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Bezugnahme auf verwandte Anmeldung
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Die vorliegende Offenbarung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nummer 2012-220664 , eingereicht am 2. Oktober 2012, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein in einem Fahrzeug montiertes Verfahren zur Überwachung des Zustands eines das Fahrzeug bedienenden Bedieners.
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Stand der Technik
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Herkömmlicherweise verwendet eine in einem Fahrzeug montierte Zustandsüberwachungsvorrichtung ein durch Abbilden des Gesichts eines Bedieners erfasstes Gesichtsbild, um den Zustand des Bedieners zu überwachen. Für die Aufnahme eines Gesichtsbildes weist die Zustandsüberwachungsvorrichtung auf: eine Lichtemissionseinheit zum Aussenden bzw. zur Emission von erhellendem Licht in Richtung eines vorherbestimmten Bereichs, welcher vorläufig als ein Bereich definiert worden ist, in welchem sich das Gesicht des Bedieners befindet, und eine Bildgebungseinheit für das Aufnehmen eines Bildes des Gesichts durch Empfangen von von dem vorherbestimmten Bereich einfallendem Licht.
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Patentschrift 1 offenbart eine Bildgebungsvorrichtung mit: einer Blitzvorrichtung, welche einen Blitz hat, welcher mit der oben beschriebenen Lichtemissionseinheit verwandt ist; und ein Bildgebungselement, welches mit der oben beschriebenen Bildgebungseinheit verwandt ist. Die Bildgebungsvorrichtung stellt eine Länge einer Belichtungsperiode, in welcher das Bildgebungselement in einen Belichtungszustand versetzt ist, als konstant ein. Gemäß der Helligkeit eines abzubildenden Subjekts verändert die Vorrichtung die Länge einer Lichtemissionsperiode des Blitzes in der Belichtungsperiode und verändert dadurch die Menge des ausgesendeten Lichts bzw. die Lichtemissionsmenge. Weiterhin führt die Veränderung der Lichtemissionsmenge des Blitzes zu einer Anpassung der Lichtemissionsstartzeitgebung des Blitzes.
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Im Gegensatz dazu kann die oben beschriebene Zustandsüberwachungsvorrichtung, welche sich von der Bildgebungsvorrichtung der Patentschrift 1 unterscheidet, die Länge der Belichtungsperiode in der Bildgebungseinheit verändern. Daher kann ein Gradierungswert eines Gesichtsbildes derart eingestellt werden, dass er unabhängig von der Intensität des das Gesicht des Bedieners erreichenden Umgebungslichts in einem vorherbestimmten Bereich liegt. Die Lichtemissionseinheit wird derartig angesteuert, dass die Aussendung von hellem Licht in der Belichtungsperiode beibehalten wird.
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Stand der Technik
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- Patentschrift 1: JP 2007-193061 A
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfinder der vorliegenden Erfindung befasste sich mit der Lichtemission der Lichtemissionseinheit, welche in der Belichtungsperiode anhielt und untersuchte eine Reduktion der mit der Lichtemission einhergehenden Wärmeerzeugung. Dies führt dazu, dass in Fällen, in welchen die Lichtemissionshelligkeit des erhellenden Lichts von der Lichtemissionseinheit verringert wird, um die Wärmeerzeugung zu verringern, das Gesichtsbild nicht genau aufgezeichnet werden kann, wenn das das Gesicht des Bedieners erreichende Umgebungslicht stark ist.
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Im Speziellen beleuchtet das Umgebungslicht nur einen Teil des Gesichts des Bedieners stark. Dies macht es unmöglich, das gesamte Gesichtsbild durch Einstellen der Länge der Belichtungsperiode auf einen angemessenen Gradierungswert einzustellen. Wenn die Funktion der Lichtemissionseinheit, welche den Einfluss des Umgebungslichtes zum Zeitpunkt der Aufzeichnung eines Gesichtsbilds reduziert, nicht ausgeführt wird, kann die Bildgebungseinheit das Gesichtsbild nicht genau aufzeichnen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zustandsüberwachungsvorrichtung bereitzustellen, welche ein Gesichtsbild genau bzw. akkurat aufzeichnen kann, während die mit der Lichtemission einhergehende Wärmeerzeugung reduziert wird.
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Um diese Aufgabe zu erfüllen, überwacht gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine in einem Fahrzeug montierte Zustandsüberwachungsvorrichtung einen Zustand eines das Fahrzeug bedienenden Bedieners unter Verwendung eines durch Aufzeichnen des Gesichts des Bedieners erhaltenen Gesichtsbildes. Die Vorrichtung weist das Folgende auf: eine Bildgebungseinheit, welche das Gesichtsbild durch Empfangen von von einem vorherbestimmten Bereich, welcher vorläufig als ein Bereich definiert ist, in welchem sich das Gesicht des Bedieners befindet, einfallendem Licht erzeugt; einen Bildgebungssteuerungsabschnitt, welcher einen Gradierungswert des Gesichtsbildes durch Verändern der Länge einer Belichtungsperiode, in welcher die Bildgebungseinheit in einen Belichtungszustand gesetzt ist, einstellt; eine Lichtemissionseinheit, welche kontinuierlich erhellendes Licht in Richtung des vorherbestimmten Bereichs in der durch die Bildgebungssteuerungseinheit eingestellten Belichtungsperiode emittiert bzw. aussendet, und einen Lichtemissionssteuerungsabschnitt, welcher die Lichtemissionseinheit derart steuert, dass die Lichtemissionshelligkeit zur Startzeit der Belichtungsperiode höher wird, wenn die Belichtungsperiode durch den Bildgebungssteuerungsabschnitt verkürzt wird.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Zustandsüberwachungsverfahren bereitgestellt, welches einen in dem Fahrzeug montierten Computer dazu veranlasst, den Zustand eines das Fahrzeug bedienenden Bedieners unter Verwendung eines durch Aufzeichnung des Gesichts des Bedieners erfassten Gesichtsbildes zu überwachen. Das Verfahren beinhaltet: einen Bildgebungsschritt der Erzeugung des Gesichtsbildes durch Empfangen von von einem vorherbestimmten Bereich, welcher vorläufig als ein Bereich definiert ist, in welchem sich das Gesicht des Bedieners befindet, einfallendem Licht; einen Bildgebungssteuerungsschritt der Einstellung eines Gradierungswertes des Gesichtsbilds durch Verändern einer Länge einer Belichtungsperiode, in welcher ein Belichtungszustand in dem Bildgebungsschritt festgesetzt ist; ein Lichtemissionsschritt der kontinuierlichen Aussendung erhellenden Lichts hin zu dem vorherbestimmten Bereichs in der Belichtungsperiode, welche in dem Bildgebungssteuerungsschritt festgesetzt ist; und ein Lichtemissionssteuerungsschritt der Steuerung des Lichtemissionsschritts, so dass die Lichtemissionshelligkeit zu einer Startzeit der Belichtungsperiode höher wird, wenn die Belichtungsperiode verkürzt wird in dem Bildgebungssteuerungsschritt.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein nicht-flüchtiges computerlesbares Speichermedium bereitgestellt, welches Anweisungen für die Ausführung durch einen Computer enthält. Diese Anweisungen beinhalten das Zustandsüberwachungsverfahren gemäß dem oben genannten zweiten Aspekt. Das Verfahren ist computerimplementiert.
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Die oben genannten Aspekte verkürzen die Belichtungsperiode zu der Zeit der Bildgebung eines Gesichts, um einen Gradierungswert eines Gesichts zu reduzieren, wenn das das Gesicht des Bedieners erreichende Umgebungslicht stark ist.
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Demgemäß wird die Lichtemissionshelligkeit des erhellenden Lichts, welches hin zu einem vorherbestimmten Bereich zum Zeitpunkt des Starts der Belichtungsperiode ausgesandt wird, derart eingestellt, dass sie hoch ist. Dies ermöglicht es, dass das starke erhellende Licht kontinuierlich hin zum Gesicht des Bedieners ausgesandt wird, wodurch eine Reduktion in dem Einfluss des Umgebungslichts zum Zeitpunkt der Aufzeichnung des Gesichtsbildes ermöglicht wird.
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Auf der anderen Seite wird, wenn das das Gesicht des Bedieners erreichende Umgebungslicht schwach ist, die Belichtungszeit zu dem Zeitpunkt der Aufzeichnung des Gesichts derart eingestellt, dass sie lang ist, so dass sich der Gradierungswert des Gesichtsbildes verbessert. Demgemäß wird die Lichtemissionshelligkeit des Erhellungslichts, welches in Richtung des vorherbestimmten Bereichs zum Zeitpunkt des Zustands der Belichtungsperiode ausgesandt wird, derart eingestellt, dass sie gering ist. In diesem Fall wird, da das Umgebungslicht schwach ist, der Einfluss des Umgebungslichts auf das Gesichtsbild gering, sogar wenn die Helligkeit des zu dem Gesicht ausgesandten erhellenden Lichts gering ist. Eine derartige Unterdrückung der Lichtemissionshelligkeit zu dem Zeitpunkt des Starts der Belichtungsperiode kann eine Reduktion in der mit der Lichtemission einhergehenden Wärmeerzeugung realisieren.
