专利名称：三维摄像装置的制作方法
技术领域：
本申请涉及采用一个光学系统和一个摄像元件来生成视差图像的单眼的三维摄像技术。
背景技术：
近年来，关于采用了 CXD或CMOS等固体摄像元件(以下有时称为“摄像元件”。)的数码相机或数字电影的高功能化、高性能化备受瞩目。尤其随着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得到发展。其结果，谋求了固体摄像元件的像素以及驱动电路的高集成化。因此，在仅仅数年中摄像元件的像素数便从100万像素程度显著地增加到1000万像素以上。进而，通过摄像所得到的图像的质量也飞跃地提高。另一方面，关于显示装置，由于基于薄型的液晶或等离子的显示器不占地方、能够以高分辨率进行高对比度的显示，从而实现高的性能。这种影像的高品质化的潮流正在从二维图像向三维图像扩展。最近虽然需要偏振眼镜，但是高像质的三维显示装置开始被开发。 关于三维摄像技术，作为具有单纯构成的代表性方式，有采用由两个照相机构成的摄像系统来分别取得右眼用的图像以及左眼用的图像的方式。在这种所谓的双眼摄像方式中，由于采用两个照相机，因此摄像装置变得大型，成本也变高。因此，研究采用一个照相机来取得具有视差的多个图像(以下有时称作“多视点图像”。)的方式(单眼摄像方式)。例如，在专利文献I中公开了采用透射轴的方向互相正交的2个偏振板和进行旋转的偏振滤光器的方式。图11是表示基于该方式的摄像系统的结构的示意图。该摄像装置具备偏振O度的偏振板11、偏振90度的偏振板12、反射镜13、半透半反镜14、圆形的偏振滤光器15、使圆形的偏振滤光器15旋转的驱动装置16、光学镜头3和取得由光学镜头3成像后的像的摄像装置29。在此，半透半反镜14将透射偏振板11并被反射镜13反射出的光反射，使透射了偏振板12的光透射。根据以上的结构，分别透射了在互相分离的场所处配置的偏振板11、12之后的光经由半透半反镜14、圆形的偏振滤光器15以及光学镜头3而入射到摄像装置29，取得图像。该方式中的摄像的原理为通过使圆形的偏振滤光器15旋转，从而在不同的定时捕捉分别入射到两个偏振板11、12的光，取得具有视差的两个图像。但是,在上述方式中，由于在使圆形的偏振滤光器15旋转的同时以分时的方式对不同位置所对应的图像进行摄像，因此存在不能同时取得具有视差的两个图像的课题。在此基础上，由于由偏振板11、12以及偏振滤光器15接受全部入射光，因此还存在摄像装置29所接受的光的量(受光量)降低50%以上的课题。相对于上述方式，在专利文献2中公开了不采用机械式驱动而能同时取得具有视差的两个图像的方式。基于该方式的摄像装置通过反射镜聚集从两个入射区域入射的光，通过两个种类的偏振滤光器被交替地排列的摄像元件进行受光，从而不采用机械式驱动就能取得具有视差的两个图像。图12是表示该方式中的摄像系统的结构的示意图。该摄像系统具有透射轴的方向互相正交的两个偏振板11、12、反射镜13、光学镜头3和摄像元件2。摄像元件2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。偏振滤光器17、18在全部像素上被交替地排列。在此，偏振滤光器17、18的透射轴的朝向分别与偏振板11、12的透射轴的朝向一致。通过以上的结构，入射光透射偏振板11、12，被反射镜13反射，通过光学镜头3而入射到摄像元件I的摄像面。分别透射偏振板11、12而入射到摄像元件I的光，分别透射偏振滤光器17、18而在与这些偏振滤光器相对置的像素中被光电变换。在此,将由分别通过偏振板11、12而入射到摄像元件I的光所形成的图像分别称作右眼用图像、左眼用图像。于是，右眼用图像、左眼用图像分别是从与偏振滤光器17、18相对置的像素组中得到的。