CN102707449B - 成像设备和电子设备 - Google Patents

Abstract

提出了成像设备和电子设备。该成像设备包括：第一透镜组，布置在偏振来自被摄体的光的两个偏振器布置的位置附近的光圈的被摄体侧，该偏振器是偏振方向互相垂直的第一偏振器和第二偏振器；第二透镜组，布置在第三偏振器和第四偏振器布置的光检测面之上的光圈上成像器件所在的一侧，第三偏振器和第四偏振器的偏振方向分别平行于第一和第二偏振器的偏振方向，以及图像处理器，根据通过转换经过第一透镜组和第二透镜组入射在成像器件上的光产生的图像数据来产生立体图像。第二透镜组具有正折射率，并且第一透镜组和第二透镜组的特性满足特定条件。

Description

成像设备和电子设备

技术领域

本技术涉及成像设备，具体地涉及产生立体图像的成像设备和电子设备。

背景技术

已经提出了数码相机、数字摄影机(照相-记录两用机(camera-recorderhybrids))以及产生用于显示立体图像的图像数据的其它成像设备，立体图像允许观看者借助位于右眼和左眼之间的视差来体验立体视觉。

还提出了包括两个镜头和一个成像器件并且产生用于显示立体图像的两个图像(用于右眼视觉的图像和用于左眼视觉的图像)的成像设备(例如，请参见JP-A-309868)。

发明内容

根据上面描述的现有技术中的技术，可以采用两个镜头和一个成像器件产生两个图像(用于右眼视觉的图像和用于左眼视觉的图像)。然而，提供两个镜头使光学系统复杂化。为了解决该问题，设想设计一种成像设备，在该成像设备中，单个镜头单元包括偏振滤光片，用于将被摄体光划分为右光通量和左光通量，并且利用该右光通量和左光通量产生立体图像。然而，当成像设备容纳在移动电话或者任何其它类型的小型信息终端内时，在许多情况下，用于容纳该成像设备的空间受到限制。为了将偏振滤光片并入成像设备中，重要的是提供用于并入偏振滤光片的空间，同时减小成像设备的尺寸。

因此，希望减小能够产生立体图像的系统的尺寸。

本技术的一个实施例涉及成像设备和电子设备，包括：第一透镜组，布置在光圈的被摄体侧，在该侧附近布置偏振来自被摄体的光的两个偏振器，该偏振器是偏振方向互相垂直的第一偏振器和第二偏振器；第二透镜组，布置在光圈上存在成像器件的一侧，在该侧的光检测面之上布置第三偏振器和第四偏振器，该第三偏振器的偏振方向平行于第一偏振器的偏振方向，而该第四偏振器的偏振方向平行于第二偏振器的偏振方向；以及图像处理器，根据通过转换经过第一透镜组和第二透镜组入射在成像器件上的光产生的图像数据来产生立体图像。在该成像设备和电子设备中，第二透镜组具有正折射率，并且第一透镜组和第二透镜组的特性满足特定条件。上面描述的镜头单元配置为偏振器布置在第一透镜组和第二透镜组之间，并且该第二透镜组具有正倍率的方式，该镜头单元可用于产生立体图像。

在该实施例中，作为特定条件之一，包括第一透镜组和第二透镜组的成像设备的整个光学系统的焦距可以满足下面的条件表达式(1)：

3.3≤f≤100(1)

其中f表示成像设备的整个光学系统的焦距。上面描述的镜头单元配置为成像设备的整个光学系统的焦距满足“3.3≤f≤100”，其可以用于产生立体图像。

在这种情况下，构成第一透镜组的透镜的弯曲系数可以满足下面的条件表达式(2)：

0.66≤qL1≤100(2)

其中qL1表示构成第一透镜组的透镜的弯曲系数。上面描述的镜头单元配置为构成第一透镜组的透镜的弯曲系数满足“0.66≤qL1≤100”，其可以用于产生立体图像。

在上面描述的实施例中，第一透镜组的焦距可以满足下面的条件表达式(3)，且第二透镜组的焦距可以满足下面的条件表达式(4)：

-∞≤fg1/f≤-0.3(3)

0.3≤fg2/f≤10(4)

其中fg1表示第一透镜组的焦距，且fg2表示第二透镜组的焦距。上面描述的镜头单元配置为第一透镜组的焦距满足“-∞≤fg1/f≤-0.3”，而第二透镜组的焦距满足“0.3≤fg2/f≤10”，其可以用于产生立体图像。

在上面描述的实施例中，第二透镜组由至少两个透镜构成，并且构成第二透镜组并且最靠近被摄体的第一透镜的焦距可以满足下面的条件表达式(5)，而构成第二透镜组并且最靠近成像器件的第二透镜的焦距可以满足下面的条件表达式(6)：

0.3≤fL1/f≤2(5)

0.5≤fL2/f≤2(6)

其中fL1表示第一透镜的焦距，而fL2表示第二透镜的焦距。上面描述的镜头单元配置为第一透镜组的焦距满足“0.3≤fL1/f≤2”，而第二透镜组的焦距满足“0.5≤fL2/f≤2”，其可以用于产生立体图像。

在上面描述的实施例中，包括第一透镜组和第二透镜组的成像设备的整个光学系统的水平视角可以满足下面的条件表达式(7)：

6≤θh≤50(7)

其中θh表示成像设备的整个光学系统的水平视角。上面描述的镜头单元配置为整个光学系统的水平视角满足“6≤θh≤50”，其可以用于产生立体图像。

在上面描述的实施例中，第一偏振器和第二偏振器互相相邻布置，第一偏振器和第二偏振器沿第一方向互相连接；该成像器件可以具有以在由第一方向和与其垂直的第二方向标识的矩阵排列在其光检测面上的像素；以及可以基于排列单元交替地布置第三偏振器和第四偏振器，排列单元是一行或者多行，并且行由成像器件的第一方向上的像素构成。上面描述的镜头单元配置为基于排列单元交替地布置第三偏振器和第四偏振器，该排列单元是上面描述的一行或者多行，该镜头单元可以用于产生立体图像。

在上面描述的实施例中，在作为边界的第二方向的相对侧可以互相相邻地布置第一偏振器和第二偏振器。因此，可以互相相邻地布置第一偏振器和第二偏振器。

本技术提供的良好效果是减小能够产生立体图像的系统的尺寸。

附图说明

图1是示出本技术的第一实施例中成像设备的功能配置示例的框图；

图2A和图2B图解示出本技术的第一实施例中的瞳偏振单元和成像器件偏振单元；

图3图解示出本技术的第一实施例中形成成像器件偏振单元的第三偏转器和第四偏振器与成像器件中的像素的位置关系；

图4是示出本技术的第一实施例中的镜头部分的配置示例的示意图；

图5A至图5C是示出根据与图4相关的数值示例1中的值由本技术的第一实施例中的镜头部分产生的像差的像差图；

图6是示出本技术的第二实施例中的镜头部分的配置示例的示意图；

图7A至图7C是示出本技术的第二实施例中的镜头部分产生的像差的像差图；

图8是示出本技术的第三实施例中的镜头部分的配置示例的示意图；

图9A至图9C是示出本技术的第三实施例中由镜头部分产生的像差的像差图；

图10是示出本技术的第四实施例中的镜头部分的配置示例的示意图；以及

图11A至图11C是示出本技术的第四实施例中由镜头部分产生的像差的像差图。

具体实施方式

下面将描述实施本技术的方式(下面称为“实施例”)。描述以下面的顺序进行。

1.第一实施例(立体图像捕获透镜：数值示例1)

2.第二实施例(立体图像捕获透镜：数值示例2)

3.第三实施例(立体图像捕获透镜：数值示例3)

4.第四实施例(立体图像捕获透镜：数值示例4)

<1.第一实施例>

[成像设备的功能配置的示例]

