JP7200791B2 - 撮像装置、撮像方法、及び撮像プログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置、撮像方法、及び撮像プログラムに関する。

近年、ウェアラブルカメラやアクションカメラのような、周囲の状況を記録するための小型の撮像装置が知られている。特許文献１には、自動車や電車などの移動体や建物の窓ガラスに取り付けることで、ガラス越しに風景を撮像できる電子カメラが開示されている。

特開平１１－６９２１１号公報

周囲の状況を記録するための撮像装置について、周辺環境内に移動体を検知したときに、装置の起動や画像の記録を迅速に開始したいという要望がある。しかしながら、特許文献１に記載の電子カメラは、窓ガラスに取り付けられた後にユーザがシャッタ操作を行うことで初めて撮像が開始されるため、電子カメラによる移動体の記録を素早く開始できないという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、周辺環境内の移動体を迅速に記録できる撮像装置、撮像方法、及び撮像プログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る撮像装置は、周辺環境を撮像して画像データを生成するカメラユニットと、前記カメラユニットを支持し、ユーザによって被吸着面に固定される吸着部と、前記吸着部と前記被吸着面との関係が予め定められた吸着条件を満たすか否かを判定する吸着判定部と、前記画像データに基づいて生成されるフレーム画像の明るさが明るさ基準を満たすか否かを判定する明るさ判定部と、前記周辺環境に移動体が存在するか否かを判定する移動体判定部と、前記吸着判定部による判定結果と前記明るさ判定部による判定結果と前記移動体判定部の判定結果に基づいて記録部への前記画像データの出力を制御する制御部と、を備える。

本発明に係る撮像方法は、周辺環境を撮像して画像データを生成するデータ生成ステップと、吸着部と被吸着面との関係が予め定められた吸着条件を満たすか否かを判定する吸着判定ステップと、前記画像データに基づいて生成されるフレーム画像の明るさが明るさ基準を満たすか否かを判定する明るさ判定ステップと、前記周辺環境に、移動体が存在するか否かを判定する移動体判定ステップと、前記吸着条件が満たされたと前記吸着判定ステップにおいて判定され、前記明るさ基準を満たすと前記明るさ判定ステップにおいて判定され、前記移動体が存在すると前記移動体判定ステップにおいて判定された場合に、記録部への前記画像データの出力を開始する制御ステップと、を備える。

本発明に係る撮像プログラムは、周辺環境を撮像して画像データを生成するデータ生成ステップと、吸着部と被吸着面との関係が予め定められた吸着条件を満たすか否かを判定する吸着判定ステップと、前記画像データに基づいて生成されるフレーム画像の明るさが明るさ基準を満たすか否かを判定する明るさ判定ステップと、前記周辺環境に、移動体が存在するか否かを判定する移動体判定ステップと、前記吸着条件が満たされたと前記吸着判定ステップにおいて判定され、前記明るさ基準を満たすと前記明るさ判定ステップにおいて判定され、前記移動体が存在すると前記移動体判定ステップにおいて判定された場合に、記録部への前記画像データの出力を開始する制御ステップと、をコンピュータに実行させる。

本発明によれば、周辺環境内の移動体を迅速に記録できる撮像装置、撮像方法、及び撮像プログラムを提供することができる。

撮像装置が電車に設置されている様子を示す概略図である。 撮像装置の構成を表す模式断面図である。 被吸着面に吸着させた撮像装置を表す模式断面図である。 図３の状態から傾けた撮像装置を表す模式断面図である。 撮像装置の構成を示すブロック図である。 撮像装置の制御フローを示すフロー図である。

以下では、具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

図１は、本実施形態に係る撮像装置１が電車Ｔに設置されている様子を示す概略図、図２は、撮像装置１の詳細な構成を表す模式断面図である。本実施形態に係る撮像装置１は、車窓や家屋の窓などに吸着させ、吸着させた窓などを介して周辺環境を撮像する装置である。図１の例では、撮像装置１は、電車Ｔの窓ガラスを被吸着面９として、被吸着面９に吸着されている。

図１及び図２に示すように、撮像装置１は、カメラユニット１１と、吸着部１２と、制御ユニット１３と、を含む。カメラユニット１１は、被吸着面９を介して電車Ｔの外側における周辺環境を撮像して画像データを生成する。なお、その視野は、例えば一点鎖線で示すように対角１３０°程度の拡がりを有する。吸着部１２は、カメラユニット１１を支持し、ユーザによって固定される。例えば、吸着部１２は、外部から吸着方向に押圧されることで被吸着面９に固定される。制御ユニット１３は、予め定められた吸着条件が満たされ、かつ周辺環境に移動体を検出した場合に、記録部への画像データの出力を開始する。このような構成によれば、撮像装置１が被吸着面９に吸着し、かつ移動体を検出した時点から、撮像装置１による撮像及び記録を開始することができる。したがって、周辺環境内の移動体を迅速に撮像して記録することができる。

図２に示すように、カメラユニット１１はレンズ１１１を有し、制御ユニット１３に連結されている。吸着部１２は、吸盤１２１と、透明板１２２と、支持部１２３と、収容部１２４と、を有する。なお、一点鎖線は、カメラユニット１１が撮像可能な撮像方向を示している。

収容部１２４は、内部に空間を有する容器状の部材である。収容部１２４の先端は球状に形成されている。使用時において、カメラユニット１１は収容部１２４の内部に収容される。カメラユニット１１のレンズ１１１は、収容部１２４の先端側に配置される。

支持部１２３は、軸方向に貫通穴を有する筒状部材であって、当該貫通穴の一部分には、収容部１２４の先端と同じ球状の空間が形成されている。支持部１２３に形成された球状の空間内に収容部１２４が収容されることで、支持部１２３と収容部１２４は回転自在に嵌合される。

