[发明专利]三维摄像装置及透光板

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三维摄像技术。

背景技术

近几年，使用了CCD或CMOS等固体摄像元件(以下，有时称作“摄像元件”)的数码相机或数码摄像机的高功能化、高性能化备受瞩目。特别是，通过半导体制造技术的进步，推进了固体摄像元件的像素结构的微细化。其结果，实现了固体摄像元件的像素和驱动电路的高集成化。因此，仅用几年的时间，摄像元件的像素数从100万像素程度显著增加到了1000万像素以上。而且，通过拍摄得到的图像的质量也得到了飞跃性提高。另一方面，关于显示装置，通过由薄型的液晶或等离子体构成的显示器，与场所无关地能够以高分辨率实现高对比度的显示，实现了高性能。这样的影像的高品质化的趋势正在从二维图像扩展到三维图像。近来，需要偏振眼镜，开始公开了高画质的三维显示装置。

关于三维摄像技术，作为具有简单结构的代表性技术，具有如下的技术：使用由2个照相机构成的摄像系统，分别获得右眼用图像和左眼用图像。在这种所谓的双眼摄像方式中，由于使用2个照相机，因此摄像装置较大，成本也会变高。因此，研究了使用1个照相机来获得具有视差的多个图像的方式。例如，在专利文献1中，公开了使用透过轴的方向互相正交的2片偏振板和旋转的偏振滤光器的方式。

图12是表示该方式的摄像系统的结构的示意图。摄像装置具备：0度偏振的偏振板11、90度偏振的偏振板12、反射镜13、半透明反射镜14、圆形的偏振滤光器15、使圆形的偏振滤光器旋转的驱动装置16、光学透镜3、和获得由光学透镜成像的像的摄像装置9。在此，半透明反射镜14对透过偏振板11而被反射镜13反射的光进行反射，使透过了偏振板12的光透过。通过以上的结构，分别透过了配置在远离的位置上的偏振板11、12的光，在透过半透明反射镜14、圆形的偏振滤光器15、和光学透镜3之后入射到摄像装置9，从而获取图像。该方式的拍摄原理是：通过使圆形的偏振滤光器15旋转，从而在不同的时刻捕捉分别入射到2个偏振板11、12的光，来获得具有视差的2个图像。

但是，在上述方式中，由于使圆形的偏振滤光器15旋转的同时通过时间分割而获得不同位置的图像，因此存在不能同时获得具有视差的2个图像的课题。此外，由于使用机械式驱动，因此耐久性上可能存在问题。而且，由于入射光透过偏振板和偏振滤光器，因此还存在摄像装置9接受的光量(受光量)减少50％以上的问题。

针对上述方式，专利文献2公开了在不使用机械式驱动的情况下同时拍摄具有视差的2个图像的方式。该方式的摄像装置通过反射镜对从2个入射区域入射的光进行聚光，并由交替地排列了2种偏振滤光器的摄像元件进行受光，从而在不具备机械式驱动部的情况下获得具有视差的2个图像。

图13是表示该方式的摄像系统的结构的示意图。该摄像系统具备透过轴的方向互相正交的2个偏振板11、12、反射镜13、光学透镜3、和摄像元件1。摄像元件1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。在所有像素上交替地排列了偏振滤光器17、18。在此，偏振滤光器17、18的透过轴的朝向分别与偏振板11、12的透过轴的朝向一致。

根据以上的结构，入射光透过偏振板11、12并被反射镜13反射，通过光学透镜3，入射到摄像元件1的摄像面上。分别透过偏振板11、12而入射到摄像元件1的光，分别透过偏振滤光器17、18之后在它们的正下方的像素中被进行光电变换。其中，将由分别通过偏振板11、12而入射到摄像元件1的光形成的图像分别称作右眼用图像、左眼用图像，右眼用图像、左眼用图像分别是根据与偏振滤光器17、18对置的像素组而得到的。

由此，在专利文献2公开的方式中，代替专利文献1公开的旋转的圆形的偏振滤光器的使用，在摄像元件的像素上交替地配置了透过轴的方向互相正交的2种偏振滤光器。由此，与专利文献1的方式相比，分辨率降低为1/2，但是能够使用1个摄像元件同时获得具有视差的右眼用图像和左眼用图像。

但是，该技术也与专利文献1的技术相同，由于入射光透过偏振板和偏振滤光器时光量会减少，因此摄像元件的受光量会大量减少。