JP2020025207A - 撮像ユニット、乗員監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】乗員監視装置の撮像ユニットの小型化を実現するとともに、設置作業を容易にする。【解決手段】撮像ユニット１０は、車両の運転手の顔を撮像する撮像部１と、運転手を照らす光を発する照明部と、撮像部１および照明部が実装された基板６と、各部を収容する筐体９とを備える。基板６は、板面６ａが前後方向（Ｘ１、Ｘ２方向）に沿うように、筐体９内に設けられている。撮像部１と照明部は、上方（Ｚ１方向）を向くように、板面６ａに設けられている。運転手と対向する筐体９の前面９ｆには、入光窓９ａと出光窓とが設けられている。筐体９内には、入光窓９ａを通過した運転手からの光を反射して撮像部１へ導く受光反射部８ａと、照明部からの光を反射して出光窓を通過させて運転手へ導く投光反射部と、入光窓９ａから撮像部１に到る受光路に対して、照明部から出光窓に到る投光路を区分けする遮光壁１４とが設けられている。【選択図】図７

Description

本発明は、車両の乗員を撮像する撮像ユニットと、撮像ユニットにより撮像した画像に基づいて乗員を監視する乗員監視装置とに関する。

車両の事故防止などのため、車両の乗員を撮像ユニットにより撮像した画像に基づいて監視する乗員監視装置が搭載された車両がある。撮像ユニットには、撮像素子やレンズなどの光学系から成る撮像部が備わっている。乗員監視装置には、撮像ユニットに加えて、撮像ユニットから出力される画像信号を画像処理して、乗員の顔や目などの状態を監視するとともに、撮像ユニットの動作を制御する制御ユニットが備わっている。また、乗員を撮影し易くするため、乗員を照らす照明部を備えた乗員監視装置もある。

たとえば、特許文献１の乗員監視装置では、撮像ユニット（カメラ）と制御ユニット（制御部）と照明部（近赤外光照射機）とが別々に車両に設置され、制御ユニットに対して撮像ユニットと照明部とが電気的に接続されて、制御ユニットが撮像ユニットと照明部の動作を制御する。また、車両の運転手の視界の邪魔にならないように、運転手の真正面より下方の位置（インストルメントパネル）に撮像ユニットとミラーを配置し、乗員からの光を車両の前方窓とミラーで反射して撮像ユニットへ導いている。

また、特許文献２の乗員監視装置では、撮像部（カメラ）と照明部（投光器）を１つの筐体に収容した撮像ユニット（顔画像撮像装置）が、乗員の顔に向けて、車両のダッシュボードのメータ近傍に設置されている。また、車両の別の位置に設置された制御ユニット（撮像制御装置）に対して、撮像ユニットが電気的に接続されている。

また、特許文献３の乗員監視装置では、撮像部、照明部、制御部、および画像処理部などを１つの筐体に収容し、撮像部と照明部とを車両の運転手の顔に向けるように、当該筐体が車両のハンドル軸部、インストルメントパネル、またはバックミラーなどに設置されている。

特開２００９−１３６５５１号公報 特開２０１３−１４６０３２号公報 特開２０１７−２０７５８４号公報

乗員監視装置の撮像ユニットは、一般に、特許文献２および特許文献３のように、車両の乗員の顔などを撮像するため、撮像部や照明部を乗員の顔などに向けて、車室内の前方にあるダッシュボード、インストルメントパネル、ステアリングの軸部、またはバックミラーなどの内装に設置される。然るに、それらの内装から撮像ユニットが大きく突出していると、車両の前方に対する乗員の視界が狭められたり、インストルメントパネルなどの表示が隠れたりして、運転に支障が生じる。

また、特許文献１のように、乗員の真正面より下方の位置に撮像ユニットとミラーとを配置し、乗員からの光を車両の前方窓とミラーで反射して撮像ユニットへ導く場合は、ミラーの位置と向きを調整するとともに、撮像ユニットの位置と向きも調整しなければならず、車両への設置作業が煩雑になる。

本発明は、乗員監視装置の撮像ユニットの小型化を実現するとともに、設置作業を容易にすることを課題とする。

本発明による撮像ユニットは、車両の乗員を撮像する撮像部と、乗員を照らす光を発する照明部と、撮像部および照明部が実装された基板と、撮像部、照明部、および基板を収容する筐体とを備えている。基板は、一方の板面が筐体と乗員との対向方向である第１方向に沿うように、筐体内に設けられる。撮像部および照明部は、第１方向に対して交差する第２方向を向くように、基板の一方の板面に設けられる。撮像ユニットはさらに、乗員と対向する筐体の一側面に設けられた入光窓と、撮像部と入光窓とに対して傾斜するように筐体内に設けられ、入光窓を通過した乗員からの光を反射して撮像部へ導く受光反射部と、入光窓に隣接するように筐体の前記一側面に設けられた出光窓と、受光反射部に隣接して照明部と出光窓とに対して傾斜するように筐体内に設けられ、照明部からの光を反射して出光窓を通過させて乗員へ導く投光反射部と、筐体内の入光窓から受光反射部を経由して撮像部に到る受光路に対して、照明部から投光反射部を経由して出光窓に到る投光路を区分けする遮光壁とを備えている。

