JP2014003433A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】物質情報・角度情報・視差情報を小さなモジュール筐体で検出することが可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】被写体からの反射光が夫々入射する複数のレンズ６ａ、６ｂに入射した反射光を受光して被写体の画像を夫々撮像する撮像手段１３と、を備える撮像装置におけるレンズ６ａ、６ｂ及び撮像手段１３の間に、透過させる偏光成分が異なる複数の偏光領域を備えるフィルタ手段３１と、を備えることで、複数種類の偏光成分に対応した画像領域を有する画像を撮像し、これらの画像を用いて視差情報や物質情報等を演算する。
【選択図】図６

Description

本発明は、視差情報と共に物質情報、角度情報を検出可能な撮像装置に関する。

透過する偏光の偏光面の向きを制御可能な偏光フィルタを介して撮像センサにより撮像した画像に対して画像処理を行うことによって、物質の状態やその角度情報の違いを検出可能なセンシングカメラや、１つの撮像素子上に複眼のレンズを配置し、それぞれのレンズにより結像された画像同士の画素ズレ（視差）に基づいて対象物までの距離を算出するステレオカメラ方式による測距センサ（特許文献１等）が既に知られている。
上記のセンシングカメラの例として、特許文献２には、図７に示すように、２つのレンズ１２１ａ、１２１ｂを有するレンズアレイ１０２と、レンズアレイ１０２の各レンズ１２１ａ、１２１ｂを透過した光束に応じて領域分離され、透過軸が直交する少なくとも２つの偏光子領域１４１ａ、１４１ｂを有する偏光フィルタ１０４と、偏光フィルタ１０４の各偏光子領域１４１ａ、１４１ｂを通過した光を受光して被写体像を撮影する複数の固体撮像素子１６２ａ、１６２ｂを有する固体撮像ユニット１０６と、を備えた撮像装置１００で垂直偏光画像（Ｓ偏光画像）と水平偏光画像（Ｐ偏光画像）を撮影し、撮影した垂直偏光画像と水平偏光画像の強度（輝度）比率によって路面状態などの不可視情報を取得・判別する技術が開示されている。

しかし、特許文献１に記載されるような測距装置の機能と、引用文献２に記載されるような物質や角度情報を検出するセンシングカメラの機能と、を単一の装置にて実現して、距離情報と物質情報とを同時に取得可能な撮像装置とする場合、物質や角度情報を検出するセンシングモジュール、視差を測定する測距モジュールを個別に設ける必要があり、装置全体としてのモジュール体積が増大するという問題があった。
本発明は、上記の現状を鑑みてなされたものであり、物質情報・角度情報・視差情報を単一の小型なモジュール筐体で検出することが可能な撮像装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は被写体からの反射光が夫々入射する複数のレンズと、前記各レンズに入射した反射光を受光して前記被写体の画像を夫々撮像する撮像手段と、前記レンズ及び前記撮像手段の間に設けられ、透過させる偏光成分が異なる複数の偏光領域を備えるフィルタ手段と、を備え、前記撮像手段により撮像された前記各画像は、複数種類の偏光成分に対応した画像領域を有することを特徴とする。

以上のように構成したので、本発明によれば、筐体体積が従来と同等の単一のモジュールで、物質情報と角度情報、視差情報を同時に取得・検出可能な画像を撮像可能な撮像装置を実現することが出来る。

本実施形態に係る撮像装置の撮像モジュールの基本構成を示す断面図。 図１に示す撮像モジュールが備える偏光ガラスチップを説明する図。 ガラスウェハ上に設置された偏光フィルタ素子を示す図。 本実施形態に適用可能な偏光フィルタ素子の一例としてのワイヤグリッド素子を説明する図。 本実施形態にかかる他の偏光フィルタ素子の構造及び撮像素子の画素との関係を示す図。 図１に示した撮像モジュール（撮像装置）に処理回路を含めた撮像装置の構成を示した図。 本実施形態に係る撮像装置における信号処理回路の構成を詳細に説明する図。 従来のセンシングカメラの構成を示す図。

