[发明专利]三维摄像装置

说明书

技术领域

本发明涉及生成具有视差的多个图像的单眼的三维摄像技术。

背景技术

近年来，使用了CCD和CMOS等的固体摄像元件(以下有称为“摄像元件”的情况。)的数码相机和数字电影的高功能化、高性能化引人注目。特别是由于半导体制造技术的进步，使得固体摄像元件的像素结构的微细化得到推进。其结果是，固体摄像元件的像素和驱动电路的高集成化得以实现。因此，短短几年，摄像元件的像素数就从100万像素左右显著增加到1000万像素以上。此外，通过摄像所得到的图像的质量也飞跃性地提高。另一方面，关于显示装置，利用由薄型的液晶和等离子体构成的显示器，可以不占用空间而进行高分辨率、高对比度的显示，实现了高性能。这样的映像的高品质化的流动，正在从二维图像向三维图像扩展。如今，虽然还需要偏振光眼镜，但高画质的三维显示装置开始被开发。

关于三维摄像技术，作为具有简单的构成的代表性的技术，有使用由2个摄像机构成的摄像系统、而使右眼用的图像和左眼用的图像分别得以取得这样的技术。在这样的所谓双眼摄像方式中，因为使用2个摄像机，所以摄像装置变得大型、且成本也提高。因此，使用1个摄像机取得具有视差的多个图像的方式受到研究。例如，使用滤色镜同时取得具有视差的2个图像的技术被公开在专利文献1中。图8是模式化地表示使用了该技术的摄像系统的图。该技术的摄像系统具备如下：透镜3；透镜光阑19；配置有透射波长范围不同的2个滤色镜20a、20b的光束限制板20；感光胶片21。在此，滤色镜20a、20b是例如分别使红色系、蓝色系的光透过的滤光镜。

根据以上的构成，入射光透过透镜3、透镜光阑19和光束限制板20，在感光胶片上成像。这时，在光束限制板20的2个滤色镜20a、20b中，分别只有红色系、蓝色系的光透过。其结果是，在感光胶片上形成由分别透过这两个滤色镜的光所生成的品红系统的颜色的像。在此，因为滤色镜20a、20b的位置不同，所以在感光胶片上所形成的像中产生视差。在此，若由感光胶片制作照片、且使用贴附有分别作为右眼用和左眼用的红色滤光镜和蓝色滤光镜的眼镜，则能够观看有纵深感的图像。如此，根据专利文献1所公的技术，能够使用2个滤色镜制作具有视差的图像。

专利文献1所公开的技术，是在感光胶片上成像、制作具有视差的多个图像的技术，另一方面，使具有视差的图像转换成电信号并得以取得的技术被公开在专利文献2中。图9是这一技术的光束限制板模式化地得以表示的图。在该技术中，使用的是光束限制板22，其在与摄像光学系统的光轴垂直的平面上，设有透过红色光的R区域22R、透过绿色光的G区域22G、透过蓝色光的B区域22B。透过这些区域的光由具有红色用的R像素、绿色用的G像素、蓝色用的B像素的彩色摄像元件接收，由此取得由透过各区域的光所形成的图像。

另外，在专利文献中，也公开有一种使用与图9的构成相同的构成，取得具有视差的多个图像的技术。图10是模式化地表示专利文献3所公开的光束限制板的图。在该技术中，也是能够通过使入射光透过设于光束限制板23上的R区域23R、G区域23G、B区域23B，从而制作具有视差的图像。

根据上述的专利文献1～3所示的技术，通过在光束限制板上配置R、G、B各色滤光镜，能够生成具有视差的图像。但是，因为使用了光束限制板，所以入射光量减少。另外，为了提高视差的效果，需要R、G、B各色滤光镜配置在彼此远离的位置、且使它们的面积减小，但若是如此，则入射光量进一步减少。

针对以上的技术，使用配置有R、G、B各色滤光镜的光阑，能够得到具有视差的多个图像和光量上没有问题的通常图像的技术被公开在专利文献4中。在该技术中，在光阑关闭的状态下，只有透过R、G、B各色滤光镜的光被接收，在光阑打开的状态下，RGB的滤色镜区域从光路脱离，入射光能够被全部接收。由此，能够在光阑关闭的状态下取得具有视差的图像，在光阑打开的状态下取得光利用率高的通常图像。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：特开平2-171737号公报

专利文献2：特开2002-344999号公报

专利文献3：特开2009-276294号公报

专利文献4：特开2003-134533号公报

非专利文献

非专利文献1：″Color Lines：Image Specific Color Representation″，Ido Omer and Michael Werman，In Proc.CVPR，vol.2，946-953.

发明内容