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Die oben genannten Maßnahmen und Merkmale ermöglichen eine genaue Aufzeichnung eines Gesichtsbildes bei gleichzeitiger verlässlicher Reduktion der mit der Lichtemission einhergehenden Wärmeerzeugung.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die oben genannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Figuren. In den Figuren ist:
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1 ein Diagramm für die Erklärung der Anordnung einer Zustandsüberwachungsvorrichtung in einem Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ein Blockdiagramm zur Erklärung der elektrischen Komponenten der Zustandsüberwachungsvorrichtung,
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3 eine Perspektivansicht zur Erklärung der mechanischen Komponenten der Zustandsüberwachungsvorrichtung;
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4 ein Diagramm, welches schematisch ein Beispiel eines Gesichtsbildes zeigt;
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5 eine Zeitgebungstabelle, welche einen Übergang einer Vorrichtungstemperatur, einen Belichtungszustand und einem Lichtemissionszustand zeigt;
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6 ein Diagramm, in welchem die einen Lichtemissionszustand zeigende Wellenform überlappend dargestellt ist mit einer einen Belichtungszustand darstellenden Wellenform;
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7 ein Diagramm, in welchem die den Lichtemissionszustand anzeigende Wellenform auf überlappende Weise mit einer einen Belichtungszustand darstellenden Wellenform dargestellt ist;
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8 ein Diagramm, in welchem eine einen Lichtemissionszustand darlegende Wellenform auf überlappende Weise mit einer einen Belichtungszustand darstellenden Wellenform dargestellt ist;
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9 ein Flussdiagramm, welches ein durch eine Bilderfassungseinheit ausgeführtes Verfahren darstellt;
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10 ein Diagramm, welches eine Abwandlung von 7 darlegt;
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11 ein Diagramm, welches eine Abwandlung von 8 darlegt;
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12 ein Diagramm, welches eine andere Abwandlung der 7 darlegt;
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13 ein Diagramm, welches eine andere Abwandlung der 8 darlegt;
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14 ein Diagramm, welches eine weitere andere Abwandlung der 7 darlegt; und
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15 ein Diagramm, welches eine weitere andere Abwandlung der 8 darlegt.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Im Folgenden wird eine Mehrzahl von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Gleiche Bauteile sind hierbei mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wodurch eine wiederholte Beschreibung weggelassen werden kann. Im Falle, in welchem nur ein Teil einer Komponente in einer jeden Ausführungsform beschrieben worden ist, kann für den anderen Teil der Komponente die Konfiguration einer anderen Ausführungsform, welche vorher beschrieben worden ist, angewandt werden. Komponenten, welche klar in einer jeden der Ausführungsform beschrieben worden sind, können kombiniert werden und zusätzlich können, wenn es keine Störung bei der Kombination gibt, Komponenten in einer Mehrzahl von Ausführungsformen teilweise kombiniert werden, sogar wenn sie nicht klar beschrieben worden sind. Es wird angenommen, dass eine derartige Kombination von Komponenten, welche in einer Mehrzahl von Ausführungsformen beschrieben worden sind, auch wenn sie nicht klar beschrieben worden ist, auch in der folgenden Beschreibung offenbart ist.
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Wie in 1 gezeigt, ist eine Zustandsüberwachungsvorrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein in einem Fahrzeug als ein „mobiler Körper” montierter Fahrerzustandsüberwacher, welcher den Zustand eines das Fahrzeug bedienenden oder fahrenden Bedieners (weiterhin auch als Fahrer bezeichnet) überwacht. Wie in 2 gezeigt, weist die Zustandsüberwachungsvorrichtung 100 eine Bildgebungseinheit 10, einen Lichtprojektionsteil 15, einen Steuerungsschaltkreis 20 und ein Gehäuse 16 auf (siehe 3), in welchem diese Komponenten untergebracht sind. Die Zustandsüberwachungsvorrichtung 100 ist mit einer in dem Fahrzeug montierten Aktivierungseinheit 90 verbunden.
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Die Bildgebungseinheit 10, welche in den 1 und 2 gezeigt ist, erzeugt ein Gesichtsbild 51 (siehe auch 4), welches durch Aufzeichnungen des Gesichts des Fahrers in der auf der oberen Fläche einer Steuerungssäule 81 montierten Zustandsüberwachungsvorrichtung 100 erfasst worden ist. Die Bildgebungseinheit 10 zeichnet einen vorherbestimmten Bereich PA auf, welcher vorläufig in dem Raum des Fahrzeugs 1 bestimmt ist. Der vorherbestimmte Bereich PA umfasst einen Bereich, in welchem angenommen wird, dass sich das Gesicht eines auf dem Fahrersitz sitzenden Fahrers befindet. Der vorherbestimmte Bereich PA ist konkret bestimmt bzw. definiert auf Grundlage der Augenellipse, welche von den Augenbereichen der beiden Augen des Fahrers angenommen wird und ist beispielsweise so definiert, dass er 99% der Augellipse umfasst.
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Die Bildgebungseinheit 10 ist eine sogenannte Nahinfrarotkamera und ist durch Kombination einer optischen Linse und eines optischen Filters in einem Bildgebungselement 11 konstruiert. Das Bildgebungselement 11 erzeugt ein elektrisches Signal in Übereinstimmung mit der Intensität von dem von einer Mehrzahl von entlang einer Bildgebungsebene angeordneten Pixeln empfangenen Licht. Das Bildgebungselement ist in einer derartigen Haltung angeordnet, dass die Bildgebungsebene hin zu dem vorherbestimmten Bereich PA gewandt ist. Das Bildgebungselement 11 geht in einen Belichtungszustand ein auf der Grundlage eines Steuerungssignals von dem Steuerungsschaltkreis 20 und erzeugt durch Empfangen von von dem vorherbestimmten Bereich einfallendem Licht ein monochromatisches Gesichtsbild 50, welches durch Gradierungswerte von schwarz und weiß bzw. Graustufen gezeichnet worden ist. Das auf derartige Weise aufgezeichnete Gesichtsbild 50 wird daraufhin von der Bildgebungseinheit 10 hin zu dem Steuerungsschaltkreis 20 ausgegeben.
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Der Lichtprojektionsteil 15 projiziert kontinuierlich erhellendes Licht hin zu dem vorherbestimmten Bereich PA während der Belichtungsperiode der Bildgebungseinheit 10. Der Lichtprojektionsteil 15 weist eine Lichtemissionsdiode 16 und eine Steuerungseinheit 17 auf. Die Lichtemissionsdiode 16 ist neben der Bildgebungseinheit 10 (siehe 3) bzw. neben dieser liegend angeordnet und sendet erhellendes Licht, auch in der Nahinfrarotbande, aus. Das von der Lichtemissionsdiode 16 ausgesandte Licht wird hin zu dem vorherbestimmten Bereich PA projiziert und wird von dem Gesicht des Fahrers in Richtung hin zu der Bildgebungseinheit 10 reflektiert. Daher beinhaltet das von dem Bildgebungselement 11 empfangene einfallende Licht von dem Lichtprojektionsteil 15 ausgesandtes Licht.
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Die Steuerungseinheit 17 ist ein Schaltkreis, welcher vorherbestimmten Strom an die Lichtemissionsdiode 16 anlegt. Die Steuerungseinheit 17 schaltet um zwischen dem An-Zustand und dem Aus-Zustand des an die Lichtemissionsdiode 16 angelegten Stroms in Übereinstimmung mit der Belichtungsperiode der Bildgebungseinheit 10 auf der Grundlage des Steuerungssignals des Steuerungsschaltkreises 20. Obwohl ein konstanter Stromschaltkreis als Steuerungseinheit 17 in der ersten Ausführungsform verwendet wird, beschränkt sich die Steuerungseinheit nicht auf einen konstanten Stromschaltkreis.
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Der Steuerungsschaltkreis 20 gibt Steuerungssignale an die Bildgebungseinheit 10, den Lichtprojektionsteil 15 und die Aktivierungseinheit 90 aus, um den Betrieb dieser Komponenten zu steuern. Der Steuerungsschaltkreis 20 ist hauptsächlich durch einen Mikrocomputer konstruiert, mit einem Prozessor, welcher verschiedene arithmetische Prozesse durchführt, einem RAM, welcher als Arbeitsbereich für die arithmetischen Prozesse dient, und einem Flash-Speicher, welcher ein Programm speichert, welches für die arithmetischen Prozesse verwendet wird. Zusätzlich weist der Steuerungsschaltkreis 20 einen Stromschaltkreis auf, welcher Strom bzw. Energie an die Bildgebungseinheit 10 und den Lichtprojektionsteil 15 liefert.
