In
Anbetracht der zuvor beschriebenen und anderer Probleme, sieht die
vorliegende Erfindung eine Bildgebungsvorrichtung vor, die eine
klare Abbildung eines Objekts im Inneren oder der Nähe eines Fahrzeugs
aufzeichnet.
Die
Bildgebungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung enthält eine
Bildgebungseinheit mit einer Linse zum Aufzeichnen des Bildes einer
Situation in einer perspektivischen Ansicht, und eine Belichtungssteuereinheit
zum Steuern der Belichtung der Bildaufnahme durch die Bildgebungseinheit.
Die Bildgebungseinheit nimmt im Wesentlichen eine Gesamtperspektive
in dem Fahrzeug einschließlich
von zumindest Abschnitten der Seitenfenster des Fahrzeugs auf, und
die Belichtunssteuereinheit in der Bildgebungsvorrichtung verwendet
die Helligkeit einer Fläche
bzw. eines Bereichs in einem vorbestimmten Rahmen der Abbildung,
die durch die Bildgebungseinheit aufgezeichnet wird, um die Belichtung bei
der Bildaufzeichnung zu bestimmen, wobei der Bereich bzw. die Fläche in den
vorbestimmten Rahmen der Abbildung teilweise so eingestellt wird,
dass sie in der Nähe
einer Zielfläche
der Bildaufzeichnung positioniert ist.
Auf
diese Art und Weise nimmt die Bildgebungseinheit der vorliegenden
Erfindung ein Bild des Objekts in dem Fahrzeug unter Berücksichtigung
der Belichtung auf der Grundlage der Helligkeit einer Fläche bzw.
eines Bereichs auf, die bzw. der nicht durch direktes Sonnenlicht
von außerhalb
des Fahrzeugs bestrahlt wird. Folglich wird die Abbildung des Objekts
in dem Fahrzeug klar erkennbar ausgebildet, da die Belichtung der
Bildaufzeichnung im Hinblick auf die Helligkeit des Zielobjektes
geeignet gesteuert wird.
Die
Bildgebungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist ferner durch
die folgenden Aspekte gekennzeichnet. Das heißt, die Helligkeit, die zur
Bestimmung der Belichtung verwendet wird, wird anhand der Fläche bzw.
des Bereichs der Abbildung bestimmt, die einen Fahrgast auf einem
Vordersitz des Fahrzeugs einschließt. Auf diese Art und Weise
wird die Belichtung für
die Bildaufzeichnung derart geeignet bestimmt, dass beispielsweise
die Aufnahme des Gesichts des Fahrgastes möglich ist.
Ferner
wird die Bildgebungseinheit in der Nähe eines vorderen Abschnitts
des Daches innerhalb des Fahrzeugs positioniert. Auf diese Art und Weise
kann im Wesentlichen eine Gesamtperspektive des Fahrzeuginneren
einschließlich
der Fenster auf der linken und rechten Seite in der Abbildung aufgezeichnet
werden, die durch die Bildgebungseinheit aufgezeichnet wird.
Des
weiteren wird die Helligkeit, die zum Bestimmen der Belichtung verwendet
wird, von dem Bereich in dem vorbestimmten Rahmen aufgezeichnet, der
einen Mittelabschnitt eines rückwärtigen Sitzes enthält. Beispielsweise
wird die Belichtung der Bildgebung für den Bereich der Abbildung
bestimmt, der teilweise das Gesicht des Fahrers auf dem Vordersitz und
dem Rücksitz
enthält,
welcher in der Regel kaum durch direktes Sonnenlicht bestrahlt wird.
Darüber hinaus
wird die Helligkeit, die zum Bestimmen der Belichtung verwendet
wird, von dem Bereich der Abbildung der Fenster auf beiden Seiten des
Fahrzeugs aufgezeichnet. Beispielsweise wird die Belichtung der
Bildaufzeichnung auf der Grundlage des Bereichs der Abbildung der
Fenster bestimmt. Auf diese Art und Weise wird eine Überbelichtung
der Bildaufzeichnung durch die Berücksichtigung des durch die
Fenster einfallenden Sonnenlichtes verhindert.
