CN103098458B - 立体成像装置和立体成像方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的立体成像装置包括：成像单元，通过将来自被摄体的光通量光瞳分割为两个光通量并且将两个光通量成像到与每个通量对应的两个光电转换元件组以光电转换两个光通量，该成像单元能够输出具有视差的一对图像；光圈单元，该光圈单元能够调节被成像到成像单元的光电转换元件组的光通量的量；光量检测器，该光量检测器检测光通量的量；光圈控制器，该光圈控制器能够执行控制光圈单元的打开量的第一光圈控制，使得根据由光量检测器检测到的光量获得期望的视差；以及抖动检测器，该抖动检测器检测在通过成像单元拍摄图像时的被摄体图像的抖动量。光圈控制器执行第二光圈控制，其中，由抖动检测器检测的抖动量变得越大，光圈单元的打开量就比第一光圈控制所要求的打开量进一步增加。

Description

立体成像装置和立体成像方法
技术领域
本发明涉及立体成像装置和立体成像方法，并且更特别地，涉及在拍摄透镜的两个方向上经过不同区域的被摄体图像被成像到成像元件上以获得不同视点图像的技术。
背景技术
通常，具有图11中所示的光学系统的成像装置被已知为单目立体成像装置(专利文献1)。
该光学系统具有下述构造：在主透镜1和中继透镜2的水平方向上经过不同区域的被摄体图像由镜子4光瞳分割(pupil-divided)并且分别通过图像形成透镜5和6而被成像到成像元件7和8上。
图12(A)至图12(C)示出取决于焦点前、焦点对准(最佳焦点)以及焦点后之间的差异量，被成像到成像元件上的图像的各自状态。在图12中，为了通过对焦来比较各自状态的差异，省略图11中所示的镜子4。
在光瞳分割的图像中，焦点对准的图像被成像(匹配)在成像元件上的相同位置，如图12(B)中所示，而焦点前和焦点后的图像被成像(分离)在成像元件上的不同位置，如图12(A)和图12(C)中所示。
从而，通过获得经由成像元件7和8在水平方向上光瞳分割的被摄体图像，可以获得左视点图像和右视点图像(3D图像)，在左视点图像和右视点图像中，视点取决于被摄体距离而不同。
专利文献2披露了复眼立体成像装置的示例。该成像装置从所拍摄的3D图像测量相机抖动。当相机抖动的校正量超过预定值时，成像装置确定3D图像不适用于立体观看，并且使2D数据创建单元输出所拍摄的图像数据。
专利文献3披露了复眼立体成像装置的相机抖动校正机构的示例。
专利文献4披露了装配有立体适配器的单目相机的相机抖动校正机构的示例。
专利文献5披露了提供有光学相机抖动校正机构的相机的示例。偏航方向(yawdirection)上的相机抖动量ωx和俯仰方向(pitchdirection)上的相机抖动量ωy可以分别通过从x-轴方向上的加速度a1x和a2x以及y-轴方向上的加速度a1y和a2y计算围绕y-轴的位移角ωx和角速度ωx以及围绕x-轴的位移角ωy和角速度ωy来获得。
已知当通过使用诸如变焦透镜的光学系统，将要作为被摄体的主体成像到成像元件的成像表面上时，由于光学系统的象差的影响导致与原始主体相比，通过成像元件成像的图像中出现模糊，并且图像质量降低。那时的图像的强度分布g被表示为
g=f*h+n(*表示卷积积分)...(A)
其中，噪声n被添加到原始主体的辉度分布f和表示光学系统的图像形成能力的点扩散函数h的卷积。元素g、h和n已知，原始主体的辉度分布f可以通过公式(A)计算。像这样通过信号处理去除光学系统的模糊并且获得理想图像的技术被称为图像的“恢复”、“逆卷积”或“反卷积”。考虑在成像时图像劣化的信息，诸如成像条件(例如，曝光时间、曝光量、到被摄体的距离、对焦长度)和成像装置的特征信息(例如，透镜的光学特征、成像装置的识别信息)，生成基于点扩散函数(PSF)的恢复滤波器(专利文献6)。
基于模糊的劣化模型可以表示为函数。例如，可以使用与中心像素的距离(图像高度)作为参数，由正常分布来表示模糊现象(专利文献7)。
专利文献8披露了成像装置的光圈控制的示例。控制相机，通过在通过电子变焦进行拍摄时使用极大的光圈，来增加到固态成像元件的光量。结果，快门速度可以被加速，并且可以防止相机抖动。此外，随着拍摄光学系统更接近TELE侧，相机抖动很容易发生，然而，当以低分辨率执行拍摄时，很少的相机抖动可能是不明显的。从而，计算由于相机抖动导致的图像的模糊量(抖动量)，比较所计算的模糊量和在极大光圈下的图像性能数据，并且然后，在由于相机抖动导致的模糊量超过图像性能的劣化的影响的情况下，通过使用极大光圈加速快门速度，在相机抖动和图像性能的平衡点处执行拍摄。
