CN102575931A - 测距相机装置 - Google Patents

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Abstract

一种测距相机装置，包括：成像设备，其对被摄体成像并输出具有相位差的偏振图像数据；操作处理单元；存储器；以及图像处理单元。该操作处理单元包括第一和第二偏振比信息处理单元以及视差计算单元。该第一和第二偏振比信息处理单元接收偏振图像数据，并计算偏振比信息图像数据和亮度信息图像数据。该视差计算单元接收该偏振比信息图像数据，并产生视差信息图像数据。该偏振比信息图像数据、该亮度信息图像数据、以及该视差信息图像数据被存储在该存储器中。该图像处理单元基于该存储器中存储的数据来识别被摄体，并基于该视差信息图像数据来计算被摄体的三维位置。

Description

测距相机装置
技术领域
本发明涉及用于识别成像区域中的对象的测距(ranging)相机装置。
背景技术
图1例示在用于测量感兴趣的被摄体(SOI)的三维位置的测距相机装置中采用的三角测量的原理。该测距相机装置根据以下公式测量SOI的距离Z：
Z＝(B×f)/d          (1)
其中，B是用于从两个不同观察点拍摄SOI的图像的两个相机的光轴中心(COA)之间的基线距离，f是相机的镜头和成像元件之间的焦距，d是两个相机拍摄的两个图像的相应点之间的距离(视差)。
以此方式，可以容易地计算关于三维位置的信息。该测距相机装置仅能够对两个相机拍摄的两个图像中被摄体(subject)出现的范围来计算被摄体的三维位置。更具体地，该测距相机装置通过利用拍摄的图像的亮度信息来计算三维位置。
当根据拍摄的图像计算视差时，相机从不同观察点拍摄的图像被划分成块，并且在亮度方面对块实行匹配处理。使用这样的块匹配处理的最简单迅速地方法是基于城市街区距离计算的方法，通过该方法，根据绝对差之和(SAD)方法的相应像素的绝对值的和来计算对应度(correspondence degree)，如专利文献1中所述。
需要通过使用车载相机拍摄在机动车前方的对象的画面而自动识别前方情况。专利文献2公开了使能够通过利用偏振比信息来识别单独利用传统的亮度信息难以识别的道路边缘的道路情况的技术。根据专利文献1的技术通过利用视差信息也使能够进行对前方情况的三维识别。因此，需要同时获得偏振信息和视差信息。
当希望基于车载相机拍摄的图像通过拍摄前方的对象的画面进行对前方情况的自动识别并基于该图像控制车辆时，需要实时处理。
在专利文献1中，因为通过对亮度信息(明亮度信息)进行SAD方法根据城市街区距离计算视差，因此如果用于获取亮度图像的相机不具有相同的灵敏度，则引起不匹配。如果存在不匹配，则视差的计算将受影响，导致测距错误。为了防止这样的错误，已经提出了各种匹配算法。一些算法涉及在匹配之前对图像的亮度信息进行归一化或者编码。但是，这样的算法复杂并且处理速度可能降低。另一方面，从硬件的观点，可以采用将通过仅选择具有预定灵敏度的那些元件或通过校准步骤电学地控制成像元件的灵敏度的方法。但是，这些方法需要用于维持相机的统一灵敏度的选择或调整步骤，导致当要批量生产测距相机装置时，成本增加。
当通过将相机从不同观察点拍摄的亮度图像划分为块然后对块进行匹配来计算视差时，用于视差计算的块中的图像需要具有足够的亮度差。例如，如果因为图像太暗在图像中没有亮度差，则所有块将具有相同的特性，使得可能引起不匹配。为了避免这样的不匹配，曝光时间的持续可以延长或者可以对成像元件进行增益偏移处理以便它们可以在任何条件下以高灵敏度拍摄图像。但是，这导致成本和处理时间的增加。