また、本発明による乗員監視装置は、上記撮像ユニットと、撮像ユニットに電気的に接続され、撮像ユニットの撮像部が撮像した画像に基づいて車両の乗員を監視するとともに、撮像ユニットの動作を制御する制御ユニットとから構成されている。

上記によると、乗員監視装置の撮像ユニットにおいて、車両の乗員と対向する筐体の一側面に、入光窓と出光窓とを設け、筐体内に、一方の板面が第１方向である筐体と乗員との対向方向に沿うように基板を設け、その基板の一方の板面に、撮像部と照明部とを第１方向に対して交差する第２方向を向くように設けている。また、筐体内に撮像部と入光窓とに対して傾斜するように受光反射部を設けるとともに、照明部と出光窓とに対して傾斜するように投光反射部を設けている。このため、各窓を車両の乗員に向けて、筐体における各窓と各反射部とが設けられた部分を車両の内装から突出させることで、照明部からの光を投光反射部で反射して出光窓を通過させて乗員へ導いて、乗員を照明することができる。また、乗員からの光を入光窓を通過させて受光反射部で反射して撮像部へ導いて、撮像部により乗員を撮像することができる。そして、内装から突出する筐体および撮像ユニットの突出部分を小型化することができ、乗員の視界が邪魔され難くなる。また、筐体の突出部分を各反射部と同様に傾斜するように形成すれば、筐体の突出部分をより小型化し、撮像ユニットもより小型化することができる。また、撮像ユニットを車両の内装に設置する際は、乗員に対する各窓の位置と向きを調整すればよいので、撮像ユニットの設置作業が容易となる。さらに、筐体内の入光窓から受光反射部を経由して撮像部に到る受光路と、照明部から投光反射部を経由して出光窓に到る投光路とが、遮光壁により区分けされているので、照明部からの照明光と乗員からの反射光とを確実に分離して、筐体内で迷光が生じないようにし、撮像部により乗員を精度良く撮像することができる。

本発明では、上記撮像ユニットにおいて、撮像部に対する照明部の隣接方向、入光窓に対する出光窓の隣接方向、および受光反射部に対する投光反射部の隣接方向は、同一方向であって、前記の第１方向と第２方向とに対して交差する第３方向であってもよい。

また、本発明では、上記撮像ユニットにおいて、撮像部は、乗員からの光を光学的に調整する光学系と、基板の一方の板面に実装され、光学系からの光を電気信号に変換する撮像素子と、基板の一方の板面に固定され、一端部で光学系を保持し、他端部の内側に撮像素子が配置される鏡筒部とを含み、光学系の光軸と鏡筒部の中心軸と撮像素子の撮像中心軸とが基板の板面に対して垂直になっていてもよい。

また、本発明では、上記撮像ユニットにおいて、照明部は、基板の一方の板面に実装された発光素子と、基板の一方の板面に固定され、発光素子が発した光を投光反射面へ向けて拡散するリフレクタ部とを含み、発光素子の光軸とリフレクタ部の中心軸とが基板の板面に対して垂直になっていてもよい。

また、本発明では、上記撮像ユニットにおいて、筐体から引き出される外部配線が嵌合するコネクタをさらに備え、コネクタは、基板の一方の板面に設けられていてもよい。

さらに、本発明では、上記撮像ユニットにおいて、コネクタは、乗員と反対側を向いた筐体の他側面に向かって開口する嵌合部を有し、筐体の他側面には、コネクタの嵌合部を露出させる開口部が設けられていてもよい。

本発明によれば、乗員監視装置の撮像ユニットの小型化を実現できるとともに、設置作業を容易にすることが可能となる。

本発明の実施形態による乗員監視装置の電気的構成図である。 本発明の実施形態による乗員監視装置の設置例を示した図である。 図２の撮像ユニットの側面図である。 図２の撮像ユニットの正面図である。 図２の撮像ユニットの背面図である。 図３のＣ−Ｃ断面図である。 図４のＤ−Ｄ断面図である。 図４のＥ−Ｅ断面図である。 図４のＦ−Ｆ断面図である。 従来の撮像ユニットの側方断面図である。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。各図において、同一の部分または対応する部分には、同一符号を付してある。

