JP2020020991A - 制御装置、方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】合焦状態を実現するまでに要する時間を短くする。【解決手段】制御装置は、レンズの位置を検出する位置検出部と、前記レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、前記レンズを通じて画像を取得し、前記画像からコントラスト評価値を取得し、前記コントラスト評価値と前記レンズの位置との対応関係をメモリに記憶し、前記コントラスト評価値から前記レンズの合焦位置が検出された後に、前記メモリから前記対応関係を読み出し、前記レンズを前記第１の向きとは反対の第２の向きに移動させて、前記合焦位置に対応する前記レンズの位置へ前記レンズを移動させる、制御部と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、制御装置、方法およびプログラムに関する。

画像を撮像する撮像装置では、コントラストＡＦ（Autofocus）と呼ばれるＡＦ方式で、自動的にレンズの位置を制御して焦点を合わせることが行われている。コントラストＡＦでは、例えば、レンズを移動させるギアを動かすＤＣ（Direct Current）モータと、当該ギアの回転量を検出する回転センサとを用いて、オートフォーカスの制御が行われる。ここで、ＤＣモータによってギアが一の方向に動かされると、レンズが光軸に平行な所定の方向に移動する。また、当該ＤＣモータによって当該ギアが当該一の方向とは反対の方向に動かされると、当該レンズが当該所定の方向とは反対の方向に移動する。

具体的には、コントラストＡＦでは、次の３つの手順の処理を行う。１番目の手順は、ＤＣモータによってギアを一の方向に動かしながら撮像素子から得られる画像のコントラスト評価値のピークを検出する手順である。２番目の手順は、その後に当該ＤＣモータによって当該ギアを当該一の方向とは反対の方向に動かしてコントラスト評価値が当該ピークをいったん過ぎるようにする手順である。３番目の手順は、その後に当該ＤＣモータによって当該ギアを当該一の方向に動かしてコントラスト評価値のピークを目標として当該ギアを停止させる手順である。このとき、コントラストＡＦでは、回転センサによって検出されるギアの回転量に基づいてレンズの位置を特定する。このようなコントラストＡＦでは、例えば、ギアの隙間（いわゆるバックラッシュ）を考慮して、コントラスト評価値が上昇していく方向にギアを動かして焦点を合わせている。当該方向はいわゆる山登りの方向と呼ばれ、山登りの方向での制御は山登り制御と呼ばれる。
ここで、画像のコントラスト評価値は、画像のコントラストの強弱の度合いを表す評価値である。本明細書では、コントラスト評価値が大きいほど、コントラストが強いことを表す。

なお、特許文献１には、フォーカスレンズの光軸方向における位置をＭＲ（Magneto Resistive）センサによって検出する技術が開示されている（特許文献１の段落００３９参照。）。しかしながら、特許文献１では、レンズの位置をＭＲセンサで検出することは開示されているが、オートフォーカスの制御については開示されていない。

ここで、ＭＲセンサは、磁気抵抗効果素子を用いて、固体の電気抵抗が磁界によって変化する磁気抵抗効果を利用して磁場の大きさを計測するセンサとして知られている。磁気抵抗効果としては、例えば、外部の磁場によって電気抵抗が変化する異方向性磁気抵抗効果（ＡＭＲ：Anisotropic Magneto Resistive effect）、巨大な磁気抵抗効果が生じる巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ：Giant Magneto Resistive effect）、磁気トンネル接合素子において磁場が印加されることでトンネル電流が流れて電気抵抗が変化するトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ：Tunnel Magneto Resistive effect）などが知られている。

特開２００４−３７１２１号公報

上述のように、撮像装置では、コントラストＡＦによるオートフォーカスの制御を行うに際して、バックラッシュが存在することから、まず、ギアを一の方向に動かしてコントラスト評価値のピークを検出する手順を行う。その後、撮像装置では、当該ギアを当該一の方向とは反対の方向に動かしてコントラスト評価値が当該ピークをいったん過ぎるようにする手順を行う。その後、撮像装置では、当該ギアを当該一方向に動かして当該ピークを目標として当該ギアを停止させる手順を行う。撮像装置では、これらの手順が必要であり、合焦状態を実現するまでに必要なレンズ移動の手順が多くなり、長い時間がかかる場合があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、合焦状態を実現するまでに要する時間を短くすることができる制御装置、方法およびプログラムを提供することを課題とする。

本発明の一態様に係る制御装置は、レンズの位置を検出する位置検出部と、前記レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、前記レンズを通じて画像を取得し、前記画像からコントラスト評価値を取得し、前記コントラスト評価値と前記レンズの位置との対応関係をメモリに記憶し、前記コントラスト評価値から前記レンズの合焦位置が検出された後に、前記メモリから前記対応関係を読み出し、前記レンズを前記第１の向きとは反対の第２の向きに移動させて、前記合焦位置に対応する前記レンズの位置へ前記レンズを移動させる、制御部と、を備える。

本発明の一態様に係る制御装置は、前記位置検出部は、前記レンズを固定するレンズ枠に設けられた磁気抵抗効果素子と、前記光軸に沿って配列され、第１の極性と前記第１の極性と異なる第２の極性からなる磁気部材と、を備える、構成とされてもよい。

本発明の一態様に係る制御装置は、前記位置検出部は、前記光軸に沿って配列され、第１の極性と前記第１の極性と異なる第２の極性からなる磁気部材と、前記磁気部材に設けられたレンズ枠と、前記レンズ枠を前記光軸の方向に移動させるガイド軸に設けられた磁気抵抗効果素子と、を備える、構成とされてもよい。

本発明の一態様に係る制御装置は、前記磁気部材の長さは、前記レンズが移動可能な範囲と前記レンズが移動することにより発生するバックラッシュ分を足した長さよりも長い、構成とされてもよい。

本発明の一態様に係る制御装置は、前記制御部は、前記合焦位置を検出した場合に、前記メモリに前記対応関係を記憶する、構成とされてもよい。

本発明の一態様に係る制御装置は、前記レンズはギア連結機構を介して移動させられる、構成とされてもよい。

本発明の一態様に係る制御装置は、前記レンズは、DCモータ又はステッピングモーターを介して移動させられる、構成とされてもよい。

本発明の一態様に係る方法は、制御装置が、レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、前記レンズを通じて画像を取得する段階と、前記画像からコントラスト評価値を取得する段階と、前記コントラスト評価値と前記レンズとの対応関係をメモリに記憶する段階と、前記コントラスト評価値から前記レンズの合焦位置が検出された後に、前記メモリから前記対応関係を読み出し、前記レンズを前記第１の向きとは反対の第２の向きに移動させて、前記合焦位置に対応する前記レンズの位置へ前記レンズを移動させる段階と、を備える。

本発明の一態様に係るプログラムは、レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、前記レンズを通じて画像を取得する段階と、前記画像からコントラスト評価値を取得する段階と、前記コントラスト評価値と前記レンズとの対応関係をメモリに記憶する段階と、前記コントラスト評価値から前記レンズの合焦位置が検出された後に、前記メモリから前記対応関係を読み出し、前記レンズを前記第１の向きとは反対の第２の向きに移動させて、前記合焦位置に対応する前記レンズの位置へ前記レンズを移動させる段階と、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

本発明の一態様によれば、合焦状態を実現するまでに要する時間を短くすることができる。

本発明の一実施形態に係る撮像装置の概略的な外観の構造を示す図である。 本発明の一実施形態に係る撮像装置の概略的な機能構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る撮像装置によって行われるオートフォーカス処理の一例を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る撮像装置によって行われるコントラスト評価値のピーク検出処理の一例を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る撮像装置によって行われるコントラスト評価値のピーク検出処理の一例を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る撮像装置によって行われるオートフォーカス処理の手順の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る撮像装置におけるＭＲセンサおよび磁気部材の配置の他の例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る撮像装置の概略的な機能構成を示す図である。 制御部およびメモリのハードウェア構成の一例を示す図である。 無人航空機および遠隔操作装置の外観の一例を示す図である。 従来のコントラストＡＦの概略について説明するための図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置１の概略的な外観の構造を示す図である。
撮像装置１は、概略的に、本体部１１と、鏡筒部１２とを備える。鏡筒部１２は、レンズ１３を備える。本体部１１は、ボタン１４〜１６と、ファインダー１７とを備える。
ここで、各ボタン１４〜１６は、ユーザによって操作されて、例えば、電源、シャッター、露光などに関する予め定められた指示を受け付ける。
なお、撮像装置１の構造は、図１に示される構造に限定されず、他の構造が用いられてもよい。

