(57)【要約】【課題】シャッタ速度によって決まる電荷蓄積時間の制御部と、ゲイン制御部の両方を用いて異常判定を行うことで、被写体に応じて行っている適正な露出制御を中断することなく、精度良く露出制御部の異常判定を行うことができる撮像装置を提供する。【解決手段】この発明の撮像装置は、被写体から受光する光を光電変換する光電変換部と、光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部とを備え、光電変換部は、入射光強度に対して線形な出力信号特性を有し、異常判定部は、ｍ×ｎ＝１の関係を有する変数ｍ、ｎに対し、蓄積時間ＣとゲインＧによって得られる画像出力と、ｎ倍の蓄積時間Ｃｎとｍ倍のゲインＧｍによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定する。【選択図】図１
2007049359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体から受光する光を光電変換する光電変換部と、
前記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、前記光電変換部は、入射光強度に対して線形な出力信号特性を有し、前記異常判定部は、ｍ×ｎ＝１の関係を有する変数ｍ、ｎに対し、蓄積時間ＣとゲインＧによって得られる画像出力と、ｎ倍の蓄積時間Ｃｎとｍ倍のゲインＧｍによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記光電変換部の出力信号特性は、入射光強度に対して非線形な区間をさらに有し、前記異常判定部は、前記非線形な出力信号特性区間を変換して線形な特性に変換し、変換後の特性において、ｍ×ｎ＝１の関係を有する変数ｍ、ｎに対し、蓄積時間ＣとゲインＧによって得られる画像出力と、ｎ倍の蓄積時間Ｃｎとｍ倍のゲインＧｍによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
被写体から受光する光を光電変換する光電変換部と、
前記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、
前記光電変換部は、入射光強度に対して線形な出力信号特性を有し、
前記異常判定部は、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間Ｃ及びゲインＧによって得られる画像出力と、ゲインを所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間によって得られる画像出力、または、蓄積時間を所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御されたゲインによって得られる画像出力、とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
被写体から受光する光を光電変換する光電変換部と、
前記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、
前記光電変換部は、入射光強度に対して線形な出力信号特性を有し、
前記異常判定部は、ゲインを所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間によって得られる画像出力と、蓄積時間を所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御されたゲインによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記光電変換部の出力信号特性は、入射光強度に対して非線形な区間をさらに有し、前記異常判定部は、前記非線形な出力信号特性区間を線形な特性に変換し、変換後の特性において、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間Ｃ及びゲインＧによって得られる画像出力と、ゲインを所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間によって得られる画像出力、または、蓄積時間を所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御されたゲインによって得られる画像出力、とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記光電変換部の出力信号特性は、入射光強度に対して非線形な区間をさらに有し、前記異常判定部は、前記非線形な出力信号特性区間を線形な特性に変換し、変換後の特性において、ゲインを所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間によって得られる画像出力と、蓄積時間を所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御されたゲインによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項７】
被写体から受光する光を光電変換する光電変換部と、
前記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、前記光電変換部は、入射光強度に対して非線形な出力信号特性を有し、前記異常判定部は、前記非線形な出力信号特性を変換して線形な特性に変換し、変換後の特性において、ｍ×ｎ＝１の関係を有する変数ｍ、ｎに対し、蓄積時間ＣとゲインＧによって得られる画像出力と、ｎ倍の蓄積時間Ｃｎとｍ倍のゲインＧｍによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
被写体から受光する光を光電変換する光電変換部と、
前記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、
前記光電変換部は、入射光強度に対して非線形な出力信号特性を有し、
前記異常判定部は、前記非線形な出力信号特性区間を線形な特性に変換し、変換後の特性において、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間Ｃ及びゲインＧによって得られる画像出力と、ゲインを所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間によって得られる画像出力、または、蓄積時間を所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御されたゲインによって得られる画像出力、とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
被写体から受光する光を光電変換する光電変換部と、
記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、
前記光電変換部は、入射光強度に対して非線形な出力信号特性を有し、
前記異常判定部は、前記非線形な出力信号特性区間を線形な特性に変換し、変換後の特性において、ゲインを所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間によって得られる画像出力と、蓄積時間を所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御されたゲインによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
被写体から受光する光を光電変換する光電変換部と、
前記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、
前記光電変換部は、複数の切替点によって複数の線形な区間に区分される入出力特性を有し、
前記異常判定部は、前記線形な出力信号特性のいずれかの区間を標準的な線形特性に変換し、変換後の特性において、ｍ×ｎ＝１の関係を有する変数ｍ、ｎに対し、蓄積時間ＣとゲインＧによって得られる画像出力と、ｎ倍の蓄積時間Ｃｎとｍ倍のゲインＧｍによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
前記異常判定部は、複数の切替点によって複数の線形な区間に区分される入出力特性の特性変換の不要な標準的な線形な区間について、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記異常判定部は、複数の切替点によって複数の線形な区間に区分される入出力特性の全区間について、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする請求項１０記載の撮像装置。
【請求項１３】
被写体から受光する光を光電変換する光電変換部と、
前記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部とを備え、
前記光電変換部は、複数の切替点によって複数の線形な区間に区分される入出力特性を有し、
前記異常判定部は、前記非線形な非線形な出力信号特性区間を標準的な線形特性に変換し、変換後の特性において、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間Ｃ及びゲインＧによって得られる画像出力と、ゲインを所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間によって得られる画像出力、または、蓄積時間を所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御されたゲインによって得られる画像出力、とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】
被写体から受光する光を光電変換する光電変換部と、
記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、
前記光電変換部は、複数の切替点によって複数の線形な区間に区分される入出力特性を有し、
前記異常判定部は、前記非線形な非線形な出力信号特性区間を標準的な線形特性に変換し、変換後の特性において、ゲインを所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間によって得られる画像出力と、蓄積時間を所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御されたゲインによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。
【請求項１５】
被写体から受光する光を光電変換する光電変換部と、
前記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、前記光電変換部は、複数の切替点によって複数の非線形な区間に区分される入出力特性を有し、前記異常判定部は、前記非線形な出力信号特性のいずれかの区間を対数変換して線形な特性に変換し、変換後の区間において、ｍ×ｎ＝１の関係を有する変数ｍ、ｎに対し、蓄積時間ＣとゲインＧによって得られる画像出力と、ｎ倍の蓄積時間Ｃｎとｍ倍のゲインＧｍとによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
前記異常判定部は、複数の切替点によって複数の非線形な区間に区分される入出力特性の全区間について、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする請求項１５記載の撮像装置。
【請求項１７】
被写体から受光する光を光電変換する光電変換部と、
前記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、
前記光電変換部は、複数の切替点によって複数の非線形な区間に区分される入出力特性を有し、