まず、実施形態の乗員監視装置１００の電気的構成を説明する。

図１は、乗員監視装置１００の電気的構成図である。乗員監視装置１００は、撮像ユニット１０と制御ユニット２０から構成され、自動四輪車などの車両に搭載される。

撮像ユニット１０には、撮像部１、照明部２、およびコネクタ３ａが備わっている。撮像部１には、赤外線イメージセンサから成る撮像素子１ａが設けられている。撮像部１は、車両の運転席に着座した乗員である運転手の顔を撮像する。照明部２には、赤外線ＬＥＤ（発光ダイオード）から成る発光素子２ａが設けられている。照明部２は、発光素子２ａを発光させて、車両の運転手の顔が含まれる領域を照明する赤外光を発する。照明部２および発光素子２ａは、図１ではそれぞれ１つのブロックで示しているが、後述の図６などに示すように複数設けられている。コネクタ３ａには、ハーネスなどの外部配線３０の一端が電気的に接続される。

制御ユニット２０には、制御部４、通信部５、およびコネクタ３ｂが備わっている。制御部４は、マイクロコンピュータやメモリから成る。制御部４には、画像処理部４ａと乗員監視部４ｂが設けられている。通信部５には、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの車内通信用の電気回路とコネクタなどが設けられている。

コネクタ３ｂには、外部配線３０の他端が電気的に接続される。このため、撮像ユニット１０と制御ユニット２０とは、外部配線３０を介して電気的に接続され、相互にデータや信号を送受信する。

制御部４は、外部配線３０を介して、撮像ユニット１０の撮像部１の撮像動作と照明部２の発光動作とを制御する。撮像部１により撮像された画像のデータ（信号）は、外部配線３０を介して制御ユニット２０に送信される。制御ユニット２０の制御部４の画像処理部４ａは、撮像部１により撮像された画像を画像処理して、運転手の顔の特徴点を時系列的に検出する。乗員監視部４ｂは、その顔の特徴点の変化に基づいて、運転手の顔の向きや目の開閉や視線などの状態を検出し、これらの変化を監視して、運転手に車両の運転に支障を来すような異常が無いか否かを判定する。

制御部４は、乗員監視部４ｂの監視結果を、通信部５と、該通信部５に接続された図示しない外部配線とを介して、車両に設けられた他のＥＣＵなどに出力する。また、制御部４は、通信部５と図示しない外部配線を介して、車両に設けられた他のＥＣＵや各種センサから、車両の車速や運転手の乗降状態などに関する情報を受信する。

次に、乗員監視装置１００の機械的構成を説明する。

図２は、乗員監視装置１００の設置例を示した図である。乗員監視装置１００の撮像ユニット１０は、車両５０の運転席に着座した運転手６０の顔を撮像することができるように、車両５０の車室内の前部における運転手６０の真正面より下方に設けられたダッシュボード、インストルメントパネル、またはステアリングの軸部などの内装５１に設置されている。詳しくは、撮像ユニット１０は、一部が内装５１から上方（Ｚ１方向）に突出し、残部が内装５１内に埋設されている。制御ユニット２０は、車両５０の内装５１内に埋設され、外部配線３０を介して撮像ユニット１０と電気的に接続されている。

次に、撮像ユニット１０の構造を説明する。

図３は、撮像ユニット１０の側面図である。図４は、撮像ユニット１０の正面図（図３のＡ矢視図）である。図５は、撮像ユニット１０の背面図（図３のＢ矢視図）である。図６は、図３のＣ−Ｃ断面図である。図７は、図４のＤ−Ｄ断面図である。図８は、図４のＥ−Ｅ断面図である。図９は、図４のＦ−Ｆ断面図である。

図６〜図９に示すように、撮像ユニット１０の筐体９内には、撮像部１、照明部２、コネクタ３ａ、基板６、ホルダ７、反射部８ａ、８ｂが収容されている。

図２に示すように運転手６０と対向する筐体９の前面９ｆには、図４、図７、および図８に示すように入光窓９ａと出光窓９ｂとが設けられている。出光窓９ｂは、入光窓９ａの左右方向（Ｙ１、Ｙ２方向）の両側に隣接するように設けられている。入光窓９ａと出光窓９ｂを覆うように、筐体９の前面９ｆには光を透過させる透過板１５が設けられている。筐体９の後面９ｅには、図５に示すように開口部９ｋが設けられている。

図７および図８に示すように、入光窓９ａ、出光窓９ｂ、および透過板１５が設けられた筐体９の上部９ｕが車両５０の内装５１から突出し、残りの下部９ｄが内装５１内に没入するように、撮像ユニット１０は内装５１に設置される（図２〜図４も参照）。

図７および図８に示すように、筐体９内において、基板６は、両板面６ａ、６ｂが筐体９の前後方向（Ｘ１、Ｘ２方向）と平行になるように設けられている。また、基板６の下方（Ｚ２方向）を向いた板面６ｂは、筐体９の底部９ｔにより支持されている。基板６は、プリント基板から成り、筐体９の底部９ｔにねじなどで固定されている。

