CN111213370B - 移动体、对焦控制方法、程序以及记录介质 - Google Patents

Abstract

提高搭载在万向节上的相机的对焦精度。一种包含摄像部和搭载有摄像部并且对摄像部的抖动进行校正的万向节部的移动体，其中，万向节部获取摄像部的三轴方向中的至少一个方向上的角速度，测量角速度在小于等于第一阈值这一状态所持续的第一时间，并且当第一时间大于等于第二阈值时，指示摄像部执行对焦控制。

Description

移动体、对焦控制方法、程序以及记录介质

技术领域

本公开涉及一种包含搭载有摄像部的万向节的移动体、对焦控制方法、程序以及记录介质。

背景技术

以往，为了拍摄图像，会在摄像装置中进行用于控制焦点位置的对焦控制，该焦点是平行于光轴的入射光线经透镜或球面镜会聚的点。专利文献1公开了一种摄像装置，其在通过自动对焦(AF：Auto Focus)控制不能对焦时，再次以低速驱动对焦镜头。

专利文献1：日本特开2012-22238号公报

发明内容

【发明所要解决的技术问题】

在专利文献1中，没有考虑将摄像装置搭载在万向节上的情况。万向节校正搭载在万向节上的物体(例如，摄像装置)的抖动。因此，对于搭载在万向节上的摄像装置和未搭载在万向节上的摄像装置，摄像装置的抖动方式不同。在搭载在万向节上的摄像装置进行对焦动作的情况下，即使应用专利文献1中所述的技术，也有可能无法进行精确对焦。

【用于解决课题的手段】

在一个方面中，一种包含摄像部和搭载有摄像部并且对摄像部的抖动进行校正的万向节部的移动体，其中，万向节部获取摄像部的三轴方向中的至少一个方向上的角速度，测量角速度在小于等于第一阈值这一状态所持续的第一时间，并且当第一时间大于等于第二阈值时，指示摄像部执行对焦控制。

当第一时间大于等于第二阈值时，万向节部可以耗用用于对基于摄像部拍摄的被摄体的场景是否发生变化进行判定的第二时间，来判定场景是否发生变化，当判定场景已经发生变化时，指示摄像部执行对焦控制。

当第一时间大于等于第二阈值时，万向节部可以依次获取关于由摄像部拍摄的图像的对比度的评估值，当上次获取的评估值与本次获取的评估值的差值大于等于第三阈值时，判定场景发生了变化。

当获取的角速度大于比第一阈值还大的第四阈值时，万向节部可以延长第二时间。

摄像部可以拍摄动态图像。万向节部可以指示摄像部在连续改变焦点位置的同时进行对焦控制。

万向节部可以获取用于摄像部拍摄图像的摄像操作信息，并且当获取到摄像操作信息时获取角速度。

移动体还可以包含由用户握持的握持部。

移动体还可以包含用于控制移动体的飞行的控制部。

在一个方面中，一种包含摄像部和搭载有摄像部并且对摄像部的抖动进行校正的万向节部的移动体中的对焦控制方法，其具有以下步骤：获取摄像部的三轴方向中的至少一个方向上的角速度；测量角速度在小于等于第一阈值这一状态所持续的第一时间；当第一时间大于等于第二阈值时，指示摄像部执行对焦控制。

对焦控制方法还包括以下步骤：当第一时间大于等于第二阈值时，耗用用于对基于摄像部拍摄的被摄体的场景是否发生变化进行判定的第二时间，来判定场景是否发生变化。判定场景已经发生变化时，指示执行对焦控制的步骤可以指示执行对焦控制。

判定场景是否发生变化的步骤可以包括以下步骤：当第一时间大于等于第二阈值时，依次获取关于摄像部拍摄的图像的对比度的评估值；当上次获取的评估值与本次获取的评估值之间的差在大于等于第三阈值时，判定场景发生了变化。

对焦控制方法还可以包括以下步骤：当获取的角速度大于比第一阈值还大的第四阈值时，延长第二时间。

对焦控制方法还可以包括拍摄动态图像的步骤。指示执行对焦控制的步骤可以指示在连续改变焦点位置的同时进行对焦控制。

获取角速度的步骤还可以包括以下步骤：获取用于摄像部拍摄图像的摄像操作信息；当获取到摄像操作信息时，获取角速度。

在一个方面中，一种程序，其用于使包含摄像部和搭载有摄像部并且对摄像部的抖动进行校正的万向节部的移动体执行以下步骤：获取摄像部的三轴方向中的至少一个方向上的角速度；测量角速度在小于等于第一阈值这一状态所持续的第一时间；以及，当第一时间大于等于第二阈值时，指示摄像部执行对焦控制。

在一个方面中，一种记录介质，其是计算机可读记录介质并记录有使包含摄像部和搭载有摄像部并且对摄像部的抖动进行校正的万向节部的移动体执行以下步骤的程序：获取摄像部的三轴方向中的至少一个方向上的角速度；测量角速度在小于等于第一阈值这一状态所持续的第一时间；当第一时间大于等于第二阈值时，指示摄像部执行对焦控制。

