(57)【要約】【課題】偏光サングラスの使用有無を検知する。【解決手段】撮像装置１０は、撮像素子２８と、撮像素子２８に向かう入射光１８の第１直線偏光成分１８ｓと、第１直線偏光成分１８ｓと直交する第２直線偏光成分１８ｐとを撮像素子２８に向けて選択的に透過させる偏光制御機構２６と、入射光１８の第１直線偏光成分１８ｓを撮像した第１画像と、入射光１８の第２直線偏光成分１８ｐを撮像した第２画像とに基づいて撮像対象に直線偏光子が含まれるか否かを判定する画像処理部と、を備える。【選択図】図４
2020159792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、
前記撮像素子に向かう入射光の第１直線偏光成分と、前記第１直線偏光成分と直交する第２直線偏光成分とを前記撮像素子に向けて選択的に透過させる偏光制御機構と、
前記入射光の第１直線偏光成分を撮像した第１画像と、前記入射光の第２直線偏光成分を撮像した第２画像とに基づいて撮像対象に直線偏光子が含まれるか否かを判定する画像処理部と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮像対象は、車両の運転者の顔面であり、
前記第１直線偏光成分は、前記撮像素子の撮像方向および前記車両の上下方向の双方に直交する第１方向の直線偏光成分であり、
前記第２直線偏光成分は、前記撮像方向および前記第１方向の双方に直交する第２方向の直線偏光成分であり、
前記画像処理部は、前記運転者の顔面と重なる範囲に前記第１方向の直線偏光成分を遮蔽する直線偏光子が含まれるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記偏光制御機構は、前記第１直線偏光成分を透過させる第１偏光状態と、前記第２直線偏光成分を透過させる第２偏光状態とを切替可能となるよう構成され、
前記偏光制御機構を前記第１偏光状態または前記第２偏光状態に切り替え、前記第１偏光状態において前記撮像素子に前記第１画像を撮像させ、前記第２偏光状態において前記撮像素子に前記第２画像を撮像させる撮像制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記偏光制御機構はさらに、前記第２直線偏光成分に対して右に４５度回転した第３直線偏光成分を透過させる第３偏光状態と、前記第２直線偏光成分に対して左に４５度回転した第４直線偏光成分を透過させる第４偏光状態とに切替可能となるよう構成され、
前記撮像制御部は、前記偏光制御機構を前記第３偏光状態または前記第４偏光状態に切り替え、前記第３偏光状態において前記入射光の前記第３直線偏光成分を撮像した第３画像を前記撮像素子に撮像させ、前記第４偏光状態において前記入射光の前記第４直線偏光成分を撮像した第４画像を前記撮像素子に撮像させ、
前記画像処理部は、前記第１画像、前記第２画像、前記第３画像および前記第４画像に基づいて撮像対象に含まれる直線偏光子の偏光軸の方向を判定することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像素子は、二次元アレイ状に配列された複数の画素を有し、
前記偏光制御機構は、前記複数の画素のそれぞれに対応して配置される複数の偏光フィルタを有し、隣接する二つの画素の一方に前記第１直線偏光成分を透過させる第１直線偏光フィルタが配置され、隣接する二つの画素の他方に前記第２直線偏光成分を透過させる第２直線偏光フィルタが配置されるよう構成され、
前記第１画像は、前記第１直線偏光フィルタが配置される画素群を用いて撮像され、前記第２画像は、前記第２直線偏光フィルタが配置される画素群を用いて撮像されることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項６】
撮像素子に向かう入射光のうち第１直線偏光成分を撮像した第１画像と、前記撮像素子に向かう入射光の前記第１直線偏光成分と直交する第２直線偏光成分を撮像した第２画像とに基づいて、前記撮像素子の撮像対象に直線偏光子が含まれるか否かを判定することを特徴とする判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像表示光を車両のウィンドシールドなどに投射し、画像表示光に基づく虚像を車外の風景に重畳して表示するヘッドアップディスプレイが使用されている。運転者等のユーザは、ウィンドシールドに反射された画像表示光を視認する。ガラスなどで構成される一般的なウィンドシールドの反射率には偏光依存性があり、Ｓ偏光成分に比べてＰ偏光成分が反射されにくいことが知られている。ユーザが偏光サングラスを使用している場合、ウィンドシールドで反射されやすいＳ偏光成分が偏光サングラスにより遮蔽されるため、画像表示光が視認しにくくなる。偏光サングラスの使用時にも画像表示光が視認しやすくなるようにした表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５７８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ウィンドシールドにて反射されにくいＰ偏光成分を主に用いると、偏光サングラスを使用していないユーザにとっては画像表示光が暗くなってしまう。偏光サングラスの使用有無に応じて適切な画像表示光を提供するため、偏光サングラスの使用有無を検知できることが好ましい。
【０００５】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、偏光サングラスの使用有無を検知する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様の撮像装置は、撮像素子と、撮像素子に向かう入射光の第１直線偏光成分と、第１直線偏光成分と直交する第２直線偏光成分とを撮像素子に向けて選択的に透過させる偏光制御機構と、入射光の第１直線偏光成分を撮像した第１画像と、入射光の第２直線偏光成分を撮像した第２画像とに基づいて撮像対象に直線偏光子が含まれるか否かを判定する画像処理部と、を備える。
【０００７】
