JP2019082539A - 制御装置、レンズ装置、飛行体、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】飛行体などに搭載された撮像装置の高さが変化した場合に、合焦状態になるまでに時間がかかる場合がある。【解決手段】制御装置は、レンズ装置が備えるフォーカスレンズの駆動を制御する。制御装置は、基準位置からのレンズ装置の高さに基づいて、フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置を決定する決定部を備えてよい。制御装置は、決定部により決定されたフォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置に基づいて、フォーカスレンズの駆動を制御する制御部を備えてよい。【選択図】図５

Description

本発明は、発明の名称に関する。

特許文献１には、ズームレンズの移動に伴うピントズレを補正するためにフォーカスレンズを移動させるズームトラッキング制御を行うレンズ装置が開示されている。
特許文献１ 特開２０１６−２２４０９６号公報

飛行体などに搭載された撮像装置の高さが変化した場合に、合焦状態になるまでに時間がかかる場合がある。

本発明の一態様に係る制御装置は、レンズ装置が備えるフォーカスレンズの駆動を制御する。制御装置は、基準位置からのレンズ装置の高さに基づいて、フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置を決定する決定部を備えてよい。制御装置は、フォーカス位置に基づいて、フォーカスレンズの駆動を制御する制御部を備えてよい。

決定部は、基準位置からのレンズ装置の高さが第１高さの場合、レンズ装置から第１距離にある被写体に合焦する第１フォーカス位置をフォーカス位置として決定してよい。決定部は、基準位置からのレンズ装置の高さが第１高さより高い第２高さの場合、レンズ装置から第１距離より長い第２距離にある被写体に合焦する第２フォーカス位置をフォーカス位置として決定してよい。

制御部は、基準位置からのレンズ装置の高さの変化量が閾値以上になったことに対応して、決定部により決定されたフォーカス位置に基づいて、フォーカスレンズの駆動を制御してよい。

制御部は、基準位置からのレンズ装置の高さの変化量が閾値以上になった場合に、オートフォーカスによりフォーカスレンズの駆動を制御している場合には、オートフォーカスによるフォーカスレンズの駆動の制御を中断し、決定部により決定されたフォーカス位置に基づいて、フォーカスレンズの駆動を制御してよい。

制御部は、基準位置からのレンズ装置の高さの変化量が閾値より小さくなったことに対応して、オートフォーカスによるフォーカスレンズの駆動の制御を再開してよい。

制御装置は、基準位置からのレンズ装置の高さが変化する場合、決定部により決定されたフォーカス位置に基づいて、制御部が変化させるフォーカスレンズのフォーカス位置の第１変化量を特定する第１特定部を備えてよい。制御部は、フォーカスレンズの駆動を制御して、前記第１変化量の分、前記フォーカスレンズの位置を変化させてよい。

制御装置は、レンズ装置が備えるズームレンズの位置を示すズーム位置が変化する場合、レンズ装置からの距離が変化しない被写体に対する合焦状態を維持するための、フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置の第２変化量を特定する第２特定部を備えてよい。制御部は、ズームレンズのズーム位置が変化する間に、レンズ装置の高さが変化する場合、ズームレンズのズーム位置が変化する間に、フォーカスレンズの駆動を制御して、第１変化量と第２変化量とを合計した変化量の分、フォーカスレンズのフォーカス位置を変化させてよい。

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、フォーカス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学像を撮像するイメージセンサを備えてよい。

本発明の一態様に係る飛行体は、上記撮像装置を備えて飛行する。

本発明の一態様に係る制御方法は、レンズ装置が備えるフォーカスレンズの駆動を制御する制御方法である。制御方法は、基準位置からのレンズ装置の高さに基づいて、フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置を決定する段階を備えてよい。制御方法は、フォーカス位置に基づいて、フォーカスレンズの駆動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、レンズ装置が備えるフォーカスレンズの駆動をコンピュータに制御させるためのプログラムである。プログラムは、基準位置からのレンズ装置の高さに基づいて、フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置を決定する段階をコンピュータに実行させてよい。プログラムは、フォーカス位置に基づいて、フォーカスレンズの駆動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、撮像装置の高さが変化した場合に、合焦状態になるまでの時間が長くなることを抑制できる。

