CN102511013A - 摄像装置及其控制方法和程序 - Google Patents

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Abstract

为了在生成立体图像时扩大被聚焦的图像区域并且显示清晰的立体图像，左眼摄像单元(200)生成左眼视图图像，而右眼摄像单元(300)生成与左眼视图图像同步的右眼视图图像。聚焦控制单元(123)执行左眼摄像单元(200)的聚焦控制使得左眼视图图像中所包括的多个对象之中的包括在特定区域中的对象(第一对象)处于焦点。聚焦控制单元(123)执行右眼摄像单元(300)的聚焦控制使得右眼视图图像中所包括的多个对象之中的存在于光轴方向上不同于第一对象的位置处的另一对象(第二对象)处于焦点。在这种情况下，控制各焦点使得当生成左眼视图图像时的景深范围与当生成右眼视图图像时的景深范围变为彼此不重叠的连续范围。

Description

摄像装置及其控制方法和程序
技术领域
本发明涉及摄像装置，更具体地，涉及生成全息图像的摄像装置、其控制方法以及使计算机执行该方法的程序。
背景技术
常规地，已经提出了能够利用左眼和右眼之间的视差来获得立体视觉的显示立体图像的许多立体图像显示方法。此外，已提出了诸如数码静态照相机或数码视频摄像机(相机集成录像机)的摄像装置，其记录了彼此相关联的用于显示立体图像的多个图像(图像数据)。
例如，已经提出了立体图像拍摄装置(例如，见专利文献1)，其包括带有聚焦透镜的摄像单元，并且在记录介质中记录通过摄像单元生成的两个图像。在这些立体图像拍摄装置中，执行自动聚焦(AF)操作，使得通过移动各个聚焦透镜来计算AF评价值，并且一个聚焦透镜被设定在已首先被检测了最大AF评价值的另一聚焦透镜的位置。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP 2006-162990A
发明内容
技术问题
在上述传统技术中，由于一个聚焦透镜被设定在已首先检测了最大AF评价值的另一聚焦透镜的位置，所以可在较短的时间内执行AF操作。即，当包括在由两个摄像单元生成的两个图像中的同一对象(subject，被摄物)被设定为聚焦目标时，聚焦目标的对象可被快速地聚焦，因此可在较短的时间内执行AF操作。
例如，当透镜的焦距长而至对象的距离短时，或者在不能获得充足的照度和光圈是较为开放的曝光环境下，在聚焦位置(焦点位置，focusposition)前和后的景深(DOF)较浅。当显示在景深较浅的状态下生成的图像时，图像被显示为包括在较浅景深中的对象处于焦点(焦点对准，infocus)，但是其他对象模糊。
这里，让我们假设利用在聚焦位置前和后的景深较浅的状态下生成的左眼图像和右眼图像来显示立体图像。当显示如上所述生成的立体图像时，该立体图像被显示成包括在较浅景深中的对象处于焦点但其他对象看上去模糊的图像。在这种情况下，被聚焦对象可向用户显示为鲜明的立体图像，然而，其他对象由此被显示为模糊的立体图像。
例如，由于人可聚焦在包括在视野中的所有物体上，所以在许多情况下人可以比较自由地立体观看包括在视野中的物体。这里，让我们假设，在包括在所显示的立体图像中的对象之中，当用户观看该立体图像时，较少数量的对象处于焦点。在这种情况下，如上所述，用户可比较自由地立体观看较少数量的对象(聚焦对象)。然而，由于其他对象看上去模糊，所以用户难以以与被聚焦对象相同的方式观看其他对象。由于这不同于用户可比较自由地观看包括在视野中的对象的状态，所以用户可能感到不舒服。
因此，重要的是生成这样的立体图像，其中，即使在景深较浅的摄像条件下仍能适当地立体观看包括在较宽范围中的对象，从而使用户自然地观看该立体图像。
本发明是考虑到前述内容而作出的，因此本发明的一个目标是当生成立体图像时增大被聚焦的图像区域。
问题的解决方案
根据为了达到上述目标的本发明的第一发明，提供了一种摄像装置、该摄像装置的控制方法以及使计算机执行该方法的程序，该摄像装置包括：摄像单元，对对象进行摄像并且生成用于显示该对象的立体视觉的立体图像的第一图像和第二图像；以及聚焦控制单元，执行摄像单元中的聚焦控制，使得当生成第一图像时作为包括在第一图像中的多个对象之中的包括在特定区域中的对象的第一对象处于焦点，并且执行摄像单元中的聚焦控制，使得当生成第二图像时作为包括在第二图像中的多个对象之中的存在于光轴方向上不同于第一对象的位置处的另一对象的第二对象处于焦点。这带来了执行聚焦控制使得当生成第一图像时第一图像中所包括的多个对象之中的包括在特定区域中的对象(第一对象)处于焦点，并且执行聚焦控制使得当生成第二图像时第二图像中所包括的多个对象之中的存在于光轴方向上不同于第一对象的位置处的另一对象(第二对象)处于焦点的效果。
在第一方面中，聚焦控制单元可执行各聚焦控制，使得当生成第一图像时的景深范围不同于当生成第二图像时的景深范围。这带来了执行各聚焦控制，使得当生成第一图像时的景深范围不同于当生成第二图像时的景深范围的效果。
此外，在第一方面中，聚焦控制单元执行各聚焦控制，使得当生成第一图像时的景深范围与当生成第二图像时的景深范围无重叠地连续。这带来了执行各聚焦控制使得当生成第一图像时的景深范围与当生成第二图像时的景深范围无重叠地连续的效果。
此外，在第一方面中，聚焦控制单元执行各聚焦控制，使得当生成第一图像时的景深范围与当生成第二图像时的景深范围重叠。这带来了执行各聚焦控制使得当生成第一图像时的景深范围与当生成第二图像时的景深范围重叠的效果。
此外，在第一方面中，聚焦控制单元执行各聚焦控制，使得当满足特定条件时，当生成第一图像时的景深范围与当生成第二图像时的景深范围不连续。这带来了执行各聚焦控制使得当满足特定条件时当生成第一图像时的景深范围与当生成第二图像时的景深范围不连续的效果。
此外，在第一方面中，特定条件可以是这样的条件，其中，背景具有基本相同颜色、存在于在比背景更靠摄像装置侧并且在光轴方向上彼此离开预定值以上的两个物体被设定为第一对象和第二对象，并且聚焦控制单元可执行各聚焦控制使得当满足该特定条件时上述范围彼此不连续。这带来了这样的效果，即设定背景具有基本相同颜色、存在于比背景更靠摄像装置侧并且在光轴方向上彼此离开预定值以上的两个物体被设定为第一对象和第二对象的条件作为特定条件，并且执行各聚焦控制使得当满足特定条件时上述范围彼此不连续。
此外，在第一方面中，摄像单元可包括生成第一图像的第一摄像单元和与第一图像同步地生成第二图像的第二摄像单元，并且当生成所述第一图像时，聚焦控制单元可利用第一摄像单元中所包括的第一聚焦透镜来执行聚焦控制使得第一对象处于焦点，并且当生成第二图像时，聚焦控制单元利用第二摄像单元中所包括的第二透镜来执行聚焦控制使得第二对象处于焦点。这带来了这样的效果，即当生成第一图像时，利用第一摄像单元中所包括的第一聚焦透镜来执行聚焦控制使得第一对象处于焦点，并且当生成第二图像时，利用第二摄像单元中所包括的第二透镜来执行聚焦控制使得所述第二对象处于焦点。
此外，在第一方面中，聚焦控制单元利用第二聚焦透镜来执行聚焦控制，使得在与由第一对象的位置、F值以及透镜的焦距规定的第一景深范围不同的范围中所包括的第二对象处于焦点。这带来了利用第二聚焦透镜来执行聚焦控制使得在与由第一对象的位置、F值以及透镜的焦距规定的第一景深范围不同的范围中所包括的第二对象处于焦点的效果。
此外，在第一方面中，当第一对象和第二对象存在于超焦距范围内时，聚焦控制单元可使第一聚焦透镜与第二聚焦透镜同步并且执行聚焦控制。这带来了当第一对象和第二对象存在于超焦距范围内时，使第一聚焦透镜与第二聚焦透镜同步并且执行聚焦控制的效果。
此外，在第一方面中，当透镜的焦距长并且与第一对象相关的对象距离短时、或当F值的作为基准的预定值小时，聚焦控制单元可执行摄像单元中的聚焦控制使得第一图像中所包括的第一对象处于焦点，并且执行摄像单元中的聚焦控制使得第二图像中所包括的第二对象处于焦点。这带来了当透镜的焦距长并且与第一对象相关的对象距离短时、或当F值的作为基准的预定值小时，执行摄像单元中的聚焦控制使得第一图像中所包括的第一对象处于焦点，并且执行摄像单元中的聚焦控制使得第二图像中所包括的第二对象处于焦点的效果。
此外，在第一方面中，摄像装置还可包括：操作接收单元，接收选择操作，该选择操作选择第二对象是存在于在光轴方向上比第一对象更靠摄像装置侧的对象还是存在于在光轴方向上比第一对象更远的一侧的对象，并且聚焦控制单元可执行聚焦控制使得当生成第二图像时被选择的对象处于焦点。这带来了执行聚焦控制使得当生成第二图像时由选择操作所选择的对象处于焦点的效果。
此外，在第一方面中，摄像装置还可包括：记录控制单元，使生成的第一图像和第二图像作为运动图像内容彼此相关联地记录在记录介质中。这带来了使生成的第一图像和第二图像作为运动图像内容彼此相关联地记录在记录介质中的效果。
此外，在第一方面中，摄像装置还可包括：记录控制单元，使生成的第一图像和第二图像作为静态图像内容彼此相关联地记录在记录介质中。这带来了使生成的第一图像和第二图像作为静态图像内容彼此相关联地记录在记录介质中的效果。
此外，在第一方面中，摄像装置还可包括：操作接收单元，接收用于记录静态图像的指示操作；以及控制单元，当接收到指示操作时执行使摄像单元连续执行第一摄像操作和第二摄像操作的控制，该第一摄像操作通过执行各聚焦控制使得第一对象和第二对象中的每一个处于焦点来生成第一图像和第二图像，并且第二摄像操作通过执行各聚焦控制使得第一对象和第二对象中的至少一个处于焦点来生成第一图像和第二图像，并且记录控制单元可以使通过第一摄像操作生成的第一图像和第二图像以及通过第二摄像操作生成的第一图像和第二图像作为静态图像内容彼此相关联地记录在记录介质中。这带来了这样的效果，当接收到用于记录静态图像的指示操作时连续执行通过执行各聚焦控制使得第一对象和第二对象中的每一个处于焦点来生成第一图像和第二图像的第一摄像操作以及通过执行各聚焦控制使得第一对象和第二对象中的至少一个处于焦点来生成第一图像和第二图像的第二摄像操作，使通过第一摄像操作生成的第一图像和第二图像以及通过第二摄像操作生成的第一图像和第二图像作为静态图像彼此相关联地记录在记录介质中。
此外，在第一方面中，记录控制单元可以与通过第一摄像操作生成的第一图像和第二图像相关联地记录表示通过第一摄像操作生成这一内容的识别信息。这带来了与通过第一摄像操作生成的第一图像和第二图像相关联地记录表示通过第一摄像操作生成这一内容的识别信息的效果。本方面的有益效果
根据本发明，存在当生成立体图像时增加被聚焦的图像区域的效果。
附图说明
图1是示出了根据本发明的第一实施方式的摄像装置100的外观的透视图。
图2是示出了根据本发明的第一实施方式的摄像装置100的内部构造实例的框图。
图3是示出了根据本发明的第一实施方式的摄像装置100的功能构造实例的框图。
图4A是示出了根据本发明的第一实施方式的输入/输出面板190的显示实例的示图。
图4B是示出了根据本发明的第一实施方式的输入/输出面板190的显示实例的示图。
图5A是示出了根据本发明的第一实施方式的输入/输出面板190的显示实例的示图。
图5B是示出了根据本发明的第一实施方式的立体图像摄像条件保持单元122中所保持的内容实例的示图。
