CN102822740A - 立体成像装置和用于自动调节立体成像装置的焦点的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包括第一和第二成像光学系统的立体成像装置。在第一成像光学系统中，第一聚焦透镜在搜索操作中在正常的第一搜索范围内移动以搜索对待成像对象聚焦的第一透镜位置（P1）（S14-S22）。设置比第一搜索范围窄的第二搜索范围（S22），并且在第二成像光学系统中，第二聚焦透镜在搜索操作中在第二搜索范围内移动以搜索对待成像对象聚焦的第二透镜位置（P2）（S24，S28）。当无法在第二搜索范围内搜索到第二透镜位置（P2）时，基于第一透镜位置（P1）和预先存储的聚焦位置偏差量Df计算第二透镜位置（P2）（S30，S32）。从而，在两个成像单元中有效地进行自动聚焦操作，即使两个成像单元存在个体差异也能获得高聚焦精度的聚焦调节。

Description

立体成像装置和用于自动调节立体成像装置的焦点的方法

技术领域

本公开的内容涉及立体成像装置和用于自动调节该立体成像装置的焦点的方法，且具体地涉及用于以高聚焦精度高效地搜索两个成像单元的聚焦位置的技术。

背景技术

传统上，已经提出了各自具有两个成像单元的多种立体成像装置（见专利文献1和2）。在所述立体成像装置中，可以执行其中利用两个成像单元从不同的视点对同一对象进行图像拍摄的立体图像拍摄操作，并且还可以执行如下的操作：以超广角进行的全景图像拍摄操作、由两个成像单元分别以不同灵敏度执行的图像拍摄处理等。

在利用两个成像单元执行立体图像拍摄操作的装置中，这两个成像单元并排布置在对应于具有视差的右眼和左眼的位置处，并基于从这两个成像单元输出的图像信号，在下一级的信号处理单元中分别产生针对右眼的图像信号和针对左眼的图像信号。从而，当在立体成像装置中的信号处理单元中产生的针对右眼的图像信号和针对左眼的图像信号被输入至具有能够提供立体显示的显示屏幕的显示装置时，就在显示屏幕上显示了立体图像。

另一方面，在数字摄影机中，当执行聚焦调节时，即，当调节聚焦位置时，安装于其中的自动聚焦调节单元使成像光学系统中的聚焦透镜在预定的搜索范围内移动，并在聚焦透镜移动期间，检测正拍摄的图像的对比度，使聚焦透镜移动至使对比度最大的聚焦位置（透镜位置）；从而，在大多数情况中执行所谓的对比度AF（自动聚焦）操作。

在上述专利文献1的立体成像装置中，由于两个成像单元对同一对象进行拍摄的事实，仅在这两个成像单元之一中执行对比度AF操作，并还将该对比度AF操作的结果用于另一成像单元，尝试缩短具有两个成像单元的成像装置的对比度AF操作所需的时间段。此外，在专利文献2的立体成像装置中，已经提出了这样的一种技术：其中执行AF搜索（其中两个成像单元所拥有的聚焦透镜分别沿彼此相反的方向移动），在这两个成像单元中，已经早于另一个成像单元检测到聚焦位置的一个成像单元的AF搜索结果被用来确定这两个成像单元的聚焦位置。

引用列表

专利文献

PTL1：日本专利申请公开No.2005-45511

PTL2：日本专利申请公开No.2006-162990

发明内容

技术问题

然而，在两个成像单元中，不可避免地会存在聚焦透镜的透镜直径、透镜筒直径、以及各成像元件的光接收灵敏度的偏差等（下面的描述中将其统称为个体差异）。为此，当和专利文献1和2的情况中一样利用其中将成像单元之一的聚焦位置也用作另一成像单元的聚焦位置的布置时，就会产生这样的问题：该另一成像单元的聚焦位置由于器件的个体差异而出现偏差。

如果分别在各成像单元中执行AF操作，则尽管可以解决两个成像单元的个体差异造成的问题，但会产生效率低下的另一问题。

鉴于上述情况，本公开的内容的一个目的是提供一种立体成像装置以及一种用于自动调节该立体成像装置的焦点的方法，其中，即使在两个成像单元中存在个体差异时，该立体成像装置也能够在两个成像单元中高效地执行AF操作，并且还能够以高聚焦精度执行聚焦调节处理。

解决问题的方案

为了实现该目的，根据第一方面的立体成像装置具有：第一成像单元，其具有第一成像光学系统和第一成像元件，该第一成像光学系统包括第一聚焦透镜，该第一成像元件对要通过第一成像光学系统成像的对象光进行光电转换，并输出第一视点图像；第二成像单元，其具有第二成像光学系统和第二成像元件，该第二成像光学系统包括第二聚焦透镜，该第二成像元件对要通过第二成像光学系统成像的对象光进行光电转换，并输出第二视点图像；存储单元，其预先存储在对同一对象聚焦时第一聚焦透镜的第一透镜位置与第二聚焦透镜的第二透镜位置之间的聚焦位置偏差量；以及聚焦调节单元，其操作第一聚焦透镜来基于从第一成像单元获取的第一视点图像在预定的第一搜索范围内进行搜索，以搜索出对待成像对象聚焦的第一透镜位置，并且将第一聚焦透镜移动至所述第一透镜位置，以及针对第二成像光学系统，其操作所述第二聚焦透镜来在比第一搜索范围窄的第二搜索范围内进行搜索，所述第二搜索范围位于所述第二聚焦透镜的透镜位置之前及之后并且对应于已经搜索出的第一透镜位置，并且所述聚焦调节单元基于从第二成像单元获取的第二视点图像，搜索对待成像对象聚焦的第二透镜位置以将第二聚焦透镜移动至第二透镜位置，并且在此结构中，如果在第二搜索范围内无法搜索到第二透镜位置，则聚焦调节单元基于第一透镜位置和存储在存储单元中的聚焦位置偏差量计算第二透镜位置，从而将第二聚焦透镜移动至第二透镜位置。

根据关于第一方面的立体成像装置，对于第一成像光学系统，第一聚焦透镜被操作来在预定的第一搜索范围内进行搜索，以搜索出对待成像对象聚焦的第一透镜位置，从而将第一聚焦透镜移动至第一透镜位置，而对于第二成像光学系统，第二聚焦透镜被操作来在比第一搜索范围窄的、位于第二聚焦透镜的透镜位置之前及之后并且对应于已经搜索出的第一透镜位置的第二搜索范围内进行搜索，以搜索出对待成像对象聚焦的第二透镜位置，并且随后将第二聚焦透镜移动至第二透镜位置；因此，可以如下所述来执行聚焦处理：在不受第一和第二成像单元的个体差异的影响的情况下，利用首先搜索到的聚焦位置（第一透镜位置），使第二聚焦透镜的第二搜索范围比第一搜索范围窄，从而可以在更短的时间段内执行对第二聚焦透镜的聚焦位置（第二透镜位置）的搜索。

此外，如果不能在第二搜索范围内搜索到第二透镜位置，则基于对第一聚焦位置的搜索所获得的第一透镜位置和存储在存储单元中的聚焦位置偏差量来计算第二透镜位置，以将第二聚焦透镜移动至该第二透镜位置；因此，可以不受第一和第二成像单元的个体差异的影响而执行聚焦处理。