当如专利文献2中所述单独利用偏振比信息时，前方环境的深度信息不可得，因此难以分离在二维图像中看起来重叠的对象。
专利文献1：JP5-265547A
专利文献2：JP2008-122217A
专利文献3：JP10-335758A
发明内容
通过本发明可以克服现有技术的缺点，在一个方面，本发明是一种测距相机装置，其包括：成像设备，被配置为通过对被摄体成像而产生具有相位差的偏振图像；以及处理单元，被配置为使用具有相位差的该偏振图像的偏振信息来进行视差计算。
在另一方面，本发明提供了一种测距相机装置，其包括：成像设备，被配置为通过对被摄体成像而输出具有相位差的第一偏振图像数据和具有相位差的第二偏振图像数据；操作处理单元，该第一和第二偏振图像数据被馈送到该操作处理单元；存储器，连接到该操作处理单元；以及图像处理单元，连接到该存储器。该操作处理单元包括第一和第二偏振比信息处理单元以及视差计算单元。该第一偏振比信息处理单元被配置为从该成像设备接收第一偏振图像数据，并被配置为计算第一偏振比信息图像数据和第一亮度信息图像数据。该第二偏振比信息处理单元被配置为从该成像设备接收第二偏振图像数据，并被配置为计算第二偏振比信息图像数据和第二亮度信息图像数据。该视差计算单元被配置为接收该第一和第二偏振比信息图像数据，并被配置为产生视差信息图像数据。该存储器被配置为存储来自该第一和第二偏振比信息处理单元的该第一和第二偏振比信息图像数据以及该第一和第二亮度信息图像数据、以及来自该视差计算单元的视差信息图像数据。该图像处理单元被配置为基于该存储器中存储的该第一和第二偏振比信息图像数据、该第一和第二亮度信息图像数据和该视差信息图像数据来识别被摄体，并被配置为基于该视差信息图像数据来计算被摄体的三维位置。
附图说明
当结合随后的详细描述考虑时，通过参考附图可以获得对本发明的全面理解，附图中：
图1例示测量对象的三维位置的原理；
图2例示根据本发明的实施例的测距相机装置；
图3例示装备了测距相机装置的车辆；
图4例示与根据本发明的实施例的成像元件有关的区域划分滤波器的布置；
图5是区域划分滤波器的起偏器区域的结构的透视图；
图6A是例示区域划分滤波器的第一起偏器区域的沟槽的方向的透视图；
图6B是例示区域划分滤波器的第二起偏器区域的沟槽的方向的透视图；
图6C是例示区域划分滤波器的第一和第二起偏器区域的相对布置的透视图；
图7是用于实现同时输出亮度信息、偏振比信息和视差信息的三种数据的实时处理的结构的框图；
图8例示用于同时输出三种数据的实时处理的流程；
图9A例示由安装在车辆上的左侧相机拍摄的亮度信息图像；
图9B例示由安装在车辆上的右侧相机拍摄的亮度信息图像；
图9C例示通过对亮度信息图像数据进行视差计算而获得的视差图像；
图9D例示通过对偏振比信息图像数据进行视差计算获得的视差图像；
图10例示根据本发明的另一实施例的测距相机装置；
图11是图10的测距相机装置的区域划分滤波器的结构的透视图；
图12例示根据本发明的另一实施例的测距相机装置；
图13A是根据本发明的实施例的第一起偏器区域的透视图；以及
图13B是根据本发明的实施例的第二起偏器区域的透视图。
具体实施方式
图2例示根据本发明的实施例的测距相机装置1。测距相机装置1包括成像设备2、图像处理器3和图像处理计算机4。成像设备2包括第一成像单元21a和与第一成像单元21a间隔开预定距离的第二成像单元21b。图像处理器3包括操作处理单元31和存储器32。图像处理器3通过处理由第一和第二成像单元21a和21b拍摄的图像来计算各个图像数据。处理计算机4包括MPU(微处理单元)41，其可以包括用于识别处理、偏振比信息控制处理和视差计算控制处理的软件。例如，处理计算机4可以被配置为基于由图像处理器3提供的图像数据以高速确定道路情况或者多个三维对象的三维位置，标识在前方行进的汽车或者障碍，并进行发出碰撞警告的确定处理。
