CN110832843B - 成像设备、图像形成方法和成像系统 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是使得能够通过执行一次成像而容易地获得能够表现透明部分和非透明部分的图像。该成像设备设置有成像单元和图像生成单元。成像单元设置有包括第一像素组和第二像素组的像素组，第一像素组包括能够接收具有第一偏振方向的光的像素。图像生成单元执行如下处理，其中，基于至少包括第一像素组的像素组的信号生成与第二偏振方向、即预定偏振方向相对应的第一图像，以及基于至少包括第二像素组的像素组的信号生成与第一图像不同的第二图像。

Description

成像设备、图像形成方法和成像系统

技术领域

本技术涉及成像设备、图像形成方法和成像系统，并且更具体地涉及适用于并且适合于如下情况的技术：通过信号处理来形成使用选择性地接收的在任意偏振方向上的线性偏振光而获得的偏振图像。

背景技术

例如，通过使用可旋转并且附连到成像设备的镜头的偏振滤光器，可实现水表面或玻璃表面上的表面反射的减少以及对天空的蓝色的控制。用户可以通过控制偏振滤光器的旋转角度来控制滤光效果的有效性。

注意，下面的专利文献1是相关联的通常技术的示例。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利特许公开第2003-98072号

发明内容

技术问题

如专利文献1中所示，通过如下方式对透明塑料成型产品等进行成像：使用具有相机的偏振照明装置，将在与偏振照明装置正交的方向上的偏振滤光器附连到该相机，同时利用成型产品的双折射特性来捕获成型产品等的图像。

在该情况下，为了对包括透明部分和不透明部分两者的工件(检查对象产品)进行成像，设置了各个阶段，并且使用不同相机分别捕获透明部分和不透明部分的图像。

因此，用于检查的成像系统配置变得复杂。

另外，尽管通过合成透明部分和不透明部分的捕获图像来获得包括透明部分和不透明部分两者的检查对象产品的图像，但是在合成由不同相机捕获的多个图像期间显然需要对准处理。因此，图像合成处理施加了沉重的负担。

鉴于上述情况而做出了本技术。本技术的目的是获得如下图像，其中例如可通过使用一个成像设备进行一次成像来适当地观察包括透明部分和不透明部分的混合的被摄体。

问题的解决方案

根据本技术的成像设备包括：成像单元，所述成像单元具有包括第一像素组和第二像素组的像素组，第一像素组包括能够接收具有第一偏振方向的光的像素；以及图像形成单元，所述图像形成单元基于至少包括第一像素组的像素组的信号形成与作为预定偏振方向的第二偏振方向相对应的第一图像，并且基于至少包括第二像素组的像素组的信号形成与第一图像不同的第二图像。

与偏振方向相对应的图像是指包括单个偏振方向上的分量的偏振图像。根据以上配置，基于公共成像单元的信号，获得与作为第二偏振方向的预定偏振方向相对应的第一图像和与第一图像不同的第二图像。

根据上述本技术的成像设备，考虑所述成像单元对具有光学透射性的被摄体进行成像。在该情况下，穿过被摄体的光包括具有第二偏振方向的光。

以此方式，可以获得呈现被摄体的透明部分的图像作为第一图像。

根据上述本技术的成像设备，考虑第一偏振方向和第二偏振方向彼此相同。

以此方式，可以无改变地使用第一像素组的信号并且不使用下面描述的函数来形成第一图像。

根据上述本技术的成像设备，考虑第一偏振方向和第二偏振方向彼此不同。

以此方式，可以获得与不同于第一偏振方向的偏振方向(即，可由第一像素组接收的线性偏振光的偏振方向)相对应的图像作为第一图像，诸如正交图像。换句话说，为了获得第一图像，消除了使与第一图像相对应的偏振方向和可由第一像素组接收的线性偏振光的偏振方向均等的需要性。

根据上述本技术的成像设备，考虑所述图像形成单元同时形成第一图像和第二图像。

以此方式，基于公共成像单元的信号同时形成第一图像和第二图像。

根据上述本技术的成像设备，考虑所述成像单元包括多个像素单元，所述多个像素单元中的每个像素单元包括：多个像素，每个像素具有预定数量的光接收元件；以及偏振单元，所述偏振单元使像素接收对于每个像素具有不同偏振方向的线性偏振光。

以此方式，每个像素单元接收对于每个像素具有不同偏振方向的线性偏振光。

根据上述本技术的成像设备，当在假定通过经由能旋转的偏振滤光器接收光来获得捕获图像的情况下，所述偏振滤光器的旋转角度是虚拟滤光器角度时，所述图像形成单元将作为正交图像的图像数据形成为要形成的图像数据之一，所述正交图像对应于在虚拟滤光器角度是大致与入射到所述偏振单元的线性偏振光的偏振方向正交的角度的情况下获得的图像。

换句话说，获得呈现透明部分的正交图像。

根据上述本技术的成像设备，考虑所述图像形成单元获取函数，并且使用所述函数形成作为正交图像的图像数据，所述函数基于所述像素单元中包括的并且接收彼此不同的线性偏振光的所述光接收元件的光接收信号值来指示所述虚拟滤波器角度与所述光接收信号值之间的关系。

换句话说，通过使用指示虚拟滤光器角度与光接收信号值之间的关系的函数来获得呈现透明部分的正交图像。

根据上述本技术的成像设备，考虑所述图像形成单元将作为抵消图像的图像数据形成为要形成的图像数据之一，所述抵消图像抵消所述偏振滤光器的功能。

换句话说，获得呈现不透明部分的抵消图像以及呈现透明部分的正交图像。

根据上述本技术的成像设备，考虑所述图像形成单元执行形成所述正交图像和所述抵消图像的合成图像的处理。

换句话说，形成合成图像，该合成图像合成呈现透明部分的正交图像和呈现不透明部分的抵消图像。

根据上述本技术的成像设备，考虑所述图像形成单元执行形成基于所述正交图像与所述抵消图像之间的差分而提取的透明部分的图像和从所述抵消图像中提取的不透明部分的图像的合成图像的处理。

可以基于正交图像与不透明部分之间的差分来提取被摄体的透明部分。抵消图像是正常图像，因此可实现从抵消图像中提取不透明部分。

根据上述本技术的成像设备，考虑所述图像形成单元形成能观察透明被摄体的轮廓的图像。

更具体地，通过计算与预定偏振条件相对应的图像、合成与预定偏振条件相对应的多个图像等，形成能观察透明被摄体的轮廓的图像。

根据上述本技术的成像设备，考虑所述图像形成单元形成能观察不透明被摄体的轮廓的图像。

更具体地，通过计算与预定偏振条件相对应的图像、合成与预定偏振条件相对应的多个图像等，形成能观察不透明被摄体的轮廓的图像。

根据上述本技术的成像设备，考虑所述图像形成单元形成能观察被摄体的轮廓的图像，并且使用指示从图像确定的轮廓的信息来形成经受过旋转校正的图像。

可从透明被摄体或不透明被摄体的轮廓线检测倾斜。基于以此方式检测到的倾斜来执行呈现被摄体的图像的旋转补偿。

根据上述本技术的成像设备，考虑所述成像单元包括多个像素对，所述多个像素对中的每个像素对包括偏振分离器、第一类型的像素和第二类型的像素，其中，第一类型的像素包括预定数量的光接收元件，该预定数量的光接收元件中的每个光接收元件的光接收面大致正交于在所述偏振分离器的分离面上反射的反射光的光轴，以接收反射光；第二类型的像素包括预定数量的光接收元件，该预定数量的光接收元件中的每个光接收元件的光接收面大致正交于透射通过所述偏振分离器的分离面的透射光的光轴，以接收透射光；以及彼此相邻布置的像素对中包括的所述偏振分离器的分离面的偏振轴的面内角度彼此不同。

上述成像单元能够对于一个像素对(一个像素位置)选择性地接收具有彼此正交的偏振方向的两种类型的线性偏振光，并且能够对于彼此相邻布置的两个像素对选择性地接收具有不同偏振方向的四种类型的线性偏振光。

根据本技术的图像形成方法包括：使用成像单元对被摄体进行成像，所述成像单元具有包括第一像素组和第二像素组的像素组，第一像素组包括能够接收具有第一偏振方向的光的像素；以及基于至少包括第一像素组的像素组的信号形成与作为预定偏振方向的第二偏振方向相对应的第一图像，并且基于至少包括第二像素组的像素组的信号形成与第一图像不同的第二图像。

还通过该图像形成方法执行与由根据本技术的成像设备执行的动作相似的动作。

根据本技术的成像系统包括：偏振照明装置，所述偏振照明装置照射作为线性偏振光的光；成像单元，所述成像单元具有包括第一像素组和第二像素组的像素组，第一像素组包括能够接收具有第一偏振方向的光的像素；以及图像形成单元，所述图像形成单元基于至少包括第一像素组的像素组的信号形成与作为预定偏振方向的第二偏振方向相对应的第一图像，并且基于至少包括第二像素组的像素组的信号形成与第一图像不同的第二图像。

例如，偏振照明装置是指使用包括照明装置和偏振滤光器等的配置以预定角度向被摄体照射偏振光的照明装置。

根据上述本技术的成像系统，考虑所述成像系统还包括：在与偏振照明装置的方向不同的方向上向被摄体照射非偏振光的照明装置。

例如，增加朝向成像单元引导被摄体表面上的图像光的照明装置。

根据上述本技术的成像系统，考虑所述成像单元被布置成在所述偏振照明装置从被摄体的背面侧向被摄体照射光的状态下对被摄体的正面侧进行成像。

在该情况下，可以形成将被摄体中的产生偏振照明的双折射的部分分开的图像。

根据上述本技术的成像系统，考虑所述成像单元被布置成在所述偏振照明装置从被摄体的背面侧向被摄体照射光的状态下对被摄体的正面侧进行成像；以及设置有从被摄体的正面侧照射非偏振光的照明装置。

在该情况下，执行这样的成像，该成像形成将被摄体中的产生偏振照明的双折射的部分分开的图像和能够表现被摄体的表面的图像。

发明的有益效果

根据本技术，可以通过使用成像设备进行一次成像来获得与预定偏振方向相对应的第一图像和与第一图像不同的第二图像。因此，例如，可以通过一次成像来获得被摄体的透明部分和不透明部分的捕获图像。

注意，要产生的有益效果不必限于本文中描述的有益效果，而是可以是本公开中描述的任何有益效果。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的成像系统的配置示例的图。

