(57)【要約】【課題】光学フィルタと画像センサとの間の高い位置精度が得やすい付着物検出装置を提供することを課題とする。【解決手段】光源部からの赤外光によって映し出されるフロントガラス上の雨滴等を、赤外光を選択的に透過させる光学フィルタ２０９を介して、多数のフォトダイオード２０６Ｃが二次元配列された画像センサで撮像し、その撮像画像に基づいて雨滴等を検出する検出処理を行う検出装置において、画像センサを構成し、かつ、光源部からフロントガラスを経由して入射してくる赤外光の光路上に存在する透明基層にフィルタ材料を付着させることで、前記光学フィルタ２０９が形成されている。【選択図】図１６
2015031564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する板状部材に所定波長帯の光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段からの光によって映し出される前記板状部材上の検出対象物を、前記所定の波長帯の光を選択的に透過させる光学フィルタを介して、多数の受光素子が二次元配列された画像センサで撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が撮像した撮像画像に基づいて前記検出対象物を検出する検出処理を行う検出処理手段とを有する付着物検出装置において、
前記画像センサを構成し、かつ、前記光照射手段から前記板状部材を経由して入射してくる光の光路上に存在する光透過材に、フィルタ材料を付着させることで、前記光学フィルタが形成されていることを特徴とする付着物検出装置。
【請求項２】
請求項１の付着物検出装置において、
前記画像センサは、複数の微小レンズが二次元配列されたレンズアレイが前記光透過材からなる光透過層を介して前記多数の受光素子が設けられた基板上に一体的に設けられたものであり、
前記光学フィルタは、前記光透過層上に形成されていることを特徴とする付着物検出装置。
【請求項３】
請求項１の付着物検出装置において、
前記画像センサは、複数の微小レンズが二次元配列されたレンズアレイが前記多数の受光素子が設けられた基板上に一体的に設けられたものであり、
前記光学フィルタは、前記レンズアレイ上に光透過材を付着させて平坦面を形成し、その平坦面上に前記フィルタ材料を付着させて形成されていることを特徴とする付着物検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の付着物検出装置において、
前記光学フィルタは、前記光照射手段から前記板状部材を経由して入射してくる光の前記光透過材上における光路領域と略一致する領域のみに前記フィルタ材料を付着させて形成されていることを特徴とする付着物検出装置。
【請求項５】
撮像手段の撮像画像に基づいて移動装置の窓部材上の検出対象物を検出する付着物検出装置を備えた当該移動装置に搭載されている制御対象機器を制御する移動装置用機器制御システムであって、
前記付着物検出装置として用いられる請求項１乃至４のいずれか１項に記載の付着物検出装置と、
前記付着物検出装置により検出される検出対象物の検出結果に基づいて前記制御対象機器を制御する機器制御手段とを有することを特徴とする移動装置用機器制御システム。
【請求項６】
請求項５の移動装置用機器制御システムにおいて、
前記機器制御手段は、前記移動装置の窓部材に付着した微小な検出対象物によって生じる曇りを除去する曇り除去装置を制御するものであることを特徴とする移動装置用機器制御システム。
【請求項７】
請求項５の移動装置用機器制御システムにおいて、
前記機器制御手段は、前記移動装置の窓部材に付着した検出対象物を払拭する払拭装置を制御するものであることを特徴とする移動装置用機器制御システム。
【請求項８】
請求項５の移動装置用機器制御システムにおいて、
前記機器制御手段は、前記移動装置の窓部材に付着した検出対象物の凍結状態を解消する凍結解消装置を制御するものであることを特徴とする移動装置用機器制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両、船舶、航空機等に用いられるガラス或いは一般建造物の窓ガラス等の光透過性部材上の付着物を検出する付着物検出装置、及び、その付着物検出装置の検出結果に基づいて移動装置の制御対象機器を制御する移動装置用機器制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両のフロントガラスに付着した付着物を検出する付着物検出装置が開示されている。この付着物検出装置は、フロントガラスの内壁面側に配置される光源（光照射手段）によってフロントガラスに光を照射し、そのフロントガラス外壁面上の雨滴等の付着物を撮像装置によって撮影する。この撮像装置は、焦点がフロントガラスの位置よりも遠方に設定された撮像レンズと、撮像レンズの後段に配置される光学フィルタと、光学フィルタを透過した光を受光する２次元配置された複数の受光素子で構成された画像センサとを備えている。
【０００３】
前記特許文献１に開示の付着物検出装置において、光学フィルタは、画像センサとは別個に構成された透明なフィルタ基板上にフィルタ材料を付着させて形成されたものである。より具体的には、画像センサと対面する側のフィルタ基板面上に、ワイヤーグリッド構造の偏光フィルタ層を形成するとともに、その偏光フィルタ層の上に透明な充填材からなる平坦化層を介して分光フィルタ層を形成したものである。このようにして形成される光学フィルタは、撮像に用いる有効撮像領域外でスペーサにより支持した状態で有効撮像領域外の四辺領域をＵＶ接着や熱圧着することにより、画像センサとの間に空隙をあけるようにして画像センサ上に取り付ける。また、前記特許文献１には、光学フィルタと画像センサとの間をＵＶ接着剤で接合する方法も開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記特許文献１に開示の付着物検出装置では、画像センサとは別個に構成される光学フィルタを、画像センサに取り付けて固定するものである。この場合、光学フィルタと画像センサとの位置精度（平行度等）は、スペーサの部品精度や接着剤量の精度などに大きく依存することになる。スペーサの部品精度や接着剤量の精度を上げるにも限界があることから、前記特許文献１に開示の付着物検出装置では、光学フィルタと画像センサとの位置精度（平行度等）を確保することが困難であるという問題があった。この取り付け精度が悪いと、得られる撮像画像の品質が劣化してしまうため、この問題を解消する方策が望まれている。
【０００５】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、光学フィルタと画像センサとの間の高い位置精度が得やすい付着物検出装置及び移動装置用機器制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明は、光透過性を有する板状部材に所定波長帯の光を照射する光照射手段と、前記光照射手段からの光によって映し出される前記板状部材上の検出対象物を、前記所定の波長帯の光を選択的に透過させる光学フィルタを介して、多数の受光素子が二次元配列された画像センサで撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像した撮像画像に基づいて前記検出対象物を検出する検出処理を行う検出処理手段とを有する付着物検出装置において、前記画像センサを構成し、かつ、前記光照射手段から前記板状部材を経由して入射してくる光の光路上に存在する光透過材に、フィルタ材料を付着させることで、前記光学フィルタが形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、画像センサを構成する光透過材それ自体にフィルタ材料を付着させることで光学フィルタが形成されるため、画像センサと光学フィルタとを別々に形成する場合よりも、光学フィルタと画像センサとの間の高い位置精度が得やすいという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態における車載機器制御システムの概略構成を示す模式図である。
【図２】同車載機器制御システムにおける撮像ユニットを備えた付着物検出装置の概略構成を示す模式図である。
【図３】同撮像ユニットの光学系を説明するための説明図である。
【図４】光源部と撮像レンズとの間に遮光部材を設けた例を示す説明図である。
【図５】同撮像ユニットの概略構成を模式的に示した斜視図である。
【図６】（ａ）は、水平面に対するフロントガラスの傾斜角度が２２°である車両に取り付けた状態の撮像ユニットを示す側面図である。（ｂ）は、同図（ａ）の状態において雨滴が付着していない場合の撮像ユニットの光学系を示す説明図である。（ｃ）は、同図（ａ）の状態において雨滴が付着している場合の撮像ユニットの光学系を示す説明図である。
【図７】（ａ）は、水平面に対するフロントガラスの傾斜角度が３４°である車両に取り付けた状態の撮像ユニットを示す側面図である。（ｂ）は、同図（ａ）の状態における撮像ユニットの光学系を示す説明図である。
【図８】同撮像ユニットの反射偏向プリズムを示す斜視図である。
【図９】同撮像ユニットの反射偏向プリズムの他の構成例を示す斜視図である。
【図１０】変形例に係る反射偏向プリズムを示す斜視図である。
【図１１】同反射偏向プリズムを用いた撮像ユニットの光学系を示す説明図である。
【図１２】付着物検出用の撮像画像データに適用可能なカットフィルタのフィルタ特性を示すグラフである。
【図１３】付着物検出用の撮像画像データに適用可能なバンドパスフィルタのフィルタ特性を示すグラフである。
【図１４】車両検出用画像領域に対応したフィルタ領域と付着物検出用画像領域に対応したフィルタ領域とに区分される同撮像装置の光学フィルタの正面図である。
【図１５】撮像画像データの画像例を示す説明図である。
【図１６】実施形態における画像センサに設けられる１つの受光素子（一撮像画素）を拡大した断面を示す模式図である。
