CN102474648B - 三维摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明的三维摄像装置具备：具有透过波段相互不同的透过区域(C1、C2、C3)的透光部(2)；接受透过了透光部(2)的光的固体摄像元件(1)；和在固体摄像元件(1)的摄像面上形成像的光学系统(3)。在固体摄像元件(1)的摄像面上形成有光感知单元阵列以及彩色滤光器阵列。各透过区域以及各彩色滤光器的透过波段被设定成透过透过区域(C1、C2、C3)的至少一个的光能够至少两种彩色滤光器。信号处理部基于从各光感知单元输出的信号，输出表示入射到各透过区域的光的强度中至少2个强度的信号，从而输出具有视差的至少2个图像的数据。

Description

三维摄像装置

技术领域

本发明涉及生成具有视差的多个图像的单眼的三维摄像技术。

背景技术

近年来，采用了CCD或CMOS等被称作固体摄像元件(以下，有时称作“摄像元件”)的数码相机或数字摄像机的高功能化、高性能化受到瞩目。特别是，随着半导体制造技术的进步，固体摄像元件中的像素构造的微细化不断发展。其结果，实现了固体摄像元件的像素以及驱动电路的高集成化。因此，仅仅数年，摄像元件的像素数从100万像素的程度显著增加到1000万像素以上。进而，通过拍摄而得到的图像的画质也显著提高。另一方面，关于显示装置，通过利用薄型的液晶或等离子的显示器，能够以不占用空间的方式且以高分辨率进行高对比度的显示，实现了高性能。这样的影像的高品质化的潮流正从二维图像向三维图像扩展。最近，开始开发了虽然需要偏振眼镜，但能实现高画质的三维显示装置。

关于三维摄像技术，作为具有简单结构的代表技术，有如下所述的技术：采用由2个照相机构成的摄像系统，分别取右眼用图像以及左眼用图像。在这种所谓的两眼摄像方式中，由于采用2个照相机，所以摄像装置变得大型化，成本也会变高。为此，正在研究使用1个照相机来取得具有视差的多个图像的方式。例如，专利文献1公开了采用透过轴的方向相互正交的2个偏振板和旋转的偏振滤光器的方式。

图13是表示该方式的摄像系统的结构的示意图。摄像装置具备0度偏振的偏振板11、90度偏振的偏振板12、反射镜13、半透半反镜14、圆形的偏振滤光器15、使圆形的偏振滤光器旋转的驱动装置16、光学透镜3、和取得由光学透镜成像后的像的摄像装置9。在此，半透半反镜14使透过偏振板11并由反射镜13反射的光反射，使透过了偏振板12的光透过。通过以上的结构，分别透过了在分开的地方配置的偏振板11、12的光透过半透半反镜14、圆形的偏振滤光器15以及光学透镜3并入射到摄像装置9，取得图像。该方式中的摄像原理是：通过使圆形的偏振滤光器15旋转，从而在分别不同的时刻捕捉分别入射到2个偏振板11、12的光，从而取得具有视差的2个图像。

然而，在上述方式中，由于使圆形的偏振滤光器15旋转的同时通过时间分割而取得不同位置的图像，所以存在不能同时取得具有视差的2个图像的课题。另外，由于采用机械式的驱动，所以耐用性方面会出现问题。进而，由于入射光透过偏振板以及偏振滤光器，所以还存在摄像装置9接受的光量(受光量)会减少50％以上的问题点。

针对上述方式，专利文献2公开了在不采用机械式的驱动的情况下同时拍摄具有视差的2个图像的方式。该方式的摄像装置通过反射镜对从2个入射区域入射的光进行聚光，用交替排列了两种偏振滤光器的摄像元件进行受光，从而无需具备机械式的驱动部也可取得具有视差的2个图像。

图14是表示该方式中的摄像系统的结构的示意图。该摄像系统具有透过轴的方向相互正交的2个偏振板11、12、反射镜13、光学透镜3、和摄像元件1。摄像元件1在其摄像面上具有多个像素10和与像素一一对应地配置的偏振滤光器17、18。在全部像素上交替地排列偏振滤光器17、18。在此，偏振滤光器17、18的透过轴的朝向分别与偏振板11、12的透过轴的朝向一致。

通过以上的结构，入射光透过偏振板11、12，被反射镜13反射，通过光学透镜3，入射到摄像元件1的摄像面上。分别透过偏振板11、12并入射到摄像元件1的光分别透过偏振滤光器17、18，并在它们正下方的像素中被进行光电变换。在此，若将由分别通过偏振板11、12并入射到摄像元件1的光而形成的图像分别称作右眼用图像和左眼用图像，则右眼用图像和左眼用图像分别由与偏振滤光器17、18对置的像素群得到。

这样，在专利文献2公开的方式中，取代专利文献1所公开的旋转的圆形偏振滤光器的使用，在摄像元件的像素上交替配置透过轴的方向相互正交的两种偏振滤光器。由此，与专利文献1的方式相比，虽然分辨率会降低到1/2，但能采用1个摄像元件来同时得到具有视差的右眼用图像与左眼用图像。

然而，在该技术中，与专利文献1的技术相同，由于入射光透过偏振板以及偏振滤光器时光量会减少，所以摄像元件的受光量大幅减少。

针对该受光量减少的问题，专利文献3公开了可用1个摄像元件取得具有视差的2个图像和通常的图像的技术。根据该技术，通过在取得具有视差的2个图像时与取得通常图像时，机械式地交替构成要素的一部分，从而用1个摄像元件取得具有视差的2个图像与通常图像。与专利文献2所公开的技术的相同点是：在取得具有视差的2个图像时，在光路上配置2个偏振滤光器。另一方面，在取得通常图像时从光路机械式地卸下这些偏振滤光器。通过采用这样的机构，从而能得到具有视差的图像和光利用率高的通常图像。

在上述专利文献1～3所公开的技术中使用了偏振板或偏振滤光器，但作为其他方法，还存在采用彩色滤光器的技术。例如，专利文献4公开了采用彩色滤光器同时取得具有视差的2个图像的技术。图15是示意性表示采用了该技术的摄像系统的图。该技术中的摄像系统具备透镜3、透镜光圈19、配置有透过波段不同的2个彩色滤光器20a、20b的光束限制板20、和感光膜21。在此，彩色滤光器20a、20b是例如分别使红系统、蓝系统的光透过的滤光器。

