專利名稱：攝像裝置和攝像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攝像裝置和攝像方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)已知能夠在顯示部顯示攝像對象的圖像的狀態(tài)下進行視場角調(diào)整或者焦點調(diào)整等的攝像裝置。例如，在專利文獻I中，公開了顯示部顯示在將光圈進行最大關(guān)閉的狀態(tài)下所攝像的圖像、并且在此后在直至將光圈打開到規(guī)定孔徑為止之后進行焦點調(diào)整的構(gòu)成。此外，在該專利文獻I中還公開了為了抑制伴隨打開光圈而使圖像的亮度上升而抑制攝像元件的增益的構(gòu)成。專利文獻1:日本特開2009-303113號公報在專利文獻I的技術(shù)中，為了防止通過調(diào)整攝像元件的增益而使圖像的亮度變化，需要預(yù)先規(guī)定用于對亮度的變化進行抑制的增益的調(diào)整量，采用諸如進行基于圖像的亮度的反饋控制的構(gòu)成，從而需要復(fù)雜的控制。此外，盡管為了提高焦點調(diào)整的精度，焦點調(diào)整時的光圈的孔徑越大越有利，但是，為了使顯示部所顯示的圖像的亮度不變動，不一定總是能夠?qū)⒐馊υO(shè)定到最大孔徑。而且，在一般的攝像元件中，在為了進行暗部的高靈敏度攝像而要使增益上升時的增益的調(diào)整寬度具有較多余量(例如相當(dāng)于5EV)。另一方面，要設(shè)計為在抑制增益時的增益的調(diào)整寬度沒有較多余量(例如相當(dāng)于1EV)。即，當(dāng)在使增益上升的情況和抑制的情況這兩種情況下都具有大的調(diào)整寬度時，標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定下的增益變高，與此相伴，噪聲分量變多，圖像質(zhì)量劣化。因此，在假定將光圈在打開側(cè)數(shù)段打開的動作的情況下，即使抑制增益，越是將由光圈的打開引起的曝光變化相抵，也越是不能夠抑制增益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述課題提出的，其目的在于通過簡易的構(gòu)成來盡可能地抑制圖像的亮度的變化。本發(fā)明的攝像裝置，采用了通過光圈和快門速度來控制曝光、并且在圖像被顯示于顯示部的期間來調(diào)整透鏡的焦點的構(gòu)成。此外，本發(fā)明的攝像裝置，在將焦點調(diào)整前的光圈和快門速度的狀態(tài)即第I狀態(tài)變化到第2狀態(tài)之后，進行焦點調(diào)整。在焦點調(diào)整之后從第2狀態(tài)變化到第I狀態(tài)。并且，構(gòu)成為:在從第I狀態(tài)變化到第2狀態(tài)之時，通過將光圈的開口孔徑控制為比第I開口孔徑更大的第2開口孔徑，并控制為使快門速度成為與第I快門速度相比更高速的第2快門速度，從而使第I狀態(tài)下的曝光即規(guī)定的曝光不變化。S卩，構(gòu)成為:盡管在從第I狀態(tài)變化到第2狀態(tài)時光圈的開口孔徑變大，但是通過同時使快門速度高速化，來在狀態(tài)變化前后使曝光維持。而且，由于光圈的開口孔徑變得越大，則景深變得越小，因此如果在通過焦點調(diào)整部基于攝像部的輸出來調(diào)整透鏡的焦點時使光圈的開口孔徑變大，則由焦點位置的差異引起的像的變化會變大。因此，光圈的開口孔徑變得越大，對焦點進行調(diào)整就變得越容易。因此，當(dāng)在從第I狀態(tài)變化到第2狀態(tài)的狀態(tài)下對焦點進行調(diào)整時，優(yōu)選使光圈的開口孔徑盡可能變大。而且，為了一邊將曝光維持在規(guī)定的曝光、一邊使光圈的開口孔徑變大，需要將快門速度高速化，以使得與該開口孔徑的變化隨動。但是，在現(xiàn)實的攝像裝置中，由于實際上對于能夠?qū)崿F(xiàn)的快門速度的最高速而言存在上限，因此有時通過第I狀態(tài)下的光圈和快門速度會不能夠一邊維持規(guī)定的曝光、一邊使光圈的開口孔徑變化到最大開口孔徑。即，在將光圈的開口孔徑設(shè)置為最大開口孔徑的情況下，有時即便使快門速度成為最高速、也會出現(xiàn)比規(guī)定的曝光中的光量更多的光量。因此，在本發(fā)明中，當(dāng)在光圈為最大開口孔徑的狀態(tài)下能夠選擇成為規(guī)定的曝光的快門速度時，通過在光圈為最大開口孔徑時成為規(guī)定的曝光的快門速度和最大開口孔徑來實現(xiàn)第2狀態(tài)。通過該構(gòu)成，如果是能夠維持規(guī)定的曝光，則能夠通過將光圈控制為最大開口孔徑來調(diào)整焦點。另一方面，當(dāng)在光圈為最大開口孔徑的狀態(tài)下不能夠選擇成為規(guī)定的曝光的快門速度時，通過比在將快門的速度設(shè)置為與第I快門速度相比更高速的快門速度時成為規(guī)定的曝光的第I開口孔徑還大、且比最大開口孔徑小的光圈的開口孔徑和比第I快門速度更高速的快門的速度來實現(xiàn)第2狀態(tài)。即，在為了維持規(guī)定的曝光而能夠選擇的快門速度和光圈的開口孔徑的組合當(dāng)中，如果在比第I快門速度更高速的快門速度下選擇了成為規(guī)定的曝光的光圈與該快門速度的組合，則將在該組合當(dāng)中更易于焦點的調(diào)整的狀態(tài)設(shè)為第2狀態(tài)。而且，作為比第I快門速度更高速的快門速度，在能夠選擇作為快門速度而能夠選擇的最高速的情況下，能夠采用將該最高速設(shè)為第2快門速度的構(gòu)成。