{引用列表}
{专利文献}
{专利文献1}国际专利申请的国家公布No.2009-527007
{专利文献2}日本专利申请特开No.2005-167310
{专利文献3}日本专利申请特开No.2008-20543
{专利文献4}日本专利申请特开No.2005-045328
{专利文献5}日本专利申请特开No.2010-136269
{专利文献6}日本专利申请特开No.2008-172321
{专利文献7}日本专利申请特开No.2000-020691
{专利文献8}日本专利申请特开No.2009-58966
发明内容
{技术问题}
在通过选择性地获得经过图像形成部件的不同光瞳位置的图像信息，来成像视差图像以生成立体图像的单目立体成像装置中，在焦点位置处的视差变为0，并且在非焦点位置处，出现取决于离焦量的视差。结果，不幸地，立体图像的视差量改变，这是因为在非焦点位置处的离焦量受到抖动的影响，抖动例如是由于在拍摄时的摇镜头操作导致而发生的。
鉴于这种情况，完成了本发明，并且其目的在于关于在拍摄时的抖动情况生成合适的立体图像。
{问题的解决方案}
本发明提供一种立体成像装置，包括：成像单元，该成像单元能够通过将来自被摄体的光通量光瞳分割为两个光通量，并且将两个光通量成像到与每个通量相对应的两个光电转换元件组上以光电转换两个光通量，来输出具有视差的一对图像；光圈单元，该光圈单元能够调节被成像到成像单元的光电转换元件组上的光通量的量；光量检测器，该光量检测器检测光通量的量；光圈控制器，该光圈控制器能够执行第一光圈控制，所述第一光圈控制用于控制光圈单元的打开量，使得根据由光量检测器检测到的光量获得期望的视差；以及抖动检测器，该抖动检测器检测在通过成像单元拍摄图像时被摄体图像的抖动量，其中，光圈控制器执行第二光圈控制，在第二光圈控制中，由抖动检测器检测的抖动量变得越大，光圈单元的打开量比第一光圈控制所要求的打开量越进一步增加。
立体成像装置包括：抖动校正单元，该抖动校正单元响应于由抖动检测器检测到的抖动量，光学地校正被摄体图像的抖动；以及抖动量确定单元，该抖动量确定单元确定由抖动检测器检测到的抖动量是否落在能够通过抖动校正单元抖动校正的范围内，其中，当抖动量确定单元确定抖动量未落在能够抖动校正的范围之外时，光圈控制器执行第二光圈控制。
当抖动量确定单元确定抖动量落在能够抖动校正的范围内时，抖动校正单元光学地校正被摄体图像的抖动，并且当抖动量确定单元确定抖动量落在能够抖动校正的范围内时，光圈控制器执行第一光圈控制。
立体成像装置包括：抖动方向检测器，该抖动方向检测器检测被摄体图像的抖动的方向；以及抖动方向确定单元，该抖动方向确定单元确定由抖动方向检测器检测到的抖动方向是否与光瞳分割的方向一致，其中，当抖动方向确定单元确定抖动的方向与光瞳分割的方向一致时，光圈控制器执行第二光圈控制。
当抖动方向确定单元确定抖动的方向与光瞳分割的方向不一致时，光圈控制器执行第一光圈控制。
本发明提供一种立体成像方法，该方法执行以下步骤：通过将来自被摄体的光通量光瞳分割为两个光通量，并且将两个光通量成像到与每个通量相对应的两个光电转换元件组上以光电转换两个光通量，来输出具有视差的一对图像；通过光圈单元的打开量，调节被成像到光电转换元件组上的光通量的量；检测光通量的量；执行第一光圈控制，所述第一光圈控制用于控制光圈单元的打开量，使得根据所检测到的光量获得期望的视差；检测在拍摄图像时被摄体图像的抖动量；以及执行第二光圈控制，其中，所检测到的抖动量变得越大，光圈单元的打开量比第一光圈控制所要求的打开量越进一步增加。
本发明提供一种立体成像程序，该程序执行以下步骤：通过将来自被摄体的光通量光瞳分割为两个光通量，并且将两个光通量成像到与每个通量相对应的两个光电转换元件组上以光电转换两个光通量，来输出具有视差的一对图像；通过光圈单元的打开量，调节被成像到光电转换元件组上的光通量的量；检测光通量的量；执行第一光圈控制，所述第一光圈控制用于控制光圈单元的打开量，使得根据所检测到的光量获得期望的视差；检测在拍摄图像时被摄体图像的抖动量；以及执行第二光圈控制，其中，所检测到的抖动量变得越大，光圈单元的打开量比第一光圈控制所要求的打开量越进一步增加。
