WO2014017061A1

WO2014017061A1 - 状態監視装置

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Publication number: WO2014017061A1
Application number: PCT/JP2013/004432
Authority: WO
Inventors: 大見　拓寛; 高広山本
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2012-07-25
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2014-01-30
Also published as: EP2860960B1; EP2860960A4; CN104488257A; US20150186737A1; CN104488257B; US9679209B2; EP2860960A1

Abstract

　撮像システム（５）では、発光部（９）にて発光された照明光は、光学部材（１１）にて集光、反射されると共に、規定領域に対して配光される。この規定領域に対する配光は、発光部からの距離が遠い構成ポイントほど、当該構成ポイントに到達する照明光の強さが強く、かつ予め定められた基準値以上となる。撮像システムでは、このように照明光を配光するため、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さは、強度基準値以上であり、かつ、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さの分布が第一基準範囲内となる。

Description

状態監視装置

関連出願の相互参照

　本開示は、２０１２年７月２５日に出願された日本出願番号２０１２－１６４９７１号と、２０１２年７月２５日に出願された日本出願番号２０１２－１６４９７３号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、画像を生成する状態監視装置、およびそれに用いる光学部材に関する。

　従来、車両に搭載され、当該車両の安全な走行を実現することを目的として、当該車両の乗員の状態を監視する状態監視装置（いわゆるドライバーモニタリングシステム）が知られている（例えば、特許文献１参照）。

　この種の状態監視装置は、画像を生成する撮像システムと、その撮像システムで生成された画像を画像処理した結果に基づいて、自車両の乗員の状態を監視する状態監視部とを備えている。撮像システムは、少なくとも近赤外を含む波長の光（以下、照明光と称す）を発光する少なくとも一つの投光器と、投光器により照明光が照射される領域から反射しカメラレンズに入射される光を、複数の画素を有する撮像素子にて結像することで画像を生成するカメラとを備えている。

　撮像システムに用いられるカメラは、自車両のシートに着座した平均的な体型（例えば「ＩＳＯ４５１３　Ｒｏａｄ　ｖｅｈｉｃｌｅｓ－Ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ－Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ　ｏｆ　ｅｙｅｌｌｉｐｓｅｓ　ｆｏｒ　ｄｒｉｖｅｒ’ｓ　ｅｙｅ　ｌｏｃａｔｉｏｎ」　あるいは、「ＪＩＳ　Ｄ　００２１　自動車の運転者アイレンジ」に規定されアイリプス９９パーセンタイル）の乗員が、運転時の通常動作において姿勢変化することを考慮して、顔面が位置する可能性の高い領域を撮像領域とするような画角を有するレンズとともに、適切な位置に設置される。このようなカメラを用いて乗員の状態を安定して監視するためには、撮像領域に対して、状態監視部での画像処理に適した明るさ及びコントラストの画像を連続して取得できるように、被撮像物に対する光の強さとして予め規定された強度基準値以上の強さの照明光をなるべく均一に照射することが求められる。アイリプス「eyellipse」は、眼「eye」と楕円「ellipse」の短縮であり、眼の位置の統計的な分布を描くのに使用される。

特開２００５－２７１８７６号公報　上述したように、撮像領域に対して強度基準値以上の強さかつ均一な照明光を照射する場合、複数の投光器にて実現することが考えられる。この場合、投光器の各々を複数箇所に設置したり、一箇所に設置する場合でも、投光器を構成する光源、例えばＬＥＤ光源をアレイ状に複数設置したりすることが考えられる。

　しかしながら、このような方法では、撮像システムにおいて投光器の占める面積が大きくなり、システム全体の構成が大型化したり、投光器の数が増加することにより、投光器にて消費する電力が増加したりする。

　つまり、従来の状態監視装置では、撮像領域に対して強度基準値以上の強さかつ均一な照明光を照射するために、撮像領域ではない領域に対しても投光するなどシステムにとって不要な投光をするために投光器の数が増加するなど、装置全体の構成が大型化すると共に、投光器にて消費する電力の増加を低減できない。

