CN102783137A - 摄像装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摄像装置，具备：光照射机构，向对象区域照射光；差分图像生成机构，生成第1图像与第2图像的差分图像，该第1图像是与该光照射机构照射上述光的照射期间同步而摄像的图像，该第2图像是在该照射期间以外摄像的图像；透射率推测机构，推测存在于上述对象区域中的物体的对于上述光的透射率；以及曝光量调整机构，基于该透射率推测机构的推测结果调整曝光量以使上述差分图像的曝光量处于规定的适当范围内。上述透射率推测机构根据上述第1图像、上述第2图像或上述差分图像中的至少某一个图像，推测上述物体的透射率。

Description

摄像装置

技术领域

本发明涉及用来摄像降低了周围光的影响的图像的摄像装置。

背景技术

本申请人已经提出了取得用光照射机构照射光时摄像的图像（发光时图像）与没有用光照射机构照射光时摄像的图像（非发光时图像）的差分图像的摄像装置（参照专利文献1）。在该差分图像中，仅将从光照射机构照射的光的反射光成分作为像素值，降低了由太阳光等周围光的影响。

专利文献1：特开2006－121617号公报

然而，在上述那样的摄像装置中，如果在与被摄体之间存在如玻璃那样使光透射的障碍物（以下，简称为障碍物），则随着该障碍物的光透射率变低，发光时图像中的被摄体的曝光量减少。结果，有可能越过障碍物摄像的被摄体图像的画质恶化。

这里，在摄像的图像（差分图像）中评价被摄体像存在的范围的曝光量（摄像元件接收的光量，以下相同），如果进行调整以使该评价范围的曝光量成为适当的值，则能够抑制被摄体图像的画质恶化。但是，在从前方摄像驾驶汽车的驾驶员那样的情况下，由于在使光透射的障碍物（前玻璃）的周围存在反射光的物体（汽车的车体），所以不容易将越过前玻璃摄像的驾驶员（被摄体像）的曝光量调整为适当值。

此外，在用上述那样的摄像装置将移动的对象物（被摄体）或大小不同的对象物随机地摄像的情况下，如果使光照射机构的照射范围变大且使发光量变多，则能够对对象物可靠地照射光。

如果如上述那样使光照射机构的照射范围变大且使发光量变多，则根据对象物的状况（位置及大小等），没有照射在对象物上的光的比例变大，在光照射机构中消耗了无用的电力。

另一方面，在将上述以往的摄像装置用在常时摄像出入对象区域的对象物（人或汽车等）的用途的情况下，如果与对象区域内有无对象物无关而总是以相同的光量照射光，则在光照射机构中消耗无用的电力，发生光照射机构的寿命变短的不良状况。

此外，在上述以往的摄像装置中，如果在摄像用的透镜（镜头）及为了保护该透镜而设置的透明的罩等上附着污渍、或者带有划痕，则有可能接收光量减少而差分图像的画质下降。同样，也有可能因照射光的光源（例如发光二极管）的老化而接收光量减少，差分图像的画质下降。并且，在将该摄像装置以监视目的使用的情况下，因为一般将监视照相机设置在高处，所以可以想到难以注意到透镜或罩等的污渍等。

此外，在上述那样的摄像装置中，不仅随着到被摄体的距离变远而发光时图像中的被摄体的曝光量减少，而且当到被摄体的距离过近时则曝光量饱和，所以需要在摄像的图像（差分图像）中评价被摄体像存在的范围的曝光量（摄像元件接收的光量。以下相同），进行调整以使该评价范围的曝光量成为适当的值。

但是，在被摄体在对象区域内移动的情况下，被摄体像的位置按每帧而不同，如果将评价范围固定，则有可能不能适当地评价曝光量。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而做出的，提供一种能够抑制越过障碍物摄像的图像的画质恶化的摄像装置。

此外，本发明提供一种向与对象物的状况相应的适当的范围照射光，从而能够抑制无用的耗电的摄像装置。

此外，本发明提供一种摄像出入对象区域的对象物并能够实现耗电的降低和照射光的光源的长寿命化的摄像装置。

此外，本发明提供一种能够检测因划痕或污渍的附着或光源的老化带来的接收光量的减少的摄像装置。

此外，本发明提供一种在被摄体移动的情况下能够适当地评价曝光量的摄像装置。

本发明的第一技术方案的摄像装置，具备向对象区域照射光的光照射机构、生成同步于该光照射机构照射上述光的照射期间而摄像的第1图像与在该照射期间以外摄像的第2图像的差分图像的差分图像生成机构、推测存在于上述对象区域中的物体的对于上述光的透射率的透射率推测机构、以及基于该透射率推测机构的推测结果调整曝光量以使上述差分图像的曝光量处于规定的适当范围内的曝光量调整机构；上述透射率推测机构根据上述第1图像、上述第2图像或上述差分图像中的至少某一个图像，推测上述物体的透射率。

根据这样的结构，能够抑制越过障碍物摄像的图像的画质恶化。

本发明的第二技术方案的摄像装置，具备向对象区域照射光的光照射机构、生成同步于该光照射机构照射光的照射期间而摄像的第1图像与在该照射期间以外摄像的第2图像的差分图像的差分图像生成机构、取得与作为摄像的对象的对象物的状况有关的信息的信息取得机构、以及基于由信息取得机构取得的信息控制光照射机构的控制机构；光照射机构具备分别具有一个至多个光源的多个光源部、以及选择这些多个光源部的一部分或全部而使其发光的发光控制部；控制机构设定发光控制部所选择的光源部以使向对象物以外照射的光变少。

根据这样的结构，通过向与对象物的状况相应的适当的范围照射光，能够抑制无用的耗电。

本发明的第三技术方案的摄像装置，具备使光源发光而向对象区域照射光的光照射机构、生成同步于光照射机构照射光的照射期间而摄像的第1图像与在照射期间以外摄像的第2图像的差分图像的差分图像生成机构、判断在第1图像、第2图像或差分图像中是否摄像了对象物的对象物存在判断机构、以及当对象物存在判断机构的判断结果为否定时控制光照射机构以使光源以低耗电模式发光、当对象物存在判断机构的判断结果为肯定时控制光照射机构以使光源以耗电比上述低耗电模式高的通常模式发光的控制机构。

根据本结构，能够摄像出入对象区域的对象物并且实现耗电的降低和照射光的光源的长寿命化。

本发明的第四技术方案的摄像装置，具备具有一个至多个光源并使该光源发光而向对象区域照射光的光照射机构、生成同步于光照射机构照射光的照射期间而摄像的第1图像与在照射期间以外摄像的第2图像的差分图像的差分图像生成机构、将检测对象的差分图像与在该检测对象的差分图像以前摄像的标准的差分图像比较来检测该检测对象的差分图像中的接收光量的减少的检测机构、以及当由检测机构检测的接收光量的减少量超过规定的上限值时进行报告的报告机构。

根据本结构，能够检测因划痕或污渍的附着或者光源的老化造成的接收光量的减少。

本发明的第五技术方案的摄像装置，具备向对象区域照射光的光照射机构、生成同步于上述光照射机构照射光的照射期间而摄像的第1图像与在照射期间以外摄像的第2图像的差分图像的差分图像生成机构、将作为上述差分图像中的一部分范围且至少一部分与在对象区域中移动的对象物重叠的范围设定为评价区的评价区设定机构、评价上述评价区中的曝光量的曝光量评价机构、基于上述曝光量评价机构的评价结果调整曝光量以使上述评价区中的曝光量处于规定的适当范围内的曝光量调整机构、以及基于对象物的移动方向或移动速度或位置或大小之中的至少某一个的信息推测摄像下一帧的差分图像时的该对象物的位置的位置推测机构；上述评价区设定机构将上述位置推测机构的推测结果作为上述位置信息。

