JP6780203B2 - 制御装置、撮像装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、撮像装置、制御方法、及びプログラムに関する。

特許文献１には、フォーカスレンズの速度を制御することで目標位置にフォーカスレンズを停止させることが開示されている。
特許文献１ 特開平１０−１６４４１７号

撮像装置を使用する環境または姿勢などが変化すると、フォーカスレンズの駆動機構に生じる摩擦力などが変化して、フォーカスレンズの停止位置に、ばらつきが生じることがある。

本発明の一態様に係る制御装置は、レンズ及びレンズを駆動する電動機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、レンズの速度が第１目標速度になるように速度制御を実行する制御部を備えてよい。制御装置は、第１目標速度の速度制御が実行されている間に、電動機に供給されている電流の第１電流値を取得する取得部を備えてよい。制御部は、第１目標速度の速度制御を実行しているときにレンズを第１位置で停止させるように、第１電流値に基づいて電動機への電流の供給を停止するタイミングを制御してよい。

制御部は、レンズの速度を示す値とレンズの第１目標速度を示す目標値との差分に基づいて、電動機に供給する電流を制御することで、第１目標速度の速度制御を実行してよい。

制御部は、第１電流値が閾値より大きい場合、電動機への電流の供給を停止するタイミングを、閾値に対応するタイミングより第１電流値と閾値との第１差分に応じた時間分、遅くしてよい。

制御部は、第１電流値が閾値より小さい場合、電動機への電流の供給を停止するタイミングを、閾値に対応するタイミングより第１電流値と閾値との第１差分に応じた時間分、早くしてよい。

制御装置は、レンズが第２目標速度で第１方向に移動するように制御部が速度制御を実行している間に撮像装置により撮像される複数の画像のコントラスト値に基づいて、目標となるレンズの第２位置を決定する決定部を備えてよい。制御部は、決定部が第２位置を決定したことに対応して、第１方向に移動しているレンズの速度が第１目標速度になるように速度制御を制御してよい。取得部は、第１方向に移動しているレンズの速度が第１目標速度になるように制御部が速度制御を実行している間に、第１電流値を取得してよい。制御部は、第１方向に移動しているレンズの速度が第１目標速度になるように速度制御を実行した後、第２位置に基づいて定められる第１位置でレンズを停止させるように、第１電流値に基づいて電動機への電流の供給を停止するタイミングを制御してよい。

制御部は、レンズが第１位置に停止した後、第１目標速度で第２方向にレンズを移動するように、速度制御を実行してよい。取得部は、第２方向に移動しているレンズの速度が第１目標速度になるように制御部が速度制御を実行している間に、電動機に供給されている電流の第２電流値を取得してよい。制御部は、第２電流値に基づいて、第２方向に第１目標速度で移動しているレンズを第２位置で停止させるように電動機への電流の供給を停止するタイミングを制御してよい。

電動機は、ギアまたはカムを介してレンズを駆動してよい。

本発明の一態様に係る撮像装置は、上記制御装置を備えてよい。撮像装置は、レンズを備えてよい。撮像装置は、電動機を備えてよい。制御装置は、レンズを介して光を受光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移動体は、上記撮像装置と、上記撮像装置の姿勢を調整可能に支持する支持機構とを備えて移動する移動体でよい。

本発明の一態様に係る制御方法は、レンズ及びレンズを駆動する電動機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、レンズの速度が第１目標速度になるように速度制御を実行する段階を備えてよい。制御方法は、第１目標速度の速度制御が実行されている間に、電動機に供給されている電流の第１電流値を取得する段階を備えてよい。制御方法は、第１目標速度の速度制御が実行されているときにレンズを第１位置で停止させるように、第１電流値に基づいて電動機への電流の供給を停止するタイミング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、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、撮像装置を使用する環境または姿勢などが変化して、フォーカスレンズの駆動機構に生じる摩擦力などが変化することで、フォーカスレンズの停止位置に、ばらつきが生じ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。

