JP2019066563A - 制御装置、レンズ装置、撮像装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子の応答性を向上させることが望まれている。【解決手段】制御装置は、電気的に光の透過率を調節可能な光学素子の透過率を制御する。制御装置は、光学素子の透過率を第１透過率に制御する要求に応じて、光学素子の透過率が第１透過率になるために光学素子に印加すべき第１電圧より大きい第２電圧を、予め定められた期間、光学素子に印加した後、第１電圧を光学素子に印加するように、光学素子に供給する電圧または電流を制御する制御部を備えてよい。【選択図】図４

Description

本発明は、制御装置、レンズ装置、撮像装置、撮像方法、及びプログラムに関する。

電気的に透過率が調整可能なＮＤフィルタなどの光学素子が知られている。
特許文献１ 特開２０１３−８８５９６号公報

上記のような光学素子の応答性を向上させることが望まれている。

本発明の一態様に係る制御装置は、電気的に光の透過率を調節可能な光学素子の透過率を制御する。制御装置は、光学素子の透過率を第１透過率に制御する要求に応じて、光学素子の透過率が第１透過率になるために光学素子に印加すべき第１電圧より大きい第２電圧を、予め定められた期間、光学素子に印加した後、第１電圧を光学素子に印加するように、光学素子に供給する電圧または電流を制御する制御部を備えてよい。

予め定められた期間は、第１透過率に基づいて定められる期間でよい。

制御部は、透過率に応じた期間を示す情報を記憶する記憶部に記憶された情報を参照して、情報に基づいて第１透過率に対応する予め定められた期間を特定してよい。

制御部は、光学素子の第１時点の透過率と第１透過率との差分が予め定められた差分以上である場合、要求に応じて、第２電圧を、予め定められた期間、光学素子に印加した後、第１電圧を光学素子に印加するように、光学素子に供給する電圧または電流を制御してよい。制御部は、差分が予め定められた差分より小さい場合、要求に応じて、第２電圧を、予め定められた期間、光学素子に印加せずに、第１電圧を光学素子に印加するように、光学素子に供給する電圧または電流を制御してよい。

第２電圧は、光学素子に供給可能な最大電圧に基づいて定められてよい。

光学素子は、エレクトロクロミック素子でよい。

本発明の一態様に係るレンズ装置は、上記制御装置を備えてよい。レンズ装置は、上記光学素子を備えてよい。レンズ装置は、レンズを備えてよい。

本発明の一態様に係る撮像装置は、上記レンズ装置を備えてよい。撮像装置は、レンズ装置により結像された光を撮像する撮像部を備えてよい。

本発明の一態様に係る移動体は、上記撮像装置を備えて移動する移動体でよい。

本発明の一態様に係る制御方法は、電気的に光の透過率を調節可能な光学素子の透過率を制御する。制御方法は、光学素子の透過率を第１透過率に制御する要求に応じて、光学素子の透過率が第１透過率になるために光学素子に印加すべき第１電圧より大きい第２電圧を、予め定められた期間、光学素子に印加した後、第１電圧を光学素子に印加するように、光学素子に供給する電圧または電流を制御する段階を備えてよい。

本発明の一態様に係るプログラムは、電気的に光の透過率を調節可能な光学素子の透過率をコンピュータに制御させるためのプログラムでよい。プログラムは、光学素子の透過率を第１透過率に制御する要求に応じて、光学素子の透過率が第１透過率になるために光学素子に印加すべき第１電圧より大きい第２電圧を、予め定められた期間、光学素子に印加した後、第１電圧を光学素子に印加するように、光学素子に供給する電圧または電流を制御する段階をコンピュータに実行させてよい。

本発明の一態様によれば、光学素子の応答性を向上させることができる。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

無人航空機及び遠隔操作装置の外観の一例を示す図である。 無人航空機の機能ブロックの一例を示す図である。 透過率と電圧との関係の一例を示す図である。 透過率と電圧との関係の一例を示す図である。 無人航空機の機能ブロックの一例を示す図である。 透過率の公称値と実測値との関係を示す図である。 メモリに記憶される情報の一例である。 イメージセンサのゲインについて説明するための図である。 ハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。以下の実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、図面、及び要約書には、著作権による保護の対象となる事項が含まれる。著作権者は、これらの書類の何人による複製に対しても、特許庁のファイルまたはレコードに表示される通りであれば異議を唱えない。ただし、それ以外の場合、一切の著作権を留保する。

本発明の様々な実施形態は、フローチャート及びブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、（１）操作が実行されるプロセスの段階または（２）操作を実行する役割を持つ装置の「部」を表わしてよい。特定の段階及び「部」が、プログラマブル回路、及び／またはプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタル及び／またはアナログハードウェア回路を含んでよい。集積回路（ＩＣ）及び／またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。再構成可能なハードウェア回路は、論理ＡＮＤ、論理ＯＲ、論理ＸＯＲ、論理ＮＡＮＤ、論理ＮＯＲ、及び他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のようなメモリ要素等を含んでよい。

コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよい。その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（ＲＴＭ）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

コンピュータ可読命令は、１または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードの何れかを含んでよい。ソースコードまたはオブジェクトコードは、従来の手続型プログラミング言語を含む。従来の手続型プログラミング言語は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＳｍａｌｌｔａｌｋ、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、及び「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語でよい。コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して提供されてよい。プロセッサまたはプログラマブル回路は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。

図１は、無人航空機（ＵＡＶ）１０及び遠隔操作装置３００の外観の一例を示す。ＵＡＶ１０は、ＵＡＶ本体２０、ジンバル５０、複数の撮像装置６０、及び撮像装置１００を備える。ジンバル５０、及び撮像装置１００は、撮像システムの一例である。ＵＡＶ１０は、推進部により推進される移動体の一例である。移動体とは、ＵＡＶの他、空中を移動する他の航空機などの飛行体、地上を移動する車両、水上を移動する船舶等を含む概念である。

ＵＡＶ本体２０は、複数の回転翼を備える。複数の回転翼は、推進部の一例である。ＵＡＶ本体２０は、複数の回転翼の回転を制御することでＵＡＶ１０を飛行させる。ＵＡＶ本体２０は、例えば、４つの回転翼を用いてＵＡＶ１０を飛行させる。回転翼の数は、４つには限定されない。また、ＵＡＶ１０は、回転翼を有さない固定翼機でもよい。

撮像装置１００は、所望の撮像範囲に含まれる被写体を撮像する撮像用のカメラである。ジンバル５０は、撮像装置１００を回転可能に支持する。ジンバル５０は、支持機構の一例である。例えば、ジンバル５０は、撮像装置１００を、アクチュエータを用いてピッチ軸で回転可能に支持する。ジンバル５０は、撮像装置１００を、アクチュエータを用いて更にロール軸及びヨー軸のそれぞれを中心に回転可能に支持する。ジンバル５０は、ヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸の少なくとも１つを中心に撮像装置１００を回転させることで、撮像装置１００の姿勢を変更してよい。

複数の撮像装置６０は、ＵＡＶ１０の飛行を制御するためにＵＡＶ１０の周囲を撮像するセンシング用のカメラである。２つの撮像装置６０が、ＵＡＶ１０の機首である正面に設けられてよい。更に他の２つの撮像装置６０が、ＵＡＶ１０の底面に設けられてよい。正面側の２つの撮像装置６０はペアとなり、いわゆるステレオカメラとして機能してよい。底面側の２つの撮像装置６０もペアとなり、ステレオカメラとして機能してよい。複数の撮像装置６０により撮像された画像に基づいて、ＵＡＶ１０の周囲の３次元空間データが生成されてよい。ＵＡＶ１０が備える撮像装置６０の数は４つには限定されない。ＵＡＶ１０は、少なくとも１つの撮像装置６０を備えていればよい。ＵＡＶ１０は、ＵＡＶ１０の機首、機尾、側面、底面、及び天井面のそれぞれに少なくとも１つの撮像装置６０を備えてもよい。撮像装置６０で設定できる画角は、撮像装置１００で設定できる画角より広くてよい。撮像装置６０は、単焦点レンズまたは魚眼レンズを有してもよい。

遠隔操作装置３００は、ＵＡＶ１０と通信して、ＵＡＶ１０を遠隔操作する。遠隔操作装置３００は、ＵＡＶ１０と無線で通信してよい。遠隔操作装置３００は、ＵＡＶ１０に上昇、下降、加速、減速、前進、後進、回転などのＵＡＶ１０の移動に関する各種命令を示す指示情報を送信する。指示情報は、例えば、ＵＡＶ１０の高度を上昇させる指示情報を含む。指示情報は、ＵＡＶ１０が位置すべき高度を示してよい。ＵＡＶ１０は、遠隔操作装置３００から受信した指示情報により示される高度に位置するように移動する。指示情報は、ＵＡＶ１０を上昇させる上昇命令を含んでよい。ＵＡＶ１０は、上昇命令を受け付けている間、上昇する。ＵＡＶ１０は、上昇命令を受け付けても、ＵＡＶ１０の高度が上限高度に達している場合には、上昇を制限してよい。

図２は、ＵＡＶ１０の機能ブロックの一例を示す。ＵＡＶ１０は、ＵＡＶ制御部３０、メモリ３２、通信インタフェース３４、推進部４０、ＧＰＳ受信機４１、慣性計測装置４２、磁気コンパス４３、気圧高度計４４、温度センサ４５、湿度センサ４６、ジンバル５０、撮像装置６０及び撮像装置１００を備える。

