JP2014178494A5 - - Google Patents

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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)
被写体からの2つの画像が画像重畳手段を介して撮像手段に到達するように、被写体からの2つの画像のうち、少なくとも一方の画像の偏光面を変更する偏光面変更手段を備えた。これによれば、上記実施形態について説明したように、被写体からの2つの画像の異なる偏光面の入射強度は、被写体について異なっている。この2つの画像は、画像重畳手段によって、互いに直交する偏光方向が1つの画像に重畳され、撮像手段に受光させなければ、撮像手段によって2つの視差を有する画像は取得できない。被写体からの画像が、例えばS波のみであった場合には、画像重畳手段によって、S波の画像を一方の画像、P波の画像は他方の画像で重畳され、一方の画像しか画像重畳手段を介して撮像手段に到達できない。そのため、偏光面変更手段によって2つの画像のうち、少なくとも一方の画像の偏光面を変更することにより、被写体から見た偏光方向の同じ2つの画像が、直交する方向の偏光方向に変換され、画像重畳手段を介して撮像手段に到達させる。これにより、被写体から見たときに偏光方向が互いに同じ2つの画像が、異なる方向の偏光方向で撮像手段に受光され、視差を有する2つの画像を取得することができる。この結果、左右の画像共に、同じ偏光方向の被写体を見ていることにより、測距演算を行った際のマッチング処理で、対応する画素を検索したときのマッチング処理結果の誤差を抑制し、マッチング処理の精度を向上させることができる。よって、被写体に偏光特性があったとしても、被写体からの偏光方向が互いに同じ2つの画像を取得でき、測距演算の精度を向上させることができる。
(態様2)
(態様1)において、偏光面変更手段が、2つの画像のいずれかの画像の偏光面を変更する1/2波長板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、左右の被写体からの同じ偏光方向の画像を得ることができる。
(態様3)
(態様1)において、偏光面変更手段が、2つの画像の少なくとも一方の画像の偏光面を変更する1/4波長板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、両眼とも円偏光を撮影していることとなり、偏光方向に依存しない画像を撮影することになる。
(態様4)
(態様1)において、偏光面変更手段が、2つの画像の少なくとも一方の画像の偏光状態をランダムに変更させる媒質を含む構造体である。これによれば、上記実施形態について説明したように、入射してくる光の偏光をランダムにし、両眼とも偏光方向に依存しない画像を撮影することができる。
(態様5)
(態様1)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離することにより、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、温度による光学部材の歪みや撮像手段の取付位置変化が被写体までの距離算出に与える影響は少ない。
(態様6)
(態様1)〜(態様5)において、視差を有する2つの画像を1つの光路に重ね合わせる偏光合波手段を設け、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7)
(態様1)において、光学部材は、ズーム機能を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、両眼の画像に全く同じ変化が反映される。これにより、右眼用と左眼用の2つの異なる光学特性を持つことによって生じる光軸や画像サイズ、フォーカスずれを抑制することが可能で自然な立体画像を取得することができる。
(態様8)
(態様1)〜(態様7)のいずれかにおいて、光学部材は車両の車内に設置し、偏光変更手段は車両の車外に設置する。これによれば、上記実施形態について説明したように、車両のフロントガラスの歪みや厚みムラ、曲率などが左右の対応する部分で異なり、左右の画像のマッチングが取れなくなる場合がある。これをキャンセルするためには、車内に撮像素子、またレンズ部のみを設置し、ガラスよりも外側にクロスプリズムを設置すると良い。これにより、左右の画像共に同じフロントガラスの部分を通ることになり、同じようにフロントガラスの影響を受けるため、左右の画像はフロントガラスの具合によらず常にマッチングが可能となる。
(態様9)
(態様6)において、偏光合波手段は、被写体からの画像が最初の反射面から次の反射面までに媒質で充填されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、距離が長い被写体に近いミラー面から次のミラー面までが高屈折率の媒質で充填されていることにより小型化が図れる。
(態様10)
(態様1)において、偏光変更手段によって互いの偏光方向が揃った2つの画像を取得する視差画像取得手段を備え、該視差画像取得手段は、光学部材の瞳面、または該瞳面の周辺に2つの偏光子を含んだ面を有している。これによれば、上記実施形態について説明したように、撮像素子上では領域分割された偏光子がピクセル毎に並んだ領域分割フィルタ252が設けられ、2つの画像を分離し、視差をもった2つの画像を得ることができる。
(態様11)
(態様10)において、視差画像取得手段は、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1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、通常のカメラと同様に視差を得ることができる。
(態様12)
(態様10)において、視差画像取得手段は、ハーフミラー及び偏光子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、通常のカメラと同様に視差を得ることができる。
(態様13)
(態様11)において、視差画像取得手段は、偏光子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、クロストークを低減することができる。
(態様14)
(態様11)において、偏光ビームスプリッタの光学面又はミラーの反射面が光学部材の画角中央の光線とのなす角度が45度より大きく設定されるように、偏光ビームスプリッタ又は前記ミラーを設置している。これによれば、上記実施形態について説明したように、偏光ビームスプリッタ膜231又はミラー面232、233、234が設置されているプリズムの大きさを小さくすることができる。
(態様15)
(態様12)において、ハーフミラーの光学面又は偏光子の反射面が光学部材の画角中央の光線とのなす角度が45度より大きく設定されるように、ハーフミラー又は偏光子を設置している。これによれば、上記実施形態について説明したように、画角中央の光線との、ハーフミラー及びミラー面のなす角度を45度より大きく設定することで、プリズムの大きさを小さくすることができる。
(態様16)