{发明的有益效果}
本发明允许通过随着抖动量变得更大而进一步打开光圈，使景深变浅并且增加视差量，使得甚至当抖动量大时，对视差的影响也被减小，由此保持立体效果。
附图说明
{图1}图1是根据第一实施例的单目立体成像装置的框图。
{图2}图2示出光瞳分割视差图像获取成像元件CCD的构造示例。
{图3}图3示出一个主像素和一个副像素(sub-pixel)。
{图4}图4是图3的主要部分的放大视图。
{图5}图5是根据第一实施例的成像处理的流程图。
{图6}图6是示出通过光圈F-值主图像和副图像的视差改变的状况的图像视图。
{图7}图7是根据第二实施例的单目立体成像装置的框图。
{图8}图8是根据第二实施例的成像处理的流程图。
{图9}图9是根据第三实施例的单目立体成像装置的框图。
{图10}图10是根据第三实施例的成像处理的流程图。
{图11}图11示出常规单目立体成像装置的示例。
{图12}图12示出成像到成像元件上的图像的各自状态。
具体实施方式
<第一实施例>
图1是示出根据第一实施例的单目立体成像装置的实施例的框图。
该单目立体成像装置1将成像后的图像记录在存储器卡54中，并且装置的总体操作由中央处理单元(CPU)40管理和控制。
单目立体成像装置1被提供有操作单元38，操作单元38例如具有快门按钮、模式转盘、回放按钮、MENU/OK键、十字键以及BACK键。来自操作单元38的信号被输入到CPU40。CPU40基于输入信号控制立体成像装置1中的电路，以执行例如透镜驱动控制、光圈驱动控制、拍摄操作控制、图像处理控制、图像数据的记录/回放控制、以及立体液晶监视器30的显示控制。
快门按钮是用于输入开始拍摄的指示的操作按钮，并且由双行程开关来构造，双行程开关具有当半推时接通的S1开关和全推时接通的S2开关。模式转盘是用于选择自动拍摄模式、手动拍摄模式、诸如人物、风景的观看位置、用于拍摄静止图像的夜景、以及用于拍摄运动图像的运动图像模式中的任一个的部件。
回放按钮是用于切换至回放模式的按钮，用于在液晶监视器30上显示被拍摄和记录的立体图像(3D图像)和平面图像(2D图像)的静止图像或运动图像。MENU/OK键是具有指示在液晶监视器30的屏幕上显示菜单的菜单按钮的功能以及指示确定和执行选择的OK按钮的功能的操作键。十字键是用于在上、下、右和左四个方向上输入指令的操作部分，并且用作从菜单屏幕选择选项或者指示从每个菜单选择多种设置项的按钮(指针移动操作部件)。而且，十字键的上/下键用作在拍摄时的缩放开关或在回放模式下的回放缩放开关，并且右/左键用作回放模式下的逐个画面前进(向前/向后前进)按钮。BACK键被用于例如删除诸如所选项的期望项，以取消指令，或返回到先前的操作状态。
在拍摄模式下，表示被摄体的图像光被成像到固态成像元件(此后称为“CCD”)16的光接收表面上，固态成像元件是能够经由成像透镜12和光圈14获得光瞳分割相位差图像的相位差图像传感器。成像透镜12由受CPU40控制的透镜驱动单元36驱动，并且执行例如焦点控制和缩放(对焦长度)控制。光圈14由例如五个光圈叶片构成，由受CPU40控制的光圈驱动单元34驱动，并且光圈值(F值)例如从F2.8到F11以每1AV的五个步幅被控制。
CPU40经由光圈驱动单元34控制光圈14，并且还控制例如CCD16中的电荷存储时间(快门速度)并且经由CCD控制器32从CCD16读出图像信号。
<CCD的构造示例>
图2示出CCD16的构造示例。
CCD16具有奇数行像素(主像素)和偶数行像素(副像素)，它们每个都布置为矩阵形式，使得被光电转换到这些主像素和副像素的图像信号的两个帧可以被独立地读出。对应于每个像素组的多个光接收元件形成用于获得有效图像信号的有效像素区和用于获得黑电平的参考信号的光学黑区(此后称为“OB区”)。实际上，OB区被形成为使得围绕有效像素区的外围。
如图2中所示，在CCD16的奇数行(1、3、5、...)上，在具有R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的滤色器的像素中，G、R、G、R、...的像素布置的行和B、G、B、G的像素布置的行被交替布置。另一方面，在偶数行(2、4、6、...)上，类似于奇数行，G、R、G、R...的像素布置的行和B、G、B、G...的像素布置的行被交替地布置。奇数行上的像素相对于偶数行上的像素在布置方向上被移位1/2节距的量。
