(57)【要約】【課題】ＴＯＦセンサによる対象物までの距離の測距の精度にばらつきが生じる可能性がある。【解決手段】制御装置は、パルス光を繰り返し出射する発光素子と、対象物からのパルス光の反射光を含む光を繰り返し受光する受光素子とを有し、予め定められた受光期間に受光素子が繰り返し受光する反射光の量に基づいて、対象物までの距離を測距する測距装置を制御する制御装置でよい。制御装置は、測距装置により測距される距離に基づいて合焦制御を実行する撮像装置により撮像される画像の画像情報を取得し、画像情報に基づいて、受光期間の長さを決定するように構成される回路を備えてよい。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス光を繰り返し出射する発光素子と、対象物からの前記パルス光の反射光を含む光を繰り返し受光する受光素子とを有し、予め定められた受光期間に前記受光素子が繰り返し受光する前記反射光の量に基づいて、前記対象物までの距離を測距する測距装置を制御する制御装置であって、
前記測距装置により測距される前記距離に基づいて合焦制御を実行する撮像装置により撮像される画像の画像情報を取得し、
前記画像情報に基づいて、前記受光期間の長さを決定する
ように構成される回路を備える、制御装置。
【請求項２】
前記測距装置は、前記受光期間内の前記パルス光が前記発光素子から繰り返し出射されているそれぞれの第１期間に前記受光素子が受光する前記反射光の第１量と、前記受光期間内のそれぞれの前記第１期間に続くそれぞれの第２期間に前記受光素子が受光する前記反射光の第２量とに基づいて、前記距離を測距する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記回路は、
前記画像情報として前記画像の色情報を取得し、
前記色情報に基づいて、前記受光期間の長さを決定する
ように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記回路は、
前記画像情報として前記画像内の第１領域の画像情報を取得し、
前記第１領域の前記画像情報に基づいて、前記受光期間の長さを決定する
ように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記回路は、
前記画像情報として前記画像内の第１領域の色情報を取得し、
前記色情報に基づいて、前記受光期間の長さを決定する
ように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項６】
前記回路は、
前記色情報により特定される前記第１領域に含まれる色の波長が第１波長の場合、前記受光期間の長さを第１受光期間に決定し、
前記色情報により特定される前記第１領域に含まれる色の波長が前記第１波長より短い第２波長の場合、前記受光期間の長さを前記第１受光期間より長い第２受光期間に決定する
ように構成される、請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記パルス光は、赤外光である、請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記回路は、
前記撮像装置の撮影モードをさらに取得し、
前記撮影モードに基づいて、前記受光期間の長さを決定するように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項９】
前記回路は、
前記画像情報に基づいて、前記受光期間の長さを第１の長さに決定し、
前記受光素子が前記第１の長さの前記受光期間で受光する前記反射光の量が予め定められた第１閾値に達している場合、前記受光期間の長さを前記第１の長さより短い第２の長さに決定する
ように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記回路は、前記第１の長さの前記受光期間で前記受光素子が受光する前記反射光の量が前記第１閾値により小さい予め定められた第２閾値に達していない場合、前記受光期間の長さを前記第１の長さより長い第３の長さに決定するように構成される、請求項９に記載の制御装置。
【請求項１１】
パルス光を繰り返し出射する発光素子と、対象物からの前記パルス光の反射光を含む光を繰り返し受光する受光素子とを有し、予め定められた受光期間に前記受光素子が繰り返し受光する前記反射光の量に基づいて、前記対象物までの距離を測距する測距装置を制御する制御装置であって、
前記測距装置により測距された前記距離に基づいて合焦制御を実行する撮像装置の撮影モードを取得し、
前記撮影モードに基づいて、前記受光期間の長さを決定する
ように構成される回路を備える、制御装置。
【請求項１２】
請求項１から１１の何れか１つに記載の制御装置と、
前記測距装置と、
前記撮像装置と
を備える撮像システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の撮像システムを備えて移動する移動体。
【請求項１４】
パルス光を繰り返し出射する発光素子と、対象物からの前記パルス光の反射光を含む光を繰り返し受光する受光素子とを有し、予め定められた受光期間に前記受光素子が繰り返し受光する前記反射光の量に基づいて、前記対象物までの距離を測距する測距装置を制御する制御方法であって、
前記測距装置により測距される前記距離に基づいて合焦制御を実行する撮像装置により撮像される画像の画像情報を取得する段階と、
前記画像情報に基づいて、前記受光期間の長さを決定する段階と
を備える、制御方法。
【請求項１５】
パルス光を繰り返し出射する発光素子と、対象物からの前記パルス光の反射光を含む光を繰り返し受光する受光素子とを有し、予め定められた受光期間に前記受光素子が繰り返し受光する前記反射光の量に基づいて、前記対象物までの距離を測距する測距装置を制御する制御方法であって、
前記測距装置により測距された前記距離に基づいて合焦制御を実行する撮像装置の撮影モードを取得する段階と、
前記撮影モードに基づいて、前記受光期間の長さを決定する段階と
を備える、制御方法。
【請求項１６】