前記異常判定部は、前記非線形な非線形な出力信号特性区間を標準的な線形特性に変換し、変換後の特性において、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間Ｃ及びゲインＧによって得られる画像出力と、ゲインを所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間によって得られる画像出力、または、蓄積時間を所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御されたゲインによって得られる画像出力、とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。
【請求項１８】
被写体から受光する光を光電変換する光電変換部と、
前記光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、前記非線形な非線形な出力信号特性区間を標準的な線形特性に変換し、変換後の特性において、
ゲインを所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御された蓄積時間によって得られる画像出力と、蓄積時間を所定値に固定した状態で、前記信号処理部によって被写体に応じて適切に制御されたゲインによって得られる画像出力とを比較することにより露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。
【請求項１９】
被写体から受光する光を光電変換する光電変換部と、
前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
前記信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部と
を備え、
前記光電変換部は、入射光強度に対して非線形な出力特性信号を有し、
前記異常判定部は、ゲインＧによって得られる画像出力と、ゲインＧのｍ倍のゲインＧｍによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定することを特徴とする撮像装置。
【請求項２０】
前記撮像装置は車輌に搭載されて路面の走行車線認識用に用いられ、前記異常判定部は、車輌がアクセサリーモードになったとき、イグニッションがオンにされたとき、あるいは、撮像装置の電源が投入された直後に異常判定処理を実行することを特徴とする請求項１ないし１９のいずれか一項記載の撮像装置。
【請求項２１】
前記撮像装置は車輌に搭載されて路面の走行車線認識用に用いられ、前記異常判定部は、車輌の速度が所定以下である場合に異常判定処理を実行することを特徴とする請求項１ないし１９のいずれか一項記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電荷蓄積時間の制御部と、ゲイン制御部の両方を用いて異常判定を行うことで、被写体に応じて行っている適正な露出制御を中断することなく、精度良く露出制御部の異常判定を行うことができる撮像装置に関する。また、非線形な入出力特性を有する撮像装置においても、精度良く露出制御部の異常判定を行うことができる撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、撮像装置において、最終映像信号を決定するための露出制御は、受光素子の電荷蓄積時間の制御、または光電変換されたアナログ映像信号に対するゲイン制御（増幅）によって行われる。従って、この露出制御が異常であった場合には、適正な画像出力が得られない。
【０００３】
このような露出の異常を解決するために、撮像手段で得られる画面のうち所定領域を選択する選択手段と、所定領域の輝度を検出する輝度検出手段と、所定領域の輝度と予め定められた目標輝度とに基づき所定領域の輝度が目標輝度となるようアイリスあるいはシャッタ速度を調節する露出制御手段とを備える装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２４０８３３号公報（特に、段落００１８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の撮像装置では、アイリスまたはシャッタ速度を調節し、露出量を増大あるいは減少させることによって露出の異常を判定するために、撮影のために被写体に応じて行う露出制御を一時的に中断する必要があった。具体的には、被写体に応じて最適化されたシャッタ速度による画像出力を得る処理以外に、露出制御を一時的に中断してシャッタ速度が最速及び最遅の場合の画像出力を取得し、これらの画像出力における平均輝度がシャッタ速度に対応しているかを判定していた。
このため、従来の撮像装置においては、撮影用の露出制御処理を一時的に中断するか、撮影用の露出制御処理を行っていないときに露出制御の異常判定を行わなければならないという課題があった。
【０００６】
また、撮像範囲全域において少なくともひとつの特性切替点をもつ非線形な入出力特性で撮像する撮像装置においては、露出量を現在値よりも増大あるいは減少させても、露出量の増大あるいは減少に応じた出力が得られないという課題があった。
【０００７】
また、露出制御は受光素子の電荷蓄積時間の制御、または光電変換されたアナログ映像信号に対するゲイン制御（増幅）によって行われるため、ゲイン制御部の異常判定を行う必要がある。特に、撮像範囲全域において特性切替点をもたない非線形な入出力特性で撮像する撮像装置においては、電荷蓄積時間の制御は行わず、光電変換されたアナログ映像信号に対するゲイン制御（増幅）によって行われるため、ゲイン制御部の異常判定は必須となる。
【０００８】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、シャッタ速度によって決まる電荷蓄積時間の制御部と、ゲイン制御部の両方を用いて異常判定を行うことで、被写体に応じて行っている適正な露出制御を中断することなく、精度良く露出制御部の異常判定を行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、撮像範囲全域において少なくとも１つ以上の特性切替点をもつ非線形な入出力特性で撮像する撮像装置においても、その特性切替点で区切られる各特性領域毎に異常判定を行うことで、精度良く露出制御部の異常判定を行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。
【００１０】
さらに、ゲイン制御部の異常判定を行うことで、撮像範囲全域において特性切替点をもたない非線形な入出力特性で撮像する撮像装置においても、精度良く露出制御部の異常判定を行うことができる撮像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】
【００１１】
この発明の撮像装置は、被写体から受光する光を光電変換する光電変換部と、
光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部とを備え、光電変換部は、入射光強度に対して線形な出力信号特性を有し、異常判定部は、ｍ×ｎ＝１の関係を有する変数ｍ、ｎに対し、蓄積時間ＣとゲインＧによって得られる画像出力と、ｎ倍の蓄積時間Ｃｎとｍ倍のゲインＧｍによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定する。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の撮像装置は、被写体から受光する光を光電変換する光電変換部と、
光電変換部において電荷を蓄積する時間及び、前記光電変換部の出力に付与するゲインを制御処理する信号処理部と、
信号処理部によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部とを備え、光電変換部は、入射光強度に対して線形な出力信号特性を有し、異常判定部は、ｍ×ｎ＝１の関係を有する変数ｍ、ｎに対し、蓄積時間ＣとゲインＧによって得られる画像出力と、ｎ倍の蓄積時間Ｃｎとｍ倍のゲインＧｍによって得られる画像出力とを比較することにより、露出またはゲインの異常を判定するので、被写体に応じて最適制御された蓄積時間（シャッタ速度）及びゲインによって得られる画像出力を用いて露出の異常を判定することができるため、路面の白線を認識するようなシステムにおいて、従来のようにシャッタ速度が最速、最適及び最遅の場合の画像出力を比較する場合に、白線と路面が白飛びした画像になり、白線を検知できないといった不具合も生じない。また、本発明の撮像装置を用いた白線認識システムでは、露出異常検知のために白線認識処理を一時停止する必要が生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１に係る撮像装置について説明する。
図１は、この発明の実施の形態１に係る撮像装置の構成を概略的に示すブロック図である。
図２は、この発明の実施の形態１に係る撮像装置の車輌への取付例を概念的に示す図である。
図３は、この発明の実施の形態１に係る撮像装置で撮影した映像例を示す図である。
図４は、撮像装置における最適な蓄積時間（シャッタ速度）における画像出力、蓄積時間が最長（シャッタ速度が最遅）における画像出力、及び、蓄積時間が最短（シャッタ速度が最速における）画像出力例を示す図である。
図５ａは、この発明の実施の形態１に係る撮像装置における露出制御の異常判定の処理を含む処理を示すフローチャートである。
図５ｂは、この発明の実施の形態１に係る撮像装置における露出制御の異常判定の処理を含む処理を示すフローチャートである。
図６は、この発明の実施の形態１に係る撮像装置に用いる撮像素子の入出力特性（像面照度に対する信号レベルの特性）を示す図である。
【００１４】
図１に示すように、撮像装置１００は、例えばフォトダイオード等で構成される光電変換部２０１と、光電変換部２０１の出力信号を処理するアナログ信号処理部２０２と、アナログ信号処理部２０２の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部２０６と、Ａ／Ｄ変換部２０６の出力信号を画像データとして格納する画像メモリ２０７と、画像メモリ２０７に接続されたＣＰＵ２０８とを備える。
【００１５】
ここで、光電変換部２０１、アナログ信号処理部２０２及びＡ／Ｄ変換部２０６は、撮像素子を構成する。なお、撮像素子は、必ずしもＡ／Ｄ変換部２０６を含む必要はない。
このような構成の撮像装置１００は、被写体を撮像範囲全域において撮像素子の単一の線形な入出力特性を用いて撮像する。
【００１６】
光電変換部２０１は、被写体の反射光あるいは発光を受光する受光素子（図示せず）を有し、この受光素子の出力信号を光量に応じた電圧のアナログ映像信号に変換する。すなわち、被写体の輝度は、光電変換部２０１において電圧信号に変換され、アナログ信号処理部２０２に入力される。
【００１７】
アナログ信号処理部２０２は、光電変換部２０１での電荷蓄積時間を制御する蓄積時間制御部２０３、及び、光電変換部２０１から出力されるアナログ信号の増幅を行うゲイン制御部２０４を含む露出制御部２０５を備え、さらにＣＤＳ回路、γ補正回路等も備える。
【００１８】
アナログ信号処理部２０２は、光電変換部２０１から出力されるアナログ映像信号を処理し、処理後の映像信号成分をＡ／Ｄ変換部２０６に伝送する。
Ａ／Ｄ変換部２０６に入力されたアナログ映像信号は、Ａ／Ｄ変換部２０６でデジタル映像信号に変換され、画像データとして画像メモリ２０７内に格納される。さらに、画像メモリ２０７に記憶された画像データには、ＣＰＵ２０８によって画像処理が施される。
【００１９】
アナログ信号処理部２０２内の露出制御部２０５では、例えば、画像データに含まれる所定領域内の平均輝度が目標値となるように、電荷蓄積時間及びゲインのフィードバック制御を行い、被写体に応じた蓄積時間及びゲインを設定する。
【００２０】
この発明の実施の形態１に係る撮像装置では、フィードバック制御部（図示せず）、及び、アナログ信号処理部２０２によって処理された画像出力の露出またはゲインの異常を判定する異常判定部２０９をＣＰＵ２０８内に配設し、露出制御部２０５を制御するのに必要な電荷蓄積時間及びゲインの設定をＣＰＵ２０８から露出制御部２０５に設定できるように構成している。
【００２１】