根据本结构，在被摄体（对象物）移动的情况下能够适当地评价曝光量。

附图说明

本发明的目的及特征根据与以下这样的附图一起给出的以后的优选的实施例的说明会变得清楚。

图1是表示本发明的实施方式1的框图。

图2（a）～（c）是实施方式1的动作说明图。

图3是实施方式1的评价区域的说明图。

图4是用来说明实施方式1的评价区域设定模式的流程图。

图5（a）、（b）是实施方式1的红外光照射范围的说明图。

图6是表示本发明的实施方式2的框图。

图7是实施方式2的光源部的概略结构图。

图8是表示本发明的实施方式2的变形例1的框图。

图9是表示本发明的实施方式2的变形例2的框图。

图10是表示本发明的实施方式2的变形例3的框图。

图11是表示本发明的实施方式3的框图。

图12是实施方式3的动作说明图。

图13是实施方式3的动作说明用的流程图。

图14是实施方式3的动作说明图。

图15是表示本发明的实施方式4的框图。

图16是实施方式4的动作说明图。

图17是实施方式4的光源部的概略结构图。

图18是表示实施方式4的另一例的框图。

图19是表示本发明的实施方式5的框图。

图20是表示本发明的实施方式5的变形例2的框图。

图21是表示本发明的实施方式5的变形例2的框图。

图22是表示本发明的实施方式5的变形例3的框图。

图23（a）、（b）是实施方式5的动作说明图。－发明5

图24是用来说明本发明的实施方式5的变形例4的动作的流程图。

具体实施方式

以下，参照构成本说明书的一部分附图详细地说明本发明的实施方式。在全部附图中，对于相同或类似的部分赋予相同的附图标记，省略关于它的重复说明。

详细地说明在摄像通过高速道路等的收费道路的收费站或收费停车场的门等的汽车的驾驶员的摄像装置中采用本发明的技术思想的实施方式。但是，能够采用本发明的技术思想的摄像装置并不限定于此。

（实施方式1）

本实施方式的摄像装置A如图1所示，具备光源部1、发光控制部2、摄像部3、驱动控制部4、透镜部5、入射光量调整部6和图像生成部7。光源部1将多个红外发光二极管配设为矩阵状而成，向对象区域（汽车行驶的车道）照射红外光。发光控制部2使电流流到光源部1的各红外发光二极管中而发光。摄像部3具有对红外光有感度的摄像元件。驱动控制部4驱动控制摄像部3。透镜部5将光向摄像部3的摄像元件聚光。入射光量调整部6控制透镜部5具备的光圈来调整向摄像部3入射的光量。图像生成部7生成同步于从光源部1照射红外光的照射期间由摄像部3摄像的第1图像（发光时图像）与在照射期间以外由摄像部3摄像的第2图像（非发光时图像）的差分图像（光调制图像）。另外，将由图像生成部7生成的差分图像向外部的图像记录装置B及显示装置C输出，记录到图像记录装置B中并显示在显示装置C上。

发光控制部2例如将非常高频率（例如，10MHz）的调制信号向光源部1的红外发光二极管输出，使其对物体（汽车）存在的对象区域照射调制光，并且通过增减流到红外发光二极管中的电流来调整调制光的光量。入射光量调整部6通过调节光圈的打开程度，调整通过光圈而入射到摄像部3的摄像元件中的光量。驱动控制部4与基于发光控制部2的调制信号的红外发光二极管的发光周期同步，向图像生成部7输出在照射调制光的照射期间和没有照射调制光的非照射期间中分别以由摄像部3的摄像元件接收的反射光成分为像素值的第1图像及第2图像。

在图像生成部7中，在将从摄像部3输出的第1及第2图像变换为数字的图像数据后，通过运算在照射期间中得到的图像数据与在非照射期间中得到的图像数据的各像素的差分（差量），生成仅将调制光（红外光）的反射光成分作为像素值的差分图像（光调制图像）。其中，关于这样的图像生成部7，如在特开2006－121617号公报等中也记载那样，能够由公知的技术实现，所以省略详细的说明。

此外，本实施方式的摄像装置A具备控制发光控制部2而调整光源部1的发光量、或者控制入射光量调整部6而调节光圈，由此调整曝光量的自动曝光部8。

这里，在本实施方式的摄像装置A与作为摄像对象（被摄体）的汽车的驾驶员之间存在作为障碍物的汽车的前玻璃，由于前玻璃的影响，差分图像中的被摄体像（驾驶员的像）的曝光量减少。在以往例中，根据包含在差分图像的一部分范围（评价区）中的全部像素的像素值评价曝光量，调整曝光量，以使该曝光量（像素值）处于规定的适当范围内。但是，虽然越过前玻璃摄像的驾驶员的像的曝光量减少，但汽车的车体的像的曝光量却变得相当高，所以非常难以评价差分图像的曝光量而将驾驶员的像的曝光量调整为适当范围。

所以，在本实施方式的摄像装置A中，具备推测存在于对象区域中的物体（汽车的前玻璃）的对于红外光的透射率的透射率推测部9，根据推测出的透射率，自动曝光部7进行曝光量的调整。

透射率推测部9预先存储了物体（汽车）的种类（例如，普通乘用车、卡车等大型车等的车种）和按每个该种类的透射率，根据第1图像、第2图像或差分图像中的至少某一个图像推测物体的种类（汽车的车种），推测所确定的车种的透射率并向自动曝光部7通知。

接着，对透射率推测部9确定车种的处理（图像处理）详细地说明。首先，在透射率推测部9中，对于由图像生成部7连续生成的多帧的差分图像求出全像素的像素值的差分（时间上的变化量），提取该差分为规定的阈值以上的像素群作为对象物。例如，如图2（a）、（b）所示，摄像装置A1的视角被固定，如果在视角内与车道L及门G一起将在车道L中行驶的汽车M摄像，则在透射率推测部9中，运算图2（a）所示的第n－1个帧的图像（差分图像）与图2（b）所示的第n个帧的图像（差分图像）的帧间差分，生成时间差分图像，根据该时间差分图像提取对象物（汽车Μn-1，汽车Μn）（参照图2（c））。即，由于移动的对象物（在车道L中行驶的汽车Μ）以外的车道L及门G的摄像图像通过帧间差分被抵消，所以在时间差分图像中仅存在移动的对象物的摄像图像（汽车Μn-1，汽车Μn）。

透射率推测部9通过进行预先准备的各车种的模板图像与时间差分图像的模板匹配处理，确定汽车的车种。或者，也能够基于物体的摄像图像占用的像素数或根据摄像图像推测的汽车的高度或宽度等的尺寸确定车种。进而，本实施方式的透射率推测部9根据差分图像（光调制图像）的时间的差分图像确定车种，但也可以根据第1图像或第2图像的时间差分图像确定车种。

这里，根据光源部1及透镜部5的设置角度与汽车的前玻璃的倾斜角度的关系，红外线的透射率较大地变化。即，卡车等大型车的前玻璃大致垂直地配置，相对于此，普通乘用车的前玻璃相对于垂直面倾斜到30°～70°左右，在将光源部1及透镜部5设置为水平的情况下，普通乘用车的前玻璃的透射率变得比大型车的前玻璃的透射率低。此外，在普通乘用车中多采用具有吸收及反射热线（红外线）的功能的玻璃，所以红外线的透射率相对地变低。另一方面，在卡车等大型车的前玻璃中多采用不具有吸收及反射热线的功能的玻璃，所以红外光的透射率相对地变高。另外，透射率推测部9存储的各车种的透射率并不一定需要是具体的数值，也可以单纯仅是高低。例如，在本实施方式中，将普通乘用车的透射率设定为“低”，将大型车的透射率设定为“高”。

如果由透射率推测部9推测的透射率是“低”，则自动曝光部8控制发光控制部2使光源部1的发光量相对地增加并且控制入射光量调整部6使入射光量增加。相反，如果由透射率推测部9推测的透射率是“高”，则自动曝光部8控制发光控制部2使光源部1的发光量相对地减少并且控制入射光量调整部6使入射光量减少。

如上述那样，在本实施方式的摄像装置A中，透射率推测部9根据第1图像或上述第2图像或差分图像中的至少某一个图像推测物体（汽车的前玻璃）的透射率，基于推测的透射率，作为曝光量调整机构的自动曝光部8调整曝光量，以使差分图像的曝光量处于规定的适当范围内。由此，能够抑制越过障碍物（汽车的前玻璃）摄像的图像（将汽车的驾驶员摄像的图像）的画质恶化。并且，本实施方式的透射率推测部9通过图像处理判别物体（汽车）的种类（车种），基于该种类（车种）推测透射率，所以具有能够使透射率的推测处理简化的优点。

另外，本实施方式的透射率推测部9对时间差分图像进行用来推测透射率的图像处理，但也可以对与事前摄像的背景图像的差分（背景差分图像）进行该图像处理。或者，也可以对第1图像或第2图像或差分图像（光调制图像）进行上述图像处理。

