專利名稱：單眼立體成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及單眼立體成像裝置，更特別地，涉及用于對已經(jīng)通過在圖像傳感器上的拍攝透鏡的右方向和左方向上的不同區(qū)域的目標(biāo)的每個圖像進(jìn)行成像，以便獲取用于左眼的圖像和用于右眼的圖像的技術(shù)。
背景技術(shù)：
PTLl公開了能夠使用單拍攝透鏡和圖像傳感器來拍攝視差圖像的視差圖像輸入
>J-U ρ α 裝直。在使用這樣的單拍攝透鏡以及將已經(jīng)通過該單拍攝透鏡的光束分割成多光束(光瞳分割)以便拍攝視差圖像(在下文中稱為光瞳分割系統(tǒng))的單眼3D相機(jī)中，在聚焦位置處的視差變?yōu)?，在非聚焦位置處取決于每個散焦的程度而產(chǎn)生視差。當(dāng)聚焦透鏡移動并且焦點改變時，視差也根據(jù)其散焦的程度(在下文中稱為視差程度)而改變。{引用列表}{專利文獻(xiàn)}{PTL1}日本專利申請公開第10-42314號

發(fā)明內(nèi)容
{技術(shù)問題}當(dāng)使用單眼3D相機(jī)來拍攝用于三維顯示的圖像時，用戶可以通過三維地顯示用于左眼的圖像(在下文中稱為左眼用圖像)和用于右眼的圖像(在下文中稱為右眼用圖像)來監(jiān)視圖像拍攝得怎樣。在采用光瞳分割系統(tǒng)的單眼3D相機(jī)中，位于焦點之外位置(在普通2D相機(jī)中的焦點之外的位置)處的目標(biāo)上產(chǎn)生視差。在采用光瞳分割系統(tǒng)的單眼3D相機(jī)中，焦點對準(zhǔn)的目標(biāo)具有O視差。另一方面，與焦點對準(zhǔn)的目標(biāo)相比位于更朝前方的目標(biāo)(更接近于3D相機(jī))似乎看來是從顯示平面向觀察者(用戶)突出，并且與焦點對準(zhǔn)的目標(biāo)相比位于更向后方的目標(biāo)(更遠(yuǎn)離于3D相機(jī))似乎對觀察者(用戶)來說是位于顯示平面的后方。在2D相機(jī)上散焦程度增加的狀況下，單眼3D相機(jī)上的視差程度更大。當(dāng)利用2D相機(jī)對位于焦點之外位置處的目標(biāo)進(jìn)行拍攝時，較短的焦距(廣角側(cè))使景深更深從而使得散焦程度減小，并且較長的焦距(長焦側(cè))使景深更淺從而使得散焦程度增加。具體地，在單眼3D相機(jī)上，當(dāng)通過在減小焦距的方向上(從長焦端向廣角端的方向)移動變焦透鏡來執(zhí)行變焦操作時，在發(fā)散方向(從顯示平面后退的方向)上的視差和過大視差(excessiveparallax)(從顯示屏突出的方向)(在下文中稱為立體效果)減小，并且在增加焦距的方向(從廣角端向長焦端的方向)上的變焦操作增加立體效果。因此，在拍攝活動圖像或?qū)崟r取景圖像(直通圖像)時的變焦操作由于立體效果的變化可能對攝影者引起不舒服的感覺。這是使用光瞳分割系統(tǒng)的單眼3D相機(jī)的典型現(xiàn)象。然而，PTLl沒有描述視差調(diào)節(jié)。
日本專利申請公開第2010-81010號描述了在變焦操作期間使用較小視差的三維顯示或二維顯示的技術(shù)。這是針對防止由于在使用兩個成像系統(tǒng)用于拍攝視差圖像的多透鏡3D相機(jī)的各種拍攝單元中的電機(jī)和機(jī)構(gòu)上的差別導(dǎo)致的立體效果上的變化的技術(shù)。因此，很難將此技術(shù)直接應(yīng)用到具有單個拍攝單元的單眼3D相機(jī)，并且此技術(shù)不能解決由單眼3D相機(jī)的典型現(xiàn)象導(dǎo)致的問題。鑒于上述情況做出的本發(fā)明的一個目的是提供一種單眼立體成像裝置，其即使在使用單眼3D相機(jī)拍攝直通圖像或活動圖像時移動了變焦透鏡的情況下，也能夠?qū)⑷S顯示的左眼用圖像和右眼用圖像的立體效果保持在基本恒定的水平，從而減小了攝影者的不舒服感覺。{問題的解決方案}根據(jù)本發(fā)明的第一方面的單眼立體成像裝置包括成像光學(xué)系統(tǒng)，其包括變焦透鏡和光圈；光瞳分割單元，其配置成將已經(jīng)通過所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光束分割成多個光束；成像單元，其配置成接收由所述光瞳分割單元分割的多個光束，以便連續(xù)獲取左眼用圖像 和右眼用圖像；變焦透鏡驅(qū)動單元，其配置成移動所述變焦透鏡；光圈驅(qū)動單元，其用于驅(qū)動所述光圈以便改變所述光圈的孔徑的孔徑量；顯示單元，其配置成將左眼用圖像和右眼用圖像可識別地顯示為三維圖像的；顯示控制單元，其配置成在所述顯示單元上三維地顯示連續(xù)獲取的左眼用圖像和右眼用圖像；輸入單元，其配置成輸入改變焦距的指令；以及控制單元，其配置成根據(jù)從所述輸入單元輸入的改變焦距的指令來控制所述變焦透鏡驅(qū)動單元以移動所述變焦透鏡，并且配置成控制所述光圈驅(qū)動單元以將三維地顯示在所述顯示單元上的左眼用圖像和右眼用圖像的立體效果在移動所述變焦透鏡之前或之后保持在基本恒定的水平。根據(jù)所述第一方面的單眼立體成像裝置根據(jù)改變焦距的指令移動所述變焦透鏡并且驅(qū)動所述光圈以便改變孔徑的孔徑量，從而將三維地顯示在所述顯示單元上的左眼用圖像和右眼用圖像的立體效果在移動所述變焦透鏡之前或之后保持在基本恒定的水平。因此，即使在拍攝活動圖像時移動了所述變焦透鏡，三維顯示的左眼用圖像和右眼用圖像的立體效果也可以保持在基本恒定的水平，從而減小攝影者的不舒服的感覺?；竞愣ǖ拿枋龃磉@樣的概念其包括由于當(dāng)所述光圈的驅(qū)動步數(shù)是有限時(當(dāng)所述光圈不能被連續(xù)地驅(qū)動時)立體效果不能完全地保持在恒定水平從而立體效果略微變化的事實。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的單眼立體成像裝置配置成在所述第一方面中，當(dāng)通過所述變焦透鏡驅(qū)動單元在增大焦距的方向上移動所述變焦透鏡時，所述控制單元通過所述光圈驅(qū)動單元驅(qū)動所述光圈以減小孔徑量。在根據(jù)所述第二方面的單眼立體成像裝置中，當(dāng)所述變焦透鏡在增大焦距的方向上移動時，立體效果增加；因此，通過減小所述光圈的孔徑量來減小立體效果。于是，不管焦距的變化如何，均可以將立體效果保持在基本恒定的水平。根據(jù)本發(fā)明的第三方面的單眼立體成像裝置配置成在所述第一或第二方面中，當(dāng)通過所述變焦透鏡驅(qū)動單元在減小焦距的方向上移動所述變焦透鏡時，所述控制單元通過所述光圈驅(qū)動單元驅(qū)動所述光圈以增大孔徑量。在根據(jù)所述第三方面的單眼立體成像裝置中，當(dāng)所述變焦透鏡在減小焦距的方向上移動時，立體效果減??；因此，通過增大所述光圈的孔徑量來增加立體效果。于是，不管焦距的變化如何，均可以將立體效果保持在基本恒定的水平。根據(jù)本發(fā)明的第四方面的單眼立體成像裝置配置成在所述第一至第三方面中的任一方面中，當(dāng)所述變焦透鏡位于長焦端時所述控制單元控制所述光圈驅(qū)動單元以將孔徑
量最小化。在根據(jù)所述第四方面的單眼立體成像裝置中，當(dāng)所述變焦透鏡位于長焦端時，所述變焦透鏡只在減小焦距的方向上移動；因此，可以控制所述光圈以將孔徑量最小化。于是，可以通過所述光圈防止立體效果的調(diào)節(jié)上的困難。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面的單眼立體成像裝置配置成在所述第一至第四方面中的任一方面中，當(dāng)所述變焦透鏡位于廣角端時所述控制單元控制所述光圈驅(qū)動單元以將孔徑
量最大化。在根據(jù)所述第五方面的單眼立體成像裝置中，當(dāng)所述變焦透鏡位于廣角端時，所述變焦透鏡只在增大焦距的方向上移動；因此，可以控制所述光圈以將孔徑量最大化。于是，可以通過所述光圈防止立體效果的調(diào)節(jié)上的困難。根據(jù)本發(fā)明的第六方面的單眼立體成像裝置配置成在所述第一至第五方面中的任一方面中，可以驅(qū)動所述光圈以便按η (η是等于或大于2的自然數(shù))個步程改變孔徑量；驅(qū)動所述變焦透鏡以便按m Cm是等于或大于2的自然數(shù))個步程改變焦距，m大于η ；以及所述控制單元控制所述變焦透鏡驅(qū)動單元和所述光圈驅(qū)動單元以在通過所述輸入單元輸入了在增大焦距的方向上改變焦距的指令時在移動所述變焦透鏡之前將所述光圈的孔徑減小一步，并且每當(dāng)按預(yù)定步數(shù)移動所述變焦透鏡時將所述光圈的孔徑減小一步。在根據(jù)所述第六方面的單眼立體成像裝置中，當(dāng)可以驅(qū)動所述光圈以按η (η是等于或大于2的自然數(shù))個步程來改變孔徑量，并且可以驅(qū)動所述變焦透鏡以按m Cm是等于或大于2的自然數(shù)，m大于η)個步程來改變焦距時，即，當(dāng)不能連續(xù)變化孔徑并且所述變焦透鏡具有比所述光圈的驅(qū)動步數(shù)更多的驅(qū)動步數(shù)時，以及當(dāng)輸入了在增大焦距的方向上改變焦距的指令時，通過在移動所述變焦透鏡之前將所述光圈的孔徑減小一步，并且每當(dāng)按預(yù)定步數(shù)移動所述變焦透鏡時，就執(zhí)行將所述光圈的孔徑減小一步。