(態様10)〜(態様15)のいずれかにおいて、視差画像取得手段と光学部材との間に、光学部材に入射する光線の量を規制する光学絞りを配置する。これによれば、上記実施形態について説明したように、偏光ビームスプリッタ膜231又はミラー面232、233、234が設置されているプリズムに入射するとき既に画角に応じて光線が広がりを有している。このため、光線の広がりに応じてプリズムの大きさを設定する必要があるが、光学絞り235をプリズム側寄りに設置することでプリズムが大きくなることを抑制できる。
(態様17)
(態様11)において、偏光ビームスプリッタは、ワイヤグリッド構造の偏光子膜が形成された面を有する偏光板を備えている。これによれば、上記実施形態1について説明したように、広く知られた半導体製造プロセスを利用して形成できる。耐熱性に優れ、高温になりやすい環境下においても好適に使用できる。
(態様18)
(態様6)において、偏光合波手段は、クロスプリズム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、偏光選択型のクロスプリズムを用いて偏光方向が異なる視差画像を取り込む。よって、耐環境性に富み、かつ低コスト化が図れる。
(態様19)
(態様1)〜(態様18)のいずれかにおいて、視差をもった2つの画像間のクロストークを除去するクロストーク除去手段を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、クロストークのない真の偏光成分の画像を得ることができる。
(態様20)
(態様19)において、クロストーク除去手段は、画面上の位置によってクロストークをキャンセルする量を変化させる。これによれば、上記実施形態について説明したように、クロストークのない真の偏光成分の画像を得ることができる。
(態様21)
(態様18)において、クロスプリズムは、ワイヤグリッド構造の偏光子膜が形成された面を有する偏光板を備えている。これによれば、上記実施形態1について説明したように、偏光選択型のクロスプリズムを用いて偏光方向が異なる視差画像を取り込む。よって、耐環境性に富み、かつ低コスト化が図れる。
(態様22)
(態様18)において、クロスプリズムにおける対向する側面に三角柱プリズム又は四辺柱プリズム又はミラーを設ける。これによれば、上記実施形態について説明したように、三角柱プリズム又は四辺柱プリズムによって小型でかつ広範囲の視野を確保することができる。ミラーの場合は安価に構成することができる。
(態様23)
(態様1)〜(態様22)のいずれかにおいて、被写体から撮像手段までの間に赤外線カットフィルタを設ける。これによれば、上記実施形態について説明したように、左右の画像間のクロストークを低減することができる。
(態様24)
(態様1)〜(態様22)のいずれかにおいて、被写体から撮像手段までの間に減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、偏光ビームスプリッタ膜に伴う左右の画像の透過光量を調整することにより、左右の画像間のクロストークを低減することができる。
(態様25)
(態様1)〜(態様24)のいずれかにおいて、光学部材の光学面において撮像手段の撮像面に結像する光が入射する範囲にアライメントマーカーを設ける。これによれば、上記実施形態について説明したように、製造時、使用中何らかの環境変化や経時変化のときにも簡単にキャリブレーションを行うことができる。
(態様26)
(態様25)において、アライメントマーカーは、曲率を有する面を備える透明部材であり、曲率を有する面によって焦点を撮像手段の撮像面上に結ぶ。これによれば、上記実施形態について説明したように、本来の測距に影響することなく、キャリブレーションを行うことができる。
(態様27)
(態様1)〜(態様26)のいずれかにおいて、撮像手段とは視差を有する2つの画像を重ね合わせる手段を挟んで対峙するように、別の撮像手段を設ける。これによれば、上記実施形態1について説明したように、単体として多様な使用が可能となり、トータルとして低コスト化が図れる。
(態様28)
(態様27)において、移動体のウインドシールド上に特定波長の光を投光する光投光手段と、撮像手段とは視差を有する2つの画像を重ね合わせる手段を挟んで対峙するように設けられた光検出手段と、光検出手段に特定波長の光のみを透過させるフィルタとを有し、ウインドシールドからの反射光の光量に基づきウインドシールドに付着する雨滴を検出する。これによれば、上記実施形態について説明したように、偏光を利用して雨滴センサ機能を付加することができる。
(態様29)
(態様1)〜(態様28)のいずれかにおいて、視差をもった2つの画像の内の少なくとも一つに対して、座標変換処理を行う座標変換手段を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、光学系の歪みを補正して距離測定の高い性能とすることができる。
(態様30)
(態様1)〜(態様29)のいずれかにおいて、視差をもった2つの画像のブロックマッチング演算の中に、ブロック内の平均値を減算する距離算出手段を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、左右の画像における偏光による差の分をオフセットすることでキャンセルできる。
(態様31)
(態様1)において、撮像手段は、画素ごとに異なる方向の偏光子を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、異なる偏光方向の画素を取り出して左右の画像を構成できることで、左右の画像を分離することができる。
(態様32)
(態様31)において、撮像手段によって撮像化した画素の偏光状態を補間する偏光状態補間処理手段を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、出力画像としては、全ピクセルに対して、対応するS画素とP画素を有する画像を出力することができる。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect 1)
