專利名稱：將像素矩陣劃分為子組的立體成像方法和系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種成像方法，更具體地涉及用于將對象成像為立體圖像的成像方法。
背景技術：
在相關技術中，建議了一種系統，在該系統中，左右布置的兩個攝像機同時對公共的對象成像，并且輸出所獲得的兩種類型的圖像(右眼圖像和左眼圖像)，以顯示為立體圖像。此外，建議了一種立體拍攝裝置，在該立體拍攝裝置中，通過組合偏振濾波器而共享光學系統以便易于調整用于執行立體攝像的透鏡系統(例如，參見JP-B-6-54991)，所述偏振濾波器執行偏振以便以彼此正交的關系放置。此外，建議了一種方法，其目的在于利用由兩個透鏡和一個成像部件組成的成像裝置執行立體攝像(例如，參見JP-A-2004-309868)。日本已審查專利申請公布中公開的成像裝置包括成像部件，其具有布置在成像平面上的像素，像素的數目對應于預定數目的掃描線的整數倍；第一水平分量偏振部件，其適配為僅透射來自對象的第一光學圖像的光的水平分量；以及第一垂直分量偏振部件，布置在與第一水平分量偏振部件離開預定距離的位置處，并被適配為僅透射來自對象的第二光學圖像的光的垂直分量，其中，由第一水平分量偏振裝置透射的水平分量被會聚到成像平面上的預定區域中的像素；并且由第一垂直分量偏振裝置透射的垂直分量被會聚到預定區域之外的其余區域中的像素。具體地，被布置為離開按照人的視差的間距的距離的水平分量偏振濾波器和垂直分量偏振濾波器配備有兩個透鏡，這兩個透鏡位于與CCD的成像平面分開預定距離的位置處。引用列表專利文獻[PTLl]JP-B-6-054991[PTL2]JP-A-2004-309868

發明內容
技術問題然而，在JP-B-6-0M991公開的技術中，通過重疊兩個偏振濾波器的輸出并接著組合它們的光學路徑而共享透鏡系統。然而，必須在下游(lower)部分中提供另一偏振濾波器，以提取右眼圖像和左眼圖像并通過再次分開光學路徑而使光入射到各個偏振濾波器。在JP-A-2004-309868公開的技術中，需要兩對透鏡和偏振濾波器的組合。為此原因， 在這樣的成像裝置中，所述兩對的光學路徑的光軸、焦距、透射率、F數、放大率、光圈、焦點、 會聚角等必須彼此完全對應，并且難以抑制視場競爭的發生。這里，視場競爭是指這樣的現象例如，當反射P波分量但吸收S波分量的諸如水面、窗等對象被成像時，并且當從P波分量獲得的圖像和從S波分量獲得的圖像都被呈現給雙眼時，在它們的亮度差別非常大的情況下不發生像的融合，由于僅一個圖像占主導從而圖像被交替地顯示，或者圖像在重疊區域中彼此抑制。此外，因為使用幾個偏振濾波器，所以存在到達成像部件(成像元件)的光量大大降低的問題。因此，本發明的目的是提供一種可以抑制視場競爭的發生并防止到達成像元件的光量的顯著降低的成像方法。解決問題的方案因此，目的是提供一種視差成像方法，包括通過像素矩陣的第一像素組接收視差信息；通過所述像素矩陣的第二像素組接收原始信息，其中，基于由所述第一像素組的第一像素子組接收的第一偏振信息和由所述第一像素組的第二像素子組接收的第二偏振信息計算所述視差信息；以及利用第一視差信息和第二視差信息處理所述原始信息，以分別呈現第一圖像和第二圖像。所述像素矩陣的第一像素組可以包括至少一個像素行，并且所述像素矩陣的第二像素組可以包含未包括在所述第一像素中的像素行。此外，所述像素矩陣的第一像素組可以針對每一個第N行包括至少一個像素行， 其中N > 2，并且，所述像素矩陣的第二像素組可以包括不等于每一個第N行的像素行。N 的上限可以是N = 2~n，其中η是從1至5的自然數，并且具體地，η可以等于3。此外，所述第一偏振信息的電場方向可以與所述第二偏振信息的電場方向正交。另一目的是提供一種視差成像設備，其可以包括安排在矩陣中的像素集合，所述像素集合的第一圖像像素組，用于接收原始信息；以及所述像素集合的第二圖像像素組，用于接收視差信息，其中由所述第一圖像像素組接收的原始信息是穿過第一偏振部件和第二偏振部件的會聚光，并且所述第一圖像像素組將所述會聚光轉換為電信號，其中由所述第二圖像像素組接收的視差信息是穿過第一偏振部件的會聚光，并且所述第二圖像像素組將所述會聚光轉換為電信號，以及處理器，用于利用所述視差信息處理所述原始信息，以呈現第一圖像和第二圖像。所述設備可以是數碼照相機、個人計算機、移動終端設備、攝像機或游戲機中的一個。另一目的是提供一種視差成像系統，其可以包括安排在矩陣中的像素集合，所述像素集合的第一圖像像素組，用于接收原始信息；以及所述像素集合的第二圖像像素組，用于接收視差信息，其中由所述第一圖像像素組接收的原始信息是穿過第一偏振部件和第二偏振部件的會聚光，并且所述第一圖像像素組將所述會聚光轉換為電信號，其中由所述第二圖像像素組接收的視差信息是穿過第一偏振部件的會聚光，并且所述第二圖像像素組將所述會聚光轉換為電信號，其中所述第一偏振部件具有沿著第一方向布置的第一區域和第二區域，并且其中所述第二偏振部件具有沿著第二方向布置的第三區域和第四區域。另一目的是提供一種視差成像設備，其可以包括第一圖像像素組，用于接收原始信息；以及第二圖像像素組，用于接收視差信息，其中由所述第一圖像像素組接收的原始信息是穿過第一偏振部件和第二偏振部件的會聚光，并且所述第一圖像像素組將所述會聚光轉換為電信號，其中由所述第二圖像像素組接收的視差信息是穿過第一偏振部件的會聚光，并且所述第二圖像像素組將所述會聚光轉換為電信號，其中所述第一偏振部件具有沿著第一方向布置的第一區域和第二區域，并且其中所述第二偏振部件具有沿著第二方向布置的第三區域和第四區域。另一目的是提供一種存儲程序代碼的非暫時計算機可讀介質，所述程序代碼在被計算機執行時執行視差系統中的視差成像處理，所述視差系統包括布置在矩陣中的像素集合，其中所述像素集合具有第一像素組和第二像素組，所述處理包括通過所述像素矩陣的第一像素組接收視差信息；通過所述像素矩陣的第二像素組接收原始信息，其中，基于有所述第一像素組的第一像素子組接收的第一偏振信息和由所述第一像素組的第二像素子組接收的第二偏振信息計算所述視差信息；以及利用所述第一視差信息和所述第二視差信息處理所述原始信息，以分別呈現第一圖像和第二圖像。


