特許 6543875 制御装置、撮像装置、飛行体、制御方法、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6543875

(24)【登録日】2019年6月28日

(45)【発行日】2019年7月17日

(54)【発明の名称】制御装置、撮像装置、飛行体、制御方法、プログラム

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/08 20060101AFI20190705BHJP

   G03B 15/00 20060101ALI20190705BHJP

   G02B 7/02 20060101ALI20190705BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20190705BHJP

   B64D 47/08 20060101ALI20190705BHJP

【ＦＩ】

   G02B7/08 C

   G02B7/08 Z

   G03B15/00 U

   G02B7/02 Z

   B64C39/02

   B64D47/08

【請求項の数】17

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2017-189081(P2017-189081)

(22)【出願日】2017年9月28日

(65)【公開番号】特開2019-66556(P2019-66556A)

(43)【公開日】2019年4月25日

【審査請求日】2017年9月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】513068816

【氏名又は名称】エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＳＺ ＤＪＩ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．，ＬＴＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】永山 佳範

(72)【発明者】

【氏名】本庄 謙一

【審査官】 金高 敏康

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０１３８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１０１３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１１２４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０５７５２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０３７１０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ７／０８

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

Ｂ６４Ｄ ４７／０８

Ｇ０２Ｂ ７／０２

Ｇ０３Ｂ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ズームレンズ及びフォーカスレンズを備えるレンズ装置を制御する制御装置であって、
前記ズームレンズの位置を示すズーム位置が変化する場合に、前記レンズ装置からの距離が変化しない被写体に対する合焦状態を維持するための、前記フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置の第１変化量を特定する第１特定部と、
前記レンズ装置からの距離が変化する被写体に対する合焦状態を維持するための、前記フォーカス位置の第２変化量を特定する第２特定部と、
前記第１変化量及び前記第２変化量に基づいて、前記フォーカス位置を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記レンズ装置が予め定められた撮像条件を満たさない場合、前記第１変化量及び前記第２変化量に基づいて前記フォーカス位置を制御し、
前記レンズ装置が予め定められた撮像条件を満たす場合、前記第２変化量に基づかず、前記第１変化量に基づいて、前記フォーカス位置を制御し、
前記制御部は、
前記レンズ装置から地面までの距離が予め定められた距離以上であるという前記予め定められた撮像条件を満たさない場合、前記第１変化量及び前記第２変化量に基づいて前記フォーカス位置を制御し、
前記レンズ装置から地面までの距離が予め定められた距離以上であるという前記予め定められた撮像条件を満たす場合、前記第２変化量に基づかず、前記第１変化量に基づいて、前記フォーカス位置を制御する、制御装置。

【請求項2】

ズームレンズ及びフォーカスレンズを備えるレンズ装置を制御する制御装置であって、
前記ズームレンズの位置を示すズーム位置が変化する場合に、前記レンズ装置からの距離が変化しない被写体に対する合焦状態を維持するための、前記フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置の第１変化量を特定する第１特定部と、
前記レンズ装置からの距離が変化する被写体に対する合焦状態を維持するための、前記フォーカス位置の第２変化量を特定する第２特定部と、
前記第１変化量及び前記第２変化量に基づいて、前記フォーカス位置を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記レンズ装置が予め定められた撮像条件を満たさない場合、前記第１変化量及び前記第２変化量に基づいて前記フォーカス位置を制御し、
前記レンズ装置が予め定められた撮像条件を満たす場合、前記第２変化量に基づかず、前記第１変化量に基づいて、前記フォーカス位置を制御し、
前記制御部は、
前記レンズ装置から地面までの距離が予め定められた距離以上であり、かつ前記レンズ装置の撮像方向が予め定められた方向の成分を含むという前記予め定められた撮像条件を満たさない場合、前記第１変化量及び前記第２変化量に基づいて前記フォーカス位置を制御し、
前記レンズ装置から地面までの距離が予め定められた距離以上であり、かつ前記レンズ装置の撮像方向が予め定められた方向の成分を含むという前記予め定められた撮像条件を満たす場合、前記第２変化量に基づかず、前記第１変化量に基づいて、前記フォーカス位置を制御する、制御装置。

【請求項3】

ズームレンズ及びフォーカスレンズを備えるレンズ装置を制御する制御装置であって、
前記ズームレンズの位置を示すズーム位置が変化する場合に、前記レンズ装置からの距離が変化しない被写体に対する合焦状態を維持するための、前記フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置の第１変化量を特定する第１特定部と、
前記レンズ装置からの距離が変化する被写体に対する合焦状態を維持するための、前記フォーカス位置の第２変化量を特定する第２特定部と、
前記第１変化量及び前記第２変化量に基づいて、前記フォーカス位置を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記レンズ装置が予め定められた撮像条件を満たさない場合、前記第１変化量及び前記第２変化量に基づいて前記フォーカス位置を制御し、
前記レンズ装置が予め定められた撮像条件を満たす場合、前記第２変化量に基づかず、前記第１変化量に基づいて、前記フォーカス位置を制御し、
前記制御部は、
前記レンズ装置から前記被写体までの距離が予め定められた距離以上であるという前記予め定められた撮像条件を満たさない場合、前記第１変化量及び前記第２変化量に基づいて前記フォーカス位置を制御し、
前記レンズ装置から前記被写体までの距離が予め定められた距離以上であるという前記予め定められた撮像条件を満たす場合、前記第２変化量に基づかず、前記第１変化量に基づいて、前記フォーカス位置を制御する、制御装置。

【請求項4】

前記ズームレンズを第１ズーム位置から第２ズーム位置に移動させるための命令に応じて、
前記第１特定部は、前記ズームレンズが前記第１ズーム位置から前記第２ズーム位置に移動する場合の前記第１変化量を特定し、
前記第２特定部は、前記ズームレンズが前記第２ズーム位置に移動する前に撮像された複数の画像に基づいて、前記第２変化量を特定する、請求項１から３の何れか１つに記載の制御装置。

【請求項5】

前記第２特定部は、前記ズームレンズが前記第１ズーム位置にあるときに撮像された第１画像、及び前記第１画像より前に撮像された第２画像を含む前記複数の画像に基づいて、前記第２変化量を特定する、請求項４に記載の制御装置。

