JP4313996B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、夜間撮影などに好適な撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、撮像装置として、例えば特開平５−５６３４１号公報に記載されるように、撮像光学系を通じて入射される光をＣＣＤで光電変換し出力するものが知られている。この撮像装置は、撮像光学系への透過光量や撮像素子の光蓄積時間を制御するとともに、撮像素子出力のゲインを可変制御するものであって、所定の撮影モードにおいて光蓄積時間の設定を短時間化するためにゲインを増大するように制御し、撮影状況によらず最適な露出制御を実現しようとするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような撮像装置であっても、撮影環境によっては撮影画像にハレーションを生ずるなどの問題点がある。例えば、撮像装置が車両の夜間走行時に運転者の視認支援を行う視認支援システムに用いられる場合、暗い状況下で走行前方の歩行者などを視認するために撮像出力が高く設定される。しかし、このような設定状態では、対向車のヘッドライトを受けた場合などハレーションの影響が大きく、適切な撮影が行えない。
【０００４】
そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、撮影環境に対応して適切な撮影が行える撮像装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る車両用撮像装置は、車両の夜間走行時に運転者の視認支援を行う視認支援システムに用いられる車両用撮像装置において、撮像対象からの入射光を蓄積して光電変換し近赤外光に感度を持つ撮像素子と、撮像素子から出力される撮影信号を信号処理して得られた映像信号の出力レベルを制御する出力制御手段とを備えて構成され、出力制御手段は、撮像画像中にヘッドライトを点けた対向車と人が存在する場合に、該撮像画像において該ヘッドライトによるハレーションが低減され、該人の存在も視認可能となるように、基準条件の下で所定のテストパターンを撮影したときの前記映像信号のピーク値が５０〜７０ＩＲＥに出力調整されていることを特徴とする。
【０００６】
この車両用撮像装置において、出力制御手段として、撮影信号に基づいて撮像素子の光蓄積時間を変えることにより映像信号の出力レベルを制御するものを用いることが望ましい。
【０００７】
これらの発明によれば、基準条件の下で所定のテストパターンを撮影したときの映像信号のピーク値が５０〜７０ＩＲＥになるように出力調整して映像出力を低く抑えることにより、撮影画像における人などの視認性を確保しつつ、強い光入力が合った場合のハレーションを低減することができる。
【０００８】
また本発明に係る車両用撮像装置は、車両の夜間走行時に運転者の視認支援を行う視認支援システムに用いられる車両用撮像装置において、撮像対象からの入射光を蓄積して光電変換し近赤外光に感度を持つ撮像素子と、撮像素子から出力される撮影信号を信号処理して得られた映像信号の出力レベルを制御する出力制御手段とを備えて構成され、出力制御手段は、撮像画像中にヘッドライトを点けた対向車と人が存在する場合に、撮像画像においてヘッドライトによるハレーションが低減され、該人の存在も視認可能となるように、映像信号の信号波形のピーク値が所定値を超えている場合に、映像信号のピーク値が基準条件の下で所定のテストパターンを撮影したときに５０〜７０ＩＲＥになるように前記映像信号の出力レベルを制御することを特徴とする。
【０００９】
この車両用撮像装置において、出力制御手段として、映像信号を増幅する増幅器のゲイン調整を行って映像信号の出力レベルを制御するものを用いることが望ましい。
【００１０】
これらの発明によれば、映像信号の信号波形のピーク値が所定値を超えないように映像信号の出力レベルを制御することにより、強い入力光が入力されたときに撮影画像が過度に明るく表示されることを防止できる。
【００１１】
また本発明に係る車両用撮像装置は、車両の夜間走行時に運転者の視認支援を行う視認支援システムに用いられる車両用撮像装置において、撮像対象からの入射光を蓄積して光電変換し近赤外光に感度を持つ撮像素子と、撮像素子から出力される撮影信号を信号処理して得られた映像信号の出力レベルを制御する出力制御手段と、入射光の照度を検知する照度検知手段とを備えて構成され、出力制御手段は、照度検知手段の検知結果に基づいて出力レベルの制御目標値を変更し、撮像画像中にヘッドライトを点けた対向車と人が存在する場合に撮像画像においてヘッドライトによるハレーションが低減され人の存在も視認可能となるように、基準条件の下で所定のテストパターンを撮影して映像信号のピーク値が５０〜７０ＩＲＥに出力調整した際の撮像画像よりも、映像信号による撮影画像が明るくならないように、出力レベルを制御することを特徴とする。
【００１２】
この車両用撮像装置において、出力制御手段として、撮像手段のバイアス電圧に関する制御目標値を変更することにより映像信号の出力レベルを制御するものを用いることが望ましい。
【００１３】
これらの発明によれば、照度検知手段により入力光の照度を検知し、その検知結果に基づいて映像信号の出力レベルの制御目標値を変更し映像信号による撮影画像が所定以上に明るくならないようにすることにより、強い入力光が入力されたときに瞬時に制御目標値を変更して、撮影画像が過度に明るく表示されることを防止できる。
【００１４】
さらに上述した各撮像装置は、車両の夜間走行時に運転者の視認支援を行う視認支援システムの撮像手段として用いることが望ましい。
【００１５】
この場合、撮影環境の変化が大きい視認支援システムの撮影手段として、適切な撮影が可能であり、視認支援システムにおける適切な撮影画像の表示が行える。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
（第一実施形態）
図１は第一実施形態に係る撮像装置の構成概要図である。
【００１８】
本図に示すように、本実施形態に係る撮像装置１は、撮像素子であるＣＣＤ（Charge-Coupled Device）２を備えている。ＣＣＤ２は、撮像対象からの入力光を蓄積して光電変換する撮像素子である。ＣＣＤ２の前方には、撮影光学系３が取り付けられている。撮影光学系３は、撮影レンズ群及び可視光カットフィルタなどに構成される。撮影光学系３に可視光カットフィルタを設けることにより、ＣＣＤ２に近赤外光に感度を持たせることができる。この撮影光学系３を通じてＣＣＤ２に入力画像である入力光が入射される。
【００１９】
ＣＣＤ２の出力側には、アンプ４、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling）５、ＡＧＣ（Auto Gain Control）６が順次設けられている。アンプ４は、ＣＣＤ２の撮影信号を増幅するアナログ増幅器である。ＣＤＳ５は、ＣＣＤ２の蓄積電荷のノイズを低減する二重相関サンプリング回路である。ＡＧＣ６は、撮影信号のゲインを自動調節する回路である。