Des
weiteren steuert die Belichtungssteuereinheit die Belichtung der
Bildaufzeichnung durch Gewichtung von Flächen bzw. Bereichen in der
Abbildung. Das heißt,
die Helligkeit in eines Bereichs innerhalb eines Belichtungsbestimmungsrahmens
wird unterschiedlich zu der Helligkeit in einem Bereich außerhalb
davon gewichtet. Die Gewichtung der Helligkeit in dem Belichtungsbestimmungsrahmen
ist größer als
die Gewichtung der Helligkeit außerhalb des Belichtungsbestimmungsrahmens.
Auf diese Art und Weise wird die Helligkeit in dem Belichtungsbestimmungsrahmen
gegenüber
der Helligkeit außerhalb des
Rahmens im Verlauf der Bildaufzeichnung priorisiert.
Des
weiteren ist die Bildgebungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung
in der Nähe
des vorderen Endes des Fahrzeugdaches positioniert. Auf diese Art
und Weise wird die Bildgebungsvorrichtung geeignet in das Innendach
des Fahrzeuges integriert und ist zum Bildaufzeichnen der perspektivischen Ansicht
des Fahrzeuginneren, einschließlich
zumindest von Abschnitten der Fenster auf beiden Seiten in der Lage.
Die Positionierung der Bildgebungsvorrichtung ist vorteilhaft für die Vermeidung
einer Projektion von direktem Sonnenlicht auf die Linsen der Bildgebungsvorrichtung
und ebenso vorteilhaft für
die Vermeidung von Störungen
durch ein Sonnendach.
Andere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit
der begleiteten Zeichnung besser ersichtlich, in welcher:
1 eine
Darstellung einer Bildgebungsvorrichtung, die in ein Fahrzeug positioniert
ist, gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
2A eine
Seitenansicht einer Position der Bildgebungsvorrichtung zeigt;
2B eine
Draufsicht der Position der Bildgebungsvorrichtung zeigt;
2C eine
rückwärtige Ansicht
der Position der Bildgebungsvorrichtung zeigt;
3 eine
Darstellung der Position der Bildgebungsvorrichtung relativ zu den
Seitenfenstern des Fahrzeugs zeigt;
4 eine
Darstellung einer Abbildung zeigt, die durch die Bildgebungsvorrichtung
aufgenommen worden ist;
5 einen
schematischen Aufbau der Bildgebungsvorrichtung der vorliegenden
Erfindung zeigt;
6A eine
Darstellung der Abbildung mit einem Belichtungsrahmen zeigt, wie
er bei einer herkömmlichen
Bildgebungsvorrichtung verwendet wird;
6B eine
Darstellung der Abbildung mit einem Belichtungsrahmen zeigt, wie
er in der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
6C eine
Darstellung der Abbildung mit dem Belichtungsrahmen zeigt, wie er
bei einer modifizierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
7 eine
Vergleichstabelle von Parametereinstellungen für die Bildaufzeichnung zeigt;
und
8 eine
Darstellung der Bildgebungsvorrichtung zeigt, die an einer Mitte
des Daches positioniert ist.
Im
folgenden werden Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
Die Bildgebungsvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung
wird als ein Teil eines Systems in 1 dargestellt.
Das heißt,
die Bildgebungsvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung
ist beispielsweise für
die Verwendung in einem Fahrzeugsicherheitssystem zusammen mit einer
Beleuchtungsvorrichtung 60 gedacht. Die Bildgebungsvorrichtung 1 und
die Beleuchtungsvorrichtung 60 sind an einem vorderem Ende
des Innendachs des Fahrzeugs 2 angeordnet und werden durch
eine Steuervorrichtung (nicht in dieser Figur gezeigt) gemeinsam
zum Aufzeichnen einer Abbildung der Situation, beispielsweise beim
Eindringen in das Fahrzeug 2 oder einer ähnlichen
Situation gesteuert.
2A bis 2C zeigen
eine Darstellung der Draufsicht, einer Seitensicht bzw. einer rückwärtigen Ansicht
der Bildgebungsvorrichtung 1, die an dem vorderen Ende
des Innendachs positioniert ist. Die Linse 11 der Bildgebungsvorrichtung 1 ist
eine Fischaugenlinse, die zum Aufzeichnen einer Abbildung in einem
seitlichen Blickwinkel von mindestens 180 Grad und einem vertikalen
Blickwinkel von mindestens 150 Grad in der Lage ist, was die Abschnitte der
Seitenfenster des Fahrzeugs 2 in der perspektivischen Ansicht
einschließt.
