WO2018047374A1 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

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WO2018047374A1
WO2018047374A1 PCT/JP2017/008445 JP2017008445W WO2018047374A1 WO 2018047374 A1 WO2018047374 A1 WO 2018047374A1 JP 2017008445 W JP2017008445 W JP 2017008445W WO 2018047374 A1 WO2018047374 A1 WO 2018047374A1
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WO
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image processing
lens
lens units
holder
processing apparatus
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PCT/JP2017/008445
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Inventor
泰州 深井
Original Assignee
アルプス電気株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor

Definitions

  • the present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method for acquiring an image related to a state of a vehicle driver.
  • the face image photographing device described in Patent Document 1 is an apparatus in which the focus position of a fixed-focus type in-vehicle camera is optimized between the driver's rear limit face position and the front limit face position. Even when the driver moves back and forth in the driver's seat, the driver's state can always be detected with high accuracy.
  • the present invention does not require a different camera for each vehicle type, and can reliably capture an image of a desired range of a driver's face with a predetermined resolution.
  • the purpose is to provide.
  • an image processing apparatus of the present invention is an image processing apparatus that is mounted on a vehicle and captures an image of a predetermined range of the face of the driver of the vehicle, and includes an imaging element and a plurality of lens units. And a hollow cylindrical holder for holding a plurality of lens units, each of the plurality of lens units including one or a plurality of lenses having a fixed positional relationship with each other.
  • a plurality of lens units are sequentially arranged along the optical axis direction of the optical system so that a plurality of lenses included in the optical system are arranged in order from the object side to the image pickup device side.
  • the angle of view of the optical system is set to an angle corresponding to the distance to the driver by adjusting the interval between the lens units and the interval between the image sensor and the lens unit. It is characterized in Rukoto.
  • the angle of view corresponding to the distance to the driver can be set using a plurality of lens units prepared in advance, so there is no need to prepare a different camera for each vehicle type, and the driver's face Of these, an image in a desired range can be reliably captured at a predetermined resolution.
  • the plurality of lens units are respectively fixed at predetermined positions in the optical axis direction in the holder, and the holder is fixed at a predetermined position in the optical axis direction with respect to the base member of the image processing apparatus. It is preferable that By fixing each lens unit, it is possible to suppress the influence of vibration of the moving vehicle and acquire an image with a desired image quality.
  • the holder includes a plurality of holding spaces provided in order along the optical axis direction of the optical system, and the plurality of lens units are respectively fixed in the plurality of holding spaces. Thereby, a lens unit can be arrange
  • At least one of the plurality of lens units is a movable lens unit movable along the optical axis direction, and the interval between the plurality of lens units in the optical axis direction is determined by the movable lens unit. It is preferable to adjust by moving. As a result, the position of the lens unit can be changed even after the lens unit is incorporated, and the degree of freedom in setting the position of the lens unit can be increased. Therefore, it is possible to acquire an image having a range or magnification desired by the user at a predetermined resolution.
  • the image processing apparatus includes a moving mechanism that moves the movable lens unit along the optical axis direction, and a fixing mechanism that fixes the movable lens unit.
  • the fixing mechanism fixes the movable lens unit at any of a plurality of positions. This facilitates setting the lens unit interval close to the angle of view desired by the user.
  • the image processing apparatus of the present invention it is preferable to capture an image including a predetermined range of the face in a state where all of the plurality of lens units are fixed to the holder. Thereby, it is possible to suppress the influence of vibration of the moving vehicle and obtain an image with a desired image quality.
  • the angle of view is preferably an angle corresponding to a range including both eyes of the driver.
  • an image of the driver's eyes can be acquired with high resolution, which can contribute to eye state discrimination, line-of-sight detection, and the like.
  • An image processing method of the present invention is an image processing method using an image processing device that is mounted on a vehicle and captures an image of a predetermined range of the face of the driver of the vehicle.
  • a plurality of lens units are sequentially arranged along the optical axis direction of the optical system so as to constitute an optical system in which a plurality of lenses included in each of the lens units is sequentially arranged from the object side to the imaging element side,
  • the image processing method adjusts the angle of view of the optical system to the driver by adjusting the interval between the plurality of lens units and the interval between the image sensor and the lens unit in the optical axis direction. And setting the angle corresponding to a state where all are fixed to the holder of a plurality of lens units, it is characterized in that it comprises a step of capturing an image including a predetermined range of the face.
  • the angle of view corresponding to the distance to the driver can be set using a plurality of lens units prepared in advance, so there is no need to prepare a different camera for each vehicle type, and the driver's face An image in a desired range can be reliably captured with a predetermined resolution.
  • the present invention it is not necessary to prepare a different camera for each vehicle type, and an image in a desired range of the driver's face can be reliably captured with a predetermined resolution.
  • (A), (B) is sectional drawing which shows the structure of the lens unit in 1st Embodiment of this invention.
  • (A), (B) is sectional drawing which shows the structure of the holder in 1st Embodiment of this invention.
  • (A), (B) is sectional drawing which shows the structure of the image processing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is sectional drawing which shows the structure of the image processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • FIGS. 1A and 1B are cross-sectional views showing the configurations of the two lens units 10 and 20 in the first embodiment, respectively.
  • FIGS. 2A and 2B are two holders in the first embodiment.
  • 30 and 40 are cross-sectional views, respectively.
  • FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views respectively showing two forms of the image processing apparatus according to the first embodiment.
  • 3 (A) and 3 (B) are cross-sectional views of the plane passing through the optical axis AX
  • FIGS. 1 (A) and 1 (B) and FIGS. 2 (A) and 2 (B) are shown in FIG. 3 (A).
  • ZR coordinates are shown as reference coordinates.
  • the Z direction is an axial direction
  • the R direction is a radial direction orthogonal to the Z direction.
  • the image processing apparatus can take the form shown in FIG. 3A or the form shown in FIG. 3B by using one of the two holders 30 and 40. .
  • the image processing apparatus includes two lens units 10 and 20, an image sensor 51, a substrate 52, and a base member 53.
  • the two holders 30 and 40 shown in FIGS. 2A and 2B are taken as an example, but three or more types of holders having different partition wall thicknesses are prepared and operated. It can be used properly according to the distance to the person.
  • the first lens unit 10 includes a first lens 11 and a second lens 12 arranged in order along the Z direction.
  • the second lens unit 20 includes a third lens 21, a fourth lens 22, and a fifth lens 23, which are arranged in order along the Z direction.
  • the first lens 11 and the second lens 12 are arranged in the cylindrical lens barrel 10c so that the respective optical axes are positioned on the central axis 10x.
  • the end surfaces of the lenses are arranged on the inner surface of the lens barrel 10c. It is fixed by gluing.
  • the lens barrel 10c has openings 10d and 10e at both ends in the Z direction, and light incident from the upper opening 10d is emitted from the lower opening 10e through the first lens 11 and the second lens 12. .
