CN102590981A - 变焦跟踪控制器及其控制方法、复眼成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了变焦跟踪控制器及其控制方法、复眼成像设备。一种变焦跟踪控制器，包括：透镜位置获取单元，获取第一变焦透镜和第一对焦透镜的位置；凸轮曲线存储单元，存储至少一个基准凸轮曲线；标准化单元，根据第一凸轮曲线和至少一个基准凸轮曲线之一将获取的第一变焦透镜位置和第一对焦透镜位置标准化到该基准凸轮曲线上的变焦透镜位置和对焦透镜位置；对焦的透镜位置确定单元，根据第二凸轮曲线和基准凸轮曲线从标准化的变焦透镜和对焦透镜位置确定第二凸轮曲线上的第二变焦透镜和第二对焦透镜位置；以及透镜控制器，将第二变焦透镜和第二对焦透镜分别移至确定的第二变焦透镜位置和第二对焦透镜位置。

Description

变焦跟踪控制器及其控制方法、复眼成像设备

技术领域

本发明涉及变焦跟踪控制器、复眼成像设备和由变焦跟踪控制器执行的控制方法，更具体地讲，涉及控制变焦跟踪的变焦跟踪控制器、复眼成像设备和由变焦跟踪控制器执行的控制方法。

背景技术

最近需要开发获取能够建立立体视图的图像以控制变焦跟踪的复眼成像设备。变焦跟踪控制是在保持对焦状态的同时改变变焦因子的类型的控制。具体地讲，在变焦跟踪控制中，电机等等根据变焦透镜的移动将对焦透镜移至获得对焦的位置。

在由复眼成像设备执行的变焦跟踪控制中，左侧上的变焦透镜和对焦透镜和右侧上的变焦透镜和对焦透镜受到控制。例如，提议了一种设备，这种设备使得称作从机的右侧和左侧上的变焦透镜之一跟随称作主机的另一个变焦透镜的移动(例如，见日本专利申请公布No.9-127400)。这个设备使用差分放大器和比较器检测两个变焦透镜之间的位置差作为误差电压。该设备在检测的误差电压下降的方向上移动从变焦透镜从而使得在右侧和左侧上的光学系统之间的焦长方面获得匹配。因此，在现有技术的这个设备中，在右侧和左侧上的对焦透镜在自动对焦控制之下移动到获得对焦的位置之前对变焦透镜进行定位。

发明内容

然而，在上述的技术中，右侧和左侧上的光学系统之一可能会离焦。在每个变焦透镜和对焦透镜的法兰焦长与对应设计值之间存在固有误差。法兰焦长是从安装透镜的表面到成像装置的距离。如果变焦透镜或对焦透镜的法兰焦长具有误差，则表示对焦的变焦透镜位置和对焦透镜位置之间的关系的轨道与设计轨道偏离。这个轨道称作凸轮曲线或变焦跟踪曲线。由于不同的透镜通常具有不同的法兰焦长误差，所以主端上的凸轮曲线轨道可能不与从端上的凸轮曲线轨道匹配。不管主端与从端之间的凸轮曲线轨道的差异如何，如果主端上的对焦的变焦透镜和对焦透镜的位置无变化应用到从端，则在从端上可能不会获得对焦。

上述的设备控制右侧和左侧上的变焦透镜从而消除它们之间的位置差。然而，在主端与从端之间凸轮曲线轨道可能不会匹配；在这种情况下，即使右侧和左侧上的变焦透镜的位置匹配，在右侧与左侧之间获得对焦的对焦透镜的位置也不同。因此，右侧和左侧光学系统之一可能不会对焦，从而使得难于准确控制跟踪。

期望能够容易地执行准确变焦跟踪控制的复眼成像设备。

根据本发明的一个实施例，提供了一种变焦跟踪控制器和由变焦跟踪控制器执行的控制方法。该变焦跟踪控制器包括：透镜位置获取单元，获取第一变焦透镜和第一对焦透镜的位置；凸轮曲线存储单元，存储表示对焦的变焦透镜位置与对焦透镜位置之间的关系的至少一个预定基准凸轮曲线；标准化单元，根据对第一变焦透镜和第一对焦透镜特定的第一凸轮曲线和至少一个基准凸轮曲线之一执行标准化过程，基于该标准化过程，获取的第一变焦透镜位置和获取的第一对焦透镜位置被标准化成该基准凸轮曲线上的变焦透镜位置和对焦透镜位置；对焦的透镜位置确定单元，根据第二凸轮曲线即对第二变焦透镜和第二对焦透镜特定的凸轮曲线和基准凸轮曲线从标准化的变焦透镜位置和对焦透镜位置确定该第二凸轮曲线上的第二变焦透镜的位置和第二对焦透镜的位置；以及透镜控制器，分别将第二变焦透镜和第二对焦透镜移至确定的第二变焦透镜位置和第二对焦透镜位置。这样，第一凸轮曲线上的第一变焦透镜和第一对焦透镜的位置进行标准化，并且第二凸轮曲线上的第二变焦透镜和第二对焦透镜的位置被确定。

这个实施例中的标准化单元可以包括：凸轮曲线识别单元，根据确定的第一变焦透镜的位置和确定的第一对焦透镜的位置识别至少一个基准凸轮曲线之一；调整值存储单元，存储指示第一凸轮曲线的轨道与至少一个基准凸轮曲线的每个的轨道之间的差的调整值；以及标准化处理单元，通过使用与识别的基准凸轮曲线对应的调整值执行标准化过程。这样，调整值进行存储并且用于执行标准化过程。

这个实施例中的标准化处理单元还能够建立指示标准化的变焦透镜位置的标准化变焦信息和指示识别的基准凸轮曲线的标准化的凸轮曲线信息。这个实施例中的对焦的透镜位置确定单元还能够确定在标准化的凸轮曲线信息中指示的基准凸轮曲线上的在标准化的变焦信息中指示的变焦透镜位置和与在标准化的变焦信息中指示的变焦透镜位置对应的对焦透镜位置。这样，对在标准化的变焦信息中指示的变焦透镜位置和与变焦透镜位置对应的对焦透镜位置进行调整。

