成像裝置、對象檢測設(shè)備、光學(xué)濾波器以及光學(xué)濾波器的制造方法
【專利摘要】用于通過使用配置有具有二維布置的光接收元件的像素陣列的圖像傳感器、經(jīng)由光學(xué)濾波器接收來自對象的光來捕獲圖像的成像裝置。所述光學(xué)濾波器具有在光透射方向上層疊偏振濾波器層和光譜濾波器層的配置。所述偏振濾波器層包括選擇性地僅在特定方向上透射光的偏振分量的第一類區(qū)域和不選擇偏振分量地透射光或在除了該特定方向之外的不同方向上選擇性地透射光的偏振分量的第二類區(qū)域。光譜濾波器層包括選擇性地透射僅包括在可穿過偏振濾波器層的所用波長帶中的特殊波長帶的光的第三類區(qū)域和不選擇波長地透射光或透射不同于該特殊波長帶的波長帶的光的第四類區(qū)域。
【專利說明】成像裝置、對象檢測設(shè)備、光學(xué)濾波器以及光學(xué)濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及成像裝置，其借助于使用配置有具有二維布置的光接收元件的像素陣列的圖像傳感器、經(jīng)由光學(xué)濾波器接收來自在成像區(qū)域中出現(xiàn)的對象的光來捕獲在成像區(qū)域內(nèi)的圖像；涉及包括該成像裝置的對象檢測設(shè)備；并涉及光學(xué)濾波器以及該光學(xué)濾波器的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在專利文獻(xiàn)I (日本專利申請?zhí)亻_第2007-86720號)中公開了一種偏振成像設(shè)備，其包括:劃分為每一個都具有不同透射軸(即，不同偏振方向)的兩類或更多類偏振器區(qū)域的偏振器陣列；獨(dú)立接收已經(jīng)穿過每一個偏振器區(qū)域的光的光接收元件陣列；以及處理從該光接收元件陣列接收的偏振分量的圖像處理單元。在此偏振成像設(shè)備中，偏振器陣列配置有由光子晶體構(gòu)成的偏振器或線柵型偏振器。
[0003]在專利文獻(xiàn)2 (日本專利申請?zhí)亻_第2009-55624號)中公開了一種圖像處理方法，其中使用包括彩色偏振獲得單元(其具有在其前表面上以重疊方式布置的濾色器和模式化偏振器)的成像設(shè)備，以使得彩色圖像和偏振信息可以以并發(fā)方式獲得。在此成像設(shè)備中，將Bayer (貝爾)彩色馬賽克光學(xué)濾波器用作濾色器，其中每一個均對應(yīng)于成像元件的4個相鄰像素的組地形成不同顏色(RGB)的濾色器單元。利用對應(yīng)于每一個濾色器單元的該4個相鄰像素的組，具有不同主偏振軸的模式化偏振器緊緊附著。在此成像設(shè)備中，成像元件的4個像素形成了單一組，并對RGB每一種顏色可以獲得4類偏振信息。
[0004]在于上述專利文獻(xiàn)2中公開的成像設(shè)備中，通過僅捕獲圖像一次就可以獲得RGB每一種顏色的光譜信息(波長帶特有信息)以及偏振信息(偏振方向特有信息)。然而，在專利文獻(xiàn)2中，關(guān)于制造具有以重疊方式布置在其上的濾色器和模式化偏振器的彩色偏振獲得單元的制造方法未給出確切說明。同時，近年來，成像元件(光接收元件)中的像素間隔已經(jīng)降低到了極窄的水平。不考慮這點(diǎn)，在專利文獻(xiàn)2中，關(guān)于對光接收元件的4個相鄰像素的組的極微小區(qū)域形成每一個均具有不同顏色(RGB)的濾色器單元的方法；或關(guān)于對于諸如光接收元件的單一像素之類的每一個極微小區(qū)域形成具有不同主偏振軸的模式化偏振器的方法；或關(guān)于以重疊方式布置濾色器和模式化偏振器的方法，沒有給出任何確切說明。
[0005]同時，在專利文獻(xiàn)I中，存在制造對于每一個極微小區(qū)域劃分為每一個都具有不同透射軸(即，不同偏振方向)的兩類或更多類偏振器區(qū)域的偏振器陣列(偏振濾波器)的方法的確切術(shù)語的說明。此外，關(guān)于在其中形成每一個都對于極微小區(qū)域具有不同顏色的濾色器單元的濾色器(光譜濾波器)，可以使用近年來的微裝技術(shù)以使得這種布置可行。然而，本發(fā)明的發(fā)明人的勤勉研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)光譜濾波器和偏振濾波器以重疊方式布置時發(fā)生以下問題。
[0006]在以重疊方式在微結(jié)構(gòu)中布置光譜濾波器和偏振濾波器的情況下，通用制造方法是形成層疊結(jié)構(gòu)，其中光譜濾波器層和偏振濾波器層在透射濾波器基底上依次形成。而且，為了獲得被分割為每一個都對光接收元件的單一像素或一些像素的每一個極微小區(qū)域具有不同偏振方法的區(qū)域的偏振濾波器層，期望使用如下偏振器結(jié)構(gòu):其配置有由光子晶體構(gòu)成的偏振器或者具有如上述專利文獻(xiàn)I所述的線柵型偏振器，并且適宜于微結(jié)構(gòu)。然而，具有這種偏振器結(jié)構(gòu)的偏振濾波器層偏偏具有不平滑頂表面。為此，如果試圖在該偏振濾波器層上形成光譜濾波器層，則光譜濾波器層也沿著偏振濾波器層的不平滑頂表面而形成。這引起光譜濾波器層的層厚的不規(guī)則，由此導(dǎo)致在圖像傳感器的光接收元件表面的方向上的光譜濾波器層的光譜性能的不一致。
[0007]此外，只要光譜濾波器層關(guān)系到以每一個濾波器區(qū)域?qū)γ恳粋€極微小區(qū)域具有不同顏色(即，不同波長帶)地形成濾波器區(qū)域，結(jié)合每一顏色的濾波器區(qū)域需要由不同材料形成的事實，就難以在濾波器區(qū)域之間具有一致的層厚。為此，光譜濾波器層的上層變得不平滑。結(jié)果，在光譜濾波器層上形成偏振濾波器層的情況下，偏振濾波器層的層厚上出現(xiàn)不規(guī)則性。這在圖像傳感器的光接收元件表面的方向上引起偏振濾波器層的偏振性能的不一致。
[0008]已經(jīng)鑒于上述問題提出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供如下成像裝置，其在以層疊方式布置偏振濾波器層和光譜濾波器層的結(jié)構(gòu)中，使得能夠?qū)崿F(xiàn)那些層的層厚的不規(guī)則性的抑制并使得能夠完整實現(xiàn)每一層的原始功能，所述偏振濾波器層每一個均分割為基于等同于光接收元件的單一像素或一些像素的極微小區(qū)域的區(qū)域。本發(fā)明的目的是還提供包括成像裝置的對象檢測設(shè)備，并提供光學(xué)濾波器和該光學(xué)濾波器的制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供成像裝置，其用于借助于使用配置有具有二維布置的光接收元件的像素陣列的圖像傳感器、經(jīng)由光學(xué)濾波器接收來自在成像區(qū)域中出現(xiàn)的對象的光來捕獲在成像區(qū)域內(nèi)的圖像。該光學(xué)濾波器具有在光透射方向上層疊偏振濾波器層和光譜濾波器層的配置。該偏振濾波器層包括選擇性地僅在特定方向上透射光的偏振分量的第一類區(qū)域和不選擇偏振分量地透射光或在除了該特定方向之外的不同方向上選擇性地透射光的偏振分量的第二類區(qū)域。該第一和第二類區(qū)域分割為每一個均對應(yīng)于由圖像傳感器的一個或多個光接收元件形成的單位區(qū)域的區(qū)域。該光譜濾波器層包括選擇性地透射僅包括在可穿過偏振濾波器層的所用波長帶中的特殊波長帶的光的第三類區(qū)域和不選擇波長地透射光或透射不同于該特殊波長帶并且包括在所用波長帶中的波長帶的光的第四類區(qū)域。該第三和第四類區(qū)域分割為每一個均對應(yīng)于由圖像傳感器的一個或多個光接收元件形成的單位區(qū)域的區(qū)域。在該偏振濾波器層和該光譜濾波器層中，在層疊方向的下側(cè)上的層在層疊方向上具有不平滑頂表面。通過利用預(yù)定填充材料填充該不平滑頂表面以使得頂表面平滑并隨后形成另一層來形成光學(xué)濾波器。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，在構(gòu)成光學(xué)濾波器的偏振濾波器層和光譜濾波器層中，在層疊方向的下側(cè)上的層在層疊方向上具有不平滑頂表面。在本發(fā)明中，在在層疊方向的下側(cè)上的層的頂表面上形成另一層之前，在不平滑頂表面上填充預(yù)定填充材料以使得該不平滑頂表面平滑。借助這種配置，即使另一層形成在位于在層疊方向的下側(cè)上并且具有不平滑頂表面的層上，也防止出現(xiàn)沿不平滑表面該另一層的層厚的不規(guī)則性。這允許另一層實現(xiàn)其主要功能。同時，只要填充在層疊方向的下側(cè)上的層的頂表面的填充材料不干擾偏振濾波器層和光譜濾波器層的功能，就可以使用任意類型的填充材料。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是圖示根據(jù)一個實施例的車內(nèi)裝置控制系統(tǒng)的整體配置的示意圖；
[0012]圖2是在車內(nèi)裝置控制系統(tǒng)中安裝的成像單元的整體配置的示意圖；
[0013]圖3是用于說明在成像單元中安裝的成像裝置的整體配置的說明性示圖；
[0014]圖4是用于說明代表當(dāng)成像鏡頭的焦點(diǎn)設(shè)置在附著到自身機(jī)動車的擋風(fēng)玻璃的外壁表面的雨滴上時用于雨滴檢測的已捕獲圖像數(shù)據(jù)的紅外彩色圖像數(shù)據(jù)的說明性示圖；
[0015]圖5是用于說明代表當(dāng)焦點(diǎn)設(shè)置到無窮遠(yuǎn)處時用于雨滴檢測的已捕獲圖像數(shù)據(jù)的紅外彩色圖像數(shù)據(jù)的說明性示圖；
[0016]圖6是圖示可應(yīng)用于雨滴檢測的已捕獲圖像數(shù)據(jù)的截止濾波器的濾波器特性的曲線圖；
[0017]圖7是圖示可應(yīng)用于雨滴檢測的已捕獲圖像數(shù)據(jù)的帶通濾波器的濾波器特性的曲線圖；
[0018]圖8是在成像裝置的光學(xué)濾波器中布置的預(yù)濾波器的前視圖；
[0019]圖9是用于說明基于成像裝置的已捕獲圖像數(shù)據(jù)的圖像的示例的示范示圖；
[0020]圖10是用于說明成像裝置的細(xì)節(jié)的示范示例；
[0021]圖11是當(dāng)從正交方向向光透射方向觀看時成像裝置的光學(xué)濾波器和圖像傳感器的示意性放大視圖；
[0022]圖12是圖示光學(xué)濾波器的偏振濾波器層和光譜濾波器層的區(qū)域分割模式的示范示圖；
[0023]圖13是用于說明與已經(jīng)穿過根據(jù)第一配置示例的光學(xué)濾波器并且由圖像傳感器的每一個光電二極管接收到的光量對應(yīng)的信息(關(guān)于每一成像像素的信息)的內(nèi)容的說明性示圖；
[0024]圖14A是沿著圖13中圖示的線A-A截取的截面圖，用于示意性圖示光學(xué)濾波器和圖像傳感器；
[0025]圖14B是沿著圖13中圖示的線B-B截取的截面圖，用于示意性圖示光學(xué)濾波器和圖像傳感器；
[0026]圖15是用于說明與已經(jīng)穿過根據(jù)第二配置示例的光學(xué)濾波器并且由圖像傳感器的每一個光電二極管接收到的光量對應(yīng)的信息(關(guān)于每一成像像素的信息)的內(nèi)容的說明性示圖；
[0027]圖16A是沿著圖15中圖示的線A-A截取的截面圖，用于示意性圖示光學(xué)濾波器和圖像傳感器；
[0028]圖16B是沿著圖15中圖示的線B-B截取的截面圖，用于示意性圖示光學(xué)濾波器和圖像傳感器；
[0029]圖17是用于說明與已經(jīng)穿過根據(jù)第三配置示例的光學(xué)濾波器并且由圖像傳感器的每一個光電二極管接收到的光量對應(yīng)的信息(關(guān)于每一成像像素的信息)的內(nèi)容的說明性示圖；[0030]圖18A是沿著圖17中圖示的線A-A截取的截面圖，用于示意性圖示光學(xué)濾波器和圖像傳感器；
[0031]圖18B是沿著圖17中圖示的線B-B截取的截面圖，用于示意性圖示光學(xué)濾波器和圖像傳感器；
[0032]圖19是說明用于限制穿過光學(xué)濾波器的光譜濾波器層的非色散區(qū)域的接收光的量的示范配置的說明性示圖；
[0033]圖20是說明用于限制穿過光學(xué)濾波器的光譜濾波器層的非色散區(qū)域的接收光的量的另一示范配置的說明性示圖；
[0034]圖21是說明用于限制穿過光學(xué)濾波器的光譜濾波器層的非色散區(qū)域的接收光的量的再一示范配置的說明性示圖；
[0035]圖22是說明用于限制穿過光學(xué)濾波器的光譜濾波器層的非色散區(qū)域的接收光的量的再一示范配置的說明性示圖；
[0036]圖23是說明用于限制穿過光學(xué)濾波器的光譜濾波器層的非色散區(qū)域的接收光的量的再一示范配置的說明性示圖；
[0037]圖24是說明用于限制穿過光學(xué)濾波器的光譜濾波器層的非色散區(qū)域的接收光的量的再一示范配置的說明性示圖；
[0038]圖25是圖示在根據(jù)第四配置示例的光學(xué)濾波器的偏振濾波器層中的線柵結(jié)構(gòu)的金屬線的縱向的說明性示圖；
[0039]圖26是構(gòu)成偏振濾波器層的線柵結(jié)構(gòu)的放大視圖；
[0040]圖27是圖示在光譜濾波器層中可應(yīng)用的截止濾波器的濾波器特性的曲線圖；
[0041]圖28是圖示在光譜濾波器層中可應(yīng)用的帶通濾波器的濾波器特性的曲線圖；
[0042]圖29是圖示使用成像裝置捕獲來自雨天的前燈的直接光的圖像以及來自濕道路表面的前燈的反射光(眩光)的圖像并且計算各個差分偏振度(difference polarizationdegree)的情況的直方圖；
[0043]圖30是圖示當(dāng)成像裝置捕獲在行駛在濕道路表面上的自身機(jī)動車的行進(jìn)方向上以幾乎相同距離出現(xiàn)前進(jìn)機(jī)動車和接近機(jī)動車的情況下的圖像時的示例的示意圖；
[0044]圖31是用于說明在根據(jù)實施例的機(jī)動車檢測操作期間進(jìn)行的系列操作的流程圖；
[0045]圖32示出當(dāng)?shù)缆繁砻鏉駮r和當(dāng)?shù)缆繁砻娓蓵r的反射光的改變；
[0046]圖33是圖不反射光的水平偏振分量Is和垂直偏振分量Ip相對于具有光強(qiáng)I的入射光的入射角依賴性的曲線圖；
[0047]圖34是用于說明在檢測路上金屬體(on-road metal bodies)時關(guān)于捕獲圖像的設(shè)置處理線的示例的說明性示圖；
[0048]圖35A是圖示捕獲包含路上金屬體的成像區(qū)域的單色亮度圖像(非色散型/非偏振型)的示范圖像；
[0049]圖35B是圖示捕獲相同成像區(qū)域的非色散型的差分偏振度圖像的示范圖像；
[0050]圖36是用于說明在檢測三維對象時關(guān)于捕獲圖像的設(shè)置處理線的示例的示范示圖；
[0051]圖37A是圖示捕獲包含三維對象的成像區(qū)域的單色亮度圖像(非色散型/非偏振型)的示范圖像；
[0052]圖37B是圖示捕獲相同成像區(qū)域的非色散型的差分偏振度圖像的示范圖像；
[0053]圖38是用于說明在實驗室中進(jìn)行的、在改變光源相對于測試對象的位置的同時利用固定相機(jī)捕獲水平偏振分量S的圖像以及垂直偏振分量P的圖像的實驗的概述的說明性示圖；
[0054]圖39是圖示在實驗室中進(jìn)行的、在改變光源相對于作為測試對象的浙青表面和涂漆表面的位置的同時利用固定相機(jī)捕獲水平偏振分量S的圖像以及垂直偏振分量P的圖像的實驗的結(jié)果的曲線圖；
[0055]圖40A是圖示捕獲包含道路側(cè)的成像區(qū)域的單色亮度圖像(非色散型/非偏振型)的示范圖像；
[0056]圖40B是圖示捕獲相同成像區(qū)域的非色散型的差分偏振度圖像的示范圖像；
[0057]圖41是圖示在實驗室中進(jìn)行的、在改變光源相對于作為測試對象的浙青表面和混凝土表面的位置的同時利用固定相機(jī)捕獲水平偏振分量S的圖像以及垂直偏振分量P的圖像的實驗的結(jié)果的曲線圖；
[0058]圖42A是圖示捕獲雨天中包含白線的成像區(qū)域的單色亮度圖像(非色散型/非偏振型)的示范圖像；
[0059]圖42B是圖示捕獲相同成像區(qū)域的非色散型的差分偏振度圖像的示范圖像；
[0060]圖43是用于說明在布魯斯特(Brewster)角的反射光的偏振狀態(tài)的說明性示圖；
[0061]圖44A是對每一個偏振分量圖示當(dāng)雨滴未附著到擋風(fēng)玻璃的外壁表面上時由成像裝置接收到的光量相對于由光源發(fā)出的光量的比率的曲線圖；
[0062]圖44B是對每一個偏振分量圖示當(dāng)雨滴附著到擋風(fēng)玻璃的外壁表面上時由成像裝置接收到的光量相對于由光源發(fā)出的光量的比率的曲線圖；
[0063]圖45A是圖示當(dāng)雨滴未附著到擋風(fēng)玻璃的外壁表面上時的差分偏振度的曲線圖；
[0064]圖45B是圖示當(dāng)雨滴附著到擋風(fēng)玻璃的外壁表面上時的差分偏振度的曲線圖；以及
[0065]圖46圖示當(dāng)完成安裝以確保入射角處于50°附近時雨滴附著到其的擋風(fēng)玻璃的差分偏振度圖像的示例。
【具體實施方式】
[0066]以下說明根據(jù)本發(fā)明的成像裝置在車內(nèi)裝置控制系統(tǒng)中實現(xiàn)的示范實施例。
[0067]同時，根據(jù)本發(fā)明的成像裝置不限于被實現(xiàn)在車內(nèi)裝置控制系統(tǒng)中，而是可以實現(xiàn)在例如安裝對象檢測設(shè)備以基于捕獲圖像進(jìn)行對象檢測的任何其他系統(tǒng)中。
[0068]圖1是圖示根據(jù)本實施例的車內(nèi)裝置控制系統(tǒng)的整體配置的示意圖。
[0069]該車內(nèi)裝置控制系統(tǒng)利用由在機(jī)動車(諸如自身機(jī)動車100)中安裝的成像裝置捕獲的車輛行進(jìn)方向前方區(qū)域(成像區(qū)域)的圖像的已捕獲圖像數(shù)據(jù)，并相應(yīng)地進(jìn)行前燈的光分布控制、雨刷驅(qū)動控制以及其他車內(nèi)裝置的控制。
[0070]安裝在根據(jù)本實施例的車內(nèi)裝置控制系統(tǒng)中的成像裝置安裝在成像單元101中。成像裝置捕獲作為成像區(qū)域的車輛行進(jìn)方向前方區(qū)域的圖像。同時，例如，在自身機(jī)動車100的擋風(fēng)玻璃105的后視鏡(未示出)的附近布置成像裝置。由成像單元101的成像裝置通過捕獲圖像獲得的已捕獲圖像數(shù)據(jù)被輸入到圖像分析單元102。然后，圖像分析單元102分析由成像裝置發(fā)送的已捕獲圖像數(shù)據(jù)；計算出現(xiàn)在自身機(jī)動車100的前方的其他機(jī)動車的位置、朝向和距離；檢測擋風(fēng)玻璃105上的諸如雨滴或外來物之類的任何附著物；并在成像區(qū)域內(nèi)檢測檢測目標(biāo)對象，諸如在道路表面上繪制的白線(界線)。關(guān)于其他機(jī)動車的檢測，通過識別該機(jī)動車的尾燈而檢測正在與自身機(jī)動車100相同方向上行進(jìn)的前進(jìn)機(jī)動車(proceeding motor vehicle);并且通過識別接近機(jī)動車的前燈而檢測正在自身機(jī)動車100的相反方向上行進(jìn)的該接近機(jī)動車(oncoming motor vehicle)。
[0071]向前燈控制單元103發(fā)送由圖像分析單元102進(jìn)行的計算的結(jié)果。然后，例如，通過參考由圖像分析單元102計算出的距離，前燈控制單元103生成用于控制前燈104的控制信號。更具體地，例如，前燈控制單元103進(jìn)行控制以在前燈104的高光束和低光束之間切換，以及為了在防止自身機(jī)動車100的前燈的強(qiáng)光進(jìn)入其他機(jī)動車的駕駛員的眼睛以使得其他機(jī)動車的那些駕駛員不分散注意力的同時確保自身機(jī)動車100的駕駛員的可視度的目的，進(jìn)行前燈104的部分光攔截控制。