なお、以下では、単に露出の制御、あるいは、露出と記した場合に、特に断らない限り、露出だけではなくゲインも含むものとする。従って、露出の制御あるいは異常と記した場合は、ゲインの制御あるいは異常も含むものとする。
また、画像データの平均輝度を算出する所定領域は、図３に示すＲで囲まれる領域（Ｒ領域）とする。Ｒ領域内の平均輝度は、アナログ映像信号処理後の映像信号成分、またはＡ／Ｄ変換後のデジタル映像信号のいずれかを用いて算出すればよい。
【００２２】
なお、実施の形態１では、デジタル映像信号を用いて露出異常判定を行うべく、Ａ／Ｄ変換の後段にあるＣＰＵ２０８内に異常判定部２０９を配設したが、アナログ信号処理後の映像信号を用いて行うように、Ａ／Ｄ変換の前段に配設してもよい。
また、実施の形態１では、ＣＰＵ２０８により、各種画像処理を行うこととしたが、別途、画像処理専用のブロックを設けてもよい。
【００２３】
また、実施の形態１では、図２に示すように、撮像装置１００は、車輌における車室内の後方確認ミラー付近に配設され、前方の道路画像を撮像するように構成されている。これにより、図３に示すように、撮像装置１００は、路面の白線を含む画像出力Ｊｉを撮像し、撮像装置１００内のＣＰＵ２０８は、撮像された白線を認識するものとする。
【００２４】
図４は、現在設定されている蓄積時間（シャッタ速度）で得られる画像出力Ｊ１、最長の蓄積時間（最遅のシャッタ速度）で得られる画像出力Ｊ２、および、最短の蓄積時間（最速のシャッタ速度）で得られる画像出力Ｊ３を示す図である。
この図４に示すように、露出制御が正常に行われている場合は、蓄積時間が長くなる（
シャッタ速度が遅くなる）につれ、画像の輝度があがる。すなわち、画像の輝度は、画像出力Ｊ３＜画像出力Ｊ１＜画像出力Ｊ２となる。
【００２５】
図５ａは、露出制御の異常判定の処理を含む撮像装置の一例の処理の概要を示すフローチャートである。
ステップＳ４００では、被写体に応じて露出を制御するために用いる画像データの平均輝度Ｂ（例えば、領域Ｒ内の平均輝度）を取得する。Ｓ４０１は、撮像装置で実施する画像処理を実施するステップ、Ｓ４０２は異常判定中であるかどうかを判定するステップ。Ｓ４０２で異常判定中でないと判断された場合には、Ｓ４０３へ進行し、異常判定処理を実施するかしないかの判定を行う。異常判定をしない場合にはＳ４０４へ進行し、Ｓ４００で得た輝度Ｂを基に、被写体に応じた露出制御を実施する。異常判定を行う場合には、Ｓ４０５へ進行し、異常判定処理を開始する。Ｓ４０４、Ｓ４０５処理後は、Ｓ４００へ戻り、ステップを繰り返す。Ｓ４０３で異常判定処理を開始した場合には、続く処理でのＳ４０２では、異常判定中であると判断されるため、Ｓ４０５へ進行し、異常判定処理を継続する。異常判定処理は、Ｓ４０５で異常判定処理が終了するまで、繰り返される。
【００２６】
以降は、異常判定処理を開始した後の処理を図５ｂに沿って説明する。
図５ｂは、撮像装置により実施される露出制御の異常判定の一例の処理の概要を示すフローチャートである。
ステップＳ５０１では、被写体に応じて最適制御された蓄積時間Ｃ１を設定する。蓄積時間とは、撮像素子が被写体からの受光により電荷を蓄積する時間のことであり、シャッタ速度に反比例する。
ステップＳ５０２では、被写体に応じて最適制御されたゲインＧ１を設定する。
（この時、露出制御は安定しているものとする。）
【００２７】
例えば、その被写体の最適な画像を得るための蓄積時間とゲインの最適制御は、予め設定した画像出力の目標値と、設定した蓄積時間とゲインで得られる画像出力を比較し、ＣＰＵ２０８がフィードバック制御を行うことによって行われる。
ステップＳ５０３では、被写体に応じて最適制御された蓄積時間Ｃ１及びゲインＧ１の場合の平均輝度Ｂ（例えば、領域Ｒ内の平均輝度）をＢ１として記憶する。すなわち、図４に示す画像出力Ｊ１の領域Ｒ内の平均輝度を記憶する。
【００２８】
ステップＳ５０４では、ステップＳ５０１で被写体に応じて最適制御された蓄積時間Ｃ１のｎ倍の蓄積時間Ｃ１ｎを設定する。
ステップＳ５０５では、ステップＳ５０２で被写体に応じて最適制御されたゲインＧ１のｍ倍のゲインＧ１ｍを設定する。
その後、ステップＳ４０４へ戻り、蓄積時間がＣ１ｎ及びゲインがＧ１ｍの場合の平均輝度を取得する。異常判定中は、Ｓ４０２からＳ５０６へ進行するため、ステップＳ５０６では、蓄積時間がＣ１ｎ及びゲインがＧ１ｍの場合の平均輝度ＢをＢ２とする。
【００２９】
なお、ステップＳ５０５においては、この実施の形態１では、Ｃ１×Ｇ１＝（Ｃ１×ｎ）×（Ｇ１×ｍ）＝Ｃ１ｎ×Ｇ１ｍとなるように蓄積時間及びゲインを設定する。すなわち、線形な特性をもつ撮像素子においては、ｎ×ｍ＝１となる（ｎ、ｍはこの関係を満たす任意の定数）。このため、蓄積時間及びゲインを含めた最終映像信号が、被写体に応じて最適制御された蓄積時間及びゲインを用いた場合と同一となるように設定する。
【００３０】
ここで、図６において、入出力特性６０１は蓄積時間がＣ１ｎでゲインがＧ１ｍの場合の撮像素子の入出力特性を示す。同様に、入出力特性６０２は蓄積時間がＣ１でゲインがＧ１の場合の入出力特性を示す。入出力特性６０３は蓄積時間がＣ１ｎでゲインがＧ１の場合の入出力特性を示す。入出力特性６０２は、被写体に応じて露出を最適に制御した場合の入出力特性である。
【００３１】
すなわち、ステップＳ５０３で取得する輝度Ｂ１は、入出力特性６０２によって得られるものである。
入出力特性６０３は、入出力特性６０２の蓄積時間をｎ倍した場合に得られる特性であり、入出力特性６０１は、入出力特性６０３のゲインをｍ倍した場合に得られる入出力特性である。
実施の形態１では、ｎ×ｍ＝１とするため、露出制御が正常に行われていれば、蓄積時間がＣ１ｎでゲインがＧ１ｍの場合の出力は、入出力特性６０２と同一の特性を示すはずである。
【００３２】
ステップＳ５０７では、露出異常判定を行うために、平均輝度Ｂ１と平均輝度Ｂ２を比較し、これらの値の差が所定範囲内であるか否かを判定する。
具体的には、ステップＳ５０７では、例えば下式が成立するか否かで判定を行う。
Ｂ１とＢ２の比：Ｄｂ＝Ｂ１／Ｂ２＞ｋ１、または、Ｄｂ＝Ｂ１／Ｂ２＜ｋ２
ここで、定数Ｋ１、ｋ２は、任意に設定できる閾値である。
なお、ここでは、ｎ×ｍ＝１であるため、露出制御が正常に行われていれば、平均輝度Ｂ１と平均輝度Ｂ２は、ほぼ同一の値となる。
【００３３】
従って、例えば、ゲインを４０段階で設定できる撮像素子であれば、平均輝度Ｂ１と平均輝度Ｂ２との間に３段階以上のゲインの差が生じた場合に、平均輝度Ｂ１と平均輝度Ｂ２とに所定値以上の差があると判定すればよい。
この場合、「ゲインの３段階の差がある状態」＝「ゲインが１．３倍になっている状態」とすれば、上式の閾値ｋ１及びｋ２を、ｋ１＝１．３、ｋ２＝０．７７（１／１．３）に設定することができる。
【００３４】
なお、ここでは、ゲインに３段階以上の差が生じた場合に露出異常と判定する場合について説明したが、判断基準（ゲインの差）はこれに限られるものではなく、適宜その他の比較演算式を用いて比較を行ってもよい。
すなわち、例えば、平均輝度Ｂ１と平均輝度Ｂ２の比による比較ではなく、平均輝度同士の差で比較を行ってもよい。
また、ゲインではなく、露出時間の段階数の差で平均輝度Ｂ１と平均輝度Ｂ２の差を判定するように構成してもよい。
【００３５】
ステップＳ５０７において、平均輝度Ｂ１と平均輝度Ｂ２の差が所定値未満であると判定した場合は、露出制御は正常に行われていると判定し、異常判定は終了する。
一方、ステップＳ５０７において、平均輝度Ｂ１と平均輝度Ｂ２との差が所定値以上であると判定した場合は、露出制御が異常であると判定し、フローはステップＳ５０８に進行する。
続くステップＳ５０８では、撮像装置のユーザに露出が異常である旨の警告を発報する。
なお、ステップＳ５０８では警告を発報することとしたが、併せて、このような撮像装置を用いた白線認識システムの動作を停止するように構成してもよい。
【００３６】
以上、本発明の撮像装置によれば、被写体に応じて最適制御された蓄積時間（シャッタ速度）及びゲインによって得られる画像出力（図４の画像出力Ｊ１に相当）を用いて露出の異常を判定することができるため、路面の白線を認識するようなシステムにおいて、従来のようにシャッタ速度が最速（蓄積時間が最短）、最適及び最遅（最長）（の場合の画像出力を比較する場合に、白線と路面が白飛びした画像になり、白線を検知できないといった不具合も生じない。また、従来の撮像装置を用いた白線認識システムでは、露出異常の検知を行うために白線認識等の処理を一時停止する必要があったが、本発明の撮像装置を用いた白線認識システムでは、露出異常検知のために白線認識処理を一時停止する必要が生じない。
【００３７】
なお、実施の形態１では、システム動作中に露出異常判定を行うこととしたが、例えば、システムの電源オン時、または、この撮像装置が車輌に搭載されて路面の走行車線認識用に用いられる場合は、車輌がアクセサリーモードになったとき、イグニッションがオンにされたとき、あるいは、撮像装置の電源が投入された直後に異常判定部が異常判定処理を実行するように構成してもよいし、あるいは、車輌の速度が所定以下である場合に異常判定部が異常判定処理を実行するように構成してもよい。
また、ここでは、撮像装置を車輌に搭載する白線認識システムに適用する場合について説明したが、本発明の撮像装置の適用範囲は、このようなシステムに限定されるものではなく、他のシステムにも適用可能である。
これらは以下で説明する実施の形態２ないし８に係る撮像装置ついても同様である。
【００３８】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２に係る撮像装置について説明する。
この発明の実施の形態２に係る撮像装置の構成は、実施の形態１に係る撮像装置の構成（図１参照）に準ずる。
この発明の実施の形態２に係る露出制御の異常判定の処理を含む撮像装置の一例の処理の概要は、実施の形態１に係る撮像装置のフローチャート（図５ａ参照）に準ずる。
但し、本実施の形態では、被写体に応じた最適な露出制御を利用するものではないため、異常判定中はＳ４０１で示す画像処理は実施しないものとする。
図７は、この発明の実施の形態２に係る撮像装置における露出制御の異常判定処理の内容を示すフローチャートである。
図８は、この発明の実施の形態２に係る撮像装置に用いる撮像素子の入出力特性（像面照度に対する信号レベルの特性）を示す図である。
【００３９】
図７において、ステップＳ７０１では、蓄積時間基準Ｃ２を最も短い蓄積時間に選定する。
ステップＳ７０２では、ゲイン基準Ｇ２を最も小さい値に選定する。
ステップＳ７０３では、異常判定の対象となる蓄積時間Ｃ２ｘを設定する。ここではＣ２ｘを最も長い蓄積時間に設定する。またＳ７１０でゲインをＧ２に設定する。
その後、ステップＳ４００へ戻り、蓄積時間がＣ２ｘ及びゲインがＧ２の場合の平均輝度を取得する。異常判定中はＳ４０２からＳ７１２へ進行するため、Ｂ３が記憶済みか否かを判定し、Ｂ３が記憶済でなければ、ステップＳ７０４で、蓄積時間がＣ２ｘ及びゲインがＧ２の場合の平均輝度Ｂ（例えば、領域Ｒ内の平均輝度）をＢ３として記憶する。
【００４０】
ステップＳ７１１では、蓄積時間基準Ｃ２を設定する。
ステップＳ７０５では、異常判定の対象となるゲインＧ２ｙを設定する。ここではＧ２ｙがＧ２ｙ＝（Ｃ２ｘ／Ｃ２）×Ｇ２を満たす値に設定する。
その後、ステップＳ４０４へ戻り、蓄積時間がＣ２及びゲインがＧ２ｙの場合の平均輝度を取得する。異常判定中はＳ４０２からＳ７１２へ進行するため、Ｂ３が記憶済みか否かを判定し、Ｂ３が記憶済であれば、ステップＳ７０６で、蓄積時間がＣ２でゲインがＧ２ｙの場合の画像出力における平均輝度ＢをＢ４とする。
【００４１】
図８において、入出力特性６０４は、蓄積時間がＣ２でゲインがＧ２の場合の撮像素子の入出力特性である。入出力特性６０５は、蓄積時間がＣ２ｘでゲインがＧ２の場合の入出力特性である。入出力特性６０６は、蓄積時間がＣ２でゲインがＧ２ｙの場合の入出力特性である。
【００４２】
ステップＳ７０４で取得する平均輝度Ｂ３は、入出力特性６０５によるものである。
ステップＳ７０６で取得する平均輝度Ｂ４は、入出力特性６０６によるものである。
上述のように、この発明の実施の形態２に係る撮像装置では、Ｇ２ｙはＧ２ｙ＝（Ｃ２ｘ／Ｃ）×Ｇとするため、入出力特性８０３の場合の出力は、入出力特性６０５と同一の特性を示す。
