JP2019102830A - 撮像装置、撮像方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器の大型化を招くことなく被射界深度の異なる画像を取得することができる撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置２は、羽根部材５０，６０と、絞り開口２３Ａの絞り値を変化させるボイスコイルモータ９０とを含む絞り機構２３と、撮像素子２２と、被写体の画像を保存するメモリ６と、連写数を記憶する連写数記憶部１３２と、連写時間を記憶する連写時間記憶部１３３と、連写数記憶部１３２に記憶された連写数及び連写時間記憶部１３３に記憶された連写時間に基づいてシャッタ動作を制御するシャッタ制御部１３６と、動作時点Ｔ１〜Ｔ５における絞り値が相違するようにボイスコイルモータ９０を駆動させるモータ制御部１３７とを備える。【選択図】図７

Description

本発明は、撮像装置、撮像方法、及びプログラムに関するものである。

近年、携帯電話機やドローンなどの小型電子機器にもカメラ（撮像装置）が搭載されるようになっているが、このような小型電子機器においても、印象の異なる写真を撮影したいとのニーズが高まっている。このようなニーズに応えるために、例えば、デュアルカメラを搭載して被射界深度の異なる画像を撮影できるようにした携帯電話機が知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このようなデュアルカメラを搭載した場合には、カメラが２つとなることにより撮像装置が大型化してしまい、これに伴い電子機器が大型化してしまうという問題があった。

特開２０１７−０９８５２５号公報

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、電子機器の大型化を招くことなく被射界深度の異なる画像を取得することができる撮像装置を提供することを第１の目的とする。

また、本発明は、被射界深度の異なる画像を取得するための撮像方法を提供することを第２の目的とする。

さらに、本発明は、コンピュータに被射界深度の画像を取得させるためのプログラムを提供することを第３の目的とする。

本発明の第１の態様によれば、電子機器の大型化を招くことなく被射界深度の異なる画像を取得することができる撮像装置が提供される。この撮像装置は、所定の連写時間内における所定の連写数のシャッタ動作により被写体を連写可能な撮像装置である。この撮像装置は、羽根部材と上記羽根部材を駆動させて上記撮像装置の絞り開口の絞り値を変化させるアクチュエータとを含む絞り機構と、上記被写体を撮像する撮像素子であって、上記絞り開口を通過した光が結像する面に配置される撮像素子と、上記撮像素子により撮像された上記被写体の画像を保存するメモリと、上記連写数を記憶する連写数記憶部と、上記連写時間を記憶する連写時間記憶部と、上記連写数記憶部に記憶された上記連写数及び上記連写時間記憶部に記憶された上記連写時間に基づいて上記シャッタ動作を制御するシャッタ制御部と、上記シャッタ動作の複数の動作時点における上記絞り値が相違するように上記アクチュエータを駆動させるアクチュエータ制御部と、を備える。

この撮像装置は、絞り機構（羽根部材）を駆動させるために、例えばボイスコイルモータのような小型のアクチュエータを使用することができる。そのため、小型のアクチュエータが使用された場合は、撮像装置を小型化・薄型化することができ、小型電子機器にも無理なく搭載することができる。そして、このような撮像装置が搭載された小型電子機器においては、連写しつつ絞りの調整をできるため、連写によって被射界深度の異なる複数の画像を取得することができる。また、被射界深度の異なる画像を取得するために複数の撮像装置を搭載する必要がなくなるため、電子機器の大型化を効果的に抑制することができる。このように、この撮像装置によれば、装置の大型化を招くことなく被射界深度の異なる画像を取得することが可能となる。

ここで、上記複数の動作時点間のインターバルが等しくてもよい。あるいは、上記複数の動作間のインターバルＰが、Ｑを上記連写時間、Ｒは上記連写数として、Ｐ＝Ｑ／（Ｒ−１）の式で表されてもよい。これにより、算出アルゴリズムを単純化することができ、装置の設計が容易になる。

また、前記絞り値が最小となった時点及び前記絞り値が最大となった時点において前記シャッタ動作が実行されるように上記撮像装置を構成してもよい。これにより、被射界深度の相違が明確な複数の画像を取得することが可能となる。

ここで、上記撮像装置は、上記連写の設定画面及び上記被写体の画像を表示可能なディスプレイと、上記ディスプレイ上でユーザからの入力を受けるタッチパネルと、をさらに備えてもよい。これにより、ユーザ操作が行いやすくなる。また、上記撮像装置が上記ディスプレイ及び上記タッチパネルをさらに備える場合には、上記撮像装置は、上記タッチパネルにおける上記ユーザのスライド操作を判断するスライド操作判断部と、上記スライド操作判断部により判断された上記スライド操作に基づいて上記メモリに保存された上記画像を読み出す画像読出し部と、をさらに備えることが好ましい。これにより、取得された被射界深度の異なる画像を順次ディスプレイ上に表示していくことができるため、ユーザは、被写体画像の被射界深度が調整されているように認識できる。

なお、この撮像装置は、上記ディスプレイと上記タッチパネルとを含む操作部と、上記絞り機構と上記撮像素子と上記メモリと上記連写数記憶部と上記連写時間記憶部と上記動作時点設定部と上記シャッタ制御部と上記モータ制御部とを含む本体部と、をさらに備えてもよく、この場合には、上記操作部と上記本体部とは互いに別体として構成されていてもよい。このような構成により、この撮像装置をドローンなどに適用することが容易となる。

また、上記撮像装置は、上記連写数記憶部に記憶された上記連写数及び上記連写時間記憶部に記憶された上記連写時間に基づいて上記シャッタ動作の複数の動作時点を算出して記憶する動作時点設定部をさらに備えてもよい。この場合、上記シャッタ制御部は、上記シャッタ動作が上記動作時点設定部により算出された上記複数の動作時点で実行されるように上記シャッタ動作を制御してもよい。このような構成により、シャッタ動作の複数の動作時点を事前に設定することが可能となる。

