CN107026960A - 摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种摄像装置，目的是在步行中的动画摄影中抑制画质劣化。摄像装置具有：光学系统，其包含对焦透镜和光圈；摄像元件，其将通过光学系统形成的被摄体像转换为电信号；读出控制电路，其读出通过摄像元件转换后的电信号；抖动检测部，其包含角速度传感器和加速度传感器，检测对该摄像装置施加的运动；摄像工作检测部，其根据抖动检测部的检测结果，检测该摄像装置的摄像工作；以及摄影控制部，其进行针对光学系统的对焦透镜的控制和光圈的控制，摄影控制部在通过摄像工作检测部检测到摄像工作的情况下，切换对焦调整和曝光调整中的一方或两方的控制。

Description

摄像装置
技术领域
本发明涉及摄像装置，特别涉及具备检测对该摄像装置施加的动作的功能的摄像装置。
背景技术
近些年来，摄像装置通常搭载了手抖校正功能，并且提升了性能，因此摄影者在被摄体较暗的场景下也不必特别注意手抖就能够手持进行摄影。
伴随于此，能够应对以往无法校正的步行这样的振幅较大且剧烈的抖动的摄像装置也已面世。
例如，专利文献1所述的摄像装置具有：校正光学系统；具有变焦透镜和对焦透镜的摄像光学系统；对被摄体像进行摄像的摄像部；检测焦距的焦距检测部；检测被摄体距离的被摄体距离检测部；根据振动量判定使用者是否处于步行中的步行摄影判定部；根据步行摄影判定部的判定结果、焦距和被摄体距离，生成校正光学系统的敏感度的敏感度生成部；根据振动量和敏感度，计算校正光学系统的校正量的校正量计算部；以及根据校正量驱动校正光学系统的控制部，敏感度生成部在判定为摄像装置的使用者处于步行中的情况下，限定被摄体距离或焦距或敏感度的范围而生成敏感度，从而在步行中的摄影也能够进行稳定的像抖动校正。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-126860号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，作为步行中的摄影导致画质降低的原因，不仅有手抖校正，对焦控制和曝光控制也会产生较大影响。
因此，无法应对如下的技术课题等：由于步行中的动作而识别出焦点偏离，要进行对焦调整时产生模糊，或者，在产生尤为剧烈的抖动的情况下的曝光抖动导致的画质降低等。
本发明就是鉴于上述技术课题而完成的，其目的在于提供一种在步行中的动画摄影中能够抑制画质劣化的摄像装置。
用于解决课题的手段
本发明的一个方面提供一种摄像装置，其具有：光学系统，其包含对焦透镜和光圈；摄像元件，其将通过所述光学系统形成的被摄体像转换为电信号；读出控制电路，其读出通过所述摄像元件转换后的电信号；抖动检测部，其包含角速度传感器和加速度传感器，检测对该摄像装置施加的运动；摄像工作检测部，其根据所述抖动检测部的检测结果，检测该摄像装置的摄像工作；以及摄影控制部，其进行针对所述光学系统的对焦透镜的控制和光圈的控制，所述摄影控制部在通过所述摄像工作检测部检测到所述摄像工作的情况下，切换对焦调整和曝光调整中的一方或两方的控制。
本发明的另一个方面提供一种摄像装置，其具有：光学系统，其形成被摄体像；摄像元件，其将通过所述光学系统形成的被摄体像转换为电信号；读出部，其读出通过所述摄像元件转换后的电信号；抖动检测部，其检测对该摄像装置施加的运动；步行检测部，其根据所述抖动检测部的检测结果检测步行；限制器，其限制所述抖动检测部的检测结果的上限和下限；以及抖动校正部，其根据通过所述限制器限制后的所述抖动检测部的检测结果，对所述摄像元件的摄像面上形成的被摄体像的移动进行校正，在通过所述步行检测部检测到步行的情况下，使所述限制器的限制变为无效。
发明的效果
根据本发明，可获得在步行中的动画摄影中能够抑制画质劣化的效果。
附图说明
图1是表示作为第1实施方式的摄像装置的照相机的结构例的图。
图2是表示抖动校正微计算机的结构例的图。
图3是表示校正量计算部的结构例的图。
图4是说明摇摄检测部的摇摄检测和步行检测部的步行检测的一例的图。
图5是表示步行检测部的结构例的图。
图6是表示通过步行检测部进行的步行检测处理的一例的流程图。
图7是表示系统控制器的进行曝光调整和对焦调整的控制的结构的一例的图。
图8是表示通过系统控制器进行的曝光和对焦调整的控制处理的一例的流程图。
图9是表示摇摄检测或步行检测、对焦调整部的动作、以及曝光调整部的动作之间的关系的时序图的一例。
图10是表示在通常时和步行时，系统控制器从摄像元件读出影像信号的定时的一例的图。
图11是从通常状态转移至步行检测状态的情况下的摄像的曝光控制、光圈控制和ISO感光度的控制切换的关系的时序图的一例。
图12是表示变形例的曝光和对焦调整的控制处理的一例的流程图。
图13是表示变形例的从通常状态转移至步行检测状态的情况下的摄像的曝光控制和ISO感光度的控制切换的关系的时序图的一例。
