JP2019062434A - イメージセンサーシステム - Google Patents

Abstract

【課題】イメージセンサーの受光面を有効活用することにより１つのイメージセンサーにより車両前方の走行環境の判定に必要な車両前方の走行環境の画像と車室内の運転者の運転状態の判定に必要な車室内の運転者の運転状態の画像の取得を可能にし、イメージセンサーシステムの低コスト化及び低重量化の実現を図ることを目的とする。
【解決手段】車両に備えられたイメージセンサーシステム１は、受光面１１ａに現れる被写体の像に係る画像データを取得するものであって、車両前方の走行環境に係る被写体の像が受光面１１ａに結像されるイメージセンサー１１と、受光面１１ａのうちの車両前方の走行環境の判定に用いる被写体の像が結像されない運転者状態受光領域１１ｅに車室内の運転者の運転状態に係る被写体の像を投影する鏡１５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に備えられ、車両前方の走行環境と車室内の運転者を撮像するイメージセンサーシステムに関する。

従来、車両前方の走行環境の画像を連続的に取得する前方カメラと、車室内に着座した運転者の顔画像を連続的に取得する車室カメラとを備え、前方カメラで連続的に取得した画像により車両前方の障害物（歩行者、車両等）の検知を行い、車室カメラで連続的に取得した運転者の顔画像により運転者の運転状態（脇見、居眠り、注意散漫等の有無等）の検知を行い、これらの検知結果を基に車両の運転者の運転操作を支援する運転操作補助装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１０−２４１３７０号公報（段落００１３−００１５、図１等）

しかしながら、特許文献１に記載された運転操作補助装置では、前方カメラと車室カメラの２つのカメラが必要であり、高コスト及び高重量を招くという問題が生じる。

ところで、一般に、前方カメラ１００では、図３に示すように、車両前方の走行環境に係る被写体からの光（被写体が発する光や被写体に反射した光）１３１がレンズ１１１によって屈折され、屈折した光１３２がイメージセンサー１１２の受光面１１２ａに到達し、イメージセンサー１１２により受光面１１２ａに到達した光に係る光電流が電気信号に変換され、マイコン１１３により電気信号が処理されて図４に一例を示す画像１５０が得られる。画像１５０は、車両の走行に関係し、障害物の検知に用いられる画像の領域（以下、「障害物検知画像領域」と記載する。）１５１と、車両の走行に関係せず、障害物の検知に用いられない画像の領域（例えば、車両から遠く離れた領域や、車両の直ぐ前の左右領域：以下、「障害物検知不使用画像領域」と記載する。）１５２とを含んでおり、障害物検知画像領域１５１の画像を基に障害物の検知が行われ、図４の場合には車道１７１を歩く歩行者１７２が障害物として検知される。

また、一般に、車室カメラ２００では、図５に示すように、ＬＥＤ２１１で車室内に着座した運転者に光２３１を照射し、運転者に反射した光２３２がレンズ２１２によって屈折され、屈折した光２３３がイメージセンサー２１３の受光面２１３ａに到達し、イメージセンサー２１３により受光面２１３ａに到達した光に係る光電流が電気信号に変換され、マイコン２１４により電気信号が処理されて図６に一例を示す画像２５０が得られる。画像２５０は、運転者の運転状態の検知に利用される領域（例えば、運転者の顔を含む部分：以下、「運転者状態検知画像領域」と記載する。）２５１と、運転者の運転状態の検知に利用されない領域（以下、「運転者状態検知不使用画像領域」と記載する。）２５２とを含んでおり、運転者状態検知画像領域２５１の画像を基に運転者の運転状態が検知され、図６の場合には運転者２７１が起きて笑っていることが検知される。

このように、画像１５０のうちの障害物検知不使用画像領域１５２の画像は車両前方の障害物の検知に用いられておらず、画像２５０のうちの運転者状態検知不使用画像領域２５２の画像は運転者の運転状態の検知に用いられていない。

本発明は、イメージセンサーの受光面を有効活用することにより１つのイメージセンサーにより車両前方の走行環境の判定に必要な車両前方の走行環境の画像と車室内の運転者の運転状態の判定に必要な車室内の運転者の運転状態の画像の取得を可能にし、イメージセンサーシステムの低コスト化及び低重量化の実現を図ることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明のイメージセンサーシステムは、車両に備えられたイメージセンサーシステムであって、受光面に現れる被写体の像に係る撮像データを取得するものであって、車両前方の走行環境に係る被写体の像が当該受光面に結像されるイメージセンサーと、前記受光面のうちの前記車両前方の走行環境の判定に用いる被写体の像が結像されない領域に車室内の運転者の運転状態に係る被写体の像を投影する投影手段とを備えることを特徴としている。