本発明の第２の態様によれば、被射界深度の異なる画像を取得するための撮像方法が提供される。この撮像方法は、被写体を連写により撮像する撮像方法である。この撮像方法では、まず、上記連写における連写数を設定し、上記連写における連写時間を設定する。そして、設定された上記連写数及び上記連写時間に基づくシャッタ動作を複数の動作時点で行うことにより上記連写を実行する。そして、上記連写の間、上記複数の動作時点における絞り値が相違するように、アクチュエータを用いて、絞り開口の上記絞り値を変化させるための羽根部材を動作させる。また、上記連写の間、上記被写体の画像が撮像される毎に上記被写体の画像をメモリに保存していく。

本発明の第３の態様によれば、コンピュータに被射界深度の画像を取得させるためのプログラムが提供される。このプログラムは、コンピュータに被写体を連写により撮像させるためのプログラムである。このプログラムは、コンピュータに、まず、上記連写における連写数を設定させ、上記連写における連写時間を設定させる。次に、設定された上記連写数及び上記連写時間に基づくシャッタ動作を複数の動作時点で行わせることにより上記連写を実行させる。そして、上記連写の間、上記複数の動作時点における絞り値が相違するように、アクチュエータを用いて、絞り開口の上記絞り値を変化させるための羽根部材を動作させる。また、上記連写の間、上記被写体が撮像される毎に上記被写体の画像をメモリに保存させる。

本発明に係る撮像装置は、絞り機構を駆動させるために例えばボイスコイルモータのような小型のアクチュエータを使用することができるため、小型電子機器にも無理なく搭載することができる。そして、このような撮像装置が搭載された小型電子機器においては、連写しつつ絞りの調整をできるため、連写によって被射界深度の異なる複数の画像を取得することができ、また、電子機器の大型化を効果的に抑制することができる。

本発明の一実施形態における撮像装置を搭載したスマートフォンを示す背面斜視図である。 図２は、図１に示される撮像装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 図３は、図１に示されるカメラモジュールを示す分解斜視図である。 図４は、図１に示されるカメラモジュールの絞り機構を示す分解斜視図である。 図５は、図４に示される絞り機構の全開状態（絞り孔の面積が最大になった状態）を示す正面図である。 図６は、図４に示される絞り機構の小絞り状態（絞り孔の面積が最少になった状態）を示す正面図である。 図７は、図２に示される撮像装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 図８は、図２に示される撮像装置の撮像処理の一例を示すフローチャートである。 図９は、図１に示されるスマートフォンの操作画面を示す正面図である。 図１０は、図１に示されるスマートフォンの操作画面を示す正面図である。 図１１は、図２に示される撮像装置のシャッタ動作と絞り値との関係を示す概念図である。 図１２は、図１に示されるスマートフォンの操作画面を示す正面図である。

以下、本発明に係る撮像装置の実施形態について図１から図１２を参照して詳細に説明する。なお、図１から図１２において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、図１から図１２においては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や一部の構成要素が省略されている場合がある。

図１は本発明に係る小型電子機器の一例としてのスマートフォン１を示す背面斜視図である。図１に示すように、スマートフォン１には、本発明に係る撮像装置２が組み込まれている。

図２は、撮像装置２のハードウェア構成を示すブロック図である。図１及び図２に示すように、この撮像装置２は、スマートフォン１の背面に埋設されたカメラモジュール４と、ディスプレイ７と、ディスプレイ７への出力を制御するディスプレイ制御部１３０と、タッチパネル５と、タッチパネル５への入力を制御するタッチパネル制御部１３１と、撮像装置２の動作を制御する主制御部３と、撮像された画像等を保存するメモリ６とを含んでいる。このメモリ６は、例えばフラッシュメモリから構成される。

なお、本発明に係る小型電子機器は、本実施形態に述べるようなスマートフォンに限られるものではなく、スマートフォン以外のフィーチャーフォン、タブレットコンピュータ、ドローンなどの各種小型電子機器に対しても本発明を適用することができる。

図２に示すように、撮像装置２の主制御部３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１３と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１４とを備えている。ＲＯＭ１３は、本発明に係る撮像処理を撮像装置２に実行させるためのプログラムを格納している。ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１３に格納されているプログラムを読み出し、本発明に係る撮像処理を実行する。ＲＡＭ１４は、ＣＰＵ１０のワークエリアである。すなわち、この主制御部３はプログラムを実行するためのコンピュータとしての機能を有する。

ここで、図３はカメラモジュール４の一例を模式的に示す分解斜視図である。図１から図３に示すように、撮像装置２のカメラモジュール４は、レンズユニット２１と、撮像素子２２と、レンズユニット２１の絞りを調整する絞り機構２３と、レンズユニット２１及び絞り機構２３に取り付けられるストッパ２６とを含んでいる。

レンズユニット２１は、１枚以上のレンズ２５等からなる光学系で構成されており、レンズ２５等を介して被写体からの光を撮像素子２２の撮像面に結像させる。

撮像素子２２は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）等として構成されており、被写体からの光が結像される撮像面を有している。この撮像素子２２は、被写体からの光が上記撮像面に結像された際に生じる電荷から信号を生成して主制御部３に送信する。また、この撮像素子２２は、主制御部３からの指令に基づいて撮像素子２２に蓄積した電荷をリセットすることでシャッタ動作を行うことができるように構成されている。

図４は、上記絞り機構２３を示す分解斜視図である。図４に示すように、絞り機構２３は、撮像装置２の絞りを調整するために移動される１対の羽根部材５０，６０と、羽根部材５０，６０を駆動させる小型アクチュエータの一例であるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）９０と、ボイスコイルモータ９０の駆動を制御するフレキシブルプリント基板３３とを含んでいる。このフレキシブルプリント基板３３は、ボイスコイルモータ９０を駆動させるモータドライバ３５を有している。絞り機構２３は、このような構成により、主制御部３からの指令によって羽根部材５０，６０を駆動させ、撮像装置２の絞り開口の大きさ（絞り値）を調整できるようになっている。以下、この絞り機構２３について詳細に説明する。