图2是示出根据第一实施例的成像设备的内部配置示例的框图。

图3是示出根据第一实施例的成像设备中包括的成像单元的结构的说明图。

图4是示出根据实施例的抵消图像的形成方法的说明图。

图5是示出根据实施例的函数的拟合的说明图。

图6是根据实施例的函数的示例的说明图。

图7是示出根据第一实施例的图像获取方法的说明图。

图8是示出根据第一实施例的抵消图像和正交图像的合成的说明图。

图9是示出由图像形成单元执行以实现根据第一实施例的图像获取方法的处理的过程的流程图。

图10是示出根据第二实施例的成像系统的配置示例的图。

图11是示出当由第二实施例的成像设备对被摄体进行成像时执行的动作的说明图。

图12是示出根据第二实施例的图像合成的说明图。

图13是示出由图像形成单元执行以实现根据第二实施例的图像获取方法的处理的过程的流程图。

图14是示出根据第三实施例的成像系统的配置示例的图。

图15是示出根据第三实施例的成像设备的内部配置的说明图。

图16是示出根据第三实施例的假定被摄体的示例的说明图。

图17是示出根据第三实施例的在对透明纸张进行成像的情况下获得的抵消图像、正交图像和平行图像的示例的图。

图18是示出根据第三实施例的在对不透明纸张进行成像的情况下获得的抵消图像、正交图像和平行图像的示例的图。

图19是示出在获取纸张显示信息时由图像形成单元执行的处理的过程的流程图。

图20是示出根据第三实施例的在手动模式的设定下由控制单元执行的处理过程的流程图。

图21是示出根据第三实施例的由图像形成单元执行的用于纸张确定的处理的流程图。

图22是示出根据第三实施例的在自动选择模式的设定下由控制单元执行的处理过程的流程图。

图23是示出根据变型示例的成像单元的结构的说明图。

图24是说明在使用变型示例的成像单元的情况下形成的第一偏振图像至第四偏振图像和抵消图像的形成方法的示例的图。

具体实施方式

下文中将参考附图按以下顺序描述根据本技术的实施例。

<1、第一实施例>

1-1、成像系统的配置概要

1-2、通过信号处理形成虚拟偏振图像

1-3、第一实施例中的图像获取方法

1-4、处理过程

<2、第二实施例>

2-1、成像系统的配置概要

2-2、第二实施例中的图像获取方法

2-3、处理过程

<3、第三实施例>

3-1、系统配置概要

3-2、用于透明纸张和不透明纸张的对应方法

3-3、处理示例

<4、成像单元的变型示例>

<5、实施例的总结>

<6、本技术>

<1、第一实施例>

1-1、成像系统的配置概要

图1示出包括根据本技术的第一实施例的成像设备1的成像系统10的配置示例。

成像系统10包括成像设备1、发光单元2、偏振滤光器3和台子4。

成像设备1包括以下描述的成像单元11，并且能够获得被摄体5的捕获图像，该被摄体5包括透明部分5a和不透明部分5b并且布置在台子4上。

本文中具有透明部分5a和不透明部分5b的被摄体5的示例包括塑料瓶产品等。例如，这样的塑料瓶产品被认为是被摄体5的示例，该塑料瓶产品包括与透明部分5a相对应的透明容器和与不透明部分5b相对应的盖子部分或塞子部分。

发光单元2被布置成经由台子4面对成像设备1，并且朝向成像设备1发射光。例如，发光单元2包括所需要的发光元件作为光源(诸如LED(发光二极管)、荧光灯和白炽灯泡)，并且发射非偏振光(自然光)。

偏振滤光器3布置在发光单元2的发光面侧，并且选择性地透射被包括在来自发光单元2的发射光中并且与特定偏振方向相对应的线性偏振光。从偏振滤光器3朝向布置在台子4上的被摄体5发射该线性偏振光。换句话说，当从偏振滤光器3观看时，朝向位于台子4内侧的成像设备1发射线性偏振光。

当从成像设备1观看时，发光单元2和偏振滤光器3中的每个用作偏振照明装置，该偏振照明装置从布置在台子4上的被摄体5的背面向被摄体5照射与特定偏振方向相对应的线性偏振光。在这种意义上，下文中将由发光单元2和偏振滤光器3构成的偏振照明装置称为“偏振背光”。

另外，以如上所述的方式将成像设备1定位成在将被摄体5布置在边界上的情况下面对偏振背光的状态也可以被称为将成像设备1布置成在从被摄体5的背面侧向被摄体5照射偏振光的情况下对被摄体5的正面侧进行成像的状态。

图2是示出成像设备1的内部配置示例的框图。

成像设备1包括成像单元11、存储单元14、通信单元15、显示单元16、操作单元17、光学系统18、光学系统驱动单元19、数字信号处理单元20和控制单元30。

光学系统18包括诸如盖板透镜(cover lens)、变焦透镜和聚焦透镜之类的透镜以及光圈机构。来自被摄体的光被光学系统18会聚并且照射到成像单元11的成像器件12。

成像单元11例如包括诸如CCD(电荷耦合器件)类型和CMOS(互补金属氧化物半导体)类型的成像器件12(以下描述)，例如对于由成像器件12通过光电转换而获得的电信号执行CDS(相关双采样)处理、AGC(自动增益控制)处理等，并且进一步执行A/D(模拟/数字)变换处理。此后，成像单元11将成像信号作为数字数据输出到布置在下一级上的数字信号处理单元20。

注意，以下将描述本实施例中的成像单元11的结构。

光学系统驱动单元19在控制单元30的控制下驱动光学系统18的聚焦透镜以执行聚焦操作。另外，光学系统驱动单元19在控制单元30的控制下驱动光学系统18的光圈机构以执行曝光调整。此外，光学系统驱动单元19在控制单元30的控制下驱动光学系统18的变焦透镜以执行变焦操作。

例如，数字信号处理单元20被提供为诸如DSP(数字信号处理器)之类的图像处理处理器。数字信号处理单元20对从成像单元11接收的数字信号(捕获图像数据)执行各种类型的信号处理。

根据本实施例的数字信号处理单元20至少包括偏振光处理单元21和编解码单元22。

偏振光处理单元21是本技术的“图像形成单元”的实施例，并且基于从成像单元11接收的数字信号来形成在不同偏振光条件下的多个图像数据。如下所述，由偏振光处理单元21形成的图像包括与预定偏振方向相对应的图像。本文中，“与偏振方向相对应的图像”是指包括单个偏振方向上的分量的偏振图像。换句话说，“与偏振方向相对应的图像”是指通过选择性地接收与单个偏振方向相对应的线性偏振光而获得的图像。注意，“通过选择性地接收与单个偏振方向相对应的线性偏振光而获得的图像”包括通过对于由成像单元11获得的信号执行的处理而形成的图像，诸如通过使用以下描述的函数F的信号处理而形成的虚拟偏振图像。

注意，将再次描述由偏振光处理单元21执行的处理。

编解码单元22例如对于由偏振光处理单元21形成的图像数据执行用于记录或通信的编码。

控制单元30包括微型计算机(算术处理装置)，该微型计算机包括CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、闪速存储器等。

CPU执行存储在ROM、闪速存储器等中的程序，以控制成像设备1的整体操作。

RAM用于在由CPU执行的各种数据处理期间作为工作区域临时存储数据、程序等。

ROM和闪速存储器(非易失性存储器)用于存储供CPU控制各个单元的OS(操作系统)、诸如图像文件的内容文件、用于各种操作的应用程序、固件等。

如此配置的控制单元30控制各个需要单元的操作，诸如由数字信号处理单元20执行的各种类型的信号处理的指令、根据用户的操作的成像操作和记录操作、对于记录的图像文件的再现操作、相机操作(例如变焦、聚焦和曝光调整)以及用户界面操作。

显示单元16是为用户(例如，图像捕获人)呈现各种类型的显示的显示单元，并且例如包括设置在成像设备1的壳体上的显示装置(诸如LCD(液晶显示器)和有机EL(电致发光)显示器)。注意，显示单元16可以包括呈所谓的取景器的形式的LCD、有机EL显示器等。

显示单元16包括上述显示装置以及使显示装置执行显示的显示驱动器。显示驱动器响应于来自控制单元30的指令在显示装置上执行各种类型的显示。

操作单元17具有用于从用户接收操作输入的输入功能，并且将与输入操作相对应的信号发送至控制单元30。

例如，操作单元17由设置在成像设备1的壳体上的各种类型的操作器、设置在显示单元16上的触摸面板等来实现。

存储单元14例如包括非易失性存储器，并且用作用于存储诸如静态图像数据和运动图像数据之类的图像文件(内容文件)、与图像文件相关联的属性信息以及缩略图像的存储区域。

图像文件例如以诸如JPEG(联合图像专家组)、TIFF(标签图像文件格式)和GIF(图形交换格式)的形式来存储。

考虑存储单元14的各种实际模式。例如，存储单元14可以是内置在成像设备1中的闪速存储器，或者是包括可拆卸地附连到成像设备1的存储卡(例如，便携式闪速存储器)以及实现对该存储卡的记录和再现访问的卡记录和再现单元的模式。另外，在内置在成像设备1中的模式下的存储单元14可以被实现为HDD(硬盘驱动器)等。

通信单元15与外部装置执行用于数据通信和网络通信的有线通信或无线通信。

例如，通信单元15与外部显示装置、记录装置、再现装置等进行通信，以传送捕获图像数据(静态图像文件和运动图像文件)。

另外，作为网络通信单元的通信单元15例如可以经由诸如因特网、家庭网络和LAN(局域网)的各种类型的网络执行通信，并且实现向网络上的服务器、终端等发送各种类型的数据以及从网络上的服务器、终端等接收各种类型的数据。

1-2、通过信号处理形成虚拟偏振图像

图3是示出成像设备1中包括的成像单元11的结构的说明图。图3中的A部分是示意性垂直截面图，而图3中的B部分是示意性正视图。

在成像单元11中，光学构件13布置在成像器件12的成像面上。成像器件12包括二维地(在垂直和水平方向上)排列的多个光接收元件12a。对于每个光接收元件12a，设置位于光学构件13的光接收面上的偏振滤光器13a。

在图3的B部分中，由双头箭头示意性地指示每个偏振滤光器13a的偏振轴的方向(角度)。如参考双头箭头可以理解的，设置了偏振光轴彼此相差45度的角度的四种类型的偏振滤光器13a。

在下文中，假定与图的表面中的水平方向(即成像器件12的水平方向(水平线方向))一致的方向与水平方向(水平线)一致。由水平方向上的双头箭头指示的偏振轴的角度被表示为“0度”的角度，由垂直方向上的双头箭头指示的偏振轴的角度被表示为“90度”的角度，由向右上方(向左下方)倾斜的双头箭头指示的偏振轴的角度被表示为“45度”的角度，以及由向左上方(向右下方)倾斜的双头箭头指示的偏置轴的角度被表示为“135度”的角度。

成像器件12中的每个光接收元件12a(即，本示例中的每个像素)选择性地接收角度与布置在光接收面上的对应偏振滤光器13a的偏振轴角度一致的线性偏振光。

在本示例中，两个(垂直)×两个(水平)＝四个光接收元件12a构成一个像素单元U。在像素单元U中，各个光接收元件12a上的偏振滤光器13a的偏振轴彼此相差45度。

如此配置的多个像素单元U在成像单元11中沿垂直方向和水平方向排列。

如上所述，可以通过使用能够选择性地接收具有不同偏振方向的线性偏振光的成像单元11来获得与偏振光相关联的信息。

更具体地，可以获得这样的函数，该函数通过使用具有不同偏振方向并且分别接收到的线性偏振光的多个光接收信号值来表示偏振滤光器的偏振轴的角度与由光接收元件12a获得的光接收信号值(亮度值)之间的关系。换句话说，所获得的函数是在假定通过经由可旋转的偏振滤光器接收光而获得捕获图像的情况下表示偏振滤光器的旋转角度与接收光信号值(亮度值)之间的关系的函数。

如上所述的在假定通过经由可旋转的偏振滤光器接收光而获得捕获图像的情况下的偏振滤光器的旋转角度将在下文中被表示为“虚拟滤光器角度”。此外，如上所述的函数将被称为“函数F”。

函数F被具体地提供为cos(余弦)曲线。可以使用cos曲线来计算在虚拟滤波器角度为任意角度的情况下获得的光接收信号值。换句话说，可以获得已经被赋予了任意偏振滤光效果的图像。

