特許 7491657 撮像システム、撮像制御方法、及びプログラム

(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】

(24)【登録日】2024-05-20

(45)【発行日】2024-05-28

(54)【発明の名称】撮像システム、撮像制御方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/32 20210101AFI20240521BHJP

   G03B 13/36 20210101ALI20240521BHJP

   G03B 17/56 20210101ALI20240521BHJP

   H04N 5/222 20060101ALI20240521BHJP

   H04N 23/56 20230101ALI20240521BHJP

   H04N 23/667 20230101ALI20240521BHJP

   H04N 23/67 20230101ALI20240521BHJP

   H04N 23/698 20230101ALI20240521BHJP

【ＦＩ】

G02B7/32

G03B13/36

G03B17/56 B

H04N5/222 100

H04N23/56

H04N23/667

H04N23/67

H04N23/698

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2018106279

(22)【出願日】2018-06-01

(65)【公開番号】P2019211572

(43)【公開日】2019-12-12

【審査請求日】2021-05-19

【審判番号】

【審判請求日】2022-09-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000003193

【氏名又は名称】ＴＯＰＰＡＮホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】寺師 太郎

【合議体】

【審判長】山村 浩

【審判官】野村 伸雄

【審判官】齋藤 卓司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－９０９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１６５８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－１３１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２９２３１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１４８８２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

G02B 7/28-7/40

G03B 3/00-3/12

G03B 13/30-13/36

G03B 21/53

H04N 5/222-5/257

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

明暗比を形成するパターンを被写体に投影する投影手段と、
前記被写体を撮像する撮像手段と、
前記投影手段により前記パターンを投影して、前記撮像手段を前記被写体に合焦させる第１の制御と、前記第１の制御の開始から所定時間の経過を待って前記投影手段による前記パターンの投影を停止させて、前記撮像手段により前記被写体を撮像する第２の制御と、を実行する制御手段と、
前記投影手段及び前記撮像手段の向きを変えるための電動雲台と、
を有し、前記投影手段は、前記撮像手段又は前記電動雲台に固定され、前記制御手段は、前記電動雲台を駆動して、予め設定された回転角に対応する複数の方向に対して予め設定された順番に前記撮像手段を向け、前記複数の方向のそれぞれで前記第１の制御及び前記第２の制御を実行し、前記パターンは、斜め縞を含み、前記斜め縞を構成する各ラインの傾き角は、斜め方向に並ぶＡＦフレーム列の傾き角と同じ角度に設定される、
撮像システム。

【請求項2】

前記投影手段は、高輝度のレーザーパターンとして前記被写体に前記パターンを投影可能なレーザー投光器である、
請求項１に記載の撮像システム。

【請求項3】

明暗比を形成するパターンを被写体に投影する投影手段と、前記被写体を撮像する撮像手段と、前記投影手段及び前記撮像手段の向きを変えるための電動雲台とを制御するコンピュータが、
前記投影手段により前記パターンを投影して、前記撮像手段を前記被写体に合焦させる第１の制御と、前記第１の制御の開始から所定時間の経過を待って前記投影手段による前記パターンの投影を停止させて、前記撮像手段により前記被写体を撮像する第２の制御と、を含む、処理を実行する、撮像制御方法であって、前記投影手段は、前記撮像手段又は前記電動雲台に固定され、前記処理において、前記コンピュータは、前記電動雲台を駆動して、予め設定された回転角に対応する複数の方向に対して予め設定された順番に前記撮像手段を向け、前記複数の方向のそれぞれで前記第１の制御及び前記第２の制御を実行し、
前記パターンは、斜め縞を含み、前記斜め縞を構成する各ラインの傾き角は、斜め方向に並ぶＡＦフレーム列の傾き角と同じ角度に設定される、
撮像制御方法。

