目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備、移動(dòng)體設(shè)備控制系統(tǒng)及其程序的制作方法
【專利摘要】一種目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備，包括∶發(fā)射照明光的光照明單元；成像單元，其通過檢測(cè)來自攝影被攝體的光，捕獲遠(yuǎn)處攝影被攝體的第一圖像，通過檢測(cè)從異物反射的照明光，捕獲附著于監(jiān)視區(qū)域的異物的第二圖像，并且產(chǎn)生圖像幀；目標(biāo)檢測(cè)單元，其根據(jù)第一圖像，在遠(yuǎn)處攝影被攝體之中檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo)；異物檢測(cè)單元，其根據(jù)第二圖像檢測(cè)異物；以及曝光量改變單元，其改變?cè)摮上駟卧钠毓饬?。該目?biāo)檢測(cè)單元使用具有不同曝光量的多個(gè)成像幀檢測(cè)該檢測(cè)目標(biāo)。該異物檢測(cè)單元使用除了具有最大曝光量的成像幀之外的成像幀，檢測(cè)該異物。
【專利說明】
目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備、移動(dòng)體設(shè)備控制系統(tǒng)及其程序
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備、一種提供有此目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備的移動(dòng)體設(shè)備控制系統(tǒng)和一種目標(biāo)檢測(cè)程序，用于檢測(cè)如附著于光透射構(gòu)件(如前風(fēng)擋)的雨滴之類的附著物，或者存在于圍繞移動(dòng)體等的圖像捕獲區(qū)域中的檢測(cè)目標(biāo)。
【背景技術(shù)】
[0002]專利文獻(xiàn)I公開一種設(shè)備，其通過使用相機(jī)(捕獲裝置)檢測(cè)附著于車輛的前風(fēng)擋的雨滴，該相機(jī)用于檢測(cè)圍繞該車輛的信息。在這個(gè)設(shè)備中，捕獲幀的區(qū)域被分成用于檢測(cè)圍繞該車輛的信息的圖像區(qū)域(捕獲區(qū)域圖像)和用于檢測(cè)雨滴的圖像區(qū)域(附著物觀察圖像)。對(duì)于檢測(cè)圍繞車輛的信息的過程，使用用于檢測(cè)圍繞該車輛的信息的該圖像區(qū)域的捕獲的圖像數(shù)據(jù)。對(duì)于檢測(cè)雨滴的過程，使用用于檢測(cè)雨滴的圖像區(qū)域的捕獲的圖像數(shù)據(jù)。此夕卜，對(duì)于檢測(cè)雨滴的過程，通過以來自專用的光源的照射，照射前風(fēng)擋中的附著物觀察部分，獲得捕獲圖像數(shù)據(jù)。
[0003]在專利文獻(xiàn)I中公開的設(shè)備中，對(duì)于被用于檢測(cè)圍繞車輛的信息的過程的捕獲的圖像數(shù)據(jù)，使用以適合于檢測(cè)圍繞車輛的信息的曝光量捕獲的捕獲幀的圖像數(shù)據(jù)，并且對(duì)于被用于檢測(cè)雨滴的過程的捕獲的圖像數(shù)據(jù)，使用以適合于檢測(cè)雨滴的曝光量捕獲的捕獲幀的圖像數(shù)據(jù)。具體地，遵循規(guī)則(在連續(xù)地捕獲預(yù)定次數(shù)之后，具有適合于檢測(cè)圍繞車輛的信息的曝光量的用于檢測(cè)圍繞車輛的信息的捕獲幀)，該曝光量切換到適合于檢測(cè)雨滴的量，并且用于檢測(cè)雨滴的捕獲幀僅捕獲一次；然后重復(fù)地執(zhí)行該捕獲過程。按照以上過程，在檢測(cè)圍繞車輛的信息的過程和檢測(cè)雨滴的過程兩者中，都保證了高檢測(cè)準(zhǔn)確度。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本公布專利申請(qǐng)N0.2013-115625。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明要解決的問題
[0006]傳統(tǒng)地，在檢測(cè)存在于圖像捕獲區(qū)域(圍繞車輛)中的檢測(cè)目標(biāo)的過程中提高檢測(cè)準(zhǔn)確度，比在檢測(cè)附著物(雨滴等)的過程中提高檢測(cè)準(zhǔn)確度，被給予優(yōu)先級(jí)。因此，在使用相同的捕獲幀都執(zhí)行過程的情況下，用于捕獲捕獲幀的曝光量設(shè)置為適合于檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo)的過程的量。通常，適合于檢測(cè)附著物的過程的曝光量最好設(shè)置為盡可能小的量，以便最小化來自透鏡的閃光或者重影、或者來自光源的除了照射光之外的干擾光的影響。另一方面，適合于檢測(cè)圍繞車輛的信息的過程的曝光量最好設(shè)置為盡可能大的量，因?yàn)橹匾氖欠乐雇ㄟ^檢測(cè)來自車輛周圍的相對(duì)弱的光檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo)的失敗。因此，在以適合于檢測(cè)圍繞車輛的信息的過程的曝光量捕獲的捕獲幀中，該曝光量對(duì)于檢測(cè)雨滴的過程太大，并且來自該光源的光受干擾光的顯著影響，并且用于檢測(cè)雨滴的精度不能提高。
[0007]本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用以不同曝光量捕獲的捕獲幀，不僅在檢測(cè)圍繞車輛的信息的過程和檢測(cè)雨滴的過程之間，而且在檢測(cè)圍繞車輛本身的信息的過程中，對(duì)于通過檢測(cè)圍繞車輛的信息的過程檢測(cè)的多個(gè)檢測(cè)目標(biāo)，對(duì)于提高各自的檢測(cè)準(zhǔn)確度是有效的。按照以上，因?yàn)槎鄠€(gè)檢測(cè)目標(biāo)的每一個(gè)可以從以適合于該檢測(cè)目標(biāo)的曝光量捕獲的每個(gè)捕獲幀檢測(cè)，所以各自的檢測(cè)目標(biāo)的檢測(cè)準(zhǔn)確度可以提高。此外，在檢測(cè)目標(biāo)之中，存在當(dāng)曝光量小時(shí)為其獲得較高檢測(cè)準(zhǔn)確度的檢測(cè)目標(biāo)。例如，在前車輛的尾燈或者迎面車輛的頭燈是高強(qiáng)度檢測(cè)目標(biāo)。對(duì)于這樣的檢測(cè)目標(biāo)，當(dāng)曝光量小時(shí)，和如在路或者路邊緣上的白線之類的低強(qiáng)度檢測(cè)目標(biāo)相比，可以獲得較高檢測(cè)準(zhǔn)確度。
[0008]以這種方式，在從以適合于檢測(cè)目標(biāo)的曝光量捕獲該檢測(cè)目標(biāo)的捕獲幀檢測(cè)多個(gè)檢測(cè)目標(biāo)的每一個(gè)的配置中，存在曝光量小的捕獲幀。在這樣的一種捕獲幀中，對(duì)于在檢測(cè)雨滴的過程中檢測(cè)附著物，可以保證充分的檢測(cè)準(zhǔn)確度。此外，當(dāng)對(duì)于與被用于以這種方式檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo)的過程的相同的捕獲幀，執(zhí)行檢測(cè)附著物的過程時(shí)，與分開地插入用于檢測(cè)附著物的專用的捕獲幀的情況相比較，對(duì)于檢測(cè)目標(biāo)捕獲幀的幀速率沒有減少。因?yàn)閹俾实臏p少變?yōu)橛糜跍p少用于檢測(cè)目標(biāo)的檢測(cè)準(zhǔn)確度的因素，所以重要的是不減少用于檢測(cè)目標(biāo)的捕獲幀的幀速率。
[0009]上述的說明用于以下情形:其中在使用兩個(gè)或更多捕獲幀(每個(gè)捕獲幀以適合于該檢測(cè)目標(biāo)的曝光量捕獲檢測(cè)目標(biāo))檢測(cè)多個(gè)檢測(cè)目標(biāo)的配置中，曝光量相對(duì)小的捕獲幀從兩個(gè)或更多捕獲幀選擇，并且被用于檢測(cè)附著物的過程。
[0010]另一方面，也在單個(gè)檢測(cè)目標(biāo)通過使用兩個(gè)或更多捕獲幀(以彼此不同的曝光量分別捕獲)檢測(cè)的配置中，與用于通過僅使用以單個(gè)曝光量捕獲的捕獲幀的檢測(cè)的配置相比較，可以經(jīng)常獲得高檢測(cè)準(zhǔn)確度。也在這樣的一種配置中，當(dāng)曝光量相對(duì)小的曝光條件的捕獲幀從兩個(gè)或更多捕獲幀選擇，并且被用于檢測(cè)附著物的過程時(shí)，充分的檢測(cè)準(zhǔn)確度可以在檢測(cè)附著物中保證。
[0011]無論如何，在使用兩個(gè)或更多捕獲幀的配置中，其中對(duì)于檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo)的過程曝光量彼此不同，當(dāng)曝光量相對(duì)小的捕獲幀從兩個(gè)或更多捕獲幀選擇并且被用于檢測(cè)附著物的過程時(shí)，充分的檢測(cè)準(zhǔn)確度可以在檢測(cè)附著物中保證。
[0012]鑒于以上主題，本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的一般目的在于提供一種目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備、提供有此的移動(dòng)體設(shè)備控制系統(tǒng)和目標(biāo)檢測(cè)程序，其實(shí)質(zhì)上排除由有關(guān)技術(shù)的限制和劣勢(shì)所引起的一個(gè)或多個(gè)問題。
[0013]解決問題的手段
[0014]按照本發(fā)明的一方面，一種目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備，包括:光照明單元，配置為發(fā)射照明光用于照明光透射構(gòu)件上定義的監(jiān)視區(qū)域;成像單元，包括成像傳感器，該成像傳感器具有第一光接收區(qū)域和第二光接收區(qū)域，該成像單元配置為通過在第一光接收區(qū)域中檢測(cè)來自遠(yuǎn)處攝影被攝體的穿過該光透射構(gòu)件的光，捕獲遠(yuǎn)處攝影被攝體的第一圖像，通過在第二光接收區(qū)域中檢測(cè)從異物反射并且穿過光透射構(gòu)件的照明光，捕獲附著于該光透射構(gòu)件上的監(jiān)視區(qū)域的異物的第二圖像，并且產(chǎn)生包括第一圖像和第二圖像的圖像幀；目標(biāo)檢測(cè)單元，配置為根據(jù)該成像幀中的第一圖像，在遠(yuǎn)處攝影被攝體之中檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo);異物檢測(cè)單元，配置為根據(jù)該成像幀中的第二圖像，檢測(cè)附著于光透射構(gòu)件上的監(jiān)視區(qū)域的異物；以及曝光量改變單元，配置為從成像幀到成像幀改變?cè)摮上駟卧钠毓饬?。該目?biāo)檢測(cè)單元使用其曝光量彼此不同的兩個(gè)或更多成像幀中的第一圖像，檢測(cè)該檢測(cè)目標(biāo)。該異物檢測(cè)單元使用除了其曝光量在該兩個(gè)或更多成像幀之中最大的成像幀之外的兩個(gè)或更多成像幀的成像幀中的第二圖像，檢測(cè)該異物。
[0015]按照本發(fā)明的另一方面，一種目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備，包括:光照明單元，配置為發(fā)射照明光用于照明光透射構(gòu)件上定義的監(jiān)視區(qū)域;成像單元，包括成像傳感器，該成像傳感器具有第一光接收區(qū)域和第二光接收區(qū)域，該成像單元配置為通過在第一光接收區(qū)域中檢測(cè)來自遠(yuǎn)處攝影被攝體的穿過該光透射構(gòu)件的光，捕獲遠(yuǎn)處攝影被攝體的第一圖像，通過在第二光接收區(qū)域中檢測(cè)從異物反射并且穿過光透射構(gòu)件的照明光，捕獲附著于該光透射構(gòu)件上的監(jiān)視區(qū)域的異物的第二圖像，并且產(chǎn)生包括第一圖像和第二圖像的圖像幀；目標(biāo)檢測(cè)單元，配置為根據(jù)該成像幀中的第一圖像，在遠(yuǎn)處攝影被攝體之中檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo);異物檢測(cè)單元，配置為根據(jù)該成像幀中的第二圖像，檢測(cè)附著于光透射構(gòu)件上的監(jiān)視區(qū)域的異物；以及曝光條件改變單元，配置為從成像幀到成像幀改變?cè)摮上駟卧钠毓鈼l件。該目標(biāo)檢測(cè)單元根據(jù)在分別對(duì)應(yīng)多個(gè)種類的檢測(cè)目標(biāo)的曝光條件成像的成像幀群中的第一圖像，檢測(cè)分別對(duì)應(yīng)該成像幀群的種類的檢測(cè)目標(biāo)。該異物檢測(cè)單元使用除了對(duì)應(yīng)于其曝光量在成像幀群之中最大的曝光條件的成像幀群之外的成像幀群的成像幀群中的第二圖像，檢測(cè)該異物。
[0016]按照本發(fā)明的又一方面，一種移動(dòng)體設(shè)備控制系統(tǒng)，包括:目標(biāo)檢測(cè)單元，配置為檢測(cè)附著于在移動(dòng)體中的光透射構(gòu)件上定義的監(jiān)視區(qū)域的異物，和在該移動(dòng)體周圍的遠(yuǎn)處攝影被攝體之中存在的檢測(cè)目標(biāo)；以及移動(dòng)體設(shè)備控制單元，配置為根據(jù)該目標(biāo)檢測(cè)單元的該異物的檢測(cè)結(jié)果和該檢測(cè)目標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果，控制安裝在該移動(dòng)體上的預(yù)定設(shè)備。該目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備包括:光照明單元，配置為發(fā)射照明光用于照明光透射構(gòu)件上定義的監(jiān)視區(qū)域；成像單元，包括成像傳感器，該成像傳感器具有第一光接收區(qū)域和第二光接收區(qū)域，該成像單元配置為通過在第一光接收區(qū)域中檢測(cè)來自遠(yuǎn)處攝影被攝體的穿過該光透射構(gòu)件的光，捕獲遠(yuǎn)處攝影被攝體的第一圖像，通過在第二光接收區(qū)域中檢測(cè)從異物反射并且穿過光透射構(gòu)件的照明光，捕獲附著于該光透射構(gòu)件上的監(jiān)視區(qū)域的異物的第二圖像，并且產(chǎn)生包括第一圖像和第二圖像的圖像幀；目標(biāo)檢測(cè)單元，配置為根據(jù)該成像幀中的第一圖像，在遠(yuǎn)處攝影被攝體之中檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo);異物檢測(cè)單元，配置為根據(jù)該成像幀中的第二圖像，檢測(cè)附著于光透射構(gòu)件上的監(jiān)視區(qū)域的異物；以及曝光量改變單元，配置為從成像幀到成像幀改變?cè)摮上駟卧钠毓饬?。該目?biāo)檢測(cè)單元使用其曝光量彼此不同的該成像幀的兩個(gè)或更多中的第一圖像，檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo)。該異物檢測(cè)單元使用除了其曝光量在該兩個(gè)或更多成像幀之中最大的成像幀之外的兩個(gè)或更多成像幀的成像幀中的第二圖像，檢測(cè)該異物。
[0017]按照本發(fā)明的又一方面，一種非暫時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)用于使得目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備的計(jì)算機(jī)執(zhí)行目標(biāo)檢測(cè)過程的程序，該目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備包括光照明單元，配置為發(fā)射照明光，用于照明在光透射構(gòu)件上定義的監(jiān)視區(qū)域;和成像單元，包括成像傳感器，該成像傳感器具有第一光接收區(qū)域和第二光接收區(qū)域，該成像單元配置為通過在第一光接收區(qū)域中檢測(cè)來自遠(yuǎn)處攝影被攝體的穿過該光透射構(gòu)件的光，捕獲遠(yuǎn)處攝影被攝體的第一圖像，通過在第二光接收區(qū)域中檢測(cè)從異物反射并且穿過該光透射構(gòu)件的照明光，捕獲附著于該光透射構(gòu)件上的監(jiān)視區(qū)域的異物的第二圖像，并且產(chǎn)生包括第一圖像和第二圖像的圖像幀。該目標(biāo)檢測(cè)過程包括:目標(biāo)檢測(cè)步驟，用于根據(jù)該成像幀中的第一圖像，在遠(yuǎn)處攝影被攝體之中檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo);異物檢測(cè)步驟，用于根據(jù)該成像幀中的第二圖像，檢測(cè)附著于光透射構(gòu)件上的監(jiān)視區(qū)域的異物；以及曝光量改變步驟，用于從成像幀到成像幀改變?cè)摮上駟卧钠毓饬?。在該目?biāo)檢測(cè)步驟中，使用其曝光量彼此不同的兩個(gè)或更多成像幀中的第一圖像，檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo)。在該異物檢測(cè)步驟中，使用除了其曝光量在該兩個(gè)或更多成像幀之中最大的成像幀之外的兩個(gè)或更多成像幀的成像幀中的第二圖像，檢測(cè)該異物。按照本發(fā)明的又一方面，一種非暫時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)用于使得目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備的計(jì)算機(jī)執(zhí)行目標(biāo)檢測(cè)過程的程序，該目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備包括光照明單元，配置為發(fā)射照明光，用于照明在光透射構(gòu)件上定義的監(jiān)視區(qū)域;和成像單元，包括成像傳感器，該成像傳感器具有第一光接收區(qū)域和第二光接收區(qū)域，該成像單元配置為通過在第一光接收區(qū)域中檢測(cè)來自遠(yuǎn)處攝影被攝體的穿過該光透射構(gòu)件的光，捕獲遠(yuǎn)處攝影被攝體的第一圖像，通過在第二光接收區(qū)域中檢測(cè)從異物反射并且穿過該光透射構(gòu)件的照明光，捕獲附著于該光透射構(gòu)件上的監(jiān)視區(qū)域的異物的第二圖像，并且產(chǎn)生包括第一圖像和第二圖像的圖像幀。該目標(biāo)檢測(cè)過程包括:目標(biāo)檢測(cè)步驟，用于根據(jù)該成像幀中的第一圖像，在遠(yuǎn)處攝影被攝體之中檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo);異物檢測(cè)步驟，用于根據(jù)該成像幀中的第二圖像，檢測(cè)附著于光透射構(gòu)件上的監(jiān)視區(qū)域的異物；以及曝光條件改變步驟，用于從成像幀到成像幀改變?cè)摮上駟卧钠毓鈼l件。在該目標(biāo)檢測(cè)步驟中，根據(jù)在分別對(duì)應(yīng)多個(gè)種類的檢測(cè)目標(biāo)的曝光條件成像的成像幀群中的第一圖像，檢測(cè)分別對(duì)應(yīng)該成像幀群的種類的檢測(cè)目標(biāo)。在該異物檢測(cè)步驟中，使用除了對(duì)應(yīng)于其曝光量在成像幀群之中最大的曝光條件的成像幀群之外的成像幀群的該成像幀群中的第二圖像，檢測(cè)該異物。
[0018]按照本發(fā)明的各實(shí)施例，提供一種附著物檢測(cè)設(shè)備、一種提供有此的移動(dòng)體設(shè)備控制系統(tǒng)和一種附著物檢測(cè)程序，其可以在檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo)的過程和在檢測(cè)附著物的過程兩者中，實(shí)現(xiàn)高檢測(cè)準(zhǔn)確度，而沒有分開地插入專用的捕獲幀用于檢測(cè)附著物。
【附圖說明】
[0019]圖1是示意地圖示按照本實(shí)施例的車輛上設(shè)備控制系統(tǒng)的配置的示例的示意圖；
[0020]圖2是示意地圖示按照本實(shí)施例的車輛上設(shè)備控制系統(tǒng)中的成像單元的配置的示例的不意圖；
[0021]圖3是示意地圖示按照本實(shí)施例的成像單元中提供的成像設(shè)備的示意的配置的示例的說明圖；
[0022]圖4是圖示紅外光圖像數(shù)據(jù)的示例的說明圖，該紅外光圖像數(shù)據(jù)是在成像透鏡聚焦于按照本實(shí)施例的自己車輛的前風(fēng)擋外壁表面上的雨滴的情形用于檢測(cè)雨滴的捕獲的圖像數(shù)據(jù)；
[0023]圖5是圖示紅外光圖像數(shù)據(jù)的示例的說明圖，該紅外光圖像數(shù)據(jù)是在按照本實(shí)施例無限遠(yuǎn)調(diào)焦成像透鏡的情形用于檢測(cè)雨滴的捕獲的圖像數(shù)據(jù)；
[0024]圖6是圖示按照本實(shí)施例的截止濾波器的濾波器特性的示例的曲線圖，該截止濾波器可應(yīng)用到用于檢測(cè)雨滴的捕獲的圖像數(shù)據(jù)；
[0025]圖7是圖示按照本實(shí)施例的帶通濾波器的濾波器特性的示例的曲線圖，該帶通濾波器可應(yīng)用到用于檢測(cè)雨滴的捕獲的圖像數(shù)據(jù)；
[0026]圖8是圖示按照本實(shí)施例的提供于成像設(shè)備的濾光器的前級(jí)濾波器的正視圖的示例的圖；
[0027]圖9是圖示按照本實(shí)施例的成像設(shè)備捕獲的圖像數(shù)據(jù)的圖像的示例的說明圖；
[0028]圖10是詳細(xì)地圖示按照本實(shí)施例的目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備的示例的說明圖；
[0029]圖11是圖示從垂直于光透射方向的方向觀察的按照本實(shí)施例的成像設(shè)備的濾光器和圖像傳感器的示例的放大示意圖；
