專利名稱：視差成像設(shè)備和視差成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及視差成像設(shè)備和視差成像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在相關(guān)技術(shù)中，建議了一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，左右布置的兩個攝像機同時對公共的對象成像，并且輸出所獲得的兩種類型的圖像(右眼圖像和左眼圖像)，以顯示為立體圖像。此外，建議了一種立體拍攝裝置，在該立體拍攝裝置中，通過組合偏振濾波器而共享光學(xué)系統(tǒng)以便易于調(diào)整用于執(zhí)行立體攝像的透鏡系統(tǒng)(例如，參見JP-B-6-54991)，所述偏振濾波器執(zhí)行偏振以便以彼此正交的關(guān)系放置。此外，建議了一種方法，其目的在于利用由兩個透鏡和一個成像部件組成的成像裝置執(zhí)行立體攝像(例如，參見JP-A-2004-309868)。日本已審查專利申請公布中公開的成像裝置包括成像部件，其具有布置在成像平面上的像素，像素的數(shù)目對應(yīng)于預(yù)定數(shù)目的掃描線的整數(shù)倍；第一水平分量偏振部件，其適配為僅透射來自對象的第一光學(xué)圖像的光的水平分量；以及第一垂直分量偏振部件，布置在與第一水平分量偏振部件離開預(yù)定距離的位置處，并被適配為僅透射來自對象的第二光學(xué)圖像的光的垂直分量，其中，由第一水平分量偏振裝置透射的水平分量被會聚到成像平面上的預(yù)定區(qū)域中的像素；并且由第一垂直分量偏振裝置透射的垂直分量被會聚到預(yù)定區(qū)域之外的其余區(qū)域中的像素。具體地，被布置為離開按照人的視差的間距的距離的水平分量偏振濾波器和垂直分量偏振濾波器配備有兩個透鏡，這兩個透鏡位于與CCD的成像平面分開預(yù)定距離的位置處。引用列表專利文獻[PTLl]JP-B-6-054991[PTL2]JP-A-2004-309868
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題然而，在JP-B-6-054991公開的技術(shù)中，通過重疊兩個偏振濾波器的輸出并接著組合它們的光學(xué)路徑而共享透鏡系統(tǒng)。然而，必須在下游(lower)部分中提供另一偏振濾波器，以提取右眼圖像和左眼圖像并通過再次分開光學(xué)路徑而使光入射到各個偏振濾波器。在JP-A-2004-309868公開的技術(shù)中，需要兩對透鏡和偏振濾波器的組合。為此原因，在這樣的成像裝置中，所述兩對的光學(xué)路徑的光軸、焦距、透射率、F數(shù)、放大率、光圈、焦點、會聚角等必須彼此完全對應(yīng)，并且難以抑制視場競爭的發(fā)生。這里，視場競爭是指這樣的現(xiàn)象例如，當反射P波分量但吸收S波分量的諸如水面、窗等對象被成像時，并且當從P波分量獲得的圖像和從S波分量獲得的圖像都被呈現(xiàn)給雙眼時，在它們的亮度差別非常大的情況下不發(fā)生像的融合，由于僅一個圖像占主導(dǎo)從而圖像被交替地顯示，或者圖像在重疊區(qū)域中彼此抑制。此外，因為使用幾個偏振濾波器，所以存在到達成像部件(成像元件)的光量大大降低的問題。因此，本實用新型的目的是提供一種可以抑制視場競爭的發(fā)生并防止到達成像元件的光量的顯著降低的成像方法。解決問題的方案因此，目的是提供一種視差成像方法，包括通過像素矩陣的第一像素組接收視差信息；通過所述像素矩陣的第二像素組接收原始信息，其中，基于由所述第一像素組的第一像素子組接收的第一偏振信息和由所述第一像素組的第二像素子組接收的第二偏振信息計算所述視差信息；以及利用第一視差信息和第二視差信息處理所述原始信息，以分別呈現(xiàn)第一圖像和第二圖像。所述像素矩陣的第一像素組可以包括至少一個像素行，并且所述像素矩陣的第二像素組可以包含未包括在所述第一像素中的像素行。此外，所述像素矩陣的第一像素組可以針對每一個第N行包括至少一個像素行，其中N > 2，并且，所述像素矩陣的第二像素組可以包括不等于每一個第N行的像素行。N的上限可以是N=2~n，其中η是從I至5的自然數(shù)，并且具體地，η可以等于3。此外,所述第一偏振信息的電場方向可以與所述第二偏振信息的電場方向正交。另一目的是提供一種視差成像設(shè)備，其可以包括安排在矩陣中的像素集合，所述像素集合的第一圖像像素組，用于接收原始信息；以及所述像素集合的第二圖像像素組，用于接收視差信息，其中由所述第一圖像像素組接收的原始信息是穿過第一偏振部件和第二偏振部件的會聚光，并且所述第一圖像像素組將所述會聚光轉(zhuǎn)換為電信號，其中由所述第二圖像像素組接收的視差信息是穿過第一偏振部件的會聚光，并且所述第二圖像像素組將所述會聚光轉(zhuǎn)換為電信號，以及處理器，用于利用所述視差信息處理所述原始信息，以呈現(xiàn)第一圖像和第二圖像。所述設(shè)備可以是數(shù)碼照相機、個人計算機、移動終端設(shè)備、攝像機或游戲機中的一個。另一目的是提供一種視差成像系統(tǒng)，其可以包括安排在矩陣中的像素集合，所述像素集合的第一圖像像素組，用于接收原始信息；以及所述像素集合的第二圖像像素組，用于接收視差信息，其中由所述第一圖像像素組接收的原始信息是穿過第一偏振部件和第二偏振部件的會聚光，并且所述第一圖像像素組將所述會聚光轉(zhuǎn)換為電信號，其中由所述第二圖像像素組接收的視差信息是穿過第一偏振部件的會聚光，并且所述第二圖像像素組將所述會聚光轉(zhuǎn)換為電信號，其中所述第一偏振部件具有沿著第一方向布置的第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且其中所述第二偏振部件具有沿著第二方向布置的第三區(qū)域和第四區(qū)域。另一目的是提供一種視差成像設(shè)備，其可以包括第一圖像像素組，用于接收原始信息；以及第二圖像像素組，用于接收視差信息，其中由所述第一圖像像素組接收的原始信息是穿過第一偏振部件和第二偏振部件的會聚光，并且所述第一圖像像素組將所述會聚光轉(zhuǎn)換為電信號，其中由所述第二圖像像素組接收的視差信息是穿過第一偏振部件的會聚光，并且所述第二圖像像素組將所述會聚光轉(zhuǎn)換為電信號，其中所述第一偏振部件具有沿著第一方向布置的第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且其中所述第二偏振部件具有沿著第二方向布置的第三區(qū)域和第四區(qū)域。另一目的是提供一種存儲程序代碼的非暫時計算機可讀介質(zhì)，所述程序代碼在被計算機執(zhí)行時執(zhí)行視差系統(tǒng)中的視差成像處理，所述視差系統(tǒng)包括布置在矩陣中的像素集合，其中所述像素集合具有第一像素組和第二像素組，所述處理包括通過所述像素矩陣的第一像素組接收視差信息；通過所述像素矩陣的第二像素組接收原始信息，其中，基于有所述第一像素組的第一像素子組接收的第一偏振信息和由所述第一像素組的第二像素子組接收的第二偏振信息計算所述視差信息；以及利用所述第一視差信息和所述第二視差信息處理所述原始信息，以分別呈現(xiàn)第一圖像和第二圖像。