當(dāng)所述光圈的驅(qū)動步數(shù)是有限的時(所述光圈不能被連續(xù)驅(qū)動)，不可能將立體效果完全保持在恒定的水平，從而立體效果略微發(fā)生變化；然而，按上述方式控制所述變焦透鏡和所述光圈，從而防止了立體效果大于在移動所述變焦透鏡之前的立體效果。于是，可以盡可能減小攝影者的不舒服的感覺。根據(jù)本發(fā)明的第七方面的單眼立體成像裝置配置成在所述第六方面中，所述控制單元將所述變焦透鏡的驅(qū)動步數(shù)限制為m步當(dāng)中的η步，并且控制所述變焦透鏡驅(qū)動單元和所述光圈驅(qū)動單元以同步地驅(qū)動所述光圈和所述變焦透鏡。在根據(jù)所述第七方面的單眼立體成像裝置中，當(dāng)孔徑不能連續(xù)變化并且所述變焦透鏡具有比所述光圈的驅(qū)動步數(shù)更多的驅(qū)動步數(shù)時，限制所述變焦透鏡的驅(qū)動以使得所述變焦透鏡具有與所述光圈的驅(qū)動步數(shù)相同的驅(qū)動步數(shù)，并且所述變焦透鏡和所述光圈同步地被驅(qū)動。在此構(gòu)造中，雖然變焦變得不連續(xù)，但可以防止立體效果的略微變化。根據(jù)本發(fā)明的第八方面的單眼立體成像裝置配置成在所述第六方面中，所述單眼立體成像裝置還包括數(shù)字變焦單元，其配置成從左眼用圖像和右眼用圖像切出預(yù)定區(qū)域，并且數(shù)字變焦單元配置成電子地改變焦距，以及所述控制單元控制所述數(shù)字變焦單元以通過所述數(shù)字變焦單元來虛擬地改變焦距，而不是通過所述變焦透鏡驅(qū)動單元移動所述變焦透鏡來改變焦距。在根據(jù)所述第八方面的單眼立體成像裝置中，由從左眼用圖像和右眼用圖像切出預(yù)定區(qū)域的所述數(shù)字變焦單元虛擬地改變焦距，并且電子地改變焦距。于是，對于影響立體效果變化的兩個因素(1)由于入射光束的變化引起的立體效果的變化；以及(2)由于視角的變化引起的立體效果的變化，可以消除因素(I)。因此，在所述光圈的驅(qū)動步數(shù)小于所述變焦透鏡的驅(qū)動步數(shù)，從而立體效果的略微變化是不可避免的情況下，可以減小攝影者的不舒服的感覺。根據(jù)本發(fā)明的第九方面的單眼立體成像裝置配置成在所述第一至第八方面中的任一方面中，所述單眼立體成像裝置還包括存儲單元，其配置成存儲所述光圈的孔徑的孔徑量與焦距之間的關(guān)系，以及所述控制單元基于存儲在所述存儲單元上的孔徑量與焦距之間的關(guān)系來控制所述光圈驅(qū)動單元。
根據(jù)本發(fā)明的第十方面的單眼立體成像裝置配置成所述單眼立體成像裝置還包括二維圖像產(chǎn)生單元，其配置成當(dāng)左眼用圖像和右眼用圖像的亮度等于或小于預(yù)定值時對左眼用圖像和右眼用圖像進(jìn)行合成，以便產(chǎn)生二維圖像，所述顯示單元可以顯示該二維圖像，并且當(dāng)由所述二維圖像產(chǎn)生單元產(chǎn)生該二維圖像時，所述顯示控制單元將所產(chǎn)生的二維圖像顯示在所述顯示單元上。在根據(jù)所述第十方面的單眼立體成像裝置中，當(dāng)左眼用圖像和右眼用圖像的亮度等于或小于預(yù)定值時，即，當(dāng)顯示的三維圖像變暗，使得可視性變差時，左眼用圖像和右眼用圖像被合成以便產(chǎn)生二維圖像并且顯示該二維圖像。于是，可以增強(qiáng)可視性。另外，二維圖像中的立體效果變得小于三維圖像中的立體效果，從而可以減小由于立體效果增加而引起的攝影者的不舒服的感覺。{本發(fā)明的有益效果}根據(jù)本發(fā)明，即使在使用單眼3D相機(jī)來拍攝直通圖像或活動圖像時移動了變焦透鏡的情況下，也能夠?qū)⑷S顯示的左眼用圖像和右眼用圖像的立體效果保持在基本恒定的水平，從而減小了攝影者的不舒服感覺。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的單眼立體成像裝置I的前透視圖。圖2是單眼立體成像裝置I的后透視圖。圖3A是示出單眼立體成像裝置I的相差CXD的構(gòu)造的一個示例的示圖。圖3B是示出單眼立體成像裝置I的相差CXD的構(gòu)造(主像素)的一個示例的示圖。圖3C是示出單眼立體成像裝置I的相差CXD的構(gòu)造(副像素)的一個示例的示圖。圖4是示出相差CXD的主像素和副像素的每個像素、拍攝透鏡、和光圈的示圖。圖5A是圖4的主要部分(未進(jìn)行光瞳分割的普通像素)的放大圖。圖5B是圖4的主要部分(進(jìn)行了光瞳分割的相差像素)的放大圖。圖5C是圖4的主要部分(進(jìn)行了光瞳分割的相差像素)的放大圖。圖6A是示出在焦點位于目標(biāo)的前方時圖像傳感器上成像的圖像的分離的狀態(tài)的示圖。
圖6B是示出在焦點對應(yīng)于目標(biāo)(最佳聚焦)時圖像傳感器上成像的圖像的狀態(tài)的示圖。圖6C是示出在焦點位于目標(biāo)的后方時圖像傳感器上成像的圖像的分離的狀態(tài)的示圖。圖7是單眼立體成像裝置I的內(nèi)部構(gòu)造的框圖。圖8是示出焦距與立體效果之間的關(guān)系的示圖。圖9A是示出當(dāng)從廣角端向長焦端執(zhí)行變焦時焦距與立體效果之間的關(guān)系的示圖。圖9B是示出當(dāng)從長焦端向廣角端執(zhí)行變焦時焦距與立體效果之間的關(guān)系的示圖?！?br> 圖IOA是說明在使用較小的孔徑量的情況下光圈16的孔徑量與針對在聚焦位置位于目標(biāo)的后面時的圖像的視差之間的關(guān)系的示圖。圖IOB是說明在使用較大的孔徑量的情況下光圈16的孔徑量與針對在聚焦位置位于目標(biāo)的后面時的圖像的視差之間的關(guān)系的示圖。圖11是在單眼立體成像裝置I中的直通圖像的拍攝處理的流程圖。圖12是示出當(dāng)光圈具有比變焦透鏡的驅(qū)動步數(shù)更少的驅(qū)動步數(shù)時作為用于將立體效果保持在恒定水平的焦距與立體效果之間的關(guān)系的示圖。圖13是單眼立體成像裝置2中的直通圖像的拍攝處理的流程圖。圖14是單眼立體成像裝置3中的直通圖像的拍攝處理的流程圖。圖15是示出當(dāng)光圈具有比變焦透鏡的驅(qū)動步數(shù)更少的驅(qū)動步數(shù)時作為用于將立體效果保持在恒定水平的焦距與立體效果之間的關(guān)系的示圖。
具體實施例方式在下文中，將參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的單眼立體成像裝置的實施例進(jìn)行描述。〈第一實施例〉[成像裝置的構(gòu)造概述]圖I是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的單眼立體成像裝置I的前透視圖。圖2是單眼立體成像裝置I的后透視圖。單眼立體成像裝置I是數(shù)字相機(jī)，其用于接收已經(jīng)通過圖像傳感器上的透鏡的光并且將該光轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號然后將該數(shù)字信號記錄在存儲介質(zhì)上。單眼立體成像裝置I的相機(jī)主體10按照橫向長的長方體盒子形狀形成。如圖I所示，透鏡單元12、閃光燈21、以及其他部件布置于相機(jī)主體10的正面。快門按鈕22、電源/模式開關(guān)24、模式表盤26、以及其他部件布置于相機(jī)主體10的上面。另外，如圖2所示，液晶監(jiān)視器28、變焦按鈕30、十字按鈕32、菜單/確定按鈕34、再現(xiàn)按鈕36、后退按鈕38、以及其他部件布置于相機(jī)主體10的背面。三腳架孔以及具有可以打開和關(guān)閉的蓋子的電池槽和存儲卡槽布置于相機(jī)主體10的底面(未示出)，并且電池和存儲卡分別插入到電池槽和存儲卡槽。透鏡單元12包括可縮回的變焦透鏡，通過使用電源/模式開關(guān)24將相機(jī)的模式設(shè)置為拍攝模式來使其從相機(jī)主體10中伸出。透鏡單元12的變焦機(jī)構(gòu)和縮回機(jī)構(gòu)是公知的技術(shù)，因此將省略其詳細(xì)構(gòu)造的描述。
