撮像装置及び撮像方法
【課題】簡素な構成、構造を有し、１台の撮像装置によって被写体を立体画像として撮像し得る撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像装置は、第１偏光手段３０；レンズ系２０；第２偏光手段５０を有する撮像素子アレイ４０を具備し、第１偏光手段３０は第１領域３１及び第２領域３２を有し、第２偏光手段５０は複数の第３領域５１及び第４領域５２を有し、第３領域５１を通過した光は偏光状態にあり、第４領域５２を通過した光は非偏光状態にあり、第３領域５１を構成する第２偏光手段５０の部分には、第１の方向に対して傾いたワイヤグリッド偏光子が設けられており、第１領域通過光は第３領域５１を通過して撮像素子に到達し、第１領域通過光及び第２領域通過光は第４領域５２を通過して撮像素子に到達し、第１領域の重心点ＢＣ1と第１偏光手段３０の重心点ＢＣ0との間の距離を両眼視差の基線長さとした立体画像を得るための画像を撮像する。
【解決手段】撮像装置は、第１偏光手段３０；レンズ系２０；第２偏光手段５０を有する撮像素子アレイ４０を具備し、第１偏光手段３０は第１領域３１及び第２領域３２を有し、第２偏光手段５０は複数の第３領域５１及び第４領域５２を有し、第３領域５１を通過した光は偏光状態にあり、第４領域５２を通過した光は非偏光状態にあり、第３領域５１を構成する第２偏光手段５０の部分には、第１の方向に対して傾いたワイヤグリッド偏光子が設けられており、第１領域通過光は第３領域５１を通過して撮像素子に到達し、第１領域通過光及び第２領域通過光は第４領域５２を通過して撮像素子に到達し、第１領域の重心点ＢＣ1と第１偏光手段３０の重心点ＢＣ0との間の距離を両眼視差の基線長さとした立体画像を得るための画像を撮像する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、撮像装置及び撮像方法に関し、より具体的には、被写体を立体画像として撮像する撮像装置及び撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、共通の被写体を左右に配置した２台のビデオカメラによって同時に撮像し、得られた２種類の画像（右眼用画像及び左眼用画像）を同時に出力することによって立体画像を表示するシステムが提案されている。しかしながら、このような２台のビデオカメラを用いた場合、装置が大型化してしまい、実用的ではない。また、２台のビデオカメラの間の基線長（ベースライン）、即ち、立体カメラとしての両眼間距離は、レンズのズーム比に拘わらず、人間の両眼の距離に相当する６５ｍｍ程度とされることが多い。そして、このような場合、ズームアップされた画像においては両眼視差が大きくなってしまい、観察者の視覚系に日常と異なる情報処理を強制することになり、視覚疲労の原因となる。また、移動する被写体を２台のビデオカメラで撮像することは、２台のビデオカメラの精密な同期制御を必要とし、非常に困難であるし、輻輳角の正確な制御もまた、非常に困難である。
【０００３】
立体撮影を行うためのレンズ系の調整を容易にするために、互いに直交関係となるように偏光させる偏光フィルタを組み合わせることによって、光学系を共通化させる立体撮影装置が提案されている（例えば、特公平６−０５４９９１号公報参照）。
【０００４】
また、２つのレンズと１つの撮像手段から構成された撮像装置で立体撮影を行う方式が提案されている（例えば、特開２００４−３０９８６８参照）。この特許公開公報に開示された撮像装置は、
所定数の走査線の整数倍に相当する画素が撮像面に設けられた撮像手段と、
被写体からの第１の映像光における水平成分だけを透過する第１の水平成分偏光手段と、
上記第１の水平成分偏光手段とは所定距離だけ離隔された位置に配置され、上記被写体からの第２の映像光における垂直成分だけを透過する第１の垂直成分偏光手段、
とを具え、
上記第１の水平成分偏光手段により透過した上記水平成分を上記撮像面における所定範囲の画素に集光させ、
上記第１の垂直成分偏光手段によって透過された上記垂直成分を上記所定範囲を除く残余範囲の画素に集光させる。具体的には、ＣＣＤの撮像面に対して所定距離だけ離れた位置に、人間の視差に応じた間隔だけ離間して配置された水平成分偏光フィルタ及び垂直成分偏光フィルタが、２つのレンズと共に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平６−０５４９９１号公報
【特許文献２】特開２００４−３０９８６８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特公平６−０５４９９１号に開示された技術にあっては、２つの偏光フィルタの出力を重ねて光路を一系統とすることによって、レンズ系を共通化させている。しかしながら、後段で右眼用画像及び左眼用画像を抽出するために更に偏光フィルタを設け、光路自体を再度分けて別々の偏光フィルタに入光させなければならず、レンズ系において光の損失が発生し、また、装置の小型化が困難であるなどの問題がある。特開２００４−３０９８６８に開示された技術にあっては、レンズ及び偏光フィルタの組合せを２組、必要とし、装置の複雑化、大型化が免れない。また、これらの撮像装置を用いて、立体画像を撮影するだけでなく、通常の２次元画像を撮影することは、装置が複雑になり、現実的ではない。
【０００７】
従って、本開示の目的は、簡素な構成、構造を有し、１台の撮像装置によって被写体を立体画像として撮像し得る撮像装置、及び、係る撮像装置を用いた撮像方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本開示の撮像装置は、
（Ａ）被写体からの光を偏光させる第１偏光手段、
（Ｂ）第１偏光手段からの光を集光するレンズ系、並びに、
（Ｃ）第１の方向、及び、第１の方向と直交する第２の方向に２次元マトリクス状に撮像素子が配列されて成り、光入射側に第２偏光手段を有し、レンズ系によって集光された光を電気信号に変換する撮像素子アレイ、
を具備し、
第１偏光手段は、第１の方向に沿って配列された第１領域及び第２領域を有し、
第１領域を通過した第１領域通過光の偏光状態と、第２領域を通過した第２領域通過光の偏光状態とは異なり、
第２偏光手段は、第２の方向に沿って交互に配置され、第１の方向に延びる複数の第３領域及び第４領域を有し、
第３領域を通過した第３領域通過光は偏光状態にあり、第４領域を通過した第４領域通過光は非偏光状態にあり、
第３領域を構成する第２偏光手段の部分には、ワイヤグリッド偏光子が設けられており、
ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの延びる方向と第１の方向との成す角度θは、０度を超え、９０度未満であり、
第１領域通過光は第３領域を通過して撮像素子に到達し、第１領域通過光及び第２領域通過光は第４領域を通過して撮像素子に到達し、以て、第１領域の重心点と第１偏光手段の重心点との間の距離を両眼視差の基線長さとした立体画像を得るための画像を撮像する。
【０００９】
上記の目的を達成するための本開示の撮像方法は、上記の本開示の撮像装置を用いた撮像方法であって、
第３領域を通過して撮像素子に到達した第１領域通過光によって、右眼用及び左眼用のいずれか一方の画像を得るための電気信号を撮像素子において生成し、
第４領域を通過して撮像素子に到達した第１領域通過光及び第２領域通過光によって、右眼用及び左眼用のいずれか他方の画像を得るための電気信号を撮像素子において生成し、
これらの電気信号を出力する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の撮像装置あるいは撮像方法においては、１組の第１偏光手段及び第２偏光手段並びに１つのレンズ系から撮像装置が構成されているので、単眼で、簡素な構成、構造を有する、小型の撮像装置を提供することができる。また、レンズ及び偏光フィルタの組合せを２組、必要としないので、ズーム、絞り部、フォーカス、輻輳角等にズレや差異が生じることもない。しかも、両眼視差の基線長さが比較的短いので、自然な立体感を得ることができる。更には、容易に２次元画像及び３次元画像を得ることができる。
【００１１】
加えて、ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの延びる方向と第１の方向との成す角度θは、０度を超え、９０度未満であるが故に、ワイヤの長さは撮像素子の第１の方向に沿った長さＸ1よりも長く、ワイヤグリッド偏光子の消光比を大きくすることができるし、ワイヤグリッド偏光子の製造時、ワイヤグリッド偏光子に損傷が発生し難く、しかも、ワイヤグリッド偏光子による偏光状態の均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、実施例１の撮像装置の概念図、第１偏光手段及び第２偏光手段における偏光の状態を模式的に示す図である。
【図２】図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１の撮像装置において、第１偏光手段における第１領域及び第２偏光手段における第３領域を通過し、撮像素子アレイに到達する光の概念図、及び、第１偏光手段における第１領域及び第２領域並びに第２偏光手段における第４領域を通過し、撮像素子アレイに到達する光の概念図であり、図２の（Ｃ）及び（Ｄ）は、図２の（Ａ）及び（Ｂ）に示した光によって撮像素子アレイに結像した画像を模式的に示す図である。
【図３】図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１の撮像装置におけるワイヤグリッド偏光子を有する撮像素子の模式的な一部断面図、及び、ワイヤグリッド偏光子の配列状態を模式的に示す図である。
【図４】図４は、実施例１の撮像装置におけるベイヤ配列を有する撮像素子アレイの概念図である。
【図５】図５の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの長さと消光比との関係、及び、ワイヤの長さとエッチングマスク層の倒れ易さとの関係を求めたグラフである。
【図６】図６は、画像に発生した縞模様を示す図である。
【図７】図７は、第２の方向に沿った撮像素子の長さと、ワイヤグリッド偏光子の製造時の損傷発生及び消光比との関係を、角度θをパラメータとしてグラフ化した図である。
【図８】図８の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例２の撮像装置において、第１偏光手段及び第２偏光手段における偏光の状態を模式的に示す図である。
【図９】図９は、実施例２の撮像装置におけるベイヤ配列を有する撮像素子アレイの概念図である。
【図１０】図１０は、実施例３の撮像装置における画像処理手段の概念図である。
【図１１】図１１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、撮像素子の変形例の模式的な一部断面図である。
【図１２】図１２の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、実施例１におけるワイヤグリッド偏光子の製造方法を説明するための、第２平坦化膜等の模式的な一部端面図である。
【図１３】図１３の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、図１２の（Ｃ）に引き続き、実施例１におけるワイヤグリッド偏光子の製造方法を説明するための、第２平坦化膜等の模式的な一部端面図である。
【図１４】図１４は、比較例１Ａにおけるワイヤグリッド偏光子の配列状態を模式的に示す図である。
【図１５】図は、比較例１Ｂにおけるワイヤグリッド偏光子の配列状態を模式的に示す図である。
【図１６】図１６は、ワイヤグリッド偏光子を通過する光等を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の撮像装置及び撮像方法、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の撮像装置及び撮像方法）
３．実施例２（実施例１の変形）、その他
４．実施例３（実施例１〜実施例２における画像処理手段の説明）、その他
【００１４】
［本開示の撮像装置及び撮像方法、全般に関する説明］
本開示の撮像装置あるいは本開示の撮像方法での使用に適した撮像装置においては、第２の方向に沿って連続するＭ個の撮像素子（但し、Ｍ＝２mであり、ｍは２乃至５の自然数）に対して１つの第３領域及び１つの第４領域を配する形態とすることができる。そして、この場合、
複数の撮像素子ユニットが、第１の方向及び第２の方向に２次元マトリクス状に配列されており、
１つの撮像素子ユニットは、４つの撮像素子がベイヤ配列されて成り、
第３領域は、第２の方向に沿って連続した２個の撮像素子に対応して配されており、
第４領域は、第２の方向に沿って連続した残りの撮像素子に対応して配されている形態とすることができる。そして、更には、第３領域は、第１の方向に沿った全ての撮像素子に対応して配されている形態とすることができ、あるいは又、θ1≦θ≦θ2を満足することが好ましい。但し、第２の方向に沿った撮像素子の長さをＸ2としたとき、θ1は、
ｆ1（Ｘ2）＝ａｒｃｓｉｎ（Ｘ2／１２．４） （Ａ）
から求められた値を切り捨てた整数値であり、θ2は、
ｆ2（Ｘ2）＝ａｒｃｓｉｎ（Ｘ2／１０．０） （Ｂ）
から求められた値を切り上げた整数値である。更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の撮像装置あるいは本開示の撮像方法での使用に適した撮像装置にあっては、ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤには切れ目が存在しないことが好ましい。
【００１５】
上述したとおり、１つの撮像素子ユニットは、４つの撮像素子がベイヤ配列されて成ることが好ましいが、これに限定するものではなく、その他、インターライン配列、ＧストライプＲＢ市松配列、ＧストライプＲＢ完全市松配列、市松補色配列、ストライプ配列、斜めストライプ配列、原色色差配列、フィールド色差順次配列、フレーム色差順次配列、ＭＯＳ型配列、改良ＭＯＳ型配列、フレームインターリーブ配列、フィールドインターリーブ配列を挙げることができる。また、上記のとおり、第３領域は、第１の方向に沿った全ての撮像素子に対応して配されている形態とすることが好ましいが、これに限定するものではなく、第１の方向に沿ってＮ個の撮像素子（但し、Ｎ＝２nであり、ｎは２乃至５の自然数）に対して１つの第３領域を配する形態としてもよい。即ち、第１の方向に沿って第３領域が不連続に設けられており、第３領域の不連続部分を通過した光は非偏光状態である形態とすることもできる。
【００１６】
ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤは、限定するものではないが、アルミニウム（Ａｌ）あるいはアルミニウム合金から成り、
ワイヤの幅Ｗ0とワイヤのピッチＰ0との比［（ワイヤの幅Ｗ0）／（ワイヤのピッチＰ0）］の値は０．３３以上であり、
ワイヤの高さは５×１０-8ｍ以上であり、
１つの撮像素子当たりワイヤは１０本以上である構成とすることが好ましい。
【００１７】
以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の撮像装置あるいは本開示の撮像方法での使用に適した撮像装置（以下、これらを総称して、『本開示の撮像装置等』と呼ぶ場合がある）において、第１偏光手段はレンズ系の絞り部近傍に配置されている形態とすることが好ましい。あるいは又、レンズ系に入射した光が、一旦、平行光とされ、最終的に撮像素子上に集光（結像）されるとき、平行光の状態にあるレンズ系の部分に第１偏光手段を配置する形態とすることが好ましい。これらの形態にあっては、一般に、レンズ系の光学系を新たに設計し直す必要はなく、既存のレンズ系に第１偏光手段を、固定して、あるいは又、脱着自在に取り付けられるように、機械的（物理的）な設計変更を施せばよい。また、レンズ系に第１偏光手段を脱着自在に取り付ける構成とすることもできる。そして、この場合には、例えば、第１偏光手段をレンズの絞り羽根に類似した構成、構造とし、レンズ系内に配置すればよい。あるいは又、レンズ系において、第１偏光手段と開口部とが併設された部材を、レンズ系の光軸と平行な回動軸を中心として回動可能にこの回動軸に取り付け、係る部材を回動軸を中心として回動させることで、レンズ系を通過する光線が開口部を通過し、あるいは、第１偏光手段を通過する構成、構造を挙げることができる。あるいは又、レンズ系において、第１偏光手段と開口部とが併設された部材を、例えばレンズ系の光軸と直交する方向に滑動自在にレンズ系に取り付け、係る部材を滑動させることで、レンズ系を通過する光線が開口部を通過し、あるいは、第１偏光手段を通過する構成、構造を挙げることができ、この場合、第１偏光手段と開口部とが併設された部材は、１つの部材から構成されていてもよいし、複数の部材片から構成されていてもよい。
【００１８】
あるいは又、レンズ系を、１つの単焦点レンズ、及び、単焦点レンズの前面あるいは前方（物体側）に配置された絞り部から構成し、即ち、前絞り型の単焦点レンズから構成し、第１偏光手段はレンズ系の絞り部近傍に配置されている形態とすることが好ましい。そして、第１偏光手段は、上述したとおり、レンズ系に脱着自在に取り付けられていることが望ましい。また、１つの単焦点レンズは、例えば、撮像レンズ群から成る構成とすることができるし、１つの単焦点レンズは、全体として撮像素子アレイに対して前後に移動可能であり、これによってオートフォーカス機能を発現するものであることが望ましい。更には、第１偏光手段と１つの単焦点レンズとの間の最短距離は０．６ｍｍ以下、好ましくは、０．０５ｍｍ乃至０．６ｍｍであることが望ましい。
【００１９】
上記の好ましい形態を含む本開示の撮像装置等にあっては、第１偏光手段において、第１領域と第２領域との間に中央領域が設けられており、中央領域を通過した中央領域通過光の偏光状態は、中央領域入射前と変化しない形態とすることができる。即ち、中央領域は、偏光に関して素通し状態とすることができる。第１偏光手段の中央領域にあっては、光強度が強いが、視差量は少ない。従って、このような形態とすることで、撮像素子アレイが受ける光強度を大きくしながら、十分な長さの両眼視差の基線長さを確保することが可能となる。第１偏光手段の外形形状を円形としたとき、中央領域を円形とし、第１領域及び第２領域を、中央領域を囲む中心角１８０度の扇形とすることができるし、中央領域を正方形や菱形とし、第１領域及び第２領域を、中央領域を囲む中心角１８０度の扇形に類似した形状とすることができる。あるいは又、第１領域、中央領域及び第２領域を、第２の方向に沿って延びる帯状の形状とすることができる。