图6是示意性地示出了根据本发明的第一实施方式的摄像元件250和350的容许错乱圆(permissible circle of confusion)、构造光学系统的透镜以及景深之间的关系的示图。
图7是示意性地示出了根据本发明的第一实施方式的由聚焦控制单元123设定的景深与对象之间的关系的示图。
图8示出了根据本发明的第一实施方式的由左眼摄像单元200和右眼摄像单元300分别生成的一组图像(静态图像)的实例。
图9示出了根据本发明的第一实施方式的由左眼摄像单元200和右眼摄像单元300分别生成的一组图像(静态图像)的实例。
图10是示出了根据本发明的第一实施方式的通过摄像装置100的聚焦控制处理的处理步骤实例的流程图。
图11是示出了根据本发明的第一实施方式的摄像装置670的功能构造实例的框图。
图12是示出了根据本发明的第一实施方式的聚焦位置表保持单元680中所保持的聚焦位置表的实例的示图。
图13A示出了根据本发明的第二实施方式的输入/输出面板190的显示实例。
图13B是示出了根据本发明的第二实施方式的立体图像摄像条件保持单元127中所保持的内容的实例的示图。
图14A至图14C是示意性地示出了根据本发明的第二实施方式记录摄像装置700的摄像操作所生成的图像的实例的示图。
图15是示出了根据本发明的第三实施方式的利用摄像装置750执行的摄像操作的状态和由摄像操作生成的图像的摄像范围的实例的示图。
图16A示出了根据本发明的第三实施方式的输入/输出面板190的显示实例。
图16B是示出了根据本发明的第三实施方式的立体图像摄像条件保持单元128中所保持的内容的实例的示图。
图17是示意性地示出了根据本发明第三实施方式的由聚焦控制单元123设定的景深与对象之间的关系的示图。
具体实施方式
在下文中，将描述用于执行本发明的实施方式(下文中，被称为“实施方式”)。描述将按照下列顺序进行。
1.第一实施方式(聚焦控制：生成立体图像使得两个摄像单元的聚焦位置被设定成彼此不同以使两个摄像单元的景深连续的实例)
2.第二实施方式(聚焦控制：连续记录两个摄像单元的聚焦位置彼此不同的立体图像和两个摄像单元的聚焦位置彼此相同的立体图像的实例)
3.第三实施方式(聚焦控制：生成立体图像使得两个摄像单元的聚焦位置被设定成彼此不同以使两个摄像单元的景深不连续的实例)
<1.第一实施方式>
[摄像装置的外观构造实例]
图1是示出了根据本发明第一实施方式的摄像装置100的外观的透视图。图1的上部示图是示出了从前侧(即，设置有朝向对象的透镜的一侧)看到的摄像装置100的外观的透视图。图1的下部示图是示出了在背侧(即，设置有朝向摄影者的输入/输出面板190的一侧)看到的摄像装置100的外观的透视图。
摄像装置100包括快门按钮111、输入/输出面板190、左眼摄像单元200以及右眼摄像单元300。摄像装置100是能够对对象进行摄像、生成摄像图像(图像数据)并将生成的摄像图像作为图像内容(静态图像内容或运动图像内容)记录在记录介质(图2中所示的内容存储单元160)中的摄像装置。此外，摄像装置100是支持立体摄像功能并能够生成用于显示立体图像(三维(3D)图像)的图像内容的摄像装置。立体图像(3D图像)是能够利用左眼和右眼之间的视差实现立体视觉的图像。例如，左眼摄像单元200和右眼摄像单元300对对象进行摄像并生成两个摄像图像(用于显示立体图像的左眼视觉用图像(左眼图像)和右眼视觉用图像(右眼图像))。基于两个生成的摄像图像来生成用于显示立体图像的图像内容。摄像装置100还包括诸如电源开关、模式变化开关以及变焦按钮的其他操作构件。然而，将省略其图示和描述。
快门按钮111是用户按压以记录通过对对象进行摄像而生成的摄像图像(图像数据)作为图像内容的按钮。例如，在设定了用于记录静态图像的静态图像摄像模式的状态下，当开门按钮111被半按时，执行用于执行自动聚焦操作的聚焦控制。此外，当快门按钮111被全按时，执行聚焦控制。然后，当全按时由左眼摄像单元200和右眼摄像单元分别摄像的摄像图像彼此相关联地被记录在记录介质中。
输入/输出面板190显示各种图像。输入/输出面板190检测输入/输出面板190上的接触操作并且接收从用户输入的操作。
下面将参照图2详细描述左眼摄像单元200和右眼摄像单元300。
[摄像装置的内部构造实例]
图2是示出了根据本发明的第一实施方式的摄像装置100的内部构造实例的框图。摄像装置100包括操作接收单元110、中央处理单元(CPU)120、同步时钟130、曝光控制单元140、记录控制单元150、内容存储单元160、显示控制单元170以及显示单元180。摄像装置100还包括左眼摄像单元200和右眼摄像单元300。
左眼摄像单元200和右眼摄像单元300被构造成使得分别在左右设置光学系统、摄像元件以及摄像信号处理单元作为一个组，从而生成左眼图像和右眼图像。即，左眼摄像单元200包括变焦透镜211、光圈212、聚焦透镜213、变焦透镜驱动电机221、变焦透镜控制单元222、光圈驱动电机231以及光圈控制单元232。左眼摄像单元200还包括聚焦透镜驱动电机241、聚焦透镜控制单元242、摄像元件250以及摄像信号处理单元260。右眼摄像单元300包括变焦透镜311、光圈312、聚焦透镜313、变焦透镜驱动电机321、变焦透镜控制单元322、光圈驱动电机331以及光圈控制单元332。右眼摄像单元300还包括聚焦透镜驱动电机341、聚焦透镜控制单元342、摄像元件350以及摄像信号处理单元360。
左眼摄像单元200和右眼摄像单元300的各部件(透镜、摄像元件等)除配置位置之外基本上彼此相同。为此，在下面，将部分省略左右构造中的任一个的描述。
变焦透镜211是通过变焦透镜驱动电机221的驱动而在光轴方向上移动并且调节焦距的透镜。即，变焦透镜211是相对于对象被前后驱动从而放大或缩小包括在摄像图像中的对象的透镜。通过变焦透镜211来实现变焦功能。
变焦透镜驱动电机221是响应于从变焦透镜控制单元222输出的驱动控制信号而旋转并且在光轴方向上移动变焦透镜211以调节焦距的电机。
变焦透镜控制单元222基于从CPU 120输出的控制信号来生成用于旋转变焦透镜驱动电机221的驱动控制信号，并且将该驱动控制信号输出至变焦透镜驱动电机221。
光圈212调节通过变焦透镜211和聚焦透镜213的入射光的光量(即，曝光)，并且光量经调节的光被提供至摄像元件250。通过光圈驱动电机231来驱动光圈212，从而调节了光圈的孔径。
光圈驱动电机231是响应于从光圈控制单元232输出的驱动控制信号而旋转并且打开或关闭光圈212以调节F值(光圈值)的电机。
光圈控制单元232基于从CPU 120输出的控制信号生成用于旋转光圈驱动电机231的驱动控制信号，并且将该驱动控制信号输出至光圈驱动电机231。
聚焦透镜213是通过聚焦透镜驱动电机241的驱动而在光轴方向上移动并调节焦点的透镜。即，聚焦透镜213是用于使被包括摄像图像中的期望物体处于焦点的透镜。自动聚焦功能通过聚焦透镜213来实现。
聚焦透镜驱动电机241是响应于从焦距透镜控制单元242输出的驱动控制信号而旋转，并且在光轴方向上移动聚焦透镜213以调节焦点位置的透镜。
焦距透镜控制单元242基于从CPU 120输出的控制信号来生成用于旋转聚焦透镜驱动电机241的驱动控制信号，并且将该驱动控制信号输出至聚焦透镜驱动电机241。
如上所述，变焦透镜211和聚焦透镜213是用于聚集来自对象的入射光的透镜组。被该透镜组聚集的光经过光圈212的光量调节，然后被入射至摄像元件250。
摄像元件250对已通过变焦透镜211、光圈212以及聚焦透镜213的入射光执行光电转换处理，然后向摄像信号处理单元260提供经光电转换的电信号(图像信号)。即，摄像元件250接收从对象经由变焦透镜211和聚焦透镜213入射的光并执行光电转换以生成对应于所接收的光量的模拟图像信号。摄像元件250和摄像元件350(右眼摄像单元300)通过基于同步时钟130的时钟信号的同步驱动而形成经由各透镜入射的对象图像，并生成模拟图像信号。由摄像元件250生成的模拟图像信号被提供至摄像信号处理单元260，而由摄像元件350生成的模拟图像信号被提供至摄像信号处理单元360。电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)等可用作摄像元件250和350。
摄像信号处理单元260是基于CPU 120的控制而对从摄像元件250提供的模拟图像信号执行各种信号处理的左眼摄像信号处理单元。摄像信号处理单元260将通过执行各种信号处理而生成的数字图像信号(左眼图像)输出至CPU 120和记录控制单元150。摄像信号处理单元360是基于CPU 120的控制而对从摄像元件350提供的模拟图像信号执行各种信号处理的右眼摄像信号处理单元。摄像信号处理单元360将通过执行各种信号处理而生成的数字图像信号(右眼图像)输出至CPU 120、曝光控制单元140以及记录控制单元150。左眼摄像单元200和右眼摄像单元300将各种摄像信息(基准透镜的焦距、F值等)输出至CPU 120。
操作接收单元110是接收用户的操作输入并且向CPU 120提供与接收的操作输入的内容对应的操作信号的操作接收单元。例如，操作接收单元110对应于诸如快门按钮111、输入/输出面板190、各种操作按钮或各种操作盘的操作构件。例如，摄像装置100可设置有用于使用户执行变焦操作的变焦按钮(W(广角)按钮和T(摄远)按钮)。在变焦按钮的W按钮被按下的状态下，变焦透镜211和311被移动至广角端侧(摄远侧)，而在T按钮被按下的状态下，变焦透镜211和311被移动到摄远端侧(广角侧)。例如，操作接收单元110接收用于设定立体图像摄像模式的各种摄像条件的设定操作。此外，例如，操作接收单元110接收用于设定各个摄像模式的设定操作和用于指示记录图像的指示操作。本发明的第一实施方式结合摄像装置100设定用于记录立体图像的立体图像摄像模式(例如，静态图像摄像模式或运动图像摄像模式)的实例来进行描述。
CPU 120生成要提供至摄像装置100的各个部件的控制信号，将生成的控制信号提供至各个部件并且执行诸如变焦控制、聚焦控制、快门控制以及图像记录处理的各种控制。例如，CPU 120生成用于移动聚焦透镜213和313的控制信号并且执行用于检测预定对象的聚焦位置的AF控制。具体地，CPU 120移动聚焦透镜213和313，并且对于与从摄像信号处理单元260和摄像信号处理单元360输出的图像信号对应的摄像图像执行AF控制。
曝光控制单元140基于从摄像信号处理单元260输出的图像信号来控制摄像元件250和350的曝光时间。即，曝光控制单元140基于与从摄像信号处理单元260输出的图像信号对应的图像中的对象的亮度来决定摄像元件250和350的曝光时间，并且将决定的曝光时间输出至CPU 120。
记录控制单元150基于CPU 120的控制使从左眼摄像单元200和右眼摄像单元300输出的图像作为图像文件(图像内容)被记录在内容存储单元160中。例如，记录控制单元150根据同步时钟130的时钟信号，将从摄像信号处理单元260输出的左眼图像和从摄像信号处理单元360输出的右眼图像彼此相关联地记录在内容存储单元160中。
