍ〜２ｍ、又は５ｃｍ〜５ｍの範囲内とすることができる。本明細書中のＵＡＶに関する説明は全て、異なる種類の可動物体等の可動物体にも適用されてよく、又はその逆でもある。
【０１５２】
本発明に記載されている撮像装置は、ＵＡＶにより搭載物として担持されてもよい。撮像装置は、支持機構を介してＵＡＶに接続されても、されなくてもよい。撮像装置は、ＵＡＶ本体の外部、ＵＡＶ本体の内部、及び／又はＵＡＶに接続された支持機構に取り付けられる等、ＵＡＶの何れの部分に提供されてもよい。撮像装置は、ビジョンセンサとしてＵＡＶにより担持されてもよい。例えば、撮像装置は、捕捉された画像データによりＵＡＶの場所又は位置情報を提供するために使用されてもよい。
【０１５３】
１つ又は複数のコントローラは、撮像装置の光学アセンブリの姿勢を制御する、又は運動を安定化させるために使用されてもよい。幾つかの場合において、撮像装置のコントローラは、ＵＡＶの１つ又は複数のプロセッサと通信してもよい。例えば、所望の向き又は安定化モードは、使用者がＵＡＶの１つ又は複数のプロセッサを介して入力できる。幾つかの実施形態において、撮像装置の支持機構を制御するためのコントローラは、撮像装置の筐体の中に設置されてもよい。幾つかの実施形態において、支持機構及び筐体を回転させるアクチュエータを制御するためのコントローラは、撮像装置の筐体の中に設置されてもよい。幾つかの実施形態において、支持機構を制御するためのコントローラは、撮像装置の筐体の中に設置されてもよく、その一方で、筐体を回転させるためのアクチュエータを制御するためのコントローラは、ＵＡＶに設置されてもよい。幾つかの実施形態において、光学アセンブリの姿勢を制御するためのコントローラは、ＵＡＶに設置されてもよい。
【０１５４】
幾つかの実施形態において、可動物体、支持機構、及び搭載物の運動は、固定された参照フレーム（例えば、周囲環境）に対して、及び／又は相互に対して相対的であり、端末により制御できる。端末は、可動物体、支持機構、及び／又はペイロードから離れたロケーションにあるリモート制御デバイスとすることができる。端末は、支持台上に設置し、又は固定することができる。或いは、端末は、ハンドヘルド又はウェアラブルデバイスとすることができる。例えば、端末はスマートフォン、タブレット、ラップトップ、コンピュータ、眼鏡、手袋、ヘルメット、マイクロフォン、又はこれらの適当な組み合わせを含むことができる。端末は、ユーザインタフェース、たとえはキーボード、マウス、ジョイスティック、タッチスクリーン、又はティスプレイを含むことができる。何れの適当なユーザ入力を使って端末と相互作用することもでき、例えば、手入力されるコマンド、音声制御、ジェスタャ制御、又は位置制御（例えば、端末の動き、ロケーション、又は傾きを通じたもの）がある。
【０１５５】
端末は、可動物体、支持機構、及び／又はペイロードの何れの適当な状態を制御するためも使用できる。例えば端末は、可動物体、支持機構、及び／又はペイロードの、固定参照に関する位置及び／また方位を、相互から及び／又は相互に制御するために使用できる。幾つかの実施形態において、端末は、可動物体、支持機構、及び／又はペイロードの個々の要素、例えば支持機構の作動アセンブリ、ペイロードのセンサ、又はペイロードのエミッタを制御するために使用できる。端末は、可動物体、支持機構、又はペイロードのうちの１つまた複数と通信するようになされた無線通信デバイスを含むことができる。
【０１５６】
端末は、可動物体、支持機構、及び／又はペイロードの情報を閲覧するための適当な表示ユニットを含むことができる。例えば、端末は、可動物体、支持機構、及び／又はペイロードの位置、並進速度、並進加速度、方位、角速度、角加速度、又はこれらのあらゆる適当な組合せに関する情報を表示するように構成できる。幾つかの実施形態において、端末は、ペイロードにより提供された情報、例えば機能的ペイロードにより提供されたデータ（例えば、カメラ又はその他の画像捕捉装置により記録された画像）を表示できる。
【０１５７】
