(57)【要約】【課題】設置箇所における動作温度範囲を拡張して熱的負担を減らすことにより故障率を抑え、寿命を延ばすことができるステレオカメラ、ステレオ撮像方法及びそのプログラムを提供すること。【解決手段】ステレオカメラ１００は、被写体光を入射するレンズ１０１及びレンズ１０２と、被写体光を電気信号に変換する撮像素子Ａ１０３及び撮像素子Ｂ１０４と、変換された電気信号を増幅する増幅回路Ａ１０５及び増幅回路Ｂ１０６と、ステレオ画像処理を行うステレオ画像処理回路１０７と、被写体に光を照射する光源を駆動する光源回路１０８と、雰囲気温度を検出する温度検出回路１０９とを備え、温度検出回路１０９は、光源回路１０８が光源に流す光源電流Ｉｆを制御するためのＩｆ制御情報を光源回路１０８に出力する構成を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像手段と、前記被写体を照射する光源と、温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記光源に流す光源電流を制御する光源電流制御手段とを備えたことを特徴とするステレオカメラ。
【請求項２】
前記光源電流制御手段は、検出された温度が予め定められた温度と一致したとき前記光源電流を制限するものであることを特徴とする請求項１に記載のステレオカメラ。
【請求項３】
前記撮像手段の出力信号を増幅する増幅手段と、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記増幅手段の増幅率を制御する増幅率制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のステレオカメラ。
【請求項４】
撮像素子により撮像を行うステップと、温度を検出するステップと、前記温度を検出するステップにおいて検出された温度に応じて光源に流す光源電流を制御するステップとを含むことを特徴とするステレオ撮像方法。
【請求項５】
前記温度を検出するステップにおいて検出された温度が予め定められた温度と一致したとき前記光源電流を制限するステップを含むことを特徴とする請求項４に記載のステレオ撮像方法。
【請求項６】
前記撮像素子の出力信号を増幅するステップと、前記温度を検出するステップにおいて検出された温度に応じて前記出力信号の増幅率を制御するステップとを含むことを特徴とする請求項４又は５に記載のステレオ撮像方法。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれか１項に記載のステレオ撮像方法をコンピュータ又はマイコンに実行させることを特徴とするステレオ撮像プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステレオ測距を行うステレオカメラ、ステレオ撮像方法及びそのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のステレオカメラでは複数のカメラを用いてカメラから撮影対象物までの距離の検出を行っている（例えば、特許文献１参照）。図６は従来のステレオカメラの概略構成を示す図である。
【０００３】
図６において、発光制御部５０８は車両のクラッチ手段５０７のリアー操作に伴い車両後方を照らすバック照射光源５０９が動作するように制御を行う。撮像手段５０１及び５０２で撮像された画像の信号は、それぞれ、Ａ／Ｄバッファ５０３及び５０４によりディジタル化された後、ステレオ画像処理手段５０５に入力されて撮像手段５０１及び５０２から車両後方対象物までの距離が算出される。出力装置５０６は後方対象物が接近したときに警報を発生させる。バック照射光源５０９で対象物を照らすことにより、撮像手段５０１及び５０２の画像信号レベルが大きくなるので、周囲が暗い状況下でもステレオ画像処理の精度、つまり距離算出の精度を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００３−２１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術では、特にステレオカメラが車室内に配置され、光源がステレオカメラの撮像手段に近接する場合には、晴天時における車室内の温度上昇に加え、撮像素子や光源を駆動することによる自己発熱により内部温度上昇が顕著になるので、ステレオカメラが配置されている雰囲気温度が動作可能な上限温度になってしまう頻度が高くなって故障しやすくなり、寿命が短くなることも予想される。