圖1 (A)、⑶和(C)分別是實施例1的成像裝置的概念圖，以及示意地示出第一偏振部件和第二偏振部件中的偏振狀態的圖。圖2 (A)和(B)分別是穿過第一偏振部件中的第一區域和第二偏振部件中的第三區域并到達實施例1的成像元件陣列的光的概念圖，以及穿過第一偏振部件中的第二區域和第二偏振部件中的第四區域并到達實施例1的成像裝置中的成像元件陣列的光的概念圖；圖2(C)和⑶是示意地示出圖2(A)和⑶中示出的光在成像元件陣列中形成的圖像的圖。圖3(A)和(B)分別是成像元件的示意部分截面圖和示意地示出根據實施例1的成像裝置的線柵(wire-grid)偏振器的布置狀態的圖。圖4是實施例1的成像裝置中具有Bayer布置的成像元件陣列的概念圖。圖5是具有Bayer布置的成像元件陣列對從成像元件獲得的電子信號進行去馬賽克(demosaicing)處理并描述用于獲得信號值的圖像處理的概念圖。圖6(A)和(B)分別是各自示意性地示出實施例2的成像裝置中提供的第一偏振部件和第二偏振部件中的偏振狀態的圖。圖7是實施例2的成像裝置中的具有Bayer布置的成像元件陣列的概念圖。圖8㈧至⑶是實施例3的成像裝置中提供的第一偏振部件的示意圖。圖9㈧和⑶是代替示出實施例4中的消光比和視差之間的關系的結果的左眼圖像和右眼圖像的照片的圖。圖10(A)、⑶和(C)是各自示出實施例5中的組成線柵偏振器的線的間距 (pitch)、入射光的波長和消光比之間的關系、組成線柵偏振器的線的高度、入射光的波長和消光比之間的關系、以及組成線柵偏振器的線的(寬度/間距)、入射光的波長和消光比之間的關系的結果的曲線圖。圖11是示出實施例5中的組成線柵偏振器的兩個線的長度、入射光的波長、以及消光比之間的關系的結果的圖。圖12是實施例6的成像裝置中的具有Bayer布置的成像元件陣列的概念圖。圖13是實施例6的成像裝置的修改示例中的具有Bayer布置的成像元件陣列的概念圖。圖14(A)和(B)分別是修改示例中的成像元件的示意部分截面圖。
具體實施例方式下面，將參照附圖基于實施例描述本發明，但本發明并不限于所述實施例，實施例中的各個數值和材料是示例。此外，將以以下順序進行說明。
本發明的成像方法和總體描述實施例1 (本發明的成像方法)實施例2 (實施例1的修改)實施例3 (實施例1的另一修改)實施例4 (實施例1的另一修改)實施例5 (實施例1的另一修改)實施例6 (實施例1的另一修改)，以及其它內容[本發明的成像方法和總體描述]雖然N的值在本發明的成像方法中并不受限制，但該值被設置為等于或大于2的整數，并且上限可以是25。替代地，雖然N的值在本發明的成像方法中并不受限制，但N = 2n，并且η可以是從1至5的自然數。在本發明的具有上述優選配置的成像方法中，光學系統包括(a)第一偏振部件，其將來自對象的光進行偏振；以及(b)透鏡系統，其將來自第一偏振部件的光進行會聚，其中，第一成像元件組在光入射側具有第二偏振部件，并將由透鏡系統會聚的光轉換為電信號(更具體地講，第一成像元件組將由透鏡系統會聚的并穿過第一偏振部件和第二偏振部件的光轉換為電信號)，第二成像元件組將由透鏡系統會聚的光轉換為電信號(更具體地將，第二成像元件組將由透鏡系統會聚并穿過第一偏振部件的光轉換為電信號)，第一偏振部件具有沿著第一方向布置的第一區域和第二區域，穿過第一區域的第一區域穿過光的偏振狀態與穿過第二區域的第二區域穿過光的偏振狀態不同，第二偏振部件具有在第一方向上延伸的多個第三和第四區域，穿過第三區域的第三區域穿過光的偏振狀態與穿過第四區域的第四區域穿過光的偏振狀態不同，第一區域穿過光穿過第三區域并到達第一成像元件組，第二區域穿過光穿過第四區域并到達第一成像元件組，因此，可以獲得視差信息，其中第一區域的質心和第二區域的質心之間的距離被設置為雙眼的視差的基線長度。此外，為了方便，包括具有上述實施例的光學系統的成像裝置可以被稱為“本發明的成像裝置”。根據本發明的成像裝置，因為成像裝置由一對第一偏振部件和第二偏振部件以及一個透鏡系統組成，所以可以提供單眼的小成像裝置，且其具有簡單的配置和結構。此外， 因為不需要兩對透鏡和偏振濾波器的組合，所以在放大率、光圈、焦點、會聚角等上不發生偏差或差別。另外，因為雙眼的視差的基線長度相對較短，所以可以獲得自然的立體效果。 此外，通過附加或去除第一偏振部件可以容易地獲得二維圖像或三維圖像。這里，根據本發明的成像裝置，優選采用第一偏振部件布置在透鏡系統的光圈周圍的實施例。替代地，當入射到透鏡系統的光一旦被假定為平行光并最終會聚到成像元件上(形成圖像)時，優選將第一偏振部件布置在處于平行光的狀態中的透鏡系統部分中。 在這樣的實施例中，一般地，不需要重新設計透鏡系統的光學系統，并且可以通過將第一偏振部件固定到現有透鏡系統或者可拆卸地附接第一偏振部件來進行機械(物理)設計的改變。此外，為了將第一偏振部件可拆卸地附接在透鏡系統上，例如，第一偏振部件可以被配置或構造為類似于光圈葉片(diaphragm blade)并被布置在透鏡系統內。替代地，透鏡系統可以被配置或構造為使得同時具有第一偏振部件和開孔的組件被附接到旋轉軸，從而該組件可以圍繞平行于透鏡系統的光軸的旋轉軸旋轉，并且通過圍繞旋轉軸旋轉該組件穿過透鏡系統的光束穿過該開孔，或者穿過第一偏振部件。替代地，透鏡系統可以被配置或構造為使得同時具有第一偏振部件和開孔的組件在垂直于例如透鏡系統的光軸的方向上可滑動地附接到透鏡系統，并且，通過滑動該組件，穿過該透鏡系統的光束穿過開孔或者穿過第一偏振部件。根據本發明的具有上述優選實施例的成像裝置，在第一偏振部件中，在第一區域和第二區域之間提供中心區域，并且穿過中心區域的中心區域穿過光的偏振狀態可以被配置為不從入射在中心區域中之前的狀態發生變化。換言之，中心區域可以在偏振的自由穿過的狀態中。在第一偏振部件的中心區域中，光強度較強，但視差量較小。因此，通過采用這樣的實施例，可以增大成像元件陣列接收的光強度，并確保雙眼的視差的足夠基線長度。 當第一偏振部件的外部形狀是圓形時，可以將中心區域塑形為圓形，第一區域和第二區域可以是環繞中心區域的中心角度是180度的扇形，該中心區域可以是正方形或菱形，并且第一區域和第二區域可以被塑形為類似于環繞中心區域的中心角度是180度的扇形。替代地，第一區域、中心區域和第二區域可以是沿著第二方向延伸的條形。根據本發明中具有上述各種優選實施例的成像裝置，第一區域和第二區域由偏振器構成，并且第一區域穿過光的電場方向和第二區域穿過光的電場方向可以被配置為彼此正交。此外，根據本發明的具有這種配置的成像裝置，第一區域穿過光的電場的方向可以被配置為與第一方向平行，或者第一區域穿過光的電場方向可以被配置為與第一方向形成45 度角。此外，在本發明的包括這種配置的任意組合的成像裝置中，第一區域穿過光的電場方向和第三區域穿過光的電場方向可以彼此平行，并且第二區域穿過光的電場方向和第四區域穿過光的電場方向可以彼此平行。此外，在本發明的包括這種配置的任意組合的成像裝置中，期望偏振器的消光比是3或更大，并優選是10或更大。這里，“偏振器”是指將自然光(非偏振光)或圓偏振光轉變為線偏振光的裝置， 并且，構成第一區域和第二區域的偏振器本身可以是具有已知配置和結構的偏振器(偏振片)。此外，例如，第一區域穿過光或第二區域穿過光之一的偏振分量可以主要地設置為S 波(TE波)，并且第一區域穿過光或第二區域穿過光的另一個的偏振分量可以主要地設置為P波(TM波)。第一區域穿過光和第二區域穿過光的偏振狀態可以是線偏振，或圓偏振 (然而，光的旋轉方向彼此相反)。一般地，振蕩方向僅是特定方向的水平波被稱為偏振波， 并且該振蕩方向被稱為偏振方向或偏振軸。光的電場方向與偏振方向一致。當第一區域穿過光的電場方向與第一方向平行時，消光比在第一區域中是包含在穿過第一區域的光中的電場方向是第一方向的光分量與電場方向是第二方向的光分量之間的比，和在第二區域中是包含在穿過第二區域的光中的電場方向是第二方向的光分量與電場方向是第一方向的光分量之間的比。此外，當第一區域穿過光的電場方向被配置為與第一方向形成45度角時，消光比在第一區域中是包含在穿過第一區域的光中的電場方向與第一方向成45度角的光分量與電場方向與第一方向成135度角的光分量之間的比，和在第二區域是包含在穿過第二區域的光中的電場方向與第一方向成135度角的光分量與電場方向與第一方向成 45度角的光分量之間的比。