通过以上的结构，入射光透过透镜3、透镜光圈19以及光束限制板20，并在感光膜上成像。此时，在光束限制板20中的2个彩色滤光器20a、20b中，分别只有红系统、蓝系统的光透过。其结果，在感光膜上形成由分别透过了这些2个彩色滤光器的光实现的品红系统的颜色的像。在此，由于彩色滤光器20a、20b的位置差异，所以在形成于感光膜上的像上产生视差。在此，若使用由感光膜生成照片并将红色膜以及蓝色膜分别粘贴成右眼用以及左眼用的眼镜，则能看见有进深感的图像。这样，根据专利文献4所公开的技术，能采用2个彩色滤光器生成具有视差的图像。

专利文献4所公开的技术是在感光膜上成像来生成具有视差的多个图像，而专利文献5公开了将具有视差的图像变换为电信号来取得的技术。图16是示意性表示该技术中的光束限制板的图。在该技术中，采用了在垂直于摄像光学系统的光轴的平面上设置了透过红色光的R区域22R、透过绿色光的G区域22G和透过蓝色光的B区域22B的光束限制板22。通过利用具有红色用R像素、绿色用G像素、蓝色用B像素的彩色摄像元件来接受透过了这些区域的光，从而取得由透过了各区域的光实现的图像。

另外，在专利文献6中，也公开了使用与图16的结构相同的结构来取得具有视差的多个图像的技术。图17是示意性表示专利文献6所公开的光束限制板的图。在该技术中，入射光透过在光束限制板23上设置的R区域23R、G区域23G、B区域23B，从而能生成具有视差的图像。

根据上述专利文献4～6所示的技术，通过在光束限制板上配置RGB的彩色滤光器，从而能生成具有视差的图像。然而，由于采用光束限制板，所以入射光量会减少。另外，为了提高视差的效果，将RGB的彩色滤光器配置在相互分离的位置上，因此需要减小它们的面积，但这样一来入射光量会进一步减少。

针对以上的技术，专利文献7公开了采用配置有RGB的彩色滤光器的光圈，来得到具有视差的多个图像和光量方面没有问题的通常图像的技术。在该技术中，在将光圈关闭的状态下，仅接受透过了RGB的彩色滤光器的光，在将光圈打开的状态下，由于RGB的彩色滤光器区域离开光路，所以能接受全部入射光。由此，在将光圈关闭的状态下能得到具有视差的图像，在将光圈打开的状态下能得到光利用率高的通常图像。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭62-291292号公报

专利文献2：日本特开昭62-217790号公报

专利文献3：日本特开2001-016611号公报

专利文献4：日本特开平2-171737号公报

专利文献5：日本特开2002-344999号公报

专利文献6：日本特开2009-276294号公报

专利文献7：日本特开2003-134533号公报

发明内容

(发明要解决的课题)

根据现有技术，虽然能取得具有视差的多个图像，但由于采用偏振板或者彩色滤光器，所以摄像元件的受光量减少。为了充分确保入射光量，需要采用以机械方式驱动偏振板或者彩色滤光器以使它们离开光路的机构，来取得光利用率高的通常图像。在采用这种机械式驱动的情况下，存在会导致装置的大型化以及高成本化的问题。

本发明提供一种三维摄像技术，其不用进行机械式的驱动，而是利用彩色滤光器生成具有视差的多个图像，并且能生成光利用率高的图像。

(用于解决课题的手段)

本发明的三维摄像装置具备：透光部，其具有透过波段相互不同的N(N是3以上的整数)个透过区域；固体摄像元件，其接受透过了上述透光部的光；光学系统，其在上述固体摄像元件的摄像面上形成像；和信号处理部，其处理从上述固体摄像元件输出的信号。上述固体摄像元件具有光感知单元阵列以及与上述光感知单元阵列对置配置的彩色滤光器阵列。上述光感知单元阵列以及上述彩色滤光器阵列由多个单位要素构成，各单位要素包括N个光感知单元、以及与上述N个光感知单元一一对应地配置且透过波段相互不同的N个彩色滤光器。上述N个透过区域以及上述N个彩色滤光器的透过波段被设定成：透过上述N个透过区域的至少一个区域的光能够透过上述N个彩色滤光器的至少2个。此外，上述信号处理部基于从上述N个光感知单元输出的信号，来生成表示入射到上述N个透过区域的每一个区域的光的强度之中的至少2个强度的信号，从而生成具有视差的至少2个图像的数据。

在某一实施方式中，上述信号处理部使用从上述N个光感知单元输出的信号，来生成表示入射到上述N个透过区域的每一个区域的光的强度的信号，从而生成N个图像的数据。

在某一实施方式中，上述N个透过区域所包含的第1区域以及第2区域，相对于通过上述透光部的中心而将上述透光部的受光面的面积一分为二的线段，配置在相互相反的一侧。

在某一实施方式中，上述N个透过区域所包含的第3区域的至少一部分位于上述第1区域与上述第2区域之间。

在某一实施方式中，上述第3区域是透明区域。

在某一实施方式中，上述第1区域的透过波段以及上述第2区域的透过波段被设定为相互不同的互补色的波段。

在某一实施方式中，上述第1区域的面积以及上述第2区域的面积相等，上述第3区域的面积大于上述第1区域的面积以及上述第2区域的面积。

在某一实施方式中，上述N个透过区域中的透过波段最宽的透过区域具有比上述N个彩色滤光器中的透过波段最宽的彩色滤光器还要宽的透过波段。

在某一实施方式中，上述N个透过区域的每一个区域被构成为是透明的，或使互补色的波段的光透过。

在某一实施方式中，N＝3。

在某一实施方式中，上述N个透过区域分别是使蓝绿色光透过的蓝绿色区域、使黄色光透过的黄色区域以及透明区域。

在某一实施方式中，上述N个透过区域分别是使蓝绿色光透过的蓝绿色区域、使黄色光透过的黄色区域以及使品红色光透过的品红色区域。

在某一实施方式中，上述N个彩色滤光器分别是使红色光透过的红色滤光器、使绿色光透过的绿色滤光器以及使蓝色光透过的蓝色滤光器。

在某一实施方式中，各单位要素包括：配置成矩阵状的4个光感知单元、和与上述4个光感知单元一一对应地配置的4个彩色滤光器，上述4个彩色滤光器中配置在第1行第1列以及第2行第1列的彩色滤光器是透明滤光器或者使绿色光透过的绿色滤光器，剩余的2个彩色滤光器是使红色光透过的红色滤光器以及使蓝色光透过的蓝色滤光器。

