(57)【要約】【課題】熱画像のコントラスト低下を抑制する撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、画像センサと、レンズ部と、加熱部と、水滴付着判断部と、加熱制御部とを備える。画像センサは、遠赤外光を受光して熱画像を生成する。レンズ部は、撮像対象物の遠赤外光を前記画像センサに集光する。加熱部は、前記画像センサを加熱する。水滴付着判断部は、前記レンズ部の外面に水滴が付着しているか否かを判断する。加熱制御部は、前記水滴付着判断部で前記レンズ部の外面に水滴が付着していると判断されたときに、前記加熱部によって前記画像センサを加熱させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠赤外光を受光して熱画像を生成する画像センサと、
撮像対象物の遠赤外光を前記画像センサに集光するレンズ部と、
前記画像センサを加熱する加熱部と、
前記レンズ部の外面に水滴が付着しているか否かを判断する水滴付着判断部と、
前記水滴付着判断部で前記レンズ部の外面に水滴が付着していると判断されたときに、前記加熱部によって前記画像センサを加熱させる加熱制御部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記画像センサと前記レンズ部とは、伝熱性部材で接続され、
前記加熱部は、前記レンズ部の周囲を囲うように設置される
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
降雨を検出する雨滴センサに接続され、
前記水滴付着判断部は、前記雨滴センサで降雨が検出されると、前記レンズ部の外面に水滴が付着していると判断する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記水滴付着判断部は、現在位置が降雨中であることを示す天気情報を取得したときに、前記レンズ部の外面に水滴が付着していると判断する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記画像センサの温度を検出する温度センサをさらに備え、
前記加熱制御部は、前記加熱部をON状態に切り替えた後、前記温度センサで検出される温度が所定値を超えないように、前記加熱部のON／OFF制御を行う
ことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記加熱制御部は、前記加熱部をON状態に切り替えた後、前記水滴付着判断部で前記レンズ部の外面に水滴が付着しなくなったと判断されると、前記加熱部をOFF状態に切り替える
ことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
遠赤外光を集光するレンズ部が集光した撮像対象物の遠赤外光を画像センサで受光して熱画像を生成するステップと、
前記レンズ部の外面に水滴が付着していることを検出するステップと、
前記レンズ部の外面に水滴が付着していることが検出された場合、前記画像センサを加熱する加熱部によって、前記画像センサを加熱するステップと、
を備えることを特徴とする撮影処理方法。
【請求項８】
遠赤外光を集光するレンズ部が集光した撮像対象物の遠赤外光を画像センサで受光して熱画像を生成するステップと、
前記レンズ部の外面に水滴が付着していることを検出するステップと、
前記レンズ部の外面に水滴が付着していることが検出された場合、前記画像センサを加熱する加熱部によって、前記画像センサを加熱するステップと、を実行させるための撮影処理用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱画像のコントラスト低下を抑制する撮像装置、撮像処理方法、および撮像処理用プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
周囲の物体を検出するための遠赤外線カメラが車両に設置されている。遠赤外線カメラは撮影対象物が発する熱に基づく遠赤外線を受光し、これに基づいて熱画像を生成することで、夜間などの暗い環境でも周囲の人間や動物の存在を高い精度で検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１０２３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
遠赤外線は車両のウィンドシールド等を透過しないため、上述した遠赤外線カメラは車両の外部面に設置される。遠赤外線カメラを車両の外部面に設置すると、雨や雪などの影響によりレンズ外面に水滴が付着することがある。この場合、遠赤外線は水滴部分を透過しないため、生成される熱画像のコントラストが低下してしまい、周囲の人間や動物を適切に検出することが困難になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、熱画像のコントラスト低下を抑制する撮像装置、撮像処理方法、および撮像処理用プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の撮像装置は、遠赤外光を受光して熱画像を生成する画像センサと、撮像対象物の遠赤外光を前記画像センサに集光するレンズ部と、前記画像センサを加熱する加熱部と、前記レンズ部の外面に水滴が付着しているか否かを判断する水滴付着判断部と、前記水滴付着判断部で前記レンズ部の外面に水滴が付着していると判断されたときに、前記加熱部によって前記画像センサを加熱させる加熱制御部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