撮像装置の外観斜視図の一例を示す図である。 撮像装置の機能ブロックを示す図である。 速度制御部により実行されるＰＩＤ制御のブロック線図の一例を示す図である。 フォーカスレンズの速度及び電動機に供給される電流の電流値の時間的な変化の一例を示す図である。 フォーカスレンズの速度及び電動機に供給される電流の電流値の時間的な変化の一例を示す図である。 基準の電流値と閾値との差分（Ａ）と、電流を停止させる基準時との時間差（μｓ）との対応関係を示す情報の一例を示す図である。 フォーカスレンズの移動を制御する手順の一例を示すフローチャートである。 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、本実施形態に係る撮像装置１００の外観斜視図の一例を示す図である。図２は、本実施形態に係る撮像装置１００の機能ブロックを示す図である。

撮像装置１００は、撮像部１０２及びレンズ部２００を備える。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、ズームレンズ２１１及びフォーカスレンズ２１０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。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。

撮像部１０２は、指示部１６２及び表示部１６０をさらに有してよい。指示部１６２は、撮像装置１００に対する指示をユーザから受け付けるユーザインタフェースである。表示部１６０は、イメージセンサ１２０により撮像された画像、撮像装置１００の各種設定情報などを表示する。表示部１６０は、タッチパネルで構成されてよい。

レンズ部２００は、フォーカスレンズ２１０、ズームレンズ２１１、レンズ駆動部２１２、レンズ駆動部２１３及びレンズ制御部２２０を有する。フォーカスレンズ２１０、及びズームレンズ２１１は、少なくとも１つのレンズを含んでよい。フォーカスレンズ２１０、及びズームレンズ２１１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、電動機２１６、及びエンコーダ２１８を含む。電動機２１６は、ＤＣモータ、コアレスモータ、または超音波モータでよい。エンコーダ２１８は、電動機２１６の回転数、及び回転速度を検出する。レンズ駆動部２１２は、電動機２１６からの動力をカム環、ガイド軸などの機構部材を介してフォーカスレンズ２１０の少なくとも一部または全部に伝達して、フォーカスレンズ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２１３は、電動機２１７、及びエンコーダ２１９を含む。電動機２１７は、ステッピングモータ、ＤＣモータ、コアレスモータ、または超音波モータでよい。エンコーダ２１９は、電動機２１７の回転数、及び回転速度を検出する。レンズ駆動部２１３は、電動機２１７からの動力をカム環、ガイド軸などの機構部材を介してズームレンズ２１１の少なくとも一部または全部に伝達して、ズームレンズ２１１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及びレンズ駆動部２１３の少なくとも一方を駆動して、機構部材を介してフォーカスレンズ２１０及びズームレンズ２１１の少なくとも一方を光軸方向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。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。機構部材は、ギア及びカムの少なくとも一方を含む。

レンズ部２００は、メモリ２２２をさらに有する。メモリ２２２は、レンズ駆動部２１２、及びレンズ駆動部２１３を介して移動するフォーカスレンズ２１０、及びズームレンズ２１１の制御値を記憶する。メモリ２２２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において、レンズ制御部２２０は、電動機２１６に供給される電流を制御することで、フォーカスレンズ２１０の速度を制御する。電動機２１６が、ＤＣモータ、コアレスモータ、または超音波モータなどである場合、電動機２１６に供給される電流を停止させた後、フォーカスレンズ２１０は即座に停止せず、ある程度移動した後、停止する。そのため、電動機２１６への電流の供給が停止した後、予め定められた速度で移動しているフォーカスレンズ２１０が停止するまでに移動する距離をシミュレーションまたは実験等で測定しておく。そして、レンズ制御部２２０は、その距離を考慮して、フォーカスレンズ２１０が目標位置に到達する前に電動機２１６への電流の供給を停止させる。しかし、その距離は、撮像装置１００が存在する環境が変化したり、撮像装置１００の姿勢が変化したりすることで、変化する場合がある。すなわち、フォーカスレンズ２１０が予め定められた速度で移動している状態から、フォーカスレンズ２１０が停止する状態までにフォーカスレンズ２１０が移動する距離が変化する場合がある。そのため、レンズ制御部２２０が、速度制御によりフォーカスレンズ２１０を移動させて、目標位置に停止させようとすると、フォーカスレンズ２１０を安定して停止させられない場合がある。

