CN102193269A - 图像摄取装置 - Google Patents

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CN102193269A CN2011100561144A CN201110056114A CN102193269A CN 102193269 A CN102193269 A CN 102193269A CN 2011100561144 A CN2011100561144 A CN 2011100561144A CN 201110056114 A CN201110056114 A CN 201110056114A CN 102193269 A CN102193269 A CN 102193269A
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Abstract

本发明提供了一种图像摄取装置，在一个示例实施方式中，图像摄取装置包括：图像传感器，被配置为以线序方式操作，以及快门装置，可操作地连接至图像传感器。在一个示例实施方式中，快门装置包括被配置为在基本上开状态和基本上闭状态之间切换而使得第二帧的第二曝光在第一帧的第一曝光结束之后开始的区域。

Description

图像摄取装置
技术领域
本申请要求于2010年3月15日在日本专利局提交的第JP2010-058304号日本专利申请的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
背景技术
已经提出并开发了各种图像摄取装置。例如，已经提出了包括图像摄取镜头和快门的图像摄取装置，该快门被分成右侧区域和左侧区域，并且其打开和关闭可选择性地切换每个划分区域。例如，在日本专利第1,060,618号(“专利文献1”)、日本专利公开第2002-34056号(“专利文献2”)、和JP-A-H09-505906中描述了该图像摄取装置。根据该图像摄取装置，快门的右侧和左侧区域的打开和关闭以时分方式交替彼此切换，从而切换透射光路。因此，可以以时分方式获取两种图像(左侧视点图像和右侧视点图像)，该两种图像通过使用一个图像摄取光学系统从右侧和左侧视点进行拍照而明显获得。通过使用某种装置向人眼提供左侧视点图像和右侧视点图像，从而人可以感觉到图像的立体效果。
均能够由自身以上述方式获取右侧和左侧视点图像的许多图像摄取装置针对的是静止图像。另外，还提出了对移动图像进行拍照的图像摄取装置。例如，在专利文献1和2中对此进行了描述。这些图像摄取装置中的任意一个都使用所谓的全局快门型(global shutter type)电荷耦合器件(CCD)作为图像传感器，其中，以帧序(frame-sequential)方式执行曝光和信号读取。
然而，近年来，相比于CCD的状况，可实现低成本、低功耗、和高速处理的互补型金属氧化物半导体(CMOS)传感器已经成为主流。不同于上述的CCD，CMOS传感器是所谓的卷帘快门型(rolling shutter type)图像传感器，其中以线序方式执行曝光和信号读取。对于上述CCD，整个画面同时被一起拍照在每一帧中。另一方面，对于CMOS传感器，例如，由于以线序方式从屏幕的上部到下部执行驱动，因此在每帧中的每行的曝光时间段中或读取定时处产生时滞。
由于此原因，当在执行拍照的图像摄取装置中使用CMOS传感器，同时通过如上所述快门切换光路时，在快门的每个区域的打开时间段和相应帧的曝光时间段之间产生时滞。因此，会遇到一个问题，其使得在每帧中，快门的右侧区域中的透射光和快门的左侧区域中的透射光被混合地接收(在右侧和左侧视点图像之间产生串扰)，因此不能精确地获取多个视点的图像(在此情况下，右侧和左侧视点图像)。由于当以这种方式在视点图像之间产生串扰时右侧和左侧视差量减小，因此难以获得期望的立体效果(容易被识别为平面图像)。
发明内容
为了解决上述问题而作出了本发明，因此，期望的是提供一种图像摄取装置，其能够通过使用线序驱动型图像摄取元件精确地获取多个视点图像。
本公开涉及一种图像摄取装置，例如，其适于获取在三维显示中使用的视差图像。
在一个示例实施方式中，图像摄取装置包括被配置为以线序方式操作的图像传感器。在一个示例实施方式中，快门装置可操作地连接至图像传感器。在一个示例实施方式中，快门装置包括被配置为在基本上开状态和基本上闭状态之间切换而使得第二帧的第二曝光在第一帧的第一曝光结束之后开始的区域。
在一个示例实施方式中，图像传感器是图像摄取装置中包括的唯一图像传感器。
在一个示例实施方式中，快门装置是图像摄取装置中包括的唯一快门装置。
在一个示例实施方式中，图像传感器被配置为基于经快门装置透射的光来输出接收到的光信号。
在一个示例实施方式中，该区域包括：(a)第一区域，被配置为在第一基本上开状态和第一基本上闭状态之间切换；以及(b)第二区域，被配置为在第二基本上开状态和第二基本上闭状态之间切换。
在一个示例实施方式中，当(或响应于)第二曝光开始时：(a)第一区域从第一基本上开状态切换至第一基本上闭状态；以及(b)第二区域从第二基本上闭状态切换至第二基本上开状态。
在一个示例实施方式中，图像传感器快门包括其中累积电荷在预定时刻被清除的全局清除功能。
在一个示例实施方式中，区域被配置为在对应于第一曝光的开始的帧开始时刻出现之前，开始从基本上闭状态切换至基本上开状态。
在一个示例实施方式中，区域被配置为在对应于第二曝光的开始的帧开始时刻出现之前，从基本上开状态切换至基本上闭状态。
在一个示例实施方式中，第一曝光的第一开始在第一帧的第二开始之后开始。
在一个示例实施方式中，图像摄取装置包括用于存储快门装置的驱动序列的控制器。在一个示例实施方式中，控制器被配置为基于快门装置的响应特性执行驱动序列的切换。
在一个示例实施方式中，快门装置包括液晶快门，液晶快门包括区域。
在一个示例实施方式中，从第一开状态到第一闭状态的第一响应延迟第一时间量。在一个示例实施方式中，从第一闭状态到第一开状态的第二响应延迟第二时间量。在一个示例实施方式中，第二时间量大于所述第一时间量。在另一个示例实施方式中，第二时间量小于第一时间量。
在一个示例实施方式中，区域被配置为基于快门装置的材料在基本上开状态和基本上闭状态之间切换。
在一个示例实施方式中，图像摄取装置包括控制器，控制器被配置为：(a)基于第一曝光获取第一图像；(b)基于第二曝光获取第二图像；(c)基于第三曝光获取第三图像；以及(d)使用第一、第二、和第三图像，通过执行运动模糊处理来减小抖动的影响。
在一个示例实施方式中，图像摄取装置包括控制器，控制器被配置为：(a)基于第一曝光获取第一图像；(b)基于第二曝光获取第二图像；(c)基于第三曝光获取第三图像；(d)基于第四曝光获取第四图像；(e)在获取的第一图像和获取的第三图像之间生成第一内插图像；以及(f)在获取的第二图像和获取的第四图像之间生成第二内插图像。
在一个示例实施方式中，区域被配置为在完全开状态和完全闭状态之间切换，使得第二帧的第二曝光在第一帧的第一曝光结束之后开始。
在一个示例实施方式中，图像摄取装置包括第一镜头和第二镜头。在一个示例实施方式中，快门装置设置在第一镜头和第二镜头之间。
在一个示例实施方式中，图像传感器包括互补金属氧化物半导体传感器。
根据本实施方式的图像摄取装置，控制部至少获取图像摄取元件中的第一帧和第二帧，其中第二帧的曝光在第一帧的曝光中和曝光后开始。因此，可以抑制在每个帧中产生经快门的区域的透射光被混合接收(即，所谓的串扰)的现象。因此，可以通过使用线序驱动型图像摄取元件精确获取多个视点图像。
本文描述的其他特征和优点将从随后的详细描述及附图中显而易见。
附图说明
图1是示出根据本发明第一实施方式的示例图像摄取装置的整体结构和配置的框图。
图2是解释在图1中示出的示例图像摄取装置中获取视点图像的原理(无光路划分)的示意图。
图3是解释在图1中示出的示例图像摄取装置中获取视点图像的原理(右侧光路)的示意图。
