JP2019191567A - ３次元撮像モジュール及び３次元撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サイズを小さく、コストを低減できる３次元撮像モジュールおよび３次元撮像方法を提供する。【解決手段】３次元撮像モジュールＭは、レンズ要素１、光フィルター２、画像検出ユニット３及び画像処理ユニット４を含む。レンズ要素及び光フィルターは、画像検出ユニットの同側に配置され、画像処理ユニットは、画像検出ユニットに電気的に接続する。光フィルターは、基板、及び基板に配置される被覆層を含む。被覆層は、第１の、第２の光透過ブロックを含む。それぞれが第１の及び第２のスペクトルを有する第１の光束Ｌ１及び第２の光束Ｌ２が、それぞれ第１の及び第２の光透過ブロックを透過して画像検出ユニットに受光されることにより、第１の、第２の画像信号を画像検出ユニットに取得される。第１のスペクトルと第２のスペクトルとは異なっている。第１の画像信号及び第２の画像信号は、画像処理ユニットの処理を介して３次元画像信号を形成する。【選択図】図１

Description

本発明は撮像モジュール及び撮像方法に関し、特に３次元撮像モジュール及び３次元撮像方法に関する。

従来の撮像用カメラレンズモジュールは、光を導き、光を通過させるレンズセットを含み、レンズセットを通過した光をイメージセンサで受光して画像信号に変換する。技術の発展に伴い、立体画像キャプチャ技術が人気的な画像キャプチャ技術の１つになっている。

３次元撮像技術の１つは、異なるフィルタを使用して観察者の両眼を別々に符号化することによって３次元視覚効果を生成するアナグリフ（Ａｎａｇｌｙｐｈ）である。具体的には、アナグリフによって生成された３次元画像は、異なるフィルタ要素によってフィルタリングされた光を用いて得られた２つの画像を含む。これら２つの画像に対して画像処理を行うことにより、観察者の脳の視覚野が２つの画像を立体画像にマージするため、観察者は立体画像を観察することができる。

なお、現在の技術では、異なる２つ光フィルターを介してろ過した光線により形成した画像を取得するために、２つのカメラレンズによりそれらの画像をそれぞれ取得しなければならない。詳しく言えば、一般には、第１の光フィルター（例えば緑色光フィルター）が配置されたカメラレンズにより第１の画像を取得し、第２の光フィルター（例えば赤色光フィルター）が配置されたカメラレンズにより第２の画像を取得してから、最後に、２種類の画像に対して画像処理をすることになる。しかしながら、当該構成は現在の各種類の電子製品の小型化には不具合である。例を挙げれば、例えば携帯電話、タブレットまたは、スマートウォッチなどの携帯電子製品のサイズに制限されるため、それあの電子製品ではサイズが過大なカメラレンズを採用できないことになる。そのために、現在の３次元撮像モジュールは改善する余裕がある。

本発明が解決しようとする課題としては現在の技術の不足に対して単一のカメラレンズにより異なるスペクトルによる光線が形成した異なる画像を取得することにより、撮像モジュールのサイズを小さくして、さらにコストを低減できる３次元撮像モジュールおよび３次元撮像方法を提供する。

上記の課題を解決するために、本発明が採用する技術手段の１つとしては、下記の３次元撮像モジュールを提供する。該３次元撮像モジュールは、レンズ要素、光フィルター、画像検出ユニットおよび画像処理ユニットを含む。前記レンズ要素および前記光フィルターは前記画像検出ユニットの同一側に配置され、かつ、前記画像処理ユニットは前記画像検出ユニットに電気的に接続する。前記光フィルターは、基板と、および前記基板に配置される被覆層とを備える。前記被覆層は、第１の光透過ブロックおよび第２の光透過ブロックを含む。第１のスペクトルを有する第１の光束は、前記第１の光透過ブロックを透過して前記画像検出ユニットにより受光され、それにより、前記画像検出ユニットが第１の画像信号を取得する。第２のスペクトルを有する第２の光束は、前記第２の光透過ブロックを透過して前記画像検出ユニットにより受光され、それにより、前記画像検出ユニットが第２の画像信号を取得する。前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルとは異なっている。前記第１の画像信号と前記第２の画像信号とは、前記画像処理ユニットの処理を介して３次元画像信号に形成される。