そこで、本実施形態では、レンズ制御部２２０が、撮像装置１００の環境または姿勢によらず、フォーカスレンズ２１０をより精度よく目標位置に停止させるようにする。

レンズ制御部２２０は、取得部２２４、決定部２２６、及び速度制御部２３０を備える。速度制御部２３０は、フォーカスレンズ２１０の速度が目標速度になるように速度制御を実行する。速度制御部２３０は、フォーカスレンズ２１０の速度を示す値とフォーカスレンズ２１０の目標速度を示す目標値との差分に基づいて、電動機２１６に供給する電流を制御することで、目標速度の速度制御を実行する。速度制御部２３０は、フォーカスレンズ２１０の速度を示す値とフォーカスレンズ２１０の目標速度を示す目標値との差分に基づいて、ＰＩＤ制御により電動機２１６に供給する電流を制御することで、目標速度の速度制御を実行する。

図３は、速度制御部２３０により実行されるＰＩＤ制御のブロック線図の一例を示す。速度制御部２３０は、予め定められた目標速度Ａ（ｔ）と実速度Ｖ（ｔ）との差分ｅ（ｔ）を導出する。速度制御部２３０は、差分ｅ（ｔ）に比例ゲインＫｐを乗算した値と、差分ｅ（ｔ）を積分した値に比例ゲインＫｉを乗算した値と、差分ｅ（ｔ）を微分した値とに基づいて、電動機２１６を制御するための制御量Ｕ（ｔ）を導出する。速度制御部２３０は、エンコーダ２１８で検出される電動機２１６の回転速度を、実速度Ｖ（ｔ）を示す値として取得してよい。

目標速度が同じでも、撮像装置１００が存在する環境が変化したり、撮像装置１００の姿勢が変化したりすることで、フォーカスレンズ２１０の駆動機構に加わる負荷の大きさが変化して、電動機２１６に供給される電流の電流値が変化する。そこで、取得部２２４が、フォーカスレンズ２１０を停止させる直前の目標速度である第１目標速度にフォーカスレンズ２１０の速度を制御しているときに電動機２１６に供給されている電流の第１電流値を取得する。すなわち、取得部２２４は、第１目標速度の速度制御が実行されている間に、電動機２１６に供給されている電流の第１電流値を取得する。速度制御部２３０は、第１目標速度の速度制御を実行しているときにフォーカスレンズ２１０を第１位置で停止させるように、第１電流値に基づいて電動機２１６への電流の供給を停止するタイミングを制御する。

例えば、撮像装置１００が、光軸が水平になる姿勢の状態にあり、フォーカスレンズ２１０が第１目標速度で移動しているときに電動機２１６に供給されている電流値を閾値とする。また、電動機２１６への電流の供給を停止してからフォーカスレンズ２１０が移動する距離を第１距離とする。この場合、速度制御部２３０は、フォーカスレンズ２１０を停止させるべき第１位置より第１距離分手前で、電動機２１６への電流の供給を停止させる。速度制御部２３０は、電動機２１６への電流の供給を開始してから電流の供給を停止させるまでの第１供給時間を算出する。速度制御部２３０は、電動機２１６への電流の供給を開始してから第１供給時間が経過すると、電動機２１６の電流の供給を停止させる。

速度制御部２３０は、電動機２１６への電流の供給を開始してから電流の供給を停止させるまでにエンコーダ２１８でカウントすべき第１パルス数を算出してよい。そして、速度制御部２３０は、電動機２１６への電流の供給を開始してからエンコーダ２１８でカウントされたパルス数が第１パルス数に達すると、電動機２１６への電流の供給を停止させる。

撮像装置１００が、光軸が水平以外の姿勢の状態の場合、電動機２１６への電流の供給を停止してからフォーカスレンズ２１０が移動する距離が変化する。従って、速度制御部２３０は、第１距離を基準として算出された第１供給時間または第１パルス数のタイミングで、電動機２１６への電流の供給を停止させると、フォーカスレンズ２１０が停止する位置が第１位置からずれてしまう。そこで、速度制御部２３０は、フォーカスレンズ２１０を第１位置で停止させるように、第１電流値に基づいて第１距離、第１供給時間または第１パルス数を調整する。