[0072]將圖像分析單元102進(jìn)行的計算的結(jié)果發(fā)送到雨刷控制單元106。然后，該雨刷控制單元106控制雨刷107以從自身機(jī)動車100的擋風(fēng)玻璃105去除任何附著物，諸如雨滴或外來物。雨刷控制單元106接收由圖像分析單元102進(jìn)行的外來物檢測的結(jié)果并且生成用于控制雨刷107的控制信號。由雨刷控制單元106生成的控制信號作為觸發(fā)器被發(fā)送到雨刷107以啟動確保自身機(jī)動車100的駕駛員的可視度的操作。
[0073]同時，由圖像分析單元102進(jìn)行的計算的結(jié)果還被發(fā)送到車輛行駛控制單元108。然后，基于由圖像分析單元102進(jìn)行的白線檢測的結(jié)果，車輛行駛控制單元108進(jìn)行駕駛支持控制，諸如當(dāng)自身機(jī)動車100偏離由白線所劃定的交通道區(qū)域時向自身機(jī)動車100的駕駛員發(fā)出警告，或控制自身機(jī)動車100的方向盤或剎車。
[0074]圖2是圖示成像單元101的整體配置的示意圖。
[0075]圖3是用于說明安裝在成像單元101中的成像裝置200的整體配置的說明性示圖。
[0076]成像單元101包括成像裝置200、光源202以及容納該成像裝置200和光源202的成像外殼201。成像單元101安裝在自身機(jī)動車100的擋風(fēng)玻璃105的內(nèi)壁表面。如圖3所示，成像裝置200包括成像鏡頭204、光學(xué)濾波器205以及圖像傳感器206。布置光源202以如下方式向擋風(fēng)玻璃105發(fā)射光:當(dāng)發(fā)射光從擋風(fēng)玻璃105的外壁表面反射時,反射光落在成像裝置200上。
[0077]在本實施例中，使用光源202檢測在擋風(fēng)玻璃105的外壁表面上的任何附著物(以下，對附著物為雨滴的示例給出說明)。當(dāng)雨滴203未附著到擋風(fēng)玻璃105的外壁表面上時，由光源202發(fā)射的光從擋風(fēng)玻璃105的外壁表面與外部空氣之間的界面反射，并且反射的光落在成像裝置200上。另一方面，當(dāng)雨滴203如圖2所示地附著到擋風(fēng)玻璃105的外壁表面上時，擋風(fēng)玻璃105的外壁表面與雨滴203之間的折射率差變得比擋風(fēng)玻璃105的外壁表面與外部空氣之間的折射率差小。結(jié)果，由光源202發(fā)射的光穿過界面并且不落在成像裝置200上。通過利用這種差，從成像裝置200的已捕獲圖像數(shù)據(jù)檢測附著到擋風(fēng)玻璃105的外壁表面上的雨滴203。
[0078]此外，在本實施例中，如圖2所示，成像裝置200和光源202被擋風(fēng)玻璃105以及成像外殼201覆蓋。通過以此方式使用成像外殼201作為罩子，即使出現(xiàn)擋風(fēng)玻璃105的內(nèi)壁表面變得霧化的情形，也防止由擋風(fēng)玻璃105覆蓋的成像單元101變得霧化。結(jié)果，變得可以防止擋風(fēng)玻璃105的霧化使得圖像分析單元102進(jìn)行錯誤分析的情形。因此，可以以恰當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行基于圖像分析單元102的分析結(jié)果的各種控制操作。
[0079]然而，當(dāng)例如出于控制自身機(jī)動車100的空調(diào)的目的而從成像裝置200的已捕獲圖像數(shù)據(jù)檢測到擋風(fēng)玻璃105的霧化時，可以在成像外殼201的某些部分確?？諝馔ǖ酪员ＷC面向成像裝置200的擋風(fēng)玻璃105的部分處于與其余部分相同的狀況。
[0080]在本實施例中，成像鏡頭204的焦點(diǎn)位置設(shè)置到無窮遠(yuǎn)處或設(shè)置到無窮遠(yuǎn)和擋風(fēng)玻璃105之間。借此，不僅在檢測附著到擋風(fēng)玻璃105的雨滴203的情況下，而且在檢測前進(jìn)機(jī)動車、檢測接近機(jī)動車和檢測白線的情況下，也變得可以從成像裝置200的已捕獲圖像數(shù)據(jù)獲得適當(dāng)?shù)男畔ⅰ?br> [0081]例如，關(guān)于附著到擋風(fēng)玻璃105的雨滴203的檢測，因為已捕獲圖像數(shù)據(jù)中的雨滴圖像通常是圓形，所以為了確定已捕獲圖像數(shù)據(jù)中的雨滴候選圖像是否是圓形并且識別圓形的雨滴候選圖像為雨滴圖像的目的而進(jìn)行形狀識別操作。在進(jìn)行這種形狀識別操作的同時，取代使得成像鏡頭204的焦點(diǎn)設(shè)置在附著到擋風(fēng)玻璃105的外壁表面的雨滴203處，使得焦點(diǎn)設(shè)置到無窮遠(yuǎn)處或設(shè)置到無窮遠(yuǎn)和擋風(fēng)玻璃105之間導(dǎo)致某種程度的模糊。這種模糊增強(qiáng)了雨滴(圓形)的形狀識別率并增強(qiáng)了雨滴檢測性能。
[0082]圖4是用于說明代表當(dāng)成像鏡頭204的焦點(diǎn)設(shè)置在附著到擋風(fēng)玻璃105的外壁表面的雨滴203上時用于雨滴檢測的已捕獲圖像數(shù)據(jù)的紅外彩色圖像數(shù)據(jù)的說明性示圖。
[0083]圖5是用于說明代表當(dāng)焦點(diǎn)設(shè)置到無窮遠(yuǎn)處時用于雨滴檢測的已捕獲圖像數(shù)據(jù)的紅外彩色圖像數(shù)據(jù)的說明性示圖。
[0084]當(dāng)成像鏡頭204的焦點(diǎn)設(shè)置在附著到擋風(fēng)玻璃105的外壁表面的雨滴203上時，在雨滴中反射的背景圖像203a也如圖4所示地捕獲。這種背景圖像203a導(dǎo)致雨滴203的誤檢測。此外，如圖4所示，存在僅雨滴的部分203b以弓形方式顯得更明亮的時候。這種明亮部分的形狀(也就是雨滴圖像的形狀)根據(jù)陽光的方向或根據(jù)路燈的位置而改變。在形狀識別操作期間，應(yīng)對改變到各種形狀的這種雨滴圖像導(dǎo)致處理負(fù)載的增加以及識別精度的下降。
[0085]相反，當(dāng)焦點(diǎn)設(shè)置到無窮遠(yuǎn)處時，如圖5所示，在某種程度上出現(xiàn)模糊。因此，背景圖像203a未反映在已捕獲圖像數(shù)據(jù)中，由此減少了雨滴203的誤檢測。此外，由于某種程度上出現(xiàn)的模糊，雨滴圖像的形狀根據(jù)陽光的方向或根據(jù)路燈的位置而改變的程度減少了。因此，雨滴圖像總是基本上維持圓形。結(jié)果，可以以較小的處理負(fù)載和高識別精度關(guān)于雨滴203進(jìn)行形狀識別操作。
[0086]然而，當(dāng)焦點(diǎn)設(shè)置到無窮遠(yuǎn)處時，在識別在遠(yuǎn)處行駛的前進(jìn)機(jī)動車的尾燈的同時，存在圖像傳感器206的僅僅大約單個光接收元件接收到來自尾燈的光的時候。這樣，盡管稍后詳細(xì)描述，但是存在來自尾燈的光不被本該接收尾燈的顏色(紅色)的光的紅光接收元件接收到的可能性。這樣，不能識別尾燈并且不能檢測前進(jìn)機(jī)動車。為了避免這種故障，期望設(shè)置成像鏡頭204的焦點(diǎn)到短于無窮遠(yuǎn)處。借此，行駛在遠(yuǎn)處的前進(jìn)機(jī)動車的尾燈變得模糊，以使得接收來自尾燈的光的光接收元件的數(shù)量可以增加。結(jié)果，識別尾燈的精度改進(jìn)，由此使得能夠?qū)崿F(xiàn)前進(jìn)機(jī)動車的檢測精度的增強(qiáng)。[0087]在成像單元101的光源202中，可以使用發(fā)光二極管(LED)或激光二極管(LD)。此夕卜，關(guān)于光源202的發(fā)射波長，可以使用例如可見光或紅外光。然而，為了避免接近機(jī)動車的駕駛員或行人被光源202發(fā)射的光分心的情形，期望選擇諸如SOOnm到IOOOnm波長之類的在紅外光區(qū)域中的波長，該波長長于可見光的波長并落在圖像傳感器206的光接收敏感度的范圍內(nèi)。根據(jù)本實施例，光源202發(fā)射具有紅外光區(qū)域中的波長的光。
[0088]這里，當(dāng)成像裝置200利用由光源202發(fā)射并從擋風(fēng)玻璃105反射的紅外波長光捕獲圖像時，成像裝置200的圖像傳感器206不僅接收由光源202發(fā)射的紅外波長光，而且還接收諸如包括紅外波長光的陽光之類的大量環(huán)境光。因而，為了區(qū)分由光源202發(fā)射的紅外波長光與大量環(huán)境光，光源202的發(fā)光量需要比環(huán)境光大足夠多。然而，經(jīng)常是具有大發(fā)光量的光源202難以使用的情況。
[0089]在這點(diǎn)上，在本實施例中，配置如下:光源202發(fā)射的光經(jīng)由例如如圖6所示的、截止具有比光源202的發(fā)射波長短的波長的光的截止濾波器(cutoff filter)或如圖7所示具有與光源202的發(fā)射波長幾乎匹配的透射率峰值的帶通濾波器，由圖像傳感器206接收。利用這種配置，僅在具有除了光源202的發(fā)射波長之外的波長的光被去除之后，圖像傳感器206接收光。因此，由光源202發(fā)射以及由圖像傳感器206接收到的光量相對于環(huán)境光增加。結(jié)果，即使光源202不具有大發(fā)光量，也變得可以區(qū)分由光源202發(fā)射的光與環(huán)境光。
[0090]然而，在本實施例中，除了從已捕獲圖像數(shù)據(jù)檢測附著到擋風(fēng)玻璃105的雨滴203之外，還從已捕獲圖像數(shù)據(jù)檢測前進(jìn)機(jī)動車、接近機(jī)動車以及白線。因此，如果關(guān)于全部捕獲圖像去除了除光源202發(fā)射的紅外波長光之后的波長范圍，則圖像傳感器206變得不能接收對于前進(jìn)機(jī)動車、接近機(jī)動車以及白線的檢測所要求的波長范圍中的光。這提出了檢測那些對象的問題。在這點(diǎn)上，在本實施例中，將已捕獲圖像數(shù)據(jù)中的圖像區(qū)域分割為在檢測附著到擋風(fēng)玻璃105的雨滴203時使用的雨滴檢測圖像區(qū)域以及在檢測前進(jìn)機(jī)動車、接近機(jī)動車以及白線時使用的機(jī)動車檢測圖像區(qū)域。此外，關(guān)于僅與雨滴檢測圖像區(qū)域?qū)?yīng)的部分，截止除了由光源202發(fā)射的紅外波長光之外的波長范圍的光學(xué)濾波器被布置在光學(xué)濾波器205中。
[0091]圖8是布置在光學(xué)濾波器205中的預(yù)濾波器210的前視圖。
[0092]圖9是用于說明已捕獲圖像數(shù)據(jù)中的圖像的示例的說明性示圖。
[0093]如圖3所示，光學(xué)濾波器205具有在光透射方向上重疊預(yù)濾波器210和后濾波器220的結(jié)構(gòu)。如圖8所示，預(yù)濾波器210分割為在與負(fù)責(zé)捕獲圖像的上三分之二部分的機(jī)動車檢測圖像區(qū)域213對應(yīng)的部分中形成的紅外光截止濾波器區(qū)域211，以及在與負(fù)責(zé)捕獲圖像的下三分之一部分的雨滴檢測圖像區(qū)域214對應(yīng)的部分中形成的紅外光透射濾波器區(qū)域212。使用圖6所示的截止濾波器或圖7所示的帶通濾波器作為紅外光透射濾波器區(qū)域 212。
[0094]在捕獲圖像中，接近機(jī)動車的前燈、前進(jìn)機(jī)動車的尾燈以及白線通常在上部分中捕獲。相反，自身機(jī)動車的直接道路表面通常在下部分中捕獲。因而，對接近機(jī)動車的前燈、前進(jìn)機(jī)動車的尾燈以及白線的識別所要求的信息大部分在捕獲圖像的上部分中可用，而在捕獲圖像的下部分中可用的信息在這種識別中很少令人感興趣。因此，根據(jù)單組已捕獲圖像數(shù)據(jù)，當(dāng)在進(jìn)行雨滴檢測的同時要進(jìn)行接近機(jī)動車、前進(jìn)機(jī)動車以及白線的檢測時，如圖9所示，優(yōu)選設(shè)置捕獲圖像的下部分作為雨滴檢測圖像區(qū)域214，設(shè)置捕獲彩色區(qū)域的其余上部分作為機(jī)動車檢測圖像區(qū)域213，并相應(yīng)地進(jìn)行預(yù)濾波器210的區(qū)域分割。
[0095]如果成像裝置200的成像方向向下傾斜，則存在自身機(jī)動車的車蓋進(jìn)入成像區(qū)域內(nèi)的下部分的時候。在此情況下，從自身機(jī)動車的車蓋反射的陽光或由前進(jìn)機(jī)動車的尾燈發(fā)射并且從自身機(jī)動車的車蓋反射的光變?yōu)榄h(huán)境光，在已捕獲圖像數(shù)據(jù)中包括這種環(huán)境光變得導(dǎo)致接近機(jī)動車的前燈、前進(jìn)機(jī)動車的尾燈以及白線的誤檢測。即使在這種情況中，在本實施例中，因為圖6所示的截止濾波器或圖7所示的帶通濾波器布置在與捕獲圖像的下部分對應(yīng)的部分，所以從自身機(jī)動車的車蓋反射的陽光或由前進(jìn)機(jī)動車的尾燈發(fā)射并且從自身機(jī)動車的車蓋反射的光被截止。這使得能夠?qū)崿F(xiàn)接近機(jī)動車的前燈、前進(jìn)機(jī)動車的尾燈以及白線的識別精度的增強(qiáng)。
[0096]此外，在本實施例中，由于成像鏡頭204的特性特征，成像區(qū)域中的視圖以及圖像傳感器206中捕獲的圖像在上下側(cè)方面被翻轉(zhuǎn)。結(jié)果，在設(shè)置捕獲圖像的下部分作為雨滴檢測圖像區(qū)域214的情況下，用圖6所示的截止濾波器或圖7所示的帶通濾波器配置光學(xué)濾波器205中預(yù)濾波器210的上部分。
[0097]這里，在檢測前進(jìn)機(jī)動車的時候，識別在捕獲圖像中捕獲的尾燈并檢測前進(jìn)機(jī)動車。然而，與接近機(jī)動車的前燈相比，由尾燈發(fā)射的光量更小。此外，還出現(xiàn)了諸如街燈的光之類的很多環(huán)境光。因此，僅通過參考亮度數(shù)據(jù)難以進(jìn)行尾燈的高度精確檢測。為此，在尾燈識別期間，變得需要參考頻譜信息并基于接收到的紅光的量來識別尾燈。在這點(diǎn)上，在本實施例中，如后面所述，布置與尾燈的顏色匹配的紅色濾波器或青色濾波器(即，透射僅尾燈的顏色的波長帶的濾波器)，并且檢測接收到的紅光的量。
[0098]然而，在本實施例中，構(gòu)成圖像傳感器206的每一光接收元件具有對紅外波長帶中的光的敏感度。因此，當(dāng)圖像傳感器206接收到包含紅外波長帶中的光時，所獲得的捕獲圖像整體上變得微紅。結(jié)果，存在與尾燈對應(yīng)的紅色圖像部分難以識別的時候。在這點(diǎn)上，在本實施例中，在光學(xué)濾波器205的預(yù)濾波器210中，與機(jī)動車檢測圖像區(qū)域213對應(yīng)的位置被設(shè)置為紅外光截止濾波器區(qū)域211。借此，紅外波長帶從用在尾燈識別中的已捕獲圖像數(shù)據(jù)的該部分起截止。這使得能夠?qū)崿F(xiàn)尾燈識別精度的增強(qiáng)。
[0099]圖10是說明根據(jù)本實施例的成像裝置200的細(xì)節(jié)的說明性示圖。
[0100]主要由傳感器基底207和信號處理單元208配置成像單元200。傳感器基底207包括成像鏡頭204、光學(xué)濾波器205以及具有二維布置的像素陣列的圖像傳感器206。信號處理單元208通過將由傳感器基底207輸出的模擬電信號(即，圖像傳感器206的光接收元件接收到的光量)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號，生成已捕獲圖像數(shù)據(jù)，并且隨后輸出該已捕獲圖像數(shù)據(jù)。來自包含被攝體(即，檢測目標(biāo)對象)的成像區(qū)域的光穿過成像鏡頭204，穿過光學(xué)濾波器205，并且根據(jù)其光強(qiáng)在圖像傳感器206中轉(zhuǎn)換為電信號。當(dāng)從圖像傳感器206輸出的電信號(模擬信號)被接收為輸入時，信號處理單元208向后級組件輸出指示圖像傳感器206中的每一像素的亮度(光量)的數(shù)字信號以及水平/垂直同步信號，作為已捕獲圖像數(shù)據(jù)。
[0101]圖11是當(dāng)從正交方向向光透射方向觀看時光學(xué)濾波器205和圖像傳感器206的示意性放大視圖。
[0102]在圖像傳感器206中，CXD (電耦合器件)或CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)被用作圖像傳感器，而光電二極管206A被用作光接收元件。光電二極管206A逐像素地以二維陣列布置。為了增強(qiáng)光電二極管206A的光收集效率，在每一光電二極管206A的光進(jìn)入側(cè)上布置微鏡頭206B。同時，傳感器基底207通過使用線接合方法等將圖像傳感器206接合到PWB (印刷線板)而形成。
[0103]光學(xué)濾波器205近似地布置在其上布置了微鏡頭206B的圖像傳感器206的表面上。如圖11所示，光學(xué)濾波器205的后濾波器220具有偏振濾波器層222和光譜濾波器層223順序形成在透射濾波器基底221上的層疊結(jié)構(gòu)。偏振濾波器層222和光譜濾波器層223每一個都分割為其每一個均對應(yīng)于圖像傳感器206的光電二極管206A之一的區(qū)域。
[0104]盡管可以具有在光學(xué)濾波器205和圖像傳感器206之間存在清晰間隙的配置，但是具有光學(xué)濾波器205緊密附著到圖像傳感器206的配置使得更易于將光學(xué)濾波器205中的偏振濾波器層222的分割區(qū)域和光譜濾波器層223的分割區(qū)域之間的邊界與圖像傳感器206的光電二極管206A之間的邊界匹配。光學(xué)濾波器205和圖像傳感器206可以在支持除了在成像時使用的有效像素范圍之外的部分的同時，使用UV粘合劑或通過進(jìn)行有效像素之外的四個側(cè)面區(qū)域的UV接合或熱壓接合，以一間隔附著在一起。
[0105]圖12是圖示根據(jù)本實施例的光學(xué)濾波器205中的偏振濾波器層222和光譜濾波器層223的區(qū)域分割模式的示范示圖。
[0106]偏振濾波器層222和光譜濾波器層223每一個均具有兩類區(qū)域。偏振濾波器層222具有與圖像傳感器206的單個光電二極管206A對應(yīng)形成的第一類區(qū)域和第二類區(qū)域，而光譜濾波器層223具有第三類區(qū)域和第四類區(qū)域。因此，取決于接收光已經(jīng)穿過的偏振濾波器層222和光譜濾波器層223的區(qū)域的類型，可以獲得圖像傳感器206的每一個光電二極管206A所接收到的光量作為偏振信息或光譜信息。
[0107]同時，在本實施例中，盡管對用形成單色圖像的成像元件配置圖像傳感器206的前提給出了說明，但也可以用形成彩色圖像的成像元件配置圖像傳感器206。在用形成彩色圖像的成像元件配置圖像傳感器206的情況下，偏振濾波器層222以及光譜濾波器層223的每一區(qū)域的光透射特性可以根據(jù)與形成彩色圖像的成像元件的每一成像像素有關(guān)的濾色器的特性而調(diào)整。
[0108]光學(xué)濾波器的第一配置示例
[0109]這里，對根據(jù)本實施例(以下本配置示例稱為“第一配置示例”)的光學(xué)濾波器205的配置示例給出說明。在光學(xué)濾波器205的以下說明中，跳過關(guān)于光學(xué)濾波器205的預(yù)濾波器210的說明，并且給出僅關(guān)于后濾波器220的說明。
[0110]圖13是用于說明與已經(jīng)穿過根據(jù)第一配置示例的光學(xué)濾波器205并且由圖像傳感器206的每一個光電二極管206A接收到的光量對應(yīng)的信息(關(guān)于每一成像像素的信息)的內(nèi)容的說明性示圖。
[0111]圖14A是沿著圖13中圖示的線A-A截取的截面圖，用于示意性圖示光學(xué)濾波器205和圖像傳感器206。
