本發(fā)明涉及一種車載傳感器、車輛用燈具、車輛以及路面狀態(tài)傳感器。

背景技術：

已知射出與外來光的強度最弱的波長區(qū)域?qū)牟ㄩL區(qū)域的紅外光來進行拍攝，根據(jù)所拍攝的影像計算路面形狀的路面形狀識別裝置(例如，參照專利文獻1)。此外，已知對形成彩色圖像的個別的彩色像素矩陣分別執(zhí)行直方圖均衡處理步驟，由此高效地檢測出物理性的物體表現(xiàn)的圖像處理裝置(例如，參照專利文獻2)。

存在無法恰當?shù)貦z測出車輛外空間中的水的問題。此外，存在無法恰當?shù)貦z測出路面上的水的狀態(tài)的問題。

專利文獻1：國際公開2012/086070號

專利文獻2：日本特表2008-502062號公報

技術實現(xiàn)要素：

在第1方式中，搭載于車輛上的車載傳感器具備：光射出部，其向車輛外的空間射出水分子對光的吸收率相互不同的第1波長區(qū)域的紅外光和第2波長區(qū)域的紅外光；光檢測部，其分別檢測第1波長區(qū)域的紅外光和第2波長區(qū)域的紅外光；以及水檢測部，其根據(jù)由光檢測部檢測出的第1波長區(qū)域的紅外光的光量與第2波長區(qū)域的紅外光的光量的差異，檢測車輛外的空間內(nèi)的水。

光檢測部是拍攝第1波長區(qū)域的紅外光的圖像和第2波長區(qū)域的紅外光的圖像的拍攝裝置，水檢測部根據(jù)第1波長區(qū)域的紅外光的圖像和第2波長區(qū)域的紅外光的圖像之間的差異來檢測水。

水檢測部根據(jù)第1波長區(qū)域的紅外光的圖像和第2波長區(qū)域的紅外光的圖像之間的每個區(qū)域的亮度值的差值，檢測通過拍攝裝置拍攝的車輛外的空間內(nèi)的每個區(qū)域的水量。

水檢測部根據(jù)第1波長區(qū)域的紅外光的圖像和第2波長區(qū)域的紅外光的圖像之間的每個區(qū)域的亮度值的差值，檢測通過拍攝裝置拍攝的車輛外的空間內(nèi)的每個區(qū)域的水滴量，車載傳感器還具備：圖像處理部，其根據(jù)由水檢測部檢測出的每個上述區(qū)域的水滴量，對拍攝車輛外的空間而得到的圖像按每個區(qū)域?qū)嵤┤レF處理。

光射出部以時分方式射出第1波長區(qū)域的紅外光和第2波長區(qū)域的紅外光，拍攝裝置與光射出部射出第1波長區(qū)域的紅外光以及第2波長區(qū)域的紅外光同步地以時分方式進行拍攝，由此以時分方式拍攝第1波長區(qū)域的紅外光的圖像以及第2波長區(qū)域的紅外光的圖像。

拍攝裝置具有：光分離部，其將入射到拍攝裝置的光分離為第1波長區(qū)域的紅外光和第2波長區(qū)域的紅外光；第1拍攝部，其通過由光分離部分離出的第1波長區(qū)域的紅外光進行拍攝；以及第2拍攝部，其通過由光分離部分離出的第2波長區(qū)域的紅外光進行拍攝。

水檢測部根據(jù)光量的差異、液相水對上述第1波長區(qū)域的紅外光的吸收率與液相水對上述第2波長區(qū)域的紅外光的吸收率的差異、固相水對上述第1波長區(qū)域的紅外光的吸收率與固相水對上述第2波長區(qū)域的紅外光的吸收率的差異來檢測車輛外空間的水的狀態(tài)為液相還是固相。

光射出部向車輛外射出具有第1圓偏振光成分的第1波長區(qū)域的紅外光和具有第1圓偏振光成分的第2波長區(qū)域的紅外光，車載傳感器還具備：圓偏振光濾光片，其使來自車輛外的空間的光中與第1圓偏振光成分的旋轉(zhuǎn)方向反向旋轉(zhuǎn)的第2圓偏振光成分透射，光檢測部檢測透過圓偏振光濾光片后的第1波長區(qū)域的紅外光和第2波長區(qū)域的紅外光。

在第2方式中，車輛用燈具具備：上述車載傳感器；以及照明光源，其射出對上述車輛外進行照明的作為可見光的照明光。

在第3方式中，車輛具備上述的車載傳感器。

在第4方式中，檢測路面上的水的狀態(tài)的路面狀態(tài)傳感器具備：光射出部，其向路面射出水分子對光的吸收率相互不同的第1波長區(qū)域的紅外光和第2波長區(qū)域的紅外光；光檢測部，其分別檢測第1波長區(qū)域的紅外光和第2波長區(qū)域的紅外光；以及水檢測部，其根據(jù)由光檢測部檢測出的第1波長區(qū)域的紅外光的光量與第2波長區(qū)域的紅外光的光量的差異、液相水對第1波長區(qū)域的紅外光的吸收率與液相水對第2波長區(qū)域的紅外光的吸收率的差異、固相水對第1波長區(qū)域的紅外光的吸收率與固相水對第2波長區(qū)域的紅外光的吸收率的差異，檢測路面上的水的狀態(tài)為液相還是固相。