図４Ａに示すように、第１電流値が閾値と同じ場合、電動機２１６への電流がタイミングＴ０で停止されると、フォーカスレンズ２１０は、タイミングＴ１で停止する。しかし、第１電流値が閾値より大きい場合、フォーカスレンズ２１０の駆動機構への負荷などが大きいことが想定される。そのため、第１電流値が閾値より大きい場合、フォーカスレンズ２１０が停止するまでの距離が短くなり、タイミングＴ２で停止してしまう。そこで、第１電流値が閾値より大きい場合、速度制御部２３０は、電動機２１６への電流の供給を停止するタイミングを、閾値に対応するタイミングＴ０より第１電流値と閾値との第１差分に応じた時間分、遅くして、タイミングＴ３で停止させる。これより、フォーカスレンズ２１０は、タイミングＴ４で停止する。このように電動機２１６への電流の供給を停止するタイミングを第１電流値に基づいて調整することで、速度制御部２３０は、フォーカスレンズ２１０を第１位置で停止させることができる。

図４Ｂに示すように、第１電流値が閾値と同じ場合、電動機２１６への電流がタイミングＴ０で停止されると、フォーカスレンズ２１０は、タイミングＴ１で停止する。しかし、第１電流値が閾値より小さい場合、フォーカスレンズ２１０の駆動機構への負荷などが小さいことが想定される。そのため、第１電流値が閾値より小さい場合、フォーカスレンズ２１０が停止するまでの距離が長くなり、タイミングＴ２で停止してしまう。そこで、第１電流値が閾値より小さい場合、速度制御部２３０は、電動機２１６への電流の供給を停止するタイミングを、閾値に対応するタイミングＴ０より第１電流値と閾値との第１差分に応じた時間分、早くして、タイミングＴ３で停止させる。これより、フォーカスレンズ２１０は、タイミングＴ４で停止する。このように電動機２１６への電流の供給を停止するタイミングを第１電流値に基づいて調整することで、速度制御部２３０は、フォーカスレンズ２１０を第１位置で停止させることができる。

メモリ２２２は、例えば、図５に示すような、基準の電流値と閾値との差分（Ａ）と、電流を停止させる基準時との時間差（μｓ）との対応関係を示す情報を格納してよい。速度制御部２３０は、図５に示すような対応関係を示す情報に基づいて、差分（Ａ）に応じて、電動機２１６への電流の供給を停止するタイミングを制御してよい。

例えば、目標の位置でフォーカスレンズ２１０を停止させるために、エンコーダ２１８でカウントすべきパルス数がパルス数Ｎ１とする。このとき、撮像装置１００が基準の姿勢のときに、電動機２１６への第１電流値（閾値）の電流の供給を停止させてからフォーカスレンズ２１０が停止するまでにカウントされるパルス数がｓ１とする。この場合、速度制御部２３０は、エンコーダ２１８がパルス数（Ｎ１−ｓ１）だけカウントしたタイミングで、電動機２１６への電流の供給を停止させる。一方、撮像装置１００が基準の姿勢以外の場合に、フォーカスレンズ２１０を第１目標速度で移動させているときに電動機２１６に供給される電流の電流値と閾値との差分がΔＩとする。ΔＩに対する時間差（パルス数）がΔｓとする。この場合、速度制御部２３０は、エンコーダ２１８がパルス数（Ｎ１−ｓ１＋Δｓ）だけカウントしたタイミングで、電動機２１６への電流の供給を停止させる。

ここで、撮像装置１００は、コントラストオートフォーカス（ＡＦ）を実行する。撮像制御部１１０は、合焦制御部１１２を有する。合焦制御部１１２は、コントラストＡＦを実行しているときに、撮像部１０２により撮像された複数の画像のコントラスト値を取得して、コントラスト値のピークを特定する。合焦制御部１１２は、コントラスト値のピークが特定できたことをレンズ制御部２２０に通知する。

