圖像捕獲裝置和圖像捕獲方法

2023-05-29 14:24:11 2

專利名稱：圖像捕獲裝置和圖像捕獲方法
技術領域：
本公開涉及圖像捕獲裝置和圖像捕獲方法。更具體地，本公開涉及用於作為三維圖像捕獲被攝體的圖像捕獲裝置和圖像捕獲方法。
背景技術：
過去，已經提出這樣的系統，其使得提供在右和左的兩個視頻攝像機同時捕獲被攝體的圖像，並且通過同時輸出獲得的兩種類型的圖像(右眼圖像和左眼圖像)來顯示三維圖像。然而，當使用兩個視頻攝像機時，該裝置的尺寸增大，這是不實用的。兩個視頻攝像機之間的基線長度，即作為三維相機的雙眼之間的距離，通常設置在對應於人的雙眼之間 的距離的約65mm，而不管鏡頭的變焦比。在這樣的情況下，在放大的圖像中，雙眼之間的視差增大，並且這強迫觀察者的光學系統執行不同於普通處理信息處理，並且這成為視覺疲勞的原因。當通過兩個視頻攝像機捕獲運動被攝體時，必需執行兩個視頻攝像的精確同步控制，這是非常困難的，並且精確地控制會聚角也是非常困難的。為了便於調整用於三維拍攝的鏡頭系統，已經提出了一種三維拍攝裝置，其通過組合用於在相互垂直的方向偏振的偏振濾光鏡共享相同的光學系統(例如，參見日本專利申請公開 Νο·Η6-054991)。已經提出一種方法，其中通過包括兩個鏡頭和圖像捕獲部件的圖像捕獲裝置執行三維拍攝(例如，參見日本專利申請公開No. 2004-309868)。在該日本專利申請公開中公開的圖像捕獲裝置包括圖像捕獲部件，其中對應於預定數量的掃描線的整數倍的像素提供在圖像捕獲表面上；第一水平分量偏振部件，用於使來自被攝體的第一視頻光的水平分量穿過；以及第一垂直分量偏振部件，其提供在遠離第一水平分量偏振部件預定距離的位置，並且僅使來自被攝體的第二視頻光的垂直分量穿過，其中穿過第一水平分量偏振部件的水平分量聚集到圖像捕獲表面上的預定範圍的像素上，並且穿過第一垂直分量偏振部件的垂直分量聚集到除了預定範圍的剩餘範圍中的像素上。更具體地，以對應於人的視差的間隔分離地水平分量偏振濾光鏡和垂直分量偏振濾光鏡提供有兩個鏡頭，所述兩個鏡頭位於以距CXD的圖像捕獲表面的預定距離相互遠離的位置。引用列表專利文獻專利文獻I :日本專利申請公開No. H6-054991專利文獻2 :日本專利申請公開No. 2004-309868

發明內容
本發明要解決的問題附帶地，在日本專利申請公開NO.H6-054991中公開的技術中，通過重疊兩個偏振濾光鏡的輸出使光學路徑成為一個系統，從而共享相同的鏡頭系統。然而，為了在稍後的階段中提取右眼圖像和左眼圖像，額外需要偏振濾光鏡，以便再次劃分光路本身以允許光入射到分離的偏振濾光鏡上，這導致鏡頭系統中的光損失，此外，還存在難以減小裝置的尺寸的問題。在日本專利申請公開No. 2004-309868中公開的技術中，要求鏡頭和偏振濾光鏡的兩個組合，這不可避免地導致複雜和巨大的裝置。因為上述圖像捕獲裝置複雜，所以使用該裝置不僅拍攝三維圖像而且拍攝普通二維圖像都是不實用的。因此，本公開的第一目的是提供一種圖像捕獲裝置和使用具有簡單配置和結構的相關圖像捕獲裝置的圖像捕獲方法，其中通過單個圖像捕獲裝置可以將被攝體捕獲為三維圖像。本公開的第二目標是提供一種具有簡單配置和結構並且能夠拍攝普通二維圖像的圖像捕獲裝置。問題的解決方案為了實現上述第一目的，根據本公開第一方面的圖像捕獲裝置包括(A)第一偏振部件，用於偏振來自被攝體的光；(B)鏡頭系統，用於聚集來自第一偏振部件的光；以及(C)圖像捕獲元件陣列，其中在第一方向和垂直於第一方向的第二方向以二維矩陣形式排列圖像捕獲元件，其中第二偏振部件提供在光入射側，並且圖像捕獲元件陣列將通過鏡頭 系統聚集的光轉換為電信號，其中第一偏振部件包括沿第一方向排列的第一區域和第二區域，已經穿過第一區域的第一區域透射光的偏振狀態不同於已經穿過第二區域的第二區域透射光的偏振狀態，第二偏振部件包括沿第二方向交替排列並且在第一方向延伸的多個第三區域和第四區域，已經穿過第三區域的第三區域透射光的偏振狀態不同於已經穿過第四區域的第四區域透射光的偏振狀態，第一區域透射光穿過第三區域並且到達圖像捕獲元件，以及第二區域透射光穿過第四區域並且到達圖像捕獲元件，因此捕獲圖像以獲得其中第一區域的重心和第二區域的重心之間的距離是雙眼之間的視差的基線長度的三維圖像。為了實現上述第一目的，根據本公開的圖像捕獲方法是使用根據本公開第一方面的圖像捕獲裝置的圖像捕獲方法，其中圖像捕獲元件用已經穿過第三區域並且已經到達圖像捕獲元件的第一區域透射光，生成用於獲得右眼圖像的電信號，圖像捕獲元件用已經穿過第四區域並且已經到達圖像捕獲元件的第二區域透射光，生成用於獲得左眼圖像的電信號，以及輸出這些電信號。這些電信號可以同時輸出，或者按時間序列交替輸出。為了實現上述目的，根據本公開第二方面的圖像捕獲裝置包括(A)四分之一波片；(B)鏡頭系統，用於聚集來自四分之一波片的光；以及(C)圖像捕獲元件陣列，其中在第一方向和垂直於第一方向的第二方向以二維矩陣形式排列圖像捕獲兀件，其中偏振部件提供在光入射側，並且圖像捕獲元件陣列將通過鏡頭系統聚集的光轉換為電信號，其中偏振部件包括沿第二方向交替排列並且在第一方向延伸的多個第一區域和第二區域，已經穿過第一區域的第一區域透射光的偏振狀態不同於已經穿過第二區域的第二區域透射光的偏振狀態，以及四分之一波片的快軸與第一區域透射光的電場方向成預定角度。應當注意，根據本公開第二方面的圖像捕獲裝置的第一區域實質上對應於根據本公開第一方面的圖像捕獲裝置的第三區域，並且根據本公開第二方面的圖像捕獲裝置的第二區域實質上對應於根據本公開第一方面的圖像捕獲裝置的第四區域。在該情況下，為了避免在根據本公開第二方面的圖像捕獲裝置的第一區域和根據本公開第一方面的圖像捕獲裝置的第一區域之間造成混淆，根據本公開第二方面的圖像捕獲裝置的第一區域為了方便起見稱為「第五區域」，並且為了避免在根據本公開第二方面的圖像捕獲裝置的第二區域和根據本公開第一方面的圖像捕獲裝置的第二區域之間造成混淆，根據本公開第二方面的圖像捕獲裝置的第二區域為了方便起見稱為「第六區域」。另一方面，已經穿過第五區域的光稱為「第五區域透射光」，並且已經穿過第六區域的光稱為「第六區域透射光」。本發明的效果在根據本公開第一方面的圖像捕獲裝置和圖像捕獲方法中，圖像捕獲裝置由一組第一偏振部件和第二偏振部件以及一個鏡頭系統構成，因此可以提供具有簡單配置和結構的、小的單筒圖像捕獲裝置。由於不必具有兩組鏡頭和偏振濾光鏡的組合，所以在變焦、光圈、聚焦、會聚角等中不會存在偏移或差別。而且，雙眼之間的視差的基線長度比較短，因此，可以獲得自然的三維感覺。此外，通過附接和拆分第一偏振部件，可以容易地獲得二維圖像和三維圖像。在根據本公開第二方面的圖像捕獲裝置的情況下，具有簡單配置和結構的圖像捕獲裝置可以捕獲普通二維圖像，此外，根據本公開第二方面的圖像捕獲裝置可以容易地併入根據本公開第一方面的圖像捕獲裝置，因此，不僅可以拍攝三維圖像，而且可以
容易地拍攝具有高質量的普通二維圖像。


圖I (A)、l (B)和I (C)是根據第一實施例的圖像捕獲裝置的概念圖，並且是示意性圖示第一偏振部件和第二偏振部件的偏振狀態的圖。圖2 (A)和2 (B)是在根據第一實施例的圖像捕獲裝置中圖示穿過第一偏振部件的第一區域和第二偏振部件的第三區域並且到達圖像捕獲元件陣列的光的概念圖，以及圖示穿過第一偏振部件的第二區域和第二偏振部件的第四區域並且到達圖像捕獲元件陣列的光的概念圖，並且圖2 (C)和2 (D)是示意性地圖示通過如圖2 (A)和2 (B)所示的光在圖像捕獲元件陣列上形成的圖像的圖。圖3 (A)和3 (B)是示意性地圖示在根據第一實施例的圖像捕獲裝置中的圖像捕獲元件的局部剖視圖，以及示意性地圖示線柵偏振器的排列狀態的圖。圖4是圖示在根據第一實施例的圖像捕獲裝置中具有拜耳排列的圖像捕獲元件陣列的概念圖。圖5是圖示用於說明圖像處理的具有拜耳排列的圖像捕獲元件陣列的概念圖，所述圖像處理用於通過對從圖像捕獲元件獲得的電信號執行去馬賽克處理獲得信號值。圖6 (A)和6 (B)是示意性地圖示通過在根據第二實施例的圖像捕獲裝置中提供的第一偏振部件和第二偏振部件的偏振狀態的圖。圖7是圖示在根據第二實施例的圖像捕獲裝置中具有拜耳排列的圖像捕獲元件陣列的概念圖。圖8 (A)到8 (D)是圖示在根據第三實施例的圖像捕獲裝置中提供的第一偏振部件的示意圖。圖9是圖示根據第四實施例的圖像捕獲裝置的概念圖。圖10 (A)UO (B)和10 (C)是根據第五實施例的圖像捕獲裝置的概念圖，並且是示意性地圖示第一偏振部件和第二偏振部件的偏振狀態的圖。圖11 (A)Ul (B)和11 (C)是用作通過根據第一、第四和第五實施例的圖像捕獲裝置獲得的左眼圖像和右眼圖像的畫面的圖。圖12 (A)和12 (B)是在第六實施例中用作示出通過研究消光比和視差之間的關係獲得的結果的左眼圖像和右眼圖像的畫面的圖。圖13 (A)、13 (B)和13 (C)是圖示在第七實施例中的結果的曲線圖，所述結果示出消光比和入射光的波長以及構成線柵偏振器的線的間距的關係、消光比和入射光的波長以及構成線柵偏振器的線的高度的關係、和消光比和入射光的波長以及構成線柵偏振器的線的(寬度/間距)的關係。圖14是圖示在第七實施例中結果的曲線圖，所述結果示出消光比和入射光的波長以及構成線柵偏振器的兩條線的長度的關係。圖15是圖示在根據第八實施例的圖像捕獲裝置中具有拜耳排列的圖像捕獲元件陣列的概念圖。圖16是圖示根據第八實施例的圖像捕獲裝置的第一修改的具有拜耳排列的圖像捕獲元件陣列的概念圖。