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Durch Durchführung des vorläufig gespeicherten Programms durch den Prozessor beinhaltet der Steuerungsschaltkreis 20 eine Mehrzahl von Funktionalblöcken, sowie eine Bilderfassungseinheit 21, eine Zustandserfassungseinheit 31 und eine Warnungssteuerungseinheit 33. Die funktionalen Blöcke bzw. Funktionalblöcke werden auch funktionale Abschnitte genannt.
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Die Bilderfassungseinheit 21 ist ein funktionaler Block, welcher eine Gesichtserkennung des Fahrers unter Verwendung des Gesichtsbildes 50 durchführt. Die Bilderfassungseinheit 21 setzt die Bildgebungsbedingungen in der Bildgebungseinheit 10 und die Lichtemissionsbedingungen in dem Lichtprojektionsteil 15 fest, um ein Gesichtsbild 50 zu erfassen, aus welchem das Gesicht des Fahrers extrahiert werden kann. Die Bilderfassungseinheit 21 gibt Steuerungssignale an die Bildgebungseinheit 10 und den Lichtprojektionsteil 15 aus, um die Bildgebungseinheit 10 und den Lichtprojektionsteil 15 dazu anzuregen, einen Betrieb bzw. Operationen gemäß der eingestellten Bildgebungsbedingungen und Lichtemissionsbedingungen durchzuführen. Die Bilderfassungseinheit 21 erfasst das wie oben beschrieben aufgezeichnete Gesichtsbild 50 von der Bildgebungseinheit 10. Die Bilderfassungseinheit 21 berechnet mit der Orientierung des Gesichts des Fahrers und mit dem Öffnungsgrad eines jeden der Augen (weiterhin bezeichnet als „Augenöffnungsgrad”) zusammenhängende Werte und mit dem Grad der Schläfrigkeit des Fahrers zusammenhängende Werte durch eine Bildverarbeitung auf dem erfassten Gesichtsbild 50.
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Die Zustandserfassungseinheit 31 vergleicht einen von der Bilderfassungseinheit 21 berechneten Wert mit einem voreingestellten Schwellenwert. Durch das Vergleichsverfahren schätzt die Zustandsbestimmungseinheit 31 beispielsweise, ob ein Anzeichen des unaufmerksamen Fahrens oder ein Anzeichen des schläfrigen Fahrens erfasst ist oder nicht. Die Zustandserfassungseinheit 31, welche irgendeines der oben beschriebenen Anzeichen erfasst, bestimmt das Auftreten eines Zustands, in welchem eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden muss.
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Die Warnungssteuerungseinheit 33 ist mit der Aktivierungseinheit 90 verbunden. Durch das Durchführen eines Warnverfahrens, wenn die Zustandsbestimmungseinheit 31 das Auftreten eines Zustands bestimmt, in welchem eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden muss, gibt die Warnungssteuerungseinheit 33 ein Steuerungssignal an die Aktivierungseinheit 90 aus. Die Warnungssteuerungseinheit 33 bewirkt den Betrieb der Aktivierungseinheit 90, wodurch eine Warnung an den Fahrer ausgegeben wird.
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Das Gehäuse 60 beinhaltet, wie in 3 gezeigt, ein Körper-Teil 63, ein vorderes Abdeckungsteil 66 und ein nicht gezeigtes hinteres Abdeckungsteil.
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Das Körper-Teil 63 hält ein Sub-Substrat 62, auf welchem die Lichtprojektionsteile 15 und die Bildgebungseinheit 10 montiert sind. Ein Hauptsubstrat 61, in welchem der Steuerungsschaltkreis 20 ausgeformt ist, ist an dem Sub-Substrat 62 in einer Haltung angebracht, welche orthogonal ist zu dem Sub-Substrat 62. In dem Körper-Teil 63 ist ein Einführungsloch 64 und sind Lichtverteilungsteile 65 bereitgestellt. Das Einführungsloch 64 ist in dem zentralen Abschnitt in der Horizontalrichtung des Körper-Teils 63 bereitgestellt. Die auf dem Sub-Substrat 62 montierte Bildgebungseinheit 10, ist in das Einführungsloch 64 eingeführt. Das Einführungsloch 64 wirkt mit einem in dem Sub-Substrat 62 ausgeformten Loch für die Lichtabschirmung zusammen, um eine Lichtabschirmungsfunktion zwischen den Lichtprojektionsteilen 15 und der Bildgebungseinheit 10 durchzuführen, wodurch das Lecken von Licht von den Lichtprojektionsteilen 15 zu der Bildgebungseinheit 10 verhindert wird. Die Lichtverteilungsteile 65 sind derart angeordnet, dass sie das Einführungsloch 64 in Horizontalrichtung beidseitig umlagern bzw. „sandwichen” und sind den auf dem Sub-Substratteil 60 angeordneten Lichtprojektionsteilen 15 entgegengesetzt angeordnet. Die Lichtverteilungsteile 65 verteilen Licht hin zu dem vorherbestimmten Bereich PA (siehe 1), während sie von den Lichtprojektionsteilen 15 ausgesandtes Licht übertragen. Das vordere Bedeckungsteil 66 ist mit einem Filter 67 für sichtbares Licht ausgestattet. Der Filter 67 für sichtbares Licht überträgt bzw. lässt durch hauptsächlich Licht von der roten bis zu der nahinfraroten Bande, welches für die Erzeugung des Gesichtsbildes 50 (siehe 4) verwendet wird, und blockiert Licht im sichtbaren Lichtbereich, welches für die Erzeugung des Gesichtbildes 50 unnötig ist. Der Filter 67 für sichtbares Licht bedeckt Öffnungen 68, welche in den Lichtverteilungsteilen 65 in dem vorderen Abdeckungsteil 66 gegenüberliegenden Positionen ausgeformt sind. Das hintere Abdeckungsteil ist auf der dem vorderen Abdeckungsteil 66 entgegengesetzten Seite angeordnet, während bzw. wodurch das Körper-Teil 63 beidseitig umlagert wird. Der hintere Abdeckungsteil bedeckt die Substrate 61 und 62, um diese vor Schmutz und Staub in der Atmosphäre zu schützen.
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Die Aktivierungseinheit 90, welche in 2 gezeigt ist, beinhaltet beispielsweise einen Lautsprecher 91, eine Sitzvibrationsvorrichtung 63 und eine in dem Fahrzeug 1 eingebaute Klimaanlage 95 (siehe 1). Der Lautsprecher 91 erweckt die Aufmerksamkeit des Fahrers durch Reproduzieren von Klangdaten auf der Grundlage eines Steuerungssignals von der Warnungssteuerungseinheit 33. Die Sitzvibrationsvorrichtung 93 ist in der Sitzoberfläche des Fahrersitzes installiert und erregt die Aufmerksamkeit des Fahrers durch Vibrieren des Fahrersitzes auf der Grundlage eines Steuerungssignals von der Warnungssteuerungseinheit 33. Die Klimaanlage 95 weckt die Aufmerksamkeit des Fahrers durch einen Betrieb, wie beispielsweise das Einführen von Luft von außen in den Fahrzeugraum des Fahrzeugs 1 auf der Grundlage eines Steuerungssignals von der Warnsteuerungseinheit 33.
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Als Nächstes werden die Details der Steuerung des Lichtprojektionsteils 15, welche durch die Bilderfassungseinheit 21 durchgeführt wird, beschrieben. Die Bilderfassungseinheit 21 beinhaltet als funktionale Sub-Blöcke einen Bildverarbeitungsblock 22, einen Temperaturüberwachungsblock 26, einen Bedingungsfestsetzungsblock 23, einen Bewertungsüberwachungsblock 27, einen Bildgebungssteuerungsblock 24 und einen Lichtemissionssteuerungsblock 25.
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Der Bildverarbeitungsblock 22 erfasst das auf der Grundlage eines Steuerungssignals von dem Bildgebungssteuerungsblock 24 erfasste Gesichtsbild 50, von der Bildgebungseinheit 10. Der Bildverarbeitungsblock 22 stellt beispielsweise eine Glabella (eine Region zwischen den Augenbrauen) des Fahrers als einen Erkennungszielbereich (RA) ein (siehe 4). Während des Verfolgens des Erkennungszielbereichs RA, extrahiert der Bildverarbeitungsblock 22 die Helligkeit, d. h. einen Gradierungswert, des Erkennungszielbereichs RA.