【図１７】他の例に係る画像センサに設けられる１つの受光素子（一撮像画素）を拡大した断面を示す模式図である。
【図１８】実施形態に係る画像センサ上の車両検出用画像領域及び付着物検出用画像領域と光学フィルタとの配置関係を示す説明図である。
【図１９】同光学フィルタに設けられる第２の分光フィルタ層の透過率特性を示すグラフである。
【図２０】他の例に係る画像センサ上の車両検出用画像領域及び付着物検出用画像領域と光学フィルタとの配置関係を示す説明図である。
【図２１】車両検出用画像領域に対応する箇所に設けられるフィルタ部材の一例について、２×２の受光素子に対応した部分のみ図示した説明図である。
【図２２】同フィルタ部材のＲ、Ｇ、Ｂ用の各分光フィルタ領域の透過率特性を示すグラフである。
【図２３】車両検出用画像領域に対応する箇所に設けられるフィルタ部材の他の例について、２×２の受光素子に対応した部分のみ図示した説明図である。
【図２４】車両検出用画像領域に対応する箇所に設けられるフィルタ部材の更に他の例について、２×２の受光素子に対応した部分のみ図示した説明図である。
【図２５】（ａ）は、図１０に示した変形例における反射偏向プリズムを用いて雨滴が付着している状態（曇りは付着していない状態）を撮像した撮像画像の一例を示す説明図である。（ｂ）は、同反射偏向プリズムを用いて雨滴が付着しておりかつ曇りも付着している状態を撮像した撮像画像の一例を示す説明図である。
【図２６】（ａ）は、雨滴を検出するための２フレームのうち、光源部を消灯させた状態の撮像画像の一例を示す説明図である。（ｂ）は、雨滴を検出するための２フレームのうち、光源部を点灯させた状態の撮像画像の一例を示す説明図である。
【図２７】実施形態におけるフロントガラス状態検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図２８】車両検出用画像領域の画像データからワイパー制御用やデフロスタ制御用のパラメータ検出を行うための処理の流れを示すフローチャートである。
【図２９】フロントガラスが曇っている状態の撮像画像を示す説明図である。
【図３０】フロントガラスが凍結している状態の撮像画像を示す説明図である。
【図３１】付着物検出用画像領域の画像データからワイパー制御用やデフロスタ制御用のパラメータ検出を行うための処理の流れを示すフローチャートである。
【図３２】フロントガラスの状態判定処理の流れを示すフローチャートである。
【図３３】同状態判定処理の判定基準を示す表である。
【図３４】同状態判定処理の結果に応じた指示処理の内容を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る付着量検出装置を、移動装置である自動車等の車両に搭載される制御対象機器を制御する移動装置用機器制御システムとしての車載機器制御システムに用いる一実施形態について説明する。
本発明に係る付着量検出装置は、車載機器制御システムに限らず、例えば、撮像画像に基づいて光透過性板状部材に付着している検出対象物を検出する物体検出装置を利用するその他のシステムにも適用できる。
【００１０】
図１は、本実施形態における車載機器制御システムの概略構成を示す模式図である。
本車載機器制御システムは、自車両１００に搭載された撮像装置で撮像した自車両進行方向前方領域（撮像領域）の撮像画像データを利用して、ヘッドランプの配光制御、ワイパーの駆動制御、デフロスタ制御、その他の車載機器（制御対象機器）の制御を行う。
【００１１】
本実施形態の車載機器制御システムに設けられる撮像手段としての撮像ユニット１０１は、走行する自車両１００の進行方向前方領域を撮像領域として撮像するものであり、例えば、自車両１００のフロントガラス１０５のルームミラー付近に設置される。撮像ユニット１０１で撮像された撮像画像データは、検出処理手段としての画像解析ユニット１０２に入力される。画像解析ユニット１０２は、撮像装置から送信されてくる撮像画像データを解析し、撮像画像データに自車両１００の前方に存在する他車両の位置、方角、距離を算出したり、フロントガラス１０５に付着している雨滴や異物などの付着物を検出したり、撮像領域内に存在する路面上の白線（区画線）等の検出対象物を検出したりする。
【００１２】
また、本実施形態の自車両１００には、外気温を検知するための外気温センサ１１１が設けられている。画像解析ユニット１０２は、必要に応じて外気温センサ１１１の検知結果を利用して、上述した各種検出を行う。本実施形態では、後述するように、フロントガラス１０５が凍結しているか否かを検出する際などに、外気温センサ１１１の検知結果が利用される。
【００１３】
画像解析ユニット１０２の算出結果は、ヘッドランプ制御ユニット１０３に送られる。ヘッドランプ制御ユニット１０３は、例えば、先行車両や対向車両の運転者の目に自車両１００のヘッドランプの強い光が入射するのを避けて他車両の運転者の幻惑防止を行いつつ、自車両１００の運転者の視界確保を実現する。その実現のために、具体的には、ヘッドランプ１０４のハイビームおよびロービームの切り替えを制御したり、ヘッドランプ１０４の部分的な遮光制御を行ったりする。
【００１４】
画像解析ユニット１０２の算出結果は、ワイパー制御ユニット１０６にも送られる。ワイパー制御ユニット１０６は、ワイパー１０７を制御して、自車両１００のフロントガラス１０５に付着した雨滴や異物などの付着物を除去する。ワイパー制御ユニット１０６は、画像解析ユニット１０２が検出した付着物検出結果を受けて、ワイパー１０７を制御する制御信号を生成する。ワイパー制御ユニット１０６により生成された制御信号がワイパー１０７に送られると、自車両１００の運転者の視界を確保するべく、ワイパー１０７を稼動させる。
【００１５】
また、画像解析ユニット１０２の算出結果は、車両走行制御ユニット１０８にも送られる。車両走行制御ユニット１０８は、画像解析ユニット１０２が検出した路端や白線の検出結果に基づいて、白線や路端によって区画されている車線領域から自車両１００が外れている場合等に、自車両１００の運転者へ警告を報知したり、自車両のハンドルやブレーキを制御するなどの走行支援制御を行ったりする。
【００１６】
また、車両走行制御ユニット１０８は、画像解析ユニット１０２が検出した道路標識の検出結果に基づいて、道路標識の情報と車両走行状態とを比較する。そして、例えば、自車両１００の走行速度（車両走行状態）が制限速度（道路標識の情報）に近いと判断したら自車両１００の運転者へ警告を報知したり、自車両１００の走行速度が制限速度を超えていると判断したら自車両のブレーキを制御するなどの走行支援制御を行ったりする。
【００１７】
また、画像解析ユニット１０２の算出結果は、デフロスタ制御ユニット１０９にも送られる。デフロスタ制御ユニット１０９は、フロントガラス１０５の凍結や曇りの状態の検出結果に基づいて、デフロスタ１１０を制御する制御信号を生成する。デフロスタ制御ユニット１０９が生成した制御信号は、デフロスタ１１０に送られ、この制御信号に基づいてデフロスタ１１０はフロントガラス１０５を送風したり加熱したりするなどして、フロントガラス１０５の凍結や曇りの状態を改善させる動作を実行する。デフロスタ制御の詳しい内容は後述する。
【００１８】
図２は、撮像ユニット１０１に設けられる撮像部２００を含む付着物検出装置３００の概略構成を示す説明図である。
撮像部２００は、主に、撮像レンズ２０４と、カバーガラス２０５と、２次元配置された画素アレイを有する画像センサ２０６を含んだセンサ基板２０７と、センサ基板２０７から出力されるアナログ電気信号（画像センサ２０６上の各受光素子が受光した受光量）をデジタル電気信号に変換した撮像画像データを生成して出力する信号処理部２０８とから構成されている。また、本実施形態においては、センサ基板２０７上に光源部２１０が実装されている。この光源部２１０は、フロントガラス１０５の内壁面（一方の面）側に配置され、外壁面（他方の面）に付着した付着物（以下、検出対象物が主に雨滴である場合を例に挙げて説明する。）を検出するためのものである。
【００１９】
本実施の形態では、撮像レンズ２０４の光軸が水平方向に一致するように撮像ユニット１０１を配置するが、これに限定されることはなく、水平方向（図２中のＸ方向）を基準とした特定方向に向けるような例であってもよい。撮像レンズ２０４は、例えば、複数のレンズで構成され、焦点がフロントガラス１０５の位置よりも遠方に設定されるものを用いる。撮像レンズ２０４の焦点位置は、例えば、無限遠又は無限遠とフロントガラス１０５との間に設定することができる。
【００２０】
画像センサ２０６は、センサ面を保護するカバーガラス２０５を透過した光を受光する２次元配置された複数の受光素子で構成され、受光素子（撮像画素）ごとに入射光を光電変換する機能を有する。後述の図等では画像センサ２０６の各画素を簡略化して描いているが、実際には画像センサ２０６は２次元配置された数十万個程度の画素で構成されている。画像センサ２０６としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等を用いることができる。
【００２１】
信号処理部２０８は、画像センサ２０６で光電変換され、センサ基板２０７から出力されるアナログ電気信号（画像センサ２０６の各受光素子への入射光量）をデジタル電気信号に変換した撮像画像データを生成して出力する機能を有する。信号処理部２０８は、画像解析ユニット１０２と電気的に接続されている。信号処理部２０８は、センサ基板２０７を経由して画像センサ２０６から電気信号（アナログ信号）が入力されると、入力された電気信号から、画像センサ２０６上における各撮像画素の明るさ（輝度）を示すデジタル信号（撮像画像データ）を生成する。そして、この撮像画像データを、画像の水平・垂直同期信号とともに、後段の画像解析ユニット１０２へ出力する。
【００２２】