【請求項4】

明暗比を形成するパターンを被写体に投影する投影手段と、前記被写体を撮像する撮像手段と、前記投影手段及び前記撮像手段の向きを変えるための電動雲台とを制御するコンピュータに、
前記投影手段により前記パターンを投影して、前記撮像手段を前記被写体に合焦させる第１の制御と、前記第１の制御の開始から所定時間の経過を待って前記投影手段による前記パターンの投影を停止させて、前記撮像手段により前記被写体を撮像する第２の制御と、を含む処理を実行させる、プログラムであって、前記投影手段は、前記撮像手段又は前記電動雲台に固定され、前記処理において、前記コンピュータは、前記電動雲台を駆動して、予め設定された回転角に対応する複数の方向に対して予め設定された順番に前記撮像手段を向け、前記複数の方向のそれぞれで前記第１の制御及び前記第２の制御を実行し、
前記パターンは、斜め縞を含み、前記斜め縞を構成する各ラインの傾き角は、斜め方向に並ぶＡＦフレーム列の傾き角と同じ角度に設定される、プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮像システム、撮像制御方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、デジタル画像技術が大きく発展し、デジタルカメラを利用して高精細なデジタル画像を生成することが容易になってきている。デジタル画像技術の応用例としては、絵画などの美術品を高精細なデジタル画像に変換して永続的に残そうとする試みがある。こうした保存技術の分野では、本物を忠実に再現することが望まれる。そして、デジタル画像の解像度が高くなればなるほど、より忠実な再現が可能になる。

【0003】

高解像度のデジタル画像を生成する方法としては、被写体を複数の撮像範囲に分け、複数の撮像範囲で撮像した複数のデジタル画像を繋ぎ合わせて１枚のデジタル画像を生成する方法が提案されている（下記の特許文献１を参照）。この方法では、電動雲台を利用してデジタルカメラの向きを制御し、各撮像範囲の撮像、及び、デジタル画像の繋ぎ合わせを自動的に処理する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第４７７９０４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の提案方法は、デジタルカメラ及び電動雲台を自動制御することで作業を効率化している。しかし、明暗比の少ない被写体を撮影する場合、デジタルカメラの自動焦点（ＡＦ：Auto-Focus）機能では被写体に焦点が合わず、処理の途中でエラーにより処理が中断されることや、焦点が合っていないデジタル画像が生成されることがありうる。この場合、エラーへの対処や処理の再実行などにより作業効率が低下する。

【0006】

上記のような課題に鑑み、本発明の１つの観点によれば、本発明の目的は、明暗比の少ない被写体への合焦精度を向上できる撮像システム、撮像制御方法、及びプログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様によれば、明暗比を形成するパターンを被写体に投影する投影手段と、被写体を撮像する撮像手段と、投影手段によりパターンを投影して、撮像手段を被写体に合焦させる第１の制御と、投影手段によるパターンの投影を停止させて、撮像手段により被写体を撮像する第２の制御と、を実行する制御手段と、を有する、撮像システムが提供される。

【0008】

また、本発明の他の態様によれば、明暗比を形成するパターンを被写体に投影する投影手段と、被写体を撮像する撮像手段と、を制御するコンピュータが、投影手段によりパターンを投影して、撮像手段を被写体に合焦させる第１の制御と、投影手段によるパターンの投影を停止させて、撮像手段により被写体を撮像する第２の制御と、を含む、処理を実行する、撮像制御方法が提供される。

【0009】

また、本発明のさらに他の態様によれば、明暗比を形成するパターンを被写体に投影する投影手段と、被写体を撮像する撮像手段と、を制御するコンピュータに、投影手段によりパターンを投影して、撮像手段を被写体に合焦させる第１の制御と、投影手段によるパターンの投影を停止させて、撮像手段により被写体を撮像する第２の制御と、を含む処理を実行させる、プログラムが提供される。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、明暗比の少ない被写体への合焦精度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態に係る撮像システムの一例を示した図である。

【図2】本実施形態に係る制御装置のハードウェアの一例を示したブロック図である。

【図3】本実施形態に係る制御装置の機能の一例を示したブロック図である。

【図4】本実施形態に係る投光器及び電動雲台の制御、及び、合焦制御を含む撮像制御について説明するための説明図である。

【図5】本実施形態に係る投光パターンの設定方法について説明するための第１の説明図である。

【図6】本実施形態に係る投光パターンの設定方法について説明するための第２の説明図である。

【図7】本実施形態に係る投光パターンの設定方法について説明するための第３の説明図である。

【図8】本実施形態に係る撮像システムの動作例を示したフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態（以下、本実施形態）について説明する。なお、本明細書及び図面において実質的に同一の機能を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する場合がある。

【0013】

［１．撮像システムの構成］
図１を参照しながら、撮像システム１０の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る撮像システムの一例を示した図である。なお、撮像システム１０は、本実施形態に係る撮像システムの一例である。