此外，也可以代替根据汽车整体的图像判别车种而提取汽车的特征部分（例如，前玻璃的框或柱等）并且对所提取的特征部分进行上述图像处理，由此判别车种。即，由于汽车的前玻璃的框及柱（特别是A柱）与前玻璃具有相同程度的倾斜角，所以能够基于该倾斜角判别汽车的车种。或者，也可以根据前玻璃的框或柱的大小或位置进行车种的判别。

另外，在如上述那样摄像在车道中行驶的汽车的情况下，可以认为在图像（第1图像、第2图像、差分图像）中摄像物体（汽车）的区域被限定为一部分。因而，通过不是对图像整体、而对图像的一部分区域进行图像处理，也能够判别汽车的车种。

例如，在假设汽车在对象区域中从左向右行驶的情况下，如图3所示，在差分图像内的大致左半部的范围中纵横排列设置多个区域Wmn（m=1、2、3、4、5，n=1、2、3），根据各个区域（评价区域）Wmn的像素值在时间上怎样变化，能够确定该汽车的车种。即，利用大型车的车高比普通乘用车高，在沿纵方向排列的5个评价区域Wm1、Wm2、Wm3中的仅下3个评价区域Wk1、Wk2、Wk3（其中，k=3、4、5）的像素值随时间变化的情况下可以确定为普通乘用车，在上述5个评价区域Wm1、Wm2、Wm3的全部像素值随时间变化的情况下可以确定为大型车。

这里，为了可靠地确定汽车的车种，对于摄像图像的评价区域Wmn的配置是重要的。例如，将背景的照明装置摄像的区域（像素群）由于其像素值饱和，所以优选的是不包含在评价区域中。此外，将汽车的前照灯摄像的区域（像素群）由于其像素值的变化量非常大，所以优选的是不包含在评价区域中。所以，在本实施方式的摄像装置A中，透射率推测部9具有用来自动地设定评价区域W的评价区域设定模式，通过在施工后执行评价区域设定模式，能够自动地设定评价区域W。

接着，参照图4的流程图，对透射率推测部9执行的评价区域设定模式进行说明。

首先，如果执行评价区域设定模式，则透射率推测部9将评价区域W设为初始配置（例如，摄像图像的左上角），并且将移动次数初始化为零（S1）。并且，透射率推测部9判断是否实际摄像的图像（例如差分图像）中的评价区域W的像素值不饱和且像素值的变化量小于上限值（S2）。如果评价区域W的像素值不饱和且像素值的变化量小于上限值（步骤S2中“是”），透射率推测部9确定该评价区域W（S3），如果已确定的评价区域W的数量不超过需要个数（步骤S4中“否”），则变更评价区域W（S5），回到步骤S1。另一方面，在评价区域W的像素值饱和或像素值的变化量是上限值以上的情况下（步骤S2中“否”），透射率推测部9将移动次数与规定的阈值比较（S6），如果移动次数小于阈值（步骤S6中“是”），则使评价区域W移动并且将移动次数增加（步骤S7），回到步骤S2。其中，如果移动次数为阈值以上（步骤S6中“否”），则透射率推测部9使评价区域W消失，结束评价区域设定模式（S8）。此外，如果确定的评价区域W的数量超过需要个数（步骤S4中“是”），则透射率推测部9结束评价区域W的配置（S9），结束评价区域设定模式。

如上述那样，根据本实施方式的摄像装置A，由于在上述对象区域中不存在物体（汽车）的状况下执行了评价区域设定模式的透射率推测部9自动地设定评价区域W，所以能够大幅地减轻施工者设定评价区域的工作量。

另外，当自动曝光部8基于透射率推测部9的推测结果调整曝光量时，也可以通过发光控制部2仅使光源部1的多个红外发光二极管的一部分发光而仅对将作为被摄体的汽车的驾驶员摄像的区域照射红外光。例如，只要着眼于普通乘用车与大型车的车高的差异、对于相对车高较高的大型车仅对与图像整体的上半部对应的照射范围α（图5（a）的阴影部分）照射红外光、对于相对车高较低的普通乘用车仅对与图像整体的下半部对应的照射范围β（图5（b）的阴影部分）照射红外光就可以。通过这样根据车种调整光源部1的红外光照射范围，与总是对整体照射红外光的情况相比具有能够实现节能化的优点。

此外，在透射率推测部9进行透射率的推测（汽车的车种的确定）时，也可以仅对确定车种所需要的照射范围、例如包括汽车的前玻璃的部分照射红外光。在此情况下，也具有能够通过限制光源部1的红外光照射范围实现节能化的优点。

（实施方式1的变形例）

在实施方式1中，通过确定汽车的车种来推测作为障碍物的前玻璃的透射率，但在本实施方式中基于前玻璃的图像的像素值推测透射率。其中，本实施方式的摄像装置A的结构与实施方式1是共通的，所以对于共通的构成要素赋予相同的附图标记而省略图示及说明。

本实施方式的透射率推测部9使用在实施方式1中说明的模板匹配等方法提取将前玻璃（或前玻璃的框）摄像的像素的区域，并且将包含在该区域中的各像素的像素值与阈值比较。并且，在透射率推测部9中，如果像素值小于阈值，则推测为透射率相对较低，相反，如果像素值是阈值以上，则推测为透射率相对较高。此外，也可以将包含在上述提取的区域中的各像素的像素值的平均值与阈值比较。

如上述那样，在本实施方式的摄像装置A中，透射率推测部9从图像中提取物体（汽车）的特征部分（前玻璃或其框），并且基于该特征部分的像素值推测汽车（前玻璃）的透射率，所以能够提高透射率的推测精度，进一步抑制图像的画质恶化。

另外，在上述实施方式1、2中，透射率推测部9根据差分图像（光调制图像）确定车种，但也可以根据第1图像或第2图像确定车种。在根据差分图像确定车种的情况下，有能够将周围光的影响排除而得到稳定的结果的优点。另一方面，在根据第1图像或第2图像确定车种的情况下，如果是白天，则即使是红外光的照射量较少的部分也能够确定车种，进而，与根据差分图像确定车种的情况相比，具有能够确定处于远方的汽车的车种的优点。

（实施方式2）

接着，参照图6～图10说明实施方式2。对于与实施方式1相同或对应的结构赋予相同的附图标记，去除重复说明。

本实施方式2的摄像装置A1如图6所示，具备向对象区域（汽车行驶的车道）照射光（红外光）的多个（在图示例中是4个）光源部1a～1d、使光源部1a～1d分别发光的发光控制部2、具备对红外光具有感度的摄像元件的摄像部3、驱动控制摄像部3的驱动控制部4、以及生成同步于从光源部1a～1d照射红外光的照射期间而由摄像部3摄像的第1图像（发光时图像）与在照射期间以外由摄像部3摄像的第2图像（非发光时图像）的差分图像（光调制图像）的图像生成部7。另外，将由图像生成部7生成的差分图像向外部的图像记录装置B及显示装置C输出，记录到图像记录装置B中并显示在显示装置C上。

光源部1a～1d如图7所示，将多个红外发光二极管LD配设为矩阵状而成，以纵横2列配置。发光控制部2例如将非常高的频率（例如，10MHz）的调制信号向光源部1a～1d的红外发光二极管LD输出，使其向对象物（汽车）存在的对象区域照射调制光。驱动控制部4与基于发光控制部2的调制信号的红外发光二极管LD的发光周期同步，向图像生成部7输出以在照射调制光的照射期间和没有照射调制光的非照射期间分别由摄像部3的摄像元件接收的反射光成分为像素值的第1图像及第2图像。

此外，本实施方式的摄像装置A1具备取得关于对象物（汽车）的状况的信息的信息取得机构、以及基于由信息取得机构取得的信息控制光照射机构（光源部1a～1d及发光控制部2）的控制机构。本实施方式的信息取得机构由从由图像生成部7生成的差分图像中提取对象物（汽车）的对象物提取部12、以及推测由对象物提取部12提取的对象物的状况（例如，对象物的位置及对象物的大小等）的对象物位置推测部11构成。