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Der Temperaturüberwachungsblock 26 ist mit einem Temperatursensor 35 verbunden. Der Temperatursensor 35 ist in der Zustandsüberwachungsvorrichtung 100 bereitgestellt und erfasst die Vorrichtungstemperatur der Vorrichtung 100. Der Temperaturüberwachungsblock 26 erfasst die von dem Temperatursensor 35 erfasste Vorrichtungstemperatur. Der Bedingungseinstellungsblock 23 führt eine Steuerung zur Einstellung bzw. Anpassung eines von dem Bildverarbeitungsblock 22 extrahierten Gradierungswerts durch. Konkret setzt der Bedingungsfestsetzblock 23 Bildgebungsbedingungen in der Bildgebungseinheit 10 auf der Grundlage einer voreingestellten Steuerungstabelle derart fest, dass ein Gesichtsbild 50 mit exzellentem Kontrast in Antwort auf eine Belichtungsanweisung von der Bilderfassungseinheit 21 erfasst wird. Als Bildgebungsbedingungen verändert der Bedingungsfestsetzblock 23 beispielsweise einen Verstärkungswert, eine Belichtungszeit und eine Belichtungszeitgebung.
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Der Verstärkungswert ist das Verhältnis von einer Eingabe und einer Ausgabe zu einem Zeitpunkt der Verstärkung einer Signalsausgabe von dem Bildgebungselement 11 und die Ausgabe des verstärkten Signals. Der Verstärkungswert wird auf einem fast konstanten Wert gehalten, sogar wenn der Gradierungswert des Erkennungszielbereichs RA fluktuiert oder sich ein wenig erhöht, wenn der Gradierungswert des Erkennungszielbereichs RA abnimmt (der Bereich dunkler wird). Die Belichtungszeit ist, wie in 5 gezeigt, die Länge der Belichtungsperiode, in welcher der Belichtungszustand bei einer Bildaufzeichnung beibehalten wird. Die Belichtungszeit wird länger eingestellt, wenn der Gradierungswert des Erkennungszielbereichs RA abnimmt. Daher wird, wie in 5 gezeigt, die Länge ET_S der Belichtungsperiode in einer Umgebung mit einer hohen Menge von Umgebungslicht derart eingestellt, dass sie kürzer ist als die Länge ET_L der Belichtungsperiode in einer Umgebung mit einer geringen Menge von Umgebungslicht. Die Belichtungszeitgebung weist die Startzeit T_ES der Belichtungsperiode an, so dass die Bildaufzeichnung in einem Zyklus T durchgeführt wird.
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Die Bildgebungseinheit 10 (siehe 2) kann den Zyklus T der Bildgebung in einem Bildgebungsmodus (Schnappschussmodus) der kontinuierlichen Aufzeichnung des Gesichtsbilds 50 angemessen verändern. Wenn beispielsweise der Zyklus T auf um die 33 ms eingestellt wird, wird die Aufzeichnung des Gesichtsbildes 50 mit dreißig Rahmen pro Sekunde durchgeführt. Die Belichtungszeitgebung ist mit der Lichtemissionszeitgebung, welche später beschrieben wird, assoziiert bzw. hängt mit dieser zusammen.
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Zusätzlich setzt der Bedingungsfestsetzblock 23, welcher in 2 dargestellt ist, die Lichtemissionsbedingungen in Übereinstimmung mit den Bildgebungsbedingungen fest. Als Lichtemissionsbedingungen verändert der Bedingungsfestsetzblock 23 beispielsweise die Lichtemissionszeit und die Lichtemissionszeitgebung. Die Lichtemissionshelligkeit der Lichtemissionsdiode 16 (siehe 2) in der ersten Ausführungsform wird mit der maximalen Helligkeit beibehalten von der Startzeit T_ES bis zu der Endzeit T_EF der Belichtungsperiode, so dass sie gleich ist wie oder höher ist als die Lichtemissionshelligkeit zu der Startzeit T_ES der Periode, wie in 6 gezeigt.
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Die Lichtemissionszeit ist die Länge der Lichtemissionsperiode, in welcher der Lichtemissionszustand während einer Bildaufzeichnung beibehalten wird. Die Lichtemissionszeit verändert sich in Übereinstimmung mit der Belichtungszeit und ist so eingestellt, dass sie länger ist als die Belichtungszeit. Die Lichtemissionszeitgebung weist die Startzeit T_LS der Lichtemissionsperiode an. Die Startzeit T_LS der Lichtemissionsperiode, in welcher die Lichtemissionsdiode 16 in einem Lichtemissionszustand ist, ist so eingestellt, dass sie vor dem Start der Zeit T_ES der Belichtungsperiode anfängt. Eine Periode, in welcher bzw. um welche die Startzeit T_LS der Lichtemissionsperiode der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode vorgeschaltet ist (weiterhin bezeichnet als Präzedenzperiode) ist so eingestellt, dass sie länger ist, wenn die Belichtungsperiode kürzer eingestellt wird. Daher wird gewährleistet, dass die Länge AT1 der Präzedenzperiode für die Länge der Belichtungsperiode, welche ET_S ist, länger ist als die Länge AT2 der Präzedenzperiode für die Länge der Belichtungsperiode, welche ET_L ist. Dies führt dazu, dass, wenn die Belichtungsperiode kürzer wird, die Lichtemissionshelligkeit der Lichtemissionsdiode 16 zu der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode höher wird. Konkret ist, während die Lichtemissionshelligkeit zu der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode für die Präzedenzperiode AT1 gleich ist (100%) wie die Maximalhelligkeit, die Lichtemissionshelligkeit für die Präzedenzperiode AT2 ungefähr 30% der maximalen Helligkeit.
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Die Präzedenzperiode wird zwischen beispielsweise 0 bis 100 μs eingestellt. Solche mit der Lichtemissionszeitgebung zusammenhängende Werte werden vorteilhafterweise unter Inbetrachtziehung der Zeitkonstante in dem Schaltkreis des Lichtprojektionsteiles 15 und der Zunahmezeit des Stromes festgesetzt, welcher erforderlich ist, wenn die Lichtemission von der Lichtemissionsdiode 16 von einem Aus-Zustand in einen An-Zustand wechselt. Die Wellenform, welche den Lichtemissionszustand in 5 anzeigt, zeigt den Wert des tatsächlich in der Lichtemissionsdiode 16 fließenden Stroms.
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Der in 2 gezeigte bedingungsfestsetzende Block 23 zeigt eine Lichtemissionsbedingung, konkret eine Präzedenzperiode, welche bei der Lichtemissionszeitgebung auf der Grundlage der von dem Temperaturüberwachungsblock 26 erfassten Vorrichtungstemperatur bereitgestellt ist. Die Präzedenzperiode wird kürzer eingestellt, wenn die Vorrichtungstemperatur höher wird, wie in 5 gezeigt. Daher wird die Länge AT3 der Präzedenzperiode für die Umgebungstemperatur T2 derart eingestellt, dass sie kürzer ist als die Länge AT1 der Präzedenzperiode für die Umgebungstemperatur T1, wobei T1 niedriger ist als T2. Durch das Festsetzen wird die Lichtemissionshelligkeit der Lichtemissionsdiode 16 zu der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode niedriger, wenn die Vorrichtungstemperatur höher wird. Konkret ist die Lichtemissionshelligkeit für die Präzedenzperiode AT3 ungefähr 90% der maximalen Helligkeit.
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Der Bewertungsüberwachungsblock 27, welcher in 2 gezeigt ist, speichert eine Bewertungsbedingung der Lichtemissionsdiode 16. Im Speziellen bestimmt die Lichtemissionsdiode 16 als Bewertungsbedingung den Maximalwert des Tastverhältnisses, welcher dem Zyklus T entspricht, und den momentanen Wert. Der Bewertungsüberwachungsblock 27 überwacht, ob das durch die Lichtemissionszeitgebung und die Lichtemissionszeit bestimmte Tastverhältnis mit Bezug auf die von dem Bedingungsfestsetzblock 23 festgesetzte Bedingung die Bewertungsbedingung erfüllt oder nicht. Wenn die durch den Bedingungsfestsetzblock 23 festgesetzte Lichtemissionsbedingung die Bewertungsbedingung überschreitet, verändert der Bewertungsüberwachungsblock 27 die Lichtemissionsbedingung auf einen Wert, welcher nicht die Bewertungsbedingung überschreitet, um eine Beschädigung der Lichtemissionsdiode 16 zu verhindern.
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Der Bildgebungssteuerungsblock 24 erzeugt ein Steuerungssignal basierend auf einem von dem Bedingungsfestsetzblock 23 berechneten Steuerungswert und gibt es an die Bildgebungseinheit 10 aus. Der in dem Bildgebungssteuerungsblock 24 verwendete Steuerungswert ist ein Wert in Übereinstimmung mit den durch den Bedingungsfestsetzblock 23 festgesetzten Bildgebungsbedingungen. Der Lichtemissionssteuerungsblock 25 erzeugt ein Steuerungssignal basierend auf einem durch den Bedingungsfestsetzblock 23 berechneten Steuerungswert und gibt es zu dem Lichtprojektionsteil 15 aus. Der in dem Lichtemissionssteuerungsblock 25 verwendete Steuerungswert ist ein Wert in Übereinstimmung mit den durch den Bedingungsfestsetzblock 23 festgesetzten Lichtemissionsbedingungen.
