拍摄装置和拍摄方法与流程

本发明涉及拍摄被摄体来生成电子的图像数据的拍摄装置和拍摄方法。

背景技术：

近年来，在数码照相机或数码摄像机等拍摄装置中，能够进行分别适合于多种拍摄场景的拍摄。例如，已知如下技术：即使在动态图像拍摄的中途变更了光圈值的情况下，也进行根据光圈值来自动地切换曝光的AE(Automatic Exposure：自动曝光)处理(专利文献1)。在该技术中，根据从更换镜头接收到的与光圈的驱动速度相关的信息，从光圈的驱动开始到结束为止的期间的中途，对生成图像数据的摄像元件的曝光时间进行变更，由此进行了顺畅的AE处理。

图15是示出使用以往的拍摄装置进行动态图像拍摄时的状况的示意图。在图15的状况下由拍摄者使用拍摄装置从暗的视野区域到明亮的视野区域进行了摇摄操作(箭头P方向)时，由于照相机的曝光调整的问题，有时动态图像被不自然地显示。

例如图16所示，有时在摇摄中途，亮度发生变化，从而画面产生闪烁。具体而言，图16的(b)、(c)是如下情况下的画面：在通过摇摄操作而使得被摄体变亮，因此预测为照相机朝缩小光圈的方向变化时，例如在更换镜头的光圈值的变化在机构上发生了比预测大的变化的情况下，光圈过度缩小，结果变成曝光不足。

此外，最近搭载有CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补性金属氧化物半导体)传感器的拍摄装置也变得普遍，但在CMOS传感器中，以卷帘快门方式进行读出，因此还存在由于卷帘快门方式而引起的问题。这是因为在卷帘快门方式中，在最初读出的行和最后读出的行中，曝光时机不同，因此当在曝光过程中光圈发生了变化时，对应于行的上下而蓄积的光量不同，其结果，在画面的上下产生明亮度的不均(卷帘快门效应)。

图17是说明由于卷帘快门方式而显示在上下存在亮度不均的画面的例子的图。如图17的(b)、(c)所示，由于卷帘快门效应，在摇摄中途的画面中，在画面的上 下产生亮度不均。

为了解决这样的问题，提出了如下技术：在动态图像拍摄中，以与摄像元件的帧频同步的周期，从更换镜头中按照时间序列取得光圈值，根据使用该时间序列数据预测出的下一个曝光时的光圈值，设定曝光时间和ISO感光度等曝光条件，由此减少上述不均(专利文献2)。

【专利文献1】日本特开2010-2900号公报

【专利文献2】日本特开2013-31010号公报

但是，专利文献2中的提案未对应安装了光圈值的变化不是恒定速度的镜头的情况、以及与对焦镜头或变焦镜头的驱动联动的光圈跟踪动作。在镜头为光圈值的变化不是恒定速度的镜头或光圈跟踪动作时，预测出的光圈值与实际的光圈值为不同的值，因此可能无法正确地进行图像内的明亮度不均的抑制，或者产生曝光偏移而使拍摄影像闪烁。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种能够拍摄高品质的影像的拍摄装置，上述高品质的影像不存在由于曝光条件设定中的光圈值的偏差而引起的明亮度的不均或闪烁。

为了达到上述目的，第1发明的拍摄装置由镜头部和主体部构成，所述镜头部具有包含可变光圈的光学系统，在所述主体部上安装所述镜头部，所述主体部具有接收经由所述镜头部会聚的光并进行光电转换的摄像元件，所述拍摄装置的特征在于，所述镜头部具有：光圈驱动部，其驱动所述可变光圈；光圈值检测部，其检测所述可变光圈的光圈值；以及镜头控制部，其控制所述光圈驱动部，所述镜头控制部在对所述可变光圈的光圈值进行变更时，计算预告值并发送到所述主体部，所述预告值表示从所述光圈值检测部检测出的所述可变光圈的最新的光圈值的检测时刻起经过规定时间后的光圈值，所述主体部具有曝光控制部，所述曝光控制部根据从所述镜头部取得的所述预告值，控制所述摄像元件的曝光。

根据本发明，可提供一种能够拍摄高品质的影像的拍摄装置，上述高品质的影像不存在由于曝光条件设定中的光圈值的偏差而引起的明亮度的不均或闪烁。

附图说明

图1是从背面侧观察到的第1实施方式的拍摄装置的立体图。

图2是示出第1实施方式的拍摄装置的结构的框图。

图3是说明由第1实施方式的拍摄装置进行的处理步骤的流程图。

图4是示出第1实施方式的曝光时间计算/校正处理的概要的子例程。

图5是示出第1实施方式的曝光时间计算/校正处理的时序图的图。

图6是说明第1实施方式的按照每行校正曝光时间的概要的图。

图7是说明第1实施方式的LCPU的处理步骤的流程图。

图8是说明第1实施方式的帧不均校正处理的步骤的流程图。

图9是第2实施方式的检测定时指定例1。

图10是第2实施方式的检测定时指定例2。

图11是第2实施方式的检测定时指定例3。

图12是说明第3实施方式的曝光时间计算/校正处理的步骤的时序图。

图13是说明第3实施方式的LCPU的动作的流程图。

图14是示出利用第1实施方式的拍摄装置进行了摇摄操作时的显示图像的图。

图15是示出使用以往的拍摄装置进行动态图像拍摄时的状况的示意图。

图16是说明在图15的状况下在画面中产生闪烁的图。

图17是说明在图15的状况下在画面的上下产生亮度不均的图。

标号说明

1：拍摄装置；2：主体部；3：镜头部；201：快门；202：快门驱动部；203：摄像元件；204：摄像元件驱动部；205：信号处理部；206：发光部；207：同步信号生成部；208：主体通信部；209：操作输入部；210：显示部；211：触摸面板；212：存储部；213：BCPU；213a：图像处理部；213b：面部检测部；213c：目标值计算部；213d：曝光控制部；213e：曝光时间计算部；213f：曝光时间校正部；213g：增益设定部；213h：拍摄控制部；301：光学系统；302：镜头驱动部；303：镜头位置检测部；304：光圈；305：光圈驱动部；306：光圈值检测部；307：镜头操作部；308：镜头存储部；308a：驱动控制表数据；309：镜头通信部；310：LCPU。

具体实施方式

以下，依照附图说明本发明的实施方式。

[第1实施方式]