なお、上記の「平行」には、完全に平行な場合だけでなく、略平行（前後方向に対して板面が若干傾いた状態）の場合も含まれる。つまり、基板６は、両板面６ａ、６ｂが筐体９の前後方向（Ｘ１、Ｘ２方向）に沿うように、筐体９内に配設される。この場合の前後方向（Ｘ１、Ｘ２方向）は、図２からわかるように、筐体９と運転手６０とが対向する方向であり、本発明における「第１方向」の一例である。

また、図７および図８に示すように、上下方向（Ｚ１、Ｚ２方向）は、前後方向（Ｘ１、Ｘ２方向）に対して垂直に交差する方向であって、本発明における「第２方向」の一例である。また、図６および図９に示すように、左右方向（Ｙ１、Ｙ２方向）は、前後方向（Ｘ１、Ｘ２方向）と上下方向（Ｚ１、Ｚ２方向）とに対して垂直に交差する方向であって、本発明における「第３方向」の一例である。ここでも、上記の「垂直」には、完全に垂直な場合だけでなく、略垂直（垂直から若干傾いた状態）の場合も含まれる。

図６および図７などに示すように、撮像部１は、撮像素子１ａ、光学系１２、１３ａ、および鏡筒部７ａを含んでいる。撮像素子１ａは、基板６の上方（Ｚ１方向）を向いた板面６ａに実装されている。撮像素子１ａの撮像面（受光面）１ｂは、基板６の板面６ａと同様に上方（Ｚ１方向）を向いている。光学系１２、１３ａは、レンズ１２と光学フィルタ１３ａとから成る。

鏡筒部７ａは、ホルダ７の中央に設けられている。ホルダ７は、基板６の板面６ａに固定されている。鏡筒部７ａの一端部（基板６と反対側の端部）には、レンズ１２と光学フィルタ１３ａとが保持されている。レンズ１２は、光学フィルタ１３ａより基板６側に設けられている。鏡筒部７ａの他端部（基板６側の端部）の内側には、撮像素子１ａが配置されている。

レンズ１２の光軸、鏡筒部７ａの中心軸、および撮像素子１ａの撮像中心軸は、図６に点線で示す軸Ｊ１と一致していて、基板６の板面６ａ、６ｂに対して垂直になっている。撮像部１は、基板６の板面６ａと同様に上方（Ｚ１方向）を向くように、筐体９内に設けられている。

図６および図８などに示すように、照明部２は、発光素子２ａ、リフレクタ部７ｂ、および光学フィルタ１３ｂを含んでいる。発光素子２ａは、撮像素子１ａの左右方向（Ｙ１、Ｙ２方向）の両側に隣接するように基板６の板面６ａに複数実装されている。発光素子２ａの発光面２ｂは、撮像素子１ａの撮像面１１ａと同様に上方（Ｚ１方向）を向いている。

リフレクタ部７ｂは、発光素子２ａと１対１で対応するように、ホルダ７の鏡筒部７ａの左右方向（Ｙ１、Ｙ２方向）の両側に複数設けられている。リフレクタ部７ｂの内周面は、基板６の板面６ａから離れるに連れて拡がるように、円錐台型に形成されている。リフレクタ部７ｂの一端部（基板６と反対側の端部）には、光学フィルタ１３ｂが設けられている。リフレクタ部７ｂの他端部（基板６側の端部）の内側には、発光素子２ａが配置されている。

発光素子２ａの光軸と、当該発光素子２ａに対応するリフレクタ部７ｂの中心軸とは、図８に点線で示す軸Ｊ２と一致していて、基板６の板面６ａ、６ｂに対して垂直になっている。照明部２は、基板６の板面６ａや撮像部１と同様に上方（Ｚ１方向）を向くように、筐体９内に設けられている。

図７に示すように、筐体９内の撮像部１の上方（Ｚ１方向）でかつ入光窓９ａの後方（Ｘ２方向）には、受光反射部８ａが設けられている。受光反射部８ａは、光を反射するミラーから成り、撮像部１と入光窓９ａとに対して所定の角度で傾斜するように、筐体９の上部９ｕの傾斜部９ｖに固定されている。本例では、受光反射部８ａは、水平方向（Ｘ１、Ｘ２方向）に対して４５°の角度に設定されている。傾斜部９ｖは、受光反射部８ａと同様に所定の角度で傾斜するように形成されている。

図８に示すように、筐体９内の照明部２の上方（Ｚ１方向）でかつ出光窓９ｂの後方（Ｘ２方向）には、投光反射部８ｂが設けられている。投光反射部８ｂは、光を反射するミラーから成り、照明部２と出光窓９ｂとに対して所定の角度で傾斜するように、筐体９の上部９ｕの傾斜部９ｖに固定されている。本例では、投光反射部８ｂは、受光反射部８ａと同様に、水平方向（Ｘ１、Ｘ２方向）に対して４５°の角度に設定されている。また、投光反射部８ｂは、図６に示すように、受光反射部８ａの左右方向（Ｙ１、Ｙ２方向）の両側に隣接している。

