CN111630427B - 摄像装置、摄像方法及存储介质 - Google Patents

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Abstract

摄像装置在执行自动聚焦时，根据伴随聚焦透镜的位置变化的像倍率变化量的基准值分别对多个光圈值导出分别与自动聚焦区域中的多个光圈值对应的像倍率变化量，并且在所导出的变化量中，将与所容许的像倍率变化量的阈值以下的变化量中的任一个对应的光圈值作为光圈极限值来确定，当由执行自动聚焦时的被摄体亮度求出的光圈值超过所确定的光圈极限值时，将光圈值设定为光圈极限值。

Description

摄像装置、摄像方法及存储介质
技术领域
本发明涉及一种摄像装置、摄像方法及存储介质。
背景技术
以往，公开有为了在非对焦位置上获得适度的模糊，根据聚焦透镜的位置或像倍率，将光圈值变更为一定的基准光圈值以下的摄像装置(参考日本再公表2014/045913号公报)。
并且，公开有计算被摄体的像倍率，由计算出的像倍率还求出光圈值，当像倍率超过一定值时，将由被摄体的像倍率计算出的光圈值设为曝光控制光圈值的摄像装置(参考日本特开平2-126245号公报)。
发明内容
发明要解决的技术课题
但是，在摄像装置的透镜中存在伴随聚焦透镜的位置变化而被摄体的像倍率发生变化(产生所谓的呼吸)的透镜。在具备这种透镜的摄像装置中，若不考虑像倍率变化量而通过使用了自动聚焦区域内的评价值的方式(例如，对比度AF(AutoFocus：自动聚焦)方式)执行自动聚焦，则有时会导致被摄体脱离自动聚焦区域。在该情况下，自动聚焦区域内的评价值不是准确的值，其结果，会导致对焦精度下降。
然而，在日本再公表2014/045913号公报及日本特开平2-126245号公报中所记载的技术中，虽然对像倍率给予考虑，但对像倍率变化量未给予考虑。
本发明是鉴于以上情况而完成的，其提供一种基于安装有伴随聚焦透镜的位置变化而像倍率发生变化的透镜的摄像装置能够抑制对焦精度下降的的摄像装置、摄像方法及程序。
用于解决技术课题的手段
本发明的摄像装置具备：摄像透镜，包含聚焦透镜；摄像部，拍摄通过了摄像透镜的光学像；获取部，分别对多个光圈值获取伴随聚焦透镜的位置变化的像倍率变化量的基准值；导出部，当执行自动聚焦时，根据通过获取部获取的变化量的基准值，导出分别与自动聚焦区域中的多个光圈值对应的像倍率变化量；确定部，在通过导出部导出的变化量中，将与所容许的像倍率变化量的阈值以下的变化量中的任一个对应的光圈值作为光圈极限值来确定；及设定部，当由执行自动聚焦时的被摄体亮度求出的光圈值超过通过确定部确定的光圈极限值时，将光圈值设定为光圈极限值。
另外，本发明的摄像装置也可以是如下，即，自动聚焦区域的尺寸越大，阈值为越大的值。
并且，本发明的摄像装置也可以是如下，即，还具备检测执行自动聚焦之前的被摄体的移动量的检测部，通过检测部检测到的被摄体的移动量越多，阈值为越小的值。
并且，本发明的摄像装置也可以是如下，即，通过自动聚焦搜索对焦位置时的帧速率越高，阈值为越大的值。
并且，本发明的摄像装置也可以是如下，即，当自动聚焦的动作模式为优先对焦精度的模式时，帧速率越高，将阈值设为越大的值。
并且，本发明的摄像装置也可以是如下，即，上次执行了自动聚焦时的被摄体距离越短，阈值为越小的值。
并且，本发明的摄像装置也可以是如下，即，在被摄体距离的下限值与上限值的范围内，当被摄体距离越短将阈值设为越小的值时，摄像透镜的焦距越长，将下限值及上限值设为越大的值。
并且，本发明的摄像装置也可以是如下，即，当上次执行了自动聚焦时的自动曝光的执行结果与此次自动曝光的执行结果的相似度为规定度以上时，被摄体距离越短，将阈值设为越小的值。
并且，本发明的摄像装置也可以是如下，即，确定部在通过导出部导出的变化量中，将阈值以下且与最大的变化量对应的光圈值作为光圈极限值来确定。
另一方面，本发明的摄像方法由具备包含聚焦透镜的摄像透镜及拍摄通过了摄像透镜的光学像的摄像部的摄像装置执行，该摄像方法中，分别对多个光圈值获取伴随聚焦透镜的位置变化的像倍率变化量的基准值，当执行自动聚焦时，根据所获取的变化量的基准值，导出分别与自动聚焦区域中的多个光圈值对应的像倍率变化量，在所导出的变化量中，将与所容许的像倍率变化量的阈值以下的变化量中的任一个对应的光圈值作为光圈极限值来确定，当由执行自动聚焦时的被摄体亮度求出的光圈值超过所确定的光圈极限值时，将光圈值设定为光圈极限值。
并且，本发明的程序用于使控制具备包含聚焦透镜的摄像透镜及拍摄通过了摄像透镜的光学像的摄像部的摄像装置的计算机执行如下处理：分别对多个光圈值获取伴随聚焦透镜的位置变化的像倍率变化量的基准值；当执行自动聚焦时，根据所获取的变化量的基准值，导出分别与自动聚焦区域中的多个光圈值对应的像倍率变化量；在所导出的变化量中，将与所容许的像倍率变化量的阈值以下的变化量中的任一个对应的光圈值作为光圈极限值来确定；及当由执行自动聚焦时的被摄体亮度求出的光圈值超过所确定的光圈极限值时，将光圈值设定为光圈极限值。
并且，本发明的摄像装置具备包含聚焦透镜的摄像透镜、拍摄通过了摄像透镜的光学像的摄像部、存储用于使计算机执行的命令的存储器及以执行所存储的命令的方式构成的处理器，处理器分别对多个光圈值获取伴随聚焦透镜的位置变化的像倍率变化量的基准值，当执行自动聚焦时，根据所获取的变化量的基准值，导出分别与自动聚焦区域中的多个光圈值对应的像倍率变化量，在所导出的变化量中，将与所容许的像倍率变化量的阈值以下的变化量中的任一个对应的光圈值作为光圈极限值来确定，当由执行自动聚焦时的被摄体亮度求出的光圈值超过所确定的光圈极限值时，将光圈值设定为光圈极限值。