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圖17是圖示根據第八實施例的圖像捕獲裝置的第二修改的具有拜耳排列的圖像捕獲元件陣列的概念圖。圖18是圖示根據第八實施例的圖像捕獲裝置的第三修改的具有拜耳排列的圖像捕獲元件陣列的概念圖。圖19是圖示根據第八實施例的圖像捕獲裝置的第四修改的具有拜耳排列的圖像捕獲元件陣列的概念圖。圖20 (A)、20 (B)、20 (C)和20 (D)是圖示根據第九實施例的圖像捕獲裝置的概念圖，圖示四分之一波片的概念圖，示意性地圖示第一偏振部件的偏振狀態的圖，以及示意性地圖不偏振部件(第二偏振部件)的偏振狀態的圖。圖21 (A)、21 (B)和21 (C)分別是圖示在根據第九實施例的圖像捕獲裝置中的四分之一波片的概念圖，示意性地圖示第一偏振部件的偏振狀態的圖，以及示意性地圖示偏振部件(第二偏振部件)中的偏振狀態的圖，圖21 (D)和21 (E)是圖示在根據第十實施例的圖像捕獲裝置中的四分之一波片的概念圖。圖22 (A)和22 (B)示意性地圖示圖像捕獲元件的修改的局部剖視圖。
具體實施例方式下文中，將基於參考附圖的各實施例說明本公開。然而，本公開不限於各實施例。在各實施例中，各種數值和材料僅僅是示例。將按照以下順序進行說明。I.關於根據本公開第一和第二方面的圖像捕獲裝置和圖像捕獲方法的總體說明2.第一實施例(根據本公開第一方面的圖像捕獲裝置和圖像捕獲方法)3.第二實施例(第一實施例的修改)4.第三實施例(第一實施例的另一修改)5.第四實施例(第一實施例的另一修改)6.第五實施例(第一實施例的另一修改)7.第六實施例(第一實施例的另一修改)8.第七實施例(第一實施例的另一修改)9.第八實施例(第一實施例的另一修改)10.第九實施例(根據本公開第二方面的圖像捕獲裝置和第一實施例的另一修改)
11.第十實施例(第九實施例的修改)其他[關於根據本公開第一和第二方面的圖像捕獲裝置和圖像捕獲方法的總體說明]在根據本公開第一方面的圖像捕獲裝置或適於與本公開的圖像捕獲方法共同使用的圖像捕獲裝置中，第一偏振部件優選接近鏡頭系統的光圈單元排列。可替代地，當一旦使得入射到鏡頭系統的光成為平行光並且最終聚集在圖像捕獲元件上(形成圖像)時，第一偏振部件優選在平行光狀態下排列在鏡頭系統的一部分中，在這些模式中，通常，不必以新的方式重新設計鏡頭系統的光學系統，並且機械(物理)設計改變可以通過固定第一偏振部件應用於現有的鏡頭系統，或者允許其可拆卸地附接到現有的鏡頭系統。為了將第一偏振部件可拆卸地附接到鏡頭系統，例如，製造第一偏振部件以具有類似於鏡頭的光圈葉片的配置和結構，並且第一偏振部件可以排列在鏡頭系統中。可替代地，配置和結構可以是這樣的，以便在鏡頭系統中具有第一偏振部件和孔部分二者的構件附接到旋轉軸，使得繞平行於鏡頭系統的光軸的旋轉軸可旋轉，並且這樣的構件繞旋轉軸旋轉，以便穿過鏡頭系統的 光線穿過孔部分或者穿過第一偏振部件。可替代地，配置和結構可以是這樣的，以便在鏡頭系統中，例如，具有第一偏振部件和孔部分二者的構件在垂直於鏡頭系統的光軸的方向以可滑動方式附接到鏡頭系統，並且使得這樣的構件滑動以便穿過鏡頭系統的光線穿過孔部分或第一偏振部件。在根據本公開第一方面的圖像捕獲裝置、或適於與包括以上優選模式的本公開的圖像捕獲方法共同使用的圖像捕獲裝置中，可以在第一偏振部件中的第一區域和第二區域之間提供中心區域，並且已經穿過中心區域的中心區域透射光的偏振狀態不從入射到中心區域之前的狀態改變。也就是說，關於偏振中心區域是透明狀態。在第一偏振部件的中心區域中，光密度高，並且視差量小。因此，在該模式下，雖然圖像捕獲元件陣列接收的光密度維持在高水平，但是可以確保雙眼之間的視差的充分基線長度。當第一偏振部件的外形是圓形時，中心區域可以是圓形，並且第一區域和第二區域可以是具有包圍中心區域的180度的中心角的扇形，或者中心區域可以是菱形或方形，並且第一區域和第二區域可以是類似於具有包圍中心區域的180度的中心角的扇形的形狀。可替代地，第一區域、中心區域和第二區域是在第二方向延伸的帶狀形狀。在根據本公開第一方面的圖像捕獲裝置、或適於與包括以上說明的各種類型的優選實施例的本公開的圖像捕獲方法共同使用的圖像捕獲裝置(下文中，這些圖像捕獲裝置可以稱為「根據本公開第一方面等的圖像捕獲裝置」)中，第一區域和第二區域可以由偏振器形成，並且可以配置第一區域透射光的電場方向垂直於第二區域透射光的電場方向。此夕卜，在根據包括這樣的配置的本公開第一方面等的圖像捕獲裝置中，可以配置第一區域透射光的電場方向平行於第一方向，或者可以配置第一區域透射光的電場方向與第一方向成45度角。此外，在根據包括這些配置的任何組合的本公開第一方面等的圖像捕獲裝置中，可以配置第一區域透射光的電場方向平行於第三區域透射光的電場方向，並且可以配置第二區域透射光的電場方向平行於第四區域透射光的電場方向。此外，在根據包括這些配置的任何組合的本公開第一方面等的圖像捕獲裝置中，偏振器的消光比是3或更大，並且更優選是10或更大。在該情況下，「偏振器」意味著進行從自然光(非偏振)的線性偏振和圓形偏振的偏振器，並且構成第一區域和第二區域的偏振器本身可以是具有公知配置和結構的偏振器(偏振片)。例如，第一區域透射光和第二區域透射光之一的偏振分量配置為主要是S波(TE波)，並且第一區域透射光和第二區域透射光的另一個偏振分量配置為主要是P波(TM波)。第一區域透射光和第二區域透射光的偏振狀態可以是線性偏振或者可以是圓形偏振(其中旋轉方向互相相反)。一般，其振蕩方向只在某一特定方向的橫波稱為偏振波，並且其振蕩方向稱為偏振方向或偏振軸。光的電場方向與偏振方向相同。當第一區域透射光的電場方向配置為平行於第一方向時，第一區域中的消光比意味著穿過第一區域的光中包含的電場方向在第一方向的光的分量與穿過第一區域的光中包含的電場方向在第二方向的光的分量之間的比率，並第二區域中的消光比意味著穿過第二區域的光中包含的電場方向在第二方向的光的分量與穿過第二區域的光中包含的電場方向在第一方向的光的分量之間的比率。當第一區域透射光的電場方向配置為與第一方向成45度角時，第一區域中的消光比意味著穿過第一區域的光中包含的電場方向與第一方向成45度的光的分量與穿過第一區域的光中包含的電場方向與第一方向成135度的光的分量之間的比率，並第二區域中的消光比意味著穿過第二區域的光中包含的電場方向與第一方向成135度的光的分量與穿過第二區域的光中包含的電場方向與第一方向成45度的光的分量之間的比率。可替代地，例如，當第一區域透射光的偏振分量主要是P波，並且二區域透射光的偏振分量主要是S波 時，第一區域中的消光比可以是第一區域透射光中包含的P偏振分量和S偏振分量之間的比率，並且第二區域中的消光比可以是第二區域透射光中包含的S偏振分量和P偏振分量之間的比率。在根據包括以上說明的各種類型的優選模式和配置的本公開第一方面等的圖像捕獲裝置中，圖像捕獲元件可以由光電轉換元件形成，以及由在其上層積的濾色鏡、片上透鏡和線柵偏振器構成，並且線柵偏振器可以構成第三或第四區域。可替代地，圖像捕獲元件可以由光電轉換元件形成，以及由在其上層積的片上透鏡、濾色鏡和線柵偏振器構成，並且線柵偏振器可以構成第三或第四區域。然而，片上透鏡、濾色鏡和線柵偏振器的順序可隨需要改變。在這些模式中，當第一區域透射光的電場方向配置為平行於第一方向時，構成線柵偏振器的多條線延伸的方向可以平行於第一方向或第二方向。更具體地，在構成第三區域的線柵偏振器中，各條線延伸的方向平行於第二方向，並且在構成第四區域的線柵偏振器中，各條線延伸的方向平行於第一方向。可替代地，在這些模式中，當第一區域透射光的電場方向配置為與第一方向成45度時,構成線柵偏振器的多條線延伸的方向可以與第一方向或第二方向成45度。更具體地，在構成第三區域的線柵偏振器中，各條線延伸的方向與第一方向成135度,並且在構成第四區域的線柵偏振器中，各條線延伸的方向與第一方向成45度。線延伸的方向是線柵偏振器的光吸收軸,垂直於線延伸的方向的方向是線柵偏振器的光投射軸。基本上，以上說明也可以應用於根據本公開第二方面的圖像捕獲裝置。此外，在根據包括以上說明的各種類型的優選模式和配置的本公開第一方面等的圖像捕獲裝置中，四分之一波片(λ /4波片)優選排列在第一偏振部件的光入射側，以便避免所謂的雙眼競爭。可以總是提供四分之一波片或者根據需要提供四分之一波片。更具體地，四分之一波片可以可拆卸地附接到鏡頭系統中提供的濾光片附接單元。