在某一实施方式中，N＝4。

在某一实施方式中，上述N个透过区域分别是使蓝绿色光透过的蓝绿色区域、使黄色光透过的黄色区域、使品红色光透过的品红色区域以及透明区域。

在某一实施方式中，上述N个彩色滤光器分别是使品红色光透过的品红色滤光器、使绿色光透过的绿色滤光器、使蓝绿色光透过的蓝绿色滤光器以及使黄色光透过的黄色滤光器。

在某一实施方式中，上述信号处理部将表示入射到上述N个透过区域中的1个透过区域的光的强度的信号相加在表示入射到其他透过区域的光的强度的信号上，从而使表示入射到上述其他透过区域的光的强度的信号的电平增大。

在某一实施方式中，上述信号处理部将表示入射到上述N个透过区域中的透过波段最宽的透过区域的光的强度的信号，相加在表示入射到其他透过区域的光的强度的信号上，从而使表示入射到上述其他透过区域的光的强度的信号的电平增大。

在某一实施方式中，上述信号处理部使用表示入射到上述N个透过区域中的透过波段最宽的透过区域的光的强度的信号，来取得彩色信息。

(发明效果)

根据本发明，能够在不进行机械式驱动情况下，使用具有彩色滤光器的摄像元件来得到具有视差的多个图像。进而，通过适当地设定透过区域以及彩色滤光器的透过波段，能够得到光利用率高的图像。

附图说明

图1是表示实施方式1的整体构成的框图。

图2是表示实施方式1的透光板、光学系统以及摄像元件的示意结构的示意图。

图3是表示实施方式1的透光板的透过区域的配置的图。

图4是表示实施方式1的摄像元件的彩色滤光器的基本构成的图。

图5是表示实施方式1的摄像元件的彩色滤光器的其他基本构成的图。

图6是表示实施方式1的摄像元件的彩色滤光器的又一基本构成的图。

图7A是表示实施方式1的透光板、光学系统以及摄像元件的第2例的图。

图7B是表示实施方式1的透光板、光学系统以及摄像元件的第3例的图。

图7C是表示实施方式1的透光板、光学系统以及摄像元件的第4例的图。

图8是表示实施方式2的透光板的透过区域的配置的图。

图9是表示实施方式2的摄像元件的彩色滤光器的基本构成的图。

图10是表示具有n个透过区域的透光部的一例的图。

图11是表示各单位要素中的n个彩色滤光器的配置的一例的图。

图12是用于对透光部中的透过区域的优选配置进行说明的图。

图13是专利文献1中的摄像系统的结构图。

图14是专利文献2中的摄像系统的结构图。

图15是专利文献4中的摄像系统的结构图。

图16是专利文献5中的光束限制板的外观图。

图17是专利文献6中的光束限制板的外观图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的说明中，对共用的要素标记相同的符合。此外，在本说明书中，有时将表示图像的信号或者信息只称作“图像”。

(实施方式1)

图1是表示本发明的第1实施方式中的摄像装置的整体构成的框图。本实施方式的摄像装置是数码电子照相机，具备摄像部100、和基于来自摄像部100的信号生成表示图像的信号(图像信号)的信号处理部200。

摄像部100包括：具备在摄像面上排列的多个光感知单元的摄像元件(图像传感器)1；具有透过波段相互不同的3个透过区域并使入射光透过的透光板2；用于在摄像元件的摄像面上形成像的光学透镜3；和红外截止滤光器4。摄像部100还具备：信号产生/接收部5，其产生用于驱动摄像元件1的基本信号，并且接收来自摄像元件1的输出信号并将其发送到信号处理部200；和元件驱动部6，其根据由信号产生/接收部5产生的基本信号来驱动摄像元件1。摄像元件1典型的是CCD或者CMOS传感器，通过公知的半导体制造技术来制造。信号产生/接收部5以及元件驱动部30例如由CCD驱动器等LSI构成。

信号处理部200具备：对从摄像部100输出的信号进行处理而生成图像信号的图像信号生成部7；存储用于生成图像信号的各种数据的存储器30；和将所生成的图像信号发送到外部的接口(IF)部8。图像信号生成部7能够通过公知的数字信号处理器(DSP)等硬件、和执行包括图像信号生成处理在内的图像处理的软件的组合来适当地实现。存储器30由DRAM等构成。存储器30记录从摄像部100得到的信号，并且暂时记录由图像信号生成部7生成的图像数据或被压缩的图像数据。这些图像数据经由接口部8被发送到未图示的记录介质或显示部等。

此外，本实施方式的摄像装置可以具备电子快门、取景器、电源(电池)、闪光灯等公知的构成要素，它们的说明对于理解本发明并没有特别帮助，因此省略。

接下来，参照图2～4，对摄像部100的结构进行更详细的说明。

图2是示意性表示摄像部100中的透光板2、透镜3以及摄像元件1的配置关系的图。另外，在图2中省略了透光板2、透镜3以及摄像元件1以外的构成要素。透光板2具有透过波段相互不同的3个透过区域C1、C2、C3，使入射光透过。透镜3是公知的透镜，对透过了透光板2的光进行聚光，并在摄像元件1的摄像面1a上成像。此外，在以下的说明中，在平行于摄像面1a的平面上，将从区域C1朝向C2的方向设为x方向，将垂直于x方向的方向设为y方向。

图3是本实施方式中的透光板2的主视图。本实施方式中的透光板2的形状与透镜3相同，是圆形，但也可以是其他形状。在区域C1中配置使蓝绿色(Cy)的波段的光透过的彩色滤光器(Cy滤光器)。在区域C2中配置使黄色(Ye)的波段的光透过的彩色滤光器(Ye滤光器)。这些彩色滤光器可以是公知的彩色滤光器。此外，本实施方式中的区域C1以及区域C2只要构成为分别透过Cy的波段的光以及Ye的波段的光、不透过其他波段的光即可，并不局限于彩色滤光器，用什么样的构件构成都可以。在此，在x方向上分开配置区域C1以及区域C2。区域C1与区域C2之间的距离L是根据透镜3的尺寸决定的，使得所取得的图像具有适当的视差。距离L例如可以设定为几mm～几cm。另外，透光板2中的其他区域C3是使白色光(W)所包含的所有波段的可见光透过的透明构件所形成的透明区域。透明构件只要是以高的透过率使光透过的构件，是什么样的构件都可以。在本实施方式中，区域C1以及区域C2的面积相等，区域C3的面积被设计成大于区域C1、C2的面积。