另外，上述發(fā)明的概要并沒有列舉本發(fā)明的全部特征。此外，這些特征群的子組合也會成為發(fā)明。

附圖說明

圖1概要性地表示一實施方式中的車輛10的功能結(jié)構(gòu)。

圖2示意性地表示第1前照燈單元130的功能結(jié)構(gòu)。

圖3是用于說明水分子的吸收光譜的示意圖。

圖4示意性地表示車載傳感器132的動作時序。

圖5示意性地表示在車載傳感器132中檢測霧的存在時的動作時序。

圖6是用于說明凍結(jié)的水的吸收光譜與液體水的吸收光譜的差異的示意圖。

圖7示意性地表示在車載傳感器132中檢測路面的凍結(jié)時的動作時序。

圖8示意性地表示作為拍攝裝置270的變形例的拍攝裝置870的模塊結(jié)構(gòu)。

圖9示意性地表示使用拍攝裝置870時的動作時序。

符號說明

10車輛、100車載系統(tǒng)、110控制裝置、130第1前照燈單元、132車載傳感器、134照明光源、136透明罩、140第2前照燈單元、144照明光源、146透明罩、180用戶IF部、190用戶、200水檢測部、210圖像處理部、220發(fā)光控制部、230光源、231第1發(fā)光元件、232第2發(fā)光元件、240第1圓偏振光濾光片、241偏振鏡、242λ/4板、250光射出部、260拍攝控制部、270拍攝裝置、271透鏡、272拍攝元件、280第2圓偏振光濾光片、281偏振鏡、282λ/4板、290檢測光攝像頭、292可見光攝像頭、401、402、403紅外光圖像、411、412區(qū)域、431、432差分圖像、481、482圖像、491、492標記、501、502、503紅外光圖像、511、512區(qū)域、531、532差分圖像、551、552去霧濾波器、571圖像、572可見光圖像、591、592顯示用圖像、600、610吸收光譜、701、702、703紅外光圖像、711、712、721、722區(qū)域、731、732差分圖像、741、742區(qū)域、781、782圖像、791、792標記、870拍攝裝置、871透鏡、872拍攝元件、873光分離部、901、902、911、912紅外光圖像。

具體實施方式

以下，通過發(fā)明的實施方式對本發(fā)明進行說明，但以下實施方式并不限定要求專利保護的范圍所涉及的發(fā)明。此外，在實施方式中說明的特征的全部組合并不一定是本發(fā)明的解決手段所必需的。

圖1概要性地表示一實施方式中的車輛10的功能結(jié)構(gòu)。在本實施方式中，車輛10為汽車。車輛10具備車載系統(tǒng)100。車載系統(tǒng)100具有第1前照燈單元130、第2前照燈單元140、控制裝置110以及用戶IF部180。

第1前照燈單元130和第2前照燈單元140是車輛用燈具的一例。第1前照燈單元130和第2前照燈單元140被設置在車輛10的前部。第1前照燈單元130被設置在車輛10的車寬度方向的左側(cè)。第2前照燈單元140被設置在車輛10的車寬度方向的右側(cè)。第1前照燈單元130具有照明光源134、車載傳感器132以及透明罩136。第2前照燈單元140具有照明光源144以及透明罩146。照明光源134和照明光源144是對應的部件，具有大致相同的功能。透明罩136和透明罩146是對應的部件，具有大致相同的功能。第1前照燈單元130具備車載傳感器132，這一點與第2前照燈單元140不同。在本實施方式中，主要說明第1前照燈單元130的功能。

照明光源134射出用于照明車輛10外的空間的照明光。照明光源134主要射出作為可見光的照明光。照明光源134包含鹵素燈泡、氙氣燈泡、發(fā)光二極管(LED)等而構(gòu)成。

車載傳感器132通過光取得車輛10外的空間即外部空間的信息。例如，車載傳感器132向外部空間射出紅外光作為檢測光，檢測來自外部空間的紅外光的返回光，由此取得與車輛10的外部空間的水相關的信息。具體地，車載傳感器132射出波長不同的波長區(qū)域的紅外光，在每個波長區(qū)域拍攝基于返回光的圖像。車載傳感器132射出的紅外光，波長區(qū)域不同，水的吸收系數(shù)根據(jù)波長區(qū)域而不同。因此，在車載傳感器132拍攝的每個波長區(qū)域的圖像中，產(chǎn)生與外部空間中的水量對應的差異。車載傳感器132根據(jù)拍攝到的每個波長區(qū)域的圖像的差值來檢測水。例如，車載傳感器132根據(jù)所拍攝到的圖像的差值圖像檢測在路面等是否存在水、在路面等存在的水的量、路面是否被凍結(jié)、是否產(chǎn)生了霧、所產(chǎn)生的霧的量等。另外，水是車載傳感器132的檢測對象的物質(zhì)的一例。

控制裝置110控制車載傳感器132和照明光源134。此外，控制裝置110將由車載傳感器132檢測出的信息輸出到用戶IF部180。用戶IF部180提供車輛10的乘客即用戶190與車載系統(tǒng)100的用戶接口。例如，用戶IF部180具有顯示部，在顯示部中顯示通過車載傳感器132拍攝到的圖像。例如，在通過車載傳感器132檢測出路面上有冰的情況下，用戶IF部180顯示通過車載傳感器132檢測出的冰的所在位置。另外，例如也可以在車輛10所具備的ECU(Electronic Control Unit，電子控制單元)內(nèi)構(gòu)筑控制裝置110。也可以在ECU外獨立地構(gòu)筑控制裝置110。

圖2示意性地表示第1前照燈單元130的功能結(jié)構(gòu)。照明光源134射出用于照明車輛10外的空間即外部空間的作為可見光的照明光。照明光源134射出的照明光通過透明罩136向車輛10的外部空間射出。

車載傳感器132具備光射出部250、檢測光攝像頭290、可見光攝像頭292、水檢測部200以及圖像處理部210。通過控制裝置110整體控制車載傳感器132的各部。也可以將車載傳感器132作為1個拍攝系統(tǒng)來提供。

光射出部250具有發(fā)光控制部220、光源230以及第1圓偏振光濾光片240。光源230發(fā)出檢測光。在本實施方式中，檢測光為紅外線。更具體地，檢測光也可以是近紅外光。檢測光所屬的波長區(qū)域也可以是800nm以上1000nm以下。光源230包括第1發(fā)光元件231和第2發(fā)光元件232。第1發(fā)光元件231和第2發(fā)光元件232也可以是LED等。