根據(jù)該構(gòu)成，能夠設(shè)定為成為盡可能大的光圈的開口孔徑。并且，在以上的構(gòu)成中，在通過僅調(diào)整光圈的開口孔徑和快門速度來維持了規(guī)定的曝光的狀態(tài)下，能夠設(shè)定成用于進行焦點調(diào)整的光圈。因此，通過簡單的構(gòu)成，就能夠盡可能地抑制圖像的亮度的變化。而且，維持規(guī)定的曝光之類的語言和曝光不變化之類的語言等，不是在嚴(yán)格意思上不變化之類的意思，而是在普通人心中所意識到的程度上沒有變化之類的意思。例如，在用測量器進行精密測量的情況下可以發(fā)生變化。這里，攝像部可以利用通過一個以上的透鏡的光來進行攝像。圖像的攝像可以通過檢測由攝像元件獲得的光接收量來進行，基于攝像元件的輸出來進行圖像處理的圖像處理部可以包含在攝像部中。焦點調(diào)整部能夠基于攝像部的輸出來調(diào)整透鏡的焦點。例如，還可以包括基于通過攝像部從被攝體獲取的光對多個透鏡當(dāng)中的一部分或者全部的透鏡在光軸方向上進行驅(qū)動的機構(gòu)和其控制部。在使用液體透鏡的情況下，還可以包括使透鏡變形的機構(gòu)。顯然，通過焦點調(diào)整部來調(diào)整焦點的方法能夠采用各種各樣的方法，在攝像部包含相位差檢測用的元件的構(gòu)成中，可以基于該元件的輸出，通過相位差檢測方式來調(diào)整焦點，也可以基于攝像部具備的圖像攝像用的攝像元件的輸出，基于圖像的對比度，來調(diào)整焦點。光圈調(diào)整部能夠調(diào)整光圈的開口孔徑。光圈是被構(gòu)成為通過例如多個遮蔽板等被支撐為在相對于透鏡的光軸垂直的平面內(nèi)能夠轉(zhuǎn)動、從而對與透鏡的光軸垂直的平面內(nèi)的成成光的通路的開口部的開口孔徑進行變動的機構(gòu)。因此，光圈調(diào)整部能夠被構(gòu)成為用來驅(qū)動用于使該光圈的開口孔徑變動的機構(gòu)，并且可以被構(gòu)成為預(yù)先確定為了設(shè)為與用于對F值等的光圈進行指示的設(shè)定值相對應(yīng)的開口孔徑所需的光圈的驅(qū)動量，并能夠?qū)⒐馊刂茷榕c設(shè)定值相應(yīng)的開口孔徑。而且，光圈的設(shè)定值能夠通過任意的方法進行指定，能夠采用由用戶指定的構(gòu)成或者由攝像裝置的缺省值指定的構(gòu)成、基于其他的參數(shù)(例如快門速度的設(shè)定值或者曝光值)所確定的構(gòu)成等。此外，在攝像部中包含透鏡和光圈的光學(xué)系統(tǒng)，一般地，由于被包圍于將光軸設(shè)為中心軸的鏡筒內(nèi)，因此，光圈的可動范圍被限制，光圈的開口孔徑具有最大開口孔徑和最小開口孔徑?？扉T速度調(diào)整部能夠調(diào)整快門速度即可。即，可以被構(gòu)成為:通過對來自被攝體的光由攝像元件進行檢測的狀態(tài)和不進行檢測的狀態(tài)進行切換，能夠控制為使來自被攝體的光由攝像元件檢測出的狀態(tài)的長度變成與快門速度的設(shè)定值相應(yīng)的長度。而且，快門速度的設(shè)定值能夠通過任意的方法進行指定，能夠采用由用戶指定的構(gòu)成或者由攝像裝置的缺省值指定的構(gòu)成、基于其他的參數(shù)(例如光圈的設(shè)定值或者曝光值)所確定的構(gòu)成等。此外，快門只要能夠?qū)庥蓴z像元件進行檢測的狀態(tài)和不進行檢測的狀態(tài)進行切換即可，為了在由攝像部攝像的圖像被顯示在顯示部的期間使快門速度變化，優(yōu)選使用電子快門。即，電子快門是由對攝像元件的各個像素的曝光時間進行控制來實現(xiàn)的快門，例如，在CMOS傳感器中被稱為百葉式快門。而且，在快門中存在物理上可能的快門速度，在攝像裝置中預(yù)先決定了快門的最高速度。顯示部可以被包括在攝像裝置上，設(shè)置位置沒有限定。因此，在攝像裝置的框體的外周面上可以從外部能夠觀看地安裝顯示部，也可以將顯示部安裝在攝像裝置內(nèi)使得能夠通過觀看取景器來進行觀看。即使為任意一個，在這里，可以構(gòu)成為在由攝像部攝像的圖像被顯示在顯示部的期間，從焦點調(diào)整前的第I狀態(tài)切換到用于焦點調(diào)整的第2狀態(tài)。S卩，可以在自通過用戶進行用于使焦點吻合于被攝體的希望位置上的動作之前起到該動作被進行為止的期間，使圖像顯示在顯示部上。狀態(tài)控制部，只要能夠?qū)馊φ{(diào)整部、快門速度調(diào)整部和焦點調(diào)整部進行指示，對由光圈和快門速度的組合實現(xiàn)的曝光進行控制，并且通過對焦點進行調(diào)整，在規(guī)定的曝光被維持的狀態(tài)下將第I狀態(tài)和第2狀態(tài)進行切換，從而在第2狀態(tài)下對焦點進行調(diào)整即可。即，第I狀態(tài)是焦點調(diào)整前的狀態(tài)，在該第I狀態(tài)下通過被預(yù)先設(shè)定的設(shè)定值，將光圈的開口孔徑設(shè)為第I開口孔徑，將快門速度設(shè)為第I快門速度。于是，在第I狀態(tài)下，成為由該第I開口孔徑和第I快門速度所攝像的圖像被顯示于顯示部的狀態(tài)。因此，用戶能夠一邊通過顯示部觀看由第I狀態(tài)所攝像的圖像，一邊進行諸如改變攝像裝置的角度等和諸如改變視場角等的作業(yè)。在該情況下顯示部所顯示的圖像，由于是在光圈為第I開口孔徑的狀態(tài)下所攝像的圖像，因此能夠確認(rèn)因光圈為第I開口孔徑所產(chǎn)生的圖像的模糊等。因此，這里，在第I開口孔徑是與用戶指定的設(shè)定值對應(yīng)的開口孔徑的情況下，成為能夠在第I狀態(tài)下對以用戶指定的光圈所獲得的圖像的模糊等進行確認(rèn)的狀態(tài)。