根据第二方面的立体成像装置具有：第一成像单元，其具有第一成像光学系统和第一成像元件，所述第一成像光学系统包括第一聚焦透镜，所述第一成像元件对要通过第一成像光学系统成像的对象光进行光电转换，并输出第一视点图像；第二成像单元，其具有第二成像光学系统和第二成像元件，所述第二成像光学系统包括第一聚焦透镜，所述第二成像元件对要通过第二成像光学系统成像的对象光进行光电转换，并输出第二视点图像；以及聚焦调节单元，其操作所述第一聚焦透镜以基于从所述第一成像单元获取的第一视点图像来在预定的第一搜索范围内进行搜索，以搜索出对待成像对象聚焦的第一透镜位置，并且将所述第一聚焦透镜移动至第一透镜位置，以及针对所述第二成像光学系统，操作所述第二聚焦透镜来在比第一搜索范围窄的、位于所述第二聚焦透镜的透镜位置之前和之后并且与已经搜索出的第一透镜位置对应的第二搜索范围内进行搜索，并基于从所述第二成像单元获取的第二视点图像，搜索对待成像对象聚焦的第二透镜位置，以将所述第二聚焦透镜移动至所述第二透镜位置，并且如果在第二搜索范围内未搜出第二透镜位置，则聚焦调节单元再次操作第二聚焦透镜来在比该第二搜索范围宽的第三搜索范围内进行搜索，以基于从第二成像单元获取的第二视点图像搜索对待成像对象聚焦的第二透镜位置，从而将第二聚焦透镜移动至该第二透镜位置。

根据第二方面的立体成像装置与第一方面的立体成像装置在执行的操作上的不同之处在于：当不能搜索出与第二聚焦透镜的聚焦位置对应的第二透镜位置时，第二方面的立体成像装置操作第二聚焦透镜再次在比第二搜索范围宽的第三搜索范围内进行搜索，以搜索出第二透镜位置，从而将第二聚焦透镜移动至该第二透镜位置。此外，第三搜索范围可以与第一搜索范围具有相同的大小，或可以具有比第一搜索范围窄但比第二搜索范围宽的大小。

根据第三方面，关于第二方面的立体成像装置还具有：存储单元，其预先存储在对同一对象聚焦时第一聚焦透镜的第一透镜位置与第二聚焦透镜的第二透镜位置之间的聚焦位置偏差量，并且在该结构中，如果未在第三搜索范围内搜索出第二透镜位置，则聚焦调节单元基于搜索出的第一透镜位置和存储于存储单元中的聚焦位置偏差量计算第二透镜位置，以将第二聚焦透镜移动至第二透镜位置。

换言之，如果在比第二搜索范围宽的第三搜索范围内也无法搜索到第二透镜位置（聚焦位置），则基于第一透镜位置和存储在存储单元中的聚焦位置偏差量计算第二透镜位置，以将第二聚焦透镜移动至该第二透镜位置。利用该布置，可以不受第一成像单元和第二成像单元的个体差异的影响而执行聚焦处理。

根据第四方面，关于第二方面的立体成像装置还具有：存储单元，其预先存储在对同一对象聚焦时第一聚焦透镜的第一透镜位置与第二聚焦透镜的第二透镜位置之间的聚焦位置偏差量；以及计算单元，其计算在第一搜索范围内搜索到的第一透镜位置与在第三搜索范围内搜索到的第二透镜位置之间的差值，并在该结构中，如果计算单元计算出的差值大于预定量，则聚焦调节单元基于搜索出的第一透镜位置和存储在存储单元中的聚焦位置偏差量计算第二透镜位置，以将第二聚焦透镜移动至计算出的第二透镜位置，而不是移动至在第三搜索范围内搜索出的第二透镜位置。

换言之，即使能够在具有更宽搜索范围的第三范围内搜索到第二透镜位置，但如果搜索出的第一透镜位置和第二透镜位置之间的差值大于预定量，则基于第一透镜位置和存储于存储单元中的聚焦位置偏差量计算第二透镜位置，以将第二聚焦透镜移动至该第二透镜位置。利用该布置，可以防止第一成像单元和第二成像单元聚焦到各自不同的对象上。

根据第五方面，关于第二方面的立体成像装置还具有：存储单元，其预先存储在对同一对象聚焦时所述第一聚焦透镜的第一透镜位置与所述第二聚焦透镜的第二透镜位置之间的聚焦位置偏差量；以及计算单元，其计算在第一搜索范围内搜索到的第一透镜位置与在第三搜索范围内搜索到的第二透镜位置之间的差值，并在该结构中，如果计算单元计算出的差值大于预定量，则聚焦调节单元基于搜索出的第二透镜位置和存储在存储单元中的聚焦位置偏差量计算第一透镜位置，以将第一聚焦透镜移动至计算出的第一透镜位置，而不是移动至在第一搜索范围内搜索出的第一透镜位置。

即，如果搜索出的第一透镜位置和第二透镜位置之间的差值大于预定量，则根据第五方面的立体成像装置以与关于第四方面的立体成像装置相反的方式来基于搜索出的第二透镜位置和存储在存储单元中的聚焦位置偏差量计算第一透镜位置，以将第一聚焦透镜移动至计算出的第一透镜位置。利用该布置，可以防止第一成像单元和第二成像单元聚焦到各自不同的对象上。

根据第六方面，关于第四或第五方面的立体成像装置具有这样的结构：其中基于聚焦位置偏差量确定所述预定量。

根据第七方面，关于第一、第三、第四、第五和第六方面中任一方面的立体成像装置具有这样的结构：其中第一成像光学系统和第二成像光学系统中的每一个都是变焦透镜，存储单元针对各变焦透镜的每个变焦位置预先存储在对同一对象聚焦时第一聚焦透镜的第一透镜位置与第二聚焦透镜的第二透镜位置之间的聚焦位置偏差量，并且在计算第二透镜位置时，聚焦调节单元读出与变焦透镜的变焦位置相对应的聚焦位置偏差量，并基于该聚焦位置偏差量和搜索到的第一透镜位置计算第二透镜位置。

由于由第一成像单元和第二成像单元的个体差异所造成的聚焦到同一对象上时第一聚焦透镜和第二聚焦透镜之间的聚焦位置偏差量根据变焦位置的不同而不同，因此第七方面的立体成像装置被设计成在计算第二透镜位置时，从存储单元读出对应于变焦位置的聚焦位置偏差量并基于该聚焦位置偏差量和第一透镜位置来计算第二透镜位置。

根据第八方面，提供一种用于自动调节立体成像装置的焦点的方法，其中，该立体成像装置具有：第一成像单元，其具有第一成像光学系统和第一成像元件，所述第一成像光学系统包括第一聚焦透镜，所述第一成像元件对要通过第一成像光学系统成像的对象光进行光电转换，并输出第一视点图像；第二成像单元，其具有第二成像光学系统和第二成像元件，所述第二成像光学系统包括第二聚焦透镜，所述第二成像元件对要通过所述第二成像光学系统成像的对象光进行光电转换，并输出第二视点图像；以及存储单元，其预先存储在对同一对象聚焦时所述第一聚焦透镜的第一透镜位置与所述第二聚焦透镜的第二透镜位置之间的聚焦位置偏差量，所述方法包括以下步骤：操作第一聚焦透镜来基于在搜索操作时从第一成像单元获取的第一视点图像在预定的第一搜索范围内进行搜索，以搜索出对待成像对象聚焦的第一聚焦透镜的第一透镜位置；将第一聚焦透镜移动至搜索出的第一透镜位置；确定比第一搜索范围窄的第二搜索范围，所述第二搜索范围位于第二聚焦透镜的透镜位置之前及之后并且对应于已经搜索出的第一透镜位置；操作第二聚焦透镜来在确定的第二搜索范围内进行搜索，并基于在搜索操作时从第二成像单元获取的第二视点图像，搜索第二聚焦透镜的第二透镜位置；基于搜索出的第一透镜位置和存储在存储单元中的聚焦位置偏差量计算第二透镜位置；以及如果进行搜索并且搜索到了第二透镜位置，则将第二聚焦透镜移动至该搜索到的第二透镜位置，而如果无法搜索到第二透镜位置，则将第二聚焦透镜移动至计算出的第二透镜位置。