第1發(fā)光元件231以第1波長區(qū)域的紅外光發(fā)光。第2發(fā)光元件232以與第1波長區(qū)域不同的第2波長區(qū)域的紅外光發(fā)光。水分子的第1波長區(qū)域的光的吸收系數(shù)與水分子的第2波長區(qū)域的光的吸收系數(shù)相互不同。這樣，光射出部250可以向車輛10外的空間射出水分子對光的吸收率相互不同的第1波長區(qū)域的紅外光和第2波長區(qū)域的紅外光。作為一例，第1波長區(qū)域為800nm以上850nm以下，第2波長區(qū)域為940nm以上950nm以下。第1波長區(qū)域也可以是1400nm以上1500nm以下。第2波長區(qū)域也可以是1100nm以上1200nm以下。第1發(fā)光元件231發(fā)出的光和第2發(fā)光元件232發(fā)出的光分別通過第1圓偏振光濾光片240和透明罩136后，向車輛10的外部空間射出。

第1圓偏振光濾光片240將來自光源230的紅外光變換為第1圓偏振光。第1圓偏振光例如為向左旋轉(zhuǎn)的左圓偏振光。第1圓偏振光濾光片240包括偏振鏡241和λ/4板242。偏振鏡241將入射的紅外光變換為直線偏振光后入射到λ/4板242。λ/4板242被配置成λ/4板242的光學軸相對于偏振鏡241的偏振光軸成45°的角度，以便將入射的紅外光變換為左圓偏振光。屬于射出λ/4板242的紅外波長區(qū)域的左圓偏振光通過透明罩136后，向車輛10的外部空間射出。另外，λ/4板242具有針對第1波長區(qū)域的紅外光和第2波長區(qū)域的紅外光的適當?shù)难舆t，以便將第1發(fā)光元件231發(fā)出的第1波長區(qū)域的紅外光和第2發(fā)光元件232發(fā)出的第2波長區(qū)域的紅外光實質(zhì)上變換為左圓偏振光。也可以考慮透明罩136引起的第1波長區(qū)域的紅外光和第2波長區(qū)域的紅外光的延遲來決定λ/4板242的延遲，以便將第1波長區(qū)域的紅外光和第2波長區(qū)域的紅外光實質(zhì)上變換為左圓偏振光。

這樣，光射出部250向外部空間射出通過第1圓偏振光濾光片240進行變換而得的第1圓偏振光。由此，光射出部250向車輛10的外部空間射出具有第1圓偏振光成分的第1波長區(qū)域的紅外光和具有第1圓偏振光成分的第2波長區(qū)域的紅外光。從光射出部250射出的紅外光被車輛10的外部空間的物體反射后，一部分成為返回光而返回到車輛10。檢測光攝像頭290檢測來自車輛10的外部空間的返回光。

檢測光攝像頭290具有拍攝控制部260、拍攝裝置270以及第2圓偏振光濾光片280。來自車輛10的外部空間的返回光通過透明罩136后入射到檢測光攝像頭290。入射到檢測光攝像頭290的光入射到第2圓偏振光濾光片280。第2圓偏振光濾光片280透射來自車輛10的外部空間的光中與第1圓偏振光的旋轉(zhuǎn)方向相反的第2圓偏振光。第2圓偏振光例如為向右旋轉(zhuǎn)的右圓偏振光。

具體地，第2圓偏振光濾光片280包括偏振鏡281和λ/4板282。λ/4板282對第1波長區(qū)域的紅外光和第2波長區(qū)域的紅外光具有與λ/4板242實質(zhì)上相同的延遲。將λ/4板282配置成λ/4板282的慢軸與光射出部250的λ/4板242的慢軸實質(zhì)上一致。入射到第2圓偏振光濾光片280的光通過λ/4板282后入射到偏振鏡281。偏振鏡281被設置成偏振鏡281的偏振軸相對于光射出部250的偏振鏡241的偏振軸成90°的角度。由此，第2圓偏振光濾光片280透射來自車輛10的外部空間的光中屬于第1波長區(qū)域或第2波長區(qū)域的第2圓偏振光。從第2圓偏振光濾光片280射出的光入射到拍攝裝置270。

拍攝裝置270通過來自車輛10的外部空間的光中透射了第2圓偏振光濾光片的光進行拍攝。拍攝裝置270具備透鏡271和拍攝元件272。透鏡271為成像透鏡，在拍攝元件272上對入射的光進行成像。拍攝元件272例如為COMS圖像傳感器等。另外，在拍攝元件272中不設置彩色濾光片。此外，拍攝裝置270不具有切斷紅外光的紅外濾光片。另外，拍攝裝置270也可以具有切斷第1波長區(qū)域和第2波長區(qū)域以外的紅外光的紅外濾光片。拍攝元件272生成基于入射的紅外光的光量的圖像信號。拍攝裝置270分開拍攝第1波長區(qū)域的紅外光的圖像和第2波長區(qū)域的紅外光的圖像。另外，作為檢測光使用800nm至1000nm波長區(qū)域的紅外光的情況下，有時可以利用可見光用攝像頭構(gòu)筑拍攝裝置270。例如，有時可以通過從單色拍攝用可見光用攝像頭去除紅外濾光片，來構(gòu)筑對800nm至1000nm波長區(qū)域的紅外光具有必要的靈敏度的拍攝裝置270。