这个实施例中的透镜控制器可以包括温度补偿单元，用于根据附连第二变焦透镜和第二对焦透镜的复眼成像设备的温度特征补偿确定的第二变焦透镜位置和确定的第二对焦透镜位置；还可以包括透镜驱动单元，用于将第二变焦透镜移至补偿的第二变焦透镜位置以及将第二对焦透镜移至补偿的第二对焦透镜位置。这样，根据复眼成像设备的温度特征补偿第二变焦透镜位置和第二对焦透镜位置。

这个实施例中的透镜控制器还可以包括曝光补偿单元，用于根据确定的第二变焦透镜位置补偿曝光值。这样，根据第二变焦透镜位置补偿曝光值。

这个实施例还可以包括：操作单元，根据用户执行的操作改变第一变焦透镜位置；以及对焦控制器，如果第一变焦透镜位置发生变化，则分析由第一对焦透镜形成的图像，并且将第一对焦透镜移至在第一变焦透镜位于改变的位置处第一对焦透镜进行对焦的位置；透镜位置获取单元还可以获取通过对焦控制器已经将第一变焦透镜和第一对焦透镜移动到的位置。这样，如果第一变焦透镜位置发生变化，则第一对焦透镜移至在第一变焦透镜位于改变的位置处第一对焦透镜进行对焦的位置。

这个实施例中的对焦控制器可以移动第一变焦透镜和用作补偿透镜的透镜，该用作补偿透镜的透镜关于第一凸轮曲线上的第一变焦透镜的移动量补偿第一对焦透镜的移动量。这样，可以关于第一变焦透镜的移动量补偿对焦透镜的移动量。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种复眼成像设备，包括：第一变焦透镜；第一对焦透镜；第二变焦透镜；第二对焦透镜；透镜位置获取单元，获取第一变焦透镜的位置和第一对焦透镜的位置；凸轮曲线存储单元，存储表示对焦的变焦透镜位置和对焦透镜位置之间的关系的至少一个预定基准凸轮曲线；标准化单元，根据对第一变焦透镜和第一对焦透镜特定的第一凸轮曲线和至少一个基准凸轮曲线之一执行标准化过程，基于该标准化过程，获取的第一变焦透镜位置和获取的第一对焦透镜位置被标准化到该基准凸轮曲线上的变焦透镜位置和对焦透镜位置；对焦的透镜位置确定单元，根据第二凸轮曲线即对第二变焦透镜和第二对焦透镜特定的凸轮曲线和该基准凸轮曲线从标准化的变焦透镜位置和标准化的对焦透镜位置确定第二凸轮曲线上的第二变焦透镜的位置和第二对焦透镜的位置；以及透镜控制器，分别将第二变焦透镜和第二对焦透镜移至确定的第二变焦透镜位置和确定的第二对焦透镜位置。这样，第一凸轮曲线上的第一变焦透镜和第一对焦透镜的位置进行标准化，并且第二凸轮曲线上的第二变焦透镜和第二对焦透镜的位置被确定。

根据本发明的实施例的复眼成像设备能够容易地准确控制变焦跟踪。

附图说明

图1是示出本发明的实施例中的复眼成像设备的结构的例子的框图。

图2是示出实施例中的透镜位置获取单元的结构的例子的框图。

图3是示出实施例中的示例性基准凸轮曲线的曲线图。

图4是实施例中的存储在凸轮曲线存储单元中的信息的例子。

图5是实施例中的标准化单元的框图。

图6是示出实施例中的内部分割比率的曲线图。

图7示出了实施例中的主端上的示例性调整值。

图8是示出实施例中的主端上的凸轮曲线的例子的曲线图。

图9是示出实施例中的透镜位置确定单元的结构的例子的框图。

图10示出了实施例中的从端上的示例性调整值。

图11示出了实施例中的主端和从端上的示例性凸轮曲线。

图12是示出实施例中的从端透镜控制器的结构的例子的框图。

图13是示出实施例中的主端变焦跟踪控制器的操作的例子的流程图。

图14是示出实施例中的标准化过程的例子的流程图。

图15是示出实施例中的从端变焦跟踪控制器的操作的例子的流程图。

图16是示出本发明的另一个实施例中的透镜位置获取单元的结构的例子的框图。

图17是示出另一个实施例中的示例性基准凸轮曲线的曲线图。

具体实施方式

将在下文中按照下面顺序描述本发明的实施例。

1.实施例(变焦跟踪控制：建立标准化信息的例子)

2.另一个实施例(变焦跟踪控制：加入补偿透镜的例子)

1.实施例

复眼成像设备的结构

图1是示出本发明的实施例中的复眼成像设备100的结构的例子的框图。复眼成像设备100包括主端变焦跟踪控制器200和从端变焦跟踪控制器300。复眼成像设备100还包括主端变焦透镜510、从端对焦透镜520、从端变焦透镜530和从端对焦透镜540。

主端变焦跟踪控制器200控制主端上的光学系统中的变焦跟踪。主端变焦跟踪控制器200包括透镜位置获取单元210、标准化单元220、凸轮曲线存储单元230、主端变焦透镜控制器240、主端对焦透镜控制器250和透镜位置确定单元260。

从端变焦跟踪控制器300通过下面的主端上的变焦跟踪控制控制从端上的光学系统。从端变焦跟踪控制器300包括透镜位置确定单元310、凸轮曲线存储单元320、从端变焦透镜控制器330和从端对焦透镜控制器340。

为了改变主端变焦透镜510的焦长，它的位置由主端变焦跟踪控制器200进行控制。

为了确定成像装置上的主端对焦透镜520的聚焦位置，主端对焦透镜520的位置由主端变焦跟踪控制器200进行控制。

为了改变从端变焦透镜530的焦长，它的位置由从端变焦跟踪控制器300进行控制。

为了确定成像装置上的从端对焦透镜540的聚焦位置，从端对焦透镜540的位置由从端变焦跟踪控制器300进行控制。

透镜位置获取单元210获得主端变焦透镜510和主端对焦透镜520的位置，并且将指示主端变焦透镜510和主端对焦透镜520的位置的位置信息经由信号线801输出到标准化单元220。