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Die Details der oben beschriebenen Lichtemissionssteuerung werden genauer beschrieben unter Bezugnahme auf die 6 bis 8. In den 6 bis 8 ist die Wellenform eines den Lichtemissionszustand anzeigenden Zeitgebungsschaubilds auf überlappende bzw. überlagernde Weise mit der Wellenform eines den Belichtungszustand anzeigenden Zeitgebungsschaubilds dargestellt. Zusätzlich sind die den An-Zustand und den Aus-Zustand der den Lichtemissionszustand wiedergebenden Wellenform anzeigenden Positionen mit den den An-Zustand und den Aus-Zustand der den Belichtungszustand wiedergebenden Wellenform anzeigenden Positionen auf Linie gebracht bzw. vergleichbar ausgerichtet. Die Form einer jeden der Wellenformen in den 6 bis 8 wird durch Vergrößern der Form einer jeden der Wellenformen in 5 in der Richtung der Zeitachse bestimmt.
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Ein Wert, welcher durch Teilen des durch Zeitintegration in der Belichtungsperiode in der den Lichtemissionszustand darstellenden Wellenform erfassten Bereichs (siehe der dunkle gepunktete Bereich in 6 bis 8) durch den durch Zeitintegration in der Belichtungsperiode in der den Belichtungszustand darstellenden Wellenform erfasst worden ist, ist als ein Beleuchtungsabdeckungsverhältnis definiert. Wie später beschrieben wird, verändert sich das Beleuchtungsabdeckungsverhältnis in Übereinstimmung mit der Belichtungsperiode und der Vorrichtungstemperatur.
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6 ist ein Diagramm, welches die überlagerten Wellenformen anzeigt, wenn die Länge der Belichtungsperiode ET_S ist und die Vorrichtungstemperatur T1 ist. In diesem Fall wird gewährleistet, dass die Präzedenzperiode AT1 lang ist, so dass die Lichtemissionshelligkeit der Lichtemissionsdiode 16 (siehe 2) die normale Helligkeit erreicht vor der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode. Daher ist der gesamte Bereich, welcher den An-Zustand des Belichtungszustands wiedergibt, durch den Bereich abgedeckt, welcher den An-Zustand des Lichtemissionszustands wiedergibt. Daher ist das Beleuchtungsabdeckungsverhältnis im Wesentlichen 100%.
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7 ist ein Diagramm, welches die überlagerten Wellenformen anzeigt, wenn die Länge der Belichtungsperiode E_T ist und die Vorrichtungstemperatur T1 ist. In diesem Fall ist die Präzedenzperiode AT2 kürzer als die oben beschriebene Präzedenzperiode AT1 (siehe 6), so dass die Lichtemissionshelligkeit der Lichtemissionsdiode 16 (siehe 2) die maximale Helligkeit nach dem Start der Belichtungsperiode erreicht. Daher liegt ein Teil des Bereichs, welcher den An-Zustand des Belichtungszustands wiedergibt, außerhalb des Bereichs, welcher den An-Zustand des Lichtemissionszustands wiedergibt. Dies führt dazu, dass das Beleuchtungsabdeckungsverhältnis beispielsweise um die 95% ist.
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8 ist ein Diagramm, welches die überlagerten Wellenformen anzeigt, wenn die Länge der Belichtungsperiode ET_S ist und die Vorrichtungstemperatur T2 ist. In diesem Fall ist die Präzedenzperiode AT3 kürzer als die oben beschriebene Präzedenzperiode AT1 (siehe 6), so dass die Lichtemissionshelligkeit der Lichtemissionsdiode 16 (siehe 2) die maximale Helligkeit nach der Startzeit der Belichtungsperiode erreicht. Daher liegt ein Teil des Bereichs, welcher den An-Zustand des Belichtungszustands wiedergibt, außerhalb des Bereichs, welcher den An-Zustand des Lichtemissionszustands wiedergibt und das Beleuchtungsabdeckungsverhältnis ist beispielsweise um die 90%.
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Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist die Lichtemission der Lichtprojektionsteile 15, welche in 2 gezeigt sind, derart gesteuert, dass das Beleuchtungsabdeckungsverhältnis höher wird, wenn die Belichtungsperiode kürzer eingestellt wird. Zusätzlich wird die Lichtemission der Lichtprojektionsteile 15 derart gesteuert, dass das Beleuchtungsabdeckungsverhältnis geringer wird, wenn die Vorrichtungstemperatur höher wird.
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Als Nächstes wird das durch die Bilderfassungseinheit 21 durchgeführte Verfahren, um die mit der Bildgebungssteuerung wie oben beschrieben zusammenhängende Lichtemissionssteuerung durchzuführen, mit Bezugnahme auf die 9 im Speziellen beschrieben. Das in 9 dargestellte Verfahren startet durch die Bilderfassungseinheit 21, wenn die Zündung des Fahrzeugs 1 (siehe 1) in den An-Zustand versetzt wird.
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Es wird darauf hingewiesen, dass ein Flussdiagramm bzw. das Verfahren des Flussdiagramms in der vorliegenden Anmeldung Abschnitte beinhaltet (auch als Schritte bezeichnet), welche jeweils beispielsweise als S110 wiedergegeben sind. Weiterhin kann jeder Abschnitt in verschiedene mehrere Unterabschnitte aufgeteilt werden, während auch verschiedene mehrere Abschnitte in einem einzigen Abschnitt kombiniert werden können. Weiterhin kann auch ein jeder der so konfigurierten Abschnitte als eine Vorrichtung, ein Modul oder ein Mittel bezeichnet werden.
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In Schritt S110 werden die Steuerungswerte für die Bildgebungseinheit 10 und die Lichtprojektionseinheit 15, welche für die Steuerung durch den Lichtemissionssteuerungsblock 25 und den Bildgebungssteuerungsblock 24 verwendet werden, festgesetzt. In Schritt S101 wird, in der ersten Zeit, nachdem die Zündung in einen An-Zustand versetzt worden ist, ein vorläufig definierter Standardwert verwendet. Auf der anderen Seite werden im Schritt S101 der zweiten und weiteren Zeiten Steuerungswerte, welche in den Schritten S109 und S111 des letzten Zeitpunkts berechnet worden sind, verwendet. Das Aufzeichnen des Gesichtsbildes 50 wird durch die Steuerungssignale angewiesen, welche von den Steuerungsblocks 24 und 25 ausgegeben worden sind und die Routine rückt zu Schritt S112 vor. Durch das Verfahren des Schritts S101 senden die Lichtprojektionsteile 15 erhellendes Licht aus und die Bildgebungseinheit 10 erzeugt das Gesichtsbild 50 und gibt es an den Bildverarbeitungsblock 22 aus.
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In Schritt S102 wird das auf der Basis der Anweisung des Schritts S101 aufgezeichnete Gesichtsbild 50 erfasst und die Routine rückt zu Schritt S103 vor. In Schritt S103 wird eine Bildverarbeitung auf dem im Schritt S102 erfassten Gesichtsbild 50 durchgeführt und die Routine rückt zu Schritt S104 vor. In Schritt S104 wird bestimmt, ob die Gesichtserkennung des Fahrers in der Bildverarbeitung in Schritt S103 erfolgreich war oder nicht. Wenn in Schritt S104 bestimmt wird, dass die Gesichtserkennung nicht erfolgreich war, rückt die Routine zu Schritt S109 vor. Wenn auf der anderen Seite bestimmt in Schritt S104 wird, dass die Gesichtserkennung erfolgreich war, rückt die Routine zu Schritt S106 vor.
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In Schritt S105 wird auf der Grundlage des Ergebnisses der in Schritt S103 durchgeführten Bildverarbeitung die Orientierung des Gesichts des Fahrers und der Augenöffnungsgrad erfasst und der Grad der Schläfrigkeit des Fahrers wird geschätzt. Die Orientierung des Gesichts, der Augenöffnungsgrad und der Schläfrigkeitsgrad werden digitalisiert, so dass sie quantitativ ausgewertet werden können und die Routine rückt zu Schritt S106 vor.