【００２０】
以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の撮像装置等において、第１領域及び第２領域は偏光子から成り、第１領域通過光の電場の向きと第２領域通過光の電場の向きとは直交している構成とすることができる。そして、このような構成を含む本開示の撮像装置等において、第１領域通過光の電場の向きは第２の方向と平行である構成とすることができるし、あるいは又、第１領域通過光の電場の向きは第１の方向と平行である構成とすることができるし、あるいは又、第１領域通過光の電場の向きは第２の方向とθの角度を成す構成とすることができるし、あるいは又、第１領域通過光の電場の向きは第２の方向と任意の角度αを成す構成とすることができる。
【００２１】
本開示の撮像装置等において、偏光子の消光比は、３以上、好ましくは１０以上であることが望ましい。
【００２２】
ここで、『偏光状態』とは、電場及び磁場が特定の方向にのみ振動する光の状態を指し、『非偏光状態』とは、光の偏光に規則性が無く、直交している電場成分の位相関係が無秩序な光の状態を指す。また、『偏光子』とは、自然光（非偏光）や円偏光から直線偏光を作り出すものを指し、第１領域及び第２領域を構成する偏光子、それ自体は、周知の構成、構造の偏光子（偏光板）とすればよい。また、例えば、第１領域通過光及び第２領域通過光の一方の偏光成分を主としてＳ波（ＴＥ波）とし、第１領域通過光及び第２領域通過光の他方の偏光成分を主としてＰ波（ＴＭ波）とすればよい。第１領域通過光及び第２領域通過光の偏光状態は、直線偏光であってもよいし、円偏光（但し、回転方向が相互に逆の関係にある）であってもよい。一般に、振動方向が或る特定の向きだけの横波を偏光した波と呼び、この振動方向を偏光方向あるいは偏光軸と呼ぶ。光の電場の向きは偏光方向と一致する。消光比とは、第１領域通過光の電場の向きが、例えば、第２の方向と平行である構成とする場合、第１領域にあっては、第１領域を通過する光に含まれる、電場の向きが第２の方向である光の成分と電場の向きが第１の方向である光の成分の割合であり、第２領域にあっては、第２領域を通過する光に含まれる、電場の向きが第１の方向である光の成分と電場の向きが第２の方向である光の成分の割合である。また、第１領域通過光の電場の向きが第２の方向とθあるいはαの角度を成す構成とする場合、第１領域にあっては、第１領域を通過する光に含まれる、電場の向きが第２の方向とθあるいはαの角度を成す光の成分と（θ＋９０度）あるいは（α＋９０度）の角度を成す光の成分の割合であり、第２領域にあっては、第２領域を通過する光に含まれる、電場の向きが第１の方向と（θ＋９０度）あるいは（α＋９０度）の角度を成す光の成分とθあるいはαの角度を成す光の成分の割合である。あるいは又、例えば、第１領域通過光の偏光成分が主としてＳ波であり、第２領域通過光の偏光成分が主としてＰ波である場合、第１領域にあっては、第１領域通過光に含まれるＳ偏光成分とＰ偏光成分の割合であり、第２領域にあっては、第２領域通過光に含まれるＰ偏光成分とＳ偏光成分の割合である。
【００２３】
本開示の撮像装置等において、ワイヤグリッド偏光子を有する撮像素子は、光電変換素子、並びに、その上あるいは上方に、カラーフィルタ、オンチップレンズ、及び、ワイヤグリッド偏光子が積層されて成り、ワイヤグリッド偏光子が第３領域を構成する形態とすることができる。あるいは又、光電変換素子、並びに、その上あるいは上方に、ワイヤグリッド偏光子、カラーフィルタ、及び、オンチップレンズが積層されて成り、ワイヤグリッド偏光子が第３領域を構成する形態とすることができる。あるいは又、光電変換素子、並びに、その上あるいは上方に、オンチップレンズ、カラーフィルタ、及び、ワイヤグリッド偏光子が積層されて成り、ワイヤグリッド偏光子が第３領域を構成する形態とすることができる。但し、オンチップレンズ、カラーフィルタ、及び、ワイヤグリッド偏光子の積層順は、適宜、変更することができる。
【００２４】
一般に、ワイヤグリッド偏光子は、導体材料から成る１次元若しくは２次元の格子状構造を有する。図１６に概念図を示すように、ワイヤの形成ピッチＰ0が入射する電磁波の波長よりも有意に小さい場合、ワイヤの延在方向に平行な平面で振動する電磁波は、選択的にワイヤにて反射・吸収される。そのため、図１６に示すように、ワイヤグリッド偏光子に到達する電磁波には縦偏光成分と横偏光成分が含まれるが、ワイヤグリッド偏光子を通過した電磁波は縦偏光成分が支配的な直線偏光となる。ここで、可視光波長帯に着目して考えた場合、ワイヤの形成ピッチＰ0がワイヤグリッド偏光子へ入射する電磁波の波長と同程度以下である場合、ワイヤの延在方向に平行な面に偏った偏光成分はワイヤの表面で反射若しくは吸収される。一方、ワイヤの延在方向に垂直な面に偏った偏光成分を有する電磁波がワイヤに入射すると、ワイヤの表面を伝播した電場がワイヤの裏面から入射波長と同じ波長、同じ偏光方位のまま透過する。即ち、ワイヤの延びる方向がワイヤグリッド偏光子における光吸収軸となり、ワイヤの延びる方向と直交する方向がワイヤグリッド偏光子における光透過軸となる。
【００２５】
本開示の撮像方法にあっては、第３領域を通過して撮像素子に到達した第１領域通過光によって、右眼用及び左眼用のいずれか一方の画像を得るための電気信号（便宜上、『第１電気信号』と呼ぶ場合がある）を撮像素子において生成し、第４領域を通過して撮像素子に到達した第１領域通過光及び第２領域通過光によって、右眼用及び左眼用のいずれか他方の画像を得るための電気信号（便宜上、『第２電気信号』と呼ぶ場合がある）を撮像素子において生成するが、撮像装置にあっては、第１電気信号及び第２電気信号に基づき得られた、右眼用及び左眼用の画像データ（あるいは、左眼用及び右眼用の画像データ）において輝度調整を行い、右眼用画像の輝度と左眼用画像の輝度を最適化することが望ましい。
【００２６】
そして、本開示の撮像方法にあっては、第３領域を通過した第１領域通過光によって得られる電気信号、及び、第４領域を通過した第１領域通過光及び第２領域通過光によって得られる電気信号から生成されたデプスマップ（奥行き情報）、並びに、撮像素子アレイを構成する全撮像素子からの電気信号に基づき、右眼用画像を得るための画像データ（右眼用画像データ）、及び、左眼用画像を得るための画像データ（左眼用画像データ）を得る構成とすることができる。
【００２７】
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の撮像装置あるいは本開示の撮像方法（以下、これらを総称して、単に、『本開示』と呼ぶ場合がある）において、第１の方向を水平方向、第２の方向を垂直方向とすることができる。あるいは又、第２の方向を水平方向、第１の方向を垂直方向とすることができる。レンズ系は、単焦点レンズとしてもよいし、所謂ズームレンズとしてもよく、レンズやレンズ系の構成、構造は、レンズ系に要求される仕様に基づき決定すればよい。撮像素子として、ＣＣＤセンサー、ＣＭＯＳセンサー、ＣＭＤ（Charge Modulation Device）型の信号増幅型イメージセンサーを挙げることができる。また、撮像装置として、表面照射型の固体撮像装置あるいは裏面照射型の固体撮像装置を挙げることができる。更には、本開示の撮像装置から、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ、カムコーダ、所謂カメラ付きの携帯電話を構成することができる。
【００２８】
本開示の撮像装置等において、第１領域の重心点とは、第１領域の外形形状に基づき求められた重心点を指し、第１偏光手段の重心点とは、第１偏光手段の外形形状（入射瞳径）に基づき求められた重心点を指す。第１偏光手段の外形形状（入射瞳径）を半径ｒの円形とし、第１領域及び第２領域を、それぞれ、第１偏光手段の半分を占める半月状としたとき、第１領域の重心点と第１偏光手段の重心点との間の距離は、簡単な計算から、［（４ｒ）／（３π）］で求めることができる。
【実施例１】
【００２９】
実施例１は、本開示の撮像装置及び撮像方法に関し、より具体的には、被写体を立体画像として撮像する撮像装置及び撮像方法に関する。実施例１の撮像装置の概念図を図１の（Ａ）に示し、第１偏光手段及び第２偏光手段における偏光の状態を模式的に図１の（Ｂ）及び（Ｃ）に示す。また、レンズ系、第１偏光手段における第１領域及び第２偏光手段における第３領域を通過し、撮像素子アレイに到達する光の概念図を図２の（Ａ）に示し、第１偏光手段における第１領域及び第２領域並びに第２偏光手段における第４領域を通過し、撮像素子アレイに到達する光の概念図を図２の（Ｂ）に示し、図２の（Ａ）及び（Ｂ）に示した光によって撮像素子アレイに結像した画像を模式的に図２の（Ｃ）及び（Ｄ）に示す。尚、実施例１の説明において、光の進行方向をＺ軸方向、第１の方向を水平方向（Ｘ軸方向）、第２の方向を垂直方向（Ｙ軸方向）とする。また、第３領域に対応して位置するワイヤグリッド偏光子を有する撮像素子を『撮像素子４１Ａ』と呼び、第４領域に対応して位置するワイヤグリッド偏光子を有していない撮像素子を『撮像素子４１Ｂ』と呼び、撮像素子４１Ａ及び撮像素子４１Ｂを総称して撮像素子４１と呼ぶ。
【００３０】
実施例１の撮像装置１０は、
（Ａ）被写体からの光を偏光させる第１偏光手段３０、
（Ｂ）第１偏光手段３０からの光を集光するレンズ系２０、並びに、
（Ｃ）第１の方向、及び、第１の方向と直交する第２の方向に２次元マトリクス状に撮像素子４１が配列されて成り、光入射側に第２偏光手段５０を有し、レンズ系２０によって集光された光を電気信号に変換する撮像素子アレイ４０、
を具備している。
【００３１】
そして、第１偏光手段３０は、第１の方向に沿って配列された第１領域３１及び第２領域３２を有し、
第１領域３１を通過した第１領域通過光Ｌ1の偏光状態と、第２領域３２を通過した第２領域通過光Ｌ2の偏光状態とは異なり、
第２偏光手段５０は、第２の方向に沿って交互に配置され、第１の方向に延びる複数の第３領域５１及び第４領域５２を有し、
第３領域５１を通過した第３領域通過光Ｌ3は偏光状態にあり、第４領域５２を通過した第４領域通過光Ｌ4は非偏光状態にある。即ち、第１領域通過光Ｌ1及び第２領域通過光Ｌ2が混合された状態にある。
【００３２】
そして、
第３領域５１を構成する第２偏光手段５０の部分には、ワイヤグリッド偏光子６６が設けられており、
ワイヤグリッド偏光子６６を構成するワイヤ６７の延びる方向と第１の方向との成す角度θは、０度を超え、９０度未満であり、即ち、０（度）＜θ＜９０（度）であり、
第１領域通過光Ｌ1は第３領域５１を通過して撮像素子４１Ａに到達し、第１領域通過光Ｌ1及び第２領域通過光Ｌ2は第４領域５２を通過して撮像素子４１Ｂに到達し、以て、第１領域３１の重心点ＢＣ1と第１偏光手段３０の重心点ＢＣ0との間の距離を両眼視差の基線長さとした立体画像を得るための画像を撮像する。
【００３３】
ここで、実施例１あるいは後述する実施例２の撮像装置において、レンズ系２０は、例えば、撮影レンズ２１、絞り部２２及び結像レンズ２３を備えており、ズームレンズとして機能する。撮影レンズ２１は、被写体からの入射光を集光するためのレンズである。撮影レンズ２１は、焦点を合わせるためのフォーカスレンズや、被写体を拡大するためのズームレンズ等を含み、一般に、色収差等を補正するために複数枚のレンズの組合せによって実現されている。絞り部２２は、集光された光の量を調整するために絞り込む機能を有するものであり、一般に、複数枚の板状の羽根を組み合わせて構成されている。少なくとも絞り部２２の位置において、被写体の１点からの光は平行光となる。結像レンズ２３は、第１偏光手段３０を通過した光を撮像素子アレイ４０上に結像する。撮像素子アレイ４０は、カメラ本体部１１の内部に配置されている。以上の構成において、入射瞳は、結像レンズ２３よりもカメラ本体部側に位置する。撮像装置から、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ、カムコーダが構成される。
【００３４】
カメラ本体部１１は、撮像素子アレイ４０の他に、例えば、画像処理手段１２及び画像記憶部１３を備えている。そして、撮像素子アレイ４０によって変換された電気信号に基づき右眼用画像データ及び左眼用画像データが形成される。撮像素子アレイ４０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサー等によって実現される。画像処理手段１２は、撮像素子アレイ４０から出力された電気信号を、右眼用画像データ及び左眼用画像データに変換して、画像記憶部１３に記録する。
【００３５】
第１偏光手段３０は、レンズ系２０の絞り部２２の近傍に配置されている。具体的には、第１偏光手段３０は、絞り部２２の作動に支障を来さない限り、出来るだけ絞り部２２に近い位置に配置されている。尚、第１偏光手段３０は、上述したとおり、レンズ系２０に入射した光が、一旦、平行光とされ、最終的に撮像素子４１上に集光（結像）されるとき、平行光の状態にあるレンズ系２０の部分に配置されている。
【００３６】
実施例１の撮像装置１０において、第１偏光手段３０は、上述したとおり、第１領域３１及び第２領域３２から構成されている。具体的には、第１偏光手段３０の外形形状は円形であり、第１領域３１及び第２領域３２は、それぞれ、第１偏光手段３０の半分を占める半月状の外形形状を有する。第１領域３１と第２領域３２との境界線は、第２の方向に沿って延びている。即ち、第１領域３１と第２領域３２との境界線はＹ軸に平行である。２つの偏光子（偏光フィルタ）の組合せから成る第１偏光手段３０は、入射した光を２つの異なる偏光状態に分離する。第１偏光手段３０は、左右対称の偏光子から構成されており、カメラの正立状態に対する左右２つの位置において、互いに直交する直線方向の偏光、又は、互いに逆方向となる回転方向の偏光を生成する。第１領域３１は、被写体を右眼で見るであろう像（右眼が受けるであろう光）に対して偏光を施すフィルタである。また、第１領域３１及び第２領域３２は、被写体を左眼で見るであろう像（左眼が受けるであろう光）に対して偏光を施すフィルタである。
【００３７】
実施例１の撮像装置１０において、第１領域通過光Ｌ1の電場の向き（白抜きの矢印で示す）と第２領域通過光Ｌ2の電場の向き（白抜きの矢印で示す）とは直交している（図１の（Ｂ）参照）。ここで、実施例１において、第１領域通過光Ｌ1の電場の向きは第２の方向と平行である。具体的には、例えば、第１領域通過光Ｌ1は主としてＰ波（ＴＭ波）を偏光成分として有し、第２領域通過光Ｌ2は主としてＳ波（ＴＥ波）を偏光成分として有する。更には、第１領域通過光Ｌ1の電場の向きと第３領域通過光Ｌ3の電場の向きとは０度（又は９０度）の角度を成す。また、各偏光子の消光比は、３以上、より具体的には１０以上である。尚、図１の（Ｃ）及び図８の（Ｂ）において、第３領域５１に付した黒色の矢印は、ワイヤグリッド偏光子６６のワイヤ６７の延びる方向を模式的に表している。
【００３８】
実施例１の撮像装置１０にあっては、第１偏光手段３０の外形形状を半径ｒ＝１０ｍｍの円形とした。そして、第１領域３１及び第２領域３２を、第１偏光手段３０の半分を占める半月状とした。従って、第１領域３１の重心点ＢＣ1と第２領域３２の重心点ＢＣ2との間の距離は、［（４ｒ）／（３π）］＝４．２ｍｍである。
【００３９】
また、第３領域５１を通過した第３領域通過光Ｌ3は偏光状態にあり、第１領域通過光Ｌ1の電場の向きと第３領域通過光Ｌ3の電場の向きとは０度又は９０度の角度を成す。第３領域５１は、ワイヤグリッド偏光子から成り、ワイヤの延びる方向は第１の方向と角度θを成す。従って、ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの長さは、第２の方向に沿った撮像素子の長さをＸ2としたとき、［Ｘ2／ｓｉｎ（θ）］である。一方、第４領域５２には、ワイヤグリッド偏光子は配されていない。そして、第３領域５１と第４領域５２とは、上述したとおり、第２の方向に沿って交互に配置されており、第３領域５１及び第４領域５２は全体として第１の方向に延びている。具体的には、例えば、
Ｘ2＝１．２μｍ
θ ＝４５度
である。
【００４０】
模式的な一部断面図を図３の（Ａ）に示し、ワイヤグリッド偏光子６６の配列状態を模式的に図３の（Ｂ）に示すように、ワイヤグリッド偏光子６６を有する撮像素子４１Ａは、例えば、シリコン半導体基板６０に設けられた光電変換素子６１、並びに、その上に、第１平坦化膜６２、カラーフィルタ６３、オンチップレンズ６４、第２平坦化膜６５、及び、ワイヤグリッド偏光子６６が積層されて成る。そして、ワイヤグリッド偏光子６６が、第３領域５１を構成する。尚、参照番号６８は配線層を示し、参照番号６９は遮光層を示す。図３の（Ｂ）においては、撮像素子の境界領域を実線で示した。ワイヤ６７の延びる方向がワイヤグリッド偏光子６６における光吸収軸となり、ワイヤ６７の延びる方向と直交する方向がワイヤグリッド偏光子６６における光透過軸となる（図１６参照）。ワイヤグリッド偏光子６６を備えていない撮像素子４１Ｂの構成、構造は、ワイヤグリッド偏光子６６を除き、撮像素子４１Ａと同じ構成、構造を有する。
【００４１】
撮像素子アレイ４０は、第１の方向に沿ってＮ0、第２の方向に沿ってＭ0個の撮像素子４１から成り、第２の方向に沿って連続するＭ個の撮像素子４１（但し、Ｍ＝２mであり、ｍは２乃至５の自然数。実施例１にあってはｍ＝４）に対して１つの第３領域５１及び１つの第４領域５２を配する。そして、複数の撮像素子ユニットが、第１の方向及び第２の方向に２次元マトリクス状に配列されており、１つの撮像素子ユニット（画素）は、図４に概念図を示すように、４つの撮像素子４１がベイヤ配列されて成り、１つの撮像素子ユニット（画素）は４つの撮像素子（赤色を受光する１つの赤色撮像素子Ｒ、青色を受光する１つの青色撮像素子Ｂ、及び、緑色を受光する２つの緑色撮像素子Ｇ）から構成されている。そして、第３領域５１は、第２の方向に沿って連続した２個の撮像素子４１Ａ（１つの撮像素子ユニット）に対応して配されており、第４領域５２は、第２の方向に沿って連続した残りの撮像素子４１Ｂ（１４個の撮像素子４１Ｂであり、７の撮像素子ユニット）に対応して配されている。そして、更には、第３領域５１は、第１の方向に沿った全ての（Ｎ0個の）撮像素子４１に対応して配されている。即ち、第１の方向に延びる１行の撮像素子ユニット群（画素群）に対して１つの第３領域５１が配置されている。尚、図４あるいは図９において、第３領域５１の内部に斜線を付しているが、これらは、ワイヤグリッド偏光子６６のワイヤ６７を模式的に表している。