对象物提取部12针对由图像生成部7连续生成的多帧的差分图像求出全像素的像素值的差分（时间上的变化量），提取该差分为规定的阈值以上的像素群作为对象物。

这里，由于作为对象物的汽车M沿着车道L向接近于门G的方向（在图2中，从右上朝向左下的方向）移动（行驶），所以如果知道汽车M的行驶速度，则能够推测在接下来的第n+1个帧中摄像的汽车Mn+1的位置。因此，在对象物位置推测部11中，基于由对象物提取部12提取的对象物（汽车Μn-1，汽车Mn）的位置在帧间变位的变位量计算移动速度（行驶速度），并且基于该移动速度及前帧中的对象物的位置推测下一帧（第n+1个帧）中的对象物（汽车Mn+1）的位置（参照图2（c）中的虚线），将其推测结果（作为对象物的汽车的驾驶席的位置信息）传递给作为控制机构的主控制部10。这里，对象物的大小与对应于汽车的车种的驾驶席（前玻璃）的高度关联，例如，在公共汽车或卡车等大型车和普通乘用车等小型车中，即使在相同的位置，车高也较大地不同，所以驾驶席的位置也不同。因此，只要将通过车道L的汽车的车种限定为小型车或大型车的某一种，就能够如上述那样仅根据所提取的汽车的位置推测作为对象物的该汽车的驾驶席的位置，但在小型车和大型车的两者通过相同的车道L的情况下，需要不仅基于所提取的汽车的位置、还基于该汽车的大小推测作为对象物的驾驶席的位置。

主控制部10基于对象物位置推测部11的推测结果，设定发光控制部2选择（发光）的光源部1a～1d，以向包含对象物（汽车Mn+1的驾驶席）的范围以适当的光量照射调制光、并且使得向对象物以外照射的调制光变少。例如，只要以下这样就可以：当下一帧中的对象物的推测位置是比画面中央靠左下的范围时，看作汽车Mn+1的位置是相对较近的位置，使发光控制部2仅选择光源部13（使其发光），相反，当对象物的推测位置是比画面中央靠右上的范围时，看作汽车Mn+1的位置是相对较远的位置，使发光控制部2仅选择光源部1a、1b、1d（使其发光）。另外，由于根据汽车的车种，作为对象物的驾驶席的大小也变化，所以只要基于对象物的大小（车种<大型车或小型车>）和位置，在大型车和小型车处于大致相同的位置的情况下对于大型车使选择的光源部1a～1d的数量比小型车增加就可以。

于是，根据本实施方式的摄像装置A1，由于作为控制机构的主控制部10基于关于对象物（汽车）的状况的信息，设定发光控制部2选择的光源部1a～1d以使向对象物以外照射的光变少，所以通过向与对象物的状况相应的适当的范围照射光，能够抑制无用的耗电。这里，也可以是，对象物提取部12及对象物位置推测部11根据连续的多帧的差分图像依次推测关于对象物的状况的信息（大小及位置），基于这些信息，主控制部10按各帧设定发光控制部2选择（使其发光）的光源部1a～1d。

（实施方式2的变形例1）

本实施方式的摄像装置A2如图8所示，其特征是，对象物提取部12不从由图像生成部7生成的差分图像而从由设置在外部的通用摄像装置D摄像的图像中提取对象物（汽车）。其中，本实施方式的摄像装置A2的基本结构与实施方式2的摄像装置A1是共通的，所以对于共通的构成要素赋予相同的附图标记而适当省略图示及说明。

通用摄像装置D例如是市售的通用的CCD照相机，以与摄像装置A2大致相同的视角将对象区域摄像。并且，由通用摄像装置D摄像的图像向对象物提取部12输出。

对象物提取部12与实施方式1同样，对于由通用摄像装置D连续摄像的多帧的图像求出全像素的像素值的差分（时间上的变化量），提取该差分为规定的阈值以上的像素群作为对象物。另外，关于对象物位置推测部11及主控制部10进行的处理，与实施方式1是共通的，所以说明省略。

于是，在本实施方式的摄像装置A2中也与实施方式1的摄像装置A1同样，基于由信息取得机构（对象物提取部12及对象物位置推测部11）取得的下一帧的关于对象物的状况的信息（对象物的大小及位置等），作为控制机构的主控制部10设定发光控制部2选择的光源部1a～1d，以使得在摄像该下一帧的差分图像时向对象物以外照射的光变少，所以通过向与对象物的状况相应的适当的范围照射光能够抑制无用的耗电。另外，也可以是，根据由通用摄像装置D摄像的多帧的图像依次推测关于对象物的状况的信息（大小及位置），基于这些信息，主控制部10按各帧设定发光控制部2选择（使其发光）的光源部1a～1d。

（实施方式2的变形例2）

本实施方式的摄像装置A3如图9所示，其特征是，代替对象物提取部12，而基于由对象物检测装置E检测的对象物，由对象物位置推测部13取得（推测）关于对象物的状况的信息。其中，本实施方式的摄像装置A3的基本结构与实施方式2的摄像装置A1是共通的，所以对于共通的构成要素赋予相同的附图标记，适当省略图示及说明。

对象物检测装置E例如通过沿着车道L发送电波或超声波并接收被作为对象物的汽车反射而返回的反射波，来检测到该汽车的距离及行驶速度，并且利用红外线传感器检测汽车的车高，将检测结果（汽车的位置信息及大小（高度）信息）向摄像装置A3的对象物位置推测部13输出。

对象物位置推测部13基于从对象物检测装置E取得的对象物（汽车）的位置信息及大小（高度）信息，推测摄像下一帧的差分图像时的对象物（汽车的驾驶席）的位置，将其推测结果向主控制部10输出。另外，关于主控制部10进行的处理，与实施方式1是共通的，所以说明省略。

于是，在本实施方式的摄像装置A3中也与实施方式1、2的摄像装置A1、A2同样，基于由信息取得机构（对象物位置推测部13）取得的下一帧的关于对象物的状况的信息（对象物的大小及位置等），作为控制机构的主控制部10在摄像该下一帧的差分图像时设定发光控制部2选择的光源部1a～1d，以使向对象物以外照射的光变少，所以通过向与对象物的状况相应的适当的范围照射光，能够抑制无用的耗电。另外，也可以是，基于由对象物检测装置E检测的对象物的位置及大小，对象物位置推测部13依次推测关于对象物的状况的信息，基于这些信息，主控制部10按各帧设定发光控制部2选择（使其发光）的光源部1a～1d。

（实施方式2的变形例3）

本实施方式的摄像装置A4如图10所示，其特征是，基于从外部的系统（例如，ETC系统F）获取的关于对象物（汽车）的状况的信息，主控制部10设定发光控制部2选择的光源部1a～1d，以使向对象物以外照射的光变少。其中，本实施方式的摄像装置A4的基本结构与实施方式2的摄像装置A1是共通的，所以对于共通的构成要素赋予相同的附图标记而适当省略图示及说明。

在ETC（电子不停车收费系统，其中，“ETC”是注册商标）系统F中，将搭载于汽车中的车载器中设置的信息、具体而言是记载在检车证中的车辆信息、例如车体的形式（箱型、客货两用、卡车等）及车体尺寸（全长、全宽、全高等）等从该车载器通过无线通信取得。并且，在本实施方式的摄像装置A4中，用主控制部10取得ETC系统F从作为对象物的汽车取得的车辆信息，基于该车辆信息设定发光控制部2选择的光源部1a～1d。

于是，在本实施方式的摄像装置A4中，将汽车的大小（车种）作为关于对象物的状况的信息，在根据车种而汽车的驾驶席的位置变化的情况下，也设定发光控制部2选择（发光）的光源部1a～1d以使得向该驾驶席照射调制光并且减少向驾驶席以外照射的调制光，所以通过向对应于汽车的车种的适当的范围照射光能够抑制无用的耗电。

另外，在实施方式2及其变形例中，通过有选择地使多个光源部1a～1d发光，从而使向对象物以外照射的光变少，但也可以通过使单一的光源部1的姿态机械地变化来仅向对象物照射调制光。

（实施方式3）

以下，参照图11～14对实施方式3进行说明。在本实施方式3的说明中，对于相同结构赋予相同的附图标记而省略重复说明。

本实施方式的摄像装置A6（监视照相机）如图11所示，具备使光源发光而向对象区域照射光的光源部1、向光源部1供电而使光源发光的发光控制部2、具备2维的CCD图像传感器及将光向该图像传感器的受光面聚光的透镜（都未图示）等的摄像部3、调整图像传感器的曝光时间及曝光量的摄像控制部4、生成同步于从光源部1照射光的照射期间由摄像部3摄像的第1图像与在照射期间以外由摄像部3摄像的第2图像的差分图像的图像生成部7、以及控制发光控制部2及摄像控制部4的判断控制部14。其中，光源部1也可以与摄像装置分体地构成。

