(57)【要約】  撮像装置は、レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、レンズが複数の第１の位置のそれぞれに位置するときにレンズを通じて複数の第１の画像のそれぞれを撮像させ、第１の向きとは反対の第２の向きにレンズを移動させて、レンズが光軸方向における１以上の第２の位置のそれぞれに位置するときにレンズを通じて撮像された１以上の第２の画像のそれぞれを撮像させる制御部と、複数の第１の画像から算出された焦点状態を示す複数の第１の評価値のうちの１以上の第１の評価値及び１以上の第２の画像から算出された焦点状態を示す１以上の第２の評価値をともに用いて、合焦位置を特定する特定部とを備える。
2018069974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、前記レンズが複数の第１の位置のそれぞれに位置するときに前記レンズを通じて複数の第１の画像のそれぞれを撮像させ、前記第１の向きとは反対の第２の向きに前記レンズを移動させて、前記レンズが前記光軸方向における１以上の第２の位置のそれぞれに位置するときに前記レンズを通じて撮像された１以上の第２の画像のそれぞれを撮像させる制御部と、
前記複数の第１の画像から算出された焦点状態を示す複数の第１の評価値のうちの１以上の第１の評価値及び前記１以上の第２の画像から算出された焦点状態を示す１以上の第２の評価値をともに用いて、合焦位置を特定する特定部と
を備える撮像装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記１以上の第２の位置を、前記複数の第１の位置のいずれとも異ならせる
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記複数の第１の位置のいずれとも異なる複数の第２の位置に位置するときに、前記レンズを通じて複数の第２の画像を撮像させ、
前記特定部は、前記複数の第１の評価値及び前記複数の第２の画像から算出された焦点状態を示す複数の第２の評価値をともに用いて、合焦位置を特定する
請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記レンズの駆動機構におけるバックラッシュに関する情報を格納する格納部
をさらに備え、
前記制御部は、前記格納部に格納されている前記バックラッシュに関する情報を用いて、前記第２の位置を前記複数の第１の位置のいずれとも異ならせる
請求項２又は３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１の向きに前記レンズを移動させた後に前記第２の向きに前記レンズを移動させて前記１以上の第２の位置のうちの１つの位置に移動させる場合に、前記格納部に格納されている前記バックラッシュに関する情報を用いて、前記複数の第１の位置のいずれとも異なる前記１つの位置に前記レンズを移動させる
請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記格納部は、前記光軸方向における前記レンズの位置に対応づけて前記バックラッシュに関する情報を格納し、
前記制御部は、前記第１の向きに前記レンズを移動させた後に前記第２の向きに前記レンズを移動させる場合に、前記レンズの現在の位置に対応づけて前記格納部に格納されているバックラッシュに関する情報を用いて、前記複数の第１の位置のいずれとも異なる前記１つの位置に前記レンズを移動させる
請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記レンズの駆動機構におけるバックラッシュに関する情報を格納する格納部
をさらに備え、
前記特定部は、前記１以上の第１の評価値と、前記複数の第１の位置のうち前記１以上の第１の評価値が得られた画像をそれぞれ撮像したときにおける前記レンズの１以上の第１の位置と、前記１以上の第２の評価値と、前記バックラッシュに関する情報に基づく前記１以上の第２の位置とに基づいて、前記合焦位置を特定する
請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の撮像装置を備えて移動する移動体。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか一項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置を支持する支持機構と、
前記支持機構に取り付けられている持ち手部と
を備える撮像システム。
【請求項１０】
レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、前記レンズが複数の第１の位置のそれぞれに位置するときに前記レンズを通じて複数の第１の画像のそれぞれを撮像させ、前記第１の向きとは反対の第２の向きに前記レンズを移動させて、前記レンズが前記光軸方向における１以上の第２の位置のそれぞれに位置するときに前記レンズを通じて撮像された１以上の第２の画像のそれぞれを撮像させる段階と、
前記複数の第１の画像から算出された焦点状態を示す複数の第１の評価値のうちの１以上の第１の評価値及び前記１以上の第２の画像から算出された焦点状態を示す１以上の第２の評価値をともに用いて、合焦位置を特定する段階と
を備える方法。
【請求項１１】
レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、前記レンズが複数の第１の位置のそれぞれに位置するときに前記レンズを通じて複数の第１の画像のそれぞれを撮像させ、前記第１の向きとは反対の第２の向きに前記レンズを移動させて、前記レンズが前記光軸方向における１以上の第２の位置のそれぞれに位置するときに前記レンズを通じて撮像された１以上の第２の画像のそれぞれを撮像させる段階と、
前記複数の第１の画像から算出された焦点状態を示す複数の第１の評価値のうちの１以上の第１の評価値及び前記１以上の第２の画像から算出された焦点状態を示す１以上の第２の評価値をともに用いて、合焦位置を特定する段階と
をコンピュータに実行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、撮像装置、撮像システム、移動体、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
山登りオートフォーカス動作によりフォーカスレンズを移動させる技術がある（例えば、特許文献１）。
特許文献１  特開２０１１−８５９２８号公報
【解決しようとする課題】
【０００３】
レンズを移動させて撮像した複数の画像から合焦位置を特定する方式において、合焦位置を特定するまでに要する時間をより短くすることが望まれている。
【一般的開示】
【０００４】
本発明の一態様に係る撮像装置は、制御部を備える。制御部は、レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、レンズが複数の第１の位置のそれぞれに位置するときにレンズを通じて複数の第１の画像のそれぞれを撮像させ、第１の向きとは反対の第２の向きにレンズを移動させて、レンズが光軸方向における１以上の第２の位置のそれぞれに位置するときにレンズを通じて撮像された１以上の第２の画像のそれぞれを撮像させてよい。撮像装置は、特定部を備えてよい。特定部は、複数の第１の画像から算出された焦点状態を示す複数の第１の評価値のうちの１以上の第１の評価値及び１以上の第２の画像から算出された焦点状態を示す１以上の第２の評価値をともに用いて、合焦位置を特定してよい。
【０００５】
制御部は、１以上の第２の位置を、複数の第１の位置のいずれとも異ならせてよい。
【０００６】
制御部は、複数の第１の位置のいずれとも異なる複数の第２の位置に位置するときに、レンズを通じて複数の第２の画像を撮像させてよい。特定部は、複数の第１の評価値及び複数の第２の画像から算出された焦点状態を示す複数の第２の評価値をともに用いて、合焦位置を特定してよい。
【０００７】
撮像装置は、レンズの駆動機構におけるバックラッシュに関する情報を格納する格納部を備えてよい。制御部は、格納部に格納されているバックラッシュに関する情報を用いて、第２の位置を複数の第１の位置のいずれとも異ならせてよい。
【０００８】
制御部は、第１の向きにレンズを移動させた後に第２の向きにレンズを移動させて１以上の第２の位置のうちの１つの位置に移動させる場合に、格納部に格納されているバックラッシュに関する情報を用いて、複数の第１の位置のいずれとも異なる１つの位置にレンズを移動させてよい。
【０００９】
格納部は、光軸方向におけるレンズの位置に対応づけてバックラッシュに関する情報を格納してよい。