[0112]圖14B是沿著圖13中圖示的線B-B截取的截面圖，用于示意性圖示光學(xué)濾波器205和圖像傳感器206。
[0113]如圖14A和14B所示，根據(jù)第一配置示例的光學(xué)濾波器205具有層疊結(jié)構(gòu)，其中偏振濾波器層222首先形成在透射濾波器基底221上，然后在該偏振濾波器層222上形成光譜濾波器層223。這里，偏振濾波器層222具有線柵結(jié)構(gòu)，并且在層疊方向上的頂表面(圖14A和14B所示的下表面)自然地變得不平滑。如果試圖在這種不平滑表面上形成光譜濾波器層223，則該光譜濾波器層223沿著該不平滑表面形成。這引起了光譜濾波器層223的層厚上的不規(guī)則性。結(jié)果，存在光譜濾波器層223的原始光譜性能不能獲得的時候。在這點(diǎn)上，在根據(jù)本實施例的光學(xué)濾波器205中,偏振濾波器層222的層疊方向上的頂表面通過利用填充材料來填充它而平滑，隨后將光譜濾波器層223形成在該偏振濾波器層222上。
[0114]可以使用在被填充以平滑不平滑表面時不干擾偏振濾波器層222的功能的任何填充材料作為填充材料。在本實施例中，使用了不具有偏振功能的填充材料。此外，在使用填充材料的平滑操作期間，可以適當(dāng)?shù)夭捎靡孕坎Ａ?spin-on glass)技術(shù)施加填充材料的方法。然而，這不是唯一的可行方案。
[0115]在第一配置示例中，偏振濾波器層222的第一類區(qū)域是僅選擇性地透射與圖像傳感器206的成像像素的列平行地振蕩(即，在垂直方向上振蕩)的垂直偏振分量的垂直偏振區(qū)域。偏振濾波器層222的第二類區(qū)域是僅選擇性地透射與圖像傳感器206的成像像素的行平行地振蕩(即，在水平方向上振蕩)的水平偏振分量的水平偏振區(qū)域。
[0116]光譜濾波器層223的第三類區(qū)域是選擇性地透射僅包括在可穿過偏振濾波器層的所用波長帶中的紅色波長帶(即，特殊波長帶)的光的紅色光譜區(qū)域。光譜濾波器層223的第四類區(qū)域是不選擇波長地透射光的非色散區(qū)域。同時，在第一配置示例中，如同在圖13所示的點(diǎn)劃線中所包含的那樣，包括兩個水平相鄰成像像素和兩個垂直相鄰成像像素的總計4個成像像素(即，“a”、“b”、“e”和“f”4個像素)構(gòu)成已捕獲圖像數(shù)據(jù)中的單個圖像像素。
[0117]圖13所示的成像像素“a”接收已經(jīng)穿過光學(xué)濾波器205的偏振濾波器層222中的垂直偏振區(qū)域(第一類區(qū)域)并且已經(jīng)穿過光學(xué)濾波器205的光譜濾波器層223中的紅色光譜區(qū)域(第三類區(qū)域)的光。因此，成像像素“a”接收指示垂直偏振分量(圖13中圖示為P)的紅色波長帶(圖13中圖示為R)中的光的光P/R。
[0118]圖13所示的成像像素“b”接收已經(jīng)穿過光學(xué)濾波器205的偏振濾波器層222中的垂直偏振區(qū)域(第一類區(qū)域)并且已經(jīng)穿過光學(xué)濾波器205的光譜濾波器層223中的非色散區(qū)域(第四類區(qū)域)的光。因此，成像像素“b”接收指示垂直偏振分量P的非色散型(圖13中圖示為C)的光的光P/C。
[0119]圖13所示的成像像素“e”接收已經(jīng)穿過光學(xué)濾波器205的偏振濾波器層222中的水平偏振區(qū)域(第二類區(qū)域)并且已經(jīng)穿過光學(xué)濾波器205的光譜濾波器層223中的非色散區(qū)域(第四類區(qū)域)的光。因此，成像像素“e”接收指示水平偏振分量(圖13中圖示為S)的非色散型C的光的光S/C。
[0120]圖13所示的成像像素“f”接收已經(jīng)穿過光學(xué)濾波器205的偏振濾波器層222中的垂直偏振區(qū)域(第一類區(qū)域)并且已經(jīng)穿過光學(xué)濾波器205的光譜濾波器層223中的紅色光譜區(qū)域(第三類區(qū)域)的光。因此，以與成像像素“a”相同的方式，成像像素“f”接收指示垂直偏振分量P的紅色波長帶R中的光的光P/R。
[0121]利用上述配置，根據(jù)第一配置示例，從成像像素“a”的輸出信號和成像像素“f”的輸出信號獲得關(guān)于紅色光的垂直偏振分量圖像的一個圖像像素的圖像數(shù)據(jù)；從成像像素“b”的輸出信號獲得關(guān)于非色散光的垂直偏振分量圖像的一個圖像像素的圖像數(shù)據(jù)；并且從成像像素“e”的輸出信號獲得關(guān)于非色散光的水平偏振分量圖像的一個圖像像素的圖像數(shù)據(jù)。因此，根據(jù)第一配置示例，利用單一成像操作，變得可以獲得以下三類已捕獲圖像數(shù)據(jù):紅色光的垂直偏振分量圖像；非色散光的垂直偏振分量圖像；以及非色散光的水平偏振分量圖像。
[0122]在已捕獲圖像數(shù)據(jù)的這些類別中，圖像像素的數(shù)量變得比成像像素的數(shù)量小。因此，為了獲得更高分辨率的圖像，可以使用公知的圖像內(nèi)插技術(shù)。例如，考慮獲得具有較高分辨率的紅色光的垂直偏振分量圖像的情況。在該情況下，關(guān)于與成像像素“a”和成像像素“f”對應(yīng)的圖像像素，無修改地使用在成像像素“a”處和成像像素“f”處接收到的紅色光的垂直偏振分量P的信息。此外，關(guān)于與成像像素“b”對應(yīng)的圖像像素，例如，圍繞成像像素％”的成像像素“&”、“(:”、“廣和“」”的均值被用作該圖像像素的紅色光的垂直偏振分量的信息。
[0123]此外，為了獲得具有較高分辨率的非色散光的水平偏振分量圖像，關(guān)于與成像像素“e”對應(yīng)的圖像像素，無修改地使用在成像像素“e”處接收的非色散光的水平偏振分量S的信息。此外，關(guān)于與成像像素“a”、“b”和“f”對應(yīng)的圖像像素，可以使用接收了成像像素“a”、“b”和“f”周圍的非色散光的水平偏振分量的成像像素“e”和成像像素“g”的均值或可以使用與成像像素“ e ”相同的值。
[0124]例如，在識別尾燈時可以使用以上述方式獲得的紅色光的垂直偏振分量圖像。關(guān)于紅色光的垂直偏振分量圖像，因為水平偏振分量S被截止，所以變得可以獲得這種紅色圖像:沒有由諸如從道路表面反射的紅色光或來自自身機(jī)動車100的儀表盤的紅色光(反射光)之類的水平偏振分量S的高強(qiáng)度紅色光引起的干擾因素。因此，通過在尾燈的識別中使用紅色光的垂直偏振分量圖像，可以增強(qiáng)尾燈識別率。
[0125]例如，在識別白線或接近機(jī)動車的前燈時可以使用非色散光的垂直偏振分量圖像。關(guān)于非色散光的垂直偏振分量圖像，因為水平偏振分量S被截止，所以變得可以獲得這種非色散圖像:沒有由諸如從道路表面反射的前燈或街燈的白光或來自自身機(jī)動車100的儀表盤的白光(反射光)之類的水平偏振分量S的高強(qiáng)度白光引起的干擾因素。因此，通過在白線或接近機(jī)動車的前燈的識別中使用非色散光的垂直偏振分量圖像，可以增強(qiáng)識別率。尤其公知的是，在由于下雨而濕的道路上，來自覆蓋道路表面的水面的反射光具有大量水平偏振分量S。在這種情形中，通過在白線或接近機(jī)動車的前燈的識別中使用非色散光的垂直偏振分量圖像，變得可以恰當(dāng)?shù)刈R別在覆蓋著道路表面的水面下面出現(xiàn)的白線。這使得能夠?qū)崿F(xiàn)識別率的增強(qiáng)。
[0126]同時，如果通過比較非色散光的垂直偏振分量圖像中的像素與非色散光的水平偏振分量圖像中的像素獲得索引值，并且如果使用該索引值被作為像素值的比較圖像，則如下面所述，變得可以進(jìn)行以下事物的高度精確識別:在成像區(qū)域中出現(xiàn)的金屬主體；道路表面的干燥和潮濕；在成像區(qū)域中出現(xiàn)的三維對象；以及在由于降雨而濕的道路表面上繪制的白線。這里，例如，比較圖像可以是以下圖像之一:像素值指向非色散光的垂直偏振分量圖像的像素值與非色散光的水平偏振分量圖像的像素值之間的差值的差分圖像；像素值指向非色散光的垂直偏振分量圖像的像素值與非色散光的水平偏振分量圖像的像素值的比率的比率圖像；以及像素值指向非色散光的垂直偏振分量圖像的像素值與非色散光的水平偏振分量圖像的像素值的差值對于那些圖像中的像素值的總和的比率(差分偏振度)的差分偏振度圖像。[0127]同時，在根據(jù)本實施例的光學(xué)濾波器205中，包括分割為如圖13所示的區(qū)域的偏振濾波器層222和光譜濾波器層223的后濾波器220，相比于被分割為如圖8所示的兩個區(qū)域的預(yù)濾波器210，被更多地布置在圖像傳感器206 —側(cè)上。然而，可替代地，預(yù)濾波器210可以相比于后濾波器220被更多地布置在圖像傳感器206 —側(cè)上。此外，因為分割為如圖13所示的區(qū)域的偏振濾波器層222和光譜濾波器層223在檢測雨滴時不是本質(zhì)性的，所以該配置可以使得偏振濾波器層222和光譜濾波器層223不形成在與雨滴檢測圖像區(qū)域214對應(yīng)的位置處，即在與預(yù)濾波器210的紅外光透射濾波器區(qū)域212相對的位置處。
[0128]光學(xué)濾波器的第二配置示例
[0129]這里，以下說明根據(jù)本實施例的光學(xué)濾波器205的另一配置示例(以下本配置示例稱為“第二配置示例”)。
[0130]圖15是用于說明與已經(jīng)穿過根據(jù)第二配置示例的光學(xué)濾波器205并且由圖像傳感器206的每一個光電二極管206A接收到的光量對應(yīng)的信息(關(guān)于每一成像像素的信息)的內(nèi)容的說明性示圖。
[0131]圖16A是沿著圖15中圖示的線A-A截取的截面圖，用于示意性圖示光學(xué)濾波器205和圖像傳感器206。
[0132]圖16B是沿著圖15中圖示的線B-B截取的截面圖，用于示意性圖示光學(xué)濾波器205和圖像傳感器206。
[0133]在上述第一配置示例中，光譜濾波器層223的第三類區(qū)域是選擇性地透射僅紅色波長帶中的光的紅色光譜區(qū)域。相反，在第二配置示例中，光譜濾波器層223的第三類區(qū)域是選擇性地透射僅在可穿過偏振濾波器層222的所用波長帶中包括的青色波長帶(圖15所示的Cy)的光的青色光譜區(qū)域。除此以外，第二配置示例具有與上述第一配置示例相同的配置。
[0134]根據(jù)第二配置示例，從成像像素“a”的輸出信號和成像像素“f”的輸出信號獲得關(guān)于青色光的垂直偏振分量圖像的一個圖像像素的圖像數(shù)據(jù)；從成像像素“b”的輸出信號獲得關(guān)于非色散光的垂直偏振分量圖像的一個圖像像素的圖像數(shù)據(jù)；并且從成像像素“e”的輸出信號獲得關(guān)于非色散光的水平偏振分量圖像的一個圖像像素的圖像數(shù)據(jù)。因此，根據(jù)第二配置示例，利用單一成像操作，變得可以獲得以下三類已捕獲圖像數(shù)據(jù):青色光的垂直偏振分量圖像；非色散光的垂直偏振分量圖像；以及非色散光的水平偏振分量圖像。
[0135]根據(jù)第二配置示例，以與上述第一配置示例一致的方式，以上述方式獲得的三類已捕獲圖像數(shù)據(jù)使得能夠?qū)崿F(xiàn)識別的各種目標(biāo)(諸如尾燈、前燈、白線等)的識別率的增強(qiáng)。
[0136]此外，根據(jù)第二配置示例，變得可以使用在青色光的垂直偏振分量圖像和非色散光的垂直偏振分量圖像之間比較的比較圖像。通過使用這種比較圖像，可以以高精度進(jìn)行尾燈識別。更具體地，關(guān)于尾燈的光，在已經(jīng)穿過青色光譜區(qū)域的成像像素中接收光的量小，而在已經(jīng)穿過非色散區(qū)域的成像像素中接收光的量大。因此，如果生成比較圖像以在青色光的垂直偏振分量圖像和非色散光的垂直偏振分量圖像之間比較，則變得可以增加尾燈和環(huán)境場景部分之間的對比。結(jié)果，可以增強(qiáng)尾燈識別率。
[0137]在第二配置示例中，以使用透射僅青色的光的青色濾波器的青色光譜區(qū)域替代使用根據(jù)第一配置示例的紅色光學(xué)濾波器的紅色光譜區(qū)域。結(jié)果，與第一配置示例相比，第二配置示例提供了在靠近自身機(jī)動車的前進(jìn)機(jī)動車的尾燈和接近機(jī)動車的前燈之間識別的更大能力。如果使用根據(jù)第一配置示例的紅色光譜區(qū)域，則關(guān)于靠近自身機(jī)動車的前進(jìn)機(jī)動車的尾燈，存在當(dāng)通過紅色光譜區(qū)域接收到的光量變得很大以使得光接收敏感度消失，由此導(dǎo)致通過紅色光譜區(qū)域接收到的光量的飽和的時候。結(jié)果，存在對靠近自身機(jī)動車的前進(jìn)機(jī)動車的尾燈識別率下降的可能性。相反，當(dāng)使用根據(jù)第二配置示例的青色光譜區(qū)域時，關(guān)于靠近自身機(jī)動車的前進(jìn)機(jī)動車的尾燈，不存在通過青色光譜區(qū)域接收到的光量的飽和。因此，變得可以防止對靠近自身機(jī)動車的前進(jìn)機(jī)動車的尾燈識別率下降。
[0138]光學(xué)濾波器的第三配置示例
[0139]以下說明根據(jù)本實施例的光學(xué)濾波器205的再一配置示例(以下本配置示例稱為“第三配置示例”)。
[0140]圖17是用于說明與已經(jīng)穿過根據(jù)第三配置示例的光學(xué)濾波器205并且由圖像傳感器206的每一個光電二極管206A接收到的光量對應(yīng)的信息(關(guān)于每一成像像素的信息)的內(nèi)容的說明性示圖。
[0141]圖18A是沿著圖17中圖示的線A-A截取的截面圖，用于示意性圖示光學(xué)濾波器205和圖像傳感器206。
[0142]圖18B是沿著圖17中圖示的線B-B截取的截面圖，用于示意性圖示光學(xué)濾波器205和圖像傳感器206。
[0143]在第三配置示例中，偏振濾波器層222和光譜濾波器層223的區(qū)域分割配置與上述第一配置示例一致。然而，在第三配置示例中，與光譜濾波器層223的非色散區(qū)域?qū)?yīng)，布置孔徑限制單元用于限制接收光的量。因此，根據(jù)第三配置示例，以與上述配置示例一致的方式，利用單一成像操作，變得可以獲得以下三類已捕獲圖像數(shù)據(jù):紅色光的垂直偏振分量圖像；非色散光的垂直偏振分量圖像；以及非色散光的水平偏振分量圖像。然而，在第三配置示例中，與上述第一配置示例相比，用較小的接收光的量生成非色散光的垂直偏振分量圖像和非色散光的水平偏振分量圖像。
[0144]關(guān)于用于限制穿過光譜濾波器層223的非色散區(qū)域的接收光的量的配置，可以考慮參考圖19說明的以下結(jié)構(gòu):與光譜濾波器層223的非色散區(qū)域?qū)?yīng)，在偏振濾波器層222的成像像素的中心部分處形成圓線柵結(jié)構(gòu)，并且將圓線柵結(jié)構(gòu)的外周部分形成為鋁膜。利用這種結(jié)構(gòu)，在鋁膜處攔截光。因此，取決于形成線柵結(jié)構(gòu)的區(qū)域的尺寸(孔徑比)，變得可以限制穿過光譜濾波器層223的非色散區(qū)域的接收光的量。同時，用于形成線柵結(jié)構(gòu)的區(qū)域不需要為如圖19所示的圓形?？商娲兀鐖D20所示，形成線柵結(jié)構(gòu)的區(qū)域在形狀上可以為方形。例如，在形成具有如圖20所示的拐角的形狀的情況中，具有圓拐角使得更易于借助蝕刻實現(xiàn)形狀尺寸。
[0145]為了形成具有線柵結(jié)構(gòu)的偏振濾波器層222，普通制造方法例如包括在濾波器基底221上以一致方式形成鋁膜，隨后借助于蝕刻而部分地去除該鋁膜以獲得線柵結(jié)構(gòu)。在通過在線柵結(jié)構(gòu)周圍形成用鋁制成的光攔截區(qū)域來限制孔徑的第三配置示例中，在形成線柵結(jié)構(gòu)的同時，可以通過進(jìn)行處理來限制孔徑以確保鋁膜在線柵結(jié)構(gòu)周圍保持完整。借此，與獨(dú)立于偏振濾波器層222進(jìn)行孔徑限制處理的情況相比，變得可以簡化制造工藝。
[0146]當(dāng)然，如圖21所示的孔徑限制層可以獨(dú)立于偏振濾波器層222形成。在該情況下，在孔徑限制層的成像像素的中心部分中不形成線柵結(jié)構(gòu)。因此，孔徑限制層用作光穿過它而無任何攔截的孔徑。[0147]同時，在限制孔徑時使用的光攔截區(qū)域不限制為諸如上述鋁膜之類的反射膜?？商娲?，還可以例如形成光吸收膜。作為示例，如圖22所示，還可以形成具有黑色保護(hù)膜的光攔截區(qū)域。還是在該情況下，光攔截區(qū)域不需要為如圖22所示的圓，而是可以例如是如圖23所示的方形。例如，在形成具有如圖23所示的拐角的形狀的情況下，具有圓拐角使得更易于借助蝕刻實現(xiàn)形狀尺寸。
[0148]此外，單個成像像素僅具有形成的單個光透射孔徑是不需要的。可替代地，單個成像像素可以具有形成的多個孔徑或線柵結(jié)構(gòu)。還是關(guān)于光攔截區(qū)域，單個成像像素僅具有單個光攔截區(qū)域是不需要的?？商娲兀瑔蝹€成像像素可以具有多個光攔截區(qū)域。尤其是，光攔截區(qū)域不需要形成在成像像素的周圍部分。可替代地，例如，如圖24所示，在線柵結(jié)構(gòu)中，可以分離方式布置鋁膜。
[0149]在第三配置示例中，變得可以獲得以下三類已捕獲圖像數(shù)據(jù):與第一配置示例一致的紅色光的垂直偏振分量圖像；與第一配置示例相比對接收光的量具有限制的非色散光的垂直偏振分量圖像；以及與第一配置示例相比對接收光的量具有限制的非色散光的水平偏振分量圖像。在第三配置示例中，通過參考使用紅色光的垂直偏振分量圖像識別尾燈的結(jié)果來檢測前進(jìn)機(jī)動車，而通過參考使用非色散光的垂直偏振分量圖像或非色散光的水平偏振分量圖像識別前燈的結(jié)果來檢測接近機(jī)動車。通常，在水平方向上以特定距離分開的兩個燈形成單對尾燈或單對前燈。因此，在檢測前進(jìn)機(jī)動車或接近機(jī)動車的時候，當(dāng)在捕獲圖像中的兩個尾燈或兩個前燈的圖像部分以特定距離分開時，該對尾燈被識別為前進(jìn)機(jī)動車的，或該對前燈被識別為接近機(jī)動車的。此時，前燈所發(fā)射的光量大于尾燈所發(fā)射的光量。為此，如果光接收敏感度設(shè)置為恰當(dāng)?shù)亟邮瘴矡舭l(fā)射的光，則導(dǎo)致從前燈接收到的光量的飽和以及識別為單對前燈的圖像區(qū)域擴(kuò)大。結(jié)果，本應(yīng)當(dāng)分別識別的兩個前燈圖像區(qū)域被識別為整體圖像區(qū)域。因而，前燈的圖像區(qū)域未恰當(dāng)?shù)刈R別，這導(dǎo)致接近機(jī)動車的識別率的下降。相反，如果光接收敏感度設(shè)置為恰當(dāng)?shù)亟邮涨盁舭l(fā)射的光，則導(dǎo)致從尾燈接收到的光量的不足。因而，尾燈的圖像區(qū)域未恰當(dāng)?shù)刈R別，這導(dǎo)致前進(jìn)機(jī)動車的識別率的下降。
[0150]根據(jù)第三配置示例，以限制接收光的量為目的，在前燈的識別中使用的非色散光的垂直偏振分量圖像和非色散光的水平偏振分量圖像經(jīng)歷孔徑限制。因此，即使光接收敏感度依據(jù)利用紅色光的垂直偏振分量圖像而識別的尾燈來設(shè)置，也防止在從前燈接收到的光量中出現(xiàn)飽和。結(jié)果，變得可以分別識別每一個前燈的圖像區(qū)域。因此，防止在接近機(jī)動車的識別率中出現(xiàn)下降。
[0151]同時，例如，可以通過在分別捕獲圖像的光接收敏感度之間切換并通過從捕獲圖像中識別尾燈和前燈，進(jìn)行尾燈的識別以及前燈的識別。然而，在此情況下，不僅用于在光接收敏感度之間切換的控制機(jī)構(gòu)變得必須，而且已捕獲圖像數(shù)據(jù)的幀速率降低到一半。在這點(diǎn)上，根據(jù)第三配置示例，不出現(xiàn)此類問題并且可以進(jìn)行尾燈的識別以及前燈的識別。
[0152]第四配置示例
[0153]以下說明根據(jù)本實施例的光學(xué)濾波器205的再一配置示例(以下本配置示例稱為“第四配置示例”)。
