光学单元和成像装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了光学单元和成像装置。该光学单元包括：会聚透镜，从物体会聚光；瞳孔分割偏振分离元件，利用通过使与光轴正交的瞳孔分割线作为边界而形成的左眼偏振分离区域和右眼偏振分离区域，来从所会聚的光分离输出偏振方向不同的两种线性偏振光束；偏振方向转换元件，转换从瞳孔分割偏振分离元件输出的两种线性偏振光束的偏振方向；以及旋转驱动单元，沿光轴旋转方向旋转瞳孔分割偏振分离元件和偏振方向转换元件。
【专利说明】光学单元和成像装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]该申请要求于2013年9月5日提交的日本在先专利申请第JP2013-183851号的权益，通过引用将其全部内容结合在本申请中。
【技术领域】
[0003]本技术涉及与成像立体图像的光学单元以及成像立体图像的成像装置相关的【技术领域】。
【背景技术】
[0004]例如，人们已经熟知的是在外科手术等中使用的手术用显微镜。作为手术用显微镜，提供了一种不仅具有通过目镜利用裸眼观察的功能，还具有获得对象成像图像的成像功能的显微镜(比如:参考日本未审查专利申请公开第2009-291358号)。根据这种手术用显微镜，例如，当作为外科医生等的执业医生及其助手等观察对象时，对于执业医生利用裸眼进行观察，以及对于助手利用成像图像进行观察分别是可行的。
[0005]另外，存在以下一种显微镜，该显微镜被配置使得在具有成像功能的手术用显微镜中呈现对象的立体图像(例如，参考日本未审查专利申请公开第2011-35853号)。一种成像装置，包括:会聚来自物体(object,被摄体)的光的拍摄透镜(photographing lens)
(111)，在从物体一个点扩散的光变成水平光的区域内水平分离会聚光并使光变成不同偏振光束的分离单元(偏振滤光器114)，分别形成分离的不同偏振光束的成像透镜(animaging lens) (115),在同一平面上接收形成的不同偏振光束并在平面的各区域中透射任意一个偏振光束的透射单元(左偏振片171和右偏振片172)，利用电信号把平面上透射的光转换成图像的成像元件(170)以及通过提取各区域中所转换的图像并对图像进行插值而生成两个不同图像的图像生成单元(信号处理单元211和212)，日本未审查专利申请公开第2011-35853公开了该成像装置。
[0006]为了获得立体图像，需要单独(individually)获得对应于通过利用观察对象所获得的图像的左眼图像以及对应于通过利用右眼观察对象所获得的图像的右眼图像。可在观察者的左眼呈现左眼图像和右眼呈现右眼图像来执行立体观测(stereopsis)。在日本未审查专利申请公开第2011-35853号描述的成像装置中，偏振滤光器114中的左偏振器(left polarizer) 141和右偏振器142之间的边界线用作所谓的瞳孔分割线，通过用作边界的瞳孔分割线分离与左眼图像对应的图像和与右眼图像对应的图像。另外，设定使得通过左偏振片171和右偏振片172选择性地透射分离的图像，然后成像元件170单独接收这些图像用作左眼图像和右眼图像。
【发明内容】
[0007]这里，假设的情况是，其中一个观察者(比如:执业医生)通过目镜利用裸眼观察对象，另一个观察者(比如:助手)通过成像图像观察对象。当这样的方式有多个观察者时，对于观察者存在同一地方是困难的，并且通常来说，这些观察者相对对象分别从不同的地方彼此面对。即，使用裸眼的观察者相对对象所在的方位(bearing)与使用立体图像的观察者相对对象所在的方位不同。另外，这里，“方位”是指关于对象放射状地介于O度(deg)至360度之间定义的方位。
[0008]此时，需要设计用于通过考虑观察者相对所在对象的方位获得立体图像的光学系统。为了执行适当的立体观测，需要适当设定瞳孔分割线的角度(绕光轴的角度)。具体来说，需要设定瞳孔分割线的定向(orientat1n)，从而当实际上从观察者所在的方位利用立体图像观察对象时，与水平方向垂直的方向匹配。为此，在获得立体图像的光学系统中，设定偏振滤光器114的安装角度，使得实现瞳孔分割线的这种定向。
[0009]然而，这里要注意的点是，观察者相对对象的位置不限于被固定。
[0010]当如上所述设定偏振滤光器114的安装角度时，如果观察者相对对象所在的方位变化，则瞳孔分割线的定向偏离与当从观察者所在的方位实际观察对象时的水平方向垂直的方向。为此，不能向观察者呈现没有不一致感的立体图像。
[0011]在这种情况下，为了向观察者呈现没有不一致性感的立体图像，偏振滤光器114可根据观察者所在的方位旋转，然而，当偏振滤光器114旋转时，输入设置在成像元件170上的左偏振片171和右偏振片172的线性偏振光束的偏振方向也发生旋转，从而不能单独接收与左眼图像和右眼图像对应的图像。当成像元件170根据偏振方向旋转时，可单独接收光，然而当考虑组件数量增加、确保空间等时，很难旋转成像元件170，从而这并不现实。
[0012]期望提供一种即使当观察者相对对象所在的方位变化时，在不旋转成像元件的情况下能够呈现立体图像的光学单元。
[0013]根据本技术实施方式,提供一种光学单元,包括:会聚透镜(condensing lens),从物体会聚光；瞳孔分割偏振分离元件，利用通过使与光轴正交的瞳孔分割线作为边界而形成的左眼偏振分离区域和右眼偏振分离区域，来从所会聚的光分离输出偏振方向不同的两种线性偏振光束；偏振方向转换元件，转换从所述瞳孔分割偏振分离元件输出的所述两种线性偏振光束的偏振方向；以及旋转驱动单元，根据指令旋转所述瞳孔分割偏振分离元件和所述偏振方向转换元件。
[0014]这样，即使当根据观察者所在的方位旋转瞳孔分割偏振分离元件(瞳孔分割线)时，瞳孔分割偏振分尚兀件输出的两种线性偏振光束的偏振方向变化，当偏振方向转换兀件旋转时，调整了两种线性偏振光束的偏振方向。
[0015]在光学单元中，可由半波片配置偏振方向转换元件；当瞳孔分割偏振分离元件和偏振方向转换元件的旋转角度为初始角度时，半波片的晶轴方向与瞳孔分割偏振分离元件输出的两种线性偏振光束的中间方向匹配；旋转驱动单元可把偏振方向转换元件旋转瞳孔分割偏振分离元件的旋转角度一半的旋转角度。
[0016]这样，即使当根据观察者相对对象所在的方位变化旋转瞳孔分割偏振分离元件(瞳孔分割线)时，偏振方向转换兀件输出的两种线性偏振光束的偏振方向不变。