制御部は、第１の向きにレンズを移動させた後に第２の向きにレンズを移動させる場合に、レンズの現在の位置に対応づけて格納部に格納されているバックラッシュに関する情報を用いて、複数の第１の位置のいずれとも異なる１つの位置にレンズを移動させてよい。
【００１０】
撮像装置は、レンズの駆動機構におけるバックラッシュに関する情報を格納する格納部を備えてよい。特定部は、１以上の第１の評価値と、複数の第１の位置のうち１以上の第１の評価値が得られた画像をそれぞれ撮像したときにおけるレンズの１以上の第１の位置と、１以上の第２の評価値と、バックラッシュに関する情報に基づく１以上の第２の位置とに基づいて、合焦位置を特定してよい。
【００１１】
本発明の一態様に係る移動体は、上記の撮像装置を備えて移動する。
【００１２】
本発明の一態様に係る撮像システムは、上記の撮像装置を備える。撮像システムは、撮像装置を支持する支持機構を備えてよい。撮像システムは、支持機構に取り付けられている持ち手部を備えてよい。
【００１３】
本発明の一態様に係る方法は、レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、レンズが複数の第１の位置のそれぞれに位置するときにレンズを通じて複数の第１の画像のそれぞれを撮像させ、第１の向きとは反対の第２の向きにレンズを移動させて、レンズが光軸方向における１以上の第２の位置のそれぞれに位置するときにレンズを通じて撮像された１以上の第２の画像のそれぞれを撮像させる段階を備える。方法は、複数の第１の画像から算出された焦点状態を示す複数の第１の評価値のうちの１以上の第１の評価値及び１以上の第２の画像から算出された焦点状態を示す１以上の第２の評価値をともに用いて、合焦位置を特定する段階を備えてよい。
【００１４】
本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、レンズが複数の第１の位置のそれぞれに位置するときにレンズを通じて複数の第１の画像のそれぞれを撮像させ、第１の向きとは反対の第２の向きにレンズを移動させて、レンズが光軸方向における１以上の第２の位置のそれぞれに位置するときにレンズを通じて撮像された１以上の第２の画像のそれぞれを撮像させる段階を実行させる。プログラムは、コンピュータに、複数の第１の画像から算出された焦点状態を示す複数の第１の評価値のうちの１以上の第１の評価値及び１以上の第２の画像から算出された焦点状態を示す１以上の第２の評価値をともに用いて、合焦位置を特定する段階を実行させてよい。
【００１５】
レンズを移動させて撮像した複数の画像から合焦位置を特定する方式において、合焦位置を特定するまでに要する時間をより短くすることができる。
【００１６】
上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】無人航空機（ＵＡＶ）１００の外観の一例を示す。
【図２】ＵＡＶ１００の機能ブロックの一例を示す。
【図３】レンズ１６４の位置と評価値との関係を示す。
【図４】レンズ１６４のバックラッシュ量情報の一例を示す。
【図５】撮像装置１９０における合焦制御の手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】バックラッシュ情報に基づくレンズ１６４の移動制御の手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】合焦位置に移動するための制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】第１制御部１４２による合焦制御において実行される動作内容の一例を示す。
【図９】比較例の合焦制御によるフォーカスレンズの位置と評価値との関係を示す。
【図１０】比較例における合焦制御において実行される動作内容の一例を示す。
【図１１】スタビライザ８００の一例を示す外観斜視図である。
【図１２】複数の態様に係るコンピュータ２０００の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
本発明の様々な実施形態は、フローチャートおよびブロック図を参照して記載されてよい。各ブロックは、（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。特定の段階および「部」が、専用回路、プロセッサ、及び／又はプログラマブル回路によって実装されてよい。専用回路は、デジタル及び／又はアナログハードウェア回路を含んでよい。専用回路は、集積回路（ＩＣ）及び／又はディスクリート回路を含んでよい。プロセッサは、コンピュータが可読な媒体に格納されるコンピュータが可読な命令と共に用いられてよい。プログラマブル回路は、コンピュータが可読な媒体に格納されるコンピュータ可読命令と共に用いられてよい。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、および他の論理操作、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。
【００２１】
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構成すべく実行され得る命令を含む、製品の少なくとも一部を構成することになる。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又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。
【００２２】
コンピュータが可読な命令は、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。１または複数のプログラミング言語は、従来の手続型プログラミング言語を含む。１または複数のプログラミング言語は、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、および「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。コンピュータが可読な命令は、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、または状態設定データを含む。コンピュータが可読な命令は、汎用コンピュータ、特殊用途のコンピュータ、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、提供されてよい。コンピュータが可読な命令は、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構成すべく、コンピュータが可読な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。
【００２３】
図１は、無人航空機（ＵＡＶ）１００の外観の一例を示す。ＵＡＶ１００は、ＵＡＶ本体１０１、ジンバル１１０、及び撮像装置１９０を備える。撮像装置１９０は、撮像部１４０及びレンズ装置１６０を備える。ＵＡＶ１００は、撮像装置を備えて移動す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、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。
【００２４】
ＵＡＶ本体１０１は、回転翼１０８ａ及び回転翼１０８ｂを含む複数の回転翼を備える。ＵＡＶ本体１０１が有する複数の回転翼を、回転翼１０８と総称する場合がある。回転翼１０８は、推進部の一例である。ＵＡＶ本体１０１は、回転翼１０８を用いてＵＡＶ１００を飛行させる。ＵＡＶ本体１０１は、回転翼１０８の回転を制御することでＵＡＶ１００を飛行させる。回転翼１０８の数は、４つであってよい。回転翼１０８の数は、４つには限定されない。ＵＡＶ１００は、回転翼を有さない固定翼機であってよい。
【００２５】
ジンバル１１０は、撮像装置１９０を可動に支持する。ジンバル１１０は、支持機構の一例である。例えば、ジンバル１１０は、撮像装置１９０を、ピッチ軸を中心に回転可能に支持する。ジンバル１１０は、撮像装置１９０を、ロール軸を中心に回転可能に支持する。ジンバル１１０は、撮像装置１９０を、ヨー軸を中心に回転可能に支持する。ジンバル１１０は、ピッチ軸、ロール軸、及びヨー軸の少なくとも１つの軸を中心に、撮像装置１９０を回転可能に支持してよい。ジンバル１１０は、ピッチ軸、ロール軸、及びヨー軸のそれぞれを中心に、撮像装置１９０を回転可能に支持してよい。ジンバル１１０は、撮像部１４０を保持してもよし、レンズ装置１６０を保持してもよい。ジンバル１１０は、ヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸の少なくとも１つを中心に撮像部１４０及びレンズ装置１６０を回転させることで、撮像装置１９０の撮像方向を変更してよい。