本発明の別の態様は、判定方法である。この方法は、撮像素子に向かう入射光のうち第１直線偏光成分を撮像した第１画像と、撮像素子に向かう入射光の第１直線偏光成分と直交する第２直線偏光成分を撮像した第２画像とに基づいて、撮像素子の撮像対象に直線偏光子が含まれるか否かを判定する。
【０００８】
なお、以上の構成要素の任意の組合せや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、偏光サングラスの使用有無を検知する技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係る撮像装置の設置例を模式的に示す図である。
【図２】ウィンドシールドの反射率を示すグラフである。
【図３】偏光サングラスの判定方法を模式的に示す図である。
【図４】実施の形態に係る撮像装置の構成を模式的に示す図である。
【図５】実施の形態に係る偏光制御機構の構成を模式的に示す図である。
【図６】実施の形態に係る制御装置の機能構成を模式的に示すブロック図である。
【図７】カメラの動作を模式的に示すタイミングチャートである。
【図８】図８（ａ），（ｂ）は、変形例に係るカメラの構成を模式的に示す図である。
【図９】図９（ａ），（ｂ）は、別の変形例に係るカメラの構成を模式的に示す図である。
【図１０】図１０（ａ），（ｂ）は、さらに別の変形例に係るカメラの構成を模式的に示す図である。
【図１１】図１１（ａ）−（ｆ）は、別の実施の形態に係る偏光を模式的に示す図である。
【図１２】別の実施の形態に係る偏光サングラスの判定方法を模式的に示す図である。
【図１３】図１３（ａ），（ｂ）は、別の実施の形態に係るカメラの構成を模式的に示す図である。
【図１４】図１４（ａ）−（ｄ）は、偏光制御機構の動作を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。かかる実施の形態に示す具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１２】
図１は、実施の形態に係る撮像装置１０の設置例を模式的に示す図である。本実施の形態では、移動体の一例である車両６０に撮像装置１０および虚像表示装置５０が設置される。撮像装置１０は、いわゆるドライバモニタであり、車両６０の運転者７０の顔面を撮像して運転者７０の状態をモニタリングする。虚像表示装置５０は、いわゆるヘッドアップディスプレイであり、ウィンドシールド６２に画像表示光５２を投射し、車両６０の進行方向（図１の右方向）の前方に虚像５４を提示する。運転者７０は、ウィンドシールド６２を介して現実の風景に重畳される虚像５４を視認する。図１において、車両６０の進行方向（前後方向）をｚ方向、車両６０の天地方向（上下方向）をｙ方向、車両６０の左右方向をｘ方向としている。
【００１３】
本実施の形態に係る撮像装置１０は、運転者７０が使用するサングラス７２が偏光サングラスであるか否かを判定可能となるよう構成される。ここで、偏光サングラスとは、水面での反射光を遮蔽または低減可能なサングラスであり、Ｓ偏光成分を遮蔽または低減し、Ｐ偏光成分を透過させる直線偏光子を含む。一方、通常のサングラスには直線偏光子が含まれず、入射する光の強度を減衰させるＮＤ（Neutral Density）フィルタを含む。偏光サングラスの検出が必要となる背景として、ウィンドシールド６２における画像表示光５２の反射率の偏光依存性が挙げられる。
【００１４】
図２は、ウィンドシールド６２の反射率を示すグラフである。ガラスなどで構成される一般的なウィンドシールド６２の反射率には偏光依存性があり、Ｓ偏光成分の反射率Ｒｓに比べてＰ偏光成分の反射率Ｒｐが低いことが知られている。したがって、図１に示す画像表示光５２のうち、Ｓ偏光成分の第１表示光５２ｓの反射率が相対的に高く、Ｐ偏光成分の第２表示光５２ｐの反射率が相対的に低い。特にブリュースター角θＢといわれる入射角（例えば５３度）ではＰ偏光成分の反射率Ｒｐが０になる。図１に示されるように、虚像表示装置５０から投射される画像表示光５２は、ウィンドシールド６２に対して斜めに入反射し、ウィンドシールド６２での入反射角φがブリュースター角θＢの近い値を取りうる。その結果、Ｓ偏光成分の第１表示光５２ｓは運転者７０の目に到達しやすく、Ｐ偏光成分の第２表示光５２ｐは運転者７０の目に到達しにくい。
【００１５】
このとき、運転者７０が偏光サングラスを使用していたとすると、Ｓ偏光成分の第１表示光５２ｓが偏光サングラスによって遮蔽または低減されてしまう。その結果、運転者７０に画像表示光５２を視認させるためにはＰ偏光成分の第２表示光５２ｐを利用しなければならない。一方、運転者７０が偏光サングラスを使用していない場合、Ｓ偏光成分の第１表示光５２ｓを利用した方がより明るくて視認性の高い虚像５４を提供できる。そこで、本実施の形態では、偏光サングラスの使用有無を自動判定し、偏光サングラスの使用有無に応じてより適切な偏光成分を有する画像表示光５２を提供できるようにする。
【００１６】
なお、図１の構成におけるＳ偏光成分は、ウィンドシールド６２における画像表示光５２の入射方向と反射方向の双方に直交する第１方向に直線偏光された光成分であり、車両６０の左右方向（ｘ方向）に直線偏光された光成分に相当する。一方、Ｐ偏光成分は、第１方向と直交する第２方向に直線偏光された光成分であり、車両６０の上下方向（ｙ方向）および前後方向（ｚ方向）で規定されるｙｚ平面に沿う方向に直線偏光された光成分に相当する。
【００１７】
図１において、撮像装置１０は、撮像対象となる運転者７０の顔面をＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分けて撮像するよう構成される。撮像装置１０は、撮像軸１６に沿って入射する入射光１８のうちＳ偏光成分である第１直線偏光成分１８ｓを撮像した第１画像と、入射光１８のうちＰ偏光成分である第２直線偏光成分１８ｐを撮像した第２画像とを取得する。撮像装置１０は、第１画像と第２画像を比較することで、運転者７０が偏光サングラスを使用しているか否かを判定する。
【００１８】