図２は、本発明の一実施形態に係る撮像装置１の概略的な機能構成を示す図である。
撮像装置１は、鏡筒部１２に、レンズ１３と、環状の回転カム２１と、レンズ枠３１と、カム溝３２と、カムピン３３と、ＭＲセンサ４１と、磁気部材４２とを備える。撮像装置１は、本体部１１に、ギアボックス２２と、撮像部２３とを備える。
ギアボックス２２は、ＤＣ（Direct Current）モータ６１と、ギア６２と、２相の回転センサ６３とを備える。
撮像部２３は、撮像素子７１と、操作部７２と、表示部７３と、メモリ７４と、制御部７５とを備える。制御部７５は、取得部８１と、移動制御部８２と、検出部８３と、判定部８４と、合焦部８５とを備える。
なお、ＭＲセンサ４１と制御部７５とメモリ７４を含む部分の装置が制御装置の一例である。本実施形態では、撮像装置１も制御装置の一例である。

鏡筒部１２の構成について説明する。
レンズ１３はレンズ枠３１に取り付けられて支持される。レンズ枠３１はレンズ１３を固定する。レンズ枠３１には、回転カム２１に設けられたカム溝３２に嵌合するカムピン３３が設けられている。そして、回転カム２１の回転機構によって、レンズ枠３１はカム溝３２に沿って移動することが可能である。これにより、レンズ枠３１に取り付けられたレンズ１３は、所定の移動可能軸Ｄ１に沿って移動することが可能である。レンズ１３の移動可能軸Ｄ１は、レンズ１３の光軸に平行な軸である。つまり、レンズ１３は、当該レンズ１３の光軸に沿って移動することが可能である。回転カム２１が所定の回転方向に回転させられると、レンズ１３が移動可能軸Ｄ１に沿った所定の一の方向に移動する。逆に、回転カム２１が当該所定の回転方向とは反対の方向に回転させられると、レンズ１３が移動可能軸Ｄ１に沿った当該一の方向とは反対の方向に移動する。なお、図２には、レンズ１３の移動可能軸Ｄ１を示してある。

レンズ枠３１に、磁気抵抗効果素子であるＭＲセンサ４１が設けられている。本実施形態では、レンズ枠３１にＭＲセンサ４１が固定されている。また、回転カム２１に、磁気部材４２が固定されて設けられている。磁気部材４２は、レンズ１３の移動可能軸Ｄ１に平行な方向にＮ極（第１の極性の一例）とＳ極（第１の極性とは異なる第２の極性の一例）が一定間隔で逆極性となるように並ぶ磁気配列を有している。つまり、当該磁気配列はレンズ１３の光軸に沿って配列されている。この構成により、レンズ１３が移動可能軸Ｄ１に沿って移動すると、ＭＲセンサ４１と磁気部材４２との相対的な位置関係が変化する。これにより、ＭＲセンサ４１によってレンズ１３の移動量に応じた波形が検出される。すなわち、ＭＲセンサ４１の位置と対向する磁気部材４２の極性がＮ極とＳ極とで交互に変化するごとに同じ形状のパルスが発生する。そして、ＭＲセンサ４１が同一の方向に移動する間、発生したパルスの数とレンズ１３の移動量とが比例する。また、磁気部材４２の長さは、所定値よりも長い方が好ましい。当該所定値は、レンズ１３が移動可能な範囲の長さと、レンズ１３が移動することにより発生するバックラッシュ分の長さとを足した長さである。磁気部材４２が当該所定値に相当する部分をカバーすることで、レンズ１３の移動量を正確に把握することが可能となる。

本実施形態では、ＭＲセンサ４１は、移動量に応じた情報として、発生したパルスの数を検出する。また、本実施形態では、ＭＲセンサ４１は、移動量に応じた波形として、サイン波とコサイン波といった２相の波形を検出する。これにより、ＭＲセンサ４１によって、レンズ１３の移動量とともに、レンズ１３が移動する方向を特定することが可能である。
ＭＲセンサ４１は、検出された移動量および移動方向を表す情報を制御部７５に出力する。ここで、レンズ１３の移動量を表す情報としては、例えば、移動量自体が用いられてもよく、あるいは、移動量に比例等するパルスの数などが用いられてもよい。
図２の例では、磁気抵抗効果素子であるＭＲセンサ４１と、磁気部材４２を用いて、レンズ１３の位置を検出する位置検出部が構成されている。
なお、レンズ１３としては、様々なレンズが用いられてもよく、例えば、交換可能なレンズが用いられてもよい。

ギアボックス２２の構成について説明する。
ここで、ギア６２は、例えば、ギア連結機構を有している。ここで、ギア連結機構とは、複数のギアがかみ合った機構である。このため、ギア連結機構では、一の方向の回転とそれとは反対の方向の回転とで位置誤差が生じ得る。ただし、本実施形態では、説明の便宜上、１個のギアに着目して説明する。
ＤＣモータ６１は、制御部７５によって制御されて、ギア６２を回転させる。ギア６２の回転によって回転カム２１が回転させられることで、レンズ１３が移動可能軸Ｄ１に沿って移動する構成となっている。ギア６２が所定の回転方向に回転させられると、レンズ１３が移動可能軸Ｄ１に沿った所定の一の方向に移動する。逆に、ギア６２が当該所定の回転方向とは反対の方向に回転させられると、レンズ１３が移動可能軸Ｄ１に沿った当該一の方向とは反対の方向に移動する。つまり、レンズ１３は、ＤＣモータ６１を介して移動させられる。また、レンズ１３は、ギア連結機構を介して移動させられる。

回転センサ６３は、ギア６２の回転量を検出する。回転センサ６３は、例えば、ギア６２の両側のうちの一方に発光部を備え、他方に受光部を備える。そして、発光部が光を発射して、当該光を受光部によって受光する。ギア６２には円周に沿って一定の間隔で歯が設けられている。発光部と受光部との間に歯が存在しないときには、発光部からの光が受光部によって受光される。一方、発光部と受光部との間に歯が存在するときには、発光部からの光が当該歯によって遮光されて受光部によって受光されない。このため、回転センサ６３によって、ギア６２の回転量に応じた波形が検出される。すなわち、発光部と受光部との間をそれぞれの歯が通過するごとに、同じ形状のパルスが発生する。ギア６２が同一の方向に回転させられる間、発生したパルスの数とギア６２の回転量とが比例する。また、ギア６２の回転量とレンズ１３の移動量とが比例する。

本実施形態では、回転センサ６３は、回転量を表す情報として、発生したパルスの数を検出する。また、本実施形態では、回転センサ６３は、回転量に応じた波形として、サイン波とコサイン波といった２相の波形を検出する。これにより、回転センサ６３によって、ギア６２の回転量とともに、ギア６２が回転する方向を特定することが可能である。
回転センサ６３は、検出された回転量および回転方向を表す情報を制御部７５に出力する。

撮像部２３の構成について説明する。
撮像素子７１は、レンズ１３の光軸上に配置されている。撮像素子７１は、レンズ１３を通過した光により得られる画像を撮像する。撮像素子７１は、撮像された画像を制御部７５に出力する。
操作部７２は、ユーザによって操作されるボタンなどである。操作部７２は、本実施形態では、図１に示されるボタン１４〜１６などを備える。
表示部７３は、撮像素子７１から得られる画像などを表示する画面を有する。表示部７３は、本実施形態では、図１に示されるファインダー１７の画面に画像を表示する。
メモリ７４は、情報を記憶する。メモリ７４は、本実施形態では、制御部７５によって制御される。なお、本実施形態では、撮像部２３にメモリ７４が備えられる場合を示すが、メモリがレンズ１３などに備えられる構成が用いられてもよい。

