CN103636191A - 三维摄像装置、透镜控制装置以及程序 - Google Patents

三维摄像装置、透镜控制装置以及程序 Download PDF

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Abstract

三维摄像装置具备：第一摄像部，其具有第一光学系统以及第一摄像元件，输出用于生成第一图像的第一信号；第二摄像部，其具有第二光学系统以及第二摄像元件，输出用于生成相对于所述第一图像具有视差的第二图像的第二信号；会聚点调整部，其对会聚点的位置进行调整；工作范围设定部，其基于所述会聚点的位置来设定手抖补正的工作范围；和手抖补正部，其在所设定的所述工作范围内执行手抖补正。

Description

三维摄像装置、透镜控制装置以及程序
技术领域
本发明涉及通过从不同的多个视点进行摄像来取得具有视差的多个图像的技术。
背景技术
已知有如下的技术，即：通过摄影取得具有两眼视差的左右图像，将这些图像在可独立地投影于左右眼的显示装置中进行显示，由此来再现三维(3D)图像的技术。在摄影三维图像之际，为了表现摄影者的意图的视差而期望能够变更会聚角(会聚点的位置)。
作为使会聚角发生变化的技术，例如专利文献1公开了一种在进行会聚角包围曝光摄影的同时进行手抖补正的数码相机。专利文献1所公开的数码相机具备多个摄像单元，通过按照每一摄像单元来控制手抖补正单元，从而能够在变更会聚角的同时依次摄影图像来取得多个图像。由此，用户能选择感觉喜好的立体图像。另外，在专利文献2中也公开了一种生成进行会聚点调整的三维立体影像的摄像装置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2010-103895号公报
专利文献2：JP特开2011-124932号公报
发明内容
发明所要解决的课题
为了表现摄影者的意图的视差，期望能变更会聚点且能更恰当地进行手抖补正。
本发明提供一种能够变更会聚点且较现有技术能更恰当地进行手抖补正的技术。
用于解决课题的手段
本发明中的三维摄像装置具备会聚点的调整以及手抖补正的功能。三维摄像装置具备第一摄像部以及第二摄像部、对会聚点的位置进行调整的会聚点调整部、基于会聚点的位置来设定手抖补正的工作范围的可动范围设定部、和在所设定的工作范围内执行手抖补正的手抖补正部。第一摄像部构成为具有第一光学系统以及第一摄像元件，输出用于生成第一图像的第一信号。第二摄像部构成为具有第二光学系统以及第二摄像元件，输出用于生成相对于第一图像具有视差的第二图像的第二信号。会聚点调整部构成为：通过执行光学移位动作以及电子移位动作当中的至少一者来调整点的位置，其中该光学移位动作使第一光学系统以及第一摄像元件当中的至少一者、和第二光学系统以及第二摄像元件当中的至少一者进行移位，该电子移位动作使从第一信号以及第二信号所表示的图像中分别提取出的切取区域进行移位。手抖补正部构成为：在所设定的工作范围内执行光学式手抖补正以及电子式手抖补正当中的至少一者，其中该光学式手抖补正通过使第一光学系统以及第一摄像元件当中的至少一者、和第二光学系统以及第二摄像元件当中的至少一者进行移位来补正摄影时的手抖，该电子式手抖补正通过使从第一信号及第二信号中分别提取出的切取区域进行移位来补正摄影时的手抖。
发明效果
根据本发明中的摄像装置、透镜控制装置以及程序，能变更会聚点且能较现有技术更恰当地进行手抖补正。
附图说明
图1A是表示实施方式中的基本构成的框图。
图1B是表示实施方式1中的数码摄像机1的电气构成的框图。
图2A是示意性表示补正透镜的功能的第一图。
图2B是示意性表示补正透镜的功能的第二图。
图2C是示意性表示补正透镜的功能的第三图。
图3是用于说明会聚点的调整的概要的示意图。
图4是用于说明会聚点位于基准点的位置时的左右补正透镜的可动范围和手抖补正工作范围的示图。
图5是用于说明会聚点位于离基准点较远的位置时的左右补正透镜的可动范围和手抖补正工作范围的示图。
图6是用于说明会聚点位于离基准点较近的位置时的左右补正透镜的可动范围和手抖补正工作范围的示图。
图7是用于说明微距摄影模式时的左右补正透镜的可动范围和手抖补正工作范围的示图。
图8是表示传感器移位方式的数码摄像机2的电气构成的框图。
图9是用于说明电子方式中的会聚点的调整的概要的示意图。
图10是表示电子方式的数码摄像机3的电气构成的框图。
图11是表示会聚点调整以及手抖补正的方式的可组合示例的表。
图12是表示基于会聚点的位置来设定手抖补正的工作范围的动作的流程图。
具体实施方式
以下，适宜地参照附图对实施方式详细说明。其中，有省略所需以上详细说明的情况。例如，有省略已详知的事项的详细说明、针对实质上同一构成的重复说明这样的情况。这是为了避免使以下的说明变得非必要的冗长，以使本领域技术人员易于理解的缘故。
此外，发明者们为了使本领域技术人员对本发明充分理解而提供了附图以及以下的说明，但并没有意味着以这些内容来限定权利要求书所述的主题。
在对具体的实施方式进行说明之前，首先说明以下的实施方式中的基本构成。
图1A是表示三维摄像装置(以下称作“摄像装置”)的基本构成的框图。该摄像装置具备会聚点的调整以及手抖补正的功能。摄像装置具备输出用于通过摄影来生成3D图像的图像信号的2个摄像部10a、10b；和对这些摄像部进行控制的控制部20。摄像部10a、10b各自分别具有光学系统11a、11b和摄像元件15a、15b。摄像元件15a、15b输出用于通过摄影来生成3D图像的图像信号。控制部20对摄像部10a、10b的动作进行控制，并且通过进行必要的图像处理来生成3D图像。
控制部20具有：对通过摄像部10a、10b取得的一对图像所确定的会聚点的位置进行调整的会聚点调整部21；执行手抖补正的手抖补正部23；和基于会聚点的位置来设定手抖补正的工作范围的工作范围设定部22。通过工作范围设定部22的作用，如后所述能更恰当地进行手抖补正。