吸盤１２１は、可撓性の樹脂材料等で一体的に、ドーム状あるいはスカート状に形成された吸盤である。吸盤１２１の外周縁部は、被吸着面９に押圧されることで被吸着面９に吸着する。また、吸盤１２１の凸側の部分には開口部が形成されており、当該開口部には透明板１２２が嵌め込まれている。吸盤１２１の凸側の部分及び透明板１２２は、支持部１２３と接合されている。

吸着部１２のうち、透明板１２２と収容部１２４のうち少なくとも撮影方向側は、アクリルやガラスなどの透明な材料で形成されている。また、支持部１２３のうち少なくとも撮像方向側は開口されている。したがって、吸着部１２は、カメラユニット１１の光路を遮ることなく、カメラユニット１１を支持する。なお、吸盤１２１及び支持部１２３は、周りからの光を遮断する遮光性を有することが好ましい。吸盤１２１及び支持部１２３が遮光性を有することによって、撮像方向以外からの光の差し込みを抑制し、カメラユニット１１の画質を向上させることができる。

図３は、被吸着面９に固定された撮像装置１を表す模式断面図である。図３に示すように、吸着部１２は、外部から吸着方向に押圧されることで、被吸着面９との間に減圧された密閉空間９１が形成され、被吸着面９に固定される。密閉空間９１は、吸盤１２１、透明板１２２、及び被吸着面９に囲まれて密閉された空間である。また、吸着方向とは、図３の左矢印の通り、吸着部１２から被吸着面９に向かう方向である。

吸着部１２は、外部から脱離方向に引っ張られることで、吸盤１２１と被吸着面９とが引きはがされ、被吸着面９から脱離される。脱離方向とは、図３の右矢印の通り、被吸着面９から吸着部１２に向かう方向である。

図４は、被吸着面９に固定されたカメラユニット１１を傾けたときの撮像装置１を表す模式断面図である。図４に示すように、収容部１２４を支持部１２３の内壁に沿って回転させることで、カメラユニット１１の撮像方向を回転させることができる。支持部１２３の内壁及び収容部１２４の先端が球形に形成されている場合、カメラユニット１１は鉛直方向及び水平方向に回転できる。

なお、図２～図４の例では、吸着部１２は透明板１２２を備えるものとして説明したが、吸着部１２は透明板１２２を有さなくてもよい。この場合、吸盤１２１と支持部１２３と収容部１２４と被吸着面９とで囲まれて密閉された空間が減圧されることで、吸着部１２が被吸着面９に吸着する。また、この場合は、支持部１２３と収容部１２４の間にグリスのような潤滑剤を塗布することで、密閉空間の気密性を損なわずに収容部１２４を回転させることができる。

また、図２～図４の例では、吸着部１２は吸盤１２１を備えるものとして説明したが、被吸着面９に固定可能な部材であれば、吸盤１２１に代えて用いることができる。例えば、吸盤１２１に代えて、粘着性を有するゴムテープや接着テープを用いることができる。

次に、撮像装置１の制御システムについて説明する。図５は、撮像装置１のシステム構成を表すブロック図である。図５に示すように、撮像装置１の制御システムは、主にカメラユニット１１と制御ユニット１３とで構成される。また、本実施形態に係る撮像装置１は、カメラユニット１１及び制御ユニット１３の他に、記録部１４２を更に備える。

カメラユニット１１は、主にレンズ１１１、撮像素子１１２、及びＡＦＥ（アナログフロントエンド）１１３を備える。制御ユニット１３は、制御部１３１、画像入力ＩＦ（インターフェイス）１３２、ワークメモリ１３３、システムメモリ１３４、画像処理部１３５、移動体判定部１３６、吸着判定部１３７、吸着検出部１３８、画像出力部１３９、明るさ判定部１４０、及びバスライン１４１を主に備える。

吸着検出部１３８は、吸着部１２と被吸着面９との関係を示す物理量を検出する。吸着部１２と被吸着面９との関係を示す物理量とは、例えば吸着部１２と被吸着面９との間にかかる応力の大きさや、吸着部１２と被吸着面９との間の空間（密閉空間９１）の圧力である。吸着検出部１３８は、検出した物理量に対応する電圧信号をバスライン１４１に出力する。

なお、吸着検出部１３８は、制御ユニット１３の外部に設けられていてもよい。その場合、吸着検出部１３８は、制御ユニット１３に設けられた検出信号ＩＦ（不図示）に対して電圧信号を出力する。検出信号ＩＦ（不図示）は、吸着検出部１３８の電圧信号を逐次取得して、バスライン１４１へと引き渡す。

本実施形態では、吸着検出部１３８が、吸着部１２と被吸着面９との間にかかる応力の大きさを検出する場合の例を説明する。吸着部１２と被吸着面９との間にかかる応力とは、撮像装置１に外部から加えられた吸着方向の荷重である。このとき、吸着検出部１３８は、例えば圧電式またはひずみゲージ式の荷重センサであって、カメラユニット１１と制御ユニット１３との連結部分など、外部からの荷重に対応して伸縮する箇所に配置される。この場合、吸着検出部１３８は、外部から加えられた圧縮荷重を吸着方向の荷重として検出することができる。なお、吸着検出部１３８は、荷重センサの向きを検出する傾斜センサやジャイロセンサを更に備え、荷重センサの向きと吸着方向とのなす角度を取得してもよい。この場合、吸着検出部１３８は、吸着方向に射影した圧縮荷重のベクトルの長さを吸着方向の荷重として検出する。このような構成では、カメラユニット１１及び制御ユニット１３が傾いた場合であっても、吸着方向の荷重を正確に求めることができる。

