CN102388618A - 摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能够获得偏振的限制被降低的自然视差图像的摄像装置。摄像装置1通过液晶快门驱动部14的驱动在液晶快门的两个区域12L和12R中执行透过和阻断之间的切换。从而，摄像元件13基于每个区域12L和12R中所接收的光束获得摄像数据。由于区域12L和12R是彼此不同的区域，因此，通过区域12L和12R透过的光束相对于彼此具有视差。每个区域12L和12R被划分成选择性地透过第一偏振光的子区域12L1和12L2以及选择性地透过第二偏振光的子区域12R1和12R2。摄像元件13在每个区域12L和12R中所接收的光束基于第一偏振光和第二偏振光这两者。

Description

摄像装置

技术领域

本发明涉及一种适于获得例如用于三维显示的视差图像的摄像装置。

背景技术

在现有技术中，已经提出并开发了多种摄像装置。此外，已经提出了对摄像获得的摄像数据进行预定的图像处理并输出结果的摄像装置。

例如，专利文献1提出了具有采用液晶的电子光学快门的摄像装置(在下文中，其快门被简称为液晶快门)。该摄像装置包括摄像透镜、液晶快门、摄像元件和图像处理部。可基于时分方式来改变液晶快门的光透过区域(打开区域)。因此，基于由液晶快门的每个透过区域所透过的光束来获得图像。基于由液晶快门的不同区域所透过的光束生成图像，并且这些图像为彼此之间具有视差的视差图像。两个这种视差图像分别通过专门的显示装置显示，并且分别被观察者的右眼和左眼观察到。从而实现了立体视觉。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开第2001-61165号

发明内容

顺便提及，上述液晶快门例如包括偏光器、液晶和检偏器。从而，仅透过来自物体的光中的与偏光器的偏振方向一致的偏振光，并且，通过液晶和检偏器来执行偏振光的透过和阻断之间的切换。通过在每个区域中执行这样的切换，液晶快门能够基于时分方式来改变光透过区域。

然而，入射至液晶快门内的光是透过偏光器的光，即，依赖于偏光器的偏振方向的偏振光。因此，当液晶快门的透过区域基于上述时分方式改变时，获得某时刻在透过区域中依赖于偏光器的偏振方向的光束信息。这样，所获得的图像变成好像经由偏振滤光器拍摄的图像。

另一方面，通过改变透过区域而拍摄的图像基于通过不同透过区域所透过的光束，因此是相对于彼此具有视差的视差图像。当例如通过右眼和左眼观察两个这样的视差图像，并且这两个视差图像基于相同偏振光时，视差图像好像是通过同一偏振滤光器观察到的图像。或者，当两个视差图像基于彼此不同的偏振光时，视差图像好像是通过彼此不同的偏振滤光器观察到的图像。即，受偏振的限制的影响，视差图像不自然。

鉴于这些问题提出本实施方式。目的之一是提供一种能够获得偏振限制被降低的自然的视差图像的摄像装置。

根据本发明一实施方式的第一摄像装置包括：摄像透镜；摄像元件，用于基于所接收的光获得摄像数据；液晶快门，能够控制在彼此不同的多个区域中的每一区域中朝向摄像元件传输的光束的透射率，该多个区域均包括选择性地透过第一偏振光的第一子区域和选择性地透过偏振方向不同于第一偏振光的第二偏振光的第二子区域；以及液晶快门驱动部，用于基于时分方式在液晶快门的多个区域中执行透过和阻断之间的切换以驱动液晶快门。

根据本发明一实施方式的第一摄像装置通过液晶快门驱动部的驱动来在液晶快门的多个区域中进行透过和阻断之间的切换。从而，摄像元件基于在各区域中接收的光束获得摄像数据。由于液晶快门中的多个区域是彼此不同的区域，因此各区域所透过的光束相对于彼此具有视差。此时，由于各区域被划分成透过第一偏振光的第一子区域和透过第二偏振光的第二子区域，因此摄像元件中的光束分别都基于第一偏振光和第二偏振光。

根据本发明一实施方式的第二摄像装置包括：摄像透镜；摄像元件，用于基于所接收的光获得摄像数据；液晶快门，能够控制在彼此不同的多个区域中的每一区域中朝向摄像元件传输的光束的透射率，并且在光入射侧上具有偏光器；四分之一波片，被设置在液晶快门的摄像对象侧；以及液晶快门驱动部，用于基于时分方式在多个区域中执行液晶快门中的透过和阻断之间的切换来执行驱动。该四分之一波片的光轴相对于液晶快门的偏光器的偏光轴为45°。

在根据本发明一实施方式的第二摄像装置中，通过液晶快门驱动部的驱动在液晶快门的多个区域中执行透过和阻断之间的切换，从而，摄像元件基于各区域中所接收的光束获得摄像数据。由于液晶快门中的多个区域是彼此不同的区域，因此各区域所透过的光束相对于彼此具有视差。此时，四分之一波片被设置在液晶快门的摄像对象侧，并且四分之一波片的光轴相对于液晶快门的偏光器的偏光轴为45°，从而入射在液晶快门上的光是包括彼此不同的两个偏振光分量的圆偏振光。