图14是表示作为第2实施方式的摄像装置的照相机的结构例的图。
图15是表示作为第2实施方式的摄像装置的照相机的控制例的时序图。
图16是表示在第2实施方式中通过系统控制器进行的对焦控制处理的一例的流程图。
标号说明
1：照相机，2：光学系统，3：光学系统驱动部，4：快门，5：摄像元件，6：抖动校正驱动部，7：系统控制器，8：抖动校正微计算机，9：角速度传感器，10：释放开关，11：EVF，12：存储卡，13：加速度传感器，71：曝光调整部，72：对焦调整部，73：超焦距计算部，81：信号处理部，82：校正量计算部，83：校正控制部，84：摇摄检测部，85：步行检测部，821：HPF，822：条件判定部，823：限制器，824：乘法部，825：积分系数变更部，826：累计部，851：摇摄检测计数器，852：计时部，853：步行判定部。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
第1实施方式
图1是表示作为本发明的第1实施方式的摄像装置的照相机的结构例的图。
如图1所示，本实施方式的照相机1包括光学系统2、光学系统驱动部3、快门4、摄像元件5、抖动校正驱动部6、系统控制器7、抖动校正微计算机8、角速度传感器9、释放开关10、EVF(Electric View Finder：电子取景器)11和存储卡12。
光学系统2包括未图示的对焦透镜或光圈。
光学系统驱动部3在系统控制器7的控制之下对光学系统2的对焦透镜位置(简称为对焦位置)或光圈位置进行控制。由此，能够将来自被摄体的光束在摄像元件5的摄像面上成像为对准焦点的像。
快门4被配置于摄像元件5的前表面上，在系统控制器7的控制之下使快门帘进行开闭，从而使摄像元件5的摄像面成为曝光状态或遮光状态。由此，能够控制摄影时的摄像元件5的曝光时间。
摄像元件5例如是CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合元件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)等的图像传感器，其在系统控制器7的控制之下，将在摄像面上成像的被摄体像转换为电信号。转换后的电信号通过系统控制器7而作为影像信号被读出。
抖动校正驱动部6在抖动校正微计算机8的控制之下，使摄像元件5在与光学系统2的光轴正交的面上移动。例如，抖动校正驱动部6在抖动校正微计算机8的控制之下，使摄像元件5在抵消发生于摄像元件5的摄像面上的像移动量(像抖动的像抖动量)的方向上移动，从而能够在摄像元件5上维持稳定的成像状态，取得不存在抖动的影像数据(图像数据)。
系统控制器7控制照相机1的整体动作。例如，系统控制器7控制对于摄像元件5的曝光时的感光度(ISO感光度)设定或影像的读出周期的指定等摄像元件5的动作。此外，例如，系统控制器7进行将从摄像元件5读出的影像信号转换为显示于EVF11上的形式并显示作为实时取景影像的控制、以及转换为所记录的形式的图像数据并记录于存储卡12中的控制。此外，例如，系统控制器7进行将从存储卡12读出的图像数据转换为显示于EVF11上的形式并显示的控制。此外，例如，系统控制器7将从光学系统驱动部3取得的光学系统2的焦距信息等作为用于抖动校正的参数通知给抖动校正微计算机8。此外，例如系统控制器7如使用图7等后述那样，进行曝光调整或对焦调整的控制。此外，例如系统控制器7还进行释放开关10的操作等的用户操作的检测或快门4的开闭控制等。
抖动校正微计算机8在系统控制器7的控制之下，根据角速度传感器9的输出(基于对照相机1施加的旋转运动而得到的角速度输出)和从系统控制器7通知的焦距信息，控制抖动校正驱动部6以使得摄像元件5在抵消发生于摄像元件5的摄像面上的像移动(像抖动)的方向上移动。另外，使用图2在后面叙述抖动校正微计算机8的详细结构。
角速度传感器9是检测对照相机1施加的运动(旋转运动)的传感器。本实施方式中，角速度传感器9是将对照相机1施加的Yaw方向和Pitch方向的运动(旋转运动)检测作为角速度的传感器。
释放开关10检测用户的开关半按操作和全按操作，并通知给系统控制器7。
EVF11在系统控制器7的控制之下，例如将从摄像元件5读出的影像信号显示为实时取景影像。
存储卡12例如以图像数据的形式记录有从摄像元件5读出的影像信号。
图2是表示抖动校正微计算机8的结构例的图。
如图2所示，抖动校正微计算机8包括信号处理部81、校正量计算部82、校正控制部83、摇摄检测部84和步行检测部85。
信号处理部81进行将从角速度传感器9作为模拟信号输出的角速度输出转换为数字信号，并减去基准值的处理。由此，来自角速度传感器9的角速度输出被转换为带符号的数字信号。另外，基准值是将照相机1处于静止状态时的来自角速度传感器9的角速度输出转换为数字后的值。由此，例如在减去基准值后的值是0时，表示照相机1处于静止状态，减去基准值后的值的符号表示照相机1的旋转方向。