关于摄像部10a、10b的构成以及会聚点调整部21、手抖补正部23所进行的控制方法，如后所述可有多种形态。即使任意一种形态，都可获得根据会聚点的位置来控制手抖补正的工作范围从而可更恰当地进行手抖补正这样的共通的效果。以下，对具体的实施方式进行说明。
(实施方式1)
首先，关于实施方式1中的数码摄像机，参照附图进行说明。
[1-1.数码摄像机的构成]
首先，对本实施方式的数码摄像机的构成进行说明。
图1B是表示本实施方式中的数码摄像机1的物理构成的框图。在图1B中，要素问的电气连接关系以箭头表示。数码摄像机1具备：光学系统110a以及110b、变焦电动机120a以及120b、OIS致动器130a以及130b、聚焦电动机140a以及140b、CCD图像传感器150a以及150b、图像处理部160、存储器200、控制器210、陀螺仪传感器220、卡槽230、存储卡240、操作部件250、液晶监视器270和内部存储器280。
光学系统110a包括变焦透镜111a、OIS(Optical Image Stabilizer)112a、聚焦透镜113a。另外，光学系统110b包括变焦透镜111b、OIS112b、聚焦透镜113b。光学系统110a将第一视点下的被摄体像形成于CCD图像传感器150a的摄像面。另外，光学系统110b将与第一视点不同的第二视点下的被摄体像形成于CCD图像传感器150b的摄像面。此外，在图1B中，虽然被描绘成光学系统110a以及110b的光轴平行，但是实际上这些光轴交叉于1点地将光学系统110a以及110b向内侧倾斜地配置。
变焦透镜111a以及111b分别沿着光学系统110a以及110b的光轴进行移动，从而能够使分别在CCD图像传感器150a以及150b成像的被摄体像进行放大或者缩小。变焦透镜111a以及111b分别由变焦电动机120a以及120b所控制。此外，在图1B中，为了简单，变焦透镜110a以及110b各自被描绘成单一透镜，但是典型的是这些透镜可以为多个透镜的组合。
OIS112a以及112b的内部分别具有在与光轴垂直的面内可进行移动的补正透镜114a以及114b。OIS112a以及112b在摄影中分别通过在抵消数码摄像机1的抖动的方向上驱动补正透镜114a以及114b，来降低被摄体像的模糊。另外，在本实施方式中，通过将OIS112a的补正透镜114a以及OIS112b的补正透镜114b均向中心侧移位、或者向外侧移位，从而能够将会聚点调整为相对于数码摄像机1较远的一侧或者较近的一侧。在此，“会聚点”是指，沿着聚焦透镜113a以及113b的光轴而入射至CCD150a的2个光线路径的交点(出射点)。另外，将会聚点处的该2个光线路径所形成的角度称为会聚角。
在会聚点位于基准位置的情况下，即补正透镜114a以及114b的中心位置相对于默认的位置(OIS112a以及112b的中心)未发生移位的情况下，补正透镜114a以及114b分别能够在OIS112a以及112b内从默认的位置起在距离a的范围内进行移动。相对于此，为了会聚点的调整，在补正透镜114a、114b的中心位置相对于默认的位置发生移位的情况下，根据移位量来变更手抖补正的工作范围。在此，手抖补正的“工作范围”是指，补正透镜114a以及114b物理上可移动的范围(以下，也有称为“可动范围”的情形。)之中由控制器210限制移动的范围。如此，在本实施方式中，在摄影中补正透镜114a以及114b通过控制器210而在所设定的工作范围内移位来进行手抖补正。关于与会聚点的调整相伴的补正透镜114a以及114b的手抖补正的工作范围的变更的详情将在后面叙述。OIS112a以及112b分别由OIS致动器130a以及130b所驱动。此外，补正透镜114a以及114b各自虽在图1B中被描绘为单一透镜，但也可由多个透镜的组合来构成。
通过使聚焦透镜113a以及113b分别沿着光学系统110a以及110b的光轴进行移动，由此分别调整在CCD图像传感器150a以及150b的摄像面所形成的被摄体像的焦点。聚焦透镜113a以及113b分别由聚焦电动机140a以及140b所控制。此外，关于聚焦透镜113a以及113b的各个透镜，也是在图1B中虽被描绘为单一透镜，但可由多个透镜的组合来构成。
此外，在以下的说明中，有将光学系统110a以及110b进行总称而仅记载为光学系统110的情形。关于变焦透镜111、OIS112、补正透镜114、聚焦透镜113、变焦电动机120、OIS致动器130、聚焦电动机140、CCD图像传感器150也相同。
变焦电动机120a以及120b分别对变焦透镜111a以及111b进行驱动控制。变焦电动机120a以及120b能够由诸如脉冲电动机、DC电动机、线性电动机、伺服电动机等来实现。也可构成为：变焦电动机120a以及120b经由凸轮机构、滚珠螺杆等的机构来驱动变焦透镜111a以及111b。另外，也可构成为：通过共通的驱动机构一体地对变焦透镜111a和变焦透镜111b进行控制。
OIS致动器130a以及130b分别在与光轴垂直的面内对OIS112a内的补正透镜114a以及OIS112b内的补正透镜114b进行驱动控制。OIS致动器130a以及130b能够由诸如平面线圈、超声波电动机等来实现。
聚焦电动机140a以及140b对聚焦透镜113a以及113b进行驱动控制。聚焦电动机140a以及140b能够由诸如脉冲电动机、DC电动机、线性电动机、伺服电动机等来实现。或者也可以构成为：聚焦电动机140a以及140b经由凸轮机构、滚珠螺杆等的机构来驱动聚焦透镜113a以及113b。
