JPH08240833A - 車両用カメラの露光制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画面に映っている不必要な高輝度部分の影響
を受けることなく、画面の必要部分の輝度レベルを安定
に保つことができる車載用カメラの露光制御装置を提供
する。 【構成】 撮像手段で得られる画面のうち所定領域を選
択する選択手段と、所定領域の輝度を検出する輝度検出
手段と、所定領域の輝度と予め定められた目標輝度とに
基づき所定領域の輝度が目標輝度となるようアイリスあ
るいはシャッターを調節する露光制御手段とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は車両に取り付けられる
カメラの制御に関するものであって、特に前記カメラの
アイリス制御あるいはシャッタースピード制御に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、撮像素子への入射光量は、絞り
により制御される。図２１は、例えば特公平４−５７１
５２号公報に示された従来の撮像素子の絞り制御を説明
するブロック図である。同図において、１はレンズ、２
は撮像手段である撮像素子３への入射光量を調節するア
イリスとしての絞り、４は撮像素子３の出力、すなわち
絞り２を介して入射する光の光量に応じた輝度信号を増
幅するプリアンプ、５はプリアンプ４の出力を絞り制御
用に増幅するアンプ、６は撮像素子３上に結像された画
面全体の平均輝度を求める平均回路、７はこの平均輝度
と予め設定された目標平均輝度（ＶT）とを比較する比
較器、８はドライブ回路、９はこのドライブ回路８にて
駆動され、絞り２の開口面積を変化させる駆動コイルで
ある。今、例えば絞り２が絞り過ぎの状態、即ちレンズ
１から入射する光量が少なすぎる状態にあり、撮像素子
３より十分な輝度信号が得られない場合、平均回路６に
て得られた平均輝度は、目標平均輝度（ＶT）より低い
値をとるので、比較器７の比較出力に基づきドライブ回
路８に指令が与えられ、ドライブ回路８からの駆動信号
により駆動コイル９が駆動され、絞り２は開かれる。逆
に、絞り２が開き過ぎの状態にある場合には、撮像素子
３より過大な輝度信号が出力され、平均回路６にて得ら
れた平均輝度は、該目標平均輝度（ＶT）より高い値を
とるので、比較器７の比較出力に基づきドライブ回路８
及び駆動コイル９を介して、絞り２は閉じられる。以上
の様にして、絞り２は、撮像素子３の平均輝度が目標平
均輝度（ＶT）と一致する様、負帰還制御される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の装
置では撮像素子全体の平均輝度が目標平均輝度に一致す
るよう負帰還制御を行っていた。よって、カメラを車に
載んで車外の様子を撮影しこれに基づき種々の制御を行
おうとする場合、道路と空とが同時に画面に映るように
カメラを設置すると、昼間晴天時などのように空の輝度
レベルが大きいときは画面全体の平均輝度も大きくな
る。この場合、従来の装置では画面全体の平均輝度が一
定値になるようにアイリス制御されるため、アイリスは
絞られ、全体的に輝度レベルを小さくすることで平均輝
度を一定値に抑えてしまう。これは、空以外の部分の絶
対的な輝度レベルが変化していないにも拘わらず、アイ
リス制御によって空以外の部分の輝度レベルが変化して
しまうということである。ここで、車両用カメラにより
得ようとしているのは前方車両の情報、道路情報（白線
など）等の情報であり、いわば空以外の部分の情報を必
要としている。従って、従来の装置を用いてアイリス制
御を行おうとすると、空の輝度レベルに応じて、空以外
（道路等）の輝度レベルが変化し、安定した輝度レベル
の画像を得る事が難しいという問題点があった。また、
上記問題点はアイリス制御装置だけでなく、シャッター
スピード制御装置でも同様な問題点を有していた。

【０００４】また、従来のアイリス制御装置あるいはシ
ャッタースピード制御装置（以下これらを露光制御装置
と称する）は装置の故障検出機能を有していないため、
装置の故障により絞りを調節できない、あるいはシャッ
タースピードを調節できないという状態であってもこれ
を知ることができなかった。

【０００５】また、上述の問題点を簡単な構成でかつ安
価に解決することが困難であった。

【０００６】この発明はかかる問題点を解決するために
なされたもので、画面に映っている不必要な高輝度部分
（例えば晴天の空等）の影響を受けることなく、画面の
必要部分の輝度レベルを安定に保つことができる車載用
カメラの露光制御装置を提供することを目的としてい
る。

【０００７】また、この発明は、画面の必要部分の輝度
レベルをより安定に保つことができる車載用カメラの露
光制御装置を提供することを目的としている。

【０００８】また、この発明は、装置の故障を検出する
ことができる車載用カメラの露光制御装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００９】また、この発明は、信頼性の高い車両用カ
メラの露光制御装置を簡単な構成でかつ安価に提供する
ことを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、撮像手段で
得られる画面のうち所定領域を選択する選択手段と、所
定領域の輝度を検出する輝度検出手段と、所定領域の輝
度と予め定められた目標輝度とに基づき所定領域の輝度
が目標輝度となるようアイリスあるいはシャッターを調
節する露光制御手段とを備えたものである。

【００１１】また、この発明は、カメラの取付角と画角
とに基づき所定の演算式により得られる画面上の水平方
向の線を基準として画面を上下方向に２分割する分割手
段を有し、２分割した画面のうち下側の画面を所定領域
として選択する選択手段を備えたものである。

【００１２】また、この発明は、走行路に描かれ走行車
線を区分する区分線を検出する区分線検出手段と、区分
線検出手段の検出出力に基づき自車両が走行している自
車線を検出し該自車線の領域を所定領域として選択する
選択手段とを備えたものである。

【００１３】また、この発明は、自車両の前方の車両を
検出する車両検出手段と、この車両を含む所定の領域を
選択する選択手段とを備えたものである。

【００１４】また、この発明は、画面の輝度に基づき閾
値を設定する閾値設定手段を有し、少なくとも閾値より
も輝度が小さい領域を所定領域として選択する選択手段
を備えたものである。

