CN103460024B - 摄像装置和摄像*** - Google Patents

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Abstract

本申请所公开的摄像装置具备：透镜光学***(L)；具有多个第一、第二像素P1、P2的摄像元件(N)；阵列状光学元件(K)。并且，透镜光学***(L)含有第一光学区域(D1)和第二光学区域(D2)，第一光学区域(D1)主要透射在第一偏振轴的方向上振动的光，第二光学区域(D2)透射在全部的方向上振动的光，阵列状光学元件(K)使通过第一光学区域(D1)的光入射多个第一像素(P1)、且使通过第二光学区域(D2)的光入射多个第二像素(P2)。

Description

摄像装置和摄像***
技术领域
本申请涉及照相机等的摄像装置和摄像***。
背景技术
在车载照相机的领域，公开有一种摄像装置(专利文献1)，其为了检 测路面的状态和车道，在复眼照相机的光路中，按每个眼设置使偏振轴互 不相同的起偏镜。
另外，在内窥镜***和皮肤诊断***等医疗/美容领域的照相机中， 取得无偏振图像和偏振图像这两方的摄像装置得到实用化。
在这些摄像装置中，具备偏振光照明，其将无偏振的光和沿着规定的 偏振轴的方向振动的光照射到活体组织上。将规定的偏振成分的光照射到 活体组织上时，来自生物体表面的反射光，成为偏振成分被维持的镜面反 射光，来自生物体深处的反射光，成为偏振成分被打乱的散乱反射光。因 此，在摄像装置侧配置使在与偏振光照明的偏振轴平行的方向上振动的光 透射的偏振光滤光片、和使在与照明的偏振轴垂直的方向上振动的光透射的偏振光滤光片，就可以取得生体表面和生体深处的图像。
用于取得这样的偏振特性不同的图像的摄像装置被公开(专利文献2、 3)。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：特开2010-25915号公报
专利文献2：特开2008-237243号公报
专利文献3：特开2011-97987号公报
但是，在上述现有的技术中，要求由更简单的构成可以进行运动图像 拍摄的摄像装置。
发明内容
本申请的非限定性例示的某一实施方式，提供一种由更简单的构成可 以进行运动图像拍摄的摄像装置。
本发明的一个形态的摄像装置，具备如下：透镜光学***；摄像元件， 其至少具有让通过所述透镜光学***的光入射的多个第一像素和多个第 二像素；阵列状光学元件，其配置在所述透镜光学***和所述摄像元件之 间，且包含分别具有透镜面的多个光学部件，所述透镜光学***具有多个 光学区域，所述多个光学区域至少包含如下：第一光学区域，其主要透射 在第一偏振轴的方向上振动的光；第二光学区域，其透射在任意的方向上 振动的光，并且，所述阵列状光学元件的所述多个光学部件，使通过所述 第一光学区域的光入射所述多个第一像素，使通过所述第二光学区域的光 入射所述多个第二像素。
根据本发明的一个形态的摄像装置，能够使用单一的摄像***同时取 得偏振图像和无偏振图像双方。另外，使用本发明的摄像装置拍摄运动图 像时，即使随着时间的经过而被摄物体的位置发生变化，在多个图像间也 不会产生像的错位。
附图说明
图1是表示本发明的摄像装置A的实施方式1的模式图。
图2是从被摄物体侧观看本发明的实施方式1的光学元件L1p的第一 和第二光学区域D1、D2的正视图。
图3是本发明的实施方式1的阵列状光学元件K的立体图。
图4(a)是放大示出本实施方式1中图1所示的阵列状光学元件K 和摄像元件N的图，(b)是表示阵列状光学元件K与摄像元件N上的像 素的位置关系的图。
图5是表示本发明的实施方式2的摄像***AP1的模式图。
图6是表示本发明的摄像装置A的实施方式3的模式图。
图7是从被摄物体侧观看本发明的实施方式3的光学元件L1s的第一 和第二光学区域D1、D2的正视图。
图8是表示本发明的实施方式3的摄像***AP2的模式图。
图9是表示本发明的摄像装置A的实施方式4的模式图。
图10是从被摄物体侧观看本发明的实施方式4的光学元件L1p的第 一、第二和第三光学区域D1、D2和D3的正视图。
图11(a)是放大示出本发明的实施方式4的图8所示的阵列状光学 元件K和摄像元件N的图，(b)是表示阵列状光学元件K与摄像元件N 上的像素的位置关系的图。
图12(a)是从被摄物体侧观看本发明的实施方式5的光学元件L1s 的第一、第二、第三和第四光学区域D1、D2，D3和D4的正视图，(b) 是从被摄物体侧观看光学元件L1p的第一、第二、第三和第四光学区域 D1、D2，D3和D4的正视图。
图13是本发明的实施方式5的阵列状光学元件K的立体图。
图14(a)是放大示出本实施方式5的阵列状光学元件K和摄像元件 N的图，(b)是表示阵列状光学元件K与摄像元件N上的像素的位置关 系的图。
图15(a)是从被摄物体侧观看本发明的实施方式6的光学元件L1s 的第一、第二、第三和第四光学区域D1、D2，D3和D4的正视图，(b) 是从被摄物体侧观看光学元件L1p的第一、第二、第三和第四光学区域 D1、D2，D3和D4的正视图。
图16(a)是从被摄物体侧观看本发明的实施方式6的其他形态的光 学元件L1p的第一、第二、第三和第四光学区域D1、D2，D3和D4的正 视图。(b)是从被摄物体侧观看光阑S的第一、第二、第三和第四光学区 域D1、D2，D3和D4的正视图。
图17(a)是从被摄物体侧观看本发明的实施方式7的光学元件L1p 的第一、第二、第三和第四光学区域D1、D2，D3和D4的正视图，(b) 是表示阵列状光学元件K和摄像元件N上的像素的位置关系的图。
图18是表示本发明的实施方式7的其他形态中的、阵列状光学元件 K与摄像元件N上的像素的位置关系的图。
图19(a)和(b)是表示本发明的实施方式8的光学***和摄像部的 模式图。
图20(a)是本发明的实施方式8的光学元件L1s的立体图，(b)是 从被摄物体侧观看光阑S的正视图。
图21(a)是本发明的实施方式8的其他形态的光学元件L1s的立体 图，(b)是从被摄物体侧观看光阑S的正视图。
图22(a)是本发明的实施方式8的其他形态的光学元件L1s的立体 图，(b)是从被摄物体侧观看光阑S的正视图。
图23是表示本发明的实施方式8的其他形态的光学***和摄像部的 模式图。
图24(a1)和(b1)是本发明的实施方式9的阵列状光学元件K的 立体图，(a2)和(b2)是表示各光学部件的等高线的图，(a3)和(b3) 是表示光线追迹模拟的结果的图。
图25(a)和(b)是放大示出本发明的实施方式10的阵列状光学元 件K和摄像元件N的图。
图26(a)和(b)是放大示出本发明的实施方式11的阵列状光学元 件K和摄像元件N的图。
图27(a)是放大示出本发明的实施方式12所示的阵列状光学元件K 和摄像元件N的图，(b)是表示阵列状光学元件K和摄像元件N上的像 素的位置关系的图。
图28(a1)是表示具有相对于光轴非旋转对称的形状的微透镜阵列的 配置及其等高线的图。(a2)是(a1)所示的微透镜阵列的立体图。(b1) 是表示具有相对于光轴旋转对称的形状的微透镜阵列的配置及其等高线 的图。(b2)是(b1)所示的微透镜阵列的立体图。(c1)是表示将圆柱微 透镜交替错开半间距的配置及其等高线的图。(c2)是(c1)所示的圆柱 微透镜阵列的立体图。
图29(a)是表示将图28(a1)、(a2)所示的微透镜应用于实施方式 12的阵列状光学元件时的光线追迹模拟的结果的图。(b)是表示将图28 (b1)、(b2)所示的微透镜应用于实施方式12的阵列状光学元件时的光 线追迹模拟的结果的图。(c)是表示将图28(c1)、(c2)所示的微透镜应 用于实施方式12的阵列状光学元件时的光线追迹模拟的结果的图。
图30(a)和(b)分别是提取出通过第一和第二区域的光到达的像素 的图。
图31(a)是本发明的实施方式13的显微镜AP3的正视图，(b)是 侧视图。
图32(a)是本发明的实施方式14的胶囊内窥镜AP4的正视图，(b) 是侧视图。
图33(a)是本实施方式15的电子反射镜AP5的正视图，(b)是立 体电子反射镜AP6的正视图。
图34(a)和(b)是可以设于摄像元件上的衍射光学元件的俯视图和 剖面图。
图35(a)、(b)、(c)和(d)是本发明的其他形态的光学元件和光阑 的正视图。
具体实施方式
本申请发明者详细地研究了专利文献1至3所公开的摄像装置。根据 专利文献1所公开的装置，因为是复眼结构，所以在焦距长的情况下，和 在被摄物体距离近的用途中，取得的图像间的视差随着被摄物体距离而发 生巨大变化。因此，为了对于被摄物体的相同位置之间进行比较而检测状 态，就另行需要用于按图像的微小区域提取视差而进行校正的信号处理， 而使运算处理增大这样的课题产生。另外，在复眼的情况下，虽然在摄像 元件前方构成透镜阵列，但在此配置中，单一的光学***的有效直径必须 低于摄像区域的大小的一半，光学设计的自由度变小，就取得图像的目标 而言，要构成能够得到充分的分辨率的光学***有困难。另外，构成鱼眼 透镜这样的超广角光学***也困难。
另外，专利文献2公开有一种结构，其通过配置有波长域不同的多个 偏振光照明、和使与偏振光照明正交的偏振成分的光透射的偏振光滤光片 之照相机，取得多个波长域的偏振图像。但是，以这样的构成能够拍摄的 图像，仅仅是包含偏振轴的方向只有一种的偏振信息的图像，而且不同波 长域的图像需要时分式拍摄，因此不适于运动图像拍摄的课题存在。
另外，专利文献3，公开有一种利用偏振光分束器取得偏振成分不同 的图像的结构。但是，在这一构成中，需要偏振光分束器和多个摄像元件， 而使大型化、高成本化这样的课题产生。
鉴于这样的课题，本申请发明者想到了一种新的摄像装置，其可以使 用单一的摄像光学***，取得具有偏振信息的图像和普通图像这两方。本 发明的一个形态的概要如下。
本发明的一个形态的摄像装置，具备如下：透镜光学***；摄像元件， 其至少具有让通过所述透镜光学***的光入射的多个第一像素和多个第 二像素；阵列状光学元件，其配置在所述透镜光学***和所述摄像元件之 间，且含有分别具有透镜面的多个光学部件，所述透镜光学***具有多个 光学区域，所述多个光学区域至少包含：第一光学区域，其主要透射在第 一偏振轴的方向上振动的光；第二光学区域，其透射在任意的方向上振动 的光，所述阵列状光学元件的所述多个光学部件，使通过所述第一光学区 域的光入射到所述多个第一像素，使通过所述第二光学区域的光入射到所 述多个第二像素。
所述第一光学区域透射第一波长域的光，所述第二光学区域透射第二 波长域的光也可。
所述第一波长域是近紫外光的波长域也可。
所述第一波长域包含：在400nm至600nm的波长域之中的规定的波 段也可。
所述第一波长域是近红外光的波长域也可。
所述透镜光学***的所述多个光学区域还具备所述第一、第二光学区 域以外的第三光学区域，所述第三光学区域主要透射：在与所述第一偏振 轴不同的方向的第二偏振轴的方向上振动的光，所述阵列状光学元件使通 过所述第三光学区域的光入射到所述多个第一、第二像素以外的多个第三 像素也可。
所述透镜光学***的所述多个光学区域还具备：所述第一，和第二光 学区域以外的第三和第四光学区域，所述第一、第二、第三和第四光学区 域分别透射互不相同的第一、第二、第三和第四波长域的光，所述阵列状 光学元件使通过所述第三和第四光学区域的光分别入射到所述多个第一 和第二像素以外的多个第三和第四像素也可。
所述透镜光学***的所述多个光学区域还具有：所述第一和第二光学 区域以外的第三和第四光学区域，所述第一和第三光学区域透射相同波长 域的光，第二和第四光学区域分别透射：与透过所述第一和所述第三光学 区域的光的波长域各自不同的波长域的光，所述阵列状光学元件使通过所 述第三和第四光学区域的光入射到所述多个第一和第二像素以外的多个 第三和第四像素也可。
所述第三光学区域主要透射：在与所述第一偏振轴不同的第二偏振轴 的方向上振动的光也可。