【００４２】
また、詳細は後に説明するが、角度θは、θ1≦θ≦θ2を満足している。ここで、第２の方向に沿った撮像素子４１の長さをＸ2としたとき、θ1は、
ｆ1（Ｘ2）＝ａｒｃｓｉｎ（Ｘ2／１２．４）
から求められた値を切り捨てた整数値であり、θ2は、
ｆ2（Ｘ2）＝ａｒｃｓｉｎ（Ｘ2／１０．０）
から求められた値を切り上げた整数値である。
【００４３】
そして、実施例１の撮像方法にあっては、第３領域５１を通過して撮像素子４１Ａに到達した第１領域通過光Ｌ1によって、右眼用及び左眼用のいずれか一方の画像（実施例１にあっては、具体的には、右眼用画像。右眼用画像データ）を得るための電気信号（第１電気信号）を撮像素子４１Ａにおいて生成する。また、第４領域５２を通過して撮像素子４１Ｂに到達した第１領域通過光Ｌ1及び第２領域通過光Ｌ2によって、右眼用及び左眼用の両方の画像を得るための電気信号（第２電気信号）を撮像素子４１Ｂにおいて生成する。そして、これらの電気信号（第１電気信号及び第２電気信号）を、同時に、又は、時系列に交互に、出力する。出力された電気信号（撮像素子アレイ４０から出力された右眼用画像データ及び左眼用画像データを得るための電気信号）に対して、画像処理手段１２によって画像処理が施され、右眼用画像データ及び左眼用画像データとして画像記憶部１３に記録される。尚、右眼用画像データと左眼用画像データとを処理（例えば、混合）すれば、立体画像ではない、通常の２次元（平面）画像を得ることができる。
【００４４】
図２の（Ａ）及び（Ｂ）に模式的に示すように、四角い形状の物体Ａにレンズ系２０のピントが合っているとする。また、丸い形状の物体Ｂが、物体Ａよりもレンズ系２０に近く位置しているとする。四角い物体Ａの像が、ピントが合った状態で撮像素子アレイ４０上に結像する。また、丸い物体Ｂ像は、ピントが合っていない状態で撮像素子アレイ４０上に結像する。そして、図２の（Ａ）に示す例にあっては、撮像素子アレイ４０上では、物体Ｂは、物体Ａの右手側に距離（＋ΔＸ）だけ離れた位置に像を結ぶ。一方、図２の（Ｂ）に示す例にあっては、撮像素子アレイ４０上では、物体Ｂは、物体Ａと同じ位置に像を結ぶ。従って、距離（ΔＸ）が物体Ｂの奥行きに関する情報となる。即ち、物体Ａよりも撮像装置に近い側に位置する物体のボケ量及びボケ方向は、撮像装置に遠い側に位置する物体のボケ量及びボケ方向と異なるし、物体Ａと物体Ｂとの距離によって物体Ｂのボケ量は異なる。そして、第１偏光手段３０における第１領域３１及び第２領域３２の形状の重心位置の間の距離を両眼視差の基線長さとした立体画像を得ることができる。即ち、このようにして得られた右眼用画像（図２の（Ｃ）の模式図参照）及び左眼用画像（図２の（Ｄ）の模式図参照）から、周知の方法に基づき立体画像を得ることができる。尚、右眼用画像データと左眼用画像データとを処理（例えば、混合）すれば、立体画像ではない、通常の２次元（平面）画像を得ることができる。
【００４５】
右眼用画像データ及び左眼用画像データのための電気信号は、上述したとおり、第２の方向に沿って、一種、歯抜け状態となって生成される。そこで、画像処理手段１２は、右眼用画像データ及び左眼用画像データ作成のために、電気信号に対してデモザイク処理を施すと共に、例えば、補間処理を行うことにより、最終的に右眼用画像データ及び左眼用画像データを生成、作成する。補間の手法としては、近傍の値の加算平均値を利用する方法等、周知の方法を挙げることができる。尚、この補間処理は、デモザイク処理と並行して行ってもよい。第１の方向においては画質は完全に保持されているので、画像全体の解像度低下等の画質劣化は比較的少ない。また、例えば、左眼用画像データと右眼用画像データからステレオマッチングによりデイスパリティ・マップ（Disparity Map）を作成するといった視差検出技術、及び、デイスパリティ・マップを基に視差を制御する視差制御技術により、視差を強調したり、適切化を図ることもできる。
【００４６】
以下、第２平坦化膜６５等の模式的な一部端面図である図１２の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、図１２の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を参照して、実施例１のワイヤグリッド偏光子の製造方法を説明する。尚、これらの図においては、第２平坦化膜６５より下方に形成された各種構成要素の図示を省略している。これらの一部端面図は、ワイヤの延びる方向に対して垂直な仮想平面で切断したときの図である。形成すべきワイヤのピッチをＰ0（例えば、１５０ｎｍ）、ワイヤの幅（厚さ）をＷ0（例えば、５０ｎｍ）とする。ワイヤとワイヤとの間のスペースは（Ｐ0−Ｗ0）である。
【００４７】
［工程−１００］
先ず、第２平坦化膜６５の上にアルミニウムから成るワイヤ材料層７１を周知の方法で形成する。次いで、第１の方向に延びるストライプ状のレジスト層７２を、リソグラフィ技術に基づき、第３領域を形成すべきワイヤ材料層７１の部分の上に形成する。併せて、図示しないが、第４領域を形成すべきワイヤ材料層７１の部分の上にもレジスト層７２を形成する。尚、ストライプ状のレジスト層７２の形成ピッチを２×Ｐ0とし、ストライプ状のレジスト層７２の幅を（Ｐ0−Ｗ0）とする（図１２の（Ａ）参照）。レジスト層７２は、例えば、フォトレジスト材料から成る。尚、露光波長２４８ｎｍのＫｒＦ露光が望ましい。
【００４８】
［工程−１１０］
次いで、レジスト層７２の側壁における厚さがＷ0（＝５０ｎｍ）であるエッチングマスク層（ハードマスク材料層）７３をレジスト層７２の側壁に形成する。具体的には、ＣＶＤ法に基づき、ＴＥＯＳ等から成るエッチングマスク層７３を（全面に）コンフォーマルに形成した後（図１２の（Ｂ）参照）、レジスト層７２の頂面の上、及び、ワイヤ材料層７１の一部の上のエッチングマスク層７３を、周知のＲＩＥ法に基づき除去する（図１２の（Ｃ）参照）。
【００４９】
［工程−１２０］
次いで、露出したレジスト層７２をアッシング技術に基づき除去する（図１３の（Ａ）参照）。エッチングマスク層７３の形成ピッチＰ0は１５０ｎｍであり、第２の方向に沿った幅Ｗ0は５０ｎｍである。その後、エッチングマスク層７３をエッチング用マスクとしてワイヤ材料層７１をエッチングした後（図１３の（Ｂ）参照）、エッチングマスク層７３を除去する。こうして、図１３の（Ｃ）に示す構造を得ることができる。その後、必要に応じて、ＳｉＯ2あるいはＳｉＯＮ、ＳｉＮから成り、例えば厚さ数百ｎｍの保護膜を、全面にコンフォーマルに形成してもよい。
【００５０】
このような実施例１のワイヤグリッド偏光子の製造方法にあっては、形成ピッチが２×Ｐ0、幅が（Ｐ0−Ｗ0）であるレジスト層を形成し、次いで、レジスト層の側壁における厚さがＷ0であるエッチングマスク層をレジスト層の側壁に形成した後、エッチングマスク層をドライエッチング用マスクとして、ワイヤ材料層をエッチングするといった、スペーサ方式とも呼ばれる方式を採用している。それ故、ワイヤの長さを適切に選択すれば、［工程−１２０］において、第２の方向に沿った形成ピッチがＰ0、幅がＷ0のワイヤを得ることができるし、幅５０ｎｍのエッチングマスク層（ハードマスク材料層）が倒壊する虞もない。
【００５１】
しかしながら、ワイヤの長さが長すぎると、ワイヤ材料層７１をエッチングするとき、エッチングマスク層７３とエッチングマスク層７３との間の隙間、及び、エッチングによってストライプ状にワイヤ材料層７１が加工されているときのワイヤ材料層７１とワイヤ材料層７１との間の隙間に、毛細管現象によって侵入したエッチング液の張力に起因して、エッチングマスク層７３が倒れてしまい、ワイヤの形成ができなくなり、ワイヤグリッド偏光子に損傷が発生する場合がある。尚、このような現象を、便宜上、『倒れ現象』と呼ぶ。
【００５２】
こうして、ワイヤグリッド偏光子を得ることができるが、消光比と視差の関係を調べた。即ち、左右分離した画像が混ざりあった場合、どこまで混ざれば視差がなくなるか、即ち、立体視できなくなるかを、消光比＝∞（０％クロストークであり、完全に、左眼用画像と右眼用画像が分離された状態）から、消光比＝１（５０％クロストークであり、左眼用画像と右眼用画像とが完全に混ざり合った状態であり、左眼用画像と右眼用画像とは同じ画像である）まで、消光比を変えて合成画像シミュレーションを行った。その結果、消光比＝∞の場合から、消光比＝１０（１０％クロストーク）、消光比＝３（２５％クロストーク）となるに従い、左眼用画像と右眼用画像の相違が少なくなり、消光比＝１にあっては左眼用画像と右眼用画像とでは同じとなった。そして、試験の結果から、偏光子の消光比は３以上であることが望ましいことが判った。
【００５３】
また、ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの長さと、消光比の関係を調べた。その結果を図５の（Ａ）に示すが、ワイヤの長さが長くなるに従い、消光比の値が大きくなることが判る。尚、図５の（Ａ）において、「Ｒ」は、赤色光が撮像装置に入射したときの消光比であり、「Ｇ」は、緑色光が撮像装置に入射したときの消光比であり、「Ｂ」は、青色光が撮像装置に入射したときの消光比である。また、幅５０ｎｍのワイヤを、２本、スペース１００ｎｍにて平行に配置したときに、ワイヤ間にエッチング液が侵入し、エッチング液の張力によってワイヤが相互に引き寄せられる量をシミュレーションにて求め、
歪み量＝（ワイヤが相互に引き寄せられる量／ワイヤ長さ）
として規格化し、図５の（Ｂ）に示すように、歪み量とワイヤ長さの関係をグラフ化した。ワイヤの長さが長くなるに従い、歪み量が大きくなることが判る。尚、各種の試験の結果、ワイヤの長さが１２．４μｍを超えると、倒れ現象が発生し易くなることが判った。但し、この結果は一例であり、ワイヤグリッド偏光子の構造が変わると、倒れ現象が発生し易くなるワイヤの長さも変わる。
【００５４】
このような倒れ現象が発生しない、撮像素子の第２の方向に沿った長さＸ2と、ワイヤの長さとの関係を有限要素法シミュレーションにより求めた。尚、ワイヤの長さを角度θに置き換えている。その結果を、以下の表１に示すが、ワイヤの長さを角度θに置き換えた値を『倒れに関するθ（度）』と表記している。また、撮像素子の第２の方向に沿った長さＸ2と、左眼用画像と右眼用画像の相違が十分に生じる消光比（具体的には、消光比＝１０）との関係を、消光比の異なる画像を複数の人が観察し、官能評価調査により十分に立体に見える消光比を決定するといった方法に基づき求めた。尚、ワイヤの長さを角度θに置き換えている。その結果を、以下の表１に示すが、ワイヤの長さを角度θに置き換えた値を『消光比に関するθ（度）』と表記している。また、表１の結果を図７のグラフに纏めた。即ち、図７は、第２の方向に沿った撮像素子の長さと、ワイヤグリッド偏光子の製造時の損傷発生及び消光比との関係を、角度θをパラメータとしてグラフ化したものである。尚、図７において、三角印は、第２の方向に沿った撮像素子の長さと消光比との関係をプロットしたものであり、菱形印は、第２の方向に沿った撮像素子の長さとワイヤグリッド偏光子の製造時の損傷発生との関係をプロットしたものである。
【００５５】
［表１］
Ｘ2（μｍ） 消光比に関するθ（度） 倒れに関するθ（度）
１．０ ５．７ ４．６
２．０ １１．５ ９．２
３．０ １７．４ １４．０
４．０ ２３．５ １８．８
５．０ ３０．０ ２３．７
６．０ ３６．８ ２８．９
７．０ ４４．４ ３４．３
８．０ ５３．１ ４０．１
９．０ ６４．１ ４６．５
【００５６】
尚、Ｘ2（μｍ）をパラメータとした関数で『消光比に関するθ（度）』を表すと、前述した式（Ｂ）となる。一方、Ｘ2（μｍ）をパラメータとした関数で『倒れに関するθ（度）』を表すと、前述した式（Ａ）となる。
【００５７】
比較のために、ワイヤグリッド偏光子の配列状態を図１４に模式的に示すように、ワイヤが第１の方向と平行に延び、しかも、ワイヤの長さを、１つの撮像素子の第１の方向に沿った長さと略等しくしたもの（比較例１Ａ）、ワイヤグリッド偏光子の配列状態を図１５に模式的に示すように、ワイヤが第１の方向と平行に延び、しかも、ワイヤの長さを、１つの撮像素子ユニット（２つの撮像素子）の第１の方向に沿った長さと略等しくしたもの（比較例１Ｂ）、図示しないが、ワイヤが第１の方向と平行に延び、しかも、ワイヤの長さを、第１の方向に沿った全ての撮像素子ユニットの長さと等しくしたもの（比較例１Ｃ）を作製した。得られた撮像素子アレイの評価を纏めると以下の表２のとおりである。
【００５８】
尚、表２中、『倒れ現象の有／無』とは、倒れ現象の発生の有り／無しの評価結果である。また、『消光比良／不良』とは、消光比の値の大小によって左眼用画像と右眼用画像の相違が十分に生じるか否かの評価であり、良好とは、左眼用画像と右眼用画像の相違が十分に生じることを意味する。更には、『縞模様発生有／無』とは、得られた画像に縞模様が発生するか否かの評価であり、複数の連続する撮像素子に対してワイヤの切れ目が１つしか存在しない場合、得られた画像に縞模様が発生する（図６参照）。
【００５９】
［表２］
倒れ現象の有／無 消光比良／不良 縞模様発生有／無
実施例１ 無し 良好 無し
比較例１Ａ 無し 不良 無し
比較例１Ｂ 無し 良好 有り
比較例１Ｃ 有り 良好 無し
【００６０】
実施例１においては、１組の第１偏光手段３０及び第２偏光手段５０並びに１つのレンズ系２０から撮像装置１０が構成されているので、例えば左右に分離された２つの異なる画像を同時に生成させることができ、単眼で、簡素な構成、構造を有し、構成部品の少ない、小型の撮像装置を提供することができる。また、レンズ及び偏光フィルタの組合せを２組、必要としないので、ズーム、絞り部、フォーカス、輻輳角等にズレや差異が生じることもない。しかも、両眼視差の基線長さが比較的短いので、自然な立体感を得ることができる。更には、第１偏光手段３０を脱着させ得る構造とすれば、あるいは又、電気信号の処理によって、容易に、２次元画像及び３次元画像を得ることができる。
【００６１】
しかも、実施例１にあっては、ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの延びる方向と第１の方向との成す角度θは、０度を超え、９０度未満であるが故に、ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの長さを適度に長くすることができる結果、消光比の値を大きくすることができ、左眼用画像と右眼用画像の高い分離能を達成することが可能となるし、ワイヤグリッド偏光子の製造時、ワイヤグリッド偏光子に損傷が発生し難い。しかも、ワイヤグリッド偏光子による偏光状態の均一化を図ることができ、得られた画像に縞模様が発生することもない。
【実施例２】
【００６２】
実施例２は、実施例１の変形である。実施例１にあっては、第１の方向を水平方向（Ｘ軸方向）、第２の方向を垂直方向（Ｙ軸方向）とした。一方、実施例２においては、第１の方向を垂直方向（Ｙ軸方向）、第２の方向を水平方向（Ｘ軸方向）とする。第１偏光手段３０及び第２偏光手段５０における偏光の状態を図８の（Ａ）及び（Ｂ）に模式的に示し、ベイヤ配列を有する撮像素子アレイの概念図を図９に示す。以上の点を除き、実施例２の撮像装置の構成、構造は、実施例１の撮像装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【実施例３】
【００６３】
実施例３においては、実施例１あるいは実施例２における画像処理手段１２について説明する。図１０に概念図を示すように、画像処理手段１２は、例えば、偏光画素分離部１０１、非偏光画素補間処理部１０２、デモザイク処理部１０３、視差検出用左眼画像生成部１０４、視差検出用右眼画像生成部１０５、視差検出部１０６、視差画像生成部１０７、及び、画像出力部１０８から構成されている。
【００６４】
撮像素子４１（４１Ａ，４１Ｂ）から出力された電気信号に対して、偏光画素分離部１０１において、撮像素子４１Ａからの電気信号（『偏光電気信号』と呼ぶ）と、撮像素子４１Ｂからの電気信号（『非偏光電気信号』と呼ぶ）の分離処理が行われる。
【００６５】
そして、偏光画素分離部１０１において分離された非偏光電気信号は、非偏光画素補間処理部１０２に送出され、非偏光画素補間処理部１０２において、非偏光電気信号から欠落した画素、即ち、撮像素子４１Ａに対応する画素に対する補間処理が行われる。具体的には、例えば、撮像素子４１Ａからの電気信号に対して、第２の方向に沿って撮像素子４１Ａに隣接する撮像素子４１Ｂからの電気信号に基づき補間処理を行う。補間処理として、色毎に線形補間処理を行う方法や、色信号から生成した輝度の勾配に応じて補間方向を選択する方向選択型の補間処理を挙げることができる。非偏光画素補間処理部１０２からの電気信号に基づく画像は、撮像素子４１（撮像素子４１Ａ，４１Ｂ）の全てにおける非偏光電気信号に基づく画像に相当する。即ち、この画像は、２次元画像に相当する。そして、非偏光画素補間処理部１０２からデモザイク処理部１０３に送出された電気信号に対して、デモザイク処理部１０３ではデモザイク処理及びその他のカメラ信号処理が行われ、通常の２次元画像が得られる。デモザイク処理部１０３からの電気信号は、視差画像生成部１０７に送出される。
【００６６】
一方、偏光画素分離部１０１において分離された偏光電気信号は、視差検出用右眼画像生成部（偏光画素ゲイン調整部）１０５に送出される。視差検出用右眼画像生成部１０５では、偏光電気信号の輝度と、非偏光電気信号の輝度とが調整される。即ち、撮像素子４１Ａに対応する画素の輝度と、撮像素子４１Ｂに対応する画素の輝度とが、ほぼ同一の平均値及び分布（標準偏差）となるように輝度調整される。こうして、視差検出用右眼画像生成部１０５では、右眼画像用の電気信号を得ることができる。
【００６７】