【0014】

図１に示すように、撮像システム１０は、カメラ本体１１、レンズ１２、投光器１３、電動雲台１４、及び制御装置１５を有する。

【0015】

なお、カメラ本体１１は、撮影手段の一例である。投光器１３は、投影手段の一例である。制御装置１５は、制御手段の一例である。

【0016】

カメラ本体１１は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなど、デジタル画像を出力可能なデジタルカメラである。カメラ本体１１には、レンズ１２が装着される。ここでは説明の都合上、カメラ本体１１とレンズ１２とを別体のように記載しているが、カメラ本体１１とレンズ１２とが一体化されたレンズ一体型のデジタルカメラを適用してもよい。また、カメラ本体１１としては、一眼レフカメラ、ミラーレス一眼カメラ、コンパクトデジタルカメラなど様々な種類のデジタルカメラが適用されうる。

【0017】

投光器１３は、光により被写体に明暗比のあるパターン（以下、投光パターン）を投影可能な光出力デバイスである。例えば、投光器１３は、レーザー光を出力して、複数の高輝度ラインを被写体に投影できるレーザー投光器である。なお、投光器１３として適用可能なレーザーの種類やレーザー光の色は任意である。例えば、赤色のレーザー光を出力する半導体レーザー投光器を投光器１３として適用することができる。

【0018】

以下では、説明の都合上、投光器１３がレーザー投光器であることを前提に説明を進めるが、投光器１３の種類はレーザー投光器に限定されない。例えば、投光器１３は、ＤＬＰ（Digital Light Processing）プロジェクタや液晶式プロジェクタなど、画像や映像を被写体に投影可能なプロジェクタ機器であってもよい。また、光源にＬＥＤ（Light Emitting Diode）を採用するＬＥＤ投光器を投光器１３に適用してもよい。

【0019】

投光器１３は、例えば、カメラ本体１１に固定される。なお、図１の例では、カメラ本体１１のアクセサリシューに投光器１３が固定されているが、投光器１３の固定方法はこれに限定されない。また、投光器１３は、投光方向とレンズ１２の光軸方向とが所定の関係を保ってカメラ本体１１の動きに追従できればよく、カメラ本体１１が載置される電動雲台１４に固定されてもよい。

【0020】

カメラ本体１１は、電動雲台１４に載置される。図１には電動雲台１４を模式的に示しているが、電動雲台１４は、カメラ本体１１を水平面内（図中のＸ－Ｚ面内）で回転させる水平回転機構、垂直面内（図中のＹ－Ｚ面内）で回転させる垂直回転機構、及びこれらの回転機構を電気的に駆動する駆動回路を有する。なお、電動雲台１４は、いずれか一方の回転機構だけを有していてもよい。

【0021】

カメラ本体１１、投光器１３、及び電動雲台１４は、制御装置１５に接続される。なお、図１の例では、カメラ本体１１、投光器１３、及び電動雲台１４が、それぞれ別の配線で制御装置１５に接続されているが、例えば、有線又は無線ＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークや、ＢＴ（Bluetooth；登録商標）などの近距離無線通信を用いて制御装置１５に接続されてもよい。

【0022】

制御装置１５は、カメラ本体１１、投光器１３、及び電動雲台１４を制御するコンピュータである。図１の例では、制御装置１５としてノート型ＰＣ（Personal Computer）を模式的に示しているが、デスクトップ型ＰＣ、タブレット型コンピュータ、スマートフォン、サーバ、ワークステーションなどのコンピュータを制御装置１５として利用してもよい。

【0023】

制御装置１５は、カメラ本体１１に対する撮像制御を実施する。また、制御装置１５は、投光器１３に対する点灯制御及び消灯制御を実施する。また、制御装置１５は、電動雲台１４に対する駆動制御（駆動回路を介して水平回転機構及び垂直回転機構の回転角を変化させる制御）を実施する。なお、これら撮像制御、点灯制御、消灯制御、駆動制御の詳細については後述する。

【0024】

以下、制御装置１５について、さらに説明する。

【0025】

（制御装置のハードウェア）
図２を参照しながら、制御装置１５のハードウェアについて説明する。図２は、本実施形態に係る制御装置のハードウェアの一例を示したブロック図である。

【0026】

制御装置１５の機能は、例えば、図２に示したハードウェア資源を用いて実現することが可能である。つまり、制御装置１５の機能は、コンピュータプログラムを用いて図２に示すハードウェアを制御することにより実現されうる。