此外，上述的发明内容中并未穷举本公开的所有特征。此外，这些特征组的子组合也可以构成发明。

附图说明

图1是示出实施方式中的万向节相机装置的外观的立体图；

图2是示出万向节相机装置的硬件构成的框图；

图3是示出第一动作示例中的万向节相机装置的各个部分的信号的变化的时序图；

图4是示出与聚焦镜头的位置对应的对比度AF评估值的变化的曲线图；

图5是示出连续自动对焦动作过程的流程图；

图6是示出在改变场景进行拍摄的情况下的摄像图像的对焦度的转变的图；

图7是示出第二动作示例中的万向节相机装置的各个部分的信号变化的时序图；

图8是示出连续自动对焦动作过程的流程图；

图9是示出其它的万向节相机装置的外观的立体图；

图10是示出搭载有万向节的无人驾驶航空器的外观的立体图。

【符号说明】

10，10B 万向节相机装置

20，20B，200 万向节

21 万向节控制部

22 存储器

23 惯性测量装置

24 角度检测器

25 偏航轴旋转机构

26 俯仰轴旋转机构

27 滚转轴旋转机构

28 接口

29 操作部

30 相机

31 摄像控制部

32 镜头控制部

33 存储器

34 摄像元件

35，36 镜头驱动部

37 聚焦镜头

38 变焦镜头

50 监视器

50B 便携式终端

60 装置主体

63 安装部

100 无人驾驶航空器

102 UAV主体

210 安装部

211 解除按钮

215 偏航轴电机

216 滚转轴电机

217 俯仰轴电机

221，222 臂部件

220，230 摄像部

311 壳体

315 安装部

330 握持部

610 操作面

611 快门按钮

612 录像按钮

613 操作按钮

614 指示器

620 握持部

obj 四角锥

p1～p6 摄像图像

具体实施方式

以下，通过本发明的实施方式来对本公开进行说明，但是以下实施方式并非限制权利要求书所涉及的发明。实施方式中说明的特征的所有组合未必是发明的解决方案所必须的。

权利要求书、说明书、说明书附图以及说明书摘要中包含作为著作权所保护对象的事项。任何人只要如专利局的文档或者记录所表示的那样进行这些文件的复制，著作权人就无法异议。但是，在除此以外的情况下，保留一切的著作权。

在以下实施方式中，移动体以拍摄者用手握持进行拍摄的万向节相机装置为例。万向节相机装置可以是搭载在无人驾驶航空器上的万向节相机装置。对焦控制方法规定了移动体的动作。此外，记录介质记录有程序(例如，使移动体执行各种处理的程序)。

图1是示出实施方式中的万向节相机装置10的外观的立体图。万向节相机装置10的构成为包括万向节20、相机30、监视器50和装置主体60。

装置主体60例如是形成为大致圆筒状的部件。装置主体60的上端可装拆地安装有万向节20。在装置主体60的图中的左侧面上设置有可安装监视器50的安装部63。在装置主体60的右侧面上形成有安装在三脚架上的螺母部(未示出)。

此外，在装置主体60的上部正面上形成有向前倾斜的操作面610。操作面610上配置有各种按钮和指示器614。各种按钮包括快门按钮611、录像按钮612和操作按钮613。装置主体60的中央下部形成在拍摄者的手握持的握持部620上。

万向节20上搭载有相机30并校正相机30的抖动。万向节20可变地支撑相机30的姿势。万向节20是万向节部的一个示例。万向节20安装在设置在装置主体60的上端部的安装部210上。安装部210上设置有用于解除万向节20与装置主体60之间的卡合的解除按钮211。

万向节20具有偏航轴电机215、滚转轴电机216和俯仰轴电机217。偏航轴电机215配置在装置主体60的上端。滚转轴电机216通过臂部件221安装在偏航轴电机215上。俯仰轴电机217通过臂部件222安装在滚转轴电机216上。万向节20驱动偏航轴电机215、滚转轴电机216和俯仰轴电机217，在偏航轴、滚转轴和俯仰轴的三轴方向上可旋转地支撑相机30，以使相机30相对于被摄体的朝向不会抖动。

相机30具有壳体311，其内置有可以拍摄被摄体的摄像部，并且由滚转轴电机216和俯仰轴电机217可旋转地支撑。

监视器50显示由相机30拍摄的图像(例如，静态图像、动态图像)。另外，可选地，监视器50可以自由更换地进行安装。其中，监视器50可以使用能够与相机30无线通信的便携式终端(智能手机)。另外，也可以不设置监视器50。

图2是示出万向节相机装置10的硬件构成的框图。万向节相机装置10的构成为包括万向节20、相机30、监视器50。万向节20具有万向节控制部21、存储器22、惯性测量装置23、角度检测器24、偏航轴旋转机构25、俯仰轴旋转机构26、滚转轴旋转机构27、接口28和操作部29。

万向节控制部21控制万向节20的各个部分的动作。例如，万向节控制部21可以基于相机30拍摄的图像来计算出用于判定对焦状态的对比度AF评估值。万向节控制部21的功能例如通过处理器执行保存在存储器22中的程序来实现。

存储器22存储各种数据、信息、万向节控制部21可执行的程序、相机30拍摄的图像的图像数据等。

惯性测量装置23检测并获取万向节相机装置10的前后、左右和上下的三轴方向的加速度以及俯仰轴、滚转轴和偏航轴的三轴方向的角速度。惯性测量装置23可具有用于检测磁通量的变化的霍尔传感器、用于检测万向节相机装置10的姿势(倾斜)的陀螺仪传感器。另外，可以用加速传感器，以取代惯性测量装置23。