【０００５】
図７は従来のステレオカメラの温度上昇の説明図である。横軸はステレオカメラが配置されている雰囲気温度ｔａを示し、縦軸はステレオカメラの温度であるカメラ温度ｔｉを示す。特許文献１には、バック照射光源５０９が撮像手段５０１及び５０２に近接することに関する記述はないが、光源を車両後方に配置して車両後方を照射することに限定せず、光源と撮像手段とが近接し、光源に通電した場合（図７では電流Ｉｆ小を流した場合）には雰囲気温度ｔａ（＝ｔａｊ２）よりもカメラ温度ｔｉが高くなる。特に光源に流す電流値が大きい場合（Ｉｆ大）には、光源がさらに発熱するためステレオカメラの温度上昇が顕著になり、動作温度限界ｔｊに達する雰囲気温度ｔａｊが低下してｔａｊ２からｔａｊ１になるため（ｔａｊ１＜ｔａｊ２）、安定して動作する雰囲気温度範囲が狭くなり、雰囲気温度がｔａｊ１を超えると故障しやすくなるという課題があった。
【０００６】
本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、設置箇所における動作温度範囲を拡張して熱的負担を減らすことにより故障率を抑え、寿命を延ばすことができるステレオカメラ、ステレオ撮像方法及びそのプログラム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】
【０００７】
本発明のステレオカメラは、被写体を撮像する撮像手段と、前記被写体を照射する光源と、温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記光源に流す光源電流を制御する光源電流制御手段とを備えた構成を有している。
【０００８】
この構成により、本発明のステレオカメラは、光源電流制御手段が温度検出手段の検出結果に応じて光源に流す光源電流を制御するので、設置箇所における動作温度範囲を拡張して熱的負担を減らすことにより故障率を抑え、寿命を延ばすことができる。
【０００９】
また、本発明のステレオカメラは、前記光源電流制御手段は、検出された温度が予め定められた温度と一致したとき前記光源電流を制限するものである構成を有している。
【００１０】
この構成により、本発明のステレオカメラは、所定の温度において光源電流を制限することによって、設置箇所における動作温度範囲を拡張して熱的負担を減らすことにより故障率を抑え、寿命を延ばすことができる。
【００１１】
さらに、本発明のステレオカメラは、前記撮像手段の出力信号を増幅する増幅手段と、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記増幅手段の増幅率を制御する増幅率制御手段とを備えた構成を有している。
【００１２】
この構成により、本発明のステレオカメラは、温度が上昇したときに光源電流制御手段の制御により光源の光量が低下することに伴って画像信号レベルが低下した場合でも、増幅率制御手段が増幅手段の増幅率を上げることができるので、画像信号レベルを上昇させることができ、距離測定の精度低下を抑制することができる。
【００１３】
本発明のステレオ撮像方法は、撮像素子により撮像を行うステップと、温度を検出するステップと、前記温度を検出するステップにおいて検出された温度に応じて光源に流す光源電流を制御するステップとを含む構成を有している。
【００１４】
この構成により、本発明のステレオ撮像方法は、光源電流を制御するステップにおいて温度の検出結果に応じて光源に流す光源電流を制御するので、設置箇所における動作温度範囲を拡張して熱的負担を減らすことにより故障率を抑え、寿命を延ばすことができる。
【００１５】
また、本発明のステレオ撮像方法は、前記温度を検出するステップにおいて検出された温度が予め定められた温度と一致したとき前記光源電流を制限するステップを含む構成を有している。
【００１６】
この構成により、本発明のステレオ撮像方法は、所定の温度において光源電流を制限することによって、設置箇所における動作温度範囲を拡張して熱的負担を減らすことにより故障率を抑え、寿命を延ばすことができる。