【００４３】
ステップＳ７０７では、下式が成立するか否かで露出の異常判定を行う。
Ｂ３とＢ４の比：Ｄｂ＝Ｂ３／Ｂ４＞ｋ１、または、Ｄｂ＝Ｂ３／Ｂ４＜ｋ２
ここで、定数Ｋ１、ｋ２は、任意に設定できる閾値である。
なお、ここでは、Ｇ２ｙ＝（Ｃ２ｘ／Ｃ）×Ｇであるため、露出制御が正常に行われていれば、平均輝度Ｂ３と平均輝度Ｂ４は、ほぼ同一の値となるはずである。
【００４４】
従って、例えば、ゲインを４０段階で設定できる撮像素子であれば、平均輝度Ｂ１と平均輝度Ｂ２との間に３段階以上のゲインの差が生じた場合に露出の異常を判定するように設定できる。
この場合、「ゲインの３段階の差」＝「ゲインが１．３倍」とすれば、上式の閾値ｋ１及びｋ２を、ｋ１＝１．３、ｋ２＝０．７７（１／１．３）に設定することができる。
【００４５】
なお、ここでは、ゲインに３段階以上の差が生じた場合に露出異常と判定する場合について説明したが、判断基準（ゲインの差）はこれに限られるものではなく、適宜その他の比較演算式で行ってもよい。
例えば、平均輝度Ｂ３と平均輝度Ｂ４の比による比較ではなく、平均輝度同士の差で比較を行ってもよい。
また、ゲインではなく、露出時間の段階数の差で平均輝度Ｂ１と平均輝度Ｂ２の差を判定するように構成してもよい。
【００４６】
ステップＳ７０７において、平均輝度Ｂ３と平均輝度Ｂ４の差が所定値未満であると判定した場合は、露出制御は正常に行われていると判定し、異常判定は終了する。
一方、ステップＳ７０７において、平均輝度Ｂ３と平均輝度Ｂ４との差が所定値以上であると判定した場合は、露出制御が異常であると判定し、フローはステップＳ７０８に進行する。
続くステップＳ７０８では、撮像装置のユーザに露出が異常である旨の警告を発報する。
なお、ステップＳ７０８では警告を発報することとしたが、併せて、このような撮像装置を用いた白線認識システムの動作を停止するように構成してもよい。
【００４７】
以上、この発明の実施の形態２に係る撮像装置では、実施の形態１のように被写体に応じて最適制御されたゲイン及び蓄積時間を用いるのではなく、任意の蓄積時間及びゲインを用いて、露出の異常判定を行うことができる。
すなわち、Ｃ２ｘ及びＧ２ｙを任意の値に設定することで、複数点または複数回連続して、異常判定を行うことが可能であり、異常判定の精度を向上させることができる。
【００４８】
また、実施の形態２では、Ｇ２ｙはＧｙ＝（Ｃ２ｘ／Ｃ）×Ｇとなるよう設定したが、定数Ｌを用いた重み付けを行い、Ｇ２ｙ＝Ｌ×（（Ｃ２ｘ／Ｃ）×Ｇ）と設定して露出の異常判定を行ってもよい。
但し、その場合は、Ｂ３またはＢ４をＬの値に応じて換算し異常を判定するか、または、閾値ｋ１、ｋ２をＬの値に応じて設定する必要がある。
【００４９】
また、本発明の実施の形態２に係る撮像装置によれば、被写体に応じて最適化された画像の蓄積時間及びゲインを必要としないので、この撮像装置を用いた白線認識システムの電源オン時、または、このようなシステムを搭載した車輌のイグニッション・オン時や車速が所定以下のような白線認識等のシステム動作が行われない状況でも露出の異常判定をすることが可能になる。
また、単なるカメラ等の白線認識処理を行わない撮像装置においては、露出異常判定中である旨をユーザに伝え、任意のタイミングで露出異常判定を行うことが可能になる。
【００５０】
実施の形態３．
実施の形態１、２では、線形な入出力特性をもつ撮像素子を有する撮像装置について説明したが、非線形な入出力特性をもつ撮像素子を用いる撮像装置に対して本発明を適用することもできる。
【００５１】
図９は、この発明の実施の形態３にかかる撮像装置に用いる撮像素子の入出力特性（像面照度に対する信号レベルの特性）を方対数グラフに表した図である。
図９において、非線形な入出力特性をもつ撮像素子は、低照度の場合の入射光−出力特性がリニアとなるリニア特性部８０１と、高照度の場合の入射光−出力特性が対数特性となる対数特性部８０２とを有する。変曲点８０３はこの撮像装置の入出力特性の切替点であり、その信号レベルはＣＨＢである。
なお、ここでは、非線形な入出力特性をもつ撮像装置として、図９の特性を有する場合を例にとって説明するが、非線形な入出力特性を実現する方式は種々存在するので、図９の特性のみに限られるものではない。
【００５２】
以下、非線形な入出力特性をもつ撮像素子を用いたこの発明の実施の形態３に係る撮像装置について説明する。
この発明の実施の形態３に係る撮像装置の構成は、実施の形態１に係る撮像装置の構成（図１参照）に準ずる。
この発明の実施の形態３に係る露出制御の異常判定の処理を含む撮像装置の一例の処理の概要は、実施の形態１に係る撮像装置のフローチャート（図５ａ参照）に準ずる。
また、この発明の実施の形態３に係る撮像装置に適用される露出制御の異常判定の処理内容は基本的に実施の形態１の処理内容（図５ｂ参照）に準ずるが、各ステップにおける設定値や判定手法は異なる。
【００５３】
図１０は、この発明の実施の形態３に係る撮像装置における露出制御の異常判定の一例の処理の概要内容を示すフローチャートである。
図１１は、この発明の実施の形態３に係る露出異常判定における入出力特性変換の原理を示す図である。
【００５４】
ステップＳ１００１では、被写体に応じて最適制御された蓄積時間Ｃ３を設定する。
ステップＳ１００２では、被写体に応じて最適制御されたゲインＧ３を設定する
例えば、その被写体の最適な画像を得るための蓄積時間とゲインの最適制御は、予め設定した画像出力の目標値と、設定した蓄積時間とゲインで得られる画像出力を比較し、ＣＰＵ２０８がフィードバック制御を行うことによって行われる。
【００５５】
ステップＳ１００３では、被写体に応じて最適制御された蓄積時間Ｃ３及びゲインＧ３の場合の平均輝度Ｂ（例えば、領域Ｒ内の平均輝度）をＢ５として取得する。すなわち、図４に示す画像出力Ｊ１の領域Ｒ内の平均輝度を取得する。
【００５６】
ステップＳ１００４では、取得した平均輝度Ｂ５が切替点の信号レベルＣＨＢより大きいか否か判定する。
平均輝度Ｂ５が切替点の信号レベルＣＨＢより大きければ、その入出力特性は非線形領域の入出力特性８０２であると判定し、フローはステップＳ１００５に進行する。
ステップＳ１００５では、入出力特性８０２用の変換関数を用いる。変換については後述する。
【００５７】
一方、ステップＳ１００４において、平均輝度Ｂ５が切替点の信号レベルＣＨＢより小さければ、その入出力特性は線形領域の入出力特性８０１であると判定し、フローはステップＳ１００６に進行する。
ステップＳ１００６では、入出力特性８０１用の変換関数を用いる。変換については後述する。
ステップＳ１０１５では、変換後の平均輝度をＢ５‘として記憶する。
【００５８】
ステップＳ１００７では、ステップＳ１００１で被写体に応じて最適制御された蓄積時間Ｃ３のｎ倍の蓄積時間Ｃ３ｎを設定する。
ステップＳ１００８では、ステップＳ１００１で被写体に応じて最適制御されたゲインＧ３のｍ倍のゲインＧ３ｍを設定する。
なお、ステップＳ１００８においては、実施の形態１と同様に、Ｃ３×Ｇ３＝（Ｃ３×ｎ）×（Ｇ３×ｍ）＝Ｃ３ｎ×Ｇ３ｍとなるように蓄積時間及びゲインを設定する。すなわち、線形な特性をもつ撮像素子においては、ｎ×ｍ＝１となる（ｎ、ｍはこの関係を満たす任意の定数）。
その後、ステップＳ４００へ戻り、蓄積時間がＣ３ｎ及びゲインがＧ３ｍの場合の平均輝度を取得する。異常判定中は、Ｓ４０２からＳ１００９へ進行するため、ステップＳ１００９では、蓄積時間がＣ３ｎ及びゲインがＧ３ｍの場合の平均輝度ＢをＢ６として取得する。
その後、ステップＳ４００へ戻り、蓄積時間がＣ１ｎ及びゲインがＧ１ｍの場合の平均輝度を取得する。異常判定中は、Ｓ４０２からＳ５０６へ進行するため、ステップＳ５０６では、蓄積時間がＣ１ｎ及びゲインがＧ１ｍの場合の平均輝度ＢをＢ２とする。
【００５９】
次に、ステップＳ１０１０では、ステップＳ１００５と同様に、平均輝度Ｂ６が切替点８０３の信号レベルＣＨＢより大きいか否かを判定する。
平均輝度Ｂ６が切替点８０３の信号レベルＣＨＢより大きければ、その入出力特性は入出力特性８０２であると判定し、フローはステップＳ１０１１に進行する。
ステップＳ１０１１では、入出力特性８０２用の変換関数を用いる。変換処理については後述する。
【００６０】
一方、ステップＳ１０１０において、平均輝度Ｂ６が切替点８０３の信号レベルＣＨＢより小さいとした場合は、その入出力特性は入出力特性８０１であると判定し、フローはステップＳ１０１２に進行する。
ステップＳ１０１２では、入出力特性８０１用の変換関数を用いる。変換処理については後述する。
ステップＳ１０１６では、変換後の平均輝度をＢ６‘とする。
【００６１】
上述したステップＳ１００６、ステップＳ１００７、ステップＳ１０１１およびステップＳ１０１２における変換処理について説明する。
これらのステップにおける処理は、非線形な入出力特性８０１及び入出力特性８０２が入力に対して、線形な入出力特性となるように変換する処理である。
例えば、入出力特性が、像面照度Ｅ［ｌｘ］、Ａ／Ｄ変換後のデジタル映像信号Ｂ［ＬＳＢ］（輝度Ｂ５、Ｂ６も本実施の形態では、デジタル映像信号の所定領域の平均値である）、蓄積時間Ｃ３ｎ［ｓ］、ゲインＧ３ｍ、撮像素子の感度Ｓ［ＬＳＢ／ｌｘ・ｓ］であるとき、入出力特性８０１は、例えば、下式で表される。
Ｂ＝Ｅ×Ｃ３ｎ×Ｇ３ｍ×Ｓ
【００６２】
また、入出力特性８０２は、例えば、下式で表される。
Ｂ＝（ＣＨＢ＋Ｋ×ｌｏｇ（Ｅ×Ｃ３ｎ×Ｓ−ＣＨＢ））×Ｇ３ｍ
Ｂを上式で変換した後の出力をＢ’とするとき、本実施の形態では、ステップＳ１００７とステップＳ１０１２で用いる入出力特性８０１は線形領域の特性であるため、特性８０１の変換式は、下式とする。
Ｂ’＝Ｂ
また、ステップＳ１００６とステップＳ１０１１で用いる入出力特性８０２は非線形領域の特性であるため、下式とする。
Ｂ’＝（１０＾（（（Ｂ／Ｇ３ｍ）−ＣＨＢ）／Ｋ）＋ＣＨＢ）×Ｇ３ｍ
【００６３】
これにより、変換後の入出力特性は、方対数グラフで表す図１１の入出力特性８０４に示すように、入出力特性８０１から連続的に入力に対して線形な出力特性を有するものとなる。
従い、実施の形態１と同様、蓄積時間及びゲインを含めた最終映像信号が、被写体に応じて最適制御された蓄積時間及びゲインを用いた場合と同一となる。
【００６４】
ステップＳ１０１３での輝度の比較に基づく露出制御の異常判定は、変換後の平均輝度Ｂ５‘及び平均輝度Ｂ６’を用いて行う。
平均輝度Ｂ５’とＢ６’の比較自体は、実施の形態１における比較処理に準ずる。
Ｂ５’とＢ６’の比：Ｄｂ＝Ｂ５’／Ｂ６’＞ｋ１、または、Ｄｂ＝Ｂ５’／Ｂ６’＜ｋ２
ここで、定数Ｋ１、ｋ２は、任意に設定できる閾値である。
なお、ここでは、Ｃ３×Ｇ３＝（Ｃ３×ｎ）×（Ｇ３×ｍ）＝Ｃ３ｎ×Ｇ３ｍであるため、露出制御が正常に行われていれば、平均輝度Ｂ５’と平均輝度Ｂ６’は、ほぼ同一の値となるはずである。
【００６５】
従って、例えば、ゲインを４０段階で設定できる撮像素子であれば、平均輝度Ｂ１と平均輝度Ｂ２との間に３段階以上のゲインの差が生じた場合に露出の異常を判定するように設定できる。
この場合、「ゲインの３段階の差」＝「ゲインが１．３倍」とすれば、上式の閾値ｋ１及びｋ２を、ｋ１＝１．３、ｋ２＝０．７７（１／１．３）に設定することができる。
【００６６】
なお、ここでは、ゲインに３段階以上の差が生じた場合に露出異常と判定する場合について説明したが、判断基準（ゲインの差）はこれに限られるものではなく、適宜その他の比較演算式で行ってもよい。
例えば、平均輝度Ｂ５’と平均輝度Ｂ６’の比による比較ではなく、平均輝度同士の差で比較を行ってもよい。
また、露出時間の段階数の差で異常を判定するように構成してもよい。
【００６７】
ステップＳ１０１３において、平均輝度Ｂ５’と平均輝度Ｂ６’の差が所定値未満であると判定した場合は、露出制御は正常に行われていると判定し、異常判定は終了する。
一方、ステップＳ１０１３において、平均輝度Ｂ５’と平均輝度Ｂ６’との差が所定値以上であると判定した場合は、露出制御が異常であると判定し、フローはステップＳ１０１４に進行する。
【００６８】
ステップＳ１０１４では、露出が異常であると判定された場合に、ユーザに異常を発報する。
なお、ステップＳ１０１４では警告を発報することとしたが、併せて、このような撮像装置を用いた白線認識システムの動作を停止するように構成してもよい。