所述摄像元件还具有：让所述透镜光学***通过的光入射的多个第三 和第四像素，所述多个光学区域还包含第三、第四光学区域，所述第三光 学区域透射在任意的方向上振动的光，所述阵列状光学元件使通过所述第 三和第四光学区域的光分别入射到所述多个第三和第四像素，所述多个第 一、第二和第三像素分别具有：拥有第一、第二和第三光谱透射率特性的 滤光片也可。
所述多个第四像素具有所述第一光谱透射率特性，所述第四光学区域 透射规定的波长域的光、且透射在与所述第一偏振轴不同的第二偏振轴的 方向上振动的光也可。
所述摄像元件的所述第一、第二、第三和第四像素以Bayer排列构成 也可。
本发明的另一个形态的摄像装置，具备：透镜光学***，其具有第一 区域和第二区域，第一区域具备透射规定波段的光的滤光片、且主要透射 在第一偏振轴的方向振动的光，第二区域配置在与所述第一区域不同的位 置、且透射在任意的方向上振动的光；摄像元件，其具有多个第一像素、 多个第二像素、多个第三像素及多个第四像素，所述多个第一像素让通过 所述透镜光学***的光入射，所述多个第二像素具备有着第一光谱透射率 特性的滤光片，所述多个第三像素具备有着第二光谱透射率特性的滤光 片，所述多个第四像素具备有着第三光谱透射率特性的滤光片；阵列状光 学元件，其配置在所述透镜光学***和所述摄像元件之间，且包含分别具 有透镜面的多个光学部件，所述阵列状光学元件，使通过所述第一光学区 域的光入射所述多个第一像素，且使通过所述第二光学区域的光入射所述 多个第二、第三及第四像素。
本发明的另一个形态的摄像装置，具备：透镜光学***，其具有第一 区域和第二区域，所述第一区域主要透射在第一偏振轴的方向上振动的 光，所述第二区域配置在与所述第一区域不同的位置、且透射在任意的方 向上振动的光；摄像元件，其具有多个像素和摄像面，所述多个像素包含： 让通过所述透镜光学***的光入射的且具备有着第一光谱透射率特性的 滤光片的多个第一和第二像素、具备有着第二光谱透射率特性的滤光片的 多个第三像素、具备有着第三光谱透射率特性的滤光片的多个第四像素； 阵列状光学元件，其配置在所述透镜光学***和所述摄像元件之间，且包 含分别具有透镜面的多个光学部件，所述多个像素按照如下方式配置在所 述摄像面上，即，沿第一方向从1到1个(1是2以上的整数)的像素排列 而成的一行的像素群，沿第二方向以从第1行至第m行(m是2以上的整数)的m行排列，所述m行中的第j行(1≤j<m)所排列的1个像素在所 述第一方向的中心的各位置、与在第j+1行所排列的1个像素在所述第一 方向的中心的各位置大致相同，所述多个光学部件，在所述阵列状光学元 件的表面，沿所述第二方向从1至s个(s为2以上的整数)光学部件排 列而成的一列的光学部件群，沿所述第一方向以从第1列至第t列(t为2 以上的整数)的t列排列，所述t列中的第k列(1≤k<t)所配置的光学 部件在所述第二方向的中心的位置，从在第k+1列所配置的光学部件在 所述第二方向的中心的位置，在所述第二方向上错开。
所述多个第一像素具有第1A和第1B的像素，所述多个第二像素具 有第2A和第2B的像素，所述多个第三像素具有第3A和第3B的像素， 所述多个第四像素具有第4A和第4B的像素，所述第k行的光学部件， 使通过所述第一区域的光入射所述第1A的像素和所述第3A的像素，且 使通过所述第二区域的光入射所述第2B的像素和所述第4B的像素，所述 第k+1行的光学部件，使通过所述第一区域的光入射多个第2A的像素和 所述第4A的像素，且使通过所述第二区域的光入射所述第1B的像素和 所述第3B的像素。
在所述多个光学区域中，至少2个以上的光学区域具有互不相同的光 焦度，在与所述多个光学区域的光焦度彼此相等的情况进行比较下，透过 所述多个光学区域的光的合焦位置互相接近也可。
所述摄像装置在与所述第一区域和所述第二区域的边界部所对应的 位置还具备遮光区域也可。
所述透镜光学***是像侧远心光学***也可。
所述透镜光学***是像侧非远心光学***，在所述透镜光学***的光 轴外，使所述阵列状光学元件的排列相对于所述摄像元件的像素的排列偏 移也可。
所述阵列状光学元件是柱状透镜也可。
在所述阵列状光学元件中，所述多个光学部件的所述透镜面分别是沿 第一方向伸长的柱面，所述多个光学部件沿第二方向配置，所述多个光学 部件分别按照与由1行所述多个第一像素和1行所述多个第二像素所构成 的2行像素对应的方式配置也可。
所述阵列状光学元件是微透镜阵列也可。
在所述阵列状光学元件中，所述多个光学部件的所述透镜面分别具有 旋转对称形状也可。
所述多个光学部件分别按照与所述多个第一像素之中的1个、所述多 个第二像素之中的1个、所述多个第三像素之中的1个、和所述多个第四 像素之中的1个相对应的方式配置。
所述阵列状光学元件在所述摄像元件上形成也可。
所述摄像装置还具备：在所述阵列状光学元件和所述摄像元件之间所 设置的微透镜，所述阵列状光学元件经由所述微透镜而被形成在所述摄像 元件上也可。
在所述阵列状光学元件和所述摄像元件之间所设置的微透镜，是二元 衍射光学元件或多级衍射光学元件也可。
所述透镜光学***还具备光阑，所述多个光学区域配置在所述光阑邻 域也可。
所述摄像装置还具备信号处理部，其基于由所述摄像元件所取得的信 号而生成图像也可。
本发明的一个形态的摄像***具备：上述任一项所述的摄像装置、和 基于由所述摄像装置所取得的信号而生成图像的信号处理部。
本发明的一个形态的摄像***具备上述任一项所述的摄像装置和偏 振光照明。
所述摄像***还具备无偏振照明也可。
本发明的另一个形态的摄像***，具备上述任一项所述的至少一个的 摄像装置、偏振光照明、将由所述摄像装置取得的图像进行显示的显示装 置。
所述至少一个的摄像装置是2个摄像装置，所述显示装置显示由所述 2个摄像装置取得的2个图像也可。
所述显示装置是在被摄物体侧具备偏振光滤光片的液晶显示器，所述 液晶显示器的所述偏振光滤光片的偏振轴的方向与所述偏振光照明的偏 振轴的方向相同也可。
以下，一边参照附图，一边说明本发明的摄像装置的实施方式。
(实施方式1)
图1是表示实施方式1的摄像装置A的模式图。本实施方式的摄像装 置A具备如下：以V为光轴的透镜光学***L；在透镜光学***L的焦 点邻域所配置的阵列状光学元件K；单色的摄像元件N；信号处理部C。
透镜光学***L由如下构成：来自被摄物体(未图示)的光入射的光 阑S；通过光阑S的光入射的光学元件L1p；通过光学元件L1p的光入射 的透镜L2。透镜光学***L具有第一、第二光学区域D1、D2。
就透镜L2而言，其可以由一片透镜构成，也可以由多片透镜构成。 另外，也可以是在光阑S的前后分成多片配置的结构。图1中作为一片结 构进行图示。
就光学元件L1p而言，配置在光阑S的邻域，由位于第一光学区域 D1的部分和位于第二光学区域D2的部分构成。在第一光学区域D1，配 置有使在第一偏振轴(透射轴)的方向振动的光透射的偏振光滤光片，在 第二光学区域D2，配置有使在全部的方向上振动的光透射的玻璃板。例 如，来自被摄物体的光的振动方向有偏离等情况下，由于振动方向导致通过第一光学区域D1的光的衰减变大，但因为在第二光学区域D2使在全 部的方向上振动的光(任意的方向上振动的光)透射，所以衰减少。
在本实施方式中，通过2个光学区域D1、D2的光，在通过透镜L2 之后，入射到阵列状光学元件K。阵列状光学元件K，使通过光学区域D1的光入射摄像元件N中的多个像素P1，使通过光学区域D2的光入射 摄像元件N中的多个像素P2。信号处理部C，根据在像素P1中得到的亮 度值，生成与在第一偏振轴的方向上振动的光所对应的图像信息，根据在 像素P2中得到的亮度值，生成与在包含第一偏振轴在内的全部的方向上 振动的光所对应的图像信息并输出。
在图1中，光束B1是通过光学元件L1p上的第一光学区域D1的光 束，光束B2是通过光学元件L1p上的第二光学区域D2的光束。光束B1、 B2顺次通过光阑S、光学元件L1p、透镜L2、阵列状光学元件K且到达 摄像元件N上的摄像面Ni(图4所示)。
图2是从被摄物体侧观看第一和第二光学区域D1和D2的正视图。 光学元件L1p的第一和第二光学区域D1和D2，以光轴V为边界中心在 与光轴V垂直的面内分成上下两部分而形成。在图2中，虚线s表示光阑 S的孔径区域。另外，图1和图2的箭头H，表示使用摄像装置时的水平 方向。
图3是阵列状光学元件K的立体图。阵列状光学元件K含有：分别 具有透镜面的多个光学部件M1。在本实施方式中，各光学部件M1的透 镜面为柱面。在阵列状光学元件K的摄像元件N侧的面，就各光学部件 M1而言，沿着x方向(第一方向)伸长，且多个光学部件M1沿y方向 (第二方向)排列。y方向对应图1、2的水平方向。各个光学部件M1的 与x方向垂直的截面，具有向摄像元件N侧突出的曲面的形状。如此，多 个光学部件M构成柱状透镜。在本实施方式中，x方向和y方向相互正交。
如图1所示，阵列状光学元件K，配置在透镜光学***L的焦点邻域， 且配置在距摄像面Ni离开规定的距离的位置。
图4(a)是放大示出图1所示的阵列状光学元件K和摄像元件N的 图，图4(b)是表示阵列状光学元件K和摄像元件N上的像素的位置关 系的图。阵列状光学元件K其配置方式为，使形成有光学部件M1的面朝 向摄像面Ni侧。
就摄像元件N而言，其含有摄像面Ni和多个像素P。多个像素P沿 x方向和y方向被二维排列。沿x方向和y方向的排列分别称为行和列时， 多个像素，在摄像面Ni上，例如，配置为m行1列(1、m是2以上的整 数)。即，沿x方向由第1个至1个的像素排列构成的一行的像素群，沿着 y方向以从第1行至第m行的m行排列。
m行的像素群之中的、在第j行(1≤j<m)所排列的1个像素的在x 方向的中心C’j的各位置，与在第j+1行所排列的1个像素的在x方向的 中心C’j+1的各位置大致相同。
同样，也能够视为使多个像素沿y方向排列的多个像素群形成的1列 像素群，沿x方向以从第1至第1列的1列排列。这种情况下，1列像素群 之中的在第u列(1≤u<1)所排列的m个像素的在y方向的中心的各位置， 与在第u+1行所排列的m个的像素的在y方向的中心的各位置大体相同。
多个像素P分别沿x方向排列，且被分为构成行的多个像素P1和多 个像素P2。多个像素P1和多个像素P2分别如上述这样，沿x方向以1 行排列地配置。在y方向上，像素P1的行和像素P2的行交替配置。阵列 状光学元件K按照使其光学部件M1的1个、与摄像面Ni上的由1行像 素P1和1行像素P2构成的2行像素对应的方式配置。在摄像面Ni上， 以覆盖像素P1、P2的表面的方式而设有微透镜Ms。
在本实施方式中，多个第一像素P1和多个第二像素P2在摄像面Ni 中均具有相同的形状。例如，多个第一像素P1和多个第二像素P2具有相 同的矩形形状，面积也彼此相等。
阵列状光学元件K其设计方式为，使通过光学元件L1p上的光学区 域D1(图1、图2所示)的光束(图1中由实线表示的光束B1)的大部 分，到达摄像面Ni上的像素P1，使通过光学区域D2的光束(图1中由 虚线表示的光束B2)的大部分，到达摄像面Ni上的像素P2。具体来说， 通过适当设定阵列状光学元件K的折射率、距摄像面Ni的距离以及光学 部件M1表面的曲率半径等的参数，则上述构成实现。
另外，本实施方式的透镜光学***L，为像侧远心光学***。由此， 即使视场角变化，阵列状光学元件K的主光线入射角也会以接近0度的值 入射，因此能够遍及摄像区域全域而降低到达像素P1的光束和到达像素 P2的光束的串扰。
光阑S是全部的视场角的光束通过的区域。因此，通过在光阑S的邻 域***具有控制偏振特性的光学特性的面，能够同样控制全部的视场角的 光束的偏振特性。即，在本实施方式中，光学元件L1p也可以设在光阑S 的邻域。通过在位于光阑邻域的第一和第二光学区域D1、D2配置光学元 件L1p，能够给予光束与区域的分割数相应的偏振特性。