图3例示装备了根据本发明的实施例的测距相机装置1的车辆5。根据本实施例，成像设备2拍摄在车辆5以外的预定范围内的对象的图像以便识别和监视对象。为图像处理计算机4提供来自用于检测车辆的当前状态的转向传感器6和车轮角度传感器7的信号。如果图像处理计算机4确定识别的对象造成对车辆5的障碍，则图像处理计算机4可以致使在驾驶员的前方的显示器8上显示警告。优选地，被配置为控制传动器等(未示出)的外部单元(未示出)可以连接到图像处理计算机4，使得可以自动控制车辆5以纺织与障碍碰撞。优选地，成像设备2可以安装在车辆5上的使得成像设备2不阻碍驾驶员的视野的位置处，比如在后视镜后面。尽管图3例示了分离地布置的成像设备2，，但是图像处理器3、图像处理计算机4和成像设备2可以构成整体单元。
回去参考图2，第一成像单元21a包括布置在印刷电路板26a上的第一防护罩部分22a、第一镜头部分23a、第一区域划分滤波器24a和第一成像元件25a。第一区域划分滤波器24a包括被配置为传输S偏振分量或者P偏振分量的两个起偏器区域，如稍后将描述的。因此，第一区域划分滤波器24a将经由第一镜头部分23a入射到其上的光分离为S偏振分量光和P偏振分量光。S和P偏振分量光然后入射在第一成像元件25a上。作为响应，第一成像元件25a将第一偏振原始图像数据27a输出到图像处理器3的操作处理单元31。
第二成像单元21b类似地包括布置在印刷电路板26b上的第二防护罩部分22b、第二镜头部分23b、第二区域划分滤波器24b和第二成像元件25b。第二区域划分滤波器24b包括被配置为传输经由第二镜头部分23b入射在第二区域划分滤波器24b上的光的S偏振分量和P偏振分量的两个起偏器区域。因此，第二区域划分滤波器24b将光分离为S偏振分量光和P偏振分量光。S和P偏振分量光然后入射在第二成像元件25b上。第二成像元件25b将第二偏振原始图像数据27b输出到图像处理器3的操作处理单元31。
操作处理单元31包括第一和第二偏振比信息处理单元33a和33b以及视差计算单元34。第一偏振比信息处理单元33a根据以下公式(2)通过基于第一偏振原始图像数据27a计算P偏振分量和S偏振分量的偏振比PR来产生第一偏振比(下文中可以称为“PR”)信息图像数据35a，并将该PR信息图像数据35a输出到视差计算单元34和存储器32。
PR＝R/S    (2)
其中P是P偏振分量，S是S偏振分量。
计算PR以便检测获取的具有不同相位差的偏振分量之间的特性差。因此，可以根据以下公式(3)到(5)的任意一个来计算偏振比PR：
PR＝P-S    (3)
PR＝(P/S)/(P+S)(4)
PR＝(P-S)/(P+S)(5)
尽管公式(3)计算了差，但是使用具有相位差的偏振信息的计算结果统称为偏振比。
公式(4)和(5)中的分母是归一化部分。或者，归一化可以基于P和S之间的差。尽管在本实施例中在获得偏振比信息时利用了P偏振信息和S偏振信息，但是可以利用圆偏振分量，因为仅需要存在相位差。
第一偏振比信息处理单元33a根据以下公式(6)通过将P偏振分量和S偏振分量求和来产生第一亮度信息图像数据36a，并将该第一亮度信息图像数据36a输出到存储器32。
亮度信息图像数据＝P+S    (6)
