JP2021032990A - 制御装置、撮像システム、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】光パルスの反射光に基づいて対象物までの距離を測距する測距センサが、太陽光などの光パルスの反射光以外の外光を受光することで、対象物までの距離を精度よく測距できない場合がある。【解決手段】制御装置は、信号が距離の信頼性を示す第１条件を満たす場合、距離に基づき特定される撮像装置の撮像面とフォーカスレンズとの第１目標位置関係に基づいて、対象物に合焦させる合焦制御を実行し、信号が第１条件を満たさない場合、撮像面とフォーカスレンズとの位置関係が第１位置関係で撮像装置により撮像された第１画像及び撮像面とフォーカスレンズとの位置関係が第２位置関係で撮像装置により撮像された第２画像のそれぞれのぼけ量に基づき特定される撮像面とフォーカスレンズとの第２目標位置関係に基づいて、合焦制御を実行するように構成された回路を備える。【選択図】図７

Description

本発明は、制御装置、撮像システム、制御方法、及びプログラムに関する。

特許文献１には、光パルスの反射光に基づいて目標被写体までの距離を測距することが記載されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２００６−７９０７４号公報

光パルスの反射光に基づいて対象物までの距離を測距する測距センサが、太陽光などの光パルスの反射光以外の外光を受光することで、対象物までの距離を精度よく測距できない場合がある。

本発明の一態様に係る制御装置は、パルス光を出射する発光素子と、対象物からのパルス光の反射光を含む光を受光して、受光された光の量に応じた信号を出力する受光素子とを有し、信号に基づいて対象物までの距離を測距する測距センサ、及びフォーカスレンズを備える撮像装置を制御する制御装置でよい。制御装置は、信号が距離の信頼性を示す第１条件を満たす場合、距離に基づき特定される撮像装置の撮像面とフォーカスレンズとの第１目標位置関係に基づいて、対象物に合焦させる合焦制御を実行するように構成された回路を備えてよい。回路は、信号が第１条件を満たさない場合、撮像面とフォーカスレンズとの位置関係が第１位置関係で撮像装置により撮像された第１画像及び撮像面とフォーカスレンズとの位置関係が第２位置関係で撮像装置により撮像された第２画像のそれぞれのぼけ量に基づき特定される撮像面とフォーカスレンズとの第２目標位置関係に基づいて、合焦制御を実行するように構成されてよい。

回路は、第１画像と第２画像との違いの度合いを示す第１相違度が第２目標位置関係の信頼性を示す第２条件を満たす場合、第２目標位置関係に基づいて合焦制御を実行するように構成されてよい。

回路は、第１相違度が第２条件を満たさない場合、コントラストＡＦにより合焦制御を実行するように構成されてよい。

回路は、第１相違度が第２条件を満たさない場合、撮像面とフォーカスレンズとの位置関係を第２位置関係から第３位置関係まで変化させ、撮像面とフォーカスレンズとの位置関係が第３位置関係で撮像装置により撮像された第３画像と第１画像または第２画像との違いの度合いを示す第２相違度が第２条件を満たす場合、第１画像または第２画像と、第３画像とのそれぞれのぼけ量に基づいて特定された撮像面とフォーカスレンズとの第３目標位置関係に基づいて合焦制御を実行し、第２相違度が第２条件を満たさない場合、コントラストＡＦにより合焦制御を実行するように構成されてよい。

信号が光の量が予め定められた範囲に含まれることを示す場合、信号は第１条件を満たしてよい。

回路は、信号が第１条件を満たさない場合、撮像面とフォーカスレンズとの位置関係が第１位置関係で撮像装置により撮像された第１画像を取得した後、撮像面とフォーカスレンズとの位置関係を第２位置関係まで変化させて、撮像面とフォーカスレンズとの位置関係が第２位置関係で撮像装置により撮像された第２画像を取得するように構成されてよい。

回路は、信号が第１条件を満たさない場合、撮像面とフォーカスレンズとの位置関係が第１位置関係で撮像装置により撮像された第１画像を取得した後、第１目標位置関係に基づいて特定される方向にフォーカスレンズを予め定められた距離、移動させることで撮像面とフォーカスレンズとの位置関係を第２位置関係まで移動させるように構成されてよい。

本発明の一態様に係る撮像システムは、上記制御装置と、測距センサと、撮像装置とを備えてよい。

本発明の一態様に係る制御方法は、パルス光を出射する発光素子と、対象物からのパルス光の反射光を含む光を受光して、受光された光の量に応じた信号を出力する受光素子とを有し、信号に基づいて対象物までの距離を測距する測距センサ、及びフォーカスレンズを備える撮像装置を制御する制御方法でよい。制御方法は、信号が距離の信頼性を示す第１条件を満たす場合、距離に基づき特定される撮像装置の撮像面とフォーカスレンズとの第１目標位置関係に基づいて、対象物に合焦させる合焦制御を実行する段階を備えてよい。制御方法は、信号が第１条件を満たさない場合、撮像面とフォーカスレンズとの位置関係が第１位置関係で撮像装置により撮像された第１画像及び撮像面とフォーカスレンズとの位置関係が第２位置関係で撮像装置により撮像された第２画像のそれぞれのぼけ量に基づき特定される撮像面とフォーカスレンズとの第２目標位置関係に基づいて、合焦制御を実行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、上記制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムでよい。