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In Schritt S106 wird durch Vergleichen des in Schritt S105 berechneten Werts mit einem vorher eingestellten Schwellenwert die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Wertes, bei welchem eine Warnung gesandt werden muss, bestimmt. Wenn in Schritt S106 ein Wert vorliegt, bei welchem eine Warnung gesandt werden muss, und wenn bestimmt wird, dass ein Anzeichen von unaufmerksamem Fahren oder ein Anzeichen von schläfrigem Fahren erfasst worden ist, rückt die Routine zu Schritt S107 vor. In Schritt S107 wird ein Warnverfahren durchgeführt, um die Aktivierungseinheit 90 zu betreiben und die Routine rückt zu Schritt S108 vor. Wenn auf der anderen Seite in Schritt S106 bestimmt wird, dass kein Wert vorliegt, bei welchem eine Warnung gesandt werden muss, rückt die Routine zu Schritt S108 vor.
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In Schritt S108 wird bestimmt, ob der Steuerungswert der Bildgebungseinheit 10, welcher in Schritt S101 festgesetzt worden ist, angemessen ist oder nicht. Konkret wird bestimmt, ob der Gradierungswert des oben beschriebenen Erkennungszielbereichs RA (siehe 4) in einem angemessenen Bereich liegt oder nicht. Wenn in Schritt S108 bestimmt wird, dass der Steuerungswert der Bildgebungseinheit 10 angemessen ist, kehrt die Routine zu Schritt S101 zurück. Wenn auf der anderen Seite in Schritt S108 bestimmt wird, dass der Steuerungswert der Bildgebungseinheit 10 nicht angemessen ist, rückt die Routine zu Schritt S109 vor.
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In Schritt S109 wird basierend auf der negativen Bestimmung in Schritt S104 und der negativen Bestimmung in Schritt S108 die Bildgebungsbedingung und die Lichtemissionsbedingung zu dem Zeitpunkt der Aufnahme des nächsten Rahmens berechnet. Das heißt, die Steuerungswerte für die Lichtprojektionsteile 15 und die Bildgebungseinheit 10 werden derart bestimmt, dass der Gradierungswert des oben beschriebenen Erkennungszielbereichs RA in einem angemessenen Bereich liegt.
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In Schritt S110, welcher auf Schritt S109 folgt, wird die von dem Temperatursensor 35 bestimmte Vorrichtungstemperatur erfasst. Danach rückt die Routine zu Schritt S111 vor. In Schritt S111 wird eine Präzedenzperiode basierend auf der Belichtungsperiode in den in Schritt S109 berechneten Belichtungsbedingungen und der in Schritt S111 bestimmten Vorrichtungstemperatur bestimmt. Aus der bestimmten Präzedenzperiode wird die Lichtemissionszeitgebung (die Startzeit T_LS der Lichtemissionsperiode) berechnet. Die Steuerungswerte, welche in Schritt S109 und Schritt S111 bestimmt worden sind, werden in dem Lichtemissionssteuerungsblock 25 und dem Bildgebungssteuerungsblock 24 in Schritt S101 des nächsten Zeitpunkts festgesetzt und spiegeln sich in der Bildgebung bzw. Aufzeichnung des Gesichtsbildes 50 wieder.
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In dem auf Schritt S111 folgenden Schritt S112 wird bestimmt, ob der An-Zustand der Zündung des Fahrzeugs 1 beibehalten wird oder nicht. Wenn in Schritt S112 eine negative Bestimmung gemacht wird, da die Zündung in einen Aus-Zustand versetzt worden ist, ist das Verfahren beendet. Auf der anderen Seite, wenn eine positive Bestimmung in Schritt S112 gemacht wird, kehrt die Routine zu Schritt S101 zurück.
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Gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird, wenn die Belichtungsperiode kurz festgesetzt worden ist, in einem Fall, in welchem das das Gesicht des Fahrers erreichende Umgebungslicht stark ist, die Lichtemissionshelligkeit des erhellenden Lichtes, welche zu dem Startzeitpunkt T_ES der Belichtungsperiode ausgesandt wird, hoch eingestellt. Dies kann den Einfluss des Umgebungslichts zu der Zeit der Bildaufzeichnung des Gesichtsbildes 50 reduzieren, und dadurch eine Situation vermeiden, in welcher nur ein Teil des Gesichts des Fahrers durch das Umgebungslicht stark erleuchtet ist, was das Aufzeichnen des Gesichtsbildes 50 mit angemessenem Kontrast verhindert.
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Auf der anderen Seite wird, wenn die Belichtungszeit in einem Fall, in welchem das das Gesicht des Fahrers erreichende Umgebungslicht schwach ist, lang eingestellt ist, die Lichtemissionshelligkeit des bei der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode ausgesandten erhellenden Lichts gering eingestellt. In diesem Falle kann, da das Umgebungslicht schwach ist, sogar wenn die Helligkeit des erhellenden Lichts, welches hin zu dem Gesicht ausgesandt wird gering ist, der Einfluss des Umgebungslichts auf das Gesichtbild 50 klein gehalten werden. Daher kann die Unterdrückung der Lichtemissionshelligkeit zu der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode, so dass diese gering ist, eine Reduktion in der Lichterzeugung der Lichtprojektionsteile 15, welche mit der Lichtemission einhergeht, realisieren.
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Daher kann, nachdem die Wärmeerzeugung und der Energieverbrauch, welche mit der Lichtemission einhergehen, reduziert sind, das Gesichtsbild 50 akkurat aufgezeichnet werden.
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Zusätzlich wird gemäß der ersten Ausführungsform von der Startzeit T_ES bis zu der Endzeit T_EF der Belichtungsperiode die Lichtemissionshelligkeit des erhellenden Lichts hoch beibehalten. Durch das Aussenden stark erhellenden Lichtes zu dem Gesicht des Fahrers für die gesamte Belichtungsperiode wird der Effekt der Reduktion des Einflusses des Umgebungslichts zu dem Zeitpunkt der Bildgebung des Gesichtbildes 50 mit einer höheren Wahrscheinlichkeit durchgeführt bzw. ausgeübt.
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In der ersten Ausführungsform gewährleistet das Bereitstellen einer langen Präzedenzperiode eine hohe Lichtemissionshelligkeit zu der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode. In einem derartigen Modus kann gewährleistet werden, dass eine Übergangsperiode des Bewirkens der Lichtemission der Lichtemissionsdiode 16 von einem Aus-Zustand in einen An-Zustand (siehe die Zunahmezeit LT_S des Stroms in 6) lang ist. Dies kann den Betrieb des Bewirkens, dass die Lichtemissionshelligkeit hoch ist, zu der Startzeit TES der Belichtungsperiode gewährleisten, während gleichzeitig das elektrische Rauschen, welches zu dem Zeitpunkt des Umschaltens von dem An-Zustand, und dem Aus-Zustand der Lichtemissionsdiode 16 auftritt, reduziert werden kann.
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Weiterhin wird die Lebensdauer durch die kumulative Lichtgebungszeit der Lichtemissionsdiode 16 gemäß der ersten Ausführungsform ein Faktor, welcher maßgeblich die Lebenszeit der Steuerungseinheit 17 verkürzt, wenn der Betrieb in einer hochtemperaturigen Umgebung weitergeführt wird. Daher verringert die Zustandsüberwachungsvorrichtung 100 durch Unterdrückung der Lichtemissionshelligkeit zu der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode mit einer Zunahme der Vorrichtungstemperatur die Belastung der Lichtemissionsdiode 16 und der Steuerungseinheit 17. Eine derartige Steuerung, welche eine Verringerung in der Lichtemissionshelligkeit zu der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode ermöglicht, kann einen verlässlichen Betrieb der Lichtprojektionsteile 15 für eine lange Periode realisieren.
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In der ersten Ausführungsform wird das Fahrzeug 1 als ein mobiler Körper bezeichnet, die Bildgebungseinheit 10 wird als Bildgebungsvorrichtung bzw. -gerät oder Bildgebungsmittel bezeichnet und das lichtemittierende bzw. aussendende Lichtprojektionsteil 15 wird auch als lichtemittierendes Teil, als lichtemittierendes Gerät bzw. Vorrichtung oder als Lichtaussendemittel bzw. Lichtemissionsmittel bezeichnet. Der Bedingungsfestsetzblock 23 und der Bildgebungssteuerungsblock 24 wirken zusammen, um als eine Bildgebungssteuerungseinheit zu fungieren und werden auch als eine Bildgebungssteuerungsvorrichtung bzw. -gerät oder ein Bildgebungssteuerungsmittel bezeichnet. Der Bedingungsfestsetzblock 23 und der Lichtemissionssteuerungsblock 25 wirken zusammen, um als eine Lichtemissionssteuerungseinheit zu fungieren und werden auch als Lichtemissionssteuerungsgerät bzw. -vorrichtung oder als ein Lichtemissionssteuerungsmittel bezeichnet. Der Temperatursensor 35 wird auch als Temperaturerfassungseinheit, als Temperaturerfassungsgerät bzw. -vorrichtung oder als Temperaturerfassungsmittel bezeichnet. Schritt S101 wird Bildgebungsabschnitt oder Bildgebungsschritt und Lichtemissionsabschnitt oder Lichtemissionsschritt genannt. Schritt S109 wird auch als ein Bildgebungssteuerungsabschnitt oder ein Bildgebungssteuerungsschritt bezeichnet. Schritt S111 wird auch als Lichtemissionssteuerungsabschnitt oder als Lichtemissionssteuerungsschritt bezeichnet.