如上那样，在专利文献2所公开的方式中，在摄像元件的像素上交替地配置透射轴的方向互相正交的两个种类的偏振滤光器来代替采用专利文献I所公开的进行旋转的圆形的偏振滤光器。由此，与专利文献I的方式相比，虽然分辨率降低到1/2，但却能够采用一个摄像元件而同时得到具有视差的右眼用图像和左眼用图像。然而，在该技术中，也与专利文献I的技术同样地，由于入射光透射偏振板以及偏振滤光器时光量减少，因此摄像元件的受光量减少得较多。对于摄像元件的受光量降低这样的问题，在专利文献3中公开了能够由一个摄像元件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两个图像时和取得通常图像时机械地调换一部分构成要素，由此通过一个摄像元件取得具有视差的两个图像和通常图像。在取得具有视差的两个图像时在光路上配置两个偏振滤光器这一点与专利文献2所公开的技术相同。另一方面，在取得通常图像时，偏振滤光器被机械地从光路中卸下。通过采取这种机构，从而能够得到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，虽然采用了偏振板或偏振滤光器，但作为其他的研究，也有采用了滤色器的方式。例如，在专利文献4中公开了采用滤色器来同时取得具有视差的两个图像的方式。图13是示意地表示专利文献4所公开的摄像系统的图。摄像系统具备镜头3、镜头光圈19、配置有透射波段不同的两个滤色器20a、20b的光束限制板20和感光薄膜21。在此，滤色器20a、20b是例如使红色系统、蓝色系统的光分别透射的滤光器。根据以上的结构，入射光透射镜头3、镜头光圈19以及光束限制板20，成像于感光薄膜。此时，在光束限制板20之中的两个滤色器20a、20b中，分别只透射红色系统、蓝色系统的光。其结果，在感光薄膜上形成有由分别透射了这两个滤色器之后的光所构成的品红色系统的颜色的像。在此，由于滤色器20a、20b的位置不同，因此在感光薄膜上所形成的像中会产生视差。在此，如果根据感光薄膜制作照片，并使用红色薄膜以及蓝色薄膜分别作为右眼用以及左眼用而被粘贴成的眼镜，则能够看到具有进深感的图像。如上那样，根据专利文献4所公开的技术，能够使用两个滤色器来制作多视点图像。专利文献4所公开的技术为在感光薄膜上成像并制作具有视差的多个图像的技术，但另一方面，在专利文献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14是示意地表示该技术中的光束限制板的图。在该技术中采用的是在与摄像光学系统的光轴垂直的平面上设置有透射红色光的R区域22R、透射绿色光的G区域22G、透射蓝色光的B区域22B的光束限制板22。通过由具有红色用的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射过这些区域的光，从而取得由透射了各区域之后的光所产生的图像。此外，在专利文献6中也公开了采用与专利文献5同样的结构来取得具有视差的多个图像的技术。图15是示意地表示专利文献6所公开的光束限制板的图。在该技术中也能通过入射光透射在光束限制板23中设置的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也同样公开了采用相对于光轴而对称地配置的、颜色互相不同的一对滤光器来生成具有视差的多个图像的技术。通过利用红色滤光器以及蓝色滤光器作为一对滤色器，从而探测红色光的R像素观测透射了红色滤光器的光，探测蓝色光的B像素观测透射了蓝色滤光器的光。由于红色滤光器和蓝色滤光器的位置不同，因此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相不同。其结果，由R像素所观测的图像和由B像素所观测的图像成为视点互相不同的图像。通过根据这些图像按每个像素求得对应点，从而算出视差量。根据所算出的视差量和照相机的焦点距离信息求得从照相机到被摄体为止的距离。