Polarization plane changing means for changing the polarization plane of at least one of the two images from the subject is provided so that the two images from the subject reach the imaging means via the image superimposing means. According to this, as described in the above embodiment, the incident intensity of the different polarization planes of the two images from the subject are different for the subject. These two images are superimposed on one image by polarization directions orthogonal to each other by the image superimposing unit, and an image having two parallaxes cannot be acquired by the imaging unit unless the imaging unit receives light. When the image from the subject is, for example, only the S wave, the image superimposing means superimposes the S wave image on one image and the P wave image on the other image, and only the one image is the image superimposing means. Cannot reach the imaging means. Therefore, by changing the polarization plane of at least one of the two images by the polarization plane changing means, the two images having the same polarization direction viewed from the subject are converted into orthogonal polarization directions, and the image The imaging means is reached via the superimposing means. Accordingly, two images having the same polarization direction when viewed from the subject are received by the imaging unit in the polarization directions having different directions, and two images having parallax can be acquired. As a result, both the left and right images look at the subject with the same polarization direction, and the matching process when the distance calculation is performed suppresses the error in the matching process result when searching for the corresponding pixel. Processing accuracy can be improved. Therefore, even if the subject has polarization characteristics, two images having the same polarization direction from the subject can be acquired, and the accuracy of distance measurement calculation can be improved.
(Aspect 2)
In (Aspect 1), the polarization plane changing means includes a half-wave plate that changes the polarization plane of one of the two images. According to this, as described in the above embodiment, it is possible to obtain images of the same polarization direction from the left and right subjects.
(Aspect 3)
In (Aspect 1), the polarization plane changing means includes a quarter wavelength plate that changes the polarization plane of at least one of the two images. According to this, as described in the above embodiment, both eyes are photographing circularly polarized light, and an image independent of the polarization direction is photographed.
(Aspect 4)
In (Aspect 1), the polarization plane changing unit is a structure including a medium that randomly changes the polarization state of at least one of the two images. According to this, as described in the above embodiment, the polarization of incident light can be made random, and an image that does not depend on the polarization direction can be taken with both eyes.
(Aspect 5)
In (Aspect 1), by separating the image for each polarization direction from the image captured by the imaging unit, two images having parallax are formed, and the distance to the subject is determined by the parallax between the two formed images. It has a distance calculation means for calculating. According to this, as described in the above embodiment, the influence of the distortion of the optical member due to the temperature and the change in the attachment position of the imaging means on the calculation of the distance to the subject is small.
