KR19980047573A - Facial Image Imaging Device - Google Patents

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KR19980047573A
KR19980047573A KR1019960066076A KR19960066076A KR19980047573A KR 19980047573 A KR19980047573 A KR 19980047573A KR 1019960066076 A KR1019960066076 A KR 1019960066076A KR 19960066076 A KR19960066076 A KR 19960066076A KR 19980047573 A KR19980047573 A KR 19980047573A
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히로요시 스즈키
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기타오카 다카시
미쓰비시 덴키(주)
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Abstract

본 발명은 운전자가 안경을 장착하고 있더라도 안경의 렌즈 표면 반사광의 영향을 극력 억제하여, 운전자의 얼굴 화상을 촬상할 수 있는 얼굴 화상 촬상장치를 얻는 것을 목적으로 한다. 2차원 촬상수단에 의해 촬상된 검출대상자의 얼굴 화상에 근거하여 검출 대상자의 눈을 검출하는 눈 검출수단과, 적어도 검출대상자의 안면을 광학필터를 통과하는 근적외광으로 조명하는 동시에 2차원 촬상수단의 광축과 근적외광의 광축이 이루는 각도가 소정 각도 이상이 되도록 배치된 근적외광 조명수단과, 눈 검출수단이 검출 대상자의 눈을 검출하고 있을때 근적외광 조명수단을 여기하는 여기수단을 구비하였다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to obtain a face image pickup apparatus capable of capturing the face image of a driver by suppressing the influence of the reflected light of the lens surface of the glasses as much as possible even if the driver is wearing the glasses. Eye detection means for detecting the eye of the detection subject based on the face image of the detection subject imaged by the two-dimensional imaging means, and illuminating at least the face of the detection subject with near infrared light passing through the optical filter, Near-infrared illumination means arranged so that the angle formed between the optical axis and the near-infrared light axis is equal to or greater than a predetermined angle, and excitation means for exciting the near-infrared illumination means when the eye detection means detects the eye of the detection subject.

Description

얼굴 화상 촬상장치Face image pickup device

본 발명은 인물의 얼굴 화상 촬상장치에 관하여, 특히 검출 대상자의 얼굴 화상을 화상 처리하여 얼굴 화상의 특징영역의 상태로부터 검출 대상자의 상태를 검지하는 인물상태 검출장치에 사용되는 얼굴 화상 촬상장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a face image image pickup apparatus for a person, and more particularly, to a face image image pickup device for use in a person state detection device that detects a state of a person to be detected from a state of a feature region of a face image by image processing a face image of a person to be detected will be.

종래기술Prior art

종래, 일본 특허공개평6-68500호 공보와 같이 운전자의 얼굴을 차량실내에 설치된 카메라로 촬영하여, 얻어진 얼굴 화상을 처리하여 얼굴의 특징점인 눈을 추출하여, 눈의 개폐상태로부터 차량 운전장와 한눈팔기, 졸음 운전 등의 운전상태를 검출하는 운전자 상태 검출장치가 명시되어 있고, 이러한 운전자의 얼굴 화상 촬상장치로서 근적외의 파장영역을 가지는 적외스트로보라든지 LED를 카메라의 가까이 배치하여 운전자의 얼굴을 조명하면서, 가시광을 컷한 필터를 전면에 설치한 CCD등의 촬상소자에 의해 운전자의 얼굴을 촬상하는 카메라가 명시되어 있다.Conventionally, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-68500, the driver's face is photographed by a camera installed in the vehicle room, and the obtained face image is processed to extract the eye, which is the feature point of the face, and the eye of the vehicle driver's eye from the open / closed state A driver state detection device for detecting a driving state such as selling or drowsy driving is specified. The driver's face image pickup device illuminates the driver's face by placing an infrared strobe or LED near a camera having a near-infrared wavelength range. The camera which picks up the driver's face by the imaging device, such as CCD which provided the filter which cut the visible light in the front, is specified.

도 25 내지 도 28은 이러한 종래 예를 나타내는 것으로, 도 25는 종래의 얼굴 화상 촬상장치를 포함하는 운전자 상태 검출장치의 구성도, 도 26은 각종 안경렌즈의 분광 반사율 특성도, 도 27은 얼굴 화상 촬상장치에 사용하는 가시광 컷필터의 분광투과율 특성도, 도 28은 종래의 얼굴 화상 촬상장치에 의해 촬영된 밝은 상태의 안경 장착시의 얼굴 화상의 예이다. 이하, 상기 도를 이용하여 이러한 종래 예를 설명한다.25 to 28 show such a conventional example, FIG. 25 is a configuration diagram of a driver state detection device including a conventional face image pickup device, FIG. 26 is a spectral reflectance characteristic diagram of various spectacle lenses, and FIG. 27 is a face image. The spectral transmittance characteristic of the visible light cut filter used for an imaging device is also an example of the face image at the time of wearing a bright state image | photographed with the conventional face image imaging device. Hereinafter, this conventional example will be described using the above drawings.

도 25에서, 부호 100은 얼굴 화상 촬상부를 나타내고, 101는 2차원 촬상소자로 여기에서는 CCD를 사용한 예를 나타내고 있다. 102는 영상신호 처리회로, 103은 촬상렌즈, 104는 촬상렌즈(103)의 전면 광축상에 배치된 가시광 컷필터이고, 여기에서는 도 27에 도시하는 바와 같이 50% 투과파장이 700nm이고 이것보다 이하의 파장의 빛을 컷하는 가시광 컷필터를 나타내고 있다.In Fig. 25, reference numeral 100 denotes a face image pickup unit, and 101 denotes an example in which a CCD is used as a two-dimensional image pickup device. 102 is an image signal processing circuit, 103 is an imaging lens, 104 is a visible light cut filter disposed on the front optical axis of the imaging lens 103, and as shown in FIG. 27, 50% transmission wavelength is 700 nm and less than this. The visible light cut filter which cuts the light of wavelength is shown.

상기 CCD(101), 영상신호 처리회로(102), 촬상렌즈(103), 가시광 컷필터(104)는 카메라부(110)를 형성하고 있다. 105는 영상신호 처리회로(102)의 명암출력이 접속된 조명제어회로, 106은 근적외 광원에서 고휘도의 근적외LED를 다수개 나열한 광원이라든지 할로겐 램프라든지 크세논 램프의 앞에 가시광 컷필터를 설치한 광원을 나타내고 있고, 조명제어회로(105), 근적외광원(106)을 일체로서 카메라부(110)와는 별도로 배치되어 있다. 120은 얼굴 화상 처리부를 나타내고, 121은 영상신호 처리회로(102)의 CCD 촬상 타이밍 신호가 접속된 입력I/F, 122는 영상신호 처리회로(102)의 영상출력이 접속된 A/D 변환기, 123은 A/D 변환기(122)의 출력이 접속된 게이트 어레이라든지 디지탈 시그널 프로세서(SDP)로 이루어지는 화상 처리 하드웨어(H/W, 124)는 화상 처리 H/W와 접속된 화상 메모리, 125는 CPU, 126은 ROM, 127은 RAM, 128은 출력 인터페이스(I/F)이다. A/D 변환기(122), 화상 처리 H/W(123), 화상 메모리(124), ROM(126), RAM(127), 출력 I/F(128)는 CPU(125)와 패스(129)로 접속되어 있다. 130은 운전자, 131은 운전자가 장착하고 있는 안경을 나타내고 있다.The CCD 101, the image signal processing circuit 102, the imaging lens 103, and the visible light cut filter 104 form a camera unit 110. 105 is a light control circuit to which the contrast output of the image signal processing circuit 102 is connected, 106 is a light source in which a plurality of high-intensity near-infrared LEDs are arranged in a near-infrared light source, a halogen lamp or a light source in which a visible light cut filter is installed in front of a xenon lamp The illumination control circuit 105 and the near infrared light source 106 are integrally arranged separately from the camera unit 110. Reference numeral 120 denotes a face image processor, 121 denotes an input I / F to which the CCD imaging timing signal of the image signal processing circuit 102 is connected, 122 denotes an A / D converter to which the image output of the image signal processing circuit 102 is connected, 123 is a gate array to which the output of the A / D converter 122 is connected, or an image processing hardware (H / W) 124 which is composed of a digital signal processor (SDP) is an image memory connected to an image processing H / W, and 125 is a CPU. 126 is a ROM, 127 is a RAM, and 128 is an output interface (I / F). The A / D converter 122, the image processing H / W 123, the image memory 124, the ROM 126, the RAM 127, and the output I / F 128 are the CPU 125 and the pass 129. Is connected. Reference numeral 130 denotes a driver, and 131 denotes glasses worn by the driver.

다음에 동작에 관하여 설명한다. 운전자(130)의 머리에서의 조명광 및 외광에 의한 반사광은 가시광 컷 필터(104)에 의해 700nm 이하의 가시광 성분이 컷되어, 근적외 영역의 빛이 촬상렌즈(130)에 의해 집광되어 운전자(130)의 얼굴 화상이 영상신호 처리회로(102)로 제어된 CCD(101)상에 결상된다. 영상신호 처리회로(102)는 CCD(101)상에 결상된 운전자(130)의 얼굴 화상을 영상신호로서 A/D 변환기(122)에 출력하는 동시에, CCD(101)상의 평균휘도를 연산함으로서 운전자(130)의 얼굴 주위의 밝기를 구하여, 명암 상태신호를 조명 제어회로(105)에 출력한다.Next, the operation will be described. The visible light component of 700 nm or less is cut by the visible light cut filter 104, and the reflected light by external light from the head of the driver 130 is cut, and the light of the near-infrared region is condensed by the imaging lens 130, and the driver 130 ) Is imaged on the CCD 101 controlled by the video signal processing circuit 102. The image signal processing circuit 102 outputs the face image of the driver 130 formed on the CCD 101 as an image signal to the A / D converter 122, and calculates the average luminance on the CCD 101. The brightness around the face of 130 is obtained, and the contrast state signal is output to the illumination control circuit 105.

여기에서, 야간이라든지 터널속과 같이 태양광에 의한 조도가 없는 상태에서는, 운전자(130)의 촬상이 곤란하게 된다. 그리하여, 조명제어회로(105)는, 영상신호 처리회로(102)로부터 어두운 상태 신호가 출력되면, 근적외광원(106)을 점등시키고, 운전자(130)의 얼굴을 조명한다.Here, in the state where there is no illuminance by sunlight, such as at night or in a tunnel, imaging of the driver 130 becomes difficult. Thus, when the dark state signal is output from the video signal processing circuit 102, the illumination control circuit 105 lights up the near infrared light source 106 and illuminates the face of the driver 130.

또한, 낮에는 태양광의 근적외 성분에 의해 충분히 얼굴이 밝게 촬영된다. 이때문에, 조명 제어회로(105)는, 영상신호 처리회로(102)로부터 밝은 상태 신호가 출력되면 근적외 광원(106)을 소등한다.In addition, during the day, the face is sufficiently photographed by the near-infrared component of sunlight. For this reason, the illumination control circuit 105 turns off the near-infrared light source 106 when a bright state signal is output from the video signal processing circuit 102.

운전자(103)의 얼굴 화상의 영상신호는 A/D 변환기(122)에서 A/D 변환되어 디지탈계 조화상으로 변환되고, 화상 처리 H/W(123)에서 적당한 평활필터를 통해서 미세한 노이즈 성분을 없앤 후, 2가화상으로 변환되고, 화상 메모리(124)에 기억된다. 다음에, 화상메모리(124)의 2치 화상을 일부 화상 처리 H/W(123)를 사용하면서 액세스하여 2치 얼굴 화상중으로부터 눈을 추출하여, 눈의 개폐상태를 검출하여, 눈의 개폐상태로부터 운전자(130)의 졸음 상태를 판정하여, 졸음 상태라고 판정된 경우에 출력 I/F(128)에 의해 외부에 경보신호를 송출하여 운전자(130)에 경보한다. 이들 일련의 동작은 CCD 촬상타이밍 신호에 맞춰서, ROM(126)에 기억된 명령에 의해 CPU(125)로 제어되어, RAM은 제어, 연산중의 일시적인 데이터의 기억에 사용된다.The video signal of the face image of the driver 103 is A / D-converted by the A / D converter 122 to be converted into a digital harmonic image, and the image processing H / W 123 performs fine noise components through an appropriate smoothing filter. After elimination, the image is converted into a bivalent image and stored in the image memory 124. Next, the binary image of the image memory 124 is accessed using the partial image processing H / W 123 to extract the eye from the binary face image, detect the open / closed state of the eye, and open or close the eye. The drowsiness state of the driver 130 is determined from the above, and when it is determined that the drowsiness state is determined, an alarm signal is sent to the outside by the output I / F 128 to alert the driver 130. These series of operations are controlled by the CPU 125 in accordance with instructions stored in the ROM 126 in accordance with the CCD imaging timing signal, and the RAM is used for storing temporary data during control and calculation.

그러나, 이러한 종래 장치에서는 낮에 안경(131)을 장착한 운전자의 눈이 안경(131)의 렌즈에서의 반사때문에 촬상 불가능하게 되는 문제점이 있었다.However, such a conventional apparatus has a problem that the eyes of a driver equipped with the glasses 131 during the day become impossible to image due to reflection from the lens of the glasses 131.

도 26은 안경의 유리 렌즈 및 플라스틱 렌즈의 분광분사율 특성의 예를 나타내고 있다. 최근의 안경(131)은 안경렌즈표면이 거의 반사방지 코팅되어 있고, 이러한 코트된 안경렌즈의 분광 반사율은 코트가 없는 경우와 비교하여 도면과 같이 근적외 영역이 되면 급격히 높게 되고 있다. 차량의 주행중, 운전자(130)는 통상 약간 상향으로 주행하는 경우가 많다. 이러한 경우, 운전자(130)의 안경(131)에 흰 구름이라든지 외부의 경치의 일부가 비치고, 종래의 촬상장치(100)에서 촬상되는 운전자(130)의 얼굴 화상은, 코트가 없는 안경에서도 눈이 보이기 어렵지만, 특히 코트된 안경인 경우에는 안경렌즈의 근적외 영역에서의 높은 분광 반사율로 인해 도 28과 같이 안경렌즈 표면반사에 의해서 눈이 전혀 보이지 않는 화상이 된다.Fig. 26 shows examples of the spectral irradiance characteristics of the glass lens and the plastic lens of the spectacles. Recently, the spectacle reflectance of the spectacle lens surface is almost anti-reflective coating, and the spectroscopic reflectance of the coated spectacle lens is rapidly increased when the near-infrared region becomes as shown in comparison with the case without the coat. While driving a vehicle, the driver 130 usually runs slightly upward. In such a case, a white cloud or a part of the external scenery is reflected on the glasses 131 of the driver 130, and the face image of the driver 130 captured by the conventional imaging device 100 can be seen in glasses without a coat. Although it is difficult to see, especially in the case of coated glasses, the eye is not seen at all due to the specular lens surface reflection as shown in FIG. 28 due to the high spectral reflectance in the near infrared region of the spectacle lens.

따라서, 운전자의 졸음 혹은 한눈팔기 등을 검출할 수 없게 된다고 하는 결점이 있었다.Therefore, there is a drawback that the driver's drowsiness, one eye selling or the like cannot be detected.

이 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 운전자가 안경을 장착하고 있더라도 안경의 렌즈 표면 반사광의 영향을 극력 억제하여, 운전자의 얼굴 화상을 촬상할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하고 있다.This invention is made | formed in order to solve the said subject, and an object of this invention is to make it possible to capture the image of a driver's face by suppressing the influence of the reflected light of the lens surface of the glasses as much as possible even if a driver wears glasses.

또한, 본 발명은, 시간평균 소비전력을 감소하는 동시에 긴 장치 수명을 지닌 얼굴 화상 촬상장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.It is also an object of the present invention to provide a face image image pickup device having a long device life while reducing time average power consumption.

본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치는, 2차원 촬상수단에 의하여 촬상된 검출 대상자의 얼굴 화상에 근거하여 검출 대상자의 눈을 검출하는 눈 검출수단과, 적어도 검출 대상자의 안면을 광학필터를 통과하는 적외광으로 조명하는 동시에 2차원 촬상수단의 광축과 적외광의 광축이 이루는 각도가 소정 각도 이상이 되도록 배치된 적외광 조명수단과, 눈 검출수단이 검출 대상자의 눈을 검출하고 있을때 적외광 조명수단을 여기하는 여기수단을 구비한 것이다.A face image image pickup apparatus according to the present invention includes eye detection means for detecting an eye of a person to be detected based on a face image of a person to be detected captured by two-dimensional imaging means, and at least a face of the person to be detected passing through an optical filter. Infrared light illuminating means arranged so that the angle between the optical axis of the two-dimensional imaging means and the optical axis of the infrared light is equal to or greater than a predetermined angle while illuminating with infrared light, and the infrared illuminating means when the eye detecting means detects the eye of the subject to be detected. It is provided with an excitation means to excite.

또한, 본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치는, 검출 대상자의 주위 혹은 안면 부근의 밝기를 검출하여 검출 대상자의 주위 혹은 안면 부근이 밝은 상태 혹은 어두운 상태의 어느 상태인가를 검출하는 명암 검출수단을 가지며, 여기수단은, 명암 검출수단이 밝은 상태를 검출하고 또한 눈 검출수단이 검출 대상자의 눈을 검출하고 있지 않는 상태인 경우에 적외광 조명수단을 여기하는 것이다Furthermore, the face image image pickup apparatus according to the present invention has a light and dark detection means for detecting the brightness of the surrounding or near the face of the detection subject and detecting whether the surrounding or the face near the detection subject is in a bright or dark state. The excitation means is to excite the infrared light illuminating means when the contrast detecting means detects a bright state and the eye detecting means does not detect the eye of the subject to be detected.

또한, 본 발명에 관계되는 얼굴 화상 촬상장치는, 2차원 촬상수단에 의해 촬상된 검출 대상자의 안면을 포함하는 화상의 부피가 소정의 휘도 이상인지 아닌가에 근거하여 밝은 상태, 혹은 어두운 상태를 판정하는 명암 검출수단을 구비한 것이다.In addition, the face image image pickup apparatus according to the present invention determines a light state or a dark state on the basis of whether or not the volume of the image including the face of the person to be detected captured by the two-dimensional imaging means is equal to or greater than a predetermined luminance. Contrast detection means is provided.