另外，在使用上述成像单元11的情况下，可以通过将偏振方向彼此相差90度的两个线性偏振光的光接收信号值相加，获得抵消由光学构件13进行的偏振光的分离的捕获图像，即，与抵消偏振滤光效果的正常捕获图像相对应的图像。

与以上述方式没有偏振滤光效果的正常捕获图像相对应的图像将在下文中被称为“抵消图像”。

将参考图4至图6来描述由图2中所示的偏振光处理单元21执行的抵消图像的形成以及函数F的拟合。

图4是示出抵消图像的形成方法的说明图。

图4中的A部分示意性地示出成像单元11中的像素排列以及各个偏振滤光器13a的偏振轴角度的指示。

如下所述，在本示例中，首先假定在拟合cos曲线时在每个像素位置处获得0度、90度、45度和135度的四种类型的线性偏振光的光接收信号值。

同时，如图4中的B部分中所示，成像单元11中的具有0度、90度、45度和135度的偏振轴的偏振滤光器13a中的像素沿垂直方向和水平方向间歇地排列。在该情况下，难以在每个像素位置处无改变地获得四种类型的线性偏振光的光接收信号值。

因此，如图4中的C部分中所示，对于0度、90度、45度和135度的线性偏振光中的每个，使用接收对应线性偏振光的像素的光接收信号值来对缺少对应光接收信号值的像素位置处的光接收信号值进行插值，以形成与在每个像素位置处选择性地接收的0度的线性偏振光相对应的图像(下文中被称为“第一偏振图像”)、与在每个像素位置处选择性地接收的90度的线性偏振光相对应的图像(下文中被称为“第二偏振图像”)、与在每个像素位置处选择性地接收的45度的线性偏振光相对应的图像(下文中被称为“第三偏振图像”)以及与在每个像素位置处选择性地接收的135度的线性偏振光相对应的图像(下文中被称为“第四偏振图像”)。

如上所述，通过在每个像素位置处将偏振方向彼此相差90度的两个线性偏振光的光接收信号值相加来获得抵消图像。

更具体地，可以通过将第二偏振图像中的每个像素位置处的光接收信号值与第一偏振图像中的相同像素位置处的光接收信号值相加，或者通过将第四偏振图像中的每个像素位置处的光接收信号值与第三偏振图像中的相同像素位置处的光接收信号值相加，获得抵消图像。

图4中的D部分示意性地示出以此方式从第一偏振图像和第二偏振图像、或者从第三偏振图像和第四偏振图像形成虚拟正常图像。

图5是示出函数F(cos曲线)的拟合的说明图。图5中的A部分示出各自在成像单元11的特定像素位置处获得的四个线性偏振光的光接收信号值(亮度值)的示例，而图5中的B部分示出四个光接收信号值(亮度值)与cos曲线之间的关系的示例。

从图5中的A部分和图5中的B部分可以看出，可通过获得每个像素位置处的四个线性偏振光的光接收信号值来实现cos曲线的拟合。

如图6中所示，在假定光接收信号值为“I”、光接收信号值的最大值和最小值分别为“Imax”和“Imin”、虚拟滤光器角度为“θpol”以及“θpol”的偏移为“φ”的情况下，作为函数F的cos曲线被表示为下面的[公式1]”。

[数学式1]

在该情况下，公式1可被变换为下面的公式2。

[数学式2]

在公式2中，“A”指示振幅，“φ”指示与原点的相位偏差，并且“c”是“y”的偏移。

使用从接收到的0度、90度、45度和135度的线性偏振光获得的四个光接收信号值、基于下面的“公式3”、通过最小二乘法来执行cos曲线的拟合。换句话说，获得产生最小“J”的“y”。

[数学式3]

J＝∑{(In-y)^2}...公式3

在公式3中，“In”是测量值，即，在对象像素位置处获得的0度、90度、45度或135度的线性偏振光的光接收信号值。

通过以上公式3获得的产生最小值“J”的值“y”成为拟合到测量值的cos曲线。

在拟合cos曲线之后，通过将任意虚拟滤光器角度的值带入cos曲线，在对象像素位置处获得当光接收元件12a经由任意旋转角度的偏振滤光器接收光时产生的光接收信号值(对象像素位置处的亮度值)。注意，与公式2中的“虚拟滤光器角度”相对应的项是“(π/2)*n”。

通过如上所述地执行cos曲线的拟合，并且对于每个像素位置使用cos曲线和任意虚拟滤光器角度来计算亮度值，可以获得与通过使用成像器件12经由任意旋转角度的偏振滤光器进行成像而获得的图像相对应的图像。

基于如上所述地拟合的cos曲线和任意虚拟滤光器角度形成的图像将在下文中被称为“虚拟偏振图像”。

偏振光处理单元21能够通过使用上述方法、基于各个光接收元件12a的光接收信号值，形成任意虚拟滤光器角度的虚拟偏振图像，并且形成抵消偏振滤光效果的抵消图像。

注意，已经通过示例的方式描述了形成第一偏振图像、第二偏振图像、第三偏振图像和第四偏振图像作为插值图像以防止虚拟偏振图像的分辨率的降低的示例。然而，考虑到像素单元U位于相同的像素位置处，可以对于每个像素单元U执行基于四种类型的光接收信号值的cos曲线的拟合。

另外，不要求对于每个像素位置使用四种类型的线性偏振光的光接收信号值来实现cos曲线的拟合，而是可以使用至少三种类型的线性偏振光的光接收信号值来实现cos曲线的拟合。在本示例中，通过对于每个像素位置使用四种类型的线性偏振光的光接收信号值、基于最小二乘法执行拟合，实现具有更高抗噪性的高精度拟合。

1-3、第一实施例中的图像获取方法

如从以上描述所理解的，偏振光处理单元21能够基于由公共成像单元11获得的信号通过信号处理来形成虚拟偏振图像和抵消图像。在本示例中，基于在相同帧周期中获得的成像单元11的各个光接收元件12a的光接收信号(在相同曝光周期中获得的各个光接收元件12a的光接收信号)来形成这些虚拟偏振图像和抵消图像。在这个意义上，在本示例中同时形成虚拟偏振图像和抵消图像。

注意，本文中的术语“同时”的概念可以包括预定数量的帧内的帧误差。然而，优选地在同一帧中形成各个图像。

通过形成上述虚拟偏振图像和抵消图像，对于包括透明部分5a和不透明部分5b的被摄体5，可以获得呈现透明部分5a的图像和呈现不透明部分5b的图像。

图7是示出该点的说明图。

假定成像系统10中的成像设备1对被摄体5进行成像，从背面向该被摄体5照射来自由发光单元2和偏振滤光器3构成的偏振背光的线性偏振光，并且基于捕获图像形成抵消图像。

在该情况下，如图中所示，抵消图像不会(至少清楚地)呈现透明部分5a，而是呈现不透明部分5b。抵消图像是抵消偏振滤光效果的图像。因此，如果不存在被摄体5，则抵消图像成为大致全白的图像。不透明部分5b是当从成像设备1观看时遮蔽从偏振背光发射的光的遮蔽物，因此在抵消图像中呈现为阴影部分。相反，透明部分5a透射来自偏振背光的光。因此，与不透明部分5b不同，透明部分5a不会(至少清楚地)产生阴影，因此不会呈现在抵消图像中。

同时，假定基于上述捕获图像形成以与大致正交于由偏振背光照射的线性偏振光的偏振方向的角度相对应的虚拟滤光器角度而获得的虚拟偏振图像(下文中被称为“正交图像”)。

注意，由偏振背光照射的线性偏振光的偏振方向也可以被称为入射到光学构件13的线性偏振光的偏振方向。更具体地，上述正交图像可以被称为与在虚拟滤光器角度是大致与入射到光学构件13的线性偏振光的偏振方向正交的角度的情况下获得的图像相对应的图像。

如图中所示，正交图像不是呈现不透明部分5b，而是呈现透明部分5a。虚拟滤光器角度是大致与线性偏振光的偏振方向正交的角度。因此，如果不存在被摄体5，则获得大致全黑的图像作为正交图像。在存在被摄体5的情况下，正交图像不呈现不透明部分5b，该不透明部分5b本来不会透射来自偏振背光的光。

相反，透明部分5a透射来自偏振背光的光。在该情况下，来自偏振背光的偏振光的偏振方向由于当偏振光穿过透明部分5a时产生的双折射而改变。因此，穿过透明部分5a的至少一部分偏振光的偏振方向相对于用于形成正交图像的虚拟滤光器角度不是正交的，因此透射光的分量呈现在正交图像中。换句话说，呈现透明部分5a的图像。

如上所述，通过基于由成像单元11获得的捕获图像、使用信号处理形成抵消图像和正交图像，可以获得呈现透明部分5a的图像和呈现不透明部分5b的图像两者。

如图8中所示，本实施例的偏振光处理单元21执行合成处理，该合成处理将呈现不透明部分5b的抵消图像和呈现透明部分5a的正交图像相合成，以获得可以同时观察透明部分和不透明部分的图像。

更具体地，偏振光处理单元21首先从抵消图像中提取呈现不透明部分5b的图像部分(下文中被称为“不透明部分”)。类似地，偏振光处理单元21从正交图像中提取呈现透明部分5a的图像部分(下文中被称为“透明部分”)。

此后，将这些提取的不透明部分和透明部分合成以获得一个捕获图像。

注意，作为基于其形成正交图像和抵消图像的信号的从成像单元11接收的信号(捕获图像数据)可以是原始(RAW)数据，或者可以是通过对原始(RAW)数据执行所需要的信号处理而获得的信号。

另外，本说明书中的“捕获图像(捕获图像数据)”广义上是指基于成像而获得的图像，并且用作如下术语，该术语不仅指示由成像单元11获得的图像，而且指示通过执行所需要的信号处理从图像形成的如上所述的第一偏振图像至第四偏振图像、虚拟偏振图像、抵消图像等。

此外，本说明书中的“成像”是指直到由成像器件12获取光接收信号为止执行的操作。

此外，关于来自偏振背光的偏振光，如上所述，偏振方向由于被摄体5的透明部分5a处的双折射而改变。在该情况下，来自偏振背光的一部分偏振光的偏振方向从原始偏振方向改变大致90度的改变量(改变角度)。换句话说，产生大致90度的改变量的一部分偏振光的偏振面的角度大致与用于形成正交图像的虚拟滤光器角度一致。因此，透明部分5a呈现在正交图像中。

在以上描述中，假定与正交图像相对应的偏振方向、即大致与偏振背光的偏振方向正交的偏振方向是“第二偏振方向”，本实施例的成像单元11也被称为用于对透射第二偏振方向上的光的被摄体5进行成像的单元。换句话说，在该情况下的被摄体5可以被称为具有光学透射性的被摄体，并且穿过被摄体5的光包括第二偏振方向上的光。成像单元11对该被摄体进行成像。通过以此方式执行成像，可以获得呈现透明部分5a的图像作为正交图像。

注意，光学透射性是指透射至少一部分入射光的特性。

注意，上述第一实施例中的图像获取方法对应于如下示例：从根据本技术的“第一图像”和“第二图像”的视点来看，该示例形成正交图像作为第一图像并且形成抵消图像作为第二图像。

1-4、处理过程

图9是示出由偏振光处理单元21执行以实现根据上述第一实施例的图像获取方法的处理的过程的流程图。

在步骤S101中，偏振光处理单元21首先检查是否已经发出图像形成指令。例如，图1中所示的控制单元30响应于经由操作单元17输入的预定操作向偏振光处理单元21发出图像形成指令。在步骤S101中，例如，以此方式检查是否已经从控制单元30发出图像形成指令。

