摄像系统和摄像设备的制作方法

文档序号:7760232
专利名称:摄像系统和摄像设备的制作方法
技术领域
本发明涉及一种用于使用可相互通信的多个摄像设备来拍摄同一被摄体的图像的摄像系统和该系统所使用的摄像设备。
背景技术
近年来,在诸如电影等的数字内容方面,三维图像拍摄系统已受到关注。对于传统的三维图像拍摄设备,例如,日本特开昭62-21396号公报提供了一种诸如三维电视装置等的、用于通过利用多个摄像设备所拍摄的图像来获得三维图像的技术。如日本特开昭62-21396号公报所述的技术一样,当使用多个摄像设备拍摄同一被摄体的图像并获得三维图像时,如果各个拍摄镜头进入聚焦的区域相互不同,则在生成三维图像时可能产生不自然的印象。为解决该问题,通常,为使各摄像设备的拍摄镜头对被摄体聚焦,在拍摄之前要调整各拍摄镜头的焦距和光圈值。然而,该操作非常麻烦。

发明内容
本发明涉及在使用多个摄像设备拍摄同一被摄体的图像时简化摄像设备的调焦操作。根据本发明的一个方面,提供一种摄像系统,用于使用能够相互通信的多个摄像设备来拍摄同一被摄体的图像,其中,所述多个摄像设备中的至少一个摄像设备向所述多个摄像设备中的其它摄像设备发送离聚焦位置的距离的信息或者包括聚焦位置的所拍摄图像,以及所述多个摄像设备中的各个摄像设备使用所述离聚焦位置的距离的信息或者所述包括聚焦位置的所拍摄图像,来确定各自的景深。根据本发明的另一个方面,提供一种摄像设备,包括摄像单元,用于拍摄被摄体的图像;摄像光学单元,被配置为能够改变焦距;计算单元,用于计算所述摄像光学单元对于所述被摄体的聚焦状态;检测单元,用于检测离所述摄像光学单元对于所述被摄体的聚焦位置的距离;发送/接收单元,用于与其它摄像设备发送或接收信息;以及确定单元,用于使用由所述发送/接收单元所接收到的、所述其它摄像设备中的离聚焦位置的距离的信息,来确定所述摄像设备自身的景深。根据本发明的另一个方面,提供一种摄像设备,包括摄像单元,用于拍摄被摄体的图像;摄像光学单元,被配置为能够改变焦距;测距单元,用于计算所述摄像光学单元对于所述被摄体的聚焦状态;发送/接收单元,用于与其它摄像设备发送或接收信息;以及确定单元,用于使用由所述发送/接收单元所接收到的、由所述其它摄像设备所拍摄的包括聚焦位置的所拍摄图像,来确定所述摄像设备自身的景深。通过以下参考附图对典型实施例的详细说明,本发明的其它特征和方面将变得明
Mo


包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出本发明的典型实施例、特征和方面,并与说明书一起用来解释本发明的原理。图1示出摄像系统的结构。图2示出摄像设备的结构的例子。图3是示出根据第一典型实施例的摄像系统的操作序列的流程图。图4是示出根据第二典型实施例的摄像系统的操作序列的流程图。图5示出根据第二典型实施例从所拍摄的图像剪切出聚焦位置附近的图像并在照相机之间发送和接收该图像的情况。图6是示出根据第三典型实施例的摄像系统的操作序列的流程图。图7示出用于选择要对被摄体聚焦的多个点的方法的例子。
具体实施例方式下面将参考附图详细说明本发明的各种典型实施例、特征和方面。图1示出根据第一典型实施例的摄像系统的结构。附图标记10表示主照相机,附图标记11和12分别表示从照相机。被摄体20是摄像的对象。图1仅是一个例子,而且照相机的数量不局限于该例子中的数量。只要使用可相互通信的多个摄像设备来拍摄同一被摄体的图像,该数量可以是任意数字。图2示出作为用作主照相机10或从照相机11和12的摄像设备的数字照相机的结构的例子。附图标记100表示照相机主体。图像传感器121拍摄被摄体的图像。经由镜头接口 102和202以及快门144在图像传感器121上形成来自拍摄镜头210的被摄体的光学图像(未示出)。拍摄镜头210构成可改变焦距的摄像光学系统,而且图像传感器121将光学图像转换成电信号。模拟数字(A/D)转换单元122将图像传感器121的模拟信号输出转换成数字信号。A/D转换后的数字信号受存储器控制单元IM和系统控制单元120控制,并被存储在存储器127中。