通信インタフェース３４は、遠隔操作装置３００などの他の装置と通信する。通信インタフェース３４は、遠隔操作装置３００からＵＡＶ制御部３０に対する各種の命令を含む指示情報を受信してよい。メモリ３２は、ＵＡＶ制御部３０が、推進部４０、ＧＰＳ受信機４１、慣性計測装置（ＩＭＵ）４２、磁気コンパス４３、気圧高度計４４、温度センサ４５、湿度センサ４６、ジンバル５０、撮像装置６０、及び撮像装置１００を制御するのに必要なプログラム等を格納する。メモリ３２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びＵＳＢメモリ等のフラッシュメモリの少なくとも１つを含んでよい。メモリ３２は、ＵＡＶ本体２０の内部に設けられてよい。ＵＡＶ本体２０から取り外し可能に設けられてよい。

ＵＡＶ制御部３０は、メモリ３２に格納されたプログラムに従ってＵＡＶ１０の飛行及び撮像を制御する。ＵＡＶ制御部３０は、ＣＰＵまたはＭＰＵ等のマイクロプロセッサ、ＭＣＵ等のマイクロコントローラ等により構成されてよい。ＵＡＶ制御部３０は、通信インタフェース３４を介して遠隔操作装置３００から受信した命令に従って、ＵＡＶ１０の飛行及び撮像を制御する。推進部４０は、ＵＡＶ１０を推進させる。推進部４０は、複数の回転翼と、複数の回転翼を回転させる複数の駆動モータとを有する。推進部４０は、ＵＡＶ制御部３０からの命令に従って複数の駆動モータを介して複数の回転翼を回転させて、ＵＡＶ１０を飛行させる。

ＧＰＳ受信機４１は、複数のＧＰＳ衛星から発信された時刻を示す複数の信号を受信する。ＧＰＳ受信機４１は、受信された複数の信号に基づいてＧＰＳ受信機４１の位置（緯度及び経度）、つまりＵＡＶ１０の位置（緯度及び経度）を算出する。ＩＭＵ４２は、ＵＡＶ１０の姿勢を検出する。ＩＭＵ４２は、ＵＡＶ１０の姿勢として、ＵＡＶ１０の前後、左右、及び上下の３軸方向の加速度と、ピッチ、ロール、及びヨーの３軸方向の角速度とを検出する。磁気コンパス４３は、ＵＡＶ１０の機首の方位を検出する。気圧高度計４４は、ＵＡＶ１０が飛行する高度を検出する。気圧高度計４４は、ＵＡＶ１０の周囲の気圧を検出し、検出された気圧を高度に換算して、高度を検出する。温度センサ４５は、ＵＡＶ１０の周囲の温度を検出する。湿度センサ４６は、ＵＡＶ１０の周囲の湿度を検出する。

撮像装置１００は、撮像部１０２及びレンズ部２００を備える。レンズ部２００は、レンズ装置の一例である。撮像部１０２は、イメージセンサ１２０、撮像制御部１１０、メモリ１３０、及び電源１４０を有する。イメージセンサ１２０は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳにより構成されてよい。イメージセンサ１２０は、複数のレンズ２１０を介して結像された光学像の画像データを撮像制御部１１０に出力する。撮像制御部１１０は、ＣＰＵまたは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。撮像制御部１１０は、ＵＡＶ制御部３０からの撮像装置１００の動作命令に応じて、撮像装置１００を制御してよい。メモリ１３０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１３０は、撮像制御部１１０がイメージセンサ１２０などを制御するのに必要なプログラム等を格納する。メモリ１３０は、撮像装置１００の筐体の内部に設けられてよい。メモリ１３０は、撮像装置１００の筐体から取り外し可能に設けられてよい。電源１４０は、撮像部１０２及びレンズ部２００に電力を供給する。なお、撮像装置１００は、ＵＡＶ本体２０が備える電源から提供される電力を使用して、撮像部１０２及びレンズ部２００のそれぞれを動作させてよい。

レンズ部２００は、複数のレンズ２１０、複数のレンズ駆動部２１２、及びレンズ制御部２２０を有する。複数のレンズ２１０は、ズームレンズ、バリフォーカルレンズ、及びフォーカスレンズとして機能してよい。複数のレンズ２１０の少なくとも一部または全部は、光軸に沿って移動可能に配置される。レンズ部２００は、撮像部１０２に対して着脱可能に設けられる交換レンズでよい。レンズ駆動部２１２は、カム環などの機構部材を介して、複数のレンズ２１０の少なくとも一部または全部を光軸に沿って移動させる。レンズ駆動部２１２は、アクチュエータを含んでよい。アクチュエータは、ステッピングモータを含んでよい。レンズ制御部２２０は、撮像部１０２からのレンズ制御命令に従って、レンズ駆動部２１２を駆動して、機構部材を介して１または複数のレンズ２１０を光軸方向に沿って移動させる。レンズ制御命令は、例えば、ズーム制御命令、及びフォーカス制御命令である。