例如，当操作接收单元110接收到用于记录静态图像的指示操作时，记录控制单元150使左眼图像和右眼图像彼此相关联地记录在内容存储单元160中作为静态图像文件(静态图像内容)。在记录时，在图像文件中记录诸如摄像时的数据和时间信息的属性信息。例如，通过按压快门按钮111(图1中示出)的操作来执行用于记录静态图像的指示操作。例如，记录控制单元150可使左眼图像和右眼图像之间的顺序关系(例如，视点数)与左眼图像和右眼图像相关联地被记录在记录介质中作为多图像(MP)文件。MP文件指符合用于将多个静态图像记录为单个文件(扩展名：MPO)的MP格式的文件。
例如，让我们假设操作接收单元110接收用于记录运动图像的指示操作。在这种情况下，记录控制单元150以预定的帧率将从摄像信号处理单元260和360输出的左眼图像和右眼图像顺序记录在内容存储单元160中作为运动图像文件(运动图像内容)。例如，用于记录运动图像的指示操作通过按压记录按钮的操作来执行。
内容存储单元160基于记录控制单元150的控制将从左眼摄像单元200和右眼摄像单元300输出的图像彼此相关联地记录为图像文件(图像内容)。例如，可移除记录介质(一个以上记录介质)，例如以数字通用光盘(DVD)为例的光盘或诸如存储卡的半导体存储器可用作内容存储单元160。记录介质可被内置于摄像装置100或可移除地安装至摄像装置100。
显示控制单元170基于CPU 120的控制使各种图像显示在显示单元180上。例如，当操作接收单元110接收用于显示立体图像(静态图像)的指示操作时，显示控制单元170从内容存储单元160获取用于显示立体图像(静态图像)的图像内容。然后，显示控制单元170使图像内容显示在显示单元180上。此外，显示控制单元170基于CPU 120的控制使各种画面(例如，图4A、图4B和图5A中所示的各种设置画面)显示在显示单元180上。当设定了静态图像摄像模式时，显示控制单元170可以使由左眼摄像单元200和右眼摄像单元300生成的图像作为监控图像(立体图像或平面图像)显示在显示单元180上。
显示单元180是基于显示控制单元170的控制来显示被存储在内容存储单元160中的显示图像内容的显示单元。显示单元180显示各种菜单画面或各种图像。例如，液晶显示器(LCD)、有机电致发光(EL)面板等可用作显示单元180。图1中示出的输入/输出面板190由操作接收单元110和显示单元180构成。
[摄像装置的功能构造实例]
图3是示出了根据本发明的第一实施方式的摄像装置100的功能构造实例的框图。摄像装置100包括摄像单元101、操作接收单元110、控制单元121、立体图像摄像条件保持单元122、聚焦控制单元123、记录控制单元150、内容存储单元160、显示控制单元170以及显示单元180。摄像单元101对应于图2中示出的左眼摄像单元200和右眼摄像单元300。操作接收单元110、记录控制单元150、内容存储单元160、显示控制单元170以及显示单元180对应于图2中示出的具有相同参考标号的部件。因此，将部分省略其描述。此外，控制单元121、立体图像摄像条件保持单元122以及聚焦控制单元123对应于图2中示出的CPU 120。
摄像单元101包括左眼摄像单元200和右眼摄像单元300，其对对象进行摄像，并生成用于显示对象的立体视觉的立体图像的左眼图像和右眼图像。然后，摄像单元101将生成的左眼图像和右眼图像输出至聚焦控制单元123和记录控制单元150。摄像单元101将左眼摄像单元200和右眼摄像单元300中的每一个的摄像信息(基准透镜的焦距、F值等)输出至聚焦控制单元123。基于聚焦控制单元123的聚焦控制来执行左眼摄像单元200和右眼摄像单元300中的聚焦控制。
控制单元121基于来自操作接收单元110的操作内容来控制摄像装置100的各个部件。例如，当操作接收单元110接收用于设定立体图像摄像模式的各摄像条件的设定操作时，控制单元121使根据设定操作的设定信息被保持在立体图像摄像条件保持单元122中。
例如，当操作接收单元110接收用于设定静态图像摄像模式的设定操作时，控制单元121通知摄像单元101、聚焦控制单元123以及记录控制单元150接收到设定操作并且设定静态图像摄像模式。例如，当操作接收单元110在设定了静态图像摄像模式的状态下接收到用于指示静态图像的记录的静态图像记录指示操作时，控制单元121使各个部件执行用于记录立体图像的静态图像的记录处理。具体地，控制单元121使聚焦控制单元123执行左眼摄像单元200和右眼摄像单元300中的聚焦控制，并使摄像单元121生成左眼图像和右眼图像。然后，控制单元121通过记录控制单元150的控制使生成的左眼图像和右眼图像作为静态图像文件而记录在内容存储单元160中。
例如，当操作接收单元110在设定了运动图像模式的状态下接收到用于指示运动图像的记录的运动图像记录指示操作时，控制单元121使各个部件执行用于记录立体图像的运动图像的记录处理。
例如，当操作接收单元110在设定了再生模式的状态下接收到用于指示静态图像或运动图像的再生的再生指示操作时，控制单元121使各个构件执行静态图像或运动图像的再生处理。例如，显示控制单元170获取关于来自内容存储单元160的再生指示操作的图像内容，并基于所获取的图像内容在显示单元180上显示各个图像。
立体图像摄像条件保持单元122保持用于设定立体图像摄像模式的各种摄像条件的设定信息并且向聚焦控制单元123提供所保持的设定信息。每当操作接收单元110接收到用于设定立体图像摄像模式的各种摄像条件的设定操作时通过控制单元121来更新立体图像摄像条件保持单元122中保持的设定信息。立体图像摄像条件保持单元122中保持的内容将参照图5B来详细描述。
聚焦控制单元123通过移动在左眼摄像单元200和右眼摄像单元300中的聚焦透镜213和313来执行聚焦控制。即，聚焦控制单元123根据从左眼摄像单元200和右眼摄像单元300输出的图像来生成AF评价值(对比度信号)。然后，聚焦控制单元123基于所生成的AF评价值以及从左眼摄像单元200和右眼摄像单元300获取的摄像信息来执行聚焦控制。即，聚焦控制单元123提取在摄像图像中所包括的AF区域(特定区域)中的图像的空间频率的高频成分，并生成所提取的高频的亮度差分(AF评价值)。基于生成的AF评价值来检测聚焦位置。例如，当执行半按或全按快门按钮111的操作时，聚焦控制单元123执行聚焦控制。例如，在运动图像记录操作过程中聚焦控制单元123执行聚焦控制。
这里，让我们假设设定了静态图像摄像模式，并且在左眼摄像单元200和右眼摄像单元300中，左眼摄像单元200用作基准。在这种情况下，在生成左眼图像时，聚焦控制单元123执行左眼摄像单元200中的聚焦控制，使得包括在左眼图像中的对象之中的包括在特定区域中的对象(第一对象)处于焦点。在生成右眼图像时，聚焦控制单元123执行右眼摄像单元300中的聚焦控制，使得包括在右眼图像中的对象之中的存在于光轴方向上不同于第一对象的位置的另一对象(第二对象)处于焦点。即，聚焦控制单元123执行在左眼摄像单元200和右眼摄像单元300中的每一个中的聚焦控制，使得在生成左眼图像时的景深范围可不同于在生成右眼图像时的景深范围。例如，聚焦控制单元123执行各聚焦控制，使得在生成左眼图像时的景深范围可与在生成右眼图像时的景深范围无重叠地连续。另外，例如，聚焦控制单元123执行各聚焦控制，使得在生成左眼图像时的景深范围可与在生成右眼图像时的景深范围重叠。可基于用户的设定来执行各聚焦控制。当满足特定条件时可通过摄像装置100来自动执行各聚焦控制。例如，摄像单元101中的透镜2的焦距长而与作为摄像单元101的聚焦目标的对象(例如，存在于图像的中心位置的对象)相关的对象距离短的条件可被设定为该特定条件。或者，F值的作为基准的预定值小的条件可被设定为特定条件。
如上所述，摄像装置100至少包括左右独立的光学系统并可独立地执行对象的聚焦调节。此外，摄像装置100通过设定考虑摄像透镜的焦距、至对象的距离以及根据曝光值的F值的左右聚焦位置之间的差异并使景深彼此重叠来生成立体图像。如上所述，摄像装置100可对运动图像和静态图像二者执行记录处理。然而，下面，结合静态图像生成处理和静态图像记录处理来进行描述。
[摄像条件设定实例]
图4A至图5B是示出了根据本发明的第一实施方式的输入/输出面板190的显示实例和被保持在立体图像摄像条件保持单元122中的内容的实例的示图。图4A中示出的设定画面500是在输入/输出面板190上显示的、用于当通过聚焦控制单元123执行聚焦控制时设定用作基准透镜的透镜(聚焦透镜213或313)的画面。例如，在执行了用于记录立体图像的立体图像摄像模式的设定操作之后直接显示设定画面500。设定画面500设置有左眼按钮501、右眼按钮502、OK按钮503以及返回按钮504。
左眼按钮501和右眼按钮502是当聚焦控制时用于设定用作基准透镜的透镜而按压的按钮。例如，基准透镜可通过执行按压用触摸板构成的输入/输出面板190上的期望按钮的操作来设定。例如，当用户的主眼是左眼时按压左眼按钮501，而当用户的主眼是右眼时按压右眼按钮502。将参照图7详细描述基准透镜。
在此实例中，基准透镜通过选择用户的主眼来设定，然而，基准透镜可根据用户的喜好来设定。
此外，当设定了静态图像摄像模式时，在静态图像记录的待机状态下用户可在观看显示在输入/输出面板190上的图像(监控图像)的同时设定期望的基准透镜。在这种情况下，例如，按钮可以以叠加的方式配置在监控图像上，因此，用户可在观看监控图像的同时容易地执行设定操作。
OK按钮503是被按下以决定当执行选择主眼的按压操作时作出的选择的按钮。此外，关于通过OK按钮503的按压操作而决定的基准透镜的信息(基准透镜信息)被保持在立体图像摄像条件保持单元122中。例如，返回按钮504是被按下以返回到前一显示的显示画面的按钮。
图4B中示出的设定画面是在输入/输出面板190上显示的、用于当通过聚焦控制单元123执行聚焦控制时将远点或近点设定为相对于基准透镜的景深的另一透镜的景深的画面。例如，在图4A中所示的设定画面500上的OK按钮503被按压之后直接显示设定画面510。设定画面510设置有远点按钮511、近点按钮512、OK按钮513以及返回按钮514。
远点按钮511和近点按钮512是被按压以将远点或近点设定为相对于基准透镜的景深的另一透镜的景深的按钮。例如，另一透镜的景深可以通过执行按压输入/输出面板190上的期望按钮的操作来选择。将参照图7详细描述如何设定远点或近点。
在此实例中，通过用户的操作，将远点或近点设定为相对于基准透镜的景深的另一透镜的景深，然而，可预先设定远点或近点。
例如，其可基于用于确定主要对象是存在于远点还是近点的标准，在摄像操作期间被自动设定。例如，当主要对象是人面部时，检测包括在通过左眼摄像单元200和右眼摄像单元300中的任一个所生成的摄像图像中的人面部，并且计算被检测的面部的对象距离(例如，参见式2)。然后，当被检测的面部的对象距离比基准透镜的聚焦位置更靠远点侧时，则远点被设定为另一透镜的景深。然而，当被检测的面部的对象距离比基准透镜的聚焦位置更靠近点侧时，则近点被设定为另一透镜的景深。此外，作为检测包括在摄像图像中的特定物体(例如，人面部)的方法，例如，可使用利用记录了特定物体的明亮度分布信息的模板与内容图像之间的匹配的检测方法(例如，JP2004-133637A)。此外，当特定物体是人面部时，可使用基于包括在摄像图像中的肉色部分或人面部的特征量来检测面部的方法。