【００６９】
以上、本発明の実施の形態３に係る撮像装置によれば、被写体に応じて最適制御された蓄積時間（シャッタ速度）及びゲインによって得られる画像出力（図４の画像出力Ｊ１に相当）を用いて露出の異常を判定することができるため、路面の白線を認識するようなシステムにおいて、従来のようにシャッタ速度が最速（蓄積時間が最短）、最適及び最遅（最長）（の場合の画像出力を比較する場合に、白線と路面が白飛びした画像になり、白線を検知できないといった不具合も生じない。また、従来の撮像装置を用いた白線認識システムでは、露出異常の検知を行うために白線認識等の処理を一時停止する必要があったが、本発明の撮像装置を用いた白線認識システムでは、露出異常検知のために白線認識処理を一時停止する必要が生じない。
【００７０】
また、実施の形態２に示すものと同様に、被写体に応じて最適化された画像の蓄積時間及びゲインでなく、任意の蓄積時間及びゲインを用いて、露出の異常判定を行ってもよい。蓄積時間及びゲインを任意の値に設定することで、複数点または複数回連続して、異常判定を行うことが可能であり、異常判定の精度を向上させることができる。
特に、システムの電源オン時、または車輌に搭載する場合においてはイグニッション・オン時や車速が所定以下で白線認識等のシステム動作が行われないような状況でも露出の異常判定をすることができる。
【００７１】
なお、実施の形態３では、入出力特性の切替点がひとつであって、入出力特性に線形領域と非線形領域とが１種類ずつ含まれる場合について示したが、入出力特性切替点の数、線形領域または非線形領域の数は幾つあっても同様に処理することができ、また、切替点がない非線形な入出力特性を有する撮像素子についても、同様に、入出力特性が線形となるような変換式を用いることで、本実施の形態に示す露出異常判定手段を用いることができる。
【００７２】
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４に係る撮像装置について説明する。
この発明の実施の形態４に係る撮像装置の構成は、実施の形態１に係る撮像装置の構成（図１参照）に準ずる。
この発明の実施の形態４に係る露出制御の異常判定の処理を含む撮像装置の一例の処理の概要は、実施の形態１に係る撮像装置のフローチャート（図５ａ参照）に準ずる。
図１２は、撮像装置により実施される露出制御の異常判定の一例の処理の概要を示すフローチャートである。
また、この発明の実施の形態４に係る撮像装置は、実施の形態３に係る撮像素子と同様に図９に示す入出力特性を有する。
【００７３】
図１２は、この発明の実施の形態４に係る撮像装置における露出制御の異常判定の処理内容を示すフローチャートである。
【００７４】
ステップＳ１２０１では、被写体に応じて最適制御された蓄積時間Ｃ４を設定する。
ステップＳ１２０２では、被写体に応じて最適制御されたゲインＧ４を設定する。
例えば、その被写体の最適な画像を得るための蓄積時間とゲインの最適制御は、予め設定した画像出力の目標値と、設定した蓄積時間とゲインで得られる画像出力を比較し、ＣＰＵ２０８がフィードバック制御を行うことによって行われる。
【００７５】
ステップＳ１２０３では、被写体に応じて最適制御された蓄積時間Ｃ４及びゲインＧ４の場合の平均輝度Ｂ（例えば、領域Ｒ内の平均輝度）をＢ７として取得する。すなわち、図４に示す画像出力Ｊ１の領域Ｒ内の平均輝度を取得する。
【００７６】
ステップＳ１２０４では、取得した平均輝度Ｂ７が切替点の信号レベルＣＨＢより大きいか否か判定する。
平均輝度Ｂ７が切替点の信号レベルＣＨＢより大きければ、その入出力特性は非線形領域の入出力特性８０２であると判定し、フローはステップＳ１２０５に進行する。
ステップＳ１２０５では、入出力特性８０２用の変換関数を用いる。変換については実施の形態３と同様とする。
【００７７】
一方、ステップＳ１２０４において、平均輝度Ｂ７が切替点の信号レベルＣＨＢより小さければ、その入出力特性は線形領域の入出力特性８０１であると判定し、フローはステップＳ１２０６に進行する。
ステップＳ１２０６では、入出力特性８０１用の変換関数を用いる。変換については実施の形態３と同様とする。
ステップＳ１２１５では、変換後の平均輝度をＢ７‘として記憶する。
【００７８】
ステップＳ１２０７では、ステップＳ１２０１で被写体に応じて最適制御された蓄積時間Ｃ４とは異なる任意の蓄積時間Ｃを設定する。ゲインはここではＧ４のままとし、特に指定する必要はない。
ステップＳ１２０７で、任意の蓄積時間Ｃ設定後は、Ｓ４００→Ｓ４０２→Ｓ１２１６→Ｓ１２１７のステップを繰り返し、ゲインのみを用いた露出制御を行うものとする。ゲインＧは露出制御を行った結果の値で、状況に応じて異なる。ここで、露出制御は、露出制御が安定するか、安定すると考えられる所定時間の間実施する。
所定時間経過後は、ステップＳ１２０９で、平均輝度ＢをＢ８として取得する。
【００７９】
次に、ステップＳ１２１０では、ステップＳ１２０４と同様に、平均輝度Ｂ８が切替点８０３の信号レベルＣＨＢより大きいか否かを判定する。
【００８０】
平均輝度Ｂ８が切替点８０３の信号レベルＣＨＢより大きければ、その入出力特性は入出力特性８０２であると判定し、フローはステップＳ１２１１に進行する。
ステップＳ１２１１では、入出力特性８０２用の変換関数を用いる。変換処理については実施の形態３と同様とする。
【００８１】
一方、ステップＳ１２１０において、平均輝度Ｂ８が切替点の信号レベルＣＨＢより小さければ、その入出力特性は線形領域の入出力特性８０１であると判定し、フローはステップＳ１２１２に進行する。
ステップＳ１２１２では、入出力特性８０１用の変換関数を用いる。変換については実施の形態３と同様とする。
ステップＳ１２１８では、変換後の輝度Ｂ８をＢ８‘とする。
【００８２】
ステップＳ１２１３での輝度の比較に基づく露出制御の異常判定は、変換後の平均輝度Ｂ７‘及び平均輝度Ｂ８’を用いて行う。
平均輝度Ｂ７’とＢ８’はいずれも最適露出制御を行って得られた画像出力である。すなわち、本実施の形態では、最適露出制御は、画像出力が予め設定した目標値となるよう制御されるため、露出制御が正常に行われていれば、平均輝度Ｂ７‘と平均輝度Ｂ８’は、ほぼ同一の値となるはずである。
【００８３】
従って、例えば、平均輝度７‘と平均輝度８’を比較し、２０［ＬＳＢ］以上差が生じた場合に露出の異常を判定するように設定できる。この際、平均輝度８‘を得るためのゲインのみの露出制御が最適でない可能性が高く、蓄積時間ではなく、ゲインの異常と判定する。
【００８４】
また、最適露出制御では、予め目標値を設定しているため、平均輝度８‘と目標値
との差が所定以上である場合に、異常であると判定してもよい。
【００８５】
また、ステップＳ１２０７において、蓄積時間を最適露出制御の蓄積時間Ｃ４とは異なる任意の値Ｃに固定したが、ゲインを最適露出制御のゲインＧ４と異なる任意の値Ｇに固定してもよい。その場合は、ゲインではなく、蓄積時間のみの最適露出制御を行うこととなり、蓄積時間の異常を判定することができる。
【００８６】
ステップＳ１２１３で露出制御は正常に行われていると判定された場合には、異常判定は終了する。
一方、ステップＳ１２１３において、露出制御が異常であると判定した場合には、フローはステップＳ１２１４に進行する。
【００８７】
ステップＳ１２１４では、露出が異常であると判定された場合に、ユーザに異常を発報する。
なお、ステップＳ１２１４では警告を発報することとしたが、併せて、このような撮像装置を用いた白線認識システムの動作を停止するように構成してもよい。
【００８８】
以上、本発明の実施の形態４に係る撮像装置によれば、被写体に応じた最適制御を継続しつつ得られる画像出力（図４の画像出力Ｊ１に相当）を用いて露出の異常を判定することができるため、路面の白線を認識するようなシステムにおいて、従来のようにシャッタ速度が最速（蓄積時間が最短）、最適及び最遅（最長）（の場合の画像出力を比較する場合に、白線と路面が白飛びした画像になり、白線を検知できないといった不具合も生じない。また、従来の撮像装置を用いた白線認識システムでは、露出異常の検知を行うために白線認識等の処理を一時停止する必要があったが、本発明の撮像装置を用いた白線認識システムでは、露出異常検知のために白線認識処理を一時停止する必要が生じない。
さらに、実施の形態１〜３では、異常判定の蓄積時間及びゲインを固定値で設定しているため、ゲイン（蓄積時間）の１ステップのばらつきが大きい場合等は、異常であるのかばらつきであるのか判定が困難となる。一般的に、蓄積時間の値は、ゲインに比べばらつきが非常に小さいため、本実施の形態では、蓄積時間またはゲインの一方を固定にした状態で、露出制御を行うため、ゲイン（蓄積時間）のばらつきを吸収した状態で異常判定が可能となる。
【００８９】
なお、実施の形態４では、入出力特性の切替点がひとつであって、入出力特性に線形領域と非線形領域とが１種類ずつ含まれる場合について示したが、入出力特性切替点の数、線形領域または非線形領域の数は幾つあっても同様に処理することができ、また、切替点がない非線形な入出力特性を有する撮像素子についても、同様に、入出力特性が線形となるような変換式を用いることで、本実施の形態に示す露出異常判定手段を用いることができる。
【００９０】
実施の形態５．
以下、この発明の実施の形態５に係る撮像装置について説明する。
この発明の実施の形態５に係る撮像装置の構成は、実施の形態１に係る撮像装置の構成（図１参照）に準ずる。
この発明の実施の形態５に係る露出制御の異常判定の処理を含む撮像装置の一例の処理の概要は、実施の形態１に係る撮像装置のフローチャート（図５ａ参照）に準ずる。
図１３は、撮像装置により実施される露出制御の異常判定の一例の処理の概要を示すフローチャートである。
【００９１】
図１３は、この発明の実施の形態５に係る撮像装置における露出制御の異常判定の処理内容を示すフローチャートである。
図１３に示すように、ステップＳ１４０２では、被写体に応じて最適制御された蓄積時間とは異なる任意の蓄積時間Ｃ５を設定する。ゲインはここでは、特に指定する必要はない。
ステップＳ１４０２で、任意の蓄積時間Ｃ設定後は、Ｓ４００→Ｓ４０２→Ｓ１４０３→Ｓ１４０４→Ｓ１４０５のステップを繰り返し、ゲインのみを用いた露出制御を行うものとする。ゲインＧは露出制御を行った結果の値で、状況に応じて異なる。ここで、露出制御は、露出制御が安定するか、安定すると考えられる所定時間の間実施する。
所定時間経過後は、ステップＳ１４０６で、平均輝度ＢをＢ９として取得する。
【００９２】
ステップＳ１４０９では、取得した平均輝度Ｂ９が、切替点ＣＨの信号レベルＣＨＢより大きいか否かを判定する。
平均輝度Ｂ９が切替点の信号レベルＣＨＢより大きければ、その入出力特性は非線形領域の入出力特性８０２であると判定し、フローはステップＳ１４１０に進行する。
ステップＳ１４１０では、入出力特性８０２用の変換関数を用いて変換処理を行う。変換処理については実施の形態３と同様とする。
【００９３】
一方、ステップＳ１４０９において、平均輝度Ｂ９が切替点の信号レベルＣＨＢより小さければ、その入出力特性は線形領域の入出力特性８０１であると判定し、フローはステップＳ１４１１に進行する。
ステップＳ１４１１では、入出力特性８０１用の変換関数を用いて変換処理を行う。変換処理については実施の形態３と同様とする。
ステップ１４１２では、変換後の輝度Ｂ９をＢ９‘として記憶する。
【００９４】
図１３に示すように、ステップＳ１４１３では、ゲインをＧ５に設定する。蓄積時間はここでは任意の値Ｃとし、特に指定する必要はない。
ステップＳ１４１３で、任意のゲインＧ５設定後は、Ｓ４００→Ｓ４０２→Ｓ１４０３→Ｓ１４１４→Ｓ１４１５のステップを繰り返し、蓄積時間のみを用いた露出制御を行うものとする。蓄積時間Ｃは露出制御を行った結果の値で、状況に応じて異なる。ここで、露出制御は、露出制御が安定するか、安定すると考えられる所定時間の間実施する。
所定時間経過後は、ステップＳ１４１６で、平均輝度Ｂ（例えば、領域Ｒ内の平均輝度）をＢ１０として取得する。
次に、ステップＳ１４１７では、平均輝度Ｂ１０が切替点８０３の信号レベルＣＨＢより大きいか否かを判定する。
