DE4441332A1

DE4441332A1 - Fahrer-Fotografiervorrichtung

Info

Publication number: DE4441332A1
Application number: DE4441332A
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Shimotani; Minoru Nishida; Akira Okada; Yoshiharu Morihiro
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-11-11
Filing date: 1994-11-08
Publication date: 1995-05-18
Anticipated expiration: 2014-11-09
Also published as: US5598145A; DE4441332B4; JP3214195B2; JPH07134800A

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrer-Fotografiervor richtung zum Erfassen des Verhaltens eines Fahrers wie Einnicken, Zurseiteblicken und dergleichen.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Augenposi tionsdetektors, der eine bekannte Fahrer-Fotografier vorrichtung verwendet, die beispielsweise in der ver öffentlichten ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 158303 aus 1985 gezeigt ist. Fig. 1 zeigt einen Fahrer 1, einen Fahrersitz 2, ein Armaturenbrett 3, CCD-Kameras 10a, 10b, eine Infrarotstrahlen emittie rende Diode (LED) 20, eine LED-Treiberschaltung 21, die elektrischen Strom zur LED 20 liefert, und eine Fahrerverhalten-Erfassungsschaltung 100.

Als nächstes wird die Arbeitsweise des bekannten De tektors beschrieben. Die Infrarot-LED 20 bestrahlt den Fahrer 1 im Fahrersitz 2. Die Bilder des Fahrers 1 werden in die CCD-Kameras 10a, 10b eingegeben, die sich an Positionen befinden, an denen die Kameras 10a, 10b einen vorbeschriebenen Bereich, der das Ge sicht des Fahrers 1 enthält, fotografieren können. Die Eingabebilder der CCD-Kameras 10a, 10b werden weiterhin von den Kameras 10a, 10b als Bildsignale in die Fahrerverhalten-Erfassungsschaltung 100 eingege ben, dann werden die Daten über die Augenpositionen, die Richtungen des Gesichts und dergleichen mittels Bildverarbeitungstechniken verarbeitet. Fig. 2 ist ein Muster eines auf diese Weise erhaltenen Infrarot bildes. Fig. 2 zeigt eine Iris 4, eine Lederhaut 5, eine Pupille 6 und eine Gesichtsfläche 7. In dem auf diese Weise erhaltenen Bild ist die Lederhaut 5 etwas dunkler dargestellt als die Gesichtsfläche 7, die Iris 4 ist etwas dunkler dargestellt als die Leder haut 5 und weiterhin ist die Pupille 6 noch dunkler dargestellt.

Weil die Fotografiervorrichtung nach dem Stand der Technik wie vorbeschrieben zusammengesetzt ist, be steht bei ihr das Problem, daß komplizierte Bildver arbeitungstechniken erforderlich sind, um die Posi tionen der Pupillen 6 zu erfassen. Das heißt die Vor richtung sucht die Pupillen 6 beispielsweise wie folgt: Durchführen von Filteroperationen, Erfassen von Kanten und Erkennen von Mustern mittels Durchfüh rung der Hough-Transformationsverarbeitung und der gleichen, um aus den erfaßten Kantenformen Kreise entsprechend den Pupillen 6 zu erhalten. Darüber hin aus hat die bekannte Vorrichtung ein anderes Problem, daß, wenn die Kanten aufgrund von Störungen und der gleichen zum Zeitpunkt der Kantenerfassung nicht ge nau erfaßt werden, die Kreise nicht erhalten werden und die Bildverarbeitung sehr kompliziert wird und dadurch viel Zeit benötigt.

Wie in dem Artikel "THE EXTRACTION OF PUPILS AND A TRIAL PRODUCTION OF A SIGHT LINE DETECTING APPARATUS WHICH PERMITS THE MOVEMENTS OF HEAD PARTS" (DENSHI JOHO TUSHIN GAKKAI RONBUNSHI (THE PAPERS JOURNAL OF THE ELECTRIC AND INFORMATION COMMUNICATION SOCIETY OF JAPAN), D-II, Band J76-D-II, Nr. 3) gezeigt ist, kön nen andererseits, wenn ein Gesicht durch eine koaxial strahlende Vorrichtung bestrahlt wird, an der Netz haut reflektierte Bilder klar fotografiert werden; dann können Pupillenpositionen, die Augenpositionen bedeuten, durch sehr einfache Bildverarbeitungen er faßt werden, wie beispielsweise durch Transformation eines grauen Bildes in ein binäres Bild. (Die "koaxi al strahlende Beleuchtung" bedeutet eine Beleuchtung in der Weise, daß die optische Achse einer Kamera und die Strahlungsrichtung des beleuchtenden Lichts zu sammenfallen). Es ist demgemäß denkbar, diese Vor richtung als eine Fahrer-Fotografiervorrichtung zu verwenden; jedoch führt die tatsächliche Realisierung zu dem Problem, daß die an der Netzhaut reflektierten Bilder nicht erhalten werden können, weil ein stören des Licht (oder Sonnenlicht) vorhanden ist, dessen Lichtintensität nicht geringer als das 100- bis 1000fache derjenigen des beleuchtenden Lichts zum Foto grafieren im Zustand der Installation in Kraftfahr zeugen ist. Die Fig. 3(a) und 3(b) sind Darstellun gen zur Erläuterung des durch das vorerwähnte stören de Licht bewirkten Einflusses. Die in Fig. 3(b) ge zeigten Wellenformen stellen die Helligkeitsvertei lungen entlang der Linie A-A eines erhaltenen Ge sichtsbildes (Fig. 3(a)) dar. Die Kurvenlinie A in Fig. 3(b) zeigt die Helligkeitsverteilung eines Bil des am Tage bei gutem Wetter dar, welches nach der koaxial strahlenden Methode fotografiert ist; die Kurvenlinie B stellt die Helligkeitsverteilung eines anderen Bildes am Tage bei Regenwetter dar, welches nach derselben koaxial strahlenden Methode fotogra fiert ist; die Kurvenlinie C stellt die Helligkeits verteilung eines Bildes bei Nacht dar, das nach der selben koaxial bestrahlenden Methode fotografiert ist; und die Kurvenlinie D stellt die Helligkeitsver teilung eines anderen Bildes bei Nacht dar, das nach einer nichtkoaxial bestrahlenden Methode (d. h. mit einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik) foto grafiert ist. Es kann festgestellt werden, daß die Helligkeit der Teile der Bilder, mit Ausnahme der Pupillen 6, die nach der koaxial bestrahlenden Metho de fotografiert sind, höher wird gemäß der Vergröße rung von störendem Licht (die Kurvenlinie C: in der Nacht die Kurvenlinie B: am Tage bei Regenwetter die Kurvenlinie A: am Tage bei schönem Wetter), und daß die Erfassung der Pupillen 6 so sehr schwierig wird.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrer-Fotografiervorrichtung zu schaffen, die Pupillenpositionen mittels einfacher Bildverarbei tungstechniken erfassen kann und die an der Netzhaut eines Fahrers reflektierte Bilder einfach und klar fotografieren kann, selbst wenn die Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug installiert ist, mit der klare an der Netzhaut reflektierte Bilder erhalten werden, selbst wenn starkes störendes Licht vorhanden ist, die die durch störendes Licht erhaltenen Bilder eli minieren kann, indem der Einfluß von Temperaturände rungen verringert wird, die deutliche an der Netzhaut reflektierte Bilder fotografieren kann, indem der Einfluß von störendem Licht mittels Signalverarbei tungstechniken eliminiert werden kann, die deutliche an der Netzhaut reflektierte Bilder fotografieren kann, selbst wenn sich die Augen schnell bewegen, die deutliche an der Netzhaut reflektierte Bilder foto grafieren kann, indem der Einfluß von störendem Licht durch Vorsehen einer Bildverarbeitungsvorrichtung eliminiert wird, die immer deutliche an der Netzhaut reflektierte Bilder erhalten kann, indem der Kontrast von erhaltenen Gesichtsbildern konstant gemacht wird, die deutliche an der Netzhaut reflektierte Bilder fotografieren kann und andere Merkmale eines Fahrers selbst zur Nachtzeit erfassen kann, und die immer deutliche an der Netzhaut reflektierte Bilder erhal ten kann, indem der Kontrast von erhaltenen Gesichts bildern konstant gemacht wird durch Bestrahlung des Fahrers mit einer immer konstanten Beleuchtungsstär ke.

Zur Lösung der genannten Aufgabe ist nach einem er sten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Fahrer- Fotografiervorrichtung vorgesehen, in der eine Be leuchtungsvorrichtung und eine Lichteingabevorrich tung, in welche das die Fahrerbilder bildende Licht eingegeben wird, in der Weise angeordnet sind, daß die Bestrahlungsrichtung von beleuchtendem Licht und die die Lichteingabevorrichtung und den Fahrer ver bindende Lichtachse zumindest in der Nähe des Fahrers fast zusammenfallen.

Wie vorstehend dargestellt ist, ist die Fahrer-Foto grafiervorrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfin dung so ausgebildet, daß sie die koaxiale Bestrahlung verwendet, und demgemäß können Pupillenpositionen mit einfachen Bildverarbeitungstechniken erfaßt werden.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Fah rer-Fotografiervorrichtung vorgesehen, bei der eine Störungslicht-Begrenzungsvorrichtung, die Lichtkom ponenten einer Beleuchtungsvorrichtung hindurchläßt und in das Innere eines Kraftfahrzeugs einfallendes Störungslicht begrenzt, in dem eine Lichteingangsvor richtung und einen Fahrer verbindenden optischen Pfad angeordnet ist.

Wie vorstehend festgestellt wird, ist die Fahrer-Fo tografiervorrichtung nach dem zweiten Aspekt der Er findung mit einem Filter versehen, welcher das Stö rungslicht begrenzt und im die Lichteingangsvorrich tung und den Fahrer verbindenden optischen Pfad an geordnet ist, so daß demgemäß deutliche an der Netz haut reflektierte Bilder erhalten werden können, selbst wenn das Störungslicht stark ist.

Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ist eine Fah rer-Fotografiervorrichtung vorgesehen, bei der eine Störungslicht-Begrenzungsvorrichtung, die Lichtkom ponenten einer Beleuchtungsvorrichtung hindurchläßt und das in das Innere eines Kraftfahrzeugs einfallen de Störungslicht begrenzt, in dem eine Lichtbeleuch tungsvorrichtung mit einem Fahrer und weiterhin eine Lichteingabevorrichtung mit dem Fahrer verbindenden optischen Pfad angeordnet ist.