在該情況下，例如，雙眼競爭意味著這樣的現象，其中捕獲反射P波分量而吸收S波分量的被攝體(諸如水面或窗戶)的圖像，並且從P波分量獲得的圖像和從S波分量獲得的圖像呈現給雙眼時，不出現融合，並且以這樣的方式交替看見圖像，僅圖像之一更強烈地被看見，而且在重疊區域圖像相互抑制。穿過四分之一波片的光處於偏振方向相同的狀態，並且在反射P波分量而吸收S波分量的被攝體的一部分的各圖像之間不出現大的差別，所述各圖像是在當這樣的光穿過第一區域和第三區域並且到達圖像捕獲元件陣列時獲得的圖像和當這樣的光穿過第二區域和第四區域並且到達圖像捕獲元件陣列時獲得的圖像之間，因此，可以避免雙眼競爭。應當注意，四分之一波片快軸與第一區域透射光的電場方向成45度或45度±10度的角。可替代地，如上所述，在第一區域和第二區域由偏振器形成，並且第一區域透射光的電場方向垂直於第二區域透射光的電場方向，以及第一區域透射光的電場方向平行於第一方向的配置中，或在第一區域透射光的電場方向與第一方向成45度角的配置中，四分之一波片排列在第一偏振部件的光入射側，並且四分之一波片的快軸與第一區域透射光的電場方向成預定角度，或者四分之一波片可以包括在第二方向排列的第一四分之一波片和第二四分之一波片，第一四分之一波片的快軸可以與第一區域透射光的電場方向成預定角度，並且第二四分之一波片的快軸可以垂直於第一四分之一波片的快軸(換句話說，平行於第一四分之一波片的慢軸)，並且在這些模式中，預定角度可以是45度或45度± 10度，此··夕卜，在這些模式中，第一區域透射光的電場方向可以平行於第三區域透射光的電場方向，並且第二區域透射光的電場方向可以平行於第四區域透射光的電場方向。此外在這些模式中，第一偏振部件可以可拆卸地附接到鏡頭系統，並且四分之一波片可拆卸地附接到鏡頭系統。此外在這些模式中，可以鄰近第一偏振部件提供四分之一波片，例如，四分之一波片可以提供在第一偏振部件的光入射側。在根據本公開第二方面的圖像捕獲裝置中，四分之一波片可以包括在第二方向排列的第一四分之一波片和第二四分之一波片，第一四分之一波片的快軸可以與第五區域透射光的電場方向成預定角度，並且第二四分之一波片的快軸可以垂直於第一四分之一波片的快軸(換句話說，平行於第一四分之一波片的慢軸)。在根據包括這樣的模式的本公開第二方面的圖像捕獲裝置中，預定角度可以是45度或45度± 10度，此外，在根據包括這樣的模式的本公開第二方面的圖像捕獲裝置中，第五區域透射光的電場方向可以垂直於第六區域透射光的電場方向，並且在該情況下，第五區域透射光的電場方向可以平行於第一方向，或者第五區域透射光的電場方向可以與第一方向成45度角。此外，根據包括這些模式的本公開第二方面的圖像捕獲裝置中，四分之一波片可以可拆卸地附接到鏡頭系統。為了可拆卸地將四分之一波片附接到鏡頭系統，例如，製造四分之一波片以具有類似於鏡頭的光圈葉片的結構的結構，並且四分之一波片可以排列在鏡頭系統中。可替代地，配置和結構可以是這樣的，以便在鏡頭系統中具有四分之一波片和孔部分二者的構件附接到旋轉軸，使得繞平行於鏡頭系統的光軸的旋轉軸可旋轉，並且這樣的構件繞旋轉軸旋轉，以便穿過鏡頭系統的光線穿過孔部分或者穿過四分之一波片。可替代地，配置和結構可以是這樣的，以便在鏡頭系統中，例如，具有四分之一波片和孔部分二者的構件在垂直於鏡頭系統的光軸的方向以可滑動方式附接到鏡頭系統，並且使得這樣的構件滑動以便穿過鏡頭系統的光線穿過孔部分或四分之一波片。在該情況下，可以採用以下配置四分之一波片包括多個構件，並且每個構件配置為在垂直於鏡頭系統的光軸的方向以可滑動。可替代地，在根據本公開第一方面等的圖像捕獲裝置中，為了避免所謂的雙眼競爭，具有α度的偏振軸的偏振片可以排列在第一偏振部件的光入射側，第一區域可以包括第一波片，以及第二區域可以包括第二波片，並且第一區域透射光的電場方向可以垂直於第二區域透射光的電場方向。在該情況下，更具體地，α的值可以是45度，第一波片可以包括半波片(+ λ /2波片)並且第二波片可以包括半波片(_ λ /2波片)，其相位差不同於構成第一波片的半波片。在該情況下，具有α度的偏振軸的偏振片固定到鏡頭系統。在根據包括以上說明的各種類型的優選模式和配置的本公開第一方面等的圖像捕獲裝置中，圖像捕獲元件陣列可以具有拜耳排列，一個像素可以包括四個圖像捕獲元件，並且可以為一個像素提供一個第三區域或第四區域。在根據包括含有這些模式的以上說明的各種類型的優選模式和配置的本公開第一方面等的圖像捕獲裝置中，可以沿第二方向為N個像素排列一個第三區域和一個第四區域(其中，N是2η，η為I到5的自然數)。然而，圖像捕獲元件陣列的排列不限於拜耳排列。其他排列包括行間插入排列、G條RB棋盤排列、G條RB完全棋盤排列、棋盤互補色排列、條排列、對角線條排列、原色色差排列、場色色差接連排列、幀色色差接連排列、MOS型排列、改進MOS型排列、幀交織排列、場交織排列。基本 上，以上說明也可以應用於根據本公開第二方面的圖像捕獲裝置。在使用根據包括以上說明的各種類型的優選模式和配置的本公開第一方面等的圖像捕獲裝置的本公開的圖像捕獲方法中，沿第二方向為N個像素排列一個第三區域和一個第四區域(其中，N是2η，η為I到5的自然數)，並且在該情況下，基於深度圖(深度信息)和來自構成圖像捕獲元件陣列的所有圖像捕獲元件的電信號獲得用於獲得右眼圖像的圖像數據(右眼圖像數據)和用於獲得左眼圖像的圖像數據(左眼圖像數據)，所述深度圖由從已經穿過第三區域的第一區域透射光獲得的電信號、從已經穿過第四區域的第二區域透射光獲得的電信號生成。基本上，以上說明也可以應用於根據本公開第二方面的圖像捕獲裝置。可替代地，當圖像捕獲元件陣列的排列是拜耳排列時，可以不為接收紅色光的紅色圖像捕獲元件和接收藍色光的藍色圖像捕獲元件提供第三區域和第四區域，並且可以為接收綠色光的兩個綠色圖像捕獲元件之一提供第三區域，以及為它們中的另一個提供第四區域。可替代地，當圖像捕獲元件陣列的排列是拜耳排列時，在一個接收紅色光的紅色圖像捕獲元件、一個接收藍色光的藍色圖像捕獲元件、以及兩個接收綠色光的綠色圖像捕獲元件中，可以在第一方向為兩個彼此相鄰圖像捕獲元件(例如，接收紅色光的紅色圖像捕獲元件和接收綠色光的綠色圖像捕獲元件之一)提供第三區域或第四區域，並且可以為剩餘的兩個圖像捕獲元件(例如，接收藍色光的藍色圖像捕獲元件和接收綠色光的綠色圖像捕獲元件的另一個)安排第四區域或第三區域。可替代地，當圖像捕獲元件陣列的排列是拜耳排列時，在接收紅色光的一個紅色圖像捕獲元件、接收藍色光的一個藍色圖像捕獲元件、以及接收綠色光的兩個綠色圖像捕獲元件中，可以為圖像捕獲元件中的任一(例如，接收紅色光的一個紅色圖像捕獲元件和接收藍色光的一個藍色圖像捕獲元件)提供第三區域或第四區域，並且可以為在第二方向鄰近圖像捕獲元件的圖像捕獲元件(例如，綠色圖像捕獲元件)提供第四區域或第三區域。即使在這些情況下，一個第三區域和一個第四區域可以配置為沿第二方向為N個像素排列，並且一個第三區域或一個第四區域可以配置為沿第一方向為M個像素排列。基本上，以上說明也可以應用於根據本公開第二方面的圖像捕獲裝置。在根據本公開的圖像捕獲方法、或根據包括以上說明的各種類型的優選模式和配置的本公開第一到第二方面的圖像捕獲裝置(下文中，它們可以簡單地統稱為「本公開」)中，第一方向可以是水平方向，並且第二方向可以是垂直方向。沿第一方向的第三區域和第四區域(根據本公開第一方面等的圖像捕獲裝置)或者第五區域和第六區域(根據本公開第二方面的圖像捕獲裝置)的單位長度例如可以與沿圖像捕獲裝置的第一方向的長度相同(當第一區域透射光的電場方向平行於第一方向時)，或者可以與相當於一個圖像捕獲元件的長度相同(當第一區域透射光的電場方向與第一方向成45度角時)。鏡頭系統可以是固定焦距鏡頭，或者可以是所謂變焦鏡頭，並且鏡頭和鏡頭系統的配置和結構可以基於鏡頭系統要求的規格確定。圖像捕獲元件可以是CCD傳感器、CMOS傳感器、或者CMD (電荷調製器件)類型的信號放大型圖像傳感器。圖像捕獲裝置可以是正面照明型固態圖像捕獲裝置，或者可以是背面照明型固態圖像捕獲裝置。此外，例如，數字靜態相機、視頻相機和攝像放像機可以用根據第一方面到第二方面的圖像捕獲裝置製造。當線柵偏振器由第三區域和第四區域(根據本公開第一方面等的圖像捕獲裝置)或者第五區域和第六區域(根據本公開第二方面的圖像捕獲裝置)形成時，構成線柵偏振器的線不受限制，但是優選由鋁(Al)或鋁合金構成，線的寬度和線的間距之間的比率[(線的寬度)/ (線的間距)]的值優選是O. 33或更大，線的高度優選等於或大於5X10_8，並且優 選提供10條或更多的線。在根據本公開第一方面等的圖像捕獲裝置中，第一區域的重心意味著基於第一區域的外形獲得的重心，並且第二區域的重心意味著基於第二區域的外形獲得的重心。當第一偏振部件的外形是具有半徑r的圓形，並且第一區域和第二區域的每個是佔據第一偏振部件的一半的新月形時，第一區域的重心和第二區域的重心之間的距離可以用簡單的計算[(8Γ)/(3π)]獲得。