此外，上述的透光板2的结构只不过是本实施方式的结构，本发明并不限定于这样的结构。本发明的透光部只要具有透过波段相互不同的3个以上的透过区域，各透过区域的特性、材质、形状、尺寸可以是任意的。例如，在区域C3中，也可以取代透明构件而配置使品红(Mg)的波段的光透过的彩色滤光器(Mg滤光器)。另外，在透光板2的一部分也可以包括遮光区域。

在图2所示的摄像元件1的摄像面1a上，形成有以二维状排列的光感知单元阵列以及与光感知单元阵列对置地配置的彩色滤光器阵列。光感知单元阵列以及彩色滤光器阵列具有多个单位要素，各单位要素包括4个光感知单元以及与它们对置的4个彩色滤光器。各光感知单元典型的是光电二极管，通过光电变换输出与各个受光量对应的电信号(光电变换信号)。另外，各彩色滤光器采用公知的颜料等来制作，被设计成选择性地使特定波段的光透过。

图4是示意性表示本实施方式中的彩色滤光器阵列的一部分的图。如图所示，在摄像面1a上，多个彩色滤光器110被排列为矩阵状。相邻的4个彩色滤光器110以及与它们对置的4个光感知单元120构成1个单位要素。在各单位要素中，在第1行第1列配置有使红色(R)波段的光透过的彩色滤光器(R滤光器)。在第1行第2列以及第2行第1列配置有使绿色(G)波段的光透过的彩色滤光器(G滤光器)。在第2行第2列配置有使蓝色波段的光透过的彩色滤光器(B滤光器)。这样，本实施方式中的彩色滤光器110的排列是以2行2列为基本的公知的Bayer排列。

此外，光感知单元120以及彩色滤光器110的排列不一定需要是Bayer排列，也可以是公知的其他排列。另外，光感知单元120以及彩色滤光器110的排列不一定需要是沿着x方向以及y方向的排列，也可以相对于x方向以及y方向倾斜。在该情况下，得到的不是与左右视差相关的信息，而是与倾斜方向的视差相关的信息。

另外，不是必须在1个单位要素中具有4个光感知单元以及4个彩色滤光器，只要具有至少3个光感知单元以及3个彩色滤光器即可。各单位要素所包含的光感知单元以及彩色滤光器的数量只要与上述的透光板2上的透过区域的数量相同或比它多，就能通过后述的信号运算得到图像信息。

通过以上的结构，在曝光过程中入射到摄像装置的光通过透光板2、透镜3、红外截止滤光器4、彩色滤光器110，从而入射到光感知单元120。各光感知单元在透过透光板2的区域C1、C2、C3每一个区域的光中，接受通过了对置的彩色滤光器的光，并输出与所接受的光量对应的光电变换信号。由各光感知单元输出的光电变换信号通过信号产生/接收部5后被发送到信号处理部200。信号处理部200中的图像信号生成部7根据从摄像部100发送的信号，生成右眼用图像、左眼用图像以及彩色图像。

以下，对从各光感知单元输出的光电变换信号进行说明。首先，将与入射到透光板2的区域C1、C2、C3的光的强度相当信号，分别附上下标“i”，用Ci1、Ci2、Ci3表示。另外，将透光板2中的透明区域C3、透镜3以及红外截止滤光器4合起来的分光透过率设为Tw，将Cy滤光器的分光透过率设为Tcy，将Ye滤光器的分光透过率设为Tye。同样，将R、G、B的各彩色滤光器的分光透过率分别表示为Tr、Tg、Tb。在此，Tw、Tcy、Tye、Tr、Tg、Tb是依赖于入射的光的波长λ的函数。将表示透过R、G、B的彩色滤光器并由正下方的光感知单元受光的光的强度的信号，分别附加下标“s”而表示为Rs、Gs、Bs。另外，将可见光的波段中的分光透过率的积分运算用符号∑表示。例如，将与波长λ相关的积分运算∫TwTcyTrdλ等表示为∑TwTcyTr等。在此，积分是在可见光的整个波段内进行的。于是，Rs与将Ci1∑TwTcyTr、Ci2∑TwTyeTr以及Ci3∑TwTr相加而得到的结果成比例。同样，Gs与将Ci1∑TwTcyTg、Ci2∑TwTyeTg以及Ci3∑TwTg相加而得到的结果成比例，Bs与将Ci1∑TwTcyTb、Ci2∑TwTyeTb、Ci3∑TwTb相加而得到的结果成比例。此外，在此，将入射到C1～C3的光假定为无论是可见光区域的哪个波长成分都几乎包含等量的光。若将这些关系中的比例系数设为1，则Rs、Gs、Bs可用以下的式1～3表示。

(式1)Rs＝Ci1∑TwTcyTr+Ci2∑TwTyeTr+Ci3∑TwTr

(式2)Gs＝Ci1∑TwTcyTg+Ci2∑TwTyeTg+Ci3∑TwTg

(式3)Bs＝Ci1∑TwTcyTb+Ci2∑TwTyeTb+Ci3∑TwTb

在式1～3中，将∑TwTcyTr、∑TwTyeTr、∑TwTr分别用Mx11、Mx12、Mx13来表示，将∑TwTcyTg、∑TwTyeTg、∑TwTg分别用Mx21、Mx22、Mx23来表示，将∑TwTcyTb、∑TwTyeTb、∑TwTb分别用Mx31、Mx32、Mx33表示。于是，Rs、Gs、Bs与Ci1、Ci2、Ci3的关系可以使用矩阵由以下的式4表示。

(式4) $\left(\begin{array}{c}\mathrm{Rs}\\ \mathrm{Gs}\\ \mathrm{Bs}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}\mathrm{Mx}11& \mathrm{Mx}12& \mathrm{Mx}13\\ \mathrm{Mx}21& \mathrm{Mx}22& \mathrm{Mx}23\\ \mathrm{Mx}31& \mathrm{Mx}32& \mathrm{Mx}33\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}\mathrm{Ci}1\\ \mathrm{Ci}2\\ \mathrm{Ci}3\end{array}\right)$

在此，若将由式4中的要素Mx11～Mx33构成的矩阵的逆矩阵的要素分别设为iM11～iM33，则式4可以变形为下面的式5。即，能将表示入射到区域C1、C2、C3的光的强度的信号使用光电变换信号Rs、Gs、Bs来表示。