【0027】

図２に示すように、制御装置１５は、主に、プロセッサ１５ａ、メモリ１５ｂ、表示Ｉ／Ｆ（Interface）１５ｃ、通信Ｉ／Ｆ１５ｄ、及び接続Ｉ／Ｆ１５ｅを有する。

【0028】

プロセッサ１５ａは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などである。メモリ１５ｂは、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリなどである。

【0029】

表示Ｉ／Ｆ１５ｃは、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＥＬＤ（Electro-Luminescence Display）などのディスプレイデバイスを接続するためのインターフェースである。例えば、表示Ｉ／Ｆ１５ｃは、プロセッサ１５ａや、表示Ｉ／Ｆ１５ｃに搭載されたＧＰＵ（Graphic Processing Unit）により表示制御を実施する。

【0030】

通信Ｉ／Ｆ１５ｄは、有線及び／又は無線のネットワークに接続するためのインターフェースである。通信Ｉ／Ｆ１５ｄは、例えば、有線ＬＡＮ、無線ＬＡＮ、光通信ネットワーク、携帯電話ネットワークなどに接続されうる。また、通信Ｉ／Ｆ１５ｄは、ＢＴなどの近距離無線通信を利用して他の機器と通信するためのインターフェースを含みうる。

【0031】

接続Ｉ／Ｆ１５ｅは、外部デバイスを接続するためのインターフェースである。接続Ｉ／Ｆ１５ｅは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）などである。

【0032】

接続Ｉ／Ｆ１５ｅには、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、タッチパッドなどの入力インターフェースが接続されうる。また、接続Ｉ／Ｆ１５ｅには、スピーカなどのオーディオデバイスやプリンタなどが接続されうる。また、接続Ｉ／Ｆ１５ｅには、可搬性の記録媒体１５ｆが接続されうる。記録媒体１５ｆは、例えば、磁気記録媒体、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどである。

【0033】

上述したプロセッサ１５ａは、記録媒体１５ｆに格納されたプログラムを読み出してメモリ１５ｂに格納し、メモリ１５ｂから読み出したプログラムに従って制御装置１５の動作を制御することができる。

【0034】

なお、制御装置１５の動作を制御するプログラムは、メモリ１５ｂに予め格納されていてもよいし、通信Ｉ／Ｆ１５ｄを介してネットワークからダウンロードされてもよい。そのようなプログラムは、ネットワークを介してダウンロードされるプログラム製品として流通することがありうる。また、プログラムを格納した記録媒体１５ｆが製品として流通することがありうる。

【0035】

以上、制御装置１５のハードウェアについて説明した。

【0036】

（制御装置の機能）
次に、図３を参照しながら、制御装置１５の機能について説明する。図３は、本実施形態に係る制御装置の機能の一例を示したブロック図である。

【0037】

図３に示すように、制御装置１５は、記憶部１５１、投光制御部１５２、撮像制御部１５３、及び雲台制御部１５４を有する。

【0038】

なお、記憶部１５１の機能は、上述したメモリ１５ｂを用いて実現可能である。投光制御部１５２、撮像制御部１５３、及び雲台制御部１５４の機能は、上述したプロセッサ１５ａを用いて実現可能である。

【0039】

記憶部１５１には、ピッチ１５１ａ、撮影距離１５１ｂ及び焦点距離１５１ｃに関する情報が格納される。

【0040】

ピッチ１５１ａは、ＡＦフレームピッチｓＰである。なお、ＡＦフレームピッチｓＰについては後述する。撮影距離１５１ｂは、カメラ本体１１に搭載される撮像素子１１ａから被写体までの距離である。焦点距離１５１ｃは、レンズ１２の焦点中心（ノーダルポイント又はノーパララックスポイントＮＰ）から撮像素子１１ａまでの距離である。なお、ＮＰ及び焦点距離１５１ｃは、レンズ１２に固有のパラメータである。

【0041】

投光制御部１５２は、投光器１３に対する点灯制御及び消灯制御を実施する。撮像制御部１５３は、カメラ本体１１に対する撮像制御を実施する。雲台制御部１５４は、電動雲台１４に対する駆動制御を実施する。

【0042】

ここで、図４を参照しながら、投光制御部１５２、撮像制御部１５３、及び雲台制御部１５４による制御について、具体例を挙げて説明する。図４は、本実施形態に係る投光器及び電動雲台の制御、及び、合焦制御を含む撮像制御について説明するための説明図である。