【００２０】
ＡＧＣ６の出力側には、制御処理部７が設けられている。制御処理部７は、ＡＧＣ６の出力信号を受けて信号処理を行うとともに、ＡＧＣ６及びＣＣＤ駆動部８にそれぞれ制御信号を出力する。
【００２１】
ＣＣＤ駆動部８は、ＣＣＤ２の蓄積動作、読み出し動作、リセット動作、バイアス電圧などを制御するＣＣＤ駆動回路であり、駆動パルスの切換えなどによってＣＣＤ２の蓄積時間を変化させ、ＣＣＤ２の露光時間すなわちシャッタスピードを制御する電子シャッタとして機能する。制御処理部７の出力側にはアンプ９が設けられている。アンプ９は、制御処理部７により出力される映像信号を増幅する増幅器である。
【００２２】
次に、撮像装置１の出力制御について説明する。
【００２３】
図１において、撮像装置１は、出力する映像信号の出力レベルを所定の制御目標値となるように出力制御する。この出力制御は、制御処理部７及びＣＣＤ駆動部８により行われる。
【００２４】
すなわち、制御処理部７により映像信号の映像全体の輝度レベルの平均値が算出され、その平均値が予め設定される制御目標値に対し大きければＣＣＤ駆動部８によりＣＣＤ２のシャッタスピードを上げて露光時間を短くし、平均値が制御目標値に対し小さければＣＣＤ駆動部８によりＣＣＤ２のシャッタスピードを下げて露光時間を長くする。
【００２５】
このような出力制御により、撮影対象の明るさが変化しても一様な映像信号を出力することが可能となる。
【００２６】
次に、撮像装置１における出力調整について説明する。
【００２７】
図２は撮像装置の出力調整の説明図、図３はテストパターンの説明図、図４は映像信号の説明図である。
【００２８】
図２に示すように、撮像装置１は、所定の基準条件下で出力調整が行われる。撮像装置１の出力調整は、まず撮像装置１の正面位置にテストパターン２０が配置され、撮像装置１の出力側にケーブル２１を介して計測器２２が接続される。また、ケーブル２１を介して撮像装置１に電源装置２４が接続される。
【００２９】
図３に示すように、テストパターン２０としては、グレースケールチャートが用いられる。例えば、透過型のＩＴＥ、II型グレースケールチャート（γ＝０．４５）が用いられ、チャート光源装置２３（大日本印刷製：パターンボックスＣＣＶ５１Ｆ）に取り付けられて使用される。計測器２２としては、テストパターン２０を撮影した映像信号レベルを計測できるものが用いられ、例えばシンクロスコープが用いられる。
【００３０】
撮像装置１の位置は、テストパターン２０が撮像装置１の撮影領域一杯に入るように設定される。このとき、撮像装置１とテストパターン２０との距離は、撮像装置１の撮影光学系３の特性に応じて決定される。
【００３１】
図２において、電源装置２４により撮像装置１に電力を供給し、撮像装置１を作動させる。チャート光源装置２３は、色温度５１００±１００゜Ｋ、照度２７５０±１５０ＬＵＸ、輝度１０５０±５０ｎｔ（ｃｄ／ｍ２）で発光させる。その際、室内照明は、５００〜１５００ＬＵＸに設定される。
【００３２】
このような基準条件の下で、撮像装置１によりテストパターン２０を撮影することにより、計測器２２にテストパターン２０を撮影した映像信号が出力される。
【００３３】
図４に示すように、計測器２２のモニタ２２ａには、テストパターン２０の映像信号Ｓが表示される。映像信号Ｓは、テストパターン２０の模様状態に応じて階段状に電圧が変化した信号となる。例えば、図３のＡ−Ａに対応する映像信号Ｓ１は、階段状に電圧が上昇する信号となる。一方、図３のＢ−Ｂに対応する映像信号Ｓ２は、階段状に電圧が降下する信号となる。なお、図４では、説明の便宜上、本来個別に表示される映像信号Ｓ１、Ｓ２を重ね合わせて示している。
【００３４】
そして、出力調整値、すなわち映像信号Ｓのピーク値（波高値）Ｐが５０〜７０ＩＲＥになるように撮像装置１の出力が調整される。映像出力信号Ｓのピーク値Ｐは、映像信号Ｓ１のピーク値Ｐ１と映像信号Ｓ２のピーク値Ｐ２の平均値をとって求められる。望ましくは、映像信号Ｓのピーク値Ｐが６５±３ＩＲＥになるように撮像装置１の出力が調整される。一般の撮像装置にあっては、映像出力信号のピーク値が８０ＩＲＥ程度に設定されるが、これに対し本実施形態に係る撮像装置１では出力が小さく設定される。
【００３５】
グレースケールのテストパターン２０を入力したときの映像信号Ｓのピーク値Ｐを５０〜７０ＩＲＥになるように出力調整した場合、画面全体に白を入力したときには映像信号の出力値は３８〜４３ＩＲＥとなる。また、映像信号Ｓのピーク値Ｐを６５±３ＩＲＥになるように出力調整した場合、画面全体に白を入力したときには映像信号の出力値は４０〜４２ＩＲＥとなる。
【００３６】
このように出力調整された状態で出力制御を行うことにより、撮影環境の変化に十分対応して適切な撮影が可能となる。
【００３７】
なお、撮像装置１において製造時に出力調整値の調整が行われるが、製造後のユーザー使用時において出力調整可能である場合でも、製造時の出力調整値のデフォルト値として上述の５０〜７０ＩＲＥなどを設定しておくことが望ましい。この場合、使用開始当初から適正な撮影が可能であり、ユーザーが出力調整を行うことが不要となる。
【００３８】
図５に本実施形態に係る撮像装置１を用いた車両の視認支援システムの構成概要図を示す。
【００３９】
本図に示すように、視認支援システム５０は、車両の夜間走行時に運転者の視認支援を行うシステムであり、撮影手段として撮像装置１を備えている。撮像装置１は、車両の前方を撮影できるように設置され、例えばウインドシールドガラスに取り付けられる。撮像装置１は、近赤外光に感度を持つものが用いられる。例えば、ＣＣＤ２の前段の撮影光学系３に可視光カットフィルタを配設することにより、近赤外成分を中心とした映像化が可能となる。なお、ここでいう近赤外光とは、波長７８０〜１５００ｎｍの光を意味する。
【００４０】
撮像装置１の出力側は、制御部５１に接続されている。制御部５１は、システム全体の制御を行うものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成されている。
【００４１】
視認支援システム５０には、近赤外投光器５２が設けられている。近赤外投光器５２は、車両の前方へ近赤外線を投光する投光手段であり、制御部５１から信号を受けて投光制御されている。近赤外投光器５２は、例えばヘッドライトのハイ（Ｈｉ）ビーム相当の照射範囲で近赤外光を投射することができるように構成される。
【００４２】
また、視認支援システム５０には、表示部５３が設けられている。表示部５３は、撮像装置１の撮影映像を表示する表示手段であり、運転者が撮影映像を視認できるように設けられている。また、視認支援システム５０のシステムのオンオフなどを操作するためのスイッチ群５４が設けられている。
【００４３】
このような視認支援システム５０は、車両の夜間走行時などの際に使用される。近赤外投光器５２により車両前方に近赤外光が投光され、近赤外光が照射された車両前方の領域を近赤外領域に感度を持つ撮像装置１が撮影する。撮像装置１は、映像信号を制御部５１に出力する。制御部５１は、映像信号を表示部５３に出力し、表示部５３に映像信号に基づく撮影画像が表示される。