CCD图像传感器150a以及150b分别通过将由光学系统110a以及110b所形成的被摄体像进行光电变换来输出电信号。也有将通过CCD图像传感器150a以及150b输出的电信号分别称为第一视点信号以及第二视点信号的情形。CCD图像传感器150a以及150b进行曝光、传输、电子快门等的摄影中所必要的各种动作。此外，取代CCD图像传感器，例如也可利用CMOS传感器那样的其他的摄像元件(图像传感器)。
图像处理部160对通过CCD图像传感器150a以及150b各自分别生成的第一视点信号以及第二视点信号实施各种处理。图像处理部160对第一视点信号以及第二视点信号实施处理，来生成用于在液晶监视器270中进行显示的图像数据(以下称为“观察图像”)、用于在存储卡240中进行保存的图像数据。例如，图像处理部160对第一视点信号以及第二视点信号进行伽马补正、白平衡补正、损伤补正等的各种图像处理。
另外，在3D图像的处理中，图像处理部160对第一视点信号以及第二视点信号进行切取(提取)处理。在3D图像的第一视点信号和第二视点信号之间存在垂直方向的偏离时，将会对观察者带来不协调感，但通过对垂直方向的切取位置进行补正，由此能够降低这种不协调感。如此根据从第一视点信号以及第二视点信号中分别切取出的一对图像区域(切取区域)来生成3D图像。此外，图像处理部160也可具备通过对切取区域进行放大/缩小来进行电子变焦的功能。
而且，图像处理部160对上述那样地处理后的第一视点信号以及第二视点信号分别以规定的文件系统标准为基准的压缩形式来压缩图像信号。将对第一视点信号以及第二视点信号进行压缩获得的2个压缩图像信号建立关联并记录到存储卡240中。另外，在所压缩的图像信号为运动图像的情况下，应用H.264/MPEG4AVC等的运动图像压缩标准。另外，也可构成为：将使2个图像数据建立关联地保存的MPO文件格式的数据和JPEG图像或者MPEG运动图像同时进行记录。
图像处理部160能够由数字信号处理器(DSP)、微控制器(微型计算机)等来实现。此外，可将观察图像的分辨率(像素数)设定为液晶监视器270的画面分辨率，也可设定为通过以JPEG标准为基准的压缩形式等进行压缩而形成的图像数据的分辨率。
存储器200作为图像处理部160以及控制器210的工作用存储器而发挥作用。存储器200例如暂时性蓄积由图像处理部160处理后的图像信号、或者由图像处理部160处理之前的从CCD图像传感器150输出的图像数据。另外，存储器200暂时性蓄积表示摄影时的光学系统110a以及110b、CCD图像传感器150a以及150b的摄影条件的信息。摄影条件包括被摄体距离、视角信息、ISO灵敏度、快门速度、EV值、F值、透镜间距离、摄影时刻、与会聚点的位置对应的OIS移位量以及手抖补正的工作范围(OIS的容许移位量)等。存储器200例如能由DRAM、铁电体存储器等来实现。
内部存储器280可由闪存、铁电体存储器等构成。内部存储器280存储用于对数码摄像机1整体进行控制的控制程序等。
控制器210是对整体进行控制的控制单元。控制器210可仅由硬件构成，也可由硬件和软件进行组合来实现。控制器210例如可由微型计算机等来实现。
陀螺仪传感器220由压电元件等的振动材等构成。陀螺仪传感器220使压电元件等的振动材以一定频率进行振动，将科里奥利力所产生的力变换为电压来获得角速度信息。控制器210从陀螺仪传感器220获得角速度信息，通过在抵消该摇晃的方向上，经由OIS致动器130驱动OIS112内的补正透镜114来补正因使用者对摄像机1所引起的手抖。
卡槽230是构成为可装卸存储卡240的接口。卡槽230可与存储卡240机械性以及电气性连接。
存储卡240在内部包含闪存、铁电体存储器等，能够保存数据。在与卡槽230连接的存储卡240中可记录摄影得到的3D影像、静止图像。此外，存储卡240不是摄像机1的构成要素。
操作部件250是受理来自使用者的操作的用户接口的总称。操作部件250例如具备受理来自使用者的操作的用户设定按钮、操作拨盘、记录开始按钮。
用户设定按钮是关于数码摄像机1所具备的各种功能可由用户任意地设定与特定的功能之间的关联对应以便用户能直接地指示的按钮。例如，数码摄像机1将微距摄影模式作为功能而具有，如对用户设定按钮设定微距摄影模式的功能，则用户只要按下该用户设定按钮，即可直接转移至微距摄影模式。另外，数码摄像机1具有立即转移至适于用户任意设定的被摄体距离的摄影条件的功能。如对用户设定按钮设定该功能，则用户只要按下该用户设定按钮，即可直接地设定适于所设定的被摄体距离的摄影条件。
操作拨盘是受理用户所进行的旋转操作，用于进行各种参数的调整的操作部件。例如，用户能够通过对操作拨盘进行旋转操作来基于该旋转角度调整光圈值、快门速度、聚焦位置、会聚点的位置等。
记录开始按钮是在数码摄像机1的摄影待机中，受理用户所进行的按下操作，用于使运动图像记录开始的按钮。另外，记录开始按钮也兼具有在数码摄像机1的运动图像记录中，受理用户所进行的按下操作使运动图像记录停止的功能。
液晶监视器270是可2D显示或者3D显示由CCD图像传感器150生成的第一视点信号以及第二视点信号、从存储卡240中读出的第一视点信号以及第二视点信号的显示设备。另外，液晶监视器270可显示数码摄像机100的各种设定信息。例如，液晶监视器270可显示作为摄影时的摄影条件的EV值、F值、快门速度、ISO灵敏度、会聚点的位置等的设定信息。
此外，在本实施方式中，光学系统110a以及CCD图像传感器150a的组合作为第一摄像部而发挥作用，光学系统110a以及CCD图像传感器150a的组合作为第二摄像部而发挥作用。另外，OIS致动器130a、130b以及控制器210的组合作为会聚点调整部以及手抖补正部而发挥作用，控制器210作为工作范围设定部而发挥作用。
[1-2.动作]
以下，参照图2A至图7，对数码摄像机1的会聚点的控制以及与会聚点的控制相伴的手抖补正的工作范围的变更进行说明。