このとき、吸着検出部１３８は、外部から吸着方向の荷重が加えられた場合に、当該吸着方向の荷重に対応した電圧信号をバスライン１４１に出力する。具体的には、吸着検出部１３８は、検出可能な荷重を検出した場合に、検出した荷重の大きさに比例する電圧値の電圧信号をバスライン１４１に出力する。吸着検出部１３８は、荷重を検出している間は、電圧信号を連続的に出力する。バスライン１４１は、吸着検出部１３８からの電圧信号を電圧値に変換することで、外部から吸着方向に加えられた荷重の大きさを把握することができる。また、バスライン１４１は、電圧信号が連続的に出力された時間から、外部から吸着方向に加えられた荷重の継続時間を把握することができる。荷重の継続時間とは、吸着検出部１３８が継続的に荷重を検出した時間の長さである。

また、吸着検出部１３８は、外部から加えられた脱離方向の荷重をさらに検出してもよい。この場合、吸着検出部１３８は、外部から加えられた引張荷重を脱離方向の荷重として検出する。なお、吸着検出部１３８は、荷重センサの向きを検出するジャイロセンサを更に備え、荷重センサの向きと脱離方向とのなす角度を取得してもよい。この場合、吸着検出部１３８は、脱離方向に射影した引張荷重のベクトルの長さを脱離方向の荷重として検出する。このような構成では、カメラユニット１１及び制御ユニット１３が傾いた場合であっても、脱離方向の荷重を正確に求めることができる。

このとき、吸着検出部１３８は、外部から脱離方向に荷重が加えられた場合に、当該脱離方向の荷重に対応した電圧信号をバスライン１４１に出力する。具体的には、吸着検出部１３８は、検出可能な荷重を検出した場合に、検出した荷重の大きさに比例する電圧値の電圧信号をバスライン１４１に出力する。吸着検出部１３８は、荷重を検出している間は、電圧信号を連続的に出力する。バスライン１４１は、吸着検出部１３８からの電圧信号を電圧値に変換することで、外部から脱離方向に加えられた荷重の大きさを把握することができる。また、バスライン１４１は、電圧信号が連続的に出力された時間から、外部から脱離方向に加えられた荷重の継続時間を把握することができる。

吸着判定部１３７は、吸着部１２が被吸着面９に吸着する場合に成立する吸着条件が満たされたか否かを判定する。例えば、吸着判定部１３７は、吸着検出部１３８が出力した電圧信号を、吸着方向の荷重の大きさ等の物理量に変換する。そして、吸着判定部１３７は、得られた物理量の大きさが吸着条件を満たすか否かを判定する。吸着判定部１３７は、吸着条件が満たされたと判定した場合には、制御部１３１に対して吸着信号を出力する。

制御部１３１は、例えばＣＰＵであり、カメラユニット１１及び制御ユニット１３を構成する各要素を直接的または間接的に制御する。例えば制御部１３１は、吸着条件が満たされたと吸着判定部１３７が判定した場合、画像データの生成を開始するようにカメラユニット１１を制御する。すなわち、制御部１３１は、吸着判定部１３７から吸着信号を取得した場合、画像データの生成を開始するようにカメラユニット１１を制御する。

カメラユニット１１のレンズ１１１は、入射する被写体光束を撮像素子１１２へ導く光学素子である。レンズ１１１は、複数の光学レンズ群から構成されていても良い。撮像素子１１２は、例えばＣＭＯＳイメージセンサである。撮像素子１１２は、制御部１３１から指定される１フレームあたりの露光時間に従って電子シャッタにより電荷蓄積時間を調整し、光電変換を行って画素信号を出力する。撮像素子１１２は、画素信号をＡＦＥ１１３へ引き渡す。ＡＦＥ１１３は、画素信号を制御部１３１から指示される増幅ゲインに応じてレベル調整してデジタルデータへＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換し、画像データとして制御ユニット１３へ送信する。なお、カメラユニット１１は、メカニカルシャッタや虹彩絞りを備えても良い。メカニカルシャッタや虹彩絞りを備える場合には、制御部１３１は、これらも利用して、撮像素子１１２へ入射する光量を調整することができる。

画像入力ＩＦ１３２は、カメラユニット１１が撮像した画像データを逐次取得する画像データ取得部としての機能を担い、制御ユニット１３と接続されているカメラユニット１１から画像データを取得して、バスライン１４１へ引き渡す。

ワークメモリ１３３は、例えば揮発性の高速メモリによって構成される。ワークメモリ１３３は、ＡＦＥ１１３から画像入力ＩＦ１３２を介して画像データを受け取り、１フレームの画像データとして記憶する。ワークメモリ１３３は、フレーム単位で画像処理部１３５へ画像データを引き渡す。また、ワークメモリ１３３は、画像処理部１３５が画像処理する途中段階においても一時的な記憶領域として適宜利用される。

画像処理部１３５は、ワークメモリ１３３から受け取った画像データに対して各種の画像処理を施し、予め定められたフォーマットに即したフレーム画像を生成する。例えば、ＭＰＥＧファイル形式の動画像データを生成する場合は、各フレームの画像データに対するホワイトバランス処理、ガンマ処理等を施した後に、各フレームの画像データ内および隣接フレームの画像データ間の圧縮処理を実行する。画像処理部１３５は、各処理を施したフレーム画像を逐次生成して、バスライン１４１へ引き渡す。

移動体判定部１３６は、カメラユニット１１が撮像した周辺環境に移動体が存在するか否かを判定する。移動体判定部１３６は、周辺環境に移動体が存在すると判定した場合には、バスライン１４１に移動体信号を出力する。

例えば移動体判定部１３６は、連続するフレーム画像を画像処理部１３５から受け取り、前後のフレーム画像の差分を、各画素の動きベクトルとして求める。次いで、移動体判定部１３６は、動きベクトルがゼロである画素の集合を背景領域として抽出する。背景領域とは、周辺環境において移動体がない領域のことである。このような構成においては、移動体判定部１３６は、カメラユニット１１自体が移動していないとき、すなわち電車Ｔが停止しているときに撮像された背景領域を抽出することができる。なお、移動体判定部１３６は、互いに平行な動きベクトルを有する画素や、放射状に収縮又は拡大する動きベクトルを有する画素の集合を背景領域として抽出してもよい。この場合は、移動体判定部１３６は、カメラユニット１１自体が移動しているとき、すなわち電車Ｔが移動しているときに撮像された背景領域を抽出することができる。