第一實施例第一實施例涉及根據本公開第一方面的圖像捕獲裝置和圖像捕獲方法。更具體地，第一實施例涉及用於捕獲被攝體作為三維圖像的圖像捕獲裝置和圖像捕獲方法。在圖I (A)中示出圖示根據第一實施例的圖像捕獲裝置的概念圖。第一偏振部件和第二偏振部件的偏振狀態在圖I (B)和I (C)中不意性地不出。在圖2 (A)中不出圖不穿過鏡頭系統、第一偏振部件的第一區域和第二偏振部件的第三區域並且到達圖像捕獲元件陣列的光的概念圖。在圖2 (B)中示出圖示穿過第一偏振部件的第二區域和第二偏振部件的第四區域並且到達圖像捕獲元件陣列的光的概念圖。在圖2 (C)和2 (D)中示意性地示出通過圖2 (A)和2 (B)的光在圖像捕獲元件陣列上形成的圖像。在以下的說明中，光行進的方向表不為Z軸方向，第一方向表不為水平方向(X軸方向)並且第二方向表不為垂直方向(Y軸方向)。根據第一實施例或者隨後說明的第二到第十實施例的圖像捕獲裝置包括(A)第一偏振部件130、230、330、430、530、930，用於偏振來自被攝體的光；(B)鏡頭系統20，用於聚集來自第一偏振部件130、230、330、430、530、930的光；以及(C)圖像捕獲元件陣列40，其中在第一方向(水平方向，X軸方向)和垂直於第一方向的第二方向(垂直方向，Y軸方向)以二維矩陣形式排列圖像捕獲元件41，其中第二偏振部件150、250提供在光入射側，並且圖像捕獲元件陣列40將通過鏡頭系統20聚集的光轉換為電信號。這樣配置根據第一實施例或者隨後說明的第二到第十實施例的圖像捕獲裝置，以便第一偏振部件130、230、330、430、530、930包括沿第一方向(水平方向，X軸方向)排列的第一區域131、231、331、531、931和第二區域132、232、332、532、932，已經穿過第一區域131、231、331、531、931的第一區域透射光L1的偏振狀態不同於已經穿過第二區域132、232、332、532、932的第二區域透射光L2的偏振狀態，第二偏振部件150、250包括沿第二方向(垂直方向，Y軸方向)交替排列並且在第一方向(水平方向，X軸方向)延伸的多個第三區域151、251和第四區域152、252，已經穿過第三區域151、251的第三區域透射光L3的偏振狀態不同於已經穿過第四區域152、252的第四區域透射光L4的偏振狀態，第一區域透射光L1穿過第三區域151、251並且到達圖像捕獲元件41，以及第二區域透射光L2穿過第四區域152,252並且到達圖像捕獲元件41，因此捕獲圖像以獲得其中第一區域131、231、331、531、931的重心BC1和第二區域132、232、332、532、932的重心BC2之間的距離是雙眼之間的視差的基線長度的三維圖像。在該情況下，在根據第一實施例或者隨後說明的第二到第十實施例的圖像捕獲裝置中，例如鏡頭系統20包括圖像捕獲透鏡21、光圈單元22、和圖像形成透鏡23，並且用作變
焦鏡頭。圖像捕獲透鏡21是用於聚集來自被攝體的入射光的透鏡。圖像捕獲透鏡21包括用於聚焦的聚焦透鏡、用於放大被攝體的變焦透鏡等，一般地，圖像捕獲透鏡21用用於校正色差相差的多個透鏡的組合等實現。光圈單元22具有用於調整聚集的光的量的減少功能，一般地，光圈單元22由多個片狀葉片的組合構成。至少在光圈單元22的位置，來自被攝體的一個點的光變為平行光。圖像形成透鏡23用已經穿過第一偏振部件130、230、330、430,530,930的光在圖像捕獲元件陣列40上形成圖像。圖像捕獲元件陣列40排列在相機主體單元11中。在以上配置中，入射光瞳關於圖像形成透鏡23位於相機主體單元處。例如，由圖像捕獲裝置構成數字靜態相機、視頻相機、和攝像放像機。相機主體單元11不僅包括圖像捕獲元件陣列40，而且包括例如圖像處理部件12和圖像存儲單元13。然後，基於圖像捕獲元件陣列40轉換的電信號，形成右眼圖像數據和左眼圖像數據。例如用CXD (電荷耦合器件)、CM0S (互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器等實現圖像捕獲元件陣列40。圖像處理部件12將從圖像捕獲元件陣列40輸出的電信號轉換為右眼圖像數據和左眼圖像數據，並且將右眼圖像數據和左眼圖像數據記錄到圖像存儲單元13。第一偏振部件130、230、330、430、530、930接近鏡頭系統20的光圈單元22排列。更具體地，第一偏振部件130、230、330、430、530、930儘可能地接近光圈單元22排列，只要光圈單元22的操作不受影響。如上所述，當入射到鏡頭系統20的光一旦成為平行光並且最終聚集在圖像捕獲元件41上(使得形成圖像)時，第一偏振部件130、230、330、430、530、930排列在處於平行光狀態的鏡頭系統20的一部分處。在根據第一實施例的圖像捕獲裝置110中，第一偏振部件130包括第一區域131和第二區域132。更具體地，第一偏振部件130的外形是圓形，並且第一區域131和第二區域132的每個具有佔據第一偏振部件130的一半的新月外形。第一區域131和第二區域132之間的邊界線沿第二方向延伸，包括兩個偏振濾光鏡的組合的第一偏振部件130將入射光分離為兩個不同的偏振狀態。如上所述，第一偏振部件130包括在垂直方向對稱的偏振器，並且關於相機的豎直狀態在左和右的兩個位置處，生成在相互垂直的直線方向的偏振、或者在相互相反的旋轉方向的偏振。第一區域131是用於將偏振施加到被攝體將由右眼看到的圖像(將由右眼接收的光)的濾光鏡。另一方面，第二區域132是用於將偏振施加到被攝體將由左眼看到的圖像(將由左眼接收的光)的濾光鏡。在該情況下，在根據第一實施例的圖像捕獲裝置110中，第一區域131和第二區域132由偏振器形成。第一區域透射光L1的電場方向(由輪廓線箭頭指示)垂直於第二區域透射光L2的電場方向(由輪廓線箭頭指示)(參見圖I (B))。在該情況下，在第一實施例中，第一區域透射光L1的電場方向平行於第一方向。更具體地，例如，第一區域透射光L1主要包括P波(TM波)作為偏振分量,並且第二區域透射光L2主要包括S波(TE波)作為偏振分量。此外，第一區域透射光L1的電場方向平行於第三區域透射光L3的電場方向(由輪廓線箭頭指示)，並且第二區域透射光L2的電場方向平行於第四區域透射光L4的電場方向(由輪廓線箭頭指示)(參見圖I (C))。每個偏振器的消光比是3或更大，更具體地，10或更大。在根據第一實施例的圖像捕獲裝置110中，第一偏振部件130的外形是半徑r為IOmm的圓形。第一區域131和第二區域132製造為每個佔據第一偏振部件130的一半的新月形。因此，第一區域131的重心BC1和第二區域132的重心BC2之間的距離是[(Sr)/ (3 ) ] =8. 5mm。在圖3 (A)中示出示意性局部剖視圖，在圖3 (B)中示意性地示出線柵偏振器67的排列狀態。如圖3 (A)和3 (B)所示，圖像捕獲元件41例如包括在矽半導體基底60上排列的光電轉換元件61。此外，在光電轉換元件61上層積第一平坦化膜62、濾色鏡63、片上透鏡64、第二平坦化膜65、無機絕緣地層66、和線柵偏振器67。線柵偏振器67構成第三區域151和第四區域152的每個。在圖3 (B)中，像素的邊界區域用實線指示。構成線柵偏振器67的多條線68延伸的方向平行於第一方向或第二方向。更具體地,在構成第三區域151的線柵偏振器67A中，線68A延伸的方向平行於第二方向，並且在構成第四區域152的線柵偏振器67B中，線68B延伸的方向平行於第一方向。線68延伸的方向變為線柵偏振器67的光吸收軸，並且垂直於線68延伸的方向的方向變為線柵偏振器67的光透射軸。在根據第一實施例的圖像捕獲方法中，用於獲得右眼圖像數據的電信號用已經穿過第三區域151並且已經到達圖像捕獲元件41的第一區域透射光L1通過圖像捕獲元件41生成。另一方面，用於獲得左眼圖像數據的電信號用已經穿過第四區域152並且已經到達圖像捕獲元件41的第二區域透射光L2通過圖像捕獲元件41生成。然後，同時或按時間序列交替輸出這些電信號。圖像處理部件12對輸出的電信號執行圖像處理(用於獲得通過圖像捕獲元件陣列40輸出的右眼圖像數據和左眼圖像數據的電信號)，並且將它們作為右眼圖像數據和左眼圖像數據記錄到圖像存儲單元13。如圖2 (A)和2 (B)中示意性所示，鏡頭系統20聚焦在矩形被攝體A上。圓形被攝體B比被攝體A接近鏡頭系統20放置。矩形被攝體A的對焦圖像形成在圖像捕獲元件陣列40上。圓形被攝體B的失焦圖像形成在圖像捕獲元件陣列40上。在如圖2 (A)所示的示例中，在圖像捕獲元件陣列40上，被攝體B的圖像形成在向被攝體A的右手側遠離距離( + ΛΧ)的位置。在如圖2 (B)所示的示例中，在圖像捕獲元件陣列40上，被攝體B的圖像形成在向被攝體A的左手側遠離距離(-ΛΧ)的位置。因此，距離(2X ΛΧ)是關於被攝體B的深度的信息。也就是說，比被攝體A更接近圖像捕獲裝置的放置的被攝體的散焦量和散焦方向不同於更遠離圖像捕獲裝置的放置的被攝體的散焦量和散焦方向，並且被攝體B的散焦量根據被攝體A和被攝體B之間的距離而不同。可以獲得三維圖像，其中第一偏振部件130的第一區域131和第二區域132的形狀的重心之間的距離是雙眼之間的視差的基線長度。也就是說，可以基於公知的方法從由此獲得的右眼圖像(參見圖2 (C)的示意圖)和左眼圖像(參見圖2 (D)的示意圖)來獲得三維圖像。當右眼圖像數據和左眼圖像數據混合時，可以獲得不是三維圖像的普通二維(平面)圖像。 如圖4示出概念圖，在第一實施例中，圖像捕獲元件陣列40具有拜耳排列，並且一個像素包括四個圖像捕獲元件(一個接收紅色的紅色圖像捕獲元件，一個接收藍色的藍色圖像捕獲元件，兩個接收綠色的綠色圖像捕獲元件)。為沿第一方向排列的一行像素組排列第三區域151。同樣地，為沿第一方向排列的一行像素組，在第二方向鄰近該像素組排列第四區域152。在第二方向交替排列第三區域151和第四區域152。應當注意，第三區域151和第四區域152作為整體在第一方向延伸，但是第三區域151和第四區域152的沿第一方向和第二方向的單位長度與圖像捕獲元件41的沿第一方向和第二方向的長度相同。在該配置的情況下，沿第二方向交替生成基於主要具有P波分量的光在第一方向延伸的條狀圖像(右眼圖像)和基於主要具有S波分量的光在第一方向延伸的條狀圖像(左眼圖像)。在圖