圖I (A)、(B)和(C)分別是實施例I的成像裝置的概念圖，以及示意地示出第一偏振部件和第二偏振部件中的偏振狀態(tài)的圖。圖2 (A)和(B)分別是穿過第一偏振部件中的第一區(qū)域和第二偏振部件中的第三區(qū)域并到達實施例I的成像元件陣列的光的概念圖，以及穿過第一偏振部件中的第二區(qū)域和第二偏振部件中的第四區(qū)域并到達實施例I的成像裝置中的成像元件陣列的光的概念圖；圖2 (C)和(D)是示意地示出圖2 (A)和(B)中示出的光在成像元件陣列中形成的圖像的圖。圖3 (A)和(B)分別是成像元件的示意部分截面圖和示意地示出根據(jù)實施例I的成像裝置的線柵(wire-grid)偏振器的布置狀態(tài)的圖。圖4是實施例I的成像裝置中具有Bayer布置的成像元件陣列的概念圖。圖5是具有Bayer布置的成像元件陣列對從成像元件獲得的電子信號進行去馬賽克(demosaicing)處理并描述用于獲得信號值的圖像處理的概念圖。圖6 (A)和(B)分別是各自示意性地示出實施例2的成像裝置中提供的第一偏振部件和第二偏振部件中的偏振狀態(tài)的圖。圖7是實施例2的成像裝置中的具有Bayer布置的成像元件陣列的概念圖。圖8 (A)至(D)是實施例3的成像裝置中提供的第一偏振部件的示意圖。圖9(A)、(B)和(C)是各自示出實施例5中的組成線柵偏振器的線的間距(pitch)、入射光的波長和消光比之間的關(guān)系、組成線柵偏振器的線的高度、入射光的波長和消光比之間的關(guān)系、以及組成線柵偏振器的線的(寬度/間距)、入射光的波長和消光比之間的關(guān)系的結(jié)果的曲線圖。圖10是示出實施例5中的組成線柵偏振器的兩個線的長度、入射光的波長、以及消光比之間的關(guān)系的結(jié)果的圖。圖11是實施例6的成像裝置中的具有Bayer布置的成像元件陣列的概念圖。圖12是實施例6的成像裝置的修改示例中的具有Bayer布置的成像元件陣列的概念圖。圖13 (A)和(B)分別是修改示例中的成像元件的示意部分截面圖。
具體實施方式
下面，將參照附圖基于實施例描述本實用新型，但本實用新型并不限于所述實施例，實施例中的各個數(shù)值和材料是示例。此外，將以以下順序進行說明。本實用新型的成像方法和總體描述實施例I (本實用新型的成像方法)實施例2 (實施例I的修改)[0036]實施例3 (實施例I的另一修改)實施例4 (實施例I的另一修改)實施例5 (實施例I的另一修改)實施例6 (實施例I的另一修改)，以及其它內(nèi)容[本實用新型的成像方法和總體描述]雖然N的值在本實用新型的成像方法中并不受限制，但該值被設(shè)置為等于或大于2的整數(shù)，并且上限可以是25。替代地，雖然N的值在本實用新型的成像方法中并不受限制，但N = 2n，并且η可以是從I至5的自然數(shù)。在本實用新型的具有上述優(yōu)選配置的成像方法中，光學(xué)系統(tǒng)包括(a)第一偏振部件，其將來自對象的光進行偏振；以及(b)透鏡系統(tǒng)，其將來自第一偏振部件的光進行會聚，其中，第一成像元件組在光入射側(cè)具有第二偏振部件，并將由透鏡系統(tǒng)會聚的光轉(zhuǎn)換為電信號(更具體地講，第一成像元件組將由透鏡系統(tǒng)會聚的并穿過第一偏振部件和第二偏振部件的光轉(zhuǎn)換為電信號)，第二成像元件組將由透鏡系統(tǒng)會聚的光轉(zhuǎn)換為電信號(更具體地將，第二成像元件組將由透鏡系統(tǒng)會聚并穿過第一偏振部件的光轉(zhuǎn)換為電信號)，第一偏振部件具有沿著第一方向布置的第一區(qū)域和第二區(qū)域，穿過第一區(qū)域的第一區(qū)域穿過光的偏振狀態(tài)與穿過第二區(qū)域的第二區(qū)域穿過光的偏振狀態(tài)不同，第二偏振部件具有在第一方向上延伸的多個第三和第四區(qū)域，穿過第三區(qū)域的第三區(qū)域穿過光的偏振狀態(tài)與穿過第四區(qū)域的第四區(qū)域穿過光的偏振狀態(tài)不同，第一區(qū)域穿過光穿過第三區(qū)域并到達第一成像元件組，第二區(qū)域穿過光穿過第四區(qū)域并到達第一成像元件組，因此，可以獲得視差信息，其中第一區(qū)域的質(zhì)心和第二區(qū)域的質(zhì)心之間的距離被設(shè)置為雙眼的視差的基線長度。此外，為了方便，包括具有上述實施例的光學(xué)系統(tǒng)的成像裝置可以被稱為“本實用新型的成像裝置”。根據(jù)本實用新型的成像裝置，因為成像裝置由一對第一偏振部件和第二偏振部件以及一個透鏡系統(tǒng)組成，所以可以提供單眼的小成像裝置，且其具有簡單的配置和結(jié)構(gòu)。此夕卜，因為不需要兩對透鏡和偏振濾波器的組合，所以在放大率、光圈、焦點、會聚角等上不發(fā)生偏差或差別。另外，因為雙眼的視差的基線長度相對較短，所以可以獲得自然的立體效果。此外，通過附加或去除第一偏振部件可以容易地獲得二維圖像或三維圖像。這里，根據(jù)本實用新型的成像裝置，優(yōu)選采用第一偏振部件布置在透鏡系統(tǒng)的光圈周圍的實施例。替代地，當入射到透鏡系統(tǒng)的光一旦被假定為平行光并最終會聚到成像元件上(形成圖像)時，優(yōu)選將第一偏振部件布置在處于平行光的狀態(tài)中的透鏡系統(tǒng)部分中。在這樣的實施例中，一般地，不需要重新設(shè)計透鏡系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)，并且可以通過將第一偏振部件固定到現(xiàn)有透鏡系統(tǒng)或者可拆卸地附接第一偏振部件來進行機械(物理)設(shè)計的改變。此外，為了將第一偏振部件可拆卸地附接在透鏡系統(tǒng)上，例如，第一偏振部件可以被配置或構(gòu)造為類似于光圈葉片(diaphragm blade)并被布置在透鏡系統(tǒng)內(nèi)。替代地,透鏡系統(tǒng)可以被配置或構(gòu)造為使得同時具有第一偏振部件和開孔的組件被附接到旋轉(zhuǎn)軸，從而該組件可以圍繞平行于透鏡系統(tǒng)的光軸的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并且通過圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)該組件穿過透鏡系統(tǒng)的光束穿過該開孔，或者穿過第一偏振部件。替代地，透鏡系統(tǒng)可以被配置或構(gòu)造為使得同時具有第一偏振部件和開孔的組件在垂直于例如透鏡系統(tǒng)的光軸的方向上可滑動地附接到透鏡系統(tǒng)，并且，通過滑動該組件，穿過該透鏡系統(tǒng)的光束穿過開孔或者穿過第一偏振部件。根據(jù)本實用新型的具有上述優(yōu)選實施例的成像裝置，在第一偏振部件中，在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間提供中心區(qū)域，并且穿過中心區(qū)域的中心區(qū)域穿過光的偏振狀態(tài)可以被配置為不從入射在中心區(qū)域中之前的狀態(tài)發(fā)生變化。換言之，中心區(qū)域可以在偏振的自由穿過的狀態(tài)中。在第一偏振部件的中心區(qū)域中，光強度較強，但視差量較小。因此，通過采用這樣的實施例，可以增大成像元件陣列接收的光強度，并確保雙眼的視差的足夠基線長度。當?shù)谝黄癫考耐獠啃螤钍菆A形時，可以將中心區(qū)域塑形為圓形，第一區(qū)域和第二區(qū)域可以是環(huán)繞中心區(qū)域的中心角度是180度的扇形，該中心區(qū)域可以是正方形或菱形，并且第一區(qū)域和第二區(qū)域可以被塑形為類似于環(huán)繞中心區(qū)域的中心角度是180度的扇形。替代地，第一區(qū)域、中心區(qū)域和第二區(qū)域可以是沿著第二方向延伸的條形。根據(jù)本實用新型中具有上述各種優(yōu)選實施例的成像裝置，第一區(qū)域和第二區(qū)域由偏振器構(gòu)成，并且第一區(qū)域穿過光的電場方向和第二區(qū)域穿過光的電場方向可以被配置為彼此正交。此外，根據(jù)本實用新型的具有這種配置的成像裝置，第一區(qū)域穿過光的電場的方·向可以被配置為與第一方向平行，或者第一區(qū)域穿過光的電場方向可以被配置為與第一方向形成45度角。此外，在本實用新型的包括這種配置的任意組合的成像裝置中，第一區(qū)域穿過光的電場方向和第三區(qū)域穿過光的電場方向可以彼此平行，并且第二區(qū)域穿過光的電場方向和第四區(qū)域穿過光的電場方向可以彼此平行。此外，在本實用新型的包括這種配置的任意組合的成像裝置中，期望偏振器的消光比是3或更大，并優(yōu)選是10或更大。這里，“偏振器”是指將自然光(非偏振光)或圓偏振光轉(zhuǎn)變?yōu)榫€偏振光的裝置，并且，構(gòu)成第一區(qū)域和第二區(qū)域的偏振器本身可以是具有已知配置和結(jié)構(gòu)的偏振器(偏振片)。此外，例如，第一區(qū)域穿過光或第二區(qū)域穿過光之一的偏振分量可以主要地設(shè)置為S波(TE波)，并且第一區(qū)域穿過光或第二區(qū)域穿過光的另一個的偏振分量可以主要地設(shè)置為P波(TM波)。