任意選択により、同じ端末を可動物体、支持機構、及び／又はペイロード、又は可動物体、支持機構、及び／又はペイロードの状態の制御と、可動物体、支持機構、及び／又はペイロードからの情報の受信及び／又は表示の両方に使用してもよい。例えば、端末は、ペイロードの環境に関する位置を制御してもよく、その一方で、ペイロードにより捕捉された画像データ又はペイロードの位置に関する情報を表示する。或いは、異なる端末が異なる機能のために使用されてもよい。例えば、第１の端末は可動物体、支持機構、及び／又はペイロードの移動又は状態を制御してもよく、その一方で、第２の端末は可動物体、支持機構、及び／又はペイロードからの情報を受け取り、及び／又は表示してもよい。例えば、第１の端末は、ペイロードの、環境に関するポジショニングを制御するために使用されてもよく、その一方で、第２の端末はペイロードにより捕捉された画像データを表示する。可動物体と、可動物体の制御とデータ受信の両方を行う統合型端末との間又は、可動物体と、可動物体の制御とデータ受信の両方を行う複数の端末との間では、各種の通信モードが利用されてもよい。例えば、少なくとも２種類の通信モードが、可動物体と、可動物体の制御と可動物体からのデータ受信の両方を行う端末との間に形成されてもよい。
【０１５８】
図１１は、実施形態による、支持機構１１０２とペイロード１１０４を含む可動物体１１００を示している。可動物体１１００は航空機として描かれているが、この図は限定的とされるものではなく、本明細書において前述したように、何れの適当な種類の可動物体も使用できる。当業者であればわかるように、本明細書において航空機システムに関して記載された実施形態の何れも、あらゆる適当な可動物体（例えば、ＵＡＶ）に適用できる。幾つかの例において、ペイロード１１０４は、支持機構１１０２を必要とせずに、可動物体１１００上に提供されてもよい。可動物体１１００は、推進機構１１０６、検知システム１１０８、及び通信システム１１１０を含んでいてもよい。本明細書に記載の撮像装置は、搭載物の中に含められてもよい。この場合、撮像装置は支持機構（例えば、ジンバル）を介してＵＡＶに接続されてもよい。代替的に、撮像装置は外部支持機構を使用せずにＵＡＶ上に提供されてもよい。
【０１５９】
推進機構１１０６は、前述のように、回転翼、プロペラ、ブレード、エンジン、モータ、ホイール、アクスル、磁石、又はノズルのうちの１つ又は複数を含むことができる。例えば、推進機構１１０６は、本明細書の他の箇所で開示されているように、セルフタイトニングロータ、ロータアセンブリ、又はその他の回転推進ユニットであってもよい。可動物体は、１つ以上の、２つ以上の、３つ以上の、又は４つ以上の推進機構を有していてもよい。推進機構は、全てが同じ種類であってもよい。或いは、１つ又は複数の推進機構は異なる種類の推進機構とすることができる。推進機構１１０６は可動物体１１００上に、何れかの適当な手段、例えば本明細書中の他の箇所に記載されているように、支持要素（例えば、駆動シャフト）を用いて取り付けることができる。推進機構１１０６は、可動物体１１００の何れかの適当な部分、例えば上面、下面、前面、背面、又はこれらの適当な組合せに取り付けることができる。
【０１６０】
幾つかの実施形態において、推進機構１１０６は、可動物体１１００を表面から垂直に離陸させ、又は表面に垂直に着陸させることができ、水平物体１１００の水平移動は一切必要としない（例えば、滑走路上の移動が不要）。任意選択により、推進機構１１０６は、可動物体１１００が指定された位置及び／又は方位で空中においてホバリングできるように動作可能とすることができる。推進機構１１００の１つ又は複数は、他の推進機構と独立して制御されてもよい。或いは、推進機構１１００は、同時に制御されるべく構成できる。例えば、可動物体１１００は、可動物体を浮揚させ、及び／又は推進させることのできる複数の水平向きのロータを有することができる。複数の水平向きのロータは、垂直離陸、垂直着陸、及びホバリング能力を可動物体１１００に提供するために作動できる。幾つかの実施形態において、水平向きのロータの１つ又は複数は、時計回り方向に旋回してもよく、水平向きのロータの１つ又は複数は反時計回り方向に旋回してもよい。例えば、時計回りのロータの数は反時計回りのロータの数と等しくてもよい。水平向きのロータの各々の回転速度を個別に変化させて、各ロータによって起こされる浮揚及び／又は推進を制御することにより、可動物体１１００の（例えば、並進３自由度まで及び回転３自由度までに関する）空間配置、速度、及び／又は加速度を調整するために個別に変化させることができる。
【０１６１】