【請求項6】

前記第２特定部は、前記第１画像に基づいて前記レンズ装置から前記被写体までの距離を示す第１距離を特定し、前記第２画像に基づいて前記レンズ装置から前記被写体までの距離を示す第２距離を特定し、前記第１距離と前記第２距離とに基づいて、前記第２変化量を特定する、請求項５に記載の制御装置。

【請求項7】

前記第２特定部は、前記第１距離と前記第２距離との差に基づいて、前記第２変化量を特定する、請求項６に記載の制御装置。

【請求項8】

前記第１特定部は、前記レンズ装置からの距離が変化しない被写体に対する合焦状態を維持するための前記フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置と、前記ズームレンズのズーム位置との関係を示す情報に基づいて、前記第１変化量を特定する、請求項１から７の何れか１つに記載の制御装置。

【請求項9】

前記制御部は、
前記レンズ装置が予め定められた撮影モードで動作するという前記予め定められた撮像条件を満たさない場合、前記第１変化量及び前記第２変化量に基づいて前記フォーカス位置を制御し、
前記レンズ装置が前記予め定められた撮影モードで動作するという前記予め定められた撮像条件を満たす場合、前記第２変化量に基づかず、前記第１変化量に基づいて、前記フォーカス位置を制御する、請求項１から８の何れか１つに記載の制御装置。

【請求項10】

前記レンズ装置は、飛行体に搭載されて、
前記制御部は、
前記飛行体が飛行中であるという前記予め定められた撮像条件を満たさない場合、前記第１変化量及び前記第２変化量に基づいて前記フォーカス位置を制御し、
前記飛行体が飛行中であるという前記予め定められた撮像条件を満たす場合、前記第２変化量に基づかず、前記第１変化量に基づいて、前記フォーカス位置を制御する、請求項１から９の何れか１つに記載の制御装置。

【請求項11】

請求項１から１０の何れか１つに記載の制御装置と、
前記レンズ装置と
を備える撮像装置。

【請求項12】

請求項１１に記載の撮像装置を備えて飛行する飛行体。

【請求項13】

前記撮像装置を回転可能に支持する支持機構をさらに備える、請求項１２に記載の飛行体。

【請求項14】

ズームレンズ及びフォーカスレンズを備えるレンズ装置を制御する制御方法であって、
前記ズームレンズの位置を示すズーム位置が変化する場合に、前記レンズ装置からの距離が変化しない被写体に対する合焦状態を維持するための、前記フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置の第１変化量を特定する段階と、
前記レンズ装置からの距離が変化する被写体に対する合焦状態を維持するための、前記フォーカス位置の第２変化量を特定する段階と、
前記第１変化量及び前記第２変化量に基づいて、前記フォーカス位置を制御する段階と
を備え、
前記制御する段階は、
前記レンズ装置が予め定められた撮像条件を満たさない場合、前記第１変化量及び前記第２変化量に基づいて前記フォーカス位置を制御する段階と、
前記レンズ装置が予め定められた撮像条件を満たす場合、前記第２変化量に基づかず、前記第１変化量に基づいて、前記フォーカス位置を制御する段階と
を含み、
前記制御する段階は、
前記レンズ装置から地面までの距離が予め定められた距離以上であるという前記予め定められた撮像条件を満たさない場合、前記第１変化量及び前記第２変化量に基づいて前記フォーカス位置を制御する段階と、
前記レンズ装置から地面までの距離が予め定められた距離以上であるという前記予め定められた撮像条件を満たす場合、前記第２変化量に基づかず、前記第１変化量に基づいて、前記フォーカス位置を制御する段階を含む、制御方法。

【請求項15】

ズームレンズ及びフォーカスレンズを備えるレンズ装置を制御する制御方法であって、
前記ズームレンズの位置を示すズーム位置が変化する場合に、前記レンズ装置からの距離が変化しない被写体に対する合焦状態を維持するための、前記フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置の第１変化量を特定する段階と、
前記レンズ装置からの距離が変化する被写体に対する合焦状態を維持するための、前記フォーカス位置の第２変化量を特定する段階と、
前記第１変化量及び前記第２変化量に基づいて、前記フォーカス位置を制御する段階と
を備え、
前記制御する段階は、
前記レンズ装置が予め定められた撮像条件を満たさない場合、前記第１変化量及び前記第２変化量に基づいて前記フォーカス位置を制御する段階と、
前記レンズ装置が予め定められた撮像条件を満たす場合、前記第２変化量に基づかず、前記第１変化量に基づいて、前記フォーカス位置を制御する段階と
を含み、
前記制御する段階は、
前記レンズ装置から地面までの距離が予め定められた距離以上であり、かつ前記レンズ装置の撮像方向が予め定められた方向の成分を含むという前記予め定められた撮像条件を満たさない場合、前記第１変化量及び前記第２変化量に基づいて前記フォーカス位置を制御し、
前記レンズ装置から地面までの距離が予め定められた距離以上であり、かつ前記レンズ装置の撮像方向が予め定められた方向の成分を含むという前記予め定められた撮像条件を満たす場合、前記第２変化量に基づかず、前記第１変化量に基づいて、前記フォーカス位置を制御する、制御方法。

【請求項16】

ズームレンズ及びフォーカスレンズを備えるレンズ装置を制御する制御方法であって、
前記ズームレンズの位置を示すズーム位置が変化する場合に、前記レンズ装置からの距離が変化しない被写体に対する合焦状態を維持するための、前記フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置の第１変化量を特定する段階と、
前記レンズ装置からの距離が変化する被写体に対する合焦状態を維持するための、前記フォーカス位置の第２変化量を特定する段階と、
前記第１変化量及び前記第２変化量に基づいて、前記フォーカス位置を制御する段階と
を備え、
前記制御する段階は、
前記レンズ装置が予め定められた撮像条件を満たさない場合、前記第１変化量及び前記第２変化量に基づいて前記フォーカス位置を制御する段階と、
前記レンズ装置が予め定められた撮像条件を満たす場合、前記第２変化量に基づかず、前記第１変化量に基づいて、前記フォーカス位置を制御する段階と
を含み、
前記制御する段階は、
前記レンズ装置から前記被写体までの距離が予め定められた距離以上であるという前記予め定められた撮像条件を満たさない場合、前記第１変化量及び前記第２変化量に基づいて前記フォーカス位置を制御し、
前記レンズ装置から前記被写体までの距離が予め定められた距離以上であるという前記予め定められた撮像条件を満たす場合、前記第２変化量に基づかず、前記第１変化量に基づいて、前記フォーカス位置を制御する、制御方法。