(Aspect 6)
In (Aspect 1) to (Aspect 5), a polarization multiplexing unit that superimposes two images having parallax on one optical path is provided, and the optical path lengths in the optical paths of the two images are substantially the same. According to this, as described in the above embodiment, the parallax can be obtained by searching only the pixels in the horizontal direction at the time of the parallax calculation, as in the case of a normal camera.
(Aspect 7)
In (Aspect 1), the optical member has a zoom function. According to this, as described in the above embodiment, exactly the same change is reflected in the images of both eyes. As a result, it is possible to obtain a natural stereoscopic image that can suppress the optical axis, the image size, and the focus shift caused by having two different optical characteristics for the right eye and the left eye.
(Aspect 8)
In any one of (aspect 1) to (embodiment 7), the optical member is installed in the vehicle passenger compartment, the polarization plane changing means is placed outside of the vehicle. According to this, as described in the above embodiment, the distortion, thickness unevenness, curvature, and the like of the windshield of the vehicle are different in the corresponding portions on the left and right, and the left and right images may not be matched. In order to cancel this, it is preferable to install only the imaging element and the lens unit in the vehicle and to install the cross prism outside the glass. As a result, both the left and right images pass through the same windshield part, and are similarly affected by the windshield. Therefore, the left and right images can always be matched regardless of the condition of the windshield.
(Aspect 9)
In (Aspect 6), the polarization multiplexing means fills the image from the subject with the medium from the first reflecting surface to the next reflecting surface. According to this, as described in the above embodiment, the mirror surface from the mirror surface close to the subject with a long distance to the next mirror surface is filled with the high refractive index medium, so that the size can be reduced.
(Aspect 10)
(Aspect 1), provided with a parallax image acquisition means for acquiring two images with uniform polarization direction of each other by the polarization plane changing means, the parallax image acquisition means, the periphery of the pupil plane, or the pupil plane of the optical member Have a surface including two polarizers. According to this, as described in the above-described embodiment, the region dividing filter 252 in which the region-divided polarizers are arranged for each pixel is provided on the image sensor, and the two images are separated and have 2 parallaxes. One image can be obtained.
(Aspect 11)
In (Aspect 10), the parallax image acquisition unit includes a polarization beam splitter and a mirror. According to this, as described in the first embodiment, the left and right optical path lengths can be made substantially the same with a simple configuration, and parallax can be obtained in the same manner as a normal camera.
(Aspect 12)
In (Aspect 10), the parallax image acquisition unit includes a half mirror and a polarizer. According to this, as described in the above embodiment, the left and right optical path lengths can be made substantially the same with a simple configuration, and parallax can be obtained in the same manner as in a normal camera.
(Aspect 13)
In (Aspect 11), the parallax image acquisition unit includes a polarizer. According to this, as described in the above embodiment, crosstalk can be reduced.
(Aspect 14)
In (Aspect 11), the polarizing beam splitter or the mirror is installed so that the angle formed by the optical surface of the polarizing beam splitter or the reflecting surface of the mirror with the light beam at the center of the angle of view of the optical member is set to be greater than 45 degrees. ing. According to this, as described in the above embodiment, the size of the prism on which the polarizing beam splitter film 231 or the mirror surfaces 232, 233, and 234 are installed can be reduced.
(Aspect 15)
In (Aspect 12), the half mirror or polarizer is installed so that the angle formed by the optical surface of the half mirror or the reflecting surface of the polarizer and the light beam at the center of the angle of view of the optical member is set to be greater than 45 degrees. Yes. According to this, as described in the above embodiment, the prism size can be reduced by setting the angle formed by the half mirror and the mirror surface with the light beam at the center of the angle of view to be larger than 45 degrees. .
(Aspect 16)
In any one of (Aspect 10) to (Aspect 15), an optical diaphragm that restricts the amount of light incident on the optical member is disposed between the parallax image acquisition unit and the optical member. According to this, as described in the above embodiment, when the light enters the prism on which the polarizing beam splitter film 231 or the mirror surfaces 232, 233, and 234 are installed, the light beam has already spread according to the angle of view. Yes. For this reason, it is necessary to set the size of the prism in accordance with the spread of the light beam, but it is possible to prevent the prism from becoming large by installing the optical diaphragm 235 closer to the prism side.
(Aspect 17)
In (Aspect 11), the polarization beam splitter includes a polarizing plate having a surface on which a polarizer film having a wire grid structure is formed. According to this, as described in the first embodiment, it can be formed using a widely known semiconductor manufacturing process. It is excellent in heat resistance and can be suitably used even in an environment that tends to be high temperature.