決定部２２６は、速度制御部２３０によりフォーカスレンズ２１０の速度制御が実行されている間に、撮像装置１００により撮像される複数の画像のコントラスト値に基づいて、フォーカスレンズ２１０の目標位置を決定する。決定部２２６は、撮像装置１００により撮像された複数の画像に基づいて、コントラスト値がピークとなるフォーカスレンズ２１０の目標位置を決定する。決定部２２６は、合焦制御部１１２からコントラスト値のピークを検出したことの通知を受けたことに対応して、その時のフォーカスレンズ２１０の位置に基づいて、フォーカスレンズ２１０の目標位置を決定してよい。そして、速度制御部２３０は、フォーカスレンズ２１０の目標位置と、現在のフォーカスレンズ２１０の位置とから、フォーカスレンズ２１０を目標位置で停止させるまでにエンコーダ２１８でカウントさせるべきパルス数を算出する。速度制御部２３０が、ＰＩＤ制御により、フォーカスレンズ２１０を第１目標速度で移動させる速度制御を実行している間に、取得部２２４が電動機２１６に供給されている電流の電流値を取得する。速度制御部２３０は、その電流値から図５に示す閾値との差分と時間差との対応関係を示す情報に基づいて、調整すべき時間差を特定する。そして、速度制御部２３０は、その時間差を考慮して、電動機２１６への電流の供給を停止させるタイミングを制御する。

コントラスト値のピークを検出している間のフォーカスレンズ２１０の速度は、一定であるが、フォーカスレンズ２１０を停止させる直前の第１目標速度より速い第２目標速度でよい。そこで、決定部２２６は、フォーカスレンズ２１０が第１目標速度より速い第２目標速度で第１方向に移動するように速度制御部２３０が速度制御を実行している間に撮像装置１００により撮像される複数の画像のコントラスト値に基づいて、目標となるフォーカスレンズ２１０の第２位置を決定してよい。そして、速度制御部２３０は、決定部２２６が第２位置を決定したことに対応して、フォーカスレンズ２１０を停止させるべく、第１方向に移動しているフォーカスレンズ２１０の速度が第１目標速度になるように速度制御を制御してよい。

取得部２２４は、第１方向に移動しているフォーカスレンズ２１０の速度が第１目標速度になるように速度制御部２３０が速度制御を実行している間に、第１電流値を取得してよい。合焦状態となるフォーカスレンズ２１０の位置である第２位置が決まると、速度制御部２３０は、第２位置から予め定められた距離だけ離れた位置で一旦フォーカスレンズ２１０を停止させて、逆方向にフォーカスレンズ２１０を移動させて、フォーカスレンズ２１０を第２位置で停止させる。すなわち、コントラスト値のピークを検出して、合焦状態となるフォーカスレンズ２１０の位置が決まると、フォーカスレンズ２１０を一旦停止させるべき、第１位置が決まる。速度制御部２３０は、コントラスト値のピークが検出されたことでフォーカスレンズ２１０を一旦停止させるべく、第１方向に移動しているフォーカスレンズ２１０の速度が第１目標速度になるように速度制御を実行した後、第２位置に基づいて定められる第１位置でフォーカスレンズ２１０を停止させるように、第１電流値に基づいて電動機２１６への電流の供給を停止するタイミングを制御してよい。

さらに、速度制御部２３０は、フォーカスレンズ２１０が第１位置に停止した後、第１目標速度で第２方向にレンズを移動するように、速度制御を実行してよい。速度制御部２３０は、フォーカスレンズ２１０が第１位置に停止した後、第２目標速度でフォーカスレンズ２１０を第２方向に移動させた後、第１目標速度で第２方向にレンズを移動するように、速度制御を実行してよい。取得部２２４は、第２方向に移動しているフォーカスレンズ２１０の速度が第１目標速度になるように速度制御部２３０が速度制御を実行している間に、電動機２１６に供給されている電流の第２電流値を取得してよい。速度制御部２３０は、第２電流値に基づいて、第２方向に第１目標速度で移動しているフォーカスレンズ２１０を第２位置で停止させるように電動機２１６への電流の供給を停止するタイミングを制御してよい。速度制御部２３０は、図５に示すような電流値の差分と時間差との対応関係を示す情報に基づいて、時間差を特定して、その時間差に基づいて、第２方向に第１目標速度で移動しているフォーカスレンズ２１０を第２位置で停止させるように電動機２１６への電流の供給を停止するタイミングを制御してよい。