角度检测器24检测例如俯仰轴、滚转轴和偏航轴的三轴方向的角度作为万向节相机装置10的朝向。检测到的角度可以是相对于基准方向的角度。

因此，万向节控制部21可以基于角度检测器24检测到的角度和该角度变化所需的时间来计算并获取角速度。此外，万向节控制部21可以从惯性测量装置23获取角速度。

偏航轴旋转机构25包括在偏航轴方向上驱动相机30的偏航轴电机215。俯仰轴旋转机构26包括在俯仰轴方向上驱动相机30的俯仰轴电机217。滚转轴旋转机构27包括在滚转轴方向上驱动相机30的滚转轴电机216。

接口28可以连接输入装置、输出装置、记录介质等的外部设备。操作部29包括配置在操作面610上的各种按钮。

相机30具有摄像控制部31、镜头控制部32、存储器33、摄像元件34、镜头驱动部35，36、聚焦镜头37和变焦镜头38。

摄像控制部31按照来自万向节20的摄像指示驱动摄像元件34来执行摄像动作。摄像控制部31处理由摄像元件34拍摄的图像的图像数据，并存储在存储器33中。图像数据的处理可以包括用于判定对焦状态的对比度AF评估值的计算和各种图像处理。摄像控制部31可以向镜头控制部32发送用于改变变焦倍率和进行自动曝光的指示。

镜头控制部32对用于使聚焦镜头37的镜头位置沿着光轴方向移动来调节焦点的镜头驱动部35，以及用于使变焦镜头38的镜头位置沿着光轴方向移动来改变变焦倍率的镜头驱动部36进行控制。镜头控制部32按照来自万向节20的对焦控制指示来实施对焦动作。镜头控制部32的功能例如通过处理器执行保存在存储器33中的程序来实现。镜头驱动部35和镜头驱动部36分别包括驱动电机(未图示)。

聚焦镜头37会聚来自被摄体的光并在摄像元件34的摄像面上形成光学图像。变焦镜头38具有用于容纳镜头的镜筒(未示出)，并且在进行变焦动作时使镜筒在前后方向上进行伸缩。另外，也可以不设置变焦镜头38。

存储器33保存各种数据、信息和程序。其是存储相机参数和图像数据等的存储介质。存储器33存储例如快门速度、F值、ISO感光度等作为相机参数。

摄像元件34将形成在摄像面上的光学图像光电转换为电信号，并将其作为图像信号输出。在摄像元件中可以使用CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)图像传感器和CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器。

监视器50可以是在前表面上配置有触控面板的智能手机。另外，监视器不限于智能手机，还可以是具有液晶显示器或有机EL(Electro Luminescence)等的显示单元。

相机30和监视器50互相之间可以通过有线通信(例如，USB通信)或无线通信(例如，无线LAN、Bluetooth(注册商标)、短距离通信、公共无线线路)进行通信。相机30拍摄的图像可以实时显示在监视器50上。

以下，对万向节相机装置10的动作进行说明。

在此，示出了万向节相机装置10在进行连续自动对焦(CAF：continuousAutofocus)控制的同时改变场景进行拍摄的情况。在连续自动对焦控制中，在连续改变焦点位置的同时进行对焦控制。

通常，当拍摄者大幅移动相机时，被摄体也会大幅变动(抖动)，因此难以对焦。如果在相机本身移动时进行AF(自动对焦)动作，则无法找到被摄体且只有聚焦镜头在动作。由此，图像的质量容易下降。

在本实施方式中，万向节相机装置10通过万向节20的移动来判断相机30是否在大幅移动。例如，当万向节20的移动大于等于阈值时，万向节相机装置10停止相机30的AF动作，待机直到万向节的移动低于阈值时(相机的移动稳定下来)为止，开始(再次开始)AF动作。

(第一动作示例)

作为第一动作示例，示出了万向节的移动相对平缓的情况。在第一动作示例中，对例如拍摄者平缓移动握持的万向节相机装置10，平缓改变万向节相机装置10的朝向，握持万向节相机装置10并上车而发生平缓振动的情况进行了假定。

图3是示出第一动作示例中的万向节相机装置10的各个部分的信号的变化的时序图。纵轴表示偏航轴、俯仰轴和滚转轴的角速度ΔAngle。横轴表示时间。可以由惯性测量装置23测量角速度ΔAngle。此外，还可以基于角度检测器24检测到的角度来计算角速度ΔAngle。

当万向节相机装置10移动以改变场景时，万向节20以抑制施加到偏航轴、俯仰轴和滚转轴上的旋转力(角加速度)的方式进行动作，以使摄像图像不会抖动。在这种情况下，偏航轴、俯仰轴和滚转轴的角速度根据施加到万向节相机装置10上的外力(例如抖动)和万向节20的每个电机的驱动而变动(振动)。例如，由于施加到万向节相机装置10上的外力随着时间的推移而收敛，所以角速度的振动随着时间的推移而收敛。在角速度大幅变动期间(摄像图像轻微振动的状态)，不适合执行AF动作。因此，万向节20在此期间中断CAF动作，在角速度变动收敛之后开始(再次开始)CAF动作。