【0043】

図４の例では、撮像システム１０により被写体２０を撮像するシーンを想定している。被写体２０は、例えば、絵画、壁画、屏風、彫刻、彫像、陶器などの美術品や工芸品である。但し、撮像システム１０にとって好適な被写体２０はこれらの例に限定されない。例えば、高層ビルや橋脚などの建造物、或いは、壁面広告や標識などの標示物のように、通常は美的創作物として認識されていない対象も被写体２０に適用できる。

【0044】

また、図４の例では、説明の都合上、カメラ本体１１及び電動雲台１４の図示を省略し、撮像システム１０については、カメラ本体１１に搭載される撮像素子１１ａ、レンズ１２、及び投光器１３だけを模式的に図示している。この例では、撮影距離１５１ｂをＤ、焦点距離１５１ｃをｆＬ、垂直面内（Ｙ－Ｚ面内）の回転角をψ、水平面内（Ｘ－Ｚ面内）の回転角をφと表記する。

【0045】

本実施形態において、被写体２０は、複数の撮像範囲に分けて撮像される。そのため、被写体２０の全体は、互いに接続又は一部が重なる複数の撮像範囲に予め区分されている。各撮像範囲に関する情報は、記憶部１５１に予め格納される。

【0046】

各撮像範囲は、焦点距離ｆＬ、撮影距離Ｄ、及び２つの回転角φ、ψから決定されうる。焦点距離ｆＬは、レンズ１２に固有の値である。撮影距離Ｄは、被写体２０に対してカメラ本体１１及び電動雲台１４の位置を固定した段階で確定する。よって、２つの回転角φ、ψにより各撮像範囲を規定することができる。そのため、各撮像範囲は、例えば、２つの回転角φ、ψの組み合わせにより表現されうる。

【0047】

なお、レンズ１２が単焦点レンズの場合には焦点距離ｆＬが１つに決まるが、ズームレンズの場合にはズームにより焦点距離ｆＬが変動する。この場合、撮像時に利用する焦点距離ｆＬが予め設定され、焦点距離ｆＬに関する情報として記憶部１５１に格納される。各撮像範囲の設定方法及び電動雲台１４の駆動制御については、例えば、特許第４７７９０４１号公報に記載の方法を適用してもよい。

【0048】

一例として、撮像範囲２２を撮像する場合について説明する。

【0049】

２つの回転角φ、ψが固定されると、撮像範囲２２は、レンズ１２の光軸を延伸した線が被写体２０に達する位置を中心とする方形の領域に決定される。そのため、投光器１３は、撮像範囲２２の全体を被覆する被写体２０上の領域に投光パターン（図４の例では斜め縞２１）を投影できる角度に予め固定される。なお、投光器１３の向きはレンズ１２の向きに連動するため、２つの回転角φ、ψによらず各撮像範囲を被覆するように投光器１３により投光パターンが投影される。

【0050】

雲台制御部１５４は、撮像範囲２２に対応する回転角φ、ψに基づいて、電動雲台１４の水平回転機構及び垂直回転機構に対する駆動制御を実施する。電動雲台１４に対する駆動制御が完了後、投光制御部１５２は、投光器１３に対する点灯制御を実施し、被写体２０に斜め縞２１を投影させる。斜め縞２１の投影後、撮像制御部１５３は、カメラ本体１１に対する撮像制御の一部として、ＡＦにより被写体２０（撮像範囲２２）に合焦させる合焦制御を実施する。

【0051】

被写体２０に合焦後、投光制御部１５２は、投光器１３に対する消灯制御を実施し、被写体２０に対する斜め縞２１の投影を停止させる。投影の停止後、撮像制御部１５３は、カメラ本体１１に対する撮像制御の一部として、被写体２０（撮像範囲２２）のデジタル画像を出力する撮像処理（シャッター羽根の開閉、撮像素子１１ａからの信号読み出し、ＡＤ（Analog to Digital）変換など）を実行させる。なお、合焦状態（フォーカスロックの状態）で撮像処理が実行される。

【0052】

上記のように、被写体２０に斜め縞２１が投影されているため、被写体２０が明暗比の少ない対象物であってもＡＦにより容易に合焦することができる。その結果、合焦の失敗によりエラーが出力されることや、焦点が合っていないデジタル画像が出力されることが少なくなり、撮像システム１０による自動撮像の効率が高まる。

【0053】

なお、上述した撮像範囲２２に対する一連の制御は、他の撮像範囲に対しても実施される。撮像範囲の切り替えを含む全体的な処理の流れについては後述する。

【0054】

（投光パターンの設定方法）
ここで、図５～図７を参照しながら、投光パターンの設定方法について説明する。また、この説明の中で、投光パターンとして斜め縞２１が好適である理由、及び変形例として適用可能な投光パターンの例について説明する。

