JP2002316580A - カメラ内蔵ミラー装置 - Google Patents

カメラ内蔵ミラー装置

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JP2002316580A JP2001126745A JP2001126745A JP2002316580A JP 2002316580 A JP2002316580 A JP 2002316580A JP 2001126745 A JP2001126745 A JP 2001126745A JP 2001126745 A JP2001126745 A JP 2001126745A JP 2002316580 A JP2002316580 A JP 2002316580A
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英法 佐藤
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  • Cameras In General (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被写体である運転者、同乗者が、赤外
線カメラの存在を意識させるとなく、何等違和感を与え
ることなく、外乱光による影響を受けることなく、鮮明
かつ正確な安定した撮影画像を得る。 【解決手段】 赤外線カメラ5、赤外線発光装置22
及びシャッター同期発光駆動装置7を、コールドミラー
3の裏面側においてミラーケース6内に配設し、赤外線
発光装置22は、シャッター同期発光駆動装置7により
赤外線カメラ5のシャッター動作と同期して間欠発光動
作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ミラーケース内に
赤外線カメラを内蔵したカメラ内蔵ミラー装置に関し、
特に、バックミラー等へ適用し、自動車の運転手や同乗
者をモニタするために好適な車両用カメラ内蔵ミラー装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ハーフミラーによって、入射光を
一部反射するとともに一部透過させて、その透過光で撮
像するカメラとミラーを組み合わせたミラー撮像装置は
知られている。又、車両用のルームミラー等の反射鏡の
ケースの内部に撮像手段を設け、反射鏡を透過した光で
撮影する室内を監視する装置はすでに特開2000−2
64128号公報で公知である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のハーフミラーを
利用するミラー撮像装置では、透過率及び反射率が夫々
50%程度のハーフミラーを用いるが、反射率50%程
度であると鮮明な反射像をミラーで視認しにくいし、透
過率50%ではハーフミラーと透過した光によって撮像
装置でとらえる画像も暗くなり、特に暗がりでは見にく
くなる。これを補うためにカメラに照明を付けると、カ
メラが有ることが分かるし、カメラとは別の周辺につけ
ると、デザイン及び費用の点で好ましくない。
【0004】このようなミラー撮像装置のカメラを、運
転者や同乗者をモニターする車両室内のモニターとして
車両に設けると、運転者や同乗者に違和感を感じさせる
とともに照明に眩しさを感じ、到底受け入られるもので
はない。これを防止するために、高感度カメラをつける
と高価となる。
【0005】又、上記公知の車両用のルームミラーは、
助手席乗員を意識させることなく、デザインも損なうこ
となく、確実にCCDカメラで撮影できるようにしてい
る点、並びに撮像手段を赤外線カメラとするとともに、
反射鏡本体を赤外線が透過し、他の光を反射する所謂コ
ールドミラーとし、乗員の身体から発せられる近赤外線
を検出することで赤外線を監視する点、さらに赤外線カ
メラの位置が適正か否か判定するために車両内の所定位
置に赤外線発光器を設け、これを判定のための基準部位
とすることが記載されている。
【0006】しかしながら、ミラー撮像装置を運転者の
居眠り防止等、より付加価値を高めて高機能化して、車
内の運転者の安全のためのモニターとして利用するため
には、顔や瞼の向きや動き等、車内の被写体をより鮮明
に撮像する必要があり、乗員の身体から発せられる赤外
線で撮像しているようでは十分ではない。
【0007】これを解決するためには、撮影用の照明光
が必要であるが、特に車両用のモニターとしてこの種の