图1是示出本技术的第一实施例中的成像设备100的功能配置示例的框图。成像设备100利用单个镜头产生3D图像。可以想象，成像设备100是数码相机、数字摄像机或者容纳在移动电话、智能电话或者任何其它小型信息终端中的相机。在本技术的第一实施例中，特别地参考容纳在小型信息终端内的相机进行描述。

成像设备100捕获被摄体的图像、产生图像数据(捕获图像)、以及将所产生的图像数据记录为2D或者3D图像内容(静止图像内容或者视频图像内容)。主要参考静止图像内容(静止图像文件)记录为图像内容(图像文件)的情况进行下面的描述。

成像设备100包括：镜头部分200、操作接收器120、控制器130、成像器件140、成像器件偏振单元150、图像处理器160、存储部分181、显示部分182和驱动器170。

操作接收器120接收用户的操作。例如，当快门按钮(未示出)按下时，操作接收器120将基于按下动作的信号作为操作信号提供到控制器130。

控制器130控制成像设备100中每个部件的动作。图1仅示出主要信号线，而省略其他信号线。例如，当快门按钮按下，并且控制器130收到指令控制器130开始记录静止图像的操作信号时，控制器130将指令成像器件140和图像处理器160记录该静止图像的信号提供到成像器件140和图像处理器160。

镜头部分200收集来自被摄体的光(被摄体光)。在本技术的实施例中，假定镜头部分200是单焦点镜头。镜头部分200包括：第一透镜组230、瞳偏振单元210、光圈220和第二透镜组240。后面将参考图4详细描述镜头部分200，并因此在下面不做详细描述。

第一透镜组230布置在瞳偏振单元210和光圈220的被摄体侧(被摄体侧)，并且收集从被摄体入射在瞳偏振部分210和光圈220上的被摄体光。

瞳偏振单元210将通过出瞳的被摄体光偏振(从成像器件侧看的光圈的图像)，并且产生以互相垂直的方向偏振的两个被摄体光通量，从而产生立体图像。由于立体图像由在水平方向(左右方向)互相偏移的两个图像(右眼图像和左眼图像)形成，所以瞳偏振单元210包括偏振方向互相垂直并且将出瞳(从成像器件侧看的光圈的图像)分离为右部分和左部分的两个偏振器。瞳偏振单元210布置在光圈附近，以使得将出瞳(exitpupil)有效地分离为右部分和左部分。

布置在瞳偏振单元210内的每个偏振器可以是例如具有公知配置的偏振器(例如，偏振片或者偏振滤光片)。后面将参考图2A详细描述瞳偏振单元210，并因此在下面不做详细描述。

光圈220是具有开口的光阻器，其通过改变由驱动器170驱动的开口的尺寸调节入射在成像器件140上的被摄体光量。光圈220由例如多个板状叶片的组合形成。

第二透镜组240布置在瞳偏振单元210和光圈220的图像面侧(成像器件140所在的一侧)，并且使通过瞳偏振单元210和光圈220的被摄体光聚焦在成像器件140上。第二透镜组240是例如透镜的组合，设计这些透镜使得它们将通过第一透镜组230和第二透镜组240的被摄体光中含有的像差(整个镜头部分200产生的像差)最小化。此外，第二透镜组240配置为使其所属的预定透镜可以在光轴方向上驱动从而进行对焦。

成像器件偏振单元150是形成在成像器件140上以使得成像器件140上的像素可以接收由瞳偏振单元210以互相垂直的方向偏振的两个被摄体光通量中任意一个的偏振滤光片的层。在成像器件偏振单元150中，例如，作为选择地，可以排列其偏振方向与瞳偏振单元210中的偏振滤光片的偏振方向相同的两个类型的偏振滤光片，以使得每个偏振滤光片分别覆盖两行像素。后面将参考图2B详细描述成像器件偏振单元150，并因此在下面不做详细描述。

成像器件140是在光电转换处理中用于将收到的被摄体光转换为电信号的图像传感器。成像器件140例如可以是CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器或者任何其它x-y寻址型传感器或者CCD(电荷耦合器件)传感器。成像器件偏振单元150布置在成像器件140的光入射侧。即，成像器件偏振单元150和成像器件140形成偏振图像传感器。成像器件140独立地但是同时地接收由瞳偏振单元120分离的右光通量和左光通量(对应于右眼视觉和左眼视觉的图像的光通量)。因此，根据来自成像器件140的转换的电信号产生右眼视觉的图像数据和左眼视觉的图像数据。

图像处理器160对从成像器件140输出的电信号执行各种图像处理。图像处理器160例如将成像器件140输出的电信号转换为数字电信号(像素值)，然后执行黑电平校正、缺陷校正、阴影校正、混合色彩校正、以及其他类型的图像处理。例如，图像处理器160将成像器件140输出的电信号(图像数据)转换为右眼视觉图像数据和左眼视觉图像数据(所谓3D图像处理)。然后，图像处理器160将转换的右眼视觉图像数据和左眼视觉图像数据作为立体图像内容存储在存储部分181内。图像处理器160还将转换的右眼视觉图像数据和左眼视觉图像数据作为立体图像内容输出到显示部分182，并且显示在其上。

存储部分181记录从图像处理器160提供的立体图像内容。存储部分181可以是例如诸如DVD(数字多用途盘)或者任何其他光盘的可拆卸记录介质(一种或者多种记录介质)以及存储卡或者任何其他半导体存储器。上面描述的任何存储介质都可以置于成像设备100内，也可以加载到成像设备100内和从成像设备100卸载。

显示部分182根据从图像处理器160提供的立体图像内容来显示图像。显示部分182是例如彩色液晶显示面板。

驱动器170驱动镜头部分200内的可移动部件。例如，驱动器170驱动第二透镜组240的多个透镜中的可移动的对焦调节透镜，进行对焦调节。当瞳偏振单元210配置为可插入光程或者可从光程移去时，驱动器170还对瞳偏振单元210的插入和移去进行控制。

[瞳偏振单元与成像器件偏振单元之间关系的示例]

图2A和图2B图解示出本技术的第一实施例中的瞳偏振单元210和成像器件偏振单元150。

图2A示出形成瞳偏振单元210的两种偏振元件(第一偏振器211和第二偏振器212)。图2A分别示出第一偏振器211和第二偏振器212的偏振方向(通过每个偏振器的光的电场的定向)，并且灰色箭头表示偏振方向。即，第一偏振器211以透射光的电场沿Y轴方向(上下方向)定向的方式透射光，而第二偏振器212以透射光的电场沿X轴方向(左右方向)定向的方式透射光。

瞳偏振单元210与每个透镜类似地具有例如圆形外形。第一偏振器211和第二偏振器212中的每个分别具有占据瞳偏振单元210的一半的半圆形外形。第一偏振器211与第二偏振器212之间的边界沿垂直方向(Y轴方向)延伸。即，在瞳偏振单元210中，布置偏振方向互相垂直的两个偏振器(第一偏振器211和第二偏振器212)，以使得它们之间的边界将出瞳平分为右半部和左半部。因此，所配置的瞳偏振单元210根据被摄体光通过的出瞳的区域(右半部或者左半部)将被摄体光偏振。

图2A还示出第一偏振器211的重心(重心BC2)的位置和第二偏振器212的重心(重心BC1)的位置。图2A示出表示重心BC2与重心BC1之间的距离(基线长度BL1)的箭头。重心之间的距离(基线长度)对由立体图像提供的立体感觉的程度做出贡献。距离越大(基线长度越长)，则右眼图像与左眼图像之间的差异越大，这样导致立体感觉越强。

图2B示出形成成像器件偏振单元150的两种偏振元件(第三偏振器151和第四偏振器152)。为了容易说明，图2B仅示出覆盖形成成像器件140的像素的成像器件偏振单元150的部分。即，以图2所示的区域在X轴和Y轴方向上重复排列的方式配置成像器件偏振单元150。