[0017]在光学单元中，可通过偏振器形成瞳孔分割偏振分离元件中的左眼偏振分离区域和右眼偏振分离区域，左眼偏振分离区域的透射轴与右眼偏振分离区域的透射轴正交。
[0018]如上所述，由于在瞳孔分割偏振分离元件和偏振方向转换元件的旋转角度为初始角度时，半波片的晶轴方向与瞳孔分割偏振分离兀件输出的两种线性偏振光束的中间方向匹配，当左眼偏振分离区域的透射轴与右眼偏振分离区域的透射轴正交时，意味着线性偏振光束的偏振方向和半波片的晶轴之间的角度差(当瞳孔分割偏振分离元件和偏振方向转换元件的旋转角度为初始角度时的角度差)分别为45°和-45°。这样，偏振方向转换元件输出的线性偏振光束的偏振方向相互正交，而不取决于旋转瞳孔分割偏振分离元件。
[0019]根据本技术另一实施方式，提供一种具有光学单元和图像获取单元的成像装置，光学单元包括:从物体会聚光的会聚透镜，通过将与光轴正交的瞳孔分割线用作边界而形成的左眼偏振分离区域和右眼偏振分离区域以从所会聚的光分离输出偏振方向不同的两种线性偏振光束的瞳孔分割偏振分尚兀件，转换瞳孔分割偏振分尚兀件所输出的两种线性偏振光束的偏振方向的偏振方向转换7Π件，以及在光轴旋转方向上旋转瞳孔分割偏振分离元件和偏振方向转换元件的旋转驱动单元；以及图像获取单元被配置为单独接收偏振方向被偏振方向转换元件转换了的两种线性偏振光束以获得左眼图像和右眼图像。
[0020]由于根据本技术的实施方式的成像装置包括根据本技术的实施方式的光学单元，因此即使当根据观察者所在的方位变化而旋转瞳孔分割偏振分离元件(瞳孔分割线)时，偏振方向转换单兀输出的两种线性偏振光束的偏振方向也可不变。
[0021]在成像装置中，进一步可包括旋转左眼图像和右眼图像的图像旋转处理单元。
[0022]这样，可使投射在左眼图像GL和右眼图像GR实现的立体图像上的对象的定向与当观察者从其相对对象所在的方位实际观察对象时的对象的定向匹配。
[0023]在成像装置中，图像获取单元可通过利用在光接收面上形成透射轴方向不同的两个偏振片的成像元件单独接收两种线性偏振光束来获得左眼图像和右眼图像。
[0024]这样，可通过一个成像元件单独接收两种线性偏振光束。
[0025]在成像装置中，图像获取单元可包括分光(spectrally disperses)两种线性偏振光束的偏振分光器，和分别接收偏振分光器分光的两种线性偏振光束的两个成像兀件。
[0026]这样，在各个成像元件中，只接收两种线性偏振光束中的一种对应的线性偏振光束。
[0027]根据本技术实施方式，即使当观察者相对对象的方位变化时，无需旋转成像元件也可显示没有不一致感的立体图像。
[0028]另外，不必限制本申请所述的效果，该效果可以是本发明所述的任一效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为作为本技术一个实施方式的成像装置的内部配置的方框图；
[0030]图2为描述成像装置中所包括的光学单元的内部配置的示意图；
[0031]图3A和图3B为瞳孔分割偏振分尚兀件和偏振方向转换兀件的说明图；
[0032]图4为成像元件的配置的说明图；
[0033]图5A到图5G为与根据瞳孔分割偏振分离元件和偏振方向转换元件的旋转获得的操作相关的说明图；
[0034]图6为信号处理单元的内部配置的示意图；
[0035]图7为与光学单元的另一配置示例(配置示例I)相关的说明图；
[0036]图8为与光学单元的另一配置示例(配置示例2)相关的说明图；和
[0037]图9为与作为变形例的光学单元的配置相关的说明图。
【具体实施方式】
[0038]将按照下面的顺序对实施方式进行描述。
[0039]1.实施方式的成像装置
[0040]1-1.成像装置的整体配置
[0041]1-2.关于光学单元和成像元件
[0042]1-3.关于信号处理单元
[0043]1-4.结论和效果
[0044]2.光学单元的另一配置示例
[0045]2-1.配置示例I
[0046]2-2.配置示例2
[0047]3.变形例
[0048]4.本技术
[0049]1.实施方式的成像装置
[0050]1-1.成像装置的整体配置
[0051]图1为作为根据本技术实施方式的成像装置的一个实施方式的成像装置I的内部配置的方框图。
[0052]例如，根据该实施方式的成像装置I被设定为手术用显微镜，并且被配置使得生成用于向观察者呈现立体图像的左眼图像GL和右眼图像GR。
[0053]成像装置I包括:光学单元2、成像元件3、信号处理单元4、显示控制单元5、显示单元6、记录单元7、照明单元8、控制单元9和操作单元10。
[0054]光学单元2从作为观察对象的物体会聚光，并将物体图像形成在成像元件3的光接收面上。根据该实施方式的光学单元2，与左眼图像GL对应的图像和与右眼图像GR对应的图像形成在成像元件3的光接收面上作为物体图像。另外，后面将对光学单元2的内部配置进行描述。
[0055]如，成像元件3由电荷耦合器件(CXD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)、图像传感器等配置，在像素单元中接收与光接收面上形成的物体图像对应的光，并把光转换成电信号(光电转换)。
[0056]成像元件3被配置使得单独接收与左眼图像GL对应的图像和与右眼图像GR对应的图像，不过，后面将对这点进行描述。
[0057]信号处理单元4基于利用成像元件3在像素单元中获得的电信号(即，成像图像信号)生成左眼图像GL和右眼图像GR。另外，后面也将对信号处理单元4的内部配置进行描述。
[0058]显示控制单元5执行由信号处理单元4生成的左眼图像GL和右眼图像GR在显示单元6上的显示控制，好像实现了立体观测。在实例中，显示单元6被附接使得绕其中内含光学单元2的镜体旋转，并且被设定为利用透镜系统(lenticular system)呈现立体图像的显示器，例如(参考日本未审查专利申请公开第2006-50320号)。
[0059]可替代地，显示单元6可以是眼镜式显示器。在这种情况下，显示单元6通过电缆与成像装置I的主体单元连接，或通过无线通信受到利用显示控制单元5的显示控制。
[0060]记录单元7被配置使得对诸如光盘记录介质、通用串行总线(USB)存储器和存储卡的可移动记录介质执行记录，并且根据控制单元9的指令对加载或插入的移动记录介质以预定数据格式记录由信号处理单元4生成的左眼图像GL和右眼图像GR。
[0061]另外，例如，也可以配置记录单元7使得对非可移动记录介质执行记录，例如，硬盘驱动器(HDD)或固态驱动器(SSD)。
