專利名稱：三維攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)和一個(gè)攝像元件來(lái)取得具有視差的多個(gè)圖像的單鏡頭的三維攝像技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，采用CXD或CMOS等的攝像元件的數(shù)碼照相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)在高功能化、 高性能化方面令人吃驚。特別是隨著半導(dǎo)體制造技術(shù)的進(jìn)步，高度的精細(xì)化得到發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了高集成化。攝像元件也從100萬(wàn)像素向1000萬(wàn)像素邁進(jìn)實(shí)現(xiàn)高像素化，拍攝得到的圖像也飛躍性地實(shí)現(xiàn)了高畫質(zhì)化。另外，顯示裝置也因?yàn)楸⌒偷囊壕Щ虻入x子顯示器，而實(shí)現(xiàn)了空間節(jié)約，并實(shí)現(xiàn)了高分辨率、高對(duì)比度的性能。這樣的影像的高品質(zhì)化的流行趨勢(shì)，作為對(duì)象圖像正從二維圖像向三維圖像邁進(jìn)，雖然迄今為止還需要偏光眼鏡，但是已開始開發(fā)高畫質(zhì)的三維顯示裝置。關(guān)于三維攝像技術(shù)，作為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的代表的是采用由兩個(gè)照相機(jī)構(gòu)成的攝像系統(tǒng)，分別拍攝右眼用的圖像以及左眼用的圖像。這樣的所謂雙鏡頭攝像方式的技術(shù)由于使用兩個(gè)照相機(jī)，所以會(huì)導(dǎo)致攝像裝置的大型化和高成本。為此，研究了利用一個(gè)照相機(jī)的方法。例如，在專利文獻(xiàn)1中介紹了以下方式采用偏振方向相互正交的兩片偏振板和旋轉(zhuǎn)的偏振濾光器。圖12表示該方式的攝像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。在圖12中，11是0度偏振的偏振板，12是90度偏振的偏振板，13是反射鏡，14是使透過偏振板12的光與通過偏振板11并被反射鏡13反射的光透過以及反射的半反射鏡 (half mirror)，15是圓形的偏振濾光器，16是使圓形的偏振濾光器旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置，3是光學(xué)透鏡，9是對(duì)由光學(xué)透鏡成像而得到的像進(jìn)行拍攝的攝像裝置。在以上的結(jié)構(gòu)中，入射光通過在不同的地方配置的偏振板11與12，其后，由反射鏡13與半反射鏡14使它們的光軸一致，通過圓形的偏振濾光器15與光學(xué)透鏡3由一個(gè)攝像裝置9拍攝。該方式的拍攝原理是通過使圓形的偏振濾光器15旋轉(zhuǎn)，在各自的時(shí)刻對(duì)入射到兩片偏振板11、12的光進(jìn)行捕捉，來(lái)拍攝具有視差的兩個(gè)圖像。然而，在上述方式中，由于使圓形的偏振濾光器15旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，以時(shí)間分解對(duì)在不同位置的圖像進(jìn)行拍攝，所以存在不能同時(shí)攝取具有視差的圖像的課題。另外，由于采用機(jī)械式的驅(qū)動(dòng)，所以會(huì)出現(xiàn)耐用性方面的問題。另外，由于通過偏振板以及偏振濾光器接受全入射光，所以也存在受光量降低50%以上的課題。針對(duì)上述方式，在專利文獻(xiàn)2中介紹了不采用機(jī)械式的驅(qū)動(dòng)來(lái)同時(shí)拍攝具有視差的圖像的方式。在該專利文獻(xiàn)的方式中，制作兩個(gè)入射區(qū)域，對(duì)從這些區(qū)域入射的光進(jìn)行聚光，由一個(gè)攝像元件進(jìn)行拍攝，但不具有機(jī)械式的驅(qū)動(dòng)部。在圖13中表示該方式的攝像系統(tǒng)的構(gòu)成，以下說明攝像原理。在圖13中，配置了偏振方向相互正交的偏振板11與12、反射鏡13、光學(xué)透鏡3、攝像元件1，10是攝像元件的像素，17,18是對(duì)攝像元件的像素1對(duì)1 地配置的偏振濾光器，偏振濾光器17與偏振板11具有相同特性，偏振濾光器18與偏振板 12具有相同特性。偏振濾光器17、18交替排列配置在所有像素上。