校正量计算部82根据通过信号处理部81处理的角速度、摇摄检测部84的检测结果、步行检测部85的检测结果和由系统控制器7通知的焦距信息来计算校正量。另外，使用图3在后面叙述校正量计算部82的详细结构。
校正控制部83将通过校正量计算部82计算出的校正量转换为抖动校正驱动部6的驱动信号，并输出给抖动校正驱动部6。由此，抖动校正驱动部6根据该驱动信号进行驱动，从而使得摄像元件5在抵消发生于摄像元件5的摄像面上的像移动(像抖动)的方向上移动。
摇摄检测部84根据通过信号处理部81而被处理的角速度(Yaw方向或Pitch方向的角速度)，检测照相机1是否被进行摇摄。另外，摇摄是摄像工作的一例，指的是用户有意将照相机1例如在上下或左右振动的操作。使用图4在后面叙述摇摄检测部84的摇摄的检测方法。
步行检测部85根据摇摄检测部84的检测结果，检测手持照相机1的用户是否处于步行状态。另外，手持照相机1的步行是摄像工作的一例。使用图4等在后面叙述步行检测部85的步行的检测方法。此外，使用图5在后面叙述步行检测部85的详细结构。
图3是表示校正量计算部82的结构例的图。
如图3所示，校正量计算部82包括HPF(High-pass filter：高通滤波器)821、条件判定部822、限制器823、乘法部824、积分系数变更部825和累计部826。
HPF821从通过信号处理部81而被处理的角速度的输入值中除去低频成分(截止频率以下的成分)。此外，HPF821仅在条件判定部822的判定结果是条件成立的判定结果的情况下，将截止频率变更为更高的截止频率。
条件判定部822判定通过摇摄检测部84检测到摇摄(摇摄检测)、且未通过步行检测部85检测到步行的条件是否成立，并将该判定结果通知给HPF821。由此，例如在该条件成立的情况下，HPF821的截止频率提高，其结果使得抖动校正效果变弱。
限制器823在作为HPF821的输出的角速度超过了规定的阈值的情况下，进行限幅(clip)处理，限制作为HPF821的输出的角速度的上限和下限。其中，限制器823仅在通过步行检测部85检测到步行的情况下变为无效，不进行限幅处理。即，在检测到步行的情况下，HPF821的输出直接被输出给后级。
另外，在限制器823中，在未通过步行检测部85检测到步行的情况下进行限幅处理的理由在于，如果不进行限幅处理，则例如在进行了切换摄影视野的摄像工作的情况下，校正量会增大而抖动校正的响应性会变差，与此相对，通过进行限幅处理，不再对超过规定的阈值的角速度进行抖动校正，相应地，针对摄像工作的抖动校正的响应性会变好。另一方面，在通过步行检测部85检测到步行的情况下不进行限幅处理的理由在于，步行中会发生强烈的抖动，因此如果进行限幅处理会使得抖动校正效果降低，有损摄影图像的观感。
乘法部824对作为限制器823的输出的角速度乘以从系统控制器7通知的焦距信息，计算摄像元件5的摄像面上的像移动量。
积分系数变更部825向累计部826输出积分系数(小于1的值)。此外，积分系数变更部825在通过摇摄检测部84检测到摇摄(摇摄检测)的情况下，以使得累计部826的累积加法值的衰减率变大的方式，将输出给累计部826的积分系数变更为较小的值。
累计部826将乘法部824的乘法结果累积相加(累计)，并且对该累积加法值乘以来自积分系数变更部825的积分系数，计算校正量。这样，通过对累积加法值乘以积分系数，从而使得累积加法值衰减。此外，由此随时间经过而校正量变小，摄像元件5的位置会接近初始位置，因此能够连续地持续进行抖动校正。此外，如果通过积分系数变更部825将积分系数变更为较小的值，则累积加法值的衰减率变大，其结果是，能够缩短向摄像元件5的初始位置的回归时间。
图4是说明摇摄检测部84的摇摄检测和步行检测部85的步行检测的一例的图。
图4中，纵轴表示角速度(Yaw方向或Pitch方向的角速度)，横轴表示时间。此外，实线表示角速度的时间变化。此外，斜线部的面积表示被抖动校正后的校正量。此外，期间P1、P2和P3表示摇摄检测期间，期间W1表示步行检测期间。
在图4所示的示例中，如期间P1、P2和P3所示，在摇摄检测中，控制为使得抖动校正停止。其原因在于，如果在摇摄检测中持续进行通常的抖动校正，则马上就会用尽抖动校正范围，刚刚结束摇摄后的抖动校正性能降低而使摄影图像的观感变差。另一方面，如果在摇摄检测中抖动校正停止，则摇摄检测中的摄影图像的观感可能变差。于是，在希望改善摇摄检测中的观感的情况下，可以例如进行上述的积分系数变更部825的积分系数的变更等，变更抖动校正的特性，减弱摇摄检测中的抖动校正效果。
