JP2009113747A - 車両室内灯の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両室内灯の点灯がカメラによる撮影画像に影響を与えないようにした車両室内灯の制御装置車を提供する。
【解決手段】車両の室内の天井部には、助手席の乗員の頭部を撮影するカメラ１１、及び車両室内灯２（ルームランプ、マップランプ等）が設置されている。カメラ１１を露光する際、撮像装置１の制御部１４からカメラ調光タイミング情報Ｓｓ出力され、このカメラ調光タイミング情報Ｓｓに基づいてカメラの露光開始から露光終了までの時間以上の時間幅の消光タイミング信号Ｓc1が室内灯制御装置３の消光タイミング生成部３１により生成され、消光タイミング信号Ｓc1の発生期間、車両室内灯２の光がカメラ１１のレンズに入光しないように、車両室内灯２がランプ駆動部３２によって消灯制御される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両室内灯の制御装置に関し、特に、車室内に設置されたカメラに出射光が入射する可能性のある車両室内灯の点灯を制御する車両室内灯の制御装置に関する。

自動車においては、例えば、車室内の乗員をカメラで撮影し、その撮影画像から画像処理技術を用いて乗員の特定部分を抽出し、その抽出結果に基づいて各種の制御を行わせることが考えられている。

例えば、赤外線による照明光を補助光にしながらマップランプに設置したカメラで乗員の頭部を撮影して赤外線画像を取得し、この赤外線画像に画像処理を施して乗員の状態を検知し、この検知結果に基づいてエアバックを作動させるか否かを決定し、エアバックの動作に伴う安全性を向上させるようにした乗員検知システムがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１４４５１２号公報

しかし、従来の乗員検知システムによると、カメラが、マップランプに設置されているため、マップランプやその他の車両室内灯の光がカメラのレンズ面に入光し、撮影画像に車両室内灯の光が被り、所望の画像を抽出できなくなる。そのため、従来、車両室内灯の影響を画像処理によって排除し、或いは、車室内灯よりも光量の大きい照明装置(補助光発光部)を設置するなどして対処している。しかし、車両室内灯が乗員に局所的に投光された場合には、画像処理により車両室内灯の影響を排除することができないし、照明装置を大光量化した場合、大型化すると共に実装が困難になることがある。

従って、本発明の目的は、車両室内灯の点灯がカメラによる撮影画像に影響を与えないようにした車両室内灯の制御装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、以下の車両室内灯の制御装置を提供する。

［１］車室内に設置された車両室内灯が点灯状態にあるとき、前記車室内の所定領域を撮影するカメラの露光開始から露光終了までの時間以上の時間幅のタイミング信号を前記カメラの露光タイミングに基づいて生成する消光タイミング生成部と、前記消光タイミング生成部からの前記タイミング信号の発生期間にわたり前記車両室内灯による灯光を消灯状態に制御する消灯制御部と、を備えることを特徴とする車両室内灯の制御装置。

［２］前記消灯制御部は、前記車両室内灯への通電を遮断するランプ駆動部を備えることを特徴とする上記［１］に記載の車両室内灯の制御装置。

［３］前記消灯制御部は、前記車両室内灯の投光面に対向配置された光学フィルタと、前記消光タイミング生成部からの前記タイミング信号の発生期間にわたり前記光学フィルタを遮光させるフィルタ駆動部と、を備えることを特徴とする上記［１］に記載の車両室内灯の制御装置。

［４］前記光学フィルタは、液晶光シャッターであることを特徴とする上記［３］に記載の車両室内灯の制御装置。

本発明の車両室内灯の制御装置によれば、車両室内灯の点灯がカメラによる撮影画像に影響を与えないようにすることができる。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両制御システムを示すブロック図である。