另一方面，第二偏振比信息处理单元33b通过基于第二偏振原始图像数据27b产生第二偏振比信息图像数据35b，并将该第二偏振比信息图像数据35b输出到视差计算单元34和存储器32。第二偏振比信息处理单元33b还通过将P和S偏振分量求和来产生第二亮度信息图像数据36b，并将该第二亮度信息图像数据36b输出到存储器32。
视差计算单元34使用该第一和第二偏振比信息图像数据35a和35b根据以下公式(7)计算图像的图像块中的亮度差的总和(“RSAD”)，由此获得对应性估计值。估计该对应性估计值使得该对应性估计值越小，块之间的对应性程度越高。该估计提供了被输出到存储器32的视差信息图像数据37。
R SAD = Σ j = 0 N - 1 Σ i = 0 N - 1 | I ( i , j ) - T ( i , j ) | - - - ( 7 )
其中i和j指示块中的像素位置，I和T指示左和右像素的亮度值。
因此，视差计算单元34在第一偏振比信息图像数据35a中确定围绕感兴趣的像素的块，并在第二偏振比信息图像数据35b中确定相同尺寸的块。视差计算单元34然后在每次一个块从另一块偏移一个像素时计算相关值。视差计算单元34降到具有最大相关性的块的中心处的像素的距离确定为视差。对第一偏振比信息图像数据35a的所有像素(或者以像素的某些间隔)进行此步骤。对于相关值的计算，可以使用各种算法，其中以上公式(4)可以是最传统的例子。根据本实施例的方法可以应用于许多其他视差计算算法。
MPU 41可以被配置为通过使用存储在存储器32中的视差信息图像数据37、第一和第二亮度信息图像数据36a和36b、第一和第二偏振比信息图像数据35a和35b进行各种识别处理。
图4例示第一(第二)成像单元21a(21b)的第一(第二)区域划分滤波器24a(24b)，示出滤波器如何被划分为两部分，即仅传输S偏振分量光的第一起偏器区域241和仅传输P偏振分量光的第二起偏器区域242。第一和第二起偏器区域241和242被相对于布置第一(第二)成像元件25a(25b)的纵向或者横向方向以一角度倾斜的线而划分，其中第一(第二)成像元件25a(25b)是在矩阵中垂直和水平地布置的正方形。第一和第二起偏器区域241和242在横向方向上的宽度可等于第一(第二)成像元件25a(25b)的一个像素的宽度。
划分第一和第二起偏器区域241和242的线可以以这样的角度倾斜：横向方向上的第一成像元件25a(25b)的一个像素的改变对应于纵向方向上的第一(第二)成像元件25a(25b)的两个像素的改变。因此，可以计算偏振比而不容易受第一(第二)成像元件25a(25b)和第一(第二)区域划分滤波器24a(24b)之间的位置误差的影响。
第一和第二区域划分滤波器24a和24b的第一和第二起偏器区域241和242可以包括由光子晶体制成的起偏器。在第一和第二区域划分滤波器24a和24b的第一起偏器区域241中，例如，具有高折射率的第一透明中间层244和具有低折射率的第二透明中间层245交替地层压在具有周期性沟槽的透明基板243上，同时保留接口的形状，如图5所示。第一和第二中间层244和245在与沟槽平行的Y方向上可以具有统一的形状，或者在X方向上具有比沟槽的周期更大的周期的周期性结构，或者非周期性结构。可以通过自复制(self-cloning)技术以高再现性和高统一性制造(光子晶体的)这种良好的周期性结构。
如图6A和6B所示，光子晶体的第一和第二起偏器区域241和242可以具有多层结构，其中两种或多种透明材料在Z轴方向上交替地层压在与具有与Z轴垂直的X和Y轴的正交坐标系中的XY平面平行的结构243上。该多层结构可以包括Ta2O5和SiO2交替的层。第一和第二起偏器区域241和242中的层可以具有在XY平面中在一个方向上重复的凹/凸形状。