또한, 본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치는, 적외광 조명수단을 여기하고나서 소정 시간 경과하였을 때에 적외광 조명수단을 일단 정지시키는 여기수단을 구비한 것이다.Furthermore, the face image image pickup apparatus according to the present invention includes excitation means for stopping the infrared light illuminating means once when the predetermined time has elapsed since the infrared light illuminating means is excited.

또한, 본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치는, 검출 대상자의 안경 장착의 유무를 검출하는 안경 검출수단을 가지며, 여기수단은, 안경 검출수단이 안경을 검출하고 또한 눈 검출수단이 검출 대상자의 눈을 검출하고 있지 않는 상태인 경우에 적외광 조명수단을 여기하도록 한 것이다.Further, the face image image pickup apparatus according to the present invention has eyeglass detecting means for detecting the presence or absence of eyeglasses attached to the detection subject, wherein the excitation means includes the eyeglass detection means detects the glasses and the eye detection means detects the eye of the subject. In this case, the infrared illuminating means is excited.

또한, 본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치는, 명암 검출수단이 어두운 상태를 검출하고 있을 때 검출 대상자의 안면을 광학필터를 통과하는 적외광으로 조명하는 어두운 상태용 적외광 조명수단을 가지며, 어두운 상태용 적외광 조명수단과 눈 검출수단이 검출 대상자의 눈을 검출하고 있을때 여기되는 적외광 조명수단을 분리한 것이다.Further, the face image image pickup apparatus according to the present invention has a dark state infrared light illuminating means for illuminating the face of the subject to be detected with infrared light passing through the optical filter when the contrast detecting means detects a dark state, The infrared light illuminating means and the infrared light illuminating means are separated from the infrared light illuminating means which are excited when the eye of the subject is detected.

또한, 본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치는, 검출 대상자의 안면을 포함하는 소정 영역을 촬상하는 2차원 촬상수단과, 소정의 파장 영역을 가시광을 통과시키는 제1통과대역과 소정의 파장 이상 적외광을 통과시키는 제2통과대역을 가지는 동시에 2차원 촬상수단의 광축상에 배치된 광학필터를 구비한 것이다.In addition, the face image image pickup apparatus according to the present invention includes two-dimensional image pickup means for picking up a predetermined area including a face of a person to be detected, a first pass band for passing visible light through a predetermined wavelength range, and a predetermined wavelength or more. An optical filter having a second pass band through which external light passes and disposed on the optical axis of the two-dimensional imaging means.

또한, 본 발명에 관계되는 얼굴 화상 촬상장치는, 광학필터의 제2통과대역을 소정의 파장 영역의 적외광만을 통과하는 것으로 한 것이다.In the face image pickup apparatus according to the present invention, the second pass band of the optical filter passes only infrared light in a predetermined wavelength range.

또한, 본 발명에 관계되는 얼굴 화상 촬상장치는, 소정의 파장 영역의 가시광을 통과사키는 제1통과대역과 소정의 파장이상 적외광을 통과시키는 제2통과대역을 가지는 동시에 2차원 촬상수단의 광축상에 배치된 광학필터와, 2차원 촬상수단에 의해 촬상된 검출 대상자의 얼굴 화상에 근거하여 검출 대상자의 눈을 검출하는 눈 검출수단과, 적어도 검출 대상자의 안면을 광학필터를 통과하는 적외광으로 조명하는 동시에 2차원 촬상수단의 광축과 적외광의 광축광이 이루는 각도가 소정 각도 이상이 되도록 배치되는 적외광 조명수단과, 눈 검출수단이 검출 대상자의 눈을 검출하고 있을 때 적외광 조명수단을 여기하는 여기수단을 구비한 것이다.Further, the face image image pickup apparatus according to the present invention has a first pass band passing through visible light in a predetermined wavelength range and a second pass band passing infrared light over a predetermined wavelength, and at the same time the optical axis of the two-dimensional imaging means. An optical filter disposed thereon, eye detection means for detecting the eye of the detection subject based on the face image of the detection subject captured by the two-dimensional imaging means, and at least the face of the detection subject with infrared light passing through the optical filter; Infrared illumination means arranged so that the angle between the optical axis of the two-dimensional imaging means and the optical axis of the infrared light is equal to or greater than a predetermined angle, and the infrared illumination means when the eye detection means detects the eye of the subject to be detected. Excitation means is provided.

또한, 본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치, 광학필터가 제1통과대역을 지닌 제1광학필터와 제2통과대역을 지닌 제2광학필터로서 이루어진 것으로, 검출 대상자의 주위혹은 안면 부근의 밝기를 검출하여 검출대상자의 주위 혹은 안면 부근이 밝은 상태 혹은 어두운 상태의 어느 상태인가를 검출하는 명암 검출수단과, 이 명암 검출수단이 밝은 상태를 검출하고 있을때 2차원 촬상수단의 광축상에 제1광학필터를 배치하는 동시에, 명암검출수단 어두운 상태를 검출하고 있을때 2차원 촬상수단이 광축상에 제2광학필터를 배치하는 필터의 교환수단을 구비한 것이다.In addition, the face image image pickup device and the optical filter according to the present invention are constituted as a first optical filter having a first pass band and a second optical filter having a second pass band. Contrast detecting means for detecting whether the light is in a bright or dark state around or near the detection subject, and the first optical filter on the optical axis of the two-dimensional imaging means when the light detecting means detects the bright state. And the two-dimensional imaging means includes a filter replacement means for arranging the second optical filter on the optical axis when the contrast detection means detects the dark state.

도 1은 실시예 1의 얼굴 화상 촬상장치를 포함하는 운전자상태 검출장치의 구성도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block diagram of a driver state detection apparatus including a face image pickup apparatus according to the first embodiment.

도 2는 실시예 1의 운전자 상태 검출의 흐름도.2 is a flowchart of driver state detection in Embodiment 1. FIG.

도 3은 안경을 장착한 운전자의 얼굴 화상의 모식도.3 is a schematic diagram of a face image of a driver wearing glasses.

도 4는 눈 존재 영역 설정의 설명도.4 is an explanatory diagram of eye setting area setting.

도 5는 운전자의 안면에서의 광반사의 설명도.5 is an explanatory diagram of light reflection on the face of a driver;

도 6은 실시예 1의 얼굴 화상 촬상장치에서 촬상한 밝은 상태의 안경 장착시의 얼굴 화상의 설명도.Fig. 6 is an explanatory diagram of a face image at the time of wearing glasses in a bright state picked up by the face image pickup device according to the first embodiment;

도 7은 눈 추출에 관한 흐름도.7 is a flowchart relating to eye extraction.

도 8은 눈 존재영역의 X축 막대 그래프.8 is an X-axis bar graph of the eye presence region.

도 9는 후보영역의 X축 막대 그래프.9 is an X-axis bar graph of the candidate region.

도 10은 영상신호 처리회로의 블럭도.10 is a block diagram of a video signal processing circuit.

도 11은 자동이득 제어회로의 제어 특성도.11 is a control characteristic diagram of an automatic gain control circuit.

도 12는 실시예 4의 운전자 상태 검출의 흐름도.12 is a flowchart of driver state detection in Embodiment 4. FIG.

도 13은 실시예 4의 안경검출의 흐름도.Fig. 13 is a flowchart of eyeglass detection of Example 4;

도 14는 실시예 5의 얼굴 화상 촬상장치를 포함하는 운전자 상태 검출장치의 구성도.Fig. 14 is a block diagram of a driver state detection device including the face image pickup device according to the fifth embodiment.

도 15는 어두운 상태의 얼굴 화상의 설명도.15 is an explanatory diagram of a face image in a dark state.

도 16은 실시예 6의 얼굴 화상 촬상장치를 포함하는 운전자 상태 검출장치의 구성도.Fig. 16 is a block diagram of a driver state detection device including the face image pickup device according to the sixth embodiment.

도 17은 실시예 6의 촬상부(a)의 외관 사시도.17 is an external perspective view of the image capturing unit (a) of the sixth embodiment;

도 18은 실시예 6의 촬상부(a)의 단면도.18 is a sectional view of an image pickup section a in Example 6. FIG.

도 19는 복합 광학필터의 분광 투과율 특성도.19 is a spectral transmittance characteristic diagram of a composite optical filter.

도 20은 실시예 7의 복합광학 필터의 분광 투과율 특성도.20 is a spectral transmittance characteristic diagram of the composite optical filter of Example 7. FIG.

도 21은 실시예 10의 얼굴 화상 촬상장치를 포함하는 운전자 상태 검출장치의 구성도.21 is a block diagram of a driver state detection device including the face image pickup device according to the tenth embodiment;

도 22는 실시예 10의 촬상부(a)의 단면도.Fig. 22 is a sectional view of an image capturing section a in Example 10;

도 23은 실시예 10의 필터 교환부의 사시도.Fig. 23 is a perspective view of the filter replacer of the tenth embodiment;

도 24는 실시예 10의 한쪽의 광학필터의 분광 투과율 특성도.24 is a spectral transmittance characteristic diagram of one optical filter of Example 10;

도 25는 종래의 얼굴 화상 촬상장치를 포함하는 운전자 상태 검출장치의 구성도.Fig. 25 is a configuration diagram of a driver state detection device including a conventional face image pickup device.

도 26은 각종 안경렌즈의 분광 반사율 특성도.26 is a spectral reflectance characteristic diagram of various spectacle lenses.

도 27은 종래의 얼굴 화상 촬상장치에 사용하는 가시광 컷필터의 분광 투과율 특성도.Fig. 27 is a spectral transmittance characteristic diagram of a visible light cut filter used in a conventional face image pickup apparatus.

도 28은 종래의 얼굴 화상 촬상장치에 의해 촬영된 밝은 상태의 안경장착시의 얼굴 화상의 설명도.Fig. 28 is an explanatory diagram of a face image at the time of wearing glasses in a bright state photographed by a conventional face image pickup apparatus;

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

a:얼굴 화상 촬상부 b:얼굴 화상 처리부a: face image imaging unit b: face image processing unit

c:카메라부 g:안경c: Camera unit g: Glasses

p:운전자 1:CCDp: Driver 1: CCD

2:영상신호 처리회로 3:촬상렌즈2: Image signal processing circuit 3: Image lens

4:가시컷필터 5:조명제어회로4: visible cut filter 5: lighting control circuit

6:근적외 광원 7:조도 센서6: near-infrared light source 7: illuminance sensor

8:근적외 LED 9:LED 제어회로8: near-infrared LED 9: LED control circuit

10:압력 I/F 11:A/D 변환기10: pressure I / F 11: A / D converter

12:화상 처리 H/W 13:화상 메모리12: Image processing H / W 13: Image memory

15:CPU 16:ROM15: CPU 16: ROM

17:RAM 20:CCD 제어회로17: RAM 20: CCD control circuit

21:이득가증폭기 22:AGC 제어회로21: Gain amplifier 22: AGC control circuit

23:증폭회로24:버퍼23: amplifier circuit 24: buffer

25,26:비교회로 27:전자셔터 제어회로25, 26: Non-church 27: Electronic shutter control circuit

26:제1광학필터 47:제2광학필터26: first optical filter 47: second optical filter

60:필터 교환수단 101:CCD60: filter replacement means 101: CCD

102:영상신호 처리회로 103:촬상렌즈102: video signal processing circuit 103: imaging lens

104:가시컷필터 105:조명 제어회로104: visible cut filter 105: light control circuit

106:근적외 광원 121:입력 I/F106: near-infrared light source 121: input I / F

122:A/D 변환기 123:화상 처리 H/W122: A / D converter 123: Image processing H / W

124:화상 메모리 125:CPU124: image memory 125: CPU

126:ROM 127:RAM126: ROM 127: RAM

127:출력 I/F127: output I / F

129:패스129: Pass

본 발명에 관계되는 얼굴 화상 촬상장치는, 눈 검출수단이 검출 대상자의 눈을 검출하고 있을때 적외광 조명수단을 여기하여 검출 대상자의 안면을 조명한다.The face image image pickup apparatus according to the present invention excites an infrared light illuminating means to illuminate the face of the detecting subject when the eye detecting means detects the eye of the detecting subject.

또한, 본 발명와(과)관계되는 얼굴 화상 촬상장치는, 명암검출수단이 밝은 상태를 검출하고 또한 눈 검출수단이 검출 대상자의 눈을 검출하고 있지 않는 상태일 경우에 적외광 조명수단을 여기하여 검출 대상자의 안면을 조명한다.Further, the face image image pickup apparatus according to the present invention excites and detects infrared light illuminating means when the contrast detecting means detects a bright state and the eye detecting means does not detect the eye of the subject to be detected. Illuminate the subject's face.

또한, 본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치는, 2차원 촬상수단에 의해 촬상된 검출 대상자의 안면을 포함하는 화상의 휘도가 소정의 휘도 이상인지 아닌지에 근거하여 밝은 상태 혹은 어두운 상태를 판정한다.Further, the face image image pickup apparatus according to the present invention determines the bright state or the dark state based on whether or not the luminance of the image including the face of the subject to be imaged by the two-dimensional image pickup means is equal to or higher than a predetermined luminance.

또한, 본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치는, 적외광 조명수단을 여기한 후 소정 시간 경과하였을 때에 적외광 조명수단을 일단 정지시킨다.Further, the face image image pickup apparatus according to the present invention stops the infrared light illuminating means once when the predetermined time elapses after the infrared light illuminating means is excited.

또한, 본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치는, 안경 검출수단이 안경을 검출하고 또한 눈 검출수단이 검출 대상자의 눈을 검출하고 있지 않는 상태인 경우에 적외광 조명수단을 여기하여 검출 대상자의 안면을 조명한다.Further, according to the present invention, the face image image pickup apparatus excites infrared light illuminating means when the eyeglass detecting means detects the eyeglasses and the eye detecting means does not detect the eye of the subject to be detected and the face of the subject to be detected. To illuminate.

또한, 본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치는, 명암 검출수단이 어두운 상태를 검출하고 있을때 검출 대상자의 안면을 광학필터를 통과하는 적외광으로 조명하는 어두운 상태용 적외광 조명수단을 가지며, 어두운 상태용 적외광 조명수단과 눈 검출수단이 검출 대상자의 눈을 검출하고 있을 때 여기되는 적외광 조명수단이 별도로 기능한다.Further, the face image image pickup apparatus according to the present invention has a dark state infrared light illuminating means for illuminating the face of the subject to be detected with infrared light passing through the optical filter when the contrast detecting means detects a dark state, and the dark state The infrared light illuminating means and the infrared light illuminating means which are excited when the eye detecting means detects the eye of the detection subject function separately.

또한, 본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치는, 소정의 파장 영역의 가시광과소명의 파장 이상의 적외광을 통과시키며, 검출 대상자의 얼굴화상을 촬상한다.In addition, the face image image pickup device according to the present invention passes visible light in a predetermined wavelength range and infrared light having a wavelength greater than or equal to an image, and picks up a face image of a person to be detected.

또한, 본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치는, 소정의 파장 영역의 가시광과 소정의 파장 영역의 적외광만에 의하여, 검출 대상자의 얼굴 화상을 촬상한다.Further, the face image image pickup apparatus according to the present invention picks up the face image of the person to be detected by only visible light in a predetermined wavelength region and infrared light in a predetermined wavelength region.

또한, 본 발명에 관계되는 얼굴 화상 촬상장치는, 소정의 파장성의 가시광과 소정의 파장이상 적외광에 의해서 검출 대상자의 얼굴 화상을 촬상하는 동시에, 해당 얼굴 화상에서 눈을 검출할 수 없는 경우는 적외광 조명수단을 여기하여 검출 대상자의 안면을 조명한다.In addition, the face image image pickup apparatus according to the present invention captures the face image of the person to be detected by the visible light having a predetermined wavelength and the infrared light having a predetermined wavelength or more, and the eye cannot be detected from the face image. The external light luminaire is excited to illuminate the face of the subject.

또한, 본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치는, 명암 검출수단이 밝은 상태를 검출하고 있을 때 2차원 촬상수단의 광축상에 제1광학필터를 배치하는 동시에, 명암 검출수단이 어두운 상태를 검출하고 있을때 2차원 촬상수단의 광축상에 제2광학필터를 배치한다.In addition, the face image image pickup apparatus according to the present invention arranges the first optical filter on the optical axis of the two-dimensional image pickup means when the contrast detection means detects a bright state, and simultaneously detects the dark state of the contrast detection means. When present, the second optical filter is disposed on the optical axis of the two-dimensional imaging means.

실시예 1Example 1

도 1 내지 도 9는 본 발명의 얼굴 화상 촬상장치의 1실시예를 나타내는 것으로, 도 1은 얼굴 화상 촬상장치를 포함하는 운전자 상태 검출장치의 구성도, 도 2는 운전자 상태 검출의 흐름도, 도 3은 안경을 장착한 운전자의 얼굴 화상의 모식도, 도 4는 눈 존재 영역 설정의 설명도, 도 4는 운전자의 안면에서의 광반사의 설명도, 도 6은 본 발명의 얼굴 화상 촬상장치에서 촬상한 밝은 상태의 안경 장착시 얼굴 화상의 예, 도 7은 눈 추출에 관한 흐름도, 도 8은 눈 존재영역 X축 막대그래프, 도 9는 후보영역의 X축 막대 그래프이다. 이하, 이 실시예를 도 1로서 설명한다.1 to 9 show one embodiment of the face image pickup apparatus of the present invention, FIG. 1 is a configuration diagram of a driver state detection apparatus including a face image pickup apparatus, FIG. 2 is a flowchart of driver state detection, and FIG. 4 is a schematic diagram of a face image of a driver wearing glasses, FIG. 4 is an explanatory diagram of setting an eye presence area, FIG. 4 is an explanatory diagram of light reflection on the face of the driver, and FIG. 6 is an image captured by the face image imaging apparatus of the present invention. An example of a face image when wearing glasses in a bright state, FIG. 7 is a flowchart relating to eye extraction, FIG. 8 is an X-axis bar graph of an eye present region, and FIG. 9 is an X-axis bar graph of a candidate region. Hereinafter, this embodiment is described as FIG. 1.