专利文献8公开了如下技术采用安装了孔径尺寸互相不同的两个滤色器的光圈、或者颜色不同的两个滤色器相对于光轴被安装在左右对称的位置处的光圈而取得两个图像，根据所取得的两个图像求得被摄体的距离信息。在该技术中，在对分别透射了孔径尺寸互相不同的红色以及蓝色滤色器的光进行观测的情况下，被观测的模糊的程度因每个颜色而不同。因此，与红色以及蓝色滤色器分别对应的两个图像成为模糊的程度因被摄体的距离而不同的图像。根据这些图像求得对应点，并对模糊的程度进行比较，由此取得从照相机到被摄体为止的距离信息。另一方面，在对分别透射了相对于光轴被安装在左右对称的位置处的颜色不同的两个滤色器而得到的光进行观测的情况下，被观测的入射光的方向因每个颜色而不同。因此，与红色以及蓝色滤色器分别对应的两个图像成为具有视差的图像。根据这些图像求得对应点，并求得对应点间的距离，由此得到从照相机到被摄体为止的距离信息。根据上述专利文献4 8所示的技术，通过在光束限制板中配置RGB的滤色器从而能够生成具有视差的图像。但是，由于采用光束限制板，因此入射光量减少。此外，为了提高视差的效果而需要将RGB的滤色器配置在互相分离的位置，减小这些滤色器的面积，但如果那样做则入射光量会进一步减少。相对于以上的技术，在专利文献9中公开了采用配置有RGB的滤色器的光圈而能得到具有视差的多个图像和在光量上没有问题的通常图像的技术。在该技术中，在关闭光圈的状态下只接受透射过RGB的滤色器的光，在打开光圈的状态下由于RGB的滤色器区域从光路中去除，因此能够接受所有的入射光。由此，能够在关闭光圈的状态下取得具有视差的图像，在打开光圈的状态下取得光利用率高的通常图像。现有技术文献专利文献专利文献I JP特开昭62-291292号公报专利文献2 JP特开昭62-217790号公报
专利文献3 JP特开2001-016611号公报专利文献4 JP特开平2-171737号公报专利文献5 JP特开2002-344999号公报专利文献6 JP特开2009-276294号公报专利文献7 JP特开2010-38788号公报专利文献8 JP特开2010-79298号公报专利文献9 JP特开2003-134533号公报非专利文献非专利文献1:森上雄太、高木健、石井抱視点変換7 4 V ^ J 6実時間単眼7 f才-> ^ f Λ、第27回日本口卜学会学術講演会講演論文集、3R2-06、2009.
发明内容
发明所要解决的课题无论在采用了偏振的现有技术中还是在采用了滤色器的现有技术中都能生成多视点图像，但由于偏振板或者滤色器而入射到摄像元件的光的量大幅度地减少。为了确保入射光量，虽然利用将偏振区域或者滤色器区域从光路上去除的机构也能取得光利用率高的通常图像，但即使采用这种结构也具有多视点图像自身的光利用率低这样的课题。本发明的实施方式鉴于上述课题，其目的在于基于滤色器比偏振板能廉价地制作的背景，提供一种采用滤 色器能取得光利用率高的多视点图像的摄像技术。用于解决课题的技术方案为了解决上述课题，本发明的一方式的三维摄像装置具备光透射部，其具有第I透光区域以及第2透光区域；摄像元件，其被配置成接受透射过上述光透射部的光；成像部，其在上述摄像元件的摄像面形成像；和摄像驱动部，其驱动上述摄像元件以及上述光透射部。上述第I透光区域具有使包含于蓝色的波段内的第I波段的光、和包含于绿色的波段内的第2波段的光透射的特性，上述第2透光区域具有使包含于绿色的波段内且波长比上述第2波段还长的第3波段的光、和包含于红色的波段内的第4波段的光透射的特性。上述摄像驱动部按照连续地执行至少两次摄像的方式驱动上述摄像元件，并且按照在每次摄像时调换上述第I透光区域的位置以及上述第2透光区域的位置的方式驱动上述光透射部。上述的一般且特定的方式，能采用系统、方法以及计算机程序来实现，或者能采用系统、方法以及计算机程序的组合来实现。发明效果根据本发明的实施方式，与现有技术相比较，能够生成光利用率高的多视点图像。