[0154]如上所述，在光學(xué)濾波器205的后濾波器220中形成的偏振濾波器層222以成像像素為單位經(jīng)歷區(qū)域分割，并且被分割為選擇性地僅透射垂直偏振分量P的垂直偏振區(qū)域(第一類區(qū)域)以及選擇性地僅透射水平偏振分量S的水平偏振區(qū)域(第二類區(qū)域)。借此，基于接收已經(jīng)穿過垂直偏振區(qū)域的光的成像像素的圖像數(shù)據(jù)，變得可以獲得具有從其去除了水平偏振分量S的垂直偏振分量圖像。類似地，基于接收已經(jīng)穿過水平偏振區(qū)域的光的成像像素的圖像數(shù)據(jù)，變得可以獲得具有從其去除了垂直偏振分量P的水平偏振分量圖像。
[0155]如果擋風(fēng)玻璃105具有平坦表面，則通過恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置垂直偏振區(qū)域或水平偏振區(qū)域相對于擋風(fēng)玻璃105的表面的偏振方向(透射軸)，變得可以獲得從其恰當(dāng)?shù)厝コ说綋躏L(fēng)玻璃105上的反射的垂直偏振分量圖像或水平偏振分量圖像。然而，通常，機(jī)動車的擋風(fēng)玻璃105不僅為了增強(qiáng)空氣動力特性而前面向下傾斜，而且在從中間部分向兩端的左右方向上后面具有大曲率。為此，當(dāng)光學(xué)濾波器205的偏振濾波器層222中的垂直偏振區(qū)域或水平偏振區(qū)域的偏振方向(透射軸)在任何位置的區(qū)域中一致時，例如，即使在捕獲圖像的中間部分恰當(dāng)?shù)厝コ齺碜該躏L(fēng)玻璃105的反射，也存在來自擋風(fēng)玻璃105的反射在捕獲圖像的端部不被去除的時候。
[0156]圖25是圖示在根據(jù)第四配置示例的光學(xué)濾波器205的偏振濾波器層222中的線柵結(jié)構(gòu)的金屬線的縱向的說明性示圖。
[0157]在第四配置示例中，偏振濾波器層222以及光譜濾波器層223的區(qū)域分割結(jié)構(gòu)與第一配置示例中說明的一致。然而，在第四配置示例中，偏振濾波器層222的偏振方向(透射軸)不一致。更具體地，如圖25所示，偏振濾波器層222的垂直偏振區(qū)域以如下方式形成:使得垂直偏振區(qū)域更靠近偏振濾波器層222的水平方向的一端，使得偏振濾波器層222的偏振方向(透射軸)和垂直方向之間的角度更大以與擋風(fēng)玻璃105的曲率協(xié)調(diào)。即，在第四配置示例中，偏振濾波器層222以如下方式形成:垂直偏振區(qū)域越靠近水平方向的一端，線柵結(jié)構(gòu)的金屬線的縱向和橫向之間的角度就越大。在本實施例中，因為利用線柵結(jié)構(gòu)形成垂直偏振區(qū)域，所以變得可以以成像像素的極微小單位形成具有不同偏振方向的若干區(qū)域。
[0158]光學(xué)濾波器的組分元件的細(xì)節(jié)
[0159]以下說明光學(xué)濾波器205的后濾波器220的組分元件的細(xì)節(jié)。濾波器基底221用諸如玻璃、藍(lán)寶石或水晶之類的可以透射所用帶(在本實施例中，為可見光范圍和紅外區(qū)域)的光的透射材料形成。在本實施例中，可以合適地使用玻璃，尤其是廉價并耐用的石英玻璃(具有1.46的折射率)或Tempax玻璃(具有1.51的折射率)。
[0160]用使用如圖26所示的線柵結(jié)構(gòu)形成的偏振器配置在濾波器基底221上形成的偏振濾波器層222。在線柵結(jié)構(gòu)中，用諸如鋁之類的金屬制成并在特定方向上延伸的金屬線(導(dǎo)體材料)以特殊間距布置。相比于入射光的波長帶，線柵結(jié)構(gòu)中的線間距被設(shè)置為足夠小(例如，等于或小于一半)。因此，與金屬線的縱向平行振蕩的電場向量分量的幾乎全部光被反射，并且與金屬線的縱向正交振蕩的電場向量分量的幾乎全部光被透射。因此，偏振器可以用來產(chǎn)生單偏振。
[0161]關(guān)于具有線柵結(jié)構(gòu)的偏振器，通常金屬線的橫截面面積的增加導(dǎo)致吸光比率的增力口。此外，在關(guān)于周期寬度具有預(yù)定寬度或更寬的金屬線中，存在透射率的下降。此外，如果與金屬線的縱向正交的橫截面形狀是錐形，則在寬帶范圍中存在較少透射率和較少偏振度的波長色散性，由此指示高吸光比率。
[0162]在本實施例中，通過利用線柵結(jié)構(gòu)形成偏振濾波器層222，可以實現(xiàn)以下效果。
[0163]線柵結(jié)構(gòu)可以通過利用廣為人知的半導(dǎo)體制造工藝來形成。更具體地，在鋁膜被氣相沉積在濾波器基底221上之后，在使用諸如金屬蝕刻之類的方法形成線柵的亞波長結(jié)構(gòu)之后進(jìn)行模式化(patterning)。通過進(jìn)行這種制造工藝,偏振方向(偏振軸)，即，金屬線的縱向，可以與圖像傳感器206的成像像素的尺寸(若干μπι)相應(yīng)地調(diào)節(jié)。借此，如在本實施例中所述，變得可以以成像像素為單位準(zhǔn)備改變金屬線的縱向(也就是偏振方向(偏振軸))的偏振濾波器層222。
[0164]此外，因為使用諸如鋁之類的金屬材料制造線柵結(jié)構(gòu)，所以實現(xiàn)了高耐熱。因此，還存在如下優(yōu)勢:線柵結(jié)構(gòu)可以適當(dāng)?shù)赜迷诟邷丨h(huán)境中，諸如易于變熱的機(jī)動車內(nèi)部。
[0165]在偏振濾波器層222的金屬線之間的受壓部分中填充用來使得偏振濾波器層222的層疊方向上的頂表面平滑的填充材料224?？梢赃m當(dāng)?shù)厥褂门c濾波器基底221的折射率相比，具有較小折射率或相同折射率的無機(jī)材料作為填充材料224。在本實施例中，形成填充材料224以同樣覆蓋偏振濾波器層222的金屬線部分的層疊方向上的頂表面。
[0166]作為用于填充材料224的特殊材料，期望使用具有盡可能接近空氣的折射率(折射率=1)的低折射率的材料，以使得偏振濾波器層222的偏振特性不存在劣化。例如，期望使用通過在陶瓷中發(fā)散小孔制成的多孔陶瓷(porous ceramics)ο更具體地,這種多孔陶瓷的示例是多孔硅石(Si02)、多孔氟化鎂(MgF)以及多孔氧化鋁(Al2O3)15這里，折射率中低的程度取決于陶瓷中孔的尺寸或數(shù)量(即，取決于多孔度)。當(dāng)濾波器基底221包含硅晶體或玻璃作為主體組分時，可以適當(dāng)?shù)厥褂枚嗫坠?n=l.22到1.26)。
[0167]作為形成填充材料224的方法，可以適當(dāng)?shù)厥褂肧OG(旋涂玻璃)技術(shù)。更具體地，通過在酒精中溶解硅醇(Si (OH)4)制成的溶劑旋轉(zhuǎn)涂覆在形成于濾波器基底221上的偏振濾波器層222上。然后，溶劑組分借助于熱處理揮發(fā)，并且硅醇本身經(jīng)歷脫水聚合反應(yīng)。遵循這種工藝形成填充材料224。
[0168]偏振濾波器層222是亞波長尺寸的線柵結(jié)構(gòu)并且在機(jī)械強(qiáng)度方面很脆弱。因此，甚至用輕微的外力都使得金屬線受損。同時，因為期望根據(jù)本實施例的光學(xué)濾波器205緊密地附著到圖像傳感器206上，所以存在在制造階段期間光學(xué)濾波器205和圖像傳感器206彼此接觸的可能性。在這點(diǎn)上，在本實施例中，用填充材料224覆蓋偏振濾波器層222的層疊方向上的頂表面，也就是，圖像傳感器206側(cè)上的偏振濾波器層222的表面。因此，即使當(dāng)該頂表面與圖像傳感器接觸時，也防止線柵結(jié)構(gòu)受損。
[0169]此外，如在本實施例中所述，通過用填充材料224填充在偏振濾波器層222的線柵結(jié)構(gòu)的金屬線之間的受壓部分，變得可以防止外來物進(jìn)入受壓部分。
[0170]同時，在本實施例中，在填充材料224上層疊的光譜濾波器層223沒有諸如填充材料224之類的任何保護(hù)層形成在其上。這是由于以下原因。本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行的實驗指示:即使光譜濾波器層223與圖像傳感器206接觸，也不存在可以影響捕獲圖像的損害。因此，由于降低成本優(yōu)先而省略了保護(hù)層的形成。此外，一方面，偏振濾波器層222的金屬線(凸起部分)在高度上很低，等于或低于所用波長的一半；而另一方面，具有在其上形成的紅色光譜區(qū)域或青色光譜區(qū)域的光譜濾波器層223的濾波器層部分(凸起部分)在高度上等于所用波長或所用波長的若干倍。隨著填充材料224在厚度上繼續(xù)增加，變得更難以確保其頂表面的平滑度，由此影響光學(xué)濾波器205的特性。因此，存在增加填充材料224的厚度的限制。同樣出于該原因，在本實施例中，不用任何填充材料覆蓋光譜濾波器層223。
[0171]在本實施例中，具有在其上形成的紅色光譜區(qū)域或青色光譜區(qū)域的光譜濾波器層223的濾波器層部分以交替疊加高折射率薄膜和低折射率薄膜的多層薄膜結(jié)構(gòu)制造。借助這種多層薄膜結(jié)構(gòu)，利用光干涉使得能夠在設(shè)置光譜透射率時具有高度自由，而疊加多層薄膜使得能夠關(guān)于特殊波長(諸如排除紅色的波長帶)實現(xiàn)接近100%的反射率。在本實施例中，已捕獲圖像數(shù)據(jù)的所用波長范圍指示基本可見光波長帶(可見光和紅外光的波長帶)。因而，選擇具有該所用波長帶的敏感度的圖像傳感器206，并且形成如圖27所示的截止濾波器，其設(shè)置多層薄膜部分的透射波長為例如600nm或更多并且反射其余的波長帶。
[0172]這種截止濾波器可以通過以從光學(xué)濾波器205的層疊方向的下側(cè)起順序制造具有諸如“基底/ (0.125L0.25H0.125L)p/介質(zhì)A”的配置的多層薄膜來獲得。這里，“基底”指向如上所述的填充材料224。此外，“0.125L”指示在低折射率材料(例如，SiO2)的層厚度表示法中將nd/λ設(shè)置為1L，因此“0.125L”的薄膜是具有光路長度變?yōu)榘朔种徊ㄩL的薄膜厚度的低折射率材料的薄膜。此外，“η”代表折射率，“d”代表厚度，而“ λ ”代表截止波長。以一致的方式，“0.25Η”指示在高折射率材料(例如，TiO2)的層厚度表示法中將nd/λ設(shè)置為1Η，因此，“0.25Η”的薄膜是具有光路長度變?yōu)樗姆种徊ㄩL的薄膜厚度的高折射率材料的薄膜。此外，“P”代表重復(fù)(疊加)括號之內(nèi)給出的薄膜的組合的次數(shù)?！癙”的值越大，可以控制紋波效果的程度就越大。同時，介質(zhì)“Α”指向使得能夠與空氣或圖像傳感器206緊密結(jié)合的樹脂或粘合劑。
[0173]作為具有在其上形成的紅色光譜區(qū)域或青色光譜區(qū)域的光譜濾波器層223的光學(xué)濾波器層部分，可以使用具有600-700nm的透射波長范圍并且具有如圖28所示的濾波器特性的帶通濾波器。在使用帶通濾波器的情況下，還可以變成在紅色的長波長側(cè)上識別近紅外顏色區(qū)域和紅色區(qū)域。可以通過制造具有諸如“基底/(0.125L0.5M0.125L)P (0.125L0.5H0.125L)q(0.125L0.5M0.125L)r/介質(zhì)A) ”之類的配置的多層薄膜獲得這種帶通濾波器。同時，如上所述，如果使用鈦氧化物(TiO2)作為高折射率材料，并且如果使用硅氧化物(SiO2)作為低折射率材料，則變得可以實現(xiàn)具有高天氣適應(yīng)性的光譜濾波器層223。
[0174]以下說明根據(jù)本實施例的光譜濾波器層223的制造方法的示例。首先，在施加到濾波器基底221和偏振濾波器層222的填充材料224的層上形成如上所述的多層薄膜?？梢詫嵤V為人知的氣相沉積方法作為形成多層薄膜的方法。然后，在與非色散區(qū)域?qū)?yīng)的位置，去除多層薄膜?？梢詫嵤V為人知的剝離(liftoff)技術(shù)作為去除方法。在該剝離技術(shù)中，在填充材料224的層上預(yù)先用金屬或光致抗蝕劑(photoresist)形成關(guān)于預(yù)期模式的相對的模式，在該相對模式上形成多層薄膜，并且將在與非色散區(qū)域?qū)?yīng)的位置處的該多層薄膜與該金屬或光致抗蝕劑一起去除。
[0175]在本實施例中，因為多層結(jié)構(gòu)被用于光譜濾波器層223，所以存在在設(shè)置光譜透射率時具有高自由度的優(yōu)勢。通常，用抗劑(resist agent)形成顏色傳感器中的濾色器。然而，與多層薄膜結(jié)構(gòu)相比，在使用抗劑的情況下控制光譜透射率很困難。在這點(diǎn)上，在本實施例中，因為多層結(jié)構(gòu)被用于光譜濾波器層223，所以變得可以形成關(guān)于尾燈波長最優(yōu)化的光譜濾波器層223。
[0176]前燈的光分布控制
[0177]以下給出對前燈進(jìn)行的光分布控制的說明。
[0178]根據(jù)本實施例中，在對前燈進(jìn)行的光分布控制中，分析成像裝置200捕獲的圖像的已捕獲圖像數(shù)據(jù)，并且識別機(jī)動車的尾燈和前燈。然后，根據(jù)所識別尾燈檢測前進(jìn)機(jī)動車，并根據(jù)所識別前燈檢測接近機(jī)動車。然后，在前燈104的高光束和低光束之間的轉(zhuǎn)換與前燈104的部分光攔截控制一同進(jìn)行，以在防止自身機(jī)動車100的前燈的強(qiáng)光進(jìn)入前進(jìn)機(jī)動車的駕駛員或后駕駛員的眼睛以使得其他機(jī)動車的那些駕駛員不被分散注意力的同時，確保自身機(jī)動車100的駕駛員的可視度。
[0179]同時，對上述第一配置示例被用作光學(xué)濾波器205的后濾波器220的情況給出以下說明。
[0180]在根據(jù)本實施例的光分布控制中，在可以從成像單元101中獲得的信息中，使用以下信息:由成像區(qū)域內(nèi)的每一個點(diǎn)(光源主體)所發(fā)射的光的強(qiáng)度(亮度信息);諸如(另一機(jī)動車的)前燈或尾燈之類的光源主體與自身機(jī)動車之間的距離(距離信息);包含由每一個光源主體所發(fā)射的光的紅色分量和白色分量(非色散型)的比較的光譜信息；包含白色分量的水平偏振分量和垂直偏振分量的比較的偏振信息；從其去除了水平偏振分量的白色分量的垂直偏振分量信息；以及從其去除了水平偏振分量的紅色分量的垂直偏振分量信息。
[0181]關(guān)于亮度信息給出以下說明?？紤]到在夜間前進(jìn)機(jī)動車和接近機(jī)動車以與自身機(jī)動車相同的距離出現(xiàn)，并且成像裝置捕獲了該前進(jìn)機(jī)動車和該接近機(jī)動車的圖像。在此情況下，在已捕獲圖像數(shù)據(jù)中，作為檢測目標(biāo)對象之一的接近機(jī)動車的前燈顯得最亮，而作為檢測目標(biāo)對象之一的前進(jìn)機(jī)動車的尾燈顯得比前燈更暗。同時，存在前燈反射器也出現(xiàn)在已捕獲圖像數(shù)據(jù)中的時候。然而，前燈反射器不是發(fā)射光的光源，而是由于自身機(jī)動車的前燈的反射而顯得明亮的對象。因此，前燈反射器甚至比前進(jìn)機(jī)動車的尾燈顯得更暗。隨著與自身機(jī)動車的距離增加，由接近機(jī)動車的前燈發(fā)射的光、由前進(jìn)機(jī)動車的尾燈發(fā)射的光和從前燈反射器反射的光被接收那些光的圖像傳感器206逐漸觀察為變暗。因而，通過參考從已捕獲圖像數(shù)據(jù)獲得的亮度(輝度信息)，變得可以進(jìn)行關(guān)于檢測的兩類目標(biāo)對象(即，前燈和尾燈)以及前燈反射器的初級識別。
[0182]關(guān)于距離信息給出以下說明。大多數(shù)時候，前燈或尾燈包括對稱燈對。因此，通過利用配置的這一點(diǎn)，可以獲得從前燈或尾燈到自身機(jī)動車的距離(即，距另一機(jī)動車的距離)。在已捕獲圖像數(shù)據(jù)中，該對稱燈對中的燈在高度方向的相同位置處顯得彼此靠近。此夕卜，在每一個中均出現(xiàn)兩個燈之一的燈圖像區(qū)域在大小以及形狀上幾乎相同。因而，如果考慮這些方面作為條件，則滿足那些條件的燈圖像區(qū)域可以識別為與對稱燈對對應(yīng)。同時，隨著距離增大，不能清晰地識別在對稱燈對中的左側(cè)上的燈和右側(cè)上的燈。相反，將兩個燈識別為單個燈。
[0183]當(dāng)使用這種方法識別對稱燈對時，變得可以計算直到用該燈對配置的前燈或尾燈的光源的距離。關(guān)于機(jī)動車的左右前燈對之間的距離和左右尾燈對之間的距離，可以用常數(shù)值“w0”(例如，大約1.5m)進(jìn)行估算。此外，已知成像裝置200中的成像鏡頭204的焦距“f”。此外，可以從已捕獲圖像數(shù)據(jù)計算在成像裝置200的圖像傳感器206上的與左右燈對應(yīng)的兩個燈圖像區(qū)域之間的距離“wl”。借此，可以通過簡單的比例(X=fXwO/wl)獲得在自身機(jī)動車和用上述燈對配置的前燈或尾燈之間的距離“X”。如果以此方式計算出的距離“X”在恰當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，則可以識別到在計算中使用的兩個燈圖像區(qū)域代表另一機(jī)動車的前燈或尾燈。因而，距離信息的使用導(dǎo)致作為檢測目標(biāo)對象的前燈和尾燈的識別精度的增強(qiáng)。
[0184]關(guān)于光譜信息給出以下說明。在本實施例中，如上所述，根據(jù)成像裝置200捕獲的圖像的已捕獲圖像數(shù)據(jù)，如果僅提取與接收紅色光(垂直偏振分量)P/R的圖像傳感器206中的成像像素“a”、“c”、“f”和“h”對應(yīng)的像素數(shù)據(jù)，則變得可以生成僅在成像區(qū)域內(nèi)顯示紅色分量的紅色圖像。因此，當(dāng)在紅色圖像中出現(xiàn)了具有等于或大于預(yù)定輝度的輝度的圖像區(qū)域時，該圖像區(qū)域可以識別為尾燈出現(xiàn)的尾燈圖像區(qū)域。
[0185]此外，根據(jù)成像裝置200捕獲的圖像的已捕獲圖像數(shù)據(jù)，如果僅提取與接收白光(非色散光)p/C的圖像傳感器206中的成像像素“b”和“d”對應(yīng)的像素數(shù)據(jù)，則變得可以在成像區(qū)域內(nèi)生成單色亮度圖像(垂直偏振分量)。然后，還變得可以計算紅色圖像中的圖像區(qū)域與單色亮度圖像中的對應(yīng)圖像區(qū)域之間的輝度比率(紅色輝度比率)。通過參考該紅色輝度比率，變得可以知曉在來自出現(xiàn)在成像區(qū)域中的對象(光源主體)的光中包括的紅色分量的相對比例。尾燈的該紅色輝度比率具有比前燈或大多數(shù)其他光源的紅色輝度比率足夠高的值。因此，使用這種紅色輝度比率導(dǎo)致尾燈的識別精度的增強(qiáng)。
[0186]關(guān)于偏振信息給出以下說明。在本實施例中，如上所述，根據(jù)成像裝置200捕獲的圖像的已捕獲圖像數(shù)據(jù)，可以提取與接收白光(非色散光)的垂直偏振分量P/C的圖像傳感器206中的成像像素“b”和“d”對應(yīng)的像素數(shù)據(jù)，并且可以提取與接收白光(非色散光)的水平偏振分量S/C的圖像傳感器206中的成像像素“e”和“g”對應(yīng)的像素數(shù)據(jù)；并且可以通過在兩組像素數(shù)據(jù)之間逐像素地比較像素值(輝度)獲得比較圖像。更具體地，例如，可以獲得在其中像素值指示白光(非色散光)垂直偏振分量P和白光(非色散光)水平偏振分量S之間的差值(S-P)的差分圖像作為比較圖像。利用這種比較圖像，變得可以增加前燈發(fā)射的光直接落在成像裝置200上的直接光(前燈圖像區(qū)域)的圖像區(qū)域與前燈發(fā)射的光在從覆蓋由于下雨而濕的道路的水面反射之后落在成像裝置200上的間接光的圖像區(qū)域之間的對比度。這導(dǎo)致前燈的識別精度的增強(qiáng)。