上記の技術的な課題を解決するために、本発明が採用する他の技術手段では、下記の３次元撮像方法を提供する。該３次元撮像方法は、第１のスペクトルを有する第１の光束と第２のスペクトルを有する第２の光束とが透過する光フィルターを含む。なかでも、前記光フィルターは、基板と、前記基板に配置される被覆層とを含み、前記被覆層は、第１の光透過ブロックおよび第２の光透過ブロックを含み、前記第１の光束および前記第２の光束はそれぞれ前記第１の光透過ブロックおよび前記第２の光透過ブロックに透過する。前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルとは異なる。レンズ要素を介して前記第１の光束および前記第２の光束の少なくとも１つに対して光学処理を行う。画像検出ユニットを介して、前記第１の光透過ブロックを通過した前記第１の光束と前記第２の光透過ブロックを通過した前記第２の光束とを受光し、前記画像検出ユニットが第１の画像信号および第２の画像信号を取得させる。前記第１の画像信号と前記第２の画像信号とを画像処理ユニットの画像処理を介して３次元画像信号に形成させる。

本発明の有益な効果としては、本発明が提供する３次元撮像モジュール及び３次元撮像方法では、「第１のスペクトルを有する第１の光束が前記第１の光透過ブロックを透過して前記画像検出ユニットにより受光されることにより、前記画像検出ユニットが第１の画像信号を取得させる。第２のスペクトルを有する第２の光束が前記第２の光透過ブロックを透過させて前記画像検出ユニットにより受光されることにより、前記画像検出ユニットが第２の画像信号を取得させる。前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルとは異なる。」、および「前記第１の光束および前記第２の光束は、それぞれ前記第１の光透過ブロックおよび前記第２の光透過ブロックに透過して、前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルとは異なる。画像検出ユニットを介して、前記第１の光透過ブロックを透過した前記第１の光束と前記第２の光透過ブロックを透過した前記第２の光束を受光することにより、前記画像検出ユニットが第１の画像信号および第２の画像信号を受光させる」という技術的手段により、３次元撮像モジュールの構成の複雑性、体積または製造コストを低減することができる。

本発明の実施形態にかかる３次元撮像モジュールを示す使用模式図である。 本発明の実施形態にかかる３次元撮像モジュールにおける光フィルターの中で他の実施形態を示す模式図である。 本発明の実施形態にかかる３次元撮像モジュールにおける光フィルターの他の実施形態を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態にかかる３次元撮像モジュールの信号伝送を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態にかかる３次元撮像モジュールを示す機能模式図である。 本発明の第２の実施形態にかかる３次元撮像モジュールの信号伝送を示す模式図である。 本発明の実施形態にかかる３次元撮像方法を示すフローチャートである。

本発明の特徴及び技術内容がより一層分かるように、以下本発明に関する詳細な説明と添付図面を参照する。しかし、提供される添付図面は参考と説明のために提供するものに過ぎず、本発明の特許請求の範囲を制限するためのものではない。

当業者は本明細書の公開内容により本発明のメリット及び効果を理解し得る。本発明は他の異なる実施形態により実行又は応用できる。本明細書における各細節も様々な観点又は応用に基づいて、本発明の精神逸脱しない限りに、均等の変形と変更を行うことができる。また、本発明の図面は簡単で模式的に説明するためのものであり、実際的な寸法を示すものではない。以下の実施形態において、さらに本発明に係る技術事項を説明するが、公開された内容は本発明を限定するものではない。

図１を参照する。本発明の実施形態が提供する３次元撮像モジュールＭは、レンズ要素１、光フィルター２、画像検出ユニット３、および画像処理ユニット４を含む。レンズ要素１および光フィルター２はいずれも画像検出ユニット３の同一側に配置される。画像処理ユニット４は画像検出ユニット３に電気的に接続される。また、本発明の実施形態において、レンズ要素１、光フィルター２および画像検出ユニット３の配列は、図１に示すように、光フィルター２がレンズ要素１と画像検出ユニット３との間に配置されるか、または、レンズ要素１が光フィルター２と画像検出ユニット３との間に配置されてもより。言い換えれば、レンズ要素１と光フィルター２都の配列順番は本発明では制限されない。

前記を踏まえて、本発明の実施形態が使用するレンズ要素１は複数のレンズを含んでもよい。例えば、レンズ要素１は集光または導光の役割を果たしてもよい。なお、レンズ要素１が含むレンズの数量または種類については本発明では制限されない。実際の状況に応じて調整または選択できる。光線がレンズ要素１に通過して、レンズ要素１の一側に配置される画像検出ユニット３により受光されることができる。

同じように図１を、図２と合わせて参照する。本発明の実施形態が提供する光フィルター２は、特定なスペクトルの光線の通過を許可するように形成される。それにより、光フィルターの役割を果たす。詳しく言えば、光フィルター２における光線が通過する表面は異なるスペクトルを有する異なる光線が透過できるエリアに区画されまたは分割される。光フィルター２は、基板２１と、基板２１に配置される被覆層２２とを含む。