(Aspect 18)
In (Aspect 6), the polarization multiplexing unit includes a cross prism. According to this, as described in the above embodiment, parallax images having different polarization directions are captured using a polarization-selective cross prism. Therefore, the environment resistance is high and the cost can be reduced.
(Aspect 19)
In any one of (Aspect 1) to (Aspect 18), a crosstalk removing unit that removes crosstalk between two images having parallax is provided. According to this, as described in the above embodiment, an image of a true polarization component without crosstalk can be obtained.
(Aspect 20)
In (Aspect 19), the crosstalk removing unit changes the amount of canceling the crosstalk depending on the position on the screen. According to this, as described in the above embodiment, an image of a true polarization component without crosstalk can be obtained.
(Aspect 21)
In (Aspect 18), the cross prism includes a polarizing plate having a surface on which a wire-grid polarizer film is formed. According to this, as described in the first embodiment, parallax images having different polarization directions are captured using the polarization-selective cross prism. Therefore, the environment resistance is high and the cost can be reduced.
(Aspect 22)
In (Aspect 18), a triangular prism, a quadrilateral prism, or a mirror is provided on the opposite side surfaces of the cross prism. According to this, as described in the above embodiment, a small and wide field of view can be secured by the triangular prism or the quadrilateral prism. In the case of a mirror, it can be constructed at low cost.
(Aspect 23)
In any one of (Aspect 1) to (Aspect 22), an infrared cut filter is provided between the subject and the imaging means. According to this, as described in the above embodiment, the crosstalk between the left and right images can be reduced.
(Aspect 24)
In any one of (Aspect 1) to (Aspect 22), a neutral density filter is provided between the subject and the imaging unit. According to this, as described in the above embodiment, the crosstalk between the left and right images can be reduced by adjusting the transmitted light amounts of the left and right images associated with the polarizing beam splitter film.
(Aspect 25)
In any one of (Aspect 1) to (Aspect 24), an alignment marker is provided in a range in which light that forms an image on the imaging surface of the imaging unit is incident on the optical surface of the optical member. According to this, as described in the above-described embodiment, calibration can be easily performed at the time of manufacturing, in the case of some environmental change during use or change with time.
(Aspect 26)
In (Aspect 25), the alignment marker is a transparent member including a surface having a curvature, and a focal point is formed on the imaging surface of the imaging unit by the surface having the curvature. According to this, as described in the above embodiment, calibration can be performed without affecting the original distance measurement.
(Aspect 27)
In any one of (Aspect 1) to (Aspect 26), another imaging unit is provided so as to face the imaging unit with a unit for superimposing two images having parallax. According to this, as described in the first embodiment, various uses can be made as a single unit, and the cost can be reduced as a whole.
(Aspect 28)
In (Aspect 27), the light projecting means for projecting light of a specific wavelength on the windshield of the moving body and the imaging means are provided so as to face each other with a means for superimposing two images having parallax. The light detection means and a filter that allows the light detection means to transmit only light of a specific wavelength are used to detect raindrops adhering to the windshield based on the amount of reflected light from the windshield. According to this, as described in the above embodiment, a raindrop sensor function can be added using polarized light.
(Aspect 29)
In any one of (Aspect 1) to (Aspect 28), a coordinate conversion unit that performs a coordinate conversion process on at least one of two images having parallax is provided. According to this, as described in the above embodiment, it is possible to correct the distortion of the optical system and obtain a high distance measurement performance.
(Aspect 30)
In any one of (Aspect 1) to (Aspect 29), a distance calculation unit that subtracts an average value in a block is included in the block matching calculation of two images having parallax. According to this, as described in the above embodiment, it is possible to cancel by offsetting the difference due to polarization in the left and right images.
(Aspect 31)
In (Aspect 1), the imaging means has a polarizer in a different direction for each pixel. According to this, as described in the above embodiment, the left and right images can be separated by extracting the pixels having different polarization directions and configuring the left and right images.
(Aspect 32)
In (Aspect 31), there is provided a polarization state interpolation processing means for interpolating the polarization state of the pixel imaged by the imaging means. According to this, as described in the above embodiment, as an output image, an image having corresponding S pixels and P pixels can be output for all pixels.