【請求項17】

請求項１から１０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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置、撮像装置、飛行体、制御方法、プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ズームレンズの移動に伴うピントズレを補正するためにフォーカスレンズを移動させるズームトラッキング制御を行うレンズ装置が開示されている。
特許文献１ 特開２０１６−２２４０９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

上記のようなズームトラキング制御は、撮像装置から被写体までの距離が一定であることを前提としている。しかしながら、その距離が常に一定であるとは限らず、ズームトラッキングの精度が低下する場合がある。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の一態様に係る制御装置は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを備えるレンズ装置を制御する。制御装置は、ズームレンズの位置を示すズーム位置が変化する場合に、レンズ装置からの距離が変化しない被写体に対する合焦状態を維持するための、フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置の第１変化量を特定する第１特定部を備えてよい。制御装置は、レンズ装置からの距離が変化する被写体に対する合焦状態を維持するための、フォーカス位置の第２変化量を特定する第２特定部を備えてよい。制御装置は、第１変化量及び第２変化量に基づいて、フォーカス位置を制御する制御部を備えてよい。

【0005】

ズームレンズを第１ズーム位置から第２ズーム位置に移動させるための命令に応じて、第１特定部は、ズームレンズが第１ズーム位置から第２ズーム位置に移動する場合の第１変化量を特定してよい。その命令に応じて、第２特定部は、ズームレンズが第２ズーム位置に移動する前に撮像された複数の画像に基づいて、第２変化量を特定してよい。

【0006】

第２特定部は、ズームレンズが第１ズーム位置にあるときに撮像された第１画像、及び第１画像より前に撮像された第２画像を含む複数の画像に基づいて、第２変化量を特定してよい。

【0007】

第２特定部は、第１画像に基づいてレンズ装置から被写体までの距離を示す第１距離を特定し、第２画像に基づいてレンズ装置から被写体までの距離を示す第２距離を特定し、第１距離と第２距離とに基づいて、第２変化量を特定してよい。

【0008】

第２特定部は、第１距離と第２距離との差に基づいて、第２変化量を特定してよい。

【0009】

第１特定部は、レンズ装置からの距離が変化しない被写体に対する合焦状態を維持するためのフォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置と、ズームレンズのズーム位置との関係を示す情報に基づいて、第１変化量を特定してよい。

【0010】

制御部は、レンズ装置が予め定められた撮像条件を満たさない場合、第１変化量及び第２変化量に基づいてフォーカス位置を制御してよい。制御部は、レンズ装置が予め定められた撮像条件を満たす場合、第２変化量に基づかず、第１変化量に基づいて、フォーカス位置を制御してよい。

【0011】

制御部は、レンズ装置から地面までの距離が予め定められた距離以上であるという予め定められた撮像条件を満たさない場合、第１変化量及び第２変化量に基づいてフォーカス位置を制御してよい。制御部は、レンズ装置から地面までの距離が予め定められた距離以上であるという予め定められた撮像条件を満たす場合、第２変化量に基づかず、第１変化量に基づいて、フォーカス位置を制御してよい。

【0012】

制御部は、レンズ装置から地面までの距離が予め定められた距離以上であり、かつレンズ装置の撮像方向が予め定められた方向の成分を含むという予め定められた撮像条件を満たさない場合、第１変化量及び第２変化量に基づいてフォーカス位置を制御してよい。制御部は、レンズ装置から地面までの距離が予め定められた距離以上であり、かつレンズ装置の撮像方向が予め定められた方向の成分を含むという予め定められた撮像条件を満たす場合、第２変化量に基づかず、第１変化量に基づいて、フォーカス位置を制御してよい。予め定められた方向は、鉛直方向でよい。

【0013】

制御部は、レンズ装置から被写体までの距離が予め定められた距離以上であるという予め定められた撮像条件を満たさない場合、第１変化量及び第２変化量に基づいてフォーカス位置を制御してよい。制御部は、レンズ装置から被写体までの距離が予め定められた距離以上であるという予め定められた撮像条件を満たす場合、第２変化量に基づかず、第１変化量に基づいて、フォーカス位置を制御してよい。

【0014】

制御部は、レンズ装置が予め定められた撮影モードで動作するという予め定められた撮像条件を満たさない場合、第１変化量及び第２変化量に基づいてフォーカス位置を制御してよい。制御部は、レンズ装置が予め定められた撮影モードで動作するという予め定められた撮像条件を満たす場合、第２変化量に基づかず、第１変化量に基づいて、フォーカス位置を制御してよい。

【0015】

レンズ装置は、飛行体に搭載されてよい。制御部は、飛行体が飛行中であるという予め定められた撮像条件を満たさない場合、第１変化量及び第２変化量に基づいてフォーカス位置を制御してよい。制御部は、飛行体が飛行中であるという予め定められた撮像条件を満たす場合、第２変化量に基づかず、第１変化量に基づいて、フォーカス位置を制御してよい。

【0016】

本発明の一態様に係る撮像装置は、上記制御装置と、レンズ装置とを備える。

【0017】

本発明の一態様に係る飛行体は、上記撮像装置を備えて飛行する。飛行体は、撮像装置を回転可能に支持する支持機構を備えてよい。

【0018】

本発明の一態様に係る制御方法は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを備えるレンズ装置を制御する。制御方法は、ズームレンズの位置を示すズーム位置が変化する場合に、レンズ装置からの距離が変化しない被写体に対する合焦状態を維持するための、フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置の第１変化量を特定する段階を備えてよい。制御方法は、レンズ装置からの距離が変化する被写体に対する合焦状態を維持するための、フォーカス位置の第２変化量を特定する段階を備えてよい。制御方法は、第１変化量及び第２変化量に基づいて、フォーカス位置を制御する段階を備えてよい。

【0019】

本発明の一態様に係るプログラムは、ズームレンズ及びフォーカスレンズを備えるレンズ装置をコンピュータに制御させるためのプログラムである。プログラムは、ズームレンズの位置を示すズーム位置が変化する場合に、レンズ装置からの距離が変化しない被写体に対する合焦状態を維持するための、フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置の第１変化量を特定する段階をコンピュータに実行させてよい。プログラムは、レンズ装置からの距離が変化する被写体に対する合焦状態を維持するための、フォーカス位置の第２変化量を特定する段階をコンピュータに実行させてよい。プログラムは、第１変化量及び第２変化量に基づいて、フォーカス位置を制御する段階をコンピュータに実行させてよい。

