(57)【要約】【課題】同一の光路から入射された光の一の方向の偏光成分及び一の方向に直交する他の方向の偏光成分を夫々受光することによって、取得される偏光画像の精度を向上することができる撮像装置を提供すること。【解決手段】同一の光路から入射された光を一の方向の偏光成分と一の方向に直交する他の方向の偏光成分とに分岐する複屈折板と、一の方向の偏光成分の光のみを透過する一の偏光子領域と他の方向の偏光成分の光のみを透過する他の偏光子領域とに分割された領域分割フィルタと、複数の受光素子が２次元に配置された撮像素子とを有し、領域分割フィルタは、複数の一の偏光子領域及び他の偏光子領域を配置し、複屈折板が分岐させた一の方向の偏光成分の光及び他の方向の偏光成分の光を一の偏光子領域及び他の偏光子領域で夫々透過し、撮像素子は領域分割フィルタを透過した偏光成分の光を複数の受光素子で受光する。【選択図】図３
2014127771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の方向の偏光成分及び前記一の方向に直交する他の方向の偏光成分を夫々受光する撮像装置であって、
同一の光路から入射された光を前記一の方向の偏光成分と前記他の方向の偏光成分とに分岐する複屈折板と、
前記一の方向の偏光成分の光のみを透過する一の偏光子領域と前記他の方向の偏光成分の光のみを透過する他の偏光子領域とに分割された領域分割フィルタと、
複数の受光素子が２次元に配置された撮像素子と
を有し、
前記領域分割フィルタは、複数の前記受光素子の格子縞状に対応して複数の前記一の偏光子領域及び複数の前記他の偏光子領域を配置し、前記複屈折板が分岐させた前記一の方向の偏光成分の光及び前記他の方向の偏光成分の光を前記一の偏光子領域及び前記他の偏光子領域で夫々透過し、
前記撮像素子は、前記領域分割フィルタを透過した前記一の方向の偏光成分の光又は前記他の方向の偏光成分の光を複数の前記受光素子で夫々受光する、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記領域分割フィルタは、前記一の偏光子領域及び前記他の偏光子領域を行状若しくは列状、又は、斑状若しくは交互に配置する、ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記領域分割フィルタは、前記複屈折板と前記撮像素子との間の光路に配置されている、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像素子は、カラーフィルタを備え、
前記複屈折板の入射側に光学的ローパスフィルタを更に有し、
前記複屈折板は、可視光を入射される、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光学的ローパスフィルタは前記複屈折板の屈折方向と４５度異なる屈折方向の第２の複屈折板を用いる、ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記複屈折板は、２枚の複屈折板を組み合わせた形状であり、
前記２枚の複屈折板は、屈折方向が９０度異なる、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記複屈折板の屈折方向は、前記格子縞状の縦又は横に対して４５度の方向である、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記複屈折板の材料は水晶である、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項９】
一対のレンズと、前記一対のレンズを透過した光が入射されるプリズムとを更に有し、
前記プリズムは、前記一対のレンズを夫々透過した前記一の方向の偏光成分の光と前記他の方向の偏光成分の光とを合成して、合成光を生成し、
前記複屈折板は、生成された前記合成光を入射され、
前記領域分割フィルタは、前記合成光を前記一の方向の偏光成分と前記他の方向の偏光成分とに分岐し、
前記撮像素子は、分岐された前記一の方向の偏光成分と前記他の方向の偏光成分とを夫々受光して、該一の方向の偏光成分に対応する画像と該他の方向の偏光成分に対応する画像とを視差画像として取得する、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の撮像装置を含むステレオカメラ。
【請求項１０】
前記プリズムは、前記複屈折板の入射側の光路に配置され、偏光方向が異なり、且つ、視差を有する２つの光の光路を１つに重ね合わせ、
前記視差の方向は、前記格子縞状の縦又は横に対して４５度の方向である、
ことを特徴とする、請求項９に記載のステレオカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及びステレオカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置には、偏光方向が互いに異なる偏光成分を夫々撮像して、偏光画像を取得するものである。特許文献１には、２つの撮像部（撮像素子）を用いて、第１の撮像部で検知されるＳ偏光成分（又はＰ偏光成分）と第２の撮像部で検知されるＳ偏光成分（又はＰ偏光成分）からステレオ画像（視差画像）を生成し、被写体の位置を検出する技術を開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示されている技術では、第１の撮像部又は第２の撮像部の撮像素子の配列に対応した領域分割フィルタを用いて、一の方向の偏光成分（例えばＳ偏光成分）の光又は一の方向に直交する他の方向の偏光成分（例えばＰ偏光成分）の光を透過する。また、特許文献１に開示されている技術では、透過した偏光成分の光をそれぞれ受光する。すなわち、特許文献１に開示されている技術では、領域分割フィルタを用いて、ピクセル毎に照射される光の偏光方向を変えるため、ピクセル毎に入射される光の光路が異なる。このため、特許文献１に開示されている技術では、同じ位置（光路）の光から所望の偏光成分の光を得ることが出来ない場合があった。
【０００４】