（車両制御システムの構成）
車両制御システム１００は、例えば助手席の乗員の所定部分を被写体として撮影する撮像装置１と、車室内の天井に取り付けられたマップランプ、化粧用ランプ等の車両室内灯２と、撮像装置１からのカメラ調光タイミング情報Ｓｓにより車両室内灯２の点・消灯を制御する室内灯制御装置３と、乗員等により操作されて車両室内灯２をオン・オフするランプスイッチ４とを備えて構成されている。なお、図１においては、撮像装置１、車両室内灯２及び室内灯制御装置３に電源供給を行うための電源及び電源回路の図示を省略している。

撮像装置１は、例えば、助手席の乗員を被写体にし得るようにして車マップランプ等に設置されたカメラ１１と、カメラ１１による撮影画像を保存する画像メモリ１２と、必要に応じて被写体に向けて補助光を投光する補助光発光部１３と、カメラ１１、画像メモリ１２及び補助光発光部１３を制御する制御部１４とを備えて構成されている。なお、画像メモリ１２及び制御部１４は、必ずしも上記位置に設置されている必要はなく、他の場所に設置されていてもよい。

カメラ１１は、光学レンズ、ＣＣＤ（電荷結合素子）等の撮像デバイス、信号処理回路、及び露出計等を備えて構成されている。

補助光発光部１３は、曇天、トンネル内、夜間等に発光しても運転者を眩惑させない発光波長を有するＬＥＤ（発光ダイオード）、例えば、発光波長が赤外線領域にある複数個のＬＥＤを所定のパターンに配置したＬＥＤランプである。

制御部１４は、撮像装置１の全体を制御するＣＰＵ１４ａ、プログラムが格納されたＲＯＭ１４ｂ、データを一時的に格納するＲＡＭ１４ｃ、補助光発光部１３及び外部との接続を司るインターフェース回路（Ｉ／Ｆ）１４ｄ等を備えて構成されている。また、制御部１４は、ＲＯＭ１４ｂに格納されたプログラムに従って、カメラ１１が撮影した画像データをＣＰＵ１４ａで処理して助手席の乗員の頭部を認識し、頭部がどの位置にあるか等を検知する処理機能、及びカメラ１１の撮影タイミング（または、撮影インターバル）や露光時間を決定するカメラ制御機能を備えている。更に、ＲＯＭ１４ｂは、助手席の乗員の頭部の形状を様々にパターン化した複数のテンプレートを登録（保存）している。

車両室内灯２は、ここでは、低消費電力及び低発熱で、更に応答性に優れる白色ＬＥＤランプ（例えば、１．２Ｗ）を用いている。なお、車両室内灯２が複数設置されている場合、車両室内灯２毎にランプスイッチ４および後記するランプ駆動部３２が設けられる。

室内灯制御装置３は、制御部１４からのカメラ調光タイミング情報Ｓｓに基づいて車両室内灯２への通電を瞬時的に遮断するための消光タイミング信号Ｓc1を生成する消光タイミング生成部３１と、ランプスイッチ４がオンであるときに車両室内灯２に通電を行うと共に消光タイミング信号Ｓc1に同期させて車両室内灯２への通電を遮断するランプ駆動部（消灯駆動部）３２とを備えて構成されている。なお、室内灯制御装置３の電源Ｂは、車両に搭載の１２Ｖまたは２４Ｖのバッテリーである。

消光タイミング生成部３１は、例えば、ワンショットマルチバイブレータを備えて構成されており、露光時間（シャッター時間）が、例えば１／１０００（秒）であるとき、この露光時間に同期させて１／１０００（秒）より長い時間、例えば１／６０（秒）のパルス幅の消光タイミング信号Ｓc1を生成する。

ランプ駆動部３２は、消光タイミング信号Ｓc1を増幅する増幅用トランジスタ３２ａと、この増幅用トランジスタ３２ａにより動作して車両室内灯２への通電を制御する出力用トランジスタ３２ｂとを備えて構成されている。出力用トランジスタ３２ｂは、ドレインとソースが電源Ｂと車両室内灯２に接続されている。なお、ランプ駆動部３２は、上記構成に限定されるものではなく、同様の機能を有しさえすれば、どのような回路構成であってもよい。