メモリ２２２は、フォーカスレンズ２１０の移動方向ごとに、電流値と閾値との差分と時間差との対応関係を示す情報を記憶してもよい。

図６は、フォーカスレンズ２１０の移動を制御する手順の一例を示すフローチャートである。速度制御部２３０が、フォーカスレンズ２１０の駆動を開始する（Ｓ１００）。速度制御部２３０は、コントラストＡＦを実行すべく、フォーカスレンズ２１０を第１方向に移動させるべく、フォーカスレンズ２１０の駆動を開始してよい。速度制御部２３０は、第２目標速度でフォーカスレンズ２１０を移動させるべく、ＰＩＤ制御により、電動機２１６に供給する電流を制御してよい。フォーカスレンズ２１０が第２目標速度で移動するように速度制御されている間に、合焦制御部１１２が、撮像装置１００により撮像された複数の画像に基づいて、コントラスト値がピークとなるフォーカスレンズ２１０の目標位置である第２位置を特定してよい。決定部２２６は、合焦制御部１１２から通知された第２位置から予め定められた距離だけ第１方向に離れた第１位置を決定する（Ｓ１０２）。

速度制御部２３０は、フォーカスレンズ２１０を停止させるべく、フォーカスレンズ２１０の速度を速度制御により第１目標速度にする。取得部２２４は、第１目標速度の速度制御が実行されている間で、電動機２１６への電流の供給を停止させる直前に電動機２１６に供給されていた電流の電流値を取得する（Ｓ１０４）。速度制御部２３０は、取得された電流値と閾値とを比較する（Ｓ１０６）。速度制御部２３０は、電流値の差分と時間差との対応関係を示す情報に基づいて、電流値と閾値との差分に対応する時間差を特定して、その時間差に基づいて、電動機２１６への電流の供給を停止させるタイミングを決定する（Ｓ１０８）。速度制御部２３０は、閾値の電流で目標速度にフォーカスレンズ２１０の速度を制御できる場合のタイミングを基準として、特定された時間差に応じて電動機２１６への電流の供給を停止させるタイミングを調整することで、電動機２１６への電流の供給を停止させるタイミングを決定してよい。速度制御部２３０は、決定されたタイミングで、電動機２１６への電流の供給を停止して、フォーカスレンズ２１０を第１位置で停止させる（Ｓ１１０）。

その後、速度制御部２３０は、フォーカスレンズ２１０を第２方向に移動させて、第２位置でフォーカスレンズ２１０を停止させてよい。このとき、速度制御部２３０は、第１方向にフォーカスレンズ２１０に移動させる場合と同様に、フォーカスレンズ２１０の速度を第１目標速度にすべく速度制御が実行されている間に、取得部２２４が、電動機２１６に供給されている電流の電流値を取得してよい。そして、速度制御部２３０は、取得された電流値と閾値との比較に基づいて、フォーカスレンズ２１０を第２位置で停止させるために、電動機２１６への電流の供給を停止させるタイミングを調整する。

以上の通り、本実施形態に係る撮像装置１００によれば、目標速度の速度制御が実行されているときに電動機２１６に供給される電流の電流値が閾値より大きい場合には、電動機２１６への電流の供給を停止させるタイミングを遅らせる。一方、電流値が閾値より小さい場合には、電動機２１６への電流の供給を停止させるタイミングを早くする。これにより、撮像装置１００の姿勢、使用環境の変化などでフォーカスレンズ２１０の駆動機構の負荷などが変化しても、より精度よくフォーカスレンズ２１０を目標位置に停止させることができる。

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７に示すような、無人航空機（ＵＡＶ）に搭載されてもよい。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。ＵＡＶ１０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８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 ＵＡＶ
２０ ＵＡＶ本体
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
１１２ 合焦制御部
１２０ イメージセンサ
１３０ メモリ
１６０ 表示部
１６２ 指示部
２００ レンズ部
２１０ フォーカスレンズ
２１１ ズームレンズ
２１２，２１３ レンズ駆動部
２１６，２１７ 電動機
２１８，２１９ エンコーダ
２２０ レンズ制御部
２２２ メモリ
２２４ 取得部
２２６ 決定部
２３０ 速度制御部
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

Claims (9)