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Zweite Ausführungsform
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Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den 10 und 11 gezeigt und ist eine Abwandlung der ersten Ausführungsform. In der zweiten Ausführungsform ist mit Bezug auf eine Übergangsperiode zu der Zeit des Licht-Ausschaltens, das heißt des Verschiebens des Lichtemissionszustands von dem An-Zustand in den Aus-Zustand die Fallstartzeit (weiterhin bezeichnet als „Licht-Aus-Zeit”) T_LS für die Endzeit T_EF der Belichtungsperiode in Übereinstimmung mit der Länge der Belichtungsperiode und der Vorrichtungstemperatur verändert. Im Folgenden werden während eines Vergleichs der 10 und 11 mit 6 die Details der in der zweiten Ausführungsform ausgeführten Lichtemissionssteuerung beschrieben.
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In der zweiten Ausführungsform wird, wenn die Länge der Belichtungsperiode ET_S ist und die Vorrichtungstemperatur T1 ist, wie in der in 6 gezeigten ersten Ausführungsform; die Licht-Aus-Zeit T_LF nach dem Ende der Belichtungsperiode bestimmt bzw. definiert. Dies führt dazu, dass die Lichtemissionsdiode 16 (siehe 2) die maximale Helligkeit beibehält bis zu der Endzeit T_EF der Belichtungsperiode, so dass das Beleuchtungsabdeckungsverhältnis 100% ist, wie in der ersten Ausführungsform.
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10 ist ein Diagramm, welches die Wellenform auf überlagernde Weise anzeigt, wenn die Länge der Belichtungsperiode ET_L ist und die Vorrichtungstemperatur T1 ist. In diesem Fall wird die Licht-Aus-Zeit T_LR vor der Endzeit T_EF der Belichtungsperiode bestimmt. Daher wird die Lichtemissionshelligkeit zu der Endzeit T_EF der Belichtungsperiode beispielsweise ungefähr 30% der maximalen Helligkeit, wie die Lichtemissionshelligkeit zu der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode. Dies führt dazu, dass das Beleuchtungsabdeckungsverhältnis um die 90% wird.
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11 ist ein Diagramm, welches die Wellenform auf überlagernde Weise anzeigt, wenn die Länge der Belichtungsperiode ET_S ist und die Vorrichtungstemperatur T2 ist. In diesem Falle bestimmt. Daher ist die Lichtemissionshelligkeit zu der Endzeit T_EF der Belichtungsperiode beispielsweise um die 90% der maximalen Helligkeit. Dies führt dazu, dass das Beleuchtungsabdeckungsverhältnis ungefähr 85% wird.
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Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wird die Lichtemission der Lichtprojektionsteile 15 der zweiten Ausführungsform (siehe 2) derart gesteuert, dass die Lichtemissionshelligkeit zu der Endzeit T_EF der Belichtungsperiode höher wird, wenn die Belichtungsperiode kürzer eingestellt wird. Daher wird ähnlich zu der ersten Ausführungsform das Beleuchtungsabdeckungsverhältnis höher, wenn die Belichtungsperiode kürzer wird. Dies führt dazu, dass auch in der Zustandüberwachungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der überraschende Effekt realisiert werden kann, dass, wenn das Umgebungslicht stark ist, das Gesichtsbild 50 (siehe 4) genau aufgezeichnet wird durch Ausstrahlung von starkem hellen Licht, und, wenn das Umgebungslicht schwach ist, die Lichterzeugung durch Unterdrückung der Lichtemission reduziert wird.
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Zusätzlich wird die Lichtemission der Lichtprojektionsteile 15 der zweiten Ausführungsform (siehe 2) derart gesteuert, dass die Lichtemissionshelligkeit zu der Endzeit T_EF der Belichtungsperiode abnimmt, wenn die Vorrichtungstemperatur höher wird bzw. zunimmt. Wie oben beschrieben, kann die Durchführung der Steuerung, welche die Belastung der Lichtemissionsdiode 16 (siehe 2) und der Sterungseinheit 17 (siehe 2) verringert, wenn die Vorrichtungstemperatur hoch ist, ein verlässlicher Betrieb der Lichtprojektionsteile 15 für eine lange Zeit realisiert werden, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform.
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Zudem kann in der zweiten Ausführungsform durch Steuerung der Licht-Aus-Zeit T_LF zusätzlich zu der Lichtemissionszeit (T_LS) das Beleuchtungsabdeckungsverhältnis gemäß der Länge der Belichtungsperiode flexibel verändert werden. Daher wird, während das Gesichtsbild 50 akkurat aufgezeichnet wird (siehe 4), die Realisierung der Lichtemissionssteuerung und der Bildgebungssteuerung für die Reduktion der Lichterzeugung weiter erhöht.
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Dritte Ausführungsform
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Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche in den 12 und 13 dargelegt wird, ist eine weitere Abwandlung der ersten Ausführungsform. In der dritten Ausführungsform wird die Übergangsperiode zu der Zeit des Lichtanschaltens, das heißt des Verschiebens des Lichtemissionszustands der Lichtemissionsdiode 16 von dem Aus-Zustand in den An-Zustand, das heißt die Zunahmezeit des Stroms, durch die Steuerung der Steuerungseinheit 17 positiv gesteuert in Übereinstimmung mit der Länge der Belichtungsperiode und der Vorrichtungstemperatur. Weiterhin werden durch einen Vergleich der 12 und 13 mit der 6 die Details der in der dritten Ausführungsform ausgeführten Lichtemissionssteuerung beschrieben.
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12 ist ein Diagramm, welches auf überlagernde Weise die Wellenform darstellt, wenn die Länge der Belichtungsperiode ET_L ist und die Vorrichtungstemperatur T1. Die Stromzunahmezeit IT_L wird in diesem Fall derart gesteuert, dass sie länger ist als die Stromzunahmezeit IT_S (siehe 6) in einem Fall, in welchem die Länge der Belichtungsperiode ET_L ist. So eine Steuerung bewirkt, dass die Lichtemissionshelligkeit zu der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode ungefähr 30% der maximalen Helligkeit wird.
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13 ist ein Diagramm, welches die Wellenformen auf überlagernde Weise anzeigt, wenn die Länge der Belichtungsperiode ET_S ist und die Vorrichtungstemperatur T2 ist. Die Stromzunahmezeit IT_H wird in diesem Fall derart gesteuert, dass sie länger ist als die Stromzunahmezeit IT_S (siehe 6), in einem Fall, in welchem die Vorrichtungstemperatur T2 ist. Eine derartige Steuerung bewirkt, dass die Lichtemissionshelligkeit zu der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode um die 90% der maximalen Helligkeit wird.
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Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wird bei den Lichtprojektionsteilen 15 (siehe 2) der dritten Ausführungsform, wenn die Belichtungsperiode verkürzt wird, die Präzedenzperiode verlängert und die Stromzunahmezeit wird verkürzt. Dies steuert die Lichtemission der Lichtprojektionsteile 15, um es zu ermöglichen, dass die Lichtemissionshelligkeit zu der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode höher wird. Die Zustandsüberwachungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform kann auch den überraschenden Effekt ausführen, dass: wenn das Umgebungslicht stark ist, das Gesichtsbild 50 durch Ausstrahlung von starkem erhellenden Licht genau aufgezeichnet wird; und wenn das Umgebungslicht schwach ist, die Lichterzeugung durch Unterdrückung der Lichtemission reduziert wird.
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Zusätzlich wird die Lichtemission der Lichtprojektionsteile 15 (siehe 2) der dritten Ausführungsform derart gesteuert, dass die Lichtemissionshelligkeit zu der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode abnimmt, wenn die Vorrichtungstemperatur höher wird bzw. zunimmt. Wie oben beschrieben, kann die Durchführung der Steuerung, welche die Belastung der Lichtemissionsdiode 16 und der Steuerungseinheit 17 reduziert, wenn die Vorrichtungstemperatur hoch ist, einen verlässlichen Betrieb der Lichtprojektionsteile 15 für eine lange Zeit realisieren, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform.
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Weiterhin wird in der dritten Ausführungsform, wenn die Belichtungsperiode lang ist, eine lange Stromzunahmezeit gewährleistet. Daher wird das Auftreten elektrischen Rauschens, welches einhergeht mit dem Umschaltbetrieb der Lichtemissionsdiode 16, reduziert bzw. unterdrückt. Zusätzlich kann, wenn die Belichtungsperiode kurz ist, die Lichtemissionsperiode verkürzt werden durch Verkürzen der Stromzunahmezeit. Dies verbessert weiterhin den Effekt der Reduktion der mit der Lichtemission einhergehenden Wärmeerzeugung.