以上的構(gòu)成中，入射光透過偏振板11、12，通過反射鏡13、光學(xué)透鏡3，在攝像元件 1上成像。關(guān)于成像的光電變換，透過偏振板11而入射的光通過偏振濾光器17，由在其正下的像素進(jìn)行光電變換，透過偏振板12而入射的光通過偏振濾光器18，由在其正下的像素進(jìn)行光電變換。在此，若將來(lái)自偏振板11的入射光的圖像設(shè)為右眼用圖像，將來(lái)自偏振板 12的入射光的圖像設(shè)為左眼用圖像，則通過偏振濾光器17，由在其正下的像素群得到的圖像是右眼用圖像，通過偏振濾光器18，由在其正下的像素群得到的圖像是左眼用圖像。作為其結(jié)果，專利文獻(xiàn)2所示的方式是代替使用專利文獻(xiàn)1中所示的旋轉(zhuǎn)的圓形偏振濾光器，通過在攝像元件的像素上交替配置特性不同的偏振濾光器，從而分辨率成為 1/2，但同時(shí)得到了右眼用圖像與左眼用圖像。然而，雖然上述的技術(shù)能利用一個(gè)攝像元件得到具有視差的兩個(gè)圖像，但由于入射光透過偏振板，所以光量降低，在進(jìn)一步透過偏振濾光器的情況下光量也降低，所以圖像靈敏度會(huì)大幅降低。針對(duì)圖像的靈敏度降低的問題，作為其他的研究，在專利文獻(xiàn)3中示出了機(jī)械式地切換具有視差的兩個(gè)圖像的拍攝與通常的圖像的拍攝的方法。圖14表示了該方法的攝像系統(tǒng)的構(gòu)成，對(duì)其攝像基本原理進(jìn)行說明。在圖14中，19是具有兩個(gè)偏振透過部20、21、 并僅通過這些透過部使來(lái)自光學(xué)透鏡3的入射光透過的光通過部，22是受光部光學(xué)濾光器托架，其中將來(lái)自偏振透過部20以及21的光分離的特定成分透過濾光器23與彩色濾光器 24成為1組，25是濾光器驅(qū)動(dòng)部，其使光通過部19與特定成分透過濾光器23從光路上離開，將彩色濾光器M插入到光路中，或進(jìn)行與此相反的動(dòng)作。在該方法中，使濾光器驅(qū)動(dòng)部25動(dòng)作，在拍攝具有視差的圖像時(shí)使用光通過部19 與特定成分透過濾光器23，在通常的拍攝時(shí)采用彩色濾光器24。在拍攝具有視差的圖像的過程中，情況基本與專利文獻(xiàn)2所示的情況相同，圖像的靈敏度大幅降低。在通常的拍攝時(shí)，通過使光通過部19從光路離開，另外取代特定成分透過濾光器23而插入彩色濾光器 24，從而能得到靈敏度不會(huì)降低的彩色圖像。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 特開昭62-291四2號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 特開昭62-217790號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 特開2001-016611號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題在現(xiàn)有技術(shù)中，通過采用偏振板(偏振透過部)以及偏振濾光器，能夠用單鏡頭照相機(jī)拍攝具有視差的兩個(gè)圖像。關(guān)于這些技術(shù)，偏振板以及偏振濾光器都由具有0°、90° 的透過軸的兩種偏振器構(gòu)成。本發(fā)明提供一種攝像技術(shù)，其能夠以與這些現(xiàn)有技術(shù)不同的新的方法來(lái)得到具有視差的多個(gè)圖像。此外，在以下的說明中，將具有視差的多個(gè)圖像稱作 “多視點(diǎn)圖像(multi-viewpoint images)”。用于解決課題的手段本發(fā)明的三維攝像裝置具有至少具有兩個(gè)偏振器的光透過部；接受透過了上述光透過部的光的固體攝像元件和在上述固體攝像元件的攝像面形成像的成像部。上述光透過部具有第1偏振器；和具有相對(duì)于上述第1偏振器的透過軸成θ (0° < θ < 90° )角度的透過軸的第2偏振器。