Auf diese Art und Weise kann die Position und das Vorhandensein
der Bildgebungsvorrichtung 1 kaum von außerhalb
des Fahrzeugs 2 erkannt werden. Ferner wird eine Störung der
Bildgebungsvorrichtung 1 durch ein Sonnendach bei der Positionierung
der Bildgebungsvorrichtung an oder in der Nähe des vorderen Ende des Daches
verhindert.
3 zeigt
eine Darstellung (eine vergrößerte Ansicht
eines Rahmens A in 2A) der Position der Bildgebungsvorrichtung 1 relativ
zu dem Seitenfenster des Fahrzeugs 2. Das heißt, die
Bildgebungsvorrichtung 1 ist über einer Höhe des oberen Endes des Seitenfensters
angeordnet. Auf diese Art und Weise wird die Bildgebungsvorrichtung 1 effektiv
vor der Beeinflussung durch darauf projiziertes direktes Sonnenlicht,
das in das Fahrzeug 2 über
die Seitenfenster einstrahlt, geschützt.
4 zeigt
eine Darstellung eines Bildes, wie es durch die Bildgebungsvorrichtung 1 aufgezeichnet
worden ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform zeigt die Bildgebungsvorrichtung 1 in
eine Richtung, die von der vertikalen Linie in Richtung des rückwärtigen Endes
des Fahrzeugs geneigt ist, um eine vordere Windschutzscheibe von
der Abbildung aus zu nehmen. Das heißt, das durch die Bildgebungsvorrichtung 1 aufgenommene
Bild enthält
die Seitenfenster, ein rückwärtiges Fenster,
den gesamten Innenraum des Fahrzeugs 2 und ebenso die Innenoberflächen der
Türen,
Sitze, des Armaturenbretts usw.
Die
Richtung der Bildgebungsvorrichtung 1 wird aufgrund der
folgenden Überlegung
bestimmt. Das heißt,
die Bildgebungsvorrichtung 1 ist der direkten Sonnenein strahlung
ausgesetzt, wenn die Linsen 11 der Vorrichtung 1 vertikal
nach unten gerichtet sind, um die Windschutzscheibe in die Abbildung
einzuschließen.
Die Abbildung, die von der Bildgebungsvorrichtung 1 aufgezeichnet
worden ist, verschlechtert sich jedoch, wenn das Sonnenlicht direkt auf
die Linsen 11 der Bildgebungsvorrichtung 1 projiziert
wird.
Ein
anderer Punkt bei diesen Überlegungen ist,
dass ein Fahrzeugdiebstahl aufgrund der Stärke des Glases, das für die Windschutzscheibe
verwendet wird, selten durch Einschlagen der Windschutzscheibe erfolgt.
Ferner kann eine Abbildung des Diebes, der das Fahrzeug bedient
oder Teile des Armaturenbretts entfernt durch Einschließen von
zumindest eines Bereichs nahe der Vordersitze, d. h. den Fahrersitz
und den Beifahrersitz, aufgezeichnet werden.
5 zeigt
eine schematische Darstellung der Bildgebungsvorrichtung 1 der
vorliegenden Erfindung. Die Bildgebungsvorrichtung 1 enthält eine
Linse 11, einen Bildsensor 12, eine Verstärkungssteuervorrichtung 20,
eine Sensoransteuervorrichtung 30, eine Signalsteuerschaltung 40 mit
einem A/D-Wandler 41, einem Signalprozessor 42,
einem A/E-Wellendetektor 43, einer Steuervorrichtung 44,
einem EEPROM 45 und einem D/A-Wandler 46. Die
Bildgebungsvorrichtung 1 verwendet den Bildsensor 12 zum
Aufzeichnen einer perspektivischen Ansicht in dem Vehikel 2,
welche durch die Linsen 11 optisch erfasst wird. Der Bildensor 12 gibt
ein Analogsignal zum Übertragen
einer Abbildung der perspektivischen Ansicht mit einem Helligkeitsattribut
für jeden Pixel
in der Abbildung aus. Die Sensoransteuerschaltung 30 steuert
die Verschlussgeschwindigkeit und die Apertur des Bildsensors 12 für eine optimale
Einstellung der Belichtung bei der Bildaufnahme durch die Bildgebungsvorrichtung 1.