光源部1纵横排列配设作为光源的红外发光二极管（未图示）而成。发光控制部2通过增减向光源部1的供电量而调整光源（红外发光二极管）的发光量，与光源部1一起构成光照射机构。摄像控制部4使用所谓的电子快门的技术调整图像传感器的曝光时间，或调节夹在透镜与图像传感器之间的光圈（未图示）的打开程度，从而调整图像传感器的曝光量。

判断控制部14以微型计算机为主构成要素，控制发光控制部2以在与摄像部3的帧速率相比足够短的摄像期间内使照射光的照射期间和不照射光的非照射期间以规定的短周期重复，来从光源部1照射光。此外，判断控制部14使图像生成部7执行生成同步于照射期间控制摄像控制部4而使摄像部3摄像的图像（第1图像）与同步于非照射期间控制摄像控制部4而使摄像部3摄像的图像（第2图像）的差分图像的处理。于是，在由图像生成部7生成的差分图像中，由周围光（特别是太阳光）带来的像素信息（像素值）通过差分处理而被抵消，所以能够得到抑制了周围光的影响的图像（被摄体像）。

进而，判断控制部14控制发光控制部2而调整光源部1的发光量，或控制摄像控制部4而调整图像传感器的曝光时间及曝光量，以使第2图像中的全像素的像素值的平均值或中央部的像素的像素值的平均值处于规定的适当范围内。另外，这样的调整一般称作自动曝光调整（AE：AutoExpouser）。

这里，如图12所示，设想本实施方式的摄像装置A6以通过监视区域（对象区域）X的汽车AM为摄像的对象物（被摄体）的情况。在对象区域X中，住房H及建筑物B等作为背景存在，假设作为对象物的汽车AM通过该背景的跟前。如在现有技术中说明那样，在由摄像装置经常摄像出入对象区域X的对象物（汽车AM）的情况下，如果与对象区域X内有无对象物（汽车AM）无关而总是以相同的光量照射光，则在光源部1中消耗了无用的电力，或发生光源部1的光源（红外发光二极管）的寿命变短的不良状况。

所以，在本实施方式的摄像装置A6中，由判断控制部14判断在对象区域X中是否存在对象物（汽车AM），如图12（a）所示，当在对象区域X中不存在对象物（汽车AM）时，即，当判断结果为否定时，判断控制部14控制发光控制部2，以相对较低的发光量使光源部1发光，如图12（b）所示，当在对象区域X中存在对象物（汽车AM）时，即，当判断结果为肯定时，判断控制部14控制发光控制部2，以比上述较低的发光量高的发光量使光源部1发光。另外，以下，将以相对较低的发光量使光源部1发光的模式称作“低耗电模式”，将以相对较高的发光量使光源部1发光的模式称作“通常模式”。

在判断控制部14中，求出由摄像部3摄像的第1图像、第2图像或差分图像的帧间差分，如果像素值的差分为规定的基准值以上的像素数超过一定数量，则判断为对象物（汽车AM）进入到监视区域X内，并且当上述像素数减少到上述一定数以下时，判断为对象物（汽车AM）从监视区域X退出。并且，判断控制部14当判断结果为否定时（即，像素值的差分为基准值以上的像素数是一定数以下），通过控制发光控制部2来使向光源部1的供电量减少，从而以低耗电模式发光，当判断结果为肯定时，执行自动曝光调整处理，使发光控制部2以通常模式使光源部1发光。其中，低耗电模式下的光源部1的发光量被设定为比通常模式下通过自动曝光调整处理调整后的光源部1的发光量低的值。

接着，参照图13的流程图说明本实施方式的摄像装置的动作。首先，如果接通电源而摄像装置开始动作，则判断控制部14以通常模式开始摄像（步骤S1）。并且，判断控制部14判断在监视区域X内是否存在对象物（汽车AM），即在最初摄像的图像（第1或第2图像或者差分图像）中是否摄像了对象物（汽车AM）（步骤S2），如果判断结果是肯定、即在监视区域X内存在对象物（汽车AM）（步骤S3中“是”），则继续以通常模式摄像（步骤S4）。另一方面，如果判断结果是否定、即在监视区域X内不存在对象物（汽车AM）（步骤S3中“否”），则判断控制部14从通常模式切换为低耗电模式而进行摄像（步骤S6）。并且，判断控制部14判断是否从外部输入了摄像停止的中断信号（步骤S5），如果输入了则结束摄像，如果没有输入，则回到步骤S2，进行对象物的存在判断。

这样，根据本实施方式，当对象物存在判断机构（判断控制部14）的判断结果为否定时，即，当对象物（汽车AM）在第1图像或第2图像或者差分图像中未被摄像时，控制机构（判断控制部14）控制光照射机构（光源部1及发光控制部2），使光源（光源部1）以低耗电模式发光，所以能够摄像出入对象区域（监视区域X）的对象物（汽车AM）并且实现耗电的降低和光源（光源部1）的长寿命化。

另外，判断控制部14对第2图像执行对象物的存在判断处理，并且在监视区域X的周围光足够强的情况下（例如，晴天的室外白天的情况下），且判断结果为否定时，如果第2图像中的至少一部分像素的像素值是规定的阈值以上，则判断控制部14只要控制发光控制部2以使光源部1不发光就可以。即，如果是能够使用第2图像进行对象物（汽车AM）的存在判断的状况下，则在低耗电模式下通过使光源部1不发光，具有能够进一步降低耗电并实现光源部1的进一步长寿命化的优点。

另外，作为发光控制部2使光源部1以低耗电模式发光的方法，不仅是如上述那样使向光源部1的供电量减少的方法，也可以是使低耗电模式下的照射期间比通常模式下的照射期间短的方法。但是，也可以不仅使照射期间变短，而且根据第1图像中的至少一部分像素的像素值调整低耗电模式下的光源部1的发光量。例如，通过在光源部1发出的光以外的周围光较强时使光源部1的发光量相对减少，当周围光较弱时使光源部1的发光量相对增大，能够在确保第1图像的图像品质的同时实现耗电的降低和光源部1的长寿命化。

或者，也可以在低耗电模式下使多个光源（红外发光二极管）中的至少一部分不发光，进而，如果对象物（汽车AM）进入监视区域X内时通过的范围是已知的，则通过使光源的一部分发光以将图14（a）所示那样的监视区域X的左端的区域Y1作为照射范围，具有在使一部分光源不发光的情况下也能够防止对象物存在判断机构（判断控制部14）的判断精度的下降的优点。此外，如果如图14（b）所示那样将监视区域X的下端的区域Y2作为照射范围，则不论对象物从左右哪个方向进入且退出都能够判断该对象物的存在。

（实施方式4）

以下，参照图15～18对实施方式4进行说明。对于与实施方式1～3相同或类似的构成要素赋予相同的附图标记而省略重复说明。

本实施方式的摄像装置A7（监视照相机）如图15所示，具备将光源发光而向对象区域照射光的光源部1、对光源部1供电而使光源发光的发光控制部2、具备摄像元件（2维的CCD图像传感器）及将光向该摄像元件的受光面聚光的透镜（都未图示）等的摄像部3、控制摄像部3而使其摄像图像的摄像控制部4、生成同步于从光源部1照射光的照射期间而由摄像控制部4使摄像部3摄像的第1图像与在照射期间以外由摄像控制部4使摄像部3摄像的第2图像的差分图像的图像生成部7、检测由摄像部3接收的光量（接收光量）的减少的检测部15、以及当由检测部15检测的接收光量的减少量超过规定的上限值时进行报告的报告部16。其中，光源部1也可以与摄像装置分体地构成。

光源部1纵横排列配设作为光源的多个红外发光二极管（未图示）而成。发光控制部2例如将非常高的频率（例如，10MHz）的调制信号向光源部1的红外发光二极管输出而使其向对象区域照射红外光（调制光）。在摄像控制部4中，与从发光控制部2输出的调制信号同步，使摄像部3分别摄像第1图像及第2图像。

检测部15以微型计算机为主构成要素，将检测对象的差分图像与在该检测对象的差分图像以前在不存在对象物（即车辆）的状态下摄像的标准的差分图像比较，检测该检测对象的差分图像中的接收光量的减少。具体而言，在检测部15中，求出关于在使用开始前摄像的差分图像（标准的差分图像）中的全部像素的像素值的次数（频度）分布并记录到存储器中，求出关于从在使用开始后摄像的差分图像中定期地（例如每一至几周、或者每一至几个月）选出的检测对象的差分图像中的全部像素的像素值的次数分布。例如，当差分图像的像素值取0～255的范围的值时，只要求出将该全范围16等分而成的16个级别（0～15，16～31，32～47，48～63，…，234～249，250～255）的次数分布就可以（参照图16）。并且，检测部15比较在记录在存储器中的标准的差分图像中的次数分布中次数为最大的级别、与在检测对象的差分图像中的次数分布中次数为最大的级别，基于两者的级别差检测接收光量的减少。