在图1中，设置在通过光阑S的光直接(不经由其他的光学构件)入 射光学元件L1p的位置。光学元件L1p也可以比光阑S更靠被摄物体侧设 置。这种情况下，通过光学元件L1p的光直接(不经由其他的光学构件) 入射光阑S也可。在像侧远心光学***的情况下，光学***的焦点的光线 的入射角，由通过光阑S的光线的位置毫无疑义地决定。另外，阵列状光学元件K，具有根据光线的入射角而分配出射方向的功能。因此，能够按 照对应在光阑S的邻域被分割的第一和第二光学区域D1、D2的方式，向 摄像面Ni上的像素分配光束。
还有，在像侧非远心光学***的情况下，光学***的焦点的光线的入 射角，由通过光阑S的光线的位置和视场角毫无疑义地决定。
根据以上的构成，使用像素P1和P2的亮度信息，能够分别生成具有 偏振信息的图像信息和不具有偏振信息的无偏振的图像信息。另外，因为 将在近接光阑S的区域通过的光线分离而取得2个图像，所以相比现有的 复眼结构的摄像装置，能够减小视差。
就是说，摄像装置A能够通过单一的摄像光学***、且经由一次的摄 像就取得由偏光状态的光和无偏振状态的光所分别形成的彼此视差少的 多个图像信息。
在本实施方式的构成中，因为能够同时取得这些图像，所以能够根据 图像信息进行这些图像的转换和合成。这样的方法，例如，能够应用于道 路的车道的检测。检测湿润道路的车道时，在没有偏振信息的无偏振的图 像中，因为拍摄下了多余的反射光，所以车道的辨认困难。另一方面，在 经由偏振光滤光片而取得的图像中，因为能够减少多余的反射光，所以容 易进行车道的辨认。利用这样的特性，根据具有偏振信息的图像信息和不 具有偏振信息的无偏振的图像信息推定路面的状况，基于推定信息，进行 各图像的转换和合成，由此能够生成容易进行车道的检测的图像。
还有，在本实施方式中，y方向的像素值每隔1个像素就会发生缺失。 因此，缺失的像素的像素值可以由y方向上邻接的像素的像素值补足而生 成，也可以将x方向的像素值每2个像素相加而生成。
另外，也可以是摄像元件的各像素的x方向与y方向的长宽比为2：1 的构成。通过成为这样的结构，不需要进行前述这样的补足处理和相加处 理。
另外，在本实施方式中，第二光学区域D2是玻璃板，但也可以置换 成ND滤光片这样的使光量衰减的滤光片。因为偏振光滤光片的光的透射 率低于50％，所以经由配置有玻璃板的第二光学区域所摄像的图像的亮 度，是经由配置有偏振光滤光片的第一光学区域所摄像的图像的2倍以上。 在这样的构成中，因为以适合图像的动态范围大的一方的图像的方式调整 曝光量，所以经由偏振光滤光片所摄像的图像的动态范围，低于经由玻璃 所摄像的图像的一半。另一方面，通过将玻璃板置换成与偏振光滤光片相 等的透射率的ND滤光片，能够减小经由两个区域所摄像的图像的曝光量 的差，对于任意一个图像都能够有效地确保动态范围。
(实施方式2)
图5是表示实施方式2的摄像***AP1的模式图。本实施方式的摄像 ***AP1，由实施方式1的摄像装置A、偏振光照明Qa、控制部CS构成。 偏振光照明Qa由发出可视光的光源LS1和偏振光滤光片PL构成。偏振 光滤光片PL的偏振轴，具有与摄像装置A的第一光学区域D1的偏振轴 正交的第二偏振轴。另外，控制部CS进行摄像装置A和偏振光照明Qa 的控制、以及与外部装置E的输入/输出控制等。外部装置E，例如是显示 从摄像***AP1输出的图像的监视器、和处理图像的个人电脑等。
从光源LS1出射的光，通过偏振光滤光片PL到达被摄物体Ob。偏振 光滤光片PL主要透射在与第二偏振轴平行的方向上振动的光、并吸收在 此以外的方向上振动的光(例如在与第二偏振轴正交的方向上振动的光) 的大部分。因此，在被摄物体Ob上，仅照射在第二偏振轴的方向上振动 的光。
被摄物体Ob，例如，是人的面部皮肤等活体。在本实施方式中，被 摄物体Ob作为人的面部皮肤进行说明。在到达面部皮肤(被摄物体Ob) 的光中，有被反射的成分和被吸收的成分，摄像装置A对所反射的成分的 光进行摄像。在由面部皮肤反射的光中，有在面部皮肤的表面发生反射的 成分、和进入到面部皮肤的内部反复散射之后再从与入射位置不同的位置 出射的成分。
由面部皮肤的表面反射的光，又被分成镜面反射的成分的扩散反射的 成分。由面部皮肤进行镜面反射的成分，成为维持了偏振的状态。另外， 由面部皮肤进行扩散反射的成分、和进入到面部皮肤的内部而从不同的位 置出射的成分，成为偏振状态破坏的无偏振的状态。
在摄像装置A的第一光学区域D1所配置的偏振光滤光片，具有与偏 振光照明Qa的偏振光滤光片PL的偏振轴正交的偏振轴，因此会截止由面 部皮肤所镜面反射的光的成分的大部分。另外，由面部皮肤的表面所扩散 反射的光、和进入到面部皮肤的内部而从不同的位置出射的光虽然无偏 振，但是在摄像装置A的第一光学区域D1所配置的偏振光滤光片，透射 在前述的无偏振的光的成分之中、在第一偏振轴的方向上振动的光的成 分。就是说，由透过第一光学区域D1的光所摄像的图像信息，具有由面 部皮肤的表面所扩散反射的光的成分、和进入面部皮肤的内部而从不同的 位置出射的光的成分。
另一方面，摄像装置A的第二光学区域D2，因为透射在全部的方向 上振动的光，所以由透过第二光学区域D2的光所摄像的图像信息，具有 由面部皮肤所镜面反射的光的成分、由面部皮肤的表面所扩散反射的光的 成分、和进入到面部皮肤的内部而从不同的位置出射的光的成分。
前述的所谓面部皮肤的内部是表皮区域，在表皮区域之中发生斑点的 区域有黑色素生成。进入到表皮的光因黑色素而衰减，因此有斑点的区域 的图像的亮度降低。但是，在由透过第二光学区域D2的光生成的图像信 息中，因为含有面部皮肤的镜面反射成分，所以作为面部皮肤的光泽呈现， 因斑点造成的亮度的降低的辨认困难。另一方面，由透过第一光学区域 D1的光生成的图像，成为截止了面部皮肤的镜面反射成分的大部分的图 像、即成为截止了面部皮肤的光泽的大部分的图像，因此容易看到面部皮 肤的斑点的状态。
另外，通过从透过摄像装置A的第二光学区域D2的光所摄像的图像 信息、减去由透过第一光学区域D1的光所摄像的图像信息，也能够生成 具有由面部皮肤的表面所镜面反射的光的成分的图像信息。在具有由面部 皮肤的表面所镜面反射的光的成分的图像信息中，面部皮肤的凹凸形成的 阴影清楚，因此成为容易辨认出毛孔、皮肤的肌理、小皱纹等的图像。
根据以上的构成，通过透过摄像***AP1的摄像装置A的第一光学 区域D1的光，能够取得容易辨认斑点的状态的图像；通过透过第二光学 区域D2的光，能够取得普通的面部皮肤的图像，此外，通过使用两者的 图像，能够取得容易辨认出面部皮肤的毛孔和肌理的图像。
还有，偏振光滤光片PL的偏振轴，也可以采用与摄像装置A的第一 光学区域D1的偏振轴平行的偏振轴。以这样的构成对面部皮肤进行摄像 时，由透过第一光学区域D1的光所摄像的图像信息，能够取得容易辨认 毛孔、皮肤的肌理、小皱纹等的图像。另外，通过从透过摄像装置A的第 二光学区域D2的光所摄像的图像信息、减去透过第一光学区域D1的光所摄像的图像信息，能够取得容易辨认出斑点的状态的图像。
如此，通过使用本实施方式的摄像***AP1，能够同时观察生物体的 表面和内部的状态。摄像***AP1，能够应用于面部皮肤的诊断和化粧的 状态实时确认的装置、以及内窥镜等的医疗用照相机等。
(实施方式3)
本实施方式3，在摄像装置A的光学区域D1和D2有不同波长域的 光透过，这一点与实施方式1不同。在此，在本实施方式中省略有关与实 施方式1相同内容的详细说明。
图6是表示实施方式3的摄像装置A的模式图。在图6中，光学元件 L1s配置在光阑S和光学元件L1p之间。光学元件L1p、L1s共同具有配 置在第一和第二光学区域D1、D2的部分。光学元件L1s中的位于光学区 域D1的部分，透射第一波长域的光，光学元件L1s中的位于光学区域D2 的部分，透射第二波长域的光。在第一波长域和第二波长域中，波长域互 不相同。
“第一波长域”和“第二波长域”中的所谓“波长域”，例如，是在 区域透过的光的总光量之中占据50％以上的光量连续的波段，由于通过区 域而被截止95％以上的波长不包含在“波长域”中。
另外，所谓2个波长域互不相同，是指至少在一方的波长域中，存在 另一方的波长域中不包含的波段。因此，一部分的波长域也可以重复。
透过的波长域互不相同的构成，是如下构成实现：在光学元件L1s的 光阑S侧的表面上形成使用了有机材料和多层介质膜的滤光片的构成；形 成吸收型的滤光片的构成；经由染色系的滤光片将光学元件L1s按每个区 域进行染色的构成。这样的彩色滤光片，可以形成于1个平板上，也可以 形成于按每个区域进行了分割的多个平板上。还有，光学元件L1p、L1s 可以接触，也可以分离开。另外，光学元件L1p、L1s也可以被粘接。
在本实施方式中，图6的信号处理部C，根据在像素P1中得到的亮 度值，生成在第一波长域中在第一偏振轴的方向上振动的光所对应的图像 信息，根据在像素P2中得到的亮度值，生成在第二波长域中与无偏振的 光对应的图像信息并输出。
在图6中，光束B1是在光学元件L1s的上半部分和光学元件L1p的 上半部分所构成的光学区域D1通过的光束，光束B2是在光学元件L1s 的下半部分和光学元件L1p的下半部分所构成的光学区域D2通过的光束。 光束B1、B2顺次通过光阑S、光学元件L1s、光学元件L1p、透镜L2、 阵列状光学元件K，到达摄像元件N上的摄像面Ni。
图7是从被摄物体侧观看光学元件L1s的光学区域D1和D2的正视 图。光学元件L1s的光学区域D1和D2，以光轴V为边界中心、在与光 轴V垂直的面内分成上下两部分而形成。在图7中，虚线s表示光阑S的 孔径区域。
另外，光学元件L1p的构成、阵列状光学元件K的构成和摄像元件N 的构成与实施方式1相同。
在本实施方式中，例如，第一波长域是近紫外光的波段，第二波长域 是可视光的波段。
通过使用这样的摄像装置A，能够构成图8所示这样的摄像***。图 8是表示实施方式3的摄像***AP2的模式图。本实施方式的摄像*** AP2，在偏振光照明照射第一波长域的光这一点上、和追加了照射与第一 波长域不同的第二波长域的光的无偏振照明这一点上，与实施方式2的摄 像***AP1不同。在此，在本实施方式中，省略有关与实施方式2相同内 容的详细说明。
图8所示的偏振光照明Qa，由照射近紫外光的光源LS1、偏振光滤 光片PL构成。另外，无偏振照明Qb由照射可视光的光源LS2构成。因 此，对被摄物体Ob照射：在近紫外线光的波段中在第二偏振轴的方向上 振动的光、和在可视光的波段中在全部的方向上振动的无偏振的光。
就面部皮肤所入射的光而言，波长越长越会深入到皮肤的深处区域。 像近紫外线这样波长短的光，则只能到达表皮区域。因为在表皮区域存在 斑点发生的黑色素，所以波长越短的光，黑色素造成的光的衰减越大。因 此，以近紫外光这样波长短的光所摄像的图像，成为容易辨认斑点的图像。 另外，即使是近紫外线这样波长短的光，在皮肤的表面也会发生因镜面反 射形成的反射光，但借助在本实施方式的摄像装置A的第一光学区域所配置的偏振光滤光片，能够截止镜面反射光。
根据以上的构成，由透过摄像***AP2的摄像装置A的第一光学区 域D1的光所形成的图像，与实施方式2相比，能够取得更容易辨认斑点 的图像。
还有，位于摄像装置A的第一光学区域D1的光学元件L1s的滤光片 的第一波长域和光源LS1的波长域，未必一定是近紫外线的光的波段。例 如，也可以是透射可视光波段的紫色、蓝色、绿色等从400nm至600nm 的波段之中的规定的波段的滤光片。这样的构成的情况下，在摄像装置A 的第二光学区域D2所配置的光学元件L1s的滤光片的第二波长域和光源 LS2的波长域，其构成也可以与配置在光学区域D1的光学元件L1s的第 一波长域和光源LS1的波长域不重复。
另外，在摄像装置A的第一光学区域D1所配置的光学元件L1s的滤 光片的第一波长域和光源LS1的波长域，也可以是近红外光的波长域。近 红外光的波长在面部皮肤等的生物体到达深处。在生物体深处存在血管， 而血液所含的血色素吸收近红外光，因此图像信息的亮度变小。因此，通 过利用近红外光的波长域，能够取得生物体的深处的血管的图像信息。