图像处理单元123对数字信号的数据或来自存储器控制单元IM的数据进行预定像素插值或颜色转换处理。图像处理单元123包括用于使用自适应离散余弦变换 (ADCT)等压缩或解压缩图像数据的压缩/解压缩电路。图像处理单元123可以读取存储器 127中存储的图像,进行压缩处理或解压缩处理,并且将处理后的数据写入存储器127中。 图像处理单元123还可以通过进行诸如不同图像数据的相关性计算等的计算,进行对不同图像数据中存在的相同图像的检测。存储器控制单元IM控制A/D转换单元122、图像处理单元123、液晶面板显示单元125和外部安装/拆卸存储器单元130与存储器127之间的数据的发送和接收。经由图像处理单元123和存储器控制单元IM将A/D转换单元122的数据写入存储器127中,或者直接经由存储器控制单元1 将A/D转换单元122的数据写入存储器127中。液晶显示器型显示设备110包括液晶面板显示单元125和背光照明单元126。根据来自系统控制单元120的指示,液晶面板显示单元125可以显示存储器127的图像显示数据用的区域中存储的菜单画面或者外部安装/拆卸存储器单元130中存储的图像文件。 背光照明单元126对液晶面板显示单元125进行背面照明。背光照明的光源元件包括发光二极管(LED)、有机电致发光(EL)、或荧光灯管等。
系统控制单元120对照相机进行总控制。存储器127存储所拍摄的静止图像和运动图像、以及用于再现显示的图像。存储器127具有用于存储预定张数的静止图像和运动图像的足够大的存储容量。非易失性存储器1 是电可擦除可记录的存储器。作为非易失性存储器128,例如,使用闪速存储器或电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)等。非易失性存储器1 存储用于保持图像拍摄状态和控制照相机等的程序。姿势检测单元1 检测照相机主体100的姿势。外部安装/拆卸存储器单元130将图像文件记录在诸如CompactFlash (紧凑型闪存)(注册商标)或SD (安全数字)卡等的记录介质中,以及从记录介质读取图像文件。电源单元131包括电池、电池检测电路、DC-DC转换器、以及用于切换要供应电力的块的切换电路等。电源单元131检测是否安装了电池、电池的类型和剩余电池电量。电源单元131 根据检测结果和来自系统控制单元120的指示,控制DC-DC转换器,并且在必要的时间段内向各块部提供必要的电压。快门控制单元141使用来自测光单元142的测光信息,与用于控制光圈211的镜头控制单元204协作来控制快门144。测光单元142进行自动曝光(AE)处理。光束进入拍摄镜头210,而且通过镜头接口 202和102以及测光透镜(未示出)进入测光单元142。因而,可以测量作为光学图像所形成的图像的曝光状态。测光单元142还具有与闪光灯单元 300协作进行电子闪光灯预发光(EF)处理的功能。闪光灯单元300具有用于投射AF辅助光的功能和闪光灯光量控制功能。测距单元143进行自动调焦(AF)处理。例如,测距单元 143是诸如互补金属氧化物半导体(CM0Q或电荷耦合装置(CCD)等的区域或线存储型光电转换元件。光束进入拍摄镜头210,通过光圈211、镜头接口 202和102以及测距镜(未示出)进入测距单元143。因而,可以进行已知的图像偏差方法来检测调焦,从而使得可以测量作为光学图像所形成的图像的聚焦状态。附图标记144表示快门。照相机控制单元140通过与快门控制单元141、测光单元142和测距单元143的发送或接收通信来控制一系列操作。照相机控制单元140还可以控制镜头单元200和闪光灯单元300。操作装置132、133、134、135、136、137和138用于向系统控制单元120输入各种操