平均輝度Ｂ１０が切替点８０３の信号レベルより大きいと判定した場合は、その入出力特性は８０２であると判定し、フローはステップＳ１４１８に進行する。
ステップＳ１４１８では、８０２用の変換関数を用いて変換処理を行う。変換処理については実施の形態３と同様とする。
【００９５】
一方、ステップＳ１４１７において、平均輝度Ｂ１０が切替点の信号レベルＣＨＢより小さいと判定した場合は、その入出力特性は８０１であると判定し、フローはステップＳ１４１９に進行する。
ステップＳ１４１９では、入出力特性８０１用の変換関数を用いて変換処理を行う。変換処理については実施の形態３と同様とする。
ステップ１４２０では、変換後の輝度Ｂ１０をＢ１０‘とする。
【００９６】
ステップＳ１４２０の後には、図１３に示すステップＳ１４２１以下が行われる。
ステップＳ１４２１での輝度の比較に基づく露出制御の異常判定は、実施の形態４と同様とし、本実施の形態では、変換後の平均輝度Ｂ９‘及び平均輝度Ｂ１０’を用いて行う。
平均輝度Ｂ９’とＢ１０’はいずれも最適露出制御を行って得られた画像出力である。すなわち、本実施の形態では、最適露出制御は、画像出力が予め設定した目標値となるよう制御されるため、露出制御が正常に行われていれば、平均輝度Ｂ９‘と平均輝度Ｂ１０’は、ほぼ同一の値となるはずである。
【００９７】
従って、例えば、平均輝度９‘と平均輝度１０’を比較し、２０［ＬＳＢ］以上差が生じた場合に露出の異常を判定するように設定できる。
また、最適露出制御では、予め目標値を設定しているため、平均輝度９‘または平均輝度１０’と目標値との差が所定以上である場合に、異常であると判定してもよい。
【００９８】
ステップＳ１４２１において、平均輝度Ｂ９’と平均輝度Ｂ１０’の差が所定値未満であると判定した場合は、露出制御は正常に行われていると判定し、異常判定は終了する。
一方、ステップＳ１４２１において、平均輝度Ｂ９’と平均輝度Ｂ１０’との差が所定値以上であると判定した場合は、露出制御が異常であると判定し、フローはステップＳ１４２２に進行する。
【００９９】
ステップＳ１４２２では、露出が異常であると判定された場合に、ユーザに異常を発報する。
なお、ステップＳ１４２２では警告を発報することとしたが、併せて、このような撮像装置を用いた白線認識システムの動作を停止するように構成してもよい。
【０１００】
以上、本発明の実施の形態５に係る撮像装置によれば、被写体に応じた最適制御を継続しつつ得られる画像出力（図４の画像出力Ｊ１に相当）を用いて露出の異常を判定することができるため、路面の白線を認識するようなシステムにおいて、従来のようにシャッタ速度が最速（蓄積時間が最短）、最適及び最遅（最長）（の場合の画像出力を比較する場合に、白線と路面が白飛びした画像になり、白線を検知できないといった不具合も生じない。また、従来の撮像装置を用いた白線認識システムでは、露出異常の検知を行うために白線認識等の処理を一時停止する必要があったが、本発明の撮像装置を用いた白線認識システムでは、露出異常検知のために白線認識処理を一時停止する必要が生じない。
さらに、実施の形態１〜３では、異常判定の蓄積時間及びゲインを固定値で設定しているため、ゲイン（蓄積時間）の１ステップのばらつきが大きい場合等は、異常であるのかばらつきであるのか判定が困難となる。本実施の形態では、蓄積時間またはゲインの一方を固定にした状態で、露出制御を行うため、ゲイン（蓄積時間）のばらつきを吸収した状態で異常判定が可能となる。
【０１０１】
なお、実施の形態５では、入出力特性の切替点がひとつであって、入出力特性に線形領域と非線形領域とが１種類ずつ含まれる場合について示したが、入出力特性切替点の数、線形領域または非線形領域の数は幾つあっても同様に処理することができ、また、切替点がない非線形な入出力特性を有する撮像素子についても、同様に、入出力特性が線形となるような変換式を用いることで、本実施の形態に示す露出異常判定手段を用いることができる。
【０１０２】
実施の形態６．
実施の形態６においては、複数の切替点をもつ非線形な入出力特性の撮像装置の場合について説明する。
図１４は、この発明の実施の形態６にかかる撮像装置に用いる撮像素子の入出力特性（像面照度に対する信号レベルの特性）を表す図である。
図１４に示すように、実施の形態６における撮像装置は、複数の切替点をもつ非線形な入出力特性であり、低照度の場合の入射光−出力特性が線形な線形特性部１６０１と、高照度の場合の入射光−出力特性が非線形な第１非線形特性部１６０２と、さらに高照度の場合の入射光−出力特性が非線形な第２非線形特性部１６０３とを有する。
【０１０３】
ＣＨ１及びＣＨ２はこの撮像装置の入出力特性の切替点であり、その信号レベルはそれぞれＣＨＢ１、ＣＨＢ２である。
また、ここで信号レベルの開始点をＣＨ０、終了点をＣＨ３とする。
なお、ここでは、複数の切替点をもつ非線形な入出力特性の撮像装置として、図１４の特性を有する場合を例にとって説明するが、複数の切替点をもつ非線形な入出力特性を実現する方式は種々存在するので、図１４の特性のみに限られるものではない。
【０１０４】
以下、複数の切替点をもつ非線形な入出力特性の撮像素子を用いたこの発明の実施の形態６に係る撮像装置ついて説明する。
この発明の実施の形態６に係る撮像装置の構成は、実施の形態１に係る撮像装置の構成（図１参照）に準ずる。
この発明の実施の形態６に係る露出制御の異常判定の処理を含む撮像装置の一例の処理の概要は、実施の形態１に係る撮像装置のフローチャート（図５ａ参照）に準ずる。
図１５は、この発明の実施の形態６に係る撮像装置に適用される露出制御の異常判定の処理内容を示すフローチャートである。
【０１０５】
図１５において、ステップＳ１７０３では、入出力特性に複数の切替点をもつ撮像装置において、異常判定を行うための入出力特性区間を決定するための第一切替点ＣＨｊを設定する。（ｊは、切替点数をｎとするとき、０〜ｎ−１の自然数）ここでは、図１４に示す区間の開始点ＣＨ１に設定する。
【０１０６】
ステップＳ１７０４では、第二切替点ＣＨｊ＋１を設定する。ここでは、図１４に示す区間の終了点ＣＨ２に設定する。
ステップＳ１７０５では、ステップＳ１７０３及びステップＳ１７０４で設定した異常判定区間の範囲内に露出制御の目標値を設定する。ここでは、図１４に示すＴＧＴとする。
ステップＳ１７０５で、露出制御の目標値ＴＧＴ設定後は、Ｓ４００→Ｓ４０２→Ｓ１７０６→Ｓ１７０７のステップを繰り返し、露出制御を行うものとする。蓄積時間Ｃ６、ゲインＧ６は露出制御を行った結果の値で、状況に応じて異なる。ここで、露出制御は、露出制御が安定するか、安定すると考えられる所定時間の間実施する。
所定時間経過後は、ステップＳ１７１０で、平均輝度Ｂ（例えば、領域Ｒ内の平均輝度）をＢ１１として取得する。
【０１０７】
ステップＳ１７１１、Ｓ１７１２では、平均輝度Ｂ１１がステップＳ１７０３、Ｓ１７０４で設定された切替点ＣＨｊ〜ＣＨｊ＋１の信号レベルＣＨＢｊ〜ＣＨＢｊ＋１の範囲内であるか否かを判定する。
平均輝度Ｂ１１が切替点の信号レベルＣＨＢｊ〜ＣＨＢｊ＋１の範囲内であれば、その入出力特性はＨ０ｊ＋１であると判定し、Ｈ０ｊ＋１用の変換関数を用いる。
ステップＳ１７１４では、変換後の輝度Ｂ１１をＢ１１‘として記憶する。
一方、平均輝度Ｂ１１が切替点ＣＨｊ〜ＣＨｊ＋１の信号レベルＣＨＢｊ〜ＣＨＢｊ＋１の範囲外であれば、異常判定区間外であると判定し、処理を終了する。
この場合、ＴＧＴを切替点ＣＨｊ〜ＣＨｊ＋１の信号レベルＣＨＢｊ〜ＣＨＢｊ＋１の範囲内に設定しているにも関わらず、所定時間経過しても平均輝度Ｂ１１が替点ＣＨｊ〜ＣＨＢｊ＋１の範囲内に入らない場合は、異常と判定する。
また、異常と判断しない場合、異常判定ＥＲＲとし、Ｓ４００から再度開始してもよい。
【０１０８】
ステップＳ１７１５では、ステップＳ１７０８で被写体に応じて最適制御された蓄積時間Ｃ６のｎ倍の蓄積時間Ｃ６ｎを設定する。
ステップＳ１７１６では、ステップＳ１７０９で被写体に応じて最適制御されたゲインＧ６のｍ倍のゲインＧ６ｍを設定する。
ステップＳ１７１８では、蓄積時間がＣ６ｎ及びゲインがＧ６ｍの場合の平均輝度ＢをＢ１２として取得する。
次に、ステップＳ１７１９、Ｓ１７２０では、平均輝度Ｂ１２がステップＳ１７０３で設定された切替点ＣＨｊ〜ＣＨｊ＋１の信号レベルＣＨＢｊ〜ＣＨＢｊ＋１の範囲内であるか否かを判定する。
【０１０９】
平均輝度Ｂ１２が切替点の信号レベルＣＨＢｊ〜ＣＨＢｊ＋１の範囲内であれば、その入出力特性はＨ０ｊ＋１であると判定し、フローはステップＳ１７２１に進行する。
ステップＳ１７２１では、Ｈ０ｊ＋１用の変換関数を用いて変換処理を行う。この変換処理は、実施の形態３のステップＳ１００６、Ｓ１００７、Ｓ１０１１及びＳ１０１２における変換処理に準ずる処理である。
これにより、変換後の入出力特性は、実施の形態３の場合と同様に、入力に対し単一の連続的な入出力特性をもつものとなる。
ステップＳ１７２２では、変換後の輝度Ｂ１２をＢ１２‘とする。
【０１１０】
ステップＳ１７２４での平均輝度の比較は、変換後の輝度Ｂ１１‘及びＢ１２’を用いて行う。
ステップＳ１７２４での平均輝度の比較の結果、露出の異常であると判定した場合は、フローはステップＳ１７２５に進行する。
露出が正常であると判定した場合には、Ｓ１７２６へ進行し、異常判定は終了する。
【０１１１】
ステップＳ１７２５では、露出が異常であると判定された場合に、ユーザに異常を発報する。
なお、ステップＳ１７２５では警告を発報することとしたが、併せて、このような撮像装置を用いた白線認識システムの動作を停止するように構成してもよい。
【０１１２】
一方、ステップＳ１７１９、Ｓ１７２０おいて、平均輝度Ｂ１２が切替点ＣＨｊ〜ＣＨｊ＋１の信号レベルＣＨＢｊ〜ＣＨＢｊ＋１の範囲外であれば、異常判定区間外であると判定し、Ｓ１７２３へ進行する。この場合、所定時間経過しても平均輝度１２が替点ＣＨｊ〜ＣＨＢｊ＋１の範囲内に入らない場合は、異常と判断する。
また、異常と判断しない場合、異常判定ＥＲＲとし、Ｓ４００から再度開始してもよい。
【０１１３】
なお、ステップＳ１７０３及びステップＳ１７０４で設定する切替点を固定とし、常に同一の１区間における露出異常の判定を行うように構成してもよい。
また、時間的に区間を切り替えながら、入出力特性の全範囲における露出の異常判定を行うよう構成してもよい。
また、実施の形態２に示すものと同様に、被写体に応じて最適化された画像の蓄積時間及びゲインでなく、任意の蓄積時間及びゲインを用いて、露出の異常判定を行ってもよい。蓄積時間及びゲインを任意の値に設定することで、複数点または複数回連続して、異常判定を行うことが可能であり、異常判定の精度を向上させることができる。
特に、システムの電源オン時、または車輌に搭載する場合においてはイグニッション・オン時や車速が所定以下で白線認識等のシステム動作が行われないような状況でも露出の異常判定をすることができる。
【０１１４】
以上、この発明の実施の形態６に係る撮像装置によれば、異常判定を行う入出力特性の区間を限定することで、１回の異常判定動作を短くし、システム動作を停止させる時間等を削減することができる。
【０１１５】
また、ステップＳ１７０３及びステップＳ１７０４で設定する異常判定区間を、露出制御の本来の目標値を含む区間に限定する場合には、ステップＳ１７０５を省略でき、その被写体全体を最適に撮像できる状態で、異常判定が可能となる。最適制御とは、道路の白線認識システムに用いる撮像装置の場合は、画像の中で路面の明るさが最適値になる露出の値をいう。
さらに処理を簡略化する場合には、ステップＳ１７１３及びステップＳ１７２１における入出力特性の変換処理も省略し、単に平均輝度Ｂ１１及び平均輝度Ｂ１２を比較することによって異常検知するように構成してもよい。
【０１１６】
また、線形な入出力特性と非線形な入出力特性をあわせもつ撮像装置においては、ステップＳ１７０３及びステップＳ１７０４で設定する異常判定区間を線形な入出力特性をもつ区間に限定すれば、ステップＳ１７１３及びステップＳ１７２１での変換処理を省略して、簡略化したフローによって露出の異常を検知することもできる。
また、異常判定については、Ｓ１７１１、Ｓ１７１２またはＳ１７１９、Ｓ１７２０において、輝度Ｂが設定区間内のみを判定対象とし、設定区間外のものに対しては、Ｓ１７１７またはＳ１７２３にて異常またはＥＲＲ判定としたが、
