JP4650469B2 - Imaging apparatus and lens abnormality diagnosis system - Google Patents
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Description
本発明は、レンズ異常の有無を自己診断する撮像装置及びレンズ異常診断システムに関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and a lens abnormality diagnosis system that self-diagnose the presence or absence of lens abnormality.
自動車に搭載された撮像装置及び画像処理装置からなる自動車安全システム、例えばナイトビジョンシステム、プリクラッシュセーフティシステム等が実用化されている。自動車安全システムに使用される撮像装置は、高い信頼性が要求されている。このため、出荷前に撮像装置の各種信頼性試験を行い、その高い信頼性を保障している。
例えば、赤外線撮像素子異常の自己診断を、部品製造時に行うことができる赤外線検出器が提案されている(例えば、特許文献1)。
For example, an infrared detector that can perform self-diagnosis of an infrared imaging element abnormality at the time of component manufacture has been proposed (for example, Patent Document 1).
しかしながら、車両に搭載された撮像装置のレンズ及び赤外線撮像素子は、熱、振動、水分等の厳しい環境下に晒されており、出荷前検査時においては正常であっても、自動車安全システム使用時に不具合、故障等が生じる可能性がある。
特許文献1に係る赤外線検出器においては、撮像を行いながら、構成部品の自己診断、特にレンズ異常の自己診断を行うことができない。
However, the lens and infrared imaging element of the imaging device mounted on the vehicle are exposed to harsh environments such as heat, vibration, moisture, etc. There is a possibility that a malfunction or failure may occur.
In the infrared detector according to
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、撮像を行いながら、レンズの異常、例えばレンズの汚れ、ひび、傷、コーティングの剥離等の有無による透過率の低下を自己診断することができるレンズ異常診断システム及び該レンズ異常診断システムを構成する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 self-diagnosis of a decrease in transmittance due to the presence or absence of lens abnormality, for example, lens dirt, cracks, scratches, coating peeling, etc., while imaging is performed. An object of the present invention is to provide a lens abnormality diagnosis system that can be used, and an imaging device that constitutes the lens abnormality diagnosis system.
第1発明に係る撮像装置は、レンズと、該レンズで集光して得た像を撮像する撮像素子とを備える撮像装置において、前記レンズの光軸に対する入射角度が半画角以上であり、かつ、前記レンズに入射する光束の前記光軸に対する角度が半画角以上の光を前記レンズに照射する照射部と、該照射部から照射されて前記レンズを透過した光を受光し、受光した光の強度に応じた値を出力する受光部と、前記照射部からの光以外の外光が前記受光部に入射しないように、該外光を遮断する絞りとを備えることを特徴とする。
第2発明に係る撮像装置は、前記照射部は、光源と、該光源から放射された光を平行光にするコリメータレンズとを備え、前記レンズの主点及び前記受光部を結ぶ仮想直線と、コリメータレンズの光軸とが略平行になるように配されていることを特徴とする。
第3発明に係る撮像装置は、前記照射部は、光源と、該光源から放射された光を平行光にするコリメータレンズと該コリメータレンズからの平行光を反射し、前記レンズに入射させる反射鏡とを備え、該反射鏡は、前記レンズの主点及び前記受光部を結ぶ仮想直線と、平行光の光軸とが略平行になるように配されていることを特徴とする。
第4発明に係る撮像装置は、前記照射部は、平行光の照射が可能な光源を備え、該光源は、前記レンズの主点及び前記受光部を結ぶ仮想直線と、平行光の光軸とが略平行になるように配されていることを特徴とする。
第5発明に係る撮像装置は、前記照射部は、平行光の照射が可能な光源と、該光源から放射された平行光を反射し、前記レンズに入射させる反射鏡とを備え、該反射鏡は、前記レンズの主点及び前記受光部を結ぶ仮想直線と、平行光の光軸とが略平行になるように配されていることを特徴とする。
An imaging apparatus according to a first aspect of the present invention is an imaging apparatus comprising a lens and an imaging element that captures an image obtained by condensing with the lens, and an incident angle with respect to the optical axis of the lens is equal to or greater than a half field angle . In addition, an irradiation unit that irradiates the lens with light whose angle with respect to the optical axis of the light beam incident on the lens is equal to or greater than a half angle of view , and receives and receives the light irradiated from the irradiation unit and transmitted through the lens The light-receiving part which outputs the value according to the intensity | strength of light, and the stop which interrupts | blocks this external light so that external light other than the light from the said irradiation part may not enter into the said light-receiving part are provided.
In the imaging device according to a second aspect of the present invention, the irradiating unit includes a light source and a collimator lens that collimates the light emitted from the light source, and a virtual straight line connecting the principal point of the lens and the light receiving unit; The collimator lens is arranged so as to be substantially parallel to the optical axis of the collimator lens.