[0062]照明单元8包括发出可见光的光源，并根据来自控制单元9的指令通过打开光源照亮作为观察对象的物体。
[0063]控制单元9由包括存储器的微型计算机配置，例如，中央处理器(CPU)、只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM))，并且当CPU根据(例如)ROM中记录的程序执行处理时，执行成像装置I的整体控制。
[0064]操作单元10与控制单元9连接。用于由观察者等向成像装置I给出各种操作指令的操作子(operator)形成在操作单元10内。具体地,用于指示观察者相对对象所在的方位的操作子形成在实施方式的操作单元10中。
[0065]控制单元9根据通过操作单元10输入的表示观察者相对对象所在的方位的信息，利用指令信号Sr和Ss分别给出向光学单元2和信号处理单元4输入方位信息的指令。后面将对当利用这些指令信号Sr和Ss指示方位信息时获得的操作进行描述。
[0066]另外，如同实施方式，当采用显示单元6绕镜体旋转的配置时，可检测显示单元6的旋转位置(角度)作为观察者所在的方位信息。
[0067]另外，为了确认，如上所述，“方位”是指关于对象(观察对象)放射状的介于O度到360度所定义的方位。这里，假设表示方位的角度值(度数)增加的方向与当从正上方观察对象时的顺时针方向匹配。
[0068]1-2.关于光学单元和成像元件
[0069]图2为说明光学单元2的内部配置的示意图；另外，示意图还示出了与光学单元2的内部配置一起的成像元件3。
[0070]这里，在是手术用显微镜的情况下，通常通过将会聚透镜11放置于对象的正上方来执行对象的观察。在图3A到图5G和图7中，在这个前提下示出了方位。
[0071]如图2所示，在光学单元2中，会聚透镜11、瞳孔分割偏振分离元件12、偏振方向转换元件13和图像形成透镜14从本体侧(material body side)(物体侧)依次布置,形成绕光轴Ox旋转瞳孔分割偏振分离元件12和偏振方向转换元件13的旋转驱动单元15。
[0072]会聚透镜11从物体会聚光。
[0073]利用瞳孔分割偏振分离元件12，将利用会聚透镜11会聚的光在该光变成大致平行光所在的位置分成偏振方向不同的两种线性偏振光束。
[0074]图3A为说明瞳孔分割偏振分离元件12的配置的示意图。
[0075]瞳孔分割偏振分尚兀件12包括与光轴Ox正交的瞳孔分割线12a,通过将瞳孔分割线12a作为边界来形成左眼图像侧偏振分离区域12L和右眼图像侧偏振分离区域12R。
[0076]根据该实施方式，利用偏振器形成左眼图像侧偏振分离区域12L和右眼图像侧偏振分离区域12R。如图3A的实线箭头所示，左眼图像侧偏振分离区域12L和右眼图像侧偏振分离区域12R的透射轴(偏振轴)的方向彼此不同，并由此，由于左眼图像侧偏振分离区域12L和右眼图像侧偏振分离区域12R，分离输出的是偏振方向不同的两种线性偏振光束。具体来说，根据该实施方式，左眼图像侧偏振分离区域12L的透射轴对瞳孔分割线12a倾斜45°，右眼图像侧偏振分离区域12R的透射轴对瞳孔分割线12a倾斜-45°。S卩，左眼图像侧偏振分离区域12L的透射轴与右眼图像侧偏振分离区域12R的透射轴正交，并由此，由于左眼图像侧偏振分离区域12L和右眼图像侧偏振分离区域12R，分离地输出偏振方向相互正交的两种线性偏振光束。
[0077]尽管省略了使用图示的说明，但是利用预定机构使瞳孔分割偏振分离元件12旋转保持在绕光轴Ox的方向上。在下文中，在绕瞳孔分割偏振分离元件12的光轴Ox的方向上的旋转角度表示为“a”度。
[0078]在图3A中，示出了瞳孔分割偏振分离元件12的旋转角度“a”为初始角度的状态，但是，瞳孔分割偏振分离元件12的初始角度为O度。在初始角度的状态下，瞳孔分割线12a与介于O度到180度的轴匹配，当从图像表面侧观察时，左眼侧偏振分离区域12L相对瞳孔分割线12a位于90度的方位侧，右眼侧偏振分离区域12R相对瞳孔分割线12a位于270度的方位侧。也就是说，观察者相对物体位于O度方位的状态(观察者从O度方位面向物体的状态)被设定为初始状态。
[0079]在图2中，偏振方向转换元件13转换从瞳孔分割偏振分离元件12输出的两种线性偏振光束的偏振方向。该实施方式的偏振方向转换兀件13由半波片配置。这样,从左眼侧偏振分尚区域12L输出的线性偏振光的偏振方向和从右眼侧偏振分尚区域12R输出的线性偏振光的偏振方向转换了与线性偏振光束的偏振方向和作为半波片的偏振方向转换兀件13的晶轴方向之间的角度差对应的量。具体来说，当输入的线性偏振光的偏振方向与晶轴之间的角度差设定为“D”度时，作为半波片的偏振方向转换元件13把输入的线性偏振光的偏振方向转换“2D”度。此时，当利用半波片执行偏振方向的转换时，存在基于晶轴的极性，具体来说，当输入的线性偏振光的偏振方向与晶轴之间的角度差为+D度时，输入的线性偏振光的偏振方向被转换“-2D”度，当角度差为-D度时,输入的线性偏振光的偏振方向被转换“+2D”度。
[0080]这里，也利用预定机构使偏振方向转换元件13旋转保持在绕光轴Ox的方向上。
[0081]在图3B中，由实线箭头表示偏振方向转换元件13的旋转角度为初始角度的状态下的晶轴方向。在偏振方向转换元件13的旋转角度为初始角度的状态下偏振方向转换元件13的晶轴面向O度方向。可以理解，在这种情况下，与图3A相反的是，偏振方向转换元件13 (半波片)的晶轴方向与瞳孔分割偏振分离元件12的左眼侧偏振分离区域12L的透射轴和右眼侧偏振分离区域12R的透射轴的中间方向匹配。即，当瞳孔分割偏振分离元件12和偏振方向转换元件13的旋转角度为初始角度时，半波片的晶轴方向与从瞳孔分割偏振分离元件12输出的两种线性偏振光束的中间方向匹配。
[0082]偏振方向利用偏振方向转换元件13转换的两种线性偏振光束通过穿过图2所示的图像形成透镜14形成在成像元件3的光接收面上。
[0083]图4为与成像元件3的配置有关的说明图。
[0084]根据该实施方式的成像元件3被设定为所谓的rggb类成像元件，并能执行彩色图像的成像。在成像元件3的水平方向上形成总共η个像素(O到η-1)，在垂直方向上形成总共m个像素(O到m-1)。在rggb类成像元件中，水平方向上的2个像素X垂直方向上的2个像素总共4个像素形成一个单元，并且对于配置该单元的像素，在左上方的像素中形成r (红色)的滤色器(color filter)，在右上方和左下方的像素中分别形成g (绿色)的滤色器，在右下方的像素中形成b (Ians)的滤色器。