【００１５】また、この発明は、自車両の方位を検出す
る方位検出手段と、自車両の緯度及び経度を検出する位
置検出手段と、現在の年月日及び時刻の情報を出力する
カレンダー手段と、方位検出手段、位置検出手段及びカ
レンダー手段の出力とカメラの取付角及び画角とに基づ
きカメラが現在撮像している領域を検出する撮像領域検
出手段と、太陽の位置情報を記憶すると共にカレンダー
手段の出力を受け現在の太陽の位置情報を出力する記憶
手段と、撮像領域検出手段の検出出力と記憶手段の出力
とに基づき太陽が前記撮像領域内にあるか否かを判定す
る判定手段と、撮像領域内に太陽があると判定された場
合、太陽を含む所定の領域を非選択とする選択手段とを
備えたものである。

【００１６】また、この発明は、空の明るさを検出する
光量検出手段と、光量検出手段の出力に基づきアイリス
あるいはシャッターを調節する露光制御手段とを備えた
ものである。

【００１７】また、この発明は、天候を検出する天候検
出手段と、この天候検出手段の検出出力に基づきアイリ
スあるいはシャッターの調節量を調節する調節手段とを
備えたものである。

【００１８】また、この発明は、車両の運転状態を検出
する運転状態検出手段と、この運転状態検出手段の検出
出力に基づき所定の運転状態であるか否かを判定する判
定手段と、この判定手段が所定の運転状態であると判定
したときアイリスあるいはシャッターを調節して撮像手
段の露光量を増量あるいは減量方向に変化させる露光量
変更手段と、露光量の増量あるいは減量に応じて撮像手
段の画面の輝度が増加あるいは減少したか否かにより故
障を判定する故障判定手段とを備えたものである。

【００１９】

【作用】この発明に係る車両用カメラの露光制御装置
は、撮像手段で得られる画面のうち所定領域を選択し、
この所定領域の輝度が目標輝度となるようアイリスある
いはシャッターを調節するものである。

【００２０】また、この発明に係る車両用カメラの露光
制御装置は、カメラの取付角と画角とに基づき所定の演
算式により得られる画面上の水平方向の線を基準として
画面を上下方向に２分割し、２分割した画面のうち下側
の画面を所定領域として選択するものである。

【００２１】また、この発明に係る車両用カメラの露光
制御装置は、走行路に描かれ走行車線を区分する区分線
を検出し、区分線検出手段の検出出力に基づき自車両が
走行している自車線を検出し、自車線の領域を所定領域
として選択するものである。

【００２２】また、この発明に係る車両用カメラの露光
制御装置は、自車両の前方の車両を検出し、この車両を
含む所定の領域を所定領域として選択するものである。

【００２３】また、この発明に係る車両用カメラの露光
制御装置は、画面の輝度に基づき閾値を設定し、少なく
とも閾値よりも輝度が小さい領域を所定領域として選択
するものである。

【００２４】また、この発明に係る車両用カメラの露光
制御装置は、自車両の方位、自車両の緯度及び経度、現
在の年月日及び時刻、カメラの取付角及び画角とに基づ
きカメラが現在撮像している領域を検出し、この撮像領
域内に太陽があると判定された場合、太陽を含む所定の
領域を非選択とするものである。

【００２５】また、この発明に係る車両用カメラの露光
制御装置は、空の明るさに応じてアイリスあるいはシャ
ッターの調節量を変化させるものである。

【００２６】また、この発明に係る車両用カメラの露光
制御装置は、天候検出手段により天候を検出し、天候に
応じてアイリスあるいはシャッターの調節量を調節する
ものである。

【００２７】また、この発明に係る車両用カメラの露光
制御装置は、所定の運転状態であるときアイリスあるい
はシャッターを調節して撮像手段の露光量を増量あるい
は減量方向に変化させ、露光量の増量あるいは減量に応
じて撮像手段の画面の輝度が増加あるいは減少したか否
かにより故障を判定するものである。

【００２８】

【実施例】

実施例１．実施例１では、アイリスを調節することによ
り露光を制御するものについて説明する。なお、図示し
ていないが実施例１の露光制御装置は、撮像手段に入射
する光の露光時間を調節するシャッターを有しており、
そのシャッタースピード（露光時間）は所定の値に固定
されている。図１は前方の様子を撮るカメラを車に取り
付けた時の一例である。１０は車、１１は車載用のカメ
ラ、θ°はカメラ１１の取付角である。図２はカメラ１
１により撮影された画面を示している。図において１２
はカメラ１１で撮った画面、１３は地平線、１４は空、
１５は道路、１６は所定領域としての選択された領域で
ある。

【００２９】ここで、空１４の領域と空１４以外の部分
の領域の分割の手順について説明する。この分割は、画
面上の水平方向の線である地平線１３の位置を基準とし
て行われるもので、この地平線１３の位置は、カメラ１
１の取付角、及び図３に示す画角（ビデオカメラが撮像
することのできる上下方向、左右方向の最大角度：ｘ
°、ｙ°）に基づき計算される。例えば、図４のように
垂直方向取付角θ°でカメラ１１を取り付けたとする。
このカメラの垂直方向の画角は図３に示したようにｙ°
である。さて、このように取り付けられたカメラ１１の
画面を図５に示す。この画面上において、水平方向にｉ
軸、垂直方向にｊ軸を設け、中心が原点であるとする
と、画面右上、右下、左上、左下の座標は順に（１，
１），（１，−１），（−１，１），（−１，−１）と
なる。このとき地平線１３の位置はｊ＝２θ／ｙによっ
て与えられ、その地平線１３により分割される領域のう
ち下側を地面領域、上側を空領域とするのである。従っ
て、このうち地面領域の平均輝度（もしくは輝度のピー
ク−ピーク値）を検出し、この地面領域の輝度が予め定
められた目標輝度に一致するようアイリスの絞り調節量
あるいはシャッターのスピード（露光時間）を制御する
ことにより空領域の明るさに関わらず安定した明るさで
地面を撮る事ができる。