另外，在图8中，偏振光照明Qa和无偏振照明Qb分别各为一个进 行图示，但也可以具备多个，也可以呈阵列状交替配置。
另外，摄像***AP2的照明也可以只由偏振光照明构成。这种情况下， 光源由发出第一波长域的光和第二波长域的光的光源构成。
另外，就偏振光照明而言，也可以由透射偏振轴相互正交的2个偏振光照明构成。这种情况下，各个光源由发出第一波长域的光和第二波长域的光的光源构成，根据需要切换使用2个偏振光照明。
(实施方式4)
本实施方式4在使图1的光学元件L1p的区域分割为3个这一点上、 和追加了透射具有与第一偏振轴不同的第二偏振轴的光之区域这一点上， 与实施方式1不同。
图9是表示实施方式4的摄像装置A的模式图。
在图9中，光束B1是通过光学元件L1p上的光学区域D1的光束， 光束B2是通过光学元件L1p上的光学区域D2的光束，光束B3是通过光 学元件L1p上的光学区域D3的光束。光束B1、B2和B3顺次通过光阑S、 光学元件L1p、透镜L2、阵列状光学元件K，到达摄像元件N上的摄像 面Ni(图11等所示)。
另外，在图9中，在第一光学区域D1，配置有主要透射在第一偏振 轴的方向上振动的光的偏振光滤光片；在第二光学区域D2，配置有透射 在全部的方向上振动的光的玻璃板；在第三光学区域D3，配置有主要透 射在与第一偏振轴正交的第二偏振轴的方向上振动的光的偏振光滤光片。
图10是从被摄物体侧观看光学元件L1p的正视图，第一、第二和第 三光学区域D1、D2、D3是在与光轴V垂直的面内沿上下方向被分成3 分部的区域。
图11(a)是放大示出图9所示的阵列状光学元件K和摄像元件N的 图，图11(b)是表示阵列状光学元件K和摄像元件N上的像素的位置关 系的图。阵列状光学元件K其配置方式为，使形成有光学部件M1的面朝 向摄像面Ni侧。在摄像面Ni使像素P以矩阵状配置。像素P能够区分为 像素P1、像素P2和像素P3。
像素P1、像素P2和像素P3各自沿x方向排成1行地配置。在y方 向上，像素P1、P2、P3被反复配置。阵列状光学元件K按照使其光学部 件M1的1个与摄像面Ni上的1行像素P1、1行像素P2和1行像素P3 所构成3行像素对应的方式配置。在摄像面Ni上，以覆盖像素P1、P2、P3的表面的方式设有微透镜Ms。
阵列状光学元件K其设计方式为，使通过光学元件L1p上的光学区 域D1(图9、图10所示)的光束B1(图9中由点线表示的光束B1)的 大部分，到达摄像面Ni上的像素P1；使通过光学区域D2的光束(图9 中由实线表示的光束B2)的大部分，到达摄像面Ni上的像素P2；使通过 光学区域D3的光束(图9中由虚线表示的光束B3)的大部分，到达摄像 面Ni上的像素P3。具体来说，通过适当设定阵列状光学元件K的折射率、 距摄像面Ni的距离以及光学部件M1的透镜面的曲率半径等的参数，则 上述构成实现。
根据以上的构成，像素P1、像素P2和像素P3分别生成：在第一偏 振轴的方向上振动的光所对应的图像信息、在全部的方向上振动的光所对 应的无偏振的图像信息、在与第一偏振轴正交的第二偏振轴的方向上振动 的光所对应的图像信息。就是说，摄像装置A能够通过单一的摄像光学系 统、且经由一次的摄像就取得这许多个图像信息。
在实施方式1和2中，因为在具有偏振信息的图像中只有在一个偏振 轴的方向上振动的光的信息这一种，所以例如，限定于车载照相机等的路 面状态的检测和车道检测的用途等。在本实施方式4中，因为偏振轴有两 种，所以例如能够应用于监控摄像机等、假设在与被摄物体之间存在各种 朝向的玻璃面这一情景的用途。例如，建筑物的玻璃和车的挡风玻璃，反 射面的法线的方向互不相同，但在本实施方式中，因为偏振轴有两种，所 以容易辨认出建筑物的玻璃对面的人物和车的挡风玻璃后的人物。
还有，本实施方式，也可以像实施方式3这样，为追加了光学元件 L1s的构成，光学元件L1s具有使按每个光学区域不同的波长域的光透过 的区域。这种情况下，偏振轴的方向也可以是一种。
(实施方式5)
本实施方式5，在使图1的光学元件L1p的区域分割为4个这一点上、 和将阵列状光学元件从柱状透镜置换成微透镜这一点上，与实施方式3不 同。在此，省略有关与实施方式1相同内容的详细说明。
图12(a)是从被摄物体侧观看光学元件L1s的正视图。光学元件L1s 配置于第一、第二、第三和第四光学区域D1、D2、D3和D4。第一、第二、第三和第四光学区域D1、D2、D3和D4，是以光轴V为边界中心、在与光轴V垂直的面内被上下左右分割成四部分的区域。光学元件L1s配置在光阑S和光学元件L1p之 间。在光学元件L1s的第一、第二、第三和第四光学区域D1、D2、D3和 D4所对应的区域，分别配置有透射第一波长域的光的区域、透射第二波 长域的光的区域、透射第三波长域的光的区域、和透射第四波长域的光的 区域。第一波长域、第二波长域、第三波长域和第四波长域，其波长域互 不相同。
图12(b)是从被摄物体侧观看光学元件L1p的正视图。第一、第二、 第三和第四光学区域D1、D2、D3和D4，是以光轴V为边界中心、在与 光轴V垂直的面内被上下左右分割成四部分的区域。仅在光学元件L1p 中的位于第一光学区域D1的部分，配置有透射在第一偏振轴的方向上振 动的光的偏振光滤光片，在位于其他区域的部分，配置的是透射在全部的方向上振动的光的玻璃板。
图13是阵列状光学元件K的立体图。在阵列状光学元件K的摄像元 件N侧的面，光学部件M2以格子状配置。各个光学部件M2的截面(与 x方向和y方向垂直的各个截面)为曲面形状，各个光学部件M2朝向摄 像元件N侧突出。如此，光学部件M2的透镜面是微透镜，阵列状光学元 件K成为微透镜阵列。
图14(a)是放大示出阵列状光学元件K和摄像元件N的图，图14 (b)是表示阵列状光学元件K和摄像元件N上的像素的位置关系的图。 阵列状光学元件K其配置方式为，使形成有光学部件M2的面朝向摄像面 Ni侧。在摄像面Ni上，像素P以矩阵状配置。像素P能够区分为像素P1、 像素P2、像素P3和像素P4。
阵列状光学元件K与实施方式1同样地配置在透镜光学***L的焦 点邻域、且配置在距摄像面Ni离开规定的距离的位置。另外，在摄像面 Ni上，以覆盖像素P1、P2、P3、P4的表面的方式设有微透镜Ms。
另外，阵列状光学元件K其配置方式为，使形成有光学部件M2的面 朝向摄像面Ni侧。阵列状光学元件K按照使其光学部件M2的1个、与 摄像面Ni中的2行2列的像素P1～P4的4个像素对应的方式配置。
阵列状光学元件K其设计方式为，使通过由光学元件L1s和L1p所 构成的第一、第二、第三和第四光学区域D1、D2、D3和D4的光束的大 部分，分别到达摄像面Ni上的像素P1、像素P2、像素P3和像素P4。具 体来说，通过适当设定阵列状光学元件K的折射率、距摄像面Ni的距离 以及光学部件M1表面的曲率半径等的参数，则上述构成实现。
根据以上的构成，在本实施方式中，根据在像素P1中得到的亮度值， 生成在第一波长域中在第一偏振轴的方向上振动的光所对应的图像信息； 根据在像素P2中得到的亮度值，生成在第二波长域中无偏振的光所对应 的图像信息；根据在像素P3中得到的亮度值，生成在第三波长域中无偏 振的光所对应的图像信息，根据在像素P4中得到的亮度值，生成在第四 波长域无偏振的光所对应的图像信息并输出。
在本实施方式中，例如，光学区域D1的第一波长域是近紫外光的波 段，光学区域D2的第二波长域是蓝色的光的波段，光学区域D3的第三 波长域是绿色的光的波段，光学区域D4的第四波长域是红色的光的波段。
通过使用这样的摄像装置A，能够构成与实施方式3所示的图8同样 的摄像***。根据这样的构成，在本实施方式中，能够取得具有偏振信息 的近紫外线的图像，和由蓝色、绿色和红色的三原色构成的无偏振的彩色 图像。
在无偏振的彩色图像中，虽然由于面部皮肤的光泽导致斑点的辨认困 难，但是具有偏振信息的近紫外线的图像容易进行斑点的辨认，所以通过 这些图像的合成，能够生成容易进行斑点辨认的彩色图像。
还有，在本实施方式中，第一波长域为近紫外光的波段，但是，例如 也可以是透射可视光波段中的紫色、蓝色、绿色等从400至600nm的波段 的中的规定的波段的滤光片。
(实施方式6)
本实施方式6在第一和第三光学区域透射相同的波长域的光这一点上 与实施方式5不同。在此，省略有关与实施方式5相同内容的详细说明。
图15(a)是从被摄物体侧观看光学元件L1s的正视图。在实施方式 5中，在光学元件L1s的第一、第二、第三和第四光学区域D1、D2、D3 和D4所对应的区域中，设有透射完全不同的波长域的光的区域，但在本 实施方式中，第一和第三光学区域D1和D3透射相同的波长域的光。第 二和第四光学区域D2和D4，分别透射与光学区域D1和D3不同的波长 域的光。
图15(b)是从被摄物体侧观看光学元件L1p的正视图，与实施方式 5的图12(b)的构成相同。
在本实施方式中，例如，第一波长域(光学区域D1和D3)是蓝色的 光的波段，第二波长域(光学区域D2)是绿色的光的波段，第三波长域 (光学区域D4)是红色的光的波段。
通过使用这样的摄像装置A，能够构成与实施方式3所示的图8同样 的摄像***。但是，在本实施方式中，图8的偏光Qa由照射蓝色光的光 源LS1和偏振光滤光片PL构成。另外，无偏振照明Qb，由照射绿色和红 色光的光源LS2构成。通过这样的构成，在本实施方式中，能够取得具有 偏振信息的蓝色的图像，和由蓝色、绿色和红色的三原色构成的无偏振的 彩色图像。
在无偏振的彩色图像中，虽然由于面部皮肤的光泽导致斑点的辨认困 难，但是，具有偏振信息的蓝色的图像容易进行斑点的辨认，所以通过这 些图像的合成，能够生成容易进行斑点辨认的彩色图像。
还有，在本实施方式中，也可以使第一波长域(光学区域D1和D3) 为绿色，使第二波长域(光学区域D2)为蓝色，使第三波长域(光学区 域D4)为红色的波段。
另外，在本实施方式中，如图16(a)所示，也可以构成为，在光学 区域D3配置偏振光滤光片，其与在光学区域D1所配置的偏振光滤光片 的偏振轴正交。透过光学区域D1的光，因为截止镜面反射成分，所以能 够取得容易进行斑点的辨认的图像信息。另外，利用透过光学区域D3的 光，能够取得镜面反射的成分的图像信息。如实施方式2中说明的，由面部皮肤的表面所镜面反射的光，因为由面部皮肤的凹凸形成的阴影清楚， 所以能够取得容易辨认毛孔等的图像信息。通过将这些图像信息与透过了 光学区域D2和D4的光所形成的图像信息加以合成，能够取得斑点容易 辨认的彩色图像和毛孔等容易辨认的彩色图像这两方。
另外，如图16(b)所示，也可以构成为，经由光阑S使光学区域D2、 D4的面积相对于光学区域D1、D3而相对性地减小。通过成为这样的构 成，能够使经由各区域所摄像的图像的曝光量的差减小，任意一个图像都 能够有效地确保动态范围。另外，也可以构成为，经由光阑S使光学区域 D3的面积相对于光学区域D1而相对性地减小。拍摄皮肤等活体时，有镜面反射成分的一方比散射反射光大的情况。因此，能够使由透过光学区域 D3的光得到的镜面反射成分的图像和由透过光学区域D1的光得到的散射 反射光成分的图像的曝光量的差减小，任意一个图像都能够有效地确保动 态范围。
另外，在本实施方式中，因为光学区域D1和D3透射相同波长域的 光，所以通过使透射光学区域D1和D3的光形成的图像相加，能够生成 无偏振的图像信息。通过将这些图像信息和透过光学区域D2和D4的光 形成的图像信息加以合成，能够取得无偏振的彩色图像。
(实施方式7)
本实施方式7，在不存在光学元件L1s这一点上、和摄像元件N是彩 色摄像元件这一点上，与实施方式5不同。在此，省略有关与实施方式5、 6同样内容的详细说明。
图17(a)是从被摄物体侧观看光学元件L1p的正视图，与实施方式 5和6所示的图12(b)和图15(b)的构成相同。
