JP5040776B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
運転者の顔を撮影する撮像装置であって、
可視光領域と近赤外領域とに感度を有する撮像素子と、
前記運転者と撮像素子との間に配置され、前記撮像素子に入射する可視光の強度を低減させる光学フィルタと、
前記光学フィルタと同等の低減特性を有する光学フィルタを透過した外光の強度に基づいて定められた所定の強さの近赤外光を、運転者に照射する近赤外光照射手段と、
を備え、
前記近赤外光照射手段は、
日光が運転者の顔の近傍で前記フィルタを透過したと仮定した場合の透過後の日光の強さを示すデータを取得するデータ取得手段と、
前記光学フィルタにより可視光を低減された日光の強さを分別するための複数の区分と、該各区分に応じた所定値と、をそれぞれ対応付けて記憶する記憶手段と、
前記データ取得手段で取得したデータが示す強さを含む区分を特定し、特定された区分に対応付けられている所定値を、前記記憶手段から選択する選択手段と、
前記データが示す日光の強さと、前記選択手段で選択された所定値と、を乗じた値を求める演算手段と、
を有し、
前記演算手段で求めた値に等しい強さで、近赤外光を運転者の顔に照射する、
ことを特徴とする。
以下、本発明の実施形態1に係る撮像システムTS(撮像装置、撮像用照明装置、プログラム、を含む)を説明する。
図1に示すように、撮像システムTSは、撮像装置10と、測定装置20と、から構成される。撮像装置10は、自動車50に搭載され、運転席に着座した運転者40の顔を撮像できる位置(例えば、インストルメントパネル上部の中央)に配置される。測定装置20は、撮像システムTSを設計する段階で使用されるものであり、車両への実装段階では、使用されないものである。
受光部202は、フォトダイオード、フォトトランジスタなどの受光素子等を備え、測定用フィルタ201を通過した後の光を受光面で受け、受けた光を光電変換し、受光強度に応じた電流信号又は電圧信号を発生する。
CCDカメラ100の絞りは固定であり、撮像部104の露光制御は、制御部109の制御下で電子シャッタスピードVs(CCD撮像素子の電荷蓄積時間tc)を変更し、CCD撮像素子の露光量を調節して行う。
(数式1) 近赤外光強度Ir≧太陽光強度Is×2
(数式2) 近赤外光強度Ir≧太陽光強度Is×(1/6)
これにより、運転者40の顔を照射するためのLED総数Mを好適に定めることができ、消費電力を抑制することが可能となる。
これにより、太陽光による陰影が運転者の顔に映り込んでいるときに、近赤外領域と可視領域とに感度を有するカメラで顔画像を撮像する場合でも、直射日光よりも近赤外LEDの放出光が支配的になる。そのため、陰影の影響を抑制でき、良好な顔画像を撮像できる。
これにより、運転者40が着用する眼鏡等が太陽光を反射しているときに、近赤外領域と可視領域とに感度を有するカメラで顔画像を撮像する場合でも、間接光よりも照射部101からの近赤外光が支配的になる。そのため、間接光の影響を抑制でき、良好な顔画像を撮像できる。
次に、「眼鏡反射対策条件」を満たすための他の手法について説明する。実施形態1では、予め測定した太陽光強度Isに基づいて、各照射部101−nが有する近赤外LEDの数、電流値、配置、を定めることにより、眼鏡反射対策を施した。しかし、前述した数式2で示したように、眼鏡反射対策条件では、直射日光対策条件(数式1)に比して赤外光強度Irをあまり大きくせずともよい。
これにより、眼鏡反射対策条件を満たすように近赤外LEDをパルス発光した効果が得られ、良好な顔画像を撮像できる。
本発明は、上述した実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。また、上述した実施形態や変形例を自由に組み合わせることも可能である。自動露光制御機能のオン又はオフの切替は、ユーザが入力部113を操作して設定する手法に限られない。例えば、制御部109が、撮像画像を解析し、パターンマッチングにより眼鏡と類似する画像の有無を判別して、撮像画像内の人物の眼鏡着用の有無を自動判別する。そして、有ると判別したときに、自動露光制御機能をオフにしてもよい。
前述した実施形態1、2では、設計段階で、測定装置20で測定した太陽光強度Isに基づいて、近赤外LEDの数、電流値、配置、が定められた各照射部101−nを使用して、直射日光対策や眼鏡反射対策を施した。
なお、実施形態3において、測定装置20が太陽光強度Isを測定する処理は、図6で示した例と同一である。但し、測定値を表示する等の処理は不要である。
これにより、太陽光による陰影が運転者の顔に映り込んでいる場合でも、撮像時の陰影の影響を動的に抑制でき、良好な顔画像を撮像できる。