图4是解释在图1中示出的示例图像摄取装置中获取视点图像的原理(左侧光路)的示意图。
图5A和图5B分别是解释在根据比较实例1的示例图像传感器和示例快门中曝光时间段和读取操作的驱动定时图，以及解释在根据比较实例1的图像传感器和快门中示例快门的右侧区域和左侧区域中的开/闭切换的驱动定时图。
图6A和图6B分别是解释在根据比较实例2的示例图像传感器和示例快门中曝光时间段和读取操作的驱动定时图，以及解释在根据比较实例2的示例快门和图像传感器中示例快门的右侧区域和左侧区域中的开/闭切换的驱动定时图。
图7A和图7B分别是解释在根据本公开第一实施方式的示例图像传感器和示例快门中曝光时间段和读取操作的驱动定时图，以及解释在根据本公开的第一实施方式的示例快门和示例图像传感器中快门的右侧区域和左侧区域中的开/闭切换的驱动定时图。
图8A和图8B分别是示出在左侧区域被设置为开(open)状态(右侧区域为闭(close)状态)的情况下示例液晶快门的平面结构的示意图，以及示出在右侧区域被设置为开状态(左侧区域为闭状态)的情况下示例液晶快门的平面结构的示意图。
图9是图8A和图8B中示出的示例液晶快门的右侧和左侧区域之间的边界附近的截面视图。
图10A、图10B和图10C分别是解释在根据第一实施方式的变形例1的示例图像传感器和示例快门中曝光时间段和读取操作的驱动定时图，解释在低温度阶段中示例快门的右侧区域和左侧区域中的开/闭切换的驱动定时图，以及解释在高温度阶段中示例快门的右侧区域和左侧区域中的开/闭切换的驱动定时图。
图11A和图11B分别是示出在根据第一实施方式的变形例1的示例液晶快门中在高温度阶段中的响应特性的示意图，以及示出在根据第一实施方式的变形例1的示例液晶快门中在低温度阶段中的响应特性的示意图。
图12A和图12B分别是解释在根据第一实施方式的变形例2的图像传感器和快门中曝光时间段和读取操作的驱动定时图，以及解释在快门的右侧区域和左侧区域中开/闭切换的驱动定时图。
图13A和图13B分别是解释在根据第一实施方式的变形例3的示例图像传感器和示例快门中曝光时间段和读取操作的驱动定时图，以及解释在示例快门的右侧区域和左侧区域中开/闭切换的驱动定时图。
图14A和图14B分别是解释在根据第一实施方式的变形例4的示例图像传感器和示例快门中曝光时间段和读取操作的驱动定时图，以及解释在示例快门的右侧区域和左侧区域中开/闭切换的驱动定时图。
图15A、图15B和图15C分别是解释在根据第一实施方式的变形例5的示例图像传感器和示例快门中曝光时间段和读取操作的驱动定时图，解释在低温度阶段中示例快门的右侧区域和左侧区域中的开/闭切换的驱动定时图，以及解释在高温度阶段中示例快门的右侧区域和左侧区域中开/闭切换的驱动定时图。
图16A和图16B分别是示出在根据第一实施方式的变形例5的示例液晶快门中在高温度阶段的响应特性的示意图，以及示出在根据第一实施方式的变形例5的示例液晶快门中在低温度阶段的响应特性的示意图。
图17A和图17B分别是解释在根据本公开的第二实施方式的示例图像传感器和示例快门中曝光时间段和读取操作的驱动定时图，以及解释在示例快门的右侧区域和左侧区域中开/闭切换的驱动定时图。
图18A、图18B和图18C分别是解释在根据第二实施方式的变形例1的示例图像传感器和示例快门中曝光时间段和读取操作的驱动定时图，解释在低温度阶段中在示例快门的右侧区域和左侧区域中开/闭切换的驱动定时图，以及解释在高温度阶段中在示例快门的右侧区域和左侧区域中开/闭切换的驱动定时图。
图19A和图19B分别是解释在根据本公开的第二实施方式的变形例2的示例图像传感器和示例快门中曝光时间段和读取操作的驱动定时图，以及解释在示例快门的右侧区域和左侧区域中开/闭切换的驱动定时图。
图20A、图20B和图20C分别是解释在根据第二实施方式的变形例3的示例图像传感器和示例快门中曝光时间段和读取操作的驱动定时图，解释在低温度阶段中在示例快门的右侧区域和左侧区域中开/闭切换的驱动定时图，以及解释在高温度阶段中在示例快门的右侧区域和左侧区域中开/闭切换的驱动定时图。
图21是示出第二实施方式的变形例4中的示例液晶快门的透射率变化的图示。
图22是示出在摄取移动图像阶段中左侧视点图像和右侧视点图像的实例的示意图。
图23是示出图像处理(运动模糊处理)的实例1的实例示意图。
图24是示出在摄取示例移动图像阶段中左侧视点图像和右侧视点图像的实例的示意图。
图25是示出图像处理(图像内插处理)的实例2的示意图。
具体实施方式
以下将参照附图详细描述本公开的优选实施方式。注意，下面将根据如下次序进行描述：
1.第一示例实施方式(以线序方式执行曝光开始和曝光结束的情况)
2.变形例1(使用特征为响应速度在从遮光状态到透射状态的转变阶段中变慢的液晶快门的情况)
3.变形例2(将从闭状态到开状态的切换定时提前的情况)
4.变形例3(从快门的闭状态到开状态的切换、从快门的开状态到闭状态的切换、以及曝光结束的定时被提前的情况)
5.变形例4(曝光开始的定时被推迟的情况)
6.变形例5(使用特征为响应速度在从透射状态到遮光状态的转变阶段中变慢的液晶快门的情况)
7.第二示例实施方式(通过使用全局清除功能(global reset function)集体执行曝光开始的情况)
8.变形例1(使用特征为响应速度在从遮光状态到透射状态的转变阶段中变慢的液晶快门的情况)
9.变形例2(从闭状态到开状态的切换的定时被提前的情况)
10.变形例3(使用特征为响应速度在从透射状态到遮光状态的转变阶段中变慢的液晶快门的情况)
11.变形例4(通过驱动序列的切换执行快门控制的情况)
12.图像处理的实例1(运动模糊处理的实例)
13.图像处理的实例2(图像内插处理的实例)
第一实例实施方式
图像摄取装置1的整体结构和配置
图1示出了根据本公开第一实施方式的图像摄取装置的整体结构和配置。图像摄取装置1获取多个视点图像(右侧和左侧视点图像)作为对象的摄取图像(静止图像或移动图像)。图像摄取装置1包括图像摄取镜头10a和10b、快门11、图像传感器12、信号处理/存储部13、以及控制部20。
图像摄取镜头10a和10b中的每一个都是用于摄取对象图像的主镜头。例如，使用在摄像机、照相机等中使用的一般图像摄取镜头作为图像摄取镜头10a和10b中的每一个。在此情况下，虽然图像摄取镜头10a和图像摄取镜头10b分别设置在快门11的光入射侧和光出射侧，但是图像摄取镜头10a和图像摄取镜头10b的镜头片数和镜头位置不受限制。然而，优选地，快门11理想地设置在图像摄取镜头10a和10b的每一个的光瞳面或光圈的位置。
设置快门11以切换朝图像传感器12传播的光束的光路。因此，将快门11分成多个区域，并控制每个划分区域的开状态(透光状态)和闭状态(遮光状态)的切换。在此情况下，快门11具有右侧区域11R和左侧区域11L。因此，可以在每个区域11R、11L执行光束的透射率控制(具体地，透射状态(开状态)和遮光状态(闭状态)的切换)。在区域11R和11L中，控制开状态和闭状态，从而以时分方式交替地彼此切换。快门11不受特别限制，只要其能执行上述的光路划分(光路切换)。因此，快门11可以是机械快门或诸如液晶快门的电子快门。
图像传感器12是用于基于经图像摄取镜头10a和10b以及快门11透射的光来输出接收到的光信号的光电转换元件。例如，图像传感器12具有以矩阵形式设置的多个光电二极管(光接收像素)，因此是用于以线序方式从这些光电二极管读出信号的卷帘快门型图像摄取元件(诸如CMOS传感器)。在第一实施方式中，在图像传感器12中以线序方式执行曝光开始和曝光结束，而细节将在随后描述。注意，在此说明书中，曝光开始和曝光结束分别意味着存储(电荷累积)开始和存储结束，并且从曝光开始到曝光结束的时间段(曝光时间段)对应于电荷累积的时间段。另外，例如，具有预定颜色设置的R、G、和B滤色器(未示出)可以设置在图像传感器12的光接收面侧上。
信号处理/存储部13使从图像传感器12输出的被摄取图像数据经历各种处理(包含图像处理)，并包括用于将摄取的图像数据存储在其中的各种存储器中合适的一种存储器。