图2B分别示出第三偏振器151和第四偏振器152中每个的偏振方向，并且利用灰色箭头表示偏振方向，如图2A所示。即，第三偏振器151与图2A所示的第一偏振器211具有相同的偏振方向，而第四偏振器152与图2B所示的第二偏振器212具有相同的偏振方向。

第三偏振器151和第四偏振器152都仅透射以偏振器的偏振方向偏振的光，并且允许以偏振器覆盖的像素中的光检测器接收透射光。即，第三偏振器151透射通过第一偏振器211的光，而阻断通过第二偏振器212的光，而第四偏振器152透射通过第二偏振器212的光，而阻断通过第一偏振器211的光。

即，当第一偏振器211位于出瞳的右部(对应于观看者的右眼)时，第三偏振器151允许以其覆盖的像素接收形成右眼图像的光。在这种情况下，第二偏振器212位于出瞳的左部(对应于观看者的左眼)，并且第四偏振器152允许以其覆盖的像素接收形成左眼图像的光。

接着，将参考图3描述第三偏振器151和第四偏振器152与成像器件140中的像素之间的位置关系。

[成像器件中的偏振器的排列示例]

图3图解示出本技术的第一实施例中的形成成像器件偏振单元150的第三偏转器151和第四偏振器152与成像器件140中的像素之间的位置关系。

将参考以图3所示Bayer排列布置成像器件140中的像素的情况，进行描述。图3是成像器件140中的一部分像素的放大图。在图3中，覆盖相应像素的第三偏振器151和第四偏振器152由写入图3的左部的字母标记，并且由使偏振器下的像素具有阴影的细线的方向表示。

Bayer排列是周期性地布置由两个像素(水平方向上)×两个像素(垂直方向上)形成的基本块(像素组)的像素排列。在图3中，粗线方形表示对应于基本块的区域，而虚线表示基本块中像素之间的边界。在基本块中，沿一条对角线布置两个G(绿)像素，而沿另一条对角线布置R(红)像素和B(蓝)像素。每个G像素都包括透射绿(G)光的滤色片并接收透射的绿光。每个R像素都包括透射红(R)光的滤色片并接收透射的红光。每个B像素都包括透射蓝(B)光的滤色片并接收透射的蓝光。在图3中，利用表示像素的类型(G、R或者B)的方形内字母标记的方形图解地表示每个像素。

布置第三偏振器151以使得其覆盖沿水平方向(X轴方向)排列的一行像素(两个水平像素行)，如图3所示。与该行像素垂直相邻(在Y方向上相邻)地布置第四偏振器152，第四偏振器152覆盖沿水平方向排列的一行像素(两个水平像素行)。偏振器与成像器件中的像素之间的位置关系在X轴方向和Y轴方向上重复。

因此，第三偏振器151和第四偏振器152沿垂直方向交替地布置。通常在水平方向上延伸的第三偏振器151和第四偏振器152中每个的水平长度可以基本上等于成像器件140的水平长度。类似地，第三偏振器151和第四偏振器152的垂直长度可以基本上等于成像器件140中的两个像素的垂直长度。

如上所述，在成像设备100中，产生以互相垂直的方向偏振的光通量的瞳偏振单元210(第一偏振器211和第二偏振器212)布置在光圈220附近的位置上。因此，入射在镜头部分200上的光由瞳偏振单元210(第一偏振器211和第二偏振器212)划分为对应于瞳左侧的光和对应于瞳右侧的光。利用通过瞳的右侧和左侧(通过图)的光通量的区域的重心之间的距离作为双目视差的基线长度，布置在成像器件140的位置的成像器件偏振单元150(第三偏振器151和第四偏振器152)分开地产生右眼视觉图像和左眼视觉图像，并且成像器件140同时捕获该图像。

通过在镜头部分200中并在成像器件140之上布置偏振元件，可以提供用于产生立体图像的成像设备，如上所述。在制造成像器件140的过程中，形成排列在成像器件140之上的偏振器(成像器件偏振单元150)。在制造镜头部分200(镜头单元)的过程中，在光圈220的附近，并入布置在镜头部分200内的偏振器(瞳偏振单元210)。然而，由于现有技术的镜头单元不包括偏振元件，所以需要提供具有布置偏振器的空间的镜头单元。

特别地，为了允许偏振器(瞳偏振单元210)插入镜头部分200和从镜头部分200移去，需要在光轴方向上在偏振器的两侧提供允许插入和移去偏振器的较宽空间。当镜头单元容纳在移动电话、移动PC、或者任何其他紧致信息终端内时，镜头单元需要非常小，因此，提供用于偏振器的空间非常重要。

现在，描述在成像设备100容纳在小型信息终端(例如，移动电话和移动PC)中的情况下，对镜头部分200要求的条件。

为了将成像设备100容纳在小型信息终端中，希望镜头部分200满足下面各点(a)至(d)。

(a)基线长度长。

(b)在光轴方向上在光圈的两侧上提供合理尺寸的空间。通常，偏振器必需位于光圈(光圈单元)的附近。希望偏振器是可拆卸的。

(c)即使在高图像高度位置，光仍以尽可能接近直角的角度入射在成像器件上。

(d)提供允许镜头移动的空间，以实现自动对焦功能。

满足上面描述的各点(a)至(d)的镜头对于立体视觉最佳。

接着，接下来将描述本技术的第一实施例中的镜头部分200(镜头单元)的配置。

[镜头部分的配置示例]

图4是示出本技术的第一实施例中的镜头部分200的配置示例的示意图。

图4示出如何设计与其像素以1.55μm的间隔排列的1/2.3英寸的1200万像素CMOS传感器组合的镜头单元(镜头部分200)。在下面描述的本技术的第二至第四实施例中也采用同样尺寸的CMOS传感器。

本技术的每个实施例中所示的非球面透镜的非球面表面的形状由下面的表达式1定义：

$X=\frac{{\mathrm{cy}}^2}{1+\sqrt{1-(1+K)c^2{y}^2}}+{\mathrm{Ay}}^4+{\mathrm{By}}^6+{\mathrm{Cy}}^8+{\mathrm{Dy}}^{10}+{\mathrm{Ey}}^{12}+{\mathrm{Fy}}^{14}$ 表达式1

在表达式1中，X表示从与在其顶点与非球面正切的面到其上的坐标的距离，y表示距光轴的高度，c表示在非球面表面的顶点的曲率半径(1/r)，K代表锥体常数，而A、B、C、D、E和F表示非球面系数。

图4示出从被摄体侧(图4的左侧)开始依次布置的镜头部分200、第一透镜组230、瞳偏振单元210、光圈220以及第二透镜组240的部件。图4还示出：玻璃盖板250，防止灰尘或者其他尘埃进入成像器件140；以及成像器件140的成像器件面141。由于已经参考图1至图3描述了瞳偏振单元210和光圈220，所以下面将描述第一透镜组230和第二透镜组240。

第一透镜组230收集入射在瞳偏振单元210和光圈220上的光，并且位于瞳偏振单元210的被摄体侧上。在本技术的第一实施例中，第一透镜组230仅由单个透镜构成(透镜231)。

第二透镜组240将通过瞳偏振单元210和光圈220的被摄体光聚焦在成像器件140上，并且位于光圈220的成像器件侧。在本技术的第一实施例中，第二透镜组240由从光圈220所在的一侧开始依次排列的三个透镜，即，第二组第一透镜241、第二组第二透镜242和第二组第三透镜243构成。