閃光燈21向主要目標(biāo)照射閃光?？扉T按鈕22是包括所謂“半按”和“全按”的兩步程開關(guān)。當(dāng)單眼立體成像裝置I在拍攝模式下操作時，通過“半按”快門按鈕22來啟動AE/AF，以及通過“全按”快門按鈕22來執(zhí)行拍攝。當(dāng)單眼立體成像裝置I在放映模式下操作時，通過“全按”快門按鈕22來執(zhí)行放映。電源/模式開關(guān)24是具有如下功能的操作部件，即用作對單眼立體成像裝置I進(jìn)行上電和斷電的電源開關(guān)，以及用作設(shè)置單眼立體成像裝置I的模式的模式開關(guān)。電源/模式開關(guān)24被布置為可從“關(guān)機(jī)位置”、“再現(xiàn)位置”滑動到“拍攝位置”，反之亦然。通過將電源/模式開關(guān)24滑動到“再現(xiàn)位置”或“拍攝位置”給單眼立體成像裝置I上電，通過將電源/模式開關(guān)24滑動到“關(guān)機(jī)位置”對單眼立體成像裝置I進(jìn)行斷電。將電源/模式開關(guān)24滑動至“再現(xiàn)位置”以便設(shè)置為“再現(xiàn)模式”，滑動至“拍攝位置”以設(shè)置為“拍攝模式”。模式表盤26用作專用于拍攝模式設(shè)置的操作部件，用于設(shè)置單眼立體成像裝置I 的拍攝模式。根據(jù)模式表盤26的設(shè)置位置，單眼立體成像裝置I的拍攝模式被設(shè)置為各種模式。單眼立體成像裝置I的拍攝模式包括用于拍攝平面圖像的“平面圖像拍攝模式”、用于拍攝立體視覺圖像(3D圖像)的“立體視覺圖像拍攝模式”、用于拍攝活動圖像的“活動圖像拍攝模式”、和用于拍攝三維全景的“3D全景拍攝模式”等。液晶監(jiān)視器28是三維顯示裝置，其能夠使用視差屏障來將具有各自預(yù)定指向性的指向性圖像顯示為立體視覺圖像(左眼用圖像和右眼用圖像)。當(dāng)立體視覺圖像輸入至液晶監(jiān)視器28時，在液晶監(jiān)視器28的視差屏障顯示層上產(chǎn)生由以預(yù)定間隔交替布置的光透明部分和光屏蔽部分的圖案構(gòu)成的視差屏障，并且在該視差屏障層之下的層的圖像顯示平面上交替地布置并顯示用于示出右眼用圖像和左眼用圖像的帶狀圖像塊。當(dāng)液晶監(jiān)視器28用于平面圖像或用做用戶界面顯示面板時，視差屏障顯示層上沒有顯示，并且圖像按其本來的樣子顯示在視差屏障顯示層之下的層的圖像顯示平面上。液晶監(jiān)視器28的構(gòu)造不限于此，并且允許用戶通過使用凸透鏡、或諸如偏振眼鏡或液晶快門眼鏡之類的特殊眼鏡分別觀看左眼用圖像和右眼用圖像的任何顯示裝置都是適用的，只要這些顯示裝置將三維圖像可識別地顯示為立體視覺圖像即可。有機(jī)EL (電致發(fā)光)顯示器等可以用來代替液晶監(jiān)視器。變焦按鈕30用作專用于指令變焦操作的變焦指令的操作部件。變焦按鈕30包括用于指令變焦到長焦側(cè)的變焦長焦按鈕30T、和用于指令變焦到廣角側(cè)的變焦廣角按鈕30W。在單眼立體成像裝置I中，通過在拍攝模式中通過操作變焦長焦按鈕30T和變焦廣角按鈕30W來改變透鏡單元12的焦距。通過在再現(xiàn)模式中操作變焦長焦按鈕30T和變焦廣角按鈕30W來對再現(xiàn)的圖像進(jìn)行放大或縮小。十字按鈕32是用于輸入作為向上、向下、向左、向右方向的四個方向的指令的操作部件，并且用作用于從菜單顯示屏幕選擇適當(dāng)項目的按鈕或者用作指令從每個菜單選擇各種設(shè)置項的按鈕(用于光標(biāo)操作或移動的操作部件)。在再現(xiàn)模式中右鍵和左鍵用作幀前進(jìn)(向前方向/向后方向幀前進(jìn))按鈕。菜單/確定按鈕34是這樣的操作按鍵，其用作指令將菜單顯示在液晶監(jiān)視器28的顯示屏幕上的菜單按鈕以及用作指令所選擇的操作的決定和執(zhí)行的確認(rèn)按鈕。再現(xiàn)按鈕36是用于切換到再現(xiàn)模式的按鈕，以便在液晶監(jiān)視器28上顯示已被拍攝并記錄的立體視覺圖像(3D圖像)或平面圖像(2D圖像)的靜止圖像或活動圖像。后退按鈕38用作指令輸入操作的取消或返回到先前操作狀態(tài)的按鈕。[光學(xué)成像系統(tǒng)和圖像傳感器的構(gòu)造示例]透鏡單元12包括拍攝透鏡14、光圈16、作為相差圖像傳感器的固態(tài)成像傳感器(下文中稱為相差CXD (電荷耦合器件))17。拍攝透鏡14是由包括用于改變拍攝透鏡14的焦距的變焦透鏡、和用于調(diào)節(jié)拍攝透鏡14的焦點的聚焦透鏡在內(nèi)的多個透鏡構(gòu)成的成像光學(xué)系統(tǒng)。變焦透鏡和聚焦透鏡可以在其光學(xué)軸上連續(xù)移動。
光圈16例如包括虹膜光圈。作為一個不例，光圈16配置成具有最大值為F2. 8以及最小值為Fll的孔徑，以便孔徑量在最大值與最小值之間是可連續(xù)或者逐漸變化的。圖3A至圖3C是示出相差(XD17的構(gòu)造的一個示例的示圖。相差(XD17具有奇數(shù)行的像素(主像素)和偶數(shù)行的像素(副像素)，其每個以矩陣形式布置，并且可以單獨(dú)讀出每個由主像素和副像素光電轉(zhuǎn)換的針對雙平面的圖像信號。如圖3B所示，在具有R (紅色)、G (綠色)、B (藍(lán)色)濾色器的像素中，相差(XD17的奇數(shù)行(1、3、5、...)擁有交替布置的GRGR...像素陣列的行和BGBG...像素陣列的行。另一方面，如圖3C所示，與奇數(shù)行類似，偶數(shù)行(2、4、6)上的像素?fù)碛薪惶娌贾玫腉RGR...像素陣列的行和BGBG...像素陣列的行,并且其每個像素在行方向上相對于奇數(shù)行上的像素移位1/2節(jié)距。圖4是示出拍攝透鏡14和相差(XD17的主像素和副像素的每個像素的示圖，并且圖5A至圖5C是圖4的主要部分的放大圖。光屏蔽部件17A布置在相差(XD17的主像素的前側(cè)(微透鏡L側(cè))，光屏蔽部件17B布置在其副像素的前側(cè)。光屏蔽部件17A和17B的每一個具有光瞳分割部件的功能。如圖5A所示，通過出瞳的光束沒有任何限制地通過微透鏡L進(jìn)入普通CXD (光電二極管H))的像素。如圖5B所示，光屏蔽部件17A屏蔽主像素(光電二極管H))的光接收表面的右半部分。因此，主像素只接收關(guān)于通過出瞳的光束的光軸處于左側(cè)上的光。如圖5C所示，光屏蔽部件17B屏蔽副像素(光電二極管H))的光接收表面的左半部分。因此，副像素只接收關(guān)于通過出瞳的光束的光軸處于右側(cè)上的光。在下文中，將對于在相差(XD17上拍攝立體視覺圖像的機(jī)制進(jìn)行描述，其中，按上述方式，相差CCD17的每個主像素只接收關(guān)于通過出瞳的光束的光軸處于左側(cè)上的光，并且每個副像素只接收關(guān)于通過出瞳的光束的光軸處于右側(cè)上的光。圖6A至圖6C是示出在圖像傳感器上成像的圖像的分離狀態(tài)根據(jù)聚焦透鏡的焦點的差異(即目標(biāo)前方的焦點、對應(yīng)于目標(biāo)的焦點(最佳聚焦)、目標(biāo)后方的焦點)而分離的示圖。在圖6A至圖6C中省略了光圈16，是為了對由焦點導(dǎo)致的圖像分離上的差異進(jìn)行比較。如圖6B所示，焦點對準(zhǔn)的進(jìn)行了光瞳分割的圖像成像在圖像傳感器17上的同一位置(彼此對應(yīng))。另一方面，如圖6A和圖6C所示，在目標(biāo)的前面或后面聚焦地進(jìn)行了光瞳分割的圖像成像在圖像傳感器17上的不同位置(彼此分離)。因此，通過相差(XD17獲得了在左和右方向上進(jìn)行了光瞳分割的目標(biāo)圖像，從而根據(jù)聚焦位置獲得了具有不同視差的左眼用圖像和右眼用圖像(立體視覺圖像)。在具有上述構(gòu)造的相差(XD17中，主像素和副像素分別配置成通過在彼此不同的區(qū)域上(左半部分上、右半部分上)的光屏蔽部件17A、17B來限制光束，但本發(fā)明不限于此。在不提供光屏蔽部件17A和17B的情況下，例如，微透鏡L可以關(guān)于光電二極管H)在右和左方向上移位，并且可以根據(jù)該移位方向?qū)M(jìn)入光電二極管ro的光束進(jìn)行限制。一個單微透鏡可以針對兩個像素(主像素和副像素)而設(shè)置，從而對進(jìn)入每個像素的光束進(jìn)行限制。[成像裝置的內(nèi)部構(gòu)造]圖7是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的單眼立體成像裝置I的框圖。單眼立體成像裝置I將獲取的圖像記錄在記錄介質(zhì)54上，并且由中央處理裝置(CPU ;中央處理單元)40綜合控制其總體操作。單眼立體成像裝置I具有操作單元48，其包括快門按鈕、模式表盤、再現(xiàn)按鈕、菜單/確定按鈕、十字按鈕、后退按鈕、以及其他部件。來自操作單元48的信號輸入至CPU40。CPU40基于來自操作單元48的輸入信號來控制單眼立體成像裝置I的每個電路，以便執(zhí)行透鏡驅(qū)動控制、光圈驅(qū)動控制、拍攝操作控制、圖像處理控制、圖像數(shù)據(jù)記錄/再現(xiàn)控制、用 于三維顯示的液晶監(jiān)視器28的顯示控制。當(dāng)通過使用電源/模式開關(guān)24給單眼立體成像裝置I上電時，電力從電源58提供至每個模塊，然后啟動單眼立體成像裝置I。已通過拍攝透鏡14、光圈16等的光束成像到相差(XD17上，并且信號電荷積累在相差CCD17中。積累在相差CCD17中的信號電荷根據(jù)從定時發(fā)生器45提供的讀取信號被讀出為與信號電荷相對應(yīng)的電壓信號。從相差CCD17讀出的電壓信號輸入至模擬信號處理單元60。模擬信號處理單兀60對從相差(XD17輸出的電壓信號執(zhí)行相關(guān)雙米樣處理(以通過找出在針對圖像傳感器的每個像素的輸出信號中包含的場通過(field through )成分電平與像素信號成分電平之間的差異來獲取精確像素數(shù)據(jù)，以便減小圖像傳感器的輸出信號中包含的噪聲(具體地，熱噪聲)的處理)，從而針對每個像素采樣保持R、G、B信號。