以下，参照附图说明用于实施本发明的第1实施方式。另外，在以下的说明中，例示数码单反照相机作为本发明的拍摄装置，但拍摄装置不限于此。

图1是从背面侧观察到的第1实施方式的拍摄装置1的立体图。图2是示出第1实施方式的拍摄装置1的结构的框图。参照图1和图2说明拍摄装置1的整体。

如图1和图2所示，拍摄装置1具有主体部2和在主体部2上拆装自如的镜头部3。主体部2具有快门201、快门驱动部202、摄像元件203、摄像元件驱动部204、信号处理部205、发光部206、同步信号生成部207、主体通信部208、操作输入部209、显示部210、触摸面板211、存储部212、控制部213(以下称作“BCPU 213”)。

快门201主要在静态图像拍摄时进行曝光动作，在曝光动作中，通过进行开闭动作将摄像元件203的状态设定为曝光状态或遮光状态。快门201在实时取景图像显示时，原则上被维持在打开状态。快门201使用焦面快门等构成。快门驱动部202使用步进电机等构成，根据从BCPU 213输入的指示信号来驱动快门201。

摄像元件203使用CMOS传感器构成，通过接收镜头部3会聚后的光并进行光电转换来连续地生成图像数据。摄像元件203二维地排列接收镜头部3会聚后的光并进行光电转换的多个像素。摄像元件203利用所谓的被称作卷帘快门的方式，生成图像数据，在卷帘快门的方式中，按照水平方向的每行，以不同的定时，依次读出由各像素转换后的电信号。

摄像元件驱动部204根据规定的定时(例如30fps)，驱动摄像元件203。具体而言，摄像元件驱动部204根据由同步信号生成部207生成的同步信号，生成用于同步地驱动摄像元件203的驱动定时信号，并将所生成的驱动定时输出到摄像元件203。

信号处理部205在对从摄像元件203输出的模拟信号实施了放大等信号处理后进行A/D转换，由此生成数字的图像数据(RAW数据)并输出到BCPU 213。

发光部206使用氙气灯或LED(Light Emitting Diode：发光二极管)等构成，朝向拍摄装置1拍摄的视野区域照射作为辅助光的光。

同步信号生成部207根据来自BCPU 213的指示，生成垂直同步信号V_D和水平同步信号H_D。同步信号生成部207经由BCPU 213输出垂直同步信号V_D和水平同步信号H_D。另外，同步信号生成部207也可以与BCPU 213一体地设置。

主体通信部208是用于进行与安装在主体部2上的镜头部3的通信的通信接口。

如图1所示，操作输入部209具有：电源开关209a，其将拍摄装置1的电源状态切换为接通状态或断开状态；释放开关209b，其输入给出静态图像拍摄的指示的释放信号；拍摄模式切换开关209c，其对由拍摄装置1设定的各种拍摄模式进行切换；给出动态图像拍摄的指示的动态图像开关209d；以及设定拍摄装置1的各种参数的菜单开关209e。

显示部210具有由液晶或有机EL(Electro Luminescence：电致发光)等构成的显示面板。在显示部210上，显示与图像数据对应的图像、或者与拍摄装置1的拍摄动作相关的操作信息或与拍摄相关的拍摄信息等。

触摸面板211检测摄影者根据由显示部210显示的信息而进行了触摸(接触)的位置，并将与该检测到的触摸位置对应的信号输出到BCPU 213。触摸面板211被设置在显示部210的显示画面上。一般而言，作为触摸面板，有电阻膜方式、静电电容方式和光学方式等。在本实施方式中，可应用任意一种方式的触摸面板。

存储部212利用固定设置于拍摄装置1内部的闪存或DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机存取存储器)等半导体存储器来实现。存储部212存储用于使拍摄装置1进行动作的各种程序、和在程序执行中使用的各种数据和参数等。存储部212存储图像数据，并且存储能够安装到主体部2的镜头部3的信息和与镜头部3的种类相对应的图像数据的校正信息等。

存储部212具有P线图存储部212a。P线图存储部212a存储在拍摄装置1进行自动曝光(AE)控制时参照的程序线图(P线图)信息。另外，存储部212可以包含从外部安装的存储卡等计算机可读取的存储介质。

BCPU 213通过读入了在存储部212中所存储的控制程序的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)的处理来实现。BCPU 213根据来自操作输入部209的指示信号或来自触摸面板211的位置信号等，进行针对构成拍摄装置1的各部的指示和数据传送等，从而统一控制拍摄装置1的动作。

说明控制部BCPU 213的详细结构。BCPU 213具有图像处理部213a、面部检测部213b、目标值计算部213c、曝光控制部213d、增益设定部213g和拍摄控制部213h。

图像处理部213a对从信号处理部205输入的图像数据实施各种图像处理后输出到存储部212。具体而言，图像处理部213a对图像数据进行图像处理，该图像处理 至少包含调整图像的明亮度的增益处理、校正灰度的灰度校正处理、边缘强调、白平衡、颜色校正和γ校正。图像处理部213a按照JPEG(Joint Photographic Experts Group：联合图像专家组)方式，对图像数据进行压缩。

面部检测部213b通过模式匹配(pattern matching)，检测与图像数据对应的图像所包含的人物的面部。另外，面部检测部213b可以不仅检测人物的面部，还检测狗或猫等的面部。并且，面部检测部213b还可以使用模式匹配以外的公知技术来检测人物的面部。

目标值计算部213c根据图像数据所包含的被摄体的亮度信息、摄像元件203的曝光时间、和摄像元件203的拍摄感光度，计算作为镜头部3的光圈目标的光圈值(也称作开口直径或目标值Ft)。

具体而言，目标值计算部213c例如根据APEX(Additive System of Photographic Exposure：摄影曝光相加系统)标准，通过AV＝BV+SV-TV，由被摄体亮度BV、曝光时间TV和拍摄感光度SV，计算光圈值的目标值AV(目标值Ft)。

曝光控制部213d控制所述摄像元件203的曝光。曝光控制部213d具有曝光时间计算部213e和曝光时间校正部213f。

曝光时间计算部213e根据图像数据所包含的信息和从镜头部3取得的光圈信息，计算摄像元件203的曝光时间T。具体而言，曝光时间计算部213e参照P线图，根据图像数据所包含的被摄体的亮度信息、摄像元件203的拍摄感光度、和镜头部3的光圈每隔规定的定时的驱动预定的光圈值，计算摄像元件203的曝光时间T。“每隔规定的定时的驱动预定的光圈值”例如是指在即将计算曝光时间之前从镜头部3取得的2帧后的光圈值(F_next，以下称作预告值)。

