JP7635561B2

JP7635561B2 - 乗員監視装置

Info

Publication number: JP7635561B2
Application number: JP2021011622A
Authority: JP
Inventors: 悠樹高橋
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2021-01-28
Filing date: 2021-01-28
Publication date: 2025-02-26
Anticipated expiration: 2041-01-28
Also published as: JP2022115145A

Description

本発明は、車両の乗員に赤外光を照射して乗員の挙動を撮像する乗員監視装置に関する。

車両のフロントウインドシールドやコンバイナ等の反射透光部材を透過する実景（車両前方の風景）に重ねて、その反射透光部材に反射された表示光により虚像を生成して表示するヘッドアップディスプレイ装置は、車両の乗員（運転者）の視線移動を極力抑えつつ、乗員が所望する情報を虚像により提供することによって、安全で快適な車両運行に寄与する。

また、ヘッドアップディスプレイ装置には、反射透光部材に反射された赤外光を乗員に照射して撮像を行い、その撮像画像に基づいて乗員のよそ見、居眠り等の挙動の把握に供するモニタリングシステム（乗員監視装置）を搭載するものがある。

例えば特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイ装置は、表示手段から発せられる可視光をコンバイナ部材にて運転者（利用者）に向けて反射して表示像を結像するものであるが、さらに、運転者に向けて赤外線を照射する赤外線照射手段と、表示手段から発せられる可視光をコンバイナ部材に向けて反射し、運転者及びコンバイナ部材にて反射される赤外線を透過するミラー部材と、ミラー部材を透過する赤外線を感受して運転者をそれぞれ異なる方向から撮像する複数の撮像手段と、撮像手段によって撮像された画像に基づいて運転者の目の位置を算出する画像処理手段とを備え、運転者の目の位置を精度良く算出することが可能となっている。

特開２００８－１２６９８４号公報

ところで、乗員監視装置が赤外光により乗員を撮像する場合、夜間等の車外が暗い環境下において反射透光部材に赤外光の光源が写り、赤い玉（点光源）として乗員に視認されることがある。このいわゆる玉見えによって、乗員は違和感を覚え、とりわけ運転者は運転中に煩わしさを感じるという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、反射透光部材で反射する赤外光が乗員に視認される事態の発生を抑制することができる乗員監視装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、車両に設けられて可視光を透過させ赤外光を反射する反射透光部材に対し、赤外光を照射する赤外光照射手段と、前記反射透光部材に反射された赤外光により前記車両の乗員を撮像する撮像手段と、前記赤外光照射手段及び前記撮像手段を収容する筐体とを備え、前記赤外光照射手段は、前記乗員又は前記車両の他の乗員の視点位置から見て、前記反射透光部材における前記赤外光の反射位置が前記車両のヘッドライトの照射領域と重畳するように、前記筐体に設けられていることを特徴とする乗員監視装置を特徴とする。

ここで、乗員の視点位置とは、車両のいずれかの乗員の視点（目の位置）として想定される位置で、乗員のシートポジションや体格を想定して定まる一定の空間領域に含まれる位置とすることができる。

前記赤外光照射手段は、前記乗員又は前記他の乗員の視点位置から見て、前記反射透光部材における前記赤外光の反射位置が前記ヘッドライトのロービームの照射領域と重畳するように、前記筐体に設けられてもよい。

また、前記赤外光照射手段は、前記乗員又は前記他の乗員の視点位置から見て、前記反射透光部材における前記赤外光の反射位置が、その反射輝度よりも高い照射輝度を有する前記照射領域の高輝度領域と重畳するように、前記筐体に設けられてもよい。

さらに、前記乗員は、前記車両の運転席に着座する運転者であってもよい。

本発明によれば、反射透光部材で反射する赤外光が乗員に視認される事態の発生を抑制することができるという効果を奏する。

発明を実施するための形態に係る乗員監視装置を内蔵するヘッドアップディスプレイ装置が設けられた車両を示す説明図である。図１のヘッドアップディスプレイ装置の構成を示す説明図である。図１のヘッドアップディスプレイ装置の外観を示す斜視図である。図１のヘッドアップディスプレイ装置の外観を示す平面図である。

本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。

図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る乗員監視装置を内蔵するヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ）１は、車両２のフロントウインドシールド３の下方にあるインストルメントパネル４の内部に設けられ、フロントウインドシールド３の一部に可視光である表示光Ｌ_１を投影する。表示光Ｌ_１は、フロントウインドシールド３に反射されて虚像Ｖを生成し、ステアリングホイール５の後方の図示を略す運転席に着座する運転者Ｄにフロントウインドシールド３を透過する実景に重ねて虚像Ｖを視認させる。