図３に示すように、絞り機構２３は、内部に羽根部材が収容された挿入部２７を有しており、この挿入部２７はレンズユニット２１の内部に挿入されるようになっている。この挿入部２７には、レンズ２５を透過した光を通過させる絞り開口２３Ａが形成されている。本明細書においては、レンズユニット２１の光軸（Ｘ軸）に沿って被写体側（−Ｘ方向側）を「前」又は「前方」、撮像素子２２の撮像面側（＋Ｘ方向側）を「後」又は「後方」ということがある。

図４に示すように、この絞り機構２３は、地板部３０と、地板部３０の前方に位置する２枚の羽根部材５０，６０（第１の羽根部材５０，第２の羽根部材６０）を移動させる駆動部材８０と、羽根部材５０，６０の前方で羽根部材５０，６０を覆うカバー部７０とを備えている。

地板部３０は、ベース部材３１と、２つのヨーク４１，４１と、２つのコイルパターン４３Ａ，４３Ａが基板の内層に印刷された基板コイル４３と、ベース部材３１の前面に取り付けられる羽根押さえ３２と、ベース部材３１の後面に配置されるフレキシブルプリント基板３３とを含んでいる。

ベース部材３１の前面には、カバー部７０を固定するための固定軸３１Ａと、駆動部材８０を回動させるための回動軸３１Ｂと、第１の羽根部材５０をＺ方向に移動させるためのガイド軸３１Ｃと、第２の羽根部材６０をＺ方向に移動させるためのガイド軸３１Ｄとが形成されている。これらの軸３１Ａ〜３１Ｄはいずれもベース部材３１の前面から前方に延びている。

フレキシブルプリント基板３３の端部３３Ａは上方（＋Ｚ方向）に折り曲げられ、この折り曲げられた端部３３Ａがベース部材３１の下部に形成された切欠き３１Ｓを通ってベース部材３１の前面側に配置される。このフレキシブルプリント基板３３は主制御部３に接続されており、主制御部３からの駆動信号はフレキシブルプリント基板３３を介してモータドライバ３５に受信される。

地板部３０の基板コイル４３には、ベース部材３１の回動軸３１Ｂが挿通される貫通孔４３Ｂが形成されている。基板コイル４３の後方にはヨーク４１が配置されており、基板コイル４３のコイルパターン４３Ａは上述のフレキシブルプリント基板３３に接続されている。

地板部３０の羽根押さえ３２には、上述した絞り開口２３Ａ（図３参照）を構成する円形開口３２Ｓが形成されている。また、羽根押さえ３２には、ベース部材３１の軸３１Ａ〜３１Ｄが挿通される貫通孔３２Ａ〜３２Ｄが形成されている。さらに、羽根押さえ３２の＋Ｙ方向側かつ−Ｚ方向側の端部近傍と−Ｙ方向側かつ−Ｚ方向側の端部近傍には、それぞれ長孔３２Ｅ，３２Ｆが形成されている。

駆動部材８０は、基板コイル４３と羽根押さえ３２との間に配置されており、本体部８１と、本体部８１に取り付けられる２つのマグネット８２とを含んでいる。駆動部材８０の２つのマグネット８２は、基板コイル４３のコイルパターン４３Ａとともにボイスコイルモータ（ＶＣＭ）９０を構成するものである。本体部８１は、本体部８１の＋Ｙ方向側の端部近傍から前方に延びる第１の駆動ピン（駆動部）８５と、本体部８１の−Ｙ方向側の端部近傍から前方に延びる第２の駆動ピン（駆動部）８６とを有している。駆動部材８０のＹ方向の略中央には、ベース部材３１の回動軸３１Ｂが挿通される貫通孔８３が形成されている。

本実施形態における絞り機構２３は、上記ボイスコイルモータ９０をアクチュエータとして駆動部材８０を回動軸３１Ｂ周りに回転させるように構成されている。すなわち、主制御部３から駆動信号がフレキシブルプリント基板３３を介してモータドライバ３５に受信されることにより、ボイスコイルモータ９０が駆動し、これに伴い駆動部材８０が回転するように構成されている。

カバー部７０は、正面視において地板部３０と略同一の外形及び寸法に形成されており、側板７１とカバー本体７２とを含んでいる。側板７１には、羽根押さえ３２の円形開口３２Ｓの径よりも小さな径の円形開口７１Ｓと、ベース部材３１の軸３１Ａ，３１Ｂが挿通される貫通孔７１Ａ，７１Ｂと、羽根押さえ３２の長孔３２Ｅ，３２Ｆに対応する長孔７１Ｅ，７１Ｆとが形成されている。また、カバー本体７２には、ベース部材３１の軸３１Ａ，３１Ｂが嵌合する嵌合孔７２Ａ，７２Ｂと、羽根押さえ３２の長孔３２Ｅ，３２Ｆに対応する長孔７２Ｅ，７２Ｆとが形成されている。

第１の羽根部材５０及び第２の羽根部材６０は、略線対称の変形Ｕ字形状に形成されており、第１の羽根部材５０が後方（地板部３０に近い側）、第２の羽根部材６０が前方（地板部３０から遠い側）に位置している。上述した羽根押さえ３２の前面及び側板７１の後面には、それぞれ凹部が形成されており、羽根押さえ３２と側板７１とを重ね合わせると、羽根押さえ３２と側板７１との間に羽根収容空間が形成されるようになっている。羽根部材５０，６０はこの羽根収容空間に収容される。

第１の羽根部材５０には、ベース部材３１のガイド軸３１Ｃが挿通される２つのガイド溝５５と、駆動部材８０の第１の駆動ピン８５が係合する係合孔５８と、羽根押さえ３２の円形開口３２Ｓ及び側板７１の円形開口７１Ｓに連通可能な絞り孔５７とが形成されている。ガイド溝５５は、Ｚ方向に延びる長孔として形成されており、係合孔５８は、駆動部材８０の第１の駆動ピン８５の移動を許容する大きさで形成されている。絞り孔５７は、羽根押さえ３２の円形開口３２Ｓよりも少し大きな径の円形部５７Ａと、円形部５７Ａの−Ｚ方向側の縁部から−Ｚ方向に延出する延長部５７Ｂとを含んでいる。