曝光时间校正部213f在镜头部3的光圈的驱动时，根据从镜头部3取得的不同的时间点的多个光圈值，计算光圈值的时间变化量ΔF，按照水平方向上的每行N，校正摄像元件203的曝光时间T。

具体而言，曝光时间校正部213f例如根据从镜头部3取得的最新的光圈值F_new和2帧后的光圈值F_next(预告值)，计算镜头部3的光圈的光圈值的时间变化量ΔF，并按照水平方向上的每行N，校正由曝光时间计算部213e计算出的摄像元件203的曝光时间T。

换言之，曝光时间校正部213f从镜头部3取得每隔规定的定时进行驱动的预定 的光圈值、例如预告值F_next，并根据所取得的预告值F_next，按照水平方向上的每行N，分别校正摄像元件203的曝光时间T。

增益设定部213g根据从镜头部3取得的最新的光圈值F_new与在规定帧例如2帧前从镜头部3取得的预告值F_next之差，设定图像处理部213a对图像数据进行的增益处理的值(增益值)。

拍摄控制部213在被输入了静态图像释放信号的情况下，进行开始拍摄装置1中的拍摄动作的控制。这里，拍摄装置1中的拍摄动作是指信号处理部205和图像处理部213a对通过快门驱动部202和摄像元件驱动部204的驱动而从摄像元件203输出的图像数据实施规定的处理的动作。这样实施了处理后的图像数据被拍摄控制部213h存储到存储部212中。

可以使具有以上结构的主体部2具备电子取景器(EVF)、声音输入输出功能和经由互联网与外部的个人计算机(未图示)进行双向通信的通信功能等。

镜头部3具有光学系统301、镜头驱动部302、镜头位置检测部303、光圈304、光圈驱动部305、光圈值检测部306、镜头操作部307、镜头存储部308、镜头通信部309和镜头控制部310(以下称作“LCPU 310”)。

光学系统301使用变更视场角的变焦镜头和调整焦点位置的对焦镜头等多个镜头构成。光学系统301从规定的视野区域会聚光，并使该会聚后的光在摄像元件203的CMOS传感器的摄像面上成像。镜头驱动部302通过使光学系统301的镜头在光轴O上移动，进行光学系统301的焦点位置和视场角等的变更。镜头驱动部302使用步进电机或DC电机等构成。

镜头位置检测部303使用光遮断器等构成，检测被镜头驱动部302驱动的光学系统301的变焦镜头和对焦镜头的位置。具体而言，镜头位置检测部303将镜头驱动部302中所包含的驱动用电机的旋转量转换为脉冲数，并基于转换后的脉冲数，检测从以无限远为基准的基准位置起的光学系统301的对焦镜头和变焦镜头的位置。

光圈304通过限制由光学系统301会聚的光的入射量来进行曝光调整。光圈驱动部305通过驱动光圈304，调整入射到摄像元件203的光的光量。光圈驱动部305使用步进电机等构成。

光圈值检测部306检测由光圈驱动部305进行驱动后的光圈304的位置。光圈值检测部306使用线性编码器或可变电阻元件等电位计以及A/D转换电路等构成。

如图1所示，镜头操作部307是设置于镜头部3的镜头镜筒的周围的变焦环307a等，输入对光学系统301内的镜头进行操作的信号。另外，镜头操作部307可以是推式的开关等。

镜头存储部308存储用于决定光学系统301和光圈304的位置和移动的控制用程序。此外，镜头存储部308存储光学系统301的倍率、焦距、视场角、像差和F值(明亮度)等数据。

此外，镜头存储部308存储驱动控制表数据308a，驱动控制表数据308a是与光圈驱动部305的驱动量相对应的光圈304的光圈值的变化特性的数据。驱动控制表数据308a将光圈驱动用电机的驱动量与光圈值之间的关系进行了表数据化，如后所述，驱动控制表数据308a在镜头控制部310对预告值F_next的计算中被利用。

镜头通信部309是用于在镜头部3被安装到了主体部2上时与主体部2的主体通信部208进行通信的通信接口。

LCPU 310通过读入了在镜头存储部308中所存储的控制程序的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)的处理来实现。LCPU 310根据经由主体通信部208和镜头通信部309发送的来自BCPU 213的指示信号，控制镜头部3的动作。

LCPU 310经由镜头通信部309和主体通信部208，与摄像元件203生成图像数据的定时同步地，将光圈值检测部306检测出的最新的光圈值F_new、和规定帧例如2帧后的预告值Fnext发送到BCPU 213。

对具有以上结构的拍摄装置1进行的动作进行说明。图3是说明在第1实施方式中由拍摄装置1进行的处理的步骤的流程图。

BCPU 213判断拍摄装置1是否被设定为了拍摄模式(步骤S101)。BCPU 213在判断为拍摄装置1被设定为了拍摄模式时(步骤S101中的“是”)，使显示部210显示实时取景图像(步骤S102)。

具体而言，BCPU 213使显示部210按照生成顺序显示与图像数据对应的实时取景图像，该图像数据是图像处理部213a对由摄像元件203按照规定的帧频、例如30fps而连续生成的图像数据实施图像处理后的图像数据。拍摄者通过由显示部210显示的实时取景图像来确认被摄体的构图等，并进行拍摄。

接着，BCPU 213执行曝光时间的计算和校正处理(步骤S103)。曝光时间计算/校正处理是如下处理：按照图像数据的每一帧，基于预告值来计算摄像元件203的曝 光时间，并且按照摄像元件203的水平方向上的每一行，分别校正基于由预测值求出的光圈值的时间变化量而计算出的曝光时间，之后将利用图4具体进行叙述。

然后，BCPU 213执行帧不均校正处理(步骤S104)。帧不均校正处理是如下处理：从摄像元件203的各行中读出图像数据，对所读出的图像数据，校正图像的明亮度的不均，之后将利用图8具体进行叙述。