图2A～2C是用于说明OIS112中的补正透镜114的功能的示意图。图2A～2C分别例示出沿着补正透镜114位于一个端部、中央、另一个端部时的聚焦透镜113的光轴而垂直入射至CCD图像传感器150的光线的路径。通过使补正透镜112在与该光轴垂直的方向上移位，从而沿着聚焦透镜113的光轴而入射至CCD图像传感器150的光线如图所示那样地进行变化。因而，如使2个补正透镜114a、114b均向内侧或者外侧移位，则能够使会聚点的位置向前后移动。另外，通过使补正透镜114进行移位以抵消摄影中的手抖，从而能够对形成于CCD图像传感器150的摄像面上的像的抖动进行补正。
图3是表示通过使补正透镜114a、114b进行移位而使会聚点变化的示意图。此外，在图3中，为了方便，仅描绘了数码摄像机1的构成要素之中OIS112a、112b。在该例中，假设对人物以及位于其后方的树木进行摄影的情形。图3(a)以及图3(b)分别表示会聚点处于树木的位置时的左眼用图像以及右眼用图像。另一方面，图3(c)以及图3(d)分别表示会聚点处于人物的位置时的左眼用图像以及右眼用图像。在该例中，补正透镜114a、114b从图3中的实线所表示的位置向点线所表示的位置移位时，会聚点从人物的位置移动到树木的位置。用户例如为了使会聚点从人物的位置移动至树木的位置而对操作拨盘进行操作时，补正透镜114a、114b从实线的位置向点线的位置进行移位，与此相伴，形成于CCD图像传感器150a、150b的摄像面上的像在水平方向上移位。其结果，在左右的图像中视差成为零的被摄体从人物变化为树木。通过该动作，实现了对人物增加了突出感且对树木降低了纵深感这样的调整。这样的会聚点的调整不仅可在摄影前进行，也可在运动图像的摄影中进行。
在进行上述那样的会聚点的位置的调整的基础上，如摄影被指示时，数码摄像机1对摄影中所产生的手抖进行补正的同时记录影像。控制器210经由陀螺仪传感器220对摄影时的手抖的方向以及大小进行检测，对OIS致动器130进行控制以抵消抖动。由此，能够抑制摄影时的手抖的影响带来的图像劣化。此时，如上所述，根据会聚点的位置来控制手抖补正的工作范围。
以下，对与本实施方式中的会聚点的位置相应的手抖补正的工作范围的控制的动作进行说明。
图4是用于说明会聚点位于基准点的位置时的左右的补正透镜114a、114b的可动范围和手抖补正的工作范围的示图。在图4中，也为了说明的方便，未图示OIS112a、112b以外的构成要素。另外，在图4中，为了方便，将与补正透镜114a、114b的移动相伴的沿着聚焦透镜113a、113b的光轴而入射至CCD图像传感器150的光线的摆动的幅度以与补正透镜114a、114b的可动范围相同的记号a来表现。由于分别包括OIS112a以及OIS112b的光学系统110a以及110b向内侧倾斜地配置，因此这些光轴在会聚点进行交叉。
在此，基准点是指，OIS112a的补正透镜114a以及OIS112b的补正透镜114b的中心位置分别处于光学系统110a以及光学系统110b的光轴上时的会聚点。此时，补正透镜114a以及补正透镜114b为进行手抖补正而可移动的范围(可动范围)如图4的下图所示，相对于补正透镜114a、114b的中心位置为左右对称。即，关于补正透镜114a(右透镜)的可动范围，从补正透镜114a的中心位置向右方成为距离a，向左方也相同地成为距离a。相同地，关于补正透镜114b(左透镜)的可动范围，从补正透镜114b的中心位置向右方成为距离a，向左方相同地也成为距离a。
如本实施方式所涉及的数码摄像机1那样通过复眼的光学系统进行手抖补正的情况下，需要使通过左右的补正透镜114a以及114b可进行补正的手抖范围相同。假如在通过左右的补正透镜114a以及114b可进行补正的手抖范围为不同的情况下，当通过与一只眼对应的补正透镜可补正而通过与另一只眼对应的补正透镜不可补正的手抖出现了时，会产生不良。即，这样的情况下，产生所谓的、关于经由一个补正透镜所获得的图像可获得手抖的影响较少的图像，而经由另一个补正透镜所获得的图像可获得手抖的影响仍残留的图像这样的不良。如将手抖的影响不同的(作为图像是指模糊程度不同的)左右的图像合成为3D图像时，对于视听者而言，成为难视认的结果。由此，为了使对左右图像的手抖的影响设为相同，在本实施方式所涉及的数码摄像机1中，被控制成左右的补正透镜114a以及114b的手抖补正的工作范围成为相同。
在如图4所示的状态的情况下，无论是OIS112a的补正透镜114a(右透镜)还是OIS112b的补正透镜114b(左透镜)，关于其可动范围，从中心位置向右方还是向左方均为距离a。因此，在图4所示的状态的情况下，无论是补正透镜114a(右透镜)还是补正透镜114b(左透镜)，手抖补正的工作范围均被控制成与各自的可动范围成为相同。
通过以上动作，根据本实施方式所涉及的数码摄像机1，在会聚点位于基准点的位置时，能够进行恰当的手抖补正。
图5是用于说明会聚点较基准点位于较远一侧时的左右的补正透镜114a、114b的可动范围和手抖补正的工作范围的示图。
用户能够通过在摄影模式中对操作拨盘进行操作，使会聚点移动到相对于基准点较远的一侧。数码摄像机1能够通过受理来自用户的操作使会聚点移动，来对根据左右的图像获得的3D图像的立体感进行调整。由于位于会聚点的被摄体在3D图像上将不会产生视差，因此该动作也可称作将3D图像上不产生视差的被摄体从位于基准点的被摄体变更为较其而位于更深处的被摄体这样的动作。通过该动作，能提高较基准点处于近前侧的被摄体的突出感。
在会聚点的调整时，控制器210经由操作拨盘受理来自用户的指示，向OIS致动器130发送用于使补正透镜114进行移位的控制信号。OIS致动器130基于该控制信号使补正透镜114进行移位，从而使会聚点的位置发生变化。在使会聚点的位置发生变化时，控制器210根据会聚点的变化来变更手抖补正的工作范围。此外，上述中，控制器210受理经由了操作拨盘的来自用户的指示，并向OIS致动器130发送用于使补正透镜114移位的控制信号，但并不限于此。也可以在成为了规定的状况时，控制器210自动判断向OIS致动器130发送用于使补正透镜114移位的控制信号。