レンズ部２００は、メモリ２２２、位置センサ２１４、絞り２３４、絞り駆動部２３６、フィルタ２３８、及びフィルタ制御部２４０をさらに有する。

レンズ制御部２２０は、撮像部１０２からのレンズ動作命令に応じてレンズ駆動部２１２を介して、レンズ２１０の光軸方向への移動を制御する。レンズ制御部２２０は、撮像部１０２からのレンズ動作命令に応じてレンズ駆動部２１２を介して、レンズ２１０の光軸方向への移動を制御する。レンズ２１０の一部または全部は、光軸に沿って移動する。レンズ制御部２２０は、レンズ２１０の少なくとも１つを光軸に沿って移動させることで、ズーム動作及びフォーカス動作の少なくとも一方を実行する。位置センサ２１４は、レンズ２１０の位置を検出する。位置センサ２１４は、現在のズーム位置またはフォーカス位置を検出してよい。

レンズ駆動部２１２は、振れ補正機構を含んでよい。レンズ制御部２２０は、振れ補正機構を介して、レンズ２１０を光軸に沿った方向、または光軸に垂直な方向に移動させることで、振れ補正を実行してよい。レンズ駆動部２１２は、ステッピングモータにより振れ補正機構を駆動して、振れ補正を実行してよい。なお、振れ補正機構は、ステッピングモータにより駆動されて、イメージセンサ１２０を光軸に方向に沿った方向、または光軸に垂直な方向に移動させることで、振れ補正を実行してよい。

絞り２３４は、イメージセンサ１２０に入射される光の量を調整する。絞り２３４は、少なくとも一枚の羽部材を含んでよい。絞り駆動部２３６は、アクチュエータを含んでよい。アクチュエータは、ステッピングモータを含んでよい。絞り駆動部２３６は、レンズ制御部２２０からの指令を受けて、ステッピングモータを駆動して、複数の羽部材の重なり度合いを調整して、絞り開口の大きさを調整してよい。

フィルタ２３８は、レンズ２１０を介して入射される光の光量を減光する。フィルタ２３８は、ＮＤフィルタでよい。フィルタ２３８は、電気的に光の透過率を調整可能な光学素子の一例である。フィルタ２３８は、エレクトロクロミック素子でよい。エレクトロミック素子は、電圧を印加、または電流を流すことにより可逆的に光学的吸収が生じるエレクトロミック材料を含む。フィルタ２３８は、電圧を印加することにより液晶配列を変更して、透過率を調整可能な液晶ＮＤフィルタでもよい。フィルタ制御部２４０は、フィルタ２３８に供給する電圧または電流を制御することにより、フィルタ２３８の透過率を制御する。フィルタ制御部２４０は、撮像制御部１１０及びレンズ制御部２２０を介して電源１４０から受け取った電力を使用して、フィルタ２３８に供給する電圧または電流を制御してよい。フィルタ制御部２４０は、フィルタ２３８の透過率を所望の透過率に制御する要求を撮像制御部１１０及びレンズ制御部２２０を介して取得してよい。所望の透過率は、ユーザにより設定されてよい。所望の透過率は、撮像モードに応じて設定されてよい。

メモリ２２２は、レンズ駆動部２１２を介して移動する複数のレンズ２１０の制御値を記憶する。メモリ２２２は、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。

このように構成された撮像装置１００において、フィルタ制御部２４０が、フィルタ２３８に所望の透過率に対応する予め定められた電圧を印加することで、フィルタ２３８を所望の透過率に制御することができる。例えば、フィルタ２３８の透過率が２５％になるために必要な予め定められた電圧は２．５Ｖである。しかし、図３に示すように、フィルタ２３８の透過率を２５％にするためにフィルタ２３８に２．５Ｖの電圧を印加しても、フィルタ２３８の透過率が２５％になるまでにはある程度の時間を要する。すなわち、フィルタ２３８の透過率の応答性は高いとは言えない。

