CN102318354B - 成像装置和图像校正方法 - Google Patents

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Abstract

一种成像装置包括：成像单元，用于通过多个成像光学***来获取从多个视点成像的多个视点图像，每个成像光学***包括变焦透镜；存储单元，用于存储该成像光学***的误差；光学变焦倍率指定单元，用于接收光学变焦方率的指定指令；变焦透镜驱动单元，用于将该变焦透镜移动到与该光学变焦方率的指令相对应的位置；以及校正单元，用于设定与该变焦透镜的位置相对应的电子变焦倍率，基于该电子变焦倍率来放大在该多个视点图像内的要校正的视点图像，并且从该放大的视点图像中提取该放大的视点图像的一部分，以消除与该误差相对应的物点移位量。

Description

成像装置和图像校正方法
技术领域
本公开的主题涉及能够从多个视点(多视点)获取图像的成像装置。 
背景技术
PTL 1公开了一种立体成像装置，该立体成像装置包括：第一透镜镜筒1R，该第一透镜镜筒1R具有用于获得用于右眼的成像信息的CCD 16R；第二透镜镜筒1L，该第二透镜镜筒1L具有用于获得用于左眼的成像信息的CCD 16L；相机检测电路43，该相机检测电路43用于检测第一透镜镜筒1R的焦距和第二透镜镜筒1L的焦距；ROM 47，该ROM 47包括EEPROM，EEPROM用于预先存储第一透镜镜筒1R和第二透镜镜筒1L在各自的焦距上相对于各自的光轴中心的移位量；以及CPU 46，该CPU 46用于基于ROM 47的输出来控制CCD 16R和CCD 16L中的至少一个中在各自的焦距处的图像提取区域。 
PTL 2公开了一种立体相机2，该立体相机2包括：第一电位计25和第二电位计35，该第一电位计25和第二电位计35分别用于检测第一可变倍数透镜21和第二可变倍数透镜31的位置；校正数据存储单元52，校正数据存储单元52用于针对每个预定位置存储在第一可变倍数透镜21和第二可变倍数透镜31之间的倍数差D1；电子可变倍数电路53，该电子可变倍数电路53用于基于倍数差D1来电子地改变第二图像数据的倍率(对第二图像数据执行数字变焦(电子变焦))；以及CPU 40，该CPU 40用于从校正数据存储单元52读取与检测到的电位计25和35的位置相对应的倍数差D1，并且在电子可变倍数电路53中设定所读取的倍数差D1，以便于使第一图像数据的成像范围与第二图像数据的成像范围匹配。立体相机2进一步包括坐标转换电路，该坐标转换电路用于将在第一可变倍数透镜21和第二可变倍数透镜31之间的光轴坐标差存储在校 正数据存储单元52中，并且基于该光轴坐标差来转换第二图像数据的坐标。 
在PTL 3中，AF驱动电路2和13分别控制左右成像透镜1和12的聚焦；CCD 3和CCD 14的输出被写入到电子变焦存储器6和17；微计算机23基于与被摄物距离成比例的AF数据来控制电子变焦提取框的提取位置；并且由此，电子地控制辐辏角。 
另外，在下面的PTL 4至PTL 8中包括了与本公开的主题相关的其他现有技术。 
引用列表 
专利文献 
PTL1：日本公开专利申请公开No.H08-317424 
PTL2：日本公开专利申请公开No.2006-162991 
PTL3：日本公开专利申请公开No.H07-95623 
PTL4：日本公开专利申请公开No.H06-296252 
PTL5：日本公开专利申请公开No.2006-251683 
PTL6：日本公开专利申请公开No.2005-20606 
PTL7：日本公开专利申请公开No.H09-037302 
PTL8：日本公开专利申请公开No.H08-317429 
发明内容
技术问题 
PTL 1和PTL 2中的每一个公开了一种立体成像装置，该立体成像装置可以电子地校正由于在两个可变倍数成像透镜之间的个体差异而导致的光轴的移位，以提供物体的适当的三维观看。然而，PTL 1具有下述问题：因为根据关于每个聚焦位置在两个透镜之间的光轴移位量来计算图像提取位置和面积改变量，并且因此，即使在独立装置的相同变焦位置处，也根据在误差量上的差异(变化)来设定不同的视角。 
在PTL 2中，广角透镜被用作包括在其中执行电子变焦的第二成像单元中的透镜，并且视角通过包括在其中不执行电子变焦的第一成像单元中的透镜(即，光学变焦)来设定。因此，针对第一成像单元和第二成像单元设定的视角被设定为彼此相同。然而，PTL 2具有下述问题：因为两个透镜的结构彼此不同，并且因此难以匹配诸如失真和色像差的透镜的特性，并且由此不可以提供适当的三维观看。 