検知システム１００８は、１つまた複数のセンサを含むことができ、これは、可動物体１１００の（例えば、最大並進３自由度及び最大回転３自由度に関する）空間配置、速度、及び／又は加速度を検知してもよい。１つ又は複数のセンサは、全地球測位システム（ＧＰＳ）、運動センサ、慣性センサ、近接性センサ、又は画像センサを含むことができる。検知システム１１０８により提供された検知データは、可動物体１１００の空間配置、速度、及び／又は方位を（例えば、後述のように、適当な処理ユニット及び／又は制御モジュールを使って）制御するために使用できる。或いは、検知システム１１０８は、可動物体を取り囲む環境に関するデータ、例えば、天候条件、潜在的障害物との近接性、地理的特徴のロケーション、人工構造物のロケーション、及びその他を提供するために使用できる。
【０１６２】
通信システム１１１０は、通信システム１１１４を有する端末１１１２と無線信号１１１６を介して通信できる。通信システム１１１０、１１１４としては、無線通信に適した何れの数の送信機、受信機、及び／又はトランシーバが含まれていてもよい。通信は、データを一方向にのみ送信できる一方向通信であってもよい。例えば、一方向通信は、可動物体１１００が端末１１１２にデータを送信することだけ、又はその逆が関わっていてもよい。データは、通信システム１１１０の１つ又は複数の送信機から通信システム１１１２の１つ又は複数の受信機に送信されてもよく、又はその逆でもよい。或いは、通信は双方向通信であってもよく、これによってデータは可動物体１１００と端末１１１２との間で双方向に送信可能である。双方向通信には、通信システム１１１０の１つ又は複数の送信機から通信システム１１１４の１つ又は複数の受信機へのデータ送信及びその逆が関わることができる。
【０１６３】
幾つかの実施形態において、端末１１１２は、制御データを可動物体１１００、支持機構１１０２、及びペイロード１１０４のうちの１つ又は複数に制御データを提供し、可動物体１１００、支持機構１１０２、及びペイロード１１０４からの情報（例えば、可動物体、支持機構、又はペイロードの位置及び／又は運動情報、ペイロードにより検知されたデータ、例えばペイロードカメラにより捕捉された画像データ）を受け取ることができる。幾つかの例において、端末からの制御データは、可動物体、支持機構、及び／又はペイロードの相対位置、移動、作動、又は制御に関する命令を含んでいてもよい。例えば、制御データは、可動物体のロケーション及び／又は方位（例えば、推進機構１１０６の制御を通じて）、又はペイロードの可動物体に関する移動（例えば、支持機構１１０２の制御を通じて）を変更させるものであってもよい。端末からの制御データは、ペイロードの制御、例えばカメラ又はその他の画像捕捉装置の動作の制御（静止画又は動画の撮影、ズームイン又はアウト、電源オン又はオフ、画像モードの切り替え、画像解像度の変更、焦点の変更、被写界深度の変更、露出時間の変更、視野角又は視野の変更）を行わせるものであってもよい。幾つかの例において、可動物体、支持機構、及び／又はペイロードからの通信は、（例えば、検知システム１１０８の、又はペイロード１１０４の）１つ又は複数のセンサからの情報を含んでいてもよい。通信は、１つ又は複数の異なる種類のセンサ（例えば、ＧＰＳセンサ、運動センサ、慣性センサ、近接性センサ、又は画像センサ）からの検知情報を含んでいてもよい。このような情報は、可動物体、支持機構、及び／又はペイロードの位置（例えば、ロケーション、方位）、移動、又は加速度に関していてもよい。ペイロードからのこのような情報には、ペイロードにより捕捉されたデータ又は検知されたペイロードの状態が含まれていてもよい。端末１１１２により送信される制御データは、可動物体１１００、支持機構１１０２、又はペイロード１１０４のうちの１つ又は複数の状態を制御するべく構成できる。その代わりに、又はそれと組み合わせて、支持機構１１０２とペイロード１１０４はまた、各々、端末１１１２と通信するべく構成された通信モジュールを含むことができ、それによって端末は可動物体１１００、支持機構１１０２、及びペイロード１１０４の各々と個別に通信し、これを制御できる。
【０１６４】
幾つかの実施形態において、可動物体１１００は、端末１１１２に加えて、又は端末１１１２の代わりに他の遠隔デバイスと通信するべく構成できる。端末１１１２はまた、他の遠隔デバイス及び可動物体１１００と通信するべく構成されてもよい。例えば、可動物体１１００及び／又は端末１１１２は、他の可動物体、又は他の可動物体の支持機構若しくはペイロードと通信してもよい。希望に応じて、遠隔デバイスは第２の端末又はその他のコンピューティングデバイス（例えば、コンピュータ、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、又はその他のモバイルデバイス）であってもよい。遠隔デバイスは、可動物体１１００にデータを送信し、可動物体１１００からデータを受信し、端末１１１２にデータを送信し、及び／又は端末１１１２からデータを受信するべく構成できる。任意選択により、遠隔デバイスはインターネット又はその他の電気通信ネットワークに接続でき、それによって可動物体１１００及び／又は端末１１１２から受け取ったデータをウェブサイト又はサーバにアップロードできる。
