(57)【要約】【課題】偏光サングラスの使用有無を検知する。【解決手段】撮像装置１０は、カメラと、第１方向に直線偏光された第１照明光１２ｓと、第１方向と直交する第２方向に直線偏光された第２照明光１２ｐとをカメラ２２の撮像対象に向けて選択的に照射可能な照明装置と、第１照明光１２ｓが照射された撮像対象を含む第１画像と、第２照明光１２ｐが照射された撮像対象を含む第２画像とをカメラ２２から取得する画像取得部と、第１画像および第２画像に基づいて撮像対象に直線偏光子が含まれるか否かを判定する画像処理部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラと、
第１方向に直線偏光された第１照明光と、前記第１方向と直交する第２方向に直線偏光された第２照明光とを前記カメラの撮像対象に向けて選択的に照射する照明装置と、
前記第１照明光が照射された前記撮像対象を含む第１画像と、前記第２照明光が照射された前記撮像対象を含む第２画像とを前記カメラから取得する画像取得部と、
前記第１画像および前記第２画像に基づいて前記撮像対象に直線偏光子が含まれるか否かを判定する画像処理部と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記カメラは、車両の運転者の顔面を撮像対象とし、
前記第１方向は、前記第１照明光の照明方向および前記車両の上下方向の双方に直交する方向であり、
前記第２方向は、前記第２照明光の照明方向および前記第１方向の双方に直交する方向であり、
前記画像処理部は、前記運転者の顔面と重なる範囲に前記第１方向の直線偏光成分を遮蔽する直線偏光子が含まれるか否かを判定す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】
前記照明装置は、前記第１照明光を生成する第１光源と、前記第２照明光を生成する第２光源と、前記第１照明光と前記第２照明光を照明軸上で合波する合波素子とを含み、
前記第１光源を点灯させる第１期間と、前記第２光源を点灯させる第２期間とを切り替える照明制御部と、
前記第１期間において前記カメラに前記第１画像を撮像させ、前記第２期間において前記カメラに前記第２画像を撮像させる撮像制御部と、をさらに備え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】
前記照明制御部は、前記第１期間と、前記第２期間と、前記第１光源および前記第２光源の双方を点灯させる第３期間とを周期的に切り替え、
前記撮像制御部は、前記第３期間において前記カメラに第３画像を撮像させることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記照明装置は、互いに直交する二つの直線偏光成分を含む照明光を生成する光源と、前記第１照明光を生成するために前記照明光の照明軸上に挿入可能な第１直線偏光子と、前記第２照明光を生成するために前記照明軸上に挿入可能な第２直線偏光子と、前記第１直線偏光子および前記第２直線偏光子を前記照明軸に対して変位させる駆動部と、を含み、
前記第１直線偏光子を前記照明軸上に挿入させる第１期間と、前記第２直線偏光子を前記照明軸上に挿入させる第２期間とを切り替える照明制御部と、
前記第１期間において前記カメラに前記第１画像を撮像させ、前記第２期間において前記カメラに前記第２画像を撮像させる撮像制御部と、をさらに備え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６】
前記照明制御部は、前記第１期間と、前記第２期間と、前記第１直線偏光子および前記第２直線偏光子の双方を前記照明軸上から待避させる第３期間とを周期的に切り替え、
前記撮像制御部は、前記第３期間において前記カメラに第３画像を撮像させることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
