專利名稱：能夠?qū)h(yuǎn)處前方車輛的尾燈進行識別的車載照相機裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于安裝在主體車輛上的照相機裝置，從而實現(xiàn)由前方車輛的尾燈組成的紅色光源和由另一車輛的頭燈或反射鏡組成的橙色光源之間的可靠區(qū)分。特別地，本發(fā)明涉及這樣的裝置，由此，即使在前方車輛與所述主體車輛相距非常遠(yuǎn)時，也可以在捕獲的圖像內(nèi)可靠地識別所述前方車輛的尾燈。
背景技術(shù)：
被稱為AHB(自動高光束)系統(tǒng)的系統(tǒng)是公知的，所述系統(tǒng)在高光束條件和低光束條件之間自動地切換車輛的頭燈。這種形式的自動頭燈控制有時稱為Hi-Lo控制。這種AHB系統(tǒng)使用安裝在主體車輛中的車載照相機裝置(其中，在本文中使用的 “照相機裝置”指代一般的電子類型的圖像捕獲裝置)，所述照相機裝置在所述照相機裝置所捕獲的圖像內(nèi)出現(xiàn)的其他車輛的頭燈和尾燈之間進行區(qū)分。所述照相機裝置通常使用一種類型的圖像傳感器，所述圖像傳感器具有對入射光的R(紅光)、G(綠光)和B(藍(lán)光) 分量的敏感不同的像素傳感器的拜爾陣列(Bayer array)。為了簡化的目的，這種像素傳感器在本文中被簡稱為“像素”。所捕獲的圖像內(nèi)的任何位置處的顏色基于通過由該位置處的一組R、G和B像素(比如RGB像素的2X2塊(RGGB塊))導(dǎo)出的對應(yīng)顏色值進行的去馬賽克處理(例如，求平均)獲得。在主體車輛前方的外部場景的圖像通過照相機裝置的透鏡組件聚焦在圖像傳感器上。當(dāng)另一車輛相對接近主體車輛并且是前方車輛時，所述另一車輛的尾燈可以被識別為由所述車載照相機裝置所捕獲的圖像內(nèi)的紅色區(qū)域，而另一車輛的頭燈或反射鏡可以被識別為橙色區(qū)域。因此，當(dāng)其他車輛相對接近時，可以在這些其他車輛的尾燈和頭燈或反射鏡(reflector)之間進行可靠區(qū)分。在例如日本專利申請公開 No. 2004-189229中對這種裝置進行了描述。然而，在這種應(yīng)用中使用拜爾類型的圖像傳感器時產(chǎn)生了問題。當(dāng)從非常遠(yuǎn)且因此作為點光源出現(xiàn)的光源接收到光時，落在圖像傳感器上的所得到的光斑的尺寸可能比拜爾陣列的RGGB像素塊更小。特別地，光斑可以僅僅落在單個像素上。在這種情況下，如果例如點光源的顏色是橙色，并且這僅僅落在R(紅色敏感)像素上，則顏色將被檢測為是紅色。因此，從遠(yuǎn)處車輛的反射鏡或頭燈發(fā)送的橙色光可能被錯誤地檢測為來自尾燈。這被稱為“偽色(false color)”效應(yīng)。因此，對于這種現(xiàn)有類型的裝置，僅僅在其他車輛不是遠(yuǎn)離主體車輛時，才可以實現(xiàn)這些其他車輛的尾燈和反射鏡(或頭燈)之間的可靠區(qū)分。為了嘗試克服這種偽色效應(yīng)，可以使由照相機透鏡形成在圖像傳感器上的光學(xué)圖像散焦。被形成在圖像傳感器的表面上的光班(對應(yīng)于點光源)的尺寸因此可以增大。然而，這導(dǎo)致照相機裝置所捕獲的圖像模糊不清以及信/噪比降低，從而不能從所捕獲的圖像中可靠地識別出其他車輛的尾燈
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于通過提供使用拜爾類型的圖像傳感器的車載照相機裝置來克服上述問題，即使在橙色光源和紅色光源(例如前方車輛的尾燈)的尺寸小并且位于與照相機裝置的主體車輛相距非常遠(yuǎn)的位置處時，也可以在這些光源之間進行可靠區(qū)分。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種車載照相機裝置，所述車載照相機裝置具有圖像傳感器、透鏡組件、紅外阻止濾光器(blocking filter)以及分束濾光器。