立体视频成像设备、会聚距离调整方法和用于会聚距离调整方法的程序的制作方法
【专利摘要】本发明解决精细地配置焦距和会聚距离的问题。立体视频成像设备（100）提供有左镜头光学系统（121L）和右镜头光学系统（121R），其包括在特定基线长度的任一侧上布置的一对左和右成像镜头。该设备（100）还提供有：对焦环，用于调整左镜头光学系统（121L）和右镜头光学系统（121R）的对焦；和控制电路，用于调整从该一对左和右成像镜头的光轴在其交叉的会聚点到成像镜头的会聚距离。控制电路通过使用从焦点到要设置的会聚点的距离作为偏移距离来调整会聚距离，并且向焦距添加偏移距离。
【专利说明】立体视频成像设备、会聚距离调整方法和用于会聚距离调整方法的程序
【技术领域】
[0001]本发明涉及当应用于例如通过调整会聚距离来采集三维(3D)图像的情况时优选的三维图像采集设备、会聚距离调整方法和程序。
【背景技术】
[0002]传统地，通过组合两个图像采集设备来配置采集3D图像的图像采集系统。在图像采集系统中，例如为了再现双眼视差，两个图像采集设备与半镜组合并且附接到框架(rig),由此采集图像。近年来，已经使用图像采集系统，在图像采集系统中，向一个图像采集设备提供左右两个镜头，并且这两个镜头用于使得其能够采集3D图像。
[0003]在下面的描述中，观看者的右眼和左眼的视线在其交叉的点称为“会聚点”，并且由视线的交叉形成的角度称为“会聚角”。对于其中通过由3D图像采集设备支撑的右镜头和左镜头光学系统替代观看者的右眼和左眼的情况，会聚点和会聚角的定义保持有效。会聚是当调整3D图像的3D效果(深度和弹出)时使用的参数。对于当投影图像在屏幕上时三维地观看图像的观看者，在会聚点的位置采集其图像的被摄体看上去存在于该屏幕上。另一方面，在会聚点前面采集其图像的被摄体看上去跳到该屏幕的前面，并且在会聚点后面采集其图像的被摄体看上去退到屏幕的后面。因此，在当采集3D图像时的时刻，除了调整诸如由图像采集设备采集二维(2D)图像必要的对焦、变焦和光圈之类的参数之外，还有必要调整会聚点。
[0004]传统地，通过由改变相对于提供给相机的左镜头和右镜头的光轴的倾斜而调整会聚角，改变从图像采集镜头到会聚点的会聚距离。采集3D图像的图像采集人独立调整会聚点和焦点(FP)，以在考虑期望会聚点的情况下采集3D图像。
[0005]专利文献I公开用于在自动调整对焦之后通过手动操作来调整会聚角的技术。
[0006]专利文件1:日本专利申请特开第2002-90921号
【发明内容】
[0007]技术问题
[0008]顺便提及，当图像采集人首先移动焦点时，在通过集中在已移动的焦点来采集期望3D图像的每一种情况下都必须进行重新调整会聚点的操作。相反，当移动会聚点时，在集中在已移动的会聚点的每一种情况下都必须进行重新调整焦点的操作。即，当移动焦点和会聚点之一以采集由图像采集人期望的3D图像时，另一个要被调整到期望位置。每当采集图像时，不得不通过使用对焦环或者会聚环来调整该操作，这是麻烦的工作。另外，为了在图像采集期间在动态改变焦点的同时跟踪焦点来手动调整会聚点，图像采集人必须具有高超的图像采集技巧。
[0009]鉴于上述情况，本公开已经作出并且具有优选和容易调整焦点和会聚距离的目的。[0010]技术方案
[0011]在本公开中，通过对焦包括以预定轴间距离布置的一对右图像采集镜头和左图像采集镜头的光学系统来调整焦点。
[0012]接着，将从图像采集镜头的光轴方向上的焦点到要设置的会聚点的距离设置为偏移距离。
[0013]另外，向从图像采集镜头到焦点的焦距添加偏移距离，由此调整从该一对右图像采集镜头和左图像采集镜头的光轴在其交叉的会聚点到上述会聚点的会聚距离。
[0014]作为结果，可以基于偏移距离和焦距调整会聚距离。
[0015]技术效果
[0016]根据本公开，在调整焦距之后，向焦距添加偏移距离，由此调整会聚距离。以这样的方式，可以根据焦距自动调整会聚距离，所以手动并独立调整焦距和会聚距离的工作是不必要的，并且可以优选地并且容易地采集3D图像。
【专利附图】
【附图说明】
[0017][图1]用于示出根据本公开第一实施例的3D图像采集设备的焦距、偏移距离和会聚距离的示例的说明图。
[0018][图2]示出根据本公开的第一实施例的3D图像采集设备的前视图。
[0019][图3]示出根据本公开的第一实施例的3D图像采集设备的左侧视图。