請求項１から１１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、撮像システム、移動体、制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）システムから受け取られる距離および反射率に基づいて露出レベルを決定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］  特表２０１８−５２８６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＴＯＦセンサで測距される対象物の反射率の違いにより、ＴＯＦセンサで受光される反射光の量が異なる。これにより、ＴＯＦセンサによる対象物までの距離の測距の精度にばらつきが生じる可能性がある。
【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、パルス光を繰り返し出射する発光素子と、対象物からのパルス光の反射光を含む光を繰り返し受光する受光素子とを有し、予め定められた受光期間に受光素子が繰り返し受光する反射光の量に基づいて、対象物までの距離を測距する測距装置を制御する制御装置でよい。制御装置は、測距装置により測距される距離に基づいて合焦制御を実行する撮像装置により撮像される画像の画像情報を取得し、画像情報に基づいて、受光期間の長さを決定するように構成される回路を備えてよい。
【０００５】
測距装置は、受光期間内のパルス光が発光素子から繰り返し出射されているそれぞれの第１期間に受光素子が受光する反射光の第１量と、受光期間内のそれぞれの第１期間に続くそれぞれの第２期間に受光素子が受光する反射光の第２量とに基づいて、距離を測距してよい。
【０００６】
回路は、画像情報として画像の色情報を取得し、色情報に基づいて、受光期間の長さを決定するように構成されてよい。
【０００７】
回路は、画像情報として画像内の関心領域の画像情報を取得し、第１領域の画像情報に基づいて、受光期間の長さを決定するように構成されてよい。
【０００８】
回路は、画像情報として画像内の第１領域の色情報を取得し、色情報に基づいて、受光期間の長さを決定するように構成されてよい。
【０００９】
回路は、色情報により特定される第１領域に含まれる色の波長が第１波長の場合、受光期間の長さを第１受光期間に決定してよい。回路は、色情報により特定される第１領域に含まれる色の波長が第１波長より短い第２波長の場合、受光期間の長さを第１受光期間より長い第２受光期間に決定するように構成されてよい。
【００１０】
パルス光は、赤外光でよい。
【００１１】
回路は、撮像装置の撮影モードをさらに取得し、撮影モードに基づいて、受光期間の長さを決定するように構成されてよい。
【００１２】
回路は、画像情報に基づいて、受光期間の長さを第１の長さに決定し、受光素子が第１の長さの受光期間で受光する反射光の量が予め定められた第１閾値に達している場合、受光期間の長さを第１の長さより短い第２の長さに決定するように構成されてよい。
【００１３】
回路は、第１の長さの受光期間で受光素子が受光する反射光の量が第１閾値により小さい予め定められた第２閾値に達していない場合、受光期間の長さを第１の長さより長い第３の長さに決定するように構成されてよい。
【００１４】
本発明の一態様に係る制御装置は、パルス光を繰り返し出射する発光素子と、対象物からのパルス光の反射光を含む光を繰り返し受光する受光素子とを有し、予め定められた受光期間に受光素子が繰り返し受光する反射光の量に基づいて、対象物までの距離を測距する測距装置を制御する制御装置でよい。制御装置は、測距装置により測距された距離に基づいて合焦制御を実行する撮像装置の撮影モードを取得し、撮影モードに基づいて、受光期間の長さを決定するように構成される回路を備えてよい。
【００１５】
本発明の一態様に係る撮像システムは、上記制御装置と、測距装置と、撮像装置とを備えてよい。
【００１６】
本発明の一態様に係る移動体は、上記撮像システムを備えて移動する移動体でよい。
【００１７】
本発明の一態様に係る制御方法は、パルス光を繰り返し出射する発光素子と、対象物からのパルス光の反射光を含む光を繰り返し受光する受光素子とを有し、予め定められた受光期間に受光素子が繰り返し受光する反射光の量に基づいて、対象物までの距離を測距する測距装置を制御する制御方法でよい。制御方法は、測距装置により測距される距離に基づいて合焦制御を実行する撮像装置により撮像される画像の画像情報を取得する段階を備えてよい。制御方法は、画像情報に基づいて、受光期間の長さを決定する段階を備えてよい。
【００１８】
本発明の一態様に係る制御方法は、パルス光を繰り返し出射する発光素子と、対象物からのパルス光の反射光を含む光を繰り返し受光する受光素子とを有し、予め定められた受光期間に受光素子が繰り返し受光する反射光の量に基づいて、対象物までの距離を測距する測距装置を制御する制御方法でよい。制御方法は、測距装置により測距された距離に基づいて合焦制御を実行する撮像装置の撮影モードを取得する段階を備えてよい。制御方法は、撮影モードに基づいて、受光期間の長さを決定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、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。
【００２０】
本発明の一態様によれば、測距装置による対象物までの距離の測距の精度のばらつきを抑制できる。
【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】撮像システムの外観斜視図である。
【図２】撮像システムの機能ブロックを示す図である。
【図３】電荷蓄電部の回路構成の一例を示す図である。
【図４】受光部のタイミングチャートの一例を示す図である。
【図５】ＴＯＦセンサの受光期間を決定する手順の一例を示すフローチャートを示す図である。
【図６】撮像システムの他の形態を示す外観斜視図である。
【図７】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８】ハードウェア構成の一例を示す図である。
【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。
【００２４】
