JP7342799B2

JP7342799B2 - 乗員監視装置

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Publication number: JP7342799B2
Application number: JP2020100334A
Authority: JP
Inventors: 慎吾渡邉
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-06-09
Filing date: 2020-06-09
Publication date: 2023-09-12
Anticipated expiration: 2040-06-09
Also published as: JP2021196390A

Description

この明細書における開示は、車両乗員を撮像して監視する乗員監視装置に関する。

近赤外光が照射されている車両運転者の顔をカメラにより撮影し、その撮影画像を画像解析して車両運転者の瞬きや視線方向を検出する乗員監視装置がある。カメラは、車両運転者がメータ装置を視認する通常の姿勢でカメラが車両運転者の顔を撮影するようにメータ装置の裏側に配置されている（たとえば特許文献１参照）。

特開２００８－７４１４６号公報

省スペース化の要望により、車両の幅方向中央に設けられるセンターインフォメーションディスプレイ（略称：ＣＩＤ）に乗員監視装置を一体化する構成とした場合、単純にカメラを設けると運転者の顔を正しく撮像することができない。その理由は、ＣＩＤは画像表示だけでなくタッチ操作があるので、搭載角度が運転者の方を向いておらず操作性を考慮して天井を向いているためである。また乗員監視装置のカメラレンズと照明用発光ダイオード（Light-Emitting Diode：略称ＬＥＤ）はＣＩＤの画面と同じ角度にすることが構造上容易であるが、そうするとカメラは乗員の顔よりも天井を映す領域が多くなり、運転者を正しく撮像することができないという問題がある。

そこで、開示される目的は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、車両前方中央に配置された画像表示部と一体に構成され、乗員の顔を適切に撮像することができる乗員監視装置を提供することを目的とする。

本開示は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。

ここに開示された乗員監視装置は、車両（１１）に搭載され、運転席（１２）に着座するユーザを撮像して監視する乗員監視装置（１０）であって、運転席および助手席（１３）から視認できる車室内の車両の前方側の位置であって、車両の幅方向の中央に設けられ、画像を表示する表示部（１５）と、表示部の表示面に設けられ、透光性を有し、ユーザのタッチ操作を受け付けるタッチ操作部（１６）と、表示部に一体に設けられ、運転席に着座するユーザを撮像するカメラ部（１７）と、表示部に一体に設けられ、運転席に着座するユーザに向けて近赤外線を照射する照明部（１８）と、カメラ部および照明部が実装される基板と、を備え、表示面と基板の実装面とは、交差する位置関係にあり、表示面の法線（３１）は、車両の前後方向および上下方向を含む仮想一平面と平行であって、車両の前後方向となす第１角度（θ１）が０度よりも大きく、カメラ部および照明部の光軸（３２）は、車両の前後方向となす第２角度（θ２）が第１角度よりも小さく、実装面の法線と平行である乗員監視装置である。

このような乗員監視装置に従えば、表示面の法線は車両の前後方向および上下方向を含む仮想一平面と平行であって、車両の前後方向となす第１角度が０度よりも大きい。このように表示面は、天井側を向いているので、運転席および助手席の両方から表示面を容易に視認することができ、タッチ操作部を用いての操作が容易である。そしてカメラ部および照明部の光軸は、車両の前後方向となす第２角度は第１角度よりも小さい。これによって光軸は、表示面よりも天井側に向いておらず、照明部は運転席に着座する乗員の顔に近赤外線を適切に照射することができる。そしてカメラ部は、近赤外線が照射された乗員の顔を適切に撮像することができる。

なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

車室内に配置された乗員監視装置１０を示す正面図。乗員監視装置１０を示す正面図。図２の切断面線で切断した乗員監視装置１０を示す断面図。比較例の乗員監視装置を示す断面図。第２実施形態の乗員監視装置１０を示す正面図。他の実施例の乗員監視装置１０を示す正面図。第３実施形態の乗員監視装置１０を示す断面図。第４実施形態の乗員監視装置１０を示す断面図。

以下、図面を参照しながら本開示を実施するための形態を、複数の形態を用いて説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。