根据本发明一实施方式的第一摄像装置，在液晶快门的多个区域中的每个区域中，朝向摄像元件传输的光束被改变和透过，并且各区域被划分成透过第一偏振光和第二偏振光的第一子区域和第二子区域。因此，可获得基于第一偏振光和第二偏振光这两者的视差图像数据。从而，可获得偏振的限制被降低的自然的视差图像。

根据本发明一实施方式的第二摄像装置，在液晶快门的多个区域中的每个区域中，朝向摄像元件传输的光束被切换和透过，并且四分之一波片被设置在液晶快门的摄像对象侧。因此，可使得入射在液晶快门上的光成为包括彼此不同的两个偏振光分量的圆偏振光。从而，可获得偏振的限制被降低的自然的视差图像。

附图说明

图1为根据本发明第一实施方式的摄像装置的配置框图。

图2示出图1所示的液晶快门的区域划分和偏振方向的平面示意图。

图3为图1所示的液晶快门中子区域之间的边界和邻近区域的截面图。

图4为示出图3所示的偏光器、子电极和检偏器的各自的平面配置的示意图。

图5为示出图4所示的偏光器的另一示例的平面示意图。

图6为示出根据第一比较例的液晶快门的截面配置以及液晶快门的偏光器、电极和检偏器的平面配置的示意图。

图7为用于说明图6所示的液晶快门的示意图。

图8为示出根据第二比较例的液晶快门的偏光器、电极和检偏器的平面配置的示意图。

图9为用于说明图8所示的液晶快门的示意图。

图10为用于说明图1所示的摄像装置的应用例的示意图。

图11为根据本发明第二实施方式的液晶快门的示意性配置的截面图。

图12为示出图11所示的偏光器、子电极和检偏器各自的平面配置的示意图。

图13为图12所示的偏光器的另一示例的平面示意图。

图14为示出根据第一变形例的液晶快门的区域划分和偏振方向的平面示意图。

图15为示出根据第二变形例的液晶快门的区域划分和偏振方向的平面示意图。

图16为根据第三变形例的摄像装置中的四分之一波片和液晶快门各自的构造及其设置关系的示意图。

图17为用于说明比较例中与入射光(0°方向上的偏振光)相关的通过光束的示意图。

图18为用于说明比较例中与入射光(90°方向上的偏振光)相关的通过光束的示意图。

图19为用于说明在图16所示的四分之一波片和液晶快门的设置关系的情况下与入射光(0°方向上的偏振光)相关的通过光束的示意图。

图20为用于说明在图16所示的四分之一波片和液晶快门的设置关系的情况下与入射光(90°方向上的偏振光)相关的通过光束的示意图。

图21示出用于说明在上下两个区域中执行光束的透过和阻断之间的切换的应用例的图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。顺便提及，以下面的顺序进行说明。

1.第一实施方式：通过子电极成形(电极划分)来划分液晶快门的每个区域的示例

2.第二实施方式：通过检偏器(第二偏光器)中的偏振区域划分来划分液晶快门的每个区域的示例

3.第一变形例：每个区域被划分成四个子区域的示例

4.第二变形例：每个区域被划分成四个子区域的另一示例

5.第三变形例：四分之一波片被设置在液晶快门的摄像对象侧的示例

<第一实施方式>

(摄像装置1的配置)

图1示出了根据本发明第一实施方式的摄像装置(摄像装置1)的整体构造。摄像装置1对摄像对象2进行摄像，并输出摄像数据Dout。摄像装置1包括摄像透镜11、液晶快门12、摄像元件13、液晶快门驱动部14、摄像元件驱动部15和控制部16。顺便提及，摄像装置1可具有图像处理部(图中未示出)。

摄像透镜11是用于对摄像对象2进行摄像的主透镜。例如，采用摄像机、照相机等中所使用的普通摄像透镜作为摄像透镜11。

液晶快门12用于控制朝向摄像元件13传输的光束的透射率。液晶快门12位于摄像透镜11的光入射侧或光出射侧(在本情形中为光出射侧)。液晶快门12的详细配置将在下文中说明。

摄像元件13通过接收来自摄像透镜11的光来获得摄像数据。摄像元件13位于摄像透镜11的焦平面中。摄像元件13例如是通过以矩阵形式布置电荷耦合元件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)等而形成。例如，具有预定的颜色布置的R、G、B滤色器(未示出)位于摄像元件13的光接收面上。

液晶快门驱动部14驱动液晶快门12，以基于时分的方式在液晶快门12的两个区域中执行透过(打开)和阻断(关闭)之间的切换的控制。通过改变施加至液晶快门12的电压来进行液晶快门驱动部14的切换操作(该切换操作将稍后详述)。