　本開示の目的は、状態監視装置において、撮像領域に対して可能な限り強度基準値以上の強さかつ均一な照明光を照射しつつ、装置全体の構成が大型化することを可能な限り抑制すると共に、投光器にて消費する電力の増加を可能な限り抑制することである。また、状態監視装置において、乗員の状態を安定して監視可能な画像を生成することも目的とする。

　上記の目的を達成するための、本開示のひとつの例として、車両に搭載される状態監視装置は次のように提供される。状態監視装置は、少なくとも一つの発光部、撮像部、状態監視セクション、および光制御部を含む。発光部は、自車両の車室内空間において乗員の顔面が位置する領域として規定された規定領域に、少なくとも近赤外波長を含む波長の光である照明光が照射されるように発光する。撮像部は、前記規定領域から入射する光を、複数の画素を有した撮像素子にて受光することで画像を生成する。状態監視セクションは、前記撮像部で生成された画像を画像処理した結果に基づいて、自車両の乗員の状態を監視する。光制御部は、前記撮像部の撮像素子における受光面の少なくとも一部の領域であって、前記規定領域に対応する領域を撮像規定領域とし、前記撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さが、前記状態監視セクションでの画像処理に適した画像となる光の強さとして予め規定された強度基準値以上であり、かつ、前記撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さの分布が予め規定された第一基準範囲内となるように配光を制御する。

　本開示のもうひとつの例として、車両に搭載される状態監視装置は次のように提供される。状態監視装置は、少なくとも一つの発光部、撮像部、状態監視部、および光学制御部を含む。発光部は自車両の車室内空間において乗員の顔面が位置する領域として規定された規定領域に、少なくとも近赤外波長を含む波長の光である照明光が照射されるように発光する。撮像部は、前記規定領域から入射する光を、複数の画素を有した撮像素子にて受光することで画像を生成する。状態監視部は前記撮像部で生成された画像を画像処理した結果に基づいて、自車両の乗員の状態を監視する。光学制御部は、入射部と出射部とを含む。入射部は、前記発光部のそれぞれにて発光された照明光を集光する。出射部は、前記撮像部の撮像素子における受光面の少なくとも一部の領域であって前記規定領域に対応する領域である撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さが、前記状態監視部での画像処理に適した画像となる光の強さとして予め規定された強度基準値以上であり、かつ、前記撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さの分布が予め規定された第一基準範囲内となるように、前記入射部のそれぞれにて集光した照明光を前記車室内空間に出射する出射面にて配光する。

　本開示のさらにもうひとつの例として、車両に搭載される状態監視装置に用いられる光学部材は次のように、提供される。状態監視装置は、自車両の車室内空間において乗員の顔面が位置する領域として規定された規定領域に、少なくとも近赤外波長を含む波長の光である照明光が照射されるように発光する少なくとも一つの発光部と、少なくとも前記規定領域から入射する光を撮像素子にて受光することで複数の画素を有した画像を生成する撮像部と、前記撮像部で生成された画像を画像処理した結果に基づいて、自車両の乗員の状態を監視する状態監視部とを有する。光学部材は、前記発光部のそれぞれにて発光された照明光を集光する入射部と、前記撮像部の撮像素子における受光面の少なくとも一部の領域であって前記規定領域に対応する領域である撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さが、前記状態監視部での画像処理に適した画像となる光の強さとして予め規定された強度基準値以上であり、かつ、前記撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さの分布が予め規定された第一基準範囲内となるように、前記入射部のそれぞれにて集光した照明光を前記車室内空間に出射する出射面にて配光する出射部とを備える。

　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。
本開示の実施形態が適用された状態監視装置の設置位置を示す図であり、状態監視装置の概略構成を示すブロック図であり、撮像システムの構造を示す斜視図であり、光学（フィルタ）部材における減衰部の構造を示す図であり、光学部材によって制御される配光特性を示す図であり、状態監視ＥＣＵの機能ブロック図であり、状態監視処理の処理手順を示すフローチャートであり、露光タイミング及び発光タイミングを示す説明図であり、補正制御の実行開始基準を示す説明図であり、投光器の配置に関する変形例を示す説明図であり、状態監視装置の設置位置の変形例を示す図であり、頭部モデルを説明する説明図であり、規定領域の設定方法の変形例を示す説明図であり、光学部材の構造を示す図であり、光学部材の外観を示す斜視図であり、光学部材の構造を示す図であり、光学部材による配光の様子を説明する説明図であり、光学部材による配光の様子を説明する説明図であり、光学部材の変形例を示す図である。