また、直射日光対策計数KDmは、測定した太陽光強度の区分毎に、最適な値が設定されているため、実施形態1と比べて、より直射日光による陰影の影響を抑制することができる。
これにより、運転者40の眼鏡等により反射された間接光が撮像部104に入射しても、その影響を動的に抑制でき、良好な顔画像を撮像できる。
また、眼鏡反射対策計数KGmは、測定した太陽光強度の区分毎に、最適な値が設定されているため、実施形態1と比べて、より間接光の影響を抑制することができる。
以下、実施形態3の応用例1を説明する。この応用例の撮像装置の構成を、図12に示す。図示するように、本応用例では、照度測定装置20が、ドライバ40の近傍に配置されている。照度測定装置221は、ドライバ40の近傍に配置され(望ましくは、ドライバ40とフロントガラス又はドアガラスの間)に配置されており、可視光域の光の強度(照度)を測定し、測定値Ivを出力する。
また、照射部101−1,101−2は、それぞれ、必要とされる発光量の最大量を発光できる容量を有する。
太陽光等を含む外光がドライバに照射し、反射光の一部が撮影用フィルタ103によって減衰され、CCDカメラ100に入射する。
照度測定装置20は、ドライバ40の近傍に到達する可視光の強度IVを測定し、測定値を示す信号をLED駆動制御部102のコントローラ102aに供給する。
このため、発光制御テーブル211の参照エントリが測定値に対応するものに順次変化し、照射部101−1,101−2上の発光するLEDの数と位置、点灯時間、発光強度も変化する。
この照度測定装置221は、撮影用フィルタ103を通過した可視光の強度と近赤外光の強度とを独立して測定し、図16に示すように、各測定値をLED駆動制御部102に供給する。
これにより、外光環境が急激に変化しても、数サイクルで、環境の変化に対応できる。
10 撮像装置
20 測定装置
30 太陽
40 運転者
50 自動車
100 CCDカメラ(撮像素子)
101−1,101−2 照射部(近赤外光照射手段)
102 LED駆動制御部
103 撮像用フィルタ(光学フィルタ)
104 撮像部
105 アナログ処理部
106 信号処理部
107 DAC
108 ドライバ
109 制御部
110 記憶部
111 タイミング制御部
112 垂直ドライバ
113 入力部
1101 直射日光対策情報
1102 眼鏡反射対策情報
200 測定用筐体
201 測定用フィルタ
202 受光部
203 測定部
204 測定データ出力部
501 Aピラー
502 サンバイザ
Claims (2)
- 運転者の顔を撮影する撮像装置であって、
可視光領域と近赤外領域とに感度を有する撮像素子と、
前記運転者と撮像素子との間に配置され、前記撮像素子に入射する可視光の強度を低減させる光学フィルタと、
前記光学フィルタと同等の低減特性を有する光学フィルタを透過した外光の強度に基づいて定められた所定の強さの近赤外光を、運転者に照射する近赤外光照射手段と、
を備え、
前記近赤外光照射手段は、
日光が運転者の顔の近傍で前記フィルタを透過したと仮定した場合の透過後の日光の強さを示すデータを取得するデータ取得手段と、
前記光学フィルタにより可視光を低減された日光の強さを分別するための複数の区分と、該各区分に応じた所定値と、をそれぞれ対応付けて記憶する記憶手段と、
前記データ取得手段で取得したデータが示す強さを含む区分を特定し、特定された区分に対応付けられている所定値を、前記記憶手段から選択する選択手段と、
前記データが示す日光の強さと、前記選択手段で選択された所定値と、を乗じた値を求める演算手段と、を有し、
前記演算手段で求めた値に等しい強さで、近赤外光を運転者の顔に照射する、
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記近赤外光照射手段は、
前記近赤外光を放出する発光素子と、
前記発光素子を発光させるための発光駆動パルスを供給する発光パルス供給手段と、
前記発光パルス供給手段が発光駆動パルスの供給を開始するタイミングと、その供給を終了するタイミングと、を制御するパルス供給タイミング制御手段と、を備え、
前記撮像素子の露光開始するタイミングを、前記パルス供給タイミング制御手段が発光駆動パルスの供給を開始するタイミングに一致させ、露光終了タイミングを、前記パルス供給タイミング制御手段が発光駆動パルスの供給を終了するタイミングに一致させる露光制御手段、をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
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