JP7009698B1 - 制御装置、撮像装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】測量用画像を撮像する場合に、測量画像の合成に必要な中心時刻を高い精度で取得することができる制御装置を提供する。【解決手段】無人航空機（ＵＡＶ）の制御装置は、レンズシャッタがイメージセンサへの光路を制限し始める第１のタイミングｔａからレンズシャッタによって光路が閉塞されるまでの間の少なくとも一部の期間を含む第１の期間Ｔｃにイメージセンサに電荷を蓄積させ、第１のタイミングが第１の期間内にあるか否かを判断し、第１のタイミングが第１の期間内にない場合に、第１の期間の開始時刻と、第１の期間で得られる露光量と等価な露光量をレンズシャッタが光路を制限していない状態で得るために必要な第１の時間Ｔｅ０とに基づく第１の時刻を取得し、イメージセンサが第１の期間に蓄積した電荷に基づく画像データを、第１の時刻に対応づけて出力させる。【選択図】図４

Description

本発明は、制御装置、撮像装置、制御方法、及びプログラムに関する。

特許文献１には、写真測量用の画像を複数撮影し、複数の画像内から特徴点を抽出し、当該特徴点ごとの撮影位置を算出して、当該撮影位置を含む写真測量データを生成する。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２０１９－３９８５１号公報

本発明の一態様に係る制御装置は、レンズシャッタがイメージセンサへの光路を制限し始める第１のタイミングからレンズシャッタによって光路が閉塞されるまでの間の少なくとも一部の期間を含む第１の期間にイメージセンサに電荷を蓄積させるように構成された回路を備えてよい。回路は、第１のタイミングが第１の期間内にあるか否かを判断するように構成されてよい。回路は、第１のタイミングが第１の期間内にない場合に、第１の期間の開始時刻と、第１の期間で得られる露光量と等価な露光量をレンズシャッタが光路を制限していない状態で得るために必要な第１の時間とに基づく第１の時刻を取得するように構成されてよい。回路は、イメージセンサが第１の期間に蓄積した電荷に基づく画像データを、第１の時刻に対応づけて出力させるように構成されてよい。

回路は、第１のタイミングが第１の期間内にある場合に、第１の期間の開始時刻と、第１のタイミングから第１の期間が終了するタイミングまでの期間で得られる露光量と等価な露光量をレンズシャッタが光路を制限していない状態で得るために必要な第２の時間と、第１の期間で得られる露光量と等価な露光量をレンズシャッタが光路を制限していない状態で得るために必要な時間と第２の時間との差の半分の時間である第３の時間とに基づく第２の時刻を取得するように構成されてよい。回路は、イメージセンサが第１の期間に蓄積した電荷に基づく画像データを、第２の時刻に対応づけて出力させるように構成されてよい。

回路は、第１の期間の開始時刻から第１の時間が経過した時刻を第１の時刻として取得するように構成されてよい。

回路は、第１の期間の開始時刻から第３の時間及び第２の時間が経過した時刻を第２の時刻として取得するように構成されてよい。

回路は、レンズシャッタを開状態から閉状態へと駆動させるための信号を出力させたタイミングと、信号が出力されてからレンズシャッタが動作を開始するまでに要する遅延時間とに基づいて、第１のタイミングを決定するように構成されてよい。

回路は、光路を絞る可変絞り装置の開度と、レンズシャッタの動作速度とに基づいて、レンズシャッタが開状態からレンズシャッタがイメージセンサへの光路を制限し始めるまでの時間である第４の時間を算出するように構成されてよい。回路は、レンズシャッタを開状態から閉状態へと駆動させるための信号を出力させたタイミングと、遅延時間と、第４の時間とに基づいて、第１のタイミングを決定するように構成されてよい。

回路は、レンズシャッタの駆動回数が多いほど、遅延時間を長くするように構成されてよい。

回路は、イメージセンサを備える撮像装置が被写体に対して移動している場合に取得された画像データを、第１の時刻に対応づけて出力させるように構成されてよい。

回路は、イメージセンサを備える撮像装置によって取得された測量用画像の画像データを、第１の時刻に対応づけて出力させるように構成されてよい。

本発明の一態様に係る制御装置は、レンズシャッタがイメージセンサへの光路を制限し始める第１のタイミングからレンズシャッタによって光路が閉塞されるまでの間の少なくとも一部の期間を含む第１の期間にイメージセンサに電荷を蓄積させるように構成された回路を備えてよい。回路は、第１のタイミングが第１の期間内にあるか否かを判断するように構成されてよい。回路は、第１のタイミングが第１の期間内にある場合に、第１の期間の開始時刻と、第１のタイミングから第１の期間が終了するタイミングまでの期間で得られる露光量と等価な露光量をレンズシャッタが光路を制限していない状態で得るために必要な第２の時間と、第１の期間で得られる露光量と等価な露光量をレンズシャッタが光路を制限していない状態で得るために必要な時間と第２の時間との差の半分の時間である第３の時間とに基づく第２の時刻を取得するように構成されてよい。回路は、イメージセンサが第１の期間に蓄積した電荷に基づく画像データを、第２の時刻に対応づけて出力させるように構成されてよい。

本発明の一態様に係る撮像装置は、上記の制御装置と、上記のイメージセンサとを備えてよい。

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よい。

移動体は無人航空機であってよい。

本発明の一態様に係る制御方法は、レンズシャッタがイメージセンサへの光路を制限し始める第１のタイミングからレンズシャッタによって光路が閉塞されるまでの間の少なくとも一部の期間を含む第１の期間にイメージセンサに電荷を蓄積させる段階を備えてよい。制御方法は、第１のタイミングが第１の期間内にあるか否かを判断する段階を備えてよい。制御方法は、第１のタイミングが第１の期間内にない場合に、第１の期間の開始時刻と、第１の期間で得られる露光量と等価な露光量をレンズシャッタが光路を制限していない状態で得るために必要な第１の時間とに基づく第１の時刻を取得する段階を備えてよい。制御方法は、イメージセンサが第１の期間に蓄積した電荷に基づく画像データを、第１の時刻に対応づけて出力させる段階を備えてよい。

本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、レンズシャッタがイメージセンサへの光路を制限し始める第１のタイミングからレンズシャッタによって光路が閉塞されるまでの間の少なくとも一部の期間を含む第１の期間にイメージセンサに電荷を蓄積させてよい。プログラムは、コンピュータに、第１のタイミングが第１の期間内にあるか否かを判断させてよい。プログラムは、コンピュータに、第１のタイミングが第１の期間内にない場合に、第１の期間の開始時刻と、第１の期間で得られる露光量と等価な露光量をレンズシャッタが光路を制限していない状態で得るために必要な第１の時間とに基づく第１の時刻を取得させてよい。プログラムは、コンピュータに、イメージセンサが第１の期間に蓄積した電荷に基づく画像データを、第１の時刻に対応づけて出力させてよい。プログラムは、コンピュータ可読媒体に記憶されてよい。