[0187]具體地，作為比較圖像，可以恰當(dāng)?shù)厥褂迷谄渲邢袼刂抵甘景坠?非色散光)的垂直偏振分量P和白光(非色散光)的水平偏振分量S之間的比率(S/P)的比率圖像，或在其中像素值指示差分偏振度((S-P)/ (S+P))的差分偏振度圖像。通常，知曉從諸如水面之類的水平鏡面反射的光總是具有強(qiáng)水平偏振分量。具體地，當(dāng)獲取了白光(非色散光)的垂直偏振分量P和白光(非色散光)的水平偏振分量S之間的比率(S/P)或差分偏振度((S-P) /(S+P))時，知曉比率或差分偏振度在特殊角度(布魯斯特角)處于最大。在由于下雨而濕的道路上，作為散射表面的浙青表面被水填充，由此導(dǎo)致接近鏡面的條件。因此，在前燈發(fā)射和從道路表面發(fā)射的光中，水平偏振分量S強(qiáng)。因而，在比較圖像或差分偏振度圖像中，由前燈發(fā)射和從道路表面發(fā)射的光具有大像素值(輝度)。另一方面，因為來自前燈的直接光基本上是非偏振的，所以其像素值(輝度)在比較圖像或差分偏振度圖像中小。通過利用這種差，變得可以恰當(dāng)?shù)厝コ盁舭l(fā)射或從濕道路表面反射以及具有與來自前燈的直接光基本相同光強(qiáng)度的光。因此，可以清晰地識別來自前燈的直接光與從由前燈發(fā)射并從道路表面反射的光。
[0188]圖29是圖示使用成像裝置200捕獲來自雨天的前燈的直接光的圖像以及來自濕道路表面的前燈的反射光(眩光)的圖像并且計算各個差分偏振度((S-P)/ (S+P))的情況的直方圖。在圖29中，垂直軸代表標(biāo)準(zhǔn)化為I的頻率。在圖29中，水平軸代表差分偏振度((S-P)/ (S+P))的計算。從圖29清晰可見，與來自前燈的直接日光相比，來自濕道路表面的前燈的反射光的分布已經(jīng)轉(zhuǎn)移到了水平偏振分量S相對大的一側(cè)(圖29中轉(zhuǎn)移到右側(cè))。[0189]圖30是圖示當(dāng)成像裝置200捕獲在正行駛在濕道路表面的自身機(jī)動車的行進(jìn)方向上的前進(jìn)機(jī)動車和接近機(jī)動車以幾乎相同距離出現(xiàn)的情形的圖像的示例的示意圖。
[0190]在這種情形中，如果僅亮度信息和距離信息要使用，則難以清晰地檢測前進(jìn)機(jī)動車的尾燈，難以檢測從濕道路表面反射的尾燈的眩光，難以檢測接近機(jī)動車的前燈，并且難以檢測從濕道路表面反射的前燈的眩光。
[0191]根據(jù)本實施例，即使在這種情況中，首先，可以使用上述光譜信息高精度地清晰識別前進(jìn)機(jī)動車的尾燈以及從濕道路表面反射的尾燈的眩光。類似地，可以使用上述光譜信息高精度地清晰識別接近機(jī)動車的前燈以及從濕道路表面反射的前燈的眩光。更具體地，在僅基于亮度信息和距離信息縮小的燈圖像區(qū)域中，具有超過預(yù)定閾值的像素值(輝度值)或超過預(yù)定閾值的紅色圖像的紅色輝度比率的圖像區(qū)域識別為出現(xiàn)前進(jìn)機(jī)動車的尾燈或從濕道路表面反射的尾燈的眩光的尾燈圖像區(qū)域。相反，具有低于預(yù)定閾值的像素值(輝度值)或低于預(yù)定閾值的紅色圖像的紅色輝度比率的圖像區(qū)域識別為出現(xiàn)接近機(jī)動車的前燈或從濕道路表面反射的前燈的眩光的頭燈圖像區(qū)域。
[0192]此外，根據(jù)本實施例，關(guān)于以上述方式使用光譜信息識別的每一個燈圖像區(qū)域，可以使用上述偏振信息而高精度地識別尾燈或前燈的直接光和眩光。更具體地，例如，關(guān)于尾燈，基于紅色圖像的像素值(輝度值)或水平偏振分量S的差分偏振度，在識別來自前進(jìn)機(jī)動車的尾燈的直接光以及識別從濕道路表面反射的尾燈的眩光時使用頻率或水平偏振分量的強(qiáng)度的差。此外，例如，關(guān)于前燈，基于白色圖像的像素值(輝度值)或水平偏振分量的差分偏振度，在識別來自接近機(jī)動車的前燈的直接光以及識別從濕道路表面反射的前燈的眩光時使用頻率或水平偏振分量的強(qiáng)度的差。
[0193]以下說明在根據(jù)本實施例的、用于檢測前進(jìn)機(jī)動車和接近機(jī)動車的檢測操作期間進(jìn)行的系列操作。圖31是用于說明在根據(jù)實施例的機(jī)動車檢測操作期間進(jìn)行的系列操作的流程圖。
[0194]在根據(jù)實施例的機(jī)動車檢測操作期間，針對成像裝置200捕獲的圖像的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理，并且提取被認(rèn)為是檢測目標(biāo)對象的圖像區(qū)域。然后，通過從出現(xiàn)在那些圖像區(qū)域中的兩類光源主體中識別檢測目標(biāo)對象的類型，進(jìn)行前進(jìn)機(jī)動車和接近機(jī)動車的檢測。
[0195]首先，在步驟SI，將成像裝置200的圖像傳感器206捕獲的自身機(jī)動車的前方區(qū)域的圖像的圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入到存儲器中。如上所述，該圖像數(shù)據(jù)包含指示在圖像傳感器206的每一個成像像素處的輝度的信號。然后，在步驟S2，從車輛行為傳感器(未圖示)導(dǎo)入與自身機(jī)動車的行為有關(guān)的信息。
[0196]在步驟S3，根據(jù)被導(dǎo)入到存儲器中的圖像數(shù)據(jù)，提取被認(rèn)為是檢測目標(biāo)對象(前進(jìn)機(jī)動車的尾燈和接近機(jī)動車的前燈)的、具有高輝度(高亮度圖像區(qū)域)的圖像區(qū)域。在圖像數(shù)據(jù)中，高亮度圖像區(qū)域是具有比預(yù)定閾值輝度更高的輝度的明亮區(qū)域。通常是存在全部都被提取了的多個高亮度圖像區(qū)域的情況。因而，在此階段，包含來自濕道路表面的眩光的圖像區(qū)域也被提取為高亮度圖像區(qū)域。
[0197]在高亮度圖像區(qū)域提取操作期間，首先，在步驟S31，通過將圖像傳感器206的每一個成像像素的輝度值與預(yù)定閾值輝度比較來進(jìn)行二進(jìn)制化。更具體地，通過將“ I ”賦予具有等于或大于預(yù)定輝度的輝度的像素，并將“O”賦予具有小于預(yù)定輝度的輝度的像素，來生成二進(jìn)制圖像。然后，在步驟S32，在二進(jìn)制圖像中，當(dāng)具有被賦予“ I ”的像素彼此靠近地放置時，進(jìn)行標(biāo)注操作，其中辨認(rèn)哪些像素為單個高亮度圖像區(qū)域。借此，彼此靠近地放置的多個高輝度像素的每一個集合被提取為單個高亮度圖像區(qū)域。
[0198]在進(jìn)行高亮度圖像區(qū)域提取操作之后，在步驟S4，在自身機(jī)動車和在與每一個高亮度圖像區(qū)域?qū)?yīng)的成像區(qū)域內(nèi)的對象之間計算距離。在該距離計算操作期間，進(jìn)行以下兩個操作:燈對距離計算操作，其中通過利用機(jī)動車的燈為對稱燈對的事實來計算距離；以及當(dāng)在遠(yuǎn)距離處的燈對中的左右燈不能清晰地辨認(rèn)而是辨認(rèn)為單個燈時進(jìn)行的單個燈距離計算操作。
[0199]為了進(jìn)行燈對距離計算操作，首先在步驟S41，進(jìn)行燈對創(chuàng)建操作以創(chuàng)建一燈對。在成像裝置200捕獲的圖像的圖像數(shù)據(jù)中，該對稱燈對中的燈滿足如下條件:其位置在幾乎相同的高度上彼此靠近，以及其高亮度圖像區(qū)域為幾乎相同尺寸和形狀。因此，滿足這樣條件的高亮度圖像區(qū)域被認(rèn)為是一燈對，而不成對的高亮度圖像區(qū)域被認(rèn)為是單個燈。當(dāng)創(chuàng)建一燈對時，在步驟S42進(jìn)行燈對距離計算操作以計算到該燈對的距離。關(guān)于機(jī)動車的左右前燈對之間的距離以及左右尾燈對之間的距離，可以用常數(shù)值“w0”(例如，大約1.5m)進(jìn)行估算。此外，已知成像裝置200中的成像鏡頭204的焦距“f”。此外，可以計算在成像裝置200的圖像傳感器206上的左右燈之間的距離、1”。借此，可以通過簡單的比例(x=fXwO/wl)獲得到該燈對的實際距離“X”。同時，還可以使用諸如激光雷達(dá)或毫米波雷達(dá)之類的專用距離傳感器進(jìn)行到前進(jìn)機(jī)動車或接近機(jī)動車的距離檢測。
[0200]在步驟S5，進(jìn)行燈類型識別操作，其中紅色圖像的垂直偏振分量P和白光的垂直偏振分量P之間的比率(紅色輝度比率)被用作光譜信息來識別是否由于前燈發(fā)射的光或尾燈發(fā)射的光而形成了被認(rèn)為是一燈對的兩個高亮度圖像區(qū)域。在燈類型識別操作期間，首先，在步驟S51，生成紅色比率圖像，其中像素值指向與圖像傳感器206上的成像像素“a”和“f”對應(yīng)的像素數(shù)據(jù)和圖像傳感器206上的成像像素“b”對應(yīng)的像素數(shù)據(jù)之間的比率。然后，在步驟S52，進(jìn)行將紅色比率圖像的像素值與預(yù)定閾值比較的燈識別操作，并且將具有等于或大于預(yù)定閾值的高亮度圖像區(qū)域認(rèn)為是由于尾燈發(fā)射的光而形成的尾燈圖像區(qū)域，同時將具有小于預(yù)定閾值的高亮度圖像區(qū)域認(rèn)為是由于前燈發(fā)射的光而形成的前燈圖像區(qū)域。
[0201]然后，在步驟S6，關(guān)于識別為尾燈圖像區(qū)域或前燈圖像區(qū)域的每一個圖像區(qū)域，進(jìn)行眩光識別操作，其中識別光是來自尾燈的直接光還是從諸如濕道路表面之類的鏡面反射的眩光。在眩光識別操作期間，首先，在步驟S61，關(guān)于尾燈圖像區(qū)域計算差分偏振度((S-P)/(S+P))，并且生成差分偏振度圖像，其中像素值指向那些差分偏振度。以同樣的方式，還關(guān)于前燈圖像區(qū)域計算差分偏振度((S-P)/ (S+P))，并且生成差分偏振度圖像，其中像素值指向那些差分偏振度。然后，在步驟S62，將每一個差分偏振度圖像的像素值與預(yù)定閾值進(jìn)行比較。將具有等于或大于預(yù)定閾值的像素值的尾燈圖像區(qū)域和前燈圖像區(qū)域確定為由于眩光而形成，并進(jìn)行排除操作以依據(jù)前進(jìn)機(jī)動車的尾燈或接近機(jī)動車的前燈不出現(xiàn)在那些圖像區(qū)域中的事實來排除這樣的圖像區(qū)域。在完成排除操作之后，其余尾燈圖像區(qū)域和其余前燈圖像區(qū)域識別為分別顯示前進(jìn)機(jī)動車的尾燈和接近機(jī)動車的前燈。
[0202]同時，僅當(dāng)雨水傳感器安裝在機(jī)動車中時并且當(dāng)雨水傳感器辨認(rèn)是雨天時可以進(jìn)行在步驟S6的眩光識別操作。可替代地，僅當(dāng)駕駛者操作雨刷時可以進(jìn)行在步驟S6的眩光識別操作。實質(zhì)上，僅當(dāng)是存在來自濕道路表面的眩光的可能性的雨天時可以進(jìn)行在步驟S6的眩光識別操作。
[0203]在本實施例中，通過以上述方式進(jìn)行機(jī)動車檢測操作而獲得的前進(jìn)機(jī)動車和接近機(jī)動車的檢測結(jié)果用在作為自身機(jī)動車的車內(nèi)裝置的前燈的光分布控制中。更具體地，當(dāng)在機(jī)動車檢測操作期間檢測到前進(jìn)機(jī)動車的尾燈時以及當(dāng)該前進(jìn)機(jī)動車靠近自身機(jī)動車的前燈光落在前進(jìn)機(jī)動車的后視鏡上的距離范圍時，進(jìn)行控制以部分?jǐn)r截自身機(jī)動車的前燈的前燈光或使得垂直方向或水平方向的自身機(jī)動車的前燈光的發(fā)射方向轉(zhuǎn)向以使得自身機(jī)動車的前燈的前燈光不落在前進(jìn)機(jī)動車上。類似地，當(dāng)在機(jī)動車檢測操作期間檢測到接近機(jī)動車的前燈時以及當(dāng)該接近機(jī)動車靠近自身機(jī)動車的前燈光落在接近機(jī)動車的駕駛者的距離范圍時，進(jìn)行控制以部分?jǐn)r截自身機(jī)動車的前燈的前燈光或使得垂直方向或水平方向的自身機(jī)動車的前燈光的發(fā)射方向轉(zhuǎn)向。
[0204]用于在道路表面的干燥條件和濕條件之間進(jìn)行區(qū)分的區(qū)分操作
[0205]以下說明用于在道路表面的干燥條件和濕條件之間進(jìn)行區(qū)分的、根據(jù)本實施例的區(qū)分操作。
[0206]在本實施例中，為了確定道路表面是否濕并且對于自身機(jī)動車是否已經(jīng)變得滑，進(jìn)行區(qū)分操作以在道路表面的干燥條件和濕條件之間進(jìn)行區(qū)分。
[0207]在用于在道路表面的干燥條件和濕條件之間進(jìn)行區(qū)分的、根據(jù)本實施例的區(qū)分操作中，在可以從成像單元101獲得的信息中，使用通過比較白光分量(非色散光)的水平偏振分量和垂直偏振分量而獲得的偏振信息。
[0208]圖32示出當(dāng)?shù)缆繁砻媸菨竦臅r(參見狀態(tài)(a))和當(dāng)?shù)缆繁砻媸歉傻臅r(參見狀態(tài)(b))的反射光的改變。
[0209]如圖32的狀態(tài)(a)所示，在濕道路表面上，水填充在道路表面的不平滑部分中，由此導(dǎo)致接近鏡面的條件。為此，來自濕道路表面的反射光展示出以下偏振屬性。如果假定Rs代表反射光的水平偏振分量的反射而Rp代表反射光的垂直偏振分量的反射，則可以使用以下給出的等式(I)計算相對于具有光強(qiáng)I的入射光的反射光的垂直偏振分量Is，并且可以使用以下給出的等式(2)計算相對于具有光強(qiáng)I的入射光的反射光的水平偏振分量Ip。此外，取決于這些分量的入射角如圖33所示。
[0210]Is=RsXI (I)
[0211]Ip=Rp XI (2)
[0212]如可以從圖33注意到的那樣，當(dāng)入射角等于布魯斯特角(53.1° )時，來自鏡面的反射光的垂直偏振分量Ip的反射率Rp變?yōu)镺,并且垂直偏振分量Ip的反射光強(qiáng)變?yōu)镺。來自鏡面的反射光的水平偏振分量Is的反射率Rs展示出伴隨著入射角的增加逐漸增加的特性。因此，水平偏振分量Is的反射光強(qiáng)也伴隨著入射角的增加逐漸增加。另一方面，如圖32的狀態(tài)(b)所示，因為干燥道路表面本身是粗糙的，所以散射的反射變得占主導(dǎo)并且反射光不展示出偏振屬性。這導(dǎo)致減少了偏振分量的反射率Rs和反射率Rp之間的差。
[0213]由于來自道路表面的反射光的偏振屬性中的這種差，變得可以確定道路表面是濕的還是干的。更具體地，在本實施例中，為了確定道路表面是濕的還是干的，使用以下在等式(3)中給出的偏振比率H?？梢垣@得偏振比率H作為在白光(非色散光)的垂直偏振分量P和白光(非色散光)的水平偏振分量S之間計算出的比率(S/P)的均值。如以下在等式(3)中給出的那樣，偏振比率H是不依賴于入射光強(qiáng)I的參數(shù)。因此，道路表面是濕的還是干的確定可以以穩(wěn)定的方式進(jìn)行而不受成像區(qū)域內(nèi)的輝度波動影響。
[0214]H=Is/IP=Rs/Rp (3)
[0215]如果以上述方式獲得的偏振比率H超出了預(yù)定閾值，則確定道路表面是濕的，而如果偏振比率H等于或小于預(yù)定閾值，則確定道路表面是干的。當(dāng)?shù)缆繁砻媸歉傻臅r，水平偏振分量S幾乎等于垂直偏振分量P。因此，偏振比率變得接近等于I。另一方面，當(dāng)?shù)缆繁砻媸峭耆珴竦臅r，水平偏振分量S與垂直偏振分量P相比增加到足夠大的值，因此偏振比率H增加到大值。同時，如果道路表面是輕微濕的，則偏振比率H變?yōu)樯鲜鰞蓚€值之間的中間值。
[0216]在本實施例中，在進(jìn)行諸如向自身機(jī)動車100的駕駛員發(fā)布警告或控制自身機(jī)動車100的方向盤或剎車之類的駕駛支持控制時，使用在道路表面的干燥條件和濕條件之間進(jìn)行區(qū)分的區(qū)分操作的結(jié)果。更具體地，當(dāng)確定道路表面是濕的時，該結(jié)果被發(fā)送到車輛行駛控制單元108，并且例如在控制自身機(jī)動車100的自動剎車系統(tǒng)時被使用。這種措施期望在減少交通事故的數(shù)量上是有效的。此外，例如，可以在自身機(jī)動車的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的CRT屏幕上顯示諸如道路是滑的之類的警告信息，以吸引駕駛員的注意力到該情形。
[0217]用于檢測路上金屬主體的檢測操作
[0218]以下說明用于檢測路上金屬主體的根據(jù)本實施例的檢測操作。
[0219]在本實施例中，以防止自身機(jī)動車100的側(cè)滑或防止雷達(dá)的誤識別(稍后描述)為目的，進(jìn)行檢測操作以檢測作為檢測目標(biāo)對象的路上金屬主體。這里，路上金屬主體指向躺在幾乎與道路表面相同的平面上的金屬對象。例如，路上金屬主體指向普通道路上的人孔蓋或高速路上的金屬接頭。人孔蓋是適配人孔的開口的金屬平板，并且通常由牢固并沉重的鑄鐵制作。
[0220]在用于檢測路上金屬主體的、根據(jù)本實施例的檢測操作期間，首先，通過排除未示出具有要檢測的路上金屬主體的道路表面的區(qū)域，即，通過排除捕獲圖像的上部分來限制識別的目標(biāo)區(qū)域。盡管限制識別的目標(biāo)區(qū)域不是必須的，但是這對減少處理時間是有效的。結(jié)果，關(guān)于識別的目標(biāo)區(qū)域設(shè)置多條處理線。在本實施例中，如圖34所示，與在識別的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)橫向地布置的像素行相應(yīng)地設(shè)置該處理線。然而，處理線不需要朝向橫向方向?？商娲兀幚砭€可以朝向縱向或傾斜的方向。此外，每一個處理線中的像素計數(shù)可以相同或不同。此外，處理線不需要關(guān)于識別的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的全部像素設(shè)置。可替代地，處理線可以關(guān)于在識別的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的以恰當(dāng)方式選擇的一些像素設(shè)置。
[0221]根據(jù)本實施例，在檢測路上金屬主體的檢測操作期間，在可以從成像單元101獲得的信息中，使用通過比較白色分量(非色散光)的水平偏振分量S和垂直偏振分量P而獲得的偏振信息。同時，白色分量的垂直偏振分量還可以包含紅色光的垂直偏振分量。在本實施例中，白色分量(非色散光)的水平偏振分量S和垂直偏振分量P的差分偏振度((S-P) /(S+P))被用作此偏振信息。更具體地，根據(jù)由成像單元101捕獲的圖像中的白色分量(非色散光)的水平偏振分量S的圖像數(shù)據(jù)以及根據(jù)由成像單元101捕獲的圖像中的白色分量(非色散光)的垂直偏振分量P的圖像數(shù)據(jù)，生成其中像素值指向差分偏振度((S-P)/ (S+P))的差分偏振度圖像。然后，沿著上述處理線，計算每一對相鄰像素值之間的差值(差分偏振度)。如果差值等于或大于路上金屬主體閾值，則相應(yīng)兩個相鄰像素之間的區(qū)域被識別為邊緣。結(jié)果，將與所識別邊緣有關(guān)的像素的像素值(差分偏振度)與路上金屬主體識別的閾值進(jìn)行比較。如果差值等于或大于路上金屬主體識別的閾值，則對應(yīng)邊緣被提取為路上金屬主體的邊緣。
[0222]通過對全部處理線進(jìn)行這種邊緣提取操作，變得可以提取被路上金屬主體的邊緣包圍的圖像區(qū)域作為路上金屬主體圖像區(qū)域候選。然后，提取的路上金屬主體圖像區(qū)域候選經(jīng)歷形狀近似辨認(rèn)操作。更具體地，將路上金屬主體圖像區(qū)域候選的形狀與預(yù)先存儲的路上金屬主體形狀模板進(jìn)行比較。如果路上金屬主體圖像區(qū)域候選的形狀與路上金屬主體模板匹配，則該路上金屬主體圖像區(qū)域候選識別為路上金屬主體圖像區(qū)域。