例如，控制部20是微计算机等，并控制快门11、图像传感器12、以及信号处理/存储部13。具体地，控制部20以使得快门11的区域11R和11L的开状态和闭状态以时分方式彼此切换的这种方式来执行控制，并且向快门11的每个区域11R、11L输出用于开/闭切换的定时控制信号。另外，控制部20控制图像传感器12中的曝光操作和信号读取操作，并且例如，向图像传感器12输出每一帧的曝光开始、曝光结束、信号读取等的定时控制信号。将分别输出至快门11和图像传感器12的这些定时控制信号以这样一种方式设置，即，每个区域11R和11L变为的开状态与每个帧的曝光时间段一致，而细节将在随后描述。
第一实施方式中的操作
(1.图像摄取装置1的基本操作)
在上述图像摄取装置1中，来自对象的光依次穿过图像摄取镜头10a、快门11、以及图像摄取镜头10b透射，以到达图像传感器12。使用图像传感器12，获取了基于接收的光束的被摄取图像数据，然后根据控制部20进行的控制将该被摄取图像数据输出至信号处理/存储部13。信号处理/存储部13具有各种信号处理部，并使输入其中的被摄取图像数据经历预定的信号处理，例如，分类处理、缺陷校正处理、去马赛克处理等，从而产生右侧和左侧视点图像。
(2.获取视点图像的原理)
接下来，将参照图2至图4描述获取右侧和左侧视点图像的原理。然而，图2至图4分别是均从上部面侧观看图像摄取装置1中的图像摄取镜头10a和10b、快门11、以及图像传感器12的视图。
如图2所示，在快门11的区域11R和11L都打开的状态下(在没有执行右侧和左侧光路的划分的状态下)，以下是如何在图像传感器12的相同轴上分别反映位于不同位置的三个对象。然而，给出了位于每个图像摄取镜头10a和10b的聚焦面S1上的人A1、位置比人A1远的远距离物体(山)B1(在图像摄取镜头10a的相反侧)、以及位于人A1前面的近距离物体(花)C1(在图像摄取镜头10a侧)作为物体的实例。如上所述，在每个图像摄取镜头10a和10b都聚焦在人A1上的状态中，例如，人A1的图像在传感器面S3的中心成像。另一方面，位于聚焦面S1之外的远距离物体B1的图像成像于传感器面S3的前面(在图像摄取镜头10b侧)。此外，近距离物体C1的图像成像于传感器面S3的后面(在图像摄取镜头10b的相反侧)。也就是说，人A1的图像在传感器面S3上反映为聚焦图像A2，远距离物体B1和近距离物体C1的图像分别在传感器面S3上反映为离焦(defocused)图像B2和模糊图像C2。
当针对具有上述位置关系的这三个对象而在右侧和左侧之间切换光路时，如何在传感器面S3上反映该三个对象的图像有如下变化。首先，如图3所示，当控制部20以使得快门11的区域11R变为开状态，而快门11的区域11L变为闭状态的这种方式执行控制时，在图像摄取镜头10a和10b之间的光瞳面S2上光路的右半侧变为透射光路，而在图像摄取镜头10a和10b之间的光瞳面S2上光路的左半侧被遮光。在这种情况下，就聚焦在聚焦面S1上的人A1的图像而言，即使左侧被遮光(即使当光路切换到只有右半侧)，与上述没有光路划分的情况类似，人A1的图像也成像在传感器面S3上。另一方面，就均位于聚焦面S1之外的远距离物体B1和短距离物体C1而言，在传感器面S3上离焦的各个图像反映为在传感器面S3上在方向z1和z2上彼此相反移动的图像B2’和C2’。这样，在图像传感器12中获取了对应于右侧视点图像的被摄取图像数据。
另一方面，如图4所示，当控制部20以使得快门11的区域11L变为开状态，而快门11的区域11R变为闭状态的这种方式执行控制时，在图像摄取镜头10a和10b之间的光瞳面S2上，光路的左半侧变为透射光路，而光路的右半侧被遮光。还是在此情况下，聚焦在聚焦面S1上的人A1的图像成像在传感器面S3上，而每个均位于聚焦面S1之外的远距离物体B1和近距离物体C1的图像反映为在传感器面S3上在方向z3和z4上彼此相反移动的图像B2”和C2”。然而，当区域11R设置为开状态时，移动方向z3和z4分别变为与移动方向z1和z2相反。这样，在图像传感器12中获取了对应于左侧视点图像的被摄取图像数据。
如上所述，使用一个图像摄取装置1，可以获取多个视点图像(在此情况下为右侧和左侧视点图像)。另外，虽然在当前光路切换到另一个光路时，在除具有聚焦状态的物体之外的对象的成像位置中产生偏移，但是成像位置上的偏移使右侧和左侧视点图像之间产生视差。例如，具有这种视差的右侧和左侧视点图像通过用于立体观看的显示装置以时分方式被显示，并穿过快门眼镜(其中，与右侧和左侧视点图像的显示切换同步地控制右侧镜片和左侧镜片的打开和关闭)被提供给人的眼睛，从而人能感觉到图像中的立体效果。
(3.快门11和图像传感器12的驱动操作)
随后，将通过给出比较实例1和2来详细描述快门11的开闭切换操作以及图像传感器12的读取操作。图5A和图5B示出了根据比较实例1的图像传感器CCD和快门的驱动定时，而图6A和图6B示出了根据比较实例2的CMOS图像传感器和快门的驱动定时。此外，图7A和图7B示出了第一实施方式中的CMOS图像传感器和快门的驱动定时。然而，在图5A和图5B至图7A和图7B中，图5A、图6A和图7A均表示图像传感器中的曝光时间段和读取操作，而图5B、图6B和图7B均表示快门的右侧区域和左侧区域中的开闭切换。注意，在随后的描述中，将对应于右侧视点图像的帧描述为帧R或帧R1，而将对应于左侧视点图像的帧描述为帧L或帧L1。另外，在此说明书中，帧时间段fr对应于通过双倍划分就移动图像而言的一帧时间段而获得的时间段(2fr＝就移动图像而言的一帧时间段)。另外，在图5A、图6A和图7A中，斜线部分示意地表示每行的曝光时间段。
比较实例1
在CCD用作图像传感器的比较实例1中，以帧序方式集体驱动屏幕。因此，如图5A所示，在每个帧R和L中，在整个画面的曝光时间段TL和曝光时间段TR中没有时滞，并且同时执行信号的读取(Read)。因此，在比较实例1中，仅需如图5B所示执行快门11中的右侧区域10R和左侧区域10L之间的开/闭切换。也就是说，以如下方式执行切换，即，对于帧R的曝光时间段TR，区域100R变为OPEN(开)状态(区域100L变为CLOSE(关)状态)，而对于帧L的曝光时间段TL，区域100L变为OPEN状态(区域100R变为CLOSE状态)。具体地，以如下方式执行控制，即，区域100R和100L与帧R的曝光开始时间(帧L的曝光结束时间)同步地分别变为OPEN状态和CLOSE状态，而区域100R和100L与帧R的曝光结束时间(帧L的曝光开始时间)同步地分别变为CLOSE状态和OPEN状态。也就是说，在比较实例1中，区域100R的OPEN时间段T100(R)和区域100L的OPEN时间段T100(L)中的每一个都等于帧时间段fr。在此情况下，区域100R的OPEN时间段T100(R)和区域100L的OPEN时间段T100(L)中的每一个也等于曝光时间段TR和曝光时间段TL中的每一个。
比较实例2
然而，例如，当使用卷帘快门型CMOS传感器作为图像传感器时，不同于上述CCD传感器的情况，例如，以线序方式从屏幕的上部到下部执行驱动。也就是说，如图6A所示，在每个帧R和L中，用于曝光开始和曝光结束的定时和用于信号读取(Read)的定时每行都不同。由于这个原因，基于在屏幕中的位置，在曝光时间段TL和曝光时间段TR的每一个中都产生时滞。因此，当快门11的打开和关闭以与比较实例1中的定时相同的定时彼此切换时，在帧R和L的每一个中，当前透射光路在整个一帧(所有行)的曝光结束之前切换到另一个。因此，在帧R和L的每一个中，穿过区域100R和100L的透射光被混合接收，从而产生串扰(参照图6B)。例如，理想的是在帧R中，仅穿过区域100R的透射光在屏幕的整个区域中被接收。然而，实际上，穿过区域100R的透射光仅在屏幕的上部侧被接收，而穿过区域100L的透射光在屏幕的下部侧被接收。这样，当产生其中右侧光束和左侧光束在一帧中彼此混合的串扰时，上述多个视点图像之间的视差量减小(显示图像接近平面图像)，或者屏幕的上部侧和下部侧之间的立体效果不同。因此，变得难以获得所描述的立体效果。