本発明の一態様によれば、フォーカスレンズを無駄に駆動することなく、より最適な方式で合焦制御を実行できる。

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。

撮像システムの外観斜視図の一例である。 撮像システムの他の形態を示す外界斜視図の一例である。 撮像システムの機能ブロックを示す図である。 ぼけ量とレンズ位置との関係を示す曲線の一例を示す図である。 ぼけ量に基づいてオブジェクトまでの距離を算出する手順の一例を示す図である。 オブジェクトの位置、レンズの位置、及び焦点距離との関係について説明するための図である。 撮像装置のＡＦ処理の手順の一例を示すフローチャートである。 ＴＯＦ演算結果とフォーカスレンズ位置との関係を示す図である。 ＡＦ実行時のフォーカスレンズの動きの一例を示す図である。 ＡＦ実行時のフォーカスレンズの動きの一例を示す図である。 ＡＦ実行時のフォーカスレンズの動きの一例を示す図である。 ＡＦ実行時のフォーカスレンズの動きの一例を示す図である。 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。 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）等の様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（登録商標）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（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。

図１は、本実施形態に係る撮像システム１０の外観斜視図の一例である。撮像システム１０は、撮像装置１００、支持機構２００、及び把持部３００を備える。撮像装置１００は、ＴＯＦセンサ１６０を備える。支持機構２００は、撮像装置１００を、アクチュエータを用いてロール軸、ピッチ軸、ヨー軸のそれぞれを中心に回転可能に支持する。支持機構２００は、ロール軸、ピッチ軸、及びヨー軸の少なくとも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、または維持してよい。支持機構２００は、ロール軸駆動機構２０１、ピッチ軸駆動機構２０２、及びヨー軸駆動機構２０３を備える。支持機構２００は、ヨー軸駆動機構２０３が固定される基部２０４をさらに備える。把持部３００は、基部２０４に固定される。把持部３００は、操作インタフェース３０１、及び表示部３０２を備える。撮像装置１００は、ピッチ軸駆動機構２０２に固定される。

操作インタフェース３０１は、撮像装置１００及び支持機構２００を操作するための命令をユーザから受け付ける。操作インタフェース３０１は、撮像装置１００による撮影または録画を指示するシャッター／録画ボタンを含んでよい。操作インタフェース３０１は、撮像システム１０の電源をオンまたはオフ、及び撮像装置１００の静止画撮影モードまたは動画撮影モードの切り替えを指示する電源／ファンクションボタンを含んでよい。

表示部３０２は、撮像装置１００により撮像される画像を表示してよい。表示部３０２は、撮像装置１００及び支持機構２００を操作するためのメニュー画面を表示してよい。表示部３０２は、撮像装置１００及び支持機構２００を操作するための命令を受け付けるタッチパネルディスプレイでよい。

図２は、撮像システム１０の他の形態を示す外界斜視図の一例である。図２に示すように、撮像システム１０は、把持部３００の脇に、スマートフォン４００などのディスプレイを備えるモバイル端末を固定した状態で、使用されてよい。ユーザは、把持部３００を把持して撮像装置１００により静止画または動画を撮影する。スマートフォン４００などのディスプレイは、撮像装置１００により静止画または動画を表示する。

図３は、撮像システム１０の機能ブロックを示す図である。撮像装置１００は、撮像制御部１１０、イメージセンサ１２０、メモリ１３０、レンズ制御部１５０、レンズ駆動部１５２、複数のレンズ１５４、及びＴＯＦセンサ１６０を備える。

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、撮像用のイメージセンサの一例である。イメージセンサ１２０は、複数のレンズ１５４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。

撮像制御部１１０は、把持部３００からの撮像装置１００の動作命令に応じて、撮像制御部１１０は、イメージセンサ１２０から出力された画像信号にデモザイク処理を施すことで画像データを生成する。撮像制御部１１０は、画像データをメモリ１３０に格納する。撮像制御部１１０は、ＴＯＦセンサ１６０を制御する。撮像制御部１１０は、回路の一例である。ＴＯＦセンサ１６０は、対象物までの距離を測距する飛行時間型センサである。撮像装置１００は、ＴＯＦセンサ１６０により測距された距離に基づいて、フォーカスレンズの位置を調整することで、合焦制御を実行する。

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１３０は、撮像制御部１１０がイメージセンサ１２０等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。把持部３００は、撮像装置１００により撮像された画像データを保存するための他のメモリを備えてよい。把持部３００は、把持部３００の筐体からメモリを取り外し可能なスロットを有してよい。

複数のレンズ１５４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１５４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。レンズ制御部１５０は、撮像制御部１１０からのレンズ制御命令に従って、レンズ駆動部１５２を駆動して、１または複数のレンズ１５４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。レンズ駆動部１５２は、複数のレンズ１５４の少なくとも一部または全部を光軸方向に移動させるボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を含んでよい。レンズ駆動部１５２は、ＤＣモータ、コアレスモータ、または超音波モータ等の電動機を含んでよい。レンズ駆動部１５２は、電動機からの動力をカム環、ガイド軸等の機構部材を介して複数のレンズ１５４の少なくとも一部または全部に伝達して、複数のレンズ１５４の少なくとも一部または全部を光軸に沿って移動させてよい。

撮像装置１００は、姿勢制御部２１０、角速度センサ２１２、及び加速度センサ２１４をさらに備える。角速度センサ２１２は、撮像装置１００の角速度を検出する。角速度センサ２１２は、撮像装置１００のロール軸、ピッチ軸、及びヨー軸回りのそれぞれの角速度を検出する。姿勢制御部２１０は、角速度センサ２１２から撮像装置１００の角速度に関する角速度情報を取得する。角速度情報は、撮像装置１００のロール軸、ピッチ軸、及びヨー軸回りのそれぞれの角速度を示してよい。姿勢制御部２１０は、加速度センサ２１４から撮像装置１００の加速度に関する加速度情報を取得する。加速度情報は、撮像装置１００のロール軸、ピッチ軸、及びヨー軸のそれぞれの方向の加速度を示してもよい。

角速度センサ２１２、及び加速度センサ２１４は、イメージセンサ１２０及びレンズ１５４等を収容する筐体内に設けられてよい。本実施形態では、撮像装置１００と支持機構２００とが一体的に構成される形態について説明する。しかし、支持機構２００が、撮像装置１００を着脱可能に固定する台座を備えてよい。この場合、角速度センサ２１２、及び加速度センサ２１４は台座等、撮像装置１００の筐体の外に設けられてよい。

