(57)【要約】【課題】撮像装置の光学フィルタにおける分光フィルタパタンと偏光フィルタパタンとの位置調整、および撮像装置の光学フィルタと撮像素子との位置調整を高精度にし、高精度な分光・偏光画像情報が取得できる撮像装置を提供する。【解決手段】光学フィルタは、使用波長帯域の光を透過する基板と、基板に接合され、透過偏光軸が異なる複数の偏光子パタンを備え、使用波長帯域の光の波長よりも小さい周期で形成されたワイヤグリッド構造からなる偏光フィルタ層と、偏光フィルタに接合され、透過波長帯域の異なる複数の分光フィルタパタンを備え、ワイヤグリッド構造を無機材料を充填して覆う無機材料充填層を介して形成される分光フィルタ層とをさらに備え、分光フィルタパタンは、光学フィルタと撮像素子との位置調整を行う第１のアライメントマークをさらに備える。【選択図】図４
2013162492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像レンズと、画素ごとにアレイ配置された複数の撮像素子と、前記撮像レンズと前記撮像素子との間に光学フィルタとを備えた撮像装置であって、
前記光学フィルタは、
使用波長帯域の光を透過する基板と、
前記基板に接合され、透過偏光軸が異なる複数の偏光子パタンを備え、前記使用波長帯域の光の波長よりも小さい周期で形成されたワイヤグリッド構造からなる偏光フィルタ層と、
前記偏光フィルタ層に接合され、透過波長帯域の異なる複数の分光フィルタパタンを備え、前記ワイヤグリッド構造を無機材料を充填して覆う無機材料充填層を介して形成される分光フィルタ層とをさらに備え、
前記分光フィルタパタンは、前記光学フィルタと前記撮像素子との位置調整を行う第１のアライメントマークをさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１のアライメントマークは、有効画像表示領域の周辺部に形成されてな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】
前記第１のアライメントマークは、前記画素ごとにアレイ配置された複数の撮像素子と異なる周期ピッチで形成されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
撮像レンズと、画素ごとにアレイ配置された複数の撮像素子と、前記撮像レンズと前記撮像素子との間に光学フィルタとを備えた撮像装置であって、
前記光学フィルタは、
使用波長帯域の光を透過する基板と、
前記基板に接合され、透過偏光軸が異なる複数の偏光子パタンを備え、前記使用波長帯域の光の波長よりも小さい周期で形成されたワイヤグリッド構造からなる偏光フィルタ層と、
前記偏光フィルタに接合され、透過波長帯域の異なる複数の分光フィルタパタンを備え、前記ワイヤグリッド構造を無機材料を充填して覆う無機材料充填層を介して形成される分光フィルタ層とをさらに備え、
前記分光フィルタパタンは、前記分光フィルタ層を、前記偏光フィルタ層の前記偏光子パタンに合わせて位置調整を行う第２のアライメントマークをさらに備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記第２のアライメントマークは、有効画像表示領域の周辺部に形成されてな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】
請求項１に記載の撮像装置を備えた車両であって、
前記撮像装置から出力された画像信号に基づいて所定の信号を算出する画像解析ユニットと、
前記画像解析ユニットから出力された所定の信号に基づいてヘッドライトを調光制御するヘッドライト制御ユニットとを備えることを特徴とする車両。
【請求項７】
請求項１に記載の撮像装置を備えた車両であって、
前記撮像装置から出力された画像信号に基づいて所定の信号を算出する画像解析ユニットと、
前記画像解析ユニットから出力された所定の信号に基づいてワイパーを駆動制御するワイパー制御ユニットとを備えることを特徴とする車両。
【請求項８】
請求項１に記載の撮像装置を備えた車両であって、
前記撮像装置から出力された画像信号に基づいて所定の信号を算出する画像解析ユニットと、
前記画像解析ユニットから出力された所定の信号に基づいて車両を駆動制御する車両駆動制御ユニットとを備えることを特徴とする車両。
【請求項９】
撮像レンズと、画素ごとにアレイ配置された複数の撮像素子と、前記撮像レンズと前記撮像素子との間に光学フィルタとを備えた撮像装置において行う位置調整方法であって、
前記光学フィルタにおける分光フィルタ層の分光フィルタパタンが備える、前記画素ごとにアレイ配置された複数の撮像素子と異なる周期ピッチで有効画像表示領域の周辺部に形成される第１のアライメントマークにより前記光学フィルタと前記撮像素子との位置調整を行うことを特徴とする位置調整方法。
【請求項１０】
前記第１のアライメントマークの不透過波長帯域を含む照明下で前記光学フィルタと前記撮像素子との位置調整を行うことを特徴とする請求項９に記載の位置調整方法。
【請求項１１】
撮像レンズと、画素ごとにアレイ配置された複数の撮像素子と、前記撮像レンズと前記撮像素子との間に光学フィルタとを備えた撮像装置において行う位置調整方法であって、
前記光学フィルタにおける分光フィルタ層の分光フィルタパタンが備える、有効画像表示領域の周辺部に形成される第２のアライメントマークにより、前記分光フィルタ層を前記光学フィルタにおける偏光フィルタ層の偏光子パタンに合わせて位置調整を行うことを特徴とする位置調整方法。
【請求項１２】
前記第２のアライメントマークの不透過波長帯域を含む照明下と前記偏光子パタンの不透過偏光方向の照明下との表示画像パタンを比較して前記分光フィルタ層と前記偏光フィルタ層との位置調整を行うことを特徴とする請求項１１に記載の位置調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画素単位で透過光量・透過偏光成分・透過波長帯域の３成分が任意に調整された分光偏光画像情報を得るための撮像装置、撮像装置を備えた車両および位置調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、輝度画像と偏光画像を同時に撮像可能な撮像装置やカラー画像と偏光画像を同時に撮像可能な撮像装置があり、既に知られている。
【０００３】
特許文献１には、輝度画像と偏光画像が撮像可能な撮像装置が開示されている。該撮像装置は、輝度画像と被写体の部分偏光の画像を同時に取得するため複数の異なる偏光主軸を有するパタン化偏光子が撮像素子に空間的に配置された構成をとる。パタン化偏光子には、フォトニック結晶や構造複屈折波長板アレイが利用されている。
【０００４】