圖像傳感器包括分別檢測光的R(紅色)、G(綠色)和B(藍(lán)色)分量的像素(傳感器元件)的RGB 拜爾陣列。透鏡組件將外部入射光的光束聚焦在RGB拜爾陣列上。當(dāng)從比如遠(yuǎn)處前方車輛的尾燈之類的遠(yuǎn)處小光源接收到光時，分束濾光器將所聚焦的光的對應(yīng)光束分為多個光束，所述多個光束變?yōu)榉謩e入射在RGB拜爾陣列中的RGB像素中的不同像素上。因此，例如當(dāng)進入透鏡組件20的入射光是來自遠(yuǎn)處車輛的反射鏡或頭燈的橙色光，從而所得到的多個橙色光束落在對應(yīng)的RGB像素上時，將基于分別通過R、G和B像素檢測到的顏色分量的電平檢測到橙色。因此，可以將橙色與紅色可靠地區(qū)分開。在紅光來自遠(yuǎn)處車輛的尾燈的情況下，僅僅紅色分量將被R像素檢測到，從而尾燈將被可靠地識別。由于外部入射光變?yōu)榫劢乖赗GB拜爾陣列上，所以利用被散焦光束落在RGB拜爾陣列上以增加如上所述所得到的光源的尺寸的方法，可以實現(xiàn)比可能的信/噪比更高的信 /噪比。優(yōu)選地，來自透鏡組件20的聚焦光束被分為相互平行且彼此(水平地和垂直地) 間隔基本上等于RGB傳感器陣列的間距(S卩，像素高度和寬度尺寸)的距離的多個光束。在一個優(yōu)選實施例中，形成四個這種光束，所述四個光束變?yōu)槿肷湓赗GB拜爾陣列的各個相鄰像素上。優(yōu)選地，分束濾光器包括第一偏振分束器、1/4波片以及第二偏振分束器的連續(xù)層疊組合。所述第一偏振分束器被取向(即具有所取向的光軸)為使得將入射光束分為第一線性偏振光束和第二線性偏振光束，所述第一線性偏振光束和第二線性偏振光束各自所具有的光軸彼此垂直地偏離(displacement)、以及各自所具有的偏振方向相差90度。所述第二偏振分束器被取向為使得將第一線性偏振光束分為第三線性偏振光束和第四線性偏振光束，所述第三線性偏振光束和第四線性偏振光束彼此水平地偏離以及各自所具有的偏振方向相差90度。所述第二偏振分束器還將第二線性偏振光束分為第五線性偏振光束和第六線性偏振光束，所述第五線性偏振光束和第六線性偏振光束彼此水平地偏離以及各自所具有的偏振方向相差90度。此外優(yōu)選地，分束濾光器被配置為使得第一和第二線性偏振光束相互平行，并且垂直地間隔基本上等于拜爾陣列的像素間距的預(yù)定距離，第三和第四線性偏振光束相互平行，并且水平地間隔預(yù)定距離，以及第五和第六線性偏振光束相互平行，并且水平地間隔預(yù)
定距罔。根據(jù)另一方面，這種車載照相機裝置優(yōu)選包括紅外阻止濾光器，用于阻止外部入射光中的紅外分量傳遞到RGB拜爾陣列。這種紅外阻止濾光器可以被作為形成在透鏡組件的透鏡表面上的氟化鎂(magnesium fluoride)的涂層容易地提供。此外，這種車載照相機裝置的透鏡組件優(yōu)選被配置為實現(xiàn)色差(chrominance aberration)補償，由此外部入射光的綠光分量和紅光分量的各自色差水平變?yōu)榛旧舷嗟取?br> 所述透鏡組件優(yōu)選包括在透鏡表面上形成有防反射涂層的透鏡，所述防反射涂層用于抑制外部入射光的紅光分量的反射。


圖1是例示車載照相機裝置的第一實施例的光學(xué)系統(tǒng)和圖像傳感器的通常配置的概圖；圖2是例示在從外部光源接收到光線時第一實施例的光學(xué)系統(tǒng)的動作的示圖；圖3是與圖2對應(yīng)的用于例示將入射光束分為不同光束的概圖；圖4A、4B、4C是例示利用第一實施例獲得的結(jié)果以及可利用現(xiàn)有類型的車載照相機裝置獲得的對應(yīng)結(jié)果的圖示；圖5是用于例示利用第二實施例的車載照相機裝置將入射光束分為不同光束的概圖；圖6是例示第二實施例的光學(xué)系統(tǒng)和圖像傳感器的通常配置的概圖；圖7是包含根據(jù)本發(fā)明的車載照相機裝置的頭燈控制裝置的實施例的系統(tǒng)方框圖；圖8是由圖7的實施例執(zhí)行的處理例程的流程圖；和圖9是例示由入射在拜爾圖像傳感器上的分束光束形成的光斑的示例。