上述をふまえて、光フィルター２とした基板２１は、厚さが０．０１〜０．０５ミリメートルに形成したガラス基板である。実際には、本発明の実施形態が提供する３次元撮像モジュールＭを小型化の電子製品に適用させるために、３次元撮像モジュールＭの体積は小さいサイズに制限されなければならない。それでは、光フィルター２の構成をデザインする場合、厚さがより小さいガラス基板を基板２１とすることが好ましい。それでなければ、３次元撮像モジュールＭを含む製品による軽量で、持ち運び容易な要求を満たすことができない。

そして、基板２１に配置される被覆層２２は、いずれの既知のコーティング技術を介して基板２１に形成されてもよい。例えば、被覆層２２を形成するように、化学気相堆積により材料を基板２１に堆積してもよい。本発明による実施形態において、光フィルター２における光線が通過できる表面は、異なるスペクトルを有する異なる光線が通過するエリアに区画され、または分割される。すなわち、被覆層２２は、第１の光透過ブロック２２ａ及び第２の光透過ブロック２２ｂを含んでもよい。

実際には、光フィルター２の被覆層２２が含む光透過エリアの数量および特性について、光フィルター２が所望の効果を達成することができれば、本発明では制限されない。つまり、異なるスペクトルを有する光線が通過することを許容して３Ｄ画像をキャプチャする機能を果たせばよい。例えば、光フィルター２の被覆層２２は２つ、３つまたは４つ以上互いに重ねない光透過エリアを含んでもよい。

図２および図３を共に参照する。図２の実施形態において、光フィルター２の被覆層２２は２つの互いに重ねない光透過エリア、すなわち、第１の光透過ブロック２２ａ及び第２の光透過ブロック２２ｂを含む。また、第１の光透過ブロック２２ａ及び第２の光透過ブロック２２ｂのそれぞれは連続するエリアであり、それぞれが被覆層２２の表面の略半部の面積を占める。

図３に示した実施形態において、光フィルター２の被覆層２２は上記と同じように、第１の光透過ブロック２２ａ及び第２の光透過ブロック２２ｂを含む。なお、図２に示した実施形態との相違は、図３に示した実施形態において、第１の光透過ブロック２２ａは複数の連続でないサブ光透過エリア（図示なし）を含み、かつ、第２の光透過ブロック２２ｂも複数の連続でないサブ光透過エリア（図示なし）を含む。言い換えれば、本発明の実施形態において、第１の光透過ブロック２２ａ及び第２の光透過ブロック２２ｂが互いにずらして配置されてもよい。

また、光フィルター２の形状は図２および図３に示した矩形に制限されない。例えば、光フィルター２が円形または他の形状に形成してもよい。

そして、図１を図２と合わせて再び参照する。図２の実施形態を例として、第１の光透過ブロック２２ａには、第１のスペクトルを有する第１の光束Ｌ１が通過して、第２の光透過ブロック２２ｂは、第２のスペクトルには、第２の光束Ｌ２が通過する。それぞれが第１の光透過ブロック２２ａ及び第２の光透過ブロック２２ｂに通過した第１の光束Ｌ１および第２の光束Ｌ２は、画像検出ユニット３に受光されることにより、画像検出ユニット３が第１の画像信号Ｓ１および第２の画像信号Ｓ２を取得する。

言い換えれば、図１に示すように、撮像を行うとき、対象物Ｏ（例えば、対象物Ｏによる反射）による光線Ｌは異なるスペクトル有する光束、例えば、第１のスペクトルを有する第１の光束Ｌ１、または第２のスペクトルを有する第２の光束Ｌ２などであってもよい。なお、第１の光束Ｌ１および第２の光束Ｌ２はいずれもレンズ要素１および光フィルター２を通過して、それぞれが画像検出ユニット３に受光される。

詳しく言えば、第１のスペクトルを有する第１の光束Ｌ１が第１の光透過ブロック２２ａを通過して画像検出ユニット３に受光されることにより、画像検出ユニット３は第１の画像信号Ｓ１を取得する。第２のスペクトルを有する第２の光束Ｌ２が第２の光透過ブロック２２ｂを透過して画像検出ユニット３に受光されることにより、画像検出ユニット３は、第２の画像信号Ｓ２を取得する。

画像検出ユニット３は、電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ，ＣＣＤ）或是相補型金属酸化膜半導体（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ，ＣＭＯＳ）であってもよい。なお、画像検出ユニット３の具体的な種類について本発明では制限されない。