第2狀態(tài)是用于進行焦點調(diào)整的狀態(tài)，如果在第2狀態(tài)下光圈的開口孔徑能夠取得比第I開口孔徑更大的第2開口孔徑，則成為第2開口孔徑。在第I開口孔徑為最大開口孔徑的情況下，或者當(dāng)在第I狀態(tài)下快門速度為最高速度的情況下，在第2狀態(tài)下光圈的開口孔徑是第I開口孔徑。下面，對能夠取得第2開口孔徑的情況進行描述。在能夠取得第2開口孔徑的情況下，如果設(shè)定成第2狀態(tài)，則能夠與在第I狀態(tài)下調(diào)整焦點相比以更高精度來調(diào)整焦點。然后，在第2狀態(tài)下快門速度成為與第I快門相比更高速的第2快門速度。因此，會縮短用于通過攝像元件來檢測光的期間，使得抵消通過打開光圈而使通過透鏡的光的量增加的效果。而且，在狀態(tài)控制部中，當(dāng)在光圈的開口孔徑是最大開口孔徑的狀態(tài)下能夠選擇成為規(guī)定的曝光的快門速度時，使光圈成為最大開口孔徑來調(diào)整焦點，當(dāng)在光圈的開口孔徑為最大開口孔徑的狀態(tài)下不能夠處于規(guī)定的曝光時，只要將快門速度設(shè)為最高速度即可，為此的構(gòu)成能夠采用各種各樣的構(gòu)成。例如，能夠采用從成為與由第I狀態(tài)實現(xiàn)的曝光值相同的曝光值的光圈和快門速度的組合當(dāng)中選擇光圈的開口孔徑成為最大的組合來實現(xiàn)第2狀態(tài)的構(gòu)成等。而且，第I狀態(tài)和第2狀態(tài)是在將圖像顯示在顯示部上的期間被進行切換的狀態(tài)，在狀態(tài)變化的過程中和狀態(tài)變化的前后，圖像被持續(xù)顯示在顯示部上。S卩，構(gòu)成為:通過在第I狀態(tài)和第2狀態(tài)所攝像的實時的圖像被持續(xù)顯示在顯示部上，從而對焦點調(diào)整前后的被攝體的樣子進行持續(xù)觀看。因此，在各個狀態(tài)下，需要通過重復(fù)以各個狀態(tài)下的快門速度對圖像進行攝像的處理來生成顯示圖像，因此優(yōu)選能夠在短期間內(nèi)重復(fù)第I快門速度、第2快門速度來進行快門動作的電子快門。而且，在驅(qū)動多個遮蔽板來調(diào)整光圈的開口孔徑的構(gòu)成等中，光圈的開口孔徑不是非連續(xù)地變化，而是連續(xù)地變化。因此，為了在維持規(guī)定的曝光的狀態(tài)下從第I狀態(tài)變化到第2狀態(tài)，需要連續(xù)地改變快門速度使得與光圈的開口孔徑的連續(xù)變化隨動。而且，在一般的攝像裝置中，難以對使光圈的開口孔徑變化時的速度和使快門速度變化時的速度任意地進行設(shè)定。因此，盡管希望使快門速度的變化完全隨動于光圈的開口孔徑的變化，但是實際上有時是困難的。而且，在快門速度的變化不隨動于光圈的開口孔徑的變化、而先進行了光圈的開口孔徑的變化的情況下，顯示部所顯示的圖像會出現(xiàn)瞬間變亮，或在光圈的開口孔徑的變化延遲的情況下，顯示部所顯示的圖像會出現(xiàn)瞬間變暗。在將兩者進行比較的情況下，在前者中存在注視顯示部來進行視場角調(diào)整等的用戶會避開視線的情況，在后者中是要更留意注視顯示部的程度，前者給用戶帶來的不適感更大。因此，根據(jù)在從第I狀態(tài)變化到第2狀態(tài)時使快門速度的變化先于光圈的變化進行的構(gòu)成，在快門速度的變化不隨動于光圈的開口孔徑的變化的情況下，能夠抑制給用戶帶來的不適感。而且，在光圈的開口孔徑大的情況和小的情況下，能夠使光圈變化的過程中的開口孔徑的變化速度不同(例如，為了使光圈變化I個檔位所需要的時間能夠根據(jù)光圈的開口孔徑而不同)。因此，在因光圈的開口孔徑的大小而使開口孔徑的變化速度不同的情況下，可以采用在從第I狀態(tài)變化到第2狀態(tài)時以與第I開口孔徑相應(yīng)的變化速度使快門速度變化的構(gòu)成。即，由于開口孔徑的變化速度按每個第I開口孔徑的大小而不同，因此通過以與每個第I開口孔徑之大小的開口孔徑的變化速度相對應(yīng)的變化速度使快門速度變化，能夠使快門速度的變化隨動于光圈的開口孔徑的變化。此外，構(gòu)成為攝像裝置也是可能的，所述攝像裝置包括:攝像部，其利用通過透鏡的光來進行攝像；焦點調(diào)整部，其基于所述攝像部的輸出來調(diào)整所述透鏡的焦點；光圈調(diào)整部，其對在所述攝像部的攝像時的光圈的開口孔徑進行調(diào)整；快門速度調(diào)整部，其在所述攝像部的攝像時對快門速度進行調(diào)整；顯示部，其顯示由所述攝像部所攝像的圖像；以及狀態(tài)控制部，其是在由所述攝像部所攝像的圖像被顯示在所述顯示部的期間，對所述光圈調(diào)整部和所述快門速度調(diào)整部進行指示而從所述光圈的開口孔徑是第I開口孔徑、所述快門速度是第I快門速度且通過規(guī)定的曝光來攝像所述圖像的第I狀態(tài)變化到所述光圈的開口孔徑是比所述第I開口孔徑大的第2開口孔徑、所述快門速度是與所述第I快門速度相比為更高速的第2快門速度并通過所述規(guī)定的曝光來攝像所述圖像的第2狀態(tài)，并且在所述第2狀態(tài)下對所述焦點調(diào)整部進行指示來使所述焦點進行調(diào)整的狀態(tài)控制部，其在從所述第I狀態(tài)變化到所述第2狀態(tài)時使所述快門速度的變化先于所述光圈的變化進行。而且，如本發(fā)明，在能夠采用的光圈的開口孔徑和快門速度的組合當(dāng)中使光圈的開口孔徑盡可能變大的狀態(tài)下對焦點進行調(diào)整的方法，即使作為程序或方法也是能夠適用的。此外，以上那樣的裝置、程序、方法，既有作為單獨的裝置來實現(xiàn)的情況，也有在具有復(fù)合功能的裝置中利用共有的部件來實現(xiàn)的情況，其包含各種方式。