ランプスイッチ４は、車両室内灯２に一体化され、或いは所定位置に設置された、例えば、スライドタイプまたはプッシュタイプの機械式スイッチであるが、これに限られず、静電式のタッチセンサ等のスイッチを使用することもできる。

（車両制御システムの動作）
図２は、第１の実施の形態の車両制御システムの動作を示すタイミング波形図である。図１及び図２を参照して、以下に第１の実施の形態の動作を説明する。なお、図２においては、分かりやすくするため、１／１０００（秒）の時間幅を誇張して図示している。

撮像装置１の制御部１４は、所定周期または車両に搭載の加速度センサの出力等に基づいて図２（ａ）に示すタイミングでカメラ１１を露光させると同時に、曇天、トンネル内、夜間等にあっては、補助光発光部１３を発光させる。

制御部１４は、カメラ１１の露光タイミングと同時に、図２（ｂ）に示すように露光タイミングに同期したカメラ調光タイミング情報Ｓｓを消光タイミング生成部３１へ出力する。消光タイミング生成部３１は、カメラ調光タイミング情報Ｓｓに基づいて、１／６０（秒）の時間幅の消光タイミング信号Ｓc1をランプ駆動部３２へ出力する。

車両室内灯２は、ランプスイッチ４がオンにされているとき、ランプ駆動部３２がオン状態にあるため、連続点灯する。しかし、消光タイミング生成部３１から消光タイミング信号Ｓc1が出力されたときには、ランプ駆動部３２は消光タイミング信号Ｓc1に同期させて、図２（ｃ）に示すように、出力用トランジスタ３２ｂを１／６０（秒）だけオフにし、車両室内灯２を１／６０（秒）だけ消灯する。ランプ駆動部３２は、１／６０（秒）が経過した後、車両室内灯２を再び常時点灯状態にする。

また、カメラ１１は、内蔵の露出計の測光値に基づいた露光時間及び絞り値で撮影を実行する。カメラ１１は、車両室内灯２が消灯している１／６０（秒）の期間内に露光（１／１０００（秒））を行うことで、車両室内灯２の光の影響を受けることなく、被写体（助手席の乗員の頭部）を撮影する。カメラ１１により撮影された画像データは、画像メモリ１２に送られて保存される。

制御部１４は、ＲＯＭ１４ｂに格納されているプログラムに従って、ＣＰＵ１４ａにより画像メモリ１２から画像データを読み出し、この画像データに対して、エッジ処理、２値化処理等を施して得た輪郭画像と、画像メモリ１２に登録されているテンプレートとのマッチングを行って助手席の乗員の頭部の輪郭を抽出する。

制御部１４は、乗員の頭部の抽出画像が助手席のエアバッグの開口部の近傍に存在するとき、上記頭部が上記エアバッグの開口部に近接する位置にあると判定し、それ以外の位置にあるときには正常な姿勢で着席しているものと判定する。また、頭部の大きさが予め設定した大きさ以下であるか否かにより、乗員が大人か子供かを判定する。このようにして得られた乗員に関する判定出力Ｓｊは、制御部１４から図示しないエアバッグ放出制御装置に送られる。

エアバッグ放出制御装置は、判定出力Ｓｊに基づいて、エアバッグの放出方法を決定し、エアバッグの放出制御を行う。例えば、「乗員無し」及び「乗員の頭部が危険領域内にある」場合、エアバッグを非放出にし、エアバッグ放出時に乗員の頭部に強い衝撃が加わるのを回避する。更に、「乗員が子供」である場合、エアバッグを弱放出にする。また、判定出力Ｓｊがその他の判定内容の場合、エアバッグを強放出にする。