説明すべきは、上記第１のスペクトルと第２のスペクトルは異なっている。例えば、第１のスペクトルは青色のスペクトルであり、第２のスペクトルは赤色のスペクトルである。実際には、第１のスペクトルと第２のスペクトルとは、色彩的に実質的に反対する（ｃｈｒｏｍａｔｉｃａｌｌｙ ｏｐｐｏｓｉｔｅ）色のスペクトルであり、例えば、それぞれが赤色（ｒｅｄ）、または青色（ｃｙａｎ）である。上記２種類の色彩的に実質的に反対する色のスペクトルを使用することにより、立体画像装置 （ｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ ｉｍａｇｅ）を生成することができる。例えば、第１の光束Ｌ１が赤色光束で、第２の光束Ｌ２が青色光束であってもよい。

また、第１の光透過ブロック２２ａは、第１の光透過材料で形成され、第２の光透過ブロック２２ｂが第１の光透過の材料と異なる材料で形成され手もよい。たとえは、第１の光透過材料および第２の光透過材料は、二酸化ビスマス（ＳｉＯ_２）であっても、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）であっても、上記２つの積層材であってもよい。例えば、光フィルター２の被覆層２２は、二酸化ビスマスおよび二酸化チタンを交互に塗布することによって形成される塗料（ｃｏａｔｉｎｇ）であってもよい。

前記をふまえて、第１の光束Ｌ１と第２の光束Ｌ２とは、それぞれ第１のスペクトルおよび第１のスペクトルである異なる第２のスペクトルを有する。本発明による他の実施形態において、第１の光束Ｌ１は、単一周波数または２つの異なる周波数をもつ第１の光線であってもよい。かつ、第２の光束Ｌ２は、単一周波数または２つの異なる周波数をもつ第２の光線であってもよい。実際には、第１の光束Ｌ１と第２の光束Ｌ２とは、異なる帯域範囲を有してもよい。言い換えれば、第１の光束Ｌ１と第２の光束Ｌ２とは異なる波長域を有する光線を含んでもよい。

そして、図１を再び参照する。第１の光束Ｌ１と第２の光束Ｌ２とはそれぞれ光フィルター２の被覆層２２における異なるエリアに通過して、画像検出ユニット３に受光される。画像検出ユニット３は、受光した第１の光束Ｌ１および第２の光束Ｌ２をそれぞれ第１の画像信号Ｓ１および第２の画像信号Ｓ２に転換してから、第１の画像信号Ｓ１および第２の画像信号Ｓ２を画像処理ユニット４に伝送して画像処理を行うようにする。

本発明による実施形態では、第１の画像信号Ｓ１および第２の画像信号Ｓ２は、画像処理ユニット４の処理を介して３次元画像信号に形成する。画像処理ユニット４は、画像処理（ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）的を行う処理装置（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、例えば、マイクロプロセッサを含んでもよい。画像処理ユニット４の具体的な種類については、本発明には制限されない。

上記をふまえて、光フィルター２を通過した第１の光束Ｌ１は、画像検出ユニット３に受光されてから第１の画像信号Ｓ１（すなわち、第１の撮像）に転換して、光フィルター２に通過した第２の光束Ｌ２は、画像検出ユニット３に受光されてから第２の画像信号Ｓ２（すなわち、第２の撮像）に転換する。そして、画像処理ユニット４は、立体写真技術（Ａｎａｇｌｙｐｈ、３Ｄ符号化技術の一種である）を使用することにより１セットの画像信号（第１の画像信号Ｓ１および第２の画像信号Ｓ２を含む）を結合して立体的な効果を生じる。すなわち、立体画像を生成するように１セットの画像信号を結合する。

上記３次元撮像モジュールＭにより、本発明の実施形態は、さらに３次元撮像方法を提供する。図７を参照する。図７は、本発明の実施形態が提供する３次元撮像方法のフローチャートである。

図７に示すように、まず、第１のスペクトルを有する第１の光束Ｌ１および第２のスペクトルを有する第２の光束Ｌ２を光フィルター２に透過させる（ステップＳ１００）。前記のように、光フィルター２は、基板２１、および基板２１に配置される被覆層２２を含む。被覆層２２は、第１の光透過ブロック２２ａ及び第２の光透過ブロック２２ｂを含み、かつ、第１の光束Ｌ１および第２の光束Ｌ２は、それぞれ第１の光透過ブロック２２ａ及び第２の光透過ブロック２２ｂを透過する。第１のスペクトルと第２のスペクトルとは、異なっている。

ステップＳ１００では、特別なデザインとされた光フィルター２、すなわち、第１の光透過ブロック２２ａ及び第２の光透過ブロック２２ｂ（被覆層２２に属する）を備える光フィルター２を介して、異なる時点で異なるスペクトルの光束をフィルターして、さらに次の工程に異なる撮像（異なる画像信号）を取得することができる。