【００２６】
撮像部１４０は、レンズ装置１６０により結像された光学像の画像データを生成して記録する。レンズ装置１６０は、撮像部１４０と一体的に設けられてよい。レンズ装置１６０は、いわゆる交換レンズであってよい。レンズ装置１６０は、撮像部１４０に対して着脱可能に設けられてよい。
【００２７】
図２は、ＵＡＶ１００の機能ブロックの一例を示す。ＵＡＶ本体１０１は、インタフェース１０２、第３制御部１０４、メモリ１０６、駆動部１０７、及び回転翼１０８を有する。
【００２８】
駆動部１０７は、ＵＡＶ１００を移動させる駆動部として機能する。駆動部１０７は、回転翼１０８を駆動するモータを備えてよい。駆動部１０７が備えるモータは、複数の回転翼１０８のそれぞれに対応して１つ設けられてよい。駆動部１０７は、それぞれのモータの駆動軸の回転速度を制御するドライバを備えてよい。回転翼１０８のそれぞれは、対応して設けられたモータの駆動軸の回転によって回転される。ＵＡＶ１００は、回転翼１０８の回転で得られる揚力により飛行する。
【００２９】
インタフェース１０２は、外部の送信機と通信する。インタフェース１０２は、遠隔の送信機から各種の命令を受信する。第３制御部１０４は、送信機から受信した命令に従って、ＵＡＶ１００の飛行を制御する。第３制御部１０４は、ジンバル１１０、撮像部１４０、及びレンズ装置１６０を制御する。第３制御部１０４は、ジンバル１１０、撮像部１４０、及びレンズ装置１６０を、直接的又は間接的に制御する。
【００３０】
第３制御部１０４は、ＣＰＵ又は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等により構成されてよい。メモリ１０６は、第３制御部１０４がジンバル１１０、撮像部１４０、及びレンズ装置１６０を制御するのに必要なプログラム等を格納する。メモリ１０６は、コンピュータが可読な記録媒体であってよい。メモリ１０６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。メモリ１０６は、ＵＡＶ１００の筐体に設けられてよい。メモリ１０６は、ＵＡＶ１００の筐体から取り外し可能に設けられてよい。
【００３１】
第３制御部１０４は、ジンバル１１０に対する制御命令を出力してよい。ジンバル１１０は、第３制御部１０４から取得した制御命令に従って、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１９０を回転させる。第３制御部１０４は、撮像装置１９０に、レンズ装置１６０のズーム値及び絞り値、撮像部１４０に対する撮像指示等に関する制御命令を出力してよい。
【００３２】
撮像部１４０は、第１制御部１４２、撮像素子１４４及びメモリ１４６を有する。第１制御部１４２は、ＣＰＵ又は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等により構成されてよい。第１制御部１４２は、第３制御部１０４からの制御命令に応じて、撮像部１４０の各部及びレンズ装置１６０を制御する。メモリ１４６は、コンピュータが可読な記録媒体でよく、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１４６は、撮像部１４０の筐体の内部に設けられてよい。メモリ１４６は、撮像部１４０の筐体から取り外し可能に設けられてよい。
【００３３】
第１制御部１４２は、第３制御部１０４からの制御命令に基づいて、レンズ装置１６０に、ズーム値、絞り値等の制御命令を出力する。撮像素子１４４は、撮像部１４０の筐体の内部に保持され、レンズ装置１６０を介して結像された光学像の画像データを生成して、メモリ１４６に出力する。メモリ１４６は、撮像素子１４４が生成した画像データを格納する。第１制御部１４２は、第３制御部１０４を介して画像データをメモリ１０６に転送して、画像データをメモリ１０６に格納させてよい。
【００３４】
撮像装置１９０は、オートフォーカス（ＡＦ）機能を有する。撮像装置１９０は、コントラスト検出方式のオートフォーカス機能を有する。例えば、算出部１４８は、撮像素子１４４が生成した画像データから、レンズ装置１６０の合焦状態を表す評価値を生成する。特定部１４９は、算出部１４８が算出した評価値に基づいて、レンズ装置１６０における合焦位置を特定する。第１制御部１４２は、特定部１４９が特定した合焦位置に基づいて、レンズ装置１６０を被写体に合焦させるための制御命令をレンズ装置１６０に出力する。これにより、第１制御部１４２は、画像データから得られる評価値が高くなるようにレンズ装置１６０を制御する。
【００３５】
レンズ装置１６０は、第２制御部１６２、メモリ１６３、駆動機構１６１、レンズ１６４、レンズ１６６、及びレンズ１６８を備える。レンズ１６４、レンズ１６６、及びレンズ１６８は、レンズ系を形成する。当該レンズ系は、撮像用の光学系１６９の少なくとも一部を形成する。レンズ１６４、レンズ１６６、及びレンズ１６８のうちの少なくとも１つは、複数のレンズを備えるレンズ群であってよい。レンズ１６４、レンズ１６６、及びレンズ１６８の少なくとも１つは、１つのレンズであってよい。レンズ１６４、レンズ１６６、及びレンズ１６８は、レンズ装置１６０の鏡筒の内部に配置される。レンズ１６４、レンズ１６６、及びレンズ１６８の一部又は全部は、光軸に沿って変位可能に保持されてよい。
【００３６】
第２制御部１６２は、第１制御部１４２からの制御命令に従って、レンズ１６４、レンズ１６６、及びレンズ１６８の少なくとも一つを光軸に沿って移動させる。例えば、第２制御部１６２は、ズーム制御時に、主としてレンズ１６６及びレンズ１６８を光軸に沿って移動させる。第２制御部１６２は、合焦制御時に、レンズ１６４を光軸に沿って移動させる。本実施形態において、レンズ１６４が、撮像装置１９０における合焦機能を担うフォーカスレンズであるとする。レンズ装置１６０の光学系１６９により結像された像は、撮像部１４０により撮像される。
【００３７】
駆動機構１６１は、レンズ１６４、レンズ１６６及びレンズ１６８を駆動する。駆動機構１６１は、例えばアクチュエータを備える。アクチュエータには、第２制御部１６２から駆動用のパルスが供給される。アクチュエータは、供給されたパルスに応じた駆動量だけ変位する。駆動機構１６１は、レンズ１６４、レンズ１６６及びレンズ１６８をそれぞれ保持する機械要素である保持部材を備える。保持部材は、例えばレンズ保持枠である。保持部材は、アクチュエータの駆動力を伝達する機械要素である駆動部材と係合する。駆動部材は、例えばリードスクリューである。保持部材と駆動部材との係合部には、隙間が存在する。したがって、レンズ１６４用の保持部材とレンズ１６４用の駆動部材との係合部にバックラッシュが存在する。駆動機構１６１は、レンズ１６４の駆動機構の一例である。
【００３８】
本実施形態では、ＵＡＶ１００が、第１制御部１４２、第２制御部１６２及び第３制御部１０４を備える例について説明する。しかし、第１制御部１４２、第２制御部１６２及び第３制御部１０４のうちの２つ又は３つで実行される処理を、いずれか１つの制御部が実行してよい。第１制御部１４２、第２制御部１６２及び第３制御部１０４で実行される処理を１つの制御部で実行してもよい。
【００３９】
撮像部１４０において、第１制御部１４２は、レンズ１６４を光軸に沿って第１の向きに移動させて、レンズ１６４が複数の第１の位置のそれぞれに位置するときにレンズ１６４を通じて複数の第１の画像のそれぞれを撮像させる。第１制御部１４２は、当該複数の第１の画像から、焦点状態を示す複数の第１の評価値を算出させる。第１制御部１４２は、算出部１４８に、複数の第１の評価値を算出させる。評価値は、例えば画像のコントラスト値であってよい。
【００４０】
第１制御部１４２は、第１の向きとは反対の第２の向きにレンズ１６４を移動させて、レンズ１６４が光軸方向における１以上の第２の位置のそれぞれに位置するときにレンズ１６４を通じて撮像された１以上の第２の画像のそれぞれを撮像させる。第１制御部１４２は、当該１以上の第２の画像から、焦点状態を示す１以上の第２の評価値を算出させる。第１制御部１４２は、算出部１４８に、１以上の第２の評価値を算出させる。
【００４１】
