(57)【要約】【課題】照明分布の均一性を向上でき、画像認識の精度を向上可能な画像認識システム及び照明装置を提供する。【解決手段】撮像装置としてのカメラ２１，２２と、カメラ２１，２２の撮像画像を基に、所定の検出対象物を検出する画像処理部３と、カメラ２１，２２の撮像領域を照明する照明装置４と、を備え、照明装置４は、光源４１とレンズ４２とを有し、光源４１からの光をレンズ４２を介して撮像領域に照射するように構成されており、光源４１は、面発光する発光部４１１を有し、発光部４１１の中央部での輝度が、発光部４１１の周縁部での輝度よりも小さい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置と、
前記撮像装置の撮像画像を基に、所定の検出対象物を検出する画像処理部と、
前記撮像装置の撮像領域を照明する照明装置と、を備え、
前記照明装置は、光源とレンズとを有し、前記光源からの光を前記レンズを介して前記撮像領域に照射するように構成されており、
前記光源は、面発光する発光部を有し、前記発光部の中央部での輝度が、前記発光部の周縁部での輝度よりも小さい、
画像認識システム。
【請求項２】
離間して配置された２つの前記撮像装置を有し、
前記画像処理部は、２つの前記撮像装置の撮像画像を基に、所定の検出対象物を検出するように構成されており、
前記レンズは、前記２つの撮像装置の中間の位置に配置されている、
請求項１に記載の画像認識システム。
【請求項３】
前記光源は、
第１基板と、前記第１基板に設けられた第１発光部と、を有する第１光源と、
前記第１発光部の照射側に配置され前記第１発光部からの光を透過する第２基板と、前記第２基板に設けられた第２光源と、を有し、
前記第２発光部は、前記第１発光部よりも外径が大きく、自身の照射側から見て前記第１発光部の周縁に沿う環状に形成されており、
前記第１発光部の輝度が、前記各第２発光部の輝度よりも小さい、
請求項１または２に記載の画像認識システム。
【請求項４】
前記光源は、前記第１光源と、複数の前記第２光源と、を積層して構成され、
前記第１光源から離れた前記第２光源ほど、前記第２発光部の内外径が大きく、かつ前記第２発光部の輝度が大きい、
請求項３に記載の画像認識システム。
【請求項５】
撮像装置と、
前記撮像装置の撮像画像を基に、所定の検出対象物を検出する画像処理部と、を備えた画像認識システムに用いられ、前記撮像装置の撮像領域を照明する照明装置であって、
光源とレンズとを有し、前記光源からの光を前記レンズを介して前記撮像領域に照射するように構成されており、
前記光源は、面発光する発光部を有し、前記発光部の中央部での輝度が、前記発光部の周縁部での輝度よりも小さい、
照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像認識システム及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラの撮像画像を用いてジェスチャを認識する画像認識システムが知られている。このような画像認識システムとして、２つのカメラを有するステレオカメラを用いて撮像した画像を用いてジェスチャを認識するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。ステレオカメラを用いた画像認識システムでは、形状情報や輝度情報を利用して、２つのカメラの撮像画像から検出対象物を抽出し、その視差から検出対象物までの距離を検出する。
【０００３】
また、画像認識システムとして、カメラの撮像領域を照射する照明装置を備えたものが知られている。照明装置としては、赤外線や可視光を照射するものが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２１９８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一般に、照明装置と対向した投影面においては、照明装置の正面の位置で最も明るくなり、正面の位置から離れるほど暗くなる。そのため、カメラの撮像画像においては、中央部が明るく、周縁付近が暗くなりやすい。特に、光源からの光をレンズにより拡げて照射する照明装置においては、レンズでの光強度の減衰の影響により、カメラの撮像画像における周縁付近がより暗くなりやすい。
【０００６】
このように、従来の画像認識システムでは、照明分布が不均一であり、この不均一な照度分布の影響により検出対象物を精度よく検出できず、十分な画像認識の精度を得られない場合がある。
【０００７】
そこで、本発明は、照明分布の均一性を向上でき、画像認識の精度を向上可能な画像認識システム及び照明装置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】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、撮像装置と、前記撮像装置の撮像画像を基に、所定の検出対象物を検出する画像処理部と、前記撮像装置の撮像領域を照明する照明装置と、を備え、前記照明装置は、光源とレンズとを有し、前記光源からの光を前記レンズを介して前記撮像領域に照射するように構成されており、前記光源は、面発光する発光部を有し、前記発光部の中央部での輝度が、前記発光部の周縁部での輝度よりも小さい、画像認識システムを提供する。
【０００９】