また、画像解析ユニット１０２は、撮像ユニット１０１の撮像動作を制御する機能や、撮像ユニット１０１から送信される撮像画像データを解析する機能を有する。画像解析ユニット１０２は、撮像ユニット１０１から送信された撮像画像データから、画像センサ２０６の撮像対象（自車両前方領域に存在する他車両等の物体や、フロントガラス１０５上に付着している雨滴、凍結、曇り等）ごとの最適な露光量を算出し、画像センサ２０６の撮像対象ごとに最適な露光量（本実施形態では露光時間）を設定する機能を有する。また、画像解析ユニット１０２は、露光量調整と連動しながら、光源部２１０の発光タイミングを調整する機能も有する。また、画像解析ユニット１０２は、撮像ユニット１０１から送信されてくる撮像画像データから、路面状態や道路標識などに関する情報を検出する機能を有する。また、画像解析ユニット１０２は、検出処理部１０２Ａによって、フロントガラス１０５の状態（雨滴の付着、凍結、曇りなど）を検出する機能を有する。また、画像解析ユニット１０２は、撮像ユニット１０１から送信されてくる撮像画像データから、自車両の前方に存在する他車両の位置や方角、距離等を算出する機能を有する。また、画像解析ユニット１０２は、光量調整部１０２Ｂによって、光源部２１０が照射する光の量を調整する機能を有する。
【００２３】
図３は、本実施形態における撮像ユニット１０１の光学系を説明するための説明図である。
本実施形態の光源部２１０は、フロントガラス１０５上に付着した付着物（雨滴、凍結、曇り等）を検出するための照明光を照射するものである。本実施形態の光源部２１０は、その発光体としてのＬＥＤを複数備えた構成となっている。このように発光体を複数具備することにより、発光体が１つである場合と比較して、フロントガラス１０５上の付着物を検出するための検出領域が広がり、フロントガラス１０５の状態変化の検出精度が向上する。
【００２４】
本実施形態では、ＬＥＤを画像センサ２０６と同じセンサ基板２０７上に実装されているので、これらを別々の基板上に実装する場合よりも基板枚数を減らすことができ、低コストを実現できる。また、ＬＥＤの配置方法は、図３中のＹ方向に沿って１列又は複数列に配置することで、後述するとおり、車両前方領域の画像が映し出される画像領域の下側に映し出されるフロントガラス画像を撮像するための照明を均一化することが可能となる。
【００２５】
光源部２１０は、光源部２１０が照射する光の光軸方向と撮像レンズ２０４の光軸方向とが予め所定の角度を有するように、センサ基板２０７上に配置されている。また、光源部２１０は、光源部２１０が照射する光によって照明されるフロントガラス１０５上において、その照明範囲が撮像レンズ２０４の画角範囲内（視野角の範囲内）となるように、配置されている。光源部２１０としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ（ＬＤ）などを１又は２以上配置した構成を用いることができる。光源部２１０の発光波長としては、対向車の運転者や歩行者を眩惑しないように、可視光を避けることが好ましく、例えば、可視光よりも波長が長く、画像センサ２０６の受光感度が及ぶ波長範囲（例えば８００〜１０００ｎｍ程度の赤外光波長範囲）を用いる。光源部２１０の発光タイミングなどの駆動制御は、信号処理部２０８からの画像信号の取得と連動しながら、画像解析ユニット１０２を通じて行われる。
【００２６】
光源部２１０からの光は、フロントガラス１０５の外壁面上に付着した雨滴、夜露が凍結した凍結部分、湿気によるフロントガラス１０５の内壁面上の曇りなど、フロントガラス１０５の状態変化に伴って、そのフロントガラス１０５での反射光の状態が変化する。この反射光の状態の変化は、画像センサ２０６で撮像した撮像画像を解析することで把握することができる。
【００２７】
本実施形態では、光源部２１０を、画像センサ２０６と同じセンサ基板２０７上に実装しているが、画像センサ２０６とは別基板上に実装してもよい。
【００２８】
本実施形態の撮像ユニット１０１には、図３に示すように、光源部２１０からの光を反射させてフロントガラス１０５へ導く反射面２２１を備えた光学部材としての反射偏向プリズム２２０が設けられている。反射偏向プリズム２２０は、光源部２１０からの光を適切にフロントガラス１０５の内部に導くために、その一面がフロントガラス１０５の内壁面に密着するように配置されている。具体的には、反射偏向プリズム２２０に入射する光源部２１０からの光の入射角が所定範囲内で変化しても、光源部２１０から照射されて反射偏向プリズム２２０の反射面２２１で正反射した光のうち、フロントガラス１０５の外壁面上における雨滴（検出対象物）が付着していない非付着領域で正反射した正反射光が、画像センサ２０６に受光される関係が維持されるように、反射偏向プリズム２２０がフロントガラス１０５の内壁面に取り付けられる。
【００２９】
反射偏向プリズム２２０をフロントガラス１０５の内壁面に取り付ける際、これらの間に、透光性材料からなるジェルやシール材などの充填材を介在させて密着性を高めるのが好ましい。これにより、反射偏向プリズム２２０とフロントガラス１０５との間に空気層や気泡などが介在しないようにでき、これらの間で曇りが生じにくいようにしている。また、充填材の屈折率は、反射偏向プリズム２２０とフロントガラス１０５の中間屈折率であることが好ましい。これにより、充填材と反射偏向プリズム２２０との間、及び、充填材とフロントガラス１０５との間でのフレネル反射ロスを軽減できるからである。ここでいうフレネル反射とは、屈折率の異なる材料間で発生する反射のことである。
【００３０】
反射偏向プリズム２２０は、図３に示すように、光源部２１０からの入射光を反射面２２１で一回だけ正反射して、これをフロントガラス１０５の内壁面に向けて折り返す。折り返した光は、フロントガラス１０５の外壁面に対して入射角θ（θ≧約４２°）となるように構成されている。この適切な入射角θは、空気とフロントガラス１０５の外壁面との間の屈折率差に起因して、フロントガラス１０５の内部においてその外壁面で全反射を起こす臨界角である。したがって、本実施形態では、フロントガラス１０５の外壁面に雨滴等の付着物が付着していない場合には、反射偏向プリズム２２０の反射面で折り返された光は、フロントガラス１０５の外壁面を透過することなく、すべて反射される。
【００３１】
一方、フロントガラス１０５の外壁面上に空気（屈折率１）とは異なる雨滴（屈折率１．３８）などの付着物が付着すると、この全反射条件が崩れ、雨滴が付着している箇所では光がフロントガラス１０５の外壁面を透過する。したがって、フロントガラス１０５の外壁面に雨滴が付着していない非付着箇所については、その反射光が画像センサ２０６に受光されて高輝度な画像部分となる一方、雨滴が付着している付着箇所については、その反射光の光量が減り、画像センサ２０６に受光される光量が少なくなるので、低輝度な画像部分となる。したがって、撮像画像上においては、雨滴付着箇所と非雨滴付着箇所とのコントラストが得られる。
【００３２】
光源部２１０から照射される光の拡散成分が画像センサ２０６へ回り込んで入射して画像信号が劣化するのを抑制するために、図４のように、光源部２１０と撮像レンズ２０４との間に遮光部材２３０を設けてもよい。
【００３３】
図５は、本実施形態の撮像ユニット１０１の概略構成を模式的に示した斜視図である。
本実施形態の撮像ユニット１０１は、反射偏向プリズム２２０を固定支持し、フロントガラス１０５の内壁面に固定配置される第一支持部材としての第一モジュール１０１Ａと、画像センサ２０６及びＬＥＤ２１１が実装されたセンサ基板２０７、導光体２１５、撮像レンズ２０４を固定支持する第二支持部材としての第二モジュール１０１Ｂとから構成されている。
【００３４】
これらのモジュール１０１Ａ，１０１Ｂは、回転連結機構２４０によって回動可能に連結されている。この回転連結機構２４０は、フロントガラス１０５の傾斜方向及び鉛直方向のいずれにも直交する方向（図３中紙面前後方向）に延びる回転軸２４１を有し、この回転軸２４１を中心にして、第一モジュール１０１Ａと第二モジュール１０１Ｂとを相対回転させることができる。このように回動可能な構成としているのは、傾斜角度が異なるフロントガラス１０５に対して第一モジュール１０１Ａが固定配置される場合でも、第二モジュール１０１Ｂの撮像部２００の撮像方向を目標とする特定方向（本実施形態では水平方向）に向けることができるようにするためである。
【００３５】
このような構成を有する撮像ユニット１０１を自車両１００に設置する際の作業手順は、以下のとおりである。
まず、第一モジュール１０１Ａの反射偏向プリズム２２０の一面がフロントガラス１０５の内壁面に密着するように、第一モジュール１０１Ａをフロントガラス１０５に固定する。この固定には、例えば、フロントガラス１０５に対して第一モジュール１０１Ａを接着したり、フロントガラス１０５に予め固定されたフック等の機構部品に第一モジュール１０１Ａを係合させたりする固定方法を採用できる。
【００３６】
次に、固定した第一モジュール１０１Ａに対して回転連結機構２４０の回転軸２４１を中心に第二モジュール１０１Ｂを回転させる。そして、第二モジュール１０１Ｂの撮像部２００の撮像方向が水平方向に一致するように第二モジュール１０１Ｂの角度調整を行い、第二モジュール１０１Ｂを自車両１００に固定する。本実施形態では、第二モジュール１０１Ｂの外壁に固定配置された固定ピン２４２の可動範囲を第一モジュール１０１Ａに形成されたガイド孔２４３によって規制することで、回転連結機構２４０の回転調整範囲、すなわち、第一モジュール１０１Ａに対する第二モジュール１０１Ｂの角度調整範囲を制限している。回転連結機構２４０の回転調整範囲は、想定されるフロントガラス１０５の傾斜角度範囲に応じて適宜設定される。本実施形態では、フロントガラス１０５の傾斜角度範囲を約２０°以上３５°以下の範囲内に想定しているが、この範囲は本撮像ユニット１０１が搭載される車両の種類に応じて適宜変更される。
【００３７】
図６（ａ）は、水平面に対するフロントガラス１０５の傾斜角度θｇが２２°である車両に取り付けた状態の撮像ユニット１０１を示す側面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の状態において雨滴が付着していない場合の撮像ユニット１０１の光学系を示す説明図である。図６（ｃ）は、図６（ａ）の状態において雨滴が付着している場合の撮像ユニット１０１の光学系を示す説明図である。