图3示出成像透镜12、光圈14、以及CCD16的一个主像素和一个副像素，并且图4示出图3的主要部分的放大视图。
如图4(A)中所示，穿过出射光瞳的光通量经由微透镜L被入射到CCD的通常像素(光电二极管PD)上，而不受限制。
相比之下，如图4(B)中所示，光屏蔽件16A形成在CCD16的主像素和副像素上。当利用横向放置的单目立体成像装置1执行成像时，光屏蔽件16A屏蔽主像素和副像素(光电二极管PD)的光接收表面的右半部分或左半部分。或者，当利用垂直放置的单目立体成像装置1执行成像时，光屏蔽件16A屏蔽主像素和副像素(光电二极管PD)的光接收表面的上半部分或下半部分。在从微透镜L的光轴Ic朝向右方向、左方向、顶部方向或底部方向(例如，在图4(B)中，在光轴Ic下面的底部方向)偏离预定量△的位置处，提供光屏蔽件14A的开口16B。光通量穿过开口16B，并且然后到达光电二极管PD的光接收表面。从而，光屏蔽件16A用作光瞳分割件。
关于光通量受光屏蔽件16A限制的区域(右半部分/左半部分或者上半部分/下半部分)，在主像素和副像素之间存在差异。例如，当光通量的左半部分被限制在主像素中并且光通量的右半部分被限制在副像素中时，从主像素获得右视点图像，并且从副像素获得左视点图像。或者，当光通量的上半部分被限制在主像素中，并且光通量的下半部分被限制在副像素中时，从主像素获得底部视点图像，并且从副像素获得顶部视点图像。在具有以上构造的CCD16中，虽然关于光通量受光屏蔽件16A限制的区域(右半部分/左半部分)，在主像素和副像素之间存在差异，但是CCD16的构造不限于此。例如，可以不提供光屏蔽件16A，并且微透镜L和光电二极管PD可以在水平方向上彼此相对地移位，使得入射在光电二极管PD上的光通量根据移位方向而被限制。另外，一个微透镜可以被提供用于两个像素(主像素和副像素)，使得入射在每个像素上的光通量被限制，或者光通量由镜子(例如，图11)光瞳分割。而且，光瞳分割数量可以是2或更多(例如，4、9、16...)。
返回到图1，基于从CCD控制器32施加的读出信号，存储在CCD16中的信号电荷被读出为根据信号电荷的电压信号。从CCD16读出的电压信号被施加至模拟信号处理器18，其中，用于每个像素的R、G和B信号经历采样和保持处理与放大，并且然后被施加至A/D转换器20。A/D转换器20将顺序施加的R、G和B信号转换为数字R、G和B信号，并且将它们输出到图像输入控制器22。
数字信号处理器24对经由图像输入控制器22输入的数字图像信号执行预定的信号处理。信号处理包括例如偏移处理、包括白平衡校正和感光度校正的增益控制处理、伽玛校正处理、以及YC处理。
在此，如图2(B)和图2(C)中所示，从CCD16的奇数行上的主像素读出的主图像数据被处理为左视点图像数据，并且从偶数行上的副像素读出的副图像数据被处理为右视点图像数据。
由数字信号处理器24处理的左视点图像数据和右视点图像数据(3D图像数据)被输入到VRAM50。VRAM50包括A区域和B区域，其中存储表示与一帧相对应的3D图像的3D图像数据。在VRAM50中，表示与一帧相对应的3D图像的3D图像数据被交替地重写在A区域和B区域。在VRAM50的A和B区域中，从除了3D图像数据被重写的区域之外的区域读出正被重写的3D图像数据。从VRAM50读出的3D图像数据由视频编码器28编码，并且被输出到提供在相机的后表面上的立体液晶监视器(LCD)30，由此在液晶监视器30的显示屏上显示3D被摄体图像。
虽然液晶监视器30是能够将立体图像(左视点图像和右视点图像)显示为与视差栅栏具有预定方向性的方向图像的立体显示部件，但是液晶监视器30的构造不限于此。例如，液晶监视器30可以是使用双凸透镜的监视器和使用户能够通过佩戴诸如偏光眼镜或液晶快门眼镜的专用眼镜分别看到左视点图像和右视点图像的监视器。
当操作单元38的快门按钮处于第一级按压(半推)状态时，CPU40开始AF操作和AE操作，并且经由透镜驱动单元36进行控制，使得成像透镜12中的对焦透镜处于对焦位置。而且，在快门按钮的半推状态时从A/D转换器20输出的图像数据被送至AE检测器44。