  • the third lens 21, the fourth lens 22, and the fifth lens 23 are arranged in the cylindrical lens barrel 20c so that the respective optical axes are positioned on the central axis 20x. It is fixed by adhering the end face of each lens to the inner face of 20c.
  • the lens barrel 20c has openings 20d and 20e at both ends in the Z direction, and light incident from the upper opening 20d passes through the third lens 21, the fourth lens 22, and the fifth lens 23, The light is emitted from the side opening 20e.
  • the lens barrels 10c and 20c are configured by molding, for example, polycarbonate or other resin.
  • the first holder 30 has a hollow cylindrical shape extending in the Z direction, and its internal space is divided into upper and lower holding spaces 32 and 33 by the partition wall portion 31 in the Z direction. It is divided.
  • the partition wall portion 31 has an opening 34 that extends in the R direction and penetrates in the Z direction at the center portion in the R direction.
  • the upper end of the upper first holding space 32 is an opening 35
  • the lower end of the lower second holding space 33 is also an opening 36. Therefore, the light that has entered the first holding space 32 from the opening 35 passes through the opening 34 and passes through the second holding space 33 on the lower side, and then exits from the lower opening 36.
  • the second holder 40 has a hollow cylindrical shape extending in the Z direction, and its internal space is divided into two upper and lower holding spaces 42 by partition walls 41 in the Z direction. It is divided into 43.
  • the partition wall 41 has an opening 44 that extends in the R direction and penetrates in the Z direction at the center in the R direction.
  • the upper end of the upper holding space 42 is an opening 45
  • the lower end of the lower holding space 43 is also an opening 46. Therefore, the light incident on the holding space 42 from the opening 45 passes through the lower holding space 43 through the opening 44 and is emitted from the lower opening 46.
  • the two holders 30 and 40 are each formed by molding, for example, polycarbonate or other resin.
  • the outer diameters of the first holder 30 and the second holder 40 are the same, the inner diameters of the first holding space 32 and the first holding space 42 of both holders are also the same, The inner diameters of the second holding space 33 and the second holding space 43 are also the same.
  • the lengths of the first holding space 32 and the first holding space 42 of both holders are the same, and the lengths of the second holding space 33 and the second holding space 43 of both holders are also the same.
  • the partition wall portion 31 of the first holder 30 and the partition wall portion 41 of the second holder 40 have different thicknesses in the Z direction.
  • the diameter in the R direction of the opening 34 of the partition wall portion 31 does not hinder the progress of light transmitted through the optical system including the five lenses housed in the first holding space 32 and the second holding space 33. It is prescribed as follows.
  • the diameter in the R direction of the opening 44 of the partition wall 41 is preferably the same as that of the opening 34, and from the five lenses accommodated in the first holding space 42 and the second holding space 43. It is determined so as not to hinder the progress of light passing through the optical system.
  • the first lens unit 10 is accommodated in the first holding space 32 of the first holder 30 and the first holding space 42 of the second holder 40, respectively.
  • the second lens unit 20 is accommodated in the second holding space 33 of the holder 30 and the second holding space 43 of the second holder 40, respectively.
  • the second shift from the object side (upper side in the Z direction) to the image sensor 51 side (lower side in the Z direction).
  • the first lens unit 10 and the second lens unit 20 are arranged in the order of the first lens 11, the second lens 12, the third lens 21, the fourth lens 22, and the fifth lens 23.
  • the first lens 11 is a plano-concave negative lens having a concave surface facing the image side
  • the second lens 12 is a plano-convex positive lens having a convex surface facing the object side
  • the third lens 21 is a biconvex positive lens.
  • the fourth lens 22 and the fifth lens 23 are biconcave negative lenses. These five lenses constitute an optical system that forms an image on the imaging surface of the imaging element 51, and the entire optical axis AX extends along the Z direction.
  • the number and shape of the lenses provided in the two lens units are not limited to the example shown in FIG. Further, the number of lens units may be three or more.
  • the first lens unit 10 has a bottom surface 10b (see FIG. 1A) whose upper surface 31a of the partition wall portion 31 or upper surface 41a of the partition wall portion 41 (see FIG. 2). It arrange
  • the second lens unit 20 is disposed such that the upper surface 20a (see FIG. 1A) is in contact with the lower surface 31b of the partition wall portion 31 or the lower surface 41b of the partition wall portion 41 (see FIG. 2). Therefore, the interval between the first lens unit 10 and the second lens unit 20, in other words, the interval between the second lens 12 and the third lens 21 is determined by the thickness of the partition wall portion 31 or the partition wall portion 41 in the Z direction.
  • the thickness L1 of the partition wall portion 31 and the thickness L2 of the partition wall portion 41 are different from each other, the distance between the second lens 12 and the third lens 21 is different between the first holder 30 and the second holder 40. Therefore, the angle of view of an optical system including the first lens 11 and the second lens 12 in the first lens unit 10 and the third lens 21, the fourth lens 22, and the fifth lens 23 in the second lens unit 20.
  • the focal lengths of the two image processing apparatuses 50 and 60 are different from each other.
  • the driver's face It is possible to capture an image of a predetermined range in a desired size. That is, when the distance to the driver is relatively small, an image processing apparatus having a holder that increases the angle of view of the optical system is selected, and when the distance to the driver is large, the angle of view of the optical system is An image processing apparatus having a holder that is small is selected.
  • the image processing apparatuses 50 and 60 since the optical system composed of the five lenses in the two lens units 10 and 20 has a certain depth of field, any image processing apparatus is selected.
  • the image of the driver's face can be formed with a desired resolution regardless of the driver's seating position, physique, face orientation, and the like.
  • Each of the image processing apparatus 50 shown in FIG. 3A and the image processing apparatus 60 shown in FIG. 3B includes an imaging element 51 fixed on a substrate 52.
  • the imaging element 51 is, for example, a CMOS (complementary metal oxide semiconductor), and is arranged so that the optical axis AX of the optical system is orthogonal to the plane center of the imaging surface, and an image by this optical system is an imaging surface. Tied in.
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • a hollow cylindrical base member 53 is fixed on the substrate 52.
  • the base member 53 is disposed so that the central axis overlaps the optical axis AX.
  • the outer circumference of the first holder 30 or the second holder 40 is fixed to the inner circumference of the base member 53. This fixing is performed, for example, by spot welding, thermosetting, heat caulking (fusing), or adhesion.
  • an image processing apparatus having an angle of view suitable for obtaining an image in a desired range according to the distance to the driver's face, which differs depending on the vehicle type, from the two image processing apparatuses 50 and 60.
  • Select and take an image of a predetermined range of the driver's face More specifically, first, the two lens units 10 and 20 are prepared in a state in which the lens is fixed in advance. Next, according to the selection according to the distance to the driver's face, one of the two holders 30 and 40 is selected, and the two lens units 10 and 20 are accommodated and fixed in the holders, respectively.