另外，在本實施方式中，在拍攝元件272上不設有分離第1波長區(qū)域的光與第2波長區(qū)域的光的濾光器。為了使拍攝裝置270分開拍攝第1波長區(qū)域的紅外光圖像和第2波長區(qū)域的紅外光圖像，光射出部250以時分方式射出第1波長區(qū)域的紅外光和第2波長區(qū)域的紅外光。具體而言，發(fā)光控制部220時間上交替地驅(qū)動第1發(fā)光元件231和第2發(fā)光元件232，使第1發(fā)光元件231和第2發(fā)光元件232在時間上交替地發(fā)光。并且，拍攝裝置270與光射出部250射出第1波長區(qū)域的紅外光的定時和射出第2波長區(qū)域的紅外光的定時同步地，以時分方式進行拍攝，由此以時分方式拍攝第1波長區(qū)域的紅外光的圖像和第2波長區(qū)域的紅外光的圖像。由此，拍攝裝置270能夠分開拍攝第1波長區(qū)域的紅外光的圖像和第2波長區(qū)域的紅外光的圖像。將由拍攝裝置270的拍攝元件272生成的圖像信號輸出到水檢測部200和圖像處理部210。

水檢測部200根據(jù)由拍攝裝置270拍攝的第1波長區(qū)域的紅外光的圖像與第2波長區(qū)域的紅外光的圖像之間的差異，檢測水。例如，水檢測部200也可以根據(jù)由拍攝裝置270拍攝的第1波長區(qū)域的紅外光的圖像與第2波長區(qū)域的紅外光的圖像之間的差分圖像，檢測水存在的區(qū)域。例如，水檢測部200也可以根據(jù)差分圖像的每個區(qū)域的亮度值的大小，檢測水存在的區(qū)域。此外，水檢測部200也可以根據(jù)差分圖像的亮度值的大小檢測水量。此外，水檢測部200也可以根據(jù)差分圖像的亮度值的大小，檢測是否產(chǎn)生了霧。此外，水檢測部200也可以根據(jù)差分圖像的亮度值的大小，檢測霧的濃度。也可以以構(gòu)成霧的細微的水滴的量為指標計算出霧的濃度。水檢測部200也可以根據(jù)差分圖像的每個區(qū)域的亮度值的大小，檢測每個區(qū)域的霧的濃度。所謂霧的濃度，可以是構(gòu)成霧的細微的水滴的量。這樣，水檢測部200也可以根據(jù)第1波長區(qū)域的紅外光的圖像與第2波長區(qū)域的紅外光的圖像之間的每個區(qū)域的亮度值的差異，檢測由拍攝裝置270拍攝的車輛10的外部空間內(nèi)的每個區(qū)域的水量。此外，水檢測部200也可以根據(jù)第1波長區(qū)域的紅外光的圖像與第2波長區(qū)域的紅外光的圖像之間的每個區(qū)域的亮度值的差異，檢測由拍攝裝置270拍攝的車輛10外的空間內(nèi)的每個區(qū)域的水滴量。另外，通過水檢測部200檢測的水量、霧的濃度等的值也可以是表示水量、濃度的相對值的指標值，而不是水量、濃度的絕對值。將水檢測部200的水的檢測結(jié)果輸出到圖像處理部210。

可見光攝像頭292通過可見光拍攝圖像來生成可見光圖像的圖像信號。可見光攝像頭292被設置成可見光攝像頭292的拍攝光軸與檢測光攝像頭290的拍攝光軸實質(zhì)上一致。此外，可見光攝像頭292被設置成可見光攝像頭292的拍攝范圍與檢測光攝像頭290的拍攝范圍實質(zhì)上一致。在可見光攝像頭292中可設有紅外濾光片。除了設有用于切斷包含第1波長區(qū)域和第2波長區(qū)域的大范圍的紅外波長區(qū)域的光的紅外濾光片外，可見光攝像頭292也可以具有與拍攝裝置270大致相同的結(jié)構(gòu)。將可見光攝像頭292生成的可見光圖像的圖像信號輸出到圖像處理部210。

圖像處理部210根據(jù)來自可見光攝像頭292和拍攝裝置270的圖像信號實施圖像處理。圖像處理部210也可以根據(jù)水檢測部200的水的檢測結(jié)果來實施圖像處理。例如，圖像處理部210也可以對可見光圖像實施強調(diào)通過水檢測部200檢測出水的區(qū)域所對應的區(qū)域的圖像處理。此外，圖像處理部210根據(jù)由水檢測部200檢測出的每個區(qū)域的水滴量，來對拍攝車輛外的空間而得的圖像按每個區(qū)域?qū)嵤┤レF處理。例如，圖像處理部210也可以根據(jù)由水檢測部200檢測出的每個區(qū)域的水滴量，對通過可見光攝像頭292得到的可見光圖像按每個區(qū)域?qū)嵤┤レF處理。另外，圖像處理部210也可以對通過拍攝裝置270得到的紅外光圖像按每個區(qū)域?qū)嵤┤レF處理。

另外，從檢測光攝像頭290射出的檢測光的光軸、檢測光攝像頭290的拍攝光軸與來自照明光源134的照明光的光軸大致一致。因此，車輛10的對面車與車輛10的光射出部250同樣地射出了檢測光的情況下，有時來自該對面車的檢測光直接入射到檢測光攝像頭290。但是，在檢測光攝像頭290上設有第2圓偏振光濾光片280，因此若與來自光射出部250的檢測光同樣地，來自對面車的檢測光為左圓偏振光，則來自對面車的檢測光實質(zhì)上被第2圓偏振光濾光片280切斷。因此，能夠抑制對面車的檢測光造成的影響。

圖3是用于說明水分子的吸收光譜的示意圖。在圖3的水分子的吸收光譜中，λa的吸收系數(shù)大于λb的吸收系數(shù)。即，與λb的光相比，水對λa的光的吸收更強。在此，若對λa的光和λb的光假定水背后的物體的吸收系數(shù)的差異小于水的吸收系數(shù)的差異，則在水存在的區(qū)域所對應的圖像區(qū)域中，通過λa的紅外光得到的紅外光圖像變得比通過λb的紅外光得到的紅外光圖像暗。因此，水檢測部200在從λb的紅外光圖像減去λa的紅外光圖像而得的差分圖像中，判定在表示亮度值的像素值大于預先決定的值的區(qū)域內(nèi)存在水。此外，水檢測部200判定在像素值更大的區(qū)域內(nèi)存在更多的水。通過這樣在水的檢測中使用吸收率不同的多個波長區(qū)域，能夠更適當?shù)貦z測出水。