도 1에서 a는 얼굴 화상 촬상부, b는 얼굴 화상 처리부, c는 카메라부를 나타내고 있다. 도면에서, 1은 운전자의 안면을 포함하는 소정 영역을 촬상하는 2차원 촬상수단으로서의 CCD에서, 768×493의 계 38만 화소의 것이 사용되고 있다. 2는 CCD(1)로부터의 신호를 처리하는 영상신호 처리회로, 3은 CCD(1)의 전면의 광축상에 설치된 촬상렌즈, 4는 촬상렌즈(3)의 전면의 광축상에 설치되고 촬상렌즈(3)에 입사하는 가시광을 컷하는 광학필터로서의 가시광 컷필터로 가시광 컷필터(4) 도 27에 나타내는 바와 같이 특성을 가지고 있다. 또, CCD(1), 영상 신호 처리회로(2), 촬상렌즈, 가시광 컷 필터(4)로 구성되는 카메라부(c)는 운전석의 디시포트상 혹은 인스툴먼트 패널부 등에 배치되며, 운전자의 전방보다 얼굴 세로 방향이 768화소가 되는 방향에서 운전자의 얼굴을 포함시킨 소정의 영역을 촬상한다. 이때의 촬영 각도를 얼굴의 정면 약간 경사하로 하는 것이 눈영역 추출을 위해 가장 유리한다.In Fig. 1, a denotes a face image pickup unit, b denotes a face image processing unit, and c denotes a camera unit. In the figure, 1 denotes a total of 380,000 pixels of 768x493 in a CCD as a two-dimensional imaging means for imaging a predetermined area including the driver's face. 2 is an image signal processing circuit for processing signals from the CCD 1, 3 is an imaging lens provided on the optical axis in front of the CCD 1, 4 is an imaging lens provided on the optical axis in front of the imaging lens 3; As a visible light cut filter as an optical filter for cutting visible light incident on (3), the visible light cut filter 4 has characteristics as shown in FIG. The camera unit c, which is composed of the CCD 1, the image signal processing circuit 2, the imaging lens, and the visible light cut filter 4, is disposed on a driver's seat or on an instrument panel unit. The predetermined area | region containing the driver's face is image | photographed in the direction from which the face vertical direction becomes 768 pixels from the front. It is most advantageous for the eye area extraction to make the photographing angle at this time slightly inclined to the front of the face.

5는 후술하는 CPU에서의 출력을 받아 적외광원을 여기혹은 정기하는 여기수단으로서의 조명제어회로, 6은 조명제어회로(5)에 의해 여기되어 운전자의 안면 혹은 그 주변을 포함시킨 방향으로 근적외광을 조사하는 적외광 조명수단으로서의 근적외광원이다. 근적외광원(6)은, 근적외광원(6)으로부터 조사되는 근적외광이 운전자의 안경의 렌즈에 의해서 반사된 정반사광(r)이 카메라부(c)의 기상렌즈(3)에 직접 입사하지 않는 위치에 설치되어 있다. 이것은 구체적으로는, 근적외 광원(6)이 조사하는 근적외과의 광축과 카메라부(c)의 광축이 이루는 각이 적어도 약 20~30°이상이 되도록 카메라부(c)에 대하여 상하 좌우의 떨어진 위치에 근적외 광원(6)이 배치된다.5 is an illumination control circuit serving as an excitation means for exciting or regularizing an infrared light source by receiving an output from a CPU to be described later, and 6 is excited by an illumination control circuit 5 to near-infrared light in a direction including the driver's face or its surroundings. It is a near-infrared light source as an infrared light illuminating means for irradiating light. In the near infrared light source 6, the specular reflected light r reflected by the lens of the driver's glasses is not directly incident on the meteorological lens 3 of the camera part c by the near infrared light irradiated from the near infrared light source 6. It is installed in a location that does not. Specifically, the angle between the optical axis of the near-infrared light irradiated by the near-infrared light source 6 and the optical axis of the camera part c is at least about 20 to 30 degrees or more so as to be at a distance of up, down, left and right from the camera part c. The near-infrared light source 6 is disposed at the position.

7은 운전자의 주위 혹은 액면의 밝기를 검출하여 밝은 상태(밝은 상태)인지, 혹은 어두운 상태(어두운 상태)인지를 검출하는 명암 검출 수단으로서의 조도 센서에서, 조도 센서(7)는 운전자의 주위 혹은 안면의 밝기를 검출하도록, 대시포트라든지 후부창 하부등의 장소에 설치된다.7 is an illuminance sensor as a contrast detecting means for detecting the brightness of the driver's surroundings or the liquid level to detect whether it is a bright state (bright state) or a dark state (dark state), wherein the illuminance sensor 7 is the environment or face of the driver. It is installed in places such as a dash port or the rear window bottom to detect the brightness of the light.

얼굴 화상 처리부(b)는, 다음 것으로 구성된다. 도면에서, 10은 영상신호 처리회로(2)의 CCD 촬상 타이밍 신호 혹은 셔터신호 등의 여러가지의 신호를 받는 동시에 조도 센서(7)로부터의 출력신호를 받는 입력 I/F, 11은 영상신호 처리회로(2)의 영상출력이 접속된 A/D 변환기, 12는 A/D 변환기(11)의 출력이 접속된 게이트 어레이라든지 디지탈 시그널 프로세서(DSP)로 이루어지는 화상처리 하드에웨(H/W), 13은 화상 처리 H/W(12)와 접속된 화상 메모리, 14는 연산처리를 행하는 CPU(15)로부터의 지령을 출력하는 출력 I/F에서, 조명제어회로(5)에 그 출력의 1개 이상이 접속되어 있다.The face image processing unit b is composed of the following. In the drawing, reference numeral 10 denotes input I / F which receives various signals such as a CCD imaging timing signal or shutter signal of the image signal processing circuit 2 and an output signal from the illuminance sensor 7, and 11 denotes an image signal processing circuit. (2) A / D converter to which image output is connected, 12 is an image processing hardware (H / W) consisting of a gate array or digital signal processor (DSP) to which the output of A / D converter 11 is connected, 13 is an image memory connected to the image processing H / W 12, and 14 is an output I / F that outputs a command from the CPU 15 which performs arithmetic processing. The above is connected.

부호 16은 각종 프로그램 혹은 수치가 기억되어 있는 ROM, 17은 연산중의 값을 일시 기억유지하는 RAM, 18은 출력 I/F로서, 후단의 여러 기기에 접속된다. 또, 입력 I/F(10), A/D 변환기(11), 화상 처리 H/W(12), 화상 메모리(13), ROM(16), RAM(17), 출력 I/F(18)는, CPU(15)과 패스(19)로 접속되어 있다. 도 2는 운전자 상태 검출의 프로그램이다. 얼굴촬상 장치로서, 야간등 어두운 상태에서의 근적외 광원의 점등제어를 행하는 것도 있지만, 실시예 1에서는 이 점에 관하여 상세한 설명을 생략한다.Reference numeral 16 denotes a ROM which stores various programs or numerical values, 17 denotes a RAM for temporarily storing a value being calculated, 18 denotes an output I / F, and is connected to various subsequent devices. In addition, the input I / F 10, the A / D converter 11, the image processing H / W 12, the image memory 13, the ROM 16, the RAM 17, and the output I / F 18 Is connected to the CPU 15 and the path 19. 2 is a program of driver state detection. Some face imaging apparatuses perform lighting control of a near-infrared light source in a dark state such as a night light, but in Embodiment 1, detailed description thereof will be omitted.

그러면, 도 2를 사용하여 실시예 1의 동작을 설명한다. 스텝 ST(10)의 화상입력수단으로서는, CCD(1)에서 촬상한 도 3에 나타내는 원화상의 영상신호(VOUT)를 디지탈계조 화상신호로 변환하여 화상처리 H/W(12)에 출력하여, 화상 처리 H/W(12)에서 적당한 평활필터를 통하여 세한 노이즈 성분을 없앤다. 스텝(ST20)의 부동2가화 수단으로서는, 화상 처리 H/W(12)에 의해 부동2가화하여 2치 화상으로 변환하여, 눈의 세로방향의 폭보다 약간 긴 화소길이를 소정 길이로 하여, 스텝(ST21)에서 얼굴 세로방향으로 상기 소정 길이 이상으로 긴 흑블럭을 제거하여, 도 4에 도시한 바와 같이 개인적으로 크게 다른 털의 영역이 제거된 2가 화상(201)을 스텝(ST22)에서 화상 메모리(13)에 입력, 기억한다. 다음에, 눈 추출수단(ST30)에 의해 화상 메모리(13)의 2가 화상(201)을 일부화상 처리 H/W(12)를 사용하면서 액세스하여 얼굴 화상중으로부터 눈을 추출한다. 스텝(ST30)에서는 후술하는 눈 추출 루틴이 행해진다. 스텝(ST30)의 눈 검출수단으로서의 눈 추출수단에서 상기 눈 추출 루틴이 종료하면, 스텝(ST31)에서 눈 추출 플래그가 ON인지 아닌지를 판정한다.2, the operation of the first embodiment will be described. As the image input means of step ST 10, the video signal VOUT of the original image shown in Fig. 3 captured by the CCD 1 is converted into a digital gradation image signal and output to the image processing H / W 12, In the image processing H / W 12, the noise component is eliminated through an appropriate smoothing filter. As the floating binarization means in step ST20, the floating binarization is performed by the image processing H / W 12 and converted into a binary image, and the pixel length slightly longer than the width in the vertical direction of the eye is a predetermined length. In step ST21, the black block which is longer than the predetermined length in the face lengthwise direction is removed, and the bivalent image 201 in which the areas of the hair which differ greatly in size are individually removed as shown in Fig. 4 is obtained in step ST22. It is input to and stored in the memory 13. Next, the eye extracting means ST30 accesses the bivalent image 201 of the image memory 13 using the partial image processing H / W 12 to extract eyes from the face image. In step ST30, the eye extraction routine described later is performed. When the eye extraction routine ends in the eye extraction means as the eye detection means in step ST30, it is determined in step ST31 whether the eye extraction flag is ON or not.

여기에서, 도 28과 같이 안경렌즈 표면반사에 의해서 눈이 전혀 보이지 않는 얼굴 화상에 있어서는 눈 추출 루틴(ST30)에서 눈이 검출되지 않으므로 눈검출 플래그는 OFF의 상태이다. 이러한 눈검출 플래그 OFF인 경우에는, 스텝(ST32)으로 진행하여 입력I/F(10)보다 조도 센서(7)의 명암신호를 읽고, 상기 명암신호보다 외계가 밝은지 아닌지를 검출한다. 여기에서 외계가 밝은 상태라고 판정한 경우, 눈이 추출되지 않는 원인이 안경렌즈의 표면반사라고 하여 스텝(ST40)에서 출력 I/F(14)보다 조명제어회로(5)에 안경반사 제거용조명 제어신호를 송출하여 근적외광원(6)을 점등 제어하여, 운전자의 안면 혹은 안면을 포함하는 부근을 조명한다.Here, as shown in Fig. 28, the eye detection flag is in the OFF state because no eye is detected in the eye extraction routine ST30 in the face image where the eye is not visible at all by specular lens surface reflection. If the eye detection flag is OFF, the flow advances to step ST32 to read the light intensity signal of the illuminance sensor 7 from the input I / F 10, and detect whether or not the outer world is brighter than the light intensity signal. Here, when it is determined that the external light is bright, the reason why the eye is not extracted is the surface reflection of the spectacle lens, and at step ST40, the light for removing the specular reflection to the illumination control circuit 5 rather than the output I / F 14 at step ST40. The control signal is sent to illuminate and control the near-infrared light source 6 to illuminate the driver's face or the vicinity including the face.

그런데, 여기에서 안경렌즈의 표면반사에 의해 눈이 검출할 수 없는 때에 근적외광을 운전자의 안면에 조사하는 이유에 관하여 설명해둔다.Now, the reason for irradiating near-infrared light to the driver's face when the eye cannot be detected by the surface reflection of the spectacle lens will be described.

도 5는 외게 대상물(i)에서의 광속(i)과 근적외광원(6)으로부터의 광속(L)이, 안경(g)을 착장한 운전자의 안면을 조사하고 있는 경우에, 눈(e) 및 안경(g)의 렌즈에서의 각 반사 및 투과광속을 설명한 도면이고, 도면에서 카메라부(c)로 들어가는 광속은, 다음 수학식 1로 나타난다.5 shows the luminous flux at the external object i; i) and the luminous flux from the near infrared light source 6 When L) is illuminating the face of the driver wearing the glasses g, it is a figure explaining each reflection and transmitted light beam in the lens of the eye e and glasses g, and the camera part c in the figure. The luminous flux entering) is expressed by the following equation.

[수학식 1][Equation 1]

=iR+iT+LT = iR + iT + LT

여기에서iR는 광속(I)의 안경(g)에 의한 반사광속,From here iR is the speed of light Reflected light beam by the glasses g of I),

iT은 광속(I)의 안경(g) 투과후의 운전자(p)의 눈(e)에서의 확산 반사광속,LT는 근적외 광원(6)의 방사광속(L)과 같은 눈(e)에서의 확산반사 광속이다. iT is the speed of light ( Diffused reflected light in the eye e of the driver p after transmission of the glasses g of I), LT is the luminous flux of the near-infrared light source 6 It is the diffuse reflecting light beam in the eye (e) as L).

상술한 바와 같이 근적외 광원(6)은, 그 조사광의 광축과 카메라부(c)의 광축이 이루는 각도가 소정 각도 이상이 되도록 배치되어 있으므로, 상술한 바와 같이 근적외광원(6)의 방사광속(L)의 안경(g)의 렌즈에 의한 반사광속(LR)은 카메라부(c)에는 입사하지 않는다.As described above, the near-infrared light source 6 is disposed so that the angle formed by the optical axis of the irradiated light and the optical axis of the camera unit c becomes equal to or greater than a predetermined angle, and thus, the emission light beam of the near-infrared light source 6 as described above. ( Reflected light beam by the lens of the glasses g of L) LR does not enter the camera portion c.

CCD(1)상의 화상 휘도를 상기 안경(g)에서의 반사광속과 눈(c)에서의 확산반사광속으로 나눠서 기술하면, 안경(g)에서의 반사광속에 의한 휘도(R), 눈(e)에서의 확산반사광속에 의한 휘도(T)는 각각, 수학식 2와 같다.When the image luminance on the CCD 1 is described by dividing it into the reflected light flux in the glasses g and the diffuse reflection light in the eyes c, the brightness due to the reflected light flux in the glasses g ( R), the luminance due to the diffuse reflected light flux in the eye e T) is the same as Equation 2, respectively.

[수학식 2][Equation 2]

R=∑λ iR(λ) F(λ) R(λ) R = ∑ λ iR (λ) F (λ) R (λ)

T=∑λ(iT(λ)+LT) F(λ) R(λ) T = ∑ λ ( iT (λ) + LT) F (λ) R (λ)

여기에서, F(λ)는 광학필터(4)의 분광 투과율 특성, R(λ)는 CCD(1)의 분광 감도 특성이다. 화상의 전 휘도의 내, 눈(e)에서의 확산반사광속에 의한 휘도(T)의 비율(K)은, 수학식 3에서 주어진다.Here, F (λ) is the spectral transmittance characteristic of the optical filter 4, and R (λ) is the spectral sensitivity characteristic of the CCD 1. Luminance due to the diffuse reflection light beam in the eye e within the entire luminance of the image ( The ratio K of T) is given by the expression (3).

[수학식 3][Equation 3]

K=T/(R+T)K = T / ( R + T)

즉, 상기 비율(K)이 클수록 눈(e)이 잘 관측될 수 있다.That is, the larger the ratio K, the better the eye e can be observed.

그런데, 여기에서 수학식 3에서 명백한 바와 같이, 안경(g)에서의 반사(R)의T에 대한 비율이 크고 눈이 확인할 수 없는 경우, 근적외 광원(6)의 점등에 의한LT를 가하는 것에 의해T의R에 대한 비율이 커진다.By the way, as apparent from Equation 3 herein, the reflection in the glasses g ( R) When the ratio with respect to T is large and an eye cannot see, it is by lighting of the near-infrared light source 6 By adding LT T's The ratio for R becomes large.

즉, 안경렌즈에서의 반사가 있더라도 근적외광을 가하는 것 K에 의해 눈을 명료히 관측할 수 있게 된다.In other words, even if there is reflection from the spectacle lens, the application of near-infrared light K makes it possible to clearly observe the eye.

도 6은 안경(g)의 렌즈 표면 반사에 의해 눈이 관출되지 않는 도 28의 화상상태에서, 상기와 같이 근적외광원(6)을 점등시켜서 운전자(p)의 안면을 조명할 때의 화상을 나타내는 것으로, 도시하는 바와 같이 근적외광원(6)에 의한 조명으로 눈이 명료하게 관측되고 있다.FIG. 6 shows an image of illuminating the face of the driver p by turning on the near-infrared light source 6 as described above in the image state of FIG. 28 in which eyes are not observed by the lens surface reflection of the glasses g. As shown, eyes are clearly observed by illumination by the near-infrared light source 6, as shown.

또 스텝(ST32)에서 N이라고 판정된 경우는 외계가 어두운 상태에 있는 경우에, 상기의 경우는 스텝(ST41)으로 진행하여 어두운 상태에서의 조명제어를 행한다.If it is determined in step ST32 that N is in the dark state, the process proceeds to step ST41 in this case and performs illumination control in the dark state.

그런데, 다음에 안경(g)의 반사의 영향을 없애기 위해서 근적외광원(6)을 여기한 후, 메인 루틴은 스텝(ST10)으로 되돌아가 상술한 처리를 순차적으로 행한다. 이 다음의 스텝(ST31)에서는 눈이 검출되어 있으므로 Y라고 판정되어, 이번은 스텝(ST33)으로 진행한다.By the way, after excitation of the near-infrared light source 6 in order to remove the influence of the reflection of the glasses g next, the main routine returns to step ST10 to perform the above-described processing sequentially. In the next step ST31, since the eye is detected, it is determined as Y, and the process proceeds to step ST33 this time.

계속되는 스텝(ST33 내지 ST35)은 여기한 근적외광원(6)을 정지시킬 수 있는 처리이다.Subsequent steps ST33 to ST35 are processes capable of stopping the excited near-infrared light source 6.

즉, 눈을 검출할 수 없을 때에는 스텝(ST40)에서 근적외광원(6)을 여기하여, 이것에 의해 안경(g)의 반사에 관계없이 눈을 검출할 수 있게 된다. 그런데, 안경(g)의 반사는 장시간에 걸쳐서 계속되는 것이 아니고, 주위의 상황의 변화에 따라서 비교적 단기간이 아닌 것이다.In other words, when the eye cannot be detected, the near-infrared light source 6 is excited at step ST40, whereby the eye can be detected irrespective of the reflection of the glasses g. By the way, the reflection of the glasses g does not continue for a long time, but is relatively short for a change in the surrounding situation.