ミラー撮像装置を利用する場合は、車内に照明装置を設
けると、被写体である運転者、同乗者に不自然さや違和
感を与え、デザイン上も好ましくない。
【0008】又、光学的にも、異方向から照明して得ら
れた撮影画像を画像処理することで、運転者等の居眠り
状態を判定するような画像情報として利用される場合に
は、撮影カメラと異方向から照射される撮影用の照明光
は、被写体である運転者等の顔に部分的に陰影を生じて
しまい、画像情報としてノイズとなってしまう。
【0009】さらに、発光装置は常時発光させて照明す
ると、エネルギー消費量が多く、照明光の光度を低下さ
せてしまい、外乱光により安定した撮像が得られないと
いう問題がある。
【0010】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決することを目的とするものであり、車両用モニタ
ーとして利用しても、被写体である運転者、同乗者に違
和感を与えることなく、被写体の細かい動作も鮮明かつ
正確にしかも画像処理した場合にノイズが増加するよう
なことなく撮影でき、しかも通常のミラーとしての反射
能力を低下させることのない、カメラ内蔵ミラー装置を
実現するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、ミラーケースに装着されたコールドミラー
を有し、赤外線発光装置で発光した近赤外から赤外域の
光を、上記コールドミラーを通して車内の被写体に照射
し、その反射光を上記コールドミラーを通して近赤外か
ら赤外域の光を受光して撮影可能な赤外線カメラで撮影
する車両用カメラ内蔵ミラー装置であって、上記赤外線
カメラ及び赤外線発光装置は、上記コールドミラーの裏
面側において上記ミラーケース内に配設されていること
を特徴とする車両用カメラ内蔵ミラー装置を提供する。
【0012】本発明は上記課題を解決するために、ミラ
ーケースに装着されたコールドミラーを有し、赤外線発
光装置で発光した近赤外から赤外域の光を、上記コール
ドミラーを通して車内の被写体に照射し、その反射光を
上記コールドミラーを通して近赤外から赤外域の光を受
光して撮影可能な赤外線カメラで撮影する車両用カメラ
内蔵ミラー装置であって、上記赤外線発光装置は、シャ
ッター同期発光駆動装置により赤外線カメラのシャッタ
ー動作と同期して間欠発光動作を行うものであり、上記
赤外線カメラ、赤外線発光装置及びシャッター同期発光
駆動装置は、上記コールドミラーの裏面側において上記
ミラーケース内に配設されていることを特徴とする車両
用カメラ内蔵ミラー装置を提供する。
【0013】上記コールドミラーは、透明ガラス板の片
面にSiO薄膜とTiO薄膜を多層にコーティング
して成る多層機能膜であることを特徴とする。
【0014】上記コールドミラーは、自動車の左内のバ
ックミラーとして利用されるものであることを特徴とす
る。
【0015】上記赤外線カメラは、赤外線デジタルカメ
ラであり、撮影した画像信号を、画像情報として画像処
理装置におけるパターン認識に供することを特徴とす
る。
【0016】上記カメラのシャッターは、10〜60秒
に1回の間隔でシャッター動作を行い、そのシャッター
速度は1/250〜1/100000秒に設定されるも
のであることを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明に係るカメラ内蔵ミラー装
置の実施の形態を、実施例に基づいて図面を参照して以
下説明する。図1、2は、本発明の実施例の構成を説明
する図である。本発明に係るカメラ内蔵ミラー装置は、
自動車の室内に設けられるバックミラー等の自動車用ミ
ラーに関する。
【0018】本発明に係るカメラ内蔵ミラー装置1の概
要は、赤外線発光装置2で発光した近赤外〜赤外域の光
を、コールドミラー3を通して車内の運転者や同乗者等
の被写体4に照射し、その反射光を近赤外〜赤外域の光
で撮影可能な赤外線カメラ5で撮影するものである。
【0019】このカメラ内蔵ミラー装置1は、図1
(a)に示すように、ミラーケース6と、このミラーケ
ース6に保持されたコールドミラー3と、コールドミラ
ー3の裏面側において、ミラーケース6内で基台上に設
けられた赤外線発光装置2、赤外線カメラ5及びシャッ
ター同期発光駆動装置7とを備えている。従って、赤外
線発光装置2及び赤外線カメラ5は、コールドミラー3
の裏に隠れており、外部から見ることはできないように
構成されている。
【0020】コールドミラー3は、図1(b)に示すよ