Die
Verstärkungssteuervorrichtung 20 verstärkt automatisch
das Analogsignal von dem Bildsensor 12 auf der Grundlage
einer Amplitude, die in der Signalsteuerschaltung 40 berechnet
worden ist. Die Steuerschaltung 40 steuert ebenso die Sensoransteuerschaltung 30 zum
Erfassen der Abbildung mit der optimalen Belichtung.
Der
A/D-Wandler 41 wandelt das Analogsignal von der Verstärkungssteuervorrichtung 20 in
ein digitales Signal um.
Der
Signalprozessor 42 führt
eine Helligkeitsberechnung zum Bestimmen der Helligkeit jedes Pixels
in der Abbildung durch, und sendet ein Helligkeitssignal für jedes
Pixel, das von horizontalen/vertikalen Synchronisationssignalen
begleitet wird, zu dem A/E-Wellendetektor 43. Der Signalprozessor 42 führt ebenso
eine Ausgabekorrekturverarbeitung zum Extrahieren der Kanten bzw.
Ränder
in dem Bild, sowie eine Farbkorrekturverarbeitung zum genauen Erfassen
von Farben in der Abbildung durch, und das Helligkeitssignal wird
nach der Korrektur zu dem D/A-Wandler 46 gesandt. Der D/A-Wandler 46 wandelt
das digitale Signal von dem Signalprozessor 42 in ein analoges
Signal um, bevor das analoge Signal zu einer Treiber-Schaltung weitergeleitet
wird.
Der
A/E-Wellendetektor 43 erfasst die Helligkeit eines jeden
Pixels in der Abbildung. Der A/E-Wellendetektor 43 stellt
einen automatischen Belichtungsrahmen als einen Referenzabschnitt
innerhalb der Abbildung ein. 6A zeigt
eine Position des automatischen Belichtungsrahmens Ea in der Abbildung,
wenn die herkömmliche
Bildgebungsvorrichtung 1 als eine rückwärtige Fahrkamera (reverse travel
camera) (d.h. eine nach hinten, entgegen der Fahrtrichtung gerichtete
Kamera) ausgebildet ist, und 6B stellt
eine Position des automatischen Belichtungsrahmens Eb in der Abbildung
der Bildgebungsvorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung
dar.
Der
Belichtungsrahmen Ea der herkömmlichen
Bildgebungsvorrichtung 1 wird in einem unteren Abschnitt
der Abbildung positioniert, wenn die Bildgebungsvorrichtung 1 eine
Implementierung einer rückwärtigen Fahrkamera
ist, da eine rückwärtige Fahrkamera
ursprünglich
zum Aufzeichnen der Straßenoberfläche gedacht
ist. Das heißt,
die Belichtung der Abbildung wird auf der Grundlage der Helligkeit
des Belichtungsrahmens gesteuert, der so ein gestellt ist, dass
er die Straßenoberfläche einschließt. Jedoch enthält der untere
Abschnitt der Abbildung immer den Vordersitzbereich, wenn die Bildgebungsvorrichtung 1 zum
Aufzeichnen der Abbildung in dem Fahrzeug 2 verwendet wird.
Folglich ist es bei Bildern, die durch die herkömmliche abgewandelte Bildgebungsvorrichtung 1 auf
der Grundlage der Belichtung für
den vorderen Sitzbereich aufgezeichnet werden, nicht möglich, eine
klare Abbildung zu erzielen, da die Helligkeit des Vordersitzbereichs
bei direkter Sonneneinstrahlung manchmal zu hoch ist, um als Referenzbereich
verwendet zu werden.