特定部１４９は、複数の第１の画像から算出された焦点状態を示す複数の第１の評価値のうちの１以上の第１の評価値及び１以上の第２の画像から算出された焦点状態を示す１以上の第２の評価値をともに用いて、合焦位置を特定する。特定部１４９は、当該１以上の第１の評価値及び当該１以上の第２の評価値を含む３以上の評価値を用いて、合焦位置を特定してよい。特定部１４９は、複数の第１の評価値及び１以上の第２の評価値をともに用いて、合焦位置を特定してよい。特定部１４９は、複数の第１の評価値及び複数の第２の評価値をともに用いて、合焦位置を特定してよい。第１制御部１４２、算出部１４８及び特定部１４９は、撮像装置１９０における焦点検出装置として機能する。
【００４２】
第１制御部１４２は、１以上の第２の位置を、複数の第１の位置のいずれとも異ならせる。第１制御部１４２は、複数の第１の位置のいずれとも異なる複数の第２の位置にレンズ１６４が位置するときに、レンズ１６４を通じて複数の第２の画像を撮像させる。特定部１４９は、複数の第１の評価値及び複数の第２の画像から算出された焦点状態を示す複数の第２の評価値をともに用いて、合焦位置を特定する。
【００４３】
メモリ１６３は、駆動機構１６１におけるバックラッシュに関する情報を格納する。第１制御部１４２は、メモリ１６３に格納されているバックラッシュに関する情報を用いて、第２の位置を複数の第１の位置のいずれとも異ならせる。第１制御部１４２は、第２制御部１６２を通じて、メモリ１６３に格納しているバックラッシュに関する情報を取得して、第２の位置の制御に用いる。
【００４４】
第１制御部１４２は、第１の向きにレンズ１６４を移動させた後に、第２の向きにレンズ１６４を移動させる。第１制御部１４２は、第１の向きにレンズ１６４を移動させた後に第２の向きにレンズ１６４を移動させて１以上の第２の位置のうちの１つの位置に移動させる場合に、メモリ１６３に格納されているバックラッシュに関する情報を用いて、複数の第１の位置のいずれとも異なる１つの位置に、レンズ１６４を移動させる。
【００４５】
メモリ１６３は、光軸方向におけるレンズ１６４の位置に対応づけてバックラッシュに関する情報を格納する。第１制御部１４２は、第１の向きにレンズ１６４を移動させた後に第２の向きにレンズ１６４を移動させる場合に、レンズ１６４の現在の位置に対応づけてメモリ１６３に格納されているバックラッシュに関する情報を用いて、複数の第１の位置のいずれとも異なる１つの位置にレンズ１６４を移動させる。
【００４６】
特定部１４９は、１以上の第１の評価値と、１以上の第１の評価値が算出された画像をそれぞれ撮像したときのレンズ１６４の１以上の第１の位置と、１以上の第２の評価値と、バックラッシュに関する情報に基づく１以上の第２の位置とに基づいて、合焦位置を特定してよい。特定部１４９は、複数の第１の評価値と、１以上の第１の評価値が算出された画像をそれぞれ撮像したときのレンズ１６４の複数の第１の位置と、１以上の第２の評価値と、バックラッシュに関する情報に基づく１以上の第２の位置とに基づいて、合焦位置を特定してよい。
【００４７】
図３は、レンズ１６４の位置と評価値との関係を示す。横軸はレンズ１６４の光軸方向の位置を示す。縦軸は、撮像された画像から算出される評価値を示す。横軸のプラス方向（紙面右向き）は第１の向きに対応する。横軸のマイナス方向（紙面左向き）は第２の向きに対応する。図３に関連する説明において、光軸方向におけるレンズ１６４の位置を、１から７の数字を用いて説明する。
【００４８】
第１制御部１４２は、第２制御部１６２を通じて、位置１、位置２、位置３及び位置４の順に、一方向にレンズ１６４を移動させる。第１の向きは、レンズ１６４が位置１、位置２、位置３、及び位置４をこの順に通過する向きである。第１制御部１４２は、レンズ１６４が位置１、位置２、位置３及び位置４のそれぞれの位置に存在するときに、光学系１６９を通じて撮像素子１４４に撮像させる。第１制御部１４２は、レンズ１６４が位置１、位置２、位置３及び位置４のそれぞれの位置に存在するときに撮像素子１４４により撮像された画像の評価値を算出部１４８に算出させる。
【００４９】
算出部１４８は、レンズ１６４が位置１に存在するときに光学系１６９を通じて撮像された画像から評価値Ｅ１を算出する。同様に、算出部１４８は、位置２、位置３及び位置４のそれぞれの位置にレンズ１６４が存在するときに光学系１６９を通じて撮像された画像から、評価値Ｅ２、Ｅ３及びＥ４をそれぞれ算出する。レンズ１６４が位置ｉに存在するときに撮像された画像から算出された評価値をＥｉと呼ぶ。
【００５０】
図３に示されるように、Ｅ１＜Ｅ２＜Ｅ３であり、かつ、Ｅ４＜Ｅ３である。ただし、Ｅ４＜Ｅ３−Δであり、かつ、Ｅ２＜Ｅ３−Δである。この場合、第１制御部１４２は、Ｅ４が得られた段階で、合焦位置が位置２と位置４との間に存在すると判断する。Δは、評価値の変化を検出するための閾値である。例えば、Δは、レンズ１６４の位置に評価値を関連づける曲線の接線の傾きを判断するために用いられる。第１制御部１４２は、レンズ１６４が位置３に存在する場合にＥ２＋Δより大きいＥ３が得られたことから、位置２と位置３との間に、曲線の接線の傾きが正となる区間が存在すると判断する。第１制御部１４２は、レンズ１６４が位置４に存在する場合にＥ３−Δより小さいＥ４が得られたことから、位置３と位置４との間に、曲線の接線の傾きが負となる区間が存在すると判断する。よって、第１制御部１４２は、Ｅ４が得られた段階で、位置２と位置４との間に、曲線の接線の傾きが０になる位置が存在すると判断する。曲線の接線の傾きが０になる位置で評価値が最大値（極大値）となり得るため、その位置を合焦位置とみなすことができる。これにより、第１制御部１４２は、Ｅ４が得られた段階で、位置２と位置４との間に合焦位置が存在すると判断する。この判断に応じて、第１制御部１４２は、第２の向きにレンズ１６４を移動させる。第２の向きは、レンズ１６４が位置４、位置５、位置６をこの順に通過する向きである。
【００５１】
第１制御部１４２は、レンズ１６４が位置５及び位置６のそれぞれの位置に存在するときに、光学系１６９を通じて撮像素子１４４に撮像させる。第１制御部１４２は、レンズ１６４が位置５及び位置６のそれぞれに存在するときに撮像素子１４４により撮像された各画像の評価値を、算出部１４８に算出させる。位置５は、位置４と位置３との間の位置である。位置５は、位置４と位置３との中点であってよい。位置６は、位置３と位置２との間の位置である。位置６は、位置３と位置２との間の中点であってよい。第１制御部１４２は、位置５及び位置６のそれぞれにレンズ１６４が存在するときに撮像素子１４４に撮像させる。第１制御部１４２は、第２の向きにレンズ１６４を移動させる場合において、レンズ１６４が位置３の近傍の位置では画像を撮像させない。第１制御部１４２は、第２の向きにレンズ１６４を移動させる場合、位置３から予め定められた距離以上離れた位置に、位置５及び位置６を設定してよい。予め定められた距離とは、評価値の実質的な変化が生じ得る距離であってよい。例えば、レンズ１６４を予め定められた距離だけ移動させた場合に生じる評価値の変化がΔを超えるように、予め定められた距離が定められてよい。位置３から予め定められた距離以上離れた位置に位置５及び位置６を設定することで、Ｅ３との間の評価値の差が実質的に生じ得ない位置で撮像することを抑制できる。
【００５２】
図３に示されるように、Ｅ５＜Ｅ３−Δであり、かつ、Ｅ６＜Ｅ３−Δである。第１制御部１４２は、Ｅ６が得られた段階で、合焦位置が位置６と位置５との間に存在すると判断する。第１制御部１４２は、レンズ１６４が位置５に存在する場合にＥ３−Δより小さいＥ５が得られたことから、位置３と位置５との間に、曲線の接線の傾きが負となる区間が存在すると判断する。第１制御部１４２は、レンズ１６４が位置６に存在する場合にＥ３−Δより小さいＥ６が得られたことから、位置６と位置３との間に、曲線の接線の傾きが正となる区間が存在すると判断する。よって、第１制御部１４２は、Ｅ６が得られた段階で、合焦位置が位置６と位置５との間に存在すると判断する。この判断に応じて、第１制御部１４２は、特定部１４９に合焦位置を特定させる。特定部１４９は、５つの座標（位置２、Ｅ２）、（位置３、Ｅ３）、（位置４、Ｅ４）、（位置５、Ｅ５）及び（位置６、Ｅ６）から、評価値が最大となる位置７を特定してよい。特定部１４９は、３つの座標（位置３、Ｅ３）、（位置５、Ｅ５）及び（位置６、Ｅ６）から、評価値が最大となる位置７を特定してよい。特定部１４９は、ラグランジュ補間などの補間を行いて、評価値が最大となる位置７を算出してよい。
【００５３】
第１制御部１４２は、位置６から位置７にレンズ１６４を移動させる。第１制御部１４２は、以上に説明した動作を自動で行う。このように、第１制御部１４２は、コントラスト検出方式でＡＦを実行する。
【００５４】
第１制御部１４２は、位置６から位置７にレンズ１６４を移動させてから撮像素子１４４に画像を撮像させる。レンズ１６４が位置７に存在するときに撮像された画像は、記録用の画像である。レンズ１６４が位置７に存在するときに撮像された画像は、メモリ１４６に記録される。