如图4所示的示例，摇摄检测部84在被输入的角速度在规定期间内持续超过摇摄检测阈值的情况下，检测摇摄(摇摄的开始)。另外，虽然在检测到摇摄开始之前进行抖动校正，然而这里将摇摄检测阈值作为限制器823进行限幅处理时的阈值，因此不对超过摇摄检测阈值的角速度进行抖动校正。此外，摇摄检测部84在检测到摇摄后，在作为角速度与基准值交叉的定时的过零定时检测摇摄的结束。
在图4所示的例子中，如果手持照相机1的用户开始步行，则对照相机1施加的抖动(动作、旋转运动)会变大，角速度的振幅变大。于是，摇摄检测部84检测到摇摄，然而不同于通常的摇摄，会马上检测到摇摄的结束。
在本实施方式中，在每单位时间内频繁检测到摇摄的结束的情况下，步行检测部85检测步行。在图4所示的例子中，基于期间P3的结束，检测出步行。并且，在通过步行检测部85检测到步行后，限制器823变为无效，被检测出的所有角速度作为抖动而被校正。
图5是表示步行检测部85的结构例的图。
如图5所示，步行检测部85包括摇摄检测计数器851、计时部852和步行判定部853。
摇摄检测计数器851是如下的计数器，该计数器在根据摇摄检测部84的检测结果而检测到摇摄的结束时增加计数(count-up)，而基于来自计时部852的周期性的通知而减少计数(count-down)。
计时部852具有定时器，对摇摄检测计数器851进行周期性的通知。
步行判定部853在摇摄检测计数器851的计数值超过规定的阈值(步行检测阈值)的情况下检测到步行。
根据这种结构的步行检测部85，在从计时部852向摇摄检测计数器851的通知周期内，如果通过摇摄检测计数器851进行了1次以上的增加计数，则摇摄检测计数器851的计数器值增加。另一方面，在从计时部852向摇摄检测计数器851的通知周期内，如果未通过摇摄检测计数器851进行增加计数，则摇摄检测计数器851的计数器值减少。并且，在摇摄检测计数器851的计数器值超过步行检测阈值时，通过步行判定部853检测到步行，此后，如果摇摄检测计数器851的计数器值在步行检测阈值以下，则步行判定部853的步行检测状态被解除。
图6是表示通过步行检测部85进行的步行检测处理的一例的流程图。
另外，本处理是在照相机1的抖动校正动作中周期性反复进行的处理。
如图6所示，本处理开始后，首先由摇摄检测计数器851根据摇摄检测部84的检测结果判定是否检测到摇摄的结束(S1)。
在S1的判定结果为“是”的情况下，摇摄检测计数器851判定自身的计数器值是否小于Max值(S2)。
在S2的判定结果为“是”的情况下，摇摄检测计数器851使自身的计数器增加计数(S3)，计时部852对定时器清零(S4)。
在S1的判定结果为“否”的情况下、S2的判定结果为“否”的情况下或在S4之后，处理进入S5。另外，在S2的判定结果为“否”的情况下(计数器值是Max值的情况下)，不进行进一步的增加计数，因此跳过S3和S4。
在S5中，计时部852判定从定时器的计数值起是否经过了规定时间(从定时器被清零起是否经过了规定时间)。
在S5的判定结果为“是”的情况下，计时部852对定时器清零(S6)，摇摄检测计数器851对自身的计数器进行减少计数(S7)。
另一方面，在S5的判定结果为“否”的情况下，计时部852的定时器进行计数(S8)。
在S7或S8之后，步行判定部853判定摇摄检测计数器851的计数器值是否超过了步行检测阈值(S9)。
在S9的判定结果为“是”的情况下，步行判定部853检测步行(S10)。由此，步行判定部853的判定结果成为步行检测状态。
另一方面，在S9的判定结果为“否”的情况下，步行判定部853不检测步行(S11)。由此，步行判定部853的检测结果成为步行未检测状态。
在S10或S11结束时，1个序列(1个周期)的步行检测处理结束，处理再次返回S1。
通过周期性反复进行这种图6所示的处理，从而在手持照相机1的用户开始步行后检测出步行状态，此后在停止步行时解除步行状态。
图7是表示系统控制器7中的进行曝光调整和对焦调整的控制的结构的一例的图。另外，图7还是示出曝光调整控制及对焦调整控制与摇摄检测及步行检测的关系的框图。
在图7中，曝光调整部71根据被输入的图像(从摄像元件5中读出而被转换后的图像数据)，计算Ev值(Expose Value：曝光值)，确定Tv值(Time Value：快门速度)、Av值(Aperture Value：光圈值)和Sv值(Speed Value：ISO感光度)。并且，曝光调整部71将光学系统2设定为与Av值对应的光圈值，将摄像元件5设定为与Sv值对应的感光度，根据Tv值进行摄影控制。另外，在本实施方式中，Tv值、Av值和Sv值表示为APEX值。
对焦调整部72控制光学系统2的对焦位置，使得目的被摄体作为对准焦点的像而成像于摄像元件5的摄像面上。
另外，虽然存在多种对于焦点是否对准的判定方法，然而这里举出一例，检测从摄像元件5读出并被转换后的图像数据的任意的一部分(例如对焦区域部分)的对比度，以使得评价值(对比度评价值)成为最高值的方式调整光学系统2的对焦位置。