圖4示意性地表示車載傳感器132的動作時序。圖4為在車載傳感器132中檢測水的存在時的動作時序的一例。在此，第1發(fā)光元件231發(fā)出包含λa的波長區(qū)域的紅外光，第2發(fā)光元件232發(fā)出包含λb的波長區(qū)域的紅外光。發(fā)光控制部220交替地驅(qū)動第2發(fā)光元件232和第1發(fā)光元件231，從而從光射出部250交替地射出λb的紅外光和λa的紅外光。

拍攝裝置270在從光射出部250射出λb的紅外光的時間內(nèi)進行拍攝動作，從而拍攝出基于λb的紅外光的圖像。在圖4中，紅外光圖像401表示通過λb的紅外光拍攝到的圖像。此外，拍攝裝置270在從光射出部250射出λa的紅外光的時間內(nèi)進行拍攝動作，從而拍攝出基于λa的紅外光的圖像。在圖4中，紅外光圖像402表示通過λa的紅外光拍攝到的圖像。反復進行該動作，由此檢測光攝像頭290能夠以時分方式拍攝λb的紅外光圖像和λa的紅外光圖像。另外，發(fā)光控制部220從拍攝控制部260取得拍攝控制部260驅(qū)動拍攝元件272的驅(qū)動信號，在與驅(qū)動信號同步的定時切換第1發(fā)光元件231和第2發(fā)光元件232的驅(qū)動，由此能夠以時分方式分開拍攝λb的紅外光圖像和λa的紅外光圖像。

紅外光圖像401內(nèi)的區(qū)域411以及紅外光圖像402內(nèi)的區(qū)域412對應于路面上存在的水洼的區(qū)域。紅外光圖像402為基于波長λa的紅外光的圖像，因此水洼區(qū)域的亮度值大于紅外光圖像401的亮度值。

水檢測部200從紅外光圖像401減去通過紅外光圖像401的下個拍攝動作得到的紅外光圖像402，由此生成差分圖像431。此外，水檢測部200從通過紅外光圖像402的下個拍攝動作得到的紅外光圖像403減去紅外光圖像402，由此生成差分圖像432。水檢測部200對時間上連續(xù)拍攝的紅外光圖像反復應用同樣的處理，由此依次生成差分圖像。

水檢測部200將差分圖像431中像素值大于用于檢測水的存在的預先決定的基準值的區(qū)域判斷為水存在的區(qū)域。圖像處理部210生成顯示用圖像，該顯示用圖像是對通過可見光攝像頭292的拍攝動作得到的圖像481上重疊表示水的存在的標記491而得的圖像。同樣地，在下個時間步驟中，水檢測部200在差分圖像432中判斷像素值大于預先決定的值的區(qū)域，圖像處理部210生成對通過可見光攝像頭292的拍攝動作得到的圖像482上重疊表示水的存在的標記492而得的顯示用圖像。這些顯示用圖像被輸出到控制裝置110，通過用戶IF部180提示給用戶190。由此，可以將水存在的區(qū)域通知給用戶190。

圖5示意性地表示在車載傳感器132中檢測霧的存在時的動作時序。在此，假設在檢測光攝像頭290的整個拍攝范圍內(nèi)存在霧。另外，第1發(fā)光元件231、第2發(fā)光元件232以及拍攝裝置270的動作時序與在圖4中說明的動作時序相同，因此省略說明。

紅外光圖像501表示通過λb的紅外光進行拍攝而得的圖像。此外，紅外光圖像502表示通過λa的紅外光進行拍攝而得的圖像。紅外光圖像502是通過紅外光圖像501的下個拍攝動作得到的圖像。在檢測光攝像頭290的整個拍攝范圍內(nèi)產(chǎn)生了霧，因此紅外光圖像502成為亮度值整體小于紅外光圖像501的圖像。紅外光圖像501內(nèi)的區(qū)域511以及紅外光圖像502內(nèi)的區(qū)域512對應于產(chǎn)生了濃霧的區(qū)域。因此，區(qū)域511的亮度值與區(qū)域512的亮度值的差大于其他區(qū)域的亮度值的差。

水檢測部200從紅外光圖像501減去紅外光圖像502，由此生成差分圖像531。此外，水檢測部200從通過紅外光圖像402的下個拍攝動作得到的紅外光圖像503減去紅外光圖像502，由此生成差分圖像532。水檢測部200對時間上連續(xù)拍攝的紅外光圖像反復應用同樣的處理，由此依次生成差分圖像。

水檢測部200在差分圖像531中提取出像素值大于用于檢測霧的存在的預先決定的基準值的區(qū)域，并將提取出的區(qū)域判斷為存在霧的區(qū)域。另外，差分圖像531中的像素值大于基準值的區(qū)域的面積大于預先決定的大小的情況下，水檢測部200也可以判斷為產(chǎn)生了霧。例如，在差分圖像531中，具有比基準值大的像素值的區(qū)域的面積相對于差分圖像531的整體面積的比大于預先決定的值的情況下，水檢測部200也可以判斷為產(chǎn)生了霧。此外，從紅外光圖像501和紅外光圖像502的至少一方提取出的模糊量大于預先決定的值的情況下，水檢測部200可以判斷為產(chǎn)生了霧。