此外，当设定了静态图像摄像模式时，在静态图像记录的待机状态下用户可在观看输入/输出面板190上显示的图像(监控图像)的同时设定远点或近点。在这种情况下，按钮可以叠加的方式被配置在监控图像上，因此用户可以在观看监控图像的同时容易地执行设定操作。
OK按钮513是被按下以决定当执行选择远点或近点的按压操作时作出的选择的按钮。此外，关于通过OK按钮513的按压操作而决定的远点或近点的信息(远点/近点信息)被保持在立体图像摄像条件保持单元122中。例如，返回按钮514是被按下以返回到前一显示画面的按钮。
即，操作接收单元110接收选择第二对象是存在于光轴方向上比第一对象更靠摄像装置100侧的对象还是存在于光轴方向上比第一对象更远的一侧的对象的选择操作。第一对象是作为基准透镜的聚焦目标的对象，而第二透镜是作为另一透镜的聚焦目标的对象。
图5A中所示的设定画面是在输入/输出面板190上显示的、用于当通过聚焦控制单元123执行聚焦控制时设定另一透镜的景深范围相对于基准透镜的景深范围的重叠率的画面。例如，在设定画面510上按压了OK按钮513之后直接显示设定画面515。设定画面515设置有重叠率设定条516、重叠率指定位置517、OK按钮518以及返回按钮519。
重叠率设定条516是用于设定另一透镜的景深范围相对于基准透镜的景深范围的重叠率，而重叠率指定位置517以叠加方式被显示。例如，另一透镜的景深范围相对于基准透镜的景深范围的重叠率可设定为使得用户将重叠率设定条516移动至重叠率设定条516中的期望重叠率的位置。例如，当重叠率被设定为0％时，另一透镜的景深被设定为使得基准透镜的景深范围不与另一透镜的景深范围重叠，并且两个范围彼此连续。然而，例如，当重叠率被设定为100％时，另一透镜的景深被设定为使得基准透镜的景深范围与另一透镜的景深范围完全重叠。在这种情况下，基准透镜的聚焦位置与另一透镜的聚焦位置相同。将参照图7来详细描述重叠率。
在此实例中，通过用户的操作来设定另一透镜的景深范围相对于基准透镜的景深范围的重叠率，然而，可预先设定重叠率。例如，重叠率可被设定为0％、10％至20％等。
当设定了静态摄像模式时，在静态图像记录的待机状态下用户可在观看输入/输出面板190上显示的图像(监控图像)的同时设定重叠率。例如，在这种情况下，可以以叠加的方式在监控图像上配置重叠率设定条516和按钮，因此用户能在观看监控图像的同时容易地执行设定操作。
OK按钮518是被按下以决定当执行指定重叠率的指定操作时作出的指定的按钮。此外，关于通过OK按钮518的按压操作而决定的重叠率的信息(重叠率信息)被保持在立体图像摄像条件保持单元122中。例如，返回按钮519是被按下以返回到前一显示画面的按钮。
图5B示出了立体图像摄像条件保持单元122中保持的内容的实例。立体图像摄像条件保持单元122保持用于设定立体图像摄像模式的各种摄像条件的设定信息，并且对于每个设定项125来保持设定信息126。
设定项125包括作为图4A、图4B和图5A中示出的设定画面500、510和512上的用户的设定操作的目标的项。设定信息126包括通过在图4A、图4B和图5A中示出的设定画面500、510和512上的用户的设定操作而设定的设定信息。
在图5B中示出的实例中，通过设定画面500中的设定操作将“左(左眼)”设定为基准透镜，而通过设定画面510中的设定操作将“远点”设定为相对于基准透镜的景深的另一透镜的景深。此外，在图5B中所示的实例中，通过设定画面515中的设定操作将“0％”设定为景深的重叠率。
[容许错乱圆与景深之间的关系的实例]
图6是示意性地示出了根据本发明的第一实施方式的摄像元件250和350的容许错乱圆、构成光学系统的透镜以及景深之间的关系的示图。在图6中，透镜600被示意性地示出为构成光学系统的各透镜。来自对象的光入射至透镜600。摄像面610被示出为接收来自透镜600的光的摄像元件(摄像元件250和350)的光接收面。
通常，基于摄像元件的尺寸、像素的数量以及滤光器类型等来决定摄像装置可允许的最大聚焦直径。通常，聚焦直径被称为容许错乱圆直径。例如，对于35mm卤化银照相机尺寸(silver halide camera size)容许错乱圆直径被设定为约0.03mm，并且在高级照相系统(APS)-C中被设定为约0.02mm。在容许错乱圆直径内，即使在偏离焦点处摄像图像在再生图像时看上去仍是聚焦的。
这里，包括与如图6所示在摄像面610上成像的点611变成最小的状态相对应的对象(被聚焦对象)的位置621的平面被称为对象面620。在这种情况下，从对象面620到近点侧和远点侧生成直到容许错乱圆直径d的成像为止(摄像面610上的位置612和613)可允许的焦点偏离范围DF(近点623和远点622)。范围DF通常被称为景深。
在摄像装置中，通常，当从摄像装置至对象的距离是预定距离以上时，存在焦点达到无穷远的距离HD(在容许错乱圆直径d内)。距离HD通常被称为超焦距。超焦距HD是通过透镜的焦距、容许错乱圆直径以及透镜的光圈(F值(F数))清楚确定的值。具体地，超焦距HD可利用式1来计算：
HD＝f2/d×F    式1
其中，f是表示透镜的焦距的值，d是表示容许错乱圆直径的值，而F是F值。
这里，当比超焦距HD更远的对象被设定为摄像目标时，由于该对象存在于超焦距HD与无穷远之间，所以估计对象处于焦点。然而，当存在于比超焦距更接近于摄像装置100侧的对象被设定为摄像目标时，推测存在聚焦的对象和未聚焦的对象。这里，当拍摄了立体图像时，利用两个光学系统生成包括基本上相同的对象的多个图像。因此，通过将用于对多个图像摄像的景深设定至不同的范围，包括基本上相同的对象的图像可生成在比用于对单个图像摄像的景深更深的对象景深处。
然而，如上所述，当用于显示立体图像的两个图像(左眼图像和右眼图像)被摄像时，包括在两个图像中的对象之中的聚焦的对象和未聚焦的对象彼此不同。然而，立体图像是利用左眼和右眼之间的视差所造成错觉向用户立体地示出的图像。因此，假设，当两个图像中的至少一个处于焦点时，图像能够被识别为立体图像，并且对用户的影响小。
[景深设定的实例]
图7是示意性地示出了根据本发明的第一实施方式的由聚焦控制单元123设定的景深与对象之间的关系的示图。图7(a)示出了包括在摄像装置100中的右眼摄像单元300与作为右眼摄像单元300的摄像目标的物体A至F之间的关系的实例(上侧所示)。图7(b)示出了包括在摄像装置100中的左眼摄像单元200与作为左眼摄像单元200的摄像目标的物体A至F之间的关系的实例(下侧所示)。物体A至F是在摄像装置100的光轴方向上以基本相等间隔配置的物体。在图7中，透镜201被示意性地示出为构成左眼摄像单元200的各透镜，而透镜301被示意性地示出为构成右眼摄像单元300的各透镜。
这里，在本发明的第一实施方式中，左眼摄像单元200和右眼摄像单元300被设定为基准(基准透镜)。在图7中，左眼摄像单元200被设定为基准。此外，图7示出了右眼摄像单元300的景深范围被设定为在比左眼摄像单元200的景深范围更远的一侧的实例。此外，图7(a)和图7(b)示出了右眼摄像单元300的景深范围相对于左眼摄像单元200的景深范围的重叠率被设定为0％的实例。即，图7示出了图5B中示出的设定信息126的内容被保持在立体图像摄像条件保持单元122中的实例。
此外，如上所述，存在于超焦距与无穷远之间的对象处于焦点。为此，当作为摄像单元101的聚焦目标的对象存在于超聚焦的范围内时，聚焦控制单元123使聚焦透镜213和313彼此同步，然后执行聚焦控制。在图7中示出的实例中，存在于比超焦距更靠摄像装置100侧的对象主要被设定为摄像对象。
这里，物体A至F中的物体C被设定为左眼摄像单元200的聚焦目标对象。例如，左眼摄像单元200所生成的摄像图像中的特定区域中所包括的对象可以被设定为聚焦对象目标(物体C)。例如，位于摄像图像的中央部分的区域被设定为摄像图像中的特定区域。例如，摄像图像中的特定区域可通过用户的操作(例如，在输入/输出面板190上的触摸操作)来设定。此外，例如，摄像装置100可设置有检测特定物体的特定物体检测单元，并且当通过特定物体检测单元检测特定物体时，在摄像图像中的被检测到的特定物体的位置可被设定为特定区域。例如，摄像装置100可设置有作为特定物体检测单元的面部检测单元，并且当从摄像图像中检测到到人面部时，在摄像图像中的被检测到的面部的位置被设定为特定区域。上述面部检测方法可用作面部检测方法。
这里，图7(b)中示出的左眼摄像单元200的超焦距HDL可利用式1来计算。即，超焦距HDL可通过下式来计算：
HDL＝f2/d×F
其中，f、d和F与式1中的相同。
这里，当至左眼摄像单元200的聚焦目标对象(物体C)的距离(对象距离)是LL时，从透镜201至摄像元件250上形成的图像的距离是b，透镜的焦距是f，得出下式2：
(1/LL)+(1/b)＝1/f  式2
可根据式2来计算对象距离LL(＝1/((1/f)-(1/b)))。
随后，利用对象距离LL来计算在景深的远点侧的聚焦范围内距离摄像装置100最远的距离LLF。距离LLF可利用式3来计算(参见UenoChizuko等人所写的“Photography Terms Dictionary”，Nippon Camera Co.，Ltd.，October 15，1991，p.193至195)
LLF＝HDL×LL/(HDL-LL)  式3
这里，假设左眼摄像单元200的景深至少部分地与右眼摄像单元300的景深重叠。在这种情况下，在右眼摄像单元300的景深的近点侧的聚焦范围内距离摄像装置100最近的距离LRN需要比式3中计算的距离LLF更短。即，距离LRN需满足下式4。
LRN≤LLF    式4
此外，假设如图7(a)中所示至右眼摄像单元300的聚焦目标对象的距离(对象距离)是LR。在这种情况下，在景深的近点侧的聚焦范围内，距离摄像装置100最近的距离LRN可利用对象距离LR来计算。即，可利用式5来计算距离LRN(参见针对式3提及的文献)
LRN＝HDR×LR/(HDR+LR)    式5
此外，HDR＝HDL(＝f2/d×F)
在此实例中，如上所述，右眼摄像单元300的景深范围相对于左眼摄像单元200的景深范围的重叠率被设定为0％。因此，使用满足式4的关系的距离LRN之中的最大值(即，LRN＝LLF)。在这种情况下，当LRN＝LLF和HDR＝HDL被代入式5时，得到下式6。
LLF＝HDL×LR/(HDL+LR)    式6
至右眼摄像单元300的聚焦目标对象的距离(对象距离)可通过变换式6来计算。即，可利用式7来计算对象距离LR。
LR＝HDL×LLF/(HDL-LLF)    式7
如上所述，移动包括在右眼摄像单元300中的聚焦透镜313的位置，使得利用式7计算的对象距离LR能被聚焦。这里，当移动聚焦透镜313的位置使得对象距离LR能被聚焦时，使用表示当对象处于焦点时摄像装置100与对象之间的距离(焦距)与聚焦透镜的位置之间关系的特征曲线。特征曲线是考虑误差、对应于变焦透镜的位置而确定的曲线(例如，参见JP2009-115981A(图8))。