第一區(qū)域穿過光和第二區(qū)域穿過光的偏振狀態(tài)可以是線偏振，或圓偏振(然而，光的旋轉(zhuǎn)方向彼此相反)。一般地，振蕩方向僅是特定方向的水平波被稱為偏振波，并且該振蕩方向被稱為偏振方向或偏振軸。光的電場方向與偏振方向一致。當?shù)谝粎^(qū)域穿過光的電場方向與第一方向平行時，消光比在第一區(qū)域中是包含在穿過第一區(qū)域的光中的電場方向是第一方向的光分量與電場方向是第二方向的光分量之間的比，和在第二區(qū)域中是包含在穿過第二區(qū)域的光中的電場方向是第二方向的光分量與電場方向是第一方向的光分量之間的比。此外，當?shù)谝粎^(qū)域穿過光的電場方向被配置為與第一方向形成45度角時，消光比在第一區(qū)域中是包含在穿過第一區(qū)域的光中的電場方向與第一方向成45度角的光分量與電場方向與第一方向成135度角的光分量之間的比，和在第二區(qū)域是包含在穿過第二區(qū)域的光中的電場方向與第一方向成135度角的光分量與電場方向與第一方向成45度角的光分量之間的比。替代地，例如，當?shù)谝粎^(qū)域穿過光的偏振分量主要是P波并且第二區(qū)域穿過光的偏振分量主要是S波時，消光比在第一區(qū)域中是包含在第一區(qū)域穿過光中的P偏振分量與S偏振分量之間的比,和在第二區(qū)域中是包含在第二區(qū)域穿過光中的S偏振分量與P偏振分量之間的比。在本實用新型的具有上述各種實施例和配置的成像裝置中，組成第一成像元件組的成像元件由光電轉(zhuǎn)換元件、以及疊置在該元件上或上方的濾色器、片上透鏡、和線柵偏振器組成，并且線柵偏振器可以被配置為構(gòu)成第三區(qū)域或第四區(qū)域。替代地，組成第一成像元件組的成像元件有光電轉(zhuǎn)換元件、以及疊置在該元件上或上方的線柵元件、濾色器和片上透鏡組成，并且該線柵偏振器可以被配置為構(gòu)成第三區(qū)域或第四區(qū)域。替代地，成像元件由光電轉(zhuǎn)換元件以及疊置在該元件上或上方的片上透鏡、濾色器和線柵偏振器組成，并且線柵偏振器可以被配置為構(gòu)成第三區(qū)域或第四區(qū)域。然而，片上透鏡、濾色器和線柵偏振器的疊置順序可以被適當?shù)馗淖儭４送?，在這些實施例中，當?shù)谝粎^(qū)域穿過光的電場方向與第一方向平行時，組成線柵偏振器的多個線延伸的方向可以平行于第一方向或第二方向。具體地，在構(gòu)成第三區(qū)域的線柵偏振器中，線延伸的方向平行于第二方向，并且在構(gòu)成第四區(qū)域的線柵偏振器中，線延伸的方向平行于第一方向。替代地，在這樣的實施例中，當?shù)谝粎^(qū)域穿過光的電場方向與第一方向形成45度角時,構(gòu)成線柵偏振器的多個線延伸的方向可以與第一方向或第二方向形成45度角。更具體地，在構(gòu)成第三區(qū)域的線柵偏振器中，線延伸的方向與第一方向形成135度角，并且在構(gòu)成第四區(qū)域的線柵偏振器中，線延伸的方向與第一方向形成45度角。線延伸的方向是線柵偏振器中的光吸收軸，并且與線延伸的方向正交的方向是線柵偏振器中的光透射軸。此外，除了沒有提供線柵偏振器之外，組成第二成像 元件組的成像元件可以被配置或構(gòu)造為與組成第一成像元件組的成像元件相同。在本實用新型的具有上述各種優(yōu)選實施例和配置的成像裝置中，成像元件陣列具有Bayer布置，并且一個像素可以由四個成像元件組成。此外，在第一像素組中，對于一個像素可以布置一個第三區(qū)域和/或第四區(qū)域。換言之，可以配置如下實施例對于一個像素布置一個第三區(qū)域、布置一個第四區(qū)域、或者布置一個第三區(qū)域和一個第四區(qū)域。替代地，在本實用新型的具有上述各種實施例和配置的成像裝置中，可以配置為使得第一像素組由兩個單位像素行構(gòu)成，第三區(qū)域布置在單位像素行之一中，并且第四區(qū)域布置在另一單位像行中。替代地，可以配置為使得第一像素組由一個單位像素行構(gòu)成，并且第三區(qū)域和第四區(qū)域布置在所述一個單位像素行中。然而，成像元件陣列的布置不限于Bayer布置，諸如行間插入(interline)布置、G條紋(G-striped)和RB棋盤格(RB-checkered)布置、G條紋和RB完全棋盤格布置、棋盤格互補顏色布置、條布置、斜條布置、主顏色色差布置、場色差序列布置、幀色差序列布置、MOS布置、修改的MOS布置、幀交錯布置、以及場交錯布置等其它布置可以作為示例。替代地，當成像元件陣列的布置在第一像素組中被設(shè)置為Bayer布置時，在一個像素中，感測紅色的紅成像元件和感測藍色的藍成像元件不被布置有第三區(qū)域和第四區(qū)域，但兩個感測綠色的綠成像元件中的一個可以被布置有第三區(qū)域，并且另一個可以被布置有第四區(qū)域。替代地，當成像元件陣列的布置在第一像素組中被設(shè)置為Bayer布置時，在一個像素中，在感測紅色的紅成像元件、一個感測藍色的藍成像元件以及兩個感測綠色的綠成像元件之中與第一方向相鄰的兩個成像元件(例如，一個感測紅色的紅成像元件和兩個感測綠色的綠成像元件之一)可以被布置有第三區(qū)域或第四區(qū)域，并且其余兩個成像元件(例如，感測藍色的藍成像元件和另一感測綠色的綠成像元件)可以被布置有第四區(qū)域或第三區(qū)域。替代的，當成像元件陣列的布置在第一像素組中被設(shè)置為Bayer布置時，在一個像素中，在一個感測紅色的紅成像元件、一個感測藍色的藍成像元件以及兩個感測綠色的綠成像元件之中的任何一個成像元件(例如，一個感測紅色的紅成像元件或者一個感測藍色的藍成像元件)可以被布置有第三區(qū)域或第四區(qū)域，并且這些成像元件之中與第二方向相鄰的成像元件(例如，綠成像元件)被布置有第四區(qū)域或第三區(qū)域。構(gòu)成第一像素組的單位像素行的數(shù)目可以例如是如上所述的一個或兩個，但不限于此。構(gòu)成第一像素組中的像素的成像元件被設(shè)置為第一成像元件組，但構(gòu)成第一像素組中的所有像素的成像元件可以被設(shè)置為第一成像元件組，并且構(gòu)成第一像素組中的一部分像素的成像元件可以是第一成像元件組。此外，由未包含在第一成像元件組中的成像元件構(gòu)成的成像元件組被設(shè)置為第二成像元件組，但由未包含在第一成像元件組中的所有成像元件構(gòu)成的成像元件組可以被設(shè)置為第二成像元件組。在本實用新型的具有上述各種優(yōu)選實施例和配置的成像方法(下文中，其可以被總體簡單地稱為“本實用新型”)中，第一方向可以被設(shè)置為水平方向，第二方向可以被設(shè)置為垂直方向。在第一像素組中，第三區(qū)域和第四區(qū)域沿著第一方向的單位長度可以例如相當于成像元件沿著第一方向的長度(當?shù)谝粎^(qū)域穿過光的電場方向平行于第一方向時)，或者可以相當于一個成像元件的長度(當?shù)谝粎^(qū)域穿過光的電場方向與第一方向形成45度 角時)。透鏡系統(tǒng)可以包括單焦點透鏡、或所謂的變焦透鏡，并且可以基于透鏡系統(tǒng)所需要的規(guī)格參數(shù)確定透鏡或透鏡系統(tǒng)的配置或結(jié)構(gòu)。作為成像元件，可以例示諸如CCD (電荷耦合器件)元件、CMOS (互補金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器、CIS (接觸圖像傳感器)、以及CMD (電荷調(diào)制器件)的信號放大圖像傳感器。此外，作為成像裝置，例如例示有表面輻射型固態(tài)成像裝置或者后表面輻射型固態(tài)成像裝置。此外，例如，本實用新型的成像裝置等可以構(gòu)成數(shù)字靜物照相機、攝像機、或便攜攝像放像機(camcorder )。此外,本實用新型的成像方法可以應(yīng)用到在JP-A-2004-309868中公開的技術(shù)等中。當?shù)谌齾^(qū)域和第四區(qū)域由線柵偏振器構(gòu)成時，優(yōu)選構(gòu)成線柵偏振器的線不受限制，但由鋁(Al)或鋁合金形成，線的寬度與線的間距的比值[(線的寬度)/ (線的間距)]是O. 33或更大，線的高度是5 X 10_8m或更大，并且線的數(shù)目是10或更多。在本實用新型中，第一區(qū)域的質(zhì)心是指基于第一區(qū)域的外部形狀而獲得的質(zhì)心，第二區(qū)域的質(zhì)心是指基于第二區(qū)域的外部形狀而獲得的質(zhì)心。當?shù)谝黄癫考耐獠啃螤畋辉O(shè)置為具有半徑r的圓形，并且第一區(qū)域和第二區(qū)域分別被設(shè)置為占據(jù)第一偏振部件的一半的半月形時，第一區(qū)域的質(zhì)心和第二區(qū)域的質(zhì)心之間的距離可以根據(jù)[(Sr) / (3 π )]的簡單計算獲得。[實施例I]實施例I涉及本實用新型的成像方法，更具體地涉及用于將對象成像為立體圖像的成像方法。適合用于執(zhí)行實施例I的成像方法的本實用新型的成像裝置的概念圖顯示在圖I
