JPH10327337A - 画像入力装置のスミアリング防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＣＣＤに太陽光が直接入射されることにより生
じるスミアリングを防止する。 【解決手段】ビデオカメラに内蔵するＣＣＤの前方に透
過型液晶素子１５を配設し、透過型液晶素子１５の表示
面を透過する太陽光の座標をナビゲーションシステム２
２から出力される地図情報とクロック／カレンダ回路２
３から出力される日付及び時刻情報とに基づき算出し、
透過型液晶素子１５の表示面の上記座標に対応する位置
の画素を駆動させてマスクを表示させ、マスクによりＣ
ＣＤに入射される太陽光を遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像素子にて太陽
光を直接受光することにより生じるスミアリングを防止
する画像入力装置のスミアリング防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、先進安全自動車（ＡＳＶ：Advanc
ed Safety Vehicle）に係わる技術の一環として、事故
回避支援システム（ＡＤＡ：Active Drive Assist）等
の技術開発が進められ、又、ドライバを単調な運転行動
から解放し車両の自律走行を可能にする自動運転道路シ
ステム（ＡＨＳ：Automated Highway Systems）等の技
術開発も進められている。

【０００３】これらのシステムにおいては、 認識対象
である先行車や車両周辺の障害物、或いは車線等は、車
両に搭載したビデオカメラで撮像した画像に基づいて認
識する場合が多く、ビデオカメラとしては、電荷結合素
子（ＣＣＤ）等の撮像素子を用いたものが一般的であ
る。

【０００４】ところで、図７、図８に示すように、車両
１に搭載したビデオカメラ２の視野範囲に太陽光Ｓが入
り込み、上記ビデオカメラ２に内蔵する撮像素子の撮像
面に太陽光Ｓが直接受光されると画像にスミアリングが
発生してしまう。

【０００５】スミアリングは、上記太陽光Ｓを受光する
ことにより上記撮像素子で光電変換される電荷量が大き
くなり過ぎて溢れ、垂直転送ラインに流れて画像の垂直
方向に高輝度の白色ラインを発生させる現象で、スミア
リングが発生すると、その後の画像処理において認識対
象物を正確に認識することができなくなる。

【０００６】例えば特開平７−２０２２号公報には、ビ
デオカメラのシャッタスピードを車外の光度変化に応じ
て可変設定することにより上記ビデオカメラの感度を適
正に維持する技術が開示されており、この技術を利用す
れば太陽光が直接入射されるときにはシャッタスピード
を高速にすることで光度を弱め、スミアリングの発生を
防止することが可能である。

【０００７】又、撮像素子の前面に光学フィルタを配設
して撮像素子にて受光する太陽光の光度を弱めたり、或
いはオートアイリスレンズを備えるビデオカメラを採用
し、太陽光が入射されたときには絞り量を大きくするこ
とでスミアリングの発生を防止することも考えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、スミアリング
を防止するために、シャッタスピードを高速化したり、
光学フィルタを用いたり、或いは絞り量を大きくする
と、撮像素子の感度が実質的に低下してしまい、認識対
象物の正確な認識が却って阻害される。

【０００９】そのため、一般的には撮像素子にて光電変
換された画像信号を処理することでスミアリングを除去
しているが、スミアリングを除去するための信号処理回
路の構成が複雑となり、画像処理に時間がかかりリアル
タイムな画像情報を得ることが困難になる。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑み、比較的簡単な
構成で、スミアリングの発生を未然に防止することがで
き、認識対象物をリアルタイムでしかも正確に認識する
ことのできる画像入力装置のスミアリング防止装置を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による第１の画像入力装置のスミアリング防止装
置は、撮像素子を用いた撮像装置を備える画像入力装置
において、前記撮像素子の前方に設けられ前記撮像素子
に結像する太陽光を遮断するマスクと、前記マスクを太
陽光に合わせて配置する制御装置とから構成したことを
特徴とする。

【００１２】第２の画像入力装置のスミアリング防止装
置は、第１の画像入力装置のスミアリング防止装置にお
いて、前記マスクが、前記撮像素子の前方に配置したフ
ィルタに設けられていることを特徴とする。

【００１３】第３の画像入力装置のスミアリング防止装
置は、第２の画像入力装置のスミアリング防止装置にお
いて、前記フィルタが光学ガラスにより形成され、前記
マスクが前記光学ガラスに顔料を塗装することで形成さ
れていることを特徴とする。

【００１４】第４の画像入力装置のスミアリング防止装
置は、第１の画像入力装置のスミアリング防止装置にお
いて、前記制御装置は前記撮像素子で検出される輝度信
号に基づきモータを駆動させ、太陽光を遮断する位置に
前記マスクを移動させる構成としたことを特徴とする。