摄像元件驱动部15驱动摄像元件13，以控制摄像元件13的光接收操作。

控制部16控制液晶快门驱动部14和摄像元件驱动部15的操作。例如，使用微型计算机作为控制部16。

(液晶快门12的详细配置)

首先，将参照图2(A)和图2(B)描述液晶快门12中的区域划分的概要。图2(A)和图2(B)示意性示出了液晶快门12中的区域划分和偏振方向。各个子区域中的各箭头示意性地表示偏振方向。液晶快门12具有两个彼此不同的区域(在本情形中为左右两个区域)12L和12R。区域12L和12R以关于光轴对称的方式设置，例如，以将圆形平面形状划分成左右两个部分。这样的液晶快门12能够控制各区域12L和12R中的光束的透射率(具体来说，透过和阻断之间的切换)(图2(B))。在图2(B)中，虚线部分表示光束被阻断(关闭)。即，在图中左侧(L)，区域12L打开，在图中右侧(R)，区域12R打开。

区域12L和12R被划分成子区域，子区域分别透过偏振方向彼此不同的偏振光。例如，区域12L被平均地划分成子区域12L1和12L2。其中，区域12L1选择性地透过第一偏振光(实线箭头，下同)，区域12L2选择性地透过第二偏振光(虚线箭头，下同)。区域12R同样被平均地划分成子区域12R1和12R2，子区域12R1透过第二偏振光，子区域12R2透过第一偏振光。然而，在本说明书中，“第一偏振光”和“第二偏振光”为偏振方向彼此正交(光分别在0°方向和90°方向上振动)的线性偏振光，并且，例如，“第一偏振光”和“第二偏振光”中的一个是p偏振光，另一个是s偏振光。

在液晶快门12中，通过划分偏光器和电极来执行上述区域划分。在下文中将参照图3和图4对液晶快门12的具体配置进行说明。图3示出了液晶快门12中的子区域12L1和12L2之间的边界附近的截面配置。图4示意性示出了偏光器、子电极和检偏器的各自的平面配置。图5示出了偏光器的平面配置的另一示例。

液晶快门12具有密封在一对基板101和106之间的液晶层104、层叠在基板101的光入射侧的偏光器107A(第一偏光器)以及层叠在基板106的光出射侧的检偏器107B(第二偏光器)。基板101和106均为透明基板(例如，玻璃基板)，并且能够透过入射光束。

电极形成在基板101和液晶层104之间，本实施方式中的电极被划分成多个子电极(在本情形中为四个子电极)102A。四个子电极102A被形成为将液晶快门12的平面形状放射状地划分成相同的部分。四个子电极102A对应于液晶快门12中的子区域12L1、12L2、12R1和12R2。这样的电极划分能够控制每个区域12L和12R中的透射率。

另一方面，在与基板101相对的基板106上形成子区域12L1、12L2、12R1和12R2共用的电极105。在子电极102A和液晶层104之间形成取向膜103A，在电极105和液晶层104之间形成取向膜103B。

子电极102A和电极105均由透明电极形成，例如，铟锡氧化物(ITO)，并能够与基板101和106一样透过入射光束。取向膜103A和103B在期望的方向上对液晶层104中的液晶分子取向。在本实施方式中，在对液晶分子的取向控制中，取向膜103A和103B的各自的取向控制方向彼此正交。液晶层104由液晶材料形成，例如，向列型液晶。根据通过子电极102A和电极105所施加的电压的大小来改变液晶层中液晶分子的取向状态。从而执行透射率控制。

偏光器107A和检偏器107B均沿着预定的偏光轴方向选择性地透过偏振光(该偏振光包含在入射光束中)。在本实施方式中，如图4所示，偏光器107A以将其平面形状划分成四个相同的部分的方式被划分成偏振光透过区域107A1至107A4。在偏振光透过区域107A1至107A4中，在偏振光透过区域107A1和107A4中形成偏光轴以选择性地透过第一偏振光。在偏振光透过区域107A1至107A4中，在偏振光透过区域107A2和107A3中形成偏光轴以选择性地透过第二偏振光。偏振光透过区域107A1至107A4以对应于子电极102A的方式设置。在本实施方式中，对于检偏器107B来说，选择性地透过第一偏振光和第二偏振光中的一个即可(例如，第二偏振光)，并且，本实施方式中的检偏器107B在各个子区域12L1、12L2、12R1和12R2中无需具有不同的偏光轴。

顺便提及，偏光器107A的四个偏振光透过区域中的各个偏振方向并不限于上述组合。例如，也可使用如图5所示的偏光器108A。具体来说，可设置对应于子区域12L1和12R1的偏振光透过区域108A1和108A3以选择性地透过第一偏振光，并且设置对应于子区域12L2和12R2的偏振光透过区域108A2和108A4以选择性地透过第二偏振光。也就是说，子区域12L1和12L2组成的区域(12L)与子区域12R1和12R2组成的区域(12R)可左右对称。

(第一实施方式的作用和效果)

(摄像装置1的基本操作)