(A)中，第一偏振部件和第二偏振部件中的偏振狀態(tài)被示意性地顯示在圖I (B)和(C)中，穿過透鏡系統(tǒng)、第一偏振部件中的第一區(qū)域和第二偏振部件中的第三區(qū)域、并到達成像元件陣列的光的概念圖顯示在圖2 (A)中，穿過第一偏振部件中的第二區(qū)域和第二偏振部件中的第四區(qū)域、并到達成像元件陣列的光的概念圖顯示在圖2 (B)中，由圖2 (A)和(B)中所示的光形成在成像元件陣列中的圖像示意性地顯示在圖2 (C)和(D)中。此外，在以下說明中，光行進方向被設(shè)置為Z軸方向,第一方向被設(shè)置為水平方向(X軸方向),第二方向被設(shè)置為垂直方向(Y軸方向)。此外，實施例I的成像裝置中具有Bayer布置的成像元件陣列的概念圖顯示在圖4中。[0061]在實施例I或后面要描述的實施例2至6中的成像裝置中，由沿著第一方向(水平方向或X軸方向)的Mtl個像素(例如，在實施例I中是1920)組成的單位像素行布置在沿著與第一方向正交的第二方向(垂直方向或Y軸方向)的Ntl (例如，在實施例I中是1080)個行中，并且該裝置包括(A)光學(xué)系統(tǒng)、以及(B)成像元件陣列40，在成像元件陣列40中，成像元件43A和43B被布置為對應(yīng)于每個像素，并且成像元件陣列40將穿過光學(xué)系統(tǒng)的光轉(zhuǎn)換為電信號。此外，M0和Ntl的值基本是任意的，并不限于上述值。這里，包括為每一個第N行(其中，2 < N)而選擇的單位像素行的由至少一個單位像素行組成的像素組被設(shè)置為第一像素組PG1，組成第一像素組PG1中的像素的成像元件被設(shè)置為第一成像元件組41，由未包含在第一成像元件組41中的成像元件組成的成像元件組被設(shè)置為第二成像元件組42，并且由第二成像元件組42組成的像素構(gòu)成的像素組被設(shè)置為第二像素組PG2。因此，該第二像素組PG2由未包含在第一像素組中的像素行組成。 此外，在實施例I的成像裝置中，N = 2n，并且η是從I至5的自然數(shù)，更特殊地，η=3。在實施例I中，或者在后面要描述的實施例2至6中,光學(xué)系統(tǒng)包括(a)第一偏振部件130、230和330，其將來自對象的光進行偏振，以及(b)透鏡系統(tǒng)20，其將來自第一偏振裝置130、230和330的光進行會聚。此外，第一成像元件組41在光入射側(cè)具有第二偏振部件150和250，將由透鏡系統(tǒng)20會聚的光轉(zhuǎn)換為電彳目號，并且弟_■成像兀件組42將由透鏡系統(tǒng)20會聚的光轉(zhuǎn)換為電信號。具體地，第一成像元件組41將由透鏡系統(tǒng)20會聚并穿過第一偏振部件130、230和330以及第二偏振部件150和250的光轉(zhuǎn)換為電信號。第二成像兀件組42將由透鏡系統(tǒng)20會聚并芽過弟一偏振部件130、230和330的光轉(zhuǎn)換為電彳目號。第一偏振部件130、230和330具有沿著第一方向(水平方向或X軸方向)布置的第一區(qū)域131,231 和 331 以及第二區(qū)域 132,232 和 332。此外，穿過第一區(qū)域131、231和331的第一區(qū)域穿過光L1的偏振狀態(tài)與穿過第二區(qū)域132、232和332的第二區(qū)域穿過光L2的偏振狀態(tài)彼此不同，第二偏振部件150和250具有在第一方向(水平方向或X軸方向)上延伸的多個第三區(qū)域151和251以及第四區(qū)域152和252，穿過第三區(qū)域151和251的第三區(qū)域穿過光L3的偏振狀態(tài)與穿過第四區(qū)域152和252的第四區(qū)域穿過光L4的偏振狀態(tài)彼此不同，第一區(qū)域穿過光L1穿過第三區(qū)域151和251，然后到達第一成像元件組41，第二區(qū)域穿過光L2穿過第四區(qū)域152和252，然后到達第一成像元件組41，因此，獲得了視差信息，其中，第一區(qū)域131、231和331的質(zhì)心BC1與第二區(qū)域132、232和332的質(zhì)心BC2之間的距離被設(shè)置為雙眼的視差的基線距離。在實施例I或后面將描述的實施例2至6的成像裝置中，透射系統(tǒng)20包括例如拍攝透鏡21、光圈22和成像透鏡23，并用作變焦透鏡。拍攝透鏡21是用于將從對象入射的光會聚的透鏡。拍攝透鏡21包括用于進行聚焦的聚焦透鏡、用于放大對象的變焦透鏡，等等，并且一般由多個透鏡的組合實現(xiàn)，用于校正色像差等。光圈22具有窄化的功能以便調(diào)節(jié)會聚的光的量，并且一般地被配置為與多個板形葉片組合。至少在光圈22的位置中，來自對象的一個點的光是平行光。成像透鏡23利用穿過第一偏振部件130、230和330的光在成像元件陣列40上形成圖像。成像元件陣列40被布置在照相機主體11內(nèi)部。在上述配置中，入射光瞳被更多地定位在照相機主體側(cè)而不是成像透鏡23側(cè)。成像裝置構(gòu)成例如數(shù)字靜物照相機、攝像機或便攜攝像放像機。[0067]照相機主體11除了成像元件陣列40之外還包括例如圖像處理部件12和圖像存儲單元13。此外，基于由成像元件陣列40轉(zhuǎn)換的電信號產(chǎn)生右眼視差信息、左眼視差信息和圖像信息。成像元件陣列40由例如CCD元件、CMOS圖像傳感器等實現(xiàn)。圖像處理部件12最終創(chuàng)建視差信息，并且來自電信號的圖像信息從成像元件陣列40輸出，并被記錄在圖像存儲單元13中。第一偏振部件130、230和330被布置在透鏡系統(tǒng)20的光圈22周圍。具體地，如果可能，第一偏振部件130、230和330布置在光圈22周圍的位置上，只要所述部件不阻礙光圈22的操作。此外，當入射到透鏡系統(tǒng)20的光首先是平行光并最終如上所述被會聚在成像元件43A和43B上(形成圖像)時，在平行光的狀態(tài)中，第一偏振部件130、230和330布置在透鏡系統(tǒng)20的附近。在實施例I的成像裝置110中，第一偏振部件130包括沿著第一方向布置的第一區(qū)域131和第二區(qū)域132。具體地，第一偏振部件130的外部形狀是圓形，并且第一區(qū)域131和第二區(qū)域132各自具有占據(jù)第一偏振部件130的一半的半月形外部形狀。第一區(qū)域131和第二區(qū)域132之間的邊界線沿著第二方向延伸。由兩個偏振濾波器的組合構(gòu)成的第一偏振部件130將入射光劃分為兩個不同的偏振狀態(tài)。第一偏振部件130由上述的雙側(cè)對稱的偏振器組成，并且在照相機的直立狀態(tài)中的兩個左和右位置處產(chǎn)生彼此正交的線性方向上的偏振光束，或者彼此相反的旋轉(zhuǎn)方向上的偏振光束。第一區(qū)域131是對第一像素組PG1中的、右眼應(yīng)當看到的對象的圖像(右眼應(yīng)當接收的光)進行偏振的濾波器。另一方面，第二區(qū)域132是對第一像素組PG1中的、左眼應(yīng)當看到的對象的圖像(左眼應(yīng)當接收的光)進行偏振的濾波器。這里，在實施例I的成像裝置110中，第一區(qū)域131和第二區(qū)域132由偏振器構(gòu)成。此外，第一區(qū)域穿過光L1的電場方向(由白箭頭指示)和第二區(qū)域穿過光L2的電場方向(由白箭頭指示)彼此正交，參見圖I (B)。這里，在實施例I中，第一區(qū)域穿過光L1的電場方向與第一方向平行。