图4所示的本技术的第一实施例中的第一透镜组230和第二透镜组240配置为满足下面的表达式2至7。

3.3≤f≤100表达式2

-∞≤f_Lg230/f≤-0.3表达式3

0.3≤f_Lg240/f≤10表达式4

6≤θh≤50表达式5

0.3≤f_L241/f≤2表达式6

0.5≤f_L243/f≤2表达式7

在表达式2至7中，f表示镜头部分200的整个光学系统的焦距，f_Lg230表示第一透镜组230的焦距，f_Lg240表示第二透镜组240的焦距，f_Lg241表示第二组第一透镜241的焦距，f_Lg243表示第二组第三透镜243的焦距，θh表示水平视角。焦距f_Lg241是所附权利要求书中提到的第一透镜的焦距，而焦距f_Lg243是所附权利要求书中提到的第二透镜的焦距。

现在，将描述表达式2至7定义的光学系统的条件。

上面描述的表达式2是产生立体图像所需的条件。为了产生视差量大的立体图像(提供强的立体感觉)，需要增大参考图2A描述的基线长度(请参见图2A中的BL1)。利用下面的表达式8确定基线长度BL。

BL＝8r/3π表达式8

在表达式8中，r表示瞳的半径，而BL表示基线长度。瞳的半径r取决于整个光学系统的焦距(f)及其f数(F)，它们之间的关系由下面的表达式9表示。

2r＝f/F表达式9

即，表达式8和9用于求得下面的表达式10，表达式10定义基线长度BL、整个光学系统的焦距f及其f数F之间的关系。

BL＝4f/3πF表达式10

根据经验，理想地，基线长度BL大于(大于或者等于)“1.0mm”，以利用小型信息终端内的镜头单元产生立体图像。

例如，为了基于其f数为1.4的镜头单元实现大于或者等于“1.0”的基线长度，焦距至少需要是“3.3mm”。当前，由于认为是容纳在小型信息终端内的相机的镜头单元的实际f数的最小f数为“1.4”，所以整个光学系统的焦距的下限设置为“3.3mm”(请参见表达式2)。

当焦距增大时，镜头单元的特性接近用于对远点成像的远摄镜头的特性。远摄镜头不在近被摄体和远被摄体之间提供尺寸大的差异(提供不良的透视性)，不适合产生立体图像。即，优选地，焦距设置为相当大的值，并且整个光学系统的焦距的上限大致设置为提供足够大以产生立体图像的透视的值(远摄功能)。本技术的实施例中的透镜的焦距的上限设置为“100mm”(请参见表达式2)。

上面描述的表达式3示出关于第一透镜组210的条件。该条件是适于产生立体图像的反焦镜头(retrofocuslens)所需的条件。在本技术的第一实施例中，假定第一透镜组230是负反焦透镜组(包括与其类似的透镜)。当镜头部分200配置为反焦镜头时，出瞳的位置移向被摄体侧，因此获得大的瞳直径。当瞳直径大时，基线长度变长。此外，当出瞳的位置移向被摄体侧时，入射在位于成像器件中高图像高度位置的像素上的被摄体光的入射角可能减小(可能接近入射在位于光轴上的像素上的被摄体光的入射角)，并且入射在光圈上的被摄体光的入射角也可能减小。此外，当镜头部分200配置为反焦镜头时，后焦距可能增大，并且在外围的光量的减少可能减小。即，上面描述的优点对应于满足上面描述的各点(a)至(d)，因此，可以提供适合产生立体图像的镜头。

当上面描述的表达式3中的f_Lg230/f小于下限时，第一透镜组230的负倍率(power)(折射率)变得太低，并且在这种情况下，不能获得上面描述的反焦镜头的优点。另一方面，当表达式3中的f_Lg230/f大于上限时，负倍率(折射率)变得太高，并且第二透镜组240的正倍率需要相应地高(因为例如像差需要校正)。因此，需要组合精确制造的透镜(制造公差变小)，并且制造这种透镜可能不现实。因此，适于产生立体图像的反焦镜头需要上面描述的表达式3定义的第一透镜组210的条件。

上面描述的表达式4示出第二透镜组240的条件。校正光学失真、不对称像差以及其他像差需要该条件。当第一透镜组230配置为具有高负倍率(折射率)时，产生光学失真、不对称像差和其他像差。为了校正它们，第二透镜组240需要具有正倍率。当上面描述的表达式4中的f_Lg240/f小于下限时，负倍率变得过高，制造公差变得过小，并且制造这种透镜组是不现实的。另一方面，当上面描述的表达式4中的f_Lg240/f大于上限时，正倍率变得过低，并且光学失真和不对称像差不能校正。在这种情况下，不能实现要求的相机特性。因此，适于产生立体图像的反焦镜头需要上面描述的表达式4表示的第二透镜组240的条件。

上面描述的表达式5表示镜头部分200的水平视角(从框的左端到其右端)的条件。需要该条件以使上面描述的表达式2定义的条件变窄，从而不将镜头部分200配置为远摄镜头，而将它配置为反焦镜头。上面描述的表达式5的下限是与表达式2描述的相当长焦距对应的水平视角(6°)。上面描述的表达式5中的上限是当采用1/2.33英寸的成像器件时获得的水平视角，基线长度设置为1.0mm，并且焦距最小化(50°)。

表达式6表示第二组第一透镜241的条件。该条件是适当校正光学失真、不对称像差和其他像差所需的条件。第二透镜组240具有正倍率，正如上面描述的表达式4所表示的，并且尤其需要设置与第一透镜组230最接近的第二透镜组中的透镜(第二组第一透镜241)的正倍率。当第二组第一透镜241的正倍率小于上面描述的表达式6中的下限时，正倍率变得过高，因此，制造公差变得非常低，导致制造这种透镜是不现实的。另一方面，当正倍率大于上面描述的表达式6中的上限时，该正倍率变得过低，并且光学失真和不对称像差不可能校正。在这种情况下，不能实现希望的相机特性。因此，适于产生立体图像的反焦镜头需要上面描述的表达式6定义的第二组第一透镜241的条件。

上面描述的表达式7表示关于第二组第三透镜243的条件。第二透镜组240具有由正透镜、负透镜和正透镜构成的三个一组的结构。在这种结构中，第二组第三透镜243主要起将被摄体光对焦在图像面上的作用。第二组第三透镜243的理想条件是第二组第三透镜243的焦距(f_L243)等于整个光学系统的焦距(焦距f)。

上面描述的表达式7中的下限应用于整个光学系统的光程长度缩短，以使得第一透镜组230的负倍率变小的情况。在这种情况下，第二组第一透镜241的正倍率随着第一透镜组230的负倍率的降低而降低。当第二组第一透镜241的正倍率降低时，失真校正，但是像散不校正。在这种情况下，可以通过提高第二组第三透镜243的倍率来校正像散。更具体地说，上面描述的表达式7中的下限应用于第一透镜组230的负倍率最小化，并且接近表达式3中的下限的情况，即，“-∞”。表达式7中的下限是在上面描述的情况下设置的第二组第三透镜243的条件。

上面描述的表达式7中的上限应用于失真由第一透镜组230中的透镜充分校正的情况。在这种情况下，设计第二透镜组240，以使得对于最大偏心率公差，第二透镜组240中的每个透镜的倍率低。表达式7中的上限是在上面描述的情况下设置的关于第二组第三透镜243的条件。

接着，将描述代入特定值的本技术的第一实施例的示例(数值示例1)。

在数值示例1中，下面的值代入上面描述的表达式2至7定义的条件中的参数。

f＝10.3mm

f_Lg230/f＝-4.2

f_Lg240/f＝0.82

θh＝34°

f_L241/f＝0.67

f_L243/f＝0.65

表1示出特定值代入本技术的第一实施例中的数值示例1中的透镜数据。在表1和示出其他透镜数据的表中，“表面编号”表示从被摄体侧开始计数的表面的编号，R表示表面的曲率半径(mm)，d表示沿光轴的具有表面编号的表面与具有下一表面编号的表面之间的距离(mm)，nd表示(波长为587.56nm的光)d线上的表面编号的表面的材料的折射系数，以及vd表示d线上的表面编号的表面的材料的阿贝数。