そこで、本実施形態に係る撮像装置１００によれば、フィルタ２３８に供給する電圧または電流を制御することで、フィルタ２３８の透過率の応答性を向上させる。より具体的には、フィルタ制御部２４０が、フィルタ２３８の透過率を所望の透過率、例えば第１透過率に制御する要求を撮像制御部１１０及びレンズ制御部２２０を介して受信する。フィルタ制御部２４０は、その要求に応じて、フィルタ２３８の透過率が第１透過率になるためにフィルタ２３８に印加すべき第１電圧より大きい第２電圧を、予め定められた期間、フィルタ２３８に印加した後、第１電圧をフィルタ２３８に印加するように、フィルタ２３８に供給する電圧または電流を制御する。例えば、フィルタ制御部２４０が、フィルタ２３８の透過率を２５％に制御する要求に応じて、図４に示すように、フィルタ２３８の透過率が２５％になるためにフィルタ２３８に印加すべき２．５Ｖの電圧より大きい５．０Ｖの電圧を、予め定められた期間Ｔ、フィルタ２３８に印加した後、２．５Ｖの電圧をフィルタ２３８に印加するように、フィルタ２３８に供給する電圧または電流を制御する。これにより、フィルタ２３８の透過率が所望の透過率になるまでの時間を短縮できる。

ここで、予め定められた期間Ｔは、フィルタ２３８に設定されるべき透過率によらず一定の期間、例えば、１ｍｓでよい。予め定められた期間Ｔは、フィルタ２３８に設定されるべき透過率に基づいて定められる期間でよい。予め定められた期間Ｔは、フィルタ２３８で設定できるそれぞれの透過率ごとに定められる期間でよい。予め定められた期間Ｔは、フィルタ２３８の電気的特性に基づいて定められる期間でよい。予め定められた期間Ｔは、フィルタ２３８の透過率が小さいほど長い期間でよい。メモリ２２２は、フィルタ２３８の透過率に応じた期間を示す情報を記憶してよい。予め定められた期間Ｔにフィルタ２３８に印加される第２電圧は、電源１４０からフィルタ２３８に供給可能な最大電圧に基づいて定められてよい。第２電圧は、電源１４０からフィルタ２３８に供給可能な最大電圧でよい。

フィルタ制御部２４０は、フィルタ２３８の透過率を第１透過率に制御する要求を受けたことに応じて、メモリ２２２を参照して、フィルタ２３８の透過率に応じた期間を示す情報に基づいて、第１透過率に対応する予め定められた期間Ｔを特定してよい。フィルタ制御部２４０は、特定された予め定められた期間Ｔ、第２電圧をフィルタ２３８に印加した後、第１電圧をフィルタ２３８に印加する。これにより、フィルタ２３８に設定すべき透過率に応じて、適切な期間、第２電圧をフィルタ２３８に印加することができる。よって、フィルタ２３８に設定すべき透過率によらずに、フィルタ２３８の応答性を向上させることができる。

ここで、フィルタ２３８の現在の透過率から、フィルタ２３８に設定すべき透過率までの差が大きくない場合、予め定められた期間Ｔ、フィルタ２３８に印加する電圧を高くしても、高くしなくても、フィルタ２３８の透過率が、設定すべき透過率になるまでの時間はほとんど変わらない場合がある。

そこで、フィルタ制御部２４０は、フィルタ２３８の現在の透過率とフィルタ２３８に設定すべき透過率との差分が予め定められた差分Ｔｈ以上である場合、要求に応じて、第２電圧を、予め定められた期間Ｔ、フィルタ２３８に印加した後、第１電圧をフィルタ２３８に印加するように、フィルタ２３８に供給する電圧または電流を制御してよい。現在の透過率は、第１時点の透過率の一例である。第１時点の透過率は、第１透過率に制御する要求を受ける前の時点に、フィルタ２３８に対して設定されていた透過率でよい。第１時点の透過率は、フィルタ制御部２４０がフィルタ２３８の透過率を第１透過率に制御する処理を開始する前の時点に、フィルタ２３８に対して設定されていた透過率でよい。一方、フィルタ制御部２４０は、差分が予め定められた差分Ｔｈより小さい場合、要求に応じて、第２電圧を、予め定められた期間Ｔ、フィルタ２３８に印加せずに、第１電圧をフィルタ２３８に印加するように、フィルタ２３８に供給する電圧または電流を制御してよい。すなわち、フィルタ制御部２４０は、差分が予め定められた差分Ｔｈより小さい場合、要求に応じて、フィルタ２３８に第２電圧を印加せずに、直ちに第１電圧を印加するように、フィルタ２３８に供給する電圧または電流を制御してよい。これにより、フィルタ２３８に供給される電力を無駄に増加させることを防止できる。

以上のように、フィルタ２３８の透過率が設定すべき透過率になるのに必要な電圧よりも大きい電圧を、予め定められた期間、最初に印加しておくことで、フィルタ２３８の透過率が設定すべき透過率になるまでの時間を短縮できる。これにより、フィルタ２３８の応答性を向上させることができる。

なお、上記では、レンズ部２００がフィルタ２３８を備える例について説明した。しかし、フィルタ２３８は、撮像部１０２が備えてもよい。また、レンズ部２００を撮像部１０２に着脱可能に連結するためのアダプタが、フィルタ２３８を備えてもよい。