【0020】

本発明の一態様によれば、レンズ装置から被写体までの距離が変化した場合にズームトラキングの精度が低下することを抑制できる。

【0021】

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。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】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。

【図2】無人航空機の機能ブロックの一例を示す図である。

【図3】ズームトラッキング曲線の一例を示す図である。

【図4】撮像装置のズーム制御の手順の一例を示すフローチャートを示す図である。

【図5】被写体までの距離の変化に基づくフォーカス位置の第２変化量の導出の手順の一例を示すフローチャートを示す図である。

【図6】レンズ部の光学系における被写体距離、焦点距離などについて説明するための図である。

【図7】レンズ部の光学系における被写体距離、焦点距離などについて説明するための図である。

【図8】ズーム位置の変化に基づくフォーカス位置の第１変化量の導出の手順の一例を示すフローチャートを示す図である。

【図9】ズームトラッキング曲線に基づくフォーカス位置の特定の手順について説明するための図である。

【図10】ズームトラッキング制御によるフォーカス位置の変化の様子について説明するための図である。

【図11】ハードウェア構成の一例について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

図１は、無人航空機（ＵＡＶ）１０及び遠隔操作装置３００の外観の一例を示す。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を備える。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、空中を移動する飛行体の一例である。飛行体とは、ＵＡＶの他、空中を移動する他の航空機、飛行船、ヘリコプター等を含む概念である。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

図２は、ＵＡＶ１０の機能ブロックの一例を示す。ＵＡＶ１０は、ＵＡＶ制御部３０、メモリ３２、通信インタフェース３６、推進部４０、ＧＰＳ受信機４１、慣性計測装置４２、磁気コンパス４３、気圧高度計４４、温度センサ４５、湿度センサ４６、ジンバル５０、撮像装置６０及び撮像装置１００を備える。

【0035】

通信インタフェース３６は、遠隔操作装置３００などの他の装置と通信する。通信インタフェース３６は、遠隔操作装置３００からＵＡＶ制御部３０に対する各種の命令を含む指示情報を受信してよい。メモリ３２は、ＵＡＶ制御部３０が、推進部４０、ＧＰＳ受信機４１、慣性計測装置（ＩＭＵ）４２、磁気コンパス４３、気圧高度計４４、温度センサ４５、湿度センサ４６、ジンバル５０、撮像装置６０、及び撮像装置１００を制御するのに必要なプログラム等を格納する。メモリ３２は、コンピュータ読み取り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３２は、ＵＡＶ本体２０の内部に設けられてよい。ＵＡＶ本体２０から取り外し可能に設けられてよい。

【0036】

ＵＡＶ制御部３０は、メモリ３２に格納されたプログラムに従ってＵＡＶ１０の飛行及び撮像を制御する。ＵＡＶ制御部３０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。ＵＡＶ制御部３０は、通信インタフェース３６を介して遠隔操作装置３００から受信した命令に従って、ＵＡＶ１０の飛行及び撮像を制御する。推進部４０は、ＵＡＶ１０を推進させる。推進部４０は、複数の回転翼と、複数の回転翼を回転させる複数の駆動モータとを有する。推進部４０は、ＵＡＶ制御部３０からの命令に従って複数の駆動モータを介して複数の回転翼を回転させて、ＵＡＶ１０を飛行させる。

【0037】

ＧＰＳ受信機４１は、複数のＧＰＳ衛星から発信された時刻を示す複数の信号を受信する。ＧＰＳ受信機４１は、受信された複数の信号に基づいてＧＰＳ受信機４１の位置（緯度及び経度）、つまりＵＡＶ１０の位置（緯度及び経度）を算出する。ＩＭＵ４２は、ＵＡＶ１０の姿勢を検出する。ＩＭＵ４２は、ＵＡＶ１０の姿勢として、ＵＡＶ１０の前後、左右、及び上下の３軸方向の加速度と、ピッチ、ロール、及びヨーの３軸方向の角速度とを検出する。磁気コンパス４３は、ＵＡＶ１０の機首の方位を検出する。気圧高度計４４は、ＵＡＶ１０が飛行する高度を検出する。気圧高度計４４は、ＵＡＶ１０の周囲の気圧を検出し、検出された気圧を高度に換算して、高度を検出する。温度センサ４５は、ＵＡＶ１０の周囲の温度を検出する。湿度センサ４６は、ＵＡＶ１０の周囲の湿度を検出する。

【0038】

撮像装置１００は、撮像部１０２及びレンズ部２００を備える。レンズ部２００は、レンズ装置の一例である。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、複数のレンズ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。撮像制御部１１０は、ＵＡＶ制御部３０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。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。

【0039】

レンズ部２００は、複数のレンズ２１０、複数のレンズ駆動部２１２、及びレンズ制御部２２０を有する。複数のレンズ２１０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２１０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、カム環などの機構部材を介して、複数のレンズ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２１２は、アクチュエータを含んでよい。アクチュエータは、ステッピングモータを含んでよい。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を駆動して、機構部材を介して１または複数のレンズ２１０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。

【0040】

レンズ部２００は、メモリ２２２、位置センサ２１４をさらに有する。レンズ制御部２２０は、撮像部１０２からのレンズ動作命令に応じてレンズ駆動部２１２を介して、レンズ２１０の光軸方向への移動を制御する。レンズ制御部２２０は、撮像部１０２からのレンズ動作命令に応じてレンズ駆動部２１２を介して、レンズ２１０の光軸方向への移動を制御する。レンズ２１０の一部または全部は、光軸に沿って移動する。レンズ制御部２２０は、レンズ２１０の少なくとも１つを光軸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。位置センサ２１４は、レンズ２１０の位置を検出する。位置センサ２１４は、現在のズーム位置またはフォーカス位置を検出してよい。

【0041】

レンズ駆動部２１２は、振れ補正機構を含んでよい。レンズ制御部２２０は、振れ補正機構を介して、レンズ２１０を光軸に沿った方向、または光軸に垂直な方向に移動させることで、振れ補正を実行してよい。レンズ駆動部２１２は、ステッピングモータにより振れ補正機構を駆動して、振れ補正を実行してよい。なお、振れ補正機構は、ステッピングモータにより駆動されて、イメージセンサ１２０を光軸に方向に沿った方向、または光軸に垂直な方向に移動させることで、振れ補正を実行してよい。