【００３０】図６は実施例１の構成を示すブロック図で
ある。図において、１はレンズ、２はアイリスである。
３は撮像手段であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）
で、複数個の画素により構成されているものであって、
これら複数個の画素は走査線によって走査されることに
より順次輝度信号を出力する。４はＣＣＤ３の出力、す
なわち絞り２を介して入射する光の光量に応じた輝度信
号を増幅するプリアンプ、５はプリアンプ４の出力を絞
り制御用に増幅するアンプ、６は撮像素子３上に結像さ
れた画面全体の平均輝度を求める平均回路、７はこの平
均輝度と予め設定された目標平均輝度（ＶT ）とを比
較する比較手段である比較器、８はドライブ回路、９は
このドライブ回路８にて駆動され、絞り２の開口面積を
変化させる駆動コイルである。２０は走査線が所定領域
内、即ち地面領域内にあるときはＨレベル、地面領域外
にあるときはＬレベルのパルス信号（ウィンドウパル
ス）を発生するウィンドウパルス発生手段であって、こ
のウィンドウパルス発生手段２０は画面を分割する分割
手段、及び選択手段を包含している。２１はアンプ５の
出力信号とウィンドウパルス発生手段２０の出力信号と
を合成するパルス合成手段である。

【００３１】次に図７のタイムチャートを用いて実施例
１の動作を説明する。図７において縦軸は電圧、横軸は
時間を表している。レンズ１、アイリス２を通った光
は、ＣＣＤ３に受光されてその光の強度に応じた電気信
号に変換される。この電気信号は、プリアンプ４を通っ
て増幅され後段の信号処理部に送られると共に、アンプ
５により図７の（ａ）に示すような輝度信号に増幅され
パルス合成手段２１に与えられる。なお、この輝度信号
は、電圧値が大きいほど輝度値が大きいことを示す。一
方、ウィンドウパルス発生手段２０では、分割手段が上
述の画面の分割手順により地平線１３を基準として画面
を上下方向に２分割すると共に、選択手段が２分割した
画面のうち下側の地面領域を所定領域として選択する。
また、ウィンドウパルス発生手段２０には走査線の走査
位置の情報が与えられており、ウィンドウパルス発生手
段２０は走査線の走査位置の情報と選択手段により選択
された地面領域の情報とに基づき、現在走査している位
置が地面領域内であればＨレベル、地面領域外であれば
Ｌレベルとなる図７（ｂ）に示すウィンドウパルスを発
生する。このウィンドウパルスは、パルス合成手段２１
に与えられる。

【００３２】パルス合成手段２１では、アンプ５からの
輝度信号とウィンドウパルスとの合成が行われる。パル
ス合成手段２１においてウィンドウパルスは、いわゆる
マスク信号として使用される。即ち、ウィンドウパルス
がＬレベルのときは空領域を走査しているときの情報で
あるのでアンプ５からの輝度信号が平均回路６に与えら
れるのを阻止し、ウィンドウパルスがＬレベルのときの
輝度信号のみを後段の平均回路６に供給する。従って、
平均回路６には図７の（ｃ）に示すように走査線が地面
領域を走査しているときの輝度信号のみが供給される。
平均回路６ではこの輝度信号を平均化処理し、地面領域
の平均輝度値を出力する。ここで、パルス合成手段２１
及び平均回路６は、所定領域の輝度を検出する輝度検出
手段を構成している。この地面領域の平均輝度値は、比
較器７の２入力のうち一方の入力端子に入力される。ま
た比較器７の他方の入力端子には予め定められた目標輝
度としての適正な平均輝度値が目標平均輝度値（ＶT）
として入力されている。比較器７では両者の輝度の大き
さを比較し、その比較結果をドライブ回路８に出力す
る。ドライブ回路８では比較器７の比較結果に基づき、
地面領域の平均輝度値が目標平均輝度値（ＶT）よりも
大きければアイリス２の開口面積を所定量だけ小さくす
るような指令信号を出力すると共に、逆に地面領域の平
均輝度値が目標平均輝度値（ＶT）よりも小さければア
イリス２の開口面積を所定量だけ大きくするような指令
信号を出力する。この指令信号は後段の駆動コイル９に
与えられ、駆動コイル９は駆動指令に基づきアイリス２
の開口面積を所定量だけ変化させる。ここで、比較器
７、ドライブ回路８、及び駆動コイル９は露光制御手段
を構成している。

【００３３】なお、上述の実施例では比較器の比較結果
に基づきアイリスの開口面積を所定量ずつ変化させる例
について説明したが、地面領域の平均輝度値と目標平均
輝度値（ＶT）との差に基づき、その差分を補償する量
だけアイリスの開口面積を調節するようにしても良い。
即ち、比較器７の代わりに２入力の差分を演算する手段
（減算器、差動増幅器など）を用意して両者の差分を演
算するとともに、ドライブ回路８ではこの差分に応じた
調節量を演算あるいはマップマッピングにより算出し
て、駆動コイル９に与えるようにすればよい。この場合
は、１度の処理で地面領域の平均輝度を目標平均輝度
（ＶT）に補正することができるので、制御の応答性を
向上させることができる。

【００３４】また、上述の実施例では平均輝度値による
アイリス制御について説明したが、平均回路６をピーク
値検出回路に換えればピーク値によるアイリス制御にな
る。

【００３５】よって、実施例１によれば空領域の影響を
受けることなく、安定した輝度の画像を得ることができ
る。

【００３６】また、実施例１ではアイリス制御するもの
について説明したが、アイリスの開口面積を固定として
所定領域の輝度に基づきシャッタースピードを制御する
ようにしても良い。