圖1是本發(fā)明的實施方式的方框圖。圖2 (2A)是表不F值和光量之間的關(guān)系的不意圖，(2B)是表不快門速度和光量之間的關(guān)系的示意圖。圖3是表不攝像處理的流程圖。圖中:10光學(xué)系統(tǒng)、11透鏡、12光圈、13快門、14區(qū)域圖像傳感器、15a實時取景(Iiveview)處理部、15b顯示控制部、15c攝像處理部、15d圖像生成部、20顯示部、30記錄部、40操作部、50焦點調(diào)整部、60調(diào)整部、70快門速度調(diào)整部、80狀態(tài)控制部、100攝像部。
具體實施例方式在這里，根據(jù)下述的順序，說明本發(fā)明的實施方式。(I)攝像裝置的構(gòu)成；(2)實時取景攝像中的動作；(3)其他的實施方式。(I)攝像裝置的構(gòu)成:在圖1涉及的本發(fā)明的一個實施方式的攝像裝置I中，包括:攝像部100 ;顯示部20 ;記錄部30 ;操作部40 ;焦點調(diào)整部50 ;光圈調(diào)整部60 ;快門速度調(diào)整部70 ;以及狀態(tài)控制部80。操作部40包括:快門按鈕；用于切換攝像模式的操作部；用于切換光圈的操作部；用于切換快門速度的操作部；以及用于操作各種設(shè)定菜單的操作部，使用者通過對該操作部40的操作，能夠?qū)z像裝置I賦予各種指示。而且，在本實施方式中，快門按鈕的行程量能夠以2個檔位檢測出。即，快門按鈕能夠通過區(qū)分為半按壓的狀態(tài)和全按壓的狀態(tài)而檢測出。在本實施方式中，在快門按鈕為半按壓的情況下，看作為進行一邊繼續(xù)實時取景顯示、一邊進行焦點調(diào)整的指示，在快門按鈕為全按壓的情況下，看作為進行將圖像記錄到記錄介質(zhì)上的指示。顯示部20包括沒有圖示的接口電路、液晶面板驅(qū)動器、液晶面板、以及沒有圖示的目鏡透鏡等。在本實施方式中，顯示部20是對表示成為攝像對象的被攝體的圖像進行顯示且讓使用者對攝像前的被攝體的樣子和攝像條件等的信息進行把握的EVF(電子取景器)，本實施方式的攝像裝置I是包括EVF的無反射鏡的數(shù)字?jǐn)z像機。記錄部30能夠插入沒有圖示的記錄介質(zhì),能夠在記錄介質(zhì)被插入到記錄部30的狀態(tài)下，對記錄介質(zhì)記錄信息，且從記錄介質(zhì)讀出信息。即，能夠?qū)⒈硎舅鶖z像的圖像的圖像數(shù)據(jù)記錄到記錄介質(zhì)中。攝像部100包括光學(xué)系統(tǒng)10、區(qū)域圖像傳感器14和SOC(芯片上系統(tǒng))15。光學(xué)系統(tǒng)10包括使區(qū)域圖像傳感器14成像被攝體圖像的透鏡11、光圈12、和快門13。在本實施方式中，透鏡11和光圈12被安裝在鏡筒內(nèi)，該鏡筒能夠更換地被安裝在沒有圖示的框體上。盡管在本實施方式中，透鏡11包括沿著與光軸平行的方向而排列的多個透鏡，但是在圖1中，為了簡便，僅表現(xiàn)出I個透鏡。通過各個透鏡由外邊緣部支撐并且使一部分或者全部的透鏡在光軸方向上能夠移動，來調(diào)整焦點的位置，以進行光學(xué)變焦距動作。而且，光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成還可以采用其他的構(gòu)成，例如，還可以設(shè)為將透鏡由液體透鏡構(gòu)成，通過使透鏡變形來調(diào)整焦點位置，進行光學(xué)變焦距動作的構(gòu)成。此外，在本實施方式中，光圈12由在相對于透鏡11的光軸呈垂直的平面內(nèi)能夠轉(zhuǎn)動地被支撐的多個遮蔽板構(gòu)成，通過多個遮蔽板聯(lián)動地轉(zhuǎn)動，能夠使在相對于光軸呈垂直的平面內(nèi)沒有被遮蔽的部分的面積變化。以從光軸中心開始的距離對該沒有被遮蔽的部分進行表示的值是光圈12的開口孔徑。而且，在本實施方式的攝像裝置I中，光圈的設(shè)定值即F值能夠在1.4至22.0之間進行選擇，F(xiàn)值越小，光圈12的開口孔徑越大，通過使光圈12變化I個檔位，能夠使光量變化1/2或者2倍。圖2A是表示在F值為8.0至1.4的情況下的光量的相對變化的曲線。即，在圖2A中，將在固定了快門速度而使F值變化的情況下的光量示于縱軸，將F值示于橫軸，將在以F值=1.4進行攝像的情況下到達(dá)區(qū)域圖像傳感器14的光量示為L。如圖2A所示，在使F值變大I個檔位(設(shè)為大約21/2倍的F值:開口孔徑變小)時，光量變成1/2倍，在使F值變小I個檔位時(設(shè)為大約1/21/2倍的F值)時，光量變成2倍?？扉T13是機械式的焦面型快門，具有作為相對于區(qū)域圖像傳感器14的攝像元件面呈平行的平面板狀的遮光部的以開閉式(折疊式)的多個葉片狀形成的遮光簾。該遮光簾能夠通過在相對于光軸呈垂直的方向上進行驅(qū)動來開閉葉片，通常，遮光簾以不遮蔽與光軸平行的方向的光路的狀態(tài)被保持著。此外，在遮光簾以不遮蔽光路的狀態(tài)被保持的狀態(tài)下，當(dāng)規(guī)定的觸發(fā)被賦予時，保持著該遮光簾的狀態(tài)被解除，遮光簾在相對于光軸呈垂直的方向上進行驅(qū)動，從而成為使多個葉片遮蔽光路的狀態(tài)。在本實施方式中，通過將該快門13和區(qū)域圖像傳感器14的電子快門進行組合，用電子快門開始曝光，用快門13結(jié)束曝光，而將在對記錄于記錄介質(zhì)上的圖像進行攝像時的區(qū)域圖像傳感器14的曝光時間控制為:在區(qū)域圖像傳感器14的所有的像素中成為與快門速度幾乎一致的時間。