(57)【要約】【課題】必要なハードウェア／ソフトウェアリソースを増大させることなく、撮影画像に付加される測位計算のためのデータ量を低減させることができる撮影装置を提供する。【解決手段】撮影装置２０は、被写体を撮像する撮像部２３と、ユーザによる撮影操作を受け付ける操作部２４と、操作部２４が受け付けた撮影操作に応じて、撮像部２３による撮像を制御するＣＰＵ２７と、複数のＧＰＳ衛星から発信される信号を受信するＧＰＳアンテナ部１と、撮像部２３による撮像タイミングと同時のタイミングで、ＧＰＳアンテナ部１で受信した信号からレンジデータを取得する復調部３と、撮像部２３により撮像された画像のデータに、復調部３により取得されたレンジデータを付加してＲＡＭ２９に記憶させるＣＰＵ１２，２７とを備える。【選択図】図１
2012004960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像部と、
ユーザによる撮影操作を受け付ける操作部と、
前記操作部が受け付けた前記撮影操作に応じて、前記撮像部による撮像を制御する撮像制御部と、
複数のＧＰＳ衛星から発信される信号を受信する受信部と、
前記撮像部による撮像タイミングと同時のタイミングで、前記受信部で受信した前記信号からレンジデータを取得するレンジデータ取得部と、
前記撮像部により撮像された画像のデータに、前記レンジデータ取得部により取得された前記レンジデータを付加して記憶部に記憶させる記憶制御部と、
を備える、撮影装置。
【請求項２】
前記受信部で受信した前記信号から軌道パラメータを捕捉する軌道パラメータ捕捉部をさらに備え、
前記記憶制御部は、さらに、前記撮像部により撮像された前記画像のデータに、前記軌道パラメータ捕捉部により捕捉された軌道パラメータを付加して前記記憶部に記憶させる、請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】
前記画像のデータに付加された前記レンジデータに対応した位置データを、前記画像のデータに付加された前記軌道パラメータに基づいて算出する位置データ算出部をさらに備え、
前記記憶制御部は、前記レンジデータおよび前記軌道パラメータに代えて、前記位置データ算出部により算出された前記位置データを前記撮像部により撮像された前記画像のデータに付加して前記記憶部に記憶させる、請求項２に記載の撮影装置。
【請求項４】
前記位置データ算出部は、前記撮像部による撮像タイミングと別のタイミングで前記位置データの算出を行う、請求項３に記載の撮影装置。
【請求項５】
前記記憶制御部は、前記記憶部に前記軌道パラメータが付加された前記画像のデータが記憶されている場合に、別の画像のデータに前記軌道パラメータと同一の軌道パラメータを付加しようとするときには、当該別の画像のデータには当該軌道パラメータを付加せずに前記記憶部に記憶させて、
前記位置データ算出部は、当該別の画像のデータに付加された前記レンジデータに対応した位置データを、前記画像のデータに付加された前記軌道パラメータを参照して算出する、請求項３に記載の撮影装置。
【請求項６】
前記レンジデータ取得部は、前記撮像部による撮像タイミングと同時のタイミングで、前記レンジデータの取得を行えないときは、前記撮像タイミング後の前記レンジデータの取得可能なタイミングで、前記レンジデータの取得を行う、請求項１に記載の撮影装置。
【請求項７】
前記撮像部による撮像タイミング後の前記軌道パラメータ捕捉部による前記軌道パラメータの捕捉前に、前記撮影装置の電源がオフにされた場合は、前記軌道パラメータ捕捉部による前記軌道パラメータの捕捉が完了するまで、前記軌道パラメータ捕捉部に関連する各部の電源はオンのままにする、請求項２に記載の撮影装置。
【請求項８】
ユーザによる撮影操作を受け付ける受付ステップと、
前記受付ステップで受け付けた前記撮影操作に応じて、被写体を撮像する撮像部による撮像を制御する撮像制御ステップと、
複数のＧＰＳ衛星から発信される信号を受信する受信ステップと、
前記撮像部による撮像タイミングと同時のタイミングで、前記受信ステップで受信した前記信号からレンジデータを取得するレンジデータ取得ステップと、
前記撮像部により撮像された画像のデータに、前記レンジデータ取得ステップで取得された前記レンジデータを付加して記憶部に記憶させる記憶制御ステップと、
を有する、撮影方法。
【請求項９】
コンピュータを、
ユーザによる撮影操作を受け付ける操作部と、
前記操作部が受け付けた前記撮影操作に応じて、被写体を撮像する撮像部による撮像を制御する撮像制御部と、
複数のＧＰＳ衛星から発信される信号を受信する受信部と、
前記撮像部による撮像タイミングと同時のタイミングで、前記受信部で受信した前記信号からレンジデータを取得するレンジデータ取得部と、
前記撮像部により撮像された画像のデータに、前記レンジデータ取得部により取得された前記レンジデータを付加して記憶部に記憶させる記憶制御部と、