作指示。这些操作装置可以是开关、拨盘、利用视线检测的指示或语音识别装置等中的一个或者多个的组合。将详细说明这些操作装置。可以使用再现开关132来进行再现显示模式操作,以将预定的图像数据显示在液晶面板显示单元125上。当再现并显示外部安装/拆卸存储器单元130中存储的图像文件时,需要使用再现开关132来进行操作。在将模式设置成再现显示模式并进行了再现开关132的操作的情况下,将再现显示模式切换成拍摄模式。使用菜单开关133来在液晶面板显示单元125上显示各种项列表。显示内容包括与摄像有关的状态设置、记录介质的格式、时钟的设置、显像参数设置和用户功能设置(定制功能的设置)。可以从该菜单中选择作为用于实现本发明的模式的“多个照相机拍摄模式”。使用模式拨盘134来切换和设置诸如自动拍摄模式、程序拍摄模式、快门优先拍摄模式、光圈优先拍摄模式、手动拍摄模式、肖像拍摄模式、风景拍摄模式、运动拍摄模式、 夜景拍摄模式和运动图像模式等的各个功能拍摄模式。
通过半按下释放按钮(SWl)或者通过全按下释放按钮(SW》来接通释放开关135。 在半按下状态下,发出用于开始诸如AF处理、AE处理、自动白平衡(AWB)处理、或EF处理等的操作的指示。在全按下状态下,进行摄像处理和显像处理,其中,摄像处理用于经由A/ D转换单元122和存储器控制单元IM将从图像传感器121读取的信号作为图像数据写入存储器127中,显像处理使用图像处理单元123或存储器控制单元IM中的计算。此外,发出用于开始记录处理的一系列操作的指示。在记录处理中进行从存储器127读取图像数据,在图像处理单元123中压缩该图像数据,并且将该图像数据写入安装至外部安装/拆卸存储器单元130的记录介质(未示出)中。操作单元136包括各种按钮开关。通过使用操作单元136,可以进行以下的操作 拍摄模式、连续拍摄模式、设置处理、微距处理、页前进处理、闪光灯设置、菜单移动、白平衡选择、拍摄图像质量选择、曝光校正、ISO感光度选择或者日期/时间设置。此外,操作单元 136包括用于开始或停止运动图像拍摄的运动图像拍摄开关、垂直和水平方向开关、用于再现图像的变焦倍率改变开关、液晶面板显示单元125的图像显示打开/关闭开关、用于在紧挨在图像拍摄之后自动再现所拍摄的图像数据的快速预览打开/关闭开关、以及用于清除再现图像的图像清除开关。此外,操作单元136包括用于选择联合图像专家组(JPEG)和运动图像专家组(MPEG)各自的压缩比和用于直接数字化图像传感器的信号并进行记录的 CXDRAW模式的压缩模式开关。此外,操作单元136包括AF模式设置开关,其中,AF模式设置开关用于设置用于持续进行自动调焦操作的伺服AF模式和用于保持在半按下释放开关时自动调焦的聚焦状态的单拍AF模式。使用电子拨盘137来设置快门速度、光圈值或曝光等。此外,可以根据电子拨盘的转动角度来转动液晶面板显示单元125上显示的所拍摄的图像。此外,可以根据电子拨盘的转动角度来转动液晶面板显示单元125上显示的表示加速度传感器的横摇角的直线。使用电源开关138来切换和设置照相机主体100的电源接通和电源断开的各模式。还使用电源开关138来切换和设置与照相机主体100连接的诸如镜头单元200、闪光灯单元300或记录介质等的各种附件装置的电源接通和电源断开。计时器139具有时钟功能、日历功能、计时器计数器功能和警告功能,并用于诸如管理休眠模式的转变时间或警告通知等的系统管理。使用天线160来与其它摄像设备通信。发送/接收电路161与系统控制单元120 连接,并且控制发送或接收。调制/解调电路162用于对发送的信息进行必要的调制处理并将信息输出至发送/接收电路161,以及对由发送/接收电路161接收到的信息进行解调处理。镜头接口 102和202是用于将照相机主体100与镜头单元200连接的接口。镜头接口 101和201是用于将照相机主体100与镜头单元200电连接的连接器。通过照相机控制单元140控制镜头接口 101和201。附件插座111和301是用于将照相机主体100与闪光灯单元300电连接的接口。附图标记200表示可更换镜头型镜头单元,附图标记210表示包括焦点调节用的透镜的拍摄镜头,以及附图标记211表示光圈。在镜头单元200中,被摄体的光学图像(未示出)可以从拍摄镜头210导入,通过光圈211、镜头接口 202和102以及快门144,并形成在图像传感器121上。