區(qū)域圖像傳感器14是包括被拜耳(bayer)方式排列的濾色器和用于通過光電變換按每個像素將與光量相應(yīng)的電荷進行蓄積的多個光電二極管的CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器。當(dāng)然，攝像元件也可以是CCD(電荷耦合器件)圖像傳感器等的其他的傳感器。在本實施方式中，區(qū)域圖像傳感器14將電子快門動作使用于曝光開始和曝光結(jié)束是可能的。即，區(qū)域圖像傳感器14能夠按每行來控制光電變換元件的曝光的開始時刻和曝光的結(jié)束時刻，能夠在各行中一邊進行調(diào)整使得攝像元件變成檢測光的狀態(tài)的長度一致、一邊調(diào)整曝光的開始和結(jié)束時刻。在本實施方式中，通過將電子快門使用于曝光的開始和曝光的結(jié)束，來控制在攝像用于進行實時取景顯示的圖像時的曝光時間。因此，本實施方式的攝像裝置1，能夠通過機械快門即快門13和區(qū)域圖像傳感器14的電子快門之間的組合來控制曝光時間，并且能夠僅通過區(qū)域圖像傳感器14的電子快門來控制曝光時間。即，在對記錄于記錄介質(zhì)的圖像進行攝像時，通過電子前簾-機械后簾快門方式來控制曝光時間。具體地，首先，通過電子快門以行順序開始曝光，在每行的曝光時間變成所設(shè)定的快門速度的時刻，開始由機械快門進行的遮光，使得各行被遮光。另一方面，在攝像用于進行實時取景顯示的圖像時，通過電子快門方式來控制曝光時間。即，前簾和后簾都通過電子快門進行控制。具體地，首先，通過電子快門以行順序開始曝光，并且以行順序結(jié)束曝光使得每行的曝光時間變成所設(shè)定的快門速度。而且，在本實施方式的攝像裝置I中，即使是任何一種的快門方式，也能夠在相同的范圍內(nèi)使快門速度變化，在被實施方式中，能夠一邊使該快門速度改變到1/2倍或者2倍、一邊在1/4000(秒)至I秒之間進行選擇。但是，能夠通過快門方式使快門速度改變的范圍也可以不同，例如，在僅使用電子快門的方式中，可以設(shè)為能夠高速化達(dá)到1/10000 (秒)。圖2B是表示在快門速度是1/4000 (秒)至1/125的情況下的光量的相對變化的曲線。即，在圖2B中，將在固定了光圈12的開口孔徑而使快門速度變化的情況下的光量示于縱軸，將快門速度示于橫軸，將在以快門速度=1/125進行攝像的情況下到達(dá)區(qū)域圖像傳感器14的光量示為L。如圖2B所示，在使快門速度加速I個檔位時，光量變成1/2倍，在使快門速度減速I個檔位時，光量變成2倍。S0C15是構(gòu)成通過預(yù)先決定的順序來執(zhí)行各種處理的電路的芯片，S0C15對顯示部20、記錄部30、操作部40、光學(xué)系統(tǒng)10和區(qū)域圖像傳感器14的動作進行控制。為了該控制，S0C15包括實時取景處理部15a、顯示控制部15b、攝像處理部15c、和圖像生成部15d。實時取景處理部15a包括下述功能:基于操作部40中的指示或者缺省值設(shè)定來確定成為實時取景顯示對象的圖像的攝像條件，輸出用于以該攝像條件來進行攝像的參數(shù)。在本實施方式中，與該參數(shù)相應(yīng)的光圈或者快門速度等的設(shè)定，由狀態(tài)控制部80來執(zhí)行。SP，狀態(tài)控制部80是對焦點調(diào)整部50、光圈調(diào)整部60、快門速度調(diào)整部70輸出控制信號、從而對焦點、光圈12、快門速度進行調(diào)整的處理器。而且，在實時取景顯示中被調(diào)整的快門速度是電子快門。另外，在本實施方式中，構(gòu)成為一邊將第I狀態(tài)和第2狀態(tài)進行切換、一邊進行實時取景，所述第I狀態(tài)是指在進行實時取景過程中且在進行焦點調(diào)整之前以及未進行焦點調(diào)整的狀態(tài)，所述第2狀態(tài)是指在進行實時取景過程中且正進行焦點調(diào)整的狀態(tài)，狀態(tài)控制部80根據(jù)從實時取景處理部15a輸出的參數(shù)來切換各個狀態(tài)。而且，對于與第I狀態(tài)和第2狀態(tài)相關(guān)的控制的詳細(xì)內(nèi)容將后述。此外，實時取景處理部15a具有下述功能:對在用于進行實時取景顯示的攝像條件下所攝像的圖像，進行Y變換等規(guī)定的圖像處理，生成用于表示顯示用的圖像的圖像數(shù)據(jù)。該圖像處理包括將用于進行AE(自動曝光)處理的評價值和用于進行AF(自動聚焦)處理的評價值進行輸出的處理。即，實時取景處理部15a，能夠確定用于對區(qū)域圖像傳感器14的攝像范圍內(nèi)所設(shè)定的規(guī)定測光區(qū)域中所包含的像素的亮度進行評價的評價值(例如，亮度的平均值等)，并輸出作為用于進行AE處理的評價值。此外，實時取景處理部15a，能夠確定用于對被攝像的圖像內(nèi)所設(shè)定的規(guī)定測距區(qū)域中所包含的被攝體的對焦程度進行評價的評價值(例如，表示對比度大小的值等)，并輸出作為用于進行AF處理的評價值。狀態(tài)控制部80，基于用于進行AE處理的評價值，將控制信號輸出到光圈調(diào)整部60和快門速度調(diào)整部70，并調(diào)整曝光。此外，狀態(tài)控制部80，基于用于進行AF處理的評價值，將控制信號輸出到焦點調(diào)整部50，并調(diào)整焦點的位置。對于這些AE處理和AF處理的詳細(xì)內(nèi)容，將后述。顯示控制部15b具有將由實時取景處理部15a進行了圖像處理的圖像數(shù)據(jù)顯示在顯示部20的功能。