(第一实施方式中的特征操作)
另一方面，在第一实施方式中，如图7A所示，控制部20分别获取帧L1和在某个时刻获得的帧(帧R1)作为有效帧，对于帧L1，第一行的曝光在时间上连续的帧中的帧R1的所有行的读取(Read(R))结束时和结束后(曝光结束时和结束后)开始。换句话说，帧R1之后的帧，即，其曝光在帧R1的所有行的读取结束前(在所有行的曝光结束前)开始的帧(帧R1和L1之间的帧X)，被作为无效帧对待。例如，需要防止帧X在读取(Read(0))之后被输出至信号处理/存储部13中的各种信号处理部中的任一个，或者无需执行读取(Read(0))本身。此外，如图7B所示，以如下方式控制快门11的切换，即，区域11R的OPEN时间段TOPEN(R)和区域11L的OPEN时间段TOPEN(L)中的每一个的长度(例如)为帧时间段fr的两倍。注意，在此情况下，帧时间段fr，以及曝光时间段TL和曝光时间段TR中的每一个彼此相等。如上所述，在第一实施方式中，通过使一帧变疏(thinning-out)而获得的帧R1、L1、...中的每一个都作为有效帧对待，并且快门11的区域11R的OPEN时间段TOPEN(R)和区域11L的OPEN时间段TOPEN(L)被设置为帧时间段fr的两倍。
具体地，例如，在帧R1的开始时刻，控制部20从屏幕的上部的第一行到屏幕的下部的最后一行依次开始曝光。之后，控制部20从第一行到最后一行相继结束曝光，并从第一行到最后一行相继执行读取(Read(R))。另一方面，在上述的帧R1的开始时刻，控制部20将快门11的区域11R的状态从CLOSE状态切换至OPEN状态。之后，在帧时间段fr的两倍的时间段消逝之后的时刻(在帧L1的开始时刻)，控制部20将区域11R的状态从OPEN状态切换到CLOSE状态，并将区域11L的状态从CLOSE状态切换到OPEN状态。这同样应用于帧L1。也就是说，控制部20在帧L1的开始时刻开始第一行的曝光，还将区域11L的状态从CLOSE状态切换到OPEN状态。之后，在一帧时间fr消逝之后的时刻，控制部20在第一行之后执行的曝光的结束以及读取(Read(L))。之后，在两帧时间段2fr消逝之后的时刻(在下一帧R2(未示出)的开始时刻)，控制部20将区域11L的状态从OPEN状态切换到CLOSE状态，并将区域11R的状态从CLOSE状态切换到OPEN状态。
这样，排除了其中穿过右侧区域11R和左侧区域11L的透射光被混合地接收的帧X。此外，对于每个帧R1的所有行的曝光时间段TR，不对快门11的OPEN和CLOSE进行彼此切换(区域11R的OPEN状态保持现状，并且区域11L的CLOSE状态也保持现状)。因此，在帧R1中获取仅基于穿过区域11R的透射光的被摄取图像数据。同样地，在帧L1中获取仅基于穿过区域11L的透射光的被摄取图像数据。因此，即使以线序方式在图像传感器12中执行的信号读取时(即使当在每个帧的曝光时间段等中产生每行的时滞时)，也能生成其中减小了串扰的右侧视点图像和左侧视点图像。
注意，快门11中的区域划分数量(划分的光路的数量)决不限于两个，而是可以是三个或更多。即使当区域划分数量为三个或更多个时，快门11的每个区域的OPEN时间段需要为帧时间段fr的两倍。然而，当区域划分数量为n(n：2或更大的整数)时，每个区域的CLOSE时间段变为帧时间段fr的2(n-1)倍。例如，当获取了右侧和左侧两个视点图像时(在第一实施方式中)，区域11R和11L的每个OPEN时间段变为2fr。此外，当获取了三个视点图像时，快门11的区域所划分成的三个区域的每个OPEN时间段变为2fr，而该三个区域的每个CLOSE时间段变为4fr。另外，在此情况下，虽然区域11R和11L的每个OPEN时间段被设置为帧时间段fr的两倍，但本公开并不必限于这种情况。例如，当使用全局清除功能时，当使得曝光时间段本身短于帧时间段fr时，当使得驱动定时快或慢时，等等，区域11R和11L的每个OPEN时间段可以小于帧时间段fr的两倍，或者大于帧时间段fr的两倍，而细节将在随后描述。
如上所述，在第一实施方式中，控制部20分别获取帧R1和帧L1作为有效帧，对于帧L1，其曝光在时间上连续的帧中的帧R1的曝光结束时和结束后开始。因此，可以抑制产生穿过区域11R和11L的透射光在帧R1和L1的每一个中彼此混合的现象，即，产生串扰。因此，通过使用例如是以线序方式被驱动的CMOS传感器的图像传感器，可以精确地获取多个视点图像。这在摄取多个视点图像作为移动图像的情况下尤其有效。通过使用这种CMOS传感器，相比于使用CCD的情况，可以构造实现了低成本、低功耗以及高速处理的系统。
第一实施方式的变形例
接下来，以下将给出关于本公开的第一实施方式中的快门和图像传感器的其他驱动实例(变形例1至5)的描述。与上述第一实施方式的情况类似，以下将描述的变形例1至5的每一个驱动实例均涉及当控制部20驱动图像摄取装置1中的快门11和图像传感器12时的定时控制。然而，变形例1至5中的每一个均涉及对以下将描述的液晶快门用作快门11的情况尤其特有的驱动实例。
液晶快门的结构
图8A和图8B示意性地示出了作为液晶快门的快门11的平面结构。也就是说，图8A示出了区域11L保持在OPEN状态(区域11R保持在CLOSE状态)的情况，图8B示出了区域11R保持在OPEN状态(区域11L保持在CLOSE状态)的情况。如上所述，例如，快门11具有圆形平面形状被划分成的右侧和左侧两个区域11R和11L。图9是快门11的区域11R和11L之间的边界附近的截面视图。
在快门11中，将液晶层104封装进均由玻璃等制成的基板101和106之间限定的间隙中。同样，起偏镜107A粘于基板101的光入射侧，并且检偏镜107B粘于基板106的光出射侧。电极形成在基板101和液晶层104之间，并被分成多个子电极102A(在这种情况下，两个子电极102A对应于区域11R和11L)。可以经两个子电极102A单独地施加电压。区域11R和11L公共的电极105设置在面向这样基板101的基板106上。在子电极102A和液晶层104之间形成取向膜103A，并且在电极105和液晶层104之间形成取向膜103B。例如，每个子电极102A以及电极105都由氧化铟锡(ITO)制成，并且例如，液晶层104中包含具有诸如超扭曲向列(STN)、扭曲向列(TN)、光学补偿弯曲(OCB)、以及铁电液晶(FLC)的各种显示模式的液晶。起偏镜107A和检偏镜107B分别选择性地透射预定的偏振光，并被设置为使得具有正交-尼科尔状态或平行-尼科尔状态。
通过采用这种结构，当经子电极102A和电极105向液晶层104施加合适电压时，液晶层104的透射率可以根据施加电压的量值和施加时间而变化。也就是说，液晶快门用作快门11，从而可以根据电压控制来使基板11的OPEN状态和CLOSE状态彼此切换。此外，将施加电压的电极分成能够被单独驱动的两个子电极102A，从而可以在每个区域11R、11L交替地彼此切换透光状态和遮光状态。然而，已知这种液晶快门的响应速度根据操作环境(诸如温度)而不同。例如，通常，响应速度在高温度阶段变快，而响应速度在低温度阶段变慢。另外，在许多情况下，响应特性在透射阶段和遮光阶段之间不同。
如上所述，液晶快门的响应特性容易根据环境而改变。因此，如随后将描述的，当执行对应于液晶快门响应特性的定时控制或驱动序列控制时，优选地直接或间接地检测响应特性。例如，当间接检测响应特性时，在图像摄取装置1内设置能够检测快门11的温度或快门11的外部环境温度的温度传感器。在此情况下，可以根据从温度传感器输出的关于快门11的温度信息估计快门11的响应特性。
变形例1