此时，为了检测评价值的峰值而进行被称作颤动(wobbling)的动作。
颤动指的是在评价值的峰值前后移动光学系统2的对焦透镜，以确定成为峰值的准确位置的动作。
在对焦调整部72中进行如下的控制：定期地判定评价值，在评价值大幅降低的情况下，焦点不再对准而进行对焦位置的扫描，检测出评价值的峰值附近，再次实施颤动并检测评价值的峰值，将光学系统2的对焦透镜移动至该峰值的位置上。
超焦距计算部73根据从光学系统驱动部3取得的光学系统2的设定信息，以使得当前的被摄体的位置成为超焦距的方式确定Av值，并将该Av值通知给曝光调整部71。被通知了Av值的曝光调整部71以该Av值为基准进行曝光调整的控制。
这里，对超焦距进行说明。
超焦距指的是，在某个光圈值下，从超焦距/2到无限远都成为对准焦点的状态的焦距，可通过下式(1)求出。
超焦距＝焦距×焦距/光圈值/允许弥散圆式(1)
例如，在35mm换算时将允许弥散圆设定为35μm的情况下，50mmF8的超焦距成为8928.571mm，从约4.5m到无限远都成为焦点对准的范围。
接着，说明检测到摇摄或步行的情况下的各部的动作。
在检测到摇摄或步行的情况下，曝光调整部71根据从超焦距计算部73被通知的Av值，确定Sv值和Tv值。并且，曝光调整部71一旦确定了Av值后，在摇摄和步行成为未检测之前都不进行评价值的计算。此外，对焦调整部72进行如下控制：以使得在即将进行摇摄或步行的检测前对准了焦点的被摄体的位置成为超焦距的方式固定对焦位置，在摇摄和步行成为未检测之前都抑制颤动。
由此，可抑制在摇摄中或步行中，由于被摄体的位置大幅变动而再次调整焦点所导致的模糊以及明亮度的变化导致的闪烁，能够防止影像的观感受损。
图8是表示通过系统控制器7进行的曝光和对焦调整的控制处理的一例的流程图。
另外，本处理是在曝光和对焦调整的每个周期进行的处理。
如图8所示，本处理开始后，首先，系统控制器7取得照相机状态(S21)。另外，照相机状态包含表示从抖动校正微计算机8取得的摇摄的检测状态(或未检测状态)和步行的检测状态(或未检测状态)的信息、从光学系统驱动部3取得的光学系统2的设定信息等。
接着，系统控制器7根据在S21中取得的照相机状态，判定是否检测到摇摄或步行(S22)。
在S22的判定结果为“是”的情况下，系统控制器7进行超焦距计算(S23)。具体而言，超焦距计算部73根据在光学系统2的设定信息中包含的对焦位置信息，确定使得该时刻的对焦位置成为超焦距的Av值，并将该Av值通知给曝光调整部71。
在S23之后，系统控制器7进行光圈控制(S24)。具体而言，在S23中被通知了Av值的曝光调整部71将对光学系统2设定的光圈值变更为对应于所通知的Av值的光圈值。
另外，在S22的判定结果为“是”的情况下，维持该时刻的光学系统2的对焦位置。即，光学系统2的对焦位置被固定在检测到摇摄或步行的紧前的对焦位置处。
此外，在S22的判定结果连续成为“是”的情况下，仅在S22的判定结果最初成为“是”时(即，仅在检测到摇摄或步行的开始时)进行S23和S24的处理。
另一方面，在S22的判定结果为“否”的情况下，系统控制器7进行测光处理，计算被摄体的亮度(S25)，计算对焦区域的对比度评价值(S26)。
在S26之后，系统控制器7判定是否需要进行曝光再调整(S27)。另外，根据被摄体亮度有无变化或者是否为检测到摇摄或步行的结束时，来判定是否需要曝光再调整。即，在被摄体亮度发生变化的情况下或者是检测到摇摄或步行的结束时的情况下，判定为需要曝光再调整。另一方面，在被摄体亮度不存在变化且并非是检测到摇摄或步行的结束时的情况下，判定为不需要曝光再调整。这里，被摄体亮度有无变化例如是在S25中计算的被摄体亮度与在上次的S25中计算的被摄体亮度之间有无变化。此外，关于是否是检测到摇摄或步行的结束时，指的是S27的判定是否为在S22的判定结果成为“是”后最初进行的S27的判定。
在S27的判定结果为“是”的情况下，系统控制器7进行光圈控制(S28)。具体而言，曝光调整部71通过在S25进行的测光处理确定Av值，并将对光学系统2设定的光圈值变更为与该Av值对应的光圈值。
在S27的判定结果为“否”的情况下或在S28之后，系统控制器7判定是否需要进行对焦再调整(S29)。另外，根据对焦区域内的对比度评价值有无变化或者是否为检测到摇摄或步行的结束时，来判定是否需要对焦再调整。即，在对焦区域内的对比度评价值发生变化的情况或者是检测到摇摄或步行的结束时的情况下，判定为需要对焦再调整。另一方面，在对焦区域内的对比度评价值不存在变化且并非是检测到摇摄或步行的结束时的情况下，判定为不需要对焦再调整。这里，对焦区域内的对比度评价值有无变化无例如是在S26中计算的对比度评价值与在上次的S26中计算的对比度评价值之间有无变化。此外，关于是否为检测到摇摄或步行的结束时，指的是S29的判定是否为在S22的判定结果成为“是”后最初进行的S29的判定。