【0055】

図５は、本実施形態に係る投光パターンの設定方法について説明するための第１の説明図である。図６は、本実施形態に係る投光パターンの設定方法について説明するための第２の説明図である。図７は、本実施形態に係る投光パターンの設定方法について説明するための第３の説明図である。

【0056】

図５には、カメラ本体１１に搭載されるファインダ接眼窓１１ｂから見える像が模式的に図示されている。ファインダ接眼窓１１ｂからは、ファインダスクリーンを通して見えるファインダスクリーン像１１ｃが見える。また、ファインダスクリーン像１１ｃの周囲には、撮影可能枚数、ＩＳＯ感度、露出補正、Ｆ値、シャッタースピードなどの設定情報が表示される。また、ファインダスクリーン像１１ｃの内部には、複数のＡＦフレーム（ＡＦフレーム１１ｄ）が配置されている。

【0057】

ＡＦフレーム（測距点）は、撮影する際に、どのポイントでピントを合わせるのか（合焦させるのか）を示す指標である。ＡＦフレームの配置は、ＡＦセンサの配置に対応する。ＡＦフレームの形状や配置は、カメラ本体１１の種類（製造メーカーや機種など）によって異なる場合がある。また、多くの場合、カメラ本体１１には、合焦したポイントに対応するＡＦフレームが点灯して撮影者に知らせる機能や、合焦させるポイントを撮影者が指定できるようにする機能が搭載されている。

【0058】

隣接するＡＦフレームの間隔は、ＡＦフレームピッチと呼ばれる。本実施形態では、ＡＦフレームピッチをｓＰと表記する。但し、隣接するＡＦフレームの選び方によってＡＦフレームピッチｓＰは異なる。以下では、説明の都合上、図５の例のようにファインダスクリーン像１１ｃを見た場合の横方向に並ぶＡＦフレーム列（以下、横ＡＦフレーム列）のＡＦフレームピッチｓＰをｓＰ１と表記し、斜め方向に並ぶＡＦフレーム列（以下、斜めＡＦフレーム列）のＡＦフレームピッチｓＰをｓＰ２と表記する。

【0059】

なお、ファインダー視野率によるが、ファインダスクリーン像１１ｃは、概ね被写体２０の撮像範囲２２に対応する（ファインダー視野率１００％の場合に両者は一致する）。

【0060】

ここで、図６を参照する。図６には、被写体２０の撮像範囲２２、及び投光パターン（斜め縞２１）が模式的に図示されている。図６の例では、斜め縞２１を形成する線（高輝度ライン）の傾き角はθに設定されている。但し、高輝度ラインの傾き角θは、斜めＡＦフレーム列の傾き角と同じ角度に設定される。以下では、説明の都合上、隣接する高輝度ラインの間隔をパターンピッチＰと称する。

【0061】

ここで、撮像素子１１ａ及び被写体２０の対向面がいずれもＸ－Ｙ面と平行であり、撮像範囲２２の底辺がＸ軸と平行である状況（２つの回転角φ、ψの設定）を想定すると、ＡＦフレームピッチｓＰ（この例ではｓＰ２）とパターンピッチＰとの関係は、図７に示すような関係になる。つまり、パターンピッチＰは、ＡＦフレームピッチｓＰ、撮影距離Ｄ、及び焦点距離ｆＬを用いて、下記の式（１）のように表現できる。
Ｐ＝ｓＰ×（Ｄ－ｆＬ）／ｆＬ
…（１）

【0062】

なお、傾き角θを０［ｒａｄ．］とし、ＡＦフレームピッチｓＰ１を適用した場合にも同様に上記の式（１）で表現される関係が成り立つ。そして、上記の式（１）に基づくパターンピッチＰの設定により、被写体２０上で高輝度ラインが作る明暗比をいずれかのＡＦフレームが高い確率で捕捉でき、明暗比の少ない被写体２０に対する合焦の失敗を抑制しうる。

【0063】

さて、上記の説明では、撮像素子１１ａ及び被写体２０の対向面が平行である場合（以下、正対条件）について述べたが、２つの回転角φ、ψが変化するとパターンピッチＰは大きくなる。一方で、２つの回転角φ、ψが変化してもＡＦフレームピッチｓＰは変化しない。つまり、正対条件で上記の式（１）に基づく設定を実施すると、２つの回転角φ、ψの変化に応じて、ＡＦフレームピッチｓＰとパターンピッチＰとの間の関係が変化する。