（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）カメラ１１が露光している間、車両室内灯２が消灯し、車両室内灯２の光がカメラ１１の撮影レンズに入光しないため、撮影画像に影響を与えないようにすることができる。
（２）車両室内灯２が、人の目に感じない短時間だけ、カメラ１１の露光に同期して消灯するため、運転者や乗員に違和感を与えないようにすることができる。
（３）車両室内灯２の影響を排除するために、補助光発光部１３の光量を増大させる必要が無いので、補助光発光部１３を大型化せずに済ますことができる。
（４）車両室内灯２の影響を排除するための画像処理等が不要になるため、画像処理のプログラムを簡略化することができる。

［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る車両制御システムを示すブロック図である。

本実施の形態は、第１の実施の形態において、ランプ駆動部３２に代えてフィルタ駆動部３３を設けると共に、車両室内灯２の投光面に光学フィルタ５を設置し、光学フィルタ５をフィルタ駆動部３３により制御するようにしたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

車両室内灯２は、第１の実施の形態で用いたと同様な白色ＬＥＤランプでもよいが、ここでは低価格で且つワット数の選択肢の多い白熱電球を用いている。車両室内灯２の仕様の一例を示せば、１２Ｖ８Ｗの透明ランプまたは艶消ランプである。

図４は、光学フィルタの構成を示す正面図である。

光学フィルタ５は、光透過率の高い液晶パネルであり、強誘電性液晶等からなる液晶層５１と、この液晶層５１の両側に配設されたＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）等からなると共にフィルタ駆動部３３に接続される透明電極５２Ａ，５２Ｂと、偏光軸が直交するようにして透明電極５２Ａ，５２Ｂのそれぞれの表面に設けられた偏光板５３Ａ，５３Ｂとからなる。なお、光学フィルタ５およびフィルタ駆動部３３は、消灯駆動部を構成する。

光学フィルタ５は、透明電極５２Ａ，５２Ｂ間に所定レベル以上の直流電圧が印加されたときに液晶層５１が透光状態になり、透明電極５２Ａ，５２Ｂ間の電圧が０Ｖのとき遮光状態になる。

図５は、第２の実施の形態の車両制御システムの動作を示すタイミング波形図である。図３〜図５を参照して、以下に第２の実施の形態の動作を説明する。

撮像装置１の制御部１４は、所定周期または車両に搭載の加速度センサの出力等に基づいて図５（ａ）に示すタイミングでカメラ１１を露光させると同時に、夜間灯にあっては、補助光発光部１３を発光させる。カメラ１１は、内蔵の露出計により設定された露光時間及び絞り値により撮影を実行する。

制御部１４は、カメラ１１の露光タイミングと同時に、露光タイミングに同期したカメラ調光タイミング情報Ｓｓを消光タイミング生成部３１へ出力する。消光タイミング生成部３１は、カメラ調光タイミング情報Ｓｓに基づいて、図５に示す消光タイミング信号Ｓc2をフィルタ駆動部３３へ出力する。

車両室内灯２は、ランプスイッチ４のオン操作により、図５（ｂ）に示すように連続点灯する。そこで、車両室内灯２の光が光学フィルタ５を透過できるように、通常状態では、光学フィルタ５の透明電極５２Ａ，５２Ｂ間には、所定レベルの直流電圧が印加されている。

しかし、消光タイミング生成部３１から消光タイミング信号Ｓc2が出力されたときには、図５（ｃ）に示すように、消光タイミング信号Ｓc2によってフィルタ駆動部３３が光学フィルタ５の透明電極５２Ａ，５２Ｂに印加する電圧を０Ｖにすることで、液晶層５１が車両室内灯２からの光を遮光する。消光タイミング信号Ｓc2が消失すると、フィルタ駆動部３３は、透明電極５２Ａ，５２Ｂに印加する電圧を再び所定レベルのパルス電圧にし、図５（ｄ）に示すように、液晶層５１を光透過状態にする。