在S29的判定结果为“是”的情况下，系统控制器7进行对焦控制(S30)。即，对焦调整部72以使得目的被摄体作为对准焦点的像而成像在摄像元件5的摄像面上的方式，控制光学系统2的对焦位置。由此，对光学系统2的对焦位置进行变更。
在S24或S30结束或者S29的判定结果为“否”的情况下，曝光和对焦调整的1个周期的处理结束，处理再次返回S21。
图9是表示摇摄检测或步行检测(摇摄判定或步行判定)、对焦调整部72的动作和曝光调整部71的动作的关系的时序图的一例。
如图9所示，例如照相机1在静止状态的情况下(未检测到摇摄或步行的情况下)，以一定的周期实施曝光调整部71的动作和对焦调整部72的动作。
另一方面，在检测到摇摄或步行的情况下，在进行了1次曝光调整部71的动作后，曝光调整部71的动作和对焦调整部72的动作停止，然后，在检测到摇摄或步行的结束时，重新开始曝光调整部71的动作和对焦调整部72的动作。另外，关于重新开始的对焦调整部72的动作，根据该时刻的主要被摄体距离和光学系统2的对焦位置，例如图9所示，有时会比通常情况耗费更多时间。
通过这种动作，在摇摄中或步行中，对焦位置或曝光条件不会发生变更(但是，除去最初的曝光调整部71的动作以外)，因此能够得到稳定的图像，并且在摇摄或步行的结束后，能够尽早使摄影设定与新的被摄体一致。
图10是表示在通常时和步行时，系统控制器7从摄像元件5读出影像信号的定时的一例的图。
如图10所示，在通常时(例如静止时)，以时间几乎与1帧的时间周期一致的曝光时间Tv1拍摄动画，与此相对，在步行时，以时间比1帧的时间周期短的曝光时间Tv2拍摄动画。
通过如上进行处理，从而在步行中抖动变大的情况下，也能够抑制曝光中的抖动，因此可减少每帧图像的渗色，能够防止画质的劣化。
图11是表示从通常状态转移至步行检测状态的情况下的摄像的曝光控制、光圈控制和ISO感光度的控制切换的关系的时序图的一例。
如图11所示，在通常状态(步行未检测状态)下，在曝光时间是Tv1，光圈值是Av1，作为摄像元件的摄影感光度的ISO感光度是Sv1时通过适度曝光进行摄影。
这种情况下，如果检测到步行，则首先对Tv值(通过APEX值所示的曝光时间)加1(Tv1+1)，从而使曝光时间成为1/2，减少曝光抖动，并且还对Sv值(通过APEX值所示的ISO感光度)加1(Sv1+1)，从而使得ISO感光度成为2倍，使得图像的明亮度不会随Tv值(曝光时间)变更而发生变化。
此后，以使得主要被摄体距离成为超焦距的方式，缩紧光学系统2的光圈。这里，将进行光圈缩紧前的通过APEX值示出的光圈值设定为Av1，将进行了光圈缩紧后的通过APEX值示出的光圈值设定为Av2。并且，从进行了该光圈缩紧的下一帧起，与作为光圈缩紧前的光圈值的差分(Av2-Av1)对应地，变更ISO感光度。具体而言，变更后的ISO感光度为将光圈值的差分加入到作为进行光圈缩紧前的ISO感光度的Sv值后得到的值(Sv1+1+(Av2-Av1))。这样，在检测到步行时，使得图像的明亮度不会随光圈缩紧而发生变化。
通过如上处理，例如在动画摄影中开始步行的情况下，也能够毫无不适感地变更曝光条件，抑制曝光抖动。
另外，在本例中，对Tv值加入了1，然而加入Tv值的值不限于1，例如在被摄体明亮的情况下，可以加入使得曝光时间更短的值。
此外，在本例中，可以根据是否进行了光学的抖动校正来进行Tv值的加法，特别在不具备手抖校正机构的情况下，更期望进行缩短曝光时间的控制。
此外，在本例中，检测到步行的情况下，从下一帧起变更为步行中的曝光时间(Tv1+1)，但是，也可以在多帧间阶段性地进行变更。这种情况下，可抑制帧间的急剧的曝光设定的变化，因此可进一步减少不适感，在如动画那样连续记录图像的情况下具有效果。
如上所述，根据本实施方式，在动画摄影中进行了摇摄或步行的情况下，也可抑制对焦控制误动作而产生模糊，或明亮度大幅变化而发生闪烁，或由于曝光抖动导致画质劣化等情况的发生，能够拍摄观感较佳的动画。
另外，本实施方式可进行如下的变形。
关于在检测到摇摄或步行时的对焦位置或光圈，本实施方式使用了超焦距，然而不限于此，例如既可以如使用图12后述的那样，固定为检测到摇摄或步行的紧前的设定，也可以如在第2实施方式中详细叙述的那样，在通过步行而接近被摄体的情况下，根据步行周期向被摄体距离缩小的方向变更。即，在检测到摇摄或步行时，只要至少能够抑制对焦调整动作(检测对焦位置的动作)和曝光调整动作中的一方或两方即可。
此外，本实施方式具有抖动校正机构，然而例如在具有检测摇摄或步行的单元的情况下，可以不具有抖动校正机构。
图12是表示变形例的曝光和对焦调整的控制处理的一例的流程图，是将图8所示的曝光和对焦调整的控制处理变形后的流程图。
图12所示的流程图相比图8所示的流程图，仅检测到摇摄或步行的情况下的处理不同。即，图12所示的流程图将图8所示的流程图中的S23和S24的处理置换为S23A和S24A的处理。