具體實施例方式圖1是用于描述由參考標(biāo)記5表示的車載照相機裝置的第一實施例的示圖，所述示圖示出了透鏡組件20、照相機裝置5的圖像傳感器10、以及紅外阻止濾光器30和分束濾光器40。本實施例的圖像傳感器10是CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體)的圖像傳感器，然而，它將同樣可以使用CCD(電荷耦合器件)圖像傳感器。圖像傳感器10是形成有RGB拜爾陣列18的拜爾類型的傳感器，所述RGB拜爾陣列18即是分別對入射光的紅光分量、綠光分量和藍(lán)光分量敏感并且沿著第一方向(在本文中被表示為水平方向)和與第一方向成直角的第二方向排列的像素傳感器的平面陣列。在本文中使用的詞組“垂直”或“垂直地”要被理解為指代與透鏡組件20的光軸平行的水平平面和RGB拜爾陣列18的水平陣列方向成直角的方向。透鏡組件20將從外部光源接收的光聚焦在與RGB拜爾陣列18對應(yīng)的焦平面上。透鏡組件20被配置為使得抑制聚焦在RGB拜爾陣列18上的光學(xué)圖像的色差和失真。如圖1中所示，本實施例的透鏡組件20由平凸透鏡21、雙凹透鏡22、平凸透鏡23 和凹凸透鏡M構(gòu)成。這些透鏡具有光學(xué)特性的組合，由此，(由RGB拜爾陣列18接收的) 入射光的G(綠光)分量的色差量基本上等于光的R(紅光)分量的色差量。比如MgF2或石英之類的材料的防反射涂層沈(通過真空蒸發(fā)沉積或通過濺射)形成在與平凸透鏡21相對的雙凹透鏡22的表面上。這個涂層沈用來相對于入射光的G和 B分量中的每一個的反射程度，減少入射光的R分量的反射程度。紅外阻止濾光器30用來阻止進入透鏡組件20的紅外射線。對于這個實施例，紅外阻止濾光器30由形成在分束濾光器40中的與RGB拜爾陣列18相對的表面上的薄膜組成。紅外阻止濾光器30優(yōu)選利用蒸發(fā)沉積比如SW2或TW2之類的材料形成，以組成反射型的紅外阻止濾光器。然而，同樣可以根據(jù)涂覆由比如AW2或Cu之類的粘合材料的玻璃
6來形成紅外阻止濾光器30。分束濾光器40布置在圖像傳感器10和透鏡組件20之間，并且用于將(通過透鏡組件20和紅外阻止濾光器30的)入射光束分為四個光束，所述四個光束變?yōu)槿肷湓趫D像傳感器10的RGB拜爾陣列18上。分束濾光器40的配置基本上如圖2中所例示，包括如圖所示的連續(xù)層疊的第一偏振分束器41、1/4波片43、以及第二偏振分束器42。本文中使用的術(shù)語“偏振分束器”表示將入射光線分為尋常光線(其傳播方向與入射方向相同)以及其方向偏離入射方向的非尋常光線的光學(xué)器件，其中與尋常光線和非尋常光線對應(yīng)的各個光束基本上彼此平行，被線性偏振，并且各自所具有的偏振平面相差90度。與尋常光線對應(yīng)的光束在本文中稱為非偏離光束，而與非尋常光線對應(yīng)的光束被稱為偏離光束。在本實施例中，尋常光線和非尋常光線間隔預(yù)定距離d，S卩，偏離光束和非偏離光束的軸間隔距離d。第一偏振分束器41由石英晶體片形成，所述石英晶體片的光軸被取向為與所述石英晶體片的厚度t的方向成44. 83°角，即，相對于所述石英晶體片的主平面表面的法線方向偏離該角度。第一偏振分束器41將隨機偏振的入射光束分為非偏離光束和偏離光束。垂直間隔量d利用第一偏振分束器41的厚度t確定，并且基本上等于拜爾陣列18 的每個像素的尺寸(寬度和高度尺寸)，即，基本上等于傳感器間距。1/4波片43也被形成為所具有的厚度等于要被檢測的光的平均波長的1/4的石英晶體片。當(dāng)從第一偏振分束器41發(fā)射的非偏離光束和偏離光束的光線通過1/4波片43 時，來自1/4波片43的所得到的一對發(fā)射光束中的每個被圓偏振，即是相位差為1/4波長 (90° )的兩個正交線性偏振波的組合。