发明效果
根据本发明，基于安装有伴随聚焦透镜的位置变化而像倍率发生变化的透镜的摄像装置能够抑制对焦精度的下降。
附图说明
图1是表示各实施方式所涉及的摄像装置的硬件结构的一例的框图。
图2是表示各实施方式所涉及的摄像装置中所包含的摄像透镜的硬件结构的一例的框图。
图3是用于说明各实施方式所涉及的自动聚焦的曲线图。
图4是用于说明各实施方式所涉及的自动聚焦区域的图。
图5是表示各实施方式所涉及的摄像透镜中所包含的透镜侧主控制部的二次存储部的存储内容的一例的概念图。
图6是表示各实施方式所涉及的变化量数据的一例的图。
图7是表示各实施方式所涉及的摄像装置主体中所包含的主体侧主控制部的二次存储部的存储内容的一例的概念图。
图8是表示各实施方式所涉及的AF控制处理的一例的流程图。
图9是表示第1实施方式所涉及的光圈极限值确定处理的一例的流程图。
图10是用于说明导出各实施方式所涉及的像高的处理的图。
图11是用于说明导出各实施方式所涉及的像倍率变化量的处理的图。
图12是表示第1实施方式所涉及的光圈极限值的一例的图。
图13是表示第2实施方式所涉及的光圈极限值确定处理的一例的流程图。
图14是表示第3实施方式所涉及的光圈极限值确定处理的一例的流程图。
图15是第4实施方式所涉及的AF的动作模式为重视速度的模式时的AF用程序图的一例。
图16是第4实施方式所涉及的AF的动作模式为重视对焦精度的模式时的AF用程序图的一例。
图17是表示第4实施方式所涉及的光圈极限值确定处理的一例的流程图。
图18是表示第5实施方式所涉及的光圈极限值确定处理的一例的流程图。
图19是用于说明导出第5实施方式所涉及的阈值的处理的曲线图。
具体实施方式
以下，参考附图对用于实施本发明的技术的方式例进行详细说明。
[第1实施方式]
首先，参考图1及图2对本实施方式所涉及的摄像装置10的结构进行说明。如图1所示，摄像装置10为镜头可换式数码相机，且包含摄像装置主体12及摄像透镜14。摄像透镜14能够更换地安装于摄像装置主体12。
本实施方式所涉及的摄像装置10作为摄像***的动作模式具有静态图像摄像模式及动态图像摄像模式。静态图像摄像模式为记录拍摄被摄体而获得的静态图像的动作模式，动态图像摄像模式为记录拍摄被摄体而获得的动态图像的动作模式。
在摄像装置10中，根据由用户对摄像装置10所赋予的命令，选择性地设定静态图像摄像模式及动态图像摄像模式。并且，在静态图像摄像模式下，根据由用户对摄像装置10所赋予的命令，选择性地设定手动聚焦模式及自动聚焦模式。
在自动聚焦模式下，通过将设置于摄像装置主体12的释放按钮(省略图示)设为半按状态而进行摄像条件的调整，然后，若接着设为全按状态，则进行正式曝光。即，通过将释放按钮设为半按状态，AE(AutoExposure：自动曝光)功能启动而设定曝光状态之后，AF功能启动而进行对焦控制，若将释放按钮设为全按状态，则进行拍摄。
摄像装置主体12具备卡口13，摄像透镜14具备卡口15。摄像透镜14通过对卡口13结合卡口15而能够更换地安装于摄像装置主体12。摄像透镜14包含透镜单元18、光圈19及控制装置20。光圈19设置于比透镜单元18更靠摄像装置主体12侧的位置，调节透射了透镜单元18的被摄体光的光量，并且将被摄体光引向摄像装置主体12内。控制装置20经由卡口13、15与摄像装置主体12电连接，并按照来自摄像装置主体12的命令控制摄像透镜14的整体。
摄像装置主体12包含成像元件22、第1反射镜24、第2反射镜26、主体侧主控制部28、反射镜驱动部30、成像元件驱动器32、图像信号处理电路34、图像存储器36、图像处理部38、显示控制部40及显示器42。并且，摄像装置主体12还包含接收I/F(InterFace：接口)44、接收器件46、介质I/F48、存储卡50、外部I/F52及取景器54。成像元件22为拍摄通过了摄像透镜14的光学像的摄像部的一例。
主体侧主控制部28为控制摄像装置10的计算机的一例，且具备CPU(Cen tralProcessing Unit：中央处理器)60、一次存储部62及二次存储部64。CPU60控制摄像装置10的整体。一次存储部62为用作执行各种程序时的工作区等的易失性存储器。作为一次存储部62的一例，可举出RAM(Random Access Memory/随机存取存储器)。二次存储部64为预先存储有各种程序及各种参数等的非易失性存储器。作为二次存储部64的一例，可举出闪存。
CPU60、一次存储部62及二次存储部64与汇流线56连接。并且，反射镜驱动部30、成像元件驱动器32、图像信号处理电路34、图像存储器36、图像处理部38、显示控制部40、接收I/F44、介质I/F48及外部I/F52也与汇流线56连接。
第1反射镜24***于成像元件22的受光面22A与透镜单元18之间，且为能够移动到受光面遮盖位置α及受光面开放位置β的可动反射镜。第1反射镜24与反射镜驱动部30连接，反射镜驱动部30在CPU60的控制下驱动第1反射镜24，并且将第1反射镜24选择性地配置于受光面遮盖位置α及受光面开放位置β。即，当对受光面22A不发射被摄体光时，第1反射镜24通过反射镜驱动部30配置于受光面遮盖位置α，当对受光面22A发射被摄体光时，第1反射镜24通过反射镜驱动部30配置于受光面开放位置β。