在万向节20中设定有用于判断角速度的变动是否趋向于收敛的第一阈值TH1。第一阈值TH1是表示允许AF动作或CAF动作的范围的值。可以通过在出厂出货时写入存储器22中来执行第一阈值TH1的设定。此外，例如，还可以通过操作部29接收用户操作来任意设定第一阈值TH1。也就是说，第一阈值TH1既可以是固定值也可以是可变值。

如图3所示，在振动时段t1中，由于场景的变化，角速度的信号g1大幅变动以至超过第一阈值TH1。当角速度的信号g1的变动开始趋向于收敛时，万向节控制部21通过惯性测量装置23等检测角速度信号g1落入第一阈值TH1之内的时间(时刻)t11。

万向节控制部21等待直到角速度的信号g1落在第一阈值TH1之内的时段达到待机时段t2。在该待机时段t2中，当角速度的信号g1再次超过第一阈值TH1时，万向节控制部21等待直到角速度的信号g1再次落入第一阈值TH1之内。待机时段t2例如是500msec。待机时段也可以说是用于稳定万向节20的振动的时段即万向节稳定时段。

万向节控制部21在待机时段t2结束后，设置状态检查标志(status check ON)，并且在场景判断时段t3中，基于从相机30获得的对比度AF评估值判断是否可以开始(再次开始)CAF动作。该场景判断时段t3例如是1秒。在场景判断中，参考对比度AF评估值。状态检查标志的信息可以保存在存储器22中。

对比度AF评估值可以是计算摄像图像的频率分量并且通过其低频分量而计算出的值。当计算出对比度AF评估值时，进行挪动聚焦镜头位置的动作。因此，万向节控制部21在通过对比度AF方式评估对焦状态时，在一定程度上需要时间。此外，当摄像图像轻微振动时，需要一定的等待时间。另外，也可以通过相位差AF方式或像面相位差AF方式来进行对焦状态的评估。

在场景判断时段t3中，万向节控制部21判断对比度AF评估值是否在预定范围内(场景判断)。该预定范围是以判断为处于对焦状态的对比度AF评估值的参考值为基准而设定的，例如，该预定范围在参考值到阈值th3之间(例如±15％以内)(参照图4)。该参考值也可以是例如之前(上次)导出的对比度AF评估值。也就是说，当本次计算出的对比度AF评估值与上次计算出的对比度AF评估值的差值在阈值th3之内(±15％以内)时，万向节控制部21可以判定场景未发生变化。因此，例如，当在上次的对比度AF评估值计算时处于对焦状态，则可以判定特别是在本次计算时被摄体也没有发生变化，处于对焦状态。

当经过了场景判断时段t3，在确定时段t4中，万向节控制部21在场景判断的结果是对比度AF评估值在阈值th3之内时，确定不进行CAF动作(CAF OFF)。其原因在于，由于场景没有发生变化，所以可以判定处于对焦状态。另一方面，当对比度AF评估值不在预定范围之内时，万向节控制部21确定进行CAF动作(CAF ON)。其原因在于，由于场景发生变化，所以可以判定不处于对焦状态，并且可以判定需要进行对焦动作。

此外，万向节控制部21可以获取关于场景是否发生变化的判定结果。在这种情况下，摄像控制部31基于摄像图像计算对比度AF评估值，万向节控制部21从相机30(摄像控制部31)接收对比度AF评估值，并且可以判定是否发生了对比度AF评估值不在阈值th3之内这样的场景变化。此外，万向节控制部21可以从相机30(摄像控制部31)接收摄像图像，基于摄像图像计算对比度AF评估值，并且基于对比度AF评估值判定场景是否发生了变化。此外，也可以是相机30的摄像控制部31基于摄像图像计算对比度AF评估值，基于对比度AF评估值判定场景是否发生了变化，并将判定结果发送到万向节20(万向节控制部21)。

这样，当角速度ΔAngle落在第一阈值TH1之内的时间(第一时间的一个示例)已经经过了待机时段t2时(在大于等于第二阈值的情况的一个示例)，万向节控制部21可以依次获取(例如，计算出)相机30拍摄的图像的对比度AF评估值(关于图像的对比度的评估值)。当对比度AF评估值不在预定范围之内(阈值th3之内(例如，±15％之内))时，万向节控制部21可以通过场景的变化来判定处于离焦状态。例如，当上次获取的对比度AF评估值与本次获取的对比度AF评估值的差值不在阈值th3之内时(在大于等于第三阈值的一个示例)，万向节控制部21可以判定发生了变为离焦状态这样的场景变化。

例如，当相机30拍摄的被摄体由白色被摄体变为黑色被摄体时，上次计算出的拍摄白色被摄体时的对比度AF评估值与本次计算出的拍摄黑色被摄体时的对比度AF评估值的差值不在阈值th3之内。在这种情况下，万向节相机装置10可以判定万向节相机装置10已经移动，场景已经发生变化，并且相机30拍摄的图像已经处于离焦状态。