凸轮曲线存储单元230存储具有预定轨道的至少一个基准凸轮曲线。当主端变焦跟踪控制器200对每个透镜的位置进行标准化时，主端变焦跟踪控制器200使用该基准凸轮曲线作为基准。示例性基准凸轮曲线是在法兰聚焦长度与对应设计值之间没有误差的理想化变焦透镜和对焦透镜的凸轮曲线。当存储多个基准凸轮曲线时，例如确定多个聚焦长度。针对每个焦长，一个基准凸轮曲线存储在凸轮曲线存储单元230中。

标准化单元220将在位置信息中指示的主端变焦透镜510和主端对焦透镜520的位置标准化成基准凸轮曲线上的变焦透镜位置和对焦透镜位置。

标准化是采用基准凸轮曲线上的位置替代具有与基准凸轮曲线的轨道不同的轨道的凸轮曲线上的位置。当标准化单元220输出标准化的结果时，标准化单元220足以仅仅输出替代的对焦透镜位置和变焦透镜位置之一；它们二者均没有进行输出。这是因为：如果确定了变焦透镜位置和对焦透镜位置之一，则从而确定另一个。

具体地讲，标准化单元220基于位置信息识别经由信号线804从凸轮曲线存储单元230接收的基准凸轮曲线之一。例如，标准化单元220将在位置信息中指示的点与所有基准凸轮曲线之间的最小距离进行比较并且识别最小的最小距离。

标准化单元220然后将位置信息中的每个点标准化成基准凸轮曲线上的位置。例如，预先确定指示对主端变焦透镜510和主端对焦透镜520的凸轮曲线特定的轨道与每个基准凸轮曲线的轨道之间的差的调整值。在位置信息中指示的主端变焦透镜510的位置的计算中标准化单元220通过使用调整值执行标准化。例如出厂前测量调整值。即使在出厂以后，仍可以在透镜的替换或维修时更新调整值。

标准化单元220建立用于识别已经通过上述的标准化获得的对焦透镜位置和变焦透镜位置的标准化信息。标准化信息包括标准化的对焦信息和标准化的变焦(焦长)信息。标准化的对焦信息指示识别的基准凸轮曲线。由于已经针对每个基准凸轮曲线定义了焦长，所以能够从相关的基准凸轮曲线确定焦长。标准化的变焦(焦长)信息指示标准化的变焦透镜位置。标准化单元220经由信号线811向透镜位置确定单元310和透镜位置确定单元260输出标准化的对焦信息。标准化单元220还经由信号线812向透镜位置确定单元310和透镜位置确定单元260输出标准化的变焦(焦长)信息。

透镜位置确定单元260从标准化的变焦透镜位置和对焦透镜位置确定对主端特定的凸轮曲线的轨道上的主端变焦透镜510和主端对焦透镜520的位置。具体地讲，透镜位置确定单元260从标准化单元220接收标准化的对焦信息和标准化的变焦(焦长)信息。透镜位置确定单元260然后经由信号线807从凸轮曲线存储单元230获取在标准化的对焦信息中指示的基准凸轮曲线。透镜位置确定单元260从基准凸轮曲线获取与在标准化的变焦(焦长)信息中指示的变焦透镜位置对应的对焦透镜位置。透镜位置确定单元260使用调整值从在标准化的变焦(焦长)信息中指示的变焦透镜位置和获取的对焦透镜位置确定对主端特定的凸轮曲线的轨道上的位置。例如，预先确定指示对主端变焦透镜510和主端对焦透镜520的曲线特定的轨道与每个基准凸轮曲线的轨道之间的差的调整值。在变焦透镜和对焦透镜的位置的计算中透镜位置确定单元260通过使用这些调整值确定对主端特定的凸轮曲线的轨道上的位置。透镜位置确定单元260经由信号线802向主端变焦透镜控制器240和透镜位置获取单元210输出命令主端变焦透镜510向确定的变焦透镜位置进行移动的控制信号。透镜位置确定单元260还经由信号线803向主端对焦透镜控制器250和透镜位置获取单元210输出命令主端对焦透镜520向确定的对焦透镜位置进行移动的控制信号。

主端变焦透镜控制器240响应于经由信号线802从透镜位置获取单元210接收的控制信号控制主端变焦透镜510的位置。

主端对焦透镜控制器250响应于经由信号线803从透镜位置获取单元210接收的控制信号控制主端对焦透镜520的位置。

凸轮曲线存储单元320存储至少一个基准凸轮曲线。具体地讲，凸轮曲线存储单元320存储与存储在主端上的凸轮曲线存储单元230中的基准凸轮曲线一样的至少一个基准凸轮曲线。标准化单元220基于存储在主端上的凸轮曲线存储单元230和从端上的凸轮曲线存储单元320二者中的基准凸轮曲线执行标准化。

透镜位置确定单元310从标准化的变焦透镜位置和对焦透镜位置确定对从端特定的凸轮曲线的轨道上的从端变焦透镜530和从端对焦透镜540的位置。具体地讲，透镜位置确定单元310从标准化单元220接收标准化的对焦信息和标准化的变焦(焦长)信息。透镜位置确定单元310然后经由信号线813从凸轮曲线存储单元320获取在标准化的对焦信息中指示的基准凸轮曲线。透镜位置确定单元310从基准凸轮曲线获取与在标准化的变焦(焦长)信息中指示的变焦透镜位置对应的对焦透镜位置。透镜位置确定单元310使用调整值从在标准化的变焦(焦长)信息中指示的变焦透镜位置和获取的对焦透镜位置确定对从端特定的凸轮曲线的轨道上的位置。例如，预先确定指示对从端变焦透镜530和从端对焦透镜540的曲线特定的轨道与每个基准凸轮曲线的轨道之间的差的调整值。在变焦透镜和对焦透镜的位置的计算中透镜位置确定单元310通过使用这些调整值确定对从端特定的凸轮曲线的轨道上的位置。透镜位置确定单元310经由信号线814向从端变焦透镜控制器330输出命令从端变焦透镜530向确定的变焦透镜位置进行移动的控制信号。透镜位置确定单元310还经由信号线815向从端对焦透镜控制器340输出命令从端对焦透镜540向确定的对焦透镜位置进行移动的控制信号。