替代地，例如，當第一區域穿過光的偏振分量主要是P波并且第二區域穿過光的偏振分量主要是S波時，消光比在第一區域中是包含在第一區域穿過光中的P偏振分量與S偏振分量之間的比，和在第二區域中是包含在第二區域穿過光中的S偏振分量與P偏振分量之間的比。在本發明的具有上述各種實施例和配置的成像裝置中，組成第一成像元件組的成像元件由光電轉換元件、以及疊置在該元件上或上方的濾色器、片上透鏡、和線柵偏振器組成，并且線柵偏振器可以被配置為構成第三區域或第四區域。替代地，組成第一成像元件組的成像元件有光電轉換元件、以及疊置在該元件上或上方的線柵元件、濾色器和片上透鏡組成，并且該線柵偏振器可以被配置為構成第三區域或第四區域。替代地，成像元件由光電轉換元件以及疊置在該元件上或上方的片上透鏡、濾色器和線柵偏振器組成，并且線柵偏振器可以被配置為構成第三區域或第四區域。然而，片上透鏡、濾色器和線柵偏振器的疊置順序可以被適當地改變。此外，在這些實施例中，當第一區域穿過光的電場方向與第一方向平行時，組成線柵偏振器的多個線延伸的方向可以平行于第一方向或第二方向。具體地，在構成第三區域的線柵偏振器中，線延伸的方向平行于第二方向，并且在構成第四區域的線柵偏振器中，線延伸的方向平行于第一方向。替代地，在這樣的實施例中，當第一區域穿過光的電場方向與第一方向形成45度角時，構成線柵偏振器的多個線延伸的方向可以與第一方向或第二方向形成45度角。更具體地，在構成第三區域的線柵偏振器中，線延伸的方向與第一方向形成135度角，并且在構成第四區域的線柵偏振器中，線延伸的方向與第一方向形成45度角。線延伸的方向是線柵偏振器中的光吸收軸，并且與線延伸的方向正交的方向是線柵偏振器中的光透射軸。此外，除了沒有提供線柵偏振器之外，組成第二成像元件組的成像元件可以被配置或構造為與組成第一成像元件組的成像元件相同。在本發明的具有上述各種優選實施例和配置的成像裝置中，成像元件陣列具有 Bayer布置，并且一個像素可以由四個成像元件組成。此外，在第一像素組中，對于一個像素可以布置一個第三區域和/或第四區域。換言之，可以配置如下實施例對于一個像素布置一個第三區域、布置一個第四區域、或者布置一個第三區域和一個第四區域。替代地， 在本發明的具有上述各種實施例和配置的成像裝置中，可以配置為使得第一像素組由兩個單位像素行構成，第三區域布置在單位像素行之一中，并且第四區域布置在另一單位像行中。替代地，可以配置為使得第一像素組由一個單位像素行構成，并且第三區域和第四區域布置在所述一個單位像素行中。然而，成像元件陣列的布置不限于Bayer布置，諸如行間插 Λ (interline)布置、G 條紋(G-striped)和 RB 棋盤格(RB-checkered)布置、G 條紋和 RB 完全棋盤格布置、棋盤格互補顏色布置、條布置、斜條布置、主顏色色差布置、場色差序列布置、幀色差序列布置、MOS布置、修改的MOS布置、幀交錯布置、以及場交錯布置等其它布置可以作為示例。替代地，當成像元件陣列的布置在第一像素組中被設置為Bayer布置時，在一個像素中，感測紅色的紅成像元件和感測藍色的藍成像元件不被布置有第三區域和第四區域，但兩個感測綠色的綠成像元件中的一個可以被布置有第三區域，并且另一個可以被布置有第四區域。替代地，當成像元件陣列的布置在第一像素組中被設置為Bayer布置時，在一個像素中，在感測紅色的紅成像元件、一個感測藍色的藍成像元件以及兩個感測綠色的綠成像元件之中與第一方向相鄰的兩個成像元件(例如，一個感測紅色的紅成像元件和兩個感測綠色的綠成像元件之一)可以被布置有第三區域或第四區域，并且其余兩個成像元件(例如，感測藍色的藍成像元件和另一感測綠色的綠成像元件)可以被布置有第四區域或第三區域。替代的，當成像元件陣列的布置在第一像素組中被設置為Bayer布置時，在一個像素中，在一個感測紅色的紅成像元件、一個感測藍色的藍成像元件以及兩個感測綠色的綠成像元件之中的任何一個成像元件(例如，一個感測紅色的紅成像元件或者一個感測藍色的藍成像元件)可以被布置有第三區域或第四區域，并且這些成像元件之中與第二方向相鄰的成像元件(例如，綠成像元件)被布置有第四區域或第三區域。構成第一像素組的單位像素行的數目可以例如是如上所述的一個或兩個，但不限于此。構成第一像素組中的像素的成像元件被設置為第一成像元件組，但構成第一像素組中的所有像素的成像元件可以被設置為第一成像元件組，并且構成第一像素組中的一部分像素的成像元件可以是第一成像元件組。此外，由未包含在第一成像元件組中的成像元件構成的成像元件組被設置為第二成像元件組，但由未包含在第一成像元件組中的所有成像元件構成的成像元件組可以被設置為第二成像元件組。在本發明的具有上述各種優選實施例和配置的成像方法(下文中，其可以被總體簡單地稱為“本發明”)中，第一方向可以被設置為水平方向，第二方向可以被設置為垂直方向。在第一像素組中，第三區域和第四區域沿著第一方向的單位長度可以例如相當于成像元件沿著第一方向的長度(當第一區域穿過光的電場方向平行于第一方向時)，或者可以相當于一個成像元件的長度(當第一區域穿過光的電場方向與第一方向形成45度角時)。 透鏡系統可以包括單焦點透鏡、或所謂的變焦透鏡，并且可以基于透鏡系統所需要的規格參數確定透鏡或透鏡系統的配置或結構。作為成像元件，可以例示諸如CCD (電荷耦合器件)元件、CMOS(互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器、CIS(接觸圖像傳感器)、以及CMD(電荷調制器件)的信號放大圖像傳感器。此外，作為成像裝置，例如例示有表面輻射型固態成像裝置或者后表面輻射型固態成像裝置。此外，例如，本發明的成像裝置等可以構成數字靜物照相機、攝像機、或便攜攝像放像機(camcorder)。此外，本發明的成像方法可以應用到在 JP-A-2004-309868中公開的技術等中。當第三區域和第四區域由線柵偏振器構成時，優選構成線柵偏振器的線不受限制，但由鋁(Al)或鋁合金形成，線的寬度與線的間距的比值[(線的寬度)/(線的間距)] 是0. 33或更大，線的高度是5 X 10-8m或更大，并且線的數目是10或更多。在本發明中，第一區域的質心是指基于第一區域的外部形狀而獲得的質心，第二區域的質心是指基于第二區域的外部形狀而獲得的質心。當第一偏振部件的外部形狀被設置為具有半徑r的圓形，并且第一區域和第二區域分別被設置為占據第一偏振部件的一半的半月形時，第一區域的質心和第二區域的質心之間的距離可以根據[(8ι·)/(3π)]的簡單計算獲得。[實施例1]實施例1涉及本發明的成像方法，更具體地涉及用于將對象成像為立體圖像的成像方法。適合用于執行實施例1的成像方法的本發明的成像裝置的概念圖顯示在圖I(A) 中，第一偏振部件和第二偏振部件中的偏振狀態被示意性地顯示在圖I(B)和(C)中，穿過透鏡系統、第一偏振部件中的第一區域和第二偏振部件中的第三區域、并到達成像元件陣列的光的概念圖顯示在圖2(A)中，穿過第一偏振部件中的第二區域和第二偏振部件中的第四區域、并到達成像元件陣列的光的概念圖顯示在圖2(B)中，由圖2(A)和⑶中所示的光形成在成像元件陣列中的圖像示意性地顯示在圖2(C)和(D)中。