姿勢制御部２１０は、角速度情報及び加速度情報に基づいて、撮像装置１００の姿勢を維持または変更すべく、支持機構２００を制御する。姿勢制御部２１０は、撮像装置１００の姿勢を制御するための支持機構２００の動作モードに従って、撮像装置１００の姿勢を維持または変更すべく、支持機構２００を制御する。

動作モードは、支持機構２００の基部２０４の姿勢の変化に撮像装置１００の姿勢の変化を追従させるように支持機構２００のロール軸駆動機構２０１、ピッチ軸駆動機構２０２、及びヨー軸駆動機構２０３の少なくとも１つを動作させるモードを含む。動作モードは、支持機構２００の基部２０４の姿勢の変化に撮像装置１００の姿勢の変化を追従させるように支持機構２００のロール軸駆動機構２０１、ピッチ軸駆動機構２０２、及びヨー軸駆動機構２０３のそれぞれを動作させるモードを含む。動作モードは、支持機構２００の基部２０４の姿勢の変化に撮像装置１００の姿勢の変化を追従させるように支持機構２００のピッチ軸駆動機構２０２、及びヨー軸駆動機構２０３のそれぞれを動作させるモードを含む。動作モードは、支持機構２００の基部２０４の姿勢の変化に撮像装置１００の姿勢の変化を追従させるようにヨー軸駆動機構２０３のみを動作させるモードを含む。

動作モードは、支持機構２００の基部２０４の姿勢の変化に撮像装置１００の姿勢の変化を追従させるように支持機構２００を動作させるＦＰＶ（Ｆｉｒｓｔ Ｐｅｒｓｏｎ Ｖｉｅｗ）モードと、撮像装置１００の姿勢を維持するように支持機構２００を動作させる固定モードとを含んでよい。

ＦＰＶモードは、支持機構２００の基部２０４の姿勢の変化に撮像装置１００の姿勢の変化を追従させるように、ロール軸駆動機構２０１、ピッチ軸駆動機構２０２、及びヨー軸駆動機構２０３の少なくとも１つを動作させるモードである。固定モードは、撮像装置１００の現在の姿勢を維持するように、ロール軸駆動機構２０１、ピッチ軸駆動機構２０２、及びヨー軸駆動機構２０３の少なくとも１つを動作させるモードである。

ＴＯＦセンサ１６０は、発光部１６２、受光部１６４、発光制御部１６６、受光制御部１６７、及びメモリ１６８を備える。ＴＯＦセンサ１６０は、測距センサの一例である。

発光部１６２は、少なくとも１つの発光素子１６３を含む。発光素子１６３は、ＬＥＤまたはレーザ等の高速変調されたパルス光を繰り返し出射するデバイスである。発光素子１６３は、赤外光であるパルス光を出射してよい。発光制御部１６６は、発光素子１６３の発光を制御する。発光制御部１６６は、発光素子１６３から出射されるパルス光のパルス幅を制御してよい。

受光部１６４は、複数の領域のそれぞれに関連する被写体までの距離を測距する複数の受光素子１６５を含む。受光部１６４は、測距用のイメージセンサの一例である。複数の受光素子１６５は、複数の領域のそれぞれに対応する。受光素子１６５は、対象物からのパルス光の反射光を繰り返し受光する。受光素子１６５は、対象物からのパルス光の反射光を含む光を受光し、受光された光の量に応じた信号を出力する。受光制御部１６７は、受光素子１６５の受光を制御する。受光制御部１６７は、受光素子１６５から出力される信号に基づいて、複数の領域のそれぞれに関連する被写体までの距離を測距する。受光制御部１６７は、予め定められた受光期間に受光素子１６５が繰り返し受光する反射光の量に基づいて、複数の領域のそれぞれに関連する被写体までの距離を測距する。受光制御部１６７は、予め定められた受光期間に受光素子１６５が繰り返し受光する反射光の量に基づいて、パルス光と反射光との間の位相差を特定することで、被写体までの距離を測距してよい。受光部１６４は、反射波の周波数変化を読み取ることで、被写体までの距離を測距してよい。これはＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式と呼ばれる。

メモリ１６８は、コンピュータ可読可能な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、及びＥＥＰＲＯＭの少なくとも１つを含んでよい。メモリ１６８は、発光制御部１６６が発光部１６２を制御するために必要なプログラム、及び受光制御部１６７が受光部１６４を制御するのに必要なプログラム等を格納する。

撮像装置１００が実行するオートフォーカス（ＡＦ）方式について説明する。撮像装置１００は、ＴＯＦセンサ１６０で測距された撮像装置１００から被写体までの距離（被写体距離）に基づいてフォーカスレンズを移動させることによって、フォーカスレンズとイメージセンサ１２０の撮像面との位置関係を制御してよい。

撮像制御部１１０は、フォーカスレンズを移動させながら、撮像装置１００により撮像された画像のコントラスト評価値を導出し、コントラスト評価値がピークとなるフォーカスレンズの位置を特定することで、コントラストＡＦを実行してよい。撮像制御部１１０は、撮像装置１００により撮像された画像に対してコントラスト評価フィルタを適用することで、画像のコントラスト評価値を導出してよい。撮像制御部１１０は、コントラスト評価値に基づいて、特定の被写体に合焦させるフォーカスレンズの位置を特定することで、コントラストＡＦを実行してよい。

