JP5821833B2 - 撮影装置、近赤外光照射装置、およびサンバイザー - Google Patents

Description

本発明は、近赤外光を用いて運転者の顔面の画像を撮影する技術に関する。

近赤外光を用いて撮影した運転者の顔面の画像を解析することによって運転者の覚醒度合いや脇見運転などを検出し、運転支援に活用する技術が提案されている。覚醒度合いや脇見運転などを精度良く検出するためには、運転者の顔面の画像を安定した条件で撮影することが望ましいが、太陽光に含まれる近赤外光に頼って撮影したのでは、天候や時間帯などによって、運転者の顔面が照らされる条件が変化する。

そこで、顔面の画像を撮影するカメラの近くに第１照射部を設けて、運転者の顔面に向けて斜め上方に近赤外光を照射することが広く行われている。こうすれば、第１照射部からは常に同じ条件で近赤外光を照射することができるので、天候や時間帯などに因らず、比較的同じような条件で運転者の顔面を照らすことが可能となる。
また、第１照射部は顔面を下側から照らすので、第１照射部だけでは顔面上部が光量不足となり易く、更に、一方向から照射したのでは撮影した画像に陰もでき易い。そこで、サンバイザーに第２照射部を組み込んで、運転者の上方からも顔面に向けて近赤外光を照射する技術も提案されている（特許文献１）。

特開２００５−２７１８７６号公報

しかし、近赤外光を照射する第２照射部をサンバイザーに組み込んだのでは、サンバイザーの構造が複雑となるだけでなく、サンバイザーの第２照射部に配電するためのハーネスも必要となり、更にハーネスを組み付ける工数も発生するという問題があった。

この発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、簡単に且つ安定した条件で近赤外光を照射して、運転者の顔面の画像を撮影することが可能な技術の提供を目的とする。

上述した問題を解決するために本発明の撮影装置は、運転者の顔面に向けて、前方下側から近赤外光を照射する第１照射手段と、上方から近赤外光を照射する第２照射手段とを備えている。この第２照射手段は、サンバイザーが日差しを遮らない格納位置にある時には、サンバイザーによって覆われた状態となる位置に設けられている。そして、格納位置にあるサンバイザーが第２照射手段を覆う部分については、日差しからの防眩機能として可視光波長の光を遮蔽し、且つ不可視光である近赤外光の少なくとも一部の波長を透過させる材質によって形成する。

通常の車両の車室内には、サンバイザーが格納位置にある時にサンバイザーによって覆われる位置に、運転者が手元の地図や書類を確認したり、女性の運転者が化粧を直したりするための室内照明が搭載されている。従って、この位置に第２照射手段を設ければ、室内照明に第２照射手段を組み込むことができるので、室内照明とは別に第２照射手段を設ける場合よりも、車両の構造が簡単となり、更に組立も簡単となる。
また、室内照明に第２照射手段を組み込まない場合でも、室内照明と第２照射手段とが隣接した位置に設けられていれば、室内照明に接続するハーネスと第２照射手段に接続するハーネスとを１つのハーネスとすることができる。このため、ＧＮＤ配線を共通化するなどハーネスの本数が増加することを回避することができ、更に、室内照明のハーネスを組み付ける手間とほとんど同じ手間で、第２照射手段のハーネスも組み付けることができる。
加えて、サンバイザーについては、格納位置にある状態で第２照射手段を覆う部分を、日差しからの可視光波長を遮蔽し、且つ近赤外光の一部波長を透過させる材質で形成すればよいので、サンバイザーの構造を複雑化させることもない。
それでいながら、運転者の顔面の上方からもサンバイザー越しに近赤外光を照射することができるので、天候や時間帯などの影響を受けることなく安定した条件で、運転者の顔面の画像を撮影することが可能となる。

また、上述した本発明の撮影装置においては、サンバイザーが遮光位置あるいは格納位置の何れの位置にあるかを検出して、遮光位置にある場合は格納位置にある場合よりも、第２照射手段による近赤外光の照射強度を抑制することとしてもよい。

サンバイザーは、格納位置にある状態で第２照射手段を覆う部分が、近赤外光を透過させる材質で形成されている。このため、運転者が日差しを遮るためにサンバイザーを遮光位置にすると、日差しに含まれる近赤外光がサンバイザーを透過する。そして、運転者は日差しが眩しいからサンバイザーを遮光位置に移動させたのであるから、サンバイザーを透過した日差しに含まれる近赤外光は運転者の顔面の上部に照射されることになる。その結果、日差しに含まれる近赤外光が照射される分だけ、第２照射手段による近赤外光の照射強度を抑制することが可能となり、電力消費を低減することが可能となる。

上述した本発明の撮影装置においては、運転者の顔面の画像を所定周期で撮影することとして、第１照射手段または第２照射手段の少なくとも一方は、顔面を撮影する周期と同期させて近赤外光を照射することとしてもよい。

こうすれば、連続して近赤外光を照射する必要が無くなるので、たとえ近赤外光の照射強度が大きくても、電力消費を抑制することが可能となる。

また、上述した本発明の撮影装置は、運転者の顔面に向けて近赤外光を照射する近赤外光照射装置として把握することもできる。すなわち、本発明の近赤外光照射装置は、運転者の顔面に向けて、前方下側から近赤外光を照射する第１照射手段と、上方から近赤外光を照射する第２照射手段とを備えている。この第２照射手段は、サンバイザーが日差しを遮らない格納位置にある時には、サンバイザーによって覆われた状態となる位置に設けられている。そして、格納位置にあるサンバイザーが第２照射手段を覆う部分については、日差しに含まれる可視光波長を遮蔽し、且つ近赤外光の一部波長を透過させる材質によって形成する。