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。 撮像装置の高さとフォーカス位置との関係の一例を示す図である。 ズームトラッキングカーブの一例を示す図である。 フォーカス位置の制御の手順の一例を示すフローチャートである。 ハードウェア構成の一例について説明するための図である。

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、空中を移動する飛行体の一例である。飛行体とは、ＵＡＶの他、空中を移動する他の航空機、飛行船、ヘリコプター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３６、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３６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３６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３６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、及びメモリ１３０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を撮像し、撮像された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。

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２３０、位置センサ２１４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。

メモリ２３０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２３０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は、ＵＡＶ１０が飛行することに伴い、高さが変化する。撮像装置１００が、例えば、コントラストＡＦなどのオートフォーカスにより、所望の被写体に焦点を合わせようとしている場合に、撮像装置１００の高さが変化することで、被写体との間の距離が変化して焦点を合わせるまでに時間がかかる場合がある。

そこで、本実施形態に係る撮像装置１００によれば、撮像装置１００の高さに応じて、フォーカスレンズのフォーカス位置を制御する。撮像装置１００の高さが高くなるにつれて、フォーカスレンズのフォーカス位置を至近側から無限遠側に変化させる。例えば、ＵＡＶ１０が飛行を開始した直後、ＵＡＶ１０が上昇中に、フォーカスレンズのフォーカス位置を至近側から無限遠側に徐々に変化させる。これにより、撮像装置１００の高さの変化により、所望の被写体に焦点を合わせるまでの時間が長くなることを抑制できる。

レンズ制御部２２０は、取得部２２１、決定部２２２、特定部２２３、フォーカス制御部２２４、及びズーム制御部２２５を有する。取得部２２１は、地面からの撮像装置１００の高さを示す高さ情報を取得してよい。ＵＡＶ１０は、地面までの距離を検出する赤外線センサを有してよい。赤外線センサは、鉛直方向下向きにＵＡＶ１０に設けられる。赤外線センサは、延長方向下向きに赤外光を放射して、その反射光を受信することで、ＵＡＶ１０から地面までの距離を検出する。取得部２２１は、その赤外線センサにより検出されたＵＡＶ１０から地面までの距離を示す情報を、基準位置からの撮像装置１００の高さ、または基準位置からのレンズ部２００の高さを示す高さ情報として取得してよい。基準位置は、予め定められた基準面上の位置でよい。基準位置は、撮像装置１００またはＵＡＶ１００から鉛直方向に延びる直線と基準面との交点でよい。基準位置は、撮像装置１００またはＵＡＶ１０の重心など予め定められた点から鉛直方向に延びる直線と基準面との交点でよい。基準面は、例えば、地面、海面、床面、屋上面などのＵＡＶ１０の離陸面または撮像装置１００により撮像される被写体が存在する面でよい。

決定部２２２は、基準位置からの撮像装置１００の高さに基づいて、フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置を決定する。決定部２２２は、基準位置からの撮像装置１００の高さが第１高さの場合、撮像装置１００から第１距離にある被写体に合焦する第１フォーカス位置をフォーカス位置として決定する。決定部２２２は、基準位置からの撮像装置１００の高さが第１高さより高い第２高さの場合、撮像装置１００から第１距離より長い第２距離にある被写体に合焦する第２フォーカス位置をフォーカス位置として決定する。

決定部２２２は、基準位置からの撮像装置１００の高さが予め定められた第１高さ以上になると、撮像装置１００の高さが予め定められた第２高さになるまで、フォーカスレンズのフォーカス位置が至近側から無限遠側に段階的に変化するように、撮像装置１００の高さに基づいて、フォーカスレンズのフォーカス位置を決定してよい。決定部２２２は、例えば、図３に示すような撮像装置１００の高さとフォーカスレンズのフォーカス位置との関係を示す情報に従って、撮像装置１００の高さに対応するフォーカスレンズのフォーカス位置を決定してよい。決定部２２２は、例えば、撮像装置１００の高さが２．２ｍ以上の場合、撮像装置１００の高さが６．０ｍになるまで、フォーカスレンズのフォーカス位置を至近側から無限遠側に徐々に変化するように、フォーカスレンズのフォーカス位置を決定してよい。