图1是表示实施方式I中的摄像装置的结构的框图。图2是表示实施方式I中的透光板、光学镜头以及摄像元件的概略结构的示意图。图3是实施方式I中的透光板的正面视图。图4是表示实施方式I中的透光板的分光透射率特性的图。
图5是表示实施方式I中的摄像元件的基本颜色结构的图。图6是表示实施方式I中的摄像元件的各颜色要素的分光透射率特性的图。图7是表示实施方式I中的透光板的旋转的图。图8A是表示实施方式I的变形例中的透光板的分光透射率特性的另一例的图。图8B是实施方式I的变形例中的透光板的正面视图。图8C是表示实施方式I的变形例中的基本颜色结构的图。图8D是表示实施方式I的变形例中的摄像元件的各颜色要素的分光透射率特性的图。图9是表示实施方式I的变形例中的透光板的结构的图。图10是实施方式2中的透光板的正面视图。图11是专利文献I中的摄像系统的结构图。图12是专利文献2中的摄像系统的结构图。图13是专利文献4中的摄像系统的结构图。图14是专利文献5中的光束限制板的外观图。图15是专利文献6中的光束限制板的外观图。
具体实施例方式(I)为了解决上述课题，本发明的一方式的三维摄像装置具备光透射部，其具有第I透光区域以及第2透光区域，上述第I透光区域具有使包含于蓝色的波段内的第I波段的光、和包含于绿色的波段内的第2波段的光透射的特性，上述第2透光区域具有使包含于绿色的波段内且波长比上述第2波段还长的第3波段的光、和包含于红色的波段内的第4波段的光透射的特性；摄像元件，其被配置成接受透射过上述光透射部的光；成像部，其在上述摄像元件的摄像面形成像；和摄像驱动部，其按照连续地执行至少两次摄像的方式驱动上述摄像元件，并且按照在每次摄像时调换上述第I透光区域的位置以及上述第2透光区域的位置的方式驱动上述光透射部。(2)项目(I)所记载的三维摄像装置在某方式中，还具备图像处理部，该图像处理部基于从上述摄像元件输出的像素信号来生成多视点图像。(3)项目(I)或者(2)所记载的三维摄像装置在某方式中，上述摄像元件具有在摄像面上被排列成二维状的多个像素块，上述多个像素块的每一个具有主要感知上述第I波段的光的第I像素、主要感知上述第2波段的光的第2像素、主要感知上述第3波段的光的第3像素、和主要感知上述第4波段的光的第4像素。(4)项目(I) (3)中任一项所记载的三维摄像装置在某方式中，上述第I透光区域以及上述第2透光区域被构成为表示上述第I透光区域的分光透射率特性的函数和表示上述第2透光区域的分光透射率特性的函数之和不具有波长依赖性。(5)项目(I) (4)中任一项所记载的三维摄像装置在某方式中，上述光透射部还具有透明区域。(6)项目(I) (5)中任一项所记载的三维摄像装置在某方式中，上述第2波段为500nm以上且550nm以下，上述第3波段为550nm以上且600nm以下。(7)项目(I) (6)中任一项所记载的三维摄像装置在某方式中，上述摄像元件具有拜耳型的像素排列。(8)项目(I) (7)中任一项所记载的三维摄像装置在某方式中，上述第I透光区域以及上述第2透光区域相对于上述光透射部的中心而被对称地配置，上述摄像驱动部通过使上述光透射部以上述光透射部的中心为轴旋转180度，由此在每次摄像时调换上述第I透光区域的位置以及上述第2透光区域的位置。(9)本发明的一方式的图像处理装置，基于从三维摄像装置输出的信号来生成多视点图像，该三维摄像装置具备光透射部，其具有第I透光区域以及第2透光区域，上述第I透光区域具有使包含于蓝色的波段内的第I波段的光、和包含于绿色的波段内的第2波段的光透射的特性，上述第2透光区域具有使包含于绿色的波段内且波长比上述第2波段还长的第3波段的光、和包含于红色的波段内的第4波段的光透射的特性；摄像元件，其被配置成接受透射过上述光透射部的光；成像部，其在上述摄像元件的摄像面形成像；和摄像驱动部，其按照连续地执行至少两次摄像的方式驱动上述摄像元件，并且按照在每次摄像时调换上述第I透光区域的位置以及上述第2透光区域的位置的方式驱动上述光透射部。以下，参照附图，说明本发明的具体实施方式