  • the angle of view of the optical system composed of the five lenses in the two lens units 10 and 20 is set to an angle corresponding to the distance to the driver.
  • the image processing apparatus set as described above is installed at a predetermined position in the vehicle, and an image of a predetermined range of the driver's face, for example, an image including a range including both eyes is captured.
  • the image processing apparatus and the image processing method according to the first embodiment have the following effects.
  • the positional relationship of the first lens 11 and the second lens 12 is fixed in the direction of the central axis 10x, and in the second lens unit 20, the third lens in the direction of the central axis 20x.
  • the positional relationship among 21, the fourth lens 22, and the fifth lens 23 is fixed.
  • Two such lens units are fixed in a holder corresponding to the distance between the image processing apparatus and the driver, and an image of the driver is taken in this state. For this reason, even if the vehicle type of the vehicle on which the image processing apparatus is mounted is different, the angle of view of the optical system by the common lens unit can be changed only by changing the holder. Can reliably capture images.
  • the range to be imaged can be a range including both eyes, for example, a range of about 1.5 times the distance on the basis of the separation distance between both eyes. Detection can be performed. Further, the orientation of the face can be accurately determined with the entire imaging range being the face. Furthermore, since the lens units 10 and 20 having the lenses fixed therein are installed in the vehicle in a state of being fixed to the base member 53, it is possible to suppress the influence of vibration caused by the movement of the vehicle. A few clear images can be obtained.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in that it includes a moving mechanism that allows the second lens unit to move along the optical axis direction and a fixing mechanism that fixes the second lens unit.
  • the same reference numerals are used for the same configurations as those in the first embodiment, and detailed descriptions thereof are omitted.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the image processing apparatus 70 according to the second embodiment, and is a cross-sectional view of a surface along the optical axis AX.
  • the image processing apparatus 70 of the second embodiment includes the first lens unit 10 including the first lens 11 and the second lens 12, the third lens 21, and the fourth lens. 22 and a second lens unit 20 including a fifth lens 23, an image sensor 51, and a substrate 52 on which the image sensor 51 is fixed.
  • the first lens 11, the second lens 12, the third lens 21, the fourth lens 22, and the fifth lens 23 constitute an optical system having an optical axis AX that extends along the Z direction.
  • a base member 71 that is a hollow casing is fixed on the substrate 52.
  • the base member 71 is configured by molding a polycarbonate or other resin.
  • the base member 71 includes a hollow first housing portion 72 and a hollow cylindrical second housing portion 73 that protrudes upward in the Z direction from the upper center of the first housing portion 72.
  • the first lens unit 10 is fixed inside the second housing portion 73, and the first lens 11 and the second lens 12 are disposed so that the optical axis is placed on the optical axis AX.
  • a diaphragm 74 serving as an aperture stop is provided between the first housing portion 72 and the second housing portion 73.
  • the diaphragm 74 includes an opening 74a penetrating in the vertical direction at the center in the R direction.
  • the inner diameter of the opening 74 a is set according to the optical path of the optical system including the first lens 11, the second lens 12, the third lens 21, the fourth lens 22, and the fifth lens 23.
  • This image processing apparatus is shipped with the inner diameter of the opening 74a fixed, and is used as it is.
  • the second lens unit 20 fixed in a hollow holder 75 is disposed inside the first housing portion 72.
  • a guide pin 76 extending along the Z direction is inserted through the holder 75, and the holder 75 can move up and down along the guide pin 76. Accordingly, the second lens unit 20 fixed in the holder 75 moves as a movable lens unit in the direction of the optical axis AX (Z direction) together with the holder 75, thereby the first lens unit 10 and the second lens unit 20. Can be adjusted.
  • the guide pin 76 has a lower end fixed to a base material 77 fixed to the lower portion of the base member 71, and an upper end fixed to the peripheral edge of the diaphragm 74. This peripheral portion is a region outside the opening 74a.
  • the holder 75 is configured by molding polycarbonate or other resin.
  • the side wall 71a of the base member 71 is provided with a yoke 81 that extends inward from the inner surface thereof and extends downward in the Z direction in an L shape, and a coil 82 is wound around the columnar portion 81a that extends downward.
  • the yoke 81 is made of iron or other soft magnetic material.
  • a drive circuit (not shown) is connected to the coil 82, and a predetermined current is applied thereto, thereby generating a magnetic field in the coil 82. This magnetic field is a magnetic field in the direction along the Z direction inside the coil 82.
  • a magnet 83 is built in a region of the holder 75 that faces the coil 82 and the columnar portion 81 a of the yoke 81.
  • the magnet 83 is arranged along the Z direction so that the N pole is located on one side in the vertical direction and the S pole is located on the other side.
  • the yoke 81, the coil 82, and the magnet 83 constitute a moving mechanism that moves the second lens unit 20 in the direction of the optical axis AX.
  • a bar-shaped stopper 91 is disposed on the side wall 71a of the base member 71 at a position opposite to the yoke 81 and the coil 82 with respect to the optical axis AX so as to extend in the R direction.
  • the stopper 91 is held in a holding recess 92 opened along the R direction on the side wall 71 a of the base member 71.
  • a compression spring 93 is disposed in the holding recess 92 so as to be expandable and contractible in the R direction, and one end thereof is fixed to one end of the stopper 91 in the longitudinal direction (R direction).
  • the stopper 91 is given a force toward the optical axis AX in the R direction by the elastic force of the compression spring 93, so that the other end in the longitudinal direction of the stopper 91 is pressed against the outer peripheral surface of the holder 75. Furthermore, the holder 75 and the guide pin 76 come into strong contact with each other. Accordingly, the action of the stopper 91 and the compression spring 93 as a fixing mechanism generates a frictional force that prevents the holder 75 from moving along the guide pin 76, thereby fixing the position of the holder 75 in the Z direction.
  • the stopper 91 and the compression spring 93 constitute a fixing mechanism for fixing the second lens unit 20.
  • the Z direction between the coil 82 and the magnet 83 depends on the direction of the applied current.
  • a suction force or a repulsive force is generated along Therefore, by adjusting the direction and amount of current applied to the coil 82, the holder 75 containing the magnet 83 can be displaced up and down along the Z direction, and can be arranged at a desired position. it can.
  • the number of the arrangement positions can be arbitrarily set, and the position can be adjusted in multiple stages, so that the angle of view can be adjusted with higher accuracy.
  • the amount of current applied to the coil 82 is set so that the attractive force or repulsive force between the coil 82 and the magnet 83 is larger than the force for fixing the holder 75 by the compression spring 93. Further, when the position adjustment of the holder 75 is performed in multiple stages, the holder 75 is disposed at any position with the current value applied to the coil 82 being a predetermined multi-stage discrete value. Since the direction with respect to the direction of gravity changes depending on the posture of the lens barrel 20c and the like, it is preferable to change the setting of the current value applied to the coil 82 in accordance with this direction and thereby control the lens position to be optimal. .