距离检测单元203获得与离被摄体的距离有关的信息。距离检测单元203可以通过使用编码器测量焦点调节透镜的伸出量来计算离聚焦位置的距离。镜头控制单元204对镜头单元200进行总控制。镜头控制单元204还具有用于存储操作用的常数、变量或程序等的存储器的功能;并且还具有用于存储以下信息的非易失性存储器的功能诸如镜头单元200的唯一编号等的识别信息,管理信息,诸如开放光圈值、最小光圈值和焦距等的功能信息,以及当前和过去的各种设置值等。此外,镜头控制单元204具有用于控制光圈211的功能、用于控制拍摄镜头210的调焦的功能、以及用于控制拍摄镜头210的变焦的功能。闪光灯单元300与附件插座111连接。闪光灯发光控制单元302对闪光灯单元 300进行总控制。闪光灯发光控制单元302使用来自测光单元142的信息,控制诸如氙气管等的发光单元(未示出)的发光量或发光定时。参考图1和图3说明根据第一典型实施例的摄像系统的操作序列。响应于接通照相机的电源开关138进行该序列。通过照相机的系统控制单元120和照相机控制单元140 分别执行控制程序来实现下述处理操作。首先,在步骤S100,根据用户对菜单开关133和其它操作单元136的操作,如果选择并设置了 “多个照相机拍摄模式”,则处理进入步骤S101。如果没有将模式设置成 “多个照相机拍摄模式”,则设置正常单拍模式。在拍摄要使用的照相机中,将首先被设置为“多个照相机拍摄模式”的照相机定义为主照相机10。以确认无线连接的顺序,向从照
相机11、12.......(以下称为从照相机11和12)各自分配ID识别编号“ID1”、“ID2”、
“ID3”........在发送/接收电路161的控制下,经由天线160将ID识别编号通知给所有
从照相机11和12,并将ID识别编号存储在各照相机中的非易失性存储器128中。通过ID 识别编号来在各照相机10 12之间识别所分发的信息的源。在步骤S101,由用户进行主照相机10的初始设置。初始设置包括曝光条件设置、 测光方法、ISO感光度设置、连续拍摄模式设置、闪光灯设置、白平衡选择、拍摄图像质量选择和AF设置等。在步骤S102,如果用户半按下主照相机10的释放开关135 (SWl),则使用该操作作为触发,处理进入步骤S103。在步骤S103,在发送/接收电路161的控制下,经由天线160 将主照相机10的初始设置通知给所有从照相机11和12。通过该处理,将所有从照相机11 和12设置成相同条件。在步骤S104,在各照相机10 12中,根据拍摄信息来输入画面内的亮度信息,并且判断所拍摄的图像是否具有适当的亮度。如果亮度不适当,则通过改变图像传感器121 的累积时间或改变读取增益来调整所拍摄图像的亮度。根据示出所拍摄图像的适当亮度的累积时间的信息或读取增益的信息、以及步骤SlOl中所设置的曝光设置值,来计算曝光时间和光圈值。在步骤S105,在各照相机10 12中,测距单元143计算被摄体的聚焦状态。在步骤S106,在各照相机10 12中,根据计算出的聚焦状态计算用于获得聚焦状态的镜头移动量,并且将计算出的镜头移动量输出至镜头控制单元204。通过使用该移动量,镜头控制单元204驱动焦点调节用的透镜。通过该操作,拍摄镜头210获得被摄体的聚焦状态。在步骤S 107,在各照相机10 12中,距离检测单元203测量焦点调节透镜的伸出量,并且计算离聚焦位置的距离。在步骤S108,在各照相机10 12之间,经由无线通信分发离聚焦位置的距离的信息。在步骤S109,在各照相机10 12中,通过使用各照相机10 12中所分发的离聚焦位置的距离的信息来确定景深。参考图1说明景深的确定方法。在图1中,附图标记13 表示主照相机10中的被摄体20的聚焦位置,附图标记14表示从照相机11中的被摄体20 的聚焦位置,以及附图标记15表示从照相机12中的被摄体20的聚焦位置。围绕主照相机10的摄像面中心,定义坐标系Σ M,其中,摄像面的水平方向为Xm轴, 摄像面的垂直方向为Ym轴,镜头的光轴方向为4轴。类似地,围绕从照相机11的摄像面中心,定义坐标系Σ S1,其中,摄像面的水平方向为Xsi轴,摄像面的垂直方向为Ysi轴,镜头的光轴方向为Zsi轴。如果根据以下等式(1)来定义坐标系Σ S1中的聚焦位置14的位置坐标, 则可以通过以下等式C3)计算坐标系Σ Μ中的聚焦位置14的位置坐标(以下等式O))。