如上所述，聚焦控制单元123利用聚焦透镜313执行聚焦控制，使得与由物体C的位置(对象距离)规定的景深DFL的范围不同的范围中所包括的物体E、F值以及透镜的焦距可处于焦点。如图7中所示，通过利用聚焦透镜313执行聚焦控制，右眼摄像单元300的景深DFR在比左眼摄像单元200的景深DFL更远的一侧，因此两个景深变得彼此连续。在这种情况下，通过将左眼摄像单元200的景深与右眼摄像单元300的景深结合而获得的景深DF对应于通过左眼摄像单元200和右眼摄像单元300生成的图像的景深。
例如，当由左眼摄像单元200和右眼摄像单元300生成的图像(左眼图像和右眼图像)显示为立体图像时，包括在景深DF中的对象可在聚焦的状态下被观看到。即，图像可在被包括在矩形631和632中的对象处于焦点的状态下被观看到。通过执行如上所述的聚焦控制，可生成即使在景深较浅的摄像条件下仍可适当地立体观看到包括在较宽范围中的对象的立体图像。通过如上所述显示所生成的立体图像，用户可自然地观看到立体图像。
图7示出了左眼摄像单元200的景深的远点位置与右眼摄像单元300的景深的近点位置相同从而景深彼此连续的实例(重叠率被设定为0％的实例)。然而，右眼摄像单元300的聚焦位置可设定为使得景深范围根据在图5A中示出的设定画面515上设定的重叠率而彼此重叠。例如，当设定了重叠率RR1(这里，0(％)＜RR1＜100(％))时，计算对象距离LR，使得景深DFR与景深DFL之间的重叠率可以是设定值(或者可包括在包括该值的特定范围内)。
此外，图7示出了左眼摄像单元200被用作基准而右眼摄像单元300的景深范围被设定在比左眼摄像单元200的景深范围更远的一侧的实例。下面，示出了左眼摄像单元200被用作基准而右眼摄像单元300的景深范围被设定在比左眼摄像单元200的景深范围更靠摄像装置100侧的实例。在这种情况下，利用对象距离LL来计算在景深的近点侧的聚焦范围内离摄像装置100最近的距离LLN。可利用下式8来计算距离LLN(参见针对式3提及的文件)。
LLN＝HDL×LL/(HDL+LL)    式8
式8通过将式3中的分母从“减号(-)”变成“加号(+)”得出。
此外，可利用式9来计算至右眼摄像单元300的聚焦目标对象的距离(对象距离)L1R(未示出)。
L 1R＝HDL×LLN/(HDL+LLN)    式9
式9通过将式7的分母从“减号(-)”变成“加好(+)”导出。
如上所述，根据被保持在立体图像摄像条件保持单元122中的设定信息来计算至右眼摄像单元300的聚焦目标对象的距离(对象距离)L1R。此外，右眼摄像单元300的聚焦位置可设定为使得景深的范围根据在图5A所示的设定画面515上设定的重叠率而重叠。
此外，当通过摄像装置100中的变焦操作来改变透镜的焦距时，根据该改变来适当计算各个摄像单元的聚焦位置。
[立体图像实例]
图8和图9示出了由根据本发明的第一实施方式的左眼摄像单元200和右眼摄像单元300分别生成的一组图像(静态图像)的实例。图8示出了当利用被配置在从摄像装置100附近向无穷远方向上的多支笔作为对象来执行摄像操作时生成的一组图像的实例。
在图8的上部示图中，左右配置分别由左眼摄像单元200和右眼摄像单元300生成的一组图像(左眼图像650和右眼图像651)。左眼图像650和右眼图像651是用于显示立体图像的一组图像并且是在当由左眼摄像单元200和右眼摄像单元300执行摄像操作时聚焦位置被设定为彼此相同的情况的实例。此外，在图8的上部示图中，虚线P1被示意性地示出为当左眼图像650和右眼图像651被摄像时的聚焦位置。即，在图8的上部示图中示出的实例中，在左眼图像650和右眼图像651二者中，与表示聚焦位置的虚线P1重叠的笔处于焦点(被聚焦)。与表示聚焦位置的虚线P1重叠的笔附近的对象也处于焦点。即，包括在基于表示聚焦位置的虚线P1的景深中的对象处于焦点。
如上所述，在左眼图像650和右眼图像651二者中，当基本上相同的对象处于焦点时，距离被聚焦的对象较远的对象不处于焦点并因此看上去模糊。即，未包括在基于表示聚焦位置的虚线P1景深中的对象看上去模糊。例如，包括在左眼图像650和右眼图像651中后侧的笔(由箭头652和653指示)看上去模糊。
此外，由于左眼图像650的焦距位置与右眼图像651的聚焦位置基本上相同，所以被聚焦的对象和未被聚焦的对象基本上相同。因此，尽管在利用左眼图像650和右眼图像651显示的立体图像中，对应于聚焦位置的对象和在该对象周围的对象处于焦点，但是其他对象不处于焦点。
如上所述，当利用左眼图像650和右眼图像651来显示立体图像时，可较清楚地观看到被聚焦的对象(与虚线P1重叠的笔)。然而，距离被聚焦的对象较远的对象(例如，由箭头652和653指示的在后侧的笔)不处于焦点并且看上去模糊。因此，可认为，相比于当用裸眼观看时，对应于左眼图像650和右眼图像651的立体图像作为限制性的立体图像向用户示出，因此用户会感到不舒服。
在图8的下部示图中，左右配置分别由左眼摄像单元200和右眼摄像单元300生成的一组图像(左眼图像656和右眼图像657)。左眼图像656和右眼图像657是用于显示立体图像的一组图像并且是在当由左眼摄像单元200和右眼摄像单元300执行摄像操作时聚焦位置被设定为彼此不同的情况的实例。此外，在图8的下部示图中，虚线P2和P3被示意性地示出为当左眼图像656和右眼图像657被摄像时的聚焦位置。即，在图8的下部示图中示出的实例中，在左眼图像656中与表示聚焦位置的虚线P2重叠的笔处于焦点。在右眼图像657中，与表示聚焦位置的虚线P3重叠的笔处于焦点。即，左眼图像656和右眼图像657是在执行摄像操作时两个景深彼此偏离以使得景深至少彼此部分重叠的状态下而被摄像的图像。
如上所述，当左眼图像656中被聚焦的对象不同于右眼图像657中被聚焦的对象时，在至少一个摄像图像中，在光轴方向上较远的对象处于焦点。例如，在左眼图像656中，在前侧的笔和这些笔附近的笔处于焦点。在右眼图像657中，在后侧的笔和这些笔附近的笔处于焦点。
即，在左眼图像656中，在前侧的包括在基于虚线P2的景深中的对象处于焦点，但在后侧的未包括在基于虚线P2的景深中的对象(由箭头658指示)看上去模糊。另一方面，在右眼图像657中，在后侧的包括在基于虚线P3的景深中的对象处于焦点，但在前侧的包括在基于虚线P3的景深中的对象(由箭头659指示)看上去模糊。
如上所述，当用于显示立体图像的两个图像(左眼图像656和右眼图像657)被摄像时，可为两个图像设定较深的较深(通过结合两个景深获得的范围)。这里，包括在两个图像中的被聚焦对象和未被聚焦对象是不同的。然而，如上所述，立体图像是其中利用由左眼和右眼之间的视差引起的错觉而向用户立体地示出的图像。因此，可认为，当两个图像中的至少一个处于焦点时，图像可被认为是立体图像，并且对用户的影响小。因此，当利用左眼图像656和右眼图像657显示立体图像时，也可在立体图像中较清楚地观看到在光轴方向上较远的对象。例如，当用户在从前到后改变他的或她的焦点的同时观看物体(例如，多支笔)时，对象根据该改变而处于焦点，因此可较清楚地观看到立体图像。
图9示出了当利用被配置在从摄像装置100附近至无穷远方向上的多个模子作为对象来执行摄像操作时生成的一组图像的实例。
在图9的上部示图中，左右配置分别由左眼摄像单元200和右眼摄像单元300生成的一组图像(左眼图像661和右眼图像662)。左眼图像650和右眼图像651是在当由左眼摄像单元200和右眼摄像单元300执行摄像操作时聚焦位置被设定为彼此相同的情况的实例。
如上所述，在左眼图像661和右眼图像662二者中，当基本上相同的对象处于焦点时，距离被聚焦的对象较远的对象不处于焦点并因此看上去模糊。即，未包括在基于聚焦位置的景深中的对象看上去模糊。例如，包括在左眼图像661和右眼图像662中的在前侧的模子和在后侧的模子看上去模糊。在这种情况下，类似于图8的上部示图中所示出的实例，可认为，相比于当用裸眼观看时，对应于左眼图像661和右眼图像662的立体图像作为限制性的立体图像向用户示出，因此用户会感到不舒服。
在图9的下部示图中，配置了分别由左眼摄像单元200和右眼摄像单元300生成的一组图像(左眼图像663和右眼图像664)。左眼图像663和右眼图像664是在当由左眼摄像单元200和右眼摄像单元300执行摄像操作时聚焦位置被设定为彼此不同的情况的实例。
如上所述，当左眼图像663中被聚焦的对象不同于右眼图像664中被聚焦的对象时，在至少一个摄像图像中，在光轴方向上较远的对象处于焦点。例如，在左眼图像664中，在前侧的模子处于焦点。在右眼图像664中，在后侧的模子处于焦点。此外，在左眼图像663和右眼图像664中，被聚焦的对象彼此连续。因此，类似于在图8的下部示图中示出的实例，当利用左眼图像656和右眼图像657显示立体图像时，在立体图像中也可较清楚地观看到在光轴方向上较远的对象。
[摄像装置的操作实例]
接下来，将根据附图描述根据本发明的第一实施方式的摄像装置100的操作。
图10是示出了通过根据本发明的第一实施方式的摄像装置100的聚焦控制处理的处理步骤的实例的流程图。此实例表示当在设定了静态图像摄像模式的状态下执行静态图像记录指示操作时的聚焦控制处理。
首先，用户全按快门按钮111。当如上所述快门按钮111被全按时，判定是否已做出了使立体图像被记录以使得两个摄像单元的聚焦位置彼此不同的设定(步骤S901)。假设预先已通过用户操作做出了此设定。当判定出还未做出使立体图像被记录以使得两个摄像单元的聚焦位置彼此不同的设定时(步骤S901)，执行立体图像记录处理(步骤S917)。立体图像记录处理是生成立体图像以使得两个摄像单元的聚焦位置彼此相同并且然后记录所生成的立体图像的处理。
当判定已做出使立体图像被记录以使得两个摄像单元的聚焦位置彼此不同的设定时(步骤S901)，聚焦控制单元123从立体图像摄像条件保持单元122获取关于立体图像的所有设定信息(步骤S902)。随后，聚焦控制单元123从摄像单元101获取所有摄像信息(基准透镜的焦距、F值等)(步骤S903)。然后，在摄像单元中，聚焦控制单元123对基准透镜执行聚焦控制(步骤S904)。即，执行聚焦控制，使得摄像图像中的特定区域中所包括的对象(第一对象)可处于焦点。步骤S904是权利要求中所述的第一控制步骤的实例。
随后，聚焦控制单元123判定通过对基准透镜设定的在摄像单元中的聚焦控制而变成聚焦目标的对象是否存在于超焦距内(步骤S905)。当判定聚焦目标的对象未存在于超焦距内时(步骤S905)，聚焦控制单元123判定远点侧是否已被设为另一透镜的景深(步骤S906)。
当判定远点侧已被设为另一透镜的景深时(步骤S906)，聚焦控制单元123基于基准透镜的聚焦位置来计算在另一透镜的远点侧的聚焦位置(步骤907)，然后处理继续进行到步骤S909。然而，当判定远点侧未被设为另一透镜的景深时(步骤S906)，聚焦控制单元123基于基准透镜的聚焦位置来计算在另一透镜的远点侧的聚焦位置(步骤908)，然后处理继续进行到步骤S909。随后，聚焦控制单元123基于计算出的聚焦位置执行对应于另一透镜的在摄像单元中的聚焦控制(步骤S909)。即，执行聚焦控制，使得在摄像图像中所包括的对象之中、存在于光轴上不同于第一对象的位置处的另一对象(第二对象)可处于焦点。步骤S906和S909是权利要求中所述的第二控制步骤的实例。
随后，摄像单元101生成聚焦位置彼此不同的两个图像(左眼图像和右眼图像)(步骤S910)。此外，假设即使当执行聚焦控制时，生成摄像图像的操作也通过摄像单元101而执行。步骤S910是权利要求中所述的摄像步骤的实例。
