JP6686254B1 - 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】支持機構に回転可能に支持された撮像装置の動きによっては、撮像装置の合焦制御のタイミングが適切でない場合がある。【解決手段】制御装置は、支持機構に回転可能に支持された撮像装置を制御する制御装置でよい。制御装置は、撮像装置の角速度に関する第１情報及び撮像装置の加速度に関する第２情報の少なくとも一方と、撮像装置の姿勢を制御するための支持機構の動作モードとを取得し、第１情報及び第２情報の少なくとも一方と、動作モードとに基づいて、撮像装置による合焦制御の実行タイミングを制御するように構成された回路を備えてよい。【選択図】図１

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、自動焦点調整が不能と判定された場合、合焦レンズを駆動し、停止操作に伴って合焦レンズを停止する撮像装置が開示されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２０１２−２２２３８号公報

支持機構に回転可能に支持された撮像装置の動きによっては、撮像装置の合焦制御のタイミングが適切でない場合がある。

本発明の一態様に係る制御装置は、支持機構に回転可能に支持された撮像装置を制御する制御装置でよい。制御装置は、撮像装置の角速度に関する第１情報及び撮像装置の加速度に関する第２情報の少なくとも一方と、撮像装置の姿勢を制御するための支持機構の動作モードとを取得し、第１情報及び第２情報の少なくとも一方と、動作モードとに基づいて、撮像装置による合焦制御の実行タイミングを制御するように構成された回路を備えてよい。

回路は、撮像装置が備えるフォーカスレンズの位置にさらに基づいて、合焦制御の実行タイミングを制御するように構成されてよい。

回路は、支持機構の動作モードに基づいて、第１情報及び第２情報の少なくとも一方を選択し、選択された第１情報及び第２情報の少なくとも一方に基づいて、撮像装置の動き状態を判断し、撮像装置の動き状態と、フォーカスレンズの位置とに基づいて、合焦制御の実行タイミングを制御するように構成されてよい。

動作モードは、支持機構の基部の姿勢の変化に撮像装置の姿勢の変化を追従させるように支持機構を動作させる第１動作モードと、撮像装置の姿勢を維持するように支持機構を動作させる第２動作モードとを含んでよい。

回路は、支持機構が第１動作モードで動作している場合、第１情報及び第２情報に基づいて、撮像装置の動き状態を判断するように構成されてよい。

回路は、支持機構が第２動作モードで動作している場合、第２情報に基づいて、撮像装置の動き状態を判断するように構成されてよい。

回路は、撮像装置の動き状態及びフォーカスレンズの位置と、合焦制御の実行タイミングとの予め定められた対応関係に基づいて、合焦制御の実行タイミングを制御するように構成されてよい。

撮像装置は、撮像装置により撮像される画像から導出されるコントラスト値の変化が継続的に予め定められた条件を満たす期間が、予め定められた期間に達すると、合焦制御を実行してよい。回路は、予め定められた期間を調整することで、合焦制御の実行タイミングを制御してよい。

本発明の一態様に係る撮像システムは、上記制御装置と、撮像装置と、支持機構とを備えてよい。

撮像システムは、支持機構の基部に連結され、撮像装置及び支持機構を操作する操作インタフェースを有する把持部材をさらに備えてよい。

本発明の一態様に係る制御方法は、支持機構に回転可能に支持された撮像装置を制御する制御方法でよい。制御方法は、撮像装置の角速度に関する第１情報及び撮像装置の加速度に関する第２情報の少なくとも一方と、撮像装置の姿勢を制御するための支持機構の動作モードとを取得する段階を備えてよい。制御方法は、第１情報及び第２情報の少なくとも一方と、動作モードとに基づいて、撮像装置による合焦制御の実行タイミングを制御する段階とを備えてよい。

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、支持機構に回転可能に支持された撮像装置の動きに応じて、撮像装置の合焦制御のタイミングを最適化できる。