4中，第三區域151用垂直線加陰影，並且第四區域152用水平線加陰影。這些示意性地表示線柵偏振器67A、67B的線。如上所述，以某種交織方式沿第二方向生成用於右眼圖像數據和左眼圖像數據的電信號。因此，圖像處理部件12對電信號施加去馬賽克處理，以便生成右眼圖像數據和左眼圖像數據，並且例如通過執行基於超解析度處理的內插處理，最終生成和製成右眼圖像數據和左眼圖像數據。例如，可以通過視差檢測技術和視差控制技術強調和優化視差，該視差檢測技術用於從左眼圖像數據和右眼圖像數據通過立體配合生成差異圖，並且該視差控制技術用於基於該差異圖控制視差。圖5是圖示具有拜耳排列圖像捕獲元件陣列的概念圖，用於說明通過對從圖像捕獲元件獲得的電信號執行去馬賽克處理獲得信號值的的圖像處理(馬賽克處理)。應當注意，圖5示出用於在左眼圖像中生成關於綠色圖像捕獲元件的信號值的示例。在普通去馬賽克處理中，通常使用接近的相同顏色的圖像捕獲元件的電信號的平均值。然而，如同第一實施例，當交替重複用於獲得右眼圖像數據的像素組(像素行)和用於獲得左眼圖像數據的像素組(像素行)時，按照原狀接近的值的使用可以使得不可能獲得原始圖像數據。因此，鑑於查找的圖像捕獲元件的電信號是否對應於右眼圖像數據和左眼圖像數據的哪一個，來執行去馬賽克處理。在拜耳排列中，紅色圖像捕獲元件R排列在位置(4，2)。在該場合，執行以下表達式表示的操作以生成對應於位置(4，2)的綠色圖像捕獲元件信號值g』。g』 4，2= (g4，l+g4，3+g5，2+gl，2XW3) / (3. 0+ff3)在該情況下，在左手側的g』 u是在位置(i，j)的綠色圖像捕獲元件信號值。另一方面，在右手側的gy是在位置(i，j)的綠色圖像捕獲元件的電信號的值。此外，當從所討論的圖像捕獲元件g4，2到鄰近圖像捕獲元件g41、g4，3、G5,2的每個的距離(W1)是「I. O」時，其倒數採用為權重，並且「3. O」對應於權重的和。同樣地，W3是用於遠離3個圖像捕獲元件的圖像捕獲元件Gli2的電信號的值的權重，並且在該情況下，13是「1/3」。當概括以上表達式時，獲得以下表達式。當i是偶數時(對應於紅色圖像捕獲元件R的位置的綠色圖像捕獲元件G的信號值);g，,, j = (gi,Xff1+gi, J+1Xff1+gi+1, jXff1+gi_3, jXW3) / (W1XS. 0+ff3)當i是奇數時(對應於藍色圖像捕獲元件B的位置的綠色圖像捕獲元件G的信號值);g，,, j = (gi,Xff1+gi, J+1X, jXff1+gi+3, jXW3) / (W1XS. 0+ff3)在該情況下，W1是I. 0，並且W3是1/3。在紅色圖像捕獲元件R和藍色圖像捕獲元件B的情況下，可以根據相同的思想執行去馬賽克處理。在去馬賽克處理的情況下，可以獲得在每個圖像捕獲元件位置的圖像捕獲元件信 號值。在該階段，如上所述，這是在某種交織的方式下。因此，對於不具有任何圖像捕獲元件信號值的區域，需要通過內插生成圖像捕獲元件信號值。內插方法包括公知的方法，諸如使用接近的值的算術平均值的方法。應當注意，可以並行於去馬賽克處理執行該內插處理。在第一方向，完全維持圖像質量，因此，圖像質量劣化(諸如整體圖像的解析度的降低)很少可能出現。在第一實施例中，通過一對第一偏振部件130和第二偏振部件150以及一個鏡頭系統20構成圖像捕捉裝置110。因此，例如，可以同時生成分離為右和左的兩個不同的圖像，並且可以提供具有簡單配置和結構並且具有較少數量組件的、小的單筒圖像捕獲裝置。因為不必具有兩組鏡頭和偏振濾光鏡的組合，所以在變焦、光圈、聚焦、會聚角等中不會存在偏移或差別。而且，雙眼之間的視差的基線長度比較短，因此，可以獲得自然的三維感覺。此外，當採用用於附接和拆卸第一偏振部件130的結構時，可以容易地獲得二維圖像和三維圖像。第二實施例第二實施例是第一實施例的修改。在第一實施例中，第一區域透射光L1的電場方向平行於第一方向。相反，在第二實施例中，第一區域透射光L1的電場方向與第一方向的方向成45度。在圖6 (A)和6 (B)中示意性地示出提供在根據第二實施例的圖像捕獲裝置中的第一偏振部件230和第二偏振部件250的偏振狀態。在圖7中示出圖示具有拜耳排列的圖像捕獲元件陣列40的概念圖。在第二實施例中，這樣配置圖像捕獲元件陣列40，以便一個像素包括四個圖像捕獲元件(一個接收紅色的紅色圖像捕獲元件R、一個接收藍色的藍色圖像捕獲元件B、以及兩個接收綠色光的綠色圖像捕獲元件B)。為沿第一方向排列的一行像素組排列第三區域251。同樣地，為沿第一方向排列的一行像素組，在第二方向鄰近該像素組排列第三區域251。在第二方向交替排列第三區域251和第四區域252。應當注意，第三區域251和第四區域252作為整體在第一方向延伸，但是第三區域251和第四區域252的單位長度與一個圖像捕獲元件的長度相同。在該配置的情況下，沿第二方向交替生成基於主要具有P波分量的光在第一方向延伸的條狀圖像(右眼圖像)和基於主要具有S波分量的光在第一方向延伸的條狀圖像(左眼圖像)。在圖7中，第三區域251和第四區域252用斜線加陰影，但是這些示意性地表示線柵偏振器的線。除了這些特徵，根據第二實施例的圖像捕獲裝置的配置和結構可以與第一實施例中說明的圖像捕獲裝置110的配置和結構相同，並且省略關於其的詳細描述。根據第二實施例的圖像捕獲裝置的配置和結構可以應用於根據隨後說明的第三實施例到第十實施例的圖像捕獲裝置。第三實施例第三實施例也是第一實施例的修改。在根據第三實施例的圖像捕獲裝置中，這樣配置第一偏振部件330，以便在第一區域331和第二區域332之間提供中心區域333，並且已經穿過中心區域333的中心區域透射光的偏振狀態不從入射到中心區域333之前的光的偏振狀態變化。也就是說，中心區域33關於偏振是透明狀態。附帶地，當入射光穿過第一偏振部件時，光的量與光譜特性和消光比成比例地減少，並且光變暗。在該情況下，消光比是由偏振器選擇並被允許穿過的光的量和偏振器沒有選擇的反射或吸收的洩露光的量之間的比率。更具體地，例如，當偏振器具有消光比10並且使P波分量穿過時，如下偏振器使穿過光。關於具有P波分量s波分量的比率為50 50的亮度100的入射自然光，偏振器以比率50 :5使P波分量和S波分量穿過。例如，當偏振器具有消光比⑴並且使P波分量穿過時，偏振器使100%的P波分量穿過，並且完全反射S·波分量或者徹底吸收S波分量。因此，當平均自然光入射到其上時，亮度變為約1/2。即使投射損失是0，如圖I (B)和I (C)所示穿過第一偏振部件130和第二偏振部件150的光的量是還沒有進入第一偏振部件130的光的量的約25%。當穿過第一區域和第二區域的光變為混合狀態，並且以這樣的方式入射到圖像捕獲元件陣列40上以便光不能被分離時，雙眼之間的視差的基線長度與混合比率成比例地減小，並且左眼圖像和右眼圖像在完全混合的狀態下變為相同的圖像。因此，不能獲得視差，並且圖像不能被觀看為三維視圖。在第一偏振部件330的中心區域333中，光密度強但是視差量小。因此，當採用根據第三實施例的第一偏振部件330時，可以確保雙眼之間的視差的足夠長的繼續長度，同時增大圖像捕獲元件陣列40接收的光密度。如圖8 (A)中的第一偏振部件330的示意圖中所示，當第一偏振部件330的外形是圓形時，中心區域333可以是圓形，並且第一區域331和第二區域332可以是具有包圍中心區域333的180度中心角的扇形。可替代地,如圖8 (B)和8 (C)中的第一偏振部件330的示意圖中所示，中心區域333可以是菱形或方形，並且第一區域331和第二區域332可以是類似於具有包圍中心區域333的180度中心角的扇形的形狀。