として機能させるための、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影装置、撮影方法およびプログラムに関し、特に、ＧＰＳ受信機を用いた撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳシステムは、上空を軌道とするＧＰＳ衛星を利用して車や航空機、船舶などの移動体が、地球上の位置や移動速度をリアルタイムで求めることができるように開発された位置測定システムであり、近時、この移動体による測位以外に、地球上のある地点間の距離や方向を測定するスタティック測量の分野等にも広く利用されている。このようなＧＰＳシステムを利用する場合、ＧＰＳ衛星から発信される電波を受信するためのＧＰＳ受信機が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図６は、一般的に用いられるＧＰＳシステムの概略構成を示した説明図である。図６に示すように、ＧＰＳ衛星２００からは、スペクトラム拡散された１.５７５４２ＧＨｚの信号が発信される。この発信された信号は、その距離に応じた伝播時間後にＧＰＳ受信機２１０のアンテナ部２１１にて受信される。このアンテナ部２１１にて受信された信号は、中間周波数変換器２１２によって所定の中間周波数にダウンコンバートされ、信号同期復調部２１３に入る。その後、この信号同期復調部２１３にて信号の逆拡散が行われ、データが復調される。復調されたデータは、測位計算部２１４にて測位計算に用いられる。このようにして、ＧＰＳ衛星２００から発信された信号がＧＰＳ受信機２１０にて受信され、測位計算が行われる。
【０００４】
図７は、ＧＰＳ受信機２１０にて行われている従来のＧＰＳ測位動作を示している。この図で、横軸はＧＰＳ受信機２１０の電源投入（起動）後の経過時間である。まず、電源がオン（ＯＮ）されると、その時点で捕捉できる複数のＧＰＳ衛星のそれぞれから信号を受信し、ＧＰＳ衛星の一つ一つに対してチャンネルをそれぞれ割り当てる（図７の例では、割り当てたチャンネルをＣｈ．１〜Ｃｈ．４で例示している）。そして、各チャンネルにおいて、各ＧＰＳ衛星からのデータの復調を行うわけであるが、ここでは、図７に示すように、信号同期復調部２１３において（イ）スペクトラム逆拡散およびデータ復調を行い、さらに測位計算部２１４において（ロ）プリアンブルの特定によるサブフレーム同期、（ハ）サブフレームからの軌道パラメータの捕捉、を順次行う。各チャンネルのそれぞれにおいては、（ハ）の軌道パラメータの捕捉が完了した時点で、（ニ）の測位計算可能な状態となるわけであるが、測位計算部２１４では、通常４つ以上のチャンネルにおいて（ハ）の軌道パラメータの捕捉が完了したとき（図中、符号のＸの時点）に測位計算を開始する。そして測位計算が終了すると測位データが出力され、最終的に現在位置が出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２９２６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来のＧＰＳ受信機およびＧＰＳ測位方法では、装置の起動後、測位可能となるまでに３０秒程度を要していた。これは、（イ）のスペクトラム逆拡散およびデータ復調に約５秒、（ロ）のサブフレーム同期に約１０秒を要し、さらに、（ハ）の軌道パラメータの捕捉にデータのフレーム配列の関係上、約２０秒要するからである。
【０００７】
このため、従来から、前回の起動中に得た軌道パラメータを不揮発性メモリーに蓄えておき、（イ）のデータ復調（≒同期タイミングの検出）が完了した時点で、蓄えていた軌道パラメータを用いて測位計算を開始するようなものもある。しかしこのような構成においても、ある一定時間（例えば２時間程度）が経過するとシステムで設けられた有効期限が切れるため、長時間にわたる装置停止後には、蓄えていた軌道パラメータは使用できなくなる。すると、上記と同様、ＧＰＳ受信機の起動後、改めて軌道パラメータを取得するまで測位を行うことができず、測位計算の開始まで時間がかかることになる。
【０００８】
ところで、最近のデジタルカメラ等の各種携帯型端末では、ＧＰＳ受信機を内蔵または接続し、位置データを活用するものも出現している。例えばデジタルカメラにＧＰＳ受信機を備えて、撮影画像に撮影位置のデータ等を盛り込んで記録するのである。このような端末においては、起動直後に現在位置を素早く測位できないことから、起動直後に撮影した画像には撮影位置のデータを盛り込むことができず、測位可能となるまで待たなければならない等して、非常に不便であった。
【０００９】
すなわち、ＧＰＳ受信機は軌道パラメータを取得するのに原理的に３０秒程度要するため、例えばデジタルカメラの電源投入時から撮影までに３０秒以上の待ち時間が発生してしまい、非常に不便であった。この問題を解決するために、事前にＧＰＳ受信機の電源を入れておくという方法も考えられるが、この場合、ＧＰＳ受信機の電源を常時入れておくこととなり、消費電力が増大してしまうという問題がある。
【００１０】