[0020][图4]示出根据本公开的第一实施例的调整环的透视视图。
[0021][图5]示出根据本公开的第一实施例的调整环的侧视图。
[0022][图6]示出根据本公开的第一实施例的变焦、对焦和会聚的调整电路的结构的示例的框图。
[0023][图7]根据本公开的第一实施例的用于设置偏移距离的设置菜单的显示示例的说明图。
[0024][图8]根据本公开的第一实施例的在变焦调整时的操作示例的说明图。
[0025][图9]根据本公开的第一实施例的在对焦调整时的操作示例的说明图。
[0026][图10]根据本公开的第一实施例的在会聚调整时的操作示例的说明图。
[0027][图11]根据本公开的第二实施例的、用于设置进行自动跟踪的偏移距离的设置菜单的显示示例的说明图。
【具体实施方式】
[0028]在下文中，将描述用于实现本公开的模式(在下文中称为实施例)。应当注意，将以下面的顺序给出描述。
[0029]1.第一实施例(自动调整会聚距离的示例)
[0030]2.第二实施例(使得会聚距离进行自动跟踪的示例)
[0031]3.修改示例
[0032]〈1.第一实施例>
[0033](自动调整会聚距离的示例)
[0034]在下文中，将参考图1到图10描述本公开的第一实施例(在下文中，称为“本示例”)。
[0035]在本实施例中，将描述应用能够从多个视点采集相同被摄体的图像的双镜头3D图像采集设备100的示例。3D图像采集设备100执行程序，由此实现由相互协作的内部块进行的会聚距离调整方法。首先，将参考图1描述焦距、偏移距离和会聚距离之间的关系。
[0036](焦距、偏移距离和会聚距离的描述)
[0037]图1A和IB是焦距、偏移距离和会聚距离的说明图。图1A示出焦点和会聚点在被摄体存在的位置相互一致的示例。
[0038]3D图像采集设备100提供有左镜头光学系统121L和右镜头光学系统121R，包括以轴间距离(IAD)布置的一对右图像采集镜头和左图像采集镜头，该轴间距离等于人的右眼和左眼的宽度。提供给3D图像采集设备100的左镜头光学系统121L和右镜头光学系统121R布置在倾斜方向上，从而镜头的光轴朝向被摄体交叉，并且通过使用位移镜头(未示出)朝前或者朝后移动光学系统的会聚点。
[0039]左镜头光学系统121L和右镜头光学系统121R具有下级-上级关系。下级光学系统的操作链接到上级光学系统的操作。在本示例中，左镜头光学系统121L是上级，而右镜头光学系统121R是下级。另外，作为上级的左镜头光学系统121L定向到被摄体并且对焦在其上。应当注意，右镜头光学系统121R可以是上级，而左镜头光学系统可以是下级。
[0040]3D图像采集设备100布置在被摄体的前面，并且左镜头光学系统121L和右镜头光学系统121R对焦在作为被摄体的人的头部上。在下面的描述中，从左镜头光学系统121L的图像采集镜头到左镜头光学系统121L的光轴方向上的焦点F的距离称为“焦距”。以相同的方式，从左镜头光学系统121L的图像采集镜头到左镜头光学系统121L的光轴方向上的会聚点A的距离称为“会聚距离”。
[0041]左镜头光学系统121L和右镜头光学系统121R关于作为轴间距离的中间点上的轴的垂线对称，并且右镜头光学系统121R根据左镜头光学系统121L的操作来操作。因此，右镜头光学系统121R中的焦距和会聚距离分别与左镜头光学系统中的距离相等。
[0042]图1B示出设置会聚点BI和B2的示例。
[0043]光学系统将焦点F2设置在作为被摄体的人的头部上，以在其上集中焦点。这里，当设置焦点F2为基准时到会聚点BI或者会聚点B2的距离称为“偏移距离”。例如，在焦点F2设置为±0m作为偏移距离的基准的情况下，当从图像采集镜头观看时焦点F2的前侧设置为负偏移距离，并且当从图像采集镜头观看时焦点F2的后侧设置为正偏移距离。因此，当偏移距离设置为-1m时，会聚点B2设置为在被摄体前面lm。然后，向焦距添加偏移距离(-1m),由此获取在会聚点B2处的会聚距离(_lm)。此时，满足焦距 > 会聚距离的关系。
[0044]另一方面,偏移距离设置为+Im时,会聚点BI设置为在被摄体后面lm。然后，向焦距添加偏移距离(+lm)，由此获取在会聚点BI处的会聚距离(+lm)。此时，满足焦距〈会聚距尚的关系。