また、ＨＵＤ１は、運転者Ｄの状態をモニターする機能を持ち、運転者Ｄに赤外光Ｌ_２を照射して運転者Ｄを撮像する。

詳細には、ＨＵＤ１は、黒色のＡＢＳ樹脂等により成形されて外光の侵入が防止されたハウジング６に覆われて外部と区画され、ハウジング６にはポリカーボネート等からなる透明なカバーガラス７が取り付けられた開口部８が形成されている。ハウジング６の内部には、表示器ユニット９と、平面鏡１０と、凹面鏡１１と、赤外光照射ユニット１２と、カメラ１３とが保持・収容されている。

カバーガラス７は、図２に示すように、下方に凸に湾曲した四辺形板状を呈し、その周縁部（四辺の周辺部）には全周にわたって可視光を遮光する遮光部１４が設けられている。遮光部１４は、ポリカーボネート等の透明な基材に対し、黒色の印刷層が形成されてなる。

表示器ユニット９は、光源及び液晶パネル等からなる表示器１５が設けられ、表示器１５から可視光である映像光（表示光Ｌ_１）を投影表示する。平面鏡１０は、平面部分を有するように成形されたガラスにアルミニウム等の金属や誘電体多層膜を蒸着してなり、可視光を単純に反射する。凹面鏡１１は、凹面部分を有するように成形されたポリカーボネート等の樹脂にアルミニウム等の金属を蒸着してなり、可視光を拡大して反射する。

赤外光照射ユニット１２は、図３に示すように、ハウジング６においてカバーガラス７の下方で遮光部１４に対向するように、車両２の車幅方向中央側に設けられている。遮光部１４の赤外光照射ユニット１２が対向する部分には、赤外光を透過させる赤外光透過部１６が設けられ（遮光部１４のうち、赤外光透過部１６の部分は、可視光を遮蔽して赤外光を透過させる黒色の印刷層からなり、それ以外の部分は、可視光及び赤外光を遮蔽する黒色の印刷層からなる。）、赤外光照射ユニット１２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる光源（点光源）が発する赤外光（近赤外線）Ｌ_２を赤外光透過部１６を通してフロントウインドシールド３に向けて照射する。

その際、運転者Ｄの視点位置（ここでは、設計上のアイボックス１７内の任意の位置で、図１にはアイボックス１７内の高さが異なる３つの視点位置を記載している。）から見て、フロントウインドシールド３における赤外光Ｌ_２の反射位置（赤外光照射ユニット１２の光源の光軸がフロントウインドシールド３と交わる位置）Ｒは、車両２のヘッドライト１８の照射領域（ヘッドライト１８の照射光が届く全ての領域）１９の少なくとも一部（例えば、照射領域１９における最高照度に対して８０％の等照度曲線で囲まれた高照度領域）と重畳する（図１においては、車両２のヘッドライト１８から路面上の照射領域１９までの距離が車両２の寸法に比して長いことから、車両２の前方空間及び路面の一部について、破断線により図示を省略している。）。

一方、カメラ１３は、ハウジング６においてカバーガラス７の下方で赤外光透過部１６に対向するように、車両２の車幅方向中央側、かつ、赤外光照射ユニット１２の前方に設けられ、赤外照射ユニット１２から照射される波長帯の赤外光Ｌ_２に感度を有する撮像素子、及び、赤外光Ｌ_２を透過してその撮像素子に結像させ得るレンズを備えて近赤外線画像を撮影する。

また、本実施形態の場合、ここでの詳細図示は省略するが、ハウジング６は、車幅方向と略直交（交差）する一対の周壁部を有しており、これら一対の周壁部のうち車両を左右に２等分する仮想中心ラインに近い側に位置する一周壁部（一方の周壁部）のやや内側となるハウジング６の空所に赤外光照射ユニット１２及びカメラ１３を設けた構成としている。なお、ここでのハウジング６は、４つの周壁部を備え、図２で図示された概ね車幅方向に沿う２つの周壁部は、前記一対の周壁部の各々の端部同士を繋ぐ立壁として構成される。

ＨＵＤ１において、表示器ユニット９からの表示光Ｌ_１は、平面鏡１０で反射され、次いで、凹面鏡１１で拡大して反射され、カバーガラス７の遮光部１４に囲まれた透明な中央部１７を通過してフロントウインドシールド３に投影される。フロントウインドシールド３に投影された表示光Ｌ_１は、運転者Ｄの側に拡大して反射され、虚像Ｖを生成してフロントウインドシールド３を透過する実景に重ねて運転者Ｄに表示する。

一方、赤外光照射ユニット１２からの赤外光Ｌ_２は、カバーガラス７の遮光部１４の赤外光透過部１６を通過してフロントウインドシールド３に投影され、フロントウインドシールド３で運転者Ｄの側に反射されて運転者Ｄを照射する。そして、運転者Ｄに反射されると赤外光Ｌ_２の一部は逆の経路を辿り、赤外光透過部１６を通過してカメラ１３に入射した赤外光Ｌ_２により運転者Ｄが撮像される。この撮像は、虚像Ｖの表示中、定期的又は不定期的に行われ、その撮像画像に基づいて運転者Ｄのモニタリングが行われる。