Claims (32)

被写体からの2つの画像の偏光方向が互いに直交するように重畳する画像重畳手段と、該画像重畳手段によって重畳され異なる偏光方向の2つの画像を受光する撮像手段と、該撮像手段に結像させる光学部材とを備え、被写体からの視差を有する2つの画像を撮像する視差画像撮像装置において、
被写体からの2つの画像が前記画像重畳手段を介して前記撮像手段に到達するように、被写体からの2つの画像のうち、少なくとも一方の画像の偏光面を変更する偏光面変更手段を備えたことを特徴とする視差画像撮像装置。
An image superimposing unit that superimposes the polarization directions of two images from a subject so as to be orthogonal to each other, an imaging unit that receives two images with different polarization directions superimposed by the image superimposing unit, and forms an image on the imaging unit In a parallax image imaging device that includes an optical member and captures two images having parallax from a subject,
A polarization plane changing unit that changes a polarization plane of at least one of the two images from the subject so that the two images from the subject reach the imaging unit via the image superimposing unit; A parallax imaging device characterized by the above.
請求項1記載の視差画像撮像装置において、
前記偏光面変更手段が、2つの画像のいずれかの画像の偏光面を偏光する1/2波長板を含んで構成されていることを特徴とする視差画像撮像装置。
The parallax imaging device according to claim 1,
The parallax image imaging device characterized in that the polarization plane changing means includes a half-wave plate that polarizes the polarization plane of one of the two images.
請求項1記載の視差画像撮像装置において、
前記偏光面変更手段が、2つの画像の少なくとも一方の画像の偏光面を変更する1/4波長板を含んで構成されていることを特徴とする視差画像撮像装置。
The parallax imaging device according to claim 1,
The parallax image imaging device, wherein the polarization plane changing unit includes a quarter wavelength plate that changes a polarization plane of at least one of two images.
請求項1記載の視差画像撮像装置において、
前記偏光面変更手段が、2つの画像の少なくとも一方の画像の偏光状態をランダムに変更させる媒質を含む構造体であることを特徴とする視差画像撮像装置。
The parallax imaging device according to claim 1,
The parallax imaging device, wherein the polarization plane changing unit is a structure including a medium that randomly changes a polarization state of at least one of two images.
請求項1記載の視差画像撮像装置において、
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離することにより、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有することを特徴とする視差画像撮像装置。
The parallax imaging device according to claim 1,
A distance calculation unit that forms two images with parallax by separating an image for each polarization direction from an image captured by the imaging unit, and calculates a distance to the subject by the parallax between the two formed images A parallax imaging device characterized by comprising:
請求項1〜5のいずれかに記載の視差画像撮像装置において、
視差を有する2つの画像を1つの光路に重ね合わせる偏光合波手段を設け、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視差画像撮像装置。
In the parallax imaging device according to any one of claims 1 to 5,
A parallax imaging device characterized in that a polarization multiplexing unit for superimposing two images having parallax on one optical path is provided, and the optical path lengths in the optical paths of the two images are substantially the same.
請求項1記載の視差画像撮像装置において、
前記光学部材は、ズーム機能を有することを特徴とする視差画像撮像装置。
The parallax imaging device according to claim 1,
The parallax imaging device, wherein the optical member has a zoom function.
請求項1〜7のいずれかに記載の視差画像撮像装置において、
前記光学部材は車両の車内に設置し、前記偏光面変更手段は車両の車外に設置することを特徴とする視差画像撮像装置。
In the parallax imaging device according to any one of claims 1 to 7,
The optical member parallax image capturing apparatus installed in the vehicle of the vehicle, the plane of polarization change means characterized in that it placed outside of the vehicle.
請求項6記載の視差画像撮像装置において、
前記偏光合波手段は、被写体からの画像が最初の反射面から次の反射面までに媒質で充填されていることを特徴とする視差画像撮像装置。
The parallax imaging device according to claim 6.
The parallax imaging device characterized in that the polarization multiplexing means fills an image from a subject with a medium from the first reflection surface to the next reflection surface.
請求項1記載の視差画像撮像装置において、
前記偏光面変更手段によって互いの偏光方向が揃った2つの画像を取得する視差画像取得手段を備え、該視差画像取得手段は、前記光学部材の瞳面、または該瞳面の周辺に2つの偏光子を含んだ面を有していることを特徴とする視差画像撮像装置。
The parallax imaging device according to claim 1,
Includes a parallax image acquisition means for acquiring two images with uniform polarization direction of each other by the polarization plane change means, parallax image obtaining means, a pupil surface of the optical member, or pupil surface near the two A parallax imaging device having a surface including a polarizer.
