JP2014178241A5

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Publication number: JP2014178241A5
Application number: JP2013053090A
Authority: JP
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2017-01-12
Anticipated expiration: 2033-03-15

Description

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
受光素子の配列に対して各偏光子領域を配置するとともに１つの光路から入射する各偏光成分の光を当該光の偏光成分に対応する各偏光子領域でそれぞれ透過させて２つの偏光成分の光に分岐して受光素子に出射する領域分割フィルタ１０４を備え、領域分割フィルタ１０４は、受光素子の画素の配列方向に対して４５度の偏光透過角度を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、領域分割フィルタの偏光透過角度は撮像部の受光素子の配列方向に対して４５度になっている。上述のようにステレオカメラを車載カメラとして用いた場合、路面に対して斜め方向の面の偏光を用いて２つの画像を重畳する。これにより、従来のような領域分割フィルタの偏光透過角度が略０度である場合に比べて、被写体の縦方向、横方向の面による偏光依存性を減らすことができる。よって、受光素子で受光した２つの光の輝度の差を略無くすことができ、対応位置の画素の輝度を略一致させることができる。
（態様２）
（態様１）において、領域分割フィルタの入射側に１つの光路から入射する２つの偏光成分の光に分岐する複屈折板を設け、該複屈折板の屈折方向は、領域分割フィルタの偏光透過方向に応じて定める。これによれば、上記実施形態について説明したように、複屈折板は同一の光路から入射された光を分岐する。よって、入射された光を互いに直交した２つの偏光成分の光に分岐することができる。
（態様３）
（態様２）において、複屈折板の前面に光学的ローパスフィルタを設ける。これによれば、上記実施形態について説明したように、同一の光路から入射された光を複数回分岐する。これにより、二重像に分離できる。
（態様４）
（態様３）において、光学的ローパスフィルタは、複屈折板と、当該複屈折板の屈折方向に対して４５度の屈折方向を有する、上記複屈折板とは別の複屈折板とを含んで構成される。これによれば、上記実施形態について説明したように、同一の光路から入射された光を４回分岐する。これにより、それぞれの複屈折板によって二重像にそれぞれ分離できる。よって、入射された光を４点に分岐できる。
（態様５）
（態様２）〜（態様４）のいずれかにおいて、複屈折板の材料は、水晶である。これによれば、上記実施形態について説明したように、屈折方向及びシフト量は厚みや結晶軸を適宜変更することで容易に調整することができる。
（態様６）
（態様２）において、複屈折板は、屈折方向が互いに９０度異なる２つの複屈折層を組み合わせたものである。これによれば、上記実施形態について説明したように、９０度軸が違う２つの複屈折板で縦方向、横方向にそれぞれ１画素づつ入射位置をずらすことができる。そのため、同じ光の位置を取得している画素となり、この画素間の輝度比を演算することで偏光比を得ることができる。
（態様７）
（態様１）において、グリーンに対応する受光素子に対して互いに直交する方向に偏光方向が異なる２つの偏光成分の光を透過して出射する偏光フィルタを設ける。これによれば、上記実施形態について説明したように、
（態様８）
互いに直交する方向に偏光方向が異なる視差を有する２つの画像の光路を１つに重ね合わせる偏光合波手段と、上記撮像装置を用い少なくとも２つの偏光方向の偏光成分の光を受光して２つの偏光成分の光を視差画像として取得する撮像手段と、重ね合わさった画像を撮像手段に結像させる光学部材と、撮像手段の２つの撮像領域に、重ね合わさった画像を２つの画像に分岐させる領域分割偏光手段とを備える。これによれば、上記実施形態について説明したように、斜め方向の面からの反射光を、撮像部に入射位置から４５度に偏光させて受光素子に受光させることができる。この結果、同一の光路から入射された光の互いに直交する方向に偏光方向が異なる２つの偏光成分の光を受光できる。これにより、受光素子で受光した２つの光の輝度の差を略無くすことができ、入射光が互いに直交する方向に異なる２つの偏光成分の偏光差が略なくなって斜め方向の面からの反射光によって生じる偏光差の影響を受け難くなる。
（態様９）
（態様８）において、撮像手段によって撮像した画像から、偏光方向ごとに画像を分岐して視差をもった２つの画像を形成し、形成した２つの画像間の視差により被写体までの距離を算出する距離算出手段を備える。これによれば、上記実施形態について説明したように、ステレオカメラを車載カメラとして用いた場合、路面に対して斜め方向の面からの反射光を、撮像部に入射位置から４５度に偏光させて受光素子に受光させることができる。この結果、同一の光路から入射された光の互いに直交する方向に偏光方向が異なる２つの偏光成分の光を受光できる。これにより、受光素子で受光した２つの光の輝度の差を略無くすことができ、入射光が互いに直交する方向に異なる２つの偏光成分の偏光差が略なくなって斜め方向の面からの反射光によって生じる偏光差の影響を受け難くなる。よって、ステレオカメラにおけるマッチング処理で対応する画素検索の精度を向上させることができ、距離算出手段による距離演算の精度を上げることができる。
（態様１０）
（態様８）において、偏光合波手段は、偏光ビームスプリッタ及びミラーを含んで構成されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、簡易な構成で、左右の光路長は略同一とすることができ、通常のステレオカメラと同様に視差を得ることができる。
（態様１１）
（態様８）において、偏光合波手段では、２つの画像の光路における光路長を互いに略同じにする。これによれば、上記実施形態について説明したように、通常のステレオカメラと同じく、単に視差演算の最に横方向のピクセルのみを探索することで視差を得ることができる。
（態様１２）
移動体が（態様８）〜（態様１１）のいずれかに記載のステレオカメラを搭載する。これによれば、上記実施形態について説明したように、車両前方の画像情報だけでなく、車両前方の先行車や歩行者までの距離情報を取得可能であり、障害物がある場合は運転者に早期警告を行うなどの、運転の安全性を確保することができる。