上述固體攝像元件具有多個(gè)像素塊，各像素塊包括第1像素以及第2像素；第1偏振濾光器，其在各像素塊中與上述第1像素對(duì)置地配置，具有相對(duì)于上述第1偏振器的透過軸成α (0° < α <90° )角度的透過軸；和第2偏振濾光器，其在各像素塊中與上述第2像素對(duì)置地配置，具有相對(duì)于上述第1偏振器的透過軸成β (0° < β <90°，β興α )角度的透過軸。上述第1偏振濾光器被配置成接受透過上述第1偏振器以及上述第2偏振器的光，上述第2偏振濾光器被配置成接受透過上述第1偏振器以及上述第2偏振器的光。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述光透過部具有不管偏振方向如何都使入射光透過的透明區(qū)域，各像素塊包括第3像素，上述第3像素接受透過了上述第1偏振器、上述第2偏振器以及上述透明區(qū)域的光，輸出與接受的光相應(yīng)的光電變換信號(hào)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，滿足I θ-(α+β) I彡20°。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，滿足I θ-(α+β) I彡10°。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，滿足80°彡θ <90°。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過上述第1像素的中心和上述第2像素的中心的直線的方向、與通過上述第1偏振器的中心和上述第2偏振器的中心的直線的方向與相互正交。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，各像素塊還包括第4像素，上述固體攝像元件包括第1濾色器，其與各像素塊中包括的上述第3像素對(duì)置地配置，并使第1顏色成分的光透過；和第 2濾色器，其與各像素塊中包括的上述第4像素對(duì)置地配置，并使第2顏色成分的光透過。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在各像素塊中，上述第1像素、上述第2像素、上述第3像素以及上述第4像素被配置成矩陣狀，上述第1像素被配置在第1行1列，上述第2像素被配置在第2行2列，上述第3像素被配置在第1行2列，上述第4像素被配置在第2行1列。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述第1濾色器以及上述第2濾色器的一方至少使紅色成分的光透過，上述第1濾色器以及上述第2濾色器的另一方至少使藍(lán)色成分的光透過。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述第1濾色器以及上述第2濾色器的一方使黃色成分的光透過，上述第1濾色器以及上述第2濾色器的另一方使藍(lán)綠色成分的光透過。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，攝像裝置還具備圖像處理部，上述圖像處理部使用從上述第1像素以及上述第2像素輸出的光電變換信號(hào)，形成表示具有視差的兩個(gè)圖像的差分的圖像。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述圖像處理部從上述第1像素以及上述第2像素多次讀出光電變換信號(hào)，基于讀出的多個(gè)光電變換信號(hào)，形成信號(hào)電平增加了的表示上述差分的圖像。本發(fā)明的圖像取得方法用于本發(fā)明的三維攝像裝置，包括從上述第1像素取得第1光電變換信號(hào)的步驟；從上述第2像素取得第2光電變換信號(hào)的步驟；和基于上述第1 光電變換信號(hào)以及上述第2光電變換信號(hào)，形成表示具有視差的兩個(gè)圖像的差分的圖像的步驟。發(fā)明效果本發(fā)明的三維攝像裝置在光的入射區(qū)域至少具有兩個(gè)偏振區(qū)域。另外，攝像元件具有配置了偏振濾光器的至少兩種像素群。兩個(gè)偏振區(qū)域中的透過軸的方向相互不同。另夕卜，與兩種像素群分別對(duì)置配置的兩種偏振濾光器的透過軸的方向也相互不同。因此，能利用兩種像素群取得由通過了兩個(gè)偏振區(qū)域的光形成的像。