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る撮像装置に係る撮像モジュールの基本構成を示す断面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る撮像装置に係る撮像モジュール１は、回路基板３上に搭載され、上面（被写体側）に設けた開口部５ａ内にレンズアレイ６を保持するレンズホルダ５と、レンズホルダ５内部に収容された、回路基板３上に実装される撮像チップ１０、レンズアレイ６から入射する光から特定の偏光光を選択的に抽出する偏光フィルタ素子３１を一方の面に備える偏光ガラスチップ３０、を備えている。
レンズアレイ６は、２つ以上の画像間における視差情報を取得するために、２つの像を結像するように同一平面に２つ以上ならんだ複数のレンズ６ａ、６ｂ…を含んで構成されている。

図１では、２つのレンズ６ａ、６ｂが示されているが、これに限らず、３つ以上のレンズを備えてもよい。
また、レンズアレイ６の上方におけるレンズホルダ５の上面には、各レンズ６ａ、６ｂ…に対応して光を透過する窓７ａ、７ｂ…を備えるアパーチャ７を配置している。
なお、アパーチャ７が備える窓の数は、レンズアレイ６に含まれるレンズの数に従って、増減するものである。

［撮像チップ］
撮像チップ１０は、半導体基板１１と、例えばＳｉＯ_２などの酸化膜である無機絶縁膜１２と、撮像手段の一例としての、ＣＭＯＳセンサなどの撮像素子（撮像センサ）１３と、電極パッド１４と、マイクロレンズ１５と、構造膜１６と、を備えている。
撮像センサ１３は、半導体基板１１と無機絶縁膜１２との間に設けられており、レンズアレイ６、偏光フィルタ素子３１を介して入射された光を電気信号に変換する。
電極パッド１４は、図１の例では、撮像センサ１３に対して基板１１の同一面状にあり、マイクロレンズ１５と対向する撮像センサ１３の受光面の外周付近に設けられている。そして、撮像センサ１３からの電気信号を外部回路へ供給する。
すなわち、電極パッド１４は、回路基板３上に設けられた基板側の電極パッド４と、ワイヤ５によるワイヤボンドにより電気的に接続されている。
もちろん、電極パッド１４を設ける位置は、撮像センサ１３と同一面上に限らず、半導体基板１１の側面や底面に設けても良い。

ワイヤ５は、その外周全体をポッティング材料である熱硬化樹脂１７で封止している。
また、マイクロレンズ１５は撮像センサ１３と対向するように無機絶縁膜１２の他方の面側に、例えば有機材料で成膜して形成されており、入射された光を、無機絶縁膜１２を介して撮像センサ１３に導くレンズである。
なお、構造膜１６は、後述する偏光ガラスチップ３０のスペーサ部材３４と結合するための、スピンコートにより形成される熱可塑性樹脂の膜であり、マイクロレンズ１５の材料と同等の有機材料あるいはマイクロレンズ１５の材料と異なる有機材料で形成され、マイクロレンズ１５の高さと同じ膜厚となっている。
なお、無機絶縁膜１２にマイクロレンズ１５及び構造膜１６を設けているが、無機絶縁膜１２を設けずに、マイクロレンズ１５を撮像センサ１３に直接に設け、構造膜１６を半導体基板１１に直接に設けるようにしても良い。