【００５５】
図３に関連して説明したように、撮像装置１９０によれば、第２の向きにレンズ１６４を移動させて得られた評価値だけでなく、第１の向きにレンズ１６４を移動させて得られた評価値を、合焦位置の計算に用いる。そのため、第２の向きにレンズ１６４を移動させて得られた評価値のみを用いる場合に比べて、合焦動作を開始してから合焦位置を算出するまでの間に取得する必要がある画像数を減らすことができる。そのため、ＡＦ速度を高めることができる。
【００５６】
図４は、レンズ１６４のバックラッシュ量情報の一例を示す。バックラッシュ量情報は、レンズ１６４の位置とバックラッシュ量とを対応づける。バックラッシュ情報は、メモリ１６３に格納される。メモリ１６３は、光学系１６９の光軸方向におけるレンズ１６４の複数の位置に対応づけてバックラッシュ量を格納する。バックラッシュ量は、駆動機構１６１を駆動する駆動量であってよい。バックラッシュ量は、駆動量に対応するパルス数で表されてよい。第１制御部１４２は、第２制御部１６２を通じてバックラッシュ情報を取得する。第１制御部１４２は、第２制御部１６２から取得したバックラッシュ情報を用いて、レンズ１６４の位置を制御する。
【００５７】
図３を参照してバックラッシュ情報を用いてレンズ１６４を制御する動作を説明する。第１制御部１４２は、位置３と位置４との間に位置５を設定する。第１制御部１４２は、位置２と位置３との間に位置６を設定する。第１制御部１４２は、位置４の位置から位置５にレンズ１６４を移動させる場合に、バックラッシュ情報を参照して、位置４に対応づけられたバックラッシュ量を特定する。第１制御部１４２は、特定したバックラッシュ情報を用いて、レンズ１６４を位置５に移動させるための駆動機構１６１の駆動量を補正する。例えば、第１制御部１４２は、駆動機構１６１の駆動量として、位置４−位置５の距離Δｚ／２に対応する駆動量に、位置４の位置に対応づけられたバックラッシュ量を加算した値を決定する。これにより、第１制御部１４２は、レンズ１６４を正確に位置５に移動させることができる。
【００５８】
第１制御部１４２は、レンズ１６４を第２の向きに移動させる場合に、バックラッシュ量を用いて、位置５及び位置６が位置１、位置２、位置３及び位置４のいずれとも異なるように制御する。これにより、第１の向きにレンズ１６４を移動させる場合及び第２の向きにレンズ１６４を移動させる場合の全体において、評価値を算出するための画像を撮像するときのレンズ１６４の位置が重複しないようにすることができる。そのため、特定部１４９は、レンズ１６４を第２の向きに移動させる場合において、レンズ１６４が位置１、位置２、位置３又は位置４の近傍に位置するときの画像を撮像させる必要がない。そのため、より高速に合焦位置を特定することができる。
【００５９】
図５は、撮像装置１９０における合焦制御の手順の一例を示すフローチャートである。第１制御部１４２は、カウント値を初期化する（Ｓ５００）。カウント値の初期化により、評価値を算出する最初の画像を撮像するときのレンズ１６４の位置を「位置１」と設定する。カウント値はレンズ１６４の移動毎に加算される。これにより、レンズ１６４の位置は「位置２」、「位置３」・・・に順次に設定される。カウント値は、１回の合焦制御におけるレンズ１６４の位置を識別するための情報として用いられる。第１制御部１４２は、評価値及びレンズ１６４の位置を、評価値及び位置を記憶するための配列に格納する場合に、カウント値で識別される配列内の位置に格納する。配列は、評価値及びレンズ１６４の位置のデータを格納するデータ構造の一例である。データ構造を記憶するための記憶領域は、例えばメモリ１４６の記憶領域から割り当てられてよい。
【００６０】
第１制御部１４２は、レンズ１６４の現在の位置を配列に格納する（Ｓ５１０）。第１制御部１４２は、評価値を算出するための第１の画像を、撮像素子１４４に撮像させる（Ｓ５２０）。第１制御部１４２は、Ｓ５２０において撮像された第１の画像から、第１の評価値を算出部１４８に算出させる（Ｓ５３０）。第１制御部１４２は、Ｓ５３０で得られた第１の評価値を配列に格納する（Ｓ５４０）。
【００６１】
第１制御部１４２は、評価値のピークを越えたか否かを判断する。例えば、第１制御部１４２は、既に配列内に格納されている評価値の中から最大値を特定する。第１制御部１４２は、評価値の最大値が得られたレンズ１６４の位置を特定する。Ｓ５３０で算出された第１の評価値が最大値より低く、かつ、Ｓ５３０で算出された第１の評価値と最大値との差が予め定められた閾値より大きい場合に、評価値がピークを越えたと判断する。評価値のピークを越えていないと判断した場合は、Ｓ５６０に進む。
【００６２】
Ｓ５６０において、第１制御部１４２は、レンズ１６４を第１の向きに移動させる。レンズ１６４の移動先の位置は、レンズ１６４の現在の位置から第１の向きに予め定められた距離だけ進んだ位置である。予め定められた距離は、図３に示すΔｚであってよい。第１制御部１４２は、カウント値を加算する（Ｓ５７０）。Ｓ５７０の後、Ｓ５１０に進む。
【００６３】
Ｓ５５０において、第１制御部１４２は、評価値のピークを越えたと判断した場合は、Ｓ５８０に進む。Ｓ５８０において、第１制御部１４２は、バックラッシュ情報に基づくレンズ１６４の移動を行う。続いて、第１制御部１４２は、レンズ１６４を合焦位置に移動するための制御を行う（Ｓ５８２）。Ｓ５８０及びＳ５８２の詳細については後述する。
【００６４】
図６は、バックラッシュ情報に基づくレンズ１６４の移動制御の手順の一例を示すフローチャートである。図６のフローチャートは、図５のフローチャートにおけるＳ５８０の手順に適用できる。
【００６５】
第１制御部１４２は、バックラッシュ量を取得する（Ｓ６００）。例えば、第１制御部１４２は、レンズ装置１６０から取得したバックラッシュ情報を参照して、レンズ１６４の現在の位置に対応するバックラッシュ量を特定する。
【００６６】
第１制御部１４２は、レンズ１６４を第２の向きに移動させて、第２の位置のうちの１番目の位置５にレンズ１６４を位置させる（Ｓ６１０）。このとき、第１制御部１４２は、レンズ１６４を移動させるための駆動機構１６１の駆動量に、バックラッシュ量を加算する。例えば、第１制御部１４２は、予め定められた距離だけレンズ１６４を移動させるための駆動量に、バックラッシュ量を加算する。予め定められた距離は、図３に示すΔｚ／２であってよい。この場合、第１制御部１４２は、位置３と位置４との中点にレンズ１６４を位置させることができる。これにより、第１制御部１４２は、バックラッシュ量を考慮して、第２の位置のうちの位置５にレンズ１６４を正確に位置させることができる。
【００６７】
続いて、第１制御部１４２は、カウント値を加算する（Ｓ６２０）。これにより、バックラッシュ情報に基づくレンズ１６４の移動制御を終了する。
【００６８】
図７は、合焦位置に移動するための制御手順の一例を示すフローチャートである。図７のフローチャートは、図５のフローチャートにおけるＳ５８２の手順に適用できる。
【００６９】
第１制御部１４２は、レンズ１６４の現在の位置を配列に格納する（Ｓ７１０）。第１制御部１４２は、評価値を算出するための第２の画像を、撮像素子１４４に撮像させる（Ｓ７２０）。第１制御部１４２は、Ｓ７２０において撮像された第２の画像から、第２の評価値を算出部１４８に算出させる（Ｓ７３０）。第１制御部１４２は、Ｓ７３０で得られた第２の評価値を配列に格納する（Ｓ７４０）。
【００７０】
第１制御部１４２は、評価値のピークを超えたか否かを判断する。例えば、第１制御部１４２は、既に配列内に格納されている評価値の中から最大値を特定する。ここで、配列内に格納されている評価値は、図５のＳ５４０で格納された第１の評価値を含む。すなわち、第１制御部１４２は、既に取得された第１の評価値及び第２の評価値の中から最大値を特定する。第１制御部１４２は、Ｓ７３０で算出された第２の評価値が最大値より低く、かつ、Ｓ７３０で算出された第２の評価値と最大値との差が予め定められた閾値より大きい場合に、評価値のピークを超えたと判断する。なお、評価値の最大値が得られた画像を撮像したときのレンズ１６４の位置より、現在のレンズ１６４が第２の向きに進んだ位置にあることを条件として、評価値のピークを超えたと判断する。例えば、第１制御部１４２は、図３において評価値の最大値Ｅ３に対応する位置３より、現在のレンズ１６４の位置が第２の向きに進んだ位置にあることを条件として、評価値のピークを超えたと判断する。すなわち、レンズ１６４が位置３より第１の向きに進んだ位置に存在する場合は、評価値のピークを超えていないと判断する。評価値のピークを越えていないと判断した場合は、Ｓ７６０に進む。