受光反射部８ａと投光反射部８ｂとは、上記のように同一の角度で設けられていてもよいし、異なる角度で設けられていてもよい。

受光反射部８ａに対する投光反射部８ｂの隣接方向（Ｙ１、Ｙ２方向）は、撮像部１に対する照明部２の隣接方向や、入光窓９ａに対する出光窓９ｂの隣接方向と同一であり、筐体９の前後方向（Ｘ１、Ｘ２方向）と撮像部１および照明部２が向いている上方（Ｚ１方向）とに対して、垂直に交差する方向となっている。

図６および図９に示すように、撮像部１および照明部２の右方（Ｙ２方向）には、表面実装型のコネクタ３ａが設けられている。コネクタ３ａは、図７および図８に示すように側方から見て、撮像部１および照明部２より後方（Ｘ２方向）に設けられていて、基板６の板面６ａに表面実装されている。また、コネクタ３ａは、制御ユニット２０と電気的に接続するための外部配線３０を嵌合する嵌合部３ｂ（図５）を有している。コネクタ３ａの嵌合部３ｂは、図５に示すように、筐体９の後面９ｅに向かって開口している。筐体９の後面９ｅには、コネクタ３ａの嵌合部３ｂを露出させる開口部９ｋが設けられている。

図７および図８に示すように、外部配線３０は、筐体９の開口部９ｋを通って、コネクタ３ａの嵌合部３ｂに嵌合される。これにより、外部配線３０が筐体９から後方（Ｘ２方向）へ引き出され、撮像ユニット１０と制御ユニット２０とが電気的に接続される。

図８に１点鎖線の矢印で示すように、照明部２の発光素子２ａが発した光（赤外光）は、リフレクタ部７ｂを通過し、光学フィルタ１３ｂを透過して、投光反射面８ｂで反射される。そして、投光反射面８ｂで反射された当該光は、出光窓９ｂを通過して、透過板１５を透過し、図２に１点鎖線の矢印で示すように、運転手６０に向けて投射される。この際、リフレクタ部７ｂは、発光素子２ａからの光を投光反射面８ｂへ向けて拡散させる。光学フィルタ１３ｂは、投光反射面８ｂで拡散された光を光学的に調整する。投光反射面８ｂは、光学フィルタ１３ｂからの光を反射して、出光窓９ｂと透過板１５を通過させて運転手６０へ導く。これにより、運転手６０の顔が赤外光で照明される。

図２に２点鎖線の矢印で示すように、運転手６０の顔などで反射した光は、撮像ユニット１０へ向かって進み、図７に２点鎖線の矢印で示すように、透過板１５を透過して、入光窓９ａを通過し、受光反射部８ａで反射される。そして、受光反射部８ａで反射された光は、撮像部１の光学フィルタ１３ａとレンズ１２と鏡筒部７ａを通過し、撮像素子１ａで受光される。この際、受光反射部８ａは、透過板１５と入光窓９ａを通過した運転手６０からの光を反射して、撮像部１の光学フィルタ１３ａへ導く。光学フィルタ１３ａは、受光反射部８ａで拡散された光を光学的に調整する。レンズ１２は、光学フィルタ１３ａを透過した光を撮像素子１ａの撮像面１ｂに集光する（運転手６０の光学像の結像）。撮像素子１ａは、レンズ１２からの光を電気信号に変換して、運転手６０の顔などを撮像する。

上記のような、照明部２から投光反射部８ｂを経由して出光窓９ｂに到る投光路と、入光窓９ａから受光反射部８ａを経由して撮像部１に到る受光路とは、筐体９内に設けられた遮光壁１４（図４、図６）により区分けされている。

次に、従来の撮像ユニット７０の構造を説明する。

図１０は、従来の撮像ユニット７０の側方断面図である。図１０では、便宜上、図１〜図９に示した撮像ユニット１０と対応する各部には同一符号を付している。

従来の撮像ユニット７０では、筐体７９内において、基板６は、板面６ａ、６ｂが筐体７９の前後方向（Ｘ１、Ｘ２方向）を向くように、縦向き状態で設けられている。筐体７９の前方（Ｘ１方向）を向いた基板６の板面６ａには、撮像部１と照明部（図示省略）とを保持するホルダ７が設けられている。撮像部１と照明部は、筐体７９の前面７９ｆに設けられた窓７９ａ側を向いている。窓７９ａは、車両の運転手６０の顔などと対向する。このため、照明部からの光は、窓７９ａを通過して、運転手６０の顔などに投射される。また、運転手６０からの光は、窓７９ａを通過して、撮像部１に入射する。