在摄像装置1中，从摄像对象2发出的光的光束穿过摄像透镜11，并被液晶快门12的预定区域透过，然后到达摄像元件13。摄像元件13根据摄像元件驱动部15的驱动操作基于所接收的光束获得摄像数据Dout(视差图像DR和DL)。图像处理部(图中未示出)在图像处理部中对视差图像DR和DL进行预定的图像处理。所执行的图像处理为视差图像DR和DL的时间性重排、诸如去马赛克的色彩插值处理等。

此时，液晶快门驱动部14基于时分方式对液晶快门12的区域12L和12R执行打开或关闭的切换。具体来说，执行切换以使得，在某定时，朝向摄像元件13传输的光束在液晶快门12的区域12L中被透过并且在液晶快门12的区域12R中被阻断，并且在下一定时，光束在区域12L中被阻断并且在区域12R中被透过。此时，在本实施方式中，根据分别施加给子电极102A和电极105的电压的大小来控制每个区域12L和12R中的透射率。在本情形中，由于区域12L和12R是彼此不同的区域，因此，分别通过区域12L和12R进行透过的光束彼此间具有视差。这样，液晶快门驱动部14的切换操作提供了如同从左右两个观察点拍摄的两个视差图像DL和DR作为摄像数据Dout。

下面将参照图6至图9对根据比较例(第一和第二比较例)的液晶快门进行说明。图6示出根据第一比较例的液晶快门110的截面配置以及液晶快门110的偏光器、电极和检偏器的平面配置。图8示出根据第二比较例的偏光器、电极和检偏器的平面配置。

(第一比较例)

液晶快门110具有密封在一对基板111和115之间的液晶层113、层叠在基板111侧的偏光器116A以及层叠在基板115侧的检偏器116B。电极112和114形成在基板111和115与液晶层113之间。在电极中，例如，形成在基板111侧的电极112以将电极112划分成左右两个部分的方式被划分成两个子电极112A。偏光器116A和检偏器116B分别一致地形成有沿着一个方向的偏光器116A和检偏器116B的偏光轴，并且偏光器116A和检偏器116B被设置为使偏光器116A和检偏器116B的偏光轴彼此正交。在第一比较例中，在对应于两个子电极112A的左右区域中分别控制透射率，从而执行用于在这些区域的打开和关闭之间进行切换的驱动。

(第二比较例)

可选地，如图8所示，左右两个区域的偏振方向可以彼此不同。在此情形中，在与根据第一比较例的液晶快门110的配置相同的配置中，偏光器116被划分成分别透过彼此正交的偏振光的偏振光透过区域116A1和116A2。电极112未被划分，并且检偏器116B与第一比较例的相同。

但是，在第一和第二比较例中，如图7所示，当在左右两个区域中执行透过和阻断之间的切换时，即使左右区域中的任一个是打开的，由于偏光器116A的偏振方向是一致的，因此可以获得依赖于偏振光的(与偏振光相关的)摄像数据。此时，在第一比较例中，在每个区域中获得依赖于偏振方向相同的偏振光的摄像数据。这样，视差图像D110L和D110R为如同经由同一偏振滤光器观察到的图像，因此为不自然的图像。在第二比较例中，如图9所示，左右视差图像D111L和D111R为如同经由偏振方向不同的各偏振滤光器观察到的图像，因此比第一比较例中的图像更加不自然。顺便提及，当经由偏振滤光器观察对象时，所观察的图像容易受到偏振依赖性(偏振相关性)大的光的影响，例如，在水面反射的光或玻璃表面上反射的光，并且因此变得不自然。

(摄像装置1的特性操作)

另一方面，在本实施方式中，液晶快门12中的区域12L和12R分别被划分成选择性地透过第一偏振光的子区域(12L1和12R2)和选择性地透过第二偏振光的子区域(12L2和12R1)。划分成这样的子区域的区域划分是通过将偏光器107A划分成彼此不同的偏振光透过区域并基于电极划分(形成四个子电极102A)执行独立驱动来实现的。

例如，当液晶快门驱动部14根据上述切换操作打开区域12L时，液晶快门驱动部14向每个子区域12L1和12L2中的各子电极102A和电极105施加预定的电压。这样，液晶快门12被驱动以使得偏光器107A的偏振光透过区域107A1和107A2所透过的各光束(第一偏振光和第二偏振光)穿过液晶层104和检偏器107B。对于打开区域12R的情况也是同样。即，通过每个区域12L和12R在摄像元件13上接收的光束分别都基于第一和第二偏振光。这样，与第一和第二比较例中的仅依赖于一部分偏振光的视差图像相比，所获得的两个视差图像DL和DR的偏振依赖性降低。因此，获得不易受到偏振依赖性大的光影响的自然的视差图像。例如，当通过水面对水中的鱼等的图像进行摄像时，可检测到与来自水面的反射光不同的偏振光分量。从而可获得去除了反射光分量的水中状态的自然观察图像。

