JP2017013515A - Light projection device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車室内の乗員を撮像するカメラ用の照明として、赤外光を照射する投光装置に関するものである。 The present invention relates to a projector that irradiates infrared light as illumination for a camera that captures an occupant in a passenger compartment.
近年、自動車等の移動体において、運転者の居眠りおよび脇見などの不安全行動を検知し、警告または自動ブレーキなどの制動を行うシステムが提案されている。このシステムでは、日光などの車外からの外乱に影響されることなく運転者の映像を取得するために、運転者に近赤外光(IR光)を照射して近赤外カメラで撮像する手法を用いることが一般的である(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art In recent years, a system has been proposed that detects unsafe behavior such as a driver's drowsiness and looking aside in a moving body such as an automobile and performs braking such as warning or automatic braking. In this system, in order to acquire a driver's image without being affected by external disturbances such as sunlight, a method of irradiating the driver with near infrared light (IR light) and imaging with a near infrared camera Is generally used (see, for example, Patent Document 1).
上記の近赤外光は、運転者を広範囲かつ均一に照らすことが望ましい。しかし、車室内の光源の設置スペースは限られており、設置場所の確保が難しい。
そこで、例えば上記特許文献1では、車速およびエンジン回転数等の計測値を指示する指針等をメータ画像として表示する液晶表示装置のバックライトに近赤外光源を埋め込み、バックライトからの近赤外光を導光板で拡散し、近赤外光を通過させる特殊なカラーフィルタを介して出射することが提案されている。この構成の場合、特殊なカラーフィルタを用いるために価格が高くなるという課題があった。
It is desirable that the near infrared light illuminates the driver in a wide range and uniformly. However, the installation space for the light source in the passenger compartment is limited, and it is difficult to ensure the installation location.
Therefore, for example, in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、広範囲かつ均一に照らす投光装置を、低コストで実現することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to realize a light projecting device that illuminates a wide range and uniformly at a low cost.
この発明に係る投光装置は、車室内に設置された表示装置の表示面を保護する保護板と、保護板に赤外光を入射する光源部と、光源部の発光を制御し、光源部からの赤外光を保護板で導光させ車室内へ照射する発光制御部とを備えるものである。 A light projecting device according to the present invention includes a protective plate that protects a display surface of a display device installed in a vehicle interior, a light source unit that makes infrared light incident on the protective plate, and controls light emission of the light source unit. And a light emission control unit for guiding the infrared light from the protective plate to irradiate the vehicle interior.
この発明によれば、表示装置の保護板を赤外光の導光板として利用するようにしたので、車室内を広範囲かつ均一に照らす投光装置を、低コストで実現することができる。また、表示装置の保護板を赤外光の導光板として利用するので、新たに導光板を設置するスペースも必要ない。 According to the present invention, since the protective plate of the display device is used as an infrared light guide plate, it is possible to realize a light projector that illuminates the vehicle interior in a wide range and uniformly. Further, since the protective plate of the display device is used as an infrared light guide plate, a space for newly installing the light guide plate is not required.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る投光装置10を用いたドライバセンシングシステムの概要を示す図である。図2は、このドライバセンシングシステムの構成例を示すブロック図である。