Wie vorstehend dargelegt ist, ist die Fahrer-Fotogra fiervorrichtung nach dem dritten Aspekt der Erfindung mit einem Filter versehen, der in dem die Lichtbe leuchtungsvorrichtung mit dem Fahrer und weiterhin die Lichteingabevorrichtung mit dem Fahrer verbinden den optischen Pfad angeordnet ist. Demgemäß können der Einfluß von Temperaturänderungen verringert und das Störungslicht begrenzt werden.

Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ist eine Fah rer-Fotografiervorrichtung vorgesehen, die mit einer Wellenlängencharakteristik-Kompensationsvorrichtung versehen ist, welche den Einfluß der Verschiebung der mittleren Wellenlänge einer Beleuchtungsvorrichtung entsprechend der Änderung der mittleren Wellenlänge der Beleuchtungsvorrichtung kompensiert.

Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung ist eine Fah rer-Fotografiervorrichtung vorgesehen, die mit mehre ren Störungslicht-Begrenzungsvorrichtungen versehen ist, die einander unterschiedliche Durchlaßeigen schaften haben, und die Vorrichtung ist in der Weise ausgebildet, daß eine Wellenlängencharakteristik-Kom pensationsvorrichtung die genannten Störungslicht- Begrenzungsvorrichtungen entsprechend den Änderungen der mittleren Wellenlänge einer Beleuchtungsvorrich tung austauscht.

Gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung ist eine Fah rer-Fotografiervorrichtung vorgesehen, die eine Be leuchtungsvorrichtung aufweist, die aus mehreren mo nochromatisches Licht emittierenden Vorrichtungen mit einander unterschiedlichen Wellencharakteristiken zusammengesetzt ist, und die Vorrichtung ist in der Weise ausgebildet, daß eine Wellenlängencharakteri stik-Kompensationsvorrichtung die genannten monochro matisches Licht emittierenden Vorrichtungen mit Emis sionswellenlängen ähnlich den Durchlaßwellenlängen einer Störungslicht-Begrenzungsvorrichtung entspre chend den Änderungen der mittleren Wellenlänge der genannten monochromatisches Licht emittierenden Vor richtung austauscht.

Wie vorstehend dargestellt ist, kompensiert bei der Fahrer-Fotografiervorrichtung nach dem vierten bis sechsten Aspekt der Erfindung, selbst wenn Verschie bungen der emittierten Lichtwellenlängen der LEDs durch Temperaturänderungen und dergleichen bewirkt werden, die Wellenlängencharakteristik-Kompensations vorrichtung den Einfluß der Verschiebungen, und dem gemäß kann die Vorrichtung deutliche von der Netzhaut reflektierte Bilder fotografieren.

Gemäß dem siebenten Aspekt der Erfindung ist eine Fahrer-Fotografiervorrichtung vorgesehen, welche auf weist: eine Beleuchtungslicht-Steuervorrichtung, die das Vorhandensein von Beleuchtungslicht steuert, und eine Bildverarbeitungsvorrichtung, die die Fahrer bildsignale ausgibt, wenn das Beleuchtungslicht vor handen ist, und die Fahrerbildsignale ausgibt, wenn das Beleuchtungslicht nicht vorhanden ist, oder die Bildsignale ausgibt, die durch Verarbeitung der Dif ferenz der beiden vorerwähnten Bildsignale erzeugt werden.

Wie vorstehend dargestellt ist, erhält die Fahrer- Fotografiervorrichtung nach dem siebenten Aspekt der Erfindung die Bildsignale des Fahrers in den beiden Fällen, in denen das Beleuchtungslicht vorhanden ist oder nicht, und die Vorrichtung erhält von der Netz haut reflektierte Bilder aus der Differenz der Bild signale der beiden vorerwähnten Bildsignale. Demgemäß ist der Einfluß von Störlicht durch die Signalverar beitung eliminiert und die deutlichen von der Netz haut reflektierten Bilder können fotografiert werden.

Gemäß dem achten Aspekt der Erfindung ist eine Fah rer-Fotografiervorrichtung vorgesehen, deren Licht eingangsvorrichtung eine Lichteingangs-Steuervorrich tung aufweist, die die Bilder des Fahrers für eine vorgeschriebene Zeitdauer entsprechend dem Vorhanden sein von Beleuchtungslicht in die Vorrichtung ein gibt.

Wie vorstehend festgestellt ist, ist die Fahrer-Foto grafiervorrichtung nach dem achten Aspekt der Erfin dung so ausgebildet, daß die Bilder des Fahrers für die vorgeschriebene Zeitdauer entsprechend dem Vor handensein des beleuchtenden Lichts in die Vorrich tung eingegeben wird, und demgemäß können die Zeit intervalle für die Aufnahme jedes Bildes entsprechend dem Vorhandensein des beleuchtenden Lichts gekürzt werden, und die Unschärfe wird geringer. Somit können deutliche Bilder fotografiert werden, selbst wenn die Bewegungen des Fahrers schnell sind.

Gemäß dem neunten Aspekt der Erfindung ist eine Fah rer-Fotografiervorrichtung vorgesehen, in welcher eine Lichteingangs-Steuervorrichtung kontinuierlich Bilder eines Fahrers für eine vorgeschriebene Zeit dauer eingibt, die sich über beide Zeitintervalle, in denen das beleuchtende Licht vorhanden ist bzw. nicht vorhanden ist, verteilt.

Wie vorstehend dargestellt ist, kann in der Fahrer- Fotografiervorrichtung nach dem neunten Aspekt der Erfindung die Zeitdifferenz zwischen dem Zeitinter vall der Bildaufnahme, in dem das beleuchtende Licht vorhanden ist, und dem Zeitintervall der Bildaufnah me, in dem das beleuchtende Licht nicht vorhanden ist, so verringert werden, daß sie sehr klein ist, und demgemäß erscheinen die Differenzen des Vorhan denseins des beleuchtenden Lichts auf den erhaltenen Differenzbildern. Somit können deutliche Bilder foto grafiert werden, selbst wenn die Bewegungen des Fah rers sehr schnell sind.

Gemäß dem zehnten Aspekt der Erfindung ist eine Fah rer-Fotografiervorrichtung vorgesehen, die mit Stör licht-Begrenzungsvorrichtungen mit einander unter schiedlichen Wellenlängencharakteristiken und zwei Lichteingangsvorrichtungen, denen das Licht von jeder Störlicht-Begrenzungsvorrichtung eingegeben wird, versehen ist, und weiterhin weist die Vorrichtung eine Bildverarbeitungsvorrichtung auf, die jedes durch jede Lichteingabevorrichtung erhaltenes Bildsi gnal oder das Bildsignal, das durch Verarbeitung der Differenz jedes der vorerwähnten Bildsignale erzeugt wird, ausgibt.

Wie vorerwähnt ist, ist die Fahrer-Fotografiervor richtung nach dem zehnten Aspekt der Erfindung mit der Lichteingabevorrichtung versehen, in die das Licht von jeder Störlicht-Begrenzungsvorrichtung ein gegeben wird, und die Vorrichtung erhält die mit be leuchtendem Licht fotografierten Bilder eines Fahrers sowie die ohne das beleuchtende Licht fotografierten Bilder des Fahrers, und weiterhin erhält die Vorrich tung an der Netzhaut reflektierte Bilder aus den Dif ferenzbildern der beiden vorerwähnten Bilder. Demge mäß wird durch die Signalverarbeitung der Einfluß des Störlichts entfernt und es können deutliche, an der Netzhaut reflektierte Bilder fotografiert werden.

Gemäß dem elften Aspekt der Erfindung ist eine Fah rer-Fotografiervorrichtung vorgesehen, die so ausge bildet ist, daß die Intensität des beleuchtenden Lichts entsprechend der Beleuchtungsstärke im Innern des Kraftfahrzeugs geändert wird.

Gemäß dem zwölften Aspekt der Erfindung ist eine Fah rer-Fotografiervorrichtung vorgesehen, welche auf weist: eine erste Beleuchtungsvorrichtung, die in der Weise angeordnet ist, daß eine Strahlungsrichtung des beleuchtenden Lichts und die Achse einer Lichtein gangsvorrichtung in der Nähe eines Fahrers nahezu zusammenfallen, und eine zweite Beleuchtungsvorrich tung, die den Fahrer beleuchtet und an einer anderen Stelle als die erste Beleuchtungsvorrichtung angeord net ist, wobei die zweite Beleuchtungsvorrichtung so ausgebildet ist, daß sie die Intensität des beleuch tenden Lichts entsprechend der Beleuchtungsstärke im Innern eines Kraftfahrzeugs ändert.

Wie vorstehend dargestellt ist, ist die Fahrer-Foto grafiervorrichtung nach dem elften und zwölften Aspekt der Erfindung so ausgebildet, daß die Intensi tät des beleuchtenden Lichts einer strahlenden Vor richtung oder die Intensität des beleuchtenden Lichts der zweiten Beleuchtungsvorrichtung, die an einer anderen Stelle als die erste Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist, geändert wird, und demgemäß wird der Kontrast von erhaltenen Gesichtsbildern konstant, und es können immer deutliche an der Netzhaut reflektier te Bilder erhalten werden.

Gemäß dem dreizehnten Aspekt der Erfindung ist eine Fahrer-Fotografiervorrichtung vorgesehen, welche auf weist: eine erste Beleuchtungsvorrichtung, die in der Weise angeordnet ist, daß eine Strahlungsrichtung des beleuchtenden Lichts und die Lichtachse einer Licht eingangsvorrichtung in der Nähe eines Fahrers nahezu zusammenfallen, eine zweite Beleuchtungsvorrichtung, die an einer anderen Stelle als die erste Beleuch tungsvorrichtung angeordnet ist und den Fahrer be leuchtet, und eine Wechselvorrichtung, die zwischen der ersten Beleuchtungsvorrichtung und der zweiten Beleuchtungsvorrichtung zur Beleuchtung des Fahrers wechselt.

Wie vorstehend festgestellt ist, wechselt die Fahrer- Fotografiervorrichtung nach dem dreizehnten Aspekt der Erfindung zwischen der ersten Beleuchtungsvor richtung und der zweiten Beleuchtungsvorrichtung, um den Fahrer zu beleuchten, und die Vorrichtung verar beitet die Differenzbilder jedes erhaltenen Bildes in Übereinstimmung mit dem Wechsel jeder Beleuchtungs vorrichtung, und demgemäß können deutliche, an der Netzhaut reflektierte Bilder fotografiert werden. Da die durch die zweite Beleuchtungsvorrichtung erhalte nen Bilder viel Informationen enthalten, können selbst während der Nacht andere Merkmale des Fahrers erhalten werden, indem mittels der Wechselvorrichtung die Beleuchtung zu der zweiten Beleuchtungsvorrich tung gewechselt wird.

Gemäß dem vierzehnten Aspekt der Erfindung ist eine Fahrer-Fotografiervorrichtung vorgesehen, die eine Bereichsfeststellungsvorrichtung zum Messen des Ab stands zwischen einem Fahrer und einer Beleuchtungs vorrichtung aufweist, und die Vorrichtung ändert die Intensität des beleuchtenden Lichts in Übereinstim mung mit dem Abstand.

Wie vorstehend festgestellt wird, kann die Fahrer- Fotografiervorrichtung nach dem vierzehnten Aspekt der Erfindung die Intensität des beleuchtenden Lichts in Übereinstimmung mit dem Abstand zwischen dem Fah rer und der Beleuchtungsvorrichtung ändern, und dem gemäß kann der Fahrer immer mit einer konstanten Be leuchtungsstärke beleuchtet werden, und der Kontrast von erhaltenen Bildern wird konstant. Somit können immer deutliche von der Netzhaut reflektierte Bilder erhalten werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer bekannten Fahrer-Fotografiervorrichtung,

Fig. 2 eine erläuternde Darstellung eines mit der bekannten Fahrer-Fotografiervor richtung fotografierten Bildes eines Fahrers,

Fig. 3(a) und 3(b) Darstellungen zur Erläuterung des Einflusses von Störlicht in einer Fahrer-Fotografiervorrichtung,

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Fahrer-Foto grafiervorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 5 eine erläuternde Darstellung eines von der Fahrer-Fotografiervorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung fotografierten Bildes eines Fahrers,

Fig. 6 eine erläuternde Darstellung eines fotografierten Bildes, das von der Fahrer-Fotografiervorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfin dung verarbeitet wurde,

Fig. 7 ein Blockschaltbild der Fahrer-Foto grafiervorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 8(a), 8(b) und 8(c) Diagramme jeweils der Charakteri stik der Infrarotstrahlen-LED des Bandpaßfilters und des Störlichts in dem zweiten Ausführungsbei spiel der Erfindung,

Fig. 9 ein Blockschaltbild der Fahrer-Foto grafiervorrichtung nach dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 10(a) und 10(b) Diagramme der Charakteristiken jeweils der Lampe und des Band paßfilters nach dem dritten Aus führungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 11 ein Blockschaltbild der Fahrer-Foto grafiervorrichtung nach dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 12 ein Diagramm, das die Beziehung zwi schen der mittleren Wellenlänge des von der LED emittierten Lichts und der Temperatur beim vierten Ausführungs beispiel der Erfindung zeigt,

Fig. 13 ein Diagramm, das die Wellenlängencha rakteristiken des Bandpaßfilters bei dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,

Fig. 14 ein Blockschaltbild der Fahrer-Foto grafiervorrichtung nach dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 15 ein Diagramm, das die Beziehung zwi schen der mittleren Wellenlänge des von der LED emittierten Lichts und der Temperatur beim sechsten Ausführungs beispiel der Erfindung zeigt,

Fig. 16 ein Blockschaltbild der Fahrer-Foto grafiervorrichtung nach dem siebenten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 17 ein Blockschaltbild der Fahrer-Foto grafiervorrichtung nach dem neunten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 18 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Fahrer-Fotografier vorrichtung nach dem neunten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 19 ein Blockschaltbild der Fahrer-Foto grafiervorrichtung nach dem zehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 20 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Fahrer-Fotografier vorrichtung nach dem zehnten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 21 ein Blockschaltbild der Fahrer-Foto grafiervorrichtung nach dem zwölften Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 22 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Fahrer-Fotografier vorrichtung nach dem zwölften Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 23 ein Blockschaltbild der Fahrer-Foto grafiervorrichtung nach dem dreizehn ten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 24 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Fahrer-Fotografier vorrichtung nach dem dreizehnten Aus führungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 25 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Fahrer-Fotografier vorrichtung nach dem vierzehnten Aus führungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 26 ein Blockschaltbild der Fahrer-Foto grafiervorrichtung nach dem sechszehn ten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 27 ein Diagramm der Wellenlängencharak teristik des zweiten Bandpaßfilters im sechzehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 28 ein Blockschaltbild der Fahrer-Foto grafiervorrichtung nach dem siebzehn ten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 29 ein Blockschaltbild der Fahrer-Foto grafiervorrichtung nach dem achtzehn ten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 30 ein Blockschaltbild der Fahrer-Foto grafiervorrichtung nach dem neunzehn ten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 31 ein Blockschaltbild der Fahrer-Foto grafiervorrichtung nach dem zwanzig sten Ausführungsbeispiel der Erfin dung,

Fig. 32 ein Blockschaltbild der Fahrer-Foto grafiervorrichtung nach dem einund zwanzigsten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

Fig. 33 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Fahrer-Fotografier vorrichtung nach dem einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Beispiel 1

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild der Fahrer-Fotogra fiervorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 4 zeigt eine CCD- Kamera 10 (Lichteingabevorrichtung), die an einer Stelle angeordnet ist, an der das Fotografieren eines vorbestimmten Bereichs, der das Gesicht des Fahrers 1 enthält, möglich ist, und eine Beleuchtungsvorrich tung 20, die den Fahrer 1 im Fahrersitz 2 beleuchtet und beispielsweise eine Infrarotstrahlen-LED ist, bei der die mittlere Wellenlänge des emittierten Lichts 860 nm und deren Lichtemissions-Richtungscharakteri stik ± 20° betragen, sowie einen Halbspiegel 30. Dar über hinaus ist die gemäß Fig. 4 ausgebildete Vor richtung geeignet zum Fotografieren während der Nachtzeit.

Als nächstes wird die Arbeitsweise dieser Vorrichtung beschrieben.

Gemäß Fig. 4 reflektiert der Halbspiegel 30 die halbe Menge des entlang des optischen Pfades 11 gestrahlten beleuchtenden Lichts, und das reflektierte Licht be leuchtet das Gesicht des Fahrers 1 über den optischen Pfad 12. Das Bild des Fahrers 1 erreicht den Halb spiegel 30 über den optischen Pfad 13, und die halbe Menge des Lichts erreicht die CCD-Kamera 10, die dann das Bild des Fahrers 1 aufnimmt. In diesem Fall sind die Achsen der optischen Pfade 12 und 13 so zusammen gesetzt, daß sie fast koaxial oder innerhalb eines vorgeschriebenen Winkels (zum Beispiel 2°) vom Ge sichtspunkt des Fahrers 1 aus sind (koaxiale Bestrah lung). In diesem Ausführungsbeispiel ist der Winkel auf 0° gesetzt, und der Winkel des Halbspiegels 30 zu der Lichtachse 13 der CCD-Kamera 10 beträgt 45°. In diesem Fall wird das fotografierte Bild des Fahrers 1 wie in Fig. 5 gezeigt erhalten. Hierin werden die Pupillen 6 so beobachtet, als ob sie selbst leuchten aufgrund des auf der Netzhaut reflektierten Lichts durch die Beleuchtung mit koaxialer Bestrahlung gemäß der vorerwähnten Zusammensetzung, und die Pupillen 6 werden in einem Zustand sehr großer Helligkeit foto grafiert, im Vergleich mit anderen bezeichnenden Tei len wie der Gesichtsfläche 7 und dergleichen. Dies ist der Grund, warum die Pupillen 6 die Eigenschaft haben, daß sie das reflektierte Licht in derselben Richtung wie der des einfallenden Lichts zurückgeben. Demgemäß können binäre Bilder wie das in Fig. 6 ge zeigte aus den Graubildern erhalten werden, die in der Weise erhalten werden, daß nur ein Schwellenwert der Transformation eines Graubildes in ein binäres Bild eingestellt wird. Das in Fig. 6 gezeigte Bild besteht aus nur zwei kreisförmigen weißen Bereichen entsprechend den Pupillen 6 und im übrigen einem schwarzen Bereich. Auf diese Weise können die Posi tionen der Pupillen 6 durch einfache Operationen leicht erfaßt werden wie durch eine Operation zur Ableitung eines Schwerpunktes und dergleichen, ohne eine komplexe Verarbeitung.

Obgleich das vorbeschriebene erste Ausführungsbei spiel eine Infrarotstrahlen-LED als Beleuchtungsvor richtung 20 verwendet, kann diese auch aus einer Ha logenlampe bestehen, die Licht mit einer großen Wel lenlängen-Bandbreite emittiert, oder es kann eine Beleuchtungsvorrichtung verwendet werden, die aus einer Halogenlampe und einem Filter, das Licht mit bestimmten Wellenlängen durchläßt, besteht.

Beispiel 2

Während der Nachtzeit erscheinen an der Netzhaut re flektierte Bilder deutlich beim ersten Ausführungs beispiel, demgemäß können Bereiche mit hoher Hellig keit als Pupillen erfaßt werden. Während des Tags jedoch wird, da Störlicht wie das Sonnenlicht in das Innere eines Kraftfahrzeugs einfällt, die Helligkeit der Teile der Augen mit Ausnahme der Pupillen, die vom Störlicht beleuchtet werden, sehr hoch. Demgemäß ist das Fotografieren durch Beleuchtung mit koaxialer Bestrahlung nicht möglich, um deutliche von der Netz haut reflektierte Bilder zu erhalten. Das zweite Aus führungsbeispiel der Erfindung dient dem Zweck, den Einfluß des Störlichts herabzusetzen und es möglich zu machen, die von der Netzhaut reflektierten Bilder deutlich zu fotografieren.

Fig. 7 ist ein Blockschaltbild der Fahrer-Fotogra fiervorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Lichtemissionscharakteristik der Infrarotstrah len-LED 20 in Fig. 7 hat eine Wellenlängenausdehnung von etwa 20 nm um die Wellenlänge von 860 nm herum, wie in Fig. 8(a) gezeigt ist. Ein optisches Bandpaß filter (BPF) hat eine Durchlaßwellenlängen-Bandbreite von 30 nm um dieselbe Wellenlänge von 860 nm herum, wie in Fig. 8(b) gezeigt ist. Das BPF 40 ist vor der CCD- Kamera 10 angeordnet. Die weitere Ausbildung des zweiten Ausführungsbeispiels ist dieselbe wie die des ersten Ausführungsbeispiels.

Als nächstes wird die Arbeitsweise des zweiten Aus führungsbeispiels beschrieben.

Das Licht der Infrarotstrahlen-LED 20, das die in Fig. 8(a) gezeigte Charakteristik hat, wird in glei cher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel durch den Halbspiegel 30 reflektiert, um das Gesicht des Fahrers 1 zu beleuchten. Das die Bilder des Fahrers 1 bildende Licht geht durch den Halbspiegel 30 über den optischen Pfad 13 und dann durch das BPF 40 hindurch. Da die mittleren Wellenlänge der Wellenlängencharak teristik des BPF 40 fast dieselbe wie die der Charak teristik des von der LED 20 emittierten Lichts ist, wie in Fig. 8(b) gezeigt ist, gehen nahezu alle Kom ponenten des Lichts durch das BPF 40 hindurch und erreichen die CCD-Kamera 10, die dann das die Bilder des Fahrers 1 bildende Licht aufnimmt. Andererseits hat das Störlicht aufgrund des Sonnenlichts Lichtkom ponenten, die sich über eine große Wellenlängen-Band breite erstrecken, wie in Fig. 8(c) gezeigt ist. Na hezu alle der Wellenlängenkomponenten mit Ausnahme der Komponenten nahe 860 nm des Lichts der Bilder des vom Störlicht beleuchteten Fahrers 1 werden nahezu vollständig herabgesetzt, und demgemäß werden nur die begrenzten Komponenten des Störlichts in die CCD-Ka mera 10 eingegeben. Als Folge hiervon nimmt der Ein fluß des Störlichts ab, wodurch es möglich ist, daß die aufgrund der Beleuchtung mit koaxialer Bestrah lung von der Infrarot-LED 20 an der Netzhaut reflek tierten Bilder deutlich beobachtet und die Bilder der Pupillen mit großer Helligkeit erhalten werden kön nen. Die Bildverarbeitung nach der zum Feststellen der Mitten der Pupillen wird in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt.

Darüber hinaus wird beim zweiten Ausführungsbeispiel das Störlicht durch das BPF 40 gedämpft und die an der Netzhaut reflektierten Bilder werden von der CCD- Kamera 10 fotografiert, die eine große Wellenlängen- Bandbreiten-Empfindlichkeit hat. Es können jedoch fotoelektrische Umwandlungsvorrichtungen, die eine Empfindlichkeit nur in der Nähe der Wellenlänge des von der Infrarot-LED emittierten Lichts haben, ohne daß BPF 40 verwendet werden.

Beispiel 3

Fig. 9 zeigt ein Blockdiagramm der Fahrer-Fotogra fiervorrichtung nach dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In dem vorbeschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel hat die Infrarotstrahlen- LED 20 als Beleuchtungsvorrichtung ein relativ enges Wellenlängenband des emittierten Lichts; daher be steht beim zweiten Ausführungsbeispiel das Problem, daß die durch das BPF 40 hindurchgehende Lichtkompo nente klein wird bei Temperaturänderungen, da Infra rotstrahlen-LEDs die besondere Eigenschaft haben, daß ihre Emissionslicht-Wellenlängen sich mit der Tempe ratur ändern. Dieses Problem könnte dadurch gelöst werden, daß die Wellenlängen-Bandbreite des BPF 40 vergrößert wird, jedoch bewirkt diese Maßnahme das andere Problem, daß der Störlicht-Unterdrückungsef fekt im Verhältnis zu Vergrößerung der Wellenlängen- Bandbreite kleiner wird.

In diesem dritten Ausführungsbeispiel wird die Lampe 22 mit einem breiten Emissionslicht-Wellenlängenband (zum Beispiel eine Reflexlampe oder eine Glühlampe) als Beleuchtungsvorrichtung verwendet, und die Lampe 22 wird durch die Lampentreiberschaltung 23 gespeist. Darüber hinaus ist das BPF 40 an einer Stelle zwi schen der Beleuchtungsvorrichtung 22 und dem Fahrer 1 sowie zwischen dem Fahrer 1 und der CCD-Kamera 10 angeordnet.

Als nächstes wird die Arbeitsweise dieses Ausfüh rungsbeispiels beschrieben.

Fig. 10(a) zeigt ein Diagramm der Emissionslicht-Wel lenlängen-Charakteristik der Lampe 22 beim dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das beleuchtende Licht der Lampe 22 nimmt nach dem Passieren des BPF 40 die Wellenlängencharakteristik nach Fig. 10(b) an, wodurch das das Gesicht beleuchtende Licht ein enges Wellenlängenband aufweist. Das die Bilder des durch das beleuchtende Licht beleuchteten Gesichts bildende Licht passiert wieder das BPF 40, um in die CCD-Kame ra 10 eingegeben zu werden. Zu dieser Zeit passiert nahezu das gesamte Licht des Bildes das BPF 40. Ande rerseits ist das Wellenlängenband des Gesichtsbild lichtes durch das Störlicht durch das BPF 40 begrenzt und dadurch nimmt die Intensität des Bildlichtes durch das Störlicht ab. Als Folge hiervon wird der Einfluß des Störlichts ähnlich wie beim zweiten Aus führungsbeispiel gedämpft, und demgemäß können die mittels der Beleuchtung mit koaxialer Bestrahlung von der Lampe 22 an der Netzhaut reflektierten Bilder deutlich beobachtet werden, und die Bilder mit einer großen Helligkeit an den Pupillen können erhalten werden.

Darüber hinaus können zwei Bandpaßfilter miteinander gleicher Wellenlängencharakteristik als BPF 40 ver wendet werden, wobei jeweils eines der beiden Band paßfilter in dem die Lampe 22 und den Fahrer 1 ver bindenden optischen Pfad und in dem die CCD-Kamera 10 und den Fahrer 1 verbindenden optischen Pfad angeord net sein würden.

Beispiel 4

Fig. 11 ist ein Blockschaltbild der Fahrer-Fotogra fiervorrichtung nach dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind Bandpaßfilter als Maß für die Änderungen der Emis sionslicht-Wellenlängen der Infrarot-LED 20 ausgerü stet und sie werden gemäß diesen Änderungen gegenein ander ausgetauscht. Fig. 11 zeigt mehrere Bandpaßfil ter 40a, 40b und 40c mit einander unterschiedlichen Wellenlängen-Charakteristiken, eine Filterwechsel schaltung 41 und einen Temperatursensor 42. Fig. 12 zeigt ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der mittleren Wellenlänge des von der LED 20 emittierten Lichts und der Temperatur wiedergibt. Die mittlere Wellenlänge ändert sich mit der Temperatur wie folgt: 840 nm bei 10°C, 865 nm bei 20°C und 885 nm bei 30°C. Darüber hinaus zeigt Fig. 13 Diagramme, die die Wellenlängen-Charakteristiken jedes BPF wiederge ben. Die Kurvenlinie A stellt die Wellenlängen-Cha rakteristik des BPF 40a dar, die Kurvenlinie B stellt die Wellenlängen-Charakteristik des BPF 40b dar, und die Kurvenlinie C stellt die Wellenlängen-Charakteri stik des BPF 40c dar. Die mittlere Wellenlänge des BPF 40a beträgt 840 nm; die mittlere Wellenlänge des BPF 40b beträgt 860 nm; und die mittleren Wellenlänge des BPF 40c beträgt 880 nm.

Als nächstes wird die Arbeitsweise des vierten Aus führungsbeispiels beschrieben.

In diesem Ausführungsbeispiel erfaßt der Temperatur sensor 42 die Temperatur und die Filterwechselschal tung 41 steuert den Austausch der Bandpaßfilter 40a, 40b, 40c im optischen Pfad 13 wie folgt: das BPF 40a wird bei Temperaturen von 13°C und darunter angeord net; das BPF 40b wird bei Temperaturen von 13 bis 21°C angeordnet, und das BPF 40c wird bei Temperatu ren von 21°C und darüber angeordnet. Die Arbeitswei se dahinter ist dieselbe wie die beim zweiten Ausfüh rungsbeispiel. Wie vorstehend ausgeführt ist, können die an der Netzhaut reflektierten Bilder deutlich fotografiert werden, selbst wenn die Wellenlängen des emittierten Lichts sich ändern, indem die Bandpaßfil ter entsprechend der Temperatur ausgetauscht werden.

Beispiel 5

In dem vorbeschriebenen vierten Ausführungsbeispiel werden die Bandpaßfilter gemäß der erfaßten Tempera tur ausgetauscht. Es kann jedoch geeignet sein, die Wellenlänge des Emissionslichts der LED 20 zu erfas sen durch Vorsehen einer Gruppe von fotoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen mit einander unterschiedli chen Wellenlängenempfindlichkeiten anstelle des Tem peratursensors 42, und die Bandpaßfilter so auszutau schen, daß das Bandpaßfilter in dem optischen Pfad 13 angeordnet wird, dessen Wellenlängen-Charakteristik eine mittlere Wellenlänge nahe der Wellenlänge des emittierten Lichts ist, die von den fotoelektrischen Umwandlungsvorrichtungen erfaßt wird. Durch Verwen dung einer derartigen Ausbildung können die an der Netzhaut reflektierten Bilder deutlich fotografiert werden, wenn sich die emittierten Wellenlängen der LED aufgrund anderer primärer Faktoren als der Tempe ratur ändern.

Beispiel 6

Fig. 14 zeigt ein Blockschaltbild der Fahrer-Fotogra fiervorrichtung nach dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei sind mehrere LEDs mit einander unterschiedlichen mittleren Wellenlängen des Emis sionslichts installiert, und sie werden gemäß der Temperatur als Maßnahme gegen die Änderung der Wel lenlänge des Emissionslichts der Infrarotstrahlen-LED gegeneinander ausgetauscht. In Fig. 14 sind mehrere LEDS 20a, 20b und 20c mit einander unterschiedlichen mittleren Wellenlängen des Emissionslichts gezeigt. Fig. 15 zeigt Diagramme, die die Beziehung zwischen der mittleren Wellenlänge des Emissionslichts jeder der LEDs 20a, 20b, 20c und der Temperatur wiederge ben. Die Kurvenlinie A stellt die Temperaturcharak teristik der LED 20a dar; die Kurvenlinie B stellt die Temperaturcharakteristik der LED 20b dar; und die Kurvenlinie C stellt die Temperaturcharakteristik der LED 20c dar. Darüber hinaus hat das optische BPF 40 eine Wellenlängen-Bandbreite von 30 nm und eine mitt lere Wellenlänge von 860 nm, und es ist in gleicher Weise wie beim zweiten Ausführungsbeispiel vor der CCD-Kamera 10 angeordnet.

Als nächstes wird die Arbeitsweise des sechsten Aus führungsbeispiels beschrieben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel erfaßt der Temperatur sensor 42 die Temperatur und die LED-Treiberschaltung 21 steuert den Einsatz der LEDs wie folgt: die LED 20a wird bei Temperaturen von 15°C und darunter ver wendet; die LED 20b wird bei Temperaturen zwischen 15°C und 23°C verwendet; und die LED 20c wird bei Temperaturen von 23°C und darüber verwendet. Durch Austausch der LEDs gemäß der Temperatur in einer der artigen Weise werden an der Netzhaut reflektierte Bilder deutlich fotografiert, selbst wenn die Wellen länge des Emissionslichts sich ändert.

Beispiel 7

Obgleich im vorbeschriebenen sechsten Ausführungsbei spiel die LEDs gemäß der erfaßten Temperatur gegen einander ausgetauscht werden, kann es geeignet sein, anstelle des Temperatursensors 42 eine fotoelektri sche Umwandlungsvorrichtung 24 vorzusehen, wie in Fig. 16 gezeigt ist, deren Empfindlichkeit bei der selben Wellenlänge von 860 nm wie der des BPF 40 liegt, die optische Kraft jeder der LEDs 20a, 20b und 20c zu erfassen, die LED mit der größten Kraft auszu wählen und weiterhin die LEDs so auszutauschen, daß die LED mit der größten Kraft ausgewählt wird. Durch Verwendung einer derartigen Ausbildung können die an der Netzhaut reflektierten Bilder deutlich fotogra fiert werden, wenn sich die Emissionswellenlängen der LEDs aufgrund anderer primärer Faktoren als der Tem peratur ändern.

Beispiel 8

Darüber hinaus wird der Einfluß der Verschiebung der mittleren Wellenlänge des Emissionslichts der LED kompensiert durch Vorsehen der mehreren Bandpaßfilter oder der mehreren LEDs in jedem der vorerwähnten Aus führungsbeispiele, jedoch kann es geeignet sein, die LED durch ein in einem Kraftfahrzeug installiertes Klimagerät zu kühlen oder zu erwärmen, ohne die mitt lere Wellenlänge entsprechend der Änderung der Tempe ratur zu verschieben.

Beispiel 9

Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen zwei bis acht können die an der Netzhaut reflektierten Bilder deutlich fotografiert werden unter dem Grad des Störlichts bei wolkigem Wetter, jedoch ist dort das Problem, daß Pupillen ziemlich hell beobachtet werden können, jedoch wird ihre Helligkeit nicht hoch genug im Vergleich mit der von Wangen und dergleichen beobachtet. In diesem neunten Ausführungsbeispiel wird der Einfluß des Störlichts durch Signalverarbei tungstechniken weiter beseitigt. Fig. 17 zeigt die Ausbildung dieses Ausführungsbeispiels. Hierin sind eine Zeitsignal-Erzeugungsschaltung 60, ein erster Rahmenspeicher 61, ein zweiter Rahmenspeicher 62, eine Differenzierschaltung 63 und ein dritter Rahmen speicher 64 gezeigt, wobei die Zeitsignal-Erzeugungs schaltung 60, der erste Rahmenspeicher 61, der zweite Rahmenspeicher 62, die Differenzierschaltung 63 und der dritte Rahmenspeicher 64 eine Bildverarbeitungs vorrichtung 600 bilden. Fig. 18 zeigt ein Zeitdia gramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Fahrer- Fotografiervorrichtung nach dem neunten Ausführungs beispiel der Erfindung. Die Zeitsignal-Erzeugungs schaltung 60 erzeugt beispielsweise alle 30 ms Zeit signale. Die LED-Treiberschaltung 21 erzeugt LED- Treibersignale zur Wiederholung des Ein- oder Aus schaltens der LED 20 alle 30 ms in Übereinstimmung mit den Zeitsignalen der Zeitsignal-Erzeugungsschal tung 60. Die CCD-Kamera 10 fotografiert alle 30 ms ein Bild in Übereinstimmung mit den Zeitsignalen der Zeitsignal-Erzeugungsschaltung 60; dann werden als Folge hiervon die Gesichtsbilder zu Zeitpunkten, in denen die LED 20 Licht emittiert, und zu Zeitpunkten, in denen die LED 20 kein Licht emittiert, nacheinan der erzeugt. Die Rahmenspeicher 61, 62 und 64 sind Speicher zum Speichern der Daten jeweils eines Bil des. Die im ersten Rahmenspeicher 61 gespeicherten Bilddaten werden bei jedem Bildrahmen zum zweiten Rahmenspeicher 62 übertragen. Demgemäß speichert der Bildspeicher 62 immer die Bilddaten des Rahmenspei chers 61 in den vorhergehenden 30 ms. Das heißt, wenn die Bilddaten des Rahmenspeichers 61 die Daten sind, bei denen die LED 20 eingeschaltet ist, sind die Bilddaten des Rahmenspeichers 62 die Daten, bei denen die LED 20 ausgeschaltet ist. Nach den nächsten 30 ms werden die Bilddaten umgekehrt. Die Differenzier schaltung 63 differenziert zwischen den Bilddaten des Rahmenspeichers 61 und des Rahmenspeichers 62, wenn der Rahmenspeicher 61 die Bilddaten zu der Zeit ge speichert hat, zu der die LED 20 eingeschaltet war. In diesem Fall sind die von der Differenzierschaltung 63 ausgegebenen Gesichtsbilddaten die Bilddaten der Subtraktion der durch Störlicht beleuchteten Bildda ten von den durch das Störlicht und das Licht von der LED 20 beleuchteten Bilddaten. Dann können als Ergeb nis die nur durch das beleuchtende Licht von der In frarot-LED beleuchteten Gesichtsbilddaten im dritten Rahmenspeicher 64 erhalten werden. Da mittels der Signalverarbeitung der Einfluß des Störlichts bei den Bilddaten entfernt wurde, werden alle 60 ins Bilder erhalten, bei denen die Helligkeit der Pupillen groß ist.

Beispiel 10

Bei dem vorerwähnten Ausführungsbeispiel neun wieder holt die LED 20 ihre abwechselnde Ein- und Ausschal tung entsprechend den LED-Treibersignalen zum Treiber der LED 20, aber es kann auch geeignet sein, die Ein- und Ausschaltung der LED durch das Öffnen oder Schließen einer Blende zu steuern, die das beleuch tende Licht von der LED 20 unterbricht. Fig. 19 zeigt ein Blockschaltbild der Fahrer-Fotografiervorrichtung nach dem zehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierin ist eine Blende 11 dargestellt, die beispiels weise durch eine Flüssigkristallblende realisiert ist. Weiterhin ist eine Blendentreiberschaltung 12 gezeigt. Fig. 20 enthält ein Zeitdiagramm zur Erläu terung der Arbeitsweise der Fahrer-Fotografiervor richtung nach dem zehnten Ausführungsbeispiel. Die Blendentreiberschaltung 12 erzeugt beispielsweise alle 30 ms Signale für das wiederholte Öffnen und schließen der Blende entsprechend den Zeitsignalen von der Zeitsignal-Erzeugungsschaltung 60. Die Ar beitsweise nach dem zehnten Ausführungsbeispiel mit Ausnahme des vorbeschriebenen Vorgangs ist dieselbe wie beim neunten Ausführungsbeispiel.

Beispiel 11

Obwohl bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen neun und zehn die Periode der Ein- und Ausschaltung der LED auf 30 ms eingestellt ist und die Bildsignale alle 60 ms zu der Fahrerverhalten-Erfassungsschaltung 100 ausgegeben werden, ist die Periode nicht auf 30 ms beschränkt. Beispielsweise kann es geeignet sein, die Periode der LED-Umschaltung auf 15 ms und die Ausga beperiode des Kamerasignals auf 15 ms und weiterhin die Signalausgabeperiode des dritten Rahmenspeichers 64 auf 30 ms einzustellen.

Beispiel 12

Obgleich bei den Ausführungsbeispielen neun und zehn die Differenzierung durch Vorsehen der Rahmenspeicher durchgeführt wird, kann es geeignet sein, die Bild daten einmal zu der Fahrerverhalten-Erfassungsschal tung 100 zu übertragen und die Differenzbilddaten in Übereinstimmung mit der Software in der Fahrverhal ten-Erfassungsschaltung 100 zu verarbeiten. Fig. 21 zeigt ein Blockschaltbild der Fahrer-Fotografiervor richtung nach dem zwölften Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Fig. 22 stellt ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise nach dem zwölften Aus führungsbeispiel dar. Gemäß den Fig. 21 und 22 er zeugt die LED-Treiberschaltung 21 LED-Treibersignale zur Wiederholung der Ein- und Ausschaltung der LED entsprechend den Zeitsignalen von der Zeitsignal-Er zeugungsschaltung 60. Die CCD-Kamera 10 erzeugt bei spielsweise alle 30 ms entsprechend den Zeitsignalen von der Zeitsignal-Erzeugungsschaltung 60 Signale für ein Bild. Als Folge hiervon werden die Gesichtsbild signale abwechselnd zu der Zeit, zu der die LED 20 Licht emittiert, und zu der Zeit, in der die LED 20 kein Licht emittiert, erzeugt. In diesem zwölften Ausführungsbeispiel verarbeitet die Fahrerverhalten- Erfassungsschaltung 100 die Differenzbildsignale zwi schen den beiden vorerwähnten Bildsignalen, und die Gesichtsbilder nur aufgrund des beleuchtenden Lichts von der Infrarotstrahlen-LED 20 werden in ähnlicher Weise wie beim neunten Ausführungsbeispiel erhalten.

Obwohl beim zwölften Ausführungsbeispiel die Diffe renzbildsignale immer verarbeitet werden, um die Ge sichtsbilder in der Fahrerverhalten-Erfassungsschal tung 100 zu erhalten, kann es geeignet sein, die Ge sichtsbildsignale durch Verarbeitung der Differenz bildsignale zwischen den Bildsignalen zu der Zeit, in der das beleuchtende Licht vorhanden ist, und den Bildsignalen zu der Zeit, in der das beleuchtende Licht nicht vorhanden ist, während der Tageszeit in ähnlicher Weise wie beim zwölften Ausführungsbeispiel zu erhalten, und die Gesichtsbildsignale aufgrund der Bildsignale allein zu der Zeit, in der das beleuch tende Licht während der Nachtzeit vorhanden ist, zu erhalten. Demgemäß wird die Bildverarbeitung einfach. Darüber hinaus kann die Unterscheidung zwischen der Tageszeit und der Nachtzeit durch einen Leuchtstärke sensor oder durch Kraftfahrzeug-Scheinwerferlicht- Einschalt- und Ausschaltsignale erfolgen.

Es werden nicht nur die von der Netzhaut reflektier ten Bilder aus den Differenzbildern während der Ta geszeit in der Fahrerverhalten-Erfassungsschaltung 100 erhalten, sondern auch andere Informationen über das Gesicht können durch die Verwendung von Bildsi gnalen erhalten werden für den Fall, daß das Beleuch tungslicht nicht vorhanden ist.

Beispiel 13

Obgleich das Zeitverhalten der Lichtemission der LED 20 beim vorbeschriebenen neunten Ausführungsbeispiel auf jeweils 30 ms eingestellt ist, ist es um so bes ser, je kürzer das Intervall der Bildaufnahme ist, wenn der Fall berücksichtigt wird, daß sich die Augen eines Fahrers schnell bewegen. Obgleich das Zeitin tervall der Bildaufnahme beim neunten Ausführungsbei spiel 30 ms beträgt, kann es geeignet sein, die Bil der zu der Zeit, in der die LED 20 eingeschaltet ist, und zu der Zeit, in der die LED 20 ausgeschaltet ist, während einer kürzeren Zeitperiode aufzunehmen mit tels der mit einer Flüssigkristallblende 11 versehe nen CCD-Kamera 10. Fig. 23 zeigt ein Blockschaltbild der Fahrer-Fotografiervorrichtung nach dem dreizehn ten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Fig. 24 stellt ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeits weise des dreizehnten Ausführungsbeispiels dar. In den Fig. 23 und 24 erzeugt die LED-Treiberschaltung 21 LED-Treibersignale zur Wiederholung des Ein- und Ausschaltens der LED 20 beispielsweise alle 30 ins entsprechend den Zeitsignalen von der Zeitsignal-Er zeugungsschaltung 60. Die Blendentreiberschaltung 12 erzeugt Signale zum Öffnen der Blende 11 für 5 ms in jeweils 30 ms entsprechend dem Ein- und Ausschalten der LED 20 gemäß den Zeitsignalen von der Zeitsignal- Erzeugungsschaltung 60, wie in Fig. 24 gezeigt ist. Die Arbeitsweise hiernach ist identisch mit der beim neunten Ausführungsbeispiel. Da die Blende 11 der CCD-Kamera 10 für nur 5 ms geöffnet ist, wie in Fig. 24 gezeigt ist, in Übereinstimmung mit dem Ein- und Ausschalten der LED 20 beim neunten Ausführungsbei spiel, kann jedoch das Zeitintervall für die Aufnahme jedes Bildes verkürzt werden, wodurch Bilder mit ge ringer Unschärfe erhalten werden können, selbst wenn die Gesichtsbewegungen schnell sind.

Auch ist die Blendenfreigabezeit nicht auf 5 ms be schränkt und jede Freigabezeit innerhalb von 30 ms ist in dem vorbeschriebenen dreizehnten Ausführungs beispiel möglich.

Beispiel 14

Wenn der Fall berücksichtigt wird, daß sich die Augen eines Fahrers noch schneller als beim dreizehnten Ausführungsbeispiel bewegen, ist es darüber hinaus vorteilhaft, daß die Zeitdifferenz zwischen der Zeit der Bildaufnahme für den Fall, daß die LED 20 einge schaltet ist, und der Zeit der Bildaufnahme für den Fall, daß die LED 20 ausgeschaltet ist, klein ist, und dann erscheint die Differenz aufgrund des Vorhan denseins von beleuchtendem Licht in den erhaltenen Differenzbildern. Fig. 25 gibt ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise eines derartigen Ausfüh rungsbeispiels der Erfindung wieder. Gemäß Fig. 25 erzeugt die Blendentreiberschaltung 12 Signale zum Öffnen der Blende 11 beispielsweise für 10 ms, die sich über den Einschalt- und den Ausschaltzustand der LED 20 alle 60 ms in Übereinstimmung mit den Zeitsi gnalen von der Zeitsignal-Erzeugungsschaltung 60 er strecken. Die Arbeitsweise danach ist identisch mit der beim vorbeschriebenen neunten Ausführungsbei spiel. Da die Blende der CCD-Kamera 10 nur 5 ms gemäß dem Einschaltzustand der LED 20 öffnet, wie in Fig. 25 gezeigt ist, und fortdauernd für die nächsten 5 ms gemäß dem Ausschaltzustand der LED öffnet, kann je doch in diesem Ausführungsbeispiel die Zeitdifferenz zwischen der Zeit der Bildaufnahme für den Fall, daß die LED 20 eingeschaltet ist, und der Zeit der Bild aufnahme für den Fall, daß die LED 20 ausgeschaltet ist, auf 5 ms eingestellt werden im Vergleich zu 30 ms bei den Ausführungsbeispielen neun und drei zehn. Als Folge hiervon kann die Differenz aufgrund des Vorhandenseins von beleuchtendem Licht in den erhaltenen Differenzbildern deutlicher herausgestellt werden, und Bilder mit geringerer Unschärfe können erhalten werden, selbst wenn die Gesichtsbewegung schnell ist.

Beispiel 15

Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Blende 11 vor der LED 20 vorgesehen und sie wird ge öffnet und geschlossen gemäß dein Ein- und Ausschalten der LED 20, jedoch kann es darüber hinaus geeignet sein, den Lichteingang elektrisch mittels Vorrichtun gen zu steuern, die eine Auswahlfunktion zur Aufnahme oder Nichtaufnahme von Bildern zu einer bestimmten Zeit haben, beispielsweise eine Ladungsinjektionsvor richtung (CID) anstelle der Blende 11.

Beispiel 16

Fig. 26 zeigt ein Blockschaltbild der Fahrer-Fotogra fiervorrichtung nach dein sechzehnten Ausführungsbei spiel der Erfindung. Hierin sind eine CCD-Kamera 13 und ein zweites optisches Bandpaßfilter 43 gezeigt, das eine Wellenlängen-Bandbreite von 30 nm um die mittlere Wellenlänge von 800 nm aufweist, wie in Fig. 27 gezeigt ist, wodurch sich dessen Wellenlängen-Cha rakteristik sich von der des ersten Bandpaßfilters 40 unterscheidet (dessen mittlere Wellenlänge beträgt gemäß Fig. 8(b) 860 nm). Weiterhin ist eine Bildver arbeitungsvorrichtung 600 gezeigt.

Als nächstes wird die Arbeitsweise des sechzehnten Ausführungsbeispiels beschrieben.

Das von der Infrarot-LED 20 emittierte Licht mit der Lichtemissions-Charakteristik nach Fig. 8(a) wird durch den Halbspiegel 30 reflektiert, um das Gesicht des Fahrers 1 zu bestrahlen. Das Bilder vom Fahrer 1 bildende Licht von der LED 20 geht entlang der opti schen Pfade 13 und 14 durch die Halbspiegel 30 und 31 hindurch. Dann gehen nahezu alle der Lichtkomponenten durch das Bandpaßfilter 40 hindurch, das die in Fig. 8 (b) gezeigte Wellenlängen-Charakteristik aufweist, um in ähnlicher Weise wie beim zweiten Ausführungs beispiel die CCD-Kamera 10 zu erreichen. Die CCD-Ka mera 10 nimmt das die Bilder des Fahrers 1 bildende Licht auf. Andererseits erreicht das die Bilder von dem Fahrer 1 bildende Licht von der LED 20, das durch den Halbspiegel 30 hindurchgeht und vom Halbspiegel 31 reflektiert wird (entlang der optischen Pfade 13 und 15) nicht die CCD-Kamera 13, da nahezu alle der Lichtkomponenten von dem die Wellenlängen-Charakteri stik nach Fig. 27 aufweisenden Bandpaßfilter 43 un terbrochen werden. Nur die Bilder des Fahrers 1, die durch das Störlicht von Lichtkomponenten in der Nähe der Wellenlänge von 800 nm bestrahlt werden, werden in die CCD-Kamera 13 eingegeben. Die Bildverarbei tungsvorrichtung 600 verarbeitet die Differenzbilder der von der CCD-Kamera 10 erhaltenen Bilder und der von der CCD-Kamera 13 erhaltenen Bilder, um entspre chend dem neunten Ausführungsbeispiel nur die Bilder aufgrund des beleuchtenden Lichts von der Infrarot strahlen-LED 20 zu erhalten. Da der Einfluß von Stör licht durch die Signalverarbeitung in diesen Bildern eliminiert ist, ist in diesen die Helligkeit der Pu pillen sehr groß identisch mit der durch jedes der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele erhaltenen.

Beispiel 17

Fig. 28 zeigt ein Blockschaltbild der Fahrer-Fotogra fiervorrichtung nach dem siebzehnten Ausführungsbei spiel der Erfindung, bei dein ein Beleuchtungsstärke sensor zum Messen der Beleuchtungsstärke innerhalb eines Kraftfahrzeuges vorgesehen ist. Eine Beleuch tungsvorrichtung, die beispielsweise aus der LED 20 besteht, ist so ausgebildet, daß sie in der Lage ist, die Intensität ihres Emissionslichts entsprechend der von dem Beleuchtungsstärkesensor 25 erfaßten Beleuch tungsstärke innerhalb des Kraftfahrzeugs zu ändern. Da die Fahrer-Fotografiervorrichtung in dieser Weise ausgebildet ist, kann ein Fahrer in einer konstanten Beleuchtungsstärke fotografiert werden, ohne durch Störlicht beeinflußt zu werden. Der Kontrast der er haltenen Gesichtsbilder wird konstant und demgemäß können immer deutliche von der Netzhaut reflektierte Bilder erhalten werden.

Beispiel 18

Fig. 29 zeigt ein Blockschaltbild der Fahrer-Fotogra fiervorrichtung nach dem achtzehnten Ausführungsbei spiel der Erfindung. Bei diesem ist ein Beleuchtungs stärkesensor 25 zum Messen der Beleuchtungsstärke innerhalb eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, und sie ist so ausgebildet, daß die Intensität des Emissions lichts der den Fahrer 1 beleuchtenden zweiten LED 27, die an einer anderen Stelle als die LED 20 angeordnet ist, nämlich an einer nicht koaxial bestrahlenden Position, gemäß der durch den Beleuchtungsstärkesen sor 25 erfaßten Beleuchtungsstärke in dein Kraftfahr zeug mittels der LED-Treiberschaltung 26 geändert wird. Bei der in dieser Weise ausgebildeten Fahrer- Fotografiervorrichtung werden der Einfluß durch Stör licht und der Kontrast der erhaltenen Gesichtsbilder konstant, und demgemäß können immer klare von der Netzhaut reflektierte Bilder erhalten werden.

Die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele siebzehn und achtzehn sind mit Beleuchtungsstärkesensoren 25 zum Messen der Beleuchtungsstärke innerhalb eines Kraftfahrzeugs versehen, jedoch kann es auch geeignet sein, die Intensität des beleuchtenden Lichts so zu verändern, daß der Mittelwert der von der CCD-Kamera 10 ausgegebenen Signale in einen vorgeschriebenen Bereich fällt, in dein anstelle der Verwendung des Beleuchtungsstärkesensors 25 die von der CCD-Kamera 10 ausgegebenen Signale gemessen werden.

Andererseits kann es geeignet sein, die Intensität des beleuchtenden Lichts durch die Scheinwerfer- Schaltsignale zu ändern, ohne den Beleuchtungsstärke sensor 25 vorzusehen.

Beispiel 19

Fig. 30 zeigt ein Blockschaltbild der Fahrer-Fotogra fiervorrichtung nach dem neunzehnten Ausführungsbei spiel der Erfindung. Bei diesem ist ähnlich wie beim achtzehnten Ausführungsbeispiel die zweite LED 27 an einer anderen Position als die LED 20 vorgesehen, d. h. nicht an einer koaxial bestrahlenden Position, damit die Beleuchtungsstärke durch das Emissionslicht von den LED 27 auf dem Gesicht des Fahrers 1 fast den gleichen Pegel wie die des Emissionslichts von der LED 20 erhält. Dann wird der Fahrer 1 abwechselnd durch die LED 20 und die zweite LED 27 beleuchtet, indem sie entsprechend den Zeitsignalen von der Zeit signal-Erzeugungsschaltung 60 ausgetauscht werden. Die Fahrverhalten-Erfassungsschaltung 100 verarbeitet die Differenzbilder jedes entsprechend dem Austausch der LEDs erhaltenen Bildes, und dann können die Bil der, in denen die Helligkeitsdifferenz zwischen den Pupillen und den anderen Teilen des Gesichts groß ist, erhalten werden. Somit kann der Einfluß der Be leuchtung des Gesichts durch das beleuchtende Licht beseitigt werden und es können deutliche an der Netz haut reflektierte Bilder fotografiert werden. Da die durch die Beleuchtung von der zweiten LED 27 erhalte nen Bilder viele Informationen enthalten, können wei terhin andere Merkmale des Fahrers 1 selbst zur Nachtzeit erfaßt werden, indem das beleuchtende Licht der zweiten LED 27 mittels der Zeitsignale von der Zeitsignal-Erzeugungsschaltung 60 gewechselt wird.

Beispiel 20

Fig. 31 zeigt ein Blockschaltbild der Fahrer-Fotogra fiervorrichtung nach dein zwanzigsten Ausführungsbei spiel der Erfindung. Hierin sind ein auf dein Armatu renbrett 3 installierter Ultraschallsender 50, ein Ultraschallempfänger 51 und eine Bereichsfeststel lungsschaltung 52 dargestellt.

Als nächstes wird die Arbeitsweise dieses Ausfüh rungsbeispiels beschrieben.

Der Ultraschallsender 50 sendet Impulse zum Fahrer 1 aus und der Ultraschallempfänger 51 empfängt die Echosignale der ausgesandten ultraschallwellen. Die Bereichsfeststellungsschaltung 52 mißt die Abstände zwischen den Positionen des Senders 50 und des Emp fängers 51 und dem Fahrer 1 aufgrund der Zeitdiffe renzen zwischen der Sendezeit und der Empfangszeit der ultraschallwellen. Die LED-Treiberschaltung 21 empfängt die gemessenen Abstände und verändert die Lichtintensität der LED 20 gemäß dein gemessenen Ab stand, um das beleuchtende Licht zu verstärken, wenn der Abstand groß ist. Als Folge hiervon wird der Kon trast der erhaltenen Gesichtsbilder konstant, so daß immer klare von der Netzhaut reflektierte Bilder er halten werden können.

Beispiel 21

Fig. 32 zeigt ein Blockschaltbild der Fahrer-Fotogra fiervorrichtung nach dein einundzwanzigsten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung. Hierin sind eine Bildco de-Erzeugungsschaltung 70 und eine Bildauswahlschal tung 71 gezeigt. Darüber hinaus enthält Fig. 33 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise nach dem einundzwanzigsten Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden den Bildern Unterschei dungssignale gegeben und die Arten von Bildern können durch die Fahrerverhalten-Erfassungsschaltung 100 unterschieden werden.

Als nächstes wird die Arbeitsweise des einundzwanzig sten Ausführungsbeispiels beschrieben.

Gemäß Fig. 32 erzeugt die Bildcode-Erzeugungsschal tung 70 Codesignale (in der Reihenfolge 1, 2, 3 . . . ) für jeden Bildrahmen entsprechend den Zeitsignalen von der Zeitsignal-Erzeugungsschaltung 60. Die Bild auswahlschaltung 71 wählt regelmäßig einen Inhalt aus den Inhalten des zweiten Rahmenspeichers 62 (Bildsi gnale A) und den Inhalten des dritten Rahmenspeichers 64 (Bildsignale B) aus entsprechend den Auswahlsigna len von der Zeitsignal-Erzeugungsschaltung 60, wie in Fig. 33 gezeigt ist, und die Bildauswahlschaltung 71 überlagert den ausgewählten Ausgangssignalen C Code signale, um diese zu der Fahrerverhalten-Erfassungs schaltung 100 zu übertragen.

Die Unterscheidungssignale können aus den Codes in der Reihenfolge 1, 2, 1, 2 . . . anstelle der Codes in der Reihenfolge 1, 2, 3, 4 . . . zusammengesetzt sein.

Die Auswahl von Bildern ist auch nicht auf den Aus tausch zwischen dem zweiten Rahmenspeicher 62 und dein dritten Rahmenspeicher 64 beschränkt. Es geeignet sein, nur die Inhalte des zweiten Rahmenspeichers 62 auszuwählen und den Inhalten dieses Rahmenspeichers Codes in der Reihenfolge 1, 2, 1, 2 . . . zu geben. In diesem Fall sind die Codes in der Weise bestimmt, daß der Code 1 die Einschaltung der LED und der Code 2 die Ausschaltung der LED bedeuten.

Die Kamera ist in den vorbeschriebenen Ausführungs beispielen nicht auf die CCD-Kamera 10 beschränkt. Beispielsweise ist auch eine CID(Ladungsinjektions)- Kamera möglich.

Das fotografische System wurde in den Ausführungsbei spielen mit einer Kamera erläutert, jedoch sind auch mehrere Sätze von jeweils einer Beleuchtung mit koa xialer Bestrahlung und einer Kamera möglich.

Weiterhin wird die Beleuchtung mit koaxialer Bestrah lung nur für den Fall erläutert, daß ein Halbspiegel verwendet wird; jedoch ist das Beleuchtungsverfahren nicht hierauf beschränkt und jede Ausbildung einer Beleuchtung mit koaxialer Bestrahlung ist möglich. Beispielsweise ist eine derartige Ausbildung möglich, daß eine lichtemittierende Vorrichtung in die Mitte des optischen Pfades von Kameralinsen gesetzt wird und das von der Vorrichtung emittierte Licht den Fah rer 1 beleuchtet.

Es ist aus der vorhergehenden Beschreibung ersicht lich, daß gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung und eine Lichteingangsvor richtung in Reihenfolge so angeordnet sind, daß die Strahlungsrichtung des beleuchtenden Lichts von der Beleuchtungsvorrichtung und eine den Fahrer und die Lichteingangsvorrichtung verbindende optische Achse zumindest in der Nähe des Fahrers nahezu zusammenfal len, und demgemäß hat die Erfindung die Wirkung, daß die Positionen von Augen leicht mit Hilfe von einfa chen Bildverarbeitungstechniken erfaßt werden können.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Stör licht-Begrenzungsvorrichtung zur Begrenzung des Stör lichts in dem eine Lichteingangsvorrichtung und einen Fahrer verbindenden optischen Pfad angeordnet, und demgemäß können klare an der Netzhaut reflektierte Bilder erhalten werden, selbst wenn das Störlicht stark ist.

Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung ist eine Stör licht-Begrenzungsvorrichtung in einem eine Beleuch tungsvorrichtung und einen Fahrer sowie eine Licht eingangsvorrichtung und den Fahrer verbindenden opti schen Pfad angeordnet, und demgemäß kann der Einfluß aufgrund von Temperaturänderungen herabgesetzt werden und die durch das Störlicht gebildeten Bilder können beseitigt werden.

Gemäß dem vierten bis sechsten Aspekt der Erfindung kompensiert, selbst wenn Verschiebungen der Wellen längen des Emissionslichts der LED bewirkt werden, eine Wellenlängencharakteristik-Kompensationsvorrich tung den Einfluß der Verschiebungen, und demgemäß kann die Vorrichtung nach der Erfindung deutliche an der Netzhaut reflektierte Bilder fotografieren.

Gemäß dem siebenten Aspekt der Erfindung erhält die Fahrer-Fotografiervorrichtung die Bildsignale eines Fahrers sowohl in dem Fall, daß beleuchtendes Licht vorhanden ist, als auch in dem Fall, daß beleuchten des Licht nicht vorhanden ist, und die Vorrichtung erhält an der Netzhaut reflektierte Bilder aus den Differenzbildsignalen beider vorgenannten Bildsigna le. Demgemäß wird der Einfluß von Störlicht durch die Signalverarbeitung eliminiert und die deutlichen an der Netzhaut reflektierten Bilder können fotografiert werden.

Gemäß dem achten Aspekt der Erfindung ist die Fahrer- Fotografiervorrichtung so ausgebildet, daß sie die Bilder eines Fahrers für eine vorgeschriebene Zeit spanne entsprechend dem Vorhandensein von beleuchten dem Licht in die Vorrichtung eingibt, und demgemäß werden die Unschärfen geringer. Somit können deutli che Bilder selbst dann fotografiert werden, wenn die Augenbewegung schnell ist.

Gemäß dem neunten Aspekt der Erfindung werden die Bilder eines Fahrers für eine vorbestimmte Zeitspanne während der Zeit, in der das beleuchtende Licht vor handen ist, und der Zeit, in der das beleuchtende Licht nicht vorhanden ist, eingegeben, und demgemäß haben erhaltene Differenzbilder einen Unterschied entsprechend dem Vorhandensein des beleuchtenden Lichts, wodurch deutliche Bilder selbst dann fotogra fiert werden können, wenn die Bewegung des Fahrers schnell ist.

Weiterhin ist entsprechend dem zehnten Aspekt der Erfindung die Fahrer-Fotografiervorrichtung mit einer ersten Störlicht-Begrenzungsvorrichtung, die die Lichtkomponenten einer Beleuchtungsvorrichtung durch läßt, und der ersten Lichteingangsvorrichtung, in die von den genannten Lichtkomponenten gebildete Fahrer bilder eingegeben werden, einer zweiten Störlicht- Begrenzungsvorrichtung, die von den vorerwähnten Lichtkomponenten verschiedene Lichtkomponenten durch läßt, und einer zweiten Lichteingangsvorrichtung, in die von den verschiedenen Lichtkomponenten gebildete Fahrerbilder eingegeben werden, und einer Bildverar beitungsvorrichtung, die jedes der Bilder, die durch jede der Lichteingangsvorrichtungen erhalten wurden, oder durch Verarbeitung der Differenz jedes der vor erwähnten Bilder erzeugte Bilder ausgibt, versehen, und demgemäß ist der Einfluß des Störlichts beseitigt und deutliche an der Netzhaut reflektierte Bilder können fotografiert werden.

Gemäß dem elften und zwölften Aspekt der Erfindung ist die Fahrer-Fotografiervorrichtung so ausgebildet, daß die Intensität des beleuchtenden Lichts einer strahlenden Vorrichtung oder die Intensität des be leuchtenden Lichts einer zweiten Beleuchtungsvorrich tung, die in einer unterschiedlichen Position gegen über der der vorgenannten Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist, entsprechend der Leuchtintensität innerhalb eines Kraftfahrzeugs geändert wird, und demgemäß wird der Kontrast der erhaltenen Gesichts bilder konstant und klare an der Netzhaut reflektier te Bilder können immer erhalten werden.

Gemäß dem dreizehnten Aspekt der Erfindung weist die Fahrer-Fotografiervorrichtung eine erste Beleuch tungsvorrichtung, die in der Weise angeordnet ist, daß die Strahlungsrichtung des beleuchtenden Lichts und die Lichtachse einer Lichteingangsvorrichtung in der Nähe eines Fahrers nahezu zusammenfallen, eine zweite Beleuchtungsvorrichtung, die an einer von der der ersten Beleuchtungsvorrichtung unterschiedlichen Position angeordnet ist und die den Fahrer beleuch tet, und eine Wechselvorrichtung zum gegenseitigen Auswechseln der ersten Beleuchtungsvorrichtung und der zweiten Beleuchtungsvorrichtung für die Beleuch tung des Fahrers auf, und demgemäß können deutliche an der Netzhaut reflektierte Bilder fotografiert wer den, indem die Differenzbilder jedes entsprechend der Auswechselung jeder Beleuchtungsvorrichtung enthalte nen Bildes verarbeitet werden. Da die von der zweiten Beleuchtungsvorrichtung erhaltenen Bilder viele In formationen enthalten, können darüber hinaus andere Merkmale des Fahrers selbst während der Nachtzeit erfaßt werden, indem durch die Wechselvorrichtung die Beleuchtung zu der zweiten Beleuchtungsvorrichtung gewechselt wird.

Gemäß dem vierzehnten Aspekt der Erfindung wird die Intensität des beleuchtenden Lichts im Verhältnis zum Abstand zwischen einem Fahrer und einer Beleuchtungs vorrichtung geändert, und demgemäß wird der Fahrer immer mit konstanter Leuchtstärke beleuchtet und der Kontrast der erhaltenen Gesichtsbilder wird konstant, wodurch klare an der Netzhaut reflektierte Bilder erhalten werden können.

Claims

1. Fahrer-Fotografiervorrichtung mit einer einen Fahrer in einem Kraftfahrzeug beleuchtenden Be leuchtungsvorrichtung und einer Lichteingangs vorrichtung, die an einer Position, durch die das Fotografieren eines das Gesicht des Fahrers enthaltenden Bereichs möglich ist, angeordnet ist, wobei Bilder des Fahrers in die Lichtein gangsvorrichtung eingegeben werden, dadurch gekennzeichnet daß die Beleuchtungsvorrichtung und die Licht eingangsvorrichtung so angeordnet sind, daß die Strahlungsrichtung des beleuchtenden Lichts von der Beleuchtungsvorrichtung und eine den Fahrer mit der Lichteingangsvorrichtung verbindende optische Achse zumindest in der Nähe des Fahrers fast zusammenfallen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Störlicht-Begrenzungsvorrich tung vorgesehen ist, die die Lichtkomponenten der Beleuchtungsvorrichtung durchläßt und das in das Kraftfahrzeug einfallende Störlicht be grenzt, und daß die Störlicht-Begrenzungsvor richtung in einem die Lichteingangsvorrichtung und den Fahrer verbindenden optischen Pfad an geordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Störlicht-Begrenzungsvor richtung vorgesehen ist, die Lichtkomponenten der Beleuchtungsvorrichtung durchläßt und das in das Kraftfahrzeug einfallende Störlicht be grenzt, und daß die Störlicht-Begrenzungsvor richtung in einem die Beleuchtungsvorrichtung und den Fahrer verbindenden optischen Pfad an geordnet ist, der auch die Lichteingangsvorrich tung und den Fahrer verbindet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß eine Wellenlängencharakteri stik-Kompensationsvorrichtung vorgesehen ist, die den Einfluß von Verschiebungen der mittleren Wellenlänge der Beleuchtungsvorrichtung entspre chend Änderungen der mittleren Wellenlänge der Beleuchtungsvorrichtung kompensiert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Störlicht-Begrenzungsvorrich tung aus mehreren Störlicht-Begrenzungsvorrich tungen mit einander unterschiedlichen Durchlaß charakteristiken zusammengesetzt ist, und daß die Wellenlängencharakteristik-Kompensationsvor richtung die mehreren Störlicht-Begrenzungsvor richtungen entsprechend den Änderungen der mitt leren Wellenlänge der Beleuchtungsvorrichtung auswechselt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Beleuchtungsvorrichtung aus mehreren monochromatisches Licht emittierenden Vorrichtungen mit einander unterschiedlichen Wellenlängencharakteristiken zusammengesetzt ist, und daß die Wellenlängencharakteristik-Kom pensationsvorrichtung die mehreren monochromati sches Licht emittierenden Vorrichtungen auswech selt, damit die ausgewechselte monochromatisches Licht emittierende Vorrichtung eine Emissions wellenlängencharakteristik gleich den Durchlaß wellenlängen der Störlicht-Begrenzungsvorrich tung entsprechend den Änderungen der mittleren Wellenlängen der monochromatisches Licht emit tierenden Vorrichtungen hat.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Beleuchtungslicht-Steuervor richtung, die das Vorhandensein des beleuchten den Lichts steuert, und eine Bildverarbeitungs vorrichtung, die Bilder des Fahrers entsprechend dem jeweiligen Fall, daß das beleuchtende Licht vorhanden ist oder nicht, oder Bilder, die auf grund der Verarbeitung der Differenz der beiden genannten Bilder erzeugt sind, ausgibt, vorgese hen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Lichteingangsvorrichtung eine Lichteingangs-Steuervorrichtung aufweist, die die Bilder des Fahrers in die Lichteingangsvor richtung für eine vorgeschriebene Zeitspanne entsprechend dem Vorhandensein des beleuchtenden Lichts eingibt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Lichteingangs-Steuervorrich tung fortdauernd die Bilder des Fahrers für eine vorgeschriebene Zeitspanne, die sich über beide Zeitperioden verteilt, in denen das beleuchtende Licht vorhanden bzw. nicht vorhanden ist, ein gibt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß eine erste Störlicht-Begren zungsvorrichtung, die Lichtkomponenten der Be leuchtungsvorrichtung durchläßt, und eine erste Lichteingangsvorrichtung, in die durch diese Lichtkomponenten gebildete Bilder des Fahrers ein gegeben werden, und eine zweite Störlicht-Be grenzungsvorrichtung, die gegenüber den genann ten Lichtkomponenten unterschiedliche Lichtkom ponenten durchläßt, und eine zweite Lichtein gangsvorrichtung, in die durch die unterschied lichen Lichtkomponenten gebildete Bilder des
Fahrers eingegeben werden, und eine Bildverar beitungsvorrichtung, die jedes der Bilder, die durch jede der Lichteingangsvorrichtungen erhal ten wurden, oder durch Verarbeitung der Diffe renz jedes der Bilder erzeugte Bilder ausgibt, vorgesehen sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Beleuchtungsvorrichtung die Intensität des beleuchtenden Lichts entsprechend der Beleuchtungsstärke in einem Kraftfahrzeug verändert.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß eine erste Beleuchtungsvorrich tung, die in der Weise angeordnet ist, daß die Strahlungsrichtung des beleuchtenden Lichts und die optische Achse der Lichteingangsvorrichtung in der Nähe des Fahrers fast zusammenfallen, und eine zweite Beleuchtungsvorrichtung, die an ei ner von der der ersten Beleuchtungsvorrichtung unterschiedlichen Position angeordnet ist und die den Fahrer beleuchtet, vorgesehen sind, und daß die zweite Beleuchtungsvorrichtung die In tensität des beleuchtenden Lichts entsprechend der Beleuchtungsstärke im Innern eines Kraft fahrzeugs ändert.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß eine erste Beleuchtungsvorrich tung, die in der Weise angeordnet ist, daß die Strahlungsrichtung des beleuchtenden Lichts und die optische Achse der Lichteingangsvorrichtung in der Nähe des Fahrers fast zusammenfallen, eine zweite Beleuchtungsvorrichtung, die an ei ner von der der ersten Beleuchtungsvorrichtung unterschiedlichen Position angeordnet ist und die den Fahrer beleuchtet, und eine Wechselvor richtung, die die erste und die zweite Beleuch tungsvorrichtung gegeneinander auswechselt, vor gesehen sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Bereichsfeststellungsvor richtung vorgesehen ist, die Abstände zwischen dem Fahrer und der Beleuchtungsvorrichtung mißt, und daß die Beleuchtungsvorrichtung die Intensi tät des beleuchtenden Lichts in Übereinstimmung mit diesen Abständen ändert.