筐体７９の後方（Ｘ２方向）を向いた基板６の板面６ｂには、挿入実装型のコネクタ７３が実装されている。また、コネクタ７３は、ホルダ７より下方（Ｚ２方向）に設けられている。コネクタ７３の嵌合部（図示省略）は、筐体７９の後面７９ｅに向かって開口している。制御ユニット２０と電気的に接続するための外部配線３０は、筐体７９の後面７９ｅ設けられた開口部７９ｋを通って、コネクタ７３の嵌合部に嵌合されている。

窓７９ａが設けられた筐体７９の上部７９ｕが車両５０の内装５１から突出し、残りの下部７９ｄが内装５１内に没入するように、撮像ユニット７０は内装５１に設置される。

撮像部１において、レンズ１２や光学フィルタ１３ａは、撮像素子１ａの撮像面１ｂから所定の間隔をおいて設置する必要がある。また、図示しない照明部において、リフレクタ部（図８の７ｂに対応）は、発光素子からの光を拡散するため、ある程度の長さを有する必要があり、光学フィルタ（図８の１３ｂに対応）は、発光素子から所定の間隔をおいて設置する必要がある。

そのため、従来の撮像ユニット７０のように、撮像部１や照明部を運転手と対向する窓７９ａ側に向けて配置すると、筐体７９の上部７９ｕが前後方向（Ｘ１、Ｘ２方向）や上下方向（Ｚ１、Ｚ２方向）に大型化してしまう。また、基板６を縦向きに配置することでも、筐体７９および撮像ユニット７０が上下方向に大型化してしまう。また、コネクタ７３を基板６に対して撮像部１や照明部と反対側に設けることでも、筐体７９および撮像ユニット７０が前後方向に大型化してしまう。さらに、撮像部１や照明部を運転手の顔に向けるには、筐体７９の窓７９ａの設置位置を高くしなければならないので、窓７９ａが設けられた上部７９ｕの内装５１からの突出量が多くなってしまい、運転手の視界が妨げられ易くなる。

一方、図２〜図９に示した本発明の撮像ユニット１０では、運転手６０と対向する筐体９の前面９ｆに、入光窓９ａと出光窓９ｂとを設け、筐体９内に、一方の板面６ａが前後方向（Ｘ１、Ｘ２方向）に沿うように基板６を設け、その基板６の板面６ａに、撮像部１と照明部２とを上方（Ｚ１方向）を向くように設けている。また、筐体９内に、撮像部１と入光窓９ａとに対して傾斜するように、受光反射部８ａを設けるとともに、照明部２と出光窓９ｂとに対して傾斜するように、投光反射部８ｂを設けている。このため、各窓９ａ、９ｂを運転手６０の顔などに向けて、各窓９ａ、９ｂと各反射部８ａ、８ｂとが設けられた筐体９の上部９ｕを、車両５０の内装５１から突出させることで、照明部２からの光を投光反射部８ｂで反射して出光窓９ｂを通過させて運転手６０へ導いて、運転手６０の顔などを照明することができる。また、運転手６０からの光を入光窓９ａを通過させて受光反射部８ａで反射して撮像部１へ導き、撮像部１により運転手６０の顔などを撮像することができる。そして、図１０に示した従来の撮像ユニット７０と比較して、図７などに示した撮像ユニット１０では、内装５１から突出する筐体９の上部９ｕや全体を前後方向（Ｘ１、Ｘ２方向）や上下方向（Ｚ１、Ｚ２方向）に小型化することができ、運転手６０の視界が妨げられ難くなる。また、筐体９の上部９ｕの傾斜部９ｖを、各反射部８ａ、８ｂと同様に傾斜するように形成することで、筐体９の上部９ｕをより小型化し、撮像ユニット１０もより小型化することができる。

また、本発明の撮像ユニット１０では、撮像部１に対して照明部２を近接させ、入光窓９ａに対して出光窓９ｂを近接させ、受光反射部８ａに対して投光反射部８ｂを近接させて、これらの隣接方向を同一方向にしている。然も、当該隣接方向を、筐体９の前後方向（Ｘ１、Ｘ２方向）と上下方向（Ｚ１、Ｚ２方向）とに対して垂直に交差する左右方向（Ｙ１、Ｙ２方向）としている。このため、左右方向（Ｙ１、Ｙ２方向）にも筐体９を小型化し、ひいては撮像ユニット１０も小型化することができる。