実施の形態４、５同様に、輝度Ｂの区間判定を行い、輝度Ｂの区間に応じた特性で変換し、目標値との比較によって判定してもよい。
【０１１７】
実施の形態７．
実施の形態７に係る撮像装置では、撮像素子の入出力特性における複数の区間に対して一度に異常判定を行う。これは、実施の形態６に係る撮像装置は、撮像素子の入出力特性の特定の一区間において露出制御の異常判定を行う、あるいは、時間的に判定対象の区間を切り替えて入出力特性の全範囲について露出制御の異常判定を行うのに対して、撮像素子の入出力特性の複数の区間に対して一度に露出制御の異常判定を行うものである。
【０１１８】
以下、複数の切替点をもつ非線形な入出力特性を有する撮像素子を用いた撮像装置における露出異常判定処理について説明する。
この発明の実施の形態７に係る撮像装置の構成は、実施の形態１に係る撮像装置の構成（図１参照）に準ずる。
この発明の実施の形態７に係る露出制御の異常判定の処理を含む撮像装置の一例の処理の概要は、実施の形態１に係る撮像装置のフローチャート（図５ａ参照）に準ずる。
図１６は、この発明の実施の形態７に係る撮像装置に適用される露出制御の異常判定の処理内容を示すフローチャートである。
【０１１９】
ステップＳ１９０３からＳ１９２３の処理内容は、実施の形態６におけるステップＳ１７０３からＳ１７２３における処理内容に準ずる。
図１６において、ステップＳ１９０２では、異常判定対象区間を設定するためのｉを初期化する。ステップＳ１９０３では、入出力特性に複数の切替点を有する撮像装置において、撮像素子の露出制御の異常判定を行うために、異常判定の対象となる入出力特性の区間の開始点である第一切替点ＣＨｉを設定する。テップＳ１９０４では、所定の区間の終了点である第二切替点ＣＨｉ＋１を設定する。（ｉは切替点数ｎとするとき、０〜ｎ−１の自然数）
ステップＳ１９０５では、ステップＳ１９０３及びステップＳ１９０４で設定した異常判定区間の範囲内に露出制御の目標値ＴＧＴｉ＋１を設定する。
【０１２０】
ステップＳ１９０５で、露出制御の目標値ＴＧＴ設定後は、Ｓ４００→Ｓ４０２→Ｓ１９０６→Ｓ１９０７のステップを繰り返し、露出制御を行うものとする。蓄積時間Ｃ７ｉ、ゲインＧ７ｉは露出制御を行った結果の値で、状況に応じて異なる。ここで、露出制御は、露出制御が安定するか、安定すると考えられる所定時間の間実施する。
所定時間経過後は、ステップＳ１９１０で、平均輝度Ｂ（例えば、領域Ｒ内の平均輝度）をＢ１３ｉとして取得する。
【０１２１】
ステップＳ１９１１、Ｓ１９１２では、平均輝度Ｂ１３ｉがステップＳ１９０３、Ｓ１９０４で設定された切替点ＣＨｉ〜ＣＨｉ＋１の信号レベルＣＨＢｉ〜ＣＨＢｉ＋１の範囲内であるか否かを判定する。
平均輝度Ｂ１３ｉが切替点の信号レベルＣＨＢｉ〜ＣＨＢｉ＋１の範囲内であれば、その入出力特性はＨ０ｉ＋１であると判定し、Ｈ０ｉ＋１用の変換関数を用いる。
ステップＳ１９１４では、変換後の輝度Ｂ１３ｉをＢ１３ｉ‘として記憶する。
一方、平均輝度Ｂ１３ｉが切替点ＣＨｉ〜ＣＨｉ＋１の信号レベルＣＨＢｉ〜ＣＨＢｉ＋１の範囲外であれば、異常判定区間外であると判定し、処理を終了する。
この場合、ＴＧＴｉ＋１を切替点ＣＨｉ〜ＣＨｉ＋１の信号レベルＣＨＢｉ〜ＣＨＢｉ＋１の範囲内に設定しているにも関わらず、所定時間経過しても平均輝度Ｂ１３ｉが替点ＣＨｉ〜ＣＨＢｉ＋１の範囲内に入らない場合は、異常と判定する。
また、異常と判断しない場合、異常判定ＥＲＲとし、Ｓ４００から再度開始してもよい。
【０１２２】
ステップＳ１９１５では、ステップＳ１９０８で被写体に応じて最適制御された蓄積時間Ｃ７ｉのｎ倍の蓄積時間Ｃ７ｉｎを設定する。
ステップＳ１９１６では、ステップＳ１９０９で被写体に応じて最適制御されたゲインＧ７ｉのｍ倍のゲインＧ７ｉｍを設定する。
ステップＳ１９１８では、蓄積時間がＣ７ｉｎ及びゲインがＧ７ｉｍの場合の平均輝度ＢをＢ１４として取得する。
次に、ステップＳ１９１９、Ｓ１９２０では、平均輝度Ｂ１４がステップＳ１９０３で設定された切替点ＣＨｉ〜ＣＨｉ＋１の信号レベルＣＨＢｉ〜ＣＨＢｉ＋１の範囲内であるか否かを判定する。
【０１２３】
平均輝度Ｂ１４が切替点の信号レベルＣＨＢｉ〜ＣＨＢｉ＋１の範囲内であれば、その入出力特性はＨ０ｉ＋１であると判定し、フローはステップＳ１９２１に進行する。
ステップＳ１９２１では、Ｈ０ｉ＋１用の変換関数を用いて変換処理を行う。この変換処理は、実施の形態３のステップＳ１００６、Ｓ１００７、Ｓ１０１１及びＳ１０１２における変換処理に準ずる処理である。
これにより、変換後の入出力特性は、実施の形態３の場合と同様に、入力に対し単一の連続的な入出力特性をもつものとなる。
ステップＳ１９２２では、変換後の輝度Ｂ１４をＢ１４‘とする。
【０１２４】
ステップＳ１９２４での平均輝度の比較は、変換後の輝度Ｂ１３‘及びＢ１４’を用いて行う。
ステップＳ１９２４での平均輝度の比較の結果、露出の異常であると判定した場合は、フローはステップＳ１９２５に進行し、以降の異常判定処理は行わず、異常判定を終了する。但し、この際、露出制御の目標値ＴＧＴは本来の目標値へ再設定しておくものとする。
露出が正常であると判定した場合には、Ｓ１９２６へ進行する。
【０１２５】
ステップＳ１９２５では、露出が異常であると判定された場合に、ユーザに異常を発報する。
なお、ステップＳ１９２５では警告を発報することとしたが、併せて、このような撮像装置を用いた白線認識システムの動作を停止するように構成してもよい。
【０１２６】
一方、ステップＳ１９１９、Ｓ１９２０おいて、平均輝度Ｂ１４が切替点ＣＨｉ〜ＣＨｉ＋１の信号レベルＣＨＢｉ〜ＣＨＢｉ＋１の範囲外であれば、異常判定区間外であると判定し、Ｓ１９２３へ進行する。この場合、所定時間経過しても平均輝度１４が替点ＣＨｉ〜ＣＨＢｉ＋１の範囲内に入らない場合は、異常と判断する。
また、異常と判断しない場合、異常判定ＥＲＲとし、Ｓ４００から再度開始してもよい。
【０１２７】
ステップＳ１９２６では、異常判定区間の開始切替点を示すｉが、ｎ−１より大きいか否かを判定する。
大きい場合は、すべての特性区間の異常判定を行ったものとし、Ｓ１９２８へ進行する。小さい場合は、次の特性区間の異常判定を行うため、ｉ＝ｉ＋１とし、Ｓ１９０３へ戻る。
このように平均輝度Ｂ１３ｉとＢ１４ｉを比較する処理は、すべての入出力特性区間に対して行う。
【０１２８】
以上、本発明の実施の形態７に係る撮像装置によれば、入出力特性に切替点が複数存在する撮像素子を有する場合でも、その入出力特性全体における露出制御の異常の有無を判定することができる。また、異常判定を行う入出力特性の区間を時間的に切り替えることで、１回の異常判定動作を短くし、システム動作を停止する時間等を削減できる。
【０１２９】
また、異常判定については、Ｓ１９１１、Ｓ１９１２またはＳ１９１９、Ｓ１９２０において、輝度Ｂが設定区間内のみを判定対象とし、設定区間外のものに対しては、Ｓ１７１７またはＳ１７２３にて異常またはＥＲＲ判定としたが、実施の形態４、５同様に、輝度Ｂの区間判定を行い、輝度Ｂの区間に応じた特性で変換し、目標値との比較によって判定してもよい。
【０１３０】
実施の形態８．
実施の形態８に係る撮像装置では、撮像素子の入出力特性における複数の区間に対して一度に異常判定を行う。これは、実施の形態６に係る撮像装置は、撮像素子の入出力特性の特定の一区間において露出制御の異常判定を行う、あるいは、時間的に判定対象の区間を切り替えて入出力特性の全範囲について露出制御の異常判定を行うのに対して、撮像素子の入出力特性の複数の区間に対して一度に露出制御の異常判定を行うものである。
【０１３１】
以下、複数の切替点をもつ非線形な入出力特性を有する撮像素子を用いた撮像装置における露出異常判定処理について説明する。
この発明の実施の形態８に係る撮像装置の構成は、実施の形態１に係る撮像装置の構成（図１参照）に準ずる。
この発明の実施の形態８に係る露出制御の異常判定の処理を含む撮像装置の一例の処理の概要は、実施の形態１に係る撮像装置のフローチャート（図５ａ参照）に準ずる。
図１７は、この発明の実施の形態８に係る撮像装置に適用される露出制御の異常判定の処理内容を示すフローチャートである。
【０１３２】
図１７において、ステップＳ２００１では、判定対象区間を設定するためのｉを初期化する。
ステップＳ２００２では、蓄積時間基準Ｃ９を最も短い蓄積時間に選定する。
ステップＳ２００３では、ゲイン基準Ｇ９を最も小さい値に選定する。
ステップＳ２００４では、異常判定の対象となる蓄積時間Ｃ２ｘｉを設定する。ここではＣ２ｘｉは、異常判定区間ＣＨｉ〜ＣＨｉ＋１を対象とするときに予め設定した係数ｘｉをＣ２にかけた値とする。（ｘｉは、連続する実数としてもよい。）
また、Ｓ２００５でゲインをＧ９に設定する。
その後、ステップＳ４０４へ戻り、蓄積時間がＣ９ｘｉ及びゲインがＧ９の場合の平均輝度を取得する。異常判定中はＳ４０２からＳ２００６へ進行するため、Ｂ１７ｉが記憶済みか否かを判定し、Ｂ１７ｉが記憶済でなければ、ステップＳ２００７で、蓄積時間がＣ９ｘｉ及びゲインがＧ９の場合の平均輝度Ｂ（例えば、領域Ｒ内の平均輝度）をＢ１７ｉとして取得する。
【０１３３】
続く、ステップＳ２００９では、Ｂ１７ｉが切替点ＣＨ０〜ＣＨｎの信号レベルＣＨＢ０〜ＣＨＢｎと比較し、Ｂ１７ｉがいずれの区間の値であるかを判定する。
Ｓ２００４では、ｘｉを予め設定した値とするため、Ｂ１７ｉがいずれの区間の値であるかを判定するためのステップＳ２００９は、全区間でなく想定される範囲内に絞ってもよい。
区間が判定された後は、ステップＳ２０１０において、判定された第一切替点ＣＨｉ及び第二切替点ＣＨｉ＋１で確定される区間の変換関数Ｈ０ｉ＋１を用いて、入出力特性の変換処理を行う。
なお、Ｂ１７ｉがＣＨＢ０より小さい場合、もしくはＣＨＢｎより大きい場合は、撮像素子の入出力特性区間をはずれるものとし、Ｓ２０１９へ進行する。
また、異常と判断しない場合、異常判定ＥＲＲとし、Ｓ４００から再度開始してもよい。
ステップＳ２０１１では、変換後の輝度Ｂ１７ｉをＢ１７ｉ‘として記憶する。
【０１３４】
ステップＳ２０１２では、蓄積時間基準Ｃ９を設定する。
ステップＳ２０１３では、異常判定の対象となるゲインＧ９ｙｉを設定する。ここではＧ９ｙｉがＧ９ｙｉ＝（Ｃ９ｘｉ／Ｃ９）×Ｇ９を満たす値に設定する。
その後、ステップＳ４０４へ戻り、蓄積時間がＣ９及びゲインがＧ９ｙｉの場合の平均輝度を取得する。異常判定中はＳ４０２からＳ２００６へ進行するため、Ｂ１７ｉが記憶済みか否かを判定し、Ｂ１７ｉが記憶済であれば、ステップＳ２０１４で、蓄積時間がＣ９でゲインがＧ９ｙｉの場合の画像出力における平均輝度ＢをＢ１８ｉとする。
【０１３５】
続く、ステップＳ２０１５では、Ｂ１７ｉが切替点ＣＨ０〜ＣＨｎの信号レベルＣＨＢ０〜ＣＨＢｎと比較し、Ｂ１８ｉがいずれの区間の値であるかを判定する。
Ｓ２００４では、ｘｉを予め設定した値とするため、Ｂ１８ｉがいずれの区間の値であるかを判定するためのステップＳ２０１５は、Ｓ２００９同様、全区間でなく想定される範囲内に絞ってもよい。
区間が判定された後は、ステップＳ２０１６において、判定された第一切替点ＣＨｉ及び第二切替点ＣＨｉ＋１で確定される区間の変換関数Ｈ０ｉ＋１を用いて、入出力特性の変換処理を行う。
なお、Ｂ１８ｉがＣＨＢ０より小さい場合、もしくはＣＨＢｎより大きい場合は、撮像素子の入出力特性区間をはずれるものとし、Ｓ２０１９へ進行する。
また、異常と判断しない場合、異常判定ＥＲＲとし、Ｓ４００から再度開始してもよい。
ステップＳ２０１７では、変換後の輝度Ｂ１８ｉをＢ１８ｉ‘とする。
【０１３６】
ステップＳ２０１８での平均輝度の比較は、変換後の輝度Ｂ１７ｉ‘及びＢ１８ｉ’を用いて行う。
ステップＳ２０１８での平均輝度の比較の結果、露出の異常であると判定した場合は、フローはステップＳ２０１９に進行し、以降の異常判定処理は行わず、異常判定を終了する。
露出が正常であると判定した場合には、Ｓ２０２０へ進行する。
【０１３７】
ステップＳ２０１９では、露出が異常であると判定された場合に、ユーザに異常を発報する。
なお、ステップＳ２０１９では警告を発報することとしたが、併せて、このような撮像装置を用いた白線認識システムの動作を停止するように構成してもよい。