PTL 3公开了一种用于根据被摄物距离来电子地校正辐辏角的装置。然而，PTL 3没有公开用于当在PTL 3中公开的主题应用于包括可变倍数透镜的成像装置时校正视差移位的部件。另外。PTL 3没有公开用于校正在两个透镜之间的光轴移位的部件。 
在PTL 4中，当执行数字变焦(电子变焦)时，与通过电子变焦进行放大的倍率成比例地出现实际上没有从其读出图像信号的像素的区域。而且，当变焦透镜位于广角端时，没有出现实际上没有从其读出图像信号的像素的区域。因此，在现有技术中，当两个可变倍数成像透镜位于广角端时，不能电子地校正由于在两个透镜之间的个体差异而导致的光轴移位。 
为了校正具有相同特性的多个可变倍数透镜的制造误差和视差，本公开的主题根据光学变焦位置(可变倍数透镜的位置)以统一的方式来设定电子变焦的倍率，以便于获得适当的三维图像并且最大化广角侧的视角。 
对于问题的解决方案 
根据本公开的主题的一种成像装置可以包括：成像单元，所述成像单元用于通过多个成像光学***来获取从多个视点成像的多个视点图像，每一个成像光学***包括变焦透镜；存储单元，该存储单元用于存储所述成像光学***的误差；光学变焦倍率指定单元，所述光学 变焦倍率指定单元用于接收光学变焦倍率的指定指令；变焦透镜驱动单元，所述变焦透镜驱动单元用于将所述变焦透镜移动到与由所述光学变焦倍率指定单元接收到的所述光学变焦倍率的指令相对应的位置；以及校正单元，所述校正单元用于设定与由所述变焦透镜驱动单元移动的所述变焦透镜的位置相对应的电子变焦倍率，基于所述电子变焦倍率来放大所述多个视点图像内的要校正的视点图像，并且从所放大的视点图像中提取所述放大的视点图像的一部分，以消除与存储在所述存储单元中的误差相对应的物点移位量。 
根据本公开的主题的一种成像装置可以包括：成像单元，所述成像单元用于通过多个成像光学***来获取从多个视点成像的多个视点图像，每个成像光学***包括变焦透镜；存储单元，所述存储单元用于存储与距由每个成像光学***获取的每个视点图像的被摄物的距离相对应的视差；光学变焦倍率指定单元，所述光学变焦倍率指定单元用于接收光学变焦倍率的指定指令；变焦透镜驱动单元，所述变焦透镜驱动单元用于将所述变焦透镜移动到与由所述光学变焦倍率指定单元接收到的所述光学变焦倍数的指令相对应的位置；距离测量单元，所述距离测量单元用于测量距被摄物的距离；以及校正单元，所述校正单元用于设定与由所述距离测量单元测量的距所述被摄物的所述距离和由所述变焦透镜驱动单元移动的所述变焦透镜的所述位置相对应的电子变焦倍率，基于所述电子变焦倍率来放大在所述多个视点图像内的要校正的视点图像，并且从所放大的视点图像中提取所述放大的视点图像的一部分，以确保存储在所述存储单元中的视差。 
根据本公开的主题的一种成像装置可以包括：成像单元，所述成像单元用于通过多个成像光学***来获取从多个视点成像的多个视点图像，每个成像光学***包括变焦透镜；视差测量单元，所述视差测量单元用于通过从由每一个成像光学***获取的视点图像检测对应点对来测量视差；光学变焦倍率指定单元，所述光学变焦倍率指定单元用于接收光学变焦倍率的指定指令；变焦透镜驱动单元，所述变焦透 镜驱动单元用于将所述变焦透镜移动到与由所述光学变焦倍率指定单元所接收的光学变焦倍率的指令相对应的位置；以及校正单元，所述校正单元用于设定与由所述变焦透镜驱动单元移动的所述变焦透镜的位置相对应的电子变焦倍率，基于所述电子变焦倍率来放大在所述多个视点图像内的要校正的视点图像，并且从所放大的图像中提取所放大的视点图像的一部分，以确保预定应用的视差范围。 
由所述校正单元设定的所述电子变焦倍率可以随着所述变焦透镜的位置从广角侧向远景侧移动而增大。 
所述成像装置可以进一步包括三维图像处理单元，所述三维图像处理单元用于基于由所述校正单元提取的图像和除了要所述要校正的视点图像之外的视点图像来生成三维图像，并且将所述三维图像输出到预定显示器设备上。 
根据本公开的主题的一种图像校正方法可以使得成像装置执行下述步骤，所述成像装置包括：成像单元，所述成像单元用于通过多个成像光学***来获取从多个视点成像的多个视点图像，每个成像光学***包括变焦透镜；光学变焦倍率指定单元，所述光学变焦倍率指定单元用于接收光学变焦倍率的指定指令；以及变焦透镜驱动单元，所述变焦透镜驱动单元用于将所述变焦透镜移动到与由所述光学变焦倍率指定单元接收到的所述光学变焦倍数的指令相对应的位置，所述步骤是：存储成像光学***的误差；以及设定与由变焦透镜驱动单元移动的变焦透镜的位置相对应的电子变焦倍率，基于所述电子变焦倍率来放大在多个视点图像内的要校正的期望视点图像，并且从所放大的视点图像中提取所述放大的视点图像的一部分，以消除与误差相对应的物点移位量。 