随后，记录控制单元150使两个生成的图像(左眼图像和右眼图像)与各个属性信息相关联地记录在内容存储单元160中作为立体图像的图像文件(步骤S911)。这里，各个属性信息包括表示构成立体图像的两个图像(左眼图像和右眼图像)在不同的聚焦位置生成的信息。
当判定通过对基准透镜设定的在摄像单元中的聚焦控制而变成聚焦目标的对象存在于超焦距内时(步骤S905)，可判定基准透镜的聚焦位置与另一透镜的聚焦位置相同(步骤S912)。随后，聚焦控制单元123基于基准透镜的聚焦位置执行对另一透镜设定的在摄像单元中的聚焦控制(步骤S913)。随后，摄像单元101生成聚焦位置彼此相同的两个图像(左眼图像和右眼图像)(步骤S914)。
随后，记录控制单元150使两个生成的图像(左眼图像和右眼图像)与表示此情况的各属性信息相关联地记录在内容存储单元160中作为立体图像的图像文件(步骤S911)。
此实例表示在设定了静态图像模式的状态下执行静态图像记录指示操作时的聚焦控制，然而，此实例在运动图像记录操作期间可被应用于聚焦控制处理。例如，在运动图像记录操作期间对构成运动图像的帧和规则间隔的帧执行在两个摄像单元中的聚焦控制。
[利用聚焦位置表的聚焦控制实例]
在上面的描述中，在左眼摄像单元200和右眼摄像单元300中，基于被设定为基准的一个摄像单元的聚焦位置来计算另一摄像单元的聚焦位置。然而，例如，当设定了特定摄像条件时，假设被设定为基准的摄像单元的聚焦位置与另一摄像单元的聚焦位置之间的关系具有固定的规律性。在这一点上，在下面，示出了被设定为基准的摄像单元的聚焦位置与另一摄像单元的聚焦位置之间的关系被保持在表中，并且基于保持的内容来决定另一摄像单元的聚焦位置的实例。
图11是示出了根据本发明的第一实施方式的摄像装置670的功能构造实例的框图。摄像装置670被构造成使得图3中示出的摄像装置100设置有代替聚焦控制单元123的聚焦控制单元690，并且还包括聚焦位置表保持单元680。由于另一构造与摄像装置100基本相同，相同的部件均用相同的参考标号来表示，并且将部分省略其描述。
聚焦位置表保持单元680是针对为摄像装置670设定的各摄像条件来保持一个摄像单元的聚焦位置与另一个摄像单元的聚焦位置之间的关系的表。聚焦位置表保持单元680向聚焦控制单元690提供所保持的表内容。将参照图12详细描述在聚焦位置表保持单元680中保持的表内容。
聚焦控制单元690从聚焦位置表保持单元680获取与一个摄像单元的聚焦位置相关联的另一摄像单元的聚焦位置，并且基于所获取的另一摄像单元的聚焦位置来执行另一摄像单元的聚焦控制。
[保持在表中的内容的实例]
图12是示出了根据本发明的第一实施方式的聚焦位置表保持单元680中所保持的聚焦位置表的实例的示图。图12中示出的聚焦位置表681是摄像装置100的摄像信息682与一个摄像单元的聚焦位置和另一个摄像单元的聚焦位置之间的关系683相关联地被保持的表。图12示出了“远点”被设定为相对于基准透镜的景深的另一透镜的景深，并且景深的重叠率被设定为“0％”的聚焦位置表的实例。
例如，透镜焦距被设定为“45mm至51mm”，光圈值(F数，F No.)被设定为“2.8至3.0”，并且容许错乱圆直径被设定为“0.03mm”的情况被假设为当利用摄像装置100执行摄像操作时的摄像条件。在设定了此摄像条件的情况下，当被设定为基准的摄像单元的聚焦位置(基准透镜的焦距)被确定为100cm至103.5cm时，另一摄像单元的聚焦位置(另一透镜的焦距)可被确定为107.2cm。类似地，当被设定为基准的摄像单元的聚焦位置被确定为103.6cm至107.2cm时，另一摄像单元的聚焦位置可被确定为111.2cm。
如上所述，聚焦控制单元690将聚焦位置表681保持在摄像装置670中，并且可利用聚焦位置表681基于被设定为基准的摄像单元的聚焦位置来确定另一摄像单元的聚焦位置。因此，由于在摄像操作期间不需要基于被设定为基准的摄像单元的聚焦位置来顺序计算另一摄像单元的聚焦位置，所以可减少关于计算处理的负担。
如上所述，在本发明的第一实施方式中，能生成立体图像的摄像装置100利用左右景深之间的差来生成两个摄像图像并且记录生成的两个摄像图像。结果，由于能记录具有大景深感的立体图像，所以可显示更自然的立体图像。
即，当观看立体图像时，被聚焦的图像区域可被观看为较清楚的立体图像，并且未聚焦模糊图像区域可被观看为具有一定立体效果的图像。然而，例如，当用户在从前至后的改变他的或她的焦点的同时用裸眼观看物体时，物体可根据改变而处于焦点，因此能较清楚地观看到物体。如上所述，当用户能以类似于在用裸眼观看时的感觉(自然的感觉)的感觉来观看立体图像时，用户可进一步享受立体图像。因此，在本发明的第一实施方式中，增加了被聚焦的图像区域，因此用户能以类似于在用裸眼观看时的自然感觉的感觉观看到立体图像。
此外，例如，即使当透镜的焦距长并且至对象的距离短时，或者即使在不能获得足够的照度并且光圈开放的曝光环境下，可设定较深的景深。由于可如上所述设定较深的景深，所以可观看到在较宽范围中的对象处于焦点的立体图像，并且可以更自然的形式享受立体图像。
此外，即使在不能获得足够的照度并且光圈开放的曝光环境下，可无需增强照明就可获得较深的景深。即，在正常的聚焦控制中，即使在造成模糊的摄像条件下，仍能扩大景深。因此，可在立体视觉时观看到在扩大的景深中的清晰图像。
此外，可通过用户的操作来设定用于对立体图像摄像的摄像条件，因此可容易地记录用户所需的立体图像。
<2.第二实施方式>
结合作为静态图像文件记录一组左眼图像和右眼图像以使得两个摄像单元的聚焦位置彼此不同的实例来描述了本发明的第一实施方式。然而，一些用户可能期望将两个摄像单元的聚焦位置彼此不同而摄像的立体图像的显示与两个摄像单元的聚焦位置彼此相同而摄像的立体图像的显示相比较，并且选择易见的期望立体图像作为显示目标。
在这一点上，在本发明的第二实施方式中，描述了连续记录使两个摄像单元的聚焦位置彼此不同而摄像的立体图像(静态图像)和使两个摄像单元的聚焦位置彼此相同而摄像的立体图像(静态图像)(所谓的“连续拍摄”)的实例。根据本发明第二实施方式的摄像装置的构造与图1至图3中示出的实例中的基本相同。因此，与在本发明第一实施方式中相同的部件通过相同的参考标号来表示，并且将部分省略其描述。
[摄像模式设定实例]
图13A和图13B是示出了根据本发明第二实施方式的输入/输出面板190的显示实例和立体图像摄像条件保持单元127中所保持的内容的实例的示图。图13A中示出的设定画面520是在输入/输出面板190上显示的用于设定在摄像装置700中的摄像模式的画面。例如，在执行用于记录立体图像的立体图像摄像模式的操作之后(例如，在图4B中所示的设定画面510上执行了OK操作之后)显示设定画面520。设定画面520设置有单组记录模式按钮521、连续拍摄模式按钮522和523、OK按钮以及返回按钮525。
单组记录模式按钮521是被按压以设定用于仅记录单组立体图像的摄像模式的按钮。即，当通过按压单组记录模式按钮521的操作来设定单组记录模式时，通过按压快门按钮111一次的操作来记录用于显示立体图像的一组图像(左眼图像和右眼图像)。
连续拍摄模式按钮522和523是被按压以设定用于记录连续生成的多个立体图像的摄像模式的按钮。具体地，连续拍摄模式按钮522是被按压以设定用于记录连续生成的两组立体图像的摄像模式的按钮。这两组立体图像中，一组立体图像是使两个摄像单元的聚焦位置彼此相同而摄像的立体图像。此外，另一组立体图像是使两个摄像单元的聚焦位置彼此不同而摄像的立体图像。
此外，连续拍摄模式按钮523是被按下以设定用于记录连续生成的三组立体图像的摄像模式。在这三组立体图像中，一组立体图像是使两个摄像单元的聚焦位置彼此相同而摄像的。此外，另外两组立体图像是使两个摄像单元的聚焦位置彼此不同而摄像的。在该另外两组立体图像中，一组立体图像是使另一摄像单元的聚焦位置被设定为在比被设定为基准的摄像单元的聚焦位置更靠远点侧而摄像的。另外，另一组立体图像是使另一摄像单元的聚焦位置被设定为在比被设定为基准的摄像单元的聚焦位置更靠近点侧而摄像的。
如上所述，当通过按压连续拍摄模式按钮522或523的操作来设定连续拍摄模式时，通过按压快门按钮111一次的操作来记录用于显示立体图像的多组图像(左眼图像和右眼图像)。
在此实例中，通过用户的手动操作来设定摄像模式，然而，摄像装置700可根据摄像操作的状态来自动设定摄像模式。例如，在摄像装置700中，当透镜的焦距长而对象距离短时或当光圈开放了预定值以上时，可自动设定连续拍摄模式。即，当估计景深较浅时可自动设定连续拍摄模式。在这种情况下，可根据景深的深度来判定是要记录两组立体图像(对应于连续拍摄模式按钮522)还是要记录三组立体图像(对应于连续拍摄模式按钮523)。
此外，当设定了静态图像摄像模式时，用户可在用于静态图像记录的待机状态下在观看输入/输出面板190上所显示的画面(监控图像)的同时设定期望的摄像模式。例如，在这种情况下，以叠加的方式在监控图像上配置按钮，因此用户可在观看监控图像的同时容易地执行设定操作。
OK按钮524是被按压以决定当执行选择摄像模式的按压操作时所作出的选择的按钮。此外，与通过OK按钮524的按压操作所决定的摄像模式相关的信息(摄像模式信息)被保持在立体图像摄像条件保持单元122中。例如，返回按钮525是被按压以返回到前一被显示的显示画面的按钮。
图13B示出了立体图像摄像条件保持单元127中所保持的内容的实例。立体图像摄像条件保持单元127除图5B中示出的立体图像摄像条件保持单元122之外还包括设定项“摄像模式”。除了所添加的设定项，立体图像摄像条件保持单元127与图5B中示出的立体图像摄像条件保持单元122基本相同。因此，与立体图像摄像条件保持单元122中相同的部件用相同的参考标号来表示，并且将部分省略其描述。
设定项125是在图13A中示出的设定画面520中作为用户的设定操作目标的项，而设定信息126是通过在图13A中示出的设定画面520中的用户的设定操作而设定的设定信息。
图13B示出了“连续拍摄模式(两组立体图像)”通过在设定画面520中的设定操作(按压连续拍摄模式按钮522的操作)而被设定为摄像模式的实例。
[立体图像记录实例]
图14是示意性地示出了根据本发明的第二实施方式的摄像装置700的摄像操作所生成的图像的记录实例的示图。在图14A至图14C中，时间轴示意性地表示立体图像(静态图像)的记录指示操作(快门按钮111的全按操作)与记录目标的图像(静态图像)之间的关系。
图14A示出了当通过图13A中示出的单组记录模式521的按压操作来设定单组记录模式时图像的记录实例。当设定了单组记录模式时，通过快门按钮111的按压操作(所谓的“全按操作”)来记录用于显示立体图像的单组图像711(左眼图像和右眼图像)。即，记录控制单元150使单组图像711彼此相关联地记录在内容存储单元160中。单组图像711是使两个摄像单元的聚焦位置彼此不同而摄像的立体图像。通过t1来表示单组图像711的生成时间。