第１方向に直線偏光された第１照明光が照射された撮像対象を撮像した第１画像と、前記第１方向と直交する第２方向に直線偏光された第２照明光が照射された前記撮像対象を撮像した第２画像とに基づいて、前記撮像対象に直線偏光子が含まれるか否かを判定することを特徴とする判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像表示光を車両のウィンドシールドなどに投射し、画像表示光に基づく虚像を車外の風景に重畳して表示するヘッドアップディスプレイが使用されている。運転者等のユーザは、ウィンドシールドに反射された画像表示光を視認する。ガラスなどで構成される一般的なウィンドシールドの反射率には偏光依存性があり、Ｓ偏光成分に比べてＰ偏光成分が反射されにくいことが知られている。ユーザが偏光サングラスを使用している場合、ウィンドシールドで反射されやすいＳ偏光成分が偏光サングラスにより遮蔽されるため、画像表示光が視認しにくくなる。偏光サングラスの使用時にも画像表示光が視認しやすくなるようにした表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５７８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ウィンドシールドにて反射されにくいＰ偏光成分を主に用いると、偏光サングラスを使用していないユーザにとっては画像表示光が暗くなってしまう。偏光サングラスの使用有無に応じて適切な画像表示光を提供するため、偏光サングラスの使用有無を検知できることが好ましい。
【０００５】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、偏光サングラスの使用有無を検知する技術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】
本発明のある態様の撮像装置は、カメラと、第１方向に直線偏光された第１照明光と、第１方向と直交する第２方向に直線偏光された第２照明光とをカメラの撮像対象に向けて選択的に照射可能な照明装置と、第１照明光が照射された撮像対象を含む第１画像と、第２照明光が照射された撮像対象を含む第２画像とをカメラから取得する画像取得部と、第１画像および第２画像に基づいて撮像対象に直線偏光子が含まれるか否かを判定する画像処理部と、を備える。
【０００７】
本発明の別の態様は、判定方法である。この方法は、第１方向に直線偏光された第１照明光が照射された撮像対象を撮像した第１画像と、第１方向と直交する第２方向に直線偏光された第２照明光が照射された撮像対象を撮像した第２画像とに基づいて、撮像対象に直線偏光子が含まれるか否かを判定する。
【０００８】
なお、以上の構成要素の任意の組合せや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、偏光サングラスの使用有無を検知する技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係る撮像装置の設置例を模式的に示す図である。
【図２】ウィンドシールドの反射率を示すグラフである。
【図３】偏光サングラスの判定方法を模式的に示す図である。
【図４】実施の形態に係る撮像装置の構成を模式的に示す図である。
【図５】実施の形態に係る照明装置の構成を模式的に示す図である。
【図６】実施の形態に係る制御装置の機能構成を模式的に示すブロック図である。
【図７】照明装置およびカメラの動作を模式的に示すタイミングチャートである。
【図８】図８（ａ），（ｂ）は、変形例に係る照明装置の構成を模式的に示す図である。
【図９】図９（ａ），（ｂ）は、別の変形例に係る照明装置の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。かかる実施の形態に示す具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１２】
図１は、実施の形態に係る撮像装置１０の設置例を模式的に示す図である。本実施の形態では、移動体の一例である車両６０に撮像装置１０および虚像表示装置５０が設置される。撮像装置１０は、いわゆるドライバモニタであり、車両６０の運転者７０の顔面を撮像して運転者７０の状態をモニタリングする。虚像表示装置５０は、いわゆるヘッドアップディスプレイであり、ウィンドシールド６２に画像表示光５２を投射し、車両６０の進行方向（図１の右方向）の前方に虚像５４を提示する。運転者７０は、ウィンドシールド６２を介して現実の風景に重畳される虚像５４を視認する。図１において、車両６０の進行方向（前後方向）をｚ方向、車両６０の天地方向（上下方向）をｙ方向、車両６０の左右方向をｘ方向としている。