[0030]圖12是圖示按照本實(shí)施例的濾光器的偏振濾波器層和光譜濾波器層的區(qū)域劃分模式的示例的說明圖；
[0031]圖13是示意地圖示按照第一配置示例的濾光器的各層的配置的示例的截面圖；
[0032]圖14是圖示對(duì)應(yīng)于光的量的信息的內(nèi)容的說明圖，該光透射通過按照本實(shí)施例的濾光器中的用于檢測(cè)車輛的濾波器單元，并且由圖像傳感器上的每個(gè)光電二極管接收(每個(gè)成像像素的信息)；
[0033]圖15A是示意地圖示按照本實(shí)施例的濾光器的用于檢測(cè)車輛的濾波器單元和圖像傳感器的示例的截面圖，沿著圖14中顯示的基準(zhǔn)線A-A切開；
[0034]圖15B是示意地圖示按照本實(shí)施例的濾光器的用于檢測(cè)車輛的濾波器單元和圖像傳感器的示例的截面圖，沿著圖14中顯示的基準(zhǔn)線B-B切開；
[0035]圖16是圖示對(duì)應(yīng)于光的量的信息的內(nèi)容的說明圖，該光透射通過按照本實(shí)施例的濾光器中的用于檢測(cè)雨滴的濾波器單元，并且由圖像傳感器上的每個(gè)光電二極管接收(每個(gè)成像像素的信息)；
[0036]圖17A是示意地圖示按照本實(shí)施例的濾光器的用于檢測(cè)雨滴的濾波器單元和圖像傳感器的示例的截面圖，沿著圖16中顯示的基準(zhǔn)線A-A切開；
[0037]圖17B是示意地圖示按照本實(shí)施例的濾光器的用于檢測(cè)雨滴的濾波器單元和圖像傳感器的示例的截面圖，沿著圖16中顯示的基準(zhǔn)線B-B切開；
[0038]圖18是圖不按照本實(shí)施例的與雨滴檢測(cè)相關(guān)的各種光的不例的說明圖；
[0039]圖19是圖示按照本實(shí)施例的濾光器的用于檢測(cè)雨滴的濾波器單元的示例的說明圖，其中線格柵結(jié)構(gòu)的金屬線的縱向在偏振濾波器層上的各自的點(diǎn)彼此不同；
[0040]圖20是圖示對(duì)應(yīng)于光的量的信息的內(nèi)容的示例的說明圖，該光透射通過按照第二配置示例的濾光器，并且由圖像傳感器上的每個(gè)光電二極管接收(每個(gè)成像像素的信息)；
[0041]圖21A是示意地圖示按照本實(shí)施例的濾光器和圖像傳感器的示例的截面圖，沿著圖20中顯示的基準(zhǔn)線A-A切開；
[0042]圖21B是示意地圖示按照本實(shí)施例的濾光器和圖像傳感器的示例的截面圖，沿著圖20中顯示的基準(zhǔn)線B-B切開；
[0043]圖22是圖示對(duì)應(yīng)于光的量的信息的內(nèi)容的示例的說明圖，該光透射通過按照第三配置示例的濾光器，并且由圖像傳感器上的每個(gè)光電二極管接收(每個(gè)成像像素的信息)；
[0044]圖23A是示意地圖示按照本實(shí)施例的濾光器和圖像傳感器的示例的截面圖，沿著圖22中顯示的基準(zhǔn)線A-A切開；
[0045]圖23B是示意地圖示按照本實(shí)施例的濾光器和圖像傳感器的示例的截面圖，沿著圖22中顯示的基準(zhǔn)線B-B切開；
[0046]圖24是圖示用于限制透射通過按照本實(shí)施例的濾光器的光譜濾波器層的非光譜區(qū)域的光量的配置的示例的說明圖；
[0047]圖25是圖示用于限制透射通過按照本實(shí)施例的濾光器的光譜濾波器層的非光譜區(qū)域的光量的配置的另一個(gè)示例的說明圖；
[0048]圖26是圖示用于限制透射通過按照本實(shí)施例的濾光器的光譜濾波器層的非光譜區(qū)域的光量的配置的又一個(gè)示例的說明圖；
[0049]圖27是圖示用于限制透射通過按照本實(shí)施例的濾光器的光譜濾波器層的非光譜區(qū)域的光量的配置的又一個(gè)示例的說明圖；
[0050]圖28是圖示用于限制透射通過按照本實(shí)施例的濾光器的光譜濾波器層的非光譜區(qū)域的光量的配置的又一個(gè)示例的說明圖；
[0051]圖29是圖示用于限制透射通過按照本實(shí)施例的濾光器的光譜濾波器層的非光譜區(qū)域的光量的配置的又一個(gè)示例的說明圖；
[0052]圖30是圖示按照第四配置示例的濾光器的偏振濾波器層的線格柵結(jié)構(gòu)的金屬線的縱向的示例的說明圖；
[0053]圖31是按照本實(shí)施例的偏振濾波器層的線格柵結(jié)構(gòu)的示例的放大的圖像；
[0054]圖32是圖示按照本實(shí)施例的可應(yīng)用到光譜濾波器層的截止濾波器的濾波器特性的示例的圖；
[0055]圖33是圖示按照本實(shí)施例的可應(yīng)用到光譜濾波器層的帶通濾波器的濾波器特性的示例的圖；
[0056]圖34是圖示使用按照本實(shí)施例的成像設(shè)備成像的微分偏振度的直方圖的示例的圖，該微分偏振度對(duì)于來自雨天中的頭燈的直射光和對(duì)于在下雨的路面上從頭燈反射的反射光計(jì)算；
[0057]圖35是圖示由按照本實(shí)施例的成像設(shè)備成像的狀態(tài)的示例的示意圖，其中當(dāng)自己的車輛行進(jìn)在下雨的路面上時(shí)，在前車輛和迎面車輛兩者都在行進(jìn)方向前面在幾乎相同的距離存在；
[0058]圖36是圖示按照本實(shí)施例的車輛檢測(cè)過程的流程的示例的流程圖；
[0059]圖37A是圖示單色亮度圖像(非光譜和非偏振的)和非光譜微分偏振度的圖像的示例的圖像，該單色亮度圖像對(duì)于包括在雨中的白線的捕獲區(qū)域成像；
[0060]圖37B是圖示對(duì)于在雨中相同的捕獲區(qū)域成像的非光譜微分偏振度的圖像的示例的圖像；
[0061 ]圖38是圖示在布儒斯特角的反射光的偏振態(tài)的說明圖；
[0062]圖39A是圖示雨滴附著于車輛的前風(fēng)擋的外壁表面的捕獲的圖像的示例的說明圖；
[0063]圖39B是圖示雨滴沒有附著于該車輛的該前風(fēng)擋的外壁表面的捕獲的圖像的示例的說明圖；
[0064]圖40是簡(jiǎn)單地圖示按照成像操作的第一示例的成像設(shè)備的成像操作的示例的定時(shí)圖；以及
[0065]圖41是簡(jiǎn)單地圖示按照成像操作的第二示例的成像設(shè)備的成像操作的示例的定時(shí)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0066]在下文中，將解釋按照本發(fā)明的目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備用于作為移動(dòng)體設(shè)備控制系統(tǒng)的車輛上設(shè)備控制系統(tǒng)中的實(shí)施例。
[0067]同時(shí)，按照本發(fā)明的目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備不局限于被用于移動(dòng)體設(shè)備控制系統(tǒng)的目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備，而是可用作另一個(gè)系統(tǒng)中的目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備，只要該目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備通過光透射構(gòu)件，基于捕獲的圖像檢測(cè)捕獲區(qū)域中的探測(cè)目標(biāo)，并且還檢測(cè)附著于該透射構(gòu)件的附著物。
[0068]圖1是示意地圖示按照本實(shí)施例的車輛上設(shè)備控制系統(tǒng)的配置的示意圖。
[0069]該車輛上設(shè)備控制系統(tǒng)，通過使用安裝在自己的車輛100(如作為移動(dòng)體的汽車)上的成像設(shè)備，通過使用在作為捕獲區(qū)域的自己車輛周圍(尤其在行進(jìn)方向前面)捕獲的捕獲的圖像數(shù)據(jù)，執(zhí)行頭燈的光分布控制、刮水器的驅(qū)動(dòng)控制和其它車輛上設(shè)備的控制。
[0070]提供于按照本實(shí)施例的車輛上設(shè)備控制系統(tǒng)的成像設(shè)備，提供于成像單元101中，并且對(duì)在行進(jìn)的自己車輛100的行進(jìn)方向的前部區(qū)域作為捕獲區(qū)域成像。該成像設(shè)備例如在自己的車輛100的前風(fēng)擋105的后視鏡(未顯示)周圍提供。由成像單元1I的成像設(shè)備捕獲的捕獲的圖像數(shù)據(jù)輸入到圖像分析單元102。圖像分析單元102分析從成像設(shè)備發(fā)送的捕獲的圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算在自己的車輛100前面存在的另一個(gè)車輛的位置(方向和距離)，檢測(cè)附著于前風(fēng)擋105的如雨滴之類的附著物或者異物，或者檢測(cè)存在于捕獲區(qū)域中的如路表面上的白線(標(biāo)記線)之類的檢測(cè)目標(biāo)。在其它車輛的檢測(cè)中，通過辨認(rèn)其它車輛的尾燈，檢測(cè)與自己的車輛100相同的行進(jìn)方向行進(jìn)的在前車輛，并且通過辨認(rèn)其它車輛的頭燈，檢測(cè)在與自己的車輛100相反的方向行進(jìn)的迎面車輛。
[0071]圖像分析單元102的計(jì)算結(jié)果發(fā)送到頭燈控制單元103。頭燈控制單元103例如從圖像分析單元102計(jì)算的其它車輛的位置數(shù)據(jù)，產(chǎn)生用于控制作為自己的車輛100的車輛上設(shè)備的頭燈104的控制信號(hào)。具體地，例如，控制用于前燈104的低光束和高光束之間的切換，或者部分地屏蔽頭燈104，使得保證自己的車輛100的駕駛員的視野，同時(shí)防止自己的車輛100的頭燈向在前車輛或者迎面車輛的駕駛員的眩目。
[0072]圖像分析單元102的計(jì)算結(jié)果也發(fā)送到刮水器控制單元106。刮水器控制單元106控制刮水器107，其除去附著于自己的車輛100的前風(fēng)擋105的如雨滴或者異物之類的附著物。刮水器控制單元106接收用于由圖像分析單元102檢測(cè)的附著物的檢測(cè)結(jié)果，并且產(chǎn)生用于控制刮水器107的控制信號(hào)。當(dāng)由刮水器控制單元106產(chǎn)生的該控制信號(hào)發(fā)送到刮水器107時(shí)，刮水器107操作以便保證自己的車輛100的駕駛員的視野。
[0073]此外，圖像分析單元102的計(jì)算結(jié)果也發(fā)送到車輛行進(jìn)控制單元108。車輛行進(jìn)控制單元108基于圖像分析單元102檢測(cè)的白線檢測(cè)結(jié)果，在自己的車輛100偏離由白線等分區(qū)的行車道的情形，向自己的車輛100的駕駛員報(bào)警，或者執(zhí)行駕駛輔助控制，如方向盤或者制動(dòng)器的控制。此外，車輛行進(jìn)控制單元108基于圖像分析單元102檢測(cè)的其它車輛的位置數(shù)據(jù)，在到在前車輛的距離減少等的情形，向自己的車輛100的駕駛員報(bào)警，或者執(zhí)行駕駛輔助控制，如方向盤或者制動(dòng)器的控制。
[0074]圖2是示意地圖示成像單元101的配置的示意圖。
[0075]圖3是圖示提供于成像單元101中的成像設(shè)備200的示意配置的說明圖。
[0076]成像單元101包括成像設(shè)備200，如成像裝置、作為光發(fā)射裝置的光源202以及用于容納成像設(shè)備200和光源202的成像外殼。圖像單元101安裝在自己的車輛100的前風(fēng)擋105的內(nèi)壁表面一側(cè)。如圖3所示的成像設(shè)備200包括成像透鏡204、濾光器205和圖像傳感器206。安排光源202，使得當(dāng)光源202發(fā)射包括朝向前風(fēng)擋105的紅外光的光，并且該光在附著于風(fēng)擋105的外壁表面的雨滴和空氣之間的界面反射時(shí)，該反射光進(jìn)入進(jìn)入成像設(shè)備200。此外，在附著于前風(fēng)擋105的外壁表面的附著物是光透不過的異物的情形，當(dāng)來自光源202的光在該異物和前風(fēng)擋105的外壁表面之間的界面反射時(shí)，該反射光進(jìn)入成像設(shè)備200。
[0077]在本實(shí)施例中，光源202用于檢測(cè)附著于前風(fēng)擋105的外壁表面的附著物(在下文中，將示范該附著物是雨滴的例子)。當(dāng)任何雨滴203沒有附著于前風(fēng)擋105的外壁表面時(shí)，因?yàn)閺墓庠?02發(fā)射的光的大部分穿過前風(fēng)擋105的外壁表面，所以該光幾乎不進(jìn)入成像設(shè)備200。另一方面，如圖2所示，在雨滴203附著于前風(fēng)擋105的外壁表面的情形，該發(fā)射光在穿過前風(fēng)擋105的外壁表面之后，在雨滴203和空氣之間的界面反射，并且該反射光再次穿過前風(fēng)擋105的外壁表面，從而該反射光進(jìn)入成像設(shè)備200。按照上述差異，對(duì)比(亮度差)發(fā)生在成像設(shè)備200中的捕獲的圖像數(shù)據(jù)中，并且可以檢測(cè)附著于前風(fēng)擋105的雨滴203。
[0078]此外，在本實(shí)施例中，如圖2中所示的成像單元101，與前風(fēng)擋105—起，以成像盒201覆蓋成像設(shè)備200和光源202。以這種方式，通過以成像盒201覆蓋，甚至在前風(fēng)擋105的內(nèi)壁表面有霧的情況，也可以防止用該成像單元101覆蓋的前風(fēng)擋105的一部分上的霧。因此，抑制了由于前風(fēng)擋105上的霧導(dǎo)致的圖像分析單元102的錯(cuò)誤分析，并且可以基于圖像分析單元102的分析結(jié)果，適當(dāng)?shù)貓?zhí)行各種控制操作。
[0079]然而，在從成像設(shè)備200的捕獲的圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)前風(fēng)擋105的霧并且控制自己的車輛100的空調(diào)設(shè)備的情況下，例如，空氣流過的流徑可提供于成像盒201的一部分中，使得前風(fēng)擋105相對(duì)成像設(shè)備200的該部分中的情況與在其它部分中的情況相同。
[0080]這里，在本實(shí)施例中，成像透鏡204的焦點(diǎn)位置設(shè)置在無限遠(yuǎn)，或者在無限遠(yuǎn)和前風(fēng)擋105之間。因此，不僅在檢測(cè)附著于前風(fēng)擋105的表面的雨滴203的情況下，而且在檢測(cè)在前車輛或者迎面車輛或者檢測(cè)白線的情況下，可以由成像設(shè)備200從捕獲的圖像數(shù)據(jù)獲取適當(dāng)?shù)男畔ⅰ?br>[0081]例如，在檢測(cè)附著于前風(fēng)擋105的雨滴203的情況下，因?yàn)樵诓东@的圖像數(shù)據(jù)中的雨滴的圖像經(jīng)常具有圓形，所以執(zhí)行形狀識(shí)別過程確定捕獲的圖像數(shù)據(jù)中的雨滴候選圖像是否具有圓形，并且辨認(rèn)該雨滴候選圖像為雨滴圖像。在執(zhí)行上述形狀識(shí)別過程的情況下，而非成像透鏡204聚焦前風(fēng)擋105的外壁表面上的雨滴203，當(dāng)成像透鏡204的焦點(diǎn)位置設(shè)置在無限遠(yuǎn)或者在無限遠(yuǎn)和前風(fēng)擋105之間時(shí)，圖像散焦，并且雨滴(圓形)的形狀識(shí)別比率被提尚，從而雨滴檢測(cè)性能變?yōu)樯小?br>[0082]圖4是圖示紅外光圖像數(shù)據(jù)的說明圖，該紅外光圖像數(shù)據(jù)是在成像透鏡204聚焦于前風(fēng)擋105的外壁表面上的雨滴203的情形用于檢測(cè)雨滴的捕獲的圖像數(shù)據(jù)。
[0083]圖5是圖示紅外光圖像數(shù)據(jù)的說明圖，該紅外光圖像數(shù)據(jù)是在成像透鏡204聚焦無限遠(yuǎn)處情形用于檢測(cè)雨滴的捕獲的圖像數(shù)據(jù)。
[0084]當(dāng)成像透鏡204聚焦于前風(fēng)擋105的外壁表面上的雨滴203時(shí)，如圖4所示，甚至捕獲雨滴中投影的背景圖像203a。該背景圖像203a，如上，可以導(dǎo)致雨滴203的錯(cuò)誤的檢測(cè)。此夕卜，如圖4所示，僅具有弓形形狀的一部分雨滴203b的亮度可以變高。具有較高亮度的部分的形狀，即雨滴圖像的形狀，依賴日光的方向或者街燈的位置改變。在處理這種如上多樣地改變的雨滴圖像的形狀中，形狀識(shí)別過程的處理負(fù)荷變大。此外，識(shí)別準(zhǔn)確度降低。
[0085]另一方面，當(dāng)成像透鏡204聚焦在無限遠(yuǎn)時(shí)，如圖5所示，圖像散焦。然后，投影在雨滴203中的背景圖像203a沒有反映在捕獲的圖像數(shù)據(jù)中，并且抑制了對(duì)于雨滴203的錯(cuò)誤的檢測(cè)的發(fā)生。此外，按照散焦的圖像，雨滴的圖像的形狀上的變化程度依賴日光的方向或者街燈的位置變小，并且雨滴的圖像的形狀總是近似圓的。因此，在處理雨滴的圖像的形狀中，形狀識(shí)別過程的處理負(fù)荷變小，并且識(shí)別準(zhǔn)確度增加。
[0086]然而，在成像透鏡204聚焦在無窮遠(yuǎn)處情形，當(dāng)辨認(rèn)在遙遠(yuǎn)處行進(jìn)的在前車輛的尾燈時(shí)，從尾燈接收光的圖像傳感器206上的光接收元件的數(shù)量可以變?yōu)榻埔?。在這種情況下，之后詳細(xì)描述地，尾燈的光可能不由接收尾燈的紅光的用于紅光的光接收元件接收。那么，不能辨認(rèn)尾燈，并且在前車輛沒有被檢測(cè)。為了避免上述缺點(diǎn)，成像透鏡204的焦點(diǎn)最好設(shè)置少于無限遠(yuǎn)。因此，在前車輛的尾燈的圖像散焦，并且從尾燈接收光的光接收元件的數(shù)目可以增加。那么，用于尾燈的識(shí)別準(zhǔn)確度被提高，并且在前車輛的檢測(cè)準(zhǔn)確度增加。
[0087]對(duì)于成像單元101中的光源202，可使用發(fā)光二極管(LED)或者激光二極管(LD)。此夕卜，來自光源202的發(fā)射光的波長(zhǎng)可以是可見光或者紅外光的波長(zhǎng)。然而，在避免來自光源202的光對(duì)于迎面車輛的駕駛員、行人等眩目的情況下，可以在圖像傳感器的光接收靈敏度中被檢測(cè)的大于可見光的波長(zhǎng)，例如紅外光范圍中的波長(zhǎng)，大于或等于800nm并且小于或等于I OOOnm，最好被選擇。按照本實(shí)施例的光源202以在紅外光范圍的波長(zhǎng)發(fā)光。
[0088]這里，當(dāng)從光源202發(fā)射并且在前風(fēng)擋105上的雨滴203反射的具有紅外光波長(zhǎng)的光由成像設(shè)備200捕獲時(shí)，除具有來自光源202的紅外光的波長(zhǎng)的光之外，例如，成像設(shè)備200的圖像傳感器206接收如日光之類的干擾光，其具有包括具有紅外光波長(zhǎng)的光的大量光。因此，為了從這種干擾光區(qū)分來自光源202的具有紅外光波長(zhǎng)的光，要求光源202的發(fā)光量充分地大于干擾光的光量。但是，經(jīng)常難以使用具有大的發(fā)光量的這種光源202。
[0089]那么，在本實(shí)施例中，例如，配置使得來自光源202的光由圖像傳感器206經(jīng)由如圖6所示的截止濾波器或者經(jīng)由如圖7所示的帶通濾波器接收，該截止濾波器截止波長(zhǎng)比光源202的光發(fā)射波長(zhǎng)短的光，而該帶通濾波器在大約光源202的光發(fā)射波長(zhǎng)具有透射因子的峰值。因此，不接收具有除了光源202的光發(fā)射波長(zhǎng)的波長(zhǎng)的光，并且由圖像傳感器206接收的來自光源202的光的光量變?yōu)橄鄬?duì)大于干擾光的光量。結(jié)果，即使光源202的發(fā)光量不大，來自光源202的光也可以區(qū)別于干擾光。
[0090]然而，在本實(shí)施例中，執(zhí)行了不僅前風(fēng)擋105上的雨滴203的檢測(cè)，而且在前車輛、迎面車輛或者白線的檢測(cè)。因此，當(dāng)除了具有從光源202發(fā)射的紅外光的波長(zhǎng)的光之外的波長(zhǎng)帶對(duì)于全部捕獲的圖像除去時(shí)，具有為檢測(cè)在前車輛、迎面車輛或者白線所必需的波長(zhǎng)帶的光不能由圖像傳感器206接收，并且它可能導(dǎo)致它們的檢測(cè)中的問題。因此，在本實(shí)施例中，捕獲的圖像數(shù)據(jù)的圖像區(qū)域被分成雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域(對(duì)于檢測(cè)前風(fēng)擋105上的雨滴203)和車輛檢測(cè)圖像區(qū)域(用于檢測(cè)在前車輛/迎面車輛或者白線)。濾光器205提供有濾波器，其僅對(duì)于對(duì)應(yīng)于雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域的部分，除去除了具有從光源202發(fā)射的紅外光的波長(zhǎng)的光之外的波長(zhǎng)帶。
[0091]圖8是圖示提供于濾光器205中的前級(jí)濾波器210的正視圖的圖。
[0092]圖9是圖示捕獲的圖像數(shù)據(jù)的圖像的示例的說明圖。
[0093]如圖3所示的按照本實(shí)施例的濾光器205，具有前級(jí)濾波器210和后級(jí)濾波器220在光透射方向疊加的配置。前級(jí)濾波器210的區(qū)域如圖8所示劃分為:作為車輛檢測(cè)圖像區(qū)域213的紅外光截止濾波器區(qū)域211(提供在對(duì)應(yīng)于捕獲的圖像的上三分之二的位置)，和作為雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214的紅外光透射濾波器區(qū)域212(提供在對(duì)應(yīng)于捕獲的圖像的下三分之一的位置)。在紅外光透射濾波器區(qū)域212中，使用圖6中顯示的截止濾波器或者圖7中顯示的帶通濾波器。