本発明の一態様に係る制御方法は、レンズシャッタがイメージセンサへの光路を制限し始める第１のタイミングからレンズシャッタによって光路が閉塞されるまでの間の少なくとも一部の期間を含む第１の期間にイメージセンサに電荷を蓄積させる段階を備えてよい。制御方法は、第１のタイミングが第１の期間内にあるか否かを判断する段階を備えてよい。制御方法は、第１のタイミングが第１の期間内にある場合に、第１の期間の開始時刻と、第１のタイミングから第１の期間が終了するタイミングまでの期間で得られる露光量と等価な露光量をレンズシャッタが光路を制限していない状態で得るために必要な第２の時間と、第１の期間で得られる露光量と等価な露光量をレンズシャッタが光路を制限していない状態で得るために必要な時間と第２の時間との差の半分の時間である第３の時間とに基づく第２の時刻を取得する段階を備えてよい。制御方法は、イメージセンサが第１の期間に蓄積した電荷に基づく画像データを、第２の時刻に対応づけて出力させる段階を備えてよい。

本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、レンズシャッタがイメージセンサへの光路を制限し始める第１のタイミングからレンズシャッタによって光路が閉塞されるまでの間の少なくとも一部の期間を含む第１の期間にイメージセンサに電荷を蓄積させてよい。プログラムは、コンピュータに、第１のタイミングが第１の期間内にあるか否かを判断させてよい。プログラムは、コンピュータに、第１のタイミングが第１の期間内にある場合に、第１の期間の開始時刻と、第１のタイミングから第１の期間が終了するタイミングまでの期間で得られる露光量と等価な露光量をレンズシャッタが光路を制限していない状態で得るために必要な第２の時間と、第１の期間で得られる露光量と等価な露光量をレンズシャッタが光路を制限していない状態で得るために必要な時間と第２の時間との差の半分の時間である第３の時間とに基づく第２の時刻を取得させてよい。プログラムは、コンピュータに、イメージセンサが第１の期間に蓄積した電荷に基づく画像データを、第２の時刻に対応づけて出力させてよい。プログラムは、コンピュータ可読媒体に記憶されてよい。

本発明の一態様によれば、画像に対応づける時刻としてより正確な時刻を取得することができる。

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。

無人航空機（ＵＡＶ）１０及び遠隔操作装置１２の外観の一例を示す。 ＵＡＶ１０の機能ブロックの一例を示す。 撮像装置１００を用いて測量用画像を撮像する状況を模式的に示す。 第１のケースにおける露光制御を示す。 第２のケースにおける露光制御を示す。 第３のケースにおける露光制御を示す。 遅延時間Ｔ１及びシャッタ動作時間Ｔ２を示すグラフである。 制御方法に関する処理手順の一例を示すフローチャートである。 コンピュータ１２００の一例を示す。

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。

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。

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。

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（登録商標））、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。

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。

図１は、無人航空機（ＵＡＶ）１０及び遠隔操作装置１２の外観の一例を示す。ＵＡＶ１０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を備える。ジンバル５０、撮像装置１００及び撮像装置６０は、撮像システムの一例である。ＵＡＶ１０は、移動体の一例である。移動体とは、空中を移動する飛行体、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。空中を移動する飛行体とは、ＵＡＶの他、空中を移動する他の航空機、飛行船、ヘリコプター等を含む概念である。

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ＵＡＶ１０を飛行させる。ＵＡＶ本体２０は、例えば、４つの回転翼を用いてＵＡＶ１０を飛行させる。回転翼の数は、４つには限定されない。また、ＵＡＶ１０は、回転翼を有さない固定翼機でもよい。

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、撮像装置１００の姿勢を制御可能に支持する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。

撮像装置６０は、ＵＡＶ１０の飛行を制御するためにＵＡＶ１０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、ＵＡＶ１０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、ＵＡＶ１０の底面に設けられてよい。正面側の２つの撮像装置６０は、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、ＵＡＶ１０の周囲の３次元空間データが生成されてよい。複数の撮像装置６０のうちの少なくとも一つは、合焦制御や露出制御を含む撮像装置１００の制御に用いられる情報を取得するための撮像装置である。ＵＡＶ１０が備える撮像装置６０の数は限定されない。ＵＡＶ１０は、少なくとも１つの撮像装置６０を備えていればよい。ＵＡＶ１０は、ＵＡＶ１０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。複数の撮像装置６０のうちの少なくとも一つは、単焦点レンズ又は魚眼レンズを有してもよい。

遠隔操作装置１２は、ＵＡＶ１０と通信して、ＵＡＶ１０を遠隔操作する。遠隔操作装置１２は、ＵＡＶ１０と無線で通信してよい。遠隔操作装置１２は、ＵＡＶ１０に上昇、下降、加速、減速、前進、後進、回転などのＵＡＶ１０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、ＵＡＶ１０の高度を上昇させる指示情報を含む。指示情報は、ＵＡＶ１０が位置すべき高度を示してよい。ＵＡＶ１０は、遠隔操作装置１２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、ＵＡＶ１０を上昇させる上昇命令を含んでよい。ＵＡＶ１０は、上昇命令を受け付けている間、上昇する。ＵＡＶ１０は、上昇命令を受け付けても、ＵＡＶ１０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。

図２は、ＵＡＶ１０の機能ブロックの一例を示す。ＵＡＶ１０は、ＵＡＶ制御部３０、メモリ３７、通信インタフェース３６、推進部４０、ＧＰＳ受信機４１、慣性計測装置４２（ＩＭＵ４２）、磁気コンパス４３、気圧高度計４４、温度センサ４５、湿度センサ４６、ジンバル５０、撮像装置６０、及び撮像装置１００を備える。

通信インタフェース３６は、遠隔操作装置１２などの他の装置と通信する。通信インタフェース３６は、遠隔操作装置１２からＵＡＶ制御部３０に対する各種の命令を含む指示情報を受信してよい。メモリ３７は、ＵＡＶ制御部３０が、推進部４０、ＧＰＳ受信機４１、ＩＭＵ４２、磁気コンパス４３、気圧高度計４４、温度センサ４５、湿度センサ４６、ジンバル５０、撮像装置６０、及び撮像装置１００を制御するのに必要なプログラム等を格納する。メモリ３７は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＵＳＢメモリ、及びソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）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３７は、ＵＡＶ本体２０の内部に設けられてよい。ＵＡＶ本体２０から取り外し可能に設けられてよい。

ＵＡＶ制御部３０は、メモリ３７に格納されたプログラムに従ってＵＡＶ１０の飛行及び撮像を制御する。ＵＡＶ制御部３０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。ＵＡＶ制御部３０は、通信インタフェース３６を介して遠隔操作装置１２から受信した命令に従って、ＵＡＶ１０の飛行及び撮像を制御する。推進部４０は、ＵＡＶ１０を推進させる。推進部４０は、複数の回転翼と、複数の回転翼を回転させる複数の駆動モータとを有する。推進部４０は、ＵＡＶ制御部３０からの命令に従って複数の駆動モータを介して複数の回転翼を回転させて、ＵＡＶ１０を飛行させる。