[0085]在成像元件3中，第O行水平线(horizontal line)与成像图像最上方的水平线对应，第m-Ι行水平线与成像图像最下方的线对应。如上所述，根据该实施方式，由于观察者相对物体位于O度方位的状态被设定为初始状态，因此在成像元件3中，光轴Ox的安装角度被设定使得第m-Ι行水平线侧与O度方向匹配。
[0086]在成像元件3的光接收面上形成透射轴方向彼此不同的两个偏振片3a和3b。如图4所示，偏振片3a和3b交替形成在每两种线上。在图4中，利用粗箭头表示偏振片3a和3b的透射轴的方向，但是，各偏振片3a的透射轴面向-45度(315度)的方向，各偏振片3b的透射轴面向45度的方向。因此,各个偏振片3a透射-45度的线性偏振光,各个偏振片3b透射45度的线性偏振光。
[0087]回到图2，旋转驱动单元15基于来自图1所示的控制单元9的指令信号Sr旋转瞳孔分割偏振分离元件12和偏振方向转换元件13。具体来说，旋转驱动单元15对应于指令信号Sr，将瞳孔分割偏振分离元件12旋转“a”度，将偏振方向转换元件13旋转“(l/2)a”度。
[0088]例如，该实施方式的旋转驱动单元15被配置使得至少包括旋转与指令信号Sr对应的旋转量的电机，以及用于将电机的旋转动力传动给用于分别旋转瞳孔分割偏振分离元件12和偏振方向转换元件13的机构单元的齿轮，并根据齿轮的齿数比提供1/2的瞳孔分割偏振分离元件12与偏振方向转换元件13之间的旋转角度的差。
[0089]图5A到图5G为根据瞳孔分割偏振分离元件12和偏振方向转换元件13的旋转获得的操作相关的说明图；图5A示出了光学单元2中的会聚透镜11、瞳孔分割偏振分离元件12、偏振方向转换元件13、图像形成透镜14和成像元件3，图5B到图5G示出了当O度、45度、90度、135度、270度和315度分别被视为观察者相对对象所在的方位时左眼侧偏振分离区域12L和右眼侧偏振分离区域12R的透射轴的方向、左眼侧偏振分离区域12L和右眼侧偏振分离区域12R中分离(透射)的两种线性偏振光束的偏振方向、偏振方向转换元件13的晶轴方向、和通过偏振方向转换元件13后两种线性偏振光束的偏振方向。
[0090]当通过观察者指示方位时，瞳孔分割偏振分离元件12旋转对应于指令信号Sr的“a”度旋转角度，偏振方向转换元件13旋转“ l/2a”度。
[0091]这里，当瞳孔分割偏振分离元件12的旋转角度“a”根据观察者指示的O度方位被设定为初始角度(O度)时，左眼侧偏振分离区域12L的透射轴方向为45度，右眼侧偏振分离区域12R的透射轴方向为-45度。为此，从瞳孔分割偏振分离元件12分离输出的两种线性偏振光束的偏振方向分别为45度和-45度(参考图5B)。
[0092]在下文中，穿过左眼侧偏振分离区域12L的线性偏振光表示为“线性偏振光PL”，并且穿过右眼侧偏振分离区域12R的线性偏振光表示为“线性偏振光PR”。在从瞳孔分割偏振分尚兀件12分尚输出的阶段,线性偏振光PL的偏振方向为45度,并且线性偏振光PR的偏振方向为-45度。
[0093]另外，当瞳孔分割偏振分离元件12的旋转角度“a”根据由观察者指示的O度方位为初始角度时，由于a = O度，偏振方向转换元件13的旋转角度(=a/2)也为O度，S卩，初始角度。此时，偏振方向转换元件13的晶轴方向为O度(参考图3B图5B)。为此，从瞳孔分割偏振分尚兀件12输出的线性偏振光PL的偏振方向和偏振方向转换兀件13的晶轴之间的角度差D为45度,从瞳孔分割偏振分尚兀件12输出的线性偏振光PR的偏振方向和偏振方向转换元件13的晶轴之间的角度差D为-45度。
[0094]因此，当指示的方位为O度时，由于线性偏振光PL穿过偏振方向转换元件13后的偏振方向从45度的初始偏振方向转换“-2D”度，S卩，转换了 -2X45度=-90度，因此其变成45度-90度=-45度。另一方面，当指示的方位为O度时，由于线性偏振光PR穿过偏振方向转换元件13后的偏振方向从-45度的初始偏振方向转换“+2D”度，即，转换+2X45度=+90度，因此其变成-45度+90度=45度。
[0095]在计算线性偏振光PL和PR穿过偏振方向转换元件13后的偏振方向时，当指示的方位分别为45度、90度、135度、270度和315度时，利用上述要点，获得下面的结果。
[0096]当45 度时:a = 45 度，a/2 = 22.5 度
[0097]PL:90 度-67.5 度 X 2 = -45 度
[0098]PR:0 度 +22.5 度 X 2 = 45 度
[0099]当90 度时:a = 90 度，a/2 = 45 度
[0100]PL:135 度-90 度 X2 =-45 度
[0101]PR:45 度+0 度 X2 = 45 度
[0102]当135 度时:a = 135 度，a/2 = 67.5 度
[0103]PL:180 度-112.5 度 X2 =-45 度
[0104]PR:90 度-22.5 度 X 2 = 45 度
[0105]当270 度(-90 度)时:a = 270 度，a/2 = 135 度
[0106]PL:315 度-180 度 X2 =-45 度(315 度)
[0107]PR:225 度-90 度 X2 = 45 度
[0108]当315 度(-45 度)时:a = 315 度，a/2 = 157.5 度
[0109]PL:0 度+157.5 度 X2 =-45 度(315 度)
[0110]PR:270 度-112.5 度 X2 = 45 度
[0111]这样，在根据该实施方式的光学单元2中，即使当根据观察者相对对象所在的方位变化而旋转瞳孔分割偏振分离元件12来改变瞳孔分割线12a的角度时，输入成像元件3的两种线性偏振光束PL和PR的偏振方向不变，分别为-45度和45度。
[0112]如图4所示，在成像元件3中形成的偏振片3a和3b的方向分别为_45度和45度。因此，在成像元件3中，不管瞳孔分割偏振分离元件12的旋转角度是多少，偏振片3a只透射线性偏振光PL，偏振片3b只透射线性偏振光PR。即，即使当瞳孔分割偏振分离元件12旋转时，保持成像元件3单独接收与左眼图像GL对应的线性偏振光PL和与右眼图像GR对应的线性偏振光PR的状态。
[0113]这样，当根据观察者相对对象所在的方位变化来旋转瞳孔分割线12a而呈现没有不一致感的立体图像时，不必旋转成像元件3。
[0114]1-3.关于信号处理单元
[0115]然后，将参考图6对信号处理单元4的内部配置进行描述。