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である。 撮像システムの機能ブロックを示す図である。 ユーザが撮像システムを保持しながら歩行中の撮像装置のロール軸（Ｒ）回り、ピッチ軸（Ｐ）回り、及びヨー軸（Ｙ）回りの角速度の変化の様子の一例を示す図である。 ユーザが撮像システムを保持しながら走行中の撮像装置のロール軸（Ｒ）回り、ピッチ軸（Ｐ）回り、及びヨー軸（Ｙ）回りの角速度の変化の様子の一例を示す図である。 ユーザが撮像システムをパンニングしているときの撮像装置のロール軸（Ｒ）回り、ピッチ軸（Ｐ）回り、及びヨー軸（Ｙ）回りの角速度の変化の様子の一例を示す図である。 ＦＰＶモードで、ユーザが静止状態から歩行状態に変化した場合の撮像装置のロール軸（Ｒ）回り、ピッチ軸（Ｐ）回り、及びヨー軸（Ｙ）回りの角速度の変化の様子の一例を示す図である。 ＦＰＶモードで、ユーザが静止状態から歩行状態に変化した場合の撮像装置の振動レベルの変化の様子の一例を示す図である。 ＦＰＶモードで、ユーザが静止状態から歩行状態に変化した場合の撮像装置のロール軸（Ｒ）回り、ピッチ軸（Ｐ）回り、及びヨー軸（Ｙ）回りの角速度の変化の様子の一例を示す図である。 ＦＰＶモードで、ユーザが静止状態から歩行状態に変化した場合の撮像装置の振動レベルの変化の様子の一例を示す図である。 撮像装置の動き状態及びフォーカスレンズの位置と、ＡＦの実行タイミングとの予め定められた対応関係を示すポリシーテーブルの一例を示す図である。 撮像制御部のＡＦの実行タイミングの制御手順の一例を示すフローチャートを示す図である。 撮像システムの他の形態の外観斜視図である。 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（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。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。

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。撮像装置１００は、合焦制御を実行する。撮像装置１００は、コントラストオートフォーカス（コントラストＡＦ）、像面位相差ＡＦなどを実行してよい。撮像装置１００は、撮像装置１００により撮像された少なくとも２つの画像のぼけ度合いからフォーカスレンズの合焦位置を予測することで合焦制御を実行してもよい。

撮像装置１００により撮像される画像から導出されるコントラスト値の変化が継続的に予め定められた条件を満たす期間が、予め定められた期間に達すると、撮像装置１００は、合焦制御を実行する。撮像装置１００は、予め定められたフレームレートで、画像を撮影する。撮像装置１００は、フレームごとに画像のコントラスト値を導出する。撮像装置１００は、予め定められたフレーム数、連続して、コントラスト値が予め定められた値以上変化した場合、合焦制御を実行する。撮像装置１００は、コントラスト値が予め定められた値以上変化したフレームの数をカウントするカウンタを有する。撮像装置１００は、コントラスト値が予め定められた値以上変化しないと、カウンタのカウント数をリセットする。撮像装置１００は、カウンタのカウント数が予め定められた閾値に達すると、合焦制御を実行する。

しかしながら、撮像装置１００の動き状態によっては、カウンタのカウント数が予め定められた閾値に達する前に、合焦制御が実行されたほうがよい場合がある。または、撮像装置１００の動き状態によっては、カウンタのカウント数が予め定められた閾値に達しても、合焦制御が実行されないほうがよい場合がある。

例えば、撮像システム１０で撮影しながら歩行しているユーザが、立ち止まろうとした場合、ユーザは、ユーザの比較的近くに存在する被写体を撮像システム１０で撮影しようとしている可能性がある。このような場合に、無限遠の被写体が合焦状態になる位置にフォーカレンズが存在する場合には、撮像装置１００は、カウンタのカウント数が予め定められた閾値に達する前に、合焦制御を実行したほうが好ましい。このように、撮像装置１００の動き状態によって、合焦制御の最適な実行タイミングは異なる。

そこで、本実施形態では、支持機構２００により撮像装置１００の動き状態に応じて、合焦制御の実行タイミングを最適化する。

図２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、及び複数のレンズ１５４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、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、回路の一例である。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。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など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、ガイド軸など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の振動の大きさを表す振動レベルを示してよい。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。角速度情報は、第１情報の一例である。加速度情報は、第２情報の一例である。

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など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は台座など撮像装置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。

撮像制御部１１０は、角速度センサ２１２からの角速度情報、及び加速度センサ２１４からの加速度情報を、姿勢制御部２１０を介して取得する。撮像制御部１１０は、姿勢制御部２１０から支持機構２００の動作モードを取得する。撮像制御部１１０は、角速度情報及び加速度情報の少なくとも一方と、支持機構２００の動作モードとに基づいて、撮像装置１００による合焦制御の実行タイミングを制御する。撮像制御部１１０は、フォーカスレンズとして機能するレンズ１５４の位置にさらに基づいて、合焦制御の実行タイミングを制御してよい。