在受光面遮盖位置α上，第1反射镜24遮盖受光面22A，且反射由透镜单元18引导的被摄体光而引向第2反射镜26。第2反射镜26将由第1反射镜24引导的被摄体光通过反射并经由光学***(省略图示)引向取景器54。取景器54使由第2反射镜26引导的被摄体光透射。在受光面开放位置β上，由第1反射镜24遮盖受光面22A的状态被解除，从而被摄体光不会被第1反射镜24反射而由受光面22A接收。
成像元件驱动器32与成像元件22连接，并且在CPU60的控制下，向成像元件22供给驱动脉冲。成像元件22的各像素按照由成像元件驱动器32供给的驱动脉冲进行驱动。另外，在本实施方式中，作为成像元件22，使用CCD(Charge Coupled Device/电荷耦合器件)图像传感器，但本发明的技术并不限定于此，例如也可以使用CMOS(Complementary MetalOxide Semiconducto r/互补金属氧化物半导体)图像传感器等其他图像传感器。
图像信号处理电路34在CPU60的控制下，按每个像素从成像元件22读取1帧量的图像信号。图像信号处理电路34对所读取的图像信号进行相关双采样处理、自动增益调整及A/D转换等各种处理。图像信号处理电路34将通过对图像信号进行各种处理而进行了数字化的图像信号以由从CPU60供给的时钟信号来规定的规定帧速率(例如，数十帧/秒)按每个帧输出至图像存储器36。图像存储器36临时保持从图像信号处理电路34输入的图像信号。
图像处理部38从图像存储器36以规定的帧速率按每个帧获取图像信号，并且对所获取的图像信号进行伽马校正、亮度及色差转换以及压缩处理等各种处理。并且，图像处理部38将进行各种处理而获得的图像信号以规定的帧速率按每个帧输出至显示控制部40。而且，图像处理部38根据CPU60的请求将进行各种处理而获得的图像信号输出至CPU60。
显示控制部40与显示器42连接，并且在CPU60的控制下控制显示器42。并且，显示控制部40将从图像处理部38输入的图像信号按每个帧以规定的帧速率输出至显示器42。显示器42将由从显示控制部40以规定的帧速率输入的图像信号表示的图像作为实时取景图像来显示。并且，显示器42还显示以单一帧来拍摄而获得的单一帧图像即静态图像。另外，在显示器42中除了实时取景图像以外，还显示菜单画面等。
接收器件46具有未图示的转盘、释放按钮、十字键、MENU键及触摸面板等，并且接收来自用户的各种命令。接收器件46与接收I/F44连接，并且将表示所接收的命令的内容的命令内容信号输出至接收I/F44。接收I/F44将从接收器件46输入的命令内容信号输出至CPU60。CPU60执行与从接收I/F44输入的命令内容信号相应的处理。
介质I/F48与存储卡50连接，并且在CPU60的控制下对存储卡50进行图像文件的记录及读取。通过介质I/F48从存储卡50读取的图像文件在CPU60的控制下，通过图像处理部38实施解压处理而作为播放图像显示于显示器42。
通过对卡口13连接卡口15，外部I/F52与摄像透镜14的控制装置20连接，并且在CPU60与控制装置20之间管理各种信息的收发。
作为一例，如图2所示，本实施方式所涉及的透镜单元18包含入射透镜70、变焦透镜72及聚焦透镜74。入射透镜70、变焦透镜72及聚焦透镜74沿光轴L1设置，并且从光圈19侧沿光轴L1以聚焦透镜74、变焦透镜72及入射透镜70的顺序配置。
被摄体光入射于入射透镜70。入射透镜70使被摄体光透射并引向变焦透镜72。本实施方式所涉及的变焦透镜72包含能够沿光轴L1移动的多个透镜，并通过调节变焦透镜72的状态而调节摄像透镜14的焦距(以下，简称为“焦距”)。具体而言，关于变焦透镜72，通过设置于摄像透镜14的变焦环(省略图示)旋转而各透镜沿光轴L1靠近或远离，由此透镜之间的沿光轴L1的位置关系得到调节，从而焦距得到调节。变焦透镜72使从入射透镜70入射的被摄体光透射并引向聚焦透镜74。
聚焦透镜74为能够沿光轴L1移动的透镜，并通过沿光轴L1移动而使形成于成像元件22的受光面22A的被摄体像的对焦状态发生变化。聚焦透镜74使从变焦透镜72入射的被摄体光透射并引向光圈19。光圈19调整从聚焦透镜74入射的被摄体光的光量，且使被摄体光透射并引向摄像装置主体12。
本实施方式所涉及的摄像透镜14为伴随聚焦透镜74沿光轴L1的位置变化而像倍率发生变化的透镜。另外，这里所说的像倍率表示成像元件22所拍摄的被摄体的像的高度相对于被摄体的实际高度之比。并且，以下，设为当简单记载为聚焦透镜74的位置时，表示沿光轴L1的聚焦透镜74的位置。
摄像透镜14的控制装置20包含透镜侧主控制部76、焦距传感器78、聚焦透镜驱动部80、透镜位置传感器82、光圈驱动部84及外部I/F86。
透镜侧主控制部76具备CPU88、一次存储部90及二次存储部92。CPU88控制摄像透镜14的整体。一次存储部90为用作执行各种程序时的工作区等的易失性存储器。作为一次存储部90的一例，可举出RAM。二次存储部92为预先存储有各种程序及各种参数等的非易失性存储器。作为二次存储部92的一例，可举出闪存。
CPU88、一次存储部90及二次存储部92与汇流线94连接。并且，焦距传感器78、聚焦透镜驱动部80、透镜位置传感器82、光圈驱动部84及外部I/F86也与汇流线94连接。