また、３次元撮像方法では、レンズ要素１を介して第１の光束Ｌ１および第２の光束Ｌ２の中での少なくとも１つに対し光学処理を行うステップを含む（ステップＳ１０２）。説明に値するのは、本発明の実施形態が提供する３次元撮像方法において、ステップＳ１００およびステップＳ１０２は本明細書に記載した前記の順番で行っても構わない。例えば、図１に示した実施形態において、第１の光束Ｌ１および第２の光束Ｌ２は、レンズ要素１を通過して、例えば、合焦などの光学処理を行われてから、光フィルター２に通過する。

そして、画像検出ユニット３が第１の光透過ブロック２２ａに通過した第１の光束Ｌ１と第２の光透過ブロック２２ｂに通過した第２の光束Ｌ２を受光して、画像検出ユニット３を第１の画像信号Ｓ１および第２の画像信号Ｓ２を取得させる（ステップＳ１０４）。本発明の実施形態が提供する３次元撮像モジュールＭにおける、第１の光束Ｌ１および第２の光束Ｌ２は、まずレンズ要素１および光フィルター２を通過しておいてから画像検出ユニット３により受光されるため、ステップＳ１０４は、ステップＳ１００およびステップＳ１０２の後で行う。

最後に、３次元撮像方法はさらに、第１の画像信号Ｓ１および第２の画像信号Ｓ２が画像処理ユニット４により画像処理を行ったことで形成された３次元画像信号（Ｓ１０６）を含む。前記のように、画像処理ユニット４は、例えば、マイクロプロセッサであり、画像処理ユニット４は立体写真技術（Ａｎａｇｌｙｐｈ）介して、第１の画像信号Ｓ１と第２の画像信号Ｓ２とを結合して立体効果を生じることができ、すなわち、合成することにより立体画像を生じることができる。

そして、本発明の実施形態を例として、本発明の実施形態が提供する３次元撮像モジュールＭ及び３次元撮像方法の詳細をさらに説明する。

［第１の実施形態］
図４を参照する。図４は、本発明の第１の実施形態が提供する３次元撮像モジュールＭの信号伝送を示す模式図である。

本発明の実施形態が提供する３次元撮像モジュールＭは、さらに発光ユニット５を含む。発光ユニット５は、画像処理ユニット４と互いに電気的に連接することができる。また、発光ユニット５は３次元撮像モジュールに適用すればいずれの発光素子であってもよい。例えば、発光ユニット５は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよい。本発明の他の実施形態において、発光ユニット５は、異なるスペクトルを有する少なくとも２つの初期ビームを発射する発光ダイオードを含む。２つの発光ダイオードのそれぞれは、所定時間点で光束を発射することができる。例えば、発光ユニット５は、第１の初期光束ＯＬ１（赤色光束）および第２の初期光束ＯＬ２（青色光束）を発射するための赤色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを含む。

発光ユニット５が生じた第１の初期光束ＯＬ１および第２の初期光束ＯＬ２は、対象物Ｏの反射を介して第１の光束Ｌ１と前記第２の光束Ｌ２とをそれぞれ形成し、かつ、第１の光束Ｌ１と第２の光束Ｌ２とは異なる時点で光フィルター２を通過する。言い換えれば、本発明の第１の実施形態では、発光ユニット５を介して異なるスペクトルを有する少なくとも２つの初期光束（第１の初期光束ＯＬ１および第２の初期光束ＯＬ２）をそれぞれ発射することにより、少なくとも２つの初期光束を対象物Ｏにより反射させた後、少なくとも２つの初期光束のそれぞれを第１のスペクトルを有する第１の光束Ｌ１、および第２のスペクトルを有する第２の光束Ｌ２に形成する。

そのため、異なる時点で生成した第１の光束Ｌ１および第２の光束Ｌ２は、それぞれが異なる時点で光フィルター２に通過して画像検出ユニット３により受光され、さらに第１の画像信号Ｓ１および第２の画像信号Ｓ２に形成される。第１の画像信号Ｓ１および第２の画像信号Ｓ２は、画像処理ユニット４の処理により立体画像として合成される。

３次元撮像モジュールＭの構成デザインにより、本発明の第１の実施形態において、３次元撮像方法は、さらに下記のステップを含む。発光ユニット５により、第１の初期光束ＯＬ１および第２の初期光束ＯＬ２を生成し、第１の初期光束ＯＬ１および第２の初期光束ＯＬ２を対象物Ｏに反射され、第１の初期光束ＯＬ１および第２の初期光束ＯＬ２はそれぞれ第１の光束Ｌ１および第２の光束Ｌ２に形成する。かつ、第１の光束Ｌ１と第２の光束Ｌ２とは異なる時点で光フィルター２を通過する。