根据本公开的主题的一种图像校正方法可以使得成像装置执行下述步骤，所述成像装置包括：成像单元，所述成像单元用于通过多个 成像光学***来获取从多个视点成像的多个视点图像，每个成像光学***包括变焦透镜；光学变焦倍率指定单元，所述光学变焦倍率指定单元用于接收光学变焦倍率的指定指令；以及变焦透镜驱动单元，所述变焦透镜驱动单元用于将所述变焦透镜移动到与由所述光学变焦倍率指定单元接收的所述光学变焦倍率的指令相对应的位置，所述步骤是：测量距被摄物的距离；以及设定与所测量的距所述被摄物的距离和由变焦透镜驱动单元移动的变焦透镜的位置相对应的电子变焦倍率，基于所述电子变焦倍率来放大在所述多个视点图像内的要校正的视点图像，并且从所放大的图像中提取所放大的视点图像的一部分，以确保所存储的视差。 
根据本公开的主题的一种图像校正方法可以使得成像装置执行下述步骤，所述成像装置包括：成像单元，所述成像单元用于通过多个成像光学***来获取从多个视点成像的多个视点图像，每个成像光学***包括变焦透镜；光学变焦倍数指定单元，所述光学变焦倍数指定单元用于接收光学变焦倍率的指定指令；以及变焦透镜驱动单元，所述变焦透镜驱动单元用于将所述变焦透镜移动到与由所述光学变焦倍率指定单元接收的所述光学变焦倍数的所述指令相对应的位置，所述步骤是：通过从由每一个成像光学***获取的视点图像检测对应点对来测量视差；以及设定与由所述变焦透镜驱动单元移动的所述变焦透镜的位置相对应的电子变焦倍率，基于所述电子变焦倍率来放大在所述多个视点图像内的要校正的视点图像，并且从所放大的图像提取所放大的视点图像的一部分，以确保预定应用的视差范围。 
一种计算机可读记录介质，包括在其上存储的指令，使得当处理器读取和执行所述指令时，所述处理器被配置为执行下述步骤：接收用于指定光学变焦倍率的指令；将包括在多个成像光学***中的变焦透镜移动到与所述指令相对应的位置；以及设定与所述变焦透镜的位置相对应的电子变焦倍率，基于所述电子变焦倍率来放大在通过使用所述成像光学***成像的所述多个视点图像内的要校正的视点图像， 并且从所放大的视点图像中提取所述放大的视点图像的一部分，以消除与存储在存储单元中的所述成像光学***的误差相对应的物点移位量。 
一种计算机可读记录介质，包括在其上存储的指令，使得当处理器读取和执行所述指令时，所述处理器被配置为执行下述步骤：接收用于指定光学变焦倍率的指令；将包括在多个成像光学***中的变焦透镜移动到与所述指令相对应的位置；测量距被摄物的距离；以及设定与所测量的距所述被摄物的距离和所述变焦透镜的位置相对应的电子变焦倍率，基于所述电子变焦倍率来放大在通过使用所述成像光学***成像的所述多个视点图像内的要校正的视点图像，并且从所放大的图像中提取所放大的视点图像的一部分，以确保存储在所述存储单元中的与距所述视点图像的所述被摄物的距离相对应的视差。 
一种计算机可读记录介质，包括在其上存储的指令，使得当处理器读取和执行所述指令时，所述处理器被配置为执行下述步骤：接收用于指定光学变焦倍率的指令；将包括在多个成像光学***中的变焦透镜移动到与所述指令相对应的位置；通过从由所述成像光学***获取的多个视点图像检测对应点对来测量视差；以及设定与所述变焦透镜的位置相对应的电子变焦倍率，基于所述电子变焦倍率通过使用所述成像光学***来放大在所述多个视点图像内的要校正的期望视点图像，并且从所放大的图像中提取所放大的视点图像的一部分，以确保预定应用的视差范围。 
本发明的有利效果 
根据本公开的主题，对在单独成像装置的制造处理中的光轴移位和视差移位的最大值进行估计，并且针对包括在成像装置中的成像元件统一地设定图像移位校正区域，该图像移位校正区域用于通过控制与光学变焦透镜的位置(光学变焦位置)相对应的(成比例的)电子变焦倍率来校正图像移位。由此，可以根据每个光学变焦位置来在成像器件 上设定校正区域(部分)。因为电子变焦倍率随着变焦透镜的位置从广角侧(广角端侧)向远景侧(远景端侧)移动而增大，所以可以最大化广角侧的视角。 
附图说明
图1是根据第一实施例的相机的框图； 
图2是根据第一实施例的校正处理的流程图； 
图3图示了光轴移位的容许极限值θmax的示例； 
图4A至图4H图示了电子变焦提取范围的示例； 
图5图示了在电子变焦倍率数据y和当前变焦位置x之间的关系； 