第２の羽根部材６０には、ベース部材３１のガイド軸３１Ｄが挿通される２つのガイド溝６６と、駆動部材８０の第２の駆動ピン８６が係合する係合孔６８とが形成されている。また、羽根押さえ３２の円形開口３２Ｓと、側板７１の円形開口７１Ｓと、第１の羽根部材５０の絞り孔５７とに連通可能な絞り孔６７が形成されている。ガイド溝６６は、Ｚ方向に延びる長孔として形成されており、係合孔６８は、駆動部材８０の第２の駆動ピン８６の移動を許容する大きさで形成されている。絞り孔６７は、羽根押さえ３２の円形開口３２Ｓよりも少し大きな径の円形部６７Ａと、円形部６７Ａの＋Ｚ方向側の縁部から＋Ｚ方向に延出する延長部６７Ｂとを含んでいる。

ベース部材３１の固定軸３１Ａは、羽根押さえ３２の貫通孔３２Ａ及び側板７１の貫通孔７１Ａに挿通され、カバー本体７２の嵌合孔７２Ａに嵌合される。また、ベース部材３１の回動軸３１Ｂは、基板コイル４３の貫通孔４３Ｂ、駆動部材８０の貫通孔８３、羽根押さえ３２の貫通孔３２Ｂ、及び側板７１の貫通孔７１Ｂに挿通され、カバー本体７２の嵌合孔７２Ｂに嵌合される。これにより、羽根押さえ３２と側板７１との間に羽根部材５０，６０が収容された状態で、カバー部７０が地板部３０に固定される。

図５は、図４に示す絞り機構２３からカバー部７０を取り除いた状態を示している。図５に示すように、ベース部材３１のガイド軸３１Ｃは、羽根押さえ３２の貫通孔３２Ｃ及び第１の羽根部材５０のガイド溝５５に挿通され、第１の羽根部材５０のガイド溝５５に係合するようになっている。また、ベース部材３１のガイド軸３１Ｄは、羽根押さえ３２の貫通孔３２Ｄ及び第２の羽根部材６０のガイド溝６６に挿通され、第２の羽根部材６０のガイド溝６６に係合するようになっている。

駆動部材８０の第１の駆動ピン８５は、羽根押さえ３２の長孔３２Ｅ、第１の羽根部材５０の係合孔５８、側板７１の長孔７１Ｅ、及びカバー本体７２の長孔７２Ｅに挿通されている。この第１の駆動ピン８５は、第１の羽根部材５０の係合孔５８に係合している。また、駆動部材８０の第２の駆動ピン８６は、羽根押さえ３２の長孔３２Ｆ、第２の羽根部材６０の係合孔６８、側板７１の長孔７１Ｆ、及びカバー本体７２の長孔７２Ｆに挿通されている。この第２の駆動ピン８６は、第２の羽根部材６０の係合孔６８に係合している。

図５に示すように、第１の羽根部材５０のガイド溝５５は、それぞれＺ方向に延びており、Ｙ方向の幅がベース部材３１のガイド軸３１Ｃの外径と略等しくなるように形成されている。このガイド軸３１Ｃとガイド溝５５との係合によって、第１の羽根部材５０はＺ方向に移動できるようになっている。同様に、第２の羽根部材６０のガイド溝６６は、それぞれＺ方向に延びており、Ｙ方向の長さがベース部材３１のガイド軸３１Ｄの外径と略等しくなるように形成されている。このガイド軸３１Ｄとガイド溝６６との係合によって、第２の羽根部材６０はＺ方向に移動できるようになっている。

上述したように、駆動部材８０の第１の駆動ピン８５は第１の羽根部材５０の係合孔５８に係合しているので、第１の羽根部材５０は、駆動部材８０の駆動による第１の駆動ピン８５の回動軸３１Ｂ周りの回転に伴って地板部３０に対して＋Ｚ方向に移動するようになっている。同様に、駆動部材８０の第２の駆動ピン８６は第２の羽根部材６０の係合孔６８に係合しているので、第２の羽根部材６０は、駆動部材８０の駆動による第２の駆動ピン８６の回動軸３１Ｂ周りの回転に伴って地板部３０に対して−Ｚ方向に移動するようになっている。

ところで、図５の状態は、第１の羽根部材５０の絞り孔５７の円形部５７Ａと、第２の羽根部材６０の絞り孔６７の円形部６７Ａとが羽根押さえ３２の円形開口３２Ｓ及び側板７１の円形開口７１Ｓに連通している状態であり、絞り機構２３の絞り開口２３Ａの面積が最大（すなわち、絞り値が最小）となっている全開状態ＳＯである。この図５の状態において、主制御部３からフレキシブルプリント基板３３を介して所定の駆動信号が基板コイル４３に送られると、コイルパターン４３Ａに所定の電流が流れて磁界を生じ、この磁界と駆動部材８０のマグネット８２との相互作用によって駆動部材８０が反時計回りに回転する。これに伴い、第１の駆動ピン８５が回動軸３１Ｂを中心として反時計回りに回転し、その結果、上述したガイド軸３１Ｃとガイド溝５５との係合によって第１の羽根部材５０が＋Ｚ方向に移動する。また、第２の駆動ピン８６が回動軸３１Ｂを中心として反時計回りに回転し、上述したガイド軸３１Ｄとガイド溝６６との係合によって第２の羽根部材６０が−Ｚ方向に移動する。そして、最終的には、絞り孔５７の延長部５７Ｂと、絞り孔６７の延長部６７Ｂとが羽根押さえ３２の円形開口３２Ｓ及び側板７１の円形開口７１Ｓに連通して図６の状態となる。すなわち、絞り機構２３の絞り開口２３Ａの面積が最小（すなわち、絞り値が最大）となった小絞り状態ＳＣとなる。