【００３７】実施例２．図８は白線認識装置での車の前
方を撮ったときの画面の一例である。１４は空、１５は
走行路である道路、３０は走行車線を区分する区分線で
ある白線、３１は認識された自車線領域である。実施例
２では、実施例１の認識法で地面部分を認識し、更に地
面部分で白線認識を行う。この白線認識は、例えば従来
の一般的な方法で、輪郭線を内側からサーチしてゆき最
初に輪郭線を発見したところを白線とする方式等により
為される。実施例２ではこのようにして認識された左右
白線を境界線として地面領域を更に細かく分割し２本の
白線の内側を自車線として自車線領域を求め、この自車
線領域を所定領域として選択する。自車線領域を所定領
域として選択した後は実施例１と同様の制御を行い、自
車線領域の輝度が目標輝度と一致するよう負帰還制御が
行われる。

【００３８】また、白線認識ができなかった場合は自車
線のイニシャライズ領域、もしくは地面領域全体の平均
輝度あるいは輝度のピーク−ピーク値を基準にする。な
お、イニシャライズ領域とは、電源投入直後に選択され
ている領域であって、一般的な直線道路上にいるときに
認識すべき自車線領域である。また、イニシャライズ領
域は、カメラ１１の取付位置により定まる固定された領
域としても良い。

【００３９】図９に実施例２の構成をブロック図で示
す。図において前出と同一符号を付しているものは、前
出と同一あるいは相当部分を示す。３２はプリアンプ４
からの信号を受けて処理を行う信号処理手段、３３は信
号処理手段３２からの出力を受け白線認識を行う区分線
検出手段としての白線認識処理手段で、白線認識処理手
段３３で得られた情報はウィンドウパルス発生手段２０
に与えられる。

【００４０】次に図１０のフローチャートにより実施例
２の動作を説明する。ステップＳ１０１では信号処理手
段３２からの出力に基づき白線認識処理手段３３にて白
線認識を行う。ステップＳ１０２ではこの白線認識結果
に基づき正しく白線検出できたか否かを判定する。正し
く白線認識できた場合は、ステップＳ１０３に進み右白
線と左白線との間を自車線とし、この自車線を所定領域
として選択し処理を終了する。白線検出できなかった場
合はステップＳ１０４に進み予め定められたイニシャラ
イズ領域を所定領域として選択し処理を終了する。この
処理が終了した後は、前出の実施例１と同様の負帰還制
御が行われる。

【００４１】よって、実施例２によれば、所定領域を地
面領域から白線に区切られた車線領域に狭めているので
特定車線以外の影響を受けなくなる。従って、より輝度
が安定した画像を得ることができる。

【００４２】なお、実施例２では所定領域を自車線内と
したが、自車線内に限らず、白線認識した結果より求め
られる任意の領域、例えば他の車線等についても同様の
手法を行う事ができる。

【００４３】また、実施例２では白線認識が出来なかっ
た場合はイニシャライズ領域を所定領域とするようにし
たが、実施例１と同様に地面領域を選択するようにして
もよい。

【００４４】また、実施例２では自車線領域の輝度に基
づきアイリス制御するようにしたが、シャッタースピー
ドを制御するようにしても良い。

【００４５】実施例３．図１１は前方車認識装置での車
の前方を撮ったときの画面の一例である。１４は空、１
５は道路、３５は認識された前方車両、３６は認識され
た車両の周辺領域である。ここで周辺領域３６は所定領
域に相当する。実施例３では、まず画面内で車両認識を
行う。これは例えば、一般の方式に用いられているよう
に集中した輪郭線を車両と認識する等の方法による。次
に認識された車両の周辺を所定領域として選択する。以
降は、所定領域の平均輝度あるいはピーク−ピーク値を
検出して、目標輝度となるよう上述の実施例と同様に負
帰還制御を行う。

【００４６】また、車両認識が出来なかった場合は実施
例２の方式を採用すればよい。

【００４７】従って、実施例３によれば認識した車両の
周辺領域以外の影響を受けなくなるので、より輝度の安
定した画像が得られる。また、実施例３は前方車追尾な
どの制御に簡単に応用することができる。

【００４８】また、実施例３では認識した車両の周辺領
域の輝度に基づきアイリス制御するようにしたが、アイ
リスの開口面積を固定にして、代わりにシャッタースピ
ードを制御するようにしても良い。

【００４９】実施例４．実施例４は、輝度により画面を
複数の領域に分割し、それらの領域のうち不必要な領域
（例えば空領域）をのぞいた領域を所定領域として選択
するものである。図１２（ａ）はカメラ１１で撮った画
像の一例である。まず画面全体の平均輝度を検出し、こ
れに所定の値を加えたものを閾値ｔｈとして設定する。 ここで、ｐは画素の輝度、ｎは画素数、δは領域を分割
する閾値オフセット値を表す。まず画面を輝度により複
数の領域に分割する。これにより（ａ）のような画面が
得られる。次に閾値ｔｈを用いて（輝度＞ｔｈ、輝度＜
＝ｔｈ）複数の領域を分類すると（ｂ）のような画面が
得られる。最後に、分割されたそれぞれの領域の上辺と
画面の上辺とが接していないもの、あるいは、輝度が閾
値を越えないものを選択すると（ｃ）にハッチングで示
す所定領域が得られる。

【００５０】図１３は以上のアルゴリズムのフローチャ
ートである。ステップＳ１３１では画素の輝度に基づ
き、画面を複数の領域に分割する。ステップＳ１３２で
は画面の輝度に基づいて閾値ｔｈを設定すると共に、各
々の領域の輝度が閾値ｔｈ未満であるか否かを判定す
る。そしてここで、輝度が閾値ｔｈ未満の領域は所定領
域として選択される。また、輝度が閾値ｔｈ以上であっ
てもその上辺が画面の上辺と接していない領域はステッ
プＳ１３３にて所定領域として選択される。即ち、ステ
ップＳ１３２及びＳ１３３は、複数の領域のうち輝度が
所定以上であって、かつ領域の上辺が画面の上辺と接し
ている領域を空領域であると判断して非選択とし、それ
以外の領域を所定領域として選択している。なお、ステ
ップＳ１３２およびＳ１３３は選択手段を構成してい
る。また、ステップＳ１３２は閾値設定手段を構成して
いる。