そして、視差検出用右眼画像生成部１０５からの電気信号は、視差検出用左眼画像生成部１０４に送出される。視差検出用左眼画像生成部１０４には、非偏光画素補間処理部１０２からの電気信号も送出される。視差検出用左眼画像生成部１０４においては、非偏光画素補間処理部１０２からの電気信号と、視差検出用右眼画像生成部１０５からの電気信号の差分に基づき、左眼画像用の電気信号を得ることができる。
【００６８】
そして、視差検出用右眼画像生成部１０５及び視差検出用左眼画像生成部１０４からの電気信号は、視差検出部１０６に送出される。視差検出部１０６においては、右眼画像用の電気信号及び左眼画像用の電気信号に対して、例えばブロックマッチング処理等を行い、視差情報としての被写体距離を検出する。即ち、例えばブロックマッチング処理によって、左眼用画像と右眼用画像との間のずれを検出し、ずれ量に応じた被写体距離を算出する。そして、視差検出部１０６においてはデプスマップを生成して、視差画像生成部１０７に出力する。デプスマップは、画像の構成画素各々についての被写体距離情報を持つデータである。視差画像生成部１０７は、デモザイク処理部１０３からの出力、及び、デプスマップを用いて、右眼用の画像及び左眼用の画像を得るための電気信号を生成する。そして、得られた電気信号は、画像出力部１０８を介して出力され、画像記憶部１３に記録される。また、画像表示部（図示せず）にも供給され、画像データに基づいて、例えば、液晶表示装置等の表示装置に表示される。
【００６９】
以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した撮像装置、撮像素子、画像処理手段の構成、構造は例示であり、適宜、変更することができる。例えば、図１１の（Ａ）に模式的な一部断面図を図示するように、撮像素子４１を、シリコン半導体基板６０に設けられた光電変換素子６１、並びに、その上に、第１平坦化膜６２、ワイヤグリッド偏光子６６、第２平坦化膜６５、カラーフィルタ６３、及び、オンチップレンズ６４が積層されて成る構成とすることもできる。あるいは又、図１１の（Ｂ）に模式的な一部断面図を図示するように、撮像素子４１を、シリコン半導体基板６０に設けられた光電変換素子６１、並びに、その上に、第１平坦化膜６２、オンチップレンズ６４、第２平坦化膜６５、カラーフィルタ６３、及び、ワイヤグリッド偏光子６６が積層されて成る構成とすることもできる。また、撮像素子を、図示したような表面照射型としてもよいし、図示しないが、裏面照射型としてもよい。
【００７０】
右眼用画像データ及び左眼用画像データに基づき立体画像を表示するが、係る表示方式として、例えば、２台のプロジェクタに円偏光又は直線偏光フィルタを取り付けて左右眼用の画像をそれぞれ表示し、表示に対応した円偏光又は直線偏光眼鏡で画像を観察する方式、レンチキュラーレンズ方式、パララックスバリア方式を挙げることができる。尚、円偏光又は直線偏光眼鏡を使用することなく画像を観察すると、通常の２次元（平面）画像を観察することができる。また、以上に説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラムあるいはプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標）等を用いることができる。
【００７１】
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［１］《撮像装置》
（Ａ）被写体からの光を偏光させる第１偏光手段、
（Ｂ）第１偏光手段からの光を集光するレンズ系、並びに、
（Ｃ）第１の方向、及び、第１の方向と直交する第２の方向に２次元マトリクス状に撮像素子が配列されて成り、光入射側に第２偏光手段を有し、レンズ系によって集光された光を電気信号に変換する撮像素子アレイ、
を具備し、
第１偏光手段は、第１の方向に沿って配列された第１領域及び第２領域を有し、
第１領域を通過した第１領域通過光の偏光状態と、第２領域を通過した第２領域通過光の偏光状態とは異なり、
第２偏光手段は、第２の方向に沿って交互に配置され、第１の方向に延びる複数の第３領域及び第４領域を有し、
第３領域を通過した第３領域通過光は偏光状態にあり、第４領域を通過した第４領域通過光は非偏光状態にあり、
第３領域を構成する第２偏光手段の部分には、ワイヤグリッド偏光子が設けられており、
ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの延びる方向と第１の方向との成す角度θは、０度を超え、９０度未満であり、
第１領域通過光は第３領域を通過して撮像素子に到達し、第１領域通過光及び第２領域通過光は第４領域を通過して撮像素子に到達し、以て、第１領域の重心点と第１偏光手段の重心点との間の距離を両眼視差の基線長さとした立体画像を得るための画像を撮像する撮像装置。
［２］第２の方向に沿って連続するＭ個の撮像素子（但し、Ｍ＝２mであり、ｍは２乃至５の自然数）に対して１つの第３領域及び１つの第４領域を配する［１］に記載の撮像装置。
［３］複数の撮像素子ユニットが、第１の方向及び第２の方向に２次元マトリクス状に配列されており、
１つの撮像素子ユニットは、４つの撮像素子がベイヤ配列されて成り、
第３領域は、第２の方向に沿って連続した２個の撮像素子に対応して配されており、
第４領域は、第２の方向に沿って連続した残りの撮像素子に対応して配されている［２］に記載の撮像装置。
［４］第３領域は、第１の方向に沿った全ての撮像素子に対応して配されている［３］に記載の撮像装置。
［５］θ1≦θ≦θ2を満足する［３］に記載の撮像装置。
但し、第２の方向に沿った撮像素子の長さをＸ2としたとき、θ1は、
ｆ1（Ｘ2）＝ａｒｃｓｉｎ（Ｘ2／１２．４）
から求められた値を切り捨てた整数値であり、θ2は、
ｆ2（Ｘ2）＝ａｒｃｓｉｎ（Ｘ2／１０．０）
から求められた値を切り上げた整数値である。
［６］ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤには切れ目が存在しない［１］乃至［５］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［７］第１偏光手段はレンズ系の絞り部近傍に配置されている［１］乃至［６］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［８］第１領域及び第２領域は偏光子から成り、
第１領域通過光の電場の向きと第２領域通過光の電場の向きとは直交している［１］乃至［７］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［９］第１領域通過光の電場の向きは第２の方向と平行である［８］に記載の撮像装置。
［１０］第１領域通過光の電場の向きと第３領域通過光の電場の向きとは０度又は９０度の角度を成す［１］乃至［９］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［１１］撮像素子は、カラーフィルタ、オンチップレンズ、及び、ワイヤグリッド偏光子が積層されて成る［１］乃至［１０］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［１２］撮像素子は、ワイヤグリッド偏光子、カラーフィルタ、及び、オンチップレンズが積層されて成る［１］乃至［１０］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［１３］第１偏光手段はレンズ系に脱着自在に取り付けられている［１］乃至［１２］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［１４］《撮像方法》
（Ａ）被写体からの光を偏光させる第１偏光手段、
（Ｂ）第１偏光手段からの光を集光するレンズ系、並びに、
（Ｃ）第１の方向、及び、第１の方向と直交する第２の方向に２次元マトリクス状に撮像素子が配列されて成り、光入射側に第２偏光手段を有し、レンズ系によって集光された光を電気信号に変換する撮像素子アレイ、
を具備し、
第１偏光手段は、第１の方向に沿って配列された第１領域及び第２領域を有し、
第１領域を通過した第１領域通過光の偏光状態と、第２領域を通過した第２領域通過光の偏光状態とは異なり、
第２偏光手段は、第２の方向に沿って交互に配置され、第１の方向に延びる複数の第３領域及び第４領域を有し、
第３領域を通過した第３領域通過光は偏光状態にあり、第４領域を通過した第４領域通過光は非偏光状態にあり、
第３領域を構成する第２偏光手段の部分には、ワイヤグリッド偏光子が設けられており、
ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの延びる方向と第１の方向との成す角度θは、０度を超え、９０度未満であり、
第１領域通過光は第３領域を通過して撮像素子に到達し、第１領域通過光及び第２領域通過光は第４領域を通過して撮像素子に到達し、以て、第１領域の重心点と第１偏光手段の重心点との間の距離を両眼視差の基線長さとした立体画像を得るための画像を撮像する撮像装置を用いた撮像方法であって、
第３領域を通過して撮像素子に到達した第１領域通過光によって、右眼用及び左眼用のいずれか一方の画像を得るための電気信号を撮像素子において生成し、
第４領域を通過して撮像素子に到達した第１領域通過光及び第２領域通過光によって、右眼用及び左眼用のいずれか他方の画像を得るための電気信号を撮像素子において生成し、
これらの電気信号を出力する撮像方法。
［１５］第３領域を通過した第１領域通過光によって得られる電気信号、及び、第４領域を通過した第１領域通過光及び第２領域通過光によって得られる電気信号から生成されたデプスマップ、並びに、撮像素子アレイを構成する全撮像素子からの電気信号に基づき、右眼用画像を得るための画像データ、及び、左眼用画像を得るための画像データを得る［１４］に記載の撮像方法。
【００７２】
尚、上記［１］に記載の本開示の撮像装置、及び、上記［１４］に記載の本開示の撮像方法は、以下のようにも表現することができる。即ち、
［１’］《撮像装置》
（Ａ）被写体からの光を偏光させる第１偏光手段、
（Ｂ）第１偏光手段からの光を集光するレンズ系、並びに、
（Ｃ）第１の方向、及び、第１の方向と直交する第２の方向に２次元マトリクス状に撮像素子が配列されて成り、光入射側に第２偏光手段を有し、レンズ系によって集光された光を電気信号に変換する撮像素子アレイ、
を具備し、
第１偏光手段は、第１の方向に沿って配列された第１領域及び第２領域を有し、
第１領域を通過した第１領域通過光の偏光状態と、第２領域を通過した第２領域通過光の偏光状態とは異なり、
第２偏光手段は、第２の方向に沿って離間して配置され、第１の方向に延びる複数の第３領域を有し、
第３領域を通過した第３領域通過光は偏光状態にあり、第２偏光手段において第３領域以外の領域を通過した光は非偏光状態にあり、
第３領域を構成する第２偏光手段の部分には、ワイヤグリッド偏光子が設けられており、
ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの延びる方向と第１の方向との成す角度θは、０度を超え、９０度未満であり、
第１領域通過光は第３領域を通過して撮像素子に到達し、第１領域通過光及び第２領域通過光は、第２偏光手段において第３領域以外の領域を通過して撮像素子に到達し、以て、第１領域の重心点と第１偏光手段の重心点との間の距離を両眼視差の基線長さとした立体画像を得るための画像を撮像する撮像装置。
［１４’］《撮像方法》
（Ａ）被写体からの光を偏光させる第１偏光手段、
（Ｂ）第１偏光手段からの光を集光するレンズ系、並びに、
（Ｃ）第１の方向、及び、第１の方向と直交する第２の方向に２次元マトリクス状に撮像素子が配列されて成り、光入射側に第２偏光手段を有し、レンズ系によって集光された光を電気信号に変換する撮像素子アレイ、
を具備し、
第１偏光手段は、第１の方向に沿って配列された第１領域及び第２領域を有し、
第１領域を通過した第１領域通過光の偏光状態と、第２領域を通過した第２領域通過光の偏光状態とは異なり、
第２偏光手段は、第２の方向に沿って離間して配置され、第１の方向に延びる複数の第３領域を有し、
第３領域を通過した第３領域通過光は偏光状態にあり、第２偏光手段において第３領域以外の領域を通過した光は非偏光状態にあり、
第３領域を構成する第２偏光手段の部分には、ワイヤグリッド偏光子が設けられており、
ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの延びる方向と第１の方向との成す角度θは、０度を超え、９０度未満であり、
第１領域通過光は第３領域を通過して撮像素子に到達し、第１領域通過光及び第２領域通過光は、第２偏光手段において第３領域以外の領域を通過して撮像素子に到達し、以て、第１領域の重心点と第１偏光手段の重心点との間の距離を両眼視差の基線長さとした立体画像を得るための画像を撮像する撮像装置を用いた撮像方法であって、
第３領域を通過して撮像素子に到達した第１領域通過光によって、右眼用及び左眼用のいずれか一方の画像を得るための電気信号を撮像素子において生成し、
第２偏光手段において第３領域以外の領域を通過して撮像素子に到達した第１領域通過光及び第２領域通過光によって、右眼用及び左眼用のいずれか他方の画像を得るための電気信号を撮像素子において生成し、
これらの電気信号を出力する撮像方法。
【符号の説明】
【００７３】
１０・・・撮像装置、１１・・・カメラ本体部、１２・・・画像処理手段、１３・・・画像記憶部、２０・・・レンズ系、２１・・・撮影レンズ、２２・・・絞り部、２３・・・結像レンズ、３０・・・第１偏光手段、３１・・・第１領域、３２・・・第２領域、４０・・・撮像素子アレイ、４１，４１Ａ，４１Ｂ・・・撮像素子、５０・・・第２偏光手段（偏光手段）、５１・・・第３領域、５２・・・第４領域、６０・・・シリコン半導体基板、６１・・・光電変換素子、６２・・・第１平坦化膜、６３・・・カラーフィルタ、６４・・・オンチップレンズ、６５・・・第２平坦化膜、６６・・・ワイヤグリッド偏光子、６７・・・ワイヤ、６８・・・配線層、６９・・・遮光層、７１・・・ワイヤ材料層、７２・・・レジスト層、７３・・・エッチングマスク層（ハードマスク材料層）、１０１・・・偏光画素分離部、１０２・・・非偏光画素補間処理部、１０３・・・デモザイク処理部、１０４・・・視差検出用左眼画像生成部、１０５・・・視差検出用右眼画像生成部、１０６・・・視差検出部、１０７・・・視差画像生成部、１０８・・・画像出力部
【技術分野】
【０００１】
本開示は、撮像装置及び撮像方法に関し、より具体的には、被写体を立体画像として撮像する撮像装置及び撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、共通の被写体を左右に配置した２台のビデオカメラによって同時に撮像し、得られた２種類の画像（右眼用画像及び左眼用画像）を同時に出力することによって立体画像を表示するシステムが提案されている。しかしながら、このような２台のビデオカメラを用いた場合、装置が大型化してしまい、実用的ではない。また、２台のビデオカメラの間の基線長（ベースライン）、即ち、立体カメラとしての両眼間距離は、レンズのズーム比に拘わらず、人間の両眼の距離に相当する６５ｍｍ程度とされることが多い。そして、このような場合、ズームアップされた画像においては両眼視差が大きくなってしまい、観察者の視覚系に日常と異なる情報処理を強制することになり、視覚疲労の原因となる。また、移動する被写体を２台のビデオカメラで撮像することは、２台のビデオカメラの精密な同期制御を必要とし、非常に困難であるし、輻輳角の正確な制御もまた、非常に困難である。
【０００３】
立体撮影を行うためのレンズ系の調整を容易にするために、互いに直交関係となるように偏光させる偏光フィルタを組み合わせることによって、光学系を共通化させる立体撮影装置が提案されている（例えば、特公平６−０５４９９１号公報参照）。
【０００４】
また、２つのレンズと１つの撮像手段から構成された撮像装置で立体撮影を行う方式が提案されている（例えば、特開２００４−３０９８６８参照）。この特許公開公報に開示された撮像装置は、
所定数の走査線の整数倍に相当する画素が撮像面に設けられた撮像手段と、
被写体からの第１の映像光における水平成分だけを透過する第１の水平成分偏光手段と、
上記第１の水平成分偏光手段とは所定距離だけ離隔された位置に配置され、上記被写体からの第２の映像光における垂直成分だけを透過する第１の垂直成分偏光手段、
とを具え、
上記第１の水平成分偏光手段により透過した上記水平成分を上記撮像面における所定範囲の画素に集光させ、
上記第１の垂直成分偏光手段によって透過された上記垂直成分を上記所定範囲を除く残余範囲の画素に集光させる。具体的には、ＣＣＤの撮像面に対して所定距離だけ離れた位置に、人間の視差に応じた間隔だけ離間して配置された水平成分偏光フィルタ及び垂直成分偏光フィルタが、２つのレンズと共に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平６−０５４９９１号公報
【特許文献２】特開２００４−３０９８６８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特公平６−０５４９９１号に開示された技術にあっては、２つの偏光フィルタの出力を重ねて光路を一系統とすることによって、レンズ系を共通化させている。しかしながら、後段で右眼用画像及び左眼用画像を抽出するために更に偏光フィルタを設け、光路自体を再度分けて別々の偏光フィルタに入光させなければならず、レンズ系において光の損失が発生し、また、装置の小型化が困難であるなどの問題がある。特開２００４−３０９８６８に開示された技術にあっては、レンズ及び偏光フィルタの組合せを２組、必要とし、装置の複雑化、大型化が免れない。また、これらの撮像装置を用いて、立体画像を撮影するだけでなく、通常の２次元画像を撮影することは、装置が複雑になり、現実的ではない。
【０００７】
従って、本開示の目的は、簡素な構成、構造を有し、１台の撮像装置によって被写体を立体画像として撮像し得る撮像装置、及び、係る撮像装置を用いた撮像方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本開示の撮像装置は、
（Ａ）被写体からの光を偏光させる第１偏光手段、
（Ｂ）第１偏光手段からの光を集光するレンズ系、並びに、
（Ｃ）第１の方向、及び、第１の方向と直交する第２の方向に２次元マトリクス状に撮像素子が配列されて成り、光入射側に第２偏光手段を有し、レンズ系によって集光された光を電気信号に変換する撮像素子アレイ、