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。
【００２５】
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）等の様なメモリ要素等を含んでよい。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
図１は、本実施形態に係る撮像システム１０の外観斜視図の一例である。撮像システム１０は、撮像装置１００、ＴＯＦセンサ１６０、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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。ＴＯＦセンサ１６０は、対象物までの距離を測距する。撮像装置１００は、ＴＯＦセンサ１６０により測距された距離に基づいて、フォーカスレンズの位置を調整することで、合焦制御を実行する。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。画像処理部１１２、及びＴＯＦ制御部１１４を有する。画像処理部１１２は、イメージセンサ１２０から出力された画像信号にデモザイク処理を施すことで画像データを生成する。画像処理部１１２は、画像データをメモリ１３０に格納する。ＴＯＦ制御部１１４は、ＴＯＦセンサ１６０を制御する。撮像制御部１１０、またはＴＯＦ制御部１１４は、回路の一例である。
【００３５】
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１３０は、撮像制御部１１０がイメージセンサ１２０等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。
【００３６】
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等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、ガイド軸等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。
【００３７】
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。
【００３８】
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等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は台座等、撮像装置１００の筐体の外に設けられてよい。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
ＴＯＦセンサ１６０は、発光部１６２、受光部１６４、発光制御部１６６、受光制御部１６７、及びメモリ１６８を備える。発光部１６２は、少なくとも１つの発光素子１６３を含む。発光素子１６３は、ＬＥＤまたはレーザ等の高速変調されたパルス光を繰り返し出射するデバイスである。発光素子１６３は、赤外光であるパルス光を出射してよい。発光制御部１６６は、発光素子１６３の発光を制御する。発光制御部１６６は、発光素子１６３から出射されるパルス光のパルス幅を制御してよい。赤外光の波長は７５０ｎｍ以上９５０ｎｍ以下である。発光部１６２は８５０ｎｍ及び９３０ｎｍの少なくとも１つの波長を有する光を出射する。
【００４４】
受光部１６４は、複数の受光素子１６５を含む。受光素子１６５は、対象物からのパルス光の反射光を繰り返し受光する。受光制御部１６７は、受光素子１６５の受光を制御する。受光制御部１６７は、予め定められた受光期間に受光素子１６５が繰り返し受光する反射光の量に基づいて、対象物までの距離を測距する。受光制御部１６７は、予め定められた受光期間に受光素子１６５が繰り返し受光する反射光の量に基づいて、パルス光と反射光との間の位相差を特定することで、対象物までの距離を測距してよい。受光素子１６５は、反射光以外の太陽光、人工光なども受光することがある。
【００４５】
メモリ１６８は、コンピュータ可読可能な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、及びＥＥＰＲＯＭの少なくとも１つを含んでよい。メモリ１６８は、発光制御部１６６が発光部１６２を制御するために必要なプログラム、及び受光制御部１６７が受光部１６４を制御するのに必要なプログラム等を格納する。
【００４６】
受光素子１６５は、光電変換素子及び電荷蓄電部を有してよい。光電変換素子は、対象物からのパルス光の反射光を受光すると、受光した反射光の量に応じた電荷に変換する。電荷蓄電部は、複数のコンデンサと、複数のコンデンサのうち、光電変換素子から出力される電荷を蓄積させるコンデンサを切り替えるスイッチとを含む。
【００４７】
図３は、電荷蓄電部の回路構成の一例である。電荷蓄電部は、並列に接続されたコンデンサＣ１と、コンデンサＣ２とを含む。コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２の一端は、接地されている。コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２の他端は、直列に接続されたスイッチＳ１及びスイッチＳ２を介して接続されている。コンデンサＣ１の他端は、スイッチＳ１の一端に接続される。スイッチＳ１の他端は、スイッチＳ２の一端に接続される。スイッチＳ２の他端は、コンデンサＣ２の他端に接続される。スイッチＳ１とスイッチＳ２との間にダイオードＤのアノードが接続される。ダイオードＤのカソードは、接地される。受光制御部１６７が、スイッチＳ１及びスイッチＳ２のオンオフを制御することで、光電変化素子で変化された電荷をコンデンサＣ１またはコンデンサＣ２に蓄積させる。
【００４８】
図４は、受光部１６４のタイミングチャートの一例である。Ｔｏは、パルス光のパルス幅を示す。Ｔｄは、パルス光と反射光との間の位相差を示す。
【００４９】