如上所述，在本实施方式中，朝向摄像元件13传输的光束通过液晶快门12的左右区域12L和12R中的每一个被改变和透过，从而可获得左右两个视差图像。另外，由于区域12L和12R分别被划分成透过第一和第二偏振光的子区域，因此可基于第一和第二偏振光获得摄像数据。从而可获得偏振的限制减少的自然的视差图像。

(应用例)

例如，如图10(A)所示，这样的摄像装置1以被安装在照相机3中的状态使用。照相机3包括壳体30内的摄像装置1，以及取景器31、快门键32等机构。另外，例如，如图10(C)所示，照相机3所拍摄的两个视差图像DL和DR(图10(B))通过使用用于三维显示的3D显示装置4而被显示为右眼图像和左眼图像。分别通过右眼和左眼观察右眼图像和左眼图像，可实现立体视觉。

<第二实施方式>

图11示出了根据本发明第二实施方式的液晶快门(液晶快门20)的截面配置。图12示意性示出了偏光器、电极和检偏器的各自的平面配置。图13示出了偏光器和检偏器的平面配置的另一示例。

(液晶快门20的配置)

与根据前述第一实施方式的液晶快门12一样，液晶快门20被设置为根据摄像装置1中液晶快门驱动部14的驱动来控制朝向摄像元件13传输的光束的透射率。另外，与根据前述第一实施方式的液晶快门12一样，液晶快门20具有左右两个区域12L和12R，该两个区域可执行彼此不同的透射率控制。此外，区域12L和12R被划分成分别透过第一偏振光和第二偏振光的子区域12L1、12L2、12R1和12R2。但是，在本实施方式中，通过在偏光器和检偏器中划分偏振光透过区域来执行这样的液晶快门20中的区域划分。在下文中，与前述第一实施方式中的构成元件相同的构成元件使用相同的参考标号表示，并适当地省略其说明。

具体来说，液晶快门20通过在基板101和106之间密封液晶层104、在基板101侧层叠偏光器107并且在基板106侧层叠检偏器117B(第二偏光器)而形成。电极102和105以及取向膜103A和103B分别形成在基板101和106与液晶层104之间。

在本实施方式中，与前述第一实施方式不同的是，电极102不需要被划分成子电极。检偏器117B在沿预定的偏光轴的方向上选择性地透过偏振光(该偏振光包含在入射光束中)。但是，在本情形中，检偏器117B被划分成偏振光透过区域117B1至117B4，以对应于偏光器107A的偏振光透过区域107A1至107A4。在偏振光透过区域117B1至117B4中，在偏振光透过区域117B1和117B3中形成偏光轴以选择性地透过第一偏振光。在偏振光透过区域117B1至117B4中，在偏振光透过区域117B2和117B4中形成偏光轴以选择性地透过第二偏振光。也就是说，在本实施方式中，可通过偏光器107A和检偏器117B的组合来控制每个区域12L和12R中的透射率。

顺便提及，偏光器107A的四个偏振光透过区域和检偏器117B的四个偏振光透过区域的各偏振方向的组合并不限于上述配置。例如，也可使用如图13所示的偏光器108A和检偏器118B。在此情形中，在偏光器108A中，设置对应于子区域12L1和12R1的偏振光透过区域108A1和108A3以选择性地透过第一偏振光，并且设置对应于子区域12L2和12R2的偏光透过区域108A2和108A4以选择性地透过第二偏振光。也就是说，子区域12L1和12L2组成的区域(12L)和子区域12R1和12R2组成的区域(12R)可左右对称。对于检偏器118B，设置对应于子区域12L1和12R2的偏振光透过区域118B1和118B4以选择性地透过第一偏振光，并且设置对应于子区域12L2和12R1的偏振光透过区域118B2和118B3以选择性地透过第二偏振光。

(第二实施方式的作用和效果)

同样，在本实施方式中，如前述第一实施方式那样，通过液晶快门驱动部14的驱动操作来执行切换，以打开和关闭液晶快门20的区域12L和12R。这样，摄像元件13基于每个区域12L和12R中所接收的光束获得摄像数据Dout(DR和DL)。

在此情形中，在液晶快门20中，检偏器117B被划分成偏振光透过区域117B1至117B4，以对应于偏光器107A的偏振光透过区域107A1至107A4。在这样的配置中，液晶快门驱动部14根据施加至电极102和105的电压的大小来执行切换以打开和关闭液晶快门20的区域12L和12R。例如，当打开区域12L时，施加电压以使得通过偏光器107A的偏振光透过区域107A1和107A2透过的光束(第一和第二偏振光)穿过液晶层104和检偏器117B的偏振光透过区域117B1和117B2。

这样，与根据前述第一实施方式的液晶快门12一样，每个区域12L和12R中所接收的光束分别都基于第一和第二偏振光。因此，可获得与第一实施方式的效果同样的效果。

下面将描述根据前述第一和第二实施方式的液晶快门的变形例(第一至第三变形例)。在下文中，与前述第一实施方式的构成元件相同的构成元件使用相同的参考标号表示，并适当地省略其说明。