(式5) $\left(\begin{array}{c}\mathrm{Ci}1\\ \mathrm{Ci}2\\ \mathrm{Ci}3\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}\mathrm{iM}11& \mathrm{iM}12& \mathrm{iM}13\\ \mathrm{iM}21& \mathrm{iM}22& \mathrm{iM}23\\ \mathrm{iM}31& \mathrm{iM}32& \mathrm{iM}33\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}\mathrm{Rs}\\ \mathrm{Gs}\\ \mathrm{Bs}\end{array}\right)$

图像信号生成部7执行基于式5的信号运算，按每个单位要素生成信号Ci1、Ci2、Ci3。这样按每个单位要素生成的信号Ci1、Ci2、Ci3表示由分别入射到区域C1、C2、C3的光形成的3个图像。特别是，由信号Ci1、Ci2表示的图像相当于分别从在x方向上分离配置的区域C1、C2观看被摄体时的图像，所以能作为左眼用图像以及右眼用图像来对待。即，由信号Ci1、Ci2表示的2个图像具有与区域C1、C2的距离相对应的视差。因此，能从这些图像得到表示被摄体的进深的信息。

另一方面，Ci3可以说是表示通常的图像的信号，而非表示视差的图像。Ci3有与Ci1以及Ci2类似的地方，所以在这些地方将Ci3的信号加到Ci1、Ci2的信号上，由此能提高表示视差的图像Ci1、Ci2的信号电平。在本实施方式中，区域C3的面积大于区域C1、C2的面积，所以Ci3的信号电平高于Ci1、Ci2的信号电平。因此，将Ci3的一部分加到Ci1以及Ci2上，这在得到表示视差的良好的图像方面是很有效的。在本实施方式中，区域C3的面积相对于区域C1、C2的面积越大越好。此外，在取得没有视差的通常的图像时，区域C3的面积越大，越能得到信号电平高的图像信号。

通过以上的处理得到的图像信号Ci1、Ci2、Ci3是使用光电变换信号Rs、Gs、Bs来表示的，但这些并不相当于彩色图像，而是相当于黑白图像。为了得到彩色图像而不是黑白图像，不进行上述的信号运算处理，根据所得到的各光电变换信号进行通常的Bayer排列中的彩色处理即可。此时，由于在透光板2配置的Cy滤光器、Ye滤光器会产生入射光的损失或色温偏差，但由于这些彩色滤光器的透光率高，所以与现有技术的情况相比，能减少入射光的损失。另外，即使产生整体的颜色偏差，也能通过白平衡的调整来应对。这样，根据本实施方式的摄像装置，能得到光利用率高的良好的彩色图像。

此外，在要得到彩色图像时，也可以不根据各光电变换信号进行通常的Bayer排列中的彩色处理，而是仅利用式4中的Ci3项来得到彩色信息。即，在基于式5求出了Ci3后，通过将Mx13×Ci3设为R的光量，将Mx23×Ci3设为G的光量，将Mx33×Ci3设为B的光量，也能得到彩色图像。

如上所述，根据本实施方式，采用透光板2和具有Bayer排列的彩色摄像元件1，该透光板2由配置了Cy滤光器的区域C1、配置了Ye滤光器的区域C2以及由透明构件构成的区域C3构成。对各光电变换信号执行信号运算，该信号运算是基于通过与光学系统或彩色滤光器等分光透过率相关的积分运算而得到的3×3的矩阵来进行的，由此图像信号生成部7生成具有视差的2个图像以及光利用率高的通常图像。进而，若进行在通常的Bayer排列中使用的彩色处理、或者利用了信号Ci3的彩色处理，则能得到光利用率高的彩色图像。

本实施方式中的图像信号生成部7虽然如上述那样可以生成具有视差的2个图像、光利用率高的黑白图像以及彩色图像，但不是必须生成这些图像的全部。图像信号生成部7只要构成为至少生成具有视差的2个图像数据即可。

此外，在本实施方式中，摄像元件1中的彩色滤光器的排列是配置了RGB的彩色滤光器的Bayer型的彩色排列，但也可以使用其他彩色滤光器或其他排列。例如，如图5所示，虽然与Bayer型的彩色化相同地采用RGB的彩色滤光器，但也可以将R滤光器和B滤光器配置在相同的列上。在采用这样的排列的情况下，在与R滤光器对置的光感知单元和与B滤光器对置的光感知单元之间，没有x方向的像素单位的偏差，所以能提高x方向的视差的精度。另外，如图6所示，即使取代G滤光器而使用使白色光(W)所包含的整个波段的可见光透过的透明构件，也能实现同样的彩色化。在采用了图6所示的结构的情况下，与G滤光器相比透明要素透过更多的光，所以具有摄像元件中的光利用率进一步提高的优点。

关于摄像部100的结构，图2所示的各构成要素的配置关系只不过是1个例子，本发明并不限定于这样的配置关系。例如，只要能在摄像面1a上形成像，透镜3可以配置在与透光板2相比更远离摄像元件1的位置上。另外，如图7A所示，也可以是配置多个透镜3并在它们之间配置透光板2的结构。另外，透镜3与透光板2不一定是独立的构成要素，如图7B所示，也可以构成为两者被一体化了的1个光学元件3a。在图7B所示的结构中，在透镜的一部分设置了分别使相互不同波段的光透过的区域C1、C2。进而，不一定要平行地配置透光板2与摄像元件1的摄像面。例如，如图7C所示，通过在两者间配置反射镜或棱镜等反射光的光学元件52，从而能构成为透光板2与摄像元件1的摄像面位于相互交叉的平面上。

本实施方式的摄像装置根据通过摄像得到的光电变换信号，通过信号运算来生成图像，但也可以使独立于摄像装置的其他装置来执行基于信号运算的图像的生成处理。例如，通过使其他装置读取由本实施方式中的具有摄像部100的摄像装置取得的信号，使该其他装置执行对上述信号运算处理进行规定的程序，由此也能得到与上述相同的效果。

(实施方式2)

接着，参照图8、9对本发明的第2实施方式进行说明。本实施方式的摄像装置与实施方式1的摄像装置的不同点在于，透光板2中的透过区域的结构以及摄像元件1的彩色滤光器阵列的结构。以下，对与实施方式1不同的点进行说明，关于重复的点省略说明。

图8是本实施方式中的透光板2的主视图。透光板2的形状与光学透镜3相同，为圆形，但也可以是其他形状。在区域C1内配置透过蓝绿色光的Cy滤光器，在区域C2内配置透过品红色光的Mg滤光器，在区域C3内配置透过黄色光的Ye滤光器，此外的区域C4是由透明构件形成的透明区域(W)。