此外，在以下說明中，光行進方向被設置為Z軸方向，第一方向被設置為水平方向(X軸方向)，第二方向被設置為垂直方向(Y軸方向)。此外，實施例1的成像裝置中具有Bayer布置的成像元件陣列的概念圖顯示在圖4中。在實施例1或后面要描述的實施例2至6中的成像裝置中，由沿著第一方向(水平方向或X軸方向)的Mtl個像素(例如，在實施例1中是1920)組成的單位像素行布置在沿著與第一方向正交的第二方向(垂直方向或Y軸方向)的N。(例如，在實施例1中是1080) 個行中，并且該裝置包括(A)光學系統、以及(B)成像元件陣列40，在成像元件陣列40中， 成像元件43A和4 被布置為對應于每個像素，并且成像元件陣列40將穿過光學系統的光轉換為電信號。此外，M0和Ntl的值基本是任意的，并不限于上述值。這里，包括為每一個第N行(其中，2SN)而選擇的單位像素行的由至少一個單位像素行組成的像素組被設置為第一像素組PG1，組成第一像素組PG1中的像素的成像元件被設置為第一成像元件組41，由未包含在第一成像元件組41中的成像元件組成的成像元件組被設置為第二成像元件組42，并且由第二成像元件組42組成的像素構成的像素組被設置為第二像素組PG。此外，在實施例1的成像裝置中，N = 2n，并且η是從1至5的自然數，更特殊地，η =3。在實施例1中，或者在后面要描述的實施例2至6中，光學系統包括(a)第一偏振部件130、230和330，其將來自對象的光進行偏振，以及(b)透鏡系統20，其將來自第一偏振裝置130、230和330的光進行會聚。此外，第一成像元件組41在光入射側具有第二偏振部件150和250，將由透鏡系統20會聚的光轉換為電信號，并且第二成像元件組42將由透鏡系統20會聚的光轉換為電信號。具體地，第一成像元件組41將由透鏡系統20會聚并穿過第一偏振部件130、230和330以及第二偏振部件150和250的光轉換為電信號。第二成像元件組42將由透鏡系統20會聚并穿過第一偏振部件130、230和330的光轉換為電信號。 第一偏振部件130、230和330具有沿著第一方向(水平方向或X軸方向)布置的第一區域 131,231 和 331 以及第二區域 132,232 和 332。此外，穿過第一區域131、231和331的第一區域穿過光L1的偏振狀態與穿過第二區域132、232和332的第二區域穿過光L2的偏振狀態彼此不同，第二偏振部件150和250 具有在第一方向(水平方向或X軸方向)上延伸的多個第三區域151和251以及第四區域 152和252，穿過第三區域151和251的第三區域穿過光L3的偏振狀態與穿過第四區域152 和252的第四區域穿過光L4的偏振狀態彼此不同，第一區域穿過光L1穿過第三區域151和 251，然后到達第一成像元件組41，第二區域穿過光L2穿過第四區域152和252，然后到達第一成像元件組41，因此，獲得了視差信息，其中，第一區域131、231和331的質心BC1與第二區域132、232和332的質心BC2之間的距離被設置為雙眼的視差的基線距離。在實施例1或后面將描述的實施例2至6的成像裝置中，透射系統20包括例如拍攝透鏡21、光圈22和成像透鏡23，并用作變焦透鏡。拍攝透鏡21是用于將從對象入射的光會聚的透鏡。拍攝透鏡21包括用于進行聚焦的聚焦透鏡、用于放大對象的變焦透鏡，等等，并且一般由多個透鏡的組合實現，用于校正色像差等。光圈22具有窄化的功能以便調節會聚的光的量，并且一般地被配置為與多個板形葉片組合。至少在光圈22的位置中，來自對象的一個點的光是平行光。成像透鏡23利用穿過第一偏振部件130、230和330的光在成像元件陣列40上形成圖像。成像元件陣列40被布置在照相機主體11內部。在上述配置中，入射光瞳被更多地定位在照相機主體側而不是成像透鏡23側。成像裝置構成例如數字靜物照相機、攝像機或便攜攝像放像機。照相機主體11除了成像元件陣列40之外還包括例如圖像處理部件12和圖像存儲單元13。此外，基于由成像元件陣列40轉換的電信號產生右眼視差信息、左眼視差信息和圖像信息。成像元件陣列40由例如CCD元件、CMOS圖像傳感器等實現。圖像處理部件 12最終創建視差信息，并且來自電信號的圖像信息從成像元件陣列40輸出，并被記錄在圖像存儲單元13中。第一偏振部件130、230和330被布置在透鏡系統20的光圈22周圍。具體地，如果可能，第一偏振部件130、230和330布置在光圈22周圍的位置上，只要所述部件不阻礙光圈22的操作。此外，當入射到透鏡系統20的光首先是平行光并最終如上所述被會聚在成像元件43A和4 上(形成圖像)時，在平行光的狀態中，第一偏振部件130、230和330 布置在透鏡系統20的附近。在實施例1的成像裝置110中，第一偏振部件130包括沿著第一方向布置的第一區域131和第二區域132。具體地，第一偏振部件130的外部形狀是圓形，并且第一區域131 和第二區域132各自具有占據第一偏振部件130的一半的半月形外部形狀。第一區域131 和第二區域132之間的邊界線沿著第二方向延伸。由兩個偏振濾波器的組合構成的第一偏振部件130將入射光劃分為兩個不同的偏振狀態。第一偏振部件130由上述的雙側對稱的偏振器組成，并且在照相機的直立狀態中的兩個左和右位置處產生彼此正交的線性方向上的偏振光束，或者彼此相反的旋轉方向上的偏振光束。第一區域131是對第一像素組PG1中的、右眼應當看到的對象的圖像(右眼應當接收的光)進行偏振的濾波器。另一方面，第二區域132是對第一像素組PG1中的、左眼應當看到的對象的圖像(左眼應當接收的光)進行偏振的濾波器。這里，在實施例1的成像裝置110中，第一區域131和第二區域132由偏振器構成。 此外，第一區域穿過光L1的電場方向(由白箭頭指示)和第二區域穿過光L2的電場方向 (由白箭頭指示)彼此正交，參見圖1(B)。這里，在實施例1中，第一區域穿過光L1的電場方向與第一方向平行。具體地，例如，第一區域穿過光L1主要具有P波(TM波)作為偏振分量，第二區域穿過光L2主要具有S波(TE波)作為偏振分量。此外，第一區域穿過光L1的電場方向和第三區域穿過光L3的電場方向(由白箭頭指示)彼此平行，第二區域穿過光L2 的電場方向與第四區域穿過光L4的電場方向(由白箭頭指示)彼此平行(參見圖1(C))。 此外，每個偏振器的消光比是3或更大，更特別的是10或更大。在實施例1的成像裝置110中，第一偏振部件130的外部形狀是具有半徑r = IOmm 的圓形。此外，第一區域131和第二區域132具有占據第一偏振部件130的一半的半月形。 因此，第一區域131的質心BC1和第二區域132的質心BC2之間的距離是[(8r) / (3 π )]= 8. 5mmο圖3 (A)中示出了示意性部分截面圖，圖3(B)中示意性地示出了線柵偏振器67的布置狀態，組成第一成像元件組41的成像元件43A由例如提供在硅半導體基板60上的光電轉換元件61，以及疊置在該光電轉換元件61上的第一平化薄膜(flattening film)62, 濾色器63、片上透鏡64、第二平化薄膜65、無機絕緣基層66、和線柵偏振器67構成。