具体的には、例えば図１５に示す撮像装置１００Ｅは、Ｓ偏光成分（一の方向の偏光成分）の光を透過する領域分割フィルタ２１ｆｓＥを備え、光Ｌｔ１のＳ偏光成分を領域分割フィルタ２１ｆｓＥで透過し、撮像素子１１Ｅで受光する。また、撮像装置１００Ｅは、Ｐ偏光成分（他の方向の偏光成分）の光を透過する領域分割フィルタ２１ｆｐＥを備え、光Ｌｔ２のＰ偏光成分を領域分割フィルタ２１ｆｐＥで透過し、撮像素子１１Ｅで受光する。このため、同一の光路から入射される光のＳ偏光成分及びＰ偏光成分を受光（取得）できない場合があった。また、同一の光路から入射される光のＳ偏光成分及びＰ偏光成分を受光（取得）できない場合には、例えば偏光画像の生成時に、画像が平坦でない部分（エッジ部分、テクスチャ部分など）で誤差の増加が顕著となる場合があった。更に、従来の偏光を用いた単眼のカメラの場合には、同じ位置での入射光の偏光成分を用いて偏光比を計算するのではなく、異なる位置の入射光の偏光成分を用いて偏光比を計算するときに、エッジ部やテクスチャ部分において偏光比に誤差が生じる場合があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑み、同一の光路から入射された光の一の方向の偏光成分及び一の方向に直交する他の方向の偏光成分を夫々受光することによって、取得される偏光画像の精度を向上することができる撮像装置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】
本発明の一の態様に係る撮像装置によれば、一の方向の偏光成分及び前記一の方向に直交する他の方向の偏光成分を夫々受光する撮像装置であって、同一の光路から入射された光を前記一の方向の偏光成分と前記他の方向の偏光成分とに分岐する複屈折板と、前記一の方向の偏光成分の光のみを透過する一の偏光子領域と前記他の方向の偏光成分の光のみを透過する他の偏光子領域とに分割された領域分割フィルタと、複数の受光素子が２次元に配置された撮像素子とを有し、前記領域分割フィルタは、複数の前記受光素子の格子縞状に対応して複数の前記一の偏光子領域及び複数の前記他の偏光子領域を配置し、前記複屈折板が分岐させた前記一の方向の偏光成分の光及び前記他の方向の偏光成分の光を前記一の偏光子領域及び前記他の偏光子領域で夫々透過し、前記撮像素子は、前記領域分割フィルタを透過した前記一の方向の偏光成分の光又は前記他の方向の偏光成分の光を複数の前記受光素子で夫々受光する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る撮像装置によれば、同一の光路から入射された光の一の方向の偏光成分及び一の方向に直交する他の方向の偏光成分を夫々受光することによって、取得される偏光画像の精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る撮像装置の一例を示す概略平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る撮像装置の動作の一例を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態に係る撮像装置を用いて撮像した結果（偏光画像）の一例を説明する図である。
【図５】本発明の実施例１に係る撮像装置の動作の一例を説明する図である。
【図６】本発明の実施例１の変形例に係る撮像装置の動作の一例を説明する図である。
【図７】本発明の実施例２に係る撮像装置の動作の一例を説明する図である。
【図８】本発明の実施例２の変形例に係る撮像装置の動作の一例を説明する図である。
【図９】本発明の実施例３に係る撮像装置の動作の一例を説明する図である。
【図１０】本発明の実施例４に係る撮像装置の動作の一例を説明する図である。
【図１１】本発明の実施例５に係る撮像装置の動作の一例を説明する図である。
【図１２】本発明の実施例５の変形例に係る撮像装置の動作の一例を説明する図である。
【図１３】本発明の実施例６に係るステレオカメラの一例を示す概略構成図である。
【図１４】本発明の実施例６に係るステレオカメラの動作の一例を説明する図である。
【図１５】比較例に係る撮像装置の動作の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
光の一の方向の偏光成分及び一の方向に直交する他の方向の偏光成分を夫々受光する撮像装置を用いて、本発明の限定的でない例示の実施形態を説明する。本発明は、以後に説明する撮像装置以外でも、光学系、光学部材、プリズム及びミラー、並びに、画像形成装置、記録装置、被写機、複合機、プリンタ、スキャナ若しくはプロジェクタなどに内蔵する光を偏光する部品（機器、部材、ユニット、システムなど）に用いることができる。
【００１０】
なお、以後の説明において、添付の全図面の記載の同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としない。したがって、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。
【００１１】
（撮像装置の構成）
図１及び図２を用いて、本発明の実施形態に係る撮像装置１００を説明する。
【００１２】
図１（ａ）に示すように、撮像装置１００は、光を受光する撮像部材１０と、入射された光の特性を変化させる光学フィルタ２０と、を有する。
【００１３】
撮像部材１０は、光を受光して撮像データを取得する（以下、「撮像する」という。）部材である。撮像部材１０は、複数の受光素子を有する撮像素子１１と、撮像素子１１を保持する基板１２と、を備える。撮像部材１０は、本実施形態では、撮像素子１１を用いて光を受光し、その光の像を撮像する。
【００１４】
撮像素子１１は、入射表面に複数の受光素子１１ｐｘ（図２（ａ））を２次元に配置されている。撮像素子１１は、本実施形態では、光学フィルタ２０（後述する領域分割フィルタ２１ｆ）が透過した一の方向の偏光成分（例えばＳ偏光成分）の光及び一の方向に直交する他の方向の偏光成分（例えばＰ偏光成分）の光を複数の受光素子１１ｐｘで夫々受光する。撮像素子１１は、例えばＣＣＤ（ Charge Coupled Device ）、ＣＭＯＳ（ Complementary Metal Oxide Semiconductor ）などを用いることができる。なお、本実施形態に係る撮像素子１１（受光素子１１ｐｘ）としてモノクロ（白黒）のセンサを説明するが、撮像素子１１はモノクロのセンサに限定されるものでない。すなわち、本発明を用いることができる撮像素子は、カラーセンサ（例えばＲＣＣＣ配列、ベイヤ配列など）であってもよい。
【００１５】