【0064】

例えば、図６の状態（正対条件）から回転角φを変化させると、Ｘ方向に高輝度ラインの間隔が広がる。但し、Ｙ方向には高輝度ラインの間隔が広がらないため、斜め縞２１の場合、実質的に高輝度ラインの傾き角θが小さくなるように見える。一方、斜めＡＦフレーム列の傾き角は変化しないから、ファインダスクリーン像１１ｃ内の高輝度ラインと斜めＡＦフレーム列とがクロスする点が生まれる。言い換えると、いずれかのＡＦフレームにより高輝度ラインが捕捉される。

【0065】

回転角φの変化に応じて、ファインダスクリーン像１１ｃ内で高輝度ラインと斜めＡＦフレーム列とがクロスする原理は、回転角ψの変化についても同様に当てはまる。つまり、斜め縞２１を採用し、上記の式（１）に基づいてパターンピッチＰを設定することで、電動雲台１４によるカメラ本体１１の移動があっても正しく合焦できる確率を高めることが可能になるのである。このように、被写体２０の高解像度撮影を実施する撮像システム１０においては、投光パターンとして斜め縞２１の採用が好適である。

【0066】

なお、上記の説明では斜めＡＦフレーム列の傾き角と高輝度ラインの傾き角θとを一致させる旨を述べたが、例えば、マージンの設定や、誤差によって傾き角のずれが生じることがある。但し、このようなずれは当然に予期されるものであり、本実施形態の技術的範囲に属することは言うまでもない。

【0067】

変形例としては、斜め縞２１を含む投光パターンを適用する方法がある。例えば、斜め縞２１の高輝度ラインとクロスする複数の高輝度ラインを重畳した網目状の投光パターンを適用してもよい。この変形例を適用する場合、クロスする高輝度ラインの傾き角を（π－θ）［ｒａｄ．］とし（πは円周率）、クロスする高輝度ラインのパターンピッチを斜め縞２１のパターンピッチＰに一致されるのが好適である。

【0068】

また、他の変形例としては、斜め縞２１のパターンピッチＰを上記の式（１）で計算される値より所定値（例えば、計算値の５％）だけ小さく設定する方法がある。さらに他の変形例としては、２つの回転角φ、ψの大きさ（正対条件からのずれの大きさ）に応じてパターンピッチＰを小さくするように調整する方法がある。このような変形例についても、当然に本実施形態の技術的範囲に属する。

【0069】

以上、撮像システム１０の構成について説明した。

【0070】

［２．撮像システムによる処理の流れ］
次に、図８を参照しながら、撮像システム１０による処理の流れについて説明する。図８は、本実施形態に係る撮像システムの動作例を示したフロー図である。

【0071】

（Ｓ１０１）制御装置１５は、被写体２０の撮像を開始する合図となる撮影開始トリガを受け付ける。撮影開始トリガは、撮影者による手動の指示（手動指示）であってもよいし、制御装置１５に自動で入力される指示（自動指示）であってもよい。自動指示としては、例えば、予め設定された時間経過やタイミング到達に応じて撮影開始が指示される仕組みなどが適用されうる。

【0072】

（Ｓ１０２）雲台制御部１５４は、電動雲台１４の回転制御（駆動制御）を実施し、カメラ本体１１、レンズ１２、及び投光器１３を所望の撮像範囲に向ける。

【0073】

例えば、雲台制御部１５４は、撮影者による入力されるか、或いは、記憶部１５１に予め格納されている回転角φ、ψを取得し、電動雲台１４に回転角φ、ψを指示する。なお、複数の撮像範囲に対応する回転角φ、ψの組は予め設定されており、雲台制御部１５４は、Ｓ１０２の処理が実行される場合に回転角φ、ψを１組選択し、選択した回転角φ、ψに基づいて電動雲台１４に指示を与える。

【0074】

（Ｓ１０３）電動雲台１４の動きが停止すると、投光制御部１５２は、投光器１３の点灯制御を実施する。投光器１３は、投光制御部１５２による点灯制御に応じて投光を開始し、投光パターンを被写体２０に投影させる。例えば、投光器１３は、斜め縞２１の投光パターンを被写体２０に投影させる。