撮像制御部１１０は、支持機構２００の動作モードに基づいて、角速度情報及び加速度情報の少なくとも一方を選択してよい。撮像制御部１１０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つを動作させる場合、角速度情報及び加速度情報を選択してよい。撮像制御部１１０は、撮像装置１００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つを動作させる場合、加速度情報を選択してよい。撮像制御部１１０は、選択された角速度情報及び加速度情報の少なくとも一方に基づいて、撮像装置１００の動き状態を判断してよい。撮像制御部１１０は、撮像装置１００の動き状態と、レンズ１５４の位置とに基づいて、合焦制御の実行タイミングを制御してよい。

図３は、ユーザが撮像システム１０を保持しながら歩行中の撮像装置１００のロール軸（Ｒ）回り、ピッチ軸（Ｐ）回り、及びヨー軸（Ｙ）回りの角速度の変化の様子の一例を示す。図４は、ユーザが撮像システム１０を保持しながら走行中のロール軸（Ｒ）回り、ピッチ軸（Ｐ）回り、及びヨー軸（Ｙ）回りの角速度の変化の様子の一例を示す。図５は、ユーザが撮像システム１０をパンニングしているときのロール軸（Ｒ）回り、ピッチ軸（Ｐ）回り、及びヨー軸（Ｙ）回りの角速度の変化の様子の一例を示す。

撮像制御部１１０は、図３から図５に示すような角速度情報に基づいて、撮像装置１００の動き状態を判断できる。しかしながら、支持機構２００の動作モードによっては、撮像制御部１１０は、角速度情報に基づいて、撮像装置１００の動き状態を正確に判断できない場合がある。例えば、支持機構２００が固定モードで動作している場合、ユーザが歩行または走行していても、撮像装置１００のロール軸（Ｒ）回り、ピッチ軸（Ｐ）回り、及びヨー軸（Ｙ）回りの少なくとも１つの角速度は、ほとんど変化しない。この場合、撮像制御部１１０は、角速度情報に基づいて、撮像装置１００の動き状態を正確に判断できない。

図６は、ＦＰＶモードで、ユーザが静止状態から歩行状態に変化した場合の撮像装置１００のロール軸（Ｒ）回り、ピッチ軸（Ｐ）回り、及びヨー軸（Ｙ）回りの角速度の変化の様子の一例を示す。図７は、ＦＰＶモードで、ユーザが静止状態から歩行状態に変化した場合の撮像装置１００の振動レベルの変化の様子の一例を示す。

ＦＶＰモードであれば、撮像制御部１１０は、撮像装置１００のロール軸（Ｒ）回り、ピッチ軸（Ｐ）回り、及びヨー軸（Ｙ）回りの角速度の変化、または撮像装置１００の振動レベルの変化に基づいて、撮像装置１００の動き状態を判断できる。ＦＰＶモードの場合、撮像制御部１１０は、例えば、静止状態、歩行状態、及び走行状態のそれぞれの角速度の予め定められた変化パターンと、角速度情報から特定される現在の角速度の変化パターンとを比較することで、撮像装置１００の動き状態を判断してよい。

ＦＰＶモードの場合、撮像制御部１１０は、静止状態、歩行状態、及び走行状態のそれぞれの撮像装置１００の振動レベルの予め定められた変化パターンと、加速度情報から特定される現在の振動レベルの変化パターンとを比較することで、撮像装置１００の動き状態を判断してよい。ＦＰＶモードの場合、撮像制御部１１０は、角速度の予め定められた変化パターンと、角速度情報から特定される角速度の変化パターンとの比較結果、及び振動レベルの予め定められた変化パターンと、加速度情報から特定される振動レベルの変化パターンとの比較結果に従って、撮像装置１００の動き状態を判断してよい。

メモリ１３０は、実際にユーザが動作したときの実測値を収集することで得られた、静止状態、歩行状態、及び走行状態のそれぞれの角速度の変化パターン及び振動レベルの変化パターンを記憶してよい。撮像制御部１１０は、メモリ１３０に記憶された静止状態、歩行状態、及び走行状態のそれぞれの角速度の変化パターン及び振動レベルの変化パターンを参照することで、撮像装置１００の動き状態を特定してよい。メモリ１３０は、歩行状態または走行状態から停止状態に移行する角速度の変化パターン、歩行状態または走行状態から停止状態に移行する振動レベルの変化パターンを記憶してよい。停止状態に移行する角速度または振動レベルは、例えば、徐々に角速度または振動レベルが小さくなるような変化パターンを示す。