在第一起偏器区域241中，凹槽的方向平行于Y轴方向，如图6A所示。在第二起偏器区域242中，凹槽的方向平行于X轴方向，如图6B所示。因此，第一和第二起偏器区域241和242的凹槽的方向彼此垂直。因此，第一和第二起偏器区域241和242传输入射在XY平面上的输入光的具有垂直偏振方向的偏振分量。第一和第二起偏器区域241和242还传输相等量的非偏振分量。
尽管在所示的例子中为第一和第二区域划分滤波器24a和24b提供了两种凹/凸形状的凹槽，但是凹/凸形状的凹槽可以位于三个或更多方向上。通过由此形成具有光子晶体的第一和第二起偏器区域241和242，可以获得对于由紫外线引起的退化的超强抵抗，因此使得装置能够稳定地使用长时间。
可以通过控制透明基板243上的凹槽的图案的尺寸或方向而自由地设计第一和第二区域划分滤波器24a和24b的第一和第二起偏器区域241和242的开口区和传输轴。可以通过各种方法形成凹槽图案，比如电子束印刷术、光刻法、干涉曝光和纳米印刷术。在任意方法中，可以高度准确地确定每个微区域中的凹槽的方向。因此，可以形成其中具有不同传输轴的精细的起偏器被组合的起偏器区域，并且可以形成由多个这样的精细的起偏器的布置构成的起偏器。因此仅具有凹/凸图案的特定区域进行起偏器操作，所以可以平坦地形成周围区域或者为其提供在平面中各向同性的凹/凸图案使得周围区域不具有偏振依赖性。在此情况下，通过周围区域传输光，以便偏振器可以仅构建在特定区域内。
第一和第二区域划分滤波器24a和24b分别与第一和第二成像元件25a和25b相邻地布置。优选地，可以使用粘合剂等将第一和第二区域划分滤波器24a和24b分别结合到第一和第二成像元件25a和25b，它们是晶片安装的，滤波器的滤波器结构表面面对成像元件表面侧。通常，来自透镜的光朝向成像元件行进作为会聚的有限光(converging finite light)。因此，如果第一和第二区域划分滤波器24a和24b以及第一和第二成像元件25a和25b彼此分别间隔开，则在第一或第二区域划分滤波器24a或24b的边界附近的光可能在每个区域中产生串扰噪声。可以防止这样的串扰，并且成像设备2可以通过将第一和第二区域划分滤波器24a和24b布置为分别与第一和第二成像元件25a和25b相邻而稳定地进行。
使用第一和第二偏振比信息处理单元33a和33b从第一和第二偏振原始图像数据27a和27b提取S和P偏振分量、根据公式(2)和(3)产生第一和第二偏振比信息图像数据35a和35b、以及根据公式(6)产生第一和第二亮度信息图像数据36a和36b的处理需要很多时间。通过使用视差计算单元34对第一和第二偏振比信息图像数据35a和35b进行视差计算而产生视差信息图像数据37也需要很多时间。
如上所述，很难通过使用偏振比信息处理单元33a和33b以及视差计算单元34进行复杂的计算而同时输出三种信息，包括第一和第二偏振比信息图像数据35a和35b、第一和第二亮度信息图像数据36a和36b以及视差信息图像数据37。
图7例示了使能够同时输出这三种信息的硬件结构。从第一和第二成像单元27a和27b输出的第一和第二偏振原始图像数据27a和27b一个接一个像素地分别存储在第一和第二行缓冲器91a和91b中。因为第一和第二偏振原始图像数据27a和27b包含由第一和第二区域划分滤波器24a和24b以逐像素基础获得的不同偏振分量，因此需要两个或更多像素来计算偏振比。因此，使用分别存储在第一和第二行缓冲器91a和91b中的第一和第二偏振原始图像数据27a和27b的纵向2像素×横向2像素由第一和第二偏振比信息处理单元33a和33b根据公式(1)和(2)进行偏振比计算。通过该计算获得的第一和第二偏振比信息图像数据35a和35b分别存储在第一和第二行缓冲器92a和92b中。第一和第二偏振比信息处理单元33a和33b还计算第一和第二亮度信息图像数据36a和36b并将它们存储在存储器32中。