BCPU 213判断是否从释放开关209b输入了释放信号(步骤S105)。BCPU 213在判断为输入了释放信号时(步骤S105中的“是”)，进行拍摄(步骤S106)，并将所拍摄的图像数据存储到存储部212中(步骤S107)。BCPU 213在判断为未输入释放信号时(步骤S105中的“否”)，进入步骤S108。

然后，BCPU 213判断电源是否为断开状态(步骤S108)。BCPU 213在判断为电源是断开状态的情况下(步骤S108中的“是”)，结束本处理。另一方面，BCPU 213在判断为电源不是断开状态的情况下(步骤S108中的“否”)，返回步骤S101。

返回步骤S101，BCPU 213在判断为未设定为拍摄模式时(步骤S101中的“否”)，判断是否设定为了再现模式(步骤S109)。BCPU 213在判断为设定为了再现模式时(步骤S109中的“是”)，从存储部212中读出规定的图像数据，并在显示部210上再现显示(步骤S110)。

BCPU 213判断是否进行了图像的切换(步骤S111)。BCPU 213在判断为进行了图像的切换时(步骤S111中的“是”)，进行显示在显示部210上的图像的切换(步骤S112)，并返回到步骤S110。

BCPU 213在判断为未进行图像的切换时(步骤S111中的“否”)，进入步骤S108。此外，BCPU 213在判断为未被设定为再现模式时(步骤S109中的“否”)，进入步骤S108。

接着，对在图3的步骤S103中示出的曝光时间计算/校正处理进行说明。图4是说明曝光时间计算/校正处理的步骤的子例程。图5是示出曝光时间计算/校正处理中的时序图的图。

图5的(a)示出垂直同步信号V_D的产生定时。图5的(b)是示出摄像元件203的卷帘快门对各行的曝光定时的图，是示意性示出画面上下的曝光定时的偏差的图。从左起将各曝光定时依次设为b-1、b0、b1···。

图5的(c)示出镜头通信同步信号的产生定时。镜头通信同步信号是设定LCPU 310与BCPU 213进行通信的定时的信号，从BCPU 213被发送到LCPU 310。LCPU 310在接收镜头通信同步信号的规定时间后，与BCPU 213开始图5的(f)的镜头通信。

图5的(d)示出位置信息检测信号的通信定时。位置信息检测信号用于从BCPU213向LCPU 310发出指示，使得通过镜头位置检测部303检测光学系统301的对焦镜头以及变焦镜头的位置，通过光圈值检测部306检测光圈304的光圈值。从左起将位置信息检测信号的各通信定时依次设为d0、d1、d2···。

图5的(e)示出光圈304的光圈值的变化。这里，将上方设为光圈直径减小的方向、下方设为光圈直径增大的方向。图5的(f)示出BCPU 213和LCPU 310进行双向通信的镜头通信的定时。具体而言，BCPU 213将从图5的(c)的镜头通信同步信号起经过了规定时间的时刻设为图5的(f)的镜头通信定时。从左起将各镜头通信定时依次设为f0、f1、f2···。

图5的(g)示出下一帧曝光时间计算/校正的定时。下一帧曝光时间计算/校正由曝光时间计算部213e、曝光时间校正部213f进行。从左起将下一帧曝光时间计算/校正的各定时依次设为g0、g1、g2···。

此外，在图5中，将图5的(a)的垂直同步信号V_D的产生定时的周期设为V_DC，将垂直同步信号V_D的产生定时设为t_i＝t₀+iV_DC(i＝自然数)。此外，图5的(c)的镜头通信同步信号以与垂直同步信号V_D相同的周期产生。

图5的(d)的位置信息检测信号在垂直同步信号V_D的产生定时产生上升或下降。并且，图5的(g)的下一帧曝光时间计算/校正的定时是镜头通信的定时刚刚结束之后。进而，将图5的(b)的卷帘快门曝光控制为使得垂直同步信号V_D的产生定时的上升与摄像元件203的中央行的曝光定时的中心一致。

在图4中，BCPU 213判断是否为与LCPU 310进行双向通信的图5的(f)的镜头通信定时(步骤S201)。BCPU 213如果判断为是从图5的(c)的镜头通信同步信号的定时起经过规定时间后的图5的(f)的镜头通信定时(步骤S201中的“是”)，则BCPU 213经由主体通信部208和镜头通信部309，将在上次的测光等定时(曝光时间计算/校正处理)计算出的光圈值的目标值Ft和光圈值切换指示Fk发送到LCPU310(步骤S202)。

另外，利用图7的步骤S307说明光圈值切换指示Fk。用从图5的(f)的镜头通信到图5的(e)光圈位置的虚线箭头，表示光圈值的目标值Ft和光圈值切换指示 Fk的发送。

在上次的测光定时(曝光时间计算/校正处理)计算出的光圈值的目标值Ft是指，在上次的曝光时间计算/校正处理的步骤S204和步骤S205(将后述)中测光和计算出的目标值Ft。这是因为如图3所示，反复进行图4的曝光时间计算/校正处理。

另一方面，BCPU 213在判断为不是镜头通信定时的情况下(步骤S201中的“否”)，结束图4的处理，返回图3的主例程。

此外，BCPU 213取得由LCPU 310检测到的镜头位置、最新的光圈值F_new和预告值Fnext等，作为镜头信息并进行存储(步骤S203)。如从图5的(f)的镜头通信起的单点划线的箭头所示，在镜头通信的定时取得的镜头信息在图5的(g)的下一帧曝光时间计算/校正中被利用。

对于镜头位置、最新的光圈值F_new以及预告值Fnext，在此次的镜头通信定时之前，从BCPU 213接收到图5的(d)的位置信息检测信号的LCPU 310检测镜头位置和光圈值F_new，计算预告值Fnext，并存储到了镜头存储部308中。

另外，这里，在光圈304的驱动停止中、且没有来自BCPU 213的光圈值的切换指示的状态下，设为发送与最新的光圈值F_new相同的预告值Fnext。此外，在没有光圈值的切换指示的状态下，也可以不发送预告值Fnext。

接着，BCPU 213根据摄像元件203生成的图像数据，执行测光处理(步骤S204)。具体而言，BCPU 213根据经由信号处理部205输出的图像数据，进行计算图像内的被摄体的亮度信息(被摄体亮度)和亮度分布的测光处理。