ＧＰＳ受信機４１は、複数のＧＰＳ衛星から発信された時刻を示す複数の信号を受信する。ＧＰＳ受信機４１は、受信された複数の信号に基づいてＧＰＳ受信機４１の位置（緯度及び経度）、つまりＵＡＶ１０の位置（緯度及び経度）を算出する。ＩＭＵ４２は、ＵＡＶ１０の姿勢を検出する。ＩＭＵ４２は、ＵＡＶ１０の姿勢として、ＵＡＶ１０の前後、左右、及び上下の３軸方向の加速度と、ピッチ、ロール、及びヨーの３軸方向の角速度とを検出する。磁気コンパス４３は、ＵＡＶ１０の機首の方位を検出する。気圧高度計４４は、ＵＡＶ１０が飛行する高度を検出する。気圧高度計４４は、ＵＡＶ１０の周囲の気圧を検出し、検出された気圧を高度に換算して、高度を検出する。温度センサ４５は、ＵＡＶ１０の周囲の温度を検出する。湿度センサ４６は、ＵＡＶ１０の周囲の湿度を検出する。

撮像装置１００は、撮像部１０２及びレンズ部２００を備える。レンズ部２００は、レンズ装置の一例である。撮像部１０２は、イメージセンサ１２０、制御部１１０、及びメモリ１３０を有する。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２１０を介して結像された光学像を撮像し、撮像された画像を制御部１１０に出力する。制御部１１０は、イメージセンサ１２０から読み出した画素情報に基づいて画像処理を行うことによって記録用の画像を生成して、メモリ１３０に記録する。制御部１１０は、ＣＰＵまたは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などにより構成されてよい。制御部１１０は、ＵＡＶ制御部３０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。制御部１１０は、この発明における回路の少なくとも一部であってよい。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、ＵＳＢメモリ、及びソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）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１３０は、制御部１１０がイメージセンサ１２０など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。メモリ１３０は、撮像装置１００の筐体から取り外し可能に設けられてよい。

レンズ部２００は、撮像部１０２に対して着脱可能に設けられる交換レンズでよい。レンズ部２００は、複数のレンズ２１０、レンズ駆動部２１２、絞り装置２４０、レンズシャッタ２３０、レンズ制御部２２０、メモリ２２２、絞り駆動部２４２、及びシャッタ駆動部２３２を有する。複数のレンズ２１０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２１０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２１０の一部または全部は、光軸に沿って移動する。

レンズ駆動部２１２は、カム環などの機構部材を介して、複数のレンズ２１０の少なくとも一部または全部を光軸に沿って移動させる。レンズ駆動部２１２は、アクチュエータを含んでよい。アクチュエータは、ステッピングモータを含んでよい。レンズ制御部２２０は、レンズ２１０の少なくとも１つを光軸に沿って移動させることで、ズーム動作及びフォーカス動作の少なくとも一方を実行する。レンズ制御部２２０は、制御部１１０からのレンズ制御命令に従って、レンズ駆動部２１２を駆動して、機構部材を介して１または複数のレンズ２１０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２１２は、振れ補正機構を含んでよい。レンズ制御部２２０は、振れ補正機構を介して、レンズ２１０を光軸に沿った方向、または光軸に垂直な方向に移動させることで、振れ補正を実行してよい。レンズ駆動部２１２は、ステッピングモータにより振れ補正機構を駆動して、振れ補正を実行してよい。なお、振れ補正機構は、ステッピングモータにより駆動されて、イメージセンサ１２０を光軸に方向に沿った方向、または光軸に垂直な方向に移動させることで、振れ補正を実行してよい。

絞り駆動部２４２は、絞り装置２４０を駆動する。絞り装置２４０は可変絞り装置である。レンズ制御部２２０は、制御部１１０からの絞り制御命令に従って、絞り駆動部２４２を駆動して、絞り駆動部２４２の開度を制御する。

レンズシャッタ２３０は、レンズ部２００内に設けられるシャッタである。レンズシャッタ２３０は、イメージセンサ１２０への光路を制限する。シャッタ駆動部２３２は、レンズシャッタ２３０を駆動する。レンズ制御部２２０は、制御部１１０からのシャッタ閉口命令に従って、シャッタ駆動部２３２を駆動して、レンズシャッタ２３０を開状態から閉状態に遷移させる。また、レンズ制御部２２０は、制御部１１０からのシャッタ開口命令に従って、シャッタ駆動部２３２を駆動して、レンズシャッタ２３０を閉状態から開状態に遷移させる。

メモリ２２２は、レンズ駆動部２１２を介して移動する複数のレンズ２１０の制御値を記憶する。メモリ２２２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。

制御部１１０が画像データに対応づける時刻を決定する機能について説明する。制御部１１０は、レンズシャッタ２３０がイメージセンサ１２０への光路を制限し始める第１のタイミングからレンズシャッタ２３０によって光路が閉塞されるまでの間の少なくとも一部の期間を含む第１の期間にイメージセンサ１２０に電荷を蓄積させる。制御部１１０は、第１のタイミングが第１の期間内にあるか否かを判断する。

第１のタイミングが第１の期間内にない場合、制御部１１０は、第１の期間の開始時刻と、第１の期間で得られる露光量と等価な露光量をレンズシャッタ２３０が光路を制限していない状態で得るために必要な第１の時間とに基づく第１の時刻を取得する。例えば、制御部１１０は、第１の期間の開始時刻から第１の時間が経過した時刻を第１の時刻として取得する。制御部１１０は、イメージセンサ１２０が第１の期間に蓄積した電荷に基づく画像データを、第１の時刻に対応づけて出力させる。例えば、制御部１１０は、画像データを第１の時刻に対応づけてメモリ１３０に記録する。

一方、第１のタイミングが第１の期間内にある場合、制御部１１０は、第１の期間の開始時刻と、第１のタイミングから第１の期間が終了するタイミングまでの期間で得られる露光量と等価な露光量をレンズシャッタ２３０が光路を制限していない状態で得るために必要な第２の時間と、第１の期間で得られる露光量と等価な露光量をレンズシャッタ２３０が光路を制限していない状態で得るために必要な時間と第２の時間との差の半分の時間である第３の時間とに基づく第２の時刻を取得する。例えば、制御部１１０は、第１の期間の開始時刻から第３の時間及び第２の時間が経過した時刻を第２の時刻として取得する。制御部１１０は、イメージセンサ１２０が第１の期間に蓄積した電荷に基づく画像データを、第２の時刻に対応づけて出力させる。例えば、制御部１１０は、画像データを第２の時刻に対応づけてメモリ１３０に記録する。

制御部１１０は、レンズシャッタ２３０を開状態から閉状態へと駆動させるための信号を出力させたタイミングと、信号が出力されてからレンズシャッタ２３０が動作を開始するまでに要する遅延時間とに基づいて、第１のタイミングを決定する。例えば、制御部１１０は、光路を絞る可変絞り装置２４０の開度と、レンズシャッタ２３０の動作速度とに基づいて、レンズシャッタ２３０が開状態からレンズシャッタ２３０がイメージセンサ１２０への光路を制限し始めるまでの時間である第４の時間を算出してよい。制御部１１０は、レンズシャッタ２３０を開状態から閉状態へと駆動させるための信号を出力させたタイミングと、遅延時間と、第４の時間とに基づいて、第１のタイミングを決定してよい。制御部１１０は、レンズシャッタ２３０の駆動回数が多いほど、遅延時間を長くしてよい。

制御部１１０は、撮像装置１００が被写体に対して移動している場合に取得された画像データを、第１の時刻に対応づけて出力させてよい。制御部１１０は、イメージセンサ１２０を備える撮像装置１００によって取得された測量用画像の画像データを、第１の時刻に対応づけて出力させてよい。