特許文献２には、ダイクロック（色分解）プリズムを用いたカラー画像と偏光画像が撮像可能な撮像装置が開示されている。該撮像装置は、Ｒ（赤）のパタン化偏光子が付加された撮像素子と、Ｇ（緑）のパタン化偏光子が付加された撮像素子と、Ｂ（青）のパタン化偏光子が付加された撮像素子とを備え、ダイクロックプリズムによって分立されたＲ・Ｇ・Ｂの光が各撮像素子に入射されるように各撮像素子が配置された構成をとる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１によれば、輝度画像と偏光画像が撮影できるが、画素単位で波長成分を変化させたような分光・偏光情報を得ることは出来ない。また、特許文献１のようにフォトニック結晶を用いた場合、バンドギャップを利用するため使用波長帯域が限られる（例えば、使用波長範囲が３０ｎｍ程度となり、可視域全域での使用が困難である）。
【０００６】
特許文献２によれば、輝度画像に加えて、カラー偏光画像が撮影できる。しかしながらダイクロックプリズムで３色に分岐した後に偏光フィルタを有する構成であるため、画素単位で所定の波長成分を変化させたような分光偏光情報を得ることは出来ない。
【０００７】
上記に鑑みて、画素単位で、透過光量・透過偏光成分・透過波長帯域の３成分が任意に調整された２次元画像を一度に撮影するための撮像装置として、分光フィルタ・偏光フィルタを備えた光学フィルタを、撮像レンズと撮像素子との間に配置した構成が必要である。
【０００８】
かかる構成においては、光学フィルタの分光・偏光フィルタのパタンと撮像素子の画素アレイパタンとの位置調整が、取得できる分光・偏光画像情報に大きく影響する。そのため、光学フィルタにおける分光フィルタパタンと偏光フィルタパタンの位置調整、および光学フィルタと撮像素子の位置調整が課題となる。
【０００９】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、撮像装置の光学フィルタにおける分光フィルタパタンと偏光フィルタパタンとの位置調整、および撮像装置の光学フィルタと撮像素子との位置調整を高精度にし、高精度な分光・偏光画像情報が取得できる撮像装置および位置調整方法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】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明の撮像装置は、撮像レンズと、画素ごとにアレイ配置された複数の撮像素子と、撮像レンズと撮像素子との間に光学フィルタとを備えた撮像装置であって、光学フィルタは、使用波長帯域の光を透過する基板と、基板に接合され、透過偏光軸が異なる複数の偏光子パタンを備え、使用波長帯域の光の波長よりも小さい周期で形成されたワイヤグリッド構造からなる偏光フィルタ層と、偏光フィルタに接合され、透過波長帯域の異なる複数の分光フィルタパタンを備え、ワイヤグリッド構造を無機材料を充填して覆う無機材料充填層を介して形成される分光フィルタ層とをさらに備え、分光フィルタパタンは、光学フィルタと撮像素子との位置調整を行う第１のアライメントマークをさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の位置調整方法は、撮像レンズと、画素ごとにアレイ配置された複数の撮像素子と、撮像レンズと撮像素子との間に光学フィルタとを備えた撮像装置において行う位置調整方法であって、光学フィルタにおける分光フィルタ層の分光フィルタパタンが備える、画素ごとにアレイ配置された複数の撮像素子と異なる周期ピッチで有効画像表示領域の周辺部に形成される第１のアライメントマークにより光学フィルタと撮像素子との位置調整を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光学フィルタにおける分光フィルタパタンに、光学フィルタと撮像素子との位置調整を行う基準位置としての第１のアライメントマークが形成されていることにより、光学フィルタと撮像素子との位置調整を高精度にできるので、撮像装置の輝度・偏光・分光画像情報の精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の撮像装置１が適用される画像処理システムを模式的に表した図である。
【図２】本発明の実施形態の撮像装置１の構成を表した図である。
【図３】本発明の実施形態の撮像装置１におけるセンサ基板１４の拡大図である。
【図４】本発明の実施形態の撮像装置１における光学フィルタ１２の層構成を追加したセンサ基板１４の拡大図である。
【図５】本発明の実施形態の撮像装置１における各アライメントマークのパタン構成を表す図である。
【図６】本発明の実施形態の撮像装置１における第１のアライメントマーク２１のパタンの構成を表す図である。
【図７】本発明の実施形態の撮像装置１における第１のアライメントマーク２１のパタンによる位置ズレの検出信号を用いて行う光学フィルタ１２と撮像素子１３の位置調整について説明する図である。
【図８】本発明の実施形態の撮像装置１における第２のアライメントマーク２２のパタン構成を表す図である。
【図９】本発明の実施形態の撮像装置１における第２のアライメントマーク２２における位置ズレ検出（位置ズレ無）について説明する図である。
【図１０】本発明の実施形態の撮像装置１における第２のアライメントマーク２２における位置ズレ検出（位置ズレ有）について説明する図である。
【図１１】本発明の実施形態の撮像装置１における第２のアライメントマーク２２における各フィルタパタンの表示画像について説明する図である。
【図１２】本発明の実施形態の撮像装置１における光学フィルタ１２と撮像素子１３の画素配置について説明する図である。
【図１３】本発明の実施形態の撮像装置１における光学フィルタ１２の撮像素子１３側の領域パタンについて説明する図である。
【図１４】本発明の実施形態の撮像装置１に係る偏光子における拡大されたワイヤグリッド部の写真である。
【図１５】本発明の実施形態の撮像装置１により、雨天時に、ヘッドランプ光とヘッドランプ光の路面からの反射光の撮影結果をヒストグラムで表したグラフである。
【図１６】本発明の実施形態の撮像装置１により取得した分光情報と偏光情報の利用方法例を表した図である。
【図１７】本発明の実施形態の撮像装置１による車両検出処理の詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態の撮像装置１について、図面を用いて以下、詳細に説明する。図１は、自動車などの車両に搭載された撮像装置１からの情報に基づいて、ヘッドライトの配光制御、ワイパー制御、その他各種の走行支援制御を行う画像処理システム１０（車両）を模式的に示した図である。
【００１５】
本実施形態の画像装置が適用される画像処理システム１０は、撮像装置１と画像解析制御ユニット２を有している。撮像装置１は、車両が走行する前方の画像を撮像できるように、座席のルームミラー（図示せず）付近に設置されている。撮像装置１で撮像された車両前方の画像は、画像信号化されて画像解析制御ユニット２に入力される。画像解析制御ユニット２において、撮像装置１から送信された画像信号が解析される。
【００１６】
ヘッドライト制御の具体例について概説する。画像解析制御ユニット２により、撮像装置１からの画像信号に基づき、車両の前方に存在する他の車両までの位置・距離・角度（所定の信号）が算出される。ヘッドライト制御ユニット３へ、画像解析制御ユニット２により算出された距離等の信号が出力され、画像解析制御ユニット２により算出された距離値から、ヘッドライト７を調光制御する制御信号が生成される。