目标值计算部213c计算光圈304设为目标的光圈值的目标值Ft(步骤S205)。具体而言，目标值计算部213c参照P线图存储部212a，根据在步骤S204中计算出的被摄体亮度BV、以及曝光时间TV和拍摄感光度SV，计算光圈304设为目标的光圈值的目标换算值AV。并且，目标值计算部213c按照APEX换算表，将计算出的目标换算值AV转换为F值，计算光圈304的目标值Ft。

使用图5，具体说明步骤S201～步骤S205。在镜头通信定时的f1，BCPU 213将计算出的光圈目标值Ft(Ft1、Fk1)发送到LCPU 310。同样地，在镜头通信定时的f1，LCPU 310将最新的光圈值F_new和预告值Fnext发送到BCPU 213。这里，最新的光圈值F_new是在接收到位置信息检测信号d0的指示的定时由LCPU 310取得的数据。

此外，LCPU 310在位置信息检测信号的d0的前1个的镜头通信定时f0，取得了从BCPU 213发送的目标值Ft(Ft0)。目标值计算部213c通过目标值Ft0和在位置信息检测信号d0定时取得的最新的光圈值F_new，计算预告值Fnext。在镜头通信定时f1，从LCPU 310发送该预告值Fnext。

即，在镜头通信定时f1，从LCPU 310向BCPU 213发送位置信息检测信号d0中的最新的光圈值F_new和预告值Fnext(图5中记述为L0)。

另外，目标值计算部213c根据在最近得到的图像数据的亮度信息，计算目标值Ft。利用图5进行说明时，由目标值计算部213c利用通过b-1的曝光得到的图像数据，计算Ft1。

接着，曝光时间计算部213g计算摄像元件203生成的图像数据的下一帧的曝光时间T(步骤S206)。具体而言，曝光时间计算部213e通过以下的式(1)，计算曝光时间T的APEX换算值TV＝log₂(1/T)。

TV＝BV+SV-AV···(1)

这里，BV、SV和AV分别是亮度信息(通过S204的测光而取得)、拍摄感光度和预告值Fnext(2帧后的光圈值)的APEX换算值。具体而言，APEX换算值BV＝log₂(B/NK)、APEX换算值SV＝log₂(ISO(感光度)/0.32)、APEX换算值AV＝log₂(FNo²)。另外，在式(1)中，将BV+SV设为恒定。此外，APEX换算值BV的B为cd/cm²，将N和K设为常数。并且，APEX换算值AV的FNo是镜头光圈值。

拍摄控制部213g将这样计算出的曝光时间T(TV)作为下一帧的曝光时间来使用。此处所说的下一帧是相当于预告值Fnext的2帧之后的帧。

曝光时间校正部213f计算光圈值F的时间变化量ΔF(步骤S207)。具体而言，曝光时间校正部213f根据从LCPU 310取得的最新的光圈值F_new与预告值Fnext之差ΔF_2f，通过以下的式(2)，计算垂直同步信号的每1周期V_DC的光圈值的时间变化量ΔF。

ΔF＝ΔF_2f/2···(2)

接着，曝光时间校正部213f根据光圈304的光圈值的时间变化量ΔF，按照水平方向的每行，校正摄像元件203的曝光时间(步骤S208)。在图5中，用虚线示出在下一帧曝光时间计算/校正中计算出的曝光数据(EX0、EX1、EX2···)、与对应的卷帘快门曝光之间的关系。例如，通过曝光控制部213d，根据在g1计算/校正得到 的曝光数据EX1，控制图5的用卷帘快门曝光b1示出的曝光时间。这样，根据b-1帧的光圈值等数据(L0)，校正2帧后的图像即b1帧的曝光时间(EX1)。

图6是说明曝光时间校正部213f分别按照每行校正摄像元件203的曝光时间时的概要的说明图。在图6中，将摄像元件203的总行数设为2N_max+1(N_max＝自然数)。此外，将曝光时间计算部213g计算出的与一个图像数据对应的帧的曝光时间设为T、将在摄像元件203的最后一行2N_max+1进行校正的曝光校正时间设为ΔT来进行说明。另外，在图6中，点P表示摄像元件203中的中央行(n＝0)的曝光开始的定时。

为了调节摄像元件的每个水平行的曝光时间来抵消垂直同步信号周期的期间内的光圈变化而引起的曝光量变化量，使每个水平行的曝光时间的垂直方向的变化率与光圈的变化率一致。

因此，使得曝光校正时间ΔT与光圈变化量ΔF之比成为与如下比值相等的关系：与从中央行的曝光校正时间0到最后一行的曝光校正时间ΔT为止的变化对应的时间、即从中央行到最后一行为止的水平同步信号周期的量的时间N_max×H_DC与和ΔF的变化对应的时间即垂直同步信号周期V_DC之比。

如上所述，在设曝光时间计算部213g计算出的一个图像数据的曝光时间为T、与垂直同步信号的周期对应的光圈304的光圈变化量为ΔF、垂直同步信号的周期为V_DC、水平同步信号的周期为H_DC、在摄像元件203的最后一行2N_max+1进行校正的曝光校正时间为ΔT时，以下的式(3)成立。

ΔT：ΔF＝N_max×H_DC：V_DC···(3)

根据式(3)，

ΔT＝ΔF×N_max×H_DC/V_DC···(4)。

此外，曝光时间校正部213f在将校正曝光时间的摄像元件203的行设为了n(n＝自然数)的情况下，在n满足-N_max/2≦n≦N_max/2的条件，设进行校正的曝光校正时间为x时，根据图6，以下的式(5)成立。

x：ΔT＝n：N_max···(5)

因此，

x＝ΔT×n/N_max···(6)。

因此，在式(6)中代入式(4)时，

x＝ΔF×H_DC×n/V_DC···(7)。

这样，曝光时间校正部213f利用在上述式(7)中计算的x，按照水平方向上的每行，分别校正摄像元件203的曝光时间T。

并且，如图6所示，曝光时间校正部213f在摄像元件203的行n为n>0的情况下，使曝光校正时间增加x，另一方面，在摄像元件203的行n为n<0的情况下，使曝光校正时间减少x。在拍摄装置1进行动态图像拍摄或显示部210正显示实时取景图像的情况下，在朝向目标值驱动光圈304的过程中，如果将曝光时间设为恒定，则如图17所示，在画面的上下明亮度发生变化。