一方、小絞り状態ＳＣにあるときに絞り機構２３が所定の駆動信号を受信したときは、全開状態ＳＯになるように駆動部材８０が時計回りに回転することは言うまでもない。

以上のように、本実施形態における絞り機構２３は、撮像装置２の絞り開口２３Ａの大きさ（すなわち、絞り値）を、主制御部３からの駆動信号に基づいて全開状態から小絞り状態の間で自由に変更できるように構成されている。また、この絞り機構２３は、上述のように、ボイスコイルモータ９０のような小型アクチュエータを使用できるように構成されているため、このような小型アクチュエータを使用することで薄型化・小型化され、その結果、スマートフォン１のような小型電子機器にも搭載することが可能となる（図１参照）。

なお、上述のボイスコイルモータ以外の小型アクチュエータの例として、タブレット端末、ノートＰＣ、及びスマートフォンなどの携帯端末に利用されるアクチュエータが挙げられる。より具体的には、たとえば以下のような電磁アクチュエータが挙げられる。すなわち、マグネットロータと、コイルが磁性体に巻回された電磁石とを含み、該電磁石が上記マグネットロータの回転軸に対して垂直または軸方向に配置された電磁アクチュエータなどが他の小型アクチュエータの例として挙げられる。

次に、撮像装置２の機能構成の一例について、図７に示すブロック図を参照して説明する。

図７に示すように、撮像装置２のディスプレイ制御部１３０は、主制御部３からの指令に基づいて、連写数や連写時間などの種々の入力画面あるいは撮像された被写体の画像などをディスプレイ７に表示させる。

タッチパネル制御部１３１は、ディスプレイ７上のタッチパネル５に対するユーザ操作を検出し、検出したユーザ操作を主制御部３に伝達する。このユーザ操作には、連写数や連写時間の設定、連写の指示、及びタッチパネル５に対するスライド操作などが含まれる。

主制御部３は、ＲＯＭ１３（図２参照）などに格納されたプログラムに基づいて、後述する図８に示す工程を撮像装置２に実行させる。撮像装置２にこのような工程を実行させるために、主制御部３は、連写数記憶部１３２と、連写時間記憶部１３３と、動作時点設定部１３４と、連写指令部１３５と、シャッタ制御部１３６と、モータ制御部１３７と、スライド操作判断部１３８と、画像読出し部１３９とを有している。

本実施形態の例では、主制御部３に含まれるＣＰＵ１０がＲＯＭ１３に格納されたプログラムを実行することで、主制御部３（コンピュータ）が、連写数記憶部１３２、連写時間記憶部１３３、動作時点設定部１３４、連写指令部１３５、シャッタ制御部１３６、モータ制御部１３７、スライド操作判断部１３８、及び画像読出し部１３９として機能する。

主制御部３の連写数記憶部１３２は、タッチパネル制御部１３１を介して連写数のデータを受信するとともに、この連写数データをＲＡＭ１４（図２参照）などに格納する。また、この連写数記憶部１３２は、格納した連写数データを動作時点設定部１３４に送信する。

主制御部３の連写時間記憶部１３３は、タッチパネル制御部１３１を介して連写時間のデータを受信するとともに、この連写時間データをＲＡＭ１４などに格納する。また、この連写時間記憶部１３３は、格納した連写時間データを動作時点設定部１３４に送信する。

主制御部３の動作時点設定部１３４は、連写数記憶部１３２から送られた連写数データ及び連写時間記憶部１３３から送られた連写時間データを受信し、連写数データ及び連写時間データに基づいてシャッタ動作の複数の動作時点を所定のアルゴリズムに従って算出するとともに、この動作時点データをＲＡＭ１４などに格納する。また、この動作時点設定部１３４は、格納した動作時点データをシャッタ制御部１３６及びモータ制御部１３７に送信する。

主制御部３の連写指令部１３５は、タッチパネル制御部１３１を介してユーザの連写指示を受信すると、この連写指示をシャッタ制御部１３６及びモータ制御部１３７に送信する。

主制御部３のシャッタ制御部１３６は、動作時点設定部１３４からの動作時点データ及び連写指令部１３５からの連写指令を受信すると、カメラモジュール４の撮像素子２２においてシャッタ動作が上記動作時点で実行されるように制御する。

主制御部３のモータ制御部１３７（アクチュエータ制御部）は、動作時点設定部１３４からの動作時点データ及び連写指令部１３５からの連写指令を受信すると、絞り機構２３のアクチュエータとしてのボイスコイルモータ９０を駆動させる駆動信号を生成する。そして、この駆動信号を介して、上記シャッタ動作の各動作時点における絞り開口２３Ａ（図３参照）の面積（絞り値）がそれぞれ相違するように絞り機構２３の動作を制御する。

主制御部３のスライド操作判断部１３８は、タッチパネル制御部１３１によって検出されたタッチパネル５に対するユーザのスライド操作を所定のアルゴリズムに従って判断し、その判断結果に基づいて信号を生成して画像読出し部１３９に送信する。

主制御部３の画像読出し部１３９は、スライド操作判断部１３８からの信号を受信すると、連写された被写体の画像をメモリ６から順次読み出し、この画像をディスプレイ制御部１３０に送信する。

なお、上述の機能構成の説明では、理解を容易にするために、データ処理における動作を表す語として「送信」及び「受信」という語を用いたが、データが実際に「送信」又は「受信」されないようなデータ処理を行ってもよいことは言うまでもない。例えば、ＣＰＵ１０が連写数記憶部１３２及び動作時点設定部１３４として機能する場合、プログラムの処理に従って、連写数記憶部１３２として機能するときは連写数データをＲＡＭ１４に格納し、一方、動作時点設定部１３４として機能するときはＲＡＭ１４から連写数データを読み出すことになる。このようなデータ処理を行ってもよいことは言うまでもない。

このような撮像装置２によれば、例えば図８に示すステップＳ１〜ステップＳ８が順次実行されることにより、被写体が連写され、連写された被写体の画像がディスプレイ７に表示される。

（ステップＳ１）
スマートフォン１のユーザがタッチパネル５を介して連写コマンドを入力すると、例えば図９に示すような連写数入力画面Ｄ１がディスプレイ７に表示される。例えば、ユーザが５回の連写を所望するときは、この画面Ｄ１の連写数入力欄にタッチパネル５を介して「５」と入力する。図７に示すように、このユーザ入力はタッチパネル制御部１３１によって検出され、「５（回）」という連写数データが主制御部３の連写数記憶部１３２に送信される。連写数記憶部１３２は、この連写数データをＲＡＭ１４等に格納する。このようにして連写数が設定される。