【００４４】
撮影画像は近赤外光が照射された状態で表示されるため、車両の運転者が肉眼で車両前方を視認した場合に比べ、歩行者などを検出しやすいものとなり、運転者の前方視認を支援することができる。また、投光する光が近赤外光であるため、対向車の運転における影響は少ない。
【００４５】
しかしながら、ヘッドライトをつけた対向車がある場合など、入力光のレベルが非常に高いものとなる。この場合、上述した出力制御を行うことにより、撮像装置１の映像信号に基づく表示画像において、ハレーションを低減でき、適切な撮影及び適切な画像表示が可能となる。
【００４６】
図６に出力調整値と撮影画像の関係を示す。
【００４７】
本図において、横軸は出力調整値、縦軸は撮影画像におけるハレーション面積比である。ハレーション面積比は高輝度部／映像全体輝度で算出している。
【００４８】
本図に示すように、出力調整値が０ＩＲＥから徐々に高く設定されると、ハレーション面積比は徐々に減少し４０〜５０ＩＲＥで最低となる。そして、更に出力調整値が高くなると７０ＩＲＥあたりで急激に増加し始める。このため、ハレーション低減だけを考えると、１０〜７０ＩＲＥの出力調整すればよいが、歩行者などの視認性を考慮すると、低い出力調整では適切な撮影画像とならない。
【００４９】
図７〜図１０に撮像装置１に所定の出力調整を行った際の撮影画像を示す。
【００５０】
図７は出力調整値を７０ＩＲＥにしたときの撮影画像、図８は出力調整値を５０ＩＲＥにしたときの撮影画像、図９は出力調整値を１００ＩＲＥにしたときの撮影画像、図１０は出力調整値を３０ＩＲＥにしたときの撮影画像である。図７〜図１０は、夜間の道路を撮影したものであり、道路前方に人とヘッドライトを点けた対向車が存在している。
【００５１】
図７における出力調整値７０ＩＲＥの撮影画像では、対向車のヘッドライトのハレーションが生じているが、その影響はさほどでもなく、人の存在が明確に視認できる。図８における出力調整値５０ＩＲＥの撮影画像では、図７に比べ、画像輝度が低くなり、ハレーションが低減されている。人の存在も視認可能である。
【００５２】
図９における出力調整値１００ＩＲＥの撮影画像では、対向車のヘッドライトのハレーションの影響が大きく、画面全体が高輝度な状態となっている。図１０における出力調整値３０ＩＲＥの撮影画像では、ヘッドライトのハレーションはかなり小さいが、画面全体の明るさが下がり人の存在が一見して視認しにくい状態である。
【００５３】
このように、出力調整値５０〜７０ＩＲＥであれば（図７、８）、ヘッドライトのハレーションの影響を低減しつつ、歩行者などの視認性を十分に確保できる。一方、出力調整値が７０ＩＲＥより大きいと（図９）、ハレーションの影響が大きく、出力調整値が５０ＩＲＥより小さいと（図１０）、人の視認性が低下し、適切な撮影表示が困難となる。
【００５４】
以上のように、本実施形態に係る撮像装置１によれば、基準条件の下でテストパターン２０を撮影したときの映像信号Ｓのピーク値Ｐが５０〜７０ＩＲＥになるように出力調整することにより、撮影環境の変化の大きくても、撮影対象の視認性を確保しつつハレーションを低減することができ、適切な撮影及び適切な撮影画像の表示が可能となる。
【００５５】
特に、撮影環境が大きく変化する車両の夜間走行における視認支援システム５０の撮影手段として有用である。すなわち、撮影環境の変化が大きい視認支援システムの撮影手段として、適切な撮影が可能であり、視認支援システム５０における適切な画像表示が行え、視認支援システム５０の性能向上が図れる。
【００５６】
なお、本実施形態では、車両の夜間走行における運転者の視認を支援する視認支援システムに適用した場合について説明したが、本発明に係る撮像装置はそのようなものに限られるものではなく、他のシステムなどに用いられるものであってもよい。
【００５７】
（第二実施形態）
次に第二実施形態に係る撮像装置について説明する。
【００５８】
図１１に本実施形態に係る撮像装置の構成概要図を示す。本図に示すように、本実施形態に係る撮像装置１ａは、第一実施形態に係る撮像装置１とほぼ同様に構成されるものであり、制御処理部７から出力される映像信号のピーク値を検出するピーク検知するピーク検知部１１を備える点で異なっている。
【００５９】
ピーク検知部１１は、制御処理部７により出力される映像信号の信号波形のピーク値を検知し、そのピーク値が所定値を超えている場合に、映像信号のピーク値が所定値になるように映像信号の出力レベルを制御するものである。所定値としては、例えば、前述の第一実施形態と同様の理由から、５０〜７０ＩＲＥの範囲で設定するのが望ましい。
【００６０】
本実施形態に係る撮像装置１ａによれば、図１２（ａ）のように、入力光として非常に強い光が入力され映像信号波形Ｓ１０が所定値を超えるようなときに、アンプ９のゲインを調整し、図１２（ｂ）に示すように映像信号波形Ｓ１０のピーク値が所定値になるように映像信号の出力レベルを制御する。これにより、札装置１ａの撮影画像においてハレーションなどにより明るく表示されるようなことを防止でき、適切な撮影及び撮影画像の表示が行える。
【００６１】
また、第一実施形態に係る撮像装置１と同様に、撮影環境が大きく変化する車両の夜間走行において運転者の視認を支援する視認支援システム５０の撮影手段として有用である。
【００６２】
以上のように、本実施形態に係る撮像装置１ａによれば、映像信号の信号波形のピーク値が所定値を超えている場合に、映像信号のピーク値が所定値になるように映像信号の出力レベルを制御することにより、強い入力光が入力されたときに撮影画像が過度に明るく表示されることを防止できる。従って、撮影環境に応じた適切な撮影表示が可能となる。
【００６３】
また、本実施形態に係る撮像装置１ａを視認支援システム５０の撮影手段として用いた際、対向車のヘッドライトなど強い光を受けたときでも撮影画像が過度に明るく表示されることが防止できるため、撮影画像の表示が車両の運転に支障を来すような事態を回避できる。
【００６４】
なお、本実施形態ではピーク検知部１１によって検出されたピーク値が所定値になるように映像信号の出力レベルを調整する場合について説明したが、ピーク値を検出せず、映像信号の出力レベルの平均を用いてピーク値が所定値になるように映像信号の出力レベルを制御してもよい。例えば、所定の条件下でピーク値が５０〜７０ＩＲＥの範囲内になるように出力調整を行い、このときに映像信号の出力レベルの平均を求めておく。そして、その出力レベルの平均を所定レベルとして、実際の使用の際に映像信号の出力レベルの平均がこの所定レベルになるように映像信号の出力レベルを調整することによって、実質的にピーク値が所定値になるように映像信号の出力レベルを調整することができる。この場合、所定の条件として、前述の第一実施形態と同じ基準条件の下でテストパターンを撮影するという条件を採用することが好適である。
【００６５】