本実施の形態に係るＨＵＤ１の乗員監視装置は、車両２に設けられて可視光を透過させ赤外光を反射するフロントウインドシールド３に対し、赤外光Ｌ_２を照射する赤外光照射ユニット１２と、フロントウインドシールド３に反射された赤外光Ｌ_２により車両２の運転者Ｄを撮像するカメラ１３と、赤外光照射ユニット１２及びカメラ１３を収容するハウジング６とを備え、赤外光照射ユニット１２は、運転者Ｄの視点位置から見て、フロントウインドシールド３における赤外光Ｌ_２の反射位置Ｒが車両２のヘッドライト１８の照射領域１９と重畳するように、ハウジング６に設けられている（収容されている）ので、車外が暗い環境下においてフロントウインドシールド３に赤外光照射ユニット１２の光源が写り、背景が暗ければ赤い玉として運転者Ｄに視認されるような場合でも、ヘッドライト１８を点灯していればその照射領域１９が赤い玉に重畳し、赤い玉の背景が明るくなることにより、フロントウインドシールド３で反射する赤外光Ｌ_２が乗員に視認される事態（玉見え）の発生を抑制することができる。

なお、赤外光照射ユニット１２は、運転者Ｄの視点位置から見て、フロントウインドシールド３における赤外光Ｌ_２の反射位置Ｒが車両２のヘッドライト１８のロービームの照射領域と重畳するようにハウジング６に設けられていることが望ましく、これにより、玉見えの発生をヘッドライト１８の点灯状態であれば常に（ハイビームの場合のみならずロービームの場合にも）抑制することができる。

また、赤外光照射ユニット１２は、運転者Ｄの視点位置から見て、フロントウインドシールド３における赤外光Ｌ_２の反射位置Ｒが、その反射位置Ｒにおける赤外光Ｌ_２の反射輝度よりも高い照射輝度を有する照射領域１９の高輝度領域と重畳するようにハウジング６に設けられていることが望ましい。

なお、ここでの反射輝度とは、前記光源から発せられる赤外光Ｌ_２がフロントウインドシールド３で反射して運転者Ｄに照射される際のフロントウインドシールド３で反射する赤外光Ｌ_２の輝度を意味する。照射領域１９の照射輝度とは、ヘッドライト１８の照射対象である路面等による反射光の輝度（背景輝度）であり、より具体的に言うと、ヘッドライト１８が路面等を照らした際の路面等から反射して運転者Ｄから視認可能な路面等の輝度を意味する。そして、照射領域１９の高輝度領域は、その照射輝度が赤外光Ｌ_２の反射輝度よりも高いので、反射位置Ｒが当該高輝度領域と重畳することによって、玉見えの発生をより確実に抑制することができる。

以上、本発明を実施するための形態について例示したが、本発明の実施形態は上述したものに限られず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更等してもよい。

例えば、上記実施の形態では、車両のフロントウインドシールドを反射透光部材としたが、反射透光部材としてフロントウインドシールドに代えてコンバイナ等を用いてもよい。

また、赤外光照射ユニット１２は、車両２の運転席に着座する運転者Ｄではなく助手席や後部座席等に着座する運転者Ｄ以外の他の乗員の視点位置から見て、フロントウインドシールド３における赤外光Ｌ_２の反射位置Ｒが車両２のヘッドライト１８の照射領域１９と重畳するようにハウジング６に設けられてもよい。

２車両
３フロントウインドシールド（反射透光部材）
６筐体（ハウジング）
１２赤外光照射ユニット（赤外光照射手段）
１３カメラ（撮像手段）
１８ヘッドライト
１９照射領域
Ｄ運転者（乗員）
Ｌ_２赤外光
Ｒ反射位置

Claims

車両に設けられて可視光を透過させ赤外光を反射する反射透光部材に対し、赤外光を照射する赤外光照射手段と、
前記反射透光部材に反射された赤外光により前記車両の乗員を撮像する撮像手段と、
前記赤外光照射手段及び前記撮像手段を収容する筐体とを備え、
前記赤外光照射手段は、前記乗員又は前記車両の他の乗員の視点位置から見て、前記反射透光部材における前記赤外光の反射位置が前記車両のヘッドライトの照射領域と重畳するように、前記筐体に設けられていることを特徴とする乗員監視装置。
前記赤外光照射手段は、前記乗員又は前記他の乗員の視点位置から見て、前記反射透光部材における前記赤外光の反射位置が前記ヘッドライトのロービームの照射領域と重畳するように、前記筐体に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の乗員監視装置。
前記赤外光照射手段は、前記乗員又は前記他の乗員の視点位置から見て、前記反射透光部材における前記赤外光の反射位置が、その反射位置における前記赤外光の反射輝度よりも高い照射輝度を有する前記照射領域の高輝度領域と重畳するように、前記筐体に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の乗員監視装置。
前記乗員は、前記車両の運転席に着座する運転者であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の乗員監視装置。