図７（ａ）は、水平面に対するフロントガラス１０５の傾斜角度θｇが３４°である車両に取り付けた状態の撮像ユニット１０１を示す側面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の状態における撮像ユニット１０１の光学系を示す説明図である。
【００３８】
光源部２１０からの光Ｌ１は、反射偏向プリズム２２０の反射面２２１で正反射され、その反射光Ｌ２はフロントガラス１０５の内壁面を透過する。フロントガラス１０５の外壁面に雨滴が付着していない場合は、その反射光Ｌ２は外壁面では全反射し、この反射光Ｌ３はフロントガラス１０５の内壁面を透過して撮像レンズ２０４に向けて光は進む。一方、フロントガラス１０５の外壁面に雨滴２０３が付着している場合、反射偏向プリズム２２０の反射面２２１で正反射した反射光Ｌ２は、その外壁面を透過する。このような系において、フロントガラス１０５の角度θｇが変わると、第二モジュール１０１Ｂの姿勢を維持したまま（撮像方向を水平方向に固定したまま）、フロントガラス１０５の内壁面に固定される第二モジュール１０１Ｂの姿勢が変化し、反射偏向プリズム２２０がフロントガラス１０５と一体になって図中Ｙ軸回りに回転することになる。
【００３９】
ここで、本実施形態における反射偏向プリズム２２０の反射面２２１とフロントガラス１０５の外壁面との配置関係は、回転連結機構２４０の回転調整範囲内において、常に、フロントガラス１０５の外壁面での全反射光Ｌ３が、フロントガラス状態変化検出用の画像センサ２０６の受光領域（以下「付着物検出用受光領域」という。）に受光される関係となっている。したがって、フロントガラス１０５の角度θｇが変わっても、フロントガラス１０５の外壁面での全反射光Ｌ３が画像センサ２０６の付着物検出用受光領域に受光され、適切な雨滴検出を実現できる。
【００４０】
特に、本実施形態における配置関係は、回転連結機構２４０の回転調整範囲内において実質的にコーナーキューブの原理が成立するような関係となっている。そのため、フロントガラス１０５の角度θｇが変わっても、フロントガラス１０５の外壁面での全反射光Ｌ３の光軸方向と水平面とのなす角度θは実質的に一定である。よって、画像センサ２０６の付着物検出用受光領域内におけるフロントガラス１０５の外壁面での全反射光Ｌ３の光軸が通過する箇所の変動を小さく抑えることができ、より適切な雨滴検出を実現できる。
【００４１】
反射偏向プリズム２２０の反射面２２１とフロントガラス１０５の外壁面との配置関係が互いに垂直な関係であればコーナーキューブの原理が成立するが、回転連結機構２４０の回転調整範囲内において実質的にコーナーキューブの原理が成立するのであれば、反射偏向プリズム２２０の反射面２２１とフロントガラス１０５の外壁面との配置関係は互いに垂直な関係である場合に限られない。反射偏向プリズム２２０の反射面２２１とフロントガラス１０５の外壁面との配置関係が互いに垂直な関係でなくても、反射偏向プリズム２２０の他の面（被入射面や出射面）の角度を調整することにより、フロントガラス１０５の傾斜角度θｇが変わっても、撮像レンズへ向かう全反射光Ｌ３の光軸の角度θを略一定に保持することが可能である。
【００４２】
例えば、反射偏向プリズム２２０の反射面２２１とフロントガラス１０５の外壁面とのなす角を９０°よりも大きくする場合、これに合わせて反射偏向プリズム２２０の出射面２２４と密着面２２２とのなす角も大きくすることにより、前記略一定にすることが可能となる。このとき、反射偏向プリズム２２０の反射面２２１とフロントガラス１０５の外壁面とのなす角を９０°よりも大きくした角度分に対し、反射偏向プリズム２２０の出射面２２４と密着面２２２とのなす角をその２倍程度の角度だけ増分させるのが好ましい。また、この場合、反射偏向プリズム２２０の出射面２２４と被入射面２２３とが平行でなくなるが、必要な撮像レンズ２０４への射出角に合わせて適宜導光体の射出角を設計することにより、利用することができる。
【００４３】
また、上述したようにコーナーキューブの原理が成立する関係であれば、フロントガラス１０５の外壁面での全反射光Ｌ３の光軸方向と水平面とのなす角度θを実質的に一定とすることができるが、反射偏向プリズム２２０から射出する全反射光Ｌ３の射出位置が一定となるとは限らない。この射出位置が変わることで、全反射光Ｌ３の光軸が画像センサ２０６の付着物検出用受光領域を通過する箇所が変動し、安定した雨滴検出を阻害するおそれがある。
【００４４】
そのため、本実施形態においては、回転連結機構２４０の回転調整範囲内において、フロントガラス１０５の外壁面で正反射した正反射光Ｌ３を受光する画像センサ２０６の受光位置が予め決められた規定受光範囲内に維持されるように、回転連結機構２４０の回転中心の位置が工夫されている。具体的には、回転連結機構２４０の回転調整範囲内において、反射偏向プリズム２２０から射出する全反射光Ｌ３の射出位置が撮像部２００の画角範囲内（視野角の範囲内）のほぼ定位置に維持されるように、回転連結機構２４０の回転軸２４１の位置が設定されている。回転連結機構２４０の回転軸２４１の具体的な位置としては、例えば、反射偏向プリズム２２０の反射面２２１を光Ｌ１の光軸が通る位置と、その正反射光Ｌ２の光軸がフロントガラス１０５の外壁面を通る位置との間に、回転軸２４１が位置するように配置するとよい。
【００４５】
このように、本実施形態によれば、フロントガラス１０５の傾斜角度に関わらず、フロントガラス１０５へ第一モジュール１０１Ａを固定する作業工程と、撮像方向が水平方向に一致するように第二モジュール１０１Ｂを角度調整して固定する第二モジュール１０１Ｂの水平出しの作業工程という２つの作業工程により、撮像ユニット１０１の設置作業が完了する。
【００４６】
図８は、本実施形態の反射偏向プリズム２２０を示す斜視図である。
反射偏向プリズム２２０は、光源部２１０からの光が入射する被入射面２２３と、被入射面２２３から入射した光Ｌ１を反射させる反射面２２１と、フロントガラス１０５の内壁面と密着する密着面２２２と、フロントガラス１０５の外壁面で反射した反射光Ｌ３を撮像部２００に向けて出射する出射面２２４とを備えている。本実施形態では、被入射面２２３と出射面２２４とは互いに平行な面となるように構成されているが、両者を非平行な面としてもよい。
【００４７】
反射偏向プリズム２２０の材料は、少なくとも光源部２１０からの光を透過させる材料であればよく、ガラスやプラスチックなどを用いることができる。本実施形態の光源部２１０からの光は赤外光であるため、反射偏向プリズム２２０の材料としては、可視光を吸収するような黒色系の材料を用いてもよい。可視光を吸収する材料を用いることにより、反射偏向プリズム２２０にＬＥＤからの光（赤外光）以外の光（車外からの可視光など）が入射するのを抑制できる。
【００４８】
また、反射偏向プリズム２２０は、回転連結機構２４０の回転調整範囲内において、その反射面２２１で光源部２１０からの光を全反射させる全反射条件が満たされるように形成される。また、回転連結機構２４０の回転調整範囲内において反射面２２１で全反射させる条件を満たすことが難しい場合には、反射偏向プリズム２２０の反射面２２１に、アルミニウムなどの膜を蒸着させるなどして、反射ミラーを形成してもよい。
【００４９】
また、本実施形態では、反射面２２１が平面であるが、図９に示すように、反射面を凹面としたものでもよい。このような凹面状の反射面２２５を用いることで、反射面２２５に入射してくる拡散光束を平行化することができる。このことにより、フロントガラス１０５上での照度低下を抑制することが可能となる。
【００５０】
〔変形例〕
ここで、反射偏向プリズム２２０の一変形例について説明する。
図１０は、変形例における反射偏向プリズム２２０を示す斜視図である。
図１１は、変形例における反射偏向プリズム２２０を用いた撮像ユニット１０１の光学系を示す説明図である。
本変形例に係る反射偏向プリズム２２０は、導光体２１５から射出される光を、フロントガラス１０５の外壁面に付着している雨滴検出のみに使用するのではなく、例えば、フロントガラス１０５の内壁面に付着した曇り等の検出など、他の用途にも利用可能しようとするものである。
【００５１】
本変形例に係る反射偏向プリズム２２０は、導光体２１５から射出される光のうち、Ｙ軸方向中央部分の光については、上述した実施形態と同様、被入射面２２３に入射し、反射面２２１で正反射してフロントガラス１０５の外壁面の雨滴非付着部分において全反射して画像センサ２０６に受光される。一方、Ｙ軸方向両端部分の光については、被入射面２２３には入射せず、反射偏向プリズム２２０の反射ミラー面２２６で全反射する。この全反射光Ｌ４は、フロントガラス１０５の内壁面に向かう。フロントガラス１０５の内壁面に曇り等が付着していない場合、全反射光Ｌ４は、フロントガラス１０５の内壁面で反射するが、その正反射光Ｌ５は、回転連結機構２４０の回転調整範囲内において、常に、画像センサ２０６で受光されないように、構成されている。
【００５２】
フロントガラス１０５の内壁面に曇りが付着している場合、その曇り部分において全反射光Ｌ４が拡散反射し、その拡散反射光が画像センサ２０６に受光される。したがって、画像センサ２０６上の反射ミラー面２２６に対応する部分において一定以上の光量を受光した場合、曇りによる拡散反射光を受光したとして、フロントガラス１０５の内壁面の曇りを検出できる。
【００５３】
本変形例において、雨滴を検出するための反射面２２１等を有するプリズム部と、曇りを検出するための反射ミラー面２２６を有するミラー部とを一体部品で構成したが、別部品としてもよい。また、本変形例は、図１０に示したように、プリズム部の両側にミラー部を配置した例であるが、これに限定されることはなく、プリズム部の一側のみにミラー部を配置したり、プリズム部の上部又は下部にミラー部を配置したりしてもよい。
【００５４】
次に、本実施形態における光学フィルタについて説明する。