また、所定値としては、ある一点の値に限らず所定の幅を有する値を採用しても同様の効果がを得ることができる。例えば、６５±３ＩＲＥという幅を有する値を所定値として採用する場合、映像信号のピーク値が６８ＩＲＥを超えていれば６８ＩＲＥ以下になるように出力調整し、６２ＩＲＥ未満であれば６２ＩＲＥ以上になるように出力を調整すればよいので、制御のハンチングを防止しつつ視認性の良好な画像表示を行うことができる。
【００６６】
（第三実施形態）
次に第三実施形態に係る撮像装置について説明する。
【００６７】
図１３に本実施形態に係る撮像装置１ｂの構成概要図を示す。本図に示すように、本実施形態に係る撮像装置１ｂは、第一実施形態に係る撮像装置１とほぼ同様に構成されるものであり、入力光の照度を検知する照度センサ１２を備える点で異なっている。
【００６８】
照度センサ１２は、ＣＣＤ２の撮影対象となる入力光を入射可能に設置され、その入力光の照度を検出する照度検出手段である。照度センサ１２の出力は、制御処理部７に入力される。制御処理部７では、照度センサ１２の検出結果に基づいて制御目標値の設定を適宜変更し、撮影画像が所定値以上に明るくならないように映像信号の出力レベルを制御する。制御目標値としては、例えばＣＣＤ２のバイアス電圧値が用いられる。また、撮影画像の明るさの所定値としては、例えば撮影画像における画面全体の平均輝度値が設定される。具体的には、前述の第一実施形態と同じ基準条件の下でテストパターンを撮影して映像信号のピーク値が５０〜７０ＩＲＥになるように出力調整を行い、その際の画像全体の平均輝度値を撮影画像の明るさの所定値として用いることが好適である。
【００６９】
なお、照度センサ１２の出力を他の制御器に入力し、その他の制御器にて映像信号に関するパラメータを適宜設定し、制御処理部７にセットされるパラメータを変更してもよい。
【００７０】
次に、本実施形態に係る撮像装置１ｂの動作について、視認支援システム５０の撮影手段として用いた場合を例に挙げて説明する。
【００７１】
照度センサ１２により対向車のヘッドライトなど撮影領域に明るい光源がないと判断したときには制御目標値を上げて撮影画像を明るくする。この場合、道路前方の歩行者や景色が明るく表示され、良好な視認が行える。
【００７２】
一方、対向車のヘッドライトなどの強い光の入力があるときには、制御目標値を下げて撮影画像を暗くする。この場合、撮影画像が過度に明るく表示されることを防止でき、車両の運転に支障を来す事態を回避できる。また、撮影画像を暗くすることで、ハレーションも効果的に防止できる。
【００７３】
更に、対向車のヘッドライトがハイビームなどであり非常に強い光の入力があったときには、制御目標値をさらに下げて撮影画像をより暗くする。この場合、歩行者などの視認性が低下するが、撮影画像が過度に明るく表示されることを防止でき、車両の運転に支障を来す事態を確実に回避できる。
【００７４】
以上のように、本実施形態に係る撮像装置１ｂによれば、照度センサ１２により入力光の照度を検知し、その検知結果に基づいて映像信号の出力レベルの制御目標値を変更し映像信号による撮影画像が所定以上に明るくならないようにすることにより、強い入力光が入力されたときに瞬時に制御目標値を変更して、撮影画像が過度に明るく表示されることを防止できる。従って、撮影環境に応じて適切な撮影表示が可能となる。
【００７５】
また、本実施形態に係る撮像装置１ａを視認支援システム５０の撮影手段として用いた際、対向車のヘッドライトなど強い光を受けたときでも撮影画像が過度に明るく表示されることが防止できるため、撮影画像の表示が車両の運転に支障を来すような事態を回避できる。
【００７６】
なお、前述の第二実施形態および本実施形態においても、望ましくは第一実施形態と同様に、製造時のデフォルト値として基準条件の下でテストパターンを撮影したときのピーク値が５０〜７０ＩＲＥの範囲内になるように出力調整される。このように調整しておくことにより、デフォルト値に対応した映像信号の出力レベル、すなわち通常の出力レベルが夜間の撮影に適した出力レベルとなるため、第二実施形態および第三実施形態における出力レベルの制御幅を小さくすることができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、撮影環境の変化が大きい場合でもその撮影環境に対応して適切な撮影が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る撮像装置の構成図である。
【図２】図１の撮像装置における出力調整の説明図である。
【図３】図２の出力調整に用いられるテストパターンの説明図である。
【図４】図２の出力調整における映像信号の説明図である。
【図５】図１に撮像装置の用いた視認支援システムの構成図である。
【図６】図１の撮像装置における出力調整値と撮影画像におけるハレーション面積比の説明図である。
【図７】図５の視認支援システムにおける撮影画像の説明図である。
【図８】図５の視認支援システムにおける撮影画像の説明図である。
【図９】図５の視認支援システムにおける撮影画像の説明図である。
【図１０】図５の視認支援システムにおける撮影画像の説明図である。
【図１１】第二実施形態に係る撮像装置の構成図である。
【図１２】図１１の撮像装置における出力制御の説明図である。
【図１３】第三実施形態に係る撮像装置の構成図である。
【符号の説明】
１…撮像装置、２…ＣＣＤ、７…制御処理部、８…ＣＣＤ駆動部、２０…テストパターン、Ｓ…映像信号、Ｐ…映像信号ピーク値。
【発明の属する技術分野】
本発明は、夜間撮影などに好適な撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、撮像装置として、例えば特開平５−５６３４１号公報に記載されるように、撮像光学系を通じて入射される光をＣＣＤで光電変換し出力するものが知られている。この撮像装置は、撮像光学系への透過光量や撮像素子の光蓄積時間を制御するとともに、撮像素子出力のゲインを可変制御するものであって、所定の撮影モードにおいて光蓄積時間の設定を短時間化するためにゲインを増大するように制御し、撮影状況によらず最適な露出制御を実現しようとするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような撮像装置であっても、撮影環境によっては撮影画像にハレーションを生ずるなどの問題点がある。例えば、撮像装置が車両の夜間走行時に運転者の視認支援を行う視認支援システムに用いられる場合、暗い状況下で走行前方の歩行者などを視認するために撮像出力が高く設定される。しかし、このような設定状態では、対向車のヘッドライトを受けた場合などハレーションの影響が大きく、適切な撮影が行えない。
【０００４】
そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、撮影環境に対応して適切な撮影が行える撮像装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る車両用撮像装置は、車両の夜間走行時に運転者の視認支援を行う視認支援システムに用いられる車両用撮像装置において、撮像対象からの入射光を蓄積して光電変換し近赤外光に感度を持つ撮像素子と、撮像素子から出力される撮影信号を信号処理して得られた映像信号の出力レベルを制御する出力制御手段とを備えて構成され、出力制御手段は、撮像画像中にヘッドライトを点けた対向車と人が存在する場合に、該撮像画像において該ヘッドライトによるハレーションが低減され、該人の存在も視認可能となるように、基準条件の下で所定のテストパターンを撮影したときの前記映像信号のピーク値が５０〜７０ＩＲＥに出力調整されていることを特徴とする。
【０００６】
この車両用撮像装置において、出力制御手段として、撮影信号に基づいて撮像素子の光蓄積時間を変えることにより映像信号の出力レベルを制御するものを用いることが望ましい。
【０００７】
これらの発明によれば、基準条件の下で所定のテストパターンを撮影したときの映像信号のピーク値が５０〜７０ＩＲＥになるように出力調整して映像出力を低く抑えることにより、撮影画像における人などの視認性を確保しつつ、強い光入力が合った場合のハレーションを低減することができる。
【０００８】
また本発明に係る車両用撮像装置は、車両の夜間走行時に運転者の視認支援を行う視認支援システムに用いられる車両用撮像装置において、撮像対象からの入射光を蓄積して光電変換し近赤外光に感度を持つ撮像素子と、撮像素子から出力される撮影信号を信号処理して得られた映像信号の出力レベルを制御する出力制御手段とを備えて構成され、出力制御手段は、撮像画像中にヘッドライトを点けた対向車と人が存在する場合に、撮像画像においてヘッドライトによるハレーションが低減され、該人の存在も視認可能となるように、映像信号の信号波形のピーク値が所定値を超えている場合に、映像信号のピーク値が基準条件の下で所定のテストパターンを撮影したときに５０〜７０ＩＲＥになるように前記映像信号の出力レベルを制御することを特徴とする。
【０００９】
この車両用撮像装置において、出力制御手段として、映像信号を増幅する増幅器のゲイン調整を行って映像信号の出力レベルを制御するものを用いることが望ましい。
【００１０】
これらの発明によれば、映像信号の信号波形のピーク値が所定値を超えないように映像信号の出力レベルを制御することにより、強い入力光が入力されたときに撮影画像が過度に明るく表示されることを防止できる。
【００１１】
また本発明に係る車両用撮像装置は、車両の夜間走行時に運転者の視認支援を行う視認支援システムに用いられる車両用撮像装置において、撮像対象からの入射光を蓄積して光電変換し近赤外光に感度を持つ撮像素子と、撮像素子から出力される撮影信号を信号処理して得られた映像信号の出力レベルを制御する出力制御手段と、入射光の照度を検知する照度検知手段とを備えて構成され、出力制御手段は、照度検知手段の検知結果に基づいて出力レベルの制御目標値を変更し、撮像画像中にヘッドライトを点けた対向車と人が存在する場合に撮像画像においてヘッドライトによるハレーションが低減され人の存在も視認可能となるように、基準条件の下で所定のテストパターンを撮影して映像信号のピーク値が５０〜７０ＩＲＥに出力調整した際の撮像画像よりも、映像信号による撮影画像が明るくならないように、出力レベルを制御することを特徴とする。
【００１２】
この車両用撮像装置において、出力制御手段として、撮像手段のバイアス電圧に関する制御目標値を変更することにより映像信号の出力レベルを制御するものを用いることが望ましい。
【００１３】
これらの発明によれば、照度検知手段により入力光の照度を検知し、その検知結果に基づいて映像信号の出力レベルの制御目標値を変更し映像信号による撮影画像が所定以上に明るくならないようにすることにより、強い入力光が入力されたときに瞬時に制御目標値を変更して、撮影画像が過度に明るく表示されることを防止できる。
【００１４】
さらに上述した各撮像装置は、車両の夜間走行時に運転者の視認支援を行う視認支援システムの撮像手段として用いることが望ましい。
【００１５】
この場合、撮影環境の変化が大きい視認支援システムの撮影手段として、適切な撮影が可能であり、視認支援システムにおける適切な撮影画像の表示が行える。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
（第一実施形態）
図１は第一実施形態に係る撮像装置の構成概要図である。
【００１８】
本図に示すように、本実施形態に係る撮像装置１は、撮像素子であるＣＣＤ（Charge-Coupled Device）２を備えている。ＣＣＤ２は、撮像対象からの入力光を蓄積して光電変換する撮像素子である。ＣＣＤ２の前方には、撮影光学系３が取り付けられている。撮影光学系３は、撮影レンズ群及び可視光カットフィルタなどに構成される。撮影光学系３に可視光カットフィルタを設けることにより、ＣＣＤ２に近赤外光に感度を持たせることができる。この撮影光学系３を通じてＣＣＤ２に入力画像である入力光が入射される。
【００１９】
ＣＣＤ２の出力側には、アンプ４、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling）５、ＡＧＣ（Auto Gain Control）６が順次設けられている。アンプ４は、ＣＣＤ２の撮影信号を増幅するアナログ増幅器である。ＣＤＳ５は、ＣＣＤ２の蓄積電荷のノイズを低減する二重相関サンプリング回路である。ＡＧＣ６は、撮影信号のゲインを自動調節する回路である。
【００２０】
ＡＧＣ６の出力側には、制御処理部７が設けられている。制御処理部７は、ＡＧＣ６の出力信号を受けて信号処理を行うとともに、ＡＧＣ６及びＣＣＤ駆動部８にそれぞれ制御信号を出力する。
【００２１】
ＣＣＤ駆動部８は、ＣＣＤ２の蓄積動作、読み出し動作、リセット動作、バイアス電圧などを制御するＣＣＤ駆動回路であり、駆動パルスの切換えなどによってＣＣＤ２の蓄積時間を変化させ、ＣＣＤ２の露光時間すなわちシャッタスピードを制御する電子シャッタとして機能する。制御処理部７の出力側にはアンプ９が設けられている。アンプ９は、制御処理部７により出力される映像信号を増幅する増幅器である。
【００２２】
次に、撮像装置１の出力制御について説明する。
【００２３】
図１において、撮像装置１は、出力する映像信号の出力レベルを所定の制御目標値となるように出力制御する。この出力制御は、制御処理部７及びＣＣＤ駆動部８により行われる。
【００２４】
すなわち、制御処理部７により映像信号の映像全体の輝度レベルの平均値が算出され、その平均値が予め設定される制御目標値に対し大きければＣＣＤ駆動部８によりＣＣＤ２のシャッタスピードを上げて露光時間を短くし、平均値が制御目標値に対し小さければＣＣＤ駆動部８によりＣＣＤ２のシャッタスピードを下げて露光時間を長くする。
【００２５】
このような出力制御により、撮影対象の明るさが変化しても一様な映像信号を出力することが可能となる。
【００２６】
次に、撮像装置１における出力調整について説明する。
【００２７】