根据第九方面，提供了一种用于自动调节立体成像装置的焦点的方法，所述立体成像装置具有：第一成像单元，其具有第一成像光学系统和第一成像元件，所述第一成像光学系统包括第一聚焦透镜，所述第一成像元件对要通过第一成像光学系统成像的对象光进行光电转换，并输出第一视点图像；以及第二成像单元，其具有第二成像光学系统和第二成像元件，所述第二成像光学系统包括第二聚焦透镜，所述第二成像元件对要通过第二成像光学系统成像的对象光进行光电转换，并输出第二视点图像，所述方法包括以下步骤：操作第一聚焦透镜来基于在搜索操作时从第一成像单元获取的第一视点图像在预定的第一搜索范围内进行搜索，以搜索出对待成像对象聚焦的第一聚焦透镜的第一透镜位置；将第一聚焦透镜移动至搜索出的第一透镜位置；确定比第一搜索范围窄的第二搜索范围，所述第二搜索范围位于第二聚焦透镜的透镜位置之前及之后并且对应于已经搜索出的第一透镜位置；操作第二聚焦透镜来在确定的第二搜索范围内进行搜索，并基于在搜索操作时从第二成像单元获取的第二视点图像，搜索对待成像对象聚焦的第二聚焦透镜的第二透镜位置；如果不能在第二搜索范围内搜索出第二透镜位置，则操作第二聚焦透镜在比第二搜索范围宽的第三搜索范围内再次进行搜索，以基于在搜索操作时从第二成像单元获取的第二视点图像搜索对待成像对象聚焦的第二聚焦透镜的第二透镜位置；以及将第二聚焦透镜移动至搜索出的第二透镜位置。

根据第十方面，用于自动调节关于第九方面的立体成像装置的焦点的方法还具有步骤：在存储单元中预先存储在对同一对象聚焦时第一聚焦透镜的第一透镜位置与第二聚焦透镜的第二透镜位置之间的聚焦位置偏差量；如果不能在第三搜索范围内搜索到第二透镜位置，则基于搜索到的第一透镜位置和存储于存储单元中的聚焦位置偏差量计算第二透镜位置；以及将第二聚焦透镜移动至计算出的第二透镜位置。

根据第十一方面，用于自动调节关于第九方面的立体成像装置的焦点的方法还具有步骤：在存储单元中预先存储在对同一对象聚焦时第一聚焦透镜的第一透镜位置与第二聚焦透镜的第二透镜位置之间的聚焦位置偏差量；计算在第一搜索范围内搜索到的第一透镜位置与在第三搜索范围内搜索到的第二透镜位置之间的差值；如果计算出来的差值大于预定量，则基于搜索出的第一透镜位置和存储在存储单元中的聚焦位置偏差量计算第二透镜位置；以及如果计算出的差值大于预定量，则将第二聚焦透镜移动至计算出的第二透镜位置，而不是移动至在第三搜索范围内搜索出的第二透镜位置。

根据第十二方面，用于自动调节关于第九方面的立体成像装置的焦点的方法还具有步骤：在存储单元中预先存储在对同一对象聚焦时第一聚焦透镜的第一透镜位置与第二聚焦透镜的第二透镜位置之间的聚焦位置偏差量；计算在第一搜索范围内搜索到的第一透镜位置与在第三搜索范围内搜索到的第二透镜位置之间的差值；如果计算出来的差值大于预定量，则基于搜索出的第二透镜位置和存储在存储单元中的聚焦位置偏差量计算第一透镜位置；以及如果计算出的差值大于预定量，则将第一聚焦透镜移动至计算出的第一透镜位置，而不是移动至在第一搜索范围内搜索出的第一透镜位置。

根据第十三方面，在用于自动调节关于第十一方面或第十二方面的立体成像装置的焦点的方法中，所述预定量是基于聚焦位置偏差量确定的。

根据第十四方面，在用于自动调节关于第八、第十、第十一、第十二和第十三方面中任一方面的立体成像装置的焦点的方法中，第一成像光学系统和第二成像光学系统中的每一个都是变焦透镜，用于自动调节焦点的方法还具有步骤：针对各变焦透镜的每个变焦位置，将对同一对象聚焦时第一聚焦透镜的第一透镜位置与第二聚焦透镜的第二透镜位置之间的聚焦位置偏差量存储到存储单元中，并在计算第二透镜位置时，从存储单元读取与变焦透镜的变焦位置相对应的聚焦位置偏差量，并基于该聚焦位置偏差量和搜索到的第一透镜位置计算第二透镜位置。

本发明的有益效果

根据关于本公开内容的技术，由于利用了第一成像单元中的AF搜索结果，因此缩窄了第二成像单元的搜索范围来执行AF搜索，从而可以缩短AF搜索的总时间，从而提高了效率，并且可以不受第一成像单元和第二成像单元的个体差异的影响而执行聚焦处理。

根据本公开内容的一个方面，如果不能搜索到第二成像单元的聚焦位置，则由于基于通过第一成像单元的AF搜索获得的第一聚焦透镜的聚焦位置以及预先存储的第一聚焦透镜和第二聚焦透镜的聚焦位置偏差量计算第二聚焦透镜的聚焦位置，因此，使得以高精度找到第二聚焦透镜的聚焦位置变得可能。

此外，根据本公开内容的另一方面，由于如果不能搜索到第二成像单元的聚焦位置，则通过将变窄的第二成像单元的搜索范围扩展成较宽的搜索范围来再次执行AF搜索，可以不受第一成像单元和第二成像单元的个体差异的影响而执行聚焦处理。

附图说明

图1A是根据本公开内容的立体成像装置的（No.1）外观图。

图1B是根据本公开内容的立体成像装置的（No.2）外观图。

图2是示出图1A和图1B的立体成像装置中每一个的内部结构的框图。

图3是示出根据本公开内容的用于自动调节立体成像装置的焦点的方法的第一实施例的流程图。

图4A是示出第一聚焦透镜的第一搜索范围、第二聚焦透镜的第二搜索范围、以及每个搜索位置和AF评价值之间的关系的（No.1）示图。

图4B是示出第一聚焦透镜的第一搜索范围、第二聚焦透镜的第二搜索范围、以及每个搜索位置和AF评价值之间的关系的（No.2）示图。

图4C是示出第一聚焦透镜的第一搜索范围、第二聚焦透镜的第二搜索范围、以及每个搜索位置和AF评价值之间的关系的（No.3）示图。

图5A是示出根据本公开内容的用于自动调节立体成像装置的焦点的方法的第二实施例的（No.1）流程图。

图5B是示出根据本公开内容的用于自动调节立体成像装置的焦点的方法的第二实施例的（No.2）流程图。

图6A是示出第一聚焦透镜的第一搜索范围、第二聚焦透镜的第三搜索范围、以及每个搜索位置和AF评价值之间的关系的（No.1）示图。

图6B是示出第一聚焦透镜的第一搜索范围、第二聚焦透镜的第三搜索范围、以及每个搜索位置和AF评价值之间的关系的（No.2）示图。

图7A是示出根据本公开内容的用于自动调节立体成像装置的焦点的方法的第三实施例的（No.1）流程图。

图7B是示出根据本公开内容的用于自动调节立体成像装置的焦点的方法的第三实施例的（No.2）流程图。

具体实施方式

下面的描述将参照附图对根据本公开内容的立体成像装置和用于自动调节立体成像装置的焦点的方法的实施例进行讨论。

[立体成像装置的概述]