光学フィルタ２０は、入射された光を透過及び／又は反射させて、光の特性を変化させるものである。光学フィルタ２０は、本実施形態では、入射された光を偏光する偏光フィルタ層２１と、偏光フィルタ層２１を保護する保護基板２２と、偏光フィルタ層２１と保護基板２２とを接合する充填層２３と、を備える。光学フィルタ２０は、入射された光を一の方向の偏光成分の光と一の方向に直交する他の方向の偏光成分の光とに偏光する。光学フィルタ２０は、本実施形態では、偏光フィルタ層２１で光を透過することによって、入射された光をＳ偏光成分の光とＰ偏光成分の光とに偏光する。
【００１６】
偏光フィルタ層２１は、入射された光を一の方向の偏光成分と一の方向に直交する他の方向の偏光成分（例えばＳ偏光成分とＰ偏光成分と）に分岐する複屈折板（偏光子）２１ｐｏと、一の方向の偏光成分の光のみを透過する一の偏光子領域と他の方向の偏光成分の光のみを透過する他の偏光子領域とに分割された領域分割フィルタ２１ｆと、を備える。
【００１７】
複屈折板２１ｐｏは、同一の光路から入射された光を分岐するものである。複屈折板２１ｐｏは、本実施形態では、入射された光を互いに直交した偏光成分である例えばＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分離（分岐）する（後述する図３）。複屈折板２１ｐｏは、例えば水晶や方解石などの部材を用いることができる。なお、複屈折板２１ｐｏが光を分岐する方向（以下、「屈折方向」という。）及び分岐する距離（以下、「シフト量」という。）は、領域分割フィルタ２１ｆの領域分割に対応した屈折方向及びシフト量とすることができる。また、複屈折板２１ｐｏの屈折方向及びシフト量は、その結晶軸及びその厚み等を適宜変更することで調整することができる。
【００１８】
領域分割フィルタ２１ｆは、入射された光を選択的に透過するものである。領域分割フィルタ２１ｆは、図１（ｂ）に示すように、本実施形態では、一の方向のＳ偏光成分の光のみを透過するＳ偏光子領域２１ｆｓ（図２（ｂ））と他の方向のＰ偏光成分の光のみを透過するＰ偏光子領域２１ｆｐ（図２（ｃ））とに分割されている。なお、本実施形態に係る撮像装置１００は光学フィルタ２０に領域分割フィルタ２１ｆを内蔵するが、本発明を用いることができる撮像装置１００は撮像部材１０（撮像素子１１）の受光面に領域分割フィルタ２１ｆを配置するものでもよい。
【００１９】
本実施形態に係る領域分割フィルタ２１ｆは、複数の受光素子１１ｐｘの格子縞状（図２（ａ））に対応して複数のＳ偏光子領域２１ｆｓ及び複数のＰ偏光子領域２１ｆｐを配置する。すなわち、領域分割フィルタ２１ｆは、撮像素子１１の画素サイズ（受光素子１１ｐｘのサイズ、ピクセル）に対応した複数の偏光子で形成されている。ここで、領域分割フィルタ２１ｆは、複数のＳ偏光子領域２１ｆｓ及びＰ偏光子領域２１ｆｐを行状（例えば後述する図５（ｂ））若しくは列状（図５（ｄ））、又は、交互（図６（ｂ））若しくは斑状（図７（ｂ）、図１０（ｂ）など）に配置することができる。
【００２０】
保護基板２２は、偏光フィルタ層２１（複屈折板２１ｐｏ及び領域分割フィルタ２１ｆ）を保護する基板である。また、保護基板２２は、偏光フィルタ層２１に入射する光を透過する透明な基板である。なお、保護基板２２は、その材料として、使用帯域（例えば可視光域と赤外域）の光を透過可能な透明材料を用いることができる。透明材料は、例えばガラス、サファイア若しくは水晶、又は、石英ガラス、テンパックスガラス、プラスチック、エンジニアリングプラスチック若しくは合成樹脂などである。
【００２１】
充填層２３は、複屈折板２１ｐｏを保護層２２（及び撮像部材１０）に固定するものである。すなわち、充填層２３は、図１（ａ）に示すように、複屈折板２１ｐｏを覆うように形成される。なお、充填層２３は、透光性、ガラス接着性、精密性が良好な接着剤などを用いてもよい。
【００２２】
本実施形態に係る撮像装置１００は、複屈折板２１ｐｏを用いて、同一の光路から入射された光をＳ偏光成分の光及びＰ偏光成分の光に分岐（分離）する。また、本実施形態に係る撮像装置１００は、領域分割フィルタ２１ｆを用いて、複屈折板２１ｐｏが分岐したＳ偏光成分の光及びＰ偏光成分の光をＳ偏光子領域２１ｆｓ又はＰ偏光子領域２１ｆｐで夫々透過する。これにより、撮像装置１００は、撮像素子１１の複数の受光素子１１ｐｘを用いて、同一の光路から入射された光のＳ偏光成分（一の方向の偏光成分）の光又はＰ偏光成分（他の方向の偏光成分）の光のみを受光素子１１ｐｘ（撮像素子１１）で受光することができる。
【００２３】
（撮像装置の動作）
図３及び図４を用いて、撮像装置１００が偏光画像を撮像する動作を説明する。
【００２４】
図３に示すように、撮像装置１００は、先ず、複屈折板２１ｐｏに光Ｌｔを入射される。このとき、撮像装置１００は、複屈折板２１ｐｏで光Ｌｔを透過することによって、光ＬｔをＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分岐する。複屈折板２１ｐｏは、本実施形態では、同一の光路から入射された光Ｌｔを偏向方向Ｘｐに分離（分岐）する。すなわち、複屈折板２１ｐｏは、Ｓ偏光成分の光をそのまま透過し、Ｐ偏光成分の光を偏向方向Ｘｐに屈折（透過）する。
【００２５】
次に、撮像装置１００は、領域分割フィルタ２１ｆにＳ偏光成分の光及びＰ偏光成分の光を夫々入射することによって、Ｓ偏光成分の光又はＰ偏光成分の光を撮像素子１１に入射する。ここで、撮像装置１００は、領域分割フィルタ２１ｆのＳ偏光子領域２１ｆｓ及びＰ偏光子領域２１ｆｐを用いて、撮像素子１１の受光素子１１ｐｘ毎にＳ偏光成分の光又はＰ偏光成分の光を選択して入射することができる。
【００２６】
次いで、図４に示すように、撮像装置１００は、撮像素子１１を用いて、光学フィルタ２０（複屈折板２１ｐｏ）を透過した光を受光する。ここで、撮像素子１１は、入力画像全体として、受光素子１１ｐｘ毎（ピクセル毎）にＳ偏光成分又はＰ偏光成分のみの光を夫々受光する。
【００２７】
その後、撮像装置１００は、出力画像として、受光素子１１ｐｘ毎に受光したＳ偏光成分の光のみ又はＰ偏光成分の光のみの撮像データを用いて、Ｓ画像（Ｓ偏光画像）とＰ画像（Ｐ偏光画像）とを生成する。ここで、撮像装置１００は、同一の光路から入射された光ＬｔのＳ画像とＰ画像とを生成することができる。このため、撮像装置１００は、生成したＳ画像とＰ画像との同一の光路に対応するピクセル間の輝度比を演算することができるので、画像の平坦な部分だけでなく、エッジ部分やテクスチャ部分などの不連続な部分でも正確に偏光比などを取得（演算）することができる。
【００２８】