を具備し、
第１偏光手段は、第１の方向に沿って配列された第１領域及び第２領域を有し、
第１領域を通過した第１領域通過光の偏光状態と、第２領域を通過した第２領域通過光の偏光状態とは異なり、
第２偏光手段は、第２の方向に沿って交互に配置され、第１の方向に延びる複数の第３領域及び第４領域を有し、
第３領域を通過した第３領域通過光は偏光状態にあり、第４領域を通過した第４領域通過光は非偏光状態にあり、
第３領域を構成する第２偏光手段の部分には、ワイヤグリッド偏光子が設けられており、
ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの延びる方向と第１の方向との成す角度θは、０度を超え、９０度未満であり、
第１領域通過光は第３領域を通過して撮像素子に到達し、第１領域通過光及び第２領域通過光は第４領域を通過して撮像素子に到達し、以て、第１領域の重心点と第１偏光手段の重心点との間の距離を両眼視差の基線長さとした立体画像を得るための画像を撮像する。
【０００９】
上記の目的を達成するための本開示の撮像方法は、上記の本開示の撮像装置を用いた撮像方法であって、
第３領域を通過して撮像素子に到達した第１領域通過光によって、右眼用及び左眼用のいずれか一方の画像を得るための電気信号を撮像素子において生成し、
第４領域を通過して撮像素子に到達した第１領域通過光及び第２領域通過光によって、右眼用及び左眼用のいずれか他方の画像を得るための電気信号を撮像素子において生成し、
これらの電気信号を出力する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の撮像装置あるいは撮像方法においては、１組の第１偏光手段及び第２偏光手段並びに１つのレンズ系から撮像装置が構成されているので、単眼で、簡素な構成、構造を有する、小型の撮像装置を提供することができる。また、レンズ及び偏光フィルタの組合せを２組、必要としないので、ズーム、絞り部、フォーカス、輻輳角等にズレや差異が生じることもない。しかも、両眼視差の基線長さが比較的短いので、自然な立体感を得ることができる。更には、容易に２次元画像及び３次元画像を得ることができる。
【００１１】
加えて、ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの延びる方向と第１の方向との成す角度θは、０度を超え、９０度未満であるが故に、ワイヤの長さは撮像素子の第１の方向に沿った長さＸ1よりも長く、ワイヤグリッド偏光子の消光比を大きくすることができるし、ワイヤグリッド偏光子の製造時、ワイヤグリッド偏光子に損傷が発生し難く、しかも、ワイヤグリッド偏光子による偏光状態の均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、実施例１の撮像装置の概念図、第１偏光手段及び第２偏光手段における偏光の状態を模式的に示す図である。
【図２】図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１の撮像装置において、第１偏光手段における第１領域及び第２偏光手段における第３領域を通過し、撮像素子アレイに到達する光の概念図、及び、第１偏光手段における第１領域及び第２領域並びに第２偏光手段における第４領域を通過し、撮像素子アレイに到達する光の概念図であり、図２の（Ｃ）及び（Ｄ）は、図２の（Ａ）及び（Ｂ）に示した光によって撮像素子アレイに結像した画像を模式的に示す図である。
【図３】図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１の撮像装置におけるワイヤグリッド偏光子を有する撮像素子の模式的な一部断面図、及び、ワイヤグリッド偏光子の配列状態を模式的に示す図である。
【図４】図４は、実施例１の撮像装置におけるベイヤ配列を有する撮像素子アレイの概念図である。
【図５】図５の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの長さと消光比との関係、及び、ワイヤの長さとエッチングマスク層の倒れ易さとの関係を求めたグラフである。
【図６】図６は、画像に発生した縞模様を示す図である。
【図７】図７は、第２の方向に沿った撮像素子の長さと、ワイヤグリッド偏光子の製造時の損傷発生及び消光比との関係を、角度θをパラメータとしてグラフ化した図である。
【図８】図８の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例２の撮像装置において、第１偏光手段及び第２偏光手段における偏光の状態を模式的に示す図である。
【図９】図９は、実施例２の撮像装置におけるベイヤ配列を有する撮像素子アレイの概念図である。
【図１０】図１０は、実施例３の撮像装置における画像処理手段の概念図である。
【図１１】図１１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、撮像素子の変形例の模式的な一部断面図である。
【図１２】図１２の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、実施例１におけるワイヤグリッド偏光子の製造方法を説明するための、第２平坦化膜等の模式的な一部端面図である。
【図１３】図１３の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、図１２の（Ｃ）に引き続き、実施例１におけるワイヤグリッド偏光子の製造方法を説明するための、第２平坦化膜等の模式的な一部端面図である。
【図１４】図１４は、比較例１Ａにおけるワイヤグリッド偏光子の配列状態を模式的に示す図である。
【図１５】図は、比較例１Ｂにおけるワイヤグリッド偏光子の配列状態を模式的に示す図である。
【図１６】図１６は、ワイヤグリッド偏光子を通過する光等を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の撮像装置及び撮像方法、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の撮像装置及び撮像方法）
３．実施例２（実施例１の変形）、その他
４．実施例３（実施例１〜実施例２における画像処理手段の説明）、その他
【００１４】
［本開示の撮像装置及び撮像方法、全般に関する説明］
本開示の撮像装置あるいは本開示の撮像方法での使用に適した撮像装置においては、第２の方向に沿って連続するＭ個の撮像素子（但し、Ｍ＝２mであり、ｍは２乃至５の自然数）に対して１つの第３領域及び１つの第４領域を配する形態とすることができる。そして、この場合、
複数の撮像素子ユニットが、第１の方向及び第２の方向に２次元マトリクス状に配列されており、
１つの撮像素子ユニットは、４つの撮像素子がベイヤ配列されて成り、
第３領域は、第２の方向に沿って連続した２個の撮像素子に対応して配されており、
第４領域は、第２の方向に沿って連続した残りの撮像素子に対応して配されている形態とすることができる。そして、更には、第３領域は、第１の方向に沿った全ての撮像素子に対応して配されている形態とすることができ、あるいは又、θ1≦θ≦θ2を満足することが好ましい。但し、第２の方向に沿った撮像素子の長さをＸ2としたとき、θ1は、
ｆ1（Ｘ2）＝ａｒｃｓｉｎ（Ｘ2／１２．４） （Ａ）
から求められた値を切り捨てた整数値であり、θ2は、
ｆ2（Ｘ2）＝ａｒｃｓｉｎ（Ｘ2／１０．０） （Ｂ）
から求められた値を切り上げた整数値である。更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の撮像装置あるいは本開示の撮像方法での使用に適した撮像装置にあっては、ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤには切れ目が存在しないことが好ましい。
【００１５】
上述したとおり、１つの撮像素子ユニットは、４つの撮像素子がベイヤ配列されて成ることが好ましいが、これに限定するものではなく、その他、インターライン配列、ＧストライプＲＢ市松配列、ＧストライプＲＢ完全市松配列、市松補色配列、ストライプ配列、斜めストライプ配列、原色色差配列、フィールド色差順次配列、フレーム色差順次配列、ＭＯＳ型配列、改良ＭＯＳ型配列、フレームインターリーブ配列、フィールドインターリーブ配列を挙げることができる。また、上記のとおり、第３領域は、第１の方向に沿った全ての撮像素子に対応して配されている形態とすることが好ましいが、これに限定するものではなく、第１の方向に沿ってＮ個の撮像素子（但し、Ｎ＝２nであり、ｎは２乃至５の自然数）に対して１つの第３領域を配する形態としてもよい。即ち、第１の方向に沿って第３領域が不連続に設けられており、第３領域の不連続部分を通過した光は非偏光状態である形態とすることもできる。
【００１６】
ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤは、限定するものではないが、アルミニウム（Ａｌ）あるいはアルミニウム合金から成り、
ワイヤの幅Ｗ0とワイヤのピッチＰ0との比［（ワイヤの幅Ｗ0）／（ワイヤのピッチＰ0）］の値は０．３３以上であり、
ワイヤの高さは５×１０-8ｍ以上であり、
１つの撮像素子当たりワイヤは１０本以上である構成とすることが好ましい。
【００１７】
以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の撮像装置あるいは本開示の撮像方法での使用に適した撮像装置（以下、これらを総称して、『本開示の撮像装置等』と呼ぶ場合がある）において、第１偏光手段はレンズ系の絞り部近傍に配置されている形態とすることが好ましい。あるいは又、レンズ系に入射した光が、一旦、平行光とされ、最終的に撮像素子上に集光（結像）されるとき、平行光の状態にあるレンズ系の部分に第１偏光手段を配置する形態とすることが好ましい。これらの形態にあっては、一般に、レンズ系の光学系を新たに設計し直す必要はなく、既存のレンズ系に第１偏光手段を、固定して、あるいは又、脱着自在に取り付けられるように、機械的（物理的）な設計変更を施せばよい。また、レンズ系に第１偏光手段を脱着自在に取り付ける構成とすることもできる。そして、この場合には、例えば、第１偏光手段をレンズの絞り羽根に類似した構成、構造とし、レンズ系内に配置すればよい。あるいは又、レンズ系において、第１偏光手段と開口部とが併設された部材を、レンズ系の光軸と平行な回動軸を中心として回動可能にこの回動軸に取り付け、係る部材を回動軸を中心として回動させることで、レンズ系を通過する光線が開口部を通過し、あるいは、第１偏光手段を通過する構成、構造を挙げることができる。あるいは又、レンズ系において、第１偏光手段と開口部とが併設された部材を、例えばレンズ系の光軸と直交する方向に滑動自在にレンズ系に取り付け、係る部材を滑動させることで、レンズ系を通過する光線が開口部を通過し、あるいは、第１偏光手段を通過する構成、構造を挙げることができ、この場合、第１偏光手段と開口部とが併設された部材は、１つの部材から構成されていてもよいし、複数の部材片から構成されていてもよい。
【００１８】
あるいは又、レンズ系を、１つの単焦点レンズ、及び、単焦点レンズの前面あるいは前方（物体側）に配置された絞り部から構成し、即ち、前絞り型の単焦点レンズから構成し、第１偏光手段はレンズ系の絞り部近傍に配置されている形態とすることが好ましい。そして、第１偏光手段は、上述したとおり、レンズ系に脱着自在に取り付けられていることが望ましい。また、１つの単焦点レンズは、例えば、撮像レンズ群から成る構成とすることができるし、１つの単焦点レンズは、全体として撮像素子アレイに対して前後に移動可能であり、これによってオートフォーカス機能を発現するものであることが望ましい。更には、第１偏光手段と１つの単焦点レンズとの間の最短距離は０．６ｍｍ以下、好ましくは、０．０５ｍｍ乃至０．６ｍｍであることが望ましい。
【００１９】
上記の好ましい形態を含む本開示の撮像装置等にあっては、第１偏光手段において、第１領域と第２領域との間に中央領域が設けられており、中央領域を通過した中央領域通過光の偏光状態は、中央領域入射前と変化しない形態とすることができる。即ち、中央領域は、偏光に関して素通し状態とすることができる。第１偏光手段の中央領域にあっては、光強度が強いが、視差量は少ない。従って、このような形態とすることで、撮像素子アレイが受ける光強度を大きくしながら、十分な長さの両眼視差の基線長さを確保することが可能となる。第１偏光手段の外形形状を円形としたとき、中央領域を円形とし、第１領域及び第２領域を、中央領域を囲む中心角１８０度の扇形とすることができるし、中央領域を正方形や菱形とし、第１領域及び第２領域を、中央領域を囲む中心角１８０度の扇形に類似した形状とすることができる。あるいは又、第１領域、中央領域及び第２領域を、第２の方向に沿って延びる帯状の形状とすることができる。
【００２０】
以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の撮像装置等において、第１領域及び第２領域は偏光子から成り、第１領域通過光の電場の向きと第２領域通過光の電場の向きとは直交している構成とすることができる。そして、このような構成を含む本開示の撮像装置等において、第１領域通過光の電場の向きは第２の方向と平行である構成とすることができるし、あるいは又、第１領域通過光の電場の向きは第１の方向と平行である構成とすることができるし、あるいは又、第１領域通過光の電場の向きは第２の方向とθの角度を成す構成とすることができるし、あるいは又、第１領域通過光の電場の向きは第２の方向と任意の角度αを成す構成とすることができる。
【００２１】
本開示の撮像装置等において、偏光子の消光比は、３以上、好ましくは１０以上であることが望ましい。
【００２２】
ここで、『偏光状態』とは、電場及び磁場が特定の方向にのみ振動する光の状態を指し、『非偏光状態』とは、光の偏光に規則性が無く、直交している電場成分の位相関係が無秩序な光の状態を指す。また、『偏光子』とは、自然光（非偏光）や円偏光から直線偏光を作り出すものを指し、第１領域及び第２領域を構成する偏光子、それ自体は、周知の構成、構造の偏光子（偏光板）とすればよい。また、例えば、第１領域通過光及び第２領域通過光の一方の偏光成分を主としてＳ波（ＴＥ波）とし、第１領域通過光及び第２領域通過光の他方の偏光成分を主としてＰ波（ＴＭ波）とすればよい。第１領域通過光及び第２領域通過光の偏光状態は、直線偏光であってもよいし、円偏光（但し、回転方向が相互に逆の関係にある）であってもよい。一般に、振動方向が或る特定の向きだけの横波を偏光した波と呼び、この振動方向を偏光方向あるいは偏光軸と呼ぶ。光の電場の向きは偏光方向と一致する。消光比とは、第１領域通過光の電場の向きが、例えば、第２の方向と平行である構成とする場合、第１領域にあっては、第１領域を通過する光に含まれる、電場の向きが第２の方向である光の成分と電場の向きが第１の方向である光の成分の割合であり、第２領域にあっては、第２領域を通過する光に含まれる、電場の向きが第１の方向である光の成分と電場の向きが第２の方向である光の成分の割合である。また、第１領域通過光の電場の向きが第２の方向とθあるいはαの角度を成す構成とする場合、第１領域にあっては、第１領域を通過する光に含まれる、電場の向きが第２の方向とθあるいはαの角度を成す光の成分と（θ＋９０度）あるいは（α＋９０度）の角度を成す光の成分の割合であり、第２領域にあっては、第２領域を通過する光に含まれる、電場の向きが第１の方向と（θ＋９０度）あるいは（α＋９０度）の角度を成す光の成分とθあるいはαの角度を成す光の成分の割合である。あるいは又、例えば、第１領域通過光の偏光成分が主としてＳ波であり、第２領域通過光の偏光成分が主としてＰ波である場合、第１領域にあっては、第１領域通過光に含まれるＳ偏光成分とＰ偏光成分の割合であり、第２領域にあっては、第２領域通過光に含まれるＰ偏光成分とＳ偏光成分の割合である。
【００２３】
本開示の撮像装置等において、ワイヤグリッド偏光子を有する撮像素子は、光電変換素子、並びに、その上あるいは上方に、カラーフィルタ、オンチップレンズ、及び、ワイヤグリッド偏光子が積層されて成り、ワイヤグリッド偏光子が第３領域を構成する形態とすることができる。あるいは又、光電変換素子、並びに、その上あるいは上方に、ワイヤグリッド偏光子、カラーフィルタ、及び、オンチップレンズが積層されて成り、ワイヤグリッド偏光子が第３領域を構成する形態とすることができる。あるいは又、光電変換素子、並びに、その上あるいは上方に、オンチップレンズ、カラーフィルタ、及び、ワイヤグリッド偏光子が積層されて成り、ワイヤグリッド偏光子が第３領域を構成する形態とすることができる。但し、オンチップレンズ、カラーフィルタ、及び、ワイヤグリッド偏光子の積層順は、適宜、変更することができる。
【００２４】
一般に、ワイヤグリッド偏光子は、導体材料から成る１次元若しくは２次元の格子状構造を有する。図１６に概念図を示すように、ワイヤの形成ピッチＰ0が入射する電磁波の波長よりも有意に小さい場合、ワイヤの延在方向に平行な平面で振動する電磁波は、選択的にワイヤにて反射・吸収される。そのため、図１６に示すように、ワイヤグリッド偏光子に到達する電磁波には縦偏光成分と横偏光成分が含まれるが、ワイヤグリッド偏光子を通過した電磁波は縦偏光成分が支配的な直線偏光となる。ここで、可視光波長帯に着目して考えた場合、ワイヤの形成ピッチＰ0がワイヤグリッド偏光子へ入射する電磁波の波長と同程度以下である場合、ワイヤの延在方向に平行な面に偏った偏光成分はワイヤの表面で反射若しくは吸収される。一方、ワイヤの延在方向に垂直な面に偏った偏光成分を有する電磁波がワイヤに入射すると、ワイヤの表面を伝播した電場がワイヤの裏面から入射波長と同じ波長、同じ偏光方位のまま透過する。即ち、ワイヤの延びる方向がワイヤグリッド偏光子における光吸収軸となり、ワイヤの延びる方向と直交する方向がワイヤグリッド偏光子における光透過軸となる。
【００２５】
本開示の撮像方法にあっては、第３領域を通過して撮像素子に到達した第１領域通過光によって、右眼用及び左眼用のいずれか一方の画像を得るための電気信号（便宜上、『第１電気信号』と呼ぶ場合がある）を撮像素子において生成し、第４領域を通過して撮像素子に到達した第１領域通過光及び第２領域通過光によって、右眼用及び左眼用のいずれか他方の画像を得るための電気信号（便宜上、『第２電気信号』と呼ぶ場合がある）を撮像素子において生成するが、撮像装置にあっては、第１電気信号及び第２電気信号に基づき得られた、右眼用及び左眼用の画像データ（あるいは、左眼用及び右眼用の画像データ）において輝度調整を行い、右眼用画像の輝度と左眼用画像の輝度を最適化することが望ましい。