這些電壓信號被放大，然后輸入至AD轉(zhuǎn)換器61。AD轉(zhuǎn)換器61將順序輸入的R、G、B信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字R、G、B信號，然后將該信號輸出至圖像輸入控制器62。數(shù)字信號處理單元63對通過圖像輸入控制器62輸入的數(shù)字圖像信號執(zhí)行諸如偏移處理、包括白平衡校正和敏感度校正的增益控制處理、伽馬校正處理、以及YC處理之類的預(yù)定信號處理。從相差(XD17的奇數(shù)行上的主像素讀出的主像素數(shù)據(jù)被處理為左眼用圖像數(shù)據(jù)，從偶數(shù)行上的副像素讀出的副像素數(shù)據(jù)被處理為右眼用圖像數(shù)據(jù)。數(shù)字信號處理單元63上處理的左眼用圖像數(shù)據(jù)和右眼用圖像數(shù)據(jù)(3D圖像數(shù)據(jù))輸入至VRAM (視頻隨機(jī)存取存儲器)50。VRAM50包括區(qū)域A和區(qū)域B，其每個用于存儲代表一幀3D圖像的3D圖像數(shù)據(jù)。代表一幀3D圖像的3D圖像數(shù)據(jù)被交替覆寫在VRAM50的區(qū)域A和區(qū)域B中。關(guān)于VRAM50的區(qū)域A和區(qū)域B，從除了正在覆寫3D圖像數(shù)據(jù)的區(qū)域以外的區(qū)域中讀出正在寫入的3D圖像數(shù)據(jù)。從VRAM50讀出的3D圖像數(shù)據(jù)在3D圖像信號處理單元64上被處理成條形圖像塊。被處理成條形圖像塊的3D圖像數(shù)據(jù)在視頻編碼器66上被編碼，然后輸出至布置在相機(jī)的后表面上的用于三維顯示的液晶監(jiān)視器(3D圖像顯示裝置)28。攝影者實時監(jiān)視顯示在液晶監(jiān)視器28上的圖像(直通圖像)以便確認(rèn)拍攝的視角。響應(yīng)于變焦長焦按鈕30T和變焦廣角按鈕30W的操作，CPU40通過透鏡驅(qū)動單元47沿著光軸移動變焦透鏡，以便改變焦距。圖8是示出焦距與立體效果之間的關(guān)系的曲線圖。將3D目標(biāo)圖像顯示在液晶監(jiān)視器28上，以使得位于聚焦位置處的目標(biāo)顯示得似乎位于視差為O的屏幕平面上；位于聚焦位置后方(遠(yuǎn)離于相差CCD17)的目標(biāo)顯示得似乎從顯示屏幕后退；以及位于聚焦位置前方(接近于相差CCD17)目標(biāo)顯示得似乎從顯示屏幕突出。從顯示平面后退的方向上的視差(發(fā)散方向上的視差)與從顯示平面突出的方向上的視差(過大視差)之和被定義為立體效果O如圖8所示，立體效果根據(jù)焦距而變化。立體效果隨焦距的增大而增加，即隨變焦位置移動至長焦側(cè)而增加。另一方面，立體效果隨焦距的減小而降低，即，隨變焦位置移動至廣角側(cè)而降低。當(dāng)在液晶監(jiān)視器28上顯示直通圖像或活動圖像的同時操作變焦按鈕30時，立體效果根據(jù)焦距而變化，這引起攝影者的不舒服的感覺。因此，如圖9A和圖9B所示，CPU40根據(jù)焦距的變化控制光圈16的孔徑量，從而將立體效果穩(wěn)定在焦距的周圍的恒定水平。圖IOA和圖IOB是說明光圈16的孔徑量與聚焦 位置位于目標(biāo)后方時的視差之間的關(guān)系的示圖。在圖IOA中孔徑量較小，在圖IOB中孔徑量較大。如圖6C中的說明，聚焦位置位于目標(biāo)的后方時的圖像成像在圖像傳感器上的不同位置(分離)，并且圖IOA所示的較小的孔徑量減小了圖像的分離，圖IOB所示較大的孔徑量增大了圖像的分離。這表示當(dāng)光圈16的孔徑量較小時視差變得較小，并且當(dāng)光圈16的孔徑量較大時視差變得較大。S卩，如圖9A所示，由于當(dāng)變焦透鏡從廣角端向長焦端(增加焦距的方向上)移動時立體效果變得較大，因此CPU40減小光圈16的孔徑量以便減小立體效果。因此，可以如立體效果位于廣角端那樣恒定保持立體效果。如圖9B所示，當(dāng)變焦透鏡從長焦端向廣角端(減小焦距的方向上)移動時立體效果變得較小，因此CPU40增大光圈16的孔徑量以便增加立體效果。因此，可以如立體效果位于長焦端那樣恒定保持立體效果。光圈16的孔徑量與焦距之間的關(guān)系存儲在CPU40的存儲區(qū)域上。根據(jù)目標(biāo)的亮度存儲多于一個的關(guān)系。CPU40從3D圖像數(shù)據(jù)獲取光圈16的孔徑的尺寸，并且確定應(yīng)當(dāng)使用哪個關(guān)系。CPU40基于變焦透鏡的驅(qū)動量(即焦距的改變量)以及確定的孔徑量與焦距之間的關(guān)系通過光圈驅(qū)動單元46來改變光圈16的孔徑量，以便將顯示在液晶監(jiān)視器28上的三維圖像的立體效果保持在恒定水平。有可能無法根據(jù)目標(biāo)的亮度通過光圈16來調(diào)節(jié)立體效果。例如，在目標(biāo)的亮度較大并且變焦透鏡沒有位于廣角端時可能發(fā)生這種情況。在此情況下，CPU40可以將光圈16的孔徑打開至立體效果可被調(diào)節(jié)的水平，并且此后，CPU40可以調(diào)節(jié)立體效果。具體地，在CPU40的存儲區(qū)域上存儲的孔徑量與焦距之間的關(guān)系當(dāng)中，CPU40確定使用光圈16的孔徑較大的情況下的關(guān)系。CPU40基于確定的關(guān)系來獲取與當(dāng)前焦距相對應(yīng)的光圈16的孔徑量，并且增加孔徑的孔徑量直到其等于獲取的孔徑量。接著，CPU40可以使用確定的關(guān)系根據(jù)變焦透鏡的移動來驅(qū)動光圈16的孔徑。在此情況下，光圈16的孔徑在廣角端變得最大(在本實施例中為FlI)。可能存在目標(biāo)的亮度暗，并且變焦透鏡沒有位于長焦端的情況。在此情況下，CPU40可以將光圈16的孔徑關(guān)閉至立體效果可被調(diào)節(jié)的水平，并且此后，調(diào)節(jié)立體效果。具體地，在CPU40的存儲區(qū)域上存儲的孔徑量與焦距之間的關(guān)系當(dāng)中，CPU40確定使用光圈16的孔徑較小的情況下的關(guān)系。CPU40基于確定的關(guān)系來獲取與當(dāng)前焦距相對應(yīng)的光圈16的孔徑量，并且減小孔徑的孔徑量直到其等于獲取的孔徑量。接著，CPU40可以使用確定的關(guān)系根據(jù)變焦透鏡的移動來驅(qū)動光圈16的孔徑。在此情況下，光圈16的孔徑在長焦端變得最小(在本實施例中為F2. 8)。再參照圖7，響應(yīng)于操作單元48的快門按鈕22的第一級按下(半按)，CPU40開始AF (自動聚焦調(diào)節(jié))操作和AE (自動曝光)操作，并且通過透鏡驅(qū)動單元47控制聚焦透鏡以在光軸方向上移動，以便將聚焦透鏡移動至聚焦位置。AF處理單元42是用于執(zhí)行對比AF處理或相差A(yù)F處理的部分。當(dāng)執(zhí)行對比AF處理時，AF處理單元42從左眼用圖像和右眼用圖像中的至少一個提取預(yù)定聚焦區(qū)域中存儲的圖像數(shù)據(jù)的高頻率成分。AF處理單元42隨后對高頻成分進(jìn)行積分以便計算指示聚焦?fàn)顟B(tài)的AF估計值。通過對拍攝透鏡14中的聚焦透鏡進(jìn)行控制來執(zhí)行AF控制，使得AF估計值變?yōu)樽畲笾?。?dāng)執(zhí)行相差A(yù)F處理時，AF處理單元42對位于左眼用圖像數(shù)據(jù)和右眼用圖 像數(shù)據(jù)的預(yù)定聚焦區(qū)域中的、對應(yīng)于主像素的圖像數(shù)據(jù)與對應(yīng)于副像素的圖像數(shù)據(jù)之間的相差進(jìn)行檢測，并且基于指示檢測到的相差的信息來找出散焦程度。通過對拍攝透鏡14中的聚焦透鏡進(jìn)行控制來執(zhí)行AF控制，使得散焦程度變?yōu)镺。不僅在快門按鈕22被按至第一級(半按)時，而且在連續(xù)拍攝右眼用圖像數(shù)據(jù)和左眼用圖像數(shù)據(jù)時執(zhí)行AF操作。右眼用圖像數(shù)據(jù)和左眼用圖像數(shù)據(jù)的連續(xù)拍攝可以在拍攝實時取景圖像(直通圖像)的情況或者在拍攝活動圖像等的情況下被執(zhí)行。在此情況下，在連續(xù)拍攝右眼用圖像數(shù)據(jù)和左眼用圖像數(shù)據(jù)時，AF處理單元42通過一直重復(fù)執(zhí)行AF估計值的計算來執(zhí)行連續(xù)AF以連續(xù)地控制聚焦透鏡的位置。如果有必要，則CPU40通過透鏡驅(qū)動單元47在光軸方向上向前和向后移動變焦透鏡，以便改變焦距。在半按快門按鈕22時從AD轉(zhuǎn)換器61輸出的圖像數(shù)據(jù)被捕獲至AE/AWB檢測單元44中。AE/AWB檢測單元44對整個顯示平面的G信號進(jìn)行積分，或者對在顯示平面的中心部分處與顯示平面的外圍部分相比具有不同權(quán)重的G信號進(jìn)行積分，并且向CPU40輸出該積分值。