  • the position of the holder 75 is adjusted according to the following procedure.
  • the holder 75 is shipped with the position of the holder 75 fixed, and is used as it is.
  • (1) Apply current to the coil 82 to float it at a desired position along the Z direction.
  • (2) While maintaining the current application to the coil 82, the force in the R direction by the compression spring 93 is applied to the holder 75 to change from the floating state to the fixed state.
  • (3) After the holder 75 is fixed by the step (2), the application of current to the coil 82 is stopped.
  • the holder 75, the second lens unit 20, and the opening 74a of the diaphragm 74 are fixedly shipped and used.
  • the holder 75 and the second lens unit 20 may be movable even after being mounted on the vehicle, and the inner diameter of the opening 74a of the diaphragm 74 may be adjusted to an appropriate size without vignetting. Thereby, for example, it becomes possible to adjust to a more appropriate angle of view in response to a change in the posture of the driver. In such a usage pattern, it is preferable that the holder 75, the second lens unit 20, and the opening 74a are driven during a period in which the vehicle is stopped.
  • the image processing apparatus and the image processing method according to the present invention can reduce the cost because it is not necessary to prepare a different camera for each vehicle type, and a desired range of the driver's face. This is useful in that an image can be reliably captured at a predetermined resolution.
  • SYMBOLS 10 1st lens unit 10c Lens barrel 10x Central axis 11 1st lens 12 2nd lens 20 2nd lens unit 20c Lens barrel 20x Central axis 21 3rd lens 22 4th lens 23 5th lens 30 1st holder 31 Partition wall part 32 First Holding Space 33 Second Holding Space 34 Opening 40 Second Holder 41 Partition Wall 42 First Holding Space 43 Second Holding Space 44 Opening 50 Image Processing Device 51 Imaging Element 52 Substrate 53 Base Member 60 Image Processing Device DESCRIPTION OF SYMBOLS 70 Image processing apparatus 71 Base member 72 1st accommodating part 73 2nd accommodating part 74 Diaphragm 75 Holder 76 Guide pin 77 Base material 81 Yoke (movement mechanism) 81a Columnar part 82 Coil (moving mechanism) 83 Magnet (movement mechanism) 91 Stopper (Fixing mechanism) 92 Holding recess 93 Compression spring (fixing mechanism) AX optical axis

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Abstract

【課題】車種ごとに異なるカメラを用意する必要がなく、かつ、運転者の顔のうちの所望の範囲の画像を所定の解像度で確実に撮像することができる画像処理装置および画像処理方法を提供する。 【解決手段】撮像素子と、複数のレンズユニットと、複数のレンズユニットを保持する中空筒状のホルダとを備え、複数のレンズユニットはそれぞれ、互いの位置関係が固定された、１つまたは複数のレンズを含み、ホルダにおいて、複数のレンズユニットにそれぞれ含まれる複数のレンズが物体側から撮像素子側へ順に配置された光学系を構成するように、光学系の光軸方向に沿って複数のレンズユニットが順に配置され、光軸方向における、複数のレンズユニットの間隔、および、撮像素子とレンズユニットの間隔が調整されることによって、光学系の画角を運転者との距離に対応した角度に設定されている。

Description

画像処理装置および画像処理方法
　本発明は、車両の運転者の状態に関する画像を取得する画像処理装置および画像処理方法に関する。
　特許文献１に記載の顔画像撮影装置は、固定焦点式の車載カメラの焦点位置を、運転者の後方限界顔面位置と前方限界顔面位置との間で最適化したものであり、これにより、運転者が運転席を前後に移動した場合でも運転者の状態を常に精度良く検出することができるとしている。
特開２０１５－１１８２８７号公報
　しかしながら、車載カメラの取り付け位置は車種によって異なるため、特許文献１の記載の顔画像撮影装置のような固定焦点式のカメラを用いる場合には、車種ごとにカメラと運転者との距離が異なることから、取得できる画像の範囲も異なってしまう。このため、運転者の目の画像から視線を検出するような用途においては、車種によっては目の画像の解像度が低いために必要な検出精度を得られないおそれがある。
　一方、目の画像の解像度を高めるように、車種ごとに焦点位置の異なるカメラを用意する場合には、新たな設計や製作に時間を要し、コストが増大するおそれがあった。