如图5所示，在会聚点较基准点而移动到较远的一侧的情况下，可动范围相对于补正透镜114a、114b的中心位置为左右不对称。即，关于OIS112a的补正透镜114a(右透镜)的可动范围，从补正透镜114a的中心位置向左方为距离b，但向右方却成为距离c。另一方面，关于OIS112b的补正透镜114b(左透镜)的可动范围，从补正透镜114b的中心位置向左方为距离c，但向右方却成为距离b。
如上所述，由于需要将左右的OIS112a、112b的补正透镜114a、114b的手抖补正的工作范围设为相同，因此控制器210需使手抖补正的工作范围与补正透镜114a、114b的左右的可动范围之中距离较短的一方相匹配。在图5所示的状态的情况下，关于补正透镜114a(右透镜)的可动范围，与为距离c的右侧范围相比，为距离b的左侧范围较短。因此，控制器210使手抖补正的工作范围与距离b相匹配。由此，在补正透镜114a(右透镜)中被控制成手抖补正的工作范围向左方成为距离b、向右方也成为距离b。相同地，在OIS112b的补正透镜114b(左透镜)中被控制成手抖补正的工作范围向左方成为距离b、向右方也成为距离b。
通过以上动作，根据本实施方式所涉及的数码摄像机1，即便使补正透镜114移动以使会聚点较基准点位于较远一侧，也能够进行恰当的手抖补正。
图6是用于说明会聚点较基准点位于较近一侧时的左右的补正透镜114a、114b的可动范围和手抖补正的工作范围的示图。
用户能够通过在摄影模式中对操作拨盘进行操作，使会聚点移动到相对于基准点较近的一侧。该动作可称作将3D图像上不产生视差的被摄体从位于基准点的被摄体变更为较其而位于近前侧的被摄体这样的动作。通过该动作，由于较基准点而处于近前侧的被摄体的突出程度变小，因此能够抑制该被摄体的立体感。
即便在该情况下，在会聚点的调整时，控制器210也会经由操作部件250中所含的操作拨盘受理来自用户的指示，向OIS致动器130发送用于使补正透镜114进行移位的控制信号。OIS致动器130基于该控制信号使补正透镜114进行移位，由此使会聚点的位置发生变化。在使会聚点的位置发生变化时，控制器210根据会聚点的变化来变更手抖补正的工作范围。
如图6所示，在会聚点较基准点而移动到较近的一侧的情况下，可动范围相对于补正透镜114的中心位置为左右不对称。即，关于补正透镜114a(右透镜)的可动范围，从补正透镜114a的中心位置向左方为距离d，但向右方却成为距离e。另一方面，关于补正透镜114b(左透镜)的可动范围，从补正透镜114b的中心位置向左方为距离e，但向右方却成为距离d。
如上所述，由于需要将左右的OIS112a、112b的补正透镜114a、114b的手抖补正的工作范围设为相同，因此控制器210需使手抖补正的工作范围与补正透镜114a、114b的可动范围之中距离较短的一方相匹配。在图6所示的状态的情况下，关于OIS112a的补正透镜114a(右透镜)的可动范围，与为距离d的左侧范围相比，为距离e的右侧范围较短。因此，控制器210使手抖补正的工作范围与距离e相匹配。由此，在OIS112a的补正透镜114a(右透镜)中被控制成手抖补正的工作范围向左方成为距离e、向右方也成为距离e。相同地，在OIS112b的补正透镜114b(左透镜)中被控制成手抖补正的工作范围向左方成为距离e、向右方也成为距离e。
通过以上动作，根据本实施方式所涉及的数码摄像机1，即便使补正透镜114移动以使会聚点较基准点位于较近一侧，也能够进行恰当的手抖补正。
图7是用于说明在设定为微距摄影模式时的左右的补正透镜114a、114b的可动范围和手抖补正的工作范围的示图。在微距摄影模式中，会聚点较图6所示的示例中的会聚点的位置而移动到更近的一侧。
用户能够通过对操作拨盘进行操作，使会聚点较图6所示的示例中的会聚点的位置而移动到更近的一侧。另外，本实施方式所涉及的数码摄像机1具有用户设定按钮。如对用户设定按钮设定了微距摄影模式，则若用户按下用户设定按钮便可直接转移至微距摄影模式，控制器210向OIS致动器130发送用于使补正透镜114进行移位的控制信号。OIS致动器130基于该控制信号使补正透镜114进行移位，由此来使会聚点的位置发生变化。其结果，OIS112a的补正透镜114a以及OIS112b的补正透镜114b成为图7所示的状态。在该情况下，控制器210也根据会聚点的变化来变更手抖补正的工作范围。
如图7所示，在微距摄影模式时，可动范围相对于补正透镜114的中心位置为左右不对称。即，关于OIS112a的补正透镜114a(右透镜)的可动范围，从补正透镜114a的中心位置向左方为距离f，但向右方却成为距离g。另一方面，关于OIS112b的补正透镜114b(左透镜)的可动范围，从补正透镜114b的中心位置向左方为距离g，但向右方却成为距离f。
如上所述，由于需要将左右的OIS112a、112b的补正透镜114a、114b的手抖补正的工作范围设为相同，因此控制器210需使手抖补正的工作范围与补正透镜114a、114b的可动范围的距离较短的一方相匹配。在图7所示的状态的情况下，关于OIS112a的补正透镜114a(右透镜)的可动范围，与为距离f的左侧范围相比，为距离g的右侧范围较短。因而，控制器210将手抖补正的工作范围与距离g相匹配。由此，在OIS112a的补正透镜114a(右透镜)中被控制成手抖补正的工作范围向左方成为距离g、向右方也成为距离g。相同地，在OIS112b的补正透镜114b(左透镜)中被控制成手抖补正的工作范围向左方成为距离g、向右方也成为距离g。