图1A和图1B是根据本公开内容的立体成像装置的外观示图，图1A是从上方斜着看立体成像装置1得到的透视图，图1B是从后侧看立体成像装置1得到的透视图。

如图1A所示，立体成像装置1具有安装于其中的两个成像单元1A和1B。在下面的描述中，这两个成像单元被称作第一成像单元1A和第二成像单元1B，以对其彼此进行区分。

第一成像单元1A和第二成像单元1B并排设置以获取立体视图的图像信号，在这些成像单元1A和1B中分别产生针对右眼的图像信号和针对左眼的图像信号。当在将成像模式拨盘10B设置为例如被称作立体模式的模式的情况下操作位于图1A和图1B的立体成像装置1的上表面上的电源开关10A并按动快门按钮10C时，在成像单元1A和1B二者中产生立体视图的图像数据。

该实施例的立体成像装置1拥有的快门按钮10C具有两种操作模式，即，半按模式和全按模式，并且在该立体成像装置1中，当半按快门按钮10C时，进行曝光调节和焦点调节，而当全部按下快门按钮10C时，执行图像拍摄操作。此外，在成像单元1B上方安装有闪光发射窗WD，如果拍照现场的亮度不足时，使闪光通过该闪光发射窗发射至要成像的对象。

此外，如图1B所示，在立体成像装置1的后表面上安装有能够提供立体显示的液晶监视器DISP，在该液晶监视器DISP上，将正被两个成像单元1A和1B拍摄的待成像的同一对象显示为立体图像。在此情况下，作为液晶监视器DISP，可以采用其中利用了双凸透镜和视差屏障、且其中使用专用眼镜（诸如偏光眼镜、液晶快门眼镜等）来分别观看针对右眼的图像和针对左眼的图像的那些监视器。此外，还设置了诸如变焦开关10D、菜单/确认按钮10E、十字键按钮10F等的操作元件。在下面的说明说中，诸如电源开关10A、模式拨盘10B、快门按钮10C、变焦开关10D、菜单/确认按钮10E、十字键按钮10F等的那些元件有时被统称为操作单元10。

[立体成像装置的内部结构]

图2是示出图1A和图1B所示的立体成像装置的内部结构的框图。在下面的描述中将参照图2说明立体成像装置1的内部结构。

立体成像装置1的操作通常由主CPU 100控制。

ROM 101通过总线Bus连接至主CPU 100，并且操作立体成像装置1所需的程序存储在ROM 101中。主CPU 100通常根据程序序列控制立体成像装置1的操作。

首先，当操作图1A和图1B所示的操作单元10中的电源开关10A时，主CPU 100控制电源控制单元1001以通过电源控制单元1001从电源从电池BT向图2所示的各单元供电，从而使立体成像装置1切换至操作状态。从而，主CPU 100启动了图像拍摄操作。在此情况下，假设AF检测单元120、搜索范围设置单元121、AE/AWB检测单元130、图像输入控制器114A、数字信号处理单元116A和3D图像产生单元117由处理器（诸如DSP（数字信号处理器）等）构成，并假设主CPU100与DSP协作执行各种处理。

下面的描述中将参照图2对之前参照图1A和图1B描述的第一成像单元1A和第二成像单元1B的内部结构进行说明。此外，通过对第一成像单元1A的各构成元件添加术语“第一”以及通过对第二成像单元1B的各构成元件添加术语“第二”，给出下面的说明。

在第一成像单元1A中，安装有包括第一聚焦透镜FLA的第一成像光学系统110A、第一聚焦透镜驱动单元104A（下文中称作第一F透镜驱动单元）和第一成像元件111A，其中，第一聚焦透镜驱动单元104A使第一聚焦透镜FLA沿光轴方向移动，第一成像元件111A接收源自形成在第一成像光学系统中的对象图像的对象光以产生表示该对象的图像信号。此外，在第一成像光学系统110A中，安装有第一光圈IA和用于改变第一光圈IA的光圈直径的第一光圈驱动单元105A。

此外，第一成像光学系统110A被制备为变焦透镜，并且其中安装有用于将变焦透镜控制为具有预定焦距的z透镜驱动单元103A。此外，在图2中，通过利用一个透镜ZL，将整个成像光学系统示意性地表示为一个变焦透镜。

以与第一成像单元1A相同的方式，在第二成像单元1B中，安装有包括第二聚焦透镜FLB的第二成像光学系统110B、第二聚焦透镜驱动单元104B（下文中称作第二F透镜驱动单元）和第二成像元件111B，其中，第二聚焦透镜驱动单元104B使第二聚焦透镜FLB沿光轴方向移动，第二成像元件111B接收源自形成在第二成像光学系统中的对象图像的对象光以产生表示该对象的图像信号。

在这些第一成像单元1A和第二成像单元1B中，产生立体视图的图像信号，即，分别在第一成像单元1A中产生针对右眼的图像信号，在第二成像单元1B中产生针对左眼的图像信号。

第一成像单元1A和第二成像单元1B具有完全相同的结构，它们彼此的不同之处仅在于从其产生的是针对右眼的图像信号还是针对左眼的图像信号，在这两个成像单元的图像信号已经在第一A/D转换单元113A和第二A/D转换单元113B中被转换成数字信号并导入总线Bus之后，执行相同的信号处理。因此，下面的描述中将按照关于第一成像单元1A的图像信号的流程来说明该结构。

首先，将描述由第一成像单元1A拍摄的对象图像作为经由透镜的图像原样显示在液晶监视器DISP上时执行的操作。

当操作单元10中的电源开关10A被操作时，主CPU 100控制电源控制单元1001以从电池BT向各单元供电，从而立体成像装置1进入操作状态。

主CPU 100首先控制F透镜驱动单元104A和光圈驱动单元105A来开始曝光和聚焦调节。此外，其向定时发生器（TG）106A给出指令，以允许成像元件111A设置由电子快门确定的曝光时间；从而，例如每1/60秒从成像元件111A向模拟信号处理单元112A输出一次图像信号。

在模拟信号处理单元112A中，从TG 106A接收定时信号，同时每1/60秒从成像元件111A提供一次图像信号，以执行降噪处理等，然后将经过降噪处理的模拟图像信号提供给下级的A/D转换单元113A。在该A/D转换单元113A中，与来自TG 106A的定时信号同步地，每1/60秒执行一次从模拟图像信号到数字图像信号的转换处理。被A/D转换单元113A如此转换和输出的数字图像信号每1/60秒被图像输出控制器114A提供给总线Bus，以将提供到总线Bus的图像信号存储到SDRAM 115中。由于每1/60秒就从成像元件111A输出一次图像信号，因此SDRAM 115的内容每1/60秒就被重写一次。

存储在SDRAM 115中的图像信号被分别形成AF检测单元120、AE/AWB检测单元130和数字信号处理单元116A的DSP每1/60秒读出一次。

在AF检测单元120中，在主CPU 100控制F透镜驱动单元104A以移动聚焦透镜FLA的时间段的中期，每1/60秒提取一次聚焦区域内的图像信号的高频分量，并对该高频分量进行积分以计算表示图像对比度的AF评价值。主CPU 100获取AF检测单元120计算出的AF评价值，并通过F透镜驱动单元104A将第一聚焦透镜FLA移动至使AF评价值最大的透镜位置（聚焦位置）处。为此，即使当第一成像单元1A指向任意方向时，焦点都被立即调节为使得待成像对象几乎总是以良好的聚焦状态显示在液晶监视器DISP上。

此外，在AE/AWB检测单元130中，每1/60秒执行一次对象亮度的检测以及对要在数字信号处理单元116A中的白平衡放大器中设置的增益的计算。基于AE/AWB检测单元130的亮度检测结果，主CPU100控制光圈驱动单元105A，以使得光圈IA的光圈直径改变。此外，通过从AE/AWB检测单元130接收检测结果，数字信号处理单元116A设置白平衡放大器的增益。