　また、ズーム機能を有するカメラを用いた場合には、目の画像の解像度を高めるように取得する画像の範囲を設定可能であり、車種ごとにカメラを用意する必要はなくなるが、移動中の車両の振動によりズーム機能を精度良く発揮させることは難しくなるため、所望の画像を取得できないおそれがある。
　そこで本発明は、車種ごとに異なるカメラを用意する必要がなく、かつ、運転者の顔のうちの所望の範囲の画像を所定の解像度で確実に撮像することができる画像処理装置および画像処理方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の画像処理装置は、車両に搭載され、車両の運転者の顔の所定範囲の画像を撮像する画像処理装置であって、撮像素子と、複数のレンズユニットと、複数のレンズユニットを保持する中空筒状のホルダとを備え、複数のレンズユニットはそれぞれ、互いの位置関係が固定された、１つまたは複数のレンズを含み、ホルダにおいて、複数のレンズユニットにそれぞれ含まれる複数のレンズが物体側から撮像素子側へ順に配置された光学系を構成するように、光学系の光軸方向に沿って複数のレンズユニットが順に配置され、光軸方向における、複数のレンズユニットの間隔、および、撮像素子とレンズユニットの間隔が調整されることによって、光学系の画角が運転者との距離に対応した角度に設定されていることを特徴としている。
　この構成により、予め用意した複数のレンズユニットを用いて運転者との距離に対応した画角に設定することができるため、車種ごとに異なるカメラを用意する必要がなく、かつ、運転者の顔のうちの所望の範囲の画像を所定の解像度で確実に撮像することができる。
　本発明の画像処理装置において、複数のレンズユニットは、ホルダ内において、光軸方向の所定位置にそれぞれ固定され、ホルダは、画像処理装置のベース部材に対して、光軸方向の所定位置に固定されていることが好ましい。各レンズユニットを固定することによって、移動中の車両の振動による影響を抑え、所望の画質の画像を取得することができる。
　この画像処理装置において、ホルダは、光学系の光軸方向に沿って順に設けられた複数の保持空間を備え、複数のレンズユニットは、複数の保持空間内にそれぞれ固定されていることが好ましい。これにより、レンズユニットを容易に配置・固定することができ、かつ、車両の移動中もレンズユニットを確実に保持することができる。
　本発明の画像処理装置において、複数のレンズユニットのうちの少なくとも１つは、光軸方向に沿って移動可能な可動レンズユニットであり、光軸方向における複数のレンズユニットの間隔は、可動レンズユニットを移動させることによって調整されることが好ましい。これにより、レンズユニットを組み込んだ後においても、その位置を変更することができるようになり、また、レンズユニットの位置設定の自由度を高めることが可能となる。したがって、より使用者の希望する範囲または倍率の画像を所定の解像度で取得すること可能となる。
　この画像処理装置において、上記可動レンズユニットを、光軸方向に沿って移動させる移動機構と、可動レンズユニットを固定させる固定機構とを備え、移動機構によって可動レンズユニットを移動させることによって、複数のレンズユニットの間隔を調整することが好ましい。これによって、可動レンズユニットの位置を精度よく設定でき、かつ、設定後は確実にその位置に保持できるようになる。
　この画像処理装置において、上記固定機構は、可動レンズユニットを、複数の位置のいずれかで固定させることが好ましい。これによって、使用者が希望する画角に近いレンズユニットの間隔に設定しやすくなる。
　本発明の画像処理装置において、複数のレンズユニットのすべてがホルダに対して固定された状態で、顔の所定範囲を含む画像を撮像することが好ましい。
　これにより、移動中の車両の振動による影響を抑え、所望の画質の画像を取得することができる。
　本発明の画像処理装置において、画角は、運転者の両眼を含む範囲に対応する角度であることが好ましい。
　これにより、運転者の眼の画像を高い解像度で取得できるため、眼の状態の判別、視線検出などに資することができる。
　本発明の画像処理方法は、車両に搭載され、車両の運転者の顔の所定範囲の画像を撮像する画像処理装置を用いた画像処理方法であって、画像処理装置は、撮像素子と、複数のレンズユニットと、複数のレンズユニットを保持する中空筒状のホルダとを備え、複数のレンズユニットはそれぞれ、互いの位置関係が固定された、１つまたは複数のレンズを含み、ホルダにおいて、複数のレンズユニットにそれぞれ含まれる複数のレンズが物体側から撮像素子側へ順に配置された光学系を構成するように、光学系の光軸方向に沿って複数のレンズユニットが順に配置されており、画像処理方法は、光軸方向における、複数のレンズユニットの間隔、および、撮像素子とレンズユニットの間隔を調整することによって、光学系の画角を運転者との距離に対応した角度に設定するステップと、複数のレンズユニットのすべてがホルダに対して固定された状態で、顔の所定範囲を含む画像を撮像するステップとを備えることを特徴としている。
　これにより、予め用意した複数のレンズユニットを用いて運転者との距離に対応した画角に設定することができるため、車種ごとに異なるカメラを用意する必要がなく、かつ、運転者の顔のうちの所望の範囲の画像を所定の解像度で確実に撮像することができる。
　本発明によると、車種ごとに異なるカメラを用意する必要がなく、かつ、運転者の顔のうちの所望の範囲の画像を所定の解像度で確実に撮像することができる。
（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施形態におけるレンズユニットの構成を示す断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施形態におけるホルダの構成を示す断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る画像処理装置の構成を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る画像処理装置の構成を示す断面図である。
　以下、本発明の実施形態に係る画像処理装置および画像処理方法について図面を参照しつつ詳しく説明する。
　＜第１実施形態＞
　図１（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態における２つのレンズユニット１０、２０の構成をそれぞれ示す断面図、図２（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態における２つのホルダ３０、４０の構成をそれぞれ示す断面図、図３（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施形態に係る画像処理装置の２つの形態をそれぞれ示す断面図である。図３（Ａ）、（Ｂ）は光軸ＡＸをとおる面の断面図であり、図１（Ａ）、（Ｂ）、および、図２（Ａ）、（Ｂ）は、図３（Ａ）、（Ｂ）に対応する面の断面図である。各図には、基準座標としてＺ－Ｒ座標が示されている。Ｚ方向は軸方向であり、Ｒ方向はＺ方向に直交する径方向である。
　第１実施形態に係る画像処理装置は、２つのホルダ３０、４０のいずれか一方を用いることによって、図３（Ａ）に示す形態、または、図３（Ｂ）に示す形態をとることができる。いずれの形態においても、画像処理装置は、２つのレンズユニット１０、２０と、撮像素子５１と、基板５２と、ベース部材５３とを備える。
　なお、第１実施形態では、図２（Ａ）、（Ｂ）に示す２つのホルダ３０、４０を例に挙げたが、仕切り壁部の厚みを変えたホルダを３種類以上用意して、運転者との距離に応じて使い分けることもできる。