[0094]正常地，迎面車輛的頭燈、在前車輛的尾燈和白線的圖像經(jīng)常顯得主要超出捕獲的圖像的中心部分，并且在自己的車輛前面的最接近的路面的圖像經(jīng)常出現(xiàn)在捕獲的圖像的下部。因此，辨認(rèn)迎面車輛的頭燈、在前車輛的尾燈和白線需要的信息集中于捕獲的圖像的上部。在辨認(rèn)它們中，在捕獲的圖像的下部的信息不重要。那么，在從單個(gè)捕獲的圖像數(shù)據(jù)元素同時(shí)地執(zhí)行迎面車輛、在前車輛和白線的檢測(cè)和雨滴的檢測(cè)兩者的情況下，捕獲的圖像的下部最好分配給雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214，而剩余部分最好分配給車輛檢測(cè)圖像區(qū)域213，如圖9所示。前級(jí)濾波器210的區(qū)域?qū)?yīng)于上述分配劃分。
[0095]同時(shí)，在本實(shí)施例中，圖示以下示例，其中在捕獲的圖像中，雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214在車輛檢測(cè)圖像區(qū)域213下面提供。然而，雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214可提供在車輛檢測(cè)圖像區(qū)域213之上，或者雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214可提供在車輛檢測(cè)圖像區(qū)域213之上和以下。
[0096]當(dāng)成像設(shè)備200的成像方向傾斜時(shí)，自己的車輛的機(jī)蓋的圖像可能進(jìn)入捕獲區(qū)域中的下部。在這種情況下，日光或者在自己的車輛的機(jī)蓋上反射的來自在前車輛的光可能變?yōu)楦蓴_光。包括在捕獲的圖像數(shù)據(jù)中的該干擾光，可能導(dǎo)致迎面車輛的頭燈、在前車輛的尾燈和白線的錯(cuò)誤的辨認(rèn)。甚至在上述情形，在本實(shí)施例中，因?yàn)閳D6中顯示的截止濾波器或者圖7中顯示的帶通濾波器安排在對(duì)應(yīng)于捕獲的圖像的下部的位置，所以除去了該干擾光，如日光或者在機(jī)蓋上反射的來自在前車輛的尾燈的光。因此，對(duì)于迎面車輛的頭燈、在前車輛的尾燈和白線的識(shí)別準(zhǔn)確度被提高。
[0097]同時(shí)，在本實(shí)施例中，由于成像透鏡204的特性，在捕獲區(qū)域中的圖像以垂直反轉(zhuǎn)的狀態(tài)顯示在圖像傳感器206上。因此，在分配捕獲的圖像的下部到雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214的情況下，圖6中顯示的截止濾波器或者圖7中顯示的帶通濾波器提供于濾光器205的前級(jí)濾波器210的上部中。
[0098]在在前車輛的檢測(cè)中，辨認(rèn)捕獲的圖像中的尾燈，從而檢測(cè)在前車輛。然而，因?yàn)樵撐矡舻墓饬啃∮谟孳囕v的頭燈的光量，并且由于如街燈之類的干擾光，僅從亮度數(shù)據(jù)以高準(zhǔn)確度檢測(cè)該尾燈是困難的。因此，需要光譜信息用于該尾燈的檢測(cè)，并且基于接收的紅光的光量辨認(rèn)該尾燈。那么，在本實(shí)施例中，如之后描述的，僅透射尾燈的顏色的波長(zhǎng)帶的對(duì)應(yīng)于尾燈的顏色的紅光濾波器或者青色濾波器，安排在濾光器205的后級(jí)濾波器220中，從而可以檢測(cè)接收的紅光的光量。
[0099]然而，因?yàn)榘ㄔ诎凑毡緦?shí)施例的圖像傳感器206中的每一個(gè)光接收元件對(duì)于紅外光的波長(zhǎng)帶的光也具有靈敏度，所以當(dāng)圖像傳感器206接收包括紅外光的波長(zhǎng)帶的光時(shí)，獲得的捕獲的圖像總體上呈現(xiàn)紅色調(diào)。結(jié)果，對(duì)應(yīng)于尾燈的紅色的圖像部分的辨認(rèn)可能變得困難。那么，在本實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于車輛檢測(cè)圖像區(qū)域213的濾光器205的前級(jí)濾波器210中的一部分，分配給紅外光截止濾波器區(qū)域211。因此，紅外光的波長(zhǎng)帶從被用于辨認(rèn)尾燈的捕獲的圖像數(shù)據(jù)的部分除去，并且對(duì)于尾燈的識(shí)別準(zhǔn)確度增加。
[0100]圖10是詳細(xì)地圖示按照本實(shí)施例的目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備的說明圖。
[0101]按照本實(shí)施例配置目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備的圖像設(shè)備200，主要包括成像透鏡204、濾光器205、傳感器襯底207(包括二維安排的具有象素陣列的圖像傳感器206)以及信號(hào)處理單元208(用于產(chǎn)生捕獲的圖像數(shù)據(jù)并且輸出該捕獲的圖像數(shù)據(jù)，其中從傳感器襯底207輸出的模擬電信號(hào)(圖像傳感器206上的每一個(gè)光接收元件接收的光的光量)轉(zhuǎn)換為數(shù)字電信號(hào))。來自包括目標(biāo)(檢測(cè)目標(biāo))的捕獲區(qū)域的光穿過成像透鏡204，透射通過濾光器205，并且在圖像傳感器206轉(zhuǎn)換為按照其光強(qiáng)的電信號(hào)。當(dāng)從圖像傳感器206輸出的該電信號(hào)(模擬信號(hào))輸入時(shí)，在信號(hào)處理單元208中，與垂直的和水平同步信號(hào)一起，從該電信號(hào)，將指示在圖像傳感器206上的每一個(gè)像素的亮度的數(shù)字信號(hào)，作為捕獲的圖像數(shù)據(jù)，輸出到后級(jí)的單元。此外，因?yàn)樾盘?hào)處理單元208也作用為曝光量改變裝置(用于執(zhí)行對(duì)于圖像傳感器206的曝光控制)或者曝光條件改變裝置，所以該信號(hào)處理單元提供有曝光量變化單元。此外，按照本實(shí)施例的目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備圖示其中圖像分析單元102提供有目標(biāo)檢測(cè)處理單元和雨滴檢測(cè)處理單元的示例，并且目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備中的目標(biāo)檢測(cè)處理裝置和附著物檢測(cè)裝置的功能提供于圖像分析單元102中。然而，這些功能的至少一部分可提供于成像設(shè)備200中。
[0102]圖11是圖示從垂直于光透射方向的方向觀察的濾光器205和圖像傳感器206的放大示意圖。
[0103]圖像傳感器206是使用CCD(電荷耦合器件)、CM0S(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)等的圖像傳感器，CCD通過對(duì)所有成像像素執(zhí)行同時(shí)曝光(全局快門)讀取各自的成像像素的信號(hào)，而CMOS讀取通過線曝光(卷簾快門)曝光的各自的成像像素的信號(hào)。對(duì)于光接收元件，使用光電二極管206A。光電二極管206A在陣列中對(duì)于每一個(gè)像素二維地安排一個(gè)，并且微透鏡206B提供在每個(gè)光電二極管206A的入射側(cè)，以便增強(qiáng)收集效率。圖像傳感器206通過線捆綁方法等連接到PWB(印刷布線板)，從而形成傳感器襯底207。
[0?04] 安排濾光器208接近在微透鏡206B—側(cè)的圖像傳感器206的表面。濾光器205的后級(jí)濾波器220包括疊層結(jié)構(gòu)，其中偏振濾波器層222和光譜濾波器層223在透明濾波器襯底221上順序地形成，如圖11所示。偏振濾波器層222和光譜濾波器層223兩者被分成區(qū)域，使得每一個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)圖像傳感器206上的一個(gè)光電二極管206A。
[0105]濾光器205和圖像傳感器206可配置使得在它們之間存在間隙。然而，當(dāng)濾光器205緊密地附著到圖像傳感器206時(shí)，使濾光器205的偏振濾波器層222和光譜濾波器層223上各自的區(qū)域的邊界與在圖像傳感器206上的光電二極管206A之中的邊界重合變得容易。濾光器205和圖像傳感器206可以UV粘接劑連接，或者被用于成像的有效像素外部的四側(cè)區(qū)域可以UV粘接劑或者通過熱壓焊接連接，同時(shí)得到有效像素外部的墊片支持。
[0106]圖12是圖示按照本實(shí)施例的濾光器205的偏振濾波器層222和光譜濾波器層223上的區(qū)域劃分模式的說明圖。
[0107]兩種區(qū)域，第一區(qū)域和第二區(qū)域，分別安排在偏振濾波器層222和光譜濾波器層223上，使得第一區(qū)域和第二區(qū)域的每一個(gè)對(duì)應(yīng)圖像傳感器206上的一個(gè)光電二極管206A。因此，由圖像傳感器206上的每一個(gè)光電二極管206A接收的光量，按照接收的光透射通過的偏振濾波器層222或者光譜濾波器層223上的區(qū)域的種類，可以獲得為偏振信息或者光譜信息。
[0108]同時(shí)，在本實(shí)施例中，將假定用于單色圖象的成像元件說明圖像傳感器206。然而，圖像傳感器206可以包括用于彩色圖像的成像元件。在以用于彩色圖像的成像元件配置圖像傳感器206情況下，偏振濾波器層222和光譜濾波器層223上的每一個(gè)區(qū)域的光透射特性，可按照附著于用于彩色圖像的成像元件的成像像素的每一個(gè)的濾色器的特性控制。
[0109][濾光器的第一配置示例]
[0110]這里，將說明按照本實(shí)施例的(以下稱為“第一配置示例”)濾光器205的配置的示例。
[0111]圖13是示意地圖示按照第一配置示例的濾光器205的各層的配置的示例的截面圖。
[0112]在按照第一配置示例的濾光器205的后級(jí)濾波器220中，對(duì)應(yīng)于車輛檢測(cè)圖像區(qū)域213的車輛檢測(cè)濾波器部分220A的各層的配置，不同于對(duì)應(yīng)于雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214的雨滴檢測(cè)濾波器部分220B的各層的配置。具體地，車輛檢測(cè)濾波器部分220A包括光譜濾波器層223，而雨滴檢測(cè)濾波器部分220B不包括光譜濾波器層223。此外，車輛檢測(cè)濾波器部分220A中的偏振濾波器層222的配置，不同于雨滴檢測(cè)濾波器部分220B中的偏振濾波器層225的配置。
[0113]圖14是圖示對(duì)應(yīng)于光量的信息的內(nèi)容的說明圖，該光透射通過按照第一配置示例的濾光器205中的車輛檢測(cè)濾波器部分220A，并且由圖像傳感器206上的每個(gè)光電二極管206A接收(每個(gè)成像像素的信息)。
[0114]圖15A是示意地圖示沿著圖14中顯示的基準(zhǔn)線A-A切開的濾光器205的車輛檢測(cè)濾波器部分220A和圖像傳感器206的截面圖。
[0115]圖15B是示意地圖示沿著圖14中顯示的基準(zhǔn)線B-B切開的濾光器205的車輛檢測(cè)濾波器部分220A和圖像傳感器206的截面圖。
[0116]按照第一配置示例的濾光器205的車輛檢測(cè)濾波器部分220A具有疊層配置，如圖15A和15B中所示，其中在偏振濾波器層222在透明濾波器襯底221上形成之后，光譜濾波器層223在其上形成。然后，偏振濾波器層222具有線格柵結(jié)構(gòu)，并且在疊層方向的上表面(在圖15A和15B中的下側(cè)表面)是波紋表面。當(dāng)光譜濾波器層223直接地形成在這種波紋表面時(shí)，該光譜濾波器層沿著波紋表面形成，光譜濾波器層223的層厚度的不均勻發(fā)生，并且原始的光譜性能可能不可獲得。因此，在按照本實(shí)施例的濾光器205中，在填充物在偏振濾波器層222中在疊層方向在上側(cè)表面上填滿以平面化該表面之后，光譜濾波器層223在其上形成。
[0117]因?yàn)樘畛湮锏牟牧喜皇侵灰乐蛊駷V波器層222(其波紋表面由該填充物平面化)的功能即可，所以，在本實(shí)施例中，使用不具有偏振功能的材料。此外，對(duì)于填充物的平面化過程，例如，最好可采用通過使用旋涂玻璃法施加填充物的方法。但是，不局限于此。
[0118]在第一配置示例中，偏振濾波器層222的第一區(qū)域是垂直偏振區(qū)域，其僅選擇垂直偏振分量，并且透射該垂直偏振分量(其在平行于圖像傳感器206的成像像素的列(垂直方向)的方向振動(dòng))。偏振濾波器層222的第二區(qū)域是水平偏振區(qū)域，其僅選擇水平偏振分量，并且透射該水平偏振分量(其在平行于圖像傳感器206的成像像素的行(水平方向)的方向振動(dòng))。
[0119]此外，光譜濾波器層223的第一區(qū)域是紅色光譜區(qū)域，其僅選擇在可以透射通過偏振濾波器層222的使用波長(zhǎng)帶中包括的紅波長(zhǎng)帶(特定波長(zhǎng)帶)的光，并且透射該選擇的光。光譜濾波器層223的第二區(qū)域是非光譜區(qū)域，其不執(zhí)行波長(zhǎng)選擇并且透射光。然后，在第一配置示例中，如由圖14中的點(diǎn)劃線矩形所示，捕獲的圖像數(shù)據(jù)的一個(gè)圖像像素包括四個(gè)相鄰的成像像素(兩個(gè)列和兩個(gè)行)，具有參考符號(hào)a、b、e和f。
[0120]在圖14中顯示的成像像素“a”，接收透射通過濾光器205的偏振濾波器層222中的垂直偏振區(qū)域(第一區(qū)域)并且通過光譜濾波器層223中的紅色光譜區(qū)域(第一區(qū)域)的光。因此，成像像素“a”接收垂直偏振分量(由圖14中的參考符號(hào)“P”顯示)的紅波長(zhǎng)帶(由圖14中的參考符號(hào)“R”顯示)的光P/R。
[0121]此外，在圖14中顯示的成像像素“b”，接收透射通過濾光器205的偏振濾波器層222中的垂直偏振區(qū)域(第一區(qū)域)并且通過光譜濾波器層223中的非光譜區(qū)域(第二區(qū)域)的光。因此，成像像素“b”接收垂直偏振分量P的非光譜(由圖14中的參考符號(hào)V顯示)光P/C。
[0122]此外，在圖14中顯示的成像像素“e”，接收透射通過濾光器205的偏振濾波器層222中的水平偏振區(qū)域(第二區(qū)域)并且通過光譜濾波器層223中的非光譜區(qū)域(第二區(qū)域)的光。因此，成像像素“e”接收水平偏振分量的非光譜C光S/C(由圖14中的參考符號(hào)“S”顯示)。
[0123]在圖14中顯示的成像像素“f”，接收透射通過濾光器205的偏振濾波器層222中的垂直偏振區(qū)域(第一區(qū)域)并且通過光譜濾波器層223中的紅色光譜區(qū)域(第一區(qū)域)的光。因此，以與在成像像素“a”中同樣的方式，成像像素“f”接收垂直偏振分量P的紅波長(zhǎng)帶R的光 P/R。
[0124]按照上述配置，在第一配置示例中，用于紅光的垂直偏振分量的圖像的一個(gè)圖像像素，可以從成像像素“a”和成像像素“f”的輸出信號(hào)獲得。用于非光譜光的垂直偏振分量的圖像的一個(gè)圖像像素，可以從成像像素“b”的輸出信號(hào)獲得。用于非光譜光的水平偏振分量的圖像的一個(gè)圖像像素，可以從成像像素“e”的輸出信號(hào)獲得。因此，在第一配置示例中，通過用于成像的單個(gè)操作，獲得三種捕獲的圖像數(shù)據(jù)，包括紅光的垂直偏振分量的圖像、非光譜光的垂直偏振分量的圖像和非光譜光的水平偏振分量的圖像。
[0125]同時(shí)，雖然在上述捕獲的圖像數(shù)據(jù)中，圖像像素的數(shù)量可以變得少于成像像素的數(shù)量，但是，為了獲得具有高分辨率的圖像，可使用公知的圖像內(nèi)插技術(shù)。例如，在獲得具有高分辨率的紅光的垂直偏振分量的圖像的情況下，對(duì)于對(duì)應(yīng)于成像像素“a”和“f”的圖像像素，直接使用關(guān)于在這些成像像素“a”和“f”接收的紅光的垂直偏振分量P的信息。對(duì)于對(duì)應(yīng)于成像像素“b”的圖像像素，例如，圍繞它的成像像素“a”、“c”、“f”和“j”的平均，被用作關(guān)于在該圖像像素的紅光的垂直偏振分量的信息。
[0126]此外，在獲得具有高分辨率的非光譜光的水平偏振分量的圖像的情況下，對(duì)于對(duì)應(yīng)于成像像素“e”的圖像像素，直接使用關(guān)于在該成像像素“e”接收的非光譜光的水平偏振分量S的信息。對(duì)于對(duì)應(yīng)于成像像素“a”、“b”、“f”的圖像像素，可使用接收它周圍的非光譜光的水平偏振分量的成像像素“e”、“g”等的平均，或者成像像素“e”的相同的值。
[0127]例如，如上獲得的紅光的垂直偏振分量的圖像可被用于識(shí)別尾燈。因?yàn)樵诩t光的垂直偏振分量的圖像中，水平偏振分量S被截止，所以，可以獲得紅圖像，其中防止了由于具有大水平偏振分量S的紅光的干擾因素，如在路表面上反射的紅光或者來自自己的車輛100的空間中的儀表板的紅光(反射光)。因此，通過使用用于識(shí)別尾燈的紅光的垂直偏振分量的圖像，增強(qiáng)了對(duì)于尾燈的識(shí)別率。
[0128]此外，使用非光譜光的垂直偏振分量的圖像，例如，用于識(shí)別白線或者到來的車輛的頭燈。因?yàn)樵诜枪庾V光的水平偏振分量的圖像中，水平偏振分量S被截止，所以，可以獲得非光譜圖像，其中防止了由于具有大水平偏振分量S的白光的干擾因素，如在路表面上反射的白光(例如頭燈、街燈等)，或者來自自己的車輛100的空間中的儀表板的白光(反射光)。因此，通過使用非光譜光的垂直偏振分量的圖像，用于識(shí)別白線或者到來的車輛的頭燈，其識(shí)別率被增強(qiáng)。特別地，在雨中的路上，通常已知來自覆蓋路面的水面的反射光具有許多水平偏振分量S。因此，通過使用用于識(shí)別白線的非光譜光的垂直偏振分量的圖像，充分地識(shí)別在雨中的路上的水面下的白線變?yōu)榭赡?，并且識(shí)別率被增強(qiáng)。
[0129]此外，通過使用比較圖像，其中像素值表示在非光譜光的垂直偏振分量的圖像和非光譜光的水平偏振分量的圖像之間比較各自的像素值的索引值，如之后描述的，準(zhǔn)確地識(shí)別在圖像區(qū)域中的金屬體、路面的干和濕的狀態(tài)、圖像區(qū)域中的實(shí)體、在雨中路上的白線等，變?yōu)榭赡堋Ｗ鳛檫@里使用的比較圖像，例如，可使用其中像素值表示在非光譜光的垂直偏振分量的圖像和非光譜光的水平偏振分量的圖像的像素值之間的差異值的差異圖像，其中像素值表示在這些圖像之間的像素值的比值的比值圖象，其中像素值表示在這些圖像的像素值之間的差異與這些圖像的像素值的和的比值的微分偏振度圖像等。
[0130]圖16是圖示對(duì)應(yīng)于光量的信息的內(nèi)容的說明圖，該光透射通過按照第一配置示例的濾光器205中的雨滴檢測(cè)濾波器部分220B，并且由圖像傳感器206上的每個(gè)光電二極管206A接收(每個(gè)成像像素的信息)。
[0131]圖17A是示意地圖示沿著圖16中顯示的基準(zhǔn)線A-A切開的濾光器205的雨滴檢測(cè)濾波器部分220B和圖像傳感器206的截面圖。
[0132]圖17B是示意地圖示沿著圖16中顯示的基準(zhǔn)線B-B切開的濾光器205的雨滴檢測(cè)濾波器部分220B和圖像傳感器206的截面圖。
[0133]在按照第一配置示例的濾光器205的雨滴檢測(cè)濾波器部分220B中，如圖17A和17B所示，具有線格柵結(jié)構(gòu)的偏振濾波器層225形成在與車輛檢測(cè)濾波器部分220A共享的濾波器襯底上。偏振濾波器層225在疊層方向的上側(cè)表面充滿填充物，以與車輛檢測(cè)濾波器部分220A的偏振濾波器層222—起被平面化。然而，在雨滴檢測(cè)濾波器部分220B中，不同于車輛檢測(cè)濾波器部分220A，光譜濾波器層223不疊層。
[0134]在本實(shí)施例中，自己的車輛100內(nèi)部的視圖可反射在前風(fēng)擋105的內(nèi)壁表面上。這反射是通過有規(guī)則地在前風(fēng)擋105的內(nèi)壁上反射的光。這反射是具有相對(duì)大的光強(qiáng)度的干擾光，因?yàn)樗且?guī)則反射光。因此，當(dāng)該反射與雨滴投影在雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214上時(shí)，對(duì)于雨滴的檢測(cè)降低。此外，當(dāng)規(guī)則反射光(其是從光源202發(fā)射并且有規(guī)則地在前風(fēng)擋105的內(nèi)壁表面上反射的光)與雨滴一起投影在雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214上時(shí)，該規(guī)則反射光也變?yōu)楦蓴_光并且降下對(duì)于雨滴的檢測(cè)準(zhǔn)確度。
[0135]因?yàn)榻档蛯?duì)于雨滴的檢測(cè)準(zhǔn)確度的上述干擾光是在前風(fēng)擋105的內(nèi)壁表面上有規(guī)則地反射的規(guī)則反射光，所以，其大部分偏振分量是偏振方向垂直于光源入射面的偏振分量，即水平偏振分量S，其平行于圖像傳感器206的成像像素的行(水平方向)振動(dòng)。因此，在按照第一配置示例的濾光器205的雨滴檢測(cè)濾波器部分220B中的偏振濾波器層225中，設(shè)置透射軸以便僅透射具有平行于虛擬平面(包括從光源202到前風(fēng)擋105的光的光軸和成像透鏡204的光軸(光源入射面))的偏振方向的偏振分量，即平行于圖像傳感器206的成像像素的列(垂直方向)振動(dòng)的垂直偏振分量P。
[0136]按照上述，透射通過雨滴檢測(cè)濾波器部分220B的偏振濾波器層225的光僅具有垂直偏振分量P，并且可以截止占據(jù)大部分干擾光(如在前風(fēng)擋105的內(nèi)壁表面上的反射光，或者從光源202在前風(fēng)擋105的內(nèi)壁表面上有規(guī)則地反射的有規(guī)則地反射的光)的水平偏振分量S。結(jié)果，雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214通過更少受干擾光的影響的垂直偏振分量P變?yōu)榇怪逼駡D像，并且在雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214中的基于捕獲的圖像數(shù)據(jù)的雨滴的檢測(cè)準(zhǔn)確度增強(qiáng)。