撮像装置１００は、生成したＳ画像及び／又はＰ画像を用いて、色画像又は輝度画像を算出してもよい。撮像装置１００は、例えばカラーフィルタを備える撮像素子１１を用いた場合に、Ｐ偏光又はＳ偏光の画素のみを取り出し、その画素の単純平均や重みづけ平均などで輝度値（例えば見掛けの輝度値）を算出してもよい。なお、撮像装置１００をステレオカメラ（例えば実施例６）に用いる場合には、生成したＳ画像及びＰ画像を視差画像（差分画像、視差を有する画像）として利用することができる。
【００２９】
以上により、本発明の実施形態に係る撮像装置１００によれば、同一の光路から入射された光の一の方向の偏光成分（例えばＳ偏光成分）の光及び一の方向に直交する他の方向の偏光成分（例えばＰ偏光成分）の光を夫々受光することができる。また、本実施形態に係る撮像装置１００によれば、同一の光路から入射された光の一の方向の偏光成分の光及び他の方向の偏光成分の光を夫々受光することができるので、取得される偏光画像の精度を向上することができる。
【実施例】
【００３０】
実施例に係る撮像装置を用いて、本発明を説明する。なお、実施例に係る撮像装置の構成等は実施形態に係る撮像装置１００の構成等と基本的に同様のため、異なる部分を主に説明する。
【００３１】
（実施例１）
図５を用いて、撮像素子（撮像部材）としてモノクロセンサを用いた実施例１に係る撮像装置を説明する。
【００３２】
（撮像装置の構成）
本実施例に係る撮像装置の要部の側面断面図及び平面図を図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す。図５（ｂ）に示すように、本実施例に係る撮像装置は、領域分割フィルタのＳ偏光子領域２１ｆｓ及びＰ偏光子領域２１ｆｐを行状（横ストライブ模様）に配置している。
【００３３】
（撮像装置の動作）
図５（ａ）に示すように、本実施例に係る撮像装置は、先ず、複屈折板２１ｐｏ１ａに光Ｌｔを入射される。このとき、複屈折板２１ｐｏ１ａは、同一の光路から入射された光Ｌｔを分岐する。すなわち、複屈折板２１ｐｏ１ａは、Ｓ偏光成分の光をそのまま透過し、Ｐ偏光成分の光を偏向方向Ｘｐ１ａ（図５（ｂ）の屈折方向Ｍｂ）に屈折（透過）する。
【００３４】
次に、撮像装置は、領域分割フィルタのＳ偏光子領域２１ｆｓ及びＰ偏光子領域２１ｆｐを用いて、Ｓ偏光成分の光又はＰ偏光成分の光のみを撮像素子の受光素子１１ｐｘ毎に選択して入射する。これにより、撮像装置は、撮像素子を用いて、受光素子１１ｐｘ毎（ピクセル毎）に同一の光路から入射された光ＬｔのＳ偏光成分の光又はＰ偏光成分の光のみを受光（撮像）することができる。
【００３５】
具体的には、本実施例に係る撮像装置は、図５（ｂ）の矢印Ｍｂの矢印元の座標及び矢印先の座標の受光素子（ピクセル）で、同一の光路から入射された光のＳ偏光成分の光及びＰ偏光成分の光を受光することができる。また、撮像装置は、矢印Ｍｂの矢印元の座標及び矢印先の座標の受光素子で受光した光の輝度比などを算出することで偏光比などを取得することができる。
【００３６】
なお、図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示す領域分割フィルタ２１ｆのＳ偏光子領域２１ｆｓ及びＰ偏光子領域２１ｆｐを列状（縦ストライブ模様）に配置している例は、上記の図５（ａ）及び図５（ｂ）の例と基本的に同様のため、説明を省略する。
【００３７】
（変形例）
図６を用いて、実施例１に係る撮像装置の変形例を説明する。
【００３８】
（撮像装置の構成）
本変形例に係る撮像装置の要部の側面断面図及び平面図を図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）に示すように、本変形例に係る撮像装置は、領域分割フィルタのＳ偏光子領域２１ｆｓ及びＰ偏光子領域２１ｆｐを交互（市松模様）に配置している。
【００３９】
（撮像装置の動作）
図６（ａ）に示すように、本変形例に係る撮像装置は、先ず、複屈折板２１ｐｏ１ａに光Ｌｔを入射される。このとき、複屈折板２１ｐｏ１ａは、同一の光路から入射された光Ｌｔを分岐する。すなわち、複屈折板２１ｐｏ１ａは、Ｓ偏光成分の光をそのまま透過し、Ｐ偏光成分の光を偏向方向Ｘｐ１ａ（図６（ｂ）の屈折方向Ｍｂ）に屈折（透過）する。
【００４０】
次に、撮像装置は、領域分割フィルタのＳ偏光子領域２１ｆｓ及びＰ偏光子領域２１ｆｐを用いて、Ｓ偏光成分の光又はＰ偏光成分の光のみを撮像素子の受光素子１１ｐｘ毎に選択して入射する。これにより、撮像装置は、撮像素子を用いて、受光素子１１ｐｘ毎（ピクセル毎）に同一の光路から入射された光ＬｔのＳ偏光成分の光又はＰ偏光成分の光のみを受光（撮像）することができる。
【００４１】
具体的には、本変形例に係る撮像装置は、図６（ｂ）の矢印Ｍｂの矢印元の座標及び矢印先の座標の受光素子（ピクセル）で、同一の光路から入射された光のＳ偏光成分の光及びＰ偏光成分の光を受光することができる。
【００４２】
なお、図６（ｃ）及び図６（ｄ）に示す撮像装置の例は、偏向方向Ｘｐ１ｃが異なるのみでその他の部分は図６（ａ）及び図６（ｂ）の例と同様のため、説明を省略する。
【００４３】
以上のとおり、本発明の実施例１に係る撮像装置によれば、実施形態に係る撮像装置１００と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
（実施例２）
図７を用いて、撮像素子（撮像部材）としてカラーセンサを用いた実施例２に係る撮像装置を説明する。本実施例では、カラーセンサとして、ＲＣＣＣ（レッド・クリア・クリア・クリア）配列の例を説明する。なお、本発明の撮像素子に用いることができるカラーセンサは、ＲＣＣＣ配列に限定されるものではない。すなわち、本発明に用いることができるカラーセンサは、ＲＧＢ（レッド・グリーン・ブルー）配列、ＲＧＢＧ（レッド・グリーン・ブルー・グリーン）配列及びその他複数の色に対応する配列のものでもよい。
【００４５】
クリアピクセル（クリア受光素子）は、カラーフィルタによって感度が低下することに対応して、カラーフィルタを付加しない画素の撮像データを取得するために用いられる。また、ＲＣＣＣ配列は、例えば車載のカメラ用に本実施例に係る撮像装置を用いた場合に、前方車両のテールランプの赤を区別するためにモノクロセンサにレッド画素のみを付加したものである。
【００４６】
（撮像装置の構成）
本実施例に係る撮像装置の要部の側面断面図及び平面図を図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す。本実施例に係る撮像装置は、領域分割フィルタのＳ偏光子領域２１ｆｓ及びＰ偏光子領域２１ｆｐをカラーセンサの配列に対応して斑状に配置している。
