图像捕获装置和系统、图像捕获装置控制方法及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及图像捕获装置和系统、图像捕获装置控制方法及存储介质。图像捕获装置(1)包括：焦点检测器(21)，其基于经由第二图像捕获器(110)获得的多个视差图像信号来执行焦点检测，第二图像捕获器(110)具有比第一图像捕获器(100)的视角更宽的视角；以及控制器(30，41)，其基于来自焦点检测器(21)的输出信号来执行第一图像捕获器(100)的聚焦控制。

Image capturing device and system, image capturing device control method, and storage medium

The invention relates to an image capturing device and a system, an image capturing device control method and a storage medium. The image capturing apparatus (1) includes a focus detector (21) which performs focus detection based on a plurality of parallax image signals obtained via the second image capturer (110), a second image capturer (110) having a wider angle of view than the first image capturer (100), and a controller (30, 41), which is based on a focus detector (21). The output signal performs the focusing control of the first image capture device (100).

【技术实现步骤摘要】
图像捕获装置和系统、图像捕获装置控制方法及存储介质
本专利技术涉及包括多个图像捕获器的图像捕获装置。
技术介绍
传统上，使用对比度AF方法的自动聚焦是已知的，其中数码相机在改变焦点位置的同时计算图像的对比度，以获得对比度最大化的焦点位置作为焦点对准(in-focus)位置。使用对比度AF方法的自动聚焦具有高聚焦准确度，但是其处理速度慢。日本专利特许公开第2013-42379号公开了一种图像捕获装置，该图像捕获装置具有用于与图像捕获光学系统分开地获取物距的单元，以基于从该单元输出的距离信息使成像透镜聚焦，以便增大自动聚焦的速度。日本专利特许公开第2012-49651号公开了一种与望远透镜的成像视野相比使实时取景图像(监测图像)的视野变宽的方法，以从成像视野的外部追踪移动的物体，以便容易地捕获移动的物体的图像。当使用望远透镜捕获物体(诸如移动的物体)时，由于成像视野狭窄，因此，如果物体在成像视野之外，那么难以在成像视野内再次抓住(找到)物体。即使物体可以在成像视野内被捕获，也难以在那个时刻完成望远透镜的焦点调节。即，当使用望远透镜捕获物体时，难以在成像视野内捕获物体并以高速聚焦在物体上。日本专利特许公开第2013-42379号中公开的图像捕获设备旨在通过提供用于获取物距的单元来实现高速自动聚焦。但是，仅在主光学系统的视野(成像视野)的范围内获取用于自动聚焦的距离信息。在望远透镜的情况下，一般而言，聚焦透镜相对于物距的变化的移动量增大。因此，即使在物体进入主光学系统的视野后开始自动聚焦，也需要花一些时间来聚焦在物体上。结果，在自动聚焦期间物体再次离开成像视野的可能性高。日本专利特许公开第2012-49651号通过与望远透镜的成像视野相比而言加宽监测图像的视野来改进对移动的物体的跟随性，但是没有描述对于用望远透镜拍摄时重要的自动聚焦。当在那个时刻自动聚焦没有完成时，即使物体可以在成像视野中被适当地捕获，也获取模糊的图像并且不能说利用望远透镜成功地捕获了移动的物体。