CPU40基于從AE/AWB檢測單元44輸入的積分值來計算目標(biāo)的亮度(拍攝Ev值)，并且CPU40基于該拍攝Ev值根據(jù)預(yù)定程序圖來確定光圈16的孔徑值和相差CCD17的電子快門(快門速度)。CPU40基于確定的孔徑值通過光圈驅(qū)動單元46來控制光圈16，并且還基于確定的快門速度通過定時發(fā)生器45來控制相差CCD17上的電荷積累時間。在完成AE操作和AF操作之后，響應(yīng)于快門按鈕22的第二級按下(全按)，針對與從AD轉(zhuǎn)換器61輸出的主像素和副像素相對應(yīng)的左眼用圖像(主圖像)和右眼用圖像(副圖像)的兩個圖像的圖像數(shù)據(jù)從圖像輸入控制器62輸入至VRAM50，并且暫時存儲在那里。暫時存儲在VRAM50上的針對兩個圖像的圖像數(shù)據(jù)在適當(dāng)定時通過數(shù)字信號處理單元63而被讀出，并且在該數(shù)字信號處理單元63上執(zhí)行預(yù)定信號處理，包括針對圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生亮度數(shù)據(jù)和色差數(shù)據(jù)的處理(YC處理)。已被執(zhí)行YC處理的圖像數(shù)據(jù)(YC數(shù)據(jù))再次存儲在VRAM50上。接著，針對兩個圖像的YC數(shù)據(jù)輸出至壓縮解壓縮單元65，其中對YC數(shù)據(jù)執(zhí)行諸如JPEG (聯(lián)合圖像專家組)的預(yù)定壓縮處理，然后再次將其存儲在VRAM50上。根據(jù)存儲在VRAM50上的針對兩個圖像的YC數(shù)據(jù)(壓縮的數(shù)據(jù))在3D圖像信號處理單元64上產(chǎn)生多畫面文件(MP文件；組合多個圖像的格式的文件)。該MP文件通過介質(zhì)控制器(介質(zhì)記錄控制單元)52而被讀出，并且記錄在記錄介質(zhì)54上。單眼立體成像裝置I不僅可以記錄和再現(xiàn)活動圖像和靜止圖像，也可以記錄和再現(xiàn)音頻。麥克風(fēng)57接收外部音頻的輸入。揚(yáng)聲器56輸出記錄的音頻。當(dāng)記錄音頻時,音頻輸入和輸出處理電路55對從麥克風(fēng)57輸入的音頻進(jìn)行編碼，并且當(dāng)再現(xiàn)記錄的音頻時，音頻輸入和輸出處理電路55對記錄的音頻進(jìn)行解碼，然后將音頻輸出至揚(yáng)聲器56。[成像裝置的操作的說明]現(xiàn)將描述單眼立體成像裝置I的操作。該成像處理由CPU40控制。用于允許CPU40執(zhí)行該成像處理的程序存儲在CPU40中的程序存儲單元上。圖11是示出實時取景圖像的拍攝和顯示操作的流程的流程圖。
響應(yīng)于用于開始拍攝的指令的輸入(步驟S10)，CPU40驅(qū)動拍攝透鏡14和光圈16以移動至初始位置，使得已經(jīng)通過拍攝透鏡14的目標(biāo)的光通過光圈16成像在相差(XD17的光接收表面上。相差(XD17的主像素和副像素上積累的信號電荷根據(jù)從定時發(fā)生器45輸出的定時信號以預(yù)定幀速被依次讀出為與該信號電荷相對應(yīng)的電壓信號(圖像信號)。讀出的電壓信號依次通過模擬信號處理單兀60、AD轉(zhuǎn)換器61、以及圖像輸入控制器62被輸入至數(shù)字信號處理單元63，以便產(chǎn)生左眼用圖像數(shù)據(jù)和右眼用圖像數(shù)據(jù)。產(chǎn)生的左眼用圖像數(shù)據(jù)和右眼用圖像數(shù)據(jù)依次輸入至VRAM50。左眼用圖像數(shù)據(jù)和右眼用圖像數(shù)據(jù)從VRAM50依次讀出，并且3D圖像信號處理單元64針對已經(jīng)讀出的左眼用圖像數(shù)據(jù)和右眼用圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生亮度/色差信號，并且產(chǎn)生的亮度/色差信號通過視頻編碼器66輸出至液晶監(jiān)視器28。在液晶監(jiān)視器28上顯示視差屏障，并且在視差屏障層之下的層的圖像顯示平面上交替地布置并顯示左眼用圖像數(shù)據(jù)和右眼用圖像數(shù)據(jù)的條形圖像塊(步驟SI I)。因此，在液晶監(jiān)視器28上顯示3D直通圖像。CPU40確定是否已執(zhí)行變焦操作，即是否已通過操作單元48輸入用于變焦操作的指令(步驟S12)。當(dāng)已執(zhí)行變焦操作時(在步驟S12 :是)，CPU40根據(jù)來自操作單元48的輸入通過透鏡驅(qū)動單元47來移動變焦透鏡，以改變拍攝透鏡14的焦距。CPU40基于左眼用圖像數(shù)據(jù)和右眼用圖像數(shù)據(jù)來找出目標(biāo)的亮度，并且CPU40在CPU40的存儲區(qū)域上存儲的焦距與孔徑量之間的關(guān)系當(dāng)中選擇與期望的目標(biāo)亮度相對應(yīng)的關(guān)系。CPU40通過光圈驅(qū)動單元46驅(qū)動光圈16，并且基于選擇的關(guān)系來改變孔徑量，以便保持在執(zhí)行變焦操作(步驟S12)之前的立體效果(步驟S13)。當(dāng)已執(zhí)行變焦操作時，CPU40通過透鏡驅(qū)動單元47移動聚焦透鏡，使得防止聚焦位置隨著變焦透鏡的移動而發(fā)生變化。因此，即使聚焦位置發(fā)生改變，也不發(fā)生視差的變化。在光圈16的孔徑量根據(jù)變焦操作而被改變(步驟S13)之后，或者當(dāng)沒有執(zhí)行變焦操作時(步驟S12 :否)，CPU40確定是否已輸入用于完成拍攝的指令(步驟S14)。當(dāng)沒有輸入用于完成拍攝的指令時(步驟S14 :否)，再次執(zhí)行步驟Sll至步驟S14的處理。當(dāng)已輸入用于完成拍攝(例如快門按鈕的半按、關(guān)于完成拍攝模式的操作、關(guān)于斷開電源的操作等)的指令時(步驟S14 :是)，完成直通圖像的拍攝處理。
當(dāng)半按快門按鈕時，SlON信號輸入至CPU40，并且CPU40通過AF處理單元42和AE/AWB檢測單元44執(zhí)行AE/AF操作。在立體視覺圖像的拍攝處理中，AF處理單元42通過相差A(yù)F處理執(zhí)行AF操作。當(dāng)全按快門按鈕時，S20N信號輸入至CPU40，并且CPU40開始拍攝和記錄處理。具體地，通過使用基于測光結(jié)果確定的快門速度和孔徑值來對相差CCD17進(jìn)行曝光。針對從相差CCD17的主像素和副像素輸出的兩個圖像的圖像數(shù)據(jù)通過模擬信號處理單元60、AD轉(zhuǎn)換器61、以及圖像輸入控制器62而被捕獲至VRAM50，并且在3D圖像信號處理單元64上被轉(zhuǎn)換成亮度/色差信號，然后存儲在VRAM50上。將存儲在VRAM50上的左眼用圖像數(shù)據(jù)加入到壓縮解壓縮單元65中，以便以預(yù)定壓縮格式(例如JPEG格式)對其進(jìn)行壓縮，之后將壓縮的數(shù)據(jù)存儲在VRAM50上。MP文件是根據(jù)存儲在VRAM50上的針對兩個圖像的壓縮數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的，并且該MP文件通過介質(zhì)控制器52記錄在記錄介質(zhì)54上。以此方式,立體視覺圖像被拍攝并記錄?！ねㄟ^使用拍攝立體視覺圖像的示例來描述了本實施例，但單眼立體成像裝置I既可以拍攝平面圖像也可以拍攝立體視覺圖像。當(dāng)拍攝平面圖像時，僅相差CCD17的主像素被用于拍攝。針對平面圖像的拍攝處理的細(xì)節(jié)與立體視覺圖像的相同，因此將省略其描述。以此方式記錄在記錄介質(zhì)54上的圖像可以通過再現(xiàn)按鈕將單眼立體成像裝置I的模式設(shè)置為再現(xiàn)模式來顯示在液晶監(jiān)視器28上。當(dāng)模式被設(shè)置為再現(xiàn)模式時，CPU40向介質(zhì)控制器52輸出命令以讀出最新記錄在記錄介質(zhì)54上的圖像文件。讀出的圖像文件的壓縮圖像數(shù)據(jù)被加入至壓縮解壓縮單元65中，以便解壓成未壓縮的亮度/色差信號，并且此后該信號通過視頻編碼器66輸出至液晶監(jiān)視器28。通過操作十字鍵的右鍵和左鍵來執(zhí)行圖像的幀前進(jìn)。按下十字鍵的右鍵使得能夠從記錄介質(zhì)54讀出下一個圖像文件，并且將該圖像顯示在液晶監(jiān)視器28上；按下十字鍵的左鍵使得能夠從記錄介質(zhì)54讀出前一個文件，并且將該圖像顯示在液晶監(jiān)視器28上。根據(jù)本實施例，即使在實時取景圖像的顯示期間移動變焦透鏡，顯示在液晶監(jiān)視器28上的三維圖像的立體效果也可以一直保持在恒定水平，其導(dǎo)致減小了攝影者的不舒服的感覺。通過使用拍攝并顯示立體視覺圖像的示例來描述了本實施例，但本實施例可以適用于連續(xù)獲取右眼用圖像數(shù)據(jù)和左眼用圖像數(shù)據(jù)的情況，例如拍攝活動圖像的情況。實時取景圖像的拍攝和活動圖像的拍攝的不同點只在于，在實時取景圖像的拍攝的情況下不記錄已連續(xù)拍攝的右眼用圖像數(shù)據(jù)和左眼用圖像數(shù)據(jù)，然而在活動圖像拍攝的情況下除了圖11的處理之外還將已連續(xù)拍攝的右眼用圖像數(shù)據(jù)和左眼用圖像數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)54上。