图10A、图10B和图10C分别示出了第一实施方式的变形例1的图像传感器和快门的驱动定时。也就是说，图10A示出了图像传感器中的曝光时间段和读取，图10B示出了在低温度阶段中快门的OPEN和CLOSE切换，而图10C示出了在高温度阶段中快门的OPEN和CLOSE切换。并且，图11A和图11B分别示出了在高温度阶段中变形例1中的快门的响应特性以及在低温度阶段中变形例1中的快门的响应特性。
在变形例1中，例如使用液晶快门，使得在低温度阶段，从透射状态到遮光状态的响应不会延迟太多(属性d1)，而从遮光状态到透射状态的响应被显著延迟(属性d2)。换句话说，快门11具有这样的特征，即，使得从遮光状态到透射状态的转变阶段的响应速度比从透射状态到遮光状态的转变阶段的响应速度慢。例如，给出了使用具有STN模式的液晶并且其中起偏镜和检偏镜被设置为处于正交-尼科尔状态的液晶快门来作为具有这种响应特性的液晶快门。
如图10A和图10B所示，通过使用这种液晶快门，在低温阶段中，在区域11R、11L的状态从CLOSE状态切换到OPEN状态的同时，根据属性d2，在帧R1和L1的每一个中都产生了亮度(接收光的量)在屏幕上部降低的时间段Da。然而，结果是屏幕的上部侧和下部侧之间亮度不同。在此情况下，在由信号处理/存储部13执行的后续图像处理中，需要执行(例如)“黑点”校正(shading correction)，从而使整个屏幕的亮度均一化。另一方面，在区域11R、11L的状态从OPEN切换到CLOSE状态的同时，根据属性d1，产生串扰的短时间段Ct必须较短(仅在屏幕上端的部分中以及屏幕下端的部分中产生串扰)。因此，同样在变形例1中，相比于上述比较实例2的情况，可以减小串扰，因此可以获得与上述第一实施方式大致相同的效果。
变形例2
图12A和图12B分别示出了根据第一实施方式的变形例2的图像传感器和快门的驱动定时。也就是说，图12A示出了图像传感器中的曝光时间段和读取，而图12B示出了在低温度阶段中快门的OPEN和CLOSE切换。
同样在变形例2中，类似于变形例1的情况，例如使用液晶快门，使得在低温度阶段，从透射状态到遮光状态的响应不会延迟太多(属性d1)，而从遮光状态到透射状态的响应被显著延迟(属性d2)。然而，在变形例2中，快门11的区域11R、11L的从CLOSE状态到OPEN状态的切换定时被提前。换句话说，在帧开始时刻t(s)之前的定时t1(等于曝光开始的定时)执行区域11R、11L的从CLOSE状态到OPEN状态的切换。因此，相比于上述变形例1的情况，虽然稍微延长了产生串扰的时间段Ct，但是可以减小亮度降低的时间段。因此，在通过使用液晶快门执行光路切换的情况下，第一实施方式的变形例2对于使得亮度被认为比串扰更重要的应用尤其有用。
变形例3
图13A和图13B分别示出了根据本公开的变形例3的图像传感器和快门的驱动定时。也就是说，图13A示出了图像传感器中的曝光时间段和读取，而图13B示出了在低温度阶段中快门的OPEN和CLOSE的切换。
同样在变形例3中，类似于变形例1的情况，例如使用液晶快门，使得在低温度阶段中，从透射状态到遮光状态的响应不会延迟太多(属性d1)，而从遮光状态到透射状态的响应被显著延迟(d2)。另外，类似于变形例2的情况，快门11的区域11R、11L的从CLOSE状态到OPEN状态的定时被提前到帧开始时刻t(s)之前的定时t1。然而，在变形例3中，除了快门11的区域11R、11L的从OPEN状态到CLOSE状态的定时被提前之外，并且曝光结束的定时也被提前。换句话说，在后续的帧开始时刻t(s)之前的定时t2执行从OPEN状态到CLOSE状态的切换，并且第一行的曝光在帧时间段结束的定时t(e)之前的定时t3结束。由于这个原因，在变形例3中，右侧帧R1和曝光时间段TR2和左侧帧L1的曝光时间段TL2中的每一个都设置为比帧时间段fr短。
即使通过使用这种驱动定时，仍可以获得与上述的第一实施方式及其变形例2中的每一个大致相同的效果。另外，区域11R、11L的从OPEN状态到CLOSE状态的切换定时以及曝光结束的定时均被提前，从而使得可以避免易于在右侧帧R1和左侧帧L1之间产生的串扰。
变形例4
图14A和图14B分别示出了根据第一实施方式的变形例4的图像传感器和快门的驱动定时。也就是说，图14A示出了图像传感器中的曝光时间段和读取，而图14B示出了在低温度阶段在快门的OPEN和CLOSE的切换。
同样在变形例4中，类似于变形例1的情况，例如使用液晶快门，使得在低温度阶段，从透射状态到遮光状态的响应不会延迟太多(属性d1)，而从遮光状态到透射状态的响应被显著延迟(属性d2)。然而，在变形例4中，曝光开始的定时推迟。换句话说，第一行的曝光在帧的开始时刻t(s)之后的定时t4开始。由于这个原因，在变形例4中，右侧帧R1的曝光时间段TR3和左侧帧L1的曝光时间段TL3中的每一个都被设置为比帧时间段fr短。即使通过使用这种驱动定时，仍可以获得与上述第一实施方式大致相同的效果。另外，虽然产生了亮度在屏幕的上部侧降低的时间段Da，但是可以避免易于在右侧帧R1和左侧帧L1之间产生的串扰。
注意，除了以上在第一实施方式的变形例2至4中描述的定时控制之外，从液晶快门的响应特性、串扰、以及亮度的观点来看，还可以是各种定时控制。例如，可以采用的是，快门的OPEN和CLOSE的定时不仅被提前而且还被推迟，或者曝光开始的定时以及曝光结束的定时均改变。
变形例5
图15A、图15B、以及图15C分别示出了第一实施方式变形例5中的图像传感器和快门的驱动定时。也就是说，图15A示出了图像传感器中的曝光时间段和读取，图15B示出了在低温度阶段中快门的OPEN和CLOSE的切换，而图15C示出了在高温度阶段中快门的OPEN和CLOSE的切换。而且，图16A和图16B分别示出了在高温度阶段中变形例5中的快门的响应特性，以及在低温度阶段中变形例5中的快门的响应特性。
在变形例5中，例如使用液晶快门，使得在低温度阶段，从遮光状态到透射状态的响应不会延迟太多(属性d3)，而从透射状态到遮光状态的响应被显著延迟(属性d4)。换句话说，快门11具有这样的特征，即，使得从透射状态到遮光状态的转变阶段的响应速度比从遮光状态到透射状态的转变阶段的响应速度慢。例如，给出了使用具有STN模式的液晶并且其中起偏镜和检偏镜被设置为处于正交-尼科尔状态的液晶快门来作为具有这种响应特性的液晶快门。
如图15A和图15B所示，通过使用这种液晶快门，在低温度阶段，生成了产生串扰并且亮度增加的时间段Ct、Br。然而，结果是亮度在屏幕的上部侧和下部侧之间不同。在此情况下，需要在由信号处理/存储部13执行的后续图像处理中执行(例如)“黑点”校正，从而使整个屏幕的亮度均一化。虽然在变形例5中轻微地产生了串扰，但是变形例5对于使得认为亮度比串扰减小更重要的应用是有用的。
从在变形例2至4中描述的串扰和亮度的观点来看，用于提前或推迟切换快门的OPEN和CLOSE的定时、曝光开始的定时、以及曝光结束的定时的技术，可以应用于上述的变形例5。
第二实施方式
图17A和图17B分别示出了根据本公开第二实施方式的图像摄取装置中的图像传感器和快门的驱动定时。也就是说，图17A示出了图像传感器中的曝光时间段和读取，而图17B示出了在低温度阶段中快门的OPEN和CLOSE的切换。类似于上述第一实施方式的情况，第二实施方式中的驱动操作涉及当控制部20驱动图像摄取装置1中的快门11和图像传感器时的定时控制。然而，第二实施方式与上述第一实施方式的图像传感器的功能不同。
第二实施方式中的图像传感器是卷帘快门型图像摄取元件(诸如CMOS传感器)，其中，与上述第一实施方式中的图像传感器12的情况类似，以线序方式从以矩阵设置的多个光电二极管中相继读取信号。然而，向第二实施方式中的图像传感器添加了全局清除功能，因此累积电荷在预定定时被清除(提供了无累积电荷的状态)。通过全局清除功能，即使在卷帘快门型COMS传感器等中，也可以对整个屏幕整体执行曝光的开始。