他のＡＦ方式として、フォーカスレンズを移動させることによって、フォーカスレンズとイメージセンサ１２０の撮像面との位置関係が異なる状態で撮像された複数の画像のぼけ量に基づいて決定する方式がある。ここで、この方式を用いたＡＦを、ぼけ検出オートフォーカス（Ｂｏｋｅｈ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｕｔｏ Ｆｏｕｃｕｓ：ＢＤＡＦ）方式と称する。具体的には、ＢＤＡＦでは、ＤＦＤ（Ｄｅｐｔｈ Ｆｒｏｍ Ｄｅｆｏｃｕｓ）演算を行ってＡＦを行う。

例えば、画像のぼけ量（Ｃｏｓｔ）は、ガウシアン関数を用いて次式（１）で表すことができる。式（１）において、ｘは、水平方向における画素位置を示す。σは、標準偏差値を示す。

図４は、画像のぼけ量（Ｃｏｓｔ）とフォーカスレンズの位置との関係を示す曲線の一例を示す。Ｃ１は、フォーカスレンズがｘ１に位置するときに得られた画像のぼけ量である。Ｃ２は、フォーカスレンズがｘ２に位置するときに得られた画像のぼけ量である。ぼけ量Ｃ１及び量Ｃ２からレンズ１５４の光学特性を考慮して定められる曲線５００の極小点５０２に対応するレンズ位置ｘ０にフォーカスレンズを合わせることで、被写体に焦点を合わせることができる。

図５は、ＢＤＡＦ方式における距離算出手順の一例を示すフローチャートである。撮像制御部１１０は、レンズ１５４とイメージセンサ１２０の撮像面とが第１位置関係にある状態で、第１画像を撮像してメモリ１３０に格納する。撮像制御部１１０は、レンズ１５４を光軸方向に移動させることで、レンズ１５４と撮像面とが第２位置関係にある状態にして、撮像装置１００で第２画像を撮像してメモリ１３０に格納する（Ｓ２０１）。例えば、撮像制御部１１０は、フォーカスレンズを光軸方向に移動させることで、レンズ１５４と撮像面との位置関係を第１位置関係から第２位置関係に変更する。レンズの移動量は、例えば、１０μｍ程度でよい。

次いで、撮像制御部１１０は、第１画像を複数の領域に分割する（Ｓ２０２）。撮像制御部１１０は、第１画像内の画素ごとに特徴量を算出して、類似する特徴量を有する画素群を一つの領域として第１画像を複数の領域に分割してよい。撮像制御部１１０は、第１画像のうちＡＦ処理枠に設定されている範囲の画素群を複数の領域に分割してもよい。撮像制御部１１０は、第２画像を、第１画像の複数の領域に対応する複数の領域に分割する。撮像制御部１１０は、第１画像の複数の領域のそれぞれのぼけ量と、第２画像の複数の領域のそれぞれのぼけ量とに基づいて、複数の領域ごとに複数の領域のそれぞれに含まれるオブジェクトに対応する被写体までの距離を算出する（Ｓ２０３）。

なお、レンズ１５４とイメージセンサ１２０の撮像面との位置関係を変える方法は、レンズ１５４が備えるフォーカスレンズを移動させる方法に限られない。例えば、撮像制御部１１０は、レンズ１５４の全体を光軸方向に移動させてよい。撮像制御部１１０は、イメージセンサ１２０の撮像面を光軸方向に移動させてよい。撮像制御部１１０は、レンズ１５４が備える少なくとも一部のレンズ及びイメージセンサ１２０の撮像面の双方を光軸方向に移動させてよい。撮像制御部１１０は、レンズ１５４の焦点とイメージセンサ１２０の撮像面の相対的な位置関係を光学的に変えるための任意の方法を用いてよい。

図５を参照して被写体距離の算出手順についてさらに説明する。レンズＬの主点から被写体５１０（物面）までの距離をＡ、レンズＬの主点から被写体５１０からの光束が結像する位置（像面）までの距離をＢ、レンズＬの焦点距離をＦとする。この場合、距離Ａ、距離Ｂ、及び焦点距離Ｆの関係は、レンズの公式から次式（２）で表すことができる。

焦点距離ＦはレンズＬが備える各レンズの位置から定まる。したがって、被写体５１０からの光束が結像する距離Ｂが特定できれば、式（２）を用いて、レンズＬの主点から被写体５１０までの距離Ａを特定することができる。

ここで、レンズＬと撮像面との位置関係を、イメージセンサの撮像面をレンズＬ側に移動させることによって変えたとする。図６に示すように、レンズＬの主点から距離Ｄ１の位置やレンズＬの主点から距離Ｄ２の位置に撮像面があるとすると、撮像面上に投影された被写体５１０の像にはぼけが生じる。撮像面上に投影された被写体５１０の像のぼけの大きさ（錯乱円５１２及び５１４）から被写体５１０が結像する位置を算出することで、距離Ｂを特定し、さらに距離Ａを特定することができる。つまり、ぼけの大きさ（ぼけ量）が撮像面と結像位置とに比例することを考慮して、ぼけの量の差から結像位置を特定できる。

ここで、撮像面から距離Ｄ１の位置の像Ｉ_１及び撮像面から距離Ｄ２の位置の像Ｉ_２のそれぞれの画像はぼけている。像Ｉ_１について、点像分布関数（Ｐｏｉｎｔ Ｓｐｒｅａｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）をＰＳＦ_１、被写体像をＩ_ｄ１とすると、像Ｉ_１は、畳み込み演算により次式（３）で表すことができる。

像Ｉ_２もＰＳＦ_２による畳み込み演算によって同様に表される。被写体像のフーリエ変換をｆとして、点像分布関数ＰＳＦ_１及びＰＳＦ_２をフーリエ変換した光学伝達関数（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）をＯＴＦ_１及びＯＴＦ_２として、次式（４）のように比をとる。

式（４）に示す値Ｃは、レンズＬの主点から距離Ｄ１の位置の像及びレンズＬの主点から距離Ｄ２の位置の像のそれぞれのぼけ量の変化量、つまり、値Ｃは、レンズＬの主点から距離Ｄ１の位置の像とレンズＬの主点から距離Ｄ２の位置の像のぼけ量との差に相当する。