表1

表面编号	R	d	nd	vd
					1	4.010	1.938	1.53	55.8
2	2.844	1.626
					3	无穷大	0.300	1.52	64.2
4	无穷大	1.027
					5	6.894	1.116	1.53	55.8
6	-7.518	2.007
					7	-1.683	1.615	1.61	27.0

8	-4.503	0.080
					9	6.190	2.798	1.53	55.8
10	-7.058	6.000
					11	无穷大	0.500	1.52	64.2
12	无穷大	0.992

透镜231的图像面侧表面、第二组第一透镜241的两个表面(被摄体侧面和图像面侧面)、第二组第二透镜242的两个表面和第二组第三透镜243的两个表面是上面描述的表达式1定义的非球面表面。表2列出表1中的第二表面、第五表面至第十表面的锥形常数(K)和非球面系数(A、B、C、D、E和F)。在表2以及下面列出非球面系数的表中，“E-i”表示以10为底的指数表示(10^-1)。例如，“-0.749E-03”表示“-0.749×10^-3”。

表2

在表1和表2所示的数值示例1中，镜头部分200中的透镜231是非球面塑料透镜，其阿贝数vd是“55.8”，而其焦距f_L231为“-43.5mm”。第二组第一透镜241是非球面塑料透镜，其阿贝数vd是“55.8”，而其焦距f_L241为“6.9mm”。第二组第二透镜242是非球面塑料透镜，其阿贝数vd是“27.0”，而其焦距f_L242为“-5.6mm”。第二组第三透镜243是非球面塑料透镜，其阿贝数vd是“55.8”，而其焦距f_L243为“6.7mm”。因此，镜头部分200对应于焦距f为“10.3mm”、f数F为“2.8”、半视角为“20.8°”以及总镜头长度为“20.0mm”的镜头。

接着，将参考图5A至图5C描述数值示例1中的镜头部分200产生的像差(球面像差、像散以及失真)。

[镜头部分产生的像差的示例]

图5A至图5C是示出本技术的第一实施例中的镜头部分200产生的像差的像差图。图5A至图5C示出与图4相关联的数值示例1中的像差。

图5A示出镜头部分200产生的球面像差。在图5A中，点划线(线L1)表示在F线的球面像差(波长为486.13nm的光)，实线(线L2)表示在e线的球面像差(波长为546.0nm的光)，虚线(线L3)表示在d线的球面像差。

图5B示出镜头部分200产生的像散。在图5B中，实线(线L4)表示弧矢面方向上的像散，而点划线(线L5)表示子午面方向上的像散。

在图5C中，实线(线L6)表示镜头部分200产生的失真。

如图5A和图5B所示，在数值示例1中，以良好校正像差的方式配置镜头部分200。即，数值示例1中提供的镜头部分200是总镜头长度为“20.0mm”、适于捕获立体图像、并且像差被良好校正的小型镜头单元。

如上所述，根据本技术的第一实施例，可以制造具有用于偏振器的空间的小型镜头单元。

<2.第二实施例>

在本技术的第一实施例中，作为满足上面描述的表达式2至7定义的条件的镜头部分200(请参见图4)的示例，已经描述了采用表1和表2中的数值的数值示例1。数值示例1是满足表达式2至7的镜头部分200的示例，并且可以设想其他各种示例。

将参考数值示例2和3描述本技术的第二和第三实施例。

[镜头部分的配置示例]

图6是示出本技术的第二实施例中的镜头部分的配置示例的示意图；

假定图6所示本技术的第二实施例中也满足结合图4描述的表达式2至7定义的条件。

图6示出本技术的第二实施例中的镜头部分的组件，从被摄体侧(图6的左侧)开始依次布置：第一透镜组330、瞳偏振单元210、光圈220、第二透镜组340、玻璃盖板250、以及成像器件表面141。瞳偏振单元210、光圈220、玻璃盖板250和成像器件表面141与参考图4描述的相同，因此，下面将描述第一透镜组330和第二透镜组340。

与图4所示第一透镜组230的情况相同，第一透镜组330位于瞳偏振单元210的被摄体侧上。第一透镜组330由单个透镜(透镜331)构成。

与图4所示第二透镜组240的情况相同，第二透镜组340位于光圈220的图像面侧(成像器件侧)。第二透镜组340由从光圈220所在的一侧开始依次排列的三个透镜，即第二组第一透镜341、第二组第二透镜142和第二组第三透镜343构成。

接着，将描述特定值代入其内(数值示例2)的本技术的第二实施例的示例。

在数值示例2中，下面的值代入上面描述的表达式2至7定义的条件中的参数。

f＝10.3mm

f_Lg330/f＝-0.83

f_Lg340/f＝0.83

θh＝34°

f_L341/f＝0.69

f_L343/f＝1.04

表3列出特定值代入本技术的第二实施例中的数值示例2的透镜数据。

表3

表面编号	R	d	nd	vd
					1	1500.0	0.600	1.53	55.8
2	4.682	3.207
					3	无穷大	0.300	1.52	64.2

4	无穷大	1.602
					5	7.878	1.993	1.53	55.8
6	-6.820	3.151
					7	-17.833	0.600	1.64	24.0
8	8.627	0.989
					9	79.991	1.106	1.53	55.8
10	-6.243	7.000
					11	无穷大	0.500	1.52	64.2
12	无穷大	5.453

与图4相关的表2相同，表4列出非球面透镜的非球面表面的锥形常数(K)和非球面系数(A、B、C、D、E和F)。在本技术的第二实施例中，透镜331的图像面侧面、第二组第一透镜341的两个表面、第二组第二透镜342的两个表面以及第二组第三透镜343的两个表面是上面描述的表达式1定义的非球面表面。

表4

在表3和4所示的数值示例2中，透镜331是非球面塑料透镜，其阿贝数vd是“55.8”，而其焦距f_L331为“-8.8mm”。第二组第一透镜341是非球面塑料透镜，其阿贝数vd是“55.8”，而其焦距f_L341为“7.2mm”。第二组第二透镜342是非球面塑料透镜，其阿贝数vd是“24.0”，而其焦距f_L342为“-9.0mm”。第二组第三透镜343是非球面塑料透镜，其阿贝数vd是“55.8”，而其焦距f_L343为“10.9mm”。

因此，数值示例2中的镜头部分对应于焦距f为“10.5mm”、f数F为“2.8”、半视角为“20.9°”以及总镜头长度为“26.5mm”的镜头。

接着，将参考图7A至图7C描述数值示例2中的镜头部分产生的像差(球面像差、像散以及失真)。

[镜头部分产生的像差的示例]

图7A至图7C是示出本技术的第二实施例中的镜头部分产生的像差的像差图。

图7A至图7C分别对应于图5A至图5C，因此，不对它们做详细描述。

如图7A和图7B所示，以像差良好校正的数值示例2配置本技术的第二实施例中的镜头部分。

如上所述，根据本技术的第二实施例，也可以制造具有用于偏振器的空间的小型镜头单元。

<3.第三实施例>

接着，将参考数值示例3描述本技术的第三实施例。

[镜头部分的配置示例]

图8是示出本技术的第三实施例中的镜头部分的配置示例的示意图。

假定图8所示的本技术的第三实施例也满足结合图4描述的表达式2至7定义的条件。

根据图8所示的本技术的第三实施例的镜头部分包括代替图4所示第一透镜组230和第二透镜组240的第一透镜组430和第二透镜组440。第一透镜组430和第二透镜组440之外的部件与图4所示的相同，因此，下面将描述第一透镜组430和第二透镜组440。