【００１７】
さらに、本発明のステレオ撮像方法は、前記撮像素子の出力信号を増幅するステップと、前記温度を検出するステップにおいて検出された温度に応じて前記出力信号の増幅率を制御するステップとを含む構成を有している。
【００１８】
この構成により、本発明のステレオ撮像方法は、温度が上昇したときに光源電流を制御するステップにおいて光源の光量が低下することに伴って画像信号レベルが低下した場合でも、増幅率を制御するステップにおいて出力信号の増幅率を上げることができるので、画像信号レベルを上昇させることができ、距離測定の精度低下を抑制することができる。
【００１９】
本発明のステレオ撮像プログラムは、ステレオ撮像方法をコンピュータ又はマイコンに実行させる構成を有している。
【００２０】
この構成により、本発明のステレオ撮像プログラムは、コンピュータ又はマイコンに、光源電流を制御するステップにおいて温度の検出結果に応じて光源に流す光源電流を制御させるので、設置箇所における動作温度範囲を拡張して熱的負担を減らすことにより故障率を抑え、寿命を延ばすことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、設置箇所における動作温度範囲を拡張して熱的負担を減らすことにより故障率を抑え、寿命を延ばすことができるという効果を有するステレオカメラ、ステレオ撮像方法及びそのプログラムを提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
本発明に係るステレオカメラの第１の実施の形態における構成について説明する。図１は、本実施の形態におけるステレオカメラのブロック図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施の形態におけるステレオカメラ１００は、被写体光を入射するレンズ１０１及びレンズ１０２と、被写体光を電気信号に変換する撮像素子Ａ１０３及び撮像素子Ｂ１０４と、電気信号を増幅する増幅回路Ａ１０５及び増幅回路Ｂ１０６と、ステレオ画像処理を行うステレオ画像処理回路１０７と、被写体に光を照射する光源（図示省略）を駆動する光源回路１０８と、雰囲気温度を検出する温度検出回路１０９とを備えている。
【００２５】
なお、撮像素子Ａ１０３及び撮像素子Ｂ１０４は、本発明に係る撮像手段を構成する。また、増幅回路Ａ１０５及び増幅回路Ｂ１０６は、本発明に係る増幅手段を構成する。また、光源回路１０８及び温度検出回路１０９は、本発明に係る光源電流制御手段を構成する。また、温度検出回路１０９は、本発明に係る温度検出手段を構成する。
【００２６】
図１において、ステレオカメラ１００は、レンズ１０１を用いて撮像素子Ａ１０３に結像を行い、増幅回路Ａ１０５は撮像素子Ａ１０３の出力信号の増幅を行うとともに、ステレオ画像処理回路１０７に信号供給を行う。また、ステレオカメラ１００は、レンズ１０２を用いて撮像素子Ｂ１０４に結像を行い、増幅回路Ｂ１０６は撮像素子Ｂ１０４の出力信号の増幅を行うとともに、ステレオ画像処理回路１０７に信号供給を行う。
【００２７】
ステレオ画像処理回路１０７は、入力される２系統の画像信号に基づいたステレオ画像に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって距離情報を求める処理を行って、三次元の距離分布を表す距離画像信号を生成して出力する。
【００２８】
光源回路１０８は、光源に流す光源電流Ｉｆを制御するためのＩｆ制御情報を温度検出回路１０９から取得し、このＩｆ制御情報に基づいて光源に出力する光源電流Ｉｆを制御する。温度検出回路１０９は、ステレオカメラ１００の雰囲気温度を検出し、検出した温度に応じたＩｆ制御情報を光源回路１０８に出力する。
【００２９】
次に、温度検出回路１０９による光源回路１０８の制御について図１及び図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態におけるステレオカメラ１００の雰囲気温度ｔａと、カメラ温度ｔｉと、光源電流Ｉｆとの関係を示す図である。
【００３０】