這與利用特性不同的兩個(gè)傳感器捕捉不同的入射光信息的情況相同，能用特定的數(shù)學(xué)式表示兩個(gè)輸出與兩個(gè)輸入的關(guān)系。 因此，能夠相反地根據(jù)兩個(gè)輸出結(jié)果計(jì)算出兩個(gè)輸入信息。在得到來(lái)自兩個(gè)偏振區(qū)域的圖像信息的基礎(chǔ)上實(shí)施它們的差分處理，從而能得到差分圖像。另外，在構(gòu)成為除了上述的構(gòu)成，在光的入射區(qū)域設(shè)置透明區(qū)域，使透過透明區(qū)域的光入射到第3像素群的情況下，能與差分圖像同時(shí)得到通常的二維圖像。根據(jù)該構(gòu)成，具有不需要機(jī)械式的動(dòng)作部分，僅利用圖像間的運(yùn)算就能同時(shí)得到差分圖像和靈敏度上沒有問題的圖像的效果。


圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的攝像裝置的整體構(gòu)成圖；圖2是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的光入射到固體攝像元件的狀態(tài)的示意圖；圖3是本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的固體攝像元件的基本像素構(gòu)成圖；圖4是本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的透光板的主視圖；圖5是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的式14的分母的計(jì)算值的圖；圖6是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的式15的分母的計(jì)算值的圖；圖7是表示本發(fā)明中的具有視差的兩個(gè)圖像的一個(gè)例子的概念圖；圖8是本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的其他固體攝像元件的基本像素構(gòu)成圖；圖9是本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的其他透光板的主視圖；圖10是本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的固體攝像元件的攝像部的基本色構(gòu)成圖；圖11是本發(fā)明的第2實(shí)施方式中的透光板的主視圖；圖12是專利文獻(xiàn)1中的攝像系統(tǒng)的構(gòu)成圖；圖13是專利文獻(xiàn)2中的攝像系統(tǒng)的構(gòu)成圖；圖14是專利文獻(xiàn)3中的攝像系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。在所有的圖中對(duì)共用的要素賦予相同的附圖標(biāo)記。(實(shí)施方式1)圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的攝像裝置的構(gòu)成圖。1是進(jìn)行光電變換的固體攝像元件，2是在一部分具有偏振區(qū)域的透光板，3是用于對(duì)入射光進(jìn)行成像的圓形的光學(xué)透鏡，4是紅外截止濾光器，5是產(chǎn)生用于固體攝像元件的驅(qū)動(dòng)的原信號(hào)并且接收來(lái)自固體攝像元件的信號(hào)的信號(hào)產(chǎn)生以及圖像信號(hào)接收部，6是做出用于驅(qū)動(dòng)固體攝像元件的信號(hào)的攝像元件驅(qū)動(dòng)部，7是處理圖像信號(hào)而生成多視點(diǎn)圖像、表示多視點(diǎn)圖像的差分的差分圖像、以及無(wú)視差并且靈敏度上沒有問題的通常圖像的圖像處理部，8是將表示所生成的多視點(diǎn)圖像、差分圖像以及通常圖像的圖像信號(hào)送出到外部的圖像接口部。透光板2具有配置了兩個(gè)偏振器的偏振區(qū)域和不管偏振方向如何都使光透過的透明區(qū)域。固體攝像元件1(以下，有時(shí)稱之為“攝像元件”)典型的是CCD或者CMOS傳感器，通過公知的半導(dǎo)體技術(shù)來(lái)制造。在固體攝像元件1的攝像面以二維狀排列多個(gè)像素(光感知單元)。