图4是示出与聚焦镜头的位置对应的对比度AF评估值的变化的曲线图。曲线图的纵轴表示对比度AF评估值，横轴表示聚焦镜头的位置。当计算出的对比度AF评估值相对于参考值(在假定处于对焦状态的情况下的峰值)在阈值th3之内(例如，±15％之内)时，万向节控制部21可以判定聚焦镜头的位置处于对焦状态。另外，对比度AF评估值与参考值之间的比较也可以由摄像控制部31来实施。

图5是示出连续自动对焦动作过程的流程图。可以当拍摄者(用户)按下操作按钮613并且万向节控制部21经由操作部29接收到该按压操作时执行该动作。另外，也可以在CAF动作开始之后惯性测量装置23等检测到抖动时执行该动作。

当开始拍摄时，万向节控制部21关闭CAF动作，不进行CAF动作(S1)。

万向节控制部21通过惯性测量装置23获取偏航轴、俯仰轴和滚转轴的角速度ΔAngle。万向节控制部21判断万向节20的角速度，也就是说，偏航轴、俯仰轴和滚转轴的角速度ΔAngle是否在小于等于第一阈值TH1(S2)。在这种情况下，万向节控制部21可以判断是否有偏航轴、俯仰轴和滚转轴的角速度ΔAngle的至少一个在小于等于第一阈值TH1。当超过第一阈值TH1时，万向节控制部21等待直到角速度ΔAngle落入小于等于第一阈值TH1。

当角速度ΔAngle变为小于等于第一阈值TH1时，万向节控制部21测量角速度ΔAngle持续在小于等于第一阈值TH1的时间。在待机时段t2期间，万向节控制部21判断角速度ΔAngle是否在小于等于第一阈值TH1，也就是说，是否超过第一阈值TH1并且没有发生振动(S3)。当超过第一阈值TH1时，万向节控制部21返回到S2的处理。

当在待机时段t2中，角速度ΔAngle在小于等于第一阈值TH1时，万向节控制部21在场景判断时段t3中计算对比度AF评估值(S4)。

万向节控制部21判断计算出的对比度AF评估值是否在预定范围之内(例如，对比度AF评估值的变化在参考值的±15％之内)(S5)。当对比度AF评估值在预定范围之内时，万向节控制部21不进行CAF动作，返回到S2的处理。

另一方面，当在S5中对比度AF评估值不在预定范围内时，万向节控制部21在确定时段t4中判断角速度ΔAngle是在小于等于第一阈值TH1(S6)。当角速度ΔAngle再次超过第一阈值TH1时，万向节控制部21返回到S1的处理。另一方面，当角速度ΔAngle在小于等于第一阈值TH1时，万向节控制部21使相机30开始(再次开始)CAF动作(S7)。然后，万向节控制部21结束本动作。

另外，也可以省略S5中的确认对比度AF评估值的处理(判断是否发生场景变化的处理)。

这样，万向节20获取相机30的偏航轴、俯仰轴和滚转轴组成的三轴方向的至少一个方向上的角速度(角速度ΔAngle)。万向节20测量角速度ΔAngle在小于等于第一阈值TH1(第一阈值的一个示例)这一状态所持续的待机时段t2(第一时间的一个示例)。经过了待机时段t2后，万向节20指示相机30执行CAF动作。

例如当相机30因万向节相机装置10正在移动而发生了振动时，角速度ΔAngle变为大于等于一定值，万向节相机装置10不执行CAF动作。此外，即使角速度ΔAngle变为小于等于第一阈值TH1并且相机30的抖动减小，但是由于相机30通过抖动校正功能，例如被以与实际抖动方向相反的方向抖动的方式校正，所以到相机30的抖动平息需要一定的时间。与此相对，当角速度ΔAngle变为小于等于第一阈值TH1的时间持续了待机时段t2(固定时间)时进行CAF动作，从而万向节相机装置10可以考虑到搭载有相机30的万向节20对相机30的抖动校正来执行CAF动作。因此，例如当抖动未由于相机30的抖动校正而收敛时，万向节相机装置10等待CAF动作，并且在抖动收敛之后执行CAF动作，因此可以提高搭载在万向节20上的相机30的对焦精度。

此外，当角速度ΔAngle在小于等于第一阈值TH1的时间在待机时段t2以上时，万向节20可以耗用场景判断时段(第二时间的一个示例)来判定场景是否发生了变化。当判定场景发生了变化时，万向节20可以指示相机30执行CAF动作(对焦控制)。由此，例如，在由于场景变化而例如变为离焦状态的情况下，万向节相机装置10可以通过执行CAF动作而转换到对焦状态。

此外，在相机30拍摄被摄体时，万向节控制部21可以指示相机30进行CAF动作(在连续改变焦点位置的同时进行对焦控制)。当进行CAF动作时，即使被摄体发生移动，相机30也可以在对焦于被摄体的同时拍摄动态图像。

此外，当万向节控制部21接收到按下了快门按钮611、录像按钮612或操作按钮613这一信息时(获取到用于拍摄图像的摄像操作的信息的情况的一个示例)，可以获取角速度ΔAngle。由此，万向节相机装置10可以在遵照拍摄者意图的时间指示拍摄，并且可以开始确定相机30的抖动程度。

此外，由于万向节相机装置10包含握持部620，所以拍摄者可以自由地握持并移动万向节相机装置10。即使在这种情况下，万向节相机装置10也可以考虑相机30的抖动来实施对焦动作，从而提高对焦精度。因此，万向节相机装置10可以拍摄高质量的图像。