［偏光ガラスチップ］
図２は、図１に示す撮像モジュールが備える偏光ガラスチップを説明する図であり、（ａ）は被写体側からみた平面図、（ｂ）は断面図である。
図１、図２に示すように、偏光ガラスチップ３０は、ガラスウェハ３２と、ガラスウェハ３２の一方の表面に形成されて入射光の偏光方向を規定する、所定の厚みＤの偏光フィルタ素子３１と、を備えている。
偏光フィルタ素子３１とは、その入射面に対して偏光面が平行な振動成分（偏光成分）であるＰ偏光成分と、偏光面が垂直な振動成分であるＳ偏光成分と、その他の偏光成分を含むランダム光が入射した場合に、Ｐ偏光成分、Ｓ偏光成分の何れか選択的に抽出することが可能なフィルタ素子である。
また、偏光フィルタ素子３１は、撮像素子１３の受光面の直上に配置されおり、本実施形態において、偏光フィルタ素子３１は、撮像素子１３の画素レベルの面積で透過する偏光方向を制御するように構成している。
すなわち、偏光フィルタ素子３１は、画素レベルで透過する偏光方向が異なる。
この構造により、撮像センサ１３の各画素が、支配的に受光する光の偏光方向が規定される。

画像処理によって偏光強度等の偏光情報を取得可能なセンサがある。
なお、偏光フィルタ素子３１の厚さＤは入射する光の波長よりも小さいものとし、入射する光の波長より小さい構造によって発生する光学特性を利用することができる。
各レンズ６ａ、６ｂ、さらに偏光フィルタ素子３１を透過して撮像センサ１３で結像・取得される各画像は、後述する信号処理回路４０（図６）による画像処理によって、偏光面が互いに直交する２つの偏光（Ｐ偏光、Ｓ偏光）の強度比の分布像として出力される。
偏光は、入射する物質や、その入射角度によって反射率が異なるため、この偏光強度比の画像には材質や角度の違いが如実に現れる。そのため従来には検出困難な特徴点・形状が抽出可能になる。
なお、本発明の構成では、レンズ６ａ、６ｂを介して撮像されるそれぞれの画像に、Ｐ偏光、Ｓ偏光の強度比分布が含まれているため、複数の偏光画像間で強度比を算出する必要がない。

アパーチャ７を透過した光はレンズアレイ６形成された各々のレンズ６ａ、６ｂ・・によって撮像センサ１３の受光面に結像される。そのため撮像センサ１３は、レンズアレイ６に形成されたレンズ６ａ、６ｂの数に分割された画像アレイが出力される。
レンズアレイ６に含まれる各レンズの曲率が同等の場合、その各々のレンズによって取得される画像はほぼ同等の画像となるが、レンズアレイ６に含まれる各レンズ間の距離（基線長）及び対象物の距離に応じた画像位置のズレ（視差）が生じる。
この視差情報と基線長の情報から、対象物までの距離情が算出可能になる。
また、レンズアレイ６に含まれる各レンズの曲率が異なる場合、各々の画像は焦点が異なる画像が形成される（例えば、手前側フォーカス、中間位置フォーカス、奥側フォーカス）。
この各々の画像における焦点が合致している領域を抽出し、複数画像を合成することで全距離に対して焦点が合致した画像を出力可能である。

また、偏光フィルタ素子３１とレンズアレイ６との間に、レンズアレイ６を構成する各レンズを透過した光がレンズ直下の受光領域以外の受光領域へ受光されるのを防ぐ遮光構造（遮光壁３５）を備えた。
レンズアレイ６と受光面の対以外の光を防ぐことでゴースト像の発生を防ぎ、視差情報を正確に取得することができる。
偏光フィルタ素子３１としては、例えば、金属の微細凹凸形状で形成されたワイヤグリッド素子や、オートクローニング型のフォトニック結晶方式、有機材料を使用した偏光フィルム等を使用することが出来る。
また、図１、図２に示すように、偏光ガラスチップ３０は、ガラスウェハ３２の外周端又は外周端近傍付近に設けられ、マイクロレンズ１５とガラスウェハ３２の間に所定のギャップを設けるためのスペーサ部材３４を備えている。
ガラスウェハ面上において、スペーサ部材３４と偏光フィルタ素子３１との間には、間隙３６が設けられている。
そして、この偏光ガラスチップ３０は撮像チップ１０における受光領域のマイクロレンズ１５の全てを覆うように設けられる。