【００２６】
そして、本開示の撮像方法にあっては、第３領域を通過した第１領域通過光によって得られる電気信号、及び、第４領域を通過した第１領域通過光及び第２領域通過光によって得られる電気信号から生成されたデプスマップ（奥行き情報）、並びに、撮像素子アレイを構成する全撮像素子からの電気信号に基づき、右眼用画像を得るための画像データ（右眼用画像データ）、及び、左眼用画像を得るための画像データ（左眼用画像データ）を得る構成とすることができる。
【００２７】
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の撮像装置あるいは本開示の撮像方法（以下、これらを総称して、単に、『本開示』と呼ぶ場合がある）において、第１の方向を水平方向、第２の方向を垂直方向とすることができる。あるいは又、第２の方向を水平方向、第１の方向を垂直方向とすることができる。レンズ系は、単焦点レンズとしてもよいし、所謂ズームレンズとしてもよく、レンズやレンズ系の構成、構造は、レンズ系に要求される仕様に基づき決定すればよい。撮像素子として、ＣＣＤセンサー、ＣＭＯＳセンサー、ＣＭＤ（Charge Modulation Device）型の信号増幅型イメージセンサーを挙げることができる。また、撮像装置として、表面照射型の固体撮像装置あるいは裏面照射型の固体撮像装置を挙げることができる。更には、本開示の撮像装置から、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ、カムコーダ、所謂カメラ付きの携帯電話を構成することができる。
【００２８】
本開示の撮像装置等において、第１領域の重心点とは、第１領域の外形形状に基づき求められた重心点を指し、第１偏光手段の重心点とは、第１偏光手段の外形形状（入射瞳径）に基づき求められた重心点を指す。第１偏光手段の外形形状（入射瞳径）を半径ｒの円形とし、第１領域及び第２領域を、それぞれ、第１偏光手段の半分を占める半月状としたとき、第１領域の重心点と第１偏光手段の重心点との間の距離は、簡単な計算から、［（４ｒ）／（３π）］で求めることができる。
【実施例１】
【００２９】
実施例１は、本開示の撮像装置及び撮像方法に関し、より具体的には、被写体を立体画像として撮像する撮像装置及び撮像方法に関する。実施例１の撮像装置の概念図を図１の（Ａ）に示し、第１偏光手段及び第２偏光手段における偏光の状態を模式的に図１の（Ｂ）及び（Ｃ）に示す。また、レンズ系、第１偏光手段における第１領域及び第２偏光手段における第３領域を通過し、撮像素子アレイに到達する光の概念図を図２の（Ａ）に示し、第１偏光手段における第１領域及び第２領域並びに第２偏光手段における第４領域を通過し、撮像素子アレイに到達する光の概念図を図２の（Ｂ）に示し、図２の（Ａ）及び（Ｂ）に示した光によって撮像素子アレイに結像した画像を模式的に図２の（Ｃ）及び（Ｄ）に示す。尚、実施例１の説明において、光の進行方向をＺ軸方向、第１の方向を水平方向（Ｘ軸方向）、第２の方向を垂直方向（Ｙ軸方向）とする。また、第３領域に対応して位置するワイヤグリッド偏光子を有する撮像素子を『撮像素子４１Ａ』と呼び、第４領域に対応して位置するワイヤグリッド偏光子を有していない撮像素子を『撮像素子４１Ｂ』と呼び、撮像素子４１Ａ及び撮像素子４１Ｂを総称して撮像素子４１と呼ぶ。
【００３０】
実施例１の撮像装置１０は、
（Ａ）被写体からの光を偏光させる第１偏光手段３０、
（Ｂ）第１偏光手段３０からの光を集光するレンズ系２０、並びに、
（Ｃ）第１の方向、及び、第１の方向と直交する第２の方向に２次元マトリクス状に撮像素子４１が配列されて成り、光入射側に第２偏光手段５０を有し、レンズ系２０によって集光された光を電気信号に変換する撮像素子アレイ４０、
を具備している。
【００３１】
そして、第１偏光手段３０は、第１の方向に沿って配列された第１領域３１及び第２領域３２を有し、
第１領域３１を通過した第１領域通過光Ｌ1の偏光状態と、第２領域３２を通過した第２領域通過光Ｌ2の偏光状態とは異なり、
第２偏光手段５０は、第２の方向に沿って交互に配置され、第１の方向に延びる複数の第３領域５１及び第４領域５２を有し、
第３領域５１を通過した第３領域通過光Ｌ3は偏光状態にあり、第４領域５２を通過した第４領域通過光Ｌ4は非偏光状態にある。即ち、第１領域通過光Ｌ1及び第２領域通過光Ｌ2が混合された状態にある。
【００３２】
そして、
第３領域５１を構成する第２偏光手段５０の部分には、ワイヤグリッド偏光子６６が設けられており、
ワイヤグリッド偏光子６６を構成するワイヤ６７の延びる方向と第１の方向との成す角度θは、０度を超え、９０度未満であり、即ち、０（度）＜θ＜９０（度）であり、
第１領域通過光Ｌ1は第３領域５１を通過して撮像素子４１Ａに到達し、第１領域通過光Ｌ1及び第２領域通過光Ｌ2は第４領域５２を通過して撮像素子４１Ｂに到達し、以て、第１領域３１の重心点ＢＣ1と第１偏光手段３０の重心点ＢＣ0との間の距離を両眼視差の基線長さとした立体画像を得るための画像を撮像する。
【００３３】
ここで、実施例１あるいは後述する実施例２の撮像装置において、レンズ系２０は、例えば、撮影レンズ２１、絞り部２２及び結像レンズ２３を備えており、ズームレンズとして機能する。撮影レンズ２１は、被写体からの入射光を集光するためのレンズである。撮影レンズ２１は、焦点を合わせるためのフォーカスレンズや、被写体を拡大するためのズームレンズ等を含み、一般に、色収差等を補正するために複数枚のレンズの組合せによって実現されている。絞り部２２は、集光された光の量を調整するために絞り込む機能を有するものであり、一般に、複数枚の板状の羽根を組み合わせて構成されている。少なくとも絞り部２２の位置において、被写体の１点からの光は平行光となる。結像レンズ２３は、第１偏光手段３０を通過した光を撮像素子アレイ４０上に結像する。撮像素子アレイ４０は、カメラ本体部１１の内部に配置されている。以上の構成において、入射瞳は、結像レンズ２３よりもカメラ本体部側に位置する。撮像装置から、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ、カムコーダが構成される。
【００３４】
カメラ本体部１１は、撮像素子アレイ４０の他に、例えば、画像処理手段１２及び画像記憶部１３を備えている。そして、撮像素子アレイ４０によって変換された電気信号に基づき右眼用画像データ及び左眼用画像データが形成される。撮像素子アレイ４０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサー等によって実現される。画像処理手段１２は、撮像素子アレイ４０から出力された電気信号を、右眼用画像データ及び左眼用画像データに変換して、画像記憶部１３に記録する。
【００３５】
第１偏光手段３０は、レンズ系２０の絞り部２２の近傍に配置されている。具体的には、第１偏光手段３０は、絞り部２２の作動に支障を来さない限り、出来るだけ絞り部２２に近い位置に配置されている。尚、第１偏光手段３０は、上述したとおり、レンズ系２０に入射した光が、一旦、平行光とされ、最終的に撮像素子４１上に集光（結像）されるとき、平行光の状態にあるレンズ系２０の部分に配置されている。
【００３６】
実施例１の撮像装置１０において、第１偏光手段３０は、上述したとおり、第１領域３１及び第２領域３２から構成されている。具体的には、第１偏光手段３０の外形形状は円形であり、第１領域３１及び第２領域３２は、それぞれ、第１偏光手段３０の半分を占める半月状の外形形状を有する。第１領域３１と第２領域３２との境界線は、第２の方向に沿って延びている。即ち、第１領域３１と第２領域３２との境界線はＹ軸に平行である。２つの偏光子（偏光フィルタ）の組合せから成る第１偏光手段３０は、入射した光を２つの異なる偏光状態に分離する。第１偏光手段３０は、左右対称の偏光子から構成されており、カメラの正立状態に対する左右２つの位置において、互いに直交する直線方向の偏光、又は、互いに逆方向となる回転方向の偏光を生成する。第１領域３１は、被写体を右眼で見るであろう像（右眼が受けるであろう光）に対して偏光を施すフィルタである。また、第１領域３１及び第２領域３２は、被写体を左眼で見るであろう像（左眼が受けるであろう光）に対して偏光を施すフィルタである。
【００３７】
実施例１の撮像装置１０において、第１領域通過光Ｌ1の電場の向き（白抜きの矢印で示す）と第２領域通過光Ｌ2の電場の向き（白抜きの矢印で示す）とは直交している（図１の（Ｂ）参照）。ここで、実施例１において、第１領域通過光Ｌ1の電場の向きは第２の方向と平行である。具体的には、例えば、第１領域通過光Ｌ1は主としてＰ波（ＴＭ波）を偏光成分として有し、第２領域通過光Ｌ2は主としてＳ波（ＴＥ波）を偏光成分として有する。更には、第１領域通過光Ｌ1の電場の向きと第３領域通過光Ｌ3の電場の向きとは０度（又は９０度）の角度を成す。また、各偏光子の消光比は、３以上、より具体的には１０以上である。尚、図１の（Ｃ）及び図８の（Ｂ）において、第３領域５１に付した黒色の矢印は、ワイヤグリッド偏光子６６のワイヤ６７の延びる方向を模式的に表している。
【００３８】
実施例１の撮像装置１０にあっては、第１偏光手段３０の外形形状を半径ｒ＝１０ｍｍの円形とした。そして、第１領域３１及び第２領域３２を、第１偏光手段３０の半分を占める半月状とした。従って、第１領域３１の重心点ＢＣ1と第２領域３２の重心点ＢＣ2との間の距離は、［（４ｒ）／（３π）］＝４．２ｍｍである。
【００３９】
また、第３領域５１を通過した第３領域通過光Ｌ3は偏光状態にあり、第１領域通過光Ｌ1の電場の向きと第３領域通過光Ｌ3の電場の向きとは０度又は９０度の角度を成す。第３領域５１は、ワイヤグリッド偏光子から成り、ワイヤの延びる方向は第１の方向と角度θを成す。従って、ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの長さは、第２の方向に沿った撮像素子の長さをＸ2としたとき、［Ｘ2／ｓｉｎ（θ）］である。一方、第４領域５２には、ワイヤグリッド偏光子は配されていない。そして、第３領域５１と第４領域５２とは、上述したとおり、第２の方向に沿って交互に配置されており、第３領域５１及び第４領域５２は全体として第１の方向に延びている。具体的には、例えば、
Ｘ2＝１．２μｍ
θ ＝４５度
である。
【００４０】
模式的な一部断面図を図３の（Ａ）に示し、ワイヤグリッド偏光子６６の配列状態を模式的に図３の（Ｂ）に示すように、ワイヤグリッド偏光子６６を有する撮像素子４１Ａは、例えば、シリコン半導体基板６０に設けられた光電変換素子６１、並びに、その上に、第１平坦化膜６２、カラーフィルタ６３、オンチップレンズ６４、第２平坦化膜６５、及び、ワイヤグリッド偏光子６６が積層されて成る。そして、ワイヤグリッド偏光子６６が、第３領域５１を構成する。尚、参照番号６８は配線層を示し、参照番号６９は遮光層を示す。図３の（Ｂ）においては、撮像素子の境界領域を実線で示した。ワイヤ６７の延びる方向がワイヤグリッド偏光子６６における光吸収軸となり、ワイヤ６７の延びる方向と直交する方向がワイヤグリッド偏光子６６における光透過軸となる（図１６参照）。ワイヤグリッド偏光子６６を備えていない撮像素子４１Ｂの構成、構造は、ワイヤグリッド偏光子６６を除き、撮像素子４１Ａと同じ構成、構造を有する。
【００４１】
撮像素子アレイ４０は、第１の方向に沿ってＮ0、第２の方向に沿ってＭ0個の撮像素子４１から成り、第２の方向に沿って連続するＭ個の撮像素子４１（但し、Ｍ＝２mであり、ｍは２乃至５の自然数。実施例１にあってはｍ＝４）に対して１つの第３領域５１及び１つの第４領域５２を配する。そして、複数の撮像素子ユニットが、第１の方向及び第２の方向に２次元マトリクス状に配列されており、１つの撮像素子ユニット（画素）は、図４に概念図を示すように、４つの撮像素子４１がベイヤ配列されて成り、１つの撮像素子ユニット（画素）は４つの撮像素子（赤色を受光する１つの赤色撮像素子Ｒ、青色を受光する１つの青色撮像素子Ｂ、及び、緑色を受光する２つの緑色撮像素子Ｇ）から構成されている。そして、第３領域５１は、第２の方向に沿って連続した２個の撮像素子４１Ａ（１つの撮像素子ユニット）に対応して配されており、第４領域５２は、第２の方向に沿って連続した残りの撮像素子４１Ｂ（１４個の撮像素子４１Ｂであり、７の撮像素子ユニット）に対応して配されている。そして、更には、第３領域５１は、第１の方向に沿った全ての（Ｎ0個の）撮像素子４１に対応して配されている。即ち、第１の方向に延びる１行の撮像素子ユニット群（画素群）に対して１つの第３領域５１が配置されている。尚、図４あるいは図９において、第３領域５１の内部に斜線を付しているが、これらは、ワイヤグリッド偏光子６６のワイヤ６７を模式的に表している。
【００４２】
また、詳細は後に説明するが、角度θは、θ1≦θ≦θ2を満足している。ここで、第２の方向に沿った撮像素子４１の長さをＸ2としたとき、θ1は、
ｆ1（Ｘ2）＝ａｒｃｓｉｎ（Ｘ2／１２．４）
から求められた値を切り捨てた整数値であり、θ2は、
ｆ2（Ｘ2）＝ａｒｃｓｉｎ（Ｘ2／１０．０）
から求められた値を切り上げた整数値である。
【００４３】
そして、実施例１の撮像方法にあっては、第３領域５１を通過して撮像素子４１Ａに到達した第１領域通過光Ｌ1によって、右眼用及び左眼用のいずれか一方の画像（実施例１にあっては、具体的には、右眼用画像。右眼用画像データ）を得るための電気信号（第１電気信号）を撮像素子４１Ａにおいて生成する。また、第４領域５２を通過して撮像素子４１Ｂに到達した第１領域通過光Ｌ1及び第２領域通過光Ｌ2によって、右眼用及び左眼用の両方の画像を得るための電気信号（第２電気信号）を撮像素子４１Ｂにおいて生成する。そして、これらの電気信号（第１電気信号及び第２電気信号）を、同時に、又は、時系列に交互に、出力する。出力された電気信号（撮像素子アレイ４０から出力された右眼用画像データ及び左眼用画像データを得るための電気信号）に対して、画像処理手段１２によって画像処理が施され、右眼用画像データ及び左眼用画像データとして画像記憶部１３に記録される。尚、右眼用画像データと左眼用画像データとを処理（例えば、混合）すれば、立体画像ではない、通常の２次元（平面）画像を得ることができる。
【００４４】
図２の（Ａ）及び（Ｂ）に模式的に示すように、四角い形状の物体Ａにレンズ系２０のピントが合っているとする。また、丸い形状の物体Ｂが、物体Ａよりもレンズ系２０に近く位置しているとする。四角い物体Ａの像が、ピントが合った状態で撮像素子アレイ４０上に結像する。また、丸い物体Ｂ像は、ピントが合っていない状態で撮像素子アレイ４０上に結像する。そして、図２の（Ａ）に示す例にあっては、撮像素子アレイ４０上では、物体Ｂは、物体Ａの右手側に距離（＋ΔＸ）だけ離れた位置に像を結ぶ。一方、図２の（Ｂ）に示す例にあっては、撮像素子アレイ４０上では、物体Ｂは、物体Ａと同じ位置に像を結ぶ。従って、距離（ΔＸ）が物体Ｂの奥行きに関する情報となる。即ち、物体Ａよりも撮像装置に近い側に位置する物体のボケ量及びボケ方向は、撮像装置に遠い側に位置する物体のボケ量及びボケ方向と異なるし、物体Ａと物体Ｂとの距離によって物体Ｂのボケ量は異なる。そして、第１偏光手段３０における第１領域３１及び第２領域３２の形状の重心位置の間の距離を両眼視差の基線長さとした立体画像を得ることができる。即ち、このようにして得られた右眼用画像（図２の（Ｃ）の模式図参照）及び左眼用画像（図２の（Ｄ）の模式図参照）から、周知の方法に基づき立体画像を得ることができる。尚、右眼用画像データと左眼用画像データとを処理（例えば、混合）すれば、立体画像ではない、通常の２次元（平面）画像を得ることができる。
【００４５】
右眼用画像データ及び左眼用画像データのための電気信号は、上述したとおり、第２の方向に沿って、一種、歯抜け状態となって生成される。そこで、画像処理手段１２は、右眼用画像データ及び左眼用画像データ作成のために、電気信号に対してデモザイク処理を施すと共に、例えば、補間処理を行うことにより、最終的に右眼用画像データ及び左眼用画像データを生成、作成する。補間の手法としては、近傍の値の加算平均値を利用する方法等、周知の方法を挙げることができる。尚、この補間処理は、デモザイク処理と並行して行ってもよい。第１の方向においては画質は完全に保持されているので、画像全体の解像度低下等の画質劣化は比較的少ない。また、例えば、左眼用画像データと右眼用画像データからステレオマッチングによりデイスパリティ・マップ（Disparity Map）を作成するといった視差検出技術、及び、デイスパリティ・マップを基に視差を制御する視差制御技術により、視差を強調したり、適切化を図ることもできる。
【００４６】
以下、第２平坦化膜６５等の模式的な一部端面図である図１２の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、図１２の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を参照して、実施例１のワイヤグリッド偏光子の製造方法を説明する。尚、これらの図においては、第２平坦化膜６５より下方に形成された各種構成要素の図示を省略している。これらの一部端面図は、ワイヤの延びる方向に対して垂直な仮想平面で切断したときの図である。形成すべきワイヤのピッチをＰ0（例えば、１５０ｎｍ）、ワイヤの幅（厚さ）をＷ0（例えば、５０ｎｍ）とする。ワイヤとワイヤとの間のスペースは（Ｐ0−Ｗ0）である。
【００４７】
［工程−１００］
先ず、第２平坦化膜６５の上にアルミニウムから成るワイヤ材料層７１を周知の方法で形成する。次いで、第１の方向に延びるストライプ状のレジスト層７２を、リソグラフィ技術に基づき、第３領域を形成すべきワイヤ材料層７１の部分の上に形成する。併せて、図示しないが、第４領域を形成すべきワイヤ材料層７１の部分の上にもレジスト層７２を形成する。尚、ストライプ状のレジスト層７２の形成ピッチを２×Ｐ0とし、ストライプ状のレジスト層７２の幅を（Ｐ0−Ｗ0）とする（図１２の（Ａ）参照）。レジスト層７２は、例えば、フォトレジスト材料から成る。尚、露光波長２４８ｎｍのＫｒＦ露光が望ましい。
【００４８】
［工程−１１０］