通过对卡口15连接卡口13，外部I/F86与摄像装置主体12的外部I/F52连接，并且与外部I/F52联动而管理CPU88与摄像装置主体12的CPU60之间的各种信息的收发。
焦距传感器78从变焦环的旋转状态检测变焦透镜72的状态，并将检测到的变焦透镜72的状态换算为焦距。而且，焦距传感器78将表示换算而获得的焦距的焦距信息输出至CPU88。
聚焦透镜驱动部80包含聚焦透镜驱动用马达(省略图示)。聚焦透镜驱动部80根据由接收器件46接收的命令，并且在CPU88的控制下，通过使聚焦透镜驱动用马达工作而使聚焦透镜74沿光轴L1移动。即，聚焦透镜驱动部80按照来自CPU88的命令，使聚焦透镜驱动用马达工作，并通过将聚焦透镜驱动用马达的动力传递至聚焦透镜74，使聚焦透镜74沿光轴L1移动。透镜位置传感器82例如包含编码器，检测聚焦透镜74的位置，并将表示检测到的位置的透镜位置信息输出至CPU88。
光圈驱动部84包含光圈驱动用马达(省略图示)。光圈驱动部84根据由接收器件46接收的命令，并且在CPU88的控制下，通过使光圈驱动用马达工作而调节光圈19开口的大小。
并且，本实施方式所涉及的摄像装置10以所谓的对比度AF方式进行自动聚焦。具体而言，作为一例，如图3所示，本实施方式所涉及的摄像装置10一边使聚焦透镜74沿光轴L1从后侧(受光面侧)向前侧(被摄体侧)移动，一边导出摄影视角内的区域中的自动聚焦的评价值(以下，称为“AF评价值”)。另外，以下，作为一例，如图4所示，将该AF评价值的导出中所使用的摄影视角内的区域称为“自动聚焦区域(AF区域)”。AF区域的摄影视角内的位置例如通过用户对显示于显示器42的实时取景图像(所谓的即时预览图像)进行指定，或通过跟踪摄影视角内的被摄体来确定。并且，在本实施方式中，AF区域的尺寸(纵横的长度)设定有默认值。
而且，摄像装置10通过使聚焦透镜74移动至所导出的AF评价值成为峰值的位置，进行对焦控制。另外，在本实施方式中，作为AF评价值，适用了AF区域的对比度值。并且，以下，将一边变更聚焦透镜74的位置一边导出AF评价值时的连续的位置之间的距离(图3所示的D1)称为“距离D1”。另外，该距离D1在各连续的位置之间可以是相同的距离，也可以是不同的距离。
作为一例，如图5所示，透镜侧主控制部76的二次存储部92存储有变化量数据96。变化量数据96包含伴随聚焦透镜74的位置变化的像倍率变化量的基准值。
作为一例，如图6所示，变化量数据96包含多个光圈位置、光圈值及像倍率变化量的组合。光圈位置表示光圈19的光圈位置。光圈值表示光圈19位于所对应的光圈位置时的光圈值。像倍率变化量表示当设定有所对应的光圈值时，使聚焦透镜74的位置仅变化景深一倍量的距离时的像高80％的位置上的像倍率变化的比例。另外，这里所说的像高表示从光轴L1至摄影视角内的设为对象的位置的距离相对于从光轴L1(即，摄影视角的中心)至摄影视角的四角中的任一角的距离之比。例如，在图6所示的例子中表示，当光圈值设定为“F2.0”时，若聚焦透镜74的位置仅变化景深一倍量的距离，则在像高80％的位置上像倍率变化0.02％。
换言之，本实施方式所涉及的变化量数据96分别对多个光圈值包含伴随聚焦透镜74的位置变化的像倍率变化量的基准值。另外，在本实施方式中，变化量数据96中所包含的多个光圈值设为在摄像透镜14中能够设定的光圈值。
另外，变化量数据96的像倍率变化量并不限定于使聚焦透镜74的位置仅变化景深一倍量的距离时的像倍率发生变化的比例。变化量数据96的像倍率变化量例如也可以是使聚焦透镜74的位置仅变化景深数倍量的距离时的像倍率发生变化的比例。并且，变化量数据96的像倍率变化量并不限定于像高80％的位置上的像倍率发生变化的比例，例如也可以是像高50％的位置等除了像高80％的位置以外的位置上的像倍率发生变化的比例。
另一方面，作为一例，如图7所示，主体侧主控制部28的二次存储部64存储有摄像程序98。CPU60从二次存储部64读取摄像程序98而展开于一次存储部62，并按照所展开的摄像程序98执行后述的AF控制处理(参考图8)。换言之，CPU60通过执行摄像程序98而作为获取部、导出部、确定部及设定部进行动作。
接着，参考图8对本实施方式所涉及的摄像装置10的作用进行说明。另外，例如在通过由用户将设置于摄像装置主体12的释放按钮设为半按状态而输入了自动聚焦的执行命令时被执行图8所示的AF控制处理。
在图8的步骤S10中，CPU60分别对多个光圈值获取伴随聚焦透镜74的位置变化的像倍率变化量的基准值。具体而言，CPU60经由外部I/F52对CPU88输出获取变化量数据96的命令。若从CPU60输入获取变化量数据96的命令，则CPU88经由外部I/F86将存储于二次存储部92的变化量数据96输出至CPU60。CPU60经由外部I/F52获取从CPU88输入的变化量数据96。
在步骤S12中，CPU60获取摄影视角内的AF区域的位置(在本实施方式中，AF区域的中心位置)。在步骤S14中，执行图9所示的光圈极限值确定处理。在图9的步骤S30中，CPU60导出通过步骤S12的处理获取的AF区域的位置的像高。具体而言，作为一例，如图10所示，CPU60通过对从摄影视角的中心至AF区域的中心位置的距离(图10所示的D_af)除以从摄影视角的中心至摄影视角的四角中的任一角(图10的例子中，右下角)的距离(图10所示的D)来导出AF区域的位置的像高。