当没有发出图像形成指令时，偏振光处理单元21再次执行步骤S101中的处理。换句话说，偏振光处理单元21连续执行步骤S101中的处理，直到发出图像形成指令为止。

当发出图像形成指令时，偏振光处理单元21在步骤S102中获取捕获图像数据。更具体地，获得由成像单元11获得的一帧的捕获图像数据(即，各个光接收元件12a的光接收信号值的数字采样值)。

随后，在步骤S103中，偏振光处理单元21执行抵消图像形成处理。

例如，使用在步骤S102中获取的捕获图像数据、通过以下过程来执行抵消图像形成处理。

首先，执行对于每个角度的偏振图像形成处理。更具体地，形成参考图4中的C部分描述的第一偏振图像、第二偏振图像、第三偏振图像和第四偏振图像。此后，对于每个像素位置，将具有彼此正交的偏振方向的两个偏振图像的光接收信号值相加。更具体地，将第二偏振图像中的每个像素位置处的光接收信号值与第一偏振图像中的相同像素位置处的光接收信号值相加。替选地，将第四偏振图像中的每个像素位置处的光接收信号值与第三偏振图像中的相同像素位置处的光接收信号值相加。

以此方式，可以获得抵消偏振滤光效果的抵消图像。

随后，偏振光处理单元21在步骤S104中执行从抵消图像中提取呈现不透明部分5b的图像部分的处理，作为不透明部分提取处理。

此外，偏振光处理单元21在随后的步骤S105中执行正交图像形成处理。

例如，使用在步骤S102中获取的捕获图像数据、通过以下过程来执行正交图像形成处理。

首先，基于在先前步骤S103中获得的第一偏振图像、第二偏振图像、第三偏振图像和第四偏振图像，对于每个像素位置拟合cos曲线。更具体地，使用通过形成第一偏振图像、第二偏振图像、第三偏振图像和第四偏振图像而对于每个像素位置获得的四个光接收信号值，对于每个像素位置、基于上述公式3来拟合cos曲线。

此后，通过对于每个像素位置将预定虚拟滤光器角度代入cos曲线来计算亮度值。本文中使用的虚拟滤光器角度是产生大致与由发光单元2和偏振滤光器3构成的偏振背光照射的线性偏振光正交的状态(正交尼科耳(crossed Nicol)状态)的角度。以此方式获得正交图像。注意，正交图像也被称为与通过接收如下偏振光而获得的图像相对应的图像，该偏振光的偏振方向与由偏振背光照射的偏振光正交。

此后，偏振光处理单元21在步骤S106中执行从抵消图像中提取呈现透明部分5a的图像部分的处理，作为透明部分提取处理。

最后，偏振光处理单元21在步骤S107中执行将提取的不透明部分和透明部分合成为一帧的捕获图像数据的处理，作为合成处理。

偏振光处理单元21响应于步骤S107的完成而结束图9中所示的一系列处理。

注意，可以将通过步骤S107中的合成处理获得的合成图像作为静态图像数据存储在诸如存储单元14的预定存储装置中。

替选地，可以将合成图像存储为运动图像数据。在形成运动图像数据作为合成图像的情况下，如果对于每个帧重复执行步骤S102和后续步骤中的处理，则就足够了。

只要获得静态图像数据，就不需要对于每个帧执行形成正交图像的处理，例如cos曲线的拟合。可以仅对于与预定操作的执行的定时相对应的帧执行该处理。

另外，尽管为了描述的方便，以示例的方式描述了单个光接收元件12a构成本技术的“像素”的情况，但是可以形成彩色图像作为由成像设备1获得的捕获图像(虚拟偏振图像和虚拟正常图像)。在该情况下，针对“像素”，对于红(R)、绿(G)和蓝(B)中的每个设置至少一个光接收元件12a(例如，对于RGGB类型设置四个光接收元件12a)。更具体地，对于各自具有预定数量的光接收元件12a的每个“像素”设置偏振滤光器13a，以允许每个“像素”选择性地接收具有不同偏振方向的线性偏振光。

在彩色图像的情况下，对于每个像素位置存在用于R、G和B的各自光接收元件12a，因此对于R、G和B中的每个形成第一偏振图像至第四偏振图像。另外，对于R、G和B中的每个执行对于第一偏振图像至第四偏振图像的每个像素位置执行的cos曲线的拟合、以及基于cos曲线的正交图像的形成。以此方式，可以对于每个像素位置获得具有R、G和B中的每个的光接收信号值(亮度值)的正交图像。另外，类似地，基于R、G和B中的每个的第一偏振图像至第四偏振图像，对于R、G和B中的每个形成抵消图像。

尽管本文中通过示例描述了使用函数F来形成正交图像的示例，但是不需要使用函数F来形成正交图像。

例如，如果成像单元11的0度、90度、45度和135度的光接收元件12a中的任何一个可以接收具有大致与偏振背光正交的偏振方向的偏振光，则可以无改变地使用对应光接收元件12a的光接收信号来获得与正交图像相对应的图像。在该情况下，调整成像设备1(成像单元11)的布置姿势，以使得0度、90度、45度和135度的光接收元件12a中的任何一个可以接收大致正交的偏振光。

通过消除对函数F的需要性，可以减轻用于形成正交图像的处理负荷。

从本技术的“第一偏振方向”和“第二偏振方向”的视点来看，如上所述的用于在不使用函数F的情况下获得正交图像的方法也被称为用于使第一偏振方向和第二偏振方向均等为相同方向的方法。更具体地，在成像单元11被认为包括包含能够接收第一偏振方向上的光的像素的第一像素组，并且偏振光处理单元21(图像形成单元)被认为基于至少包含第一像素组的像素组的信号形成与作为预定偏振方向的第二偏振方向相对应的第一图像的情况下，以上方法也可以被称为用于使第一偏振方向和第二偏振方向均等为相同方向的方法。

上述第一偏振方向和第二偏振方向在本文中可以是不同方向。

在第一偏振方向和第二偏振方向是不同方向的情况下，例如可以获得与不同于第一偏振方向(即，可由第一像素组接收的线性偏振光的偏振方向)的偏振方向相对应的图像作为第一图像，诸如正交图像。换句话说，为了获得第一图像，消除了使与第一图像相对应的偏振方向和可由第一像素组接收的线性偏振光的偏振方向均等的需要性。

在该情况下，需要使用函数F来形成第一图像。然而，可以提高在获得第一图像时的成像设备1(成像单元11)的布置姿势的自由度。

<2、第二实施例>

2-1、成像系统的配置概要

接下来将参考图10描述根据第二实施例的成像系统10A的配置示例。

注意，在以下描述中，与已经描述的部分相似的部分被赋予相同的附图标记和相同的步骤编号，并且不再重复相同的描述。

图10中的成像系统10A与成像系统10的不同之处在于，代替成像设备1而设置成像设备1A，并且增加发光单元6。

当从成像设备1A观看时，发光单元6从被摄体5的正面侧向被摄体5照射光。在本文中，发光单元6例如包括所需要的发光元件作为光源(诸如LED、荧光灯和白炽灯泡)。与来自发光单元2的发射光相似，来自发光单元6的发射光是非偏振光(自然光)。从这个视点来看，第二发光单元6在下文中也将被称为“正常照明装置”。

根据上述成像系统10A，成像设备1A对被摄体5的正面侧进行成像，从正面侧向被摄体5照射非偏振光，并且从背面侧向被摄体5照射偏振光。

注意，成像设备1A的内部配置大致与成像设备1的内部配置相似，因此省略了参考附图的描述。

2-2、第二实施例中的图像获取方法

将参考图11描述在由第二实施例的成像设备1A对被摄体5进行成像期间的动作。

在第二实施例中，从正面侧向被摄体5照射来自正常照明装置的非偏振光。在该情况下，从不透明部分5b的正面侧的表面朝向成像设备1A引导非偏振光的反射光。因此，当基于成像单元11的捕获图像形成抵消图像时，在该情况下的抵消图像呈现表现表面状态的不透明部分5b。相反，透明部分5a基本上不产生来自正常照明装置的非偏振光的反射，因此在该情况下的抵消图像不呈现透明部分5a。

另外，当在该情况下形成正交图像时，正交图像通过与第一实施例的对应原理相似的原理呈现透明部分5a。另外，在该情况下的正交图像呈现不透明部分5b，同时以与在抵消图像中呈现的亮度不同的亮度的模式来表现表面状态，如图中所示。

产生该状态是因为朝向成像设备1A引导当正常照明装置的非偏振光在不透明部分5b的表面上反射时产生的一部分反射光，作为具有与用于形成正交图像的虚拟滤光器角度一致的偏振方向的线性偏振光。

根据第二实施例的成像设备1A，偏振光处理单元21通过基于上述正交图像和抵消图像合成透明部分和不透明部分来形成合成图像。

图12是示出根据第二实施例的图像合成的说明图。

首先，类似于第一实施例，从抵消图像中提取不透明部分。

在该情况下，基于抵消图像与正交图像之间的差分来提取透明部分。更具体地，例如，考虑通过提取具有抵消图像与正交图像之间的特定值或更大值的差分的图像部分的处理来实现该提取。

偏振光处理单元21以上述方式合成所提取的不透明部分和透明部分，以获得一个捕获图像。

2-3、处理过程

图13是示出由偏振光处理单元21执行以实现根据第二实施例的图像获取方法的处理的过程的流程图。

该处理与以上参考图7描述的处理的不同之处在于，代替步骤S106中的提取处理而执行步骤S201中的提取处理。

在步骤S201中，偏振光处理单元21执行基于分别在步骤S103和步骤S105中形成的抵消图像和正交图像之间的差分来提取透明部分的处理，作为透明部分提取处理。

更具体地，如上所述，通过提取具有抵消图像和正交图像之间的特定值或更大值的差分的图像部分的处理来实现该提取。替选地，还考虑通过使用在步骤S104中从抵消图像中提取不透明部分的结果，从除了与不透明部分相对应的图像部分以外的图像部分中提取具有一定值或更大值的差分的图像部分的处理来实现该提取。

在该情况下，考虑用于提取透明部分的各种处理方法，并且不需要使用任何特定的方法。

根据第二实施例的图像获取方法，作为合成图像获得的图像是这样的图像，其中可以同时观察被摄体5的透明部分5a和不透明部分5b，并且可表现被摄体5的表面。

<3、第三实施例>

3-1、系统配置概要

第三实施例是假定应用于复印机的示例。

图14示出根据第三实施例的成像系统10B的配置示例。

成像系统10B包括第一发光单元41、偏振滤光器42、第二发光单元43和成像设备1B。

第一发光单元41和第二发光单元43中的每个包括所需要的发光元件作为光源(诸如LED、荧光灯和白炽灯泡)，并且发射非偏振光作为发射光。

第一发光单元41经由偏振滤光器42朝向成像设备1B照射光。在成像系统10B中的成像设备1B和偏振滤光器42之间布置诸如复印源纸张(sheet)和复印纸之类的被摄体5’。本文中的复印源纸张是其中通过打印等来显示要获取的用于复印的诸如图像和字符之类的信息的纸张。另外，复印纸是指用作将信息复印到的复印目的地介质的纸。