[0116]如图6所示，信号处理单元4包括:水平(左右)分离处理单元16、显影处理单元17L和17R、旋转处理单元18L和18R。
[0117]水平分离处理单元16执行将成像元件3中获得的成像图像信号分离成对应于左眼图像GL的成像图像信号和对应于右眼图像GR的成像图像信号。具体来说，该实施方式的水平分离处理单元16在与成像元件3中偏振片3a的形成部分的对应位置读取像素的光接收信号作为与左眼图像GL对应的成像图像信号(在下文中，由“左眼侧成像图像信号”表示)，并且在与成像元件3中偏振片3b的形成部分对应的位置读取像素的光接收信号作为与右眼图像GR对应的成像图像信号(在下文中，由“右眼侧成像图像信号”表示)。
[0118]显影处理单元17L和17R对水平分离处理单元16中获得的左眼侧成像图像信号和右眼侧成像图像信号执行显影处理。
[0119]这里，作为该实施方式的显影处理，至少执行用于获得成像元件3的各像素中的r、g和b的各个值的去马赛克处理、和用于插值左眼侧成像图像信号和右眼侧成像图像信号的欠缺部分的插值处理(interpolat1n processing,插补处理)。另外,左眼侧成像图像信号中的欠缺部分为形成各偏振片3a的像素部分，右眼侧成像图像信号中欠缺部分为形成各偏振片3b的像素部分。
[0120]去马赛克处理是以下处理，其中关于成像元件3中水平方向第i个和垂直方向第j个位置中的像素，利用在其附近并且相同颜色的像素的值计算除被像素的滤光器所接收的颜色之外的颜色的各值。例如，关于在位置(4，2)的像素，利用位于位置(4，2)中的像素附近的g滤色器形成的像素和b滤色器形成的像素而获得的g值和b值，计算除r值之外的g值和b值。
[0121]作为一种去马赛克处理的特定方法，当考虑到左眼图像GL和右眼图像GR与其中利用左右不同视点捕获的物体的图像对应的点时，采用其中使用以上所描述的日本未审查专利申请公开第2011-35853号中描述的加权系数(W)的方法很有效。
[0122]另外，去马赛克处理方法并不限于日本未审查专利申请公开第2011-35853号所述的方法。例如，在日本未审查专利申请公开第2011-35853号所述的方法中，不仅利用左眼侧成像图像信号对左眼侧成像图像信号执行去马赛克处理，而且也利用右眼侧成像图像信号对左眼侧成像图像信号执行去马赛克处理，并且不仅利用右眼侧成像图像信号对右眼侧成像图像信号执行去马赛克处理，而且也利用左眼侧成像图像信号对右眼侧成像图像信号执行去马赛克处理，但是，除此之外，还可采用另一方法，例如，分别仅利用左眼侧成像图像信号和右眼侧成像图像信号执行左眼侧成像图像信号和右眼侧成像图像信号的去马赛克处理的方法。
[0123]另外，对于由显影处理单元17L和17R执行的插值处理来说，可采用使用位于作为插值对象的像素所在位置(i，j)附近的像素值的加法平均值的方法。另外，在去马赛克处理后对成像图像信号执行插值处理，并且也可与去马赛克处理并行执行插值处理。
[0124]通过显影处理单元17L的显影处理获得左眼图像GL，并且通过显影处理单元17R的显影处理获得右眼图像GR。
[0125]显影处理单元17L获得的左眼图像GL输入到旋转处理单元18L，显影处理单元17R获得的右眼图像GR输入到旋转处理单元18R。
[0126]旋转处理单元18L和18R将左眼图像GL和右眼图像RL分别旋转与来自控制单元9的指令信号Ss对应的角度。即，旋转处理单元将左眼图像GL和右眼图像RL旋转与瞳孔分割偏振分离元件12的旋转角度相同的角度(“a”度)。
[0127]这里，对于立体图像的观察者来说，优选投影在立体图像上的对象的定向与当观察者从其所在的方位实际观察对象时的对象的定向匹配。
[0128]如上面参照图4所述，由于基于O度设定该实施方式的成像元件3的安装角度，最初，投影在图像上的对象的定向与当观察者实际上在O度方位观察对象时的对象的定向匹配。但是，在这种情况下，存在以下担忧，当观察者处于除O度之外的其他方位时，图像上对象的定向可能与当观察者实际观察对象时的对象的定向不匹配，因此观察者可能会觉到不一致感。
[0129]因此，根据该实施方式，如上所述，通过旋转处理单元18L和18R将左眼图像GL和右眼图像GR旋转与瞳孔分割偏振分离元件12的旋转角度相同的角度(“a”度)。S卩，根据观察者所处的方位旋转左眼图像GL和右眼图像GR。
[0130]这样，可以使得投影在图像上的对象的定向来匹配当观察者从其所处的方位实际观察对象时的对象的定向，并且可以避免当图像上的对象的定向与实际观察对象时的对象的定向彼此不匹配而引起的不一致感的发生。
[0131]1-4.结论和效果
[0132]如上所述，该实施方式的光学单元2包括:从物体会聚光的会聚透镜11 ;瞳孔分割偏振分离元件12，利用使与光轴Ox正交的瞳孔分割线12a作为边界而形成的左眼侧偏振分离区域12L和右眼侧偏振分离区域12R从会聚的光分离输出的偏振方向不同的两种线性偏振光束；偏振方向转换兀件13,转换从瞳孔分割偏振分尚兀件12输出的两种线性偏振光束PL和PR的偏振方向；以及旋转驱动单元15，在绕光轴Ox的方向旋转瞳孔分割偏振分离元件12和偏振方向转换元件13。
[0133]这样，即使当根据观察者所在的方位旋转瞳孔分割偏振分离元件12 (瞳孔分割线12a)时从瞳孔分割偏振分尚兀件12输出的两种线性偏振光束PL和PR的偏振方向改变,通过旋转偏振方向转换元件13来调整两种线性偏振光束PL和PR的偏振方向。另外，即使旋转瞳孔分割偏振分离元件12，当通过旋转偏振方向转换元件13来调整由于瞳孔分割偏振分离元件12旋转而改变的两种线性偏振光束PL和PR的偏振方向时，可使从旋转偏振方向转换兀件13输出的两种线性偏振光束的偏振方向不变。
[0134]在从旋转偏振方向转换元件13输出的各条线性偏振光束的偏振方向不变时，当通过偏振单独接收与左眼图像GL对应的图像和与右眼图像GR对应的图像时，不必旋转成像元件3。因此，在根据该实施方式的光学单元2中，即使当观察者相对对象所在的方位变化时，无需旋转成像元件3也可显示没有不一致感的立体图像。
[0135]另外，在根据该实施方式的光学单元2中，由半波片配置偏振方向转换元件13，当瞳孔分割偏振分离元件12和偏振方向转换元件13的旋转角度为初始角度时，半波片的晶轴方向与瞳孔分割偏振分尚兀件12输出的两种线性偏振光束PL和PR的偏振方向的中间方向匹配，旋转驱动单元15将偏振方向转换元件13旋转瞳孔分割偏振分离元件12的旋转角度(a) —半的旋转角度(a/2)。