こうすれば、通常の車両に搭載された室内照明（運転者が手元の地図などを確認したり、女性の運転者が化粧を直したりするため照明）に第２照射手段を組み込むことができるので、室内照明とは別に第２照射手段を設ける場合よりも構造が簡単となり、更に組立も簡単となる。また、室内照明に第２照射手段を組み込まない場合でも、室内照明に接続するハーネスと第２照射手段に接続するハーネスとを１つのハーネスとすることができる。加えて、サンバイザーについては、格納位置にある状態で第２照射手段を覆う部分を、日差しからの可視光波長を遮蔽し、且つ近赤外光の一部波長を透過させる材質で形成すればよいので、サンバイザーの構造を複雑化させることもない。それでいながら、運転者の顔面の上方からもサンバイザー越しに近赤外光を照射することができるので、天候や時間帯などの影響を受けることなく安定した条件で、運転者の顔面に近赤外光を照射することが可能となる。

また、上述した本発明の撮影装置は、車両の車室内に取り付けられて、運転者の顔面への日差しを遮るサンバイザーの態様で把握することもできる。すなわち、本発明のサンバイザーは、日差しを遮る材質で形成された本体部が、遮光位置と格納位置との間で移動可能な状態で車室内に取り付けられている。そして、本体部には、日差しからの可視光波長を遮蔽し、且つ近赤外光の一部波長を透過させる材質で形成された透過窓が設けられている。

こうすれば、サンバイザーが格納位置にある状態で、運転者の顔面に向けて、透過窓からサンバイザー越しに近赤外光を照射することができる。このため、通常の車両に搭載された室内照明（運転者が手元の地図などを確認したり、女性の運転者が化粧を直したりするため照明）に近赤外光を照射する機能を組み込むだけで、運転者の上方から顔面に向けて近赤外光を照射することが可能となる。

本実施例の撮影装置を搭載した車両についての説明図である。 車両に搭載された撮影ユニットの外観形状を示す斜視図である。 運転席上方の車室内に搭載された補助照明ユニットおよびサンバイザーについての説明図である。 サンバイザーの構造についての説明図である。 サンバイザーに設けられた透過窓の光透過特性を例示した説明図である。 本実施例の撮影装置の構成を示すブロック図である。 本実施例の撮影装置を用いて運転者の状態を監視する処理のフローチャートである。 撮影ユニットでの露光タイミングに同期させて近赤外光の照射タイミングを設定する様子についての説明図である。 サンバイザーが格納位置にある状態で補助照明ユニットからサンバイザー越しに近赤外光を照射する様子を示した説明図である。 サンバイザーで日差しを遮っている状態では補助照明ユニットからの近赤外光の照射強度を抑制可能な理由についての説明図である。 第１変形例の運転者状態監視処理のフローチャートである。 第２変形例のサンバイザーについての説明図である。 スライド式のサンバイザーを備えた第３変形例についての説明図である。

以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために実施例について説明する。
Ａ．全体構成 ：
図１には、本実施例の撮影装置１０を搭載した車両１の大まかな構成が示されている。本実施例の撮影装置１０は、運転者から見てステアリングコラムの奥側のダッシュボード２に搭載された撮影ユニット１００と、運転者の上方の車室内（たとえば天井部分）に組み付けられた補助照明ユニット２００と、補助照明ユニット２００を覆うようにして車室内に取り付けられたサンバイザー３００と、ダッシュボード２内に搭載された撮影制御部１５０とを備えている。また、ダッシュボード２の上には、日射センサー３も搭載されている。

このうち、撮影ユニット１００は、運転者の前方下側の位置から少し見上げるような角度（仰角にして２０度〜３０度程度）で運転者の顔面の画像を撮影する。
サンバイザー３００は、車両１の車室内の天井部分にヒンジ３０２を介して取り付けられており、運転者はヒンジ３０２の部分でサンバイザー３００を回転させることによって、日差しを遮ることができる。図１では、日差しを遮っていない状態（格納位置にある状態）のサンバイザー３００が太い実線で示されており、日差しを遮っている状態（遮光位置にある状態）のサンバイザー３００が細い破線で示されている。尚、以下では、サンバイザー３００が格納位置にある状態を「閉状態」と称し、遮光位置にある状態を「開状態」と称することがある。
補助照明ユニット２００は、サンバイザー３００が格納位置（閉状態）にある場合には、全体がサンバイザー３００で覆われた状態となっており、運転者からは見えないが、サンバイザー３００を回転させて遮光位置に移動させる（開状態にする）と、覆われていた補助照明ユニット２００が現れて、運転者に対して可視光を照射可能となる。
日射センサー３は、ダッシュボード２上で太陽光が良くあたる位置に搭載されており、日射量を検出して撮影制御部１５０に出力する。
撮影制御部１５０は、ＣＰＵを中心としてＲＯＭやＲＡＭなどをバスで接続して構成されたマイクロコンピューターであり、撮影ユニット１００が運転者の顔面の画像を撮影する動作を制御する。また、詳細には後述するが、撮影制御部１５０は、運転者の顔面の画像を撮影するに際して、撮影ユニット１００や補助照明ユニット２００を用いて運転者の顔面を照明する動作も制御している。