【００４７】
具体的には、本実施例に係る領域分割フィルタは、図７（ｂ）に示すように、カラーセンサのＲ配列にＰ偏光子領域２１ｆｐ（図中のＰ／Ｒ）を配置している。領域分割フィルタは、カラーセンサの２つのＣ配列にＰ偏光子領域２１ｆｐ（図中のＰ／Ｃ）を配置し、１つのＣ配列にＳ偏光子領域２１ｆｓ（図中のＳ／Ｃ）を配置している。
【００４８】
（撮像装置の動作）
図７（ａ）に示すように、本実施例に係る撮像装置は、先ず、複屈折板２１ｐｏ２ａに光Ｌｔを入射される。このとき、複屈折板２１ｐｏ２ａは、本実施例では、同一の光路から入射された光Ｌｔを分岐する。すなわち、複屈折板２１ｐｏ２ａは、Ｓ偏光成分の光をそのまま透過し、Ｐ偏光成分の光を偏向方向Ｘｐ２ａ（図７（ｂ）の屈折方向Ｍｂ）に屈折（透過）する。
【００４９】
次に、撮像装置は、領域分割フィルタのＳ偏光子領域２１ｆｓ及びＰ偏光子領域２１ｆｐを用いて、Ｓ偏光成分の光又はＰ偏光成分の光のみを撮像素子の受光素子１１ｐｘ毎に選択して入射する。これにより、撮像装置は、撮像素子を用いて、受光素子１１ｐｘ毎（ピクセル毎）にＳ偏光成分の光又はＰ偏光成分の光のみを受光（撮像）することができる。
【００５０】
なお、図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示す撮像装置の例は、偏向方向Ｘｐ２ｃが異なるのみでその他の部分は上記の図７（ａ）及び図７（ｂ）の例と同様のため、説明を省略する。
【００５１】
（変形例）
図８を用いて、実施例２に係る撮像装置の変形例を説明する。
【００５２】
（撮像装置の構成）
本変形例に係る撮像装置の要部の側面断面図及び平面図を図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す。図８（ａ）に示すように、本変形例に係る撮像装置は、複屈折板２１ｐｏ２ａＣの入射側に光学的ローパスフィルタ２１ｐｏ２ａＡ、２１ｐｏ２ａＢを更に有する。ここで、光学的ローパスフィルタ２１ｐｏ２ａＡ、２１ｐｏ２ａＢは、画像のエリアシングノイズを除去するために用いられる。
【００５３】
（撮像装置の動作）
図８（ａ）に示すように、本変形例に係る撮像装置は、先ず、複屈折板２１ｐｏ２ａＡ、２１ｐｏ２ａＢに光Ｌｔを入射される。このとき、複屈折板２１ｐｏ２ａＡ等は、本変形例では、同一の光路から入射された光Ｌｔを２回分岐する。すなわち、複屈折板２１ｐｏ２ａＡは、４５度軸がずれた複屈折軸Ｘｐ２ａＡ（図８（ｂ）の屈折方向Ｍａ）で入射された光Ｌｔを二重像に分離する。次いで、複屈折板２１ｐｏ２ａＢは、１３５度の複屈折軸Ｘｐ２ａＢ（図８（ｂ）の屈折方向Ｍｂ）で、さらに二重像に分離する。これにより、撮像装置は、入射された光Ｌｔを４点に分離し、光学的ローパスフィルタを実現する。
【００５４】
次に、撮像装置は、複屈折板２１ｐｏ２ａＣを用いて、Ｓ偏光成分の光をそのまま透過し、Ｐ偏光成分の光を偏向方向Ｘｐ２ａＣ（図８（ｂ）の屈折方向Ｍｃ）に屈折（透過）する。
【００５５】
その後、撮像装置は、領域分割フィルタのＳ偏光子領域２１ｆｓ及びＰ偏光子領域２１ｆｐを用いて、Ｓ偏光成分又はＰ偏光成分のみの光を撮像素子の受光素子１１ｐｘ毎に選択して入射する。これにより、撮像装置は、撮像素子を用いて、受光素子１１ｐｘ毎（ピクセル毎）にＳ偏光成分又はＰ偏光成分のみの光を受光（撮像）することができる。
【００５６】
なお、図８（ｃ）及び図８（ｄ）に示す撮像装置の例は、複屈折板２１ｐｏ２ｃＣの偏向方向Ｘｐ２ｃＣが異なるのみでその他の部分は上記の図８（ａ）及び図８（ｂ）の例と同様のため、説明を省略する。
【００５７】
以上のとおり、本発明の実施例２に係る撮像装置によれば、実施形態に係る撮像装置１００と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
（実施例３）
図９を用いて、撮像素子（撮像部材）としてカラーセンサを用いた実施例３に係る撮像装置を説明する。本実施例に係る撮像装置は、カラーセンサとして、ＲＣＣＣ（レッド・クリア・クリア・クリア）配列を用いる。また、本実施例に係る撮像装置は、複屈折板２１ｐｏ３Ｃを用いて、撮像素子の受光素子の配列に対して４５度方向に光を偏光する。
【００５９】
なお、実施例２に係る撮像装置では、光学的ローパスフィルタによって分離される光の位置が隣接する４つのピクセルにばらけるのではなく、平行四辺形の形に分離されていた。このため、実施例２に係る撮像装置では、エリアシングノイズを防止するためのローパスフィルタの特性として望ましい形ではなく、像が必要以上に暈けたり、又は、エリアシングノイズが残留する場合があった。
【００６０】
（撮像装置の構成）
本実施例に係る撮像装置の要部の側面断面図及び平面図を図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す。本実施例に係る撮像装置は、領域分割フィルタのＳ偏光子領域２１ｆｓ及びＰ偏光子領域２１ｆｐをカラーセンサの配列に対応して斑状に配置している。また、図９（ａ）に示すように、本実施例に係る撮像装置は、複屈折板２１ｐｏ３Ｃの入射側に光学的ローパスフィルタ２１ｐｏ３Ａ、２１ｐｏ３Ｂを更に有する。
【００６１】
具体的には、領域分割フィルタは、図９（ｂ）に示すように、カラーセンサのＲ配列にＰ偏光子領域２１ｆｐ（図中のＰ（Ｃ）／Ｒ）を配置している。領域分割フィルタは、カラーセンサの２つのＣ配列にＰ偏光子領域２１ｆｐ（図中のＰ（Ｃ）／Ｃ）を配置し、１つのＣ配列にＳ偏光子領域２１ｆｓ（図中のＳ（Ｃ）／Ｃ）を配置している。
【００６２】
（撮像装置の動作）
図９（ａ）に示すように、本実施例に係る撮像装置は、先ず、複屈折板２１ｐｏ３Ａ、２１ｐｏ３Ｂに光Ｌｔを入射される。このとき、複屈折板２１ｐｏ３Ａ等は、本実施例では、同一の光路から入射された光Ｌｔを２回分岐する。すなわち、複屈折板２１ｐｏ３Ａは、複屈折軸Ｘｐｏ３Ａ（図９（ｂ）の屈折方向Ｍａ）で入射された光Ｌｔを二重像に分離する。次いで、複屈折板２１ｐｏ３Ｂは、複屈折軸Ｘｐｏ３Ｂ（図９（ｂ）の屈折方向Ｍｂ）で、さらに二重像に分離する。これにより、撮像装置は、入射された光Ｌｔを４点に分離し、光学的ローパスフィルタを実現する。
【００６３】
次に、撮像装置は、複屈折板２１ｐｏ３Ｃを用いて、Ｓ偏光成分の光をそのまま透過し、Ｐ偏光成分の光を４５度ずれた偏向方向Ｘｐｏ３Ｃ（図９（ｂ）の屈折方向Ｍｃ）に屈折（透過）する。
【００６４】