[0136]这样，即使当根据观察者相对对象所在的方位变化旋转瞳孔分割偏振分离元件12时，偏振方向转换兀件13输出的两种线性线性偏振光束PL和PR的偏振方向不变。
[0137]因此，即使当观察者相对对象所在的方位变化时，无需旋转成像元件3也可显示没有不一致感的立体图像。
[0138]另外，在上述描述中，两种线性偏振光束PL和PR与半波片的晶轴之间的角度差分别为45度和-45度的实例被描述为使用半波片的偏振方向转换元件13的晶轴方向与瞳孔分割偏振分尚兀件12输出的两种线性偏振光束PL和PR的偏振方向的中间方向匹配的实例，但是，不管瞳孔分割偏振分离元件12怎么旋转，当偏振方向转换元件13输出的两种线性偏振光束PL和PR的偏振方向不变时，角度差可以是任意大小。
[0139]作为实例，在当瞳孔分割偏振分离元件12和偏振方向转换元件13的旋转角度为初始角度时两种线性偏振光束PL和PR的偏振方向与半波片的晶轴之间的角度差分别为60度和-60度的情况下，当在瞳孔分割偏振分离元件12的各旋转角度获得从偏振方向转换元件13输出的两种线性偏振光束PL和PR的偏振方向的角度时，获得下面的结果。
[0140]当O 度时:a = O 度，a/2 = O 度
[0141]PL:60 度-60 度 X2 =-60 度
[0142]PR:-60 度+60 度 X2 = 60 度
[0143]当45 度时:a = 45 度，a/2 = 22.5 度
[0144]PL:105 度-82.5 度 X2 =-60 度
[0145]PR:-15 度 +37.5 度 X 2 = 60 度
[0146]当90 度时:a = 90 度，a/2 = 45 度
[0147]PL:150 度-105 度 X2 =-60 度
[0148]PR:30 度+15 度 X2 = 60 度
[0149]当135 度时:a = 135 度，a/2 = 67.5 度
[0150]PL:195 度-127.5 度 X2 =-60 度
[0151]PR:75 度-7.5 度 X2 = 60 度
[0152]当270 度(-90 度)时:a = 270 度，a/2 = 135 度
[0153]PL:330 度-195 度 X2 =-60 度(315 度)
[0154]PR:210 度-75 度 X2 = 60 度
[0155]当315 度(-45 度)时:a = 315 度，a/2 = 157.5 度
[0156]PL:15 度 +142.5 度 X2 = -60 度(300 度)
[0157]PR:255 度-97.5 度 X2 = 60 度
[0158]如从上述计算结果理解的，在不管瞳孔分割偏振分离元件12怎样旋转偏振方向转换兀件13输出的两种线性偏振光束PL和PR的偏振方向不变时，当瞳孔分割偏振分尚兀件12和偏振方向转换元件13的旋转角度为初始角度时，半波片的晶轴方向可与瞳孔分割偏振分离元件12输出的两种线性偏振光束PL和PR的偏振方向的中间方向匹配，两种线性偏振光束PL和PR的偏振方向和半波片的晶轴之间的特定角度差可以是任意大小。
[0159]另外，在根据该实施方式的光学单元2中，通过偏振器形成瞳孔分割线12a中的左眼侧偏振分离区域12L和右眼侧偏振分离区域12R，左眼侧偏振分离区域12L的透射轴和右眼侧偏振分离区域12R的透射轴相互正交。
[0160]如上所述，由于当瞳孔分割偏振分离元件12和偏振方向转换元件13的旋转角度为初始角度时，半波片的晶轴方向与瞳孔分割偏振分离元件12输出的两种线性偏振光束PL和PR的偏振方向的中间方向匹配，因此当左眼侧偏振分离区域12L的透射轴和右眼侧偏振分离区域12R的透射轴相互正交时，意味着线性偏振光束PL和PR的偏振方向和半波片的晶轴之间的角度差(当瞳孔分割偏振分离元件12和偏振方向转换元件13的旋转角度为初始角度时的角度差)分别为45度和-45度。这样，如结合图5A到图5G理解的，不管瞳孔分割偏振分尚兀件12怎样旋转，偏振方向转换兀件13输出的线性偏振光束PL和PR的偏振方向保持相互正交的状态。
[0161]这里，当通过偏振单独接收与左眼图像GL和右眼图像GR对应的图像时，具有由于预定偏振方向只选择性透射、吸收或反射线性偏振光的选择功能的光学元件(例如:偏振片3a和3b)布置在偏振方向转换兀件13的后级(rear stage),但是,这种光学兀件一般对偏振方向相互正交的偏振光束展现最大化的选择功能。因此，当偏振方向转换元件13输出的线性偏振光束PL和PR的偏振方向相互正交时,可相对上述光学兀件中将要提取的一侧上的偏振光束防止另一侧上的偏振光束泄漏(leaked)，并且也可防止左眼图像GL和右眼图像GR之间的串扰。
[0162]另外，根据该实施方式的成像装置I包括:光学单元2和单独接收偏振方向被偏振方向转换元件13转换的两种线性偏振光束PL和PR并获得左眼图像GL和右眼图像GR的图像获取单元(成像元件3和信号处理单元4)。
[0163]由于根据该实施方式的成像装置I包括光学单元2，因此即使当根据观察者所在的方位变化来旋转瞳孔分割偏振分离元件12 (瞳孔分割线12a)时，可以使偏振方向转换单兀13输出的两种线性偏振光束的偏振方向不变。
[0164]因此，即使当观察者所在的方位变化时，无需旋转成像元件3也可显示没有不一致性感的立体图像。
[0165]另外，根据该实施方式的成像装置I包括旋转左眼图像GL和右眼图像GR的旋转处理单元18L和18R。
[0166]这样，可以使得投影在由左眼图像GL和右眼图像GR实现的立体图像上的对象的定向与当从观察者相对对象所在的方位实际观察对象时所观察的对象的定向匹配。
[0167]因此，可以避免因为立体图形上的对象的定向与实际观察对象时的对象的定向不协调所引起的不一致感的发生。
[0168]另外，在根据该实施方式的成像装置I中，图像获取单元利用在其中光接收面上形成的透射轴方向不同的两个偏振片3a和3b的成像元件2单独接收两种线性偏振光束PL和PR，并获得左眼图像GL和右眼图像GR。因此，可利用一个成像元件3单独收两种线性偏振光束PL和PR。因此，可减少组件数量、节约空间，并使成像装置I小型化。
[0169]2.光学单元的另一配置示例
[0170]2-1.配置示例I
[0171]图7为作为配置示例I的光学单元2A的说明图。
[0172]另外，在下面的描述中，对上面已经描述的部分给出相同的参考数字，其描述将省略。
[0173]在光学单元2A中，除了通过立体图像观察之外，还可以利用裸眼通过目镜21L和2IR观察。