AE检测器44累计(integrate)整个屏幕的G信号或累计经历了到屏幕的中心部分和外围部分不同加权的G信号，并且将累计值输出到CPU40。CPU40由从AE检测器44接收的累计值计算被摄体的亮度(拍摄Ev值)。CPU40根据预定的程序图，基于拍摄Ev值，确定光圈14的光圈值和获得校正曝光的CCD16的电子快门(快门速度)。CPU40经由光圈驱动单元34(正常光圈控制)，基于所确定的光圈值控制光圈14，并且经由CCD控制器32，基于所确定的快门速度控制CCD16中的电荷存储时间。可以基于外部的光度测定传感器计算被摄体的亮度。
在此，预定的程序图是设计拍摄(曝光)条件的图，其由光圈14的光圈值和CCD16的快门速度的组合或者这些与取决于被摄体的亮度(拍摄Ev值)的拍摄感光度(ISO感光度)的组合构成。通过使用根据程序图确定的拍摄条件进行拍摄，可以拍摄具有期望视差的主图像和副图像，而不管被摄体的亮度如何。
例如，设计预定的程序图，使得F值被设置为恒定值5.6(AV=5)，并且当拍摄EV值从11到16变动时，仅快门速度取决于拍摄EV值而从1/60秒(TV=6)到1/2000秒(TV=11)改变。当拍摄EV值小于11(变暗)时，程序图还被设计成在F值固定为5.6并且快门速度固定为1/60秒的情况下，每次拍摄EV值减小1EV，将ISO感光度从100增加到200、400、800、1600和3200。从而，当被摄体变暗时，亮度由快门速度或ISO感光度的增加来补偿，而不完全打开光圈14。
由于当将被固定的F值被设置为大时，视差变弱，并且当将被固定的F值被设置为小时，视差变强，所以期望将被固定的F值和程序图取决于由用户经由操作单元38指定的视差来改变。例如，当指定弱视差时，基于F值=5.6的程序图A执行正常光圈控制，当指定正常视差时，基于F值=2.8的程序图B执行正常光圈控制，并且当指定强视差时，基于F值=1.4的程序图C执行正常光圈控制。
在该视差优先级程序图中，F值固定为恒定值，使得可以拍摄具有期望视差的主图像和副图像。虽然当拍摄EV值大于16(当快门速度达到最大值)时，由于过度曝光导致不能拍摄图像，但是即使拍摄EV值大于16，也可以通过添加能够自动插入ND滤光器以减少到单目立体成像装置1的光量的构造来执行拍摄。
AF处理器42是执行对比度AF处理或相位差AF处理的单元。当执行对比度AF处理时，AF处理器42在左视点图像数据和右视点图像数据中的至少一个的预定焦点区域中提取图像数据的高频分量，并且累计高频分量，以计算表示对焦状态的AF估计值。执行AF控制，使得成像透镜12中的对焦透镜被控制，以最大化AF估计值。另一方面，当执行相位差AF处理时，AF处理器42检测与左视点图像数据和右视点图像数据的预定焦点区域中的主像素和副像素相对应的图像数据之间的相位差，并且基于表示相位差的信息来计算离焦量。控制成像透镜12中的对焦透镜，使得离焦量变为0，由此执行AF控制。
当AE操作和AF操作结束，并且快门按钮处于第二级按压(全推)状态时，响应于按压，与从A/D转换器20输出的主像素和副像素相对应的左视点图像(主像素图像)和右视点图像(副像素图像)的两帧图像数据从图像输入控制器22被输入到存储器(SDRAM)48，并且被暂时存储在存储器48中。
暂时存储在存储器48中的两帧图像数据由数字信号处理器24适当地读出，其中，所读出的图像数据经历预定的信号处理，包括图像数据的辉度数据和色度数据的生成处理(YC处理)。经历YC处理(YC数据)的图像数据被再次存储在存储器48中。随后，两帧YC数据被输出到压缩/解压缩处理器26，并且经历诸如JPEG(联合图像专家组)的预定压缩处理，并且然后被再次存储在存储器48中。
从存储在存储器48中的两帧YC数据(压缩数据)，生成多图片文件(MP文件：多个图像被耦合的一类文件)，并且MP文件由媒体控制器52读出并且被记录在存储器卡54中。
离焦映射创建单元61计算与不仅在预定焦点区域中包括的每个小区域中而且在基本覆盖整个有效像素区域的多个小区域的每个中的主像素和副像素相对应的相位差。基本覆盖整个有效像素区域的多个小区域不需要完全覆盖整个有效像素区域，并且可以彼此紧密或松散地布置在整个有效像素区域之上。例如，在每个分割的区域中计算相位差，在分割的区域中，有效像素区域通过预定单元(例如，8×8像素)、通过低于预定单元的单元(例如，1×1像素)，或通过大于预定单元的单元(例如，10×10像素)被分割为矩阵形状。或者，在从有效像素区域的外围以预定节距(例如，一个分割区域、多于一个分割区域或少于一个分割区域)在每个预定单元的分割区域中计算相位差。从而，在整个有效像素区域上计算相位差，然而，可能并不总是需要在构成有效像素区域的所有小区域中计算。