その後、移動体判定部１３６は、背景領域の画素を「０」、背景領域以外の画素を「１」とした二値化画像を生成する。生成された二値化画像は、モルフォロジー変換等の公知のノイズ除去法によってノイズ除去される。ノイズ除去後の二値化画像において「１」の画素が示す領域は、移動体の領域に相当すると推定される。したがって、移動体判定部１３６は、ノイズ処理した後の二値化画像内に「１」の画素が予め設定された移動体基準値（例えば、全画素数の５％）以上存在する場合に、周辺環境に移動体があると判定することができる。なお、この例において、ノイズ除去に用いる各パラメータや、移動体基準値の具体的な値は、カメラユニット１１の解像度や精度等に依存して定められ、物理シミュレーションや予備実験によって決定することができる。

画像出力部１３９は、制御部１３１からの指示があった場合に、ワークメモリ１３３から受け取った画像データを記録部１４２に出力する。このとき、画像出力部１３９は、画像処理部１３５から受け取ったフレーム画像を再び画像データに変換して記録部１４２に出力してもよい。

記録部１４２は、出力された画像データを記録可能な装置であって、例えばフラッシュメモリ等の不揮発性メモリとすることができる。なお、図５には、記録部１４２が撮像装置１に備えられた例を示しているが、記録部１４２は撮像装置１の外部の端末に備えられていてもよい。この場合、画像出力部１３９は、例えば制御ユニット１３に備えられた通信ＩＦ（不図示）を介して、無線又は有線通信によって画像データを外部の記録部１４２に出力する。

明るさ判定部１４０は、画像処理部１３５から受け取ったフレーム画像の明るさを判定する。例えば、明るさ判定部１４０は、フレーム画像に含まれる各画素のＹＣｂＣｒ情報から輝度信号Ｙの値を抽出し、各画素の輝度の平均値をフレーム画像の明るさとする。明るさ判定部１４０は、求めたフレーム画像の明るさを制御部１３１に出力する。なお、明るさ判定部１４０は、フレーム画像に含まれる一部の画素を任意に抽出し、その画素における輝度の平均値をフレーム画像の明るさとして求めてもよい。また、明るさ判定部１４０は、各画素のＹＣｂＣｒ情報の代わりにＲＧＢ情報を取得し、一般に知られる変換式を用いて、ＲＧＢ情報を輝度情報に変換してもよい。このとき、明るさ判定部１４０は、ＲＧＢ情報のうちＧの値のみを変換することで画素の輝度値を近似的に求めてもよい。また、明るさ判定部１４０は、フレーム画像に含まれる各画素のＹＣｂＣｒ情報を明度情報に変換し、各画素の明度の平均値をフレーム画像の明るさとしてもよい。また、明るさ判定部１４０は、ワークメモリ１３３から受け取った画像データの各画素のＹＣｂＣｒ情報から輝度信号Ｙの値を抽出してフレーム画像の明るさを求めてもよい。

システムメモリ１３４は、例えばＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）などの不揮発性記録媒体により構成される。システムメモリ１３４は、撮像装置１の動作時に必要な定数、変数、設定値、制御プログラム等を記録、保持する。制御部１３１による制御は、システムメモリ１３４から読み出された制御プログラム等によって実現される。

次に、撮像装置１の制御フローについて説明する。図６は、撮像装置１の制御フローを示すフロー図である。このフローは、制御ユニット１３が動作可能となった時点で開始する。制御ユニット１３が動作可能となった時点とは、例えば、ユーザが撮像装置１の電源をオンにした時である。本実施形態では、吸着検出部１３８として、外部から加えられた吸着方向の荷重を検出するセンサを用いた場合の例について説明する。

まず、ステップＳ１０において、吸着検出部１３８は、吸着部１２と被吸着面９との関係を示す物理量を検出する。具体的には、吸着検出部１３８は外部から加えられた吸着方向の荷重を検出する。この場合、吸着検出部１３８は、外部から加えられた吸着方向の荷重の大きさに対応する電圧信号をバスライン１４１に出力する。吸着検出部１３８は、外部からの吸着方向の荷重を検出できない場合は、電圧信号をバスライン１４１に出力しなくてもよい。吸着判定部１３７は、吸着検出部１３８から受け取った電圧信号を変換し、外部から加えられた吸着方向の荷重の、大きさ及び継続時間を取得する。その後、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０に進んだ場合、吸着判定部１３７は、吸着部１２と被吸着面９との関係が吸着条件を満たすか否かを判定する。吸着条件とは、吸着部１２が被吸着面９に吸着する場合に成立する条件である。本実施形態においては、吸着判定部１３７は、吸着検出部１３８が検出した吸着方向の荷重の大きさ及び荷重の継続時間の関係が予め定められた吸着荷重条件を満たすか否かを判定する。吸着荷重条件とは、吸着部１２が被吸着面９に吸着する際に必要な荷重が外部から加えられたときに成立する条件である。吸着判定部１３７は、吸着方向の荷重の大きさ及び荷重の継続時間の関係が吸着荷重条件を満たす場合に、吸着条件が満たされたと判定する。

例えば、吸着方向に対して、予め設定された吸着荷重値（例えば１０Ｇ）以上の大きさの荷重が予め設定された吸着時間（例えば１秒）以上加えられた場合に、吸着荷重条件が満たされるとすることができる。あるいは、吸着方向に対して、荷重の大きさと荷重の継続時間の積が予め設定された吸着力積値（例えば１００Ｎ・ｓ）以上加えられた場合に、吸着条件が満たされるとすることができる。これらの例において、吸着荷重値や吸着時間、吸着力積値の具体的な数値については、吸着部１２の構造や物性等に依存して定められる。例えば、物理シミュレーションや予備実験によって決定することができる。

