本发明专利技术提供一种三维摄像装置，其包括：具有第1透光区域(1L)及第2透光区域(1R)的透光部(1)；具有多个单位块的摄像元件(2a)；成像部(3)；以及基于从摄像元件(2a)输出的光电变换信号来生成多视点图像的图像处理部。对于可见光的波长λ而言，在将表示第1透光区域(1L)的分光透过率的函数表示为TL(λ)、将表示第2透光区域(1R)的分光透过率的函数表示为TR(λ)、将表示第1种像素的分光透过率的函数表示为T1(λ)、将表示第2种像素的分光透过率的函数表示为T2(λ)时，TL(λ)≠TR(λ)且T1(λ)≠T2(λ)成立，TL(λ)、TR(λ)、T1(λ)、T2(λ)在红色、绿色、蓝色的各波段内均分别具有至少1个极大值及极小值。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及利用一个光学系统与一个摄像元件来生成多视点图像的单眼式三维摄像技术。
技术介绍
·近年来，利用了 CXD或CMOS等固体摄像元件(以下有时称为“摄像元件”。)的数码相机或数码放映机的高功能化、高性能化令人瞠目结舌。尤其是，由于半导体制造技术的进步，固体摄像元件中的像素构造的微细化也正在发展。结果，实现了固体摄像元件的像素及驱动电路的高集成化。因而，在短短的几年之间，摄像元件的像素数从100万像素左右显著地增加为1000万像素以上。进而，通过摄像而得的图像的质量也飞跃地提高。另一方面，对于显示装置而言，借助薄型的由液晶或等离子构成的显示器，不占地方且高分辨率，从而高对比度的显示成为可能，实现了较高的性能。这种影像的高品质化的趋势从二维图像向三维图像扩展。最近，虽然需要偏光眼镜，但正在开始开发高画质的三维显示装置。对于三维摄像技术而言，作为具有简单构成的典型的方式，有以下的方式利用由2台照相机构成的摄像系统而分别取得右眼用的图像及左眼用的图像。在这种所谓的双眼摄像方式中，由于利用的是2台照相机，故摄像装置变得大型，成本也会升高。因而，正在研究利用一台照相机来取得具有视差的多个图像(以下有时称为“多视点图像”。)的方式(单眼摄像方式)。例如，在专利文献I中公开了利用透过轴的方向互相正交的2枚偏光板和旋转的偏光滤光器的方式。图13是表示基于该方式的摄像系统的构成的示意图。摄像装置具备0度偏光的偏光板11、90度偏光的偏光板12、反射镜13、半反射镜14、圆形的偏光滤光器15、使圆形的偏光滤光器15旋转的驱动装置16、光学透镜3、取得由光学透镜成像的像的摄像装置9。在此，半反射镜14将透过偏光板11后被反射镜13反射的光反射，使透过偏光板12之后的光透过。根据以上的构成，分别透过被配置于互相分离开的场所的偏光板11、12之后的光经由半反射镜14、圆形的偏光滤光器15、及光学透镜3，然后入射到摄像装置9，由此可取得图像。该方式中的摄像原理为通过使圆形的偏光滤光器15旋转，从而以各自的定时捕捉入射到2枚偏光板11、12的每一枚中的光，取得具有视差的2个图像。然而,在上述方式中，由于一边使圆形的偏光滤光器15旋转、一边拍摄因时间分割而不同位置的图像，故存在无法同时取得具有视差的2个图像的课题。再有，由于利用机械式驱动，故在耐久性方面会存在问题。而且，由于利用偏光板11、12及偏光滤光器15来接受全部的入射光，故也存在摄像装置9接受的光量(受光量)也会下降50%以上的课题。与上述方式相对，在专利文献2中公开了不利用机械式驱动而同时取得具有视差的2个图像的方式。基于该方式的摄像装置利用反射镜将从2个入射区域入射的光聚光，通过用2种偏光滤光器交替地排列而成的摄像元件进行受光，从而不利用机械式驱动部就能取得具有视差的2个图像。图14是表示该方式的摄像系统的构成的示意图。