　以下、本開示の実施形態を図面と共に説明する。

　（第一実施形態）
　〈１．１　状態監視装置〉
　図１に示すように、状態監視装置１は、自動車ＡＭの安全な走行または乗員の快適な運転環境を実現することを目的として、自車両ＡＭの乗員（本実施形態では、運転者）Ｈｍの頭部を含む画像に基づいて、乗員Ｈｍの状態を監視する、いわゆるドライバモニタリングシステムである。

　この状態監視装置１は、図２に示すように、画像ＰＩを生成する撮像システム５と、画像ＰＩに対して画像認識処理を実行して乗員Ｈｍの状態を監視する状態監視ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）４０とを備えている。さらに、状態監視装置１には、自車両ＡＭに搭載された各種装置を含むアクチュエータ部５０が接続されている。

　撮像システム５は、少なくとも近赤外領域の波長を含む波長の光（以下、照明光と称す）を発光すると共に、画像ＰＩを生成するシステムである。撮像システム５は、図３に示すように、撮像部７と、発光部９（投光器９とも言う）と、光学部材１１（光学素子、光制御部あるいは手段、光学部あるいは手段とも言う）と、光学部材１３と、基板２１とを備えている。撮像部７は撮像手段して機能し、発光部９は発光手段として機能する。

　そして、撮像システム５は、自車両ＡＭの乗員Ｈｍの頭部が位置する可能性のある車室内空間での領域（以下、規定領域ＰＡ（図１参照）と称す）含む領域を撮像領域とするように予め規定された設置位置に設置される。本実施形態における規定領域ＰＡとは、例えば、通常の運転姿勢をとっている運転者の目が存在する位置を表す楕円状の領域（即ち、アイリプス）内を包含する領域である。この規定領域ＰＡは、例えば、予めアイリプスから設計上規定すれば良く、撮像部７から見た場合、運転席ＤＳのヘッドレスト近傍の領域となる。規定領域ＰＡが包含する領域は、アイリプスの９９パーセンタイルであったり、９５パーセンタイルであっても良い。

　通常、アイリプスは、シート位置によって一義的に決定される。このため、シート位置を設定可能な位置の範囲が一般的な位置の範囲とは異なる車両に対しては、乗員Ｈｍの頭部が実際に位置しない領域を規定領域ＰＡとして決定している可能性があった。

　そこで、規定領域ＰＡの決定方法は、アイリプスから設計上決定する方法に限らず、実験により、運転時の通常姿勢にて乗員Ｈｍ（被験者）をシートに着座させた場合に、各乗員Ｈｍの頭部が位置する領域の分布から決定しても良い（図１３参照）。具体的には、例えば、各乗員Ｈｍの頭部が位置する領域の分布において、規定された割合以上の領域を包含する範囲を規定領域ＰＡとして決定することが考えられる。ただし、ここで言う多くの乗員Ｈｍ（被験者）は、人種や性別、年齢などが異なる様々な人物であることが好ましい。

　なお、図１３においては、破線にて示した矩形の領域のそれぞれが、様々な人種、性別、年齢の被験者が各々の運転に適した姿勢にドライビングポジションをセットしたときの撮像結果から、当該被験者の頭部が位置する領域を囲んだものであり、一点鎖線にて示した矩形の領域が、自車両ＡＭの乗員Ｈｍの頭部が位置する可能性のある領域（即ち、規定領域ＰＡ）である。

　この方法にて規定領域ＰＡを決定すれば、乗員Ｈｍの頭部が実際に位置しない領域が規定領域ＰＡとして決定されることを低減できる。ただし、規定領域ＰＡは、通常の運転姿勢に限定するのではなく、運転動作に伴うある程度の顔移動を見込んで規定しておくことが好ましい。