In the imaging device according to a third aspect, the irradiating unit includes a light source, a collimator lens that collimates the light emitted from the light source, and a reflecting mirror that reflects the collimated light from the collimator lens and enters the lens. The reflecting mirror is arranged such that an imaginary straight line connecting the principal point of the lens and the light receiving unit and an optical axis of parallel light are substantially parallel to each other.
In the imaging device according to a fourth aspect of the invention, the irradiating unit includes a light source capable of irradiating parallel light, and the light source includes an imaginary straight line connecting the principal point of the lens and the light receiving unit, and an optical axis of the parallel light. Are arranged so as to be substantially parallel to each other.
According to a fifth aspect of the present invention, the irradiating unit includes a light source capable of irradiating parallel light, and a reflecting mirror that reflects the parallel light emitted from the light source and makes it incident on the lens. Is arranged such that a virtual straight line connecting the principal point of the lens and the light receiving portion and the optical axis of the parallel light are substantially parallel to each other.
第1乃至第5発明にあっては、照射部から照射されてレンズを透過した光は、撮像素子に集光せず、受光部に集光する。レンズの光軸に対する光の入射角度が半画角以上である場合、該光は、撮像素子に入射せず、撮像素子外に集光するからである。絞りは、照射部からの光以外の外光がレンズを透過して受光部に入射しないように該外光を遮断するため、外光が受光部に集光することは無い。
従って、受光部は、照射部から照射されてレンズを透過した光のみを受光し、受光した光の強度に応じた値を出力する。該値は、レンズの透過率に対応しているため、該値を参照することによって、レンズの異常の有無を診断することができる。
また、レンズに照射された照射部からの光は、撮像素子に集光しないため、撮像を行いながら、レンズ異常の診断に必要な前記値を得ることができる。
なお、半画角の文言には撮像素子の形状を限定する意図は無く、入射角度が半画角以上の光とは、撮像素子外に入射する光を意味している。従って、撮像素子の形状は、アスペクト比が3:4の長方形、アスペクト比が1:10の長方形、正方形等に限定されることは無く、当業者は任意の形状を採用することができる。
In the first to fifth aspects of the invention, the light emitted from the irradiation unit and transmitted through the lens is collected on the light receiving unit without being collected on the image sensor. This is because when the incident angle of light with respect to the optical axis of the lens is equal to or greater than a half angle of view, the light is not incident on the image sensor and is condensed outside the image sensor. The diaphragm blocks the external light so that external light other than the light from the irradiating unit does not pass through the lens and enter the light receiving unit, so that the external light is not collected on the light receiving unit.
Accordingly, the light receiving unit receives only the light emitted from the irradiation unit and transmitted through the lens, and outputs a value corresponding to the intensity of the received light. Since this value corresponds to the transmittance of the lens, the presence or absence of lens abnormality can be diagnosed by referring to this value.
In addition, since the light from the irradiating unit irradiated on the lens is not condensed on the image sensor, the value necessary for diagnosing the lens abnormality can be obtained while imaging.
Note that the term “half angle of view” does not intend to limit the shape of the image sensor, and light having an incident angle equal to or greater than the half angle of view means light incident outside the image sensor. Therefore, the shape of the image sensor is not limited to a rectangle having an aspect ratio of 3: 4, a rectangle having an aspect ratio of 1:10, a square, and the like, and those skilled in the art can adopt any shape.
また、反射鏡を備えた場合、光源からの光が反射鏡によって反射され、レンズに入射する。
従って、反射鏡を使用せず、光源からの光を直接レンズに入射させる構成に比して、照射部の配置自由度が高く、撮像装置を小型化することができる。
When a reflecting mirror is provided, light from the light source is reflected by the reflecting mirror and enters the lens.
Therefore, compared to a configuration in which light from the light source is directly incident on the lens without using a reflecting mirror, the degree of freedom of arrangement of the irradiation unit is high, and the imaging apparatus can be downsized.
更に、コリメータレンズを備えた場合、コリメータによって生成された平行光はレンズに照射され、受光部に集光する。平行光は、非平行光に比してより正確に受光部に集光する。
従って、撮像素子に集光する照射部からの光を最小限に抑えることができる。
Further, when the collimator lens is provided, the parallel light generated by the collimator is irradiated onto the lens and is condensed on the light receiving unit. The parallel light is more accurately collected on the light receiving unit than the non-parallel light.
Therefore, it is possible to minimize the light from the irradiating part that is focused on the image sensor.
第6発明に係る撮像装置は、前記照射部が、前記レンズの全面、又は前記レンズの中心部分を含む所定範囲に光を照射するようにしてあることを特徴とする。 The imaging apparatus according to a sixth aspect is characterized in that the irradiation unit irradiates light to a predetermined range including the entire surface of the lens or a central portion of the lens.