制御部７５は、撮像に関する各種の制御を行う。制御部７５は、例えば、操作部７２に対する操作を受け付ける処理、表示部７３の画面に画像を表示する処理、撮像素子７１から画像を受信する処理、メモリ７４に情報を記憶する処理、メモリ７４から情報を削除する処理、ＤＣモータ６１を駆動させる処理、回転センサ６３から回転量および方向を表す情報を受信する処理、ＭＲセンサ４１から移動量および移動方向を表す情報を受信する処理などの制御を行う。

取得部８１は、撮像素子７１から得られる画像を取得する。当該画像は、表示部７３の画面に表示される。また、当該画像は、シャッターボタンが押された場合、撮像された画像としてメモリ７４に記憶される。当該シャッターボタンは、例えば、ボタン１５である。

また、取得部８１は、ＭＲセンサ４１から当該ＭＲセンサ４１によって検出された移動量および移動方向を取得する。
ここで、ＭＲセンサ４１によって検出される移動量は、レンズ１３の絶対的な位置ではなく、所定の基準位置に対するレンズ１３の相対的な位置を特定する。本実施形態では、例えば、このような基準位置を表す情報が予めメモリ７４に設定される構成、あるいは、このような基準位置を制御部７５が検出して当該基準位置を表す情報をメモリ７４に記憶する構成が用いられる。なお、メモリ７４以外にも鏡筒部１２内にもメモリ（図示せず）が設けられてもよい。鏡筒部１２内のメモリにはメモリ７４に対して格納される情報と同じ情報を格納することができる。鏡筒部１２内のメモリにはレンズ１３を駆動させるための情報を格納することができる。

このような基準位置としては、任意の位置が用いられてもよい。当該基準位置としては、例えば、レンズ１３が移動することが可能な範囲における一端が基準位置として用いられてもよい。この場合、制御部７５では、レンズ１３を当該一端の位置に向かって移動させていき、ＭＲセンサ４１によってパルスが検出されなくなったときに、レンズ１３が当該一端の位置に当接して停止したと判定する。そして、制御部７５では、レンズ１３の基準位置と当該基準位置からの移動量によってレンズ１３の絶対的な位置が特定される。すなわち、当該移動量は、基準位置における移動量を０などの初期値としたときに、当該初期値からの差分を表す。

また、制御部７５では、レンズ１３の移動方向が所定の方向である場合には発生したパルスの数を加算する。逆に、制御部７５では、レンズ１３の移動方向が当該所定の方向とは反対の方向である場合には発生したパルスの数を減算する。そして、制御部７５では、これらのパルスの数の総和をパルスカウントとして算出する。これにより、制御部７５では、例えば、基準位置からの移動量を表すパルスカウントとレンズ１３の位置とを１対１で対応させることができる。

ここで、基準位置としては、他の位置が用いられてもよく、例えば、予め定められたレンズ１３のホーム位置、あるいは、撮像装置１に電源が投入されたときにおけるレンズ１３の位置などが用いられてもよい。
また、基準位置は、任意の方法で検出されてもよい。例えば、光を発射する発光部を基準位置のレンズ１３以外の部分に備え、当該発光部からの光を受光する受光部をレンズ１３の移動経路を介して当該発光部の反対側に備え、レンズ１３の側面に光を遮蔽する遮蔽部材を備える構成が用いられてもよい。この構成では、レンズ１３が当該基準位置に位置するときに当該発光部からの光が当該遮蔽部材によって遮蔽されて受光部によって受光されない。この場合、制御部７５では、発光部からの光が受光部によって受光されないときにレンズ１３が基準位置にあると判定する。
なお、制御部７５では、レンズ１３が基準位置にあるときの移動量を０などの初期値に設定してもよい。
また、本実施形態では、レンズ１３の位置は、基準位置と移動量とが組み合わされた絶対的な位置を用いて表されるが、他の例として、基準位置に対する相対的な移動量を用いて表されてもよい。すなわち、本実施形態では、ピークが得られたときにおけるレンズ１３の位置を再現することが可能であればよい。

また、取得部８１は、回転センサ６３から当該回転センサ６３によって検出された回転量および回転方向を取得する。
ここで、回転センサ６３によって検出される回転量は、レンズ１３の絶対的な位置ではなく、レンズ１３の相対的な位置を特定する。

なお、本実施形態では、２相のＭＲセンサ４１を用いる場合を示すが、３相以上のＭＲセンサが用いられてもよい。また、１相のＭＲセンサが用いられてもよい。１相のＭＲセンサが用いられる場合、レンズ１３の移動方向は、例えば、制御部７５によって、ＤＣモータ６１の駆動方向などに基づいて判定されてもよい。
同様に、本実施形態では、２相の回転センサ６３を用いる場合を示すが、３相以上の回転センサが用いられてもよい。また、１相の回転センサが用いられてもよい。１相の回転センサが用いられる場合、レンズ１３の移動方向は、例えば、制御部７５によって、ＤＣモータ６１の駆動方向などに基づいて判定されてもよい。

移動制御部８２は、ＤＣモータ６１の駆動を制御して、レンズ１３を移動可能軸Ｄ１に沿って移動させる。これにより、レンズ１３が移動可能軸Ｄ１に沿って移動する。
検出部８３は、取得部８１によって取得された画像について所定のコントラスト評価値を算出する。そして、検出部８３は、レンズ１３が所定の方向に移動している間に、当該コントラスト評価値のピークを検出する。なお、画像のコントラスト評価値を算出する手法としては、任意の手法が用いられてもよい。一般に、撮像された画像のコントラスト評価値が高い方が、より合焦状態に近い状態で撮像されたと考えられる。

判定部８４は、ＭＲセンサ４１によって検出された移動量および移動方向に基づいて、検出部８３によって検出されたピークが得られた時点のレンズ１３の位置を判定する。

ここで、本実施形態では、制御部７５は、レンズ１３の位置を特定することが可能な情報と、取得部８１によって取得された画像のコントラスト評価値を特定することが可能な情報とを対応付けてメモリ７４に記憶する。なお、この対応付けは、例えば、時間を介して実現されてもよく、つまり、時間とレンズ１３の位置を特定することが可能な情報との対応と、時間とコントラスト評価値を特定することが可能な情報との対応によって、両者の情報が対応付けられてもよい。時間とレンズ１３の位置を特定することが可能な情報との対応は、例えば、一定の時間間隔ごとに離散的に得られてもよい。同様に、時間とコントラスト評価値を特定することが可能な情報との対応についても、当該一定の時間間隔ごとに離散的に得られてもよい。

レンズ１３の位置を特定することが可能な情報は、例えば、判定部８４によって、取得部８１によって取得された情報を監視して所定の時間間隔ごとに算出されてもよい。
また、取得部８１によって取得された画像のコントラスト評価値を特定することが可能な情報は、例えば、検出部８３によって、取得部８１によって取得された情報を監視して当該所定の時間間隔ごとに算出されてもよい。
検出部８３あるいは判定部８４の一方または両方は、このようにメモリ７４に記憶された情報に基づいてそれぞれの演算を行ってもよい。

合焦部８５は、移動制御部８２によってＤＣモータ６１の駆動を制御することで、判定部８４によって判定されたレンズ１３の位置、すなわち、コントラスト評価値のピークが得られた時点のレンズ１３の位置にレンズ１３を移動させる制御を行う。

図３を用いて、本発明の一実施形態に係る撮像装置１によって行われるオートフォーカス処理の一例を説明する。
図３に示されるグラフでは、横軸には時間を示してある。また、当該グラフでは、縦軸には時間に対するＭＲセンサ４１のパルスカウントを表すパルスカウント特性１００１および時間に対するコントラスト評価値を表すコントラスト特性１００２を示してある。

図３の例では、時間０を原点として、時間が早い方から遅い方への順で、時間ｔ１〜時間ｔ４を示してある。
撮像装置１では、時間０でパルスカウントが０であるとする。撮像装置１では、まず、時間０から移動制御部８２がＤＣモータ６１の駆動を制御してギア６２を所定の回転方向に一定の速度で回転させる。このとき、撮像装置１では、検出部８３が時間ｔ１でコントラスト評価値のピークが発生した後に時間ｔ２付近で当該ピークを検出する。そして、撮像装置１では、判定部８４が当該ピークが発生した時点のレンズ１３の位置を判定する。これに応じて、撮像装置１では、合焦部８５が、移動制御部８２によって時間ｔ２付近にＤＣモータ６１の駆動を制御してギア６２をいったん停止させる。続いて、撮像装置１では、合焦部８５が、移動制御部８２によってＤＣモータ６１の駆動を制御してギア６２を当該所定の回転方向とは反対の方向に一定の速度で回転させる。そして、撮像装置１では、合焦部８５が、ＭＲセンサ４１によって検出されるパルスカウントに基づいて、レンズ１３をピークが発生した時点の位置に移動させて停止させる。これにより、撮像装置１では、時間ｔ４に、合焦状態が実現される。本実施形態では、ギア６２を回転させる速度として、回転方向にかかわらず、同じ速度が用いられている。