また、デジタルカメラにおいて撮影などの高負荷時に測位計算などの演算を行うには、ハードウェア／ソフトウェアリソースと電力が大量に必要となるという問題がある。この問題を解決するために、撮影画像にＧＰＳ受信機が受信したＧＰＳ受信データそのものを付加して、後で測位計算などの演算を行うようにすることが考えられるが、この場合、撮影画像１枚につき例えば１４０ｋＢｙｔｅほどのＧＰＳ受信データが撮影画像に付加されるため、データ量が増大するという問題がある。また、撮影画像にＧＰＳ受信機が受信したＧＰＳ受信データそのものを付加する場合、屋内などのＧＰＳ受信機がＧＰＳ受信データを受信できない環境下においても同様に撮影画像に受信データを付加するため、無駄なデータが撮影画像に付加されている場合もあった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、必要なハードウェア／ソフトウェアリソースを増大させることなく、撮影画像に付加される測位計算のためのデータ量を低減させることが可能な、新規かつ改良された撮影装置、撮影方法およ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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、被写体を撮像する撮像部と、ユーザによる撮影操作を受け付ける操作部と、前記操作部が受け付けた前記撮影操作に応じて、前記撮像部による撮像を制御する撮像制御部と、複数のＧＰＳ衛星から発信される信号を受信する受信部と、前記撮像部による撮像タイミングと同時のタイミングで、前記受信部で受信した前記信号からレンジデータを取得するレンジデータ取得部と、前記撮像部により撮像された画像のデータに、前記レンジデータ取得部により取得された前記レンジデータを付加して記憶部に記憶させる記憶制御部と、を備える、撮影装置が提供される。
【００１３】
前記受信部で受信した前記信号から軌道パラメータを捕捉する軌道パラメータ捕捉部をさらに備え、前記記憶制御部は、さらに、前記撮像部により撮像された前記画像のデータに、前記軌道パラメータ捕捉部により捕捉された軌道パラメータを付加して前記記憶部に記憶させてもよい。
【００１４】
前記画像のデータに付加された前記レンジデータに対応した位置データを、前記画像のデータに付加された前記軌道パラメータに基づいて算出する位置データ算出部をさらに備え、前記記憶制御部は、前記レンジデータおよび前記軌道パラメータに代えて、前記位置データ算出部により算出された前記位置データを前記撮像部により撮像された前記画像のデータに付加して前記記憶部に記憶させてもよい。
【００１５】
前記位置データ算出部は、前記撮像部による撮像タイミングと別のタイミングで前記位置データの算出を行ってもよい。
【００１６】
前記記憶制御部は、前記記憶部に前記軌道パラメータが付加された前記画像のデータが記憶されている場合に、別の画像のデータに前記軌道パラメータと同一の軌道パラメータを付加しようとするときには、当該別の画像のデータには当該軌道パラメータを付加せずに前記記憶部に記憶させて、前記位置データ算出部は、当該別の画像のデータに付加された前記レンジデータに対応した位置データを、前記画像のデータに付加された前記軌道パラメータを参照して算出してもよい。
【００１７】
前記レンジデータ取得部は、前記撮像部による撮像タイミングと同時のタイミングで、前記レンジデータの取得を行えないときは、前記撮像タイミング後の前記レンジデータの取得可能なタイミングで、前記レンジデータの取得を行ってもよい。
【００１８】
前記撮像部による撮像タイミング後の前記軌道パラメータ捕捉部による前記軌道パラメータの捕捉前に、前記撮影装置の電源がオフにされた場合は、前記軌道パラメータ捕捉部による前記軌道パラメータの捕捉が完了するまで、前記軌道パラメータ捕捉部に関連する各部の電源はオンのままにしてもよい。
【００１９】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ユーザによる撮影操作を受け付ける受付ステップと、前記受付ステップで受け付けた前記撮影操作に応じて、被写体を撮像する撮像部による撮像を制御する撮像制御ステップと、複数のＧＰＳ衛星から発信される信号を受信する受信ステップと、前記撮像部による撮像タイミングと同時のタイミングで、前記受信ステップで受信した前記信号からレンジデータを取得するレンジデータ取得ステップと、前記撮像部により撮像された画像のデータに、前記レンジデータ取得ステップで取得された前記レンジデータを付加して記憶部に記憶させる記憶制御ステップと、を有する、撮影方法が提供される。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、ユーザによる撮影操作を受け付ける操作部と、前記操作部が受け付けた前記撮影操作に応じて、被写体を撮像する撮像部による撮像を制御する撮像制御部と、複数のＧＰＳ衛星から発信される信号を受信する受信部と、前記撮像部による撮像タイミングと同時のタイミングで、前記受信部で受信した前記信号からレンジデータを取得するレンジデータ取得部と、前記撮像部により撮像された画像のデータに、前記レンジデータ取得部により取得された前記レンジデータを付加して記憶部に記憶させる記憶制御部と、として機能させるための、プログラムが提供される。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明によれば、必要なハードウェア／ソフトウェアリソースを増大させることなく、撮影画像に付加される測位計算のためのデータ量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係る撮影装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１におけるＧＰＳブロックの復調部の詳細構成を説明するための説明図である。