吸着方向の荷重の大きさ及び荷重の継続時間の関係が上記の吸着条件を満たす場合（ステップＳ２０のＹｅｓ）は、吸着判定部１３７は吸着信号をバスライン１４１へと出力し、ステップＳ３０に進む。一方、吸着方向の荷重の大きさ及び荷重の継続時間の関係が上記の吸着条件を満たさない場合（ステップＳ２０のＮｏ）は、ステップＳ１０に戻る。

ステップＳ３０に進んだ場合、すなわち制御部１３１が吸着信号を取得した場合、制御部１３１は、画像データの生成等を開始させる。具体的には、制御部１３１はカメラユニット１１を動作させ、周辺環境を撮像して画像データを生成させる。また、画像処理部１３５に対し、生成された画像データに各種画像処理を施させてフレーム画像を複数生成させる。その後、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０に進んだ場合、制御部１３１は、明るさ判定部１４０が判定したフレーム画像の明るさを取得する。そして制御部１３１は、フレーム画像の明るさが、予め定められた明るさ基準を満たすか否かを判定する。明るさ基準とは、カメラユニット１１が周辺環境から光を受光したときに満たされる基準である。換言すると、明るさ基準は、カメラユニット１１が周辺環境から光を受光せず、正常な画像データを生成できなかった場合には満たされない。

例えば、フレーム画像に含まれる画素の輝度値の平均が予め設定された輝度基準値（例えば１０）以上である場合には、予め定められた明るさ基準が満たされると判定する。この例において、輝度基準値の具体的な数値については、カメラユニット１１の撮像精度等に依存して定められる。例えば、暗闇を撮像した場合のフレーム画像の輝度値を輝度基準値として決定することができる。

フレーム画像の明るさが上記の明るさ基準を満たす場合（ステップＳ４０のＹｅｓ）は、ステップＳ５０に進む。一方、フレーム画像の明るさが上記の明るさ基準を満たさない場合（ステップＳ４０のＮｏ）は、記録部１４２に画像データを出力せず、ステップＳ７０に進む。なお、後述するステップＳ６０で記録部１４２への画像データの出力が行われた後にステップＳ４０に戻った場合であれば、制御部１３１が記録部１４２への画像データの出力を停止した上でステップＳ７０に進む。このような構成においては、例えば撮像装置１を誤って不透明な物に吸着させた場合など、カメラユニット１１の光路が遮断されて正常な画像データを生成できなかった場合に、画像データの出力が開始しないよう抑制することができる。

ステップＳ５０に進んだ場合、移動体判定部１３６は、撮像した周辺環境内に移動体があるか否かを判定する。周辺環境に移動体があると移動体判定部１３６が判定した場合（ステップＳ５０のＹｅｓ）は、移動体判定部１３６はバスライン１４１へと移動体信号を出力し、ステップＳ６０に進む。ステップＳ６０以降において、記録部１４２への画像データの出力が開始される。このような構成においては、撮像装置１が被吸着面９に吸着され、かつ移動体が検出されるとともに画像データの記録が開始されるため、周辺環境内の移動体を迅速に記録することができる。

一方、周辺環境に移動体がないと移動体判定部１３６が判定した場合（ステップＳ５０のＮｏ）は、ステップＳ５０に戻り、操作を繰り返す。なお、後述するステップＳ６０で記録部１４２への画像データの出力が行われた後にステップＳ５０に戻った場合であれば、制御部１３１が記録部１４２への画像データの出力を停止した上でステップＳ５０に戻り、操作を繰り返す。このような構成においては、移動体が検出されなくなったとともに、画像データの記録を停止することができる。

ステップＳ６０に進んだ場合、すなわち制御部１３１が移動体信号を取得した場合、制御部１３１は、画像出力部１３９を制御して、記録部１４２への画像データの出力を開始する。画像データの出力を開始するとは、通信ＩＦ（不図示）を介して、無線又は有線通信によって画像データを撮像装置１の外部に出力することを含む。その後、ステップＳ７０に進む。

ステップＳ７０に進んだ場合、吸着検出部１３８は、外部から加えられた脱離方向の荷重を検出する。吸着検出部１３８は、外部から加えられた脱離方向の荷重の大きさに対応する電圧信号をバスライン１４１に出力する。吸着検出部１３８は、外部からの脱離方向の荷重を検出できない場合は、電圧信号をバスライン１４１に出力しなくてもよい。吸着判定部１３７は、受け取った電圧信号を変換し、外部から加えられた吸着方向の荷重の大きさや荷重の継続時間に関する情報を取得する。その後、ステップＳ８０に進む。

ステップＳ８０に進んだ場合、吸着判定部１３７は、吸着部１２と被吸着面９との関係が脱離条件を満たすか否かを判定する。脱離条件とは、吸着部１２が被吸着面９から脱離する場合に成立する条件である。本実施形態においては、吸着判定部１３７は、吸着検出部１３８が検出した脱離方向の、荷重の大きさ及び継続時間の関係が予め定められた脱離荷重条件を満たすか否かを判定する。吸着荷重条件とは、吸着部１２が被吸着面９から脱離する際に必要な荷重が外部から加えられたときに成立する条件である。吸着判定部１３７は、脱離方向の荷重の大きさ及び継続時間の関係が脱離荷重条件を満たす場合に、脱離条件が満たされたと判定する。