根据成像设备1B，被摄体5'位于用于从被摄体5'的正面侧进行成像的位置处，向被摄体5'照射从背面侧的偏振滤光器42发射的偏振光。

注意，由第一发光单元41和偏振滤光器42构成的偏振照明装置在下文中也将被称为“偏振背光”。

第二发光单元43从被摄体5’的正面侧向被摄体5’照射非偏振光。

从第二发光单元43照射非偏振光的视点来看，第二发光单元43在下文中也将被称为“正常照明装置”。

图15是成像设备1B的内部配置的说明图，示出图1中所示的第一发光单元41和第二发光单元42以及成像设备1B的内部配置。

成像设备1B与成像设备1的不同之处在于，在数字信号处理单元20中设置控制单元30B以代替控制单元30，并且设置偏振光处理单元21B以代替偏振光处理单元21。

根据控制单元30B与控制单元30之间的比较，控制单元30B与控制单元30的不同之处在于，控制单元30B执行第一发光单元41和第二发光单元43的发光控制，并且执行第三实施例的以下处理。

另外，偏振光处理单元21B与偏振光处理单元21的不同之处在于，偏振光处理单元21B执行第三实施例的以下处理。

3-2、用于透明纸张和不透明纸张的对应方法

根据第三实施例的成像设备1B执行与将透明纸张和不透明纸张的混合用作上述复印源纸张或复印纸的情况相对应的各种处理。

因此，成像设备1B的偏振光处理单元21B形成平行图像以及上述抵消图像和正交图像。

平行图像是在如下情况下获得的虚拟偏振图像：虚拟滤光器角度成为产生大致与由偏振背光照射的线性偏振光的偏振方向平行的状态的角度。换句话说，平行图像是与通过选择性地接收线性偏振光而获得的图像相对应的图像，该线性偏振光的偏振方向大致与由偏振背光照射的线性偏振光的偏振方向一致。

将参考图16至图18来考虑在成像系统10B的成像设备1B对被摄体5’进行成像的情况下获得的抵消图像、正交图像和平行图像的特性。

图16示出在以下描述中假定的被摄体5’的示例。

在该情况下的被摄体5’是纸张。假定通过打印等在纸张表面上显示在图中被指示为“5’a”的信息。以此方式在作为纸张的被摄体5'上的显示信息在下文中将被称为“纸张显示信息5a'”。

图17示出在对作为被摄体5'的透明纸张进行成像的情况下获得的抵消图像(图17中的A部分)、正交图像(图17中的B部分)和平行图像(图17中的C部分)的示例。

更具体地，图17中的A部分、图17中的B部分和图17中的C部分分别示出在照射偏振背光的状态(正常照明处于断开状态)下获得的抵消图像、正交图像和平行图像。

注意，在图17中假定，在作为纸张的被摄体5’相对于成像设备1B的成像框架倾斜的状态下执行成像。注意，这一点也适用于以下参考的图18。

获得图17中的A部分中所示的抵消图像，作为其中在大致白色的背景上呈现纸张显示信息5’a的图像。

另外，获得图17中的B部分中所示的正交图像，作为其中在大致黑色的背景上呈现被摄体5’的轮廓和纸张显示信息5’a的图像。在该情况下，在正交图像中呈现的被摄体5’中除了显示纸张显示信息5’a的部分以外的区域大致是灰色的。换句话说，呈现作为透明纸张的被摄体5’的透明部分的部分大致是灰色的。该状态是由于透明部分中的双折射导致偏振背光的照明光的偏振方向改变而产生的。

此外，在图17中的C部分中所示的平行图像与图17中的A部分中的抵消图像的相似之点在于，与被摄体5’相关联的纸张显示信息5’a呈现在大致白色的背景上。然而，图17中的C部分中的平行图像包括被摄体5’的轮廓以及与图17中的B部分相似的作为图像中呈现的大致灰色部分的被摄体5’的透明部分。

图18示出在对作为被摄体5'的不透明纸张进行成像的情况下获得的抵消图像(图18中的A部分)、正交图像(图18中的B部分)和平行图像(图18中的C部分)的示例。

然而，图18中的A部分中所示的抵消图像是通过照射正常照明(偏振背光处于断开状态)而获得的图像。与图17中的B部分和C部分的情况类似，图18中的B部分和C部分中的正交图像和平行图像分别是在偏振背光处于照明状态的状态下获得的图像。

在被摄体5’是不透明纸张的情况下，使用处于照明状态的正常照明来获得抵消图像。在该情况下，获得如图18中的A部分所示的在大致白色的背景上呈现纸张显示信息5’a的图像。

获得图18中的B部分中所示的大致全黑的图像作为正交图像。该图像是基于与以上参照图7和其他图所示的在照明状态下通过偏振背光获得的正交图像中不呈现不透明部分5b的原理相似的原理而获得的。

此外，图18中的C部分中所示的平行图像在大致白色的背景上以大致黑色呈现被摄体5’的剪影(silhouette)。当从成像设备1B侧观看时，通过不透明纸张阻挡来自偏振背光的照明光来产生该图像。

第三实施例的成像设备1B通过利用上述抵消图像、正交图像和平行图像的特性来确定被摄体5'是透明纸张还是不透明纸张，提取纸张的轮廓，并且检测纸张的倾斜。

更具体地，通过利用参考图17中的B部分和图18中的B部分描述的特性，基于在偏振背光处于照明状态的情况下获得的正交图像来进行透明纸张或不透明纸张的确定。更具体地，基于确定正交图像是否是全黑图像来进行该确定。

另外，对于透明纸张和不透明纸张中的每个，以如下方式执行纸张轮廓的提取。更具体地，对于透明纸张，基于在偏振背光处于照明状态的情况下的正交图像(图17中的B部分)或平行图像(图17中的C部分)来执行提取。

另外，对于不透明纸张，基于在偏振背光处于照明状态的情况下的平行图像(图18中的C部分)来执行提取。

基于通过上述方法提取的纸张轮廓信息来执行纸张倾斜的检测。

3-3、处理示例

在本文中考虑的用于复印机的应用中，假定当作为复印源纸张的被摄体5'上的纸张显示信息5'a被获取为捕获图像并且被复印到复印纸以获得所获取的纸张显示信息5'a的副本时，执行上述纸张确定、轮廓提取和倾斜检测。

在下文中将参考图19中的流程图描述在获取用于复印的纸张显示信息5′a时执行的处理。

图19示出在获取纸张显示信息5’a时由偏振光处理单元21B执行的处理的过程。

假定在图19中所示的处理的开始时，在成像系统50B中将作为其中显示纸张显示信息5′a的复印源纸张的被摄体5′设定在由成像设备1B进行成像的位置处。

在图19中的步骤S301中，偏振光处理单元21B向控制单元30B发出接通偏振背光和断开正常照明的指令。

结果，第一发光单元41被接通，而第二发光单元43被断开。因此，产生这样的状态：向被摄体5’照射偏振背光的照明光，并且向被摄体5’照射正常照明的照明光。

随后，偏振光处理单元21B在步骤S302中形成正交图像，并且在步骤S303中向控制单元30B发出断开偏振背光的指令(断开光指令)。

此后，在步骤S303中，偏振光处理单元21B确定图像是否是全黑图像。更具体地，偏振光处理单元21B确定在步骤S302中获得的正交图像的整体亮度值是否是预定亮度值或更小值。该确定对应于确定被摄体5’是否是不透明纸张。例如，确定预定像素(诸如正交图像的所有像素)的每个亮度值是否是特定值或更小值。替选地，可以确定正交图像的亮度值的平均值是否是特定值或更小值。考虑并且采用确定图像是否是全黑图像的各种方法，而不限于任何特定方法，只要可以进行透明纸张或不透明纸张的确定即可。

在偏振光处理单元21B在步骤S304中确定图像不是全黑图像的情况下，偏振光处理单元21B在从步骤S305继续的步骤中执行与纸张轮廓的提取和透明纸张的纸张倾斜的检测相关联的处理。

首先，在步骤S305中，偏振光处理单元21B形成抵消图像。该处理类似于以上描述的图9中的步骤S103中的处理。

随后，在步骤S306中，偏振光处理单元21B执行提取纸张显示信息5’a的处理。更具体地，偏振光处理单元21B执行从抵消图像中提取呈现纸张显示信息5’a的图像部分的处理。

此外，偏振光处理单元21B在随后的步骤S307中执行从正交图像中提取纸张轮廓的处理。更具体地，偏振光处理单元21B基于在步骤S302中获得的正交图像来提取由作为透明纸张的被摄体5'形成的并且在正交图像中呈现的轮廓(在该情况下对应于图17中的B部分中的模式)。例如，为了在该情况下提取轮廓，考虑通过边缘检测来检测在离图像中心的最外侧检测到的边缘，并且以矩形形状来连接。

响应于步骤S307中的提取处理的完成，偏振光处理单元21B进行到步骤S316，并且基于所提取的轮廓信息来检测被摄体5’的倾斜以执行倾斜检测处理。

此外，在随后的步骤S317中，偏振光处理单元21B基于倾斜信息(即在步骤S316中检测到的与被摄体5'相关联的倾斜信息)，校正(在步骤S306或下面将描述的步骤S311中提取的)所提取的纸张显示信息5'a的倾斜。更具体地，以抵消所检测到的倾斜的方式对于作为纸张显示信息5’a的图像数据执行图像旋转处理。

相反，在上述步骤S304中图像被确定为全黑图像的情况下，偏振光处理单元21B在从步骤S308继续的步骤中执行与纸张轮廓的提取和不透明纸张的倾斜检测相关联的处理。

更具体地，偏振光处理单元21B在步骤S308中向控制单元30B发出接通正常照明的指令，在随后的步骤S309中形成抵消图像，在步骤S310中向控制单元30B发出断开正常照明的指令(断开照明指令)，然后在步骤S311中执行提取纸张显示信息5'a的处理。换句话说，偏振光处理单元21B从在步骤S309中形成的抵消图像中提取呈现纸张显示信息5’a的图像部分(对应于图18中的A部分中的模式)。

此外，偏振光处理单元21B在随后的步骤S312中向控制单元30B发出接通偏振背光的指令，在步骤S313中执行形成平行图像的处理，并且在步骤S314中向控制单元30B发出断开光指令。

随后，在步骤S315中，偏振光处理单元21B执行从平行图像中提取纸张轮廓的处理。更具体地，偏振光处理单元21B基于在步骤S313中获得的平行图像来提取由作为不透明纸张的被摄体5'形成的并且在平行图像中呈现的轮廓(对应于图18中的C部分中的模式)。例如，为了在该情况下提取轮廓，类似地考虑通过边缘检测来检测在离图像中心的最外侧检测到的边缘，并且以矩形形状来连接。

响应于步骤S315中的提取处理的完成，偏振光处理单元21B进行到步骤S316。以此方式，在不透明纸张的情况下，与上述透明纸张的情况相类似地执行对于纸张显示信息5’a的倾斜校正。

响应于步骤S317中的校正处理的完成，偏振光处理单元21B结束图中所示的一系列处理。

例如，还考虑例如当将所获取的纸张显示信息5复印到复印纸时对于复印纸进行纸张确定。换句话说，存在这样的情况：要使用的复印纸不仅可以是不透明纸张，而且可以是透明纸张。

下文中描述在复印期间可以在复印纸的选择模式下切换手动模式和自动选择模式的情况。手动模式是这样的模式，其中用户根据经由操作单元17从用户输入的操作，对于每种情况指定使用不透明纸张或透明纸张中的哪个作为与复印对象相对应的复印纸。自动选择模式是这样的模式，其中成像设备1B对于每种情况确定不透明纸张或透明纸张中的哪个是所设定的复印纸。