ここで、図３の例では、コントラスト評価値は、時間０から上昇して時間ｔ１にピークとなって最大値となる。そして、コントラスト評価値は、時間ｔ１から時間ｔ２にわたり下降していく。撮像装置１では、検出部８３によって、時間ｔ１におけるコントラスト評価値をピークとして検出し、時間ｔ１におけるレンズ１３の位置を検出合焦点Ｐ１としてメモリ７４に記憶する。
続いて、コントラスト評価値は、時間ｔ２から時間ｔ３まではバックラッシュのために不変である。そして、コントラスト評価値は、時間ｔ３から上昇して時間ｔ４にピークに相当する最大値となる。ここで、理論的には、時間ｔ４におけるコントラスト評価値は検出合焦点Ｐ１のコントラスト評価値と一致する。撮像装置１では、時間ｔ４におけるレンズ１３の位置を合焦点Ｐ２とする。

また、本実施形態では、検出合焦点Ｐ１におけるパルスカウント（＝１００）と合焦点Ｐ２におけるパルスカウント（＝１００）とが一致するように、レンズ１３の位置が制御される。このため、撮像装置１では、コントラスト評価値がピークとなった検出合焦点Ｐ１をレンズ１３の位置が所定の移動方向に通り過ぎた状態において、コントラスト評価値が当該ピークとなるレンズ１３の位置を予測することができる。これにより、撮像装置１では、レンズ１３の位置を反対方向に移動させて、そのまま直接、合焦点Ｐ２となるレンズ１３の位置に一致させることができる。

また、図３の例では、撮像装置１では、時間０から時間ｔ３までの期間は、ＤＣモータ６１の駆動を制御してレンズ１３を移動させつつ、回転センサ６３によって検出される回転量を参照している。その後、撮像装置１では、時間ｔ３から時間ｔ４までの期間は、ＭＲセンサ４１によって検出されるパルスカウントに基づいて、既に検出された検出合焦点Ｐ１のパルスカウントに合わせるように、ＤＣモータ６１の駆動を制御してレンズ１３の位置を制御する。

ここで、本実施形態では、ＭＲセンサ４１によって検出されるパルスカウントは、離散的な値となる。
そこで、判定部８４は、例えば、ＭＲセンサ４１によって検出されたパルスカウントをそのまま使用してレンズ１３の位置を判定してもよい。また、判定部８４は、例えば、ＭＲセンサ４１によって検出されたパルスカウントを補間してレンズ１３の位置を判定してもよい。
パルスカウントを補間してレンズ１３の位置を判定する手法としては、任意の手法が用いられてもよい。補間の手法として、例えば、露光時間（シャッター速度）に基づいて、露光時間の中点の時間におけるパルスカウントをピークに対応付けて算出する手法が用いられてもよい。また、補間の手法として、例えば、ローリングシャッターが用いられる場合に、フレームレートなどに基づいて、ＡＦ座標に相当する点の時間におけるパルスカウントをピークに対応付けて算出する手法が用いられてもよい。

図４および図５を用いて、本発明の一実施形態に係る撮像装置１によって行われるコントラスト評価値のピーク検出処理の一例を説明する。
図４に示されるグラフにおいて、横軸には時間を示してある。当該グラフにおいて、縦軸にはコントラスト評価値を示してある。当該コントラスト評価値は、検出部８３によって算出されるコントラスト評価値である。
図４の例では、時間０を原点として、時間が早い方から遅い方への順で、時間ｔ１１〜時間ｔ１３を示してある。時間ｔ１１〜時間ｔ１３は、時間が進む順番にあり、一定間隔の時間であるとする。

撮像装置１では、時間ｔ１１〜時間ｔ１３のそれぞれにおいて、それぞれのコントラスト評価値の点２０１〜２０３が得られたとする。
このとき、撮像装置１では、検出部８３が、時間の進みにしたがって、１番目の点２０１のコントラスト評価値よりも２番目の点２０２のコントラスト評価値が高く、かつ、当該２番目の点２０２のコントラスト評価値よりも３番目の点２０３のコントラスト評価値が低くなるという条件を用いる。そして、撮像装置１では、当該条件を満たす３点を検出した場合に、１番目の点２０１と３番目の点２０３との間にコントラスト評価値のピークが存在すると判定する。図４の例では、このような条件が満たされている。

次に、撮像装置１では、検出部８３が、１番目の点２０１と２番目の点２０２とを通る直線の傾きの絶対値と、２番目の点２０２と３番目の点２０３とを通る直線の傾きの絶対値とで、いずれが大きいかを判定する。そして、撮像装置１では、検出部８３が、傾きの絶対値が大きい方の直線を選択する。図４の例では、１番目の点２０１と２番目の点２０２とを通る直線の傾きの絶対値の方が大きく、当該直線が選択される。
なお、これら２つの直線の傾きの絶対値が同じである場合には、いずれが選択されてもよい。

次に、撮像装置１では、検出部８３が、選択された直線と、当該直線の傾きの正負を逆にした傾きを持ち残りの１点を通る直線との交点を算出する。図５の例では、選択された直線が直線２１１である。また、当該直線２１１の傾きの正負を逆にした傾きを持ち残りの１点である３番目の点２０３を通る直線が直線２１２である。また、これら２つの直線の交点が交点２２１である。これら２つの直線２１１、２１２は、交点２２１を通り縦軸に平行な直線に対して、対称となる。

そして、撮像装置１では、検出部８３は、算出された交点２２１がコントラスト評価値がピークとなる点であると判定する。
撮像装置１では、このようなコントラスト評価値のピーク検出処理を行うことで、簡易な演算によって短い処理時間で、コントラスト評価値がピークとなる点を検出することができる。

なお、撮像装置１では、検出部８３は、２番目の点のコントラスト評価値と３番目の点のコントラスト評価値とが同じ大きさである場合には、例えば、これらのコントラスト評価値よりもコントラスト評価値が低くなる点が見つかるまで、さらに４番目以降の点のコントラスト評価値を求める。そして、撮像装置１では、検出部８３は、求められた点に基づいてコントラスト評価値がピークとなる点を求める。

図６は、本発明の一実施形態に係る撮像装置１によって行われるオートフォーカス処理の手順の一例を示す図である。

（ステップＳ１）
撮像装置１では、移動制御部８２が、ＤＣモータ６１の駆動を制御してギア６２を回転させる。これにより、撮像装置１では、移動制御部８２が、レンズ１３を移動可能軸Ｄ１に沿った所定の一の方向に移動させる。そして、ステップＳ２の処理へ移行する。
（ステップＳ２）
撮像装置１では、レンズ１３が移動している間に、ＭＲセンサ４１によって検出されたレンズ１３の位置を特定する情報をメモリ７４に記憶する。そして、ステップＳ３の処理へ移行する。本実施形態では、レンズ１３の位置を特定する情報としてパルスカウントが用いられている。そして、当該パルスカウントとコントラスト評価値との対応がメモリ７４に記憶される。

（ステップＳ３）
撮像装置１では、検出部８３によってコントラスト評価値がピークとなる合焦位置を検出したか否かを判定する。
この判定の結果、撮像装置１では、検出部８３によってコントラスト評価値のピークを検出したと判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ステップＳ４の処理へ移行する。
一方、この判定の結果、撮像装置１では、検出部８３によってコントラスト評価値のピークを検出していないと判定した場合（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ２の処理へ移行する。
（ステップＳ４）
撮像装置１では、判定部８４が、ＭＲセンサ４１によって検出されたレンズ１３の位置を特定する情報に基づいて、コントラスト評価値のピークにおけるレンズ１３の位置を合焦位置として判定する。そして、撮像装置１では、合焦部８５が、移動制御部８２によってレンズ１３が所定の一の方向にピークを過ぎた状態からレンズ１３を当該一の方向とは反対の方向に移動させる。撮像装置１では、合焦部８５が、合焦位置にレンズ１３を移動させて停止させる。そして、本フローの処理が終了する。
なお、制御部７５は、合焦位置を検出した場合に、メモリ７４にコントラスト評価値とレンズ１３の位置との対応関係を記憶させてもよい。