　図１（Ａ）に示すように、第１レンズユニット１０は、Ｚ方向に沿って順に配置された、第１レンズ１１と第２レンズ１２を含む。また、図１（Ｂ）に示すように、第２レンズユニット２０は、Ｚ方向に沿って順に配置された、第３レンズ２１、第４レンズ２２、および、第５レンズ２３を含んでいる。
　第１レンズ１１と第２レンズ１２は、円筒状の鏡筒１０ｃ内において、その中心軸１０ｘ上にそれぞれの光軸が位置するように配置され、例えば、鏡筒１０ｃの内面に各レンズの端面を接着することによって固定されている。鏡筒１０ｃは、Ｚ方向の両端がそれぞれ開口１０ｄ、１０ｅとされており、上側の開口１０ｄから入射した光は第１レンズ１１と第２レンズ１２をとおって、下側の開口１０ｅから出射する。
　また、第３レンズ２１、第４レンズ２２、および第５レンズ２３は、円筒状の鏡筒２０ｃ内において、その中心軸２０ｘ上にそれぞれの光軸が位置するように配置され、例えば、鏡筒２０ｃの内面に各レンズの端面を接着することによって固定されている。鏡筒２０ｃは、Ｚ方向の両端がそれぞれ開口２０ｄ、２０ｅとされており、上側の開口２０ｄから入射した光は、第３レンズ２１、第４レンズ２２、および第５レンズ２３をとおって、下側の開口２０ｅから出射する。
　ここで、鏡筒１０ｃ、２０ｃは、例えば、ポリカーボネートその他の樹脂を成形することによってそれぞれ構成される。
　図２（Ａ）に示すように、第１ホルダ３０はＺ方向に延びる中空円筒状をなしており、その内部空間は、Ｚ方向において、仕切り壁部３１によって上下２つの保持空間３２、３３に分けられている。仕切り壁部３１は、Ｒ方向に広がるとともに、Ｒ方向の中央部分にＺ方向に貫通する開口部３４を備えている。また、上側の第１保持空間３２の上端は開口３５となっており、下側の第２保持空間３３の下端も開口３６となっている。したがって、開口３５から第１保持空間３２に入射した光は、開口部３４を経て下側の第２保持空間３３をとおり、下側の開口３６から出射する。
　また、図２（Ｂ）に示すように、第２ホルダ４０はＺ方向に延びる中空円筒状をなしており、その内部空間は、Ｚ方向において、仕切り壁部４１によって上下２つの保持空間４２、４３に分けられている。仕切り壁部４１は、Ｒ方向に広がるとともに、Ｒ方向の中央部分にＺ方向に貫通する開口部４４を備えている。また、上側の保持空間４２の上端は開口４５となっており、下側の保持空間４３の下端も開口４６となっている。したがって、開口４５から保持空間４２に入射した光は、開口部４４を経て下側の保持空間４３をとおり、下側の開口４６から出射する。
　２つのホルダ３０、４０は、例えば、ポリカーボネートその他の樹脂を成形することによってそれぞれ構成される。Ｒ方向において、第１ホルダ３０と第２ホルダ４０の外径は互いに同一であり、両ホルダの第１保持空間３２と第１保持空間４２の内径も互いに同一であり、さらに、両ホルダの第２保持空間３３と第２保持空間４３の内径も互いに同一である。また、軸方向（Ｚ方向）において、両ホルダの第１保持空間３２と第１保持空間４２の長さは互いに同一であり、両ホルダの第２保持空間３３と第２保持空間４３の長さも互いに同一である。
　図２（Ａ）、（Ｂ）において破線で示すように、第１ホルダ３０の仕切り壁部３１と第２ホルダ４０の仕切り壁部４１は、Ｚ方向における厚みが異なる。また、仕切り壁部３１の開口部３４のＲ方向の直径は、第１保持空間３２と第２保持空間３３内に収容された５枚のレンズからなる光学系を透過する光の進行を妨げないように定められている。同様に、仕切り壁部４１の開口部４４のＲ方向の直径は、開口部３４と同一であることが好ましく、第１保持空間４２と第２保持空間４３内に収容された５枚のレンズからなる光学系を透過する光の進行を妨げないように定められる。
　図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１ホルダ３０の第１保持空間３２および第２ホルダ４０の第１保持空間４２には、第１レンズユニット１０がそれぞれ収容され、第１ホルダ３０の第２保持空間３３および第２ホルダ４０の第２保持空間４３には、第２レンズユニット２０がそれぞれ収容される。図３（Ａ）に示す画像処理装置５０、および、図３（Ｂ）に示す画像処理装置６０のいずれにおいても、物体側（Ｚ方向上側）から撮像素子５１側（Ｚ方向下側）へ第１レンズ１１、第２レンズ１２、第３レンズ２１、第４レンズ２２、第５レンズ２３の順となるように、第１レンズユニット１０と第２レンズユニット２０が配置される。ここで、第１レンズ１１は像側に凹面を向けた平凹負レンズであり、第２レンズ１２は物体側に凸面を向けた平凸正レンズであり、第３レンズ２１は両凸正レンズであり、第４レンズ２２と第５レンズ２３は両凹負レンズである。これらの５枚のレンズは、撮像素子５１の撮像面に像を形成する光学系を構成し、その全体の光軸ＡＸはＺ方向に沿って延びる。
　なお、２つのレンズユニットが備えるレンズの数や形状は図１に示す例に限定されない。また、レンズユニットの数は３つ以上であってもよい。
　２つの画像処理装置５０、６０において、第１レンズユニット１０は、その底面１０ｂ（図１（Ａ）参照）が、仕切り壁部３１の上面３１ａまたは仕切り壁部４１の上面４１ａ（図２参照）に接するように配置される。また、第２レンズユニット２０は、その上面２０ａ（図１（Ａ）参照）が、仕切り壁部３１の下面３１ｂまたは仕切り壁部４１の下面４１ｂ（図２参照）に接するように配置される。したがって、第１レンズユニット１０と第２レンズユニット２０との間隔、別言すると第２レンズ１２と第３レンズ２１の間隔は、仕切り壁部３１または仕切り壁部４１のＺ方向の厚みによって定まる。ここで、仕切り壁部３１の厚みＬ１と仕切り壁部４１の厚みＬ２は互いに異なるため、第１ホルダ３０と第２ホルダ４０とでは、第２レンズ１２と第３レンズ２１との距離が異なる。このため、第１レンズユニット１０内の第１レンズ１１、第２レンズ１２と、第２レンズユニット２０内の第３レンズ２１、第４レンズ２２、第５レンズ２３とからなる光学系の画角および焦点距離は、２つの画像処理装置５０、６０において、互いに異なるものとなる。したがって、車両内の所定位置に配置した画像処理装置と、運転席における運転者の想定位置との距離に対応して、画像処理装置５０、６０のいずれかを選択することによって、運転者の顔の所定範囲の画像を所望の大きさで撮像することが可能となる。すなわち、相対的に運転者との距離が小さい場合は光学系の画角が大きくなるようなホルダを備えた画像処理装置を選択し、運転者との距離が大きい場合は光学系の画角が小さくなるようなホルダを備えた画像処理装置を選択する。
　ここで、画像処理装置５０、６０において、２つのレンズユニット１０、２０内の５枚のレンズからなる光学系は、一定の被写界深度をそれぞれ有するため、いずれの画像処理装置を選択しても、運転者の着座位置、体格、顔の向きなどによらず、運転者の顔の像を所望の解像度で形成することができる。
　図３（Ａ）に示す画像処理装置５０、および、図３（Ｂ）に示す画像処理装置６０は、いずれも、基板５２上に固定された撮像素子５１を備える。撮像素子５１は、例えばＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）であって、上記光学系の光軸ＡＸが撮像面の平面中心で直交するように配置されており、この光学系による像が撮像面で結ばれる。
　また、基板５２上には、中空円筒状のベース部材５３が固定されている。このベース部材５３は中心軸が上記光軸ＡＸ上に重なるように配置されている。第１ホルダ３０または第２ホルダ４０は、その外周面がベース部材５３の内周面に固定されている。この固定は、例えば、スポット溶接、熱硬化、熱かしめ（ヒュージング）、接着で行う。