うに、基材となる透明なガラス板8上に、SiO薄膜
9及びTiO薄膜10を多層に組み合わせてコーティ
ングして形成される。図1(b)に示すコールドミラー
では、SiO薄膜9及びTiO薄膜10を2層でコ
ーティングしたものであるが、SiO薄膜9及びTi
薄膜10の夫々の膜厚の違い及び層数により、任意
の波長特性を有する多層膜を得ることができる。
【0021】図3は、このようなコールドミラーの一例
としての多層膜の製作例を示すものである。これは、空
気(図中「Air」)側から基板であるガラス板(図中「S
ubstrate Glass」)まで、SiO薄膜とTiO−B
a薄膜が繰り返し積層され第1〜38層(図3中「1〜
38」)の多層膜から構成されている。そして、その光
学膜厚(λd)及び膜厚(nm)は、図3に示される通
りである。図4は、図3の多層膜の波長特性を示す。図
4に示す特性を有するコールドミラーでは、700nm
以下の波長の光に対しては反射率がほぼ99%であり、
700nmを超える近赤外域〜赤外域を含む波長の光に
対しては反射率が5%程度となり、このような波長の光
ではコールドミラーを透過する。
【0022】要するに、赤外線カメラ内蔵ミラー装置1
のコールドミラー3は可視光を反射し、近赤外〜赤外域
の波長の光を透過させるコールドミラーを用いる。
【0023】赤外線発光装置2としては、近赤外〜赤外
域の波長の光を発光する発光ダイオード等から成る発光
体を有する。例えば、赤外域の波長の光を発光する赤外
発光ダイオードとしては、GaAsを用いた赤外発光ダ
イオードが利用される。
【0024】赤外線カメラ5は、例えば、電子式の赤外
線デジタルカメラであって、近赤外〜赤外域の波長の光
に感応するモノクロの赤外線カメラが利用され、その画
素として、CCDやCMOSを有する。この赤外線カメ
ラ5は、制御基板に設けられた制御回路で制御される電
子シャッターを有している。このシャッターは、間歇
的、例えば30秒間隔で動作し、そのシャッター速度は
1/250〜1/100000秒程度に設定する。
【0025】図5は、本発明の赤外線カメラ5のシャッ
ターの開動作のタイミングと、赤外線発光装置2のタイ
ミングとの関係を説明する図である。赤外線発光装置2
に組み込まれる発光ダイオードは、図5(a)に示すよ
うに、常時発光させるとパワー(発光量)が少なく十分
な撮影光量が得られない。又、常時発光すると、放熱が
多く、装置全体が加熱され、しかもエネルギーが消耗さ
れるという点で、必ずしも好ましくない。従って、パワ
ーを上げて、且つ放熱乃至エネルギーの消耗を少なくす
るためには、間欠的に点灯させるとよい。
【0026】そこで、本発明に係る赤外線カメラ内蔵ミ
ラー装置1では、シャッター同期発光駆動装置7を設
け、これにより赤外線カメラ5がシャッターが開いて被
写体4を撮影するタイミングと、赤外線発光装置2の発
光のタイミングとを、図5(b)に示すように同期させ
るような構成としている。
【0027】なお、赤外線カメラ5で撮影した画像信号
は、画像信号取出線により画像処理装置に送られ、本発
明に係る赤外線カメラ内蔵ミラー装置1のいろいろな利
用目的に応じて、画像処理装置においてパターン認識等
の処理が行われる。
【0028】例えば、後述するような運転者の居眠り防
止対策に利用される場合は、図2に示すように、赤外線
カメラ5で撮影した画像信号は、画像情報として画像処
理装置11に送られてパターン化され、運転者の眠気モ
ードの基準パターンと比較され、運転者が眠気モードに
あるか否かの判定に供せられる。
【0029】以上の構成から成る本発明に係る赤外線カ
メラ内蔵ミラー装置1の作用について、この赤外線カメ
ラ内蔵ミラー装置1を自動車の室内に搭載のバックミラ
ーとして使用する場合について説明する。この赤外線カ
メラ内蔵ミラー装置1を通常のバックミラーと同様に取
り付ける。
【0030】赤外線カメラ内蔵ミラー装置1は、通常の
バックミラーとしての機能を発揮するとともに、例え
ば、運転者の脇見運転(一定時間以上の脇見を続けなが
ら運転する。)や居眠り運転等の防止対策、同乗者、特
に幼児や老人の安全対策、タクシー強盗対策等各種の利
用目的で使用可能である。
【0031】赤外線カメラ内蔵ミラー装置1は、このよ
うな使用目的に対応するように、赤外線発光装置2の照
射方向及び赤外線カメラ5の撮影方向を、例えば運転者
の方向、助手席の助手席の方向(例.チャイルドシート
の方向)、タクシーの顧客の方向等となるように、予め