對已連續(xù)拍攝的右眼用圖像數(shù)據(jù)和左眼用圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄的處理是公知的技術(shù)，因此將省略其詳細(xì)描述。在本實施例中，光圈16的孔徑量的改變量與焦距的改變量之間的關(guān)系的曲線圖存儲在CPU40的存儲區(qū)域上，并且CPU40基于該存儲的關(guān)系和變焦透鏡驅(qū)動量來改變光圈16的孔徑量，但改變光圈16的孔徑量的方法不限于此。例如，可以在移動變焦透鏡之前從右眼用圖像數(shù)據(jù)和左眼用圖像數(shù)據(jù)中獲得在發(fā)散方向上的視差的最大值和過大視差的最大值，并且可以實時地從隨變焦透鏡的移動而變化的右眼用圖像數(shù)據(jù)和左眼用圖像數(shù)據(jù)中獲得在發(fā)散方向上的視差的最大值和過大視差的最大值，并且光圈16的孔徑可以變化使得在發(fā)散方向上的視差的最大值和過大視差的最大值可以被恒定保持。在此情況下，不需要在CPU40的存儲區(qū)域上存儲信息。存儲在CPU40的存儲區(qū)域上的光圈16的孔徑量的改變量與焦距的改變量之間的關(guān)系不限于圖9所示的曲線圖等。例如，變焦透鏡的位置、光圈16的孔徑的孔徑量、以及在發(fā)散方向上的視差和過大視差的最大值之間的對應(yīng)圖等也可以適用。在本實施例中，根據(jù)變焦透鏡的移動來驅(qū)動光圈16使得作為在發(fā)散方向上的視差與過大視差之和的立體效果是恒定的，并且過大視差很大地影響立體效果的可視性。因此，可以根據(jù)變焦透鏡的移動來驅(qū)動光圈16使得過大視差的最大值變得基本恒定，從而將立體效果保持在基本恒定的水平。
主要目標(biāo)(例如人臉和位于顯示平面的中心的目標(biāo))的視差也影響立體效果的可視性。為此，可以根據(jù)變焦透鏡的移動來驅(qū)動光圈16使得主要目標(biāo)的視差變得基本恒定，從而將立體效果保持在基本恒定的水平。在本實施例中，光圈16已被配置成孔徑值可以在F2. 8至Fll的范圍內(nèi)連續(xù)變化，但諸如除虹膜光圈之外的光圈的具有不能夠連續(xù)變化的孔徑的其他光圈也可以被使用。例如，采用以步程變化的孔徑和無縫(連續(xù))變化的變焦透鏡的情況是可適用的。該情況指示與光圈的驅(qū)動步數(shù)相比變焦透鏡具有更多的驅(qū)動步數(shù)。圖12是示出在具有從F2. 8至Fll的范圍的孔徑值并且按1/3EV步程(作為一個示例)變化的光圈16’被使用(其中立體效果按五個步程變化)的情況下焦距與立體效果之間的關(guān)系的曲線圖。圖12示出了當(dāng)變焦透鏡從廣角端向長焦端(增加焦距的方向上)移動時立體效果的變化。在此情況下，光圈的孔徑不能連續(xù)變化，其不同于圖9的情況。因此，CPU40在變焦透鏡位于廣角端的狀態(tài)下以一個步距來減小光圈16’的孔徑(即，將孔徑量減小一步)，以便略微減小立體效果。CPU40還在變焦透鏡不位于廣角端的情況下在移動變焦透鏡之前將光圈16’的孔徑減小一步。此后，當(dāng)變焦透鏡在長焦方向上(增加焦距的方向上)移動時，立體效果隨著變焦透鏡的移動逐步增加。當(dāng)立體效果變得等于在變焦透鏡位于廣角端的情況下的立體效果時，CPU40將光圈16’的孔徑再減小一步。因此，立體效果略微變小。重復(fù)執(zhí)行該操作，從而按步程改變立體效果，將立體效果保持在基本恒定水平。當(dāng)將減小光圈16’的孔徑減小一步時的焦距可以存儲在CPU40的存儲區(qū)域上，并且CPU40可以基于該焦距來改變光圈的孔徑量。CPU40可以從左眼用圖像數(shù)據(jù)和右眼用圖像數(shù)據(jù)實時獲取立體效果，并且可以當(dāng)立體效果變得等于在移動變焦透鏡之前的立體效果時改變光圈16’的孔徑量。在此構(gòu)造中，可以將立體效果保持在基本恒定的水平(包括略微變化)。即使略微變化，立體效果也不會變得大于在移動變焦透鏡之前的立體效果。因此，可以盡可能減小攝影者感覺到的不舒服感覺。當(dāng)變焦透鏡已從長焦端向廣角端(減小焦距的方向)移動時，可以配置成在不驅(qū)動光圈16’的情況下只移動變焦透鏡，并且當(dāng)立體效果略微減小時，以一個步距增加光圈16’的孔徑(即，將孔徑量增大一步)，從而立體效果對應(yīng)于在移動變焦透鏡之前的立體效果。在立體效果保持在基本恒定水平的情況下變化的“略微量”是由在立體效果的調(diào)節(jié)中使用的光圈的驅(qū)動步數(shù)導(dǎo)致的。這意味著光圈的驅(qū)動步數(shù)的確定導(dǎo)致變化的略微量的確定，并且變化的略微量的確定導(dǎo)致光圈的驅(qū)動步數(shù)的確定。為此，光圈的驅(qū)動步數(shù)或者變化的略微量應(yīng)事先設(shè)置在CPU40的存儲區(qū)域上。在使用不能連續(xù)變化孔徑的光圈16’的情況下，可以限制變焦透鏡的驅(qū)動使得變焦透鏡具有與光圈16’的驅(qū)動步數(shù)相等的驅(qū)動步數(shù)。在此情況下，變焦透鏡的驅(qū)動應(yīng)與光圈16’的驅(qū)動同步。變焦從而變得不連續(xù)，但是可以防止立體效果的略微變化。在本實施例中，使用了可連續(xù)移動的變焦透鏡，但可以用按步程移動的變焦透鏡代替?！吹诙嵤├翟诒景l(fā)明的第一實施例中，即使在顯示實時取景圖像時移動變焦透鏡，也能夠一 直恒定保持顯示在液晶監(jiān)視器28上的三維圖像的立體效果，然而，通過立體效果的調(diào)節(jié)，顯示在液晶監(jiān)視器28上的圖像可能變暗，其使可視性變壞。在本發(fā)明的第二實施例中，當(dāng)顯示的圖像的亮度，即拍攝的圖像的亮度變暗時，該圖像顯示為2D圖像，從而減小由于顯示的圖像變暗引起的不舒服的感覺。在下文中，將對根據(jù)第二實施例的單眼立體成像裝置2進(jìn)行描述。成像裝置的總體構(gòu)造與第一實施例的總體構(gòu)造相同；因此，將省略其描述，并且現(xiàn)將只描述成像裝置的操作。在成像裝置的操作的描述中，由相同參考數(shù)字和符號指代與第一實施例的兀件相同的兀件，并且將省略其描述。[成像裝置的操作的描述]在下文中，將對單眼立體成像裝置2的操作進(jìn)行描述。該成像處理由CPU40控制。用于允許CPU40執(zhí)行該成像處理的程序存儲在CPU40中的程序存儲單元上。圖13是示出實時取景圖像的拍攝和顯示處理的流程的流程圖。響應(yīng)于用于開始拍攝的指令的輸入(步驟S10)，CPU40驅(qū)動拍攝透鏡14和光圈16以移動至初始位置，使得已經(jīng)通過拍攝透鏡14的目標(biāo)的光通過光圈16成像在相差(XD17的光接收表面上，并且依次產(chǎn)生左眼用圖像數(shù)據(jù)和右眼用圖像數(shù)據(jù)。從上面產(chǎn)生的左眼用圖像數(shù)據(jù)和右眼用圖像數(shù)據(jù)中產(chǎn)生亮度/色差信號，并且產(chǎn)生的亮度/色差信號通過視頻編碼器66輸出至液晶監(jiān)視器28。以此方式，3D直通圖像顯示在液晶監(jiān)視器28上(步驟S11)。CPU40確定是否已執(zhí)行變焦操作，即是否通過操作單元48已輸入用于變焦操作的指令(步驟S12)。當(dāng)已執(zhí)行變焦操作時(在步驟S12 :是)，CPU40通過透鏡驅(qū)動單元47來移動變焦透鏡，以便根據(jù)來自操作單元48的輸入來改變拍攝透鏡14的焦距。為了保持在執(zhí)行變焦操作(步驟S12)之前的立體效果，在CPU40的存儲區(qū)域上存儲的焦距與孔徑量之間的關(guān)系當(dāng)中，CPU40基于與目標(biāo)的亮度相對應(yīng)的關(guān)系通過光圈驅(qū)動單元46來驅(qū)動光圈16，并且改變孔徑量(步驟S13)。在根據(jù)變焦操作改變光圈16的孔徑量(步驟S13)之后，以及當(dāng)沒有執(zhí)行變焦操作時(在步驟S12 :否)，CPU40從AE/AWB檢測單元44獲取整個顯示平面的G信號的積分值、或者獲取在顯示平面的中心部分與顯示平面的外圍部分之間具有不同權(quán)重的G信號的積分值。CPU40基于獲取的積分值來計算目標(biāo)的亮度(拍攝Ev值)，并且確定計算的目標(biāo)的亮度是否小于預(yù)定閾值(步驟S20)。指示使圖像的可視性變壞的、3D直通圖像的亮度的下限值的值，作為閾值預(yù)先存儲在CPU40的存儲區(qū)域上。CPU40通過對拍攝Ev值與存儲在存儲區(qū)域上的閾值進(jìn)行比較來執(zhí)行上述確定。當(dāng)光圈16的孔徑量比目標(biāo)的亮度所需的孔徑量減小得多時，即，例如，當(dāng)盡管拍攝目標(biāo)是亮的但是光圈16的孔徑量的變化卻變得較大時，或者盡管光圈16的孔徑量的改變并不那么大但是拍攝目標(biāo)卻是暗的時，拍攝Ev值可能小于閾值。