特定部２２３は、基準位置からの撮像装置１００の高さが変化する場合、決定部２２２により決定されたフォーカス位置に基づいて、変化させるべきフォーカスレンズのフォーカス位置の第１変化量を特定する。フォーカス制御部２２４は、決定部２２２により決定されたフォーカス位置に基づいて、フォーカスレンズの駆動を制御する。フォーカス制御部２２４は、特定部２２３により特定された第１変化量の分、フォーカスレンズの位置を変化させるべく、フォーカスレンズの駆動を制御する。フォーカス制御部２２４は、基準位置からの撮像装置１００の高さの変化量が閾値以上になったことに対応して、決定部２２２により決定されたフォーカス位置に基づいて、フォーカスレンズの駆動を制御してよい。フォーカス制御部２２４は、基準位置からの撮像装置１００の高さの変化量が閾値以上になった場合に、撮像制御部１１０からの指示に応じてコントラストＡＦなどのオートフォーカスによりフォーカスレンズの駆動を制御している場合には、オートフォーカスによるフォーカスレンズの駆動の制御を一旦中断してよい。そして、フォーカス制御部２２４は、決定部２２２により決定されたフォーカス位置に基づいて、フォーカスレンズの駆動を制御してよい。フォーカス制御部２２４は、基準位置からの撮像装置１００の高さの変化量が閾値より小さくなったことに対応して、オートフォーカスによるフォーカスレンズの駆動の制御を再開してよい。

ズーム制御部２２５は、撮像制御部１１０からのズーム指示に応じて、ズームレンズのズーム位置を変化させるべく、ズームレンズの駆動を制御する。撮像装置１００は、いわゆるズームトラッキング機能を有してよい。ズームトラッキング機能は、ズームレンズの位置を示すズーム位置が変化する場合に、撮像装置１００からの距離が変化しない被写体に対する合焦状態を維持するために、ズーム位置の変化に応じて、フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置を変化させる機能である。ズームトラッキングは、例えば、図４に示すような、合焦する被写体までの距離に応じたズームトラキング曲線に従って特定された、目標のズーム位置に対応する目標のフォーカス位置にフォーカスレンズを移動させることにより実行される。ズームトラッキング曲線は、撮像装置１００からの距離が変化しない被写体に対する合焦状態を維持するためのフォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置と、ズームレンズのズーム位置との関係を示す情報の一例である。その情報は、レンズ部２００の光学系の特性により定められ、例えば、メモリ２３０に格納されてよい。

特定部２２３は、ズームレンズの位置を示すズーム位置が変化する場合、撮像装置１００からの距離が変化しない被写体に対する合焦状態を維持するための、フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置の第２変化量を特定してよい。特定部２２３は、第１特定部及び第２特定部の一例である。フォーカス制御部２２４は、ズームトラッキングを実行すべく、ズームレンズの位置を示すズーム位置が変化する場合、特定部２２３に特定された第２変化量に基づいて、フォーカスレンズの駆動を制御する。

ここで、撮像装置１００のズームレンズのズーム位置が変化している間に、撮像装置１００の高さが変化する場合がある。例えば、ＵＡＶ１０に撮像された撮像装置１００により風景を撮像させる場合がある。このような場合、ＵＡＶ１０が飛行を開始した直後、ズーム位置が望遠側にあり、ＵＡＶ１０が上昇するにつれて、ズーム位置を広角側に徐々に変化させながら撮像装置１００に撮像させる場合がある。このような場合、撮像装置１００の高さの変化により、オートフォーカスでのフォーカスレンズのフォーカス位置の調整に時間がかかる場合がある。そこで、フォーカス制御部２２４は、撮像装置１００の高さの変化に伴うフォーカスレンズのフォーカス位置の調整と、ズームレンズのズーム位置の変換に伴うフォーカスレンズのフォーカス位置の調整とを合わせて、フォーカスレンズの駆動を制御してよい。