权利要求
1.一种摄像系统,用于使用能够相互通信的多个摄像设备来拍摄同一被摄体的图像, 其中,所述多个摄像设备中的至少一个摄像设备向所述多个摄像设备中的其它摄像设备发送离聚焦位置的距离的信息或者包括聚焦位置的所拍摄图像,以及所述多个摄像设备中的各个摄像设备使用所述离聚焦位置的距离的信息或者所述包括聚焦位置的所拍摄图像,来确定各自的景深。
2.根据权利要求1所述的摄像系统,其特征在于,在所述摄像系统中的所述多个摄像设备之间,相互发送或接收各个摄像设备中的离聚焦位置的距离的信息或者各个摄像设备中所拍摄的包括聚焦位置的所拍摄图像,以及所述多个摄像设备中的各个摄像设备使用所有所述多个摄像设备中的离聚焦位置的距离的信息或者所有所述多个摄像设备中所拍摄的包括聚焦位置的所拍摄图像,来确定各自的景深。
3.根据权利要求1所述的摄像系统,其特征在于,由所述摄像系统中的所述多个摄像设备中的所述至少一个摄像设备所发送的离聚焦位置的距离的信息是离在所述至少一个摄像设备中所选择的要对所述被摄体聚焦的多个点的距离的信息。
4.一种摄像设备,包括摄像单元,用于拍摄被摄体的图像; 摄像光学单元,被配置为能够改变焦距;计算单元,用于计算所述摄像光学单元对于所述被摄体的聚焦状态; 检测单元,用于检测离所述摄像光学单元对于所述被摄体的聚焦位置的距离; 发送/接收单元,用于与其它摄像设备发送或接收信息;以及确定单元,用于使用由所述发送/接收单元所接收到的、所述其它摄像设备中的离聚焦位置的距离的信息,来确定所述摄像设备自身的景深。
5.根据权利要求4所述的摄像设备,其特征在于,通过使用所述摄像设备自身中的离聚焦位置的距离的信息和所述其它摄像设备中的离聚焦位置的距离的信息,基于最近的聚焦位置的距离和最远的聚焦位置的距离,来确定由所述摄像设备的所述确定单元所输出的所述摄像设备自身的景深。
6.根据权利要求4所述的摄像设备,其特征在于,由所述摄像设备的所述发送/接收单元所接收到的所述其它摄像设备中的聚焦位置的位置坐标被转换成以所述摄像设备自身为基准的位置坐标。
7.根据权利要求4所述的摄像设备,其特征在于,所述确定单元包括用于选择要对所述被摄体聚焦的多个点的选择单元。
8.一种摄像设备,包括摄像单元,用于拍摄被摄体的图像; 摄像光学单元,被配置为能够改变焦距;测距单元,用于计算所述摄像光学单元对于所述被摄体的聚焦状态; 发送/接收单元,用于与其它摄像设备发送或接收信息;以及确定单元,用于使用由所述发送/接收单元所接收到的、由所述其它摄像设备所拍摄的包括聚焦位置的所拍摄图像,来确定所述摄像设备自身的景深。
9.根据权利要求8所述的摄像设备,其特征在于,所述确定单元通过使用由所述摄像设备自身所拍摄的包括聚焦位置的所拍摄图像和由所述其它摄像设备所拍摄的包括聚焦位置的所拍摄图像,来计算由所述摄像设备自身所拍摄的包括聚焦位置的所拍摄图像中的所述其它摄像设备的聚焦位置,从而确定所述摄像设备自身的景深。
10.根据权利要求8所述的摄像设备,其特征在于,所述确定单元包括用于选择要对所述被摄体聚焦的多个点的选择单元。
全文摘要
本发明涉及摄像系统和摄像设备。所述摄像系统用于使用能够相互通信的多个摄像设备来拍摄同一被摄体的图像。所述摄像设备中的至少一个摄像设备向所述摄像设备中的其它摄像设备发送离聚焦位置的距离的信息或者包括所述聚焦位置的所拍摄图像,并且所述摄像设备各自使用离所述聚焦位置的距离的信息或包括所述聚焦位置的所拍摄图像来确定各自的景深。
文档编号H04N13/00GK102375323SQ20111024319
公开日2012年3月14日 申请日期2011年8月22日 优先权日2010年8月20日
发明者盐崎智行 申请人:佳能株式会社
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