次いで、レジスト層７２の側壁における厚さがＷ0（＝５０ｎｍ）であるエッチングマスク層（ハードマスク材料層）７３をレジスト層７２の側壁に形成する。具体的には、ＣＶＤ法に基づき、ＴＥＯＳ等から成るエッチングマスク層７３を（全面に）コンフォーマルに形成した後（図１２の（Ｂ）参照）、レジスト層７２の頂面の上、及び、ワイヤ材料層７１の一部の上のエッチングマスク層７３を、周知のＲＩＥ法に基づき除去する（図１２の（Ｃ）参照）。
【００４９】
［工程−１２０］
次いで、露出したレジスト層７２をアッシング技術に基づき除去する（図１３の（Ａ）参照）。エッチングマスク層７３の形成ピッチＰ0は１５０ｎｍであり、第２の方向に沿った幅Ｗ0は５０ｎｍである。その後、エッチングマスク層７３をエッチング用マスクとしてワイヤ材料層７１をエッチングした後（図１３の（Ｂ）参照）、エッチングマスク層７３を除去する。こうして、図１３の（Ｃ）に示す構造を得ることができる。その後、必要に応じて、ＳｉＯ2あるいはＳｉＯＮ、ＳｉＮから成り、例えば厚さ数百ｎｍの保護膜を、全面にコンフォーマルに形成してもよい。
【００５０】
このような実施例１のワイヤグリッド偏光子の製造方法にあっては、形成ピッチが２×Ｐ0、幅が（Ｐ0−Ｗ0）であるレジスト層を形成し、次いで、レジスト層の側壁における厚さがＷ0であるエッチングマスク層をレジスト層の側壁に形成した後、エッチングマスク層をドライエッチング用マスクとして、ワイヤ材料層をエッチングするといった、スペーサ方式とも呼ばれる方式を採用している。それ故、ワイヤの長さを適切に選択すれば、［工程−１２０］において、第２の方向に沿った形成ピッチがＰ0、幅がＷ0のワイヤを得ることができるし、幅５０ｎｍのエッチングマスク層（ハードマスク材料層）が倒壊する虞もない。
【００５１】
しかしながら、ワイヤの長さが長すぎると、ワイヤ材料層７１をエッチングするとき、エッチングマスク層７３とエッチングマスク層７３との間の隙間、及び、エッチングによってストライプ状にワイヤ材料層７１が加工されているときのワイヤ材料層７１とワイヤ材料層７１との間の隙間に、毛細管現象によって侵入したエッチング液の張力に起因して、エッチングマスク層７３が倒れてしまい、ワイヤの形成ができなくなり、ワイヤグリッド偏光子に損傷が発生する場合がある。尚、このような現象を、便宜上、『倒れ現象』と呼ぶ。
【００５２】
こうして、ワイヤグリッド偏光子を得ることができるが、消光比と視差の関係を調べた。即ち、左右分離した画像が混ざりあった場合、どこまで混ざれば視差がなくなるか、即ち、立体視できなくなるかを、消光比＝∞（０％クロストークであり、完全に、左眼用画像と右眼用画像が分離された状態）から、消光比＝１（５０％クロストークであり、左眼用画像と右眼用画像とが完全に混ざり合った状態であり、左眼用画像と右眼用画像とは同じ画像である）まで、消光比を変えて合成画像シミュレーションを行った。その結果、消光比＝∞の場合から、消光比＝１０（１０％クロストーク）、消光比＝３（２５％クロストーク）となるに従い、左眼用画像と右眼用画像の相違が少なくなり、消光比＝１にあっては左眼用画像と右眼用画像とでは同じとなった。そして、試験の結果から、偏光子の消光比は３以上であることが望ましいことが判った。
【００５３】
また、ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの長さと、消光比の関係を調べた。その結果を図５の（Ａ）に示すが、ワイヤの長さが長くなるに従い、消光比の値が大きくなることが判る。尚、図５の（Ａ）において、「Ｒ」は、赤色光が撮像装置に入射したときの消光比であり、「Ｇ」は、緑色光が撮像装置に入射したときの消光比であり、「Ｂ」は、青色光が撮像装置に入射したときの消光比である。また、幅５０ｎｍのワイヤを、２本、スペース１００ｎｍにて平行に配置したときに、ワイヤ間にエッチング液が侵入し、エッチング液の張力によってワイヤが相互に引き寄せられる量をシミュレーションにて求め、
歪み量＝（ワイヤが相互に引き寄せられる量／ワイヤ長さ）
として規格化し、図５の（Ｂ）に示すように、歪み量とワイヤ長さの関係をグラフ化した。ワイヤの長さが長くなるに従い、歪み量が大きくなることが判る。尚、各種の試験の結果、ワイヤの長さが１２．４μｍを超えると、倒れ現象が発生し易くなることが判った。但し、この結果は一例であり、ワイヤグリッド偏光子の構造が変わると、倒れ現象が発生し易くなるワイヤの長さも変わる。
【００５４】
このような倒れ現象が発生しない、撮像素子の第２の方向に沿った長さＸ2と、ワイヤの長さとの関係を有限要素法シミュレーションにより求めた。尚、ワイヤの長さを角度θに置き換えている。その結果を、以下の表１に示すが、ワイヤの長さを角度θに置き換えた値を『倒れに関するθ（度）』と表記している。また、撮像素子の第２の方向に沿った長さＸ2と、左眼用画像と右眼用画像の相違が十分に生じる消光比（具体的には、消光比＝１０）との関係を、消光比の異なる画像を複数の人が観察し、官能評価調査により十分に立体に見える消光比を決定するといった方法に基づき求めた。尚、ワイヤの長さを角度θに置き換えている。その結果を、以下の表１に示すが、ワイヤの長さを角度θに置き換えた値を『消光比に関するθ（度）』と表記している。また、表１の結果を図７のグラフに纏めた。即ち、図７は、第２の方向に沿った撮像素子の長さと、ワイヤグリッド偏光子の製造時の損傷発生及び消光比との関係を、角度θをパラメータとしてグラフ化したものである。尚、図７において、三角印は、第２の方向に沿った撮像素子の長さと消光比との関係をプロットしたものであり、菱形印は、第２の方向に沿った撮像素子の長さとワイヤグリッド偏光子の製造時の損傷発生との関係をプロットしたものである。
【００５５】
［表１］
Ｘ2（μｍ） 消光比に関するθ（度） 倒れに関するθ（度）
１．０ ５．７ ４．６
２．０ １１．５ ９．２
３．０ １７．４ １４．０
４．０ ２３．５ １８．８
５．０ ３０．０ ２３．７
６．０ ３６．８ ２８．９
７．０ ４４．４ ３４．３
８．０ ５３．１ ４０．１
９．０ ６４．１ ４６．５
【００５６】
尚、Ｘ2（μｍ）をパラメータとした関数で『消光比に関するθ（度）』を表すと、前述した式（Ｂ）となる。一方、Ｘ2（μｍ）をパラメータとした関数で『倒れに関するθ（度）』を表すと、前述した式（Ａ）となる。
【００５７】
比較のために、ワイヤグリッド偏光子の配列状態を図１４に模式的に示すように、ワイヤが第１の方向と平行に延び、しかも、ワイヤの長さを、１つの撮像素子の第１の方向に沿った長さと略等しくしたもの（比較例１Ａ）、ワイヤグリッド偏光子の配列状態を図１５に模式的に示すように、ワイヤが第１の方向と平行に延び、しかも、ワイヤの長さを、１つの撮像素子ユニット（２つの撮像素子）の第１の方向に沿った長さと略等しくしたもの（比較例１Ｂ）、図示しないが、ワイヤが第１の方向と平行に延び、しかも、ワイヤの長さを、第１の方向に沿った全ての撮像素子ユニットの長さと等しくしたもの（比較例１Ｃ）を作製した。得られた撮像素子アレイの評価を纏めると以下の表２のとおりである。
【００５８】
尚、表２中、『倒れ現象の有／無』とは、倒れ現象の発生の有り／無しの評価結果である。また、『消光比良／不良』とは、消光比の値の大小によって左眼用画像と右眼用画像の相違が十分に生じるか否かの評価であり、良好とは、左眼用画像と右眼用画像の相違が十分に生じることを意味する。更には、『縞模様発生有／無』とは、得られた画像に縞模様が発生するか否かの評価であり、複数の連続する撮像素子に対してワイヤの切れ目が１つしか存在しない場合、得られた画像に縞模様が発生する（図６参照）。
【００５９】
［表２］
倒れ現象の有／無 消光比良／不良 縞模様発生有／無
実施例１ 無し 良好 無し
比較例１Ａ 無し 不良 無し
比較例１Ｂ 無し 良好 有り
比較例１Ｃ 有り 良好 無し
【００６０】
実施例１においては、１組の第１偏光手段３０及び第２偏光手段５０並びに１つのレンズ系２０から撮像装置１０が構成されているので、例えば左右に分離された２つの異なる画像を同時に生成させることができ、単眼で、簡素な構成、構造を有し、構成部品の少ない、小型の撮像装置を提供することができる。また、レンズ及び偏光フィルタの組合せを２組、必要としないので、ズーム、絞り部、フォーカス、輻輳角等にズレや差異が生じることもない。しかも、両眼視差の基線長さが比較的短いので、自然な立体感を得ることができる。更には、第１偏光手段３０を脱着させ得る構造とすれば、あるいは又、電気信号の処理によって、容易に、２次元画像及び３次元画像を得ることができる。
【００６１】
しかも、実施例１にあっては、ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの延びる方向と第１の方向との成す角度θは、０度を超え、９０度未満であるが故に、ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの長さを適度に長くすることができる結果、消光比の値を大きくすることができ、左眼用画像と右眼用画像の高い分離能を達成することが可能となるし、ワイヤグリッド偏光子の製造時、ワイヤグリッド偏光子に損傷が発生し難い。しかも、ワイヤグリッド偏光子による偏光状態の均一化を図ることができ、得られた画像に縞模様が発生することもない。
【実施例２】
【００６２】
実施例２は、実施例１の変形である。実施例１にあっては、第１の方向を水平方向（Ｘ軸方向）、第２の方向を垂直方向（Ｙ軸方向）とした。一方、実施例２においては、第１の方向を垂直方向（Ｙ軸方向）、第２の方向を水平方向（Ｘ軸方向）とする。第１偏光手段３０及び第２偏光手段５０における偏光の状態を図８の（Ａ）及び（Ｂ）に模式的に示し、ベイヤ配列を有する撮像素子アレイの概念図を図９に示す。以上の点を除き、実施例２の撮像装置の構成、構造は、実施例１の撮像装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【実施例３】
【００６３】
実施例３においては、実施例１あるいは実施例２における画像処理手段１２について説明する。図１０に概念図を示すように、画像処理手段１２は、例えば、偏光画素分離部１０１、非偏光画素補間処理部１０２、デモザイク処理部１０３、視差検出用左眼画像生成部１０４、視差検出用右眼画像生成部１０５、視差検出部１０６、視差画像生成部１０７、及び、画像出力部１０８から構成されている。
【００６４】
撮像素子４１（４１Ａ，４１Ｂ）から出力された電気信号に対して、偏光画素分離部１０１において、撮像素子４１Ａからの電気信号（『偏光電気信号』と呼ぶ）と、撮像素子４１Ｂからの電気信号（『非偏光電気信号』と呼ぶ）の分離処理が行われる。
【００６５】
そして、偏光画素分離部１０１において分離された非偏光電気信号は、非偏光画素補間処理部１０２に送出され、非偏光画素補間処理部１０２において、非偏光電気信号から欠落した画素、即ち、撮像素子４１Ａに対応する画素に対する補間処理が行われる。具体的には、例えば、撮像素子４１Ａからの電気信号に対して、第２の方向に沿って撮像素子４１Ａに隣接する撮像素子４１Ｂからの電気信号に基づき補間処理を行う。補間処理として、色毎に線形補間処理を行う方法や、色信号から生成した輝度の勾配に応じて補間方向を選択する方向選択型の補間処理を挙げることができる。非偏光画素補間処理部１０２からの電気信号に基づく画像は、撮像素子４１（撮像素子４１Ａ，４１Ｂ）の全てにおける非偏光電気信号に基づく画像に相当する。即ち、この画像は、２次元画像に相当する。そして、非偏光画素補間処理部１０２からデモザイク処理部１０３に送出された電気信号に対して、デモザイク処理部１０３ではデモザイク処理及びその他のカメラ信号処理が行われ、通常の２次元画像が得られる。デモザイク処理部１０３からの電気信号は、視差画像生成部１０７に送出される。
【００６６】
一方、偏光画素分離部１０１において分離された偏光電気信号は、視差検出用右眼画像生成部（偏光画素ゲイン調整部）１０５に送出される。視差検出用右眼画像生成部１０５では、偏光電気信号の輝度と、非偏光電気信号の輝度とが調整される。即ち、撮像素子４１Ａに対応する画素の輝度と、撮像素子４１Ｂに対応する画素の輝度とが、ほぼ同一の平均値及び分布（標準偏差）となるように輝度調整される。こうして、視差検出用右眼画像生成部１０５では、右眼画像用の電気信号を得ることができる。
【００６７】
そして、視差検出用右眼画像生成部１０５からの電気信号は、視差検出用左眼画像生成部１０４に送出される。視差検出用左眼画像生成部１０４には、非偏光画素補間処理部１０２からの電気信号も送出される。視差検出用左眼画像生成部１０４においては、非偏光画素補間処理部１０２からの電気信号と、視差検出用右眼画像生成部１０５からの電気信号の差分に基づき、左眼画像用の電気信号を得ることができる。
【００６８】
そして、視差検出用右眼画像生成部１０５及び視差検出用左眼画像生成部１０４からの電気信号は、視差検出部１０６に送出される。視差検出部１０６においては、右眼画像用の電気信号及び左眼画像用の電気信号に対して、例えばブロックマッチング処理等を行い、視差情報としての被写体距離を検出する。即ち、例えばブロックマッチング処理によって、左眼用画像と右眼用画像との間のずれを検出し、ずれ量に応じた被写体距離を算出する。そして、視差検出部１０６においてはデプスマップを生成して、視差画像生成部１０７に出力する。デプスマップは、画像の構成画素各々についての被写体距離情報を持つデータである。視差画像生成部１０７は、デモザイク処理部１０３からの出力、及び、デプスマップを用いて、右眼用の画像及び左眼用の画像を得るための電気信号を生成する。そして、得られた電気信号は、画像出力部１０８を介して出力され、画像記憶部１３に記録される。また、画像表示部（図示せず）にも供給され、画像データに基づいて、例えば、液晶表示装置等の表示装置に表示される。
【００６９】
以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した撮像装置、撮像素子、画像処理手段の構成、構造は例示であり、適宜、変更することができる。例えば、図１１の（Ａ）に模式的な一部断面図を図示するように、撮像素子４１を、シリコン半導体基板６０に設けられた光電変換素子６１、並びに、その上に、第１平坦化膜６２、ワイヤグリッド偏光子６６、第２平坦化膜６５、カラーフィルタ６３、及び、オンチップレンズ６４が積層されて成る構成とすることもできる。あるいは又、図１１の（Ｂ）に模式的な一部断面図を図示するように、撮像素子４１を、シリコン半導体基板６０に設けられた光電変換素子６１、並びに、その上に、第１平坦化膜６２、オンチップレンズ６４、第２平坦化膜６５、カラーフィルタ６３、及び、ワイヤグリッド偏光子６６が積層されて成る構成とすることもできる。また、撮像素子を、図示したような表面照射型としてもよいし、図示しないが、裏面照射型としてもよい。
【００７０】
右眼用画像データ及び左眼用画像データに基づき立体画像を表示するが、係る表示方式として、例えば、２台のプロジェクタに円偏光又は直線偏光フィルタを取り付けて左右眼用の画像をそれぞれ表示し、表示に対応した円偏光又は直線偏光眼鏡で画像を観察する方式、レンチキュラーレンズ方式、パララックスバリア方式を挙げることができる。尚、円偏光又は直線偏光眼鏡を使用することなく画像を観察すると、通常の２次元（平面）画像を観察することができる。また、以上に説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラムあるいはプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標）等を用いることができる。
【００７１】
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［１］《撮像装置》
（Ａ）被写体からの光を偏光させる第１偏光手段、
（Ｂ）第１偏光手段からの光を集光するレンズ系、並びに、
（Ｃ）第１の方向、及び、第１の方向と直交する第２の方向に２次元マトリクス状に撮像素子が配列されて成り、光入射側に第２偏光手段を有し、レンズ系によって集光された光を電気信号に変換する撮像素子アレイ、
を具備し、
第１偏光手段は、第１の方向に沿って配列された第１領域及び第２領域を有し、
第１領域を通過した第１領域通過光の偏光状態と、第２領域を通過した第２領域通過光の偏光状態とは異なり、
第２偏光手段は、第２の方向に沿って交互に配置され、第１の方向に延びる複数の第３領域及び第４領域を有し、
第３領域を通過した第３領域通過光は偏光状態にあり、第４領域を通過した第４領域通過光は非偏光状態にあり、
第３領域を構成する第２偏光手段の部分には、ワイヤグリッド偏光子が設けられており、
ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの延びる方向と第１の方向との成す角度θは、０度を超え、９０度未満であり、
第１領域通過光は第３領域を通過して撮像素子に到達し、第１領域通過光及び第２領域通過光は第４領域を通過して撮像素子に到達し、以て、第１領域の重心点と第１偏光手段の重心点との間の距離を両眼視差の基線長さとした立体画像を得るための画像を撮像する撮像装置。
［２］第２の方向に沿って連続するＭ個の撮像素子（但し、Ｍ＝２mであり、ｍは２乃至５の自然数）に対して１つの第３領域及び１つの第４領域を配する［１］に記載の撮像装置。
［３］複数の撮像素子ユニットが、第１の方向及び第２の方向に２次元マトリクス状に配列されており、
１つの撮像素子ユニットは、４つの撮像素子がベイヤ配列されて成り、
第３領域は、第２の方向に沿って連続した２個の撮像素子に対応して配されており、
第４領域は、第２の方向に沿って連続した残りの撮像素子に対応して配されている［２］に記載の撮像装置。
［４］第３領域は、第１の方向に沿った全ての撮像素子に対応して配されている［３］に記載の撮像装置。
［５］θ1≦θ≦θ2を満足する［３］に記載の撮像装置。
但し、第２の方向に沿った撮像素子の長さをＸ2としたとき、θ1は、
ｆ1（Ｘ2）＝ａｒｃｓｉｎ（Ｘ2／１２．４）
から求められた値を切り捨てた整数値であり、θ2は、
ｆ2（Ｘ2）＝ａｒｃｓｉｎ（Ｘ2／１０．０）
から求められた値を切り上げた整数値である。