本発明によれば、車両前方の走行環境に係る被写体の像がイメージセンサーの受光面に結像されるとともに、車室内の運転者の運転状態に係る被写体の像が投影手段によりイメージセンサーの受光面のうちの車両前方の走行環境の判定に用いる像が結像されない領域に投影される。これにより、イメージセンサーの受光面を有効活用して、１つのイメージセンサーにより車両前方の走行環境の判定に必要な車両前方の走行環境の画像と車室内の運転者の運転状態の判定に必要な車室内の運転者の運転状態の画像の取得を可能にし、イメージセンサーシステムの低コスト化及び低重量化を実現することができる。

本発明に係るイメージセンサーシステムの概略構成を示す概略構成図である。 図１のイメージセンサーシステムにより取得される画像の一例を示す図である。 従来例の一般的な前方カメラの概略構成を示す概略構成図である。 図３の前方カメラにより取得される画像の一例を示す図である。 従来例の一般的な車室カメラの概略構成を示す概略構成図である。 図５の車室カメラにより取得される画像の一例を示す図である。

本発明に係るイメージセンサーシステムの一実施形態について、図１および図２を参照して説明する。

イメージセンサーシステム１は、車両に備えられるものであり、図１に示すように、イメージセンサー１１と、レンズ１２と、遮蔽部材１３と、ＬＥＤ１４と、鏡１５と、マイコン１６とを備えている。

イメージセンサー１１は、受光面１１ａに現れる被写体の像に係る撮像データを取得するものであって、受光面１１ａに照射された光に係る光電流を電気信号に変換して、電気信号をマイコン１６に出力する。

レンズ１２は、車両前方の走行環境に係る被写体からの光（被写体が発した光、被写体に反射した光）３１を屈折させ、屈折した光３２は受光面１１ａのうちの所定の領域（遮蔽部材１３により遮蔽されない領域：以下、「非遮蔽受光領域」と記載する。）１１ｂに到達する。

遮蔽部材１３は、車両前方の走行環境に係る被写体からの光３１を遮蔽し、光３１がイメージセンサー１１の受光面１１ａのうちの所定の領域（以下、「遮蔽受光領域」と記載する。）１１ｃに到達しないようにするものである。

ただし、非遮蔽受光領域１１ｂは、図２に一例を示す画像５０のうちの車両の走行に関係し、障害物の検知等の車両前方の走行環境の判定に用いられる画像の領域（障害物検知画像領域）５１に対応する、受光面１１ａの車両前方の走行環境の判定に用いられる被写体の像が結像される領域（以下、「障害物検知受光領域」と記載する。）１１ｄを含む受光面１１ａの領域である。また、遮蔽受光領域１１ｃは、画像５０のうちの障害物検知画像領域５１以外の領域（車両前方の走行環境の判定に用いられる画像を含んでいない領域：障害物検知不使用画像領域）５２の一部に対応する、受光面１１ａの車両前方の走行環境の判定に用いられる被写体の像が結像されない領域の一部であり、鏡１５により運転者の運転状態に係る被写体の像が投影される受光面１１ａの領域（以下、「運転者状態受光領域」と記載する。）１１ｅを含む。

したがって、運転者状態受光領域１１ｅは車両前方の走行環境の判定に用いられる被写体の像が結像されない領域である。なお、画像５０は、障害物検知画像領域５１と障害物検知不使用画像領域５２とを含み、遮蔽受光領域１１ｃに対応する領域（以下、「遮蔽画像領域」と記載する。）５５は障害物検知不使用画像領域５２内にあり、遮蔽画像領域５５内に運転者の運転状態の検知に利用される領域（運転者状態検知画像領域）５６と、運転者の運転状態の検知に利用されない領域（運転者状態検知不使用画像領域）５７とが含まれている。

イメージセンサーシステム１に遮蔽部材１３を設けているが、遮蔽部材１３は車両前方の走行環境の判定に必要な光３１を遮蔽しないので、車両前方の走行環境の判定に支障をきたすことはない。

ＬＥＤ１４は、車室内に着座した運転者に向けて光３５を照射するものであり、この光３５は運転者に反射する。

鏡１５は、車室内に着座した運転者からの光３６を反射し、反射した光３７がイメージセンサー１１の受光面１１ａのうちの運転者状態受光領域１１ｅに到達する。この運転者状態受光領域１１ｅは、遮蔽部材１３により遮蔽される遮蔽受光領域１１ｃに含まれているので、運転者状態受光領域１１ｅにおいて、車室内に着座した運転者の運転状態に関連する光が車両前方の走行環境に関連する光により干渉されることがない。なお、鏡１５として、例えば、ダイクロイックミラーを利用することができる。