【００１７】
ヘッドライト制御ユニット３により生成された制御信号は、ヘッドライト７に出力される。ヘッドライト制御ユニット３において、先行車や対向車への幻惑防止を行いつつ、ドライバへの視界を確保するべく、ヘッドライト７のハイビーム・ロービームの切り替え制御や、部分的な遮光制御など（調光制御）が行われる。
【００１８】
次にワイパー制御の具体例について概説する。画像解析制御ユニット２により、撮像装置１からの画像信号に基づき、車両のフロントガラス８に付着した異物や雨量など（所定の信号）が検出される。ワイパー制御ユニット４において、画像解析制御ユニット２により検出された異物などから、ワイパー６を駆動制御する制御信号が生成される。ワイパー制御ユニット４により生成された制御信号は、ワイパー６に出力される。ワイパー制御ユニット４により、ドライバへの視界を確保するべく、ワイパー６が駆動制御される。
【００１９】
さらに走行支援制御の具体例について概説する。画像解析制御ユニット２により、撮像装置１からの画像信号に基づき、車両が進行する道路の路面領域や白線が検出され、道路の路面領域などの座標値（所定の信号）が算出される。車両走行制御ユニット５において、画像解析制御ユニット２により算出された座標値に基づいて、ハンドルやブレーキ等の制御を行う（車両を駆動制御する）制御信号などが生成される。これらの制御信号により、ハンドルやブレーキ等が制御される（車両が駆動制御される）。
【００２０】
本発明の実施形態の撮像装置１の構成について図２を用いて説明する。撮像装置１は撮像レンズ１１、光学フィルタ１２、撮像素子１３を含むセンサ基板１４、信号処理部１５から構成される。被検物からの光は撮像レンズ１１を通り、光学フィルタ１２を透過して撮像素子１３で電気信号に変換される。
【００２１】
撮像素子１３から出力される電気信号の入力を受けた信号処理部１５において、後述する輝度情報や分光情報や偏光情報などの画像信号が生成される。そして、撮像装置１から、画像データとして、撮影した画像の画素毎の明るさ（輝度）を示すデジタル信号が、画像の水平・垂直同期信号とともに後続の画像解析制御ユニット２へ出力される。
【００２２】
図３は、センサ基板１４の拡大図である。撮像素子１３は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの受光素子であり、２次元画像を構成するべく、画素ごとにフォトダイオード１３２がアレイ配置されたものである。フォトダイオード１３２の表面にはマイクロレンズ１３１が形成されておりフォトダイオード１３２の集光効率を上げている。
【００２３】
かかる撮像素子１３が、ワイヤボンディングなどの手法によりＰＷＢ基板１４１に接合されてセンサ基板１４を構成する。かかるセンサ基板１４における撮像素子１３のマイクロレンズ１３１側の面に光学フィルタ１２が近接配置される。光学フィルタ１２と撮像素子１３はＵＶ接着剤で接合してもよいし、有効画素外の四辺領域において、撮影に用いる有効画素範囲外をスペーサなどで支持した状態でＵＶ接着や熱圧着などにより接合してもよい。
【００２４】
図４は、光学フィルタ１２の層構成を追加したセンサ基板１４の拡大図である。図４（ａ）に示すように、偏光フィルタ層１２２と分光フィルタ層１２３の各層パタンは画素アレイパタンの各画素と対応して配置される。
【００２５】
図４（ｂ）に示すように、光学フィルタ１２の周辺部には第１のアライメントマーク２１、第２のアライメントマーク２２が形成される（図中では左下）。各アライメントマークを周辺部の平行２辺や対角２辺だけに形成してもよいが、精度向上のためには対角４辺（図中の破線囲み円部）に形成することが好ましい。
【００２６】
図５に各アライメントマークのパタン構成を示す。第１のアライメトマーク２１のパタン（以下、パタンＡとする。）はセンサ画素アレイ３１とは異なるピッチとしており、第２のアライメントマーク２２のパタン（以下、パタンＢとする。）はセンサ画素アレイ３１の画素と同じピッチで各画素に対応したパタンとしている。また、各アライメントマークのパタンはともに偏光フィルタ層１２２・分光フィルタ層１２３のパタンと同様の有効画像表示領域内に形成されており、各アライメントマークのパタンを画像表示することが可能である。
【００２７】
図６にパタンＡの構成を表す。図６に表すように、６μｍのセンサ画素ピッチに対して、パタンＡは１８μｍ（ストライプ幅：センサ画素アレイ３１の3画素分）×５．４μｍのストライプ（ライン＆スペース）形状が５．４μｍピッチで形成される。
【００２８】
パタンＡのピッチ（５．４μｍ）は、センサ画素ピッチ（６μｍ）の９０％であるが、光学フィルタ１２と撮像素子１３との位置調整が十分可能であれば、これに限定されず、例えばパタンＡのピッチはセンサ画素ピッチのおよそ９９％〜５０％でもよい。また、光学フィルタ１２と撮像素子１３との位置調整が十分可能であれば、上記でセンサ画素アレイ３１の３画素分としたストライプ幅は１画素以上であればよい。
【００２９】
また、パタンＡの長さは後述する位置ズレ検出周期数分あり、位置ズレ検出の１周期は、センサ画素アレイ３１の９画素分（６μｍ×９画素＝５４μｍ）である。よって、パタンＡのパタン長２７０μｍは５周期分の位置ズレ平均が出力できる。なお、上述の画素ピッチと同様、パタンＡの長さについても、十分な検出精度を得ることができれば、この長さに限定されない。
【００３０】
このパタンＡを用いて光学フィルタ１２と撮像素子１３の位置調整を行う場合について図７を用いて説明する。パタンＡは有効画像表示領域内に形成されるため、撮像素子１３の表示画像から位置ズレの検出信号が得られる。
【００３１】
つまり、図７（ａ）に示すように、センサ画素ピッチ６μｍに対して、パタンＡのピッチは５．４μｍとセンサ画素ピッチの９０％であるため、図７（ｂ）に示すようにセンサ９画素の出力値から分解の０．６μｍの位置ズレが検出可能である。すなわち、位置ズレの検出信号を用いて光学フィルタ１２と撮像素子１３の位置調整を行うことで、サブミクロンの高精度な位置調整が実現でき、撮像装置１の輝度・偏光・分光画像情報の精度を向上することができる。
【００３２】
また、不透過波長帯域を含む照明下でパタンＡを用いて位置調整することで、パタンＡが鮮明に表示できるため、分光フィルタ部とクリア部のコントラストが高くなり、位置ズレの検出信号の精度をさらに向上することができる。ここで、不透過波長帯域を含む照明下とは、例えば、通常白色のハロゲン光の照明下で位置調整を行うところ、このハロゲン光に赤色のフィルタを被せた場合の赤色照明下などのことをいう。
【００３３】
つまり、通常の白色ハロゲン光下でパタンＡを使用して位置調整を行った場合、あらゆる波長帯域の光源がフィルタを透過するため、位置ズレ検出のパタンＡはグレーとなり、不鮮明である。一方、不透過波長帯域を含む照明下でパタンＡを使用して位置調整を行った場合、特定の波長帯域の光源のみがフィルタを透過するため、位置ズレ検出のパタンＡは黒色となり、鮮明である。
【００３４】