また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、撮像装置と、前記撮像装置の撮像画像を基に、所定の検出対象物を検出する画像処理部と、を備えた画像認識システムに用いられ、前記撮像装置の撮像領域を照明する照明装置であって、光源とレンズとを有し、前記光源からの光を前記レンズを介して前記撮像領域に照射するように構成されており、前記光源は、面発光する発光部を有し、前記発光部の中央部での輝度が、前記発光部の周縁部での輝度よりも小さい、照明装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、照明分布の均一性を向上でき、画像認識の精度を向上可能な画像認識システム及び照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像認識システムを示す図であり、（ａ）はカメラと照明装置の配置を説明する図、（ｂ）は概略構成図である。
【図２】照明装置の概略構成図である。
【図３】光源の一例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１３】
（画像認識システムの全体構成）
図１は、本実施の形態に係る画像認識システムを示す図であり、（ａ）はカメラと照明装置の配置を説明する図、（ｂ）は概略構成図である。
【００１４】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、画像認識システム１は、撮像装置としての２つの左カメラ２１及び右カメラ２２を有するステレオカメラ２と、両カメラ２１，２２の撮像画像を基に、指等の所定の検出対象物を検出する画像処理部３と、両カメラ２１，２２の撮像領域を照明する照明装置４と、を備えている。
【００１５】
画像認識システム１は、例えば、車両に搭載された電子機器と電気的に接続されている。画像認識システム１は、ステレオカメラ２の撮像画像からジェスチャを判定し、判定したジェスチャに応じたジェスチャ信号を電子機器に出力する。電子機器では、ジェスチャに応じた動作が実行される。つまり、画像認識システム１は、例えば、ジェスチャによって電子機器を操作するための入力装置として用いられるものである。
【００１６】
ステレオカメラ２の２つのカメラ２１，２２は、離間して配置されている。ここでは、図１（ａ）における左側に配置されたものを左カメラ２１、右側に配置されたものを右カメラ２２と呼称しているが、この呼称における左右は実際の配置を限定するものではなく、例えば両カメラ２１，２２が鉛直方向上下に配置されていてもよい。左カメラ２１及び右カメラ２２は、同一の基板５に搭載されている。
【００１７】
左カメラ２１及び右カメラ２２は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）などの半導体撮像素子を備えている。左カメラ２１及び右カメラ２２の撮像画像は、画像処理部３に出力される。
【００１８】
画像処理部３は、左カメラ２１及び右カメラ２２の撮像画像を基に、ブロックマッチング等の公知のステレオマッチング法により視差画像を生成し、生成した視差画像を基に、指等の所定の検出対象物を検出し、ジェスチャの判定を行う。画像処理部３は、判定したジェスチャに応じたジェスチャ信号を電子機器に出力する。
【００１９】
画像処理部３は、制御部６に搭載されている。制御部６は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部６が動作するためのプログラムなどが格納されている。ＲＡＭは、例えば、ステレオカメラ２の撮像画像や一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。また制御部６は、その内部にクロック信号を生成する手段を有し、このクロック信号に基づいて処理を実行する。
【００２０】
（照明装置４の説明）
照明装置４は、赤外線や可視光を照射する光源４１と、レンズ４２とを有し、光源４１からの光をレンズ４２を介してステレオカメラ２の撮像領域に照射するように構成されている。
【００２１】
図２に示すように、レンズ４２は、光源４１側が平面４２ａであり光源４１と反対側が外方に凸となるように湾曲する曲面４２ｂとなっている平凸レンズである。図２では、レンズ４２と光源４１とを当接させているが、レンズ４２と光源４１とが離間していてもよい。
【００２２】
レンズ４２は、左カメラ２１及び右カメラ２２と共に基板５に搭載されている。基板５には、基板５を貫通するレンズ用穴５ａが形成されており、このレンズ用穴５ａに、レンズ４２の一部が挿入され固定されている。なお、図１（ａ）では基板５の表面（カメラ２１，２２の撮像側の面）から突出しないようにレンズ４２を設けているが、これに限らず、レンズ４２が基板５の表面から突出していてもよい。
【００２３】
レンズ用穴５ａは、２つのカメラ２１，２２の中間の位置に形成されており、レンズ４２は、２つのカメラ２１，２２の中間の位置に配置されている。レンズ４２から両カメラ２１，２２までの距離は略等しくされる。
【００２４】
照明装置４でレンズ４２を用いることにより、カメラ２１，２２と照明光の照射位置とを近づけることが可能になり、ステレオカメラ２と照明装置４とをユニット化した部材の小型化を図ることが可能になる。しかし、光源４１からの照射光がレンズ４２を通過するため、レンズ４２による減衰の影響を受けて、撮像画像において周辺光量の低下が発生し易くなる。
【００２５】