[0045]应当注意，在图1B中，左镜头光学系统121L作为上级在光轴上的距离定义为“偏移距离”，但是距离可以对左镜头系统121L和右镜头光学系统121R的光轴的中心线(本示例中的垂线)再次定义。另外，在期望强调被对焦的被摄体存在于屏幕后面的情况下，会聚点可以设置为比焦距更短的距离。另一方面，在期望使得被对焦的被摄体要从屏幕弹出的情况下，会聚点可以设置为比焦距更长的距离。[0046](3D图像采集设备的结构)
[0047]图2是示出根据本发明的第一实施例的3D图像采集设备的前视图。
[0048]图3是示出根据本发明的第一实施例的3D图像采集设备的左侧视图。
[0049]3D图像采集设备100包括主体单元110和镜头单元120。
[0050]双镜头型3D图像采集设备100通过图像采集元件转换将右镜头和左镜头捕获的被摄体的右图像和左图像转换为电信号，并且进行A/D转换。此后，通过诸如HDV (高清视频)方法之类的预定方法，进行压缩编码，由此在右和左半导体记录介质中记录它们。作为图像采集元件，例如可以使用CXD (电荷耦合器件)成像器、CMOS (互补金属氧化物半导体)传感器等。
[0051]在3D图像采集设备100的侧表面上，提供调整环200，其由用于作出变焦、对焦和会聚的调整的三个环组成。组合三个环为共轴的并且可以通过相互独立地旋转而操作。另夕卜，为了作出变焦、对焦和会聚的调整，提供变焦环210、对焦环220和会聚环230。为了由图像采集人采集期望的3D图像，一般地，在很多情况下，重复地交替调整对焦和会聚。然而，因为使用用于对焦调整的对焦环220和用于与调整环200共轴并且相互独立可旋转的会聚调整的会聚环230，能够改进调整工作的效率。
[0052]本示例中的3D图像采集设备100提供有指令按钮240，其布置在会聚环230的中心部分并且在对焦环220和会聚环230的轴向上突出。当由图像采集人按压指令按钮240时，除了由会聚环230的会聚距离的调整之外，向控制电路312 (参见稍后描述的图6)给出用以开始调整会聚距离的指令。指令按钮240用作调整指令单元，其给出开始调整从会聚点到图像采集镜头的会聚距离的指令，该对左右图像采集镜头的光轴在该会聚点交叉。
[0053]此外，对主体单元110提供用于连接到外部设备、各种操作按钮组、手柄111、显示单元113、电池适配器(未示出)、存储器卡槽(未示出)等的各种接口组。接口组和电池适配器主要提供在主体单元110的背部分。接口的示例包括数字视频和音频的输入端和输出端、模拟视频和音频的输入端和输出端、用于控制的输入端、监视器输出端、耳机输出端等。另外，可以向电池适配器附接和从其拆卸电池(未示出)。
[0054]操作单元115、显示单元113和存储器卡槽主要提供在主体单元110的侧表面上。对于操作单元115，例如包括电源按钮、记录按钮、再现按钮、快进按钮、后退按钮、快门按钮和其他按钮。显示单元113用于显示正在采集的图像、所记录的图像、图形用户界面(⑶I)(用于进行功能选择或者设置操作或者用作设置偏移距离的设置单元)等。另外，显示单元113围绕两个轴可旋转地提供在主体单元110的侧表面上。作为半导体记录介质的存储器卡可以附接到存储器卡槽并且从存储器卡槽拆卸，并且存储器卡槽可以向存储器记录数字图像数据并且从存储器卡槽读取数字图像数据。
[0055]例如，使用液晶显示器、有机EL显示器等作为显示单元113，并且为了在由图像采集人采集被摄体的图像的同时检查3D图像，显示单元可以用作3D监视器。另外，在显示单元113上，利用自动对焦和不同的手动对焦的设置进行显示。应当注意，显示单元113仅显示由作为上级操作的左镜头光学系统121L采集的左图像，或者在使用立体影片的情况下(其中，例如，以绿色显示左图像而以红色显示右图像)，显示绿色的左图像。这些图像可以由取景器(未示出)显示。
[0056]操作按钮组的一部分和手柄111主要提供在主体单元110的上表面上。手柄111由图像采集人使用，从而支撑3D图像采集设备100。在手柄111的前面，附接麦克风119，并且在主体单元110中，容纳诸如CPU (中央处理器)之类的控制电路、右和左图像采集元件、信号处理电路、编码器电路等。
[0057]对于镜头单元120，在右方向和左方向上平行地提供右镜头光学系统121R和左镜头光学系统121L,并且根据设置的会聚角，倾斜右镜头光学系统121R和左镜头光学系统121L的光轴。当操作左镜头光学系统121L时,右镜头光学系统121R与左镜头光学系统121L的操作同步地调整变焦、对焦和会聚。