第6発明にあっては、照射部からの光がレンズ全面に照射される場合、レンズ全面を透過した光が受光部に集光する。
従って、受光部は、レンズ全面における該レンズの透過率、つまりレンズ全面における異常の有無を示す値を出力することができる。
また、照射部からの光がレンズの中心部分を含む所定範囲に照射される場合、レンズの前記所定範囲を透過した光が受光部に集光する。
従って、受光部は、レンズの前記所定範囲における異常の有無を示す値を出力することができる。
In the sixth invention, when the light from the irradiating unit is irradiated on the entire surface of the lens, the light transmitted through the entire surface of the lens is condensed on the light receiving unit.
Therefore, the light receiving unit can output a value indicating the transmittance of the lens over the entire lens surface, that is, the presence or absence of an abnormality over the entire lens surface.
In addition, when the light from the irradiation unit is applied to a predetermined range including the central portion of the lens, the light transmitted through the predetermined range of the lens is collected on the light receiving unit.
Therefore, the light receiving unit can output a value indicating the presence or absence of abnormality in the predetermined range of the lens.
第7発明に係る撮像装置は、前記受光部が出力した値に基づいて、前記レンズの異常の有無を診断する診断手段を備えることを特徴とする。 An image pickup apparatus according to a seventh aspect of the invention is characterized in that it comprises a diagnostic means for diagnosing the presence or absence of an abnormality of the lens based on a value output from the light receiving unit.
第7発明にあっては、診断手段は、受光部が出力した値に基づいて、レンズの透過率に係る異常の有無を自己診断する。 In the seventh invention, the diagnostic means self-diagnose the presence / absence of an abnormality related to the transmittance of the lens based on the value output by the light receiving unit.
第8発明に係るレンズ異常診断システムは、第1発明乃至第6発明のいずれか一つの撮像装置と、前記受光部が出力した値を取得する取得手段、及び該取得手段が取得した値に基づいて、前記レンズの異常の有無を診断する診断手段を有する診断装置とを備えることを特徴とする。 A lens abnormality diagnosis system according to an eighth aspect of the present invention is based on the imaging device according to any one of the first to sixth aspects, an acquisition unit that acquires a value output by the light receiving unit, and a value acquired by the acquisition unit. And a diagnostic device having diagnostic means for diagnosing the presence or absence of abnormality of the lens.
第8発明にあっては、診断装置の取得手段は、撮像装置の受光部が出力した値を取得し、診断手段は、取得手段が取得した値に基づいて、レンズの異常の有無を自己診断する。 In the eighth invention, the acquisition unit of the diagnostic device acquires the value output by the light receiving unit of the imaging device, and the diagnostic unit self-diagnose whether there is an abnormality in the lens based on the value acquired by the acquisition unit. To do.
第9発明に係るレンズ異常診断システムは、前記診断装置は、閾値を記憶する記憶手段を備え、前記診断手段は、前記取得手段が取得した値、及び前記記憶手段が記憶している閾値を比較することにより、前記レンズの異常の有無を診断するようにしてあることを特徴とする。 In a lens abnormality diagnosis system according to a ninth aspect of the present invention, the diagnostic device includes a storage unit that stores a threshold value, and the diagnosis unit compares the value acquired by the acquisition unit with the threshold value stored in the storage unit. By doing so, the presence or absence of abnormality of the lens is diagnosed.
第9発明にあっては、診断装置の記憶手段がレンズの異常の有無を診断するための閾値を記憶しており、診断手段は、取得手段が取得した値と、記憶手段が記憶している閾値とを比較することにより、レンズの異常、特にレンズの透過率に関する異常の有無を診断する。 In the ninth invention, the storage means of the diagnostic apparatus stores a threshold value for diagnosing the presence or absence of lens abnormality, and the diagnosis means stores the value acquired by the acquisition means and the storage means. By comparing with the threshold value, it is diagnosed whether there is an abnormality in the lens, particularly an abnormality related to the transmittance of the lens.
第10発明に係るレンズ異常診断システムは、前記診断装置は、前記レンズに異常があると診断した場合、警告を発する手段を備えることを特徴とする。 The lens abnormality diagnosis system according to a tenth aspect of the invention is characterized in that the diagnostic device includes means for issuing a warning when diagnosing that there is an abnormality in the lens.
第10発明にあっては、診断装置は、レンズに異常があると判定した場合、警告を発することにより、レンズに異常がある旨を、撮像装置の使用者に通知する。 In the tenth invention, when the diagnostic device determines that the lens is abnormal, it issues a warning to notify the user of the imaging device that the lens is abnormal.