フォーカス制御部２２４は、ズームレンズのズーム位置が変化する間に、撮像装置１００の高さが変化する場合、ズームレンズのズーム位置が変化する間に、特定部２２３により特定された撮像装置１００の高さの変化に基づく第１変化量と、ズームレンズのズーム位置の変化に基づく第２変化量とを合計した変化量の分、フォーカスレンズのフォーカス位置を変化させるべく、フォーカスレンズの駆動を制御してよい。例えば、図４に示すように、ズーム位置がＰ１からＰ２に変化する間に、ＵＡＶ１０の上昇に伴い撮像装置１００の高さが変わり、合焦させるべき被写体までの距離が１．０ｍから１．７ｍに変化したとする。この場合、フォーカス制御部２２４は、特定部２２３により特定された撮像装置１００の高さの変化に基づく第１変化量４０１と、ズームレンズのズーム位置の変化に基づく第２変化量４０２とを合計した変化量４０５の分、フォーカスレンズのフォーカス位置を変化させるべく、フォーカスレンズの駆動を制御してよい。あるいは、フォーカス制御部２２４は、ズームレンズのズーム位置の変化に基づく第２変化量４０３と、特定部２２３により特定された撮像装置１００の高さの変化に基づく第１変化量４０４とを合計した変化量４０５の分、フォーカスレンズのフォーカス位置を変化させるべく、フォーカスレンズの駆動を制御してよい。

図５は、フォーカス位置の制御の手順の一例を示すフローチャートである。撮像装置１００は、被写体追従を開始する。すなわち、撮像装置１００は、オートフォーカス制御を開始する（Ｓ１００）。決定部２２２は、取得部２２１により取得された撮像装置１００の高さ情報に基づいて、撮像装置１００の高さ、すなわち、ＵＡＶ１０の高さが予め定められた変化量以上変化したか否かを判定する（Ｓ１０２）。決定部２２２は、高さ情報に基づいて、地面からの撮像装置１００の高さが予め定められた変化量以上変化したか否かを判定してよい。撮像装置１００の高さが変化していれば、撮像装置１００は、オートフォーカス制御を中断する（Ｓ１０４）。次いで、決定部２２２は、図３に示すような撮像装置１００の高さとフォーカスレンズのフォーカス位置との関係を示す情報などに基づいて、撮像装置１００の高さに応じたフォーカスレンズのフォーカス位置を決定する。さらに、特定部２２３は、現在のフォーカスレンズのフォーカス位置と、決定されたフォーカスレンズのフォーカス位置とから、フォーカス位置の第１変化量を特定する（Ｓ１０６）。すなわち、特定部２２３は、フォーカスレンズの駆動量を特定する。

特定部２２３は、ズームレンズのズーム位置の変化があるか否かを判定する（Ｓ１０８）。特定部２２３は、撮像制御部１１０からのズーム指示をレンズ制御部２２０が受けているか否かにより、ズーム位置の変更があるか否かを判定してよい。特定部２２３は、ズーム位置の変更があれば、ズーム位置の変更に伴うフォーカスレンズのフォーカス位置を調整すべく、現在利用しているズームトラッキングカーブを、決定部２２２により決定されたフォーカス位置に対応するズームトラッキングカーブに変更する（Ｓ１１０）。特定部２２３は、変更後のズームトラッキングカーブに従って、ズーム位置の変化に伴うフォーカスレンズのフォーカス位置の第２変化量を特定する（Ｓ１１２）。フォーカス制御部２２４は、フォーカスレンズのフォーカス位置を変更すべく、フォーカスレンズの駆動を制御する（Ｓ１１４）。ズーム位置の変化がなければ、フォーカス制御部２２４は、第１変化量の分、フォーカスレンズのフォーカス位置を変更すべく、フォーカスレンズの駆動を制御する。高さの変更に加えて、ズーム位置の変化があれば、フォーカス制御部２２４は、第１の変化量及び第２の変化量の合計の変化量の分、フォーカスレンズのフォーカス位置を変更すべく、フォーカスレンズの駆動を制御する。