具體地，例如，第一區(qū)域穿過光L1主要具有P波(TM波)作為偏振分量，第二區(qū)域穿過光L2主要具有S波(TE波)作為偏振分量。此外，第一區(qū)域穿過光L1的電場方向和第三區(qū)域穿過光L3的電場方向(由白箭頭指示)彼此平行，第二區(qū)域穿過光L2的電場方向與第四區(qū)域穿過光匕的電場方向(由白箭頭指示)彼此平行(參見圖I (C))。此外，每個偏振器的消光比是3或更大，更特別的是10或更大。在實施例I的成像裝置110中，第一偏振部件130的外部形狀是具有半徑r=10mm的圓形。此外，第一區(qū)域131和第二區(qū)域132具有占據(jù)第一偏振部件130的一半的半月形。因此，第一區(qū)域131的質(zhì)心BC1和第二區(qū)域132的質(zhì)心BC2之間的距離是[(Sr) / (3 π )]=8. 5mmο圖3 (A)中示出了示意性部分截面圖，圖3 (B)中示意性地示出了線柵偏振器67的布置狀態(tài)，組成第一成像元件組41的成像元件43A由例如提供在硅半導(dǎo)體基板60上的光電轉(zhuǎn)換元件61,以及疊置在該光電轉(zhuǎn)換元件61上的第一平化薄膜(flattening film)62、濾色器63、片上透鏡64、第二平化薄膜65、無機絕緣基層66、和線柵偏振器67構(gòu)成。此夕卜，線柵偏振器67由第三區(qū)域151和第四區(qū)域152構(gòu)成。此外，在圖3 (B)中，實線指示像素的邊界區(qū)域，虛指示成像元件43A的邊界區(qū)域。組成線柵偏振器67的多個線68的延伸方向與第一方向或第二方向平行。具體地，在構(gòu)成第三區(qū)域151的線柵偏振器67A中，線68A的延伸方向與第二方向平行，并且，在構(gòu)成第四區(qū)域152的線柵偏振器67B中，線68B的延伸方向與第一方向平行。線68的延伸方向是線柵偏振器67中的光吸收軸,與線68的延伸方向正交的方向是線柵偏振器67中的光透射軸。組成第二成像元件組42的成像元件43B可以被配置或構(gòu)造為與組成第一成像元件組41的成像元件43A相同，除了在其中不提供線柵偏振器。如圖2 (A)和(B)示意性示出的，假定方形對象A進入透鏡系統(tǒng)20的焦點。此外，假定圓形對象B位于比對象A更靠近透鏡系統(tǒng)20的位置。方形對象A的圖像在進入焦點的狀態(tài)中形成在成像元件陣列40上。此外，圓形對象B的圖像在未進入焦點的狀態(tài)中形成在成像元件陣列40上。于是,在圖2 (A)所示的示例中,對象B的圖像形成在成像元件陣列40上對象A的右側(cè)距離( + ΛΧ)的位置上。另一方面，在圖2 (B)所示的示例中，對象B的圖像形成在成像元件陣列40上對象A的左側(cè)距離(_ Λ X)的位置上。因此，距離(2Χ ΔΧ)是關(guān)于對象B的深度的信息。換言之，位于比對象A更靠近成像裝置的位置的對象的模糊(blurring)量和模糊方向與位于遠離成像裝置的位置的另一對象的模糊量和模糊方向不同，并且對象B的模糊量根據(jù)對象A和對象B之間的距離而不同。此外，通過將第一偏振部 件130中的第一區(qū)域131和第二區(qū)域132的形狀的質(zhì)心位置之間的距離設(shè)置為雙眼的視差的基線長度，可以獲得立體圖像。換言之，從如上在第一像素組PG1中獲得的右眼視差信息(參見圖2 (C)的示意圖)和左眼視差信息(參見圖2 (D)的示意圖)，可以獲得立體圖像。圖4中示出了實施例I的成像裝置中具有Bayer布置的成像元件陣列的概念圖。這里，一個像素由四個成像元件組成，(一個感測紅色的紅成像元件R、一個感測藍色的藍成像元件B、以及兩個感測綠色的綠成像元件)。此外，包括為每一個第N行(其中2 < N，并且在實施例I中，N = 8，如上所述)而選擇的單位像素行的由至少一個單位像素行(在實施例I中是兩個單位像素行)構(gòu)成的像素組被設(shè)置為第一像素組PG115換言之,在實施例I中，第三區(qū)域151安排在沿著第一方向布置的一個單位像素行中，并且與單位像素行在第二方向上相鄰的第四區(qū)域152安排在沿著第一方向布置的一個單位像素行中。在第一像素組PG1中，對于一個像素安排一個第三區(qū)域151或第四區(qū)域152，對組成一個單位像素行的所有像素安排第三區(qū)域151，并對組成一個單位像素行的所有像素安排第四區(qū)域152。換言之，組成第一像素組PG1中的所有像素的成像元件被設(shè)置為第一成像元件組41。此外，第三區(qū)域151和第四區(qū)域152整體在第一方向上延伸，但第三區(qū)域151和第四區(qū)域152在第一方向和第二方向上延伸的單位長度等于成像元件43A沿著第一方向和第二方向的長度。此外，通過采用這樣的配置，沿著第二方向產(chǎn)生基于主要具有P波分量的光在第一方向上延伸的條形圖像(右眼視差信息)和基于主要具有S波分量的光在第一方向上延伸的條形圖像。此外，在圖4中，在第三區(qū)域151中畫出了垂直線，在第四區(qū)域152中畫出了垂直線和水平線，但它們示意地指示線柵偏振器67A和67B的線。此外，在實施例I或后面將描述的實施例2至6的成像方法中，在第一成像元件組41中獲取用于獲得立體圖像的視差信息，在第二成像元件組42中獲取用于獲得圖像的圖像信息，基于所獲取的圖像信息，獲得第一像素組PG1中從其獲取視差信息的像素(具體地，在實施例I中，是第一像素組中的所有像素)中的圖像信息，然后根據(jù)視差信息和所有像素的圖像信息獲得立體圖像。換言之，在第一像素組PG1中，基于從由穿過第三區(qū)域151的第一區(qū)域穿過光以及由穿過第四區(qū)域152的第二區(qū)域穿過光獲得的電信號產(chǎn)生的視差量，獲取深度地圖(深度信息)作為視差信息。此外，基于來自構(gòu)成成像元件陣列40的所有其余像素元件43B (第二成像元件組42)的電信號獲取圖像信息。這種獲取和處理方法可以采用已知方法。因為從其中安排了第三區(qū)域151和第四區(qū)域152的第一成像元件組41構(gòu)成的第一像素組PGl中的各個成像元件獲得的圖像信息和光量(下文中，總體稱為圖像信息)是從穿過被劃分為第一區(qū)域131和第二區(qū)域132的區(qū)域的、用于獲取各個視差信息的光所獲取的圖像信息，所以不可能獲得與第二成像元件組42中的各個成像元件的、從通過將穿過第一區(qū)域131的第一區(qū)域穿過光與穿過第二區(qū)域132的第二區(qū)域穿過光相加而不分離視差信息獲得的光所獲取的圖像信息相同的圖像信息。為此原因，需要對于其中安排了第三區(qū)域151和第四區(qū)域152的第一成像元件組41構(gòu)成的第一像素組PGl中的、從其獲取視差信息的每個成像元件，基于來自構(gòu)成與第一像素組相鄰的第二成像元件組42的每個成像元件的圖像信息，獲得不充分的或缺少的圖像信息。換言之，對于包括其中安排了第三區(qū)域151和第四區(qū)域152的第一成像元件組的單位像素行，基于插值處理，產(chǎn)生與第二成像元件組相同的圖像信息。通過將如上獲得的第一成像元件組中的圖像信息與第二成像元件組中的圖像信息相加而進行合成，可以在全體成像元件中獲得圖像信息而沒有不充分或缺失。此夕卜，可以例如利用用于通過根據(jù)從第三區(qū)域獲得的左眼視差信息和從第四區(qū)域獲得的右眼視差信息之間的差別執(zhí)行立體匹配而創(chuàng)建差異(disparity)地圖的視差檢測技術(shù)、以及用于基于所獲得的差異地圖以及通過基于插值處理而將第一成像元件組和第二成像元件組相加所獲得的全體成像元件的圖像信息來任意地產(chǎn)生左眼圖像和右眼圖像的視差控制技術(shù)，而使得像差加強或適當。具體地，由穿過第三區(qū)域151并到達成像元件43A的第一區(qū)域穿過光L1在成像元件43A中產(chǎn)生用于獲得右眼視差信息的電信號。此外，由穿過第四區(qū)域152并到達成像元件43A的第二區(qū)域穿過光L2在成像元件43A中產(chǎn)生用于獲得左眼視差信息的電信號。然后，同時或在時間序列上交替地輸出這兩個電信號。另一方面，由穿過第一區(qū)域131和第二區(qū)域132并到達成像元件43B的光在成像元件43B中產(chǎn)生并輸出用于獲得圖像信息(二維圖像信息)的電信號。