在步骤S32中，CPU60根据通过步骤S10的处理获取的变化量数据96，导出分别与通过步骤S12的处理获取的AF区域的位置上的多个光圈值对应的像倍率变化量。在本实施方式所涉及的AF中，将约景深7倍的距离(前述的距离D1)设为一个步距而使聚焦透镜74的位置变化，并且隔着AF评价值成为峰值的位置以五个步距量的AF评价值来导出对焦位置。即，在本实施方式中，在AF中，将导出对焦位置所需的景深35(＝7×5)倍设为基准。因此，在本实施方式中，作为一例，如图11的中央所示，CPU60首先通过将变化量数据96的像倍率变化量设为35倍，导出相当于景深35倍的像倍率变化量。
另外，若由通式表示导出该像倍率变化量的处理，则成为以下(1)式。
像倍率变化量＝变化量数据96中的像倍率变化量的基准值×KD×ST÷SS……(1)
(1)式中的KD表示在进行AF时将约景深KD倍的距离设为一个步距而使聚焦透镜74的位置变化。并且，(1)式中的ST表示在进行AF时隔着AF评价值成为峰值的位置以ST步距量的AF评价值来导出对焦位置。并且，(1)式中的SS表示变化量数据96的像倍率变化量的基准值是指使聚焦透镜74仅变化景深SS倍量的距离时的像倍率变化量。
接着，CPU60使用变化量数据96中的与像倍率变化量对应的像高ZP及通过步骤S30的处理导出的像高(D_af÷D)，并按照以下(2)式导出系数K。
K＝(D_af÷D)÷ZP……(2)
然后，CPU60通过相乘所导出的系数K与所导出的相当于景深35倍的像倍率变化量，导出分别与通过步骤S12的处理获取的AF区域的位置上的多个光圈值对应的像倍率变化量。例如，当通过步骤S12的处理获取的AF区域的位置的像高为40％时，作为一例，如图11的右侧所示，CPU60导出对所导出的相当于景深35倍的像倍率变化量乘以0.5(＝40％÷80％)而获得的值。
在步骤S34中，CPU60在分别与通过步骤S32的处理导出的AF区域的位置上的多个光圈值对应的像倍率变化量中，将阈值TH1以下且与最大的变化量对应的光圈值作为光圈极限值来确定。例如，在图11的例子中，当AF区域的位置的像高为80％且阈值TH1为3.5％时，光圈极限值确定为F10。并且，例如，在图11的例子中，当AF区域的位置的像高为40％且阈值TH1为3.5％时，光圈极限值确定为F20。因此，在本实施方式中，作为一例，如图12所示，根据AF区域的位置，确定光圈极限值。具体而言，AF区域越远离摄影视角的中心(像高变高)，光圈极限值确定为越小的值(开放侧的值)。
另外，作为阈值TH1，例如能够适用所容许的像倍率变化量的上限值等。作为具体的一例，将AF区域的水平方向的长度相对于摄影视角的水平方向的长度之比的一半的值作为阈值TH1来适用。这是因为，当AF区域的中心的被摄体脱离AF区域的情况是从AF区域的中心在水平方向上偏离AF区域的一半量以上的情况。并且，在该情况下，代替AF区域的水平方向的长度相对于摄影视角的水平方向的长度之比，也可以使用AF区域的垂直方向的长度相对于摄影视角的垂直方向的长度之比。并且，在该情况下，代替AF区域的水平方向的长度相对于摄影视角的水平方向的长度之比，也可以使用AF区域的对角线方向的长度相对于摄影视角的对角线方向的长度之比。
并且，在步骤S34中，CPU60也可以在分别与AF区域的位置上的多个光圈值对应的像倍率变化量中，将与以阈值TH1为上限的阈值TH1以下的规定范围内的任一个变化量对应的光圈值作为光圈极限值来确定。若步骤S34的处理结束，则光圈极限值确定处理结束，处理转移到图8所示的AF控制处理的步骤S16。
在图8的步骤S16中，CPU60根据被摄体亮度确定AF中的曝光状态(光圈值、快门速度及灵敏度)。具体而言，CPU60通过使用AF区域进行AE控制，根据被摄体亮度确定光圈值、快门速度及灵敏度。
在步骤S18中，CPU60判定通过步骤S16的处理确定的光圈值是否为通过步骤S14的处理确定的光圈极限值以下。当该判定成为肯定判定时，处理转移到步骤S20。在步骤S20中，CPU60作为执行AF时的光圈值、快门速度及灵敏度，设定通过步骤S16的处理确定的光圈值、快门速度及灵敏度。若步骤S20的处理结束，则处理转移到步骤S26。
另一方面，当步骤S18的判定成为否定判定时，处理转移到步骤S22。在步骤S22中，CPU60作为执行AF时的光圈值，设定通过步骤S14的处理确定的光圈极限值。在步骤S24中，CPU60通过进行AE控制，确定与通过步骤S22的处理设定的光圈值对应的快门速度及灵敏度。然后，CPU60作为执行AF时的快门速度及灵敏度，设定所确定的快门速度及灵敏度。若步骤S24的处理结束，则处理转移到步骤S26。
在步骤S26中，CPU60按照经以上处理设定的光圈值、快门速度及灵敏度执行AF。若步骤S26的处理结束，则结束AF控制处理。
如以上进行的说明，根据本实施方式，在执行AF时，根据伴随分别对多个光圈值的聚焦透镜74的位置变化的像倍率变化量的基准值，导出分别与AF区域中的多个光圈值对应的像倍率变化量。并且，在所导出的变化量中，将与所容许的像倍率变化量的阈值TH1以下的变化量中的任一个对应的光圈值作为光圈极限值来确定。而且，当由执行AF时的被摄体亮度求出的光圈值超过所确定的光圈极限值时，将光圈值设定为光圈极限值。因此，被摄体脱离AF区域得到抑制，其结果，能够抑制对焦精度的下降。
[第2实施方式]
对发明的技术的第2实施方式进行说明。另外，本实施方式所涉及的摄像装置10的结构与第1实施方式相同(参考图1及图2)，因此省略说明。