【０１６５】
本明細書において、本発明の好ましい実施形態を図示し、説明したが、当業者にとっては、このような実施形態が例として提供されたにすぎないことが明白であろう。ここで当業者は、本発明から逸脱せずに、様々な改変、変更、及び置換を着想するであろう。本明細書に記載されている本発明の実施形態に対する各種の代替案を本発明の実施において利用してよいと理解すべきである。本明細書に記載されている実施形態の何種類もの組合せが可能であり、このような組合せは本開示の一部とみなされる。それに加えて、本明細書において何れか１つの実施形態に関連して述べられたすべての特徴は、本明細書の他の実施形態でも使用するように容易に適応させることができる。以下の特許請求の範囲は本発明の範囲を定義し、これらの特許請求の範囲及びその均等物の中に含まれる方法と構造もそれによって包含されるものとする。
【図１】
2020520466.tif 000003
【図２】
2020520466.tif 000004
【図３】
2020520466.tif 000005
【図４】
2020520466.tif 000006
【図５】
2020520466.tif 000007
【図６】
2020520466.tif 000008
【図７】
2020520466.tif 000009
【図８】
2020520466.tif 000010
【図９】
2020520466.tif 000011
【図１０】
2020520466.tif 000012
【図１１】
2020520466.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月15日(2019.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置において、
筐体と、
前記筐体内に配置された支持機構であって、１つ又は複数の回転軸の周囲で前記筐体に対して回転する１つ又は複数のフレーム構成部品を含む支持機構と、
前記筐体内で前記支持機構により支持される光学アセンブリであって、１つ又は複数のレンズおよびイメージセンサを含み、前記１つ又は複数の回転軸の周囲で前記支持機構を介して前記筐体に対して移動可能な光学アセンブリと、
複数の非光学構成部品であって、少なくとも１つの非光学構成部品が、（１）前記光学アセンブリに動作可能に接続され、（２）前記支持機構により支持されないように前記筐体内に配置された複数の非光学構成部品と、
を含む撮像装置。
【請求項２】
前記１つ又は複数のレンズは鏡筒により支持される、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記鏡筒は、前記支持機構の少なくとも１つのフレーム構成部品に動作可能に接続される、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記イメージセンサは、基板ホルダにより支持される第１の回路基板（ＰＣＢ）上に設けられる、請求項２又は３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記鏡筒は前記基板ホルダに動作可能に接続され、それによって前記鏡筒内の前記１つ又は複数のレンズと前記第１の回路基板は相互に対して移動可能である、請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記鏡筒は前記光学アセンブリの光軸に沿って移動可能であり、前記１つ又は複数のレンズと前記イメージセンサとの間の距離を調整する、請求項４又は５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１の回路基板は前記光学アセンブリの光軸に沿って移動可能であり、前記イメージセンサと前記１つ又は複数のレンズとの間の距離を調整する、請求項４から請求項６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１の回路基板と前記鏡筒は前記光学アセンブリの光軸に沿って移動可能であり、前記イメージセンサと前記１つ又は複数のレンズとの間の距離を調整する、請求項４から請求項７の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記鏡筒又は前記基板ホルダのうちの少なくとも１つは、前記支持機構の前記１つ又は複数のフレーム構成部品の少なくとも１つに移動可能に取り付けられる、請求項４から請求項８の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記基板ホルダは前記鏡筒である、請求項４から請求項９の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記基板ホルダは前記支持機構の少なくとも１つのフレーム構成部品に動作可能に接続される、請求項４から請求項１０の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記複数の非光学構成部品は、第２のプリント回路基板（ＰＣＢ）上に実装された電源、メモリユニット、及び１つ又は複数のプロセッサのうちの少なくとも２つを含む、請求項４から請求項１１の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
複数の非光学構成部品は筐体の内面に取り付けられる、請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記複数の非光学構成部品は支持機構により支持されない、請求項１２又は請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記イメージセンサは、前記非光学構成部品の少なくとも１つに動作可能に接続される、請求項１２から請求項１４の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記第１のＰＣＢは前記第２のＰＣＢに１つ又は複数の通信リンクを介して動作可能に接続される、請求項１２から請求項１５の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記光学アセンブリは、前記筐体内で、１つ又は複数の回転軸の周囲で１つ又は複数の非光学構成部品に対して回転可能である、請求項１から請求項１２の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記１つ又は複数の回転軸はヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸の少なくとも１つである、請求項１から請求項１７の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記１つ又は複数のフレーム構成部品の各フレーム構成部品は、前記１つ又は複数のフレーム構成部品に動作可能に接続されたモータにより回転軸の周囲で回転される、請求項１から請求項１８の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項２０】
前記支持機構は、前記筐体内に配置された球面モータを含む、請求項１から請求項１８の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項２１】
前記球面モータは、前記光学アセンブリを前記１つ又は複数の回転軸の周囲で回転させるように構成される、請求項２０に記載の撮像装置。
【請求項２２】
前記球面モータは、ステータおよびロータを含む電磁モータである、請求項２０又は請求項２１に記載の撮像装置。
【請求項２３】
前記光学アセンブリは前記ロータに接続される、請求項２２に記載の撮像装置。
【請求項２４】
前記球面モータは、ステータおよび複数の圧電アクチュエータを含む圧電モータである、請求項２２又は請求項２３に記載の撮像装置。
【請求項２５】
前記筐体の少なくとも１つの部分は透明であり、前記光学アセンブリの回転中に、前記光学アセンブリから前記筐体の外部環境までの視界を得ることができる、請求項１から請求項２４の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項２６】
前記筐体の前記少なくとも１つの部分は取外し可能な透明カバーを含む、請求項１から請求項２５の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項２７】