［第２の実施形態］
そして、図５及び図６を参照する。図５は本発明の第２の実施形態が提供する３次元撮像モジュールＭを示す機能ブロック図であり、図６は本発明の第２の実施形態が提供する３次元撮像モジュールの信号伝送を示す模式図である。

図６を図４に比べると、第２の実施形態と第１の実施形態との相違は光束の光源が異なる点を含むことがわかる。また、図５に示すように、第２の実施形態が提供する３次元撮像モジュールＭはさらに切替制御ユニット６および光遮断ユニット７を含む。

まず、第２の実施形態において、第１の光束Ｌ１および第２の光束Ｌ２は、混合光線ＭＬが対象物Ｏに反射されるように形成する。第１の実施形態の技術手段では、異なる特性（例えば、異なるスペクトル）の初期光束（第１の初期光束ＯＬ１および第２の初期光束ＯＬ２）を異なる時点で発射するように制御するものである。第２の実施形態の技術手段では、少なくとも第１の初期光束および第２の初期光束を有する混合光線ＭＬを光源とするものである。例えば、第２の実施形態が提供する３次元撮像モジュールＭでは、直接に環境光、例えば、太陽光を光源として、発光ユニット５を追加配置しなくても構わない。

上記のように、光源の調整と合わせば、第２の実施形態が提供する３次元撮像モジュールＭは、さらに切替制御ユニット６および光遮断ユニット７を含む。詳しく言えば、切替制御ユニット６は光遮断ユニット７に電気的に接続される。また、光遮断ユニット７と光フィルター２とは互いに対応つける。例えば、光遮断ユニット７は、異なる時点で光フィルター２を通過する光束の種類を制御するように、切替制御ユニット６の制御により光フィルター２の一部を遮蔽するように構成してもよい。

例えば、光遮断ユニット７が、異なる時点で切替制御ユニット６の制御により、第１の光透過ブロック２２ａまたは第２の光透過ブロック２２ｂを遮蔽して、少なくとも第１の初期光束および第２の初期光束を含む混合光線ＭＬを、対象物Ｏに反射させ第１の光束Ｌ１および第２の光束Ｌ２に形成させる。第１の光束Ｌ１と第２の光束Ｌ２とは、異なる時点で光フィルター２を通過する。

他の実施形態において、混合光線ＭＬが対象物Ｏに反射され形成した反射光は、第１の光束Ｌ１および第２の光束Ｌ２を含む。例えば、第１の光束Ｌ１は赤色光束であり、第２の光束は青色光束である。また、光フィルター２の被覆層２２における第１の光透過ブロック２２ａは、赤色光束が通過し得て、青色光束が通過し得ないエリアである。反対に、光フィルター２の被覆層２２における第２の光透過ブロック２２ｂは、青色光束が通過し得て、赤色光束が通過し得ないエリアである。

上記をふまえて、第１の時点では、切替制御ユニット６の制御により、光遮断ユニット７は、光フィルター２の被覆層２２における第１の光透過ブロック２２ａを遮蔽する。このように、混合光線ＭＬが対象物Ｏに反射され形成した反射光に含む第１の光束Ｌ１の一部は、光遮断ユニット７に遮断され、他方部は、第２の光透過ブロック２２ｂに遮断される。同時に、第２の光束Ｌ２の一部は、第２の光透過ブロック２２ｂを通過して画像検出ユニット３に受光される。そのため、第１の時点では、画像検出ユニット３は、第２の光束Ｌ２のみ受光する。言い換えれば、第１の時点では、画像検出ユニット３は、赤色光による信号を受信せずに、青色光による信号のみを受信する。そして、画像検出ユニット３は、第２の光束Ｌ２を第２の画像信号Ｓ２に転換して画像処理ユニット４に伝送する。

そして、第２の時点では、切替制御ユニット６の制御により、光遮断ユニット７は、光フィルター２の被覆層２２における第２の光透過ブロック２２ｂを遮蔽する。このように、混合光線ＭＬは、対象物Ｏに反射され形成した反射光が含む第２の光束Ｌ１の一部は、光遮断ユニット７に遮断され、他方部は第１の光透過ブロック２２ａに遮断される。同時に、第１の光束Ｌ１の一部は、第１の光透過ブロック２２ａを通過して画像検出ユニット３に受光される。そのため、第２の時点では、画像検出ユニット３は、第１の光束Ｌ１のみを受光する。言い換えれば、第２の時点では、画像検出ユニット３は青色光による信号を受信せずに、赤色光による信号のみ受信する。そして、画像検出ユニット３は、第１の光束Ｌ１を第１の画像信号Ｓ１に転換して画像処理ユニット４に伝送する。