図３は、偏光サングラスの判定方法を模式的に示す図である。図３では、（ａ）サングラスを使用していない裸眼時、（ｂ）偏光サングラスではない通常サングラスの使用時、および（ｃ）偏光サングラスの使用時、の三つの場合において撮像装置１０により取得される（ｉ）第１画像および（ｉｉ）第２画像を示している。図３では、第１画像と第２画像の差分に対応する（ｉｉｉ）差分画像および（ｉｖ）差分画像のヒストグラムも示している。ここで、「差分画像」とは、第１画像を構成する各画素の輝度値（第１輝度値ともいう）から第２画像を構成する各画素の輝度値（第２輝度値ともいう）を減算した差分値（＝第１輝度値−第２輝度値）により各画素の輝度値が構成される画像のことである。またヒストグラムは、画像を構成する各画素の輝度値の分布をグラフ化したものであり、横軸を輝度値とし、縦軸を画素数としたグラフで表される。
【００１９】
（ａ）の裸眼時では、Ｓ偏光成分の第１画像とＰ偏光成分の第２画像がほぼ同じとなるため、差分画像の輝度値（つまり、第１輝度値と第２輝度値の差分値）がほぼゼロとなり、差分画像にほぼ何も写らない状態となる。その結果、差分画像のヒストグラムでは、輝度値がゼロとなる近傍にのみピーク７４が検出される。（ｂ）の通常サングラスの使用時も同様であり、Ｓ偏光成分の第１画像とＰ偏光成分の第２画像がほぼ同じとなるため、差分画像にほぼ何も写らない状態となり、差分画像のヒストグラムにおいても輝度値がゼロとなる近傍にのみピーク７４が検出される。（ｃ）の偏光サングラスの使用時では、Ｓ偏光成分の第１画像とＰ偏光成分の第２画像とで偏光サングラスの見え方が異なる。偏光サングラスはＳ偏光成分を遮蔽するため、Ｓ偏光成分の第１画像では偏光サングラスが黒く写る。一方、偏光サングラスはＰ偏光成分を透過するため、Ｐ偏光成分の第２画像では偏光サングラスが透けて写る。その結果、差分画像では偏光サングラスの領域の輝度値（つまり、第１輝度値と第２輝度値の差分値）の絶対値が大きくなり、偏光サングラスが強調されて見える。第１画像における偏光サングラスの領域の第１輝度値は相対的に小さく（つまり暗く）、第２画像における偏光サングラスの領域の第２輝度値は相対的に大きい（つまり明るい）ため、差分画像における偏光サングラスの領域の輝度値は負の値（例えば−ｎ）となる。その結果、差分画像のヒストグラムでは、輝度値がゼロとなる近傍に第１ピーク７４ａが検出されるとともに、輝度値が−ｎとなる近傍に第２ピーク７４ｂが検出される。このようにして、Ｓ偏光成分の第１画像とＰ偏光成分の第２画像を比較することで、偏光サングラスの使用有無を検出できる。
【００２０】
図４は、実施の形態に係る撮像装置１０の構成を模式的に示す図である。撮像装置１０は、照明装置２０と、カメラ２２と、制御装置２４とを備える。カメラ２２は、撮像軸１６の前方にある運転者７０を撮像対象とする。照明装置２０は、照明軸１４の前方にある運転者７０に向けて照明光１２を照射する。制御装置２４は、カメラ２２および照明装置２０の動作を制御する。図示する例において、照明軸１４と撮像軸１６が平行となるように描かれているが、照明軸１４と撮像軸１６は必ずしも平行でなくてもよい。
【００２１】
照明装置２０は、Ｓ偏光成分１２ｓおよびＰ偏光成分１２ｐの双方を含む照明光１２を生成する。照明装置２０は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの無偏光または非偏光の光源を有し、Ｓ偏光成分１２ｓおよびＰ偏光成分１２ｐのそれぞれの光強度が同程度となる照明光１２を生成する。照明装置２０は、直線偏光の発振モードを有する二つのレーザ光源を有してもよく、二つのレーザ光源の偏光方向が互いに９０度異なるように配置することでＳ偏光成分１２ｓおよびＰ偏光成分１２ｐのそれぞれの光強度が同程度となるようにしてもよい。照明装置２０は、例えば、赤外光の照明光１２を生成するよう構成される。照明装置２０は、可視光の照明光１２を生成してもよく、赤色、緑色、青色または白色の照明光１２を生成してもよい。なお、照明装置２０を撮像装置１０に設けない構成としてもよい。
【００２２】
カメラ２２は、偏光制御機構２６と、撮像素子２８とを含む。偏光制御機構２６は、撮像素子２８に入射する入射光１８の偏光を制御する。偏光制御機構２６は、第１直線偏光成分（Ｓ偏光成分）１８ｓを透過させる第１偏光状態と、第２直線偏光成分（Ｐ偏光成分）１８ｐを透過させる第２偏光状態と、第１直線偏光成分と第２直線偏光成分の双方を透過させる全透過状態とを切替可能となるよう構成される。撮像素子２８は、偏光制御機構２６が第１偏光状態であれば第１直線偏光成分で構成される第１画像を撮像でき、偏光制御機構２６が第２偏光状態であれば第２直線偏光成分で構成される第２画像を撮像できる。撮像素子２８は、偏光制御機構２６が全透過状態であれば、第１直線偏光成分と第２直線偏光成分の双方で構成される通常画像を撮像できる。ここで、通常画像とは、撮像装置１０をドライバモニタとして動作させて運転者７０を撮像する場合の画像であり、例えば動画像を構成する画像である。
【００２３】
図５は、実施の形態に係る偏光制御機構２６の構成を模式的に示す図である。撮像素子２８は、二次元アレイ状に配列される複数の画素３０を有する。偏光制御機構２６は、複数の画素３０の手前に配置されている。偏光制御機構２６は、第１偏光制御素子２６ｓと、第２偏光制御素子２６ｐとを有する。第１偏光制御素子２６ｓおよび第２偏光制御素子２６ｐは、撮像軸１６上に直列的に配置されている。
【００２４】
第１偏光制御素子２６ｓおよび第２偏光制御素子２６ｐのそれぞれは、アクティブ偏光子であり、特定方向の直線偏光成分の透過および遮蔽を電気的に切替できるように構成される。第１偏光制御素子２６ｓは、第１直線偏光成分（Ｓ偏光成分）１８ｓを常時透過させ、第２直線偏光成分（Ｐ偏光成分）１８ｐの透過および遮蔽を電気的に切替できるように配置される。第２偏光制御素子２６ｐは、第２直線偏光成分（Ｐ偏光成分）１８ｐを常時透過させる一方、第１直線偏光成分（Ｓ偏光成分）１８ｓの透過および遮蔽を電気的に切替できるように配置される。
【００２５】