各像素典型的是光電二極管，通過光電變換而輸出與入射光量對(duì)應(yīng)的電信號(hào) (光電變換信號(hào))。圖像處理部7具有存儲(chǔ)圖像處理所使用的各種信息的存儲(chǔ)器、和基于從存儲(chǔ)器讀出的數(shù)據(jù)而生成每個(gè)像素的圖像信號(hào)的圖像信號(hào)生成部。通過上述結(jié)構(gòu)，入射光透過透光板2、光學(xué)透鏡3、紅外截止濾光器4，在固體攝像元件1的攝像面成像，由固體攝像元件1進(jìn)行光電變換。通過光電變換而生成的圖像信號(hào)通過圖像信號(hào)接收部5被送到圖像處理部7，在此生成多視點(diǎn)圖像、差分圖像以及無(wú)視差且靈敏度上沒有問題的通常圖像。圖2是示意性表示入射光透過透光板2以及光學(xué)透鏡3而入射到固體攝像元件1 的攝像面的狀態(tài)。在圖2中，省略了透光板2、光學(xué)透鏡3、固體攝像元件1以外的構(gòu)成要素。 另外，關(guān)于固體攝像元件1，只圖示了攝像面的一部分。如圖所示，透光板2具有偏振區(qū)域 P(1)、P(2)以及透明區(qū)域P(3)。在此，偏振區(qū)域P(l)、P(2)的透過軸的朝向相互不同。另夕卜，在固體攝像元件1的攝像面排列的多個(gè)像素構(gòu)成以3個(gè)像素為1個(gè)單位的多個(gè)像素塊。 將一個(gè)像素塊中包含的3個(gè)像素稱作W1、W2、W3。在本實(shí)施方式中，分別與像素W1、W2對(duì)置地配置了偏振濾光器50a、50b。偏振濾光器50a、50b的透過軸的朝向相互不同。在像素W3 沒有配置對(duì)應(yīng)的偏振濾光器。此外，圖示的各構(gòu)成要素的配置關(guān)系只不過是一個(gè)例子，本發(fā)明并不限定于該配置關(guān)系。例如，只要能在攝像面形成像，光學(xué)透鏡3也可以比透光板2更遠(yuǎn)離攝像元件1來(lái)配置，也可以配置多個(gè)。另外，光學(xué)透鏡3與透光板2不需要是獨(dú)立的構(gòu)成要素，兩者也可以構(gòu)成為一體化的一個(gè)光學(xué)元件。另外，在圖2中，像素W1、W2、W3被描繪成沿著與連接透光板2的偏振區(qū)域P(I)以及P(2)的線段平行的方向(X方向)按順序排列，但不一定需要像這樣排列。此外，在攝像元件1的攝像面，在與圖2的紙面垂直的方向(Y方向)也排列了多個(gè)像素。以下，對(duì)固體攝像元件1的像素構(gòu)成以及透光板2的構(gòu)成詳細(xì)地進(jìn)行說明。在以下的說明中，采用與圖2共用的坐標(biāo)系X、Y。圖3表示攝像元件1的攝像面上的一個(gè)像素塊。以3行1列為基本構(gòu)成的多個(gè)像素排列在攝像面上。如上述那樣，像素的基本構(gòu)成(像素塊)包括分別配置有偏振方向相互不同的兩個(gè)偏振濾光器50a、50b的像素Wl、W2、以及什么都沒配置的像素W3。在一個(gè)像素塊中，W1、W2、W3沿著Y軸配置。關(guān)于偏振濾光器的透過軸的方向，相對(duì)于X方向，第1行 1列的偏振濾光器50a的透過軸傾斜角度α (0° < α <90° )，第2行1列的偏振濾光器 50b的透過軸傾斜角度β(0°彡β<90°，β乒α)。圖4是本實(shí)施方式中的透光板2的主視圖。透光板2的形狀是與光學(xué)透鏡3相同的圓形。在透光板2中，由透過軸的方向相互不同的2個(gè)偏振器構(gòu)成的偏振區(qū)域P(I)、PQ) 在X方向上分開配置。透光板2中偏振區(qū)域以外的區(qū)域是透明區(qū)域Ρ(3)。偏振區(qū)域P(I) 的透過軸的方向與X方向一致。偏振區(qū)域Ρ(2)的透過軸的方向相對(duì)于X方向傾斜了角度 θ (0° < θ 彡 90° )。此外，雖然在圖4中透光板2的形狀為圓形，但不需要一定是圓形。另外，偏振區(qū)域 ρ(ι)、ρ(2)的形狀不需要一定是長(zhǎng)方形，什么樣的形狀都可以。但是，優(yōu)選偏振區(qū)域ρ(1)、P (2)的面積以及形狀相同。在本實(shí)施方式中，如圖3以及圖4所示，通過像素Wl的中心以及像素W2的中心的直線的方向、和通過偏振區(qū)域P(I)的中心與偏振區(qū)域p(2)的中心的直線的方向相互正交。通過以上結(jié)構(gòu)，攝像元件1的攝像面上的各像素接受透過偏振區(qū)域P(l)、P (2)以及透明區(qū)域P(3)并由光學(xué)透鏡3匯聚的光。