JP2010012995A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搭載機器の照明部の輝度変更が乗員の視線の動きに合わせて円滑に行え、かつ、照明部の消費電力を低減できるようにした照明装置を提供する。
【解決手段】車両のインストルメントパネルには、カーナビゲーション装置、空調装置等の機器が搭載され、これらは、ボタン、操作ノブ等の操作部、ディスプレイ等を照明する照明部を備え、これらは、車外が暗い夜間等に点灯される。ＥＣＵは、車外が暗いことを判定すると（Ｓ４０２）、通常時には全ての機器の照明部を所定の明るさで点灯する。また、所定のタイミングによりカメラで車内の乗員の顔を撮影し（Ｓ４０４）、その撮像データから、ＥＣＵは、乗員の顔の向き及び視線の方向を計測し、これに基づいて視線の最終位置である注視点を推定し、この推定結果に基づいて視線が注視する機器を特定し、該特定の機器に視線が注視されている間、特定した機器の照明部の輝度を上げるように制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両に搭載の機器のパネル部を夜間等に照明する照明装置に関する。

例えば、自動車等の車両は、計器類、空調装置、カーナビゲーション装置、オーディオ装置等の各種の機器が搭載されており、これらの機器は、通常、インストルメントパネルに設けられている。計器類、各機器の正面パネルの操作部（ノブ、ダイヤル等）、表示部等が、スモールランプ等の補助灯の点灯に連動して照明されるようになっている。この照明は、一般に、車外の明るさ等に関わらず、一定の輝度に設定されている。このため、車両が郊外や山間地等を走行している場合、計器類及び各種機器の照明が明るすぎ、運転者が眩しく感じることがある。

そこで、車両ライトスイッチのＯＮに基づいて機器の照明を行うに際し、ライトセンサで車外の明るさを検出し、車外が暗いときには照明部の照明を暗くすると共に、カメラで運転者の顔を撮影し、その画像に基づいて運転者の目の視線を検知し、視線先にある機器の正面パネルの照明を通常より明るくすると共に視線が外れたときには機器の照明を暗くする制御を、ライトセンサの出力及び視線変化に応じて繰り返し実施し、運転者や助手席の乗員による各機器の視認が快適に行えるようにした照明制御システムがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２１５９１号公報

しかし、従来の照明制御システムによると、車両に搭載の各種機器の照明部は、運転者が操作対象の機器を注視した後、つまり、視線が定まった後に当該機器の照明が変更されるため、運転者に違和感を与えることが懸念され、未だ改良の余地がある。また、近年、車両は、電源を必要とする搭載機器が増え、このような機器は、ディスプレイだけでなく、操作ノブ毎に個別に照明が行われている機種が多くなっている。このため、照明による消費電力は無視できないレベルになっている。

従って、本発明の目的は、搭載機器の照明部の輝度変更が乗員の視線の動きに合わせて円滑に行え、かつ、照明部の消費電力を低減できるようにした照明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、以下の照明装置を提供する。
［１］乗員によって操作されると共に車両に搭載された機器に設けられ、前記機器の操作部及び表示部を照明する照明部と、前記乗員の顔を視野範囲にして前記車両の車室内に設置されたカメラと、前記乗員の顔を所定のタイミングで前記カメラにより撮影し、前記乗員の視線が動いている過程で前記視線の最終的な注視点を推定し、この推定に基づいて前記注視点にある機器を特定し、該機器に前記視線が注視されている間、前記特定された機器の前記照明部の輝度を上げる制御を行う制御部と、を備えたことを特徴とする照明装置。

［２］前記照明部は、前記操作部がボタン、ノブを含むことを特徴とする上記［１］に記載の照明装置であってもよい。

［３］前記制御部は、前記照明部の輝度を上げる制御を、前記乗員の前記視線が前記特定された機器から外れた後も所定時間継続することを特徴とする上記［１］に記載の照明装置であってもよい。