在微距摄影模式时，为了拍摄被摄体距离(从相机起的距离)近的被摄体，OIS112a的补正透镜114a(右透镜)以及OIS112b的补正透镜114b(左透镜)成为使会聚点移动至可设定的最接近的近处的状态。此时，如使会聚点移动至物理上可移动的最接近处时，OIS112a、112b的补正透镜将失去用于手抖补正的工作范围。因而，在本实施方式所涉及的数码摄像机1中，即便在微距摄影模式中，为了进行手抖补正，也设定手抖补正的工作范围的极限值。该极限值例如在用户既未步行也未移动而处于站立停止的状态下成为端着数码摄像机1的姿势时，设定为手抖补正充分发挥作用的极限的值。由此，在本实施方式所涉及的数码摄像机1中，为了移动微距摄影时的会聚点，即便使OIS112a、112b的补正透镜114a、114b移动，由于尚留有手抖补正的工作范围，故也能进行手抖补正。
通过以上动作，根据本实施方式所涉及的数码摄像机1，即使在微距摄影模式时，也能够进行恰当的手抖补正。
此外，在本实施方式中，利用相对于光轴垂直进行移动的补正透镜114来进行会聚点的调整以及手抖补正，但并不限于这样的构成。例如，如专利文献2所示那样，也通过使光学系统旋转来进行会聚点的调整、手抖补正。如此，用于执行会聚点的调整以及手抖补正的光学构成可为任意的构成。
[1-3.效果等1
如上所述，在本实施方式中，数码摄像机1具备：光学系统110、CCD图像传感器150、控制器210、和OIS致动器130。控制器210根据会聚点的位置来恰当地设定手抖补正的工作范围。OIS致动器130在所设定的工作范围内，对光学系统110所含的补正透镜114进行驱动。由此，即使会聚点从基准点发生变更，也能够恰当地进行手抖补厄。
(其他的实施方式)
如上所述，作为本申请所公开的技术的示例，说明了实施方式1。但是，本发明中的技术并不限于此，也可应用于适宜地进行变更、置换、附加、省略等而得到的实施方式。以下，说明其他实施方式的几个例子。
[2-1.传感器移位方式]
在上述实施方式1中，通过使OIS112a、112b的补正透镜114a、114b移动来调整会聚点相对于基准点的位置，但本发明中的技术并不限于这样的构成。取代补正透镜114a、114b，也可通过使CCD图像传感器150a、150b移动，来调整会聚点相对于基准点的位置。在该情况下，关于手抖补正，也可取代补正透镜114a、114b而使CCD图像传感器150移位。使补正透镜114a、114b进行移位的情形与使CCD图像传感器150进行移位的情形均能获得使CCD图像传感器150的摄像面上的像整体地移位这样的共通的效果。因此，这些动作几乎等效，可相互代替。在本说明书中，有时将使CCD图像传感器150等的摄像元件进行移位的方式称为“传感器移位方式”，将实施方式1那样的使补正透镜114进行移位的方式称为“透镜移位方式”。有时将这些方式进行总称而称为光学方式。
图8是表示进行基于传感器移位方式的会聚点的调整以及手抖补正的数码摄像机2的构成例的框图。在该构成例中，与图1B所示的构成例不同，未设置OIS112以及OIS致动器130，取而代之设置对CCD图像传感器150a、150b分别驱动的CCD致动器170a、170b。CCD致动器170a、170b例如可由超声波电动机来实现。CCD致动器170a、170b受理来自控制器210的指令，分别在与光轴垂直的面内对包含CCD图像传感器150a、150b的摄像面的部分进行驱动控制。控制器210通过与实施方式1相同的控制，经由CCD致动器170a、170b使CCD150a、150b进行移位。由此，能够实现与实施方式1相同的会聚角的调整以及手抖补正。
即使在本实施方式中，控制器210也基于会聚点的调整结果来设定手抖补正的工作范围。即，在CCD图像传感器150物理上可移动的范围(可动范围)内，设定容许为了手抖补正而进行移位的范围，在该范围内使CCD致动器170a、170b驱动CCD图像传感器150a、150b。
此外，在本实施方式中，CCD致动器170a、170b以及控制器210的组合作为会聚点调整部以及手抖补正部而发挥作用。
[2-2.电子方式1
在上述的实施方式中，设为光学式方法，即通过使OIS112a、112b的补正透镜114a、114b或者CCD图像传感器150a、150b移动来调整会聚点的相对于基准点的位置，但本发明并不限于此。即，也可通过电子式方法来调整会聚点的相对于基准点的位置。例如，也可通过使左右的图像的切取位置得到调整(移位)，来调整会聚点的相对于基准点的位置。使移动透镜114、CCD图像传感器150进行移位的情形与使切取位置进行移位的情形均能获得使图像整体在一个方向上滑动这样的共通的效果，因此这些处理几乎等效。因此，光学式方法与电子式方法相互可代替。
图9是用于说明基于电子式方法的会聚点的调整的概念的图。此外，在图9中，使光学系统110a、110b简略化，作为1个透镜进行表现。在该例中，光学系统110a、110b的光轴在处于人物后方的树木的位置上发生交叉。图9(a)、(b)分别表示在该状态下的与从CCD图像传感器150a、150b输出的图像信号对应的图像的示例。图中的虚线表示由图像处理部160所提取出的切取区域的示例。
图9(c)、(d)是由从图9(a)、(b)中分别切取出的区域构成的图像，表示会聚点处于树木的位置的图像。另一方面，图9(e)、(f)相同地是由从图9(a)、(b)中分别切取出的区域构成的图像，但表示会聚点处于人物的位置的图像。通过将图像的切取区域的位置例如从与图9(c)、(d)对应的位置变更为与图9(e)、(f)对应的位置，从而能够将会聚点的位置从树木的位置变更为人物的位置。