[0223]在形狀近似辨認(rèn)操作期間，關(guān)于路上金屬主體圖像區(qū)域候選的邊緣進(jìn)行形狀近似辨認(rèn)，并獲得近似曲線。作為辨認(rèn)形狀的方法，可以使用最小二乘技術(shù)、Hough (霍夫)變換或模型方程。在獲得近似曲線的時候，關(guān)于形狀近似的表決值，期望與位于可靠捕獲圖像的下部的圖像區(qū)域候選有關(guān)的邊緣被給予更多權(quán)重。借此，即使出現(xiàn)了與具有低可靠性的捕獲圖像的上部中的誤辨認(rèn)圖像區(qū)域候選有關(guān)的邊緣，只要出現(xiàn)了邊緣與可靠捕獲圖像的下部中的正確辨認(rèn)的圖像區(qū)域候選有關(guān)，也變得可以恰當(dāng)?shù)刈R別路上金屬主體。
[0224]同時，以增強(qiáng)路上金屬主體的檢測精度為目的，可以額外進(jìn)行以下操作。
[0225]在實時地檢測路上金屬主體的情況下，關(guān)于基于由成像裝置200以規(guī)則間隔連續(xù)捕獲的差分偏振度圖像而識別為路上金屬主體的圖像區(qū)域，將處理結(jié)果存儲在預(yù)定存儲器中，然后，參考前一次存儲的或前一次之前存儲的處理結(jié)果來確定在當(dāng)前處理結(jié)果中識別的路上金屬主體圖像區(qū)域是否已經(jīng)識別為包含在先前處理結(jié)果的路上金屬主體。如果是這種情況，則確定當(dāng)前處理結(jié)果具有高的可靠性度。該可靠性度隨后在識別路上金屬主體圖像區(qū)域時使用。關(guān)于識別與當(dāng)前處理結(jié)果中的圖像區(qū)域有關(guān)的先前處理結(jié)果，例如，通過參考當(dāng)前處理結(jié)果中的圖像區(qū)域的位置以及通過參考行進(jìn)方向和自身機(jī)動車的速度，在先前處理結(jié)果中搜索同一圖像區(qū)域的位置，并且識別與當(dāng)前處理結(jié)果中的圖像區(qū)域有關(guān)的先前處理結(jié)果。
[0226]以上給出的說明是用于沿著處理線提取路上金屬主體的情況。然而，取代處理線，還可以以處理塊(以兩個或多個像素的矩陣形成)為單位進(jìn)行邊緣提取操作。在此情況下，例如，關(guān)于識別的目標(biāo)區(qū)域設(shè)置多個處理塊，并且對每一個塊，計算指示像素值的變化的程度(擴(kuò)散的程度)的標(biāo)準(zhǔn)差(差分偏振度)。當(dāng)所計算出的標(biāo)準(zhǔn)差等于或大于標(biāo)準(zhǔn)差閾值時，可以確定邊緣出現(xiàn)在該處理塊內(nèi)部。同時，處理塊可以設(shè)置為長方形截面或其他形狀的截面?？梢栽O(shè)置處理塊的尺寸等于例如大約10X10圖像像素。此外，每一處理塊可以是相同尺寸或不同尺寸。此外，取代使用標(biāo)準(zhǔn)差，還可以使用諸如離差或平均差之類的統(tǒng)計。
[0227]同時，在檢測路上金屬主體的時候使用的閾值可以根據(jù)環(huán)境的改變而改變。例如，該閾值可以取決于諸如白天或夜間之類的時間段或取決于諸如雨天或晴天之類的天氣而改變。為了進(jìn)行這種改變，可以利用時間信息或雨水傳感器或日光傳感器的信息。
[0228]以下說明能夠利用差分偏振度清晰地從道路表面上辨認(rèn)地上金屬主體的原因。
[0229]當(dāng)光以特定角度(入射角)落到具有互相不同折射率的兩種材料之間的界面上時，與入射平面平行的偏振分量(本實施例中，垂直偏振分量P)具有與正交于入射平面的偏振分量(在本實施例中，水平偏振分量S)不同的反射率。具體地，隨著入射角繼續(xù)增加，垂直偏振分量P的反射率在增加之前在特定角度(布魯斯特角)減少到O。相反，水平偏振分量S的反射率伴隨著入射角的增加而單調(diào)增加。這樣，垂直偏振分量P和水平偏振分量S具有不同反射特性。結(jié)果，差分偏振度((S-P)/ (S+P))還取決于入射角和折射率變化。
[0230]在本實施例中，通過利用差分偏振度((S-P)/ (S+P))取決于反射表面的材料的差異(即，取決于折射率的差異)而變化的事實，通過參考差分偏振度可從道路表面上清晰地辨認(rèn)地上金屬主體。道路表面通常由浙青筑成，而路上金屬主體由金屬制成。當(dāng)材料上存在這種差異時，折射率也不同，由此引起道路表面和路上金屬主體之間的差分偏振度的差異。使用這種差異，道路表面和路上金屬主體之間的邊界(邊緣)可以如上所述地提取，并且可以識別路上金屬主體的圖像區(qū)域。然后，通過進(jìn)行形狀近似辨認(rèn)操作，使用形狀模板可以識別路上金屬主體的類型(諸如人孔蓋或金屬接頭)。
[0231]圖35A和35B是分別圖示同一成像區(qū)域內(nèi)捕獲的單色亮度圖像(非色散型/非偏振型)以及非色散型的差分偏振度圖像的示范圖像。
[0232]因為在圖35A所示的單色亮度圖像中成像區(qū)域為暗，所以在浙青表面(道路表面)和人孔蓋(路上金屬主體)之間不存在很大對比。相反，在圖35B所示的差分偏振度圖像中，在浙青表面(道路表面)和人孔蓋(路上金屬主體)之間存在鮮明對比。因而，即使在單色亮度圖像中難以識別人孔蓋，當(dāng)使用差分偏振度圖像時人孔蓋的高精度識別也變得可能。
[0233]在本實施例中，在進(jìn)行諸如向自身機(jī)動車100的駕駛員發(fā)布警告或控制自身機(jī)動車100的方向盤或剎車之類的駕駛支持控制時，使用檢測路上金屬主體的檢測操作的結(jié)果。更具體地，當(dāng)確定路上金屬主體出現(xiàn)時，該結(jié)果被發(fā)送到車輛行駛控制單元108，并且例如在控制自身機(jī)動車100的自動剎車系統(tǒng)時被使用。這種措施期望在減少交通事故的數(shù)量上是有效的。此外，例如，可以在自身機(jī)動車的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的CRT屏幕上顯示車道分離信息，以吸引駕駛員的注意力到該情形。
[0234]此外，在將雷達(dá)的測量結(jié)果和成像裝置200中的捕獲圖像結(jié)合使用的傳感器融合系統(tǒng)中可以使用用于檢測路上金屬主體的檢測操作的結(jié)果。更具體地，在雷達(dá)的測量結(jié)果中，存在路上金屬主體被誤辨認(rèn)為是諸如前進(jìn)機(jī)動車或護(hù)欄之類的避免碰撞對象的可能性。因此，通過使用來自成像裝置200捕獲的圖像的路上金屬主體的檢測結(jié)果校正雷達(dá)的測量結(jié)果，變得可以防止雷達(dá)的避免碰撞對象的誤辨認(rèn)。結(jié)果，例如，變得可以防止發(fā)生如下情況:當(dāng)自身機(jī)動車正在行駛時，路上金屬主體被誤辨認(rèn)為避免碰撞對象并且自動剎車系統(tǒng)工作以引起自身機(jī)動車的突然減速。
[0235]此外，用于檢測路上金屬主體的檢測操作的結(jié)果可以用作車輛導(dǎo)航系統(tǒng)中的地點(diǎn)信息，以增強(qiáng)識別自身機(jī)動車的地點(diǎn)識別精度。更具體地，由道路上的人孔的地點(diǎn)的地點(diǎn)信息構(gòu)成數(shù)據(jù)庫。然后，從自身機(jī)動車到那些人孔蓋的距離以及那些人孔蓋的方向通過參考人孔蓋的檢測結(jié)果而識別，并且生成關(guān)于人孔蓋的自身機(jī)動車的相對地點(diǎn)信息。此外，識別那些特定人孔蓋的人孔ID。然后，從數(shù)據(jù)庫讀取與所識別人孔ID對應(yīng)的人孔地點(diǎn)信息，并且通過參考人孔地點(diǎn)信息和關(guān)于人孔蓋的自身機(jī)動車的相對地點(diǎn)信息來校正由車輛導(dǎo)航識別的自身機(jī)動車的地點(diǎn)。
[0236]同時，還可以關(guān)于使用白線辨認(rèn)操作(稍后描述)的結(jié)果從其去除白線的差分偏振度圖像進(jìn)行用于檢測路上金屬主體的檢測操作。在此情況下，識別路上金屬主體的精度可以通過恰當(dāng)?shù)厝コò拙€的噪聲而增強(qiáng)。
[0237]檢測三維對象的檢測操作[0238]以下說明用于檢測三維對象的根據(jù)本實施例的檢測操作。
[0239]在本實施例中，以避免與三維對象相撞為目的，進(jìn)行檢測操作以檢測三維對象為檢測目標(biāo)對象。
[0240]這里，三維對象指向具有朝向與道路表面不同的方向的外部表面的全部三維對象。因此，三維對象包括行駛在道路上的機(jī)動車、安裝在道路兩側(cè)的護(hù)欄、電線桿、街燈、道路指示牌、諸如道路兩側(cè)的不平滑之類的離街障礙、出現(xiàn)在道路上或道路的路肩上的人、動物以及自行車。
[0241]在用于檢測三維對象的根據(jù)本實施例的檢測操作期間，在可以從成像單元101獲得的信息中，使用通過比較白色分量(非色散光)的水平偏振分量S和垂直偏振分量P而獲得的偏振信息。同時，白色分量的垂直偏振分量還可以包含紅色光的垂直偏振分量。在本實施例中，以與檢測路上金屬主體的檢測操作一致的方式，白色分量(非色散光)的水平偏振分量S和垂直偏振分量P的差分偏振度((S-P ) / (S+P ))被用作此偏振信息。
[0242]首先，根據(jù)由成像單元101捕獲的圖像的白色分量(非色散光)的水平偏振分量S的圖像數(shù)據(jù)以及根據(jù)由成像單元101捕獲的圖像的白色分量(非色散光)的垂直偏振分量P的圖像數(shù)據(jù)，生成其中像素值指向差分偏振度((S-P)/ (S+P))的差分偏振度圖像。然后，以與檢測路上金屬主體的檢測操作一致的方式，設(shè)置多個處理線。然而，因為用作檢測目標(biāo)對象的三維對象出現(xiàn)在整個成像區(qū)域中，所以如圖36所示地在整個捕獲圖像中設(shè)置處理線而不限制識別的目標(biāo)區(qū)域。這里，設(shè)置處理線(處理塊)的方法與在用于檢測路上金屬主體的檢測操作中說明的方法一致。
[0243]一旦以上述方式設(shè)置處理線，就沿著上述處理線計算相鄰像素值對之間的差值(差分偏振度)。如果該差值等于或大于三維對象閾值，則相應(yīng)兩個相鄰像素之間的區(qū)域被識別為邊緣。結(jié)果，將與所識別邊緣有關(guān)的像素的像素值(差分偏振度)與三維對象識別的閾值進(jìn)行比較。如果差值等于或大于三維對象識別的閾值，則對應(yīng)邊緣被提取為三維對象的邊緣。
[0244]通過對全部處理線進(jìn)行這種邊緣提取操作，變得可以提取被三維對象的邊緣包圍的圖像區(qū)域作為三維對象圖像區(qū)域候選。然后，所提取的三維對象圖像區(qū)域候選經(jīng)歷形狀近似辨認(rèn)操作。更具體地，將三維對象圖像區(qū)域候選的形狀與預(yù)先存儲的三維對象形狀模板進(jìn)行比較。如果三維對象圖像區(qū)域候選的形狀與三維對象模板匹配，則該三維對象圖像區(qū)域候選識別為三維對象圖像區(qū)域。這里，該形狀近似辨認(rèn)操作與在用于檢測路上金屬主體的檢測操作期間進(jìn)行的形狀近似辨認(rèn)操作一致。
[0245]同時，在檢測三維對象的時候使用的閾值可以根據(jù)環(huán)境的改變而改變。例如，閾值可以取決于諸如白天或夜間之類的時間段或取決于諸如雨天或晴天之類的天氣而改變。為了進(jìn)行這種改變，可以利用時間信息或雨水傳感器或日光傳感器的信息。
[0246]以下說明能夠利用差分偏振度辨認(rèn)三維對象的原因。
[0247]如已經(jīng)描述的那樣，當(dāng)光以特定角度(入射角)落到具有互相不同折射率的兩種材料之間的界面上時，垂直偏振分量P具有與水平偏振分量S不同的反射率。結(jié)果,差分偏振度((S-P)/ (S+P))還取決于入射角和折射率變化。在本實施例中，通過利用差分偏振度((S-P)/ (S+P))取決于反射表面的材料的差異(S卩，取決于折射率的差異)而變化的事實，通過參考差分偏振度從道路表面上清晰地辨認(rèn)三維對象。道路表面通常由浙青筑成，同時出現(xiàn)在成像區(qū)域中的諸如其他機(jī)動車或護(hù)欄之類的三維對象由金屬涂覆的表面制成。當(dāng)材料上存在這種差異時，折射率也不同，由此引起道路表面和三維對象之間的差分偏振度的差異。使用這種差異，道路表面和諸如由金屬涂覆的表面制成的其他機(jī)動車或護(hù)欄之類的三維對象之間的邊界(邊緣)可以如上所述地提取，并且可以識別三維主體的圖像區(qū)域。
[0248]此外，盡管道路表面是在基本水平的方向上的平坦表面，但是諸如其他機(jī)動車之類的三維對象具有朝向除了道路表面之外的側(cè)面。因此，取決于道路表面和三維對象，對于合并在成像裝置200中的反射光，入射角不同。因而，取決于道路表面和三維對象的側(cè)面，對應(yīng)反射光的垂直偏振分量P和水平偏振分量S不同。具體地，當(dāng)三維對象的側(cè)面相對于道路表面基本上直立，則在來自三維對象的該側(cè)面的反射光中包括的垂直偏振分量P和水平偏振分量S之間的相關(guān)性靠近在來自道路表面的反射光中包括的垂直偏振分量P和水平偏振分量S之間的互換(interchanged)相關(guān)性。關(guān)于反射光中包括的垂直偏振分量P和水平偏振分量S之間的相關(guān)性,通常,作為正交偏振分量的水平偏振分量S關(guān)于入射平面較大。因此，當(dāng)成像裝置200從道路表面或從與道路表面平行的表面接收反射光時，水平偏振分量S比垂直偏振分量P強(qiáng)。相反，當(dāng)成像裝置200從關(guān)于道路表面基本直立的三維對象的側(cè)面接收反射光時，垂直偏振分量P比水平偏振分量S強(qiáng)。由于道路表面和三維對象之間的偏振屬性的這種差異，在成像裝置200接收的反射光中包括的垂直偏振分量P和水平偏振分量S之間的比較使得可以明白，較強(qiáng)的水平偏振分量S指示來自與道路表面平行的表面的反射光而較強(qiáng)的垂直偏振分量P指不來自與道路表面正交的表面的反射光。結(jié)果，例如，可以計算在成像裝置200接收的反射光中包括的垂直偏振分量P和水平偏振分量S之間的差值(或差分偏振度)，并且取決于差值(或差分偏振度)是正還是負(fù)，可以知曉對象是具有與道路表面平行的表面或該對象，還是具有朝向不同于道路表面的方向的外表面的三維對象。
[0249]使用材料和入射角的這些差異，可以提取道路表面和三維對象之間的邊界(邊緣)，并且可以識別三維對象的圖像區(qū)域。然后，通過進(jìn)行形狀近似辨認(rèn)操作，可以使用形狀模板識別三維對象的類型(諸如機(jī)動車或護(hù)欄)。
[0250]圖37A和37B是分別圖示同一成像區(qū)域內(nèi)捕獲的單色亮度圖像(非色散型/非偏振型)以及非色散型的差分偏振度圖像的示范圖像。
[0251]因為在圖37A所示的單色亮度圖像中成像區(qū)域為暗，所以在浙青表面(道路表面)和前進(jìn)機(jī)動車(三維對象)之間不存在很大對比。相反，在圖37B所示的差分偏振度圖像中，在浙青表面(道路表面)和前進(jìn)機(jī)動車(三維對象)之間存在鮮明對比。因而，即使在單色亮度圖像中難以識別前進(jìn)機(jī)動車，當(dāng)使用差分偏振度圖像時前進(jìn)機(jī)動車的高精度識別也變得可能。
[0252]這里，關(guān)于伴隨材料中的差異的差分偏振度，在作為構(gòu)筑道路表面時使用的材料的浙青(道路表面)的偏振反射屬性與機(jī)動車的側(cè)面上使用的涂覆材料的偏振反射屬性之間的差異經(jīng)歷評估分析，并且確認(rèn)各個偏振反射模型不同并且確認(rèn)因而可以在浙青道路表面和機(jī)動車之間區(qū)分。以下給出具體說明。
[0253]來自對象的反射光包含稱為“光澤(shine)”的鏡面反射分量，包含作為代表對象表面的極微小不平滑結(jié)構(gòu)的無光澤反射分量，并且包含在出來之前在對象內(nèi)部分散的內(nèi)部分散分量。反射光的強(qiáng)度表達(dá)為這三個分量的總和。同時，鏡面反射分量可以被認(rèn)為是漫反射分量的一部分。不考慮向?qū)ο蟀l(fā)射光的光源出現(xiàn)的方向(即，存在入射角的低依賴性)，測量漫反射分量和內(nèi)部分散分量。相反，鏡面反射分量高度依賴于入射角并且僅當(dāng)光源出現(xiàn)在關(guān)于接收反射光的光接收單元的幾乎鏡面方向上時才測量。關(guān)于偏振屬性可以同樣這么說。如上所述，盡管不考慮向?qū)ο蟀l(fā)射光的光源出現(xiàn)的方向地測量漫反射分量和內(nèi)部分散分量，但是其偏振屬性彼此不同。更具體地，可以假定漫反射分量將對象表面分為微小區(qū)域并且在每一區(qū)域中滿足菲涅爾(Fresnel)反射屬性。因此，漫反射分量的偏振屬性使得:當(dāng)入射光屬于非偏振型時，與垂直偏振分量P相比，水平偏振分量S較大。相反，內(nèi)部分散分量在出來之前在對象內(nèi)部分散。因此，內(nèi)部分量的偏振屬性使得:當(dāng)入射光屬于非偏振型時，內(nèi)部分散分量不輕易地受入射光在對象上的偏振分量影響，并且當(dāng)內(nèi)部分散分量從對象中出來時垂直偏振分量P變得更強(qiáng)。
[0254]關(guān)于在本實施例中說明的情況，雖然捕獲來自自身機(jī)動車的前視圖的圖像時，但可能出現(xiàn)在成像區(qū)域中的大多數(shù)對象(諸如浙青或人孔蓋)具有遠(yuǎn)不止一點(diǎn)不平滑表面。因而，可以認(rèn)為鏡面反射分量很小。結(jié)果，在本實施例中，可以認(rèn)為來自出現(xiàn)在成像裝置200的成像區(qū)域中的對象的反射光主要包含漫反射分量和內(nèi)部分散分量。結(jié)果，在反射光中包括的水平偏振分量S和垂直偏振分量P之間的強(qiáng)度的比較使得可以明白，較強(qiáng)的水平偏振分量S指示更多的在反射光中包括的漫反射分量，而較強(qiáng)的垂直偏振分量P指示更多的在反射光中包括的內(nèi)部分散分量。
[0255]圖38是用于說明在實驗室中進(jìn)行的、在改變光源相對于測試對象的位置的同時利用固定相機(jī)捕獲水平偏振分量S的圖像以及垂直偏振分量P的圖像的實驗的概述的說明性示圖。
[0256]在此實驗期間，在實驗室中，在改變光源相對于浙青表面和用涂料涂覆的鋼表面的位置的同時，利用固定相機(jī)捕獲水平偏振分量S的圖像以及垂直偏振分量P的圖像，并且測量差分偏振度的改變。圖38是經(jīng)歷評估分析的光學(xué)系統(tǒng)的說明性示圖。這里，鹵素?zé)粲米鞴庠?，攝像頭用作相機(jī)，并且偏振器安裝在相機(jī)之前以使能偏振方向的旋轉(zhuǎn)選擇。
[0257]圖39是圖示實驗的結(jié)果的示圖。
[0258]在此圖中，水平軸代表入射角(光源位置)而垂直軸代表差分偏振度。關(guān)于水平方向，相機(jī)的仰角是10°。根據(jù)在每一入射角處捕獲的圖像的基本中心部分的輝度信息計算差分偏振度。然而，在實驗中使用的差分偏振度是通過從垂直偏振分量P減去水平偏振分量S獲得的值與水平偏振分量S和垂直偏振分量P的總和的比率。因而，正性和負(fù)性與根據(jù)本實施例的差分偏振度相對。因此，關(guān)于在實驗中使用的差分偏振度，當(dāng)垂直偏振分量P大于水平偏振分量S時采用正值，而當(dāng)水平偏振分量S大于垂直偏振分量P時采用負(fù)值。
[0259]從圖39所示的示圖清晰可見，關(guān)于浙青表面，差分偏振度在幾乎整個入射角范圍內(nèi)都是負(fù)值，這指示水平偏振分量S大于垂直偏振分量P。這是因為來自浙青表面的反射光主要包含漫反射分量的事實。相反，關(guān)于上色表面，當(dāng)入射角超過60°時，差分偏振度采用正值。這是因為來自上色表面的反射光包含內(nèi)部分散分量和漫反射分量的事實。因此，通過參考差分偏振度中的差分(偏振屬性中的差分)，變得可以以清晰的方式辨認(rèn)浙青表面和上色表面。
[0260]在本實施例中，在進(jìn)行諸如向自身機(jī)動車100的駕駛員發(fā)布警告或控制自身機(jī)動車100的方向盤或剎車之類的駕駛支持控制時，使用檢測三維對象的檢測操作的結(jié)果。更具體地，當(dāng)確定三維對象出現(xiàn)時，該確定結(jié)果被發(fā)送到車輛行駛控制單元108，并且例如在控制自身機(jī)動車100的自動剎車系統(tǒng)時被使用。這種措施期望在減少交通事故的數(shù)量上是有效的。此外，例如，可以在自身機(jī)動車的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的CRT屏幕上顯示車道分離信息，以吸引駕駛員的注意力到該情形。