그리하여, 스텝(ST33 내지 ST35)에서는, 근적외광원(6)을 여기하고나서 소정 시간후에 일단 적외광의 조사를 정지시키며, 다음번의 스텝(ST31)에서 눈이 검출되면 안경(g)의 반사가 없어졌다고 판단하여 근적외광원(6)의 정지상태를 계속시킬수 있는 동시에, 눈이 검출될 수 없으면 안경(g)의 반사가 계속되어 있다고 판단하여 계속되는 스텝(ST40)에서 근적외광원(6)을 재차 여기한다.Thus, in steps ST33 to ST35, the irradiation of infrared light is once stopped after a predetermined time after excitation of the near infrared light source 6, and when the eye is detected in the next step ST31, the reflection of the glasses g is reduced. It is judged that the disappearance of the near-infrared light source 6 can be continued, and if the eye cannot be detected, it is determined that the reflection of the glasses g is continued and the near-infrared light source 6 is continued in step ST40. Here again.

구체적으로는, 스텝(ST31)에서 눈검출 플러그의 ON을 확인하면, 스텝(ST33)에서 근적외광원(6)의 안경 반사제거용 조명이 행해지고 있는지 아닌지를 판정하여, 안경 반사제거용 조명이 행해지고 있는 경우에는 스텝(ST35)에서 조명의 경과시간을 조사하여, 소정 시간을 경과하고 있는 경우에는 스텝(ST35)에서 일단 안경 반사제거용 조명을 끄도록 한다. 이러한 소정 시간은, 안경반사의 지속시간을 고려하면 수분 이내라도 된다. 이러한 방법을 취하면, 외계가 밝은 상태에서의 근적외광원(6)의 사용 시간을 최소한으로 억제한다.Specifically, when the eye detection plug is confirmed to be turned on at step ST31, it is determined at step ST33 whether or not the glasses reflection removing illumination of the near infrared light source 6 is performed, and the glasses reflection removing illumination is performed. If present, the elapsed time of illumination is checked at step ST35, and when the predetermined time has elapsed, the glasses reflection removing illumination is turned off at step ST35. Such predetermined time may be within several minutes in consideration of the duration of specular reflection. This method minimizes the use time of the near-infrared light source 6 in the state where the external light is bright.

이상과 같이 운전자의 눈이 검출할 수 있게 되면, 이것에 근거하여 운전자의 상태를 검출한다.When the driver's eyes can detect as described above, the driver's state is detected based on this.

스텝(ST50)의 눈깜빡임 검출수단에서는 추출한 운전자(p)의 눈(e)의 개폐상태로부터 운전자(p)의 눈깜빡임을 검출한다. 계속되는 스텝(ST60)의 졸음 판정수단에서는, 이러한 눈깜빡임의 상태에 근거하여 졸음을 판정하여, 졸음 상태에 따라 경보수단(ST70)에서 운전자(p)에게 경보를 송출하여 각성시킨다.The blinking means of step ST50 detects the blinking of the driver p from the opened / closed state of the extracted eye e of the driver p. In the subsequent step ST60, the drowsiness determining means determines the drowsiness based on the state of such blinking, and alerts the driver p by the warning means ST70 in accordance with the drowsiness state and wakes up.

그런데, 다음에 상술에서 생략한 눈 추출수단(ST30)의 눈 추출 루틴에 대하여 설명한다.By the way, the eye extraction routine of the eye extraction means ST30 omitted above will be described.

도 7에서, 우선 스텝(ST301)에서 2치 화상(201)의 2치 레벨을 각각 X축 방향, Y축 방향에 적산하여 화상 X축막대 그래프(SUMX), Y축 막대 그래프(SUMY)을 도 4에 도시한 바와 같이 구하여, 각 막대 그래프(SUMY, SUMX)의 중심위치(XFC, YFC)를 구하여 이것을 얼굴중심좌표 FC(XFC, YFC)로 하고, 스텝(ST302)에서 얼굴중심(FC)으로부터 X축 방향으로 XECA, Y축 방향으로 YECA 떨어진 점(PER)을 기점으로서 X축방향길이(ECAH), Y축방향길이(ECAW)의 오른쪽의 후보존재영역(202)을 설정하고, 마찬가지로 하여 점(PEL)을 기점으로 한 동일한 크기의 좌측의 후보존재영역(202)을 설정한다.In Fig. 7, first, in step ST301, the binary levels of the binary image 201 are accumulated in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively, to show the image X-axis bar graph SUMX and Y-axis bar graph SUMY. Obtained as shown in Fig. 4, the center positions XFC and YFC of the bar graphs SUMY and SUMX are obtained, and this is set as the face center coordinates FC (XFC and YFC), and from the face center FC at step ST302. The candidate existence area 202 to the right of the X axis direction length ECAH and the Y axis direction length ECAW is set starting from the point PER separated from XECA in the X axis direction and YECA in the Y axis direction. The candidate presence area 202 on the left of the same size is set based on (PEL).

계속해서, 스텝(ST303)에서, 도 8에 도시하는 바와 같이 후보존재영역(202)내의 Y축 막대 그래프(SUMY)을 구하고, SUMY가 소정의 임계값(SHL) 이상 영역을 후보영역대(203)로 한다.Subsequently, in step ST303, as shown in FIG. 8, the Y-axis bar graph SUMY in the candidate existence region 202 is obtained, and the region where SUMY is greater than or equal to the predetermined threshold value SHL is determined. )

도면에서는 눈썹에 대응하는 영역대(BER1), 안경테에 대응하는 영역대(BER2), 눈에 대응하는 영역대(BER3)가 후보영역대(203)로서 등록된다. 단지, 도 8에서는 한쪽의 후보존재영역(202)을 나타내고 있고, 당연하면서 타측의 후보존재영역(202)도 마찬가지로 처리된다.In the drawing, the area band BER1 corresponding to the eyebrow, the area band BER2 corresponding to the eyeglass frame, and the area band BER3 corresponding to the eye are registered as the candidate area band 203. 8 shows one candidate present region 202, and of course, the other candidate present region 202 is similarly processed.

또한, 스텝(ST304)에서, 도 9에 도시한 바와 같이 각 후보영역대(203)내의 X축 막대 그래프(SUMX)를 구하고, ST305에서 SUMX가 같도록 소정의 다른 임계값(SHL) 이상 영역을 후보영역(204)로서 설정한다. 도면에서는 눈썹에 대응하는 영역(BER11), 안경테에 대응하는 영역(BER21), 눈에 대응하는 영역(BER31)이 후보영역(204)으로서 등록된다. 스텝(ST306)으로서는, 등록된 각 후보영역(204)의 X축 막대 그래프(SUMX)보다 그 최대값(SUMXMAX)이라든지 최대값으로부터의 편차(SUMXMAX-SUMX)의 분산 등을 구하여, 각 후보영역(204)에 있어서 눈평가 함수를 연산한다. 도면에 도시하는 바와 같이 IC 눈영역의 SUMX는 다른 영역과 비교하여 상기 최대 값 및 상기 편차의 분산이 모두 큰 특징을 가진다.In step ST304, as shown in FIG. 9, the X-axis bar graph SUMX in each candidate region band 203 is obtained, and in ST305, an area equal to or greater than another predetermined threshold SHL such that SUMX is the same. It is set as the candidate area 204. In the drawing, an area BER11 corresponding to the eyebrow, an area BER21 corresponding to the eyeglass frame, and an area BER31 corresponding to the eye are registered as the candidate area 204. In step ST306, the maximum value SUMXMAX, the deviation from the maximum value SUMXMAX-SUMX, and the like are determined from the registered X-axis bar graph SUMX of each candidate area 204, and each candidate area ( In step 204, the eye evaluation function is calculated. As shown in the figure, the SUMX of the IC eye region has a feature that both the maximum value and the dispersion of the deviation are large compared with other regions.

다음에, 스텝(ST307)에서 후보영역(204)을 하나씩 불러내고, 스텝(ST308)에서 평가함수가 눈에 나타내는 소정 범위내에 있는지 없는지를 판정하여, 후보영역(204)이 눈이라고 판정되지 않는 경우에는 스텝(ST309)에서 후보영역(204)을 인클리먼트하여 다음 후보 영역에 대하여 같은 조작을 행한다. 스텝(ST307)에서 판정해야 할 후보영역(204)이 없어진 경우는 스텝(ST312)에서 눈검출 플래그를 OFF한 후, 처리를 메인 루틴으로 되돌린다. 스텝(ST308)에서 눈이라고 판정된 후보영역(204)이 존재한 경우에는, 스텝(ST310)에서, 상기 눈이라고 판정된 후보영역(204)의 가장 안쪽 아래측의 후보영역(204)을 눈으로 같이 정해지며, 스텝(ST311)에서 눈검출 플래그를 ON하여 눈 추출 루틴을 종료한다.Next, in step ST307, the candidate areas 204 are called out one by one, and in step ST308, it is determined whether the evaluation function is within a predetermined range shown by the eye, and the candidate area 204 is not determined to be eye. In step ST309, the candidate area 204 is incremented, and the same operation is performed on the next candidate area. If the candidate area 204 to be determined in step ST307 disappears, the eye detection flag is turned off in step ST312, and the processing returns to the main routine. If there is a candidate region 204 determined to be eye at step ST308, at step ST310, the candidate region 204 at the innermost lower side of the candidate region 204 determined to be eye is used as the eye. In the same manner, the eye detection flag is turned on in step ST311 to end the eye extraction routine.

상기와 같이, 이러한 실시예에 따르면, 운전자(p)가 착장하는 안경(g)에 외부의 경치등이 비치어 반사한 경우라도 눈이 용이하게 관측될 수 있다.As described above, according to this embodiment, the eye can be easily observed even when an external scenery is reflected and reflected on the glasses g worn by the driver p.

또한, 안경(g)에 외부의 경치가 비치지 않는 상태에서 근적외광원(6)을 사용하지 않아도 되므로, 근적외광원(6)의 사용시간을 극력 억제하는 것으로, 시간평균 소비전력을 저감하는 동시에 근적외광원(6)의 수명을 연장시킬 수 있다고 하는 이점이 있다.In addition, since the near-infrared light source 6 does not need to be used in the state in which the external view is not reflected on the glasses g, the use time of the near-infrared light source 6 is suppressed as much as possible, thereby reducing the time average power consumption. There is an advantage that the life of the near infrared light source 6 can be extended.

(실시예 2)(Example 2)

상기 실시예에 1에서는 명암 검출수단으로서 조도 센서(7)를 사용한 경우를 나타내었지만, 조도 센서(7)를 사용하지 않더라도 명암의 판정은 가능하다. 즉, 명암 검출에 외계의 명암 상태를 사용하지 않고 운전자(p)의 부근의 밝기, 바꿔 말하면 운전자(p)의 얼굴 화상의 휘도 대응치로부터 명암을 판정하는 방법을 취해도 된다.In the first embodiment, the case where the illuminance sensor 7 is used as the contrast detecting means is shown. However, the contrast can be determined even when the illuminance sensor 7 is not used. That is, you may take the method of determining the contrast from the brightness | luminance of the vicinity of the driver p, ie, the brightness correspondence value of the face image of the driver p, without using the external contrast state for contrast detection.

도 10은 영상신호 처리회로(2)의 블럭도, 도 11은 자동이득제어(Auto Gain Control) 회로의 제어 특성도이다.FIG. 10 is a block diagram of the video signal processing circuit 2, and FIG. 11 is a control characteristic diagram of an auto gain control circuit.

우선, 영상신호 처리회로(2)의 동작에 관하여 설명한다.First, the operation of the video signal processing circuit 2 will be described.

도 10에서, CCD 제어회로(20)는 CCD(1)의 촬상 타이밍과 화상 축적시간(이하 셔터시간이라고 부른다)을 제어하는 동시에 촬상한 화상을 영상신호(VOUT)로서 출력한다. AGC 제어회로(22)는 이득가변 증폭기(21)의 출력을 적분하여 화상평균휘도(L)를 구하여, 도 11과 같이 화상평균휘도(L)에 따른 AGC 제어전압(VAGC)을 이득가변 증폭기(21)에 의해 피드백하여 이득가변 증폭기(21)의 이득을 AGC 제어전압(VAGC)이 소정의 목표제어 전압이 되도록 제어한다. 이득가변 증폭기(21)에 의해 화상평균휘도가 제어된 영상신호(VOUT)는 얼굴 화상 처리부(b)의 A/D 변환기(11)에 입력되어 디지탈 계조화상으로 변환된다.In Fig. 10, the CCD control circuit 20 controls the imaging timing and the image accumulation time (hereinafter referred to as shutter time) of the CCD 1 and simultaneously outputs the captured image as the video signal VOUT. The AGC control circuit 22 calculates the image average luminance L by integrating the output of the gain variable amplifier 21 and obtains the AGC control voltage VAGC according to the image average luminance L as shown in FIG. 21), the gain of the gain variable amplifier 21 is controlled so that the AGC control voltage VAGC becomes a predetermined target control voltage. The video signal VOUT whose image average brightness is controlled by the gain variable amplifier 21 is input to the A / D converter 11 of the face image processing section b and converted into a digital gradation image.

한편, AGC 제어전압(VAGC)은 비교회로(25), 비교회로(26)에 있어서 각각 도 11에 도시하는 하한휘도(L1)에 대응하는 전압(V1), 상한휘도(Lh)에 대응하는 전압(Vh)과 비교되며, 각 비교결과는 전자셔터 제어회로(27)에 입력된다. 태양이 고도이고, 방향, 날씨, 그림자의 유무등 차량에 대한 외계의 밝기 상태가 변화하여 운전자(p)의 얼굴 화상의 화상평균휘도(L)가 AGC 제어회로(22)에 의한 제어범위(V1~Vh)를 초과하여 변화한 경우, 예를 들면, 휘도(L)가 하한휘도(L)를 하회한 경우에는 전자셔터 제어회로(27)는 셔터시간을 1단계 늘리고, 반대로 상한휘도(Lh)를 상회하는 경우에는 셔터시간을 1단계 줄여서, 항상 AGC 제어가 성립하도록, 즉 AGC 제어전압(VAGC)이 V1~Vh의 범위내가 되도록 CCD 제어회로(20)에서의 CCD(1)의 셔터시간을 1/60부터 1/10000초까지 다단층으로 제어하는 동시에, 현상의 셔터 단계를 셔터신호(SS)로서 얼굴 화상 신호처리부(b)의 입력 I/F(10)에 송출한다.On the other hand, the AGC control voltage VAGC corresponds to the voltage V1 and the upper limit luminance Lh corresponding to the lower limit luminance L1 shown in FIG. 11 in the comparison circuit 25 and the comparison circuit 26, respectively. (Vh), each comparison result is input to the electronic shutter control circuit 27. The sun's altitude, the direction, the weather, the presence or absence of shadows, etc., changes the brightness of the outer world with respect to the vehicle, so that the image average luminance L of the face image of the driver p is controlled by the AGC control circuit 22 (V1). For example, when the luminance L is less than the lower limit luminance L, the electronic shutter control circuit 27 increases the shutter time by one step, and conversely, the upper limit luminance Lh. If the shutter speed is higher than 1, the shutter time of the CCD 1 in the CCD control circuit 20 is adjusted so that the AGC control is always established, that is, the AGC control voltage VAGC is within the range of V1 to Vh. While controlling from 1/60 to 1/10000 second in multiple layers, the shutter step of development is sent to the input I / F 10 of the face image signal processing unit b as the shutter signal SS.

또한, 화상평균휘도(L)에 대응하는 AGC 제어전압(VAGC)을 증폭회로(23), 버퍼(24)를 통해 전압신호(VAGC)로서, A/D 변환기(11)에 송출한다.Furthermore, the AGC control voltage VAGC corresponding to the image average luminance L is sent to the A / D converter 11 as the voltage signal VAGC through the amplifying circuit 23 and the buffer 24.

그런데, 실시예 1에서는 상세한 설명을 생략하였지만, 외계가 어두운 상태일 때의 조명제어는 다음과 같이 행해진다.By the way, in Example 1, although the detailed description is abbreviate | omitted, illumination control in the dark state is performed as follows.

도 1에서, CPU(15)는 입력 I/F(10)보다 조도센서(7)의 명암신호와 전자셔크 제어회로(27)로부터의 셔터 신호(SS)를 판독하는 동시에, A/D 변환기(11)로부터 화상평균 휘도 대응의 AGC 제어전압(VAGC)을 읽고, 상기 명암신호보다 외계가 어두운 상태라고 판정한 경우, 셔터시간이 항상 1/60초의 범위에서 AGC 제어가 제어범위에 들어가 있는 소정의 발광량을 연산하여, 출력 I/F(14)로부터 조명제어회로(5)에 조명제어 신호를 송출하여 근적외광원(6)을 점등한다.In Fig. 1, the CPU 15 reads the contrast signal of the illuminance sensor 7 and the shutter signal SS from the electronic shutter control circuit 27, rather than the input I / F 10, and at the same time the A / D converter ( 11), when the AGC control voltage (VAGC) corresponding to the image average brightness is read and it is determined that the external world is darker than the contrast signal, the predetermined time period in which the AGC control is within the control range is always in the range of 1/60 second. The amount of emitted light is calculated and the illumination control signal is sent from the output I / F 14 to the illumination control circuit 5 to light up the near-infrared light source 6.

혹은, 상기 명암신호보다 외계가 어두운 상태라고 판정한 경우, 도시하지 않지만 CPU(15)로부터 출력 I/F(14)를 통해 전자셔터 제어회로(27)에 제어신호를 송출하여 셔터시간을 1/60초에 고정한 후에 근적외광원(6)을 점등하면 더욱 좋다.Alternatively, in the case where it is determined that the outer world is darker than the contrast signal, although not shown, a control signal is sent from the CPU 15 to the electronic shutter control circuit 27 through the output I / F 14 to set the shutter time to 1 /. It is better to turn on the near-infrared light source 6 after fixing in 60 second.

그런데,영상신호 처리회로(2)는 이상과 같이 동작하고 있으므로, 이것을 이용하여 조도 센서(7)를 생략한다.However, since the video signal processing circuit 2 operates as described above, the illuminance sensor 7 is omitted using this.

