JP2007036831A - Image display system, image display method and imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載された撮像装置で取得した可視光データ及び赤外光データを合成した合成画像データを表示出力する画像表示システム及び該画像表示システムを構成する撮像装置に関する。 The present invention relates to an image display system that displays and outputs composite image data obtained by combining visible light data and infrared light data acquired by an imaging device mounted on a vehicle, and an imaging device that constitutes the image display system.
車両に外部を撮像することが可能な撮像装置を搭載し、撮像装置で撮像した画像を表示装置に表示させることにより前方監視又は先行車追従を行うシステムが提案されている。撮像素子にCCDを用いた可視光用の撮像装置で取得した画像データは、運転者が容易に識別できる画像を表示することができる。しかし、夜間走行時に可視光用の撮像装置で取得した画像データは、ヘッドライトの照射範囲以外の情報を識別できる映像を提供することが困難であった。 A system has been proposed in which an imaging device capable of imaging the outside is mounted on a vehicle, and an image captured by the imaging device is displayed on a display device to perform forward monitoring or follow-up vehicle tracking. Image data acquired by an imaging device for visible light using a CCD as an imaging element can display an image that can be easily identified by the driver. However, it is difficult for image data acquired by an imaging device for visible light when traveling at night to provide an image that can identify information other than the irradiation range of the headlight.
一方、夜間走行時における外界の情報を撮像するために、ボロメータ又は焦電型撮像素子を備えた赤外光用のビデオカメラを用いるシステムもある。しかし、このような従来のビデオカメラシステムでは表示される画像のコントラストが低く、運転者にとって障害物の存在を識別することが困難であるという問題点があった。 On the other hand, there is also a system that uses an infrared video camera equipped with a bolometer or a pyroelectric image sensor in order to image external information during night driving. However, such a conventional video camera system has a problem that the contrast of the displayed image is low and it is difficult for the driver to identify the presence of an obstacle.
斯かる問題点を解消すべく、例えば非特許文献1には、可視光用のビデオカメラと赤外光用のビデオカメラを併置し、夫々のビデオカメラにより取得した画像データを合成した合成画像を表示する方法が開示されており、表示された合成画像により、運転者が容易に歩行者等の障害物を識別することができる(非特許文献1参照)。
しかし、上述した従来の方法では、可視光用のビデオカメラと赤外光用のビデオカメラとを車両に併置する必要があり、可視光による画像(可視画像)と赤外光による画像(赤外画像)との間で位置ずれが生じる。したがって、合成画像を生成する場合、可視光用のビデオカメラが撮像した画像と、赤外光用のビデオカメラが撮像した画像とを重ね合わせることが困難であるという問題点があった。 However, in the conventional method described above, it is necessary to place a video camera for visible light and a video camera for infrared light on the vehicle, and an image by visible light (visible image) and an image by infrared light (infrared) Misalignment with the image). Therefore, when a composite image is generated, there is a problem that it is difficult to superimpose an image captured by a visible light video camera and an image captured by an infrared light video camera.
斯かる問題点を解消すべく、入射光をプリズム等の光学素子を通過させて、可視光と赤外光とへ分離し、分離した可視光を可視光用撮像素子へ、赤外光を赤外光用撮像素子へ、各々誘導することができる撮像装置が開発されている。斯かる撮像装置では、単一の入射光に基づいて可視画像及び赤外画像を取得することができ、可視画像と赤外画像との位置ずれを少なくすることが可能となっている。 In order to solve such a problem, incident light is passed through an optical element such as a prism, and is separated into visible light and infrared light. The separated visible light is transferred to an image sensor for visible light, and infrared light is converted into red light. An imaging device that can be guided to an external light imaging device has been developed. In such an imaging apparatus, a visible image and an infrared image can be acquired based on a single incident light, and positional deviation between the visible image and the infrared image can be reduced.
しかしながら、上述した撮像装置では、入射光をプリズム等の光学素子の内部を通過させることにより可視光と赤外光とに分離していることから、特に遠赤外光がプリズムの通過により減衰し、赤外画像を鮮明に表示することが困難であるという問題点があった。 However, in the imaging apparatus described above, since the incident light is separated into visible light and infrared light by passing through the inside of an optical element such as a prism, particularly far infrared light is attenuated by the passage of the prism. However, there is a problem that it is difficult to display an infrared image clearly.
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、入射光を可視光用撮像素子へ入射するか、赤外光用撮像素子へ入射するか、切り替えることにより、入射光量を減衰することなく、可視画像及び赤外画像の合成画像を鮮明に表示することができる画像表示システム、画像表示方法及び撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and attenuates the amount of incident light by switching whether incident light is incident on an image sensor for visible light or incident on an image sensor for infrared light. It is another object of the present invention to provide an image display system, an image display method, and an imaging apparatus that can clearly display a composite image of a visible image and an infrared image.
また本発明は、入射光を切り替える間隔を、人間が視認することが可能な時間より小さくすることにより、可視画像及び赤外画像の合成画像を鮮明に表示することができる画像表示システム、画像表示方法及び撮像装置を提供することを目的とする。 In addition, the present invention provides an image display system and an image display that can clearly display a composite image of a visible image and an infrared image by making the interval of switching incident light smaller than the time that a human can visually recognize. It is an object to provide a method and an imaging apparatus.
上記目的を達成するために第1発明に係る画像表示システムは、車両の外部を撮像する撮像装置と、該撮像装置で撮像した可視光画像及び赤外光画像を合成した合成画像を表示する表示装置とを備える画像表示システムにおいて、前記撮像装置は、可視光を撮像する可視光用撮像素子と、赤外光を撮像する赤外光用撮像素子と、入射光を、前記可視光用撮像素子又は前記赤外光用撮像素子へ、時分割的に選択して誘導するように切り替える切替手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image display system according to a first aspect of the present invention is an image display device that images the outside of a vehicle, and a display that displays a composite image obtained by combining a visible light image and an infrared light image captured by the image capture device. In the image display system, the imaging device includes a visible light imaging element that captures visible light, an infrared light imaging element that captures infrared light, and incident light that is incident on the visible light imaging element. Or a switching means for switching to the infrared imaging device so as to be selected and guided in a time division manner.
また、第2発明に係る画像表示システムは、第1発明において、前記切替手段は、100msec以下の間隔で切り替えるようにしてあることを特徴とする。 The image display system according to the second invention is characterized in that, in the first invention, the switching means switches at intervals of 100 msec or less.
また、第3発明に係る画像表示システムは、第1又は第2発明において、前記切替手段は、板状の反射ミラーであり、端部を回転軸として揺動し、入射光の光路を前記可視光用撮像素子又は前記赤外光用撮像素子へ切り替えるようにしてあることを特徴とする。 The image display system according to a third aspect of the present invention is the image display system according to the first or second aspect, wherein the switching means is a plate-like reflecting mirror, swings about an end portion as a rotation axis, and the optical path of incident light is the visible light. It is characterized by switching to the image sensor for light or the image sensor for infrared light.
また、第4発明に係る画像表示システムは、第1又は第2発明において、前記切替手段は、表面が光を反射可能にしてある一又は複数の反射体を有する回転体であり、回転軸を中心として回転し、光路を前記可視光用撮像素子又は前記赤外光用撮像素子へ切り替えるようにしてあることを特徴とする。 The image display system according to a fourth aspect of the present invention is the image display system according to the first or second aspect, wherein the switching means is a rotator having one or a plurality of reflectors whose surfaces are capable of reflecting light, the rotation axis being The optical path rotates to the center, and the optical path is switched to the visible light image sensor or the infrared light image sensor.
また、第5発明に係る画像表示方法は、車両の外部を撮像する撮像装置で撮像した可視光画像及び赤外光画像を合成した合成画像を表示する画像表示方法において、入射光を、可視光を撮像する可視光用撮像素子又は赤外光を撮像する赤外光用撮像素子へ、時分割的に選択して誘導するように切り替えることを特徴とする。 An image display method according to a fifth aspect of the present invention is an image display method for displaying a composite image obtained by synthesizing a visible light image and an infrared light image captured by an imaging device that captures the outside of a vehicle. And switching to a visible light image sensor that picks up images or an infrared light image sensor that picks up infrared light so as to be selected and guided in a time-sharing manner.
また、第6発明に係る撮像装置は、車両の外部を撮像して可視光データ及び赤外光データを取得する撮像装置において、可視光を撮像する可視光用撮像素子と、赤外光を撮像する赤外光用撮像素子と、入射光を、前記可視光用撮像素子又は前記赤外光用撮像素子へ、時分割的に選択して誘導するように切り替える切替手段とを備えることを特徴とする。 An image pickup apparatus according to a sixth aspect of the invention is an image pickup apparatus that picks up visible light and infrared light data by picking up the outside of the vehicle, picks up visible light image pickup elements, and picks up infrared light. An infrared light imaging device, and switching means for switching the incident light to the visible light imaging device or the infrared light imaging device so as to be selected and guided in a time-sharing manner. To do.
第1発明、第5発明及び第6発明では、撮像装置は、可視光を撮像する可視光用撮像素子と、赤外光を撮像する赤外光用撮像素子と、入射光を、可視光用撮像素子又は赤外光用撮像素子へ、時分割的に選択して誘導するように切り替える切替手段とを備える。これにより、入射光は可視光用撮像素子又は赤外光用撮像素子のいずれかへ誘導され、それぞれ可視画像又は赤外画像を所定の時間間隔で出力する。したがって、例えば人間が視認することができない短い時間間隔で可視画像又は赤外画像へ切り替えて出力することで、可視画像及び赤外画像を相互に残像として認識し、画像処理装置により合成画像を生成することなく、両者の合成画像として表示画像を認識することが可能となる。また、プリズム等の光学素子を通過しないことから、特に遠赤外光の光量が減衰することがなく、鮮明な合成画像を表示することが可能となる。 In the first invention, the fifth invention, and the sixth invention, the imaging apparatus includes a visible light imaging device that captures visible light, an infrared light imaging device that captures infrared light, and incident light for visible light. And switching means for switching to the image sensor or the infrared image sensor so as to be selected and guided in a time division manner. Thereby, the incident light is guided to either the visible light image sensor or the infrared light image sensor, and outputs a visible image or an infrared image at predetermined time intervals, respectively. Therefore, for example, by switching to a visible image or an infrared image at a short time interval that cannot be visually recognized by humans, the visible image and the infrared image are recognized as afterimages, and a composite image is generated by the image processing device. Without this, the display image can be recognized as a composite image of both. Further, since it does not pass through an optical element such as a prism, the amount of far-infrared light is not particularly attenuated, and a clear composite image can be displayed.
第2発明では、切替手段は、100msec以下の時間間隔で、可視光用撮像素子又は赤外光用撮像素子へ入射光を誘導するよう切り替える。これにより、人間が視認することができない短い時間間隔で可視画像又は赤外画像へ切り替えて出力することで、可視画像及び赤外画像を相互に残像として認識し、画像処理装置により合成画像を生成することなく、両者の合成画像として表示画像を認識することが可能となる。 In the second invention, the switching means switches so as to guide the incident light to the visible light image sensor or the infrared light image sensor at a time interval of 100 msec or less. As a result, by switching to a visible image or an infrared image at a short time interval that cannot be visually recognized by humans, the visible image and the infrared image are recognized as afterimages, and a composite image is generated by the image processing device. Without this, the display image can be recognized as a composite image of both.
第3発明では、切替手段は、板状の反射ミラーであり、端部を回転軸として揺動し、入射光の光路を可視光用撮像素子又は赤外光用撮像素子へ切り替える。これにより、反射ミラーの反射方向を可視光用撮像素子又は赤外光用撮像素子の方向へ所定の時間間隔で切り替えることで、例えば人間が視認することができない短い時間間隔で可視画像又は赤外画像へ切り替えて出力することで、可視画像及び赤外画像を相互に残像として認識し、画像処理装置により合成画像を生成することなく、両者の合成画像として表示画像を認識することが可能となる。また、プリズム等の光学素子を通過しないことから、特に遠赤外光の光量が減衰することがなく、鮮明な合成画像を表示することが可能となる。 In the third invention, the switching means is a plate-like reflecting mirror, swings about the end portion as the rotation axis, and switches the optical path of the incident light to the visible light image sensor or the infrared light image sensor. Thus, by switching the reflection direction of the reflecting mirror to the direction of the visible light image sensor or the infrared light image sensor at a predetermined time interval, for example, a visible image or infrared light can be displayed at a short time interval that cannot be visually recognized by humans. By switching to the image and outputting it, it becomes possible to recognize the visible image and the infrared image as an afterimage, and to recognize the display image as a composite image of both without generating a composite image by the image processing device. . Further, since it does not pass through an optical element such as a prism, the amount of far-infrared light is not particularly attenuated, and a clear composite image can be displayed.
第4発明では、切替手段は、表面が光を反射可能にしてある一又は複数の反射体を有する回転体であり、回転軸を中心として回転し、光路を可視光用撮像素子又は赤外光用撮像素子へ切り替える。これにより、回転体の回転により所定の時間間隔で入射光を可視光用撮像素子又は赤外光用撮像素子の方向へ反射することで、例えば人間が視認することができない短い時間間隔で可視画像又は赤外画像へ切り替えて出力することで、可視画像及び赤外画像を相互に残像として認識し、画像処理装置により合成画像を生成することなく、両者の合成画像として表示画像を認識することが可能となる。また、プリズム等の光学素子を通過しないことから、特に遠赤外光の光量が減衰することがなく、鮮明な合成画像を表示することが可能となる。 In the fourth invention, the switching means is a rotating body having one or a plurality of reflectors whose surfaces are capable of reflecting light, rotates around the rotation axis, and changes the optical path to an imaging element for visible light or infrared light. Switch to the image sensor. Thus, by rotating the rotating body and reflecting incident light at a predetermined time interval in the direction of the visible light image sensor or the infrared light image sensor, for example, a visible image at a short time interval that cannot be seen by humans. Alternatively, by switching to an infrared image and outputting it, the visible image and the infrared image are recognized as afterimages, and the display image can be recognized as a composite image of both without generating a composite image by the image processing device. It becomes possible. Further, since it does not pass through an optical element such as a prism, the amount of far-infrared light is not particularly attenuated, and a clear composite image can be displayed.
第1発明、第5発明及び第6発明によれば、入射光は可視光用撮像素子又は赤外光用撮像素子のいずれかへ誘導され、それぞれ可視画像又は赤外画像を所定の時間間隔で出力する。したがって、例えば人間が視認することができない短い時間間隔で可視画像又は赤外画像へ切り替えて出力することで、可視画像及び赤外画像を相互に残像として認識し、画像処理装置により合成画像を生成することなく、両者の合成画像として表示画像を認識することが可能となる。また、プリズム等の光学素子を通過しないことから、特に遠赤外光の光量が減衰することがなく、鮮明な合成画像を表示することが可能となる。 According to the first invention, the fifth invention, and the sixth invention, the incident light is guided to either the visible light image sensor or the infrared light image sensor, and the visible image or the infrared image is respectively transmitted at a predetermined time interval. Output. Therefore, for example, by switching to a visible image or an infrared image at a short time interval that cannot be visually recognized by humans, the visible image and the infrared image are recognized as afterimages, and a composite image is generated by the image processing device. Without this, the display image can be recognized as a composite image of both. Further, since it does not pass through an optical element such as a prism, the amount of far-infrared light is not particularly attenuated, and a clear composite image can be displayed.
第2発明によれば、人間が視認することができない短い時間間隔で可視画像又は赤外画像へ切り替えて出力することで、可視画像及び赤外画像を相互に残像として認識し、画像処理装置により合成画像を生成することなく、両者の合成画像として表示画像を認識することが可能となる。 According to the second invention, the visible image and the infrared image are mutually recognized as an afterimage by switching to a visible image or an infrared image at a short time interval that cannot be visually recognized by humans, and the image processing device It is possible to recognize a display image as a composite image of both without generating a composite image.
第3発明によれば、反射ミラーの反射方向を可視光用撮像素子又は赤外光用撮像素子の方向へ所定の時間間隔で切り替えることで、例えば人間が視認することができない短い時間間隔で可視画像又は赤外画像へ切り替えて出力することで、可視画像及び赤外画像を相互に残像として認識し、画像処理装置により合成画像を生成することなく、両者の合成画像として表示画像を認識することが可能となる。また、プリズム等の光学素子を通過しないことから、特に遠赤外光の光量が減衰することがなく、鮮明な合成画像を表示することが可能となる。 According to the third aspect of the invention, by switching the reflection direction of the reflection mirror to the direction of the visible light image sensor or the infrared light image sensor at a predetermined time interval, for example, it is visible at a short time interval that cannot be visually recognized by humans. By switching to an image or infrared image and outputting it, the visible image and the infrared image are recognized as afterimages, and the display image is recognized as a composite image of both without generating a composite image by the image processing device. Is possible. Further, since it does not pass through an optical element such as a prism, the amount of far-infrared light is not particularly attenuated, and a clear composite image can be displayed.
第4発明によれば、回転体の回転により所定の時間間隔で入射光を可視光用撮像素子又は赤外光用撮像素子の方向へ反射することで、例えば人間が視認することができない短い時間間隔で可視画像又は赤外画像へ切り替えて出力することで、可視画像及び赤外画像を相互に残像として認識し、画像処理装置により合成画像を生成することなく、両者の合成画像として表示画像を認識することが可能となる。また、プリズム等の光学素子を通過しないことから、特に遠赤外光の光量が減衰することがなく、鮮明な合成画像を表示することが可能となる。 According to the fourth aspect of the invention, the incident light is reflected in the direction of the visible light image sensor or the infrared light image sensor at a predetermined time interval by the rotation of the rotating body, so that, for example, a short time that cannot be visually recognized by humans. By switching to a visible image or an infrared image at an interval and outputting it, the visible image and the infrared image are recognized as afterimages, and the display image is displayed as a composite image of both without generating a composite image by the image processing device. It becomes possible to recognize. Further, since it does not pass through an optical element such as a prism, the amount of far-infrared light is not particularly attenuated, and a clear composite image can be displayed.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る画像表示システムの構成を模式的に示す図である。1、2は、歩行者、自転車に乗った人間等を撮像する本実施の形態に係るビデオカメラ(撮像装置)である。ビデオカメラ1、2は、車両のフロントグリル内に、適長の間隔を隔てて略水平方向に並置してある。撮像した画像は、IEEE1394に準拠した車載LANケーブル7を介して接続してある画像処理装置3に送信される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an image display system according to
画像処理装置3は、ビデオカメラ1、2、操作部を備えた表示装置4、及び音声、効果音等により聴覚的な警告を発する警報装置5と、車載LANケーブル7を介して接続されている。
The
図2は、本発明の実施の形態1に係る画像表示システムのビデオカメラ1(2)の構成を示すブロック図である。画像撮像部11は、外部から入射する光を受光する対物レンズ110を備え、対物レンズ110の光軸上に、入射光の光軸方向を切り替える切替手段として板状の反射ミラー111を設けている。反射ミラー111は、一端を回転軸Pに固着してあり、回転軸Pを中心として一定回転角度の範囲内で揺動することが可能となっている。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the video camera 1 (2) of the image display system according to
反射ミラー111の揺動は、例えば反射ミラー111を入射光の光軸方向となるよう付勢する付勢手段と、付勢手段に対抗して入射光を遮断する位置へ反射ミラー111を跳ね上げる電磁駆動源とにより行われる。すなわち、電磁駆動源にパルス信号が入力された場合に反射ミラー111は入射光を遮断する位置へと回転し、それ以外は付勢手段により入射光の光軸方向に維持される。なお、反射ミラー111の揺動手段はこれに限定されるものではない。
The swinging of the
対物レンズ110の光軸方向には、表面にFIRパスフィルタを貼付した撮像レンズ114を配設してあり、撮像レンズ114を透過した赤外光が結像する位置に、遠赤外光用撮像素子である焦電型撮像素子112を配設している。なお、遠赤外光用撮像素子は焦電型撮像素子112に限定されるものではなく、例えばボロメータであっても良い。また、FIRパスフィルタは、例えばメタクリル樹脂、ポリエチレン樹脂等からなる遠赤外域の周波数成分を有する光を選択的に通過させることができるフィルタである。
In the optical axis direction of the
また、入射光の光軸方向と該光軸方向から略45度の角度へ反射ミラー111が回転移動した場合に、入射光が反射される方向に、撮像レンズ115を配設してあり、撮像レンズ115を透過した可視光が結像する位置に、CCD113を配設している。
An
同一の撮像領域を焦電型撮像素子112及びCCD113の対応する撮像面に合致させるべく、焦電型撮像素子112及びCCD113の撮像面の大きさ並びに撮像レンズ114及び撮像レンズ115の焦点距離を一致させている。これにより、反射ミラー111の揺動に応じて、撮像領域に対する赤外光及び可視光の光軸及び画角を一致させることができ、対物レンズ110を介した同一の撮像領域が、焦電型撮像素子112及びCCD113のそれぞれの撮像面に配設してある画素に結像される。
In order to match the same imaging area with the corresponding imaging surfaces of the
入射光の光軸方向と略平行な方向に反射ミラー111が回転移動している場合、入射光は反射されることなくFIRパスフィルタの貼付してある撮像レンズ114を介した焦電型撮像素子112に入力される。焦電型撮像素子112は、入力された赤外光をRGB(R:赤、G:緑、B:青)のアナログ信号に変換し、信号処理部12へ出力する。
When the
同様に、入射光の光軸方向と該光軸方向から略45度の角度へ反射ミラー111が回転移動した場合に、反射ミラー111で反射された可視光は、撮像レンズ115を介してCCD113に入力される。CCD113は、入力された可視光をRGBのアナログ信号に変換し、信号処理部13へ出力する。
Similarly, when the reflecting
信号処理部12、13は、それぞれ焦電型撮像素子112及びCCD113から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、光学系で生じた各種の歪みを取り除くための処理、低周波ノイズの除去処理、ガンマ特性を補正する補正処理等を行う。さらに、RGB信号をYUV(Y:輝度、U、V:色差)信号に変換し、変換したYUV信号を画像データとして画像メモリ14へ一時記憶する。
The
通信インタフェース部15は、車載LANケーブル7を介して画像処理装置3と通信を行い、画像処理装置3から受信した指示信号に応じて、画像メモリ14に一時記憶してある画像データを画像処理装置3へ送信する。例えば、夜間走行時には、画像メモリ14に一時記憶してある可視光データ及び赤外光データを画像処理装置3へ送信し、昼間走行時には、画像メモリ14に一時記憶してある可視光データのみを画像処理装置3へ送信する。
The
制御部16は、例えばLSI基板であり、画像撮像部11、信号処理部12、13、及び通信インタフェース部15の動作を制御する。例えば、画像処理装置3から受信した指示コマンド(命令)を解釈し、画像メモリ14に一時記憶された画像データを読み出し、通信インタフェース部15を介して画像処理装置3へ出力する。制御部16はLSI基板に限定されるものではなく、CPU、MPU等であっても良い。
The
制御部16は、反射ミラー111の回転の電磁駆動源に対して、例えば一定時間間隔のパルス信号を送出し、反射ミラー111の回転角度を制御する。図3は、送出するパルス信号の例示図である。図3に示すように、一定時間t0ごとに、出力電圧が0又はV0に変動し、出力電圧が0である場合、電磁駆動源が作動せず反射ミラー111は回転しない。出力電圧がV0である場合、電磁駆動源が作動し、反発力により付勢手段に対抗して反射ミラー111の回転角度が略45度となるよう制御する。これにより、一定時間間隔で、同一の撮像領域を焦電型撮像素子112又はCCD113へ誘導するよう切り替えることができ、それぞれ赤外光データ又は可視光データを通信インタフェース部15を介して画像処理装置3へ出力する。
The
反射ミラー111の回転角度を切り替える時間間隔は、人間が視覚により認識可能な時間より短時間に設定する。例えば時間間隔を100msec以下に設定することにより、表示装置4に可視光データが表示され、次に赤外光データが表示された場合であっても、可視光データが残像として残っており、画像処理装置3にて合成画像を生成することなく、人間は可視光データと赤外光データとの合成画像データが表示されているものと認識する。
The time interval for switching the rotation angle of the
図4は、本発明の実施の形態1に係る画像処理装置3の構成を示すブロック図である。通信インタフェース部31は、ビデオカメラ1、2に対する指令の送信、ビデオカメラ1、2からの画像データの受信を行う。通信インタフェース部31は、ビデオカメラ1、2から受信した画像データを、フレーム単位で画像メモリ32に記憶する。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the
また、通信インタフェース部31は、液晶ディスプレイ等の表示装置4に対して画像データを送信し、ブザー、スピーカ等の警報装置5に対して合成音等の出力信号を送信する。画像メモリ32は、SRAM、フラッシュメモリ等であり、通信インタフェース部31を介してビデオカメラ1、2から受信した画像データを記憶する。
The
LSI33は、画像処理を行う基板であり、画像メモリ32に記憶された可視光データ及び赤外光データをフレーム単位で読出し、読み出した可視光データ及び赤外光データを、通信インタフェース部31を介して表示装置4へ送出する。また、LSI33は、演算処理の途上で生成したデータを記憶するRAM331を内蔵している。
The
可視光データ及び赤外光データは、表示装置4で表示出力される。表示装置4は、反射ミラー111を一致時間間隔で揺動させることにより、可視光データ及び赤外光データの合成画像を画像処理装置3で生成することなく、人間の目の残像現象を利用することにより、合成画像を表示する。
Visible light data and infrared light data are displayed on the
図5は、夜間走行時にビデオカメラ1(2)が撮像した画像の表示例を示す図である。図5(a)は、CCD113が撮像して得られた可視光データを表示装置4で表示した場合の例示図であり、図5(b)は、焦電型撮像素子112が撮像して得られた赤外光データを表示した場合の例示図である。図5(c)は、残像現象により両者が合成された合成画像と認識された状態を示す例示図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a display example of an image captured by the video camera 1 (2) during night driving. FIG. 5A is an exemplary diagram in the case where visible light data obtained by imaging by the
図5(a)において、ビデオカメラ1(2)が、車両のヘッドライトが照射された前方路面、路肩等からの反射光を受光した場合、路肩、車線変更用レーン等の撮像領域からの可視光データは高い輝度値を有し、ヘッドライトが照射されない撮像領域からの可視光データは低い輝度値を有する。したがって、路肩、車線変更用レーン等は目視で確認できる程度に表示することができるのに対して、道路前方の他の撮像領域はほとんど表示されない。 In FIG. 5A, when the video camera 1 (2) receives reflected light from the front road surface, road shoulder or the like irradiated with the headlight of the vehicle, it is visible from the imaging area such as the road shoulder or the lane change lane. The optical data has a high luminance value, and the visible light data from the imaging area where the headlight is not irradiated has a low luminance value. Accordingly, road shoulders, lane change lanes, and the like can be displayed to such an extent that they can be visually confirmed, while other imaging areas in front of the road are hardly displayed.
図5(b)において、ビデオカメラ1(2)が撮像領域における物体の熱エネルギを赤外光として受光した場合は、車両前方の撮像領域における路面、路肩、歩行者、周囲の木々等の物体からの熱エネルギの差を画像として表示するため、可視光データでは認識することができない物体を個別に認識できる程度に表示することができる。例えば、可視光を受光する場合、夜間の歩行者を認識することが困難であるのに対して、赤外光を受光する場合、人体から発せられる熱エネルギにより容易に歩行者を認識することができる。しかし、同一物体からの熱エネルギには差がないため、赤外光データによる画像は、可視光データによる画像に比べてコントラストが低く、目視で確認することができない領域も存在する。 In FIG. 5B, when the video camera 1 (2) receives the thermal energy of the object in the imaging region as infrared light, the object such as a road surface, a shoulder, a pedestrian, and surrounding trees in the imaging region in front of the vehicle Since the difference in heat energy from the image is displayed as an image, an object that cannot be recognized by visible light data can be displayed to the extent that it can be individually recognized. For example, when receiving visible light, it is difficult to recognize a pedestrian at night, whereas when receiving infrared light, a pedestrian can be easily recognized by the heat energy emitted from the human body. it can. However, since there is no difference in thermal energy from the same object, an image based on infrared light data has a lower contrast than an image based on visible light data, and there is a region that cannot be visually confirmed.
本実施の形態では、反射ミラー111を一定時間間隔で揺動させることにより、一定時間間隔で可視光データによる表示画面と赤外光データによる表示画面とが切り替わる。切り替わる時間間隔が、人間による目視認識時間よりも短時間であることから、残像現象により可視光データによる表示画面と赤外光データによる表示画面とが合成された図5(c)のような合成画像が表示されているように認識される。したがって、ヘッドライトが照射されない歩行者、周囲の物体の画像のみならず、ヘッドライトが照射された物体からの反射光も表示することができ、コントラストが高く容易に障害物の存在を認識することが可能な合成画像が表示されているものと認識される。
In the present embodiment, by swinging the
なお、対物レンズ110、赤外光を結像させる撮像レンズ114、可視光を欠蔵させる撮像レンズ115は、特に材質を限定されるものではなく、ゲルマニウムレンズであっても良いし、製造コストの低減を図ることができるZnSレンズであっても良い。さらに、可視光用の撮像素子113は、CCD型に限定されるものではなく、例えばCMOS型であっても良い。
Note that the
また、上述の実施の形態においては、ビデオカメラと画像処理装置との接続は、IEEE1394に準拠した車載LANケーブル7を介して行われているが、特にこれに限定されるものではなく、NTSCに準拠した通信方式であっても良い。
In the above-described embodiment, the video camera and the image processing apparatus are connected via the in-
さらに、上述の説明では、焦電型撮像素子112及びCCD113の解像度は同一であることを前提としているが、特にこれに限定されるものではなく、焦電型撮像素子112及びCCD113の解像度がそれぞれ異なっていても良い。また、撮像面の走査の順序(例えば、左上から右下方向への走査、又は右下から左上への走査など)が焦電型撮像素子112とCCD113との間で異なっていても良いし、焦電型撮像素子112とCCD113との間で走査方式(例えば、インターレース方式とノンインターレース方式)が異なっていても良い。
Further, in the above description, it is assumed that the
走査方式が異なっている場合、焦電型撮像素子112及びCCD113のフレーム周期が同じであれば、焦電型撮像素子112及びCCD113が出力する画像データを1フレーム単位で対応させて出力することができる。
When the scanning methods are different, if the frame periods of the
以上のように本実施の形態1によれば、反射ミラーの角度を一定時間間隔で変更することにより、入射光は可視光用撮像素子又は赤外光用撮像素子のいずれかへ誘導され、それぞれ可視画像又は赤外画像を所定の時間間隔で出力する。したがって、人間が視認することができない短い時間間隔で可視画像又は赤外画像へ切り替えて出力することで、可視画像及び赤外画像を相互に残像として認識され、画像処理装置により合成画像を生成することなく、両者の合成画像として表示画像を認識することが可能となる。また、プリズム等の光学素子を通過しないことから、特に遠赤外光の光量が減衰することがなく、鮮明な合成画像を表示することが可能となる。 As described above, according to the first embodiment, the incident light is guided to either the visible light image sensor or the infrared light image sensor by changing the angle of the reflection mirror at regular time intervals. A visible image or an infrared image is output at a predetermined time interval. Therefore, by switching to a visible image or an infrared image at a short time interval that cannot be visually recognized by humans, the visible image and the infrared image are recognized as afterimages, and a composite image is generated by the image processing device. Therefore, the display image can be recognized as a composite image of both. Further, since it does not pass through an optical element such as a prism, the amount of far-infrared light is not particularly attenuated, and a clear composite image can be displayed.
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2に係る画像表示システムの構成は、実施の形態1と同様であることから、同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付することにより詳細な説明を省略する。本実施の形態2は、遠赤外光用撮像素子として、焦電型撮像素子ではなくボロメータを用いており、回転体に備えた反射体により入射光の誘導経路を切り替える点で相違する。
(Embodiment 2)
Since the configuration of the image display system according to the second embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment, detailed description is omitted by giving the same reference numerals to components having the same functions. . The second embodiment uses a bolometer instead of a pyroelectric image sensor as the far-infrared light image sensor, and is different in that the incident light guiding path is switched by a reflector provided in the rotating body.
図6は、本発明の実施の形態2に係る画像表示システムのビデオカメラ1(2)の構成を示すブロック図である。画像撮像部11は、外部から入射する光を受光する対物レンズ110を備え、対物レンズ110の光軸上に、入射光の光軸方向を切り替える切替手段として半円板状の反射体117を設けている。反射体117は、半円の中心点をモータM1の回転軸に固着してあり、回転軸を中心として一定回転速度で回転することが可能となっている。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the video camera 1 (2) of the image display system according to
図7は、本発明の実施の形態2に係る画像表示システムの反射体117の斜視図である。図7(a)に示すように、反射体117は半円板状であり、いずれか一面をミラーコーティングしてある。半円の中心点は、モータM1の回転軸120に固着してあり、モータM1の回転により反射体117が回転する。そして、ミラーコーティングした面を対物レンズ110側へ向けて配設する。したがって、モータM1が一定の回転速度で回転した場合、反射体117が入射光を遮らない位置にある場合には入射光は直進し、反射体117が入射光を遮る場合には、ミラーコーティングした面により入射光が別方向に反射される。
FIG. 7 is a perspective view of
反射体116は、図7(a)に示すような半円板状に限定されるものではなく、例えば図7(b)に示すような複数枚の羽状であり、羽状反射体117a、117bが存在する回転中心に対する中心角と存在しない中心角との比が1対1である形状であれば良い。図7(b)では2枚の羽状反射体117a、117bが回転軸120に固着してあり、羽状反射体117a、117bの中心角θが略90度である。したがって、回転軸120が90度回転する都度、入射光の誘導方向を切り替えることができる。
The
対物レンズ110の光軸方向には、表面にFIRパスフィルタを貼付した撮像レンズ114を配設してあり、撮像レンズ114を透過した赤外光が結像する位置に、遠赤外光用撮像素子であるボロメータ116を配設している。なお、FIRパスフィルタは、例えばメタクリル樹脂、ポリエチレン樹脂等からなる遠赤外域の周波数成分を有する光を選択的に通過させることができるフィルタである。
In the optical axis direction of the
また、入射光の光軸方向と略直交する方向に、撮像レンズ115を配設してあり、撮像レンズ115を透過した可視光が結像する位置に、CCD113を配設している。
Further, the
本実施の形態2でも、同一の撮像領域をボロメータ116及びCCD113の対応する撮像面に合致させるべく、ボロメータ116及びCCD113の撮像面の大きさ並びに撮像レンズ114及び撮像レンズ115の焦点距離を一致させている。これにより、反射体117の回転に応じて、撮像領域に対する赤外光及び可視光の光軸及び画角を一致させることができ、対物レンズ110を介した同一の撮像領域が、ボロメータ116及びCCD113のそれぞれの撮像面に配設してある画素に結像される。
Also in the second embodiment, the sizes of the imaging surfaces of the
反射体117が回転して入射光を遮らない場合、入射光はFIRパスフィルタの貼付してある撮像レンズ114を介したボロメータ116に入力される。ボロメータ116は、入力された赤外光をRGB(R:赤、G:緑、B:青)のアナログ信号に変換し、信号処理部16へ出力する。
When the
同様に、反射体117が回転して入射光を反射する場合、反射体117で反射された可視光は、撮像レンズ115を介してCCD113に入力される。CCD113は、入力された可視光をRGBのアナログ信号に変換し、信号処理部13へ出力する。
Similarly, when the
信号処理部16、13は、それぞれボロメータ116及びCCD113から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、光学系で生じた各種の歪みを取り除くための処理、低周波ノイズの除去処理、ガンマ特性を補正する補正処理等を行う。さらに、RGB信号をYUV(Y:輝度、U、V:色差)信号に変換し、変換したYUV信号を画像データとして画像メモリ14へ一時記憶する。
The
通信インタフェース部15は、車載LANケーブル7を介して画像処理装置3と通信を行い、画像処理装置3から受信した指示信号に応じて、画像メモリ14に一時記憶してある画像データを画像処理装置3へ送信する。例えば、夜間走行時には、画像メモリ14に一時記憶してある可視光データ及び赤外光データを画像処理装置3へ送信し、昼間走行時には、画像メモリ14に一時記憶してある可視光データのみを画像処理装置3へ送信する。
The
制御部16は、例えばLSI基板であり、画像撮像部11、信号処理部12、13、及び通信インタフェース部15の動作を制御する。例えば、画像処理装置3から受信した指示コマンド(命令)を解釈し、画像メモリ14に一時記憶された画像データを読み出し、通信インタフェース部15を介して画像処理装置3へ出力する。制御部16はLSI基板に限定されるものではなく、CPU、MPU等であっても良い。
The
画像処理装置3から受信した指示コマンド(命令)に基づいて、制御部16が反射体117の回転角速度を設定する。設定する回転角速度は、反射体117の回転により、出力する画像データが可視光データ又は赤外光データに切り替える時間間隔が、人間が視覚により認識可能な時間より短時間となるように設定する。例えば可視光データ又は赤外光データに切り替える時間間隔が100msec以下となるよう回転角速度を設定することにより、表示装置4に可視光データが表示され、次に赤外光データが表示された場合であっても、可視光データが残像として残っており、画像処理装置3にて合成画像を生成することなく、人間は可視光データと赤外光データとの合成画像データが表示されているものと認識する。
Based on the instruction command (command) received from the
なお、対物レンズ110、赤外光を結像させる撮像レンズ114、可視光を欠蔵させる撮像レンズ115は、特に材質を限定されるものではなく、ゲルマニウムレンズであっても良いし、製造コストの低減を図ることができるZnSレンズであっても良い。さらに、可視光用の撮像素子113は、CCD型に限定されるものではなく、例えばCMOS型であっても良い。
Note that the
また、上述の実施の形態においては、ビデオカメラと画像処理装置との接続は、IEEE1394に準拠した車載LANケーブル7を介して行われているが、特にこれに限定されるものではなく、NTSCに準拠した通信方式であっても良い。
In the above-described embodiment, the video camera and the image processing apparatus are connected via the in-
さらに、上述の説明では、ボロメータ116及びCCD113の解像度は同一であることを前提としているが、特にこれに限定されるものではなく、ボロメータ116及びCCD113の解像度がそれぞれ異なっていても良い。また、撮像面の走査の順序(例えば、左上から右下方向への走査、又は右下から左上への走査など)がボロメータ116とCCD113との間で異なっていても良いし、ボロメータ116とCCD113との間で走査方式(例えば、インターレース方式とノンインターレース方式)が異なっていても良い。
Further, in the above description, it is assumed that the resolutions of the
走査方式が異なっている場合、ボロメータ116及びCCD113のフレーム周期が同じであれば、ボロメータ116及びCCD113が出力する画像データを1フレーム単位で対応させて出力することができる。
When the scanning methods are different, if the frame periods of the
また、反射体117を回転させる駆動源はモータM1に限定されるものではなく、例えば磁石等を用いた磁界制御で反射体117を回転させても良い。
Further, the driving source for rotating the
以上のように本実施の形態2によれば、回転体の回転により所定の時間間隔で入射光を可視光用撮像素子又は赤外光用撮像素子の方向へ反射することで、例えば人間が視認することができない短い時間間隔で可視画像又は赤外画像へ切り替えて出力することで、可視画像及び赤外画像を相互に残像として認識し、画像処理装置により合成画像を生成することなく、両者の合成画像として表示画像を認識することが可能となる。また、プリズム等の光学素子を通過しないことから、特に遠赤外光の光量が減衰することがなく、鮮明な合成画像を表示することが可能となる。 As described above, according to the second embodiment, incident light is reflected in the direction of the visible light image sensor or the infrared light image sensor at a predetermined time interval by the rotation of the rotating body. By switching to a visible image or an infrared image at a short time interval that cannot be performed, the visible image and the infrared image are mutually recognized as afterimages, and without generating a composite image by the image processing device, A display image can be recognized as a composite image. Further, since it does not pass through an optical element such as a prism, the amount of far-infrared light is not particularly attenuated, and a clear composite image can be displayed.
なお、上述した実施の形態1及び2では、入射光の光軸方向を略90度切り替える例について説明しているが、光軸方向の切り替え角度は、可視光用の撮像素子及び赤外光用の撮像素子が配置されている相対位置に依存するものであり、本実施の形態に限定されるものではない。したがって、例えばビデオカメラの外形のスリム化を図るべく、可視光用の撮像素子及び赤外光用の撮像素子を並置するものであっても良く、この場合光軸方向の切り替え角度は、20度乃至30度程度である。 In the first and second embodiments described above, an example in which the optical axis direction of incident light is switched by approximately 90 degrees has been described. However, the switching angle in the optical axis direction depends on the imaging element for visible light and infrared light. However, the present invention is not limited to this embodiment. Therefore, for example, in order to reduce the outer shape of the video camera, an image sensor for visible light and an image sensor for infrared light may be juxtaposed. In this case, the switching angle in the optical axis direction is 20 degrees. It is about thirty degrees.
1、2 ビデオカメラ
3 画像処理装置
4 表示装置
11 画像撮像部
110 対物レンズ
111 反射ミラー
112 焦電型撮像素子
113 CCD
114、115 撮像レンズ
116 ボロメータ
117 反射体
120 回転軸
DESCRIPTION OF
114, 115
Claims (6)
前記撮像装置は、
可視光を撮像する可視光用撮像素子と、
赤外光を撮像する赤外光用撮像素子と、
入射光を、前記可視光用撮像素子又は前記赤外光用撮像素子へ、時分割的に選択して誘導するように切り替える切替手段と
を備えることを特徴とする画像表示システム。 In an image display system comprising: an imaging device that images the outside of a vehicle; and a display device that displays a composite image obtained by combining a visible light image and an infrared light image captured by the imaging device.
The imaging device
An image sensor for visible light that images visible light;
An infrared image sensor for imaging infrared light; and
An image display system comprising: a switching unit that switches the incident light to the visible light image sensor or the infrared light image sensor so as to be selected and guided in a time division manner.
入射光を、可視光を撮像する可視光用撮像素子又は赤外光を撮像する赤外光用撮像素子へ、時分割的に選択して誘導するように切り替えることを特徴とする画像表示方法。 In an image display method for displaying a composite image obtained by synthesizing a visible light image and an infrared light image captured by an imaging device that captures the outside of a vehicle,
An image display method characterized by switching incident light to a visible light imaging device that captures visible light or an infrared light imaging device that captures infrared light so as to be selected and guided in a time division manner.
可視光を撮像する可視光用撮像素子と、
赤外光を撮像する赤外光用撮像素子と、
入射光を、前記可視光用撮像素子又は前記赤外光用撮像素子へ、時分割的に選択して誘導するように切り替える切替手段と
を備えることを特徴とする撮像装置。 In an imaging device that captures the outside of a vehicle and acquires visible light data and infrared light data,
An image sensor for visible light that images visible light;
An infrared image sensor for imaging infrared light; and
An image pickup apparatus comprising: a switching unit that switches incident light to the visible light image sensor or the infrared light image sensor so as to select and guide the incident light in a time division manner.
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---|---|---|---|---|
KR100921496B1 (en) * | 2009-03-26 | 2009-10-13 | 삼성탈레스 주식회사 | Electro optical device of improving frame per second using time division |
CN108773332A (en) * | 2018-04-28 | 2018-11-09 | 贵州维迪话科技有限公司 | A kind of vehicle monitoring system |
US20220198200A1 (en) * | 2020-12-22 | 2022-06-23 | Continental Automotive Systems, Inc. | Road lane condition detection with lane assist for a vehicle using infrared detecting device |
-
2005
- 2005-07-28 JP JP2005218956A patent/JP2007036831A/en active Pending
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KR100921496B1 (en) * | 2009-03-26 | 2009-10-13 | 삼성탈레스 주식회사 | Electro optical device of improving frame per second using time division |
CN108773332A (en) * | 2018-04-28 | 2018-11-09 | 贵州维迪话科技有限公司 | A kind of vehicle monitoring system |
US20220198200A1 (en) * | 2020-12-22 | 2022-06-23 | Continental Automotive Systems, Inc. | Road lane condition detection with lane assist for a vehicle using infrared detecting device |
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