图6是示出在改变场景进行拍摄的情况下的摄像图像的对焦度的转变的图。在此，为了便于说明，作为简单的被摄体的一个示例示出了四角锥。

四角锥obj的摄像图像p1在刚开始拍摄之后或在拍摄期间的场景变化之前处于对焦状态。在这种情况下，万向节控制部21指示相机30执行CAF动作。然后，例如当用户改变相机30的朝向时，相机30发生振动，CAF动作被中断。此外，在这种情况下，相机30相对于四角锥obj的朝向发生变化，相机30拍摄对象的被摄体发生变化，并且场景也发生变化。如果由于该场景发生变化而进入离焦状态，则摄像图像p2，p3和p4变模糊。当相机30的振动收敛并且场景变化开始稳定时，万向节控制部21再次开始CAF动作，并且摄像图像p5返回到对焦状态。另外，当即使场景发生变化也保持对焦状态时，也就是说，当在场景变化前后对比度AF评估值在预定范围内时，可以不进行CAF动作。即使在这种情况下，当场景没有发生变化并且被摄体未被改变时，保持对焦状态。

(第二动作示例)

在第一动作示例中，示出了小幅度(平缓地)改变万向节相机装置10的情形，而在第二动作示例中，示出了大幅(急剧地)改变万向节相机装置10的情形。在第二动作示例中，假定了例如急剧移动拍摄者握持的万向节相机装置10，急剧改变万向节相机装置10的朝向，或者握持万向节相机装置10并乘车行驶在未铺设路面的道路上而发生急剧的振动的情况。

图7是示出第二动作示例中的万向节相机装置10的各个部分的信号的变化的时序图。纵轴表示偏航轴、俯仰轴和滚转轴的角速度ΔAngle。横轴表示时间。可以由惯性测量装置23等测量角速度ΔAngle。此外，还可以基于角度检测器24检测到的角度来计算角速度ΔAngle。

在第二动作示例中，除了设定了用于判断角速度的振动是否趋向于收敛的第一阈值TH1之外，还设定了用于判断角速度是否已大幅变动的第二阈值TH2。

在振动时段t1中，由于场景的变化，角速度的信号g2超过第一阈值TH1，进而在时间(时刻)t10超过第二阈值TH2，大幅变动。然后，当角速度的信号g2开始趋向于收敛时，万向节控制部21通过惯性测量装置23等检测角速度信号g2落入第一阈值TH1之内的时间t11。

万向节控制部21等待直到角速度的信号g2在第一阈值TH1之内的时段达到待机时段t2。在该待机时段t2中，当角速度的信号g2再次超过第一阈值TH1时，万向节控制部21等待直到角速度的信号g2再次落入第一阈值TH1之内。

万向节控制部21在待机时段t2结束后，设置状态检查标志(status check ON)，并且在场景判断时段t3中，基于对比度AF评估值判断是否开始(再次开始)CAF控制。由于角速度超过了第二阈值TH2，所以与第一动作示例的情况相比，万向节控制部21将该场景判断时段t3延长延长时间ta。例如，场景判断时段t3从第一动作示例的1秒延长到1.5倍的1.5秒(延长时间ta＝0.5秒)。由此，当相机30的摄像方向急剧变化时，在场景判断时段t3中延长直到判断是否处于可以对焦状态的时段，所以万向节控制部21可以耗用足够的时间来计算对比度AF评估值。因此，当相机30急剧移动时(在以较大加速度移动时)，预计相机30返回到基准位置(基准朝向)之前需要更长的时间，可以考虑此时间来开始对焦动作(例如，CAF动作、AF动作)。

场景判断时段t3结束之后，在确定时段t4中，当基于对比度AF评估值的判断结果是对比度AF评估值在预定范围(例如，阈值th3之内(例如，±15％以内))之内，则万向节控制部21确定不进行CAF动作(CAF OFF)。另一方面，当对比度AF评估值不在预定范围之内时，万向节控制部21确定其处于离焦状态并且确定开始(再次开始)CAF动作(CAF ON)。

图8是示出连续自动对焦动作过程的流程图。在图8中，将主要说明与第一动作示例中示出的图5不同的过程。

在S2中当角速度ΔAngle超过第一阈值TH1时，万向节控制部21判断角速度ΔAngle是否大幅变动并超过第二阈值TH2(S2A)。在这种情况下，万向节控制部21可以判断是否有偏航轴、俯仰轴和滚转轴的角速度ΔAngle的至少一个大于第二阈值TH2。当角速度ΔAngle小于等于第二阈值TH2时，万向节控制部21返回到S2的处理。也就是说，由于角速度ΔAngle在这里不是特别大的值，所以万向节控制部21可以判定相机30的朝向返回到基准朝向的时间较短。因此，万向节控制部21不延长场景判断时段t3。

另一方面，当角速度ΔAngle超过第二阈值TH2时，万向节控制部21延长场景判断时段t3(S2B)。然后，万向节控制部21返回到S3的处理。其他处理与第一动作示例相同。另外，场景判断时段t3只延长一次。另外，场景判断时段t3可以延长多次。