在水檢測部200中判斷為產(chǎn)生了霧的情況下，圖像處理部210生成與差分圖像531的像素值的大小對應的強度的去霧濾波器551。在圖5的去霧濾波器551中，以斜線的密度示意性地表現(xiàn)去霧處理的強度。圖像處理部210對通過可見光攝像頭292的拍攝動作得到的圖像571應用去霧濾波器551來生成顯示用圖像591。由此，能夠得到根據(jù)霧的濃度抑制了霧的顯示用圖像591。同樣地，在下個時間步驟中，圖像處理部210根據(jù)差分圖像532生成去霧濾波器552，對可見光圖像572應用去霧濾波器552來生成顯示用圖像592。這些顯示用圖像被輸出到控制裝置110，通過用戶IF部180提示給用戶190。通過車載傳感器132可以恰當?shù)貦z測出霧的濃度，對產(chǎn)生了濃霧的區(qū)域所對應的區(qū)域應用比其他區(qū)域強的去霧處理。因此，一樣可以向用戶190提供清楚的顯示用圖像。

圖6是用于說明凍結(jié)的水的吸收光譜與液體水的吸收光譜的差異的示意圖。吸收光譜600表示液體水的吸收光譜，吸收光譜610表示凍結(jié)的水的吸收光譜。一般，通過水凍結(jié)，吸收光譜從液體水的吸收光譜600向長波長側(cè)偏移。

如吸收光譜600所示那樣，對于液體水，λa的吸收系數(shù)大于λb的吸收系數(shù)。另一方面，如吸收光譜610所示那樣，對于凍結(jié)的水，λa的吸收系數(shù)小于λb的吸收系數(shù)。因此，若對λa的光和λb的光假定水背后的物體的吸收系數(shù)的差異小于凍結(jié)的水的吸收系數(shù)的差異，則在有凍結(jié)的水的區(qū)域所對應的圖像區(qū)域中，通過λa的紅外光得到的紅外光圖像變得比通過λb的紅外光得到的紅外光圖像亮。因此，水檢測部200在從λb的紅外光圖像減去λa的紅外光圖像而得的差分圖像中，判定在像素值為負，并且表示像素值小于預先決定的值的區(qū)域內(nèi)存在凍結(jié)的水，即冰。此外，水檢測部200判斷出在判斷為存在冰的區(qū)域內(nèi)的、像素值更小的區(qū)域內(nèi)存在更多的冰。

圖7示意性地表示在車載傳感器132中檢測路面的凍結(jié)時的動作時序。另外，第1發(fā)光元件231、第2發(fā)光元件232以及拍攝裝置270的動作時序與在圖4中說明的動作時序相同，因此省略說明。

紅外光圖像701表示通過λ據(jù)的紅外光進行拍攝而得的圖像。此外，紅外光圖像702表示通過λ據(jù)的紅外光進行拍攝而得的圖像。紅外光圖像702是通過紅外光圖像701的下個拍攝動作得到的圖像。在此，假定路面的一部分區(qū)域凍結(jié)，除此以外的區(qū)域為濕潤的狀態(tài)。紅外光圖像701內(nèi)的區(qū)域711以及紅外光圖像702內(nèi)的區(qū)域712對應于濕潤狀態(tài)的路面部分。紅外光圖像701內(nèi)的區(qū)域721以及紅外光圖像702內(nèi)的區(qū)域722對應于凍結(jié)狀態(tài)的路面部分。如上所述，水為液體的情況下，λa的吸收系數(shù)大于λb的吸收系數(shù)，因此與濕潤狀態(tài)對應的區(qū)域712的亮度值小于對應的區(qū)域711的亮度值。另一方面，水凍結(jié)的情況下，λa的吸收系數(shù)小于λb的吸收系數(shù)，因此與凍結(jié)狀態(tài)對應的區(qū)域722的亮度值大于對應的區(qū)域721的亮度值。

水檢測部200從紅外光圖像701減去紅外光圖像702，由此生成差分圖像731。此外，水檢測部200從通過紅外光圖像702的下個拍攝動作得到的紅外光圖像703減去紅外光圖像702，由此生成差分圖像732。水檢測部200對連續(xù)拍攝的紅外光圖像反復應用同樣的處理，由此依次生成差分圖像。

水檢測部200將差分圖像731中像素值大于用于檢測水的存在的預先決定的基準值的區(qū)域判斷為水存在的區(qū)域。此外，在差分圖像731中，將像素值為負，且像素值小于用于檢測冰的存在的預先決定的基準值的區(qū)域判斷為有冰存在區(qū)域。例如，水檢測部200將差分圖像731中的區(qū)域741判斷為冰存在的區(qū)域。這樣，水檢測部200可以根據(jù)光量的差異、液相水對第1波長區(qū)域的紅外光的吸收率與液相水對第2波長區(qū)域的紅外光的吸收率的差異、固相水對第1波長區(qū)域的紅外光的吸收率與固相水對第2波長區(qū)域的紅外光的吸收率的差異，檢測水的狀態(tài)為液相還是固相。例如，水檢測部200可以根據(jù)在路面所對應的區(qū)域中檢測出的第1波長區(qū)域的紅外光的光量與第2波長區(qū)域的紅外光的光量的差異、液相水對第1波長區(qū)域的紅外光的吸收率與液相水對第2波長區(qū)域的紅外光的吸收率的差異、固相水對第1波長區(qū)域的紅外光的吸收率與固相水對第2波長區(qū)域的紅外光的吸收率的差異，檢測路面上的水的狀態(tài)為液相還是固相。

圖像處理部210生成顯示用圖像，該顯示用圖像是對通過可見光攝像頭292的拍攝動作得到的圖像781上重疊表示冰的存在的標記791而得的圖像。同樣地，在下個時間步驟中，水檢測部200在差分圖像732中檢測出冰存在的區(qū)域742，圖像處理部210生成對通過可見光攝像頭292的拍攝動作得到的圖像782上重疊表示水的存在的標記792而得的顯示用圖像。這些顯示用圖像被輸出到控制裝置110，通過用戶IF部180提示給用戶190。由此，可以將凍結(jié)的區(qū)域通知給用戶190。