第１偏光制御素子２６ｓおよび第２偏光制御素子２６ｐのそれぞれの動作を切り替えることで、上述の第１偏光状態、第２偏光状態および全透過状態が実現される。具体的には、第１偏光制御素子２６ｓをオンとし、第２偏光制御素子２６ｐをオフとすることで、第２直線偏光成分を遮蔽して第１直線偏光成分を透過させる第１偏光状態となる。逆に、第１偏光制御素子２６ｓをオフとし、第２偏光制御素子２６ｐをオンとすることで、第１直線偏光成分を遮蔽して第２直線偏光成分を透過させる第２偏光状態となる。また、第１偏光制御素子２６ｓおよび第２偏光制御素子２６ｐの双方をオフとすることで、第１直線偏光成分および第２直線偏光成分の双方を透過させる全透過状態となる。
【００２６】
図６は、実施の形態に係る制御装置２４の機能構成を模式的に示すブロック図である。制御装置２４は、偏光制御部４０と、撮像制御部４２と、画像取得部４４と、画像処理部４６と、出力部４８とを備える。図示する各機能ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組み合わせによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００２７】
偏光制御部４０は、偏光制御機構２６の動作を制御して撮像素子２８に入射する入射光１８の偏光状態を制御する。偏光制御部４０は、第１偏光制御素子２６ｓおよび第２偏光制御素子２６ｐのそれぞれの動作を切り替えることで、上述の第１偏光状態、第２偏光状態および全透過状態を切り替える。
【００２８】
撮像制御部４２は、偏光制御機構２６の動作と同期して撮像素子２８の動作を制御する。撮像制御部４２は、偏光制御機構２６が第１偏光状態となるタイミングで撮像素子２８に第１画像を撮像させる。撮像制御部４２は、偏光制御機構２６が第２偏光状態となるタイミングで撮像素子２８に第２画像を撮像させる。撮像制御部４２は、偏光制御機構２６が全透過状態となるタイミングで撮像素子２８に通常画像（動画像）を撮像させる。
【００２９】
図７は、偏光制御機構２６および撮像素子２８の動作を模式的に示すタイミングチャートである。図７の第１期間Ｔ１は、第１偏光制御素子２６ｓをオンにして第２偏光制御素子２６ｐをオフにする第１偏光状態であり、第２期間Ｔ２は、第１偏光制御素子２６ｓをオフにして第２偏光制御素子２６ｐをオンにする第２偏光状態であり、第３期間Ｔ３は、第１偏光制御素子２６ｓおよび第２偏光制御素子２６ｐの双方をオフにする全透過状態である。撮像素子２８は、第１期間Ｔ１において第１画像を撮像し、第２期間Ｔ２において第２画像を撮像し、第３期間Ｔ３において通常画像（動画像）を撮像する。
【００３０】
偏光制御部４０は、第１期間Ｔ１、第２期間Ｔ２および第３期間Ｔ３を周期的に切り替えることにより、偏光サングラスを検出するための第１画像および第２画像の取得を可能にするとともに、ドライバモニタ用の通常画像（動画像）の取得を可能にする。偏光制御部４０は、例えば、撮像素子２８のフレームレートに同期して偏光状態を切り替え、第１フレームにて第１状態とし、第２フレームにて第２状態とし、第３フレーム以降において全透過状態とする。したがって、偏光制御部４０は、全透過状態を基本の偏光状態としつつ、間欠的に第１偏光状態および第２偏光状態を挿入するとも言える。第１偏光状態および第２偏光状態に切り替える周期は特に限られないが、例えば、１秒、５秒、１０秒、３０秒、１分、５分などである。また、偏光制御部４０は、撮像素子２８の隣接フレーム間で第１偏光状態と第２偏光状態を切り替えるようにする。これにより、第１画像と第２画像の取得タイミング間での撮像対象の変化を最小化し、第１画像と第２画像の間に偏光以外の要素で差が生じるのを防ぐようにする。
【００３１】
図６に戻り、画像取得部４４は、撮像素子２８が撮像する画像を取得する。画像取得部４４は、第１偏光状態にて撮像される第１画像と、第２偏光状態で撮像される第２画像とを取得する。画像取得部４４は、全透過状態にて撮像する通常画像（動画像）を取得してもよい。
【００３２】
画像処理部４６は、画像取得部４４が取得する第１画像および第２画像に基づいて、撮像対象に偏光サングラスが含まれるか否かを判定する。画像処理部４６は、図３に示されるように、第１画像および第２画像の差分画像を生成し、差分画像に各画素の輝度値の絶対値が基準値以上となる「特定領域」が存在する場合に偏光サングラスが含まれると判定する。画像処理部４６は、図３に示されるように、差分画像のヒストグラムに基づいて偏光サングラスの有無を判定してもよい。例えば、図３のヒストグラムにおいて、横軸の輝度値の絶対値が基準値以上となる位置（例えば輝度値−ｎ）において縦軸の画素数が所定値以上となるピーク（例えば第２ピーク７４ｂ）が含まれる場合に偏光サングラスがあると判定する。
【００３３】
画像処理部４６は、差分画像における特定領域の画素の輝度値の符号（正負）を考慮して偏光サングラスが含まれるか否かを判定してもよい。例えば、Ｓ偏光成分を撮像した第１画像の特定領域の画素の輝度値が相対的に小さく（つまり、暗く）、Ｐ偏光成分を撮像した第２画像の特定領域の画素の輝度値が相対的に大きい（つまり、明るい）場合にのみ偏光サングラスが含まれていると判定してもよい。画像処理部４６は、パターンマッチング等の画像解析技術を用いて運転者７０の顔面の輪郭や目の位置を特定し、顔面と重なる範囲に特定領域が存在する場合や目の位置に特定領域が存在する場合に偏光サングラスを使用していると判定してもよい。画像処理部４６は、運転者７０が首を傾げておらず、車両６０の左右方向と運転者７０の両目またはサングラスの左右方向とが一致する場合にのみ偏光サングラスの使用有無を判定してもよい。
【００３４】
画像処理部４６は、画像取得部４４が取得する通常画像（動画像）に基づいて、運転者７０の状態を評価してもよい。画像処理部４６は、運転者７０の目が閉じた状態が所定時間連続する場合に居眠り運転を検知したり、運転者７０の視線方向が所定時間連続して車両前方とは異なる方向に向いている場合に脇見運転を検知したりしてもよい。
【００３５】