例えば、脱離方向に対して、予め設定された脱離荷重値（例えば１０Ｇ）以上の大きさの荷重が予め設定された脱離時間（例えば１秒）以上加えられた場合に、脱離荷重条件が満たされるとすることができる。あるいは、脱離方向に対して、荷重の大きさと荷重の継続時間の積が予め設定された吸着力積値（例えば１００Ｎ・ｓ）以上加えられた場合に、脱離荷重条件が満たされるとすることができる。これらの例において、脱離荷重値や脱離時間、脱離力積値の具体的な数値については、吸着部１２の構造や物性等との兼ね合いによって定められる。例えば、物理シミュレーションや予備実験によって決定することができる。

脱離方向の荷重の大きさ及び加重の継続時間の関係が上記の脱離条件を満たす場合（ステップＳ８０のＹｅｓ）は、吸着判定部１３７は脱離信号をバスライン１４１へと出力する。制御部１３１は、脱離信号を取得すると、記録部１４２への画像データの出力を停止してフローを終了する。一方、脱離方向の荷重の大きさ及び加重の継続時間の関係が上記の脱離条件を満たさない場合（ステップＳ８０のＮｏ）は、ステップＳ３０に戻る。このような構成においては、撮像装置１が被吸着面９から脱離するとともに画像データの生成等が停止されるため、迅速に画像データの出力を停止することができる。

以上で説明したステップＳ１０～Ｓ８０を繰り返すことにより、撮像装置１は周辺環境内の移動体を迅速に記録することができる。なお、本発明は上記の実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

（変形例）
上記の実施形態では、吸着検出部１３８が、外部から加えられた吸着方向の荷重を検出する場合について説明した。ここでは、その変形例として、吸着検出部１３８が、吸盤１２１の内側の気圧を検出する場合について説明する。

変形例においては、吸着検出部１３８は、例えばピエゾ抵抗式の気圧センサであって、吸盤１２１の内側に配置される。吸着検出部１３８は、吸盤１２１の内側の気圧を検出し、検出した気圧の大きさに対応した電圧信号を、有線または無線通信を介してバスライン１４１へと出力する。

このとき、ステップＳ１０では、吸着検出部１３８は、吸盤１２１の内側の圧力を検出する。吸盤１２１が被吸着面９に吸着されている場合は、吸着検出部１３８は、密閉空間９１の圧力を検出する。吸着検出部１３８は、吸盤１２１の内側の圧力に対応する電圧信号を、バスライン１４１に出力する。ステップＳ１０においては、吸着検出部１３８は、吸盤１２１の内側の圧力が大気圧付近（例えば９×１０^４Ｐａ以上）である場合には、電圧信号をバスライン１４１に出力しなくてもよい。吸着判定部１３７は、受け取った電圧信号を変換し、吸盤１２１の内側の圧力の大きさを取得する。その後、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０に進んだ場合、吸着判定部１３７は、吸着検出部１３８によって検出された圧力が予め定められた吸着圧力条件を満たすか否かを判定する。本実施形態においては、吸着圧力条件とは、吸盤１２１の内側の圧力が、吸着部１２が被吸着面９に吸着する際に必要な圧力になったときに成立する条件である。吸着判定部１３７は、吸着検出部１３８によって検出された圧力が吸着圧力条件を満たす場合に、吸着条件が満たされたと判定する。

例えば、吸着検出部１３８によって検出された圧力が、予め設定された吸着圧力値（例えば５×１０^４Ｐａ）以下であった場合に、吸着圧力条件が満たされるとすることができる。この例において、吸着圧力値の具体的な数値については、吸着部１２の構造や物性等に依存して定められる。例えば、物理シミュレーションや予備実験によって決定することができる。

吸着検出部１３８によって検出された圧力が上記の吸着条件を満たす場合（ステップＳ２０のＹｅｓ）は、吸着判定部１３７は吸着信号をバスライン１４１へと出力し、ステップＳ３０に進む。一方、吸着検出部１３８によって検出された圧力が上記の吸着条件を満たさない場合（ステップＳ２０のＮｏ）は、ステップＳ１０に戻る。

変形例におけるステップＳ３０～Ｓ６０については、上述した実施形態と同一であるので説明を省略する。

変形例において、ステップＳ７０に進んだ場合、吸着検出部１３８は、吸盤１２１の内側の圧力を検出する。吸盤１２１が被吸着面９に吸着されている場合は、吸着検出部１３８は、密閉空間９１の圧力を検出する。吸着検出部１３８は、吸盤１２１の内側の圧力の大きさに対応する電圧信号をバスライン１４１に出力する。吸着判定部１３７は、受け取った電圧信号を電圧値や荷重の継続時間の情報に変換することで、吸盤１２１の内側の圧力の大きさに関する情報を取得する。その後、ステップＳ８０に進む。

ステップＳ８０に進んだ場合、吸着判定部１３７は、吸着検出部１３８によって検出された圧力が予め定められた脱離圧力条件を満たすか否かを判定する。脱離圧力条件とは、吸盤１２１の内側の圧力が、吸着部１２が被吸着面９から脱離する際の圧力、すなわち大気圧付近の圧力に達したときに成立する条件である。吸着判定部１３７は、吸着検出部１３８によって検出された圧力が脱離圧力条件を満たす場合に、脱離条件が満たされたと判定する。

例えば、ステップＳ７０において吸着検出部１３８によって検出された圧力が、予め設定された脱離圧力値（例えば９×１０^４Ｐａ）以上であった場合に、脱離圧力条件が満たされるとすることができる。この例において、脱離圧力値の具体的な数値については、吸着部１２の構造や物性等に依存して定められる。例えば、物理シミュレーションや予備実験によって決定することができる。

ステップＳ７０において吸着検出部１３８によって検出された圧力が上記の脱離圧力条件を満たす場合（ステップＳ８０のＹｅｓ）は、吸着判定部１３７は脱離信号をバスライン１４１へと出力する。制御部１３１は、脱離信号を取得すると、記録部１４２への画像データの出力を停止してフローを終了する。一方、ステップＳ７０において吸着検出部１３８によって検出された圧力が上記の脱離圧力条件を満たさない場合（ステップＳ８０のＮｏ）は、ステップＳ１０に戻る。このような構成においても、撮像装置１が被吸着面９から脱離するとともに画像データの生成等が停止されるため、迅速に画像データの出力を停止することができる。