本発明によれば、半画角以上の入射角度の光をレンズに照射する照射部と、該照射部から照射されレンズを透過した光を受光する受光部と、外光が受光部に入射しないように該外光を遮断する絞りとを備えることにより、撮像を行いながら、レンズの異常の有無を自己診断することができる。 According to the present invention, the irradiation unit that irradiates the lens with light having an incident angle equal to or greater than the half field angle, the light receiving unit that receives the light irradiated from the irradiation unit and transmitted through the lens, and the outside light does not enter the light receiving unit. Thus, by providing the diaphragm that blocks the external light, it is possible to self-diagnose whether there is an abnormality in the lens while performing imaging.
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。
図1は、本発明の実施の形態に係る赤外線撮像装置1を示す模式図である。
図中11は、複数の赤外線レンズからなる赤外線レンズ群であり、赤外線レンズ群11はアルミニウムからなる鏡筒12に内嵌固定されている。赤外線レンズ群11の背面側には赤外線撮像部13が配設されている。なお、作図及び説明の便宜上、赤外線レンズ群11は、前記複数の赤外線レンズからなる集光光学系と同等の光学性能を有する1枚のレンズにて図示している。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an
In the figure,
赤外線レンズ群11は、例えば硫化亜鉛原料粉末をホットプレス法にて焼結してなる焼結体であり、8〜12μm帯の赤外線に対して透過性を有している。なお、赤外線レンズ群11の耐環境性を向上させるべく、赤外線レンズ群11の正面側の面をDLC(diamond like carbon)膜で被覆しても良い。DLC膜は、ダイヤモンドに類似した構造を有するアモルファスの炭素薄膜である。
The
赤外線撮像部13は、波長が7〜14μmの赤外線にて車両前方を撮像、つまり赤外線レンズ群11にて結像した像を輝度信号に光電変換する素子、例えばサーモパイル、焦電素子、ボロメータをマトリクス状に配してなる略長方形の赤外線撮像素子13aを備えている。赤外線撮像素子13aは、その中心を赤外線レンズ群11の光軸Lが通り、焦点を無限遠に合わせるべく、光軸L方向における赤外線レンズ群11の主点Oと赤外線撮像部13との距離が赤外線レンズ群11の焦点距離fと略等しくなるように配されている。焦点を遠方に合わせる程、被写界深度が深くなるため、焦点を無限遠に合わせることによって、ピント調整を行うこと無く、赤外線撮像装置1から約50m〜無限遠の距離範囲にある被写体を撮像することができるようになる。なお、赤外線撮像素子13aのアスペクト比は4:3である。赤外線撮像部13は、連続的又は断続的に撮像処理を行い、例えば1秒当たり30枚の画像データを生成して信号処理部17へ出力する。
The
信号処理部17は、輝度信号をデジタルの画像データにAD変換し、AD変換された画像データに対して各種補正処理を実行し、入出力部18を介して該画像データを外部機器へ出力する。
The
図2は、赤外線撮像装置1の光路図である。赤外線撮像素子13aの周縁には、赤外線レンズ群11の異常、例えば赤外線レンズ群11の汚れ、ひび、傷等の有無を自己診断するための受光部14が配されている。詳細には、赤外線撮像素子13aの一長辺の外側、長手方向略中央部であって、赤外線レンズ群11の主点O及び受光部14を結ぶ仮想直線と、赤外線レンズ群11の光軸Lとのなす角が約12°になるように配されている。受光部14は、例えば、サーモパイル、焦電型赤外線センサ等で構成されており、受光した赤外線を光電変換し、受光した赤外線の強度を示す光強度電圧値を入出力部18を介して外部機器へ出力する。
FIG. 2 is an optical path diagram of the
赤外線レンズ群11の正面、径方向斜め外側、特に反受光部14側には、赤外線レンズ群11の光軸Lに対する入射角度θが、垂直方向における半画角α以上の赤外線、具体的には入射角度θが約12°の赤外線を赤外線レンズ群11に入射させるレンズ診断用の照射部15が配されている。また、照射部15は、赤外線レンズ群11の視野外に位置するように配されている。
照射部15は、所定強度の赤外線を発する光源15aと、コリメータレンズ15bとを備えている。光源15aは、例えば通電によって発熱するフィラメントを有しており、コリメータレンズ15bの焦点に配されている。コリメータレンズ15bは、光源15aから放射された赤外線を平行光にするレンズであり、赤外線レンズ群11の光軸Lに対する入射角度が約12°になるよう、赤外線レンズ群11の主点O及び受光部14を結ぶ仮想直線と、コリメータレンズ15bの光軸とが略平行になるように配されている。なお、図1では、作図及び説明の便宜上、入射角度θを実際の角度より大きく示している。
On the front side of the
The
このように受光部14及び照射部15を配した場合、照射部15から照射され赤外線レンズ群11を透過した赤外線は、受光部14に集光し、赤外線撮像素子13aには入射しない。