在下面的描述中，假定用户通过经由操作单元17输入操作输入来预先设定手动模式或自动选择模式。

图20是示出在手动模式的设定下由控制单元30B执行的处理过程的流程图。

在步骤S401中，图20中的控制单元30B确定是否已经执行了用于选择纸张的操作，即，是否已经执行了用于选择不透明纸张或透明纸张的操作。在未执行纸张选择操作的情况下，控制单元30B重复步骤S401中的处理。

在接收到纸张选择操作的情况下，控制单元30B执行存储指示在步骤S402中选择的纸张的信息的处理，然后进行到步骤S403，并且确定是否已经设定了纸张。在没有设定纸张的情况下，重复步骤S403中的处理，直到设定纸张为止。

在步骤S403中已经确认了纸张的设定的情况下，控制单元30B在步骤S404中执行接通偏振背光并且断开正常照明的处理，即接通第一发光单元41并且断开第二发光单元43的处理。

此后，在步骤S405中，控制单元30B向偏振光处理单元21B发出纸张确定执行指令。

在本文中，图21中的流程图示出由偏振光处理单元21B针对上述纸张确定执行指令而执行的处理。

在步骤S501中，偏振光处理单元21B等待从控制单元30B接收确定指令，即纸张确定执行指令。在接收到确定指令时，偏振光处理单元21B在步骤S502中执行形成正交图像的处理，并且在步骤S503中确定所形成的正交图像是否是全黑图像。这些处理类似于图19中的步骤S302和S304中的处理。

在步骤S503中确定图像不是全黑图像的情况下，偏振光处理单元21B在步骤S504中获得纸张是透明纸张的确定结果。在确定图像是全黑图像的情况下，偏振光处理单元21B在步骤S505中获得纸张是不透明纸张的确定结果。

响应于在步骤S504或步骤S505中获得的确定结果，偏振光处理单元21B在步骤S506中执行输出确定信息的输出处理，即，向控制单元30B输出指示该纸张是透明纸张或不透明纸张的确定结果的确定信息的处理，然后结束图21中所示的一系列处理。

该描述返回到参考图20的描述。

控制单元30B在步骤S406中执行接收上述确定信息的接收等待处理，并且在接收到确定信息的情况下，在步骤S407中确定与手动设定的一致或不一致。更具体地，确定上述由在步骤S402中存储的纸张信息指示的纸张类型是否与由在步骤S406中接收到的确定信息指示的纸张类型一致。

在与手动设定不一致的情况下，控制单元30B在步骤S408中执行用于用户的检查处理。例如，在本示例中的检查处理中执行的是经由显示单元16等向用户给出的以下各项的发出：指示所确定的纸张的类型的信息的通知，与手动设定的不一致的通知，以及用于指示是否在与通知相对应的类型的复印纸上执行复印的操作的接收。

在步骤S409中，控制单元30B检查来自用户的对检查处理的响应。当作为检查处理的结果给出了指示不一致是问题的响应时，控制单元30B在步骤S410中执行错误处理，并且结束图200中所示的一系列处理。在错误处理中，经由显示单元16等向用户给出至少指示错误的存在的通知。

相反，当给出了指示上述响应中没有问题的响应时，控制单元30B在步骤S411中执行参数设定处理，并且结束图20中所示的一系列处理。例如，在参数设定处理中设定的是根据被设定为复印纸的不透明纸张或透明纸张的预定参数，诸如打印浓度。

图22是示出在自动选择模式的设定下由控制单元30B执行的处理过程的流程图。

在图22中，控制单元30B执行等待直到在步骤S601中设定纸张为止的处理。在设定了纸张的情况下，控制单元30B在步骤S602中执行接通偏振背光并且断开正常照明的处理，然后在步骤S603中向偏振光处理单元21B发出纸张确定执行指令。响应于该纸张确定执行指令，偏振光处理单元21B类似地执行图21中所示的处理。

在步骤S604中，控制单元30B等待直到从偏振光处理单元21B接收到确定信息为止。在接收到确定信息时，控制单元30B在步骤S605中确定纸张是否是透明纸张。换句话说，控制单元30B确定由确定信息指示的纸张类型是否是透明纸张。

在步骤S605中纸张是透明纸张的情况下，控制单元30B进行到步骤S606，设定例如与透明纸张相对应的预定参数(诸如打印浓度)以执行透明参数设定处理，并且结束图22中所示的一系列处理。

相反，在步骤S605中纸张不是透明纸张的情况下，控制单元30B在步骤S607中设定例如与不透明纸张相对应的预定参数(诸如打印浓度)以执行不透明参数设定处理，并且结束图22中所示的一系列处理。

通过执行上述图19至图22中的处理，可以实现与作为复印纸的透明纸张或不透明纸张相对应的适当的复印设定。

注意，除了如上所述的以图像处理方式进行的旋转校正之外，还可以通过采用使纸张机械地旋转的校正方法来执行旋转校正。

从形成本技术的第一图像和第二图像的视点来看，上述第三实施例被认为是形成正交图像和平行图像作为第一图像并且形成抵消图像作为第二图像的实施例。

<4、成像单元的变型示例>

图23是变型示例中的成像单元11A的结构的说明图。图23中的A部分是成像单元11A中包括的像素对50的示意性垂直截面图，而图23中的B部分是示出当从正面观看时成像单元11A中的像素对50的排列的图。

变型示例中的成像单元11A包括两种类型的像素对50(下文中被称为“像素对50-1”和“像素对50-2”)作为像素对50。像素对50-1包括偏振分离器51-1、像素52和像素53，而像素对50-2包括偏振分离器51-2、像素52和像素53。

在本示例中，偏振分离器51-1和51-2中的每个由通过贴附(affix)两个直角棱镜而形成的类型的分离器构成，并且包括布置在这些直角棱镜彼此贴附的部分处的分离面51a。在偏振分离器51-1和51-2中的每个中，包括在入射光中所包含的线性偏振光中并且偏振方向大致与分离面51a的偏振轴一致的线性偏振光穿过分离面51a，并且偏振方向大致与偏振轴正交的线性偏振光在分离面51a上被反射。

像素52和53中的每个包括预定数量的光接收元件12a。为了便于说明，假定像素52和53中的每个具有一个光接收元件12a。注意，在彩色图像的成像的情况下，像素52和53中的每个包括与R、G和B相对应的三个或更多个光接收元件12a。

根据像素对50-1中的像素52，像素52中包括的光接收元件12a的光接收面大致与偏振分离器51-1的分离面51a上的反射光的光轴正交，并且经由光接收元件12a接收反射光。另外，根据像素对50-1中的像素53，像素53中包括的光接收元件12a的光接收面大致与通过偏振分离器51-1的分离面51a的透射光的光轴正交，并且经由光接收元件12a接收透射光。

如此配置的像素对50-1中的像素52和像素53选择性地接收偏振方向相差90度的线性偏振光。

另外，根据像素对50-2中的像素52，像素52中包括的光接收元件12a的光接收面大致与偏振分离器51-2的分离面51a上的反射光的光轴正交，并且经由光接收元件12a接收反射光。另外，根据像素对50-2中的像素53，像素53中包括的光接收元件12a的光接收面大致与通过偏振分离器51-2的分离面51a的透射光的光轴正交，并且经由光接收元件12a接收透射光。

如此配置的像素对50-2中的像素52和像素53也选择性地接收偏振方向相差90度的线性偏振光。

像素对50-1和像素对50-2在成像单元11A中交替地且二维地排列。另外，根据彼此相邻布置的像素对50-1和像素对50-2，偏振分离器51-1中的分离面51a的偏振轴的面内角度和偏振分离器51-2中的分离面51a的偏振轴的面内角度彼此不同。更具体地，在本示例中，这些偏振轴的面内角度彼此相差45度。

在该情况下，像素对50-1中的像素52和53、以及像素对50-2中的像素52和53选择性地接收偏振方向相差45度的线性偏振光。

如图23中的B部分中所示，在本示例中，彼此相邻布置的像素对50-1和像素对50-2构成一个像素单元U’。如此配置的多个像素单元U’在成像单元11A中沿垂直方向和水平方向排列。

注意，以与上述在图3中的B部分中指示偏振滤光器13a的偏振轴的方向的双头箭头的方式相类似的方式来表示在图23中的B部分中由各个像素对50选择性地接收的线性偏振光的偏振方向。

图24是示出以与上述图4的方式相类似的方式在使用成像单元11A的情况下形成的第一偏振图像至第四偏振图像和虚拟正常图像的形成方法的说明图。

成像单元11A能够在每个像素对50中、即在每个像素位置处接收偏振方向彼此正交的两个线性偏振光。因此，与使用成像单元11的情况相比，允许提高第一偏振图像至第四偏振图像的分辨率感(参见图4中的B部分和C部分以及图24中的B部分和C部分)。注意，在考虑到两个(垂直)×两个(水平)＝四个像素对50构成一个像素位置以形成第一偏振图像至第四偏振图像而没有像素插值的情况下，允许提高分辨率。

另外，在本示例中，像素对50-1和像素对50-2沿垂直方向和水平方向交替地排列。因此，可以使垂直分辨率和水平分辨率均等。此外，可以通过类似的方法来实现形成第一偏振图像至第四偏振图像的插值处理。例如，在像素对50-1和像素对50-2以线顺序方式等排列的情况下，对于垂直方向和水平方向使用不同的插值处理方法。另外，没有插值的图像的分辨率对于垂直方向和对于水平方向是不同的。然而，本示例解决了这些问题。

注意，在该情况下，还通过对于每个像素位置将偏振方向彼此正交的两个线性偏振光(0度和90度的一对，或者45度和90度的一对)的光接收信号值相加来形成抵消图像。

在该情况下，在获得第一偏振图像至第四偏振图像之后的cos曲线的拟合以及基于cos曲线的虚拟偏振图像的形成处理也类似于上述的拟合和形成处理，因此不重复相同的描述。

上述变型示例中的成像单元11A能够对于一个像素对50(一个像素位置)选择性地接收偏振方向彼此正交的两种类型的线性偏振光，并且能够对于彼此相邻布置的两个像素对选择性地接收具有不同偏振方向的四种类型的线性偏振光。

因此，可实现虚拟偏振图像的分辨率的提高。另外，入射到一个像素对50的入射光被多个光接收元件12a接收，因此可以对于每个像素位置实现光接收灵敏度的提高。

<5、实施例的总结>

如上所述，实施例的成像设备(1、1A或1B)包括：成像单元(11或11A)，所述成像单元具有包括第一像素组和第二像素组的像素组，第一像素组包括能够接收具有第一偏振方向的光的像素；以及图像形成单元(偏振光处理单元21或21B)，所述图像形成单元基于至少包括第一像素组的像素组的信号形成与作为预定偏振方向的第二偏振方向相对应的第一图像，并且基于至少包括第二像素组的像素组的信号形成与第一图像不同的第二图像。

与偏振方向相对应的图像是指包括单个偏振方向上的分量的偏振图像。根据以上配置，基于公共成像单元的信号，获得与作为第二偏振方向的预定偏振方向相对应的第一图像以及还获得与第一图像不同的第二图像。

因此，在实施例中，可以通过使用成像设备进行一次成像来获得与预定偏振方向相对应的第一图像以及与第一图像不同的第二图像。因此，例如，可以通过一次成像来获得被摄体等的透明部分和不透明部分的捕获图像。