図６において、撮像面をレンズＬ側に移動させることによって、レンズＬと撮像面との位置関係を変えた場合について説明した。フォーカスレンズを撮像面に対して移動させることによって、レンズＬの焦点の位置と撮像面との位置関係を変えることによっても、ぼけ量に違いが生じる。本実施形態では、主にフォーカスレンズを撮像面に対して移動させることによってぼけ量が異なる画像を取得し、取得した画像に基づいてＤＦＤ演算を行ってデフォーカス量を表すＤＦＤ演算値を取得して、ＤＦＤ演算値に基づいて被写体に合焦するためのフォーカスレンズの位置の目標値を、撮像面とフォーカスレンズとの目標位置関係として算出するものとする。

上記の通り、撮像装置１００は、ＴＯＦセンサ１６０の測距に基づくＡＦ（ＴＯＦ方式）、ＤＦＤ演算に基づくＡＦ（ＤＦＤ方式）、及びコントラスト評価値に基づくＡＦ（コントラスト方式）のいずれかでＡＦを実行する。

ＴＯＦ方式によれば、撮像装置１００は、1枚の画像で被写体に合焦するためのフォーカスレンズの位置の目標値を導出できる。ＴＯＦ方式は、撮像装置１００が低輝度、かつ低コントラストの画像を撮像する場合に、精度よく目標値を導出できる。しかし、太陽光が入射されやすい環境では、ＴＯＦセンサ１６０にパルス光の反射光以外の外光が入射される可能性があるので、精度よく目標値を導出できない場合がある。

ＤＦＤ方式によれば、撮像装置１００は、フォーカスレンズの位置が異なる位置で撮像された２枚以上の画像により、被写体に合焦するためのフォーカスレンズの位置の目標値を導出できる。しかし、撮像装置１００が、例えば、雲などのコントラストの低い画像を撮像する場合には、２以上の画像のぼけ量の差が少なく、精度よく目標値を導出できない場合がある。

コントラスト方式によれば、撮像装置１００は、複数の画像を撮像して、コントラスト評価値がピークとなるフォーカスレンズの位置を特定する必要がある。したがって、目標値を導出するまでの時間が比較的長くなる。しかし、温度による機械的な変化、レンズなどの光学部材の変化などの外乱につよく、目標値の精度も高い。

以上のように、撮像装置１００により撮像される被写体が存在する環境によって、最適なＡＦ方式は異なる。また、フォーカスレンズをできるだけ移動させずにＡＦを行うことにより、ＡＦ処理の間に画像のぼけなどが生じず、ユーザに与える違和感を低減できる。そこで、本実施形態によれば、撮像装置１００は、フォーカスレンズをできるだけ無駄に移動させずにＡＦを行うことができるＡＦ方式を優先的に実行する。より具体的には、撮像装置１００は、ＴＯＦ方式で算出される被写体距離の信頼性が高い場合には、ＴＯＦ方式でＡＦを行う。撮像装置１００は、ＴＯＦ方式で算出される被写体距離の信頼性が高くない場合には、ＤＦＤ方式でＡＦを行う。さらに、ＴＯＦ方式及びＤＦＤ方式で算出される被写体距離の信頼性が高くない場合には、コントラスト方式でＡＦを行う。

撮像制御部１１０は、受光素子１６５から出力される光の量に応じた信号が被写体距離の信頼性を示す第１条件を満たすか否かを判定する。撮像制御部１１０は、信号が光の量が予め定められた範囲に含まれることを示す場合、信号は第１条件を満たすと判定する。撮像制御部１１０は、信号が光の量が予め定められた範囲に含まれることを予め定められた期間継続的に示す場合、信号は第１条件を満たすと判定してよい。撮像制御部１１０は、信号により示される受光素子１６５で受光される光の振幅が下限閾値以上で、かつ信号がＡ／Ｄ変換された後の値が上限閾値以下である場合、信号は第１条件を満たすと判定してよい。撮像制御部１１０は、信号により示される受光素子１６５で受光される光の振幅が閾値以上で、かつ信号がＡ／Ｄ変換された後の値が飽和していない場合、信号は第１条件を満たすと判定してよい。すなわち、撮像制御部１１０は、発光素子１６３から出射されたパルス光に対して、受光素子１６５で受光される光が弱すぎず、かつ強すぎない場合、信号が第1条件を満たすと判定する。

撮像制御部１１０は、信号が第１条件を満たす場合、ＴＯＦセンサ１６０で測距された対象物までの距離に基づき特定される撮像装置１００の撮像面とフォーカスレンズとの第１目標位置関係に基づいて、対象物に合焦させる合焦制御を実行する。撮像制御部１１０は、信号が第１条件を満たさない場合、撮像面とフォーカスレンズとの位置関係が第１位置関係で撮像装置１００により撮像された第１画像及び撮像面とフォーカスレンズとの位置関係が第２位置関係で撮像装置１００により撮像された第２画像のそれぞれのぼけ量に基づき特定される撮像面とフォーカスレンズとの第２目標位置関係に基づいて、対象物に合焦させる合焦制御を実行する。すなわち、撮像制御部１１０は、信号が第１条件を満たさない場合、ＤＦＤ方式で合焦制御を実行する。

撮像制御部１１０は、信号が第１条件を満たさない場合、撮像面とフォーカスレンズとの位置関係が第１位置関係で撮像装置１００により撮像された第１画像を取得した後、撮像面とフォーカスレンズとの位置関係を第２位置関係まで変化させて、撮像面とフォーカスレンズとの位置関係が第２位置関係で撮像装置１００により撮像された第２画像を取得してよい。