在用图5示出的例子中，如图5的(e)所示，光圈304朝缩小的方向变化，画面的下侧与上侧相比，光圈相对减小，因此在将各行的曝光时间设为恒定的情况下(图6中，为用虚线表示的左侧的斜线)，在画面的下侧，受光量下降。即，画面的下侧的亮度与上侧相比，相对下降。

因此，在第1实施方式中，曝光时间校正部213f根据最新的光圈F_new和时间变化量ΔF，在每个镜头通信定时，按照水平方向上的每行，分别校正摄像元件203的曝光时间T(图6中，为用实线表示的左侧的斜线)。由此，能够按照摄像元件203的水平方向上的每行，分别将接收到的受光量设为恒定。其结果，能够抑制图像的曝光不均。在步骤S208后，拍摄装置1返回到图3的主例程。

接着，说明LCPU 310的处理。图7是说明由LCPU 310进行的处理步骤的流程图。LCPU 310判断是否存在光圈值取得指示(步骤S301)。光圈值取得指示通过来自BCPU 213的位置信息检测信号(图5的(d))的上升或下降而被指示。LCPU 310在判断为不存在光圈值取得指示时(步骤S301中的“否”)，进入步骤S304。

LCPU 310在判断为存在光圈值取得指示时(步骤S301中的“是”)，从光圈值检测部306取得光圈值(步骤S302)。并且，LCPU 310在取得光圈值的同时，还从镜头位置检测部303的输出中取得镜头位置。并且，将所取得的最新的光圈值F_new和镜头位置存储到镜头存储部308中。

LCPU 310计算预告值Fnext(步骤S303)。具体而言，LCPU 310根据所取得的最新的光圈值F_new、光圈304的驱动控制表数据308a以及光圈目标值Ft，计算预告值Fnext。并且，将计算出的预告值Fnext存储到镜头存储部308中。

LCPU 310在步骤S301的光圈值取得指示之前的镜头通信定时，从BCPU 213接收光圈目标值Ft(后述的步骤S306或步骤S308)并存储到镜头存储部308中。LCPU 310在步骤S303中利用所存储的光圈目标值Ft。在图5的例子中，根据在镜头通信f0接收到的Ft0、和在位置信息检测信号d0取得的最新的光圈值F_new，计算预告值Fnext。

LCPU 310判断是否为图5的(f)的镜头通信定时(步骤S304)。具体而言，LCPU310判断是否从图5的(c)的镜头通信同步信号起经过了规定时间。LCPU 310如果判断为不是图5的(f)的镜头通信定时(步骤S304中的“否”)，则进入步骤S311。

LCPU 310如果判断为是图5的(f)的镜头通信定时(步骤S304中的“是”)，则通过步骤S305至步骤S309，进行与BCPU 213之间的通信(图5的(f))。

LCPU 310判断是否存在来自BCPU 213的光圈驱动指示(步骤S305)。光圈驱动指示是在光圈304未被驱动的情况下开始光圈驱动时的指示。LCPU 310在判断为存在光圈驱动指示时(步骤S305中的“是”)，接收与光圈驱动指示一同发送的光圈目标值Ft，开始将光圈驱动到光圈的目标位置(步骤S306)(图5的(f)镜头通信的Ft)。另一方面，LCPU 310在判断为不存在光圈驱动指示时(步骤S305中的“否”)，进入步骤S307。

LCPU 310判断是否存在来自BCPU 213的光圈值切换指示(步骤S307)。光圈值切换指示是在正驱动光圈的情况下对所设定的目标的光圈值(目标位置)进行变更时的指示。

LCPU 310在判断为存在光圈值切换指示时(步骤S307中的“是”)，接收与光圈值切换指示Fk一同发送的光圈目标值Ft，将目标位置变更为切换位置(步骤S308)。

LCPU 310根据在步骤S302中取得的最新的光圈值F_new、光圈304的驱动控制表数据308a以及变更后的光圈目标值Ft，再次计算预告值Fnext，并存储到镜头存储部308中。(步骤S309)。另一方面，LCPU 310在判断为不存在光圈值切换指示时(步骤S307中的“否”)，进入步骤S309。另外，当不存在光圈值切换指示时，也不发送光圈目标值Ft。

LCPU 310发送在步骤S302中取得的最新的光圈值F_new和在步骤S303或步骤S309中计算出的预告值Fnext(步骤S310)。

然后，LCPU 310判断电源是否为断开状态(步骤311)。LCPU 310根据是否存在来自BCPU 213的断开电源的指示，进行步骤S311的判断。LCPU 310在判断为电源不处于断开状态时(步骤311中的“否”)，返回步骤S301，反复执行处理。另一方 面，LCPU 310在判断为存在断开电源的指示时(步骤311中的“是”)，结束本处理。

接着，说明图3的步骤S104的帧不均校正处理。图8是说明帧不均校正处理的步骤的流程图。

如图8所示，BCPU 213判断是否为摄像元件203的行读出的开始定时(步骤S401)。BCPU 213在判断为不是摄像元件203的行读出的开始定时的情况下(步骤S401中的“否”)，返回图3的主例程。

BCPU 213在判断为是摄像元件203的行读出的开始定时的情况下(步骤S401中的“是”)，判断在最新的光圈值F_new与在2帧前从LCPU 310取得的预告值Fnext之间是否存在差ΔF_err(步骤S402)。例如，在图5的t5，BCPU 213判断为在时间点t5时的最新的光圈值F_new(5)、与时间点t5时的预告值Fnext(5)之间存在差ΔF_err。

例如，在镜头部3计算出2帧后的光圈值的预告值Fnext之后，由用户进行变焦操作，在执行光圈跟踪动作而使得光圈值不相对于变焦的变化而发生变化的情况下等，不产生差ΔF_err。由此，在预告值的计算后执行在镜头部3计算预告值的时间点无法预测的光圈动作的情况下，产生差ΔF_err。

BCPU 213在判断为在最新的光圈值F_new与预告值Fnext之间存在差的情况下(步骤S402中的“是”)，将光圈304的最新的光圈值F_new与预告值Fnext之间的差ΔF_err存储到存储部212中(步骤S403)。例如，在图5所示的状况下，BCPU 213将时间点t5时的光圈304的最新的光圈值F_new(5)与预告值Fnext(5)之间的差ΔF_err存储到存储部212中。