図２は撮像装置の出力調整の説明図、図３はテストパターンの説明図、図４は映像信号の説明図である。
【００２８】
図２に示すように、撮像装置１は、所定の基準条件下で出力調整が行われる。撮像装置１の出力調整は、まず撮像装置１の正面位置にテストパターン２０が配置され、撮像装置１の出力側にケーブル２１を介して計測器２２が接続される。また、ケーブル２１を介して撮像装置１に電源装置２４が接続される。
【００２９】
図３に示すように、テストパターン２０としては、グレースケールチャートが用いられる。例えば、透過型のＩＴＥ、II型グレースケールチャート（γ＝０．４５）が用いられ、チャート光源装置２３（大日本印刷製：パターンボックスＣＣＶ５１Ｆ）に取り付けられて使用される。計測器２２としては、テストパターン２０を撮影した映像信号レベルを計測できるものが用いられ、例えばシンクロスコープが用いられる。
【００３０】
撮像装置１の位置は、テストパターン２０が撮像装置１の撮影領域一杯に入るように設定される。このとき、撮像装置１とテストパターン２０との距離は、撮像装置１の撮影光学系３の特性に応じて決定される。
【００３１】
図２において、電源装置２４により撮像装置１に電力を供給し、撮像装置１を作動させる。チャート光源装置２３は、色温度５１００±１００゜Ｋ、照度２７５０±１５０ＬＵＸ、輝度１０５０±５０ｎｔ（ｃｄ／ｍ２）で発光させる。その際、室内照明は、５００〜１５００ＬＵＸに設定される。
【００３２】
このような基準条件の下で、撮像装置１によりテストパターン２０を撮影することにより、計測器２２にテストパターン２０を撮影した映像信号が出力される。
【００３３】
図４に示すように、計測器２２のモニタ２２ａには、テストパターン２０の映像信号Ｓが表示される。映像信号Ｓは、テストパターン２０の模様状態に応じて階段状に電圧が変化した信号となる。例えば、図３のＡ−Ａに対応する映像信号Ｓ１は、階段状に電圧が上昇する信号となる。一方、図３のＢ−Ｂに対応する映像信号Ｓ２は、階段状に電圧が降下する信号となる。なお、図４では、説明の便宜上、本来個別に表示される映像信号Ｓ１、Ｓ２を重ね合わせて示している。
【００３４】
そして、出力調整値、すなわち映像信号Ｓのピーク値（波高値）Ｐが５０〜７０ＩＲＥになるように撮像装置１の出力が調整される。映像出力信号Ｓのピーク値Ｐは、映像信号Ｓ１のピーク値Ｐ１と映像信号Ｓ２のピーク値Ｐ２の平均値をとって求められる。望ましくは、映像信号Ｓのピーク値Ｐが６５±３ＩＲＥになるように撮像装置１の出力が調整される。一般の撮像装置にあっては、映像出力信号のピーク値が８０ＩＲＥ程度に設定されるが、これに対し本実施形態に係る撮像装置１では出力が小さく設定される。
【００３５】
グレースケールのテストパターン２０を入力したときの映像信号Ｓのピーク値Ｐを５０〜７０ＩＲＥになるように出力調整した場合、画面全体に白を入力したときには映像信号の出力値は３８〜４３ＩＲＥとなる。また、映像信号Ｓのピーク値Ｐを６５±３ＩＲＥになるように出力調整した場合、画面全体に白を入力したときには映像信号の出力値は４０〜４２ＩＲＥとなる。
【００３６】
このように出力調整された状態で出力制御を行うことにより、撮影環境の変化に十分対応して適切な撮影が可能となる。
【００３７】
なお、撮像装置１において製造時に出力調整値の調整が行われるが、製造後のユーザー使用時において出力調整可能である場合でも、製造時の出力調整値のデフォルト値として上述の５０〜７０ＩＲＥなどを設定しておくことが望ましい。この場合、使用開始当初から適正な撮影が可能であり、ユーザーが出力調整を行うことが不要となる。
【００３８】
図５に本実施形態に係る撮像装置１を用いた車両の視認支援システムの構成概要図を示す。
【００３９】
本図に示すように、視認支援システム５０は、車両の夜間走行時に運転者の視認支援を行うシステムであり、撮影手段として撮像装置１を備えている。撮像装置１は、車両の前方を撮影できるように設置され、例えばウインドシールドガラスに取り付けられる。撮像装置１は、近赤外光に感度を持つものが用いられる。例えば、ＣＣＤ２の前段の撮影光学系３に可視光カットフィルタを配設することにより、近赤外成分を中心とした映像化が可能となる。なお、ここでいう近赤外光とは、波長７８０〜１５００ｎｍの光を意味する。
【００４０】
撮像装置１の出力側は、制御部５１に接続されている。制御部５１は、システム全体の制御を行うものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成されている。
【００４１】
視認支援システム５０には、近赤外投光器５２が設けられている。近赤外投光器５２は、車両の前方へ近赤外線を投光する投光手段であり、制御部５１から信号を受けて投光制御されている。近赤外投光器５２は、例えばヘッドライトのハイ（Ｈｉ）ビーム相当の照射範囲で近赤外光を投射することができるように構成される。
【００４２】
また、視認支援システム５０には、表示部５３が設けられている。表示部５３は、撮像装置１の撮影映像を表示する表示手段であり、運転者が撮影映像を視認できるように設けられている。また、視認支援システム５０のシステムのオンオフなどを操作するためのスイッチ群５４が設けられている。
【００４３】
このような視認支援システム５０は、車両の夜間走行時などの際に使用される。近赤外投光器５２により車両前方に近赤外光が投光され、近赤外光が照射された車両前方の領域を近赤外領域に感度を持つ撮像装置１が撮影する。撮像装置１は、映像信号を制御部５１に出力する。制御部５１は、映像信号を表示部５３に出力し、表示部５３に映像信号に基づく撮影画像が表示される。
【００４４】
撮影画像は近赤外光が照射された状態で表示されるため、車両の運転者が肉眼で車両前方を視認した場合に比べ、歩行者などを検出しやすいものとなり、運転者の前方視認を支援することができる。また、投光する光が近赤外光であるため、対向車の運転における影響は少ない。
【００４５】
しかしながら、ヘッドライトをつけた対向車がある場合など、入力光のレベルが非常に高いものとなる。この場合、上述した出力制御を行うことにより、撮像装置１の映像信号に基づく表示画像において、ハレーションを低減でき、適切な撮影及び適切な画像表示が可能となる。
【００４６】
図６に出力調整値と撮影画像の関係を示す。
【００４７】
本図において、横軸は出力調整値、縦軸は撮影画像におけるハレーション面積比である。ハレーション面積比は高輝度部／映像全体輝度で算出している。
【００４８】
本図に示すように、出力調整値が０ＩＲＥから徐々に高く設定されると、ハレーション面積比は徐々に減少し４０〜５０ＩＲＥで最低となる。そして、更に出力調整値が高くなると７０ＩＲＥあたりで急激に増加し始める。このため、ハレーション低減だけを考えると、１０〜７０ＩＲＥの出力調整すればよいが、歩行者などの視認性を考慮すると、低い出力調整では適切な撮影画像とならない。
【００４９】
図７〜図１０に撮像装置１に所定の出力調整を行った際の撮影画像を示す。
【００５０】