第二偏振分束器42被形成為石英晶體片，被配置為如同第一偏振分束器41 一樣， 但是第二偏振分束器42的光軸從第一偏振分束器41的光軸轉(zhuǎn)動90°。第二偏振分束器 42用來將來自1/4波片43的兩個圓偏振光束中的每個分為非偏離光束和偏離光束(如上所定義)，所述非偏離光束和偏離光束被正交線性偏振，并且相互平行且水平間隔上述距離 d，即，水平間隔的量基本上等于RGB拜爾陣列18的像素間距的量。四個光束由此產(chǎn)生于第二偏振分束器42，其中它們的光軸在(與透鏡組件的光軸成直角的)水平方向和垂直方向上間隔距離d，如圖3中所示。這里，“水平”表示水平平面內(nèi)的方向，其中“水平平面”具有本文中上述定義的含義。結(jié)果是(例如，來自車輛尾燈或頭燈的)隨機偏振光的入射光束被分為在水平方向和垂直方向彼此偏離距離d并且意在去往圖像傳感器10的RGB拜爾陣列18的四個光束。由此聚焦在RGB拜爾陣列18上的四個所得到的光斑中的每個的直徑通過透鏡組件20和分束濾光器40確定。當(dāng)已經(jīng)從遠(yuǎn)處車輛的尾燈接收到所聚焦的光(其中尾燈由此近似于點光源)時，光斑直徑將不會大于RGB拜爾陣列18的像素12、14、16中的每個的寬度。按照這種方式，如從圖11可以理解的，由于確保從點光源接收的光不能變?yōu)槿肷湓趫D像傳感器10的RGB像素中的僅僅一個像素上，所以確?！皞紊眴栴}被有效地克服。由此確保圖像傳感器10可以被用來在橙色光源和紅色光源之間進行可靠區(qū)分。即使在紅色光源是遠(yuǎn)處車輛的尾燈時，這也將是真的。將參照圖4A、4B和4C進一步描述第一實施例的上述優(yōu)點。假設(shè)要在從圖像傳感器10得到的圖像中檢測僅僅與其他車輛的尾燈對應(yīng)的圖像區(qū)域，即紅色區(qū)域。
對于現(xiàn)有類型的裝置，當(dāng)從遠(yuǎn)處光源接收到入射光時，所得到的RGB拜爾陣列18 上的所聚焦的光斑將非常小，并且從而不能覆蓋RGB拜爾陣列18的2X2像素塊(RGGB塊) 的全部。這在圖4A中例示。在這種情況下，如果來自車輛反射鏡的橙色光作為光斑落在R像素上，則將產(chǎn)生偽色問題。也就是，來自該R像素以及來自一組緊接相鄰的B和G像素的輸出信號電平的平均值將被導(dǎo)出，并且該值將被解釋為對應(yīng)于紅色。因此，光源的顏色將被錯誤地檢測為是紅色?？梢酝ㄟ^調(diào)整透鏡組件20來使在RGB拜爾陣列18的平面上的與遠(yuǎn)處光源對應(yīng)的光斑散焦，增加光斑的尺寸來避免這個問題。然而，在這種情況下，光斑的尺寸將被增大例如從而覆蓋RGB拜爾陣列18的全部區(qū)域，如圖4B中例示。盡管這種方法將能夠?qū)崿F(xiàn)避免 “偽色”問題，但圖像將變得模糊，從而將不能在遠(yuǎn)處車輛的尾燈和反射鏡之間進行區(qū)分。然而，對于上述第一實施例，當(dāng)源自點光源(比如遠(yuǎn)處車輛的尾燈)的光束通過透鏡組件20時，光束變?yōu)榉殖纱怪狈较蛏系膬蓪馐约八椒较蛏系膬蓪馐?。因此，?RGB拜爾陣列18上形成一組對應(yīng)的四個光斑，如圖4C中例示。第一偏振分束器41和第二偏振分束器42中的每個的厚度t被確定為使得四個光束將入射在RGB拜爾陣列18的RGB 像素12、14、16中的相互相鄰的一組四個像素中的對應(yīng)像素上。由此避免偽色問題。另外，透鏡組件20的透鏡21、22、23、24中的各自光學(xué)特性被預(yù)先確定，從而使得入射光的G分量的色差量與入射光的R分量的色差量相同。由此減少R和G分量的色差效應(yīng)。因此，可以準(zhǔn)確地檢測到R和G分量的對應(yīng)電平。這進一步用于確?？梢钥煽康貐^(qū)分來自反射鏡(或頭燈)的橙色光和來自另一車輛的尾燈的紅色光。此外，形成在透鏡組件20上的涂層沈抑制入射光的RGB分量中的R分量的反射， 并且由此防止透鏡組件20產(chǎn)生帶紅色的幻像。