<第一变形例>

图14(A)和图14(B)示意性示出了根据第一变形例的液晶快门30的区域划分和偏振方向(实线箭头和虚线箭头)。本变形例为液晶快门的区域划分的示例。本变形例中的区域划分可应用于前述第一实施方式(电极划分)和前述第二实施方式(检偏器的区域划分)。

与前述第一实施方式的区域12L和12R的情况一样，液晶快门30具有左右两个区域30L和30R，该两个区域可执行彼此不同的透射率控制。另外，区域30L和30R被放射性地划分成可分别透过第一和第二偏振光的相同的子区域(子区域30L1、30L2、30R1和30R2)。在这些子区域中，在子区域30L1和30R2中形成偏光轴以选择性地透过第一偏振光。在子区域30L2和30R1中形成偏光轴以选择性地透过第二偏振光。在图14(B)中，虚线部分表示光束被阻断(关闭)。即，在图中左侧(L)，区域30L打开，在图中右侧(R)，区域30R打开。

但是，在本变形例中，在每个区域30L和30R中，分别设置有多个这些子区域30L1、30L2、30R1和30R2。具体来说，区域30L中设置有两个子区域30L1和两个子区域30L2，并且子区域30L1和子区域30L2被交替设置。同样，在区域30R中设置有两个子区域30R1和两个子区域30R2，并且子区域30R1和子区域30R2被交替设置。即，每个区域30L和30R被划分成四个相同的子区域，并且液晶快门30整体上被划分成八个相同的子区域。

因此，可分别设置多个子区域30L1、30L2、30R1和30R2以分别划分液晶快门30中的区域30L和30R。也就是说，并不特别限定区域30L和30R的划分数量，而是可以如前述第一和第二实施方式中那样为两个，或者如本变形例中那样为四个。这是因为，当包括分别透过第一和第二偏振光的区域时，可获得与前述第一实施方式的效果同样的效果。另外，通过增加每个区域30L和30R中的划分数量并交替设置透过第一偏振光的子区域30L1和30R2和透过第二偏振光的子区域30L2和30R1，可进一步降低偏振依赖性。这样，可获得比前述第一和第二实施方式更自然的视差图像。

<第二变形例>

图15(A)和图15(B)示意性示出了根据第二变形例的液晶快门40的区域划分和偏振方向(实线箭头和虚线箭头)。本变形例为液晶快门的区域划分的示例。本变形例中的区域划分可应用于前述第一实施方式(电极划分)和前述第二实施方式(检偏器的区域划分)。

与前述第一实施方式的区域12L和12R一样，液晶快门40具有左右两个区域40L和40R，该两个区域可执行彼此不同的透射率控制。另外，区域40L和40R被划分成可分别透过第一和第二偏振光的子区域(子区域40L1、40L2、40R1和40R2)。在这些子区域中，在子区域40L2和40R1中形成偏光轴以选择性地透过第一偏振光。在子区域40L1和40R2中形成偏光轴以选择性地透过第二偏振光。在本变形例中，与前述第一变形例一样，在每个区域40L和40R中，分别设置有多个(具体地，分别为两个)这些子区域40L1、40L2、40R1和40R2。在图15(B)中，虚线部分表示光束被阻断。即，在图中左侧(L)，区域40L打开，在图中右侧(R)，区域40R打开。

但是，在本变形例中，使液晶快门40的平面形状(圆形)被放射状地划分成四个相同的部分并且被同心地划分成两个相同的部分，液晶快门40被划分成多个区域。即，液晶快门40被沿着液晶快门40的圆形中的θ方向和圆弧R方向划分。在区域40L中，子区域40L1和40L2交替设置(从而彼此不相邻)。同样，在区域40R中，子区域40R1和40R2交替设置。即，每个区域40L和40R被平均地划分成四个子区域，并且液晶快门40整体上被平均地划分成八个子区域。

因此，液晶快门40的区域40L和40R中的子区域40L1、40L2、40R1和40R2的划分形状并不限于上述放射状形状，也可以是同心形状。或者，放射状形状和同心形状可彼此组合。在此情形中，也可获得与上述第一实施方式和第一变形例的效果同样的效果。

<第三变形例>

图16示意性示出了根据第三变形例的摄像装置中的四分之一波片(四分之一波片17)和液晶快门(液晶快门18)各自的构造及其设置关系的示意图。在本变形例中，四分之一波片17被设置在液晶快门18的摄像对象2一侧。顺便提及，除了四分之一波片和液晶快门18外，摄像装置的构成元件(摄像元件13、液晶快门驱动部14、摄像元件驱动部15和控制部16)与第一实施方式中的那些相同。