例如，如图17A所示，控制部20在帧R1的开始时刻执行全局清除GR，从而立刻开始曝光。之后，第一行的曝光在一帧时间段fr消逝之后的时刻结束，并且从第一行开始读取(Read(R))。另一方面，如图17B中所示，快门11的区域11R的状态与用于执行上述全局清除GR的定时(帧R1的开始时刻)同步地从CLOSE状态切换到OPEN状态。之后，在一帧时间段fr消逝之后的时刻，区域11R的状态从OPEN状态切换到CLOSE状态。同样，在帧R1的所有行的读取(Read(R))的结束时刻(在帧L1的开始时刻)，再次执行全局清除GR。然后，快门11的区域11L的状态从CLOSE状态切换到OPEN状态，并且与上述帧R1的情况类似地执行帧L1的曝光和读取(Read(L))。然而，分别对于帧R1的时间段TRead(R)和帧L1的时间段TRead(L)，快门11的区域11L和区域11R均被设置为CLOSE状态。因此，分别获取了帧R1和帧L1作为有效帧。
也就是说，在第二实施方式中，通过利用全局清除功能整体执行曝光的开始，并且区域11R(区域11L)的状态从OPEN状态切换到CLOSE状态，从而整体执行实质的曝光结束。注意，实际上，虽然即使对于将快门从OPEN状态切换到CLOSE状态之后的读取时间段TRead(R)和读取时间段TRead(L)，曝光在每行中继续直到读取完成，但是由于快门的整个区域在该时间段关闭，所以没有产生累积电荷。因此，在每帧的实质曝光时间段TR、TL之间没有产生时滞，因此整个屏幕上的图像被同时拍照。当然，在左侧视点图像和右侧视点图像之间没有产生串扰。因此，虽然使用了线序驱动型图像传感器，但是与使用帧序驱动型图像传感器的情况类似，可以对其中不包含失真的图像进行拍照。这同样适用于对象高速移动的情况。因此，可以获得等同于或超过上述第一实施方式的效果。
第二实施方式的变形例
接下来，以下将给出对于本公开的第二实施方式中的快门和图像传感器的其他驱动实例(变形例1至3)的描述。与上述第一实施方式的情况类似，以下将描述的每个驱动实例，即，变形例1至3，均涉及当控制部20驱动图像摄取装置1中的快门11和具有全局清除功能的图像传感器12时的定时控制。然而，第二实施方式的变形例1至3中的每一个都涉及对于将上述第一实施方式的变形例1至5中描述的液晶快门用作快门11的情况尤其特有的驱动操作。
变形例1
图18A、图18B和图18C分别示出了根据第二实施方式的变形例1的图像传感器和快门的驱动定时。也就是说，图18A示出了图像传感器中的曝光时间段和读取，图18B示出了在低温度阶段中快门的OPEN和CLOSE的切换，而图18C示出了在高温度阶段中快门的OPEN和CLOSE的切换。
在变形例1中，与第一实施方式的变形例1的情况类似，例如使用液晶快门，使得在低温度阶段，从透射状态到遮光状态的响应不会延迟太多(属性d1)，而从遮光状态到透射状态的响应被显著延迟(属性d2)。如图18A和图18B所示，通过使用这种液晶快门，在低温度阶段，在区域11R、11L的CLOSE状态切换到OPEN状态的同时，根据属性d2产生了接收光的量在帧R1和L1的每一个的曝光时间段期间减少的时间段Da。然而，如在第二实施方式中描述的，由于通过全局快门功能在曝光时间段没有产生时滞，因此，不存在图片的一部分变暗，而是整个图片统一变暗。由于这个原因，被摄取图像的亮度不缺乏均匀性，因此不必执行“黑点”校正等。注意，在区域11R、11L的OPEN状态切换到CLOSE状态的同时，根据属性d1，在帧R1和L1的每一个中稍微地产生了曝光时间段的延长Bd。然而，由于该微小延长导致传感器的上端的亮度略微不同于屏幕的任何其他部分，因此该微小延长实际上并不是问题。
在以这种方式使用全局清除功能的情况下，即使当将其中响应特性易于改变的液晶快门用作快门11时，也几乎不产生串扰。因此，即使当没有特别执行测量以处理系统的温度变化时，也可以精确地摄取视点图像。
变形例2
图19A和图19B分别示出了根据本公开第二实施方式的变形例2的图像摄取装置中的图像传感器和快门的驱动定时。也就是说，图19A示出了图像传感器中的曝光时间段和读取，而图19B示出了在低温度阶段中快门的OPEN和CLOSE的切换。
同样在变形例2中，与第一实施方式的变形例1以及第二实施方式的变形例1的情况类似，例如使用液晶快门，使得在低温度阶段，从透射状态到遮光状态的响应不会延迟太多(属性d1)，而从遮光状态到透射状态的响应被显著延迟(属性d2)。然而，在变形例2中，快门11的区域11R、11L的CLOSE状态切换到OPEN状态的定时被提前。换句话说，快门11的区域11R、11L的CLOSE状态在帧的开始时刻(在此情况下，其等于曝光开始的定时、全局清除GR的定时中的每一个)t(s)之前的定时t1被切换到OPEN状态。因此，虽然产生了在其中产生串扰的时间段Ct，但是相比于变形例1的情况，可以减小其亮度降低的时间段。因此，当通过使用液晶快门切换光路时，变形例2对于使得认为亮度比串扰的减小更重要的应用尤其有用。
变形例3
图20A、图20B和图20C分别示出了根据第二实施方式的变形例3的图像传感器和快门的驱动定时。也就是说，图20A示出了图像传感器的曝光时间段和读取，图20B示出了在低温度阶段中快门的OPEN和CLOSE的切换，而图20C示出了在高温度阶段中快门的OPEN和CLOSE的切换。
在变形例3中，例如使用液晶快门，使得在低温度阶段，从遮光状态到透射状态的响应不会延迟太多(属性d3)，而从透射状态到遮光状态的响应被显著延迟(属性d4)。如图20A和图20B所示，通过使用这种液晶快门，在低温度阶段，当快门11的区域11R、11L的OPEN状态切换到CLOSE状态时，根据属性d4生成曝光时间段的延长Bd。因此，屏幕的上部和下部中的一个变亮，犹如从屏幕的上部到下部应用了渐变。注意，还可以通过执行“黑点”校正来将渐变均一化。另外，在快门11的区域11R、11L的CLOSE状态切换到OPEN状态的同时，在帧11R和11L的每一个中产生了其接收光的量略微减少的时间段Da。然而，由于该微小时间段Da不会产生屏幕中亮度的不均匀，因此该微小时间段Da实际上不是问题。此外，类似于变形例1的情况，由于几乎不产生串扰，因此即使当没有特别执行测量以处理系统的温度变化时，也能精确地摄取视点图像。
注意，即使当使用液晶快门并还利用全局清除功能时，除了上述驱动实例，从串扰和亮度的观点出发，还可以提前或推迟快门的OPEN和CLOSE的切换定时、曝光开始的定时(全局清除)。
变形例4
虽然在第一实施方式的变形例1至5以及第二实施方式的变形例1至3的每一个中，已经描述了液晶快门用作快门11的情况下对应于液晶快门的响应特性的定时控制，但是，例如，驱动序列还可以以将在下面描述方式来控制。这里，图21示出了液晶快门中的透射率变化(响应特性)。如上所述，液晶快门根据电压控制改变其透射率。具体地，通过保持OPEN状态(透射状态)和CLOSE状态(遮光状态)以时分方式交替重复的这种序列的电压来驱动液晶快门。在变形例4中，控制部20保持液晶快门的多个驱动序列。因此，控制部20根据液晶快门的响应特性执行这些驱动序列的切换，使得响应速度和OPEN-阶段-平均透射率分别得到期望值。注意，OPEN-阶段-平均透射率是驱动状态中(其中快门的OPEN和CLOSE周期性地重复)OPEN时间段的透射率的平均值。
例如，当在低温度阶段，响应速度降低，向液晶快门施加保持这种驱动序列以提高响应速度的电压。相反，当在高温度阶段，响应速度足够高，向液晶快门施加保持这种驱动序列以增加OPEN-阶段-平均透射率的电压。这种驱动序列的数量可以是两个(两阶段切换)，或者还可以采用三个或更多多重切换。另外，如上所述，通过某种检测部检测响应特性，并选择对应于检测结果的驱动序列，从而可以使得液晶快门在各种环境下执行光学操作。因此，在多个视点图像中，可以抑制产生串扰，或者可以增加亮度。因此，可以获得与执行在第一实施方式的变形例1至5以及第二实施方式的变形例1至3中的每一个中描述的定时控制的情况大致相同的效果。
图像处理的实例
接下来，将给出关于用于获取上述多个视点图像的图像摄取装置1中的图像处理的合适实例的描述。具体地，给出了当图像摄取的目标是伴随有连续运动的移动图像时(当以时分方式交替重复获取帧R1和L1时)的一种有效的处理。另外，例如，信号处理/存储部13根据控制部20作出的控制执行该类图像处理。