【０１３８】
ステップＳ２０２０では、異常判定区間の開始切替点を示すｉが、ｎ−１より大きいか否かを判定する。（ｘｉが、連続する実数の場合は、輝度Ｂ１７ｉまたは１８ｉの値により、全区間の判定が終了したか否かを判定してもよい。）
大きい場合は、すべての特性区間の異常判定を行ったものとし、Ｓ２０２２へ進行する。小さい場合は、次の特性区間の異常判定を行うため、ｉ＝ｉ＋１とし、Ｓ２００４へ戻る。
このように平均輝度Ｂ１７ｉ‘とＢ１８ｉ’を比較する処理は、すべての入出力特性区間に対して行う。
【０１３９】
以上、本発明の実施の形態８に係る撮像装置によれば、入出力特性に切替点が複数存在する撮像素子を有する場合でも、その入出力特性全体における露出制御の異常の有無を判定することができる。また、異常判定を行う入出力特性の区間を時間的に切り替えることで、１回の異常判定動作を短くし、システム動作を停止する時間等を削減できる。
【０１４０】
また、異常判定については、Ｓ１９１１、Ｓ１９１２またはＳ１９１９、Ｓ１９２０において、輝度Ｂが設定区間内のみを判定対象とし、設定区間外のものに対しては、Ｓ１７１７またはＳ１７２３にて異常またはＥＲＲ判定としたが、実施の形態４、５同様に、輝度Ｂの区間判定を行い、輝度Ｂの区間に応じた特性で変換し、目標値との比較によって判定してもよい。
【０１４１】
実施の形態９．
実施の形態９では、撮像素子の入出力特性が切替点を持たない非線形な入出力特性である撮像装置における露出制御の異常を判定する形態について説明する。
図１８は、この発明の実施の形態９にかかる撮像装置に用いる撮像素子の入出力特性（像面照度に対する信号レベルの特性）を表す図である。
【０１４２】
図１８に示すように、切替点をもたない非線形な入出力特性をもつ撮像装置の特性Ｅ０１は、線形な入出力特性をもつ撮像装置の特性Ｅ０２、切替点をもつ非線形な入出力特性をもつ撮像装置の特性Ｅ０３と比較して、直線で表される特性をもつ。但し、図１８における横軸（像面照度）は、対数表示である。
本実施の形態における切替点を持たない非線形な入出力特性を有する撮像素子は、蓄積時間の調節機能は持たないものとする。
【０１４３】
以下、この発明の実施の形態９について説明する。
図１９は、この発明の実施の形態９に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
図２０は、この発明の実施の形態９に係る露出制御の異常判定の処理を含む撮像装置の一例の処理の概要示すフローチャートである。
【０１４４】
図１９に示す本発明の実施の形態９に係る撮像装置の構成は、図１に示す実施の形態１に係る撮像装置から蓄積時間制御部２０４および露出制御部２０５を取り除いたものである。
蓄積時間の制御を行わないこと以外は基本的に同一の構成である。
【０１４５】
アナログ信号処理部２０２内のゲイン制御部２０４では、例えば、画像データの所定領域内の平均輝度が目標値となるようにゲインを制御し、フィードバック制御を実施した結果が反映することで、被写体に応じたゲインを設定する。
この実施の形態９では、フィードバック制御部（図示せず）及びゲイン異常判定部２１０は、ＣＰＵ２０８内に配設し、ゲイン制御部２０４を制御するのに必要なゲインの設定は、ＣＰＵ２０８からゲイン制御部２０４に伝達できる構成である。
また、画像データの平均輝度を算出する所定領域は、図３に示すＲで囲まれる領域とする。Ｒ領域内の平均輝度の算出は、アナログ映像信号処理後の映像信号成分、またはＡ／Ｄ変換後のデジタル映像信号のいずれを用いて行ってもよい。
【０１４６】
なお、実施の形態９では、デジタル映像信号を用いてゲインの異常制御の判定を行うべく、Ａ／Ｄ変換の後段のＣＰＵ２０８内にゲイン異常判定部２１０を配設したが、アナログ信号処理後の映像信号を用いてゲイン異常判定を行ってもよい。この場合は、Ａ／Ｄ変換部２０６の前段にゲイン異常判定部２１０を配設すればよい。また、ここでは、ＣＰＵ２０８が各種画像処理を行う形態について説明したが、ＣＰＵ２０８とは別に画像処理専用のブロックを設けてもよい。
【０１４７】
図２０において、ステップＳ２３０１では、被写体に応じて最適制御されたゲインＧ８を設定する。
ステップＳ２３０２では、ゲインがＧ８の場合の平均輝度Ｂ（例えば、領域Ｒ内の平均輝度）をＢ１５として取得する。
ステップＳ２３０３では、図１８に示す撮像素子の入出力特性のＥ０１用の変換関数を用いて平均輝度Ｂ１５をＢ１５’に変換する。
ステップＳ２３０９では、変換後の輝度Ｂ１５をＢ１５‘として記憶する。
【０１４８】
ステップＳ２３０４では、異常判定の対象となるゲインＧ８ｙを設定する。
ステップＳ２３０５では、ゲインがＧ８ｙの場合の平均輝度ＢをＢ１６として取得する。
ステップＳ２３０６では、ステップＳ２３０３と同様に、Ｅ０１用の変換関数を用いて平均輝度Ｂ１６をＢ１６’に変換する。
ステップＳ２３０３およびステップＳ２３０６における平均輝度の変換は、例えば、Ｅ０１の特性が入力に対し、線形な入出力特性となるように変換する。
ステップＳ２３１０では、変換後の輝度Ｂ１６をＢ１６‘とする。
【０１４９】
ここで、例えば、入出力特性が、像面照度Ｅ［ｌｘ］、Ａ／Ｄ変換後のデジタル映像信号Ｂ［ＬＳＢ］（輝度Ｂ１５、Ｂ１６も本実施の形態では、デジタル映像信号の所定領域の平均値）、ゲインＧ８ｙ、撮像素子の感度Ｓ［ＬＳＢ／ｌｘ・ｓ］とするとき、特性Ｅ０１は、例えば、下式で表される。
Ｂ＝Ｋ×ｌｏｇ（Ｅ×Ｓ）×Ｇ８ｙ（Ｋは任意の定数）
Ｂを変換した後の出力をＢ’とするとき、この実施の形態９では、特性Ｅ０１の変換式は、下式とする。
Ｂ’＝（１０＾（Ｂ／（Ｇ８ｙ×Ｋ））
これにより、変換後の入出力特性は、図２０のＥ０２に示すように、入力に対し単一の入出力特性をもつものとなる。
【０１５０】
従って、Ｓ２３０７で変換後の平均輝度Ｂ１５’とＢ１６’を比較してゲインの異常判定を行う際には、例えば、下式を満たす場合に異常であると判定する。
ここでは、比を用いて平均輝度Ｂ１５’とＢ１６’の比較を行ったが、比較方法は比に基づく方法に限定されるものではなく、平均輝度Ｂ１５とＢ１６の差を用いて比較してもよく、その他の演算式で比較を行ってもよい。
Ｄｂ＝Ｂ１５’／Ｂ１６’＞Ｇ／Ｇｍ×ｋ
または、Ｄｂ＝Ｂ１６’／Ｂ１５’＞Ｇｍ／Ｇ×ｋ（ｋ＞１）
【０１５１】
ステップＳ２３０８では、撮像装置のユーザに露出が異常である旨の警告を発報する。
なお、ステップＳ２３０８では警告を発報することとしたが、併せて、このような撮像装置を用いた白線認識システムの動作を停止するように構成してもよい。
また、本実施の形態でＧ８は、被写体に応じた最適なゲインとしたが、任意のゲインを設定してもよい。
【０１５２】
以上、本発明の実施の形態９に係る撮像装置によれば、蓄積時間の制御を行わず、ゲイン制御のみを行う撮像装置においても、実施の形態１ないし７の撮像装置と同様に、露出量を増大あるいは減少させることによって露出の異常を判定するために、撮影のために被写体に応じて行う露出制御を一時的に中断することなく、ゲイン制御の異常を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る撮像装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る撮像装置の車輌への取付例を概念的に示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る撮像装置で撮影した映像例を示す図である。
【図４】撮像装置における最適なシャッタ速度における画像出力、シャッタ速度が最遅における画像出力、及び、シャッタ速度が最速における画像出力例を示す図である。
【図５ａ】この発明の実施の形態１に係る撮像装置における露出制御の異常判定の処理を含む処理を示すフローチャートである。
【図５ｂ】この発明の実施の形態１に係る撮像装置における露出制御の異常判定の処理を含む処理を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１に係る撮像装置に用いる撮像素子の入出力特性（像面照度に対する信号レベルの特性）を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る撮像装置における露出制御の異常判定処理の内容を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態２に係る撮像装置に用いる撮像素子の入出力特性（像面照度に対する信号レベルの特性）を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態３にかかる撮像装置に用いる撮像素子の入出力特性（像面照度に対する信号レベルの特性）を方対数グラフに表した図である。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る撮像装置における露出制御の異常判定の処理内容を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態３に係る露出異常判定における入出力特性変換の原理を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態４に係る撮像装置における露出制御の異常判定の処理内容を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態５に係る撮像装置の異常判定処理の内容を示すフローチャートである。
【図１４】この発明の実施の形態６にかかる撮像装置に用いる撮像素子の入出力特性（像面照度に対する信号レベルの特性）を表す図である。
【図１５】この発明の実施の形態６に係る撮像装置に適用される露出制御の異常判定の処理内容の前半部分を示すフローチャートである。
【図１６】この発明の実施の形態７に係る撮像装置に適用される露出制御の異常判定の処理内容を示すフローチャートである。
【図１７】この発明の実施の形態８に係る撮像装置に適用される露出制御の異常判定の処理内容を示すフローチャートである。
【図１８】この発明の実施の形態９にかかる撮像装置に用いる撮像素子の入出力特性（像面照度に対する信号レベルの特性）を表す図である。
【図１９】この発明の実施の形態９に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２０】この発明の実施の形態９に係る撮像装置に適用される露出制御の異常判定の処理内容を概略的に示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１５４】
１００、１００Ａ  撮像装置、２０１  光電変換部、２０２  アナログ信号処理部、２０３  ゲイン制御部、２０４  蓄積時間制御部、２０５  露出制御部、２０６  Ａ／Ｄ変換部、２０７  画像メモリ、２０８  ＣＰＵ、２０９  異常判定部、２１０  ゲイン異常判定部。
【図１】
2007049359.tif 000003
【図２】
2007049359.tif 000004
【図３】
2007049359.tif 000005
【図４】
2007049359.tif 000006
【図５ａ】
2007049359.tif 000007
【図５ｂ】
2007049359.tif 000008
【図６】
2007049359.tif 000009
【図７】
2007049359.tif 000010
【図８】
2007049359.tif 000011
【図９】
2007049359.tif 000012
【図１０】
2007049359.tif 000013
【図１１】
2007049359.tif 000014
【図１２】
2007049359.tif 000015
【図１３】
2007049359.tif 000016
【図１４】
2007049359.tif 000017
【図１５】
2007049359.tif 000018
【図１６】
2007049359.tif 000019
【図１７】
2007049359.tif 000020
【図１８】
2007049359.tif 000021
【図１９】
2007049359.tif 000022
【図２０】
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