図３は、撮像装置１００を用いて測量用画像を撮像する状況を模式的に示す。ＵＡＶ１０が飛行中に、制御部１１０は測量用画像を連続的に撮像させる。例えば、制御部１１０は、図３に示されるように時間間隔Δｔで測量用画像を撮像させる。撮像装置１００のイメージセンサ１２０は、ＵＡＶ１０が移動している間に露光される。そのため、例えば露光開始直後と露光終了直後との間で、撮像範囲は厳密には異なる。制御部１１０は、１つの測量用画像の撮像時のイメージセンサ１２０の露光期間情報に基づいて、測量用画像を撮像したときの中心時刻を取得する。制御部１１０は、測量用画像の撮像時のＵＡＶ１０の姿勢情報、撮像装置１００の向き、及びＵＡＶ１０の位置情報を取得し、取得した情報を中心時刻とともに測量用画像に対応づけて記録する。複数の測量用画像から測量画像を生成する場合、測量用画像に対応付けられた情報を用いて複数の測量用画像のそれぞれの撮像範囲が特定して、複数の測量用画像を合成する。

制御部１１０は、測量用画像を撮像する場合に、自動露光（ＡＥ）制御を行う。測量用画像を撮像する場合、制御部１１０は、レンズシャッタ２３０のシャッター速度は予め定められたスピード（例えば、１／４００、１／３００等）に固定して、レンズシャッタ２３０を利用してイメージセンサ１２０の露光を制御する。本実施形態において、イメージセンサ１２０の露光とは、イメージセンサ１２０が備える画像信号を生成する撮像用の全ての光電変換素子に同一の期間にわたって電荷を蓄積させることをいう。イメージセンサ１２０が備える光電変換素子に電荷を蓄積させる期間のことを「電荷蓄積期間」と呼ぶ。

図４から図８を参照して、レンズシャッタ２３０を利用した露光シーケンスを説明する。図３から図７等に関連して説明するように、レンズシャッタ２３０を閉口させるシャッタ閉口信号を出力してからレンズシャッタ２３０が動作し始めるまでに遅延時間が生じる。制御部１１０は、レンズシャッタ２３０の動作の遅延時間と、絞り装置２４０の開度とに基づいて、イメージセンサ１２０の電荷蓄積期間を決定する。電荷蓄積期間の長さによって、電荷蓄積期間がレンズシャッタ２３０が閉じている期間のみを含む場合（後述するケース１及びケース２）もあれば、電荷蓄積期間がレンズシャッタ２３０が開状態の期間を含む場合（後述するケース３）もある。図４から図６に関連して、画像の中心時刻の算出方法の具体例を説明する。

図４は、第１のケースにおける露光制御を示す。図４には、イメージセンサ１２０の露光を制御する露光制御信号と、レンズシャッタ２３０の開閉を制御するシャッタ制御信号と、シャッタの開度の時間発展を示すグラフ３００とが示されている。制御部１１０は、時刻ｔ１にレンズシャッタ２３０を閉口させるシャッタ閉口信号をレンズ制御部２２０に出力し、時刻ｔ２から電荷蓄積時間Ｔｃの間にイメージセンサ１２０に電荷を蓄積させる。図４は、時刻ｔ２が、レンズシャッタ２３０がイメージセンサ１２０への光路を制限し始める時刻ｔａと一致する場合の露光制御を示す。グラフ３００の線３１０及び線３１２は、レンズシャッタ２３０のシャッタ開度の時間発展を示す。

時刻ｔ１は、１回の撮像シーケンスの開始タイミングである。時刻ｔ１において、レンズシャッタ２３０は開状態にある。レンズシャッタ２３０が開状態にある場合、レンズシャッタ２３０の開口は、絞り装置２４０の開口に対応する大きさより大きいとする。例えば、レンズシャッタ２３０が開状態にある場合、レンズシャッタ２３０の開口を通過した光束の一部が、絞り装置２４０の開口を通過する状態にある。そのため、レンズシャッタ２３０の開口はイメージセンサ１２０への光路を制限せず、絞り装置２４０の開口がイメージセンサ１２０への光路を制限する状態にある。

時刻ｔ１において、制御部１１０は、レンズシャッタ２３０を開状態から閉状態へと駆動させるためのシャッタ閉口信号を出力させる。遅延時間Ｔ１は、シャッタ閉口信号が出力されてからレンズシャッタ２３０が動作を開始するまでに要する遅延時間である。遅延時間Ｔ１は、レンズシャッタ２３０及びシャッタ駆動部２３２が備える機械要素の動作の遅延時間を含んでよい。遅延時間Ｔ１は、レンズシャッタ２３０及びシャッタ駆動部２３２が備える可動要素が備える隙間（「遊び」ともいう）に起因する応答遅れによって生じる時間を含む。

時刻ｔ１から遅延時間Ｔ１が経過するタイミングまでは、レンズシャッタ２３０は開状態にある。遅延時間Ｔ１は、レンズ部２００毎に予め測定された遅延時間であってよい。遅延時間Ｔ１を示す遅延情報は、レンズ部２００のメモリ２２２に記憶されてよい。制御部１１０は、レンズ制御部２２０を通じてメモリ２２２から遅延情報を取得することによって、遅延時間Ｔ１を特定してよい。制御部１１０は、時刻ｔ１から遅延時間Ｔ１が経過するタイミングからレンズシャッタ２３０の閉口動作が開始すると判断する。

図４において、絞り装置２４０の開度に対応するレンズシャッタ２３０の開度をＡｓで示す。レンズシャッタ２３０の閉口動作が時刻ｔ１＋Ｔ１において開始した後、時刻ｔａにおいて、レンズシャッタ２３０の開度が絞り装置２４０の開度に対応する開度になる。つまり、レンズシャッタ２３０の開口が絞り装置２４０の開口に対応する大きさとなる。例えば、時刻ｔａにおいて、レンズシャッタ２３０の開口を通過した光束の実質的に全ての光束が絞り装置２４０の開口を通過する状態になる。そのため、レンズシャッタ２３０は、時刻ｔａからイメージセンサ１２０への光路を制限し始める。

制御部１１０は、レンズシャッタ２３０が開状態からレンズシャッタ２３０がイメージセンサ１２０への光路を制限し始めるまでの時間（時刻ｔ１＋Ｔ１から時刻ｔａまでの時間）を、絞り装置２４０の開度と、レンズシャッタ２３０の動作速度とに基づいて算出する。レンズシャッタ２３０の動作速度は、例えばレンズシャッタ２３０の開度の変化速度である。制御部１１０は、算出した時間と、遅延時間Ｔ１と、時刻ｔ１とに基づいて、時刻ｔａを算出する。レンズシャッタ２３０の動作速度は、図４の線３１２の傾きによって表される。なお、本実施形態を分かりやすく説明することを目的として、レンズシャッタ２３０の開度は時間経過に比例して直線的に減少するものとする。ここで、レンズシャッタ２３０が作動し始めてからイメージセンサ１２０への光路が閉塞（開度０）されるまでの時間Ｔ２をシャッタ動作時間と呼ぶ。なお、レンズシャッタ２３０のシャッタ羽根は、光路が閉塞された後も更に動作可能である。そのため、図４には開度０より小さい値域まで示されている。