図3は、赤外線レンズ群11による集光領域を概念的に示す説明図である。図3に示すように、赤外線撮像素子13aの中心を通る横方向の矢印は赤外線撮像素子13aの水平方向、前記中心を通る縦方向の矢印は垂直方向を夫々示している。3つの同心円は所定の視野内の被写体から放射された赤外線が赤外線レンズ群11によって集光される集光領域を示している。最も外側の同心円a1は、赤外線レンズ群11の主点Oを中心とし、赤外線レンズ群11の光軸Lに対して、半円錐角15°の円錐状をなす視野A内の赤外線が像面に集光した集光領域を示している。同様にその内側の同心円a2,a3は、外側から順に半円錐角10°、5°の円錐状をなす視野内の赤外線が像面に集光する範囲を示している。
When the
FIG. 3 is an explanatory diagram conceptually showing a condensing region by the
図2及び図3に示すように視野Aから放射された赤外線は、同心円a1で示された集光領域に集光するが、赤外線撮像素子13aの撮像面は、該集光領域の一部分を占めているに過ぎないため、赤外線レンズ群11に入射する赤外線の一部は赤外線撮像素子13a外に集光することになる。例えば、赤外線レンズ群11の光軸Lに対する入射角度が半画角以上の赤外線は、赤外線撮像素子13aの外側に集光する。図2及び図3に示すように、赤外線撮像装置1の垂直方向における半画角αは約9°であるため、垂直方向においては、赤外線レンズ群11の光軸Lに対する入射角度が垂直半画角9°以上の赤外線、例えば照射部15から照射された入射角度が約12°の赤外線は、赤外線撮像素子13aに集光せず、受光部14に集光することになる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the infrared rays radiated from the visual field A are condensed on the condensing region indicated by the concentric circle a1, but the imaging surface of the infrared imaging element 13a occupies a part of the condensing region. Therefore, a part of the infrared ray incident on the
赤外線レンズ群11の正面側には視野絞り16が配されている。
図4は、視野絞り16、及び像面における集光状態を示す模式的正面図である。図4(a)は視野絞り16の模式図である。視野絞り16は、赤外線レンズ群11の有効口径と略等しい内径を有する円環状部分16bと、照射部15の正面側を覆い、受光部14に光源15aからの赤外線以外の外光Bが入射しないように視野を絞る半円状の遮光部16aとを備えている。
A
FIG. 4 is a schematic front view showing the
図4(b)は、視野絞り16にて視野が絞られた場合の像面における集光状態を示す模式図である。ハッチングが付された部分Cは、視野絞り16の遮光部16aによって外光Bが遮られた領域を示している。白色部分Dは照射部15からの赤外線が集光した領域を示しており、受光部14の位置と略一致している。部分Eは、外部から赤外線レンズ群11に入射し、赤外線撮像部13及びその周辺に集光した領域を示しており、該部分に赤外線撮像素子13aが含まれている。
FIG. 4B is a schematic diagram showing a condensing state on the image plane when the field of view is narrowed by the
図5は、赤外線撮像装置1を備えた障害物検出システムの構成を示す模式図である。本発明の実施の形態に係る障害物検出システム(レンズ異常診断システム)は、ステレオ視赤外線撮像装置を構成する2基の赤外線撮像装置1と、車両前方の障害物を検出し、警告を発する障害物検出機能、及び赤外線レンズ群11の異常の有無を診断するレンズ異常診断機能を有する画像処理装置(診断装置)3とを備えている。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration of an obstacle detection system including the
赤外線撮像装置1は、フロントグリル内部に並置されている。一の赤外線撮像装置1は、運転席側から見て車幅方向右側に配されている。他の赤外線撮像装置1は、車幅方向左側であって、路面からの高さが前記一の赤外線撮像装置1と等しくなる箇所に配されている。また、各赤外線撮像装置1は、光軸L方向が略並行になるような姿勢で固定されている。2基の赤外線撮像装置1にて共通の撮像対象を撮像することによって、両画像における撮像対象の視差を算出し、三角測量の原理により撮像対象までの距離を求めることができる。
The
図6は、画像処理装置3の構成を示すブロック図である。画像処理装置3は、制御部31、画像メモリ32、RAM33、入出力部34、映像出力部35、及び通信インタフェース部36、記憶部37を備えている。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the
入出力部34には、ケーブル7を介して赤外線撮像装置1の入出力部18が接続されており、赤外線撮像装置1から出力された画像データ及び光強度電圧値の入力を行う。入出力部34に入力された画像データは、1フレーム単位で順に画像メモリ32に記憶される。また、入出力部34は、制御部31の制御によって光源制御信号の出力を行う。画像処理装置3から出力された光源制御信号は、赤外線撮像装置1の入出力部18を介して光源15aに入力し、光源15aは光源制御信号に応じて点灯又は消灯する。
The input /
映像出力部35にはケーブル8を介して表示装置4、例えばメータ内ディスプレイ、ナビディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ等が接続されている。映像出力部35は、入力された画像データを適宜表示装置4に送信し、表示装置4に赤外線撮像装置1が撮像して得た画像を表示させる。
The