与上述液晶快门12一样，液晶快门18控制多个区域中(在本情形中为两个区域)的每一个中朝向摄像元件13传输的光束的透射率。液晶快门18通过在一对基板之间密封液晶层(在图16中未示出)而形成。另外，偏光器109A层叠在液晶快门18的光入射侧上，检偏器107B层叠在液晶快门18的光出射侧上。此外，电极被设置在各个基板的液晶层侧上，至少一个电极(在本情形中为一个电极122)被划分成多个子电极。但与偏光器和电极(或检偏器)被划分成四个区域的第一和第二实施方式等不同的是，在本变形例中，偏光器可被划分，或者也可不被划分，并且对于电极的划分数目来说，至少两个就足够了。顺便提及，下面以使用未被划分成区域的偏光器109A并且电极122被划分成两个子电极122A的情况为例进行说明。当然，在本变形例中，电极122也可被划分成四个或更多的区域，并且偏光器109A也可被划分成透过彼此不同的偏振光的多个区域。此外，如前述第二实施方式中那样，检偏器可被划分成多个区域。

四分之一波片17被设置为使得四分之一波片17的光轴17a相对于液晶快门18的偏光器109A中的偏光轴成45°。在这种情况下，作为示例，光轴17a被设置为相对于偏光器109A中的偏光轴成45°(假定偏光轴在90°方向上)。顺便提及，偏光器109A中的偏光轴可以在0°方向上，或者，偏光器可被划分成如上所述的区域，使得90°方向的区域和0°方向的区域彼此混合。然而，无论在哪种情况下，偏光器和四分之一波片被设置为使得偏光器的偏光轴和四分之一波片的光轴17a相对于彼此成45°。

此处，作为本变形例的对比例，图17和图18示意性示出了在四分之一波片17的光轴17a和偏光器109A的偏光轴彼此正交的情况下(光轴17a处于0°方向上的情况下)光束的通过状态。然而，图17示出了入射在四分之一波片17上的光中所包括的0°方向上的偏振光，图18示出了入射在四分之一波片17上的光中所包括的90°方向上的偏振光。如图17所示，当四分之一波片17的光轴17a与偏光器109A的偏光轴正交时，入射在四分之一波片17上的0°方向上的偏振光从四分之一波片17出射而未改变偏振方向。因此，0°方向上的偏振光不穿过偏光轴在90°方向上的偏光器109A，并且未从液晶快门18出射。

另一方面，如图18所示，入射在四分之一波片17上的90°方向上的偏振光从四分之一波片17出射而未改变偏振方向。因此，90°方向上的偏振光穿过偏光轴在90°方向上的偏光器109A，并从液晶快门18出射。

这样，在四分之一波片17被设置为使得四分之一波片17的光轴17a与偏光器109A的偏光轴正交的情况下，入射在四分之一波片17上的各偏振光分量在液晶快门18中的透射率发生变化。即，不依赖于偏振光的自然拍摄变得困难。对于四分之一波片17的光轴17a与偏光器109A的偏光轴一致的情况也是如此。

另一方面，在本变形例中，四分之一波片17被设置为使得四分之一波片17的光轴17a相对于偏光器109A的偏光轴成45°。从而，入射在四分之一波片17上的0°方向上的偏振光作为圆偏振光从四分之一波片17出射(图19)。入射在四分之一波片17上的90°方向上的偏振光同样作为圆偏振光从四分之一波片17出射(图20)。因此，入射在四分之一波片17上的0°和90°方向上的各偏振光都变成圆偏振光(但是，偏振光的旋转方向彼此相反)。

从而，只有从四分之一波片17出射的圆偏振光中所包括的与偏光器109A的偏光轴一致的偏振光才穿过偏光器109A。这样，无论是入射在四分之一波片17上的光是0°方向上的偏振光的情况，还是入射在四分之一波片17上的光是90°方向上的偏振光的情况，都基本上有一半的光穿过液晶快门18。即，可获得更低偏振光限制的图像。因此，可获得与前述第一实施方式的效果同样的效果。此外，由于偏光器和检偏器不是必须被划分，因此，与前述第一和第二实施方式相比，可容易地制造液晶快门18。

已通过例举实施方式和变形例描述了本发明。但本发明不限于这些实施方式等，而是可进行各种变形。例如，在前述实施方式等中，以通过将液晶快门中的左右两个区域放射状地或同心状地划分成相同的部分而形成子区域的情况作为示例进行了说明。但子区域的划分形状不限于此。例如，各区域可以以格子状的形式(以矩阵形式)被划分成子区域，并且，可交替形成透过第一偏振光的子区域和透过第二偏振光的子区域(例如，以棋盘的形式)。另外，这些区域不需要“被划分成相同的部分”。只要每个区域均具有可分别透过第一和第二偏振光的子区域，就可获得与本实施方式的效果同样的效果。另外，划分数量也不受限制。数量越大，偏振依赖性越容易降低。但是，当划分的数量增加时，期望通过前述第一实施方式中描述的电极划分来进行区域划分。可采用各种平板印刷术等执行子划分(细分)。另一方面，从处理的角度来看，难以增加偏光器和检偏器的划分数量。因此，从处理的角度来看，期望较少的划分数量。划分的最小数量为四个(左右各两个)。