図７は出力調整値を７０ＩＲＥにしたときの撮影画像、図８は出力調整値を５０ＩＲＥにしたときの撮影画像、図９は出力調整値を１００ＩＲＥにしたときの撮影画像、図１０は出力調整値を３０ＩＲＥにしたときの撮影画像である。図７〜図１０は、夜間の道路を撮影したものであり、道路前方に人とヘッドライトを点けた対向車が存在している。
【００５１】
図７における出力調整値７０ＩＲＥの撮影画像では、対向車のヘッドライトのハレーションが生じているが、その影響はさほどでもなく、人の存在が明確に視認できる。図８における出力調整値５０ＩＲＥの撮影画像では、図７に比べ、画像輝度が低くなり、ハレーションが低減されている。人の存在も視認可能である。
【００５２】
図９における出力調整値１００ＩＲＥの撮影画像では、対向車のヘッドライトのハレーションの影響が大きく、画面全体が高輝度な状態となっている。図１０における出力調整値３０ＩＲＥの撮影画像では、ヘッドライトのハレーションはかなり小さいが、画面全体の明るさが下がり人の存在が一見して視認しにくい状態である。
【００５３】
このように、出力調整値５０〜７０ＩＲＥであれば（図７、８）、ヘッドライトのハレーションの影響を低減しつつ、歩行者などの視認性を十分に確保できる。一方、出力調整値が７０ＩＲＥより大きいと（図９）、ハレーションの影響が大きく、出力調整値が５０ＩＲＥより小さいと（図１０）、人の視認性が低下し、適切な撮影表示が困難となる。
【００５４】
以上のように、本実施形態に係る撮像装置１によれば、基準条件の下でテストパターン２０を撮影したときの映像信号Ｓのピーク値Ｐが５０〜７０ＩＲＥになるように出力調整することにより、撮影環境の変化の大きくても、撮影対象の視認性を確保しつつハレーションを低減することができ、適切な撮影及び適切な撮影画像の表示が可能となる。
【００５５】
特に、撮影環境が大きく変化する車両の夜間走行における視認支援システム５０の撮影手段として有用である。すなわち、撮影環境の変化が大きい視認支援システムの撮影手段として、適切な撮影が可能であり、視認支援システム５０における適切な画像表示が行え、視認支援システム５０の性能向上が図れる。
【００５６】
なお、本実施形態では、車両の夜間走行における運転者の視認を支援する視認支援システムに適用した場合について説明したが、本発明に係る撮像装置はそのようなものに限られるものではなく、他のシステムなどに用いられるものであってもよい。
【００５７】
（第二実施形態）
次に第二実施形態に係る撮像装置について説明する。
【００５８】
図１１に本実施形態に係る撮像装置の構成概要図を示す。本図に示すように、本実施形態に係る撮像装置１ａは、第一実施形態に係る撮像装置１とほぼ同様に構成されるものであり、制御処理部７から出力される映像信号のピーク値を検出するピーク検知するピーク検知部１１を備える点で異なっている。
【００５９】
ピーク検知部１１は、制御処理部７により出力される映像信号の信号波形のピーク値を検知し、そのピーク値が所定値を超えている場合に、映像信号のピーク値が所定値になるように映像信号の出力レベルを制御するものである。所定値としては、例えば、前述の第一実施形態と同様の理由から、５０〜７０ＩＲＥの範囲で設定するのが望ましい。
【００６０】
本実施形態に係る撮像装置１ａによれば、図１２（ａ）のように、入力光として非常に強い光が入力され映像信号波形Ｓ１０が所定値を超えるようなときに、アンプ９のゲインを調整し、図１２（ｂ）に示すように映像信号波形Ｓ１０のピーク値が所定値になるように映像信号の出力レベルを制御する。これにより、札装置１ａの撮影画像においてハレーションなどにより明るく表示されるようなことを防止でき、適切な撮影及び撮影画像の表示が行える。
【００６１】
また、第一実施形態に係る撮像装置１と同様に、撮影環境が大きく変化する車両の夜間走行において運転者の視認を支援する視認支援システム５０の撮影手段として有用である。
【００６２】
以上のように、本実施形態に係る撮像装置１ａによれば、映像信号の信号波形のピーク値が所定値を超えている場合に、映像信号のピーク値が所定値になるように映像信号の出力レベルを制御することにより、強い入力光が入力されたときに撮影画像が過度に明るく表示されることを防止できる。従って、撮影環境に応じた適切な撮影表示が可能となる。
【００６３】
また、本実施形態に係る撮像装置１ａを視認支援システム５０の撮影手段として用いた際、対向車のヘッドライトなど強い光を受けたときでも撮影画像が過度に明るく表示されることが防止できるため、撮影画像の表示が車両の運転に支障を来すような事態を回避できる。
【００６４】
なお、本実施形態ではピーク検知部１１によって検出されたピーク値が所定値になるように映像信号の出力レベルを調整する場合について説明したが、ピーク値を検出せず、映像信号の出力レベルの平均を用いてピーク値が所定値になるように映像信号の出力レベルを制御してもよい。例えば、所定の条件下でピーク値が５０〜７０ＩＲＥの範囲内になるように出力調整を行い、このときに映像信号の出力レベルの平均を求めておく。そして、その出力レベルの平均を所定レベルとして、実際の使用の際に映像信号の出力レベルの平均がこの所定レベルになるように映像信号の出力レベルを調整することによって、実質的にピーク値が所定値になるように映像信号の出力レベルを調整することができる。この場合、所定の条件として、前述の第一実施形態と同じ基準条件の下でテストパターンを撮影するという条件を採用することが好適である。
【００６５】
また、所定値としては、ある一点の値に限らず所定の幅を有する値を採用しても同様の効果がを得ることができる。例えば、６５±３ＩＲＥという幅を有する値を所定値として採用する場合、映像信号のピーク値が６８ＩＲＥを超えていれば６８ＩＲＥ以下になるように出力調整し、６２ＩＲＥ未満であれば６２ＩＲＥ以上になるように出力を調整すればよいので、制御のハンチングを防止しつつ視認性の良好な画像表示を行うことができる。
【００６６】
（第三実施形態）
次に第三実施形態に係る撮像装置について説明する。
【００６７】
図１３に本実施形態に係る撮像装置１ｂの構成概要図を示す。本図に示すように、本実施形態に係る撮像装置１ｂは、第一実施形態に係る撮像装置１とほぼ同様に構成されるものであり、入力光の照度を検知する照度センサ１２を備える点で異なっている。
【００６８】
照度センサ１２は、ＣＣＤ２の撮影対象となる入力光を入射可能に設置され、その入力光の照度を検出する照度検出手段である。照度センサ１２の出力は、制御処理部７に入力される。制御処理部７では、照度センサ１２の検出結果に基づいて制御目標値の設定を適宜変更し、撮影画像が所定値以上に明るくならないように映像信号の出力レベルを制御する。制御目標値としては、例えばＣＣＤ２のバイアス電圧値が用いられる。また、撮影画像の明るさの所定値としては、例えば撮影画像における画面全体の平均輝度値が設定される。具体的には、前述の第一実施形態と同じ基準条件の下でテストパターンを撮影して映像信号のピーク値が５０〜７０ＩＲＥになるように出力調整を行い、その際の画像全体の平均輝度値を撮影画像の明るさの所定値として用いることが好適である。