【００５１】なお、上述の実施例はステップＳ１３２の
みで構成することもできる。この場合、画面は輝度が閾
値ｔｈ未満か否かにより２つの領域に分割され、それら
のうち輝度が閾値ｔｈ未満の領域が所定領域として選択
される。

【００５２】よって、実施例４によれば、車両の登坂、
降坂あるいはピッチングによりカメラの画面上で地平線
の位置が変化したとしても確実に空領域を検出して空領
域の輝度による悪影響をなくすることができる。

【００５３】なお、実施例４では空領域以外の領域の輝
度に基づきアイリス制御するようにしたが、アイリスの
開口面積を固定として、代わりにシャッタースピードを
制御するようにしても良い。

【００５４】実施例５．実施例５は、カメラ１１が現在
撮像している撮像領域と現在の太陽の位置とを求め、撮
像領域に太陽があると判定されたときは太陽及びその周
辺領域以外の領域を所定領域として選択するというもの
である。まず、ナビゲーションシステムなどの手段によ
り車両の方位、緯度及び経度を検出する。このナビゲー
ションシステムは、方位検出手段及び位置検出手段を構
成している。撮像領域検出手段は、車両の方位、緯度、
経度、カメラ１１の取付角及び画角から現在カメラ１１
が撮像している撮像領域を求める。一方、太陽の現在位
置は次のようにして求められる。時計等により構成され
るカレンダー手段は、現在の年月日及び時刻の情報を出
力する。任意の年月日及び時刻における太陽の位置を記
憶した記憶手段は、カレンダー手段からの情報に基づき
現在の時刻における太陽の位置を演算する。判定手段
は、撮像領域と太陽の位置とに基づき太陽が撮像領域内
にあるか否かを判定する。ここで、太陽が撮像領域内に
あると判定された場合は太陽及びその周辺の領域を除外
した領域を所定領域として選択する。

【００５５】これにより過大な輝度を有する太陽による
影響をなくすることができる。

【００５６】なお、この実施例では太陽が撮像領域内に
あるときはその周辺の領域を除外することにより悪影響
を緩和するようにしたが、このような場合は制御を中止
するようにしても良い。即ち、この場合は、太陽が画面
内にあるか否かの判定基準となる閾値を用意し、画面の
平均輝度値あるいはピーク−ピーク値がこの閾値を超え
たときには制御を中止する手段を備えればよい。これに
よれば上述の実施例よりも構成を簡略化することができ
る。

【００５７】また、実施例５では太陽とその周辺領域以
外の領域の輝度に基づいてアイリス制御するようにした
が、アイリスの開口面積を固定として、代わりにシャッ
タースピードを制御するようにしてもよい。

【００５８】実施例６．実施例６は上述の実施例のよう
に画面を分割して所定領域を選択するものではなく、他
の方法により空の明るさの影響をなくそうとするもので
ある。図１４は実施例６の構成を示す外観図である。１
０は車両、１１は車載用カメラ、４０は光量検出手段で
ある光量計である。光量計４０は空の明るさをとれるよ
うに、上向きに取り付けられている。この光量計４０の
検出結果は、アイリスの調節量の補正に用いられる。図
１５に実施例６の構成をブロック図で示す。図におい
て、前出と同一符号を付してあるものは同一あるいは相
当部分を示す。４１はドライブ回路である。即ち、光量
計４０の出力はドライブ回路４１に与えられる。ドライ
ブ回路４１は、光量計４０の検出出力に基づき空の明る
さが明るいほどアイリス２の開口面積を小さく、空の明
るさが暗くなるほどアイリス２の開口面積を大きくする
補正手段を有しており、この補正手段の出力に基づき駆
動指令を発生して駆動コイル９を駆動する。その結果ア
イリス２の開口面積は光量計４０の検出出力、即ち空の
明るさに応じて変化することになる。

【００５９】図１６に実施例６のフローチャートを示
す。ステップＳ１６１では光量計４０の値を読み取る。
ステップＳ１６２ではこの光量計の値に応じてアイリス
２の開口面積を変化させる。

【００６０】これにより、例えば、道路の横断歩道等の
道路に描かれた白い模様によって画面の平均輝度が増加
し、アイリスが動作するといった、アイリスが不安定に
動く事を防ぐ事が出来る。なお、目標輝度は平均輝度で
はなく、ピーク−ピーク値でも良い。

【００６１】また、実施例６では光量計の出力に基づい
てアイリス制御するようにしたが、アイリスの開口面積
を固定として、代わりにシャッタースピードを制御する
ようにしても良い。

【００６２】実施例７．実施例７は、天候を検出するこ
とにより空の明るさを推定して、空の明るさによる影響
をなくするものである。即ち、一般道路を適性な輝度レ
ベルで映そうとするとき、昼の場合は晴天の時も曇の時
もあまりアイリスの状態は変わらない。しかしながら、
昼間の晴天時、昼間の雨天時、夜間の３状況では明らか
にアイリスの調節量が異なる。これは前記３状況では空
の明るさが全く異なることに起因する。そこで実施例７
では天候を検出して前記３状況のうちいずれの状況であ
るかを判定し、それぞれに対応したアイリスの調節量を
設定するようにしている。

【００６３】図１７は実施例７の構成を示すブロック図
である。図において前出と同一符号を付してあるものは
同一あるいは相当部分を示す。４２は調節手段であって
ワイパスイッチ及びヘッドライトスイッチのオン・オフ
情報が与えられている。図１８のフローチャートを用い
て実施例７の動作を説明する。ステップＳ１８１ではヘ
ッドライトスイッチの情報に基づきヘッドライトがオン
か否かを判定する。ヘッドライトがオンであれば夜間で
あると推定されるのでステップＳ１８２に進み夜間モー
ドを選択する。ステップＳ１８１でヘッドライトがオフ
であると判定された場合は昼間であると推定できるので
ステップＳ１８３に進みワイパがオンであるか否かによ
り晴天であるか否かを判定する。ワイパがオンであれば
ステップＳ１８４に進み昼間雨天モードを選択し、ワイ
パがオフであればステップＳ１８５に進み昼間晴天モー
ドを選択する。なお、前記３つのモードには、それぞれ
適正とされる固定のアイリス調節量が用意されている。
３つのモードのうち何れかが選択された後はステップＳ
１８６に進み、それぞれ選択されたアイリスの調節量に
対応する指令をドライブ回路８へ出力する。ドライブ回
路８は、この指令に基づき駆動コイル９を駆動してアイ
リスを駆動する。