这样，在第二动作示例中，当角速度ΔAngle超过第一阈值TH1并且大于第二阈值TH2(第四阈值的一个示例)时，万向节20可以延长场景判断时段t3。

当相机30大幅抖动时(例如，当加速度较大时)，由于相机30此后缓慢地返回到基准位置，所以到相机30的振动停止(返回到基准位置)为止需要很长时间。也就是说，可以使用对比度AF评估值判定是否存在对焦状态的时间(例如，场景判断时段t3)趋于变长。即使在这种情况下，万向节相机装置10也可以通过延长场景判断时段t3来在相机30的抖动处于稳定状态的情况下判断是否存在对焦状态。因此，即使在相机30发生抖动的情况下，也会提高对焦状态的判定精度。

另外，当待机时段t2过后，万向节20也可以指示只执行AF动作，而不执行CAF动作。即使在这种情况下，相机30也可以在将被摄体拍摄为静态图像时进行对焦。

(其它的万向节相机装置)

图9是示出其它的万向节相机装置10B的外观的立体图。在图9中，对于与图1所示万向节相机装置10相同的结构部赋予相同的符号，并省略或简化其说明。

万向节相机装置10B的构成为包括装置主体60B、万向节20B、便携式终端50B。装置主体60B例如是形成为大致圆筒状的部件。装置主体60B的上端可装拆地安装有万向节20B。在装置主体60B的上部正面上形成有具有倾斜的操作面610。操作面610上配置有各种按钮。各种按钮包括快门按钮611、录像按钮612和操作按钮613。装置主体60的中央下部形成在拍摄者的手握持的握持部620上。

万向节20B可装拆地安装在装置主体60B上端。便携式终端50B经由安装部315安装在万向节20B上。万向节20B以安装到安装部315上的便携式终端50B的位置和朝向自由可变的方式进行支撑。

万向节20B具有偏航轴电机215、滚转轴电机216和俯仰轴电机217。偏航轴电机215配置在装置主体60B的上端。滚转轴电机216通过臂部件221安装在偏航轴电机215上。俯仰轴电机217通过臂部件安装在滚转轴电机216上。万向节20B驱动偏航轴电机215、滚转轴电机216和俯仰轴电机217，在偏航轴、滚转轴和俯仰轴的三轴方向上可旋转地支撑便携式终端50B，以使便携式终端50B(包含便携式终端50B的摄像部)相对于被摄体的朝向不会抖动。

万向节20B和便携式终端50B互相之间可以通过有线通信(例如，USB通信)或无线通信(例如，无线LAN、Bluetooth(注册商标)、短距离通信、公共无线线路)进行通信。

便携式终端50B可以实时显示由包含便携式终端50B的摄像部(未示出)拍摄的图像。由于便携式终端50B的摄像部搭载在万向节20B上，所以其与万向节相机装置10一样，受到万向节20的抖动校正的影响。即使在这种情况下，万向节相机装置10B与万向节相机装置10一样，也可以考虑万向节20B的抖动校正来实施对焦动作，从而提高对焦精度。

(搭载在无人驾驶航空器上的万向节)

图10是示出搭载有万向节200的无人驾驶航空器100的外观的立体图。无人驾驶航空器100为移动体的一个示例。无人驾驶航空器100的构成为包括UAV主体102、万向节200、摄像部220、多个摄像部230以及UAV控制部(未示出)。

UAV主体102包含多个旋翼(螺旋浆)。UAV主体102通过控制多个旋翼的旋转而使无人驾驶航空器100飞行。UAV主体102使用例如四个旋翼使无人驾驶航空器100飞行。旋翼的数量并不限于四个。此外，无人驾驶航空器100可以是没有旋翼的固定翼飞机。

万向节200可以以偏航轴、俯仰轴以及滚转轴为中心可旋转地支持摄像部220。万向节200可以使摄像部220以偏航轴、俯仰轴以及滚转轴中的至少一个为中心旋转，从而变更摄像部220的摄像方向。

摄像部220是对包含在期望的摄像范围内的被摄体(例如，作为航拍对象的上空的情况、山川河流等的景色、地上的建筑物)进行拍摄的摄像用相机。

多个摄像部230是为了控制无人驾驶航空器100的飞行而对无人驾驶航空器100的周围进行拍摄的传感用相机。

UAV控制部110控制无人驾驶航空器100的飞行。UAV控制部110控制万向节200、旋翼机构(未示出)、摄像部220以及摄像部230。UAV控制部例如可以从万向节200获取表示摄像部220的姿势状态的姿势信息，作为表示摄像部220的摄像方向的信息。摄像部220的姿势信息可以表示万向节200的俯仰轴和偏航轴从基准旋转角度旋转的角度。UAV控制部110可以通过控制万向节200的旋转机构来控制万向节200所支持的摄像部220的摄像范围。

这样，由于摄像部220搭载在万向节200上，所以其与万向节相机装置10一样，受到万向节200的抖动校正的影响。即使在这种情况下，无人驾驶航空器100与万向节相机装置10、10B一样，也可以考虑万向节200的抖动校正来实施对焦动作，从而提高对焦精度。此外，无人驾驶航空器100在飞行期间即使受到例如气流的影响，也可以在通过万向节200校正摄像部220的抖动的同时提高摄像部220的对焦精度。因此，无人驾驶航空器100可以在自由方向上飞行的同时，使摄像部220的摄像方向朝向任意方向，并且拍摄高质量的图像。