また、図１に示されるように、本実施例の車両１には、運転者の顔面の画像に基づいて運転者の状態を監視する監視制御部１６０も搭載されている。監視制御部１６０も、ＣＰＵを中心としてＲＯＭやＲＡＭなどをバスで接続して構成されたマイクロコンピューターである。監視制御部１６０は、撮影制御部１５０から運転者の顔面の画像を取得すると、目蓋の開き具合や、瞬きする頻度、視線の動きなどを検出することによって、運転者の覚醒度合いを監視する。

図２には、撮影ユニット１００の外観形状が示されている。撮影ユニット１００の中央には撮影部１０２が搭載されており、撮影部１０２の左右両側には近赤外光を照射する第１照射部１０４が搭載されている。
撮影部１０２の内部には、可視光領域の波長の光は透過させないが、近赤外領域よりも長い波長の光は透過させる図示しないメタクリル樹脂製の光学フィルター（近赤外光透過フィルター）が内蔵されており、その奥側に、図示しないＣＭＯＳやＣＣＤなどの固体撮像素子が搭載されている。このため、固体撮像素子には近赤外光が届くことになるので、撮影部１０２では専ら近赤外光による画像が撮影される。尚、光学フィルターの材質は、メタクリル樹脂製に限らず、ポリカーボネート樹脂など、他の樹脂としてもよい。

また、第１照射部１０４の内部には、近赤外光を照射する図示しない近赤外光ＬＥＤ、および図示しない近赤外光透過フィルターが搭載されており、近赤外光ＬＥＤからの光は近赤外光透過フィルターを通過した後、第１照射部１０４から外部に放射される。このため、近赤外光ＬＥＤから僅かに放射される可視光成分の光があっても、近赤外光透過フィルターによってその多くはカットされ、第１照射部１０４からは、人間には感知できない近赤外光が運転者の顔面に向けて照射される。
尚、本実施例では撮影ユニット１００の撮影部１０２が、本発明における「顔面撮影手段」に対応し、撮影ユニット１００の第１照射部１０４が、本発明における「第１照射手段」に対応する。また、本実施例では、撮影ユニット１００と、補助照明ユニット２００と、サンバイザー３００と、撮影制御部１５０とによって構成される撮影装置１０が、本発明における「撮影装置」に対応する。

図３（ａ）には、車室内の天井部分に補助照明ユニット２００が搭載されている様子が示されている。尚、前述したように補助照明ユニット２００は、サンバイザー３００が日差しを遮らない格納位置（閉状態）にあると補助照明ユニット２００がサンバイザー３００に覆われてしまうので、図３（ａ）では、日差しを遮る位置（遮光位置）までサンバイザー３００を回転させた状態（開状態）とすることによって、補助照明ユニット２００を表示している。

図３（ａ）に示したように、本実施例の補助照明ユニット２００は、大まかには横長の矩形形状をしており、中央部分には可視光を照射する照明部２０２が設けられている。このため、サンバイザー３００を開状態として照明部２０２から可視光を照射すれば、運転者の顔面や手元を明るく照らすことができる。補助照明ユニット２００の照明部２０２は、運転者が手元の書類を照らして内容を確認したり、あるいは女性であれば、サンバイザー３００に取り付けられた小鏡を使って化粧を直したりするために用いられる。
また、本実施例の補助照明ユニット２００では、照明部２０２の左右両側に、近赤外光を照射する第２照射部２０４が設けられている。詳細には後述するが、この第２照射部２０４は、撮影ユニット１００の撮影部１０２で運転者の顔面の画像を撮影する際に、運転者の顔面に向かって上方から近赤外光を照射するために用いられる。

図３（ｂ）には、補助照明ユニット２００の断面を取ることによって大まかな内部構造が示されている。補助照明ユニット２００の本体ケース２０８の底面には、３つの大きな凹部２０８ａ，２０８ｂが一列に形成されている。中央の凹部２０８ａには、可視光を放射する可視光ＬＥＤ２１２が配置されており、両側の２つの凹部２０８ｂには、近赤外光を放射する近赤外光ＬＥＤ２１４が配置されている。そして、本体ケース２０８の底面の全体が、透明な樹脂材料による拡散板２１０で覆われることによって、補助照明ユニット２００が形成されている。
本体ケース２０８の底面を覆う拡散板２１０のうち、中央の凹部２０８ａを覆っている部分が照明部２０２を構成し、両側の凹部２０８ｂを覆っている部分が第２照射部２０４を構成している。
尚、本実施例では、第２照射部２０４が本発明における「第２照射手段」に対応する。

図４には、本実施例のサンバイザー３００の大まかな構造が示されている。尚、図４では、垂直になるまでサンバイザー３００を回転させた状態で（図３（ａ）参照）、運転席側からサンバイザー３００を見た時の状態が示されている。
図示されるようにサンバイザー３００は、横長の略矩形形状の本体部３０４と、本体部３０４の上側の角に取り付けられたヒンジ３０２と、サンバイザー３００を開状態とした時に運転者と向き合う側の面の中央に取り付けられた小鏡３０６とを備えている。
このうち、ヒンジ３０２は車両１の車室内の天井部分に取り付けられて、片持ち状態で本体部３０４を支えている。また、ヒンジ３０２の内部には、サンバイザー３００が閉状態になるとＯＦＦとなり、開状態になるとＯＮとなる開閉スイッチ３１０が搭載されている。
尚、本実施例では、ヒンジ３０２が本発明における「取付部」に対応し、開閉スイッチ３１０が本発明における「検出手段」に対応する。

また、サンバイザー３００の本体部３０４は可視光も近赤外光も透過しない不透明な材質で形成されているが、小鏡３０６が取り付けられた箇所の左右両側には、近赤外光の一部波長を透過させるメタクリル樹脂製の近赤外光透過フィルターが嵌め込まれることによって透過窓３０８が形成されている。尚、近赤外光透過フィルターの材質は、メタクリル樹脂製に限らず、ポリカーボネート樹脂など、他の樹脂としてもよい。
そして、サンバイザー３００を、図３（ａ）に示すような「開状態」から回転させて「閉状態」にすると、小鏡３０６を取り付けた部分は、補助照明ユニット２００の照明部２０２を覆い、その両側に形成された透過窓３０８は補助照明ユニット２００の第２照射部２０４を覆った状態となる。

図５には、透過窓３０８に嵌め込まれた近赤外光透過フィルターの透過率が例示されている。図示されるように近赤外光透過フィルターは、可視光領域の光はほとんど透過させないが、近赤外光領域の一部波長および赤外光領域の波長の光は９０％以上の光を透過させる性質を有している。このため、サンバイザー３００を閉状態としていても、補助照明ユニット２００の第２照射部２０４から近赤外光を放射すれば、サンバイザー３００の透過窓３０８を通して運転者に近赤外光を照射することができる。

図６には、本実施例の撮影装置１０のブロック図が示されている。
撮影ユニット１００の撮影部１０２は、撮影制御部１５０と互いにデータをやり取り可能に接続されており、撮影制御部１５０からの制御信号に基づいて画像を撮影すると、得られた画像データを撮影制御部１５０に出力する。
撮影ユニット１００の第１照射部１０４、および補助照明ユニット２００の第２照射部２０４は、撮影制御部１５０からの駆動信号を受け取ると、近赤外光を照射する。
撮影制御部１５０には、サンバイザー３００の開閉スイッチ３１０や、日射センサー３も接続されている。撮影制御部１５０は、開閉スイッチ３１０からの出力に基づいてサンバイザー３００の開閉状態を検出し、また日射センサー３からの出力に基づいて車両１の周囲の明るさや日差しの強さを検出することができる。
尚、本実施例の撮影装置１０で近赤外光を照射するための構成（すなわち、撮影ユニット１００の撮影部１０２を除いた構成）が、本発明における「近赤外光照射装置」に対応する。

また、撮影制御部１５０と監視制御部１６０とは互いにデータをやり取り可能に接続されており、撮影制御部１５０は、撮影部１０２で撮影した画像データを監視制御部１６０に出力する。

Ｂ．運転者状態監視処理 ：
図７には、本実施例の撮影制御部１５０および監視制御部１６０が運転者の覚醒度を監視する処理のフローチャートが示されている。
運転者状態監視処理では、先ず始めに、運転者の撮影タイミングに達したか否かを判断する（Ｓ１００）。撮影制御部１５０には図示しないタイマーが内蔵されており、約３０ｍｓｅｃの所定間隔で運転者の顔面の画像を撮影しており、運転者の覚醒度は、所定間隔で撮影された複数の画像を解析することによって検出される。従って、前回に撮影してから所定間隔が経過していない場合は、撮影タイミングに達していないと判断して（Ｓ１００：ｎｏ）、同様な判断を繰り返すことによって待機状態となる。

その結果、撮影タイミングに達したと判断したら（Ｓ１００：ｙｅｓ）、日射センサー３からの出力に従って日射量を検出する（Ｓ１０２）。
そして、検出した日射量に基づいて、撮影ユニット１００の第１照射部１０４および補助照明ユニット２００の第２照射部２０４のそれぞれについて、近赤外光の照射強度を設定する（Ｓ１０４）。たとえば、日射センサー３で検出した日射量が大きければ、太陽光に含まれる近赤外光の多いと考えられるので、第１照射部１０４および第２照射部２０４の近赤外光の照射強度を低めに設定する。逆に日射量が小さければ、太陽光に含まれる近赤外光の減少を補うべく、第１照射部１０４および第２照射部２０４の近赤外光の照射強度を高めに設定する。こうすれば、車両１の周囲の明るさとは無関係に、同じような強さの近赤外光で運転者を照らすことができる。
また、撮影ユニット１００の第１照射部１０４に比べて、補助照明ユニット２００の第２照射部２０４は運転者の顔面の近くにあるので、第１照射部１０４の照射強度に比べて、第２照射部２０４の照射強度は低めに設定されている。

次に、第１照射部１０４および第２照射部２０４の近赤外光の照射タイミングを設定する（Ｓ１０６）。この処理では、撮影部１０２に内蔵された図示しない固体撮像素子の露光タイミングに合わせて、第１照射部１０４および第２照射部２０４が近赤外光を照射するタイミングを設定する。

図８には、撮影部１０２の露光タイミングに合わせて、第１照射部１０４および第２照射部２０４の照射タイミングを設定する様子が示されている。
図８（ａ）に示されるように撮影部１０２は、一定周期Ｔ（約３０ｍｓｅｃ）の間隔で時間Ｔｅの間だけシャッターを開いて、内蔵している固体撮像素子を露光する。逆に言えば、シャッターを閉じている間は固体撮像素子には光は届かないので、撮影ユニット１００の第１照射部１０４や補助照明ユニット２００の第２照射部２０４から近赤外光を照射する必要はない。
そこで本実施例の第１照射部１０４および第２照射部２０４は、図８（ｂ）に示されるように、撮影部１０２が露光するタイミングに合わせてパルス状に近赤外光を照射する。こうすれば、実際に近赤外光を照射している時間を短くすることができるので、第１照射部１０４および第２照射部２０４での電力消費を抑制することが可能であり、更に、第１照射部１０４および第２照射部２０４の使用による劣化も抑制することができる。

尚、本実施例では、撮影部１０２が露光を開始するよりも少しだけ早いタイミングで、第１照射部１０４および第２照射部２０４が近赤外光の照射を開始するように設定されているのは、撮影部１０２が露光を開始するタイミングが何らかの理由でずれた場合に備えて余裕を持たせたためと、ＬＥＤへの通電開始直後は回路の特性上、近赤外光の光量が安定しない可能性を考慮したためである。
また、第１照射部１０４よりも第２照射部２０４の方が照射開始のタイミングが少しだけ早く設定されているのは、撮影制御部１５０から第１照射部１０４への配線よりも、第２照射部２０４への配線の方が長くなるので、この影響による信号の伝達遅れや、信号波形のなまりによって信号の検出が遅れる影響を考慮したためである。このように、第１照射部１０４および第２照射部２０４のタイミングは、これらの搭載位置や回路構成を考慮して決定される。
更に、本実施例では、撮影部１０２が露光を終了した後も少しの期間だけ、第１照射部１０４および第２照射部２０４が近赤外光の照射を継続しているのは、撮影部１０２の露光終了のタイミングが何らかの理由でずれた場合に備えて余裕を持たせたためである。

また、撮影部１０２での露光時間Ｔｅは撮影しようとする対象や周囲の明るさによって撮影制御部１５０が決定している。そこで、図８（ｂ）に示すように、この露光時間Ｔｅに合わせて、第１照射部１０４および第２照射部２０４のそれぞれでの近赤外光の照射時間Ｔ１，Ｔ２を設定する（図７のＳ１０６）。

続いて、撮影制御部１５０は、サンバイザー３００の開閉状態を検出する（Ｓ１０８）。図４を用いて前述したようにサンバイザー３００のヒンジ３０２には開閉スイッチ３１０が内蔵されており、開閉スイッチ３１０の出力によって、サンバイザー３００が開状態（サンバイザー３００が遮光位置にある状態）または閉状態（格納位置にある状態）の何れであるかを判断することができる。
その結果、サンバイザー３００が開状態であると判断した場合は（Ｓ１１０：ｙｅｓ）、先にＳ１０４で設定しておいた第２照射部２０４の照射強度を抑制する（Ｓ１１２）。尚、照射を行わないことによって、照射強度を抑制することとしても良い。
これに対して、サンバイザー３００が開状態ではないと判断した場合は（Ｓ１１０：ｎｏ）、第２照射部２０４の照射強度を抑制する処理は行わない。サンバイザー３００が開状態の場合に、第２照射部２０４が近赤外光を照射する強度を抑制する理由については後述する。
尚、サンバイザー３００が開状態の場合に、第２照射部２０４が近赤外光を照射する強度を抑制する処理は、撮影制御部１５０が実行する。従って本実施例では、撮影制御部１５０が本発明における「照射強度抑制手段」に対応する。

以上のようにして、第１照射部１０４および第２照射部２０４での近赤外光の照射タイミングおよび照射強度を設定したら（Ｓ１０４〜Ｓ１１２）、第１照射部１０４および第２照射部２０４から近赤外光を照射し、続いて撮影部１０２のシャッターを開いて運転者の顔面の画像を撮影する（Ｓ１１４）。

そして、撮影した顔面の画像は監視制御部１６０に送られて、監視制御部１６０が顔面の画像を解析することによって運転者の覚醒度が検出される（Ｓ１１６）。すなわち、顔面の画像の中から、目、鼻、口などの顔部品を検出し、顔の３次元的な位置や、顔の向きを決定する。更に、目の画像を分析して、瞼の状態を検出することにより、目の開閉状態を検出する。そして、過去の一定期間（たとえば３０秒間）に撮影した画像についての解析結果から、運転者が目蓋を開閉する頻度や、目蓋を閉じている時間などを検出することによって、運転者の覚醒度を検出する。
その後、監視制御部１６０は運転者の覚醒度が低下したか否かを判断する（Ｓ１１８）。そして、覚醒度が低下していた場合は（Ｓ１１８：ｙｅｓ）、車両１に搭載された図示しないスピーカーから警報音を出力するなどの方法により、覚醒度の低下を運転者に対して警告した後（Ｓ１２０）、Ｓ１００に戻って運転者の監視を継続する。
これに対して、覚醒度が低下していない場合は（Ｓ１１８：ｎｏ）、覚醒度の低下を警告することなく、そのままＳ１００に戻って運転者の監視を継続する。

以上のような運転者状態監視処理で運転者の覚醒度を精度良く監視するためには、天候や時間帯などの違いに拘わらず、運転者の顔面を安定した条件で撮影可能なことが重要となる。本実施例の撮影装置１０は、簡単な構造でありながら、安定した条件で運転者の顔面の画像を撮影することが可能である。以下、この点について説明する。

図９には、サンバイザー３００が閉状態（格納位置にある状態）の時に、運転者の顔面に向かって近赤外光が照射される様子が示されている。
前述したように撮影ユニット１００には第１照射部１０４（図２参照）が組み込まれており、第１照射部１０４からは運転者の顔面に向けて斜め上方に近赤外光が照射される。
また、運転者の上方に設けられた補助照明ユニット２００には第２照射部２０４（図３参照）が組み込まれており、第２照射部２０４から放射された近赤外光は、サンバイザー３００に設けられた透過窓３０８（図４参照）を透過して、運転者の顔面に向けて上方から照射される。
図９中に細い一点鎖線で示した矢印は、撮影ユニット１００内の第１照射部１０４および補助照明ユニット２００内の第２照射部２０４から、運転者の顔面に向けて近赤外光が照射される様子を表している。図示されるように、運転者の顔面の斜め下方および上方のそれぞれから近赤外光を照射することができるので、顔面の全体を常に安定した条件で照らすことができる。その結果、天候や時間帯などの影響を受けることなく、安定した条件で運転者の顔面の画像を撮影することが可能となる。

また、図３に示されるように補助照明ユニット２００には、近赤外光を照射する第２照射部２０４だけでなく、可視光を照射する照明部２０２も搭載されている。照明部２０２は、運転者が地図や書類を確認したり、女性の運転者がサンバイザー３００の小鏡３０６を用いて化粧を直したりするために主に用いられるものであり、ほとんどの車両１に搭載されている。補助照明ユニット２００の点灯制御は通常、運転者のスイッチ操作によって行われる。これは、運転者が眩しくてサンバイザー３００を開状態にしたのか、小鏡３０６に映る自身の顔を見たいのかの判別が困難なためである。
そして、本実施例の第２照射部２０４は、この照明部２０２に併設される形で補助照明ユニット２００に搭載されている。従って、照明部２０２を車両１に組み付ける工数で第２照射部２０４も組み付けることができる。また、照明部２０２に給電するためのハーネスと、第２照射部２０４に給電するためのハーネスとを一体化しておけば、車両１に組み付けるハーネスの本数が増加することもない。
このため、照明部２０２が設けられた補助照明ユニット２００が若干大きくなったり、照明部２０２へのハーネスが若干太くなったりするものの、車両１の構造が複雑となったり、補助照明ユニット２００を車両１へ組み付ける工数が増加することはない。

更に、サンバイザー３００についても、板状の近赤外光透過フィルターを嵌め込んで透過窓３０８を設けるだけなので、サンバイザー３００の構造を簡単な構造に保っておくことができる。

以上のような理由から、本実施例の撮影装置１０では、天候や時間帯などの違いに影響を受けることなく安定した条件で、運転者の顔面全体に近赤外光を照射することが可能である。それでいながら、構造が簡単で、且つ車両１への組み付け工数も増加させることもない。

また、本実施例の撮影装置１０では、可視光は透過させないが近赤外光の一部波長は透過させる透過窓３０８をサンバイザー３００に設けているため、サンバイザー３００が開状態（遮光位置）にある場合には、第２照射部２０４からの近赤外光の照射強度を抑制して、電力消費の低減を図ることも可能である。これは次のような理由による。

運転者がサンバイザー３００を開状態として日差しからの可視光を遮るのは、運転者が眩しく感じる程の強さで、日差しが運転者の顔面上部を直接照らしているためである。そして、本実施例のサンバイザー３００には近赤外光の一部波長を透過させる透過窓３０８が設けられているので、運転者がサンバイザー３００を開状態として日差しからの可視光を遮っても、日差しに含まれる近赤外光の一部波長は透過窓３０８を透過して運転者の顔面上部に照射される。
図１０に示した太い一点鎖線の矢印は、日差しに含まれる近赤外光の一部波長の光が、サンバイザー３００の透過窓３０８を透過して運転者の顔面上部を照らしている様子を表している。加えて、運転者がサンバイザー３００を開状態としなければならない程に日差しが強いので、透過窓３０８を透過する近赤外光も十分な光量となる。このため、補助照明ユニット２００の第２照射部２０４からの近赤外光の照射強度を抑制（あるいは照射を中止）しても、運転者の顔面全体を近赤外光で照らすことができる。その結果、第２照射部２０４からの近赤外光の照射を抑制（あるいは中止）する分だけ、電力消費を低減させることが可能となる。
尚、図１０に示されるように、近赤外光はサンバイザー３００の透過窓３０８を透過して運転者の顔面上部に照射されるが、ほとんどの可視光は透過窓３０８を透過しないので、運転者が眩しく感じることはない。

Ｃ．変形例 ：
上述した本実施例の撮影装置１０には、複数の変形例が存在している。以下では、これら変形例について本実施例との相違点を中心として説明する。また、前述した本実施例と同様な事項については、同じ符番を付すことによって詳細な説明を省略する。

Ｃ−１．第１変形例 ：
上述した実施例では、サンバイザー３００が開状態（遮光位置にある状態）となっていれば、運転者が日差しからの可視光を遮っているものと判断して、補助照明ユニット２００の第２照射部２０４からの近赤外光の照射強度を抑制した。しかし、運転者がサンバイザー３００を開状態とするのは日差しからの可視光を遮る場合だけに限られず、サンバイザー３００に設けられた小鏡３０６を見る場合や、サンバイザー３００にカードやレシートの類を挟む場合などにも、サンバイザー３００を開状態とすることが考えられる。そこで、このような場合に第２照射部２０４からの照射強度を抑制することがないように、次のようにしても良い。

図１１には、第１変形例の運転者状態監視処理のフローチャートが示されている。この処理は、図７を用いて前述した運転者状態監視処理と比較すると、サンバイザー３００の開状態となっているか否かだけでなく、開状態となってからの経過時間も考慮している点が大きく異なっている。
以下、簡単に説明すると、先ず始めに、運転者の撮影タイミングか否かを判断して（Ｓ２００）、撮影タイミングであった場合は（Ｓ２００：ｙｅｓ）、日射量を検出する（Ｓ２０２）。そして、日射量に基づいて、第１照射部１０４および第２照射部２０４での近赤外光の照射強度と照射タイミングとを設定する（Ｓ２０４、Ｓ２０６）。

続いて、サンバイザー３００の開閉状態を検出し（Ｓ２０８）、サンバイザー３００が開状態であるか否かを判断する（Ｓ２１０）。その結果、サンバイザー３００が開状態ではなかった場合は（Ｓ２１０：ｎｏ）、Ｓ２０４で設定した照射強度で第１照射部１０４および第２照射部２０４から近赤外光を照射して、運転者の顔面の画像を撮影する（Ｓ２１６）。

これに対して、サンバイザー３００が開状態であった場合は（Ｓ２１０：ｙｅｓ）、第１変形例では、サンバイザー３００が開状態になってから所定時間が経過したか否かを判断する（Ｓ２１２）。この所定時間は、運転者がサンバイザー３００の小鏡３０６を覗き込んだり、あるいはサンバイザー３００にカードやレシートの類を挟んだりするために要する程度の時間（代表的には５秒〜１０秒程度）に設定されている。
そして、サンバイザー３００が開状態となってから所定時間が経過しても依然として開状態が継続している場合（すなわち、Ｓ２１２：ｙｅｓ）には、運転者が何らかの理由で一時的にサンバイザー３００を開状態としたのではなく、日差しからの可視光を遮るために開状態としたものと考えられるので、第２照射部２０４からの近赤外光の照明強度を抑制する（Ｓ２１４）。尚、近赤外光の照射を中止することによって、照射強度を抑制しても良い。
一方、サンバイザー３００が開状態となってから所定時間が経過していない場合（Ｓ２１２：ｎｏ）には、運転者が何らかの理由で一時的にサンバイザー３００を開状態とした可能性があるので、第２照射部２０４の照明強度はＳ２０４で設定したままとしておく。

その後は、前述した運転者状態監視処理と同様である。すなわち、設定された照射強度で第１照射部１０４および第２照射部２０４から近赤外光を照射して、撮影部１０２のシャッターを開いて運転者の顔面の画像を撮影する（Ｓ２１６）。
そして、撮影した顔面の画像を解析して運転者の覚醒度を検出し（Ｓ２１８）、運転者の覚醒度が低下していれば（Ｓ２２０：ｙｅｓ）、覚醒度の低下を運転者に対して警告する（Ｓ２２２）。これに対して、覚醒度が低下していない場合は（Ｓ２２０：ｎｏ）、覚醒度の低下を警告することなく、そのままＳ２００に戻って運転者の監視を継続する。

以上に説明した第１変形例の運転者状態監視処理では、運転者が日差しを遮る以外の目的で短時間だけサンバイザー３００を開状態としても、第２照射部２０４からの近赤外光の照射強度が抑制されることがない。このため、運転者の顔面上部への近赤外光の照射強度が不足することが無いので、良好な顔面の画像を撮影して、運転者の覚醒度を検出することができる。
もちろん、運転者が日差しを遮るためにサンバイザー３００を開状態としても、所定時間が経過するまでの間は第２照射部２０４の照射強度が維持されたままとなっている。しかしこのような場合でも、運転者の顔面上部に十分な近赤外光が照射されていることには変わりがない。このため、得られた顔面の画像を解析することによって運転者の覚醒度を検出することが可能である。

Ｃ−２．第２変形例 ：
上述した実施例および変形例では、サンバイザー３００の本体部３０４に板状の近赤外光透過フィルターが嵌め込まれることによって、透過窓３０８が形成されているものとして説明した。しかし、サンバイザーの本体部を、近赤外光透過フィルターによって形成しても良い。
図１２には、このような第２変形例のサンバイザー４００が例示されている。図示した例では、サンバイザー４００の本体部４０４が、メタクリル樹脂製などの近赤外光透過フィルターによって形成されている。そして、サンバイザー４００はヒンジ４０２の部分で回転させることが可能であり、サンバイザー４００を回転させて開状態とした時に運転者と向き合う側の面の中央には、コールドミラーによる小鏡４０６が形成されている。ここで「コールドミラー」とは、誘電体多層膜を蒸着して形成された光学薄膜であり、赤外光は透過させるが可視光は反射する特性を有している。

このような第２変形例のサンバイザー４００では、日差しを遮るためにサンバイザー４００を開状態にすると、サンバイザー４００の広い範囲から近赤外光の一部波長が透過するので、運転者の顔面上部を十分な光量の近赤外光で照らすことができる。その結果、撮影ユニット１００の第１照射部１０４からの近赤外光と併せて、顔面の全体に近赤外光を照射して良好な顔面の画像を撮影することが可能となる。
また、たとえば女性の運転者が化粧を確認する場合などには、コールドミラーによる小鏡４０６が形成されているので、化粧の確認あるいは化粧直しを行うことができる。

Ｃ−３．第３変形例 ：
上述した実施例および変形例では、サンバイザー３００，４００は何れも、本体部３０４，４０４を回転させることによって、開状態（遮光位置）と閉状態（格納位置）とを切り換えるものとして説明した。しかし、本体部３０４，４０４を回転させるのではなくスライドさせることによって、開状態（遮光位置）と閉状態（格納位置）とを切り換えるタイプのサンバイザーとすることもできる。

図１３には、このようなスライド式のサンバイザー５００を用いた第３変形例が例示されている。
たとえば、スライド式のサンバイザー５００が格納位置にある状態では、補助照明ユニット２００の第２照射部２０４（図３参照）と向き合うこととなる箇所に、近赤外光透過フィルターによる透過窓５０８を設けておく。こうすれば、図１３（ａ）に示すように、サンバイザー５００が格納位置にある場合には、補助照明ユニット２００の第２照射部２０４（図３参照）からの近赤外光で、運転者の顔面上部を照らすことができる。その結果、撮影ユニット１００の第１照射部１０４（図２参照）からの近赤外光と併せて、運転者の顔面全体を近赤外光で照らすことができ、良好な顔面の画像を撮影することが可能となる。

また、図１３（ｂ）に示すように、運転者が日差しを遮るためにサンバイザー５００を遮光位置にすると、日差しに含まれる近赤外光の一部波長の光が透過窓５０８を透過するので、透過した近赤外光によって運転者の顔面上部が照らされる。図中に示した太い一点鎖線の矢印は、日差しに含まれる近赤外光の一部波長の光が運転者の顔面上部を照らす様子を表している。このため、撮影ユニット１００の第１照射部１０４（図２参照）からの近赤外光と併せて、運転者の顔面全体を近赤外光で照らすことができ、良好な顔面の画像を撮影することが可能となる。

以上、本実施例および変形例について説明したが、本発明は上記の実施例および変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することができる。

１…車両、 ３…日射センサー、 １０…撮影装置
１００…撮影ユニット、 １０２…撮影部、 １０４…第１照射部、
１５０…撮影制御部、 １６０…監視制御部、 ２００…補助照明ユニット、
２０２…照明部、 ２０４…第２照射部、 ３００…サンバイザー、
３０２…ヒンジ、 ３０６…小鏡、 ３０８…透過窓、
３１０…開閉スイッチ、 ４００…サンバイザー、 ４０２…ヒンジ、
４０６…小鏡、 ５００…サンバイザー、 ５０８…透過窓

Claims (5)

1. 車両に搭載されて、該車両の運転者の画像を撮影する撮影装置であって、
   前記車両の運転席の前方に配置され、前記運転者の前方から該運転者の顔面の画像を撮影する顔面撮影手段と、
   同じく前記車両の運転席の前方に配置され、前記運転者の前方下側から前記顔面に向けて近赤外光を照射する第１照射手段と、
   前記運転席の上方の車室内に取り付けられて、前記顔面への日差しを遮る遮光位置と、該顔面への日差しを遮らない格納位置との間で移動可能なサンバイザーと、
   前記サンバイザーが前記格納位置にある時には該サンバイザーによって覆われた状態となるが、該サンバイザーが前記遮光位置にある時には覆われない状態となる位置に設けられて、前記運転者の顔面に向けて近赤外光を照射する第２照射手段と
   を備え、
   前記サンバイザーは、該サンバイザーが前記格納位置にある時に前記第２照射手段を覆う部分が、前記日差しに含まれる可視光を遮蔽し且つ前記近赤外光を透過させる材質によって形成されている撮影装置。
2. 請求項１に記載の撮影装置であって、
   前記サンバイザーが前記遮光位置あるいは前記格納位置の何れの位置にあるかを検出する検出手段と、
   前記サンバイザーが前記遮光位置にある場合は前記格納位置にある場合よりも、前記第２照射手段による前記近赤外光の照射強度を抑制する照射強度抑制手段と
   を備える撮影装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の撮影装置であって、
   前記顔面撮影手段は、所定周期で前記顔面の画像を撮影する手段であり、
   前記第１照射手段または前記第２照射手段の少なくとも一方は、前記顔面撮影手段が前記顔面を撮影する周期と同期させて、前記近赤外光を照射する手段である撮影装置。
4. 車両に搭載されて、該車両の運転者の顔面に向けて近赤外光を照射する近赤外光照射装置であって、
   前記車両の運転席の前方に配置され、前記運転者の前方下側から前記顔面に向けて近赤外光を照射する第１照射手段と、
   前記運転席の上方の車室内に取り付けられて、前記顔面への日差しを遮る遮光位置と、該顔面への日差しを遮らない格納位置との間で移動可能なサンバイザーと、
   前記サンバイザーが前記格納位置にある時には該サンバイザーによって覆われた状態となるが、該サンバイザーが前記遮光位置にある時には覆われない状態となる位置に設けられて、前記運転者の顔面に向けて近赤外光を照射する第２照射手段と
   を備え、
   前記サンバイザーは、該サンバイザーが前記格納位置にある時に前記第２照射手段を覆う部分が、前記日差しに含まれる可視光を遮蔽し且つ前記近赤外光を透過させる材質によって形成されている近赤外光照射装置。
5. 車両の車室内に取り付けられて、該車両の運転者の顔面への日差しを遮るサンバイザーであって、
   前記日差しを遮る材質で形成された本体部と、
   前記本体部を、前記顔面への日差しを遮る遮光位置と該顔面への日差しを遮らない格納位置との間で移動可能な状態で、前記車室内に取り付ける取付部と
   を備え、
   前記本体部には、前記日差しに含まれる可視光を遮蔽し且つ近赤外光を透過させる材質で形成された透過窓が設けられているサンバイザー。

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