在数字信号处理单元116A中，执行诸如形成适于显示的图像信号的处理，并且在数字信号处理单元116A中通过信号处理转换为适于显示的所得图像信号被提供给3D图像产生单元117，从而在3D图像产生单元117中产生用于显示的针对右眼的图像信号，并将如此产生的针对右眼的图像信号存储到VRAM 118中。

第二成像单元1B在相同时刻也执行与上述相同的操作。因此，在VRAM 118中存储了针对右眼和针对左眼的两种图像信号。

主CPU 100将VRAM 118中的针对右眼的图像信号和针对左眼的图像信号传送至显示控制单元119，以将图像显示在液晶监视器DISP上。当针对右眼的图像信号和针对左眼的图像信号显示在图1中的液晶监视器DISP上时，液晶监视器DISP上的图像可立体地被人眼看到。由于第一成像元件111A和111B持续地每1/60秒输出一个图像信号，因此VRAM 118中的图像信号每1/60秒被重写一次，并且液晶监视器DISP上的立体图像也每1/60秒切换和显示一次，从而该立体图像被显示为动态图像。

在此情况下，当参考液晶监视器DISP上的待成像对象而半按操作单元10中的快门按钮10C时，主CPU 100在快门按钮10C被完全按下的前一刻接收AE/AWB检测单元130检测到的AE值，并通过第一和第二光圈驱动单元105A和105B控制第一和第二光圈IA和IB，以将其设置成根据该AE值的光圈直径，同时通过第一透镜驱动单元104A在第一搜索范围内移动第一聚焦透镜FLA，以允许AF检测单元120计算AF评价值。

基于AF检测单元120计算出来的AF评价值，主CPU 100检测第一聚焦透镜FLA的使AF评价值最大的透镜位置（下文中称作“第一透镜位置P1”），并将第一聚焦透镜FLA移动至该第一透镜位置P1。

另一方面，对于第二成像光学系统，主CPU 100在比第一搜索范围窄的第二搜索范围内移动第二聚焦透镜FLB，从而允许AF检测单元120计算AF评价值。主CPU 100从AF检测单元120接收AF评价值，并检测第二聚焦透镜FLB的使AF评价值最大的透镜位置（下文中称作“第二透镜位置P2”），并将第二聚焦透镜FLB移动至该第二透镜位置P2。尽管后面将给出详细描述，但此时，AF检测单元120允许搜索范围设置单元121基于第一聚焦透镜FLA的第一透镜位置P1和从闪速ROM 102中读取的表示搜索范围的数据（近侧偏差N和远侧偏差F）计算以与第一聚焦透镜的第一透镜位置P1相对应的透镜位置为中心的比第一搜索范围窄的第二搜索范围，并且主CPU 100接收第二搜索范围的计算结果，并执行AF搜索以通过第二F透镜驱动单元104B在第二搜索范围内检索第二透镜位置P2（聚焦位置）。

以此方式，尽管允许第一成像单元1A的聚焦透镜FLA以与通常执行的搜索相同的方式执行AF搜索，但是允许第二成像单元1B在比第一搜索范围窄的、包括与第一聚焦透镜的透镜位置对应的透镜位置的第二搜索范围内执行AF搜索，从而可以缩短第二聚焦透镜FLB的AF搜索时间。此外，如果快门按钮10C被完全按下，则主CPU 100允许第一成像元件111A和第二成像元件111B通过第一和第二TG106A和106B以预定的快门速度执行曝光处理以拍摄静止图像。主CPU100允许第一成像元件111A和第二成像元件111B在电子快门的关断时刻向第一和第二模拟信号处理单元112A和112B输出图像信号，以使第一和第二模拟信号处理单元112A和112B执行降噪处理。此后，模拟图像信号在第一和第二A/D转换单元113A和113B中被转换成数字图像信号。

在此情况下，根据来自主CPU 100的指令，第一和第二图像输入控制器114A和114B通过总线Bus将由第一和第二A/D转换单元113A和113B转换的数字图像信号临时存储在SDRAM 115中。此后，数字信号处理单元116A和116B从SDRAM 115读出图像信号，并执行图像处理，以将得到的信号传输至3D图像产生单元117，这些图像处理包括：白平衡校正、伽玛校正、同步处理、轮廓校正、亮度和色差信号（YC信号）生成等，其中在同步处理中，对由单板CCD的滤色器布置引起的诸如R、G、B的彩色信号的空间偏移进行内插，从而调节各彩色信号的位置。

接下来，主CPU 100利用总线Bus将3D图像产生单元117内的针对右眼的图像信号和针对左眼的图像信号提供至压缩扩展处理单元150。当压缩扩展处理单元150已经对图像数据进行了压缩之后，主CPU 100利用总线Bus将压缩图像数据传递至介质控制单元，并同时将其压缩及图像拍摄的有关头信息提供给介质控制单元160，从而允许介质控制单元160产生预定格式的图像文件（例如，3D静止图像情况下的MP（多画面）格式的图像文件），并将该图像文件记录到存储卡161中。

利用该实施例的结构，即使第一成像单元1A与第二成像单元1B之间存在个体差异，但由于第一和第二聚焦透镜分别移动至通过执行AF搜索而进行了聚焦处理的第一透镜位置P1和第二透镜位置P2处，因此消除了个体差异，并可以缩短包括第二成像光学系统的第二聚焦透镜FLB的AF搜索在内的AF操作所用的时间段。此外，在图2中，示出了闪光控制单元180、闪光灯181、以及时钟单元W、和姿态检测传感器190，其中闪光灯181在接收到来自闪光控制单元180的指令时通过图1的光发射窗WD执行闪光发射，时钟单元W用于检测当前时间，姿态检测传感器190用于检测立体成像装置1的姿态。

[第一实施例]

参照图3所示的流程图，下面的描述将讨论根据本公开内容的用于自动调节立体成像装置的焦点的方法的第一实施例。

在图3中，主CPU 100确定快门按钮10C是否被半按（步骤S10）。在主CPU 100确定快门按钮10C没有被半按时，程序序列前进到否的一侧，从而重复步骤S10的处理；相反，当在步骤S10确定快门按钮10C被半按时，序列前进到是的一侧。如果序列前进到是的一侧，则在步骤S12中，当接收到来自主CPU 100的成像准备的指令时，DSP中的AE/AWB检测单元130启动AE操作，于是序列进一步前进到步骤S14，以使DSP中的AF检测单元120启动AF操作。

当在步骤S14中启动了AF操作后，主CPU 100首先在步骤S16中设置第一聚焦透镜FLA的第一搜索范围。

图4A至图4C是示出第一聚焦透镜FLA的第一搜索范围、每个搜索位置（第一聚焦透镜FLA的各透镜位置）和AF评价值之间的关系的示图。

如图4A所示，第一搜索范围是例如从最近端（Pn）到无穷端（Pf）。此外，由于聚焦透镜的移动范围根据变焦放大率的不同而不同，因此根据变焦放大率将搜索范围设置为不同的范围。

接下来，在步骤S18中，主CPU 100在第一搜索范围内移动第一成像光学系统的第一聚焦透镜FLA，并且每次第一聚焦透镜FLA到达预定透镜位置时（如果聚焦透镜FLA被脉冲驱动，则每次通过预定数量的脉冲执行驱动操作时），通过AF检测单元120获取AF评价值。