[0174]在光学单元2A中，从物体侧穿过会聚透镜11的左端部分的光入射到目镜21L。另夕卜，从物体侧穿过会聚透镜11的右端部分的光入射到偏振分光器20，光的一部分在偏振分光器20的光谱面上反射，另一部分透过光谱面。透过光谱面的光入射到目镜21R。
[0175]这样，当穿过会聚透镜11的左端部分的光入射到目镜21L并且穿过会聚透镜11的右端部分的光入射到目镜21R时，可通过目镜21L和21R执行观察来执行对象的立体观测。
[0176]在偏振分光器20的光谱面上反射的光入射到四分之一波片22。
[0177]这里，在偏振分光器20的光谱面上反射并入射到四分之一波片22的光被设定为线性偏振光。具体来说，在这种情况下，偏振分光器20的光谱面被配置使得选择性地反射与偏振方向为90度至270度的轴平行的线性偏振光，并因此，入射到四分之一波片22的线性偏振光的偏振方向被设定为与偏振方向为90度至270度的轴平行。
[0178]如图7所示，在四分之一波片22中，旋转方向上的光轴Ox的安装角度被设定使得晶轴方向面向45度的方向。即，安装角度被设定使得提供的入射的线性偏振光的偏振方向和晶轴之间的角度差为45度。这样，通过四分之一波片22输出的光被转换成圆偏振光。
[0179]从四分之一波片22输出的圆偏振光入射到瞳孔分割旋转成像光学系统2a。这里，瞳孔分割旋转成像光学系统2a表示由图2所示光学单元2中的瞳孔分割偏振分离元件12、偏振方向转换元件13、图像形成透镜14和旋转驱动单元15配置的部分。
[0180]入射到瞳孔分割旋转成像光学系统2a的圆偏振光由于瞳孔分割偏振分离元件12的左眼侧偏振分离区域12L和右眼侧偏振分离区域12R而被分离成偏振方向相互正交的两种线性偏振光束PL和PR。在下文中，由于处理与光学单兀2中的相同，因此关于不管瞳孔分割偏振分离元件12怎样旋转，由成像元件3单独接收两种线性偏振光束PL和PR的过程描述将省略。
[0181]另外，与成像装置I相同的配置将被采用作为成像元件3后级的配置。
[0182]2-2.配置示例2
[0183]图8为作为配置示例2的光学单元2B的说明图。
[0184]光学单元2B被配置使得向两个观察者提供立体图像。
[0185]在光学单元2B中，两个瞳孔分割旋转成像光学系统2a被设置使得提供两个系统的立体图像。另外，在这种情况下，各瞳孔分割旋转成像光学系统2a总共设置两个成像元件3。
[0186]另外，在光学单元2B中设置将从物体侧通过会聚透镜11入射的光分成到两个瞳孔分割旋转成像光学系统2a的偏振分光器(the polarizat1n beam splitter) 20。
[0187]通过会聚透镜11从物体侧入射的光被入射到偏振分光器20，光的一部分在偏振分光器20的光谱面上反射，另一部分透过光谱面。在光谱面上反射的光和透过光谱面的光变成偏振方向相互正交的线性偏振光束。
[0188]由于圆偏振光,在偏振分光器20的光谱面上反射的光通过四分之一波片22入射到一个瞳孔分割旋转成像光学系统2a。
[0189]另一方面，透过偏振分光器20的光谱面的光通过四分之一波片23入射到另一瞳孔分割旋转成像光学系统2a。与四分之一波片22类似，四分之一波片23被设置使得设置在入射的线性偏振光的偏振方向和晶轴之间的角度差为45度。为此，穿过偏振分光器20的光谱面的光通过使用圆偏振光的四分之一波片23入射到另一瞳孔分割旋转成像光学系统2a。
[0190]这样，当圆偏振光入射到瞳孔分割旋转成像光学系统2a时，不管瞳孔分割偏振分离元件12怎样旋转，通过成像元件3单独接收两种线性偏振光束PL和PR。
[0191]这里，当有两个使用立体图像的观察者时，假设观察者相对对象所在的方位不同。因此，对应配置示例2的成像装置被配置使得两个观察者能单独指定方位。具体来说，在这种情况下，控制单元9被配置使得接收来自两个方位的指令输入。另外，在这种情况下，控制单元9将对应于关于以指令方式输入的一个方位信息的指令信号Sr提供给一个瞳孔分割旋转成像光学系统2a中的旋转驱动单元15，并将对应于关于以指令方式输入的另一个方位信息的指令信号Sr提供给另一瞳孔分割旋转成像光学系统2a中的旋转驱动单元15。
[0192]这样，在向两个观察者提供的立体图像中，可防止当瞳孔分割线12a的定向不合适造成的不一致感。
[0193]另外，不用说，在对应配置示例2的成像装置中的各成像元件3中至少设置有信号处理单元4、显示控制单元5和显示单元6。此时，当防止相对通过各成像元件3获得的相应的立体图像的图像上的对象定向与当实际观察对象时的定向不匹配造成的不一致感发生时，配置示例I被配置使得指令信号被单独设置给设置在一个成像元件3侧上的信号处理单元4的旋转处理单元18L和18R和设置在另一成像元件3侧上的信号处理单元4的旋转处理单元18L和18R。具体来说，在这种情况下，控制单元9单独生成与由一个观察者以指令方式输入的方位对应的指令信号Ss和与由另一观察者以指令方式输入的方位对应的指令信号Ss’，并将指令信号Ss提供给一个成像元件3侧上的旋转处理单元18L和18R和将指令信号Ss’提供给另一成像元件3侧上的旋转处理单元18L和18R。
[0194]3.变形例
[0195]另外，本技术并不限于上述特定示例，可考虑到各种变形例。
[0196]比如:在上述描述中，已经描述了通过其中形成有偏振片3a和3b的成像元件3单独接收与左眼图像GL对应的图像和与右眼图像GR对应的图像的示例，但是，用于与接收左眼图像GL和右眼图像GR对应的各图像的配置并不限于此，比如:如图9所示，还可采用使用两个成像元件3’单独接收偏振分光器24分割的各图像的配置。
[0197]在这种情况下，设置瞳孔分割旋转成像光学系统2a’，而不是瞳孔分割旋转成像光学系统2a。瞳孔分割旋转成像光学系统2a’相对瞳孔分割旋转成像光学系统2a的配置为在偏振方向转换兀件13和图像形成透镜14之间插入偏振分光器24,并增加偏振分光器24的光谱面上反射的光所入射的图像形成透镜25。
[0198]如上所述，由于偏振方向转换元件13输出的线性偏振光束PL和PR相互正交，因此其中一个穿过偏振分光器24的光谱面，另一在偏振分光器24的光谱面上反射。通过图像形成透镜14在一个成像元件3’的光接收面上形成穿过偏振分光器24的光谱面的线性偏振光，通过图像形成透镜24在另一成像元件3’上形成在偏振分光器24的光谱面上反射的光。在成像元件3’中，省略了成像元件3中的偏振片3a和3b。