[0137]在第一配置示例中，包括在前級(jí)濾波器210中的紅外光截止濾波器區(qū)域211和紅外光透射濾波器區(qū)域212，分別由其層結(jié)構(gòu)彼此不同的多層膜形成。這種前級(jí)濾波器210根據(jù)以下生產(chǎn)方法制造，其中例如一部分紅外光透射濾波器區(qū)域212由真空沉積等形成，同時(shí)屏蔽一部分紅外光截止濾波器區(qū)域211，并且該部分紅外光截止濾波器區(qū)域211由真空沉積等形成，同時(shí)屏蔽該部分紅外光透射濾波器區(qū)域212。
[0138]此外，在第一配置示例中，車輛檢測(cè)濾波器部分220A的偏振濾波器層222和雨滴檢測(cè)濾波器部分220B的偏振濾波器層225，兩者都具有線格柵結(jié)構(gòu)，用于劃分為二維方向的區(qū)域。偏振濾波器層222包括以成像像素為單位劃分的兩種區(qū)域，其透射軸彼此正交(垂直偏振區(qū)域和水平偏振區(qū)域)。偏振濾波器層225包括以成像像素為單位劃分的一種區(qū)域，具有僅透射垂直偏振分量P的透射軸。在形成在相同的透明濾波器襯底221上具有不同配置的偏振濾波器層222和225(例如通過調(diào)整用于對(duì)于具有線格柵結(jié)構(gòu)的金屬線執(zhí)行圖案的模板(對(duì)應(yīng)于模具)的溝槽方向)的情況下，容易在縱向?qū)τ诿總€(gè)區(qū)域調(diào)整金屬線。
[0139]同時(shí)，在第一配置示例中，紅外光截止濾波器區(qū)域211可能不提供于濾光器205中，并且例如，紅外光截止濾波器區(qū)域211可提供于成像透鏡204中。在這種情況下，濾光器205的制造變得簡(jiǎn)單。
[0140]此外，代替紅外光截止濾波器區(qū)域211，僅透射垂直偏振分量P的光譜濾波器層可形成在后級(jí)濾波器220中的雨滴檢測(cè)濾波器部分220B上。在這種情況下，不必在前級(jí)濾波器210中形成紅外光截止濾波器區(qū)域211。
[0141]此外，偏振濾波器層不是總是必須提供。
[0142]圖18是圖不與雨滴檢測(cè)相關(guān)的各種光的說明圖。
[0143]安排光源202，使得在前風(fēng)擋105的外壁表面上有規(guī)則地反射的光近似與成像透鏡204的光軸重合。
[0144]在圖18中，光射線A是從光源202發(fā)射并且穿過前風(fēng)擋105的光射線。在雨滴203不附著于前風(fēng)擋105的外壁表面的情形，從光源202發(fā)射到前風(fēng)擋105的光，如由光射線A所不，穿過前風(fēng)擋105并且直接地泄漏到自己的車輛100外部。因此，對(duì)于光源202，考慮光可能進(jìn)入人眼，最好選擇具有對(duì)眼睛安全的帶的波長(zhǎng)和光量的光源。此外，如圖18所示，優(yōu)選的是配置使得從光源202發(fā)射到前風(fēng)擋105的光垂直向上，因?yàn)樵摴獠贿M(jìn)入人眼。
[0145]圖18中的光射線B是從光源202發(fā)射的光射線，在前風(fēng)擋105內(nèi)壁表面上有規(guī)則地反射，并且進(jìn)入成像設(shè)備200。從光源202發(fā)射到前風(fēng)擋105的一部分光，在前風(fēng)擋105的內(nèi)壁表面上有規(guī)則地反射。普遍知道，對(duì)于這個(gè)有規(guī)則地反射的光(光射線B)的偏振分量，在正交于進(jìn)入平面的方向(垂直于圖18的紙平面的方向)振動(dòng)的S偏振分量(水平偏振分量S)是支配的。從光源202發(fā)射并且在前風(fēng)擋105的內(nèi)壁表面上有規(guī)則地反射的有規(guī)則地反射的光(光射線B)，不因存在或者不存在附著于前風(fēng)擋105的外壁表面的雨滴203而波動(dòng)。因此，光射線B不僅是對(duì)于檢測(cè)雨滴不必要的光，而且是降低對(duì)于檢測(cè)雨滴的檢測(cè)準(zhǔn)確度的干擾光。在第一配置示例中，光射線B(水平偏振分量S)由雨滴檢測(cè)濾波器部分220B的偏振濾波器層225截止，并且可以抑制由于光射線B的雨滴檢測(cè)準(zhǔn)確度的降低。
[0146]圖18中的光射線C是從光源202發(fā)射的光射線，穿過前風(fēng)擋105的內(nèi)壁表面，然后由附著于前風(fēng)擋105的外壁表面的雨滴反射，并且進(jìn)入成像設(shè)備200。從光源202發(fā)射到前風(fēng)擋105的一部分光，穿過前風(fēng)擋105的內(nèi)壁表面。在穿過內(nèi)壁表面的光中，垂直偏振分量P比水平偏振分量S更具支配性。在雨滴附著于前風(fēng)擋105的外壁表面的情形，穿過前風(fēng)擋105的內(nèi)壁表面的光不泄漏到外部為光射線A，但是被反射以在雨滴內(nèi)部倍增，朝成像設(shè)備200側(cè)再次穿過前風(fēng)擋105，并且進(jìn)入成像設(shè)備200。然后，因?yàn)榕渲贸上裨O(shè)備200的濾光器205中的前級(jí)濾波器210的紅外光透射濾波器區(qū)域212，以便透射光源202的發(fā)射波長(zhǎng)(紅外光)，所以，光射線C穿過紅外光透射濾波器區(qū)域212。此外，因?yàn)樵陔S后的后級(jí)濾波器220中的雨滴檢測(cè)濾波器部分220B的偏振濾波器層225中，形成具有線格柵結(jié)構(gòu)的金屬線的縱向以便透射垂直偏振分量P，所以光射線C也穿過偏振濾波器層225。因此，光射線C到達(dá)圖像傳感器206，并且按照接收的光量執(zhí)行雨滴的檢測(cè)。
[0147]圖18中的光射線D是從前風(fēng)擋105外部穿過前風(fēng)擋105并且朝向成像設(shè)備200的雨滴檢測(cè)濾波器部分220B進(jìn)入的光射線。這個(gè)D也可以是檢測(cè)雨滴時(shí)的干擾光，但是大部分光射線D由濾光器205中的前級(jí)濾波器210的紅外光透射濾波器212截止。因此，可以抑制由于光射線D的雨滴檢測(cè)準(zhǔn)確度的降低。
[0148]圖18中的光射線E是從前風(fēng)擋105的外部穿過前風(fēng)擋105并且朝向成像設(shè)備200的車輛檢測(cè)濾波器部分220A進(jìn)入的光射線。光射線E的紅外帶由濾光器205中的前級(jí)濾波器210的紅外光截止濾波器區(qū)域211截止，并且僅捕獲可見光帶的光。捕獲的圖像用于檢測(cè)迎面車輛的頭燈、在前車輛的尾燈和白線。
[0149]同時(shí)，在第一配置示例中，說明光源202的數(shù)目是一的情形，但是可安排多個(gè)光源202。在這種情況下，雨滴檢測(cè)濾波器部分220B的偏振濾波器層225劃分為區(qū)域，使得其透射軸線方向彼此不同的多個(gè)偏振濾波器區(qū)域，以成像像素為單位在成像像素的二維陣列方向重復(fù)。然后，在每個(gè)偏振濾波器區(qū)域，設(shè)置透射軸以便透射僅一個(gè)偏振分量，其偏振方向平行于包括來自光源的光的光軸和成像透鏡204的光軸的虛擬平面，其中從光源進(jìn)入偏振濾波器區(qū)域的光的入射光量，在來自多個(gè)光源202的光量之中最大。
[0150]此外，在光源202的數(shù)目是一和光源202的數(shù)目大于一的任一情形，可以適當(dāng)?shù)爻ピ谇帮L(fēng)擋105的內(nèi)壁表面上有規(guī)則地反射的干擾光的偏振濾波器層225的透射軸線方向，按照前風(fēng)擋105的內(nèi)壁表面上的位置(在其處反射進(jìn)入偏振濾波器層225的每個(gè)位置的干擾光)改變。這是因?yàn)檐囕v的前風(fēng)擋105不僅朝前向下傾斜，而且在水平方向從中心到兩端大大地向后彎曲，以便增強(qiáng)空氣動(dòng)力特性。在這種情況下，在捕獲的圖像的雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214中，雖然在圖像的中央部分中可以適當(dāng)?shù)亟刂垢蓴_光，但是在圖像的邊緣部分中可能不能適當(dāng)?shù)亟刂垢蓴_光。
[0151]圖19是圖示線格柵結(jié)構(gòu)的金屬線的縱向在各自的點(diǎn)(點(diǎn)I到3)在偏振濾波器層225上彼此不同的示例的說明圖。
[0152]按照上述配置，在捕獲的圖像的雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214的全部區(qū)域中適當(dāng)?shù)亟刂垢蓴_光變?yōu)榭赡堋?br>[0153]同時(shí)，在按照本實(shí)施例的濾光器205，具有如圖14所示分為區(qū)域的偏振濾波器層222和光譜濾波器層223的后級(jí)濾波器220，比前級(jí)濾波器210接近圖像傳感器206側(cè)提供。然而，前級(jí)濾波器210可比后級(jí)濾波器220接近圖像傳感器206側(cè)提供。
[0154][濾光器的第二配置示例]
[0155]接下來，將說明按照本實(shí)施例的濾光器205的另一個(gè)配置示例(以下稱為第二配置示例)。同時(shí)，在濾光器205的以下說明中，因?yàn)榍凹?jí)濾波器210和后級(jí)濾波器220的雨滴檢測(cè)濾波器部分220B的配置與第一配置示例中相同，所以，將省略它們的說明，并且將僅說明后級(jí)濾波器220的車輛檢測(cè)濾波器部分220A。
[0156]圖20是圖示對(duì)應(yīng)于光的量的信息的內(nèi)容的說明圖，該光透射通過按照第二配置示例的濾光器205，并且由圖像傳感器206上的每個(gè)光電二極管206A接收(每個(gè)成像像素的信息)。
[0157]圖21A是示意地圖示沿著圖20中顯示的基準(zhǔn)線A-A切開的濾光器205和圖像傳感器206的截面圖。
[0158]圖21B是示意地圖示沿著圖20中顯示的基準(zhǔn)線B-B切開的濾光器205和圖像傳感器206的截面圖。
[0159]在第一配置示例中，光譜濾波器層223中的第一區(qū)域是紅色光譜區(qū)域，其僅選擇紅波長(zhǎng)帶的光并且透射它。另一方面，在第二配置示例中，第一區(qū)域是青色光譜區(qū)域，其僅選擇包括在可以透射通過偏振濾波器層222的使用波長(zhǎng)帶中的青色波長(zhǎng)帶(由圖20中的Cy顯示)的光，并且透射該選擇的光。其它配置與第一配置示例中相同。
[0160]按照第二配置示例，用于青色光的垂直偏振分量的圖像的一個(gè)圖像像素，可以從成像像素“a”和成像像素“f”的輸出信號(hào)獲得。用于非光譜光的垂直偏振分量的圖像的一個(gè)圖像像素，可以從成像像素“b”的輸出信號(hào)獲得。用于非光譜光的水平偏振分量的圖像的一個(gè)圖像像素，可以從成像像素“e”的輸出信號(hào)獲得。因此，按照第二配置示例，通過用于成像的單個(gè)操作，獲得三種捕獲的圖像數(shù)據(jù)，包括青色光的垂直偏振分量的圖像、非光譜光的垂直偏振分量的圖像和非光譜光的水平偏振分量的圖像。
[0161]在第二配置示例中，通過使用如上獲得的該三種捕獲的圖像數(shù)據(jù)，以與第一配置示例中相同的方式，對(duì)于各自的識(shí)別目標(biāo)(尾燈、頭燈、白線等)的識(shí)別率增強(qiáng)。
[0162]此外，按照第二配置示例，可以使用在青色光的垂直偏振分量的圖像和非光譜光的垂直偏振分量的圖像之間的比較圖像。通過使用如上的比較圖像，以高準(zhǔn)確度識(shí)別尾燈變?yōu)榭赡?。也就是說，來自在透射通過青色光譜區(qū)域的成像像素的尾燈的光的接收量小，但是在透射通過非光譜區(qū)域的成像像素的光的接收量大。因此，通過產(chǎn)生在青色光的垂直偏振分量的圖像和非光譜光的垂直偏振分量的圖像之間的比較圖像，使得反映上述差異，可以使在尾燈和它周圍的背景部分之間的對(duì)比大;從而增強(qiáng)尾燈的識(shí)別率。
[0163]此外，在第二配置示例中，因?yàn)槭褂脙H透射青色光的青色濾波器的青色光譜區(qū)域，被用于代替在第一配置示例中的使用紅色濾波器的紅色光譜區(qū)域，所以，用于從迎面車輛的頭燈區(qū)別接近自己的車輛的在前車輛的尾燈的能力，比第一配置示例中的能力高。在如第一配置示例中的使用紅色光譜區(qū)域的情況下，來自接近自己的車輛的在前車輛的尾燈的光通過紅色光譜區(qū)域的接收量，可能太大而不損失光接收靈敏度，并且光的接收量飽和。因此，接近自己的車輛的在前車輛的尾燈的識(shí)別率可能降低。另一方面，在如第二配置示例中的使用青色光譜區(qū)域的情況下，來自接近自己的車輛的在前車輛的尾燈的光通過青色光譜區(qū)域的接收量不飽和，并且可以防止接近自己的車輛的在前車輛的尾燈的識(shí)別率的降低。
[0164][濾光器的第三配置示例]
[0165]接下來，將說明按照本實(shí)施例的濾光器205的又一個(gè)配置示例(以下稱為〃第三配置示例〃)。
[0166]圖22是圖示對(duì)應(yīng)于光的量的信息的內(nèi)容的說明圖，該光透射通過按照第三配置示例的濾光器225，并且由圖像傳感器226上的每個(gè)光電二極管206A接收(每個(gè)成像像素的信息)。
[0167]圖23A是示意地圖示沿著圖22中顯示的基準(zhǔn)線A-A切開的濾光器205和圖像傳感器206的截面圖。
[0168]圖23B是示意地圖示沿著圖22中顯示的基準(zhǔn)線B-B切開的濾光器205和圖像傳感器206的截面圖。
[0169]按照第三配置示例的偏振濾波器層222和光譜濾波器層223的劃分的區(qū)域的配置，與第一配置示例中相同。然而，在第三配置示例中，用于限制光的接收量的孔徑限制部分，對(duì)應(yīng)于光譜濾波器層223中的非光譜區(qū)域提供。因此，在第三配置示例中，如在第一配置示例中，通過用于成像的單個(gè)操作，獲得三種捕獲的圖像數(shù)據(jù)，包括紅光的垂直偏振分量的圖像、非光譜光的垂直偏振分量的圖像、和非光譜光的水平偏振分量的圖像。在這些捕獲的圖像數(shù)據(jù)之中，非光譜光垂直偏振分量的圖像和非光譜光的水平偏振分量的圖像，由比第一配置示例中的更少的接收光的量產(chǎn)生。
[0170]限制透射通過光譜濾波器層223中的非光譜區(qū)域的光的接收量的配置包括以下配置，其中具有圓形的線格柵結(jié)構(gòu)形成在偏振濾波器層222的成像像素的中心部中，并且鋁的固態(tài)膜形成在它周圍，對(duì)應(yīng)于如圖24所示的光譜濾波器層223中的非光譜區(qū)域。按照上述配置，因?yàn)橛射X的固態(tài)膜屏蔽光，所以透射通過光譜濾波器層223中的非光譜區(qū)域的光的接收量，可以受限于形成線格柵結(jié)構(gòu)的區(qū)域(孔徑率)的寬度。同時(shí)，形成線格柵結(jié)構(gòu)的區(qū)域的形狀不局限于如圖24所示的圓。例如，該形狀可以是近似矩形，如圖25所示。在區(qū)域的形狀具有角的情形，如圖25所示，當(dāng)在該角形成圓時(shí)，通過刻蝕等獲得外形尺寸變得更容易。
[0171]具有線格柵結(jié)構(gòu)的偏振濾波器層222通過生產(chǎn)方法一般地制造，其中，例如，在均勻地在透明濾波器襯底221上形成鋁膜之后，該鋁膜通過蝕刻等被部分地除去，從而獲得線格柵結(jié)構(gòu)。在提供線格柵結(jié)構(gòu)周圍的鋁的光屏蔽區(qū)域以限制孔徑的情況下，如在第三配置示例中，通過形成線格柵結(jié)構(gòu)時(shí)保留線格柵結(jié)構(gòu)周圍的鋁膜，可以限制孔徑。因此，與從偏振濾波器層222分開地執(zhí)行用于孔徑限制的過程相比較，可以簡(jiǎn)化制造過程。
[0172]不用說，如圖26所示的孔徑限制層可從偏振濾波器層222分開地提供。在這種情況下，在孔徑限制層中的成像像素的中心部中，不形成線格柵結(jié)構(gòu)，但是形成用于直接透射光的孔徑部分。
[0173]此外，用于限制孔徑的屏蔽區(qū)域不局限于反射膜，如以上所述的鋁膜。該屏蔽區(qū)域可由例如吸收光的膜形成。例如，如圖27所示，該屏蔽區(qū)域可由抗黑色的固態(tài)膜形成。也在這種情況下，孔徑部分的形狀不局限于如圖27所示的圓。例如，該形狀可以是近似矩形，如圖28所示。在區(qū)域的形狀具有角的情形，如圖28所示，當(dāng)在該角形成圓時(shí)，通過刻蝕等獲得外形尺寸變得更容易。
[0174]此外，用于一個(gè)成像像素的透射光的孔徑部分的數(shù)目不局限于一。對(duì)于一個(gè)成像像素可形成線格柵結(jié)構(gòu)區(qū)域的多個(gè)孔徑部分。此外，用于一個(gè)成像像素的屏蔽區(qū)域的數(shù)目不局限于一。對(duì)于一個(gè)成像像素可形成多個(gè)屏蔽區(qū)域。特別地，屏蔽區(qū)域不必提供于成像像素的邊緣部分中。例如，如圖29所示，成像像素可具有其中鋁的固態(tài)膜被安排在線格柵結(jié)構(gòu)中的配置。
[0175]在第三配置示例中，獲得三種捕獲的圖像數(shù)據(jù)，包括與第一配置示例中相同的紅光的垂直偏振分量的圖像、和非光譜光的垂直偏振分量的圖像、以及其光的接收量與第一配置示例相比較被限制的非光譜光的水平偏振分量的圖像。在第三配置示例中，利用使用紅光的垂直偏振分量的圖像從尾燈的識(shí)別的結(jié)果檢測(cè)在前車輛，使用非光譜光的垂直偏振分量的圖像或者非光譜光的水平偏振分量的圖像，從頭燈的識(shí)別的結(jié)果檢測(cè)迎面車輛。一般地，尾燈或者頭燈彼此配對(duì)，其在水平方向彼此分開預(yù)定距離。因此，使用這個(gè)性質(zhì)檢測(cè)在前車輛或者迎面車輛時(shí)，當(dāng)尾燈或者頭燈的兩個(gè)圖像部分彼此分開預(yù)定距離時(shí)，一對(duì)尾燈或者一對(duì)頭燈被辨認(rèn)為在前車輛的或者迎面車輛的。這時(shí)，因?yàn)轭^燈的光量大于尾燈的，當(dāng)設(shè)置光接收靈敏度以便從尾燈適當(dāng)?shù)亟邮展鈺r(shí)，來自頭燈的光的接收量飽和，并且被辨認(rèn)為頭燈的圖像區(qū)域擴(kuò)大。然后，最初被辨認(rèn)為兩個(gè)分開的頭燈的圖像區(qū)域變?yōu)橐粋€(gè)圖像區(qū)域，并且頭燈的圖像區(qū)域不能適當(dāng)?shù)乇嬲J(rèn)。因此迎面車輛的識(shí)別率降低。以相反的方式，當(dāng)設(shè)置光接收靈敏度以便從頭燈適當(dāng)?shù)亟邮展鈺r(shí)，來自尾燈的光的接收量不充足，并且尾燈的圖像區(qū)域不能適當(dāng)?shù)乇嬲J(rèn)。那么，在前車輛的識(shí)別率降低。
[0176]按照第三配置示例，在被用于識(shí)別頭燈的非光譜光的垂直偏振分量的圖像和非光譜光的水平偏振分量的圖像中，光的接收量受限于以上所述的孔徑限制。因此，即使接收靈敏度設(shè)置為適合通過使用紅光的垂直偏振分量(其接收量不被限制)的圖像識(shí)別的尾燈，也防止了該頭燈的光的接收量的飽和。頭燈的各自的圖像區(qū)域可以個(gè)別地識(shí)別，并且迎面車輛的識(shí)別率的降低被抑制。
[0177]同時(shí)，例如，通過從通過分別切換接收靈敏度分開地捕獲的圖像識(shí)別頭燈和尾燈，有可能平衡頭燈的識(shí)別與尾燈的識(shí)別。然而，在這種情況下，用于切換接收靈敏度的控制機(jī)構(gòu)是必需的，并且存在捕獲的圖像數(shù)據(jù)的幀速率降低到一半的劣勢(shì)。另一方面，按照第三配置示例，頭燈的識(shí)別可以與尾燈的識(shí)別平衡，而沒有以上所述的劣勢(shì)。
[0178][濾光器的第四配置示例]
[0179]接下來，將說明按照本實(shí)施例的濾光器205的又一個(gè)配置示例(以下稱為"第四配置示例〃)。
[0180]提供于濾光器205的后級(jí)濾波器220中的偏振濾波器層222，如上所述，以成像像素為單位劃分為:每個(gè)僅選擇垂直偏振分量P并且透射它的垂直偏振區(qū)域(第一區(qū)域)；以及每個(gè)僅選擇水平偏振分量S并且透射它的水平偏振區(qū)域(第二區(qū)域)。按照上述，其中截止水平偏振分量S的垂直偏振分量的圖像，可以基于接收透射通過垂直偏振區(qū)域的光的成像像素的圖像數(shù)據(jù)獲得。此外，其中截止垂直偏振分量P的水平偏振分量的圖像，可以從接收透射通過水平偏振區(qū)域的光的成像像素的圖像數(shù)據(jù)獲得。
[0181]在前風(fēng)擋105的表面是平坦平面的情形，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)置關(guān)于前風(fēng)擋105的表面的垂直偏振區(qū)域或者水平偏振區(qū)域的偏振方向(透射軸)，可以獲得適當(dāng)?shù)亟刂骨帮L(fēng)擋105上的反射的垂直偏振分量的圖像或者水平偏振分量的圖像。然而，一般地，車輛的前風(fēng)擋105不僅朝前向下傾斜，而且在水平方向從中心到兩端大大地向后彎曲，以便增強(qiáng)空氣動(dòng)力特性。因此，當(dāng)濾光器205的偏振濾波器層222中的垂直偏振區(qū)域或者水平偏振分量的偏振方向(透射軸)在區(qū)域的任何位置是均勻的時(shí)，例如，雖然來自前風(fēng)擋105的反射在捕獲的圖像的中心部適當(dāng)?shù)亟刂梗莵碜郧帮L(fēng)擋105的反射在該捕獲的圖像的邊緣部分可能不被適當(dāng)?shù)亟刂埂?br>[0182]圖30是圖示按照第四配置示例的濾光器205的偏振濾波器層222中的線格柵結(jié)構(gòu)的金屬線的縱向的說明圖。
[0183]按照第四配置示例的濾光器205的偏振濾波器層222和光譜濾波器層223的劃分的區(qū)域的配置，與第一配置示例中相同。然而，在該第四配置示例中，偏振濾波器層222的垂直偏振區(qū)域的偏振方向(透射軸)不均勻。具體地，如圖30所示，形成偏振濾波器層222的垂直偏振區(qū)域，使得在偏振方向(透射軸)和垂直方向之間的角度，隨著垂直偏振區(qū)域接近偏振濾波器層222的水平方向的邊緣部分而增加，調(diào)整以適應(yīng)前風(fēng)擋105的曲線。也就是說，形成按照第四配置示例的偏振濾波器層222，使得在線格柵結(jié)構(gòu)的金屬線的縱向和水平方向之間的角度，隨著垂直偏振區(qū)域接近水平方向的邊緣部分而變大。在本實(shí)施例中，因?yàn)榇怪逼駞^(qū)域在線格柵結(jié)構(gòu)中形成，所以可能形成以成像像素為細(xì)小單位的許多區(qū)域，其在偏振方向上不同。
[0184][濾光器的每個(gè)部分的細(xì)節(jié)]
[0185]接下來，將說明濾光器205中的后級(jí)濾波器220的每個(gè)部分的細(xì)節(jié)。
