三维摄像装置及透光板制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种三维摄像装置及透光板。三维摄像装置具备：光透过部(2)，具有透过波段互不相同的N个(N是3以上的整数)扇形透过区域；固体摄像元件(1)，接受透过了光透过部(2)的光；光学系统(2)，在固体摄像元件(1)的摄像面上形成像；信号处理部(200)，处理从固体摄像元件(1)输出的信号。在固体摄像元件(1)的摄像面上形成有以N个光敏元件和N个彩色滤光器作为单位构成要素的光敏元件阵列、以及彩色滤光器阵列。各透过区域和各彩色滤光器的透过波段被设定成：透过N个透过区域中的至少1个区域的光能够透过N个彩色滤光器中的至少2个彩色滤光器。信号处理部基于从各光敏元件输出的信号，通过生成表示入射到各透过区域的光的强度中的至少2个强度的信号，从而生成具有视差的至少2个图像的数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及生成具有视差的多个图像的单眼三维摄像技术。
技术介绍
近几年，使用了CCD或CMOS等固体摄像元件(以下，有时称作“摄像元件”)的数码相机或数码摄像机的高功能化、高性能化备受瞩目。特别是，通过半导体制造技术的进步，推进了固体摄像元件的像素结构的微细化。其结果，实现了固体摄像元件的像素和驱动电路的高集成化。因此，仅用几年的时间，摄像元件的像素数从100万像素程度显著增加到了1000万像素以上。而且，通过拍摄得到的图像的质量也得到了飞跃性提高。另一方面，关于显示装置，通过由薄型的液晶或等离子体构成的显示器，与场所无关地能够以高分辨率实现高对比度的显示，实现了高性能。这样的影像的高品质化的趋势正在从二维图像扩展到三维图像。近来，需要偏振眼镜，开始公开了高画质的三维显示装置。关于三维摄像技术，作为具有简单结构的代表性技术，具有如下的技术：使用由2个照相机构成的摄像系统，分别获得右眼用图像和左眼用图像。在这种所谓的双眼摄像方式中，由于使用2个照相机，因此摄像装置较大，成本也会变高。因此，研究了使用1个照相机来获得具有视差的多个图像的方式。例如，在专利文献1中，公开了使用透过轴的方向互相正交的2片偏振板和旋转的偏振滤光器的方式。图12是表示该方式的摄像系统的结构的示意图。摄像装置具备：0度偏振的偏振板11、90度偏振的偏振板12、反射镜13、半透明反射镜14、圆形的偏振滤光器15、使圆形的偏振滤光器旋转的驱动装置16、光学透镜3、和获得由光学透镜成像的像的摄像装置9。在此，半透明反射镜14对透过偏振板11而被反射镜13反射的光进行反射，使透过了偏振板12的光透过。通过以上的结构，分别透过了配置在远离的位置上的偏振板11、12的光，在透过半透明反射镜14、圆形的偏振滤光器15、和光学透镜3之后入射到摄像装置9，从而获取图像。该方式的拍摄原理是：通过使圆形的偏振滤光器15旋转，从而在不同的时刻捕捉分别入射到2个偏振板11、12的光，来获得具有视差的2个图像。但是，在上述方式中，由于使圆形的偏振滤光器15旋转的同时通过时间分割而获得不同位置的图像，因此存在不能同时获得具有视差的2个图像的课题。此外，由于使用机械式驱动，因此耐久性上可能存在问题。而且，由于入射光透过偏振板和偏振滤光器，因此还存在摄像装置9接受的光量(受光量)减少50％以上的问题。针对上述方式，专利文献2公开了在不使用机械式驱动的情况下同时拍摄具有视差的2个图像的方式。该方式的摄像装置通过反射镜对从2个入射区域入射的光进行聚光，并由交替地排列了2种偏振滤光器的摄像元件进行受光，从而在不具备机械式驱动部的情况下获得具有视差的2个图像。图13是表示该方式的摄像系统的结构的示意图。该摄像系统具备透过轴的方向互相正交的2个偏振板11、12、反射镜13、光学透镜3、和摄像元件1。摄像元件1在其摄像面上具备：多个像素10、和与像素一一对应地配置的偏振滤光器17、18。在所有像素上交替地排列了偏振滤光器17、18。在此，偏振滤光器17、18的透过轴的朝向分别与偏振板11、12的透过轴的朝向一致。根据以上的结构，入射光透过偏振板11、12并被反射镜13反射，通过光学透镜3，入射到摄像元件1的摄像面上。分别透过偏振板11、12而入射到摄像元件1的光，分别透过偏振滤光器17、18之后在它们的正下方的像素中被进行光电变换。其中，将由分别通过偏振板11、12而入射到摄像元件1的光形成的图像分别称作右眼用图像、左眼用图像，右眼用图像、左眼用图像分别是根据与偏振滤光器17、18对置的像素组而得到的。