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Andere Ausführungsformen
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Obwohl die Mehrzahl der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben beschrieben worden sind, beschränkt sich die Erfindung nicht auf die vorhergehenden Ausführungsformen, sondern kann auf verschiedene Ausführungsformen und Kombinationen ohne eine Abweichung von dem Erfindungsgedanken angewandt werden.
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Eine erste Abwandlung der Ausführungsformen verwendet eine Antriebseinheit, welche den Wert von Strom, welcher an die Lichtemissionsdiode 16 angelegt wird, verändern kann. Daher wird, wenn die Länge der Belichtungsperiode ET_L ist, wie in 14 gezeigt, das Maximum I_L des Wertes des Stroms, welcher an die Lichtemissionsdiode 16 angelegt worden ist, derart gesteuert, dass er geringer ist als der maximale Stromwert I_max (siehe 6), welcher angelegt wird, wenn die Länge der Belichtungsperiode ET_S ist. Zudem kann durch eine derartige Steuerung die Lichtemissionshelligkeit zu der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode auf ungefähr 30% der maximalen Helligkeit eingestellt werden.
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Bei der Abwandlung der Ausführungsformen wird die Lichtemissionshelligkeit zu der Endzeit T_EF der Belichtungsperiode niedriger eingestellt als die Lichtemissionshelligkeit zu der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode. In den vorhergehenden Ausführungsformen verschiebt sich der Stromwert, welcher die Lichtemissionshelligkeit bestimmt, konstant, nachdem er sein Maximum erreicht hat, während der Periode von der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode zu der Endzeit T_EF der Belichtungsperiode. Jedoch kann der Stromwert in der Belichtungsperiode ein wenig fluktuieren und kann geringer werden als beispielsweise der Stromwert zu der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode.
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Weiterhin wird, wie in 15 gezeigt, wenn die Vorrichtungstemperatur T2 ist, das Maximum I_H des an die Lichtemissionsdiode angelegten Stromwerts derart gesteuert, dass er geringer ist als der maximale Stromwert I_max (siehe 6), welcher angelegt wird, wenn die Vorrichtungstemperatur T1 ist. Zudem kann durch eine derartige Steuerung die Lichtemissionshelligkeit zu der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode auf um die 90% der maximalen Helligkeit eingestellt werden. Jedes der in den vorhergehenden Ausführungsformen beschriebenen Beleuchtungsabdeckungsverhältnisse ist ein konzeptueller Wert, welcher wie angemessen verändert werden kann in Übereinstimmung mit der Bestimmung der Bildgebungseinheit und der Lichtprojektionseinheit, so dass das Gesichtsbild 50 mit exzellentem Kontrast aufgezeichnet werden kann.
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Das Bildgebungselement der Bildgebungseinheit in den vorhergehenden Ausführungsformen kann wie angemessen einen Bildsensor sowie beispielsweise eine CCD (Charge Coupled Device) oder einen CMOS (Komplementärer Metalloxidhalbleiter; Complementary Metal Oxide Semiconductor) verwenden. Der Frequenzbereich des durch das Bildgebungselement erfassten Lichts beschränkt sich nicht auf den Nahinfrarotbereich sondern kann auch ein Bereich sichtbaren Lichts sein. Weiterhin kann die Lichtemissionsdiode vorteilhafterweise wie angemessen in Parametern wie dem Frequenzbereichs des auszusendenden Lichts, der Anzahl an Teilen und deren Anordnungen verändert werden, so dass sie mit den Bestimmungen des Bildgebungselements übereinstimmt.
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Eine Schließvorrichtung bzw. eine Blende zur Steuerung der Belichtung des Bildgebungselements kann eine globale Schließvorrichtung sein, welche alle der Pixel der Bildgebungsebene im Wesentlichen zu der gleichen Zeit in den Belichtungszustand eintreten lässt oder kann eine rollbare Schließvorrichtung sein, welche die Pixel von einer spezifischen Pixelreihe sequentiell in einen Belichtungszustand eingehen lässt. Zudem kann in einem Modus der Verwendung einer derart rollbaren Schließvorrichtung die Konfiguration, welche die Rahmenrate in der Bildgebungseinheit groß einstellt und das Tastverhältnis des Belichtungszustands klein einstellt, einen Effekt ausüben, welcher äquivalent ist zu dem Modus der Verwendung der globalen Schließvorrichtung.
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In einer Abwandlung der vorhergehenden Ausführungsform wird die Lichtemissionshelligkeit zu der Endzeit T_EF der Belichtungsperiode derart eingestellt, dass sie geringer ist als die Lichtemissionshelligkeit zu der Startzeit T_ES der Periode. In den vorhergehenden Ausführungsformen, während der Periode von der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode zu der Endzeit T_EF der Belichtungsperiode, verschiebt sich der Stromwert, welcher die Lichtemissionshelligkeit bestimmt, konstant, nachdem er einen Maximalwert erreicht hat. Jedoch kann der Stromwert ein wenig fluktuieren in der Belichtungsperiode und kann beispielsweise unter den Stromwert zu der Startzeit T_ES der Belichtungsperiode fallen.
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In den vorhergehenden Ausführungsformen können die Montageposition der Bildgebungseinheit 10 und der Zustandsüberwachungsvorrichtung 100, welche auf der oberen Oberfläche der Steuerungssäule 180 ist, wie angemessen verändert werden, solange der vorherbestimmte Bereich PA aufgezeichnet werden kann. Die Zustandsüberwachungsvorrichtung kann beispielsweise auf der oberen Oberfläche eines Instrumentenpaneels angebracht sein oder auf einem Deckenteil neben einer Sonnenblende angebracht sein. Weiterhin kann die Bildgebungseinheit ein Bauteil sein, welches separat ist von dem Körper der Zustandsüberwachungsvorrichtung und kann in einer Position bereitgestellt werden, welche geeignet ist für das Aufzeichnen des vorherbestimmten Bereichs PA.
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Das Verfahren der Bestimmung des vorherbestimmten Bereichs PA in den vorhergehenden Ausführungsformen kann wie angemessen verändert werden. Beispielsweise kann der vorherbestimmte Bereich PA so bestimmt werden, dass er 95% der Augellipse beinhaltet. Weiterhin beschränkt sich das Verfahren der Bestimmung des vorherbestimmten Bereichs PA nicht auf das Verfahren der Bestimmung des Bereichs durch die Augellipse. Beispielsweise kann eine Bestimmung des vorherbestimmten Bereichs PA dadurch durchgeführt werden, dass eine Mehrzahl von Fahrern von verschiedenen Rassen, Geschlechtern und Altersgruppen tatsächlich auf dem Fahrersitz sitzen. Es ist vorteilhaft, den vorherbestimmten Bereich PA unter der Annahme einer Verschiebung des Gesichts mit dem Fahrbetrieb zu bestimmen.
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In den vorhergehenden Ausführungsformen kann eine Mehrzahl von Funktionen, welche durch den Steuerungsschaltkreis 20, welcher ein Zustandsüberwachungsprogramm ausführt, durch Hardware bereitgestellt werden oder durch Software, welche unterschiedlich ist von den oben beschriebenen Steuerungsvorrichtungen oder eine Kombination davon. Beispielsweise kann ein analoger Schaltkreis, welcher eine vorherbestimmte Funktion hat, ohne Verwendung des Programms eine Funktion bereitstellen, welche einer jeden der funktionalen Blöcke und der funktionalen Unterblöcke entspricht.
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Die vorgegebenen Ausführungsformen bieten Beispiele der Anwendung der vorliegenden Erfindung auf eine Zustandsüberwachungsvorrichtung, welche in einem Fahrzeug montiert ist und welche den Zustand des Fahrers des Fahrzeugs überwacht. Die vorliegende Erfindung kann aber nicht nur auf eine sogenannte Fahrerstatusüberwachung für ein Automobil als ein Fahrzeug verwendet werden, sondern auch als eine Zustandüberwachungsvorrichtung für die Überwachung des Zustands des Bedieners eines jeden von verschiedenen mobilen Körpern (Transportmaschinen) wie ein zweirädriges Fahrzeug, ein dreirädriges Fahrzeug, ein Schiff oder ein Flugzeug.
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Während die vorliegende Erfindung mit Bezugnahme auf die Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt. Die vorliegende Erfindung umfasst verschiedene Abwandlungen und äquivalente Anordnungen. Zusätzlich fallen auch verschiedene Kombinationen und Konfigurationen, andere Kombinationen und Konfigurationen, welche mehr, weniger oder nur ein einzelnes Element enthalten, auch unter den Erfindungsgedanken und den Umfang der vorliegenden Offenbarung.