由此可以避免對來自尾燈的明顯紅光的錯誤檢測?？梢酝ㄟ^蒸發(fā)沉積的氟化鎂來將紅外阻止濾光器30作為薄膜容易地形成在分束濾光器40的表面上。已經(jīng)針對從足夠遠(yuǎn)來有效地組成點光源的光源接收光線的情況，如上描述了第一實施例。然而，在從不是點光源的光源接收光束的情況下，由分束光束中每個覆蓋的區(qū)域可以大于RGB拜爾陣列18的R、G或B像素的區(qū)域。因此，將理解的是，在通常的情況下，產(chǎn)生于分束濾光器40的光束中的各自光軸變?yōu)榉謩e入射在RGB拜爾陣列18的RGB像素中的不同像素上。類似地，將理解的是，對于第一實施例，產(chǎn)生于第一偏振分束器41的光束對的各自光軸垂直地間隔距離d，而產(chǎn)生于第二偏振分束器42的第一對光束的各自光軸水平地間隔距離d，產(chǎn)生于第二偏振分束器42的第二對光束的各自光軸同樣如此。第二實施例將參照圖5和圖6描述第二實施例。圖5示出了本實施例的分束濾光器70的通常配置，所述分束濾光器70是第一實施例的分束濾光器40的修改形式。圖6示出了本實施例的車載照相機裝置7的通常配置。由于第二實施例與第一實施例的不同之處僅僅在分束濾光器70和圖像傳感器10，所以在下面將僅僅詳細(xì)地描述分束濾光器70和圖像傳感器 10。
如圖5中所示，本實施例的分束濾光器70與第一實施例的分束濾光器的區(qū)別在于去除了 1/4波片43。另外，第二實施例的RGB拜爾陣列18的圖像傳感器60相對于與透鏡組件20的光軸平行的水平平面(即，與分束濾光器40的主平面表面成直角的平面)，以 45°的角度傾斜。對于本實施例的車載照相機裝置7，如同第一實施例，進入第一偏振分束器41的入射光作為非偏離光束和偏離光束產(chǎn)生，即作為具有相差90度的偏振平面且間隔垂直位移d的兩個平行的線性偏振光束產(chǎn)生。第二偏振分束器42將來自第一偏振分束器41的非偏離光束和偏離光束中的每個分為對應(yīng)的光束對，其中每對光束中的光束水平間隔距離d。 因此，如同第一實施例，如圖5中所示，獲得總共四個光束。然而，對于第二實施例，這些光束從上述水平平面以45°傾斜。因此，對于第二實施例，如圖6中所示，圖像傳感器10被布置為使得RGB拜爾陣列 18從水平平面以45度傾斜，并且被放置為使得來自第二偏振分束器42的四個光束變?yōu)檠刂cRGB拜爾陣列18的平面成直角的方向入射在RGB拜爾陣列18上。然而，第二實施例所具有的優(yōu)點在于它不必提供第一實施例的1/4波片43，其中僅僅第一偏振分束器41和第二偏振分束器42被要求來組成分束濾光器70。因此，所述裝置可以被制造為小型化的裝置。第三實施例將首先參照圖7中的總體配置來描述用于對車輛頭燈的高光束和低光束條件之間的切換執(zhí)行自動控制的頭燈控制裝置100的實施例。如圖7中所示，頭燈控制裝置100 包括車載圖像處理裝置1和頭燈切換部分90。車載圖像處理裝置1由車載照相機裝置5和圖像處理部分80形成，然而同樣可以替代地使用第二實施例中的車載照相機裝置7。圖像處理部分80包括具有CPU、ROM、RAM和I/O部分(圖中未示出)的微型計算機，所述微型計算機根據(jù)ROM中保存的程序重復(fù)地執(zhí)行處理例程。所述處理例程基本上由下述被表示為 (A)、⑶、(C)和⑶的四個連續(xù)階段構(gòu)成(A)從車載照相機裝置5獲取圖像，(B)從所獲取的圖像中提取表示另一車輛的尾燈的圖像區(qū)域；(C)基于所提取的尾燈的圖像內(nèi)位置，判斷另一車輛與主體車輛間的距離是否超過預(yù)定距離，(D)將在步驟(C)中獲得的判斷結(jié)果輸出給頭燈切換部分90?；谟纱藦膱D像處理部分80獲得的判斷結(jié)果，頭燈切換部分90執(zhí)行主體車輛的頭燈的高光束和低光束條件之間的切換。由圖像處理部分80執(zhí)行的上述處理將參照圖8的流程圖更為詳細(xì)地描述。