从端变焦透镜控制器330响应于经由信号线814从透镜位置确定单元310接收的控制信号控制从端变焦透镜530的位置。

从端对焦透镜控制器340响应于经由信号线815从透镜位置确定单元310接收的控制信号控制从端对焦透镜540的位置。

上述的主端变焦跟踪控制器200和从端变焦跟踪控制器300是根据本发明的实施例的变焦跟踪控制器的例子。从端变焦透镜控制器330和从端对焦透镜控制器340还是根据实施例的透镜控制器的例子。上述的标准化的对焦信息还是根据实施例的标准化的凸轮曲线信息的例子。

图2是示出在这个实施例中的透镜位置获取单元210的结构的例子的框图。透镜位置获取单元210包括成像装置211、操作单元212、自动对焦模块213、变焦透镜位置获取单元214、对焦透镜位置获取单元215和手动对焦模块218。

成像装置211将入射通过主端变焦透镜510和主端对焦透镜520的光转换成电信号并且然后将转换的电信号输出到自动对焦模块213。

如图2所示，在光轴方向上，主端对焦透镜520靠近成像装置211进行安置，主端变焦透镜510靠近被摄对象进行安置。通过移动这些透镜获得对焦。对焦透镜和变焦透镜在光轴上受到控制以获得对焦的方法通常称作内部聚焦方法。从附连透镜的表面到成像装置211的距离称作法兰焦长。

操作单元212响应于用户执行的操作产生控制变焦透镜和对焦透镜的操作信号。例如，操作信号控制移动变焦透镜和对焦透镜的方向以及移动这些透镜的速度。操作单元212向变焦透镜位置获取单元214和手动对焦模块218输出产生的操作信号。当用户操作操作单元212以将手动对焦控制变成自动对焦控制时，操作单元212响应于该操作向自动对焦模块213和手动对焦模块218输出指示对焦控制是自动对焦控制还是手动对焦控制的切换信号。

当执行向手动对焦控制的切换时，手动对焦模块218响应于来自操作单元212的操作信号产生命令移动对焦透镜的目的地的移动命令信号。手动对焦模块218然后将产生的移动命令信号输出到对焦透镜位置获取单元215。

当执行向自动对焦控制的切换时，自动对焦模块213将主端对焦透镜520移至获得对焦的位置。自动对焦模块213例如从从成像装置211输出的电信号获取图像数据并且对该图像数据进行分析。当对焦透镜移动时，图像数据中的高频分量通常以山状进行分布，并且焦点位于山峰处。自动对焦模块213对该图像进行分析并且将主端对焦透镜520移至与这个山峰对应的位置。这种对焦方法通常称作爬山方法。自动对焦模块213向对焦透镜位置获取单元215输出命令对焦透镜向获得对焦的点进行移动的移动命令信号。

变焦透镜位置获取单元214获取主端变焦透镜510的位置。具体地讲，当接收到从操作单元212输出的操作信号时，变焦透镜位置获取单元214根据来自主端变焦透镜控制器240的控制信号获取主端变焦透镜510的位置。变焦透镜位置获取单元214然后向标准化单元220输出指示获取的主端变焦透镜510的位置的位置信息。

对焦透镜位置获取单元215获取主端对焦透镜520的位置。具体地讲，当接收到移动命令信号时，对焦透镜位置获取单元215根据来自主端对焦透镜控制器250的控制信号获取主端对焦透镜520的位置。对焦透镜位置获取单元215然后向标准化单元220输出指示获取的主端对焦透镜520的位置的位置信息。

上述的自动对焦模块213是根据本发明的实施例的对焦控制器的例子。

图3是示出这个实施例中的示例性基准凸轮曲线的曲线图。在图3中，垂直轴表示对焦透镜的位置，水平轴表示变焦透镜的位置。垂直轴上的对焦透镜位置的值越大，对焦透镜越靠近被摄对象。垂直轴上的对焦透镜位置的值越小，对焦透镜越靠近成像装置211。水平轴的左端是宽端即在广角侧上，右端是远距侧即在远焦侧上。实曲线是设计曲线即基准凸轮曲线，它们中的每个表示在一定焦长获得对焦的状态下对焦透镜的位置与变焦透镜的位置之间的关系。例如，在以32个不同焦长获得对焦的状态下的32个基准凸轮曲线C[0]到C[31]存储在凸轮曲线存储单元230中。C[0]到C[31]的索引是识别基准凸轮曲线的编号。对焦长度越短，分配的编号越小。例如，焦长为0.01米的基准凸轮曲线是C[0]，焦长为2米的基准凸轮曲线是C[30]。

图4是这个实施例中的存储在凸轮曲线存储单元230中的信息的例子。凸轮曲线存储单元230存储指示针对每个凸轮曲线编号的多个变焦透镜位置和多个对焦透镜位置的信息。

凸轮曲线编号识别基准凸轮曲线。变焦透镜位置指示由相关凸轮曲线编号识别的基准凸轮曲线上的变焦透镜位置。对焦透镜位置指示由相关凸轮曲线编号识别的基准凸轮曲线上的对焦透镜位置。例如，当凸轮曲线编号是i(i是从0到31的整数)时，存储变焦透镜位置Pz[i][j](j是从0到255的整数)和对焦透镜位置Pf[i][j]。

图5是这个实施例中的标准化单元220的框图。标准化单元220包括凸轮曲线识别单元221、标准化处理单元222和主端调整值存储单元223。

凸轮曲线识别单元221根据在位置信息中指示的位置识别基准凸轮曲线之一。例如，凸轮曲线识别单元221根据位置信息中的点与基准凸轮曲线之间的最小的最小距离识别基准凸轮曲线。在这种情况下，凸轮曲线识别单元221参考存储在凸轮曲线存储单元230中的基准凸轮曲线并且将位置信息中的位置与基准凸轮曲线之间的最小距离进行比较。

通过凸轮曲线编号和内部分割比率识别基准凸轮曲线。内部分割比率是连接从水平轴上的一点进行绘制的垂线与基准凸轮曲线的交点中的两个交点的线段被内部分割的比率。

如果在已经分配凸轮曲线编号的基准凸轮曲线与在位置信息中指示的点之间的最小距离的比较中最小的最小距离小于阈值，则凸轮曲线识别单元221单独从凸轮曲线编号识别基准凸轮曲线。具体地讲，凸轮曲线识别单元221获取生成最小的最小距离的基准凸轮曲线的凸轮曲线编号。如果最小的最小距离不小于该阈值，则凸轮曲线识别单元221获得获得生成小于阈值的最小距离的基准凸轮曲线的内部分割比率，并且从凸轮曲线编号和内部分割比率识别凸轮曲线。凸轮曲线识别单元221然后向标准化处理单元222输出凸轮曲线编号或者凸轮曲线编号与内部分割比率的组合。