図８にパタンＢの構成を表す。パタンＢは分光フィルタ層１２３のパタンにおいてセンサ画素アレイ３１の画素と同じピッチで各画素に対応したパタンとされる。図のように、センサ画素６μｍのＬ字３画素としているが、光学フィルタ１２における偏光フィルタ層１２２のパタンと分光フィルタ層１２３のパタンとの位置調整が可能であれば、これらに限られず、例えば１画素以上を用いて十字や丸型のパタンとしてもよい。
【００３５】
図９（ａ）に示すように、パタンＢを用いて光学フィルタ１２における偏光フィルタ層１２２のパタンと分光フィルタ層１２３のパタンとを位置調整（確認）する場合、偏光フィルタ層１２２のパタンと分光フィルタ層１２３のパタンが画素アレイに対して同じに位置（ズレ無）に調整されていると、図９（ｂ）に示すように同じパタンの表示画像（検出信号）が得られる。
【００３６】
なお、ここで、偏光フィルタ層１２２のパタンにも分光フィルタ層１２３のパタンと同様のパタンＢが形成されているものとするが、これに限定されず、例えば分光フィルタ層１２３のパタンを囲むような開口パタンでもよい。開口パタンの場合は分光フィルタ層１２３のパタンと同じパタンの表示画像が得られるわけではなく、画素アレイに対応したズレのない開口パタンの表示画像が得られる。
【００３７】
これに対し、図１０（ａ）に示すように偏光フィルタ層１２２のパタンと分光フィルタ層１２３のパタンが画素アレイに対して異なる位置（ズレ有）に調整されていると、図１０（ｂ）に示すように画素アレイに対して夫々位置ズレした表示画像（検出信号）が得られる。ここで、位置ズレ量と画素輝度値およびパタンには相関がある（つまり、例えば各パタンが画素アレイに対して半分ずれているとしたとき、その位置ズレした表示画素の輝度値は通常の５０％となる）ため、必要に応じて画素輝度値およびパタンから位置ズレ量を算出することができる。
【００３８】
このように、センサ画素アレイ３１に対して偏光フィルタ層１２２のパタンのパタンＢと分光フィルタパタンのパタンＢから得られる検出信号を用いて、光学フィルタ１２における偏光フィルタ層１２２のパタンと分光フィルタ層１２３のパタンとの位置調整を行うことで、高精度な位置調整（確認）が実現でき、撮像装置の輝度・偏光・分光画像情報の精度を向上することができる。
【００３９】
また、図１１に示すように、分光フィルタ層１２３のパタンにおけるパタンＢの不透過波長帯域を含む照明下と偏光フィルタ層１２２のパタンにおけるパタンＢの不透過偏光方向の照明下で位置調整することで、上記パタンＡの説明と同様、アライメントマークパタンの検出信号が鮮明に表示できるため、位置ズレの検出信号の精度をさらに向上することができる。
【００４０】
次に、フィルタ部の領域分割パタン構成について図１２を用いて説明する。光学フィルタ１２の撮像素子１３側の面には、領域分割されたパタンが形成される。例えば、図のように、その領域分割されたパタンとして、フォトダイオード１個ごと、すなわち１画素ごとに市松模様のパタンを撮像素子１３の画素に一致するように形成される。
【００４１】
なお、光学フィルタ１２と撮像素子１３との間に空隙がある構成としてもよいが、光学フィルタ１２を撮像素子１３に密着させる構成とした方が、光学フィルタ１２上の領域の境界と、撮像素子１３上の領域の境界を一致させやすくなる。
【００４２】
領域分割された各パタンは後述する各種アプリケーションに応じて、輝度情報・偏光情報・分光情報の所謂、光の３成分を適宜調整して出力するように、偏光フィルタ層１２２や分光フィルタ層１２３や光量調整フィルタ（不図示）が画素単位で形成される。
【００４３】
なお、ここでは、撮像素子１３としてはモノクロ画像用撮像素子を前提とする。またカラー用撮像素子を用いてもよく、カラー用撮像素子を用いる場合は、撮像素子１３の各画素に付属するカラーフィルタの特性に応じて光学フィルタ１２の各パタンの透過特性を調整してやればよい。これら画素単位の異なる情報から、後述する各種画像が形成される。このような画像形成はカメラ内部の信号処理部１５で行われる。
【００４４】
図１３（ａ）は光学フィルタ１２のパタン例を説明するための平面図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＡ−Ａ′線での縦断面図であり、図１３（ｃ）は図１３（ａ）のＢ−Ｂ′線での縦断面図である。図１３（ｂ）、図１３（ｃ）からわかるように、本発明の光学フィルタ１２の撮像素子１３側の面には基板１２１の上に偏光フィルタ層１２２と偏光フィルタ層１２２を覆うようにＳＯＧ層１５１（ここでＳＯＧは、Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ（スピンオングラス）の略）が形成され、ＳＯＧ層１５１の上に分光フィルタ層１２３が形成される。
【００４５】
領域分割された各領域について説明する。ここで、隣接する縦２つ横２つの計４画素を１ユニットＵとして説明する。つまり、隣接する４画素を１単位として各単位で皆同じ構成である。撮像素子１３の画素ａ上に、Ｐ偏光成分のみを透過する偏光子と赤色光のみを選択的に透過する分光フィルタ（Ｐ／Ｒ）が形成される。撮像素子１３の画素ｂ上に、Ｐ偏光成分（入射面に平行な成分）のみを透過する偏光子が形成される。分光フィルタ層はとくになにも形成されていないクリア領域となっている（Ｐ／Ｃ）。
【００４６】
撮像素子１３の画素ｅ上に、Ｓ偏光成分（入射面に垂直な成分）のみを透過する偏光子が形成される。分光フィルタ層はとくになにも形成されていないクリア領域となっている（Ｓ／Ｃ）。撮像素子１３の画素ｆの上には、Ｐ偏光成分のみを透過する偏光子と赤色光のみを選択的に透過する分光フィルタ層が形成される（Ｐ／Ｒ）。
【００４７】
光学フィルタ１２のパタンレイアウトとして図１３のような構成を用いれば、生成画像として、領域ａおよび領域ｆからは、赤色光のＰ偏光成分画像が、領域ｂからは、光学フィルタ１２のｂ面において波長帯域の制約を受けないＰ偏光成分画像が、領域ｅからは、光学フィルタ１２のｂ面において波長帯域の制約を受けないＳ偏光成分画像がそれぞれ形成される。
【００４８】
なお、画像の形成にあたっては、隣接する画素領域の情報が不足するが、ここは一般的に知られる画像補間技術を用いればよい。例えば、赤色光のＰ偏光成分画像を形成しようとする場合は、領域ａ・領域ｆからは赤色光のＰ偏光成分の情報を得る一方、隣接する領域ｂについては、隣接する領域ａや領域ｆや領域ｊや領域ｃの平均値とみなしてやればよい。
【００４９】
また、例えば波長帯域の制約を受けないＳ偏光成分画像を形成しようとする場合は、領域ｅからは波長帯域の制約を受けないＳ偏光成分の情報を得る一方、隣接する領域ａ，ｂ，ｆについては、領域ｅや領域ｇなどの近傍領域の平均値とみなしてやってもよいし、領域ｅと同等と見なすなどの方法をとればよい。
【００５０】
生成画像の用途としては、領域ａおよび領域ｆからの赤色光のＰ偏光成分画像を用いて、テールランプの検出が行える。Ｓ偏光成分をカットしているため、路面に反射した赤色光などの外乱要因が抑制でき、テールランプの認識率が向上できる。またＳ偏光成分カットしているため、車両内のダッシュボードなどからの不要反射光（映りこみ光）もカットでき、対象としている被検物の検知が安定して行える。
【００５１】