此外，線柵偏振器67由第三區域151和第四區域152構成。此外，在圖3(B)中，實線指示像素的邊界區域，虛指示成像元件43A的邊界區域。組成線柵偏振器67的多個線68的延伸方向與第一方向或第二方向平行。具體地，在構成第三區域151的線柵偏振器67A中，線68A的延伸方向與第二方向平行，并且，在構成第四區域152的線柵偏振器67B中，線68B的延伸方向與第一方向平行。線68的延伸方向是線柵偏振器67中的光吸收軸，與線68的延伸方向正交的方向是線柵偏振器67中的光透射軸。組成第二成像元件組42的成像元件4 可以被配置或構造為與組成第一成像元件組41的成像元件43A相同，除了在其中不提供線柵偏振器。如圖2(A)和(B)示意性示出的，假定方形對象A進入透鏡系統20的焦點。此外， 假定圓形對象B位于比對象A更靠近透鏡系統20的位置。方形對象A的圖像在進入焦點的狀態中形成在成像元件陣列40上。此外，圓形對象B的圖像在未進入焦點的狀態中形成在成像元件陣列40上。于是，在圖2(A)所示的示例中，對象B的圖像形成在成像元件陣列 40上對象A的右側距離(+ΔΧ)的位置上。另一方面，在圖2(B)所示的示例中，對象B的圖像形成在成像元件陣列40上對象A的左側距離(-ΔΧ)的位置上。因此，距離QX ΔΧ) 是關于對象B的深度的信息。換言之，位于比對象A更靠近成像裝置的位置的對象的模糊 (blurring)量和模糊方向與位于遠離成像裝置的位置的另一對象的模糊量和模糊方向不同，并且對象B的模糊量根據對象A和對象B之間的距離而不同。此外，通過將第一偏振部件130中的第一區域131和第二區域132的形狀的質心位置之間的距離設置為雙眼的視差的基線長度，可以獲得立體圖像。換言之，從如上在第一像素組PG1中獲得的右眼視差信息 (參見圖2(C)的示意圖)和左眼視差信息(參見圖2(D)的示意圖)，可以獲得立體圖像。圖4中示出了實施例1的成像裝置中具有Bayer布置的成像元件陣列的概念圖。 這里，一個像素由四個成像元件組成，(一個感測紅色的紅成像元件R、一個感測藍色的藍成像元件B、以及兩個感測綠色的綠成像元件)。此外，包括為每一個第N行(其中2SN， 并且在實施例1中，N = 8，如上所述)而選擇的單位像素行的由至少一個單位像素行(在實施例1中是兩個單位像素行)構成的像素組被設置為第一像素組PG115換言之，在實施例 1中，第三區域151安排在沿著第一方向布置的一個單位像素行中，并且與單位像素行在第二方向上相鄰的第四區域152安排在沿著第一方向布置的一個單位像素行中。在第一像素組PG1中，對于一個像素安排一個第三區域151或第四區域152，對組成一個單位像素行的所有像素安排第三區域151，并對組成一個單位像素行的所有像素安排第四區域152。換言之，組成第一像素組PG1中的所有像素的成像元件被設置為第一成像元件組41。此外，第三區域151和第四區域152整體在第一方向上延伸，但第三區域151和第四區域152在第一方向和第二方向上延伸的單位長度等于成像元件43A沿著第一方向和第二方向的長度。此外，通過采用這樣的配置，沿著第二方向產生基于主要具有P波分量的光在第一方向上延伸的條形圖像(右眼視差信息)和基于主要具有S波分量的光在第一方向上延伸的條形圖像。此外，在圖4中，在第三區域151中畫出了垂直線，在第四區域152中畫出了垂直線和水平線，但它們示意地指示線柵偏振器67A和67B的線。此外，在實施例1或后面將描述的實施例2至6的成像方法中，在第一成像元件組41中獲取用于獲得立體圖像的視差信息，在第二成像元件組42中獲取用于獲得圖像的圖像信息，基于所獲取的圖像信息，獲得第一像素組PG1中從其獲取視差信息的像素(具體地，在實施例1中，是第一像素組中的所有像素)中的圖像信息，然后根據視差信息和所有像素的圖像信息獲得立體圖像。換言之，在第一像素組PG1中，基于從由穿過第三區域151的第一區域穿過光以及由穿過第四區域152的第二區域穿過光獲得的電信號產生的視差量，獲取深度地圖(深度信息)作為視差信息。此外，基于來自構成成像元件陣列40的所有其余像素元件43B(第二成像元件組42)的電信號獲取圖像信息。這種獲取和處理方法可以采用已知方法。因為從其中安排了第三區域151和第四區域152的第一成像元件組41構成的第一像素組PGl中的各個成像元件獲得的圖像信息和光量(下文中，總體稱為圖像信息)是從穿過被劃分為第一區域131和第二區域132的區域的、用于獲取各個視差信息的光所獲取的圖像信息，所以不可能獲得與第二成像元件組42中的各個成像元件的、從通過將穿過第一區域131的第一區域穿過光與穿過第二區域132的第二區域穿過光相加而不分離視差信息獲得的光所獲取的圖像信息相同的圖像信息。為此原因，需要對于其中安排了第三區域151和第四區域152的第一成像元件組41構成的第一像素組PGl中的、從其獲取視差信息的每個成像元件，基于來自構成與第一像素組相鄰的第二成像元件組42的每個成像元件的圖像信息，獲得不充分的或缺少的圖像信息。換言之，對于包括其中安排了第三區域 151和第四區域152的第一成像元件組的單位像素行，基于插值處理，產生與第二成像元件組相同的圖像信息。通過將如上獲得的第一成像元件組中的圖像信息與第二成像元件組中的圖像信息相加而進行合成，可以在全體成像元件中獲得圖像信息而沒有不充分或缺失。 此外，可以例如利用用于通過根據從第三區域獲得的左眼視差信息和從第四區域獲得的右眼視差信息之間的差別執行立體匹配而創建差異(disparity)地圖的視差檢測技術、以及用于基于所獲得的差異地圖以及通過基于插值處理而將第一成像元件組和第二成像元件組相加所獲得的全體成像元件的圖像信息來任意地產生左眼圖像和右眼圖像的視差控制技術，而使得像差加強或適當。具體地，由穿過第三區域151并到達成像元件43A的第一區域穿過光L1在成像元件43A中產生用于獲得右眼視差信息的電信號。此外，由穿過第四區域152并到達成像元件43A的第二區域穿過光L2在成像元件43A中產生用于獲得左眼視差信息的電信號。然后，同時或在時間序列上交替地輸出這兩個電信號。另一方面，由穿過第一區域131和第二區域132并到達成像元件43B的光在成像元件43B中產生并輸出用于獲得圖像信息(二維圖像信息)的電信號。由圖像處理部件12對輸出電信號(用于獲得右眼視差信息、左眼視差信息、以及從成像元件陣列40輸出的圖像信息的電信號)執行成像處理，并將其記錄在圖像存儲單元13中作為視差信息和圖像信息。圖5示出了對于從構成第二成像元件組42的成像元件4 獲得的電信號執行去馬賽克處理并具有Bayer布置的成像元件陣列的概念圖，用于描述獲得信號值的成像處理。此外，圖5示出了產生與綠成像元件相關的信號值的示例。在一般去馬賽克處理中，通常使用具有相同顏色的相鄰成像元件的電信號的平均值。然而，當用于獲得右眼視差信息的單位像素行與用于獲得左眼視差信息的單位像素行被彼此鄰接地安排時(如實施例1)， 存在如果在不改變的情況下使用相鄰值則不能獲得原始圖像信息的問題。因此，執行去馬賽克處理以便防止這樣的問題。可以通過去馬賽克處理而獲得各個成像元件位置中的成像元件信號值，但該階段可能處于一種遺漏的狀態，如上所述。換言之，在其中布置了第一成像元件組41的第一像素組PG1中，未獲得與來自第二成像元件組42相同的圖像信息。