通信インタフェース部36には、CAN(Controller Area Network)に準拠した車載LANケーブル6を介して警報装置5が接続されており、制御部31の制御に応じた警報信号が通信インタフェース部36を介して警報装置5に送信されるように構成されている。
An
警報装置5は、ブザー、スピーカ等を備えており、障害物検出処理において接触又は衝突する虞がある歩行者が検出された場合、その旨を音声、警告音等によって出力し、表示装置4は、「危険」等の文字を表示する。
また、警報装置5は、後述のレンズ異常診断処理において、赤外線レンズ群11に異常があると診断された場合、その旨を音声、警告音等によって出力し、表示装置4は、「レンズ異常」等の文字を表示する。
The
Further, when it is diagnosed that there is an abnormality in the
画像メモリ32は、SRAM、フラッシュメモリ、SDRAM等であり、入出力部34を介して赤外線撮像装置1から入力された画像データを一時記憶する。
The
記憶部37は、赤外線レンズ群11が正常な透過率を有するか否かを判定するための閾値を予め記憶している。閾値は、赤外線撮像装置1の製造時に予め測定して得られた値である。具体的には、汚れ、傷等が無い使用開始前の正常な赤外線レンズ群11を透過して受光部14に集光した場合に、受光部14が出力する光強度電圧値を測定し、測定された光強度電圧値に所定割合、例えば0.8を乗算し、乗算して得た値を閾値として設定する。
The
制御部31は、画像メモリ32に記憶された撮像画像データをフレーム単位で読み出し、読み出した撮像画像データに基づいて、車両前方の障害物を検出する障害物検出処理を実行する。また、制御部31は、所定のタイミングで後述のレンズ異常診断処理も行う。
The
次に本発明の赤外線撮像装置1及び画像処理装置3のレンズ異常自己診断処理を行う際の動作を説明する。
図7は、赤外線レンズ群11の自己診断に係る制御部31の処理手順を示すフローチャートである。
Next, the operation of the
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of the
制御部31は、入出力部34を介して光源制御信号を光源15aに与えることによって、光源15aを点灯させ(ステップS11)、受光部14から光強度電圧値を取得する(ステップS12)。そして、制御部31は、入出力部34を介して光源制御信号を光源15aに与えることによって、光源15aを消灯する(ステップS13)。
The
次いで、制御部31は、閾値を記憶部37から読み出し(ステップS14)、ステップS12で取得した光強度電圧値が閾値未満であるか否かを判定する(ステップS15)。つまり、赤外線レンズ群11の透過率が正常範囲であるか否かを判定する。
Next, the
光強度電圧値が閾値未満であると判定した場合(ステップS15:YES)、制御部31は、赤外線レンズ群11に異常がある旨の警告を発し(ステップS16)、処理を終える。光強度電圧値が閾値以上であると判定した場合(ステップS15:NO)、制御部31は、赤外線レンズ群11に異常が無いとして、処理を終える。
If it is determined that the light intensity voltage value is less than the threshold value (step S15: YES), the
このように構成された障害物検出システムにあっては、照射部15から照射された赤外線が赤外線撮像素子13aに集光することは無く、照射部15から照射された赤外線は受光部14にのみ集光する。また、赤外線撮像装置1は、視野絞り16を備えているため、被写体から放射された赤外線が受光部14に集光することは無く、赤外線撮像素子13aに集光する。そして、受光部14は、照射部15から照射され赤外線レンズ群11を透過した赤外線の強度に応じた光強度電圧値を出力する。
従って、撮像を行いながら、赤外線レンズ群11の異常の有無を自己診断するための光強度電圧値を得ることができる。
In the obstacle detection system configured as described above, the infrared light irradiated from the
Therefore, it is possible to obtain a light intensity voltage value for self-diagnosis of the presence or absence of abnormality of the
また、画像処理装置3は、受光部14から出力された光強度電圧値に基づいて、赤外線レンズ群11の異常の有無を診断することができる。光強度電圧値は、赤外線レンズ群11の透過率に対応しているため、光強度電圧値と閾値とを比較することによって、赤外線レンズ群11の透過率が正常であるか否かを診断することができる。
Further, the
更に、照射部15は、コリメータレンズ15bを備え、光源15aからの赤外線を平行光にして赤外線レンズ群11に入射させるため、コリメータレンズ15bを備えない場合に比して、より正確に光源15aからの赤外線を受光部14に集光させることができる。従って、照射部15からの赤外線が撮像処理に与える悪影響を最小限に抑えることができる。
Furthermore, since the
図8は、第1の変形例に係る赤外線撮像装置101を示す模式図である。第1の変形例に係る赤外線撮像装置101は、照射部115が赤外線レンズ群11の正面側全面にレンズ診断用の赤外線を照射するように構成されている。
FIG. 8 is a schematic diagram showing the
照射部115は、光源15aと、コリメータレンズ115bと、平面反射鏡115cとを備えている。コリメータレンズ115bは、赤外線レンズ群11と略等しい口径を有しており、赤外線レンズ群11と同方向を臨むように固定されている。コリメータレンズ115bからの赤外線の光束は、赤外線レンズ群11の口径と略等しい直径を有する平行光である。
The
平面反射鏡115cは、コリメータレンズ115bからの赤外線を反射し、反射された赤外線が入射角度θで赤外線レンズ群11の表側全面に入射するような姿勢で固定されている。