离焦映射创建单元61基于在每个小区域中计算的相位差，确定对应于每个小区域的离焦量。在整个有效像素区域之上确定的、对应于每个小区域的离焦量的集合被称为离焦映射。离焦映射创建单元61具有诸如RAM的易失性存储媒体，并且临时存储所确定的离焦映射。离焦映射创建单元61可以检测视点图像之间的特征点和相应点，并且可以基于特征点和相应点之间的位置信息的差异，来创建离焦映射。
恢复滤波器存储单元62由诸如ROM的非易失性存储媒体构成，并且存储与图像高度(与图像中心的距离，典型地，与成像透镜12的光轴中心L的距离)和每个视点图像中的每个小区域的离焦量(或被摄体距离)相对应的恢复滤波器。
恢复单元63通过使用被选择用于每个视点图像的每个小区域的恢复滤波器来对小区域进行反卷积，并且恢复对应视点图像的小区域。
抖动量检测器71是由光学相机抖动校正机构采用的抖动量检测部件。例如，类似于专利文献5，抖动量检测器71由例如振动陀螺仪传感器构成，并且通过检测相机的围绕水平轴的角速度和的围绕垂直轴的角速度来检测抖动量。
图5是由单目立体成像装置1执行的成像处理的流程图。注意，诸如离焦映射的创建、恢复滤波器的存储、使用恢复滤波器的视点图像的恢复处理、以及恢复后的视点图像的输出处理的处理可以通过除了单目立体成像装置1之外的信息处理装置执行，诸如，个人计算机。使立体成像装置1和另一个信息处理装置执行由以下流程图示出的处理的程序被存储在诸如ROM或CD-ROM的非暂时性计算机可读介质中。响应于快门按钮的半推，处理开始。
在S1中，CPU40控制抖动量检测器71以检测抖动量。所检测到的抖动量包括在偏航方向(水平方向)上的相机抖动量ωx和在俯仰方向(垂直方向)上的相机抖动量ωy。
在S2中，CPU40控制光圈驱动单元34，以设置与由抖动量检测器71检测到的抖动量相对应的光圈量。光圈驱动单元34控制光圈14的打开，使得达到所设置的光圈量。取决于该抖动量(ωx，ωy)的光圈量Y具有抖动的标量变得越大，光圈量就变得比根据预定程序图的光圈量更小(光圈量变得越接近全光圈侧)的关系。抖动量和光圈量之间的关系由例如一次微分系数为负并且参数为(ωx，ωy)的函数Y表示。例如，关系由Y=[Δxωx+Δyωy]+A表示，其中，Δx和Δy中的每个都是负常数，并且A是根据正常光圈处理限定的光圈量。换句话说，抖动的标量变得越大，光圈量就比正常光圈量变得更小。光圈14可以具有使得打开的有限量大于正常光圈量的结构。当光圈量Y由F值表示时，抖动的标量变得越大，F值就变得比由正常光圈处理确定的值更小。例如，如果在正常光圈处理中使用的F值是F5.6(弱视差)，则在该步骤的光圈处理中使用的范围例如是F1.4(强视差)至F2.8(正常视差)。
在S3中，响应于通过快门按钮的全推开始成像的指示，CPU40控制CCD16以获得用于输出的视点图像数据。
在S4中，恢复单元63确定对每个视点图像设置的每个小区域的图像高度和离焦量。通过计算从图像中心到每个小区域的最短距离执行每个小区域的图像高度的确定。基于由离焦映射创建单元61创建的离焦映射，关于每个视点图像执行离焦量的确定。恢复单元63从恢复滤波器存储单元62选择与关于每个视点图像确定的小区域的图像高度和离焦量相对应的恢复滤波器。恢复单元63通过使用关于每个视点图像的每个小区域选择的恢复滤波器来对小区域反卷积，以恢复对应视点图像的小区域。
恢复单元63从在其中已经从劣化状态做出恢复的视点图像生成立体视图图像，并且将图像重新存储在VRAM50中作为恢复之后的立体视图图像。在其中已经从劣化状态做出恢复的视点图像可以被显示在液晶监视器30上(S5)，或者可以被输出到、或压缩并记录在存储器卡54中(S6)。
在S5中，存储在VRAM50中的恢复之后的立体视图图像被输出到液晶监视器30，并且极好的3D被摄体图像被显示在液晶监视器30的屏幕上。从而，在立体视图图像被输出到液晶监视器30之前，优选执行恢复定时。注意，在VRAM50中的恢复之后的立体视图图像可以被输出到除了液晶监视器30之外的另一个立体视图显示器。