另外，关于手抖补正，相同地也能够利用电子式方法。在并用基于图像切取区域的位置的移位的手抖补正(电子手抖补正)的情况下，根据基于会聚点调整的左右的图像的切取位置的移位，对电子手抖补正可使用的工作范围变短。因而，与基于光学式方法的实施方式相同地，控制器210控制成左右的手抖补正的工作范围成为相同。具体而言，将使左右的图像的切取区域进行移位的范围设定为工作范围。本实施方式中的工作范围能以表示诸如可移位的像素数的数值来表现。在此，会聚点是由左右的切取区域而虚拟性确定的概念，左右的切取区域所表示的图像中是指视差成为零的点。通过以上控制，即使在电子式方法的情况下，也能够进行会聚点的移动调整，同时恰当地进行手抖补正。
图10是表示以电子式方法进行会聚点的调整以及手抖补正的数码摄像机3的构成例的框图。在该构成例中，未设置OIS112、OIS致动器130以及CCD致动器170。上述的会聚点的调整以及手抖补正通过控制器210所控制的图像处理部160来执行。即，图像处理部160以及控制器210的组合作为会聚点调整部以及手抖补正部而发挥作用。
[2-3.其他的方式1
也可并用上述的光学式方法和电子式方法。例如，也可并用光学式方法和电子式方法来进行会聚点的调整、手抖补正。作为会聚点的调整和手抖补正的方式的可能的组合例，可考虑图11所示的模式A～E。
在图11中，均以透镜移位方式进行会聚点调整以及手抖补正的模式A对应于实施方式1中例示的方式。另外，均以传感器移位方式进行会聚点调整以及手抖补正的模式B对应于上述[2-1]中所示的方式。均以电子式方法进行会聚点调整以及手抖补正的模式C对应于上述[2-2]中所示的方式。除了这些模式以外，可采用以透镜移位方式和电子式方式的组合进行会聚点的调整以及手抖补正的模式D、以及以传感器移位方式和电子式方式的组合进行会聚点的调整以及手抖补正的模式E。
此外，除了图11所示的模式以外，也可以是左右的摄像部(包含光学系统以及摄像元件)的方式不同这样的模式。例如，可例举如下的构成，即一个摄像部进行光学式的会聚点调整以及手抖补正而另一个摄像部进行电子式的会聚点调整以及手抖补正这样的构成。如此，即使是左右不对称的摄像部构成，也能够适用与本发明中的会聚点的位置相应的手抖补正的工作范围的控制。另外，在各摄像部中，也可考虑采用并用透镜移位方式和传感器移位方式的构成。
而且，在均以电子式方法进行会聚点调整以及手抖补正的模式C中，并非必定需要采用双眼的摄像系统。即便在采用了所谓的单眼3D的构成的情况下，也可通过图像处理来应用上述的控制。
此外，在利用了实施方式1那样的透镜移位方式的构成中，将会聚点的位置设定为极近距离的微距摄影模式中，手抖补正的工作范围变得非常狭窄。因而，存在有不能充分执行手抖补正的情况。在这样的情况下，如并用电子式的会聚点调整，则能够在充分确保手抖补正的工作范围的基础上进行微距摄影。在这样的构成中，还具有可实现超出透镜移位方式中的近拍极限的微距摄影这样的优点。
[2-4.透镜控制装置]
上述实施方式中说明了数码摄像机的实施方式，但本发明并不限于此。即，只要搭载了具备下述部件的透镜控制装置则对于更换透镜也可适用，这些部件为：第一光学系统，其具有第一光轴，且具有在与所述第一光轴交叉的方向上能移位地构成的第一补正透镜；第二光学系统，其具有与所述第一光轴交叉的第二光轴，且具有在与所述第二光轴交叉的方向上能移位地构成的第二补正透镜；会聚点调整部，其通过使所述第一补正透镜以及所述第二补正透镜进行移位来使会聚点的位置发生变化；工作范围设定部，其基于所述会聚点的位置来决定手抖补正的工作范围；和手抖补正部，其通过在所设定的所述工作范围内使所述第一补正透镜以及所述第二补正透镜进行移位来补正摄影时的手抖。
[2-5.控制程序]
本发明还能适用于可执行会聚点的调整以及手抖补正的三维摄像装置中所利用的控制程序。图12是表示这样的程序所规定的动作的简要的流程图的示例。
在该例中，首先在步骤S1201中判断有无会聚点的变更指示。如有变更指示，则转移至步骤S1202，变更会聚点。接下来，在步骤S1203中基于变更后的会聚点的位置来设定手抖补正的工作范围。然后，在步骤S1204中在工作范围内执行手抖补正的同时进行摄影。
这样的程序除了可通过记录于可移动型记录介质中来获得提供之外，还可通过电气通信线路来获得提供。通过内置于3D数码相机、3D摄像机的处理器执行这样的程序来实现上述实施方式中所说明的各种动作。
如上所述，作为本发明中的技术示例，说明了实施方式。因而，提供了添加的附图以及详细的说明。在添加的附图以及详细的说明中所记载的构成要素当中，不仅包含为解决课题而必须的构成要素，为了例示上述技术还包含为解决课题而非必须的构成要素。因此，不应因这些非必须构成要素记载在添加附图、详细的说明中，则认定为这些非必须构成要素也为必须的要素。
另外，上述实施方式是用于例示本发明中的技术的方式，因此在权利要求书或者其均等的范围内能够进行各种变更、置换、附加、省略等。
产业上的可利用性
本发明并不限于数码摄像机，可广泛地应用于取得三维图像的摄像装置。例如，可应用于数字静态相机、带相机的便携式设备等。
符号说明
10a、10b  摄像部
11a、11b  光学系统
15a、15b  摄像元件
20   控制部
21   会聚点调整部
22   32作范围设定部
23   手抖补正部
110a、110b   光学系统
111a、111b   变焦透镜
112a、112b   OIS
113a、113b   聚焦透镜
114a、114b   补正透镜
120a、120b   变焦电动机
130a、130b   OIS致动器
140a、140b   聚焦电动机
150a、150b   CCD图像传感器
160   图像处理部
200 存储器
210    控制器
220   陀螺仪传感器
230   卡槽
240   存储卡
250   操作部件
270   液晶监视器
280   内部存储器

Claims (10)

1.一种三维摄像装置，能进行会聚点的调整以及手抖补正，所述三维摄像装置具备：