撮像制御部１１０は、信号が第１条件を満たさない場合、撮像面とフォーカスレンズとの位置関係が第１位置関係で撮像装置１００により撮像された第１画像を取得した後、第１目標位置関係に基づいて特定される方向にフォーカスレンズを予め定められた距離、移動させることで撮像面とフォーカスレンズとの位置関係を第２位置関係まで移動させてよい。ＴＯＦ方式で算出された被写体距離の精度が低い場合でも、撮像制御部１１０は、ＴＯＦ方式で算出された被写体距離に基づいて、フォーカスレンズを移動させるべき方向については、正しく判断できる可能性がある。そこで、撮像制御部１１０は、信号が第１条件を満たさない場合、ＴＯＦ方式で算出された被写体距離に基づいてフォーカスレンズを移動させる法億を特定してもよい。

撮像制御部１１０は、ＤＦＤ方式で合焦制御を実行する前に、第１画像と第２画像との間の違いの度合いを示す第１相違度が第２目標位置関係の信頼性を示す第２条件を満たすか否かを判定してよい。撮像制御部１１０は、第１画像と第２画像の類似度に基づいて、ＤＦＤ方式の信頼性を示す第２条件を満たすか否かを判定してよい。撮像制御部１１０は、第１画像と第２画像との類似度が予め定められた閾値より低い場合、第１相違度が第２条件を満たすと判定してよい。撮像制御部１１０は、第１画像のコントラストと第２画像のコントラストとの差が予め定められた閾値より大きい場合、第１相違度が第２条件を満たすと判定してよい。撮像制御部１１０は、第１画像のぼけ量と第２画像のぼけ量との差が、予め定められた閾値より大きい場合、第１相違度が第２条件を満たすと判定してよい。そして、撮像制御部１１０は、第１相違度が第２条件を満たす場合、ＤＦＤ方式で導出された第２目標位置関係に基づいて対象物に合焦させる合焦制御を実行してよい。

撮像制御部１１０は、第１相違度が第２条件を満たさない場合、コントラストＡＦにより対象物に合焦させる合焦制御を実行してよい。

撮像制御部１１０は、第１相違度が第２条件を満たさない場合、撮像面とフォーカスレンズとの位置関係を第２位置関係から第３位置関係までさらに変化させてよい。そして、撮像制御部１１０は、撮像面とフォーカスレンズとの位置関係が第３位置関係で撮像装置１００により撮像された第３画像と第１画像または第２画像との間の違いの度合いを示す第２相違度が第２条件を満たす場合、第１画像または第２画像と、第３画像とのそれぞれのぼけ量に基づいて特定された撮像面とフォーカスレンズとの第３目標位置関係に基づいて対象物に合焦させる合焦制御を実行してよい。そして、撮像制御部１１０は、第２相違度が第２条件を満たさない場合、コントラストＡＦにより対象物に合焦させる合焦制御を実行してよい。

図７は、撮像装置１００のＡＦ処理の手順の一例を示すフローチャートである。撮像制御部１１０は、ＡＦ処理を開始すると、フォーカスレンズが第１位置で撮像装置１００にＤＦＤ用の第１画像を撮像させ、ＤＦＤ用の第１画像を取得する（Ｓ１００）。次いで、撮像制御部１１０は、ＴＯＦセンサ１６０で測距される被写体距離の信頼性が高いか否かを判定する（Ｓ１０２）。撮像制御部１１０は、受光素子１６５から出力される信号で示される光の量が予め定められた範囲内であれば、ＴＯＦセンサ１６０で測距される被写体距離の信頼性が高いと判定してよい。

ＴＯＦセンサ１６０で測距される被写体距離の信頼性が高い場合、撮像制御部１１０は、ＴＯＦセンサ１６０により測距された被写体距離を示すＴＯＦ結果に基づいて、対象物に合焦させるフォーカスレンズの位置を示す合焦位置を演算する（Ｓ１０４）。撮像制御部１１０は、例えば、図８に示すようなＴＯＦ演算結果とフォーカスレンズ位置との関係を示すデータを参照することで、合焦位置を演算してよい。そして、撮像制御部１１０は、ＴＯＦ方式の合焦位置へフォーカスレンズを駆動する（Ｓ１０６）。ＴＯＦ結果の信頼性が高い場合、撮像制御部１１０は、図９に示すように、フォーカスレンズをＡＦ開始位置から合焦位置まで駆動する。

ＴＯＦ結果の信頼性が低い場合、撮像制御部１１０は、ＴＯＦ結果に基づき演算された合焦位置に向かう方向を示す合焦方向にフォーカスレンズを１深度以下だけ駆動する（Ｓ１０８）。撮像制御部１１０は、フォーカスレンズを第１位置から第２位置まで移動させる。１深度は、ＤＦＤ演算を行う場合に点像分布関数（Ｐｏｉｎｔ Ｓｐｒｅａｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を用いることができる最低限度のフォーカスレンズの移動距離に相当する。例えば、１深度は０．００３ｍｍでよい。フォーカスレンズを１深度以下だけ駆動することで、ユーザはフォーカスレンズの駆動による画像のぼけ度合いの変化を認識しづらい。したがって、フォーカスレンズの駆動によりディスプレイに表示されている画像のぼけ度合いが極端に変化し、ユーザに違和感を与えることを防止できる。

次いで、撮像制御部１１０は、フォーカスレンズが第２位置で撮像装置１００にＤＦＤ用の第２画像を撮像させ、ＤＦＤ用の第２画像を取得する（Ｓ１１０）。撮像制御部１１０は、第１画像及び第２画像を用いてＤＦＤ演算を行い合焦位置を演算する（Ｓ１１２）。撮像制御部１１０は、第１画像と第２画像とを用いたＤＦＤ演算による導出された合焦位置の信頼性が高いか否かを判定する（Ｓ１１４）。撮像制御部１１０は、第１画像と第２画像との類似度が予め定められた閾値以下の場合、ＤＦＤ演算による導出された合焦位置の信頼性が高いと判定してよい。撮像制御部１１０は、第１画像のぼけ量と第２画像のぼけ量との差が予め定められた閾値以上の場合、ＤＦＤ演算による導出された合焦位置の信頼性が高いと判定してよい。