　なお、本実施形態における設置位置は、ステアリングホイールＳＨが接続されるステアリングコラムＳＣの上側外表面である。このような設置位置に撮像システム５を設置する場合、撮像システム５の中心軸（照射基準軸：図５参照）は、水平軸（図５参照）との間に所定の角度（仰角）を有する。

　撮像部７は、撮像素子（いわゆるＣＣＤやＣＭＯＳなどイメージセンサ）、光学レンズ、光学フィルタ、発振器、インターフェース回路、電源等の周辺電子回路を有した周知の撮像装置であり、光学レンズを介して撮像素子に入射した光を各画素が受光して、光の強弱に応じた陰影のある画像ＰＩを生成する。

　本実施形態における撮像部７は、周囲の環境に応じてゲインや露光時間などをオートまたはマニュアルによってアクティブに制御されるよう構成されており、また、撮像タイミングも任意に設定できるように通信機能を備えている。なお、撮像素子は近赤外光に対する感度が高い素子が好ましい。

　発光部９は、状態監視ＥＣＵ４０からの制御指令ＣＯに従って、照明光を発光する発光器である。本実施形態における発光器は、２つの発光ダイオード（ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ））の各々である。

　光学部材１１は、発光部９からの照明光を集光、反射すると共に、その集光した照明光を規定領域ＰＡに対して配光する。基板２１は、電子部品が実装され、配線が形成されたプリント基板であり、基板のほぼ中央部に撮像部７が固定され、撮像部７から適度に離れた位置に、１つ以上の発光部９が固定される。

　部品２３は、基板２１に接続する機構を有している。この部品２３には、基板２１において撮像部７が固定される位置と対向する位置に、撮像部７が挿通する孔（以下、第一挿通孔と称す）２５が形成されている。さらに、部品２３には、基板２１において発光部９が固定される位置と対向する位置に、光学部材１１を所定の位置関係を保持する保持構造を備えている。発光部９と光学部材１１の位置関係は、投光器の照射特性として重要であり、これらが位置ズレを起こすと十分な性能が得られないため、基板２１と部品２３は位置決めピンなどで位置ズレ精度が補償されるようにする。なお、部品２３と光学部材１１は一体成型で構成されていても良い。

　光学部材１３は、光学部材１１を通過した照明光のうち不要光を除去すると共に、発光部９から発せられた光が内部反射により撮像部７に入射しないように遮蔽する部材である。光学部材１３は、可視光カットフィルタ３０と、シェード３１とを備え、２色成形等により一体化されている。よって、光学部材１３は、フィルター部あるいはフィルター手段としても機能する。

　可視光カットフィルタ３０（フィルター部あるいはフィルター手段とも言う）は、全体として、矩形の板状に形成された光学フィルタであり、状態監視ＥＣＵ４０での画像処理に適した光の成分として予め定められた光の成分（例えば、近赤外領域の波長）、すなわち投光器の波長成分の光の多くを少なくとも透過するとともに、撮像部７にとって不要であり、かつ、発光部９を運転者Ｈｍが直接見えにくくすることを目的として可視光をできるだけカットするような材料で作られる。

　シェード３１は、可視光カットフィルタ３０を保持する保持構造を有している。このシェード３１には、基板２１において撮像部７が固定される位置と対向する位置に撮像部７が挿通する孔（以下、第二挿通孔と称す）３３が形成されていると共に、光学部材１１から出射された光を通すようにそれぞれと対向する位置に開口３５、３６が形成されている。

　なお、光学部材１３は、発光部９から規定領域ＰＡまでの照明光の経路上にて、撮像部７及び発光部９（光学部材１１）を覆うように配置される。さらに、シェード３１は、近赤外光を含む光を通さない遮光材料で作られており、発光部９にて発光した照明光が表面反射や内部伝搬等により撮像部７に必要以上に強い光として入射することを防止する遮光部１５を備えている。