以上で説明したステップＳ１０～Ｓ８０を繰り返すことにより、上記の変形例に係る撮像装置１も、周辺環境内の移動体を迅速に記録することができる。

また、上記の実施形態において、本発明に係る撮像装置１を説明するために、被吸着面を介して外部の周辺環境を撮像する装置を例に説明したが、本発明に係る撮像装置１は上述の例に限られない。すなわち、本発明に係る撮像装置１は、吸着方向と逆方向や垂直方向の周辺環境を撮像するような装置であってもよい。そのような装置においても、上述したカメラユニット１１及び制御ユニット１３に相当する構成を有し、ステップＳ１０～Ｓ８０の操作を繰り返すことによって、周辺環境内の移動体を迅速に記録することができる。

また、上記の実施形態において、本発明の効果を損なわない範囲で、ステップＳ１０～Ｓ８０の一部を適宜省略したり、順番を入れ替えたりしてもよい。例えば、一度ステップＳ８０の吸着検出部１３８によって検出された圧力が上記の脱離圧力条件を満たさない（ステップＳ８０のＮｏ）と判断された後、再びステップＳ１０以降の操作を繰り返す場合は、二度目以降のステップＳ２０の操作を適宜省略してもよい。二度目以降の操作においてステップＳ２０の吸着条件そしてステップＳ４０の明るさ基準を満たされた場合、これらの操作を省略し、ステップＳ５０の移動体が存在するか判断することによって、制御フローを簡易にすることができる。
またステップＳ４０の明るさ基準が満たされていると判定した後も明るさ判定部１４０は明るさの変化を監視し、画像データの出力中に例えばトンネルの出入りによる急激な明るさの変化が起きた場合、画像データの出力を停止しなくてもよい。また後述するＣＰＵのタイマーを用いて所定時間、明るさが回復しない場合は画像データの出力を停止してもよい。

また、上記の実施形態においては、ステップＳ２０にて吸着条件が満たされたと吸着判定部１３７が判定したのちに、更にステップＳ４０にて明るさ基準が満たされていると明るさ判定部１４０が判定し、ステップＳ５０にて移動体が存在すると移動体判定部１３６が判定し全ての条件が満たした場合に、制御部１３１が記録部１４２への画像データの出力を開始する構成について説明した。
しかしながら、吸着条件が満たされたか否かの判定と、明るさの基準が満たされているか否かの判定と、移動体が存在するか否かの判定は、この順番になされなくてもよい。例えば、吸着条件が満たされたと吸着判定部１３７が判定していない状態であっても、周辺環境内に移動体が存在するか否かを移動体判定部１３６が判定のちに吸着条件が満たされたと吸着判定部１３７が判定してもよい。この構成においては、移動体が存在すると移動体判定部１３６が判定したのち又は移動体が存在すると移動体判定部１３６が判定したと同時に、明るさ基準が満たされかつ吸着条件が満たされたと吸着判定部１３７が判定した場合に、制御部１３１が記録部１４２への画像データの出力を開始してもよい。

また、上記の実施形態において、撮像装置１は、周辺環境内における物体との距離を測る距離センサを更に備えてもよい。距離センサは、例えば赤外線や超音波等の電波を発信して、その反射波の強度や反射時間を取得するセンサである。この場合、距離センサは、反射波の強度や反射時間を移動体判定部１３６に出力する。移動体判定部１３６は、距離センサから取得した反射波の強度や反射時間を物体との距離に変換する。そして、移動体判定部１３６は、物体との距離が時間変化する場合に、周辺環境内に移動体が存在すると判定する。この場合においては、移動体判定部１３６は、上記の実施形態で説明したような画像処理を行う必要がない。

また、上記の実施形態において、撮像装置１のカメラユニット１１が複眼であってもよい。この場合においては、移動体判定部１３６は、複眼画像から対象物までの距離を算出し、周辺環境内に移動体が存在するか否かを判定してもよい。

また、上記の実施形態において、撮像装置１の制御部１３１は、吸着条件が満たされたと判断した場合にカメラユニット１１を動作させた例を説明したが、カメラユニット１１は、常時動作するようにしてもよい。あるいは、カメラユニット１１は、ユーザの起動操作によって動作を開始してもよい。

なお、上記の実施形態においては、荷重の継続時間が予め設定された吸着時間以上であることを吸着荷重条件に含めることが好ましい。このようにすることで、例えば撮像装置１が何かにぶつかった場合など、吸着方向の荷重が瞬間的に加わった場合に撮像装置１が誤作動することを抑制できる。

また、上記の実施形態においては、荷重の継続時間が予め設定された脱離時間以上であることを脱離荷重条件に含めることが好ましい。このようにすることで、例えば撮像装置１が何かにぶつかった場合など、脱離方向の荷重が瞬間的に加わった場合に撮像装置１が誤作動することを抑制できる。

また、上記の実施形態においては、撮像装置１に外部から加えられた吸着方向の荷重を検出する場合や吸盤の内側の圧力を吸着検出部１３８が検出する例について説明したが、吸着検出部１３８が検出する物理量はこれに限られない。吸着検出部１３８は、吸着部１２と被吸着面９との関係を示す物理量を検出すれば、吸着方向の荷重や圧力以外の物理量を検出するものであってもよい。

例えば、吸着検出部１３８は、自身と被吸着面９との距離を検出する距離センサであってもよい。このとき吸着検出部１３８は、検出した距離に対応する距離信号をバスラインに出力する。吸着判定部１３７は、吸着検出部１３８から受け取った距離信号を変換し、吸着検出部１３８が検出した距離を取得する。吸着判定部１３７は、当該距離が予め設定された吸着距離（例えば１ｃｍ）以下であった場合に、吸着条件が満たされたと判定することができる。なお、吸着距離の具体的な数値については、吸着検出部１３８の位置や、吸着部１２の構造及び物性等との兼ね合いによって定められ、例えば物理シミュレーションや予備実験によって決定することができる。