受光制御部１６７は、予め定められた受光期間Ｔｒ内のパルス光が発光素子１６３から繰り返し出射されているそれぞれの第１期間Ｔ１に受光素子１６５が受光する反射光の第１量Ｑ１と、受光期間Ｔｒ内のそれぞれの第１期間Ｔ１に続くそれぞれの第２期間Ｔ２に受光素子１６５が受光する反射光の第２量Ｑ２とに基づいて、距離を測距してよい。受光素子１６５は、受光期間Ｔ１内のそれぞれの第１期間Ｔ１にコンデンサＣ１に蓄積された電荷に対応する電圧値を示す第１信号を第１量Ｑ１として出力してよい。受光素子１６５は、受光期間Ｔ２内のそれぞれの第２期間Ｔ２にコンデンサＣ２に蓄積された電荷に対応する電圧値を示す第２信号を第２量Ｑ２として出力してよい。
【００５０】
受光制御部１６７は、（１）式に従って対象物までの距離Ｌを測距してよい。
Ｌ＝１／２×ｃ×Ｔｄ＝１／２×ｃ×｛Ｑ２／（Ｑ１＋Ｑ２）｝×Ｔｏ・・・（１）
【００５１】
上記のように、受光制御部１６７は、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２に蓄積された電荷に対応する電圧値に基づいて距離Ｌを導出できる。しかし、対象物によってパルス光の反射率が異なるので、コンデンサＣ１及びコンデンサＣ２に蓄積される電荷の大きさも異なる。例えば、対象物の色が異なると、対象物の反射率は異なる。パルス光が赤外光ので、対象物の色が白色の場合、対象物の反射率は高い。一方、パルス光が赤外光で、対象物の色が黒色の場合、対象物の反射率は低い。したがって、対象物の色によっては、受光期間Ｔｒが長すぎて、コンデンサＣ１またはコンデンサＣ２に蓄積される電荷が飽和する可能性がある。もしくは、対象物の色によっては、受光期間Ｔｒが短すぎてコンデンサＣ１またはコンデンサＣ２に蓄積される電荷が少なすぎる可能性がある。このように、対象物の色によっては、コンデンサＣ１またはコンデンサＣ２に蓄積される電荷の量が適切でなく、受光制御部１６７は、距離Ｌを精度よく測距できない可能性がある。
【００５２】
そこで、ＴＯＦ制御部１１４が、対象物の種類に応じて、ＴＯＦセンサ１６０の受光期間Ｔ１を決定する。ＴＯＦ制御部１１４は、撮像装置１００により撮像される画像の画像情報を取得し、画像情報に基づいて、受光期間Ｔｒの長さを決定してよい。ＴＯＦ制御部１１４は、画像情報として画像の色情報を取得し、色情報に基づいて、受光期間Ｔｒの長さを決定してよい。ＴＯＦ制御部１１４は、決定された受光期間Ｔｒの長さを受光制御部１６７に通知する。受光制御部１６７は、ＴＯＦ制御部１１４から提供された長さの受光期間Ｔｒで、対象物の距離を測距する。ＴＯＦ制御部１１４から提供された受光期間Ｔｒの情報は、メモリ１６８に格納されてよい。ＴＯＦ制御部１１４は、画像情報として画像の輝度情報を取得し、輝度情報に基づいて、受光期間Ｔｒの長さを決定してよい。
【００５３】
ＴＯＦ制御部１１４は、画像情報として画像内の関心領域（ＲＯＩ）の画像情報を取得し、関心領域の画像情報に基づいて、受光期間Ｔｒの長さを決定してよい。関心領域は、第１領域の一例である。ＴＯＦ制御部１１４は、画像情報として画像内の関心領域の色情報を取得し、色情報に基づいて、受光期間の長さを決定してよい。関心領域は、撮像装置１００により撮像された画像内の表示部３０２を介してユーザに選択されたオブジェクトを含む領域（トラッキング領域）でよい。関心領域は、撮像装置１００により撮像された画像内の撮像制御部１１０により検出された顔を含む顔領域などの予め定められた条件を満たすオブジェクトを含む領域でよい。関心領域は、撮像装置１００により撮像された画像内の最も近いオブジェクトを含む領域でよい。
【００５４】
ＴＯＦ制御部１１４は、色情報により特定される関心領域に含まれる色の波長が第１波長の場合、受光期間Ｔｒの長さを第１受光期間に決定してよい。ＴＯＦ制御部１１４は、色情報により特定される関心領域に含まれる色の波長が第１波長より短い第２波長の場合、受光期間Ｔｒの長さを第１受光期間より長い第２受光期間に決定してよい。
【００５５】
ＴＯＦ制御部１１４は、色情報と、受光期間Ｔｒの長さとの予め定められた対応関係に従って、受光期間Ｔｒの長さを決定してよい。色情報は、ＲＧＢ値でよい。ＴＯＦ制御部１１４は、ＲＧＢ値と受光期間Ｔｒの長さとの対応関係を示す関数に従って、受光期間Ｔｒの長さを決定してよい。
【００５６】
ＴＯＦ制御部１１４は、撮像装置１００の撮影モードをさらに取得し、撮影モードに基づいて、受光期間Ｔｒの長さを決定してよい。ＴＯＦ制御部１１４は、撮影モードで特定される撮影の対象物の色情報に基づいて、受光期間Ｔｒの長さを決定してよい。ＴＯＦ制御部１１４は、撮像装置１００により撮像される画像の色情報と、撮影モードで特定される撮影の対象物の色情報とに基づいて、受光期間Ｔｒの長さを決定してよい。例えば、ＴＯＦ制御部１１４は、撮像装置１００により撮像される画像から特定されるＲＧＢ値と、撮影モードで特定される撮影の対象物のＲＧＢ値とに基づいて、受光期間Ｔｒの長さを決定してよい。ＴＯＦ制御部１１４は、撮像装置１００により撮像される画像から特定されるＲＧＢ値と、撮影モードで特定される撮影の対象物のＲＧＢ値との平均値に基づいて、受光期間Ｔｒの長さを決定してよい。ＴＯＦ制御部１１４は、撮像装置１００により撮像される画像から特定されるＲＧＢ値と、撮影モードで特定される撮影の対象物のＲＧＢ値とにそれぞれ予め定められた重み付けを施して導出されたＲＧＢ値に基づいて、受光期間Ｔｒの長さを決定してよい。ＴＯＦ制御部１１４は、撮像装置１００の撮影モードのみに基づいて、受光期間Ｔｒの長さを決定してよい。
【００５７】
対象物の色が同じでも、ＴＯＦセンサ１６０までの距離が異なれば、受光素子１６５で受光される反射光の量は異なる場合がある。そのため、ＴＯＦ制御部１１４により色情報に基づいて決定された受光期間Ｔｒの長さが適切でない場合がある。
【００５８】
そこで、ＴＯＦ制御部１１４は、画像情報に基づいて決定された第１の長さの受光期間Ｔｒで受光素子１６５が受光する反射光の量が予め定められた第１閾値に達している場合、受光期間Ｔｒの長さを第１の長さより短い第２の長さに決定してよい。ＴＯＦ制御部１１４は、画像情報に基づいて決定された第１の長さの受光期間Ｔｒで受光素子１６５が受光する反射光の量が第１閾値により小さい予め定められた第２閾値に達していない場合、受光期間Ｔｒの長さを第１の長さより長い第３の長さに決定してよい。ＴＯＦ制御部１１４は、ＴＯＦ制御部１１４は、コンデンサＣ１またはコンデンサＣ２に蓄積された電荷に対応する電圧値が、予め定められた第１閾値に達している場合、受光期間Ｔｒの長さを第１の長さより短い第２の長さに決定してよい。ＴＯＦ制御部１１４は、ＴＯＦ制御部１１４は、コンデンサＣ１またはコンデンサＣ２に蓄積された電荷に対応する電圧値が、予め定められた第２閾値に達していない場合、受光期間Ｔｒの長さを第１の長さより長い第３の長さに決定してよい。