与图4所示第一透镜组230的情况相同，第一透镜组430位于瞳偏振单元210的被摄体侧。第一透镜组430由从被摄体侧开始依次排列的透镜即第一组第一透镜431和第一组第二透镜432构成。

与图4所示第二透镜组240的情况相同，第二透镜组440位于光圈220的图像面侧。第二透镜组440由从光圈220所在的一侧开始依次排列的三个透镜，即第二组第一透镜441、第二组第二透镜442和第二组第三透镜443构成。

接着，将描述特定值代入其内(数值示例3)的本技术的第三实施例的示例。

在数值示例3中，下面的值代入上面描述的表达式2至7定义的条件中的参数。

f＝10.5mm

f_Lg430/f＝-2.76

f_Lg440/f＝1.15

θh＝34°

f_L441/f＝0.55

f_L443/f＝1.41

表5列出特定值代入本技术的第三实施例中的数值示例3的透镜数据。

表5

表面编号	R	d	nd	vd
					1	-161.3	0.600	1.53	55.8
2	7.581	3.596
					3	-5.814	1.200	1.61	27.0
4	-5.043	1.000
					5	无穷大	0.300	1.52	64.2
6	无穷大	1.500
					7	5.722	2.219	1.53	55.8
8	-5.806	0.774
					9	-9.461	0.644	1.61	27.0
10	5.285	2.250

11	-28.253	1.021	1.53	55.8
					12	-6.229	7.000
13	无穷大	0.500	1.52	64.2
					14	无穷大	3.907

与图4相关的表2相同，表6列出非球面透镜的非球面表面的锥形常数(K)和非球面系数(A和B)。在本技术的第三实施例中，第一组第二透镜432的两个表面、第二组第一透镜441的两个表面、第二组第二透镜442的两个表面、以及第二组第三透镜443的两个表面是上面描述的表达式1定义的非球面表面。

表6

第三表面	K：0.895	A：0.000E+00	B：0.106E-03
				第四表面	K：0.226	A：0.629E-03	B：0.885E-04
第七表面	K：-0.790	A：-0.163E-03	B：0.262E-04
				第八表面	K：-1.000	A：0.189E-02	B：-0.222E-04
第九表面	K：-1.000	A：0.239E-02	B：-0.758E-04
				第十表面	K：0.591	A：-0.493E-03	B：-0.401E-04
第十一表面	K：1.000	A：-0.131E-03	B：0.832E-05
				第十二表面	K：-0.718	A：-0.217E-04	B：0.445E-05

在表5和6所示的数值示例3中，第一组第一透镜431是非球面塑料透镜，其阿贝数vd是“55.8”，而其焦距f_L431为“-13.6mm”。第一组第二透镜432是非球面塑料透镜，其阿贝数vd是“27.0”，而其焦距f_L432为“39.0mm”。第二组第一透镜441是非球面塑料透镜，其阿贝数vd是“55.8”，而其焦距f_L441为“5.8mm”。第二组第二透镜442是非球面塑料透镜，其阿贝数vd是“27.0”，而其焦距f_L442为“-5.4mm”。第二组第三透镜443是非球面塑料透镜，其阿贝数vd是“55.8”，而其焦距f_L443为“14.8mm”。

因此，本技术的第三实施例的镜头部分对应于焦距f为“10.5mm”、f数F为“2.8”、半视角为“20.9°”以及总镜头长度为“26.5mm”的镜头。

接着，将参考图9A至图9C描述数值示例3中的镜头部分产生的像差(球面像差、像散以及失真)。

[镜头部分产生的像差的示例]

图9A至图9C是示出本技术的第三实施例中的镜头部分产生的像差的像差图。

图9A至图9C分别对应于图5A至图5C，因此，不对它们做详细描述。

如图9A和图9B所示，数值示例3提供的镜头部分是适于捕获立体图像并且像差良好校正的紧致镜头单元。

如上所述，根据本技术的第三实施例，也可以制造具有用于偏振器的空间的紧致镜头单元。

根据本技术的第一至第三实施例，瞳直径可以增大，且因此基线长度增长。即，可以捕获可以提供强立体感觉的立体图像(3D图像)。

此外，根据本技术的第一至第三实施例，在光圈的附近可以提供大空间，因此，可以将瞳偏振单元210插入该空间和从该空间移去。即，当捕获平面图像(2D图像)时，瞳偏振单元210移去，而当捕获3D图像时，瞳偏振单元210插入，因此，可以制造不仅可以捕获2D图像而且可以捕获3D图像的成像设备。

此外，根据本技术的第一至第三实施例，可以减小主光线入射在光圈220上的入射角，并且可以减小主光线入射在成像器件140上的入射角。即，由于主光线入射在瞳偏振单元210和成像器件偏振单元150上的入射角减小，所以容易设计偏振元件(制造公差增大)。

此外，根据本技术的第一至第三实施例，可以通过驱动第二透镜组中的预定透镜来执行自动对焦。由于自动对焦处理中驱动的透镜与瞳偏振单元210分离，所以插入和移去瞳偏振单元210的机构可以与自动对焦机构分离，因此可以简化机械结构。

<4.第四实施例>

参考第一透镜组具有负倍率的情况描述了本技术的第一至第三实施例。当第一透镜组具有负倍率时，被摄体光入射在瞳偏振单元210上的入射角尤其可以减小，因此，容易设计在瞳偏振单元210内提供的偏振器。当在瞳偏振单元210内提供的偏振器的性能高，因此大入射角不产生问题时，第一透镜组可以配置为具有正倍率。当第一透镜组具有正倍率时，例如，容易设计更小型的镜头单元。

在本技术的第四实施例中，将参考图10和图11A至图11C描述第一透镜组具有正倍率的情况。

[镜头部分的配置示例]

图10是示出本技术的第四实施例中的镜头部分的配置示例的示意图。

假定图10所示本技术的第四实施例满足结合图4描述的表达式2至7中的表达式2定义的条件。

根据图10所示本技术的第四实施例的镜头部分包括代替图4所示第一透镜组230和第二透镜组240的第一透镜组530和第二透镜组540。根据图10所示本技术的第四实施例的镜头部分还包括位于光圈220的图像面侧(成像器件侧)的瞳偏振单元210。瞳偏振单元210与光圈220与第一透镜组530和第二透镜组540之外的部件之间的位置关系与图4所示的相同，因此，下面将描述第一透镜组530和第二透镜组540。

与图4所示第一透镜组230的情况相同，第一透镜组530位于瞳偏振单元210的被摄体侧(被摄体侧)。第一透镜组530由单个透镜(透镜531)构成。

与图4所示第二透镜组240的情况相同，第二透镜组540位于光圈220的图像面侧。第二透镜组540由从光圈220(瞳偏振单元210)所在的一侧开始依次排列的四个透镜，即第二组第一透镜541、第二组第二透镜542、第二组第三透镜543和第二组第四透镜544构成。

根据图10所示的本技术的第四实施例的第一透镜组530和第二透镜组540配置为满足结合图4描述的表达式2和表示透镜531的条件的下面的表达式11。

3.3≤f≤100表达式2

0.66≤qL₅₃₁≤100表达式11

在表达式11中，qL₅₃₁表示透镜531的弯曲系数。下面的表达式12确定弯曲系数qL531。

qL₅₃₁＝(R_L531S2+R_L531S1)/(R_L531S2-R_L531S1)表达式12

在表达式12中，R_L531S2表示透镜531的图像面侧面的曲率半径，R_L531S1表示透镜531的被摄体侧面的曲率半径。即，表7中的第一表面的曲率半径R是R_L531S1的数值示例，将在后面描述。同样，表7中的第二表面的曲率半径R是R_L531S2的数值示例，将在后面描述。