　本実施形態では、遮光部１５の一つとして、撮像部７の周囲を覆うように、第一挿通孔２５に嵌挿される筒状の遮光部１７を備えている。また、本実施形態では、遮光部１５の一つとして、図４に示すように、光学部材１３内を意図せず伝播する照明光を減衰させる減衰部１９を備えている。この減衰部１９は、可視光カットフィルタ３０の上辺及び下辺の少なくとも一方における、シェード３１の開口３５、３６それぞれから第二挿通孔３３までの間の部位それぞれに形成されている。この減衰部１９は、可視光カットフィルタ３０が一定厚さの板状である場合、特定の方向から入射された光に対し、可視光カットフィルタ３０の媒質界面で直進と反射を繰り返し規則的に内部伝搬していくが、この経路を遮る意味でラビリンス形状とも呼ばれ、その設置間隔は可視光カットフィルタの厚みや光の入射角度の関係から設計的に形状が決められる。また、減衰部１９の深さは深いほうが好ましい場合もあるが、可視光カットフィルタ３０の機械的強度が弱くならない範囲で設計する必要がある。図４においては、ハッチングを施した部位が複数の空隙として形成される。または、ハッチングを施した部位が他と異なる屈折率をもった部材で形成される。

　なお、減衰部１９は、図示したように等間隔に形成された空隙に限らず、光学部材１３内に形成された鋸歯状の切り欠きでも良いし、光学部材１３内に形成された照明光を反射する反射率を高めることで形成されていても良いし、これらの組み合わせによって構成されていても良い。なお、遮光部１５、遮光部１７、減衰部１９は、おのおの入射する光を低減する入射低減部あるいは入射低減手段としても機能する。

　〈１．２　光学部材による配光〉
　光学部材１１による配光は、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さが、状態監視ＥＣＵ４０での画像処理に適した画像ＰＩとなる光の強さとして予め規定された強度基準値以上であり、かつ、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さの分布が予め規定された第一基準範囲内となるようになされる。なお、ここで言う撮像規定領域とは、撮像部７の撮像素子における受光面において、規定領域ＰＡからの光が入射する領域である。規定領域ＰＡに存在する被写体の形状や反射率により撮像規定領域における受光量は異なるため、便宜上、規定領域ＰＡには鉛直でどの角度から見ても一定な反射率を為す平板が存在すると仮定して説明している。また、ここで言う第一基準範囲とは、光の強さの分布が、画像処理に適した最低限度のばらつきであるとみなせる範囲である。

　撮像素子の受光面において、上述したような光の入射を実現するために、本実施形態の光学部材１１による配光は、図５に示すように、照明光の強さが、中心存在領域に近い領域ほど強く、中心存在領域から水平方向に沿って離れた領域ほど弱くなるようになされている。

　ここで言う中心存在領域とは、照射面において、乗員の顔面中心（中心軸）が位置する可能性が高い領域である。なお、照射面とは、例えば、規定領域ＰＡを含む領域を分割する鉛直面であり、車両の進行方向に対し前後に分割する仮想的な平面である。規定領域ＰＡは、３次元的な空間であるが、照射面は便宜上２次元平面であり、平板正面の反射特性は指向性を持たないものとして説明する。この照射面には、規定領域ＰＡにて乗員Ｈｍの顔面（頭部）が存在する可能性が高い。

　さらに、光学部材１１による中心存在領域内に対する配光は、規定領域ＰＡにおける鉛直方向に沿った照明光の強さの分布が均一となるようになされる。この均一とは、例えば、照明光の強さの分布が、予め規定された第二基準範囲内となることである。

　なお、図５においては、到達する照明光の強さが強い領域ほど、ハッチングの濃度を濃くし、到達する照明光の強さが弱い領域ほど、ハッチングの濃度を薄くしている。

　また、図５に示す例では、中心存在領域をはじめとした、照明光の強さが段階的に変化する範囲を、楕円形状にて表した。しかし、図５に示す照明光の強さが段階的に変化する範囲は、一例であって、楕円形状に限るものではない。さらには、図５に示す例では、照明光の強さの変化を段階的に示しているが、実際には、照明光の強さの変化は、連続的に滑らかとなるようになされる。