根据AF区域的尺寸，基于搜索AF中的对焦位置中的聚焦透镜74的位置有时像倍率变化量发生变化。因此，在本实施方式中，通过根据AF区域的尺寸而改变阈值TH1，光圈极限值也改变。
参考图13对本实施方式所涉及的摄像装置10的作用进行说明。另外，本实施方式所涉及的AF控制处理除了第1实施方式所涉及的AF控制处理的步骤S14的光圈极限值确定处理以外相同，因此在此对光圈极限值确定处理进行说明。另外，对图13中执行与图9相同的处理的步骤标注与图9相同的步骤编号并省略说明。
在图13的步骤S33A中，CPU60按照以下(3)式，并根据AF区域的尺寸导出阈值TH1。
TH1＝TH_def×H÷H_def……(3)
(3)式中的TH_def表示AF区域的默认尺寸时的阈值(第1实施方式中的阈值TH1)。并且，(3)式中的H表示此次的AF中的AF区域的尺寸(在本实施方式中，水平方向的长度)，H_def表示AF区域的默认尺寸。因此，在本实施方式中，AF区域的尺寸越大，阈值TH1成为越大的值。在下一步骤S34的处理中，使用本步骤S33A中所导出的阈值TH1确定光圈极限值。
如以上进行的说明，根据本实施方式，AF区域的尺寸越大，阈值TH1设为越大的值。因此，能够抑制对焦精度的下降，并且抑制不必要的光圈限制。
[第3实施方式]
对发明的技术的第3实施方式进行说明。另外，本实施方式所涉及的摄像装置10的结构与第1实施方式相同(参考图1及图2)，因此省略说明。
参考图14对本实施方式所涉及的摄像装置10的作用进行说明。另外，本实施方式所涉及的AF控制处理除了第2实施方式所涉及的AF控制处理的步骤S14的光圈极限值确定处理以外相同，因此在此对光圈极限值确定处理进行说明。并且，对图14中执行与图13相同的处理的步骤标注与图13相同的步骤编号并省略说明。在本实施方式中，CPU60通过执行摄像程序98还作为检测执行自动聚焦之前的被摄体的移动量的检测部进行动作。
在图14的步骤S33B中，CPU60使用实时取景图像的多张图像数据，在实时取景图像内的多个位置上导出被摄体的移动矢量。作为导出该被摄体的移动矢量方法，例如能够适用日本专利第5507014号公报中所记载的方法。而且，CPU60将所导出的多个位置上的被摄体的移动矢量的大小的最大值作为被摄体的移动量来检测。
在步骤S33C中，CPU60按照以下(4)式，并根据被摄体的移动量校正阈值TH1。
TH1＝TH1×(1-K×X_max)……(4)
(4)式右边的TH1表示通过步骤S33A的处理导出的阈值TH1，X_max表示通过步骤S33B的处理检测到的被摄体的移动量。并且，(4)式中的K为预先设定的系数，在本实施方式中，根据所假定的被摄体的移动量的上限值来确定。例如，当所假定的被摄体的移动量的上限值与AF区域的水平方向的长度相同时，设为AF区域的水平方向的长度的50％左右的值。因此，在本实施方式中，执行AF之前的被摄体的移动量越多，阈值TH1成为越小的值。在下一步骤S34的处理中，使用本步骤S33C中所导出的阈值TH1确定光圈极限值。另外，在步骤S34中，当阈值TH1小于通过步骤S32的处理导出的像倍率变化量的最小值时，将光圈极限值确定为与像倍率变化量的最小值对应的光圈值(图11的例子中F2.0)即可。
如以上进行的说明，根据本实施方式，执行AF之前的被摄体的移动量越多，阈值TH1成为越小的值。因此，被摄体的移动量变得越多，越减少由聚焦透镜74的位置变化引起的影响，因此变得被摄体难以脱离AF区域，其结果，能够进一步抑制对焦精度的下降。
[第4实施方式]
对发明的技术的第4实施方式进行说明。另外，本实施方式所涉及的摄像装置10的结构与第1实施方式相同(参考图1及图2)，因此省略说明。
作为AF中的曝光状态的确定方法，已知有使用AF用程序图的方法。在该方法中，根据被摄体的测光值(EV(Exposure Value：曝光)值)，并使用程序图确定AF中的光圈值、快门速度及灵敏度。当AF的动作模式为优先AF的速度的模式时，作为一例，如图15所示，伴随EV值变小，一边将光圈切换到开放侧一边维持快门速度，以免降低通过AF搜索对焦位置时的帧速率(以下，称为“AF帧速率”)。另外，这里所说的AF帧速率表示获取通过AF搜索对焦位置时的AF评价值的时间间隔。并且，在图15中示出了拍摄时的光圈值为F8时的例子。
另一方面，当AF的动作模式为优先对焦精度的模式(以下，称为“精度优先模式”)时，作为一例，如图16所示，即便EV值变小也欲尽量维持拍摄时的光圈，因此保持相同的光圈的状态使快门速度下降，并且使AF帧速率也下降。另外，在图16中也示出了拍摄时的光圈值为F8时的例子。在图16所示的例子中，如虚线H1所示，AF帧速率以13EV为界120fps(Frames Per Se cond：帧频)及60fps被切换。并且，在该情况下，如虚线H2所示，AF帧速率以12EV为界60fps及30fps被切换。
当被摄体移动时，AF帧速率越低，变得被摄体越容易脱离AF区域。因此，在本实施方式中，当AF的动作模式为精度优先模式时，根据AF帧速率改变阈值TH1。
参考图17对本实施方式所涉及的摄像装置10的作用进行说明。另外，本实施方式所涉及的AF控制处理除了第1实施方式所涉及的AF控制处理的步骤S14的光圈极限值确定处理以外相同，因此在此对光圈极限值确定处理进行说明。并且，对图17中执行与图9相同的处理的步骤标注与图9相同的步骤编号并省略说明。在本实施方式中，CPU60通过执行摄像程序98还作为判定AF的动作模式是否为精度优先模式的判定部进行动作。