【図３】各ＧＰＳ衛星から送られる階層化された信号（航法メッセージ）のフレーム構成を説明するための説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る撮影処理のシーケンス図である。
【図５】ＧＰＳ受信データ、中間データおよび位置データを説明するための説明図である。
【図６】一般的に用いられるＧＰＳシステムの概略構成を説明するための説明図である。
【図７】ＧＰＳ受信機にて行われているＧＰＳ測位動作を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２４】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．本発明の実施の形態に係る撮影装置
２．本発明の実施の形態に係る撮影処理
【００２５】
［１．本発明の実施の形態に係る撮影装置］
まず、本発明の実施の形態に係る撮影装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る撮影装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【００２６】
図１において、デジタルカメラなどの撮影装置２０は、ＧＰＳブロック２１と、撮影ブロック２２とを備える。
【００２７】
ＧＰＳブロック２１は、高度約２万ｋｍ上のＧＰＳ衛星から発信された１５７５.４２ＭＨｚの信号（電波）を受信するＧＰＳアンテナ部１と、このＧＰＳアンテナ部１から受信した信号を中間周波数に変換するための中間周波数変換器２と、中間周波数変換器２によって中間周波数に下げられた信号を復調する復調部３と、復調された信号から必要なデータを抜き出して現在位置を計算するための測位計算部４と、ＧＰＳブロック２１側で時刻を知るための時計機能を内蔵したマイコン等からなる時計部５とを備える。ＧＰＳアンテナ部１は、本発明の受信部の一例である。復調部３は、本発明のレンジデータ取得部、軌道パラメータ捕捉部の一例である。測位計算部４は、本発明の位置データ算出部の一例である。
【００２８】
図２は、図１におけるＧＰＳブロック２１の復調部３の詳細構成を説明するための説明図である。
【００２９】
図２に示すように、復調部３は、スペクトラム逆拡散器１０とデータ復調器１１とを備え、これらは複数のチャンネルを有して複数のＧＰＳ衛星から送られる信号を、一つ一つのＧＰＳ衛星毎に一つのチャンネルに割り当て、所定の処理を行う。
【００３０】
図３は、各ＧＰＳ衛星から送られる階層化された信号（航法メッセージ）のフレーム構成を説明するための説明図である。
【００３１】
図３に示すように、ロングフレームは５つのサブフレームから構成されている。そして、１サブフレーム＝１０ワード、１ワード＝３０データビット、１データビットは２０の擬似雑音符号（Ｃ／Ａコード）からなり、一つの擬似雑音符号は１〔msec〕であるので、１データビットは２０〔msec〕、１ワードは６００〔msec〕、１サブフレームは６〔sec〕、１ロングフレームは３０〔sec〕となっている。そして、２５のロングフレームで１マスターフレームが構成され、１２．５〔min〕を１周期としてＧＰＳ衛星からの送信が続けられている。
【００３２】
そして、各サブフレームは、８ビットのプリアンブル（同期パターン）から始まる。各サブフレームの２ワード目となる３１ビット目から１７ビットにわたって、６秒周期で１週間までの信号時刻を表すＴＯＷ（Time Of Week）が格納されており、このＴＯＷによってサブフレームのカウント値を知ることができる。また、各サブフレームの５０ビット目から３ビットは、サブフレームのＩＤを示している。これらサブフレームのカウント値およびＩＤから、ＧＰＳ衛星における信号の送信時刻を知ることができる。さらに、１〜３番目のサブフレームには、ＧＰＳ衛星の詳細な軌道情報である軌道パラメータ（エフェメリスデータ）が格納され、４〜５番目のサブフレームには、すべてのＧＰＳ衛星に関する情報が収められており、ＧＰＳ衛星のサーチに主に使用され、大まかな軌道情報であるアルマナックデータもここに収められている。
【００３３】
また、上記のような構成の信号は、ビット率５０〔bps〕で、ビット周期は２０〔msec〕である。そして、上記信号は、チップ速度が１．０２３〔MHz〕の擬似ランダムノイズによりスペクトラム拡散された状態でＧＰＳ衛星から送信されている。この擬似ランダムノイズのコード長（繰り返し周期）は１〔msec〕であり、その２０周期分が信号の１ビットに対応している。なお、１チップ周期は、約１〔μsec〕である。
【００３４】