第一摄像部，其构成为具有第一光学系统以及第一摄像元件，输出用于生成第一图像的第一信号；
第二摄像部，其构成为具有第二光学系统以及第二摄像元件，输出用于生成相对于所述第一图像具有视差的第二图像的第二信号；
会聚点调整部，其通过执行光学移位动作以及电子移位动作当中的至少一者来调整会聚点的位置，其中该光学移位动作使所述第一光学系统以及所述第一摄像元件当中的至少一者、和所述第二光学系统以及所述第二摄像元件当中的至少一者进行移位，该电子移位动作使从所述第一信号以及第二信号所表示的图像中分别提取出的切取区域进行移位；
工作范围设定部，其基于所述会聚点的位置来设定手抖补正的工作范围；和
手抖补正部，其在所设定的所述工作范围内执行光学式手抖补正以及电子式手抖补正当中的至少一者，其中该光学式手抖补正通过使所述第一光学系统以及所述第一摄像元件当中的至少一者、和所述第二光学系统以及所述第二摄像元件当中的至少一者进行移位来补正摄影时的手抖，该电子式手抖补正通过使从所述第一信号以及第二信号中分别提取出的切取区域进行移位来补正摄影时的手抖。
2.根据权利要求1所述的三维摄像装置，其中，
所述第一光学系统具有在与所述第一光学系统的光轴交叉的方向上能移位的第一补正透镜，
所述第二光学系统具有在与所述第二光学系统的光轴交叉的方向上能移位的第二补正透镜，
所述会聚点调整部通过使所述第一补正透镜以及所述第二补正透镜进行移位来使所述会聚点移动，
所述手抖补正部通过在所设定的所述工作范围内使所述第一补正透镜以及所述第二补正透镜进行移位来补正摄影时的手抖。
3.根据权利要求2所述的三维摄像装置，其中，
所述工作范围设定部将手抖补正的第一方向的工作范围设定为所述第一补正透镜在所述第一方向上能移动的距离以及所述第二补正透镜在所述第一方向上能移动的距离之中的较短一方的距离，将与所述第一方向相反的第二方向的工作范围设定为所述第一补正透镜在所述第二方向上能移动的距离以及所述第二补正透镜在所述第二方向上能移动的距离之中的较短一方的距离。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的三维摄像装置，其中，
所述工作范围设定部基于所述会聚点的位置，将手抖补正的左右的工作范围设定为相同的范围。
5.根据权利要求1所述的三维摄像装置，其中，
所述会聚点调整部通过使所述第一摄像元件以及所述第二摄像元件进行移位来使所述会聚点移动，
所述手抖补正部通过在所设定的所述工作范围内使所述第一摄像元件以及所述第二摄像元件进行移位来补正摄影时的手抖。
6.根据权利要求2所述的三维摄像装置，其中，
所述工作范围设定部将手抖补正的第一方向的工作范围设定为所述第一摄像元件在所述第一方向上能移动的距离以及所述第二摄像元件在所述第一方向上能移动的距离之中的较短一方的距离，将与所述第一方向相反的第二方向的工作范围设定为所述第一摄像元件在所述第二方向上能移动的距离以及所述第二摄像元件在所述第二方向上能移动的距离之中的较短一方的距离。
7.根据权利要求1所述的三维摄像装置，其中，
所述会聚点调整部通过使从所述第一信号所表示的图像中提取的第一图像区域以及从所述第二信号所表示的图像中提取的第二图像区域进行移位来使所述会聚点移动，
所述手抖补正部通过在所设定的所述工作范围内使所述第一图像区域以及第二图像区域进行移位来补正摄影时的手抖。
8.根据权利要求7所述的三维摄像装置，其中，
所述工作范围设定部将手抖补正的第一方向的工作范围设定为所述第一图像区域在所述第一方向上能移动的图像上的距离以及所述第二图像区域在所述第一方向上能移动的图像上的距离之中的较短一方的距离，将与所述第一方向相反的第二方向的工作范围设定为所述第一图像区域在所述第二方向上能移动的图像上的距离以及所述第二图像区域在所述第二方向上能移动的图像上的距离之中的较短一方的距离。
9.一种透镜控制装置，具备：
第一光学系统，其具有第一光轴，且具有在与所述第一光轴交叉的方向上能移位地构成的第一补正透镜；
第二光学系统，其具有与所述第一光轴交叉的第二光轴，且具有在与所述第二光轴交叉的方向上能移位地构成的第二补正透镜；
会聚点调整部，其通过使所述第一补正透镜以及所述第二补正透镜进行移位来使会聚点的位置发生变化；
工作范围设定部，其基于所述会聚点的位置来决定手抖补正的工作范围；和
手抖补正部，其通过在所设定的所述工作范围内使所述第一补正透镜以及所述第二补正透镜进行移位来补正摄影时的手抖。
10.一种程序，是在能进行会聚点的调整以及手抖补正的三维摄像装置中被利用的程序，
所述三维摄像装置具备：
第一摄像部，其构成为具有第一光学系统以及第一摄像元件，输出用于生成第一图像的第一信号；和
第二摄像部，其构成为具有第二光学系统以及第二摄像元件，输出用于生成相对于所述第一图像具有视差的第二图像的第二信号，
所述程序使计算机执行下述的步骤，即：
通过执行光学移位动作以及电子移位动作当中的至少一者来调整会聚点的位置的步骤，其中该光学移位动作使所述第一光学系统以及所述第一摄像元件当中的至少一者、和所述第二光学系统以及所述第二摄像元件当中的至少一者进行移位，该电子移位动作使从所述第一信号以及第二信号所表示的图像中分别提取出的切取区域进行移位；
基于所述会聚点的位置来设定手抖补正的工作范围的步骤；和
在所设定的所述工作范围内执行光学式手抖补正以及电子式手抖补正当中的至少一者的步骤，其中该光学式手抖补正通过使所述第一光学系统以及所述第一摄像元件当中的至少一者、和所述第二光学系统以及所述第二摄像元件当中的至少一者进行移位来补正摄影时的手抖，该电子式手抖补正通过使从所述第一信号以及第二信号中分别提取出的切取区域进行移位来补正摄影时的手抖。
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