【００５９】
図５は、ＴＯＦセンサ１６０の受光期間を決定する手順の一例を示すフローチャートである。
【００６０】
撮像制御部１１０は、イメージセンサ１２０で撮像された画像から被写体情報を取得する（Ｓ１００）。撮像制御部１１０は、被写体情報に基づいて顔／トラッキング領域が設定されたか否かを判定する（Ｓ１０２）。顔／トラッキング領域が設定されていれば、撮像制御部１１０は、顔／トラッキング領域をＲＯＩに設定する（Ｓ１０４）。顔／トラッキング領域が設定されていなければ、撮像制御部１１０は、画像の全ての領域をＲＯＩに設定する（Ｓ１０６）。「／」は少なくとも１つという意味である。A／Bと記載した場合、A及びBのうちの少なくとも１つという意味である。
【００６１】
ＴＯＦ制御部１１４は、イメージセンサ１２０で撮像された画像のＲＯＩから色情報を取得する（Ｓ１０８）。ＴＯＦ制御部１１４は、色情報に基づいてＴＯＦセンサ１６０の受光期間Ｔｒを決定する（Ｓ１１０）。画像内の複数の領域であれば、ＴＯＦ制御部１１４は、複数の領域ごとのＲＧＢ値を取得し、最も高いＲＧＢ値に基づいて、受光期間Ｔｒを決定してよい。画像内の全ての領域であれば、ＴＯＦ制御部１１４は、画像を複数のブロック、例えば、９個のブロックに分割して、ブロックごとにＲＧＢ値を取得する。ＴＯＦ制御部１１４は、複数のブロックのそれぞれのＲＧＢ値の中で最も高いＲＧＢ値に基づいて、受光期間Ｔｒを決定してよい。例えば、ＴＯＦ制御部１１４は、ＲＯＩ内の対象物の色が白である場合、受光期間Ｔｒを１００ｍｓに決定する。ＴＯＦ制御部１１４は、ＲＯＩ内の対象物が黒である場合、受光期間Ｔｒを１０００ｍｓに決定する。
【００６２】
ＴＯＦ制御部１１４は、決定された受光期間ＴｒをＴＯＦセンサ１６０に提供する。ＴＯＦセンサ１６０は、提供された受光期間Ｔｒに従って、対象物の測距を実行する。ＴＯＦ制御部１１４は、受光期間Ｔｒで受光素子１６５が受光する反射光の量を示す出力信号をＴＯＦセンサ１６０から取得する（Ｓ１１２）。ＴＯＦ制御部１１４は、受光期間Ｔｒ内のそれぞれの第１期間Ｔ１に受光素子１６５が受光する反射光の第１量Ｑ１と、受光期間Ｔｒ内のそれぞれの第２期間Ｔ２に受光素子１６５が受光する反射光の第２量Ｑ２とを示す出力信号を取得してよい。
【００６３】
ＴＯＦ制御部１１４は、ＲＯＩの出力信号が最適か否かを判定する（Ｓ１１４）。ＴＯＦ制御部１１４は、ＲＯＩに対応する受光素子１６５がそれぞれの第１期間Ｔ１に受光する反射光の第１量Ｑ１に対応する電圧値または、それぞれの第２期間Ｔ２に受光する反射光の第２量Ｑ１に対応する電圧値が第１閾値に達しているか、第２閾値に達していないかを判定してよい。ＴＯＦ制御部１１４は、それぞれの電圧値が第２閾値から第１閾値の間に含まれる場合には、ＲＯＩの出力信号は最適であると判定する。一方、ＴＯＦ制御部１１４は、いずれかの電圧値が第１閾値に達しているか、第２閾値に達していない場合、ＲＯＩの出力信号は最適でないと判定する。
【００６４】
ＲＯＩの出力信号が最適でない場合、ＴＯＦ制御部１１４は、ＴＯＦセンサ１６０の受光期間Ｔｒを変更する（Ｓ１１６）。ＴＯＦ制御部１１４は、いずれかの電圧値が第１閾値に達している場合、コンデンサＣ１またはコンデンサＣ２が飽和している判断して、現在の長さより短くなるように受光期間Ｔｒを変更する。ＴＯＦ制御部１１４は、例えば、受光期間Ｔｒの長さを半分に変更してよい。ＴＯＦ制御部１１４は、いずれかの電圧値が第２閾値に達していない場合、コンデンサＣ１またはコンデンサＣ２に蓄積された電荷が少ないと判断して、現在の長さより長くなるように受光期間Ｔｒを変更する。
【００６５】
本実施形態に係る撮像システム１０によれば、対象物の色または輝度など画像情報から特定される特性が異なり、対象物の反射率が異なることで、ＴＯＦセンサ１６０による測距の精度が低下することを防止できる。従って、撮像装置１００は、ＴＯＦセンサ１６０により測距された対象物までの距離に基づいて精度よく合焦制御を実行できる。
【００６６】
図６は、撮像システム１０の他の形態を示す外界斜視図の一例である。図６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。
【００６７】
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。ＵＡＶ１０００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。ＵＡＶ１０００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。
【００６８】
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ＵＡＶ１０００を飛行させる。ＵＡＶ本体２０は、例えば、４つの回転翼を用いてＵＡＶ１０００を飛行させる。回転翼の数は、４つには限定されない。また、ＵＡＶ１０００は、回転翼を有さない固定翼機でもよい。
【００６９】
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。
【００７０】
複数の撮像装置６０は、ＵＡＶ１０００の飛行を制御するためにＵＡＶ１０００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、ＵＡＶ１０００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、ＵＡＶ１０００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、ＵＡＶ１０００の周囲の３次元空間データが生成されてよい。ＵＡＶ１０００が備える撮像装置６０の数は４つには限定されない。ＵＡＶ１０００は、少なくとも１つの撮像装置６０を備えていればよい。ＵＡＶ１０００は、ＵＡＶ１０００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。