スペーサ部材３４は、撮像チップ１０の構造膜１６に押し当てた状態で加熱（例えば、２００℃で３分間）及び加圧（例えば、３ｋｇｆ）を行い、構造膜１６に溶着させる。
これにより、偏光ガラスチップ３０によって撮像センサ１３の受光領域におけるマイクロレンズ１５を密閉する。
このような構成を有する撮像モジュール１では、偏光ガラスチップ３０によって撮像チップ１０のマイクロレンズ１５が設けられている受光領域を全て覆い密閉している。
このような構成とすることにより、受光領域内への異物の混入を防ぐことができる。
また、スペーサ部材３４の高さを調整してマイクロレンズ１５と偏光フィルタガラス（偏光ガラスチップ３０）のギャップを小さくすることができる。よって、複数の偏光が受光してしまうクロストーク現象を防止することも併せて可能となる。
なお、撮像チップ１０に構造膜１６を設けずにスペーサ部材３４を直接撮像チップ１０の無機絶縁膜１２に溶着してもよい。
以上のような構成の撮像モジュールによれば、受光特性を損なうことなく、受光領域内への異物の混入を防ぐことが可能となる。

以下に、偏光フィルタ素子について詳述する。
図３は、ガラスウェハ上に設置される偏光フィルタ素子を示す図である。
図３に示すように、偏光フィルタ素子３１は、偏光面が９０度異なる２つの偏光子領域３１ａ、３１ｂを有する領域分割型の偏光子フィルタである。
なお、図１では、偏光フィルタ素子３１がガラスウェハ３２の撮像素子側に設けられるように表示されているが、図３に示すように、撮像素子とは反対側の面に設けられても良い。
図３に示す偏光子領域３１ａ、３１ｂは、不特定の方向に電磁界が振動する無偏光（ランダム偏光）を、偏光面に沿った方向の振動成分（偏光成分）だけを透過させて直線偏光（Ｓ偏光／Ｐ偏光）にする。

図４は、本実施形態に適用可能な偏光フィルタ素子の一例としてのワイヤグリッド素子を説明する図である。
撮像素子としては、図４に示すような金属の微細凹凸形状で形成されたワイヤグリッド方式や、オートクローニング型のフォトニック結晶方式を用いることで、境界部が明瞭な領域分割型の偏光子フィルタを得ることができる。
ガラス等の基板上に厚みとピッチが共に数百ｎｍ程度のＡｌ（アルミニウム）、Ｃｒ（クロム）等の金属の構造物が規則的に並ぶことによって、直交する偏光成分を吸収できるという特異な光学現象が発現する。
ワイヤグリッド素子は、細い金属ワイヤを周期的に配列することによって形成された偏光子である。
ワイヤグリッド型の偏光子の構造は、入力光の波長に比べて十分に細い金属細線が波長に比べて十分に短い間隔で並んだ構造を有する。
このような構造に光を入射した場合、金属細線に平行な偏光は反射され、それに直交する偏光は透過する。
金属細線の方向は、１枚の基板内において領域ごとに独立に変化させて作製することが出来るため、ワイヤグリッド素子の特性を領域ごと、さらには、対応する撮像素子の画素ごとに変えることが可能である。

偏光フィルタ素子３１における偏光領域のパターンは、図３に示すようなものに限らない。
なお、図３では撮像センサ１３においてＳ偏光光を受光する画素と、Ｐ偏光光を受光する画素が、マトリックス状に交互に表れるように偏光フィルタ素子３１構成しているが、Ｓ偏光光又はＰ偏光光を受光する画素が帯状且つ交互に表れるように、偏光フィルタ素子３１のパターンを構成してもよい。
また、撮像センサ上の各画素が、Ｓ偏光、又はＰ偏光の何れかを受光するのではなく、Ｓ偏光光を又はＰ偏光光の何れかを支配的に受光する画素と、Ｓ偏光光とＰ偏光光が混ざった光を受光する画素が存在するように偏光フィルタ素子３１を構成しても良い。
さらに、偏光フィルタ素子３１に対して傾けて撮像センサのパターン３１ｃを配列することで、偏光フィルタ素子と撮像センサの要求実装精度条件を緩やかにすることが出来る。

