[发明专利]成像装置和成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种成像装置和用于在图像传感器上形成被摄体图像的成像方法，被摄体图像分别在两个或更多方向上通过拍摄镜头的不同区域以获取不同视点图像。本发明更特定而言涉及使具有视差的立体图像和平面图像同时成像的成像装置和成像方法。

背景技术

常规地，存在被配置成在图像传感器上形成被摄体图像的立体成像装置，被摄体图像分别在两个方向上通过拍摄镜头的不同区域，以获取不同的视点图像。

图10所示的光学系统被配置成使得反射镜4将通过主透镜1和中继透镜2的不同水平区域的被摄体图像光瞳分割并且通过图像形成镜头5和6在图像传感器7和8上形成各个被摄体图像。

图11（A）至图11（C）部分为示出在前焦点、合焦（最佳焦点）和后焦点状态的情况下形成于图像传感器上的图像分离状态的视图。应当指出的是在图11中，省略了图10所示的反射镜4以便根据焦点状态来比较图像分离的差异。

在光瞳分割后的图像之中，如图11（B）部分所示，在图像传感器上的相同位置形成合焦图像（对准），而如图11（A）和11（C）部分所示，前焦点和后焦点图像形成于图像传感器上的不同位置（分离）。

因此，通过图像传感器7和8获取在水平方向上被光瞳分割的被摄体图像，变得能根据被摄体距离获取具有不同视点的左视点图像和右视点图像（3D图像）。

根据专利文献1，电子照相机具有成像单元、光量分布检测单元、图像偏移量检测单元和图像处理单元。成像单元被配置成将通过拍摄光学系统得到的被摄体图像光电转换以生成拍摄图像数据。光量分布检测单元检测来自被摄体并且通过不同的光学路径的光通量的各个光量分布。图像偏移量检测单元基于光量分布来检测在拍摄屏幕内的多个点的图像偏移量。图像处理单元被配置成基于在多个点的图像偏移量在水平方向上改变拍摄图像数据中被摄体的位置关系，以生成体视图像数据。图像处理单元也被配置成基于自输入单元的输入在水平方向上改变体视图像数据中被摄体的位置关系以校正体视图像数据。由于能校正体视图像数据，变得能获取自然体视图像，这向使用者造成更少的不适感。

专利文献2公开了一种生成多视点图像的方法，包括：使用立体图像之一作为参考，在利用在左侧和右侧的两个照相机拍摄的左眼立体图像和右眼立体图像之间执行图案匹配；指定各个像素的匹配的图像；通过在左右像素中每一个的匹配的图像之间内插像素间距离来计算中间位置图像；以及，通过在左右像素中每一个的匹配的图像之间外插像素间距离来计算右外图像和左外图像。

在专利文献3中，立体匹配处理单元9（对象检测机构）在各由图像处理单元处理并且存储于存储部中的两个图像数据A和B中，在由前述空间设置单元设置的搜索空间中，检测彼此对应的一个或多个对应点（对象）。距离计算单元（位置计算机构）计算由上述立体匹配处理单元所检测的对应点的三维坐标值（位置信息）。在拍摄单元中的拍摄镜头的配置不同。拍摄镜头包括变焦镜头和驱动变焦镜头的未图示的变焦镜头驱动单元（驱动器件），同时拍摄镜头包括定焦镜头，定焦镜头具有等于拍摄镜头的变焦镜头的广角端的视角。这种配置用于实现成本降低。

专利文献4至6为使用单个光学系统的三维图像生成技术的示例。例如，专利文献4公开了一种固态图像传感器，固态图像传感器被配置成包括在相同图像表面上排列的大量像素并且将光电转换形成于成像表面上的被摄体图像以便生成图像信号。在固态图像传感器中，大量像素被分成两组，并且使各个组中的像素具有不同的光入射角。

专利文献7至11公开了用于在不同的视点图像之间搜索对应点的方法的示例，一种通过立体匹配来获取深度信息的技术，和涉及使用二维图像和距离信息（深度信息）的三维图像生成技术。

在专利文献12中，仅对主被摄体进行对焦并且意图对除了主被摄体之外的部分散焦。因此，通过连续地拍摄图像同时离散地移动焦点位置预定移动量得到多个图像，并且因此，合成所得到的图像从而得到模糊-强调的图像。

在专利文献13中，将待拍摄的图像分成多个区域，该多个区域为主被摄体的前景和背景，且被利用从对应于所述区域的距离的焦点位置偏移的焦点位置来成像。从为各个区域成像的图像独立地提取各个区域的图像，并且合成这些图像以形成一个图像。这使得能容易地以所希望的模糊量来拍摄图像。

专利文献14示出了用于生成视差图的方法的一个示例。