【００７１】
遠隔操作装置５００は、ＵＡＶ１０００と通信して、ＵＡＶ１０００を遠隔操作する。遠隔操作装置５００は、ＵＡＶ１０００と無線で通信してよい。遠隔操作装置５００は、ＵＡＶ１０００に上昇、下降、加速、減速、前進、後進、回転等のＵＡＶ１０００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、ＵＡＶ１０００の高度を上昇させる指示情報を含む。指示情報は、ＵＡＶ１０００が位置すべき高度を示してよい。ＵＡＶ１０００は、遠隔操作装置５００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、ＵＡＶ１０００を上昇させる上昇命令を含んでよい。ＵＡＶ１０００は、上昇命令を受け付けている間、上昇する。ＵＡＶ１０００は、上昇命令を受け付けても、ＵＡＶ１０００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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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】
【００８１】
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
１６０  ＴＯＦセンサ
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
５００  遠隔操作装置
１０００  ＵＡＶ
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】
2020180810.tif 000003
【図２】
2020180810.tif 000004
【図３】
2020180810.tif 000005
【図４】
2020180810.tif 000006
【図５】
2020180810.tif 000007
【図６】
2020180810.tif 000008
【図７】
2020180810.tif 000009
【図８】
2020180810.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月27日(2020.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス光を繰り返し出射する発光素子と、対象物からの前記パルス光の反射光を含む光を繰り返し受光する受光素子とを有し、予め定められた受光期間に前記受光素子が繰り返し受光する前記反射光の量に基づいて、前記対象物までの距離を測距する測距装置、及びフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを介して結像された光学像の画像を出力するイメージセンサとを有し、前記測距装置により測距される前記距離に基づいて前記フォーカスレンズの位置を調整することで合焦制御を実行する撮像装置を備える撮像システムを制御する制御装置であって、
前記イメージセンサから出力される画像の画像情報を取得し、
前記画像情報に基づいて、前記受光期間の長さを決定し、
決定された前記受光期間に前記受光素子が繰り返し受光する反射光の量に基づいて前記測距装置により測距された前記対象物までの距離に基づいて、前記フォーカスレンズの位置を調整することで合焦制御を実行した後、前記イメージセンサから出力される前記対象物を含む画像を取得する
ように構成される回路を備える、制御装置。
【請求項２】
前記測距装置は、前記受光期間内の前記パルス光が前記発光素子から繰り返し出射されているそれぞれの第１期間に前記受光素子が受光する前記反射光の第１量と、前記受光期間内のそれぞれの前記第１期間に続くそれぞれの第２期間に前記受光素子が受光する前記反射光の第２量とに基づいて、前記距離を測距する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記回路は、
前記画像情報として前記画像の色情報を取得し、
前記色情報に基づいて、前記受光期間の長さを決定する
ように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記回路は、
前記画像情報として前記画像内の第１領域の画像情報を取得し、
前記第１領域の前記画像情報に基づいて、前記受光期間の長さを決定する
ように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記回路は、
前記画像情報として前記画像内の第１領域の色情報を取得し、
前記色情報に基づいて、前記受光期間の長さを決定する
ように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項６】
前記回路は、
前記色情報により特定される前記第１領域に含まれる色の波長が第１波長帯域に含まれる場合、前記受光期間の長さを第１受光期間に決定し、
前記色情報により特定される前記第１領域に含まれる色の波長が前記第１波長帯域の波長より短い波長を含む第２波長帯域に含まれる場合、前記受光期間の長さを前記第１受光期間より長い第２受光期間に決定する
ように構成される、請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記パルス光は、赤外光である、請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記回路は、
前記撮像装置の撮影モードをさらに取得し、
前記撮影モードに基づいて、前記受光期間の長さを決定するように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項９】
前記回路は、
前記画像情報に基づいて、前記受光期間の長さを第１の長さに決定し、
前記受光素子が前記第１の長さの前記受光期間で受光する前記反射光の量が予め定められた第１閾値に達している場合、前記受光期間の長さを前記第１の長さより短い第２の長さに決定する