另一方面，BCPU 213在判断为最新的光圈值F_new与预告值Fnext之间不存在差的情况下(步骤S402中的“否”)，进入步骤S404。

拍摄控制部213g通过驱动摄像元件驱动部204，按照摄像元件203的水平方向上的每行，依次进行读出(步骤S404)。

然后，BCPU 213判断是否结束了摄像元件203的所有行的读出(步骤S405)。BCPU 213在判断为未结束摄像元件203的所有行的读出的情况下(步骤S405中的“否”)，返回步骤S404。

在BCPU 213判断为结束了摄像元件203的所有行的读出的情况下(步骤S405中的“是”)，增益设定部213g根据存储部212存储的最新的光圈值F_new与预告值Fnext之间的差ΔF_err，设定图像处理部213a对图像数据执行的增益(步骤S406)。

接着，图像处理部213a根据增益设定部213g设定的增益，对从摄像元件203读出的图像数据进行包含调整增益的处理在内的数字图像处理(步骤S407)。

这样，图像处理部213a根据由增益设定部213g设定的增益，对从摄像元件203读出的图像数据进行包含调整增益的处理在内的处理。

其结果，如图14的(a)～(d)所示，即使由于拍摄者使用拍摄装置1进行摇摄操作，而使得拍摄装置1进行拍摄的视野区域从例如暗的视野区域移动到了明亮的视野区域，拍摄装置1也不会使相邻的帧间产生图像的明亮度不均(W_m→W_m+1→W_m+2→W_m+3)，而能够始终进行图像的明亮度均匀的动态图像拍摄、或在显示部210上显示实时取景图像。在步骤S407后，返回到图3的主例程。

根据以上所说明的本发明的第1实施方式，在镜头部3的光圈304的驱动时，曝光时间计算部213g根据从镜头部3取得的2帧后的光圈值F_next(预测值)，计算曝光时间。此外，曝光时间校正部213f根据2帧间的光圈304的光圈值变化(|F_new―F_next|)，计算1帧中的时间变化量ΔF，并根据ΔF和曝光时间计算部213g计算出的曝光时间，按照摄像元件203的水平方向上的每行，分别校正曝光时间。

其结果，相比以往，能够高精度地抑制在通过摄像元件203进行动态图像拍摄时或显示实时取景图像时按照每个画面产生的明亮度不均、以及在图像内产生的明亮度的不均。

并且，根据第1实施方式，增益设定部213g根据从LCPU 310取得的光圈304的预告值Fnext与光圈304的最新的光圈值F_new之间的差，设定图像处理部213a对图像数据执行的增益。即，利用由图像处理部213a进行的数字的图像处理和由曝光时间校正部213f进行的曝光时间的校正处理这两个阶段，校正图像的明亮度的不均。

其结果，相比以往，能够更可靠地抑制在通过摄像元件203进行动态图像拍摄、或在显示部210上显示实时取景图像时在相邻的帧间产生的图像的明亮度的不均。

此外，根据第1实施方式，能够以恒定的变化率驱动光圈304，并且能够在不使图像的明亮度产生不均的情况下，进行动态图像拍摄、或在显示部210上显示实时取景图像。

此外，在第1实施方式中，对显示部210显示的实时取景图像进行了说明，但在摄像元件203连续地生成图像数据的动态图像拍摄中，也能够应用本发明。

此外，在第1实施方式中，将摄像元件203生成的图像数据的帧频设为30fps来 进行了说明，但例如能够应用60fps、120fps和240fps中的任意一个，能够适当设定图像数据的帧频。

此外，在第1实施方式中，BCPU 213通过与LCPU 310之间的镜头通信，取得最新的光圈值和2帧后的光圈值而求出了光圈值的时间变化量ΔF，但也可以根据主体部2上所安装的镜头部3的种类或拍摄模式等，仅取得上述两个光圈值中的一个，并根据其时间变化，求出光圈值的时间变化量ΔF。

此外，在第1实施方式中，BCPU 213通过与LCPU 310之间的镜头通信，取得最新的光圈值和2帧后的光圈值而求出了光圈值的时间变化量ΔF，但所取得的光圈值不限于最新和2帧后的光圈值，例如也可以是最新和3帧后的光圈值那样的组合。

而且，所取得的光圈值不限于最新和另1个定时的光圈值，例如能够利用最新和2、3、4帧后的光圈值那样的组合，取得最新以外的多个定时的光圈值，并事先确认光圈值的变化预定，由此能够抑制以下情况：将由于在光圈驱动过程中进行了变焦操作等的情况下的跟踪动作而引起的曝光量的变化误认为是被摄体亮度，无意间变更了曝光条件，从而在实时取景显示中等时产生的相邻帧间的图像的明亮度不均。

[第2实施方式]

第2实施方式是分别指定在第1实施方式中同时进行的镜头位置和光圈值的检测定时的例子。第2实施方式中的拍摄装置的框图和基本的流程图与第1实施方式相同，因此仅说明不同的部分。

在第1实施方式中，通过图5的(d)的位置信息检测信号，在共同的定时进行了光学系统301的对焦镜头或变焦镜头等的镜头位置和光圈304的光圈值的检测。在这样的情况下，在点(spot)AE或点AF中将AF区域和AE区域设定为了不同的位置时，无法使镜头位置和光圈值的检测定时与各个区域的曝光定时一致。即，可能无法进行最优的AF控制和AE控制。

因此，通过用以下所示的方法分别指定镜头位置和光圈值的检测定时，实现AF控制和AE控制的最优化。

<检测定时指定例1>

图9是示出检测定时指定例1的时序图。如图9所示，利用位置信息检测信号(d)的下降沿指示“镜头位置检测”的定时，利用上升沿指示“光圈值检测”的定时。

另外，也可以通过从BCPU 213向LCPU 310的指示，切换“第1实施方式中示出 的在共同定时进行检测的方法”、和“检测定时指定例1的方法”。

<检测定时指定例2>

图10是示出检测定时指定例2的时序图。如图10所示，利用位置信息检测信号(d)的两个沿指示“镜头位置检测”的定时，利用镜头通信同步信号(c)的下降沿指示“光圈值检测”的定时。