为了使立体图像提供立体感觉，延长基线长度，需要上面描述的表达式2，正如参考图4所描述的。

上面描述的表达式11是在透镜531上执行弯曲的条件表示。满足表达式11的透镜531是正新月透镜，其凸形对着被摄体侧，如图10所示。即，透镜531的被摄体侧面(表2中的第一表面，将在后面描述)和图像面侧面(表7中的第二表面，将在后面描述)的曲率半径的中心位于光圈侧。因此，所配置的透镜531可以消除离轴彗差(off-axiscoma)和像散。当表达式11中的qL₅₃₁小于下限时，不执行弯曲。因此，不能消除离轴彗差或者像散(像差变得更差)。当表达式11中的qL₅₃₁大于上限时，正倍率变低，这允许凸形靠近反焦透镜的凸形，因此，改善了透镜531的特性，但是与在透镜531上执行弯曲的情况相比，透镜531的总长不利地增大。当凸形靠近反焦透镜的凸形时(当表达式11中的qL₅₃₁大于上限时)，基于本技术的第一至第三实施例的任意一个(结合图4描述的表达式2至7)说明的条件的配置最适合捕获立体图像。

接着，将描述代入特定值的本技术的第四实施例的示例(数值示例4)。

在数值示例4中，下面的值代入上面描述的表达式2和11定义的条件中的参数。

f＝7.1mm

qL₅₃₁＝3.0

表7示出特定值代入本技术的第四实施例中的数值示例4中的透镜数据。

表7

表面编号	R	d	nd	vd
					1	5.327	0.600	1.53	55.8
2	10.794	0.400
					3	无穷大	0.100
4	无穷大	0.300	1.52	64.2
					5	3.714	0.700	1.53	55.8
6	-79.188	0.050
					7	14.067	0.600	1.61	27.0

8	3.092	1.375
					9	11.512	1.282	1.53	55.8
10	-4.888	2.535
					11	-2.261	0.503	1.53	55.8
12	-36.736	0.223
					13	无穷大	0.109	1.52	64.2
14	无穷大	0.223

与图4相关的表2相同，表8列出非球面透镜的非球面表面的锥形常数(K)和非球面系数(A、B、C、D、E和F)。在本技术的第四实施例中，透镜531的两个表面、第二组第一透镜541的两个表面、第二组第二透镜542的两个表面、第二组第三透镜543的两个表面以及第二组第四透镜544的两个表面是上面描述的表达式1定义的非球面表面。

表8

在表7和8所示的数值示例4中，镜头部分包括：其凸形对着被摄体侧的正新月透镜(透镜531)、光圈220、瞳偏振单元210以及正倍率的透镜(第二组第一透镜541)。第二组第一透镜541的后面是负倍率的透镜(第二组第二透镜542)、正倍率的透镜(第二组第三透镜543)、以及负倍率的透镜(第二组第四透镜544)。透镜531当是新月形时其曲率半径的中心位于光圈侧，因此可以减小离轴彗差和像散。此外，透镜531后面是光圈220的配置最适合向前(向被摄体)移位瞳的位置。当向前移位瞳的位置时，可以减小光线入射在成像器件上的入射角。光圈220布置在第一透镜组530与第二透镜组540之间的结构被称为内光圈结构，其在校正整个镜头的像差方面是有利的(镜头部分产生的像差)。

在数值示例4中，具有正倍率和大阿贝数的第二组第一透镜541与具有负倍率和小阿贝数的第二组第二透镜542组合，从而以满意的方式校正色像差。此外，这样组合的透镜可以使其有效直径增大，并且第二组第四透镜543和第二组第四透镜544的光学位置靠近光圈220。

在数值示例4中，第二组第三透镜543的图像面侧面的光学位置和第二组第四透镜544的被摄体侧面的光学位置靠近光圈220，因此，可以减小离轴彗差和像散。

这样配置的镜头部分可以以各种满意的方式校正像差，因此，可以实现满意的相机特性。此外，由于透镜由塑料材料制成，所以可以以低成本制造镜头部分。

因此，数值示例4中的镜头部分对应于焦距f为“7.1mm”、f数F为“2.8”，半视角为“29.0”以及总镜头长度为“9.0mm”的镜头。即，与数值示例1至3中包括总长度为“26.5mm”的任意镜头部分的相机相比，可以制造非常小型的立体图像捕获相机(3D相机)。

接着，将参考图11A至图11C描述数值示例4中的镜头部分产生的像差(球面像差、像散以及失真)。

[镜头部分产生的像差的示例]

图11A至图11C是示出本技术的第四实施例中的镜头部分产生的像差的像差图。

图11A至图11C分别对应于图5A至图5C，因此，不对它们做详细描述。

如图11A和图11B所示，数值示例4提供的镜头部分是适于捕获立体图像并且像差良好校正的小型镜头单元。

如上所述，根据本技术的第四实施例，也可以制造具有用于偏振器的空间的小型镜头单元。

如上所述，根据本技术的第四实施例，其中第一透镜组具有正倍率，该镜头部分可以配置为具有非常短的光程长度。因此，根据本技术的第四实施例，与根据本技术的第一至第三实施例中相同，瞳直径可以增大，且因此可以增大基线长度。此外，由于瞳偏振单元210可以插入并且可以移去，所以该成像设备不仅可以捕获立体图像，而且可以捕获平面图像。

如上所述，根据本技术的实施例，可以提供用于立体视觉的小型镜头部分(镜头单元)。此外，根据本技术的实施例，复杂和笨重的用于立体视觉的当前相机设备可以转化为与用于平面(2D)图像的现有技术的相机设备具有基本上相同配置的相机设备，因此，可以批量生产可靠性和成本良好的立体视觉的相机。

在本技术的第一至第四实施例中，假定仅玻璃盖板布置在第二透镜组与成像器件之间，但是布置在第二透镜组与成像器件之间的部件并不局限于玻璃盖板。其他光学部件(例如，光衰减滤光片、红外截止滤光片以及低通滤光片)也可以布置在第二透镜组与成像器件之间。

已经参考以贝尔排列布置成像器件140中的像素的情况，描述了本技术的第一实施例，但是像素可以以其他任何适当排列方式布置。例如，还可以采用行间排列、G带/RB交错(checker)排列、G带/RB完全交错排列、交错互补色排列、带形排列、倾斜带形排列、原色差(primarycolordifference)排列以及场色差顺序排列。

利用实现本技术的示例说明了上面描述的实施例。实施例中的条目涉及所附权利要求书中提到的特定主题。同样，所附权利要求书中的特定主题涉及在本技术的实施例中具有相同名称的条目。然而，请注意，本技术并不局限于这些实施例，并且在这些变更不脱离本技术的实质范围的情况下，对这些实施例所做的各种变更都可以实现本技术。

上述实施例中描述的每种过程都可以看作包括过程的一系列处理的方法，也可以看作指令计算机执行该一系列处理的程序，还可以是其上记录了该程序的记录介质。记录介质的示例可以包括CD(压缩盘)、MD(迷你盘)、DVD(数字多功能盘)、存储卡以及Blu-raydisc。

还可以如下配置本技术。

<1>一种成像设备，包括：

第一透镜组，布置在偏振来自被摄体的光的两个偏振器布置的位置附近的光圈的被摄体侧，该偏振器是偏振方向互相垂直的第一偏振器和第二偏振器，

第二透镜组，布置在第三偏振器和第四偏振器布置的光检测面之上的光圈上成像器件所在的一侧，该第三偏振器的偏振方向平行于第一偏振器的偏振方向，而该第四偏振器的偏振方向平行于第二偏振器的偏振方向，以及

图像处理器，根据通过转换经过第一透镜组和第二透镜组入射在成像器件上的光产生的图像数据来产生立体图像，

其中，第二透镜组具有正折射率，并且第一透镜组和第二透镜组的特性满足特定条件。

<2>根据<1>所述的成像设备，其中，作为特定条件之一，包括第一透镜组和第二透镜组的成像设备的整个光学系统的焦距满足下面的条件表达式(1)：

3.3≤f≤100(1)

