(57)【要約】【目的】  装置の故障を自己診断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。【構成】  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露光量調節手段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、所定の運転状態であるとき露光量調節手段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。【選択図】図１９
2005073296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【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、
この撮像手段の露光量を調節する露光量調節手段と、
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露光量調節手段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。
【請求項２】
前記露光量調節手段は、前記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を含む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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、例えば特許文献１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】
【特許文献１】特公平４−５７１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
この発明は、上述のような課題を解決するため、装置の故障を自己診断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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の車両用カメラの露光制御装置は、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、この撮像手段の露光量を調節する露光量調節手段と、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露光量調節手段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ものである。
【発明の効果】
【０００７】
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露光量調節手段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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
実施の形態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の形態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１１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。
【０００９】
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１１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。
【００１０】
図６は実施の形態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。
【００１１】
次に図７のタイムチャートを用いて実施の形態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。
【００１２】
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。
【００１３】
なお、上述の実施の形態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。
【００１４】
また、上述の実施の形態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。
【００１５】
よって、実施の形態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。
【００１６】
また、実施の形態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。
【００１７】
実施の形態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。
実施の形態２では、実施の形態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。実施の形態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の形態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。
【００１８】
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。
【００１９】
図９に実施の形態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。
【００２０】
次に図１０のフローチャートにより実施の形態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、前出の実施の形態１と同様の負帰還制御が行われる。
【００２１】
よって、実施の形態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。
【００２２】
なお、実施の形態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。
【００２３】
また、実施の形態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、実施の形態１と同様に地面領域を選択するようにしてもよい。
【００２４】
また、実施の形態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。
【００２５】
実施の形態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、１５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。
実施の形態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の形態と同様に負帰還制御を行う。
【００２６】
また、車両認識が出来なかった場合は実施の形態２の方式を採用すればよい。
【００２７】
従って、実施の形態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、実施の形態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。
【００２８】
また、実施の形態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。
【００２９】
実施の形態４．
実施の形態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。
Σｐ
ｔｈ＝────＋δ
ｎ
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。
【００３０】
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。
【００３１】
なお、上述の実施の形態はステップ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。
【００３２】
よって、実施の形態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。
【００３３】
なお、実施の形態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。
【００３４】
実施の形態５．
実施の形態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。
【００３５】
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。
【００３６】
なお、この実施の形態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の形態よりも構成を簡略化することができる。
【００３７】
また、実施の形態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。
【００３８】
実施の形態６．
実施の形態６は上述の実施の形態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は実施の形態６の構成を示す外観図である。１０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に実施の形態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。
【００３９】
図１６に実施の形態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。
【００４０】
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。
【００４１】
また、実施の形態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。
【００４２】
実施の形態７．
実施の形態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。
そこで実施の形態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。
【００４３】
図１７は実施の形態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の形態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Ｓ１８６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。
【００４４】
よって、実施の形態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。
【００４５】
なお、実施の形態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。
【００４６】
また、上述の実施の形態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。
【００４７】
また、実施の形態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。
【００４８】
実施の形態８．
実施の形態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、実施の形態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。
【００４９】
図１９に実施の形態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Ｓ２０４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。
【００５０】
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Ｖ１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。
【００５１】
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。
【００５２】
なお、実施の形態８においてステップＳ２０５、Ｓ２０９は露光量変更手段、ステップＳ２０４、Ｓ２０７、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。
【００５３】
よって、実施の形態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。
【００５４】
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。
【００５５】
なお、実施の形態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。
【００５６】
実施の形態９．
上述の実施の形態１乃至８はアイリス制御について説明したが、実施の形態９では実施の形態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。
【００５７】
図２０に実施の形態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。
【００５８】
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（ＶT）とを比較するまでは実施の形態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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
また、実施の形態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。
【００６２】
また、実施の形態９では、実施の形態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、実施の形態１に限らず全ての実施の形態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。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【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】実施の形態１の構成を示すブロック図である。
【図７】実施の形態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】実施の形態２の構成を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態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】実施の形態４の動作を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態６の構成を示す外観図である。
【図１５】実施の形態６の構成を示すブロック図である。
【図１６】実施の形態６の動作を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態７の構成を示すブロック図である。
【図１８】実施の形態７の動作を示すフローチャートである。
【図１９】実施の形態８の動作を示すフローチャートである。
【図２０】実施の形態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】
【００６４】
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
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【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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