図８は、固定モードで、ユーザが静止状態から歩行状態に変化した場合の撮像装置１００のロール軸（Ｒ）回り、ピッチ軸（Ｐ）回り、及びヨー軸（Ｙ）回りの角速度の変化の様子の一例を示す。図９は、固定モードで、ユーザが静止状態から歩行状態に変化した場合の撮像装置１００の振動レベルの変化の様子の一例を示す。

固定モードでは、支持機構２００は、ユーザの動作によらず、撮像装置１００の姿勢を維持するように動作する。したがって、ユーザが静止状態から歩行状態に変化しても、撮像装置１００のロール軸（Ｒ）回り、ピッチ軸（Ｐ）回り、及びヨー軸（Ｙ）回りの角速度はほとんど変化しない。したがって、固定モードでは、撮像制御部１１０が角速度情報に基づいて撮像装置１００の動き状態を正確に判断できない。一方、固定モードでも、ユーザが静止状態から歩行状態に変化した場合、振動レベルは変化する。すなわち、固定モードの場合、撮像制御部１１０は、静止状態、歩行状態、及び走行状態のそれぞれの撮像装置１００の振動レベルの予め定められた変化パターンと、加速度情報から特定される現在の振動レベルの変化パターンとを比較することで、撮像装置１００の動き状態を判断できる。

以上を考慮して、撮像制御部１１０は、支持機構２００がＦＰＶモードで動作している場合、角速度情報及び加速度情報に基づいて、撮像装置１００の動き状態を判断してよい。撮像制御部１１０は、支持機構２００がＦＰＶモードで動作している場合、静止状態、歩行状態、及び走行状態のそれぞれの予め定められた角速度の変化パターンと、角速度情報から特定される角速度の変化パターンとの比較結果と、並びに静止状態、歩行状態、及び走行状態のそれぞれの予め定められた振動レベルの変化パターンと、加速度情報から特定される振動レベルの変化パターンとの比較結果とに基づいて、撮像装置１００の動き状態が、静止状態、歩行状態、及び走行状態のいずれかであるかを判断してよい。撮像制御部１１０は、それぞれの比較結果に基づいて、撮像装置１００の動き状態が、図５に示すようなパンニング状態であるかを判断してよい。

撮像制御部１１０は、支持機構２００が固定モードで動作している場合、加速度情報に基づいて、撮像装置１００の動き状態を判断してよい。撮像制御部１１０は、支持機構２００が固定モードで動作している場合、静止状態、歩行状態、及び走行状態のそれぞれの予め定められた振動レベルの変化パターンと、加速度情報から特定される振動レベルの変化パターンとの比較結果に基づいて、撮像装置１００の動き状態が、静止状態、歩行状態、及び走行状態のいずれかであるかを判断してよい。

撮像制御部１１０は、角速度情報から特定される角速度の変化パターンとの類似度が閾値以上である予め定められた角速度の変化パターンの動き状態を、撮像装置１００の動き状態と判断してよい。撮像制御部１１０は、加速度情報から特定される振動レベルの変化パターンとの類似度が閾値以上である予め定められた振動レベルの変化パターンの動き状態を、撮像装置１００の動き状態と判断してよい。撮像制御部１１０は、角速度の変化パターンの類似度及び振動レベルの変化パターンの類似度のそれぞれが閾値以上である動き状態を、撮像装置１００の動き状態と判断してよい。

撮像制御部１１０は、撮像装置１００の動き状態及びフォーカスレンズの位置と、合焦制御の実行タイミングとの予め定められた対応関係に基づいて、合焦制御の実行タイミングを制御してよい。撮像装置１００により撮像される画像から導出されるコントラスト値の変化が継続的に予め定められた条件を満たす期間が、予め定められた期間に達すると、撮像装置１００は、合焦制御を実行する。撮像制御部１１０は、予め定められた期間を調整することで、合焦制御の実行タイミングを制御してよい。撮像制御部１１０は、予め定められた期間を調整することで、オートフォーカス（ＡＦ）の実行タイミングを制御してよい。

図１０は、撮像装置の動き状態及びフォーカスレンズの位置と、ＡＦの実行タイミングとの予め定められた対応関係を示すポリシーテーブルの一例を示す。撮像制御部１１０は、図１０に示すポリシーテーブルに従って、ＡＦの実行タイミングを制御してよい。撮像制御部１１０は、撮像装置１００の動き状態に対応するＡＦの実行タイミングがポリシーテーブルに登録されている場合には、撮像制御部１１０は、ポリシーテーブルに登録されたＡＦの実行タイミングで、ＡＦを実行してよい。