[0058]另外，在镜头单元120的末端部分上，提供限制入射在右镜头系统121R和左镜头光学系统121L上的光的波长的镜头滤光器。另外，提供出于各种目的保护右镜头光学系统121R和左镜头光学系统121L的图像采集镜头的镜头遮光罩125。
[0059]在镜头单元120的侧表面上，除了调整环200之外，还提供由图像采集人的手握住的握把单元127，并且向握把单元127提供广角/立体切换器218。另外，在镜头单元120的侧表面上，提供作出调整以减少进入右镜头光学系统121R和左镜头光学系统121L的光量的暗滤光按钮129。另外，还提供通过调整曝光来调整要采集的图像的亮度的光圈拨盘130
坐寸ο
[0060](调整环的结构)
[0061]下面，将参考图4和5描述调整环200的结构。
[0062]图4是示出调整环200的透视视图。
[0063]图5是示出调整环200的侧视图。
[0064]调整环200由用于调整变焦的变焦环210、用于调整对焦的对焦环220和用于调整会聚的会聚环230组成。变焦环210、对焦环220和会聚环230以嵌套结构组合并且相互独立地且在向前和向后方向上共轴地自由可旋转。
[0065]变焦环210是布置在调整环200中的最外侧上的旋转单元。
[0066]对焦环220用作通过由旋转对焦光学系统来调整焦点的对焦调整单元。
[0067]会聚环230以嵌套结构与具有不同外直径的对焦环220共轴地组合。与会聚环230独立于对焦环220地旋转，由此调整会聚点。另外，会聚环230在变焦环210的内侧上自由地旋转并且在对焦环220的内侧上自由地旋转。由此，以变焦环210、对焦环220和会聚环230的顺序减小变焦环210、对焦环220和会聚环230的外直径。因此，图像采集人可以容易地识别正在操作的环的位置关系，结果是预期可操作性的改进。
[0068]在变焦环210的外周表面上，形成防滑缝211。另外，对焦环220具有在轴向从变焦环210突出的突出部分221。在突出部分221的外周表面上，形成防滑缝222。另一方面，在对焦环220的内侧上自由可旋转布置的会聚环230的末端位置设置为等于或者基本等于对焦环220的末端部分。会聚环230的末端部分以类似白形下凹，并且在下凹部分的内周表面(斜坡)上形成防滑缝231。
[0069]如上所述，调整环200具有其中变焦环210布置在调整环200的最外侧上的结构。另外，对焦环220布置在变焦环210之内，并且会聚环230布置在变焦环210之内。另外，对焦环220从变焦环210突出。
[0070]然而，结构不限于以上结构，并且变焦环210可以布置在调整环220的最内侧上，并且在其外周上，对焦环220和会聚环230可以以这样的顺序布置在外周上。可替代地，会聚环230和对焦环220可以以这样的顺序布置。另外，只要图像采集人进行方便的操作，调整环220就可以提供在除了主体单元110的侧表面之外的地方。另外，会聚环230可以从对焦环220突出，并且防滑缝可以形成在会聚环230的突出部分的外周表面上。
[0071 ](变焦、对焦和会聚的调整电路)
[0072]图6是示出用于变焦、对焦和会聚的调整电路的结构的示例的示图。
[0073]3D图像采集设备100包括分别与调整环200的变焦环210、对焦环220和调整环220对应的以下电路。S卩，提供旋转编码器310、302和303 ;光学系统控制电路304 ;变焦驱动电路305 ;对焦驱动电路306和会聚驱动电路307。另外，提供左光学系统变焦致动器308L、左光学系统对焦致动器309L和左光学系统会聚致动器310L。类似地，提供右光学系统变焦致动器308R、右光学系统对焦致动器309R和右光学系统会聚致动器310R。对焦环220用作调整右镜头光学系统121R和左镜头光学系统121L的焦点(焦距)的位置的对焦调整单元。
[0074]由经受独立旋转操作的变焦环210、对焦环220和会聚环230输出的旋转信息由被提供以与各个环对应的旋转编码器301、302和330检测。由转换编码器301、302和303获取的检测信息传送到诸如CPU之类的光学系统控制电路304。基于与变焦调整对应的旋转编码器301的检测信息，光学系统控制电路304通过进行与变焦调整有关的预定操作处理来获取控制量，并且供应与控制量对应的控制信息到变焦驱动电路305。