前記筐体はベース支持体に接続される、請求項１から請求項２６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項２８】
前記ベース支持体は、可動物体、静止物体、又は生体から選択される少なくとも１つに支持される、請求項２７に記載の撮像装置。
【請求項２９】
前記筐体は、ベース支持体に少なくとも１つのモータを介して回転可能に接続される、請求項１から請求項２８の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項３０】
前記支持機構の回転運動は１つ又は複数のセンサを使って測定される、請求項１から請求項２９の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項３１】
前記撮像装置は、前記支持機構又は前記光学アセンブリに取り付けられた少なくとも１つの慣性センサを含む、請求項１から請求項３０の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項３２】
前記慣性センサはジャイロスコープ又は加速度計の少なくとも１つを含む、請求項３１に記載の撮像装置。
【請求項３３】
前記慣性センサは、前記光学アセンブリの位置、姿勢、角速度、又は角加速度のうちの少なくとも１つを検出するように構成される、請求項３２に記載の撮像装置。
【請求項３４】
前記１つ又は複数のセンサは、前記支持機構の回転運動を駆動するための１つ又は複数のアクチュエータの回転位置を検出するように構成された磁場センサ又は光学エンコーダを含む、請求項３０から請求項３３の何れか１項に記載の撮像装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６５】
本明細書において、本発明の好ましい実施形態を図示し、説明したが、当業者にとっては、このような実施形態が例として提供されたにすぎないことが明白であろう。ここで当業者は、本発明から逸脱せずに、様々な改変、変更、及び置換を着想するであろう。本明細書に記載されている本発明の実施形態に対する各種の代替案を本発明の実施において利用してよいと理解すべきである。本明細書に記載されている実施形態の何種類もの組合せが可能であり、このような組合せは本開示の一部とみなされる。それに加えて、本明細書において何れか１つの実施形態に関連して述べられたすべての特徴は、本明細書の他の実施形態でも使用するように容易に適応させることができる。以下の特許請求の範囲は本発明の範囲を定義し、これらの特許請求の範囲及びその均等物の中に含まれる方法と構造もそれによって包含されるものとする。
［項目１］
撮像装置において、
筐体と、
上記筐体内に配置された支持機構であって、１つ又は複数の回転軸の周囲で上記筐体に対して回転する１つ又は複数のフレーム構成部品を含む支持機構と、
上記筐体内で上記支持機構により支持される光学アセンブリであって、１つ又は複数のレンズおよびイメージセンサを含み、上記１つ又は複数の回転軸の周囲で上記支持機構を介して上記筐体に対して移動可能な光学アセンブリと、
複数の非光学構成部品であって、少なくとも１つの非光学構成部品が、（１）上記光学アセンブリに動作可能に接続され、（２）上記支持機構により支持されないように上記筐体内に配置された複数の非光学構成部品と、
を含む撮像装置。
［項目２］
上記１つ又は複数のレンズは鏡筒により支持される、項目１に記載の撮像装置。
［項目３］
上記１つ又は複数のレンズは、部分的に上記鏡筒内に包囲される、項目２に記載の撮像装置。
［項目４］
上記１つ又は複数のレンズは、完全に上記鏡筒内に包囲される、項目２に記載の撮像装置。
［項目５］
鏡筒は、上記支持機構の少なくとも１つのフレーム構成部品に動作可能に接続される、項目２に記載の撮像装置。
［項目６］
上記イメージセンサは、基板ホルダにより支持される第１の回路基板（ＰＣＢ）上に設けられる、項目１に記載の撮像装置。
［項目７］
上記鏡筒は上記基板ホルダに動作可能に接続され、それによって上記鏡筒内の上記１つ又は複数のレンズと上記第１の回路基板は相互に対して移動可能である、項目６に記載の撮像装置。
［項目８］
上記鏡筒は上記光学アセンブリの光軸に沿って移動可能であり、上記１つ又は複数のレンズと上記イメージセンサとの間の距離を調整する、項目７に記載の撮像装置。
［項目９］
上記第１の回路基板は上記光学アセンブリの光軸に沿って移動可能であり、上記イメージセンサと上記１つ又は複数のレンズとの間の距離を調整する、項目７に記載の撮像装置。
［項目１０］