图6是根据第二实施例的相机的框图； 
图7图示了最短拍摄距离α和辐辏角设定距离β的示例； 
图8是根据第二实施例的校正处理的流程图； 
图9A至图9H图示了电子变焦提取范围的示例； 
图10是根据第三实施例的相机的框图； 
图11A和图11B图示了对应点的示例；以及 
图12是根据第三实施例的校正处理的流程图。 
具体实施方式
(第一实施例) 
图1图示了根据第一实施例的相机10的电气配置。 
成像光学***14A和14B中的每一个包括变焦透镜和聚焦透镜。假定在成像光学***14A和14B的光轴之间形成的辐辏角被机械地固定。虽然在成像光学***14A和14B之间形成的双眼视差根据从相机10至被聚焦的被摄物的距离而改变，但是在第一实施例中，假定被聚焦的被摄物位于预定位置，并且聚焦透镜不移动。 
响应于从操作单元74的变焦按钮输入的操作，透镜电机24A沿着成像光学***14A的透镜光轴来向远景侧(放大侧)或广角侧(缩小侧)移动 成像光学***14A的变焦透镜，以改变成像光学***14A的焦距(成像倍率)，并且透镜电机24B沿着成像光学***14B的透镜光轴来向远景侧(放大侧)或广角侧(缩小侧)移动成像光学***14B的变焦透镜，以改变成像光学***14B的焦距(成像倍率)。 
两个成像元件50A和50B中的每一个由例如区域CCD(电荷耦合器件)传感器构成。成像元件50A和50B被布置在与在相机10的主体12(未示出)内的成像光学***14A和14B的各自的聚焦位置相对应的位置中。由被摄物反射的光进入成像光学***14A和14B，并且该光被分别聚焦在成像元件50A和50B的光接收表面上。 
成像元件50A和50B中的每一个包括在其各自的光接收表面上以矩阵布置的多个光电转换元件。成像元件50A和50B中的每一个输出模拟信号作为图像信号，该模拟信号指示由光电转换元件中的每一个接收到的光量。成像元件50A和50B中的每一个分别以与由定时信号生成单元生成的定时信号同步的定时输出该图像信号，该定时信号生成单元被连接到驱动电路(未示出)。 
在成像光学***14A和14B与成像元件50A和50B之间分别布置光圈孔径(未示出)。该光圈孔径可以由可以连续改变的单个光圈构成，或者可以被配置使得切换具有不同的光圈量的多个光圈。 
定时信号生成单元也被连接到用于控制闪光灯的发光的闪光灯控制电路(未示出)。当检测到低光强度时或当用户指令闪光灯发光时，以与由定时信号生成单元生成的定时信号同步的定时控制闪光灯的发光。 
成像元件50A和50B的信号输出端中的每一个以下述顺序被连接到模拟信号处理电路56A和56B、A/D转换器(模拟至数字转换器)58A和58B、图像信号处理电路60A和60B、存储器62A和62B和压缩/扩展处理 电路64，其每一个都被连接到***总线68，并且有连接到***总线68的CPU(中央控制单元)70整体地进行控制。 
模拟信号处理电路56A和56B以与由定时信号生成单元生成的定时信号同步的定时得到分别从成像元件50A和50B输出的图像信号的采样。模拟信号处理电路56A和56B对分别从成像元件50A和50B输出的图像信号进行放大，并且分别向各个A/D转换器58A和58B输出所放大的图像信号。模拟信号处理电路56A和56B中的每一个包括相关双采样(CDS)单元(未示出)。该CDS单元包括箝位电路，该箝位电路响应于来自定时信号生成单元的定时信号来使用例如CCD类型的成像元件箝位(clamp)基本上由成像元件生成的各种噪声；以及采样保持电路，该采样保持电路相应于定时信号来保持模拟电压信号。模拟信号处理电路56A和56B的CDS单元中的每一个去除包括在图像信号中的噪声分量，并且分别向A/D转换器58A和58B输出作为模拟输出信号的图像信号。从模拟信号处理电路56A和56B输出的图像信号由A/D转换器58A和58B转换为要分别输入到图像信号处理电路60A和60B的数字图像数据。图像信号处理电路60A和60B对输入的图像数据执行各种图像处理，诸如颜色校正、伽马校正和Y/C转换。从图像信号处理电路60A和60B输出的图像数据分别被临时存储在存储器62A和62B中，存储器62A和62B中的每一个由RAM(随机存取存储器)等构成。然后，该图像数据由压缩/扩展处理电路64进行压缩，并且被存储在***相机10的存储卡插槽(未示出)中的存储器卡80中。 
显示器驱动器27也被连接到***总线68。显示器驱动器27驱动显示器26，使得可以在显示器26上显示基于通过拍摄获得的图像数据的图像。显示器驱动器27执行显示控制，以便于显示各种显示模式。 