（第１実施形態）
本開示の第１実施形態に関して、図１～図４を用いて説明する。乗員監視装置１０は、車両１１に搭載され、運転席１２に着座するドライバを撮像して監視する。乗員監視装置１０は、ドライバーモニタとも呼ばれる。乗員監視装置１０は、図１に示すように、運転席１２および助手席１３から視認できる車室内の車両１１の前方側の位置であって、車両１１の幅方向の中央に設けられる。乗員監視装置１０は、画像を表示して乗員に様々な情報を提供する。また乗員監視装置１０は、ユーザによって操作されることで、車両用空調装置および他の車載装置を制御する。これによって乗員は、車両用空調装置などを操作することができる。したがって乗員監視装置１０は、センターインフォメーションディスプレイとしての機能も有する。

乗員監視装置１０は、近赤外光を照射されたドライバの上半身、特に頭部を撮影し、撮像した撮像画像が電子制御装置（Electronic Control Unit：略称ＥＣＵ）１４によって画像解析される。ＥＣＵ１４は、ドライバのアイポイントの位置および視線方向等の情報を撮像画像から抽出し、抽出したドライバの状態情報を他の車両用制御装置に提供する。

乗員監視装置１０は、表示部１５、タッチ操作部１６、カメラ部１７、照明部１８、オーバーレイ１９およびＥＣＵ１４を含んで構成される。表示部１５は、画像を表示する。表示部１５は、図１に示すように、運転席１２および助手席１３から視認できる車室内の車両１１の前方側の位置であって、車両１１の幅方向の中央に設けられる。また乗員監視装置１０は、フロントウィンドウよりも下側に位置する。したがって乗員は、乗員監視装置１０を見下ろして視認する。

表示部１５は、例えば液晶ディスプレイ又はＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイ等を主体とする構成である。表示部１５は、ＥＣＵ１４から取得する制御信号及び映像データに基づき、種々の画像を表示する。

タッチ操作部１６は、表示部１５の表示面に設けられ、透光性を有し、ユーザのタッチ操作を受け付ける。したがってタッチ操作部１６は、タッチパネルの機能を有しており、乗員による表示面へのタッチ操作、具体的には、タップ、フリック、ピンチ及びスワイプ等の操作等を検出する。タッチ操作部１６は、検出した操作情報をＥＣＵ１４に出力する。

オーバーレイ１９は、タッチ操作部１６の操作面を保護するための保護用のカバープレートである。オーバーレイ１９は、透光性を有し、タッチ操作部１６の操作面の上層に例えば接着する等して一体に設けられる。表示部１５、タッチ操作部１６およびオーバーレイ１９は、乗員から見て上層からオーバーレイ１９、タッチ操作部１６、表示部１５の順に配置される。

ステー２０は、柱状の部材であって、オーバーレイ１９と基板２１とを接続する。ステー２０は、オーバーレイ１９と基板２１との間に設置空間を形成する。この設置空間には、タッチ操作部１６と一体となった表示部１５、カメラ部１７および照明部１８が配置される。基板２１には、カメラ部１７、照明部１８および図示しない電子素子などが実装される。

カメラ部１７は、表示部１５に一体に設けられ、運転席１２に着座するユーザおよび助手席１３に着座するユーザを撮像する。したがってカメラ部１７の撮像範囲は、運転席１２から助手席１３にわたる広角の範囲である。カメラ部１７と表示部１５とが一体とは、カメラ部１７と表示部１５とは同じ筐体内に配置されているという意味である。カメラ部１７は、光学素子部とイメージセンサとを備える。光学素子部は、光を集める集光レンズと、予め定められた光の成分、例えば、近赤外領域の波長を有する光が透過する光学フィルタとを少なくとも備える。イメージセンサは、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ素子を二次元的に配列することで構成された周知のものであり、光学素子部を介して入射した光の強度に応じた信号を出力する。

照明部１８は、表示部１５に一体に設けられ、運転席１２に着座するユーザおよび助手席１３に着座するユーザに向けて近赤外線を照射する。したがって照明部１８の照明範囲は、運転席１２から助手席１３にわたる広角の範囲である。照明部１８は、前述の光学フィルタを透過する成分を含んだ光を照射する一つ以上の光源を備え、運転者の上半身、特に頭部に向けて光を照射する。なお、光源として、例えば発光ダイオードを用いることができる。