【００１５】第５の画像入力装置のスミアリング防止装
置は、第２の画像入力装置のスミアリング防止装置にお
いて、前記フィルタを透過型素子とし、前記制御装置
が、ナビゲーションシステムから出力される地図情報と
クロック／カレンダ回路から出力される現在の時刻及び
日時情報とに基づいて太陽の位置を演算する太陽位置演
算手段と、前記地図情報に基づいて現在位置を演算する
現在位置演算手段と、太陽位置情報及び現在位置情報に
基づき前記撮像素子に結像する太陽光の前記透過型素子
を透過する座標を演算する座標演算手段と、前記透過型
素子の前記座標上に太陽光を遮断するマスクを形成させ
る駆動手段とを備えることを特徴とする。

【００１６】第６の画像入力装置のスミアリング防止装
置は、第５の画像入力装置のスミアリング防止装置にお
いて、前記透過型素子がマトリックス状に配列された複
数の画素を有する液晶素子で構成され、前記マスクを前
記画素により表示することを特徴とする。

【００１７】第７の画像入力装置のスミアリング防止装
置は、第５の画像入力装置のスミアリング防止装置にお
いて、前記透過型素子がマトリックス状に配列された複
数の画素を有する複層の液晶素子で構成され、前記マス
クを前記画素により表示すると共に各液晶素子の前記画
素が位相をずらして配列されていることを特徴とする。

【００１８】第８の画像入力装置のスミアリング防止装
置は、第１或いは第５の画像入力装置のスミアリング防
止装置において、前記マスクを表示する領域が前記撮像
素子で検出した輝度信号に基づいて可変設定されること
を特徴とする。

【００１９】すなわち、第１の画像入力装置のスミアリ
ング防止装置では、撮像装置に設けられている撮像素子
の前方に設けたマスクを制御装置により太陽光に合わせ
て配置することで、前記マスクにて前記撮像素子に結像
する太陽光を遮断する。

【００２０】第２の画像入力装置のスミアリング防止装
置では、第１の画像入力装置のスミアリング防止装置に
おいて、前記撮像素子の前方に配置したフィルタに前記
マスクを設けて前記撮像素子に結像する太陽光を遮断す
る。

【００２１】第３の画像入力装置のスミアリング防止装
置では、第２の画像入力装置のスミアリング防止装置に
おいて、前記フィルタを光学ガラスにて形成し、前記マ
スクを前記光学ガラスに顔料を塗装することで形成し、
このマスクにて前記撮像素子に結像する太陽光を遮断す
る。

【００２２】第４の画像入力装置のスミアリング防止装
置では、第１の画像入力装置のスミアリング防止装置に
おいて、前記制御装置では前記撮像素子で検出される輝
度信号に基づきモータを駆動させて、前記撮像素子に結
像する太陽光を遮断する位置に前記マスクを移動させ
る。

【００２３】第５の画像入力装置のスミアリング防止装
置では、第２の画像入力装置のスミアリング防止装置に
おいて、前記制御装置では、ナビゲーションシステムか
ら出力される地図情報とクロック／カレンダ回路から出
力される現在の時刻及び日時情報とに基づいて太陽の位
置を演算し、又前記地図位置情報に基づいて現在位置を
演算する。そして、演算した太陽位置情報と現在位置情
報とに基づき、車両に搭載された撮像装置に内蔵する撮
像素子の前面に配設した前記フィルタとしての透過型素
子の前記太陽光が通過する座標を演算し、この座標に太
陽光を遮断するマスクを形成する。

【００２４】この場合、好ましくは、第６の画像入力装
置のスミアリング防止装置に記載されているように、前
記透過型素子をマトリックス状に配列された複数の画素
を備える液晶素子で構成し前記マスクを前記画素により
表示する。或いは第７の画像入力装置に記載されている
ように、前記透過型素子を複層の液晶素子で構成し、前
記マスクを層毎の液晶素子のマトリックス状に配列され
た前記画素により表示すると共に各液晶素子の前記画素
の位相をずらして配置する。又は第４のスミアリング防
止装置に記載されているように、前記透過型素子に、前
記太陽光を遮断するフィルタ状のマスクを移動自在に設
ける。