制御部１１０は、時刻ｔ２から電荷蓄積時間Ｔｃが経過するまでの間、イメージセンサ１２０に電荷を蓄積させる露光制御信号をイメージセンサ１２０に出力する。なお、時刻ｔ２から電荷蓄積時間Ｔｃが経過したタイミングは、レンズシャッタ２３０がイメージセンサ１２０への光路を閉塞するタイミングに一致するように設定される。制御部１１０は、レンズシャッタ２３０がイメージセンサ１２０への光路を閉塞するタイミングより電荷蓄積時間Ｔｃだけ前のタイミングを時刻ｔ２として決定する。

制御部１１０は、被写体の明るさに基づいて、絞り装置２４０の開度とともに、画像の取得に必要な露光量を決定する。制御部１１０は、必要な露光量に基づいて電荷蓄積期間Ｔｃを決定する。具体的には、制御部１１０は、被写体の明るさに基づいて、レンズシャッタ２３０が開状態にあると仮定した場合において必要な露光量を算出する。本実施形態においては、制御部１１０は、絞り装置２４０がイメージセンサ１２０への光路を制限している状態で必要な露光量である。制御部１１０は、被写体の明るさに基づいて絞り装置２４０の開度を決定する。制御部１１０は、算出した露光量と、時刻ｔａと、レンズシャッタ２３０の動作速度と、絞り２４０の開度とに基づいて、時刻ｔ２を決定する。

例えば、レンズシャッタ２３０が開状態にある場合、イメージセンサ１２０に向かう光束の光量の上限は、絞り装置２４０の開度によって定まる。したがって、イメージセンサ１２０の露光量は、電荷蓄積時間及び絞り装置２４０の開度によって定まる。制御部１１０は、被写体の明るさに基づいて決定した必要な露光量と、絞り装置２４０の開度とに基づいて、レンズシャッタ２３０が開状態にある場合に必要な電荷蓄積時間であるＴｅ０を算出する。なお、本実施形態では、レンズシャッタ２３０が開状態にある場合に必要な電荷蓄積時間のことを露光時間と呼ぶ。

図４に示されるように、上述したようにレンズシャッタ２３０の開度は時間経過に比例して直線的に減少する場合において、露光時間Ｔｅ０がシャッタ動作時間Ｔ２のタイミングとの間の１／２に等しい場合には、時刻ｔａから時間２Ｔｅ０の期間にイメージセンサ１２０に電荷を蓄積させれば、必要な露光量が得られることになる。つまり、図４の例では、レンズシャッタ２３０が開状態にある場合において、時刻ｔ２からレンズシャッタ２３０が閉状態になるまでの間に得られる露光量と等価な露光量を得るために必要な時間がＴｅ０となる。

制御部１１０は、必要な露光量と、絞り２４０の開度と、レンズシャッタ２３０の動作速度とに基づいて、レンズシャッタ２３０がイメージセンサ１２０への光路を閉塞するタイミングまでの間に必要な露光量が得られる電荷蓄積時間Ｔｃとして２Ｔｅ０を決定する。これにより、制御部１１０は、時刻Ｔ１＋Ｔ２から２Ｔｅ０だけ前の時刻であるｔ２を、イメージセンサ１２０に電荷の蓄積を開始させる時刻として決定する。制御部１１０は、時刻ｔ２から電荷を蓄積させることによって、画像データを生成する。

期間Ｔｃの期間に電荷を蓄積することによって得られた画像データの中心時刻を決定する方法を説明する。制御部１１０は、時刻ｔａがイメージセンサ１２０が電荷を蓄積する期間内にあるか否かを判断する。上述したように、制御部１１０は、レンズシャッタ２３０を開状態から閉状態へと駆動させるための信号を出力させたタイミングと、遅延時間Ｔ１と、レンズシャッタ２３０が開状態からレンズシャッタ２３０がイメージセンサ１２０への光路を制限し始めるまでの時間から、時刻ｔａを算出することができる。図４に示すように時刻ｔａが時刻ｔ２と一致する場合、制御部１１０は時刻ｔａがイメージセンサ１２０が電荷を蓄積する期間内にないと判断する。そして、制御部１１０は、ｔ２＋Ｔｅ０で計算される時刻を、画像データの中心時刻として決定する。

時刻ｔ２＋Ｔｅ０は、電荷蓄積期間の開始時刻ｔ２と、電荷蓄積期間の終了時刻ｔ２＋Ｔｃとの間の時刻である。時刻ｔ２＋Ｔｅ０は、レンズシャッタ２３０が開状態であると仮定した場合に必要な露光量が得られるタイミングに相当する。そのため、時刻ｔ２から電荷蓄積時間Ｔｃの間に得られる画像を取得した時刻はｔ２＋Ｔｅ０で代表されるものとみなす。制御部１１０は、時刻ｔ２＋Ｔｅ０を、画像データの中心時刻としてメモリ１３０に記録させる。

図５は、第２のケースにおける露光制御を示す。図５には、図４と同様に、イメージセンサ１２０の露光を制御する露光制御信号と、レンズシャッタ２３０の開閉を制御するシャッタ制御信号と、シャッタの開度の時間発展を示すグラフとが示されている。図５のＴ１、Ｔ２、ｔ１、及びｔａは、それぞれ図４のＴ１、Ｔ２、ｔ１、及びｔａと同じ意味を有するので、それらの説明を省略する。また、図４と同様に、ｔ２はイメージセンサ１２０で電荷の蓄積を開始する時刻であり、Ｔｃはイメージセンサ１２０の電荷蓄積時間である。

図５は、ｔ２がｔａより後の時刻である場合の露光制御を示す。つまり、図５における電荷蓄積時間Ｔｃは、図４に示す電荷蓄積時間Ｔｃより短い。

制御部１１０は、図４に関連して説明した方法と同じ方法によって、時刻ｔ２を決定する。すなわち、図４に関連して説明したように、制御部１１０は、被写体の明るさに基づいて必要な露光量を決定し、決定した露光量に基づいて、レンズシャッタ２３０が開状態にあると仮定した場合に必要な露光時間Ｔｅ１を決定する。露光時間Ｔｅ１は、図４に関連して説明したＴｅ０より短い。そして、制御部１１０は、２Ｔｅ１を電荷蓄積時間Ｔｃとして決定し、決定した電荷蓄積時間Ｔｃに基づいて時刻ｔ２を決定する。図５の例では、レンズシャッタ２３０が開状態にある場合において、時刻ｔ２からレンズシャッタ２３０が閉状態になるまでの間に得られる露光量と等価な露光量を得るために必要な時間がＴｅ１である。

次に、期間Ｔｃの期間に電荷を蓄積することによって得られた画像データの中心時刻を決定する方法を説明する。制御部１１０は、時刻ｔａがイメージセンサ１２０が電荷を蓄積する期間内にあるか否かを判断する。図５の例では、時刻ｔ２は時刻ｔａより後の時刻であるので、制御部１１０は、時刻ｔａはイメージセンサ１２０が電荷を蓄積する期間内にないと判断する。そして、制御部１１０は、次の式（１）で算出される時刻を、画像データの中心時刻として決定する。
ｔ２＋Ｔｅ１ ・・・（１）

