[发明专利]成像设备和成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及设有相互间具有视差的多个光学系统的成像设备。

背景技术

根据日本专利No.4177826，通过提取特征点和检测它们的对应点，从第一和第二图像生成视差分布(直方图)。基于该分布，检测运动对象。

根据日本专利申请特开No.07-95623，通过自动聚焦(AF)驱动电路控制左右成像透镜的每一个的焦点。将来自CCD的输出写入存储器，以用于电子变焦。微型计算机根据与物距成比例的AF数据，控制用于电子变焦的剪辑帧的剪辑位置。因此，电子地控制会聚角。

在设有一对左和右成像光学系统(或设有两个照相机)的立体成像设备中，需要充分地调整左和右图像间生成的视差量，以便适当地立体显示所获得的视差图像。具体地，对拍摄者想要拍摄为主要对象的对象，期望将视差量调整到足以减小立体图像中的过多的凸起和凹进。常规地，通过控制一对成像光学系统间的间距、与光轴的交点(会聚点)的距离、以及会聚角，可以调整视差量。然而，该调整要求机械地驱动成像光学系统，导致照相机的结构和控制变得复杂的问题。

根据日本专利申请特开No.07-95623的技术，当使用廉价的透镜时，因为例如热特性的影响，难以通过使用焦点信息，来精确地计算实际物距，从而导致基于焦距调整会聚角的误差。

发明内容

本发明的目的是允许立体成像设备根据焦点对准的对象而电子地调整会聚角。

本发明提供一种成像设备，包括：成像单元，其通过使用成像元件，对经由基准光学系统和非基准光学系统的每一个而形成的对象图像执行光电转换，并且输出彼此不同的多个视点图像；基准聚焦评估区定义单元，其定义与来自基准光学系统的视点图像中的一个相对应的基准聚焦评估区；对象信息确定单元，其确定与从成像单元到基准聚焦评估区中的对象的距离是长还是短相关的对象信息；聚焦控制单元，其在改变基准光学系统的焦点位置时，检测峰值位置，所述峰值位置中的每个均为在来自基准光学系统的视点图像中的由基准聚焦评估区定义单元定义的基准聚焦评估区中具有局部最大对比度的焦点位置；基于通过对象信息确定单元确定的对象信息来确定峰值位置中与对象相对应的焦点对准位置；以及将基准光学系统的焦点位置移动到所确定的焦点对准位置；特征点提取区定义单元，其基于基准聚焦评估区，定义与来自基准光学系统的视点图像相对应的特征点提取区，其中，所述基准光学系统具有移动到焦点对准位置的焦点位置；特征点提取单元，其从由特征点提取区定义单元在基准光学系统的视点图像中定义的特征点提取区中，提取特征点；对应点提取单元，其从来自非基准光学系统的其他视点图像中，提取与由特征点提取单元提取的特征点相对应的对应点；视差量计算单元，其计算关于每一对由特征点提取单元提取的特征点和由对应点提取单元提取的对应点的视差量；直方图生成单元，其基于由视差量计算单元计算的关于每一对特征点和对应点的视差量，生成直方图，所述直方图表示关于每一对的视差量的分布；确定单元，其基于由对象信息确定单元确定的对象信息和由直方图生成单元生成的直方图中的频率，确定有效阶段(significant class)，所述有效阶段是具有与对象相对应的视差量的阶段；以及代表视差量确定单元，其基于由确定单元确定的有效阶段，确定代表视差量。

优选地，对象信息确定单元将成像模式设置成对象信息；聚焦控制单元根据成像模式，将在其中改变基准光学系统中的焦点位置的搜索方向确定为从最近端到无穷远端的方向和从无穷远端到最近端的方向的一个，并且当在所确定的搜索方向中改变基准光学系统的焦点位置时将首先检测到的峰值位置确定为焦点对准位置；并且确定单元基于每一阶段的频率，按照沿所确定的搜索方向的顺序重复直方图中的每一阶段的有效性的确定，并且将沿所确定的搜索方向首先被确定为有效的阶段确定为有效阶段。

优选地，响应有效阶段的检测，确定单元停止沿所确定的搜索方向对在所述有效阶段之后的每一阶段的有效性的确定。

优选地，确定单元根据每一阶段的频率是否超出预定阈值，确定每一阶段的有效性。

优选地，当成像模式为肖像模式或微距模式时，聚焦控制单元确定搜索方向是从最近端到无穷远端的方向。

优选地，当成像模式为风景模式时，聚焦控制单元确定搜索方向是从无穷远端到最近端的方向。

优选地，特征点提取区定义单元针对基准聚焦评估区的部分或全部来定义特征点提取区。