カメラ部１７は、図３に示すように、照明部１８よりも大きい。これによってカメラ部１７の撮影起点は、照明部１８の発光点よりも車室側に位置する。これによってカメラ部１７は、照明部１８より表示部１５などに遮られることなく撮影が可能となる。

カメラ部１７および照明部１８は、図２に示すように、表示部１５よりも上側に位置している。カメラ部１７と照明部１８は、左右に並んで配置されている。カメラ部１７および照明部１８は、図３に示すように、表示部１５よりも車室側とは反対側、すなわち車両前方側に位置する。カメラ部１７および照明部１８は、近赤外線光を透過し、可視光を透過しないレイヤ２２によって覆われている。レイヤ２２は、オーバーレイ１９の裏側であって、カメラ部１７と照明部１８とが対向する部分にＩＲ透過印刷などによって設けられる。

表示面の法線３１は、図３に示すように、車両１１の前後方向および上下方向を含む仮想一平面と平行である。車両１１の前後方向および上下方向を含む仮想一平面は、車両１１を前後方向に切断したときの切断面ともいえる。また表示面の法線３１は、車両１１の前後方向となす第１角度θ１が０度よりも大きい。第１角度θ１は、表示面の法線３１と車両１１の前後方向とがなす角度のうち小さい角度である。したがって表示面は、車両１１の上側、すなわち天井側を向いている。表示部１５は、乗員の顔よりも下方に位置するので、乗員の視認性を向上するためである。

次に、カメラ部１７および照明部１８の光軸３２に関して説明する。カメラ部１７の光軸３２は、カメラ部１７が備える撮像レンズの光軸３２である。カメラ部１７の光軸３２と照明部１８の光軸３２は、一致していても、一致していなくてもよい。本実施形態では、カメラ部１７の光軸３２と照明部１８の光軸３２は、一致している。カメラ部１７および照明部１８の光軸３２は、車両１１の前後方向および上下方向を含む仮想平面内に位置する。光軸３２は、車両１１の前後方向となす第２角度θ２は第１角度θ１よりも小さい。第２角度θ２は、光軸３２と車両１１の前後方向とがなす角度のうち小さい角度である。したがってカメラ部１７および照明部１８の光軸３２は、図３に示すように、表示面の法線３１よりは下側を向いている。

また別の見方をすると、表示部１５の表示面と基板２１の実装面とは交差する位置関係にある。換言すると、表示部１５の表示面は、基板２１の実装面に対して傾いている。カメラ部１７と照明部１８は、基板２１の実装面に実装され、光軸３２は基板２１の実装面の法線と平行となる。

図４は、表示面の法線３１と光軸３２とが平行な構成である比較例を示している。換言すると、比較例では、表示部１５の表示面と基板２１の実装面とは平行である。したがって第１角度θ１と第２角度θ２は、等しい。図４のように法線と光軸３２とが平行な場合は、乗員を効率的に撮影することができない。さらに顔は撮影できたとしても、上半身および腕を用いたジェスチャーを検出するときには、撮影範囲としては不十分である。これに対して、本実施形態の図３のように光軸３２を傾けることで、顔だけでなく、上半身および腕まで効率的に撮影が可能である。

以上説明したように本実施形態の乗員監視装置１０では、表示面の法線３１は車両１１の前後方向および上下方向を含む仮想一平面と平行であって、車両１１の前後方向となす第１角度θ１が０度よりも大きい。したがって表示面は、天井側を向いているので、運転席１２および助手席１３の両方から表示面を容易に視認することができ、タッチ操作部１６を用いての操作が容易である。そしてカメラ部１７および照明部１８の光軸３２は、車両１１の前後方向となす第２角度θ２は第１角度θ１よりも小さい。これによって照明部１８は運転席１２に着座する乗員の顔に近赤外線を適切に照射することができる。そしてカメラ部１７は、近赤外線が照射された乗員の顔を適切に撮像することができる。

また本実施形態では、カメラ部１７および照明部１８は、表示部１５よりも上側に位置している。表示部１５よりも上側にあるので、より乗員の上半身に近づけることができる。したがって乗員の上半身を撮影範囲内に容易に含ませることができる。