[0261 ] 用于檢測道路側(cè)的檢測操作
[0262]以下說明用于檢測道路側(cè)的根據(jù)本實施例的檢測操作。
[0263]在本實施例中，以防止自身機(jī)動車偏離道路區(qū)域為目的，進(jìn)行檢測操作以檢測道路側(cè)為檢測目標(biāo)對象。這里，道路側(cè)指向機(jī)動車道與人行道、排水溝、道路側(cè)綠化、護(hù)欄和混凝土側(cè)壁之間出現(xiàn)的不平滑性。
[0264]在用于檢測道路側(cè)的根據(jù)本實施例的檢測操作期間，在可以從成像單元101獲得的信息中，使用通過比較白色分量(非色散光)的水平偏振分量S和垂直偏振分量P而獲得的偏振信息。同時，白色分量的垂直偏振分量還可以包含紅色光的垂直偏振分量。在本實施例中，白色分量(非色散光)的水平偏振分量S和垂直偏振分量P的差分偏振度((S-P) /(S+P ))被用作此偏振信息。
[0265]首先，根據(jù)由成像單元101捕獲的圖像的白色分量(非色散光)的水平偏振分量S的圖像數(shù)據(jù)以及根據(jù)由成像單元101捕獲的圖像的白色分量(非色散光)的垂直偏振分量P的圖像數(shù)據(jù)，生成其中像素值指向差分偏振度((S-P)/ (S+P))的差分偏振度圖像。然后，以與檢測三維對象的檢測操作一致的方式，設(shè)置多個處理線。這里，設(shè)置處理線(處理塊)的方法與在用于檢測三維物體的檢測操作中說明的方法一致。
[0266]一旦以上述方式設(shè)置處理線，就沿著上述處理線計算相鄰像素值的對之間的差值(差分偏振度)。如果差值等于或大于三維對象閾值，則相應(yīng)兩個相鄰像素之間的區(qū)域被識別為邊緣。結(jié)果，將與所識別邊緣有關(guān)的像素的像素值(差分偏振度)與道路側(cè)識別的閾值進(jìn)行比較。如果差值等于或大于道路側(cè)識別的閾值，則對應(yīng)邊緣被提取為道路側(cè)的邊緣。
[0267]通過對全部處理線進(jìn)行這種邊緣提取操作，變得可以提取被道路側(cè)的邊緣包圍的圖像區(qū)域作為道路側(cè)圖像區(qū)域候選。然后，所提取的道路側(cè)圖像區(qū)域候選經(jīng)歷形狀近似辨認(rèn)操作。更具體地，將道路側(cè)圖像區(qū)域候選的形狀與預(yù)先存儲的道路側(cè)形狀模板進(jìn)行比較。如果道路側(cè)圖像區(qū)域候選的形狀與道路側(cè)模板匹配，則該道路側(cè)圖像區(qū)域候選識別為道路側(cè)圖像區(qū)域。這里，該形狀近似辨認(rèn)操作與在用于檢測三維對象的檢測操作期間進(jìn)行的形狀近似辨認(rèn)操作一致。
[0268]同時，在檢測道路側(cè)的時候使用的閾值可以根據(jù)環(huán)境的改變而改變。例如，閾值可以取決于諸如白天或夜間之類的時間段或取決于諸如雨天或晴天之類的天氣而改變。為了進(jìn)行這種改變，可以利用時間信息或雨水傳感器或日光傳感器的信息。
[0269]能夠利用差分偏振度辨認(rèn)道路側(cè)的原因與能夠辨認(rèn)三維對象的原因一致。S卩，因為差分偏振度取決于材料或入射角而變化，所以變得可以基于差分偏振度來提取道路表面和道路側(cè)之間的邊界(邊緣)。此外，通過進(jìn)行形狀近似辨認(rèn)操作，還可以使用形狀模板識別道路側(cè)的類型。
[0270]圖40A和40B是分別圖示同一成像區(qū)域內(nèi)捕獲的單色亮度圖像(非色散型/非偏振型)以及非色散型的差分偏振度圖像的示范圖像。
[0271]在自身機(jī)動車正行駛在隧道內(nèi)時捕獲這些示范圖像。因而，成像區(qū)域為暗。為此，在圖40A所示的單色亮度圖像中，可見到在道路表面和隧道側(cè)壁(道路側(cè))之間不存在很大對比。相反，在圖40B所示的差分偏振度圖像中，在道路表面和隧道側(cè)壁(道路側(cè))之間存在鮮明對比。因而，即使在單色亮度圖像中難以識別隧道側(cè)壁，當(dāng)使用差分偏振度圖像時隧道側(cè)壁的高精度識別也變得可能。
[0272]這里，關(guān)于伴隨材料的差異的差分偏振度，在作為構(gòu)筑道路表面時使用的材料的浙青(道路表面)的偏振反射屬性與混凝土側(cè)壁(道路側(cè))的偏振反射屬性之間的差異經(jīng)歷評估分析，并且確認(rèn)各個偏振反射模型不同并且確認(rèn)因而可以在浙青道路表面和混凝土側(cè)壁之間區(qū)分。以下給出具體說明。
[0273]圖41是圖示在實驗室中進(jìn)行的、在改變光源相對于作為測試對象的浙青表面和混凝土表面的位置的同時利用固定相機(jī)捕獲水平偏振分量S的圖像以及垂直偏振分量P的圖像的實驗的概述的曲線圖。
[0274]同時，在此實驗中，實驗室設(shè)備與圖38所示的設(shè)備相同。此外，實驗條件與針對浙青表面和上色表面進(jìn)行的實驗的情況相同。
[0275]從圖41所示的曲線圖清晰可見，像已經(jīng)關(guān)于浙青表面所述的那樣，差分偏振度在幾乎整個入射角范圍內(nèi)都是負(fù)值，這指示水平偏振分量S大于垂直偏振分量P。相反，關(guān)于混凝土表面，見到了與上述上色表面接近的改變，并且來自混凝土表面的反射光包含內(nèi)部分散分量和漫反射分量的事實很清楚。因此，通過參考差分偏振度的差異(偏振屬性的差異)，變得可以以清晰的方式辨認(rèn)浙青表面和混凝土表面。
[0276]在本實施例中，在進(jìn)行諸如向自身機(jī)動車100的駕駛員發(fā)布警告或控制自身機(jī)動車100的方向盤或剎車之類的駕駛支持控制時，使用檢測道路側(cè)的檢測操作的結(jié)果。更具體地，道路側(cè)確定結(jié)果被發(fā)送到車輛行駛控制單元108，并且例如在控制自身機(jī)動車100的自動剎車系統(tǒng)時被使用。這種措施期望在減少交通事故的數(shù)量上是有效的。此外，例如，可以在自身機(jī)動車的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的CRT屏幕上顯示車道分離信息，以吸引駕駛員的注意力到該情形。
[0277]用于檢測白線的檢測操作
[0278]以下說明用于檢測白線的根據(jù)本實施例的檢測操作。
[0279]在本實施例中，以防止自身機(jī)動車偏離道路區(qū)域為目的，進(jìn)行檢測操作以檢測作為檢測目標(biāo)對象的白線(界線)。這里，白線包括繪制以劃界道路的全部類型的線，諸如實線、虛線、點(diǎn)線和雙劃線。此外，除了白線之外，也可以以相同的方式檢測諸如黃線之類的其他界線。
[0280]在用于檢測白線的根據(jù)本實施例的檢測操作期間，在可以從成像單元101獲得的信息中，使用白色分量(非色散光)的垂直偏振分量P的偏振信息。同時，白色分量的垂直偏振分量還可以包含青色光的垂直偏振分量。通常，已知白線和浙青表面在可見光區(qū)域中具有平坦的光譜輝度特性。相反，因為青色光在可見光區(qū)域內(nèi)包含廣闊光譜，所以適宜于捕獲浙青或白線的圖像。因此，如果使用根據(jù)上述第二配置示例的光學(xué)濾波器205并且如果青色光的垂直偏振分量包括在白色分量的垂直偏振分量中，則所用的成像像素在數(shù)量上增力口。結(jié)果，分辨率提高并且還可以檢測遠(yuǎn)距離處的白線。
[0281 ] 在很多道路上，在顏色上接近黑色的道路表面上繪制白線。因此，在白色分量(非色散光)的垂直偏振分量P的圖像中，白線的部分的輝度與道路表面上其他部分的輝度相比足夠大。為此，在用于檢測白線的根據(jù)本實施例的檢測操作期間，在道路表面的部分中，具有等于或大于預(yù)定閾值的輝度的部分確定為白線。具體地，在本實施例中，在白色分量(非色散光)的垂直偏振分量P的圖像中，去除了水平偏振分量S。因而，變得可以從雨季中的濕道路獲得無眩光的圖像。結(jié)果，可以不誤辨認(rèn)環(huán)境光(諸如在夜間從濕道路反射的前燈的眩光)為白線地進(jìn)行白線檢測。
[0282]在用于檢測白線的根據(jù)本實施例的檢測操作期間，在可以從成像單元101獲得的信息中，使用包含白色分量(非色散光)的水平偏振分量S和垂直偏振分量P的比較的偏振信息。例如，可以使用水平偏振分量S和垂直偏振分量P的差分偏振度((S-P)/ (S+P))作為此偏振信息。通常，來自白線的反射光主要包含漫反射分量。因此，在該反射光中，垂直偏振分量P和水平偏振分量S幾乎相等,并且差分偏振度減少到接近O。相反，在干燥條件下，沒有在其上繪制白線的浙青部分展示出主要包含分散反射分量的特性(如圖39或圖41所示)，并且其差分偏振度為正值(與圖39或圖41所示的實驗結(jié)果的正性和負(fù)性相對)。此夕卜，在濕條件下，沒有在其上繪制白線的浙青部分展示出主要包含鏡面反射分量的特性，并且其差分偏振度為更大的值。因此，在道路部分中，具有小于預(yù)定閾值的偏振差值的部分可以確定為白線。
[0283]圖42A和42B是分別圖示雨天中同一成像區(qū)域內(nèi)捕獲的單色亮度圖像(非色散型/非偏振型)以及非色散型的差分偏振度圖像的示范圖像。
[0284]因為在雨天捕獲了這些圖像，所以成像區(qū)域相對暗，并且道路表面為濕的。因而，在圖42A所示的單色亮度圖像中，在白線和道路表面之間不存在很大對比。相反，在圖42B所示的差分偏振度圖像中，在白線和道路表面之間存在足夠鮮明的對比。因而，即使難以識別單色亮度圖像中的白線，當(dāng)使用差分偏振度圖像時白線的高精度識別也變得可能。
[0285]同時，圖像的右側(cè)的白線與陰影重疊。因此，在圖42A所示的單色亮度圖像中，尤其在右側(cè)的白線和道路表面之間存在更少的對比。相反，在圖42B所示的差分偏振度圖像中，在右側(cè)的白線和道路表面之間存在足夠鮮明的對比。因而，關(guān)于在單色亮度圖像中難以識別的白線，當(dāng)使用差分偏振度圖像時高精度識別變得可能。
[0286]用于檢測擋風(fēng)玻璃上的雨滴的檢測操作
[0287]以下說明用于檢測擋風(fēng)玻璃上的雨滴的根據(jù)本實施例的檢測操作。
[0288]在本實施例中，為了進(jìn)行雨刷107的驅(qū)動控制和進(jìn)行洗滌液的排放控制，進(jìn)行用以檢測雨滴作為檢測的目標(biāo)對象的檢測操作。這里，雖然針對擋風(fēng)玻璃上的附著材料是雨滴的示例給出該說明，但同樣也適合關(guān)于其他類型的附著材料(諸如鳥糞、相鄰車輛引起的道路表面的水的斑點(diǎn))的情況。
[0289]在用于檢測雨滴的根據(jù)本實施例的檢測操作期間，在可以從成像單元101獲得的信息中，使用通過比較接收已經(jīng)穿過預(yù)濾波器210的紅外光透射濾波器區(qū)域212的光的雨滴檢測圖像區(qū)域214的水平偏振分量S和垂直偏振分量P而獲得的偏振信息。在本實施例中，使用白色分量(非色散光)的水平偏振分量S和垂直偏振分量P的差分偏振度((S-P) /(S+P))作為此偏振信息。
[0290]如上所述，根據(jù)本實施例的成像單元101包括光源202。當(dāng)雨滴203未附著到擋風(fēng)玻璃105的外壁表面上時，由光源202發(fā)射的光在擋風(fēng)玻璃105的外壁表面與外部空氣之間的界面處反射，并且反射光落在成像裝置200上。另一方面，當(dāng)雨滴203附著到擋風(fēng)玻璃105的外壁表面上時，擋風(fēng)玻璃105的外壁表面與雨滴203之間的折射率差變得比擋風(fēng)玻璃105的外壁表面與外部空氣之間的折射率差小。結(jié)果，由光源202發(fā)射的光穿過界面并且不落在成像裝置200上。
[0291]圖43是用于說明在布魯斯特角的反射光的偏振狀態(tài)的說明性示圖。
[0292]通常，當(dāng)光落在諸如玻璃之類的平坦表面上時，水平偏振分量S的反射率伴隨著入射角的增加而單調(diào)增長。相反，垂直偏振分量P的反射率在特定角(布魯斯特角ΘΒ)變?yōu)镺。因此，如圖43所示，垂直偏振分量P變得不被反射并且僅用作透射光。因而，如果光源202配置為從機(jī)動車的內(nèi)部向擋風(fēng)玻璃105以等于布魯斯特角Θ B的入射角僅僅發(fā)射垂直偏振分量P的光，則在擋風(fēng)玻璃105的內(nèi)壁表面(即，機(jī)動車內(nèi)部的表面)不存在反射光，并且擋風(fēng)玻璃105的外壁表面被暴露給垂直偏振分量P的光。在存在來自擋風(fēng)玻璃105的內(nèi)壁表面的反射光的情況下，該反射光變?yōu)槁湓诔上裱b置200上的環(huán)境光，由此導(dǎo)致雨滴檢測率的下降。
[0293]為了確保由光源202發(fā)射并且落在擋風(fēng)玻璃105上的光僅具有垂直偏振分量P，如果光源202由例如發(fā)光二極管(LED)構(gòu)成，則優(yōu)選以僅透射垂直偏振分量P為目的而在光源202和擋風(fēng)玻璃105之間布置偏振器?？商娲兀绻庠?02由激光二極管(LD)構(gòu)成,則通過考慮LD可以僅發(fā)射特殊偏振分量的光的屬性，LD的軸可以以如下方式調(diào)整:僅垂直偏振分量P的光落在擋風(fēng)玻璃105上。
[0294]圖44A是對每一個偏振分量圖不當(dāng)雨滴未附著到擋風(fēng)玻璃105的外壁表面上時由成像裝置200接收到的光量相對于由光源202發(fā)出的光量的比率的曲線圖。
[0295]圖44B是對每一個偏振分量圖示當(dāng)雨滴附著到擋風(fēng)玻璃105的外壁表面上時由成像裝置200接收到的光量相對于由光源202發(fā)出的光量的比率的曲線圖。
[0296]在這些曲線圖中，水平軸代表從光源202到擋風(fēng)玻璃的入射角，并且垂直軸代表由成像裝置200接收到的光量相對于由光源202發(fā)出的光量的比率。由“Is”表示的曲線是關(guān)于水平偏振分量S的曲線；由“Ip”表示的曲線是關(guān)于垂直偏振分量P的曲線；而由“I”表示的曲線是關(guān)于水平偏振分量S和垂直偏振分量P的均值的曲線。通過假定擋風(fēng)玻璃105的折射率為1.5和雨滴的折射率為1.38，來計算全部這些曲線。
[0297]在本實施例中，如上所述，配置使得以僅向擋風(fēng)玻璃105透射垂直偏振分量P為目的、在光源202和擋風(fēng)玻璃105之間布置偏振器。然而，實際上，難以以僅使得垂直偏振分量P的光落在擋風(fēng)玻璃105上的方式來調(diào)節(jié)偏振器的偏振軸。因此，通常，水平偏振分量S的光也落在擋風(fēng)玻璃105上。為此，通常，成像裝置200也接收水平偏振分量S的光。
[0298]圖45A是圖示當(dāng)雨滴未附著到擋風(fēng)玻璃105的外壁表面上時的差分偏振度的曲線圖。
[0299]圖45B是圖示當(dāng)雨滴附著到擋風(fēng)玻璃105的外壁表面上時的差分偏振度的曲線圖。
[0300]也通過假定擋風(fēng)玻璃105的折射率為1.5和雨滴的折射率為1.38，來計算這些曲線。
[0301]通過比較圖45A和圖45B所示的曲線，清晰可見差分偏振度的入射角特性取決于是否附著雨滴而不同。此外，在圖45A和圖45B中圖示的曲線之中，差分偏振度的最大差出現(xiàn)在靠近布魯斯特角的大約50°。因此，通過安裝光源202以使得入射角在大約50°，變得可以基于差分偏振度圖像增強(qiáng)雨滴檢測精度。
[0302]圖46圖示當(dāng)完成安裝以確保入射角處于50°附近時的差分偏振度圖像的示例。
[0303]圖46所示的示范圖像是當(dāng)光源202在黑暗中從機(jī)動車內(nèi)部向擋風(fēng)玻璃105發(fā)射光時捕獲的差分偏振度圖像。在該差分偏振度圖像中，可以看到在雨滴附著到擋風(fēng)玻璃的圖像區(qū)域和雨滴未附著到擋風(fēng)玻璃的圖像區(qū)域之間的足夠鮮明的對比。因此，通過利用差分偏振度圖像，可以以高精度檢測到附著到擋風(fēng)玻璃105的雨滴。
[0304]在用于檢測雨滴的根據(jù)本實施例的檢測操作期間，首先，接通光源202并且基于接收了已經(jīng)穿過紅外光透射濾波器區(qū)域212的光的雨滴檢測圖像區(qū)域214的水平偏振分量S和垂直偏振分量P生成其中像素值指向差分偏振度((S-P) / (S+P))的差分偏振度圖像。然后，關(guān)于該差分偏振度圖像，使用公知的拉普拉斯濾波器進(jìn)行邊緣檢測操作。通過進(jìn)行邊緣檢測操作，變得可以生成高亮邊界分離雨滴圖像區(qū)域候選和非雨滴圖像區(qū)域候選的圖像。接著，進(jìn)行圓形檢測操作，并且將檢測為圓形的圖像區(qū)域識別為雨滴。在圓形檢測操作期間，進(jìn)行作為公知技術(shù)的廣義Hough變換。
[0305]接著，在本實施例中，計算被識別為雨滴圖像區(qū)域的區(qū)域數(shù)量，并且以計算雨量為目的將該數(shù)量轉(zhuǎn)換為雨量。然后，基于所計算出的雨量，雨刷控制單元106進(jìn)行雨刷107的驅(qū)動控制或進(jìn)行洗滌液的排放控制。
[0306]同時，根據(jù)本實施例的成像裝置200具有所謂的單目相機(jī)配置。然而，根據(jù)修改示例，成像裝置可以為具有復(fù)眼相機(jī)配置的立體相機(jī)。該立體相機(jī)包括兩個相機(jī)單元，每一個均可以具有與根據(jù)上述實施例的成像裝置200的配置相同的配置。
[0307]以上給出的說明僅為示例，并且本發(fā)明對每一個以下方面產(chǎn)生獨(dú)特的效果。
[0308]方面 A
[0309]在用于使用配置有具有二維布置的光電二極管(光接收元件)206A的像素陣列的圖像傳感器206，借助于經(jīng)由光學(xué)濾波器205接收來自在成像區(qū)域中出現(xiàn)的對象的光來捕獲在成像區(qū)域內(nèi)的圖像的成像裝置200中，光學(xué)濾波器205具有偏振濾波器層222和光譜濾波器層223在光透射方向上層疊的配置。該偏振濾波器層222包括選擇性地僅在特定方向上透射光的偏振分量的第一類區(qū)域(即，垂直偏振分量P)和不選擇偏振分量地透射光或在除了該特定方向之外的不同方向上選擇性地透射光的偏振分量的第二類區(qū)域(即，水平偏振分量S)。該第一和第二類區(qū)域分割為每一個都與由圖像傳感器206的一個或多個光電二極管206A形成的單位區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域(即，以成像像素為單位分割)。光譜濾波器層223包括第三類區(qū)域，其選擇性地透射僅在可穿過偏振濾波器層222的所用波長帶中包括的特殊波長帶(即，紅色波長帶或青色波長帶)的光和不選擇波長地透射光或透射不同于該特殊波長帶并且包括在所用波長帶中的波長帶的光的第四類區(qū)域。該第三和第四類區(qū)域分割為每一個都與由圖像傳感器206的一個或多個光電二極管206A形成的單位區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域。在偏振濾波器層222和光譜濾波器層223中，在層疊方向的下側(cè)上的層(即，偏振濾波器層222)在層疊方向上具有不平滑頂表面。因此，在層疊方向的下側(cè)上的層在層疊方向的頂表面上填充預(yù)定填充材料224，以使得該層的頂表面平滑。接著，在已經(jīng)平滑的層上形成另一層(即，光譜濾波器層223)。以這種方式配置光學(xué)濾波器205。
[0310]借助這種配置，即使另一層(即，光譜濾波器層223)形成在具有不平滑頂表面的層(即，偏振濾波器層222)上，也防止發(fā)生沿著不平滑表面的另一層的層厚度的不規(guī)則性。這允許另一層實現(xiàn)其主要功能。此外，如在本實施例中所述，通過在層疊方向的下側(cè)的層(即，偏振濾波器層222)的受壓部分中填充填充材料224，變得可以防止外來物進(jìn)入受壓部分。結(jié)果，變得可以避免外來物的進(jìn)入阻止層疊方向的下側(cè)上的層實現(xiàn)其主要功能的情形。此夕卜，如在本實施例中所述，因為在層疊方向的下側(cè)上的層(即，偏振濾波器層222)由填充材料224覆蓋，所以防止出現(xiàn)對該層的損害。