在用于视差计算的数据块被存储在第一和第二行缓冲器92a和92b中之后，视差计算单元34读取数据块，比如纵向4个像素×横向4个像素，并根据公式(7)进行视差计算，由此产生视差信息图像数据37，其然后被存储在存储器32中。因此，使用第一和第二行缓冲器91a、91b、92a和92b进行流水线处理，使得计算结果可以仅以几行的延迟存储在存储器32中。以上处理可以由场可编程门阵列(FPGA)或者专用IC(ASIC)来实现。这样的硬件结构使得安装在车辆5上的测距相机装置1能够以实时方式处理数据。
可以动态地确定在视差计算或者偏振比计算中使用的像素尺寸。在此情况下，第一和第二行缓冲器92a和92b也可以被配置为动态地存储图像数据。当成像元件包括CMOS传感器时，纵向的几个像素×横向的几个像素可以动态地分配给缓冲器，而不是基于逐行。依赖于成像条件，这样的配置可以动态地变化。
图8例示上述处理沿着时间轴T的序列。具体地，沿时间轴T示意地例示了由第一和第二成像单元21a和21b拍摄的原始图像271、由第一和第二偏振比信息处理单元33a和33b产生的亮度图像361和偏振比图像351以及由视差计算单元34产生的视差图像371。还例示了其中存储亮度图像361、偏振比图像351和视差图像371的存储器32。存储器32可以具有环形缓冲器结构，其中通过流水线方法以实时方式存储亮度图像361、偏振比图像351和视差图像371，如所示。实际的视差计算可能需要失真补偿处理。因此，可以在使用行缓冲器的流水线处理中实现适当的补偿逻辑。
图9A到9D例示在视差计算之前和之后由车辆5的分别安装在左侧和右侧的测距相机装置1的第一和第二成像单元21a和21b获得的图像。图9A例示由第一成像单元21a、即左侧相机拍摄的第一亮度信息图像361a。图9B例示由第二成像单元21b、即右侧相机拍摄的第二亮度信息图像361b。图9A和9B的图像分别基于第一和第二亮度信息图像数据36a和36b。在这些例子中，因为第一和第二成像单元21a和21b具有不同的灵敏度，所以由第二成像单元21b拍摄的第二亮度信息图像361b比由第一成像单元21a拍摄的第一亮度信息图像361a更明亮。
图9C例示通过视差计算单元34基于第一和第二亮度信息图像数据361a和361b的视差计算获得的视差图像371b。图9D例示通过视差计算单元34基于由第一和第二偏振比信息处理单元33a和33b根据公式(5)计算的第一和第二偏振比信息图像数据35a和35b的视差计算获得的视差图像371a。更具体地，图9C和图9D的第一和第二视差图像371b和371a是基于同时由相同的成像设备2拍摄的相同图像根据公式(7)的视差计算的结果。
在图9C的第二视差图像371b中，可以看出道路上的所有左侧的白线以相同的密度表示，指示视差计算结果中的大的误差。为了补偿此误差，需要在第一和第二成像单元21a和21b上进行灵敏度调整处理。但是即使使用在相同情况下拍摄的图像时，在使用偏振比的视差计算之后获得的图9D的第一视差图像371a中，左侧白线的密度从近距离改变为远距离，是的获得良好的视差图像而不需要对于第一和第二成像单元21a和21b的灵敏度调整处理。因此，可以增强测距相机装置1的性能而不增加测距相机装置1的成本或者结构复杂性。