さらに本実施形態では、カメラ部１７および照明部１８は、近赤外線光を透過し、可視光を透過しないレイヤ２２によって覆われている。レイヤ２２は、可視光を透過しないので、乗員はカメラ部１７および照明部１８を視認することが困難になる。したがって乗員は、カメラ部１７の存在に気がつきにくいので、撮影されていること気がつきにくくなる。これによって乗員が撮影されていることによって感じる不快感を低減することができる。

（第２実施形態）
次に、本開示の第２実施形態に関して、図５および図６を用いて説明する。本実施形態では、レイヤ２２Ａは、文字、記号または図形が視認できるように他の部位とは色が異なる表示部分４１であって、近赤外線光を透過し可視光を透過しない表示部分４１を有する点に特徴を有する。

レイヤ２２Ａには近赤外線光が透過できるインクで表示部分４１として文字、たとえば企業名および商品名などを印刷する。これによって文字などの裏側にカメラ部１７および照明部１８を配置することができ、文字などのための専用スペースを設ける必要がなく、表示部１５の周囲の額縁部分を有効に活用することができる。

本実施形態では、表示部分４１として文字が視認できる構成であるが、このような構成に限るものではない。たとえば図６に示すように、表示部分４１は、車両１１の状態を示すインジケータであってもよい。この場合は、インジケータを点灯する点灯部４２をさらに含む。これによってインジケータに対応する点灯部４２を点灯させることで、車両１１の状態をインジケータの点灯または消灯で確認することができる。

また本実施形態において、文字などを点灯するために点灯部４２を設けても良い。これによって点灯の有無で、デザイン性を選択することができる。

（第３実施形態）
次に、本開示の第３実施形態に関して、図７を用いて説明する。本実施形態では、照明部１８が出射する近赤外線を、運転席１２に着座するユーザに向けるように導光する導光部をさらに含む点に特徴を有する。

導光部は、本実施形態のではプリズム５１によって実現される。プリズム５１は、オーバーレイ１９の裏側と照明部１８の出射面とステー２０とに囲まれた空間に配置される。プリズム５１は、内部での全反射を利用して、照明部１８が出射した光の進む方向を運転席１２側により多く照射されるように導く。プリズム５１の内部で全反射する反射面は、第１角度θ１よりも小さく傾斜している。具体的には、反射面の傾斜角度は、第２角度θ２と等しい。

さらにプリズム５１の乗員側の面には、シボ、すなわち細かな凹凸を設けることが好ましい。凹凸は、シボともいわれ、光を拡散する光拡散部として機能する。これによって光が拡散して赤見えを低減し、乗員が見られている不快感を減らすことができる。

このように本実施形態では導光部を用いるので、照明部１８が表示部１５の裏側にあっても表示部１５によって光が遮られることを防いで、照明部１８の光をより多く運転席１２側に導くことができる。これによって照明部１８はカメラ部１７よりも小型であるが、表示部１５などの障害物に遮られることを防ぐことができる。

（第４実施形態）
次に、本開示の第４実施形態に関して、図８を用いて説明する。本実施形態では、照明部１８が出射する近赤外線を、運転席１２に着座するユーザに向けて拡散する光拡散部をさらに含む点に特徴を有する。

光拡散部は、本実施形態では、光を拡散する拡散シート６１によって実現される。拡散シート６１は、オーバーレイ１９の裏側に設けられる。拡散シート６１に入射した光は、拡散されて運転席１２に向けて出射される。これによって運転席１２側により多く照射されるように導くことができる。また拡散シート６１によって、赤見えを低減することができる。

さらに本実施形態では、第３実施形態における導光部として照明部１８の周辺に光を反射するリフレクタ６２が設けられる。リフレクタ６２は、ステー２０の表面または照明部１８の周囲を囲むように設けられ、内面が近赤外線を反射する反射面を有する。反射面は、第１角度θ１よりも小さく傾斜している。具体的には、反射面の傾斜角度は、第２角度θ２と等しい。これによって照明部１８が表示部１５の裏側にあっても表示部１５によって光が遮られることを防いで、照明部１８の光をより多く運転席１２側に導くことができる。

（その他の実施形態）
以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は前述した実施形態に何ら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

前述の実施形態の構造は、あくまで例示であって、本開示の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本開示の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。