Claims

互いに直交する方向に偏光方向が異なる２つの偏光成分の光を１つの光路に重ね合わせる偏光合波部と、２つの偏光成分の光をそれぞれ受光する複数の受光素子が配列された撮像素子を有する撮像部とを備える撮像装置において、
前記受光素子の配列に対して各偏光子領域を配置するとともに１つの光路から入射する各偏光成分の光を当該光の偏光成分に対応する前記各偏光子領域でそれぞれ透過させて２つの偏光成分の光に分岐して前記受光素子に出射する領域分割フィルタを備え、
前記領域分割フィルタの偏光透過角度を前記受光素子の画素の配列方向に対して４５度としたことを特徴とする撮像装置。
請求項１記載の撮像装置において、
前記領域分割フィルタの入射側に１つの光路から入射する２つの偏光成分の光に分岐する複屈折板を設け、該複屈折板の屈折方向は、前記領域分割フィルタの偏光透過方向に応じて定めることを特徴とする撮像装置。
請求項２記載の撮像装置において、
前記複屈折板の前面に光学的ローパスフィルタを設けることを特徴とする撮像装置。
請求項３記載の撮像装置において、
前記光学的ローパスフィルタは、前記複屈折板と、当該複屈折板の屈折方向に対して４５度の屈折方向を有する、前記複屈折板とは別の複屈折板とを含んで構成されることを特徴とする撮像装置。
請求項２〜４のいずれかに記載の撮像装置において、
前記複屈折板の材料は、水晶であることを特徴とする撮像装置。
請求項２記載の撮像装置において、
前記複屈折板は、屈折方向が互いに９０度異なる２つの複屈折層を組み合わせたものであることを特徴とする撮像装置。
請求項１記載の撮像装置において、
グリーンに対応する受光素子に対して互いに直交する方向に偏光方向が異なる２つの偏光成分の光を透過して出射する偏光フィルタを設けることを特徴とする撮像装置。
互いに直交する方向に偏光方向が異なる視差を有する２つの画像の光路を１つに重ね合わせる偏光合波手段と、請求項１〜７のいずれかに記載の撮像装置を用い少なくとも２つの偏光方向の輝度を検出する撮像手段と、重ね合わさった画像を前記撮像手段に結像させる光学部材と、前記撮像手段の２つの撮像領域に、重ね合わさった画像を２つの画像に分岐させる領域分割偏光手段とを備えることを特徴とするステレオカメラ。
請求項８記載のステレオカメラにおいて、
前記撮像手段によって撮像した画像から、偏光方向ごとに画像を分岐して視差をもった２つの画像を形成し、形成した２つの画像間の視差により被写体までの距離を算出する距離算出手段を備えることを特徴とするステレオカメラ。
請求項８記載のステレオカメラにおいて、
前記偏光合波手段は、偏光ビームスプリッタ及びミラーを含んで構成されていることを特徴とするステレオカメラ。
請求項８記載のステレオカメラにおいて、
前記偏光合波手段では、２つの画像の光路における光路長を互いに略同じにすることを特徴とするステレオカメラ。
請求項８〜１１のいずれかに記載のステレオカメラを搭載することを特徴する移動体。