存储器62A和62B中的图像数据由三维图像处理电路34转换为三维图像数据，并且然后在由显示器驱动器27驱动的显示器26上被显示为再现图像。 
没有图示显示器26的详细结构。显示器26包括在其表面上的视差屏障显示层。对于三维显示器(3D显示器)，显示器26生成由各图案构成的视差屏障，每个图案具有光透射部分和光屏蔽部分，这两个部分以预定的间距交替地被布置在视差屏障显示层上，显示器26还显示带状图像块，该带状图像块指示在其下层上的图像显示表面上交替布置的用于左眼和右眼的图像，由此支持伪3D观看。注意，观众的右眼和左眼并不是通过将从成像元件50A和50B获得的平面图像重建为要交替布置的带状图像块，而是通过仅将从成像元件50A和50B中的一个获得的右或左图像重建为要交替布置的带状图像块来观看同一平面图像。在本公开的主题中的用于3D显示的设备可以不限于使用视差屏障的上述实施例。 
操作单元74被连接到***总线68。操作单元74包括释放开关、变焦按钮、菜单开关、执行/画面切换开关、选择开关、取消开关和成像模式切换开关。CPU根据操作单元74的操作来执行控制。 
更具体地，当操作释放开关来指令要在存储器卡80中存储图像数据时，CPU 70读取临时存储在存储器62A和62B中的图像数据，并且将该图像数据传送到压缩/扩展处理电路64。然后，该图像数据由压缩/扩展处理电路64进行压缩，并且然后被存储在存储器卡80中。注意，图像数据可以在不根据成像模式进行压缩的情况下被存储在存储器卡80中。 
当做出指令以再现(显示)由存储在存储器卡80中的图像数据表示的图像时，从存储器卡80读取图像数据，并且由压缩/扩展处理电路64解压缩(扩展)所读取的图像数据，并且临时被存储在存储器62A和62B中。然后，使用临时存储在存储器62A和62B中的图像数据来在显示器26上显示(再现)图像。 
变焦位置检测单元76A和76B分别检测成像光学***14A和14B的变焦透镜位置(变焦位置、光学变焦位置)。将由变焦位置检测单元76A和76B检测到的检测信号输入到CPU 70作为各个变焦透镜的可变倍数信息。 
将电子变焦倍率数据存储在ROM(只读存储器)71中，并且将光轴差数据存储在ROM 72中。 
提取位置设定单元73基于从CPU 70接收到的变焦位置、电子变焦倍率数据和光轴差数据来确定提取位置，并且向图像信号处理电路60A和60B输出指令。图像信号处理电路60A和60B中的每一个从经历了各种图像处理以被输出到存储器62A和62B的图像中提取基于该指令的范围。 
图2是其执行由CPU 70控制的校正处理的流程图。 
在步骤S1中，进行关于是否操作变焦按钮来改变变焦位置的确定。在是的情况下，该处理移动到步骤S2。 
在步骤S2中，根据变焦按钮的操作，控制电机24A和24B来分别向远景(T)端侧或广角(W)端侧移动成像光学***14A和14B的变焦透镜。 
在步骤S3中，分别由变焦位置检测单元76A和76B获取成像光学***14A和14B的变焦透镜的当前位置。 
在步骤S4中，进行关于成像光学***14A和14B的变焦透镜的当前位置是否位于由变焦按钮的操作指令的相应位置的确定。在是的情况下，该处理移动到步骤S5。在否的情况下，该处理返回到步骤S2。 
在步骤S5中，从ROM 71中读取与成像光学***14A和14B的变焦 透镜的各个当前位置相对应的电子变焦倍率数据。电子变焦倍率数据指示每个变焦透镜位置的电子变焦提取范围的裕度，该裕度足以被用于校正由各个成像光学***14A和14B的光轴移位的预定容许极限值(最大光轴移位角)θmax(参见图3)生成的左右视点图像的移位量d。 
假定即使当变焦透镜从W端移动到T端时光轴移位的容许极限值θmax不变，物点移位量d随着变焦透镜从W端向T端移动而逐渐增大，该物点移位量d指示在两个视点图像中的同一物体的移位量(物体的位置的增量)。 
图4A至图4H是图示被摄物SUB的移位量的示图。图4A和图4B的附图标记SLW和SRW是在变焦透镜位于广角端(W端)时分别从与左眼和右眼相对应的视点成像的图像。在图4C中的附图标记SW是通过合成图像SLW和SRW所生成的合成图像。在图4A至图4C中，附图标记SUBL和SUBR分别表示在图像SLW和SRW中的被摄物SUB的位置。在图4D中的附图标记AW指示用于减轻水平物点移位量(被摄物SUB的水平移位量或位置SUBL和SUBR的增量dw)的电子变焦提取范围。 