图17(b)是表示阵列状光学元件K和彩色摄像元件Nc上的像素的 位置关系的图。阵列状光学元件K其配置方式为，使形成有光学部件M2 的面朝向摄像面Ni侧。在摄像面Ni上，像素P以矩阵状配置。像素P能 够区分为像素P1、像素P2、像素P3和像素P4。在像素P1具备有着第一 光谱透射率特性的滤光片，主要通过紫色波段的光线，并吸收或反射其他 的波段的光线。另外，在像素P2具备有着第二光谱透射率特性的滤光片， 主要通过蓝色波段的光线，并吸收或反射其他的波段的光线。另外，在像 素P3具备有着第三光谱透射率特性的滤光片，主要通过绿色波段的光线， 并吸收或反射其他的波段的光线。另外，在像素P4具备有着第四光谱透 射率特性的滤光片，主要通过红色波段的光线，并吸收或反射其他的波段 的光线。
因为仅在光学元件L1p的光学区域D1设有偏振光滤光片，所以像素 P1入射与第一偏振轴平行的偏振光，其他的像素P2～P4入射无偏振光。 因此，在本实施方式中，能够取得具有偏振信息的紫色的图像，和由蓝色、 绿色和红色的三原色构成的无偏振的彩色图像。
在本实施方式中，实施方式5的光学元件L1s的分光功能由彩色摄像 元件Nc上的各像素的彩色滤光片置换。利用这样的构成，能够得到与实 施方式5同样的效果。
另外，如图18所示，也可以是有着像素P1和P3相同光谱透射率特 性的Bayer排列(拜耳排列)的滤光片。为这样的构成时，光学元件L1p 能够与图12(b)或图16的构成组合。利用这样的构成，能够得到与实施 方式6同样的效果。
另外，在本实施方式中，在像素P1具备有着第一光谱透射率特性的 滤光片，但也可以在像素P1不设滤光片，还具备在光学区域D1设置具有 期望的光谱透射特性的滤光片、在光学区域D2至D3中不设滤光片之光 学元件L1s。这种情况下，像素P1能够检测白色光、也就是能够检测任意 的波长的光，因此通过改变在光学元件L1s的光学区域D1所设置的滤光片的特性，能够改变像素P1检测的偏振光的波长域。一般来说，要变更 设在彩色摄像元件Nc的像素P1上的滤光片的光谱特性，会成为制造其他 规格的彩色摄像元件Nc，这不容易。相对于此，要变更设于光学元件L1s 的光学区域D1的滤光片的特性就较为容易。因此，如果采用这样的构造， 可以容易且低成本地变更具有偏振信息的图像的颜色。
(实施方式8)
本实施方式8其构成，如实施方式3至7，具有在多个光学区域中使 在光学区域间不同的波长域的光透射的光学元件L1s，此外还以透镜L2 是具有轴上色像差的透镜为前提。为这样的构成时，按照使透过多个光学 区域的光线的合焦位置实质上等同的方式，在与光阑邻域的光轴垂直的面 内，多个光学区域具有互不相同的光焦度。这一点与实施方式3至7不同。 在此，省略有关与实施方式3至7同样的内容的详细说明。
图19(a)模式化地表示，在实施方式8中，透镜L2如单透镜这样， 是由于折射率的波长色散特性而具有轴上色像差的透镜时的光线图。在图 19(a)中，在第一光学区域D1，形成有透射第一波长域的光的滤光片， 在第二光学区域D2中，形成有透射比第一波长域相对长的第二波长域的 光的滤光片。透镜L2是例如单透镜这样由于折射率的波长色散特性而具 有轴上色像差的透镜，因此波长越长的光，在越远离透镜的地方合焦。因 此，图如19(a)所示，若按照使通过光学区域D1的光线在摄像面Ni上 合焦的方式设定，则通过光学区域D2的光线成为在摄像面Ni上不能合焦 的状态。
图19(b)模式化地表示实施方式8的摄像装置的光线图。在图19(b) 中形成有如下这种光焦度的透镜面，即透过具有第二光谱透射率特性的第 二光学区域D2的光线在摄像面Ni合焦。具体来说，光学元件L1s中的位 于第二光学区域D2这部分的光阑侧的面具有曲率，相对于此，光学元件 L1s中的位于第一光学区域D1这部分的光阑侧的面是平面。还有，光学 元件L1s，由例如玻璃和树脂这样的透光性构件所形成基体、和在基体的 表面所设置的光学滤光片构成。例如，在基体的光阑侧的表面的一部分， 设有用于使光学特性不同的形状(曲面和衍射透镜)。因此，通过第一光 学区域D1的光线和通过第二光学区域D2的光线，全都在摄像面Ni上合 焦。如此，根据本实施方式，由于第一光学区域D1和第二光学区域D2 具有不同的光焦度，与第一光学区域D1和第二光学区域D2具有等同的 光焦度的情况比较，透过第一光学区域D1的光的合焦位置和透过第二光 学区域D2的光的合焦位置接近。
还有，光学元件L1s的基体自身被着色，由此具备光学滤光片的功能 也可。这种情况下，基体中的位于第一光学区域D1的部分透射第一波长 域的光，基体中的位于第二光学区域D2的部分透射第二波长域的光，因 此不另行设置光学滤光片也可。
在本实施方式中，也可以在光学元件L1s的光阑侧的面以外的部分设 置用于使光焦度不同的构造。例如，在光学元件L1s的摄像元件侧的表面 的一部分，借助用于使光学特性不同的形状(曲面、衍射透镜)，使光焦 度不同也可。
图20(a)是图19(b)所示的光学元件L1s的立体图。光学元件L1s 由基体和在其表面形成的滤光片构成。基体中的位于第一光学区域D1这 部分的光阑侧的面是平面(曲率半径R1＝∞)，在此平面上形成有具有第 一光谱透射率特性的滤光片。基体中的位于第二光学区域D2这部分的光 阑侧的面是透镜面(曲率半径R2)，在此透镜面上形成有具有第二光谱透 射率特性的滤光片。因此，在基体的光阑侧的面中，在第一光学区域D1 和第二光学区域D2的边界部分产生段差。通过这样的段差的光线为不需 要的光，因此优选的构成是，光阑S设有图20(b)这样的遮光区域。还 有，与光阑S不同，设置覆盖基体中的第一光学区域D1和第二光学区域 D2的边界的遮光构件也可。
以上的构成是基于2个光学区域的实施例，但3个光学区域也能够同 样地构成。
图21(a)是将光学区域分割成三部分时的光学元件L1s的立体图。 光学元件L1s的基体中的位于第一光学区域D1这部分的光阑侧的面是平 面(曲率半径R1＝∞)，在此平面之上，形成有具有第一光谱透射率特性 的滤光片。光学元件L1s的基体中的位于第二光学区域D2的这部分的光 阑侧的面是透镜面(曲率半径R2)，在此透镜面之上，形成有具有第二光 谱透射率特性的滤光片。光学元件L1s的基体中的位于第三光学区域D3 这部分的光阑侧的面是透镜面(曲率半径R3)，在此透镜面之上，形成有 具有第三光谱透射率特性的滤光片。根据这样的构成，在基体中的位于各 光学区域的边界的部分产生段差。通过这样的段差的光线成为不需要的 光，因此优选的构成是，光阑S设有图21(b)这样的遮光区域。
另外，透镜光学***具有4个光学区域时也同样能够设置遮光区域。
图22(a)是将光学区域分割成四部分时的光学元件L1s的立体图。 光学元件L1s的基体中的位于第一光学区域D1的这部分的光阑侧的面是 平面(曲率半径R1＝∞)，在此平面之上，形成有具有第一光谱透射率特 性的滤光片。光学元件L1s的基体中的位于第二光学区域D2这部分的光 阑侧的面是透镜面(曲率半径R2)，在此透镜面之上，形成有具有第二光 谱透射率特性的滤光片。光学元件L1s的基体中的位于第三光学区域D3 这部分的光阑侧的面是透镜面(曲率半径R3)，在此透镜面之上，形成有 具有第三光谱透射率特性的滤光片。光学元件L1s的基体中的位于第四光 学区域D4这部分的光阑侧的面是透镜面(曲率半径R4)，在此透镜面之 上形成有具有第四光谱透射率特性的滤光片。根据这样的构成，在基体中 的位于各光学区域的边界的部分产生段差。通过这样的段差的光线成为不 需要的光，因此优选的构成是，光阑S设置图22(b)这样的遮光区域。
图23表示与光学元件L1s不同、设置按每个光学区域使光焦度不同 的透镜的例子。在图23中，在从光阑朝向摄像元件的方向上，光学元件 L1a、光学元件L1s、光学元件L1p以此顺序配置。光学元件L1a、光学元 件L1s、光学元件L1p被配置在光阑邻域。光学元件L1a、L1s和L1p分 别具有位于多个光学区域的部分。如此，具有滤光片的元件、和具有设有透镜面的透镜的元件也可以是异体。另外，就光学元件L1a、L1s和L1p 而言，也可以是改变配置的顺序的构成，也可以被配置在光阑邻域的被摄 物体侧。另外，也可以分割配置在光阑邻域的摄像元件侧和光阑邻域的被 摄物体侧。
另外，图23是具有分割成两部分的光学区域构成，也可以是具有分 割成三部分和分割成四部分的光学区域的构成。
如此，在本实施方式8中，即使所使用的透镜L2如单透镜这样，是 无法校正轴上色像差的透镜时，通过在与光轴垂直面内设置具有互不相同 的光焦度的2个区域，也能够使轴上色像差降低。
(实施方式9)
在本实施方式9中，在各个微透镜的区域内，微透镜相对于光轴为旋 转对称的形状，在这一点上，本实施方式与实施方式5、6和7不同。
作为微透镜的制法，有将抗蚀层进行图案成形而使之成为矩形、且通 过热处理而形成透镜曲面的方法，而这样的微透镜的立体图为图24(a1)。 图24(a1)的微透镜的等高线如图24(a2)，因此x、y方向与倾斜方向 的曲率半径不同。图24(a3)是将图24(a1)、(a2)所示的微透镜适用于 本发明的阵列状光学元件时的光线追迹模拟的结果。在图24(a3)中，仅示出通过阵列状光学元件K的光之中的通过1个光学区域的光束，但在如 此非旋转对称形状的微透镜的情况下，光泄漏到邻接的像素而发生串扰。 另一方面，在各个微透镜的正方形的区域内旋转对称形状的微透镜的立体 图，如图24(b1)。图24(b1)的微透镜的等高线，如图24(b2)，x、y 方向与倾斜方向的曲率半径相等。这样的微透镜，能够通过热压印和UV压印制法形成。图24(b3)是将图24(b1)、(b2)所示的微透镜适用于 本发明的阵列状光学元件时的光线追迹模拟的结果。在图24(b3)中，仅 示出通过阵列状光学元件K的光之中的通过1个光学区域的光束，而可知 图24(a3)这样的串扰没有发生。如此，就微透镜的各光学部件的透镜面 而言，通过具有旋转对称形状，能够使串扰减少，因此能够抑制色彩信息 的串扰和偏振信息的串扰。
(实施方式10)
本实施方式10在将作为阵列状光学元件的柱状透镜和微透镜阵列形 成于摄像面上的这一点上，与实施方式1至9不同。在此，在本实施方式 中省略有关与实施方式1至9同样内容的详细说明。
图25(a)和(b)是放大示出阵列状光学元件K和摄像元件N的图， 仅图示通过1个光学区域的光线。在本实施方式中，作为阵列状光学元件 K的柱状透镜(或微透镜阵列)Md被形成在摄像元件N的摄像面Ni上。 在摄像面Ni上，与实施方式1等同样，像素P以矩阵状地配置。对于此 多个像素P，有1个柱状透镜的光学部件或1个微透镜对应。在本实施方 式中，也与实施方式1～7同样，能够将通过不同光学区域的光束分别引 导至不同的像素。另外，图25(b)是表示本实施方式的变形例的图。在 图25(b)所示的构成中，在摄像面Ni上，以覆盖像素P的方式形成有微 透镜Ms，在微透镜Ms的表面上经由低折射率层W而层叠有阵列状光学 元件。在图25(b)所示的构成中，能够比图25(a)的构成进一步提高 聚光效率。
若如实施方式1～9这样使阵列状光学元件与摄像元件分离，则阵列 状光学元件与摄像元件难以对准，但如本实施方式这样，通过成为将阵列 状光学元件K形成在摄像元件上的构成，可以通过晶片加工进行校准，因 此容易进行校准，校准精度也增加。
(实施方式11)
本实施方式11，在透镜光学***L是像侧非远心光学***这一点上， 与实施方式1至10不同。用于照相机等的摄像元件的透镜的大部分，是 像侧非远心光学***。本发明的形态的透镜光学***L适用像侧非远心光 学***时，若视场角变化，则主光线对于阵列状光学元件K倾斜入射。图 26(a)是放大示出光轴外的摄像部邻域的图。在图26(a)中，仅示出通 过阵列状光学元件K的光之中的通过1个光学区域的光束。如图26(a) 所示，在透镜光学***L为像侧非远心光学***时，光泄漏到邻接像素而 容易发生串扰，但如图26(b)这样，通过使阵列状光学元件相对于像素 排列偏移Δ，则能够使串扰减少，因此能够抑制色纯度的劣化。所述入射 角因像高而不同，因此所述偏移量Δ根据光束对摄像面的入射角设定即可。