為此原因，必須通過對其中不存在成像元件信號值的區域(第一成像元件組41)進行插值來產生成像元件信號值。作為插值方法，可以例示諸如使用相鄰值的和的平均的方法等已知方法。此外，可以與去馬賽克處理并行地執行插值處理。因為在第一方向中完全保持像素數據，所以諸如整個圖像的分辨率的降低的圖像質量的劣化相對無關緊要。此外，因此，可以獲得第一像素組PGl中從其獲取視差信息的像素(更具體地，實施例1中的第一像素組 PG1中的所有像素)中的圖像信息。在Bayer布置中，假定紅成像元件R安排在位置(4，2)。在這一點，執行由以下公式表達的算術運算，以便產生對應于此位置G，2)的綠成像元件信號值g’。g，4,2 = (g4a+g4,3+g5,2+gl,2XW3)/(3. 0+ff3)其中，左側的g’ ,,j是位置(i，j)的綠成像元件信號值。此外，右側的是位置 (i，j)的綠成像元件的電信號的值。此外，當從目標成像元件(i4,2到相鄰成像元件(^pG4, 工和^』的距離(W1)的每一個被設置為例如“1.0”時，“3.0”是所獲得的、使得它們的倒數被設置為權重并且這些權重被相加的值。以相同的方式，W3是為三個成像元件而分離的成像元件Gu的電信號值的權重，在此情況中，該值為“1/3”。如果以上公式被一般化，其變為以下公式。當i是偶數(對應于紅成像元件R的位置的綠成像元件G的信號值)時g，w = (gi, X W^gi, J+1X W^gitlj j Xff^gi^, j X W3) / (W1X 3. 0+ff3),并且當i是奇數(對應于藍成像元件B的位置的綠成像元件G的信號值)時g，w = (gi, X W^gi, J+1X W^gi-!, j X W^git3, j X W3) / (W1 X 3. 0+ff3),其中W1 = 1. 0，W3 = 1/3。可以以相同的方式對紅成像元件R和藍成像元件B執行去馬賽克處理。可以通過去馬賽克處理獲得各個成像元件位置的成像元件信號值，但如上所述， 該階段可能處于一種遺漏的狀態。換言之，在其中安排了第一成像元件組41的第一像素組 PG1中，未獲得與來自第二成像元件組42相同的圖像信息。為此原因，必須通過對其中不存在成像元件信號值的區域(第一成像元件組41)進行插值來產生成像元件信號。作為插值方法，可以例示諸如使用相鄰值的相加的平均的方法等已知方法。此外，可以與去馬賽克處理并行地執行插值處理。因為在第一方向中完全保持圖像質量，所以諸如整個圖像的分辨率的降低的圖像質量劣化相對無關緊要。此外，因此，可以獲得第一像素組PG1中從其獲取視差信息的像素(更具體地，實施例1中的第一像素組PG1的所有像素)中的圖像信息。此外，根據所獲得的視差信息和所有像素中的圖像信息獲得立體圖像。換言之，在從所獲得的視差信息和所有像素中的圖像信息獲得右眼圖像數據和左眼圖像數據之后，基于右眼圖像數據和左眼圖像數據顯示立體圖像。此外，這樣的處理方法本身可以采用已知方法。在實施例1的成像方法中，在第一成像元件組中獲取用于獲得立體圖像的視差信息，在第二成像元件組中獲取用于獲得圖像的圖像信息，基于所獲取的圖像信息獲取第一像素組中從其獲取視差信息的像素中的圖像信息，接著根據視差信息和所有像素的圖像信息獲得立體圖像。換言之，因為用于獲得圖像的圖像信息基本在第二成像元件組中獲取，也就是說，穿過第一偏振部件的第一區域和第二區域的光以混合的狀態入射到第二成像元件組，所以可以通過非偏振光獲得圖像信息，因此可以抑制視場競爭的發生。此外，因為在某些像素中(即在第一成像元件組中)獲取用于獲得立體圖像的視差信息，所以與在所有像素中獲取用于獲得立體圖像的視差信息的情況相比，可以防止到達成像元件陣列的光量的急劇下降。換言之，在入射自然光的強度100方面，穿過第一偏振部件130和第二偏振部件 150的光量(到達第一成像元件組的光)約為入射到第一偏振部件130之前的光量的25%， 即使在透射損耗是0的情況下也是如此。另一方面，穿過第一偏振部件130的光量(到達第二成像元件組的光)沒有從入射到第一偏振部件130的光量發生變化，即使在透射損耗是0的情況下也是如此。為此原因，可以防止到達整個成像元件陣列的光量的急劇下降。此外，關于圖像質量和圖像的像素數，深度地圖的圖像質量與像素數的比例不設置為1 1，但這是因為在大多數拍攝場景中，與像素分辨能力相比，單獨對象足夠大，并且，只要在與像素分辨能力相同的精細度上沒有距離差，則對于單獨對象不需要與圖像的像素分辨能力相同的距離信息分辨能力。此外，如果水平方向的分辨能力在感測距離差上是足夠的，則甚至當垂直方向上的分辨能力較低時也幾乎不存在不舒服。此外，在實施例1中，因為成像裝置110由一對第一偏振部件130和第二偏振部件 150、以及一個透鏡系統20構成，所以可以同時產生兩個例如左右分離的不同圖像，并且可以提供小的單筒成像裝置，并且該成像裝置具有簡單的配置和結構，以及少量的構成組件。 此外，因為不需要兩對透鏡和偏振濾波器的組合，所以在放大率、光圈、焦點、會聚角度等上沒有偏差或差別。此外，因為雙眼的視差的基線長度相對較短，所以可以獲得自然立體效果。此外，可以通過采用由附接或卸除第一偏振部件130而產生的結構來容易地獲得二維或三維圖像。〔實施例2〕實施例2是實施例1的修改。在實施例1中，第一區域穿過光L1的電場方向被設置為與第一方向平行。另一方面，在實施例2中，第一區域穿過光L1的電場方向被設置為與第一方向形成45度角。此外，第一區域穿過光L1的電場方向與第三區域穿過光L3的電場方向彼此平行，并且第二區域穿過光L2的電場方向與第四區域穿過光L4的電場方向彼此平行。實施例2的成像裝置中提供的第一偏振部件230和第二偏振部件250中的偏振狀態在圖6(A)和(B)中示意性地顯示。圖7中示出了具有Bayer布置的成像元件陣列40的概念圖。同樣，在實施例2中， 成像元件陣列40的一個像素由四個成像元件構成，(一個感測紅色的紅成像元件R、一個感測藍色的藍成像元件B、以及兩個感測綠色的綠成像元件G)。此外，在第一像素組PG1中，第三區域251安排在沿著第一方向布置的一個單位像素行中，在第二方向上與該單位像素行相鄰的第四區域252安排在沿著第一方向布置的一個像素行中。為每一個第N行沿著第二方向安排第三區域251和第四區域252。此外，第三區域251和第四區域252整體上在第一方向上延伸，但第三區域251和第四區域252的單位長度相當于一個成像元件長度。此外， 利用這樣的配置，沿著第二方向產生了基于主要具有P波分量(右眼視差信息)的光在第一方向上延伸的條形圖像以及基于主要具有S波分量的光在第一方向上延伸的條形圖像。 此外，在圖7中，在第三區域251和第四區域252內部畫出傾斜線，但它們示意性地指示線柵偏振器的線。除了以上各點，因為使用實施例2的成像裝置的成像方法可以與實施例1中描述