上記をふまえて、画像処理ユニット４は、第１の光束Ｌ１（赤色光束）による第１の画像信号Ｓ１および第２の光束Ｌ２（青色光束）による第２の画像信号Ｓ２をそれぞれ受信した後、画像処理により第１の画像信号Ｓ１および第２の画像信号Ｓ２を結合して、立体画像を生成する。

それにより、３次元撮像モジュールＭの構成を調整した本発明の第２の実施形態において、３次元撮像方法はさらに下記のステップを含む。切替制御ユニット６により光遮断ユニット７を制御して、光遮断ユニット７が異なる時点で第１の光透過ブロック２２ａまたは第２の光透過ブロック２２ｂを遮蔽して、少なくとも第１の初期光束および第２の初期光束の混合光線ＭＬが対象物Ｏに反射され第１の光束Ｌ１および第２の光束Ｌ２に形成し、かつ、第１の光束Ｌ１と第２の光束Ｌ２とは、異なる時点で光フィルター２を通過する。

［実施形態による有益な効果］
本発明による有益な効果の１つとしては、本発明が提供する３次元撮像モジュールＭ及び３次元撮像方法は、「第１のスペクトルを有する第１の光束Ｌ１が第１の光透過ブロック２２ａを通過して画像検出ユニット３に受光されることにより、画像検出ユニット３を第１の画像信号Ｓ１を取得させる。第２のスペクトルを有する第２の光束Ｌ２が第２の光透過ブロック２２ｂを通過して画像検出ユニット３に受光されることにより、画像検出ユニット３が取得する第２の画像信号Ｓ２と第１のスペクトルと第２のスペクトルを異なるようにする。」、また、「第１の光束Ｌ１及び第２の光束Ｌ２はそれぞれ第１の光透過ブロック２２ａ及び第２の光透過ブロック２２ｂを通過して、第１のスペクトルと第２のスペクトルとは異なっている。画像検出ユニット３は、第１の光透過ブロック２２ａを通過した第１の光束Ｌ１、及び第２の光透過ブロック２２ｂに通過した第２の光束２２ｂを受光して、画像検出ユニット３を第１の画像信号Ｓ１及び第２の画像信号Ｓ２を取得させる。」という技術的な方案により、３次元撮像モジュールＭの構成の複雑性、体積及び製造コストを削減する。

さらに言えば、本発明が提供する３次元撮像モジュールＭによれば、光フィルター２の技術的な構成を介して、本発明は、単一の光フィルター２により別々に異なるスペクトルを有する異なる光束を得られる効果が果たせる。また、スペクトルの差（ｌｉｇｈｔ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ）を利用して、立体写真技術（ａｎａｇｌｙｐｈ）により立体画像を得ることができる。そのように、３次元撮像モジュールＭにおけるカメラレンズの数量を効果的に減ることができる。言い換えれば、本発明が提供する３次元撮像モジュールＭでは、単一組のカメラレンズのみを使用して、立体撮像の効果を果たすことができる。

以上に開示される内容は本発明の好ましい実施可能な実施例に過ぎず、これにより本発明の特許請求の範囲を制限するものではないので、本発明の明細書及び添付図面の内容に基づき為された等価の技術変形は、全て本発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。

３次元撮像モジュール Ｍ
レンズ要素 １
光フィルター ２
基板 ２１
被覆層 ２２
第１の光透過ブロック ２２ａ
第２の光透過ブロック ２２ｂ
画像検出ユニット ３
画像処理ユニット ４
発光ユニット ５
切替制御ユニット ６
光遮断ユニット ７
対象物 Ｏ
光線 Ｌ
混合光線 ＭＬ
第１の初期光束 ＯＬ１
第２の初期光束 ＯＬ２
第１の光束 Ｌ１
第２の光束 Ｌ２
第１の信号 Ｓ１
第２の信号 Ｓ２

Claims (12)