S卩，顯示控制部15b將從實時取景處理部15a輸出的圖像數(shù)據(jù)輸出到顯示部20。此外，顯示控制部15b，基于規(guī)定周期的時鐘信號，生成用來對用于進行I幀顯示的期間進行規(guī)定的垂直同步信號、用來對用于進行I行顯示的期間進行規(guī)定的水平同步信號、用來對各行內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)的獲取期間進行規(guī)定的數(shù)據(jù)有效信號、以及用來對各像素的圖像數(shù)據(jù)的獲取時刻等進行規(guī)定的數(shù)據(jù)時鐘信號，并輸出到顯示部20。其結(jié)果是，在顯示部20中，通過在水平同步信號規(guī)定的周期中進行每行的描繪、在垂直同步信號規(guī)定的周期中進行幀描繪而顯示圖像，從而能夠進行在規(guī)定的幀周期(例如60fps)中顯示圖像的實時取景顯不。攝像處理部15c包括在已經(jīng)焦點調(diào)整完畢的狀態(tài)下輸出在對記錄介質(zhì)所記錄的圖像進行攝像時的參數(shù)的功能，在本實施方式中，將對實時取景顯示中的光圈12和快門速度的設(shè)定進行表示的參數(shù)輸出作為攝像用的參數(shù)。即，在本實施方式中，在已經(jīng)焦點調(diào)整完畢的狀態(tài)下，將光圈12和快門速度的設(shè)定設(shè)為與第I狀態(tài)相同的設(shè)定來攝像圖像，并被記錄于記錄介質(zhì)中。具體地，攝像處理部15c將表示第I狀態(tài)的設(shè)定值的參數(shù)輸出到狀態(tài)控制部80，狀態(tài)控制部80將與該參數(shù)相應(yīng)的控制信號輸出到光圈調(diào)整部60、快門速度調(diào)整部70。其結(jié)果是，調(diào)整為使得光圈12、快門速度變成如第I狀態(tài)那樣的設(shè)定來進行攝像，并且在進行與實時取景顯示同樣的AE的狀態(tài)下攝像圖像。而且，在對記錄介質(zhì)中所記錄的圖像進行攝像的情況下，在將快門13和區(qū)域圖像傳感器14的電子快門進行組合的狀態(tài)下進行攝像。因此，盡管實時取景顯示中的參數(shù)被賦予給快門速度調(diào)整部70，但是，控制對象是快門13和區(qū)域圖像傳感器14，用電子快門來開始曝光，用快門13來結(jié)束曝光。圖像生成部15d包括下述功能:對由攝像處理部15c指示的設(shè)定所攝像的圖像，進行Y變換等規(guī)定的圖像處理，生成表示記錄用圖像的圖像數(shù)據(jù)，并記錄于記錄介質(zhì)中。即，對由區(qū)域圖像傳感器14所攝像的圖像進行圖像處理，將表示圖像處理后的圖像的圖像數(shù)據(jù)記錄到記錄部30中所插入的記錄介質(zhì)中。(2)實時取景攝像中的動作:下面，詳細(xì)說明攝像處理。本實施方式的實時取景顯示，在對圖3所示的攝像處理的過程中成為攝像對象的圖像進行確認(rèn)時使用。在該攝像處理中，狀態(tài)控制部80首先將光圈12調(diào)整為與由用戶設(shè)定的光圈12的設(shè)定值相應(yīng)的開口孔徑(步驟S100)。S卩，用戶通過操作部40預(yù)先直接或者間接地設(shè)定光圈12的F值。表示該光圈12的F值的信息從實時取景處理部15a傳遞給狀態(tài)控制部80。當(dāng)表示光圈12的F值的信息傳遞給狀態(tài)控制部80時，狀態(tài)控制部80將控制信號輸出到光圈調(diào)整部60，光圈調(diào)整部60將光圈12控制為與該光圈12的F值相應(yīng)的開口孔徑。當(dāng)將光圈12的開口孔徑控制為由用戶設(shè)定的設(shè)定值時，實時取景處理部15a接著執(zhí)行AE處理。即，實時取景處理部15a，在光圈12的開口孔徑變成由用戶設(shè)定的設(shè)定值的狀態(tài)下，確定用于對區(qū)域圖像傳感器14的攝像范圍內(nèi)所預(yù)先設(shè)定的測光區(qū)域的像素的亮度進行評價的評價值，并對狀態(tài)控制部80輸出作為用于進行AE處理的評價值(步驟S105)。而且，該檔位的快門速度是缺省值(或者是前次攝像時的設(shè)定值)。接著，狀態(tài)控制部80，基于用于進行AE處理的評價值，一邊進行反饋控制，一邊將快門速度調(diào)整為合適曝光(步驟S110)。即，狀態(tài)控制部80判定用于進行AE處理的評價值是為被預(yù)先決定的合適曝光范圍內(nèi)的狀態(tài)、比合適曝光范圍更大的(測光區(qū)域的亮度亮的)狀態(tài)、比合適曝光范圍更小的(側(cè)光面的亮度暗的)狀態(tài)的哪一個狀態(tài)。然后，在用于進行AE處理的評價值是比合適曝光范圍更大的狀態(tài)的情況下，狀態(tài)控制部80將用于使快門速度加速I個檔位的控制信號輸出到快門速度調(diào)整部70。其結(jié)果是，快門速度調(diào)整部70使區(qū)域圖像傳感器14中的電子快門的快門速度比其前一個快門速度加快I個檔位。在該情況下，由于到達(dá)區(qū)域圖像傳感器14的光量與其前一個狀態(tài)相比變少了，因此當(dāng)在該狀態(tài)下實時取景處理部15a取得用于再次進行AE處理的評價值時，與其前一個狀態(tài)相比，評價值變小。因此，通過在用于進行AE處理的評價值變成合適曝光范圍之前，重復(fù)以上那樣的使快門速度加速的處理，而設(shè)為用合適曝光來攝像圖像的狀態(tài)。