ＤＦＤ演算による導出された合焦位置の信頼性が高いと判定された場合、撮像制御部１１０は、ＤＦＤ方式の合焦位置にフォーカスレンズを駆動する（Ｓ１１６）。ＤＦＤ演算による導出された合焦位置の信頼性が高いと判定された場合、撮像制御部１１０は、図１０に示すように、フォーカスレンズをＡＦ開始位置（第１位置）から第２位置まで駆動する。その後、撮像制御部１１０は、ＤＦＤ方式で演算された合焦位置までフォーカスレンズを駆動する。

ＤＦＤ演算による導出された合焦位置の信頼性が低いと判定された場合、撮像制御部１１０は、さらにフォーカスレンズを合焦方向に駆動する（Ｓ１１８）。撮像制御部１１０は、フォーカスレンズを１深度以下だけ駆動してよい。または、撮像制御部１１０は、コントラストＡＦを実行すべく、ＴＯＦ方式またはＤＦＤ方式で演算された合焦位置から特定されるコントラストＡＦサーチ範囲の一方の境界位置までフォーカスレンズを駆動してよい。撮像制御部１１０は、フォーカスレンズを第２位置から第３位置まで駆動する。そして、撮像制御部１１０は、フォーカスレンズが第３位置で撮像装置１００にＤＦＤ用の第３画像を撮像させ、ＤＦＤ用の第３画像を取得する（Ｓ１２０）。撮像制御部１１０は、第２画像と第３画像とを用いたＤＦＤ演算による導出された合焦位置の信頼性が高いか否かを判定する（Ｓ１２４）。撮像制御部１１０は、第１画像と第３画像とを用いたＤＦＤ演算による導出された合焦位置の信頼性が高いか否かを判定してもよい。

ＤＦＤ演算による導出された合焦位置の信頼性が高い場合、撮像制御部１１０は、ＤＦＤ方式の合焦位置にフォーカスレンズを駆動する（Ｓ１１６）。撮像制御部１１０は、図１１に示すように、フォーカスレンズをＡＦ開始位置（第１位置）から第２位置まで駆動し、さらに第３位置まで移動した後、第２画像と第３画像とを用いたＤＦＤ演算による導出された合焦位置までフォーカスレンズを駆動する。

ＤＦＤ演算による導出された合焦位置の信頼性が低い場合、撮像制御部１１０は、コントラストＡＦを実行すべく、第３画像のコントラスト評価値を取得する（Ｓ１２６）。撮像制御部１１０は、コントラスト評価値がピークになるフォーカスレンズ位置を検索すべく、微小ステップで、フォーカスレンズを駆動する（Ｓ１２８）。

撮像制御部１１０は、コントラスト評価値がピークになるフォーカスレンズ位置を検索できたか否かを判定する（Ｓ１３０）。ピークを検索できなければ、撮像制御部１１０は、ステップＳ１２６以降を繰り返す。ピークを検索できれば、撮像制御部１１０は、コントラスト方式で特定された合焦位置までフォーカスレンズを駆動する（Ｓ１３２）。撮像制御部１１０は、図１２に示すように、ＴＯＦ方式及びＤＦＤ方式の合焦位置の信頼性が低ければ、コントラスト評価値のピークを検索すべく山登り方式で、フォーカスレンズを駆動する。撮像制御部１１０は、コントラスト評価値のピークを過ぎるまでフォーカスレンズを駆動した後、逆方向にさらにフォーカスレンズを駆動して、コントラスト方式の合焦位置までフォーカスレンズを駆動する。

以上の通り、本実施形態によれば、撮像装置１００は、ＴＯＦ方式で算出される被写体距離の信頼性が高い場合には、ＴＯＦ方式でＡＦを行う。撮像装置１００は、ＴＯＦ方式で算出される被写体距離の信頼性が高くない場合には、ＤＦＤ方式でＡＦを行う。さらに、ＴＯＦ方式及びＤＦＤ方式で算出される被写体距離の信頼性が高くない場合には、コントラスト方式でＡＦを行う。これにより、撮像装置１００は、フォーカスレンズをできるだけ無駄に移動させずにＡＦを行うことができるＡＦ方式を優先的に実行できる。

上記のような撮像装置１００は、移動体に搭載されてもよい。撮像装置１００は、図１３に示すような、無人航空機（ＵＡＶ）に搭載されてもよい。ＵＡＶ１０００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を備えてよい。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。ＵＡＶ１０００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ＵＡＶ１０００を飛行させる。ＵＡＶ本体２０は、例えば、４つの回転翼を用いてＵＡＶ１０００を飛行させる。回転翼の数は、４つには限定されない。また、ＵＡＶ１０００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、ＵＡＶ１０００の飛行を制御するためにＵＡＶ１０００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、ＵＡＶ１０００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、ＵＡＶ１０００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、ＵＡＶ１０００の周囲の３次元空間データが生成されてよい。ＵＡＶ１０００が備える撮像装置６０の数は４つには限定されない。ＵＡＶ１０００は、少なくとも１つの撮像装置６０を備えていればよい。ＵＡＶ１０００は、ＵＡＶ１０００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６００は、ＵＡＶ１０００と通信して、ＵＡＶ１０００を遠隔操作する。遠隔操作装置６００は、ＵＡＶ１０００と無線で通信してよい。遠隔操作装置６００は、ＵＡＶ１０００に上昇、下降、加速、減速、前進、後進、回転等のＵＡＶ１０００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、ＵＡＶ１０００の高度を上昇させる指示情報を含む。指示情報は、ＵＡＶ１０００が位置すべき高度を示してよい。ＵＡＶ１０００は、遠隔操作装置６００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、ＵＡＶ１０００を上昇させる上昇命令を含んでよい。ＵＡＶ１０００は、上昇命令を受け付けている間、上昇する。ＵＡＶ１０００は、上昇命令を受け付けても、ＵＡＶ１０００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１４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。