カメラ１１は、光学フィルタ５が遮光している間に露光を行うことで、車両室内灯２の影響を受けることなく、被写体である助手席の乗員の頭部を撮影し、その画像データを画像メモリ１２に送る。

制御部１４は、ＲＯＭ１１４ｂに格納されているプログラムに従って、画像メモリ１２から読み出した画像データに対し、エッジ処理、２値化処理等を施して得た輪郭画像と、画像メモリ１２に登録されているテンプレートとのマッチングを行い、助手席の乗員の頭部の輪郭を抽出すると共に、乗員が大人か子供か、乗員の頭部がエアバッグの開口部に近接する位置にあるか否か等の判定を実行し、その判定出力Ｓｊをエアバッグ放出制御装置へ出力する。

エアバッグ放出制御装置は、判定出力Ｓｊに基づいて、エアバッグの放出方法を決定し、第１の実施の形態と同様にエアバッグの放出制御を実行する。

（第２の実施の形態の効果）
第２の実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）車両室内灯２の投光面に光学フィルタ５を設置し、この光学フィルタ５をフィルタ駆動部３３により駆動してシャッターにしたことにより、在来の配線構造による車両室内灯２に適用することができる。
（２）その他、第１の実施の形態に示した効果を得ることができる。

［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その要旨を変更しない範囲内で種々な変形が可能である。

また、上記各実施の形態においては、カメラ１１による撮影対象は、助手席の乗員の頭部であるとしたが、コンソール上の指の位置、運転者の顔の向き、後部座席の乗員の位置等としてもよい。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両制御システムを示すブロック図である。 図２は、第１の実施の形態の車両制御システムの動作を示すタイミング波形図である。 図３は、本発明の第２の実施の形態に係る車両制御システムを示すブロック図である。 図４は、光学フィルタの構成を示す正面図である。 図５は、第２の実施の形態の車両制御システムの動作を示すタイミング波形図である。

符号の説明

１ 撮像装置
２ 車両室内灯
３ 室内灯制御装置
４ ランプスイッチ
５ 光学フィルタ
１１ カメラ
１２ 画像メモリ
１３ 補助光発光部
１４ 制御部
１４ａ ＣＰＵ
１４ｂ ＲＯＭ
１４ｃ ＲＡＭ
１４ｄ インターフェース回路（Ｉ／Ｆ）
３１ 消光タイミング生成部
３２ ランプ駆動部
３２ａ 増幅用トランジスタ
３２ｂ 出力用トランジスタ
３３ フィルタ駆動部
５１ 液晶層
５２Ａ，５２Ｂ 透明電極
５３Ａ，５３Ｂ 偏光板
１００ 車両制御システム
Ｂ 電源
Ｓc1，Ｓc2 消光タイミング信号
Ｓｊ 判定出力
Ｓｓ カメラ調光タイミング情報

Claims (4)

1. 車室内に設置された車両室内灯が点灯状態にあるとき、前記車室内の所定領域を撮影するカメラの露光開始から露光終了までの時間以上の時間幅のタイミング信号を前記カメラの露光タイミングに基づいて生成する消光タイミング生成部と、
   前記消光タイミング生成部からの前記タイミング信号の発生期間にわたり前記車両室内灯による灯光を消灯状態に制御する消灯制御部と、
   を備えることを特徴とする車両室内灯の制御装置。
2. 前記消灯制御部は、前記車両室内灯への通電を遮断するランプ駆動部を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両室内灯の制御装置。
3. 前記消灯制御部は、
   前記車両室内灯の投光面に対向配置された光学フィルタと、
   前記消光タイミング生成部からの前記タイミング信号の発生期間にわたり前記光学フィルタを遮光させるフィルタ駆動部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両室内灯の制御装置。
4. 前記光学フィルタは、液晶光シャッターであることを特徴とする請求項３に記載の車両室内灯の制御装置。

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