【0042】

メモリ２２２は、レンズ駆動部２１２を介して移動する複数のレンズ２１０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。

【0043】

このように構成された撮像装置１００は、いわゆるズームトラッキング機能を有する。ズームトラッキング機能は、ズームレンズの位置を示すズーム位置が変化する場合に、撮像装置１００からの距離が変化しない被写体に対する合焦状態を維持するために、ズーム位置の変化に応じて、フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置を変化させる機能である。ズームトラッキングは、例えば、図３に示すような、被写体距離に応じたズームトラキング曲線に従って特定された、目標のズーム位置に対応する目標のフォーカス位置にフォーカスレンズを移動させることにより実行される。ズームトラッキング曲線は、レンズ部２００からの距離が変化しない被写体に対する合焦状態を維持するためのフォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置と、ズームレンズのズーム位置との関係を示す情報の一例である。その情報は、レンズ部２００の光学系の特性により定められ、例えば、メモリ２２２に格納されてよい。

【0044】

例えば、被写体が無限端に存在する場合に、レンズ部２００の光学系がズーム位置（１）及びフォーカス位置（１）の状態から、ズーム位置（２）の状態に変更される場合、撮像装置１００は、ズームトラッキング曲線４００に従って、ズーム位置（２）に対応するフォーカス位置（２）を特定する。撮像装置１００は、ズーム位置（１）とズーム位置（２）とに基づいてズーム位置の変化量を導出し、フォーカス位置（１）とフォーカス位置（２）とからフォーカス位置の変化量を導出する。そして、撮像装置１００は、それぞれの変化量に基づいて、ズーム位置及びフォーカス位置を制御する。

【0045】

上記のようなズームトラキングは、ズームレンズを所望のズーム位置に移動中、レンズ部２００から被写体までの距離が一定にあることを前提としている。しかしながら、その距離は、ズーム位置が変化している間に変化する可能性がある。例えば、撮像装置１００がＵＡＶ１０などの飛行体に搭載されている場合、飛行体の飛行中における飛行体または被写体の位置の変化により、ズームトラッキングの精度が低下する可能性がある。そこで、本実施形態では、レンズ部２００から被写体までの距離が変化する場合でも、ズームトラッキングの精度が低下することを抑制する。

【0046】

撮像制御部１１０は、特定部１１２、ズーム位置制御部１１４、及びフォーカス位置制御部１１６を有する。特定部１１２は、ズームレンズの位置を示すズーム位置が変化する場合に、レンズ部２００からの距離が変化しない被写体に対する合焦状態を維持するための、フォーカスレンズの位置を示すフォーカス位置の第１変化量を特定する。特定部１１２は、レンズ部２００からの距離が変化する被写体に対する合焦状態を維持するための、フォーカス位置の第２変化量を特定する。特定部１１２は、第１特定部及び第２特定部の一例である。ズーム位置とは、必ずしもズームレンズを構成する少なくとも１つのレンズの光軸方向における物理的な位置を直接的に示すものでなくてもよい。例えば、ズームレンズを移動させるためにカム機構を使用する場合、ズーム位置は、カム部材の変位位置に相当する値でもよい。また、円筒型のカムを用いてズームレンズを移動させる場合、ズーム位置は、円筒型のカムの回転角に相当する値でもよい。フォーカス位置とは、必ずしもズームレンズを構成する少なくとも１つのレンズの光軸方向における物理的な位置を直接的に示すものでなくてもよい。例えば、ズーム位置は、フォーカスレンズを光軸方向に移動させるための駆動機構を駆動するためのステッピングモータの基準回転位置からのステップ数に相当する値でもよい。

【0047】

ズームレンズを第１ズーム位置から第２ズーム位置に移動させるための命令に応じて、特定部１１２は、ズームレンズが第１ズーム位置から２ズーム位置に移動する場合の第１変化量を特定する。特定部１１２は、さらに、ズームレンズが第２ズーム位置に移動する前に撮像された複数の画像に基づいて、第２変化量を特定する。特定部１１２は、ズームレンズが第１ズーム位置にあるときに撮像された第１画像、及び第１画像より前に撮像された第２画像を含む複数の画像に基づいて、第２変化量を特定してよい。特定部１１２は、第１画像に基づいてレンズ部２００から被写体までの距離を示す第１距離を特定してよい。特定部１１２は、第２画像に基づいてレンズ部２００から被写体までの距離を示す第２距離を特定してよい。特定部１１２は、第１距離と第２距離とに基づいて、第２変化量を特定してよい。特定部１１２は、第１距離と第２距離との差に基づいて、第２変化量を特定してよい。

【0048】

フォーカス位置制御部１１６は、第１変化量及び第２変化量に基づいて、フォーカス位置を制御する。ズーム位置制御部１１４は、ズームレンズを第１ズーム位置から第２ズーム位置に移動させるための命令に応じて、ズームレンズの位置を制御する。

【0049】

ズームトラッキングにおいて、フォーカス位置制御部１１６は、ズームレンズの位置の変化に基づき特定される第１変化量に加えて、被写体までの距離の変化に基づき特定される第２変化量に基づいて、フォーカス位置を制御する。これにより、被写体までの距離が変化する場合でも、撮像制御部１１０は、ズームトラッキングを制御よく実行できる。特定部１１２が、ズームレンズが第１ズーム位置から第２ズーム位置に移動する前に、第１ズーム位置で撮像された第１画像、及び第１画像より前に撮像された第２画像に少なくとも基づいて、被写体までの距離の変化量を特定する。特定部１１２は、その変化量に基づいて、ズームレンズが第２ズーム位置に移動する前に、フォーカス位置の第２変化量を特定する。フォーカス位置制御部１１６は、ズームレンズが第１ズーム位置から第２ズーム位置に移動する間に、ズームレンズの位置に変化に基づく第１変化量に加えて、被写体までの距離の変化に基づく第２変化量に基づいて、フォーカスレンズの位置を制御できる。よって、被写体までの距離が変化する場合でもズームトラッキングの精度が低下することを抑制できる。

【0050】

ここで、例えば、レンズ部２００から被写体までの距離が比較的長いと、被写体までの距離が変化しても、ズームトラッキングの精度にほんとど影響がない。すなわち、撮像装置１００の撮像条件によっては、被写体までの距離の変化に基づく第２変化量に基づく、ズームトラッキングは必ずしも必要ない場合もある。そこで、フォーカス位置制御部１１６は、撮像装置１００が予め定められた撮像条件を満たさない場合には、第１変化量及び第２変化量に基づいてフォーカス位置を制御してよい。一方、フォーカス位置制御部１１６は、レンズ装置が予め定められた撮像条件を満たす場合、第２変化量に基づかず、第１変化量に基づいて、フォーカス位置を制御してよい。