。在以下的说明中，对多个图中相同或对应的构成要素赋予同一符号。在以下的说明中，有时将表示图像的信息或者信号简称为“图像”。(实施方式I)图1是表示本发明的第I实施方式中的摄像装置的整体结构的框图。本实施方式的摄像装置是数字式的电子照相机，具备摄像部100、和基于由摄像部100生成的信号来生成表示图像的信号(图像信号)的信号处理部200。摄像部100具备彩色固体摄像元件2a(以下简称为“摄像元件”。)，其具备在摄像面上排列的多个光感知单元；透光板I (光透射部)，其具有透射率的波长依赖性(分光透射率特性)互相不同的两个透光区域；光学镜头3，其用于在摄像元件2a的摄像面上形成像；和红外截止滤光器4。摄像部100还具备信号产生/接收部5，其产生用于驱动摄像元件2a的基本信号，并且接收来自摄像元件2a的输出信号后送出到信号处理部200 ;元件驱动部6，其基于由信号产生/接收部5生成的基本信号来驱动摄像元件2a ;和旋转驱动部9，其使透光板2旋转。在本实施方式中，信号产生/接收部5、元件驱动部6以及旋转驱动部9的组合作为本发明中的摄像驱动部发挥功能。摄像元件2a典型地为CXD或者CMOS传感器，通过公知的半导体制造技术被制造。信号产生/接收部5以及元件驱动部6例如由CCD驱动器等LSI构成。旋转驱动部9具有使透光板2旋转的电动机，能够与元件驱动部6联动地使透光板2以其中心为轴进行旋转。信号处理部200具备图像处理部7，其对从摄像部100输出的信号进行处理来生成多视点图像；存储器30，其保存用于生成图像信号的各种数据；和接口(IF)部8，其将所生成的图像信号送出到外部。图像处理部7通过公知的数字信号处理器(DSP)等硬件和执行包括图像信号生成处理的图像处理的软件的组合能适当地实现。存储器30通过DRAM等构成。存储器30记录从摄像部100得到的信号，并且暂时记录由图像处理部7所生成的图像数据或被压缩的图像数据。这些图像数据经由接口部8而被送出到未图示的记录介质或显示部等。另外，本实施方式的摄像装置可具备电子快门、取景器、电源(电池)、闪光灯等公知的构成要素，但这些说明对于本发明的理解没有特别的必要性，因此省略。此外，上述的结构只是一例，在本实施方式中，透光板1、摄像元件2a、图像处理部7以外的构成要素能够适当组合公知的要素来采用。以下，对摄像部100的结构进行更详细的说明。在以下的说明中，采用图中所示的xy坐标。图2是示意地表示摄像部100中的透光板1、镜头3以及摄像元件2a的配置关系的图。在图2中，省略了透光板1、镜头3以及摄像元件2a以外的构成要素的图示。镜头3可为由多个透镜组构成的透镜单元，但在图2中为了简单，描绘为单独的透镜。透光板I具有分光透射率特性互相不同的两个透光区域1L、1R，并使至少一部分入射光透射。镜头3为公知的镜头，对透射了透光板I的光进行聚集，在摄·像元件2a的摄像面2b成像。另外，图2所示的各构成要素的配置关系只不过是一例，本发明并不限于这样的例子。例如，如果能在摄像面2b形成像，则镜头3也可比透光板I更远离摄像元件2a地配置。此外，镜头3和透光板I也可构成为一体。图3是本实施方式中的透光板I的正面视图。本实施方式中的透光板I的形状与镜头3同样为圆形，但也可为其他形状。透光板I被2分割为位于图左侧的透光区域IL和位于图右侧的透光区域IR。在本实施方式中，区域IL由蓝绿色(Cy)的滤色器(以下称作“Cy滤光器”)构成，区域IR由黄色(Ye)的滤色器(以下称作“Ye滤光器”)构成。