在S6中，在其中已经从劣化状态做出恢复的视点图像被输出到、或压缩并且记录在存储器卡54中。当记录在存储器卡54中的恢复之后的立体视图图像在例如液晶监视器30等的多种立体视图显示器上被再现时，类似地可以显示极好的3D被摄体图像。
通过以上处理，获得具有比通过正常光圈处理获得的视差更强的视差的图像。图6(A)和图6(B)是示出通过每个光圈F值主图像和副图像的视差改变的状况的图像视图。图6(A)示出F值大(暗)的情况，而图6(B)示出F值小(亮)的情况。
在图6(A)和图6(B)中，虽然在实现对焦的位置(焦点位置)处的主被摄体(在本示例中为人)的主图像和副图像的视差(相位差)都是0，但是F值变得越暗，背景的视差变得越小(图6(A))，并且F值变得越亮，背景的视差变得越大(图6(B))。
以此方式，光圈14随着抖动量变得更大而进一步打开使景深变浅，并且增加视差量，使得甚至当抖动大时，对视差的影响也被减小，由此保持立体效果。
<第二实施例>
图7是根据第二实施例的单目立体成像装置2的框图。与图1中所示的第一实施例相同的元件由相同附图标记表示，并且其详细说明将被省略。
该单目立体成像装置2进一步包括抖动量范围确定和控制单元72以及抖动校正单元73。抖动校正单元73根据抖动量范围确定和控制单元72的控制，光学地校正与由抖动量检测器71检测到的在偏航方向和俯仰方向上的抖动量相对应的被摄体图像的抖动。例如，抖动校正单元73控制偏航方向制动器和俯仰方向制动器，以在抵消所检测到的抖动量的方向上移动透镜12，由此防止图像抖动(透镜移位方法)。作为用于在抖动校正单元73中使用的光学抖动校正的方法，可以采用多种方法。例如，抖动校正单元73可以控制偏航方向制动器和俯仰方向制动器，以在抵消所检测到的抖动量的方向上移动CCD16，由此防止图像抖动(图像传感器移位方法)。
图8是由单目立体成像装置2执行的成像处理的流程图。响应于快门按钮的半推，开始处理。
S11与S1相同。
在S12中，抖动量范围确定和控制单元72确定所检测到的抖动量是否落入能够抖动校正的范围内。当为“是”时，过程进行至S13，并且当为“否”时，过程进行至S14。能够抖动校正的范围是光学抖动校正的操作范围。例如，该范围是偏航方向制动器和俯仰方向制动器的操作范围。
在S13中，抖动量范围确定和控制单元72控制抖动校正单元73，以校正对应于所检测到的抖动量的图像抖动，并且执行正常光圈控制。
S14与S2相同。在该情况下，不执行抖动校正。
S15至S18与S3至S6相同。
以此方式，在抖动校正无效的抖动量的范围内，光圈14随着抖动量变得更大而进一步打开使景深变浅，使得抖动对视差的影响可以被减小。另一方面，在抖动校正有效的抖动量的范围内，执行抖动校正，以防止图像抖动。
<第三实施例>
图9是根据第三实施例的单目立体成像装置3的框图。与图1中所示的第一实施例和第二实施例相同的元件将由相同的附图标记表示，并且其详细说明将被省略。
单目立体成像装置3进一步包括抖动方向检测器74和抖动方向确定和控制单元75。抖动方向检测器74检测抖动发生的方向(偏航方向和/或俯仰方向)。
图10是由单目立体成像装置2执行的成像处理的流程图。
S21与S1相同。
在S22中，抖动方向检测器74检测与在由抖动量检测器71检测到的偏航方向上的抖动量和俯仰方向上的抖动量中的较大一个相对应的方向，作为抖动方向。如果两个方向上的抖动量相同，则抖动方向检测器74检测光瞳分割方向作为抖动方向。
在S23中，抖动方向确定和控制单元75确定由抖动方向检测器74检测到的抖动方向是否与光瞳分割方向不同。当为“是”时(两者不同)，则过程进行至S24，并且当为“否”时(两者匹配)，则过程进行至S25。例如，如果光瞳分割方向是水平方向，则当抖动方向是偏航方向时，过程进行至S24，并且当抖动方向是俯仰方向时，过程进行至S25。
S24至S29与S13至S18相同。在S24中，执行正常光圈控制。换句话说，由从CCD16输出的电信号来计算拍摄Ev值，根据例如拍摄Ev值和程序图控制光圈量，并且被摄体图像的亮度等级被控制为合适的亮度等级。而且，在S24中，抖动量范围确定和控制单元72可以控制抖动校正单元73，以校正对应于所检测到的抖动量的图像抖动。
在与光瞳分割方向相同的抖动方向上发生抖动的情况下，由于认为该抖动对立体图像的视觉有很强的影响，所以光圈被完全打开，以减小抖动的影响。相反地，在垂直于光瞳分割方向的方向上发生抖动的情况下，由于认为该抖动对立体图像的视觉的影响不太强，所以仅执行抖动校正。