【0051】

フォーカス位置制御部１１６は、レンズ部２００から地面までの距離が予め定められた距離以上であるという予め定められた撮像条件を満たさない場合、第１変化量及び第２変化量に基づいてフォーカス位置を制御してよい。フォーカス位置制御部１１６は、レンズ部２００から地面までの距離が予め定められた距離以上であるという予め定められた撮像条件を満たす場合、第２変化量に基づかず、第１変化量に基づいて、フォーカス位置を制御してよい。レンズ部２００から地面までの距離は、例えば、ＵＡＶ本体２０または撮像装置１００に設けられた赤外線センサからの信号に基づいて特定されてよい。赤外線センサは、赤外線が鉛直方向下向きに放射されるように、例えばＵＡＶ本体２０に設けられてよい。赤外線センサは、放射された赤外線の反射光に基づいて、赤外線センサから反射面までの距離を、レンズ部２００から地面までの距離として検出してよい。

【0052】

フォーカス位置制御部１１６は、レンズ部２００から地面までの距離が予め定められた距離以上であり、かつレンズ部２００の撮像方向が予め定められた方向の成分を含むという予め定められた撮像条件を満たさない場合、第１変化量及び第２変化量に基づいてフォーカス位置を制御してよい。フォーカス位置制御部１１６は、レンズ部２００から地面までの距離が予め定められた距離以上であり、かつレンズ部２００の撮像方向が予め定められた方向の成分を含むという予め定められた撮像条件を満たす場合、第２変化量に基づかず、第１変化量に基づいて、フォーカス位置を制御してよい。予め定められた方向は、撮像装置１００が地面方向を撮影できる方向でよく、例えば、鉛直方向下向きでよい。例えば、撮像装置１００が、ＵＡＶ１０に搭載され、ＵＡＶ１０の飛行中に、空撮により地表を撮影する。このような場合、被写体までの距離が長いので、被写体までの距離が変化しても、ズームトラッキングの精度にほんとど影響がない。そのため、上記のような条件を満たす場合には、フォーカス位置制御部１１６は、第２変化量に基づかず、第１変化量に基づいて、フォーカス位置を制御してよい。一方、レンズ部２００の撮像方向が例えば鉛直方向の成分を含んでいても、撮像装置１００が、距離が比較的短い被写体を撮影する場合、被写体までの距離の変化がズームトラッキングの精度に影響を与える可能性がある。例えば、ＵＡＶ１０を飛行させて、撮像装置１００が、ポートレート撮影する場合、被写体までの距離の変化がズームトラッキングの精度に影響を与える可能性がある。そこで、このような条件で撮影が行われる場合には、フォーカス位置制御部１１６は、第１変化量及び第２変化量に基づいて、フォーカス位置を制御してよい。

【0053】

フォーカス位置制御部１１６は、撮像装置１００が予め定められた撮影モードで動作するという予め定められた撮像条件を満たさない場合、第１変化量及び第２変化量に基づいてフォーカス位置を制御してよい。フォーカス位置制御部１１６は、予め定められた撮影モードで動作するという予め定められた撮像条件を満たす場合、第２変化量に基づかず、第１変化量に基づいて、フォーカス位置を制御してよい。フォーカス位置制御部１１６は、例えば、ポートレートモードなどの被写体までの距離が比較的短いシーンを想定している予め定められた撮影モード以外の撮影モードで撮像装置１００が動作する場合、予め定められた撮影条件を満たさないと判断して、第１変化量及び第２変化量に基づいてフォーカス位置を制御してよい。予め定められた撮影モードは、被写体までの距離が変化しても、ズームトラッキングの精度にほんとど影響がないシーンを撮影する任意の撮影モードでよい。

【0054】

フォーカス位置制御部１１６は、レンズ部２００から被写体までの距離が予め定められた距離以上であるという予め定められた撮像条件を満たさない場合、第１変化量及び第２変化量に基づいてフォーカス位置を制御してよい。フォーカス位置制御部１１６は、レンズ部２００から被写体までの距離が予め定められた距離以上であるという予め定められた撮像条件を満たす場合、第２変化量に基づかず、第１変化量に基づいて、フォーカス位置を制御してよい。

【0055】

フォーカス位置制御部１１６は、ＵＡＶ１０が飛行中であるという予め定められた撮像条件を満たさない場合、第１変化量及び第２変化量に基づいてフォーカス位置を制御してよい。フォーカス位置制御部１１６は、ＵＡＶ１０が飛行中であるという予め定められた撮像条件を満たす場合、第２変化量に基づかず、第１変化量に基づいて、フォーカス位置を制御してよい。

【0056】

以上のように、被写体までの距離が変化しても、ズームトラッキングの精度にほんとど影響がない場合には、被写体までの距離の変化に基づく第２変化量に基づいたズームトラッキングを行わない。これにより、ズームトラキング制御における処理の負担を低減できる。

【0057】

図４は、撮像装置１００のズーム制御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が、ユーザ操作に基づいてズームレンズを移動させるズーム命令を受信する（Ｓ１００）、撮像制御部１１０は、そのズーム命令に応じて、ズームトラッキング動作を開始する。さらに、撮像制御部１１０は、被写体までの距離の変化を考慮せずにズームトラッキング動作を行ってよい予め定められた撮像条件を満たすか否かを判定する（Ｓ１０２）。予め定められた撮像条件を満たさない場合、撮像制御部１１０は、被写体までの距離の変化を考慮してズームトラッキング動作を実行すべきと判断する。そして、撮像制御部１１０は、撮像された画像から主被写体の領域の変化量を導出する（Ｓ１０４）。撮像制御部１１０は、まず画像から主被写体の領域を特定する。例えば、撮像制御部１１０は、画像の中心に存在する被写体を主被写体と判断して、主被写体の領域を特定してよい。撮像制御部１１０は、予め定められた期間内で動きが最も大きい被写体を主被写体と判断して、主被写体の領域を特定してよい。撮像制御部１１０は、第１時点で撮像された画像の主被写体の領域と、第１時点より前の第２時点で撮像された画像の主被写体の領域との差分を、主被写体の領域の変化量として導出してよい。