1. レンズ要素と、
   光フィルターと、
   同側に、前記レンズ要素及び前記光フィルターが配置される画像検出ユニットと、
   前記画像検出ユニットに電気的に接続する画像処理ユニットと、
   を含む３次元撮像モジュールであって、
   前記光フィルターは、基板、及び前記基板に配置される被覆層を含み、前記被覆層は、第１の光透過ブロック、及び第２の光透過ブロックを含み、
   第１のスペクトルを有する第１の光束は、前記第１の光透過ブロックを通過して前記画像検出ユニットに受光され、それにより、前記画像検出ユニットが第１の画像信号を取得し、
   第２のスペクトルを有する第２の光束は、前記第２の光透過ブロックを通過して前記画像検出ユニットに受光され、それにより、前記画像検出ユニットが、第２の画像信号を取得し、
   前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルとは異なり、
   前記第１の画像信号と前記第２の画像信号とは、前記画像処理ユニットの処理により、３次元画像信号に形成されることを特徴とする、３次元撮像モジュール。
2. 第１の初期光束及び第２の初期光束を生成する発光ユニットを含み、前記第１の初期光束及び第２の初期光束は対象物に反射され、前記第１の光束及び前記第２の光束にそれぞれ形成し、前記第１の光束と前記第２の光束とは、異なる時点で前記光フィルターを通過する、ことを特徴とする、請求項１に記載する３次元撮像モジュール。
3. 光遮断ユニットと電気的に接続する切替制御ユニットをさらに含み、
   前記第１の光束と前記第２の光束とを異なる時点で前記光フィルターを通過させるように、異なる時点で前記切替制御ユニットの制御により、前記第１の光透過ブロック又は前記第２の光透過ブロックを遮蔽し、少なくとも第１の初期光束及び第２の初期光束を含む混合光線が対象物に反射され形成した前記第１の光束又は前記第２の光束の通過を許容する、光遮断ユニットとを、さらに含む、請求項１に記載する３次元撮像モジュール。
4. 前記第１の光透過ブロックは、第１の光透過材料により形成され、前記第２の光透過ブロックは、第２の光透過材料により形成される、請求項１に記載する３次元撮像モジュール。
5. 前記基板は、厚さが０．０１から０．０５ミリメートルのガラス基板である、請求項１に記載する３次元撮像モジュール。
6. 前記第１の画像信号と前記第２の画像信号は、立体写真技術により、前記立体画像を形成するように結合する、請求項１に記載する３次元撮像モジュール。
7. 前記第１のスペクトルは青色光スペクトルであり、前記第２のスペクトルは、赤色光スペクトルである、請求項１に記載する３次元撮像モジュール。
8. 前記画像検出ユニットは、電荷結合素子又は相補型金属酸化膜半導体を含む、請求項１に記載する３次元撮像モジュール。
9. 前記第１の光束は、単一の周波数又は２つ以上異なる周波数の第１の光線を含み、前記第２の光束は、単一の周波数又は２つ以上異なる周波数の第２の光線を含む、請求項１に記載する３次元撮像モジュール。
10. 第１のスペクトルを有する第１の光束、及び第２のスペクトルを有する第２の光束を、光フィルターを通過させるステップであって、前記光フィルターは、基板、及び前記基板に配置される被覆層を含み、前記被覆層は、第１の光透過ブロック及び第２の光透過ブロックを含み、前記第１の光束及び前記第２の光束は、前記第１の光透過ブロック及び前記第２の光透過ブロックをそれぞれ通過し、前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルとは異なる、ステップと、
    レンズ要素を介して、前記第１の光束及び前記第２の光束の少なくとも１つに対して光学処理を行うステップと、
    画像検出ユニットを介して、前記第１の光透過ブロックを通過した前記第１の光束と、前記第２の光透過ブロックを通過した前記第２の光束と、を受光して、前記画像検出ユニットとを第１の画像信号及び第２の画像信号を受信させるステップと、
    前記第１の画像信号と前記第２の画像信号とを画像処理ユニットによる画像処理で、３次元画像信号に形成するステップと、
    を含むことを特徴とする、３次元撮像方法。
11. 前記第１のスペクトルを有する前記第１の光束と、前記第２のスペクトルを有する前記第２の光束と、を前記光フィルターを通過させる前に、発光ユニットにより第１の初期光束及び第２の初期光束を生成して、前記第１の初期光束及び前記第２の初期光束を対象物に反射させて、それぞれ前記第１の光束と前記第２の光束とに形成し、かつ、前記第１の光束と前記第２の光束とは異なる時点で前記光フィルターを通過するステップを、さらに含む、
    ことを特徴とする、請求項１０に記載する３次元撮像方法。
12. 請求項１０前記的３次元撮像方法，前記第１のスペクトルを有する前記第１の光束と、前記第２のスペクトルを有する前記第２の光束と、を前記光フィルターに通過させる前に、切替制御ユニットにより光遮断ユニットを制御することにより、前記光遮断ユニットを異なる時点で前記第１の光透過ブロック、又は前記第２の光透過ブロックを遮蔽し、それにより、少なくとも第１の初期光束及び第２の初期光束の混合光線を対象物に反射させ、前記第１の光束及び前記第２の光束に形成し、前記第１の光束と前記第２の光束とは、異なる時点で前記光フィルターを通過するステップをさらに含む、
    ことを特徴とする、請求項１０に記載する３次元撮像方法。

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