由此，在专利文献2公开的方式中，代替专利文献1公开的旋转的圆形的偏振滤光器的使用，在摄像元件的像素上交替地配置了透过轴的方向互相正交的2种偏振滤光器。由此，与专利文献1的方式相比，分辨率降低为1/2，但是能够使用1个摄像元件同时获得具有视差的右眼用图像和左眼用图像。但是，该技术也与专利文献1的技术相同，由于入射光透过偏振板和偏振滤光器时光量会减少，因此摄像元件的受光量会大量减少。针对该受光量减少的问题，专利文献3公开了可利用1个摄像元件获得具有视差的2个图像和通常的图像的技术。根据该技术，通过在获得具有视差的2个图像时和获得通常图像时以机械方式切换构成要素的一部分，从而可利用1个摄像元件获得具有视差的2个图像和通常图像。在获得具有视差的2个图像时，在光路上配置2个偏振滤光器这一点与专利文献2公开的技术相同。另一方面，在获得通常图像时，以机械方式从光路移除这些偏振滤光器。通过采用这种机构，能够得到具有视差的图像和光利用率高的通常图像。在上述的专利文献1～3公开的技术中，使用了偏振板或偏振滤光器，但是作为其它方法，也有使用彩色滤光器的技术。例如，专利文献4公开了使用彩色滤光器同时获得具有视差的2个图像的技术。图14是示意性表示采用了该技术的摄像系统的图。该技术中的摄像系统具备：透镜3、透镜光圈19、配置了透过波段不同的2个彩色滤光器20a、20b的光束限制板20、感光胶片21。在此，彩色滤光器20a、20b例如是分别使红色系、蓝色系的光透过的滤光器。根据以上的结构，入射光透过透镜3、透镜光圈19、和光束限制板20，在感光胶片上成像。此时，在光束限制板20的2个彩色滤光器20a、20b中，分别仅使红色系、蓝色系的光透过。其结果，在感光胶片上，基于分别透过了这2个彩色滤光器的光形成品红色系的颜色的像。在此，由于彩色滤光器20a、20b的位置不同，因此在形成于感光胶片上的像中会产生视差。在此，根据感光胶片制成照片，若使用将红色滤光器和蓝色滤光器分别粘贴成右眼用和左眼用的眼镜，则能够观察到具有进深感的图像。由此，根据专利文献4公开的技术，能够使用2个彩色滤光器制成具有视差的图像。专利文献4公开的技术是在感光胶片上成像并制成具有视差的多个图像的技术，另一方面，专利文献5公开了将具有视差的图像变换为电信号来获得的技术。图15是示意性表示该技术中的光束限制板的图。在该技术中，使用了在与摄像光学系统的光轴垂直的平面上设置有透过红色光的R区域22R、透过绿色光的G区域22G、透过蓝色光的B区域22B的光束限制板22。由具有红色用的R像素、绿色用的G像素和蓝色用的B像素的彩色摄像元件接受透过了这些区域的光，由此获得透过了各区域的光所形成的图像。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.30 JP 2010-1499961.一种三维摄像装置，具备：
光透过部，其具有透过波段互不相同的N个透过区域，其中N是3
以上的整数；
固体摄像元件，其具有光敏元件阵列、和与所述光敏元件阵列对置配
置的彩色滤光器阵列，且被配置成接受透过了所述光透过部的光，其中所
述光敏元件阵列和所述彩色滤光器阵列由多个单位要素构成，各单位要素
包括N个光敏元件、和与所述N个光敏元件一一对应地配置且透过波段
互不相同的N个彩色滤光器；
光学系统，其具有光圈，并在所述固体摄像元件的摄像面上形成像；
和
信号处理部，其处理从所述固体摄像元件输出的信号，
所述光透过部的中心位于所述光学系统的光轴上，
所述N个透过区域的至少2个区域具有垂直于所述光透过部的半径
方向的方向的尺寸随着距所述光透过部的中心的距离的变大而变大的部
分。
2.根据权利要求1所述的三维摄像装置，其中，
所述N个透过区域的至少N-1个区域具有垂直于所述光透过部的半
径方向的方向的尺寸随着距所述光透过部的中心的距离的变大而变大的
部分。
3.根据权利要求2所述的三维摄像装置，其中，
所述N个透过区域的至少N-1个区域具有以所述光透过部的中心为
顶点的扇形形状。
4.根据权利要求1至3任一项所述的三维摄像装置，其中，
N＝3，
所述N个透过区域分别是使蓝绿色光透过的蓝绿色区域、使黄色光
透过的黄色区域和透明区域，
所述蓝绿色区域的形状和所述黄色区域的形状是扇形。
5.根据权利要求1至3任一项所述的三维摄像装置，其中，
N＝4，
所述N个透过区域分别是使蓝绿色光透过的蓝绿色区域、使黄色光
透过...

【专利技术属性】
技术研发人员：平本政夫，石井育规，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：