【００７１】
Ｓ７６０において、第１制御部１４２は、レンズ１６４を第２の向きに移動させる。レンズ１６４の移動先の位置は、レンズ１６４の現在の位置から第２の向きに予め定められた距離だけ進んだ位置である。予め定められた距離は、図３に示すΔｚであってよい。第１制御部１４２は、カウント値を加算する（Ｓ７７０）。Ｓ７７０の後、Ｓ７１０に進む。
【００７２】
Ｓ７５０において、第１制御部１４２は、評価値のピークを越えたと判断した場合は、Ｓ７８０に進む。Ｓ７８０において、第１制御部１４２は、特定部１４９に合焦位置を特定させる。上述したように、特定部１４９は、第１の評価値及び第２の評価値をともに用いて、評価値が最大となるレンズ１６４の位置を算出する。
【００７３】
第１制御部１４２は、バックラッシュ量を取得する（Ｓ７８２）。例えば、第１制御部１４２は、レンズ装置１６０から取得したバックラッシュ情報を参照して、レンズ１６４の現在の位置に対応するバックラッシュ量を特定する。
【００７４】
第１制御部１４２は、レンズ１６４を第１の向きに移動させて、合焦位置までレンズ１６４を移動させる（Ｓ７８４）。このとき、第１制御部１４２は、レンズ１６４を移動させるための駆動機構１６１の駆動量に、バックラッシュ量を加算する。例えば、第１制御部１４２は、合焦位置と現在の位置との差に対応する駆動量に、バックラッシュ量を加算する。これにより、第１制御部１４２は、合焦位置にレンズ１６４を正確に位置させることができる。
【００７５】
なお、評価値のピーク超えの検出は、上述したように、評価値の最大値から閾値Δ以上減少したことを検出する方式を適用できる。その他、特定の向きにレンズ１６４を移動した場合に続けて得られる評価値が一定数以上連続して減少したことを検出する方式を適用できる。
【００７６】
図８は、第１制御部１４２による合焦制御において実行される動作内容の一例を表形式で示す。図８の表は、時間順に実行されるステップと、各ステップで行われる動作内容を示す。図８は、図３の例における動作内容を示す。
【００７７】
ステップ１において、撮像及び評価値の算出の後に、第１の向きにレンズ１６４を移動する。続くステップ２において、撮像及び評価値の算出及び評価値のピーク超えの検出を行う。ピーク超えが検出されない場合、第１の向きにレンズ１６４を移動する。ステップ３において、撮像及び評価値の算出及び評価値のピーク超えの検出を行う。ピーク超えが検出されない場合、第１の向きにレンズ１６４を移動する。
【００７８】
ステップ４において、撮像及び評価値の算出及び評価値のピーク超えの検出を行う。ピーク超えが検出された場合、バックラッシュ情報に基づくレンズ１６４の移動制御を行う。ステップ５において、撮像及び評価値の算出及び評価値のピーク超えの検出を行う。ピーク超えが検出されない場合、第２の向きにレンズ１６４を移動する。ステップ６において、撮像及び評価値の算出及び評価値のピーク超えの検出を行う。ピーク超えが検出された場合、特定部１４９が特定した合焦位置にレンズ１６４を移動する。
【００７９】
図９は、比較例の合焦制御によるフォーカスレンズの位置と評価値との関係を示す。位置１から位置４までの動作は、図３に例示した動作と同様の動作が行われる。この比較例の合焦制御では、位置４でピーク超えが検出された後に、第２の向きにフォーカスレンズを移動させて得られた評価値のみを用いて、合焦位置を特定する。位置１から位置４までの動作は、評価値のピークを粗く探索する粗駆動に相当する。
【００８０】
合焦位置の特定精度を高めるために、第２の向きでは微駆動を行う。具体的には、第２の向きにおける１回あたりの移動距離Δｚ'をΔｚより短くする。第２の向きにフォーカスレンズを移動させて、フォーカスレンズが位置５'、位置６'、位置７'、位置８'に存在する場合の画像から評価値を算出する。位置５'、位置６'、位置７'、位置８'に対応する評価値をＥ５'、Ｅ６'、Ｅ７'、Ｅ８'とする。図９の例では、Ｅ６'＞Ｅ５'、Ｅ７'＜Ｅ６'、Ｅ８'＜Ｅ７'であり、かつ、Ｅ７'＞Ｅ６'−Δである。そのため、Ｅ７'の評価値が得られた段階では、評価値のピークを超えたか否かの判断ができない。Ｅ８'の評価値が得られた段階で初めて、評価値のピークを超えたと判断ができる。そして、例えばＥ５'、Ｅ６'及びＥ７'を用いて、合焦位置７'を算出する。
【００８１】
比較例の合焦制御によれば、例えば撮像装置１９０における合焦制御と比べて、評価値のピーク超えを検出するために、実質的により多くの画像を撮像する必要がある。図９の比較例は、Δｚ'＜Δｚ／２である場合を示す。図９の比較例において、Δ'ｚ＝Δｚ／２とした場合でも、第２の向きに沿って少なくとも３点の位置にフォーカスレンズが存在する場合の画像を撮像しなければ、ピーク超えを検出できない。３点でピーク超えを検出できたとしても、合焦位置を特定するために３点の評価値しか利用できない。また、第１の向きに移動させたときのフォーカスレンズの位置と重複する又は極めて近い位置での評価値を算出することになってしまう。そのため、第１の向きに移動させた場合の評価値を有効利用できていないことになる。また、合焦位置を特定するために５点の評価値を要する場合、第２の向きにフォーカスレンズを移動して５点の評価値を得なければならない。したがって、比較例の合焦制御によれば、合焦位置を特定するまでに実質的に長い時間がかかることになる。
【００８２】
図１０は、比較例における合焦制御において実行される動作内容の一例を表形式で示す。図１０の表は、時間順に実行されるステップと、各ステップで行われる動作内容を示す。図１０は、図９の例における動作内容を示す。
【００８３】
ステップ１からステップ３は、図８のステップ１からステップ３と同様の動作内容となる。ステップ４において、撮像及び評価値の算出及び評価値のピーク超えの検出を行う。ピーク超えが検出された場合、バックラッシュ情報に基づくフォーカスレンズの移動制御を行う。この場合、フォーカスレンズの移動距離はΔｚ'である。ステップ５において、撮像及び評価値の算出及び評価値のピーク超えの検出を行う。ピーク超えが検出されない場合、第２の向きにフォーカスレンズを移動する。ステップ５と同様に、ステップ６及びステップ７のそれぞれにおいて、撮像及び評価値の算出及び評価値のピーク超えの検出を行う。ステップ６及びステップ７のそれぞれにおいて、第２の向きにフォーカスレンズを移動する。
【００８４】
ステップ８において、撮像及び評価値の算出及び評価値のピーク超えの検出を行う。ピーク超えが検出された場合、例えば、位置５'、位置６'、位置７'にフォーカスレンズが存在する場合の画像から算出された評価値を用いて合焦位置を算出する。そして、算出した合焦位置にレンズ１６４を移動する。このように、比較例の合焦制御によれば、合焦位置を特定するまでに８ステップを必要とする。
【００８５】
図９及び図１０に関連して説明したように、比較例の合焦制御によれば、評価値のピーク超えを検出するためにより多くのステップを要する。そのため、合焦制御が完了するまでに長い時間がかかってしまう。これに対し、撮像装置１９０における合焦制御によれば、より少ないステップでピーク超えを検出できる。したがって、合焦制御の完了までに要する時間を短くすることができる。
【００８６】
以上の説明において、レンズ１６４に関するバックラッシュ量情報として、レンズ１６４の位置に対応づけてバックラッシュ量を格納する例を説明した。しかし、バックラッシュ量は、レンズ１６４の位置によらずに一定値としてよい。メモリ１６３には、一定値のバックラッシュ量が格納されてよい。レンズ１６４に格納するバックラッシュ量は、個々のレンズ１６４におけるバックラッシュ量の実測値であってよい。レンズ１６４に格納するバックラッシュ量は、駆動機構１６１の設計で定められた設計値であってよい。
【００８７】
上述したレンズ１６４の移動制御は、レンズ１６４を移動させた後に停止した状態で画像を撮像させて評価値を算出する間欠駆動だけでなく、レンズ１６４を停止することなくレンズ１６４の移動中に画像を撮像させて評価値を算出する連続駆動にも適用できる。間欠駆動の場合は、上述したようにレンズ１６４の１回の移動毎に、Δｚに対応する数のパルスを駆動機構１６１に与えて、第１の向きに移動する場合の第１の位置と、第２の向きに移動する場合の第２の位置とが重複しないようにすればよい。一方、連続駆動の場合は、評価値を算出する画像を取得するときのレンズ１６４の位置が、第１の向きに移動する場合と第２の向きに移動する場合とで重複しないように、レンズの移動速度を制御すればよい。
【００８８】