图9是表示在本实施方式的摄像元件1的摄像面1a上形成的彩色滤光器阵列的基本构成的图。彩色滤光器阵列由以2行2列为基本的Mg滤光器、G滤光器、Cy滤光器、Ye滤光器构成。在图9中，例示了在第1行第1列配置Mg滤光器、在第1行第2列配置G滤光器、在第2行第1列配置Cy滤光器、在第2行第2列配置Ye滤光器的例子，但这些彩色滤光器的排列可以是任意的。

通过以上的结构，各光感知单元接受透过了透光板2的区域C1～C4的每一个区域的光之中透过了对置的彩色滤光器的光。以下，对各光感知单元中的光电变换信号进行说明。

在本实施方式中，假定入射到区域C1～C4的光无论是可见光区域的哪个波长成分都几乎包含等量的光。另外，符号的表述与实施方式1的表述相同。其中，透光板2的Mg、Cy、Ye滤光器的分光透过率Tmg、Tcy、Tye分别与彩色滤光器阵列中的Mg、Cy、Ye滤光器的分光透过率相同。进而，将透过彩色滤光器阵列中的Mg、Cy、Ye的彩色滤光器并由正下方的光感知单元进行光电变换的信号，分别用Ms、Cs、Ys表示。于是，Ms与将Ci1∑TwTcyTmg、Ci2∑TwTmgTmg、Ci3∑TwTyeTmg、Ci4∑TwTmg相加而得到的结果成比例。同样，Gs与将Ci1∑TwTcyTg、Ci2∑TwTmgTg、Ci3∑TwTyeTg、Ci4∑TwTg相加而得到的结果成比例，Cs与将Ci1∑TwTcyTcy、Ci2∑TwTmgTcy、Ci3∑TwTyeTcy、Ci4∑TwTcy相加而得到的结果成比例，Ys与将Ci1∑TwTcyTye、Ci2∑TwTmgTye、Ci3∑TwTyeTye、Ci4∑TwTye的相加结果成比例。若将这些比例系数设为1，则Ms、Gs、Cs、Ys能分别由以下的式6～9表示。

(式6)Ms＝Ci1∑TwTcyTmg+Ci2∑TwTmgTmg+Ci3∑TwTyeTmg+Ci4∑TwTmg

(式7)Gs＝Ci1∑TwTcyTg+Ci2∑TwTmgTg+Ci3∑TwTyeTg+Ci4∑TwTg

(式8)Cs＝Ci1∑TwTcyTcy+Ci2∑TwTmgTcy+Ci3∑TwTyeTcy+Ci4∑TwTcy

(式9)Ys＝Ci1∑TwTcyTye+Ci2∑TwTmgTye+Ci3∑TwTyeTye+Ci4∑TwTye

在式6～9中，分别用Mx11、Mx12、Mx13、Mx14表示∑TwTcyTmg、∑TwTmgTmg、∑TwTyeTmg、∑TwTmg，分别用Mx21、Mx22、Mx23、Mx24表示∑TwTcyTg、∑TwTmgTg、∑TwTyeTg、∑TwTg，分别用Mx31、Mx32、Mx33、Mx34表不∑TwTcyTcy、∑TwTmgTcy、∑TwTyeTcy、∑TwTcy，分别用Mx41、Mx42、Mx43、Mx44表示∑TwTcyTye、∑TwTmgTye、∑TwTyeTye、∑TwTye。于是，使用矩阵由以下的式10表示Ms、Gs、Cs、Ys与Ci1、Ci2、Ci3、Ci4的关系。

(式10) $\left(\begin{array}{c}\mathrm{Ms}\\ \mathrm{Gs}\\ \mathrm{Cs}\\ \mathrm{Ys}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cccc}\mathrm{Mx}11& \mathrm{Mx}12& \mathrm{Mx}13& \mathrm{Mx}14\\ \mathrm{Mx}21& \mathrm{Mx}22& \mathrm{Mx}23& \mathrm{Mx}24\\ \mathrm{Mx}31& \mathrm{Mx}32& \mathrm{Mx}33& \mathrm{Mx}34\\ \mathrm{Mx}41& \mathrm{Mx}42& \mathrm{Mx}43& \mathrm{Mx}44\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}\mathrm{Ci}1\\ \mathrm{Ci}2\\ \mathrm{Ci}3\\ \mathrm{Ci}4\end{array}\right)$

在此，若将由式10中的要素Mx11～Mx44构成的矩阵的逆矩阵的要素设为iM11～iM44，则式10能变形为以下的式11。即，能将表示入射到区域C1、C2、C3、C4的光的强度的信号，使用光电变换信号Ms、Gs、Cs、Ys来表示。

(式11) $\left(\begin{array}{c}\mathrm{Ci}1\\ \mathrm{Ci}2\\ \mathrm{Ci}3\\ \mathrm{Ci}4\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cccc}\mathrm{iM}11& \mathrm{iM}12& \mathrm{iM}13& \mathrm{iM}14\\ \mathrm{iM}21& \mathrm{iM}22& \mathrm{iM}23& \mathrm{iM}24\\ \mathrm{iM}31& \mathrm{iM}32& \mathrm{iM}33& \mathrm{iM}34\\ \mathrm{iM}41& \mathrm{iM}42& \mathrm{iM}43& \mathrm{iM}44\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}\mathrm{Ms}\\ \mathrm{Gs}\\ \mathrm{Cs}\\ \mathrm{Ys}\end{array}\right)$

通过按每个单位要素来求出由式11表示的信号Ci1、Ci2、Ci3、Ci4，从而能求出由分别入射到区域C1、C2、C3、C4的光形成的4个图像。

Ci1、Ci3表示的图像相当于分别从在x方向分开配置的区域C1、C3观看被摄体时的图像，所以能作为左眼用图像以及右眼用图像来对待。另外，由于Ci2相当于从在相对于区域C1、C3倾斜的方向分开配置的区域C2观看时的图像，所以是表示相对于Ci1、Ci3倾斜的方向的视差的图像。

另一方面，Ci4所示的图像是由入射到透明区域C4的光产生的图像(黑白图像)，是没有表现出视差的通常的图像。因此，越是使区域C4的面积大于区域C1、C2、C3，越能得到表示信号电平高的图像(黑白图像)的信号Ci4。