在图17的步骤S33D中，CPU60判定AF的动作模式是否为精度优先模式。当该判定成为否定判定时，处理转移到步骤S34，当成为肯定判定时，处理转移到步骤S33E。
在步骤S33E中，CPU60按照以下(5)式，导出与AF帧速率相应的阈值TH1。
TH1＝TH1×AF帧速率÷基准帧速率……(5)
与第1实施方式相同地，(5)式右边的TH1为预先设定的(即，默认的)阈值。并且，(5)式中的基准帧速率为作为AF帧速率的基准值预先设定的帧速率，例如为120fps。因此，在本实施方式中，AF帧速率越高，阈值TH1成为越大的值。若步骤S33E的处理结束，则处理转移到步骤S34。当AF的动作模式为精度优先模式时，在步骤S34的处理中，使用本步骤S33E中所导出的阈值TH1确定光圈极限值。另一方面，当AF的动作模式为除了精度优先模式以外的模式(例如，优先AF的速度的模式)时，在步骤S34的处理中，与第1实施方式相同地，使用预先设定的阈值TH1确定光圈极限值。
如以上进行的说明，根据本实施方式，当AF的动作模式为精度优先模式时，AF帧速率越高，阈值TH1设为越大的值。因此，变得被摄体难以脱离AF区域，其结果，能够进一步抑制对焦精度的下降。
[第5实施方式]
对发明的技术的第5实施方式进行说明。另外，本实施方式所涉及的摄像装置10的结构与第1实施方式相同(参考图1及图2)，因此省略说明。
参考图18对本实施方式所涉及的摄像装置10的作用进行说明。另外，本实施方式所涉及的AF控制处理除了第1实施方式所涉及的AF控制处理的步骤S14的光圈极限值确定处理以外相同，因此在此对光圈极限值确定处理进行说明。并且，对图18中执行与图9相同的处理的步骤标注与图9相同的步骤编号并省略说明。
在图18的步骤S33F中，CPU60判定自上次执行AF起的经过期间是否为规定期间(例如10秒)以内。当该判定成为否定判定时，处理转移到步骤S34，当成为肯定判定时，处理转移到步骤S33G。这是因为，当自上次执行AF起的经过期间较短时，将与上次执行AF时相同的被摄体视为在被摄体距离几乎未发生变化的状态下进行拍摄。
在步骤S33G中，上次执行了AF时的被摄体距离越短，CPU60将阈值TH1作为越小的值来导出。具体而言，作为一例，如图19所示，CPU60在被摄体距离的下限值与上限值的范围内，被摄体距离越短，将阈值TH1设为比默认值(本实施方式中3.5％)更小的值。另外，图19的横轴中的括号内的记载表示上次执行了AF时的被摄体距离。并且，在本实施方式中，将标准透镜(35mm换算的焦距为50mm的摄像透镜)设为基准。若步骤S33G的处理结束，则处理转移到步骤S34。当自上次执行AF起的经过期间在规定期间以内时，在步骤S34的处理中，使用本步骤S33G中所导出的阈值TH1确定光圈极限值。另一方面，当自上次执行AF起的经过期间超过规定期间时，在步骤S34的处理中，与第1实施方式相同地，使用预先设定的阈值TH1确定光圈极限值。
如以上进行的说明，根据本实施方式，上次执行了AF时的被摄体距离越短，阈值TH1设为越小的值。因此，变得被摄体难以脱离AF区域，其结果，能够进一步抑制对焦精度的下降。
另外，在上述第5实施方式中也可以是如下，即，摄像透镜14的焦距变得越长，将使阈值TH1变化的范围的被摄体距离的下限值及上限值(图19的例子中10cm及50cm)设为越大的值。摄像透镜14的焦距越长，被摄体的移动及摄像装置10的抖动的影响变得越大，因此通过根据焦距使上述下限值及上述上限值变化，变得被摄体难以脱离AF区域，其结果，能够进一步抑制对焦精度的下降。
并且，在上述第5实施方式中，对自上次执行AF起的经过期间在规定期间以内时变更阈值TH1的方式例进行了说明，但并不限定于此。例如，也可以设为当上次执行了AF时的AE的执行结果与此次的AE的执行结果的相似度为规定度以上时，变更阈值TH1的方式。在该情况下，可例示使用AE中的摄影视角整体的测光值及分割了摄影视角的区域中的测光值的分布中至少一个等来导出上述相似度的方式。
并且，在上述各实施方式中，也可以由除CPU以外的各种处理器执行CPU通过执行软件(程序)而执行的AF控制。作为该情况下的处理器，可例示FPG A(Field-ProgrammableGate Array/现场可编程门阵列)等制造后能够变更电路结构的PLD(Programmable LogicDevice/可编程逻辑器件)及ASIC(Ap plication Specific Integrated Circuit/专用集成电路)等具有为了执行特定的处理而专门设计的电路结构的处理器即专用电气电路等。并且，AF控制处理可以由这些各种处理器中的一个来执行，也可以由相同种类或不同种类的两个以上的处理器的组合(例如，多个FPGA及CPU与FPGA的组合等)来执行。并且，更具体而言，这些各种处理器的硬件结构为组合了半导体元件等电路元件的电气电路。
并且，在上述各实施方式中，对摄像程序98预先存储于二次存储部64(安装)的方式进行了说明，但并不限定于此。摄像程序98也可以以记录于CD-ROM(Compact Disk ReadOnly Memory/光盘只读存储器)、DVD-ROM(Digi tal Versatile Disk Read Only Memory/数字通用盘只读存储器)及USB(Uni versal Serial Bus/通用串行总线)存储器等记录介质的方式提供。并且，摄像程序98也可以是经由网络从外部装置下载的方式。