請求項10記載の視差画像撮像装置において、
前記視差画像取得手段は、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視差画像撮像装置。
In the parallax imaging device according to claim 10,
The parallax image acquisition device is characterized in that the parallax image acquisition means includes a polarization beam splitter and a mirror.
請求項10記載の視差画像撮像装置において、
前記視差画像取得手段は、ハーフミラー及び偏光子を含んで構成されていることを特徴とする視差画像撮像装置。
In the parallax imaging device according to claim 10,
The parallax image acquisition device is characterized in that the parallax image acquisition means includes a half mirror and a polarizer.
請求項11記載の視差画像撮像装置において、
前記視差画像取得手段は、偏光子を含んで構成されていることを特徴とする視差画像撮像装置。
The parallax imaging device according to claim 11, wherein
The parallax image acquisition device is characterized in that the parallax image acquisition means includes a polarizer.
請求項11記載の視差画像撮像装置において、
前記偏光ビームスプリッタの光学面又は前記ミラーの反射面が前記光学部材の画角中央の光線とのなす角度が45度より大きく設定されるように、前記偏光ビームスプリッタ又は前記ミラーを設置していることを特徴とする視差画像撮像装置。
The parallax imaging device according to claim 11, wherein
The polarizing beam splitter or the mirror is installed such that the angle formed by the optical surface of the polarizing beam splitter or the reflecting surface of the mirror with the light beam at the center of the field angle of the optical member is set to be greater than 45 degrees. A parallax imaging device characterized by the above.
請求項12記載の視差画像撮像装置において、
前記ハーフミラーの光学面又は前記偏光子の反射面が前記光学部材の画角中央の光線とのなす角度が45度より大きく設定されるように、前記ハーフミラー又は前記偏光子を設置していることを特徴とする視差画像撮像装置。
The parallax imaging device according to claim 12, wherein
The half mirror or the polarizer is installed so that the angle formed by the optical surface of the half mirror or the reflection surface of the polarizer and the light beam at the center of the field angle of the optical member is set to be greater than 45 degrees. A parallax imaging device characterized by the above.
請求項10〜15のいずれかに記載の視差画像撮像装置において、
前記視差画像取得手段と前記光学部材との間に、前記光学部材に入射する光線の量を規制する光学絞りを配置することを特徴とする視差画像撮像装置。
In the parallax imaging device according to any one of claims 10 to 15,
The parallax image imaging device characterized by disposing an optical diaphragm that restricts the amount of light incident on the optical member between the parallax image acquisition means and the optical member.
請求項11記載の視差画像撮像装置において、
前記偏光ビームスプリッタは、ワイヤグリッド構造の偏光子膜が形成された面を有する偏光板を備えていることを特徴とする視差画像撮像装置。
The parallax imaging device according to claim 11, wherein
The parallax imaging device, wherein the polarizing beam splitter includes a polarizing plate having a surface on which a wire grid structure polarizer film is formed.
請求項6記載の視差画像撮像装置において、
前記偏光合波手段は、クロスプリズムを含んで構成されていることを特徴とする視差画像撮像装置。
The parallax imaging device according to claim 6.
The parallax imaging device, wherein the polarization multiplexing unit includes a cross prism.
請求項1〜18のいずれかに記載の視差画像撮像装置において、
前記視差をもった2つの画像間のクロストークを除去するクロストーク除去手段を有することを特徴とする視差画像撮像装置。
In the parallax imaging device according to any one of claims 1 to 18,
A parallax image imaging device comprising crosstalk removing means for removing crosstalk between two images having parallax.
請求項19記載の視差画像撮像装置において、
前記クロストーク除去手段は、画面上の位置によってクロストークをキャンセルする量を変化させることを特徴する視差画像撮像装置。
The parallax imaging device according to claim 19,
The parallax image pickup device, wherein the crosstalk removing unit changes an amount of canceling the crosstalk depending on a position on the screen.
請求項18記載の視差画像撮像装置において、
前記クロスプリズムは、ワイヤグリッド構造の偏光子膜が形成された面を有する偏光板を備えていることを特徴とする視差画像撮像装置。
The parallax imaging device according to claim 18,
The parallax imaging device, wherein the cross prism includes a polarizing plate having a surface on which a polarizer film having a wire grid structure is formed.
請求項18記載の視差画像撮像装置において、
前記クロスプリズムにおける対向する側面に三角柱プリズム又は四辺柱プリズム又はミラーを設けることを特徴とする視差画像撮像装置。
The parallax imaging device according to claim 18,
A parallax imaging device characterized in that a triangular prism, a quadrilateral prism, or a mirror is provided on opposing side surfaces of the cross prism.