ポリシーテーブルには、ＡＦの実行タイミングとして、短縮パターン、即座パターン、第１遅延パターン、及び第２遅延パターンのいずれかが登録されている。短縮パターンは、ＡＦの実行タイミングが早まるパターンである。撮像制御部１１０は、コントラスト値が予め定められた値以上変化したフレームの数をカウントするカウンタを有する。撮像制御部１１０は、コントラスト値が予め定められた値以上変化しないと、カウンタのカウント数をリセットする。撮像制御部１１０は、カウンタのカウント数が予め定められた閾値に達すると、ＡＦを実行する。撮像制御部１１０は、短縮パターンの場合、カウンタが１回のカウントで増加させるカウント数を大きくすることで、カウンタのカウント数が予め定められた第１閾値に達するまでの期間を短縮してよい。または、撮像制御部１１０は、カウント数が予め定められた第１閾値より小さい第２閾値に達するとＡＦを実行することで、ＡＦの実行タイミングを早めてもよい。

撮像制御部１１０は、即座パターンの場合、カウントのカウント数にかかわらず、即座にＡＦを実行してよい。撮像制御部１１０は、第１遅延パターンの場合、現在のカウンタのカウント数を半分の値に更新することで、ＡＦを実行するタイミングを遅延させてよい。撮像制御部１１０は、第２遅延パターンの場合、予め定められた第１閾値より大きい第３閾値に達するまで、ＡＦを実行しないことで、ＡＦを実行するタイミングを遅延させてよい。

撮像装置１００の動き状態が、歩行状態が２秒以上続いた後に、停止する動作を示し、かつフォーカスレンズの位置が、無限遠付近に対応する位置である場合、撮像制御部１１０は、短縮パターンで、ＡＦを実行してよい。

撮像装置１００の動き状態が、歩行状態、走行状態、パンニング状態（撮像装置１００がゆっくりと左右に移動する状態）が１秒以上続いた後、完全に停止する動作を示し、かつ３秒以上ＡＦが実行されていない場合、撮像制御部１１０は、即座パターンで、ＡＦを実行してよい。

撮像装置１００の動き状態が、１．５秒以上パンニング状態が続くことを示し、フォーカスレンズの位置が至近付近に対応する位置で、２秒以上ＡＦが実行されていない場合、撮像制御部１１０は、即座パターンで、ＡＦを実行してよい。

撮像装置１００の動き状態が、１．５秒以上パンニング状態が続くことを示し、フォーカスレンズの位置が無限遠付近に対応する位置である場合、撮像制御部１１０は、第１遅延パターンで、ＡＦを実行してよい。

撮像装置１００の動き状態が、８秒以上パンニング状態が続くことを示し、８秒以上ＡＦが実行されていない場合、第２遅延パターンで、ＡＦを実行してよい。

撮像装置１００の動き状態が、２秒より短い歩行状態を示し、フォーカスレンズの位置が至近付近に対応する位置である場合、撮像制御部１１０は、短縮パターンで、ＡＦを実行してよい。

撮像装置１００の動き状態が、２秒以上走行状態が続くことを示し、フォーカスレンズの位置が無限遠付近に対応する位置である場合、撮像制御部１１０は、第１遅延パターンで、ＡＦを実行してよい。

撮像装置１００の動き状態が、１０秒以上走行状態が続くことを示し、１０秒以上ＡＦが実行されていない場合、撮像制御部１１０は、第２遅延パターンで、ＡＦを実行してよい。

図１０に示されるポリシーテーブルは一例に過ぎない。ポリシーテーブルには、角速度情報及び加速度情報の少なくとも一方から判断できる撮像装置１００の任意の動き状態と、フォーカスレンズの位置とに関連づけて、ＡＦの実行タイミングが登録されてよい。

図１１は、撮像制御部１１０のＡＦの実行タイミングの制御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、姿勢制御部２１０から撮像装置１００の角速度情報、加速度情報、及び支持機構２００の動作モード情報を取得する。さらに、撮像制御部１１０は、レンズ制御部１５０からフォーカスレンズのレンズ位置情報を取得する（Ｓ１００）。