當(dāng)確定拍攝Ev值大于預(yù)定閾值時(在步驟S20 :否)，CPU40繼續(xù)顯示步驟Sll中的3D直通圖像(步驟S22)。當(dāng)確定拍攝Ev值等于或小于預(yù)定閾值時，CPU40對從主像素和副像素獲取的左眼用圖像數(shù)據(jù)和右眼用圖像數(shù)據(jù)的像素進(jìn)行混合，以便產(chǎn)生單個2D圖像數(shù)據(jù)，從而獲取亮的2D圖像數(shù)據(jù)。產(chǎn)生的2D圖像數(shù)據(jù)依次輸入至VRAM50。從VRAM50依次讀出2D圖像數(shù)據(jù)，并且3D圖像信號處理單元64針對已讀出的2D圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生亮度/色差信號。亮度/色差信號通過視頻編碼器66輸出至液晶監(jiān)視器28 (步驟S21)。以此方式，2D直通圖像顯示在液晶監(jiān)視器28上。此時，在液晶監(jiān)視器28上沒有顯示視差屏障。 在步驟S21，緊接在顯示2D直通圖像之前的孔徑量可以保持為光圈16的孔徑的孔徑量，或者可能改變孔徑量以便獲取適當(dāng)曝光。CPU40確定是否已輸入用于完成拍攝的指令(步驟S14)。當(dāng)用于完成拍攝的指令沒有輸入時(在步驟S14 :否)，CPU40再次執(zhí)行步驟S12至步驟S22的處理。當(dāng)用于完成拍攝的指令已輸入時(在步驟S14 :是)，CPU40完成拍攝直通圖像的處理。針對SI和S2被切換成ON的情況的處理與第一實施例的相同，因此，將省略其描述。根據(jù)本實施例，當(dāng)用于顯示的圖像暗并且其可視性變壞時，顯示2D圖像，從而增強(qiáng)可視性。2D圖像中的立體效果變得小于3D圖像的立體效果，從而可以減小由于立體效果增加引起的拍攝者的不舒服的感覺。通過使用拍攝并顯示實時取景圖像的示例來描述了本實施例，但本實施例可以適用于連續(xù)獲取右眼用圖像數(shù)據(jù)和左眼用圖像數(shù)據(jù)的情況，例如拍攝活動圖像的情況，其與第一實施例的相同?！吹谌龑嵤├低ㄟ^使用這樣的示例來描述了本發(fā)明的第一實施例的變型其中光圈16’的孔徑不能連續(xù)變化，從而光圈的驅(qū)動步數(shù)變得小于變焦透鏡的驅(qū)動步數(shù)，并且立體效果的略微變化是不可避免的。在此情況下，重復(fù)執(zhí)行下面的操作當(dāng)變焦透鏡在長焦方向(增加焦距的方向)上移動時，在移動變焦透鏡之前將光圈的孔徑減小一步，并且此后移動變焦透鏡，以便將立體效果保持在基本恒定的水平；然而，因為下述兩個原因在移動變焦透鏡時立體效果發(fā)生變化(1)由于入射光束的變化引起的立體效果的變化，(2)由于視角的變化引起的立體效果的變化。在光圈16’的驅(qū)動步數(shù)變得小于變焦透鏡的驅(qū)動步數(shù)，從而立體效果的略微變化是不可避免的情況下，本發(fā)明的第三實施例使用數(shù)字變焦來執(zhí)行虛擬變焦，從而減小立體效果的變化，而不是在將光圈16’的孔徑減小一步之后移動變焦透鏡。在下文中，將對根據(jù)第三實施例的單眼立體成像裝置3進(jìn)行描述。成像裝置的總體構(gòu)造與第一實施例的總體構(gòu)造相同；因此，將省略其描述，并且現(xiàn)將只描述成像裝置的操作。在成像裝置的操作的描述中，由相同參考數(shù)字和符號指代與第一實施例的元件相同的元件，并且將省略其描述。
[成像裝置的操作的描述]在下文中，將對單眼立體成像裝置3的操作進(jìn)行描述。該成像處理由CPU40控制。用于允許CPU40執(zhí)行該成像處理的程序存儲在CPU40中的程序存儲單元上。圖14是示出在單眼立體成像裝置3中的實時取景圖像的拍攝和顯示處理的流程的流程圖。響應(yīng)于用于開始拍攝的指令的輸入(步驟S10)，CPU40驅(qū)動拍攝透鏡14和光圈16’以移動至初始位置，使得已經(jīng)通過拍攝透鏡14的目標(biāo)的光通過光圈16’成像在相差(XD17的光接收表面上，并且依次產(chǎn)生左眼用圖像數(shù)據(jù)和右眼用圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)上面產(chǎn)生的左眼用圖像數(shù)據(jù)和右眼用圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生亮度/色差信號，并且產(chǎn)生的亮度/色差信號隨后通過視頻編碼器66輸出至液晶監(jiān)視器28，從而3D直通圖像顯示在液晶監(jiān)視器28上(步驟S11)。CPU40確定是否已執(zhí)行變焦操作，即是否通過操作單元48已輸入用于變焦操作的 指令(步驟S12)。當(dāng)用于變焦操作的指令沒有輸入時(在步驟S12 :否)，CPU40將處理轉(zhuǎn)到步驟S14。當(dāng)已輸入用于變焦操作的指令時(在步驟S12 :是)，CPU40通過透鏡驅(qū)動單元47來移動變焦透鏡，直到焦距變得等于作為變焦的指令而輸入的焦距。CPU40確定該變焦透鏡的移動中的下一個目的地是否為其中焦距落在圖15中的位置a、b、c、d、e中的任何一個處的位置(步驟S30)。圖15是示出在光圈16’的驅(qū)動步數(shù)變得小于變焦透鏡的驅(qū)動步數(shù)并且立體效果的略微變化變得不可避免的情況下，立體效果、焦距、以及光圈16’的驅(qū)動定時之間的關(guān)系的曲線圖。圖15的曲線圖形狀與圖12的曲線圖形狀相同。如在圖12中第一實施例的變型的描述，CPU40在其中立體效果變得等于位于廣角端的立體效果的焦距處將光圈16’的孔徑減小一步。在點a、b、c、d、e中的任何一個處的焦距是其中立體效果變得等于位于廣角端的立體效果的焦距。當(dāng)變焦透鏡移動至其中焦距不位于圖15中的點a、b、c、d、e中的任何一個處的位置時(在步驟S30 :否)，即，位于點a和點b之間、點b和點c之間、點c和點d之間、或點d和點e之間時，其不是驅(qū)動光圈16’的定時(見圖15中的長和短交替的點劃線)。在此情況下，CPU40從右眼用圖像數(shù)據(jù)和左眼用圖像數(shù)據(jù)中切出具有與在移動變焦透鏡時的視角相同的視角的預(yù)定區(qū)域，并且執(zhí)行數(shù)字變焦處理以虛擬地改變焦距(步驟S33)。在數(shù)字變焦處理中，不存在變焦透鏡的移動(包括聚焦透鏡的伴隨移動)，因此入射光束的變化不會引起立體效果的變化。數(shù)字變焦處理是公知的技術(shù)，因此將省略其描述。與步驟Sll類似，在步驟S33從右眼用圖像數(shù)據(jù)和左眼用圖像數(shù)據(jù)切出的區(qū)域三維地實時顯示在液晶監(jiān)視器28上(步驟S34)。當(dāng)變焦透鏡移動至其中焦距位于圖15中的點a、b、c、d、e中的任何一個處的位置時(在步驟S30 :是)，CPU40移動變焦透鏡，也驅(qū)動光圈16’(步驟S31)。當(dāng)變焦透鏡移動至其中焦距位于點a和點b之間、點b和點c之間、點c和點d之間、或點d和點e之間的位置時，執(zhí)行數(shù)字變焦處理(步驟S33)，因此，實際不移動變焦透鏡。在步驟S31，當(dāng)變焦透鏡位于其中焦距位于點a的位置時，將變焦透鏡移動至其中焦距位于點b的位置，并同時將光圈16’的孔徑減小一步。類似地，當(dāng)變焦透鏡位于其中焦距位于點b的位置時，將變焦透鏡移動至其中焦距位于點c的位置，并同時將光圈16’的孔徑減小一步；當(dāng)變焦透鏡位于其中焦距位于點C的位置時，將變焦透鏡移動至其中焦距位于點d的位置，并同時將光圈16’的孔徑減小一步；當(dāng)變焦透鏡位于其中焦距位于點d的位置時，將變焦透鏡移動至其中焦距位于點e的位置，并同時將光圈16’的孔徑減小一步。CPU40按照與步驟Sll相同的方式將在移動變焦透鏡之后的狀態(tài)下拍攝的右眼用圖像數(shù)據(jù)和左眼用圖像數(shù)據(jù)三維地實時顯示在液晶顯示器28上(步驟S32)。通過使用這樣的示例說明了從步驟S31至步驟S34的處理其中在從廣角端向長焦端的方向上執(zhí)行變焦，即，變焦透鏡在增加焦距的方向上移動；但是這些處理在變焦透鏡從長焦端向廣角端(減小焦距的方向)移動時也被執(zhí)行。具體地，當(dāng)變焦透鏡移動到其中焦距位于點a和點b之間、點b和點c之間、點c和點d之間、或點d和點e之間的位置處時，執(zhí)行數(shù)字變焦處理(步驟S33)，并且在執(zhí)行數(shù)字變焦處理之后的圖像被顯示(步驟S34)。當(dāng)變焦透鏡移動至其中焦距位于圖15中的點a、b、c、d、e中的任何一個處的位置時(在步驟S30 :是)，CPU40移動變焦透鏡，并同時驅(qū)動光圈16’(步驟S31)，并且顯示拍攝 的圖像(步驟S32)。具體地，當(dāng)變焦透鏡位于其中焦距位于點e的位置時，將變焦透鏡移動至其中焦距位于點d的位置，并同時將光圈16’的孔徑增大一步；當(dāng)變焦透鏡位于其中焦距位于點d的位置時，將變焦透鏡移動至其中焦距位于點c的位置，并同時將光圈16’的孔徑增大一步；當(dāng)變焦透鏡位于其中焦距位于點c的位置時，將變焦透鏡移動至其中焦距位于點b的位置，并同時將光圈16’的孔徑增大一步；當(dāng)變焦透鏡位于其中焦距位于點b的位置時，將變焦透鏡移動至其中焦距位于點a的位置，并同時將光圈16’的孔徑增大一步(步驟S31)。作為步驟S31至步驟S34的執(zhí)行結(jié)果，CPU40確定是否已執(zhí)行到焦距變得等于作為變焦指令輸入的焦距為止的變焦(步驟S35)。當(dāng)還沒完成該變焦時(在步驟S35 :否)，再次執(zhí)行從步驟S30至步驟S35的處理。以此方式重復(fù)執(zhí)行從步驟S30至步驟S35的處理，從而執(zhí)行在根據(jù)指示定義的位置處的變焦。當(dāng)完成變焦時(在步驟S35 :是)，CPU40確定是否已輸入用于完成拍攝的指令(步驟S14)。當(dāng)沒有輸入用于完成拍攝的指令時(在步驟S14 :否)，CPU40再次執(zhí)行步驟S12至步驟S35的處理，當(dāng)已輸入用于完成拍攝的指令時(在步驟S14 :是)，CPU40完成直通圖像的拍攝處理。針對SI和S2被切換成ON的情況的處理與第一實施例的相同，因此，將省略其描述。根據(jù)本實施例，在以下兩個影響立體效果變化的因素中(1)由于入射光束的變化引起的立體效果的變化；(2)由于視角的變化引起的立體效果的變化，可以消除因素