その後、撮像装置は、領域分割フィルタのＳ偏光子領域２１ｆｓ及びＰ偏光子領域２１ｆｐを用いて、Ｓ偏光成分又はＰ偏光成分のみの光を撮像素子の受光素子１１ｐｘ毎に選択して入射する。これにより、撮像装置は、撮像素子を用いて、受光素子１１ｐｘ毎（ピクセル毎）にＳ偏光成分又はＰ偏光成分のみの光を受光（撮像）することができる。
【００６５】
上記のように、複屈折板２１ｐｏ３Ｃの偏光方向を撮像素子の受光素子の配列に対して４５度方向にすることで、図９（ｂ）の矢印Ｍｃに示すように、隣り合う４ピクセルに光を分散でき、理想的な光学的ローパスフィルタを実現することができる。また、本実施例に係る撮像装置は、図９（ｂ）の矢印Ｍａの矢印元の座標及び矢印Ｍｃの矢印先の座標の受光素子（ピクセル）で、同一の光路から入射された光のＳ偏光成分の光及びＰ偏光成分の光を受光することができる。このため、撮像装置は、矢印Ｍａの矢印元の座標及び矢印Ｍｃの矢印先の座標の受光素子で受光した光の輝度比などを算出することで偏光比などを取得することができる。
【００６６】
以上のとおり、本発明の実施例３に係る撮像装置によれば、実施形態に係る撮像装置１００と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
（実施例４）
図１０を用いて、撮像素子（撮像部材）としてカラーセンサを用いた実施例４に係る撮像装置を説明する。本実施例では、カラーセンサとして、ＲＧＢ（レッド・グリーン・ブルー）配列（ベイヤ配列）の例を説明する。
【００６８】
（撮像装置の構成）
本実施例に係る撮像装置の要部の側面断面図及び平面図を図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示す。図１０（ｂ）に示すように、本実施例に係る撮像装置は、領域分割フィルタのＳ偏光子領域２１ｆｓ及びＰ偏光子領域２１ｆｐをカラーセンサの配列に対応して斑状に配置している。また、図１０（ａ）に示すように、本実施例に係る撮像装置は、複屈折板２１ｐｏ４Ｂの入射側に光学的ローパスフィルタ２１ｐｏ４Ａを更に有する。
【００６９】
具体的には、領域分割フィルタは、カラーセンサのＲ配列にＰ偏光子領域２１ｆｐ（図中のＰ／Ｒ）を配置している。領域分割フィルタ２１ｆは、カラーセンサの２つのＧ配列にＰ偏光子領域２１ｆｐ（図中のＰ／Ｇ）及びＳ偏光子領域２１ｆｓ（図中のＳ／Ｇ）を配置している。領域分割フィルタは、カラーセンサのＢ配列にＰ偏光子領域２１ｆｐ（図中のＰ／Ｂ）を配置している。
【００７０】
（撮像装置の動作）
図１０（ａ）に示すように、本実施例に係る撮像装置は、先ず、複屈折板２１ｐｏ４Ａに光Ｌｔを入射される。このとき、複屈折板２１ｐｏ４Ａは、本実施例では、同一の光路から入射された光Ｌｔを分岐する。すなわち、複屈折板２１ｐｏ４Ａは、Ｓ偏光成分の光をそのまま透過し、Ｐ偏光成分の光を偏向方向Ｘｐｏ４Ａ（図１０（ｂ）の屈折方向Ｍａ）に屈折（透過）する。
【００７１】
次に、撮像装置は、複屈折板２１ｐｏ４Ｂを用いて、Ｓ偏光成分の光をそのまま透過し、Ｐ偏光成分の光を偏向方向Ｘｐｏ２ａＣ（図１０（ｂ）の屈折方向Ｍｂ）に屈折（透過）する。
【００７２】
その後、撮像装置は、領域分割フィルタのＳ偏光子領域２１ｆｓ及びＰ偏光子領域２１ｆｐを用いて、Ｓ偏光成分又はＰ偏光成分のみの光を撮像素子の受光素子１１ｐｘ毎に選択して入射する。これにより、撮像装置は、撮像素子を用いて、受光素子１１ｐｘ毎（ピクセル毎）にＳ偏光成分又はＰ偏光成分のみの光を受光（撮像）することができる。
【００７３】
以上のとおり、本発明の実施例４に係る撮像装置によれば、実施形態に係る撮像装置１００と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
（実施例５）
図１１を用いて、撮像素子（撮像部材）としてカラーセンサを用いた実施例５に係る撮像装置を説明する。本実施例では、カラーセンサとして、ＲＧＢ（レッド・グリーン・ブルー）配列（ベイヤ配列）の例を説明する。
【００７５】
（撮像装置の構成）
本実施例に係る撮像装置の要部の側面断面図及び平面図を図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示す。図１１（ｂ）に示すように、本実施例に係る撮像装置は、領域分割フィルタのＳ偏光子領域２１ｆｓ及びＰ偏光子領域２１ｆｐをカラーセンサの配列に対応して斑状に配置している。また、図１１（ａ）に示すように、本実施例に係る撮像装置は、複屈折板２１ｐｏ５Ｃの入射側に光学的ローパスフィルタ２１ｐｏ５Ａ、２１ｐｏ５Ｂを更に有する。
【００７６】
具体的には、領域分割フィルタは、カラーセンサのＲ配列にＰ偏光子領域２１ｆｐ（図中のＰ（Ｃ）／Ｒ）を配置している。領域分割フィルタ２１ｆは、カラーセンサの２つのＧ配列にＰ偏光子領域２１ｆｐ（図中のＰ（Ｃ）／Ｇ）及びＳ偏光子領域２１ｆｓ（図中のＳ（Ｃ）／Ｃ）を配置している。領域分割フィルタは、カラーセンサのＢ配列にＰ偏光子領域２１ｆｐ（図中のＰ（Ｃ）／Ｂ）を配置している。なお、上記のすべての例に関して、Ｓ偏光子領域とＰ偏光子領域とを反転させても良いし、各種複屈折板の積層順番を変えても良い。
【００７７】
（撮像装置の動作）
図１１（ａ）に示すように、本実施例に係る撮像装置は、先ず、複屈折板２１ｐｏ５Ａ、２１ｐｏ５Ｂに光Ｌｔを入射される。このとき、複屈折板２１ｐｏ５Ａ等は、本実施例では、同一の光路から入射された光Ｌｔを２回分岐する。すなわち、複屈折板２１ｐｏ５Ａは、複屈折軸Ｘｐｏ５Ａ（図１１（ｂ）の屈折方向Ｍａ）で入射された光Ｌｔを二重像に分離する。次いで、複屈折板２１ｐｏ５Ｂは、複屈折軸Ｘｐｏ５Ｂ（図１１（ｂ）の屈折方向Ｍｂ）で、さらに二重像に分離する。これにより、撮像装置は、入射された光Ｌｔを４点に分離し、光学的ローパスフィルタを実現する。
【００７８】
次に、撮像装置は、複屈折板２１ｐｏ５Ｃを用いて、Ｓ偏光成分の光をそのまま透過し、Ｐ偏光成分の光を４５度ずれた偏向方向Ｘｐｏ５Ｃ（図１１（ｂ）の屈折方向Ｍｃ）に屈折（透過）する。
【００７９】
その後、撮像装置は、領域分割フィルタのＳ偏光子領域２１ｆｓ及びＰ偏光子領域２１ｆｐを用いて、Ｓ偏光成分又はＰ偏光成分のみの光を撮像素子の受光素子１１ｐｘ毎に選択して入射する。これにより、撮像装置は、撮像素子を用いて、受光素子１１ｐｘ毎（ピクセル毎）にＳ偏光成分又はＰ偏光成分のみの光を受光（撮像）することができる。
【００８０】
上記のように、複屈折板２１ｐｏ５Ｃの偏光方向を撮像素子の受光素子の配列に対して４５度方向にすることで、図１１（ｂ）の矢印Ｍｃに示すように、隣り合う４ピクセルに光を分散でき、理想的な光学的ローパスフィルタを実現することができる。また、本実施例に係る撮像装置は、図１１（ｂ）の矢印Ｍａの矢印元の座標及び矢印Ｍｃの矢印先の座標の受光素子（ピクセル）で、同一の光路から入射された光のＳ偏光成分の光及びＰ偏光成分の光を受光することができる。このため、撮像装置は、矢印Ｍａの矢印元の座標及び矢印Ｍｃの矢印先の座標の受光素子で受光した光の輝度比などを算出することで偏光比などを取得することができる。
【００８１】
（変形例）
図１２を用いて、実施例５に係る撮像装置の変形例を説明する。
【００８２】
（撮像装置の構成）
本変形例に係る撮像装置の要部の側面断面図及び平面図を図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示す。図１２（ａ）に示すように、本変形例に係る撮像装置は、光学的ローパスフィルタ２１ｐｏ５Ａｃを更に有する。
【００８３】
（撮像装置の動作）
図１２（ａ）に示すように、本変形例に係る撮像装置は、先ず、複屈折板２１ｐｏ５Ａｃ、２１ｐｏ５Ｂｃ、２１ｐｏ５Ｃｃに光Ｌｔを入射される。このとき、複屈折板２１ｐｏ５Ａｃ等は、本変形例では、同一の光路から入射された光Ｌｔを２回分岐する。すなわち、複屈折板２１ｐｏ５Ａｃは、複屈折軸Ｘｐｏ５Ａｃ（図１２（ｂ）の屈折方向Ｍａ）で入射された光Ｌｔを二重像に分離する。次いで、複屈折板２１ｐｏ５Ｂｃは、複屈折軸Ｘｐｏ５Ｂｃ（図１２（ｂ）の屈折方向Ｍｂ）で、さらに二重像に分離する。これにより、撮像装置は、入射された光Ｌｔを４点に分離する。また、本変形例では、撮像装置は、複屈折板２１ｐｏ５Ｃｃを用いて、４点に分離された光を屈折方向Ｘｐｏ５Ｃｃ（図１２（ｂ）の屈折方向Ｍｃ）に屈折する。
【００８４】
次に、撮像装置は、複屈折板２１ｐｏ５Ｄｃを用いて、Ｓ偏光成分の光をそのまま透過し、Ｐ偏光成分の光を偏向方向Ｘｐｏ５Ｄｃ（図９（ｂ）の屈折方向Ｍｄ）に屈折（透過）する。
【００８５】
その後、撮像装置は、領域分割フィルタのＳ偏光子領域２１ｆｓ及びＰ偏光子領域２１ｆｐを用いて、Ｓ偏光成分又はＰ偏光成分のみの光を撮像素子の受光素子１１ｐｘ毎に選択して入射する。これにより、撮像装置は、撮像素子を用いて、受光素子１１ｐｘ毎（ピクセル毎）にＳ偏光成分又はＰ偏光成分のみの光を受光（撮像）することができる。
【００８６】
上記のように、本変形例に係る撮像装置は、図１２（ｂ）の矢印Ｍａの矢印元の座標及び矢印Ｍｄの矢印先の座標の受光素子（ピクセル）で、同一の光路から入射された光のＳ偏光成分の光及びＰ偏光成分の光を受光することができる。このため、撮像装置は、矢印Ｍａの矢印元の座標及び矢印Ｍｃの矢印先の座標の受光素子で受光した光の輝度比などを算出することで偏光比などを取得することができる。
【００８７】
以上のとおり、本発明の実施例５に係る撮像装置によれば、実施形態に係る撮像装置１００と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
（実施例６）
実施例６に係る撮像装置を用いて、本発明を説明する。本実施例では、撮像装置として、ステレオカメラ２００の例を説明する。なお、本発明を用いることができる撮像装置は、本実施例に係るステレオカメラ２００に限定されるものではない。すなわち、本発明を用いることができる撮像装置は、実施形態に係る撮像装置１００と、光を受光する受光手段とを有するいずれの装置にも用いることができる。
【００８９】
以下の説明においては、本実施例に係るステレオカメラ２００の構成が実施形態に係る撮像装置１００の構成を含むため、異なる部分を主に説明する。
【００９０】
（ステレオカメラの構成）
図１３に示すように、本実施例に係るステレオカメラ２００は、レンズアレイ１１ＬＡ及び撮像装置１００を備える。また、ステレオカメラ２００は、プリズムＰｒｍとして、偏光ビームスプリッタＳｐ及び偏光ミラーＭｒｒ１、Ｍｒｒ２を備える。偏光ビームスプリッタＳｐ及び偏光ミラーＭｒｒ１、Ｍｒｒ２は、一対のレンズ（不図示）とレンズアレイ１１ＬＡとの間の光路に配置される。なお、偏光ビームスプリッタＳｐは、例えばＰＢＳ膜などの多層膜を用いることができる。また、偏光ビームスプリッタＳｐは、広範囲な入射角および入射波長に対して安定した性能を持つ偏光子（例えばワイヤーグリッド）を用いてもよい。
【００９１】
ステレオカメラ２００は、偏光ビームスプリッタＳｐと偏光ミラーＭｒｒ１、Ｍｒｒ２を用いて、視差を有する２つの光路の光を合成する。また、ステレオカメラ２００は、レンズアレイ（撮像レンズ）１１ＬＡを介して、合成した光を撮像装置１００で受光（撮像）する。すなわち、本実施例に係るステレオカメラ２００では、レンズアレイ１１ＬＡの前で完全に２つの光路の光を合成するため、１つのレンズ（レンズアレイ１１ＬＡ）しか通らない。このため、ステレオカメラ２００は、レンズの特性が温度でずれたり、レンズの位置がずれたり又はセンサの位置がずれた場合でも、両方の画像（合成前の夫々の光）が同じようにずれるので、ずれの影響をキャンセルすることができる。これにより、ステレオカメラ２００は、耐環境性のあるステレオカメラを実現する。
【００９２】
また、ステレオカメラ２００では、レンズ（レンズアレイ１１ＬＡ）とセンサ（撮像装置１００）が１つで済む。このため、ステレオカメラ２００では、コストを低減することができる。
【００９３】
画角中央の光線（レンズアレイ１１ＬＡ及び撮像装置１００の中心軸）と偏光ビームスプリッタＳｐ又は偏光ミラーＭｒｒ１、Ｍｒｒ２との角度αは、４５度より大きく設定することが望ましい。すなわち、図１４に示すように、画角中央の光線と偏光ビームスプリッタＳｐ又は偏光ミラーＭｒｒ１、Ｍｒｒ２との角度を４５度より大きく設定することで、プリズムＰｒｍの大きさを小さくすることができる。
【００９４】
（ステレオカメラの動作）
図１４に示すように、ステレオカメラ２００は、撮像装置１００で光Ｌｔ１、Ｌｔ２を受光して、被写体に関する画像（視差画像、差分画像、偏光画像など）を撮影する。
【００９５】
具体的には、ステレオカメラ２００は、先ず、ミラーＭｒｒ１を用いて、＋Ｚ方向からの光Ｌｔ１のＰ偏光成分の光を＋Ｙ方向に偏光反射する。また、ステレオカメラ２００は、ミラーＭｒｒ２を用いて、＋Ｚ方向からの光Ｌｔ２のＳ偏光成分の光を−Ｙ方向に偏光反射する。
【００９６】
次に、ステレオカメラ２００は、先ず、偏光ビームスプリッタＳｐを用いて、＋Ｙ方向のＰ偏光を反射し、−Ｙ方向のＳ偏光を透過する。これにより、ステレオカメラ２００は、＋Ｙ方向のＰ偏光画像と−Ｙ方向のＳ偏光画像とからなる画像（以下、「偏光画像光」という。）を抽出することができる。
