[发明专利]立体成像装置和立体成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及立体成像装置和立体成像方法，并且更特别地，涉及在拍摄透镜的两个方向上经过不同区域的被摄体图像被成像到成像元件上以获得不同视点图像的技术。

背景技术

通常，具有图11中所示的光学系统的成像装置被已知为单目立体成像装置(专利文献1)。

该光学系统具有下述构造：在主透镜1和中继透镜2的水平方向上经过不同区域的被摄体图像由镜子4光瞳分割(pupil-divided)并且分别通过图像形成透镜5和6而被成像到成像元件7和8上。

图12(A)至图12(C)示出取决于焦点前、焦点对准(最佳焦点)以及焦点后之间的差异量，被成像到成像元件上的图像的各自状态。在图12中，为了通过对焦来比较各自状态的差异，省略图11中所示的镜子4。

在光瞳分割的图像中，焦点对准的图像被成像(匹配)在成像元件上的相同位置，如图12(B)中所示，而焦点前和焦点后的图像被成像(分离)在成像元件上的不同位置，如图12(A)和图12(C)中所示。

从而，通过获得经由成像元件7和8在水平方向上光瞳分割的被摄体图像，可以获得左视点图像和右视点图像(3D图像)，在左视点图像和右视点图像中，视点取决于被摄体距离而不同。

专利文献2披露了复眼立体成像装置的示例。该成像装置从所拍摄的3D图像测量相机抖动。当相机抖动的校正量超过预定值时，成像装置确定3D图像不适用于立体观看，并且使2D数据创建单元输出所拍摄的图像数据。

专利文献3披露了复眼立体成像装置的相机抖动校正机构的示例。

专利文献4披露了装配有立体适配器的单目相机的相机抖动校正机构的示例。

专利文献5披露了提供有光学相机抖动校正机构的相机的示例。偏航方向(yaw direction)上的相机抖动量ωx和俯仰方向(pitch direction)上的相机抖动量ωy可以分别通过从x-轴方向上的加速度a1x和a2x以及y-轴方向上的加速度a1y和a2y计算围绕y-轴的位移角ωx和角速度ωx以及围绕x-轴的位移角ωy和角速度ωy来获得。

已知当通过使用诸如变焦透镜的光学系统，将要作为被摄体的主体成像到成像元件的成像表面上时，由于光学系统的象差的影响导致与原始主体相比，通过成像元件成像的图像中出现模糊，并且图像质量降低。那时的图像的强度分布g被表示为

g=f*h+n(*表示卷积积分)...(A)

其中，噪声n被添加到原始主体的辉度分布f和表示光学系统的图像形成能力的点扩散函数h的卷积。元素g、h和n已知，原始主体的辉度分布f可以通过公式(A)计算。像这样通过信号处理去除光学系统的模糊并且获得理想图像的技术被称为图像的“恢复”、“逆卷积”或“反卷积”。考虑在成像时图像劣化的信息，诸如成像条件(例如，曝光时间、曝光量、到被摄体的距离、对焦长度)和成像装置的特征信息(例如，透镜的光学特征、成像装置的识别信息)，生成基于点扩散函数(PSF)的恢复滤波器(专利文献6)。

基于模糊的劣化模型可以表示为函数。例如，可以使用与中心像素的距离(图像高度)作为参数，由正常分布来表示模糊现象(专利文献7)。

专利文献8披露了成像装置的光圈控制的示例。控制相机，通过在通过电子变焦进行拍摄时使用极大的光圈，来增加到固态成像元件的光量。结果，快门速度可以被加速，并且可以防止相机抖动。此外，随着拍摄光学系统更接近TELE侧，相机抖动很容易发生，然而，当以低分辨率执行拍摄时，很少的相机抖动可能是不明显的。从而，计算由于相机抖动导致的图像的模糊量(抖动量)，比较所计算的模糊量和在极大光圈下的图像性能数据，并且然后，在由于相机抖动导致的模糊量超过图像性能的劣化的影响的情况下，通过使用极大光圈加速快门速度，在相机抖动和图像性能的平衡点处执行拍摄。

{引用列表}

{专利文献}

{专利文献1}国际专利申请的国家公布No.2009-527007

{专利文献2}日本专利申请特开No.2005-167310

{专利文献3}日本专利申请特开No.2008-20543

{专利文献4}日本专利申请特开No.2005-045328

{专利文献5}日本专利申请特开No.2010-136269

{专利文献6}日本专利申请特开No.2008-172321

{专利文献7}日本专利申请特开No.2000-020691

{专利文献8}日本专利申请特开No.2009-58966