【００１３】
本実施の形態に係る撮像装置１０は、運転者７０が使用するサングラス７２が偏光サングラスであるか否かを判定可能となるよう構成される。ここで、偏光サングラスとは、水面での反射光を遮蔽または低減可能なサングラスであり、Ｓ偏光成分を遮蔽または低減し、Ｐ偏光成分を透過させる直線偏光子を含む。一方、通常のサングラスには直線偏光子が含まれず、入射する光の強度を減衰させるＮＤ（Neutral Density）フィルタを含む。偏光サングラスの検出が必要となる背景として、ウィンドシールド６２における画像表示光５２の反射率の偏光依存性が挙げられる。
【００１４】
図２は、ウィンドシールド６２の反射率を示すグラフである。ガラスなどで構成される一般的なウィンドシールド６２の反射率には偏光依存性があり、Ｓ偏光成分の反射率Ｒｓに比べてＰ偏光成分の反射率Ｒｐが低いことが知られている。したがって、図１に示す画像表示光５２のうち、Ｓ偏光成分の第１表示光５２ｓの反射率が相対的に高く、Ｐ偏光成分の第２表示光５２ｐの反射率が相対的に低い。特にブリュースター角θＢといわれる入射角（例えば５３度）ではＰ偏光成分の反射率Ｒｐが０になる。図１に示されるように、虚像表示装置５０から投射される画像表示光５２は、ウィンドシールド６２に対して斜めに入反射し、ウィンドシールド６２での入反射角φがブリュースター角θＢの近い値を取りうる。その結果、Ｓ偏光成分の第１表示光５２ｓは運転者７０の目に到達しやすく、Ｐ偏光成分の第２表示光５２ｐは運転者７０の目に到達しにくい。
【００１５】
このとき、運転者７０が偏光サングラスを使用していたとすると、Ｓ偏光成分の第１表示光５２ｓが偏光サングラスによって遮蔽または低減されてしまう。その結果、運転者７０に画像表示光５２を視認させるためにはＰ偏光成分の第２表示光５２ｐを利用しなければならない。一方、運転者７０が偏光サングラスを使用していない場合、Ｓ偏光成分の第１表示光５２ｓを利用した方がより明るくて視認性の高い虚像５４を提供できる。そこで、本実施の形態では、偏光サングラスの使用有無を自動判定し、偏光サングラスの使用有無に応じてより適切な偏光成分を有する画像表示光５２を提供できるようにする。
【００１６】
なお、図１の構成におけるＳ偏光成分は、ウィンドシールド６２における画像表示光５２の入射方向と反射方向の双方に直交する第１方向に直線偏光された光成分であり、車両６０の左右方向（ｘ方向）に直線偏光された光成分に相当する。一方、Ｐ偏光成分は、第１方向と直交する第２方向に直線偏光された光成分であり、車両６０の上下方向（ｙ方向）および前後方向（ｚ方向）で規定されるｙｚ平面に沿う方向に直線偏光された光成分に相当する。
【００１７】
図１において、撮像装置１０は、撮像対象となる運転者７０の顔面に向けて照明光１２を照射するよう構成される。撮像装置１０は、第１方向に直線偏光されたＳ偏光成分の第１照明光１２ｓと、第２方向に直線偏光されたＰ偏光成分の第２照明光１２ｐとを運転者７０に向けて選択的に照射するよう構成される。撮像装置１０は、第１照明光１２ｓが照射された運転者７０を撮像した第１画像と、第２照明光１２ｐが照射された運転者７０を撮像した第２画像とを取得する。撮像装置１０は、第１画像と第２画像を比較することで、運転者７０が偏光サングラスを使用しているか否かを判定する。
【００１８】
図３は、偏光サングラスの判定方法を模式的に示す図である。図３では、（ａ）サングラスを使用していない裸眼時、（ｂ）偏光サングラスではない通常サングラスの使用時、および（ｃ）偏光サングラスの使用時、の三つの場合において撮像装置１０により取得される（ｉ）第１画像および（ｉｉ）第２画像を示している。図３では、第１画像と第２画像の差分に対応する（ｉｉｉ）差分画像および（ｉｖ）差分画像のヒストグラムも示している。ここで、「差分画像」とは、第１画像を構成する各画素の輝度値（第１輝度値ともいう）から第２画像を構成する各画素の輝度値（第２輝度値ともいう）を減算した差分値（＝第１輝度値−第２輝度値）により各画素の輝度値が構成される画像のことである。またヒストグラムは、画像を構成する各画素の輝度値の分布をグラフ化したものであり、横軸を輝度値とし、縦軸を画素数としたグラフで表される。