調整しておく。
【0032】この赤外線カメラ内蔵ミラー装置1では、
近赤外〜赤外域の波長のみがコールドミラー3を透過
し、可視光は反射される。従って、赤外線発光装置2か
らの近赤外〜赤外域の波長の光は、コールドミラー3を
通り被写体4に照射され、その反射光が再びコールドミ
ラー3を通り、赤外線カメラ5で受光されて撮影され
る。可視光は、コールドミラー3でほとんど反射される
から、通常のバックミラーとして機能する。
【0033】赤外線カメラ5ではシャッターが1回開
き、この間にカメラの全画素に画像信号を取り込む。そ
して、この画像信号は、CCDの場合は順次転送によ
り、又CMOSの場合は順次切り替えにより出力され
て、外部の画像処理装置11に送られ1画面を構成し、
パターン認識に供せられる。
【0034】例えば、運転者の脇見や居眠り防止対策の
場合は、赤外線カメラ5のターゲットとする被写体4を
運転者の顔又は顔の一部とし、運転者の顔の向きや瞼の
閉じ具合等を撮影し、その画像を画像処理装置11でパ
ターン化して、脇見運転モードや瞼が閉じそうな眠気運
転モードの基準パターンと比較し、脇見運転や眠気運転
を即座に判定し、警報やその他手段で運転者の注意喚起
を促すようにする構成となっている。
【0035】この赤外線カメラ内蔵ミラー装置1では、
赤外線カメラ5や赤外線発光装置2はコールドミラー3
の裏側に隠れているから、運転者、同乗者等の被写体と
なる者は、通常のバックミラーを利用している場合と比
べて、赤外線カメラ5でモニターされている等の特別の
意識をすることがなく、違和感も全く感じることがな
い。
【0036】又、撮影光として可視光を利用しないの
で、近赤外〜赤外域の波長の光を利用するから運転者や
同乗者は、赤外線発光装置2からの照射光を眩しく、不
愉快と感じることがなく、快適な運転、ドライブが可能
となる。
【0037】そして、車内は、特に夜間は暗いので、通
常の可視光で撮影するカメラを用い自然光で撮影しても
鮮明に撮影することは期待できないが、近赤外〜赤外域
の波長の光を被写体に照射し、赤外線カメラ5で撮影す
れば、鮮明な撮影画像が得られる。
【0038】さらに、被写体4である運転者や同乗者等
を撮影する場合、赤外線発光装置2と赤外線カメラ5が
離れていると、被写体4に斜めや横方向から光を照射さ
れるために、例えば、運転者の顔の凹凸により影となる
ところが生じ、鼻でできた影が目に生じると目が識別で
きない等、パターン認識上不正確さの原因となり不都合
が生じる。
【0039】本発明の赤外線カメラ内蔵ミラー装置1で
は、ミラーケース6内に赤外線カメラ5と赤外線発光装
置2を配設したので、赤外線カメラ5と赤外線発光装置
2が互いに近接しており、上記照射光による陰影の発生
等が防止され、その結果正確なパターン認識のための画
像情報を得ることができる。
【0040】なお、本発明に係る赤外線カメラ内蔵ミラ
ー装置1をバックミラーで運転者をモニターする場合に
ついてみると、被写体4である運転者は、その身長、座
高、座席のセットの仕方等によりバックミラーに対して
いろいろな位置をとることとなる。しかしながら、バッ
クミラーが運転者といろいろな位置関係にあろうとも、
運転者がバックミラーで後方窓からの光景を見ようとす
るためにバックミラーの利用のための角度を調整すれ
ば、バックミラーの方向と運転者の顔との相対的な角度
関係はほぼ一定である。
【0041】本発明に係る赤外線カメラ内蔵ミラー装置
1では、ミラーケース6内に赤外線発光装置2と赤外線
カメラ5がセットされている構成であるから、上記相対
的角度関係を考慮して、コールドミラーの向きに対する
赤外線発光装置2及び赤外線カメラ5の方向を被写体方
向になるようにセットしておけば、異なる運転者が異な
る座りかたをしても、上記のとおりバックミラーの利用
のための角度を調整すれば、被写体4である運転者の顔
と赤外線カメラ5の関係は常にほぼ正面に対向する関係
となり、画像認識の角度的な条件をある程度一定に整合
することができる。
【0042】以上、本発明に係る赤外線カメラ内蔵ミラ
ー装置の実施形態を実施例に基づいて説明したが、本発
明は特にこのような実施例に限定されることなく、特許
請求の範囲記載の技術的事項の範囲内でいろいろな実施
例があることはいうまでもない。
【0043】
【発明の効果】以上のような本発明によれば、赤外線カ
メラ、赤外線発光装置及びシャッター同期発光駆動装置
をコールドミラーの裏面側のミラーケース内に配設する