另一方面，在用于進行AE處理的評價值是比合適曝光范圍更小的狀態(tài)的情況下，狀態(tài)控制部80將用于使快門速度減慢I個檔位的控制信號輸出到快門速度調(diào)整部70。其結(jié)果是，快門速度調(diào)整部70使區(qū)域圖像傳感器14中的電子快門的快門速度比其前一個快門速度減慢I個檔位。在該情況下，由于到達(dá)區(qū)域圖像傳感器14的光量與其前一個狀態(tài)相比變多了，因此當(dāng)在該狀態(tài)下實時取景處理部15a取得用于再次進行AE處理的評價值時，與其前一個狀態(tài)相比，評價值變大。因此，通過在用于進行AE處理的評價值變成合適曝光范圍之前，重復(fù)以上那樣的使快門速度減慢的處理，而設(shè)為用合適曝光來攝像圖像的狀態(tài)。而且，盡管在光圈12的開口孔徑被控制為由用戶設(shè)定的設(shè)定值的階段中，要確定在將快門速度設(shè)為缺省值(或者為前次攝像時的設(shè)定值)的狀態(tài)下用于進行AE處理的評價值，但是，如果這樣在調(diào)整快門速度之前的階段中評價值是合適曝光范圍，則快門速度會為缺省值(或者前次攝像時的設(shè)定值)原樣。在本實施方式中，如以上那樣，按用戶的設(shè)定來設(shè)定光圈12的開口孔徑并且將快門速度設(shè)定為成為合適曝光的狀態(tài)是第I狀態(tài)。顯然，快門速度的設(shè)定方法不局限于上述的方法，還可以設(shè)為下述構(gòu)成:將由步驟S105確定的用于進行AE處理的評價值和基準(zhǔn)的亮度進行比較，在兩者存在差異的情況下，基于該評價值和基準(zhǔn)的亮度之間的比率，確定快門速度以使兩者的差異消除，并設(shè)定到被確定的快門速度。例如，在表示評價值比基準(zhǔn)的亮度明亮16倍的情況下，可以使快門速度成為初始之速度的1/16。顯然，可以在快門速度的設(shè)定之后，確定用于再次進行AE處理的評價值，來進行微調(diào)整。通過以上那樣的AE處理，在被攝像的圖像的曝光成為合適曝光的狀態(tài)下，通過顯示控制部15b的處理而顯示在顯示部20中的圖像的曝光是合適的，用戶能夠看到合適曝光的圖像。此外，由于光圈12的開口孔徑是由用戶設(shè)定的設(shè)定值，因此能夠確認(rèn)是否出現(xiàn)用戶希望的光圈12的設(shè)定之下的圖像的模糊等。此外，由于在顯示部20中，由區(qū)域圖像傳感器14所攝像的圖像在規(guī)定的幀周期中被描繪，因此用戶能夠一邊實時地看到由攝像部100攝像的圖像的樣子，一邊進行視場角調(diào)整等。在以上那樣的第I狀態(tài)下，透鏡11的位置不會從前次攝像時的位置(或者缺省值位置)發(fā)生變動，焦點的位置是與前次攝像時的焦點的位置(或者缺省值的焦點位置)相同。因此，在用戶進行了諸如變更視場角或者被攝體等的情況下，可能成為焦點未吻合于用戶希望的部分上的狀態(tài)。因此，在本實施方式中，用戶通過在實時取景顯示中半按壓操作部40上安裝的快門按鈕，能夠進行對測距區(qū)域內(nèi)的被攝體進行使焦點吻合的AF處理的開始指示。 因此，實時取景處理部15a判定快門按鈕是否被半按壓(步驟SI 15)，在沒有判定為被半按壓的情況下，重復(fù)步驟SlOO以后的處理。另一方面，當(dāng)由步驟S115判定為快門按鈕已被半按壓時，狀態(tài)控制部80在調(diào)整焦點之前將光圈12的開口孔徑設(shè)定成盡可能大的開口孔徑。另外，此時，狀態(tài)控制部80伴隨光圈12的開口孔徑的變化來調(diào)整快門速度，使得維持顯示部20所顯示的圖像的曝光。由該情況下的光圈12的開口孔徑和快門速度所實現(xiàn)的狀態(tài)成為調(diào)整焦點時的第2狀態(tài)。具體地，由于這樣使?fàn)顟B(tài)從第I狀態(tài)變化到第2狀態(tài)，因此狀態(tài)控制部80確定第I狀態(tài)下的光圈12的開口孔徑(F值)和快門速度(步驟S120)。即，由于第I狀態(tài)下的光圈12的開口孔徑(F值)和快門速度是成為合適曝光的光圈12和快門速度的組合，因此確定由步驟SlOO和SllO調(diào)整的光圈和快門速度。然后，狀態(tài)控制部80判定在將光圈12設(shè)為最大開口孔徑(最小的F值)的狀態(tài)下是否能夠選擇成為合適曝光的快門速度(步驟S125)。即，在將光圈12設(shè)為最大開口孔徑(最小的F值)以及選擇了作為快門速度而能夠選擇的多個設(shè)定當(dāng)中的一個的情況下，判定曝光與第I狀態(tài)下的合適曝光一致是否是可能的。在通過步驟S125判定為在將光圈12設(shè)為最大開口孔徑(最小的F值)的狀態(tài)下能夠選擇成為合適曝光的快門速度的情況下，選擇在將光圈12設(shè)為最大開口孔徑的情況下成為合適曝光的快門速度(步驟S130)。即，狀態(tài)控制部80，通過將光圈12設(shè)為最大開口孔徑，將快門速度設(shè)為在該光圈12的設(shè)定中成為合適曝光的快門速度，來作為第2狀態(tài)中的光圈和快門速度的設(shè)定。表I表示在光圈12的F值=8.0、快門速度=1/125(秒)的狀態(tài)下實現(xiàn)了第I狀態(tài)的例子，用黑點表示第I狀態(tài)中的光圈12的F值和快門速度。表I
權(quán)利要求
