[发明专利]成像装置和成像方法

说明书

技术领域

本公开涉及成像装置和成像方法，更具体地涉及将对象成像为立体图像的成像装置和成像方法。

背景技术

在相关技术中，已提出这样的系统，其用于使用布置在左侧和右侧的两个摄像机同时对共同对象成像、同时输出两种获得的图像（右眼图像和左眼图像）并显示立体图像。但是，当使用两个摄像机时，装置的尺寸可能增加，并且使用两个摄像机不实用。无论镜头的变焦比如何，两个摄像机之间的基线长度，即立体相机的两眼间距离通常是大约65mm，这对应于人的两眼间距离。在此情况下，在放大的图像中双眼视差可能增加，并且这迫使在观察者的视觉系统中要执行与正常信息处理不同的信息处理，并引起视觉疲劳。当使用两个摄像机对运动对象成像时，应该进行对两个摄像机的精确同步控制。但是，同步控制非常难，并且对会聚角的准确控制也非常难。

已经提出了一种立体成像装置，其中组合被偏振以变为垂直关系的偏振滤光片来促进透镜系统的调整以进行立体成像，并且共享光学系统（例如，参见日本专利申请公开（JP-B）No.6-054991）。

已经提出了通过包括两个镜头和一个成像单元的成像装置进行立体成像的方法（例如，参见日本专利申请公开（JP-A）No.2004-309868）。在日本专利申请公开（JP-A）No.2004-309868中公开的成像装置包括：提供在成像表面上的具有像素的成像单元，这些像素对应于扫描线的预定数量的整数倍；第一水平分量偏振单元，仅透过来自对象的第一画面光中的水平分量；以及第一垂直分量偏振单元，布置在距离该第一水平分量偏振单元预定距离的位置处，并且仅透过来自对象的第二画面光中的垂直分量。在此情况下，第一水平分量偏振单元透过的水平分量会聚到成像表面上的预定范围内的像素，并且第一垂直分量偏振单元透过的垂直分量会聚到除了该预定范围以外的其余范围中的像素。具体地，被布置为彼此分离根据人眼视差的间隔的水平分量偏振滤光片和垂直分量偏振滤光片以及两个透镜被提供在距离CCD的成像表面预定距离的位置处。

发明内容

同时，根据在日本专利申请公开（JP-B）No.6-054991中公开的技术，通过重叠两个偏振滤光片的输出并形成单个光路来共享透镜系统。但是，应该进一步提供偏振滤光片以在接下来的步骤中提取左眼图像和右眼图像，光路应该再次被划分，并且光应该入射在每个偏振滤光片上。为此，在透镜系统中产生光损失，并且难以减小装置的尺寸。根据在日本专利申请公开（JP-A）No.2004-309868中公开的技术，因为应该提供两组透镜和偏振滤光片的组合，所以装置变得复杂，并且装置的尺寸增加。即，使用成像装置不仅成像立体图像而且成像正常的二维图像是不现实的，因为装置变得复杂。

希望提供具有简单配置并且可以将对象成像为立体图像的成像装置、以及使用该成像装置的成像方法。

根据本公开的第一实施例，提供了成像装置，包括：第一偏振单元，偏振来自对象的光；透镜系统，会聚来自该第一偏振单元的光；以及成像元件阵列，具有在第一方向和与第一方向垂直的第二方向的矩阵中布置的成像元件，具有布置在光入射侧的第二偏振单元，并将该透镜系统会聚的光转换为电信号。该第一偏振单元具有沿着第一方向布置的第一区域和第二区域，已经经过该第一区域的第一区域经过光的偏振状态不同于已经经过该第二区域的第二区域经过光的偏振状态，该第二偏振单元具有沿着第一方向交替布置并在第二方向上延伸的多个第三区域和多个第四区域，已经经过第三区域的第三区域经过光的偏振状态不同于已经经过第四区域的第四区域经过光的偏振状态，以及该第一区域经过光经过该第三区域并到达所述成像元件，并且该第二区域经过光经过该第四区域并到达所述成像元件，由此成像图像以获得立体图像，在该立体图像中第一区域的重心点和第二区域的重心点之间的距离被设置为双目视差的基线长度。

根据本发明的第一实施例，提供了使用根据本公开的实施例的成像装置的成像方法，该方法包括：通过经过该第三区域并到达该成像元件的第一区域经过光在成像元件中产生用于获得右眼图像的电信号；通过经过该第四区域并到达该成像元件的第二区域经过光在该成像元件中产生用于获得左眼图像的电信号；以及输出产生的电信号。