技术实现思路
本专利技术提供了能够以高速实现自动聚焦从而容易地捕获移动的物体的图像的图像捕获装置、图像捕获系统、图像捕获装置的方法以及存储介质。作为本专利技术的一方面的图像捕获装置包括：焦点检测器，被配置为基于经由第二图像捕获器获得的多个视差图像信号来执行焦点检测，第二图像捕获器具有比第一图像捕获器的视角更宽的视角；以及控制器，被配置为基于来自所述焦点检测器的输出信号来执行第一图像捕获器的聚焦控制。作为本专利技术的另一方面的图像捕获系统包括第一图像捕获器、具有比第一图像捕获器的视角更宽的视角的第二图像捕获器以及图像捕获装置。作为本专利技术的另一方面的控制图像捕获装置的方法包括以下步骤：基于经由第二图像捕获器获得的多个视差图像信号来执行焦点检测，第二图像捕获器具有比第一图像捕获器的视角更宽的视角；以及基于所述焦点检测的结果来执行第一图像捕获器的聚焦控制。作为本专利技术的另一方面的存储介质存储使计算机执行控制图像捕获装置的方法的程序。通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本专利技术的其它特征将变得清晰。附图说明图1A和1B是实施例1中的图像捕获装置的外部视图。图2是实施例1中的图像捕获装置的框图。图3是在各个实施例中显示在显示单元上的图像的解释图。图4是示出实施例1中的图像捕获装置的操作的流程图。图5A至5C是在各个实施例中显示在显示单元上的图像的解释图。图6是实施例2中的图像捕获装置的框图。图7是示出实施例2中的图像捕获装置的操作的流程图。图8是在各个实施例中计算物距的方法的解释图。图9是各个实施例中的对应物体搜索处理的解释图。具体实施方式下面将参考附图描述本专利技术的示例性实施例。首先，将参考图8描述使用两个图像捕获光学系统来获取物距的方法。图8是计算物距的方法的解释图，并且示出了通过使用具有相同结构的两个图像捕获光学系统CA和CB来捕获存在于成像场景中的一个点处的物体Obj的图像的情形。图像传感器SA和SB分别接收由图像捕获光学系统CA和CB形成的物体图像(光学图像)。图像捕获光学系统CA和CB的入射光瞳的中心分别存在于(-D/2,0)和(D/2,0)处，并且物体Obj存在于(x,z)处。假设图像捕获光学系统CA和CB中的每一个的焦距是f，并且图像传感器SA和SB中物体Obj的坐标分别是a和b，那么满足以下表达式(1)。在表达式(1)中，b-a是当从不同视点对相同物体成像时成像平面上的位置偏差，即，视差。如果可以获取视差b-a(视差量)，那么，通过将视差b-a、各个图像捕获光学系统CA和CB的焦距f以及基线长度D代入表达式(1)，就能够计算物距z(即，从图像捕获光学系统的入射光瞳的中心到物体Obj的距离)。随后，参考图9，将描述用于从通过使用两个图像捕获光学系统获取的两个图像获取视差量的对应物体搜索处理。图9是对应物体搜索处理的解释图，并且示出了从不同视点捕获的图像IMG1和IMG2。图像坐标(X,Y)以图9中所示的像素组的中心作为原点来定义，水平方向是X轴，并且垂直方向是Y轴。位于图像坐标(X,Y)处的图像IMG1的像素值假设为F1(X,Y)，并且图像IMG2的像素值假设为F2(X,Y)。与图像IMG1中的任意坐标(X,Y)对应的图像IMG2的像素可以通过搜索与图像IMG1在坐标(X,Y)处的像素值F1(X,Y)最相似的图像IMG2的像素值来获得。在下面的描述中，图像上的对应点和对应像素具有相同的含义。在图9中所示的图像IMG1和IMG2上由垂直线指示的像素P1和P2对应于在其上记录来自同一物体的光的对应像素(对应点)。但是，寻找与任意像素最相似的像素通常是困难的，因此，也可以通过使用较接近图像坐标(X,Y)的像素、通过称为块匹配方法的方法来搜索相似的像素。例如，将描述当块尺寸为3时的块匹配处理。在图像IMG1中的任意坐标(X,Y)处的像素(目标像素)以及位于目标像素旁边的坐标(X-1,Y)和(X+1,Y)处的两个像素这总共三个像素的像素值分别是F1(X,Y)、F1(X-1,Y)和F1(X+1,Y)。