フロントガラス１０５の外壁面上の雨滴を検出する際、光源部２１０からの赤外光を撮像部２００で撮像するが、撮像部２００の画像センサ２０６には、光源部２１０からの赤外光のほか、例えば太陽光などの赤外光を含む大光量の外乱光も入射し得る。よって、光源部２１０からの赤外光をこのような大光量の外乱光と区別するためには、光源部２１０の発光量を外乱光よりも十分に大きくする必要があるが、このような大発光量の光源部２１０を用いることは困難である場合が多い。
【００５５】
そこで、本実施形態においては、例えば、図１２に示すように光源部２１０の発光波長よりも短い波長の光をカットするようなカットフィルタか、もしくは、図１３に示すように透過率のピークが光源部２１０の発光波長とほぼ一致したバンドパスフィルタを介して、光源部２１０からの光を画像センサ２０６で受光するように構成する。これにより、光源部２１０の発光波長以外の光を除去して受光できるので、画像センサ２０６で受光される光源部２１０からの光量は、外乱光に対して相対的に大きくなる。その結果、大発光量の光源部２１０でなくても、光源部２１０からの光を外乱交と区別することが可能となる。
【００５６】
ただし、本実施形態においては、撮像画像データから、フロントガラス１０５上の雨滴を検出するだけでなく、先行車両や対向車両の検出や白線などの検出も行う。そのため、撮像画像全体について光源部２１０が照射する赤外光以外の波長帯を除去してしまうと、先行車両や対向車両の検出や白線の検出に必要な波長帯の光を画像センサ２０６で受光できず、これらの検出に支障をきたす。そこで、本実施形態では、撮像画像データの画像領域を、フロントガラス１０５上の雨滴等の付着物を検出するための付着物検出用画像領域と、先行車両や対向車両の検出や白線の検出を行うための車両検出用画像領域とに区分し、付着物検出用画像領域に対応する部分についてのみ光源部２１０が照射する赤外光以外の波長帯を除去するフィルタを配置している。
【００５７】
図１４は、車両検出用画像領域に対応したフィルタ領域と付着物検出用画像領域に対応したフィルタ領域とに区分されるフィルタ配置図である。
図１５は、撮像画像データの画像例を示す説明図である。
図１５に示すように、車両検出用画像領域２３１は撮像画像上部２／３に対応し、付着物検出用画像領域２３２は撮像画像下部１／３に対応する。対向車両のヘッドランプ及び先行車両のテールランプ、白線、道路標識など、撮像領域（車両前方領域）の画像は、主に撮像画像上部に存在することが多く、撮像画像下部には自車両前方の直近路面や自車両１００のボンネットの画像が存在するのが通常である。よって、対向車両のヘッドランプ及び先行車両のテールランプ並びに白線の識別に必要な情報は撮像画像上部に集中しており、その識別において撮像画像下部の情報はあまり重要でない。よって、単一の撮像画像データから、対向車両や先行車両、白線、道路標識等の検出と雨滴２０３などの付着物の検出とを両立して行う場合には、図１５に示すように、撮像画像下部を付着物検出用画像領域２３２とし、残りの撮像画像上部を車両検出用画像領域２３１とし、これに対応して光学フィルタを形成するのが好適である。
【００５８】
また、撮像領域内の下部に自車両のボンネットが入り込んでくる場合がある。この場合、自車両のボンネットで反射した太陽光や先行車両のテールランプなどが外乱光となり、これが撮像画像データに含まれることで対向車両のヘッドランプ及び先行車両のテールランプ並びに白線の誤識別の原因となる。このような場合でも、本実施形態では、撮像画像下部に対応する箇所に図１２に示したカットフィルタや図１３に示したバンドパスフィルタが配置されているので、ボンネットで反射した太陽光や先行車両のテールランプなどの外乱光が除去される。よって、対向車両のヘッドランプ及び先行車両のテールランプ並びに白線の識別精度が向上する。
【００５９】
図１６は、本実施形態における画像センサ２０６に設けられる１つの受光素子（一撮像画素）を拡大した断面を示す模式図である。
図示の画像センサ２０６は、一般的なＣＭＯＳセンサを例に挙げたものであり、その受光素子部分の断面は、入射側（図中上側）から順に、オンチップレンズ２０６Ａ、光学フィルタ２０９、配線２０６Ｂ、フォトダイオード２０６Ｃが層状に配列されている。本実施形態における光学フィルタ２０９、すなわち、画像センサ２０６に入射する光の波長帯域を制限する機能を有する光学フィルタ２０９は、図１６に示すように、オンチップレンズ２０６Ａの下側の光透過性を有する光透過層である透明基層上に、フィルタ材料を蒸着等によって多層膜状に付着させて形成されている。このような光学フィルタ２０９は、いわゆるカラー用の画像センサにおけるカラーフィルタを形成する既存の製法を用いて作成することができる。
【００６０】
図１７は、本実施形態における他の例に係る画像センサ２０６に設けられる１つの受光素子（一撮像画素）を拡大した断面を示す模式図である。
図１７に示す例における光学フィルタ２０９は、オンチップレンズ２０６Ａの上側に光透過性を有する光透過層である平坦化層２０６Ｄを設け、その平坦化層２０６Ｄの上にフィルタ材料を蒸着等によって多層膜状に付着させて形成されている。このような光学フィルタ２０９は、いわゆるカラー用の画像センサにおけるカラーフィルタを形成する既存の製法を用いて作成することができる。
【００６１】
図１８は、本実施形態に係る画像センサ２０６上の車両検出用画像領域２３１及び付着物検出用画像領域２３２と光学フィルタとの配置関係を示す説明図である。
可視光領域の入射光は、車両検出用画像領域２３１において車両や白線の検出などに用いられ、赤外光領域の入射光は、付着物検出用画像領域２３２においてフロントガラスの雨滴等の付着物を検出する場合などに用いられる。本実施形態における光学フィルタ２０９は、上述したとおり、光源部２１０の発光波長以外の光を除去して受光して、雨滴等の付着物の検出精度を上げるために用いられるものである。したがって、光学フィルタ２０９は、付着物検出用画像領域２３２に対応する箇所にだけ設けられ、車両検出用画像領域２３１に対応する箇所には設けない。なお、車両検出用画像領域２３１に対応する箇所には必要に応じて、分光フィルタや偏光フィルタ等を設けてもよい。
【００６２】
上述したように、フロントガラス１０５上の液滴や凍結部分などで反射した赤外波長の光をそのまま検出しようとすると、赤外波長の光を照射する光源部２１０は、例えば太陽光など膨大な光量を持つ外乱光よりも照射する光を明るくしなければならないという問題がある。そこで、本実施形態では、光源部２１０の発光波長よりも短い波長の光をカットするようなフィルタか、もしくは透過率のピークを光源部２１０の発光波長とほぼ一致させたバンドパスフィルタからなる光学フィルタ２０９を、付着物検出用画像領域２３２に対応する箇所、具体的には、付着物検出用画像領域２３２に対応する画像センサ２０６の部分に設けている。本実施形態の光学フィルタ２０９は、図１９に示すように、透過率のピークを光源部２１０の発光波長とほぼ一致させたバンドパスフィルタを採用する。これにより、光源部２１０の発光波長以外の外乱光を除去し、検出される光源部２１０の光量を相対的に大きくできる。
【００６３】
光学フィルタ２０９は、多層膜構造によって作製できる。多層膜構造とは、高屈折率と低屈折率の薄膜を交互に多層重ねた波長フィルタのことを指す。光の干渉を利用することで分光透過率を自由に設定でき、薄膜を多数層重ねることで、特定波長に対して１００％近い反射率を得ることもできる。
【００６４】
本実施形態において、光学フィルタ２０９は、多層膜構造を採用しているので、任意の分光輝度特性を得ることができる。一般にカラーセンサなどに用いられるカラーフィルタはレジスト剤によって形成されているが、このようなレジスト剤では多層膜に比べ分光輝度特性のコントロールが困難である。本実施形態では、多層膜構造を用いることで、光学フィルタ２０９の透過波長帯域を光源部２１０の波長帯域に略一致させることを可能としている。
【００６５】
本実施形態においては、図１８に示すように、付着物検出用画像領域２３２に対応する受光素子のすべてに光学フィルタ２０９を設けた例であるが、図２０に示すように、付着物検出用画像領域２３２に対応する受光素子の一部、具体的には、光源部２１０からの光の光路領域と略一致する領域のみに、光学フィルタ２０９を設けてもよい。なお、光源部２１０からの光の光路領域と完全に一致する領域のみに光学フィルタ２０９を設けると、光学フィルタ２０９と光源部２１０との配置関係が厳格化しすぎてしまうので、多少のマージンを設けるのが好ましい。例えば、画像センサ２０６上における光源部２１０からの光スポットの輪郭よりも外側に所定のマージン分を負荷した領域（図２０）のみに光学フィルタ２０９を設けるのが好ましい。
【００６６】
このような構成とすることで、付着物検出用画像領域２３２に対応する受光素子のうち、光学フィルタ２０９を設けていない受光素子については、車両検出用画像領域２３１と同様に、車両や白線の検出などに用いられることが可能となる。
【００６７】
車両検出用画像領域２３１でカラー画像を撮像する場合、２×２の受光素子ごとに、図２１に示すようなフィルタ領域をもつフィルタ部材を、車両検出用画像領域２３１に対応する箇所に設けてもよい。このフィルタ部材は、上述した光学フィルタ２０９と同様の方法で作成してもよいし、従来のように画像センサ２０６とは別個に構成したものでもよい。
【００６８】
図２１に示す例は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各分光フィルタがベイヤ配列で配置されたフィルタ部材の例である。図２１に示す例では、２×２の受光素子に対応する４つのフィルタ領域に対し、その対角に位置する２つのフィルタ領域にＲ用分光フィルタ領域とＢ用分光フィルタ領域とを配置し、残りの対角に位置する２つのフィルタ領域にＧ用分光フィルタ領域を配置したものである。ここで、これらのＲ、Ｇ、Ｂ用の各分光フィルタ領域は、図２２に示すような透過率特性を有し、それぞれ、可視域の赤色（Ｒｅｄ）、緑色（Ｇｒｅｅｎ）、青色（Ｂｌｕｅ）の波長帯域の光を透過する。これにより、前方車両のテールランプの検出や標識検知など色情報に基づく情報が採取可能となる。