領域ｂの波長帯域の制約を受けないＰ偏光成分画像を用いれば、白線検出や対向車のヘッドライト検出が可能となる。Ｓ偏光成分をカットしているため、路面に反射したヘッドライトや街灯などの外乱要因が抑制でき、テールランプの認識率が向上できる。とくに雨路においては路面を覆った水面からの反射光はＳ偏光成分が多いことが一般に知られているが、この不要なＳ偏光成分を抑制して水面下の白線部分を適切に検出することが可能となる。またＳ偏光成分をカットしているため、車両内のダッシュボードなどからの不要反射光（映りこみ光）もカットでき、対象としている被検物の検知が安定して行える。
【００５２】
さらに、領域ｂからのＰ偏光成分画像、領域ｅからのＳ偏光成分画像の差分画像を用いれば、後述する路面金属物体や、路面の乾湿状態や、走行領域に存在する立体物や、雨路の白線認識が可能となる。
【００５３】
次に、フィルタ部の各層の詳細について説明する。光学フィルタ１２の撮像素子１３側の面には、使用波長帯域の光を透過する基板１２１（以下、単に基板１２１とする。）上に偏光フィルタ層１２２、ＳＯＧ層１５１、分光フィルタ層１２３の順に各層が形成される。以下、偏光フィルタ層１２２、ＳＯＧ層１５１、分光フィルタ層１２３の各層の構成について説明する。
【００５４】
基板１２１は、使用帯域の光（本実施形態では可視光域）に対して透明な材料、例えば、ガラス、サファイア、水晶などで構成される。本実施形態では、基板１２１としてガラス、特に、安価かつ耐久性もある石英（屈折率１．４６）やテンパックスガラス（屈折率１．５１）を用いる。
【００５５】
次に、偏光フィルタ層１２２は、ワイヤグリッド偏光子で形成される。ワイヤグリッドは、アルミなどの金属で構成された導電体線が特定のピッチで格子状に配列されるものであり、そのピッチが入射光（例えば、可視光の波長４００ｎｍから８００ｎｍ）に比べてかなり小さいピッチ（例えば、２分の１以下）であれば、導電体線に対して平行に振動する電場ベクトル成分の光をほとんど反射し、導電体線に対して垂直な電場ベクトル成分の光をほとんど透過させるため、単一偏光を作り出す偏光子として使用できる。
【００５６】
なお、ワイヤグリッド偏光子においては、金属ワイヤ断面積が増加すると、消光比が増加すること、更に周期幅に対する所定の幅以上の金属ワイヤでは透過率が減少する。また、金属ワイヤの長手方向に直交する断面形状がテーパ形状であると、広い帯域において透過率、偏光度の波長分散性が少なく、高消光比特性を示す。
【００５７】
図１４はワイヤグリッドの断面構造の写真である。溝方向の偏光方向の光が入射したときは遮光し、溝と直交する方向の偏光方向の光が入射したときは透過する。
【００５８】
本実施例では、上記のようなワイヤグリッド構造を採用しているため、以下のような効果を有する。ワイヤグリッド構造は、よく知られる半導体プロセス、すなわちアルミ薄膜を蒸着した後にパターニングを行い、メタルエッチングなどの手法によりワイヤグリッドのサブ波長凹凸構造を形成すればよい。よって、撮像素子の画素サイズ相当（数ミクロンレベル）で偏光子の方向を調整することが可能であるため、本実施例のような画素単位で透過偏光軸が選択できる。
【００５９】
またワイヤグリッド構造は上述のとおり、アルミなどの金属で作製されるため、耐熱性に優れ、車載用途には好適な偏光子の構造である。
【００６０】
次に、無機材料充填層（ＳＯＧ層１５１）の構成について説明する。使用波長帯域の光を透過する基板１２１と、基板１２１上で直線状に延びたワイヤグリッドの凸部は使用帯域の光の波長よりも小さいピッチで配列される。そのアルミ凸部の間には基板１２１よりも屈折率の低いか同等の無機材料が充填された充填部が形成される。この充填部はワイヤグリッド構造の凸部も覆うように形成される。
【００６１】
ＳＯＧ層１５１の形成材料としては、偏光子の偏光特性を劣化させないために、その屈折率が空気の屈折率＝１に極力近い低屈折率材料であることが好ましい。例えば、セラミックス中に微細な空孔を分散させて形成してなる多孔質のセラミックス材料が好ましく、ポーラスシリカ（ＳｉＯ２）、ポーラスフッ化マグネシウム（ＭｇＦ）、ポーラスアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などが挙げられる。
【００６２】
また、これらの低屈折率の程度はセラミックス中の空孔の数や大きさ（ポーラス度）によって決まるものである。このうち、とくに基板１２１の主成分がシリカの水晶やガラスからなる場合にはポーラスシリカ（ｎ＝１．２２〜１．２６）であれば、基板１２１よりも屈折率が小さくなり好適である。
【００６３】
このＳＯＧ層１５１の形成方法としては、無機系塗布膜（ＳＯＧ：Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）生成方法を用いればよい。すなわち、シラノール（Ｓｉ（ＯＨ）４）をアルコールに溶かした溶剤を基板１２１上にスピン塗布し、その後に熱処理によって溶媒成分を揮発させ、シラノール自体を脱水重合反応させるような経緯で形成される。
【００６４】
ＳＯＧ層１５１の効果について説明する。偏光フィルタ層１２２がサブ波長サイズのワイヤグリッド構造であるため、ＳＯＧ層１５１の上に形成される分光フィルタ層１２３に比べ強度的には弱い。とくに光学フィルタ１２は、撮像素子１３に密着配置することが望まれるため、そのハンドリングにおいては光学フィルタ１２と撮像素子１３面が接触する可能性もあるが、強度的に弱い偏光フィルタ層１２２はＳＯＧ層１５１で保護されているため、ワイヤグリッド構造を損傷することなく光学フィルタ１２を実装できる。
【００６５】
なお、分光フィルタ層１２３もＳＯＧ層１５１で保護してよいが、出願人らの実験によれば、撮像素子１３面に画素サイズで領域分割された分光フィルタ層１２３が画素面に接触しても画像に影響を及ぼすような損傷はなかったため、低コスト化のためにも保護しなくてもよい。
【００６６】
ＳＯＧ層１５１を設けることによりワイヤグリッド部への異物進入も抑制できる。ワイヤグリッドの凸部の高さは一般に使用波長の半分以下で構成される。一方、分光フィルタ層１２３は使用波長同等から数倍の高さとなり、かつ厚みを増すほど遮断波長での透過率特性を急峻に出来る。そして、ＳＯＧ層１５１は厚さが増すほど、その上面の平坦性確保が難しくなるとともに、充填領域の均質性が損なわれるなどの理由により、厚くするのは適切ではない。
【００６７】
本発明では、偏光フィルタ層１２２をＳＯＧ層１５１で覆ったのちに分光フィルタ層１２３を形成しているため、ＳＯＧ層１５１を安定的に形成できる。またＳＯＧ層１５１の上面に形成する分光フィルタ層１２３もその特性を最適な状態として形成することが可能である。
【００６８】
次に、分光フィルタ層１２３の構成について説明する。そのうち分光フィルタ層１２３の膜構成について、分光フィルタ層１２３は多層膜構造によって作製される。多層膜構造とは、高屈折率と低屈折率の薄膜を交互に多層重ねた波長フィルタのことを指す。光の干渉を利用することで分光透過率を自由に設定でき、薄膜を多数層重ねることで、特定波長に対して１００％に近い反射率を得ることもできる。
【００６９】