[0075]基于该控制信息，变焦驱动电路305驱动左光学系统变焦致动器308L和右光学系统变焦致动器308R。作为结果，调整右镜头光学系统121R和左镜头光学系统121L的变焦。另外，基于与变焦调整对应的、旋转编码器302的检测信息，光学系统控制电路304通过进行与对焦调整有关的预定操作处理来获取控制量，并且根据控制量供应控制信息到对焦驱动电路306。
[0076]基于控制信息，对焦驱动电路306驱动左光学系统对焦致动器309L和右光学系统对焦致动器309R。作为结果，作出用于右镜头光学系统121R和左镜头光学系统121L的对焦调整。
[0077]另外，光学系统控制电路304通过基于与会聚调整对应的旋转编码器的检测信息，进行与会聚调整有关的预定操作处理来获取控制量。然后，供应与控制量对应的控制信息到会聚驱动电路307。基于控制信息，会聚驱动电路307驱动左光学系统会聚致动器310L和右光学系统会聚致动器310R。作为结果,作出用于右镜头光学系统121R和左镜头光学系统121L的会聚调整。
[0078]此外，3D图像采集设备100提供有用作对焦距离检测单元的对焦位置传感器311，其基于轴间距离和来自从左镜头光学系统121L接收到的信息的焦点，检测从图像采集镜头到焦点的焦距。通过应用三角测量，焦点位置传感器311可以依据预先获取的轴间距离和焦点来获取焦距。
[0079]此外，3D图像采集设备100提供有基于焦距获取会聚距离的控制电路312。控制电路312用作控制单元，当按压给出用以开始调整会聚距离的指令的指令按钮240时，控制单元调整从图像采集镜头到会聚点的会聚距离。此时，在由对焦环220调整焦点之后，控制电路312设置从光轴方向上的图像采集镜头的焦点到要设置的会聚点的距离为偏移距离。然后，向从图像采集镜头到焦点的焦距添加偏移距离，由此调整从图像采集镜头到会聚点的会聚距离。
[0080]这里，如上参考图1B所述，在作出调整从而会聚点布置在焦点后面的情况下，控制电路312向焦距添加正偏移距离。另一方面，在作出调整从而会聚点布置在焦点前面的情况下，控制电路312向焦距添加负偏移距离。作为结果，可以仅通过由图像采集人按下指令按钮来依据焦距自动地调整会聚距离。
[0081]如上所述，3D图像采集设备100呈现用于进行会聚距离的自动调整的指令按钮240和用于设置会聚点和焦点之间的位置关系的菜单。虽然该菜单包括在电视单元113上显示的GUI，但是菜单的功能可以由附接到主体单元110的操作按钮等实现。通过使用该菜单，对于图像采集人可以预先设置会聚点和焦点之间的期望位置关系(距离)作为偏移距离。然后，在图像采集时进行对焦之后，仅仅通过用于指令按钮240的按压操作，3D图像采集设备100自动调整会聚点位置。因此，可以简化由图像采集人手动进行的焦点的会聚点的调整工作，并且容易获取期望3D图像。
[0082]图7是示出在显示单元113上显示的、用于设置偏移距离的设置菜单的显示示例的图。
[0083]当进行用于操作单元115的输入操作时，控制电路312在显示单元113上显示用于由图像采集人设置偏移距离的值的菜单屏幕。通过用于操作单元115的操作输入，图像采集人可以预先设置用于计算会聚距离的偏移距离作为“会聚偏移距离”。因此，当在当采集3D图像时的时刻按压指令按钮240时，3D图像采集设备100可以根据所设置的偏移距离来调整会聚距离。
[0084](选择操作的示例)
[0085]这里，将描述选择操作的示例。
[0086]首先，图像采集人从在显示单元113上显示的、用于设置偏移距离的菜单屏幕上选择偏移距离的值。
[0087]在图像采集时，进行在被摄体上对焦之后，基于所选择的偏移距离，控制电路312基于从对焦位置传感器311获取的焦距来获取会聚角度。然后，控制电路312关于会聚驱动电路307改变左镜头光学系统121L和右镜头光学系统121R中的图像采集镜头的光轴，由此根据会聚点设置会聚角。
[0088]例如，如下获取会聚距离。
[0089]在从显示单元113的菜单屏幕通过操作单元115设置的偏移距离是+Im并且焦距是3m的情况下，设置4m=3m+lm的会聚距离。此时，从左镜头光学系统121L和右镜头光学系统121R确定每个具有4m的半径的弧的交叉点。然后，控制电路312依据表(或者计算)从左镜头光学系统121L和右镜头光学系统121R确定光轴到弧的交叉点的角度(会聚角Θ )。在该表中，预先存储会聚角与焦距的关系。因此，控制电路312向会聚驱动电路307给出用以调整会聚的指令，以根据会聚角使得会聚点移动。作为结果，在图像采集镜头的光轴的垂直平面上、水平方向或左右方向上驱动透镜组的一部分(例如，移位透镜)，将会聚角设置为预定值0。