(1.运动模糊处理)
图22是示出如下状态的示意图，其中，以正常移动图像帧速率摄取的图像(原始图像F：F1、F2、F3、...)以及与其对应的左侧图像(L：L1、L2、L3、...)和右侧图像(R：R1、R2、R3、...)的实例沿时间轴布置。在图像摄取装置1中，以时分方式交替获取左侧图像(L)和右侧图像(R)。因此，获得原始图像(F)中的一帧(一个场(field))就时间而言变疏的这种图像组，作为左侧图像(L)和右侧图像(R)中的每个。
由于该原因，虽然在对象缓慢运动的情况下尤其没有问题，但是在对象快速运动的情况下，所谓的抖动(jerkiness)(视为扫描的现象)变得明显。由于这种抖动成为引起眼疲劳(eye stain)的因素，因此优选地排除抖动。例如，最好执行将要描述的运动模糊处理。也就是说，首先，如图22所示，将其数据被存储了的左侧视点图像(L：L1、L2、L3、...)和右侧视点图像(R：R1、R2、R3、...)分别重新布置成仅由左侧视点图像组成的图像列和仅由右侧视点图像组成的图像列。之后，例如，如图23所示，例如，注意每个图像列(在此情况下，给出了由左侧视点图像组成的图像列)中的图像L2，并根据当时在图像L2之后的图像L1和当时被图像L2跟随的图像3，计算图像L2的阶段内的对象的运动向量V。对象的图像沿如此在图像L1至L3中计算的移动向量V的方向不透明，从而在完成运动模糊处理后生成左侧视点图像(La：La1、La2、La3、...)。因此，即使摄取了快速运动的对象，也可以减小抖动的影响。除此之外，例如，给出用于改变图像L1至L3的比例(例如，将图像L1的比例设置为100，并且图像L2和L3中每一个的比例设置为50)从而弯曲结果图像L1至L3的技术等作为运动模糊处理。
(2.图像内插处理)
图24是示出其中左侧图像(L：L1、L2、...)和右侧图像(R：R1、R2、...)沿时间轴布置的实例的示意图。由于使用图像摄取装置1，以时分方式交替获取左侧图像(L)和右侧视点图像(R)，因此实际上，左侧图像(L)的图像和右侧视点图像(R)的图像并不是同时共同地摄取的。由于这个原因，例如，当对移动对象拍照时，只要通过使用帧序型显示装置按顺序左右交替输出左侧视点图像和右侧视点图像，就没有问题。然而，当同时输出左侧视点图像和右侧视点图像时，提供了不自然的立体效果。这是由如下变化引起的：由视差引起的对象图像上的变化，以及由于移动在左侧视点图像和右侧视点图像之间清楚地分开而引起的对象图像上的变化。
为了处理这种情况，根据关于左侧视点图像的像素列和右侧视点图像的像素列中的每一个的当时在前或在后的一个或多个图像的信息，执行用于在彼此相邻的两个图像之间生成图像(内插图像)的图像内插处理。特别地，根据关于图像L1和图像L2的信息在图像L1和图像L2之间生成内插图像L12。同样，根据关于当时在前或在后图像的信息，分别生成内插图像L23以及内插图像R01、R12。该图像内插处理还可以在记录图像之前执行，从而连同关于被摄取图像的数据一起记录关于被内插图像的数据。此外，可以仅记录关于被摄取图像的数据，并且可以在显示阶段生成被内插图像。因此，可以分离由于视差引起的对象图像上的变化以及由于彼此运动引起的对象图像上的变化，因此即使当同时显示右侧视点图像和左侧视点图像时，也能防止带来不舒服感。
虽然目前已经通过给出实施方式和其变形例描述了本公开，但本公开决不限于此，而是可以进行各种变化。例如，已经通过例证将液晶快门用作快门11，并且将快门的区域分成右侧和左侧两个区域以切换光路的情况来描述了实施方式及其变形例。然而，可以将快门的区域分成三个或更多区域，因此可以获得三个或更多视点图像。
应当理解，对于本领域普通技术人员来说，显然可以对本文描述的当前优选示例实施方式进行各种变化和修改。可以在不背离精神和范围并且不削弱其预期优势的情况下做出这些变化和修改。因此，所附权利要求有意涵盖这些变化和修改。

Claims (20)

1.一种图像摄取装置，包括：
图像传感器，配置为以线序方式操作；以及
快门装置，可操作地连接至所述图像传感器，所述快门装置包括被配置为在基本上开状态和基本上闭状态之间切换而使得第二帧的第二曝光在第一帧的第一曝光结束之后开始的区域。
2.根据权利要求1所述的图像摄取装置，其中，所述图像传感器是所述图像摄取装置中包括的唯一图像传感器。
3.根据权利要求1所述的图像摄取装置，其中，所述快门装置是所述图像摄取装置中包括的唯一快门装置。
4.根据权利要求1所述的图像摄取装置，其中，所述图像传感器被配置为基于经所述快门装置透射的光来输出接收到的光信号。
5.根据权利要求1所述的图像摄取装置，其中，所述区域包括：
(a)第一区域，被配置为在第一基本上开状态和第一基本上闭状态之间切换；以及
(b)第二区域，被配置为在第二基本上开状态和第二基本上闭状态之间切换。
6.根据权利要求5所述的图像摄取装置，其中，当所述第二曝光开始时：
(a)所述第一区域从所述第一基本上开状态切换至所述第一基本上闭状态；以及
(b)所述第二区域从所述第二基本上闭状态切换至所述第二基本上开状态。
7.根据权利要求1所述的图像摄取装置，其中，所述图像传感器快门包括其中累积电荷在预定时刻被清除的全局清除功能。
8.根据权利要求1所述的图像摄取装置，其中，所述区域被配置为在对应于所述第一曝光的开始的帧开始时刻出现之前，开始从所述基本上闭状态切换至所述基本上开状态。
9.根据权利要求1所述的图像摄取装置，其中，所述区域被配置为在对应于所述第二曝光的开始的帧开始时刻出现之前，从所述基本上开状态切换至所述基本上闭状态。
10.根据权利要求1所述的图像摄取装置，其中，所述第一曝光的第一开始在所述第一帧的第二开始之后开始。
11.根据权利要求1所述的图像摄取装置，包括用于存储所述快门装置的驱动序列的控制器，所述控制器被配置为基于所述快门装置的响应特性执行所述驱动序列的切换。
12.根据权利要求1所述的图像摄取装置，其中，所述快门装置包括：包括所述区域的液晶快门。
13.根据权利要求12所述的图像摄取装置，其中：
(a)从第一开状态到第一闭状态的第一响应延迟第一时间量；以及
(b)从所述第一闭状态到所述第一开状态的第二响应延迟第二时间量，所述第二时间量大于所述第一时间量。
14.根据权利要求12所述的图像摄取装置，其中：
(a)从第一开状态到第一闭状态的第一响应延迟第一时间量；以及
(b)从所述第一闭状态到所述第一开状态的第二响应延迟第二时间量，所述第二时间量小于所述第一时间量。
15.根据权利要求1所述的图像摄取装置，其中，所述区域被配置为基于所述快门装置的材料在所述基本上开状态和基本上闭状态之间切换。
16.根据权利要求1所述的图像摄取装置，包括控制器，所述控制器被配置为：
(a)基于所述第一曝光获取第一图像；
(b)基于所述第二曝光获取第二图像；
(c)基于第三曝光获取第三图像；以及
(d)使用所述第一、第二、和第三图像，通过执行运动模糊处理来减小抖动的影响。
17.根据权利要求1所述的图像摄取装置，包括控制器，所述控制器被配置为：
(a)基于所述第一曝光获取第一图像；
(b)基于所述第二曝光获取第二图像；
(c)基于第三曝光获取第三图像；
(d)基于第四曝光获取第四图像；
(e)在获取的所述第一图像和获取的所述第三图像之间生成第一内插图像；以及
(f)在获取的所述第二图像和获取的所述第四图像之间生成第二内插图像。
18.根据权利要求1所述的图像摄取装置，其中，所述区域被配置为在完全开状态和完全闭状态之间切换，使得第二帧的第二曝光在第一帧的第一曝光结束之后开始。
19.根据权利要求1所述的图像摄取装置，包括第一镜头和第二镜头，其中，所述快门装置设置在所述第一镜头和所述第二镜头之间。
