[發(fā)明專利]光學(xué)單元和成像裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410377865.X
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104427328B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林恒生
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類號: H04N13/02
• 分類號: H04N13/02;H04N5/232
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11240
• 代理人: 余剛,吳孟秋

相關(guān)申請的交叉引用

該申請要求于2013年9月5日提交的日本在先專利申請第JP2013-183851號的權(quán)益，通過引用將其全部內(nèi)容結(jié)合在本申請中。

技術(shù)領(lǐng)域

本技術(shù)涉及與成像立體圖像的光學(xué)單元以及成像立體圖像的成像裝置相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

例如，人們已經(jīng)熟知的是在外科手術(shù)等中使用的手術(shù)用顯微鏡。作為手術(shù)用顯微鏡，提供了一種不僅具有通過目鏡利用裸眼觀察的功能，還具有獲得對象成像圖像的成像功能的顯微鏡(比如：參考日本未審查專利申請公開第2009-291358號)。根據(jù)這種手術(shù)用顯微鏡，例如，當(dāng)作為外科醫(yī)生等的執(zhí)業(yè)醫(yī)生及其助手等觀察對象時，對于執(zhí)業(yè)醫(yī)生利用裸眼進(jìn)行觀察，以及對于助手利用成像圖像進(jìn)行觀察分別是可行的。

另外，存在以下一種顯微鏡，該顯微鏡被配置使得在具有成像功能的手術(shù)用顯微鏡中呈現(xiàn)對象的立體圖像(例如，參考日本未審查專利申請公開第2011-35853號)。一種成像裝置，包括：會聚來自物體(object，被攝體)的光的拍攝透鏡(photographing lens)(111)，在從物體一個點(diǎn)擴(kuò)散的光變成水平光的區(qū)域內(nèi)水平分離會聚光并使光變成不同偏振光束的分離單元(偏振濾光器114)，分別形成分離的不同偏振光束的成像透鏡(an imaging lens)(115)，在同一平面上接收形成的不同偏振光束并在平面的各區(qū)域中透射任意一個偏振光束的透射單元(左偏振片171和右偏振片172)，利用電信號把平面上透射的光轉(zhuǎn)換成圖像的成像元件(170)以及通過提取各區(qū)域中所轉(zhuǎn)換的圖像并對圖像進(jìn)行插值而生成兩個不同圖像的圖像生成單元(信號處理單元211和212)，日本未審查專利申請公開第2011-35853公開了該成像裝置。

為了獲得立體圖像，需要單獨(dú)(individually)獲得對應(yīng)于通過利用觀察對象所獲得的圖像的左眼圖像以及對應(yīng)于通過利用右眼觀察對象所獲得的圖像的右眼圖像。可在觀察者的左眼呈現(xiàn)左眼圖像和右眼呈現(xiàn)右眼圖像來執(zhí)行立體觀測(stereopsis)。在日本未審查專利申請公開第2011-35853號描述的成像裝置中，偏振濾光器114中的左偏振器(left polarizer)141和右偏振器142之間的邊界線用作所謂的瞳孔分割線，通過用作邊界的瞳孔分割線分離與左眼圖像對應(yīng)的圖像和與右眼圖像對應(yīng)的圖像。另外，設(shè)定使得通過左偏振片171和右偏振片172選擇性地透射分離的圖像，然后成像元件170單獨(dú)接收這些圖像用作左眼圖像和右眼圖像。

發(fā)明內(nèi)容

這里，假設(shè)的情況是，其中一個觀察者(比如：執(zhí)業(yè)醫(yī)生)通過目鏡利用裸眼觀察對象，另一個觀察者(比如：助手)通過成像圖像觀察對象。當(dāng)這樣的方式有多個觀察者時，對于觀察者存在同一地方是困難的，并且通常來說，這些觀察者相對對象分別從不同的地方彼此面對。即，使用裸眼的觀察者相對對象所在的方位(bearing)與使用立體圖像的觀察者相對對象所在的方位不同。另外，這里，“方位”是指關(guān)于對象放射狀地介于0度(deg)至360度之間定義的方位。

此時，需要設(shè)計(jì)用于通過考慮觀察者相對所在對象的方位獲得立體圖像的光學(xué)系統(tǒng)。為了執(zhí)行適當(dāng)?shù)牧Ⅲw觀測，需要適當(dāng)設(shè)定瞳孔分割線的角度(繞光軸的角度)。具體來說，需要設(shè)定瞳孔分割線的定向(orientation)，從而當(dāng)實(shí)際上從觀察者所在的方位利用立體圖像觀察對象時，與水平方向垂直的方向匹配。為此，在獲得立體圖像的光學(xué)系統(tǒng)中，設(shè)定偏振濾光器114的安裝角度，使得實(shí)現(xiàn)瞳孔分割線的這種定向。

然而，這里要注意的點(diǎn)是，觀察者相對對象的位置不限于被固定。

當(dāng)如上所述設(shè)定偏振濾光器114的安裝角度時，如果觀察者相對對象所在的方位變化，則瞳孔分割線的定向偏離與當(dāng)從觀察者所在的方位實(shí)際觀察對象時的水平方向垂直的方向。為此，不能向觀察者呈現(xiàn)沒有不一致感的立體圖像。

在這種情況下，為了向觀察者呈現(xiàn)沒有不一致性感的立體圖像，偏振濾光器114可根據(jù)觀察者所在的方位旋轉(zhuǎn)，然而，當(dāng)偏振濾光器114旋轉(zhuǎn)時，輸入設(shè)置在成像元件170上的左偏振片171和右偏振片172的線性偏振光束的偏振方向也發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從而不能單獨(dú)接收與左眼圖像和右眼圖像對應(yīng)的圖像。當(dāng)成像元件170根據(jù)偏振方向旋轉(zhuǎn)時，可單獨(dú)接收光，然而當(dāng)考慮組件數(shù)量增加、確保空間等時，很難旋轉(zhuǎn)成像元件170，從而這并不現(xiàn)實(shí)。

期望提供一種即使當(dāng)觀察者相對對象所在的方位變化時，在不旋轉(zhuǎn)成像元件的情況下能夠呈現(xiàn)立體圖像的光學(xué)單元。