スペクトラム逆拡散器１０は、各ＧＰＳ衛星に固有の擬似ランダムノイズを掛け合わせて逆拡散して相関検出することで、ノイズ下に埋もれている割り当てられたＧＰＳ衛星の信号のみを復調する。このとき、各ＧＰＳ衛星から擬似ランダムノイズを掛け合わせて発信されている信号は、全てのＧＰＳ衛星において統一されたタイミングで発信されており、この信号は一定周期毎に繰り返している。スペクトラム逆拡散器１０では、この信号の擬似ランダムノイズのチップをカウントすることにより、レンジデータを得る。このための構成として、スペクトラム逆拡散器１０を構成する図示しない擬似ランダムノイズコントローラからは、擬似ランダムノイズのチップ速度に同期した１．０２３〔MHz〕のクロックが出力される。このクロックは、スペクトラム逆拡散器１０を構成するレンジカウンタ（図示しない）にカウントクロックとして供給される。また、擬似ランダムノイズ発生器からは、擬似ランダムノイズの繰返し周期に同期したエポック信号が出力され、このエポック信号は、レンジカウンタにリセット信号として供給される。そして、レンジカウンタでは、擬似ランダムノイズのチップを、所定時間、例えば１００〔msec〕毎に、全てのチャンネルにおいて同時にカウントし、そのカウント値をレンジデータとして測位計算部４に出力するのである。上記レンジデータは、スペクトラム拡散されてＧＰＳ衛星から送信される信号を、ＧＰＳ受信機側において受信し、これをスペクトラム逆拡散器１０でスペクトラム逆拡散し始めれば得ることができる。このようなスペクトラム逆拡散器１０としては、例えば特開平４−２３７２２８号公報に開示された技術等が好適に用いられる。
すなわち、擬似ランダムノイズコントローラからは、擬似ランダムノイズ、擬似ランダムノイズのチップ速度に同期した１．０２３〔MHz〕のクロック信号、擬似ランダムノイズの繰り返し周期に同期したリセット信号が出力される。スペクトラム逆拡散器１０では、擬似ランダムノイズコントローラから出力されるクロック信号及びリセット信号を利用してＧＰＳ信号からの擬似ランダムノイズのカウントを行っている。所定時間、例えば１００〔msec〕毎にそのカウンタ値を出力し、これがレンジデータとなる。
【００３５】
また、データ復調器１１は、スペクトラム逆拡散器１０で逆拡散された信号をさらに２相復調回路によって復調し、上記したようなデータフレーム構成を有したデータとして測位計算部４へ出力する。
【００３６】
図１に示したように、測位計算部４は、ＣＰＵ１２と、所定のプログラムが格納されたＲＯＭ１３と、データを格納・読み出しするＲＡＭ１４、およびＲＡＭ１４に対しデータを入出力するデータ入出力デバイス１５とを備える。ここで、ＲＡＭ１４には、通常と同様、起動後、早いタイミングから測位を開始するために軌道パラメータを保持しておく軌道パラメータ保持部が備えられ、さらには、レンジデータを記憶しておくレンジデータ記憶部が備えられている。そして、ＣＰＵ１２においては、ＲＯＭ１３に格納されたプログラムに基づいて所定の処理を実行し、これによって測位計算部４では、測位計算して位置データを出力する。
【００３７】
図１において、撮影ブロック２２は、被写体を撮像する撮像部２３と、撮像部２３を操作する操作部２４と、画像処理部２５とを備え、さらにモニター等の表示部２６とを備える。撮像部２３は、本発明の撮像部の一例である。操作部２４は、本発明の操作部の一例である。ここで、画像処理部２５は、ＣＰＵ２７と、所定のプログラムが格納されたＲＯＭ２８と、データを格納・読み出しするＲＡＭ２９と、ＲＡＭ２９に対しデータを入出力するデータ入出力デバイス３０とを備える。ＣＰＵ２７は、本発明の撮像制御部、記憶制御部の一例である。ＣＰＵ２７は、操作部２４が受け付けた撮影操作に応じて、撮像部２３による撮像を制御する。そして、ＲＡＭ２９は、本発明の記憶部の一例であり、撮像部２３で撮像した画像データを格納する画像データ格納部と、操作部２４において所定の操作を行ったときの時刻データを格納する時刻データ格納部と、ＧＰＳブロック２１において測位した位置データを格納する位置データ格納部と、を備えている。
【００３８】
この撮影装置２０においては、操作部２４で所定の操作（例えば撮影操作）を行ったときに、撮像部２３で撮像した画像のデータをＲＡＭ２９の画像データ格納部に格納し、これとともに、操作部２４の操作時刻、つまり撮影時刻のデータをＲＡＭ２９の時刻データ格納部に格納する。さらに、操作部２４で所定の操作（例えば撮影操作）を行ったときに、ＧＰＳブロック２１において、その時点でのレンジデータを得て、これをＲＡＭ１４のレンジデータ記憶部に記憶する。そして、ＧＰＳブロック２１において、軌道パラメータ（エフェメリスデータ）を取得できた時点で、これをＲＡＭ１４の軌道パラメータ保持部に保持する。そして、撮影装置２０のハードウェア／ソフトウェアリソースに余裕ができたタイミングで、ＧＰＳブロック２１の測位計算部４において、測位計算して位置データを撮影ブロック２２に出力し、これをＲＡＭ２９の位置データ格納部に格納する。そして、撮像した画像データを表示部２６にて表示するときには、ＲＡＭ２９から、画像データと、この画像データに対応した時刻データおよび位置データを引き出し、これらを一体に表示したり、あるいは画像データのファイル情報として時刻データや位置データを表示可能とするのである。
【００３９】
［２．本発明の実施の形態に係る撮影処理］
次に、本発明の実施の形態に係る撮影処理について説明する。図４は、本実施の形態に係る撮影処理のシーケンス図である。
【００４０】