出力部４８は、画像処理部４６による判定結果を外部装置に出力する。出力部４８は、例えば、虚像表示装置５０に偏光サングラスの使用有無の判定結果を示す信号を出力する。出力部４８は、車両６０に搭載される任意の機器に運転者７０の状態または状態変化に関する信号を出力してもよいし、画像取得部４４が取得した画像データを出力してもよい。
【００３６】
本実施の形態によれば、撮像装置１０を用いて運転者７０が偏光サングラスを使用しているか否かを自動判定できる。これにより、虚像表示装置５０は、偏光サングラスの使用有無に応じて適切な画像表示光５２を生成できる。例えば、偏光サングラスを使用していない場合にはウィンドシールド６２での反射されやすいＳ偏光の第１表示光５２ｓを生成するようにし、偏光サングラスを使用している場合には偏光サングラス越しに視認可能なＰ偏光の第２表示光５２ｐを生成するようにできる。その結果、偏光サングラスの使用有無に拘わらずに第１表示光５２ｓおよび第２表示光５２ｐの双方を生成する場合に比べて虚像表示装置５０の消費電力を低減することができる。また、第１表示光５２ｓおよび第２表示光５２ｐの双方を生成するために複数の光源を同時点灯させる必要がなくなるため、複数の光源の同時点灯による動作温度の上昇を防ぐことができ、光源の長寿命化を実現できる。
【００３７】
本実施の形態によれば、撮像装置１０をドライバモニタとして使用しつつ、運転者７０が偏光サングラスを使用しているか否かを自動判定できる。偏光制御機構２６の偏光状態を間欠的に第１偏光状態および第２偏光状態に切り替えることで、ドライバモニタとしての通常画像（動画像）の取得に実質的な影響を及ぼすことなく、偏光サングラスの判定に用いる第１画像および第２画像を取得できる。また、ドライバモニタとしての通常画像（動画像）を取得するための全透過状態において、第１直線偏光成分１８ｓおよび第２直線偏光成分１８ｐの双方を含む入射光１８を撮像することで、撮像素子２８に入射する入射光１８の光量がより多い状態で運転者７０の顔面を撮像できる。これにより、運転者７０のより鮮明な画像を撮像でき、ドライバモニタとしての判定精度を高めることができる。
【００３８】
図８（ａ），（ｂ）は、変形例に係るカメラ１２２の構成を模式的に示す図である。本変形例では、偏光フィルタ１３４を回転させることにより撮像素子２８に入射する入射光１８の偏光状態を切り替える点で上述の実施の形態に係るカメラ２２と相違する。
【００３９】
図８（ａ）に示されるように、カメラ１２２は、偏光制御機構１２６と、撮像素子２８とを含む。偏光制御機構１２６は、撮像素子２８の撮像軸１６上に配置される。偏光制御機構１２６は、偏光フィルタ１３４と、モータ１３６とを有する。
【００４０】
図８（ｂ）に示されるように、偏光フィルタ１３４は、円盤形状であり、周方向に異なる位置に第１領域１３４ａ、第２領域１３４ｂおよび第３領域１３４ｃが設けられる。第１領域１３４ａおよび第２領域１３４ｂには直線偏光子が設けられる一方、第３領域１３４ｃには偏光子が設けられていない。なお、第１領域１３４ａおよび第２領域１３４ｂには、偏光軸Ａの向きが同じ直線偏光子が設けられている。モータ１３６は、偏光フィルタ１３４をＲ方向に回転させ、撮像軸１６上に配置される偏光フィルタ１３４の領域１３４ａ〜１３４ｃを切り替える。モータ１３６は、偏光フィルタ１３４に設けられる直線偏光子を撮像軸１６に対して変位させる駆動部である。
【００４１】
モータ１３６は、偏光フィルタ１３４を回転させることにより、直線偏光子の偏光軸Ａの向きを変化させ、Ｓ偏光成分またはＰ偏光成分を透過させる偏光軸Ａの向きに合わせる。図８（ｂ）に示される状態では、直線偏光子の偏光軸Ａの向きが左右方向であるため、偏光フィルタ１３４がＳ偏光成分を透過させる第１直線偏光子として機能する。したがって、撮像軸１６上に第１領域１３４ａが配置される場合、第１直線偏光子として機能する偏光フィルタ１３４を入射光１８のＳ偏光成分１８ｓのみが透過し、撮像素子２８により第１画像が撮像される。一方、撮像軸１６上に第２領域１３４ｂが配置される場合、つまり、図８（ｂ）の状態から偏光フィルタ１３４を９０度回転させた場合、直線偏光子の偏光軸Ａの向きが上下方向となるため、偏光フィルタ１３４がＰ偏光成分を透過させる第２直線偏光子として機能する。その結果、撮像軸１６上に第２領域１３４ｂが配置される場合、第２直線偏光子として機能する偏光フィルタ１３４を入射光１８のＰ偏光成分１８ｐのみが透過し、撮像素子２８により第２画像が撮像される。撮像軸１６上に第３領域１３４ｃが配置される場合、つまり、撮像軸１６上に直線偏光子が挿入されない場合、入射光１８が偏光フィルタ１３４をそのまま透過し、撮像素子２８により通常画像が撮像される。このようにして、偏光制御機構１２６は、撮像素子２８に向かう入射光１８の偏光状態を切り替えることができる。
【００４２】
偏光制御機構１２６は、上述の偏光制御部４０により動作が制御される。偏光制御部４０は、モータ１３６の動作を制御し、撮像軸１６上に第１領域１３４ａが配置される第１偏光状態と、撮像軸１６上に第２領域１３４ｂが配置される第２偏光状態と、撮像軸１６上に第３領域１３４ｃが配置される全透過状態とを切り替える。モータ１３６は、ステッピングモータで構成されてもよく、偏光フィルタ１３４を瞬間的に所定の角度だけ回転させることで、偏光状態を瞬時に切り替えるよう構成されてもよい。モータ１３６は、偏光フィルタ１３４を回転させずに静止させることで、第１偏光状態、第２偏光状態または全透過状態が一定時間にわたって維持するように構成されもよい。本変形例に係るカメラ１２２を用いる場合であっても、上述の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００４３】
さらなる変形例では、第１領域１３４ａと第２領域１３４ｂに設けられる直線偏光子の偏光軸Ａが共通していなくてもよく、第１領域１３４ａにＳ偏光成分を透過させる第１直線偏光子が設けられ、第２領域１３４ｂにＰ偏光成分を透過させる第２直線偏光子が設けられてもよい。また、偏光フィルタ１３４の各領域１３４ａ〜１３４ｃが占める範囲は図示されるものに限られず、各領域１３４ａ〜１３４ｃの少なくとも一つが図示される領域よりも広い範囲を占めてもよいし、図示される領域よりも狭い範囲を占めてもよい。