ＵＡＶ１００において、撮像装置１９０はジンバル１１０に支持される。しかし、撮像装置１９０が設けられる位置は、ジンバル１１０に限られない。撮像装置１９０は、ＵＡＶ１００の周囲を撮像するセンシング用の撮像装置であってよい。センシング用の撮像装置は、ＵＡＶ１００の機首に設けられてよい。センシング用の撮像装置は、ＵＡＶ１００の底面に設けられてよい。センシング用の撮像装置は、ＵＡＶ１００の機首および底面の少なくとも一方に設けられてよい。センシング用の撮像装置により撮像された画像に基づいて、ＵＡＶ１００の周囲の３次元空間データが生成されてよい。センシング用の撮像装置は、ＵＡＶ１００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つの設けられてよい。センシング用の撮像装置で設定できる画角は、撮像装置１９０で設定できる画角より広くてよい。センシング用の撮像装置は、単焦点レンズ又は魚眼レンズを有してもよい。
【００８９】
図１１は、スタビライザ８００の一例を示す外観斜視図である。スタビライザ８００は、移動体の一例である。撮像装置１９０は、ＵＡＶ１００以外の移動体に搭載されてよい。例えば、スタビライザ８００が備えるカメラユニット８１３が、撮像装置１９０を備えてよい。
【００９０】
スタビライザ８００は、カメラユニット８１３、ジンバル８２０、及び持ち手部８０３を備える。ジンバル８２０は、カメラユニット８１３を回転可能に支持する。ジンバル８２０は、パン軸８０９、ロール軸８１０、及びチルト軸８１１を有する。ジンバル８２０は、パン軸８０９、ロール軸８１０、及びチルト軸８１１を中心に、カメラユニット８１３を回転可能に支持する。ジンバル８２０は、支持機構の一例である。
【００９１】
カメラユニット８１３は、撮像装置の一例である。カメラユニット８１３は、メモリを挿入するためのスロット８１２を有する。ジンバル８２０は、ホルダ８０７を介して持ち手部８０３に固定される。
【００９２】
持ち手部８０３は、ジンバル８２０、カメラユニット８１３を操作するための各種ボタンを有する。持ち手部８０３は、シャッターボタン８０４、録画ボタン８０５、及び操作ボタン８０６を含む。シャッターボタン８０４が押下されることで、カメラユニット８１３により静止画を記録することができる。録画ボタン８０５が押下されることで、カメラユニット８１３により動画を記録することができる。
【００９３】
デバイスホルダ８０１が持ち手部８０３に固定されている。デバイスホルダ８０１は、スマートフォンなどのモバイルデバイス８０２を保持する。モバイルデバイス８０２は、ＷｉＦｉなどの無線ネットワークを介してスタビライザ８００と通信可能に接続される。これにより、カメラユニット８１３により撮像された画像をモバイルデバイス８０２の画面に表示させることができる。
【００９４】
スタビライザ８００によれば、カメラユニット８１３における合焦制御の完了までに要する時間を短くすることができる。
【００９５】
以上の説明では、撮像装置１９０が移動体に設けられる形態を説明した。しかし、撮像装置１９０は、移動体に備えられる撮像装置に限られない。撮像装置１９０は、単体で撮像装置として機能し得る。撮像装置１９０は、一眼レフレックスカメラであってよい。撮像装置１９０は、レンズ非交換式のカメラであってよい。撮像装置１９０は、いわゆるコンパクトデジタルカメラであってよい。撮像装置１９０は、ビデオカメラであってよい。
【００９６】
図１２は、本発明の複数の態様が全体的又は部分的に具現化されてよいコンピュータ２０００の例を示す。コンピュータ２０００にインストールされたプログラムは、コンピュータ２０００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられる操作又は当該装置の１又は複数の「部」として機能させることができる。当該プログラムは、コンピュータ２０００に当該操作又は当該１又は複数の「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２０００に、本発明の実施形態に係るプロセス又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２０００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又はすべてに関連付けられた特定の操作を実行させるべく、ＣＰＵ２０１２によって実行されてよい。
【００９７】
本実施形態によるコンピュータ２０００は、ＣＰＵ２０１２、及びＲＡＭ２０１４を含み、それらはホストコントローラ２０１０によって相互に接続されている。コンピュータ２０００はまた、通信インタフェース２０２２、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２０２０を介してホストコントローラ２０１０に接続されている。コンピュータ２０００は、ＲＯＭ２０３０を含む。ＣＰＵ２０１２は、ＲＯＭ２０３０およびＲＡＭ２０１４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。
【００９８】
通信インタフェース２０２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ＲＯＭ２０３０は、アクティブ化時にコンピュータ２０００によって実行されるブートプログラム等、及び／又はコンピュータ２０００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢメモリまたはメモリカードのようなコンピュータが可読な記録媒体又はネットワークを介して提供される。ＲＡＭ２０１４、またはＲＯＭ２０３０は、コンピュータが可読な記録媒体の例である。プログラムは、ＲＡＭ２０１４、またはＲＯＭ２０３０にインストールされ、ＣＰＵ２０１２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２０００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２０００の使用に従い情報の操作または処理を実現することによって構成されてよい。
【００９９】
例えば、通信がコンピュータ２０００および外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ２０１２は、ＲＡＭ２０１４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２０２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース２０２２は、ＣＰＵ２０１２の制御下、ＲＡＭ２０１４、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処理領域に格納された送信データを読み取る。通信インタフェース２０２２は、読み取った送信データをネットワークに送信する。通信インタフェース２０２２は、ネットワークから受信された受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ処理領域等に書き込んでよい。
【０１００】
また、ＣＰＵ２０１２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ＲＡＭ２０１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ２０１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ２０１２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する。
【０１０１】
様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、およ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。ＣＰＵ２０１２は、ＲＡＭ２０１４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操作、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ＲＡＭ２０１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ２０１２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、ＣＰＵ２０１２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。
【０１０２】