其中，本实施方式中的Cy滤光器以及Ye滤光器与通常的Cy滤光器以及Ye滤光器不同，关于绿色(G)成分的光而分别被设计为长波长侧或者短波长侧的光的透射率变低。即，被设计为Cy滤光器主要使蓝色(B)以及短波长侧的绿色(Gl)的波段的光透射，Ye滤光器主要使长波长侧的绿色(G2)以及红色(R)的波段的光透射。图4是表示透光区域1R、1L的分光透射率特性的例子的图。在图4中，横轴表示入射光的波长λ，纵轴表示光透射率。在此，将约400nm 约500nm定义为B的波段，将约500nm 约600nm定义为G的波段,将约600nm 约700nm定义为R的波段。而且,将G的波段之中的、约500nm 约550nm定义为Gl的波段,将G的波段之中的、约550nm 约600nm定义为G2的波段。另外，该定义只不过是为了方便，将哪个波段定义为什么颜色也可任意地决定。如图4所示，本实施方式中的Cy滤光器以及Ye滤光器均仅使G成分的光透射通常的约1/2。其结果，表示Cy滤光器的分光透射率特性的函数和表示Ye滤光器的分光透射率特性的函数之和大致成为表示透明的分光透射率特性的函数。由此，能够防止透光板I所引起的着色。图5表示在摄像元件2a的摄像面2b上被排列成矩阵状的多个光感知单元60的一部分。各光感知单兀60典型地包括光电二极管,通过光电变换而输出与各个受光量相应的光电变换信号(像素信号)。与光感知单元60的每一个相对置地在光入射侧配置滤色器(颜色要素)。本实施方式中的滤色器排列如图5所示那样为将2行2列设为基础的排列。第I行第I列为红色要素(R)，第I行第2列为第I绿色要素(Gl)，第2行第I列为第2绿色要素(G2)，第2行第2列为蓝色要素(B)。该排列为所谓的拜耳排列，但两个绿色要素的分光透射率特性与通常的绿色要素的分光透射率特性不同。在本实施方式中，有时将B要素以及与B要素相对置的光感知单元称作第I像素。同样地，有时将Gl要素以及与Gl要素相对置的光感知单元称作第2像素，将G2要素以及与G2要素相对置的光感知单元称作第3像素，将R要素以及与R要素相对置的光感知单元称作第4像素。如图5所示，摄像元件2a具有如下结构多个像素块40在摄像面2b上被排列成二维状，多个像素块40的每一个具有第I 第4像素。图6是表示本实施方式中的各颜色要素的分光透射率特性的图。在图6中，单点划线表示R要素的透射率，实线表示Gl要素以及G2要素的透射率，双点划线表示B要素的透射率。在本实施方式中，在Gl要素以及G2要素中具有特征，Gl要素的透射率的峰值移位到蓝色侧(短波长侧)，G2要素的透射率的峰值移位到红色侧(长波长侧)。此外，将B要素的透射率和Gl要素的透射率相加后的结果成为与透光板I中的透光区域IL的分光透射率特性大致同样的特性。同样地，将R要素的透射率和G2要素的透射率相加后的结果成为与透光板I的透光区域IR的分光透射特性大致同样的特性。根据这种结构，本实施方式中的第I 第4像素分别主要感知R、G1、G2、B的波段的光，并输出与这些波段的光的强度相应的光电变换信号。透光板I中的透光区域1L、1R以及摄像元件2a的各要素采用例如公知的颜料或电介质多层膜等来制作。虽然理想的情况是被设计成透光板I中的Cy滤光器只使B光以及Gl光透射，Ye滤光器只使R光以及G2光透射，但是也可如图4所示那样，使其他颜色的一部分光透射。同样地，虽然理想的情况是被设计成R要素、B要素、Gl要素、G2要素分别只使R光、B光、Gl光、G2光透射，但是也可如图6所示那样，使其他颜色的一部分光透射。根据以上的 结构，在曝光中入射到摄像装置的光通过透光板1、镜头3、红外截止滤光器4而被成像到摄像元件2a的摄像面2b，通过各光感知单元60被光电变换。通过各光感知单兀60所输出的光电变换信号经由信号产生/接收部5而被送出到信号处理部200。信号处理部200中的图像处理部7基于所送来的信号来生成两个多视点图像。图7是示意地表示本实施方式中的摄像时的透光板I的状态的图。