首先 (步驟S100)，從車載照相機裝置5獲取表示新圖像的信息(即，顏色和亮度信息)。接著， 在步驟S105，對所獲取的圖像進行處理，以獲得對應(yīng)的雙電平圖像。然后，對雙電平圖像的內(nèi)容進行判斷，以檢測與可能的尾燈(即，被放置在與另一車輛對應(yīng)的檢測輪廓內(nèi)的尾燈) 對應(yīng)的每個輪廓。由此獲得原始圖像內(nèi)的尾燈的可能位置。接著(步驟S110)，對于作為可能的尾燈的這些對象中的每個，判斷對應(yīng)的顏色信息。如果對應(yīng)的顏色是紅色，則對象被判斷為是實際的尾燈。在這種情況下，獲得圖像內(nèi)的尾燈的位置。
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接著，在步驟S115，基于尾燈的圖像內(nèi)位置，進行關(guān)于尾燈與主體車輛間的距離 (即，攜帶該尾燈的前方車輛的距離)是否超過預(yù)定值的判定。由于基于圖像內(nèi)的對象的位置和照相機裝置的各種參數(shù)估計在圖像中捕獲的對象的距離的方法是公知的，所以省略相關(guān)的詳細(xì)描述。例如，所述距離可以基于圖像內(nèi)的尾燈的垂直位置和相距無限遠(yuǎn)的基于地面的點光源的(圖像內(nèi)的)估計垂直位置之間的關(guān)系計算。后一位置可以基于照相機裝置的已知參數(shù)估計，所述已知參數(shù)比如是照相機相對于地面的方位和高度等。針對其中檢測到尾燈的每個所獲取的圖像執(zhí)行這個距離計算。接著(步驟S120)，將在步驟S115中獲取的判斷結(jié)果輸出給頭燈切換部分90。然后，操作返回到步驟S100，并且針對后續(xù)的所獲取的圖像重復(fù)上述圖像處理步驟。按照這種方式，頭燈控制裝置100從車載照相機裝置5獲取的圖像內(nèi)提取點光源， 并且使用所提取的信息中的顏色信息來識別與其他(前方)車輛的尾燈對應(yīng)的點光源，并由此基于這些尾燈在所獲取的圖像內(nèi)出現(xiàn)的位置，判斷這些其他車輛的相應(yīng)距離。對于本發(fā)明，由于即使光源是位于與主體車輛相距長距離處并且因此有效地變?yōu)辄c光源的尾燈，本發(fā)明也能夠?qū)崿F(xiàn)紅色光源和橙色光源之間的可靠區(qū)分，所以可以在作為尾燈的光源和作為另一車輛的反射鏡的光源之間可靠地區(qū)分。如上所述，通過消除偽色效應(yīng)，可以實現(xiàn)紅色和橙色之間的這種準(zhǔn)確區(qū)分。因此，通過識別另一車輛的尾燈，并且使用所獲取的圖像內(nèi)的尾燈的位置來估計對應(yīng)車輛的距離，變得可以可靠地判斷另一車輛是否位于與主體車輛相距多于預(yù)定距離的位置處。(替換實施例)對于圖2中示出的第一實施例，通過連續(xù)地層疊第一偏振分束器41、1/4波片43 和第二偏振波束器42，將分束濾光器40形成為3層配置，其中1/4波片43實現(xiàn)從第一偏振分束器41通過的光的1/4波長相移?；蛘?，通過使用通過連續(xù)地層疊第一偏振分束器41、 第二偏振波束器42和第三偏振分束器而形成的3層配置，可以獲得與第一實施例的效果類似的效果，其中所述第三偏振分束器與所述第一偏振分束器41相同地形成和取向(即，所具有的光軸被取向為與第一偏振分束器41的光軸相同)。然而，這種配置的缺點在于入射光束變?yōu)榉殖煽偣舶藗€光束，而不是第一和第二實施例中的四個光束。對于第一實施例，在RGB拜爾陣列18的對應(yīng)相鄰RGB像素上形成一組2X2的四個光斑(例如，對應(yīng)于源自遠(yuǎn)處尾燈的光束的四個光斑)。對于該實施例，RGB拜爾陣列18 的平面與水平方向成直角(與透鏡組件20的光軸成直角)。這個條件在圖9的部分(a)中例示。然而，同樣可以將第一偏振分束器41或第二偏振分束器42繞著兩個相對角落之間的對角線角位移到一定程度，從而使得四個光斑變?yōu)閷堑仄频綀D9的部分(b)中示出的狀態(tài)，同時落在不同的各自相鄰的像素上。