图14B示出了当通过图13A中示出的连续拍摄模式按钮522的按压操作来设定连续拍摄模式(两组立体图像)时图像的记录实例。当设定了连续拍摄模式时，通过快门按钮111的按压操作(所谓的“全按操作”)来记录用于显示立体图像的两组图像(一组图像712和713)。即，记录控制单元150使被虚线矩形721围绕的图像(单组图像712和713)彼此相关联地记录在内容存储单元160中。这里，单组图像712是使两个摄像单元的聚焦位置彼此相同而摄像的立体图像。此外，单组图像713是使两个摄像单元的聚焦位置彼此不同而摄像的立体图像。通过t11来表示单组图像712的生成时间，并且通过t12来表示单组图像713的生成时间。
图14C示出了当通过图13A中示出的连续拍摄模式按钮523的按压操作来设定连续拍摄模式(三组立体图像)时的图像的记录实例。当设定了此连续拍摄模式时，通过按压拍摄按钮111的按压操作(所谓的“全按操作”)来记录用于显示立体图像的三组图像(单组图像714至716)。即，记录控制单元150使被虚线矩形722围绕的图像(单组图像714至716)彼此相关联地记录在内容存储单元160中。这里，单组图像714是使两个摄像单元的聚焦位置彼此相同而摄像的立体图像。此外，单组图像715和716是使两个摄像单元的聚焦位置彼此不同而摄像的立体图像。例如，单组图像715可以是使右眼摄像单元300的景深被设定为在比左眼摄像单元200的景深更靠远点侧并因此两个图像部的聚焦位置彼此不同而摄像的立体图像。此外，单组图像716可以是使右眼摄像单元300的景深被设定为在比左眼摄像单元200的景深更靠近点侧并因此两个图像部的聚焦位置彼此不同而摄像的立体图像。通过t21来表示单组图像714的生成时间，通过t22来表示单组图像715的生成时间，并且通过t23来表示单组图像716的生成时间。
图14B和图14C所示的图像生成顺序和图像记录顺序是实例并可被改变。
如上所述，当接收了静态图像指示操作时，控制单元121执行用于使两个摄像单元连续执行第一摄像操作和第二摄像操作的控制。这里，第一摄像操作是用于执行聚焦控制使得两个摄像单元的聚焦位置彼此不同然后生成两个图像的摄像操作。此外，第二摄像操作是用于执行聚焦控制使得两个摄像单元的聚焦位置彼此相同然后生成两个图像的摄像操作。即，在第二摄像操作中，执行聚焦控制，使得作为第一摄像操作的聚焦目标的两个对象(在光轴方向上的位置不同的两个对象(第一对象和第二对象))中的至少一个可以处于焦点。
这里，当设定了连续拍摄模式时，聚焦控制单元123执行在不改变被设为基准的摄像单元的聚焦位置的条件下仅改变另一摄像单元的聚焦位置的控制。此外，记录控制单元150使连续生成的两组或更多组图像彼此相关联地作为立体图像的图像文件而记录在内容存储单元160中。在这种情况下，表示该图像是立体图像的立体图像信息和表示是否该图像是使两个摄像单元的聚焦位置彼此不同而摄像的立体图像的识别信息作为属性信息而被记录在图像文件中。此外，当该图像是使两个摄像单元的聚焦位置彼此不同而摄像的立体图像时，关于近点和远点的信息可作为属性信息被记录。即，表示单组图像的矩形711至716的下方所述的内容可作为属性信息被记录。
属性信息如上所述被记录，然后当显示被存储在内容存储单元160中的图像文件时，可使用被记录在图像文件中的属性信息(立体图像信息和识别信息)。
例如，当显示被存储在内容存储单元160中的图像文件时，显示控制单元170获取显示目标的图像文件，然后获取在图像文件中所记录的立体图像信息和识别信息。然后，显示控制单元170可基于获取的立体图像信息和识别信息来显示对应于两组或更多组的立体图像。如上所述，当显示立体图像时，识别信息的内容可连同立体图像一起被显示。结果，正观看着立体图像的用户能容易地理解立体图像的类型。
<3.第三实施方式>
已结合了使两个摄像单元的聚焦位置彼此不同而生成两个图像(左眼图像和右眼图像)的实例描述了本发明的第一和第二实施方式。这里，例如，当在天空中飞行的物体(例如，鸟或昆虫)被设定为对象时，天空(例如，深蓝天空)可被设定为背景。当天空被用作背景并且在天空中飞行的多个物体被设定为摄像目标时，需要立体显示多个物体，然而，不需要立体观看背景天空。为此，例如，当在天空中飞行的两个物体在光轴方向上彼此较远时，两个物体之间的空间(天空)不需处于焦点，而仅这两个物体需要处于焦点。因此，通过将两个摄像单元的景深设定为彼此不同，景深不需要彼此连续。
在这一点上，将结合使两个图像部的聚焦位置彼此不同但两个摄像单元的景深不需彼此连续而生成两个图像(左眼图像和右眼图像)的实例来描述第三实施方式。根据本发明第三实施方式的摄像装置的构造与图1至图3中示出的实例基本相同。因此，与本发明第一实施方式中相同的部件通过相同的参考标号来表示，并且将部分省略其描述。
[摄像操作实例和摄像范围实例]
图15是示出了根据本发明第三实施方式的利用摄像装置750执行的摄像操作的状态和由摄像操作生成的图像的摄像范围的实例的示图。
图15的上部示图示意性地示出了利用摄像装置750执行的摄像操作的状态。具体地，示出了在花上方飞的两只蝴蝶801和802被设定为对象并且利用摄像装置750执行摄像操作的状态。在图15的上部示图中，通过虚线来表示通过利用摄像装置750执行的摄像操作而生成的图像的摄像范围(在垂直方向上的摄像范围)。
图15的下部示图示出了通过利用摄像装置750执行的摄像操作而生成的图像的摄像范围(在水平和垂直方向上的摄像范围)的实例。具体地，示出了在图15的上部示图中示出的状态下通过左眼摄像单元200和右眼摄像单元300中的任一个所生成的图像的摄像范围800。
如图15的下部示图所示，在花上方飞的两只蝴蝶801和802中，在较靠近摄像装置750的位置处飞的蝴蝶801在摄像范围800中尺寸较大。然而，在较远离摄像装置750的位置处飞的蝴蝶802在摄像范围800中尺寸上较小。此外，假设蝴蝶801和802的背景是蓝天并且具有基本相同的颜色(即，天蓝)。如上所述，在光轴方向上彼此较远的两个物体被设定为摄像对象的情况下，当背景具有相同颜色时，假设立体图像可通过仅使两个对象处于焦点来适当地显示。即，当背景处于焦点时和当背景不处于焦点时，均假设由于背景具有相同的颜色，所以模糊不是问题。本发明的第三实施方式结合当使两个摄像单元的聚焦位置彼此不同而生成两个图像(左眼图像和右眼图像)时两个摄像单元的景深彼此不连续的实例来描述。
[连续/不连续的景深设定实例]
图16A和图16B是示出了根据本发明第三实施方式的输入/输出面板190的显示实例和立体图像摄像条件保持单元128中所保持的内容的实例。图16A示出了用于设定连续/不连续的景深的输入/输出面板190的显示实例。
图16A中示出的设定画面530是用于当通过聚焦控制单元123来执行聚焦控制时设定是否基准透镜的景深和另一透镜的景深要被设定为彼此不连续的、在输入/输出面板190上显示的画面。例如，在执行了用于设定用于记录立体图像的立体图像摄像模式的操作之后(例如，在图4B中所示的设定画面510中执行OK操作之后)显示设定画面530。设定画面530设置有“仅可连续”按钮531、“也可不连续”按钮532、OK按钮533以及返回按钮534。
“仅可连续”按钮531和“也可不连续”按钮532是被按压以在执行聚焦控制时选择是否基准透镜的景深和另一透镜的景深要被设定为彼此不连续的按钮。例如，当执行用于显示立体图像的左眼图像和右眼图像的摄像操作时，在不期望不连续的景深时按压“仅可连续”按钮531。此外，当执行用于显示立体图像的左眼图像和右眼图像的摄像操作时，在期望不连续的景深时按压“也可不连续”按钮532。
此外，当设定了静态图像摄像模式时，在用于静态图像记录的待机状态下用户可在观看输入/输出面板190上显示的图像(监控图像)的同时按压期望的按钮。在这种情况下，例如，按钮可以叠加的方式被配置在监控图像上，因此用户可在观看监控图像的同时容易地执行设定操作。
OK按钮533是被按压以确定当执行选择“仅可连续”或“也可不连续”的按压操作时作出的选择的按钮。此外，由OK按钮533的按压操作确定的与连续/不连续景深有关的信息(连续/不连续景深信息)被保持在立体图像摄像条件保持单元122中。例如，返回按钮534是被按压以返回至前一显示的显示画面的按钮。
图16B示出了立体图像摄像条件保持单元128中保持的内容的实例。立体图像摄像条件保持单元128除了图13B中所示的立体图像摄像条件保持单元127之外还包括设定项“连续/不连续景深”。除了该添加的设定项之外，立体图像摄像条件保持单元128与图13B中所示的立体图像摄像条件保持单元127基本相同。因此，与立体图像摄像条件保持单元127中相同的部件用相同的参考标号表示，并且将部分省略其描述。
设定项125是在图16A中所示的设定画面530中作为用户的设定操作的目标的项，而设定信息126是在图16A中示出的设定画面530中通过用户的设定操作来设定的设定信息。
图16B示出了通过设定画面530中的设定操作(按压“也可不连续”按钮532的操作)将“不连续”设定为摄像模式的实例。
[景深设定实例]
图17是示意性地示出了根据本发明第三实施方式的由聚焦控制单元123设定的景深与对象之间的关系的示图。即，示出了当设定不连续的景深时设定两个摄像单元的景深的实例。具体地，示出了当利用存在于左眼摄像单元200和右眼摄像单元300的光轴方向上的不同位置处的两个物体(蝴蝶801和801)作为聚焦目标来执行聚焦控制时的景深的实例。在这种情况下，可通过用户的操作(例如，在输入/输出面板190上的触摸操作)来指定作为聚焦目标的两个物体。此外，例如，摄像装置750可设置有检测特定物体的特定物体检测单元，并且由特定物体检测单元检测到的特定物体中的两个特定物体可被设定为聚焦目标。
例如，假设聚焦位置P11被设定为左眼摄像单元200的聚焦位置。在此实例中，左眼摄像单元的景深不需与右眼摄像单元300的景深连续。因此，使景深DF12与左眼摄像单元200的景深DF11不连续的聚焦位置P12可被设定为右眼摄像单元300的聚焦位置。即，左眼摄像单元200的景深DF11与右眼摄像单元300的景深DF12相距距离L1。
即，当满足特定条件时，聚焦控制单元123在两个摄像单元中的每一个中执行聚焦控制，使得当生成左眼图像时的景深的范围与当生成右眼图像时的景深的范围不连续。例如，背景具有基本相同的颜色并且存在于比背景更靠摄像装置100侧并且在光轴方向上彼此分开预定值以上的两个对象被设定为聚焦目标的条件可用作特定条件。此外，当满足特定条件时，聚焦控制单元123可在两个摄像单元中的每一个中自动执行聚焦控制，使得两个景深的范围彼此不连续。
将结合在两个景深彼此不连续的状态下生成的两个摄像图像来进行描述。在如上所述生成的两个图像中，由左眼摄像单元200生成的图像在蝴蝶801处于焦点而蝴蝶802未处于焦点的状态下被摄像。因此，估计左眼摄像单元200所生成的图像中所包括的蝴蝶801被不模糊地清楚摄像，而蝴蝶802被模糊地摄像。同时，由右眼摄像单元300生成的图像在蝴蝶802处于焦点而蝴蝶801未处于焦点的状态下被摄像。因此，估计右眼摄像单元300所生成的图像中所包括的蝴蝶802被不模糊地清楚摄像，而蝴蝶801被模糊地摄像。
然而，如上所述，在两个图像中的至少一个中的被不模糊地摄像的对象可被自然地作为立体图像被观看到。此外，由于蝴蝶801和802的背景是蓝天并且基本具有相同的颜色，所以假设模糊并不是所关注的。因此，即使当显示包括在光轴方向上彼此远离的蝴蝶801和802的立体图像时，可较清楚地观看到立体图像。