図７は、本発明の一実施形態に係る撮像装置１におけるＭＲセンサ３０１および磁気部材３０２の配置の他の例を示す図である。
図７には、変形例に係る鏡筒部１２の構成例を示してある。図７の例では、図２の例と比べて、磁気抵抗効果素子であるＭＲセンサ３０１の配置位置と磁気部材３０２の配置位置とが異なっている点で相違し、他の点で同様である。
すなわち、図７の例では、レンズ枠３１が磁気部材３０２に設けられている。また、図７の例では、レンズ枠３１が磁気部材３０２に固定されている。また、図７の例では、ガイド軸３１１にＭＲセンサ３０１が設けられている。図７の例では、ガイド軸３１１にＭＲセンサ３０１が固定されている。ガイド軸３１１は、レンズ枠３１をレンズ１３の光軸の方向に移動させる機構を備える。
このような配置においても、図２に示される配置と同様に、ＭＲセンサ３０１によってレンズ１３の位置を特定する情報を検出することができる。
図７の例では、磁気抵抗効果素子であるＭＲセンサ３０１と、磁気部材３０２を用いて、レンズ１３の位置を検出する位置検出部が構成されている。

以上のように、本実施形態に係る撮像装置１では、レンズ１３を一の方向に移動させてコントラスト評価値のピークを検出する。その後、本実施形態に係る撮像装置１では、レンズ１３を当該一の方向とは反対の方向に移動させて、ＭＲセンサ４１によって検出される移動量に基づいて当該ピークに相当する合焦状態に合わせる。このため、本実施形態に係る撮像装置１では、オートフォーカスの制御において合焦状態を実現するまでに要する時間を短くすることができる。これにより、本実施形態に係る撮像装置１では、オートフォーカスの制御によって合焦状態を実現するまでの処理の高速化を図ることができる。

また、本実施形態に係る撮像装置１では、レンズ１３の位置を精密に検出することが可能なＭＲセンサ４１を用いてレンズ１３の位置を合焦位置に合わせる。このため、本実施形態に係る撮像装置１では、オートフォーカスの制御によって実現される合焦状態の精度を良好にすることができる。すなわち、本実施形態に係る撮像装置１では、ＭＲセンサ４１を用いることで、精度の高いオートフォーカスの制御を行うことができる。

具体的には、本実施形態に係る撮像装置１では、移動制御部８２が、レンズ１３を光軸に沿って所定の方向（第１の向き）に移動させる。このとき、撮像装置１では、レンズ１３を通じて画像を取得する。撮像装置１では、検出部８３が、当該画像からコントラスト評価値を取得する。ＭＲセンサ４１が、レンズ１３の移動量に応じた情報を検出する。撮像装置１では、コントラスト評価値とレンズ１３の位置との対応関係をメモリ７４に記憶する。検出部８３が、レンズ１３が当該所定の方向に移動している間に、レンズ１３を通過した光により撮像素子７１から得られる画像のコントラスト評価値のピークを検出する。判定部８４が、ＭＲセンサ４１によって検出された情報に基づいて、検出部８３によってピークが検出された時点のレンズ１３の位置を判定する。合焦部８５が、検出部８３によってピークが検出された後に、移動制御部８２によってレンズ１３を当該所定の方向とは反対の方向（第１の向きとは反対の第２の向き）に移動させて、判定部８４によって判定されたレンズ１３の位置にレンズ１３を移動させる。このように、撮像装置１では、コントラスト評価値からレンズ１３の合焦位置が検出された後に、メモリ７４から当該対応関係を読み出し、レンズ１３を所定の方向とは反対の方向に移動させて、合焦位置に対応するレンズ１３の位置へレンズ１３を移動させる。

本実施形態に係る撮像装置１では、ＭＲセンサ４１によって検出される情報に基づくレンズ１３の位置を特定する情報と、コントラスト評価値を特定する情報との対応をメモリ７４に記憶する。判定部８４は、メモリ７４に記憶された対応に基づいて、レンズ１３の位置を判定する。合焦部８５は、ＭＲセンサ４１によって検出される情報に基づいて、判定部８４によって判定されたレンズ１３の位置にレンズ１３を移動させる。

本実施形態に係る撮像装置１では、図４および図５に示されるように、検出部８３は、時間が進む順番にある３点であって、１番目の点２０１のコントラスト評価値よりも２番目の点２０２のコントラスト評価値の方が高く、２番目の点２０２のコントラスト評価値よりも３番目の点２０３のコントラスト評価値の方が低い３点を検出する場合、１番目の点２０１と２番目の点２０２とを通る直線２１１と２番目の点２０２と３番目の点２０３とを通る直線とのうち傾きの絶対値が大きい直線（図４および図５の例では、直線２１１）を選択し、選択された直線と、１番目の点２０１または３番目の点２０３のうちで当該直線が通らない１つの点（図４および図５の例では、３番目の点２０３）を通り当該直線の傾きの正負を逆にした傾きを持つ直線（図５の例では、直線２１２）との交点（図５の例では、交点２２１）をピークに対応する点として検出する。

ここで、従来のコントラストＡＦについて説明し、従来との比較により、本実施形態に係る撮像装置１によって得られる効果を示す。
図１１を用いて、従来のコントラストＡＦの概略について説明する。
図１１に示されるグラフでは、横軸には時間を示してある。当該グラフでは、縦軸には時間に対する回転センサのパルスカウントを表すパルスカウント特性２００１および時間に対するコントラスト評価値を表すコントラスト特性２００２を示してある。ここで、回転センサとしては、２相の回転センサが用いられている。また、回転センサは、ギアの回転量に応じて離散的なパルスの数をカウントして検出している。このカウント値がパルスカウントである。
なお、図１１の例に係る撮像装置では、ＤＣモータ、ギア、回転センサとしては、例えば、図２に示されるＤＣモータ６１、ギア６２、回転センサ６３と同様なものが用いられている。

図１１の例では、時間０を原点として、時間が早い方から遅い方への順で、時間ｔ１０１〜時間ｔ１０６を示してある。
撮像装置では、まず、時間０でパルスカウントが０であるとし、時間０からＤＣモータの駆動によってギアを所定の回転方向に一定の速度で回転させる。このとき、撮像装置では、時間ｔ１０１でコントラスト評価値のピークが発生した後に時間ｔ１０２付近で当該ピークを検出する。これに応じて、撮像装置では、時間ｔ１０２付近にＤＣモータの駆動を制御してギアをいったん停止させる。続いて、撮像装置では、ＤＣモータの駆動によってギアを当該所定の回転方向とは反対の方向に一定の速度で回転させる。なお、ギアを回転させる速度として、回転方向にかかわらず、同じ速度が用いられている。

次に、撮像装置では、時間ｔ１０４でコントラスト評価値のピークが再び発生した後に時間ｔ１０５付近で当該ピークを検出する。これに応じて、撮像装置では、時間ｔ１０５付近にＤＣモータの駆動を制御してギアをいったん停止させる。続いて、撮像装置では、ＤＣモータの駆動によってギアを再び所定の回転方向に一定の速度で回転させる。そして、このような山登り制御によって、撮像装置では、時間ｔ１０６に、コントラスト評価値のピークが検出された時点のレンズの位置を実現する。なお、図１１には、時間ｔ１０４に実現される合焦点Ｐ１２および時間ｔ１０６に実現される合焦点Ｐ１３を、理論的に検出合焦点Ｐ１１と同じコントラスト評価値となる点として示してある。

ここで、図１１の例では、コントラスト評価値は、時間０から上昇して時間ｔ１０１にピークとなって最大値となる。そして、コントラスト評価値は、時間ｔ１０１から時間ｔ１０２にわたり下降していく。続いて、コントラスト評価値は、時間ｔ１０２から時間ｔ１０３まではバックラッシュのために不変である。そして、コントラスト評価値は、時間ｔ１０３から上昇して時間ｔ１０４にピークに相当する最大値となる。ここで、理論的には、時間ｔ１０４におけるコントラスト評価値は検出合焦点Ｐ１１のコントラスト評価値と一致する。