接下来，基于使获取的AF评价值最大的透镜位置之前和之后的多个透镜位置和相应的AF评价值，获得经过各AF评价值的AF评价值近似曲线，并获得该近似曲线具有最大值的透镜位置P1作为聚焦位置（步骤S20）。此外，可以准备这样的布置，其中当在第一搜索范围内进行AF搜索时，如果AF评价值在AF评价值的增大后变小，则搜索操作停止，从而可以计算使AF评价值最大的透镜位置P1。

在下一步骤S22中，AF检测单元120将透镜位置P1提供给搜索范围设置单元121，同时从闪速ROM 102读取搜索开始位置数据N和搜索结束位置数据F，并将它们提供给搜索范围设置单元121，以允许搜索范围设置单元121设置比以透镜位置P1为中心的第一搜索范围窄的第二搜索范围。

如图4B所示，假设搜索开始位置为Pn’，搜索结束位置为Pf’，如下列等式所示设置第二搜索范围。

[等式1]

Pn’=P1+N,Pf’=P1-F

接下来，主CPU 100在如此设置的第二搜索范围内移动聚焦透镜FLB，并且每次第二聚焦透镜FLB到达预定透镜位置时，就通过AF检测单元120获取AF评价值（步骤S24）。

此外，主CPU 100确定是否能够利用在步骤S24中获取的AF评价值检测到聚焦位置（第二透镜位置P2）（步骤S26）。例如，如果图像的对比度低，结果是任何获取的AF评价值都没有达到预定阈值，或如果这些AF评价值单调增加或单调减小（无峰值），则确定无法检测到聚焦位置。

在步骤S26中，当确定了可以检测到聚焦位置时，则以与获取第一透镜位置P1相同的方式，基于使在步骤S24中获取的AF评价值最大的透镜位置之前和之后的多个透镜位置以及相应的AF评价值，获得经过各AF评价值的AF评价值近似曲线，并获得与该近似曲线中的最大值相对应的透镜位置P2作为聚焦位置（步骤S28）。

相反，当在步骤S26中确定了无法检测到聚焦位置时，程序序列前进到步骤S30。

在步骤S30中，从闪速ROM 102中获得对同一对象聚焦时第一聚焦透镜FLA的透镜位置和第二聚焦透镜FLB的透镜位置之间的聚焦位置偏差量Df（例如，通过从对应于第一聚焦透镜FLA的透镜位置的脉冲数减去对应于第二聚焦透镜FLB的透镜位置的脉冲数得到的值）。

在闪速ROM 102中，对同一对象聚焦时第一聚焦透镜FLA的透镜位置和第二聚焦透镜FLB的透镜位置之间的聚焦位置偏差量Df在传送之前的调节时被预先检测，并假设将该检测值进行存储。

此外，由于聚焦位置偏差量Df也根据变焦透镜的变焦放大率（变焦位置）的不同而不同，因此针对每个变焦位置检测相应值，并将其存储到闪速ROM 102中。因此，在步骤S30中，基于变焦透镜的当前变焦位置，读取相应的聚焦位置偏差量Df。

接下来，如图4C所示，基于通过第一聚焦透镜FLA进行的AF搜索而搜索到的第一透镜位置P1和在步骤S30中获取的聚焦位置偏差量Df，根据下面的等式计算第二聚焦透镜FLB的聚焦位置（第二透镜位置）P2：

[等式2]

P2=P1-Df

然后，第一聚焦透镜FLA和第二聚焦透镜FLB分别移动至在步骤S20中获取的第一透镜位置P1和在步骤S28或步骤S32中获取的第二透镜位置P2；从而，完成了AF操作（步骤S34和S36）。

在完成了AF操作后，主CPU 100确定快门按钮10C是否被完全按下（步骤S38）。当在步骤S38中主CPU 100确定快门按钮10C未被完全按下时，序列前进到否的一侧，从而重复步骤S38的处理；相反，当确定快门按钮被完全按下时，序列前进到是的一侧，从而执行图像拍摄操作并结束该处理流程。

此外，针对第一实施例中要设置为以第一透镜位置P1为中心的向前N和向后F的第二搜索范围，可以通过考虑例如第一聚焦透镜FLA和第二聚焦透镜FLB之间的聚焦位置偏差量Df、以及由温度、姿态等造成的改变量（搜索边缘部分）来进行确定。此外，在第一实施例中，将该搜索范围设置为以第一透镜位置P1为中心；然而，第二搜索范围可以设置为以利用聚焦位置偏差量Df校正后的第一透镜位置P1（在步骤S32中计算出来的第二透镜位置P2）为中心。该布置使得可以进一步缩窄第二搜索范围。

[第二实施例]

下面的描述将参照图5A和图5B所示的流程图讨论根据本公开内容的用于自动调节立体成像装置的焦点的方法的第二实施例。此外，以相同的步骤号表示与图3所示的第一实施例的流程图中相同的那些部分，并省略其详细描述。

图5A和图5B所示的第二实施例的不同之处在于执行图5B所示的处理来代替图3所示的步骤S30和S32。

即，当在图5A的步骤S26中确定了无法检测到第二聚焦透镜FLB的聚焦位置（第二透镜位置）时，序列前进到图5B的步骤S50。

在步骤S50中，如图6A所示，以与第一聚焦透镜FLA的第一搜索范围相同的方式，将从最近端（Pn）到无穷端（Pf）的搜索范围设置为第二聚焦透镜FLB的搜索范围（下文中称作“第三搜索范围”）。此外，第三搜索范围可以设置为这样的范围：其比步骤S16中设置的第二搜索范围宽，但比第一搜索范围窄。

通过如上所述将搜索范围从第二搜索范围改变到第三搜索范围，主CPU 100再次操作第二聚焦透镜FLB来在第三搜索范围内进行搜索，从而每次第二聚焦透镜FLB到达预定透镜位置时，就通过AF检测单元获得AF评价值（步骤S52）。

基于在步骤S52中获得的AF评价值，主CPU 100确定是否可以检测到聚焦位置（第二透镜位置P2）（步骤S54）。

当确定了可以检测到第二透镜位置时（“是”的情形），如图6A所示，基于使获取的AF评价值最大的透镜位置之前和之后的多个透镜位置和相应的AF评价值，获得经过各AF评价值的AF评价值近似曲线，并且获得该近似曲线具有最大值的透镜位置P2作为聚焦位置（步骤S56）。此后，序列前进到步骤S34。

相反，当确定无法检测到第二透镜位置时（“否”的情形），序列前进到步骤S58，此时从闪速ROM 102读取聚焦位置偏差量Df。

接下来，如图6B所示，基于通过第一聚焦透镜FLA的AF搜索而搜索到的第一透镜位置P1和在步骤S58中获取的聚焦位置偏差量Df，根据前述的等式2计算第二聚焦透镜FLB的聚焦位置（第二透镜位置）P2（步骤S60），然后序列前进到步骤S34。

根据第二实施例，如果在具有缩窄的搜索范围的第二搜索范围内无法检测到第二聚焦透镜FLB的聚焦位置（第二透镜位置P2），则在具有扩展的搜索范围的第三搜索范围内再次执行AF搜索，从而可以以优良的精度检测第二透镜位置P2。尽管在此情况下AF操作的效率变差，但是由于在步骤S26中确定无法检测到聚焦位置的可能性很小，从而总体效率不会下降很多。

此外，如果在第三搜索范围内未检测到聚焦位置（例如，尽管待成像对象位于第一成像单元的聚焦区域内，但是第二成像单元的聚焦区域内没有待成像对象），则由于基于第一透镜位置P1和聚焦位置偏差量Df计算了第二透镜位置P2，从而可以以高精度调节第一聚焦透镜FLA和第二聚焦透镜FLB的聚焦位置。

[第三实施例]