【0075】

（Ｓ１０４）撮像制御部１５３は、投光器１３により投光パターンが被写体２０に投影されている状態でカメラ本体１１に撮像指示を与える。

【0076】

合焦処理の完了から撮像処理の開始までの時間が既知又は制御可能である場合、撮像制御部１５３は、合焦処理及び撮像処理の実行指示を含む撮像指示をカメラ本体１１に与える。例えば、撮像制御部１５３は、撮影指示の受け付けに応じて合焦処理を開始し、合焦に成功した場合に、所定時間（例えば、５秒）の経過を待って撮像処理を実行するようにカメラ本体１１を制御する。以下、この制御を前提に説明する。

【0077】

（Ｓ１０５）投光制御部１５２は、撮像制御部１５３による撮像指示から所定時間（例えば、５秒）が経過したタイミングで投光器１３の消灯制御を実施する。消灯タイミングは、カメラ本体１１が合焦処理を完了するのに十分な時間を確保し、カメラ本体１１が撮像処理を開始する前に投光パターンの投影を停止するように設定される。

【0078】

また、合焦から消灯及び撮像までの間に所定時間を設ける理由は、電動雲台１４の動きに伴う振動及び合焦処理の際に生じる振動を沈静化させ、ぶれを抑えることにある。なお、上記所定時間の設定値は振動の状況に応じて好適な値に設定されうる。

【0079】

（Ｓ１０６）撮像制御部１５３は、カメラ本体１１からデジタル画像のデータ（撮像データ）を受信したか否かを判定する。なお、カメラ本体１１が合焦に成功し、撮影が成功した場合、カメラ本体１１から制御装置１５に撮像データが転送される。撮像データが受信された場合、処理はＳ１０７へと進む。一方、撮像データが受信されない場合、処理はＳ１０３へと進む。

【0080】

例えば、撮像制御部１５３は、撮像指示から予め設定した時間（例えば、１５秒）の経過を監視し、その時間が経過した時点で撮像データを受信できないとき、処理をＳ１０３へと進める。なお、変形例として、撮像制御部１５３は、撮像データがピントの合ったデジタル画像の撮像データであるか否かを判定し、ピントが合っていないデジタル画像である場合に処理をＳ１０３へと進めてもよい。

【0081】

（Ｓ１０７）雲台制御部１５４は、全ての回転角（撮像範囲）で撮像したか否かを判定する。例えば、雲台制御部１５４は、予め設定された回転角の組を全て選択し終えた場合、全ての回転角で撮像したと判定する。全ての回転角での撮像が完了した場合、図８に示した一連の処理は終了する。一方、撮像が未了の回転角がある場合、処理はＳ１０２へと進む。

【0082】

以上、撮像システム１０による処理の流れについて説明した。

【0083】

上記のように、撮像システム１０では、被写体２０を複数の撮像範囲に分け、電動雲台１４を自動制御して各撮像範囲のデジタル画像を取得する。このとき、撮像システム１０では、投光器１３により被写体２０に投光パターンを投影してカメラ本体１１による合焦を補助し、合焦の失敗によるエラーの発生やピントの合わないデジタル画像の生成を抑制する。このような仕組みを採用することで、撮像システム１０では、より効率的に、明暗比の少ない被写体２０の高解像度デジタル画像を得ることが可能になる。

【0084】

以上、本発明の実施形態について説明した。

【0085】

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はここで開示した例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属する。

【符号の説明】

【0086】

１０ 撮像システム
１１ カメラ本体
１１ａ 撮像素子
１１ｂ ファインダ接眼窓
１１ｃ ファインダスクリーン像
１１ｄ ＡＦフレーム
１２ レンズ
１３ 投光器
１４ 電動雲台
１５ 制御装置
１５ａ プロセッサ
１５ｂ メモリ
１５ｃ 表示Ｉ／Ｆ
１５ｄ 通信Ｉ／Ｆ
１５ｅ 接続Ｉ／Ｆ
１５ｆ 記録媒体
２０ 被写体
２１ 斜め縞
２２ 撮像範囲
１５１ 記憶部
１５１ａ ピッチ
１５１ｂ 撮影距離
１５１ｃ 焦点距離
１５２ 投光制御部
１５３ 撮像制御部
１５４ 雲台制御部
Ｄ 撮影距離
ｆＬ 焦点距離
ＮＰ ノーダルポイント（ノーパララックスポイント）
ｓＰ、ｓＰ１、ｓＰ２ ＡＦフレームピッチ
Ｐ パターンピッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】