【００２５】又、第８の画像入力装置のスミアリング防
止装置では、、第１或いは第５の画像入力装置のスミア
リング防止装置において、前記マスクを表示する領域を
前記撮像素子で検出した輝度信号に基づいて可変設定す
ることで、撮像素子に対する前記マスクの投影領域をス
ミアリング防止可能な最小領域とすることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態を説明する。図１〜図４に本発明の第１実施
の形態を示す。図３の符号１１は車両で、この車両１１
に撮像装置の一例であるビデオカメラ１２が搭載されて
いる。尚、このビデオカメラ１２は車両１１の前方、或
いは周囲を監視し、先行車や障害物を認識するもので、
内蔵する撮像素子の一例であるＣＣＤ（電荷結合素子）
１３で撮像した画像は光電変換された後、所定に信号処
理され、画像信号として出力される。そして、この画像
信号が事故回避支援システム（ＡＤＡ）や自動運転道路
システム（ＡＨＳ）等において、先行車や障害物、或い
は白線等の認識対象物を認識する際に読込まれる。

【００２７】又、図２に示すように、上記ビデオカメラ
１２に内蔵する上記ＣＣＤ１３と対物レンズ１４との間
に透過型素子の一例である透過型液晶素子１５が介装さ
れている。この透過型液晶素子１５の表示面１５ａが上
記ＣＣＤ１３の撮像面１３ａに対向されており、この表
示面１５ａに複数の画素がマトリックス状に配列されて
いる。

【００２８】上記透過型液晶素子１５の表示面１５ａに
表示させるマスクは、マスク制御装置１６にて設定され
る。図１に示すように、上記マスク制御装置１６には現
在位置演算手段１７、太陽位置演算手段１８、座標演算
手段１９、遮光領域設定手段２０、液晶素子駆動手段２
１で構成されている。

【００２９】現在位置演算手段１７では、周知のナビゲ
ーションシステム２２から出力される現在地の道路傾
斜、緯度、経度、標高等の地図情報、及び自車の進行し
ている方角に基づき、自車の三次元的な位置を演算す
る。

【００３０】太陽位置演算手段１８では、上記ナビゲー
ションシステムから出力される現在地の地図情報とクロ
ック／カレンダ回路２３から出力される現在時刻及び日
付情報とに基づき、現在地から見た太陽の方位を演算す
る。

【００３１】座標演算手段１９では、三次元的に求めた
現在位置情報と現在地から見た上記太陽の方位との関係
に基づき、上記透過型液晶素子１５の表示面１５ａを透
過する太陽光の中心座標を演算する。

【００３２】遮光領域設定手段２０では、上記中心座標
情報と上記ビデオカメラ１２に内蔵されているカメラコ
ントロールユニット１２ａから出力される輝度信号等と
に基づき、上記中心座標を中心とし、上記透過型液晶素
子１５を透過する太陽光Ｓの輪郭よりもやや大きい遮光
領域を設定する。

【００３３】液晶素子駆動手段２１では、上記透過型液
晶素子１５の表示面１５ａの上記中心座標を中心とする
遮光領域に対応する複数の画素を駆動させて、上記表示
面１５ａに上記遮光領域に対応する大きさのマスク１５
ｂを表示させる（図４参照）。

【００３４】このような構成によれば、ビデオカメラ１
２の視野内に太陽光Ｓが直接入射された場合には、マス
ク制御装置１６において、ＣＣＤ１３の前面に配設した
透過型液晶素子１５の表示面１５ａを通過する上記太陽
光Ｓの中心座標を演算すると共に、このときの太陽光Ｓ
の輪郭よりもやや大きい遮光領域を演算し、上記透過型
液晶素子１５の表示面１５ａに、上記中心座標を中心と
する上記遮光領域に含まれる複数の画素を駆動させてマ
スク１５ｂを表示させる。

【００３５】その結果、車両１１が走行いている間、上
記透過型液晶素子１５の表示面１５ａに表示されるマス
ク１５ｂが太陽光Ｓの相対移動に追従して移動し、常に
上記ＣＣＤ１３の撮像面１３ａに入射される太陽光Ｓを
遮光することができ、スミアリングの発生を未然に防止
することができる。又、ＣＣＤ１３から出力される輝度
信号に基づいて上記透過型液晶素子１５の表示面１５ａ
に表示されるマスク１５ｂの大きさを太陽光Ｓの輪郭よ
りもやや大きくなるように制御されるため、上記ＣＣＤ
１３の撮像面１３ａに投影されるマスク１３ｂをスミア
リングの発生を防止することのできる最小限の大きさと
することができ、これにより、画像情報の欠落を必要最
小限に止めることができる。

【００３６】一方、ＣＣＤ１３の撮像面１３ａには太陽
光Ｓが直接入射されることが無くなり、スミアリングの
発生を有効に防止することができる。又、ＣＣＤ１３か
らの映像信号を後処理することでスミアリングを除去す
る従来のものに比し、信号処理回路が簡素化でき、その
分、画像認識処理においては、認識対象物をリアルタイ
ムでしかも正確に認識することができる。