撮像装置１００がＵＡＶ１０などの移動体に搭載されて利用される場合、ユーザは、例えば外付けのＮＤフィルタを付け替えることを容易にできない。一方、上記のように電気的に透過率が調整可能なフィルタ２３８を撮像装置１００に設けることで、容易に撮像装置１００の光学系の透過率を調整できる。しかも、上記のようにフィルタ２３８に印加される電圧を制御することで、フィルタ２３８の透過率の応答性を向上させることができる。よって、ＵＡＶ１０などの移動体に搭載される撮像装置１００の利便性をさらに向上させることができる。また、バッテリで駆動するＵＡＶ１０などの移動体に搭載された撮像装置１００で撮像する場合、移動体全体での消費電力を抑えるために、撮像装置１００が比較的短時間で撮像できることが望ましい。しかし、上記のように、フィルタ２３８の透過率の設定に時間がかかると、撮像装置１００による短時間の撮影が難しい場合がある。一方、本実施形態によれば、上記のようにフィルタ２３８の透過率の応答性を向上させることができるので、撮像装置１００による撮影を短縮でき、移動体全体の消費電力を抑制できる。

図５は、他の実施形態に係るＵＡＶ１０の機能ブロックの一例を示す。図５に示すＵＡＶ１０が、レンズ部２００が、フィルタ２３８及びフィルタ制御部２４０の代わりに、フィルタ２４２及びフィルタ駆動部２４４を備える点で、図２に示すＵＡＶ１０と異なる。

フィルタ２４２は、セルロースアセテート、ＰＥＴ、塩化ビニル等の合成樹脂材料と、光を吸収する有機色素または顔料とを含むＮＤフィルタでよい。フィルタ２４２は、電気的に透過率を調整可能ではなく、特定の透過率を有する。フィルタ駆動部２４４は、レンズ部２００の光学系の光路中に出し入れ可能にフィルタ２４２を移動する移動機構を含む。

このようなフィルタ２４２は、予め定められた公称値の透過率になるように設計されて、製造される。しかしながら、フィルタ２４２を量産する場合、個々のフィルタ２４２の光学的な特性にばらつきが生じる。フィルタ２４２の実測値の透過率は、公称値の透過率とは異なる場合がある。例えば、図６に示すように、特定の波長（５５０ｎｍ）の透過率の公称値が２５％のフィルタ２４２でも、特定の波長（５５０ｎｍ）の透過率の実測値は、３０％の場合がある。

フィルタ２４２の個々の性能のばらつきを抑えるために、公称値と実測値との誤差が予め定められた許容範囲内にあるフィルタ２４２のみを選択して、レンズ部２００に設けることが考えられる。しかし、このようにすると、フィルタ２４２の製造コストが増加する。フィルタ２４２の製造コストを抑制しつつ、フィルタ２４２の個々の性能のばらつきの影響を抑制することが望まれている。

そこで、他の実施形態に係る撮像装置１００によれば、フィルタ２４２の透過率の公称値と実測値とを関連付けてそのフィルタ２４２が設けられるレンズ部２００のメモリ２２２に登録しておく。さらに、そのメモリ２２２には、フィルタ２４２の透過率の実測値に基づいて定められる撮像部１０２の撮像に関する制御値の補正値を登録しておく。撮像部１０２は、フィルタ２４２を用いた撮像を行う場合、メモリ２２２から読み出した補正値を用いて撮像に関する制御値を補正して、撮像を制御する。これにより、フィルタ２４２の製造コストを抑制しつつ、フィルタ２４２の個々の性能のばらつきの影響を抑制することができる。

制御値は、例えば、イメージセンサ１２０のゲイン、ＩＳＯ感度、シャッタースピード、及びＦ値のうちの少なくとも１つを含んでよい。補正値は、例えば、イメージセンサ１２０のゲイン、ＩＳＯ感度、シャッタースピード、及びＦ値のうちの少なくとも１つを、フィルタ２４２の透過率の実測値に適合するように補正するための値でよい。

撮像制御部１１０は、取得部１１２を含んでよい。取得部１１２は、フィルタ２４２の透過率の公称値に基づく撮像部１０２の制御値に対する、フィルタ２４２の透過率の実測値に基づく補正値を取得する。取得部１１２は、フィルタ２４２の透過率の実測値に基づく補正値を、メモリ２２２から読み出してよい。撮像制御部１１０は、取得部１１２により取得された補正値に基づいて撮像部１０２の撮像を制御してよい。

メモリ２２２は、例えば、図７に示すように、フィルタ２４２ごとに、ＮＤ値、ＮＤ値に対応する透過率の公称値、透過率の実測値、及び補正値であるイメージセンサ１２０のゲインを関連付けて記憶してよい。