図４において、まず、撮影装置２０に電源が投入されることにより、撮影ブロック２２およびＧＰＳブロック２１に電源が投入される（ステップＳ１０２，Ｓ２０２)。
【００４１】
次いで、ＧＰＳブロック２１において、ＧＰＳ衛星から発信された信号が、その距離に応じた伝播時間後にＧＰＳアンテナ部１にて受信される。このＧＰＳアンテナ部１にて受信された信号は、中間周波数変換器２によって所定の中間周波数にダウンコンバートされ、復調部３に入る。その後、この復調部３にて、その時点で捕捉できる複数のＧＰＳ衛星のそれぞれから信号を受信し、ＧＰＳ衛星の一つ一つに対してチャンネルをそれぞれ割り当てる（ステップＳ２０４)。
【００４２】
次いで、ＧＰＳブロック２１において、各チャンネルにて、それぞれ割り当てられたＧＰＳ衛星からのデータ復調を開始し（ステップＳ２０６）、スペクトラム逆拡散器１０で信号を逆拡散させ始めると、信号に含まれる擬似ランダムノイズのチップを、所定時間毎、例えば１００〔msec〕毎に出力する。
【００４３】
次いで、撮影ブロック２２において、ユーザにより操作部２４を介した撮影操作が行われると（ステップＳ１０４）、ＧＰＳブロック２１において、当該撮影操作と同時に、復調部３は上述したカウント結果としてのカウント値をレンジデータとして測位計算部４に出力する。そして、測位計算部４は出力されたレンジデータを取得して（ステップＳ２０８）、取得したレンジデータを撮影ブロック２２に出力する（ステップＳ２１０）。また、測位計算部４は、取得したレンジデータを、データ入出力デバイス１５を介してＲＡＭ１４のレンジデータ記憶部に記憶させてもよい。なお、ステップＳ２０８では、ある時間以内にレンジデータを取得できない場合は、ＧＰＳブロック２１は撮影装置２０の位置がＧＰＳ測位不可能位置と判断して、レンジデータおよび軌道パラメータの取得を中断するのがよい。
【００４４】
そして、撮影ブロック２２においては、ステップＳ１０４での撮影操作に応じて、撮像部２３で撮像した画像のデータにステップＳ２１０で出力されたレンジデータを付加してＲＡＭ２９の画像データ格納部に格納する。
【００４５】
次いで、ＧＰＳブロック２１において、各チャンネルでは、測位計算部４において、得られたデータの各メインフレームにおいて、１〜３番目のサブフレームが得られた時点で、ここに格納された軌道パラメータを抜き出す（ステップＳ２１２）。そして、測位計算部４は、抜き出した軌道パラメータを撮影ブロック２２に出力する（ステップＳ２１４）。また、測位計算部４は、抜き出した軌道パラメータをＲＡＭ１４の軌道パラメータ保持部に保持してもよい。なお、測位計算部４では、事前に軌道パラメータを取得していた場合は、事前に取得した軌道パラメータを撮影ブロック２２に出力してもよい。この場合は、測位計算部４は、新たに軌道パラメータを取得する必要はない。また、測位計算部４は、他のＧＰＳ受信機から軌道パラメータを取得してもよい。
【００４６】
そして、撮影ブロック２２においては、撮像部２３で撮像した画像のデータにさらにステップＳ２１４で出力された軌道パラメータを付加してＲＡＭ２９の画像データ格納部に格納する。
【００４７】
次いで、ＧＰＳブロック２１において、全てのチャンネルにおいて、軌道パラメータの捕捉が完了した後、撮影装置２００のハードウェア／ソフトウェアリソースに余裕ができたタイミングで、測位計算部４は、撮影ブロック２２からＲＡＭ２９の画像データ格納部に格納された画像のデータに付加されたレンジデータおよび軌道パラメータを取得して、取得したレンジデータおよび軌道パラメータに基づき、測位計算を行い（ステップＳ２１６）、位置データを撮影ブロック２２に出力する（ステップＳ２１８）。また、測位計算部４は、ＲＡＭ１４の軌道パラメータ保持部に保持された軌道パラメータと、ＲＡＭ１４のレンジデータ記憶部に記憶されたレンジデータに基づき、測位計算を行ってもよい。
【００４８】
そして、撮影ブロック２２においては、レンジデータおよび軌道パラメータに代えて、撮像部２３で撮像した画像のデータにステップＳ２１８で出力された位置データを付加してＲＡＭ２９の画像データ格納部に格納して、本処理を終了する。
【００４９】
なお、ステップＳ２１６においては、以下のようにして、撮影操作が行われた場所の位置データを出力する。
【００５０】
まず、軌道パラメータの捕捉の完了以降において、その時点での現在位置データを得るには、従来と同様、その時点で捕捉される軌道パラメータとレンジデータとに基づき、少なくとも４個のＧＰＳ衛星による連立方程式を解く。すなわち、ＧＰＳ衛星の位置(ｘs、ｙs、ｚs)とＧＰＳ受信機の位置(ｘu、ｙu、ｚu)の間の距離と、ＧＰＳ衛星からの信号の到達遅延時間との間には、
〔(ｘs−ｘu)2＋(ｙs−ｙu)2＋(ｚs−ｚu)2〕1/2＝ｃ・(ｔu−ｔs)
の関係が成り立つ。ここで、ｔsは信号がＧＰＳ衛星で発信された時間（＝レンジデータ）、ｔuはＧＰＳ受信機で受信された時刻、ｃは光速である。そして、未知数を、(ｘu、ｙu、ｚu)およびｔuとすると、４個のＧＰＳ衛星による以下の連立四元二次方程式を解くことにより現在位置データが求められる。
〔(ｘ1−ｘu)2＋(ｙ1−ｙu)2＋(ｚ1−ｚu)2〕1/2＝ｃ・(ｔu−ｔ1)