【００６４】よって、実施例７によれば、ヘッドライト
スイッチ、ワイパスイッチと連動させ、夜間、雨天時に
対応してそれぞれアイリスを一定値に固定させるので、
アイリスが明らかに違う昼間の晴天時、昼間の雨天時、
夜間の３状況であっても適性な道路画像を得る事ができ
る。

【００６５】なお、実施例７において、ヘッドライトス
イッチ及びワイパスイッチは天候検出手段を構成してい
る。

【００６６】また、上述の実施例では天候検出手段とし
てヘッドライトスイッチ及びワイパスイッチを採用した
が、例えば画面の平均輝度を検出してこれにより昼か夜
かを判定する、湿度計を備え湿度計の値により晴天か雨
天かを判定するようにしても良く、検出手段としてどの
ようなものを使用するかは自由である。

【００６７】また、実施例７では３状況に応じてアイリ
ス制御をするようにしたが、アイリスの開口面積を固定
として、代わりに３状況に応じたシャッタースピードを
用意しシャッタースピードの制御を行うようにしても良
い。

【００６８】実施例８．実施例８は故障検出が可能な露
光制御装置を提供するものである。即ち、この種の装置
ではカメラで撮影した画面に基づき種々の制御（例え
ば、白線認識、前方車追尾、周辺監視システム等）が行
われる。しかしながら、これらの制御は常に必要なわけ
ではなく、例えば車両が停止しているときにこれらの制
御を行ってもあまり意味がない。そこで、実施例８では
車両の運転状態を検出し、カメラで撮影した画面に基づ
き種々の制御を行う運転状態であるか否かを判定する。
もし、その制御が不要である運転状態、即ち所定の運転
状態であると判定された場合には、通常のアイリス制御
を中止して故障診断動作を行う。

【００６９】図１９に実施例８の動作をフローチャート
で示す。まず、ステップＳ２０１乃至２０３では車両の
運転状態が所定の運転状態であるか否かが判定される。
ここでは、サイドブレーキがオン、ギヤの位置がニュー
トラルもしくはパーキング、あるいは車速が所定値以下
の場合は所定の運転状態であると判定されてステップＳ
２０４以降の処理に進む。一方、所定の運転状態ではな
いと判定された場合はそのまま処理を終了し、通常の制
御を行う。なお、サイドブレーキあるいはギヤの状態を
検出する検出手段あるいは車速センサは運転状態検出手
段を構成していると共に、ステップＳ２０１乃至２０３
は判定手段を構成している。

【００７０】さて、所定の運転状態であると判定される
とステップＳ２０４に進み、このときの画面の平均輝度
を第１の輝度Ｖ１として検出し記憶する。記憶終了後、
ステップＳ２０５に進みアイリス２を全開にする指令を
出力する。ステップＳ２０６ではアイリスが全開になっ
たと推定される所定時間だけ待機しステップＳ２０７で
アイリスを開いた後の平均輝度を第２の輝度Ｖ２として
検出する。ステップＳ２０８では第１の輝度Ｖ１と第２
の輝度Ｖ２とを比較し、第２の輝度Ｖ２が第１の輝度Ｖ
１よりも大きければ、指令通りにアイリスの開口面積が
大きくなったと判定してステップＳ２０９に進む。ステ
ップＳ２０９では逆にアイリスを全閉にする指令を出力
しステップＳ２１０でアイリスが全開から全閉になった
と推定される所定時間だけ待機する。所定時間経過する
とステップＳ２１１に進みアイリスを閉じた後の輝度を
第３の輝度Ｖ３として検出する。ステップＳ２１２では
第１の輝度Ｖ１と第３の輝度Ｖ３とを比較し、第１の輝
度Ｖ１の方が大きければアイリスが指令通りに閉じたと
判定し、ステップＳ２１３にて装置が正常であると判定
する。このとき、正常であることを表示あるいは運転者
に報知してもよい。

【００７１】一方、ステップＳ２０８あるいはステップ
Ｓ２１２でＮＯと判定された場合は、ステップＳ２１４
にて故障と判定され、続くステップＳ２１５で故障表示
あるいは警告が為される。

【００７２】なお、実施例８においてステップＳ２０
５、Ｓ２０９は露光量変更手段、ステップＳ２０４、Ｓ
２０７、Ｓ２１１は輝度検出手段、ステップＳ２０８、
Ｓ２１２は故障判定手段を構成している。

【００７３】よって、実施例８によれば、アイリスの正
常動作が確認できない場合は運転者にアイリス異常動作
を知らせ、制御システムを停止する。これにより、アイ
リス異常時に制御システムが動いて、その後に行う画像
処理に誤動作を招くような事を防ぐ事が出来る。

【００７４】また、この故障の自己診断動作は、通常の
アイリス制御あるいはシャッタースピード制御を必要と
しない運転状態において行っているので、通常の制御を
中断することなく自己診断することができる。

【００７５】なお、実施例８ではアイリスの異常を検出
するようにしたがシャッタースピードの異常も同様にし
て検出することができる。その場合は、アイリスの全開
・全閉指令を、シャッター速度最大・最小指令に差し替
えればよい。

【００７６】実施例９．上述の実施例１乃至８はアイリ
ス制御について説明したが、実施例９では実施例１をシ
ャッタースピード制御に適用した例について説明する。
この場合、アイリスの開口面積は固定であって、シャッ
タースピード（露光時間）を調節することにより撮像素
子の露光量を制御する。