撮像制御部１１０は、角速度情報、加速度情報、レンズ位置情報、及び動作モード情報に基づいて撮像装置１００の動き状態を判定する（Ｓ１０２）。撮像制御部１１０は、支持機構２００の動作モードに基づいて、角速度情報及び加速度情報を選択、または加速度を選択してよい。そして、撮像制御部１１０は、選択された角速度情報及び加速度情報のいずれかに基づいて、撮像装置１００の動き状態を判定してよい。撮像制御部１１０は、メモリ１３０に記憶されたポリシーテーブルを参照して、撮像装置１００の動き状態がポリシーテーブルに登録されているか否かを判定する（Ｓ１０４）。

ポリシーテーブルに撮像装置１００の動き状態が登録されている場合、撮像制御部１１０は、ポリシーテーブルに基づいて、撮像装置１００の合焦制御の実行タイミングを制御する（Ｓ１０６）。撮像制御部１１０は、短縮パターン、即座パターン、第１遅延パターン、及び第２遅延パターンの中から、撮像装置１００の動き状態に対応するパターンを選択して、撮像装置１００の合焦制御の実行タイミングを制御してよい。

以上のように、本実施形態によれば、撮像システム１０は、撮像装置１００の動き状態と、レンズ１５４の位置とに基づいて、合焦制御の実行タイミングを制御する。これにより、撮像装置１００の動き状態に応じて、合焦制御の実行タイミングをより適切に制御できる。

図１２は、撮像システム１０の他の形態を示す。図１２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。

図１３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
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
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
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. 支持機構に回転可能に支持された撮像装置を制御する制御装置であって、
   前記撮像装置の角速度に関する第１情報及び前記撮像装置の加速度に関する第２情報の少なくとも一方と、前記撮像装置の姿勢を制御するための前記支持機構の動作モードとを取得し、
   前記第１情報及び前記第２情報の少なくとも一方と、前記動作モードとに基づいて、前記撮像装置による合焦制御の実行タイミングを制御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、前記撮像装置が備えるフォーカスレンズの位置にさらに基づいて、前記合焦制御の実行タイミングを制御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、
   前記支持機構の動作モードに基づいて、前記第１情報及び前記第２情報の少なくとも一方を選択し、
   選択された前記第１情報及び前記第２情報の少なくとも一方に基づいて、前記撮像装置の動き状態を判断し、
   前記撮像装置の動き状態と、前記フォーカスレンズの位置とに基づいて、前記合焦制御の実行タイミングを制御するように構成される、請求項２に記載の制御装置。
4. 前記動作モードは、前記支持機構の基部の姿勢の変化に前記撮像装置の姿勢の変化を追従させるように前記支持機構を動作させる第１動作モードと、前記撮像装置の姿勢を維持するように前記支持機構を動作させる第２動作モードとを含む、請求項３に記載の制御装置。
5. 前記回路は、前記支持機構が前記第１動作モードで動作している場合、前記第１情報及び前記第２情報に基づいて、前記撮像装置の動き状態を判断するように構成される、請求項４に記載の制御装置。
6. 前記回路は、前記支持機構が前記第２動作モードで動作している場合、前記第２情報に基づいて、前記撮像装置の動き状態を判断するように構成される、請求項４に記載の制御装置。
7. 前記回路は、前記撮像装置の動き状態及び前記フォーカスレンズの位置と、前記合焦制御の実行タイミングとの予め定められた対応関係に基づいて、前記合焦制御の実行タイミングを制御するように構成される、請求項３に記載の制御装置。
8. 前記撮像装置は、前記撮像装置により撮像される画像から導出されるコントラスト値の変化が継続的に予め定められた条件を満たす期間が、予め定められた期間に達すると、前記合焦制御を実行し、
   前記回路は、前記予め定められた期間を調整することで、前記合焦制御の実行タイミングを制御する、請求項１に記載の制御装置。
9. 請求項１から８の何れか１つに記載の制御装置と、
   前記撮像装置と、
   前記支持機構と
   を備える撮像システム。
10. 前記支持機構の基部に連結され、前記撮像装置及び前記支持機構を操作する操作インタフェースを有する把持部材をさらに備える、請求項９に記載の撮像システム。
11. 支持機構に回転可能に支持された撮像装置を制御する制御方法であって、
    前記撮像装置の角速度に関する第１情報及び前記撮像装置の加速度に関する第２情報の少なくとも一方と、前記撮像装置の姿勢を制御するための前記支持機構の動作モードとを取得する段階と、
    前記第１情報及び前記第２情報の少なくとも一方と、前記動作モードとに基づいて、前記撮像装置による合焦制御の実行タイミングを制御する段階と
    を備える制御方法。
12. 請求項１から８の何れか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。