例えば、フィルタ２４２が光路中に配置されると、ライブビューなどディスプレイに表示される画像または動画の輝度が変化する。このような変化を抑制するために、フィルタ２４２が挿入される前と、フィルタ２４２が挿入された後で、イメージセンサ１２０のゲインを変更する場合がある。このようなゲインが、フィルタ２４２の透過率の公称値に基づいて設定されている場合、透過率の実測値のばらつきにより、ディスプレイに表示される輝度にばらつきが生じる可能性がある。そこで、例えば、フィルタ２４２の透過率の公称値が０．２５であり、実測値が０．３０である場合、図８に示すように、撮像制御部１１０は、フィルタ２４２を挿入時にイメージセンサ１２０に設定すべきゲイン「×４．０」の５／６である約「×３．３」のゲインになるようにイメージセンサ１２０のゲインを調整してよい。これにより、透過率の実測値のばらつきにより、ディスプレイに表示される輝度のばらつきを抑えることができる。

また、フィルタ２４２の特性のばらつきの違いにより撮像部１０２により撮像される画像にばらつきが生じる場合がある。そこで、撮像時に設定されるＩＳＯ感度、シャッタースピード、及びＦ値の少なくとも１つを、撮像制御部１１０は、フィルタ２４２の透過率の実測値に基づく補正値で補正して、撮影を制御してよい。撮像制御部１１０は、フィルタ２４２が挿入されている場合、ユーザにより設定されているＩＳＯ感度、シャッタースピード、及びＦ値の少なくとも１つを、フィルタ２４２の透過率の実測値に対応する補正値で補正して、補正後のＩＳＯ感度、シャッタースピード、及びＦ値で、撮像してよい。これより、設定が同じ状態で撮像された個々の撮像装置１００の画像が、フィルタ２４２の透過率のばらつきにより、見かけ上ばらつくことを抑制できる。

撮像制御部１１０は、撮像モードに基づいて、ゲイン、ＩＳＯ感度、シャッタースピード、及びＦ値のそれぞれの重み付けを特定してよい。撮像制御部１１０は、ゲイン、ＩＳＯ感度、シャッタースピード、及びＦ値のそれぞれの重み付けに応じた補正値を特定してよい。撮像制御部１１０は、撮像モードに応じて重み付けされた補正値に従って、撮像を制御してよい。撮像モードは、動画モード、静止画モードを含んでよい。撮像モードは、ポートレートモード、夜景モード、スポーツモードなどの被写体に応じたモードを含んでよい。重み付けは、撮影モードに応じて、影響の少ない撮影パラメータ（ゲイン、ＩＳＯ感度、シャッタースピード、及びＦ値）がより高い重みとなるように調整されてよい。

図９は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ１２００の一例を示す。コンピュータ１２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ１２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーションまたは当該装置の１または複数の「部」として機能させることができる。または、当該プログラムは、コンピュータ１２００に当該オペレーションまたは当該１または複数の「部」を実行させることができる。当該プログラムは、コンピュータ１２００に、本発明の実施形態に係るプロセスまたは当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ１２００に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつかまたはすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、ＣＰＵ１２１２によって実行されてよい。

本実施形態によるコンピュータ１２００は、ＣＰＵ１２１２、及びＲＡＭ１２１４を含み、それらはホストコントローラ１２１０によって相互に接続されている。コンピュータ１２００はまた、通信インタフェース１２２２、入力／出力ユニットを含み、それらは入力／出力コントローラ１２２０を介してホストコントローラ１２１０に接続されている。コンピュータ１２００はまた、ＲＯＭ１２３０を含む。ＣＰＵ１２１２は、ＲＯＭ１２３０及びＲＡＭ１２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。

通信インタフェース１２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブが、コンピュータ１２００内のＣＰＵ１２１２によって使用されるプログラム及びデータを格納してよい。ＲＯＭ１２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ１２００によって実行されるブートプログラム等、及び／またはコンピュータ１２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。プログラムが、ＣＲ−ＲＯＭ、ＵＳＢメモリまたはＩＣカードのようなコンピュータ可読記録媒体またはネットワークを介して提供される。プログラムは、コンピュータ可読記録媒体の例でもあるＲＡＭ１２１４、またはＲＯＭ１２３０にインストールされ、ＣＰＵ１２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ１２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置または方法が、コンピュータ１２００の使用に従い情報のオペレーションまたは処理を実現することによって構成されてよい。

例えば、通信がコンピュータ１２００及び外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース１２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース１２２２は、ＣＰＵ１２１２の制御の下、ＲＡＭ１２１４、またはＵＳＢメモリのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、またはネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。