该摄像系统具有透过轴的方向互相正交的2个偏光板11、12 ;反射镜13 ;光学透镜3 ;以及摄像元件2。摄像元件2在其摄像面上具备多个像素10、与像素对应地配置的偏光滤光器17、18。偏光滤光器17、18在所有像素上交替地排列。在此，偏光滤光器17、18的透过轴的朝向分别和偏光板11、12的透过轴的朝向一致。根据以上的构成，入射光透过偏光板11、12并被反射镜13反射，通过光学透镜3之后入射到摄像元件I的摄像面。分别透过偏光板11、12之后入射到摄像元件I的光，分别透过偏光滤光器17、18，然后被与偏光滤光器17、18对置的像素进行光电变换。在此,若将由分别通过偏光板11、12后入射到摄像元件I的光而形成的图像分别称为右眼用图像、左眼用图像，则右眼用图像、左眼用图像分别由与偏光滤光器17、18对置的像素组而得到。如此，在专利文献2所公开的方式中，不再利用专利文献I所公开的旋转的圆形的偏光滤光器，而是在摄像元件的像素上交替地配置透过轴的方向互相正交的2种偏光滤光器。由此，与专利文献I的方式相比，虽然分辨率会下降到1/2，但利用一个摄像元件可同时取得具有视差的右眼用图像与左眼用图像。然而，在该技术中，也与专利文献I的技术同样，由于入射光透过偏光板及偏光滤光器之际光量会减少，故摄像兀件的受光量大幅度减少。针对摄像元件的受光量下降这一问题，在专利文献3中公开了以一个摄像元件可取得具有视差的多个图像和通常图像的技术。根据该技术，通过在取得具有视差的2个图像时和取得通常图像时机械式替换构成要素的一部分，从而利用一个摄像元件就能取得具有视差的2个图像和通常图像。取得具有视差的2个图像之际，在光路上配置2个偏光滤光器这一点和专利文献2所公开的技术相同。另一方面，取得通常图像之际，以机械的方式从光路取下偏光滤光器。通过采用这种机构，从而可获得具有视差的多个图像和光利用率高的通常图像。在上述的专利文献I 3所公开的方式中，虽然利用的是偏光板或偏光滤光器，但作为其他探讨，也有利用滤色器的方式。例如，在专利文献4中公开了利用滤色器来同时取得具有视差的2个图像的方式。图15是示意地表示专利文献4所公开的摄像系统的图。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个滤色器20a、20b的光束限制板20、感光薄膜21。在此。滤色器20a、20b例如是分别使红色系、蓝色系的光透过的滤光器。根据以上的构成，入射光透过透镜3、透镜光圈19、及光束限制板20之后在感光薄膜上成像。此时，在光束限制板20中的2个滤色器20a、20b中，分别只透过红色系、蓝色系的光。结果，在感光薄膜上可形成由分别透过了这2个滤色器的光构成的品红色系的颜色的像。在此，由于滤色器20a、20b的位置不同，故在感光薄膜上形成的像会产生视差。在此，若根据感光薄膜来制作照片，并使用将红色薄膜及蓝色薄膜 分别作为右眼用及左眼用而粘贴在一起的眼镜，则可观看具有纵深感的图像。如此，根据专利文献4所公开的技术，可使用2个滤色器来生成多视点图像。专利文献4所公开的技术可在感光薄膜上成像来制作具有视差的多个图像，而专利文献5中公开了将具有视差的图像变换为电信号来取得的技术。图16是示意地表示该技术中的光束限制板的图。在该技术中，利用的是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。通过用具有红色用的R像素、绿色用的G像素、蓝色用的B像素的彩色摄像元件来接受透过了这些区域的光，从而可取得由透过了各区域的光形成的图像。再有，专利文献6也公开了利用与专利文献5同样的构成来取得具有视差的多个图像的技术。图17是示意地表示专利文献6所公开的光束限制板的图。在该技术中，也可通过使入射光透过被设于光束限制板23上的R区域23R、G区域23G、B区域23B，来制作具有视差的图像。