【００１９】
（ａ）の裸眼時では、Ｓ偏光照明の第１画像とＰ偏光照明の第２画像がほぼ同じとなるため、差分画像の輝度値（つまり、第１輝度値と第２輝度値の差分値）がほぼゼロとなり、差分画像にほぼ何も写らない状態となる。その結果、差分画像のヒストグラムでは、輝度値がゼロとなる近傍にのみピーク７４が検出される。（ｂ）の通常サングラスの使用時も同様であり、Ｓ偏光照明の第１画像とＰ偏光照明の第２画像がほぼ同じとなるため、差分画像にほぼ何も写らない状態となり、差分画像のヒストグラムにおいても輝度値がゼロとなる近傍にのみピーク７４が検出される。（ｃ）の偏光サングラスの使用時では、Ｓ偏光照明の第１画像とＰ偏光照明の第２画像とで偏光サングラスの見え方が異なる。偏光サングラスはＳ偏光成分を遮蔽するため、Ｓ偏光照明の第１画像では偏光サングラスが黒く写る。一方、偏光サングラスはＰ偏光成分を透過するため、Ｐ偏光照明の第２画像では偏光サングラスが透けて写る。その結果、差分画像では偏光サングラスの領域の輝度値（つまり、第１輝度値と第２輝度値の差分値）の絶対値が大きくなり、偏光サングラスが強調されて見える。第１画像における偏光サングラスの領域の第１輝度値は相対的に小さく（つまり暗く）、第２画像における偏光サングラスの領域の第２輝度値は相対的に大きい（つまり明るい）ため、差分画像における偏光サングラスの領域の輝度値は負の値（例えば−ｎ）となる。その結果、差分画像のヒストグラムでは、輝度値がゼロとなる近傍に第１ピーク７４ａが検出されるとともに、輝度値が−ｎとなる近傍に第２ピーク７４ｂが検出される。このようにして、Ｓ偏光照明の第１画像とＰ偏光照明の第２画像を比較することで、偏光サングラスの使用有無を検出できる。
【００２０】
図４は、実施の形態に係る撮像装置１０の構成を模式的に示す図である。撮像装置１０は、照明装置２０と、カメラ２２と、制御装置２４とを備える。カメラ２２は、撮像軸１６の前方にある運転者７０を撮像対象とする。照明装置２０は、照明軸１４の前方にある運転者７０に向けて照明光１２を照射する。制御装置２４は、カメラ２２および照明装置２０の動作を制御する。図示する例において、照明軸１４と撮像軸１６が平行となるように描かれているが、照明軸１４と撮像軸１６は必ずしも平行でなくてもよい。
【００２１】
図５は、実施の形態に係る照明装置２０の構成を模式的に示す図である。照明装置２０は、第１光源３０ｓと、第２光源３０ｐと、駆動回路３２と、合波素子３４と、投射レンズ３６と、光拡散板３８とを含む。
【００２２】
第１光源３０ｓは、第１方向に直線偏光されたＳ偏光の第１照明光１２ｓを生成し、第２光源３０ｐは、第２方向に直線偏光されたＰ偏光の第２照明光１２ｐを生成する。第１光源３０ｓおよび第２光源３０ｐは、例えば、直線偏光の発振モードを有するレーザ光源であり、偏光方向が互いに９０度異なるように配置されている。第１光源３０ｓおよび第２光源３０ｐは、例えば、赤外光のレーザを出力するよう構成される。第１光源３０ｓおよび第２光源３０ｐは、可視光のレーザを出力してもよく、赤色、緑色または青色のレーザ光を出力してもよい。第１光源３０ｓおよび第２光源３０ｐのそれぞれは、駆動回路３２により駆動され、点灯タイミングおよび消灯タイミングが制御される。
【００２３】
合波素子３４は、照明軸１４上に配置され、第１光源３０ｓから出射される第１照明光１２ｓと、第２光源３０ｐから出射される第２照明光１２ｐとを照明軸１４上で合波する。合波素子３４の一例は、偏光ビームスプリッタであり、第１照明光１２ｓを透過させ、第２照明光１２ｐを反射させることで両者を合波させる。
【００２４】
投射レンズ３６は、照明軸１４上に配置され、合波素子３４により合波された照明光１２を照明対象に向けて投射する。光拡散板３８は、照明軸１４上に配置され、投射レンズ３６を透過した照明光１２を拡散して均質化するよう構成される。光拡散板３８は、光拡散板３８の入射前後で偏光方向が保存される偏光保存型であることが好ましい。
【００２５】
図６は、実施の形態に係る制御装置２４の機能構成を模式的に示すブロック図である。制御装置２４は、照明制御部４０と、撮像制御部４２と、画像取得部４４と、画像処理部４６と、出力部４８とを備える。図示する各機能ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組み合わせによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００２６】
照明制御部４０は、照明装置２０の動作を制御して照明装置２０の動作モードを切り替える。照明装置２０は、第１光源３０ｓのみを点灯させて第１照明光１２ｓを生成する第１照明モードと、第２光源３０ｐのみを点灯させて第２照明光１２ｐを生成する第２照明モードと、第１光源３０ｓおよび第２光源３０ｐの双方を点灯させて無偏光の照明光１２を生成する第３照明モードとを有する。照明制御部４０は、駆動回路３２の動作を制御することにより、第１照明モード、第２照明モードおよび第３照明モードを切り替える。
【００２７】
撮像制御部４２は、照明装置２０の動作と同期してカメラ２２の動作を制御する。撮像制御部４２は、撮像対象に第１照明光１２ｓが照射されるタイミングでカメラ２２に第１画像を撮像させる。撮像制御部４２は、撮像対象に第２照明光１２ｐが照射されるタイミングでカメラ２２に第２画像を撮像させる。撮像制御部４２は、撮像対象に無偏光の照明光１２が照射されるタイミングでカメラ２２に第３画像を撮像させる。ここで、第３画像とは、撮像装置１０をドライバモニタとして動作させて運転者７０を撮像する場合の画像であり、例えば動画像を構成する画像である。
【００２８】
図７は、照明装置２０およびカメラ２２の動作を模式的に示すタイミングチャートである。第１期間Ｔ１は、第１光源３０ｓのみを点灯させて第１照明光１２ｓを生成する第１照明モードである。第２期間Ｔ２は、第２光源３０ｐのみを点灯させて第２照明光１２ｐを生成する第２照明モードである。第３期間Ｔ３は、第１光源３０ｓおよび第２光源３０ｐの双方を点灯させて無偏光の照明光１２を生成する第３照明モードである。カメラ２２は、第１期間Ｔ１において第１画像を撮像し、第２期間Ｔ２において第２画像を撮像し、第３期間Ｔ３において第３画像（動画像）を撮像する。
【００２９】
照明制御部４０は、第１期間Ｔ１、第２期間Ｔ２および第３期間Ｔ３を周期的に切り替えることにより、偏光サングラスを検出するための第１画像および第２画像の取得を可能にするとともに、ドライバモニタ用の第３画像（動画像）の取得を可能にする。照明制御部４０は、例えば、カメラ２２のフレームレートに同期して照明モードを切り替え、第１フレームにて第１照明モードとし、第２フレームにて第２照明モードとし、第３フレーム以降において第３照明モードとする。したがって、照明制御部４０は、基本の照明モードを第３照明モードとし、間欠的に第１照明モードおよび第２照明モードを挿入するとも言える。第１照明モードおよび第２照明モードに切り替える周期は特に限られないが、例えば、１秒、５秒、１０秒、３０秒、１分、５分などである。また、照明制御部４０は、カメラ２２の隣接フレーム間で第１照明モードと第２照明モードを切り替えるようにする。これにより、第１画像と第２画像の取得タイミング間での撮像対象の変化を最小化し、第１画像と第２画像の間に偏光以外の要素で差が生じるのを防ぐようにする。
【００３０】
図６に戻り、画像取得部４４は、カメラ２２が撮像する画像を取得する。画像取得部４４は、第１照明モードにて撮像される第１画像と、第２照明モードで撮像される第２画像とを取得する。画像取得部４４は、第３照明モードにて撮像する第３画像（動画像）を取得してもよい。
【００３１】
画像処理部４６は、画像取得部４４が取得する第１画像および第２画像に基づいて、撮像対象に偏光サングラスが含まれるか否かを判定する。画像処理部４６は、図３に示されるように、第１画像および第２画像の差分画像を生成し、差分画像に各画素の輝度値の絶対値が基準値以上となる「特定領域」が存在する場合に偏光サングラスが含まれると判定する。画像処理部４６は、図３に示されるように、差分画像のヒストグラムに基づいて偏光サングラスの有無を判定してもよい。例えば、図３のヒストグラムにおいて、横軸の輝度値の絶対値が基準値以上となる位置（例えば輝度値−ｎ）において縦軸の画素数が所定値以上となるピーク（例えば第２ピーク７４ｂ）が含まれる場合に偏光サングラスがあると判定する。
【００３２】