次に、領域分割フィルタの作製方法について説明する。領域分割型の分光フィルタ層１２３はガラス平板上に多層膜を形成する。多層膜形成方法としてはよく知られる蒸着などの方法を用いればよい。続いて凹凸断面構造を形成する。凹部、すなわち多層膜構造を除く方法としては、従来のリフトオフ法を利用すればよい。リフトオフ法は、目的とするパタンの逆パタンを、基板上に金属、フォトレジストなどで構成し、目的薄膜を蒸着後、不用部分をフォトレジストと共に除去し目的とするパタンを残す方法である。
【００７０】
多層膜を用いた分光フィルタ層の効果について説明する。本実施例では多層膜を用いて分光フィルタ層１２３が形成される。このような多層膜を用いれば、任意の分光輝度特性を得ることができる。一般にカラーセンサなどに用いられるカラーフィルタはレジスト剤によって形成されるが、このようなレジスト剤では多層膜に比べ分光輝度特性のコントロールが困難である。本発明では多層膜を用いて分光フィルタ層１２３が形成されるため、テールランプの波長に最適化された分光フィルタ層１２３を形成することが可能となる。
【００７１】
ここで、本発明の実施形態の撮像装置１を用いたアプリケーション実施例として、分光情報を利用したテールランプ検出について以下説明する。本実施例は、ヘッドライトの配光制御用の情報を検出するために、先行車や対向車のヘッドライトやテールランプを検出するものである。
【００７２】
使用する画像情報としては、本実施形態の撮像装置１を用いることで採取できる情報のうち、次の情報を用いる。すなわち、（１）各光源体が有する明るさ情報、（２）ヘッドライトやテールランプなどに基づく自車両に対する距離情報、（３）赤色成分と白色成分の比較による分光情報、（４）白色成分のＳ偏光成分とＰ偏光成分の比較による偏光情報、（５）Ｓ偏光成分がカットされた白色成分のＰ偏光成分情報、（６）Ｓ偏光成分がカットされた赤色成分のＰ偏光成分情報、を用いる。
【００７３】
明るさ（輝度）情報に基づいて各種ランプを判別する方法について説明する。夜間に、先行車両と対向車両とが自車両から同じ距離に存在する場合、撮像装置１によってそれらの先行車両及び対向車両を自車両から撮影すると、撮影画像データにおいて、対向車両のヘッドライトが最も明るく映し出され、先行車両のテールランプはそれよりも暗く映し出される。
【００７４】
また、リフレクタからの光も画像データに映し出されている場合、リフレクタは自ら発光する光源ではなく、自車両のヘッドライトを反射することによって明るく映し出されるものに過ぎないので、先行車両のテールランプよりもさらに暗くなる。ここでリフレクタとは走行領域の路端部などに設置された反射板であり、自車両のヘッドライト光を照射することにより、反射してドライバに走行可能領域を示すものである。
【００７５】
対向車両のヘッドライト、先行車両のテールランプ及びリフレクタからの光は、距離が遠くなるにつれて、それを受光する撮像素子１３側ではだんだん暗く観測される。これは、ヘッドライトなどの光源が、自車両から比較的近い距離にある場合には、その光源からの光が、撮像素子１３の複数の受光素子間にまたがって撮影されるため、輝度はある一定値を示すが、光源が遠くなると、撮像素子１３の単一の受光素子の内部にだけ映るようになるためである。
【００７６】
このような状態になると、距離が遠くなるにつれて、撮像素子１３の受光素子に占める光源の割合が低くなるので、光源による輝度が低下する。以上のように、明るさ（輝度情報）によってヘッドライトとテールランプとリフレクタなどの反射体の一次識別ができる。
【００７７】
次に、距離情報に基づいて各種ランプを識別する方法について説明する。ヘッドライトやテールランプはペアランプとして構成されるため、この構成を用いて距離を求めることが出来る。ペアとなる左右一対のランプは、撮像装置１が撮像した画像データにおいて、近接しつつほぼ同じ高さとなる位置にあり、光源領域の面積がほぼ同じで、かつ光源領域の形が同じであるとの条件を満たす。従って、このような条件を満たす光源領域同士をペアランプとする。ペアをとることのできない光源領域は単一ランプとみなされる。
【００７８】
ペアランプと認識された場合には、そのペアランプまでの距離を算出することが可能である。すなわち車両の左右ヘッドライト間の距離及び左右テールランプ間の距離は、一定値ｗ０（例えば１．５ｍ程度）で近似することができる。一方、撮像装置における撮像レンズの焦点距離（ｆ）は既知であるため、撮像装置１の撮像素子１３上の左右ランプ距離ｗ１を算出することにより、ペアランプまでの実際の距離ｘは、単純な比例計算（ｘ＝ｆ×ｗ０／ｗ１）により求めることができる。以上のように、ペアランプの構成に基づいてヘッドランプかテールランプなのかどうかが識別できる。
【００７９】
次に、分光情報に基づいて各種ランプを識別する方法について説明する。本実施例では前述のとおり、赤色成分画像と白色成分画像を生成できるため、上記ランプ情報について赤色成分の場合は、テールランプであることが識別できる。さらに赤色でフィルタした画素上に投射された物体と、赤色でフィルタしていない画素上に投射した物体間における明るさの比率を用いて、物体の相対的な赤さを測定することも可能である。テールランプの赤色フィルタ対無フィルタの比率は、ヘッドランプまたはほとんどの他の物体より高くなる。
【００８０】
白色成分のＳ偏光成分とＰ偏光成分の比較による偏光情報について説明する。本実施例では、さらに白色成分のＳ偏光成分とＰ偏光成分の差分画像を生成できる。これにより、ヘッドランプの実光源と、該光源からの光が雨で濡れた路面（以下、雨路とする。）で反射した虚像とを識別できる。
【００８１】
一般に鏡面で反射した光はＳ偏光成分が常に強くなることが知られており、特にＳ／Ｐの偏光度をとった場合、特定角度（ブリュースター角度）において最大となることが知られている。雨路はとくに晴れの日の散乱面であるアスファルト面から鏡面に近い状態となるため、Ｓ偏光成分のほうが強くなる。
【００８２】
実光源は基本的には無偏光である。これに対して鏡面反射光はＳ偏光成分が強くなる。図１５は撮像装置１で雨の日にヘッドランプとヘッドランプの路面からの照り返し光を撮影した結果からのヒストグラムを表したグラフである。グラフの縦軸は頻度で、ここでは１に規格化して記載されてなる。グラフの横軸は（Ｓ−Ｐ）／（Ｓ＋Ｐ）の結果であり、照り返し光はＳ方向に分布がシフトしていることがわかる。
【００８３】
以上の分光情報と偏光情報の利用方法例について図１６を用いて説明する。すなわち、先行車両１６１と対向車両１６２を撮影したときに、ヘッドランプ１６２１とテールランプ１６１２について分光情報（白色または赤色）によって識別が可能である。一方、各ランプの直接光なのか、雨で濡れた路面Ｒ（雨路）で反射した光なのかは、偏光情報（雨路反射光）がＳ方向にシフトすることを利用して識別できる。
【００８４】
Ｓ偏光成分がカットされた白色成分のＰ偏光成分情報について説明する。なお、本実施例では白色成分としてはＳ偏光成分がカットされ、Ｐ偏光成分のみ受光するようなフィルタを採用する。このようなフィルタを用いれば、雨路で反射したヘッドランプランプの反射光１６２２などの外乱要因が抑制でき、ヘッドランプ１６２１の認識率が向上できる。
【００８５】