【００４４】
図９（ａ），（ｂ）は、別の変形例に係るカメラ２２２の構成を模式的に示す図である。本変形例では、偏光フィルタを回転させるのではなく、スライドさせるように構成される点で上述の変形例と相違する。
【００４５】
図９（ａ）に示されるように、カメラ２２２は、偏光制御機構２２６と、撮像素子２８を含む。偏光制御機構２２６は、撮像素子２８の撮像軸１６上に配置される。偏光制御機構２２６は、偏光フィルタ２３４と、モータ２３６とを有する。
【００４６】
図９（ｂ）に示されるように、偏光フィルタ２３４は、長方形状であり、長手方向（Ｓ方向）に異なる位置に第１領域２３４ａ、第２領域２３４ｂおよび第３領域２３４ｃが設けられる。第１領域２３４ａにはＳ偏光成分を透過させる第１直線偏光子が設けられ、第２領域２３４ｂにはＰ偏光成分を透過させる第２直線偏光子が設けられる。第３領域２３４ｃには偏光子が設けられていない。モータ２３６は、偏光フィルタ２３４をＳ方向にスライドさせ、撮像軸１６上に配置される偏光フィルタ２３４の領域２３４ａ〜２３４ｃを切り替える。モータ２３６は、偏光フィルタ２３４に設けられる第１直線偏光子および第２直線偏光子を撮像軸１６に対して変位させる駆動部である。
【００４７】
撮像軸１６上に第１領域２３４ａが配置される場合、つまり、撮像軸１６上に第１直線偏光子が挿入される場合、入射光１８のうちＳ偏光成分１８ｓのみが偏光フィルタ２３４を透過し、撮像素子２８により第１画像が撮像される。撮像軸１６上に第２領域２３４ｂが配置される場合、つまり、撮像軸１６上に第２直線偏光子が挿入される場合、入射光１８のうちＰ偏光成分１８ｐのみが偏光フィルタ２３４を透過し、撮像素子２８により第２画像が撮像される。撮像軸１６上に第３領域２３４ｃが配置される場合、つまり、撮像軸１６上に直線偏光子が挿入されない場合、入射光１８が偏光フィルタ２３４をそのまま透過し、撮像素子２８により通常画像が撮像される。このようにして、偏光制御機構２２６は、撮像素子２８に向かう入射光１８の偏光状態を切り替えることができる。
【００４８】
偏光制御機構２２６は、上述の偏光制御部４０により動作が制御される。偏光制御部４０は、モータ２３６の動作を制御し、撮像軸１６上に第１領域２３４ａが配置される第１偏光状態と、撮像軸１６上に第２領域２３４ｂが配置される第２偏光状態と、撮像軸１６上に第３領域２３４ｃが配置される全透過状態とを切り替える。本変形例に係るカメラ２２２を用いる場合であっても、上述の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００４９】
図１０（ａ），（ｂ）は、さらに別の変形例に係るカメラ３２２の構成を模式的に示す図である。本変形例では、撮像素子２８の複数の画素３０のそれぞれに対応するように第１直線偏光フィルタ３３４ｓおよび第２直線偏光フィルタ３３４ｐが配置される点で上述の実施の形態および変形例と相違する。
【００５０】
図１０（ａ）に示されるように、カメラ３２２は、偏光制御機構３２６と、撮像素子２８とを含む。撮像素子２８は、二次元アレイ状に配列される複数の画素３０を有する。偏光制御機構３２６は、複数の画素３０のそれぞれに対応して配置される複数の偏光フィルタ３３４を有する。偏光制御機構３２６は、隣接する二つの画素の一方（例えば画素３０ａ）に第１直線偏光成分（Ｓ偏光成分）を透過させる第１直線偏光フィルタ３３４ｓが配置され、隣接する二つの画素の他方（例えば画素３０ｂ）に第２直線偏光成分（Ｐ偏光成分）を透過させる第２直線偏光フィルタ３３４ｐが配置されるよう構成される。
【００５１】
図１０（ｂ）に示されるように、第１直線偏光フィルタ３３４ｓおよび第２直線偏光フィルタ３３４ｐは市松模様となるように配置される。なお、第１直線偏光フィルタ３３４ｓおよび第２直線偏光フィルタ３３４ｐは、縞状に配置されてもよい。
【００５２】
撮像素子２８は、偏光制御機構３２６を介して撮像対象の画像を撮像することにより、第１直線偏光成分を撮像した第１画像と、第２直線偏光成分を撮像した第２画像とを同時に生成する。第１画像は、複数の画素３０のうち第１直線偏光フィルタ３３４ｓが配置される画素群を用いて撮像される。第２画像は、複数の画素３０のうち第２直線偏光フィルタ３３４ｐが配置される画素群を用いて撮像される。
【００５３】
撮像素子２８は、例えば、複数の画素３０の全てを用いて撮像した通常画像を出力するよう構成される。この場合、画像取得部４４は、撮像素子２８から通常画像を取得し、画像処理部４６は、取得した通常画像から第１画像と第２画像を分離する。画像処理部４６は、第１画像と第２画像を比較することで、撮像対象に偏光サングラスが含まれるか否かを判定する。画像処理部４６は、複数の画素３０の全てを用いて撮像された通常画像を用いて運転者７０の状態を評価してもよい。
【００５４】
撮像素子２８は、第１直線偏光フィルタ３３４ｓが配置される画素群を用いて撮像した第１画像と、第２直線偏光フィルタ３３４ｐが配置される画素群を用いて撮像した第２画像とを別々に出力するよう構成されてもよい。この場合、画像取得部４４は、撮像素子２８から第１画像と第２画像を取得し、画像処理部４６は、第１画像と第２画像を比較して撮像対象に偏光サングラスが含まれるか否かを判定する。画像処理部４６は、第１画像と第２画像を合成することで複数の画素３０の全てを用いて撮像した場合に相当する通常画像を生成し、通常画像を用いて運転者７０の状態を評価してもよい。
【００５５】
本変形例によれば、偏光状態の切替が不要なため、第１画像、第２画像および通常画像を常時取得することができる。その結果、ドライバモニタとしての通常画像（動画像）の取得に影響を及ぼすことなく、偏光サングラスの判定に用いる第１画像および第２画像を取得できる。また、第１画像および第２画像についても常時取得できることから、運転者７０が偏光サングラスを着けたり外したりする場合に、偏光サングラスの使用有無の変化を即時に検出できる。
【００５６】