通过成为像侧非远心光学***，相比像侧远心光学***，能够缩短光 学长度，因此能够使摄像装置A小型化。
(实施方式12)
实施方式12，在光学元件L1p的光学区域有2个这一点上、在使用 具备Bayer排列的滤光片的彩色摄像元件这一点上、和阵列状光学元件的 光学部件沿一个方向移动半间距这一点上，与实施方式1不同。由此，本 实施方式的摄像装置，能够一次取得无偏振光形成的彩色图像和偏振光形 成的彩色图像。
本实施方式的摄像装置，如图1所示，具备透镜光学***L、阵列状 光学元件K和摄像元件N。另外，如图1、图2所示，透镜光学***L， 包含具有第一光学区域D1和第二光学区域D2的光学元件L1p。在第一光 学区域D1中，配置有透射在第一偏振轴(透射轴)的方向上振动的光的 偏振光滤光片；在第二光学区域D2中，配置有透射在全部的方向上振动 的光的玻璃板。因此，透过第一光学区域D1的光束B1是在第一偏振轴 (透射轴)的方向上振动的偏振光。透过第二光学区域D2的光束B2是 非偏振光。
图27(a)是放大示出本实施方式的阵列状光学元件K和摄像元件N 的图。阵列状光学元件K包含多个光学部件M1和多个光学部件M2，使 形成有多个光学部件M1、M2的面朝向摄像面Ni侧而配置。
图27(b)是表示阵列状光学元件K的多个光学部件M1、M2和摄像 元件N上的像素的位置关系的图。与实施方式1同样，摄像元件N含有 排列在摄像面Ni上的多个像素。如图27(b)所示，多个像素沿x方向(第 一方向)和y方向(第二方向)二维排列。将沿着x方向和y方向的排列 分别称为行和列时，多个像素，在摄像面Ni上，例如，配置为m行1列 (1、m是2以上的整数)。就是说，在x方向上从1到1个的像素排列而 成的一行的像素群，在y方向上以从第1至第m行的m行排列。
m行的像素群之中的、在第j行(1≤j<m)所排列的1个像素的在x 方向的中心C’j的各位置，与在第j+1行所排列的1个像素的在x方向 的中心C’j+1的各位置大致相同。
同样，也能够看成使多个像素沿y方向排列的多个像素群形成的1列 像素群，沿x方向以从1至1列的1列排列。这种情况下，1列像素群之中 的在第u列所排列(1≤u<1)的m个像素的在y方向的中心的各位置，与 在第u+1行所排列的m个的像素的在y方向的中心的各位置大致相同。
另外，在本实施方式中，多个像素在本实施方式中均在摄像面Ni中 具有相同的形状。例如，多个像素具有相同的矩形形状，面积彼此相等。 另外，在本实施方式中，多个像素在x方向和y方向上以相同的间距配置。
为了说明，将多个像素分别区分为多个像素P1A、P2A、P3A、P4A、 P1B、P2B、P3B和P4B。多个像素P1A之中的1个、多个像素P2B之中 的1个、多个P3A之中的1个、和多个P4B之中的1个，在摄像面Ni中， 配置成2行2列。这些排列成2行2列的像素P1A、P2B、P3A、P4B被 称为“第一像素群Pg1”。多个像素P1B之中的1个、多个像素P2A之中 的1个、多个像素P3B之中的1个、和多个像素P4A之中的1个，在摄 像面Ni中排列成2行2列。这些排列成2行2列的像素P1B、P2A、P3B、 P4A被称为“第二像素群Pg2”。
在此，属于第一像素群Pg1的像素P3A配置在(p、q)的位置。p、 q分别是满足1≤p<1、1≤q<m的整数。这种情况下，第一像素群Pg1之 中其余的像素P1A、P2B、P4B分别配置在(p+1、q)、(p、q+1)、(p +1、q+1)的位置。另外，第二像素群Pg2的像素2A、P1B、P3B、P4A 分别配置在(p+2、q+1)、(p+3、q+2)、(p+2、q+2)、(p+3、q+1) 的位置。
在阵列状光学元件K中的与摄像面Ni对置的表面，光学部件M1是 在与第一像素群Pg1的4个像素对应的位置上所设置的微透镜。在第一像 素群Pg1中，入射来自阵列状光学元件K中的光学部件M1的光。光学部 件M1，使通过区域D1的光的大部分入射摄像元件N中的像素P1A、P3A， 且使通过区域D2的光的大部分入射摄像元件N中的像素P2B、P4B。
在阵列状光学元件K中的与摄像面Ni对置的表面，光学部件M2是 在与第二像素群Pg2的4个像素对应的位置上所述设置的微透镜。在第二 像素群Pg2中，入射来自阵列状光学元件K中的光学部件M2的光。光学 部件M2，使通过区域D1的光的大部分入射摄像元件N中的像素P2A、 P4A，且使通过区域D2的光的大部分入射摄像元件N的像素P1B、P3B。
在像素P1A、P2A、P1B和P2B中设有具有第一光谱透射率特性的滤 光片。具有第一光谱透射率特性的滤光片，主要通过绿色波段的光线、且 吸收其他的波段的光线。在像素P3A和P3B中，设有具有第二光谱透射 率特性的滤光片。具有第二光谱透射率特性的滤光片，主要通过红色波段 的光线、且吸收其他的波段的光线。另外，在像素P4A和P4B中，设有具有第三光谱透射率特性的滤光片。具有第三光谱透射率特性的滤光片， 主要通过蓝色波段的光线、且吸收其他的波段的光线。
像素P1A和P3A、像素P1B和P3B、像素P2A和P4A、及像素P2B 和P4B，均沿x方向交替配置。另外，像素P1A和P4A、像素P1B和P4B、 像素P2A和P3A、和像素P2B和P3B，均沿y方向交替配置。另外，像 素P1A、P3A、P1B和P3B排列在同一行(沿x方向排列)，像素P2A、 P4A、P2B和P4B排列在同一行(沿y方向排列)，像素P1A、P3A、P1B 和P3B的行与像素P2A、P4A、P2B和P4B的行，在y方向上交替配置。 如此，各多个像素构成Bayer排列。以Bayer排列配置像素时，都具有透 射绿色波段的光的滤光片的像素P1A和像素P2B、像素P1B和像素P2A， 在各自的像素群Pg1，Pg2中，被配置在倾斜的位置。
阵列状光学元件K，具有根据光线的入射角而分配出射方向的功能。 因此，能够以对应第一光学区域D1和第二光学区域D2的方式，使光入 射到摄像面Ni上的像素。为了这样实现光对像素的入射，通过适当设定 阵列状光学元件K的折射率、距摄像面Ni的距离及光学部件M1表面的 曲率半径等的参数，则上述构成实现。
接下来，对于阵列状光学元件的具体的构成进行说明。
图28(a1)、(a2)、(b1)、(b2)、(c1)和(c2)是表示图27(a)、(b) 所示的光学部件M1、M2的形状和配置的图。图28(a1)是表示具有相 对于光轴非旋转对称的形状的光学部件(微透镜)的配置和等高线的图， 图28(a2)是其立体图。这样的微透镜阵列，能够通过在玻璃板之上形成 四角柱状的抗蚀层并进行热处理而形成。
如图28(a1)所示，光学部件M1、M2，在阵列状光学元件K的表 面(例如与透镜光学***L的光轴垂直的面)，构成分别沿y方向排列的 s个(s是2以上的整数)的列，光学部件M1的列和光学部件M2的列沿 x方向交替排列。例如，这些列在x方向上以从第1至第t列(n是2以上 的整数)的t列排列。若设在1以上、且比t小的任意的整数为k(1≤k<n)， 则在第k列所配置的光学部件在y方向的中心Ck的位置Yk，从在第k+ 1列所配置的光学部件的列方向的中心Ck+1的位置Yk+1，在y方向上 错开。就是说，光学部件M1和光学部件M2的中心的位置，彼此在y方 向上错开。
在此，在阵列状光学元件K的表面，在y列方向上邻接的2个光学部 件M1、M2的列方向的中心间的距离为Y。光学部件M1、M2的y方向 的间距均为Y。这种情况下，在y方向上，位置Yk与位置Yk+1的列方 向的错开量，例如为0.5Y(半间距)。但是，若考虑到阵列状光学元件K 的制造误差等，则该错开量也可以是0.45Y以上、0.55Y以下。只要错开 量在0.45Y以上、0.55Y以下，就能够将入射到第一光学区域D1和第二 光学区域D2的光，通过阵列状光学元件K分配给期望的像素。
还有，“光学部件的列方向的中心”，例如，是构成各光学部件的立体 的顶点。或者，是各光学部件的列方向上的2个端部得以连接的线段的中 点。
图28(b1)是表示具有相对于光轴旋转对称的形状的微透镜的配置和 等高线的图，图28(b2)是其立体图。图28(b1)的微透镜，分别由六 角形划分。但是，各个微透镜分别以覆盖正方排列的4个像素的方式形成， 因此代表性的不是正六角形。图28(b1)、(b2)所示的微透镜之间的边界 虽然以六角形划分，但微透镜之中的比边界部分更靠上部，也可以是球面 和非球面。这样的旋转对称形状的微透镜，能够通过热压印和UV压印制 法，形成于玻璃板等之上。
图28(c1)是表示具有使圆柱微透镜按每2个像素交替错开半间距这 一形状的微透镜阵列的配置和等高线的图，图28(c2)是其立体图。图28(c1)的微透镜阵列也能够通过热压印和UV压印制法，形成于玻璃板 等之上。
图29(a)是表示将图28(a1)、(a2)所示的微透镜适用于本实施方 式的阵列状光学元件时的三维光线追迹模拟的结果的图。在图29(a)中， 只示出通过阵列状光学元件K的光之中的通过区域D1的光线，但作为如 此非旋转对称形状的微透镜时，由于纵横方向(与微透镜的底面的四边平 行的方向)和倾斜方向(微透镜的底面的对角线方向)的曲率半径不同， 导致光泄漏到邻接的像素而发生串扰。
图29(b)是表示将图28(b1)、(b2)所示的微透镜适用于本实施方 式的阵列状光学元件时的三维光线追迹模拟的结果的图。在图29(b)中， 仅示出通过阵列状光学元件K的光中的通过1个区域的光束，但可知图 29(a)这样的串扰没有发生。如此，通过使阵列状光学元件的各光学部 件成为旋转对称形状，能够减少以下说明的第一彩色图像和第二彩色图像 间的串扰。
还有，图28(b1)、(b2)所示的微透镜是六角形，但只要是旋转对称， 未必一定需要是六角形。
图29(c)是表示将图28(c1)、(c2)所示的圆柱微透镜适用于本实 施方式的阵列状光学元件时的三维光线追迹模拟的结果的图。图29(c) 中，仅示出通过阵列状光学元件K的光中的通过1个区域的光束，但可知 图29(a)这样的串扰没有发生。如此，通过使阵列状光学元件的各光学 部件为圆柱形状，能够减少第一彩色图像和第二彩色图像间的串扰。
接下来，说明偏振光形成的彩色图像和无偏振光形成的彩色图像的生 成方法。
图30(a)、(b)，分别是仅提取通过第一光学区域D1和第二光学区 域D2的光入射的像素的图。如图28所示，光学部件M2，相对于光学部 件M1在y方向上错开半间距，因此在通过第一光学区域D1和第二光学 区域D2的光入射的像素中，均包含红(P3A或P3B)、绿(P1A、P2A或 P1B、P2B)、蓝(P4A或P4B)的色彩信息。
其中，通过第一光学区域D1的光是与第一光轴平行的偏振光。因此， 如图30(a)所示，像素P3A(红)、像素P1A和P2A(绿)、像素P4A(蓝) 检测与第一光轴平行的偏振光。另一方面，如图30(b)所示，像素P3B (红)、像素P1B和P2B(绿)、像素P4B(蓝)检测无偏振光。因此，由 通过第一光学区域D1和第二光学区域D2的光入射的像素，能够分别生 成第一光轴平行的偏振光形成的彩色图像、和无偏振光形成的彩色图像。 以下，将第一光轴平行的偏振光形成的彩色图像和无偏振光形成的彩色图 像称为第一彩色图像和第二彩色图像。
第一彩色图像和第二彩色图像，由信号处理部C(图1所示)生成。 第一彩色图像和第二彩色图像，分别通过由图30(a)、(b)所示的像素得 到的色彩信息生成，具体来说是由亮度信息生成。如图30(a)、(b)所示， 与彩色像素对应的第一和第二像素群，均相对于1个像素只能具有1个色 彩信息，因此其他两个颜色的色彩信息由周边的像素的亮度值补足而生 成。