16的方法相同，所以其詳細描述將被省略。此外，因為實施例2的成像裝置的配置和結構與實施例1中描述的成像裝置110的相同，所以其詳細描述也將被省略。實施例2的成像裝置的配置和結構可以應用到后面將描述的實施例3至6中的成像裝置。[實施例3]實施例3是實施例1的修改。在實施例3的成像裝置的第一偏振部件330中，在第一區域331和第二區域332之間提供中心區域333，并且穿過中心區域333的中心區域穿過光的偏振狀態不從在入射到中心區域333之前的狀態發生變化。換言之，中心區域333 是偏振的自由穿過狀態。順便提及，當入射光穿過第一偏振裝置時，光量與頻譜特性和消光比成比例地下降，并且亮度變得較暗。這里，消光比是指在選擇偏振器的情況下的穿過光的量與沒有選擇偏振器的情況下通過反射或吸收而泄漏的光的量的比。具體地，例如，在使P波分量以10 的消光比穿過的偏振器的情況下，對于P波分量S波分量=50 50的入射自然光的強度100，偏振器以50的P波分量和5的S波分量的比來透射光。此外，在使P波分量以⑴的消光比穿過的偏振器的情況下，P波分量100%透射，但S波分量不被透射，而是被全部反射或完全吸收，因此，當普通的自然光入射時，亮度變為約1/2。圖I(B)和(C)中所示的穿過第一偏振部件130和第二偏振部件150的光量約為入射到第一偏振部件130之前的光量的 25%，即使在透射損耗為0的情況下也是如此。此外，當穿過第一和第二區域的光在混合狀態并以不可分離的狀態入射到成像元件陣列40時，雙眼的視差的基線長度與混合比成比例地變短，并且左眼視差信息和右眼視差信息在完全混合的狀態中變得相同，未獲得視差， 因此立體視圖是不可能的。在第一偏振部件330的中心區域333中，光強度較強，但視差量較小。因此，可以通過采用實施例3的第一偏振部件330來增大成像元件陣列40接收的光強度，并確保雙眼的視差的足夠的基線長度。如圖8(A)中的第一偏振部件330的示意圖所示，當第一偏振部件330的外部形狀是圓形時，中心區域333可以是圓形，并且第一區域331和第二區域332 可以是環繞中心區域333的具有180度的中心角度的扇形。替代地，如圖8(B)和(C)中的第一偏振部件330的示意圖所示，中心區域333可以是菱形或正方形，并且第一區域331 和第二區域332可以是類似圍繞中心區域333的具有180度的中心角的扇形的形狀。替代地，如圖8(D)中的第一偏振部件330的示意圖所示，第一區域331、中心區域333以及第二區域332可以是沿著第二方形延伸的條形。除了以上各點，因為使用實施例3的成像裝置的成像方法可以與實施例1中描述的相同，所以將省略其詳細描述。此外，因為實施例3的成像裝置的配置和結構與實施例1 中描述的成像裝置110的相同，所以其詳細描述將被省略。實施例3的成像裝置的配置和結構可以應用到后面將描述的實施例4至6中的成像裝置。[實施例4]實施例4也是實施例1的修改。在實施例4中，檢查消光比和視差之間的關系。換言之，通過將消光比從消光比=^ (具有0%的串擾，并在左眼視差信息和右眼視差信息完全分離的狀態)改變為消光比=1(具有50%的串擾，在左眼圖像和右眼圖像完全混合的狀態中，并且左眼視差信息和右眼視差信息是相同的視差信息(圖像))，執行合成圖像模擬， 用于在被分離為左和右的圖像混合時，檢查如果像差消失，即如果立體視圖不可能，像應當被混合到什么程度。部分結果顯示在圖9(A)和(B)中。這里，圖9㈧示出了消光比=⑴的狀態，圖9(B)示出了消光比=3(具有25%的串擾)的狀態。在圖9㈧和⑶的左側的圖(左眼圖像)和右側的圖(右眼圖像)中， 在垂直方向延伸的實線和虛線之間的距離相同。當將圖9(A)和(B)的左側的圖(左眼圖像)和右側的圖(右眼圖像)進行比較時，位于蘋果后側的石膏人像的鼻子的位置差異很小。此外，當比較圖9(A)和⑶時，與圖9㈧相比，圖9(B)中的石膏人像的鼻子的位置差異較小。雖然圖中未示出，但當消光比=1時，位于蘋果后側的石膏人像的鼻子的位置在左眼圖像和右眼圖像中相同。此外，當消光比=10(具有10%的串擾)時，石膏人像的鼻子的位置的差異與圖9(A)相比時較小，與圖9(B)相比時較大。根據以上結果，確定偏振器的消光比期望是3或更大。[實施例5]實施例5也是實施例1的修改。在實施例5中，線柵偏振器的規格參數和消光比之間的關系從計算中獲得。具體地，構成線柵偏振器的線的間距、入射光的波長U)、以及消光比之間的關系顯示在圖10(A)中。此外，線寬被設置為線間距的1/3，線的高度被設置為 150nm，并且線的長度被設置為無限。在圖10㈧中，曲線“A”是間距為150nm的情況中的數據，曲線“B”是間距為175nm的情況中的數據，曲線“C”是間距為200nm的情況中的數據，曲線“D”是間距為250nm的情況中的數據，曲線“E”是間距為300nm的情況中的數據。此夕卜， 構成線柵偏振器的線的高度、入射光的波長(λ)、以及消光比之間的關系顯示在圖10(B) 中。此外，線寬被設置為50nm，線的長度被設置為無限，并且線的間距被設置為150nm。在圖10⑶中，曲線“A”是高度為250nm的情況中的數據，曲線“B”是高度為200nm的情況中的數據，曲線“C”是高度為150nm的情況中的數據，曲線“D”是高度為IOOnm的情況中的數據。此外，構成線柵偏振器的線的(寬度/間距)、入射光波長(λ)、以及消光比之間的關系顯示在圖10(C)中。此外，線寬被設置為50nm，線的高度被設置為150nm，線的長度被設置為無限。在圖10(C)中，曲線“A”是(寬度/間距)的值為0.50時的數據，曲線“B”是 (寬度/間距)的值為0. 33時的數據。根據圖10(A)，確定期望線的間距等于或小于200nm，期望線的高度等于或大于 5X10_8m(50nm)，期望線的(寬度/間距)值等于或大于0. 33，以便將消光比設置為10或更大。此外，線的數目優選為10或更多。此外，兩個線的長度、入射光的波長U)、以及消光比之間的關系顯示在圖11中。 此外，線寬設置為50nm，線的高度設置為150nm，并且線的間距設置為線寬的三倍。在圖11 中，“A”是長度為Ιμπι的情況中的數據，“B”是長度為2 μπι的情況中的數據，“C”是長度為 3 μ m的情況中的數據，“D”是長度為4 μ m的情況中的數據，‘ ”是長度為5 μ m的情況中的數據，“F”是長度為6μπι的情況中的數據，“G”是長度為無限的情況中的數據。根據圖11， 確定期望線的長度等于或長于2 μ m,優選等于或長于3 μ m,以便將消光比設置為10或更大。此外，為了容易處理的原因，確定期望形成線的材料為鋁或鋁合金。[實施例6]實施例6也是實施例1的修改。圖12中顯示了實施例6的成像裝置中的具有 Bayer布置的成像元件陣列的概念圖，但第一像素組由一個單位像素行構成，并且在一個像素中安排一個第三區域151和一個第四區域152。更具體地，第三區域151安排在兩個感測綠色的綠成像元件G中的一個中，第四區域152安排在一個像素中的另一個綠成像元件 G中，此外，在第一像素組的一個像素中安排一個第三區域151和一個第四區域152，第一像素組由針對每一個第N行選擇的一個單位像素行構成，(其中，N= 2n，并且在圖中所示的示例中，η = 2)。替代地，圖13中示出了實施例6的成像裝置的修改示例中的具有Bayer布置的成像元件陣列的概念圖，但一個第三區域151和一個第四區域152沿著第一方向安排在一個像素中。而且，N = 8。此外，第一像素組由兩個單位像素行構成。然而，在一個單位像素行中為每一個第二像素安排第三區域151，并且在另一個單位像素行中為每一個第二像素安排第四區域152。