另外，前述实施方式等中的偏光器和检偏器中的偏振光透过区域的偏振方向不限于上述偏振方向；根据液晶层驱动模式等可设定各种组合。另外，尽管第一和第二偏振光被描述为偏振方向彼此正交的偏振光，但偏振方向并不需要彼此正交。

另外，在前述实施方式等中，已将液晶快门的各区域被划分成分别透过第一和第二偏振光的两种子区域的情况作为示例。但是，子区域可包括选择性地透过其他偏振光分量的其他子区域。

另外，尽管在前述实施方式中例举了液晶快门12中的一对电极102和105中的一个电极102被划分成多个子电极的示例作为电极划分的方法，但相对侧上的电极105也可被划分，或者两个电极都被划分。

另外，以在液晶快门的左右两个区域中执行打开和关闭之间的切换的情况作为示例对前述实施方式等进行了说明。然而，也可在上下两个区域中执行切换。例如，如图21(A)所示，当以从水平方向倾斜90度的状态使用包括摄像装置的照相机3时，如图21(B)所示，在上下两个区域中执行透过和阻断之间的切换。从而，可获得如图21(C)所示的纵向长的两个视差图像。然而，在照相机3像这样根据使用情况倾斜从而能够在相互正交的两个方向(即，左右方向(水平方向)和上下方向(竖直方向))上获得视点图像的情况下，通过电极划分来进行液晶快门中的区域划分。

另外，以在液晶快门的两个区域中执行打开和关闭之间的切换的情况作为示例对前述实施方式进行了说明。但执行切换的区域的数量不限于两个，也可以是三个以上。在这种情况下，例如，液晶快门的平面形状期望被划分成放射状形式或网格状形式。从而可获得三个以上的视差图像，并且因此可容易地获得期望视点处的视差图像。

另外，以使用所获得的两个视差图像进行立体视觉的情况作为示例对前述实施方式进行了说明。但所获得的两个视差图像也可用于其他用途。例如，当对两个视差图像进行立体匹配图像处理、并且获得视差图像之间的相位差时，基于该相位差可计算得到至摄像对象的距离。

Claims (9)

1.一种摄像装置，包括：

摄像透镜；

摄像元件，被配置为基于所接收的光获得摄像数据；

液晶快门，能够控制在彼此不同的多个区域中的每一区域中朝向所述摄像元件传输的光束的透射率，所述多个区域均包括选择性地透过第一偏振光的第一子区域和选择性地透过偏振方向不同于所述第一偏振光的第二偏振光的第二子区域；以及

液晶快门驱动部，被配置为通过在所述液晶快门的所述多个区域中基于时分方式执行透过和阻断之间的切换来驱动所述液晶快门。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，

其中，所述液晶快门具有密封在一对基板之间的液晶层、位于所述一对基板中的光入射侧基板上的第一偏光器以及位于所述一对基板中的光出射侧基板上的第二偏光器。

3.根据权利要求2所述的摄像装置，

其中，所述第一偏光器包括：

第一偏振光透过区域，对应于所述第一子区域，并且选择性地透过所述第一偏振光；以及

第二偏振光透过区域，对应于所述第二子区域，并且选择性地透过所述第二偏振光。

4.根据权利要求3所述的摄像装置，

其中，被配置为向所述液晶层施加电压的电极被设置在所述一对基板中的每一个上，并且

至少一个基板上的所述电极被划分为对应于所述第一子区域和所述第二子区域。

5.根据权利要求3所述的摄像装置，

其中，所述第二偏光器具有选择性地透过所述第一偏振光的第三偏振光透过区域和选择性地透过所述第二偏振光的第四偏振光透过区域，以对应于所述第一偏光器中的所述第一偏振光透过区域和所述第二偏振光透过区域的配置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的摄像装置，

其中，在所述多个区域中的每一个中，平均地划分所述第一子区域和所述第二子区域。

7.根据权利要求6所述的摄像装置，

其中，在所述多个区域中的每一个中，设置多个所述第一子区域和多个所述第二子区域。

8.根据权利要求2所述的摄像装置，

其中，四分之一波片被设置在所述液晶快门的摄像对象侧，并且

所述四分之一波片的光轴相对于所述第一偏光器的偏光轴成45°。

9.一种摄像装置，包括：

摄像透镜；

摄像元件，用于基于所接收的光获得摄像数据；

液晶快门，能够控制在彼此不同的多个区域中的每一区域中朝向所述摄像元件传输的光束的透射率，并且在光入射侧上具有偏光器；

四分之一波片，被设置在所述液晶快门的摄像对象侧；以及

液晶快门驱动部，被配置为通过在所述液晶快门的所述多个区域中基于时分方式执行透过和阻断之间的切换来驱动所述液晶快门，

其中，所述四分之一波片的光轴相对于所述液晶快门的所述偏光器的偏光轴成45°。

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