可替代地，如圖8 (D)中的第一偏振部件330的示意圖中所示，第一區域331、中心區域333和第二區域332可以是在第二方向延伸的條狀形狀。除了這些特徵，根據第三實施例的圖像捕獲裝置的配置和結構可以與第一實施例中說明的圖像捕獲裝置110的配置和結構相同，並且省略關於其的詳細描述。根據第三實施例的圖像捕獲裝置的配置和結構可以應用於根據隨後說明的第四實施例到第十實施例的圖像捕獲裝置。第四實施例第四實施例也是第一實施例的修改。在圖9中示出圖示根據第四實施例的圖像捕獲裝置410的概念圖。在根據第四實施例的圖像捕獲裝置410中，四分之一波片(λ/4波片)433排列在第一偏振部件430的光入射側，以便可以避免所謂的雙眼競爭。四分之一波片433可以可拆卸地附接到鏡頭系統中提供的濾光片附接單元。穿過四分之一波片433的光處於偏振方向相同的狀態(線性偏振的狀態)。在通過已經穿過第一區域131和第三區域151並且已經到達圖像捕獲元件陣列40的這樣的光獲得的圖像、和通過已經穿過第二區域132和第四區域152並且已經到達圖像捕獲元件陣列40的這樣的光獲得的圖像中，在其中反射P波分量而吸收S波分量的被攝體的部分中各圖像之間不存在大的差別，以便可以避免雙眼競爭。圖11 (A)和11 (B)示 出左眼圖像(在圖11 (A)和11 (B)的左手側的圖像)和右眼圖像(在圖11 (A)和11 (B)的右手側的圖像)。在第四實施例中，第一區域透射光L1配置為主要包括S波(TE波)作為偏振分量，並且第二區域透射光L2配置為主要包括P波(TM波)作為偏振分量。可理解，當比較通過在第一實施例中說明的圖像捕獲裝置110獲得的圖11 (A)的左眼圖像和右眼圖像時，例如，在「A」指示的區域中的玻璃窗和位於該玻璃窗的下方的玻璃窗中光反射狀態顯著地不同。因此，當捕獲反射P波分量而吸收S波分量的被攝體，並且從P波分量獲得的圖像和從S波分量獲得的圖像呈現給雙眼時，不出現融合，並且出現雙眼競爭，其中以這樣的方式交替看到各圖像，使得僅圖像之一更強烈地看到，而且在重疊區域圖像相互抑制。另一方面，可理解，當比較通過在第四實施例中說明的圖像捕獲裝置410獲得的圖11 (B)的左眼圖像和右眼圖像時，例如，在「A」指示的區域中的玻璃窗和位於該玻璃窗的下方的玻璃窗中光反射狀態幾乎相同，使得可以避免雙眼競爭。根據第四實施例的圖像捕獲裝置410的配置和結構可以應用於根據隨後說明的第六實施例到第八實施例的圖像捕獲裝置。四分之一波片433的快軸優選與第一實施例或第二實施例中說明的圖像捕獲裝置中的第一區域透射光的電場方向成預定角度(更具體地，45度的角或45度±10度的角)。第五實施例第五實施例也是第一實施例的修改。在圖10 (A)中示出圖示根據第五實施例的圖像捕獲裝置510的概念圖。在圖10 (B)和10 (C)中示意性地示出第一偏振部件和第二偏振部件的偏振狀態。在根據第五實施例的圖像捕獲裝置510中，具有α度偏振軸的偏振片534提供在第一偏振部件530的光入射側以便防止雙眼競爭。第一區域531由第一波片形成，並且第二區域532由第二波片形成。第一區域透射光L1的電場方向垂直於第二區域透射光L2的電場方向。更具體地，α的值是45度，並且構成第一區域531的第一波片由半波片(+ λ /2波片)形成，並且構成第二區域532的第二波片由其相位差不同於構成第一波片的半波片的半波片(_λ/2波片)形成。因此，第一區域透射光L1的電場方向平行於第一方向，第二區域透射光L2的電場方向平行於第二方向。應當注意，偏振片534固定到鏡頭系統。圖11 (C)示出左眼圖像(在圖11 (C)的左手側的圖像)和右眼圖像(在圖11 (C)的右手側的圖像)。可理解，當比較通過在第五實施例中說明的圖像捕獲裝置510獲得的圖11 (C)的左眼圖像和右眼圖像時，例如，在「Α」指示的區域中的玻璃窗和位於該玻璃窗的下方的玻璃窗中光反射狀態幾乎相同，使得可以避免雙眼競爭，如同第四實施例。根據第五實施例的圖像捕獲裝置510的配置和結構可以應用於根據隨後說明的第六實施例到第十實施例的圖像捕獲裝置。第六實施例第六實施例也是第一實施例的修改。在第六實施例中，研究消光比和視差之間的關係。也就是說，當分離為右和左的圖像混合時，通過將消光比從m (其中存在0%的串擾和左眼圖像與右眼圖像完全分離的狀態)改變到I (其中存在50%的串擾和左眼圖像和右眼圖像完全混合(即，左眼圖像和右眼圖像完全相同)的狀態)來執行合成圖像仿真，以發現什麼等級的混合消除視差，即什麼等級的混合禁止三維視圖。圖12 (A)和12 (B)中示出該結果的一部分。在該情況下，圖12 (A)示出消光比是的狀態，並且圖12 (B)示出消光比是3(25%串擾)的狀態。在圖12 (A)和12 (B)的左手側的圖(左眼圖像)和在右手側的圖(右眼圖像)中，沿垂直方向延伸的實線和虛線之間的距離是相同的。當比較圖12 (A)和12 (B)的左手側的圖(左眼圖像)和在右手側的圖(右眼圖像)時，位於蘋果後面的石膏半身像的鼻子的位置稍微不同。當比較圖12 (A)和12 (B)時，圖12 (A)中的石膏半身像的鼻子的位置的差別小於圖12 (B)中的石膏半身像的鼻子的位置的差別。雖然在圖中沒有示出，但是當消光比是I時，位於蘋果後面的石膏半身像的鼻子的位置在左眼圖像和右眼圖像中是相同的。當消光比是10 (10%串擾)時，石膏半身像的鼻子的位置的差別小於圖12 (A)中，並且大於圖12 (B)中。從以上結果可理解，偏振器的消光比優選3或更大。第七實施例 第七實施例也是第一實施例的修改。在第七實施例中，通過計算獲得線柵偏振器的規格和消光比之間的關係。更具體地，在圖13 (A)中示出消光比和入射光的波長(λ )以及構成線柵偏振器的線的間距的關係。線的寬度是線的間距的1/3，線的高度是150nm，並且線的長度是無窮。在圖13 (A)中，曲線「A」表示當間距是150nm時的數據，曲線「B」表示當間距是175nm時的數據，曲線「C」表示當間距是200nm時的數據，曲線「D」表示當間距是250nm時的數據，以及曲線「E」表示當間距是300nm時的數據。在圖13 (B)中示出消光比和入射光的波長(λ )以及構成線柵偏振器的線的高度之間的關係。線的寬度是50nm。線的長度是無窮。線的間距是150nm。在圖13 (B)中，曲線「A」表示當高度是250nm時的數據，曲線「B」表示當高度是200nm時的數據，曲線「C」表示當高度是150nm時的數據，以及曲線「D」表示當高度是IOOnm時的數據。此外，在圖13 (C)中示出消光比和入射光的波長(λ )以及構成線柵偏振器的線的(寬度/間距)之間的關係。線的寬度是50nm，線的高度是150nm，並且線的長度是無窮。在圖13 (C)中，曲線「A」表示當(寬度/間距)的值是O. 50時的數據，以及曲線「B」表示當(寬度/間距)的值是O. 33時的數據。如從圖13 (A)可見的，可理解，例如，為了將消光比設置在10或更大，線的間距優選200nm或更小，線的高度優選5X10_8m (50nm)或更大，並且線的(寬度/間距)的值優選O. 33或更大。此外，優選提供10條線或更多。在圖14中示出消光比和入射光的波長(λ )以及兩條線的長度之間的關係。線的寬度是50nm，線的高度是150nm，並且線的間距是線的寬度的3倍。在圖14中，「A」表示當長度是I μ m時的數據，「B」表示當長度是2 μ m時的數據，「C」表示當長度是3 μ m時的數據，「D」表示當長度是4μπι時的數據，「E」表示當長度是5μπι時的數據，「F」表示當長度是6 μ m時的數據，以及「G」表示當長度是無窮時的數據。如從圖14可見的，可理解，為了將消光比設置在10或更大，線的長度優選2 μ m或更大，並且更優選3 μ m或更大。此外，可理解，為了處理方便，構成線的材料優選鋁或鋁合金。第八實施例第八實施例也是第一實施例的修改。如圖示具有拜耳排列的圖像捕獲元件陣列的概念圖的圖15所示，配置根據第八實施例的圖像捕獲裝置，以便為沿第二方向的N個像素排列一個第三區域151和一個第四區域152(其中N是2n，n為I到5的自然數，更特別地在第八實施例中，η是3)。基於根據視差量的深度圖(深度信息)以及來自構成圖像捕獲元件陣列40的所有圖像捕獲元件41的電信號獲得用於獲得右眼圖像的電信號和用於獲得左眼圖像的電信號，該深度圖由從已經穿過第三區域151的第一區域透射光獲得的電信號、從已經穿過第四區域152的第二區域透射光獲得的電信號生成，但是這樣的方法本身可以是公知方法。應當注意，可以基於所有電信號執行去馬賽克處理，所有電信號包括與第三區域和第四區域一起排列的所有圖像捕獲元件以及沒有與第三區域和第四區域一起排列的所有圖像捕獲元件，或者也可以通過對交織與第三區域和第四區域一起排列的圖像捕獲元件組的各行的部分執行通過超解析度處理的內插，也可以生成圖像數據。深度圖的像素的數量和圖像質量對於圖像的像素的數量和圖像質量可以不是I :1。這是因為在圖像捕獲的大多數情形下，每個被攝體充分地大於像素解析度，並且除非每個被攝體具有距離差，該距離差有與像素解析度相同的細度，才不要求與圖像的像素解析度相同的距離信息解析度。