【００６９】
なお、照度センサ１２の出力を他の制御器に入力し、その他の制御器にて映像信号に関するパラメータを適宜設定し、制御処理部７にセットされるパラメータを変更してもよい。
【００７０】
次に、本実施形態に係る撮像装置１ｂの動作について、視認支援システム５０の撮影手段として用いた場合を例に挙げて説明する。
【００７１】
照度センサ１２により対向車のヘッドライトなど撮影領域に明るい光源がないと判断したときには制御目標値を上げて撮影画像を明るくする。この場合、道路前方の歩行者や景色が明るく表示され、良好な視認が行える。
【００７２】
一方、対向車のヘッドライトなどの強い光の入力があるときには、制御目標値を下げて撮影画像を暗くする。この場合、撮影画像が過度に明るく表示されることを防止でき、車両の運転に支障を来す事態を回避できる。また、撮影画像を暗くすることで、ハレーションも効果的に防止できる。
【００７３】
更に、対向車のヘッドライトがハイビームなどであり非常に強い光の入力があったときには、制御目標値をさらに下げて撮影画像をより暗くする。この場合、歩行者などの視認性が低下するが、撮影画像が過度に明るく表示されることを防止でき、車両の運転に支障を来す事態を確実に回避できる。
【００７４】
以上のように、本実施形態に係る撮像装置１ｂによれば、照度センサ１２により入力光の照度を検知し、その検知結果に基づいて映像信号の出力レベルの制御目標値を変更し映像信号による撮影画像が所定以上に明るくならないようにすることにより、強い入力光が入力されたときに瞬時に制御目標値を変更して、撮影画像が過度に明るく表示されることを防止できる。従って、撮影環境に応じて適切な撮影表示が可能となる。
【００７５】
また、本実施形態に係る撮像装置１ａを視認支援システム５０の撮影手段として用いた際、対向車のヘッドライトなど強い光を受けたときでも撮影画像が過度に明るく表示されることが防止できるため、撮影画像の表示が車両の運転に支障を来すような事態を回避できる。
【００７６】
なお、前述の第二実施形態および本実施形態においても、望ましくは第一実施形態と同様に、製造時のデフォルト値として基準条件の下でテストパターンを撮影したときのピーク値が５０〜７０ＩＲＥの範囲内になるように出力調整される。このように調整しておくことにより、デフォルト値に対応した映像信号の出力レベル、すなわち通常の出力レベルが夜間の撮影に適した出力レベルとなるため、第二実施形態および第三実施形態における出力レベルの制御幅を小さくすることができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、撮影環境の変化が大きい場合でもその撮影環境に対応して適切な撮影が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る撮像装置の構成図である。
【図２】図１の撮像装置における出力調整の説明図である。
【図３】図２の出力調整に用いられるテストパターンの説明図である。
【図４】図２の出力調整における映像信号の説明図である。
【図５】図１に撮像装置の用いた視認支援システムの構成図である。
【図６】図１の撮像装置における出力調整値と撮影画像におけるハレーション面積比の説明図である。
【図７】図５の視認支援システムにおける撮影画像の説明図である。
【図８】図５の視認支援システムにおける撮影画像の説明図である。
【図９】図５の視認支援システムにおける撮影画像の説明図である。
【図１０】図５の視認支援システムにおける撮影画像の説明図である。
【図１１】第二実施形態に係る撮像装置の構成図である。
【図１２】図１１の撮像装置における出力制御の説明図である。
【図１３】第三実施形態に係る撮像装置の構成図である。
【符号の説明】
１…撮像装置、２…ＣＣＤ、７…制御処理部、８…ＣＣＤ駆動部、２０…テストパターン、Ｓ…映像信号、Ｐ…映像信号ピーク値。
Claims (6)
- 車両の夜間走行時に運転者の視認支援を行う視認支援システムに用いられる車両用撮像装置において、
撮像対象からの入射光を蓄積して光電変換し近赤外光に感度を持つ撮像素子と、
前記撮像素子から出力される撮影信号を信号処理して得られた映像信号の出力レベルを制御する出力制御手段と、
を備えて構成され、
前記出力制御手段は、撮像画像中にヘッドライトを点けた対向車と人が存在する場合に、該撮像画像において該ヘッドライトによるハレーションが低減され、該人の存在も視認可能となるように、基準条件の下で所定のテストパターンを撮影したときの前記映像信号のピーク値が５０〜７０ＩＲＥに出力調整されていること、
を特徴とする車両用撮像装置。 - 前記出力制御手段は、前記撮影信号に基づいて前記撮像素子の光蓄積時間を変えることにより、前記映像信号の出力レベルを制御すること、
を特徴とする請求項１に記載の車両用撮像装置。 - 車両の夜間走行時に運転者の視認支援を行う視認支援システムに用いられる車両用撮像装置において、
撮像対象からの入射光を蓄積して光電変換し近赤外光に感度を持つ撮像素子と、
前記撮像素子から出力される撮影信号を信号処理して得られた映像信号の出力レベルを制御する出力制御手段と、
を備えて構成され、
前記出力制御手段は、撮像画像中にヘッドライトを点けた対向車と人が存在する場合に、該撮像画像において該ヘッドライトによるハレーションが低減され、該人の存在も視認可能となるように、前記映像信号の信号波形のピーク値が所定値を超えている場合に、前記映像信号のピーク値が基準条件の下で所定のテストパターンを撮影したときに５０〜７０ＩＲＥになるように前記映像信号の出力レベルを制御すること、
を特徴とする車両用撮像装置。 - 前記出力制御手段は、前記映像信号を増幅する増幅器のゲイン調整を行って、前記映像信号の出力レベルを制御すること、
を特徴とする請求項３に記載の車両用撮像装置。 - 車両の夜間走行時に運転者の視認支援を行う視認支援システムに用いられる車両用撮像装置において、
撮像対象からの入射光を蓄積して光電変換し近赤外光に感度を持つ撮像素子と、
前記撮像素子から出力される撮影信号を信号処理して得られた映像信号の出力レベルを制御する出力制御手段と、
前記入射光の照度を検知する照度検知手段と、
を備えて構成され、
前記出力制御手段は、前記照度検知手段の検知結果に基づいて前記出力レベルの制御目標値を変更し、撮像画像中にヘッドライトを点けた対向車と人が存在する場合に該撮像画像において該ヘッドライトによるハレーションが低減され該人の存在も視認可能となるように、基準条件の下で所定のテストパターンを撮影して前記映像信号のピーク値が５０〜７０ＩＲＥに出力調整した際の撮像画像よりも、前記映像信号による撮影画像が明るくならないように、前記出力レベルを制御すること、
を特徴とする車両用撮像装置。 - 前記出力制御手段は、前記撮像手段のバイアス電圧に関する前記制御目標値を変更することにより、前記映像信号の出力レベルを制御すること、
を特徴とする請求項５に記載の車両用撮像装置。
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