The
第1の変形例に係る赤外線撮像装置101にあっては、赤外線レンズ群11の全面にレンズ診断用の赤外線を入射させ、該赤外線レンズ群11を透過した赤外線が受光部14に集光するため、赤外線レンズ群11全面における汚れ、ひび、傷等の有無を診断することができる。
In the
また、照射部115は、平面反射鏡115cを備えているため、照射部115を構成する光源15a及びコリメータレンズ115bの配置自由度が向上し、赤外線撮像装置101を小型化することができる。
Moreover, since the
図9は、第2の変形例に係る赤外線撮像装置201を示す模式図である。第2の変形例に係る赤外線撮像装置201は、照射部215が赤外線レンズ群11の中心部及び該中心部周縁を含む所定範囲にレンズ診断用の赤外線を入射させるように構成されている。
FIG. 9 is a schematic diagram showing an
照射部215は、光源15aと、コリメータレンズ215bとを備えている。コリメータレンズ215bは、コリメータレンズ215bの光軸と、受光部14及び赤外線レンズ群11の主点Oを通る仮想直線とが略一致するように配されている。なお、図9では、作図及び説明の便宜上、入射角度θを実際の角度より大きく示している。
The
第2の変形例に係る赤外線撮像装置201にあっては、赤外線撮像装置201の光学性能に重要な赤外線レンズ群11の中心部分にレンズ診断用の赤外線を照射するように構成してあるため、赤外線レンズ群11の異常の有無を効果的に診断することができ、赤外線レンズ群11の全面に赤外線を照射する場合に比して照射部215を小さく構成することができ、全体的に赤外線撮像装置201を小型化することができる。
The
なお、本実施の形態にあっては、一例として赤外線にて被写体を撮像する赤外線撮像装置を例示したが、可視光、その他の波長の光にて被写体を撮像する撮像装置に本発明を適用しても良い。 In this embodiment, as an example, an infrared imaging device that images a subject with infrared rays is illustrated. However, the present invention is applied to an imaging device that captures a subject with visible light and light of other wavelengths. May be.
また、コリメータレンズを備えた赤外線撮像装置を説明したが、コリメータレンズに代えてコリメータミラーを備えても良い。コリメータミラーを備えることにより、配置自由度を向上させ、赤外線撮像装置を小型化することができる。 Moreover, although the infrared imaging device provided with the collimator lens has been described, a collimator mirror may be provided instead of the collimator lens. By providing the collimator mirror, the degree of freedom in arrangement can be improved and the infrared imaging device can be downsized.
更に、本実施の形態にあっては、コリメータレンズを備えているが、平行光の照射が可能な光源を備える場合、コリメータレンズは不要である。例えば、光源として半導体レーザを備えることも可能であり、該光源を備えた場合、コリメータレンズは不要になる。 Furthermore, although the collimator lens is provided in the present embodiment, the collimator lens is unnecessary when a light source capable of irradiating parallel light is provided. For example, it is possible to provide a semiconductor laser as a light source. When the light source is provided, a collimator lens is not necessary.
更にまた、受光部を赤外線撮像素子の長辺側に配した例を説明したが、赤外線撮像装置の短辺側に配しても良い。赤外線撮像装置の配置環境に応じた配置を適宜選択すれば良い。 Furthermore, although the example in which the light receiving unit is arranged on the long side of the infrared imaging device has been described, it may be arranged on the short side of the infrared imaging device. What is necessary is just to select suitably the arrangement | positioning according to the arrangement environment of an infrared imaging device.
更にまた、画像処理装置がレンズ異常診断処理を行っているが、赤外線撮像装置がレンズ異常診断を行うように構成しても良い。 Furthermore, although the image processing apparatus performs lens abnormality diagnosis processing, the infrared imaging apparatus may be configured to perform lens abnormality diagnosis.