すなわち雨路においては、先行車両や街灯などの路面反射光が撮像装置１に入射するが、水面での反射は所謂鏡面反射であり、その反射光はＳ偏光成分が支配的となる。そこで本実施例のようにＰ偏光成分のみ受光するようなフィルタを採用することで雨路での白色光の反射光をヘッドランプ１６２１と誤認識することを低減できる。またＳ偏光成分をカットしているため、車両内のダッシュボードなどからの不要反射光（映りこみ光）もカットでき、対象としている被検物の検知が安定して行える。
【００８６】
Ｓ偏光成分がカットされた赤色成分のＰ偏光成分情報について説明する。なお、本実施例では白色成分としてはＳ偏光成分がカットされ、Ｐ偏光成分のみ受光するようなフィルタを採用する。このようなフィルタを用いれば、雨路で反射した赤色光などの外乱要因が抑制でき、テールランプ１６１１の認識率が向上できる。
【００８７】
すなわち雨路においては、先行車や街灯などの路面反射光が撮像装置１に入射するが、水面での反射は所謂鏡面反射であり、その反射光はＳ偏光成分が支配的となる。そこで本実施例のようにＰ偏光成分のみ受光するようなフィルタを採用することで雨路の赤色光の反射光をテールランプ１６１１と誤認識することを低減できる。またＳ偏光成分カットしているため、車両内のダッシュボードなどからの不要反射光（映りこみ光）もカットでき、対象としている被検物の検知が安定して行える。
【００８８】
図１７は、車両検出処理の詳細を示すフローチャートである。この車両検出処理において、撮像装置１が撮像した画像データに対して画像処理を施し、光源と思われるものを抽出する。そして、その光源の種類を識別することで、先行車両や対向車両の検出を行う（ステップＳ１）。
【００８９】
まず、撮像装置１の撮像素子１３によって撮像された自車両前方の画像データをメモリに取り込む（ステップＳ２）。この画像データは、上述したように、撮像素子１３の各画素における輝度を示す信号を含む。次に、自車両の挙動に関する情報を、車両挙動センサ（不図示）から取り込む（ステップＳ３）。
【００９０】
次にメモリに取り込まれた画像データから光源と思われる輝度の高い光源領域を抽出する（ステップＳ３）。光源領域は、画像データにおいて、所定の閾値輝度よりも高い輝度を有する明るい領域となり、複数存在する場合が多いがそれら全てを抽出する。
【００９１】
光源領域抽出処理では、各画素の輝度を所定の閾値輝度と比較することにより、２値化処理を行う（ステップＳ４）。具体的には、所定の閾値輝度以上の輝度を有する画素に「１」、そうでない画素に「０」を割り振ることで、２値画像を作成する。
【００９２】
次に、この２値画像において、「１」が割り振られた画素が近接している場合には、それらを１つの光源領域として認識するラベリング処理を実施する（ステップＳ５）。これによって、複数の画素の集合によって形成される光源領域が、１つの光源領域として抽出される。
【００９３】
上述した光源領域抽出処理の後抽出された各光源領域を発生させた、各々の光源までの距離を算出する（距離算出処理）。距離算出処理では、車両のランプは左右１対あることを利用して距離を検出するペアランプ距離算出処理（ステップＳ７）と、遠距離になると左右のランプが識別できなくなり単一のランプとして認識される場合の単一ランプ距離算出処理（ステップＳ８）とを実行する。
【００９４】
まず、ペアランプ距離算出処理のために、ランプのペアを作成する処理であるペアランプ作成処理を行う（ステップＳ６）。ペアとなる左右一対のランプは、撮像装置１が撮像した画像データにおいて、近接しつつほぼ同じ高さとなる位置にあり、光源領域の面積がほぼ同じで、かつ光源領域の形が同じであるとの条件を満たす。従って、このような条件を満たす光源領域同士をペアランプとする。
ペアをとることのできない光源領域は単一ランプとみなされる。
【００９５】
ペアランプが作成された場合には、ペアランプ距離算出処理によって、そのペアランプまでの距離を算出する（ステップＳ７）。車両の左右ヘッドランプ間の距離及び左右テールランプ間の距離は、一定値ｗ０（例えば１．５ｍ程度）で近似することができる。一方、撮像装置１における焦点距離（ｆ）は既知であるため、撮像装置１の撮像素子１３上の左右ランプ距離ｗ１を算出することにより、ペアランプまでの実際の距離ｘは、単純な比例計算（ｘ＝ｆ・ｗ０／ｗ１）により求めることができる。なお距離検出はレーザレーダやミリ波レーダなどの専用の距離センサを用いてもよい。
【００９６】
光源識別において、分光情報すなわち赤色成分画像と白色成分画像の比を取ること（ステップＳ９）により、上記のペアランプ成分がそれぞれヘッドランプなのかテールランプなのかを識別する（ステップＳ１０）。
【００９７】
さらに偏光情報すなわち無偏光画像とＳ偏光画像の比を取る（ステップＳ１１）ことにより、雨天時にランプ光源なのかランプ光源からの光が雨路で反射した光なのかを識別する（ステップＳ１２）。なお、撮影装置１とは別にレインセンサなどを車両に搭載しておき、該レインセンサにより雨天時であることを確認した場合にのみ、上記の光源識別を行うものであってもよい。またレインセンサなどの信号によらず、ドライバがワイパーを可動している場合にのみ上記光源識別を行ってもよい。要は雨天時のみに実光源と雨路で反射した反射光の識別を行うような判別を実施する。
【００９８】
ヘッドランプ制御へのフィードバックについて説明する。以上のような光源識別結果に基づいて自車両のヘッドランプ制御を行う。すなわちテールランプが認識された先行車両に対しては、自車両ヘッドランプ照明光を先行車両のバックミラーに入射した際に不快になる距離範囲Ｘに近づいた場合は先行車両にヘッドランプを照射しないように自車両ヘッドランプを遮光や縦横いずれかの方向に配光制御を行えばよい。またヘッドランプが認識された場合にも対向車両の運転者が不快になる距離範囲Ｙに近づいた場合は対向車両にヘッドランプを照射しないように自車両ヘッドランプを遮光や縦横いずれかの方向に配光制御を行えばよい。
【００９９】
本発明は、第１のアライメントマークが、有効画像表示領域の周辺部に形成されてなることを特徴としてもよい。光学フィルタにおける分光フィルタ層のパタンの一部に、光学フィルタと撮像素子との位置調整を行うための第１のアライメントマークが有効画像表示領域の周辺部に形成されているため、表示画像を確認しながら光学フィルタと撮像素子との位置調整を高精度に（アクティブアライメント）できるので、撮像装置の輝度・偏光・分光画像情報の精度を向上することができる。
【０１００】
本発明は、第１のアライメントマークが、画素ごとにアレイ配置された複数の撮像素子と異なる周期ピッチで形成されてなることを特徴としてもよい。光学フィルタにおける分光フィルタ層パタンの一部に、光学フィルタと撮像素子との位置調整を行うための第１のアライメントマークが撮像素子の画素アレイと異なる周期ピッチで形成されているため、光学フィルタと撮像素子との位置調整をバーニア機能を用いて、高精度にでき、撮像装置の輝度・偏光・分光画像情報の精度を向上することができる。
【０１０１】