于2018年1月25日申请的日本国专利申请2018-010738的公开其全部内容通过参考编入于本说明书中。并且本说明书中所记载的所有的文献、专利申请及技术标准，通过参考而援用于此的每个文献、专利申请及技术标准与具体且个别记载时相同程度地通过参考编入于本说明书中。

Claims (11)

1.一种摄像装置，其具备：
摄像透镜，包含聚焦透镜；
摄像部，拍摄通过了所述摄像透镜的光学像；
获取部，分别对多个光圈值的每一个获取伴随所述聚焦透镜的位置变化的像倍率变化量的基准值；
导出部，当执行自动聚焦时，根据通过所述获取部获取的变化量的基准值，导出分别与自动聚焦区域中的所述多个光圈值的每一个对应的像倍率变化量；
确定部，在通过所述导出部导出的变化量中，将与所容许的像倍率变化量的阈值以下的变化量中的任一个对应的光圈值作为光圈极限值来确定；及
设定部，当由执行自动聚焦时的被摄体亮度求出的光圈值超过通过所述确定部确定的光圈极限值时，将光圈值设定为所述光圈极限值，
导出所述像倍率变化量的处理由以下(1)式表示，
像倍率变化量＝变化量数据中的像倍率变化量的基准值×KD×ST÷SS……(1)
其中，KD表示在进行AF时将景深的约KD倍的距离设为一个步距而使聚焦透镜的位置变化，ST表示在进行AF时隔着AF评价值成为峰值的位置以ST步距量的AF评价值来导出对焦位置，SS表示变化量数据的像倍率变化量的基准值为在使聚焦透镜的位置仅变化景深的SS倍量的距离时的像倍率变化量。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
自动聚焦区域的尺寸越大，所述阈值为越大的值。
3.根据权利要求1所述的摄像装置，其还具备：
检测部，检测执行自动聚焦之前的被摄体的移动量，
通过所述检测部检测到的被摄体的移动量越多，所述阈值为越小的值。
4.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
通过自动聚焦搜索对焦位置时的帧速率越高，所述阈值为越大的值。
5.根据权利要求4所述的摄像装置，其中，
当自动聚焦的动作模式为优先对焦精度的模式时，所述帧速率越高，将所述阈值设为越大的值。
6.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
上次执行了自动聚焦时的被摄体距离越短，所述阈值为越小的值。
7.根据权利要求6所述的摄像装置，其中，
在所述被摄体距离的下限值与上限值的范围内，当所述被摄体距离越短将所述阈值设为越小的值时，所述摄像透镜的焦距越长，将所述下限值及所述上限值设为越大的值。
8.根据权利要求6所述的摄像装置，其中，
当上次执行了自动聚焦时的自动曝光的执行结果与此次自动曝光的执行结果的相似度为规定度以上时，所述被摄体距离越短，将所述阈值设为越小的值。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的摄像装置，其中，
所述确定部在通过所述导出部导出的变化量中，将所述阈值以下且与最大的变化量对应的光圈值作为光圈极限值来确定。
10.一种摄像方法，其由具备包含聚焦透镜的摄像透镜及拍摄通过了所述摄像透镜的光学像的摄像部的摄像装置执行，所述摄像方法中，
分别对多个光圈值的每一个获取伴随所述聚焦透镜的位置变化的像倍率变化量的基准值，
当执行自动聚焦时，根据所获取的变化量的基准值，导出分别与自动聚焦区域中的所述多个光圈值的每一个对应的像倍率变化量，
导出所述像倍率变化量的处理由以下(1)式表示，
像倍率变化量＝变化量数据中的像倍率变化量的基准值×KD×ST÷SS……(1)
其中，KD表示在进行AF时将景深的约KD倍的距离设为一个步距而使聚焦透镜的位置变化，ST表示在进行AF时隔着AF评价值成为峰值的位置以ST步距量的AF评价值来导出对焦位置，SS表示变化量数据的像倍率变化量的基准值为在使聚焦透镜的位置仅变化景深的SS倍量的距离时的像倍率变化量，
在所导出的变化量中，将与所容许的像倍率变化量的阈值以下的变化量中的任一个对应的光圈值作为光圈极限值来确定，
当由执行自动聚焦时的被摄体亮度求出的光圈值超过所确定的光圈极限值时，将光圈值设定为所述光圈极限值。
11.一种计算机可读取的存储介质，存储有程序，该程序用于使控制具备包含聚焦透镜的摄像透镜及拍摄通过了所述摄像透镜的光学像的摄像部的摄像装置的计算机执行如下处理：
分别对多个光圈值的每一个获取伴随所述聚焦透镜的位置变化的像倍率变化量的基准值；
当执行自动聚焦时，根据所获取的变化量的基准值，导出分别与自动聚焦区域中的所述多个光圈值的每一个对应的像倍率变化量；
导出所述像倍率变化量的处理由以下(1)式表示，
像倍率变化量＝变化量数据中的像倍率变化量的基准值×KD×ST÷SS……(1)
其中，KD表示在进行AF时将景深的约KD倍的距离设为一个步距而使聚焦透镜的位置变化，ST表示在进行AF时隔着AF评价值成为峰值的位置以ST步距量的AF评价值来导出对焦位置，SS表示变化量数据的像倍率变化量的基准值为在使聚焦透镜的位置仅变化景深的SS倍量的距离时的像倍率变化量，
在所导出的变化量中，将与所容许的像倍率变化量的阈值以下的变化量中的任一个对应的光圈值作为光圈极限值来确定；及
当由执行自动聚焦时的被摄体亮度求出的光圈值超过所确定的光圈极限值时，将光圈值设定为所述光圈极限值。
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