【0058】

次いで、撮像制御部１１０は、その変化量が予め定められた閾値以上か否かを判定する（Ｓ１０６）。その変化量が予め定められた閾値より小さければ、撮像制御部１１０は、被写体までの距離の変化がズームトラッキングの精度に与える影響は少ないと判断して、ステップＳ１０２に戻る。その変化量が予め定められた閾値以上であれば、撮像制御部１１０は、被写体までの距離の変化がズームトラッキングの精度に影響を与える可能性があると判断して、フォーカス位置の第２変化量を導出する（Ｓ１０８）。

【0059】

ズームトラッキング動作が開始されると、撮像制御部１１０は、現在のズーム位置を保持する（Ｓ１１０）。撮像制御部１１０は、位置センサ２１４により検出されたズームレンズの現在のズーム位置を示す情報をレンズ制御部２２０から取得して、そのズーム位置を現在のズーム位置として保持してよい。さらに、撮像制御部１１０は、ズーム命令に基づいて、目標のズーム位置を導出する（Ｓ１１２）。撮像制御部１１０は、ズーム命令に示されるズーム位置を目標のズーム位置として特定してよい。撮像制御部１１０は、ズーム命令に示されるズームレンズの移動量と、現在のズーム位置から、目標のズーム位置を特定してよい。

【0060】

次いで、撮像制御部１１０は、ズーム位置の変化に基づいて移動すべきフォーカスレンズの移動量に相当するフォーカス位置の第１変化量を導出する（Ｓ１１４）。フォーカス位置制御部１１６は、フォーカス位置の変化量を決定する（Ｓ１１６）。フォーカス位置制御部１１６は、第２変化量が導出されている場合には、第１変化量に第２変化量を加算することで、フォーカス位置の変化量を決定してよい。フォーカス位置制御部１１６は、第２変化量が導出されていない場合には、第１変化量をフォーカス位置の変化量として決定してよい。または、フォーカス位置制御部１１６は、第１変化量及び第２変化量の一方をフォーカス位置の変化量として決定し、その後、フォーカス位置制御部１１６は、第１変化量及び第２変化量の他方をフォーカス位置の変化量として決定してよい。フォーカス位置制御部１１６は、レンズ制御部２２０を介して、決定された変化量に基づいてフォーカスレンズを駆動する（Ｓ１１８）。フォーカス位置制御部１１６は、第１変化量及び第２変化量に基づいて、一度にフォーカスレンズのフォーカス位置を所望のフォーカス位置に変化させてもよい。または、フォーカス位置制御部１１６は、第１変化量及び第２変化量の一方に基づいて、フォーカスレンズのフォーカス位置を一旦変化させた後、さらに第１変化量及び第２変化量の他方に基づいてフォーカスレンズのフォーカス位置を変化させてよい。つまり、フォーカス位置制御部１１６は、第１変化量及び第２変化量に基づいて段階的にフォーカスレンズのフォーカス位置を所望のフォーカス位置に変化させてもよい。

【0061】

一方、ズーム位置制御部１１４は、現在のズーム位置と、目標のズーム位置とからズーム位置の変化量を決定する（Ｓ１２０）。ズーム位置制御部１１４は、レンズ制御部２２０を介して、決定されたズーム位置の変化量に基づいて、ズームレンズを駆動する（Ｓ１２２）。

【0062】

撮像制御部１１０は、ズーム位置がズーム命令に従って特定される最終のズーム位置に到達しているか否かを判定する（Ｓ１２４）。ズーム位置がズーム命令に従って特定される最終のズーム位置に到達していなければ、撮像制御部１１０は、ステップＳ１１０以降の処理を繰り返す。一方、最終のズーム位置に到達していれば、撮像制御部１１０は、処理を終了する。

【0063】

図５は、被写体までの距離の変化に基づくフォーカス位置の第２変化量の導出の手順の一例を示すフローチャートである。図６及び７は、レンズ部２００の光学系における被写体距離Ｌ１、焦点距離ｆなどについて説明するための図である。

【0064】

特定部１１２は、前フレームで撮像された画像について、像面上の被写体サイズｙ１を特定する。特定部１１２は、図６に示すように、レンズ２１０を介して結像した像面上の被写体５０２のサイズを特定する（Ｓ２００）。特定部１１２は、前フレームの像倍率α１を導出する（Ｓ２０２）。像倍率α１は、前フレームでのズーム位置とフォーカス位置とに基づいて一意に導出される。特定部１１２は、ズーム位置及びフォーカス位置と、像倍率との関係を示す予め定められた情報に基づいて、像倍率α１（＝ＩＭ１：設計値像倍率）を導出してよい。

【0065】

さらに、特定部１１２は、被写体距離Ｌ１、及び実際の被写体サイズＹを導出する（Ｓ２０４）。特定部１１２は、Ｌ１＝ｆ／ＩＭ１の式に従って、被写体距離Ｌ１を導出してよい。さらに、特定部１１２は、Ｙ＝ｙ１×Ｌ１／ｆの式に従って、被写体サイズＹを導出してよい。

【0066】

続いて、特定部１１２は、現フレームで撮像された画像について、図７に示すように、レンズ２１０を介して結像した像面上の被写体５０４の被写体サイズｙ２を特定する（Ｓ２０６）。特定部１１２は、現フレームでのズーム位置とフォーカス位置とに基づいて、現フレームでの像倍率α２（＝ＩＭ２：設計値像倍率）を導出する（Ｓ２０８）。さらに、特定部１１２は、被写体距離Ｌ２及び、実際の被写体サイズＹを導出する（Ｓ２１０）。特定部１１２は、Ｌ２＝ｆ／ＩＭ２の式に従って、被写体距離Ｌ２を導出してよい。特定部１１２は、Ｙ＝ｙ２×Ｌ２／ｆの式に従って、被写体サイズＹを導出してよい。

【0067】

特定部１１２は、被写体距離Ｌの変化量ΔＬを導出する（Ｓ２１２）。特定部１１２は、ΔＬ＝Ｌ１−Ｌ２の式に従って、変化量ΔＬを導出してよい。さらに、特定部１１２は、像面変化量Δｘを導出してよい。特定部１１２は、Δｘ＝Ｌ１（１−（ＩＭ１／ＩＭ２））×ＩＭ２^２の式に従って、像面変化量Δｘを導出してよい。特定部１１２は、像面変化量Δｘに基づいてフォーカス位置の第２変化量を導出してよい。特定部１１２は、像面変化量Δｘに予め定められた係数Ｋを乗算することで、フォーカス位置の第２変化量を導出してよい。係数Ｋは、像面位置変化に対するフォーカス位置変換のために予め定められた係数である。