また、ＣＰＵ１２１２は、ＵＳＢメモリ等のような外部記録媒体に格納されたファイルまたはデータベースの全部または必要な部分がＲＡＭ１２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ１２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ１２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ１２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ１２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ１２１２は、第１の属性の属性値が指定される、条件に一致するエントリを当該複数のエントリの中から検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

上で説明したプログラムまたはソフトウェアモジュールは、コンピュータ１２００上またはコンピュータ１２００近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバーシステム内に提供されるハードディスクまたはＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ１２００に提供する。

特許請求の範囲、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、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、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。

１０ ＵＡＶ
２０ ＵＡＶ本体
３０ ＵＡＶ制御部
３２ メモリ
３４ 通信インタフェース
４０ 推進部
４１ ＧＰＳ受信機
４２ 慣性計測装置
４３ 磁気コンパス
４４ 気圧高度計
４５ 温度センサ
４６ 湿度センサ
５０ ジンバル
６０ 撮像装置
１００ 撮像装置
１０２ 撮像部
１１０ 撮像制御部
１１２ 取得部
１２０ イメージセンサ
１３０ メモリ
１４０ 電源
２００ レンズ部
２１０ レンズ
２１２ レンズ駆動部
２１４ 位置センサ
２２０ レンズ制御部
２２２ メモリ
２３６ 絞り駆動部
２３８ フィルタ
２４０ フィルタ制御部
２４２ フィルタ
２４４ フィルタ駆動部
３００ 遠隔操作装置
１２００ コンピュータ
１２１０ ホストコントローラ
１２１２ ＣＰＵ
１２１４ ＲＡＭ
１２２０ 入力／出力コントローラ
１２２２ 通信インタフェース
１２３０ ＲＯＭ

Claims (12)

1. 電気的に光の透過率を調節可能な光学素子の透過率を制御する制御装置であって、
   前記光学素子の透過率を第１透過率に制御する要求に応じて、前記光学素子の透過率が第１透過率になるために前記光学素子に印加すべき第１電圧より大きい第２電圧を、予め定められた期間、前記光学素子に印加した後、前記第１電圧を前記光学素子に印加するように、前記光学素子に供給する電圧または電流を制御する制御部
   を備える、制御装置。
2. 前記予め定められた期間は、前記第１透過率に基づいて定められる期間である、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制御部は、透過率に応じた期間を示す情報を記憶する記憶部に記憶された前記情報を参照して、前記情報に基づいて前記第１透過率に対応する前記予め定められた期間を特定する、請求項１に記載の制御装置。
4. 前記制御部は、前記光学素子の第１時点の透過率と前記第１透過率との差分が予め定められた差分以上である場合、前記要求に応じて、前記第２電圧を、前記予め定められた期間、前記光学素子に印加した後、前記第１電圧を前記光学素子に印加するように、前記光学素子に供給する電圧または電流を制御する、請求項１に記載の制御装置。
5. 前記制御部は、前記差分が前記予め定められた差分より小さい場合、前記要求に応じて、前記第２電圧を、前記予め定められた期間、前記光学素子に印加せずに、前記第１電圧を前記光学素子に印加するように、前記光学素子に供給する電圧または電流を制御する、請求項４に記載の制御装置。
6. 前記第２電圧は、前記光学素子に供給可能な最大電圧に基づいて定められる、請求項１に記載の制御装置。
7. 前記光学素子は、エレクトロクロミック素子である、請求項１に記載の制御装置。
8. 請求項１から７の何れか１つに記載の制御装置と、
   前記光学素子と、
   レンズと
   を備えるレンズ装置。
9. 請求項８に記載のレンズ装置と、
   前記レンズ装置により結像された光を撮像する撮像部と
   を備える撮像装置。
10. 請求項９に記載の撮像装置を備えて移動する移動体。
11. 電気的に光の透過率を調節可能な光学素子の透過率を制御する制御方法であって、
    前記光学素子の透過率を第１透過率に制御する要求に応じて、前記光学素子の透過率が第１透過率になるために前記光学素子に印加すべき第１電圧より大きい第２電圧を、予め定められた期間、前記光学素子に印加した後、前記第１電圧を前記光学素子に印加するように、前記光学素子に供給する電圧または電流を制御する段階
    を備える、制御方法。
12. 電気的に光の透過率を調節可能な光学素子の透過率をコンピュータに制御させるためのプログラムであって、
    前記光学素子の透過率を第１透過率に制御する要求に応じて、前記光学素子の透過率が第１透過率になるために前記光学素子に印加すべき第１電圧より大きい第２電圧を、予め定められた期間、前記光学素子に印加した後、前記第１電圧を前記光学素子に印加するように、前記光学素子に供給する電圧または電流を制御する段階
    を前記コンピュータに実行させるためのプログラム。

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