の撮像処理方法は、遠赤外光を集光するレンズ部が集光した撮像対象物の遠赤外光を画像センサで受光して熱画像を生成するステップと、前記レンズ部の外面に水滴が付着していることを検出するステップと、前記レンズ部の外面に水滴が付着していることが検出された場合、前記画像センサを加熱する加熱部によって、前記画像センサを加熱するステップと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の撮像処理用プログラムは、遠赤外光を集光するレンズ部が集光した撮像対象物の遠赤外光を画像センサで受光して熱画像を生成するステップと、前記レンズ部の外面に水滴が付着していることを検出するステップと、前記レンズ部の外面に水滴が付着していることが検出された場合、前記画像センサを加熱する加熱部によって、前記画像センサを加熱するステップと、実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の撮像装置、撮像処理方法、および撮像処理用プログラムによれば、熱画像のコントラスト低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態による撮像装置を用いた撮像システムの構成を示すブロック図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による撮像装置の構成を示す横断面図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態による撮像装置の構成を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による撮像装置で実行される画像コントラスト低下防止処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態による撮像装置で得られる、温度ごとのダイナミックレンジを示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態による撮像装置においてレンズ部の外面に水滴が付着した状態で、（ａ）加熱部がOFF状態のときに生成された熱画像の一例、（ｂ）加熱部がON状態のときに生成された熱画像の一例である。
【図６】本発明の一実施形態による撮像装置においてレンズ部の外面に水滴が付着した状態で、（ａ）加熱部がOFF状態のときに生成された熱画像の一例、（ｂ）加熱部がON状態のときに生成された熱画像の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
〈一実施形態による撮像装置を用いた撮像システムの構成〉
本発明の一実施形態による撮像装置を用いた撮像システムの構成について、図１、図２Ａ、および図２Ｂを参照して説明する。図１は、撮像システム１の機能構成を示すブロック図であり、図２Ａは、撮像システム１内の撮像装置２０の横断面図であり、図２Ｂは撮像装置２０の分解斜視図である。
【００１２】
撮像システム１は、例えば車両前側の外部面に設置された、雨滴センサ１０と、撮像装置２０とを備える。雨滴センサ１０は、例えば自動ワイパーのON／OFF動作に利用するものであり、車両のボンネットやウィンドシールド等の外面に設置され、車外の降雨を検出する。
【００１３】
撮像装置２０は遠赤外線カメラであり、走行方向に向けて設置されたレンズ部２１と、レンズ部２１の周囲を囲うように設置された加熱部２２と、加熱部２２に設置された温度センサ２３と、レンズ部２１に装着された鏡筒部２４と、レンズ部２１を把持するレンズホルダー２５と、画像センサ２６と、画像センサ２６を把持し、鏡筒部２４に装着されるセンサホルダー２７と、制御部２８とを備える。鏡筒部２４、レンズホルダー２５、およびセンサホルダー２７は、金属等の伝熱性部材で構成される。つまり、レンズ部２１と画像センサ２６とは、伝熱性部材で熱的に接続される。
【００１４】
レンズ部２１は、入射した撮像対象物の遠赤外光を画像センサ２６に集光する。加熱部２２は、降雪や低温によるレンズ部２１表面の凍結を防止したり水分を乾かすために設置されたヒータであるが、本実施形態では、車両の走行中の降雨などによりレンズ部２１に断続的に水滴が付着する場合に、画像センサ２６を加熱して熱画像のコントラストを高くするために用いる。温度センサ２３は、加熱部２２の温度を検出する。
【００１５】
画像センサ２６は、遠赤外光を受光して熱画像を生成する。制御部２８は、水滴付着判断部２８１と、加熱制御部２８２とを有する。水滴付着判断部２８１は、雨滴センサ１０で降雨が検出されると、レンズ部２１の外面に水滴が付着していると判断する。加熱制御部２８２は、水滴付着判断部２８１でレンズ部２１の外面に水滴が付着していると判断されたときに、加熱部２２をON状態に切り替え、画像センサ２６を加熱させる。
【００１６】
〈一実施形態による撮像装置を用いた撮像システムの動作〉
次に、撮像システム１の動作について説明する。本実施形態において、当該撮像システム１の稼動中は、撮像対象物から発せられる遠赤外光が撮像装置２０のレンズ部２１から入射され、画像センサ２６に集光される。画像センサ２６では、レンズ部２１により集光された遠赤外光が受光され、所定時間間隔で熱画像が生成される。生成された熱画像は、撮像装置２０に接続されたモニタ（図示せず）に順次出力されたり、周囲の人間や動物の認識処理に利用される。
【００１７】