上記第１の回路基板と上記鏡筒は上記光学アセンブリの光軸に沿って移動可能であり、上記イメージセンサと上記１つ又は複数のレンズとの間の距離を調整する、項目７に記載の撮像装置。
［項目１１］
上記鏡筒又は上記基板ホルダのうちの少なくとも１つは、上記支持機構の上記１つ又は複数のフレーム構成部品の少なくとも１つにしっかりと取り付けられる、項目７に記載の撮像装置。
［項目１２］
上記鏡筒又は上記基板ホルダのうちの少なくとも１つは、上記支持機構の上記１つ又は複数のフレーム構成部品の少なくとも１つに移動可能に取り付けられる、項目７に記載の撮像装置。
［項目１３］
上記基板ホルダは上記鏡筒である、項目６に記載の撮像装置。
［項目１４］
上記基板ホルダは上記支持機構の少なくとも１つのフレーム構成部品に動作可能に接続される、項目６に記載の撮像装置。
［項目１５］
上記複数の非光学構成部品は、第２のプリント回路基板（ＰＣＢ）上に実装された電源、メモリユニット、及び１つ又は複数のプロセッサのうちの少なくとも２つを含む、項目１に記載の撮像装置。
［項目１６］
複数の非光学構成部品は筐体の内面に取り付けられる、項目１５に記載の撮像装置。
［項目１７］
上記複数の非光学構成部品は支持機構により支持されない、項目１５に記載の撮像装置。
［項目１８］
上記イメージセンサは、上記非光学構成部品の少なくとも１つに動作可能に接続される、項目１５に記載の撮像装置。
［項目１９］
上記第１のＰＣＢは上記第２のＰＣＢに１つ又は複数の通信リンクを介して動作可能に接続される、項目１５に記載の撮像装置。
［項目２０］
上記１つ又は複数の通信リンクはフレキシブル信号線を含む、項目１９に記載の撮像装置。
［項目２１］
上記１つ又は複数の通信リンクは無線通信チャネルを含む、項目１９に記載の撮像装置。
［項目２２］
上記光学アセンブリは、上記筐体内で、１つ又は複数の回転軸の周囲で１つ又は複数の非光学構成部品に対して回転可能である、項目１に記載の撮像装置。
［項目２３］
上記１つ又は複数の回転軸はヨー軸又はピッチ軸の少なくとも１つである、項目１に記載の撮像装置。
［項目２４］
上記１つ又は複数の回転軸はヨー軸、ピッチ軸、又はロール軸のうちの少なくとも２つを含む、項目１に記載の撮像装置。
［項目２５］
上記１つ又は複数の回転軸のうちの少なくとも２つは相互に直交する、項目１に記載の撮像装置。
［項目２６］
上記１つ又は複数の回転軸のうちの少なくとも２つは相互に直交しない、項目１に記載の撮像装置。
［項目２７］
上記支持機構は多軸ジンバルである、項目１に記載の撮像装置。
［項目２８］
上記１つ又は複数のフレーム構成部品の各フレーム構成部品は、上記フレーム構成部品に動作可能に接続されたモータにより回転軸の周囲で回転される、項目１に記載の撮像装置。
［項目２９］
上記モータは上記筐体内に設置される、項目２８に記載の撮像装置。
［項目３０］
上記回転軸はヨー軸又はピッチ軸を含む、項目２８に記載の撮像装置。
［項目３１］
上記支持機構は、上記筐体内に配置された球面モータを含む、項目１に記載の撮像装置。
［項目３２］
上記球面モータは、上記光学アセンブリを上記１つ又は複数の回転軸の周囲で回転させるように構成される、項目３１に記載の撮像装置。
［項目３３］
上記球面モータは、ステータおよびロータを含む電磁モータである、項目３１に記載の撮像装置。
［項目３４］
上記光学アセンブリは上記ロータに接続される、項目３３に記載の撮像装置。
［項目３５］
上記球面モータは、ステータおよび複数の圧電アクチュエータを含む圧電モータである、項目３１に記載の撮像装置。
［項目３６］
上記筐体の少なくとも１つの部分は透明であり、上記光学アセンブリの回転中に、上記光学アセンブリから上記筐体の外部環境までの視界を得ることができる、項目１に記載の撮像装置。
［項目３７］
上記筐体は少なくとも２つの対向する面を含む、項目３６に記載の撮像装置。
［項目３８］
上記筐体の上記少なくとも１つの部分は上記筐体の２つ又はそれ以上の異なる面上に設けられる、項目３６に記載の撮像装置。
［項目３９］
上記筐体の上記少なくとも１つの部分は取外し可能な透明カバーを含む、項目１に記載の撮像装置。
［項目４０］
上記筐体はベース支持体に接続される、項目１に記載の撮像装置。
［項目４１］
上記ベース支持体は、可動物体、静止物体、又は生体から選択される少なくとも１つに支持される、項目４０に記載の撮像装置。
［項目４２］
上記可動物体は航空機、陸上車両、又は手持ちマウントを含む、項目４１に記載の撮像装置。
［項目４３］