另外，在实施例的成像设备中，成像单元对具有光学透射性的被摄体进行成像。穿过被摄体的光包括具有第二偏振方向的光。

以此方式，可以获得呈现被摄体的透明部分的图像作为第一图像。

因此，该配置适合于对具有透明部分的被摄体进行成像。

另外，在实施例的成像设备中，第一偏振方向和第二偏振方向彼此相同。

以此方式，可以无改变地使用第一像素组的信号并且不使用函数来形成第一图像。

因此，可以减轻用于形成第一图像的处理负荷。

另外，在实施例的成像设备中，第一偏振方向和第二偏振方向彼此不同。

以此方式，可以获得与不同于第一偏振方向的偏振方向(即，可由第一像素组接收的线性偏振光的偏振方向)相对应的图像作为第一图像。换句话说，为了获得第一图像，消除了使与第一图像相对应的偏振方向和可由第一像素组接收的线性偏振光的偏振方向均等的需要性。

因此，可以提高在获得第一图像时的成像单元的布置姿势的自由度。

另外，在实施例的成像设备中，图像形成单元同时形成第一图像和第二图像。

以此方式，基于公共成像单元的信号同时形成第一图像和第二图像。

因此，可以通过使用一个成像设备进行一次成像来形成第一图像和第二图像。

另外，在实施例的成像设备中，成像单元包括多个像素单元(U或U')，所述多个像素单元中的每个像素单元包括：多个像素，每个像素具有预定数量的光接收元件(12a)；以及偏振单元(光学构件13，或偏振分离器51-1或51-2)，所述偏振单元使像素接收对于每个像素具有不同偏振方向的线性偏振光。

以此方式，每个像素单元接收对于每个像素具有不同偏振方向的线性偏振光。

因此，可以通过从每个像素单元中提取预定线性偏振光的光接收信号，或者计算线性偏振光的光接收信号来形成作为任意偏振条件的图像的图像数据。通过形成与不同偏振条件相对应的图像，可以通过一次成像来获得对于被摄体具有不同偏振条件的多个图像。

本文中的“偏振条件”是指与偏振光(线性偏振光)相关联的条件。例如，在诸如正交图像和平行图像之类的与预定偏振方向相对应的图像(通过选择性地接收与预定单个偏振方向相对应的线性偏振光而获得的图像)和抵消图像(与通过接收非偏振光而得到的图像相对应的图像)之间的关系对应于具有不同“偏振条件”的图像之间的关系。另外，与预定偏振方向相对应的图像和与不同于预定偏振方向的偏振方向相对应的图像之间的关系，例如正交图像和平行图像之间的关系，也对应于具有不同“偏振条件”的图像之间的关系。

另外，在实施例的成像设备中，当在假定通过经由能旋转的偏振滤光器接收光来获得捕获图像的情况下，所述偏振滤光器的旋转角度是虚拟滤光器角度时，所述图像形成单元将作为正交图像的图像数据形成为要形成的图像数据之一，所述正交图像对应于在虚拟滤光器角度是大致与入射到所述偏振单元的线性偏振光的偏振方向正交的角度的情况下获得的图像。

换句话说，获得呈现透明部分的正交图像。

正交偏振光的图像是通过由穿过透明部分的偏振光产生的双折射表现的透明部分的图像。

该正交图像适合于对具有透明部分的被摄体进行成像。

另外，在实施例的成像设备中，所述图像形成单元获取函数(F)，并且使用所述函数形成作为正交图像的图像数据，所述函数基于所述像素单元中包括的并且接收彼此不同的线性偏振光的所述光接收元件的光接收信号值来指示所述虚拟滤波器角度与所述光接收信号值之间的关系。

换句话说，通过使用指示虚拟滤光器角度与光接收信号值之间的关系的函数来获得呈现透明部分的正交图像。

以此方式，可以适当地获得可观察透明部分的被摄体的图像。

另外，在实施例的成像设备中，所述图像形成单元将作为抵消图像的图像数据形成为要形成的图像数据之一，所述抵消图像抵消所述偏振滤光器的功能。

换句话说，获得呈现不透明部分的抵消图像以及呈现透明部分的正交图像。

以此方式，可以通过使用公共成像单元进行一次成像来获得呈现透明部分的正交图像和呈现不透明部分的抵消图像。

因此，为了获得包括透明部分和不透明部分两者的被摄体的捕获图像，消除了分别提供用于对透明部分进行成像的成像设备和用于对不透明部分进行成像的成像设备以单独对被摄体进行成像的需要性。因此，实现了工作效率的提高。

另外，在实施例的成像设备中，所述图像形成单元执行形成所述正交图像和所述抵消图像的合成图像的处理。

换句话说，形成合成图像，该合成图像合成呈现透明部分的正交图像和呈现不透明部分的抵消图像。

以此方式，可以提供可同时观察被摄体的透明部分和不透明部分的图像作为合成图像。

在该情况下，还消除了在不同成像设备的捕获图像的合成期间执行的图像之间的对准，因此提高了合成图像的工作效率。

另外，在实施例的成像设备中，所述图像形成单元执行形成基于所述正交图像与所述抵消图像之间的差分而提取的透明部分的图像和从所述抵消图像中提取的不透明部分的图像的合成图像的处理。

可以基于正交图像和不透明部分之间的差分来提取被摄体的透明部分。抵消图像是正常图像，因此可实现从抵消图像中提取不透明部分。

以此方式，可以容易地形成可同时观察被摄体的透明部分和不透明部分的合成图像。

在该情况下，类似地使用成像设备的一次捕获图像信号，因此消除了图像之间的透明部分和不透明部分的对准的需要性。

此外，在实施例的成像设备中，所述图像形成单元形成可观察透明被摄体的轮廓的图像。

更具体地，通过计算与预定偏振条件相对应的图像、合成与预定偏振条件相对应的多个图像等，形成可观察透明被摄体的轮廓的图像。

以此方式，可以提供适合于观察透明被摄体的成像设备。

另外，在实施例的成像设备中，所述图像形成单元形成可观察不透明被摄体的轮廓的图像。

更具体地，通过计算与预定偏振条件相对应的图像、合成与预定偏振条件相对应的多个图像等，形成可观察不透明被摄体的轮廓的图像。

以此方式，可以提供适合于观察不透明被摄体的成像设备。特别地，该配置对于诸如用于复印机的普通纸之类的不透明纸张等的倾斜检测是有效的。

另外，在实施例的成像设备中，所述图像形成单元形成可观察被摄体的轮廓的图像，并且使用指示从图像确定的轮廓的信息来形成经受过旋转校正的图像。

可从透明被摄体或不透明被摄体的轮廓线检测倾斜。基于以此方式检测到的倾斜来执行呈现被摄体的图像的旋转补偿。

以此方式，即使在被摄体倾斜的情况下，也可以提供校正图像。例如，在复印纸或复印源纸张在复印机、投影仪等中倾斜的情况下，可以形成被校正到正常方向的复印图像。

此外，在实施例的成像设备中，所述成像单元包括多个像素对，所述多个像素对中的每个像素对包括偏振分离器、第一类型的像素和第二类型的像素，其中，第一类型的像素包括预定数量的光接收元件，该预定数量的光接收元件中的每个光接收元件的光接收面大致正交于在所述偏振分离器的分离面上反射的反射光的光轴，以接收反射光；第二类型的像素包括预定数量的光接收元件，该预定数量的光接收元件中的每个光接收元件的光接收面大致正交于透射通过所述偏振分离器的分离面的透射光的光轴，以接收透射光。彼此相邻布置的像素对中包括的所述偏振分离器的分离面的偏振轴的面内角度彼此不同。

上述成像单元能够对于一个像素对(一个像素位置)选择性地接收具有彼此正交的偏振方向的两个线性偏振光，并且能够对于彼此相邻布置的两个像素对选择性地接收具有不同偏振方向的四种类型的线性偏振光。

因此，可实现虚拟偏振图像的分辨率的提高。另外，入射到一个像素对的入射光被多个光接收元件接收，因此能够对于每个像素位置实现光接收灵敏度的提高。

另外，实施例的成像系统(10、10A或10B)包括：偏振照明装置(发光单元2和偏振滤光器3，或者第一发光单元41和偏振滤光器42)，所述偏振照明装置照射作为线性偏振光的光；成像单元(11或11A)，所述成像单元具有包括第一像素组和第二像素组的像素组，第一像素组包括能够接收具有第一偏振方向的光的像素；以及图像形成单元(偏振光处理单元21或21B)，所述图像形成单元基于至少包括第一像素组的像素组的信号形成与作为预定偏振方向的第二偏振方向相对应的第一图像，并且基于至少包括第二像素组的像素组的信号形成与第一图像不同的第二图像。

例如，偏振照明装置是指使用包括照明装置和偏振滤光器等的配置以预定角度向被摄体照射偏振光的照明装置。

偏振照明装置从被摄体的背面向被摄体照射光，并且成像单元在被摄体的正面侧接收光。图像形成单元形成与同偏振光的偏振方向正交的偏振方向相对应的图像(正交图像)作为第一图像。以此方式，可以获得可观察透明被摄体的图像。

在该情况下，例如，通过使用图像形成单元形成与通过接收非偏振光而获得的图像相对应的抵消图像作为第二图像，可以通过一次成像来获得被摄体的透明部分和不透明部分的捕获图像。

另外，实施例的成像系统(10A或10B)还包括：在与偏振照明装置的方向不同的方向上向被摄体照射非偏振光的照明装置(6或43)。

例如，增加朝向成像单元引导被摄体表面上的图像光的照明装置。

以此方式，可以获得其中可以更详细地观察被摄体的图像。

另外，在实施例的成像系统中，所述成像单元被布置成在所述偏振照明装置从被摄体的背面侧向被摄体照射光的状态下对被摄体的正面侧进行成像。

在该情况下，可以形成将被摄体中的产生偏振照明的双折射的部分分开的图像。

更具体地，偏振光在被摄体的透明部分中产生双折射。例如，当形成正交图像时，在图像中表现该双折射。换句话说，可以获得指示透明部分的图像。

此外，在实施例的成像系统中，所述成像单元被布置成在所述偏振照明装置从被摄体的背面侧向被摄体照射光的状态下对被摄体的正面侧进行成像。设置有从被摄体的正面侧照射非偏振光的照明装置。

在该情况下，执行这样的成像，该成像形成将被摄体中的产生偏振照明的双折射的部分分开的图像和能够表现被摄体的表面的图像。

换句话说，可以通过向被摄体的正面侧照射正常照明来获得表现被摄体的正面侧的表面的图像。

注意，要产生的有益效果不限于仅通过示例呈现的本说明书中描述的有益效果。另外，可以产生其他有利效果。

<6、本技术>

注意，本技术可以采用以下配置。

(1)一种成像设备，包括：

成像单元，所述成像单元具有包括第一像素组和第二像素组的像素组，第一像素组包括能够接收具有第一偏振方向的光的像素；以及

图像形成单元，所述图像形成单元基于至少包括第一像素组的像素组的信号形成与作为预定偏振方向的第二偏振方向相对应的第一图像，并且基于至少包括第二像素组的像素组的信号形成与第一图像不同的第二图像。