20.根据权利要求1所述的图像摄取装置，其中，所述图像传感器包括互补金属氧化物半导体传感器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102724406A (zh) * 2012-06-26 2012-10-10 北京中电兴发科技有限公司 一种实现cmos抓拍摄像机全局快门功能的方法
CN110278367A (zh) * 2018-03-14 2019-09-24 厦门歌乐电子企业有限公司 基于拍摄装置的人眼检测方法、系统、设备及其介质

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5594067B2 (ja) * 2010-11-02 2014-09-24 ソニー株式会社 画像処理装置および画像処理方法
JP2012119738A (ja) * 2010-11-29 2012-06-21 Sony Corp 情報処理装置、情報処理方法およびプログラム
DE102011106453A1 (de) * 2011-07-04 2013-01-10 Carl Zeiss Ag Verfahren und Vorrichtung zum zeitsequentiellen Aufnehmen dreidimensionaler Bilder
WO2013031348A1 (ja) * 2011-08-30 2013-03-07 富士フイルム株式会社 撮像装置
JP5351311B1 (ja) * 2012-06-29 2013-11-27 株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント 立体映像観察デバイスおよび透過率制御方法
JP6017322B2 (ja) * 2013-01-11 2016-10-26 富士フイルム株式会社 固体撮像装置
JP6255726B2 (ja) * 2013-06-14 2018-01-10 カシオ計算機株式会社 表示補助装置、表示システム、表示方法及びプログラム
US9525814B2 (en) * 2014-10-12 2016-12-20 Himax Imaging Limited Automatic focus searching using focal sweep technique
US20160150224A1 (en) * 2014-11-25 2016-05-26 Electronics And Telecommunications Research Institute Device and method for generating super multi-viewpoint image
JP6895837B2 (ja) * 2017-07-25 2021-06-30 三菱電機株式会社 表示装置
JP2019195123A (ja) * 2018-05-01 2019-11-07 オリンパス株式会社 内視鏡装置、内視鏡装置の制御方法、制御プログラム、および記録媒体

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000137203A (ja) * 1998-11-02 2000-05-16 Mitsui Chemicals Inc 立体画像撮影装置
US20010017649A1 (en) * 1999-02-25 2001-08-30 Avi Yaron Capsule
JP2002027499A (ja) * 2000-07-03 2002-01-25 Canon Inc 撮像装置及びその制御方法
JP2004233600A (ja) * 2003-01-30 2004-08-19 Canon Inc 立体撮影装置
JP2007028337A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Canon Inc 撮像装置及びその制御方法及びプログラム及び記憶媒体
JP2008076609A (ja) * 2006-09-20 2008-04-03 Fujitsu Ltd 立体動画像記録装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9324047D0 (en) 1993-11-23 1994-01-12 Watts Jonathan Image detecting apparatus
JP3988215B2 (ja) * 1997-07-17 2007-10-10 株式会社ニコン 撮像装置
JP2002034056A (ja) 2000-07-18 2002-01-31 Scalar Corp 立体視用画像の撮像装置、立体視用画像の撮像方法
JP4748787B2 (ja) * 2004-11-11 2011-08-17 キヤノン株式会社 撮像装置及びその制御方法
JP2008092251A (ja) * 2006-10-02 2008-04-17 Pentax Corp デジタルカメラ
KR20120101450A (ko) * 2009-11-13 2012-09-13 더 캘리포니아 인스티튜트 오브 테크놀로지 단일 이미지 칩 및 복합 다중 대역 통과 필터를 구비한 입체 이미지 축소형 내시경
JP5428787B2 (ja) * 2009-11-13 2014-02-26 株式会社Ｊｖｃケンウッド 立体映像撮像装置および立体映像撮像方法
JP2011109418A (ja) * 2009-11-17 2011-06-02 Victor Co Of Japan Ltd 立体映像撮像装置および立体映像撮像方法
TW201207549A (en) * 2010-08-12 2012-02-16 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Three-dimensional imaging module
CN102685393B (zh) * 2011-03-07 2016-11-23 精工爱普生株式会社 数码相机及其曝光控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000137203A (ja) * 1998-11-02 2000-05-16 Mitsui Chemicals Inc 立体画像撮影装置
US20010017649A1 (en) * 1999-02-25 2001-08-30 Avi Yaron Capsule
JP2002027499A (ja) * 2000-07-03 2002-01-25 Canon Inc 撮像装置及びその制御方法
JP2004233600A (ja) * 2003-01-30 2004-08-19 Canon Inc 立体撮影装置
JP2007028337A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Canon Inc 撮像装置及びその制御方法及びプログラム及び記憶媒体
JP2008076609A (ja) * 2006-09-20 2008-04-03 Fujitsu Ltd 立体動画像記録装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102724406A (zh) * 2012-06-26 2012-10-10 北京中电兴发科技有限公司 一种实现cmos抓拍摄像机全局快门功能的方法
CN110278367A (zh) * 2018-03-14 2019-09-24 厦门歌乐电子企业有限公司 基于拍摄装置的人眼检测方法、系统、设备及其介质
CN110278367B (zh) * 2018-03-14 2021-11-19 厦门歌乐电子企业有限公司 基于拍摄装置的人眼检测方法、系统、设备及其介质

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