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiment disclosed this time is illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 赤外線撮像装置
3 画像処理装置(診断装置)
11 赤外線レンズ群
13a 赤外線撮像素子
14 受光部
15,115,215 照射部
15a 光源
15b,115b,215b コリメータレンズ
16 視野絞り
16a 遮光部
31 制御部(取得手段、診断手段)
37 記憶部
115c 平面反射鏡
L 光軸
1
DESCRIPTION OF
37
Claims (10)
前記レンズの光軸に対する入射角度が半画角以上であり、かつ、前記レンズに入射する光束の前記光軸に対する角度が半画角以上の光を前記レンズに照射する照射部と、
該照射部から照射されて前記レンズを透過した光を受光し、受光した光の強度に応じた値を出力する受光部と、
前記照射部からの光以外の外光が前記受光部に入射しないように、該外光を遮断する絞りと
を備えることを特徴とする撮像装置。 In an imaging apparatus including a lens and an imaging element that captures an image obtained by condensing with the lens,
An irradiation unit that irradiates the lens with light having an incident angle with respect to the optical axis of the lens equal to or greater than a half angle of view , and an angle of light flux incident on the lens with respect to the optical axis ;
A light receiving unit that receives light emitted from the irradiation unit and transmitted through the lens, and outputs a value corresponding to the intensity of the received light;
An imaging device comprising: a diaphragm that blocks external light other than light from the irradiation unit so as not to enter the light receiving unit.
光源と、 A light source;
該光源から放射された光を平行光にするコリメータレンズと A collimator lens for collimating the light emitted from the light source;
を備え、 With
前記レンズの主点及び前記受光部を結ぶ仮想直線と、コリメータレンズの光軸とが略平行になるように配されている The virtual straight line connecting the principal point of the lens and the light receiving unit and the optical axis of the collimator lens are arranged to be substantially parallel.
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1.
光源と、 A light source;
該光源から放射された光を平行光にするコリメータレンズと A collimator lens for collimating the light emitted from the light source;
該コリメータレンズからの平行光を反射し、前記レンズに入射させる反射鏡と A reflecting mirror that reflects parallel light from the collimator lens and enters the lens;
を備え、 With
該反射鏡は、 The reflector is
前記レンズの主点及び前記受光部を結ぶ仮想直線と、平行光の光軸とが略平行になるように配されている The virtual straight line connecting the principal point of the lens and the light receiving unit and the optical axis of the parallel light are arranged so as to be substantially parallel.
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1.
平行光の照射が可能な光源を備え、 It has a light source that can emit parallel light,
該光源は、 The light source is
前記レンズの主点及び前記受光部を結ぶ仮想直線と、平行光の光軸とが略平行になるように配されている The virtual straight line connecting the principal point of the lens and the light receiving unit and the optical axis of the parallel light are arranged so as to be substantially parallel.
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1.
平行光の照射が可能な光源と、 A light source capable of emitting parallel light;
該光源から放射された平行光を反射し、前記レンズに入射させる反射鏡と A reflecting mirror that reflects parallel light emitted from the light source and enters the lens;
を備え、 With
該反射鏡は、 The reflector is
前記レンズの主点及び前記受光部を結ぶ仮想直線と、平行光の光軸とが略平行になるように配されている The virtual straight line connecting the principal point of the lens and the light receiving unit and the optical axis of the parallel light are arranged so as to be substantially parallel.
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 1.
前記レンズの全面、又は前記レンズの中心部分を含む所定範囲に光を照射するようにしてある
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一つに記載の撮像装置。 The irradiation unit is
The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 5 , wherein light is applied to a predetermined range including an entire surface of the lens or a central portion of the lens.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一つに記載の撮像装置。 Based on the values the light receiving portion is output, the image pickup apparatus according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises a diagnostic means for diagnosing the presence or absence of abnormality of the lens.
前記受光部が出力した値を取得する取得手段、及び該取得手段が取得した値に基づいて、前記レンズの異常の有無を診断する診断手段を有する診断装置と
を備えることを特徴とするレンズ異常診断システム。 An imaging device according to any one of claims 1 to 6 ,
A lens abnormality comprising: an acquisition unit that acquires a value output by the light receiving unit; and a diagnostic device that has a diagnosis unit that diagnoses the presence or absence of an abnormality of the lens based on the value acquired by the acquisition unit. Diagnostic system.
閾値を記憶する記憶手段を備え、
前記診断手段は、
前記取得手段が取得した値、及び前記記憶手段が記憶している閾値を比較することにより、前記レンズの異常の有無を診断するようにしてある
ことを特徴とする請求項8に記載のレンズ異常診断システム。 The diagnostic device comprises:
Storage means for storing the threshold value;
The diagnostic means includes
The lens abnormality according to claim 8 , wherein the lens abnormality is diagnosed by comparing the value acquired by the acquisition unit and the threshold value stored in the storage unit. Diagnostic system.
前記レンズに異常があると診断した場合、警告を発する手段を備える
ことを特徴とする請求項8又は請求項9に記載のレンズ異常診断システム。 The diagnostic device comprises:
The lens abnormality diagnosis system according to claim 8 or 9 , further comprising means for issuing a warning when the lens is diagnosed as having an abnormality.
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