예를 들면, 셔터속도가 최저의 1/60초가 되고, 또한 AGC 제어전압(VAGC)의 값을 AGC 제어전압의 목표제어 전압으로 제어할 수 없으며 그 편차가 커진 경우는, 빛을 수광하는 화상축적시간을 가장 길게하며, 또한 얻어진 화상신호를 최대로 증폭하더라도 목표 제어전압까지 도달하지 않은 상태이므로, 상기의 경우는 외계가 어두운 상태라고 판정할 수 있다.For example, when the shutter speed becomes the minimum 1/60 second and the AGC control voltage (VAGC) cannot be controlled as the target control voltage of the AGC control voltage, and the deviation is large, the image accumulation for receiving light is accumulated. The longest time and the maximum amplification of the obtained image signal have not reached the target control voltage, and therefore it can be determined that the outer space is dark in this case.

또한, 외계가 밝은 상태의 판정은, 셔터속도가 1/60초보다도 짧게 되는 것에 의해 이루어진다. 즉, 이 상태는 화상축적시간이 1/60초보다도 짧더라도 AGC 제어전압(VAGC)을 목표제어전압에 일치시킬 수 있는 상태이므로, 외계는 충분히 밝다고 간주할 수 있다.In addition, the determination of the state where the external light is bright is made by the shutter speed being shorter than 1/60 second. In other words, this state allows the AGC control voltage VAGC to match the target control voltage even if the image accumulation time is shorter than 1/60 sec.

또한, 밝은 상태의 판정의 다른 방법으로서, 셔터속도가 1/60초이고 또한 근적외광원(6)이 점등이 되어 있지 않는 상태를 밝은 상태라고 판정해도 된다.As another method of determining the bright state, the state in which the shutter speed is 1/60 second and the near infrared light source 6 is not lit may be determined as the bright state.

즉, CPU(15)는 셔터속도가 1/60초이고 또한 AGC 제어전압(VAGC)이 목표 제어전압에 도달하지 않을 때에 근적외광원(6)을 임의의 발광량으로 조명하는 취지를 서술하였다. 그러나, 상기한 바와 같이 셔터속도가 1/60초이고 또한 근적외광원(6)의 점등이 되어 있지 않은 상태라고 하는 것은, 근적외광원(6)을 점등시키지 않더라도 AGC 제어전압(VAGC)을 목표전압에 일치시킬 수 있는 상태이고, 따라서 외계가 충분히 밝은 상태라고 판정할 수 있다.That is, the CPU 15 has described the purpose of illuminating the near-infrared light source 6 with an arbitrary light emission amount when the shutter speed is 1/60 second and the AGC control voltage VAGC does not reach the target control voltage. However, as described above, the shutter speed is 1/60 second and the state in which the near-infrared light source 6 is not turned on is aimed at the AGC control voltage VAGC even if the near-infrared light source 6 is not turned on. It is a state which can be matched with a voltage, and it can be determined that an external field is bright enough.

따라서, 실시예 2에 있어서도 실시예 1과 동등의 효과가 얻어지는 동시에, 조도 센서(7)등 밝기를 판정하는 특별한 센서는 불필요하게 된다.Therefore, also in Example 2, the same effect as Example 1 is acquired, and the special sensor which determines the brightness | luminance, such as the illumination intensity sensor 7, becomes unnecessary.

[실시예 3]Example 3

실시예 3은, 운전자의 안경의 반사에 의한 영향을 없애는 얼굴 화상 촬상장치에 관한 것으로, 특히 명암 검출수단을 없애서 간편한 얼굴 화상 촬상장치를 얻는 것이다.The third embodiment relates to a face image image pickup device that eliminates the influence of reflection of the driver's glasses, and particularly, to obtain a simple face image image pickup device by eliminating the contrast detection means.

즉, 실시예 3에서는 명암 검출수단을 사용하지 않고, 도 2에 있어서 스텝(ST31)에서 눈이 비검출인 경우에, 스텝(32)을 생략하여 근적외광원(6)을 점등하도록 하고, 그 결과, 외계의 상태에 관계되지 않고 운전자의 눈을 검출할 수 없을 때는 항상 근적외광을 조사하는 것으로 되어 있다.That is, in Example 3, without using the contrast detecting means, in step 2, when the eye is not detected in step ST31, step 32 is omitted so that the near-infrared light source 6 is turned on. As a result, near infrared light is always irradiated when the driver's eyes cannot be detected regardless of the external condition.

그런데, 여기에서 상술한 실시예에서는, 대낮의 밝은 상태에서는 운전자의 눈을 검출할 수 없을 때에 한하여 근적외광원(6)을 여기하여 야간 등의 어두운 상태에서는 그와 같은 제어를 행하지 하고 있지만, 실시예 3에서는 야간 등의 어두운 상태라도 같은 제어가 행해진다.By the way, in the above-described embodiment, the near-infrared light source 6 is excited only when the driver's eyes cannot be detected in the bright state in daylight, and such control is performed in the dark state such as at night. In Example 3, the same control is performed even in a dark state such as at night.

즉, 다시말하면, 상술한 실시에에서는 명암 상태를 검출하고 있으므로 어두운 상태에서 운전자가 한눈 팔고 있는 경우에는 안경렌즈 반사의 영향 제거용의 근적외광을 운전자에게 조사하는 것은 아니지만, 실시예 3에서는 안경렌즈박사의 걱정이 없는 어두운 상태라도 눈을 검출할 수 없으면 근적외광을 조사하는 디메릿트가 있다.In other words, in the above-described embodiment, since the contrast state is detected, the driver does not irradiate the driver with near-infrared light for removing the influence of the spectacle lens reflection when the driver is selling at a glance in the dark state. There is a demerit that irradiates near-infrared light if the eye cannot be detected, even in dark conditions without the doctor's concern.

그러나, 상술한 바와 같이 구성하는 것에 의해 장치의 소형화, 간략화를 도모할 수 있으며 그와 같이 염가인 것으로 할 수 있다.However, by the configuration as described above, the device can be miniaturized and simplified, and thus can be inexpensive.

따라서, 실시예 3에 의하면, 안경렌즈반사의 영향을 받지 않는 간략한 얼굴 화상 촬상장치를 얻을 수 있다.Therefore, according to the third embodiment, it is possible to obtain a simple face image pickup device which is not affected by spectacle lens reflection.

[실시예 4]Example 4

실시예 4는 실시예 1의 변형예로서, 눈을 검출할 수 없으며, 또한, 안경 프레임을 검출하였을 때는, 안경렌즈의 표면반사에 의해 눈을 검출할 수 없는 상태라고 판정하여 근적외광을 운전자의 안면에 조사하는 것이다.The fourth embodiment is a modification of the first embodiment. When the eye cannot be detected, and the eyeglass frame is detected, it is determined that the eye cannot be detected by the surface reflection of the eyeglass lens, and the near infrared light is detected by the driver. Investigate on the face.

도 12, 도 13은 본 발명의 실시예 4를 나타내는 것으로, 도 12는 실시예 4에서 운전자 상태 검출의 흐름도, 도 13은 안경 검출의 흐름도이다. 이하, 이러한 실시예를 도 1, 도 9를 원용하면서 상기 도면에 따라 설명한다.12 and 13 show a fourth embodiment of the present invention, FIG. 12 is a flowchart of driver state detection in the fourth embodiment, and FIG. 13 is a flowchart of glasses detection. Hereinafter, such an embodiment will be described with reference to the drawings, referring to FIGS. 1 and 9.

도 12에서, 스텝(ST10)으로부터 스텝(ST30)의 눈 추출수단까지를 실행한 후, 스텝(ST80)의 안경 검출수단에서 운전자(p)가 안경(g)을 착장하고 있는지 아닌지를 판정한다.In Fig. 12, after executing from step ST10 to the eye extracting means of step ST30, it is determined whether or not the driver p is wearing glasses g by the eyeglass detecting means of step ST80.

이 안경 검출수단에 의한 안경의 검출방법은 뒤에 흐름도를 이용하여 자세히 설명한다.The detecting method of the glasses by the glasses detecting means will be described later in detail using a flowchart.

다음에, 스텝(ST31)에서 눈검출 플래그를 조사하여, 눈검출 플래그가 OFF인 경우, 계속해서 스텝(ST81)에서 안경 검출 플래그를 조사하고, 눈검출 플래그가 ON인 경우, 운전자가 안경을 장착하고 있고, 또한, 눈을 검출할 수 없는 상태이기 때문이고, 눈이 추출되지 않는 원인이 안경 렌즈의 표면반사라고 해서 스텝(ST40)에서 출력I/F(14)으로부터 조명제어회로(5)에 안경반사제거용 조명 제어신호를 송출하여 근적외 광원(6)을 점등한다.Next, when the eye detection flag is checked in step ST31, and the eye detection flag is OFF, the eyeglass detection flag is subsequently checked in step ST81, and when the eye detection flag is ON, the driver wears glasses. This is because the eye cannot be detected, and the reason why the eye is not extracted is that the reflection of the surface of the spectacle lens causes the lighting control circuit 5 from the output I / F 14 to step ST40. The near-infrared light source 6 is turned on by sending an illumination control signal for removing specular reflection.

또한, 스텝(ST31)에서 눈검출 플러그가 ON인 경우에는, 이하 실시예 1과 같이, 스텝(ST33~70)을 실행한다.When the eye detection plug is ON in step ST31, steps ST33 to 70 are executed as in the first embodiment.

그러면 다음에, 안경 검출수단의 동작에 대하여 설명한다.Next, the operation of the glasses detecting means will be described.

안경 검출은, 우선 도 13의 스텝(ST801)에서, 상술의 실시예 1의 후보영역(204)의 X축 막대 그래프(SUMX)을 사용하여 안경테 평가함수를 연산한다. 도 9에 도시하는 바와 같이 안경테의 SUMX는 눈썹과 동일하게 거의 평탄한 특성을 나타내고, 따라서 상기 편차(SUUXUAX-SUUX)의 분산은 눈보다 훨씬작게 된다. 또한, 안경테에 대응하는 후보영역의 폭(EAW)은 통상 눈썹과 비교하여 약간 길어진다. 안경테 평가 함수는 이들 특징을 고려하여 결정되어 있다. 다음에, 스텝(ST802)에서 스텝(ST30)에서 동일하게 정해진 이외의 후보영역(204)이 존재하는 지 아닌지를 판정하여, 상기 후보영역(204)가 존재하는 경우에는, 스텝(ST803)에서 상기 안경테 평가 함수를 근거로 후보영역(204)이 안경테인지 아닌지를 판정하고, 안경테가 아니라고 판정한 경우에는 스텝(ST804)에서 후보영역(204)을 인클리먼트하여 다음 후보영역에 관하여 같은 조작을 행한다. 스텝(ST802)에서 판정해야 할 후보영역(204)이 없어진 경우는 스텝(ST809)에서 안경 검출 플래그를 OFF한후, 처리를 메인 루틴으로 되돌린다.Eyeglass detection first calculates the spectacle frame evaluation function using the X-axis bar graph SUMX of the candidate region 204 of the first embodiment described above in step ST801 of FIG. As shown in Fig. 9, the SUMX of the spectacle frame has almost the same flat characteristics as the eyebrows, so that the dispersion of the deviation SUUXUAX-SUUX is much smaller than the eye. In addition, the width EAW of the candidate area corresponding to the spectacle frame is slightly longer than that of the eyebrow. The spectacle frame evaluation function is determined in consideration of these features. Next, in step ST802, it is determined whether or not the candidate area 204 other than the same as defined in step ST30 exists, and when the candidate area 204 exists, the step ST803 Based on the spectacle frame evaluation function, it is determined whether or not the candidate region 204 is the spectacle frame, and if it is determined that the spectacle frame is not the spectacle frame, the candidate region 204 is incremented in step ST804 to perform the same operation on the next candidate region. . If the candidate area 204 to be determined in step ST802 has disappeared, the glasses detection flag is turned off in step ST809, and the processing returns to the main routine.

다음에, 스텝(ST805)과 스텝(ST802)에서 좌우 후보존재영역(202)내에서 안경테라고 판정된 후보영역(204)의 수를 조사하고, 상기 수가 좌우 각각 2이상인 경우에는, 2개의 판정안경테중에서 어느쪽이 진짜 안경테라고 하면, 스텝(ST808)에서 안경 검출 플래그를 ON한다. 후보존재영역(202)내에서 안경테라고 판정된 눈후보영역(204)의 수가 1이하인 경우에는, 눈썹과의 구별을 하기 위해서, 스텝(ST806)에서 그 후보 영역(204)의 상기 SUMX 및 상기 EAW 등을 사용한 눈썹 평가함수를 연산하여, 스텝(ST807)에서 상기 후보영역(204)의 눈썹평가함수가 소정의 범위내인지 아닌지를 판정하여, 소정의 범위내에 없는 경우에만 같이 스텝(ST808)에서 안경 검출 플래그를 ON하여, 소정의 범위내인 경우에는 눈썹일 가능성이 있다고 해서 스텝(ST809)에서 안경 검출 플래그를 OFF한 후, 메인 루틴에 처리를 되돌린다.Next, in step ST805 and step ST802, the number of candidate areas 204 determined to be glasses in the left and right candidate presence areas 202 is examined. If either of the glasses is a genuine pair of glasses, the glasses detection flag is turned on in step ST808. If the number of the eye candidate areas 204 determined to be glasses in the candidate existence area 202 is 1 or less, in order to distinguish them from the eyebrows, the SUMX and the EAW of the candidate area 204 in step ST806. The eyebrow evaluation function using the back and the like is calculated to determine whether or not the eyebrow evaluation function of the candidate region 204 is within a predetermined range at step ST807, and the glasses at step ST808 only when it is not within the predetermined range. If the detection flag is turned on and the eyebrow is likely to be in the predetermined range, the glasses detection flag is turned off in step ST809, and the processing is returned to the main routine.

이것에 의해, 운전자가 안경을 장착하고 있는지 아닌지를 판정할 수 있다.This can determine whether or not the driver is wearing glasses.

따라서, 이러한 실시예에서도, 실시예 1과 같은 효과가 얻어지는 동시에, 안경의 존재를 확인함으로서, 안경렌즈반사로 눈이 보이지 않는다고 생각되는 경우에만 화상상에서 눈이 확인할 수 있도록 확실학 근적외광원(6)을 점등시킬 수 있으며, 눈의 확실한 검출 및 시간평균 소비전력의 감소를 도모할 수 있다.Therefore, also in this embodiment, the same effect as in Example 1 is obtained, and by confirming the presence of the glasses, the reliably near-infrared light source 6 can be identified on the image only when it is thought that the eye cannot be seen by spectacle lens reflection. ) Can be turned on, and the eye can be clearly detected and the time average power consumption can be reduced.

[실시예 5]Example 5

종래, 외계가 어두운 상태시의 조도 부족을 보충하기 위해서 어두운 상태용 근적외광 조명수단을 구비한 것이 있다.Conventionally, in order to compensate for the lack of illuminance in the dark state, there exist some near-infrared light illuminating means for a dark state.

이것에 대하여 상술한 실시예에서는, 또한 운전자의 눈을 확실하게 검출하기 위한 안경렌즈 반사의 영향 제거용의 근적외광원(6)을 설치하고 있고, 이 근적외광원(6)은, 안경렌즈박사의 영향 제거용의 근적외광 조명수단으로서 뿐만 아니라, 조명제어회로(5)의 제어 프로그램을 변경하는 것에 의해 어두운 상태용 그적외광 조명수단도 겸할 수 있다.On the other hand, in the above-described embodiment, the near-infrared light source 6 for removing the influence of spectacle lens reflection for reliably detecting the driver's eyes is provided, and the near-infrared light source 6 is a spectacle lens doctor. In addition to the near-infrared lighting means for removing the influence of the light, the infrared-light illuminating means for the dark state can also serve as changing the control program of the lighting control circuit 5.

그런데, 어두운 상태에서 얼굴 화상으로부터 눈을 추출하기 위한 적외광의 발광량과, 대낮의 안경렌즈 반사의 영향 제거를 위한 적외광의 발광량과는 큰 차가 있다. 그리하여, 양자를 겸비한 경우는, 어두운 상태에서 필요이상 발광량의 적외광을 조사하게 되고 전력이 낭비된다.However, there is a large difference between the amount of emitted light of infrared light for extracting eyes from a face image in a dark state and the amount of emitted light of infrared light for removing the influence of specular lens reflection in daylight. Therefore, when both are combined, the infrared light of the amount of emitted light is irradiated more than necessary in a dark state, and electric power is wasted.

그리하여, 실시예 5에서는 양자를 분리하여 기능시키는 것에 의해 시간평균 소비전력의 절감을 도모하고 있다.Therefore, in Example 5, time average power consumption is reduced by separating and functioning both.

도 14, 도 15는 실시예 5를 도시하는 것으로, 도 14는 얼굴 화상 촬상장치를 포함하는 운전자 상태 검출장치의 구성도, 도 15는 어두운 상태의 얼굴 화상의 예이다.14 and 15 show a fifth embodiment, FIG. 14 is a configuration diagram of a driver state detection device including a face image pickup device, and FIG. 15 is an example of a face image in a dark state.

도 14에서, 8은 카메라부(c)에 근접하여 근적외광의 방사광축이 카메라부(c)의 촬상광축과 거의 평행하고 또한 근접하도록 배치한 동축 근적외 광원이고, 여기에서는 전체로서의 광출력이 약 10mW이하 정도의 소출력의 것으로 중심파장 약 900nm의 근적외 LED를 사용한 경우를 나타내고 있다. 9는 LED 제어회로이고 도 10에 나타내는 영상신호 처리회로(2)의 셔터신호(SS)와 AGC 제어전압(VAGC)이 접속된다. 또한, 입력 I/F(10)에는 셔터신호(SS)가 A/D 변환기(11)에는 영상신호 출력(VOUT)과 AGC 제어전압(VAGC)이 접속되어 있고, 조도 센서(7)는 사용하지 않는다.In FIG. 14, 8 is a coaxial near-infrared light source which is arranged so that the emission optical axis of near-infrared light is near to and close to the imaging optical axis of the camera part c near the camera part c, where light output as a whole is It has a low power of about 10mW or less and shows the case of using near-infrared LED of about 900nm in center wavelength. 9 is an LED control circuit, and the shutter signal SS and the AGC control voltage VAGC of the video signal processing circuit 2 shown in FIG. 10 are connected. In addition, the shutter signal SS is connected to the input I / F 10, and the video signal output VOUT and the AGC control voltage VAGC are connected to the A / D converter 11, and the illuminance sensor 7 is not used. Do not.

그러면, 동작에 대하여 설명한다.Next, the operation will be described.