本实施方式中的摄像装置使透光板I如图7(a)、(b)所示那样旋转来进行两次摄像，通过运算处理来生成I对多视点图像。例如非专利文献I所记载的那样，对透光板I赋予传动带，并由电动机使传动带旋转，从而能够实现透光板I的旋转。旋转驱动部9通过这种机构使透光板I旋转，摄像元件2a在图7 (a)、(b)的各状态下取得像素信号。如上那样，在旋转的前后，调换Cy滤光器的位置和Ye滤光器的位置。在本说明书中，将图左侧的透光区域表示为1L，将右侧的透光区域表示为IR。因此，在从图7(a)所示的状态旋转了 180度后的图7(b)的状态下，Ye滤光器位于透光区域1L，Cy滤光器位于透光区域IR。以下，说明经由透光板I而对被摄体进行了摄像时的摄像装置的动作。在此，针对摄像元件2a的各像素信号而言，用Rs表示透射R要素并被光电变换的光的强度的信号，用Gls表不透射GI要素并被光电变换的光的强度的信号，用G2s表不透射G2要素并被光电变换的光的强度的信号，用Bs表示透射B要素并被光电变换的光的强度的信号。其中，在摄像了 η次的情况下，假设用Rs⑴、Gls⑴、G2s⑴、Bs⑴表示第i次(i为I以上且η以下的整数)的各信号。另外，在本实施方式中，虽然η = 2，但也可为η彡3。首先，在图7(a)所示的状态下进行第一次摄像。此时，关于R光以及G2光而言，与透光板I的透光区域IL相比透光区域IR透射较多的光。因此，从摄像元件2a的R要素以及G2要素所对置的光感知单元输出的像素信号，与透射了透光区域IL的光所产生的信号成分相比包括较多的透射了透光区域IR的光所产生的信号成分。另一方面，关于B光以及Gl光而言，与透光板I的透光区域IR相比透光区域IL透射较多的光。因此，从摄像元件2a的B要素以及Gl要素所对置的光感知单元输出的像素信号，与透射了透光区域IR的光所产生的信号成分相比包括较多的透射了透光区域IL的光所产生的信号成分。由第一次摄像所得到的像素信号从信号产生/接收部5被送出到图像处理部7，从而生成并保持图像信号。接下来，透光板I通过旋转驱动部9从图7(a)的状态起以中心为轴旋转了 180度之后成为图7(b)所示的状态。在该状态下进行第2次摄像。此时，透光板I成为与上述相反的状态。因此，从摄像元件2a的R要素以及G2要素所对置的光感知单元输出的像素信号，与透射了透光区域IR的光所产生的信号成分相比包括较多的透射了透光区域IL的光所产生的信号成分。另一方面，从摄像元件2a的B要素以及Gl要素所对置的光感知单元输出的像素信号，与透射了透光区域IL的光所产生的信号成分相比包括较多的透射了透光区域IR的光所产生的信号成分。该情况也同样地，像素信号从信号产生/接收部5被送出到图像处理部7，从而生成并保持图像信号。根据通过以上的两次摄像所得到的像素信号Rs(I)、Rs (2)、Gls(I)、Gls(2)、G2s (I)、G2s (2)、Bs (I)、Bs (2)，并通过信号运算生成多视点图像。在此，在假定出透光区域1L、1R以及摄像元件2a上的各颜色要素为完全透明时，将表示分别透射了透光区域1L、IR并被光电变换的光的强度的信号表不为L、R0于是，像素信号Rs(I)、Rs (2)、Gls(I)、Gls(2)、G2s(l)、G2s(2)、Bs(l)、Bs(2)与信号L、R之间的关系由以下的式I 4表示。其中，假设在符号L、R上分别添加下标r、gl、g2、b来表不信号L、R中的R、G1、G2、B成分。于是，关于R成分而言用式I表示，关于Gl成分而言用式2表示，关于G2成分而言用式3表示，关于B成分而言用式4表示。[数I]
(式I)
权利要求