【００７７】図２０に実施例９の構成をブロック図で示
す。この制御は、所定時間毎のサンプリング時に行われ
る。図において、前出と同位置符号を付しているものは
同一あるいは相当部分を示す。５０は比較器７の出力に
基づきシャッター速度を調節するタイミングパルス発生
手段である。なお、アイリス２の開口面積は固定にされ
ている。

【００７８】次に、動作について説明する。比較手段７
で、演算により得られた平均輝度と目標平均輝度（Ｖ
T）とを比較するまでは実施例１の動作と同様である。
タイミングパルス発生手段５０は、サンプリングタイム
と同じ周期のパルス信号を発生しており、このパルス信
号は露光時間の間だけＨレベルとなりその他の期間はＬ
レベルとなっている。即ち、シャッターは、このパルス
信号の立ち上がりに同期して開けられると共に、立ち下
がりに同期して閉じられるようになっている。さて、タ
イミングパルス発生手段５０は、比較手段７の比較結果
を受けてシャッタースピード（露光時間）を設定する。
仮に目標平均輝度の方が大きければ画面が暗くなってい
るので、画面を明るくすべくシャッタースピードを所定
量だけ遅くする。これは、パルス信号がＨレベルになっ
ている期間を所定時間だけ長くすることにより達成され
る。

【００７９】次回のサンプリング時において、まだ目標
平均輝度の方が平均輝度よりも大きい場合は、タイミン
グパルス発生手段５０は再度シャッタースピードを所定
量だけ遅くする。また、次回のサンプリング時におい
て、目標平均輝度が平均輝度よりも小さい場合は、画面
が明るくなりすぎているので、画面を暗くするべくシャ
ッタースピードを所定量だけ早くする。これはパルス信
号がＨレベルになっている期間を所定時間だけ短くする
ことにより達成される。

【００８０】以上のように、アイリスによらずシャッタ
ースピードを制御しても画面の明るさを制御することが
できる。

【００８１】また、実施例９では目標平均輝度と平均輝
度とを比較してその比較結果に基づきシャッタースピー
ドを所定量づつ変更したが、目標平均輝度と平均輝度と
の差に基づきシャッタースピードを定めるようにしても
良い。この場合は、比較手段を省略して平均輝度と目標
平均輝度をシャッタースピード制御手段に直接入力する
ことになり、回路を簡略化できる。なお、シャッタース
ピードの定め方は、実験データに基づくマップマッピン
グあるいは演算などにより行うことができる。

【００８２】また、実施例９では、実施例１をシャッタ
ースピード制御に適用した場合について説明したが、実
施例１に限らず全ての実施例をシャッタースピード制御
に容易に適用することができる。

【００８３】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る車両用カ
メラの露光制御装置によれば、撮像手段で得られる画面
のうち所定領域を選択し、この所定領域の輝度が目標輝
度となるようアイリスあるいはシャッターを調節するの
で、空の明るさに影響されることなく輝度が安定した画
面が得られる。

【００８４】また、この発明に係る車両用カメラの露光
制御装置によれば、カメラの取付角と画角とに基づき所
定の演算式により得られる画面上の水平方向の線を基準
として画面を上下方向に２分割し、２分割した画面のう
ち下側の画面を所定領域として選択したので、画面の空
領域の影響を確実になくし安定した輝度の画面が得られ
る。

【００８５】また、この発明に係る車両用カメラの露光
制御装置によれば、走行路に描かれ走行車線を区分する
区分線を検出し、区分線検出手段の検出出力に基づき自
車両が走行している自車線を検出し、自車線の領域を所
定領域として選択したので、より安定した輝度の自車線
領域の画面が得られる。

【００８６】また、この発明に係る車両用カメラの露光
制御装置によれば、自車両の前方の車両を検出し、この
車両を含む所定の領域を所定領域として選択したので、
前方車両周囲の画面の輝度をより安定させることができ
る。

【００８７】また、この発明に係る車両用カメラの露光
制御装置によれば、画面の輝度に基づき閾値を設定し、
少なくとも閾値よりも輝度が小さい領域を所定領域とし
て選択したので、車両の挙動などにより画面の空領域が
変化したとしても確実に空領域の影響をなくし安定した
輝度の画面が得られる。

【００８８】また、この発明に係る車両用カメラの露光
制御装置によれば、自車両の方位、自車両の緯度及び経
度、現在の年月日及び時刻、カメラの取付角及び画角と
に基づきカメラが現在撮像している領域を検出し、この
撮像領域内に太陽があると判定された場合、太陽を含む
所定の領域を非選択としたので、太陽による影響をなく
し安定した輝度の画面が得られる。

【００８９】また、この発明に係る車両用カメラの露光
制御装置によれば、空の明るさに応じてアイリスあるい
はシャッターの調節量を変化させたので、走行路面の変
化に拘わらず安定した輝度の画面が得られる。

【００９０】また、この発明に係る車両用カメラの露光
制御装置によれば、天候検出手段により天候を検出し、
天候に応じてアイリスあるいはシャッターの調節量を調
節したので、天候の変化に拘わらず安定した輝度の画面
が得られる。

【００９１】また、この発明に係る車両用カメラの露光
制御装置によれば、所定の運転状態であるときアイリス
あるいはシャッターを調節して撮像手段の露光量を増量
あるいは減量方向に変化させ、露光量の増量あるいは減
量に応じて撮像手段の画面の輝度が増加あるいは減少し
たか否かにより故障を判定したので、制御を中断するこ
となく自己診断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 カメラを車両に取り付けた状態を示す外観図
である。