외계가 어둡게 되어 운전자(p)상의 휘도가 저하하면, 도 10의 AGC 제어회로(22), 전자셔터 제어회로(27)가 작용하여 셔터시간을 내려간다. LED 제어회로(9)는 셔터시간이 1/60초가 되어, 또한 AGC 제어전압이 소정치 이하로 된 경우에 어두운 상태라고 판단하여 근적외 LED(8)를 점등한다. 근적외 LED(8)는 방사광축이 카메라부(c)의 촬상광축과 거의 동축이므로, 도 15에 도시하는 바와 같이 운전자(p)의 동공만을 밝게 촬상할 수 있다. 동공은 입사한 빛을 거의 같은 방향으로 반사하는 성질을 가지고 있으므로 얼굴의 다른 부분과 비교하여 동축 조밝은 상태의 휘도가 두드러지게 크고, 따라서 얼굴의 조작이 화상으로서 촬상할 수 없을 정도로 약한 근적외 LED(8)를 사용해도 동공만은 도면과 같이 밝게 촬상된다. 이때, 화상상의 휘도는 최대 약 7~8회mm정도의 크기의 동공만이 크므로, 평균휘도는 거의 올라가지 않는다. 도시하지 않지만, 이러한 어두운 상태에서는, 메인 루틴의 스텝(ST20)에서 운전자(p)의 한쌍의 동공만이 백레벨로서 2가화되므로, CPU는 도 2의 스텝(ST21)을 생략하여 화상 메모리(13)의 2가화상을 입력하여, 눈 추출수단(ST30)에서 밝은 상태시는 별도의 알고리즘과 평가함수에 근거하여 상기 한쌍의 동공을 검출하여, 동공이 깜빡였을 때에 눈꺼풀에 의해 숨게 됨으로서 눈깜빡임을 검출하고, 마찬가지로 졸음 판단을 행한다.When the outer field becomes dark and the luminance on the driver p decreases, the AGC control circuit 22 and the electronic shutter control circuit 27 in FIG. 10 work to decrease the shutter time. The LED control circuit 9 judges that it is dark when the shutter time becomes 1/60 second and the AGC control voltage becomes lower than or equal to a predetermined value, and turns on the near-infrared LED 8. Since the near-infrared LED 8 has almost the same coaxial axis as the imaging optical axis of the camera unit c, as shown in FIG. 15, only the pupil of the driver p can be imaged brightly. The pupil has the property of reflecting the incident light in almost the same direction, so that the brightness of the coaxial coarse brightness is remarkably large compared to other parts of the face, and thus the near-infrared LED is weak enough that the operation of the face cannot be captured as an image. Even when using (8), only the pupil is brightly captured as shown in the drawing. At this time, the luminance of the image is only about 7 to 8 times the maximum of the pupil of the size is large, the average luminance is hardly increased. Although not shown, in this dark state, since only a pair of pupils of the driver p are binarized as the back level in step ST20 of the main routine, the CPU omits step ST21 of FIG. The eye is blinked by detecting the pair of pupils based on a separate algorithm and evaluation function in the bright state in the eye extraction means (ST30), and hiding by the eyelids when the pupils blink. It detects and performs drowsiness judgment similarly.

본 실시예에서는, 상술한 실시예에서 설명한 바와 같이, 셔터속도가 1/60초보다 짧게 되든가 혹은 셔터속도가 1/60초이고 또한 AGC 제어전압(VAGC)이 소정치 이상인 경우에 밝은 상태라고 판정한다.In the present embodiment, as described in the above embodiment, it is determined that the state is bright when the shutter speed is shorter than 1/60 second or when the shutter speed is 1/60 second and the AGC control voltage VAGC is higher than or equal to a predetermined value. do.

그리고, 밝은 상태에서의 화상에서 실시예 1과 같이 눈이 검출되지 않은 경우에 근적외 광원(6)을 점등하거나, 혹은 밝은 상태에서의 화상에서 실시예 4와 같이 안경이 검출되고 또한 눈이 검출되지 않은 경우에 근적외광원(6)을 점등한다.Then, when the eye is not detected as in Example 1 in the image in the bright state, the near-infrared light source 6 is turned on or glasses are detected as in Example 4 in the image in the bright state and the eye is detected. If not, the near-infrared light source 6 is turned on.

따라서, 실시예 5에 의하면, 상술한 실시예와 동기가 효과가 있는 동시에, 어두운 상태에서 통상 사용하는 저소비 전력의 근적외 LED(8)와 안경렌즈반사의 영향제거용의 근적외광원(6)을 나누는 것에 의해, 촬상장치 전체의 시간평균 소비전력을 보다 절감할수 있는 동시에, 근적외광원(6)의 사용이 한정되어 보다 근적외광원(6)을 장기 수명화하는 것이 가능하게 된다.Therefore, according to the fifth embodiment, the synchronism is effective with the above-described embodiment, and the near-infrared light 8 for low power consumption and the near-infrared light source 6 for removing the effects of spectacle lens reflections are usually used in a dark state. By dividing, the time-averaged power consumption of the entire imaging device can be further reduced, and the use of the near infrared light source 6 is limited, which makes it possible to prolong the life of the near infrared light source 6.

또 상기 실시예 5에서는, 어두운 상태에 근적외LED(8)에서 운전자(p)의 동공을 촬상하도록 하였지만, 카메라부(c)에 근접하여 방사광축이 카메라부(c)의 촬상광축과 거의 평행하고 또한 근접하도록 배치한 다른 근적외광원을 사용하여 동공을 촬상하도록 해도 된다.In the fifth embodiment, the near-infrared LED 8 captures the pupil of the driver p in a dark state, but the radiation light axis is close to the imaging light axis of the camera part c in close proximity to the camera part c. The pupil may be imaged using another near-infrared light source arranged so as to be close to each other.

[실시예 6]Example 6

실시예 6의, 카메라의 광축상에 광학필터를 배치함에 의해, 안경렌즈에 의한 반대가 발생하였다고 해도 눈을 확실하게 검출할 수 있도록 한 것이다.By arranging the optical filter on the optical axis of the camera of Example 6, the eye can be reliably detected even if opposition by the spectacle lens occurs.

도 16 내지 도 19는 실시예 6의 실시양태를 나타내는 것으로서, 도 16은 실시예 6의 얼굴 화상 촬상장치를 포함하는 운전자 상태 검출장치의 구성도, 도 17은 촬상부(a)의 외관 사시도, 도 18은 촬상부(a)의 단면도, 도 19는 복합 광학 필터의 분광투과율 특성도이다.16 to 19 show the embodiment of the sixth embodiment, FIG. 16 is a configuration diagram of a driver state detection device including the face image image pickup device according to the sixth embodiment, FIG. 17 is an external perspective view of the image pickup unit a; 18 is a cross-sectional view of the imaging unit a, and FIG. 19 is a spectral transmittance characteristic diagram of the composite optical filter.

도면에서, 41,42는 카메라부(c)의 촬상 광축상의 촬상렌즈(3)의 전면에 겹쳐서 배치한 광학필터, 50은 촬상부(a)의 CCD(1), 촬상렌즈(3), 광학필터(41,42)등을 지지하는 하우징으로, 근적외LED(8)도 이러한 하우징내에 지지되고 있다. 51은 CCD(1), 영상신호 처리회로(2), LED 제어회로(9)가 배치된 프린트 기판, 52는 촬상부(a)의 출력리드이고, 근적외LED(8)는 실시예 5와 같이 중심파장 약 900nm의 LED를 도 17에 도시한 바와 같이 렌즈의 개구(31)에 근접하여 카메라부(c)의 촬상광축과 근적외광의 방사광축을 거의 평행하게 광학필터(41)의 뒤측에 대칭형으로 4군데 설치하고 있다. 단지, 근적외LED(8)는 도 17과 다르고 광학필터(41)를 끼우지 않고서 배치해도 된다.In the figure, 41 and 42 are optical filters arranged on the front surface of the imaging lens 3 on the imaging optical axis of the camera unit c, and 50 are the CCD 1 of the imaging unit a, the imaging lens 3, and the optical. As a housing for supporting the filters 41 and 42, the near-infrared LED 8 is also supported in such a housing. 51 is a printed circuit board on which the CCD 1, the image signal processing circuit 2, and the LED control circuit 9 are arranged, 52 is the output lead of the imaging unit a, and the near-infrared LED 8 is the same as that of the fifth embodiment. As shown in Fig. 17, the LED having a central wavelength of about 900 nm is symmetrical to the rear side of the optical filter 41 near the aperture 31 of the lens and substantially parallel to the imaging optical axis of the camera portion c and the emission optical axis of near infrared light. It is installed in four places. However, the near-infrared LED 8 is different from that in FIG. 17 and may be disposed without the optical filter 41 inserted.

다음에 광학필터에 대하여 설명한다.Next, the optical filter will be described.

도 19에 도시한 바와 같이, 광학필터(41)는 도면의 점선으로 나타낸 바와 같이 장파장 투과 필터(LPF)이고, 여기에서는 투과율 50%점의 파장이 약 500nm인 LPF를 사용한 예를 나타내고 있고, 가시광 및 적외광을 포함하는 500nm 이상 파장의 빛을 투과시키게 되어 있다. 또한, 광학필터(42)는 대역제거 필터(BIRF)이고, 여기에서는 투과율 50%점의 파장을 650nm, 850nm으로하여, 가시광과 근적외광과의 협간의 상기 650~850nm간의 파장대역을 제거하는 BRF를 사용한 예를 나타내고 있다. 이러한 BRF(42)는 유리, 플라스틱 등의 광학용 투명기판상에 유전막을 다층 적층한 유전다층막 필터를 사용하여, LPP(41)는 같은 유전다층막 필터가, 상기 광학용 투명기재에 색소를 확산한 저렴한 흡수형의 필터를 사용한다.As shown in FIG. 19, the optical filter 41 is a long wavelength transmission filter (LPF) as shown by the dotted line of the figure, and shows the example using LPF whose wavelength of 50% transmittance | permeability is about 500 nm here, and visible light And light having a wavelength of at least 500 nm including infrared light. In addition, the optical filter 42 is a band-rejection filter (BIRF), in which a wavelength of 50% of transmittance is set at 650 nm and 850 nm to remove the wavelength band between the 650 nm to 850 nm between the visible light and the near infrared light. An example using is shown. The BRF 42 uses a dielectric multilayer film filter in which a dielectric film is laminated in multiple layers on an optical transparent substrate such as glass or plastic. The LPP 41 uses the same dielectric multilayer film filter in which a dye is diffused into the optical transparent substrate. Inexpensive absorption filter is used.

상기 LPF(41), BRF(420)는 도 18과 같은 겹쳐진 복합광학필터(43)를 구성하고, 도면중의 실선과 같이 안경렌즈의 코팅의 투과율이 높은 파장대 약 400~700nm의 중앙 부근과, 어두운 상태에서의 촬상에 사용하는 근적외 LED(8)의 중심파장 주위의 쌍방에 높은 분광 투과율을 나타낸다.The LPF 41 and BRF 420 constitute an overlapped composite optical filter 43 as shown in FIG. 18, and as shown in the solid line in the drawing, the wavelength of the coating having a high transmittance of the spectacle lens is around 400 to 700 nm, and High spectral transmittance is exhibited both around the center wavelength of the near-infrared LED 8 used for imaging in a dark state.

즉, 복합광학필터(43)는, 제1통과대역인 400~700nm과 제2통과대역인 850nm이상 2개의 통과대역을 가지고 있다.That is, the composite optical filter 43 has two pass bands of 400 to 700 nm as the first pass band and 850 nm or more as the second pass band.

상기 복합광학필터(43)에 의해, 어두운 상태에서는 근적외 LED(8)를 점등하여 상기 근적외 LED(8)의 중심파장 주위가 높은 분광 투과율에 의해 상기 실시예 5와 같이 운전자(p)의 동공을 촬상하여, 운전자의 상태, 즉 졸음 등을 검출한다.By the composite optical filter 43, the near-infrared LED 8 is turned on in the dark state, and the circumferential wavelength around the center wavelength of the near-infrared LED 8 is high. The pupil is imaged to detect the driver's condition, that is, drowsiness.

또한, 밝은 상태에서는 파장 500~650nm 사이와 850nm 이상 높은 분광 투과율에 의해 외광내의 상기 2개의 파장영역의 성분에 의해 운전자(p)의 얼굴 화상을 촬상한다.In the bright state, the face image of the driver p is picked up by the components of the two wavelength regions in the external light with a spectral transmittance between the wavelengths of 500 to 650 nm and 850 nm or more.

그런데, 상기 종래의 가시컷필터(4)를 사용한 경우에는 필터(4)의 저지영역에서의 안경렌즈의 분광 반사율이 낮게, 반대로 필터(4)의 투광역융에서의 안경렌즈의 분광 반사율이 높으므로, 눈의 보이는 쪽을 나타내는 K의 값이 작게 되며, 도 28에 도시하는 바와 같이 거의 눈을 촬상할 수 없다.By the way, when the conventional visible cut filter 4 is used, the spectroscopic reflectance of the spectacle lens in the blocking region of the filter 4 is low, and conversely, the spectroscopic reflectance of the spectacle lens in the translucent back melting of the filter 4 is high. Therefore, the value of K indicating the visible side of the eye becomes small, and as shown in FIG. 28, the eye can hardly be captured.

이것에 대하여 본 실시예의 복합광학필터(43)에서는, 안경렌즈의 가시파장의 분광 반사율이 낮은 영역에서 높은 투과율을 가게 하고 있으므로, 상기 가시영역에서의 눈으로부터의 확산반사광속(iT)이 CCD(1)에 효율이 좋게 들어가고, 상기 비율(K)이 커지어, 도 6에 도시하는 바와 같이 눈을 확실하게 촬상할 수 있다.On the other hand, in the composite optical filter 43 of the present embodiment, since the high transmittance is given in the region where the spectral reflectance of the visible wavelength of the spectacle lens is low, the diffuse reflection light beam from the eye in the visible region ( iT) enters the CCD 1 efficiently, and the ratio K becomes large, so that eyes can be reliably captured as shown in FIG.

즉, 이러한 실시예에서는, 안경렌즈의 투과율이 높은 가시파장 영역과 어두운 상태의 운전자(p) 촬상용의 근적외 조명에 대응하는 근적외 파장영역의 쌍방에 통과대역을 가지는 복합광학필터(43)를 사용하여, 밝은 상태에 태양광의 상기 가시와 근적외의 통과파장 대역성분으로 안경(g)을 착장한 운전자(p)의 안면을 촬상하는 것에 의해, 안경렌즈의 표면반사가 존재해도 특별한 반사제거용 조명을 사용하지 않고서 눈을 확실히 촬상할 수 있는 이점이 있다.That is, in this embodiment, the compound optical filter 43 having a pass band in both the visible wavelength region with high transmittance of the spectacle lens and the near infrared wavelength region corresponding to the near infrared illumination for imaging the driver p in the dark state. By imaging the face of the driver p wearing the glasses g with the visible and near-infrared pass wavelength band components of the sunlight in a bright state, the surface reflection of the spectacle lens may There is an advantage in that the eye can be surely photographed without using illumination.

[실시예 7]Example 7

실시예 7은 실시예 6의 변형예로, 실시예 6에 비하여 더욱 명료한 얼굴 화상을 얻는 것이다.The seventh embodiment is a modification of the sixth embodiment, which obtains a clearer face image than the sixth embodiment.

도 20은 실시예 7의 복합광학필터(45)의 분광 투광율 특성도를 나타내는 것으로, 실시예 6의 도 19의 복합광학필터(43)에, 또한 투과율 50%점이 약 950nm의 단파장 투과필터(HPF, 44)를 중보하고, 도시하는 바와 같이, 안경렌즈의 코팅의 투과율이 높은 파장대 약 400~700nm의 중앙부근과, 어두운 상태에서의 촬상에 사용될 수 있고 근적외 LED(8)의 중심파장 주위에만 투과 파장대를 한정한 복합광학 필터로 하고 있다.Fig. 20 shows the spectral transmittance characteristic diagram of the composite optical filter 45 of Example 7. The composite optical filter 43 of Fig. 19 of Example 6 has a short wavelength transmission filter (HPF) having a transmittance of 50% and a point of about 950 nm. , 44), and as shown, the transmittance of the coating of the spectacle lens is in the high wavelength region of about 400 to 700 nm, and can be used for imaging in the dark state and only around the center wavelength of the near-infrared LED 8 It is set as the composite optical filter which limited the transmission wavelength range.

또 상기 HPP(44)는 상기 BRF(42)와 같이 유전다층막 필터를 사용하는 것이 좋다. 이러한 복합광학 필터(45)를 실시예 6과 같이 카메라부(c)의 촬상렌즈(3)의 전면에 배치하여, 어두운 상태로서는 근적외선 LED(8)를 점등하여 운전자(p)의 동공을 촬상하는 동시에, 밝은 상태에서는 외광내의 파장 500~650nm사이와 850~950nm간의 성분만에 의해 운전자(p)의 얼굴 화상을 촬상한다.The HPP 44 may use a dielectric multilayer filter like the BRF 42. Such a compound optical filter 45 is disposed in front of the imaging lens 3 of the camera unit c as in Example 6, and in the dark state, the near-infrared LED 8 is turned on to capture the pupil of the driver p. At the same time, in the bright state, the face image of the driver p is imaged only by the components between the wavelengths of 500 to 650 nm and 850 to 950 nm in the external light.

여기에서, 제1통과대역은 500~650nm 파장이다.Here, the first passband is a wavelength of 500 to 650 nm.

이러한 복합광학 필터(45)의 사용에 의하면, 어두운 상태의 촬상에 사용하는 근적외광의 조명의 파장 영역이, 가시영역에서의 눈으로부터 확산 반사광속(iT)을 포함하는 가시파장과의 2개의 파장 영역만의 빛을 투과하기 때문에, 이들 이외의 파장 영역의 외란광을 제거할 수 있다. 이 때문에, 안경렌즈의 또한 장파장측, 즉 700nm 이상 파장 영역에서 발생기가 큰 반사를 제거할 수 있으며, 안경렌즈의 표면반사가 존재하고 있더라도 눈을 보다 명료하게 촬상할 수 있는 동시에, 필요 이외의 파장성의 빛을 컷하고 있으므로 주위에 존재하는 노이즈광이 카메라에 침입하는 일이 없으며 어두운 상태에서의 운전자(p)의 촬상 S/N 비를 향상할 수 있다고 하는 이점이 있다.According to the use of such a composite optical filter 45, the wavelength region of illumination of near-infrared light used for imaging in a dark state is diffused from the eye in the visible region. Since light of only two wavelength regions with visible wavelengths including iT) is transmitted, disturbed light in wavelength regions other than these can be removed. For this reason, it is possible to eliminate large reflections of the generator on the long wavelength side of the spectacle lens, that is, the wavelength region of 700 nm or more, and to capture the eye more clearly even if the surface reflection of the spectacle lens is present, and at the wavelength other than necessary. Since the light of the castle is cut, there is an advantage that the noise light existing in the surroundings does not invade the camera and the imaging S / N ratio of the driver p in the dark state can be improved.