1. レンズ及び前記レンズを駆動する電動機を備える撮像装置を制御する制御装置であって、
   前記レンズの速度が第１目標速度になるように速度制御を実行する制御部と、
   前記第１目標速度の前記速度制御が実行されている間に、前記電動機に供給されている電流の第１電流値を取得する取得部と
   を備え、
   前記制御部は、前記第１目標速度の前記速度制御を実行しているときに前記レンズを第１位置で停止させるように、前記第１電流値に基づいて前記電動機への電流の供給を停止するタイミングを制御し、
   前記制御部は、前記第１電流値が閾値より大きい場合、前記電動機への電流の供給を停止するタイミングを、前記閾値に対応するタイミングより前記第１電流値と前記閾値との第１差分に応じた時間分、遅くし、
   前記制御部は、前記第１電流値が閾値より小さい場合、前記電動機への電流の供給を停止するタイミングを、前記閾値に対応するタイミングより前記第１電流値と前記閾値との第１差分に応じた時間分、早くする、制御装置。
2. 前記制御部は、前記レンズの速度を示す値と前記レンズの前記第１目標速度を示す目標値との差分に基づいて、前記電動機に供給する電流を制御することで、前記第１目標速度の速度制御を実行する、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記レンズが第２目標速度で第１方向に移動するように前記制御部が前記速度制御を実行している間に前記撮像装置により撮像される複数の画像のコントラスト値に基づいて、目標となる前記レンズの第２位置を決定する決定部をさらに備え、
   前記制御部は、前記決定部が前記第２位置を決定したことに対応して、前記第１方向に移動している前記レンズの速度が前記第１目標速度になるように前記速度制御を制御し、
   前記取得部は、前記第１方向に移動している前記レンズの速度が前記第１目標速度になるように前記制御部が前記速度制御を実行している間に、前記第１電流値を取得し、
   前記制御部は、前記第１方向に移動している前記レンズの速度が前記第１目標速度になるように前記速度制御を実行した後、前記第２位置に基づいて定められる前記第１位置で前記レンズを停止させるように、前記第１電流値に基づいて前記電動機への電流の供給を停止するタイミングを制御する、請求項１に記載の制御装置。
4. 前記制御部は、前記レンズが前記第１位置に停止した後、前記第１目標速度で第２方向に前記レンズを移動するように、前記速度制御を実行し、
   前記取得部は、前記第２方向に移動している前記レンズの速度が前記第１目標速度になるように前記制御部が前記速度制御を実行している間に、前記電動機に供給されている電流の第２電流値を取得し、
   前記制御部は、前記第２電流値に基づいて、前記第２方向に前記第１目標速度で移動している前記レンズを前記第２位置で停止させるように前記電動機への電流の供給を停止するタイミングを制御する、請求項３に記載の制御装置。
5. 前記電動機は、ギアまたはカムを介して前記レンズを駆動する、請求項１から４の何れか１つに記載の制御装置。
6. 請求項１から５の何れか１つに記載の制御装置と、
   前記レンズと、
   前記電動機と、
   前記レンズを介して光を受光するイメージセンサと
   を備える撮像装置。
7. 請求項６に記載の撮像装置と、前記撮像装置の姿勢を調整可能に支持する支持機構とを備えて移動する移動体。
8. レンズ及び前記レンズを駆動する電動機を備える撮像装置を制御する制御方法であって、
   前記レンズの速度が第１目標速度になるように速度制御を実行する段階と、
   前記第１目標速度の前記速度制御が実行されている間に、前記電動機に供給されている電流の第１電流値を取得する段階と、
   前記第１目標速度の前記速度制御が実行されているときに前記レンズを第１位置で停止させるように、前記第１電流値に基づいて前記電動機への電流の供給を停止するタイミングを制御する段階と
   を備え、
   前記制御する段階は、
   前記第１電流値が閾値より大きい場合、前記電動機への電流の供給を停止するタイミングを、前記閾値に対応するタイミングより前記第１電流値と前記閾値との第１差分に応じた時間分、遅くする段階と、
   前記第１電流値が閾値より小さい場合、前記電動機への電流の供給を停止するタイミングを、前記閾値に対応するタイミングより前記第１電流値と前記閾値との第１差分に応じた時間分、早くする段階とを含む、制御方法。
9. 請求項１から５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。

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