具体而言，如图12所示，在本变形例中，检测到摇摄或步行的情况下(S22的判定结果为“是”的情况下)，系统控制器7计算对比度评价值(S23A)，判定该对比度评价值是否大于大模糊判定阈值(S24A)。另外，在S23A中计算的对比度评价值例如与S25和S26的处理同样地，是进行测光处理等而计算的对焦区域的对比度评价值。此外，S24A的大模糊判定阈值是焦点明显未对准，判断为摄影图像的对比度较低的阈值。该大模糊判定阈值既可以是固定值，也可以根据检测摇摄或步行前的对比度评价值来确定。
在S24A的判定结果为“是”的情况下，系统控制器7判断为焦点未大幅偏离的状态，维持到此时为止的光学系统2的对焦位置和光圈值(光圈位置)。另一方面，在S24A的判定结果为“否”的情况下，判断为焦点大幅偏离的状态，处理进入S25。
根据这种变形例，检测到摇摄或步行的情况下，焦点未大幅偏离时，光学系统2的对焦位置和光圈值(光圈位置)被维持在检测到摇摄或步行的紧前的对焦位置和光圈值，而在焦点大幅偏离的情况下，进行对焦再调整。因此，在摇摄中或步行中，能够相比通常时(例如静止时)进一步抑制对焦调整动作。
此外，在本实施方式中，例如在图11所示的表示从通常状态转移至步行检测状态的情况下摄像的曝光控制、光圈控制和ISO感光度的控制切换的关系的时序图中，在步行检测状态下，不进行光圈的可变控制，并且可以如下对摄像的曝光控制和ISO感光度的控制切换的关系进行变形。
图13是表示该变形例的从通常状态转移至步行检测状态的情况下的摄像的曝光控制和ISO感光度的控制切换的关系的时序图的一例。
如图13所示，在本变形例中，在步行检测状态下的各帧中(其中，从检测到步行(步行的开始)的时刻的下一帧起)，曝光时间缩短，并且与曝光时间缩短相应地提升ISO感光度而进行摄影。
由此，在步行检测状态下的各帧的摄影图像中，通过曝光时间的缩短而能够在抑制曝光抖动的同时维持与通常摄影时同样的曝光量。
＜第2实施方式＞
本发明的第2实施方式的摄像装置与第1实施方式的摄像装置相比，结构和动作的一部分不同。因此，在第2实施方式的说明中，以该不同之处为中心进行说明，对与第1实施方式的摄像装置相同的构成要素赋予同一标号来说明。
图14是表示作为第2实施方式的摄像装置的照相机的结构例的图。
图14所示的照相机1相比图1所示的照相机1，不同之处在于还具有加速度传感器13。加速度传感器13是检测光学系统2的光轴方向的加速度的传感器。
图15是表示第2实施方式的照相机1的控制例的时序图。
本实施方式中，步行的检测方法与第1实施方式相同。
但是，在本实施方式中，抖动校正微计算机8还根据加速度传感器13的检测结果检测光轴方向的步行方向。进行了步行时，步行方向的加速度会大幅偏离。通过检测该加速度的大幅偏离(例如图15的虚线包围部分)，从而检测光轴方向的步行方向。检测光轴方向的步行方向的理由在于，光轴方向的移动会对对焦带来较大影响。
如图15所示，在检测到向被摄体侧的在光轴方向上的步行的情况下，每当检测到步行的1步，都将对焦位置向最近侧变更1步的量。另外，关于步行的一步，在判定为步行的状态(检测到步行的状态)下，在角速度过零时能够检测步行的一步。另外，在本例中，在角速度2次过零的情况下检测到一步，但是，也可以在角速度1次过零的情况下检测半步。
在角速度过零的定时检测步行的理由在于，在角速度的变化最小时、即不存在抖动的定时能够进行对焦调整，能够提高对焦精度。其中，并不限于该定时。
进而，在对焦控制中，在步行周期的1个周期的过零定时，将对焦位置向最近侧变更1步的量。另外，关于图15所示的对焦位置，纸面上侧表示无限远侧，纸面下侧表示最近侧。
在本例中，将1步的移动量作为平均的步幅(例如50cm)，但是，如果作为个人数据而将步幅登录于照相机1，则能够进一步提高对焦控制的追随精度。或者可以在对焦调整时计算被摄体距离，根据被摄体距离的变化来计算步幅。或者还可以根据加速度的积分结果求出步行速度，根据该步行速度来计算步幅。
图16是在第2实施方式中，表示通过系统控制器7进行的对焦控制处理的一例的流程图。
如图16所示，本处理开始后，首先由系统控制器7取得照相机状态(S41)。
接着，系统控制器7根据在S41中取得的照相机状态，判定是否为向被摄体侧的在光轴方向上的步行中(S42)。
在S42的判定结果为“是”的情况下，系统控制器7根据在S41中取得的照相机状态，判定是否检测到步行周期(S43)。这里，步行周期是步行时的角速度波形的频率的1个周期，成为过零的定时。
在S43的判定结果为“是”的情况下，系统控制器7计算对焦区域的对比度值(S44)，判定该对比度值是否大于规定值(S45)。
另外，作为在S44中被计算对比度值的区域例如可使用被检测到脸部等特定的被摄体的区域。该区域只要是在步行判定前(步行检测前)被检测的被摄体区域，就不会在步行判定中(步行检测中)进行该区域的切换。但是，抖动会使得被摄体区域也发生移动，因此在这种情况下，移动根据角速度传感器9或加速度传感器13的检测结果计算对比度值的区域。