【００９７】
次いで、ステレオカメラ２００は、レンズアレイ１１ＬＡを介して照射された偏光画像光を受光（撮像）する。ここで、撮像装置１００はその表面に画素ごとに偏光子を有する領域分割フィルタ（不図示）を配置している。このため、撮像装置１００は偏光画像光の偏光（Ｐ偏光又はＳ偏光）に対応する光を夫々受光することができる。
【００９８】
すなわち、本実施例に係るステレオカメラ２００は、Ｐ偏光画像とＳ偏光画像を同時撮影することが可能である。また、本実施例に係るステレオカメラ２００は、入射光Ｌｔ１、Ｌｔ２の光路（光軸）の間に一定の距離（基線長）を有するため、Ｐ偏光画像とＳ偏光画像とから視差を有する画像（視差画像、差分画像など）を撮像することができる。
【００９９】
また、本実施例に係るステレオカメラ２００では、２つの撮像素子（例えばイメージセンサ）と２つの撮像素子に対応する２つの撮像レンズ（レンズアレイ）を備えるステレオカメラと比較して、撮像素子と撮像レンズとが１つで済むため、低コスト化を図れる。また、本実施例に係るステレオカメラ２００では、撮像レンズは１つであり、かつ支持部材自体に対応するプリズム自体が金属に対して熱膨張率の小さいため、基線長変化の測距への影響も抑制することが可能である。
【０１００】
なお、本実施例に係るステレオカメラ２００は、視差計算処理において、ブロックマッチング処理を用いることができる。ステレオカメラ２００は、左右の画像に対象物の反射光自体の偏光比に基づく輝度差が入るため、例えばブロック内で正規化を行う方法が望ましい。これにより、ステレオカメラ２００は、その反射光自体の偏光比に基づく輝度差の分をキャンセルし、模様だけを視差計算に用いることが可能である。ステレオカメラ２００は、視差計算処理において、例えばＳＡＤ（ Sum of Absolute Difference ）、ＳＳＤ（ Sum of Squared Difference ）、ＺＳＡＤ（ Zero mean Sum of Absolute Difference ）、ＺＳＳＤ（ Zero mean Sum of Squared Difference ）又はＺＮＣＣ（ Zero mean Normalized Cross Correlation ）などを用いてもよい。
【０１０１】
以上に示すとおり、本発明の実施例６に係るステレオカメラ２００によれば、実施形態に係る撮像装置１００と同様の効果を得ることができる。
【０１０２】
また、本実施例に係るステレオカメラ２００によれば、実施形態に係る撮像装置１００を用いることによって、左右のカメラのピクセルのマッチングを高精度に行うことができる。また、本発明の実施例６に係るステレオカメラ２００によれば、実施形態に係る撮像装置１００を用いて高精度にピクセルのマッチングを行うことができるので、測距精度を飛躍的に向上することが出来る。
【０１０３】
なお、領域分割フィルタは、水平垂直の画素の配列に対して４５度方向の偏光透過角度を持たせる場合に、ステレオカメラ２００の構成では偏光ビームスプリッタなどの左右の像を合波する偏光合波素子の軸方向も合わせて撮像素子の画素配列から４５度ずらす必要がある。また、ステレオカメラでは、左右の対応画素の値が一致している必要があるが、ステレオカメラ２００の構成ではＳ偏光とＰ偏光との偏光比が１でない場合に、対応位置の画素値が偏光比の影響でずれてしまう場合がある。このずれはステレオマッチング処理での精度を低下させ、測距精度の低下を招く。
【０１０４】
すなわち、本実施例に係るステレオカメラ２００は、偏光比が小さいことが望ましい。なお、偏光比は、例えばカメラに対して垂直の面又は水平の面の比に対応する。従って、斜めに偏光させる撮像装置では、偏光比が減少する。
【０１０５】
また、本実施例に係るステレオカメラ２００を車載カメラとして利用した場合には、撮像対象は路面の電柱や前方車両などの基本的に縦方向や横方向の面が多い。このため、ステレオカメラ２００は、路面に対して、斜め方向には偏光比が小さくなる。ステレオカメラ２００は、路面に対して平行に設置する場合に、本構成のように水平垂直の画素の配列に対して４５度方向の偏光透過角度を持たせることによって（例えば実施例３）、ステレオカメラ２００の測距精度を向上することができる。
【０１０６】
更に、従来の偏光を用いた単眼のカメラでは、同じ位置での入射光の偏光成分を用いて偏光比を計算するのではなく、異なる位置の入射光の偏光成分を用いて偏光比を計算するので、エッジ部やテクスチャ部分において偏光比に誤差が生じる場合がある。しかしながら、本実施例に係るステレオカメラ２００によれば、同じ位置（光路）の光（入射光）の偏光成分に基づいた偏光比を取得することができるので、より正確な偏光比を取得することができるという有利な効果を有する。
【０１０７】
以上により、本発明の好ましい撮像装置及びステレオカメラに係る実施形態及び実施例について説明したが、本発明は上述した実施形態及び実施例に制限されるものではない。また、本発明は、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。
【符号の説明】
【０１０８】
１００  ：  撮像装置
２００  ：  ステレオカメラ
１１  ：  撮像素子
１１ｐｘ：受光素子
２１ｆ  ：領域分割フィルタ
２１ｆｓ：Ｓ偏光子領域（一の偏光子領域）
２１ｆｐ：Ｐ偏光子領域（他の偏光子領域）
２１ｐｏ，２１ｐｏ１ａ，２１ｐｏ１ｃ，２１ｐｏ２ａ，２１ｐｏ２ｃ，２１ｐｏ２ａＡ，２１ｐｏ２ａＢ，２１ｐｏ２ａＣ，２１ｐｏ２ｃＡ，２１ｐｏ２ｃＢ，２１ｐｏ２ｃＣ，２１ｐｏ３Ａ，２１ｐｏ３Ｂ，２１ｐｏ３Ｃ，２１ｐｏ４Ａ，２１ｐｏ４Ｂ，２１ｐｏ４Ｃ，２１ｐｏ５Ａ，２１ｐｏ５Ｂ，２１ｐｏ５Ｃ，２１ｐｏ５Ａｃ，２１ｐｏ５Ｂｃ，２１ｐｏ５Ｃｃ，２１ｐｏ５Ｄｃ：複屈折板
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０９】
【特許文献１】特開２０１０−２４３４６３号公報
【図１】
2014127771.tif 000003
【図２】
2014127771.tif 000004
【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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【図１５】
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