ドライバセンシングシステムは、車室内1において運転席前方のダッシュボード3側から運転者2へ向けてIR光を照射する投光装置10と、運転者2に反射したIR光を撮像するIRカメラ5と、IRカメラ5が撮像した画像を処理して運転者2の顔の向きまたは瞬きなどを認識し、脇見または居眠りといった運転者2の状態を推定する画像処理装置6とを備えている。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a driver sensing system using a
The driver sensing system includes a
実施の形態1に係る投光装置10は、運転者2の前方のダッシュボード3に設置されたメータディスプレイ4の表示面を保護する保護板11を、IR光源部12のための導光板として用いる。メータディスプレイ4は、車速およびエンジン回転数等の計測値を指示する指針等をメータ画像として表示する液晶表示装置である。このメータディスプレイ4の保護板11の縁にIR光源部12を設置し、IR光源部12が発するIR光を保護板11で散乱させ、運転者2に向けて広範囲かつ均一に照射する。図1においては、IR光源部12からのIR光を実線の矢印で示す。
The
既存の保護板11を導光板として利用するので、IR光源部12および導光板を設置するスペースを確保する必要がない。また、保護板11から均一な光を照射するので、運転者2の目に優しい。さらに、従来のようにメータディスプレイ4にIR光源およびカラーフィルタを追加する必要がなく、保護板11を工夫するだけでよいため、開発費が安価である。加えて、車室内1にドライバセンシングシステムを後付けする場合の加工が容易であり、安価である。
Since the existing
以下、実施の形態1に係る投光装置10を用いたドライバセンシングシステムの具体例を説明する。
図2に示すように、投光装置10は、保護板11、IR光源部12、および発光制御部13を備えている。
保護板11は、メータディスプレイ4の表示面を保護する樹脂またはガラスの板である。
発光制御部13は、IR光源部12の発光のオンとオフの切り替え、およびIR光の強さの制御などを行う発光制御信号を、IR光源部12へ出力する。
IR光源部12は、発光制御部13からの発光制御信号に基づき、IR光を発する。IR光源部12は、保護板11の上下左右のどの方向の縁に設置されてもよい。このIR光源部12は、例えばIR光を発するLED、EL(Electroluminescence)、またはハロゲンランプなど、IR光を発する光源であれば何でもよい。
Hereinafter, a specific example of a driver sensing system using the
As shown in FIG. 2, the
The
The light
The IR
IRカメラ5は、運転者2の前方に設置され、運転者2の顔または上半身を撮像する撮像装置である。IRカメラ5は、撮像した運転者2の画像を画像処理装置6へ送信する。なお、IRカメラ5は、メータディスプレイ4の中央下部または上部に設置されてもよいし、センタコンソールまたはルームミラー付近に設置されてもよい。
このIRカメラ5は、レンズ51、IR透過フィルタ52、および撮像素子53を備えている。
The
The
レンズ51は、運転者2だけを撮像する画角50〜90度付近のものでもよいし、運転者2に加えて助手席または後部座席に座る乗員も撮像可能な広角レンズ(例えば、100度以上)のものを用いてもよい。
IR透過フィルタ52は、日光等の外乱を減らすために可視光波長をカットし、投光装置10から照射されるIR光の波長のみを通すバンドパスフィルタである。IR透過フィルタ52はレンズ型を用いてもよいし、フィルム型を用いてもよい。また、レンズ51、IR透過フィルタ52、撮像素子53の順に配置してもよいし、IR透過フィルタ52、レンズ51、撮像素子53の順に配置してもよい。
撮像素子53は、入射する光を電気信号に変換する素子であり、CMOS(Complementary Metal−Oxide−Semiconductor)またはCCD(Charge Coupled Device)等が一般的である。
The
The
The
画像処理装置6は、IRカメラ5が撮像した運転者2の画像を受信して認識処理し、運転者2の顔の位置、顔の向き、視線の向き、目の開閉度、瞬きの頻度、口の開閉度、ジェスチャなどといった物理情報を検出する。画像処理装置6は、検出した物理情報から、脇見状態または居眠り状態などの運転者2の状態を推定する。
また、画像処理装置6は、IRカメラ5が撮像した画像の明るさを検出し、明るさ情報として発光制御部13に送信する。発光制御部13は、画像処理装置6からの明るさ情報に基づいてIR光の強さを調整するなどして、より適切な発光制御を行う。
The
Further, the
次に、保護板11の詳細な構成を説明する。
図3は、保護板11の構成例を示すブロック図である。図4は、投光装置10のうち、保護板11とIR光源部12からなる構造部分の概要を示す断面図である。IR光源部12は、保護板11の縁からIR光を入射するように、設置される。保護板11は、IR光源部12からのIR光を散乱して照射するIR光照射部11aと、メータディスプレイ4からの可視光を透過させる可視光透過部11bとを有している。
Next, a detailed configuration of the
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the
IR光照射部11aは、保護板11の一部の表面に加工を施した領域である。このIR光照射部11aは、IR光源部12が設置された保護板11の縁から入射したIR光を導光し、散乱して均一にし、運転者2へ照射する。また、IR光照射部11aにおいては、メータディスプレイ4からの可視光が透過する。
IR光照射部11aの加工とは、縁から入射したIR光が散乱するように、表面の反射傾向を変える加工であり、例えば表面が粗面なドット11cを印刷する方式、レーザ波で表面を傷つける方式、または型材にアクリル樹脂を流し込んで保護板11を成形する際に表面に凹凸を形成する方式などがある。保護板11においてドット11cのパターン等を形成する面は、メータディスプレイ4側のみでもよいし、運転者2側のみでもよいし、両方でもよい。
The IR
The processing of the IR
可視光透過部11bは、保護板11の表面にドット11cのパターン等が形成されていない領域である。この可視光透過部11bは、IR光源部12からのIR光を導光するが、散乱はしないので、可視光透過部11bから運転者2へIR光は照射されない。メータディスプレイ4からの可視光は、可視光透過部11bを透過して運転者2へ照射される。
The visible
図5は、投光装置10を組み込んだメータディスプレイ4の一例を示す正面図であり、運転者2から見た表示面である。メータディスプレイ4と運転者2との間には、保護板11が設置され、この保護板11の下側の縁にIR光源部12が設置される。IR光源部12として、例えば複数個のIR−LEDが、保護板11の下側の縁に沿ってアレイ状に並べて配置されている。図5ではIR光源部12が見えているが、実際にはダッシュボード3の内部に設置され、運転者2からIR光源部12は見えない。なお、上述したように、IR光源部12は保護板11の縁であれば、下側に限らず、上側、左側または右側に設置されていてもよい。
FIG. 5 is a front view illustrating an example of the meter display 4 in which the
メータディスプレイ4は、例えば車速を示すメータ画像、エンジン回転数を示すメータ画像、またはシフトポジションを示す画像などの表示物41〜45を表示する。
IR光照射部11aは、IR光を散乱するための加工により半透明となることから、メータディスプレイ4の表示物41〜45がない領域に配置することが望ましい。図4の例では、メータディスプレイ4のうちの表示物41〜45がない上半分を、広くIR光照射部11aとして使用している。これにより、IR光を広範囲に照射することができる。また、図4の例では、IR光照射部11aが連続した1つの領域になっているが、複数の領域に分かれていてもよい。
The meter display 4 displays display objects 41 to 45 such as a meter image indicating a vehicle speed, a meter image indicating an engine speed, or an image indicating a shift position.
Since the IR
一方、可視光透過部11bは、IR光を照射せず、メータディスプレイ4の表示物の可視光をそのまま透過する領域である。そのため、メータディスプレイ4の表示物41〜45がある領域に配置することが望ましい。一般的に、メータディスプレイ4においては表示物41〜45がない領域に比べて表示物41〜45がある領域の方が広いため、IR光照射部11aの面積に比べて可視光透過部11bの面積の方が大きくなる。
On the other hand, the visible
このように、保護板11に、IR光照射部11aと可視光透過部11bの2種類の領域を設けることで、メータディスプレイ4の表示を損なうことなく、IR光を運転者2へ、広範囲かつ均一に照射することができる。
In this way, by providing the
次に、図6を用いて、投光装置10のハードウエア構成例を説明する。
投光装置10における発光制御部13の機能は、処理回路100により実現される。即ち、発光制御部13は、IR光源部12の発光を制御するための処理回路100を備える。処理回路100は、図6(a)に示すように専用のハードウエアであってもよいし、図6(b)に示すようにメモリ102に格納されているプログラムを実行するプロセッサ101であってもよい。
IR光源部12は、1個以上のIR−LED12aと、このIR−LED12aを駆動するための駆動回路12bとを備えている。駆動回路12bは、処理回路100またはプロセッサ101から送信される発光制御信号に基づき、IR−LED12aに印加する電圧およびIR−LED12aを発光するタイミングを制御する。
Next, a hardware configuration example of the light projecting
The function of the light
The IR
図6(a)に示すように、処理回路100が専用のハードウエアである場合、処理回路100は、例えば単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field−Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。発光制御部13の機能を複数の処理回路100で実現してもよいし、まとめて1つの処理回路100で実現してもよい。
As shown in FIG. 6A, when the
図6(b)に示すように、処理回路100がプロセッサ101である場合、発光制御部13の機能は、ソフトウエア、ファームウエア、またはソフトウエアとファームウエアとの組み合わせにより実現される。ソフトウエアまたはファームウエアはプログラムとして記述され、メモリ102に格納される。プロセッサ101は、メモリ102に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、発光制御部13の機能を実現する。即ち、発光制御部13は、プロセッサ101により実行されるときに、IR光源部12の発光を制御する処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ102を備える。また、このプログラムは、発光制御部13の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
As shown in FIG. 6B, when the
ここで、プロセッサ101とは、例えば、CPU(Central Processing Unit)、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはDSP(Digital Signal Processor)などのことである。
メモリ102は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(Electrically EPROM)等の不揮発性または揮発性の半導体メモリであってもよいし、ハードディスク、フレキシブルディスク等の磁気ディスクであってもよいし、ミニディスク、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等の光ディスクであってもよい。
Here, the
The
なお、発光制御部13の機能について、一部を専用のハードウエアで実現し、一部をソフトウエアまたはファームウエアで実現するようにしてもよい。このように、発光制御部13は、ハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
Note that a part of the functions of the light
次に、図7を用いて、ドライバセンシングシステムの動作例を説明する。
ドライバセンシングシステムが起動すると、投光装置10、IRカメラ5および画像処理装置6が起動し、投光装置10の発光制御部13からIR光源部12へ発光制御信号を出力する(ステップST1)。
なお、ドライバセンシングシステムの起動のタイミングは、車両のイグニッションキーがオンになったタイミングでもよいし、変速機のギアがD(ドライブ)レンジに変更されたタイミングでもよい。
このときの発光制御信号は、IR光源部12の発光をオフからオンへ切り替える指示、およびIR光の強さに対応する電圧値またはパラメータ等を含む。発光制御部13は、起動した直後は、IR光の強さとして初期設定値を用いればよい。
Next, an operation example of the driver sensing system will be described with reference to FIG.
When the driver sensing system is activated, the
It should be noted that the start timing of the driver sensing system may be the timing when the ignition key of the vehicle is turned on, or the timing when the gear of the transmission is changed to the D (drive) range.
The light emission control signal at this time includes an instruction to switch the light emission of the IR
IR光源部12は、発光制御部13からの発光制御信号を受信し、この発光制御信号に基づきIR光を発する(ステップST2)。IR光源部12が発したIR光は、保護板11の縁から入射され、IR光照射部11aで散乱されて運転者2へ照射される。
The IR
IRカメラ5は、IR光が照射された運転者2を撮像し、画像を画像処理装置6へ送信する(ステップST3)。
The
画像処理装置6は、IRカメラ5からの撮像画像を受信し、この撮像画像から運転者2の顔の位置、顔の向き、視線の向き、目の開閉度、瞬きの頻度、口の開閉度、ジェスチャなどといった物理情報を検出する(ステップST4)。
The
また、画像処理装置6は、検出した物理情報から、脇見状態または居眠り状態などの運転者2の状態を推定する(ステップST5)。なお、画像処理装置6は、運転者2の状態を、撮像画像から検出した物理情報のみを用いて推定してもよいし、この物理情報とCAN(Controller Area Network)などの車載ネットワークを通じて得られる車両情報とを用いて推定してもよい。車両情報とは、例えば、車速、ブレーキの操作量、ギアのポジション、またはハンドルの舵角などである。また、画像処理装置6は、運転者2のシートベルト着用状態などを推定してもよい。
さらに、画像処理装置6は、運転者2だけでなく、助手席または後部座席に座る乗員について、上記のような物理情報を検出して状態を推定してもよい。また、画像処理装置6は、撮像画像から助手席または後部座席に座る乗員が大人か子供かを推定して、例えば起動するエアバックを大人用と子供用とで切り替える際にその推定結果を使用するといったことも可能である。
Further, the
Further, the
また、画像処理装置6は、IRカメラ5からの撮像画像の明るさを検出し、明るさ情報を生成して、投光装置10の発光制御部13へ送信する(ステップST6)。明るさ情報は、例えば撮像画像の輝度値である。
Further, the
発光制御部13は、画像処理装置6からの明るさ情報を受信し、この明るさ情報に応じてIR光源部12から発するIR光の強さの調整量を算出し、調整量に応じて発光制御信号に含まれる電圧値またはパラメータ等を変更する(ステップST7)。発光制御部13は、例えば、予め定められた基準輝度値よりも画像処理装置6から明るさ情報として通知された輝度値が低い場合、運転者2へ照射するIR光を強くするために、IR光の強さに対応する電圧値またはパラメータ等を大きくした発光制御信号を生成する。反対に、予め定められた基準輝度値よりも画像処理装置6から明るさ情報として通知された輝度値が高い場合、発光制御部13は、運転者2へ照射するIR光を弱くするために、電圧値またはパラメータ等を小さくした発光制御信号を生成する。
The light
発光制御部13は、ステップST7にて発光制御信号を生成すると、ステップST1へ戻り、発光制御信号をIR光源部12へ出力する。
ドライバセンシングシステムは、以上のステップST1〜ST7の処理を繰り返し行い、車両のイグニッションキーがオフになると、または変速機のギアがP(パーキング)レンジ等に変更されると、起動を停止する。
When generating the light emission control signal in step ST7, the light
The driver sensing system repeats the processes of steps ST1 to ST7 described above, and stops the activation when the ignition key of the vehicle is turned off or when the gear of the transmission is changed to a P (parking) range or the like.
以上より、実施の形態1によれば、投光装置10は、車室内1に設置されたメータディスプレイ4の表示面を保護する保護板11と、保護板11にIR光を入射するIR光源部12と、IR光源部12の発光を制御し、IR光源部12からのIR光を保護板11で導光させ車室内1へ照射する発光制御部13とを備える構成にしたので、車室内1を広範囲かつ均一に照らす投光装置10を、低コストで実現することができる。また、メータディスプレイ4の保護板11をIR光の導光板として利用するので、新たに導光板を設置するスペースも必要ない。
As described above, according to the first embodiment, the
実施の形態2.
図8は、この発明の実施の形態2に係る投光装置10の保護板11の構成例を示すブロック図である。保護板11は、IR光照射部11aと可視光透過部11bとを有しており、IR光照射部11aは、さらに第1のIR光照射部11a−1と第2のIR光照射部11a−2とに分かれる。
なお、実施の形態2に係る投光装置10およびドライバセンシングシステムの構成は、保護板11以外、上記実施の形態1と同じ構成であるため、説明を省略し、図1および図2を援用する。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of the
In addition, since the structure of the
第1のIR光照射部11a−1は、IR光を広範囲に照射するように、表面が粗面なドット11c等を形成した領域である。ここでは、第1のIR光照射部11a−1を無指向性とする。
The first IR
対して、第2のIR光照射部11a−2は、保護板11の縁から入射したIR光を特定の方向にのみ照射する領域である。第2のIR光照射部11a−2の指向性は、どの程度の強さでもよいが、少なくとも第1のIR光照射部11a−1より強いものとする。
例えば、図9(a)に示すように、保護板11の表面の形状加工により指向性を強めてもよい。図9(a)では、表面が鏡面のドット11dを保護板11の表面に印刷し、IR光の反射方向を調整することで指向性を実現している。
あるいは、図9(b)に示すように、保護板11とIR光源部12との間にプリズム11eを設置して、プリズム11eからの出射方向を調整することで指向性を実現してもよい。図9(b)の構成例では、プリズム11eが第2のIR光照射部11a−2になる。
On the other hand, the 2nd IR
For example, as shown in FIG. 9A, the directivity may be increased by processing the shape of the surface of the
Alternatively, as shown in FIG. 9B, the directivity may be realized by installing a
図10は、実施の形態2に係る投光装置10を組み込んだメータディスプレイ4の一例を示す正面図であり、運転者2から見た表示面である。保護板11には、第1のIR光照射部11a−1と、第2のIR光照射部11a−2と、可視光透過部11bが存在する。図10の例では、第1のIR光照射部11a−1が連続した1つの領域になっているが、複数の領域に分かれていてもよい。また、図10の例では、第2のIR光照射部11a−2が左右に2つの領域に分かれて、第2のIR光照射部11a−2Lと第2のIR光照射部11a−2Rになっているが、連続した1つの領域になっていてもよい。例えば、第2のIR光照射部11a−2Lから照射された指向性の強いIR光は、運転者2を左側から照らし、第2のIR光照射部11a−2Rから照射された指向性の強いIR光は、運転者2を右側から照らす。
FIG. 10 is a front view illustrating an example of the meter display 4 in which the
第1のIR光照射部11a−1は、運転者2を広範囲に照らすIR光を照射する。照射範囲が広いため、運転者2の顔の位置が大きく移動しても、移動した運転者2にIR光を照射することができる。従って、運転者2の顔の位置が大きく移動しても、画像処理装置6において運転者2の顔等の検出が可能である。
The first IR
第2のIR光照射部11a−2は、指向性のあるIR光を照射する。これにより、運転者2の視線を検出する際の画像処理装置6による画像認識の精度を向上させることができる。視線検出には、例えば、角膜反射像を用いた角膜反射法と呼ばれる手法が一般的である。
The second IR
ここで、図11と図12を用いて角膜反射法を説明する。図11は、運転者2の眼球を上から見た図であり、図12(a)と図12(b)は、運転者2の眼球を正面から見た図である。角膜反射像とは、IR光を照らしてできる角膜上の反射像である。角膜反射法は、位置が変化しない角膜反射像を基準点とし、角膜反射像の位置に対する瞳孔の位置に基づいて、視線の向きを推定する手法である。
角膜反射法を用いる場合、角膜反射像の輪郭を明確にすると、角膜反射像の検出率および検出精度が上がるため、無指向性のIR光よりも指向性を持つIR光を用いるのが望ましい。
Here, the corneal reflection method will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. 11 is a view of the eyeball of the
When the corneal reflection method is used, if the outline of the corneal reflection image is clarified, the detection rate and detection accuracy of the corneal reflection image are increased. Therefore, it is desirable to use IR light having directivity rather than non-directional IR light.
また、発光制御部13が、IR光源部12の複数個のIR−LEDを個別に発光させることで、任意の発光パターンでIR光を照射させることが可能となる。例えば、図10では、保護板11の下側の縁に沿ってアレイ状に並べて配置されている複数個のIR−LEDを、3つのLEDグループ12−1,12−2,12−3に分け、発光制御部13がグループごとに発光を制御する。
Moreover, it becomes possible for the light
図10の構成例では、LEDグループ12−1が、第1のIR光照射部11a−1へIR光を入射する「第1の光源部」であり、LEDグループ12−2,12−3が、第2のIR光照射部11a−2へIR光を入射する「第2の光源部」である。
In the configuration example of FIG. 10, the LED group 12-1 is a “first light source unit” that makes IR light incident on the first IR
発光制御部13がLEDグループ12−1のIR−LEDを発光させ、残りのLEDグループ12−2,12−3のIR−LEDを消すと、第1のIR光照射部11a−1のみが無指向性のIR光を照射する。
発光制御部13がLEDグループ12−2のIR−LEDを発光させ、残りのLEDグループ12−1,12−3のIR−LEDを消すと、第2のIR光照射部11a−2Lのみが指向性を持つIR光を照射する。
発光制御部13がLEDグループ12−3のIR−LEDを発光させ、残りのLEDグループ12−1,12−2のIR−LEDを消すと、第2のIR光照射部11a−2Rのみが指向性を持つIR光を照射する。
When the
When the light
When the light
角膜反射法を用いる場合、指向性を持つIR光を照射する第2のIR光照射部11a−2を複数設けることで、複数の基準位置と瞳孔の位置、つまり複数の角膜反射像の位置と瞳孔の位置を比較することができる。そのため、視線検出の精度を向上可能である。
When the corneal reflection method is used, by providing a plurality of second IR
また、日光などのIR光を含む外乱光が車室内1に入ると、IR光源部12のIR光によりできた角膜反射像と、外乱光との違いを画像処理により判別することが困難であり、視線の誤検出が発生する。
そこで、画像処理装置6においてIR光源部12のIR光によりできた角膜反射像と外乱光との違いを判別できなかった場合などに、発光制御部13がIR光を照射する第2のIR光照射部11a−2L,11a−2Rを切り替えることにより、角膜反射像の位置を変更することができる。これにより、IR光源部12のIR光によりできた角膜反射像と外乱光とを判別可能となり、日光などの外乱に強い視線検出が可能である。
あるいは、発光制御部13が第2のIR光照射部11a−2の発光のオンとオフを切り替えることにより、角膜反射像を出現させたり消失させたりすることができる。これによっても、IR光源部12のIR光によりできた角膜反射像と外乱光とを判別可能となる。
Further, when disturbance light including IR light such as sunlight enters the
Therefore, in the case where the difference between the cornea reflection image formed by the IR light of the IR
Or the light
次に、図13を用いて、実施の形態2に係る投光装置10の動作例を説明する。図13に示すフローチャートは、実施の形態2に係る投光装置10が、上記実施の形態1において図7に示したステップST7で行う動作の詳細を示すものである。なお、実施の形態2の投光装置10は、ステップST1〜ST6では上記実施の形態1と同様の動作を行うので図示および説明を省略する。
Next, an operation example of the light projecting
発光制御部13は、図7で示したステップST1にて起動すると、まず、LEDグループ12−1のIR−LEDを発光させる発光制御信号、またはLEDグループ12−1,12−2,12−3のIR−LEDすべてを発光させる発光制御信号を、IR光源部12へ出力する。
その後、発光制御部13は、図7で示したステップST7と同様に、画像処理装置6からの明るさ情報を受信し、この明るさ情報に応じてIR光源部12から発するIR光の強さの調整量を算出し、調整量に応じて発光制御信号に含まれる電圧値またはパラメータ等を変更する(ステップST7−1)。
When the light
Thereafter, similarly to step ST7 shown in FIG. 7, the light
実施の形態2では、画像処理装置6が明るさ情報だけでなく、認識結果情報も送信することとする。画像処理装置6は、IRカメラ5が撮像した画像から運転者2の顔を検出できたか否かを示す認識結果情報を生成して、投光装置10の発光制御部13へ送信する。
In the second embodiment, the
発光制御部13は、画像処理装置6からの認識結果情報を受信して、画像処理装置6において運転者2の顔が検出されたか否かを判定する(ステップST7−2)。
画像処理装置6において運転者2の顔が検出されなかった場合(ステップST7−2“NO”)、発光制御部13は、LEDグループ12−1のIR−LEDを発光させる発光制御信号を生成する(ステップST7−3)。これにより、第1のIR光照射部11a−1から、無指向性のIR光が広範囲に照射される。従って、画像処理装置6において、運転者2の顔の位置を検出して、状態推定が可能となる。また、検出した顔の位置から、角膜反射像ができる位置を予測することができる。
なお、ステップST7−3において、発光制御部13は、LEDグループ12−1,12−2,12−3のIR−LEDすべてを発光させて、角膜反射法による視線検出を可能にしてもよい。
The light
When the face of the
In step ST7-3, the light
発光制御部13は、画像処理装置6において運転者2の顔が検出された場合(ステップST7−2“YES”)、LEDグループ12−2またはLEDグループ12−3の少なくとも一方を発光させる発光制御信号を生成する(ステップST7−4)。これにより、第2のIR光照射部11a−2Lまたは第2のIR光照射部11a−2Rの少なくとも一方から、指向性を持つIR光が照射される。従って、画像処理装置6において、輪郭が明確な角膜反射像から視線の向きを検出することができる。
The light
発光制御部13は、ステップST7−3またはステップST7−4の後、図7のステップST1へ戻り、ステップST1〜ST7の処理を繰り返し行う。これにより、発光制御部13は、予め定められた発光パターンに従って、まずLEDグループ12−1を発光させて第1のIR光照射部11a−1から無指向性のIR光を照射させた後、LEDグループ12−2,12−3を発光させて第2のIR光照射部11a−2から指向性を持つIR光を照射させることができる。
After step ST7-3 or step ST7-4, the light
なお、ステップST7−4において、発光制御部13は、画像処理装置6からの認識結果情報に基づいて、第2のIR光照射部11a−2Lまたは第2のIR光照射部11a−2RのどちらからIR光を照射するか、判定してもよい。
例えば、画像処理装置6が認識結果情報として、運転者2の顔を検出できたか否かだけでなく、IR光源部12のIR光によりできた角膜反射像と外乱光との違いを判別できたか否かも示す情報を生成して、投光装置10の発光制御部13へ送信する。
投光装置10の発光制御部13が、今回のステップST7−4において第2のIR光照射部11a−2Lから指向性を持つIR光を照射させるようにしたと仮定する。そして、画像処理装置6が、第2のIR光照射部11a−2Lから照射されたIR光による角膜反射像と外乱光との違いを判別できなかった場合、次回のステップST7−4において、発光制御部13は第2のIR光照射部11a−2Lからの照射をやめ、第2のIR光照射部11a−2Rから照射させるようにする。運転者2の目に映る外乱光の位置は変化しないが、第2のIR光照射部11a−2Lから第2のIR光照射部11a−2Rへ切り替えたことによりIR光による角膜反射像の位置は変化するため、画像処理装置6は正しい角膜反射像の位置を判別することができる。
In step ST7-4, the light
For example, whether or not the
It is assumed that the light
また、画像処理装置6が第2のIR光照射部11a−2からのIR光による角膜反射像と外乱光との違いを判別できなかった場合、発光制御部13は、例えばIR光源部12の発光を消して外乱光だけにし、画像処理装置6に外乱光の位置を判別させたのち、第2のIR光照射部11a−2からIR光を照射させて視線検出を可能にしてもよい。
When the
以上より、実施の形態2によれば、IR光照射部11aは、第1のIR光照射部11a−1と、この第1のIR光照射部11a−1より指向性が強い第2のIR光照射部11a−2とを有する構成にしたので、第1のIR光照射部11a−1から広範囲にIR光を照射することができ、運転者2の顔の位置が大きく変化しても、運転者2の状態推定が可能である。また、第2のIR光照射部11a−2から指向性を持つIR光を照射することができ、角膜反射像の輪郭が明確になり、視線検出の精度が向上する。
As described above, according to the second embodiment, the IR
また、実施の形態2によれば、IR光源部12は、第1のIR光照射部11a−1へIR光を入射するLEDグループ12−1と、第2のIR光照射部11a−2へIR光を入射するLEDグループ12−2,12−3とを有し、発光制御部13は、予め定められた発光パターンに従って、LEDグループ12−1を発光させて第1のIR光照射部11a−1からIR光を照射させた後、LEDグループ12−2,12−3を発光させて第2のIR光照射部11a−2からIR光を照射させる構成にしたので、運転者2の顔の位置が大きく変化して角膜反射像の位置を検出できなくなった場合に、まず広範囲にIR光を照射することにより、移動後の顔の位置を検出可能にし、角膜反射像ができる位置を予測可能にすることができる。
Further, according to the second embodiment, the IR
また、実施の形態2によれば、保護板11は、第2のIR光照射部11a−2を複数有し、IR光源部12は、複数の第2のIR光照射部11a−2へIR光を入射する複数のLEDグループを有し、発光制御部13は、予め定められた発光パターンに従って、複数のLEDグループ12−2,12−3の発光を切り替えることにより、IR光を照射する第2のIR光照射部11a−2L,11a−2Rを切り替える構成にしたので、角膜反射像と外乱光の判別が容易となり、画像処理装置6において直射日光などの外乱に強い視線検出を行うことができる。
Further, according to the second embodiment, the
なお、実施の形態1,2のドライバセンシングシステムを、車両の運転者2の撮影に用いたが、鉄道、船舶または航空機等を含む移動体の運転者の撮像に用いてもよい。
また、実施の形態1,2では、表示装置としてダッシュボード3に設置されたメータディスプレイ4を例示したが、センタコンソールに設置されたディスプレイなど、保護板に保護されている表示装置であれば何でもよい。
また、実施の形態1,2では、運転者2の撮像用の照明として、800nm〜950nmのIR光を発するIR光源部12を用いたが、IR光を含む赤外光を発する光源部を用いてもよい。
In addition, although the driver sensing system of
In the first and second embodiments, the meter display 4 installed on the dashboard 3 is exemplified as the display device. However, any display device protected by a protective plate such as a display installed on the center console may be used. Good.
In the first and second embodiments, the IR
なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、または各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of each embodiment, any component of each embodiment can be modified, or any component of each embodiment can be omitted.
1 車室内、2 運転者、3 ダッシュボード、4 メータディスプレイ(表示装置)、5 IRカメラ、6 画像処理装置、10 投光装置、11 保護板、11a IR光照射部(赤外光照射部)、11a−1 第1のIR光照射部(第1の赤外光照射部)、11a−2,11a−2L,11a−2R 第2のIR光照射部(第2の赤外光照射部)、11b 可視光透過部、11c,11d ドット、11e プリズム、12 IR光源部(光源部)、12a IR−LED、12b 駆動回路、12−1 LEDグループ(第1の光源部)、12−2,12−3 LEDグループ(第2の光源部)、13 発光制御部、41〜45 表示物、51 レンズ、52 IR透過フィルタ、53 撮像素子、100 処理回路、101 プロセッサ、102 メモリ。 1 vehicle interior, 2 driver, 3 dashboard, 4 meter display (display device), 5 IR camera, 6 image processing device, 10 projector, 11 protection plate, 11a IR light irradiation unit (infrared light irradiation unit) 11a-1 First IR light irradiation unit (first infrared light irradiation unit), 11a-2, 11a-2L, 11a-2R Second IR light irradiation unit (second infrared light irradiation unit) , 11b Visible light transmission part, 11c, 11d dots, 11e prism, 12 IR light source part (light source part), 12a IR-LED, 12b drive circuit, 12-1 LED group (first light source part), 12-2, 12-3 LED group (second light source unit), 13 light emission control unit, 41 to 45 display object, 51 lens, 52 IR transmission filter, 53 image sensor, 100 processing circuit, 101 processor, 102 meg Li.
Claims (10)
前記保護板に赤外光を入射する光源部と、
前記光源部の発光を制御し、前記光源部からの赤外光を前記保護板で導光させ前記車室内へ照射する発光制御部とを備える投光装置。 A protective plate for protecting the display surface of the display device installed in the passenger compartment;
A light source unit that makes infrared light incident on the protective plate;
A light projection device comprising: a light emission control unit that controls light emission of the light source unit, guides infrared light from the light source unit with the protective plate, and irradiates the vehicle interior.
前記発光制御部は、予め定められた発光パターンに従って前記第1の光源部および前記第2の光源部の発光を制御することを特徴とする請求項4記載の投光装置。 The light source unit includes a first light source unit that inputs infrared light to the first infrared light irradiation unit, and a second light source unit that inputs infrared light to the second infrared light irradiation unit. Have
The light projection device according to claim 4, wherein the light emission control unit controls light emission of the first light source unit and the second light source unit according to a predetermined light emission pattern.
前記光源部は、複数の前記第2の赤外光照射部へ赤外光を入射する複数の前記第2の光源部を有し、
前記発光制御部は、予め定められた発光パターンに従って、複数の前記第2の光源部の発光を切り替えることにより、赤外光を照射する前記第2の赤外光照射部を切り替えることを特徴とする請求項5記載の投光装置。 The protective plate has a plurality of the second infrared light irradiation sections,
The light source unit includes a plurality of the second light source units that make infrared light incident on the plurality of second infrared light irradiation units,
The light emission control unit switches the second infrared light irradiation unit that emits infrared light by switching light emission of a plurality of the second light source units according to a predetermined light emission pattern. The light projecting device according to claim 5.
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