在一個單位像素行中，其中未安排第三區域151的成像元件包含在第二成像元件組中，并且在另一單位像素行中，其中未安排第四區域152的成像元件包含在第二成像元件組中。除了以上各點，因為使用實施例6的成像裝置的成像方法可以與實施例1中描述的方法相同，所以將省略其詳細描述。在上文中，基于優選實施例描述了本發明，但本發明不限于這些實施例。實施例中描述的成像裝置和成像元件的配置和結構是示例，并可以被適當地修改。例如，如圖14(A) 中所示出的示意性部分截面圖，成像元件43A可以被配置為由提供在硅半導體基板60上的光電轉換元件61、以及疊置在該光電轉換元件61上的第一平化薄膜62、無機絕緣基層66、 線柵偏振器67、第二平化薄膜65、濾色器63和片上透鏡64組成。替代地，如圖14(B)中所示出的示意性部分截面圖，成像元件43A可以被配置為由提供在硅半導體基板60上的光電轉換元件61、以及疊置在該光電轉換元件61上的第一平化薄膜62、片上透鏡64、第二平化薄膜65、濾色器63、無機絕緣基層66和線柵偏振器67組成。除了不提供線柵偏振器67之外，成像元件4 可以具有與成像元件43A相同的配置和結構。此外，成像元件可以是表面輻射型，如圖中所示，也可以是后表面輻射型，盡管圖中未示出。基于通過本發明的成像方法獲得的右眼圖像數據和左眼圖像數據顯示立體圖像， 但作為這樣的顯示方法，可以例示通過在兩個投影儀中安裝圓偏振或線偏振濾波器而分別顯示左眼和右眼圖像并利用對應于顯示器的圓偏振或線偏振眼鏡觀看圖像的方法、雙凸透鏡(lenticular lens)方法、以及視差柵欄方法。另外，如果不使用圓偏振或線偏振眼鏡觀看圖像，可以看到通常的二維(平)圖像。此外，上面描述的處理過程可以被理解為具有這樣一系列過程的方法，并且可以被理解為使得計算機執行這樣一系列過程的程序或存儲該程序的記錄介質。作為記錄介質，例如可以使用CD (緊致盤)、MD (迷你盤)、DVD (數字多功能盤)、存儲卡、藍光盤(注冊商標)等。附圖標記列表PG1:第一像素組P(i2:第二像素組110:成像裝置11 照相機主體12:圖像處理部件13:圖像存儲單元
20:透鏡系統21 拍攝透鏡22:光圈23:成像透鏡130,230和330 第一偏振部件131、231 和 331 第一區域132、232 和 332 第二區域333:中心區域40:成像元件陣列41 第一成像元件組42:第二成像元件組43A和43B:成像元件150和250 第二偏振部件151和251:第三區域152和252:第四區域60 硅半導體基板61 光電轉換元件62 第一平化薄膜63 濾色器64 片上透鏡65 第二平化薄膜66 無機絕緣基層67、67A和67B 線柵偏振器68、68A 和 68B:線
權利要求
1.一種視差成像方法，包括通過像素矩陣的第一像素組接收視差信息； 通過所述像素矩陣的第二像素組接收原始信息，其中，基于由所述第一像素組的第一像素子組接收的第一偏振信息和由所述第一像素組的第二像素子組接收的第二偏振信息計算所述視差信息；以及利用視差信息處理所述原始信息，以分別呈現第一圖像和第二圖像。
2.如權利要求1所述的視差成像方法，其中所述像素矩陣的第一像素組包括至少一個像素行，并且其中所述像素矩陣的第二像素組由未包含在所述第一像素組中的像素行組成。
3.如權利要求1所述的視差成像方法，其中，所述像素矩陣的第一像素組包括針對每一個第N行的至少一個像素行，其中N > 2，其中，所述像素矩陣的第二像素組包括不等于每一個第N行的像素行。
4.如權利要求3所述的視差成像方法，其中N的上限是N= 2~n，其中η是從1至5的自然數。
5.如權利要求4所述的視差成像方法，其中η= 3。
6.如權利要求1所述的視差成像方法，其中，所述第一偏振信息的電場方向與所述第二偏振信息的電場方向正交。
7.—種視差成像設備，包括 安排在矩陣中的像素集合，所述像素集合的第一圖像像素組，用于接收原始信息；以及所述像素集合的第二圖像像素組，用于接收視差信息，其中由所述第一圖像像素組接收的原始信息是穿過第一偏振部件和第二偏振部件的會聚光，并且所述第一圖像像素組將所述會聚光轉換為電信號，其中由所述第二圖像像素組接收的視差信息是穿過第一偏振部件的會聚光，并且所述第二圖像像素組將所述會聚光轉換為電信號，以及處理器，用于利用所述視差信息處理所述原始信息，以呈現第一圖像和第二圖像。
8.如權利要求7所述的視差成像設備，其中所述設備是數碼照相機、個人計算機、移動終端設備、攝像機或游戲機中的一個。
9.如權利要求7所述的視差成像設備，其中所述像素矩陣的第一圖像像素組包括至少一個像素行，并且其中所述像素矩陣的第二圖像像素組由未包含在所述第一圖像像素組中的像素行組成。
10.如權利要求7所述的視差成像設備，其中所述第一圖像像素組包括針對每一個第N 行的至少一個像素行，其中N彡2，并且其中所述第二圖像像素組包括不等于每一個第N行的像素行。
11.一種視差成像系統，包括 安排在矩陣中的像素集合，所述像素集合的第一圖像像素組，用于接收原始信息；以及所述像素集合的第二圖像像素組，用于接收視差信息，其中由所述第一圖像像素組接收的原始信息是穿過第一偏振部件和第二偏振部件的會聚光，并且所述第一圖像像素組將所述會聚光轉換為電信號，其中由所述第二圖像像素組接收的視差信息是穿過第一偏振部件的會聚光，并且所述第二圖像像素組將所述會聚光轉換為電信號，其中所述第一偏振部件具有沿著第一方向布置的第一區域和第二區域，并且其中所述第二偏振部件具有沿著第二方向布置的第三區域和第四區域。
12.一種視差成像設備，包括第一圖像像素組，用于接收原始信息；以及第二圖像像素組，用于接收視差信息，其中由所述第一圖像像素組接收的原始信息是穿過第一偏振部件和第二偏振部件的會聚光，并且所述第一圖像像素組將所述會聚光轉換為電信號，其中由所述第二圖像像素組接收的視差信息是穿過第一偏振部件的會聚光，并且所述第二圖像像素組將所述會聚光轉換為電信號，其中所述第一偏振部件具有沿著第一方向布置的第一區域和第二區域，并且其中所述第二偏振部件具有沿著第二方向布置的第三區域和第四區域。
13.一種存儲程序代碼的非暫時計算機可讀介質，所述程序代碼在被計算機執行時執行視差系統中的視差成像處理，所述視差系統包括布置在矩陣中的像素集合，其中所述像素集合具有第一像素組和第二像素組，所述處理包括通過所述像素矩陣的第一像素組接收視差信息； 通過所述像素矩陣的第二像素組接收原始信息，其中，基于由所述第一像素組的第一像素子組接收的第一偏振信息和由所述第一像素組的第二像素子組接收的第二偏振信息計算所述視差信息；以及利用視差信息處理所述原始信息，以分別呈現第一圖像和第二圖像。
全文摘要
一種立體成像方法，其中，像素矩陣被劃分為組，從而由一個像素組接收視差信息，由另一個像素組接收原始信息。具體地，視差信息可以基于由所述一個像素組的子組接收的偏振信息，并且通過處理所接收的所有信息，該方法呈現多個圖像。
文檔編號H04N13/00GK102385168SQ20111025454
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月31日 優先權日2010年9月3日
發明者佐藤修三, 大谷榮二, 小林誠司, 小澤謙 申請人:索尼公司