即，如果因附着在摄像部3的透镜或用于保护摄像部3的透明的罩（都未图示）上的污渍或划痕的影响、或者光源部1的光源（红外发光二极管）老化而发光量减少的影响，由摄像部3的摄像元件接收的接收光量减少，则检测对象的差分图像中的各像素的像素值也下降，结果，差分图像中的次数分布的最大次数的级别变化（向像素值相对较小的级别变动），所以能够如上述那样基于标准的差分图像与检测对象的差分图像的级别差来检测接收光量的减少。

进而，在检测部15中，将上述级别差作为接收光量的减少量的参数，例如如果级别差超过3个级别，则看作减少量超过上限值，使报告部16报告（参照图16）。报告部16通过驱动蜂鸣器而使报告音鸣响、或者使显示灯点亮来报告检测部15的检测结果。并且，如果使用者注意到报告部16的报告而将透镜或罩清扫、或者将带有划痕的透镜或罩更换、或者将老化显著的光源更换为新的光源，则能够在这些操作后使摄像的差分图像的画质下降防患于未然。

另外，检测部15的检测方法并不限定于上述方法。例如，也可以是，将像素值为规定的阈值以上的像素的数量作为接收光量的减少量的参数，将在标准的差分图像中为阈值以上的像素数与在检测对象的差分图像中为阈值以上的像素数比较，例如如果后者的像素数为前者的像素数的7成以下，则看作减少量超过上限值，使报告部16报告。或者，将标准的差分图像与检测对象的差分图像的各像素的差值累积，如果该累积值超过规定值，则看作减少量超过上限值，使报告部16报告。

这里，如图17所示，将构成光源部1的多个红外发光二极管LD纵横排列配置，但如果将这些多个红外发光二极管LD分组为多个（在图示例中是3个）组G1、G2、G3、按各个组G1～G3发光而取得标准的差分图像及检测对象的差分图像，则能够按属于各组G1～G3的光源（红外发光二极管LD）、以及按对应于各个组G1～G3的透镜或罩的部位、即按污渍及划痕的部位检测接收光量的减少。

此外，如图18所示，在摄像装置A8具备多个（在图示例中是两个）的光源部1a、12的情况下，如果按各个光源部1a、12发光而取得标准的差分图像及检测对象的差分图像，则能够按各光源部1a、12、以及对应于各个光源部1a、12的透镜或罩的部位、即按污渍及划痕的部位检测接收光量的减少。

另外，当检测因光源部1的老化造成的接收光量的下降时，优选的是在光源部1发出的光（红外光）以外的周围光的影响较小的时期中取得标准的差分图像及检测对象的差分图像，所以只要将不是周围光（特别是太阳光）的影响较大的白天、而是在周围光为大致一定的期间即夜间中摄像的差分图像作为标准的差分图像及检测对象的差分图像就可以。如果这样在夜间取得标准的差分图像及检测对象的差分图像，则有检测部15的检测精度提高的优点。

（实施方式5）

以下，参照图19～图24对实施方式5进行说明。在本实施方式5的说明中，对于相同或类似的结构赋予相同的附图标记，省略重复说明。

本实施方式的摄像装置A9如图19所示，具备将多个红外发光二极管配设为矩阵状而成并向对象区域（汽车行驶的车道）照射红外光的光源部1、使电流流到光源部1的各红外发光二极管中而使其发光的发光控制部2、具有对红外光有感度的摄像元件的摄像部3、驱动控制摄像部3的驱动控制部4、用来将光向摄像元件聚光的透镜部5、控制透镜部5具备的光圈而调整向摄像部3入射的光量的入射光量调整部6、以及同步于从光源部1照射红外光的照射期间由摄像部3摄像的第1图像（发光时图像）与在照射期间以外由摄像部3摄像的第2图像（非发光时图像）的差分图像（光调制图像）的图像生成部7。另外，将由图像生成部7生成的差分图像向外部的图像记录装置B及显示装置C输出，记录到图像记录装置B中并显示在显示装置C上。

发光控制部2例如将非常高的频率（例如，10MHz）的调制信号向光源部1的红外发光二极管输出，使其向对象物（汽车）存在的对象区域照射调制光，并且通过增减流到红外发光二极管中的电流来调整调制光的光量。入射光量调整部6通过调节光圈的打开程度，调整通过光圈而入射到摄像部3的摄像元件中的光量。驱动像控制部4与基于发光控制部2的调制信号的红外发光二极管的发光周期同步，在照射调制光的照射期间和不照射调制光的非照射期间中分别将以由摄像部3的摄像元件接收的反射光成分为像素值的第1图像及第2图像向图像生成部7输出。

此外，本实施方式的摄像装置A9具备自动曝光部8，该自动曝光部8根据包含在差分图像的一部分范围（评价区）中的全部像素的像素值评价曝光量，控制发光控制部2而调整光源部1的发光量，或控制入射光量调整部4调节光圈来调整曝光量，以使该曝光量（像素值）处于规定的适当范围内。

进而，本实施方式的摄像装置A9具备将至少一部分与在对象区域中移动的对象物重叠的范围设定为评价区的评价区设定部17。例如，在对象物是汽车、特别是汽车的驾驶员的情况下，优选的是将包括汽车的前玻璃的范围设定为评价区，但如果汽车行驶，则图像（差分图像）中的该汽车的位置随着时间变化，评价区有可能从对象物（汽车的前玻璃）偏离。

所以，在本实施方式中，基于对象物的位置信息，评价区设定部17设定摄像下一帧的差分图像时的评价区。此外，为了取得对象物的位置信息，在摄像装置A9中具备从由图像生成部7生成的差分图像中提取对象物（汽车）的对象物提取部12、以及推测由对象物提取部12提取的对象物的位置的对象物位置推测部11。

对象物提取部12如图2所示，对于由图像生成部7连续生成的多帧的差分图像求出全像素的像素值的差分（时间上的变化量），提取该差分为规定的阈值以上的像素群作为对象物。

这里，由于作为对象物的汽车M沿着车道L向接近于门G的方向（在图2中是从右上朝向左下的方向）移动（行驶），所以如果知道汽车M的行驶速度，则能推测在下个第n+1个帧中摄像的汽车Mn+1的位置。因此，在对象物位置推测部11中，基于由对象物提取部12提取的对象物（汽车Μn-1，汽车Mn）的位置在帧间变位的变位量计算移动速度（行驶速度），并且基于该移动速度推测下一帧（第n+1个帧）中的对象物（汽车Mn+1）的位置（参照图2（c）中的虚线），将其推测结果（对象物的位置信息）向评价区设定部17传递。此外，在预先不知道作为对象物的汽车M移动（行驶）的朝向的情况下，例如，可以根据（汽车M-1，汽车M）的位置关系推测移动方向，根据推测的方向和汽车M的行驶速度推测下个第n+1个位置，将其推测结果向评价区设定部17传递。

评价区设定部17基于从对象物位置推测部11取得的位置信息，将评价区X设定为包括对象物（特别是汽车Μn+1的前玻璃）的范围（参照图2（c））。并且，将由评价区设定部17设定的评价区X的设定信息（评价区X的范围）向自动曝光部8发送，自动曝光部8根据包含在评价区X中的全部像素的像素值评价曝光量，进行曝光控制以使该曝光量处于规定的适当范围内。

于是，根据本实施方式的摄像装置A9，基于由位置推测机构（对象物提取部12及对象物位置推测部11）推测的下一帧的对象物的位置信息，评价区设定部17设定将该下一帧的差分图像摄像时的评价区X，所以在被摄体（对象物）移动的情况下也能够适当地评价曝光量。这里，也可以是，位置推测机构根据连续的多帧的差分图像依次推测对象物的位置，基于这些位置信息，评价区设定部17按各帧设定评价区。

（实施方式5的变形例1）

本实施方式5的变形例1的摄像装置A10如图20所示，其特征是，对象物提取部12不从由图像生成部7生成的差分图像，而从由设置在外部的通用摄像装置D摄像的图像中提取对象物（汽车）。其中，本变形例1的摄像装置A10的基本结构由于与实施方式5的摄像装置A9是共通的，所以对于共通的构成要素赋予相同的附图标记而适当省略图示及说明。