上記筐体は上記ベース支持体にしっかりと接続される、項目１に記載の撮像装置。
［項目４４］
上記筐体は、ベース支持体に少なくとも１つのモータを介して回転可能に接続される、項目１に記載の撮像装置。
［項目４５］
上記筐体は上記少なくとも１つのモータのロータに取り付けられ、上記ベース支持体は上記少なくとも１つのモータのステータに取り付けられる、項目４４に記載の撮像装置。
［項目４６］
上記筐体は上記少なくとも１つのモータのステータに取り付けられ、上記ベース支持体は上記少なくとも１つのモータのロータに取り付けられる、項目４４に記載の撮像装置。
［項目４７］
上記モータは、上記筐体を回転軸の周囲で上記ベース支持体に対して回転させるように構成される、項目４４に記載の撮像装置。
［項目４８］
上記筐体の上記回転軸はヨー軸である、項目４７に記載の撮像装置。
［項目４９］
上記筐体の上記回転軸は上記支持機構の少なくとも１つの回転軸に平行である、項目４７に記載の撮像装置。
［項目５０］
上記筐体の上記回転軸は上記支持機構の少なくとも１つの回転軸に対し斜めである、項目４７に記載の撮像装置。
［項目５１］
上記筐体の上記回転軸は上記支持機構の少なくとも１つの回転軸に直交する、項目４７に記載の撮像装置。
［項目５２］
上記筐体の上記回転軸は上記支持機構の少なくとも１つの回転軸と交差する、項目４７に記載の撮像装置。
［項目５３］
上記モータは、上記ステータを上記ベース支持体に対してヨー軸の周囲で回転させ、上記支持機構は、上記光学アセンブリを上記筐体に対してピッチ軸又はロール軸の少なくとも１つの周囲で回転させる、項目４４に記載の撮像装置。
［項目５４］
上記支持機構の回転運動は１つ又は複数のセンサを使って測定される、項目１に記載の撮像装置。
［項目５５］
上記撮像装置は、上記支持機構又は上記光学アセンブリに取り付けられた少なくとも１つの慣性センサを含む、項目５４に記載の撮像装置。
［項目５６］
上記慣性センサはジャイロスコープ又は加速度計の少なくとも１つを含む、項目５４に記載の撮像装置。
［項目５７］
上記慣性センサは、上記光学アセンブリの位置、姿勢、角速度、又は角加速度のうちの少なくとも１つを検出するように構成される、項目５６に記載の撮像装置。
［項目５８］
上記１つ又は複数のセンサは、上記支持機構の上記回転運動を駆動するための１つ又は複数のアクチュエータの回転位置を検出するように構成された磁場センサ又は光学エンコーダを含む、項目５６に記載の撮像装置。
［項目５９］
項目１に記載の上記撮像装置の制御方法において、
１つ又は複数のモーションセンサ及び／又は位置センサを使って上記光学アセンブリ及び／又は上記筐体の位置状態を評価するステップと、
上記評価された位置状態に基づいて、１つ又は複数のアクチュエータを制御して、上記支持機構を介した上記筐体に関する上記光学アセンブリの運動をもたらすステップであって、上記光学アセンブリの上記運動は、上記１つ又は複数のフレーム構成部品を上記１つ又は複数の回転軸の周囲で回転させることによってもたらされるステップと、
を含む方法。
［項目６０］
上記１つ又は複数のアクチュエータは、標的角度に基づいて上記筐体に関する上記光学アセンブリの運動をもたらすように構成される、項目５９に記載の方法。
［項目６１］
１つ又は複数のプロセッサは、個別又は集合的に、上記標的角度に基づいて、上記１つ又は複数のアクチュエータから上記支持機構の上記１つ又は複数のフレーム構成部品に提供されるべき入力トルクを特定する、項目６０に記載の方法。
［項目６２］
上記入力トルクはフィードバック制御ループを使って特定される、項目６１に記載の方法。
［項目６３］
上記フィードバック制御ループは、上記１つ又は複数のプロセッサを含む比例−積分−微分（ＰＩＤ）コントローラを使って実装される、項目６２に記載の方法。
［項目６４］
上記ＰＩＤコントローラは上記筐体内に設置される、項目６３に記載の方法。
［項目６５］
上記ＰＩＤコントローラは、上記標的角度と上記１つ又は複数のモーション及び／又は位置センサにより測定された角度との差に基づいて入力角速度を特定するように構成される、項目６３に記載の方法。
［項目６６］
上記ＰＩＤコントローラは、上記入力角速度と上記１つ又は複数のモーション及び／又は位置センサにより測定された角速度との差に基づいて上記入力トルクを特定するように構成される、項目６３に記載の方法。
【国際調査報告】
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