【００３７】又、本実施の形態では、透過型素子の一例
として透過型液晶素子を示したが、予め設定の大きさに
形成されているマスクが付けられたフィルタを用い、こ
のマスクをモータ等の駆動手段により太陽光Ｓを遮光す
る座標へ移動させるようにしたものでも良い。この場
合、走行中の太陽光Ｓは連続的に相対移動するため、上
記マスクは太陽光Ｓの相対移動に対して正確に追従させ
ることができる。尚、フィルタを光学ガラスとし、マス
クはこの光学ガラスに顔料を塗装することで形成しても
良い。駆動手段の制御は、上述したマスク制御装置を用
いても良いが、撮像素子で検出した輝度信号に基づき太
陽光を判断し、太陽光に合わせてマスクを相対移動させ
ることも可能である。

【００３８】又、図５、図６に本発明の第２実施の形態
を示す。本実施の形態では、２層の透過型液晶素子１
５，２４をＣＣＤ１３の撮像面１３ａの前方に配設し、
しかも、各透過型液晶素子１５，２４の表示面１５ａ，
２４ａのマトリックス状に配列された複数の画素１５
ｃ，２４ｃを、層毎に位相をずらして配置したものであ
る。

【００３９】この実施の形態によれば、図６（ａ）に示
すように、１枚の透過型液晶素子１５の画素１５ｃの集
合のみでマスク１５ｂを表示する第１実施の形態に比
べ、同図（ｂ）に示すように、上記マスク１５ｂを表示
する画素１５ｃ間の透き間が、他方の透過型液晶素子２
４の画素２４ｂで表示されるマスク２４ｃにより覆われ
るため、ＣＣＤ１３の撮像面１３ａに投影されるマスク
の処理が細かくなり、その分、太陽光Ｓをより細密に遮
光することができる。従って、透過型液晶素子を３層以
上で構成し、各透過型液晶素子の表示面にマトリックス
状に配列されている画素を互いに位相をずらして配設す
れば、ＣＣＤ１３の撮像面１３ａに対する太陽光Ｓの遮
光性能をより一層向上させることができる。

【００４０】尚、本発明は上記各実施の形態に限るもの
ではなく、例えば、各実施の形態に示す透過型液晶素子
１５，２４の表示面１５ａ，２４ａがＣＣＤ１３の撮像
面１３ａ側に設けられているが、表示面１５ａ，２４ａ
は対物レンズ１４側に設けられていても良い。

【００４１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、撮像素子
に結像する太陽光を遮断するマスクを該撮像素子の前方
に配設すると共に、このマスクを太陽光に合わせて配置
するようにしたので、太陽光を有効に遮断してスミアリ
ングの発生を有効に防止することができる。又、撮像素
子に入射される太陽光を直接遮光するようにしたので、
構成が簡素化され、しかも撮像素子で光電変換した後の
画像信号をスミアリングを除去するために後処理する必
要が無く、撮像装置の信号処理回路は従来のものをその
まま使用することができるため、信号処理回路が複雑化
せず、認識対象物をリアルタイムでしかも正確に認識す
ることができる。

【００４２】この場合、請求項２に記載されているよう
に前記マスクを前記撮像素子の前方に配置したフィルタ
に設けることで構造の簡素化を図ることが出来る。又、
請求項３に記載されているように、前記フィルタを光学
ガラスにより形成し、前記マスクをこの光学ガラスに顔
料を塗装することで形成するようにすれば、簡易的にマ
スクを形成することが可能になる。

【００４３】又、請求項４記載の発明によれば、請求項
１記載の発明において、撮像素子で検出する輝度信号に
基づきモータを駆動させて、太陽光を遮断する位置に前
記ますを移動させるようにすれば、太陽光に対するマス
クの追従性が良くなる。

【００４４】更に、請求項５記載の発明によれば、請求
項２記載の発明において、前記フィルタを透過型素子と
し、この透過型素子に形成するマスクの座標を、ナビゲ
ーションシステムから出力される地図情報とクロック／
カレンダ回路から出力される現在の時刻及び日時情報と
に基づき演算した太陽位置情報と、上記地図位置情報に
基づいて演算した現在位置情報とに基づき演算し、この
座標上に太陽光を遮断するマスクを形成するようにした
ので、このマスクを太陽光の移動に従って追従させるこ
とができ、常に太陽光を有効に遮断するこができ、スミ
アリングの発生を未然に防止することができる。