ように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記回路は、前記第１の長さの前記受光期間で前記受光素子が受光する前記反射光の量が前記第１閾値により小さい予め定められた第２閾値に達していない場合、前記受光期間の長さを前記第１の長さより長い第３の長さに決定するように構成される、請求項９に記載の制御装置。
【請求項１１】
パルス光を繰り返し出射する発光素子と、対象物からの前記パルス光の反射光を含む光を繰り返し受光する受光素子とを有し、予め定められた受光期間に前記受光素子が繰り返し受光する前記反射光の量に基づいて、前記対象物までの距離を測距する測距装置を制御する制御装置、及びフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを介して結像された光学像の画像を出力するイメージセンサとを有し、前記測距装置により測距される前記距離に基づいて前記フォーカスレンズの位置を調整することで合焦制御を実行する撮像装置を備える撮像システムであって、
前記撮像装置の撮影モードを取得し、
前記撮影モードに基づいて、前記受光期間の長さを決定し、
決定された前記受光期間に前記受光素子が繰り返し受光する反射光の量に基づいて前記測距装置により測距された前記対象物までの距離に基づいて、前記フォーカスレンズの位置を調整することで合焦制御を実行した後、前記イメージセンサから出力される前記対象物を含む画像を取得する
ように構成される回路を備える、制御装置。
【請求項１２】
請求項１から１１の何れか１つに記載の制御装置と、
前記測距装置と、
前記撮像装置と
を備える撮像システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の撮像システムを備えて移動する移動体。
【請求項１４】
パルス光を繰り返し出射する発光素子と、対象物からの前記パルス光の反射光を含む光を繰り返し受光する受光素子とを有し、予め定められた受光期間に前記受光素子が繰り返し受光する前記反射光の量に基づいて、前記対象物までの距離を測距する測距装置、及びフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを介して結像された光学像の画像を出力するイメージセンサとを有し、前記測距装置により測距される前記距離に基づいて前記フォーカスレンズの位置を調整することで合焦制御を実行する撮像装置を備える撮像システムを制御する制御方法であって、
前記イメージセンサから出力される画像の画像情報を取得する段階と、
前記画像情報に基づいて、前記受光期間の長さを決定する段階と、
決定された前記受光期間に前記受光素子が繰り返し受光する反射光の量に基づいて前記測距装置により測距された前記対象物までの距離に基づいて、前記フォーカスレンズの位置を調整することで合焦制御を実行した後、前記イメージセンサから出力される前記対象物を含む画像を取得する段階と
を備える、制御方法。
【請求項１５】
パルス光を繰り返し出射する発光素子と、対象物からの前記パルス光の反射光を含む光を繰り返し受光する受光素子とを有し、予め定められた受光期間に前記受光素子が繰り返し受光する前記反射光の量に基づいて、前記対象物までの距離を測距する測距装置、及びフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを介して結像された光学像の画像を出力するイメージセンサとを有し、前記測距装置により測距される前記距離に基づいて前記フォーカスレンズの位置を調整することで合焦制御を実行する撮像装置を備える撮像システムを制御する制御方法であって、
前記撮像装置の撮影モードを取得する段階と、
前記撮影モードに基づいて、前記受光期間の長さを決定する段階と、
決定された前記受光期間に前記受光素子が繰り返し受光する反射光の量に基づいて前記測距装置により測距された前記対象物までの距離に基づいて、前記フォーカスレンズの位置を調整することで合焦制御を実行した後、前記イメージセンサから出力される前記対象物を含む画像を取得する段階と
を備える、制御方法。
【請求項１６】
請求項１から１１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。
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月28日(2020.8.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス光を繰り返し出射する発光素子と、対象物からの前記パルス光の反射光を含む光を繰り返し受光する受光素子とを有し、予め定められた受光期間に前記受光素子が繰り返し受光する前記反射光の量に基づいて、前記対象物までの距離を測距する測距装置、及びフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを介して結像された光学像の画像を出力するイメージセンサとを有し、前記測距装置により測距される前記距離に基づいて前記フォーカスレンズの位置を調整することで合焦制御を実行する撮像装置を備える撮像システムを制御する制御装置であって、
前記イメージセンサから出力される画像の画像情報を取得し、
前記画像情報に基づいて、前記受光期間の長さを決定し、
決定された前記受光期間に前記受光素子が繰り返し受光する反射光の量に基づいて前記測距装置により測距された前記対象物までの距離に基づいて、前記フォーカスレンズの位置を調整することで合焦制御を実行した後、前記イメージセンサから出力される前記対象物を含む画像を取得する
ように構成される回路を備える、制御装置。
【請求項２】
前記測距装置は、前記受光期間内の前記パルス光が前記発光素子から繰り返し出射されているそれぞれの第１期間に前記受光素子が受光する前記反射光の第１量と、前記受光期間内のそれぞれの前記第１期間に続くそれぞれの第２期間に前記受光素子が受光する前記反射光の第２量とに基づいて、前記距離を測距する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記回路は、
前記画像情報として前記画像の色情報を取得し、
前記色情報に基づいて、前記受光期間の長さを決定する