さらに、撮像ユニット１０を内装５１に設置する際は、運転手６０に対する各窓９ａ、９ｂの位置と向きを調整すればよいので、撮像ユニット１０の設置作業が容易となる。

また、本発明の撮像ユニット１０では、筐体９内の入光窓９ａから受光反射部８ａを経由して撮像部１に到る受光路と、照明部２から投光反射部８ｂを経由して出光窓９ｂに到る投光路とが、遮光壁１４により区分けされている。このため、照明部２から発して運転手６０を照らす照明光と、運転手６０からの反射光とを確実に分離して、筐体９内で迷光が生じないようにし、撮像部１により運転手６０の顔などを精度良く撮像することができる。

また、本発明の撮像ユニット１０では、基板６を横向き状態で筐体９内に配置し、基板６の一方の板面６ａに撮像部１と照明部２をそれぞれ上方（Ｚ１方向）へ向けて設けている。このため、筐体９および撮像ユニット１０を、前後方向（Ｘ１、Ｘ２方向）と上下方向（Ｚ１、Ｚ２方向）により小型化することができる。

また、本発明の撮像ユニット１０では、撮像部１のレンズ１２の光軸、鏡筒部７ａの中心軸、および撮像素子１ａの撮像中心軸を示す軸Ｊ１が、基板６の板面６ａ、６ｂに対して垂直になっている。また、照明部２の発光素子２ａの光軸とリフレクタ部７ｂの中心軸を示す軸Ｊ２も、基板６の板面６ａ、６ｂに対して垂直になっている。このため、前後方向（Ｘ１、Ｘ２方向）や左右方向（Ｙ１、Ｙ２方向）に撮像ユニット１０をより小型化することができる。

また、本発明の撮像ユニット１０では、コネクタ３ａを基板６の一方の板面６ａに表面実装しているので、筐体９および撮像ユニット１０を、上下方向（Ｚ１、Ｚ２方向）により小型化することができる。また、コネクタ３ａの嵌合部３ｂを筐体９の後面９ｅに設けた開口部９ｋから露出させているので、制御ユニット２０と電気的に接続するための外部配線３０を、後方からコネクタ３ａの嵌合部３ｂに嵌合することができる。このため、外部配線３０を筐体９の下方や側方から嵌合する場合に比べて、撮像ユニット１０が上下方向（Ｚ１、Ｚ２方向）や左右方向（Ｙ１、Ｙ２方向）に大型化するのを抑制することができる。また、撮像部１、照明部２、コネクタ３ａ、および基板６が設けられた筐体９の下部９ｄと、コネクタ３ａに嵌合された外部配線３０とを車両５０の内装５１に埋設したことにより、内装５１からの撮像ユニット１０および乗員監視装置１００の突出部分を一層小型化することができる。

本発明は、上述した以外にも種々の実施形態を採用することができる。たとえば、以上の実施形態では、撮像部１と照明部２を上方（Ｚ１方向）に向けて、撮像ユニット１０を車両５０の内装５１に設置した例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。これ以外に、撮像部１と照明部２を下方（Ｚ２方向）に向けたり、撮像部１と照明部２を左右方向（Ｙ１、Ｙ２方向）に向けたりして、撮像ユニット１０を車両５０の内装に設置してもよい。また、前後方向（Ｘ１、Ｘ２方向）に対して垂直以外の任意の角度で交差する方向に、撮像部１や照明部２を向けてもよい。そして、それらの場合、撮像ユニット１０の筐体９の上部と下部の一方を内装５１から突出させて、他方を内装５１に没入させたり、筐体９の左部と右部の一方を内装５１から突出させて、他方を内装５１に没入させたりしてもよい。つまり、筐体９における少なくとも入光窓９ａと出光窓９ｂが設けられた部分を内装５１から突出させればよい。

また、以上の実施形態では、撮像部１に光学系としてレンズ１２と光学フィルタ１３ａを設け、照明部２に光学系としてリフレクタ部７ｂと光学フィルタ１３ｂを設けた例を示したが、撮像部１や照明部２に設ける光学系はこれらのみに限定するものではなく、他の光学部品を設けたり、光学系を一部または全部省略したりしてもよい。

また、以上の実施形態では、撮像ユニット１０の筐体９内に撮像部１と照明部２とを設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではない。たとえば、照明部２は省略してもよい。

また、以上の実施形態では、赤外線イメージセンサから成る撮像素子１ａを撮像部１に設け、赤外線ＬＥＤから成る発光素子２ａを照明部２に設けた例を示したが、本発明はこれのみに限定するものではなく、その他の撮像素子や撮像部品を撮像部１に設けたり、その他の発光素子や発光部品を照明部２に設けたりしてもよい。また、照明部２の設置数は、適宜選択すればよい。

また、以上の実施形態では、車両５０の運転手６０の顔などを撮像することにより、運転手６０を監視する乗員監視装置１００に本発明を適用したが、車両５０の運転手６０以外の乗員の顔や、顔以外の部位を監視する乗員監視装置に対しても本発明を適用することは可能である。