温度検出回路１０９は、雰囲気温度ｔａがｔａ＜ｔａ１の範囲では光源にＩｆ大の電流を流すよう光源回路１０８を制御する。また、温度検出回路１０９は、雰囲気温度ｔａがｔａ１≦ｔａ＜ｔａ２の範囲では光源に流す電流をＩｆ大からＩｆ中に徐々に減少させるよう光源回路１０８を制御する。また、温度検出回路１０９は、雰囲気温度ｔａがｔａ２≦ｔａ＜ｔａ３の範囲では光源に流す電流をＩｆ中から徐々に減少させ、雰囲気温度ｔａ＝ｔａ３では光源電流Ｉｆ＝０として光源に通電しないよう光源回路１０８を制御する。ここで、光源に流す電流はＩｆ大＞Ｉｆ中＞０の関係を有し、Ｉｆ大及びＩｆ中の値は、光源や使用環境等に応じて予め定めておく。
【００３１】
前述のように、雰囲気温度ｔａが上昇するに従って光源電流Ｉｆを制限することにより、カメラ温度が動作温度限界ｔｊに達する雰囲気温度ｔａｊを従来のｔａｊ１からｔａ３に上げることができ、カメラの温度上昇を抑制して雰囲気の動作温度範囲を拡張することができる。すなわち、雰囲気温度ｔａに対する光源電流Ｉｆの関係は図３で表すことができる。
【００３２】
なお、光源回路１０８及び温度検出回路１０９による光源電流Ｉｆの制御は例えばコンピュータやマイコンでも実現可能である。図３に示すように雰囲気温度ｔａに応じて光源電流Ｉｆを低下させるようにプログラミングしたプログラムをコンピュータ又はマイコンに実行させ、温度検出回路１０９が検出した温度データをコンピュータ又はマイコンに入力することによって、コンピュータ又はマイコンは光源電流Ｉｆを制御できる。
【００３３】
以上のように、本実施の形態におけるステレオカメラ１００によれば、検出した雰囲気温度に応じて光源回路１０８を制御する温度検出回路１０９を備える構成としたので、設置箇所における動作温度範囲を拡張し、熱的負担を減らすことにより故障率を抑え、寿命を延ばすことができる。
【００３４】
なお、前述の実施の形態において、温度検出回路１０９が雰囲気温度を検出し、雰囲気の温度上昇に応じて光源電流Ｉｆを徐々に減少させる例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば温度検出回路１０９がカメラ内部の温度を検出し、カメラ内部の温度に応じて光源電流Ｉｆを徐々に減少させる構成としてもよい。
【００３５】
また、前述の実施の形態において、温度検出回路１０９が光源回路１０８を介して光源電流Ｉｆを制御する処理には、検出温度に応じて光源電流Ｉｆを増減する処理のみでなく、検出温度が予め定められた温度になったら光源電流Ｉｆ＝０にする処理も含まれる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
本発明に係るステレオカメラの第２の実施の形態における構成について説明する。図４は、本実施の形態におけるステレオカメラのブロック図である。
【００３７】
図４に示すように、本実施の形態におけるステレオカメラ２００は、第１の実施の形態におけるステレオカメラ１００に対し、ゲイン調整回路２０１を備えた点が異なるので、同様な構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３８】
ゲイン調整回路２０１は、温度検出回路１０９から温度情報を取得し、雰囲気温度に応じて増幅回路Ａ１０５及び増幅回路Ｂ１０６のゲイン（増幅率）を所望の値に調整するようになっている。なお、ゲイン調整回路２０１は、本発明に係る増幅率制御手段を構成する。
【００３９】
図５は、本実施の形態におけるステレオカメラ２００の雰囲気温度ｔａに対する増幅回路Ａ１０５及び増幅回路Ｂ１０６のゲイン特性を示す図であり、これに基づいてステレオカメラ２００の動作を説明する。
【００４０】
温度検出回路１０９は雰囲気温度を検出し、温度情報をゲイン調整回路２０１に出力する。次に、ゲイン調整回路２０１は、図５に示すように雰囲気温度ｔａがｔａ＜ｔａ１の範囲では増幅回路Ａ１０５及び増幅回路Ｂ１０６のゲインをＧ１の一定値にする。また、ゲイン調整回路２０１は、雰囲気温度ｔａがｔａ１≦ｔａ＜ｔａ２の範囲ではゲインがＧ１からＧ２に徐々に増加するように増幅回路Ａ１０５及び増幅回路Ｂ１０６のゲインを制御する。さらに、ゲイン調整回路２０１は、雰囲気温度ｔａがｔａ２≦ｔａ＜ｔａ３の範囲ではゲインがＧ２からＧ３に徐々に増加するように増幅回路Ａ１０５及び増幅回路Ｂ１０６のゲインを制御する。
【００４１】