例如，第一彩色图像的情况下，如图30(a)所示，在第二像素群Pg2 的像素P2A的位置只有绿色(G2)的信息。因此，由周边的像素补足红 色(R)和蓝色(B)的信息，在第二像素群Pg2的像素P2A的位置，得 到蓝色、绿色、红色的信息。具体来说，由位于y方向、x方向或倾斜方 向的像素P3A和像素P4A所得到的红色和蓝色的亮度信息，插补第二像 素群Pg2的P2A的红色和蓝色的亮度信息。同样，通过利用了由位于y 方向、x方向或倾斜方向的像素P2A和像素P3A取得的绿色和红色的亮度 信息进行的插补，求得第二像素群Pg2的像素P4A的绿色和红色的亮度信 息。第一像素群Pg1的像素P1A中的红色和蓝色的亮度信息，以及第一像素群Pg1的像素P3A的绿色和蓝色的亮度信息，也通过同样的插补求得。 由此能够得到第一彩色图像。
如图30(b)所示，关于第二彩色图像，也同样，通过插补，求得第 一像素群Pg1的像素P4B的红色和绿色的亮度信息、像素P2B的红色和 蓝色的亮度信息、以及第二像素群Pg2的像素P1B的红色和蓝色的亮度信 息、像素P3B的绿色和蓝色的亮度信息。由此，能够得到第二彩色图像。
还有，在各自的第一、第二彩色图像中，y方向的色彩信息局部性地 缺失。例如，在第一彩色图像的第一像素群Pg1的4个像素中，像素P4B 和像素P2B缺失。这些缺失的像素的亮度信息，也可以在前述的色彩的补 足后，使用y方向上邻接的像素中检测出的色彩的亮度值和由插补求得的 色彩的亮度值进行补足而生成。具体来说，也可以根据y方向上邻接的像 素P3A和像素P1A的红色、蓝色和绿色的亮度信息，分别求得第一像素 群Pg1的像素P4B和像素P2B的红色、蓝色和绿色的亮度信息。
通过以上这样的补足处理，能够生成与第一光轴平行的偏振光形成的 彩色图像和无偏振光形成的彩色图像。
根据本实施方式，如图30(a)和(b)所示，在与第一光轴平行的偏 振光形成的彩色图像和无偏振光形成的彩色图像的各彩色图像中，邻接的 像素群(第一像素群Pg1之间、第二像素群Pg2之间、或第一像素群Pg1 和第二像素群Pg2)分别构成彩色的像素。因此，构成2个彩色图像的像 素的间距不会变长，能够得到分辨率高的图像。
另外，根据本实施方式，能够利用现有的Bayer排列型的摄像元件， 因此不需要专用的滤光片排列的彩色滤光片用的光掩模等的初期投资，能 够抑制初期投资。
还有，本实施方式的摄像装置的光学***，也可以是像侧远心光学系 统。由此，即使视场角变化，对于阵列状光学元件K的主光线入射角仍以 接近0度的值入射，因此能够跨越摄像区域全域，使到达像素P1A、P1B、 P2A、P2B、P3A、P3B、P4A和P4B的光束间的串扰减少。
(实施方式13)
本实施方式13，是将实施方式3的摄像***AP2应用于显微镜的构 成。还有，作为本实施方式的应用于显微镜的摄像***AP2的摄像装置A， 能够使用实施方式1、3至11的摄像装置A的任意一个。
图31(a)和(b)分别是实施方式13的显微镜AP3的正视图和侧视 图。显微镜AP3由头部E1、装配有摄像装置A、偏振光照明Qa、无偏振 照明Qb的镜筒E2和电缆E3构成。
如图31(a)所示，偏振光照明Qa和无偏振照明Qb，同心圆状地交 替配置在摄像装置A的周围。使头部E1的前端处于摄像装置A的合焦位 置而进行设定，使头部E1与面部皮肤等的被摄物体Ob密接时，分辨率最 高。
通过来自偏振光照明Qa的光和来自无偏振照明Qb的光被照射到面 部皮肤等的被摄物体Ob上，摄像装置A能够从来自被摄物体Ob的反射 光，同时取得具有偏振信息的图像信息和普通的图像信息两方。由摄像装 置A取得的图像信息，经由电缆E3与监视器和个人电脑等连接。
通过使用这样的显微镜AP3，能够同时取得普通的放大图像、容易辨 认斑点的状态的放大图像、和容易辨认面部皮肤的毛孔和肌理放大图像。
还有，在本实施方式13的显微镜中，也可以使用实施方式2的摄像 ***AP1。作为用于显微镜的摄像***AP1的摄像装置A，使用实施方式 1、和3至12的摄像装置A的哪种都可以。
(实施方式14)
本实施方式14是将实施方式3的摄像***AP2应用于胶囊内窥镜的 构成。还有，作为应用于胶囊内窥镜的摄像***AP2的摄像装置A，能够 使用实施方式1和3至12的摄像装置A。
图32(a)和(b)分别是实施方式14的胶囊内窥镜AP4的正视图和 侧视图。胶囊内窥镜AP4，由圆顶部E4、装配有摄像装置A、偏振光照 明Qa、无偏振照明Qb的镜筒E5构成。在镜筒E5的内部，还装入有电 池、发送/接收信用的IC，发送/接收信的天线等。
如图32(a)所示，偏振光照明Qa和无偏振照明Qb，同心圆状地交 替配置摄像装置A的周围。
通过来自偏振光照明Qa的光和来自无偏振照明Qb的光被照射到作 为生物体内的消化器官的被摄物体上，摄像装置A能够从来自被摄物体的 反射光，同时取得具有偏振信息的图像信息和普通的图像信息这两方。由 摄像装置A取得的图像信息，经由发送/接收信的IC、发送/接收信的天线， 以无线电发送至外部的终端。
通过使用这样的胶囊内窥镜AP4，能够同时取得容易辨认消化器官的 状态的偏振图像和普通的图像。
还有，本实施方式14的胶囊内窥镜中，也可以使用实施方式2的摄 像***AP1。作为用于胶囊内窥镜的摄像***AP1的摄像装置A，使用实 施方式1和3至12的摄像装置A的哪一种都可以。
(实施方式15)
本实施方式15，是将实施方式3的摄像***AP2应用于电子反射镜 的构成。还有，作为摄像***AP2的摄像装置A，能够使用实施方式1 和3至12的摄像装置A。
图33(a)是电子反射镜AP5的正视图。电子反射镜AP5由显示器 J1、装配有摄像装置A、偏振光照明Qa、无偏振照明Qb的框架T1构成。 如图33(a)所示，在显示器J1的左右的区域，偏振光照明Qa和无偏振 照明Qb沿上下方向被交替排列。
通过来自偏振光照明Qa的光和来自无偏振照明Qb的光被照射到作 为被摄物体的人物的脸上，摄像装置A从作为被摄物体人物的反射光，能 够同时取得具有偏振信息的图像信息和普通的图像信息这两方。由摄像装 置A取得的图像信息，以左右反转的状态被实时显示在显示器J1上。
通过使用这样的电子反射镜AP5，能够同时取得普通的图像、容易辨 认斑点的状态的图像、和容易辨认面部皮肤的毛孔和肌理的图像，作为被 摄物体的用户自身能够以通常的镜子这样的感觉确认用户自身的镜像。也 可以成为如下构成，即，能够由用户对于普通的图像、容易辨认斑点的状 态的图像、和容易辨认面部皮肤的毛孔和肌理的图像进行适宜地转换。
还有，这样的电子反射镜，也可以是使用了2个摄像装置A和裸限立 体显示器的构成。
图33(b)是立体电子反射镜AP6的正视图。立体电子反射镜AP6， 由裸眼立体显示器J2、装配有2个摄像装置A1和A2、偏振光照明Qa、 无偏振照明Qb的框架T2构成。裸眼立体显示器，是视差障壁方式的裸眼 立体显示器和柱状透镜方式的裸眼立体显示器。
通过来自偏振光照明Qa的光和来自无偏振照明Qb的光被照射到作 为被摄物体的人物的脸上，2个摄像装置A1和A2，同时取得作为被摄物 体的人物的具有偏振信息的图像信息和普通的图像信息这两方。由2个摄 像装置A取得的图像信息，以相互有视差的图像左右反转的状态，被实时 显示在裸眼立体显示器J2上。
通过使用这样的电子反射镜AP6，相比电子反射镜AP4，能够更写实 地确认用户自身的镜像。
另外，本实施方式15，也可以是将实施方式1和3至12中说明的摄 像装置A的任意一种、和实施方式2中说明的摄像***AP1加以组合的 构成。
另外，以液晶显示器构成显示器J1和立体显示器J2时，来自液晶显 示器自身的光也被照射到被摄物体上，因此液晶显示器的前面侧的偏振光 滤光片的偏振轴也可以与偏振光照明Qa的偏振轴相同。由此，能够使从 液晶显示器照射到被摄物体上的光的偏光方向、与来自偏振光照明的光的 偏光方向相同。
另外，在本实施方式中，虽然由偏振光照明和无偏振照明构成，但也 可以仅由偏振光照明构成。
另外，仅由偏振光照明构成时，也可以由透过偏振轴相互正交的2个 偏振光照明构成。
另外，作为偏振光照明的光源也可以只由白色光源构成，为了补偿摄 像装置的光学区域中的偏振光滤光片造成的光的衰减，也可以是在白色光 源上附加蓝色光源的构成，或在白色光源上附加绿色光源的构成的偏振光 照明。
(其他的实施方式)
实施方式1至10和12，是具备信号处理部C的构成，但也可以不具 备信号处理部C。这种情况下，使用摄像装置的外部的个人电脑等，进行 信号处理部C所进行的处理即可。即，通过具备有着透镜光学***L、阵 列状光学元件K和摄像元件N的摄像装置和外部的信号处理装置的***， 也能够实现本发明。
另外，在实施方式1至15中，设于摄像元件的各像素上的微透镜， 具备有着曲面形状的透镜面，但也可以将其他形状的微透镜设在摄像元件 上。例如，也可以使用特开2008-10773号公报所公开这样的、由折射率 不同的材料的分布使光会聚的衍射光学元件。图34(a)和(b)，是表示 衍射光学元件Ms’的一例的俯视图和剖面图。在图34(a)和(b)中， 以斜线表示的光学构件分及其周围的部分由互不相同的折射率的材料和 介质构成。如图34(a)和(b)所示，衍射光学元件Ms’，例如通过如下 方式构成，即，在与形成有像素的平面水平的平面中具有环形，沿着与平 面垂直的方向伸长的圆筒的多个光学构件以同心状配置。借助光学构件和 其周围的部分的折射率差、圆筒的尺寸、同心配置的圆筒的间隔等，能够 调整衍射光学元件Ms’的折射率。光学构件的形状不限于圆筒，也可以 是相对于光轴非旋转对称。另外，在图34(a)和(b)中，为2级的二元 衍射光学元件，但也可以是3级以上的多级衍射光学元件。
具有这样构造的衍射光学元件Ms’，能够使用例如半导体光刻技术制 造。具有现有的透镜面的微透镜，例如，是使树脂发生热变形而制造的， 因此在摄像元件的多个像素上所设的多个微透镜间，使透镜面的曲面不同 有困难。相对于此，使用衍射光学元件Ms’时，在摄像元件的多个像素 间，能够通过使上述的光学构件的尺寸不同来改变光学特性。因此，利用 光学***L和阵列状光学元件K，倾斜地让光线入射摄像元件N的像素时， 也能够高效率地使光会聚于像素。
另外，通过使衍射光学元件Ms’的上述的折射率差增大，能够缩短 衍射光学元件Ms’的焦距。因此，例如，如实施方式10中说明的，将阵 列状光学元件K设于摄像元件的摄像面Ni上时，能够使阵列状光学元件 K和衍射光学元件Ms’合在一起的厚度减小，能够使摄像元件的高度减 小。因此，能够实现厚度小的摄像装置。
另外，也可以是由光阑S限制各个光学区域的面积的构成，和将光学 元件L1s和L1p排列在同一平面上的构成。例如，如图35(a)所示，第 一光学区域D1主要透射在第一偏振轴的方向上振动的光，第二光学区域 D2透射在任意的方向上振动的光、且透射近红外光的波长域的光，第三 光学区域D3透射可视光波段中在任意的方向上振动的光，第四光学区域 D4透射可视光波段中在任意的方向上振动的光，并且第四光学区域的面 积比第三光学区域D3的面积小。这样的构成，作为车载用的摄像装置有 用。根据这样的构成，通过透过第一光学区域D1的光，容易检测如实施 方式1所示这样湿润道路的车道。在夜间行驶时，通过使近红外光的聚光 灯，利用透过第二光学区域D2的光，容易检测出用肉眼难以检测的人物、 障碍物、道路的状态。另外通过第三光学区域D3的光形成的图像、和通 过第四光学区域D4的光形成图像，分别是曝光量不同的图像，因此通过 这些图像的合成，能够生成动态范围大的图像。在动态范围大的图像中， 在隧道的出口，在隧道的内部和外部，能够取得曝光过度和曝光不足少的 图像。根据这样的构成，能够以1个摄像装置检测全部的环境下前方的状 况。另外，在这样的构成中，通过使第三光学区域D3和第四光学区域D4 的面积相同，在第四区域加入ND滤光片，能够生成动态范围大的图像。
另外，如图35(b)，也可以采用使透过第四光学区域D4的光的量、 和透过第三光学区域D3的光的量相同的构成。在这样的构成中，将通过 第三光学区域D3的光形成的图像和透过第四光学区域D4光形成的图像 相加所得到的图像、和透过第一光学区域D1的光形成的图像，分别成为 曝光量不同的图像。因此通过这些图像的合成，能够生成动态范围大的图 像。