また、この例において、吸着判定部１３７は、当該距離が予め設定された脱離距離（例えば５ｃｍ）以上であった場合に、脱離条件が満たされたと判定することができる。なお、脱離距離の具体的な数値については、吸着検出部１３８の位置や、吸着部１２の構造及び物性等との兼ね合いによって定められ、例えば物理シミュレーションや予備実験によって決定することができる。

上述した実施形態及び変形例は、独立に実施されることもできるし、適宜組み合わせて実施されることもできる。これら複数の実施形態及び変形例は、互いに異なる新規な特徴を有している。したがって、これら複数の実施形態及び変形例は、互いに異なる目的又は課題を解決することに寄与し、互いに異なる効果を奏することに寄与する。

また、上記実施の形態において、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラム等によって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、又はそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。

また、上記のプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）、ＣＤ－Ｒ（CD-Recordable）、ＣＤ－Ｒ／Ｗ（CD-ReWritable）、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されても良い。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

１ 撮像装置
９ 被吸着面
１１ カメラユニット
１２ 吸着部
１３ 制御ユニット
９１ 密閉空間
１１１ レンズ
１１２ 撮像素子
１１３ ＡＦＥ
１２１ 吸盤
１２２ 透明板
１２３ 支持部
１２４ 収容部
１３１ 制御部
１３２ 画像入力ＩＦ
１３３ ワークメモリ
１３４ システムメモリ
１３５ 画像処理部
１３６ 移動体判定部
１３７ 吸着判定部
１３８ 吸着検出部
１３９ 画像出力部
１４０ 明るさ判定部
１４１ バスライン
１４２ 記録部

Claims (7)

1. 被吸着面を介して周辺環境を撮像して画像データを生成するカメラユニットと、
   前記カメラユニットを支持し、外部から吸着方向に押圧されることにより前記被吸着面に固定される吸着部と、
   外部から前記吸着部に加えられた前記吸着方向の荷重が予め定められた吸着条件を満たすか否かを判定する吸着判定部と、
   前記画像データに基づいて生成されるフレーム画像の明るさが明るさ基準を満たすか否かを判定する明るさ判定部と、
   前記周辺環境に移動体が存在するか否かを判定する移動体判定部と、
   前記吸着判定部による判定結果と前記明るさ判定部による判定結果と前記移動体判定部の判定結果に基づいて記録部への前記画像データの出力を制御する制御部と、
   を備える撮像装置。
2. 前記制御部は、前記吸着条件が満たされたと前記吸着判定部が判定し、前記明るさ基準を満たすと前記明るさ判定部が判定し、前記移動体が存在すると前記移動体判定部が判定した場合に、前記記録部への前記画像データの出力を開始する、
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御部は、前記移動体が存在しないと前記移動体判定部が判定した場合に、前記記録部への前記画像データの出力を停止する、
   請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記吸着判定部は、外部から前記吸着部に加えられた前記吸着方向の荷重の、大きさ及び継続時間の関係が予め定められた吸着荷重条件を満たす場合に、前記吸着条件が満たされたと判定する、
   請求項１または２に記載の撮像装置。
5. 前記吸着判定部は、外部から前記吸着部に加えられた脱離方向の荷重が予め定められた脱離条件を満たすか否かをさらに判定し、
   前記制御部は、前記脱離条件が満たされたと前記吸着判定部が判定した場合には、前記記録部への前記画像データの出力を停止する、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 被吸着面を介して周辺環境を撮像するカメラユニットと、
   前記カメラユニットを支持し、外部から吸着方向に押圧されることにより前記被吸着面に固定される吸着部と、を備える撮像装置を用いた撮像方法であって、
   前記被吸着面を介して前記周辺環境を撮像して画像データを生成するデータ生成ステップと、
   外部から前記吸着部に加えられた前記吸着方向の荷重が予め定められた吸着条件を満たすか否かを判定する吸着判定ステップと、
   前記画像データに基づいて生成されるフレーム画像の明るさが明るさ基準を満たすか否かを判定する明るさ判定ステップと、
   前記周辺環境に移動体が存在するか否かを判定する移動体判定ステップと、
   前記吸着条件が満たされたと前記吸着判定ステップにおいて判定され、前記明るさ基準を満たすと前記明るさ判定ステップにおいて判定され、前記移動体が存在すると前記移動体判定ステップにおいて判定された場合に、記録部への前記画像データの出力を開始する制御ステップと、を備える、
   撮像方法。
7. 被吸着面を介して周辺環境を撮像するカメラユニットと、
   前記カメラユニットを支持し、外部から吸着方向に押圧されることにより前記被吸着面に固定される吸着部と、を備える撮像装置を制御するための撮像プログラムであって、
   前記被吸着面を介して前記周辺環境を撮像して画像データを生成するデータ生成ステップと、
   外部から前記吸着部に加えられた前記吸着方向の荷重が予め定められた吸着条件を満たすか否かを判定する吸着判定ステップと、
   前記画像データに基づいて生成されるフレーム画像の明るさが明るさ基準を満たすか否かを判定する明るさ判定ステップと、
   前記周辺環境に移動体が存在するか否かを判定する移動体判定ステップと、
   前記吸着条件が満たされたと前記吸着判定ステップにおいて判定され、前記明るさ基準を満たすと前記明るさ判定ステップにおいて判定され、前記移動体が存在すると前記移動体判定ステップにおいて判定された場合に、記録部への前記画像データの出力を開始する制御ステップと、をコンピュータに実行させる、
   撮像プログラム。

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