本発明の照明装置によれば、搭載機器の照明部の輝度変更が乗員の視線の動きに合わせて円滑に行え、かつ、照明部の消費電力を低減することができる。

［実施の形態］
（車両の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る照明装置が適用された車両を示し、（ａ）は車両の平面図、（ｂ）は車両の側面図である。なお、図１（ａ）において、車両１は、天井部を除去した状態で示している。車両１は乗用自動車であり、後述する照明装置を搭載する車両本体１０と、フロントガラスの上方に位置させて車両本体１０に取り付けられたルームミラー１１と、乗員２が着席する運転席１２と、運転席１２に隣接して設けられた助手席１３とを備えている。

（車両の室内構成）
図２は、図１の車両の室内の前部を示す図である。車両１は、運転席１２及び助手席１３の前方にインストルメントパネル１４が設けられており、このインストルメントパネル１４には、計器盤１５、カーナビゲーション装置１６、空調装置１７等が設置されている。また、ルームミラー１１には、図１に示した乗員２の顔を撮影するカメラ３及び乗員２の顔に向けて撮影補助光を照射するライト４が取り付けられている。

カメラ３は、例えば、撮像素子にＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合デバイス）を用いると共にデジタルカメラに準じた構成を有し、後述するＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）の管理の下で乗員２の顔を撮影し、その撮像データを上記ＥＣＵへ送出する構成を有している。

ライト４は、乗員２に眩しさを与えない波長域の光、例えば、近赤外光を撮影補助光として発光するもので、カメラ３による露光時間以上の時間にわたって乗員２の上半身に向けて撮影補助光を照射できるように構成されている。

カーナビゲーション装置１６は、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）に基づいて現在地周辺の地図等、交通情報、予め設定した目的地に向けてガイドする案内情報等が表示されるＬＣＤ等のディスプレイ（表示部）１６１を備え、カーナビゲーションの他、テレビジョン放送やＤＶＤの視聴等が行えるようになっている。

空調装置１７は、車室内の空調を行うもので、空気吹出口を有すると共に、設定温度、空気吹出口、風量等を選択するための複数のボタン（操作部）、ノブ（操作部）、ディスプレイ（表示部）等を正面パネル（操作パネルとも言う。）に有している。このボタン、ノブ及びディスプレイには、後述する照明部が設けられている。

（照明装置の構成）
図３は、本発明の実施の形態に係る照明装置のブロック図である。照明装置１００は、メモリ５０を有するＥＣＵ（制御部）５と、上記したカメラ３、カーナビ用照明部１６０と、空調用照明部１７０とにより構成されている。

メモリ５０は、上記プログラムを格納すると共に、カメラ３からの撮像データを一時的に保存する半導体メモリ等からなる記憶媒体である。更に、メモリ５０は、運転席の乗員２の視点から見たインストルメントパネル１４に設置されている各機器の配置を示すパターン図、及び各機器に対する乗員２の顔の向きと視線に関するデータ（テーブル）が参照用データとして格納している。

ＥＣＵ５は、例えば、ＣＰＵを主体に構成された１チップＬＳＩのマイクロプロセッサであり、メモリ５０に格納されたプログラムにより動作する構成になっている。ＥＣＵ５には、カメラ３、ライト４、照度センサ６、カーナビゲーション装置１６、空調装置１７、キースイッチ１８、カーナビ用照明部１６０及び空調用照明部１７０が接続されている。キースイッチ１８には、車両１の全体における電源となるバッテリー１９が接続されている。なお、ＥＣＵ５は、ここでは、照明装置１００の制御のみを行うものとしているが、ＥＣＵ５が車両１の全体を制御するメインＥＣＵ（図示せず）であってもよい。

照度センサ６は、車外の明るさを検出するもので、例えば、ＧａＰフォトダイオード、ＧａＡｓＰフォトダイオード等からなり、その検出結果は、車両１が夜間、トンネル内等の状況下にあることを判定するためのデータとして用いられる。

キースイッチ１８は、キーシリンダ（図示せず）へのキーの挿入及び回転操作によって、ＯＮ、ＡＣＣ、ＩＧ等のポジションを選択できる構成を有し、ＯＦＦ以外のポジションにおいてバッテリー１９からＥＣＵ５、各機器、図示しないエンジン点火装置、ライト類等に電源供給が行われる。なお、車両１が電子キーシステムを採用している場合、キーシリンダに代えて、エンジンスイッチが搭載され、これによりキースイッチ１８と同等の制御が行われる。

（カーナビ用照明部及び空調用照明部の構成）
カーナビ用照明部１６０は、カーナビゲーション装置１６の正面パネルに設けられたボタン、ノブ、スイッチ、ディスプレイ１６１等を個別に照明する複数の光源（ＬＥＤ等）からなり、正面パネルの裏側等に設けられている。カーナビ用照明部１６０は、カーナビゲーション装置１６内に設けられているが、カーナビゲーション装置１６の本体の制御とは別個に制御される。

カーナビ用照明部１６０は、夜間等に機器の存在場所を容易に認識できるレベルの明るさで、かつ、乗員２が機器を注視していないときの照明である「通常照明」と、乗員２の視線が注視されたときの明るさである「輝度アップ照明」との２段階に切り換えられるように構成されている。ここで、「通常照明」とは、自動車製造メーカや機器製造メーカが、機器の照明に最適であるとしていた従来の輝度レベルを言う。

空調用照明部１７０は、カーナビ用照明部１６０と同様に、空調装置１７の正面パネルに設けられたボタン、ノブ、スイッチ及びディスプレイを個別に照明する複数の光源（ＬＥＤ等）からなり、正面パネルの裏面等に設けられている。空調用照明部１７０は、空調装置１７内に設けられているが、空調装置１７の本体の制御とは別個に制御される。また、空調用照明部１７０は、カーナビ用照明部１６０と同様に、「通常照明」と「輝度アップ照明」との２段階に輝度が変えられるように構成されている。

（照明装置の動作）
図４は、本発明の実施の形態に係る照明装置の制御を示すフローチャート、図５は、運転席に着席した乗員の顔及び視線の状態を示し、（ａ）は乗員が走行運転中の図、（ｂ）は乗員が車載機器を注視しているときの図、図６は、乗員の視線の動きを説明する図である。なお、図４に示す処理は、図３に示すＥＣＵ５によって実行される。

まず、車両１が、「ＯＮ」、「ＡＣＣ」、「ＩＧ」等の「ＯＦＦ」以外のポジションにあり、ＥＣＵ５に電源が印加されているとき、ＥＣＵ５は、車両１が夜間、地下道内、トンネル内等で車外が暗い状況下にあるか否か、即ち、機器を照明する「点灯モード」か否かを一定時間（例えば、０．１秒）毎に判定する（Ｓ４０１）。この判定には、照度センサ６の測定結果を用いているが、スモールランプ等のランプスイッチの出力を用いてもよいし、照度センサ６とランプスイッチの併用であってもよい。

ＥＣＵ５は、「点灯モード」でないことが判定された場合（Ｓ４０１：Ｎｏ）、所定時間が経過後に再度「点灯モード」を判定する（Ｓ４１２）。また、「点灯モード」が判定された場合（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５は、カーナビ用照明部１６０及び空調用照明部１７０を通常の明るさで照明（「通常照明」）する（Ｓ４０２）。

次に、ＥＣＵ５は、カメラ３及びライト４を起動し、カメラ３によって乗員２の顔を撮影する（Ｓ４０４）。カメラ３による撮像データは、ＥＣＵ５に取り込まれ、メモリ５０に保存される。

乗員２の顔は、車両１の運転中、殆どの場合、図５（ａ）に示すように正面方向を向いている。しかし、機器の操作を行おうとする時には、図５（ｂ）に示すように、操作対象の機器の方に顔が向き、視線２０も当該機器の方を向くようになる。そこで、ＥＣＵ５は、メモリ５０から撮像データを読み出し、乗員２の顔の向きや視線２０を計測する（Ｓ４０４）。更に、乗員２の視線２０の動きに対し、メモリ５０に記憶されている参照用データを基に最終的な注視点を推定する（Ｓ４０５）。

この注視点の推定について、図６を参照して説明する。なお、ここでは、左目について示しているが、右目についても同様である。乗員２の目２１が道路等を見ているとき、その視線２０は視線方向ｅ１にある。この状態から、乗員２が顔をＡ方向（左方向）に回転すると、視線方向は、ｅ１から、ｅ２、ｅ３、ｅ４へと変化する。ここで、ｅ１からｅ２までに時間ｔ１、ｅ２からｅ３までに時間ｔ２、ｅ３からｅ４までに時間ｔ３を要したとし、このとき、ｅ１からｅ２までが角度θ１、ｅ２からｅ３までが角度θ２、ｅ３からｅ４までが角度θ３であったとする。

また、視線２０は、一旦動き始めれば、その方向に直線的に一定速度で移動し、途中で方向や速度が変更されることは少ないと考えられる。そこで、視線２０が角度θ１を動くのに時間ｔ１を要した場合、視線方向ｅ２から（ｔ１×２）秒後が視線方向ｅ２からｅ４までに要する時間になる。従って、時間ｔ１の時点で、（ｔ１×２＝ｔ２＋ｔ３）秒後が、カーナビゲーション装置１６に注視点の到達する時間と推定される。

そこで、時間ｔ１の時点で、視線２０の移動方向についてメモリ５０に記憶されている参照用データのテーブルを参照し、ｔ１×２秒後の視線方向ｅ４上に機器が存在するというデータがあれば、ＥＣＵ５は、メモリ５０のテーブルを参照し、（θ１＋θ２＋θ３）の角度範囲の視線方向上に機器が存在していれば、機器の存在を判定することができる（Ｓ４０６）。

乗員２の顔や視線の移動速度等によっては、角度θ１で推定を完了できない場合が生じるが、この様な場合、角度θ１以後の任意の時点で推定を行う。なお、視線方向ｅ１からｅ４に至る方向上に機器が存在しないと判定された場合（Ｓ４０６：Ｎｏ）、処理はステップＳ４０１に戻され、以降の処理が繰り返し実行される。

図６に示した視線変化の場合、（ｔ１×２）秒後の視線方向ｅ４上にカーナビゲーション装置１６が存在するため、機器有りが判定される（Ｓ４０６：Ｙｅｓ）。更に、ステップＳ４０６で判定された機器が、メモリ５０の参照データからカーナビゲーション装置１６であることが特定される（Ｓ４０７）。

なお、機器の特定において、対象の機器の面積が小さい場合、その周辺への視線２０に対してであっても、設定したエリア内に視線２０が向いていれば、エリア内に対象機器が存在すると見なして処理をする。

特定された機器がカーナビゲーション装置１６であるので、ＥＣＵ５は、カーナビゲーション装置１６のカーナビ用照明部１６０を制御し、カーナビ用照明部１６０の照明を「通常照明」から「輝度アップ照明」に変更する（Ｓ４０８）。この照明状態は、乗員２の視線２０が変更されるまで継続される。乗員２は、照明されたノブ等を操作し、カーナビゲーション装置１６の電源ＯＮ／ＯＦＦ、各種の設定等を行う。この入力操作に対し、ＥＣＵ５は、入力操作に応じた制御を実行する。

乗員２によるカーナビゲーション装置１６の操作が終了すると、例えば、乗員２の顔は、図５（ｂ）の状態から図５（ａ）の状態に戻される。この変化は、ステップＳ４０８の実行後、カメラ３及びライト４を起動し、カメラ３で乗員を再度撮影し（Ｓ４０９）、その撮像画像から上記ステップＳ４０５で説明したと同様の処理を実行し、顔の向きの変化や視線２０の方向の変化の有無を判定する（Ｓ４１０）。

乗員２の顔の向きや視線２０に変化が生じた場合（Ｓ４１０：Ｙｅｓ）、照明を明るくする必要がないので、ＥＣＵ５は、カーナビゲーション装置１６の照明を、「輝度アップ照明」から「通常照明」に減光する（Ｓ４１１）。この制御は、ステップＳ４１０において「Ｙｅｓ」の判定結果が出た後の所定時間後（例えば、数秒後）に実行し、乗員２の視線が機器から外れない内に照明が変化することによる乗員２の違和感を無くすようにする。なお、乗員２の顔の向きや視線２０に変化が無い、つまり視線２０の注視状態が継続されていることが判定された場合（Ｓ４１０：Ｎｏ）、ＥＣＵ５は、処理をステップＳ４０８へ戻し、「輝度アップ照明」の制御を続行すると共に、顔の向きや視線２０の変化の有無を撮像データに基づいて監視する。

（実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）従来のように、視線２０が目標の機器を注視してから輝度変更するのではなく、乗員２の顔の向き及び視線２０を計測後（Ｓ４０４）、注視点を視線２０の追跡からではなく、視線２０の移動中に演算によって機器に対する注視点を推定し（Ｓ４０５）、視線２０が機器に達する時点では輝度変更が完了している状態にすることができるので、オンデマンド型の照明を実現できると共に、乗員２の視線２０の動きに合わせてカーナビ用照明部１６０、空調用照明部１７０の輝度変更を円滑に行うことができる。
（２）夜間、地下道、トンネル内等で車外が暗い「点灯モード」にあるとき、カメラ３で撮影したデータから、ＥＣＵ５によって乗員２の顔の向きや視線２０を計測し、視線２０の先にあるカーナビゲーション装置１６や空調装置１７を特定し、特定した照明部のみの輝度を上げる制御を行うことにより、照明部の消費電力を低減することができる。
（３）乗員２の顔の向きや視線２０に変化が生じたとき、ＥＣＵ５によって「輝度アップ照明」が数秒程度継続されるので、乗員２の視野内に制御対象の機器（カーナビゲーション装置１６又は空調装置１７）が入っていても、乗員２の視野に機器が存在する間に照明が暗くなることによる違和感を無くすことができる。

上記実施の形態においては、カーナビ用照明部１６０及び空調用照明部１７０は、「通常照明」と「輝度アップ照明」の２段階としたが、例えば、「消灯」と「点灯」の２段階であってもよいし、「通常照明」と「通常照明」よりも暗い「減光照明」との２段階であってもよい。この様な制御により、カーナビ用照明部１６０、空調用照明部１７０による消費電力を更に低減することができる。また、車外の明るさに応じて３段階以上に切り換える構成であってもよい。

また、カメラ３は、ルームミラー１１に取り付けるものとしたが、他の場所、例えば、フロントガラスと天井部の境界部、インストルメントパネル１４等であってもよい。

また、車両１に搭載の機器は、カーナビゲーション装置１６と空調装置１７の２つとしたが、搭載機器の数、種類等に何ら制限はなく、本発明は、正面パネルに照明部を備えた機器の全てに適用可能である。

また、ステップＳ４０５の推定方法は、上記した方法に限定されるものではなく、注視点が定まる前に迅速に注視点を決定できるなら、どのような方法であってもよい。

更に、車両１は、乗用車であるとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、トラック、商用車等に対しても本発明を適用可能である。

図１は、本発明の実施の形態に係る照明装置が適用された車両を示し、（ａ）は車両の平面図、（ｂ）は車両の側面図である。 図２は、図１の車両の室内の前部を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る照明装置のブロック図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る照明装置の制御を示すフローチャートである。 図５は、運転席に着席した乗員の顔及び視線の状態を示し、（ａ）は乗員が走行運転中の図、（ｂ）は乗員が車載機器を注視しているときの図である。 図６は、乗員の視線の動きを説明する図である。

符号の説明

１…車両、２…乗員、３…カメラ、４…ライト、５…ＥＣＵ、６…照度センサ、１０…車両本体、１１…ルームミラー、１２…運転席、１３…助手席、１４…インストルメントパネル、１５…計器盤、１６…カーナビゲーション装置、１７…空調装置、１８…キースイッチ、１９…バッテリー、２０…視線、２１…目、５０…メモリ、１００…照明装置、１６０…カーナビ用照明部、１６１…ディスプレイ、１７０…空調用照明部

Claims (3)

1. 乗員によって操作されると共に車両に搭載された機器に設けられ、前記機器の操作部及び表示部を照明する照明部と、
   前記乗員の顔を視野範囲にして前記車両の車室内に設置されたカメラと、
   前記乗員の顔を所定のタイミングで前記カメラにより撮影し、前記乗員の視線が動いている過程で前記視線の最終的な注視点を推定し、この推定に基づいて前記注視点にある機器を特定し、該機器に前記視線が注視されている間、前記特定された機器の前記照明部の輝度を上げる制御を行う制御部と、
   を備えたことを特徴とする照明装置。
2. 前記照明部は、前記操作部がボタン、ノブを含むことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記制御部は、前記照明部の輝度を上げる制御を、前記乗員の前記視線が前記特定された機器から外れた後も所定時間継続することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。

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