1.一种三维摄像装置，具备 光透射部，其具有第I透光区域以及第2透光区域，上述第I透光区域具有使包含于蓝色的波段内的第I波段的光、和包含于绿色的波段内的第2波段的光透射的特性，上述第2透光区域具有使包含于绿色的波段内且波长比上述第2波段还长的第3波段的光、和包含于红色的波段内的第4波段的光透射的特性； 摄像元件，其被配置成接受透射过上述光透射部的光； 成像部，其在上述摄像元件的摄像面形成像；和 摄像驱动部，其按照连续地执行至少两次摄像的方式驱动上述摄像元件，并且按照在每次摄像时调换上述第I透光区域的位置以及上述第2透光区域的位置的方式驱动上述光透射部。
2.根据权利要求1所述的三维摄像装置，其中， 上述三维摄像装置还具备图像处理部，该图像处理部基于从上述摄像元件输出的像素信号来生成多视点图像。
3.根据权利要求1或2所述的三维摄像装置，其中， 上述摄像元件具有在摄像面上被排列成二维状的多个像素块， 上述多个像素块的每一个具有主要感知上述第I波段的光的第I像素、主要感知上述第2波段的光的第2像素、主要感知上述第3波段的光的第3像素、和主要感知上述第4波段的光的第4像素。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的三维摄像装置，其中， 上述第I透光区域以及上述第2透光区域被构成为表示上述第I透光区域的分光透射率特性的函数和表示上述第2透光区域的分光透射率特性的函数之和不具有波长依赖性。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的三维摄像装置，其中， 上述光透射部还具有透明区域。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的三维摄像装置，其中， 上述第2波段为500nm以上且550nm以下，上述第3波段为550nm以上且600nm以下。
7.根据权利要求1 6中任一项所述的三维摄像装置，其中， 上述摄像元件具有拜耳型的像素排列。
8.根据权利要求1 7中任一项所述的三维摄像装置，其中， 上述第I透光区域以及上述第2透光区域相对于上述光透射部的中心而被对称地配置， 上述摄像驱动部通过使上述光透射部以上述光透射部的中心为轴旋转180度，由此在每次摄像时调换上述第I透光区域的位置以及上述第2透光区域的位置。
9.一种图像处理装置，基于从三维摄像装置输出的信号来生成多视点图像，该三维摄像装置具备 光透射部，其具有第I透光区域以及第2透光区域，上述第I透光区域具有使包含于蓝色的波段内的第I波段的光、和包含于绿色的波段内的第2波段的光透射的特性，上述第2透光区域具有使包含于绿色的波段内且波长比上述第2波段还长的第3波段的光、和包含于红色的波段内的第4波段的光透射的特性；摄像元件，其被配置成接受透射过上述光透射部的光； 成像部，其在上述摄像元件的摄像面形成像；和 摄 像驱动部，其按照连续地执行至少两次摄像的方式驱动上述摄像元件，并且按照在每次摄像时调换上述第I透光区域的位置以及上述第2透光区域的位置的方式驱动上述光透射部。
全文摘要
本发明提供一种三维摄像装置。该三维摄像装置具备具有第1透光区域(1L)以及第2透光区域(1R)的光透射部(1)；被配置成接受透射过光透射部(1)的光的摄像元件(2a)；在摄像元件(2a)的摄像面形成像的成像部(3)；和按照连续地执行至少两次摄像的方式驱动上述摄像元件、且按照在每次摄像时调换上述第1透光区域的位置以及上述第2透光区域的位置的方式驱动上述光透射部的摄像驱动部。第1透光区域(1L)使包含于红色的波段内的第1波段的光、和包含于绿色的波段内的第2波段的光透射。第2透光区域1R使包含于绿色的波段内且波长比上述第2波段还短的第3波段的光、和包含于蓝色的波段内的第4波段的光透射。
文档编号H04N9/04GK103052914SQ201280002069
公开日2013年4月17日 申请日期2012年7月4日 优先权日2011年8月11日
发明者平本政夫, 石井育规 申请人:松下电器产业株式会社