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 撮像システム
２０ ＵＡＶ本体
５０ ジンバル
６０ 撮像装置
１００ 撮像装置
１１０ 撮像制御部
１２０ イメージセンサ
１３０ メモリ
１５０ レンズ制御部
１５２ レンズ駆動部
１５４ レンズ
１６０ センサ
１６２ 発光部
１６３ 発光素子
１６４ 受光部
１６５ 受光素子
１６６ 発光制御部
１６７ 受光制御部
１６８ メモリ
２００ 支持機構
２０１ ロール軸駆動機構
２０２ ピッチ軸駆動機構
２０３ ヨー軸駆動機構
２０４ 基部
２１０ 姿勢制御部
２１２ 角速度センサ
２１４ 加速度センサ
３００ 把持部
３０１ 操作インタフェース
３０２ 表示部
４００ スマートフォン
６００ 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 (10)

1. パルス光を出射する発光素子と、対象物からの前記パルス光の反射光を含む光を受光して、受光された前記光の量に応じた信号を出力する受光素子とを有し、前記信号に基づいて前記対象物までの距離を測距する測距センサ、及びフォーカスレンズを備える撮像装置を制御する制御装置であって、
   前記信号が前記距離の信頼性を示す第１条件を満たす場合、前記距離に基づき特定される前記撮像装置の撮像面と前記フォーカスレンズとの第１目標位置関係に基づいて、前記対象物に合焦させる合焦制御を実行し、
   前記信号が前記第１条件を満たさない場合、前記撮像面と前記フォーカスレンズとの位置関係が第１位置関係で前記撮像装置により撮像された第１画像及び前記撮像面と前記フォーカスレンズとの位置関係が第２位置関係で前記撮像装置により撮像された第２画像のそれぞれのぼけ量に基づき特定される前記撮像面と前記フォーカスレンズとの第２目標位置関係に基づいて、前記合焦制御を実行するように構成された回路を備える制御装置。
2. 前記回路は、前記第１画像と前記第２画像との違いの度合いを示す第１相違度が前記第２目標位置関係の信頼性を示す第２条件を満たす場合、前記第２目標位置関係に基づいて前記合焦制御を実行するように構成される、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記回路は、前記第１相違度が前記第２条件を満たさない場合、コントラストＡＦにより前記合焦制御を実行するように構成される、請求項２に記載の制御装置。
4. 前記回路は、
   前記第１相違度が前記第２条件を満たさない場合、前記撮像面と前記フォーカスレンズとの位置関係を前記第２位置関係から第３位置関係まで変化させ、
   前記撮像面と前記フォーカスレンズとの位置関係が第３位置関係で前記撮像装置により撮像された第３画像と前記第１画像または前記第２画像との違いの度合いを示す第２相違度が前記第２条件を満たす場合、前記第１画像または前記第２画像と、前記第３画像とのそれぞれのぼけ量に基づいて特定された前記撮像面と前記フォーカスレンズとの第３目標位置関係に基づいて前記合焦制御を実行し、
   前記第２相違度が前記第２条件を満たさない場合、コントラストＡＦにより前記合焦制御を実行するように構成される、請求項２に記載の制御装置。
5. 前記信号が前記光の量が予め定められた範囲に含まれることを示す場合、前記信号は前記第１条件を満たす、請求項１に記載の制御装置。
6. 前記回路は、前記信号が前記第１条件を満たさない場合、前記撮像面と前記フォーカスレンズとの位置関係が前記第１位置関係で前記撮像装置により撮像された前記第１画像を取得した後、前記撮像面と前記フォーカスレンズとの位置関係を前記第２位置関係まで変化させて、前記撮像面と前記フォーカスレンズとの位置関係が前記第２位置関係で前記撮像装置により撮像された前記第２画像を取得するように構成される、請求項１に記載の制御装置。
7. 前記回路は、前記信号が前記第１条件を満たさない場合、前記撮像面と前記フォーカスレンズとの位置関係が前記第１位置関係で前記撮像装置により撮像された前記第１画像を取得した後、前記第１目標位置関係に基づいて特定される方向に前記フォーカスレンズを予め定められた距離、移動させることで前記撮像面と前記フォーカスレンズとの位置関係を前記第２位置関係まで移動させるように構成される、請求項６に記載の制御装置。
8. 請求項１から７のいずれか１つに記載の制御装置と、
   前記測距センサと、
   前記撮像装置と
   を備える撮像システム。
9. パルス光を出射する発光素子と、対象物からの前記パルス光の反射光を含む光を受光して、受光された前記光の量に応じた信号を出力する受光素子とを有し、前記信号に基づいて前記対象物までの距離を測距する測距センサ、及びフォーカスレンズを備える撮像装置を制御する制御方法であって、
   前記信号が前記距離の信頼性を示す第１条件を満たす場合、前記距離に基づき特定される前記撮像装置の撮像面と前記フォーカスレンズとの第１目標位置関係に基づいて、前記対象物に合焦させる合焦制御を実行する段階と、
   前記信号が前記第１条件を満たさない場合、前記撮像面と前記フォーカスレンズとの位置関係が第１位置関係で前記撮像装置により撮像された第１画像及び前記撮像面と前記フォーカスレンズとの位置関係が第２位置関係で前記撮像装置により撮像された第２画像のそれぞれのぼけ量に基づき特定される前記撮像面と前記フォーカスレンズとの第２目標位置関係に基づいて、前記合焦制御を実行する段階と
   を備える制御方法。
10. 請求項１から７のいずれか１つに記載の制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム。