JP2020062927A - 照明装置及び照明方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車室内の乗員の頭部姿勢もしくは視線方向にかかわらず、乗員が必要とする部位を照射することが可能な照明装置及び照明方法を提供する。【解決手段】本発明の一態様として、スポット光を照射可能な投光部３３を有する車室内の照明装置２であって、車室１ａ内を撮像する光学式カメラ３２と、光学式カメラ３２の撮像結果に基づいて車室１ａ内における乗員の手の位置及び姿勢を認識する認識手段４１と、認識手段４１の認識結果に応じて、認識された手の位置に向けて投光部３３からスポット光を照射させる照射制御手段４２とを有する照明装置２を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の車室内を照明する照明装置及び照明方法に関する。

従来、車両の車室内を照明する照明装置として、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の照明装置は、例えば複数のカメラにより得られた画像データを用いて乗員の頭部の位置及び方向（頭部姿勢）と眼球方向（視線方向）とを認識し、頭部姿勢及び視線方向に基づいて乗員が視認している場所を特定し、特定された場所に関連する照明光源を点灯させる。照明光源は、車室内の各部に分散配置されている。

特表２０１７−５２０４４６号公報

特許文献１に記載のものでは、例えば乗員が身に着けている帽子やマスクあるいは眼鏡等により、頭部姿勢もしくは視線方向を正確に認識できないおそれがある。この場合、乗員が視認している方向の対象物を照らすことができなくなってしまう。

そこで、本発明は、車室内の乗員の頭部姿勢もしくは視線方向にかかわらず、乗員が必要とする部位を照射することが可能な照明装置及び照明方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記［１］〜［５］の照明装置及び照明方法を提供する。

［１］スポット光を照射可能な投光部を有する車室内の照明装置であって、前記車室内を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像結果に基づいて前記車室内における乗員の手の位置及び姿勢を認識する認識手段と、前記認識手段の認識結果に応じて前記認識された手の位置に向けて前記投光部から前記スポット光を照射させる照射制御手段と、を有する照明装置。

［２］前記投光部は、予め設定された複数の照射位置をそれぞれ指向する複数のスポット光源からなり、前記照射制御手段は、前記認識結果に応じて前記複数のスポット光源から選択された一又は複数のスポット光源を発光させる、上記［１］に記載の照明装置。

［３］前記撮像手段及び前記投光部が前記車室の天井に取り付けられるケース部材に収容されている、上記［１］又は［２］に記載の照明装置。

［４］前記撮像手段は、光学式カメラからなり、前記光学式カメラ及び前記投光部が前記車室の天井に取り付けられるケース部材に収容されている、上記［１］乃至［３］の何れか１つに記載の照明装置。

［５］車両の車室内を撮像し、前記撮像した撮像結果に基づいて前記車室内における乗員の手の位置及び姿勢を認識し、前記認識した認識結果に応じて前記手の位置に向けてスポット光を照射する、照明方法。

本発明に係る照明装置及び照明方法によれば、車室内の乗員の頭部姿勢もしくは視線方向にかかわらず、乗員が必要とする部位を照射することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態に係る照明装置が取り付けられた車両の車室内の一例を示す説明図である。 図２は、照明装置を示す外観図である。 図３は、照明装置の本体部の構成例を示す構成図である。 図４は、光学式カメラによって撮像される撮像結果としての画像の一例を示す説明図である。 図５は、照明装置の制御構成例を示すブロック図である。

［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る照明装置が取り付けられた車両の車室内の一例を示す説明図である。

この車両１は、例えばスイッチ操作によって手動運転と自動運転を切替え可能な自動運転車両である。このような自動運転車両では、自動運転による走行中に運転者が例えば本を読むことも可能であるが、車室内全体を照明する全体照明では、夜間の走行時等において周辺の交通状況等の外部の状態を視認しづらくなるので、運転者や同乗者の手元をスポット的に照らすことが望ましい。

本実施の形態に係る照明装置２は、予め設定された車室１ａ内の複数箇所を照射位置としてスポット光を照射することが可能である。照明装置２は、車室１ａの天井１０の前端部における車幅方向中央部（オーバーヘッドコンソール部）に取り付けられている。図１では、助手席側ドアを開いた状態の車室１ａ内を図示している。

照明装置２の照射位置としては、例えば図１に示すように、運転席の座面１１、運転席側ドア１２０において窓ガラス昇降スイッチ１２１及びドアノブ１２２が配置された操作部１２、運転者が操作する操作部材であるシフトレバー１３１やスイッチ１３２等が配置されたセンターコンソール１３、センターコンソール１３の後方に配置されたコンソールボックス１４、助手席の座面１５、助手席側のダッシュボード１６、グローブボックス１７、及び図外の助手席側ドアにおいてドアノブ及び窓ガラス昇降スイッチが配置された操作部が含まれる。

図２は、照明装置２を示す外観図である。図３は、照明装置２の本体部３の構成例を示す構成図である。照明装置２は、乗員（運転者又は同乗者）が操作するスイッチ部２０と、スイッチ部２０に隣接して配置された本体部３とを有している。スイッチ部２０には、運転席側又は助手席側ドアが開いたときに全体照明を行うドア連動全体照明スイッチ２１と、ドアの開閉状態にかかわらず全体照明を行う全体照明スイッチ２２と、乗員の手元をスポット照明するスポット照明スイッチ２３とが含まれる。全体照明スイッチ２２及びスポット照明スイッチ２３は、何れかを択一的に選択することができ、全体照明スイッチ２２又はスポット照明スイッチ２３の何れかが選択操作されたとき、その前の選択状態は解除される。

本体部３は、天井１０に取り付けられるケース部材３１と、ケース部材３１の開口３１０を覆う半透明のカバー部材３０とを有している。図３では、カバー部材３０の図示を省略し、ケース部材３１の内部を図示している。

本体部３は、ケース部材３１と、ケース部材３１に収容された撮像手段としての光学式カメラ３２と、同じくケース部材３１に収容されたスポット光を照射可能な投光部３３と、車室１ａの全体照明を行う全体照明部３４と、後述する制御部４とを有している。投光部３３は、複数の照射位置をそれぞれ指向する複数のスポット光源３３０〜３３９からなる。なお、図２では、カバー部材３０の内側に配置された光学式カメラ３２及び投光部３３を破線で示している。

ケース部材３１は、円盤状の底部３１１と、底部３１１の周囲を囲むように形成された環状の壁部３１２とを有している。照明装置２が車両１に取り付けられた状態において、壁部３１２は底部３１１から鉛直方向の下方に突出する。カバー部材３０は、壁部３１２の先端部（下端部）に装着される。

光学式カメラ３２は、広角レンズ３２１を有し、前述した車室１ａ内の照射位置の全てを含む範囲を撮像可能である。複数のスポット光源３３０〜３３９は、制御部４からの電流を受けて発光するＬＥＤ等の発光素子を有し、スポット光を照射位置に照射する。このスポット光は、広く拡散することのない直進性の高い光であり、対象の照射位置を集中的に照らす光である。

スポット光源３３０〜３３９は、予め設定された複数の照射位置のそれぞれを指向している。各照射位置には、スポット光源３３０〜３３９のうち少なくとも１つのスポット光源が対応して設けられており、照射範囲が比較的広い運転席の座面１１及び助手席の座面１５には、それぞれ２つのスポット光源が対応して設けられている。

全体照明部３４は、ケース部材３１の壁部３１２の内面３１２ａに向かい合うように配置された複数の基板３４０と、複数の基板３４０のそれぞれに搭載された第１及び第２の発光素子３４１，３４２とを有している。第１の発光素子３４１は、昼白色の光を発する昼白色ＬＥＤであり、第２の発光素子３４２は、電球色の光を発する電球色ＬＥＤである。

本実施の形態では、１２枚の基板３４０が、ケース部材３１の壁部３１２と光学式カメラ３２及び投光部３３との間に環状に配置されている。ただし、基板３４０の枚数はこれに限らず、例えば平行に配置された２枚の基板３４０により全体照明部３４が構成されていてもよい。また、一枚の基板に搭載される第１及び第２の発光素子３４１，３４２の数についても特に制限はない。

複数の基板３４０の第１及び第２の発光素子３４１，３４２が発光することにより、それぞれの発光光が壁部３１２の内面３１２ａに反射し、間接光として車室１ａ内の全体を照らすように放射される。全体照明部３４は、第１及び第２の発光素子３４１，３４２のそれぞれの輝度を調節することにより、明るさの調節及び光色の調光が可能である。第１及び第２の発光素子３４１，３４２の輝度の調節は、制御部４から第１及び第２の発光素子３４１，３４２に供給される電流を例えばＰＷＭ制御により増減させることで可能である。

次に、制御部４による投光部３３及び全体照明部３４の制御方法（照明方法）について、図４及び図５を参照して説明する。制御部４は、光学式カメラ３２の撮像結果である画像情報、及びスイッチ部２０における各スイッチ２１〜２３の選択情報に基づいて投光部３３及び全体照明部３４を制御する。光学式カメラ３２としては、夜間やトンネル走行時などのように車室１ａ内が暗い状態でも撮像が可能な赤外線カメラを好適に用いることができるが、これに限らず、例えば可視光を撮像する可視領域カメラ等のイメージセンサでもよく、ＴｏＦ（Time of Flight）方式センサであってもよい。

図４は、光学式カメラ３２によって撮像される撮像結果としての画像５の一例を示す説明図である。光学式カメラ３２は、車室１ａ内における撮像範囲が固定された固定カメラであるので、画像５に対して設定された複数の区画のうち、いずれかの区画に乗員の手が写り込むことで、当該区画に対応する照射位置に乗員の手が存在していることを認識することができる。この複数の区画は、車室１ａ内における照射装置２の照射位置のそれぞれに対応して予め設定されている。

図４では、運転席の座面１１に対応する区画５１、運転席側ドア１２０の操作部１２に対応する区画５２、センターコンソール１３に対応する区画５３、コンソールボックス１４に対応する区画５４、助手席の座面１５に対応する区画５５、ダッシュボード１６に対応する区画５６、グローブボックス１７に対応する区画５７、及び助手席側ドアの操作部１８に対応する区画５８を図示している。なお、これらの区画５１〜５８の形状は、円形や楕円形に限らず、多角形や扇形であってもよい。

また、図４では、運転席の座面１１に対応する区画５１、及び助手席側ドアの窓ガラス昇降スイッチ１８１及びドアノブ１８２を含む操作部１８に対応する区画５８における画像を図示し、他の部分については図示を省略している。なお、光学式カメラ３２として赤外線カメラを用いた場合、光検出素子が乗員の体温による赤外線に感応するので、乗員の手以外の部分については画像５に表れないが、図４では、説明の明確化のため、運転者が持っている物（本１９）や窓ガラス昇降スイッチ１８１及びドアノブ１８２を破線で示している。

図５は、照明装置２の制御構成例を示すブロック図である。制御部４は、ＣＰＵが不揮発性メモリに記憶されたプログラムを実行することで、認識手段４１、照射制御手段４２、及び全体照明制御手段４３として機能する。ＣＰＵや不揮発性メモリは、例えばケース部材３１の底部３１１の裏側（天井１０に取り付けられた状態における上側）に取り付けられた基板に実装される。

認識手段４１は、光学式カメラ３２の撮像結果である画像５に基づいて、車室１ａ内における乗員の手の位置及び姿勢、あるいは乗員の手と乗員が手に触れる対象物を認識する。手や対象物の位置は、前述のように、画像５に対して設定された複数の区画５１〜５８に乗員の手や対象物が写り込むことで特定することができ、手の姿勢は、各区画５１〜５８に写り込んだ手の形状により特定することができる。

認識手段４１は、それぞれの区画５１〜５８ごとに、複数の形状パターンを記憶しており、光学式カメラ３２により撮像された手の形状が記憶された何れかの形状パターンに類似しているか否かを判定する。この形状パターンは、複数の区画５１〜５８のそれぞれに対して個別に設定され、不揮発性メモリに記憶されている。なお、類否を判定するパターン認識技術は、例えば手の動き（ジェスチャ）によりコンピュータ等を操作するために用いられているものを応用して行うことができる。

例えば、運転席の座面１１に対応する区画５１に関しては、運転者が座席で行い得る様々な動作のうち、スポット光を照射することが運転者の便宜に資する動作、例えば本を読む動作や鞄の中の物を取り出す動作を行う際の典型的な手の形状が複数の形状パターンとして記憶されている。本を読む動作には、本を開いた状態で持つ動作の他、本を開く動作やページをめくる動作などが含まれる。鞄の中の物を取り出す動作には、鞄を開ける動作や鞄の中に手を入れる動作などが含まれる。また、助手席側ドア１８０の操作部１８に対応する区画５８に関しては、窓ガラス昇降スイッチ１８１あるいはドアノブ１８２に手を延ばす動作を行う際の典型的な手の形状が複数の形状パターンとして記憶されている。