ところで、第１の実施の形態においては雰囲気温度が上昇したときに光源の光量が低下することに伴って画像信号レベルが低下して画像が暗くなり、画像として見えにくくなるので、ステレオ画像処理回路１０７の測距機能動作ができなくなることがある。そこで、本実施の形態においては、増幅回路Ａ１０５及び増幅回路Ｂ１０６のゲインを検出温度に連動したゲインにすることにより、光源の光量低下を補うようにステレオ画像処理回路１０７に与える画像信号レベルを上昇させることができ、測距機能動作を継続させることができる。
【００４２】
なお、ゲイン調整回路２０１による増幅回路Ａ１０５及び増幅回路Ｂ１０６のゲイン制御は例えばコンピュータやマイコンでも実現可能である。図５に示すように雰囲気温度ｔａに応じて増幅回路のゲインを上昇させるようにプログラミングしたプログラムをコンピュータ又はマイコンに実行させ、温度検出回路１０９で検出した温度データをコンピュータ又はマイコンに入力することによって、コンピュータ又はマイコンは増幅回路Ａ１０５及び増幅回路Ｂ１０６のゲインを制御できる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態におけるステレオカメラ２００は、温度検出回路１０９からの温度情報に応じて増幅回路Ａ１０５及び増幅回路Ｂ１０６のゲインを制御するゲイン調整回路２０１を備える構成としたので、温度が上昇したときに温度検出回路１０９の制御により光源の光量が低下することに伴って画像信号レベルが低下する場合でも、ゲイン調整回路２０１が増幅回路Ａ１０５及び増幅回路Ｂ１０６のゲインを上げることができるので、ステレオ画像処理回路１０７が入力する画像信号レベルを上昇させることができ、測距機能動作を継続させることができる。
【００４４】
なお、前述の実施の形態において、温度検出回路１０９が雰囲気温度を検出し、ゲイン調整回路２０１が雰囲気の温度上昇に応じてゲインを徐々に上昇させる例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば温度検出回路１０９がカメラ内部の温度を検出し、ゲイン調整回路２０１がカメラ内部の温度に応じてゲインを徐々に上昇させる構成としてもよい。
【００４５】
また、ゲイン調整回路２０１が行う増幅回路の制御処理には、検出温度に応じてゲインを増減する処理のみでなく、検出温度が予め定められた温度未満ならゲインＧ＝Ｇ１、ある温度以上になったらゲインＧ＝Ｇ３等にする処理も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係るステレオカメラは、車室内が高温になることと自己発熱による故障を鑑み、温度検出することで発熱量を抑制するように光量を制限することができるので、故障率を低下させ、長寿命化を図ることのできるステレオカメラとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るステレオカメラの第１の実施の形態における構成を示すブロック図
【図２】本発明に係るステレオカメラの第１の実施の形態において、雰囲気温度ｔａと、カメラ温度ｔｉと、光源電流Ｉｆとの関係を示す図
【図３】本発明に係るステレオカメラの第１の実施の形態において、雰囲気温度ｔａに対する光源電流Ｉｆの関係を示す図
【図４】本発明に係るステレオカメラの第２の実施の形態における構成を示すブロック図
【図５】本発明に係るステレオカメラの第２の実施の形態において、雰囲気温度ｔａに対するカメラゲイン特性を示す図
【図６】従来のステレオカメラの構成を示すブロック図
【図７】従来のステレオカメラの温度上昇の説明図
【符号の説明】
【００４８】
１００、２００  ステレオカメラ
１０１、１０２  レンズ
１０３  撮像素子Ａ（撮像手段）
１０４  撮像素子Ｂ（撮像手段）
１０５  増幅回路Ａ（増幅手段）
１０６  増幅回路Ｂ（増幅手段）
１０７  ステレオ画像処理回路
１０８  光源回路（光源電流制御手段）
１０９  温度検出回路（温度検出手段、光源電流制御手段）
２０１  ゲイン調整回路（増幅率制御手段）
【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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