[실시예 8]Example 8

실시예 8은 얼굴 화상장치의 간략화에 관한 것이다.Embodiment 8 relates to the simplification of the face image device.

상기 실시예 6,7에서는 LPF(41), BRF(42), HPF(44)를 각각 별체의 필터로 하였지만, 예를 들면 흡수형LPF(41)의 기판의 한 면에 유전다층막을 적층하여 BRF(42)를 형성하거나, 투명기판의 양면에 유전다층막을 적층하여 한 면에 LPF(41)를, 다른 면에 BIRF(42)를 형성하면 1매의 기판에서 도 19의 실선으로 나타내는 분광 투과율 특성을 가지는 복합광학필터(43)를 형성할 수 있다.In Examples 6 and 7, the LPF 41, the BRF 42, and the HPF 44 were used as separate filters, respectively. For example, a dielectric multilayer film was laminated on one side of the substrate of the absorption type LPF 41 to form BRF. (42) or LPF 41 on one side and BIRF 42 on the other side by laminating a dielectric multilayer film on both sides of the transparent substrate, the spectral transmittance characteristic shown by the solid line of FIG. It is possible to form a composite optical filter 43 having a.

또한, 흡수형 LPF(41)의 기판의 양면에 유전다층막을 적층하여 한 면에 BRF(42)를, 다른면에 HPF(44)을 형성하면 1매의 기판에서 도 20의 실선으로 나타내는 분광 투과율 특성을 가지는 복합광원필터(45)를 형성할 수 있다.Further, when the dielectric multilayer film is laminated on both sides of the substrate of the absorption type LPF 41, and the BRF 42 is formed on one side and the HPF 44 on the other side, the spectral transmittance shown by the solid line in FIG. 20 on one substrate. A composite light source filter 45 having characteristics can be formed.

따라서, 이들 방법에 따라서 복합광학필터(45)를 박형화할 수 있고, 또한 저렴하게 제작할 수 있는 동시에, 복수의 필터의 위치맞춤이라는 번거로운 문제도 발생하지 않는다.Therefore, according to these methods, the composite optical filter 45 can be thinned and manufactured at low cost, and the troublesome problem of alignment of a plurality of filters does not occur.

[실시예 9]Example 9

실시예 9는 상술한 실시예의 조합에 관한 것으로, 안경렌즈의 표면반사가 비교적 강한 경우라도, 그 영향을 받는 것이 없다고 하는 것이다.The ninth embodiment relates to the combination of the above-described embodiments, and even if the surface reflection of the spectacle lens is relatively strong, it is said that it is not affected.

도시하지 않지만, 상기 실시예 6,7에 나타내는 복합광학필터(43) 혹은 복합광학필터(45)를, 실시예 1혹은 실시예 5에 나타내는 카메라부(c)의 광학 필터(4)와 바꿈으로서, 안경렌즈 반사의 영향을 더욱 감소할 수 있다.Although not shown, the composite optical filter 43 or the composite optical filter 45 shown in Examples 6 and 7 is replaced with the optical filter 4 of the camera unit c shown in Example 1 or Example 5. Therefore, the influence of spectacle lens reflection can be further reduced.

즉, 상기 복합광학필터(43) 혹은 복합광학필터(45)를 사용한 카메라부(c)를 사용하여 운전자(p)를 촬상함으로서 안경렌즈의 표면반사의 영향을 먼저 감소시킨 후에, 또한 실시예 1 내지 실시예 5와 같이, 주위 환경 혹은 상기 운전자(p)의 안면부근의 밝은 상태인지 혹은 운전자(p)의 안경이 검출된 상태중의 어느 상태에서 또한 눈을 검출할 수 없는 경우에 출력 I/F(14)를 통해 조명제어회로(5)에 안경반사 제거용 조명제어 신호를 송출하여 근적외광원(6)을 점등한다.That is, after the driver p is imaged using the camera unit c using the composite optical filter 43 or the composite optical filter 45, the influence of the surface reflection of the spectacle lens is first reduced, and then, Example 1 As in the fifth embodiment, when the eye cannot be detected in any of the surrounding conditions or the bright state near the face of the driver p or the glasses of the driver p, the output I / The near-infrared light source 6 is lighted by sending an illumination control signal for removing specular reflection to the lighting control circuit 5 through the F 14.

이러한 실시예에 따르면, 맑을 때에 흰 구름이라든지, 흰 벽 등이 안경렌즈에 비친 것처럼 같은 극히 안경렌즈의 표면반사가 강한 상태에서도, 근적외광원(6)을 점등하여, 렌즈반사의 영향을 확실하게 배제하여 눈을 명료하게 촬상할 수 있다.According to this embodiment, the near-infrared light source 6 is turned on to ensure the influence of lens reflection even when the surface reflection of the spectacle lens is strong, such as a white cloud or a white wall reflected on the spectacle lens when it is clear. The eye can be clearly captured by removing it.

또한, 통상 생기는 안경렌즈의 표면 반사 정도로서는 복합광학필터(43) 혹은 복합광학필터(45)만으로 눈을 명료하게 촬상할 수 있으므로, 눈을 검출할 수 없는 상태의 발생 빈도가 적어지며, 이것에 의해 근적외광원(6)의 밝은 상태에서의 사용빈도가 적어지고 수명을 또한 연장할 수 있는 이점이 있다.In addition, since the degree of surface reflection of a conventional spectacle lens can be clearly captured by only the compound optical filter 43 or the compound optical filter 45, the frequency of occurrence of a state in which the eye cannot be detected is reduced. As a result, the frequency of use of the near-infrared light source 6 in the bright state is reduced, and there is an advantage that the life can be extended.

[실시예 10]Example 10

실시예 10은, 2개의 광학 필터를 바꿔 편용하는 것으로, 이것에 의해 안경렌즈 반사의 영향제거를 위한 근적외광원(6)을 설치하지 않고서 눈을 명료하게 검출할 수 있다고 하는 것이다.In Example 10, two optical filters are alternately used, whereby the eye can be clearly detected without providing the near-infrared light source 6 for removing the influence of specular lens reflection.

도 21 내지 도 24는 실시예 10을 나타내는 것으로, 도 21은 실시예 10의 얼굴 화상 촬상장치를 포함하는 운전자 상태 검출장치의 구성도, 도 22는 촬상부(a)의 단면도, 도 23은 필터교환부의 사시도, 도 24는 한쪽의 광학 필터(46)의 분광 투과율 특성도이다.21 to 24 show a tenth embodiment, FIG. 21 is a block diagram of a driver state detection device including the face image pickup device according to the tenth embodiment, FIG. 22 is a sectional view of the image pickup unit a, and FIG. 23 is a filter. 24 is a perspective view of the spectral transmittance characteristic of one optical filter 46.

도면에서, 46은 안경렌즈 코팅의 투과율이 높은 가시영역에만 통과대역을 가지는 제1광학 필터로서, 도 24에 도시하는 바와 같이 투과율 50% 파장이 500nm, 650nm인 밴드패스 필터(BPF)이다. 47은 어두운 상태의 운전자(p)의 조명용으로서의 근적외광원의 파장 영역에 투과파장을 합친 제2광학필터이고, 예를 들면 근적외광원으로서 상기 실시예 5와 같이 중심파장 900nm의 근적외LED(8)를 사용한 경우에는 통상의 가시컷 필터를 사용해도 되지만, 파장 900nm을 중심으로 하는 반값폭 100nm 정도의 BPF를 사용하면 조명광 이외의 외란광 성분을 제거할 수 있어서 유리하다. 또, 안경렌즈 코팅의 투과율이 높은 가시영역은 제1통과대 영역으로서, 어두운 상태의 운전자(p)의 조명용으로서의 근적외광원의 파장 영역은 제2통과대역이다.In the figure, reference numeral 46 denotes a first optical filter having a pass band only in a visible region having a high transmittance of the spectacle lens coating, and a band pass filter (BPF) having a 50% transmittance wavelength of 500 nm and 650 nm as shown in FIG. 47 is a second optical filter in which the transmission wavelength is combined with the wavelength region of the near infrared light source for illumination of the driver p in the dark state, and is, for example, a near infrared LED having a center wavelength of 900 nm (see Example 5 above) as a near infrared light source. In the case of using 8), a normal visible cut filter may be used. However, the use of a BPF with a half width of about 100 nm centered on a wavelength of 900 nm enables the removal of disturbance light components other than illumination light. The visible region having a high transmittance of the spectacle lens coating is the first pass band region, and the wavelength region of the near infrared light source for illumination of the driver p in the dark state is the second pass band.

60은 제1광학 필터(46)와 제2광학 필터(47)를 바꾸는 필터 교환수단이고, 촬상부(a)의 하우징(50)내에 내장되어 있다. 제1광학 필터(46)와 제2광학 필터(47)는 렌즈(3)의 전면측에 배치해도 되지만, 여기에서는 렌즈(3)의 후면측에 배치하여, 필터 교환수단(60)을 소형화하는 동시에, 투과파장대에 따라서 필터 기판의 두께, 재질 즉 굴절율을 바꿔 렌즈(3)의 실효촛점거리를 바꾸는 것에 의해 렌즈(3)의 색수차를 보정하고 있다. 48은 반사방지 코트를 시행한 유리 등의 투명보호 부재이다.60 is filter replacement means for replacing the first optical filter 46 and the second optical filter 47, and is incorporated in the housing 50 of the imaging section a. The first optical filter 46 and the second optical filter 47 may be disposed on the front side of the lens 3, but here, the first optical filter 46 and the second optical filter 47 may be disposed on the rear side of the lens 3 to reduce the size of the filter replacement unit 60. At the same time, the chromatic aberration of the lens 3 is corrected by changing the thickness of the filter substrate, the material, that is, the refractive index, in accordance with the transmission wavelength band, thereby changing the effective focal length of the lens 3. 48 is a transparent protective member such as glass with an antireflective coat.

필터 교환수단(60)은, 필터를 교환하는 구동력을 발생하는 모터(61)와, 이 모터(61)에 신호를 주는 리드(62)와, 모터(61)의 회전을 감속하는 기어박스(63)와, 돌기상의 롤러핀을 가지고 기어박스(63)로부터의 회전력을 받아서 회전하는 회전캠판(64)과, L자 형상의 형상으로 그 일면에 2개의 필터를 지지하는 동시에 다른쪽의 면에 롤러핀을 삽입하는 긴 구멍을 가진 필터 지지판(65)으로 구성되어 있다.The filter changing means 60 includes a motor 61 for generating a driving force for replacing the filter, a lead 62 for giving a signal to the motor 61, and a gear box 63 for reducing the rotation of the motor 61. ), A rotating cam plate 64 which rotates with the rotational force from the gear box 63 with the projection roller pin, and the L-shaped shape supports two filters on one side thereof and the roller on the other side. It consists of the filter support plate 65 which has a long hole in which a pin is inserted.

실시예 10의 동작에 대하여 설명한다.The operation of the tenth embodiment will be described.

우선, 장치 리셋 시에는 가시 영역을 통과시키는 제1광학 필터(46)가 촬상축상에 배치되어 있고, 밝은 상태에서는 이러한 제1광학 필터(46)를 통해서 운전자(p)의 얼굴 화상이 필터의 투과파장 영역의 성분광으로 촬영된다. 이 경우, 상기 제1광학 필터(46)의 투과파장 영역이 안경렌즈의 분광 반사율이 낮은 파장 영역에 맞춰지므로, 운전자(p)가 착장하는 안경(g)의 렌즈표면 반사가 있더라도 그 반사광은 제1광학 필터(46)에 의해 카메라로의 입사가 저지된다. 한편, 눈으로부터의 확산반사광속(iT)내의 제1의 광학 필터(46)의 통과대역의 파장성분은 제1광학 필터(46)에 저지되지 않고 카메라로 입사하여, 이것에 의해 눈을 명료하게 촬상할 수 있다.First, when the device is reset, a first optical filter 46 for passing the visible region is disposed on the imaging axis, and in the bright state, the face image of the driver p passes through the filter through the first optical filter 46. It is imaged with component light in the wavelength region. In this case, since the transmission wavelength region of the first optical filter 46 is adapted to the wavelength region where the spectroscopic reflectance of the spectacle lens is low, the reflected light is reduced even if there is a lens surface reflection of the spectacles g worn by the driver p. Incident to the camera is prevented by the one optical filter 46. On the other hand, the diffuse reflecting light beam from the eye ( The wavelength component of the pass band of the first optical filter 46 in iT) is incident on the camera without being blocked by the first optical filter 46, whereby the eye can be clearly captured.

외계가 어둡게 되어, 운전자(p)의 얼굴 화상의 평균휘도가 저하하면 영상신호 처리회로(2)는 AGC 제어를 행하면 동시에 셔터를 개방측으로 제어한다. 이러한 상태에서 실시예 5와 같은 명암판정이 행해지며, 어두운 상태라고 판정된 경우에는 필터를 제2광학 필터(47)로 바꾼다.When the outer space becomes dark and the average brightness of the face image of the driver p decreases, the video signal processing circuit 2 controls the shutter to the open side at the same time as the AGC control is performed. In this state, the same contrast determination as in Example 5 is performed, and when it is determined that it is dark, the filter is replaced with the second optical filter 47.

프린트기판(51)상의 영상신호 처리회로(2)에 의한 명암신호가 어두운 상태를 나타내는 신호를 출력하면 CPU(15)는 리드(62)를 통하여 모터(61)에 구동신호를 주고 회전시킨다. 모터(61)의 회전은, 모터(61)와 연결한 기어박스(62)에서 회전수가 내려지고 회전캠판(64)을 반회전시킨다. 이 회전운동은, 필터지지판(65)의 긴 구멍과 이 긴 구멍에 삽입된 회전캠판(64)의 롤러핀에 의해 직선운동으로 변환되어, 필터 지지판(65)을 촬상축에 대하여 수직으로 이동시켜서 제1광학 필터(46)를 제2광학 필터(47)를 바꾼다.When the contrast signal by the image signal processing circuit 2 on the printed circuit board 51 outputs a signal indicating a dark state, the CPU 15 gives a drive signal to the motor 61 through the lid 62 and rotates it. Rotation of the motor 61, the rotation speed is lowered from the gear box 62 connected to the motor 61, and rotates the rotary cam plate 64 half. This rotational motion is converted into a linear motion by the long hole of the filter support plate 65 and the roller pin of the rotary cam plate 64 inserted into the long hole, thereby moving the filter support plate 65 perpendicularly to the imaging axis. The first optical filter 46 is replaced with the second optical filter 47.

또한, 이때 근적외LED(8)를 점등하여 운전자의 안면을 조명하여 동공을 촬상한다.At this time, the near-infrared LED 8 is turned on to illuminate the driver's face to capture the pupil.

반대로, 외계가 어두운 상태로부터 밝은 상태로 된 경우, 즉 야간부터 아침이 된 경우는 근적외LED(8)의 근적외광의 다른 태양광이 가해지게 된다. 따라서, 제2광학 필터(47)는, 근적외LED(8)의 조사광과, 태양광의 근적외광의 성분을 통과시킨다. 이것에 의해 운전자(p)의 얼굴 화상의 평균부피가 올라가고, 이 휘도의 상승에 근거하여 영상신호 처리회로(2)가 어두운 상태로부터 밝은 상태가 되었다고 판정하여, CPU(15)에 밝은 상태를 나타내는 신호를 출력한다. CPU(15), 밝은 상태를 나타내는 신호를 받아, 상술하는 반대의 방향으로 모터(61)를 회전시키고, 광학 필터를 제2광학 필터(47)로부터 제1광학 필터(46)로 바꾸는 동시에, 근적외LED(8)를 소등한다.On the contrary, when the extraterrestrial is turned from a dark state to a bright state, that is, when it is morning from night, other solar light of the near infrared light of the near infrared LED 8 is applied. Therefore, the 2nd optical filter 47 passes the irradiation light of the near-infrared LED 8 and the component of the near-infrared light of sunlight. As a result, the average volume of the face image of the driver p increases, and the video signal processing circuit 2 determines that the video signal processing circuit 2 has become a bright state from a dark state on the basis of the increase of the brightness, indicating a bright state to the CPU 15. Output the signal. The CPU 15 receives the signal indicating the bright state, rotates the motor 61 in the opposite direction described above, changes the optical filter from the second optical filter 47 to the first optical filter 46, and The infrared LED 8 is turned off.

이러한 실시예에서는, 밝은 상태에는 안경렌즈의 표면반사의 영향이 없는 가시파장 영역만을 사용하여 운전자(p)를 촬상하기 위해서, 안경렌즈 반사가 존재해도 특별한 반사제거용 조명을 사용하지 않고서 눈을 명료하게 촬상할 수 있는 동시에, 어두운 상태에는 운전자(p)를 조명하는 근적외광원의 파장 영역만으로 운전자(p)를 촬상하므로, 외란광이 제거되고 운전자(p)의 촬상S/N비를 향상할 수 있다고 하는 이점이 있다.In this embodiment, in order to capture the driver p using only the visible wavelength region without the influence of the surface reflection of the spectacle lens in the bright state, the eye is clear without using special specular removal illumination even if the spectacle lens reflection exists. At the same time, the driver p is imaged only in the wavelength region of the near-infrared light source illuminating the driver p in the dark state, so that the disturbance light is eliminated and the image pickup S / N ratio of the driver p can be improved. There is an advantage that can be.

[실시예 11]Example 11

실시예 11은, 실시예 1과 실시예 10을 조합함으로서 안경렌즈의 표면 반사의 영향을 극히 감소시킨다.Example 11 greatly reduces the influence of surface reflection of the spectacle lens by combining Example 1 and Example 10.

즉, 실시예 11에서는, 상기 실시예 10에 나타내는 필터교환수단(60)을 가지는 카메라부(c)와, 실시예 1에서 설명한 조도 센서(7) 등의 명암 검출수단과, 조명제어회로(5)와, 안경렌즈 반사의 영향을 제거하기 위한 근적외광원(6)을 구비하고 있다.That is, in Example 11, the camera part c which has the filter replacement means 60 shown in Example 10, the contrast detection means, such as the illuminance sensor 7 demonstrated in Example 1, and the illumination control circuit 5 ) And a near-infrared light source 6 for removing the influence of spectacle lens reflection.