當在水平方向的解析度在距離差的感覺方面是足夠的時，在垂直方向的低解析度不會導致過多的不協調。 可替代地，在圖16中示出圖示根據第八實施例的圖像捕獲裝置的第一修改的具有拜耳排列的圖像捕獲元件陣列，並且可以為沿第一方向的兩個像素排列一個第三區域151和一個第四區域152。在如圖16所示的示例中，以ζ字形圖案(棋盤圖案)排列第三區域151和第四區域152。也就是說，沿第二方向，在第三區域151的邊界之一第三區域151鄰近第四區域152，但是在第三區域151的另一邊界第三區域151不鄰近第四區域152。可替代地，在圖17中示出圖示根據按照第八實施例的圖像捕獲裝置的第二修改的具有拜耳排列的圖像捕獲元件陣列的概念圖，並且可以不為接收藍色光的藍色圖像捕獲元件B和接收紅色光的紅色圖像捕獲元件R排列第三區域151和第四區域152，並且可以為接收綠色光的兩個綠色圖像捕獲元件G之一排列第三區域151，以及為它們中的另一個排列第四區域152。在圖18中示出圖示根據按照第八實施例的圖像捕獲裝置的第三修改的具有拜耳排列的圖像捕獲元件陣列的概念圖，並且可以為接收綠色光的兩個綠色圖像捕獲元件G之一排列第三區域151，以及為它們中的另一個排列第四區域152，而且可以為沿第二方向的N個像素排列一個第三區域151和一個第四區域152(其中N是2η，並且在如圖所示的示例中，η是2)。如圖19中所示，以ζ字形圖案(棋盤圖案)排列第三區域151和第四區域 152。第九實施例第九實施例涉及根據本公開第二方面的圖像捕獲設備，並且是第一實施例到第三實施例和第五實施例到第八實施例的修改。在圖20 (A)中示出圖示根據第九實施例的圖像捕獲裝置的概念圖。圖20 (B)中示出圖示四分之一波片的概念圖。圖20 (C)中示意性地不出第一偏振部件的偏振狀態。圖20 (D)中不意性地不出偏振部件(第二偏振部件)的偏振狀態。當根據按照本公開第二方面的圖像捕獲裝置表示依據第九實施例的圖像捕獲裝置910時，圖像捕獲裝置910包括(A)四分之一波片933 ； (B)鏡頭系統20，用於聚集來自四分之一波片933的光；以及(C)圖像捕獲元件陣列40，其中在第一方向(水平方向，X軸方向)和垂直於第一方向的第二方向(垂直方向，Y軸方向)以二維矩陣形式排列圖像捕獲元件41，其中偏振部件150、250提供在光入射側，並且圖像捕獲元件陣列40將通過鏡頭系統20聚集的光轉換為電信號。偏振部件150、250沿第二方向(垂直方向，Y軸方向)交替排列，並且包括在第一方向(水平方向，X軸方向)延伸的多個第五區域151、251和第六區域152、252，已經穿過第五區域151、251的第五區域透射光的偏振狀態不同於已經穿過第六區域152、252的第六區域透射光的偏振狀態，以及四分之一波片933的快軸(在圖20 (B)、圖21 (A)、21 (D)、21 (E)中由黑色箭頭指示)與第五區域透射光的電場方向成預定角度。在該情況下，預定角度是45度或45度±10度。這也可以應用於以下情況。第五區域透射光的電場方向垂直於第六區域透射光的電場方向。第五區域透射光的電場方向平行於第一方向(參見圖20(D))。可替代地，第五區域透射光的電場方向與第一方向成45度(參見圖21 (C))。四分之一波片933具有類似於鏡頭的光圈葉片的配置和結構，並且在鏡頭系統20內排列。
可替代地，當根據按照本公開第一方面的圖像捕獲裝置表示根據第九實施例的圖 像捕獲裝置時，四分之一波片933排列在第一偏振部件930的光入射側，並且四分之一波片933的快軸與第一區域透射光L1的電場方向成預定角度。應當注意，第一區域透射光L1的電場方向平行於第三區域透射光L3的電場方向，並且第二區域透射光L2的電場方向平行於第四區域透射光L4的電場方向。第一偏振部件930可拆卸地附接到鏡頭系統20，並且四分之一波片933也可拆卸地附接到鏡頭系統20。四分之一波片933鄰近第一偏振部件930排列。圖20 (A)示出從光入射側按順序排列的四分之一波片933和第一偏振部件930。可替代地，取決於各情況，可以先排列第一偏振部件930，然後可以隨後排列四分之一波片933。當從光入射側按順序排列四分之一波片933和第一偏振部件930時，四分之一波片933和第一偏振部件930排列在鏡頭系統中，可以捕獲三維圖像(三維圖像)，或者當第一偏振部件930排列在鏡頭系統中並且四分之一波片933從鏡頭系統卸下時，可以捕獲三維圖像(三維圖像)。當四分之一波片933排列在鏡頭系統中並且第一偏振部件930從鏡頭系統卸下時，可以捕獲二維圖像。另一方面，當從光入射側按順序排列第一偏振部件930和四分之一波片933,並且第一偏振部件930排列在鏡頭系統中，並且四分之一波片933從鏡頭系統卸下時，可以捕獲三維圖像(三維圖像)。當四分之一波片933排列在鏡頭系統中並且第一偏振部件930從鏡頭系統卸下時，可以捕獲二維圖像。在圖20 (B)中在45度傾斜的右方向延伸的黑色箭頭指示的四分之一波片933的快軸不限於這樣的方向。可替代地，其可以在45度傾斜的左方向延伸。圖21 (A)、21 (B)和21 (C)圖示根據第九實施例的圖像捕獲裝置的四分之一波片的修改、以及第一偏振部件的偏振狀態、以及偏振部件(第二偏振部件)的偏振狀態，並且該不例是如圖6所示的第二實施例的修改。當第一偏振部件930從鏡頭系統20卸下以嘗試二維圖像的正常圖像捕獲，並且如果入射到圖像捕獲裝置上的光包括線性偏振時，已經穿過第三區域(第五區域)151,251的光的強度變為不同於已經穿過第四區域(第六區域)152,252的光的強度，並且這引起獲得的二維圖像中的亮度的帶狀差異。在根據第九實施例的圖像捕獲裝置中，併入其快軸與第五區域透射光的電場方向成預定角度(更具體地，45度或45度±10度)的四分之一波片933，因此入射到四分之一波片933上的線性偏振的光從四分之一波片933發射為圓形偏振狀態下的光。因此，極少可能在已經穿過第三區域(第五區域)151、251的光的強度和穿過第四區域(第六區域)152,252的光的強度之間導致差異，並且在獲得的二維圖像中不會出現亮度的帶狀差異。第十實施例是第九實施例的修改。如圖示根據第十實施例的圖像捕獲裝置的四分之一波片的概念圖的圖21 (D)或21 (E)所示，四分之一波片933包括在第十實施例中沿第二方向排列的第一四分之一波片933A和第二四分之一波片933B。整體形成第一四分之一波片933A和第二四分之一波片933B。第一四分之一波片933A的快軸與第五區域透射光的電場方向成預定角度，並且第二四分之一波片933B的快軸垂直於第一四分之一波片933A的快軸。換句話說，第一四分之一波片933A平行於慢軸。在該情況下，預定角度是45度或45度±10度。如圖21 (D)中所示的示例是如圖20 (B)中所示的示例的修改，並且如圖21 (E)中所示的示例是如圖21 (B)中所示的示例的修改。除了以上各點，根據第十實施例的圖像捕獲裝置具有與根據第九實施例的圖像捕獲裝置相同的配置和結構，並且省略關於其的詳細描述。四分之一波片933包括第一四分之一波片933A和第二四分之一波片933B，以便差異很少可能出現在已經穿過第三區域(第五區域)151,251的光的強度和已經穿過第四區域(第六區域)152,252的光的強度之間。·在上文，已經基於優選實施例說明了本公開，但是本公開不限於各實施例。在各實施例中說明的圖像捕獲裝置和圖像捕獲元件的配置和結構是示例，並且可以根據需要改變。例如，如圖22 (A)示意性地示出局部剖視圖，圖像捕獲元件41可以配置為包括在矽半導體基底60上排列的光電轉換元件61，此外，可以在光電轉換元件61上層積第一平坦化膜62、無機絕緣地層66、線柵偏振器67、第二平坦化膜65、濾色鏡63和片上透鏡64。可替代地，如圖22 (B)示意性地示出局部剖視圖，圖像捕獲元件41可以配置為包括在矽半導體基底60上排列的光電轉換元件61，此外，可以在光電轉換元件61上層積第一平坦化膜62、片上透鏡64、第二平坦化膜65、濾色鏡63、無機絕緣地層66和線柵偏振器67。圖像捕獲元件可以是如圖所示的正面照明型，或者可以是未示出的背面照明型。基於右眼圖像數據和左眼圖像數據顯示三維圖像，並且這樣的顯示方法的示例包括這種方法，其用於將圓形偏振或線性偏振濾光鏡附接到兩個投影儀以顯示右和左眼圖像並且允許觀看者使用對應於顯示的圓形偏振或線性偏振眼鏡觀看圖像，這樣的顯示方法的示例還包括雙凸透鏡方法和視差屏障方法。當不使用圓形偏振或線性偏振眼鏡觀看圖像時，可以觀看普通二維(平面)圖像。以上說明的處理過程可以理解為具有以上系列過程的方法，或者可以理解為用於使得計算機執行系列過程的程序或用於記錄該程序的記錄介質。記錄介質的示例包括⑶(緻密盤)、MD (迷你盤)、DVD (數字多功能盤)、存儲卡和藍光碟(註冊商標)。參考標號列表110、410、510、910…圖像捕獲裝置，11…相機主體單元，12…圖像處理部件，13...圖像存儲單元，20…鏡頭系統，21…圖像捕獲透鏡，22…光圈單元，23…圖像形成透鏡，130、230、330、430、530、930 …第一偏振部件，131、231、331、531、931 …第一區域，132、232、332、532、932…第二區域，333…中心區域，433、933…四分之一波片(λ/4波片)，933A…第一四分之一波片(λ/4波片),933Β…第二四分之一波片(λ/4波片)』 534…偏振片,40···圖像捕獲元件陣列，41···圖像捕獲元件，150、250…第二偏振部件(偏振部件)，151、251···第三區域(第五區域)，152、252 "第四區域(第六區域)，6(>"矽半導體基底，61 "光電轉換元件，62···第一平坦化膜，63···濾色鏡，64···片上透鏡，65···第二平坦化膜，66···無機絕緣地層，67、67A、67B…線柵偏振器，68、68 A、68B...線