主端调整值存储单元223存储针对每个基准凸轮曲线的用于指示主端上的对光学系统特定的凸轮曲线的轨道与基准凸轮曲线的轨道之间的差的调整值。

标准化处理单元222将在位置信息中指示的位置标准化成识别的基准凸轮曲线上的变焦透镜位置和对焦透镜位置。具体地讲，标准化处理单元222从透镜位置获取单元210接收位置信息，还从凸轮曲线识别单元221接收凸轮曲线编号和内部分割比率。然后，标准化处理单元222从主端调整值存储单元223读取与凸轮曲线编号对应的调整值，并且通过使用读取的调整值将在位置信息中指示的位置标准化成基准凸轮曲线上的位置。例如，标准化处理单元222从在位置信息中指示的变焦透镜位置减去调整值以将其标准化成基准凸轮曲线上的变焦透镜位置。当从凸轮曲线编号和内部分割比率识别基准凸轮曲线时，标准化处理单元222在使用调整值之前根据内部分割比率对调整值进行校正。标准化处理单元222建立标准化对焦信息和标准化变焦(焦长)信息并且将它们输出到从端变焦跟踪控制器300。

图6是示出内部分割比率的曲线图。在图6中，P29是基准凸轮曲线C[29]与从一个变焦透镜位置进行绘制的垂线的交点，P30是该垂线与基准凸轮曲线C[30]的交点。内部分割比率是连接P29和P30的线段进行内部分割的比率。P29′是基于内部分割比率s进行分割获得的位置处的点。基准凸轮曲线C[29]′是通过连接基准凸轮曲线C[29]与基准凸轮曲线C[30]之间的线段上的点形成的凸轮曲线(该点处的内部分割比率为s)。如上所述，为每个焦长定义基准凸轮曲线。当在焦长之间执行对焦时，在根据内部分割比率形成的基准凸轮曲线上执行变焦跟踪控制。例如，如果基准凸轮曲线C[30]的焦长是2m并且基准凸轮曲线C[29]的焦长是1米，则根据0.5的内部分割比率形成的基准凸轮曲线C[29]′是焦长为1.5米的基准凸轮曲线。

图7示出了这个实施例中的主端上的示例性调整值。主端调整值存储单元223存储针对每个凸轮曲线编号的主端变焦透镜位置调整值。假设已经存储了基准凸轮曲线C[0]到C[31]。然后，凸轮曲线存储单元230存储与C[0]到C[31]对应的主端变焦透镜位置调整值Δmz[0]到Δmz[31]。

将参照图8描述标准化结果的例子。图8是示出这个实施例中的主端上的凸轮曲线的例子的曲线图。实曲线是识别的基准凸轮曲线C[31]，虚曲线是对主端上的光学系统特定的凸轮曲线Cm[31]。Pm31是已经在主端上获得对焦的点即在位置信息中指示的点。Δmz[31]是用于与基准凸轮曲线C[31]对应的变焦透镜位置的调整值。P31是包括通过从变焦透镜位置Pm31减去Δmz[31]而获得的变焦透镜位置的基准凸轮曲线上的点。当识别基准凸轮曲线并且对变焦透镜位置进行标准化时，Pm31被标准化成基准凸轮曲线上的P31。

图9是示出这个实施例中的透镜位置确定单元310的结构的例子的框图。透镜位置确定单元310包括从端调整值存储单元311、变焦透镜位置确定单元312和对焦透镜位置确定单元313。

从端调整值存储单元311存储针对每个基准凸轮曲线的用于指示对从端上的光学系统特定的凸轮曲线的轨道与基准凸轮曲线的轨道之间的差的调整值。

变焦透镜位置确定单元312从标准化的变焦透镜位置确定对从端特定的凸轮曲线上的从端变焦透镜530的位置。具体地讲，变焦透镜位置确定单元312从标准化单元220接收标准化的对焦信息和标准化的变焦(焦长)信息。变焦透镜位置确定单元312然后从从端调整值存储单元311读取与在标准化的对焦信息中指示的基准凸轮曲线对应的调整值，并且使用读取的调整值从在标准化的变焦(焦长)信息中指示的位置确定对从端特定的凸轮曲线上的从端变焦透镜530的位置。例如，变焦透镜位置确定单元312使用调整值针对在标准化的变焦透镜信息中指示的位置执行预定计算。由于已经由标准化单元220执行的标准化对应于要由透镜位置确定单元310执行的位置确定，所以要由透镜位置确定单元310执行的计算对应于已经由标准化单元220执行的计算。例如，如果标准化单元220已经从在位置信息中指示的位置减去了调整值，则透镜位置确定单元310将调整值加到标准化的位置。变焦透镜位置确定单元312向从端变焦透镜控制器330输出命令从端变焦透镜530向获取的位置进行移动的控制信号。

对焦透镜位置确定单元313从标准化的对焦透镜位置确定对从端特定的凸轮曲线上的从端对焦透镜540的位置。具体地讲，对焦透镜位置确定单元313从标准化单元220接收标准化的对焦信息和标准化的变焦(焦长)信息。对焦透镜位置确定单元313然后经由通信线路813从凸轮曲线存储单元230获取在标准化的对焦信息中指示的基准凸轮曲线。对焦透镜位置确定单元313从基准凸轮曲线获取与在标准化的变焦(焦长)信息中指示的变焦透镜位置对应的对焦透镜位置。对焦透镜位置确定单元313然后从从端调整值存储单元311读取与在标准化的对焦信息中指示的基准凸轮曲线对应的调整值，并且使用读取的调整值从获取的对焦透镜位置确定对从端特定的凸轮曲线上的从端对焦透镜540的位置。对焦透镜位置确定单元313向从端对焦透镜控制器340输出命令从端对焦透镜540向获取的位置进行移动的控制信号。除了确定对主端特定的凸轮曲线上的变焦透镜位置和对焦透镜位置以外，主端上的透镜位置确定单元260的结构与从端上的透镜位置确定单元310的结构相同。