画像処理部４６は、差分画像における特定領域の画素の輝度値の符号（正負）を考慮して偏光サングラスが含まれるか否かを判定してもよい。例えば、Ｓ偏光照明を用いる第１画像の特定領域の画素の輝度値が相対的に小さく（つまり、暗く）、Ｐ偏光照明を用いる第２画像の特定領域の画素の輝度値が相対的に大きい（つまり、明るい）場合にのみ偏光サングラスが含まれていると判定してもよい。画像処理部４６は、パターンマッチング等の画像解析技術を用いて運転者７０の顔面の輪郭や目の位置を特定し、顔面と重なる範囲に特定領域が存在する場合や目の位置に特定領域が存在する場合に偏光サングラスを使用していると判定してもよい。画像処理部４６は、運転者７０が首を傾げておらず、車両６０の左右方向と運転者７０の両目またはサングラスの左右方向が一致する場合にのみ偏光サングラスの使用有無を判定してもよい。
【００３３】
画像処理部４６は、画像取得部４４が取得する第３画像（動画像）に基づいて、運転者７０の状態を評価してもよい。画像処理部４６は、運転者７０の目が閉じた状態が所定時間連続する場合に居眠りを検知したり、運転者７０の視線方向が所定時間連続して車両前方とは異なる方向に向いている場合に脇見運転を検知したりしてもよい。
【００３４】
出力部４８は、画像処理部４６による判定結果を外部装置に出力する。出力部４８は、例えば、虚像表示装置５０に偏光サングラスの使用有無の判定結果を示す信号を出力する。出力部４８は、車両６０に搭載される任意の機器に運転者７０の状態または状態変化に関する信号を出力してもよいし、画像取得部４４が取得した画像データを出力してもよい。
【００３５】
本実施の形態によれば、撮像装置１０を用いて運転者７０が偏光サングラスを使用しているか否かを自動判定できる。これにより、虚像表示装置５０は、偏光サングラスの使用有無に応じて適切な画像表示光５２を生成できる。例えば、偏光サングラスを使用していない場合にはウィンドシールド６２での反射されやすいＳ偏光の第１表示光５２ｓを生成するようにし、偏光サングラスを使用している場合には偏光サングラス越しに視認可能なＰ偏光の第２表示光５２ｐを生成するようにできる。その結果、偏光サングラスの使用有無に拘わらずに第１表示光５２ｓおよび第２表示光５２ｐの双方を生成する場合に比べて虚像表示装置５０の消費電力を低減することができる。また、第１表示光５２ｓおよび第２表示光５２ｐの双方を生成するために複数の光源を同時点灯させる必要がなくなるため、複数の光源の同時点灯による動作温度の上昇を防ぐことができ、光源の長寿命化を実現できる。
【００３６】
本実施の形態によれば、撮像装置１０をドライバモニタとして使用しつつ、運転者７０が偏光サングラスを使用しているか否かを自動判定できる。照明装置２０の動作モードを間欠的に第１照明モードおよび第２照明モードに切り替えることで、ドライバモニタとしての第３画像（動画像）の取得に実質的な影響を及ぼすことなく、偏光サングラスの判定に用いる第１画像および第２画像を取得できる。また、ドライバモニタとしての第３画像（動画像）を取得するための第３照明モードにおいて、第１照明光１２ｓおよび第２照明光１２ｐの双方を照射することで、運転者７０の顔面をより明るく照明できる。これにより、運転者７０のより鮮明な画像を撮像でき、ドライバモニタとしての判定精度を高めることができる。
【００３７】
図８（ａ），（ｂ）は、変形例に係る照明装置１２０の構成を模式的に示す図である。本変形例では、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの無偏光の光源１３０を用いて、第１照明光１１２ｓおよび第２照明光１１２ｐが生成される点で上述の実施の形態に係る照明装置２０と相違する。
【００３８】
図８（ａ）に示されるように、照明装置１２０は、光源１３０と、偏光切替機構１３２とを含む。光源１３０は、無偏光またはランダム偏光の照明光１１２を生成し、少なくとも互いに直交する二つの直線偏光成分を含む照明光１１２を生成する。光源１３０および偏光切替機構１３２は、照明装置１２０の照明軸１１４上に配置される。偏光切替機構１３２は、偏光フィルタ１３４と、モータ１３６とを有する。
【００３９】