[0090]此后，图像采集人检查3D图像采集的效果，同时观看在显示单元113上显示的图像。这里，如果不实现意图采集的3D图像，则再次设置偏移距离。对于显示单元113，因为使用3D取景器或者3D监视器，所以图像采集人可以检查实时采集的3D图像的效果。然而，可以通过从HDD (未示出)等读取图像基于再现的视频数据来检查3D图像。
[0091]下面，将参考图8到10描述调整环200的操作示例。
[0092]图8是示出变焦调整时的操作示例的图。
[0093]图像采集人在变焦调整时将手指放到变焦环210的外周表面以旋转并且操作变焦环210。通过该操作，由旋转编码器301检测旋转信息，结果是可以作出变焦调整。
[0094]图9是示出对焦调整时的操作示例的图。
[0095]图像采集人在对焦调整时将手指放到对焦环220的突出部分221的外围表面以旋转并且操作对焦环220。通过该操作，由旋转编码器302检测旋转信息，结果是可以作出对焦调整。
[0096]图10是示出会聚调整时的操作示例的图。
[0097]图像采集人在会聚调整时将手指放到会聚环230的末端部分的类似白的下凹部分的内周表面以旋转并且操作会聚环230。通过该操作，由旋转编码器303检测旋转信息，结果是可以作出会聚调整。
[0098]变焦环210、对焦环220和会聚环230共轴组合并且集成为调整环220。因此，图像采集人可以通过稍微移动图像采集人的手在变焦、对焦和会聚之间平滑地改变调整目标。另外，因为变焦环210、对焦环220和会聚环230共轴旋转，所以可以获取相同操作感觉。由此，紧接在改变调整目标之后，马上可以开始另一调整。具体地，在交替并且重复进行类似对焦和会聚调整的调整任务中，可以预期效率的改进。
[0099]如上所述，变焦环210、对焦环220和会聚环230共轴组合并且集成为调整环220。利用该结构，可以通过稍微移动图像采集人的手在变焦、对焦和会聚之间平滑地改变调整目标。另外，变焦环210、对焦环220和会聚环230共轴旋转，并且当不触摸环时不改变设置值。因此，在图像采集人在调整之后移开手并且再次作出调整的情况下，可以从先前设置的值重新开始作出调整。具体地，在交替并且重复进行类似对焦和会聚的调整任务中，可以预期效率的改进。另外，在对焦调整对于变焦调整变得必要时，可以增加包括变焦调整的调整任务的效率。
[0100]通过根据上述本实施例的3D图像采集设备100，可以仅仅通过按压指令按钮240根据偏移距离而轻易地设置会聚距离。因此，与相关技术中通过手动操作单独设置焦距和会聚距离的情况比较，可以显著减少直至完成会聚距离的改变的时间。另外，因为不改变曾经设置的偏移距离，所以可以仅仅通过按压指令按钮240而稳定地采集具有恒定偏移距离的3D图像，并且不生成由于在图像采集期间的偏移距离改变而引起的奇怪感觉。由此，可以在采集高质量3D图像的情况下，实现3D图像采集设备100的简易的可操作性。
[0101]另外，用在调整环200的中心部分上的轴向突出的按钮来布置指令按钮240。因此，没有可能的是图像采集人在普通操作中错误地触摸指令按钮240，并且防止采集不意图的3D图像。
[0102]此外，可以由用户将偏移距离设置为任何值。因此，可以轻易地改变偏移距离，并且当采集具有稍微不同的会聚距离的相同被摄体的图像时，可以减少操作的时间和努力。
[0103]<2.第二实施例>
[0104](使得会聚距离进行自动跟踪的示例)
[0105]下面，将参考图11描述本实施例的第二实施例。在本实施例中，将给出对3D图像采集设备100的应用的示例的描述，在该示例中，即使在当采集3D
[0106]图像时通过自动对焦等改变了焦距的情况下，由使得会聚距离自动跟踪焦距的改变来改变会聚距离。在下面的描述中，用相同的参考标记表示与第一实施例中描述的图1到4中的那些部分对应的部分，并且将省略其详细描述。
[0107]图11是示出用于设置要自动跟踪的偏移距离的设置菜单的显示示例的示图。