图4E和图4F的附图标记SLT和SRT是当变焦透镜位于远景端(T端)时从分别与左眼和右眼相对应的视点成像的图像。在图4G中的附图标记ST是通过合成图像SLT和SRT所生成的合成图像。在图4E至图4G中，附图标记SUBL和SUBR分别表示在图像SLT和SRT中的被摄物SUB的位置。在图4H中的附图标记AT指示用于减轻水平物点移位量(被摄物SUB的水平移位量或位置SUBL和SUBR的增量dt)的电子变焦提取范围。 
更具体地，做出假定使得成像光学***14A和14B沿着水平方向并排排列，成像光学***14A和14B的光轴移位等于容许极限值θmax，并且此时，由成像光学***14A和14B成像的左右视点的被摄物SUB的移位量(位置SUBL和SUBR的增量)分别在W端是“dw”而在T端是“dt”，如图4E和图4F中所示。在该情况下，假定当前的变焦位置是x，在W端 的位置是W，并且在T端的位置是T，并且原始视点图像的水平长度是L，则用于减轻水平物点移位量d的电子变焦提取范围的水平长度V被表达为V＝L-dw-(dt-dw)/(T-W)×(x-W)。注意，如果x＝W，则V＝L-dw，并且如果x＝T，则V＝L-dt(参见图4D和图4H)。因为电子变焦提取范围的纵横比(在图4D和4H中分别由附图标记AW和AL指示)符合原始视点图像的纵横比，所以电子变焦倍率y被表达为y＝L/V。即使沿着垂直方向并排布置成像光学***14A和14B，也可以以相同的方式基于被摄物SUB的垂直移位量来获得电子变焦倍率y。 
在此，给出特定的数值示例。如果在T端的最大光学变焦倍率是5倍，并且在W端的移位量dw是在其水平方向上的图像长度L的2％，则在T端的最大移位量dt是在其水平方向上的图像长度L的2×5＝10％。因此，在W端的电子变焦倍率是1.02倍，并且在T端的电子变焦倍率是1.1倍。因为用于校正的电子变焦倍率随着在光学变焦倍率上的增大而增大，所以图像的倍率在理论上超过用户指定的光学变焦倍率，但是调整呈现的图像倍率以便于匹配由用户指定的光学变焦倍率。 
如图5中所示，电子变焦倍率数据y随着当前变焦位置x增大而成比例地增大。如图5中所示，如果x＝W(＝x0)，则y＝y1＝L/(L-dw)，并且如果x＝T(＝x1)，则y＝y2＝L/(L-dt)。换言之，V随着在y的增大而变小。即使变焦位置在W端，V也小于L，并且电子变焦倍率超过“1”。注意，W端的位置可以被设定为当W＝0时的基准位置。上面的等式被存储在ROM 71中，并且可以由CPU 70来执行电子变焦倍率数据y的实际计算。 
如果假定相机10的单个产品的光轴移位没有超过在质量控制中的容许极限值θamx，则可以确定相机10的单个产品的物点移位量没有超过d。因此，在下面的描述中，确定使用统一电子变焦倍率数据y执行电子变焦的范围，以便于减轻任何产品的物点移位量。如果成像光学***14A和14B沿着水平方向并排排列，则在水平方向上形成视差。因此，对提取范围执行水平移位控制以便于不破坏视差，来确定提取范 围。注意，以与在PTL 6和PTL 7中公开的相同方式，可以确定图像提取范围，使得所显示的3D图像落在观众的双眼视像融合范围内。 
在步骤S6中，从ROM 72读取光轴差数据。光轴差数据指成像光学***14A和14B中的每一个的实际光轴移位角。该数据是特定于相机10的每个产品的值，并且在制造或运输时被存储在ROM 72中。 
在步骤S7中，基于由提取位置设定单元73读取的光轴差数据和电子变焦倍率数据y，确定由于光轴移位而导致的消除物点移位的提取范围(执行电子变焦的范围)。提取范围的大小符合统一电子变焦倍率数据y，但是提取的位置根据物点移位的位置关系而改变。假定提取范围的纵横比与原始视点图像相同。 
然后，从存储在存储器62A和62B的初始指定的一个中的图像中提取包含在所确定的提取范围中的图像，并且以倍率y(电子变焦)来电子地放大所提取的图像。然后，在存储器62A和62B的一个中存储所放大的图像作为新的视点图像。如果可以去除物点移位，则可以对两个视点图像执行提取和电子放大。三维图像处理电路34从新的视点图像和没有经历电子变焦的另一视点图像生成三维图像(3D图像)S。注意，经历该电子变焦的视点图像和没有经历电子变焦的视点图像可以彼此相关联，并且被存储在存储器卡80中。 
如上所述，对在单个相机10的制造过程中的光轴移位的最大值进行估计，并且使用与光学变焦透镜位置成比例的电子变焦倍率来将图像移位校正区域统一地设定到每个相机10。因此，可以根据每个光学变焦位置来设定单个产品的统一的校正区域，并且可以最大化在广角侧的视角。 
(第二实施例) 