構成を採用し、さらに赤外線発光装置は、シャッター同
期発光駆動装置により赤外線カメラのシャッター動作と
同期して発光動作を行うような構成を採用したので、次
に示す効果が生じる。
【0044】(1)被写体である運転者、同乗者に、赤
外線カメラや赤外線発光装置の存在を意識することな
く、何等違和感を与えることがない。又、赤外線発光装
置からの照射光についても眩しさを感じることがなく、
しかもエネルギー消費も少ない。 (2)外乱光による影響が少なく、被写体の細かい動作
について鮮明かつ正確な安定した撮影画像が得られ、画
像処理した場合にノイズの少ない、正確なパターン認識
を可能とする画像情報を提供することができる。 (3)通常のミラーとしての反射能力を低下させること
がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る赤外線カメラ内蔵ミラー装置の実
施例の構成を示す図である。
【図2】本発明に係る赤外線カメラ内蔵ミラー装置の実
施例を説明する図である。
【図3】本発明に係る赤外線カメラ内蔵ミラー装置に使
用されるコールドミラーの一例としての多層膜の製作例
を示すものである。
【図4】図3の多層膜の波長特性を示す。
【図5】本発明に係る赤外線カメラのシャッターの開動
作のタイミングと、赤外線発光装置のタイミングとの関
係を説明する図である。
【符号の説明】
1 カメラ内蔵装置 2 赤外線発光装置 3 コールドミラー 4 被写体 5 赤外線カメラ 6 ミラーケース 7 シャッター同期発光駆動装置 8 ガラス板 9 SiO薄膜 10 TiO薄膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // G03B 19/02 G02B 7/18 F

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ミラーケースに装着されたコールドミ
    ラーを有し、赤外線発光装置で発光した近赤外から赤外
    域の光を、上記コールドミラーを通して車内の被写体に
    照射し、その反射光を上記コールドミラーを通して近赤
    外から赤外域の光を受光して撮影可能な赤外線カメラで
    撮影する車両用カメラ内蔵ミラー装置であって、 上記赤外線カメラ及び赤外線発光装置は、上記コールド
    ミラーの裏面側において上記ミラーケース内に配設され
    ていることを特徴とする車両用カメラ内蔵ミラー装置。
  2. 【請求項2】 ミラーケースに装着されたコールドミ
    ラーを有し、赤外線発光装置で発光した近赤外から赤外
    域の光を、上記コールドミラーを通して車内の被写体に
    照射し、その反射光を上記コールドミラーを通して近赤
    外から赤外域の光を受光して撮影可能な赤外線カメラで
    撮影する車両用カメラ内蔵ミラー装置であって、 上記赤外線発光装置は、シャッター同期発光駆動装置に
    より赤外線カメラのシャッター動作と同期して間欠発光
    動作を行うものであり、 上記赤外線カメラ、赤外線発光装置及びシャッター同期
    発光駆動装置は、上記コールドミラーの裏面側において
    上記ミラーケース内に配設されていることを特徴とする
    車両用カメラ内蔵ミラー装置。
  3. 【請求項3】 上記コールドミラーは、透明ガラス板
    の片面にSiO薄膜とTiO薄膜を多層にコーティ
    ングして成る多層機能膜であることを特徴とする請求項
    1又は2記載の車両用カメラ内蔵ミラー装置。
  4. 【請求項4】 上記コールドミラーは、自動車の車内
    のバックミラーとして利用されるものであることを特徴
    とする請求項1、2又は3記載の車両用カメラ内蔵ミラ
    ー装置。
  5. 【請求項5】 上記赤外線カメラは、赤外線デジタル
    カメラであり、撮影した画像信号を、画像情報として画
    像処理装置におけるパターン認識に供することを特徴と
    する請求項1、2又は3記載の車両用カメラ内蔵ミラー
    装置。
  6. 【請求項6】 上記カメラのシャッターは、10〜6
    0秒に1回の間隔でシャッター動作を行い、そのシャッ
    ター速度は1/250〜1/100000秒に設定され
    るものであることを特徴とする請求項1、2又は3記載
    の車両用カメラ内蔵ミラー装置。
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