图10示出了这个实施例中的从端上的示例性调整值。从端调整值存储单元311存储针对每个凸轮曲线编号的从端变焦透镜位置调整值和从端对焦透镜位置调整值。假设已经存储了基准凸轮曲线C[0]到C[31]。然后，从端调整值存储单元311存储与C[0]到C[31]对应的从端变焦透镜位置调整值Δsz[0]到Δsz[31]和从端对焦透镜位置调整值Δsf[0]到Δsf[31]。

图11示出了这个实施例中的主端和从端上的示例性凸轮曲线。实曲线是在标准化的对焦信息中指示的基准凸轮曲线C[31]，点划曲线是对主端上的光学系统特定的凸轮曲线Cm[31]，并且虚曲线是对从端上的光学系统特定的凸轮曲线Cs[31]。P31是由标准化的变焦(焦长)信息和标准化的对焦信息识别的基准凸轮曲线C[31]上的点。Δsz[31]是用于与基准凸轮曲线C[31]对应的变焦透镜位置的调整值。Δsf[31]是用于与基准凸轮曲线C[31]对应的对焦透镜位置的调整值。Ps31是通过分别将Δsz[31]和Δsf[31]加到P31的变焦透镜位置和对焦透镜位置获得的点。当如图11所示加入这些调整值时，从P31获得从端上的凸轮曲线上的Ps31。

图12是示出这个实施例中的从端对焦透镜控制器340的结构的例子的框图。从端对焦透镜控制器340包括曝光补偿单元341、温度补偿单元342和透镜驱动单元343。

曝光补偿单元341根据由控制信号指令的位置补偿曝光值。具体地讲，曝光补偿单元341从透镜位置确定单元310接收控制信号，然后曝光补偿单元341补偿孔径值或者使用中性密度(ND)滤波器从而在由控制信号指令的位置处获得适宜曝光。

温度补偿单元342根据复眼成像设备的温度特征补偿由控制信号指令的位置。具体地讲，温度补偿单元342向透镜驱动单元343输出命令从端变焦透镜530向补偿的位置进行移动的命令信号。

透镜驱动单元343将从端对焦透镜540移至命令的位置。具体地讲，透镜驱动单元343从温度补偿单元342接收命令信号并且控制电机、凸轮等从而将从端对焦透镜540移至由命令信号命令的位置。

除了从端变焦透镜控制器330缺少曝光补偿单元341以外，从端变焦透镜控制器330的结构与从端对焦透镜控制器340的结构相同。主端变焦透镜控制器240的结构与从端变焦透镜控制器330的结构相同，并且主端对焦透镜控制器250的结构与从端对焦透镜控制器340的结构相同。

变焦跟踪控制器的操作

接下来，将参照图13到图15描述主端变焦跟踪控制器200和从端变焦跟踪控制器300的操作。图13是示出这个实施例中的主端变焦跟踪控制器200的操作的例子的流程图。例如当通过用户的操作改变变焦因子时，启动这个操作。

透镜位置获取单元210执行变焦跟踪控制，在该变焦跟踪控制之下，主端对焦透镜520移至当移动主端变焦透镜510时获得对焦的点(步骤S910)。

透镜位置获取单元210获取主端变焦透镜510的位置(步骤S930)。透镜位置获取单元210然后获取主端对焦透镜520的位置(步骤S940)。标准化单元220执行标准化过程以对获取的位置进行标准化(步骤S950)。当步骤S950完成时，主端变焦跟踪控制器200终止用于变焦跟踪控制的操作。

图14是示出这个实施例中的标准化过程的例子的流程图。标准化单元220从获取的主端变焦透镜510和主端对焦透镜520的位置识别基准凸轮曲线(步骤S951)。

标准化单元220使用与识别的基准凸轮曲线对应的调整值建立标准化的变焦(焦长)信息(步骤S952)。标准化单元220然后建立指示识别的基准凸轮曲线的标准化的对焦信息(步骤S953)。当步骤S953完成时，标准化单元220终止标准化过程。

图15是示出从端变焦跟踪控制器300的操作的例子的流程图。当标准化信息输入到从端变焦跟踪控制器300时，启动这个操作。透镜位置确定单元310使用与在标准化的对焦信息中指示的基准凸轮曲线对应的调整值从在标准化的变焦(焦长)信息中指示的变焦透镜位置确定对从端特定的凸轮曲线上的变焦透镜位置(步骤S961)。

透镜位置确定单元310从标准化的对焦信息和标准化的变焦(焦长)信息获得基准凸轮曲线上的对焦透镜位置(步骤S962)。透镜位置确定单元310然后使用与基准凸轮曲线对应的调整值从获得的对焦透镜位置确定对从端特定的凸轮曲线上的对焦透镜位置(步骤S963)。

从端变焦透镜控制器330和从端对焦透镜控制器340分别根据温度特征补偿确定的变焦透镜位置和对焦透镜位置(步骤S964)。然后，从端变焦透镜控制器330将从端变焦透镜530移至补偿的变焦透镜位置，并且从端对焦透镜控制器340将从端对焦透镜540移至补偿的对焦透镜位置(步骤S965)。当步骤S965完成时，从端变焦跟踪控制器300终止变焦跟踪的操作。

尽管复眼成像设备100使用内对焦方法，但这不是限制(如果复眼成像设备100被构造为通过控制变焦透镜和对焦透镜来控制变焦跟踪)。

尽管使用了一个变焦透镜和一个对焦透镜，但是应该明白还可以使用多个变焦透镜和多个对焦透镜。

标准化单元220预存储调整值并且读取用于标准化的预存储的调整值。然而，标准化单元220可以不预存储这些调整值。例如，标准化单元220可以从基准凸轮曲线上的点与对主端特定的凸轮曲线上的点之间的预存储的对应关系获取与焦点对应的基准凸轮曲线上的位置。

标准化单元220针对每个基准凸轮曲线预存储一个调整值，标准化单元220使用该调整值移动变焦透镜的位置。调整值可以是指示对主端特定的凸轮曲线的轨道与基准凸轮曲线的轨道之间差的任何值，从而针对每个基准凸轮曲线的调整值的数目不限于一。例如，如果凸轮曲线轨道由多项式等式进行表示，则调整值可以是多项式等式的每一项的系数的差。