(I)。因此，在光圈的驅(qū)動步數(shù)小于變焦透鏡的驅(qū)動步數(shù)，從而立體效果的略微變化是不可避免的情況下，可以減小攝影者的不舒服的感覺。通過使用拍攝并顯示實時取景圖像的示例來描述了本實施例，但本實施例可以適用于拍攝活動圖像的情況，例如，連續(xù)獲取右眼用圖像數(shù)據(jù)和左眼用圖像數(shù)據(jù)的情況，其與第一實施例的相同。通過使用將CXD采用為圖像傳感器的示例描述了第一至第三實施例，但本發(fā)明不限于此。本發(fā)明可以適用于其他圖像傳感器，例如CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳
感器等。通過使用用于利用設(shè)置在相差(XD17的微透鏡L側(cè)的光屏蔽部件17A、17B來分割光束的單眼立體成像裝置的示例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明可以適用于使用包括用于分割光束的中繼鏡的拍攝透鏡12’的單眼立體成像裝置。本發(fā)明還可以適用于使用用于兩個類型的像素(主像素和副像素)的單個微透鏡從而限制入射光束進(jìn)入每個類型的像素的成像裝置。{附圖標(biāo)記列表}1、2、3 :單眼立體成像裝置14:拍攝透鏡16、16’ 光圈 17A、17B :光屏蔽部件17:相差 CCD40 :CPU45:定時發(fā)生器46 :光圈驅(qū)動單元47 :透鏡驅(qū)動單元54 :記錄介質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種單眼立體成像裝置，包括 成像光學(xué)系統(tǒng)，其包括變焦透鏡和光圈； 光瞳分割單元，其配置成將已經(jīng)通過所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光束分割成多個光束； 成像單元，其配置成接收由所述光瞳分割單元分割的多個光束，以便連續(xù)獲取左眼用圖像和右眼用圖像； 變焦透鏡驅(qū)動單元，其配置成移動變焦透鏡； 光圈驅(qū)動單元，其配置成驅(qū)動光圈以便改變所述光圈的孔徑的孔徑量； 顯示單元，其配置成將所述左眼用圖像和所述右眼用圖像可識別地顯示為三維圖像；顯示控制單元，其配置成在所述顯示單元上三維地顯示連續(xù)獲取的所述左眼用圖像和所述右眼用圖像； 輸入單元，其配置成輸入改變焦距的指令；以及 控制單元，其配置成根據(jù)從所述輸入單元輸入的所述改變焦距的指令來控制所述變焦透鏡驅(qū)動單元以移動所述變焦透鏡，并且配置成控制所述光圈驅(qū)動單元以將三維地顯示在所述顯示單元上的所述左眼用圖像和所述右眼用圖像的立體效果在移動所述變焦透鏡之前和之后保持在基本恒定的水平。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單眼立體成像裝置， 其中當(dāng)通過所述變焦透鏡驅(qū)動單元在增大焦距的方向上移動所述變焦透鏡時，所述控制單元通過所述光圈驅(qū)動單元驅(qū)動所述光圈以減小孔徑量。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的單眼立體成像裝置， 其中當(dāng)通過所述變焦透鏡驅(qū)動單元在減小焦距的方向上移動所述變焦透鏡時，所述控制單元通過所述光圈驅(qū)動單元驅(qū)動所述光圈以增大孔徑量。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的單眼立體成像裝置， 其中當(dāng)所述變焦透鏡位于長焦端時，所述控制單元控制所述光圈驅(qū)動單元以將孔徑量最小化。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的單眼立體成像裝置， 其中當(dāng)所述變焦透鏡位于廣角端時，所述控制單元控制所述光圈驅(qū)動單元以將孔徑量最大化。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項所述的單眼立體成像裝置，其中 驅(qū)動所述光圈以便按η個步程改變孔徑量，其中η是等于或大于2的自然數(shù)， 驅(qū)動所述變焦透鏡以便按m個步程改變焦距，其中m是等于或大于2的自然數(shù)，并且m大于n，以及 所述控制單元控制所述變焦透鏡驅(qū)動單元和所述光圈驅(qū)動單元，以在通過所述輸入單元輸入了在增大焦距的方向上改變焦距的指令時在移動所述變焦透鏡之前將所述光圈的孔徑減小一步，并且每當(dāng)以預(yù)定步數(shù)移動所述變焦透鏡時就將所述光圈的孔徑減小一步。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單眼立體成像裝置， 其中所述控制單元將所述變焦透鏡的驅(qū)動步數(shù)限制為m步當(dāng)中的η步，并且控制所述變焦透鏡驅(qū)動單元和所述光圈驅(qū)動單元以同步地驅(qū)動所述光圈和所述變焦透鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單眼立體成像裝置，還包括 數(shù)字變焦單元，其配置成從所述左眼用圖像和所述右眼用圖像中切出預(yù)定區(qū)域，并且所述數(shù)字變焦單元配置成電子地改變焦距， 其中所述控制單元控制所述數(shù)字變焦單元以通過所述數(shù)字變焦單元來虛擬地改變焦距，而不是通過所述變焦透鏡驅(qū)動單元移動所述變焦透鏡來改變焦距。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項所述的單眼立體成像裝置，還包括 存儲單元，其配置成存儲所述光圈的孔徑的孔徑量與焦距之間的關(guān)系， 其中所述控制單元基于存儲在所述存儲單元上的孔徑量與焦距之間的關(guān)系來控制所述光圈驅(qū)動單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任一項所述的單眼立體成像裝置，還包括 二維圖像產(chǎn)生單元，其配置成當(dāng)所述左眼用圖像和所述右眼用圖像的亮度等于或小于預(yù)定值時對所述左眼用圖像和所述右眼用圖像進(jìn)行合成，以便產(chǎn)生二維圖像， 其中所述顯示單元顯示二維圖像，并且 當(dāng)由所述二維圖像產(chǎn)生單元產(chǎn)生二維圖像時，所述顯示控制單元將所產(chǎn)生的二維圖像顯示在所述顯示單元上。
全文摘要
公開的單眼立體成像裝置配備有成像光學(xué)系統(tǒng)，包括變焦透鏡和光圈；光瞳分割單元，用于將已經(jīng)通過所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光束分割成多個光束；成像單元，用于接收所述多個光束并且連續(xù)獲取左眼用圖像和右眼用圖像；變焦透鏡驅(qū)動單元；光圈驅(qū)動單元，用于驅(qū)動所述光圈以改變所述光圈的孔徑的孔徑量；顯示單元，用于顯示所述左眼用圖像和所述右眼用圖像以便使它們可識別為立體圖像；顯示控制單元，用于在所述顯示單元上立體顯示所述左眼用圖像和所述右眼用圖像；輸入單元，用于輸入改變焦距的指令；以及控制單元，用于根據(jù)所述改變焦距的指令來控制所述變焦透鏡驅(qū)動單元以便移動所述變焦透鏡，并且還用于控制所述光圈驅(qū)動單元以便將立體顯示在所述顯示單元上的左眼用圖像和右眼用圖像的立體效果在移動所述變焦透鏡之前和之后保持為基本恒定。
文檔編號H04N13/02GK102959467SQ201180032558
公開日2013年3月6日 申請日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者粟津亙平, 青木貴嗣, 遠(yuǎn)藤宏, 堀井洋史 申請人:富士膠片株式會社