其中f表示成像设备的整个光学系统的焦距。

<3>根据<2>所述的成像设备，其中，构成第一透镜组的透镜的弯曲系数满足下面的条件表达式(2)：

0.66≤qL1≤100(2)

其中qL1表示构成第一透镜组的透镜的弯曲系数。

<4>根据<2>或者<3>所述的成像设备，其中，第一透镜组的焦距满足下面的条件表达式(3)，并且第二透镜组的焦距满足下面的条件表达式(4)：

-∞≤fg1/f≤-0.3(3)

0.3≤fg2/f≤10(4)

其中fg1表示第一透镜组的焦距，fg2表示第二透镜组的焦距。

<5>根据<4>所述的成像设备，其中，第二透镜组由至少两个透镜构成，并且构成第二透镜组并且最靠近被摄体的第一透镜的焦距满足下面的条件表达式(5)，而构成第二透镜组并且最靠近成像器件的第二透镜的焦距满足下面的条件表达式(6)：

0.3≤fL1/f≤2(5)

0.5≤fL2/f≤2(6)

其中fL1表示第一透镜的焦距，而fL2表示第二透镜的焦距。

<6>根据<2>至<5>的任意一项所述的成像设备，其中，包括第一透镜组和第二透镜组的成像设备的整个光学系统的水平视角满足下面的条件表达式(7)：

6≤θh≤50(7)

其中θh表示成像设备的整个光学系统的水平视角。

<7>根据<1>至<6>的任意一项所述的成像设备，其中，第一偏振器和第二偏振器互相相邻布置，第一偏振器和第二偏振器沿第一方向互相连接，

成像器件具有以在第一方向和与其垂直的第二方向标识的矩阵排列在其光检测面上的像素，以及

基于排列单元交替地布置第三偏振器和第四偏振器，排列单元是一行或者多行，并且行由成像器件的第一方向上的像素构成。

<8>根据<7>所述的成像设备，其中，在作为边界的第二方向的相对侧互相相邻地布置第一偏振器和第二偏振器。

<9>一种电子设备，包括：

第一透镜组，布置在偏振来自被摄体的光的两个偏振器布置的位置附近的光圈的被摄体侧，偏振器是偏振方向互相垂直的第一偏振器和第二偏振器，

第二透镜组，布置在第三偏振器和第四偏振器布置的光检测面之上的光圈上成像器件所在的一侧，第三偏振器的偏振方向平行于第一偏振器的偏振方向，而第四偏振器的偏振方向平行于第二偏振器的偏振方向，以及

图像处理器，根据通过转换经过第一透镜组和第二透镜组入射在成像器件上的光产生的图像数据来产生立体图像，

其中，第二透镜组具有正折射率，并且第一透镜组和第二透镜组的特性满足特定条件。

本公开含有与于2011年3月28日向日本专利局提交的第JP2011-069112号日本优先权专利申请披露的主题有关的主题，在此通过引用包括该专利申请的全部内容。

本技术领域内的技术人员应当明白，根据设计要求和其他因素，可以设想各种修改、组合、部分组合和变型，然而，它们均落入所附权利要求书或者其等同的范围内。

Claims (6)

1.一种成像设备，包括：

第一透镜组，布置在光圈的被摄体侧，在该侧附近布置偏振来自被摄体的光的两个偏振器，所述偏振器是偏振方向互相垂直的第一偏振器和第二偏振器，

第二透镜组，布置在光圈上成像器件所在的一侧，在该侧的光检测面之上布置第三偏振器和第四偏振器，所述第三偏振器的偏振方向平行于所述第一偏振器的偏振方向，而所述第四偏振器的偏振方向平行于所述第二偏振器的偏振方向，以及

图像处理器，根据通过转换经过所述第一透镜组和所述第二透镜组入射在所述成像器件上的光产生的图像数据来产生立体图像，

其中，所述第二透镜组具有正折射率，并且包括所述第一透镜组和所述第二透镜组的成像设备的整个光学系统的焦距满足下面的条件表达式(1)：

3.3≤f≤100(1)

其中f表示所述成像设备的整个光学系统的焦距，

其中，所述第一透镜组的焦距满足下面的条件表达式(3)，并且所述第二透镜组的焦距满足下面的条件表达式(4)：

-∞≤fg1/f≤-0.3(3)

0.3≤fg2/f≤10(4)

其中fg1表示所述第一透镜组的焦距，fg2表示所述第二透镜组的焦距，并且

其中，所述第二透镜组由至少两个透镜构成，并且构成所述第二透镜组且最靠近被摄体的第一透镜的焦距满足下面的条件表达式(5)，而构成所述第二透镜组且最靠近成像器件的第二透镜的焦距满足下面的条件表达式(6)：

0.3≤fL1/f≤2(5)

0.5≤fL2/f≤2(6)

其中fL1表示所述第一透镜的焦距，而fL2表示所述第二透镜的焦距。

2.根据权利要求1所述的成像设备，其中，构成所述第一透镜组的透镜的弯曲系数满足下面的条件表达式(2)：

0.66≤qL1≤100(2)

其中qL1表示构成所述第一透镜组的透镜的弯曲系数。

3.根据权利要求1所述的成像设备，其中，包括所述第一透镜组和所述第二透镜组的成像设备的整个光学系统的水平视角满足下面的条件表达式(7)：

6≤θh≤50(7)

其中θh表示所述成像设备的整个光学系统的水平视角。

4.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述第一偏振器和所述第二偏振器互相相邻地布置，所述第一偏振器和所述第二偏振器沿第一方向互相连接，

所述成像器件具有在第一方向和与其垂直的第二方向标识以矩阵排列在其光检测面上的像素，以及

基于排列单元交替地布置所述第三偏振器和所述第四偏振器，所述排列单元是一行或者多行，并且所述行由所述成像器件的第一方向上的像素构成。

5.根据权利要求1所述的成像设备，其中，在作为边界的第二方向的相对侧互相相邻地布置所述第一偏振器和所述第二偏振器。

6.一种电子设备，包括：

第一透镜组，布置在光圈的被摄体侧，在该侧附近布置偏振来自被摄体的光的两个偏振器，所述偏振器是偏振方向互相垂直的第一偏振器和第二偏振器，

第二透镜组，布置在光圈上成像器件所在的一侧，在该侧的光检测面之上布置第三偏振器和第四偏振器，所述第三偏振器的偏振方向平行于所述第一偏振器的偏振方向，而所述第四偏振器的偏振方向平行于所述第二偏振器的偏振方向，以及

图像处理器，根据通过转换经过所述第一透镜组和所述第二透镜组入射在成像器件上的光产生的图像数据来产生立体图像，

其中，所述第二透镜组具有正折射率，并且包括所述第一透镜组和所述第二透镜组的成像设备的整个光学系统的焦距满足下面的条件表达式(1)：

3.3≤f≤100(1)

其中f表示所述成像设备的整个光学系统的焦距，

其中，所述第一透镜组的焦距满足下面的条件表达式(3)，并且所述第二透镜组的焦距满足下面的条件表达式(4)：

-∞≤fg1/f≤-0.3(3)

0.3≤fg2/f≤10(4)

其中fg1表示所述第一透镜组的焦距，fg2表示所述第二透镜组的焦距，并且

其中，所述第二透镜组由至少两个透镜构成，并且构成所述第二透镜组且最靠近被摄体的第一透镜的焦距满足下面的条件表达式(5)，而构成所述第二透镜组且最靠近成像器件的第二透镜的焦距满足下面的条件表达式(6)：

0.3≤fL1/f≤2(5)

0.5≤fL2/f≤2(6)

其中fL1表示所述第一透镜的焦距，而fL2表示所述第二透镜的焦距。