請求項1〜22のいずれかに記載の視差画像撮像装置において、
被写体から撮像手段までの間に赤外線カットフィルタを設けることを特徴とする視差画像撮像装置。
In the parallax imaging device according to any one of claims 1 to 22,
A parallax imaging device characterized in that an infrared cut filter is provided between a subject and an imaging means.
請求項1〜22のいずれかに記載の視差画像撮像装置において、
被写体から撮像手段までの間に減光フィルタを設けることを特徴とする視差画像撮像装置。
In the parallax imaging device according to any one of claims 1 to 22,
A parallax imaging device characterized in that a neutral density filter is provided between a subject and imaging means.
請求項1〜24のいずれかに記載の視差画像撮像装置において、
前記光学部材の光学面において前記撮像手段の撮像面に結像する光が入射する範囲にアライメントマーカーを設けることを特徴とする視差画像撮像装置。
In the parallax imaging device according to any one of claims 1 to 24,
A parallax image imaging device, wherein an alignment marker is provided in a range in which light that forms an image on the imaging surface of the imaging means is incident on the optical surface of the optical member.
請求項25記載の視差画像撮像装置において、
前記アライメントマーカーは、曲率を有する面を備える透明部材であり、前記曲率を有する面によって焦点を前記撮像手段の撮像面上に結ぶことを特徴とする視差画像撮像装置。
The parallax imaging device according to claim 25,
The alignment marker is a transparent member having a surface having a curvature, and a focal point is formed on the imaging surface of the imaging unit by the surface having the curvature.
請求項1〜26のいずれかに記載の視差画像撮像装置において、
前記撮像手段とは前記視差を有する2つの画像を重ね合わせる手段を挟んで対峙するように、別の撮像手段を設けることを特徴とする視差画像撮像装置。
In the parallax imaging device according to any one of claims 1 to 26,
A parallax image imaging device, wherein another imaging unit is provided so as to face the imaging unit with a unit for superimposing two images having the parallax.
請求項27記載の視差画像撮像装置において、
移動体のウインドシールド上に特定波長の光を投光する光投光手段と、前記撮像手段とは前記視差を有する2つの画像を重ね合わせる手段を挟んで対峙するように設けられた光検出手段と、前記光検出手段に特定波長の光のみを透過させるフィルタとを有し、前記ウインドシールドからの反射光の光量に基づき前記ウインドシールドに付着する雨滴を検出することを特徴とする視差画像撮像装置。
The parallax imaging device according to claim 27,
Light projecting means for projecting light of a specific wavelength on the windshield of the moving body, and the light detecting means provided so that the imaging means faces each other with a means for superimposing two images having the parallax And a filter that transmits only light of a specific wavelength to the light detection means, and detects raindrops attached to the windshield based on the amount of reflected light from the windshield. apparatus.
請求項1〜28のいずれかに記載の視差画像撮像装置において、
前記視差をもった2つの画像の内の少なくとも一つに対して、座標変換処理を行う座標変換手段を有することを特徴とする視差画像撮像装置。
In the parallax imaging device according to any one of claims 1 to 28,
A parallax image imaging device comprising coordinate conversion means for performing coordinate conversion processing on at least one of the two images having parallax.
請求項1〜29のいずれかに記載の視差画像撮像装置において、
前記視差をもった2つの画像のブロックマッチング演算の中に、ブロック内の平均値を減算する距離算出手段を有することを特徴とする視差画像撮像装置。
The parallax imaging device according to any one of claims 1 to 29,
A parallax image imaging device comprising: a distance calculating unit that subtracts an average value in a block in a block matching calculation of the two images having parallax.
請求項1記載の視差画像撮像装置において、
前記撮像手段は、画素ごとに異なる方向の偏光子を有することを特徴とする視差画像撮像装置。
The parallax imaging device according to claim 1,
The parallax imaging device, wherein the imaging means has a polarizer in a different direction for each pixel.
請求項31記載の視差画像撮像装置において、
前記撮像手段によって撮像化した画素の偏光状態を補間する偏光状態補間処理手段を有することを特徴とする視差画像撮像装置。
The parallax imaging device according to claim 31,
A parallax image imaging device comprising polarization state interpolation processing means for interpolating a polarization state of a pixel imaged by the imaging means.
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