以上使用实施方式对本公开进行了说明，但是本公开的技术范围并不限于上述实施方式所记载的范围。对本领域普通技术人员来说，显然可对上述实施方式加以各种变更或改良。从权利要求书的记载即可明白，加以了这样的变更或改良的方式都可包含在本公开的技术范围之内。

权利要求书、说明书以及说明书附图中所示的装置、系统、程序和方法中的动作、顺序、步骤、以及阶段等各项处理的执行顺序，只要没有特别明示“在...之前”、“事先”等，且只要前面处理的输出并不用在后面的处理中，即可以以任意顺序实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的操作流程，为方便起见而使用“首先”、“接着”等进行了说明，但并不意味着必须按照这样的顺序实施。

此外，本公开将用于实现上述实施方式的装置的功能的程序通过网络或各种存储介质提供给装置，由该装置中的计算机读取出并执行的程序和存储该程序的记录介质也在适用范围之内。

Claims (13)

1.一种移动体，其包含摄像部和搭载有所述摄像部并且对所述摄像部的抖动进行校正的万向节部，其特征在于：

所述万向节部获取所述摄像部的三轴方向中的至少一个方向上的角速度；

测量所述角速度在小于等于第一阈值这一状态所持续的第一时间；

并且当所述第一时间在大于等于第二阈值时，指示所述摄像部执行对焦控制；

当所述第一时间在大于等于所述第二阈值时，所述万向节部利用用于对基于所述摄像部拍摄的被摄体的场景是否发生变化进行判定的第二时间，来判定所述场景是否发生变化；

当判定所述场景发生了变化时，指示所述摄像部执行对焦控制。

2.如权利要求1所述的移动体，其特征在于：

当所述第一时间在所述大于等于第二阈值时，所述万向节部依次获取关于由所述摄像部拍摄的图像的对比度的评估值；

当上次获取的所述评估值与本次获取的所述评估值的差值大于等于第三阈值时，判定所述场景发生了变化。

3.如权利要求1或权利要求2所述的移动体，其特征在于：当获取的所述角速度大于比所述第一阈值还大的第四阈值时，所述万向节部延长所述第二时间。

4.如权利要求1所述的移动体，其特征在于，所述摄像部拍摄动态图像；

所述万向节部指示所述摄像部在连续改变焦点位置的同时进行所述对焦控制。

5.如权利要求1所述的移动体，其特征在于：

所述万向节部获取用于所述摄像部拍摄图像的摄像操作信息；

并且当获取到所述摄像操作信息时，获取所述角速度。

6.如权利要求1所述的移动体，其特征在于，

还包含有用户握持的握持部。

7.如权利要求1所述的移动体，其特征在于，还包含用于控制所述移动体的飞行的控制部。

8.一种包含摄像部和搭载有所述摄像部并且对所述摄像部的抖动进行校正的万向节部的移动体中的对焦控制方法，其特征在于，具有以下步骤：

获取所述摄像部的三轴方向中的至少一个方向上的角速度；

测量所述角速度在小于等于第一阈值这一状态所持续的第一时间；

当所述第一时间在大于等于第二阈值时，指示所述摄像部执行对焦控制；

所述方法还包括以下步骤：当所述第一时间大于等于所述第二阈值时，耗用用于对基于所述摄像部拍摄的被摄体的场景是否发生变化进行判定的第二时间，来判定所述场景是否发生变化，

当判定所述场景发生了变化时，所述指示执行对焦控制的步骤指示所述摄像部执行对焦控制。

9.如权利要求8所述的对焦控制方法，其特征在于，所述判定场景是否发生变化的步骤包括以下步骤：

当所述第一时间大于等于所述第二阈值时，依次获取关于由所述摄像部拍摄的图像的对比度的评估值；

当上次获取的所述评估值与本次获取的所述评估值的差值大于等于第三阈值时，判定所述场景发生了变化。

10.如权利要求8或权利要求9所述的对焦控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：当获取的所述角速度大于比所述第一阈值还大的第四阈值时，延长所述第二时间。

11.如权利要求8所述的对焦控制方法，其特征在于，还包括拍摄动态图像的步骤，

所述指示执行对焦控制的步骤，指示在连续改变焦点位置的同时进行对焦控制。

12.如权利要求8所述的对焦控制方法，其特征在于，所述获取角速度的步骤包括以下步骤：

获取用于所述摄像部拍摄图像的摄像操作信息；

当获取到所述摄像操作信息时，获取所述角速度。

13.一种记录介质，其特征在于，其是计算机可读记录介质并记录有用于使包含摄像部和搭载有所述摄像部并且对所述摄像部的抖动进行校正的万向节部的移动体执行以下步骤的程序：

获取所述摄像部的三轴方向中的至少一个方向上的角速度；

测量所述角速度在小于等于第一阈值这一状态所持续的第一时间；

当所述第一时间大于等于第二阈值时，指示所述摄像部执行对焦控制；

当所述第一时间在大于等于所述第二阈值时，所述万向节部利用用于对基于所述摄像部拍摄的被摄体的场景是否发生变化进行判定的第二时间，来判定所述场景是否发生变化；

当判定所述场景发生了变化时，指示所述摄像部执行对焦控制。

Images