【００６９】
なお、車両検出用画像領域２３１に対応する箇所に設けるフィルタ部材としては、図２１に示すものに限定されるものでなく、例えば、図２３に示すように、図２１に示したＧ用分光フィルタ領域の１つを非フィルタ領域（可視光帯域全体を透過させるフィルタ領域）としたものであってもよい。このような非フィルタ領域（図２３中符号Ｃで示す領域）を設けることで、そこを分光フィルタ領域とした場合よりも光透過率が上がるため、例えば、光量が不足する夜間時の車両前方の画像が採取しやすくなる。
【００７０】
また、例えば、図２４に示すように、図２１に示したＧ用分光フィルタ領域の１つを、赤外光を選択的に透過させる赤外光用フィルタ領域としたものであってもよい。このような赤外光用フィルタ領域（図２４中符号ＩＲで示す領域）を設けることで、例えば投光する車両のヘッドライトに赤外光の光を加えることが可能となり、夜間時の障害物検知がしやすくなる。
【００７１】
図２５（ａ）は、図１０に示した変形例における反射偏向プリズム２２０を用いて雨滴が付着している状態（曇りは付着していない状態）を撮像した撮像画像の一例を示す説明図である。
図２５（ｂ）は、変形例における反射偏向プリズム２２０を用いて雨滴が付着しておりかつ曇りも付着している状態を撮像した撮像画像の一例を示す説明図である。
変形例における反射偏向プリズム２２０を用いる場合、付着物検出用画像領域２３２の左右方向中央部は、光源部２１０からの光Ｌ１のうち雨滴２０３が付着していないフロントガラス１０５の外壁面で正反射した光Ｌ３が受光されるので、その部分は高輝度なものとなる。また、付着物検出用画像領域２３２の左右方向中央部において、光源部２１０からの光Ｌ１のうち雨滴２０３が付着しているフロントガラス１０５の外壁面からの正反射光は受光されないので、その部分は低輝度なものとなる。
【００７２】
一方、付着物検出用画像領域２３２の左右方向両端部分は、光源部２１０からの正反射光Ｌ５を受光することがないので、図２５（ａ）に示すように、常に低輝度な状態である。しかしながら、フロントガラス１０５の内壁面に曇りが生じると、これは微小な水滴が付着している状態と見なすことができ、その曇り箇所２０３’で拡散反射が発生する。この拡散反射光が受光される結果、図２５（ｂ）に示すように、曇りが発生していない箇所よりも、僅かながら輝度が高まる。
【００７３】
フロントガラス１０５の内壁面に曇りが付着していると、車両検出用画像領域２３１に映し出されるボンネット１００ａの輪郭箇所（エッジ）がぼやけて映し出される。これを利用して曇りの有無を検出することも可能である。
【００７４】
ここで、本実施形態のように光学フィルタ２０９を設ける場合でも、光学フィルタ２０９のバンドパス領域を透過する外乱光（光源部２１０の発行波長と同じ外部からの光）も存在するため、外乱光の影響を完全に除去することはできない。例えば、昼間は、太陽光の赤外波長成分が外乱光として影響するし、夜間は、対向車のヘッドライトに含まれる赤外波長成分が外乱光として影響する。このような外乱光があると、雨滴２０３を検出する際に誤検知を引き起こしてしまうおそれがある。例えば、雨滴２０３を検出するアルゴリズムとして、付着物検出用画像領域２３２において一定以上の輝度値変化が生じた箇所に雨滴が付着したと判断するアルゴリズムを採用する場合、外乱光の影響で輝度値がオフセットされて、雨滴の誤検出が発生し得る。
【００７５】
このような誤検出を防ぐ方法としては、例えば、光源部２１０の点灯を画像センサ２０６の露光タイミングと同期させる制御を行う方法が挙げられる。具体的には、光源部２１０の点灯時における撮像画像と光源部２１０の消灯時における撮像画像とを撮像し、付着物検出用画像領域２３２について、これらの差分画像を生成して、その差分画像に基づいて雨滴検出を行う。したがって、この方法では、雨滴を検出するために最低でも２フレーム分の撮像画像を使用することになる。
【００７６】
雨滴を検出するための２フレームのうちの一方のフレームは、図２６（ａ）に示すように、光源部２１０を消灯させた状態で撮像されるものであり、他方のフレームは、図２６（ｂ）に示すように、光源部２１０を点灯させた状態で撮像されるものである。光源部２１０を消灯させた状態で撮像された付着物検出用画像領域２３２は、外乱光のみを映し出したものである。一方、光源部２１０を点灯させた状態で撮像された付着物検出用画像領域２３２は、外乱光と光源部２１０からの光を映し出したものである。したがって、これらのフレーム間の輝度差分を計算することで得られる輝度値（差分画像の画素値）は、外乱光が除外されたものとなる。よって、この差分画像に基づいて雨滴検出を行うことで、外乱光による誤検出を抑制できる。雨滴を検出するために光源部を点灯させるタイミング以外では、光源部２１０を消灯させておくと、消費電力の抑制につながるので好適である。
【００７７】
外乱光のうち、太陽光などは多少時間が経過しても大きな変化がないが、自車両１００の走行中の対向車のヘッドライトなどは、わずかの時間経過で大きな変化が生じる場合がある。この場合、差分画像を得るための２つのフレームの時間的な間隔が開いていると、その間に外乱光の大きさが変わってしまい、差分画像を生成した際に、うまく外乱光をキャンセルできない可能性がある。このようなことを防ぐために、差分画像を得るための２つのフレームは連続するフレームであることが好ましい。
【００７８】
本実施形態においては、車両検出用画像領域２３１の画像情報を用いるために撮像される通常フレームでは、車両検出用画像領域２３１の輝度値に基づいた自動露光制御を行い、光源部２１０は消灯させておく。通常フレームを撮像している任意の合間に雨滴検知用の２つのフレームを連続して挿入する。この２つのフレームの撮像時において、露光制御は通常フレームの撮像時の自動露光制御ではなく、雨滴検知に適した露光制御を行う。
【００７９】
また、車両検出用画像領域２３１の画像情報を元に車両制御や配光制御等を行う場合には、撮像画像中央部の輝度値に合わせた自動露光制御（ＡＥＣ）を行うのが通常であるが、雨滴を検出するための２フレームについては、雨滴検知に最適な露光制御を行うのが好ましい。なぜなら、雨滴を検出するための２フレームの撮像時にも自動露光制御を行うと、光源部２１０の点灯時のフレームと光源部２１０の消灯時のフレームとで、その露光時間が変わってしまう場合があるためである。２つのフレーム間で露光時間が変わると、それぞれのフレームに含まれる外乱光の輝度値分が変わってしまい、差分画像によって外乱光を適切にキャンセルできないおそれがあるからである。よって、雨滴を検出するための２フレームについては、例えば、露光時間が同じなるように露光制御を行うのがよい。
【００８０】
また、２フレームの露光時間を同じにせず、その露光時間の違いを画像処理によって補正した差分画像を生成する方法でもよい。具体的には、光源部２１０を点灯させたフレームの露光時間をＴａとし、消灯させたフレームの露光時間をＴｂとしたとき、下記の式（１）〜（３）に示すように、点灯させたフレームの輝度値Ｙａと消灯させたフレームの輝度値Ｔｂをそれぞれの露光時間で割った値の差分値Ｙｒを計算する。このような補正した差分画像を使用することにより、２フレーム間で露光時間の違いがあっても、その影響を受けずに外乱光の影響を適切に取り除くことができる。
Ｙａ  ＝  Ｙａ／Ｔａ  ・・・（１）
Ｙｂ  ＝  Ｙｂ／Ｔｂ  ・・・（２）
Ｙｒ  ＝  Ｙａ  −  Ｙｂ  ・・・（３）
【００８１】
また、２フレームの露光時間を同じにせず、その露光時間の違いに応じて光源部２１０の光照射強度を制御する方法でもよい。この方法では、露光時間が長いフレームについて光源部２１０の光照射強度を落とすようにすることで、露光時間の違いによる影響を受けずに、露光時間に違いがある２フレーム間の差分画像により外乱光の影響を適切に取り除くことができる。しかも、上述の画像処理による補正では処理負荷が大きいというデメリットがあるが、この方法によれば、画像処理による補正が不要となり、このようなデメリットはない。
【００８２】
また、一般に、光源部２１０の発光体として用いられているＬＥＤ２１１は、温度変化によってその発光出力が変化するものであり、温度が上昇すると光源部２１０の発光出力が低下する。また、ＬＥＤ２１１は経年劣化によっても光量が低下していく。このように光源部２１０の出力変化があると、雨滴が付着していないのに輝度値変化があると認識されてしまい、雨滴の誤検出が生じ得る。このようなＬＥＤ２１１の発光出力変化による影響を抑制するため、本実施形態では、ＬＥＤ２１１の発光出力変化が生じたか否かを適宜判断し、ＬＥＤ２１１の発光出力変化が生じたと判断したら、光源部２１０の発光出力を増加させる制御を行う。
【００８３】
次に、本実施形態におけるフロントガラス状態検出処理について説明する。
図２７は、画像解析ユニット１０２中の検出処理部１０２Ａが実行するフロントガラス状態検出処理の流れを示すフローチャートである。
光学フィルタ２０９を備える付着物検出用画像領域２３２は、光学フィルタ２０９を備えていない車両検出用画像領域２３１と比較して受光量が少ない。そのため、付着物検出用画像領域２３２の光量と車両検出用画像領域２３１の光量との間には大きな差がある。そのため、車両検出用画像領域２３１に適した撮像条件（露光量等）と、付着物検出用画像領域２３２に適した撮像条件との間には、大きな差がある。そこで、本実施形態では、車両検出用画像領域２３１の撮像用（車両等の検出用）と、付着物検出用画像領域２３２の撮像用（付着物検出用）とで、異なる露光量を用いる。
【００８４】
露光量の調整は、例えば、車両等の検出用については、車両検出用画像領域２３１に対応する画像センサ２０６の出力に基づいて自動露光調整を行い（Ｓ１）、付着物検出用については所定の固定露光量に調整する（Ｓ５）。露光量を変える場合、例えば露光時間を変えればよい。露光時間の変更は、例えば、画像センサ２０６が受光量を電気信号に変換する時間を画像解析ユニット１０２で制御することにより行うことができる。