　第１実施形態においては、車種によって異なる運転者の顔との距離に応じて、所望の範囲の画像を得るのに適した画角を有する画像処理装置を、２つの画像処理装置５０、６０から選択して運転者の顔の所定範囲の画像を撮像する。より具体的には、まず、２つのレンズユニット１０、２０が、あらかじめ内部にレンズが固定された状態で用意される。次に、運転者の顔との距離に応じた選択にしたがって、２つのホルダ３０、４０の一方が選ばれ、そのホルダ内に２つのレンズユニット１０、２０がそれぞれ収容・固定され、これによって、２つのレンズユニット１０、２０内の５枚のレンズからなる光学系の画角が、運転者との距離に対応した角度に設定される。このように設定された画像処理装置を車両内の所定位置に設置し、運転者の顔の所定範囲の画像、例えば両眼を含む範囲の画像を撮像する。
　以上のように構成されたことから、第１実施形態の画像処理装置および画像処理方法によれば、次の効果を奏する。
　第１レンズユニット１０では、その中心軸１０ｘの方向において、第１レンズ１１第２レンズ１２の位置関係が固定され、また、第２レンズユニット２０では、その中心軸２０ｘの方向において、第３レンズ２１、第４レンズ２２、および第５レンズ２３の位置関係が固定されている。このような２つのレンズユニットを、画像処理装置と運転者との距離に対応したホルダ内に固定し、この状態で運転者の画像を撮像している。このため、画像処理装置を搭載する車両の車種が異なっても、ホルダを変更するだけで、共通のレンズユニットによる光学系の画角を変更でき、これによって、所望の範囲の画像を所定の解像度で確実に撮像することができる。したがって、撮像する範囲を、両眼を含む範囲、例えば、両眼の離間距離を基準として、その距離の１．５倍程度の範囲とすることもできるため、この画像に基づいて精度の高い瞳孔検出を行うことが可能となる。また、撮像する範囲を顔全体として顔の向きを精度よく判別することができる。さらにまた、内部にレンズが固定されたレンズユニット１０、２０がベース部材５３に固定された状態で車両に設置されるため、車両の移動などによって生じる振動の影響を抑えることが可能となり、ぶれの少ない鮮明な画像を得ることができる。
　＜第２実施形態＞
　つづいて、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態においては、第２レンズユニットを光軸方向に沿って移動可能とする移動機構と、第２レンズユニットを固定させる固定機構とを備える点で第１実施形態と異なる。第１実施形態と同様の構成については同じ参照符号を使用し、その詳細な説明は省略する。
　図４は、第２実施形態に係る画像処理装置７０の構成を示す断面図であって、光軸ＡＸに沿った面の断面図である。第２実施形態の画像処理装置７０は、第１実施形態の画像処理装置と同様に、第１レンズ１１および第２レンズ１２を備えた第１レンズユニット１０と、第３レンズ２１、第４レンズ２２、および、第５レンズ２３を備えた第２レンズユニット２０と、撮像素子５１と、撮像素子５１が固定された基板５２とを備える。第１レンズ１１、第２レンズ１２、第３レンズ２１、第４レンズ２２、および、第５レンズ２３は、Ｚ方向に沿って延びる光軸ＡＸを有する光学系を構成する。
　基板５２上には、中空の筐体であるベース部材７１が固定されている。ベース部材７１は、ポリカーボネートその他の樹脂を成形することによって構成される。ベース部材７１は、中空の第１収容部７２と、第１収容部７２の上部中央からＺ方向上側へ突出する中空円筒状の第２収容部７３とを備える。第２収容部７３の内部には、第１レンズユニット１０が固定され、上記光軸ＡＸ上に光軸が載るように第１レンズ１１および第２レンズ１２が配置される。
　第１収容部７２と第２収容部７３の間には、開口絞りとしてのダイアフラム７４が設けられている。このダイアフラム７４は、Ｒ方向の中央に上下方向に貫通する開口７４ａを備える。この開口７４ａの内径は、第１レンズ１１、第２レンズ１２、第３レンズ２１、第４レンズ２２、および、第５レンズ２３からなる光学系の光路に応じて設定される。この画像処理装置は、開口７４ａの内径が固定された状態で出荷され、そのままの状態で使用される。
　第１収容部７２の内部には、中空のホルダ７５内に固定された第２レンズユニット２０が配置されている。ホルダ７５には、Ｚ方向に沿って延びるガイドピン７６が挿通されており、このガイドピン７６に沿ってホルダ７５は上下に移動可能とされている。したがって、ホルダ７５内に固定された第２レンズユニット２０は、可動レンズユニットとして、ホルダ７５とともに光軸ＡＸの方向（Ｚ方向）に移動し、これによって第１レンズユニット１０と第２レンズユニット２０の間隔が調整可能となる。
　また、ガイドピン７６は、下端が、ベース部材７１の下部に固定された基材７７に固定され、上端がダイアフラム７４の周縁部に固定されている。この周辺部は、開口７４ａの外側の領域である。ホルダ７５は、ポリカーボネートその他の樹脂を成形することによって構成される。
　ベース部材７１の側壁７１ａには、その内面から内側へ延びた後にＬ字状にＺ方向下向きに延びるヨーク８１が設けられており、下向きに延びる柱状部８１ａにはコイル８２が巻かれている。ヨーク８１は、鉄その他の軟磁性材料からなる。コイル８２には、駆動回路（不図示）が接続されており、所定の電流が印加され、これによってコイル８２に磁界が生じる。この磁界は、コイル８２の内側ではＺ方向に沿った方向の磁界となる。
　ホルダ７５のうち、コイル８２およびヨーク８１の柱状部８１ａに対向する領域には、マグネット８３が内蔵されている。このマグネット８３は、Ｚ方向に沿って、上下方向の一方にＮ極、他方にＳ極が位置するように配置される。
　ここで、ヨーク８１、コイル８２、および、マグネット８３は第２レンズユニット２０を光軸ＡＸの方向に移動させる移動機構を構成する。
　ベース部材７１の側壁７１ａのうち、上記光軸ＡＸに関して、ヨーク８１およびコイル８２と反対側の位置には、Ｒ方向に延びるように棒状のストッパ９１が配置されている。このストッパ９１は、ベース部材７１の側壁７１ａにおいて、Ｒ方向に沿ってあけられた保持凹部９２内に保持されている。この保持凹部９２内にはＲ方向に伸縮可能となるように圧縮ばね９３が配置され、その一端がストッパ９１の長手方向（Ｒ方向）の一方の端部に固定されている。このストッパ９１は、圧縮ばね９３の弾性力によって、Ｒ方向において光軸ＡＸ側に向かう力が与えられており、これにより、ストッパ９１の長手方向の他方の端部はホルダ７５の外周面に圧接され、さらに、ホルダ７５とガイドピン７６が互いに強く接触する。したがって、固定機構としてのストッパ９１と圧縮ばね９３の作用によって、ホルダ７５がガイドピン７６に沿って移動することを妨げる摩擦力が生じ、これによって、Ｚ方向におけるホルダ７５の位置が固定される。
　ここで、ストッパ９１と圧縮ばね９３は、第２レンズユニット２０を固定させる固定機構を構成する。
　上述のように、コイル８２とマグネット８３が対向しあう構成において、コイル８２に電流を印加して磁界を発生させると、印加電流の方向に応じて、コイル８２とマグネット８３との間にＺ方向に沿って吸引力または反発力が生じる。このため、コイル８２に印加する電流の方向と電流量を調整することによって、マグネット８３を内蔵するホルダ７５をＺ方向に沿って上下に変位させることが可能となり、所望の位置へ配置することができる。この配置位置の数は任意に設定でき、多段階で位置調整が可能となり、より精度よく画角の調整を行うことができる。ここで、コイル８２に与える電流量は、圧縮ばね９３によってホルダ７５を固定しようとする力よりも、コイル８２とマグネット８３との間の吸引力または反発力の方が大きくなるように設定する。また、ホルダ７５の位置調整を多段階で行う場合、コイル８２に与える電流値を所定の多段階の離散値として、ホルダ７５をいずれかの位置に配置する。鏡筒２０ｃの姿勢等によって重力方向に対する向きが変わることから、この向きに応じてコイル８２に与える電流値の設定を変更し、これによって、レンズの位置が最適となるように制御することが好ましい。