次に、コントラスト評価値は、時間ｔ１０４から時間ｔ１０５にわたり下降していく。続いて、コントラスト評価値は、時間ｔ１０５から少しの間はバックラッシュのために不変である。その後、コントラスト評価値は、上昇して時間ｔ１０６にピークに相当する最大値となる。ここで、理論的には、時間ｔ１０６におけるコントラスト評価値は検出合焦点Ｐ１１のコントラスト評価値と一致する。撮像装置では、時間ｔ１０６におけるレンズの位置を合焦点Ｐ１３とする。

しかしながら、このようなコントラストＡＦでは、バックラッシュが発生するために山登り制御によってギアを制御することから、時間ｔ１０４における合焦点Ｐ１２には合わせられない。そして、時間ｔ１０４から時間ｔ１０６までの時間間隔Ｔ１０１が余計な手順に費やされて長い時間を要してしまう。このため、レンズが時間ｔ１０４に合焦点Ｐ１２を過ぎたときから当該レンズを山登り制御で時間ｔ１０６の合焦点Ｐ１３へ戻すための時間間隔Ｔ１０１が、オートフォーカスの制御において合焦状態を実現する際の遅延時間となっていた。なお、図１１の例では、パルスカウント特性２００１およびコントラスト特性２００２について、基本的には実線で示してあるが、時間間隔Ｔ１０１に相当する部分を点線で示してある。

また、このようなコントラストＡＦでは、バックラッシュが発生するために検出合焦点Ｐ１１におけるパルスカウント（＝１００）と合焦点Ｐ１２におけるパルスカウント（＝８０）との間にずれが発生する。撮像装置では、レンズを時間ｔ１０６における最終的な合焦点Ｐ１３に移動させるときには、慣性を利用してレンズをおよその合焦点に移動させる制御を行っている。このため、撮像装置では、最終的な合焦点にばらつきが生じ、オートフォーカスの制御によって実現される合焦状態の精度が良好ではない場合があった。

このように、従来のコントラストＡＦでは、合焦状態を実現するときには必ず山登り制御を行う必要があった。このため、従来のコントラストＡＦでは、レンズを一の方向に移動させる手順と、当該レンズを当該一の方向とは反対の方向に移動させる手順と、当該レンズを再び当該一の方向に移動させる手順が必要であった。そして、従来のコントラストＡＦでは、オートフォーカスの制御によって合焦状態を実現するまでの処理に要する時間が長くかかる場合があった。
また、従来のコントラストＡＦでは、回転センサによって検出されるギアの回転量をフィードバックすることでオートフォーカスの制御が行われるが、ギアのバックラッシュがあるために、オートフォーカスの制御によって実現される合焦状態の精度が良好ではない場合があった。

これに対して、本実施形態に係る撮像装置１では、レンズ１３を一の方向に移動させる手順と、レンズ１３を当該一の方向とは反対の方向に移動させる手順によって、合焦状態を実現することができる。これにより、本実施形態に係る撮像装置１では、作業の手順を減らすことができ、オートフォーカスの制御によって合焦状態を実現するまでの処理に要する時間を短くすることが可能である。
また、本実施形態に係る撮像装置１では、ＭＲセンサ４１を用いることで、オートフォーカスの制御によって実現される合焦状態の精度を良好にすることができる。

なお、本実施形態では、ＭＲセンサ４１および磁気部材４２からなる磁気機構をレンズの付近に設置するため、例えば、小型カメラよりも、大型レンズを取り扱うような中判カメラに適用されるのに好ましい場合がある。すなわち、小型カメラと比べて中判カメラでは、本実施形態に係る磁気機構を設置することが可能な空間を広くとれることが多く、特に、大型レンズを駆動させる場合に有効である。

また、撮像装置１は、例えば、ＤＣモータ６１の代わりにステッピングモーターを備えてもよい。この場合、当該ステッピングモーターが、制御部７５によって制御されて、ギア６２を回転させる。そして、レンズ１３は、ステッピングモーターを介して駆動させられる。なお、ステッピングモーターについても、ＤＣモータ６１と同様に位置誤差が発生し得るが、本実施形態に係る撮像装置１によってその不具合を解消することができる。

図８を用いて、他の実施形態を説明する。
図８は、本発明の他の実施形態に係る撮像装置２の概略的な機能構成を示す図である。
図８に示される撮像装置２は、図２に示される撮像装置１と比べて、レンズ１３の付近に備えられたＭＲセンサ４１および磁気部材４２の代わりに、レンズ１３の付近にＭＲ素子以外の位置検出素子４０１を備えている。他の部分については、図８に示される撮像装置２の構成は、図２に示される撮像装置１の構成と同様であり、同一の符号を付して説明する。

位置検出素子４０１としては、例えば、レンズ１３自体、あるいは、レンズ１３の移動と共に一緒に移動する素子あるいは部材を用いて、レンズ１３の位置を直接的に検出する素子が用いられる。
位置検出素子４０１としては、レンズ１３の位置を一意に特定することが可能な任意の素子が用いられてもよい。位置検出素子４０１としては、例えば、ホール素子を用いたセンサ、可変抵抗の分圧でレンズ１３の位置を検出するセンサ、ホログラムのパターンでレンズ１３の位置を検出するセンサ、光でレンズ１３の位置を検出するセンサなどが用いられてもよい。

ホール素子は、ホール効果を利用して磁界を検出する素子である。ホール素子を用いたセンサは、例えば、図２に示されるＭＲセンサ４１と磁気部材４２の代わりに、ホール素子と磁気部材４２とを備える。そして、当該センサは、ホール素子と磁気部材４２との相対位置に応じて、レンズ１３の位置を特定することが可能な情報を検出する。
可変抵抗の分圧でレンズ１３の位置を検出するセンサは、例えば、図２に示されるＭＲセンサ４１と磁気部材４２の代わりに、レンズ１３の位置に応じて抵抗値が変化させられる構成とされた可変抵抗と、当該可変抵抗の抵抗値を分圧で検出する検出部とを備える。そして、当該センサは、当該検出部によって検出される分圧に基づいて、レンズ１３の位置を特定することが可能な情報を検出する。

ホログラムのパターンでレンズ１３の位置を検出するセンサは、例えば、レンズ１３の位置によってホログラムのパターンが変化する機構を備える。そして、当該センサは、当該パターンに基づいて、レンズ１３の位置を特定することが可能な情報を検出する。
光でレンズ１３の位置を検出するセンサは、例えば、図２に示されるＭＲセンサ４１と磁気部材４２の代わりに、光を発射する発光部と、当該光を受光する受光素子がレンズ１３の移動可能軸Ｄ１に沿って並べられた受光部とを備える。そして、当該センサは、当該受光部において当該発光部からの光を受光した受光素子に応じて、レンズ１３の位置を特定することが可能な情報を検出する。

このように、撮像装置２では、図２に示されるＭＲセンサ４１および磁気部材４２の代わりに、他の位置検出素子４０１が用いられる場合においても、オートフォーカスの制御に要するレンズ移動の手順を少なくすることができる。
すなわち、撮像装置２では、レンズ１３を一の方向に移動させながら、撮像素子７１から得られる画像のコントラスト評価値を検出する。そして、撮像装置２では、当該コントラスト評価値が上昇した後にピークが現れて下降した場合に、レンズ１３を当該一の方向とは反対の方向に移動させて、位置検出素子４０１の検出値に基づいて、レンズ１３を合焦位置に制御する。

具体的には、撮像装置２では、移動制御部８２が、レンズ１３を光軸に沿って移動させる。位置検出素子４０１が、レンズ１３の移動量に応じた情報を検出する。検出部８３が、レンズ１３が所定の方向に移動している間に、レンズ１３を通過した光により撮像素子７１から得られる画像のコントラスト評価値のピークを検出する。判定部８４が、位置検出素子４０１によって検出された情報に基づいて、検出部８３によってピークが検出された時点のレンズ１３の位置を判定する。合焦部８５が、検出部８３によってピークが検出された後に、移動制御部８２によってレンズ１３を当該所定の方向とは反対の方向に移動させて、判定部８４によって判定されたレンズ１３の位置にレンズ１３を移動させる。