下面的描述将参照图7A和图7B所示的流程图讨论根据本公开内容的用于自动调节立体成像装置的焦点的方法的第三实施例。此外，以相同的步骤号表示与图5A和图5B所示的第二实施例的流程图中相同的那些部分，并省略其详细描述。

图7A和图7B所示的第三实施例与第二实施例的不同之处在于，如图7B所示，添加了步骤S70作为继图5B的步骤S56之后的步骤。

即，当通过图7B的步骤S56获取了第二聚焦透镜FLB的聚焦位置（第二透镜位置）P2时，计算在步骤S20中获取的第一聚焦透镜FLA的透镜位置P1与第二透镜位置P2之间的差值|P1-P2|。如果计算出来的差值|P1–P2|小于预定量α（|P1–P2|<α的情形），序列前进到步骤S34，而如果其大于预定量α（|P1–P2|≥α的情形），序列前进到步骤S58。

即，在步骤S56中，由于从具有宽搜索范围的第三搜索范围获得了聚焦位置（第二透镜位置）P2，则第一成像单元1A和第二成像单元1B可能分别拍摄了不同的待成像对象。因此，如果第一聚焦透镜FLA和第二聚焦透镜FLB的透镜位置P1与P2之间的差值大于预定量α或更大值时，根据第一透镜位置P1和聚焦位置偏差量Df计算出的第二透镜位置P2被用作第二聚焦透镜FLB的聚焦位置。

预定量α可以通过考虑聚焦位置偏差量Df和由于温度等造成的改变量来确定。

此外，在第三实施例中，如果计算出来的差值|P1–P2|大于预定量α(|P1–P2|≥α的情形)，则根据第一透镜位置P1和聚焦位置偏差量Df计算出的第二透镜位置P2被用作第二聚焦透镜FLB的聚焦位置；然而以相反的方式，可以根据第二透镜位置P2和聚焦位置偏差量Df，利用下面的等式来计算第一透镜位置P1：

[等式3]

P1=P2+Df，并且代替在步骤S20中获得的第一透镜位置P1，可以使用如上所述计算出来的第一透镜位置P1作为第一聚焦透镜FLA的聚焦位置。

无须说，本公开的内容不限于上述实施例，而是在不背离本公开内容的要旨的范围内可以做出各种改变。

参考标号列表

1…立体成像装置，1A…第一成像单元，1B…第二成像单元，10…操作单元，100…主CPU，101…ROM，102…闪速ROM，104A…第一聚焦透镜驱动单元，104B…第二聚焦透镜驱动单元，110A…第一成像光学系统，110B…第二成像光学系统，111A…第一成像元件，111B…第二成像元件，120…AF检测单元，121…搜索范围设置单元，FLA…第一聚焦透镜，FLB…第二聚焦透镜

Claims (14)

1.一种立体成像装置，包括：

第一成像单元，其具有第一成像光学系统和第一成像元件，所述第一成像光学系统包括第一聚焦透镜，所述第一成像元件对要通过所述第一成像光学系统成像的对象光进行光电转换，并输出第一视点图像；

第二成像单元，其具有第二成像光学系统和第二成像元件，所述第二成像光学系统包括第二聚焦透镜，所述第二成像元件对要通过所述第二成像光学系统成像的对象光进行光电转换，并输出第二视点图像；

存储单元，其预先存储在对同一对象聚焦时所述第一聚焦透镜的第一透镜位置与所述第二聚焦透镜的第二透镜位置之间的聚焦位置偏差量；以及

聚焦调节单元，其操作所述第一聚焦透镜来基于从所述第一成像单元获取的第一视点图像在预定的第一搜索范围内进行搜索，以搜索出对待成像对象聚焦的第一透镜位置，并且将所述第一聚焦透镜移动至所述第一透镜位置，以及针对所述第二成像光学系统，其操作所述第二聚焦透镜来在比第一搜索范围窄的第二搜索范围内进行搜索，所述第二搜索范围位于所述第二聚焦透镜的透镜位置之前及之后并且对应于已经搜索出的第一透镜位置，并且所述聚焦调节单元基于从所述第二成像单元获取的第二视点图像，搜索对待成像对象聚焦的第二透镜位置，以将所述第二聚焦透镜移动至所述第二透镜位置，

其中，如果在所述第二搜索范围内无法搜索到所述第二透镜位置，则聚焦调节单元基于所述第一透镜位置和存储在所述存储单元中的聚焦位置偏差量计算所述第二透镜位置，以将所述第二聚焦透镜移动至所述第二透镜位置。

2.一种立体成像装置，包括：

第一成像单元，其具有第一成像光学系统和第一成像元件，所述第一成像光学系统包括第一聚焦透镜，所述第一成像元件对要通过所述第一成像光学系统成像的对象光进行光电转换，并输出第一视点图像；

第二成像单元，其具有第二成像光学系统和第二成像元件，所述第二成像光学系统包括第二聚焦透镜，所述第二成像元件对要通过所述第二成像光学系统成像的对象光进行光电转换，并输出第二视点图像；以及

聚焦调节单元，其操作所述第一聚焦透镜以基于从所述第一成像单元获取的第一视点图像来在预定的第一搜索范围内进行搜索，以搜索出对待成像对象聚焦的第一透镜位置，并将所述第一聚焦透镜移动至第一透镜位置，以及针对所述第二成像光学系统，其操作所述第二聚焦透镜来在比第一搜索范围窄的第二搜索范围内进行搜索，所述第二搜索范围位于所述第二聚焦透镜的透镜位置之前和之后并且与已经搜索出的第一透镜位置对应，并且所述聚焦调节单元基于从所述第二成像单元获取的第二视点图像，搜索对待成像对象聚焦的第二透镜位置，以将所述第二聚焦透镜移动至所述第二透镜位置，

其中，如果在所述第二搜索范围内无法搜索出第二透镜位置，则所述聚焦调节单元再次操作所述第二聚焦透镜来在比该第二搜索范围宽的第三搜索范围内进行搜索，以基于从所述第二成像单元获取的第二视点图像搜索对待成像对象聚焦的第二透镜位置，以将所述第二聚焦透镜移动至该第二透镜位置。

3.根据权利要求2所述的立体成像装置，还包括：

存储单元，其预先存储在对同一对象聚焦时所述第一聚焦透镜的第一透镜位置与所述第二聚焦透镜的第二透镜位置之间的聚焦位置偏差量，

其中，如果在第三搜索范围内无法搜索出所述第二透镜位置，则所述聚焦调节单元基于搜索出的第一透镜位置和存储于所述存储单元中的聚焦位置偏差量计算第二透镜位置，以将所述第二聚焦透镜移动至该第二透镜位置。

4.根据权利要求2所述的立体成像装置，还包括：

存储单元，其预先存储在对同一对象聚焦时所述第一聚焦透镜的第一透镜位置与所述第二聚焦透镜的第二透镜位置之间的聚焦位置偏差量；以及

计算单元，其计算在所述第一搜索范围内搜索到的第一透镜位置与在所述第三搜索范围内搜索到的第二透镜位置之间的差值，

其中，如果所述计算单元计算出的差值大于预定量，则所述聚焦调节单元基于搜索出的第一透镜位置和存储在所述存储单元中的聚焦位置偏差量计算第二透镜位置，以将所述第二聚焦透镜移动至计算出的第二透镜位置，而不是移动至在所述第三搜索范围内搜索出的第二透镜位置。

5.根据权利要求2所述的立体成像装置，还包括：

存储单元，其预先存储在对同一对象聚焦时所述第一聚焦透镜的第一透镜位置与所述第二聚焦透镜的第二透镜位置之间的聚焦位置偏差量；以及

计算单元，其计算在所述第一搜索范围内搜索到的第一透镜位置与在所述第三搜索范围内搜索到的第二透镜位置之间的差值，

其中，如果所述计算单元计算出的差值大于预定量，则聚焦调节单元基于搜索出的第二透镜位置和存储在所述存储单元中的聚焦位置偏差量计算第一透镜位置，以将所述第一聚焦透镜移动至计算出的第一透镜位置，而不是移动至在所述第一搜索范围内搜索出的第一透镜位置。