本発明は、撮像レンズと、画素ごとにアレイ配置された複数の撮像素子と、撮像レンズと撮像素子との間に光学フィルタとを備えた撮像装置であって、光学フィルタは、使用波長帯域の光を透過する基板と、基板に接合され、透過偏光軸が異なる複数の偏光子パタンを備え、使用波長帯域の光の波長よりも小さい周期で形成されたワイヤグリッド構造からなる偏光フィルタ層と、偏光フィルタに接合され、透過波長帯域の異なる複数の分光フィルタ層パタンを備え、ワイヤグリッド構造を無機材料を充填して覆う無機材料充填層を介して形成される分光フィルタ層とをさらに備え、分光フィルタ層パタンは、分光フィルタ層を、前記偏光フィルタの前記偏光子パタンに合わせて位置調整を行う第２のアライメントマークをさらに備えることを特徴としてもよい。
【０１０２】
光学フィルタの分光フィルタ層を、偏光フィルタ層の偏光子パタンに合わせて位置調整するための第２のアライメントマークが形成されているため、光学フィルタにおける分光フィルタ層パタンと偏光フィルタ層パタンとの位置調整を高精度にでき、撮像装置の輝度・偏光・分光画像情報の精度を向上することができる。
【０１０３】
本発明は、第２のアライメントマークが、有効画像表示領域の周辺部に形成されてなることを特徴としてもよい。光学フィルタの分光フィルタ層を、偏光フィルタ層の偏光子パタンに合わせて位置調整するための第２のアライメントマークが有効画像表示領域の周辺部に形成されているため、表示画像にて、光学フィルタにおける分光フィルタ層パタンと偏光フィルタ層パタンとの位置調整を確認できるので、撮像装置の輝度・偏光・分光画像情報の精度を向上することができる。
【０１０４】
本発明は、撮像装置を備えた車両であって、撮像装置から出力された画像信号に基づいて所定の信号を算出する画像解析ユニットと、画像解析ユニットから出力された所定の信号に基づいてヘッドライトを調光制御するヘッドライト制御ユニットとを備えることを特徴としてもよい。本発明によれば、撮像装置から出力された精度の高い画像信号が画像解析ユニットにより解析され、生成された的確なヘッドライト制御信号によりヘッドライトのハイビーム・ロービームの切り替え制御や、部分的な遮光制御など（調光制御）が的確に行われることで、的確なタイミングで先行車や対向車への幻惑防止を行いつつ、ドライバへの視界を確保することが可能となる。
【０１０５】
本発明は、撮像装置を備えた車両であって、撮像装置から出力された画像信号に基づいて所定の信号を算出する画像解析ユニットと、画像解析ユニットから出力された所定の信号に基づいてワイパーを駆動制御するワイパー制御ユニットとを備えることを特徴としてもよい。本発明によれば、撮像装置から出力された精度の高い画像信号が画像解析ユニットにより解析され、生成された的確なワイパー制御信号によりフロントガラスに付着した異物や雨量などを除去すべくワイパーが的確に駆動制御されることで、ドライバへの視界を確保することが可能となる。
【０１０６】
本発明は、撮像装置を備えた車両であって、撮像装置から出力された画像信号に基づいて所定の信号を算出する画像解析ユニットと、画像解析ユニットから出力された所定の信号に基づいて車両を駆動制御する車両駆動制御ユニットとを備えることを特徴としてもよい。本発明によれば、撮像装置から出力された精度の高い画像信号が画像解析ユニットにより解析され、生成された的確な車両駆動制御信号（座標値など）によりハンドルやブレーキ等が制御される（車両が駆動制御される）ことで、例えば、車両が、検出された路面領域や白線などの情報を正確に判別し、その情報に基づいて（白線内を保持して）走行することが可能となる。
【０１０７】
本発明は、第１のアライメントマークの不透過波長帯域を含む照明下で光学フィルタと撮像素子との位置調整を行うことを特徴としてもよい。光学フィルタと撮像素子との位置調整を行うための第１のアライメントマークの不透過波長帯域を含む照明下で位置調整することで、第１のアライメントマークが鮮明に表示できるため、撮像装置の光学フィルタと撮像素子との位置合わせ精度を向上することができる。
【０１０８】
本発明は、撮像レンズと、画素ごとにアレイ配置された複数の撮像素子と、撮像レンズと撮像素子との間に光学フィルタとを備えた撮像装置において行う位置調整方法であって、光学フィルタにおける分光フィルタ層のパタンが備える、有効画像表示領域の周辺部に形成される第２のアライメントマークにより、分光フィルタ層を光学フィルタにおける偏光フィルタの偏光子パタンに合わせて位置調整を行うことを特徴としてもよい。光学フィルタの分光フィルタ層を、偏光フィルタの偏光子パタンに合わせて形成された第２のアライメントマークにより位置調整するため、光学フィルタにおける分光フィルタ層パタンと偏光フィルタ層パタンとの位置調整を高精度にでき、撮像装置の輝度・偏光・分光画像情報の精度を向上することができる。
【０１０９】
本発明は、第２のアライメントマークの不透過波長帯域を含む照明下と偏光子パタンの不透過偏光方向の照明下との表示画像パタンを比較して分光フィルタ層と前記偏光フィルタとの位置調整を行うことを特徴としてもよい。分光フィルタ層と偏光フィルタ層との位置調整を行うための第２のアライメントマークの不透過波長帯域を含む照明下と前記偏光子パタンの不透過偏光方向の照明下と表示画像パタンを比較して位置調整することで、第２のアライメントマークと偏光子パタンが鮮明に確認できるため、撮像装置の光学フィルタにおける分光フィルタ層層と偏光フィルタ層との位置合わせ精度を向上することができる。
【０１１０】
なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。
【符号の説明】
【０１１１】
１    撮像装置
１１    撮像レンズ
１２    光学フィルタ
１３    撮像素子
１４    センサ基板
１５    信号処理部
２１    第１のアライメントマーク
２２    第２のアライメントマーク
３１    センサ画素アレイ
１２１    使用波長帯域の光を透過する基板
１２２    偏光フィルタ層
１２３    分光フィルタ層
１５１    ＳＯＧ層
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１２】
【特許文献１】特開２００７−８６７２０号公報
【特許文献２】特開２００９−５５６２４号公報
【図１】
2013162492.tif 000003
【図２】
2013162492.tif 000004
【図３】
2013162492.tif 000005
【図４】
2013162492.tif 000006
【図５】
2013162492.tif 000007
【図６】
2013162492.tif 000008
【図７】
2013162492.tif 000009
【図８】
2013162492.tif 000010
【図９】
2013162492.tif 000011
【図１０】
2013162492.tif 000012
【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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【図１６】
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【図１７】
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