図８（ｂ）に示されるように、偏光フィルタ１３４は、円盤形状であり、周方向に異なる位置に第１領域１３４ａ、第２領域１３４ｂおよび第３領域１３４ｃが設けられる。第１領域１３４ａおよび第２領域１３４ｂには直線偏光子が設けられる一方、第３領域１３４ｃには偏光子が設けられていない。なお、第１領域１３４ａおよび第２領域１３４ｂには、偏光軸Ａの向きが同じ直線偏光子が設けられている。モータ１３６は、偏光フィルタ１３４をＲ方向に回転させ、照明軸１１４上に配置される偏光フィルタ１３４の領域１３４ａ〜１３４ｃを切り替える。モータ１３６は、偏光フィルタ１３４に設けられる直線偏光子を照明軸１１４に対して変位させる駆動部である。
【００４０】
モータ１３６は、偏光フィルタ１３４を回転させることにより、直線偏光子の偏光軸Ａの向きを変化させ、Ｓ偏光成分またはＰ偏光成分を透過させる偏光軸Ａの向きに合わせる。図８（ｂ）に示される状態では、直線偏光子の偏光軸Ａの向きが左右方向であるため、偏光フィルタ１３４がＳ偏光成分を透過させる第１直線偏光子として機能する。したがって、照明軸１１４上に第１領域１３４ａが配置される場合、第１直線偏光子として機能する偏光フィルタ１３４をＳ偏光成分のみが透過し、Ｓ偏光照明である第１照明光１１２ｓが生成される。一方、照明軸１１４上に第２領域１３４ｂが配置される場合、つまり、図８（ｂ）の状態から偏光フィルタ１３４を９０度回転させた場合、直線偏光子の偏光軸Ａの向きが上下方向となるため、偏光フィルタ１３４がＰ偏光成分を透過させる第２直線偏光子として機能する。その結果、照明軸１１４上に第２領域１３４ｂが配置される場合、第２直線偏光子として機能する偏光フィルタ１３４をＰ偏光成分のみが透過し、Ｐ偏光照明である第２照明光１１２ｐが生成される。照明軸１１４上に第３領域１３４ｃが配置される場合、つまり、照明軸１１４上に直線偏光子が挿入されない場合、無偏光の照明光が偏光フィルタ１３４をそのまま透過するため、無偏光の照明光１１２が生成される。このようにして、偏光切替機構１３２は、照明装置１２０から投射される照明光１１２の偏光状態を切り替えるよう構成される。
【００４１】
照明装置１２０は、例えば、上述の照明制御部４０により動作が制御される。照明制御部４０は、モータ１３６の動作を制御し、照明軸１１４上に第１領域１３４ａが配置される第１照明モードと、照明軸１１４上に第２領域１３４ｂが配置される第２照明モードと、照明軸１１４上に第３領域１３４ｃが配置される第３照明モードとを切り替える。モータ１３６は、ステッピングモータで構成されてもよく、偏光フィルタ１３４を瞬間的に所定の角度だけ回転させることで、各照明モードを瞬時に切り替えるよう構成されてもよい。モータ１３６は、各照明モードにおいて偏光フィルタ１３４を回転させずに静止させることで、各照明モードが一定時間にわたって維持するように構成されもよい。本変形例に係る照明装置１２０を用いる場合であっても、上述の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００４２】
さらなる変形例では、第１領域１３４ａと第２領域１３４ｂに設けられる直線偏光子の偏光軸Ａが共通していなくてもよく、第１領域１３４ａにＳ偏光成分を透過させる第１直線偏光子が設けられ、第２領域１３４ｂにＰ偏光成分を透過させる第２直線偏光子が設けられてもよい。また、偏光フィルタ１３４の各領域１３４ａ〜１３４ｃが占める範囲は図示されるものに限られず、各領域１３４ａ〜１３４ｃの少なくとも一つが図示される領域よりも広い範囲を占めてもよいし、図示される領域よりも狭い範囲を占めてもよい。
【００４３】
図９（ａ），（ｂ）は、別の変形例に係る照明装置２２０の構成を模式的に示す図である。本変形例では、偏光フィルタを回転させるのではなく、スライドさせるように構成される点で上述の変形例と相違する。
【００４４】
図９（ａ）に示されるように、照明装置２２０は、光源２３０と、偏光切替機構２３２とを含む。光源２３０は、無偏光またはランダム偏光の照明光２１２を生成し、少なくとも互いに直交する二つの直線偏光成分を含む照明光２１２を生成する。光源２３０および偏光切替機構２３２は、照明装置２２０の照明軸２１４上に配置される。偏光切替機構２３２は、偏光フィルタ２３４と、モータ２３６とを有する。
【００４５】