図９は、制御部７５およびメモリ７４のハードウェア構成の一例を示す図である。
制御部７５およびメモリ７４は、一例として、コンピュータ５０１により構成されてもよい。
コンピュータ５０１は、ホストコントローラ５１１と、ＣＰＵ（Central Processing unit）５１２と、ＲＡＭ（Random access Memory）５１３と、入力／出力コントローラ５１４と、通信インタフェース５１５と、ＲＯＭ（Read only Memory）５１６とを備える。図２の例では、メモリ７４は、ＲＡＭ５１３、ＲＯＭ５１６であってもよい。

ホストコントローラ５１１は、ＣＰＵ５１２、ＲＡＭ５１３、入力／出力コントローラ５１４のそれぞれと接続されており、これらを相互に接続する。また、入力／出力コントローラ５１４は、通信インタフェース５１５とＲＯＭ５１６のそれぞれと接続されており、これらとホストコントローラ５１１とを接続する。
ＣＰＵ５１２は、例えば、ＲＡＭ５１３あるいはＲＯＭ５１６に格納されたプログラムを読み出して実行することにより、各種の処理あるいは制御を実行する。通信インタフェース５１５は、例えば、ネットワークを介して、他のデバイスと通信する。図２の例では、他のデバイスは、撮像素子７１、操作部７２、表示部７３、ＤＣモータ６１、回転センサ６３、ＭＲセンサ４１であってもよい。

例えば、実施形態に係る各装置（例えば、撮像装置１、２など）の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体（記憶媒体）に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、オペレーティング・システム（ＯＳ：Operating System）あるいは周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また、記録媒体としては、例えば、一時的にデータを記録する記録媒体であってもよい。

さらに、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークあるいは電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバあるいはクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波によって他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）あるいは電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

図１０は、無人航空機（ＵＡＶ：Unmanned Aerial Vehicle）６０１および遠隔操作装置６０２の外観の一例を示す図である。
ＵＡＶ６０１は、ＵＡＶ本体６１１と、ジンバル６１２と、複数の撮像装置６１３〜６１５とを備える。ＵＡＶ６０１は、回転翼によって飛行する飛行体の一例である。飛行体とは、ＵＡＶの他、空中を移動する他の航空機等を含む概念である。

ＵＡＶ本体６１１は、複数の回転翼を備える。ＵＡＶ本体６１１は、複数の回転翼の回転を制御することでＵＡＶ６０１を飛行させる。ＵＡＶ本体６１１は、例えば、４つの回転翼を用いてＵＡＶ６０１を飛行させる。回転翼の数は、４つには限定されない。

撮像装置６１５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６１２は、撮像装置６１５の姿勢を変更可能に、撮像装置６１５を支持する。ジンバル６１２は、撮像装置６１５を回転可能に支持する。例えば、ジンバル６１２は、撮像装置６１５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６１２は、撮像装置６１５を、アクチュエータを用いてさらにロール軸およ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６１２は、ヨー軸、ピッチ軸、およびロール軸の少なくとも１つを中心に撮像装置６１５を回転させることで、撮像装置６１５の姿勢を変更してもよい。

撮像装置６１３および撮像装置６１４は、ＵＡＶ６０１の飛行を制御するためにＵＡＶ６０１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６１３、６１４が、ＵＡＶ６０１の機首である正面に設けられてもよい。さらに他の２つの撮像装置（図示省略）が、ＵＡＶ６０１の底面に設けられてもよい。正面側の２つの撮像装置６１３、６１４はペアとなり、いわゆるステレオカメラとして機能してもよい。底面側の２つの撮像装置（図示省略）もペアとなり、ステレオカメラとして機能してもよい。

撮像装置６１３および撮像装置６１４によって撮像された画像に基づいて、ＵＡＶ６０１の周囲の３次元空間データが生成されてもよい。ＵＡＶ６０１が備える撮像装置６１３、６１４の数は４つには限定されない。ＵＡＶ６０１は、少なくとも１つの撮像装置６１３、６１４を備えていればよい。ＵＡＶ６０１は、ＵＡＶ６０１の機首、機尾、側面、底面、および天井面のそれぞれに少なくとも１つの撮像装置６１３、６１４を備えてもよい。撮像装置６１３、６１４で設定できる画角は、撮像装置６１５で設定できる画角より広くてもよい。すなわち、撮像装置６１３、６１４の撮像範囲は、撮像装置６１５の撮像範囲より広くてもよい。撮像装置６１３、６１４は、単焦点レンズまたは魚眼レンズを有してもよい。

遠隔操作装置６０２は、ＵＡＶ６０１と通信して、ＵＡＶ６０１を遠隔操作する。遠隔操作装置６０２は、ＵＡＶ６０１と無線で通信してもよい。遠隔操作装置６０２は、ＵＡＶ６０１に上昇、下降、加速、減速、前進、後進、回転などのＵＡＶ６０１の移動に関する各種駆動命令を送信する。
ＵＡＶ６０１は、遠隔操作装置６０２から送信される命令を受信し、当該命令にしたがって各種の処理を行う。
本実施形態では、例えば、図１０に示される撮像装置６１３〜６１５のうちの１以上として、図２に示される撮像装置１あるいは図８に示される撮像装置２が用いられてもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

なお、撮像装置１、２によって行われる処理の段階と同様な処理の段階を備える方法が実施されてもよい。
また、撮像装置１、２をコンピュータにより構成する場合に、当該コンピュータのプロセッサによって実行されるプログラムが実施されてもよい。

１、２、６１３〜６１５…撮像装置、１１…本体部、１２…鏡筒部、１３…レンズ、１４〜１６…ボタン、１７…ファインダー、２１…回転カム、２２…ギアボックス、２３…撮像部、３１…レンズ枠、３２…カム溝、３３…カムピン、４１、３０１…ＭＲセンサ、４２、３０２…磁気部材、６１…ＤＣモータ、６２…ギア、６３…回転センサ、７１…撮像素子、７２…操作部、７３…表示部、７４…メモリ、７５…制御部、８１…取得部、８２…移動制御部、８３…検出部、８４…判定部、８５…合焦部、２０１〜２０３…点、２１１、２１２…直線、２２１…交点、３１１…ガイド軸、４０１…位置検出素子、５０１…コンピュータ、５１１…ホストコントローラ、５１２…ＣＰＵ、５１３…ＲＡＭ、５１４…入力／出力コントローラ、５１５…通信インタフェース、６０１…無人航空機、６０２…遠隔操作装置、６１１…ＵＡＶ本体、６１２…ジンバル、１００１…パルスカウント特性、１００２…コントラスト特性、Ｐ１、Ｐ１１…検出合焦点、Ｐ２、Ｐ１２、Ｐ１３…合焦点

本発明の一態様に係る制御装置は、レンズを固定するレンズ枠に設けられた磁気抵抗効果素子と、前記レンズの光軸に沿って配列され、第１の極性と前記第１の極性と異なる第２の極性からなる磁気部材と、を備え、前記レンズの位置を検出する位置検出部と、前記レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、前記レンズを通じて画像を取得し、前記画像からコントラスト評価値を取得し、前記コントラスト評価値と前記レンズの位置と前記磁気抵抗効果素子によって検出された前記磁気抵抗効果素子のパルスカウントとの対応関係をメモリに記憶し、前記コントラスト評価値から前記レンズの合焦位置が検出された後に、前記メモリから前記対応関係を読み出し、前記レンズを前記第１の向きとは反対の第２の向きに移動させて、前記合焦位置に対応する前記レンズの位置へ前記磁気抵抗効果素子のパルスカウントに基づいて前記レンズを移動させる、制御部と、を備える。