以下，對(duì)各像素中的光電變換信號(hào)進(jìn)行說明。首先，對(duì)沒有配置偏振濾光器的像素W3的光電變換信號(hào)進(jìn)行說明。像素W3接受通過透光板2、光學(xué)透鏡3、紅外截止濾光器4而入射的光，輸出與所接受的光相應(yīng)的光電變換信號(hào)。在此，將入射光通過透光板2的偏振區(qū)域P(I)、PQ)時(shí)的透過率設(shè)為Tl。若將假設(shè)入射到偏振區(qū)域P(l)、PO)與透明區(qū)域PC3)的光沒有減少地完全由攝像元件1進(jìn)行光電變換的情況下的信號(hào)量，附上下標(biāo)s而表現(xiàn)為Ps(I)、Ps (2)、1^(3)，則像素W3中的光電變換信號(hào)S3由下面的式1表示。(式 1) S3 = Tl (Ps (1) +Ps (2)) +Ps (3)接下來(lái)，對(duì)配置有偏振濾光器的像素Wl以及W2的光電變換信號(hào)進(jìn)行說明。由于分別與像素wi、W2對(duì)置地配置了偏振濾光器50a、50b，入射到像素Wl、W2的光的量基本上少于入射到像素W3的光的量。在此，將非偏振光透過偏振濾光器50a或者50b時(shí)的透過率設(shè)為Tl，與偏振區(qū)域P(1)、P(2)的透過率相同。另外，將在與各偏振濾光器的透過軸的方向相同的方向上振動(dòng)的偏振光透過該偏振濾光器時(shí)的透過率設(shè)為T2。于是，像素Wl以及W2 中的光電變換量Si、S2分別由以下的式2、3表示。(式 2) Sl = Tl (T2 (Ps (1) cos α +Ps (2)cos(a - θ )) +Ps (3))(式 3) S2 = Tl (T2 (Ps (1) cos β +Ps (2) cos ( β - θ )) +Ps (3))若從上述的式1 式3消去I^s (3)，來(lái)計(jì)算Ps(I)與1^2) JjPs(I)以及I3S O) 分別由以下的式4以及式5表示。[數(shù)1](式4)
權(quán)利要求
1.一種三維攝像裝置，具備 光透過部，其至少具有兩個(gè)偏振器；固體攝像元件，其接受透過了上述光透過部的光；和成像部，其在上述固體攝像元件的攝像面形成像， 其中，上述光透過部具有 第1偏振器；和第2偏振器，其具有相對(duì)于上述第1偏振器的透過軸成θ角度的透過軸，其中，0° < θ ≤ 90°，上述固體攝像元件具有多個(gè)像素塊，各像素塊包括第1像素以及第2像素；第1偏振濾光器，其在各像素塊中與上述第1像素對(duì)置地配置，具有相對(duì)于上述第1偏振器的透過軸成α角度的透過軸，其中0° < α <90° ；和第2偏振濾光器，其在各像素塊中與上述第2像素對(duì)置地配置，具有相對(duì)于上述第1偏振器的透過軸成β角度的透過軸，其中0°≤β <90°，β≠α，上述第1偏振濾光器被配置成接受透過了上述第1偏振器以及上述第2偏振器的光， 上述第2偏振濾光器被配置成接受透過了上述第1偏振器以及上述第2偏振器的光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維攝像裝置，其特征在于，上述光透過部具有不管偏振方向如何都使入射光透過的透明區(qū)域， 各像素塊包括第3像素，上述第3像素接受透過了上述第1偏振器、上述第2偏振器以及上述透明區(qū)域的光，輸出與接受的光相應(yīng)的光電變換信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三維攝像裝置，其特征在于， 滿足 I θ-(α+β) I ≤ 20°。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的三維攝像裝置，其特征在于， 滿足 I θ-(α+β) I ≤ 10°。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4的任一項(xiàng)所述的三維攝像裝置，其特征在于， 滿足80°≤θ≤90°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5的任一項(xiàng)所述的三維攝像裝置，其特征在于，通過上述第1像素的中心和上述第2像素的中心的直線的方向、與通過上述第1偏振器的中心和上述第2偏振器的中心的直線的方向相互正交。