<第四实施例>
可以组合第二实施例和第三实施例的处理。更具体地，抖动方向确定和控制单元75最初确定由抖动方向检测器74检测到的抖动方向是否与光瞳分割方向不同。当抖动方向确定和控制单元75确定抖动方向≠光瞳分割方向时，过程进行至S13。此后的处理与第二实施例的处理相同。
当抖动方向确定和控制单元75确定抖动方向=光瞳分割方向时，抖动量范围确定和控制单元72确定所检测到的抖动量是否落入能够抖动校正的范围内。当为“是”时，过程进行至S13。此后的处理与第二实施例的处理相同。当为“否”时，过程进行至S25。此后的处理与第三实施例的处理相同。
从而，仅在抖动方向=光瞳分割方向并且抖动量落入能够抖动校正的范围之外的情况下，可以与平常相比将光圈进一步移位至全光圈侧来保持视差。
{附图标记列表}
12：成像透镜，14：光圈，16：CCD，61：离焦映射创建单元，62：恢复滤波器存储单元，63：恢复单元，71：抖动量检测器，72：抖动量范围确定和控制单元，73：抖动校正单元，74：抖动方向检测器，75：抖动方向确定和控制单元。

Claims (6)

1.一种立体成像装置，包括：
成像单元，所述成像单元能够通过将来自被摄体的光通量光瞳分割为两个光通量，并且将所述两个光通量成像到与每个通量相对应的两个光电转换元件组上以光电转换所述两个光通量，来输出具有视差的一对图像；
光圈单元，所述光圈单元能够调节被成像到所述成像单元的所述光电转换元件组上的光通量的量；
光量检测器，所述光量检测器检测所述光通量的量；
光圈控制器，所述光圈控制器能够执行第一光圈控制，所述第一光圈控制用于控制所述光圈单元的打开量，使得根据由所述光量检测器所检测到的光通量的量来获得期望的视差；以及
抖动检测器，所述抖动检测器检测在由所述成像单元拍摄图像时被摄体图像的抖动量，
其中，所述光圈控制器执行第二光圈控制，在所述第二光圈控制中，由所述抖动检测器检测的所述抖动量越大，所述光圈单元的打开量比所述第一光圈控制所要求的打开量越进一步增加。
2.根据权利要求1所述的立体成像装置，包括：
抖动校正单元，所述抖动校正单元根据由所述抖动检测器检测到的所述抖动量，光学地校正所述被摄体图像的抖动；以及
抖动量确定单元，所述抖动量确定单元确定由所述抖动检测器检测到的所述抖动量是否落在能够由所述抖动校正单元进行抖动校正的范围内，
其中，当所述抖动量确定单元确定所述抖动量落在能够抖动校正的范围之外时，所述光圈控制器执行所述第二光圈控制。
3.根据权利要求2所述的立体成像装置，其中，当所述抖动量确定单元确定所述抖动量落在能够抖动校正的范围内时，所述抖动校正单元光学地校正所述被摄体图像的抖动，以及，
当所述抖动量确定单元确定所述抖动量落在能够抖动校正的范围内时，所述光圈控制器执行所述第一光圈控制。
4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的立体成像装置，包括：
抖动方向检测器，所述抖动方向检测器检测所述被摄体图像的抖动方向；以及
抖动方向确定单元，所述抖动方向确定单元确定由所述抖动方向检测器检测到的所述抖动方向是否与所述光瞳分割的方向一致，
其中，当所述抖动方向确定单元确定所述抖动方向与所述光瞳分割的方向一致时，所述光圈控制器执行所述第二光圈控制。
5.根据权利要求4所述的立体成像装置，其中，当所述抖动方向确定单元确定所述抖动方向与所述光瞳分割的方向不一致时，所述光圈控制器执行所述第一光圈控制。
6.一种立体成像方法，其中，立体成像装置执行以下步骤：
通过将来自被摄体的光通量光瞳分割为两个光通量，并且将所述两个光通量成像到与每个通量相对应的两个光电转换元件组上以光电转换所述两个光通量，来输出具有视差的一对图像；
通过光圈单元的打开量，调节被成像到所述光电转换元件组上的光通量的量；
检测所述光通量的量；
执行第一光圈控制，所述第一光圈控制用于控制所述光圈单元的打开量，使得根据所检测到的光通量的量来获得期望的视差；
检测在拍摄所述图像时被摄体图像的抖动量；以及
执行第二光圈控制，在所述第二光圈控制中，所检测到的抖动量变得越大，所述光圈单元的打开量比所述第一光圈控制所要求的打开量越进一步增加。
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