本発明の一態様に係る制御装置は、光軸に沿って配列され、第１の極性と前記第１の極性と異なる第２の極性からなる磁気部材と、前記磁気部材に設けられたレンズ枠と、前記レンズ枠を前記光軸の方向に移動させるガイド軸に設けられた磁気抵抗効果素子と、を備え、前記レンズ枠に固定されるレンズの位置を検出する位置検出部と、前記レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、前記レンズを通じて画像を取得し、前記画像からコントラスト評価値を取得し、前記コントラスト評価値と前記レンズの位置と前記磁気抵抗効果素子によって検出された前記磁気抵抗効果素子のパルスカウントとの対応関係をメモリに記憶し、前記コントラスト評価値から前記レンズの合焦位置が検出された後に、前記メモリから前記対応関係を読み出し、前記レンズを前記第１の向きとは反対の第２の向きに移動させて、前記合焦位置に対応する前記レンズの位置へ前記磁気抵抗効果素子のパルスカウントに基づいて前記レンズを移動させる、制御部と、を備える。

本発明の一態様に係る制御装置は、前記レンズは、DCモータ又はステッピングモーターを介して移動させられる、構成とされてもよい。
本発明の一態様に係る制御装置は、前記制御部は、時間が進む順番にある３点であって、１番目の点のコントラスト評価値よりも２番目の点のコントラスト評価値の方が高く、前記２番目の点のコントラスト評価値よりも３番目の点のコントラスト評価値の方が低い前記３点を検出する場合、前記１番目の点と前記２番目の点とを通る直線と前記２番目の点と３番目の点とを通る直線とのうち傾きの絶対値が大きい直線を選択し、選択された直線と、前記１番目の点または前記３番目の点のうちで当該直線が通らない１つの点を通り当該直線の傾きの正負を逆にした傾きを持つ直線との交点を前記合焦位置に対応する点として検出する、構成とされてもよい。

本発明の一態様に係る方法は、制御装置が、レンズを固定するレンズ枠に設けられた磁気抵抗効果素子と、前記レンズの光軸に沿って配列され、第１の極性と前記第１の極性と異なる第２の極性からなる磁気部材と、を用いて、前記レンズの位置を検出する段階と、前記レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、前記レンズを通じて画像を取得する段階と、前記画像からコントラスト評価値を取得する段階と、前記コントラスト評価値と前記レンズの位置と前記磁気抵抗効果素子によって検出された前記磁気抵抗効果素子のパルスカウントとの対応関係をメモリに記憶する段階と、前記コントラスト評価値から前記レンズの合焦位置が検出された後に、前記メモリから前記対応関係を読み出し、前記レンズを前記第１の向きとは反対の第２の向きに移動させて、前記合焦位置に対応する前記レンズの位置へ前記磁気抵抗効果素子のパルスカウントに基づいて前記レンズを移動させる段階と、を備える。
本発明の一態様に係る方法は、制御装置が、光軸に沿って配列され、第１の極性と前記第１の極性と異なる第２の極性からなる磁気部材と、前記磁気部材に設けられたレンズ枠を前記光軸の方向に移動させるガイド軸に設けられた磁気抵抗効果素子と、を用いて、前記レンズ枠に固定されるレンズの位置を検出する段階と、前記レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、前記レンズを通じて画像を取得する段階と、前記画像からコントラスト評価値を取得する段階と、前記コントラスト評価値と前記レンズの位置と前記磁気抵抗効果素子によって検出された前記磁気抵抗効果素子のパルスカウントとの対応関係をメモリに記憶する段階と、前記コントラスト評価値から前記レンズの合焦位置が検出された後に、前記メモリから前記対応関係を読み出し、前記レンズを前記第１の向きとは反対の第２の向きに移動させて、前記合焦位置に対応する前記レンズの位置へ前記磁気抵抗効果素子のパルスカウントに基づいて前記レンズを移動させる段階と、を備える。

本発明の一態様に係るプログラムは、レンズを固定するレンズ枠に設けられた磁気抵抗効果素子と、前記レンズの光軸に沿って配列され、第１の極性と前記第１の極性と異なる第２の極性からなる磁気部材と、を用いて、前記レンズの位置を検出する段階と、前記レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、前記レンズを通じて画像を取得する段階と、前記画像からコントラスト評価値を取得する段階と、前記コントラスト評価値と前記レンズの位置と前記磁気抵抗効果素子によって検出された前記磁気抵抗効果素子のパルスカウントとの対応関係をメモリに記憶する段階と、前記コントラスト評価値から前記レンズの合焦位置が検出された後に、前記メモリから前記対応関係を読み出し、前記レンズを前記第１の向きとは反対の第２の向きに移動させて、前記合焦位置に対応する前記レンズの位置へ前記磁気抵抗効果素子のパルスカウントに基づいて前記レンズを移動させる段階と、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
本発明の一態様に係るプログラムは、光軸に沿って配列され、第１の極性と前記第１の極性と異なる第２の極性からなる磁気部材と、前記磁気部材に設けられたレンズ枠を前記光軸の方向に移動させるガイド軸に設けられた磁気抵抗効果素子と、を用いて、前記レンズ枠に固定されるレンズの位置を検出する段階と、前記レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、前記レンズを通じて画像を取得する段階と、前記画像からコントラスト評価値を取得する段階と、前記コントラスト評価値と前記レンズの位置と前記磁気抵抗効果素子によって検出された前記磁気抵抗効果素子のパルスカウントとの対応関係をメモリに記憶する段階と、前記コントラスト評価値から前記レンズの合焦位置が検出された後に、前記メモリから前記対応関係を読み出し、前記レンズを前記第１の向きとは反対の第２の向きに移動させて、前記合焦位置に対応する前記レンズの位置へ前記磁気抵抗効果素子のパルスカウントに基づいて前記レンズを移動させる段階と、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

Claims (9)

1. レンズの位置を検出する位置検出部と、
   前記レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、前記レンズを通じて画像を取得し、前記画像からコントラスト評価値を取得し、前記コントラスト評価値と前記レンズの位置との対応関係をメモリに記憶し、前記コントラスト評価値から前記レンズの合焦位置が検出された後に、前記メモリから前記対応関係を読み出し、前記レンズを前記第１の向きとは反対の第２の向きに移動させて、前記合焦位置に対応する前記レンズの位置へ前記レンズを移動させる、制御部と、
   を備える制御装置。
2. 前記位置検出部は、
   前記レンズを固定するレンズ枠に設けられた磁気抵抗効果素子と、
   前記光軸に沿って配列され、第１の極性と前記第１の極性と異なる第２の極性からなる磁気部材と、
   を備える、請求項1に記載の制御装置。
3. 前記位置検出部は、
   前記光軸に沿って配列され、第１の極性と前記第１の極性と異なる第２の極性からなる磁気部材と、
   前記磁気部材に設けられたレンズ枠と、
   前記レンズ枠を前記光軸の方向に移動させるガイド軸に設けられた磁気抵抗効果素子と、
   を備える、請求項1に記載の制御装置。
4. 前記磁気部材の長さは、前記レンズが移動可能な範囲と前記レンズが移動することにより発生するバックラッシュ分を足した長さよりも長い、請求項２または請求項３に記載の制御装置。
5. 前記制御部は、前記合焦位置を検出した場合に、前記メモリに前記対応関係を記憶する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. 前記レンズはギア連結機構を介して移動させられる、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の制御装置。
7. 前記レンズは、ＤＣモータまたはステッピングモーターを介して移動させられる、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の制御装置。
8. 制御装置が、
   レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、前記レンズを通じて画像を取得する段階と、
   前記画像からコントラスト評価値を取得する段階と、
   前記コントラスト評価値と前記レンズとの対応関係をメモリに記憶する段階と、
   前記コントラスト評価値から前記レンズの合焦位置が検出された後に、前記メモリから前記対応関係を読み出し、前記レンズを前記第１の向きとは反対の第２の向きに移動させて、前記合焦位置に対応する前記レンズの位置へ前記レンズを移動させる段階と、
   を備える方法。
9. レンズを光軸に沿って第１の向きに移動させて、前記レンズを通じて画像を取得する段階と、
   前記画像からコントラスト評価値を取得する段階と、
   前記コントラスト評価値と前記レンズとの対応関係をメモリに記憶する段階と、
   前記コントラスト評価値から前記レンズの合焦位置が検出された後に、前記メモリから前記対応関係を読み出し、前記レンズを前記第１の向きとは反対の第２の向きに移動させて、前記合焦位置に対応する前記レンズの位置へ前記レンズを移動させる段階と、
   をコンピュータに実行させるためのプログラム。