マイコン１６はイメージセンサー１１から受け取る電気信号を処理し、これにより図２に一例を示す画像５０が得られる。

上記したイメージセンサーシステム１では、車両前方の走行環境に係る被写体からの光３１がレンズ１２により屈折され、屈折した光３２がイメージセンサー１１の障害物検知受光領域１１ｄを含む非遮蔽受光領域１１ｂに到達する。このとき、遮蔽部材１３により、光３１は運転者状態受光領域１１ｅを含む遮蔽受光領域１１ｃに到達することはない。

また、ＬＥＤ１４から照射された光３５は車室内に着座した運転者に反射し、反射した光３６が鏡１５により反射され、反射した光３７が遮蔽受光領域１１ｃに含まれる運転者状態受光領域１１ｅに到達する。

イメージセンサー１１は受光面１１ａに到達した光（車両前方の走行環境に関連する光、車室内に着座した運転者に関連する光）に係る光電流を電気信号に変換し、マイコン１６により電気信号が処理されて図２に一例を示す画像５０が得られる。

なお、図１に図示していない処理ユニットにより、画像５０のうちの障害物検知画像領域５１の画像を基に障害物の検知等の車両前方の走行環境の判定が行われ、図２の場合には車道７１を歩く歩行者７２が障害物として検知され、画像５０のうちの運転者状態検知画像領域５６の画像を基に運転者の運転状態の検知が行われ、図２の場合には運転者７３が起きて笑っていることが検知される。

したがって、上記した実施形態によれば、車両前方の走行環境に係る被写体の像がイメージセンサー１１の受光面１１ａのうちの障害物検知受光領域１１ｄを含む非遮蔽受光領域１１ｂに現れるとともに、車室内の運転者の運転状態に係る被写体の像が鏡１５の作用によりイメージセンサー１１の受光面１１ａのうちの遮蔽受光領域１１ｃに含まれる運転者状態受光領域１１ｅに現れる。これにより、イメージセンサー１１の受光面１１ａを有効活用して、１つのイメージセンサー１１により車両前方の走行環境の判定に必要な車両前方の走行環境の画像と車室内の運転者の運転状態の判定に必要な車室内の運転者の運転状態の画像の取得を可能にし、イメージセンサーシステム１の低コスト化及び低重量化を実現することができる。

また、イメージセンサーシステム１に遮蔽部材１３を設けることにより、運転者状態受光領域１１ｅに到達した車室内に着座した運転者の運転状態に関連する光が車両前方の走行環境に関連する光により干渉されることがなく、このため、運転者の運転状態の判定を精度よく行うことができる。

また、車両の走行に関係し、障害物の検知等の車両前方の走行環境の判定に用いられる画像に関連する光が、遮蔽部材１３により遮蔽されることがなく、また、車室内に着座した運転者の運転状態に関連する光により干渉されることがないため、車両前方の障害物の検知等の車両前方の走行環境の判定を精度よく行うことができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記したもの以外に種々の変更を行うことができる。

例えば、上記した実施形態では、車室内の運転者の運転状態に係る被写体の像をイメージセンサー１１の受光面１１ａに投影する投影手段として、鏡１５を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば光ファイバーを用いるようにしてもよい。また、遮蔽部材１３を設けなくてもよい。

また、本発明は、車両に備えられ、車両前方の走行環境と車室内の運転者を撮像するイメージセンサーシステムに適用することができる。

１ …イメージセンサーシステム
１１ …イメージセンサー
１１ａ …受光面
１１ｂ …非遮蔽受光領域
１１ｃ …遮蔽受光領域
１１ｄ …障害物検知受光領域
１１ｅ …運転者状態受光領域
１２ …レンズ
１３ …遮蔽部材
１４ …ＬＥＤ
１５ …鏡
１６ …マイコン

Claims (1)

1. 車両に備えられたイメージセンサーシステムであって、
   受光面に現れる被写体の像に係る撮像データを取得するものであって、車両前方の走行環境に係る被写体の像が当該受光面に結像されるイメージセンサーと、
   前記受光面のうちの前記車両前方の走行環境の判定に用いる被写体の像が結像されない領域に車室内の運転者の運転状態に係る被写体の像を投影する投影手段と
   を備えることを特徴とするイメージセンサーシステム。

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