（ステップＳ２）
上記ステップＳ１が終了すると、例えば図１０に示すような連写回数入力画面Ｄ２がディスプレイ７に表示される。例えば、ユーザが１．５秒の連写時間を所望するときは、この画面Ｄ２の連写時間入力欄にタッチパネル５を介して「１．５」と入力する。図７に示すように、このユーザ入力はタッチパネル制御部１３１によって検出され、「１．５（秒）」という連写時間データが主制御部３の連写時間記憶部１３３に送信される。連写時間記憶部１３３は、この連写時間データをＲＡＭ１４等に格納するとともに、このデータを動作時点設定部１３４に送信する。このようにして連写時間が設定される。

（ステップＳ３）
図７に示すように、動作時点設定部１３４は、連写時間記憶部１３３からの連写時間データ（１．５秒）を受信すると、連写数記憶部１３２から連写数データ（５回）を読み出す。本実施形態の例では、動作時点設定部１３４は、これら連写数データ及び連写時間データに基づいて、シャッタ動作の動作時点間のインターバルが等しくなるように各動作時点を算出する。より具体的には、図１１に示すように、シャッタ制御部１３６は、まず、ユーザの連写指令を受信するタイミング（０秒）を１回目の動作時点Ｔ１として定め、連写指令を受信して１．５秒後のタイミングを５回目の動作時点Ｔ５として定める。次に、動作時点Ｔ１〜Ｔ５の各インターバルが等しくなるようにインターバル（秒）を算出する。この例では、連写数が５回（すなわち、シャッタ動作の動作時点が５つ（Ｔ１〜Ｔ５））であるため、動作時点間のインターバルの数は４である。したがって、連写時間である５秒をインターバル数の４で割ると、各インターバルは０．３７５秒となる。すなわち、動作時点設定部１３４は、２回目の動作時点Ｔ２を連写指令受信後０．３７５秒後のタイミングと算出し、３回目の動作時点Ｔ３を０．７５秒後のタイミングと算出し、４回目の動作時点Ｔ４を１．１２５秒後のタイミングと算出する。動作時点設定部１３４は、以上のようにしてシャッタ動作の動作時点Ｔ１〜Ｔ５を算出し、この算出データをＲＡＭ１４などに格納する。

（ステップＳ４）
ステップＳ４の後、ユーザがレンズ２５（図１参照）を被写体に向けた上で連写指令をタッチパネル５を介して入力すると、図７に示すように、この連写指令はタッチパネル制御部１３１を介して連写指令部１３５に受信される。そして、連写指令部１３５は、この連写指令をシャッタ制御部１３６及びモータ制御部１３７に送信する。

シャッタ制御部１３６は、連写指令部１３５からの連写指令を受信すると、動作時点設定部１３４から上記算出データを読み出す。そして、動作時点Ｔ１〜Ｔ５の各タイミングで撮像素子２２に対して信号を送信する。撮像素子２２は、シャッタ制御部１３６から信号を受信する度にシャッタ動作を行って被写体を撮像する。

モータ制御部１３７は、連写指令部１３５からの連写指令を受信すると、動作時点設定部１３４から上記算出データを読み出し、該算出データに基づいて絞り機構２３を例えば以下のように制御する。この例では、絞り機構２３は、連写指令を受信したタイミング（すなわち、動作時点Ｔ１）において上記全開状態ＳＯ（図５参照）の状態にあり、連写指令を受信してから１．５秒後（すなわち、動作時点Ｔ５）において上記小絞り状態ＳＣ（図６参照）になるように制御される。

モータ制御部１３７は、上記連写指令を受信すると、図７に示すように、駆動信号Ｊ（図１１参照）を絞り機構２３のフレキシブルプリント基板３３に送信する。この駆動信号Ｊは、全開状態ＳＯ（以下、単に「状態ＳＯ」と記す。）にある絞り機構２３を１．５秒後に小絞り状態ＳＣ（以下、単に「状態ＳＣ」と記す。）にするものである。

したがって、この駆動信号Ｊがフレキシブルプリント基板３３を介してモータドライバ３５に伝達されると、ボイスコイルモータ９０が駆動して羽根部材５０，６０が移動する結果、図１１に示すように、動作時点Ｔ１から０．３７５秒後、すなわち動作時点Ｔ２において、絞り開口２３Ａの面積がその分だけ小さくなって（すなわち、絞り値がその分だけ大きくなって）絞り機構２３が状態ＳＫとなる。また、動作時点Ｔ２から０．３７５秒後、すなわち動作時点Ｔ３において、絞り開口２３Ａの面積はＴ２の状態からさらに小さくなって（すなわち、絞り値がさらに大きくなって）絞り機構２３が状態ＳＬとなる。そして、動作時点Ｔ３からさらに０．３７５秒後、すなわち、動作時点Ｔ４において絞り機構２３が状態ＳＭとなり、最終的に、動作時点Ｔ４から０．３７５秒後、すなわち、動作時点Ｔ５において絞り機構２３が状態ＳＣとなる。

絞り機構２３が以上のように動作することにより、動作時点Ｔ１〜Ｔ５における撮像素子２２のシャッタ動作によって状態ＳＯ，ＳＫ，ＳＬ，ＳＭ，ＳＣにおける被写体画像、すなわち、被射界深度が相違する５つの被写体画像が取得される。これら５つの画像は、取得される度に主制御部３を介して順次メモリ６に格納される。

（ステップＳ５）
本実施形態によれば、上記ステップＳ４の後、ユーザは連写により取得された画像を以下のようにして確認することができる。ユーザが上記連写により取得された画像を確認する指令をタッチパネル５を介して入力すると、ディスプレイ７に例えば図１２に示すようなスライダＧが表示される。これを受けて、ユーザは、指８をスライダＧに当ててＹ方向にスライドさせる。このスライド操作は、タッチパネル制御部１３１を介して主制御部３のスライド操作判断部１３８に伝達される。