つづいて、別の実施の形態について説明する。本実施の形態では、Ｓ偏光成分を遮蔽する一般的な偏光サングラスを検出するだけでなく、右目用と左目用に異なる偏光子が用いられる立体メガネ（３Ｄメガネ）を検出できるように構成される。３Ｄメガネは、右目と左目のそれぞれで視差のある表示光を別々に視覚できるように構成され、右目用レンズと左目用レンズのそれぞれが互いに直交する偏光を透過させるように構成される。
【００５７】
図１１（ａ）〜（ｆ）は、別の実施の形態に係る偏光を模式的に示す図であり、互いに直交する偏光の例を示している。ここで、「互いに直交する偏光」とは、偏光のｘ方向成分およびｙ方向成分をジョーンズベクトルｕｊ（ｊ＝１，２）を用いて複素表記した場合にｕ１＊・ｕ２＝０となる二つの偏光のことをいう。ここで、アスタリスク（＊）が付されたジョーンズベクトルｕｊ＊は、元のジョーンズベクトルｕｊの複素共役を表す。
【００５８】
図１１（ａ）は、第１直線偏光（Ｓ偏光）を示し、図１１（ｂ）は、第２直線偏光（Ｐ偏光）を示す。これらをジョーンズベクトルｕ（ｘ，ｙ）で表現すれば、（ａ）のＳ偏光はｕ１（ｘ、ｙ）＝（１，０）であり、（ｂ）のＰ偏光はｕ２（ｘ，ｙ）＝（０，１）であり、ｕ１＊・ｕ２＝０となって互いに直交する。したがって、第１直線偏光（Ｓ偏光）と第２直線偏光（Ｐ偏光）は互いに直交する偏光である。
【００５９】
図１１（ｃ）は、第３直線偏光（右４５度偏光）を示し、図１１（ｂ）のＰ偏光を右に４５度回転させた直線偏光を示す。図１１（ｄ）は、第４直線偏光（左４５度偏光）を示し、図１１（ｂ）のＰ偏光を左に４５度回転させた直線偏光を示す。これらをジョーンズベクトルｕ（ｘ，ｙ）で表現すれば、（ｃ）の右４５度偏光はｕ３（ｘ、ｙ）＝１／√２（１，１）であり、（ｄ）の左４５度偏光はｕ４（ｘ，ｙ）＝（１／√２）（１，−１）であり、ｕ３＊・ｕ４＝０となって互いに直交する。したがって、第３直線偏光（右４５度偏光）と第４直線偏光（左４５度偏光）は互いに直交する偏光である。
【００６０】
図１１（ｅ）は、右回り円偏光を示し、図１１（ｆ）は、左回り円偏光を示す。これらをジョーンズベクトルｕ（ｘ，ｙ）で表現すれば、（ｅ）の右回り円偏光はｕ５（ｘ、ｙ）＝１／√２（１，ｉ）であり、（ｆ）の左回り円偏光はｕ６（ｘ，ｙ）＝（１／√２）（１，−ｉ）であり、ｕ５＊・ｕ６＝０となって互いに直交する。したがって、右回り円偏光と左回り円偏光は互いに直交する偏光である。
【００６１】
図１２は、別の実施の形態に係る偏光サングラスの判定方法を模式的に示す図である。（ａ）〜（ｄ）に模式的に示すサングラスは、紙面上において左側に右目用レンズが示され、右側に左目用レンズが示されている。（ａ）は、Ｓ偏光成分を遮蔽してＰ偏光成分を透過させる一般的な偏光サングラスを示し、（ｂ）〜（ｄ）は、右目用と左目用に互いに直交する偏光子が用いられる３Ｄメガネを示している。（ｂ）は、右目用にＰ偏光（紙面の上下方向）を透過させる直線偏光子が用いられ、左目用にＳ偏光（紙面の左右方向）を透過させる直線偏光子が用いられる３Ｄメガネを示す。（ｃ）は、右目用に右に４５度回転させた第３直線偏光（右４５度偏光）を透過させる直線偏光子が用いられ、左目用に左に４５度回転させた第４直線偏光（左４５度偏光）を透過させる直線偏光子が用いられる３Ｄメガネを示す。（ｄ）は、右目用に右回り円偏光を透過させる円偏光子が用いられ、左目用に左回り円偏光を透過させる円偏光子が用いられる３Ｄメガネを示す。
【００６２】
ここで、「右または左に４５度回転」もしくは「右回りまたは左回り」における回転方向は、運転者７０を撮像するカメラの撮像系を基準としている。つまり、運転者７０またはサングラス７２を正面視したときに、運転者７０またはサングラス７２に向かう方向を基準として右ねじとなる方向が右側の回転方向であり、左ねじとなる方向が左側の回転方向である。また、右に４５度回転させた「右４５度偏光」とは、紙面において偏光方向が上下方向となるＰ偏光（第２直線偏光）を右に４５度回転させた直線偏光のことをいう。同様に、左に４５度回転させた「左４５度偏光」とは、Ｐ偏光を左に４５度回転させた直線偏光のこという。
【００６３】
本実施の形態では、（ａ）〜（ｄ）の偏光サングラスまたは３Ｄメガネを判別するために、Ｓ偏光成分を撮像した第１画像およびＰ偏光成分を撮像した第２画像の取得に加えて、右に４５度回転させた直線偏光成分（第３直線偏光成分ともいう）を撮像した第３画像および左に４５度回転させた直線偏光成分（第４直線偏光成分ともいう）を撮像した第４画像を取得する。図１２において、（ａ）〜（ｄ）の偏光サングラスまたは３Ｄメガネを撮像対象とした場合の（ｉ）第１画像（Ｓ偏光画像）、（ｉｉ）第２画像（Ｐ偏光画像）、（ｉｉｉ）第３画像（右４５度偏光画像）、および（ｉｖ）第４画像（左４５度偏光画像）を模式的に示している。
【００６４】
図示されるように、（ｂ）の３Ｄメガネでは、（ｉ）第１画像（Ｓ偏光画像）と（ｉｉ）第２画像（Ｐ偏光画像）において、右目用レンズと左目用レンズが互いに異なる態様で写し出されるため、第１画像と第２画像に基づいて（ｂ）の３Ｄメガネを検出できる。（ｃ）の３Ｄメガネでは、（ｉｉｉ）第３画像（右４５度偏光画像）と（ｉｖ）第４画像（左４５度偏光画像）において、右目用レンズと左目用レンズが互いに異なる態様で写し出されるため、第３画像と第４画像に基づいて（ｃ）の３Ｄメガネを検出できる。なお、（ｄ）の３Ｄメガネでは、（ｉ）〜（ｉｖ）の画像の全てにおいて右目用レンズと左目用レンズが同じ態様で写し出されるため、（ｄ）の３Ｄメガネを使用していることを検出できないが、少なくとも（ａ）の偏光サングラス、または、（ｂ）もしくは（ｃ）の３Ｄメガネを使用していないことを検出できる。つまり、本実施の形態によれば、撮像対象に含まれる直線偏光子の偏光軸の方向を判定し、Ｓ偏光、Ｐ偏光、右４５度偏光、左４５度偏光のいずれであるかを特定できる。
【００６５】
図１３（ａ），（ｂ）は、別の実施の形態に係るカメラ４２２の構成を模式的に示す図である。カメラ４２２は、Ｓ偏光成分を撮像した第１画像、Ｐ偏光成分を撮像した第２画像、右４５度偏光成分を撮像した第３画像、左４５度偏光成分を撮像した第４画像および直交する偏光成分の双方を撮像した通常画像を撮像可能となるよう構成される。本実施の形態に係るカメラ４２２は、図８（ａ），（ｂ）に示す変形例と同様に構成されるが、偏光フィルタ４３４の構成および動作が異なる。