另外，为了比图35(b)的构成更增大曝光量比，也可以如图35(c) 这样，成为减小第一光学区域D1的面积的构成。
还有，图35(a)、(b)和(c)中的光学区域D3和D4，可以是透明 玻璃，也可以是中空状态。
另外，也可以如图35(d)这样，采用使第二光学区域与第三和第四 光学区域相同的构成。另外，也可以是相对于图35(d)使第一光学区域 D1的面积减小的构成。
【产业上的可利用性】
本申请所公开的摄像装置，作为数码静态相机、数字视频摄像机、车 载照相机，监控摄像机、皮肤诊断摄像机和内窥镜摄像机等的摄像装置有 用。另外，能够应用于显微镜和电子反射镜等的摄像***。
【符号说明】
A摄像装置
L透镜光学***
L1s、L1p光学元件
L2透镜
D1、D2、D3、D4光学区域
S光阑
K阵列状光学元件
N摄像元件
Ni摄像面
M1、M2、Md阵列状光学元件的光学部件Ms摄像元件上的微透镜 P1～P4摄像元件上的像素 C信号处理部

Claims (36)

1.一种摄像装置，其中，具备：
透镜光学***；
摄像元件，其至少具有让通过所述透镜光学***的光入射的多个第一像素和多个第二像素；
阵列状光学元件，其配置在所述透镜光学***和所述摄像元件之间，且包含分别具有透镜面的多个光学部件，
所述透镜光学***具有多个光学区域，所述多个光学区域至少包含：第一光学区域，其主要透射在第一偏振轴的方向上振动的光；第二光学区域，其透射在任意的方向上振动的光，
所述阵列状光学元件的所述多个光学部件，使通过所述第一光学区域的光入射所述多个第一像素，使通过所述第二光学区域的光入射所述多个第二像素，
所述透镜光学***还具备光阑，所述多个光学区域配置在所述光阑邻域。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述第一光学区域透射第一波长域的光，所述第二光学区域透射第二波长域的光。
3.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，
所述第一波长域是近紫外光的波长域。
4.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，
所述第一波长域包含：在400nm至600nm的波长域中的规定的波段。
5.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，
所述第一波长域是近红外光的波长域。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的摄像装置，其中，
所述摄像元件还具有：让通过所述透镜光学***的光入射的多个第三像素和多个第四像素，
所述多个第一像素具有第1A和第1B像素，所述多个第二像素具有第2A和第2B像素，所述多个第三像素具有第3A和第3B像素，所述多个第四像素具有第4A和第4B像素，
第k行的光学部件，使通过所述第一光学区域的光入射所述第1A像素和所述第3A像素，使通过所述第二光学区域的光入射所述第2B像素和所述第4B像素，
第k+1行的光学部件，使通过所述第一光学区域的光入射多个第2A像素和所述第4A像素，使通过所述第二光学区域的光入射所述第1B像素和所述第3B像素。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的摄像装置，其中，
所述透镜光学***的所述多个光学区域还具有所述第一、第二光学区域以外的第三光学区域，
所述第三光学区域主要透射：在与所述第一偏振轴不同的方向的第二偏振轴的方向上振动的光，
所述阵列状光学元件使通过所述第三光学区域的光入射到所述多个第一、第二像素以外的多个第三像素。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的摄像装置，其中，
所述透镜光学***的所述多个光学区域还具备：所述第一和第二光学区域以外的第三和第四光学区域，
所述第一、第二、第三和第四光学区域分别透射互不相同的第一、第二、第三和第四波长域的光，
所述阵列状光学元件使通过所述第三和第四光学区域的光分别入射所述多个第一和第二像素以外的多个第三和第四像素。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的摄像装置，其中，
所述透镜光学***的所述多个光学区域还具备：所述第一和第二光学区域以外的第三和第四光学区域，
所述第一和第三光学区域透射相同波长域的光，第二和第四光学区域分别透射：与所述第一和所述第三光学区域透射的光的波长域分别不同的波长域的光，
所述阵列状光学元件使通过所述第三和第四光学区域的光分别入射所述多个第一和第二像素以外的多个第三和第四像素。
10.根据权利要求9所述的摄像装置，其中，
所述第三光学区域主要透射：在与所述第一偏振轴不同的第二偏振轴的方向上振动的光。
11.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述摄像元件还具有：让所述透镜光学***通过的光入射的多个第三和第四像素，
所述多个光学区域还包含第三、第四光学区域，
所述第三光学区域透射在任意的方向上振动的光，
所述阵列状光学元件使通过所述第三和第四光学区域的光分别入射所述多个第三和第四像素，
所述多个第一、第二和第三像素分别具有：拥有第一、第二和第三光谱透射率特性的滤光片。
12.根据权利要求11所述的摄像装置，其中，
所述多个第四像素具有所述第一光谱透射率特性，
所述第四光学区域透射规定的波长域的光、且透射在与所述第一偏振轴不同的第二偏振轴的方向上振动的光。
13.根据权利要求12所述的摄像装置，其中，
所述摄像元件的所述第一、第二、第三和第四像素以拜耳排列构成。
14.根据权利要求11所述的摄像装置，其中，
所述第一、第二、第三和第四光学区域之中至少1个光学区域，通过所述光阑而使光学区域的面积相对于其他的光学区域的面积而有所不同。
15.一种摄像装置，其中，具备：
透镜光学***，其具有第一光学区域和第二光学区域，所述第一光学区域具备透射规定波段的光的滤光片、且主要透射在第一偏振轴的方向上振动的光，所述第二光学区域配置在与所述第一光学区域不同的位置、且透射在任意的方向上振动的光；
摄像元件，其具有多个第一像素、多个第二像素、多个第三像素及多个第四像素，所述多个第一像素让通过所述透镜光学***的光入射，所述多个第二像素具备有着第一光谱透射率特性的滤光片，所述多个第三像素具备有着第二光谱透射率特性的滤光片，所述多个第四像素具备有着第三光谱透射率特性的滤光片；
阵列状光学元件，其配置在所述透镜光学***和所述摄像元件之间，且包含分别具有透镜面的多个光学部件，
所述阵列状光学元件，使通过所述第一光学区域的光入射所述多个第一像素，且使通过所述第二光学区域的光入射所述多个第二、第三及第四像素，
所述透镜光学***还具备光阑，所述第一和第二光学区域配置在所述光阑邻域。
16.根据权利要求15所述的摄像装置，其中，
所述第一和第二光学区域之中1个光学区域，通过所述光阑而使光学区域的面积相对于其他的光学区域的面积而有所不同。
17.一种摄像装置，其中，具备：
透镜光学***，其具有第一光学区域和第二光学区域，所述第一光学区域主要透射在第一偏振轴的方向上振动的光，所述第二光学区域配置在与所述第一光学区域不同的位置、且透射在任意的方向上振动的光；
摄像元件，其具有多个像素和摄像面，所述多个像素包含：让通过所述透镜光学***的光入射的且具备有着第一光谱透射率特性的滤光片的多个第一和第二像素；具备有着第二光谱透射率特性的滤光片的多个第三像素；具备有着第三光谱透射率特性的滤光片的多个第四像素；
阵列状光学元件，其配置在所述透镜光学***和所述摄像元件之间，且包含分别具有透镜面的多个光学部件，
所述多个像素按照如下方式配置在所述摄像面上，即，沿第一方向从1到h个像素排列而成的一行的像素群，沿第二方向以从第1行至第m行的m行排列，h是2以上的整数，m是2以上的整数，
所述m行中的第j行所排列的h个像素在所述第一方向的中心的各位置，与在第j+1行所排列的h个像素在所述第一方向的中心的各位置相同，其中，1≤j＜m，
所述多个光学部件，在所述阵列状光学元件的表面，沿所述第二方向从1至s个光学部件排列而成的一列的光学部件群，沿所述第一方向以从第1列至第t列的t列排列，所述t列中的第k列所配置的光学部件在所述第二方向的中心的位置，从在第k+1列所配置的光学部件在所述第二方向的中心的位置，在所述第二方向上错开，其中，s为2以上的整数，t为2以上的整数，1≤k＜t。
18.根据权利要求1至5、15、17中任一项所述的摄像装置，其中，
至少2个以上的光学区域具有互不相同的光焦度，
在与所述光学区域的光焦度彼此相等的情况进行比较下，透过所述光学区域的光的合焦位置互相接近。
19.根据权利要求1至5、15、17中任一项所述的摄像装置，其中，
在与所述第一光学区域和所述第二光学区域的边界部对应的位置还具备遮光区域。
20.根据权利要求1至5、15、17中任一项所述的摄像装置，其中，
所述透镜光学***是像侧远心光学***。
21.根据权利要求1至5、15、17中任一项所述的摄像装置，其中，
所述透镜光学***是像侧非远心光学***，
在所述透镜光学***的光轴外，使所述阵列状光学元件的排列相对于所述摄像元件的像素的排列偏移。
22.根据权利要求1至5、15、17中任一项所述的摄像装置，其中，
所述阵列状光学元件是柱状透镜。
23.根据权利要求22所述的摄像装置，其中，
在所述阵列状光学元件中，所述多个光学部件的所述透镜面分别是沿第一方向伸长的柱面，所述多个光学部件沿第二方向配置，
所述多个光学部件分别按照与由1行所述多个第一像素和1行所述多个第二像素所构成的2行像素对应的方式配置。
24.根据权利要求1至5、15、17中任一项所述的摄像装置，其中，
所述阵列状光学元件是微透镜阵列。
25.根据权利要求24所述的摄像装置，其中，
在所述阵列状光学元件中，所述多个光学部件的所述透镜面分别具有旋转对称形状。
26.根据权利要求25所述的摄像装置，其中，
所述多个光学部件分别按照与所述多个第一像素之中的1个、所述多个第二像素之中的1个、所述多个第三像素之中的1个、和所述多个第四像素之中的1个相对应的方式配置。
27.根据权利要求1至5、15、17中任一项所述的摄像装置，其中，
所述阵列状光学元件在所述摄像元件上形成。
28.根据权利要求27所述的摄像装置，其中，
还具备：在所述阵列状光学元件和所述摄像元件之间所设置的微透镜，
所述阵列状光学元件经由所述微透镜而被形成在所述摄像元件上。
29.根据权利要求28所述的摄像装置，其中，
在所述阵列状光学元件和所述摄像元件之间所设置的微透镜，是二元衍射光学元件或多级衍射光学元件。
30.根据权利要求1至5、15、17中任一项所述的摄像装置，其中，
还具备：基于由所述摄像元件取得的信号而生成图像的信号处理部。
31.一种摄像***，其中，具备：
权利要求1至29中任一项所述的摄像装置；
基于由所述摄像装置取得的信号而生成图像的信号处理部。
32.一种摄像***，其中，
具备权利要求1至29中任一项所述的摄像装置和偏振光照明。
33.根据权利要求32所述的摄像***，其中，
还具备无偏振照明。
34.一种摄像***，其中，具备：
至少1个权利要求1至29中任一项所述的摄像装置；
偏振光照明；
将由所述摄像装置取得的图像进行显示的显示装置。
35.根据权利要求34所述的摄像***，其中，
所述至少1个摄像装置为2个摄像装置，
所述显示装置显示由所述2个摄像装置取得的2个图像。
36.根据权利要求34或35所述的摄像***，其中，
所述显示装置是在被摄物体侧具备偏振光滤光片的液晶显示器，
所述液晶显示器的所述偏振光滤光片的偏振轴的方向与所述偏振光照明的偏振轴的方向相同。
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