また、車両の走行中は、撮像装置２０において、レンズ凍結防止処理および画像コントラスト低下防止処理が行われる。レンズ凍結防止処理は、温度センサ２３で検出された温度が、レンズが凍結するおそれがある所定値以下になったときに、加熱制御部２８２の制御により加熱部２２がON状態に切り替えられてレンズ部２１が加熱されることで実行される。加熱部２２による加熱開始後、温度センサ２３で検出された温度が所定値を超えると、加熱制御部２８２の制御により、加熱部２２がOFF状態に切り替えられる。
【００１８】
また、走行中に撮像装置２０で実行される画像コントラスト低下防止処理について、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００１９】
制御部２８の水滴付着判断部２８１では、雨滴センサ１０で車外の降雨が検出されたか否かが監視される（Ｓ１）。降雨が検出されていないときには、加熱部２２はOFF状態である。
【００２０】
雨滴センサ１０で降雨が検出されると（Ｓ１の「YES」）、水滴付着判断部２８１でレンズ部２１の外面に水滴が付着していると判断される。レンズ部２１の外面に水滴が付着した場合、遠赤外線は水滴部分を透過しないため、生成される熱画像のコントラストが低下する。コントラストが低下すると、画像情報内からエッジ検出により人や動物を検出する際の検出精度が低下する。
【００２１】
そこで、本実施形態では、レンズ部２１の外面に水滴が付着していると判断されると、加熱制御部２８２により加熱部２２がON状態に切り替えられる（Ｓ２）。加熱部２２がON状態に切り替えられ加熱が開始されると、その熱が伝熱性部材で構成された鏡筒部２４、レンズホルダー２５、およびセンサホルダー２７を伝わり、画像センサ２６が加熱される。画像センサ２６は、温度が上がるとその特性上、ダイナミックレンジが広くなる。ここで言う、加熱制御部２８２により加熱部２２がON状態に切り替えられることは、加熱制御部２８２により、画像センサ２６の温度が、ダイナミックレンジが広い温度域に保たれることを示す。このため、加熱制御部２８２は、画像センサ２６の温度をダイナミックレンジが広い温度域に保つために、加熱部２２のON／ＯＦＦを制御する。
【００２２】
図４は、画像センサ２６と同等の一般的な撮像センサの温度を−４０℃〜８０℃に変化させて、１０℃の電磁波が放射される黒体炉を撮影したときの出力電圧の変化X1と、５０℃の電磁波が放射される黒体炉を撮影したときの出力電圧の変化X2とを示すグラフである。図４において、撮像センサの各温度におけるX1とX2との差分は、該当時の撮像センサのダイナミックレンジを示す。このグラフにより、撮像センサの温度が高くなる程、ダイナミックレンジが広くなることがわかる。
【００２３】
本実施形態において、画像センサ２６のダイナミックレンジが広くなると、生成される熱画像のコントラストが高くなる。そのため、水滴の付着によりコントラストが低下した分を、画像センサの温度上昇による特性で補うことができる。
【００２４】
例として、レンズ部２１の外面に水滴が付着した状態で、加熱部２２がOFF状態のときに生成された熱画像を図５（ａ）および図６（ａ）に示し、それぞれ同じ場所で、加熱部２２がON状態のときに生成された熱画像を図５（ｂ）および図６（ｂ）に示す。これらの図から明らかなように、レンズ部２１の外面に水滴が付着したときに画像センサの温度を上昇させると、熱画像のコントラストが高くなる。
【００２５】
加熱部２２による加熱は、雨滴センサ１０により降雨が検出されなくなるまで継続される（Ｓ３の「NO」）。このとき、温度センサ２３で検出される撮像装置２０の温度が、熱画像の生成処理に影響を及ぼす所定値超の温度にならないように、加熱制御部２８２により加熱部２２のON／OFF制御が行われる。
【００２６】
そして、降雨が検出されなくなると（Ｓ３の「YES」）、水滴付着判断部２８１でレンズ部２１の外面に水滴が付着しなくなったと判断され、加熱制御部２８２により加熱部２２がOFF状態に切り替えられて加熱が停止される（Ｓ４）。
【００２７】
上述した実施形態によれば、車両の外部面に設置された遠赤外線カメラのレンズ部に降雨による水滴がついた場合にも、生成される熱画像のコントラストを低下させないようにすることができる。
【００２８】
上述した実施形態においては、水滴付着判断部２８１が、撮像装置２０のレンズ部２１の外面に水滴が付着したか否かを、雨滴センサ１０による降雨の検出情報に基づいて判断する場合について説明した。しかしこれには限定されず、水滴付着判断部２８１が当該車両の現在位置に該当する地域の現在の天気情報を、情報ネットワークを介して取得し、降雨中であることを示す情報を取得したときに、レンズ部２１の外面に水滴が付着していると判断するようにしてもよい。また、レンズ部２１近傍に水滴を検出するセンサを設置し、当該センサで水滴が検出されたときに、レンズ部２１の外面に水滴が付着していると判断するようにしてもよい。
【００２９】
また、上述した実施形態においては、レンズ凍結防止処理に用いる加熱部２２を画像センサ２６の加熱に併用する場合について説明したが、画像センサ２６を加熱するための加熱部を別箇設け、当該加熱部を画像コントラスト低下防止処理専用に用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  撮像システム
１０  雨滴センサ
２０  撮像装置
２１  レンズ部
２２  加熱部
２３  温度センサ
２４  鏡筒部
２５  レンズホルダー
２６  画像センサ
２７  センサホルダー
２８  制御部
２８１  水滴付着判断部
２８２  加熱制御部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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