【００８５】
車両検出用画像領域２３１は、車両周辺を撮像するが、車両周辺の照度は昼間の数万ルクスから夜間の１ルクス以下まで変化するため、その撮像シーンに応じて受光量が大きく変化する。よって、撮像シーンに応じて露光時間を適宜調整する必要がある。そのため、車両検出用画像領域２３１には、公知の自動露光制御で露光量の調整を行うのが好ましい。一方、付着物検出用画像領域２３２は、一定強度の光を照射する光源部２１０からの光を、透過率が既知である光学フィルタ２０９を通じて受光することで撮像されるものであり、受光量の変化が少ない。よって、付着物検出用画像領域２３２には、露光量の自動調整は行わず、固定露光時間で撮像することが可能である。固定露光時間を用いることで、露光量の制御時間の短縮化、露光量制御の簡素化が図れる。
【００８６】
本実施形態では、まず、車両検出用画像領域２３１についての露光調整を行った後（Ｓ１）、画像解析ユニット１０２にて車両検出用画像領域２３１の画像データが取得される（Ｓ２）。本実施形態において、車両検出用画像領域２３１の画像データは、後述するように、車両、白線、道路標識の検出などに用いられるだけでなく、ワイパー制御用やデフロスタ制御用なども用いられる。そのため、車両検出用画像領域２３１の画像データを取得した画像解析ユニット１０２は、ワイパー制御用やデフロスタ制御用のパラメータ検出を行い（Ｓ３）、これを所定の記憶領域に記録する（Ｓ４）。
【００８７】
図２８は、車両検出用画像領域２３１の画像データからワイパー制御用やデフロスタ制御用のパラメータ検出を行うための処理の流れを示すフローチャートである。
本実施形態では、ワイパー制御用やデフロスタ制御用に検出されるパラメータとして、車両検出用画像領域２３１における輝度分散の値を用いる（Ｓ３１）。また、本実施形態では、このパラメータとして、自車両１００のボンネットと背景とのエッジ部分が検出できるように撮像領域を設定しておき、そのボンネットのエッジ抽出結果も用いる（Ｓ３２）。
【００８８】
図２９に示すようにフロントガラス１０５が曇ったり、図３０に示すようにフロントガラス１０５が凍結したりすると、車両検出用画像領域２３１の画像は、輝度分散値が小さくなる。よって、車両検出用画像領域２３１における輝度分散値は、フロントガラス１０５が曇っているか又は凍結しているかの有無を検出するために有用である。また、フロントガラス１０５が曇ったり凍結したりすると、ボンネットのエッジ部分の抽出が困難となる。よって、ボンネットのエッジ部分を抽出できるか否かの情報も、フロントガラス１０５が曇っているか又は凍結しているかの有無を検出するために有用である。
【００８９】
続いて、今度は、付着物検出用画像領域２３２について、光源部２１０のパワーと光学フィルタ２０９の分光特性を踏まえた露光調整（露光時間の調整）が行われる（Ｓ５）。その後、画像解析ユニット１０２にて付着物検出用画像領域２３２の画像データが取得される（Ｓ６）。そして、画像解析ユニット１０２は、付着物検出用画像領域２３２の画像データから、ワイパー制御用やデフロスタ制御用のパラメータ検出を行い（Ｓ７）、これを所定の記憶領域に記録する（Ｓ８）。
【００９０】
図３１は、付着物検出用画像領域２３２の画像データからワイパー制御用やデフロスタ制御用のパラメータ検出を行うための処理の流れを示すフローチャートである。
本実施形態では、ワイパー制御用やデフロスタ制御用に検出されるパラメータとして、付着物検出用画像領域２３２における輝度平均値を算出する（Ｓ７１）。本実施形態では、フロントガラス１０５に、雨滴、曇り部分、凍結部分などが付着していると、付着物検出用画像領域２３２の輝度平均値が低下する。したがって、付着物検出用画像領域２３２の輝度平均値により、このような付着物が付着しているか否かを検出することができる。
【００９１】
また、本実施形態では、ワイパー制御用やデフロスタ制御用に検出されるパラメータとして、付着物検出用画像領域２３２における輝度分散値を算出する（Ｓ７２）。小雨（雨滴のサイズが小さい面）の場合、付着物検出用画像領域２３２に写し出される雨滴の総面積が小さいため、フロントガラス１０５に付着物が付着していない状態と比較して輝度分散値はあまり変化しない。しかしながら、サイズの比較的大きな雨滴のフロントガラス１０５への付着数が増加すると、輝度分散値は小さくなる。これは、雨滴のボケ像が重なるためである。同様に、フロントガラス１０５が曇った場合や凍結した場合も、輝度分散値は小さくなる。したがって、付着物検出用画像領域２３２の輝度分散値により、フロントガラスに付着している付着物が小雨程度のものかどうかを検出することができる。
【００９２】
また、本実施形態では、ワイパー制御用やデフロスタ制御用に検出されるパラメータとして、付着物検出用画像領域２３２における付着物領域の占有率を算出する（Ｓ７３）。ここでいう付着物領域とは、付着物検出用画像領域２３２において輝度平均値が規定値を超えている画素の数（画像の面積）の、付着物検出用画像領域２３２の全画素数（総面積）に対する比率である。曇り部分や凍結部分などは、この付着物領域の占有率が一般に大きいので、付着物検出用画像領域２３２の付着物領域の占有率により、フロントガラスに付着している付着物が小雨程度のものではなく、曇りや凍結なのかどうかを検出することができる。
【００９３】
また、本実施形態では、ワイパー制御用やデフロスタ制御用に検出されるパラメータとして、上述した輝度平均値、輝度分散値、付着物領域の占有率についての時間変化を検出する（Ｓ７４〜Ｓ７６）。この時間変化は、今回撮像した付着物検出用画像領域２３２の画像データに基づくものと、前回撮像した付着物検出用画像領域２３２の画像データに基づくものとの変化量を意味する。凍結や曇りなどは短時間で急激に増えるものではないが、フロントガラス１０５に付着するスプラッシュ（他車両等が跳ね上げた水しぶき等）は、短時間で急激に増えるものである。よって、付着物検出用画像領域２３２の輝度平均値、輝度分散値、付着物領域の占有率についての時間変化により、フロントガラスに付着している付着物がスプラッシュによるものかどうかを検出することができる。
【００９４】
以上のようにしてワイパー制御用やデフロスタ制御用に検出されるパラメータを記録したら、次に、フロントガラス１０５の状態判定処理を行う（Ｓ９）。
図３２は、フロントガラス１０５の状態判定処理の流れを示すフローチャートである。
図３３は、この状態判定処理の判定基準を示す表である。
フロントガラス１０５の状態判定処理では、まず、前記ステップＳ１において行われた車両検出用画像領域２３１についての自動露光調整により決定された露光時間が閾値Ａ（例えば４０ｍｓ）よりも短いか否かを判断する（Ｓ９１）。この露光時間が閾値Ａ以上のような非常に長い時間に設定される場合、これは撮像領域の光量が少ない夜間であると判定できる。よって、露光時間が閾値Ａよりも短いか否かによって、撮像領域が昼間であるか夜間であるかを識別できる。
【００９５】
撮像領域が夜間である場合、車両検出用画像領域２３１の画像データから得られるパラメータ（輝度分散値、ボンネットのエッジ抽出結果）によるフロントガラス状態の判定精度は低いものとなる。よって、本実施形態では、夜間と判定された場合には、車両検出用画像領域２３１から得られるパラメータ（輝度分散値、ボンネットのエッジ抽出結果）を使用せず、付着物検出用画像領域２３２から得られるパラメータだけを使用して、フロントガラス１０５の状態判定を行う。
【００９６】
前記ステップＳ９１において撮像領域が昼間である判定された場合、次に、車両検出用画像領域２３１の輝度分散値が閾値Ｂよりも大きいか否かを判断する（Ｓ９２）。この判断結果は所定の記憶領域に記憶される。この閾値Ｂは、実験等により露光時間に応じたテーブルを用意しておき、それぞれの露光時間に応じて用いる閾値Ｂを決定するのが望ましい。
【００９７】
また、前記ステップＳ９１において撮像領域が昼間である判定された場合、車両検出用画像領域２３１のボンネットのエッジ部分の抽出ができたか否かを判断する（Ｓ９３）。この判断結果は所定の記憶領域に記憶される。ボンネットのエッジ部分の抽出は、例えば、ボンネットと背景とを含む画像領域について、画像の上下方向の隣接画素の輝度変化から、その水平エッジ成分の微分画像を形成し、予め記憶された水平エッジ成分の微分画像とのパターン比較し、各パターン比較の結果に基づいて検出した各部分それぞれのパターンマッチング誤差が所定の閾値以下の場合は、ボンネットのエッジ部分が検出できたと判定する。このエッジ部分の抽出ができる場合には、フロントガラス１０５に曇りや凍結やスプラッシュが起きていないと判定することができる。
【００９８】
次に、付着物検出用画像領域２３２から得られる各種パラメータについて判断する。
まず、付着物検出用画像領域２３２の輝度平均値が閾値Ｃよりも大きいか否かを判断する（Ｓ９４）。この判断結果は所定の記憶領域に記憶される。上述したとおり、フロントガラス１０５に雨滴等が付着すると輝度平均値が下がる。例えば、付着物検出用画像領域２３２の輝度が１０２４階調であれば、ノイズ成分を除いた９００（閾値Ｃ）よりも小さい輝度平均値が検出されたか否かを判断する。
【００９９】
また、付着物検出用画像領域２３２の輝度分散値が閾値Ｄよりも小さいか否かを判断する（Ｓ９５）。この判断結果は所定の記憶領域に記憶される。例えば、付着物検出用画像領域２３２の輝度が１０２４階調であれば、輝度分散値が５０（閾値Ｄ）よりも小さいとき、フロントガラス１０５が曇っている或いは凍結しているなどの判定を行うことができる。
【０１００】
また、付着物検出用画像領域２３２の輝度平均値の時間変化量が閾値Ｅよりも小さいか否かを判断する（Ｓ９６）。この判断結果は所定の記憶領域に記憶される。例えば、前回撮像された付着物検出用画像領域２３２の輝度平均値が９００以上であったものが、今回撮像された付着物検出用画像領域２３２では７００未満であった場合など、輝度平均値の時間変化量が閾値Ｅ以上であるときにはスプラッシュが生じたものと判定することができる。
【０１０１】