さらに、以上の実施形態では、自動四輪車から成る車両用の撮像ユニット１０と乗員監視装置１００に本発明を適用した例を挙げたが、その他の車両に搭載される撮像ユニットや乗員監視装置に対しても、本発明を適用することは可能である。

１ 撮像部
１ａ 撮像素子
２ 照明部
２ａ 発光素子
３ａ コネクタ
３ｂ 嵌合部
６ 基板
６ａ、６ｂ 板面
７ａ 鏡筒部
７ｂ リフレクタ部
８ａ 受光反射部
８ｂ 投光反射部
９ 筐体
９ａ 入光窓
９ｂ 出光窓
９ｅ 後面（他側面）
９ｆ 前面（一側面）
９ｋ 開口部
１０ 撮像ユニット
１２ レンズ（光学系）
１３ａ 光学フィルタ（光学系）
１４ 遮光壁
２０ 制御ユニット
３０ 外部配線
５０ 車両
６０ 運転手（乗員）
１００ 乗員監視装置
Ｊ１、Ｊ２ 軸
Ｘ１、Ｘ２ 前後方向（第１方向）
Ｙ１、Ｙ２ 左右方向（第３方向）
Ｚ１、Ｚ２ 上下方向（第２方向）

Claims (7)

1. 車両の乗員を撮像する撮像部と、
   前記乗員を照らす光を発する照明部と、
   前記撮像部および前記照明部が実装された基板と、
   前記撮像部、前記照明部、および前記基板を収容する筐体と、を備えた撮像ユニットにおいて、
   前記基板は、一方の板面が前記筐体と前記乗員との対向方向である第１方向に沿うように、前記筐体内に設けられ、
   前記撮像部および前記照明部は、前記第１方向に対して交差する第２方向を向くように、前記基板の前記一方の板面に設けられ、
   前記乗員と対向する前記筐体の一側面に設けられた入光窓と、
   前記入光窓に隣接するように前記筐体の前記一側面に設けられた出光窓と、
   前記撮像部と前記入光窓とに対して傾斜するように前記筐体内に設けられ、前記入光窓を通過した前記乗員からの光を反射して前記撮像部へ導く受光反射部と、
   前記受光反射部に隣接し、かつ前記照明部と前記出光窓とに対して傾斜するように前記筐体内に設けられ、前記照明部からの光を反射して前記出光窓を通過させて前記乗員へ導く投光反射部と、
   前記筐体内の前記入光窓から前記受光反射部を経由して前記撮像部に到る受光路に対して、前記照明部から前記投光反射部を経由して前記出光窓に到る投光路を区分けする遮光壁と、をさらに備えたことを特徴とする撮像ユニット。
2. 請求項１に記載の撮像ユニットにおいて、
   前記撮像部に対する前記照明部の隣接方向、前記入光窓に対する前記出光窓の隣接方向、および前記受光反射部に対する前記投光反射部の隣接方向は、同一方向であって、前記第１方向と前記第２方向とに対して交差する第３方向である、ことを特徴とする撮像ユニット。
3. 請求項１または請求項２に記載の撮像ユニットにおいて、
   前記撮像部は、
   前記乗員からの光を光学的に調整する光学系と、
   前記基板の一方の板面に実装され、前記光学系からの光を電気信号に変換する撮像素子と、
   前記基板の一方の板面に固定され、一端部で前記光学系を保持し、他端部の内側に前記撮像素子が配置される鏡筒部と、を含み、
   前記光学系の光軸と前記鏡筒部の中心軸と前記撮像素子の撮像中心軸とが前記基板の板面に対して垂直になっている、ことを特徴とする撮像ユニット。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の撮像ユニットにおいて、
   前記照明部は、
   前記基板の一方の板面に実装された発光素子と、
   前記基板の一方の板面に固定され、前記発光素子が発した光を前記投光反射面へ向けて拡散するリフレクタ部と、を含み、
   前記発光素子の光軸と前記リフレクタ部の中心軸とが前記基板の板面に対して垂直になっている、ことを特徴とする撮像ユニット。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の撮像ユニットにおいて、
   前記筐体から引き出される外部配線が嵌合するコネクタをさらに備え、
   前記コネクタは、前記基板の一方の板面に設けられている、ことを特徴とする撮像ユニット。
6. 請求項５に記載の撮像ユニットにおいて、
   前記コネクタは、前記乗員と反対側を向いた前記筐体の他側面に向かって開口する嵌合部を有し、
   前記筐体の前記他側面には、前記嵌合部を露出させる開口部が設けられている、ことを特徴とする撮像ユニット。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の撮像ユニットと、
   前記撮像ユニットに電気的に接続され、前記撮像ユニットの撮像部が撮像した画像に基づいて車両の乗員を監視するとともに、前記撮像ユニットの動作を制御する制御ユニットと、から構成されたことを特徴とする乗員監視装置。

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