已經(jīng)參照入射光線被分為在垂直和水平方向上相互間隔一定量d的平行光線的實施例，如上描述了本發(fā)明。然而，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的范圍不限于嚴(yán)格光束平行的條件?；旧希鼉H僅必須將分束濾光器和它與RGB拜爾傳感器的間隔配置為使得這些位置的中心彼此間隔基本上等于陣列的像素間距的量，其中多個光束產(chǎn)生于分束濾光器，并且沿著各自的方向行進以到達(dá)RGB拜爾陣列上的對應(yīng)位置。對于本發(fā)明，如上所述，入射光線被分為多個可以分別到達(dá)拜爾圖像傳感器的一組相互相鄰的RGB像素中的不同像素上的光線。由此，確保源于點光源(比如遠(yuǎn)處車輛的尾燈)且聚焦在拜爾圖像傳感器上的光將變?yōu)槿肷湓诙鄠€RGB像素上，而不是入射在單個像素上。由此可以消除上述偽色問題。如上所述，詞組“水平”和“水平地”在上述描述和所附權(quán)利要求中使用來指代與 RGB拜爾陣列的特定光線方向(水平陣列方向)以及照相機裝置的透鏡組件的光軸平行的平面內(nèi)的方向，而詞組“垂直”和“垂直地”指代與這種水平平面成直角的方向。要理解的是，上述實施例是本發(fā)明的例示，而不被認(rèn)為是限制性的，并且可以設(shè)計對這些實施例的各種修改或替換實施例，其落在本發(fā)明所要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種安裝在機動車輛上的車載照相機裝置，包括R(紅光敏感)、G(綠光敏感)和 B (藍(lán)光敏感)像素傳感器的拜爾陣列和透鏡組件，所述透鏡組件被配置來將來自外部光源的入射光束聚焦在所述拜爾陣列上；其中，所述車載照相機裝置包括布置在所述透鏡組件和所述拜爾顏色傳感器陣列之間的分束濾光器，所述分束濾光器用于將所述入射光束分為多個偏振光束，其中所述偏振光束的相應(yīng)的軸被取向為分別入射在所述R像素傳感器、G像素傳感器、和B像素傳感器中的不同傳感器上。
2.如權(quán)利要求1所述的車載照相機裝置，包括紅外阻止濾光器，所述紅外阻止濾光器被布置來阻止所述外部入射光束的紅外分量。
3.如權(quán)利要求1所述的車載照相機裝置，其中，所述紅外阻止濾光器包括在所述透鏡組件的透鏡的表面上形成的氟化鎂的涂層。
4.如權(quán)利要求1所述的車載照相機裝置，其中，所述透鏡組件被配置為實現(xiàn)色差補償， 從而使得所述入射光的綠光分量和紅光分量的相應(yīng)色差水平基本上彼此相同。
5.如權(quán)利要求1所述的車載照相機裝置，其中，所述透鏡組件包括在透鏡的表面形成有涂層的透鏡，所述涂層被配置來抑制所述入射光的紅光分量的反射。
6.如權(quán)利要求1所述的車載照相機裝置，其中，所述分束濾光器包括第一偏振分束器，其所具有的光軸被取向為使得將所述入射光束分為第一線性偏振光束和第二線性偏振光束，其中所述第一線性偏振光束和第二線性偏振光束的相應(yīng)的軸彼此垂直地偏離、并且所具有的相應(yīng)的偏振方向相差90度；和第二偏振分束器，其所具有的光軸被取向為使得將所述第一線性偏振光束分為第三線性偏振光束和第四線性偏振光束，以及使得將所述第二線性偏振光束分為第五線性偏振光束和第六線性偏振光束，其中所述第三線性偏振光束和第四線性偏振光束的相應(yīng)的軸彼此水平地偏離、并且所具有的相應(yīng)偏振方向相差90度，以及所述第五線性偏振光束和第六線性偏振光束的相應(yīng)的軸彼此水平地偏離、并且所具有的相應(yīng)偏振方向相差90度。
7.如權(quán)利要求6所述的車載照相機裝置，其中，所述第一線性偏振光束和所述第二線性偏振光束相互平行，并且垂直地間隔預(yù)定距離，所述預(yù)定距離基本上等于所述拜爾陣列的像素間距，所述第三線性偏振光束和所述第四線性偏振光束相互平行，并且水平地間隔所述預(yù)定距離，以及所述第五線性偏振光束和所述第六線性偏振光束相互平行，并且水平地間隔所述預(yù)定距離。