（ステップＳ６）
スライド操作判断部１３８は、ユーザの上記スライド操作が伝達されると、ユーザのスライド操作が右方向（−Ｙ方向）のものか左方向（＋Ｙ方向）のものか判断する。例えば、スライド操作判断部１３８は、上記スライド操作が右方向のものと判断した場合には、早い時点でメモリ６に格納された画像から順次メモリ６から読み出すように画像読出し部１３９に指令する。すなわち、動作時点Ｔ１の画像→動作時点Ｔ２の画像→・・・→動作時点Ｔ５の画像の順に画像を読み出すように指令する。反対に、上記スライド操作が左方向のものと判断した場合には、遅い時点でメモリ６に格納された画像から順次メモリ６から読み出すように画像読出し部１３９に指令する。すなわち、動作時点Ｔ５の画像→動作時点Ｔ４の画像→・・・→動作時点Ｔ１の画像の順に画像を読み出すように指令する。

画像読出し部１３９は、スライド操作判断部１３８から上記指令を受信すると、メモリ６に格納されている上記連写により取得された画像を、動作時点Ｔ１の画像→動作時点Ｔ２の画像→・・・→動作時点Ｔ５の画像の順、又は、動作時点Ｔ５の画像→動作時点Ｔ４の画像→・・・→動作時点Ｔ１の画像の順に順次読み出す。

（ステップＳ７）
そして、これらの画像は、ディスプレイ制御部１３０を介して順次ディスプレイ７に表示される。

以上のように、本実施形態における撮像装置２によれば、連写動作に絞り調整を組み合わせることができ、これによりシャッタ動作の各動作時点における絞り値を相違させることができるため、１回の連写で被射界深度の異なる画像を複数取得することができる。そのため、被射界深度が異なる画像を取得するために電子機器に複数の撮像装置を搭載する必要がなく、電子機器の大型化を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態によれば、タッチパネルに対するユーザのスライド操作によって、連写により取得された被射界深度が相違する画像をディスプレイに順次表示していくことができるため、被射界深度が異なる被写体画像が取得されていることを認識しやすくなる。

なお、上述した実施形態では、ユーザのタッチパネル５に対するスライド操作によって被写体画像をディスプレイ７に順次表示していく例を説明したが、他の方法によって被写体画像をディスプレイ７に表示してもよい。この場合には、主制御部３にスライド操作判断部１３８や画像読出し部１３９を設ける必要はなく、また、ステップＳ６及びステップＳ７を実行する必要もない。ただし、ステップＳ６及びステップＳ７を実行するように撮像装置を構成することで、上述のように、被射界深度が調整されていることを明確に認識することができる。

また、上述した実施形態では、動作時点間の各インターバルが等しくなるように動作時点を算出した例を説明したが、その他任意のアルゴリズムにより動作時点を算出してもよい。ただし、上述した実施形態のように動作時点間の各インターバルが等しくなるように動作時点を算出する場合には、Ｐをインターバル、Ｑを連写時間、Ｒは連写数とすると、インターバルＰを以下のような簡便な式（１）によって算出することができる。
Ｐ＝Ｑ／（Ｒ−１） ・・・（１）
そのため、アルゴリズムを単純化することができ、撮像装置の設計が容易になる。

また、上述の実施形態では、シャッタ動作の複数の動作時点がステップＳ４の前に動作時点設定部に設定（記憶）されている例を説明したが、必ずしも動作時点を事前に設定しておく必要はない。例えば、ユーザの連写指令が入力された後、ユーザ設定の連写時間毎にユーザ設定の連写数でシャッタ動作を実行させるシャッタ制御部を構成してもよい。この場合、動作時点設定部は不要となる。

また、上述した実施形態では、絞り機構２３が全開状態ＳＯ及び小絞り状態ＳＣにあるときにシャッタ動作が行われる例を説明したが、各シャッタ動作の動作時点において絞り値が相違するように絞り機構が動作するのであれば、必ずしも状態ＳＯ及び状態ＳＣにあるときにシャッタ動作が行われる必要はない。ただし、状態ＳＯ及び状態ＳＣにあるときにシャッタ動作が行われることで、被射界深度の相違が大きい画像を取得することができる。

また、上述のように、この撮像装置２はドローンにも搭載することが可能であるが、この場合には、遠隔操作を容易にするために、タッチパネル及びディスプレイからなる操作部を、主制御部とカメラモジュールとメモリとを含む本体部に対して別体として構成することが好ましい。

また、上述した実施形態では、撮像素子に蓄積した電荷をリセットすることでシャッタ動作を行ういわゆる電子シャッタを備える撮像装置を例にして説明したが、物理的なシャッタ（メカニカルシャッタ）を備える撮像装置として構成してもよいことは言うまでもない。

また、主制御部がＣＰＵに加えて他のプロセッサを含むように構成してもよい。この場合、当該他のプロセッサが、上記機能構成（すなわち、連写数記憶部１３２、連写時間記憶部１３３、動作時点設定部１３４、連写指令部１３５、シャッタ制御部１３６、モータ制御部１３７、スライド操作判断部１３８、及び画像読出し部１３９）の一部または全てとして機能するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、ステップＳ１→ステップＳ２の順で連写が実行される例を説明したが、ステップＳ２→ステップＳ１の順で連写を実行してもよい。

また、ＲＯＭ１３等に記憶されているプログラムは、データ配信用のサーバのＨＤＤ（Hard Disk Drive）に記憶され、ネットワークを介してスマートフォンなどの電子機器に配信されてもよい。また、ＣＤ，ＤＶＤ，ＢＤ（Blu-Ray Disk）などの光学ディスク、ＵＳＢメモリおよびメモリカードなどの記憶媒体にプログラムを記憶させた状態で、その記憶媒体が販売または配布されてもよい。そして、上記したサーバや記憶媒体などを通じてダウンロードされたプログラムが本実施例と同等の構成の電子機器にインストールされた場合、上述の実施形態と同等の効果が得られる。

これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

なお、本明細書において使用した用語「上」、「上方」、その他の位置関係を示す用語は、図示した実施形態との関連において使用されているのであり、装置の相対的な位置関係によって変化するものである。

１ スマートフォン
２ 撮像装置
３ 主制御部
４ カメラモジュール
５ タッチパネル
６ メモリ
７ ディスプレイ
１０ ＣＰＵ
１３ ＲＯＭ
１４ ＲＡＭ
２１ レンズユニット
２２ 撮像素子部
２３ 絞り機構
２３Ａ 絞り開口
２５ レンズ
２６ ストッパ
２７ 挿入部
３０ 地板部
３１ ベース部材
３１Ａ 固定軸
３１Ｂ 回動軸
３１Ｃ，３１Ｄ ガイド軸
３２ 羽根押さえ
３２Ａ〜３２Ｄ 貫通孔
３２Ｅ，３２Ｆ 長孔
３２Ｓ，７１Ｓ 円形開口
３３ フレキシブルプリント基板
３５ モータドライバ
４１ ヨーク
４３ 基板コイル
４３Ａ コイルパターン
４３Ｂ 貫通孔
５０ 第１の羽根部材
５５，６６ ガイド溝
５７，６７ 絞り孔
５７Ａ，６７Ａ 円形部
５７Ｂ，６７Ｂ 延長部
５８，６８ 係合孔
６０ 第２の羽根部材
７０ カバー部
７１ 側板
７１Ａ，７１Ｂ 貫通孔
７１Ｅ，７１Ｆ 長孔
７２ カバー本体
７２Ａ，７２Ｂ 嵌合孔
７２Ｅ，７２Ｆ 長孔
８０ 駆動部材
８１ 本体部
８２ マグネット
８３ 貫通孔
８５ 第１の駆動ピン
８６ 第２の駆動ピン
９０ ボイスコイルモータ
１３０ ディスプレイ制御部
１３１ タッチパネル制御部
１３２ 連写数記憶部
１３３ 連写時間記憶部
１３４ 動作時点設定部
１３５ 連写指令部
１３６ シャッタ制御部
１３７ モータ制御部（アクチュエータ制御部）
１３８ スライド操作判断部
１３９ 画像読出し部

Claims (10)

1. 所定の連写時間内における所定の連写数のシャッタ動作により被写体を連写可能な撮像装置であって、
   羽根部材と、前記羽根部材を駆動させて前記撮像装置の絞り開口の絞り値を変化させるアクチュエータとを含む絞り機構と、
   前記被写体を撮像する撮像素子であって、前記絞り開口を通過した光が結像する面に配置される撮像素子と、
   前記撮像素子により撮像された前記被写体の画像を保存するメモリと、
   前記連写数を記憶する連写数記憶部と、
   前記連写時間を記憶する連写時間記憶部と、
   前記連写数記憶部に記憶された前記連写数及び前記連写時間記憶部に記憶された前記連写時間に基づいて前記シャッタ動作を制御するシャッタ制御部と、
   前記シャッタ動作の複数の動作時点における前記絞り値が相違するように前記アクチュエータを駆動させるアクチュエータ制御部と、
   を備える、撮像装置。
2. 前記複数の動作時点間のインターバルが等しい、請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記複数の動作間のインターバルＰは、Ｑを前記連写時間、Ｒを前記連写数とすると、
   Ｐ＝Ｑ／（Ｒ−１）
   の式で表される、請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記絞り値が最小となった時点及び前記絞り値が最大となった時点において前記シャッタ動作が実行される、請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置。
5. 前記連写の設定画面及び前記被写体の画像を表示可能なディスプレイと、
   前記ディスプレイ上でユーザからの入力を受けるタッチパネルと、
   さらに備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の撮像装置。
6. 前記タッチパネルにおける前記ユーザのスライド操作を判断するスライド操作判断部と、
   前記スライド操作判断部により判断された前記スライド操作に基づいて前記メモリに保存された前記画像を読み出す画像読出し部と、
   をさらに備える、請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記ディスプレイと前記タッチパネルとを含む操作部と、
   前記絞り機構と前記撮像素子と前記メモリと前記連写数記憶部と前記連写時間記憶部と前記動作時点設定部と前記シャッタ制御部と前記モータ制御部とを含む本体部と、
   をさらに備え、
   前記操作部と前記本体部とは互いに別体として構成されている、請求項５又は６に記載の撮像装置。
8. 前記連写数記憶部に記憶された前記連写数及び前記連写時間記憶部に記憶された前記連写時間に基づいて前記シャッタ動作の前記複数の動作時点を算出して記憶する動作時点設定部をさらに備え、
   前記シャッタ制御部は、前記シャッタ動作が前記動作時点設定部により算出された前記複数の動作時点で実行されるように前記シャッタ動作を制御する、請求項１から７のいずれか一項に記載の撮像装置。
9. 被写体を連写により撮像する撮像方法であって、
   前記連写における連写数を設定し、
   前記連写における連写時間を設定し、
   設定された前記連写数及び前記連写時間に基づくシャッタ動作を複数の動作時点で行うことにより前記連写を実行し、
   前記連写の間、前記複数の動作時点における絞り値が相違するように、アクチュエータを用いて、絞り開口の前記絞り値を変化させるための羽根部材を動作させ、
   前記連写の間、前記被写体の画像が撮像される毎に前記被写体の画像をメモリに保存していく、撮像方法。
10. コンピュータに被写体を連写により撮像させるためのプログラムであって、
    コンピュータに、
    前記連写における連写数を設定させ、
    前記連写における連写時間を設定させ、
    設定された前記連写数及び前記連写時間に基づくシャッタ動作を複数の動作時点で行わせることにより前記連写を実行させ、
    前記連写の間、前記複数の動作時点における絞り値が相違するように、アクチュエータを用いて、絞り開口の前記絞り値を変化させるための羽根部材を動作させ、
    前記連写の間、前記被写体が撮像される毎に前記被写体の画像をメモリに保存させる、プログラム。

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