〔(ｘ2−ｘu)2＋(ｙ2−ｙu)2＋(ｚ2−ｚu)2〕1/2＝ｃ・(ｔu−ｔ2)
〔(ｘ3−ｘu)2＋(ｙ3−ｙu)2＋(ｚ3−ｚu)2〕1/2＝ｃ・(ｔu−ｔ3)
〔(ｘ4−ｘu)2＋(ｙ4−ｙu)2＋(ｚ4−ｚu)2〕1/2＝ｃ・(ｔu−ｔ4)
【００５１】
そして、軌道パラメータの捕捉完了以前において、ＧＰＳブロック２１の電源を投入（起動）して以降軌道パラメータの捕捉完了までの間の時点での過去の位置データを得るには、その後に取得された軌道パラメータと、撮影操作と同時に取得されたレンジデータとを用いて、位置データを求める。ここで、軌道パラメータには、ＧＰＳ衛星の移動軌道を示す、時間を変数とする関数式のパラメータが含まれているため、上記関数式と記憶していたレンジデータとから、過去の位置データを近似して求めることができるのである。なお、ＧＰＳ衛星の移動軌跡を示す関数式は、例えば２時間程度で更新されるものであり、したがって、ＧＰＳブロック２１を起動して以降、軌道パラメータが捕捉されるまでの３０秒程度の間に得られたレンジデータ（記憶していたレンジデータ）に対してであれば、十分に近似データを利用できる。このようにして、軌道パラメータの捕捉が完了した後であれば、ＧＰＳブロック２１の起動後、軌道パラメータの捕捉が完了する以前の時点での位置データを得ることができるのである。ここで、図７において、図中、「レンジデータの計測」と示したものが、上記復調部３におけるレンジデータのカウント（計測）タイミングを示している。本実施の形態においては、捕捉できる全ての衛星において、（イ）のスペクトラム逆拡散およびデータ復調を行った時点（図７中符号（Ｙ）参照）以降、レンジデータの取得を可能とする。そして、軌道パラメータの捕捉が完了した後（図７中符号（Ｘ）以降）であれば、それ以前の時点（図７中符号（Ｙ）−（Ｘ）間のレンジデータの計測タイミング）での位置データを得ることができるのである。
【００５２】
ここで、従来の撮影装置であれば、起動後３０秒程度待機し、測位が可能となってからでなければ位置データを画像データに盛り込むことができなかったが、本撮影装置２０においては、起動後、軌道パラメータが捕捉されるようになった時点以降に、それ以前の位置データを得ることができる。これには、撮影装置２０の起動後、軌道パラメータが捕捉される以前に操作部２４で撮影操作を行ったときに、そのときのレンジデータを取得しておく。そして、軌道パラメータが捕捉されるようになった時点以降、撮影装置２０のハードウェア／ソフトウェアリソースに余裕ができたタイミングで、ＧＰＳブロック２１での測位プログラムのステップＳ２１６（図４参照）において、軌道パラメータが捕捉される以前の位置データを得ることができるので、この位置データを画像データに付加すれば良いのである。このようにして、デジタルカメラを起動した直後に撮影した画像についても、軌道パラメータが得られた後であれば、撮影時点での位置データを取得して盛り込むことが可能となる。
【００５３】
また、本実施の形態によれば、撮像部２３により撮像された画像のデータに、測位計算部４により取得されたレンジデータが付加される。これにより、測位計算部４により軌道パラメータが取得された後に、撮影装置２０のハードウェア／ソフトウェアリソースに余裕ができたタイミングで、画像のデータに付加されたレンジデータと、測位計算部４により取得された軌道パラメータとを用いて、測位計算を行うことができる。また、レンジデータは、図５に示すように、ＧＰＳブロック２１で受信したＧＰＳ受信データそのもののデータ量と比較して、十分に少量のデータ量であるので、画像のデータにＧＰＳ受信データそのものを付加する場合と比較して、画像のデータに付加される測位計算のためのデータ量を低減させることができる。
【００５４】
また、本実施の形態によれば、撮像部２３により撮像された画像のデータに、さらに、測位計算部４により取得された軌道パラメータが付加される。これにより、撮影装置２０のハードウェア／ソフトウェアリソースに余裕ができたタイミングで、画像のデータに付加されたレンジデータおよび軌道パラメータとを用いて、測位計算を行うことができる。また、軌道パラメータは、図５に示すように、ＧＰＳブロック２１で受信したＧＰＳ受信データそのもののデータ量と比較して、十分に少量のデータ量であるので、画像のデータにＧＰＳ受信データそのものを付加する場合と比較して、画像のデータに付加される測位計算のためのデータ量を低減させることができる。
【００５５】
また、本実施の形態によれば、撮影装置２０のハードウェア／ソフトウェアリソースに余裕ができたタイミング、すなわち撮像部２３による撮像タイミングと別のタイミングで、画像のデータに付加されたレンジデータと、測位計算部４により取得された軌道パラメータとを用いて、測位計算を行う。これにより、撮影などの高負荷時に測位計算などの演算が行われることがなく、必要となるハードウェア／ソフトウェアリソースを増大させることがない。
【００５６】
また、本実施の形態によれば、撮像部２３により撮像された画像のデータに、レンジデータおよび軌道パラメータに代えて、測位計算部４により計算された位置データが付加される。位置データは、図５に示すように、ＧＰＳブロック２１で受信したＧＰＳ受信データそのもののデータ量や中間データと比較して、十分に少量のデータ量であるので、画像のデータにＧＰＳ受信データそのものや中間データを付加する場合と比較して、画像のデータに付加される測位計算のためのデータ量を低減させることができる。