權利要求
1.一種圖像捕獲裝置，包括 (A)第一偏振部件,用於偏振來自被攝體的光； (B)鏡頭系統，用於聚集來自第一偏振部件的光；以及 (C)圖像捕獲元件陣列，其中在第一方向和垂直於第一方向的第二方向以二維矩陣形式排列圖像捕獲元件，其中第二偏振部件提供在光入射側，並且所述圖像捕獲元件陣列將通過所述鏡頭系統聚集的光轉換為電信號， 其中所述第一偏振部件包括沿第一方向排列的第一區域和第二區域， 已經穿過第一區域的第一區域透射光的偏振狀態不同於已經穿過第二區域的第二區域透射光的偏振狀態， 第二偏振部件包括沿第二方向交替排列並且在第一方向延伸的多個第三區域和第四區域， 已經穿過第三區域的第三區域透射光的偏振狀態不同於已經穿過第四區域的第四區域透射光的偏振狀態， 所述第一區域透射光穿過第三區域並且到達所述圖像捕獲元件，以及所述第二區域透射光穿過第四區域並且到達所述圖像捕獲元件，因此捕獲圖像以獲得其中第一區域的重心和第二區域的重心之間的距離是雙眼之間的視差的基線長度的三維圖像。
2.根據權利要求I所述的圖像捕獲裝置，其中所述第一偏振部件接近鏡頭系統的光圈單元排列。
3.根據權利要求I或2所述的圖像捕獲裝置，其中中心區域提供在所述第一偏振部件中的第一區域和第二區域之間，以及 已經穿過所述中心區域的中心區域透射光的偏振狀態不從入射到中心區域之前的狀態改變。
4.根據權利要求I至3任一所述的圖像捕獲裝置，其中第一區域和第二區域由偏振器形成，以及 第一區域透射光的電場方向垂直於第二區域透射光的電場方向。
5.根據權利要求4所述的圖像捕獲裝置，其中第一區域透射光的電場方向平行於第一方向。
6.根據權利要求4所述的圖像捕獲裝置，其中第一區域透射光的電場方向與第一方向成45度。
7.根據權利要求4至6任一所述的圖像捕獲裝置，其中第一區域透射光的電場方向平行於第三區域透射光的電場方向，以及 第二區域透射光的電場方向平行於第四區域透射光的電場方向。
8.根據權利要求4至7任一所述的圖像捕獲裝置，其中所述偏振器的消光比是3或更多。
9.根據權利要求4至8任一所述的圖像捕獲裝置，其中所述圖像捕獲元件通過層積濾色鏡、片上透鏡和線柵偏振器製造，以及 所述線柵偏振器構成第三區域或第四區域。
10.根據權利要求4至8任一所述的圖像捕獲裝置，其中所述圖像捕獲元件通過層積線柵偏振器、濾色鏡和片上透鏡製造，以及所述線柵偏振器構成第三區域或第四區域。
11.根據權利要求9或10所述的圖像捕獲裝置，其中構成線柵偏振器的多條線延伸的方向平行於第一方向或第二方向。
12.根據權利要求I至11任一所述的圖像捕獲裝置，其中四分之一波片排列在第一偏振部件的光入射側。
13.根據權利要求5或6所述的圖像捕獲裝置，其中四分之一波片排列在第一偏振部件的光入射側，以及 四分之一波片的快軸與第一區域透射光的電場方向成預定角度。
14.根據權利要求5或6所述的圖像捕獲裝置，其中所述四分一波片包括排列在第二方向的第一四分之一波片和第二四分之一波片， 所述第一四分之一波片的快軸與第一區域透射光的電場方向成預定角度，以及 所述第二四分之一波片的快軸垂直於所述第一四分之一波片的快軸。
15.根據權利要求13或14所述的圖像捕獲裝置，其中所述預定角度是45度。
16.根據權利要求13至15所述的圖像捕獲裝置，其中所述第一區域透射光的電場方向平行於所述第三區域透射光的電場方向，以及 所述第二區域透射光的電場方向平行於所述第四區域透射光的電場方向。
17.根據權利要求13至16所述的圖像捕獲裝置，其中所述第一偏振部件可拆卸地附接到所述鏡頭系統，以及 所述四分之一波片可拆卸地附接到所述鏡頭系統。
18.根據權利要求13至17所述的圖像捕獲裝置，其中所述四分之一波片鄰近所述第一偏振部件排列。
19.根據權利要求I至3任一所述的圖像捕獲裝置，具有α度的偏振軸的偏振片排列在第一偏振部件的光入射側， 第一區域包括第一波片，並且第二區域包括第二波片，以及 第一區域透射光的電場方向垂直於第二區域透射光的電場方向。
20.根據權利要求19所述的圖像捕獲裝置，其中α的值是45度， 第一波片包括半波片，以及 第二波片包括其相位差不同於構成第一波片的半波片的相位差的半波片。
21.根據權利要求I至20任一所述的圖像捕獲裝置，其中所述圖像捕獲元件陣列具有拜耳排列，並且一個像素包括四個圖像捕獲元件，以及 為一個像素排列一個第三或第四區域。
22.根據權利要求I至21任一所述的圖像捕獲裝置，其中沿第二方向為N個像素排列一個第三區域和一個第四區域，其中N是2η，η為I到5的自然數。
23.一種圖像捕獲裝置，包括 (A)四分之一波片； (B)鏡頭系統，用於聚集來自四分之一波片的光；以及 (C)圖像捕獲元件陣列，其中在第一方向和垂直於第一方向的第二方向以二維矩陣形式排列圖像捕獲元件，其中偏振部件提供在光入射側，並且所述圖像捕獲元件陣列將通過所述鏡頭系統聚集的光轉換為電信號，其中所述偏振部件包括沿第二方向交替排列並且在第一方向延伸的多個第一區域和第二區域， 已經穿過第一區域的第一區域透射光的偏振狀態不同於已經穿過第二區域的第二區域透射光的偏振狀態，以及 所述四分之一波片的快軸與第一區域透射光的電場方向成預定角度。
24.一種使用圖像捕獲裝置的圖像捕獲方法，所述圖像捕獲裝置包括 (A)第一偏振部件,用於偏振來自被攝體的光； (B)鏡頭系統，用於聚集來自第一偏振部件的光；以及 (C)圖像捕獲元件陣列，其中在第一方向和垂直於第一方向的第二方向以二維矩陣形式排列圖像捕獲元件，其中第二偏振部件提供在光入射側，並且所述圖像捕獲元件陣列將通過所述鏡頭系統聚集的光轉換為電信號， 其中所述第一偏振部件包括沿第一方向排列的第一區域和第二區域， 已經穿過第一區域的第一區域透射光的偏振狀態不同於已經穿過第二區域的第二區域透射光的偏振狀態， 第二偏振部件包括沿第二方向交替排列並且在第一方向延伸的多個第三區域和第四區域， 已經穿過第三區域的第三區域透射光的偏振狀態不同於已經穿過第四區域的第四區域透射光的偏振狀態， 所述第一區域透射光穿過第三區域並且到達所述圖像捕獲元件，以及所述第二區域透射光穿過第四區域並且到達所述圖像捕獲元件，因此捕獲圖像以獲得其中第一區域的重心和第二區域的重心之間的距離是雙眼之間的視差的基線長度的三維圖像，以及 其中所述圖像捕獲元件用已經穿過第三區域並且已經到達圖像捕獲元件的第一區域透射光，生成用於獲得右眼圖像的電信號， 所述圖像捕獲元件用已經穿過第四區域並且已經到達圖像捕獲元件的第二區域透射光，生成用於獲得左眼圖像的電信號，以及輸出這些電信號。
25.根據權利要求24所述的圖像捕獲方法，其中沿第二方向為N個像素排列一個第三區域和一個第四區域，其中N是2η，η為I到5的自然數。
26.根據權利要求25所述的圖像捕獲方法，其中基於深度圖和來自構成圖像捕獲元件陣列的所有圖像捕獲元件的電信號獲得用於獲得右眼圖像的圖像數據和用於獲得左眼圖像的圖像數據，所述深度圖由從已經穿過第三區域的第一區域透射光獲得的電信號和從已經穿過第四區域的第二區域透射光獲得的電信號生成。
全文摘要
公開了一種成像方法和成像裝置，該成像方法和成像裝置具有簡單的組成和結構，並且能夠利用單個成像裝置將被攝體成像為三維圖像。該成像裝置裝配有第一偏振部件(130)、鏡頭系統(20)、包括第二偏振部件(150)的成像元件陣列(40)；第一偏振部件(130)包括沿第一方向排列的第一區域(131)和第二區域(132)；第二偏振部件(150)包括沿第二方向交替排列的多個第三區域(151)和第四區域(152)；已經通過第一區域(131)的第一區域通過光通過第三區域(151)並且到達成像元件；已經通過第二區域(132)的第二區域通過光通過第四區域(152)並且到達成像元件，從而成像用於獲得三維圖像的圖像，所述三維圖像是這樣以便第一區域(131)的重心點(BC1)和第二區域(132)的重心點(BC2)之間的距離是雙眼視差的基線的長度。
文檔編號H04N13/02GK102948141SQ20118003077
公開日2013年2月27日 申請日期2011年5月19日 優先權日2010年5月28日
發明者佐藤修三, 大谷榮二, 小澤謙, 小林誠司 申請人:索尼公司