[0186]透明濾波器襯底221由透明材料形成，其可以透射使用帶(在本實(shí)施例中，可見光區(qū)域和紅外區(qū))的光，例如玻璃、青玉、水晶等。在本實(shí)施例中，最好可以使用玻璃，尤其是便宜而耐用的石英玻璃(折射率是1.46)，或者tempax玻璃(折射率是1.51)。
[0187]在透明濾波器襯底221上形成的偏振濾波器層222配置有在線格柵結(jié)構(gòu)中形成的起偏器，如圖31所示。線格柵結(jié)構(gòu)是以下結(jié)構(gòu)，其中在指定方向延伸的由如鋁的金屬形成的金屬線(導(dǎo)體線)以指定節(jié)距排列。按照與入射光的波長(zhǎng)帶相比較線格柵結(jié)構(gòu)中的充分小的線節(jié)距(例如小于一半)，平行于金屬線的縱向振動(dòng)的電場(chǎng)矢量分量的大部分光被反射，并且垂直于金屬線的縱向振動(dòng)的電場(chǎng)矢量分量的大部分光被透射。因此，它可以被用作用于產(chǎn)生單個(gè)偏振的起偏器。
[0188]—般地，隨著金屬線的橫截面積增加，線格柵結(jié)構(gòu)的起偏器的消光比增加，此外，對(duì)于大于或等于預(yù)定寬度(對(duì)于周期寬度)的金屬線，透射因子降低。此外，當(dāng)正交金屬線的縱向的橫截面的形狀是圓錐形狀時(shí)，透射因子和偏振度的波長(zhǎng)分散性在寬帶中小，并且展現(xiàn)高消光比的特性。
[0189]在本實(shí)施例中，因?yàn)槠駷V波器層222在線格柵結(jié)構(gòu)中形成，所以展現(xiàn)以下效果。
[0190]該線格柵結(jié)構(gòu)可以通過使用公知的半導(dǎo)體制造過程形成。具體地，在使鋁薄膜蒸發(fā)在透明濾波器襯底221之后，執(zhí)行圖案，并且通過使用如金屬蝕刻的方法形成線格柵結(jié)構(gòu)的子波長(zhǎng)粗糙結(jié)構(gòu)。按照上述制造過程，可以以對(duì)應(yīng)于圖像傳感器206中的成像像素的尺寸的準(zhǔn)確度(幾毫米)，調(diào)整金屬線的縱向，即偏振方向(偏振軸)。因此，可以制造偏振濾波器層222，其中在每一個(gè)成像像素中調(diào)整金屬線的縱向，即偏振方向(偏振軸)，如在本實(shí)施例中。
[0191]此外，線格柵結(jié)構(gòu)具有優(yōu)勢(shì):因?yàn)樗扇玟X之類的金屬材料制成，所以展現(xiàn)出色的耐熱性，并且它甚至可以優(yōu)選使用在高溫環(huán)境下，如在容易處于溫度高的車輛隔間中。
[0192]被用于平面化偏振濾波器層222中的疊層方向的上側(cè)表面的填充物224，在偏振濾波器層222中的金屬線之間的凹部分中提供。對(duì)于填充物224，可以優(yōu)選使用折射率低于或等效于透明濾波器襯底221的無機(jī)材料。同時(shí)，形成按照本實(shí)施例的填充物224，以便在疊層方向也覆蓋偏振濾波器層222的金屬線部分的上側(cè)表面。
[0193]具體地，對(duì)于填充物224的材料，優(yōu)選使用低折射率材料，其折射率極其接近于空氣的折射率(折射率為一)。例如，通過在陶瓷中分散細(xì)孔制成的多孔陶瓷材料是優(yōu)選的。具體地，包括多孔硅石(S12)、多孔氟化鎂(MgF)、多孔鋁等。此外，通過陶瓷中的孔的數(shù)量或者孔的大小(多孔性)確定低折射率的程度。當(dāng)透明濾波器襯底221的主要成分由玻璃或者硅石的晶體組成時(shí)，優(yōu)選使用多孔硅石(n = l.22到1.26)。
[0194]對(duì)于形成填充物224的方法，可以優(yōu)選使用SOG(旋涂玻璃)的方法。具體地，硅醇(Si(OH)4)溶于酒精的溶劑，旋轉(zhuǎn)涂敷在形成在透明濾波器襯底221上的偏振濾波器層222上。然后，通過熱處理蒸發(fā)該溶劑成分，并且硅醇本身被脫水和聚合。
[0195]偏振濾波器層222具有子波長(zhǎng)大小的線格柵結(jié)構(gòu)。機(jī)械強(qiáng)度低，并且金屬線可通過小的外力破壞。因?yàn)橄Ｍ才虐凑毡緦?shí)施例的濾光器205，以便與圖像傳感器206緊密接觸，所以存在濾光器205在制造階段接觸圖像傳感器206的可能。在本實(shí)施例中，偏振濾波器層222的疊層方向的上側(cè)表面，即圖像傳感器206—側(cè)的表面，被填充物224覆蓋。因此，接觸圖像傳感器206時(shí)線格柵結(jié)構(gòu)的損壞被抑制。
[0196]此外，通過提供填充物224填充在偏振濾波器層222的線格柵結(jié)構(gòu)中的金屬線之間的凹部分，如在本實(shí)施例中，可以防止異物進(jìn)入該凹部分。
[0197]同時(shí)，在本實(shí)施例中，對(duì)于在填充物224上疊層的光譜濾波器層223，不提供如填充物224之類的保護(hù)層。這是因?yàn)?，按照發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)，即使當(dāng)光譜濾波器層223接觸圖像傳感器206時(shí)，影響捕獲的圖像的破壞也不發(fā)生，并且對(duì)于低成本的優(yōu)先而省略保護(hù)層。此外，偏振濾波器層222的金屬線(凸部分)的高度低，即少于使用波長(zhǎng)的一半，而在光譜濾波器層223中形成紅色光譜區(qū)域或者青色光譜區(qū)域的濾波器層部分的高度與使用波長(zhǎng)相同或者是其幾倍。當(dāng)填充物224的厚度增加時(shí)，它變得更難以保證上表面的平坦，并且影響濾光器205的特性。因此，填充物224的厚度具有上限。在本實(shí)施例中，光譜濾波器層223不用填充物覆至
ΠΠ ο
[0198]按照本實(shí)施例的形成光譜濾波器層223中的紅色光譜區(qū)域或者青色光譜區(qū)域的濾波器層部分，具有多層膜結(jié)構(gòu)，其中具有高折射率的薄膜和具有低折射率的薄膜交替地疊層。按照上述多層膜結(jié)構(gòu)，設(shè)置光譜透射因子中的自由度可以通過使用光的干涉構(gòu)造，并且通過疊層薄膜，對(duì)于特定波長(zhǎng)(例如除了紅色之外的波長(zhǎng)帶)可能實(shí)現(xiàn)接近于100%的反射率。在本實(shí)施例中，因?yàn)橛糜诓东@的圖像數(shù)據(jù)的使用的波長(zhǎng)的范圍近似可見光波長(zhǎng)區(qū)域(可見光波長(zhǎng)區(qū)域和紅外光波長(zhǎng)區(qū)域的波長(zhǎng)區(qū)域)，所以，選擇在該使用的波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有靈敏度的圖像傳感器206，并且多層膜部分的透射波長(zhǎng)的范圍設(shè)置為例如大于或等于600nm，并且形成用于反射其它波長(zhǎng)區(qū)域的截止濾波器，如圖32所示。
[0199]通過在濾光器205的疊層方向從下側(cè)順序地制造具有如“襯底/(0.125L 0.25H0.125L)p/介質(zhì)A”之類的配置的多層膜，可以獲得這種截止濾波器。這里，“襯底”意謂上述填充物224。此外，“0.125L”表示低折射率材料(例如S12)，其中nd/λ為膜厚度標(biāo)記法中的1L。因此，“0.125L”的膜意謂低折射率材料的膜，具有作為1/8波長(zhǎng)的光程長(zhǎng)度的膜厚度。同時(shí)，“η”為折射率，“d”為厚度，并且“λ”為截止波長(zhǎng)。類似地，“0.25Η”表示高折射率材料(例如T12 )，其中nd/λ為膜厚度標(biāo)記法中的IH。因此，“0.25Η”的膜意謂高折射率材料的膜，具有作為1/4波長(zhǎng)的光程長(zhǎng)度的膜厚度。此外，V指示重復(fù)(疊層)括號(hào)中指示的膜的組合的次數(shù)。當(dāng)“P”大時(shí)，如起波紋之類的影響可以被抑制。此外，介質(zhì)A是空氣或者樹脂或者粘接劑，用于與圖像傳感器206的緊密連接。
[0200]此外，形成光譜濾波器層223中的紅色光譜區(qū)域或者青色光譜區(qū)域的濾波器層部分，可以是具有濾波器特性的帶通濾波器，如圖33所示，其中透射波長(zhǎng)的范圍是600nm到700nm的范圍。當(dāng)濾波器層部分是上述帶通濾波器時(shí)，在比紅色長(zhǎng)的波長(zhǎng)一側(cè)的近紅外區(qū)和紅色區(qū)域之間的辨別是可能的。通過制造具有如例如“襯底/(0.125L 0.5M 0.125L)p(0.125L 0.5H 0.125L)q(0.125L 0.5M 0.125L)r/介質(zhì)A”的配置的多層膜，可以獲得上述帶通濾波器。同時(shí)，如上所述，通過使用用于高折射率材料的二氧化鈦(T12)和用于該低折射率材料的二氧化硅(S12),可以實(shí)現(xiàn)具有出色的耐氣候性的光譜濾波器層223。
[0201]將說明按照本實(shí)施例的光譜濾波器層223的制造方法的示例。首先，上述多層膜形成在透明濾波器襯底221和偏振濾波器層222上形成的填充物224的層上。對(duì)于形成多層膜的方法，可使用如蒸發(fā)之類的眾所周知的方法。接下來，在對(duì)應(yīng)于非光譜區(qū)域的位置除去多層膜。對(duì)于除去的方法，可使用通常使用的方法，如剝離處理方法。在該剝離處理方法中，在填充物224的層上，預(yù)先以金屬、光致抗蝕劑等形成對(duì)目標(biāo)圖案的反向圖案。在其上形成多層膜之后，與金屬或者光致抗蝕劑一起，除去在對(duì)應(yīng)于非光譜區(qū)域的位置的該多層膜。
[0202]在本實(shí)施例中，因?yàn)閷?duì)于光譜濾波器層223采用該多層膜結(jié)構(gòu)，所以存在設(shè)置光譜特性的自由度高的優(yōu)勢(shì)。通常，被用于彩色傳感器等的濾色器由防染劑形成。然而，與多層膜結(jié)構(gòu)相比較，利用這種防染劑難以控制光譜特性。在本實(shí)施例中，因?yàn)閷?duì)于光譜濾波器層223采用多層膜結(jié)構(gòu)，所以可以形成對(duì)于尾燈的波長(zhǎng)優(yōu)化的光譜濾波器層223。
[0203][頭燈的光分布控制]
[0204]在下文中，將說明按照本實(shí)施例的頭燈的光分布控制。
[0205]在按照本實(shí)施例的頭燈的光分布控制中，分析由成像設(shè)備200成像的捕獲的圖像數(shù)據(jù)，并且識(shí)別車輛的尾燈和頭燈，從識(shí)別的尾燈檢測(cè)在前車輛，并且從識(shí)別的頭燈檢測(cè)迎面車輛。然后，控制在頭燈104的高光束和低光束之間的切換，或者控制頭燈104的部分遮光(shading)，使得通過避免進(jìn)入在前車輛或者迎面車輛的駕駛員的眼睛的來自自己的車輛100的頭燈的高強(qiáng)度燈光，執(zhí)行防止對(duì)于另一個(gè)車輛的駕駛員的眩目，并且可以實(shí)現(xiàn)保證自己的車輛100的駕駛員的視場(chǎng)。
[0206]同時(shí)，在下文中，在使用按照第一配置示例的濾光器205的后級(jí)濾波器220的情形進(jìn)行說明。
[0207]在按照本實(shí)施例的頭燈的光分布控制中，在可以從成像單元101獲取的信息之中，使用從捕獲區(qū)域中的每個(gè)位置(光源體)發(fā)射的光強(qiáng)度(亮度信息)、在如頭燈或者尾燈之類的光源體(其它車輛)和自己的車輛之間的距離(距離信息)、按照從每個(gè)光源體發(fā)射的光的紅色彩色分量與其白色分量(非光譜)的比較的光譜信息、按照白色分量的水平偏振分量與其垂直偏振分量的比較的偏振信息、和截止水平偏振分量的紅色彩色分量的垂直偏振分量?目息O
[0208]將說明亮度信息。在在前車輛和迎面車輛在夜晚時(shí)間期間存在與自己的車輛相同的距離的情形，當(dāng)成像設(shè)備200成像在前車輛和迎面車輛時(shí)，在捕獲的圖像數(shù)據(jù)中，更明亮地顯示作為檢測(cè)目標(biāo)之一的迎面車輛的頭燈，并且比它更暗地顯示作為檢測(cè)目標(biāo)之一的在前車輛的尾燈。此外，在反射鏡顯示在捕獲的圖像數(shù)據(jù)上的情形，因?yàn)榉瓷溏R不是用于獨(dú)自發(fā)射光的光源而僅僅通過反射自己的車輛的頭燈明亮地顯示，所以反射鏡更暗。另一方面，比較來自迎面車輛的頭燈的光，隨著距離增加，在前車輛的尾燈和反射鏡在接收光的圖像傳感器206上越來越暗地被觀察到。因此，通過使用從捕獲的圖像數(shù)據(jù)獲得的亮度(亮度信息)，兩種檢測(cè)目標(biāo)(頭燈和尾燈)和反射鏡的主要的(primary)識(shí)別是可能的。
[0209]此外，將說明距離信息。因?yàn)榇蟛糠诸^燈和尾燈具有燈對(duì)(即左右一對(duì)燈)的配置，所以在頭燈或者尾燈(即其它車輛)和自己的車輛之間的距離可以通過使用上述配置的特征獲得。在由成像設(shè)備200成像的捕獲的圖像數(shù)據(jù)上，在高度方向的相同位置顯示左和右燈彼此接近。分別顯示燈的燈圖像區(qū)域具有幾乎相同的大小和幾乎相同的形狀。因此，當(dāng)上述特征構(gòu)成一狀況時(shí)，滿足該狀況的燈圖像區(qū)域可以識(shí)別為燈對(duì)。同時(shí)，當(dāng)距離增加時(shí)，燈對(duì)的左和右燈不能被辨認(rèn)為分開的燈，而是被辨認(rèn)為單個(gè)燈。
[0210]在該燈對(duì)按照上述方法識(shí)別的情形，可以計(jì)算到該燈對(duì)的頭燈或者尾燈中的光源的距離。也就是說，在車輛的左和右頭燈之間的距離和在車輛的左和右尾燈之間的距離，可以近似為常量值w0(例如1.5m)。另一方面，因?yàn)橐阎上裢哥R204的焦距f，所以，通過從捕獲的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算在成像設(shè)備200的圖像傳感器206上的分別對(duì)應(yīng)于左和右燈的兩個(gè)燈圖像區(qū)域之間的距離w I，可以按照簡(jiǎn)單比例計(jì)算(X = f X w O / w I)獲得在燈對(duì)的頭燈或者尾燈的光源和自己的車輛之間的距離。此外，當(dāng)如上計(jì)算的距離X屬于適當(dāng)?shù)姆秶鷷r(shí)，被用于該計(jì)算的兩個(gè)燈圖像區(qū)域可以識(shí)別為其它車輛的頭燈和尾燈。因此，通過使用該距離信息，增強(qiáng)了作為檢測(cè)目標(biāo)的頭燈和尾燈的識(shí)別的準(zhǔn)確度。
[0211]此外，將說明光譜信息。在本實(shí)施例中，如上所述，僅顯示捕獲區(qū)域中的紅色彩色分量的紅色彩色圖像，可以通過從由成像設(shè)備200(接收紅光(垂直偏振分量)P/R)成像的捕獲的圖像數(shù)據(jù)，提取對(duì)應(yīng)于圖像傳感器206上的成像像素“a”、“c”、“f”、“h”等的像素?cái)?shù)據(jù)來產(chǎn)生。因此，在存在亮度在紅色彩色圖像中大于或等于預(yù)定的亮度的圖像區(qū)域的情形，圖像區(qū)域可以識(shí)別為顯示尾燈的尾燈圖像區(qū)域。
[0212]此外，捕獲區(qū)域中的單色的亮度圖像(垂直偏振分量)，可以通過從由成像設(shè)備200成像的捕獲的圖像數(shù)據(jù)，僅提取對(duì)應(yīng)于圖像傳感器206(接收白光(非光譜)P/C的垂直偏振分量)上的成像像素“b”、“d”等的像素?cái)?shù)據(jù)來產(chǎn)生。因此，也可以計(jì)算在紅色彩色圖像上的圖像區(qū)域和對(duì)應(yīng)于該紅色彩色圖像上的圖像區(qū)域的單色的亮度圖像上的圖像區(qū)域之間的亮度比(紅色顏色亮度比)。通過使用紅色顏色亮度比，可以掌握包括在光中的紅色彩色分量的相對(duì)比，該光來自存在于捕獲區(qū)域中的本體(光源體)。因?yàn)槲矡舻募t色彩色亮度比是比頭燈或者大部分其它光源足夠高的值，所以，通過使用該紅色彩色亮度比，尾燈的識(shí)別的準(zhǔn)確度增強(qiáng)。
[0213]此外，將說明偏振信息。在本實(shí)施例中，如上所述，通過從由成像設(shè)備200成像的捕獲的圖像數(shù)據(jù)，提取對(duì)應(yīng)于接收白光(非光譜)P/C的垂直偏振分量的圖像傳感器206上的成像像素“b”、“d”等的像素?cái)?shù)據(jù)，和對(duì)應(yīng)于接收白光(非光譜)S/C的水平偏振分量的圖像傳感器206上的成像像素“e”、“g”等的像素?cái)?shù)據(jù)，可以獲得其中在對(duì)于每個(gè)圖像像素的這些圖像數(shù)據(jù)之間比較像素值(亮度)的比較圖像。具體地，例如，其中像素值表示在白光(非光譜)的垂直偏振分量P和白光(非光譜)的水平偏振分量S之間的差異值的差異圖像，可以獲得為該比較圖像。按照上述的比較圖像，在直射光(從頭燈直接地進(jìn)入圖像設(shè)備200)的圖像區(qū)域(頭燈圖像區(qū)域)和間接光(在從頭燈在雨中的道路的水面上反射之后進(jìn)入成像設(shè)備)的圖像區(qū)域之間的對(duì)比，可以被構(gòu)造得較高，并且頭燈的識(shí)別的準(zhǔn)確度增強(qiáng)。
[0214]特別地，對(duì)于比較圖像，優(yōu)選使用其中像素值表示在白光(非光譜)的垂直偏振分量P和白光(非光譜)的水平偏振分量S之間的比值(S/P)的比值圖象，其中像素值表示微分偏振度((s-p)/(s+p))等的微分偏振度圖像。通常，眾所周知，在如水面之類的水平鏡面上反射的光中，水平偏振分量是支配的。特別地，眾所周知，在水平偏振分量S和垂直偏振分量P之間的比值(S/P)以及微分偏振度((S-P) / (S+P))中的每一個(gè)，在特定角度(布儒斯特角)變?yōu)樽畲?。在雨中的路上，作為被水覆蓋的散射平面的瀝青表面和該路的表面處于接近鏡面的狀況。然后，在來自路面的頭燈的反射光中，水平偏振分量是支配的。因此，來自該路面的頭燈的反射光的圖像區(qū)域，在比值圖象中或者在微分偏振度圖像中具有大的像素值(亮度)。另一方面，因?yàn)閬碜灶^燈的直射光基本上是非偏振的，所以，在比值圖象中或者在微分偏振度圖像中其像素值(亮度)小。按照在它們之間的差異，可以適當(dāng)?shù)爻碜栽谟曛械穆访娴念^燈的反射光，其具有與來自頭燈的直射光相同的光量，并且來自頭燈的直射光可以識(shí)別為區(qū)別于頭燈的這種反射光。
[0215]圖34是圖示對(duì)于直射光和對(duì)于反射光計(jì)算的微分偏振度的直方圖的圖，直射光來自雨天中的頭燈，反射光來自使用成像設(shè)備200成像的頭燈在下雨的路面上被反射?？v坐標(biāo)軸指示規(guī)格化到一的頻率。橫坐標(biāo)軸指示微分偏振度((S-P)/(S+P))。如從圖34可見，與來自頭燈的直射光相比較，來自雨中的路面的頭燈的反射光，具有移位到水平偏振分量S相對(duì)大的方向(在該圖中向右)的分布。
[0216]圖35是圖示由成像設(shè)備200成像的狀態(tài)的示例的示意圖，其中當(dāng)自己的車輛行進(jìn)在下雨的路面上時(shí)，在前車輛和迎面車輛兩者都在行進(jìn)方向前面在幾乎相同的距離存在。
[0217]在這種狀態(tài)，僅從亮度信息和距離信息，難以通過彼此區(qū)別檢測(cè)在前車輛的尾燈、來自下雨的路面的尾燈的反射光、迎面車輛的頭燈、和來自下雨的路面的頭燈的反射光。
[0218]按照本實(shí)施例，甚至在上述狀態(tài)，首先，在在前車輛的尾燈和來自下雨的路面的尾燈的反射光之間的區(qū)別，以及在迎面車輛的頭燈和來自下雨的路面的頭燈的反射光之間的區(qū)別，也可使用上述光譜信息以高準(zhǔn)確度完成。具體地，在通過使用亮度信息和距離信息縮窄的燈圖像區(qū)域中，具有紅色彩色圖像的像素值(亮度值)或者紅色彩色亮度比(描述為超過、大于預(yù)定閾值)的圖像區(qū)域，被識(shí)別為尾燈圖像區(qū)域，其顯示在前車輛的尾燈或者來自下雨的路面的尾燈的反射光。具有小于或等于該閾值的像素值或者紅色彩色亮度比的圖像區(qū)域，被識(shí)別為頭燈圖像區(qū)域，其顯示在前車輛的頭燈或者來自下雨的路面的頭燈的反射光。
[0219]此外，按照本實(shí)施例，通過使用用于如上由光譜信息識(shí)別的每一個(gè)燈圖像區(qū)域的上述偏振信息，可以高準(zhǔn)確度區(qū)分來自尾燈或者頭燈的直射光及其反射光。具體地，例如，對(duì)于尾燈，基于如上所述的水平偏振分量S的紅色彩色圖像的像素值(亮度值)及其微分偏振度等，通過使用水平偏振分量的頻率或者強(qiáng)度的差異，來自在前車輛的尾燈的直射光和來自下雨的路面的尾燈的反射光被區(qū)分。此外，例如，對(duì)于頭燈，基于如上所述的水平偏振分量的白色圖像的像素值(亮度值)及其微分偏振度等，通過使用水平偏振分量的頻率或者強(qiáng)度的差異，來自在前車輛的頭燈的直射光和來自下雨的路面的頭燈的反射光被區(qū)分。
[0220]接下來，將說明按照本實(shí)施例檢測(cè)在前車輛和迎面車輛的處理的流程。
[0221]圖36是圖示按照本實(shí)施例的車輛檢測(cè)處理的流程的流程圖。
[0222]在按照本實(shí)施例的車輛檢測(cè)處理中，對(duì)于由成像設(shè)備200捕獲的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像處理，并且提取認(rèn)為是檢測(cè)目標(biāo)的圖像區(qū)域。然后，通過確定兩種檢測(cè)目標(biāo)的哪個(gè)是顯示在圖像區(qū)域上的光源的種類，檢測(cè)在前車輛或者迎面車輛。
[0223]首先，由成像設(shè)備200的圖像傳感器206捕獲的在自己的車輛前面的圖像數(shù)據(jù)，被獲取并且存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中(步驟SI)。如上所述，圖像數(shù)據(jù)包括指示在圖像傳感器206的每一個(gè)成像像素的亮度。接下來，與自己的車輛的行動(dòng)相關(guān)的信息從車輛行動(dòng)傳感器(未顯示)獲取(步驟S2)。
[0224]然后，被認(rèn)為是檢測(cè)目標(biāo)(在前車輛的尾燈或者迎面車輛的頭燈)的具有高亮度的圖像區(qū)域(高亮度圖像區(qū)域)，從存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的圖像數(shù)據(jù)提取(步驟S3)。該高亮度圖像區(qū)域是在圖像數(shù)據(jù)中具有大于預(yù)定閾值亮度的亮度的明亮區(qū)域。圖像數(shù)據(jù)經(jīng)常包括多個(gè)高亮度圖像區(qū)域。在本實(shí)施例中，提取所有高亮度圖像區(qū)域。因此，在這個(gè)階段，顯示來自下雨的路面的反射光的圖像區(qū)域也提取為高亮度圖像區(qū)域。