そこで、本実施の形態では、照明装置４の光源４１として、面発光する発光部４１１を有し、発光部４１１の中央部での輝度を、発光部４１１の周縁部での輝度よりも小さくした。つまり、本実施の形態では、発光部４１１の中央部での輝度が小さく、発光部４１１の周縁部での輝度が大きい光源４１を用いた。
【００２６】
これにより、レンズ４２における光強度の減衰量等を考慮して発光部４１１の中央部と周縁部の輝度を適宜調整すれば、基板５と対向する任意の投影面７（図１においてハッチングで示す面）において、照度分布を均一にし、撮像画像における周辺光量の低下を抑制することが可能になる。
【００２７】
（光源４１の具体例の説明）
光源４１としては、発光部４１１における輝度の分布を制御可能なものを用いる必要がある。このような光源４１として、例えば、図３（ａ），（ｂ）に示すものを用いることができる。
【００２８】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、光源４１は、第１光源４３と、２つの第２光源４４，４５と、を積層した３層構造となっている。
【００２９】
第１光源４３は、第１基板４３ａと、第１基板４３ａに設けられた第１発光部４３ｂと、を有している。ここでは、第１発光部４３ｂは円形状に形成されている。第１発光部４３ｂには、駆動電流を供給するための配線４３ｃが接続されている。配線４３ｃは、第１基板４３ａ上に形成された配線パターンからなる。
【００３０】
第２光源４４，４５は、第１発光部４３ｂの照射側に配置され第２基板４４ａ，４５ａと、第２基板４４ａ，４５ａに設けられた第２発光部４４ｂ，４５ｂと、を有している。２つの光源４４，４５のうち一方の第２光源４４が第１光源４３側に配置され、他方の第２光源４５がレンズ４２側に配置されている。第２基板４４ａ，４５ａとしては、第１発光部４３ｂ及び第２発光部４４ｂ，４５ｂからの光を透過する透明基板が用いられる。
【００３１】
第２発光部４４ｂ，４５ｂは、第１発光部４３ｂよりも外径が大きく、第２発光部４４ｂ，４５ｂの照射側から見て第１発光部４３ｂの周縁に沿う環状に形成されている。本実施の形態では、レンズ４２側から見た際に第１発光部４３ｂと同軸となる円環状に第２発光部４４ｂ，４５ｂを形成した。第２発光部４４ｂ，４５ｂには、駆動電流を供給するための配線４４ｃが接続されている。配線４４ｃ，４５ｃは、第２基板４４ａ，４５ａ上に形成された配線パターンからなる。
【００３２】
この光源４１では、第１発光部４３ｂの輝度が、各第２発光部４４ｂ，４５ｂの輝度よりも小さくされる。また、第１光源４３から離れた第２光源４４，４５ほど、第２発光部４４ｂ，４５ｂの内外径が大きく、かつ第２発光部４４ｂ，４５ｂの輝度が大きくされる。本実施の形態では、第１発光部４３ｂの外径と第２発光部４４ｂの内径とを等しくし、第２発光部４４ｂの外径と第２発光部４５ｂの内径とを等しくした。
【００３３】
このように、光源４１では、照射側から見たときに、発光部４１１の中央部から周縁部にかけて、第１発光部４３ｂ、第２発光部４４ｂ、第２発光部４５ｂが順次配置されている。また、光源４１では、（第１発光部４３ｂの輝度）＜（第２発光部４４ｂの輝度）＜（第２発光部４５ｂの輝度）の関係が成立している。これにより、発光部４１１において中央部から周縁部にかけて徐々に輝度が大きくなる光源４１を実現できる。また、この光源では、各発光部４３ｂ，４４ｂ，４５ｂに駆動電流を供給する配線４３ｃ，４４ｃ，４５ｃによって発光部４３ｂ，４４ｂが隠されてしまうことを容易に回避でき、配線レイアウトが容易である。
【００３４】
なお、第２光源４４，４５における第２発光部４４ｂ，４５ｂより中央側の部分は、発光部４３ｂ，４４ｂの光を透過する透明な第２基板４４ａ，４５ａであってもよいし、第２基板４４ａ，４５ａを貫通する貫通孔であってもよい。
【００３５】
第１光源４３及び第２光源４４，４５としては、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルを用いることができる。また、第１光源４３及び第２光源４４，４５としては、導光板と発光ダイオードとを組み合わせたパネル光源を用いることもできる。なお、ここでは、第２光源４４，４５を２つ用いる場合について説明したが、第２光源の数はこれに限定されず、１つあるいは３つ以上であってもよい。
【００３６】
（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係る画像認識システム１では、光源４１は、面発光する発光部４１１を有し、発光部４１１の中央部での輝度が、発光部４１１の周縁部での輝度よりも小さい。これにより、レンズ４２での光強度の減衰の影響や、照明装置４からの距離による光強度の低下の影響を相殺して、投影面７における照明分布の均一性を向上することが可能になり、画像認識の精度を向上することが可能になる。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３８】
１…画像認識システム
２…ステレオカメラ
２１…左カメラ（撮像装置）
２２…右カメラ（撮像装置）
３…画像処理部
４…照明装置
４１…光源
４１１…発光部
４２…レンズ
４３   基板
４３…第１光源
４３ａ…第１基板
４３ｂ…第１発光部
４４，４５…第２光源
４４ａ，４５ａ…第２基板
４４ｂ，４５ｂ       第２発光部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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