図４に関連して説明した中心時刻と同様に、時刻ｔ２＋Ｔｅ１は、電荷蓄積期間の開始時刻ｔ２と電荷蓄積期間の終了時刻ｔ２＋Ｔｃとの間の時刻であり、レンズシャッタ２３０が開状態であると仮定した場合に必要な露光量が得られるタイミングに相当する。そのため、時刻ｔ２から電荷蓄時間２Ｔｅ１の間に得られる画像を取得した時刻はｔ２＋Ｔｅ１で代表されるものとする。そこで、制御部１１０は、時刻ｔ２＋Ｔｅ１を、画像データの中心時刻としてメモリ１３０に記録させる。

なお、式（１）は、図４に関連して説明したｔ２＝ｔａの場合にも適用できる。図４及び図５に関連して説明したように、制御部１１０は、時刻ｔａが電荷蓄積期間内にない場合に、電荷蓄積期間の開始時刻ｔ２と、電荷蓄積期間で得られる露光量と等価な露光量をレンズシャッタ２３０が光路を制限していない状態で得るために必要な第１の時間（Ｔｅ０、Ｔｅ１）とに基づいて、画像データに対応づけて出力する第１の時刻を決定する。具体的には、制御部１１０は、電荷蓄積期間の開始時刻から第１の時間（Ｔｅ０、Ｔｅ１）が経過した時刻を、第１の時刻として取得する。

図６は、第３のケースにおける露光制御を示す。図６には、図４と同様に、イメージセンサ１２０の露光を制御する露光制御信号と、レンズシャッタ２３０の開閉を制御するシャッタ制御信号と、シャッタの開度の時間発展を示すグラフとが示されている。図６のＴ１、Ｔ２、ｔ１、及びｔａは、それぞれ図４のＴ１、Ｔ２、ｔ１、及びｔａと同じ意味を有するので、それらの説明を省略する。また、図４と同様に、ｔ２はイメージセンサ１２０で電荷の蓄積を開始する時刻であり、Ｔｃはイメージセンサ１２０の電荷蓄積時間である。

図６は、ｔ２がｔａより前の時刻である場合の露光制御を示す。つまり、図６における電荷蓄積時間Ｔｃは、図４に示す電荷蓄積時間Ｔｃより長い。

制御部１１０は、図４に関連して説明した方法と同じ方法によって、時刻ｔ２を決定する。すなわち、図４に関連して説明したように、制御部１１０は、被写体の明るさに基づいて必要な露光量を決定し、決定した露光量に基づいて、レンズシャッタ２３０が開状態にあると仮定した場合に必要な露光時間Ｔｅ２を決定する。露光時間Ｔｅ２は、図４に関連して説明したＴｅ０より長い。そして、制御部１１０は、Ｔｅ２＋Ｔｅ０を電荷蓄積時間Ｔｃとして決定し、決定した電荷蓄積時間Ｔｃに基づいて時刻ｔ２を決定する。図６の例では、レンズシャッタ２３０が開状態にある場合において、時刻ｔ２からレンズシャッタ２３０が閉状態になるまでの間に得られる露光量と等価な露光量を得るために必要な時間がＴｅ２である。

次に、期間Ｔｃの期間に電荷を蓄積することによって得られた画像データの中心時刻を決定する方法を説明する。制御部１１０は、時刻ｔａがイメージセンサ１２０が電荷を蓄積する期間内にあるか否かを判断する。図６の例では、時刻ｔ２は時刻ｔａより前の時刻であるので、制御部１１０は、時刻ｔａはイメージセンサ１２０が電荷を蓄積する期間内にあると判断する。そして、制御部１１０は、次の式（２）で計算される時刻を、画像データの中心時刻として決定する。
ｔ２＋（Ｔｅ２－Ｔｅ０）／２＋Ｔｅ０ ・・・（２）

式（２）の第３項のＴｅ０は、図４に関連して説明したように、時刻ｔａ以後において、レンズシャッタ２３０が開状態であると仮定した場合に必要な露光量を得るための時間に相当する。式（２）の第２項の（Ｔｅ２－Ｔｅ０）／２は、時刻ｔ２から時刻ｔａまでの間に得られる露光量の半分の露光量が得られる時間に該当する。時刻ｔ２から時刻ｔａまでの期間においては、イメージセンサ１２０への光路は絞り装置２４０の開口で規定されるため、一定である。そこで、時刻ｔ２から時刻ｔａまでの期間の電荷蓄積によって得られる画像は（Ｔｅ２－Ｔｅ０）の中間の時刻の画像とみなされる。以上より、時刻ｔ２からＴｅ２＋Ｔｅ０の電荷蓄積期間で得られる画像を取得した時刻は式（２）で代表されるものとする。そこで、制御部１１０は、式（２）で表される時刻を、画像データの中心時刻としてメモリ１３０に記録させる。

図６に関連して説明したように、制御部１１０は、時刻ｔａが電荷蓄積期間内にある場合に、（１）電荷蓄積期間の開始時刻ｔ２と、（２）時刻ｔａから電荷蓄積期間の終了するタイミングまでの期間で得られる露光量と等価な露光量をレンズシャッタ２３０が光路を制限していない状態で得るために必要な時間Ｔｅ０と、（３）電荷蓄積期間で得られる露光量と等価な露光量をレンズシャッタ２３０が光路を制限していないと仮定した状態で得るために必要な時間Ｔｅ２とＴｅ０との差の半分の時間（Ｔｅ－Ｔｅ０）／２とに基づいて、画像データに対応づけて出力する第２の時刻を決定する。具体的には、電荷蓄積期間の開始時刻ｔ２から（Ｔｅ－Ｔｅ０）／２及びＴｅ０が経過した時刻を、画像データに対応づけて出力する第２の時刻として取得する。

図７は、遅延時間Ｔ１及びシャッタ動作時間Ｔ２の測定データを示すグラフである。図７のグラフの横軸は、レンズシャッタ２３０の動作回数である。図７のグラフの第１の縦軸は遅延時間Ｔ１を表す。図７のグラフの第２の縦軸はシャッタ動作時間Ｔ２を表す。図７の符号５１０は、遅延時間Ｔ１の測定データを示す。図７の符号５２０をシャッタ動作時間Ｔ２の測定データを示す。

符号５１０の測定データに示されるように、遅延時間Ｔ１はレンズシャッタ２３０を動作させるにつれて増加する。そこで、制御部１１０は、レンズシャッタ２３０の動作回数が大きいほど、遅延時間Ｔ１を長くする。例えば、符号５１０の測定データを参照すると、レンズシャッタ２３０の動作回数が３０００回を超えた後に、動作回数に対する遅延時間Ｔ１の増加率は概ね一定となっている。

そこで、制御部１１０は、レンズシャッタ２３０の動作回数が３０００以下の場合は、遅延時間Ｔ１を予め定められた固定値Ｔ１＿ｃａｌｉとする。固定値Ｔ１＿ｃａｌｉは、レンズシャッタ２３０を備えるレンズ装置毎に出荷前に測定された値であってよい。一方、レンズシャッタ２３０の動作回数が３０００を超えた場合、制御部１１０は、一定の増加率で遅延時間Ｔ１を増加させる。例えば、次の式（３）によって遅延時間Ｔ１を算出する。
Ｔ１＿ｃａｌｉ＋Ｔ０＋（Ｎ－Ｎ０）×Ｋ ・・・（３）