在此实例中，通过用户的手动操作来设定连续/不连续的景深。然而，例如，连续/不连续的景深可基于摄像图像中所包括的对象的属性、颜色等来自动决定。例如，生成摄像图像的颜色直方图，并且当最常见的颜色是特定颜色(例如，天蓝或白色)并且光轴方向上两个特定对象之间的相对距离较大时，可决定不连续的景深。
已结合固定值被用作容许错乱圆直径的值的实例描述了本发明的实施方式。然而，当用户观看立体图像时，根据显示立体图像的画面或者页面(sheet)尺寸来改变容许错乱圆直径。因此，使容许错乱圆直径的值是可设定的，并且用户可根据观看立体图像的情况来设定容许错乱圆直径的值。例如，当利用具有较小显示画面的装置(例如，便携式电话装置)来观看立体图像时，容许错乱圆直径可被设定为较大值。然而，当利用具有较大显示画面的装置(例如，大画面电视机)来观看立体图像时，容许错乱圆直径可被设定为较小值。如上所述，用户可考虑观看立体图像的情况来设定在通过摄像装置生成立体图像时的容许错乱圆直径的值。例如，用于设定容许错乱圆直径的值的设定画面可被显示在输入/输出面板190上，并且用户可输入并设定期望的容许错乱圆直径的值。此外，可对应于当观看立体图像的显示画面小时、当观看立体图像的显示画面大时、以及当观看立体图像的显示画面正常时来预先设定容许错乱圆直径的值。然后，设定画面可设置有对应于容许错乱圆直径的设定值的多个选择按钮(例如，“标准”按钮、“大画面”按钮和“小画面”按钮)，并且用户可通过按压选择按钮的操作来设定期望的容许错乱圆直径的值。可利用容许错乱圆直径的设定值来执行各聚焦控制。
此外，已结合利用两个摄像单元(左眼摄像单元200和右眼摄像单元300)来生成用于显示立体图像的两个摄像图像的实例描述了本发明的实施方式。然而，即使当利用三个以上摄像单元来生成用于显示立体图像的摄像图像时，也可应用本发明的实施方式。例如，各个摄像单元的聚焦位置被设定为彼此不同，因此各个摄像单元的景深被设定为彼此重叠或连续。此外，当满足特定条件时，任一摄像单元的景深可被设定为不连续。
此外，即使当利用单个摄像单元来生成用于显示立体图像的摄像图像时，也可应用本发明的实施方式。例如，可通过单个摄像单元来依次摄像两个摄像图像，并且可执行用于将两个摄像图像设定为左眼图像和右眼图像的图像处理。此外，当两个摄像图像被依次摄像时，可改变景深，然后可执行摄像操作。
已结合通过被集成到摄像装置中的控制电路来执行聚焦控制的实例描述了本发明的实施方式。然而，可通过与摄像装置连接的控制电路或诸如计算机的信息处理装置来执行聚焦控制。例如，在这种情况下，设置有摄像单元的装置以及设置有控制电路或诸如计算机的信息处理装置的系统构成摄像装置。
此外，已结合了利用对比度AF执行聚焦控制的摄像装置的实例描述了本发明的以上实施方式。然而，本发明的以上实施方式还可应用于利用相位差AF(通过相位差检测系统的AF)执行聚焦控制的摄像装置。而且，已结合了镜头集成型摄像装置描述了本发明的以上实施方式。然而，本发明的实施方式可应用于可更换镜头型摄像装置。例如，在可更换镜头型摄像装置中，可基于来自在主体侧的摄像装置的控制、通过控制在更换镜头中的聚焦透镜，来执行聚焦控制。例如，可更换镜头型的摄像装置是具有可更换镜头的数字静态照相机(例如，数字单筒照相机)。此外，本发明的实施方式甚至可应用于具有基于预定会聚角生成立体图像的功能的摄像装置(例如，具有可变会聚角的3D照相机)此外，本发明的实施方式甚至可应用于具有基于预定基线长度来生成立体图像的功能的摄像装置(例如，两个透镜之间的距离可变的3D照相机)。
此外，本发明的实施方式表示用于实现本发明的实例，并且如在本发明的实施方式中所清楚描述的，本发明的实施方式中的要素与权利要求中规定本发明的要素具有对应关系。类似地，权利要求中规定本发明的要素与在本发明的实施方式中的具有相同名称的要素分别具有对应关系。然而，本发明不限于实施方式，并且可在不背离本发明的主旨的范围内做出实施方式的各种变形。
在本发明的实施方式中描述的处理顺序可被理解为具有一系列处理的方法，并且可被理解为使计算机执行一系列处理的程序或存储该程序的记录介质。例如，光盘(CD)、迷你盘(MD)、DVD、存储卡、蓝光光盘(注册商标)等可用作记录介质。
已参照附图描述了本发明的优选实施方式，然而，本发明当然不限于上述实例。本领域的技术人员可在所附权利要求的范围内发现各种修改和变形，并且应理解在本发明的技术范围内自然会想到它们。
参考标号列表
100，700，750摄像装置
101摄像单元
110操作接收单元
111快门按钮
120CPU
121控制单元
122立体图像摄像条件保持单元
123，690聚焦控制单元
130同步时钟
140曝光控制单元
150记录控制单元
160内容存储单元
170显示控制单元
180显示单元
190输入/输出面板
200左眼摄像单元
300右眼摄像单元
211、311变焦透镜
212、312光圈
221、321变焦透镜驱动电机
222、322变焦透镜控制单元
231、331光圈驱动电机
232、332光圈控制单元
241、341聚焦透镜驱动电机
242、342聚焦透镜控制单元
250、350摄像元件
260、360摄像信号处理单元
680聚焦位置表保持单元

Claims (17)

1.一种摄像装置，包括：
摄像单元，对对象进行摄像，并且生成用于显示所述对象的立体视觉的立体图像的第一图像和第二图像；以及
聚焦控制单元，执行所述摄像单元中的聚焦控制，使得当生成所述第一图像时作为包括在所述第一图像中的多个对象之中的包括在特定区域中的对象的第一对象处于焦点，并且执行所述摄像单元中的聚焦控制，使得当生成所述第二图像时作为包括在所述第二图像中的多个对象之中的存在于光轴方向上不同于所述第一对象的位置处的另一对象的第二对象处于焦点。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述聚焦控制单元执行各聚焦控制，使得当生成所述第一图像时的景深范围不同于当生成所述第二图像时的景深范围。
3.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，所述聚焦控制单元执行各聚焦控制，使得当生成所述第一图像时的景深范围与当生成所述第二图像时的景深范围无重叠地连续。
4.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，所述聚焦控制单元执行各聚焦控制，使得当生成所述第一图像时的景深范围与当生成所述第二图像时的景深范围重叠。
5.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，所述聚焦控制单元执行各聚焦控制，使得当满足特定条件时，当生成所述第一图像时的景深范围与当生成所述第二图像时的景深范围不连续。
6.根据权利要求5所述的摄像装置，其中，所述特定条件是背景具有基本相同颜色、存在于比所述背景靠近摄像装置侧并且在光轴方向上彼此离开大于预定值的两个物体被设定为所述第一对象和所述第二对象的条件，并且所述聚焦控制单元执行各聚焦控制使得当满足所述特定条件时所述范围彼此不连续。
7.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述摄像单元包括生成所述第一图像的第一摄像单元和与所述第一图像同步地生成所述第二图像的第二摄像单元，并且
当生成所述第一图像时，所述聚焦控制单元利用所述第一摄像单元中所包括的第一聚焦透镜来执行聚焦控制使得所述第一对象处于焦点，并且当生成所述第二图像时，所述聚焦控制单元利用所述第二摄像单元中所包括的第二透镜来执行聚焦控制使得所述第二对象处于焦点。
8.根据权利要求7所述的摄像装置，其中，所述聚焦控制单元利用所述第二聚焦透镜来执行聚焦控制，使得在不同于由所述第一对象的位置、F值以及透镜的焦距规定的第一景深范围的范围中所包括的所述第二对象处于焦点。
9.根据权利要求7所述的摄像装置，其中，当所述第一对象和所述第二对象存在于超焦距范围内时，所述聚焦控制单元使所述第一聚焦透镜与所述第二聚焦透镜同步，并且执行所述聚焦控制。
10.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，当所述摄像单元中的透镜的焦距长并且与所述第一对象相关的对象距离短时或者当F值的作为基准的预定值小时，所述聚焦控制单元执行所述摄像单元中的聚焦控制使得所述第一图像中所包括的所述第一对象处于焦点，并且执行所述摄像单元中的聚焦控制，使得所述第二图像中所包括的所述第二对象处于焦点。
11.根据权利要求1所述的摄像装置，还包括：
操作接收单元，接收选择操作，所述选择操作选择所述第二对象是存在于在所述光轴方向上比所述第一对象更靠所述摄像装置侧的对象还是存在于在所述光轴方向上比所述第一对象更远的一侧的对象，
其中，所述聚焦控制单元执行聚焦控制使得当生成所述第二图像时被选择的对象处于焦点。
12.根据权利要求1所述的图像处理装置，还包括：
记录控制单元，使生成的所述第一图像和所述第二图像作为运动图像内容彼此相关联地记录在记录介质中。
13.根据权利要求1所述的图像处理装置，还包括：
记录控制单元，使生成的所述第一图像和所述第二图像作为静态图像内容彼此相关联地记录在记录介质中。
14.根据权利要求13所述的图像处理装置，还包括，
操作接收单元，接收用于记录所述静态图像的指示操作，以及
控制单元，当接收到所述指示操作时执行使所述摄像单元连续执行第一摄像操作和第二摄像操作的控制，所述第一摄像操作通过执行各聚焦控制使得所述第一对象和所述第二对象中的每一个处于焦点来生成所述第一图像和所述第二图像，并且所述第二摄像操作通过执行各聚焦控制使得所述第一对象和所述第二对象中的至少一个处于焦点来生成所述第一图像和所述第二图像，
其中，所述记录控制单元使通过所述第一摄像操作生成的所述第一图像和所述第二图像以及通过所述第二摄像操作生成的所述第一图像和所述第二图像作为静态图像内容彼此相关联地记录在所述记录介质中。
15.根据权利要求14所述的图像处理装置，其中，所述记录控制单元将表明通过所述第一摄像操作生成的识别信息与通过所述第一摄像操作生成的所述第一图像和所述第二图像相关联地记录。
16.一种摄像装置的控制方法，包括：
摄像步骤，对对象进行摄像，并且生成用于显示所述对象的立体视觉的立体图像的第一图像和第二图像；
第一控制步骤，执行聚焦控制，使得当生成所述第一图像时作为包括在所述第一图像中的多个对象之中的包括在特定区域中的对象的第一对象处于焦点，
第二控制处理，执行聚焦控制，使得当生成所述第二图像时作为包括在所述第二图像中的多个对象之中的存在于光轴方向上不同于所述第一对象的位置处的另一对象的第二对象处于焦点。
17.一种程序，使计算机执行以下步骤：
摄像步骤，对对象进行摄像，并且生成用于显示所述对象的立体视觉的立体图像的第一图像和第二图像；
第一控制步骤，执行聚焦控制，使得当生成所述第一图像时作为包括在所述第一图像中的多个对象之中的包括在特定区域中的对象的第一对象处于焦点，
第二控制处理，执行聚焦控制，使得当生成所述第二图像时作为包括在所述第二图像中的多个对象之中的存在于光轴方向上不同于所述第一对象的位置处的另一对象的第二对象处于焦点。
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