另外，在以上說明的車載系統(tǒng)100中，車載傳感器132也可以采用沒有可見光攝像頭292的結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，也可以通過拍攝裝置270來拍攝可見光圖像。例如，在圖4的動作時序中，也可以在紅外光圖像402的拍攝定時和紅外光圖像403的拍攝定時之間，設置不從光射出部250射出紅外光的期間，在該期間內(nèi)驅(qū)動拍攝裝置270來進行拍攝，從而能夠?qū)梢姽鈭D像進行拍攝。

如以上說明的那樣，根據(jù)車載系統(tǒng)100，搭載于車輛10的車載傳感器132使用水的吸收系數(shù)不同的2個波長區(qū)域的檢測光，由此能夠恰當?shù)貦z測與車輛10的外部空間的水相關的信息。并且，根據(jù)所檢測出的水的信息，能夠向車輛10的乘客即用戶190提供恰當?shù)男畔ⅰ＠纾軌驅(qū)⑺莸拇嬖谕ㄖo用戶190。此外，可以將降低了霧的影響的圖像提供給用戶190。此外，能夠?qū)鼋Y(jié)的水的存在通知給用戶190。

圖8示意性地表示作為拍攝裝置270的變形例的拍攝裝置870的模塊結(jié)構(gòu)。拍攝裝置870具有透鏡871、光分離部873、拍攝元件872a和拍攝元件872b。

透鏡871為成像透鏡。通過了透鏡871的光入射到光分離部873。光分離部873將入射到拍攝裝置270的光分離為第1波長區(qū)域的紅外光和第2波長區(qū)域的紅外光。光分離部873例如為二向色鏡。具體地，光分離部873使第1波長區(qū)域的紅外光透射，并反射第1波長區(qū)域的紅外光。

拍攝元件872a被設置于透射了光分離部873的第1波長區(qū)域的紅外光的光路上。拍攝元件872a通過由光分離部873分離出的第1波長區(qū)域的紅外光進行拍攝。拍攝元件872b被設置于光分離部873反射后的第2波長區(qū)域的紅外光的光路上。拍攝元件872b通過由光分離部873分離出的第2波長區(qū)域的紅外光進行拍攝。另外，也可以在拍攝元件872a上設置用于選擇性地使第1波長區(qū)域的紅外光透射的紅外濾光片。此外，也可以在拍攝元件872b上設置用于選擇性地使第2波長區(qū)域的紅外光透射的紅外濾光片。通過拍攝裝置870，從入射光分離出第1波長區(qū)域的紅外光和第2波長區(qū)域的紅外光，在相同的定時可以分開拍攝第1波長區(qū)域的紅外光的圖像和第2波長區(qū)域的紅外光的圖像。

圖9示意性地表示使用拍攝裝置870時的車載傳感器132的動作時序。圖9是與圖4對應的動作時序。發(fā)光控制部220驅(qū)動第1發(fā)光元件231和第2發(fā)光元件232，從光射出部250持續(xù)射出第1波長區(qū)域的紅外光和第2波長區(qū)域的紅外光。在各拍攝定時，拍攝裝置870拍攝基于λa的紅外光的紅外光圖像和基于λb的紅外光的紅外光圖像。例如，拍攝紅外光圖像901的拍攝元件872的曝光期間與拍攝紅外光圖像911的拍攝元件872的曝光期間相同。此外，紅外光圖像902和紅外光圖像912是紅外光圖像901和紅外光圖像911的下一拍攝定時的圖像，拍攝紅外光圖像902的拍攝元件872的曝光期間與拍攝紅外光圖像912的拍攝元件872的曝光期間相同。

水檢測部200從紅外光圖像901減去紅外光圖像902，由此生成與圖4的差分圖像431對應的差分圖像。對于圖像處理部210中基于差分圖像的處理，能夠應用與關聯(lián)圖4等而說明的處理相同的處理，因此在此省略說明。通過拍攝裝置870，能夠在相同定時拍攝波長區(qū)域不同的紅外光的圖像，因此能夠縮短用于取得檢測水所需要的紅外光圖像的時間。

另外，作為拍攝裝置870的光分離部873，也可以應用分束器和紅外濾光片的組合，而不是應用二向色鏡。例如，作為光分離部873的一部分可以使用半透半反鏡，在半透半反鏡的透射光的出射面與拍攝元件872a之間設置選擇性地使第1波長區(qū)域的紅外光透射的紅外濾光片，在半透半反鏡的反射光的出射面與拍攝元件872b之間設置選擇性地使第2波長區(qū)域的紅外光透射的紅外濾光片。

此外，作為波長分離方式的其他例子，也可以使用二維地配置有透射波長區(qū)域相互不同的多個種類的紅外濾光部而成的紅外光濾光器。例如，也可以應用將紅外濾光片設置在具有與各紅外濾光元件分別對應的光電變換元件的拍攝元件的前面的結(jié)構(gòu)，該紅外濾光片是二維矩陣狀地排列選擇性地使第1波長區(qū)域的紅外光透射的紅外濾光元件和選擇性地使第2波長區(qū)域的紅外光透射的紅外濾光元件而形成的紅外濾光片。在該情況下，通過選擇性地使第1波長區(qū)域的紅外光透射的紅外濾光元件和與該紅外濾光元件對應的光電變換元件的多個對，形成通過第1波長區(qū)域的紅外光進行拍攝的拍攝部。同樣地，通過選擇性地使第2波長區(qū)域的紅外光透射的紅外濾光元件、以及接收透射了該紅外濾光元件的紅外光的光電變換元件的光電變換元件的多個對，形成通過第2波長區(qū)域的紅外光進行拍攝的拍攝部。由此，能夠使用單一的拍攝元件，分開拍攝第1波長區(qū)域的紅外光的圖像和第2波長區(qū)域的紅外光的圖像。