在S45的判定结果为“是”的情况下，系统控制器7使对焦位置向最近侧移动1步的量(S46)。
另一方面，在S42的判定结果为“否”的情况或S45的判定结果为“否”的情况下，系统控制器7进行对焦调整(S47)。
在S43的判定结果为“否”的情况或者S46或S47的处理结束时，1个序列的对焦控制处理结束，处理再次返回S41。
如上所述，根据第2实施方式，追随于由于步行而发生的对焦位置的变化来进行对焦调整，因此在步行中等抖动较大的场景中，也能够防止对焦的偏离导致动画的观感降低。
另外，本实施方式可进行如下的变形。
例如，可以判定所检测的主要被摄体是否正在移动，仅在判定为未移动的情况下，进行本实施方式的对焦控制(参见图16)。
此外，例如在检测到光轴方向以外的步行的情况下，可以进行第1实施方式的对焦控制(参见图8)。
此外，本实施方式具有抖动校正机构，然而例如只要具有检测摇摄或步行的单元和检测步行方向的单元，则可以不具有抖动校正机构。
本发明不仅限于上述实施方式，可以在实施阶段在不脱离其主旨的范围内对构成要素变形并使其具体实现。此外，通过在上述实施方式中公开的多个构成要素的适当组合，能够形成各种的发明。例如，可以删除实施方式所示的所有构成要素中的若干构成要素。进而，还可以适当组合不同实施方式中的构成要素。

Claims (10)

1.一种摄像装置，其特征在于，该摄像装置具有：
光学系统，其包含对焦透镜和光圈；
摄像元件，其将通过所述光学系统形成的被摄体像转换为电信号；
读出控制电路，其读出通过所述摄像元件转换后的电信号；
抖动检测部，其包含角速度传感器和加速度传感器，检测对该摄像装置施加的运动；
摄像工作检测部，其根据所述抖动检测部的检测结果，检测该摄像装置的摄像工作；以及
摄影控制部，其进行针对所述光学系统的对焦透镜控制和光圈控制，
所述摄影控制部在通过所述摄像工作检测部检测到所述摄像工作的情况下，切换对焦调整和曝光调整中的一方或两方的控制。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
所述摄影控制部在通过所述摄像工作检测部检测到所述摄像工作的期间内，控制所述对焦调整和曝光调整中的一方或两方，使得所述对焦调整和曝光调整中的一方或两方的动作被抑制。
3.根据权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，
所述摄像工作是摇摄或步行。
4.根据权利要求2或3所述的摄像装置，其特征在于，
所述摄影控制部在通过所述摄像工作检测部检测到所述摄像工作的期间内，将对焦透镜位置固定在检测到所述摄像工作的紧前的对焦透镜位置上，并且将光圈值变更为使得与检测到所述摄像工作的紧前的对焦透镜位置对应的被摄体距离成为超焦距的光圈值。
5.根据权利要求2或3所述的摄像装置，其特征在于，
所述摄影控制部在通过所述摄像工作检测部检测到所述摄像工作的期间内，将对焦透镜位置和光圈位置固定在检测到所述摄像工作的紧前的对焦透镜位置和光圈位置上。
6.根据权利要求2或3所述的摄像装置，其特征在于，
所述摄影控制部还对所述摄像元件设定摄影感光度，
在通过所述摄像工作检测部检测到所述摄像工作的期间内，提高所述摄像元件的感光度且缩短曝光时间。
7.根据权利要求4所述的摄像装置，其特征在于，
所述摄影控制部在将所述光圈值变更为实现所述超焦距的光圈值的情况下，以使得曝光在该变更前后不会发生变化的方式，根据该变更所导致的光圈值的变化量，变更所述摄像元件的感光度。
8.根据权利要求3所述的摄像装置，其特征在于，
所述摄影控制部在通过所述摄像工作检测部检测到光轴方向上向被摄体侧的步行的期间内，根据步行周期向最近侧变更对焦透镜位置。
9.根据权利要求3所述的摄像装置，其特征在于，
所述摄像工作检测部检测所述步行，并且根据所述抖动检测部的检测结果，检测步行周期内的对该摄像装置施加的运动小的定时，
在所述定时取得用于所述对焦调整的评价值。
10.一种摄像装置，其特征在于，该摄像装置具有：
光学系统，其形成被摄体像；
摄像元件，其将通过所述光学系统形成的被摄体像转换为电信号；
读出部，其读出通过所述摄像元件转换后的电信号；
抖动检测部，其检测对该摄像装置施加的运动；
步行检测部，其根据所述抖动检测部的检测结果检测步行；
限制器，其限制所述抖动检测部的检测结果的上限和下限；以及
抖动校正部，其根据通过所述限制器限制后的所述抖动检测部的检测结果，对所述摄像元件的摄像面上形成的被摄体像的移动进行校正，
在通过所述步行检测部检测到步行的情况下，使所述限制器的限制变为无效。
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