[0199]根据图9所示的配置，由于可通过偏振分光器24分离偏振方向转换元件13输出的线性偏振光束PL和PR，因此可通过相应的成像元件3’单独接收分离的线性偏振光束PL和PR。
[0200]由于可省略成像元件3’中的偏振片3a和3b，因此可使配置更简单。
[0201]另外，在相应的成像元件3’中，可接收与其对应的线性偏振光束PL和PR之一，因此不必通过单独的成像元件3’相对成像图像信号在左右侧上分离成像图像信号。另外，当不必进行分离处理时，在单独的成像元件3’的成像图像信号没有省略的部分，因此，在这种情况的信号处理单元4中不必进行上述作为显影处理的插值处理，从而可减少处理负荷。
[0202]另外，在上述描述中，已经通过示例说明了本技术用于手术用显微镜的情况，但是，本技术可优选用于其他光学产品，比如:内窥镜。
[0203]另外，说明书所述的仅仅为示例的效果不受限制，并且可包括其他效果。
[0204]4.本技术
[0205]本技术还可采用下面的配置。
[0206](I) 一种光学单元，包括:会聚透镜，从物体会聚光；瞳孔分割偏振分离元件，利用通过使与光轴正交的瞳孔分割线作为边界而形成的左眼偏振分离区域和右眼偏振分离区域，来从所会聚的光分离输出偏振方向不同的两种线性偏振光束；偏振方向转换兀件，转换从所述瞳孔分割偏振分离元件输出的所述两种线性偏振光束的偏振方向；以及旋转驱动单元，沿光轴旋转方向旋转所述瞳孔分割偏振分离元件和所述偏振方向转换元件。
[0207](2)根据(I)所述的光学单元，其中，所述偏振方向转换元件是由半波片配置的，其中，当所述瞳孔分割偏振分离元件和所述偏振方向转换元件的旋转角度为初始角度时，所述半波片的晶轴方向与从所述瞳孔分割偏振分离元件输出的所述两种线性偏振光束的中间方向匹配，并且其中，所述旋转驱动单元使所述偏振方向转换元件旋转所述瞳孔分割偏振分离元件的旋转角度一半的旋转角度。
[0208](3)根据⑵所述的光学单元，其中，所述瞳孔分割偏振分离元件中的所述左眼偏振分离区域和所述右眼偏振分离区域是利用偏振器形成的，并且所述左眼偏振分离区域的透射轴与所述右眼偏振分离区域的透射轴正交。
[0209](4) 一种成像装置，包括:光学单元，包括:会聚透镜，从物体会聚光，瞳孔分割偏振分离元件，利用通过使与光轴正交的瞳孔分割线作为边界而形成的左眼偏振分离区域和右眼偏振分离区域，来从所会聚的光分离输出偏振方向不同的两种线性偏振光束，偏振方向转换元件，转换从所述瞳孔分割偏振分离元件输出的所述两种线性偏振光束的偏振方向，以及旋转驱动单元，沿光轴旋转方向旋转所述瞳孔分割偏振分离元件和所述偏振方向转换元件；以及图像获取单元，被配置为通过单独接收偏振方向被所述偏振方向转换元件转换了的所述两种线性偏振光束来获得左眼图像和右眼图像。
[0210](5)根据(4)所述的成像装置，进一步包括:旋转所述左眼图像和所述右眼图像的图像旋转处理单元。
[0211](6)根据(4)或者(5)所述的成像装置，其中，所述图像获取单元通过利用在光接收面上形成透射轴方向彼此不同的两种偏振片的成像元件单独接收所述两种线性偏振光束来获得所述左眼图像和所述右眼图像。
[0212](7)根据(4)或者(5)所述的成像装置，其中，所述图像获取单元包括:分光所述两种线性偏振光束的偏振分光器，以及分别接收被所述偏振分光器分光的两种线性偏振光束之一的两个成像元件。
[0213]本领域的技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求范围的情况下，根据设计要求和其他因素，各种变形、组合、子组合以及修改都是可能的。
【权利要求】
1.一种光学单元，包括: 会聚透镜，从物体会聚光； 瞳孔分割偏振分离元件，利用通过使与光轴正交的瞳孔分割线作为边界而形成的左眼偏振分离区域和右眼偏振分离区域，来从所会聚的光分离输出偏振方向不同的两种线性偏振光束； 偏振方向转换元件，转换从所述瞳孔分割偏振分离元件输出的所述两种线性偏振光束的偏振方向；以及 旋转驱动单元，沿光轴旋转方向旋转所述瞳孔分割偏振分离元件和所述偏振方向转换元件。
2.根据权利要求1所述的光学单元， 其中，所述偏振方向转换元件由半波片配置， 其中，当所述瞳孔分割偏振分离元件和所述偏振方向转换元件的旋转角度为初始角度时，所述半波片的晶轴方向与从所述瞳孔分割偏振分离元件输出的所述两种线性偏振光束的中间方向匹配，并且 其中，所述旋转驱动单元使所述偏振方向转换元件旋转所述瞳孔分割偏振分离元件的旋转角度的一半的旋转角度。
3.根据权利要求2所述的光学单元， 其中，所述瞳孔分割偏振分离元件中的所述左眼偏振分离区域和所述右眼偏振分离区域是利用偏振器形成的，并且所述左眼偏振分离区域中的透射轴与所述右眼偏振分离区域中的透射轴正交。
4.一种成像装置，包括: 光学单元，包括: 会聚透镜，从物体会聚光， 瞳孔分割偏振分离元件，利用通过使与光轴正交的瞳孔分割线作为边界而形成的左眼偏振分离区域和右眼偏振分离区域，来从所会聚的光分离输出偏振方向不同的两种线性偏振光束， 偏振方向转换元件，转换从所述瞳孔分割偏振分离元件输出的所述两种线性偏振光束的偏振方向，以及 旋转驱动单元，沿光轴旋转方向旋转所述瞳孔分割偏振分离元件和所述偏振方向转换元件；以及 图像获取单元，被配置为通过单独接收偏振方向被所述偏振方向转换元件转换了的所述两种线性偏振光束来获得左眼图像和右眼图像。
5.根据权利要求4所述的成像装置，进一步包括: 旋转所述左眼图像和所述右眼图像的图像旋转处理单元。
6.根据权利要求4所述的成像装置， 其中，所述图像获取单元通过利用在光接收面上形成透射轴方向彼此不同的两种偏振片的成像元件单独接收所述两种线性偏振光束来获得所述左眼图像和所述右眼图像。
7.根据权利要求4所述的成像装置， 其中，所述图像获取单元包括:分光所述两种线性偏振光束的偏振分光器，以及分别接收被所述偏振分光器分光的所述两种线性偏振光束之一的两个成像元件。
8.根据权利要求4所述的成像装置， 其中，所述偏振方向转换元件由半波片配置， 其中，当所述瞳孔分割偏振分离元件和所述偏振方向转换元件的旋转角度为初始角度时，所述半波片的晶轴方向与从所述瞳孔分割偏振分离元件输出的所述两种线性偏振光束的中间方向匹配，并且 其中，所述旋转驱动单元使所述偏振方向转换元件旋转所述瞳孔分割偏振分离元件的旋转角度的一半的旋转角度。
【文档编号】H04N5/232GK104427328SQ201410377865
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】林恒生 申请人:索尼公司