［６］ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤには切れ目が存在しない［１］乃至［５］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［７］第１偏光手段はレンズ系の絞り部近傍に配置されている［１］乃至［６］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［８］第１領域及び第２領域は偏光子から成り、
第１領域通過光の電場の向きと第２領域通過光の電場の向きとは直交している［１］乃至［７］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［９］第１領域通過光の電場の向きは第２の方向と平行である［８］に記載の撮像装置。
［１０］第１領域通過光の電場の向きと第３領域通過光の電場の向きとは０度又は９０度の角度を成す［１］乃至［９］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［１１］撮像素子は、カラーフィルタ、オンチップレンズ、及び、ワイヤグリッド偏光子が積層されて成る［１］乃至［１０］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［１２］撮像素子は、ワイヤグリッド偏光子、カラーフィルタ、及び、オンチップレンズが積層されて成る［１］乃至［１０］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［１３］第１偏光手段はレンズ系に脱着自在に取り付けられている［１］乃至［１２］のいずれか１項に記載の撮像装置。
［１４］《撮像方法》
（Ａ）被写体からの光を偏光させる第１偏光手段、
（Ｂ）第１偏光手段からの光を集光するレンズ系、並びに、
（Ｃ）第１の方向、及び、第１の方向と直交する第２の方向に２次元マトリクス状に撮像素子が配列されて成り、光入射側に第２偏光手段を有し、レンズ系によって集光された光を電気信号に変換する撮像素子アレイ、
を具備し、
第１偏光手段は、第１の方向に沿って配列された第１領域及び第２領域を有し、
第１領域を通過した第１領域通過光の偏光状態と、第２領域を通過した第２領域通過光の偏光状態とは異なり、
第２偏光手段は、第２の方向に沿って交互に配置され、第１の方向に延びる複数の第３領域及び第４領域を有し、
第３領域を通過した第３領域通過光は偏光状態にあり、第４領域を通過した第４領域通過光は非偏光状態にあり、
第３領域を構成する第２偏光手段の部分には、ワイヤグリッド偏光子が設けられており、
ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの延びる方向と第１の方向との成す角度θは、０度を超え、９０度未満であり、
第１領域通過光は第３領域を通過して撮像素子に到達し、第１領域通過光及び第２領域通過光は第４領域を通過して撮像素子に到達し、以て、第１領域の重心点と第１偏光手段の重心点との間の距離を両眼視差の基線長さとした立体画像を得るための画像を撮像する撮像装置を用いた撮像方法であって、
第３領域を通過して撮像素子に到達した第１領域通過光によって、右眼用及び左眼用のいずれか一方の画像を得るための電気信号を撮像素子において生成し、
第４領域を通過して撮像素子に到達した第１領域通過光及び第２領域通過光によって、右眼用及び左眼用のいずれか他方の画像を得るための電気信号を撮像素子において生成し、
これらの電気信号を出力する撮像方法。
［１５］第３領域を通過した第１領域通過光によって得られる電気信号、及び、第４領域を通過した第１領域通過光及び第２領域通過光によって得られる電気信号から生成されたデプスマップ、並びに、撮像素子アレイを構成する全撮像素子からの電気信号に基づき、右眼用画像を得るための画像データ、及び、左眼用画像を得るための画像データを得る［１４］に記載の撮像方法。
【００７２】
尚、上記［１］に記載の本開示の撮像装置、及び、上記［１４］に記載の本開示の撮像方法は、以下のようにも表現することができる。即ち、
［１’］《撮像装置》
（Ａ）被写体からの光を偏光させる第１偏光手段、
（Ｂ）第１偏光手段からの光を集光するレンズ系、並びに、
（Ｃ）第１の方向、及び、第１の方向と直交する第２の方向に２次元マトリクス状に撮像素子が配列されて成り、光入射側に第２偏光手段を有し、レンズ系によって集光された光を電気信号に変換する撮像素子アレイ、
を具備し、
第１偏光手段は、第１の方向に沿って配列された第１領域及び第２領域を有し、
第１領域を通過した第１領域通過光の偏光状態と、第２領域を通過した第２領域通過光の偏光状態とは異なり、
第２偏光手段は、第２の方向に沿って離間して配置され、第１の方向に延びる複数の第３領域を有し、
第３領域を通過した第３領域通過光は偏光状態にあり、第２偏光手段において第３領域以外の領域を通過した光は非偏光状態にあり、
第３領域を構成する第２偏光手段の部分には、ワイヤグリッド偏光子が設けられており、
ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの延びる方向と第１の方向との成す角度θは、０度を超え、９０度未満であり、
第１領域通過光は第３領域を通過して撮像素子に到達し、第１領域通過光及び第２領域通過光は、第２偏光手段において第３領域以外の領域を通過して撮像素子に到達し、以て、第１領域の重心点と第１偏光手段の重心点との間の距離を両眼視差の基線長さとした立体画像を得るための画像を撮像する撮像装置。
［１４’］《撮像方法》
（Ａ）被写体からの光を偏光させる第１偏光手段、
（Ｂ）第１偏光手段からの光を集光するレンズ系、並びに、
（Ｃ）第１の方向、及び、第１の方向と直交する第２の方向に２次元マトリクス状に撮像素子が配列されて成り、光入射側に第２偏光手段を有し、レンズ系によって集光された光を電気信号に変換する撮像素子アレイ、
を具備し、
第１偏光手段は、第１の方向に沿って配列された第１領域及び第２領域を有し、
第１領域を通過した第１領域通過光の偏光状態と、第２領域を通過した第２領域通過光の偏光状態とは異なり、
第２偏光手段は、第２の方向に沿って離間して配置され、第１の方向に延びる複数の第３領域を有し、
第３領域を通過した第３領域通過光は偏光状態にあり、第２偏光手段において第３領域以外の領域を通過した光は非偏光状態にあり、
第３領域を構成する第２偏光手段の部分には、ワイヤグリッド偏光子が設けられており、
ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの延びる方向と第１の方向との成す角度θは、０度を超え、９０度未満であり、
第１領域通過光は第３領域を通過して撮像素子に到達し、第１領域通過光及び第２領域通過光は、第２偏光手段において第３領域以外の領域を通過して撮像素子に到達し、以て、第１領域の重心点と第１偏光手段の重心点との間の距離を両眼視差の基線長さとした立体画像を得るための画像を撮像する撮像装置を用いた撮像方法であって、
第３領域を通過して撮像素子に到達した第１領域通過光によって、右眼用及び左眼用のいずれか一方の画像を得るための電気信号を撮像素子において生成し、
第２偏光手段において第３領域以外の領域を通過して撮像素子に到達した第１領域通過光及び第２領域通過光によって、右眼用及び左眼用のいずれか他方の画像を得るための電気信号を撮像素子において生成し、
これらの電気信号を出力する撮像方法。
【符号の説明】
【００７３】
１０・・・撮像装置、１１・・・カメラ本体部、１２・・・画像処理手段、１３・・・画像記憶部、２０・・・レンズ系、２１・・・撮影レンズ、２２・・・絞り部、２３・・・結像レンズ、３０・・・第１偏光手段、３１・・・第１領域、３２・・・第２領域、４０・・・撮像素子アレイ、４１，４１Ａ，４１Ｂ・・・撮像素子、５０・・・第２偏光手段（偏光手段）、５１・・・第３領域、５２・・・第４領域、６０・・・シリコン半導体基板、６１・・・光電変換素子、６２・・・第１平坦化膜、６３・・・カラーフィルタ、６４・・・オンチップレンズ、６５・・・第２平坦化膜、６６・・・ワイヤグリッド偏光子、６７・・・ワイヤ、６８・・・配線層、６９・・・遮光層、７１・・・ワイヤ材料層、７２・・・レジスト層、７３・・・エッチングマスク層（ハードマスク材料層）、１０１・・・偏光画素分離部、１０２・・・非偏光画素補間処理部、１０３・・・デモザイク処理部、１０４・・・視差検出用左眼画像生成部、１０５・・・視差検出用右眼画像生成部、１０６・・・視差検出部、１０７・・・視差画像生成部、１０８・・・画像出力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）被写体からの光を偏光させる第１偏光手段、
（Ｂ）第１偏光手段からの光を集光するレンズ系、並びに、
（Ｃ）第１の方向、及び、第１の方向と直交する第２の方向に２次元マトリクス状に撮像素子が配列されて成り、光入射側に第２偏光手段を有し、レンズ系によって集光された光を電気信号に変換する撮像素子アレイ、
を具備し、
第１偏光手段は、第１の方向に沿って配列された第１領域及び第２領域を有し、
第１領域を通過した第１領域通過光の偏光状態と、第２領域を通過した第２領域通過光の偏光状態とは異なり、
第２偏光手段は、第２の方向に沿って交互に配置され、第１の方向に延びる複数の第３領域及び第４領域を有し、
第３領域を通過した第３領域通過光は偏光状態にあり、第４領域を通過した第４領域通過光は非偏光状態にあり、
第３領域を構成する第２偏光手段の部分には、ワイヤグリッド偏光子が設けられており、
ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの延びる方向と第１の方向との成す角度θは、０度を超え、９０度未満であり、
第１領域通過光は第３領域を通過して撮像素子に到達し、第１領域通過光及び第２領域通過光は第４領域を通過して撮像素子に到達し、以て、第１領域の重心点と第１偏光手段の重心点との間の距離を両眼視差の基線長さとした立体画像を得るための画像を撮像する撮像装置。
【請求項２】
第２の方向に沿って連続するＭ個の撮像素子（但し、Ｍ＝２mであり、ｍは２乃至５の自然数）に対して１つの第３領域及び１つの第４領域を配する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
複数の撮像素子ユニットが、第１の方向及び第２の方向に２次元マトリクス状に配列されており、
１つの撮像素子ユニットは、４つの撮像素子がベイヤ配列されて成り、
第３領域は、第２の方向に沿って連続した２個の撮像素子に対応して配されており、
第４領域は、第２の方向に沿って連続した残りの撮像素子に対応して配されている請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
第３領域は、第１の方向に沿った全ての撮像素子に対応して配されている請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
θ1≦θ≦θ2を満足する請求項３に記載の撮像装置。
但し、第２の方向に沿った撮像素子の長さをＸ2としたとき、θ1は、
ｆ1（Ｘ2）＝ａｒｃｓｉｎ（Ｘ2／１２．４）
から求められた値を切り捨てた整数値であり、θ2は、
ｆ2（Ｘ2）＝ａｒｃｓｉｎ（Ｘ2／１０．０）
から求められた値を切り上げた整数値である。
【請求項６】
ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤには切れ目が存在しない請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
（Ａ）被写体からの光を偏光させる第１偏光手段、
（Ｂ）第１偏光手段からの光を集光するレンズ系、並びに、
（Ｃ）第１の方向、及び、第１の方向と直交する第２の方向に２次元マトリクス状に撮像素子が配列されて成り、光入射側に第２偏光手段を有し、レンズ系によって集光された光を電気信号に変換する撮像素子アレイ、
を具備し、
第１偏光手段は、第１の方向に沿って配列された第１領域及び第２領域を有し、
第１領域を通過した第１領域通過光の偏光状態と、第２領域を通過した第２領域通過光の偏光状態とは異なり、
第２偏光手段は、第２の方向に沿って交互に配置され、第１の方向に延びる複数の第３領域及び第４領域を有し、
第３領域を通過した第３領域通過光は偏光状態にあり、第４領域を通過した第４領域通過光は非偏光状態にあり、
第３領域を構成する第２偏光手段の部分には、ワイヤグリッド偏光子が設けられており、
ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの延びる方向と第１の方向との成す角度θは、０度を超え、９０度未満であり、
第１領域通過光は第３領域を通過して撮像素子に到達し、第１領域通過光及び第２領域通過光は第４領域を通過して撮像素子に到達し、以て、第１領域の重心点と第１偏光手段の重心点との間の距離を両眼視差の基線長さとした立体画像を得るための画像を撮像する撮像装置を用いた撮像方法であって、
第３領域を通過して撮像素子に到達した第１領域通過光によって、右眼用及び左眼用のいずれか一方の画像を得るための電気信号を撮像素子において生成し、
第４領域を通過して撮像素子に到達した第１領域通過光及び第２領域通過光によって、右眼用及び左眼用のいずれか他方の画像を得るための電気信号を撮像素子において生成し、
これらの電気信号を出力する撮像方法。
【請求項１】
（Ａ）被写体からの光を偏光させる第１偏光手段、
（Ｂ）第１偏光手段からの光を集光するレンズ系、並びに、
（Ｃ）第１の方向、及び、第１の方向と直交する第２の方向に２次元マトリクス状に撮像素子が配列されて成り、光入射側に第２偏光手段を有し、レンズ系によって集光された光を電気信号に変換する撮像素子アレイ、
を具備し、
第１偏光手段は、第１の方向に沿って配列された第１領域及び第２領域を有し、
第１領域を通過した第１領域通過光の偏光状態と、第２領域を通過した第２領域通過光の偏光状態とは異なり、
第２偏光手段は、第２の方向に沿って交互に配置され、第１の方向に延びる複数の第３領域及び第４領域を有し、
第３領域を通過した第３領域通過光は偏光状態にあり、第４領域を通過した第４領域通過光は非偏光状態にあり、
第３領域を構成する第２偏光手段の部分には、ワイヤグリッド偏光子が設けられており、
ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの延びる方向と第１の方向との成す角度θは、０度を超え、９０度未満であり、
第１領域通過光は第３領域を通過して撮像素子に到達し、第１領域通過光及び第２領域通過光は第４領域を通過して撮像素子に到達し、以て、第１領域の重心点と第１偏光手段の重心点との間の距離を両眼視差の基線長さとした立体画像を得るための画像を撮像する撮像装置。
【請求項２】
第２の方向に沿って連続するＭ個の撮像素子（但し、Ｍ＝２mであり、ｍは２乃至５の自然数）に対して１つの第３領域及び１つの第４領域を配する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
複数の撮像素子ユニットが、第１の方向及び第２の方向に２次元マトリクス状に配列されており、
１つの撮像素子ユニットは、４つの撮像素子がベイヤ配列されて成り、
第３領域は、第２の方向に沿って連続した２個の撮像素子に対応して配されており、
第４領域は、第２の方向に沿って連続した残りの撮像素子に対応して配されている請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
第３領域は、第１の方向に沿った全ての撮像素子に対応して配されている請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
θ1≦θ≦θ2を満足する請求項３に記載の撮像装置。
但し、第２の方向に沿った撮像素子の長さをＸ2としたとき、θ1は、
ｆ1（Ｘ2）＝ａｒｃｓｉｎ（Ｘ2／１２．４）
から求められた値を切り捨てた整数値であり、θ2は、
ｆ2（Ｘ2）＝ａｒｃｓｉｎ（Ｘ2／１０．０）
から求められた値を切り上げた整数値である。
【請求項６】
ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤには切れ目が存在しない請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
（Ａ）被写体からの光を偏光させる第１偏光手段、
（Ｂ）第１偏光手段からの光を集光するレンズ系、並びに、
（Ｃ）第１の方向、及び、第１の方向と直交する第２の方向に２次元マトリクス状に撮像素子が配列されて成り、光入射側に第２偏光手段を有し、レンズ系によって集光された光を電気信号に変換する撮像素子アレイ、
を具備し、
第１偏光手段は、第１の方向に沿って配列された第１領域及び第２領域を有し、
第１領域を通過した第１領域通過光の偏光状態と、第２領域を通過した第２領域通過光の偏光状態とは異なり、
第２偏光手段は、第２の方向に沿って交互に配置され、第１の方向に延びる複数の第３領域及び第４領域を有し、
第３領域を通過した第３領域通過光は偏光状態にあり、第４領域を通過した第４領域通過光は非偏光状態にあり、
第３領域を構成する第２偏光手段の部分には、ワイヤグリッド偏光子が設けられており、
ワイヤグリッド偏光子を構成するワイヤの延びる方向と第１の方向との成す角度θは、０度を超え、９０度未満であり、
第１領域通過光は第３領域を通過して撮像素子に到達し、第１領域通過光及び第２領域通過光は第４領域を通過して撮像素子に到達し、以て、第１領域の重心点と第１偏光手段の重心点との間の距離を両眼視差の基線長さとした立体画像を得るための画像を撮像する撮像装置を用いた撮像方法であって、
第３領域を通過して撮像素子に到達した第１領域通過光によって、右眼用及び左眼用のいずれか一方の画像を得るための電気信号を撮像素子において生成し、
第４領域を通過して撮像素子に到達した第１領域通過光及び第２領域通過光によって、右眼用及び左眼用のいずれか他方の画像を得るための電気信号を撮像素子において生成し、
これらの電気信号を出力する撮像方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１０２３２２（Ｐ２０１３−１０２３２２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４４３１３（Ｐ２０１１−２４４３１３）
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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