認識手段４１は、複数の区画５１〜５８のそれぞれについて、乗員の手が写り込み、かつ写り込んだ手の形状あるいは乗員の手と乗員が手に触れる対象物が予め記憶された形状パターンに類似していると判定されたとき、乗員が該当する照射位置で手を使った所定の動作をしていることを認識する。認識手段４１は、当該動作が継続している間、この認識状態を維持する。

照射制御手段４２は、認識手段４１の認識結果に応じて、認識手段４１により認識された手の位置に向けて投光部３３からスポット光を照射させる。より具体的には、認識手段４１の認識結果に応じて複数のスポット光源３３０〜３３９から選択された一又は複数のスポット光源を発光させる。照射制御手段４２は、例えば運転席の座面１１又は助手席の座面１５を照らす場合には２つのスポット光源を発光させ、運転席の座面１１及び助手席の座面１５以外の何れかの照射位置を照らす場合には１つのスポット光源を発光させる。

全体照明制御手段４３は、スイッチ部２０の全体照明スイッチ２２が選択操作されたとき、あるいはドア連動全体照明スイッチ２１が選択された状態で運転席側又は助手席側のドアが開いたとき、全体照明部３４を点灯させる。全体照明制御手段４３は、状況に応じて第１及び第２の発光素子３４１，３４２のそれぞれの輝度を調節する。例えば、ドア連動全体照明スイッチ２１が選択された状態で運転席側又は助手席側のドアが開いたときには、車室１ａの全体を明確に視認できるように、主として昼白色の光を発する第１の発光素子３４１を発光させる。また、全体照明スイッチ２２が選択操作された自動運転時には、乗員をリラックスさせるように、主として電球色の光を発する第２の発光素子３４２を発光させる。

また、全体照明制御手段４３は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワークＮを介して得られる時刻の情報を基に、車外が明るい時間帯では第１及び第２の発光素子３４１，３４２の輝度を上げ、車外が暗い時間帯では第１及び第２の発光素子３４１，３４２の輝度を下げる。これにより、乗員に眩しさを感じさせることなく、車室１ａ内の全体照明を行うことができる。

（実施の形態の効果）
以上説明した実施の形態によれば、車室１ａ内を撮像した画像５に基づいて車室１ａ内における乗員の手の位置及び姿勢を認識し、その認識結果に応じて乗員の手の位置に向けてスポット光を照射するので、乗員が必要とする部位にスポット光を適切に照射することが可能となる。また、例えば従来の照明装置のように、複数のカメラにより乗員の頭部姿勢及び視線方向を認識する必要がないので、帽子やマスク等により頭部姿勢や視線方向を認識しにくい場合でも、適切にスポット光を照射することが可能となる。またさらに、複数のスポット光源３３０〜３３９はケース部材３１内に収容されているので、車室１ａの各部に照明光源を取り付ける必要がなく、車両１の組み立て工数や配線工数を削減できる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。また、発明の主旨を逸脱しない範囲内において上記実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。例えば、上記実施の形態では、車両１が自動運転車両である場合について説明したが、これに限らず、自動運転機能を有しない車両に対しても本発明の照明装置を適用することが可能である。

１ 車両
１０ 天井
１ａ 車室
２ 照明装置
３１ ケース部材
３２ 光学式カメラ（撮像手段）
３３ 投光部
３３０〜３３９ スポット光源
４１ 認識手段
４２ 照射制御手段
５ 画像（撮像結果）

Claims (5)

1. スポット光を照射可能な投光部を有する車室内の照明装置であって、
   前記車室内を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段の撮像結果に基づいて前記車室内における乗員の手の位置及び姿勢を認識する認識手段と、
   前記認識手段の認識結果に応じて前記認識された手の位置に向けて前記投光部から前記スポット光を照射させる照射制御手段と、
   を有する照明装置。
2. 前記投光部は、予め設定された複数の照射位置をそれぞれ指向する複数のスポット光源からなり、
   前記照射制御手段は、前記認識結果に応じて前記複数のスポット光源から選択された一又は複数のスポット光源を発光させる、
   請求項１に記載の照明装置。
3. 前記撮像手段及び前記投光部が前記車室の天井に取り付けられるケース部材に収容されている、
   請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 前記撮像手段は、光学式カメラからなり、
   前記光学式カメラ及び前記投光部が前記車室の天井に取り付けられるケース部材に収容されている、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の照明装置。
5. 車両の車室内を撮像し、前記撮像した撮像結果に基づいて前記車室内における乗員の手の位置及び姿勢を認識し、前記認識した認識結果に応じて前記手の位置に向けてスポット光を照射する、照明方法。

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