图6图示了根据第二实施例的相机10的电子配置。相机10包括与第 一实施例类似的配置，并且类似的附图标记或标号指示类似的元件。第二实施例假定聚焦的被摄物位于距相机10的任何距离处，并且可以移动聚焦透镜以聚焦被摄物。CPU 70使用三角测量来执行公知的自动聚焦技术，诸如对比度AF(自动聚焦)和被动AF，以确定移动量，并且利用聚焦透镜的聚焦透镜位置来指令电机24A和24B。 
聚焦测量单元77基于聚焦透镜的透镜位置或者使用诸如三角测量的公知距离测量技术来测量从相机10到聚焦的被摄物的距离。 
ROM 72存储：最短成像距离α，该最短成像距离α是从相机10到被摄物SUB的最短距离，以该距离，相机10可以对可以被视作三维图像的被摄物SUB的图像进行成像；以及辐辏角设定距离β，该辐辏角设定距离β是从相机10至成像光学***50A和50B的光轴L1和L2的交叉点P1的距离，成像光学***50A和50B中的每一个具有预定的辐辏角(参见图7)。相对于在最短成像距离α处的物体的视差被称为边缘视差。位于比最短成像距离α更接近的距离处的物体模糊并且不能进行三维观看。相对于位于最短成像距离α或更远(从α至无限远)的物体的视差被称为适当的视差。如果由聚焦测量单元77测量的到聚焦的被摄物的距离是α或更大，则CPU 70确定相机10可以成像3D图像。然后，CPU 70对于提取范围的水平位置执行移位控制，以通过改变光学变焦倍率来补偿视差的扩展。提取范围的确定类似于PTL 8，PTL 8用于通过改变电子变焦倍率来补偿视差的扩展。 
图8是由CPU 70执行的校正处理的流程图。 
步骤S11至S14分别与在图2中的步骤S1至S4相同。 
在步骤S14中，经由聚焦测量单元77来获取从相机10至聚焦的被摄物的聚焦被摄物距离。 
在步骤S16中，进行关于所获取的聚焦被摄物距离是否是ROM 72的最短成像距离α或更远的确定。在是的情况下，该处理移动到步骤S17。在否的情况下，该处理移动到步骤S20。 
步骤S17至S18分别与在图2中的步骤S5至S6相同。 
在步骤S19中，提取位置设定单元73对具有由电子变焦倍率数据y确定的大小的提取范围的水平位置执行移位控制，以便于通过改变光学变焦倍率(参见图9A至图9H)来补偿视差的扩展。 
在步骤S20中，在显示器26上显示警告消息，用于指示被摄物太近难以生成3D图像。注意，可以在包括在相机10中的扬声器(未示出)上以语音再现该警告消息。 
上面的处理保证了由于其中相机10可以成像和生成位于任何位置的被摄物的三维图像的范围内的光学变焦倍率上的改变而导致的视点图像移位的统一校正。 
(第三实施例) 
图10图示了根据第三实施例的相机10的电子配置。相机10包括与第一和第二实施例类似的配置，并且类似的附图标记或标号指示类似的元件。 
对应点检测单元7使用立体声匹配技术来获得在由成像元件50A和50B分别获取的图像SR和SL上的相互对应的点。可以应用公知的技术来获得该对应点。例如，对应点检测单元7分别从图像SR和SL中将各部分提取为矩阵(例如，3×3像素)，计算其相关值，并且基于该相关值来获得在图像SR和SL上的对应点对。更具体地，对应点检测单元7从图像SR和SL中的一个检测其中亮度和色差被改变的边界部分(边缘分量)以获得特征点，并且在另一个图像中检测具有与在该特征点处的边缘分 量相同或类似的边缘分量的部分来作为与该特征点相对应的对应点。替代地，对图像SR和SL执行面部检测，并且可以将所检测的面部区域的头顶部和下颚端的每一个检测为相应图像的特征点或对应点。提取特征点和对应点的方法不必相互相关。 
视差测量电路8基于在图像SR和SL中的特征点和对应点之间在位置坐标上的差来计算视差。 
图11A和图11B图示了对应点的示例。附图标记SL和SR是从分别与左眼和右眼对应的视点成像的图像。在图11A和图11B中，图像SL的特征点PL的坐标(沿着水平方向(x方向)的坐标)是X1，并且与特征点PL相对应的图像SR的对应点PR的坐标是X2。然后，视差测量电路8将视差计算为d＝X1-X2。 
图12是由CPU 70执行的校正处理的流程图。 
步骤S21至S24分别与在图2中的步骤S1至S4相同。 
在步骤S25中，对应点检测单元7获得图像SR和SL的特征点和对应点。 
在步骤S26中，视差测量电路8计算视差d。 
步骤S27至S30分别与在图8中的步骤S16、S19和S20类似。注意，在步骤S27中，进行关于由视差测量电路8计算的视差d是否是ROM 72的最短成像距离α或更远的确定。在是的情况下，该处理移动到步骤S28。在否的情况下，该处理移动到步骤S30。在步骤S29中，设定提取范围，使得从校正的视点图像生成的合成图像对观众给出的视差在适当的视差范围内。 