由圖像處理部件12對輸出電信號(用于獲得右眼視差信息、左眼視差信息、以及從成像元件陣列40輸出的圖像信息的電信號)執(zhí)行成像處理，并將其記錄在圖像存儲單元13中作為視差信息和圖像信息。圖5示出了對于從構(gòu)成第二成像元件組42的成像元件43B獲得的電信號執(zhí)行去馬賽克處理并具有Bayer布置的成像元件陣列的概念圖，用于描述獲得信號值的成像處理。此外，圖5示出了產(chǎn)生與綠成像元件相關(guān)的信號值的示例。在一般去馬賽克處理中，通常使用具有相同顏色的相鄰成像元件的電信號的平均值。然而，當用于獲得右眼視差信息的單位像素行與用于獲得左眼視差信息的單位像素行被彼此鄰接地安排時(如實施例1)，存在如果在不改變的情況下使用相鄰值則不能獲得原始圖像信息的問題。因此，執(zhí)行去馬賽克處理以便防止這樣的問題。可以通過去馬賽克處理而獲得各個成像元件位置中的成像元件信號值，但該階段可能處于一種遺漏的狀態(tài)，如上所述。換言之，在其中布置了第一成像元件組41的第一像素組PG1中，未獲得與來自第二成像元件組42相同的圖像信息。為此原因，必須通過對其中不存在成像元件信號值的區(qū)域(第一成像元件組41)進行插值來產(chǎn)生成像元件信號值。作為插值方法，可以例示諸如使用相鄰值的和的平均的方法等已知方法。此外，可以與去馬賽克處理并行地執(zhí)行插值處理。因為在第一方向中完全保持像素數(shù)據(jù)，所以諸如整個圖像的分辨率的降低的圖像質(zhì)量的劣化相對無關(guān)緊要。此外，因此，可以獲得第一像素組PGl中從其獲取視差信息的像素(更具體地，實施例I中的第一像素組PG1中的所有像素)中的圖像信息。在Bayer布置中，假定紅成像元件R安排在位置(4，2)。在這一點，執(zhí)行由以下公式表達的算術(shù)運算，以便產(chǎn)生對應(yīng)于此位置(4，2)的綠成像元件信號值g’。g 4，2_ ( , 1+ 3+ 2+gl，2 X W3) / (3. 0+W3)其中，左側(cè)的g’吣是位置(1，j)的綠成像元件信號值。此外，右側(cè)的gi,j是位置(i，j)的綠成像元件的電信號的值。此外，當從目標成像元件G4，2到相鄰成像元件G41A41和G5，2的距離(W1)的每一個被設(shè)置為例如“I. O”時，“3. O”是所獲得的、使得它們的倒數(shù)被設(shè)置為權(quán)重并且這些權(quán)重被相加的值。以相同的方式，W3是為三個成像元件而分離的成像元件Gli2的電信號值的權(quán)重，在此情況中，該值為“1/3”。如果以上公式被一般化，其變?yōu)橐?下公式。當i是偶數(shù)(對應(yīng)于紅成像元件R的位置的綠成像元件G的信號值)時g，u = (gi；X W^gij J+1X W^gitl, j XjX W3) / (W1X 3. 0+ff3)，并且當i是奇數(shù)(對應(yīng)于藍成像元件B的位置的綠成像元件G的信號值)時g，i； j= (Sijj^1 X W^gij J+1Xj X W^git3j j X W3) / (W1X 3. 0+ff3),其中W1=L 0，W3=l/3。可以以相同的方式對紅成像元件R和藍成像元件B執(zhí)行去馬賽克處理?？梢酝ㄟ^去馬賽克處理獲得各個成像元件位置的成像元件信號值，但如上所述，該階段可能處于一種遺漏的狀態(tài)。換言之，在其中安排了第一成像元件組41的第一像素組PG1中，未獲得與來自第二成像元件組42相同的圖像信息。為此原因，必須通過對其中不存在成像元件信號值的區(qū)域(第一成像元件組41)進行插值來產(chǎn)生成像元件信號。作為插值方法，可以例示諸如使用相鄰值的相加的平均的方法等已知方法。此外，可以與去馬賽克處理并行地執(zhí)行插值處理。因為在第一方向中完全保持圖像質(zhì)量，所以諸如整個圖像的分辨率的降低的圖像質(zhì)量劣化相對無關(guān)緊要。此外，因此，可以獲得第一像素組PG1中從其獲取視差信息的像素(更具體地，實施例I中的第一像素組PG1的所有像素)中的圖像信息。此外，根據(jù)所獲得的視差信息和所有像素中的圖像信息獲得立體圖像。換言之，在從所獲得的視差信息和所有像素中的圖像信息獲得右眼圖像數(shù)據(jù)和左眼圖像數(shù)據(jù)之后，基于右眼圖像數(shù)據(jù)和左眼圖像數(shù)據(jù)顯示立體圖像。此外，這樣的處理方法本身可以采用已知方法。在實施例I的成像方法中，在第一成像元件組中獲取用于獲得立體圖像的視差信息，在第二成像元件組中獲取用于獲得圖像的圖像信息，基于所獲取的圖像信息獲取第一像素組中從其獲取視差信息的像素中的圖像信息，接著根據(jù)視差信息和所有像素的圖像信息獲得立體圖像。換言之，因為用于獲得圖像的圖像信息基本在第二成像元件組中獲取，也就是說，穿過第一偏振部件的第一區(qū)域和第二區(qū)域的光以混合的狀態(tài)入射到第二成像元件組，所以可以通過非偏振光獲得圖像信息，因此可以抑制視場競爭的發(fā)生。此外，因為在某些像素中(即在第一成像元件組中)獲取用于獲得立體圖像的視差信息，所以與在所有像素中獲取用于獲得立體圖像的視差信息的情況相比，可以防止到達成像元件陣列的光量的急劇下降。換言之，在入射自然光的強度100方面，穿過第一偏振部件130和第二偏振部件150的光量(到達第一成像元件組的光)約為入射到第一偏振部件130之前的光量的25%，即使在透射損耗是O的情況下也是如此。另一方面，穿過第一偏振部件130的光量(到達第二成像元件組的光)沒有從入射到第一偏振部件130的光量發(fā)生變化，即使在透射損耗是O的情況下也是如此。為此原因，可以防止到達整個成像元件陣列的光量的急劇下降。此外，關(guān)于圖像質(zhì)量和圖像的像素數(shù)，深度地圖的圖像質(zhì)量與像素數(shù)的比例不設(shè)置為1:1，但這是因為在大多數(shù)拍攝場景中，與像素分辨能力相比，單獨對象足夠大，并且，只要在與像素分辨能力相同的精細度上沒有距離差，則對于單獨對象不需要與圖像的像素分辨能力相同的距離信息分辨能力。此外，如果水平方向的分辨能力在感測距離差上是足夠的，則甚至當垂直方向上的分辨能力較低時也幾乎不存在不舒服。此外，在實施例I中，因為成像裝置110由一對第一偏振部件130和第二偏振部件150、以及一個透鏡系統(tǒng)20構(gòu)成，所以可以同時產(chǎn)生兩個例如左右分離的不同圖像，并且可以提供小的單筒成像裝置，并且該成像裝置具有簡單的配置和結(jié)構(gòu)，以及少量的構(gòu)成組件。此外，因為不需要兩對透鏡和偏振濾波器的組合，所以在放大率、光圈、焦點、會聚角度等上沒有偏差或差別。此外，因為雙眼的視差的基線長度相對較短，所以可以獲得自然立體效果。此外，可以通過采用由附接或卸除第一偏振部件130而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)來容易地獲得二維或三維圖像?！矊嵤├?〕實施例2是實施例I的修改。在實施例I中，第一區(qū)域穿過光L1的電場方向被設(shè)置為與第一方向平行。另一方面，在實施例2中，第一區(qū)域穿過光L1的電場方向被設(shè)置為·與第一方向形成45度角。此外,第一區(qū)域穿過光L1的電場方向與第三區(qū)域穿過光L3的電場方向彼此平行，并且第二區(qū)域穿過光L2的電場方向與第四區(qū)域穿過光L4的電場方向彼此平行。實施例2的成像裝置中提供的第一偏振部件230和第二偏振部件250中的偏振狀態(tài)在圖6 (A)和(B)中示意性地顯示。圖7中示出了具有Bayer布置的成像元件陣列40的概念圖。同樣，在實施例2中，成像元件陣列40的一個像素由四個成像元件構(gòu)成，(一個感測紅色的紅成像元件R、一個感測藍色的藍成像元件B、以及兩個感測綠色的綠成像元件G)。此外，在第一像素組PG1中，第三區(qū)域251安排在沿著第一方向布置的一個單位像素行中，在第二方向上與該單位像素行相鄰的第四區(qū)域252安排在沿著第一方向布置的一個像素行中。為每一個第N行沿著第二方向安排第三區(qū)域251和第四區(qū)域252。此外，第三區(qū)域251和第四區(qū)域252整體上在第一方向上延伸，但第三區(qū)域251和第四區(qū)域252的單位長度相當于一個成像元件長度。