[0225]在高亮度圖像區(qū)域提取處理中，首先，通過比較在圖像傳感器206上的每一個(gè)成像像素的亮度值與預(yù)定閾值亮度，執(zhí)行二值化處理(步驟S31)。具體地，通過分配“I”到具有大于或等于預(yù)定閾值亮度的亮度的像素，并且分配“O”到其它像素，產(chǎn)生二值化的圖像。接下來，執(zhí)行用于辨認(rèn)被分配“I”并且彼此接近作為二值化的圖像中的一個(gè)高亮度圖像區(qū)域的像素的標(biāo)簽處理(步驟S32)。按照上述，提取彼此接近的具有高亮度的一組多個(gè)像素，作為一個(gè)高亮度圖像區(qū)域。
[0226]在上述高亮度圖像區(qū)域提取處理之后，計(jì)算在對(duì)應(yīng)于提取的高亮度圖像區(qū)域的捕獲區(qū)域中的本體和自己的車輛之間的距離(步驟S4)。在這個(gè)距離計(jì)算處理中，執(zhí)行用于使用車輛燈形成燈對(duì)(即一對(duì)左右燈)的性質(zhì)檢測(cè)該距離的對(duì)燈距計(jì)算處理，和在燈對(duì)的左右燈在長(zhǎng)距離不能在辨認(rèn)中區(qū)分并且燈對(duì)被辨認(rèn)為單個(gè)燈的情形的單一燈距計(jì)算處理。
[0227]首先，對(duì)于對(duì)燈距計(jì)算處理，執(zhí)行用于創(chuàng)建一對(duì)燈的對(duì)燈創(chuàng)建處理(步驟S41)。形成對(duì)的左右燈滿足以下狀況，其彼此接近存在，并且在由成像設(shè)備200捕獲的圖像數(shù)據(jù)中的幾乎相同高度的位置，高亮度圖像區(qū)域的大小幾乎相同并且高亮度圖像區(qū)域的形狀相同。因此，滿足上述狀況的高亮度圖像區(qū)域被認(rèn)為是燈對(duì)。不能配對(duì)的高亮度圖像區(qū)域被認(rèn)為是單個(gè)燈。在創(chuàng)建燈對(duì)的情形，通過對(duì)燈距計(jì)算處理計(jì)算到燈對(duì)的距離(步驟S42)。在左頭燈和右頭燈之間的距離以及在左尾燈和右尾燈之間的距離，近似為常量值w0(例如1.5m)。另一方面，因?yàn)槌上裨O(shè)備200的焦距f已知，所以，通過計(jì)算在成像設(shè)備200的圖像傳感器206上的分別對(duì)應(yīng)于左右燈的兩個(gè)燈圖像區(qū)域之間的距離wl，到燈對(duì)的實(shí)際距離X可以按照簡(jiǎn)單比例計(jì)算(X = fXwO/wl)獲得。同時(shí)，對(duì)于到在前車輛或者迎面車輛的距離的檢測(cè)，可采用專用距離傳感器，如激光雷達(dá)或者毫米波雷達(dá)。按照上述方法，可以測(cè)量到單個(gè)燈的距離(步驟S43)。
[0228]接下來，在垂直偏振分量P的紅色彩色圖像和垂直偏振分量P的白色圖像之間的比值(紅光亮度比)被用作光譜信息，并且基于該光譜信息執(zhí)行燈類型識(shí)別處理，用于識(shí)別被認(rèn)為是燈對(duì)的兩個(gè)高亮度圖像區(qū)域是起因于來自頭燈的光還是來自尾燈的光(步驟S5)。在燈類型識(shí)別處理中，首先，對(duì)于被認(rèn)為是燈對(duì)的高亮度圖像區(qū)域，創(chuàng)建紅色彩色比值圖像，其中像素值表示在對(duì)應(yīng)于圖像傳感器206上的成像像素“a”和“f”的像素?cái)?shù)據(jù)以及對(duì)應(yīng)于圖像傳感器206上的成像像素“b”的像素?cái)?shù)據(jù)之間的比值(步驟S51)。然后，執(zhí)行燈分類處理，用于比較紅色彩色比值圖像中的像素值與預(yù)定閾值;按照來自尾燈的光，確定其中像素值大于或等于預(yù)定閾值的高亮度圖像區(qū)域?yàn)槲矡魣D像區(qū)域;并且按照來自頭燈的光，確定其中像素值少于預(yù)定閾值的高亮度圖像數(shù)據(jù)為頭燈圖像區(qū)域(步驟S52)。
[0229]接下來，對(duì)于識(shí)別為尾燈圖像區(qū)域的圖像區(qū)域和識(shí)別為頭燈圖像區(qū)域的圖像區(qū)域中的每一個(gè)，微分偏振度((s-p)/(s+p))被用作偏振信息，并且執(zhí)行反射識(shí)別處理，用于識(shí)別它是來自尾燈或者頭燈的直射光，還是它是在下雨的路面等的鏡面上反射并且接收的反射光(步驟S6)。在反射識(shí)別處理中，首先，對(duì)于尾燈圖像區(qū)域計(jì)算微分偏振度((S-P)/(S+P))，并且創(chuàng)建其中像素值是微分偏振度的微分偏振度圖像(步驟S61)。此外，以如上同樣的方式，對(duì)于頭燈圖像區(qū)域計(jì)算微分偏振度((S-P)/(S+P))，并且創(chuàng)建其中像素值是微分偏振度的微分偏振度圖像。然后，比較每一個(gè)微分偏振度圖像中的像素值與預(yù)定閾值，其中像素值大于或等于該預(yù)定閾值的尾燈圖像或者頭燈圖像，被確定為由反射光創(chuàng)建并且被除去，因?yàn)檫@些圖像區(qū)域不被認(rèn)為顯示在前車輛的尾燈或者迎面車輛的頭燈(步驟S62)。上述除去處理之后的剩余尾燈圖像區(qū)域和剩余頭燈圖像區(qū)域，被識(shí)別為顯示在前車輛的尾燈或者迎面車輛的頭燈的圖像區(qū)域。
[0230]同時(shí)，雨水傳感器等可安裝在車輛中，并且只有當(dāng)由雨水傳感器確認(rèn)為下雨時(shí)，才可執(zhí)行上述反射識(shí)別處理(步驟S6)。此外，只有當(dāng)操作者(駕駛員)操作風(fēng)檔刮水器時(shí)，才可執(zhí)行上述反射識(shí)別處理(步驟S6)?？傊?，只有當(dāng)下雨其中假定來自下雨的路面的反射時(shí)，上述反射識(shí)別處理(步驟S6)才可執(zhí)行。
[0231]在本實(shí)施例中，按照上述車輛的在前車輛或者迎面車輛的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)于處于自己的車輛的車輛裝備中的頭燈，檢測(cè)處理用于光分布控制。具體地，當(dāng)按照車輛檢測(cè)處理檢測(cè)尾燈，并且自己的車輛靠近在前車輛在一距離范圍(其中從自己的車輛的頭燈發(fā)射的光進(jìn)入在前車輛后視鏡)中時(shí)，通過部分地屏蔽或者通過垂直地或者水平地移位自己的車輛的頭燈的光發(fā)射方向，控制自己的車輛的頭燈，使得從該頭燈發(fā)射的光不進(jìn)入在前車輛的后視鏡。
[0232][白線檢測(cè)處理]
[0233]在下文中，將說明按照本實(shí)施例的白線檢測(cè)處理。
[0234]在本實(shí)施例中，為了防止自己的車輛偏離可通行的區(qū)域，執(zhí)行用于檢測(cè)作為檢測(cè)目標(biāo)的白線(車道分隔線)的處理。這里提到的白線，包括任何用于劃分路的白線，如實(shí)線、虛線、點(diǎn)虛線、雙線等。同時(shí)，除了白色之外的顏色的車道分隔線，如黃色線等，可以如上同樣的方式檢測(cè)。
[0235]在按照本實(shí)施例的白線檢測(cè)處理中，在可以從成像單元101獲取的信息項(xiàng)之中，使用白色分量(非光譜)的垂直偏振分量P的偏振信息。同時(shí)，白色分量的垂直偏振分量可以包括青色光的垂直偏振分量。通常，眾所周知，白線或者瀝青表面具有可見光波長(zhǎng)區(qū)域中的平光譜亮度特性。另一方面，因?yàn)榍嗌獍ㄔ诳梢姽獠ㄩL(zhǎng)區(qū)域中的寬帶，所以它優(yōu)選用于成像瀝青或者白線。因此，通過使用按照第二配置示例的濾光器205，并且通過將青色光的垂直偏振分量并入白光的垂直偏振分量，可以增加使用的成像像素的數(shù)量。結(jié)果，分辨率變得較高，并且檢測(cè)遠(yuǎn)處白線變?yōu)榭赡堋?br>[0236]在按照本實(shí)施例的白線檢測(cè)處理中，在大多數(shù)情況下，白線形成在幾乎黑色的顏色的路面上。在白色分量(非光譜)的垂直偏振分量P的圖像中，白線的亮度充分地大于任何路面上的其它部分的亮度。因此，通過確定在路面的部分之中其亮度大于或等于預(yù)定值的一部分為白線，可以檢測(cè)白線。特別地，在本實(shí)施例中，因?yàn)樵诒挥糜谏鲜鎏幚碇械陌咨至?非光譜)的垂直偏振分量P的圖像中截止水平偏振分量S，所以有可能獲得其中來自下雨的路面的反射光被抑制的圖像。因此，可以執(zhí)行白線檢測(cè)，而沒有錯(cuò)誤地辨認(rèn)如來自下雨的路面的頭燈的反射光之類的干擾光為夜里的白線。
[0237]此外，在按照本實(shí)施例的白線檢測(cè)處理中，在可以從成像單元101獲取的信息項(xiàng)之中，可使用按照在白色分量(非光譜)的水平偏振分量S和垂直偏振分量P之間的比較的偏振信息，例如白色分量(非光譜)的水平偏振分量S和垂直偏振分量P的微分偏振度((S-P) / (S+P))。通常，因?yàn)樵趤碜园拙€的反射光中漫反射分量是支配的，所以，反射光的垂直偏振分量P和水平偏振分量S幾乎相等，并且微分偏振度顯示幾乎零的值。另一方面，其上不形成白線的瀝青表面的一部分，顯示以下特性，其中在干燥狀態(tài)的情況下漫反射分量是支配的，并且微分偏振度指示正值。此外，其上不形成白線的瀝青表面的該部分，顯示以下特性，其中在濕的狀態(tài)的情況下鏡面反射分量是支配的，并且微分偏振度指示正進(jìn)一步大的值。因此，具有如上獲得的偏振差異值(其少于預(yù)定閾值)的路面的一部分，可以確定為白線。
[0238]圖37A和37B是圖示單色亮度圖像(非光譜和非偏振的)和在雨中對(duì)于相同的捕獲區(qū)域成像的非光譜微分偏振度圖像的示例的圖像。
[0239]因?yàn)檫@些圖像示例在雨中捕獲，所以捕獲區(qū)域相對(duì)暗，并且路面處于濕的狀態(tài)。因此，在如圖37A所示的單色的亮度圖像中，在白線和路面之間的對(duì)比低。另一方面，在如圖37B所示的微分偏振度圖像中，在白線和路面之間的對(duì)比足夠大。因此，甚至在白線在單色的亮度圖像中難以識(shí)別的狀況下，如果使用微分偏振度圖像，則白線可以高準(zhǔn)確度被識(shí)別。
[0240]此外，因?yàn)樵趫D37A中顯示的單色的亮度圖像中，該圖像示例的右部中的白線重疊陰影，所以在右邊的白線和路面之間的對(duì)比很低。另一方面，在如圖37B中顯示的微分偏振度圖像中，在右邊的白線和路面之間的對(duì)比也足夠大。因此，在單色的亮度圖像中難以被識(shí)別的白線，可以通過使用微分偏振度圖像以高準(zhǔn)確度被識(shí)別。
[0241][對(duì)于前風(fēng)擋上的雨滴的檢測(cè)處理]
[0242]在下文中，將說明按照本實(shí)施例的對(duì)于雨滴的檢測(cè)處理。
[0243]在本實(shí)施例中，為了對(duì)于風(fēng)檔刮水器的驅(qū)動(dòng)控制或者對(duì)于洗滌劑流體的放電控制的目的，執(zhí)行對(duì)于如附著物的雨滴的檢測(cè)處理。同時(shí)，這里，對(duì)于附著于前風(fēng)擋的附著物為雨滴的情形，作為一個(gè)例子進(jìn)行說明。但是，對(duì)于附著物，如鳥糞或者由相鄰的車輛濺射的來自路面的水，說明將是相同的。
[0244]在按照本實(shí)施例的對(duì)于雨滴的檢測(cè)處理中，在可以從圖像單元101獲取的信息項(xiàng)之中，使用接收光的雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214的垂直偏振分量P的偏振信息，該光透射通過前級(jí)濾波器210的紅外光透射濾波器區(qū)域212并且通過后級(jí)濾波器220的雨滴檢測(cè)濾波器部分220B中的偏振濾波器層225。
[0245]圖38是圖示在布儒斯特角的反射光的偏振態(tài)的說明圖。
[0246]通常，當(dāng)光進(jìn)入玻璃等的平面時(shí)，水平偏振分量S的反射率關(guān)于入射角單調(diào)增加。另一方面，垂直偏振分量P的反射率在特定角度(布儒斯特角ΘΒ)變?yōu)榱悖⑶掖怪逼穹至縋不反射且僅僅是透射光，如圖38所示。因此，通過配置使得光源202從該車輛內(nèi)部以該布儒斯特角ΘΒ僅發(fā)射垂直偏振分量P的光到前風(fēng)擋105，反射光在前風(fēng)擋105的內(nèi)壁表面(室內(nèi)的側(cè)的表面)上不發(fā)生，并且垂直偏振分量P的光透射到前風(fēng)擋105的外壁表面(戶外側(cè)的表面)。當(dāng)前風(fēng)擋105的內(nèi)壁表面上的反射光存在時(shí)，該反射光變?yōu)榈匠上裨O(shè)備200的干擾光，并且變?yōu)榻档陀甑蔚臋z測(cè)率的因素。
[0247]在使用例如用于光源202的發(fā)光二極管(LED)的情況下，為了使得從光源202入射在前風(fēng)擋105上的光僅為垂直偏振分量P，僅透射垂直偏振分量P的起偏器最好安排在光源202和前風(fēng)擋105之間。此外，在使用用于光源202的激光二極管(LD)的情況下，因?yàn)榭梢允沟肔D發(fā)射特定偏振分量的光，所以可調(diào)整LD的軸使得僅垂直偏振分量P入射在前風(fēng)擋105上。
[0248]圖39A是圖示雨滴附著于前風(fēng)擋105的外壁表面的捕獲的圖像的說明圖。
[0249]圖39B是圖示雨滴沒有附著于前風(fēng)擋105的外壁表面的捕獲的圖像的說明圖。
[0250]在圖39A和39B的每一個(gè)中，“檢測(cè)區(qū)域”表示的低區(qū)域是雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214，而剩余區(qū)域是車輛檢測(cè)圖像區(qū)域213。在雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214上，當(dāng)雨滴附著于外表面時(shí)，投影來自光源202的光，如圖39A所示。當(dāng)雨滴沒有附著于外表面時(shí)，不投影來自光源202的光，如圖39B所示。因此，通過調(diào)整用于來自光源202的光的接收量的閾值，可以容易地執(zhí)行辨認(rèn)雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214上的雨滴的圖像的處理。同時(shí)，該閾值不必是固定值，而可按照圍繞自己的車輛(其上安裝成像設(shè)備200)的狀況等的變化適當(dāng)?shù)馗淖儭?br>[0251]在本實(shí)施例中，基于雨滴的檢測(cè)結(jié)果，刮水器控制單元106執(zhí)行用于風(fēng)檔刮水器的驅(qū)動(dòng)控制或者用于洗滌劑流體的放電控制。
[0252]接下來，將更詳細(xì)說明在本實(shí)施例中執(zhí)行的多種車輛上設(shè)備的控制。
[0253]在本實(shí)施例中，使用基于由成像設(shè)備200成像的車輛檢測(cè)圖像區(qū)域的捕獲的圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)的尾燈或者頭燈(夜里的其它車輛)的檢測(cè)結(jié)果，頭燈控制單元103執(zhí)行頭燈的光分布控制。
[0254]此外，使用基于由成像設(shè)備200成像的車輛檢測(cè)圖像區(qū)域的捕獲的圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)的白線的檢測(cè)結(jié)果，通過給予警報(bào)到自己的車輛100的駕駛員，或者通過執(zhí)行駕駛輔助控制，如方向盤或者制動(dòng)器的控制，車輛行進(jìn)控制單元108執(zhí)行車道保持控制。
[0255]此外，當(dāng)使用基于由成像設(shè)備200成像的車輛檢測(cè)圖像區(qū)域的捕獲的圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)的在前車輛(白天或者夜里的其它車輛)的檢測(cè)結(jié)果，檢測(cè)到到在前車輛的距離降低時(shí)，通過給予警報(bào)到自己的車輛100的駕駛員，或者通過執(zhí)行駕駛輔助控制，如方向盤或者制動(dòng)器的控制，車輛行進(jìn)控制單元108執(zhí)行沖突避免控制。
[0256]被用于上述控制的對(duì)于每一個(gè)檢測(cè)目標(biāo)的最佳曝光條件，按照其檢測(cè)改變。例如，通過識(shí)別高強(qiáng)度尾燈或者頭燈，被用于頭燈的分布控制的捕獲的圖像數(shù)據(jù)，用于檢測(cè)夜里的另一個(gè)車輛。因此，捕獲的圖像數(shù)據(jù)最好在具有小曝光量的曝光條件成像。此外，因?yàn)槌上癍h(huán)境是夜晚時(shí)間，所以即使曝光條件固定，也可以穩(wěn)定地獲得高檢測(cè)準(zhǔn)確度。
[0257]此外，例如，被用于車道保持控制的捕獲的圖像數(shù)據(jù)，用于檢測(cè)具有低于尾燈或者頭燈的亮度的亮度的白線。因此，捕獲的圖像數(shù)據(jù)最好在具有大曝光量的曝光條件捕獲。此夕卜，因?yàn)樽罴哑毓鈼l件按照如在夜晚時(shí)間和日間之間的差異的成像環(huán)境的差異改變，所以最好根據(jù)需要，響應(yīng)成像環(huán)境調(diào)整曝光條件。
[0258]此外，例如，被用于沖突避免控制的捕獲的圖像數(shù)據(jù)，用于檢測(cè)夜間的高強(qiáng)度尾燈和用于檢測(cè)低強(qiáng)度車輛本體。因此，因?yàn)樽罴哑毓鈼l件響應(yīng)成像環(huán)境顯著地變化，所以最好響應(yīng)成像環(huán)境調(diào)整該曝光條件。
[0259]以這種方式，因?yàn)楸挥糜诿恳粋€(gè)控制的對(duì)于捕獲的圖像數(shù)據(jù)的最佳曝光條件改變，所以，當(dāng)通過使用在相同的曝光條件捕獲的捕獲的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行所有控制時(shí)，難以以高準(zhǔn)確度獲得被用于所有控制的檢測(cè)目標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果。因此，不能實(shí)現(xiàn)所有控制中的適當(dāng)?shù)目刂啤?br>[0260]因此，在本實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)所有控制中的適當(dāng)?shù)目刂?，使用在分別適合于控制的曝光條件捕獲的捕獲的圖像數(shù)據(jù)。具體地，成像設(shè)備200的曝光條件以成像幀為單位改變，并且通過使用在對(duì)應(yīng)于控制的曝光條件捕獲的捕獲的圖像數(shù)據(jù)，執(zhí)行每一個(gè)控制。
[0261][成像操作的第一示例]
[0262]圖40是簡(jiǎn)單地圖示可以在本實(shí)施例中應(yīng)用的成像設(shè)備200的成像操作的示例(以下稱為“成像操作的第一示例”)的時(shí)序圖。因?yàn)檫@個(gè)時(shí)序圖用于掌握成像操作的概覽，并且不指示準(zhǔn)確控制定時(shí)，所以，例如箭頭的長(zhǎng)度不準(zhǔn)確地指示時(shí)間的長(zhǎng)度。
[0263]在按照成像操作的第一示例的成像設(shè)備200中，CXD圖象傳感器用于圖像傳感器206，并且采用全局快門系統(tǒng)，用于同時(shí)曝光圖像傳感器的所有成像像素以產(chǎn)生成像幀。因此，在如圖40所示的成像操作的第一示例中，在下一幀周期Tn中讀出圖像傳感器206的各自的成像像素的信號(hào)，對(duì)于其所有成像像素的同時(shí)曝光在前面的幀周期Tm執(zhí)行。
[0264]在成像操作的第一示例中，順序地重復(fù)用于成像以下三種成像幀的成像操作。
[0265]第一幀的成像幀用于車道保持控制(車道偏離警告，以下稱為L(zhǎng)DW)。在對(duì)于這個(gè)成像幀的成像操作期間，作為曝光條件的曝光時(shí)間FELDW自動(dòng)地控制在范圍中，例如20ys到33ms。因此，例如，在日間設(shè)置曝光時(shí)間FELDW接近20ys，并且在夜里設(shè)置曝光時(shí)間FELDW接近33ms。
[0266]第二幀的成像幀用于光分布控制(自動(dòng)高光束，以下稱為AHB)。在用于這個(gè)成像幀的成像操作期間，作為曝光條件的曝光時(shí)間FEAHB固定，并且設(shè)置為40ys，不管日間和夜間。
[0267]第三幀的成像幀用于沖突避免控制(前防撞警告，以下稱為FCW)。在對(duì)于這個(gè)成像幀的成像操作期間，作為曝光條件的曝光時(shí)間F E F C W自動(dòng)地控制在范圍中，例如2 O μ s到33ms。因此，例如，在白天設(shè)置曝光時(shí)間FEFCW接近20ys，并且在夜里設(shè)置曝光時(shí)間FEFCW接近33ms。
[0268]這里，在本實(shí)施例中，如上所述，使用對(duì)于雨滴的檢測(cè)結(jié)果，執(zhí)行用于檢測(cè)附著于前風(fēng)擋的雨滴(附著物)的雨滴檢測(cè)處理和刮水器驅(qū)動(dòng)控制等。為了減少來自透鏡的閃光或者重影的、或者來自除了來自光源202的發(fā)射光之外的干擾光的影響，適合于被用于這個(gè)雨滴檢測(cè)處理的捕獲的圖像數(shù)據(jù)的曝光條件，最好設(shè)置曝光量盡可能小，即設(shè)置曝光時(shí)間短。獲得適合于雨滴檢測(cè)處理的捕獲的圖像數(shù)據(jù)的方法，如上所述，包括以下方法:附加或者插入在適合于雨滴檢測(cè)處理的曝光條件捕獲的新類型的雨滴檢測(cè)專用的成像幀。然而，在這個(gè)方法中，通過附加或者插入雨滴檢測(cè)專用的成像幀，如上所述，三種成像幀的幀速率被降低，并且可降低使用這三種成像幀的各自的控制中的準(zhǔn)確度。
[0269]因此，在成像操作的第一示例中，雨滴檢測(cè)專用的成像幀既不附加又不插入，但是在如上所述的三種成像幀之中，在接近適合于雨滴檢測(cè)處理的曝光條件的曝光條件捕獲的成像幀，用于該雨滴檢測(cè)處理。具體地，在如上所述的三種成像幀之中，被用于光分布控制AHB的成像幀用于該雨滴檢測(cè)處理。