在本实施方式中，为了得到彩色图像，不进行上述处理，而是只要求出以下的式12～14所示的亮度信号Y1、色差信号RY、BY即可。

(式12)Yl＝Ms+Gs+Cs+Ys

(式13)RY＝Ms-Gs-Cs+Ys

(式14)BY＝Ms-Gs+Cs-Ys

利用NTSC方式等中使用的方法，将由式12～14得到的亮度信号Y1以及色差信号RY、BY变换为RGB信号，从而能得到彩色图像。此外，由于在透光板2配置的Cy滤光器、Mg滤光器、Ye滤光器的透光率比较高，所以得到的彩色图像是光利用率高的图像。

此外，与实施方式1同样，仅使用与表示入射到透明区域C4的入射光所产生的图像的信号Ci4相关的项，也可以得到彩色信息。在该情况下，首先通过基于式11的运算处理来求出Ci4，在上述的式12～14中，设为Ms＝Ci4∑TwTmg、Gs＝Ci4∑TwTg、Cs＝Ci4∑TwTcy、Ys＝Ci4∑TwTye即可。

如上所述，根据本实施方式，采用具有透光板2和彩色滤光器阵列的彩色摄像元件，在该透光板2中，将Cy滤光器、Mg滤光器、Ye滤光器配置在相互分离的位置上，且除此之外的区域由透明构件构成，彩色滤光器阵列由以2行2列为基本构成的品红色(Mg)、绿色(G)、蓝绿色(Cy)、黄色(Ye)的彩色滤光器构成。通过对从摄像元件输出的光电变换信号实施基于由与光学系统、彩色滤光器等分光透过率相关的积分运算而得到的4×4矩阵的运算，从而能得到具有视差的多个图像和光利用率高的通常图像。进而，通过进行直接使用摄像元件1的各光电变换信号来生成亮度信号与色差信号的彩色处理，从而起到了也能得到光利用率高的彩色图像的效果。

此外，在本实施方式中，透光板2由配置了Cy滤光器的区域C1、配置了Mg滤光器的区域C2、配置了Ye滤光器的区域C3和透明区域C4构成，但包含透明区域在内的4个区域的结构并非限定于上述结构。只要各区域的透过波段不同，且透过率较高，无论是什么样的结构都没有问题。

另外，关于摄像元件中的彩色滤光器的组合，也并不限定于Mg、G、Cy、Ye的组合。只要各彩色滤光器的透过波段不同，彩色滤光器的颜色组合可以是任意的。

在上述的实施方式1以及实施方式2中，透光板分别具有3个以及4个透过区域，摄像元件中的各单位要素所包含的彩色滤光器的种类的数量也与透过区域的数量相同，分别是3种及4种。然而，本发明中的透过区域的数量以及彩色滤光器的种类的数量并不限定于上述数量。例如，各单位要素所包含的彩色滤光器的种类的数量也可以超过透过区域的数量。在该情况下，通过基于各光感知单元的光电变换信号与入射到透过区域的光量之间的关系式的信号运算，能求出图像信息。

另外，透过区域的数量以及各单位要素所包含的彩色滤光器的种类的数量也可以多于4个。本发明的三维摄像装置也可以具有：透光部，其具有透过波段互不相同的n个(n为3以上的整数)透过区域；和在各单位要素中，透过波段互不相同的n个彩色滤光器。其中，透过n个透过区域的至少一个区域的光在1个单位要素中至少透过2个彩色滤光器。

图10是表示上述那样一般化后的情况下的透光部2a的例子的图。在图示的例子中，透光部2a具有长方形的形状，但也可以具有其他形状。在该例子中，透光部2a具有n个透过区域C1～Cn，除此之外的区域是遮光区域。在此，透过区域C1～Cn的透过波段相互不同。从光利用率的观点出发，透过区域C1～Cn优选设计成透明或者使互补色的波段的光透过。此外，虽然将各透过区域的形状以及尺寸描绘成全部相同，这些形状以及尺寸可以互不相同。

图11是表示上述那样一般化后的情况下的摄像元件的各单位要素中的彩色滤光器的排列的一例的图。如图所示，各单位要素具有彩色滤光器D1～Dn。彩色滤光器D1～Dn的透过波段相互不同。此外，彩色滤光器的排列并不限定于图示的排列，任何排列都可以。

在上述的结构例中，从光利用率的观点出发，优选按照如下方式设计各透过区域以及各彩色滤光器，即：与彩色滤光器D1～Dn中具有最宽的透过波段的彩色滤光器相比，透过区域C1～Cn中具有最宽的透过波段的透过区域具有更宽的透过波段。

在上述那样一般化后的情况下，可由以下的式15表示由入射到透光部2a的各透过区域的光所产生的图像信号Ci1、Ci2、Ci3…、Cin、和从与摄像元件的各彩色滤光器对应的光感知单元输出的光电变换信号Ds1、Ds2、Ds3、…、Dsn之间的关系。

(式15)

在基于式15而求出图像信息Ci1～Cin的情况下，优选按照以Mx11～Mxnn作为要素的n×n矩阵的矩阵式不为接近0的值的方式构成摄像系统的光学特性。若将式15中的n×n矩阵的逆矩阵的要素设为iM11～iMnn，则式15可以变形为以下的式16。

(式16)

通过执行基于式16的信号运算处理，从而能根据光电变换信号Ds1～Dsn生成表示入射到透过区域C1～Cn的光的强度的信号Ci1～Cin。由此，能生成具有视差的n个图像数据。

即使在如上述那样一般化后的情况下，通过将信号Ci1～Cin的某一个加到其他信号上，也能增大该其他信号的信号电平。此时，优选将与入射到具有最宽透过波段的透过区域、或者面积最大的透过区域的光对应的信号，与其他信号相加。另外，在要得到彩色信息时，也优选利用与入射到具有最宽透过波段的透过区域、或者具有最大面积的透过区域的透过区域的光对应的信号，来求得RGB的彩色信号。

此外，也可以构成为摄像装置不生成信号Ci1～Cin的全部，而生成这些信号中至少2个信号。即使是这样的结构，也能得到具有视差的至少2个图像数据。

另外，在本发明中，为了有效地得到具有视差的图像，在着眼于n个透过区域中的2个透过区域时，优选它们的位置充分分离。在此，例如考虑图12所示的透光部2a。如图所示，优选相对于通过透光部2a的中心而将透光部2a的受光面的面积一分为二的线段A-A′，将2个透过区域C1、C2配置在相互相反的一侧。另外，优选在透过区域C1、C2之间设置其他透过区域C3，透过区域C1、C2被配置成完全分离。此外，在这样的结构中为了得到光利用率高的图像，优选透过区域C3由透明构件构成。进而，C3优选具有比透过区域C1、C2还大的面积。

(产业上的可利用性)