此外，利用這樣的配置，沿著第二方向產(chǎn)生了基于主要具有P波分量(右眼視差信息)的光在第一方向上延伸的條形圖像以及基于主要具有S波分量的光在第一方向上延伸的條形圖像。此夕卜，在圖7中，在第三區(qū)域251和第四區(qū)域252內(nèi)部畫出傾斜線，但它們示意性地指示線柵偏振器的線。除了以上各點，因為使用實施例2的成像裝置的成像方法可以與實施例I中描述的方法相同，所以其詳細描述將被省略。此外，因為實施例2的成像裝置的配置和結(jié)構(gòu)與實施例I中描述的成像裝置110的相同，所以其詳細描述也將被省略。實施例2的成像裝置的配置和結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用到后面將描述的實施例3至6中的成像裝置。[0098][實施例3]實施例3是實施例I的修改。在實施例3的成像裝置的第一偏振部件330中，在第一區(qū)域331和第二區(qū)域332之間提供中心區(qū)域333，并且穿過中心區(qū)域333的中心區(qū)域穿過光的偏振狀態(tài)不從在入射到中心區(qū)域333之前的狀態(tài)發(fā)生變化。換言之，中心區(qū)域333是偏振的自由穿過狀態(tài)。順便提及，當入射光穿過第一偏振裝置時，光量與頻譜特性和消光比成比例地下降，并且亮度變得較暗。這里，消光比是指在選擇偏振器的情況下的穿過光的量與沒有選擇偏振器的情況下通過反射或吸收而泄漏的光的量的比。具體地，例如，在使P波分量以10的消光比穿過的偏振器的情況下，對于P波分量s波分量=50:50的入射自然光的強度100，偏振器以50的P波分量和5的S波分量的比來透射光。此外，在使P波分量以c 的消光比穿過的偏振器的情況下，P波分量100%透射，但S波分量不被透射，而是被全部反射或完全吸收，因此，當普通的自然光入射時，亮度變?yōu)榧s1/2。圖I (B)和(C)中所示的穿過第一偏振部件130和第二偏振部件150的光量約為入射到第一偏振部件130之前的光量的25%, 即使在透射損耗為O的情況下也是如此。此外，當穿過第一和第二區(qū)域的光在混合狀態(tài)并以不可分離的狀態(tài)入射到成像元件陣列40時，雙眼的視差的基線長度與混合比成比例地變短，并且左眼視差信息和右眼視差信息在完全混合的狀態(tài)中變得相同，未獲得視差，因此立體視圖是不可能的。 在第一偏振部件330的中心區(qū)域333中，光強度較強，但視差量較小。因此，可以通過采用實施例3的第一偏振部件330來增大成像元件陣列40接收的光強度，并確保雙眼的視差的足夠的基線長度。如圖8 (A)中的第一偏振部件330的示意圖所示，當?shù)谝黄癫考?30的外部形狀是圓形時，中心區(qū)域333可以是圓形，并且第一區(qū)域331和第二區(qū)域332可以是環(huán)繞中心區(qū)域333的具有180度的中心角度的扇形。替代地，如圖8 (B)和(C)中的第一偏振部件330的示意圖所示，中心區(qū)域333可以是菱形或正方形，并且第一區(qū)域331和第二區(qū)域332可以是類似圍繞中心區(qū)域333的具有180度的中心角的扇形的形狀。替代地，如圖8 (D)中的第一偏振部件330的示意圖所示，第一區(qū)域331、中心區(qū)域333以及第二區(qū)域332可以是沿著第二方形延伸的條形。除了以上各點，因為使用實施例3的成像裝置的成像方法可以與實施例I中描述的相同，所以將省略其詳細描述。此外，因為實施例3的成像裝置的配置和結(jié)構(gòu)與實施例I中描述的成像裝置110的相同，所以其詳細描述將被省略。實施例3的成像裝置的配置和結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用到后面將描述的實施例4至6中的成像裝置。[實施例4]實施例4也是實施例I的修改。在實施例4中，檢查消光比和視差之間的關(guān)系。換言之，通過將消光比從消光比(具有0%的串擾，并在左眼視差信息和右眼視差信息完全分離的狀態(tài))改變?yōu)橄獗?I (具有50%的串擾，在左眼圖像和右眼圖像完全混合的狀態(tài)中，并且左眼視差信息和右眼視差信息是相同的視差信息(圖像))，執(zhí)行合成圖像模擬，用于在被分離為左和右的圖像混合時，檢查如果像差消失，即如果立體視圖不可能，像應(yīng)當被混合到什么程度。根據(jù)以上結(jié)果，確定偏振器的消光比期望是3或更大。[實施例5]實施例5也是實施例I的修改。在實施例5中，線柵偏振器的規(guī)格參數(shù)和消光比之間的關(guān)系從計算中獲得。具體地，構(gòu)成線柵偏振器的線的間距、入射光的波長(λ )、以及消光比之間的關(guān)系顯示在圖9 (A)中。此外，線寬被設(shè)置為線間距的1/3，線的高度被設(shè)置為150nm，并且線的長度被設(shè)置為無限。在圖9 (A)中，曲線“A”是間距為150nm的情況中的數(shù)據(jù)，曲線“B”是間距為175nm的情況中的數(shù)據(jù)，曲線“C”是間距為200nm的情況中的數(shù)據(jù)，曲線“D”是間距為250nm的情況中的數(shù)據(jù)，曲線“E”是間距為300nm的情況中的數(shù)據(jù)。此外，構(gòu)成線柵偏振器的線的高度、入射光的波長(λ )、以及消光比之間的關(guān)系顯示在圖9
(B)中。此外，線寬被設(shè)置為50nm，線的長度被設(shè)置為無限，并且線的間距被設(shè)置為150nm。在圖9 (B)中，曲線“A”是高度為250nm的情況中的數(shù)據(jù)，曲線“B”是高度為200nm的情況中的數(shù)據(jù)，曲線“C”是高度為150nm的情況中的數(shù)據(jù)，曲線“D”是高度為IOOnm的情況中的數(shù)據(jù)。此外，構(gòu)成線柵偏振器的線的(寬度/間距)、入射光波長(λ )、以及消光比之間的關(guān)系顯示在圖9 (C)中。此外，線寬被設(shè)置為50nm，線的高度被設(shè)置為150nm，線的長度被設(shè)置為無限。在圖9 (C)中，曲線“A”是(寬度/間距)的值為O. 50時的數(shù)據(jù)，曲線“B”是(寬度/間距)的值為O. 33時的數(shù)據(jù)。 根據(jù)圖9 (A)，確定期望線的間距等于或小于200nm，期望線的高度等于或大于5X 10-8m (50nm)，期望線的(寬度/間距)值等于或大于O. 33，以便將消光比設(shè)置為10或更大。此外，線的數(shù)目優(yōu)選為10或更多。此外，兩個線的長度、入射光的波長(λ )、以及消光比之間的關(guān)系顯示在圖10中。此外，線寬設(shè)置為50nm，線的高度設(shè)置為150nm，并且線的間距設(shè)置為線寬的三倍。在圖10中，“A”是長度為I μπι的情況中的數(shù)據(jù)，“B”是長度為2 μπι的情況中的數(shù)據(jù)，“C”是長度為3μπι的情況中的數(shù)據(jù)，“D”是長度為4μπι的情況中的數(shù)據(jù)，“Ε”是長度為5μπι的情況中的數(shù)據(jù)，“F”是長度為6μπι的情況中的數(shù)據(jù)，“G”是長度為無限的情況中的數(shù)據(jù)。根據(jù)圖10，確定期望線的長度等于或長于2 μ m,優(yōu)選等于或長于3 μ m,以便將消光比設(shè)置為10或更大。此外，為了容易處理的原因，確定期望形成線的材料為鋁或鋁合金。[實施例6]實施例6也是實施例I的修改。圖11中顯示了實施例6的成像裝置中的具有Bayer布置的成像元件陣列的概念圖，但第一像素組由一個單位像素行構(gòu)成，并且在一個像素中安排一個第三區(qū)域151和一個第四區(qū)域152。更具體地，第三區(qū)域151安排在兩個感測綠色的綠成像元件G中的一個中，第四區(qū)域152安排在一個像素中的另一個綠成像元件G中，此外，在第一像素組的一個像素中安排一個第三區(qū)域151和一個第四區(qū)域152，第一像素組由針對每一個第N行選擇的一個單位像素行構(gòu)成，(其中，N= 2n，并且在圖中所示的示例中，η = 2)。替代地，圖12中示出了實施例6的成像裝置的修改示例中的具有Bayer布置的成像元件陣列的概念圖，但一個第三區(qū)域151和一個第四區(qū)域152沿著第一方向安排在一個像素中。