通用摄像装置D例如是市售的通用的CCD照相机，以与摄像装置A10大致相同的视角将对象区域摄像。并且，由通用摄像装置D摄像的图像向对象物提取部12输出。

对象物提取部12与实施方式5同样，对由通用摄像装置D连续摄像的多帧的图像求出全像素的像素值的差分（时间上的变化量），提取该差分为规定的阈值以上的像素群作为对象物。另外，关于对象物位置推测部11及评价区设定部17进行的处理，与实施方式5是共通的，所以省略说明。

于是，在本变形例1的摄像装置A10中，也与实施方式5的摄像装置A9同样，基于由位置推测机构（对象物提取部12及对象物位置推测部11）推测的下一帧的对象物的位置信息，评价区设定部17设定将该下一帧的差分图像摄像时的评价区X，所以即使在被摄体（对象物）移动的情况下也能够适当地评价曝光量。另外，也可以是，根据由通用摄像装置D摄像的多帧的图像，位置推测机构依次推测对象物的位置，基于这些位置信息，评价区设定部17按各帧设定评价区。

（实施方式5的变形例2）

本变形例2的摄像装置A11如图21所示，其特征是，代替对象物提取部12而基于由对象物检测装置E检测的对象物的位置，由对象物位置推测部12推测下一帧的差分图像中的对象物的位置。其中，本变形例2的摄像装置A11的基本结构由于与实施方式5的摄像装置A9是共通的，所以对共通的构成要素赋予相同的附图标记而适当省略图示及说明。

对象物检测装置E例如通过沿着车道L发送电波或超声波并接收被作为对象物的汽车反射而返回的反射波，来检测到该汽车的距离及行驶速度，将检测结果（汽车的位置及行驶速度）向摄像装置A11的对象物位置推测部12输出。

对象物位置推测部11基于从对象物检测装置E取得的对象物（汽车）的位置信息（汽车的位置及行驶速度）推测摄像下一帧的差分图像时的对象物的位置，将其推测结果向评价区设定部17输出。另外，关于评价区设定部17进行的处理，与实施方式5是共通的，所以省略说明。

于是，在本变形例2的摄像装置A11中，也与实施方式5及其变形例1的摄像装置A9、A10同样，基于由位置推测机构（对象物位置推测部11）推测的下一帧的对象物的位置信息，评价区设定部17设定将该下一帧的差分图像摄像时的评价区X，所以即使在被摄体（对象物）移动的情况下也能够适当地评价曝光量。另外，也可以是，基于由对象物检测装置E检测的对象物的位置及行驶速度，对象物位置推测部11依次推测对象物的位置，基于这些位置信息，评价区设定部17按各帧设定评价区。

（实施方式5的变形例3）

本变形例3的摄像装置A12如图22所示，其特征是，基于从外部的系统（例如，ETC系统F）获取的对象物（汽车）的信息，评价区设定部17设定评价区。其中，本变形例3的摄像装置A12的基本结构与实施方式5的摄像装置A9是共通的，所以对于共通的构成要素赋予相同的附图标记而适当省略图示及说明。

在ETC（电子不停车收费系统，其中，“ETC”是注册商标）系统F中，将搭载于汽车中的车载器中设置的信息、具体而言是记载在检车证中的车辆信息、例如车体的形式（箱型、客货两用、卡车等）及车体尺寸（全长、全宽、全高等）等从该车载器通过无线通信取得。并且，在本变形例3的摄像装置A12中，由评价区设定部17取得ETC系统F从作为对象物的汽车取得的车辆信息，基于该车辆信息设定评价区。

即，在汽车的车种是普通车和大型车（公共汽车或卡车等）时，驾驶席的高度位置较大地不同，所以需要根据这样的车种的差异设定评价区以使其与驾驶席重叠。为此，在本变形例3的摄像装置A12中，如图23（a）所示，将摄像范围用1条对角线划分为两个区域S1、S2，基于从ETC系统F取得的车辆信息，例如如果该汽车是大型车，则评价区设定部17将比对角线靠上侧的区域S1设定为评价区，如果该汽车是普通车，则评价区设定部17将比对角线靠下侧的区域S2设定为评价区。或者，也可以是，如图23（b）所示，将摄像范围在上下方向上划分为多个区域S3、S4，如果是大型车，则评价区设定部17将上侧的区域S3设定为评价区，如果是普通车，则评价区设定部17将下侧的区域S4设定为评价区。

于是，在本变形例3的摄像装置A12中，由于将汽车的车体的大小（车种）作为对象物的位置信息，即使在根据车体的大小而汽车的驾驶席的位置变化的情况下也设定评价区以使其与该驾驶席重叠，所以能够根据汽车的车种设定适当的评价区。

（实施方式5的变形例4）

另外，如果从摄像装置An（n=9、10、11、12）到作为对象物的汽车的距离比规定的摄像距离短，则有时由自动曝光部8调整的曝光量过多而摄像部3的摄像元件饱和。

所以，在本变形例4中，在实施方式5及其变形例1及2的某个摄像装置An中，作为曝光量调整机构的自动曝光部8在下一帧中的对象物的被推测的位置处于比规定的摄像距离近的范围中的情况下，通过从上述下一帧紧前的帧的曝光量减去规定值（偏置值）来决定该下一帧的曝光量。其中，本变形例4的摄像装置的结构与实施方式5及其变形例1及2的某个摄像装置An是共通的，所以关于共通的结构要素的图示及说明省略。

接着，参照图24的流程图说明本变形例4的自动曝光部8的动作。

如果由评价区设定部17设定下一帧的评价区完成（步骤S1），则在自动曝光部8中，基于对象物的位置信息推测下一帧中的到对象物（汽车）的距离（步骤S2），将该距离的推测值与规定的阈值比较（步骤S3）。并且，自动曝光部8在距离的推测值比阈值小的情况下（步骤S3中“是”），即在下一帧中的对象物的被推测的位置处于比规定的摄像距离近的范围中的情况下，将偏置值设定为W（>0）（步骤S4），在距离的推测值是阈值以上的情况下（步骤S3中“否”），将偏置值设为0（步骤S5）。进而，自动曝光部8进行前帧的曝光量的评价（步骤S6），通过从该曝光量减去偏置值而决定下一帧的曝光量（步骤S7），以所决定的曝光量执行曝光控制（步骤S8）。

这样，根据本变形例4，当从摄像装置An（n=9、10、11）到作为对象物的汽车的距离较短时能够防止摄像部3的摄像元件饱和。

以上，说明了本发明的优选的实施方式，但本发明并不限定于这些特定实施方式，能够不超过后续的权利要求书的范畴而进行多种多样的变更及修正，可以说它们也属于本发明的范畴。

Claims (35)

1.一种摄像装置，具备：

光照射机构，向对象区域照射光；

差分图像生成机构，生成第1图像与第2图像的差分图像，该第1图像是与该光照射机构照射上述光的照射期间同步而摄像的图像，该第2图像是在该照射期间以外摄像的图像；

透射率推测机构，推测存在于上述对象区域中的物体的对于上述光的透射率；以及

曝光量调整机构，基于该透射率推测机构的推测结果，调整曝光量以使上述差分图像中的曝光量处于规定的适当范围内；

上述透射率推测机构根据上述第1图像、上述第2图像或上述差分图像中的至少某一个图像，推测上述物体的透射率。

2.如权利要求1所述的摄像装置，

上述透射率推测机构预先存储有上述物体的种类和每个该种类的透射率，根据上述第1图像、上述第2图像或上述差分图像中的至少某一个图像确定上述种类，从而推测该物体的透射率。