ように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記回路は、
前記画像情報として前記画像内の第１領域の画像情報を取得し、
前記第１領域の前記画像情報に基づいて、前記受光期間の長さを決定する
ように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記回路は、
前記画像情報として前記画像内の第１領域の色情報を取得し、
前記色情報に基づいて、前記受光期間の長さを決定する
ように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項６】
前記回路は、
前記色情報により特定される前記第１領域に含まれる色の波長が第１波長帯域に含まれる場合、前記受光期間の長さを第１受光期間に決定し、
前記色情報により特定される前記第１領域に含まれる色の波長が、前記第１波長帯域の波長より短い第２波長帯域に含まれる場合、前記受光期間の長さを前記第１受光期間より長い第２受光期間に決定する
ように構成される、請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記パルス光は、赤外光である、請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記回路は、
前記撮像装置の撮影モードをさらに取得し、
前記撮影モードに基づいて、前記受光期間の長さを決定するように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項９】
前記回路は、
前記画像情報に基づいて、前記受光期間の長さを第１の長さに決定し、
前記受光素子が前記第１の長さの前記受光期間で受光する前記反射光の量が予め定められた第１閾値に達している場合、前記受光期間の長さを前記第１の長さより短い第２の長さに決定する
ように構成される、請求項１に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記回路は、前記第１の長さの前記受光期間で前記受光素子が受光する前記反射光の量が前記第１閾値により小さい予め定められた第２閾値に達していない場合、前記受光期間の長さを前記第１の長さより長い第３の長さに決定するように構成される、請求項９に記載の制御装置。
【請求項１１】
パルス光を繰り返し出射する発光素子と、対象物からの前記パルス光の反射光を含む光を繰り返し受光する受光素子とを有し、予め定められた受光期間に前記受光素子が繰り返し受光する前記反射光の量に基づいて、前記対象物までの距離を測距する測距装置、及びフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを介して結像された光学像の画像を出力するイメージセンサとを有し、前記測距装置により測距される前記距離に基づいて前記フォーカスレンズの位置を調整することで合焦制御を実行する撮像装置を備える撮像システムを制御する制御装置であって、
前記撮像装置の撮影モードを取得し、
前記撮影モードに基づいて、前記受光期間の長さを決定し、
決定された前記受光期間に前記受光素子が繰り返し受光する反射光の量に基づいて前記測距装置により測距された前記対象物までの距離に基づいて、前記フォーカスレンズの位置を調整することで合焦制御を実行した後、前記イメージセンサから出力される前記対象物を含む画像を取得する
ように構成される回路を備える、制御装置。
【請求項１２】
請求項１から１１の何れか１つに記載の制御装置と、
前記測距装置と、
前記撮像装置と
を備える撮像システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の撮像システムを備えて移動する移動体。
【請求項１４】
パルス光を繰り返し出射する発光素子と、対象物からの前記パルス光の反射光を含む光を繰り返し受光する受光素子とを有し、予め定められた受光期間に前記受光素子が繰り返し受光する前記反射光の量に基づいて、前記対象物までの距離を測距する測距装置、及びフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを介して結像された光学像の画像を出力するイメージセンサとを有し、前記測距装置により測距される前記距離に基づいて前記フォーカスレンズの位置を調整することで合焦制御を実行する撮像装置を備える撮像システムを制御する制御方法であって、
前記イメージセンサから出力される画像の画像情報を取得する段階と、
前記画像情報に基づいて、前記受光期間の長さを決定する段階と、
決定された前記受光期間に前記受光素子が繰り返し受光する反射光の量に基づいて前記測距装置により測距された前記対象物までの距離に基づいて、前記フォーカスレンズの位置を調整することで合焦制御を実行した後、前記イメージセンサから出力される前記対象物を含む画像を取得する段階と
を備える、制御方法。
【請求項１５】
パルス光を繰り返し出射する発光素子と、対象物からの前記パルス光の反射光を含む光を繰り返し受光する受光素子とを有し、予め定められた受光期間に前記受光素子が繰り返し受光する前記反射光の量に基づいて、前記対象物までの距離を測距する測距装置、及びフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを介して結像された光学像の画像を出力するイメージセンサとを有し、前記測距装置により測距される前記距離に基づいて前記フォーカスレンズの位置を調整することで合焦制御を実行する撮像装置を備える撮像システムを制御する制御方法であって、
前記撮像装置の撮影モードを取得する段階と、
前記撮影モードに基づいて、前記受光期間の長さを決定する段階と、
決定された前記受光期間に前記受光素子が繰り返し受光する反射光の量に基づいて前記測距装置により測距された前記対象物までの距離に基づいて、前記フォーカスレンズの位置を調整することで合焦制御を実行した後、前記イメージセンサから出力される前記対象物を含む画像を取得する段階と
を備える、制御方法。
【請求項１６】
請求項１から１１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。