专利文献7也同样地公开了利用相对于光轴对称地配置且颜色互不相同的一对滤光器来生成具有视差的多个图像的技术。作为一对滤光器而利用红色的滤光器及蓝色的滤光器，由此探测红色光的R像素观测透过红色滤光器后的光，探测蓝色光的B像素观测透过蓝色滤光器后的光。由于红色滤光器与蓝色滤光器的位置不同，故R像素所接受的光的入射方向和B像素所接受的光的入射方向互不相同。结果，用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.19 JP 2011-1121011.一种三维摄像装置，具备透光部，其具有第I透光区域及第2透光区域；摄像元件，其配置为接受透过了所述透光部的光，该摄像元件在摄像面上排列有各自包括第I种像素及第2种像素的多个单位块；成像部，其在所述摄像元件的摄像面上形成像；以及图像处理部，其基于从所述第I种像素及所述第2种像素输出的光电变换信号来生成多视点图像，对于可见光的波长λ而言，在将表示所述第I透光区域的分光透过率的函数表示为 TL(A)、将表示所述第2透光区域的分光透过率的函数表示为TR( λ )、将表示所述第I种像素的分光透过率的函数表示为Tl ( λ )、将表示所述第2种像素的分光透过率的函数表示为 Τ2(λ)时，TL(A)古 TR(X)且 Tl (λ) ^ Τ2(λ)成立，TL( λ )、TR( λ )、Τ1 ( λ )、Τ2 ( λ )在红色、绿色、蓝色的各波段内均分别具有至少I个极大值及极小值。2.根据权利要求1所述的三维摄像装置，其中，TL(A) = Tl (λ)且 TR(X) = Τ2(λ)成立。3.根据权利要求2所述的三维摄像装置，其中， (λ)、ΤΚ(λ)、Τ1(λ)、Τ2(λ)为周期函数。4.根据权利要求1 3中任一项所述的三维摄像装置，其中，所述第I种像素包括第I感光单元、及与所述第I感光单元对置配置的第I透过滤光器，器，所述第2种像素包括第2感光单元、及与所述第2感光单元对置配置的第2透过滤光Tl(A)是表示所述第I透过滤光器的分光透过率的函数，T2 ( λ )是表示所述第2透过滤光器的分光透过率的函数。5.根据权利要求4所述的三维摄像装置，其中，各单位块还包括第3种像素及第4种像素，所述第3种像素包括第3感光单元、及与所述第3感光单元对置配置且有选择地使第 I颜色成分的光透过的第3透过滤光器，所述第4种像素包括第4感光单元、及与所述第4感光单元对置配置且有选择地使第 2颜色成分的光透过的第4透过滤光器，所述图像处理部利用从所述第3种像素及所述第4种像素输出的光电变换信号来生成颜色信息。6.根据权利要求1 3中任一项所述的三维摄像装置，其中，所述第I种像素包括多个感光单元、及与所述多个感光单元各自对置配置且分光透过率特性互不相同的多个透过滤光器，所述第2种像素包括一个感光单元、及与所述一个感光单元对置配置的一个透过滤光器，Tl(A)是表示所述第I种像素所包含的所述多个透过滤光器的分光透过率的总和的函数，T2 ( λ )是表示所述第2种像素所包含的所述一个透过滤光器的分光透过率的函数。7.根据权利要求6所述的三维摄像装置，其中，所述第I种像素所包含的所述多个透过滤光器构成为有选择地使互不相同的颜色成分的光透过。8.根据权利要求7所述的三维摄像装置，其中，所述第I种像素所包含的所述多个感光单元的个数及所述多个透过滤光器的个数均为3个，在所述多个透过滤光器之中，构成为第I透过滤...
【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：
国别省市：
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