図５は、本発明の実施形態にかかる他の偏光フィルタ素子の構造及び撮像素子の画素との関係を示す図であり、 (ａ)は、撮像センサ１３の受光面を示す概略図であり、撮像素子１３の受光面の領域には、数μｍ角の複数の画素１３ａが格子状に配列されている。
また（ｂ）は、図５（ａ）に示す撮像センサ１３に、互いに直交する偏光を抽出可能な複数のパターンを有する偏光フィルタ素子３１を重ねた状態を示す図である。
例えば、パターン３１ｃはＰ偏光を透過し、パターン３１ｄは、Ｓ偏光を透過するとする。
また（ｃ）は、図５（ａ）に示す撮像センサ１３に、１種類の偏光（例えば、Ｐ偏光）のみを抽出可能な偏光フィルタ素子３１を重ねた状態を示す図である。

例えば、図５（ｃ）において、上記の撮像センサ１３に対して、偏光フィルタ素子３１のパターン３１ｃは撮像センサ１３の画素１３ａ（例えば６μｍ）と同じサイズで、特定の傾き（例えば縦２μｍ、横１μｍ）をもって、形成されている。
このような傾きを有する偏光フィルタ素子３１のパターンをガラスウェハ３２上に形成して、フィルタ付きガラスと撮像センサ１３とを接着実装すると、撮像センサ１３の受光面の全ての画素は、偏光フィルタ素子３１のパターン３１ｃに対応してＰ偏光を受光する領域（画像領域）が支配的になるか、パターン３１ｃ以外の領域（画像領域）との対応領域が支配的になるかの何れかとなる。各画素においてフィルタの面積が半分になることがない。
また、図５（ｂ）の場合も、撮像センサ１３の受光面の全ての画素は、偏光フィルタ素子３１のパターン３１ｃに対応してＰ偏光を受光する領域が支配的になるか、パターン３１ｄに対応してＳ偏光を受光する領域が支配的になるかの何れかとなる。
従って、フィルタと撮像素子との実装において、高い実装精度が必要なくなる。

図６は、図１に示した撮像モジュール（撮像装置）に処理回路を含めた撮像装置の構成を示した図である。
図中の信号処理回路４０は、偏光情報（輝度情報）の処理部、視差情報の処理部が含まれており、図１に示した撮像モジュールを共通に使用して、偏光情報を使用した物質情報や角度情報のセンシング、視差情報を使用した測距機能を同時に実現することが出来る。
従って、図６に示した撮像装置は、従来知られるセンシングカメラ、測距カメラと同等のサイズで、上記した複数の機能を実現することが出来る。
なお、信号処理回路４０は、撮像センサの基板上に実装されてもよい。
信号処理回路４０による処理後の出力は一般の画像情報の他、偏光強度比画像、特徴点座標、対象までの距離を色で表現するような距離情報画像、全距離域に焦点が合致した画像等、必要に応じて設定可能である。複数の情報を出力しても良い。

図７は、本実施形態に係る撮像装置における信号処理回路の構成を詳細に説明する図である。
なお、図７において、信号処理回路４０に接続される撮像モジュール１において、レンズアレイに含まれる各レンズは同一形状とする。
レンズアレイ６の各レンズ６ａ（個眼と表示）によって撮像センサ１３の受光面上に結像された像（個眼像と表示）の組み合わせを抽出し、個眼像間の視差を計算する。
計算された視差と抽出した組み合わせのレンズ間距離とから対象物までの距離を算出する。