而且，N = 8。此外，第一像素組由兩個單位像素行構(gòu)成。然而，在一個單位像素行中為每一個第二像素安排第三區(qū)域151，并且在另一個單位像素行中為每一個第二像素安排第四區(qū)域152。在一個單位像素行中，其中未安排第三區(qū)域151的成像元件包含在第二成像元件組中，并且在另一單位像素行中，其中未安排第四區(qū)域152的成像元件包含在第二成像元件組中。除了以上各點，因為使用實施例6的成像裝置的成像方法可以與實施例I中描述的方法相同，所以將省略其詳細描述。在上文中，基于優(yōu)選實施例描述了本實用新型，但本實用新型不限于這些實施例。實施例中描述的成像裝置和成像元件的配置和結(jié)構(gòu)是示例，并可以被適當?shù)匦薷?。例如，如圖13 (A)中所示出的示意性部分截面圖，成像元件43A可以被配置為由提供在硅半導(dǎo)體基板60上的光電轉(zhuǎn)換元件61、以及疊置在該光電轉(zhuǎn)換元件61上的第一平化薄膜62、無機絕緣基層66、線柵偏振器67、第二平化薄膜65、濾色器63和片上透鏡64組成。替代地，如圖13 (B)中所示出的示意性部分截面圖，成像元件43A可以被配置為由提供在娃半導(dǎo)體基板60上的光電轉(zhuǎn)換兀件61、以及疊置在該光電轉(zhuǎn)換兀件61上的第一平化薄膜62、片上透鏡64、第二平化薄膜65、濾色器63、無機絕緣基層66和線柵偏振器67組成。除了不提供線柵偏振器67之外，成像元件43B可以具有與成像元件43A相同的配置和結(jié)構(gòu)。此外，成像元件可以是表面輻射型，如圖中所示，也可以是后表面輻射型，盡管圖中未示出。 基于通過本實用新型的成像方法獲得的右眼圖像數(shù)據(jù)和左眼圖像數(shù)據(jù)顯示立體圖像，但作為這樣的顯示方法，可以例示通過在兩個投影儀中安裝圓偏振或線偏振濾波器而分別顯示左眼和右眼圖像并利用對應(yīng)于顯示器的圓偏振或線偏振眼鏡觀看圖像的方法、雙凸透鏡(lenticular lens)方法、以及視差柵欄方法。另外，如果不使用圓偏振或線偏振眼鏡觀看圖像，可以看到通常的二維(平)圖像。此外，上面描述的處理過程可以被理解為具有這樣一系列過程的方法，并且可以被理解為使得計算機執(zhí)行這樣一系列過程的程序或存儲該程序的記錄介質(zhì)。作為記錄介質(zhì)，例如可以使用⑶(緊致盤)、MD (迷你盤)、DVD (數(shù)字多功能盤)、存儲卡、藍光盤(注冊商標)等。附圖標記列表PG1:第一像素組PG2 :第二像素組110:成像裝置11 :照相機主體12:圖像處理部件13:圖像存儲單元20 :透鏡系統(tǒng)21 :拍攝透鏡22 :光圈23 :成像透鏡130,230和330 :第一偏振部件131、231 和 331 :第一區(qū)域132、232 和 332 :第二區(qū)域333:中心區(qū)域40:成像元件陣列41 :第一成像元件組42 :第二成像元件組43A和43B :成像元件[0135]150和250 :第二偏振部件151和251:第三區(qū)域152和252:第四區(qū)域60 :硅半導(dǎo)體基板61 :光電轉(zhuǎn)換元件62 :第一平化薄膜63 :濾色器64 :片上透鏡65 :第二平化薄膜66 :無機絕緣基層67、67A和67B :線柵偏振器68、68A 和 68B:線
權(quán)利要求1.一種視差成像設(shè)備，其特征在于包括安排在矩陣中的像素集合，所述像素集合的第一圖像像素組，用于接收原始信息；以及所述像素集合的第二圖像像素組，用于接收視差信息，其中由所述第一圖像像素組接收的原始信息是穿過第一偏振部件和第二偏振部件的會聚光，并且所述第一圖像像素組將所述會聚光轉(zhuǎn)換為電信號，其中由所述第二圖像像素組接收的視差信息是穿過第一偏振部件的會聚光，并且所述第二圖像像素組將所述會聚光轉(zhuǎn)換為電信號，以及處理器，用于利用所述視差信息處理所述原始信息，以呈現(xiàn)第一圖像和第二圖像。
2.如權(quán)利要求I所述的視差成像設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備是數(shù)碼照相機、個人計算機、移動終端設(shè)備、攝像機或游戲機中的一個。
3.如權(quán)利要求I所述的視差成像設(shè)備，其特征在于所述像素矩陣的第一圖像像素組包括至少一個像素行，并且其中所述像素矩陣的第二圖像像素組由未包含在所述第一圖像像素組中的像素行組成。
4.如權(quán)利要求I所述的視差成像設(shè)備，其特征在于所述第一圖像像素組針對每一個第N行包括至少一個像素行,其中N ^ 2,并且其中所述第二圖像像素組包括不等于每一個第N行的像素行。
5.如權(quán)利要求4所述的視差成像設(shè)備，其特征在于N的上限是N=2~n，其中η是從I至5的自然數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的視差成像設(shè)備，其特征在于η=3。
7.—種視差成像系統(tǒng)，其特征在于包括安排在矩陣中的像素集合，所述像素集合的第一圖像像素組，用于接收原始信息；以及所述像素集合的第二圖像像素組，用于接收視差信息，其中由所述第一圖像像素組接收的原始信息是穿過第一偏振部件和第二偏振部件的會聚光，并且所述第一圖像像素組將所述會聚光轉(zhuǎn)換為電信號，其中由所述第二圖像像素組接收的視差信息是穿過第一偏振部件的會聚光，并且所述第二圖像像素組將所述會聚光轉(zhuǎn)換為電信號，其中所述第一偏振部件具有沿著第一方向布置的第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且其中所述第二偏振部件具有沿著第二方向布置的第三區(qū)域和第四區(qū)域。
8.如權(quán)利要求7所述的視差成像系統(tǒng)，其特征在于所述第一區(qū)域的質(zhì)心和所述第二區(qū)域的質(zhì)心之間的距離被設(shè)置為雙眼的視差的基線長度。
9.如權(quán)利要求7所述的視差成像系統(tǒng)，其特征在于穿過所述第一區(qū)域的會聚光的電場方向與穿過所述第二區(qū)域的會聚光的電場方向正交。
10.一種視差成像設(shè)備，其特征在于包括第一圖像像素組，用于接收原始信息；以及第二圖像像素組，用于接收視差信息，其中由所述第一圖像像素組接收的原始信息是穿過第一偏振部件和第二偏振部件的會聚光，并且所述第一圖像像素組將所述會聚光轉(zhuǎn)換為電信號，其中由所述第二圖像像素組接收的視差信息是穿過第一偏振部件的會聚光，并且所述第二圖像像素組將所述會聚光轉(zhuǎn)換為電信號，其中所述第一偏振部件具有沿著第一方向布置的第一區(qū)域和第二區(qū)域，并且其中所述第二偏振部件具有沿著第二方向布置的第三區(qū)域和第四區(qū)域。
11.如權(quán)利要求10所述的視差成像設(shè)備，其特征在于所述第一區(qū)域的質(zhì)心和所述第二區(qū)域的質(zhì)心之間的距離被設(shè)置為雙眼的視差的基線長度。
12.如權(quán)利要求10所述的視差成像設(shè)備，其特征在于穿過所述第一區(qū)域的會聚光的電場方向與穿過所述第二區(qū)域的會聚光的電場方向正交。
專利摘要一種視差成像設(shè)備，其特征在于包括安排在矩陣中的像素集合，所述像素集合的第一圖像像素組，用于接收原始信息；以及所述像素集合的第二圖像像素組，用于接收視差信息，其中由所述第一圖像像素組接收的原始信息是穿過第一偏振部件和第二偏振部件的會聚光，并且所述第一圖像像素組將所述會聚光轉(zhuǎn)換為電信號，其中由所述第二圖像像素組接收的視差信息是穿過第一偏振部件的會聚光，并且所述第二圖像像素組將所述會聚光轉(zhuǎn)換為電信號，以及處理器，用于利用所述視差信息處理所述原始信息，以呈現(xiàn)第一圖像和第二圖像。
文檔編號G02B27/22GK202750183SQ20112032339
公開日2013年2月20日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者佐藤修三, 大谷榮二, 小澤謙, 小林誠司 申請人:索尼公司