[0270]特別地，在本實(shí)施例中，在對(duì)應(yīng)于作為被用于雨滴檢測(cè)處理的捕獲的圖像數(shù)據(jù)區(qū)域的雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214的雨滴檢測(cè)濾波器部分220B，提供作為波長(zhǎng)限制裝置的濾光器205，如紅外光透射濾波器區(qū)域212等，用于限制光到從光源202發(fā)射的僅紅外波長(zhǎng)帶中的紅外光，并且透射它。因?yàn)樵谶@樣的濾光器205中光透射損失功能上存在，所以與不提供濾光器的情形相比較，從光源202發(fā)射并且在圖像傳感器206上接收的光的接收量降低。因此，通過提供濾光器205，與不提供濾光器的情形相比較，可以延長(zhǎng)被用于雨滴檢測(cè)處理的適合于捕獲的圖像數(shù)據(jù)的曝光時(shí)間。例如，當(dāng)對(duì)于不提供濾光器205的情形，被用于雨滴檢測(cè)處理的適合于捕獲的圖像數(shù)據(jù)的曝光時(shí)間為4ys時(shí)，通過提供濾光器205曝光時(shí)間可以構(gòu)造為40ys。結(jié)果，沒有降低雨滴檢測(cè)處理中的檢測(cè)精度，用于頭燈AHB的光分布控制的成像幀(對(duì)其曝光時(shí)間為40ys)可以用于雨滴檢測(cè)處理。
[0271]此外，在成像操作的第一示例中，以固定的曝光時(shí)間，成像對(duì)于雨滴檢測(cè)處理要使用的被用于頭燈AHB的光分布控制的成像幀。因?yàn)橥ㄟ^從以幾乎恒定的光量從光源202發(fā)射的光中接收在雨滴反射的光，雨滴檢測(cè)處理檢測(cè)雨滴，所以光的接收量幾乎恒定。因此，如果曝光時(shí)間是固定的，則不必響應(yīng)曝光時(shí)間改變閾值，并且可以使雨滴檢測(cè)處理更簡(jiǎn)單。因此，可以使雨滴檢測(cè)處理更快。
[0272]不必說，被用于雨滴檢測(cè)處理的成像幀的種類不局限于具有固定曝光時(shí)間的成像幀。此外，它不局限于對(duì)于頭燈AHB的光分布控制要使用的成像幀。然而，被用于雨滴檢測(cè)的成像幀，最好是從具有最大曝光量的成像幀從其消除的成像幀中選擇的成像幀，并且具有最小曝光量的成像幀是特別優(yōu)選的。
[0273]同時(shí)，為了進(jìn)一步增強(qiáng)雨滴檢測(cè)處理中的檢測(cè)精度，基于在照明的捕獲的圖像數(shù)據(jù)(其正在從光源202發(fā)射光的同時(shí)捕獲)以及在非照明的捕獲的圖像數(shù)據(jù)(其沒有正在從光源202發(fā)射光的同時(shí)捕獲)之間的差異信息，可執(zhí)行雨滴檢測(cè)處理。
[0274]例如，在如上所述的三種成像幀的重復(fù)周期中，當(dāng)在一些重復(fù)周期中的頭燈AHB的光分布控制的成像幀曝光時(shí)，光源202開啟并且捕獲在照明的捕獲的圖像數(shù)據(jù)。當(dāng)在下一重復(fù)周期中的頭燈AHB的光分布控制的成像幀曝光時(shí)，光源202關(guān)閉并且捕獲在非照明的捕獲的圖像數(shù)據(jù)。上述兩個(gè)操作交替地重復(fù)。
[0275]或者，光源202關(guān)閉而捕獲的頭燈AHB的光分布控制的成像幀，可被加到三種成像幀的重復(fù)周期，如上所述。例如，第一幀是對(duì)于車道保持控制LDW的成像幀，第二幀是對(duì)于光源202開啟的頭燈AHB的光分布控制的成像幀，第三幀是對(duì)于沖突避免控制FCW的成像幀，而第四幀是對(duì)于光源202關(guān)閉的頭燈AHB的光分布控制的成像幀。
[0276]如上獲得的在照明的捕獲的圖像數(shù)據(jù)和在非照明的捕獲的圖像數(shù)據(jù)之間的雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214的差異信息，是通過從包括從光源202發(fā)射的光和干擾光的在照明的捕獲的圖像數(shù)據(jù)，減去僅包括干擾光的在非照明的捕獲的圖像數(shù)據(jù)獲得的信息。因此，通過該差異信息，獲得雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214的捕獲的圖像數(shù)據(jù)，僅包括從光源202發(fā)射的光，其中除去干擾光。因此，在該雨滴檢測(cè)處理中，來自干擾光的影響被抑制，并且實(shí)現(xiàn)了更準(zhǔn)確的雨滴檢測(cè)。
[0277]此外，如圖40所示的成像操作的第一示例，在除了被用于雨滴檢測(cè)處理的用于成像幀的曝光時(shí)段之外的時(shí)段期間，光源202關(guān)閉。因此，與光源202總是開啟的情形相比較，功耗被減少。此外，從光源202發(fā)射的一部分光也可投影在車輛檢測(cè)圖像區(qū)域213上，并且可能是車輛檢測(cè)圖像區(qū)域213中的干擾光。因此，對(duì)于用于車道保持控制LDW的成像幀或用于沖突避免控制FCW的成像幀，光源202關(guān)閉，從而抑制從光源202發(fā)射的光的干擾并且可以增強(qiáng)上述控制的準(zhǔn)確度。
[0278][成像操作的第二示例]
[0279]圖41是簡(jiǎn)單地圖示可以應(yīng)用在本實(shí)施例中的成像設(shè)備200的成像操作的示例時(shí)序圖(以下稱為“成像操作的第二示例”)。因?yàn)檫@個(gè)時(shí)序圖用于理解成像操作的概覽，并且不指示準(zhǔn)確的控制定時(shí)，所以例如箭頭的長(zhǎng)度不準(zhǔn)確地指示時(shí)間的長(zhǎng)度。
[0280]在按照成像操作的成像設(shè)備200中，CMOS圖像傳感器用于圖像傳感器206，并且采用用于逐次曝光圖像傳感器的成像像素以產(chǎn)生成像幀的卷簾快門系統(tǒng)。在成像操作的第二示例中，安排在圖像傳感器206上的成像像素一次曝光一行，并且逐次讀出各自的行I到X中的成像像素的信號(hào)。
[0281]也在成像操作的第二示例中，以與上述成像操作的第一示例同樣的方式，重復(fù)用于逐次捕獲以下三種成像幀的成像操作。此外，也在成像操作的第二示例中，雨滴檢測(cè)專用的成像幀既不附加又不插入，但是在如上所述的三種成像幀之中，被用來光分布控制AHB的成像幀用于雨滴檢測(cè)處理。
[0282]順便地，在如上描述的成像操作的第一示例中，當(dāng)捕獲要用于雨滴檢測(cè)處理的用于頭燈的光分布控制AHB的成像幀時(shí)，光源202開啟。因此，在用于頭燈的光分布控制AHB的成像幀中，從光源202發(fā)射的一部分光可能也投影在車輛檢測(cè)圖像區(qū)域213上，并且可能是在車輛檢測(cè)圖像區(qū)域213中的干擾光。在這種情況下，由于該干擾光，在頭燈的光分布控制AHB中可能降低在用于尾燈或頭燈的檢測(cè)中的準(zhǔn)確度，并且可能降低頭燈的光分布控制AHB的準(zhǔn)確度。
[0283]因此，在成像操作的第二示例中，如圖41所示，控制光源202。也就是說，在用于頭燈的光分布控制AHB的用于成像幀的曝光時(shí)段期間，當(dāng)曝光對(duì)應(yīng)于車輛檢測(cè)圖像區(qū)域213的行時(shí)，光源202關(guān)閉，而當(dāng)曝光對(duì)應(yīng)于雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214的行時(shí)，光源202開啟。按照上述，對(duì)于用于頭燈的光分布控制AHB的成像幀中的車輛檢測(cè)圖像區(qū)域213，來自由于從光源202發(fā)射的光的干擾光的影響被抑制，而對(duì)于成像幀中的雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214，雨滴可以由來自光源202的光檢測(cè)。此外，與在對(duì)于頭燈的光分布控制AHB的用于成像幀的曝光時(shí)段期間光源202總是開啟的情形相比較，減少了功耗。
[0284]此外，也在成像操作的第二示例中，以與成像操作的第一示例同樣的方式，為了進(jìn)一步增強(qiáng)雨滴檢測(cè)處理中的檢測(cè)準(zhǔn)確度，根據(jù)在照明的捕獲的圖像數(shù)據(jù)(其當(dāng)光源202開啟的同時(shí)被捕獲)和在非照明的捕獲的圖像數(shù)據(jù)(其當(dāng)光源202關(guān)閉的同時(shí)被捕獲)之間的差異信息，可執(zhí)行雨滴檢測(cè)處理。
[0285]特別地，在如在成像操作的第二示例中的卷簾快門系統(tǒng)的情況下，例如，在用于頭燈的光分布控制AHB的成像幀中曝光對(duì)應(yīng)于雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214的行時(shí)，可以執(zhí)行光源控制，以便以一行或兩個(gè)或更多行為單位重復(fù)光源202的開/閉(0N/0FF)。按照如上光源控制，對(duì)于在單個(gè)圖像幀中的雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214，可以獲得在照明的捕獲的圖像數(shù)據(jù)和在非照明的捕獲的圖像數(shù)據(jù)之間的差異信息。因?yàn)檫@個(gè)差異信息擺脫時(shí)間移位，所以實(shí)現(xiàn)了更準(zhǔn)確的雨滴檢測(cè)。此外，因?yàn)椴槐卦黾有碌某上駧糜讷@得差異信息，所以幀速率不降低。
[0286]在本實(shí)施例中，檢測(cè)來自光源的由雨滴反射的光。然而，可能采用其他的方面。例如，可能使用日本公布專利申請(qǐng)N0.2014-32174中公開的方面。在這方面，安排棱鏡以便接觸車輛的前風(fēng)擋，并且配置用于來自光源的光在前風(fēng)擋上的全反射的條件。按照這方面，實(shí)現(xiàn)以下配置:對(duì)于雨滴不附著于其的前風(fēng)擋上的部分，來自光源的全反射光由成像元件接收，并且對(duì)于雨滴附著于其的前風(fēng)擋上的部分，來自該光源的反射光不由該成像元件接收，或在該成像元件的光的接收量減少。按照這方面，可以更增強(qiáng)光的利用效率。
[0287]如上所述的說明是示例，并且本發(fā)明對(duì)于以下方面分別取得特別的效果。
[0288](方面A)
[0289]在目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備中，該目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備包括:光照明單元，如光源202，其發(fā)射照明光用于照明光透射構(gòu)件(如前風(fēng)擋105)中的附著物觀測(cè)部分;成像單元，如成像設(shè)備200，其通過使用圖像傳感器在該圖像傳感器上的第一光接收區(qū)域(對(duì)應(yīng)于車輛檢測(cè)圖像區(qū)域213的傳感器部分)中接收透射光并且成像捕獲區(qū)域圖像(如車輛檢測(cè)圖像區(qū)域213)，并且通過在該圖像傳感器上的第二光接收區(qū)域(對(duì)應(yīng)于雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214的傳感器部分)中接收照明光并且成像附著物觀測(cè)圖像，產(chǎn)生包括捕獲區(qū)域圖像和附著物觀測(cè)圖像的成像幀，在圖像傳感器上如光電二極管206A之類的光接收元件二維排列，其中該透射光從捕獲區(qū)域進(jìn)入該光透射構(gòu)件的外壁表面，并且透射通過該光透射構(gòu)件，該照明光從該光照明單元發(fā)射并且通過該光透射構(gòu)件上的附著物觀測(cè)部分；目標(biāo)檢測(cè)處理單元，如圖像分析單元102，其根據(jù)該成像單元產(chǎn)生的該成像幀中的捕獲區(qū)域圖像，對(duì)于該捕獲區(qū)域中的檢測(cè)目標(biāo)，如尾燈、頭燈、白線或另一個(gè)車輛(本體)，執(zhí)行檢測(cè)處理；以及附著物檢測(cè)處理單元，如該圖像分析單元102，其根據(jù)該成像單元產(chǎn)生的該成像幀中的附著物觀測(cè)圖像，對(duì)于附著物，如附著于該光透射構(gòu)件上的該附著物觀測(cè)部分的雨滴，執(zhí)行檢測(cè)處理，其特征在于:該目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)一步包括曝光量改變單元，如信號(hào)處理單元208，其以成像幀為單位改變?cè)摮上駟卧钠毓饬?，該目?biāo)檢測(cè)處理單元使用在曝光量方面不同的兩個(gè)或更多成像幀(如對(duì)于車道保持控制LDW的成像幀，對(duì)于頭燈的光分布控制AHB的成像幀或?qū)τ跊_突避免控制FCW的成像幀)中的捕獲區(qū)域圖像，對(duì)于檢測(cè)目標(biāo)執(zhí)行該檢測(cè)處理，并且該附著物檢測(cè)處理單元使用該兩個(gè)或更多成像幀(對(duì)于頭燈的光分布控制AHB的成像幀等等)的除了其曝光量在該兩個(gè)或更多成像幀之中最大的成像幀之外的成像幀中的附著物觀測(cè)圖像，對(duì)于附著物執(zhí)行該檢測(cè)處理。
[0290]在該方面A，其曝光量彼此不同的兩個(gè)或更多成像幀，由該成像單元產(chǎn)生，而該成像單元的曝光量由該曝光量改變單元以成像幀為單位改變。如上曝光量的改變包括例如響應(yīng)成像環(huán)境自動(dòng)地調(diào)整曝光量，逐次產(chǎn)生成像幀，同時(shí)切換適合于多種檢測(cè)目標(biāo)的每個(gè)的曝光量等等。在該方面A，在對(duì)于存在于捕獲區(qū)域中的檢測(cè)目標(biāo)的檢測(cè)處理中，根據(jù)其曝光量彼此不同的兩個(gè)或更多成像幀中的捕獲區(qū)域圖像，執(zhí)行對(duì)于該檢測(cè)目標(biāo)的檢測(cè)處理。因此，與僅僅通過單個(gè)曝光量的成像幀檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo)的情形相比較，可以高準(zhǔn)確度檢測(cè)該檢測(cè)目標(biāo)。
[0291]此外，按照該方面A，使用除了其曝光量在該兩個(gè)或更多成像幀(其用于對(duì)于如上檢測(cè)目標(biāo)的檢測(cè)處理)之中最大的成像幀之外的成像幀中的附著物觀測(cè)圖像，執(zhí)行對(duì)于該附著物的檢測(cè)處理。由于這個(gè)緣故，對(duì)于對(duì)于附著物的檢測(cè)處理，使用成像幀，其曝光量在用于對(duì)于該檢測(cè)目標(biāo)的檢測(cè)處理的該兩個(gè)或更多成像幀之中相對(duì)小。因此，在來自干擾光在來自光照明單元的照明光上的影響被抑制的狀態(tài)，可以執(zhí)行對(duì)于附著物的檢測(cè)處理。
[0292]此外，按照該方面A，因?yàn)榭梢詧?zhí)行對(duì)于附著物的具有高準(zhǔn)確度的檢測(cè)處理，而沒有分開地插入專用的圖像幀用于檢測(cè)該附著物，所以可以保證對(duì)于檢測(cè)目標(biāo)的高檢測(cè)準(zhǔn)確度，而沒有降低用于檢測(cè)目標(biāo)的成像幀的幀速率。
[0293](方面B)
[0294]在該方面A中，其特征在于:該附著物檢測(cè)處理單元使用兩個(gè)或更多成像幀的其曝光量在該兩個(gè)或更多成像幀之中最小的成像幀中的附著物觀測(cè)圖像，執(zhí)行對(duì)于附著物的檢測(cè)處理。
[0295]按照該方面B，可以取得對(duì)于附著物更準(zhǔn)確的檢測(cè)處理。
[0296](方面C)
[0297]在目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備中，包括光照明單元，如光源202，其發(fā)射照明光用于照明光透射構(gòu)件(如前風(fēng)擋105)中的附著物觀測(cè)部分;成像單元，如成像設(shè)備200，其通過使用圖像傳感器在該圖像傳感器上的第一光接收區(qū)域(對(duì)應(yīng)于車輛檢測(cè)圖像區(qū)域213的傳感器部分)上接收透射光并且成像捕獲區(qū)域圖像(如車輛檢測(cè)圖像區(qū)域213)，并且通過在該圖像傳感器上的第二光接收區(qū)域(對(duì)應(yīng)于雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域214的傳感器部分)上接收照明光并且成像附著物觀測(cè)圖像，產(chǎn)生包括捕獲區(qū)域圖像和附著物觀測(cè)圖像的成像幀，在圖像傳感器上如光電二極管206A之類的光接收元件二維排列，其中該透射光從捕獲區(qū)域進(jìn)入該光透射構(gòu)件的外壁表面，并且透射通過該光透射構(gòu)件，該照明光從該光照明單元發(fā)射并且通過該光透射構(gòu)件上的附著物觀測(cè)部分；目標(biāo)檢測(cè)處理單元，如圖像分析單元102，其根據(jù)該成像單元產(chǎn)生的該成像幀中的捕獲區(qū)域圖像，對(duì)于該捕獲區(qū)域中的檢測(cè)目標(biāo)，如尾燈、頭燈、白線或另一個(gè)車輛(本體)，執(zhí)行檢測(cè)處理；以及附著物檢測(cè)處理單元，如該圖像分析單元102，其根據(jù)該成像單元產(chǎn)生的該成像幀群中的附著物觀測(cè)圖像，對(duì)于附著物，如附著于該光透射構(gòu)件上的該附著物觀測(cè)部分的雨滴，執(zhí)行檢測(cè)處理，其特征在于:該目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)一步包括曝光條件條件改變單元，如信號(hào)處理單元208，其以成像幀為單位改變?cè)摮上駟卧钠毓鈼l件，該目標(biāo)檢測(cè)處理單元根據(jù)在曝光條件(自動(dòng)曝光調(diào)整或固定曝光、或在固定曝光情況下的曝光時(shí)段的差異)(分別對(duì)應(yīng)多種檢測(cè)目標(biāo)，如尾燈、頭燈、白線或其他的車輛(本體))捕獲的成像幀群(如用于車道保持控制LDW的成像幀群，用于頭燈的光分布控制AHB的成像幀群或用于沖突避免控制FCW的成像幀群)的捕獲區(qū)域圖像，對(duì)于分別對(duì)應(yīng)該成像幀群的該種類的檢測(cè)目標(biāo)執(zhí)行該檢測(cè)處理，并且該附著物檢測(cè)處理單元使用除了對(duì)應(yīng)于其曝光量在該成像幀群之中最大的曝光條件的成像幀群之外的成像幀群(用于頭燈的光分布控制AHB的成像幀群等等)的附著物觀測(cè)圖像，對(duì)于附著物執(zhí)行檢測(cè)處理；
[0298]在該方面C，其曝光條件彼此不同的兩個(gè)或更多成像幀群由成像單元產(chǎn)生，而成像單元的曝光條件由曝光條件改變單元以成像幀為單位改變。在對(duì)于存在于捕獲區(qū)域中的檢測(cè)目標(biāo)的檢測(cè)處理中，根據(jù)其曝光條件彼此不同的兩個(gè)或更多成像幀群中的捕獲區(qū)域圖像，執(zhí)行對(duì)于分別對(duì)應(yīng)的檢測(cè)目標(biāo)的檢測(cè)處理。以此方式，使用在適合于各自的檢測(cè)目標(biāo)的曝光條件成像的成像幀群，可以對(duì)于各自的檢測(cè)目標(biāo)執(zhí)行檢測(cè)處理。因此，與從在相同曝光條件成像的成像幀檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo)的情形相比較，每一檢測(cè)目標(biāo)可以高準(zhǔn)確度被檢測(cè)。
[0299]此外，按照該方面C，使用除了對(duì)應(yīng)于其曝光量在該兩個(gè)或更多成像幀群(其用于對(duì)于如上檢測(cè)目標(biāo)的檢測(cè)處理)之中最大的曝光條件的成像幀群之外的成像幀群中的附著物觀測(cè)圖像，執(zhí)行對(duì)于該附著物的檢測(cè)處理。由于這個(gè)緣故，對(duì)于對(duì)于附著物的檢測(cè)處理，使用其曝光量在用于對(duì)于該檢測(cè)目標(biāo)的檢測(cè)處理的該兩個(gè)或更多成像幀之中相對(duì)小的曝光條件的成像幀群。因此，可以在來自干擾光在來自光照明單元的照明光上的影響被抑制的狀態(tài)，執(zhí)行對(duì)于該附著物的檢測(cè)處理。因此，也在對(duì)于附著物的檢測(cè)處理中，高檢測(cè)準(zhǔn)確度可以獲得。
[0300]此外，按照該方面C，因?yàn)榭梢詧?zhí)行對(duì)于附著物的具有高準(zhǔn)確度的檢測(cè)處理，而沒有分開地插入專用的成像幀用于檢測(cè)該附著物，所以可以保證對(duì)于檢測(cè)目標(biāo)的高檢測(cè)準(zhǔn)確度，而沒有降低用于檢測(cè)目標(biāo)的成像幀的幀速率。
[0301](方面D)
[0302]在該方面C中，其特征在于:該附著物檢測(cè)處理單元使用對(duì)應(yīng)于其曝光量在該成像幀群之中最小的曝光條件的成像幀群的附著物觀測(cè)圖像，執(zhí)行對(duì)于附著物的檢測(cè)處理。
[0303]按照該方面D，可以取得對(duì)于附著物更準(zhǔn)確的檢測(cè)處理。
[0304](方面E)
[0305]在方面A到C的任何一個(gè)，其特征在于:由附著物檢測(cè)處理單元使用的附著物觀測(cè)圖像的成像幀，以固定曝光量捕獲。
[0306]因?yàn)閷?duì)于附著物的檢測(cè)處理，從通過從光照明單元(其可以發(fā)射具有幾乎恒定光量的照明光)發(fā)射的照明光投影的附著物的捕獲的圖像，檢測(cè)附著物，所以，即使該曝光量固定而不管成像環(huán)境，也可以獲得足夠的檢測(cè)準(zhǔn)確度。在響應(yīng)成像環(huán)境改變曝光量的情況下，因?yàn)閷幙梢髮?duì)應(yīng)于曝光量的變化的處理(改變閾值等等的處理)，所以對(duì)于附著物的檢測(cè)處理變復(fù)雜并且檢測(cè)附著物的快速處理變困難的問題將會(huì)發(fā)生。按照該方面E，因?yàn)橛糜趯?duì)于附著物的檢測(cè)處理的成像幀以固定曝光量捕獲，所以可以取得快速的檢測(cè)處理同時(shí)保證對(duì)于附著物的檢測(cè)準(zhǔn)確度。
[0307](方面F)
[0308]在方面A到E的任何一個(gè)，其特征在于:該目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)一步包括波長(zhǎng)限制單元，如濾光器205，其透射在第二光接收區(qū)域中接收的光，并且限制它在預(yù)定波長(zhǎng)帶中。