【図２】 カメラにより撮影される画面を示す図であ
る。

【図３】 カメラの画角を示す斜視図である。

【図４】 カメラの取付角を示す側面図である。

【図５】 カメラにより撮影される画面に座標を付した
場合を示す図である。

【図６】 実施例１の構成を示すブロック図である。

【図７】 実施例１の動作を示すタイムチャートであ
る。

【図８】 白線認識装置での車の前方を撮ったときの画
面の一例である。

【図９】 実施例２の構成を示すブロック図である。

【図１０】 実施例２の動作を示すフローチャートであ
る。

【図１１】 前方車認識装置での車の前方を撮ったとき
の画面の一例である。

【図１２】 カメラで撮影した画面の一例である。

【図１３】 実施例４の動作を示すフローチャートであ
る。

【図１４】 実施例６の構成を示す外観図である。

【図１５】 実施例６の構成を示すブロック図である。

【図１６】 実施例６の動作を示すフローチャートであ
る。

【図１７】 実施例７の構成を示すブロック図である。

【図１８】 実施例７の動作を示すフローチャートであ
る。

【図１９】 実施例８の動作を示すフローチャートであ
る。

【図２０】 実施例９の構成を示すブロック図である。

【図２１】 従来装置を示すブロック図である。

【符号の説明】

１：レンズ、２：アイリス、３：ＣＣＤ、４：プリアン
プ、５：アンプ、６：平均回路、７：比較器、８：ドラ
イブ回路、９：駆動コイル、１０：車両、１１：カメ
ラ、１２：画面、１３：地平線、１４：空、１５：道
路、１６：選択された領域、２０：ウィンドウパルス発
生手段、２１：パルス合成手段、３０：白線、３１：自
車線領域、３２：信号処理手段、３３：白線認識処理手
段、３５：前方車両、３６：周辺領域、４０：光量計、
４１：ドライブ回路、４２：調節手段、５０：タイミン
グパルス発生手段

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を集光するレンズと、このレンズから
   の光の輝度に応じて信号を出力する撮像手段と、この撮
   像手段に入射する光の強度を調節するアイリスと、前記
   撮像手段に入射する光の露光時間を調節するシャッター
   と、前記撮像手段で得られる画面のうち所定領域を選択
   する選択手段と、前記所定領域の輝度を検出する輝度検
   出手段と、前記所定領域の輝度と予め定められた目標輝
   度とに基づき前記所定領域の輝度が前記目標輝度となる
   よう前記アイリスあるいは前記シャッターを調節する露
   光制御手段とを備えたことを特徴とする車両用カメラの
   露光制御装置。
2. 【請求項２】 選択手段は、カメラの取付角と画角とに
   基づき所定の演算式により得られる画面上の水平方向の
   線を基準として画面を上下方向に２分割する分割手段を
   有し、前記２分割した画面のうち下側の画面を所定領域
   として選択することを特徴とする請求項１記載の車両用
   カメラの露光制御装置。
3. 【請求項３】 走行路に描かれ走行車線を区分する区分
   線を検出する区分線検出手段を備え、選択手段は、前記
   区分線検出手段の検出出力に基づき自車両が走行してい
   る自車線を検出し該自車線の領域を所定領域として選択
   することを特徴とする請求項１記載の車両用カメラの露
   光制御装置。
4. 【請求項４】 自車両の前方の車両を検出する車両検出
   手段を備え、選択手段は、前記車両を含む所定の領域を
   選択することを特徴とする請求項１の車両用カメラの露
   光制御装置。
5. 【請求項５】 選択手段は、画面の輝度に基づき閾値を
   設定する閾値設定手段を備え、少なくとも前記閾値より
   も輝度が小さい領域を所定領域として選択することを特
   徴とする請求項１の車両用カメラの露光制御装置。
6. 【請求項６】 自車両の方位を検出する方位検出手段
   と、自車両の緯度及び経度を検出する位置検出手段と、
   現在の年月日及び時刻の情報を出力するカレンダー手段
   と、前記方位検出手段、前記位置検出手段及びカレンダ
   ー手段の出力とカメラの取付角及び画角とに基づき前記
   カメラが現在撮像している領域を検出する撮像領域検出
   手段と、太陽の位置情報を記憶すると共に前記カレンダ
   ー手段の出力を受け現在の太陽の位置情報を出力する記
   憶手段と、前記撮像領域検出手段の検出出力と前記記憶
   手段の出力とに基づき前記太陽が前記撮像領域内にある
   か否かを判定する判定手段とを備え、選択手段は、前記
   撮像領域内に太陽があると判定された場合、前記太陽を
   含む所定の領域を非選択とすることを特徴とする請求項
   １の車両用カメラの露光制御装置。
7. 【請求項７】 光を集光するレンズと、このレンズから
   の光の輝度に応じて信号を出力する撮像手段と、この撮
   像手段に入射する光の強度を調節するアイリスと、前記
   撮像手段に入射する光の露光時間を調節するシャッター
   と、空の明るさを検出する光量検出手段と、この光量検
   出手段の出力に基づき前記アイリスあるいは前記シャッ
   ターを調節する露光制御手段とを備えたことを特徴とす
   る車両用カメラの露光制御装置。
8. 【請求項８】 光を集光するレンズと、このレンズから
   の光の輝度に応じて信号を出力する撮像手段と、この撮
   像手段に入射する光の強度を調節するアイリスと、前記
   撮像手段に入射する光の露光時間を調節するシャッター
   と、天候を検出する天候検出手段と、この天候検出手段
   の検出出力に基づき前記アイリスあるいはシャッターの
   調節量を調節する調節手段とを備えたことを特徴とする
   車両用カメラの露光制御装置。
9. 【請求項９】 光を集光するレンズと、このレンズから
   の光の輝度に応じて信号を出力する撮像手段と、この撮
   像手段に入射する光の強度を調節するアイリスと、前記
   撮像手段に入射する光の露光時間を調節するシャッター
   と、前記撮像手段の画面の輝度を検出する輝度検出手段
   と、車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、こ
   の運転状態検出手段の検出出力に基づき所定の運転状態
   であるか否かを判定する判定手段と、この判定手段が前
   記所定の運転状態であると判定したとき前記アイリスあ
   るいは前記シャッターを調節して前記撮像手段の露光量
   を増量あるいは減量方向に変化させる露光量変更手段
   と、前記露光量の増量あるいは減量に応じて前記撮像手
   段の画面の輝度が増加あるいは減少したか否かにより故
   障を判定する故障判定手段とを備えたことを特徴とする
   車両用カメラの露光制御装置。