(2)根据上述(1)所述的成像设备，其中，

所述成像单元对具有光学透射性的被摄体进行成像，其中穿过被摄体的光包括具有第二偏振方向的光。

(3)根据上述(1)或(2)所述的成像设备，其中，

第一偏振方向和第二偏振方向彼此相同。

(4)根据上述(1)或(2)所述的成像设备，其中，

第一偏振方向和第二偏振方向彼此不同。

(5)根据上述(1)至(4)中任一项所述的成像设备，其中，

所述图像形成单元同时形成第一图像和第二图像。

(6)根据上述(1)至(5)中任一项所述的成像设备，其中，

所述成像单元包括多个像素单元，所述多个像素单元中的每个像素单元包括：多个像素，每个像素具有预定数量的光接收元件；以及偏振单元，所述偏振单元使像素接收对于每个像素具有不同偏振方向的线性偏振光。

(7)根据上述(6)所述的成像设备，其中，

当在假定通过经由能旋转的偏振滤光器接收光来获得捕获图像的情况下，所述偏振滤光器的旋转角度是虚拟滤光器角度时，所述图像形成单元将作为正交图像的图像数据形成为要形成的图像数据之一，所述正交图像对应于在虚拟滤光器角度是大致与入射到所述偏振单元的线性偏振光的偏振方向正交的角度的情况下获得的图像。

(8)根据上述(7)所述的成像设备，其中，

所述图像形成单元获取函数，并且使用所述函数形成作为正交图像的图像数据，所述函数基于所述像素单元中包括的并且接收彼此不同的线性偏振光的所述光接收元件的光接收信号值来指示所述虚拟滤波器角度与所述光接收信号值之间的关系。

(9)根据上述(8)所述的成像设备，其中，

所述图像形成单元将作为抵消图像的图像数据形成为要形成的图像数据之一，所述抵消图像抵消所述偏振滤光器的功能。

(10)根据上述(9)所述的成像设备，其中，

所述图像形成单元执行形成所述正交图像和所述抵消图像的合成图像的处理。

(11)根据上述(9)所述的成像设备，其中，

所述图像形成单元执行形成基于所述正交图像与所述抵消图像之间的差分而提取的透明部分的图像和从所述抵消图像中提取的不透明部分的图像的合成图像的处理。

(12)根据上述(1)至(11)中任一项所述的成像设备，其中，

所述图像形成单元形成能观察透明被摄体的轮廓的图像。

(13)根据上述(1)至(11)中任一项所述的成像设备，其中，

所述图像形成单元形成能观察不透明被摄体的轮廓的图像。

(14)根据上述(1)至(11)中任一项所述的成像设备，其中，

所述图像形成单元形成能观察被摄体的轮廓的图像，并且使用指示从图像确定的轮廓的信息来形成经受过旋转校正的图像。

(15)根据上述(1)至(14)中任一项所述的成像设备，其中，

所述成像单元包括多个像素对，所述多个像素对中的每个像素对包括偏振分离器、第一类型的像素和第二类型的像素，其中，第一类型的像素包括预定数量的光接收元件，该预定数量的光接收元件中的每个光接收元件的光接收面大致正交于在所述偏振分离器的分离面上反射的反射光的光轴，以接收反射光；第二类型的像素包括预定数量的光接收元件，该预定数量的光接收元件中的每个光接收元件的光接收面大致正交于透射通过所述偏振分离器的分离面的透射光的光轴，以接收透射光；以及

彼此相邻布置的像素对中包括的所述偏振分离器的分离面的偏振轴的面内角度彼此不同。

(16)一种成像系统，包括：

偏振照明装置，所述偏振照明装置照射作为线性偏振光的光；

成像单元，所述成像单元具有包括第一像素组和第二像素组的像素组，第一像素组包括能够接收具有第一偏振方向的光的像素；以及

图像形成单元，所述图像形成单元基于至少包括第一像素组的像素组的信号形成与作为预定偏振方向的第二偏振方向相对应的第一图像，并且基于至少包括第二像素组的像素组的信号形成与第一图像不同的第二图像。

(17)根据上述(16)所述的成像系统，还包括：

在与偏振照明装置的方向不同的方向上向被摄体照射非偏振光的照明装置。

(18)根据上述(16)或(17)所述的成像系统，其中，

所述成像单元被布置成在所述偏振照明装置从被摄体的背面侧向被摄体照射光的状态下对被摄体的正面侧进行成像。

(19)根据上述(16)所述的成像系统，其中，

所述成像单元被布置成在所述偏振照明装置从被摄体的背面侧向被摄体照射光的状态下对被摄体的正面侧进行成像；以及

设置有从被摄体的正面侧照射非偏振光的照明装置。

附图标记列表

1、1A、1B 成像设备

2 发光单元

3 偏振滤光器

5a 透明部分

5'a 纸张显示信息

5b 不透明部分

6 发光单元

10、10A、10B 成像系统

11、11A 成像单元

12 成像器件

12a 光接收元件

13 光学构件

13a 偏振滤光器

21、21B 偏振光处理单元

30、30B 控制单元

41 第一发光单元

42 偏振滤光器

43 第二发光单元

Claims (18)

1.一种成像设备，包括：

成像单元，所述成像单元具有包括第一像素组和第二像素组的像素组，第一像素组包括能够接收具有第一偏振方向的光的像素；以及

图像形成单元，所述图像形成单元基于至少包括第一像素组的像素组的信号形成与作为预定偏振方向的第二偏振方向相对应的第一图像，并且基于至少包括第二像素组的像素组的信号形成与第一图像不同的第二图像，

其中，所述成像单元包括多个像素单元，所述多个像素单元中的每个像素单元包括：多个像素，每个像素具有预定数量的光接收元件；以及偏振单元，所述偏振单元使所述多个像素中的每个像素接收对于每个像素具有不同偏振方向的线性偏振光，以及

其中，在假定通过经由能旋转的位于所述成像设备的外部的偏振滤光器接收光来获得捕获图像的情况下，所述偏振滤光器的旋转角度被称为虚拟滤光器角度，所述图像形成单元将作为正交图像的图像数据形成为要形成的图像数据之一，所述正交图像对应于在所述虚拟滤光器角度是大致与入射到所述偏振单元的线性偏振光的偏振方向正交的角度的情况下获得的图像。

2.根据权利要求1所述的成像设备，其中，

所述成像单元对具有光学透射性的被摄体进行成像，其中穿过被摄体的光包括具有第二偏振方向的光。

3.根据权利要求1所述的成像设备，其中，

第一偏振方向和第二偏振方向彼此相同。

4.根据权利要求1所述的成像设备，其中，

第一偏振方向和第二偏振方向彼此不同。

5.根据权利要求1所述的成像设备，其中，

所述图像形成单元同时形成第一图像和第二图像。

6.根据权利要求1所述的成像设备，其中，

所述图像形成单元获取函数，并且使用所述函数形成作为正交图像的图像数据，所述函数基于所述像素单元中包括的并且接收彼此不同的线性偏振光的所述光接收元件的光接收信号值来指示所述虚拟滤光器角度与所述光接收信号值之间的关系。

7.根据权利要求6所述的成像设备，其中，

所述图像形成单元将作为抵消图像的图像数据形成为要形成的图像数据之一，所述抵消图像抵消所述偏振滤光器的功能。

8.根据权利要求7所述的成像设备，其中，

所述图像形成单元执行形成所述正交图像和所述抵消图像的合成图像的处理。

9.根据权利要求7所述的成像设备，其中，

所述图像形成单元执行形成基于所述正交图像与所述抵消图像之间的差分而提取的透明部分的图像和从所述抵消图像中提取的不透明部分的图像的合成图像的处理。

10.根据权利要求1所述的成像设备，其中，

所述图像形成单元形成能观察透明被摄体的轮廓的图像。

11.根据权利要求1所述的成像设备，其中，

所述图像形成单元形成能观察不透明被摄体的轮廓的图像。

12.根据权利要求1所述的成像设备，其中，

所述图像形成单元形成能观察被摄体的轮廓的图像，并且使用指示从图像确定的轮廓的信息来形成经受过旋转校正的图像。

13.根据权利要求1所述的成像设备，其中，

所述成像单元包括多个像素对，所述多个像素对中的每个像素对包括偏振分离器、第一类型的像素和第二类型的像素，其中，第一类型的像素包括预定数量的光接收元件，该预定数量的光接收元件中的每个光接收元件的光接收面大致正交于在所述偏振分离器的分离面上反射的反射光的光轴，以接收反射光；第二类型的像素包括预定数量的光接收元件，该预定数量的光接收元件中的每个光接收元件的光接收面大致正交于透射通过所述偏振分离器的分离面的透射光的光轴，以接收透射光；以及

彼此相邻布置的像素对中包括的所述偏振分离器的分离面的偏振轴的面内角度彼此不同。

14.一种图像形成方法，包括：

使用成像单元对被摄体进行成像，所述成像单元具有包括第一像素组和第二像素组的像素组，第一像素组包括能够接收具有第一偏振方向的光的像素；以及

基于至少包括第一像素组的像素组的信号形成与作为预定偏振方向的第二偏振方向相对应的第一图像，并且基于至少包括第二像素组的像素组的信号形成与第一图像不同的第二图像，

其中，所述成像单元包括多个像素单元，所述多个像素单元中的每个像素单元包括：多个像素，每个像素具有预定数量的光接收元件；以及偏振单元，所述偏振单元使所述多个像素中的每个像素接收对于每个像素具有不同偏振方向的线性偏振光，以及

其中，在假定通过经由能旋转的位于包括所述成像单元的成像设备的外部的偏振滤光器接收光来获得捕获图像的情况下，所述偏振滤光器的旋转角度被称为虚拟滤光器角度，将作为正交图像的图像数据形成为要形成的图像数据之一，所述正交图像对应于在所述虚拟滤光器角度是大致与入射到所述偏振单元的线性偏振光的偏振方向正交的角度的情况下获得的图像。

15.一种成像系统，包括：

偏振照明装置，所述偏振照明装置照射作为线性偏振光的光；

成像单元，所述成像单元具有包括第一像素组和第二像素组的像素组，第一像素组包括能够接收具有第一偏振方向的光的像素；以及

图像形成单元，所述图像形成单元基于至少包括第一像素组的像素组的信号形成与作为预定偏振方向的第二偏振方向相对应的第一图像，并且基于至少包括第二像素组的像素组的信号形成与第一图像不同的第二图像，

其中，所述成像单元包括多个像素单元，所述多个像素单元中的每个像素单元包括：多个像素，每个像素具有预定数量的光接收元件；以及偏振单元，所述偏振单元使所述多个像素中的每个像素接收对于每个像素具有不同偏振方向的线性偏振光，以及

其中，在假定通过经由能旋转的位于包括所述成像单元的成像设备的外部的偏振滤光器接收光来获得捕获图像的情况下，所述偏振滤光器的旋转角度被称为虚拟滤光器角度，所述图像形成单元将作为正交图像的图像数据形成为要形成的图像数据之一，所述正交图像对应于在所述虚拟滤光器角度是大致与入射到所述偏振单元的线性偏振光的偏振方向正交的角度的情况下获得的图像。

16.根据权利要求15所述的成像系统，还包括：

在与偏振照明装置的方向不同的方向上向被摄体照射非偏振光的照明装置。

17.根据权利要求15所述的成像系统，其中，

所述成像单元被布置成在所述偏振照明装置从被摄体的背面侧向被摄体照射光的状态下对被摄体的正面侧进行成像。

18.根据权利要求15所述的成像系统，其中，

所述成像单元被布置成在所述偏振照明装置从被摄体的背面侧向被摄体照射光的状态下对被摄体的正面侧进行成像；以及

设置有从被摄体的前侧照射非偏振光的照明装置。

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