1.一種攝像裝置，包括: 攝像部，其利用通過透鏡的光來進行攝像； 光圈調(diào)整部，其對在所述攝像部的攝像時的光圈的開口孔徑進行調(diào)整； 快門速度調(diào)整部，其在所述攝像部的攝像時對快門速度進行調(diào)整； 顯示部，其顯示由所述攝像部所攝像的圖像；以及 狀態(tài)控制部，其在由所述攝像部所攝像的圖像被顯示于所述顯示部的期間，對所述光圈調(diào)整部和所述快門速度調(diào)整部進行指示而從第I狀態(tài)變化到第2狀態(tài)，并且在所述第2狀態(tài)下調(diào)整所述透鏡的焦點， 所述第I狀態(tài)是:所述光圈的開口孔徑為第I開口孔徑、所述快門速度為第I快門速度、且通過規(guī)定的曝光來攝像所述圖像的狀態(tài)， 所述第2狀態(tài)是:所述光圈的開口孔徑為比所述第I開口孔徑大的第2開口孔徑、所述快門速度為與所述第I快門速度相比更高速的第2快門速度、且通過所述規(guī)定的曝光來攝像所述圖像的狀態(tài)。
2.權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于， 所述狀態(tài)控制部，在從所述第I狀態(tài)變化到所述第2狀態(tài)時使所述快門速度的變化先于所述光圈的變化進行。
3.權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于， 所述狀態(tài)控制部，在從 所述第I狀態(tài)變化到所述第2狀態(tài)時以與所述光圈的變化速度相應(yīng)的變化速度使所述快門速度變化。
4.權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于， 所述狀態(tài)控制部，當(dāng)在所述光圈為最大開口孔徑的狀態(tài)下能夠選擇成為所述規(guī)定的曝光的所述快門速度時，通過在所述光圈為最大開口孔徑時成為所述規(guī)定的曝光的所述快門速度和所述最大開口孔徑，來實現(xiàn)所述第2狀態(tài)， 當(dāng)在所述光圈為最大開口孔徑的狀態(tài)下不能夠選擇成為所述規(guī)定的曝光的所述快門速度時，通過比在將所述快門速度設(shè)置為與所述第I快門速度相比更高速的所述快門速度時成為所述規(guī)定的曝光的所述第I開口孔徑還大、且比所述最大開口孔徑小的所述光圈的開口孔徑、和與所述第I快門速度相比更高速的所述快門速度，來實現(xiàn)所述第2狀態(tài)。
5.權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于， 所述狀態(tài)控制部，在所述第I開口孔徑為最大開口孔徑的情況下或者在所述第I快門速度為最高速的情況下，不變化到所述第2狀態(tài)，而在所述第I狀態(tài)下調(diào)整所述焦點。
6.權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于， 所述狀態(tài)控制部，在所述焦點的調(diào)整之后，對所述光圈調(diào)整部和所述快門速度調(diào)整部進行指示， 從所述第2狀態(tài)變化到所述光圈的開口孔徑比所述第2開口孔徑小、所述快門速度與所述第2快門速度相比更低速、且通過所述規(guī)定的曝光來攝像所述圖像的第3狀態(tài)。
7.權(quán)利要求6所述的攝像裝置，其特征在于， 所述狀態(tài)控制部，在所述焦點的調(diào)整之后，使所述光圈的變化先于所述快門速度的變化進行。
8.權(quán)利要求6所述的攝像裝置，其特征在于，所述第3狀態(tài)為所述第I狀態(tài)。
9.權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于， 所述攝像裝置還包括基于所述攝像部的輸出來調(diào)整所述透鏡的焦點的焦點調(diào)整部， 所述狀態(tài)控制部在所述第2狀態(tài)下使所述焦點調(diào)整部調(diào)整所述透鏡的焦點。
10.一種攝像方法，是攝像裝置中的攝像方法，所述攝像裝置包括: 攝像部，其利用通過透鏡的光來進行攝像； 光圈調(diào)整部，其對在所述攝像部的攝像時的光圈的開口孔徑進行調(diào)整； 快門速度調(diào)整部，其在所述攝像部的攝像時對快門速度進行調(diào)整；以及 顯示部，其顯示由所述攝像部所攝像的圖像， 所述攝像方法執(zhí)行: 第I步驟，使由所述攝像部所攝像的圖像顯示在所述顯示部上； 第2步驟，在所述第I步驟的執(zhí)行過程中，對所述光圈調(diào)整部和所述快門速度調(diào)整部進行指示，從第I狀態(tài)變化到第2狀態(tài)；以及 焦點調(diào)整步驟，其在所述第2狀態(tài)下調(diào)整所述焦點， 所述第I狀態(tài)是所述光圈的開口孔徑為第I開口孔徑、所述快門速度為第I快門速度、且通過規(guī)定的曝光來攝像所述圖像的狀態(tài)， 所述第2狀態(tài)是所述 光圈的開口孔徑為比所述第I開口孔徑大的第2開口孔徑、所述快門速度為與所述第I快門速度相比更高速的第2快門速度、且通過所述規(guī)定的曝光來攝像所述圖像的狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種攝像裝置，其通過從光圈的開口孔徑是第1開口孔徑、且快門速度是第1快門速度的通過規(guī)定的曝光來攝像圖像的第1狀態(tài)變化到光圈的開口孔徑是比第1開口孔徑更大的開口孔徑即第2開口孔徑、且快門速度是與第1快門速度相比為更高速的第2快門速度的通過規(guī)定的曝光來攝像圖像的第2狀態(tài)，來使焦點吻合。第2開口孔徑被設(shè)定為在規(guī)定的曝光被維持的范圍內(nèi)成為盡可能大的開口孔徑。
文檔編號H04N5/232GK103152519SQ201210513649
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者鹽原隆一 申請人:精工愛普生株式會社