尽管标准化单元220将标准化的变焦透镜位置和识别的基准凸轮曲线输出到透镜位置确定单元310，但是标准化单元220可以将标准化的变焦透镜位置和标准化的对焦透镜位置输出到透镜位置确定单元310。标准化单元220还可以将标准化的对焦透镜位置和识别的基准凸轮曲线输出到透镜位置确定单元310。在这种情况下，确定对焦透镜位置的调整值存储在主端调整值存储单元223中。

尽管凸轮曲线存储单元230预存储基准凸轮曲线上的位置的坐标，但是这不是限制；凸轮曲线存储单元230可以预存储任何类型的信息(如果能够从该信息获取基准凸轮曲线)。例如，凸轮曲线存储单元230可以针对每个基准凸轮曲线存储从其获得基准凸轮曲线的多项式等式的每项的系数。

如上所述，根据本发明的这个实施例，标准化单元220将已经获得对焦的主端变焦透镜510和主端对焦透镜520的位置标准化成基准凸轮曲线上的变焦透镜位置和对焦透镜位置。透镜位置确定单元310然后从标准化的位置确定对从端特定的凸轮曲线上的位置。从端变焦透镜控制器330和从端对焦透镜控制器340分别将从端变焦透镜530和从端对焦透镜540移至确定的位置。由于这种结构使得主端上的当获得对焦时的位置能够被标准化成基准凸轮曲线上的位置，所以即使在如图11所示的对主端特定的凸轮曲线的轨道与对从端特定的凸轮曲线的轨道之间没有获得匹配，仍可以防止从端上的焦点发生移位。因此，复眼成像设备100能够容易地执行准确的变焦跟踪控制。

标准化单元220预存储对主端特定的凸轮曲线的轨道与每个基准凸轮曲线的轨道之间的差作为调整值，并且读取与识别的基准凸轮曲线对应的调整值以进行标准化。因此，标准化单元220没有预存储对主端特定的凸轮曲线上的点。

标准化单元220建立标准化的变焦(焦长)信息和标准化的对焦信息。由于从基准凸轮曲线和标准化的变焦透镜位置确定标准化的对焦透镜位置，所以标准化单元220不会向透镜位置确定单元310输出标准化的对焦透镜位置。

例如从端变焦透镜控制器330的变焦透镜控制器根据复眼成像设备100的温度特征补偿指示的位置。因此，即使环境温度发生变化，复眼成像设备100仍能够执行准确的变焦跟踪控制。

主端变焦透镜控制器240和从端变焦透镜控制器330根据变焦透镜位置补偿孔径值等等，从而恰当地补偿了曝光值。

自动对焦模块213根据图像分析结果将主端对焦透镜520移至获得对焦的位置，从而消除用户的手动获得对焦的负担。

2.另一个实施例

复眼成像设备的结构

接下来，将参照图16和图17描述本发明的另一个实施例中的复眼成像设备。这个实施例中的主端变焦跟踪控制器包括透镜位置获取单元216、主端补偿透镜515和主端补偿透镜控制器260以替代透镜位置获取单元210。这个实施例中的从端变焦跟踪控制器还包括从端补偿透镜和从端补偿透镜控制器，它们与主端补偿透镜515和主端补偿透镜控制器260等效。

主端补偿透镜515补偿凸轮曲线的斜率。主端补偿透镜515还称作补偿器透镜。如果对焦透镜移动量与变焦透镜移动量的比率较大(即，凸轮曲线的斜率较大)，则对焦控制可能不会跟随变焦透镜的快速移动。结果，焦点可能会发生移位。主端补偿透镜515补偿凸轮曲线的斜率以确保正确的焦点。

图16是示出这个实施例中的透镜位置获取单元216的结构的例子的框图。透镜位置获取单元216与先前描述的实施例中的透镜位置获取单元210的不同之处在于设置自动对焦模块217以替代自动对焦模块213。

当主端变焦透镜510移动时，自动对焦模块217根据已经补偿了斜率的凸轮曲线移动主端对焦透镜520和主端补偿透镜515。具体地讲，自动对焦模块217向主端对焦透镜控制器250和主端补偿透镜控制器260输出指示移动目的地的位置的控制信号。

主端补偿透镜控制器260将主端补偿透镜515移至由控制信号指示的位置。

图17是示出这个实施例中的示例性基准凸轮曲线的曲线图。如图17所示，由于主端补偿透镜515的控制，与当没有设置主端补偿透镜515时相比使得每个基准凸轮曲线的斜率更小。这减小了当变焦透镜移动时对焦透镜移动的量。因此，即使变焦透镜快速移动，自动对焦模块217仍能够执行准确的变焦跟踪控制。

如上所述，根据这个实施例，由于主端补偿透镜515的控制减小了凸轮曲线的斜率。因此，即使变焦透镜快速移动，复眼成像设备100仍能够执行准确的变焦跟踪控制。

本发明的这些实施例只是实施本发明的例子。如在本发明的实施例中所阐述的那样，在本发明的实施例中的事物与权利要求的范围内的本发明识别事物之间存在对应关系。类似的是，在权利要求的范围内的本发明识别事物与本发明的实施例中的名称与本发明识别事物相同的事物之间存在对应关系。然而，本发明不限于这些实施例而且在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以通过以多种方法改变这些实施例进行实施。

在本发明的实施例中描述的处理程序可以被认作是具有一系列步骤的方法或者使得计算机执行这一系列步骤的程序或者存储该程序的记录介质。例如，记录介质的例子包括紧密盘(CD)、迷你盘(MD)、数字多功能盘(DVD)、记忆卡和蓝光盘^TM。

本申请包含与在于2010年1月5日提交到日本专利局的日本优先权专利申请JP 2011-000464中公开的主题有关的主题，该日本优先权专利申请的全部内容以引用方式并入本文。

Claims (10)