따라서, 밝 상태에서 안경렌즈 코팅의 투과율이 높은 가시영역에만 통과대역을 가지는 제1광학 필터(4)로 바꿔 운전자(p)의 얼굴 화상을 촬상하여, 렌즈표면 반사의 영향을 우선 감소한 후에, 또한 실시예 1 내지 실시예 5와 같이, 주위 환경 혹은 상기 운전자(p)의 안면 부근이 밝은 상태인지 혹은 운전자(p)의 안경이 검출된 상태중의 어느 상태에서 또한 눈이 검출할 수 없는 경우에 출력I/F(44)를 통해 조명제어회로(5)에 안경반사 제거용 조명제어신호를 송출하여 근적외광원(6)을 점등한다.Therefore, after switching to the first optical filter 4 having the pass band only in the visible region where the transmittance of the spectacle lens coating is high in the bright state, the face image of the driver p is imaged, and after the influence of the lens surface reflection is first reduced, As in the first to fifth embodiments, when the surrounding environment or the vicinity of the face of the driver p is bright or in which state the eyeglasses of the driver p are detected and the eye cannot be detected. The near-infrared light source 6 is turned on by sending an illumination control signal for removing specular reflection to the illumination control circuit 5 through the output I / F 44.

이러한 실시예에 의하면, 실시예 9와 같은 렌즈표면반사가 강한 상태에 있어서도, 근적외광원(6)을 점등하여, 렌즈반사의 영향을 확실하게 배제하여 눈을 명료하게 촬상할 수 있는 동시에, 통상 발생하는 렌즈 반사정도로서는 제1광학 필터(46)만으로 눈을 명료하게 촬상할 수 있으므로, 근적외광원(6)의 밝은 상태에서는 사용빈도가 적어지고 수명을 또한 연장할 수 있는 이점이 있다.According to this embodiment, even when the lens surface reflection is the same as in the ninth embodiment, the near-infrared light source 6 is turned on, so that the effect of lens reflection can be reliably eliminated, and the eye can be clearly captured, As the degree of lens reflection generated, the eye can be imaged clearly with only the first optical filter 46, so that the frequency of use is reduced in the bright state of the near-infrared light source 6 and the life can be extended.

또, 상기 실시예 6 내지 실시예 11에서는, 어두운 상태에 근적외LED(8)로서 운전자(p)의 동공을 촬상하도록 하였지만, 실시예 1과 같이 할로겐 램프라든지 키세논 램프 등의 광원의 근적외 영역라든지 근적외LED를 묶어서 근적외광원(6)으로 운전자의 얼굴을 조명하고 촬상하도록 해도 된다.In the sixth to eleventh embodiments, the pupil p of the driver p is imaged as the near-infrared LED 8 in a dark state. However, as in the first embodiment, the near-infrared light source such as a halogen lamp or a xenon lamp is used. The area or the near-infrared LED may be bundled to illuminate and image the driver's face with the near-infrared light source 6.

또한, 상기 각 실시예에서는 차량 운전자의 졸음 등을 검출하기 위한 얼굴 화상 촬상장치에 관하여 나타낸 것으로, 당연히 사실이지만, 일반적으로 검출 대상자의 얼굴 화상을 화상 처리하여 상기 검출 대상자의 눈을 검출하여 상기 검출 대상자의 상태를 검지하는 인물상태 검출장치에 사용될 수 있고 얼굴 화상 촬상장치로서 이용할 수 있다.In addition, in each of the above embodiments, a face image image pickup apparatus for detecting a drowsiness or the like of a vehicle driver is shown. As a matter of fact, generally, the face image of a subject to be detected is image-processed to detect the eyes of the subject to be detected. It can be used in a person state detection device that detects a subject's condition and can be used as a face image pickup device.

본 발명은, 상술와 같은 구성을 가지고 있으므로, 이하와 같은 효과가 있다.Since this invention has the structure as mentioned above, it has the following effects.

본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치에 의하면, 눈검출 수단이 검출 대상자의 눈을 검출하고 있을때 적외광 조명수단을 여기하여 검출 대상자의 안면을 조명하므로, 운전자가 장착하고 있는 안경의 반사에 의한 영향을 감소시킬 수 있다.According to the face image image pickup apparatus according to the present invention, when the eye detection means detects the eye of the detection subject, the infrared light illuminating means illuminates the face of the detection subject, so that the influence of the reflection of the glasses worn by the driver Can be reduced.

또한, 본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치에 의하면, 명암 검출 수단이 밝은 상태를 검출하고 또한 눈 검출수단이 검출 대상자의 눈을 검출하고 있지 않은 상태인 경우에 적외광 조명수단을 여기하여 검출 대상자의 안면을 조명하기 때문에, 소비전력을 경감할 수 있다.Further, according to the face image image pickup apparatus according to the present invention, when the contrast detecting means detects a bright state and the eye detecting means does not detect the eye of the detecting subject, the infrared illuminating means is excited to detect the subject. Since it illuminates the face, power consumption can be reduced.

또한, 본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치에 의하면, 2차원 촬상수단에 의해 촬상된 검출 대상자의 안면을 포함하는 화상의 휘도가 소정의 휘도 이상인지 아닌지에 근거하여 밝은 상태 혹은 어두운 상태를 판정하므로, 장치의 구성을 간략화할 수 있다.Further, according to the face image image pickup apparatus according to the present invention, the bright state or the dark state is determined based on whether or not the luminance of the image including the face of the subject to be imaged by the two-dimensional image pickup means is equal to or higher than a predetermined luminance. The configuration of the device can be simplified.

또한, 본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치에 의하여, 적외광 조명수단을 여기하고나서 소정 시간 경과하였을 때 적외광 조명수단을 일단 정지시키므로, 적외광 조명수단을 필요한 때에 여기할 수 있다.In addition, the face image image pickup apparatus according to the present invention stops the infrared light lighting means once a predetermined time has passed since the infrared light lighting means is excited, so that the infrared light lighting means can be excited when necessary.

또한, 본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치에 의하면, 안경 검출수단이 안경을 검출하고 또한 눈 검출수단이 검출 대상자의 눈을 검출하고 있지 않은 상태인 경우에 적외광 조명수단을 여기하여 검출 대상자의 안면을 조명하기 때문에, 소비전력을 경감할 수 있다.Further, according to the face image image pickup apparatus according to the present invention, when the eyeglass detecting means detects the eyeglasses and the eye detecting means does not detect the eye of the subject to be detected, the infrared light illuminating means is excited to Since the face is illuminated, power consumption can be reduced.

또한, 본 발명에 관계되는 얼굴 화상 촬상장치에 의하면, 명암 검출 수단이 어두운 상태를 검출하고 있을 때 검출 대상자의 안면을 광학 필터를 통과하는 적외광으로 조명하는 어두운 상태 용적외광 조명수단을 가지며, 어두운 상태 용적외광 조명수단과 눈 검출수단이 검출 대상자의 눈을 검출하고 있을때 여기되는 적외광 조명수단을 별도로 기능시키기 때문에, 소비전력을 감소시킬 수 있다.Further, according to the face image image pickup apparatus according to the present invention, when the contrast detecting means detects a dark state, it has a dark state infrared light illuminating means for illuminating the face of the subject to be detected by infrared light passing through the optical filter. Since the state volume infrared light illuminator and the eye detecting means separately function the infrared light illuminator excited when detecting the eye of the subject to be detected, power consumption can be reduced.

또한, 본 발명에 관계되는 얼굴 화상 촬상장치에 의하면, 소정의 파장 영역의 가시광과 소정의 파장 이상 적외광을 통과시켜서 검출 대상자의 얼굴 화상을 촬상하기 때문에, 간단한 구성으로 운전자가 장착하고 있는 안경의 반사의 영향을 감소시킬 수 있다.In addition, according to the face image image pickup apparatus according to the present invention, since the visible image of a predetermined wavelength region and infrared light having a predetermined wavelength or more are passed through to capture a face image of a subject to be detected, the driver wears glasses with a simple configuration. The influence of reflection can be reduced.

또한, 본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치에 의하면, 소정의 파장성의 가시광과 소정의 파장 영역의 적외광만에 의하여 검출 대상자의 얼굴화상을 촬상하므로, 보다 명료한 화상을 얻을 수 있다.In addition, according to the face image image pickup apparatus according to the present invention, since the face image of the subject to be detected is captured by only visible light having a predetermined wavelength and infrared light having a predetermined wavelength region, a clearer image can be obtained.

또한, 본 발명과 관계되는 얼굴 화상 촬상장치에 의하면, 소정의 파장 영역의 가시광과 소정의 파장 이상 적외광에 의하여 검출 대상자의 얼굴화상을 촬상하는 동시에, 해당 얼굴 화상에서 눈을 검출할 수 없는 경우는 적외광 조명수단을 여기하여 검출 대상자의 안면을 조명하므로, 운전자가 장착하고 있는 안경의 반사가 비교적으로 강한 경우라도 그 영향을 감소시킬 수 있다.Further, according to the face image image pickup apparatus according to the present invention, when a face image of a subject to be detected is captured by visible light in a predetermined wavelength range and infrared light having a predetermined wavelength or more, and eyes cannot be detected in the face image. Since the excitation of the infrared light illuminator illuminates the face of the subject to be detected, the influence can be reduced even when the reflection of the glasses worn by the driver is relatively strong.

또한, 본 발명에 관계되는 얼굴 화상 촬상장치에 의하면, 명암 검출수단이 밝은 상태를 검출하고 있을때 2차원 촬상수단의 광축상에 제1광학 필터를 배치하는 동시에, 명암 검출 수단이 어두운 상태를 검출하고 있을때 2차원 촬상수단의 광축상에 제2광학 필터를 배치하므로, 눈을 명료하게 검출할 수 있는 동시에 운전자가 장착하고 있는 안경의 반사의 영향을 감소시킬 수 있다.Further, according to the face image image pickup apparatus according to the present invention, when the contrast detecting means detects a bright state, the first optical filter is disposed on the optical axis of the two-dimensional imaging means, and the contrast detecting means detects the dark state. Since the second optical filter is disposed on the optical axis of the two-dimensional imaging means when present, the eye can be clearly detected and the influence of the reflection of the glasses worn by the driver can be reduced.

Claims (7)

검출 대상자의 안면을 포함하는 소정 영역을 촬상하는 2차원 촬상수단과, 적어도 소정의 파장 영역의 적외광을 통과시키는 통과대역을 가지고 상기 2차원 촬상수단의 광축상에 배치된 광학 필터와, 상기 2차원 촬상수단에 의해 촬상된 상기 검출 대상자의 얼굴 화상에 근거하여 상기 검출 대상자의 눈을 검출하는 눈 검출수단과, 적어도 상기 검출 대상자의 안면을 상기 광학 필터를 통과하는 적외광으로 조명하는 동시에 상기 2차원 촬상수단의 광축과 상기 적외광의 광축이 이루는 각도가 소정 각도 이상이 되도록 배치된 적외광 조명수단과, 상기 눈 검출수단이 상기 검출 대상자의 눈을 검출하고 있지 않을 때 상기 적외광 조명수단을 여기하는 여기수단을 구비한 것을 특징으로 하는 얼굴 화상 촬상장치.Two-dimensional imaging means for imaging a predetermined area including the face of the subject to be detected, an optical filter disposed on an optical axis of the two-dimensional imaging means with a pass band for passing infrared light in at least a predetermined wavelength region, and the two Eye detection means for detecting the eye of the detection subject based on the face image of the detection subject captured by the dimensional imaging means, and illuminating at least the face of the detection subject with infrared light passing through the optical filter; An infrared light illuminating means arranged such that an angle formed between the optical axis of the dimensional imaging means and the optical axis of the infrared light becomes a predetermined angle or more, and the infrared light illuminating means when the eye detecting means does not detect the eye of the subject to be detected. A face image image pickup apparatus comprising an excitation means for exciting. 제1항에 있어서, 검출 대상자의 주위 혹은 안면 부근의 밝기를 검출하여 상기 검출 대상자의 주위 혹은 안면 부근이 밝은 상태 혹은 어두운 상태의 어느 상태인가를 검출하는 명암검출수단을 가지며, 여기수단은, 상기 명암 검출수단이 밝은 상태를 검출하고 또한 눈 검출수단이 상기 검출 대상자의 눈을 검출하고 있지 않은 상태인 경우에 적외광 조명수단을 여기하는 것을 특징으로 하는 얼굴 화상 촬상장치.2. The apparatus according to claim 1, further comprising contrast detection means for detecting the brightness of the surroundings or near the face of the subject to be detected in a bright or dark state. And an infrared illuminating means excited when the contrast detecting means detects a bright state and the eye detecting means does not detect the eye of the person to be detected. 검출 대상자의 안면을 포함하는 소정 영역을 촬상하는 2차원 촬상수단과, 소정의 파장 영역의 가시광을 통과시키는 제1통과대역과 소정의 파장 이상의 적외광을 통과시키는 제2통과대역을 가지는 동시에 상기 2차원 촬상수단의 광축상에 배치된 광학 필터를 구비한 것을 특징으로 하는 얼굴 화상 촬상장치.Two-dimensional imaging means for imaging a predetermined area including the face of the subject to be detected, a first pass band for passing visible light in a predetermined wavelength region, and a second pass band for passing infrared light having a predetermined wavelength or more; And an optical filter arranged on the optical axis of the dimensional imaging means. 제3항에 있어서, 광학 필터의 제2통과대역은, 소정의 파장 영역의 적외광만을 통과하는 것을 특징으로 하는 얼굴 화상 촬상장치.The face image pickup device according to claim 3, wherein the second pass band of the optical filter passes only infrared light in a predetermined wavelength range. 검출대상자의 안면을 포함하는 소정 영역을 촬상하는 2차원 촬상수단과 소정의 파장 영역의 가시광을 통과시키는 제1통과대역과 소정의 파장이상의 적외광을 통과시키는 제2통과대역을 가지는 동시에 상기 2차원 촬상수단의 광축상에 배치된 광학 필터와, 상기 2차원 촬상수단에 의해 촬상된 상기 검출 대상자의 얼굴 화상에 근거하여 상기 검출 대상자의 눈을 검출하는 눈 검출수단과, 적어도 상기 검출 대상자의 안면을 상기 광학 필터를 통과하는 적외광으로 조명하는 동시에 상기 2차원 촬상수단의 광축과 상기 적외광의 광축이 이루는 각소가 소정 각도 이상으로 되도록 배치된 적외광 조명수단과, 상기 눈 검출수단이 상기 검출 대상자의 눈을 검출하고 있지 않을 때 상기 적외광 조명수단을 여기하는 여기수단을 구비한 것을 특징으로 하는 얼굴 화상 촬상장치.Two-dimensional imaging means for imaging a predetermined area including the face of the subject to be detected, a first pass band for passing visible light in a predetermined wavelength region, and a second pass band for passing infrared light having a predetermined wavelength or more, and simultaneously An optical filter disposed on the optical axis of the imaging means, eye detection means for detecting the eye of the detection subject based on the face image of the detection subject captured by the two-dimensional imaging means, and at least the face of the detection subject; Infrared light illuminating means arranged so that each part formed between the optical axis of the two-dimensional imaging means and the optical axis of the infrared light is equal to or more than a predetermined angle while illuminating with infrared light passing through the optical filter, and the eye detecting means is the object to be detected. And an excitation means for exciting the infrared light means when no eye is detected. The image pickup device. 제3항에 있어서, 광학필터는 제1통과대역을 가지는 제1광학필터와 제2통과대역을 가지는 제2광학필터로서 구성되며, 검출 대상자의 주위 혹은 안면 부근의 밝기를 검출하여 상기 검출 대상자의 주위 혹은 안면부근이 밝은 상태 혹은 어두운 상태의 어느 상태인가를 검출하는 명암 검출수단과, 이 명암 검출수단이 밝은 상태를 검출하고 있을때 2차원 촬상수단의 광축상에 상기 제1광학 필터를 배치하는 동시에, 상기 명암검출수단이 어두운 상태를 검출하고 있을때 상기 2차원 촬상수단의 광축상에 상기 제2광학 필터를 배치하는 필터 교환수단을 구비한 것을 특징으로 하는 얼굴 화상 촬상장치.4. The optical filter of claim 3, wherein the optical filter is configured as a first optical filter having a first pass band and a second optical filter having a second pass band, and detecting brightness of the surroundings or near the face of the subject to be detected. Contrast detecting means for detecting whether the surrounding or near face is a bright state or a dark state, and when the contrast detecting means detects a bright state, the first optical filter is disposed on the optical axis of the two-dimensional imaging means. And filter replacement means for disposing the second optical filter on an optical axis of the two-dimensional imaging means when the contrast detecting means detects a dark state. 제5항에 있어서, 광학 필터는 제1통과대역을 가지는 제1광학필터와 제2통과대역을 가지는 제2광학필터로서 구성되며, 검출 대상자의 주위 혹은 안면 부근의 밝기를 검출하여 상기 검출 대상자의 주위 혹은 안면 부근이 밝은 상태 혹은 어두운 상태의 어느 상태인가를 검출하는 명암 검출수단과, 이 명암 검출수단이 밝은 상태를 검출하고 있을때 2차원 촬상수단의 광축상에 상기 제1광학 필터를 배치하는 동시에, 상기 명암 검출수단이 어두운 상태를 검 출하고 있을때 상기 2차원 촬상수단의 광축상에 상기 제2광 학 필터를 배치하는 필터 교환수단을 구비한 것을 특징으로 하는 얼굴 화상 촬상장치.The optical filter of claim 5, wherein the optical filter is configured as a first optical filter having a first pass band and a second optical filter having a second pass band, and detecting brightness of the surroundings or the vicinity of the face of the detection subject. Contrast detecting means for detecting whether the surrounding or near face is in a bright state or a dark state, and when the contrast detecting means detects a bright state, the first optical filter is disposed on the optical axis of the two-dimensional imaging means. And filter changing means for arranging said second optical filter on the optical axis of said two-dimensional imaging means when said contrast detecting means detects a dark state.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8988597B2 (en) 2012-02-24 2015-03-24 Denso Corporation Imaging control device and program for controlling facial image taking apparatus which radiates infrared light toward the face
KR20180061068A (en) * 2016-11-29 2018-06-07 티에스알시 코포레이션 Process and catalyst composition for producing selectively hydrogenated conjugated diene polymer

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