<检测定时指定例3>

图11是示出检测定时指定例3的时序图。如图11所示，利用位置信息检测信号(d)的两个沿指示“镜头位置检测”的定时，利用从镜头通信同步信号(c)的上升沿起的经过时间T_AV指示“光圈值检测”的定时。此外，也可以将经过时间T_AV的基点作为镜头通信同步信号(c)的下降沿。另外，在上述各指定例中，也可以将镜头位置和光圈值的检测定时的指定方法互换。

[第3实施方式]

第3实施方式在第1实施方式中，进一步采取由于变焦操作和跟踪驱动而引起的光圈值变化的偏差的对策。在第3实施方式中，以如下的镜头部3为前提，该镜头部3构成为具有变焦镜头，能够进行所谓的光圈跟踪动作，即，以对应于变焦动作，光圈值不发生变化的方式，控制光圈304的开口直径。另外，第3实施方式的拍摄装置的框图和基本的流程图与第1实施方式相同，因此省略共同部分，仅说明不同的部分。

图12是说明将构成为能够进行光圈跟踪动作的镜头部3安装到主体部2来进行拍摄的情况下的曝光时间计算/校正处理的步骤的时序图。另外，图12是变更图5的一部分而得到的图，省略了一部分标号。

如图12所示，当在时间点t2之后进行了变焦操作时，LCPU 310参照设置于镜头部3的未图示的变焦位置检测部的输出、即变焦位置来检测变焦操作。在镜头存储部308中，存储有表示光圈值恒定的变焦位置与光圈开口之间的关系的光圈跟踪特性308b(未图示)。

通过变焦操作，光学系统的位置发生变化，光圈值发生变化。因此，LCPU 310以通过曝光控制维持预先设定的光圈值的方式，通过光圈驱动部305基于变焦位置来控制光圈304的开口直径。即，指定跟踪驱动，该跟踪驱动用于校正由于变焦操作而发生了变化的光圈值。

这样进行变焦操作，设为紧接着时间点t2之后，执行了光圈跟踪动作。具体而 言，光圈曲线(图12的(e))相对于不进行跟踪动作的情况下的直线状的Zc(虚线)，像例如曲线Zb(实线)那样变化。

时间点t2时的光圈位置F(2)与时间点t3时的光圈位置F(3)之差在不进行光圈跟踪动作的情况下为ΔF，但在进行光圈跟踪动作的情况下，为ΔF+ΔFzm。

此外，在上述现有技术(专利文献2)中，在照相机主体侧，根据时间点t2的光圈位置F(2)和时间点t3的光圈位置F(3)，预测时间点t5的光圈位置。因此，在现有技术中，光圈跟踪动作后的光圈曲线变为Zd(双点划线)。时间点t5时的预测的光圈位置为光圈位置FD。另一方面，实际控制的时间点t5的光圈位置为驱动目标位置FT。

因此，基于预测出的光圈位置FD而计算的曝光时间(图12的EX4)成为从恰当曝光发生较大程度偏离的曝光时间，导致卷帘快门曝光(图12的b4)从恰当曝光发生较大程度偏离。根据第3实施方式，能够消除这样的问题。

LCPU 310计算考虑了光圈跟踪动作的预告值(光圈位置F(5))，并在时间点t3后的镜头通信的定时发送到BCPU 213。BCPU 213根据预告值(光圈位置F(5))，计算曝光时间(图12的EX4)。因此，能够根据考虑了光圈跟踪动作的光圈值，计算恰当的曝光时间，并以恰当曝光执行卷帘快门曝光(图12的b4)。

图13是说明构成为进行光圈跟踪动作的镜头部3的LCPU 310的动作的流程图。在图13的处理中，对于与图7相同的处理，标注相同的标号，并以不同点为中心来进行说明。

在图13中，步骤S301至S303的处理与图7相同。在步骤S301中没有光圈值取得指示的情况、或者在步骤S303中计算出2帧后的光圈值F_next后，进入步骤S303a。LCPU 310判断是否需要光圈跟踪动作(步骤S303a)。这里，LCPU 310参照作为变焦位置检测部的输出的变焦位置，检测变焦操作的有无等。

LCPU 310在判断为需要光圈跟踪动作时(步骤S303a中的“是”)，根据镜头存储部308所存储的光圈跟踪特性308b，执行光圈跟踪动作(步骤S303b)。对于光圈跟踪动作，在变焦操作中反复执行图13的步骤S301至S310的动作的处理中，在步骤S303b中执行，追随连续的变焦操作，进行光圈跟踪动作。

另一方面，LCPU 310在判断为不需要光圈跟踪动作时(步骤S303a中的“否”)，跳过步骤S303b，进入步骤S304。例如，是未进行变焦操作、或者变焦操作引起的光 圈值的变化在曝光误差的允许范围内的情况。步骤S304之后的动作与图7相同，因此省略说明。

以上，根据第3实施方式，即使在安装通过镜头部3进行与变焦操作相应的光圈跟踪动作的类型的镜头部来进行实时取景显示或动态图像拍摄的情况下，也能够抑制以下情况：将光圈跟踪动作而引起的曝光量的变化误认为是被摄体亮度的变化而对曝光条件进行变更，由此产生实时取景显示或动态图像的相邻帧间的图像的明亮度不均。

另外，已知有替代变焦操作，而用微距镜头通过对焦动作来进行光圈跟踪动作的类型的镜头部。在安装有这样的类型的镜头部时，在由用户执行手动对焦操作来进行了光圈跟踪动作的情况下，也同样执行光圈值变化的偏差的对策。

此外，在上述各实施方式中，关于权利要求、说明书和附图中的动作流程，即使为了方便，使用“首先”或“接着”等进行了说明，也不是指必须按该顺序来实施。

此外，在上述各实施方式中，将拍摄装置说明为了数码单反照相机，但是例如还能够应用于镜头部3和主体部2一体地形成的数码照相机、数码摄像机以及具有拍摄功能的移动电话或平板型便携设备等电子设备。

此外，在上述各实施方式中，说明了BCPU 213或LCPU 310通过读入了控制程序的CPU的软件处理来实现，但也可以构成为用硬件来实现一部分或全部。

并且本发明不直接限定为上述实施方式，在实施阶段可以在不脱离其主旨的范围内对结构要素进行变形使其具体化。此外，能够通过上述实施方式公开的多个结构要素的适当组合形成各种发明。例如，可以适当组合实施方式示出的所有结构要素。并且，可以适当组合不同实施方式的结构要素。这样，当然能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种变形和应用。