信号処理回路（演算器）４０は、撮像センサ１３により撮像された画像信号を受信する画像キャプチャ部４１と、画像信号から複数（例えばＩ１〜Ｉ６の６つ）の個眼像を生成する（個眼像に分離する）個眼像生成部４２と、個眼像生成部４２により生成された個眼像が入力されて、これら（個眼像Ｉ１〜Ｉ６）の中から合焦している個眼像のペアを選択して抽出する合焦個眼像ペア選択抽出部４３と、個眼像間での被写体の視差を、例えば個眼像内の微小領域ごとに相互相関演算により検出する個眼像ペア視差検出部４４と、検出された視差に基づいて被写体との距離を演算する距離演算部４５と、を備えている。
合焦個眼像ペア選択抽出部４３による合焦ペアの抽出には、個眼像Ｉ１〜Ｉ６の中から最も焦点の合った個眼像を選択して合焦画像とする方法や、個眼像Ｉ１〜Ｉ６から、対応する画素ごとに最も焦点の合った画素を抽出し、これら画素を合成して合焦画像として出力する方法などが考えられる。
なお、距離演算部４５においては、以下の演算によって距離を演算することが出来る。

レンズ６ａ、６ｂの光軸間の距離は基線長と呼ばれ、これをＤとし、レンズと被写体との距離をＡ、レンズの焦点距離をｆとしたとき、Ａ≫ｆであるときには次式１が成り立つ。
［式１］
Ａ＝Ｄｆ／Δ
基線長Ｄ、およびレンズの焦点距離ｆは既知であるから、視差Δを検出すれば、［式１］を用いて被写体までの距離Ａを算出することができる。
また、信号処理回路（演算器）４０は、Ｓ偏光光とＰ偏光光の強度比を算出して偏光強度のコントラストを出力する強度比算出部４６と、算出された強度比から物質の違いや角度の違いといった境界部分が強調された画像を出力する物質・角度情報算出部４７と、を備えている。

図５に示した例の場合、物質・角度情報算出部４７は、近隣のパターンの強度比から、それぞれの偏光の強度を計算し、偏光強度のコントラストとして出力することで、物質の違いや角度の違いといった境界部分が強調された画像を出力することが出来る。従って、従来認識出来なかった、透明物質を認識することが出来る。
これは、上記したように、一般的に材料や入射角度によって偏光の反射強度が異なるという周知の現象を利用したものである。例えば、Ｐ偏光、Ｓ偏光という２種類の偏光のうち、物質ＡはＰ偏光が強く反射されたり、物質ＢはＳ偏光が強く反射されたりする。
なお、信号処理回路４０は、撮像センサ１３に入射した輝度情報等に基づいて、各レンズの中心位置、焦点距離、及びレンズ歪みに係る内部パラメータを決定して遮光壁３５の周囲温度による歪み量を算出して補正するようにしても良い。
また、マイクロレンズ１５の曲率が異なる場合、各画像の合焦領域抽出処理と、回路が追加される。

図８に示した従来の撮像装置は、ステレオカメラを形成する２つのレンズ１２１ａ、１２１ｂの下部に、それぞれ透過する偏光方向が異なる偏光フィルタ１４１ａ、１４１ｂが一面に形成されている。
従って、個々の偏光フィルタ１４１ａ、１４１ｂに対応する撮像センサ１６２ａ、１６２ｂによって、偏光方向が異なる２種類の画像（Ｐ偏光画像、Ｓ偏光画像）が形成（撮像）される。
これらの画像は、ほぼ同一の画像であるが、互いに輝度が大きくことなるため、２つの画像における同一部分の抽出に要する画像処理負荷が大きくなる。
従って、その画像処理に用いる処理回路の分だけモジュールコストが増加するという問題が発生する。