ここで、Ｔ０は予め定められたオフセット値であり、Ｎはレンズシャッタ２３０の動作回数であり、Ｎ０は予め定められた動作回数であり、Ｋは予め定められた比例係数である。図７に示されるようにレンズシャッタ２３０の動作回数が３０００を超えた場合に式（３）を適用する場合、Ｎ０を３０００としてよい。なお、Ｔ１＿ｃａｌｉ、Ｔ０、Ｎ０及びＫはメモリ２２２に記録されてよい。制御部１１０は、レンズ制御部２２０を通じてメモリ２２２からＴ１＿ｃａｌｉ、Ｔ０、Ｎ０及びＫの値を取得してよい。制御部１１０は、レンズシャッタ２３０を動作させた場合にレンズシャッタ２３０の現在の動作回数Ｎをレンズ部２００の識別情報に対応づけてメモリ１３０に記録してよい。制御部１１０は、メモリ１３０からＮを読み出して、式（３）に基づいて遅延時間Ｔ１を算出してよい。

なお、図７の符号５２０に示されるように、シャッタ動作時間Ｔ２は、レンズシャッタ２３０の動作回数によらず概ね一定値となる。そのため、制御部１１０は、シャッタ動作時間Ｔ２を予め定められた固定値Ｔ２＿ｃａｌｉとしてよい。なお、Ｔ２＿ｃａｌｉはメモリ２２２に記録されてよい。制御部１１０は、レンズ制御部２２０からＴ２＿ｃａｌｉを取得してよい。

図８は、制御方法に関する処理手順の一例を示すフローチャートである。図８に示すフローチャートの処理は、測量用画像を撮像する場合に開始される。Ｓ６０２において、制御部１１０は、被写体の明るさに基づいて、必要な露光量を決定する。Ｓ６０４において、制御部１１０は、Ｓ６０２で算出した露光量に基づいて、レンズシャッタ２３０が開状態にあると仮定した場合に必要な露光時間（Ｔｅ１、Ｔｅ２等）を決定する。Ｓ６０６において、制御部１１０は、電荷蓄積期間の開始時刻（ｔ２）及び電荷蓄積時間（Ｔｃ）を決定する。具体的には、制御部１１０は、図４から図６等に関連して説明したように、遅延時間Ｔ１、シャッタ動作時間Ｔ２、絞り装置２４０の開度、レンズシャッタ２３０の動作速度に基づいて、ｔ２及びＴｃを決定する。

Ｓ６０８において、制御部１１０は撮像動作を実行する。Ｓ６１０において、制御部１１０は、レンズシャッタ２３０が光路を制限し始める時刻ｔａが電荷蓄積期間内にあるか否かを判断する。レンズシャッタ２３０が光路を制限し始める時刻ｔａが電荷蓄積期間内にない場合、Ｓ６１２において、制御部１１０は、式（１）に基づいて、画像の中心時刻を決定する。レンズシャッタ２３０が光路を制限し始める時刻ｔａが電荷蓄積期間内にある場合、Ｓ６１２において、制御部１１０は、式（２）に基づいて、画像の中心時刻を決定する。

Ｓ６１６において、撮像装置１００の向き、ＵＡＶ１０の姿勢、及びＵＡＶ１０の現在位置を取得する。撮像装置１００の向き、ＵＡＶ１０の姿勢、及びＵＡＶ１０の現在位置は、中心時刻における情報であってよい。制御部１１０は、撮像装置１００の向きを示す情報を、中心時刻におけるジンバル５０の姿勢制御値に基づいて取得してよい。制御部１１０は、ＵＡＶ１０の姿勢を、ＩＭＵ４２及び磁気コンパス４３で取得した中心時刻における情報に基づいて取得してよい。制御部１１０は、ＵＡＶ１０の現在位置を、ＧＰＳ受信機４１で取得された中心時刻における位置情報に基づいて取得してよい。

Ｓ６１８において、制御部１１０は、Ｓ６０８の撮像動作で得られた画像データと、Ｓ６１２又はＳ６１４で決定した中心時刻と、Ｓ６１６で取得した撮像装置の向き、ＵＡＶの姿勢及びＵＡＶの位置情報とを対応づけてメモリ１３０に記録する。Ｓ６２０において、測量用画像の撮像を継続するか否かを判断する。例えば、測量用画像の撮像を停止する旨の指示を受信した場合に、測量用画像の撮像を継続しないと判断する。測量用画像の撮像を継続する場合、Ｓ６０２に処理を移行し、測量用画像の撮像を継続しない場合、本フローチャートの処理を終了する。

以上に説明したように、制御部１１０は、測量用画像を撮像する場合に、図２から図８に関連して説明した処理を実行する。これにより、測量画像の合成に必要な中心時刻を高い精度で取得することができる。なお、撮像する画像が測量用画像でない場合、制御部１１０は、電荷蓄積期間の開始時刻を画像データに対応づけて出力してよい。撮像する画像が測量用画像でない場合、制御部１１０は、電荷蓄積期間の終了時刻を画像データに対応づけてよい。撮像する画像が測量用画像でない場合、制御部１１０は、レンズシャッタ２３０のシャッタ閉口信号を出力した時刻を画像データに対応づけて出力してもよい。

図９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制御装置に関連付けられるオペレーションまたは当該制御装置の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。

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。

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。制御装置または方法が、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

１０ ＵＡＶ
１２ 遠隔操作装置
２０ ＵＡＶ本体
３０ ＵＡＶ制御部
３６ 通信インタフェース
３７ メモリ
４０ 推進部
４１ ＧＰＳ受信機
４２慣性計測装置
４３ 磁気コンパス
４４ 気圧高度計
４５ 温度センサ
４６ 湿度センサ
５０ ジンバル
６０ 撮像装置
１００ 撮像装置
１０２ 撮像部
１１０ 制御部
１２０ イメージセンサ
１３０ メモリ
２００ レンズ部
２１０ レンズ
２１２ レンズ駆動部
２２０ レンズ制御部
２２２ メモリ
２３０ レンズシャッタ
２３２ シャッタ駆動部
２４０ 絞り装置
２４２ 絞り駆動部
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

Claims (17)