3.如权利要求2所述的摄像装置，

上述透射率推测机构运算上述第1图像、上述第2图像或上述差分图像中的至少某一个图像的帧间差分来生成时间差分图像，对该时间差分图像进行图像处理，从而确定上述种类。

4.如权利要求2所述的摄像装置，

上述透射率推测机构运算上述第1图像、上述第2图像或上述差分图像中的至少某一个图像的背景差分来生成背景差分图像，对该背景差分图像进行图像处理，从而确定上述种类。

5.如权利要求2～4中任一项所述的摄像装置，

上述透射率推测机构从上述第1图像、上述第2图像或上述差分图像中的至少某一个图像中提取上述物体的特征部分，并且对该特征部分进行图像处理，从而确定上述种类。

6.如权利要求2～4中任一项所述的摄像装置，

上述透射率推测机构对上述第1图像、上述第2图像或上述差分图像中的至少某一个图像的一部分区域进行图像处理，从而确定上述种类。

7.如权利要求6所述的摄像装置，

上述透射率推测机构具备设定上述一部分区域的区域设定模式，该区域设定模式是针对在上述对象区域中不存在上述物体的状况下摄像的上述图像设定上述区域的模式。

8.如权利要求1～7中任一项所述的摄像装置，

在摄像上述透射率推测机构用于推测透射率的上述第1图像时，上述光照射机构调整上述光的照射范围或光量中的至少某一个。

9.如权利要求1～8中任一项所述的摄像装置，

上述曝光量调整机构按照上述透射率推测机构的推测结果，控制上述光照射机构以缩减上述光的照射范围。

10.如权利要求1所述的摄像装置，

上述透射率推测机构从上述图像中提取上述物体的特征部分，并且基于该特征部分的像素值推测该物体的透射率。

11.如权利要求1所述的摄像装置，还具备：

信息取得机构，取得与作为摄像的对象的对象物的状况有关的信息；以及

控制机构，基于由信息取得机构取得的信息控制光照射机构；

上述光照射机构具备：

多个光源部，分别具有一个至多个光源；以及

发光控制部，选择这些多个光源部中的一部分或全部而使其发光；

上述控制机构设定发光控制部所选择的光源部，以使向对象物以外照射的光变少。

12.如权利要求1所述的摄像装置，还具备：

对象物存在判断机构，判断在第1图像、第2图像或差分图像中是否摄像了对象物；以及

控制机构，当上述对象物存在判断机构的判断结果为否定时，控制光照射机构以使光源以低耗电模式发光，当上述对象物存在判断机构的判断结果为肯定时，控制光照射机构以使光源以耗电比上述低耗电模式高的通常模式发光。

13.如权利要求1所述的摄像装置，还具备：

检测机构，将上述检测对象的差分图像与在该检测对象的差分图像以前摄像的标准的差分图像比较，来检测该检测对象的差分图像中的接收光量的减少；

上述光照射机构具备一个至多个光源。

14.如权利要求1所述的摄像装置，还具备：

评价区设定机构，将以下范围设定为评价区，该范围是上述差分图像中的一部分范围，而且该范围的至少一部分与在对象区域中移动的对象物重叠；

曝光量评价机构，评价上述评价区中的曝光量；以及

曝光量调整机构，基于曝光量评价机构的评价结果，调整曝光量以使上述评价区中的曝光量处于规定的适当范围内；

上述评价区设定机构基于上述对象物的位置信息，设定摄像下一帧的差分图像时的评价区。

15.一种摄像装置，具备：

光照射机构，向对象区域照射光；

差分图像生成机构，生成第1图像与第2图像的差分图像，该第1图像是与光照射机构照射光的照射期间同步而摄像的图像，该第2图像是在照射期间以外摄像的图像；

信息取得机构，取得与作为摄像的对象的对象物的状况有关的信息；以及

控制机构，基于由信息取得机构取得的信息控制光照射机构；

上述光照射机构具备：

多个光源部，分别具有一个至多个光源；以及

发光控制部，选择这些多个光源部中的一部分或全部而使其发光；

上述控制机构设定发光控制部所选择的光源部，以使向对象物以外照射的光变少。

16.如权利要求15所述的摄像装置，

上述信息取得机构所取得的上述信息是与对象物的大小、距离及位置之中的某一个有关的信息。

17.如权利要求16所述的摄像装置，

上述信息取得机构运算多个差分图像或从外部取入的对象区域的图像的帧间差分来生成时间差分图像，根据该时间差分图像取得上述信息。

18.如权利要求16或17所述的摄像装置，

上述信息取得机构从外部获取上述信息。

19.如权利要求15～18中任一项所述的摄像装置，

上述控制机构按各帧设定发光控制部所选择的光源部。

20.一种摄像装置，具备：

光照射机构，使光源发光而向对象区域照射光；

差分图像生成机构，生成第1图像与第2图像的差分图像，该第1图像是与光照射机构照射光的照射期间同步而摄像的图像，该第2图像是在照射期间以外摄像的图像；

对象物存在判断机构，判断在第1图像、第2图像或差分图像中是否摄像了对象物；以及

控制机构，当对象物存在判断机构的判断结果为否定时，控制光照射机构以使光源以低耗电模式发光，当对象物存在判断机构的判断结果为肯定时，控制光照射机构以使光源以耗电比上述低耗电模式高的通常模式发光。

21.如权利要求20所述的摄像装置，

当上述对象物存在判断机构的判断结果为否定时，如果第2图像中的至少一部分像素的像素值是规定的阈值以上，则上述控制机构控制光照射机构以使光源不发光。

22.如权利要求20或21所述的摄像装置，

上述光照射机构使低耗电模式下的照射期间比通常模式下的照射期间短。

23.如权利要求22所述的摄像装置，

上述光照射机构按照第1图像中的至少一部分像素的像素值，调整低耗电模式下的光源的发光量。

24.如权利要求20或21所述的摄像装置，

上述光照射机构在低耗电模式下使多个光源中的至少一部分不发光。

25.如权利要求24所述的摄像装置，

上述光照射机构以对象物进入对象区域内时通过的范围包含在照射范围中的方式使光源发光。

26.一种摄像装置，具备：

光照射机构，具有一个至多个光源，使该光源发光而向对象区域照射光；

差分图像生成机构，生成第1图像与第2图像的差分图像，该第1图像是与光照射机构照射光的照射期间同步而摄像的图像，该第2图像是在照射期间以外摄像的图像；

检测机构，将检测对象的差分图像与在该检测对象的差分图像以前摄像的标准的差分图像比较，来检测该检测对象的差分图像中的接收光量的减少；以及

报告机构，当由检测机构检测的接收光量的减少量超过规定的上限值时进行报告。

27.如权利要求26所述的摄像装置，

上述检测机构对在光源所发出的光以外的周围光为大致一定的期间中摄像的上述检测对象的差分图像及标准的差分图像进行比较。

28.如权利要求26或27所述的摄像装置，

上述光照射机构具有：

多个光源；以及

发光控制部，使这些光源个别地发光或按多个组中的每组发光；

上述检测机构对使多个光源个别地发光或按每组发光而摄像的上述检测对象的差分图像及标准的差分图像进行比较。

29.如权利要求26或27所述的摄像装置，

上述光照射机构具有：

由一个至多个光源构成的多个光源部；以及

发光控制部，使这些多个光源部个别地发光；

上述检测机构对使多个光源部个别地发光而摄像的上述检测对象的差分图像及标准的差分图像进行比较。

30.如权利要求26～29中任一项所述的摄像装置，

上述检测机构对在夜间摄像的上述检测对象的差分图像及标准的差分图像进行比较。

31.一种摄像装置，具备：

光照射机构，向对象区域照射光；

差分图像生成机构，生成第1图像与第2图像的差分图像，该第1图像是与上述光照射机构照射光的照射期间同步而摄像的图像，该第2图像是在照射期间以外摄像的图像；

评价区设定机构，将以下范围设定为评价区，该范围是上述差分图像中的一部分范围，而且该范围的至少一部分与在对象区域中移动的对象物重叠；

曝光量评价机构，评价上述评价区中的曝光量；

曝光量调整机构，基于上述曝光量评价机构的评价结果，调整曝光量以使上述评价区中的曝光量处于规定的适当范围内；以及

位置推测机构，基于对象物的移动方向、移动速度、位置或大小之中的至少某一个的信息，推测摄像下一帧的差分图像时的该对象物的位置；

上述评价区设定机构将上述位置推测机构的推测结果作为上述位置信息。

32.如权利要求31所述的摄像装置，

上述位置推测机构运算多个差分图像或从外部取入的对象区域的图像的帧间差分来生成时间差分图像，根据该时间差分图像取得对象物的移动方向、移动速度、位置或大小之中的至少某一个的信息。

33.如权利要求31所述的摄像装置，

上述位置推测机构从外部获取对象物的移动方向、移动速度、位置或大小之中的至少某一个的信息。

34.如权利要求31～33中任一项所述的摄像装置，

上述评价区设定机构按各帧设定评价区。

35.如权利要求31～34中任一项所述的摄像装置，

在下一帧中的对象物的被推测的位置处于比规定的摄像距离近的范围内的情况下，上述曝光量调整机构从上述下一帧的紧前的帧中的曝光量减去规定值，从而决定该下一帧中的曝光量。

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