　ホルダ７５の位置は次の手順で調整され、ホルダ７５の位置が固定された状態で出荷され、そのままの状態で使用される。
（１）コイル８２に電流を印加してＺ方向に沿った所望の位置に浮遊させる。
（２）コイル８２への電流印加を維持した状態で、圧縮ばね９３によるＲ方向の力をホルダ７５に加えて浮遊状態から固定状態に変える。
（３）上記（２）のステップによってホルダ７５が固定された後に、コイル８２に対する電流の印加を停止する。
　上述の第２実施形態の画像処理装置では、製造の段階でホルダ７５、第２レンズユニット２０、および、ダイアフラム７４の開口７４ａが調整され、これらが固定された状態で出荷され、使用されるとしたが、車両に搭載後もホルダ７５と第２レンズユニット２０を移動可能とし、ダイアフラム７４の開口７４ａの内径を、ケラレのない適切な大きさに調整可能としてもよい。これにより、例えば、運転者の姿勢の変化などに対応して、より適切な画角に調整することが可能となる。なお、このような使用形態において、ホルダ７５、第２レンズユニット２０、および、開口７４ａを駆動させるのは、車両が停止している期間であることが好ましい。これにより、車両の振動の影響を抑えることが可能となり、精度のよい画角調整を行うことができる。
　なお、その他の作用、効果、変形例は第１実施形態と同様である。
　本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
　以上のように、本発明に係る画像処理装置および画像処理方法は、車種ごとに異なるカメラを用意する必要がないためコストを抑えることができ、また、運転者の顔のうちの所望の範囲の画像を所定の解像度で確実に撮像できる点で有用である。
　１０　　第１レンズユニット
　１０ｃ　鏡筒
　１０ｘ　中心軸
　１１　　第１レンズ
　１２　　第２レンズ
　２０　　第２レンズユニット
　２０ｃ　鏡筒
　２０ｘ　中心軸
　２１　　第３レンズ
　２２　　第４レンズ
　２３　　第５レンズ
　３０　　第１ホルダ
　３１　　仕切り壁部
　３２　　第１保持空間
　３３　　第２保持空間
　３４　　開口部
　４０　　第２ホルダ
　４１　　仕切り壁部
　４２　　第１保持空間
　４３　　第２保持空間
　４４　　開口部
　５０　　画像処理装置
　５１　　撮像素子
　５２　　基板
　５３　　ベース部材
　６０　　画像処理装置
　７０　　画像処理装置
　７１　　ベース部材
　７２　　第１収容部
　７３　　第２収容部
　７４　　ダイアフラム
　７５　　ホルダ
　７６　　ガイドピン
　７７　　基材
　８１　　ヨーク（移動機構）
　８１ａ　柱状部
　８２　　コイル（移動機構）
　８３　　マグネット（移動機構）
　９１　　ストッパ（固定機構）
　９２　　保持凹部
　９３　　圧縮ばね（固定機構）
　ＡＸ　　光軸

Claims (9)

  1. 　車両に搭載され、前記車両の運転者の顔の所定範囲の画像を撮像する画像処理装置であって、
    　撮像素子と、複数のレンズユニットと、前記複数のレンズユニットを保持する中空筒状のホルダとを備え、
    　前記複数のレンズユニットはそれぞれ、互いの位置関係が固定された、１つまたは複数のレンズを含み、
    　前記ホルダにおいて、前記複数のレンズユニットにそれぞれ含まれる複数のレンズが物体側から前記撮像素子側へ順に配置された光学系を構成するように、前記光学系の光軸方向に沿って前記複数のレンズユニットが順に配置され、
    　前記光軸方向における、前記複数のレンズユニットの間隔、および、前記撮像素子と前記レンズユニットの間隔が調整されることによって、前記光学系の画角が前記運転者との距離に対応した角度に設定されていることを特徴とする画像処理装置。
  2. 　前記複数のレンズユニットは、前記ホルダ内において、前記光軸方向の所定位置にそれぞれ固定され、
    　前記ホルダは、前記画像処理装置のベース部材に対して、前記光軸方向の所定位置に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
  3. 　前記ホルダは、前記光学系の光軸方向に沿って順に設けられた複数の保持空間を備え、
    　前記複数のレンズユニットは、前記複数の保持空間内にそれぞれ固定されていることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
  4. 　前記複数のレンズユニットのうちの少なくとも１つは、前記光軸方向に沿って移動可能な可動レンズユニットであり、
    　前記光軸方向における前記複数のレンズユニットの間隔は、前記可動レンズユニットを移動させることによって調整されることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
  5. 　前記可動レンズユニットを、前記光軸方向に沿って移動させる移動機構と、
    　前記可動レンズユニットを固定させる固定機構とを備え、
    　前記移動機構によって前記可動レンズユニットを移動させることによって、前記複数のレンズユニットの間隔を調整することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
  6. 　前記固定機構は、前記可動レンズユニットを、複数の位置のいずれかで固定させることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
  7. 　前記複数のレンズユニットのすべてが前記ホルダに対して固定された状態で、前記顔の所定範囲を含む画像を撮像することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
  8. 　前記画角は、前記運転者の両眼を含む範囲に対応する角度であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
  9. 　車両に搭載され、前記車両の運転者の顔の所定範囲の画像を撮像する画像処理装置を用いた画像処理方法であって、
    　前記画像処理装置は、
    　撮像素子と、複数のレンズユニットと、前記複数のレンズユニットを保持する中空筒状のホルダとを備え、
    　前記複数のレンズユニットはそれぞれ、互いの位置関係が固定された、１つまたは複数のレンズを含み、
    　前記ホルダにおいて、前記複数のレンズユニットにそれぞれ含まれる複数のレンズが物体側から前記撮像素子側へ順に配置された光学系を構成するように、前記光学系の光軸方向に沿って前記複数のレンズユニットが順に配置されており、
    　前記画像処理方法は、
    　前記光軸方向における、前記複数のレンズユニットの間隔、および、前記撮像素子と前記レンズユニットの間隔を調整することによって、前記光学系の画角を前記運転者との距離に対応した角度に設定するステップと、
    　前記複数のレンズユニットのすべてが前記ホルダに対して固定された状態で、前記顔の所定範囲を含む画像を撮像するステップとを備えることを特徴とする画像処理方法。
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