1. レンズシャッタがイメージセンサへの光路を制限し始める第１のタイミングから前記レンズシャッタによって前記光路が閉塞されるまでの間の少なくとも一部の期間を含む第１の期間に前記イメージセンサに電荷を蓄積させ、
   前記第１のタイミングが前記第１の期間内にあるか否かを判断し、
   前記第１のタイミングが前記第１の期間内にない場合に、前記第１の期間の開始時刻と、前記第１の期間で得られる露光量と等価な露光量を前記レンズシャッタが前記光路を制限していない状態で得るために必要な第１の時間とに基づく第１の時刻を取得し、
   前記イメージセンサが前記第１の期間に蓄積した電荷に基づく画像データを、前記第１の時刻に対応づけて出力させる
   ように構成された回路
   を備える制御装置。
2. 前記回路は、
   前記第１のタイミングが前記第１の期間内にある場合に、前記第１の期間の開始時刻と、前記第１のタイミングから前記第１の期間が終了するタイミングまでの期間で得られる露光量と等価な露光量を前記レンズシャッタが前記光路を制限していない状態で得るために必要な第２の時間と、前記第１の期間で得られる露光量と等価な露光量を前記レンズシャッタが前記光路を制限していない状態で得るために必要な時間と前記第２の時間との差の半分の時間である第３の時間とに基づく第２の時刻を取得し、
   前記イメージセンサが前記第１の期間に蓄積した電荷に基づく画像データを、前記第２の時刻に対応づけて出力させる
   ように構成される請求項１に記載の制御装置。
3. 前記回路は、前記第１の期間の開始時刻から第１の時間が経過した時刻を前記第１の時刻として取得するように構成される
   請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 前記回路は、前記第１の期間の開始時刻から前記第３の時間及び前記第２の時間が経過した時刻を前記第２の時刻として取得するように構成される
   請求項２に記載の制御装置。
5. 前記回路は、前記レンズシャッタを開状態から閉状態へと駆動させるための信号を出力させたタイミングと、前記信号が出力されてから前記レンズシャッタが動作を開始するまでに要する遅延時間とに基づいて、前記第１のタイミングを決定するように構成される
   請求項１又は２に記載の制御装置。
6. 前記回路は、
   前記光路を絞る可変絞り装置の開度と、前記レンズシャッタの動作速度とに基づいて、前記レンズシャッタが開状態から前記レンズシャッタが前記イメージセンサへの光路を制限し始めるまでの時間である第４の時間を算出し、
   前記レンズシャッタを前記開状態から閉状態へと駆動させるための信号を出力させたタイミングと、前記遅延時間と、前記第４の時間とに基づいて、前記第１のタイミングを決定する
   ように構成される請求項５に記載の制御装置。
7. 前記回路は、前記レンズシャッタの駆動回数が多いほど、前記遅延時間を長くするように構成される
   請求項５に記載の制御装置。
8. 前記回路は、前記イメージセンサを備える撮像装置が被写体に対して移動している場合に取得された画像データを、前記第１の時刻に対応づけて出力させるように構成される
   請求項１又は２に記載の制御装置。
9. 前記回路は、前記イメージセンサを備える撮像装置によって取得された測量用画像の画像データを、前記第１の時刻に対応づけて出力させるように構成される
   請求項１又は２に記載の制御装置。
10. レンズシャッタがイメージセンサへの光路を制限し始める第１のタイミングから前記レンズシャッタによって前記光路が閉塞されるまでの間の少なくとも一部の期間を含む第１の期間に前記イメージセンサに電荷を蓄積させ、
    前記第１のタイミングが前記第１の期間内にあるか否かを判断し、
    前記第１のタイミングが前記第１の期間内にある場合に、前記第１の期間の開始時刻と、前記第１のタイミングから前記第１の期間が終了するタイミングまでの期間で得られる露光量と等価な露光量を前記レンズシャッタが前記光路を制限していない状態で得るために必要な第２の時間と、前記第１の期間で得られる露光量と等価な露光量を前記レンズシャッタが前記光路を制限していない状態で得るために必要な時間と前記第２の時間との差の半分の時間である第３の時間とに基づく第２の時刻を取得し、
    前記イメージセンサが前記第１の期間に蓄積した電荷に基づく画像データを、前記第２の時刻に対応づけて出力させる
    ように構成される回路
    を備える制御装置。
11. 請求項１又は１０に記載の制御装置と、
    前記イメージセンサと
    を備える撮像装置。
12. 請求項１１に記載の撮像装置を備える移動体。
13. 前記移動体は無人航空機である
    請求項１２に記載の移動体。
14. レンズシャッタがイメージセンサへの光路を制限し始める第１のタイミングから前記レンズシャッタによって前記光路が閉塞されるまでの間の少なくとも一部の期間を含む第１の期間に前記イメージセンサに電荷を蓄積させる段階と、
    前記第１のタイミングが前記第１の期間内にあるか否かを判断する段階と、
    前記第１のタイミングが前記第１の期間内にない場合に、前記第１の期間の開始時刻と、前記第１の期間で得られる露光量と等価な露光量を前記レンズシャッタが前記光路を制限していない状態で得るために必要な第１の時間とに基づく第１の時刻を取得する段階と、
    前記イメージセンサが前記第１の期間に蓄積した電荷に基づく画像データを、前記第１の時刻に対応づけて出力させる段階と
    を備える制御方法。
15. コンピュータに、
    レンズシャッタがイメージセンサへの光路を制限し始める第１のタイミングから前記レンズシャッタによって前記光路が閉塞されるまでの間の少なくとも一部の期間を含む第１の期間に前記イメージセンサに電荷を蓄積させ、
    前記第１のタイミングが前記第１の期間内にあるか否かを判断させ、
    前記第１のタイミングが前記第１の期間内にない場合に、前記第１の期間の開始時刻と、前記第１の期間で得られる露光量と等価な露光量を前記レンズシャッタが前記光路を制限していない状態で得るために必要な第１の時間とに基づく第１の時刻を取得させ、
    前記イメージセンサが前記第１の期間に蓄積した電荷に基づく画像データを、前記第１の時刻に対応づけて出力させる
    ためのプログラム。
16. レンズシャッタがイメージセンサへの光路を制限し始める第１のタイミングから前記レンズシャッタによって前記光路が閉塞されるまでの間の少なくとも一部の期間を含む第１の期間に前記イメージセンサに電荷を蓄積させる段階と、
    前記第１のタイミングが前記第１の期間内にあるか否かを判断する段階と、
    前記第１のタイミングが前記第１の期間内にある場合に、前記第１の期間の開始時刻と、前記第１のタイミングから前記第１の期間が終了するタイミングまでの期間で得られる露光量と等価な露光量を前記レンズシャッタが前記光路を制限していない状態で得るために必要な第２の時間と、前記第１の期間で得られる露光量と等価な露光量を前記レンズシャッタが前記光路を制限していない状態で得るために必要な時間と前記第２の時間との差の半分の時間である第３の時間とに基づく第２の時刻を取得する段階と、
    前記イメージセンサが前記第１の期間に蓄積した電荷に基づく画像データを、前記第２の時刻に対応づけて出力させる段階と
    を備える制御方法。
17. コンピュータに、
    レンズシャッタがイメージセンサへの光路を制限し始める第１のタイミングから前記レンズシャッタによって前記光路が閉塞されるまでの間の少なくとも一部の期間を含む第１の期間に前記イメージセンサに電荷を蓄積させ、
    前記第１のタイミングが前記第１の期間内にあるか否かを判断させ、
    前記第１のタイミングが前記第１の期間内にある場合に、前記第１の期間の開始時刻と、前記第１のタイミングから前記第１の期間が終了するタイミングまでの期間で得られる露光量と等価な露光量を前記レンズシャッタが前記光路を制限していない状態で得るために必要な第２の時間と、前記第１の期間で得られる露光量と等価な露光量を前記レンズシャッタが前記光路を制限していない状態で得るために必要な時間と前記第２の時間との差の半分の時間である第３の時間とに基づく第２の時刻を取得させ、
    前記イメージセンサが前記第１の期間に蓄積した電荷に基づく画像データを、前記第２の時刻に対応づけて出力させる
    ためのプログラム。

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