[0309]在這樣的波長(zhǎng)限制單元中，當(dāng)透射光時(shí)通常產(chǎn)生光量的損失。由于這個(gè)緣故，與不提供波長(zhǎng)限制單元的情形相比較，來自光照明單元由圖像傳感器接收的照明光的接收量降低。因此，與不提供波長(zhǎng)限制單元的情形相比較，通過提供該波長(zhǎng)限制單元，用于附著物檢測(cè)處理的適合于成像幀的曝光量可以增加。結(jié)果，即使對(duì)于其曝光量相對(duì)大的檢測(cè)目標(biāo)，用于檢測(cè)處理的成像幀被用于對(duì)于附著物的檢測(cè)處理，也可以保證對(duì)于附著物的檢測(cè)處理中的檢測(cè)準(zhǔn)確度。
[0310](方面G)
[0311]在方面A到F的任何一個(gè)，其特征在于:該成像單元，如卷簾快門，逐次部分地曝光圖像傳感器以產(chǎn)生成像幀。提供照明光控制單元(存在光源202內(nèi)部的控制單元)，其控制光照明單元，使得當(dāng)成像由附著物檢測(cè)處理單元使用的附著物觀測(cè)圖像的成像幀時(shí)，在圖像傳感器上的第一光接收區(qū)域曝光的時(shí)段期間，不發(fā)射照明光，并且在圖像傳感器上的第二光接收區(qū)域曝光的時(shí)段期間，發(fā)射照明光。
[0312]按照方面G，因?yàn)榭梢砸种苼碜杂蓙碜怨庹彰鲉卧恼彰鞴庠谟糜趯?duì)于附著物的檢測(cè)處理的成像幀的捕獲區(qū)域圖像上的干擾光的影響，所以，使用該成像幀的對(duì)于檢測(cè)目標(biāo)的檢測(cè)處理中的檢測(cè)準(zhǔn)確度，不會(huì)由于來自該光照明單元的照明光的該干擾而減少。
[0313](方面H)
[0314]在一種移動(dòng)體設(shè)備控制系統(tǒng)中，如車輛上的設(shè)備控制系統(tǒng)，包括目標(biāo)檢測(cè)單元，其檢測(cè)如雨滴之類的附著物，附著于如自己的車輛100之類的移動(dòng)體中的如前風(fēng)擋105之類的光透射構(gòu)件的附著物觀測(cè)部分，以及檢測(cè)目標(biāo)，如白線、尾燈、頭燈或另一個(gè)本體(體)，存在于圍繞該移動(dòng)體的捕獲區(qū)域；以及移動(dòng)體設(shè)備控制單元，如刮水器控制單元106、頭燈控制單元103或車輛行進(jìn)控制單元108，其根據(jù)該目標(biāo)檢測(cè)單元的該附著物的檢測(cè)結(jié)果和該檢測(cè)目標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果，控制安裝在該移動(dòng)體上的預(yù)定設(shè)備，如刮水器、頭燈、方向盤或制動(dòng)器，其特征在于:按照方面A到G的任何一個(gè)的該目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備用于該目標(biāo)檢測(cè)單元。
[0315]按照方面H，使用對(duì)于附著物的檢測(cè)結(jié)果的設(shè)備控制和使用對(duì)于檢測(cè)目標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果的設(shè)備控制的任何控制，可以高準(zhǔn)確度執(zhí)行。
[0316](方面I)
[0317]一種目標(biāo)檢測(cè)程序，要在目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備的計(jì)算機(jī)中執(zhí)行，該目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備包括光照明單元，其發(fā)射照明光用于照明光透射構(gòu)件中的附著物觀測(cè)部分;成像單元，其通過使用圖像傳感器在該圖像傳感器上的第一光接收區(qū)域上接收透射光并且成像捕獲區(qū)域圖像，并且通過在該圖像傳感器上的第二光接收區(qū)域上接收照明光并且捕獲附著物觀測(cè)圖像，產(chǎn)生包括捕獲區(qū)域圖像和附著物觀測(cè)圖像的成像幀，在圖像傳感器上的光接收元件二維排列，其中該透射光從捕獲區(qū)域進(jìn)入該光透射構(gòu)件的外壁表面，并且透射通過該光透射構(gòu)件，該照明光從該光照明單元發(fā)射并且通過該光透射構(gòu)件上的附著物觀測(cè)部分；目標(biāo)檢測(cè)處理單元，其根據(jù)該成像單元產(chǎn)生的該成像幀中的捕獲區(qū)域圖像，對(duì)于該捕獲區(qū)域中的檢測(cè)目標(biāo)，執(zhí)行檢測(cè)處理；以及附著物檢測(cè)處理單元，其根據(jù)該成像單元產(chǎn)生的該成像幀中的附著物觀測(cè)圖像，對(duì)于附著于該光透射構(gòu)件上的該附著物觀測(cè)部分的附著物，執(zhí)行檢測(cè)處理，使得計(jì)算機(jī)作用為目標(biāo)檢測(cè)處理單元、附著物檢測(cè)處理單元和以成像幀為單位改變成像單元的曝光量的曝光量改變單元，并且其特征在于:該目標(biāo)檢測(cè)處理單元使用在曝光量方面不同的兩個(gè)或更多成像幀中的捕獲區(qū)域圖像，對(duì)于檢測(cè)目標(biāo)執(zhí)行該檢測(cè)處理，并且該附著物檢測(cè)處理單元使用除了其曝光量在該兩個(gè)或更多成像幀之中最大的成像幀之外的成像幀中的附著物觀測(cè)圖像，對(duì)于附著物執(zhí)行該檢測(cè)處理。
[0318]按照方面I，在對(duì)于檢測(cè)目標(biāo)的檢測(cè)處理和對(duì)于附著物的檢測(cè)處理兩者中，可以取得高檢測(cè)準(zhǔn)確度，而沒有分開地插入專用的圖像幀用于檢測(cè)附著物。
[0319](方面J)
[0320]—種目標(biāo)檢測(cè)程序，要在目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備的計(jì)算機(jī)中執(zhí)行，該目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備包括光照明單元，其發(fā)射照明光用于照明光透射構(gòu)件中的附著物觀測(cè)部分;成像單元，其通過使用圖像傳感器在該圖像傳感器上的第一光接收區(qū)域上接收透射光并且成像捕獲區(qū)域圖像，并且通過在該圖像傳感器上的第二光接收區(qū)域上接收照明光并且捕獲附著物觀測(cè)圖像，產(chǎn)生包括捕獲區(qū)域圖像和附著物觀測(cè)圖像的成像幀，在圖像傳感器上的光接收元件二維排列，其中該透射光從捕獲區(qū)域進(jìn)入該光透射構(gòu)件的外壁表面，并且透射通過該光透射構(gòu)件，該照明光從該光照明單元發(fā)射并且通過該光透射構(gòu)件上的附著物觀測(cè)部分；目標(biāo)檢測(cè)處理單元，其根據(jù)該成像單元產(chǎn)生的該成像幀中的捕獲區(qū)域圖像，對(duì)于該捕獲區(qū)域中的檢測(cè)目標(biāo)，執(zhí)行檢測(cè)處理；以及附著物檢測(cè)處理單元，其根據(jù)該成像單元產(chǎn)生的該成像幀中的附著物觀測(cè)圖像，對(duì)于附著于該光透射構(gòu)件上的該附著物觀測(cè)部分的附著物，執(zhí)行檢測(cè)處理，使得計(jì)算機(jī)作用為目標(biāo)檢測(cè)處理單元、附著物檢測(cè)處理單元和以成像幀為單位改變成像單元的曝光條件的曝光條件改變單元，并且其特征在于:該目標(biāo)檢測(cè)處理單元根據(jù)在分別對(duì)應(yīng)多種檢測(cè)目標(biāo)的曝光條件成像的成像幀群的捕獲區(qū)域圖像，對(duì)于分別對(duì)應(yīng)該成像幀群的種類的檢測(cè)目標(biāo)執(zhí)行檢測(cè)處理，并且該附著物檢測(cè)處理單元使用除了對(duì)應(yīng)于其曝光量在該成像幀群之中最大的曝光條件的成像幀群之外的成像幀群中的附著物觀測(cè)圖像，執(zhí)行對(duì)于附著物的檢測(cè)處理。
[0321]按照方面J，在對(duì)于檢測(cè)目標(biāo)的檢測(cè)處理和對(duì)于附著物的檢測(cè)處理兩者中，可以取得高檢測(cè)準(zhǔn)確度，而沒有分開地插入專用的圖像幀用于檢測(cè)附著物。
[0322]同時(shí)，上述程序可能以記錄在如⑶-ROM之類的記錄介質(zhì)里的狀態(tài)分發(fā)或獲得。此夕卜，該程序也可以通過分布或接收攜帶該程序的信號(hào)分發(fā)或獲得，該信號(hào)經(jīng)由傳輸介質(zhì)，如公用電話線路、專用線、另一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)等等，從預(yù)定傳輸設(shè)備發(fā)送。上述分發(fā)時(shí)，至少一部分計(jì)算機(jī)程序可能在傳輸介質(zhì)中傳輸。也就是說，配置計(jì)算機(jī)程序的全部數(shù)據(jù)不必同時(shí)地存在傳輸介質(zhì)上。攜帶程序的信號(hào)是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)，具體化在包括計(jì)算機(jī)程序的預(yù)定載波中。此外，從預(yù)定傳輸設(shè)備傳輸計(jì)算機(jī)程序的傳輸方法，包括配置程序的數(shù)據(jù)的連續(xù)傳輸，或該數(shù)據(jù)的間歇性傳輸。
[0323]雖然已經(jīng)參考各實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例，而是可能進(jìn)行各種變化和修改，而不脫離如在權(quán)利要求中陳述的本發(fā)明的范圍。
[0324]本申請(qǐng)基于并且要求2013年12月19日提交的日本優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)N0.2013-262885和2014年10月14日提交的日本優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)N0.2014-209786的優(yōu)先權(quán)利益，其全部的內(nèi)容通過引用在此合并。
[0325]參考標(biāo)號(hào)的描述
[0326]100自己的車輛
[0327]101成像單元
[0328]102圖像分析單元
[0329]103頭燈控制單元
[0330]104 頭燈
[0331]105前風(fēng)擋
[0332]106刮水器控制單元
[0333]107刮水器
[0334]108車輛行進(jìn)控制單元
[0335]200成像設(shè)備
[0336]201成像盒
[0337]202 光源
[0338]203 雨滴
[0339]204成像透鏡
[0340]205濾光器
[0341]206圖像傳感器
[0342]206A光電二極管
[0343]206B 微透鏡
[0344]207傳感器襯底
[0345]208信號(hào)處理單元
[0346]210前級(jí)濾波器
[0347]211紅外光截止濾波器區(qū)域
[0348]212紅外光透射濾波器區(qū)域
[0349]213車輛檢測(cè)圖像區(qū)域
[0350]214雨滴檢測(cè)圖像區(qū)域[0351 ]220后級(jí)濾波器
[0352]220A車輛檢測(cè)濾波器部分
[0353]220B雨滴檢測(cè)濾波器部分
[0354]221透明濾波器襯底
[0355]222偏振濾波器層
[0356]223光譜濾波器層
[0357]224填充物
[0358]225偏振濾波器層
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備，包括: 光照明單元，配置為發(fā)射照明光用于照明光透射構(gòu)件上定義的監(jiān)視區(qū)域； 成像單元，包括成像傳感器，該成像傳感器具有第一光接收區(qū)域和第二光接收區(qū)域，該成像單元配置為通過在第一光接收區(qū)域中檢測(cè)來自遠(yuǎn)處攝影被攝體的穿過該光透射構(gòu)件的光，捕獲遠(yuǎn)處攝影被攝體的第一圖像，通過在第二光接收區(qū)域中檢測(cè)從異物反射并且穿過光透射構(gòu)件的照明光，捕獲附著于該光透射構(gòu)件上的監(jiān)視區(qū)域的異物的第二圖像，并且產(chǎn)生包括第一圖像和第二圖像的圖像幀； 目標(biāo)檢測(cè)單元，配置為根據(jù)該成像幀中的第一圖像，在遠(yuǎn)處攝影被攝體之中檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo)； 異物檢測(cè)單元，配置為根據(jù)該成像幀中的第二圖像，檢測(cè)附著于光透射構(gòu)件上的監(jiān)視區(qū)域的異物；以及 曝光量改變單元，配置為從成像幀到成像幀改變?cè)摮上駟卧钠毓饬?，其中該目?biāo)檢測(cè)單元使用其曝光量彼此不同的該成像幀的兩個(gè)或更多中的第一圖像，檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo)，并且該異物檢測(cè)單元使用除了其曝光量在該兩個(gè)或更多成像幀之中最大的成像幀之外的兩個(gè)或更多成像幀的成像幀中的第二圖像，檢測(cè)該異物。2.如權(quán)利要求1所述的目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備，其中該異物檢測(cè)單元配置為使用其曝光量在該兩個(gè)或更多成像幀之中最小的該成像幀中的第二圖像，檢測(cè)該異物。3.—種目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備，包括: 光照明單元，配置為發(fā)射照明光用于照明光透射構(gòu)件上定義的監(jiān)視區(qū)域； 成像單元，包括成像傳感器，該成像傳感器具有第一光接收區(qū)域和第二光接收區(qū)域，該成像單元配置為通過在第一光接收區(qū)域中檢測(cè)來自遠(yuǎn)處攝影被攝體的穿過該光透射構(gòu)件的光，捕獲遠(yuǎn)處攝影被攝體的第一圖像，通過在第二光接收區(qū)域中檢測(cè)從異物反射并且穿過光透射構(gòu)件的照明光，捕獲附著于該光透射構(gòu)件上的監(jiān)視區(qū)域的異物的第二圖像，并且產(chǎn)生包括第一圖像和第二圖像的圖像幀； 目標(biāo)檢測(cè)單元，配置為根據(jù)該成像幀中的第一圖像，在遠(yuǎn)處攝影被攝體之中檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo)； 異物檢測(cè)單元，配置為根據(jù)該成像幀中的第二圖像，檢測(cè)附著于光透射構(gòu)件上的監(jiān)視區(qū)域的異物；以及 曝光條件改變單元，配置為從成像幀到成像幀改變?cè)摮上駟卧钠毓鈼l件，其中該目標(biāo)檢測(cè)單元根據(jù)在分別對(duì)應(yīng)多個(gè)種類的檢測(cè)目標(biāo)的曝光條件捕獲的成像幀群中的第一圖像，檢測(cè)分別對(duì)應(yīng)該成像幀群的種類的檢測(cè)目標(biāo)，并且該異物檢測(cè)單元使用除了對(duì)應(yīng)于其曝光量在成像幀群之中最大的曝光條件的成像幀群之外的成像幀群的該成像幀群中的第二圖像，檢測(cè)該異物。4.如權(quán)利要求3所述的目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備，其中該異物檢測(cè)單元配置為使用對(duì)應(yīng)于其曝光量在成像幀群之中最小的曝光條件的該成像幀群中的第二圖像，檢測(cè)該異物。5.如權(quán)利要求1到4的任何一個(gè)所述的目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備，其中該異物檢測(cè)單元使用的第二圖像的該成像幀是以固定曝光量捕獲。6.如權(quán)利要求1到5的任何一個(gè)所述的目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備，進(jìn)一步包括:波長(zhǎng)限制單元，配置為透射在第二光接收區(qū)域中接收的光，并且限制該光在預(yù)定波長(zhǎng)帶內(nèi)。7.如權(quán)利要求1到6的任何一個(gè)所述的目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備，其中該成像單元配置為逐次部分地曝光該圖像傳感器以產(chǎn)生成像幀，并且該目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)一步包括照明光控制單元，配置為控制該光照明單元，使得當(dāng)捕獲該異物檢測(cè)單元使用的第二圖像的該成像幀時(shí)，在曝光圖像傳感器上的第一光接收區(qū)域的時(shí)段中不發(fā)射照明光，而在曝光圖像傳感器上的第二光接收區(qū)域的時(shí)段中發(fā)射照明光。8.一種移動(dòng)體設(shè)備控制系統(tǒng)，包括: 目標(biāo)檢測(cè)單元，配置為檢測(cè)附著于在移動(dòng)體中的光透射構(gòu)件上定義的監(jiān)視區(qū)域的異物，和在該移動(dòng)體周圍的遠(yuǎn)處攝影被攝體之中存在的檢測(cè)目標(biāo);以及 移動(dòng)體設(shè)備控制單元，配置為根據(jù)該目標(biāo)檢測(cè)單元的該異物的檢測(cè)結(jié)果和該檢測(cè)目標(biāo)的檢測(cè)結(jié)果，控制安裝在該移動(dòng)體上的預(yù)定設(shè)備，其中按照權(quán)利要求1到7的任何一個(gè)所述的目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備被用作該目標(biāo)檢測(cè)單元。9.一種非暫時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)用于使得目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備的計(jì)算機(jī)執(zhí)行目標(biāo)檢測(cè)過程的程序，該目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備包括光照明單元，配置為發(fā)射照明光，用于照明在光透射構(gòu)件上定義的監(jiān)視區(qū)域;和成像單元，包括成像傳感器，該成像傳感器具有第一光接收區(qū)域和第二光接收區(qū)域，該成像單元配置為通過在第一光接收區(qū)域中檢測(cè)來自遠(yuǎn)處攝影被攝體的穿過該光透射構(gòu)件的光，捕獲遠(yuǎn)處攝影被攝體的第一圖像，通過在第二光接收區(qū)域中檢測(cè)從異物反射并且穿過該光透射構(gòu)件的照明光，捕獲附著于該光透射構(gòu)件上的監(jiān)視區(qū)域的異物的第二圖像，并且產(chǎn)生包括第一圖像和第二圖像的圖像幀，該目標(biāo)檢測(cè)過程包括: 目標(biāo)檢測(cè)步驟，用于根據(jù)該成像幀中的第一圖像，在遠(yuǎn)處攝影被攝體之中檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo)； 異物檢測(cè)步驟，用于根據(jù)該成像幀中的第二圖像，檢測(cè)附著于光透射構(gòu)件上的監(jiān)視區(qū)域的異物；以及 曝光量改變步驟，用于從成像幀到成像幀改變?cè)摮上駟卧钠毓饬?，其中在該目?biāo)檢測(cè)步驟中，使用其曝光量彼此不同的兩個(gè)或更多成像幀中的第一圖像，檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo)，并且在該異物檢測(cè)步驟中，使用除了其曝光量在該兩個(gè)或更多成像幀之中最大的成像幀之外的兩個(gè)或更多成像幀的成像幀中的第二圖像，檢測(cè)該異物。10.一種非暫時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)用于使得目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備的計(jì)算機(jī)執(zhí)行目標(biāo)檢測(cè)過程的程序，該目標(biāo)檢測(cè)設(shè)備包括光照明單元，配置為發(fā)射照明光，用于照明在光透射構(gòu)件上定義的監(jiān)視區(qū)域;和成像單元，包括成像傳感器，該成像傳感器具有第一光接收區(qū)域和第二光接收區(qū)域，該成像單元配置為通過在第一光接收區(qū)域中檢測(cè)來自遠(yuǎn)處攝影被攝體的穿過該光透射構(gòu)件的光，捕獲遠(yuǎn)處攝影被攝體的第一圖像，通過在第二光接收區(qū)域中檢測(cè)從異物反射并且穿過該光透射構(gòu)件的照明光，捕獲附著于該光透射構(gòu)件上的監(jiān)視區(qū)域的異物的第二圖像，并且產(chǎn)生包括第一圖像和第二圖像的圖像幀，該目標(biāo)檢測(cè)過程包括: 目標(biāo)檢測(cè)步驟，用于根據(jù)該成像幀中的第一圖像，在遠(yuǎn)處攝影被攝體之中檢測(cè)檢測(cè)目標(biāo)； 異物檢測(cè)步驟，用于根據(jù)該成像幀中的第二圖像，檢測(cè)附著于光透射構(gòu)件上的監(jiān)視區(qū)域的異物；以及 曝光條件改變步驟，用于從成像幀到成像幀改變?cè)摮上駟卧钠毓鈼l件，其中在該目標(biāo)檢測(cè)步驟中，根據(jù)在分別對(duì)應(yīng)多個(gè)種類的檢測(cè)目標(biāo)的曝光條件捕獲的成像幀群中的第一圖像，檢測(cè)分別對(duì)應(yīng)該成像幀群的種類的檢測(cè)目標(biāo)，并且在該異物檢測(cè)步驟中，使用除了對(duì)應(yīng)于其曝光量在成像幀群之中最大的曝光條件的成像幀群之外的成像幀群的該成像幀群中的第二圖像，檢測(cè)該異物。
【文檔編號(hào)】G08G1/16GK105830428SQ201480068131
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2014年12月11日
【發(fā)明人】笠原亮介
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社理光