[0311]此外，根據(jù)本實施例，可以同時捕獲三種分量(B卩，透射光的量、透射偏振分量和透射波長帶)以微小區(qū)域為單位(諸如成像像素為單位)任意調(diào)節(jié)的二維圖像。此外，因為根據(jù)本實施例的光學(xué)濾波器205具有不使用諸如液晶之類的任何有源器件的靜態(tài)配置，所以變得可以實現(xiàn)可負(fù)擔(dān)和簡單的光學(xué)系統(tǒng)。
[0312]方面B
[0313]在方面A，偏振濾波器層222用作層疊方向下側(cè)的層。
[0314]與光譜濾波器層223相比，偏振濾波器層222可以形成為具有更小厚度。因此，與光譜濾波器層223相比，偏振濾波器層222具有低劣的機(jī)械強(qiáng)度，由此使得它易于損壞。如果偏振濾波器層222用作層疊方向下側(cè)的層，則還可以薄薄地填充覆蓋偏振濾波器層222的填充材料224。使用填充材料224，這不僅使得更易于實現(xiàn)填充材料224的頂表面的平滑度，而且使得可以保護(hù)易受損的偏振濾波器層222。
[0315]方面C
[0316]在方面A或方面B中，偏振濾波器層222具有線柵結(jié)構(gòu)。
[0317]如上所述，線柵結(jié)構(gòu)可以使用半導(dǎo)體工藝制造，并且偏振軸可以通過改變亞波長結(jié)構(gòu)的紋溝朝向來調(diào)節(jié)。借此，變得可以以成像像素為單位(若干微米的尺寸)形成具有不同偏振軸的偏振器模式(偏振濾波器區(qū)域)。此外，因為線柵結(jié)構(gòu)由精細(xì)的金屬線制成，所以光學(xué)濾波器205在熱阻抗/光阻抗方面變得高度可靠。這里，光阻抗指向針對由于紫外光等引起的光學(xué)屬性的劣化的阻抗。借助這種高熱阻抗和高光阻抗，光學(xué)濾波器205可以適當(dāng)?shù)赜迷谲噧?nèi)成像裝置中。
[0318]方面D
[0319]在方面A到C的任一個中，光譜濾波器層223的第四類區(qū)域不選擇波長地透射光，并且通過首先一致地形成用作第三類區(qū)域的光學(xué)濾波器薄膜并隨后從與第四類區(qū)域?qū)?yīng)的地點(diǎn)去除光學(xué)濾波器薄膜而形成光譜濾波器層223。
[0320]借助這種配置，分割為等同于光電二極管206A的單個像素或若干像素的微小區(qū)域的光譜濾波器層223可以相對輕易地形成。
[0321]方面E
[0322]在方面A到D的任一個中，填充材料是無機(jī)材料。
[0323]這種填充材料具有高熱阻抗/光阻抗。結(jié)果，光學(xué)濾波器205在熱阻抗/光阻抗方面變得高度可靠。
[0324]方面F
[0325]在方面A到E的任一個中，與在光譜濾波器層223中的第三類區(qū)域和第四類區(qū)域?qū)?yīng)的單位區(qū)域和與在偏振濾波器層222中的第一類區(qū)域和第二類區(qū)域?qū)?yīng)的單位區(qū)域一致。在光譜濾波器層223中，第三類區(qū)域和第四類區(qū)域以交替方式布置。在偏振濾波器層222中，也以交替方式布置同一類型的第一類區(qū)域和第二類區(qū)域。[0326]借助這種配置，變得可以同時捕獲最多四類捕獲圖像，在每一類中，2X2的成像像素矩陣構(gòu)成單個圖像像素。最多四類捕獲圖像是:已經(jīng)穿過偏振濾波器層222的第一類區(qū)域和光譜濾波器層223的第三類區(qū)域的光的圖像；已經(jīng)穿過偏振濾波器層222的第一類區(qū)域和光譜濾波器層223的第四類區(qū)域的光的圖像；已經(jīng)穿過偏振濾波器層的第二類區(qū)域和光譜濾波器層223的第三類區(qū)域的光的圖像；以及已經(jīng)穿過偏振濾波器層的第二類區(qū)域和光譜濾波器層223的第四類區(qū)域的光的圖像。
[0327]方面G
[0328]對象檢測設(shè)備包括:根據(jù)方面A到F的任一個的成像裝置200 ;以及用于基于由成像單元捕獲的捕獲圖像檢測在成像區(qū)域中出現(xiàn)的檢測目標(biāo)對象的對象檢測操作單元。
[0329]借助這種配置，可以僅通過進(jìn)行一次圖像捕獲就獲得光譜圖像和偏振圖像。因此，與那些依次捕獲那些圖像的配置相比，變得可以以高幀速率并且以連續(xù)方式獲得光譜圖像和偏振圖像。因而，即使根據(jù)光譜圖像可檢測的檢測目標(biāo)對象和偏振圖像在成像區(qū)域內(nèi)進(jìn)行高速移動，也可以恰當(dāng)?shù)馗欉@些移動。
[0330]方面 H
[0331]在方面G中，成像裝置200捕獲作為成像區(qū)域的自身機(jī)動車100的車輛行進(jìn)方向前方區(qū)域的圖像。檢測目標(biāo)對象包括行進(jìn)在自身機(jī)動車100的反方向的前進(jìn)機(jī)動車和行進(jìn)在與自身機(jī)動車100的方向相同的方向的接近機(jī)動車。與光譜濾波器層223的第三類區(qū)域透射的光對應(yīng)的特殊波長帶指向包含機(jī)動車的尾燈的顏色(紅色)的波長的波長帶。光譜濾波器層223的第四類區(qū)域不選擇波長地透射光。對象檢測操作單元基于從光譜濾波器層223的第三類區(qū)域接收透射光的圖像傳感器206的那些光接收元件(成像像素“a”和“f”)的輸出信號檢測前進(jìn)機(jī)動車。此外，對象檢測操作單元基于從偏振濾波器層222的第一類區(qū)域以及光譜濾波器層223的第四類區(qū)域接收透射光的圖像傳感器206的光接收元件(成像像素“b”)的輸出信號或基于從偏振濾波器層222的第二類區(qū)域以及從光譜濾波器層223的第四類區(qū)域接收透射光的圖像傳感器206的光接收元件(成像像素“e”)的輸出信號中的低信號電平的輸出信號檢測接近機(jī)動車。
[0332]借助此配置，如上所述，可以以高精度識別尾燈。基于該識別結(jié)果，變得可以在檢測前進(jìn)機(jī)動車的同時實現(xiàn)高度的檢測精度。類似地，如上所述，可以以高精度識別前燈?；谠撟R別結(jié)果，變得可以在檢測接近機(jī)動車的同時實現(xiàn)高度的檢測精度。
[0333]方面I
[0334]在方面G或方面H，成像裝置200捕獲作為成像區(qū)域的自身機(jī)動車100的車輛行進(jìn)方向前方區(qū)域的圖像。檢測目標(biāo)對象包括諸如繪制在道路表面上的白線之類的界線。對象檢測操作單元基于諸如差分偏振度之類的索引值來檢測這種界線，這些索引值根據(jù)從偏振濾波器層222的第一類區(qū)域接收透射光的圖像傳感器206的光接收元件(成像像素“b”)的輸出信號以及從與偏振濾波器層222的第一類區(qū)域相鄰的第二類區(qū)域接收透射光的圖像傳感器206的光接收元件(成像像素“e”)的輸出信號計算。
[0335]借助這種配置，如上所述，即使在單色亮度圖像中難以識別白線，當(dāng)使用其中像素值指向諸如差分偏振度之類的索引值的差分偏振度圖像時白線的高精度識別也變得可能。
[0336]方面J
[0337]在包括配置有具有二維布置的光接收元件的像素陣列的圖像傳感器206的成像裝置中，在圖像傳感器206和成像區(qū)域之間布置光學(xué)濾波器205。光學(xué)濾波器具有偏振濾波器層222和光譜濾波器層223在光透射方向上層疊的配置。該偏振濾波器層222包括選擇性地僅在特定方向上透射光的偏振分量的第一類區(qū)域和不選擇偏振分量地透射光或在除了該特定方向之外的不同方向上選擇性地透射偏振分量的第二類區(qū)域。該第一和第二類區(qū)域分割為每一個都與由圖像傳感器206的一個或多個光接收元件形成的單位區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域。光譜濾波器層223包括第三類區(qū)域，其選擇性地透射僅在可穿過偏振濾波器層222的所用波長帶中包括的特殊波長帶的光和不選擇波長地透射光或透射不同于該特殊波長帶并且包括在所用波長帶中的波長帶的光的第四類區(qū)域。該第三和第四類區(qū)域分割為每一個都與由圖像傳感器206的一個或多個光接收元件形成的單位區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域。在偏振濾波器層222和光譜濾波器層223中，在層疊方向的下側(cè)上的層在層疊方向上具有不平滑頂表面。通過用預(yù)定填充材料填充不平滑頂表面以使得該頂表面平滑并隨后形成另一層來形成光學(xué)濾波器。
[0338]借助這種配置，即使另一層(即，光譜濾波器層223)形成在具有不平滑頂表面的層(即，偏振濾波器層222)上，也防止發(fā)生沿著不平滑表面的另一層的層厚度的不規(guī)則性。這允許另一層實現(xiàn)其主要功能。此外，如在本實施例中所述，通過用填充材料224填充在層疊方向的下側(cè)的層(即，偏振濾波器層222)的受壓部分，變得可以防止外來物進(jìn)入受壓部分。結(jié)果，變得可以避免外來物的進(jìn)入阻止層疊方向的下側(cè)上的層實現(xiàn)其主要功能的情形。此夕卜，如在本實施例中所述，因為在層疊方向的下側(cè)上的層(即，偏振濾波器層222)由填充材料224覆蓋，所以防止出現(xiàn)對該層的損害。此外，因為根據(jù)本實施例的光學(xué)濾波器205具有不使用任何諸如液晶之類的任何有源器件的靜態(tài)配置，所以變得可以實現(xiàn)可負(fù)擔(dān)和簡單的光學(xué)系統(tǒng)。
[0339]方面K
[0340]在包括配置有具有二維布置的光接收元件的像素陣列的圖像傳感器206的成像裝置中，在圖像傳感器206和成像區(qū)域之間布置的光學(xué)濾波器205的制造方法中，使得以下兩層之一被形成為具有在層疊方向上的不平滑頂表面隨后通過在該層的層疊方向上的頂表面上填充預(yù)定填充材料以使得該層的頂表面平滑，隨后形成另一層:偏振濾波器層222，其中選擇性地僅在特定方向上透射光的偏振分量的第一類區(qū)域以及不選擇偏振分量地透射光或在除了該特定方向之外的不同方向上選擇性地透射偏振分量的第二類區(qū)域被分割為均作為由圖像傳感器206的一個光接收元件或兩個或多個光接收元件形成的單位區(qū)域的區(qū)域；以及光譜濾波器層223，其中選擇性地透射僅在可穿過偏振濾波器層222的所用波長帶中包括的特殊波長帶的光的第一類區(qū)域以及不選擇波長地透射光或透射不同于上述特殊波長帶并且包括在所用波長帶中的波長帶的光的第二類區(qū)域被分割為均作為由圖像傳感器206的一個光接收元件或兩個或多個光接收元件形成的單位區(qū)域的區(qū)域。
[0341]借助這種配置，即使另一層(即，光譜濾波器層223)形成在具有不平滑頂表面的層(即，偏振濾波器層222)上，也防止發(fā)生沿著不平滑表面的另一層的層厚度的不規(guī)則性。這允許另一層實現(xiàn)其主要功能。此外，如在本實施例中所述，通過用填充材料224填充在層疊方向的下側(cè)的層(即，偏振濾波器層222)的受壓部分，變得可以防止外來物進(jìn)入受壓部分。結(jié)果，變得可以避免外來物的進(jìn)入阻止層疊方向的下側(cè)上的層實現(xiàn)其主要功能的情形。此夕卜，如在本實施例中所述，因為在層疊方向的下側(cè)上的層(即，偏振濾波器層222)由填充材料224覆蓋，所以防止出現(xiàn)對該層的損害。此外，因為根據(jù)本實施例的光學(xué)濾波器205具有不使用任何諸如液晶之類的任何有源器件的靜態(tài)配置，所以變得可以實現(xiàn)可負(fù)擔(dān)和簡單的光學(xué)系統(tǒng)。
[0342]盡管為了完整和清楚的公開而已經(jīng)關(guān)于具體實施例描述了本發(fā)明，但是所附權(quán)利要求不因此限制，而是認(rèn)為包含對于本領(lǐng)域技術(shù)人員可能想到的全部修改和替代結(jié)構(gòu)，其落入這里闡述的基本教導(dǎo)內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于借助于使用配置有具有二維布置的光接收元件的像素陣列的圖像傳感器、經(jīng)由光學(xué)濾波器接收來自在成像區(qū)域中出現(xiàn)的對象的光來捕獲在所述成像區(qū)域內(nèi)的圖像的成像裝置，其中 所述光學(xué)濾波器具有在光透射方向上層疊偏振濾波器層和光譜濾波器層的配置，所述偏振濾波器層包括選擇性地僅在特定方向上透射光的偏振分量的第一類區(qū)域和不選擇偏振分量地透射光或在除了該特定方向之外的不同方向上選擇性地透射光的偏振分量的第二類區(qū)域，該第一和第二類區(qū)域分割為每一個都與由所述圖像傳感器的一個或多個光接收元件形成的單位區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域，所述光譜濾波器層包括選擇性地透射僅包括在可穿過偏振濾波器層的所用波長帶中的特殊波長帶的光的第三類區(qū)域和不選擇波長地透射光或透射不同于該特殊波長帶并且包括在所用波長帶中的波長帶的光的第四類區(qū)域，該第三和第四類區(qū)域分割為每一個都與由圖像傳感器的一個或多個光接收元件形成的單位區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域， 在偏振濾波器層和光譜濾波器層中，在層疊方向的下側(cè)上的層在層疊方向上具有不平滑頂表面，并且 通過用預(yù)定填充材料填充所述不平滑頂表面以使得頂表面平滑并且隨后形成另一層來形成光學(xué)濾波器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中在層疊方向的下側(cè)上的層是偏振濾波器層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中該偏振濾波器層具有線柵結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中 該光譜濾波器層的第四 類區(qū)域不選擇波長地透射光，并且 通過首先一致地形成用作第三類區(qū)域的光學(xué)濾波器薄膜并隨后從與所述第四類區(qū)域?qū)?yīng)的地點(diǎn)去除所述光學(xué)濾波器薄膜而形成該光譜濾波器層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中所述填充材料是無機(jī)材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中 與該光譜濾波器層中的第三類區(qū)域和第四類區(qū)域?qū)?yīng)的單位區(qū)域等同于與在該偏振濾波器層的第一類區(qū)域和第二類區(qū)域?qū)?yīng)的單位區(qū)域，并且 該光譜濾波器層中的第三類區(qū)域和第四類區(qū)域以交替方式布置，并且該偏振濾波器層中的第一類區(qū)域和第二類區(qū)域也以交替方式布置。
7.一種對象檢測設(shè)備，包括: 根據(jù)權(quán)利要求1到6中任意一個的成像裝置；以及 對象檢測操作單元，其基于由成像單元捕獲的捕獲圖像檢測在成像區(qū)域中出現(xiàn)的檢測目標(biāo)對象。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對象檢測設(shè)備，其中 該成像裝置以自身機(jī)動車的車輛行進(jìn)方向前方區(qū)域作為成像區(qū)域來捕獲圖像， 該檢測目標(biāo)對象包括行進(jìn)在自身機(jī)動車的反方向上的接近機(jī)動車和行進(jìn)在與自身機(jī)動車相同方向上的前進(jìn)機(jī)動車， 與由該光譜濾波器層的第三類區(qū)域透射的光對應(yīng)的特殊波長帶是包含機(jī)動車的尾燈的顏色的波長的波長帶， 該光譜濾波器層的第四類區(qū)域不選擇波長地透射光，并且該對象檢測操作單元基于從該光譜濾波器層的第三類區(qū)域接收透射光的圖像傳感器的光接收元件的輸出信號檢測前進(jìn)機(jī)動車，并且基于從該偏振濾波器層的第一類區(qū)域以及從該光譜濾波器層的第四類區(qū)域接收透射光的圖像傳感器的光接收元件的輸出信號或基于從該偏振濾波器層的第二類區(qū)域以及從該光譜濾波器層的第四類區(qū)域接收透射光的圖像傳感器的光接收元件的輸出信號中的低信號電平的輸出信號檢測接近機(jī)動車。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的對象檢測設(shè)備，其中 該成像裝置以自身機(jī)動車的車輛行進(jìn)方向前方區(qū)域作為成像區(qū)域來捕獲圖像， 該檢測目標(biāo)對象包括繪制在道路表面上的界線，并且 該對象檢測操作單元基于一預(yù)定索引值來檢測界線，該預(yù)定索引值通過參考從該偏振濾波器層的第一類區(qū)域接收透射光的圖像傳感器的光接收元件的輸出信號以及通過參考從與該偏振濾波器層的第一類區(qū)域相鄰的第二類區(qū)域接收透射光的圖像傳感器的光接收元件的輸出信號來計算。
10.一種光學(xué)濾波器，其布置在包括配置有具有二維布置的光接收元件的像素陣列的圖像傳感器的成像裝置中的所述圖像傳感器和成像區(qū)域之間，其中 該光學(xué)濾波器具有在光透射方向上層疊偏振濾波器層和光譜濾波器層的配置， 所述偏振濾波器層包括選擇性地僅在特定方向上透射光的偏振分量的第一類區(qū)域和不選擇偏振分量地透射光或在除了該特定方向之外的不同方向上選擇性地透射偏振分量的第二類區(qū)域，該第一和第二類區(qū)域分割為每一個都與由圖像傳感器的一個或多個光接收元件形成的單位區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域， 該光譜濾波器層包括選擇性地透射僅包括在可穿過偏振濾波器層的所用波長帶中的特殊波長帶的光的第三類區(qū)域和不選擇波長地透射光或透射不同于該特殊波長帶并且包括在所用波長帶中的波長帶的光的第四類區(qū)域，該第三和第四類區(qū)域分割為每一個都與由圖像傳感器的一個或多個光接收元件形成的單位區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域， 在該偏振濾波器層和光譜濾波器層中，在層疊方向的下側(cè)上的層在層疊方向上具有不平滑頂表面，并且 通過用預(yù)定填充材料填充該不平滑頂表面以使得所述頂表面平滑并隨后形成另一層來形成光學(xué)濾波器。
11.一種用于制造光學(xué)濾波器的制造方法，該光學(xué)濾波器布置在包括配置有具有二維布置的光接收元件的像素陣列的圖像傳感器的成像裝置中的圖像傳感器和成像區(qū)域之間，該制造方法包括: 形成被層疊的偏振濾波器層和光譜濾波器層中的一層，以使得所述一層在層疊方向上具有不平滑頂表面； 用預(yù)定填充材料填充不平滑頂表面以使得所述頂表面平滑；并 形成另一層，其中 該偏振濾波器層包括選擇性地僅在特定方向上透射光的偏振分量的第一類區(qū)域和不選擇偏振分量地透射光或在除了該特定方向之外的不同方向上選擇性地透射偏振分量的第二類區(qū)域，該第一和第二類區(qū)域分割為每一個都與由圖像傳感器的一個或多個光接收元件形成的單位區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域，并且該光譜濾波器層包括選擇性地透射僅包括在可穿過偏振濾波器層的所用波長帶中的特殊波長帶的光的第三類區(qū)域和不選擇波長地透射光或透射不同于該特殊 波長帶并且包括在所用波長帶中的波長帶的光的第四類區(qū)域，該第三和第四類區(qū)域分割為每一個都與由圖像傳感器的一個或多個光接收元件形成的單位區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域。
【文檔編號】G02B5/20GK103703769SQ201280036739
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月29日
【發(fā)明者】平井秀明, 佐藤康弘 申請人:株式會社理光