前述の第１実施形態では、カメラ部１７および照明部１８は、表示部１５の上側に位置しているが、上側に限るものではない。表示部１５の左右両側であってもよく、下側であってもよい。

前述の第１実施形態では、カメラ部１７および照明部１８はレイヤ２２によって覆われているが、このような構成に限るものではない。レイヤ２２を用いなくてもよい。またレイヤ２２は、印刷によって実現されているが、印刷に限るものではなく、カバーのような別体でレイヤ２２を構成してもよい。

前述の第１実施形態では、カメラ部１７および照明部１８の光軸は、車両１１の前後方向および上下方向を含む仮想平面内に位置しているがこのような構成に限るものではなく、光軸３２を運転席１２側に向いているように構成してもよい。

１０…乗員監視装置１１…車両１２…運転席１３…助手席１４…ＥＣＵ
１５…表示部１６…タッチ操作部１７…カメラ部１８…照明部
１９…オーバーレイ２０…ステー２１…基板２２…レイヤ３１…法線
３２…光軸４１…表示部分４２…点灯部５１…プリズム（導光部）
６１…拡散シート（光拡散部）６２…リフレクタ（導光部）
θ１…第１角度 θ２…第２角度

Claims

車両（１１）に搭載され、運転席（１２）に着座するユーザを撮像して監視する乗員監視装置（１０）であって、
前記運転席および助手席（１３）から視認できる車室内の前記車両の前方側の位置であって、前記車両の幅方向の中央に設けられ、画像を表示する表示部（１５）と、
前記表示部の表示面に設けられ、透光性を有し、ユーザのタッチ操作を受け付けるタッチ操作部（１６）と、
前記表示部に一体に設けられ、前記運転席に着座するユーザを撮像するカメラ部（１７）と、
前記表示部に一体に設けられ、前記運転席に着座するユーザに向けて近赤外線を照射する照明部（１８）と、
前記カメラ部および前記照明部が実装される基板と、を備え、
前記表示面と前記基板の実装面とは、交差する位置関係にあり、
前記表示面の法線（３１）は、前記車両の前後方向および上下方向を含む仮想一平面と平行であって、前記車両の前後方向となす第１角度（θ１）が０度よりも大きく、
前記カメラ部および前記照明部の光軸（３２）は、前記車両の前後方向となす第２角度（θ２）が前記第１角度よりも小さく、前記実装面の法線と平行である乗員監視装置。
前記カメラ部および前記照明部は、前記表示部よりも上側に位置している請求項１に記載の乗員監視装置。
前記カメラ部および前記照明部は、近赤外線光を透過し、可視光を透過しないレイヤ（２２）によって覆われている請求項１または２に記載の乗員監視装置。
前記レイヤは、文字、記号または図形が視認できるように他の部位とは色が異なる表示部分（４１）であって、近赤外線光を透過し可視光を透過しない表示部分を有する請求項３に記載の乗員監視装置。
前記表示部分は、車両の状態を示すインジケータであり、
前記インジケータを点灯する点灯部（４２）をさらに含む請求項４に記載の乗員監視装置。
前記照明部が出射する近赤外線を、前記運転席に着座するユーザに向けるように導光する導光部（５１，６２）をさらに含む請求項１～５のいずれか１つに記載の乗員監視装置。
前記導光部は、近赤外線を反射する反射面を有するリフレクタ（６２）であり、
前記照明部、前記表示部の上側であって、前記表示部よりも車室側とは反対側に位置し、
前記リフレクタの反射面は、前記第１角度よりも小さく傾斜している請求項６に記載の乗員監視装置。
前記導光部は、近赤外線を内部で全反射する反射面を有するプリズム（５１）であり、
前記照明部、前記表示部の上側であって、前記表示部よりも車室側とは反対側に位置し、
前記プリズムの反射面は、前記第１角度よりも小さく傾斜している請求項６に記載の乗員監視装置。
前記照明部が出射する近赤外線を、前記運転席に着座するユーザに向けて拡散する光拡散部（６１）をさらに含む請求項１～６のいずれか１つに記載の乗員監視装置。
前記カメラ部および前記照明部の光軸は、前記表示面の法線に対して前記運転席側に傾いている請求項１～９のいずれか１つに記載の乗員監視装置。