图10例示根据本发明的另一实施例的测距相机装置1a。在此实施例中，成像单元21包括镜头部分23，其中使用微镜头阵列231。根据此实施例，使用成像单元21可以将来自不同观察点的图像聚焦在单个成像元件25上。因此，测距相机装置1a在尺寸和成本方面可以降低。
图11例示测距相机装置1a的成像单元21的区域划分滤波器24。关于布置微镜头阵列231的方向，仅传输S偏振分量光的第一起偏器区域241和仅传输P偏振分量光的第二起偏器区域242的区带(band)在三个或更多区域中交替地平行布置。优选地，第一和第二起偏器区域241和242可以基于逐像素基础交替地布置。通过因此交替地平行布置第一和第二起偏器区域241和242的区带，可以省略水平方向上的插值处理，使得可以确保水平方向上的分辨率。此外，因为第一和第二起偏器区域241和242的区带被布置为与其中布置微透镜阵列231的方向平行，所以可以准确地获取视差检测所需的水平方向上的视差图像。
图12例示根据本发明的另一实施例的测距相机装置1b。在此实施例中，通过分离的成像单元而不是使用前述实施例的第一和第二区域划分滤波器24a和24b获得S和P偏振分量的图像。具体地，测距相机装置1b包括左侧成像单元210a和右侧成像单元210b。左侧成像单元210a包括第一和第二左侧成像单元21aa和21ab。第一左侧成像单元21aa包括具有被配置为仅传输S偏振分量光的第一起偏器区域241的第一左侧偏振元件24aa。第二左侧成像单元21ab包括具有被配置为仅传输P偏振分量光的第二起偏器区域242的第二左侧偏振元件24ab。右侧成像单元210b包括第一右侧成像单元21ba和第二右侧成像单元21bb。第一右侧成像单元21ba包括具有被配置为仅传输S偏振分量光的第一起偏器区域241的第一右侧偏振元件24ba。第二右侧成像单元21bb包括具有被配置为仅传输P偏振分量光的第二起偏器区域242的第二右侧偏振元件24bb。
测距相机装置1b消除了考虑偏振元件的几何定位误差等的需要，并且可以获得提高的图像分辨率，尽管测距相机装置1b可能比测距相机装置1或者1a成本更高。
优选地，测距相机装置1b的左侧和右侧成像单元210a和210b的数量可以增加以便获取更精细的偏振分量或者进行立体视差计算。
图13A和13B例示其中通过周期地布置各段细金属线244而形成第一和第二起偏器241和242的线栅(wire-grid)型起偏器。对于毫米区域的电磁波经常采用这样的起偏器结构。在线栅起偏器的所示例子中，充分细于输入光的波长的各段金属线244以比输入光的波长充分短的间隔布置。当光入射在这样的结构的起偏器上时，已知与布置各段金属线244的方向平行的偏振被反射，而与布置各段金属线244的方向垂直的偏振透射。金属线244的方向可以在相同基板上从区域到区域独立地变化，使得可以逐区域地变化线栅起偏器的特性。通过利用这样的特征，传输轴的方向可以从区域到区域变化。
在准备线栅的一个方法中，可以在基板上成金属膜，然后可以通过平板印刷术图案化(pattern)该金属膜以便留下细金属丝。在另一方法中，可以通过平板印刷术在基板中形成凹槽，然后可以通过从与凹槽的方向垂直并从基板的法线倾斜的方向(例如从相对基板表面倾斜的方向)进行真空镀积来形成金属膜。在真空镀积的情况下，由镀积源发射的粒子沿直线从该源向基板行进，同时几乎不与其他分子或原子碰撞。因此，在粒子被凸起部分阻挡时，可以仅在凹槽的凸起部分上形成膜，而几乎不在凹槽的底部(凹下)部分上形成任何膜。因此，通过控制形成的膜的量，可以进在基板上的凹槽的凸起部分上形成膜。