6.根据权利要求4或5所述的立体成像装置，其中，基于所述聚焦位置偏差量确定所述预定量。

7.根据权利要求1、3、4、5、和6中任一项所述的立体成像装置，其中，所述第一成像光学系统和所述第二成像光学系统中的每一个都是变焦透镜，所述存储单元针对各变焦透镜的每个变焦位置预先存储在对同一对象聚焦时所述第一聚焦透镜的第一透镜位置与所述第二聚焦透镜的第二透镜位置之间的聚焦位置偏差量，在计算第二透镜位置时，所述聚焦调节单元读出与变焦透镜的变焦位置对应的聚焦位置偏差量，并基于所述聚焦位置偏差量和搜索到的第一透镜位置计算第二透镜位置。

8.一种用于自动调节立体成像装置的焦点的方法，其中，所述立体成像装置包括：

第一成像单元，其具有第一成像光学系统和第一成像元件，所述第一成像光学系统包括第一聚焦透镜，所述第一成像元件对要通过第一成像光学系统成像的对象光进行光电转换，并输出第一视点图像；

第二成像单元，其具有第二成像光学系统和第二成像元件，所述第二成像光学系统包括第二聚焦透镜，所述第二成像元件对要通过所述第二成像光学系统成像的对象光进行光电转换，并输出第二视点图像；以及

存储单元，其预先存储在对同一对象聚焦时所述第一聚焦透镜的第一透镜位置与所述第二聚焦透镜的第二透镜位置之间的聚焦位置偏差量，

所述方法包括以下步骤：

操作所述第一聚焦透镜来基于在搜索操作时从所述第一成像单元获取的第一视点图像在预定的第一搜索范围内进行搜索，以搜索出对待成像对象聚焦的所述第一聚焦透镜的第一透镜位置；

将所述第一聚焦透镜移动至搜索出的第一透镜位置；

确定比第一搜索范围窄的第二搜索范围，所述第二搜索范围位于第二聚焦透镜的透镜位置之前及之后并且对应于已经搜索出的第一透镜位置；

操作所述第二聚焦透镜来在确定的第二搜索范围内进行搜索，并基于在搜索操作时从所述第二成像单元获取的第二视点图像，搜索对待成像对象聚焦的所述第二聚焦透镜的第二透镜位置；

基于搜索出的第一透镜位置和存储在所述存储单元中的聚焦位置偏差量计算第二透镜位置；以及

如果进行搜索并且搜索到了所述第二透镜位置，则将所述第二聚焦透镜移动至所述第二透镜位置，而如果无法搜索到所述第二透镜位置，则将所述第二聚焦透镜移动至计算出的第二透镜位置。

9.一种用于自动调节立体成像装置的焦点的方法，其中，所述立体成像装置包括：

第一成像单元，其具有第一成像光学系统和第一成像元件，所述第一成像光学系统包括第一聚焦透镜，所述第一成像元件对要通过所述第一成像光学系统成像的对象光进行光电转换，并输出第一视点图像；以及

第二成像单元，其具有第二成像光学系统和第二成像元件，所述第二成像光学系统包括第二聚焦透镜，所述第二成像元件对要通过所述第二成像光学系统成像的对象光进行光电转换，并输出第二视点图像，

所述方法包括以下步骤：

操作第一聚焦透镜来基于在搜索操作时从所述第一成像单元获取的第一视点图像在预定的第一搜索范围内进行搜索，以搜索出对待成像对象聚焦的所述第一聚焦透镜的第一透镜位置；

将所述第一聚焦透镜移动至搜索出的所述第一透镜位置；

确定比第一搜索范围窄的第二搜索范围，所述第二搜索范围位于第二聚焦透镜的透镜位置之前及之后并且对应于已经搜索出的所述第一透镜位置；

操作所述第二聚焦透镜来在确定的所述第二搜索范围内进行搜索，并基于在搜索操作时从所述第二成像单元获取的第二视点图像，搜索对待成像对象聚焦的所述第二聚焦透镜的第二透镜位置；

如果无法在所述第二搜索范围内搜索出第二透镜位置，则操作所述第二聚焦透镜在比所述第二搜索范围宽的第三搜索范围内再次进行搜索，以基于在搜索操作时从所述第二成像单元获取的第二视点图像搜索对待成像对象聚焦的所述第二聚焦透镜的第二透镜位置；以及

将所述第二聚焦透镜移动至搜索出的第二透镜位置。

10.根据权利要求9所述的用于自动调节立体成像装置的焦点的方法，还包括以下步骤：

在存储单元中预先存储在对同一对象聚焦时所述第一聚焦透镜的第一透镜位置与所述第二聚焦透镜的第二透镜位置之间的聚焦位置偏差量；

如果无法在所述第三搜索范围内搜索到第二透镜位置，则基于搜索到的所述第一透镜位置和存储于所述存储单元中的聚焦位置偏差量计算第二透镜位置；以及

将所述第二聚焦透镜移动至计算出的第二透镜位置。

11.根据权利要求9所述的用于自动调节立体成像装置的焦点的方法，还包括以下步骤：

在存储单元中预先存储在对同一对象聚焦时所述第一聚焦透镜的第一透镜位置与所述第二聚焦透镜的第二透镜位置之间的聚焦位置偏差量；

计算在所述第一搜索范围内搜索到的第一透镜位置与在所述第三搜索范围内搜索到的第二透镜位置之间的差值；

如果计算出来的差值大于预定量，则基于搜索出的所述第一透镜位置和存储在所述存储单元中的聚焦位置偏差量计算第二透镜位置；以及

如果计算出的差值大于预定量，则将所述第二聚焦透镜移动至计算出的第二透镜位置，而不是移动至在所述第三搜索范围内搜索出的第二透镜位置。

12.根据权利要求9所述的用于自动调节立体成像装置的焦点的方法，还包括以下步骤：

在存储单元中预先存储在对同一对象聚焦时所述第一聚焦透镜的第一透镜位置与所述第二聚焦透镜的第二透镜位置之间的聚焦位置偏差量；

计算在所述第一搜索范围内搜索到的第一透镜位置与在所述第三搜索范围内搜索到的第二透镜位置之间的差值；

如果计算出来的差值大于预定量，则基于搜索出的所述第二透镜位置和存储在存储单元中的聚焦位置偏差量计算第一透镜位置；以及

如果计算出的差值大于预定量，则将所述第一聚焦透镜移动至计算出的第一透镜位置，而不是移动至在所述第一搜索范围内搜索出的第一透镜位置。

13.根据权利要求11或12所述的用于自动调节立体成像装置的焦点的方法，其中，所述预定量是基于所述聚焦位置偏差量确定的。

14.根据权利要求8、10、11、12和13中任一项所述的用于自动调节立体成像装置的焦点的方法，其中，所述第一成像光学系统和所述第二成像光学系统中的每一个都是变焦透镜，所述用于自动调节立体成像装置的焦点的方法还包括以下步骤：

针对各变焦透镜的每个变焦位置，存储在对同一对象聚焦时所述第一聚焦透镜的第一透镜位置与所述第二聚焦透镜的第二透镜位置之间的聚焦位置偏差量，并且

在计算所述第二透镜位置时，从所述存储单元读出与变焦透镜的变焦位置相对应的聚焦位置偏差量，并基于所述聚焦位置偏差量和搜索到的所述第一透镜位置计算第二透镜位置。

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