Im
Gegensatz dazu ist der Belichtungsrahmen Eb der erfindungsgemäßen Bildgebungsvorrichtung 1 in
einem oberen Abschnitt der Abbildung, wie in 6B gezeigt,
positioniert. Genauer gesagt ist der Belichtungsrahmen Eb so eingestellt,
daß er
einen Mittelabschnitt des rückwärtigen Sitzes
enthält. Auf
diese Art und Weise enthält
der Belichtungsrahmen Eb einen Abschnitt der Abbildung, der kaum
der direkten Sonnenausstrahlung ausgesetzt ist. Der Belichtungsrahmen
Eb, der auf diese Art und Weise positioniert wird, ist darüber hinaus
ebenso vorteilhaft, da der Rahmen Eb nahe dem Gesicht eines Fahrers bis
auf den Vordersitz positioniert ist.
7 zeigt
eine Vergleichstabelle von Parametereinstellungen zur Bildaufzeichnung.
D. h., der A/E-Wellendetektor 43 stellt ein größeres Gewicht
für die
Helligkeit der Pixelebene in dem Rahmen Eb als für die Pixel außerhalb
des Rahmens Eb ein, wenn die Helligkeit erfaßt wird. Bei der vorliegenden
Erfindung wird die Gewichtung (W) für die Pixel in den Rahmen Eb
auf 1 eingestellt, und die Gewichtung für andere Pixel wird auf 1/b
eingestellt. Auf diese Art und Weise wird die Belichtung der Abbildung
durch Priorisieren der Helligkeit in dem Rahmen Eb gesteuert.
Die
Konstante b, die bei der Gewichtung verwendet wird, wird größer eingestellt
als die Konstante a, die bei der rückwärtigen Fahrkamera verwendet wird.
D. h., die Gewichtung der Pixel in dem Rahmen Eb ist stärker als
die in der rückwärtige Fahrkamera.
Die
anderen Parameter, die für
die Bildaufzeichnung verwendet werden, werden in der folgenden Art
und Weise anhand eines allgemeinen Dunkelbildes in dem Rahmen Eb
bestimmt. Beispielsweise wird ein Zielbelichtungswert und eine Verstärkungsamplitude
so eingestellt, daß sie
höher sind
als bei der rückwärtigen Fahrkamera, und
die Parameter für
die Rand/Kantenverstärkung
und für
die Klarheit/Lebhaftigkeit der Farbe wird ebenso größer eingestellt,
als bei den Einstellungen der rückwärtigen Fahrkamera.
Die
Steuervorrichtung 44 berechnet den Zielbelichtungswert
auf der Grundlage der von dem A/E-Wellendetektor erfaßten Helligkeit
und den Einstellungen, die in dem EEPROM 45 gespeichert
sind. Die Steuervorrichtung 44 sendet nach der Berechnung
das Belichtungssignal zu der Sensoransteuerschaltung 30.
Die Steuervorrichtung 44 berechnet ebenso die Amplitude
des Analogsignals und gibt ein Amplitudensignal an die Verstärkungssteuervorrichtung 20 aus.
Auf
diese Art und Weise bildet die Bildgebungsvorrichtung 1 der
vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise eine klare Abbildung
der perspektivischen Ansicht in dem Fahrzeug 2 auf der
Grundlage der Helligkeit in dem Belichtungsrahmen Eb aus, der so
eingestellt ist, daß der
Mittelabschnitt des Rücksitzes
eingeschlossen ist.
Obgleich
die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit ihrer bevorzugten
Ausführungsform
und unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung vollständig worden
ist, ist zu beachten, daß zahlreiche Änderungen
und Modifikationen für den
Fachmann offensichtlich sind.
Beispielsweise
kann der Belichtungsrahmen Eb so eingestellt sein, daß ein Abschnitt
der Seitenfenster des Fahrzeugs 2 enthalten ist. D. h.,
die Belichtungsrahmen Ec können
in einem Fensterbereich der Abbildung, wie in 6C gezeigt,
positioniert sein. Auf diese Art und Weise kann die Belichtung der durch
die Bildgebungsvorrichtung 1 aufgezeichneten Bilder geeignet
gesteuert werden, da der Belichtungsrahmen Ec bzw. die Belichtungsrahmen
Ec die genaue Erfassung der in dem Fahrzeug herrschenden Sonnenlichtbedingungen
ermöglicht.
Derartige Änderungen
und Modifikationen sind als innerhalb des Umfangs der vorliegenden
Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, liegend
aufzufassen.