図９（ｂ）に示されるように、偏光フィルタ２３４は、長方形状であり、長手方向（Ｓ方向）に異なる位置に第１領域２３４ａ、第２領域２３４ｂおよび第３領域２３４ｃが設けられる。第１領域２３４ａにはＳ偏光成分を透過させる第１直線偏光子が設けられ、第２領域２３４ｂにはＰ偏光成分を透過させる第２直線偏光子が設けられる。第３領域２３４ｃには偏光子が設けられていない。モータ２３６は、偏光フィルタ２３４をＳ方向にスライドさせ、照明軸２１４上に配置される偏光フィルタ２３４の領域２３４ａ〜２３４ｃを切り替える。モータ２３６は、偏光フィルタ２３４に設けられる第１直線偏光子および第２直線偏光子を照明軸２１４に対して変位させる駆動部である。
【００４６】
照明軸２１４上に第１領域２３４ａが配置される場合、つまり、照明軸２１４上に第１直線偏光子が挿入される場合、Ｓ偏光成分のみが偏光フィルタ２３４を透過するため、Ｓ偏光照明である第１照明光２１２ｓが生成される。照明軸２１４上に第２領域２３４ｂが配置される場合、つまり、照明軸２１４上に第２直線偏光子が挿入される場合、Ｐ偏光成分のみが偏光フィルタ２３４を透過するため、Ｐ偏光照明である第２照明光２１２ｐが生成される。照明軸２１４上に第３領域２３４ｃが配置される場合、つまり、照明軸２１４上に直線偏光子が挿入されない場合、無偏光の照明光が偏光フィルタ２３４をそのまま透過するため、無偏光の照明光２１２が生成される。このようにして、偏光切替機構２３２は、照明装置２２０から投射される照明光２１２の偏光状態を切り替えるよう構成される。
【００４７】
照明装置２２０は、例えば、上述の照明制御部４０により動作が制御される。照明制御部４０は、モータ２３６の動作を制御し、照明軸２１４上に第１領域２３４ａが配置される第１照明モードと、照明軸２１４上に第２領域２３４ｂが配置される第２照明モードと、照明軸２１４上に第３領域２３４ｃが配置される第３照明モードとを切り替える。本変形例に係る照明装置２２０を用いる場合であっても、上述の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００４８】
なお、さらなる変形例においては、Ｓ偏光照明を撮像対象に投射するための第１照明装置と、Ｐ偏光照明を撮像対象に投射する第２照明装置とが別々に設けられてもよい。第１照明装置として、直線偏光の発振モードを有する第１レーザ光源を用いてもよいし、無偏光またはランダム偏光の第１光源と第１直線偏光子を組み合わせてもよい。同様に、第２照明装置として、直線偏光の発振モードを有する第２レーザ光源を用いてもよいし、無偏光またはランダム偏光の第２光源と第２直線偏光子を組み合わせてもよい。
【００４９】
以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、各表示例に示す構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。
【００５０】
上述の実施の形態および変形例では、運転者７０が使用する偏光サングラスの使用有無の判定に適用する例について述べた。さらなる変形例では、撮像対象に任意の直線偏光子が含まれるか否かの判定に適用してもよい。例えば、第１方向に直線偏光された第１照明光が照射された撮像対象を撮像した第１画像と、第１方向と直交する第２方向に直線偏光された第２照明光が照射された撮像対象を撮像した第２画像とに基づいて、撮像対象に直線偏光子が含まれるか否かを判定してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０…撮像装置、１２…照明光、１２ｓ…第１照明光、１２ｐ…第２照明光、１４…照明軸、２０…照明装置、２２…カメラ、４０…照明制御部、４２…撮像制御部、４４…画像取得部、４６…画像処理部、６０…車両、７０…運転者。
【図１】
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【図２】
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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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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