また、付着物検出用画像領域２３２の付着物領域の占有率が閾値Ｆよりも小さいか否かを判断する（Ｓ９７）。この判断結果は所定の記憶領域に記憶される。例えば、光源部２１０から均一に照明がなされている場合、輝度平均値が９００未満である領域が１／５（閾値Ｆ）を下回る場合には小雨であると判定し、１／５以上である場合にはそれ以外の付着物が付着していると判定することができる。
【０１０２】
また、本実施形態においては、ワイパー制御用やデフロスタ制御用に検出されるパラメータとして、外気温センサ１１１の検知結果が用いられ、外気温センサ１１１が検知した外温度が閾値Ｇよりも大きいか否かを判断する（Ｓ９８）。この判断結果は所定の記憶領域に記憶される。例えば、外気温が０度（閾値Ｇ）以下の場合、降雪もしくは凍結しているものと判定することができる。
【０１０３】
以上のような各パラメータについての判断結果が得られたら、各パラメータの判断結果と図３３に示す表との整合性から、フロントガラス１０５の状態判別を行う（Ｓ９９）。この状態判別では、各パラメータの判断結果について重み付けを行うとよい。例えば、付着物検出用画像領域２３２に基づくパラメータおよび外気温についての重み付け係数を１０とし、車両検出用画像領域２３１に基づくパラメータについての重み付け係数を５としておく。そして、各パラメータの判定結果として、異常なしとの差があるものを１とし、異常なしとの差がないときを０とする。その後、各パラメータの判定結果に重み付け係数をかけた総和について閾値判定を行う。これにより、各パラメータの判定結果が図３３に示す表と完全一致する状態が存在しない場合でも、フロントガラス１０５の状態判定が可能となる。
【０１０４】
また、付着物検出用画像領域２３２のパラメータについては異常なしと差がある場合、ワイパーを１回だけ動作させてから、再度、各パラメータについて状態判定を確認してもよい。
【０１０５】
以上のようにしてフロントガラス１０５の状態判定結果が出たら、画像解析ユニット１０２は、次に、その状態判定結果に応じた処理、制御（ワイパー制御やデフロスタ制御など）を行うための指令を出す（Ｓ１０）。この指令処理は、図３４に示す表に応じて行われる。ワイパー制御は、ワイパー速度を３段階（遅、並、速）で制御するものであり、デフロスタ制御は、フロントガラス１０５の内壁に対して最大風量の温風を吹き付ける動作を行うか否かを制御するものである。
【０１０６】
以上の説明では、光源部２１０から照射された光を反射させる反射面２２１を有する光学部材として、反射偏向プリズム２２０を用いる場合であったが、このような反射面２２１を有するミラー部材であってもよい。
【０１０７】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
光透過性を有するフロントガラス１０５等の板状部材に赤外光等の所定波長帯の光を照射する光源部２１０等の光照射手段と、前記光照射手段からの光によって映し出される前記板状部材上の雨滴等の検出対象物を、前記所定の波長帯の光を選択的に透過させる光学フィルタ２０９を介して、多数のフォトダイオード２０６Ｃ等の受光素子が二次元配列された画像センサ２０６で撮像する撮像ユニット１０１等の撮像手段と、前記撮像手段が撮像した撮像画像に基づいて前記検出対象物を検出する検出処理を行う検出処理部１０２Ａ等の検出処理手段とを有する付着物検出装置において、前記画像センサ２０６を構成し、かつ、前記光照射手段から前記板状部材を経由して入射してくる光の光路上に存在する透明基層や平坦化層２０６Ｄ等の光透過材に、フィルタ材料を付着させることで、前記光学フィルタ２０９が形成されていることを特徴とする。
これによれば、画像センサ２０６を構成する光透過材それ自体にフィルタ材料を付着させることで光学フィルタ２０９が形成されるため、画像センサと光学フィルタとを別々に形成する場合よりも、光学フィルタと画像センサとの間の高い位置精度が得やすい。
【０１０８】
（態様Ｂ）
前記態様Ａにおいて、前記画像センサ２０６は、複数のオンチップレンズ２０６Ａ等の微小レンズが二次元配列されたレンズアレイが前記光透過材からなる透明基層等の光透過層を介して前記多数の受光素子が設けられた基板２０７上に一体的に設けられたものであり、前記光学フィルタ２０９は、前記光透過層上に形成されていることを特徴とする。
これによれば、いわゆるカラー用の画像センサにおけるカラーフィルタを形成する既存の製法を用いて前記光学フィルタ２０９を作成することが可能となる。
【０１０９】
（態様Ｃ）
前記態様Ａにおいて、前記画像センサ２０６は、複数のオンチップレンズ２０６Ａ等の微小レンズが二次元配列されたレンズアレイが前記多数の受光素子が設けられた基板２０７上に一体的に設けられたものであり、前記光学フィルタ２０９は、前記レンズアレイ上に平坦化層２０６Ｄ等の光透過材を付着させて平坦面を形成し、その平坦面上に前記フィルタ材料を付着させて形成されていることを特徴とする。
これによれば、画像センサ２０６の内部構造を変更することなく、前記光学フィルタ２０９を作成することができる。
【０１１０】
（態様Ｄ）
前記態様Ａ〜Ｃのいずれかの態様において、前記光学フィルタ２０９は、前記光照射手段から前記板状部材を経由して入射してくる光の前記光透過材上における光路領域と略一致する領域のみに前記フィルタ材料を付着させて形成されていることを特徴とする。
光照射手段からの光を受光しない受光素子は、検出処理に対する寄与度が小さく又は全く寄与しないので、このような受光素子に光学フィルタ２０９を通過させた光を受光させる必要性は少ない。むしろ、そのような受光素子に光学フィルタ２０９を通過させた光を受光させると、その受光素子を他の用途（例えば車両検出用画像領域２３１を構成する受光素子と同様の用途）に利用することが難しくなるので、デメリットもある。本態様によれば、このような受光素子の数を減らすことができるという利点がある。
【０１１１】
（態様Ｅ）
撮像ユニット１０１等の撮像手段の撮像画像に基づいて自動車等の車両などの移動装置のフロントガラス１０５等の窓部材上の雨滴等の検出対象物を検出する付着物検出装置を備えた当該移動装置に搭載されているワイパー１０７やデフロスタ１１０等の制御対象機器を制御する車載機器制御システム等の移動装置用機器制御システムであって、前記付着物検出装置として用いられる前記態様Ａ〜Ｄのいずれかの態様に係る付着物検出装置と、前記付着物検出装置により検出される検出対象物の検出結果に基づいて前記制御対象機器を制御する画像解析ユニット１０２、ワイパー制御ユニット１０６、デフロスタ制御ユニット１０９等の機器制御手段とを有することを特徴とする。
これによれば、検出対象物の高い検出結果に基づいて制御対象機器を制御できるので、制御対象機器の適切な制御が可能となる。
【０１１２】
（態様Ｆ）
前記態様Ｅにおいて、前記機器制御手段は、前記移動装置の窓部材に付着した微小な検出対象物によって生じる曇りを除去するデフロスタ１１０等の曇り除去装置を制御するものであることを特徴とする。
これによれば、検出対象物の高い検出結果に基づいて、移動装置の窓部材の曇りを適切に除去することができる。
【０１１３】
（態様Ｇ）
前記態様Ｅにおいて、前記機器制御手段は、前記移動装置の窓部材に付着した検出対象物を払拭するワイパー１０７等の払拭装置を制御するものであることを特徴とする。
これによれば、検出対象物の高い検出結果に基づいて、移動装置の窓部材に付着した付着物を適切に除去することができる。
【０１１４】
（態様Ｈ）
前記態様Ｅにおいて、前記機器制御手段は、前記移動装置の窓部材に付着した検出対象物の凍結状態を解消するデフロスタ１１０等の凍結解消装置を制御するものであることを特徴とする。
これによれば、検出対象物の高い検出結果に基づいて、移動装置の窓部材の凍結状態を解消することができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１００  自車両
１０１  撮像ユニット
１０２  画像解析ユニット
１０３  ヘッドランプ制御ユニット
１０４  ヘッドランプ
１０５  フロントガラス
１０６  ワイパー制御ユニット
１０７  ワイパー
１０８  車両走行制御ユニット
１０９  デフロスタ制御ユニット
１１０  デフロスタ
１１１  外気温センサ
２００  撮像部
２０３  雨滴
２０４  撮像レンズ
２０５  カバーガラス
２０６  画像センサ
２０６Ａ  オンチップレンズ
２０６Ｂ  配線
２０６Ｃ  フォトダイオード
２０６Ｄ  平坦化層
２０７  センサ基板
２０８  信号処理部
２０９  光学フィルタ
２１０  光源部
２１５  導光体
２２０  反射偏向プリズム
２３１  車両検出用画像領域
２３２  付着物検出用画像領域
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１６】
【特許文献１】特開２０１３−９８８１７号公報
【図１】
2015031564.tif 000003
【図２】
2015031564.tif 000004
【図３】
2015031564.tif 000005
【図４】
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【図５】
2015031564.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015031564.tif 000009
【図８】
2015031564.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2015031564.tif 000012
【図１１】
2015031564.tif 000013
【図１２】
2015031564.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図２９】
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【図３０】
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