1.一种变焦跟踪控制器，包括：

第一变焦透镜；

第一对焦透镜；

第二变焦透镜；

第二对焦透镜；

透镜位置获取单元，获取第一变焦透镜的位置和第一对焦透镜的位置；

凸轮曲线存储单元，存储表示对焦的变焦透镜位置与对焦透镜位置之间的关系的至少一个预定基准凸轮曲线；

标准化单元，根据对第一变焦透镜和第一对焦透镜特定的第一凸轮曲线和至少一个基准凸轮曲线中的一个基准凸轮曲线来执行标准化过程，通过该标准化过程，获取的第一变焦透镜位置和获取的第一对焦透镜位置被标准化成该基准凸轮曲线上的变焦透镜位置和对焦透镜位置；

对焦透镜位置确定单元，根据所述基准凸轮曲线和作为对第二变焦透镜和第二对焦透镜特定的凸轮曲线的第二凸轮曲线，从标准化的变焦透镜位置和标准化的对焦透镜位置确定第二凸轮曲线上的第二变焦透镜的位置和第二对焦透镜的位置；以及

透镜控制器，分别将第二变焦透镜和第二对焦透镜移至所确定的第二变焦透镜位置和所确定的第二对焦透镜位置。

2.根据权利要求1所述的变焦跟踪控制器，其中，所述标准化单元包括：

凸轮曲线识别单元，根据所确定的第一变焦透镜的位置和所确定的第一对焦透镜的位置识别所述至少一个基准凸轮曲线中的一个基准凸轮曲线，

调整值存储单元，存储指示第一凸轮曲线的轨道与所述至少一个基准凸轮曲线中的每个的轨道之间的差的调整值，以及

标准化处理单元，通过使用与所识别的基准凸轮曲线对应的调整值执行标准化过程。

3.根据权利要求1所述的变焦跟踪控制器，其中：

所述标准化处理单元建立指示标准化的变焦透镜位置的标准化变焦信息和指示所识别的基准凸轮曲线的标准化的凸轮曲线信息；以及

所述对焦透镜位置确定单元调整在标准化的变焦信息中指示的变焦透镜位置，和在标准化的凸轮曲线信息中指示的基准凸轮曲线上的、与在标准化的变焦信息中指示的变焦透镜位置对应的对焦透镜位置。

4.根据权利要求1所述的变焦跟踪控制器，其中，所述透镜控制器包括：

温度补偿单元，根据附连第二变焦透镜和第二对焦透镜的复眼成像设备的温度特征来补偿所确定的第二变焦透镜位置和所确定的第二对焦透镜位置，以及

透镜驱动单元，将第二变焦透镜移至补偿的第二变焦透镜位置以及将第二对焦透镜移至补偿的第二对焦透镜位置。

5.根据权利要求4所述的变焦跟踪控制器，其中，所述透镜控制器还包括曝光补偿单元，用于根据所确定的第二变焦透镜位置补偿曝光值。

6.根据权利要求1所述的变焦跟踪控制器，还包括：

操作单元，根据用户执行的操作改变第一变焦透镜位置；以及

对焦控制器，如果第一变焦透镜位置发生变化，则分析由第一对焦透镜形成的图像，并且将第一对焦透镜移至在第一变焦透镜位于改变后的位置处的情况下第一对焦透镜对焦的位置；

其中，所述透镜位置获取单元获取通过所述对焦控制器已经将第一变焦透镜和第一对焦透镜移动到的位置。

7.根据权利要求6所述的变焦跟踪控制器，其中，所述对焦控制器移动第一变焦透镜和用作补偿透镜的透镜，所述用作补偿透镜的透镜针对第一凸轮曲线上的第一变焦透镜的移动量补偿第一对焦透镜的移动量。

8.根据权利要求7所述的变焦跟踪控制器，其中，如果第一对焦透镜的移动量与第一变焦透镜的移动量之间的比率较大，则所述用作补偿透镜的透镜针对第一凸轮曲线上的第一变焦透镜的移动量补偿第一对焦透镜的移动量。

9.一种复眼成像设备，包括：

第一变焦透镜；

第一对焦透镜；

第二变焦透镜；

第二对焦透镜；

透镜位置获取单元，获取第一变焦透镜的位置和第一对焦透镜的位置；

凸轮曲线存储单元，存储表示对焦的变焦透镜位置和对焦透镜位置之间的关系的至少一个预定基准凸轮曲线；

标准化单元，根据对第一变焦透镜和第一对焦透镜特定的第一凸轮曲线和至少一个基准凸轮曲线中的一个基准凸轮曲线执行标准化过程，通过该标准化过程，所获取的第一变焦透镜位置和所获取的第一对焦透镜位置被标准化到该基准凸轮曲线上的变焦透镜位置和对焦透镜位置；

对焦透镜位置确定单元，根据所述基准凸轮曲线和作为对第二变焦透镜和第二对焦透镜特定的凸轮曲线的第二凸轮曲线，从标准化的变焦透镜位置和标准化的对焦透镜位置确定第二凸轮曲线上的第二变焦透镜的位置和第二对焦透镜的位置；以及

透镜控制器，分别将第二变焦透镜和第二对焦透镜移至所确定的第二变焦透镜位置和所确定的第二对焦透镜位置。

10.一种由变焦跟踪控制器执行的控制方法，包括：

透镜位置获取程序，通过该透镜位置获取程序，透镜位置获取单元获取第一变焦透镜的位置和第一对焦透镜的位置；

标准化程序，通过该标准化程序，根据对第一变焦透镜和第一对焦透镜特定的第一凸轮曲线和至少一个预定基准凸轮曲线中的一个预定基准凸轮曲线，执行标准化过程，以将所获取的第一变焦透镜位置和所获取的第一对焦透镜位置标准化到该预定基准凸轮曲线上的变焦透镜位置和对焦透镜位置，所述至少一个预定基准凸轮曲线表示对焦的变焦透镜位置和对焦透镜位置之间的关系；

对焦透镜位置确定程序，通过该对焦透镜位置确定程序，根据基准凸轮曲线和作为对第二变焦透镜和第二对焦透镜特定的凸轮曲线的第二凸轮曲线，从标准化的变焦透镜位置和标准化的对焦透镜位置确定第二凸轮曲线上的第二变焦透镜的位置和第二对焦透镜的位置；以及

透镜控制程序，通过该透镜控制程序，第二变焦透镜和第二对焦透镜分别移至所确定的第二变焦透镜位置和所确定的第二对焦透镜位置。

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