优选地，线栅型起偏器的金属线可以包括铝或银。也可以使用诸如钨的其他金属，并且可以实现相同的现象。平板印刷术可以包括光刻、电子束印刷术和X射线印刷术。优选地，对于用可见光的操作，假如细线的间隔以100nm的量级，可以使用电子束印刷术或者X射线印刷术。优选可以使用真空沉积用于形成金属膜，但是假如入射在基板上的粒子的方向性相对重要，可以进行在高度真空的空气中的溅镀或者使用瞄准仪的瞄准溅镀。因为可以通过半导体工艺生产线栅型起偏器，像在使用光子晶体的偏振器的情况那样，因此，例如，可以准确地产生两个区域的边界。
尽管已经参考某些实施例详细描述了本发明，但是变形和修改在本发明的范围和精神内，如以下权利要求中描述以及限定的。
本申请是基于2009年10月19日体检的日本优先权申请第2009-239946号，其全部内容通过参考合并于此。

Claims (10)

1.一种测距相机装置，包括：
成像设备，被配置为通过对被摄体成像而产生具有相位差的偏振图像；以及
处理单元，被配置为使用具有相位差的该偏振图像的偏振信息来进行视差计算。
2.一种测距相机装置，包括：
成像设备，被配置为通过对被摄体成像而输出具有相位差的第一偏振图像数据和具有相位差的第二偏振图像数据；
操作处理单元，该第一和第二偏振图像数据被馈送到该操作处理单元；
存储器，连接到该操作处理单元；以及
图像处理单元，连接到该存储器，
其中该操作处理单元包括第一和第二偏振比信息处理单元以及视差计算单元，
该第一偏振比信息处理单元被配置为从该成像设备接收第一偏振图像数据，并被配置为计算第一偏振比信息图像数据和第一亮度信息图像数据，
该第二偏振比信息处理单元被配置为从该成像设备接收第二偏振图像数据，并被配置为计算第二偏振比信息图像数据和第二亮度信息图像数据，
其中该视差计算单元被配置为接收该第一和第二偏振比信息图像数据，并被配置为产生视差信息图像数据，
其中该存储器被配置为存储来自该第一和第二偏振比信息处理单元的该第一和第二偏振比信息图像数据以及该第一和第二亮度信息图像数据、以及来自该视差计算单元的视差信息图像数据，
其中该图像处理单元被配置为基于该存储器中存储的该第一和第二偏振比信息图像数据、该第一和第二亮度信息图像数据和该视差信息图像数据来识别被摄体，并被配置为基于该视差信息图像数据来计算被摄体的三维位置。
3.根据权利要求2的测距相机装置，其中该操作处理单元被配置为同时输出该第一和第二偏振比信息图像数据、该第一和第二亮度信息图像数据以及该视差信息图像数据。
4.根据权利要求2的测距相机装置，其中该第一和第二偏振比信息处理单元通过分别利用第一和第二偏振图像数据的偏振比分别计算第一和第二偏振比信息图像数据。
5.根据权利要求2的测距相机装置，其中该第一和第二偏振比信息处理单元通过分别利用第一和第二偏振图像数据的差来分别计算第一和第二偏振比信息图像数据。
6.根据权利要求2的测距相机装置，其中该第一和第二偏振比信息处理单元通过分别利用通过对第一和第二偏振图像数据的偏振比归一化而获得的信息分别计算第一和第二偏振比信息图像数据。
7.根据权利要求2的测距相机装置，其中该第一和第二偏振比信息处理单元通过分别利用通过对第一和第二偏振图像数据的差归一化而获得的信息分别计算第一和第二偏振比信息图像数据。
8.根据权利要求2的测距相机装置，其中该成像设备需要以逐像素为基础获取第一和第二偏振图像数据。
9.根据权利要求2的测距相机装置，其中该成像设备获取图像中的多个区域的每个中的第一和第二偏振图像数据。
10.根据权利要求1或2的测距相机装置，其中该成像设备包括被配置为从彼此间隔开预定基线距离的两个不同位置对被摄体成像的成像设备中的至少两个。
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