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6的任一項(xiàng)所述的三維攝像裝置，其特征在于， 各像素塊還包括第4像素，上述固體攝像元件包括第1濾色器，其與各像素塊中包括的上述第3像素對(duì)置地配置，并使第1顏色成分的光透過；和第2濾色器，其與各像素塊中包括的上述第4像素對(duì)置地配置，并使第2顏色成分的光透過。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三維攝像裝置，其特征在于，在各像素塊中，上述第1像素、上述第2像素、上述第3像素以及上述第4像素被配置成矩陣狀，上述第1像素被配置在第1行1列， 上述第2像素被配置在第2行2列， 上述第3像素被配置在第1行2列， 上述第4像素被配置在第2行1列。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的三維攝像裝置，其特征在于，上述第1濾色器以及上述第2濾色器的一方至少使紅色成分的光透過， 上述第1濾色器以及上述第2濾色器的另一方至少使藍(lán)色成分的光透過。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9的任一項(xiàng)所述的三維攝像裝置，其特征在于， 上述第1濾色器以及上述第2濾色器的一方使黃色成分的光透過， 上述第1濾色器以及上述第2濾色器的另一方使藍(lán)綠色成分的光透過。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10的任一項(xiàng)所述的三維攝像裝置，其特征在于， 還具備圖像處理部，上述圖像處理部利用從上述第1像素以及上述第2像素輸出的光電變換信號(hào)，生成表示具有視差的兩個(gè)圖像的差分的圖像。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的三維攝像裝置，其特征在于，上述圖像處理部從上述第1像素以及上述第2像素多次讀出光電變換信號(hào)，基于讀出的多個(gè)光電變換信號(hào)，形成信號(hào)電平增加了的表示上述差分的圖像。
13.一種圖像形成方法，其用于三維攝像裝置，該三維攝像裝置具備 光透過部，其具有第1偏振器和第2偏振器；和固體攝像元件，其接受透過了上述光透過部的光， 上述固體攝像元件具有 第1像素以及第2像素；第1偏振濾光器，其與上述第1像素對(duì)置地配置，具有相對(duì)于上述第1偏振器的透過軸成α角度的透過軸，其中0°彡α <90° ；和第2偏振濾光器，其與上述第2像素對(duì)置地配置，具有相對(duì)于上述第1偏振器的透過軸成β角度的透過軸，其中0°彡β < 90°，β乒α， 該圖像形成方法包括從上述第1像素取得第1光電變換信號(hào)的步驟； 從上述第2像素取得第2光電變換信號(hào)的步驟；和基于上述第1光電變換信號(hào)以及上述第2光電變換信號(hào)，形成表示具有視差的兩個(gè)圖像的差分的圖像的步驟。
全文摘要
本發(fā)明的攝像裝置具備成像透鏡(3)、具有兩個(gè)偏振器的光透過部(2)和固體攝像元件(1)。固體攝像元件(1)具有多個(gè)像素和與像素對(duì)應(yīng)的偏振濾光器。與第1像素群(W1)對(duì)應(yīng)地配置第1偏振濾光器(50a)，與第2像素群(W2)對(duì)應(yīng)地配置第2偏振濾光器(50b)。光透過部(2)中的偏振區(qū)域(P(1)、P(2))的透過軸的方向相互差角度θ。另外，第1偏振濾光器(50a)的透過軸的朝向相對(duì)于偏振區(qū)域(P(1))的透過軸的朝向成角度α，第2偏振濾光器(50b)的透過軸的朝向相對(duì)于偏振區(qū)域(P(2))的透過軸的朝向成角度β。通過以上結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的攝像裝置能高效地取得表現(xiàn)出視差的圖像。
文檔編號(hào)H04N13/02GK102474646SQ20118000275
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者三崎正之, 平本政夫, 瀧澤輝之, 鈴木正明 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社