それに対し、本実施形態の撮像装置では、偏光フィルタ素子３１が画素毎に透過する偏光方向が異なるように形成され、それが撮像センサ１３の各画素に対応して実装されている。
ある物質に対して入射して反射される反射光は、材質や角度に応じて偏光に対する反射率が異なるため、各画素における偏光フィルタを透過した光強度を、隣接画像における対応する画素との強度比（コントラスト）を計算することで特徴点の抽出が容易になる。
また、隣接画素との強度を平均することで一般的な輝度画像と同等の画像が形成されることから、ステレオカメラの画素ズレの計測が容易になる。
このため、本発明の構造の方が、信号処理が容易となり、安価なモジュールを提供することが出来る。

１ 撮像モジュール、３ 回路基板、４ 電極パッド、５ レンズホルダ、５ ワイヤ、５ａ 開口部、６ レンズアレイ、６ａ レンズ、６ａ 各レンズ、７ アパーチャ、７ａ 窓、１０ 撮像チップ、１１ 半導体基板、１２ 無機絶縁膜、１３ 撮像センサ、１３ａ 画素、１４ 電極パッド、１５ マイクロレンズ、１６ 構造膜、１７ 熱硬化樹脂、３０ 偏光ガラスチップ、３１ 偏光フィルタ素子、３１ａ 偏光子領域、３１ｃ パターン、３１ｄ パターン、３２ ガラスウェハ、３３ 偏光フィルタガラス、３４ スペーサ部材、３５ 遮光壁、３６ 間隙、４０ 信号処理回路、４１ 画像キャプチャ部、４２ 個眼像生成部、４３ 合焦個眼像ペア選択抽出部、４４ 個眼像ペア視差検出部、４５ 距離演算部、４６ 強度比算出部、４７ 物質・角度情報算出部、１００ 撮像装置、１０２ レンズアレイ、１０４ 偏光フィルタ、１０６ 固体撮像ユニット、１２１ａ レンズ、１４１ａ 各偏光子領域、１４１ａ 偏光フィルタ、１４１ａ 偏光子領域、１６２ａ 固体撮像素子、１６２ａ 撮像センサ

特開２０１１−２０９２６９公報 特開２０１０−０２５９１５公報

Claims (7)

1. 被写体からの反射光が夫々入射する複数のレンズと、
   前記各レンズに入射した反射光を受光して前記被写体の画像を夫々撮像する撮像手段と、
   前記レンズ及び前記撮像手段の間に設けられ、透過させる偏光成分が異なる複数の偏光領域を備えるフィルタ手段と、を備え、
   前記撮像手段により撮像された前記各画像は、複数種類の偏光成分に対応した画像領域を有することを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記フィルタ手段は、垂直偏光成分を抽出する偏光領域と、水平偏光成分を抽出する偏光領域を備えることを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記フィルタ手段は、垂直偏光成分又は水平偏光成分を抽出する偏光領域と、前記水平偏光成分及び前記垂直偏光成分の双方を含む無偏光成分を透過させる偏光領域と、を備えることを特徴とする撮像装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の撮像装置において、
   前記撮像手段により撮像された複数の前記画像を処理して前記被写体に係る視差情報を算出する信号処理手段を備え、
   前記信号処理手段は、複数の前記画像に基づく視差情報を用いて、前記被写体からの距離を算出することを特徴とする撮像装置。
5. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の撮像装置において、
   前記信号処理手段は、前記撮像手段における異なる偏光成分が結像した画素間の輝度強度比に基づいて前記被写体の物質情報又は角度情報を算出することを特徴とする撮像装置。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の撮像装置において、
   前記フィルタ手段が有する偏光領域の配列は、前記撮像素子の画素の配列に対して傾斜していることを特徴とする撮像装置。
7. 請求項１乃至６の何れか一項に記載の撮像装置において、
   前記フィルタ手段と前記複数のレンズとの間に、前記各レンズを透過した光が、当該レンズ直下以外の撮像手段により受光されるのを防ぐ遮光構造を備えたことを特徴とする撮像装置。

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