[0108]控制电路312在显示单元113上显示菜单屏幕，用于选择是否使得会聚点自动跟踪由对焦环220调整的焦点以及是否调整会聚距离。当图像采集人设置自动跟踪为开启时，在设置时间点之后，即使动态改变焦点，对焦位置传感器311也自动获取焦距。然后，控制电路312基于焦距通过使得会聚点实现自动跟踪来调整会聚距离，从而维持预先设置的偏移距离。
[0109]通过根据上述第二实施例的3D图像采集设备100，通过开启会聚点的自动跟踪，即使图像采集人使用自动对焦等来动态改变焦点，也自动改变会聚点，结果是调整会聚距离。由此，在仅仅通过对焦来采集移动被摄体、向后移动的被摄体等的图像的情况下，基于意图的会聚距离轻易地采集3D图像。以这样的方式，设置会聚点的复杂操作对于图像采集人是不必要的，并且图像采集人可以集中在图像采集上，所以可以增加采集3D图像的质量。
[0110]〈3.修改示例〉
[0111]应当注意，可以在不特别提供用于会聚点的自动跟踪的菜单屏幕的情况下，可以初始设置自动跟踪为开启。作为结果，即使图像采集人手动或者通过自动对焦来移动焦点，也可以在不考虑会聚点的设置的情况下采集优选3D图像。
[0112]此外，在第一和第二实施例中，对焦环220用作对焦调整单元，会聚环230用作会聚调整单元，并且指令按钮240用作调整指令单元。然而，对焦调整单元、会聚调整单元和调整指令单元可以不限于环，并且可以使用用于其的滑动切换器或者各种切换器机构。另夕卜，通过在显示单元113上的Gn中显示的菜单，可以调整各种值。
[0113]此外，在第一和第二实施例中，描述应用于双镜头3D图像采集设备100的示例，但是在相关技术中，对于通过使用两个相机生成3D图像的图像采集系统的应用是可能的。
[0114]此外，以上实施例中的系列处理可以由硬件执行，但是也可以由软件执行。在由软件执行该处理系列的情况下，可以由将配置软件的程序并入专用硬件的计算机或者安装了用于执行各种功能的程序的计算机执行软件。例如，可以在通用目的个人计算机等中安装并且执行配置期望软件的程序。
[0115]另外，可以向系统或者设备供应实现了以上实施例的功能的软件的程序代码的记录介质。另外，当然，可以由系统或者设备的计算机(或者诸如CPU之类的控制设备)读取并且执行在存储介质中存储的程序代码来实现功能。
[0116]作为用于在该情况下供应程序代码的记录介质，例如可以使用软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性存储器卡、ROM、等。
[0117]另外，通过执行由计算机读取的程序代码实现以上实施例的功能。此外，基于程序代码的指令，在在计算机上操作的OS等部分或者整体地进行实际处理。还包括通过处理实现以上实施例的功能的情况。
[0118]另外，本公开不限于以上实施例，并且当然在不脱离权利要求的范围中描述的本公开的精神的情况下，可以具有各种其他应用示例和修改示例。
[0119]应当注意，本公开可以具有以下配置。
[0120](I) 一种三维图像采集设备，包括:
[0121]光学系统，包括以预定轴间距离布置的一对右图像采集镜头和左图像采集镜头；
[0122]对焦调整单元，其通过对焦光学系统来调整焦点；以及
[0123]控制单元，其在由对焦调整单元调整焦点后向从图像采集镜头到焦点的焦距添加偏移距离，并且调整从图像采集镜头到要设置的会聚点的会聚距离，偏移距离是从图像采集镜头的光轴方向上的焦点到会聚点的距离。
[0124]( 2 )如项(I)所述的三维图像采集设备，其中
[0125]控制单元在作出调整时向焦距添加正的偏移距离，从而会聚点位于焦点之后，并且在作出调整时向焦距添加负的偏移距离，从而会聚点位于焦点之前。
[0126]( 3 )如项(I)或(2 )所述的三维图像采集设备，还包括:
[0127]设置单元，其设置偏移距离；
[0128]调整指令单元，其给出开始调整会聚距离的指令；以及
[0129]焦距检测单元，其基于轴间距离和焦点检测从图像采集镜头到焦点的焦距。
[0130](4)如项(I)至(3)中任一项所述的三维图像采集设备，其中
[0131]对焦调整单元是对焦环，其通过被旋转来调整光学系统的对焦，
[0132]三维图像采集设备还包括会聚环，其以嵌套结构与具有不同外直径的对焦环同轴组合的，并且通过将其独立于对焦环地旋转来调整会聚距离，其中
[0133]调整指令单元是按钮，其在对焦环和会聚环的轴向上突出并且与独立于会聚环的会聚距离的调整地、通过将其按压而向控制单元给出指令以开始会聚距离的调整。