【００５７】
また、本実施の形態では、撮像部２３による撮像タイミング後における復調部３による軌道パラメータの捕捉前に、撮影装置２０の電源がオフにされた場合は、復調部３による軌道パラメータの捕捉が完了するまで、復調部３に関連する各部の電源、すなわちＧＰＳブロック２１の電源はオンのままにしてもよい。これにより、確実に復調部３による軌道パラメータの捕捉を完了させることができる。
【００５８】
また、本実施の形態では、ステップＳ２０６でＧＰＳ衛星からのデータ復調を開始する前に、ユーザにより撮影操作が行われた場合は、復調部３は、撮像部２３による撮像タイミングと同時のタイミングで、レンジデータを取得することができないため、その場合には、レンジデータを取得可能となったタイミングでレンジデータを取得して、測位計算部４に出力するのがよい。撮像部２３による撮像タイミングと同時のタイミングでレンジデータが取得できない場合においても、その後すぐにレンジデータは取得可能となるため、撮影装置２０が高速に移動している場合を除き、測位計算結果の誤差を少なくすることができる。また、撮影装置２０のハードウェア／ソフトウェアリソースに余裕がないため、撮影と同時にレンジデータの取得が困難な場合は、復調部３は撮影後のレンジデータを取得可能となったタイミングでレンジデータを取得して、測位計算部４に出力するのがよい。
【００５９】
また、本実施の形態では、ＲＡＭ２９の画像データ格納部に軌道パラメータが付加された画像のデータが記憶されている場合に、別の画像のデータに上記軌道パラメータと同一の軌道パラメータを付加しようとするときには、当該別の画像のデータには当該軌道パラメータを付加せずにＲＡＭ２９の画像データ格納部に記憶させるようにするのがよい。このとき、測位計算部４は、当該別の画像のデータに付加されたレンジデータに対応した位置データを、ＲＡＭ２９の画像データ格納部に格納されてある上記画像のデータに付加された上記軌道パラメータを参照して算出するようにする。これにより、ＲＡＭ２９の画像データ格納部に格納される画像のデータのデータ量をさらに低減することができる。
【００６０】
なお、上記実施の形態では、ＧＰＳブロック２１で得た位置データを、デジタルカメラ等に適用する例のみを示したが、これ以外の機器においてもＧＰＳブロック２１で得た位置データを用いるのであれば、上記と同様にして本発明を適用することにより同様の効果を得ることが可能である。また、得た位置データの利用方法については、上記実施の形態で示したデジタルカメラにおける撮影位置情報の生成に限るものではなく、これ以外であっても良い。加えて、上記のようなプログラムを記憶するＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、メモリ、ハードディスク等の記憶手段と、この記憶手段から当該プログラムを読み出し、当該プログラムを実行する装置側に直接あるいは間接的に当該プログラムを送信する送信手段とを備える伝送装置等の形態を成していても良い。
【００６１】
また、本発明の目的は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。
【００６２】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードおよび該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００６３】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【００６４】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施の形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００６５】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その拡張機能を拡張ボードや拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００６６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６７】
１    ＧＰＳアンテナ部
２    中間周波数変換器
３    復調部
４    測位計算部
５    時計部
１２    ＣＰＵ
１３    ＲＯＭ
１４    ＲＡＭ
１５    データ入出力デバイス
２０    撮影装置
２１    ＧＰＳブロック
２２    撮影ブロック
２３    撮像部
２４    操作部
２５    画像処理部
２６    表示部
２７    ＣＰＵ
２８    ＲＯＭ
２９    ＲＡＭ
３０    データ入出力デバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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