因此，不必初始地在ROM 72中存储视差数据。 
应当注意，在本说明书中描述的校正处理不仅可以适用于光轴移位，而且可以适用于倍率误差和旋转误差。 
在上面的实施例中，相机10包括用于对两个视点图像进行成像的两个成像光学***。然而，视点图像的数目不限于2。例如，通过选择多个视点图像中的一个作为标准，并且对于除了标准图像之外的视点图像执行电子变焦，上述的处理可以适用于其中视点图像的数目大于2的情况。 
本公开的主题可以被提供为：计算机可读程序代码，用于使得设备(诸如，可以获得从多个视点成像(拍摄)的图像的电子相机、立体相机或计算机)执行上述的处理；计算机可读记录介质，其上存储了计算机可读程序代码；或者计算机程序产品，包括计算机可读程序代码。 
附图标记列表 
7…对应点检测单元、14A和14B…成像光学***、24A和24B…变焦电机、34…三维图像处理电路、50…成像元件、70…CPU、71…ROM、72…ROM、73…提取位置设定单元 

Claims (4)

1.一种成像装置，包括：
成像单元，所述成像单元用于通过多个成像光学***来获取从多个视点成像的多个视点图像，每个成像光学***包括变焦透镜；
存储单元，所述存储单元用于存储用于对于校正由所述成像光学***的光轴的偏离的误差和放大误差中的至少一个引起的物点的移位量所必需的图像修整处理和放大处理的信息，所述信息是与所述图像修整处理的修整位置以及所述放大处理的放大因子的确定有关；
光学变焦倍率指定单元，所述光学变焦倍率指定单元用于接收光学变焦倍率的指定指令；
变焦透镜驱动单元，所述变焦透镜驱动单元用于将所述变焦透镜移动到与由所述光学变焦倍率指定单元接收到的所述光学变焦倍率的指令相对应的位置；以及
校正单元，所述校正单元用于：基于与所述图像修整处理的所述修整位置和所述放大处理的所述放大因子y的所述确定有关的所述信息，确定所述修整位置和所述放大因子y，以校正与由所述变焦透镜驱动单元移动的所述变焦透镜的位置相对应的所述物点的所述移位量，从所述视点图像提取所述修整位置中的图像，以及，基于所述放大因子y来放大图像，其中，假定当前变焦位置是x，在W端的位置是W，在T端的位置是T，dw是在所述W端被摄物的移位量，dt是在所述T端所述被摄物的移位量，以及，所述视点图像的水平长度是L，用于减轻水平物点偏移量d的电子变焦提取范围的水平长度V被表达为V＝L-dw-(dt-dw)/(T-W)×(x-W),和y＝L/V。
2.根据权利要求1所述的成像装置，其中，由所述校正单元设定的电子变焦倍率随着所述变焦透镜的位置从广角侧向远景侧移动而增大。
3.根据权利要求1所述的成像装置，进一步包括：三维图像处理单元，所述三维图像处理单元用于基于由所述校正单元提取的图像和除了要校正的视点图像之外的视点图像来生成三维图像，并且将所述三维图像输出到预定显示器设备上。
4.一种图像校正方法，使得成像装置执行下述步骤，所述成像装置包括：成像单元，所述成像单元用于通过多个成像光学***来获取从多个视点成像的多个视点图像，每个成像光学***包括变焦透镜；光学变焦倍率指定单元，所述光学变焦倍率指定单元用于接收光学变焦倍率的指定指令；以及变焦透镜驱动单元，所述变焦透镜驱动单元用于将所述变焦透镜移动到与由所述光学变焦倍率指定单元接收到的所述光学变焦倍率的指令相对应的位置，
所述步骤包括：
存储用于对于校正由所述成像光学***的光轴的偏离的误差和放大误差中的至少一个引起的物点的移位量所必需的图像修整处理和放大处理的信息，所述信息是与所述图像修整处理的修整位置以及所述放大处理的放大因子的确定有关；以及
基于与所述图像修整处理的所述修整位置和所述放大处理的所述放大因子y的所述确定有关的所述信息，确定所述修整位置和所述放大因子y，以校正与由所述变焦透镜驱动单元移动的所述变焦透镜的位置相对应的所述物点的所述移位量，从所述视点图像提取所述修整位置中的图像，以及，基于所述放大因子y来放大图像，其中，假定当前变焦位置是x，在W端的位置是W，在T端的位置是T，dw是在所述W端被摄物的移位量，dt是在所述T端所述被摄物的移位量，以及，所述视点图像的水平长度是L，用于减轻水平物点偏移量d的电子变焦提取范围的水平长度V被表达为V＝L-dw-(dt-dw)/(T-W)×(x-W),和y＝L/V。
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