【００４５】この場合、請求項６に記載されているよう
に、前記透過型素子を透過型液晶素子で構成し、前記マ
スクを画素で表示することで、構成の簡素化を図ること
ができる。或いは請求項７に記載されているように、前
記透過型素子を複層の液晶素子で構成し、前記マスクを
画素で形成すると共に各液晶素子の上記画素の位相をず
らして配置することで、画素間の透き間が埋められより
処理の細かいマスクを表示することができる。

【００４６】又、請求項８記載の発明によれば、請求項
１或いは請求項５記載の発明において、前記マスクを表
示する領域を前記撮像素子で検出した輝度信号に基づい
て可変設定することで、スミアリングを防止する最小限
の遮光領域を常に設定することができ、上記撮像素子か
ら出力される画像情報の欠落を最小限に止めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施の形態によるマスク制御装置の機能ブ
ロック図

【図２】同、撮像装置に組み込まれた電荷結合素子と透
過型液晶素子と対物レンズとの配列を示す模式図

【図３】同、スミアリング防止装置の全体構成図

【図４】同、撮像装置に組み込まれた電荷結合素子と透
過型液晶素子に対する太陽光の入射状態を示す斜視図

【図５】第２の実施の形態による撮像装置に組み込まれ
た電荷結合素子と透過型液晶素子に対する太陽光の入射
状態を示す斜視図

【図６】同、電荷結合素子の撮像面を構成する画素の配
列を示す説明図

【図７】従来の車両に搭載した撮像装置の視野を示す模
式図

【図８】図７の撮像装置で撮像した画像を示す説明図

【符号の説明】

１２…撮像装置 １３…撮像素子（ＣＣＤ） １５…透過型素子（透過型液晶素子） １５ｂ，２４ｂ…マスク １５ｃ，２４ｃ…画素 １６…制御装置（マスク制御装置） １７…現在位置演算手段 １８…太陽位置演算手段 １９…座標演算手段 ２１…駆動手段（液晶素子駆動手段） ２２…ナビゲーションシステム ２３…クロック／カレンダ回路

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像素子を用いた撮像装置を備える画像入
   力装置において、 前記撮像素子の前方に設けられ前記撮像素子に結像する
   太陽光を遮断するマスクと、 前記マスクを太陽光に合わせて配置する制御装置とから
   構成したことを特徴とする画像入力装置のスミアリング
   防止装置。
2. 【請求項２】前記マスクが、前記撮像素子の前方に配置
   したフィルタに設けられていることを特徴とする請求項
   １記載の画像入力装置のスミアリング防止装置。
3. 【請求項３】前記フィルタが光学ガラスにより形成さ
   れ、前記マスクが前記光学ガラスに顔料を塗装すること
   で形成されていることを特徴とする請求項２記載の画像
   入力装置のスミアリング防止装置。
4. 【請求項４】前記制御装置は前記撮像素子で検出される
   輝度信号に基づきモータを駆動させ、太陽光を遮断する
   位置に前記マスクを移動させる構成としたことを特徴と
   する請求項１記載の画像入力装置のスミアリング防止装
   置。
5. 【請求項５】前記フィルタを透過型素子とし、 前記制御装置が、 ナビゲーションシステムから出力される地図情報とクロ
   ック／カレンダ回路から出力される現在の時刻及び日時
   情報とに基づいて太陽の位置を演算する太陽位置演算手
   段と、 前記地図情報に基づいて現在位置を演算する現在位置演
   算手段と、 太陽位置情報及び現在位置情報に基づき前記撮像素子に
   結像する太陽光の前記透過型素子を透過する座標を演算
   する座標演算手段と、 前記透過型素子の前記座標上に太陽光を遮断するマスク
   を形成させる駆動手段とを備えることを特徴とする請求
   項２記載の画像入力装置のスミアリング防止装置。
6. 【請求項６】前記透過型素子がマトリックス状に配列さ
   れた複数の画素を有する液晶素子で構成され、 前記マスクを前記画素により表示することを特徴とする
   請求項５記載の画像入力装置のスミアリング防止装置。
7. 【請求項７】前記透過型素子がマトリックス状に配列さ
   れた複数の画素を有する複層の液晶素子で構成され、 前記マスクを前記画素により表示すると共に各液晶素子
   の前記画素が位相をずらして配列されていることを特徴
   とする請求項５記載の画像入力装置のスミアリング防止
   装置。
8. 【請求項８】前記マスクを表示する領域が前記撮像素子
   で検出した輝度信号に基づいて可変設定されることを特
   徴とする請求項１或いは５記載の画像入力装置のスミア
   リング防止装置。