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２０００上またはコンピュータ２０００近傍のコンピュータが可読な媒体に格納されてよい。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、コンピュータ可読媒体として使用可能である。コンピュータが可読な媒体に格納されたプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ２０００に提供してよい。
【０１０３】
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、請求の範囲の記載から明らかである。
【０１０４】
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、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現可能である。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】
【０１０５】
１００  ＵＡＶ
１０１  ＵＡＶ本体
１０２  インタフェース
１０４  第３制御部
１０６  メモリ
１０７  駆動部
１０８  回転翼
１１０  ジンバル
１４０  撮像部
１４２  第１制御部
１４４  撮像素子
１４６  メモリ
１４８  算出部
１４９  特定部
１６０  レンズ装置
１６１  駆動機構
１６２  第２制御部
１６３  メモリ
１６４、１６６、１６８  レンズ
１６９  光学系
１９０  撮像装置
８００  スタビライザ
８０１  デバイスホルダ
８０２  モバイルデバイス
８０３  持ち手部
８０４  シャッターボタン
８０５  録画ボタン
８０６  操作ボタン
８０７  ホルダ
８０９  パン軸
８１０  ロール軸
８１１  チルト軸
８１２  スロット
８１３  カメラユニット
８２０  ジンバル
２０００  コンピュータ
２０１０  ホストコントローラ
２０１２  ＣＰＵ
２０１４  ＲＡＭ
２０２０  入力／出力コントローラ
２０２２  通信インタフェース
２０３０  ＲＯＭ
【図１】
2018069974.tif 000003
【図２】
2018069974.tif 000004
【図３】
2018069974.tif 000005
【図４】
2018069974.tif 000006
【図５】
2018069974.tif 000007
【図６】
2018069974.tif 000008
【図７】
2018069974.tif 000009
【図８】
2018069974.tif 000010
【図９】
2018069974.tif 000011
【図１０】
2018069974.tif 000012
【図１１】
2018069974.tif 000013
【図１２】
2018069974.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月22日(2018.2.22)
【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】
レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、前記レンズが複数の第１の位置のそれぞれに位置するときに前記レンズを通じて複数の第１の画像のそれぞれを撮像させ、前記第１の向きとは反対の第２の向きに前記レンズを移動させて、前記レンズが前記光軸方向における１以上の第２の位置のそれぞれに位置するときに前記レンズを通じて撮像された１以上の第２の画像のそれぞれを撮像させる制御部と、
前記複数の第１の画像から算出された焦点状態を示す複数の第１の評価値のうちの１以上の第１の評価値及び前記１以上の第２の画像から算出された焦点状態を示す１以上の第２の評価値をともに用いて、合焦位置を特定する特定部と、
前記レンズの駆動機構におけるバックラッシュに関する情報を格納する格納部と
を備え、
前記制御部は、前記格納部に格納されている前記バックラッシュに関する情報を用いて前記１以上の第２の位置を前記複数の第１の位置のいずれとも異ならせる
撮像装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記複数の第１の位置のいずれとも異なる複数の第２の位置に位置するときに、前記レンズを通じて複数の第２の画像を撮像させ、
前記特定部は、前記複数の第１の評価値及び前記複数の第２の画像から算出された焦点状態を示す複数の第２の評価値をともに用いて、合焦位置を特定する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１の向きに前記レンズを移動させた後に前記第２の向きに前記レンズを移動させて前記１以上の第２の位置のうちの１つの位置に移動させる場合に、前記格納部に格納されている前記バックラッシュに関する情報を用いて、前記複数の第１の位置のいずれとも異なる前記１つの位置に前記レンズを移動させる
請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記格納部は、前記光軸方向における前記レンズの位置に対応づけて前記バックラッシュに関する情報を格納し、
前記制御部は、前記第１の向きに前記レンズを移動させた後に前記第２の向きに前記レンズを移動させる場合に、前記レンズの現在の位置に対応づけて前記格納部に格納されているバックラッシュに関する情報を用いて、前記複数の第１の位置のいずれとも異なる前記１つの位置に前記レンズを移動させる
請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記特定部は、前記１以上の第１の評価値と、前記複数の第１の位置のうち前記１以上の第１の評価値が得られた画像をそれぞれ撮像したときにおける前記レンズの１以上の第１の位置と、前記１以上の第２の評価値と、前記バックラッシュに関する情報に基づく前記１以上の第２の位置とに基づいて、前記合焦位置を特定する
請求項１から４のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の撮像装置を備えて移動する移動体。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか一項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置を支持する支持機構と、
前記支持機構に取り付けられている持ち手部と
を備える撮像システム。
【請求項８】
レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、前記レンズが複数の第１の位置のそれぞれに位置するときに前記レンズを通じて複数の第１の画像のそれぞれを撮像させ、前記第１の向きとは反対の第２の向きに前記レンズを移動させて、前記レンズが前記光軸方向における１以上の第２の位置のそれぞれに位置するときに前記レンズを通じて撮像された１以上の第２の画像のそれぞれを撮像させる段階であって、前記レンズの駆動機構におけるバックラッシュに関する情報を用いて前記１以上の第２の位置を前記複数の第１の位置のいずれとも異ならせる、段階と、
前記複数の第１の画像から算出された焦点状態を示す複数の第１の評価値のうちの１以上の第１の評価値及び前記１以上の第２の画像から算出された焦点状態を示す１以上の第２の評価値をともに用いて、合焦位置を特定する段階と
を備える方法。
【請求項９】
レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、前記レンズが複数の第１の位置のそれぞれに位置するときに前記レンズを通じて複数の第１の画像のそれぞれを撮像させ、前記第１の向きとは反対の第２の向きに前記レンズを移動させて、前記レンズが前記光軸方向における１以上の第２の位置のそれぞれに位置するときに前記レンズを通じて撮像された１以上の第２の画像のそれぞれを撮像させる段階であって、前記レンズの駆動機構におけるバックラッシュに関する情報を用いて前記１以上の第２の位置を前記複数の第１の位置のいずれとも異ならせる、段階と、
前記複数の第１の画像から算出された焦点状態を示す複数の第１の評価値のうちの１以上の第１の評価値及び前記１以上の第２の画像から算出された焦点状態を示す１以上の第２の評価値をともに用いて、合焦位置を特定する段階と
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【国際調査報告】
2018069974.tif 000015
2018069974.tif 000016
2018069974.tif 000017
2018069974.tif 000018