[0134](5)如项(I)至(4)中任一项所述的三维图像采集设备，其中
[0135]控制单元在显示单元上显示用于设置偏移距离的值的菜单屏幕。
[0136](6)如项(I)至(4)中任一项所述的三维图像采集设备，其中
[0137]控制单元在显示单元上显示用于使得选择控制单元是否通过跟踪由对焦调整单元调整的对焦来调整会聚距离的菜单屏幕。
[0138](7) 一种会聚距离调整方法，包括:
[0139]将包括以预定轴间距离布置的一对右图像采集镜头和左图像采集镜头的光学系统对焦，并且调整焦点；以及
[0140]向从图像采集镜头到焦点的焦距添加偏移距离，并且调整从图像采集镜头到要设置的会聚点的会聚距离，偏移距离是从图像采集镜头的光轴方向上的焦点到会聚点的距离。
[0141](8) 一种使得计算机执行以下步骤的程序:
[0142]将包括以预定轴间距离布置的一对右图像采集镜头和左图像采集镜头的光学系统对焦，并且调整焦点；以及
[0143]向从图像采集镜头到焦点的焦距添加偏移距离，并且调整从图像采集镜头到要设置的会聚点的会聚距离，偏移距离是从图像采集镜头的光轴方向上的焦点到会聚点的距离。
[0144]参考标记描述[0145]100三维图像采集设备
[0146]110主体单元
[0147]113显示单元
[0148]115操作单元
[0149]120镜头单元
[0150]121L左镜头光学系统
[0151]121R右镜头光学系统
[0152]123镜头滤光器
[0153]125镜头罩
[0154]200调整环
[0155]210变焦环
[0156]220对焦环
[0157]230会聚环
[0158]240设置按 钮
[0159]311对焦位置传感器
[0160]312控制电路
【权利要求】
1.一种三维图像采集设备，包括: 光学系统，包括以预定轴间距离布置的一对右图像采集镜头和左图像采集镜头； 对焦调整单元，其通过对焦光学系统来调整焦点；以及 控制单元，其在由对焦调整单元调整焦点后向从图像采集镜头到焦点的焦距添加偏移距离，并且调整从图像采集镜头到要设置的会聚点的会聚距离，偏移距离是从图像采集镜头的光轴方向上的焦点到会聚点的距离。
2.根据权利要求1所述的三维图像采集设备，其中 控制单元在作出调整时向焦距添加正的偏移距离，从而会聚点位于焦点之后，并且在作出调整时向焦距添加负的偏移距离，从而会聚点位于焦点之前。
3.根据权利要求2所述的三维图像采集设备，还包括: 设置单元，其设置偏移距离； 调整指令单元，其给出开始调整会聚距离的指令；以及 焦距检测单元，其基于轴间距离和焦点检测从图像采集镜头到焦点的焦距。
4.根据权利要求3所述的三维图像采集设备，其中 对焦调整单元是对焦环，其通过被旋转来调整光学系统的对焦， 三维图像采集设备还包括会聚环，其以嵌套结构与具有不同外直径的对焦环同轴组合，并且通过将其独立于对焦环地旋转来调整会聚距离，其中 调整指令单元是按钮，其在对焦环和会聚环的轴向上突出并且与独立于会聚环的会聚距离的调整地、通过将其按压而向控制单元给出指令以开始会聚距离的调整。
5.根据权利要求4所述的三维图像采集设备，其中 控制单元在显示单元上显示用于设置偏移距离的值的菜单屏幕。
6.根据权利要求5所述的三维图像采集设备，其中 控制单元在显示单元上显示用于使得选择控制单元是否通过跟踪由对焦调整单元调整的对焦来调整会聚距离的菜单屏幕。
7.一种会聚距离调整方法，包括: 将包括以预定轴间距离布置的一对右图像采集镜头和左图像采集镜头的光学系统对焦，并且调整焦点；以及 向从图像采集镜头到焦点的焦距添加偏移距离，并且调整从图像采集镜头到要设置的会聚点的会聚距离，偏移距离是从图像采集镜头的光轴方向上的焦点到会聚点的距离。
8.一种使得计算机执行以下步骤的程序: 将包括以预定轴间距离布置的一对右图像采集镜头和左图像采集镜头的光学系统对焦，并且调整焦点；以及 向从图像采集镜头到焦点的焦距添加偏移距离，并且调整从图像采集镜头到要设置的会聚点的会聚距离，偏移距离是从图像采集镜头的光轴方向上的焦点到会聚点的距离。
【文档编号】G03B35/10GK103477280SQ201280016324
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年3月15日 优先权日:2011年4月7日
【发明者】川瀬正干, 星野弘美 申请人:索尼公司