【0068】

特定部１１２は、現フレームで撮像された画像、及び前フレームで撮像された少なくとも１つの画像に基づいて、第２ズーム位置で撮像される将来のフレームの画像での被写体の位置を予測して、その予測からフォーカス位置の第２変化量を導出してもよい。

【0069】

図８は、ズーム位置の変化に基づくフォーカス位置の第１変化量の導出の手順の一例を示すフローチャートである。

【0070】

特定部１１２は、現在のズーム位置を取得する（Ｓ３００）。特定部１１２は、レンズ制御部２２０を介して、ズームレンズの現在のズーム位置を取得してよい。特定部１１２は、現在のフォーカス位置を取得する（Ｓ３０２）。特定部１１２は、レンズ制御部２２０を介してフォーカスレンズの現在のフォーカス位置を取得してよい。特定部１１２は、現在のズーム位置における駆動レンジを導出する（Ｓ３０４）。特定部１１２は、図９に示すように、無限端のズームトラッキング曲線４００における現在のズーム位置に対応するフォーカス位置と、至近端のズームトラッキング曲線４０２における現在のズーム位置に対応するフォーカス位置との間の駆動レンジ４０４を特定してよい。さらに、特定部１１２は、現在のズーム位置における駆動レンジに対するフォーカス位置の比率を導出する（Ｓ３０６）。特定部１１２は、例えば、図９に示す、駆動レンジ４０４における比率ｂ／ａを導出する。

【0071】

特定部１１２は、ズーム命令に基づいて、目標のズーム位置を導出する（Ｓ３０８）。特定部１１２は、目標のズーム位置における駆動レンジを導出する（Ｓ３１０）。特定部１１２は、例えば、図９に示す、目標のズーム値における駆動レンジ４０６を導出する。特定部１１２は、目標のズーム位置における比率及び駆動レンジから目標のフォーカス位置を導出する。特定部１１２は、例えば、図９に示す、比率ｂ／ａと駆動レンジ４０６とから目標のフォーカス位置を導出する。特定部１１２は、現在のフォーカス位置と、目標のフォーカス位置とから、フォーカス位置の第１変化量を導出する（Ｓ３１４）。

【0072】

特定部１１２は、予め定義された被写体までの少なくとも２つの距離に対応するズームトラッキング曲線から、現在の被写体までの距離に対応するズームトラキング曲線を導出してよい。さらに、特定部１１２は、導出されたズームトラッキング曲線から、被写体までの距離が変化しない場合の目標のフォーカス位置を導出してよい。

【0073】

例えば、図１０に示すように、ズームレンズが第１ズーム位置から第２ズーム位置に移動する。この場合に、特定部１１２が、第１ズーム位置及び現在のフォーカス位置から特定されるズームトラッキング曲線４０１に従って、暫定フォーカス位置（１）を特定し、第１変化量４１２を特定する。しかし、実際には被写体までの距離が変化している場合がある。そこで、特定部１１２が、被写体までの距離の変化量に基づいてフォーカス位置の第２変化量４１４を特定する。特定部１１２は、第１ズーム位置で撮像された第１画像、及び第１画像より前に撮像された第２画像に基づいて、被写体までの距離の変化量を特定し、フォーカス位置の第２変化量４１４を特定してよい。フォーカス位置制御部１１６は、ズームレンズが第１位置から第２位置に移動する間に、第１変化量４１２と第２変化量４１４とを加味して、変化量４１６だけ移動させて、フォーカスレンズを第１フォーカス位置まで移動させる。フォーカス位置制御部１１６は、ズームレンズが第１位置から第２位置に移動する間に、一度に変化量４１６、フォーカスレンズを移動してよい。また、フォーカス位置制御部１１６は、第１ズーム位置から第２ズーム位置に移動する間に、第１変化量４１２、フォーカスレンズを移動させた後、さらに第２変化量４１４、フォーカスレンズを移動させてよい。

【0074】

さらに、ズームレンズが第２ズーム位置から第３ズーム位置に移動する。この場合に、特定部１１２は、ズームトラッキング曲線４０２に従って、暫定フォーカス位置（２）を特定し、第１変化量４２２を特定する。さらに、特定部１１２は、被写体までの距離の変化量に基づいてフォーカス位置の第２変化量４２４を特定する。フォーカス位置制御部１１６は、第２ズーム位置から第３ズーム位置に移動する間に、第１変化量４２２及び第２変化量４２４を加味して、変化量４２６だけフォーカスレンズを移動させて、フォーカスレンズを第２フォーカス位置に移動させてよい。第１変化量４２２及び第２変化量４２４を加味して、一度にフォーカスレンズを移動させることで、フォーカスレンズの移動量を少なくできる。なお、フォーカス位置制御部１１６は、第２ズーム位置から第３ズーム位置に移動する間に、第１変化量４２２だけ、フォーカスレンズを移動させた後、第２変化量４２４だけ、フォーカスレンズを移動させることで、第２フォーカス位置にフォーカスレンズを移動させてもよい。

【0075】

本実施形態に係る撮像装置１００によれば、レンズ部２００から被写体までの距離が変化する場合でも、被写体までの距離の変化量に基づいてズームトラッキング中にフォーカス位置の調整が行われるので、ズームトラッキングの精度が低下することを抑制できる。

【0076】

図１１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。

【0077】

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。

【0078】

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。

【0079】

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。

【0080】

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。

【0081】

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。

【0082】

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。

【0083】

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及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、及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。

【0084】

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。

【0085】

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。

【符号の説明】

【0086】

１０ ＵＡＶ
２０ ＵＡＶ本体
３０ ＵＡＶ制御部
３２ メモリ
３６ 通信インタフェース
４０ 推進部
４１ ＧＰＳ受信機
４２ 慣性計測装置
４３ 磁気コンパス
４４ 気圧高度計
４５ 温度センサ
４６ 湿度センサ
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 特定部
１１４ ズーム位置制御部
１１６ フォーカス位置制御部
１２０ イメージセンサ
１３０ メモリ
２００ レンズ部
２１０ レンズ
２１２ レンズ駆動部
２１４ 位置センサ
２２０ レンズ制御部
２２２ メモリ
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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】