根據(jù)以上說明的拍攝裝置270或拍攝裝置870以及變形例，能夠以同一拍攝光軸拍攝紅外光圖像。作為拍攝紅外光圖像的拍攝裝置的其他例子，也可以分開設置通過第1波長區(qū)域的紅外光進行拍攝的拍攝裝置和通過第2波長區(qū)域的紅外光進行拍攝的拍攝裝置。

此外，在上述實施方式中，作為車載傳感器132，示例了具有拍攝裝置的結(jié)構(gòu)。但是，拍攝裝置是用于檢測光的光檢測部的一例，可以采用不拍攝圖像的結(jié)構(gòu)的車載傳感器。例如，作為用于檢測水的光檢測部，能夠采用應用1個受光元件，通過該受光元件以時分方式檢測第1波長區(qū)域的紅外光和第2波長區(qū)域的紅外光，根據(jù)所檢測出的第1波長區(qū)域的紅外光的光量與第2波長區(qū)域的紅外光的光量的差異來檢測水的結(jié)構(gòu)。作為另外其他的方式，能夠采用對檢測光的每個波長區(qū)域設置受光元件的結(jié)構(gòu)。例如，能夠采用設置了接受第1波長區(qū)域的紅外光的受光元件和接受第2波長區(qū)域的紅外光的受光元件的方式。在這些方式中，也可以采用作為檢測光而使用了圓偏振光的結(jié)構(gòu)。

在上述實施方式中，以檢測水為目的，舉例示出了作為檢測光而使用紅外光的方式。但是，檢測對象并不限定于水，也可以將與在本實施方式中說明的結(jié)構(gòu)同樣的結(jié)構(gòu)應用于水以外的各種檢測對象。此外，也可以根據(jù)檢測對象恰當?shù)剡x擇檢測光的波長區(qū)域。作為檢測光的波長區(qū)域，除了紅外波長區(qū)域以外，也可以選擇可見波長區(qū)域、紫外波長區(qū)域等各種波長區(qū)域。即，也可以將檢測對象的物質(zhì)對光的吸收率相互不同的至少2種波長區(qū)域的光用作檢測光。在該情況下，與上述實施方式同樣地，作為要照射的檢測光而能夠應用第1圓偏振光。在該情況下，也可以在檢測光攝像頭290中，在每個波長區(qū)域拍攝透射了第2圓偏振光濾光片280的光的圖像，根據(jù)拍攝到的每個波長區(qū)域的圖像的差異來檢測檢測對象的物質(zhì)。

此外，在上述實施方式中，以抑制外來光的干擾為目的，示例了使用向特定方向旋轉(zhuǎn)的紅外波長區(qū)域的圓偏振光的結(jié)構(gòu)。但是，作為檢測光，也可以不使用圓偏振光。例如，作為檢測光，實質(zhì)上也可以采用非偏振光的光。另外，作為檢測光使用圓偏振光的結(jié)構(gòu)，不僅能夠應用于檢測特定檢測對象的車載傳感器132，也可以應用于拍攝車輛10的外部空間的圖像的彩色攝像頭或單色攝像頭。

另外，也可以通過MPU等處理器來實現(xiàn)上述的車載系統(tǒng)100的至少一部分的功能。例如，車載傳感器132具備CPU、存儲器以及存儲裝置，關于車載傳感器132的各功能，也可以通過將存儲于存儲裝置中的程序加載到存儲器并由CPU執(zhí)行，由此實現(xiàn)發(fā)光控制部220、拍攝控制部260、水檢測部200以及圖像處理部210的功能。該程序既可以通過CD-ROM等機器可讀介質(zhì)提供給車載系統(tǒng)100，也可以通過網(wǎng)絡提供給車載系統(tǒng)100。此外，水檢測部200和圖像處理部210的功能也可以安裝在車載傳感器132的外部裝置中，而不是安裝在車載傳感器132內(nèi)。例如，可以將水檢測部200和圖像處理部210安裝在控制裝置110中。

此外，在上述實施方式中，作為車輛10的一例示例了汽車。但是，車輛并不限定于汽車，也可以是包含列車等各種交通工具的概念。此外，也可以將關聯(lián)于車載系統(tǒng)100而說明的結(jié)構(gòu)的至少一部分應用于車輛以外的各種物體，例如路燈、電線桿、信號燈，或建筑物、橋梁等構(gòu)造物。例如，將與上述車載系統(tǒng)100涉及的車載傳感器132的各方式同樣的結(jié)構(gòu)用作檢測射出到道路、線路等路面上的檢測光的返回光來檢測路面上的水的狀態(tài)的路面狀態(tài)傳感器，例如可以設在存在于道路、線路等通道的近旁或通道上的路燈、信號燈等物體上。另外，道路是包含街道的概念。例如，路面并不限于車輛通行的路面，而是包含車輛不通行的道路、街道、人行道等路面的概念。也就是說，與車載傳感器132的各方式同樣的結(jié)構(gòu)的傳感器不僅可以用作車輛用傳感器，也可以用作非車輛用路面狀態(tài)傳感器。

以上，使用實施方式說明了本發(fā)明，但本發(fā)明的技術范圍并不限定于上述實施方式所記載的范圍。本領域的技術人員應明確可以對上述實施方式進行各種變更或改良。從要求專利保護的范圍的記載可明確，本發(fā)明的技術范圍應還包含進行這樣變更、改良后的方式。

關于在要求專利保護的范圍、說明書以及附圖中示出的裝置、系統(tǒng)、程序以及方法的動作、順序、步驟以及階段等各處理的執(zhí)行順序，應注意只要沒有特別明示“之前”、“提前”等或者在后面的處理中使用前面的處理的輸出，則能夠按照任意的順序來實現(xiàn)。關于要求專利保護的范圍、說明書以及附圖中的動作流程，即使為了方便而使用“首先”、“接著”等來進行說明，也并不表示必須按照該順序?qū)嵤?/p>