8.如權(quán)利要求7所述的車載照相機裝置，其中，所述拜爾陣列以相對于與所述透鏡組件的光軸平行的水平平面基本上等于45度的角度傾斜。
9.如權(quán)利要求6所述的車載照相機裝置，包括布置在所述第一偏振分束器和所述第二偏振分束器之間的光學(xué)四分之一波片，所述光學(xué)四分之一波片用于將所述第一線性偏振光束和所述第二線性偏振光束變換為相應(yīng)的圓偏振光束。
10.如權(quán)利要求9所述的車載照相機裝置，其中，所述拜爾陣列被取向為垂直于所述水平平面。
11.如權(quán)利要求6所述的車載照相機裝置，其中，所述分束濾光器包括所述第一偏振分束器、所述第二偏振分束器、和第三偏振分束器的連續(xù)層疊的組合，其中所述第三偏振分束器所具有的光軸與所述第一偏振分束器的所述光軸的取向相同。
12.一種安裝在機動車輛上的車載照相機裝置，包括R(紅光敏感)、G(綠光敏感)和 B (藍(lán)光敏感)像素傳感器的拜爾陣列和透鏡組件，所述透鏡組件被配置來將來自外部光源的入射光束聚焦在所述拜爾陣列上；其中，所述車載照相機裝置包括布置在所述透鏡和所述拜爾顏色傳感器陣列之間的分束濾光器，所述分束濾光器用于將所述入射光束分為多個偏振光束，其中所述偏振光束的相應(yīng)的軸被取向為分別入射在所述R像素傳感器、G像素傳感器、和B像素傳感器中的不同傳感器上，所述分束濾光器包括第一偏振分束器，其所具有的光軸被取向為使得將所述入射光束分為第一線性偏振光束和第二線性偏振光束，其中所述第一線性偏振光束和第二線性偏振光束的相應(yīng)的軸彼此垂直地偏離、并且所具有的相應(yīng)偏振方向相差90度；布置在所述第一偏振分束器和所述第二偏振分束器之間的光學(xué)四分之一波片，所述光學(xué)四分之一波片用于將所述第一線性偏振光束和所述第二線性偏振光束分別變換為第一圓偏振光束和第二圓偏振光束；和第二偏振分束器，其所具有的光軸被取向為使得將所述第一線性偏振光束分為第三線性偏振光束和第四線性偏振光束，以及使得將所述第二圓偏振光束分為第五線性偏振光束和第六線性偏振光束，其中所述第三線性偏振光束和第四線性偏振光束的相應(yīng)的軸彼此水平地偏離、并且所具有的相應(yīng)偏振方向相差90度，以及所述第五線性偏振光束和第六線性偏振光束的相應(yīng)的軸彼此水平地偏離、并且所具有的相應(yīng)偏振方向相差90度。
13.一種安裝在主體車輛上的車載圖像處理裝置，所述車載圖像處理裝置被耦合來接收表示由如權(quán)利要求1所述的車載照相機裝置捕獲的圖像的圖像信息，并且包括被配置為處理所述圖像信息以進行下述操作的處理電路檢測在所述圖像內(nèi)出現(xiàn)的各個光源；從所檢測到的所述光源中，識別與另一車輛對應(yīng)的光源，其中所述識別基于在所述圖像信息中包含的顏色信息執(zhí)行；和基于所捕獲的圖像內(nèi)的所識別出的光源的位置和所述照相機裝置的已知參數(shù)，計算所述另一車輛與所述主體車輛之間的估計距離。
全文摘要
本發(fā)明涉及能夠?qū)h(yuǎn)處前方車輛的尾燈進行識別的車載照相機裝置。安裝在車輛上的照相機裝置包括具有像素傳感器的RGB拜爾陣列和布置在照相機透鏡組件和所述拜爾陣列之間的分束濾光器。來自比如遠(yuǎn)處車輛尾燈之類的光源的入射光束變?yōu)榉殖勺優(yōu)榉謩e聚焦在不同像素傳感器上的多個光束。因為所述光源的顏色基于多個像素傳感器檢測，所以能夠防止由于僅僅落在單個R、G或B像素傳感器上的光而導(dǎo)致的錯誤檢測。
文檔編號G03B17/12GK102238336SQ20111011372
公開日2011年11月9日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者木村貴之, 照井武和 申請人:株式會社電裝