本发明的三维摄像装置对于采用了固体摄像元件的所有照相机是很有效的。例如，可以利用于数字静像照相机、数字视频摄像机等民用照相机或工业用的固体监视摄像机等。

符号说明

1固体摄像元件

1a固体摄像元件的摄像面

2透光板

2a透光部

3光学透镜

3a透光板与光学透镜的功能被一体化的光学元件

4红外截止滤光器

5信号产生/接收部

6元件驱动部

7图像信号生成部

8接口部

9摄像装置

10像素

11 0度偏振的偏振板

12 90度偏振的偏振板

13反射镜

14半透半反镜

15圆形的偏振滤光器

16使偏振滤光器旋转的驱动装置

17、18偏振滤光器

19透镜光圈

20、22、23光束限制板

20a使红色系统的光透过的彩色滤光器

20b使蓝色系统的光透过的彩色滤光器

21感光膜

22R、23R光束限制板的R透光区域

22G、23G光束限制板的G透光区域

22B、23B光束限制板的B透光区域

30存储器

52对光进行反射的光学元件

100摄像部

110彩色滤光器

120光感知单元

200信号处理部

Claims (21)

1.一种三维摄像装置，其具备：

透光部，其具有透过波段相互不同的N个透过区域，其中N是3以上的整数；

固体摄像元件，其具有光感知单元阵列以及与上述光感知单元阵列对置配置的彩色滤光器阵列，且被配置成接受透过了上述透光部的光，上述光感知单元阵列以及上述彩色滤光器阵列由多个单位要素构成，各单位要素包括N个光感知单元、以及与上述N个光感知单元一一对应地配置且透过波段相互不同的N个彩色滤光器；

光学系统，其在上述固体摄像元件的摄像面上形成像；和

信号处理部，其处理从上述固体摄像元件输出的信号，

上述N个透过区域以及上述N个彩色滤光器的透过波段被设定成：透过上述N个透过区域的至少一个区域的光能够透过上述N个彩色滤光器的至少2个，

上述信号处理部基于从上述N个光感知单元输出的信号，来生成表示入射到上述N个透过区域的每一个区域的光的强度之中的至少2个强度的信号，从而生成具有视差的至少2个图像的数据。

2.根据权利要求1所述的三维摄像装置，其中，

上述信号处理部使用从上述N个光感知单元输出的信号，来生成表示入射到上述N个透过区域的每一个区域的光的强度的信号，从而生成N个图像的数据。

3.根据权利要求1所述的三维摄像装置，其中，

上述N个透过区域所包含的第1区域以及第2区域，相对于通过上述透光部的中心而将上述透光部的受光面的面积一分为二的线段，配置在相互相反的一侧。

4.根据权利要求2所述的三维摄像装置，其中，

上述N个透过区域所包含的第1区域以及第2区域，相对于通过上述透光部的中心而将上述透光部的受光面的面积一分为二的线段，配置在相互相反的一侧。

5.根据权利要求3或4所述的三维摄像装置，其中，

上述N个透过区域所包含的第3区域的至少一部分位于上述第1区域与上述第2区域之间。

6.根据权利要求5所述的三维摄像装置，其中，

上述第3区域是透明区域。

7.根据权利要求3或4所述的三维摄像装置，其中，

上述第1区域的透过波段以及上述第2区域的透过波段被设定为相互不同的互补色的波段。

8.根据权利要求5所述的三维摄像装置，其中，

上述第1区域的面积以及上述第2区域的面积相等，

上述第3区域的面积大于上述第1区域的面积以及上述第2区域的面积。

9.根据权利要求1至4的任一项所述的三维摄像装置，其中，

上述N个透过区域中的透过波段最宽的透过区域具有比上述N个彩色滤光器中的透过波段最宽的彩色滤光器还要宽的透过波段。

10.根据权利要求1至4的任一项所述的三维摄像装置，其中，

上述N个透过区域的每一个区域被构成为是透明的，或者使互补色的波段的光透过。

11.根据权利要求1至4的任一项所述的三维摄像装置，其中，

N＝3。

12.根据权利要求11所述的三维摄像装置，其中，

上述N个透过区域分别是使蓝绿色光透过的蓝绿色区域、使黄色光透过的黄色区域以及透明区域。

13.根据权利要求11所述的三维摄像装置，其中，

上述N个透过区域分别是使蓝绿色光透过的蓝绿色区域、使黄色光透过的黄色区域以及使品红色光透过的品红色区域。

14.根据权利要求11所述的三维摄像装置，其中，

上述N个彩色滤光器分别是使红色光透过的红色滤光器、使绿色光透过的绿色滤光器以及使蓝色光透过的蓝色滤光器。

15.根据权利要求11所述的三维摄像装置，其中，

各单位要素包括：配置成矩阵状的4个光感知单元、和与上述4个光感知单元一一对应地配置的4个彩色滤光器，

上述4个彩色滤光器中配置在第1行第1列以及第2行第1列的彩色滤光器是透明滤光器或者使绿色光透过的绿色滤光器，剩余的2个彩色滤光器是使红色光透过的红色滤光器以及使蓝色光透过的蓝色滤光器。

16.根据权利要求1至4的任一项所述的三维摄像装置，其中，

N＝4。

17.根据权利要求16所述的三维摄像装置，其中，

上述N个透过区域分别是使蓝绿色光透过的蓝绿色区域、使黄色光透过的黄色区域、使品红色光透过的品红色区域以及透明区域。

18.根据权利要求16所述的三维摄像装置，其中，

上述N个彩色滤光器分别是使品红色光透过的品红色滤光器、使绿色光透过的绿色滤光器、使蓝绿色光透过的蓝绿色滤光器以及使黄色光透过的黄色滤光器。

19.根据权利要求1至4的任一项所述的三维摄像装置，其中，

上述信号处理部将表示入射到上述N个透过区域中的1个透过区域的光的强度的信号相加在表示入射到其他透过区域的光的强度的信号上，从而使表示入射到上述其他透过区域的光的强度的信号的电平增大。

20.根据权利要求19所述的三维摄像装置，其中，

上述信号处理部将表示入射到上述N个透过区域中的透过波段最宽的透过区域的光的强度的信号，相加在表示入射到其他透过区域的光的强度的信号上，从而使表示入射到上述其他透过区域的光的强度的信号的电平增大。

21.根据权利要求1至4的任一项所述的三维摄像装置，其中，

上述信号处理部使用表示入射到上述N个透过区域中的透过波段最宽的透过区域的光的强度的信号，来取得彩色信息。