【００６６】
図１３（ａ）に示すように、カメラ４２２は、偏光制御機構４２６と、撮像素子２８とを含む。偏光制御機構４２６は、撮像素子２８の撮像軸１６上に配置される。偏光制御機構４２６は、偏光フィルタ４３４と、モータ４３６とを有する。
【００６７】
図１３（ｂ）に示されるように、偏光フィルタ４３４は、円盤形状であり、直線偏光子が設けられる第１領域４３４ａと、直線偏光子が設けられていない第２領域４３４ｂとを有する。第１領域４３４ａは、円盤形状の偏光フィルタ４３４のうち約２７０度の範囲を占める扇状領域である。第２領域４３４ｂは、円盤形状の偏光フィルタ４３４のうち残りの約９０度の範囲を占める扇状領域である。モータ４３６は、偏光フィルタ４３４をＲ方向に回転させ、撮像軸１６上と重なる第１領域４３４ａの偏光軸Ａの向きを変化させる。図１３（ｂ）は、初期配置の偏光フィルタ４３４を示し、第１領域４３４ａに設けられる直線偏光子の偏光軸Ａの向きがＳ偏光成分を透過させる方向となっている。これにより、撮像素子２８に向けて第１直線偏光成分（Ｓ偏光成分）を透過させる第１偏光状態を実現でき、撮像素子２８を用いてＳ偏光成分を撮像した第１画像を取得できる。モータ４３６は、上述の実施の形態と同様にステッピングモータであってもよい。
【００６８】
図１４（ａ）−（ｄ）は、偏光制御機構４２６の動作を模式的に示す図であり、偏光フィルタ４３４の回転により第１領域４３４ａに設けられる直線偏光子の偏光軸Ａの向きを変化させる様子を示す。図１４（ａ）は、図１３（ｂ）の初期配置から偏光フィルタ４３４を右にθ１（４５度）回転させたときを示している。偏光フィルタ４３４を右に４５度回転させることで、第１領域４３４ａに設けられる直線偏光子の偏光軸Ａの向きが左４５度偏光成分を透過させる方向となっている。これにより、撮像素子２８に向けて第２直線偏光成分（Ｐ偏光成分）に対して左に４５度回転した第４直線偏光成分を透過させる第４偏光状態を実現でき、撮像素子２８を用いて左４５度偏光成分を撮像した第４画像を取得できる。
【００６９】
図１４（ｂ）は、図１３（ｂ）の初期配置から偏光フィルタ４３４を右にθ２（９０度）回転させたときを示している。偏光フィルタ４３４を右に９０度回転させることで、第１領域４３４ａに設けられる直線偏光子の偏光軸Ａの向きがＰ偏光成分を透過させる方向となっている。これにより、撮像素子２８に向けて第２直線偏光成分（Ｐ偏光成分）を透過させる第２偏光状態を実現でき、撮像素子２８を用いてＰ偏光成分を撮像した第２画像を取得できる。
【００７０】
図１４（ｃ）は、図１３（ｂ）の初期配置から偏光フィルタ４３４を右にθ３（１３５度）回転させたときを示している。偏光フィルタ４３４を右に１３５度回転させることで、第１領域４３４ａに設けられる直線偏光子の偏光軸Ａの向きが右４５度偏光成分を透過させる方向となっている。これにより、撮像素子２８に向けて第２直線偏光成分（Ｐ偏光成分）に対して右に４５度回転した第３直線偏光成分を透過させる第３偏光状態を実現でき、撮像素子２８を用いて右４５度偏光成分を撮像した第３画像を取得できる。
【００７１】
図１４（ｄ）は、図１３（ｂ）の初期配置から偏光フィルタ４３４を右にθ４（２７０度）回転させたときを示している。偏光フィルタ４３４を右に２７０度回転させることで、直線偏光子が設けられていない第２領域４３４ｂが撮像軸１６上に配置される。これにより、撮像素子２８に向けて第１直線偏光成分（Ｓ偏光成分）および第２直線偏光成分（Ｐ偏光成分）の双方を透過させる全透過状態を実現でき、撮像素子２８を用いて通常画像を取得できる。
【００７２】
なお、本実施の形態は、他の構成を用いて実現することもできる。例えば、図９（ａ），（ｂ）に示した構成と同様、４種類の直線偏光子を有する偏光フィルタを撮像軸１６に対してスライドさせることで、第１画像、第２画像、第３画像、第４画像および通常画像を取得できるように構成してもよい。その他、図１０（ａ），（ｂ）に示した構成と同様に、撮像素子の複数の画素に対して４種類の直線偏光フィルタを配置することで、第１画像、第２画像、第３画像、第４画像および通常画像を取得できるように構成してもよい。
【００７３】
本実施の形態において、（ｄ）の３Ｄメガネを検出するために、右回り円偏光成分を撮像した第５画像と、左回り円偏光成分を撮像した第６画像を取得できるように構成してもよい。この場合、偏光制御機構は、右回り円偏光成分を撮像素子に向けて透過させる第５偏光状態と、左回り円偏光成分を撮像素子に向けて透過させる第６偏光状態とを実現するよう構成されてもよい。
【００７４】
以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、各表示例に示す構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。
【００７５】
上述の実施の形態および変形例では、運転者７０が使用する偏光サングラスの使用有無の判定に適用する例について述べた。さらなる変形例では、撮像対象に任意の直線偏光子が含まれるか否かの判定に適用してもよい。例えば、撮像素子に向かう入射光のうち第１直線偏光成分を撮像した第１画像と、前記撮像素子に向かう入射光の第１直線偏光成分と直交する第２直線偏光成分を撮像した第２画像とに基づいて、撮像素子の撮像対象に直線偏光子が含まれるか否かを判定してもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１０…撮像装置、１８…入射光、２２…カメラ、２４…制御装置、２６，１２６，２２６，３２６，４２６…偏光制御機構、２６ｓ…第１偏光制御素子、２６ｐ…第２偏光制御素子、２８…撮像素子、４０…偏光制御部、４２…撮像制御部、４４…画像取得部、４６…画像処理部、４８…出力部、６０…車両、７０…運転者、１３４，２３４，３３４…偏光フィルタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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