关于这三个像素，图像IMG2中在X方向上从坐标(X,Y)偏移k的像素的像素值分别是F2(X+k,Y)、F2(X+k-1,Y)和F2(X+k+1,Y)。在这个时候，位于图像IMG1中的坐标(X,Y)处的目标像素与位于图像IMG2中的坐标(X+k,Y)处的像素之间的相似度(相似的程度)E由以下表达式(2)定义。在表达式(2)中依次改变值k的同时计算相似度E，并且给出最小相似度E的坐标(X+k,Y)是与图像IMG1的目标像素对应的图像IMG2的像素的坐标。在这个实施例中，虽然相似度E是在仅沿X方向依次改变坐标的同时计算的，但是相似度E也可以在沿Y方向或者沿X方向和Y方向两者依次改变坐标的同时计算。通过执行这种对应物体搜索处理，能够获取两个图像中的每一个中的对应点(对应像素)的坐标，并且计算作为它们之间的差异量的视差量。如上所述，能够通过在通过使用两个图像捕获光学系统获取的两个图像中执行对应物体搜索处理来计算视差量，并且基于视差量来计算物距。根据图像捕获光学系统确定视差量与作为像平面移动量的散焦量之间的关系。因此，能够基于视差量来计算散焦量。然后，基于散焦量，可以获得透镜的延伸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像捕获装置，其特征在于，包括：焦点检测器，被配置为基于经由第二图像捕获器获得的多个视差图像信号来执行焦点检测，第二图像捕获器具有比第一图像捕获器的视角更宽的视角；以及控制器，被配置为基于来自所述焦点检测器的输出信号来执行第一图像捕获器的聚焦控制。

【技术特征摘要】
2017.03.06 JP 2017-0412421.一种图像捕获装置，其特征在于，包括：焦点检测器，被配置为基于经由第二图像捕获器获得的多个视差图像信号来执行焦点检测，第二图像捕获器具有比第一图像捕获器的视角更宽的视角；以及控制器，被配置为基于来自所述焦点检测器的输出信号来执行第一图像捕获器的聚焦控制。2.如权利要求1所述的图像捕获装置，其特征在于，当所述焦点检测器的焦点检测区域在第一图像捕获器的成像视野的范围之外时，所述控制器被配置为基于经由第二图像捕获器获得的所述多个视差图像信号来执行第一图像捕获器的聚焦控制。3.如权利要求2所述的图像捕获装置，其特征在于，还包括区域选择器，所述区域选择器被配置为选择焦点检测区域，其中，当焦点检测区域被区域选择器设置在第一图像捕获器的成像视野的范围之外并且在第二图像捕获器的成像视野内时，所述控制器被配置为基于经由第二图像捕获器获得的所述多个视差图像信号来执行第一图像捕获器的聚焦控制。4.如权利要求1所述的图像捕获装置，其特征在于，还包括显示单元，所述显示单元被配置为显示经由第二图像捕获器获得的图像。5.如权利要求4所述的图像捕获装置，其特征在于，所述显示单元被配置为将与第一图像捕获器的成像视野相关的信息显示为叠加在经由第二图像捕获器获得的图像上。6.如权利要求4所述的图像捕获装置，其特征在于，所述显示单元被配置为将经由第一图像捕获器获得的图像显示为与经由第二图像捕获器获得的图像相组合。7.如权利要求4所述的图像捕获装置，其特征在于，所述显示单元被配置为将与所述焦点检测器的焦点检测区域相关的信息显示为叠加在经由第二图像捕获器获得的图像上。8.如权利要求1所述的图像捕获装置，其特征在于，所述控制器被配置为：基于来自所述焦点检测器的输出信号，与第一图像捕获器的聚焦控制一起执行第二图像捕获器的聚焦控制。9.如权利要求1所述的图像捕获装置，其特征在于，所述焦点检测器和所述控制器被配置为分别重复焦点检测和聚焦控制，直到第一图像捕获器完成图像捕获。10.如权利要求1所述的图像捕获装置，其特征在于，所述焦点检测器被配置为基于经由第二图像捕获器获得的所述多个视差图像信号来计算物距或散焦量，以及所述控制器被配置为基于与物距或散焦量相关的输出信号来执行第一图像捕获器的聚焦控...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上智晓，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP