JP2009120008A - 撮影用照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車室内でのカメラ撮影に必要な光量の照明光を安価に得ることができる撮影用照明装置を提供する。
【解決手段】車室内には、乗員等を撮影するためのカメラ１１を備えた撮像装置１が設置され、更に、撮影用の補助光（照明光）を得るために照明装置２が設けられている。照明装置２は、カメラ１１の補助光として、例えば可視光に近い８８０ｎｍを発光する第１のランプ２１、補助光として、例えば９５０ｎｍを発光する第２のランプ２２、第１，第２のランプ２１，２２の投光面にハイパスまたはバンドパス機能を有する光学フィルタ２３、及び第１，第２のランプ２１，２２の点・消灯を制御するランプ点灯制御部２４を備える。第１のランプ２１は視野範囲が明るいときに点灯され、第２のランプ２２は視野範囲が暗いときに点灯される。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮影用照明装置に関し、特に、車室内に設置されたカメラの撮影範囲へ投光する照明光に用いられる撮影用照明装置に関する。

自動車においては、例えば、車室内の乗員をカメラで撮影し、その撮影画像から画像処理によって乗員の特定部分を抽出し、その抽出結果に基づいて各種の制御を行わせることが考えられている。

例えば、赤外線による照明光を補助光にしながらマップランプに設置したカメラで乗員の頭部を撮影して赤外線画像を取得し、この赤外線画像に画像処理を施して乗員の状態を検知し、この検知結果に基づいてエアバックを作動させるか否かを決定し、エアバックの動作に伴う安全性を向上させるようにした乗員検知システムがある（例えば、特許文献１参照）。

この乗員検知システムでは、昼間には太陽光が、夜間には対向車のヘッドライトや街路灯の光が画像内に入り込むなどして明るさに激しい変化が生じても、明るさの安定した撮影画像が得られるように、波長７００〜１０００ｎｍの近赤外光を投光する補助光発光装置を用いると共に、上記波長域以外の光をカットする可視光カットフィルタをカメラの撮影光路上に設置している。
特開２００４−１４４５１２号公報

しかし、従来の乗員検知システムによると、可視光カットフィルタは、急峻な特性を有する必要があるため、コストアップを招くことになる。また、補助光発光装置（照明装置）は、光量によるＳ／Ｎ比の確保のために多数のＬＥＤを用いねばならず、これにより消費電力の増大及びコストアップを招くことになる。

従って、本発明の目的は、車室内でのカメラ撮影に必要な光量の照明光を安価に得ることができる撮影用照明装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、以下の撮影用照明装置を提供する。

［１］車室内の所定領域を撮影するカメラの補助光として可視光に近い赤外光を前記カメラの視野範囲へ投光可能な第１のランプと、前記第１のランプよりも長い波長の赤外光を前記補助光として前記カメラの視野範囲へ投光可能な第２のランプと、前記カメラの露光時における前記視野範囲が所定の明るさのときには前記第１のランプを点灯し、前記視野範囲が前記所定の明るさよりも暗いときには前記第２のランプを点灯するランプ点灯制御部と、を備えることを特徴とする車両室内灯の制御装置。

［２］前記第１及び第２のランプは、投光面に光学フィルタが設置されていることを特徴とする前記［１］に記載の車両室内灯の制御装置。

［３］前記ランプ点灯制御部は、前記車室内または前記視野範囲の照度値が予め設定した閾値以上であるときに前記第１のランプを点灯し、その他のときに前記第２のランプを点灯することを特徴とする前記［１］に記載の車両室内灯の制御装置。

本発明の撮影用照明装置によれば、車室内でのカメラ撮影に必要な光量の照明光を安価に得ることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る撮像システムを示すブロック図である。

（撮像システムの構成）
撮像システム１００は、例えば助手席の乗員の所定部分を被写体として撮影する撮像装置１と、撮像装置１による撮影の際、曇天、トンネル内、夜間等に発光しても運転者を眩惑させない発光波長の補助光を被写体に向けて投光する照明装置２とを備えて構成されている。なお、図１においては、撮像装置１及び照明装置２に電源供給を行うための電源及び電源回路の図示を省略している。

撮像装置１は、例えば、助手席の乗員が被写体になるようにして車室内の天井等に設置されたカメラ１１と、カメラ１１による撮影画像を保存する画像メモリ１２と、撮影範囲（視野範囲）または車室内の照度を検出する照度センサ１３と、カメラ１１、画像メモリ１２及び照度センサ１３に接続されてそれぞれを制御する制御部１４とを備えて構成されている。なお、画像メモリ１２及び制御部１４は、必ずしも上記位置に設置されている必要はなく、他の場所に設置されていてもよい。

カメラ１１は、光学レンズ、ＣＣＤ（電荷結合素子）等の撮像デバイス、信号処理回路、及び露出計等を備えて構成されている。

照度センサ１３は、例えば、受光量に応じて抵抗が変化するＣｄＳ（硫化カドミウムセル）を用いることができる。また、照度センサ１３は、撮像装置１による撮影画像の輝度値や露出計の露出値を利用する構成であってもよい。

制御部１４は、画像メモリ１２から画像データを読み出し、後述するＣＰＵ１４ａにより画像データを処理する。制御部１４は、例えば、画像中の助手席の乗員の頭部を認識（抽出）し、頭部と車両のエアバック放出領域との位置関係を検出し、その検知結果を図示しないＥＣＵ（電子制御ユニット）へ出力する。

また、制御部１４は、撮像装置１の全体を制御するＣＰＵ１４ａ、プログラムが格納されたＲＯＭ１４ｂ、データを一時的に格納するＲＡＭ１４ｃ、照度センサ１３及び外部との接続を司るインターフェース回路（Ｉ／Ｆ）１４ｄ等を備えて構成されており、ＲＯＭ１４ｂに格納されたプログラムに従ってカメラ１１が撮影した画像データをＣＰＵ１４ａで処理して助手席の乗員の頭部を認識し、頭部がどの位置にあるか等を検知する処理機能、及びカメラ１１の撮影タイミング（または、撮影インターバル）や露光時間を決定するカメラ制御機能を備えている。また、ＲＯＭ１４ｂは、助手席の乗員の頭部の形状を様々にパターン化した複数のテンプレートを登録（保存）している。

照明装置２は、可視光領域に近い波長の近赤外光を発光する第１のランプ２１と、第１のランプ２１より長い波長の近赤外光を発光する第２のランプ２２と、第１，第２のランプ２１、２２の発光面に面して配置された光学フィルタ２３と、第１，第２のランプ２１，２２の点・消灯を制御するランプ点灯制御部２４とを備えて構成されている。この第１，第２のランプ２１，２２は、カメラ１１の近傍または被写体を照明可能な位置に設置される。

図２は、ランプの発光特性及び各種の光感度特性を示し、（ａ）は第１，第２のランプの発光特性及び人の目の光感度特性を示し特性図、（ｂ）はカメラの光感度特性を示す特性図である。

図２（ａ）に示すように、第１のランプ２１は、可視光に近い波長８８０ｎｍを発光中心とした特性ａの近赤外光を発光するＬＥＤランプであり、第２のランプ２２は、波長９５０ｎｍを発光中心とした特性ｂの近赤外光を発光するＬＥＤランプである。このような特性を有する第１，第２のランプ２１，２２に対し、人の目の光感度特性ｃは、可視領域（約３５０〜８００ｎｍ）にある。また、カメラ１１の光感度特性は、図２（ｂ）に示すように、可視領域から赤外領域の広範囲に及んでいる。なお、領域ｄは、第１のランプ２１と目の光感度特性ｃとがオーバーラップする部分である。

また、第１のランプ２１は、例えばＧａＡｌＡｓ等からなるＬＥＤランプであり、第２のランプ２２は、例えばＧａＡｓ等からなるＬＥＤランプである。

光学フィルタ２３は、例えば、高周波イオンプレーティング、電子ビーム蒸着、スパッタリング等により石英板の表面に光学薄膜を形成したものであり、可視光をカットし、近赤外光を透過する特性を有したハイパスフィルタ（例えば、非透光域が３００ｎｍ〜７８０ｎｍ）又はバンドパスフィルタ（例えば、透光域が７８０ｎｍ〜１０００ｎｍ）である。

なお、ハイパスフィルタ及びバンドパスフィルタの遮断特性は、急峻である必要はなく、従って光学フィルタ２３は安価なもので済ませることができる。また、光学フィルタ２３は、第１，第２のランプ２１，２２による可視光領域の光量が少ない場合には、設けないことも可能である。

ランプ点灯制御部２４は、制御部１４からの制御信号Ｓｃに基づいて、撮影時に第１のランプ２１または第２のランプ２２を点灯させる半導体素子やリレーを含む回路を有している。

（撮像システムの動作）
図３は、撮像システムの動作を示すフローチャートである。図１〜図３を参照し、以下に撮像システム１００の動作を説明する。

撮像装置１の制御部１４は、所定周期または車両に搭載の加速度センサ（図示せず）の出力等に基づいて撮影モードを設定する（Ｓ２０１）。次に、制御部１４は、予め設定されると共にＲＯＭ１４ｂに格納されている閾値(Threshold)Ｔｈと、照度センサ１３が検出した照度値Ｌｘとを比較する（Ｓ２０２）。制御部１４は、Ｌｘ≧Ｔｈの場合（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、昼間等で周囲が明るいものと判断し、第１のランプ２１を点灯させるようにランプ点灯制御部２４へ制御信号Ｓｃを出力する。ランプ点灯制御部２４は、第１のランプ２１を点灯する（Ｓ２０３）。昼間は、運転者の瞳孔が小さく、光学フィルタ２３表面での周囲光の反射が大きいので、可視光が照明装置から多少漏れても、光学フィルタ２３の背面にある第１のランプ２１は運転者から見えることはない。

カメラ１１の光感度は、図２（ｂ）から明らかなように、赤外光領域では低いので、カメラ１１の受光量は小さい。しかし、昼間は太陽等の外乱光の強度が大きいものの、第１のランプ２１によるカメラ１１の受光量が大きいため、Ｓ／Ｎ比（外乱光に対する照明光の比）が大になる。一般に、画像処理用の照明では、外乱光の変化に対して撮像画像の輝度が変化しにくいことが望まれるが、図１の構成による照明装置２は、昼夜を問わず照明光のＳ／Ｎ比が高いため、安定した画像を得ることができる。

また、Ｌｘ＜Ｔｈの場合（Ｓ２０２：Ｎｏ）、制御部１４は、夜間等により周囲が暗いものと判断し、第２のランプ２２が点灯するようにランプ点灯制御部２４へ制御信号Ｓｃを出力する。周りが暗い時（例えば、夜間）は、ドライバの瞳孔が大きく、光学フィルタ２３の表面での周囲光の反射が小さいので、第１のランプ２１を点灯させた場合、図２（ａ）の領域ｄの可視光が光学フィルタ２３を透過し、第１のランプ２１が運転者から光源として見えることになる。そこで、夜間は、波長が第１のランプ２１より中赤外線寄りの波長９５０ｎｍの第２のランプ２２に切り替えて点灯する（Ｓ２０４）。

第１のランプ２１または第２のランプ２２を点灯後、制御部１４は、カメラ１１に撮影を開始させる。カメラ１１は、内蔵の露出計に従ってシャッター時間及び絞り値を設定し、助手席の乗員を被写体として撮影する（Ｓ２０５）。カメラ１１の撮影が完了すると（Ｓ２０６）、制御部１４は、ランプ点灯制御部２４を介して第１，第２のランプ２１，２２を消灯する（Ｓ２０７）。その画像データは画像メモリ１２へ送られ、画像メモリ１２に格納される（Ｓ２０８）。

制御部１４は、ＣＰＵ１４ａにより画像データを画像メモリ１２から読み出し、画像データを処理する（Ｓ２０９）。画像メモリ１２は、カメラ１１からの画像データに対し、エッジ処理、２値化処理等を施して得た輪郭画像と、画像メモリ１２に登録されているテンプレートとのマッチングを行い、助手席の乗員の頭部の輪郭を抽出する。

制御部１４は、抽出した乗員の頭部の画像が助手席のエアバッグの開口部の近傍に存在するとき、上記頭部が上記エアバッグの開口部に近接する位置にあると判定し、それ以外の位置にあるときには正常な姿勢で着席しているものと判定する。

また、制御部１４は、抽出結果に基づいて、乗員が助手席に有ることの判定、頭部の大きさが予め設定した大きさ以下であるか否かにより、乗員が大人か子供か等の判定を実施する。

以上のようにして得られた乗員に関する判定出力Ｓｊは、制御部１４から図示しないエアバッグ放出制御装置やＥＣＵに送られる。

エアバッグ放出制御装置は、判定出力Ｓｊに基づいて、エアバッグの放出方法を決定し、エアバッグの放出制御を行う。例えば、「乗員無し」及び「乗員の頭部が危険領域内にある」場合、エアバッグを非放出にし、エアバッグ放出時に乗員の頭部に強い衝撃が加わるのを回避する。更に、「乗員が子供」である場合、エアバッグを弱放出にする。また、判定出力Ｓｊがその他の判定内容の場合、エアバッグを強放出にする。

その後、所定時間、即ち、次の撮影を実行するインターバルが到来したか否かを判定し（Ｓ２１０）、所定時間になったとき、処理をステップＳ２０１に戻し、撮影モードを判定し、以降の処理を繰り返し実行する。

（実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）撮像装置１の被写体に対する照明が第１，第２のランプ２１，２２を切替えることによって行われるため、照明光がドライバ等の乗員に認知されにくい。
（２）光学フィルタ２３は、急峻な特性を有する必要がないため、フィルタの設計が容易になると共にコストダウンを図ることができる。
（３）光量によるＳ／Ｎの確保のためにランプに多数のＬＥＤを用いる必要がないため、消費電力の抑制及びコストダウンを図ることができる。

［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、各実施の形態間の構成要素の組合せは任意に行うことができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る撮像システムを示すブロック図である。 図２は、ランプの発光特性及び各種の光感度特性を示し、（ａ）は第１，第２のランプの発光特性及び人の目の光感度特性を示し特性図、（ｂ）はカメラの光感度特性を示す特性図である。 図３は、撮像システムの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 撮像装置
２ 照明装置
１１ カメラ
１２ 画像メモリ
１３ 照度センサ
１４ 制御部
１４ａ ＣＰＵ
１４ｂ ＲＯＭ
１４ｃ ＲＡＭ
１４ｄ インターフェース回路（Ｉ／Ｆ）
２１ 第１のランプ
２２ 第２のランプ
２３ 光学フィルタ
２４ ランプ点灯制御部
１００ 撮像システム
Ｓｃ 制御信号
Ｓｊ 判定出力

Claims (3)

1. 車室内の所定領域を撮影するカメラの補助光として可視光に近い赤外光を前記カメラの視野範囲へ投光可能な第１のランプと、
   前記第１のランプよりも長い波長の赤外光を前記補助光として前記カメラの視野範囲へ投光可能な第２のランプと、
   前記カメラの露光時における前記視野範囲が所定の明るさのときには前記第１のランプを点灯し、前記視野範囲が前記所定の明るさよりも暗いときには前記第２のランプを点灯するランプ点灯制御部と、
   を備えることを特徴とする車両室内灯の制御装置。
2. 前記第１及び第２のランプは、投光面に光学フィルタが設置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両室内灯の制御装置。
3. 前記ランプ点灯制御部は、前記車室内または前記視野範囲の照度値が予め設定した閾値以上であるときに前記第１のランプを点灯し、その他のときに前記第２のランプを点灯することを特徴とする請求項１に記載の車両室内灯の制御装置。

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