以上、本実施形態に係る撮像装置１００によれば、撮像装置１００の高さの変化により、所望の被写体に焦点を合わせるまでの時間が長くなることを抑制できる。例えば、ＵＡＶ１０が飛行を開始した直後、ズーム位置が望遠側にあり、ＵＡＶ１０が上昇するにつれて、ズーム位置を広角側に徐々に変化させながら撮像装置１００に風景などを撮像させる場合に、ＵＡＶ１０の高度の変化に伴い、所望の被写体に焦点を合わせるまでの時間が長くなることを抑制できる。

図６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。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ ＵＡＶ
２０ ＵＡＶ本体
３０ ＵＡＶ制御部
３２ メモリ
３６ 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
１２０ イメージセンサ
１３０ メモリ
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
２２１ 取得部
２２２ 決定部
２２３ 特定部
２２４ フォーカス制御部
２２５ ズーム制御部
２３０ メモリ
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

本発明は、制御装置、レンズ装置、飛行体、制御方法、及びプログラムに関する。

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（登録商標）、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。

Claims (12)

1. レンズ装置が備えるフォーカスレンズの駆動を制御する制御装置であって、
   基準位置からの前記レンズ装置の高さに基づいて、前記フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置を決定する決定部と、
   前記フォーカス位置に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動を制御する制御部と
   を備える制御装置。
2. 前記決定部は、前記基準位置からの前記レンズ装置の高さが第１高さの場合、前記レンズ装置から第１距離にある被写体に合焦する第１フォーカス位置を前記フォーカス位置として決定し、前記基準位置からの前記レンズ装置の高さが前記第１高さより高い第２高さの場合、前記レンズ装置から前記第１距離より長い第２距離にある被写体に合焦する第２フォーカス位置を前記フォーカス位置として決定する、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制御部は、前記基準位置からの前記レンズ装置の高さの変化量が閾値以上になったことに対応して、前記決定部により決定された前記フォーカス位置に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動を制御する、請求項１に記載の制御装置。
4. 前記制御部は、前記基準位置からの前記レンズ装置の高さの変化量が閾値以上になった場合に、オートフォーカスにより前記フォーカスレンズの駆動を制御している場合には、前記オートフォーカスによる前記フォーカスレンズの駆動の制御を中断し、前記決定部により決定された前記フォーカス位置に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動を制御する、請求項３に記載の制御装置。
5. 前記制御部は、前記基準位置からの前記レンズ装置の高さの変化量が前記閾値より小さくなったことに対応して、前記オートフォーカスによる前記フォーカスレンズの駆動の制御を再開する、請求項４に記載の制御装置。
6. 前記基準位置からの前記レンズ装置の高さが変化する場合、前記決定部により決定された前記フォーカス位置に基づいて、前記制御部が変化させる前記フォーカスレンズのフォーカス位置の第１変化量を特定する第１特定部をさらに備え、
   前記制御部は、前記フォーカスレンズの駆動を制御して、前記第１変化量の分、前記フォーカスレンズの位置を変化させる、請求項１に記載の制御装置。
7. 前記レンズ装置が備えるズームレンズの位置を示すズーム位置が変化する場合、前記レンズ装置からの距離が変化しない被写体に対する合焦状態を維持するための、前記フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置の第２変化量を特定する第２特定部をさらに備え、
   前記制御部は、前記ズームレンズのズーム位置が変化する間に、前記レンズ装置の高さが変化する場合、前記ズームレンズのズーム位置が変化する間に、前記フォーカスレンズの駆動を制御して、前記第１変化量と前記第２変化量とを合計した変化量の分、前記フォーカスレンズのフォーカス位置を変化させる、請求項６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、
   前記フォーカスレンズと
   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学像を撮像するイメージセンサと
   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飛行する飛行体。
11. レンズ装置が備えるフォーカスレンズの駆動を制御する制御方法であって、
    基準位置からの前記レンズ装置の高さに基づいて、前記フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置を決定する段階と、
    前記フォーカス位置に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動を制御する段階と
    を備える制御方法。
12. レンズ装置が備えるフォーカスレンズの駆動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、
    基準位置からの前記レンズ装置の高さに基づいて、前記フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置を決定する段階と、
    前記フォーカス位置に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動を制御する段階と
    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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