　<１．３　光学部材による配光>
　このような配光を実現するために、本実施形態の光学部材１１は、照射面を構成する複数の微小領域（以下、構成ポイントと称す）のうち、発光部９（または、撮像部７）からの距離が遠い構成ポイントほど、当該構成ポイントに到達する照明光の強さが強くなるように、発光部９から入射された照明光を配光する出射部を備える。

　本実施形態における光学部材１１の出射部は、発光部９（または、撮像部７）からの距離が遠い構成ポイントほど、到達する光量が多くなるように構成されている。

　本実施形態における光学部材１１は、光学素子によって構成されるものであり、例えば、周知のレンズやプリズム、鏡、回折格子のうちの少なくとも一つや、これらの組み合わせによって実現すれば良い。

　以上説明したように撮像システム５では、発光部９にて発光された照明光は、光学部材１１を通して、規定領域ＰＡに対して配光される。この規定領域ＰＡに対する配光は、照射面に到達する照明光の強さが基準値以上となり、かつ発光部９からの距離が遠い構成ポイントほど、当該構成ポイントに到達する照明光の強さが強くなるようになされる。

　一方、撮像システム５の撮像部７では、光学レンズを介して撮像素子に入射した光を結像して画像ＰＩを生成する。本実施形態の撮像システム５は、規定領域ＰＡを撮像領域としているため、撮像部７が生成する画像ＰＩには、通常、自車両ＡＭの乗員Ｈｍの頭部（顔面）が含まれる。

　しかも、撮像システム５では、上述したように照明光を配光するため、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さは、強度基準値以上であり、かつ、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さの分布が第一基準範囲内となる。

　〈１．４　状態監視ＥＣＵ〉
　図２に示すように状態監視ＥＣＵ４０は、ＲＯＭ４１と、ＲＡＭ４２と、ＣＰＵ４３とを少なくとも備えた周知のマイクロコンピュータを中心に構成されている。

　ＲＯＭ４１は、電源を切断しても記憶内容を保持する必要のあるデータやプログラムを記憶する記憶装置である。ＲＡＭ４２は、データを一時的に格納するメモリであり、ＣＰＵ４３は、ＲＯＭ４１またはＲＡＭ４２に記憶されたプログラムに従って処理を実行する演算処理装置である。

　ＲＯＭ４１には、乗員Ｈｍの状態を監視した結果、自車両ＡＭの運転に対する乗員Ｈｍの安全性が低い状態である場合に注意喚起や警告を行うことで自車両ＡＭの安全な走行が実現されるようにアクチュエータ部５０を制御して乗員Ｈｍに働きかける状態監視処理を、ＣＰＵ４３が実行するためのプログラムが格納されている。

　つまり、本実施形態の状態監視ＥＣＵ４０（状態監視部４０とも言う）は、撮像部７にて生成した画像ＰＩに対して画像処理を実行した結果に基づいて、自車両ＡＭの乗員Ｈｍの状態を監視すると共に、撮像システム５を制御する。さらに、状態監視ＥＣＵ４０は、自車両ＡＭの乗員Ｈｍの状態を監視した結果に基づいて、アクチュエータ部５０を制御する。

　アクチュエータ部５０には、報知部５１と、振動部５２と、空調制御装置５３とが含まれている。振動部５２は、自車両ＡＭのシート（本実施形態では、運転席のシートＤＳを含む）に内蔵され、状態監視ＥＣＵ４０からの制御信号ＣＳに従ってシートを振動させるシート振動部や、ステアリングホイールＳＨを制御信号ＣＳに従って振動させるステアリング振動部（図示せず）を含む。空調制御装置５３は、自車両ＡＭに搭載された空調装置を制御する。

　報知部５１は、状態監視ＥＣＵ４０からの制御信号ＣＳに従って報知する機構であり、スピーカ部５４と、表示部５５とを含む。スピーカ部５４は、音を出力する機構であり、表示部５５は、異なる内容の情報を表示態様の変更によって示す機構（例えば、液晶ディスプレイやインジケータ）である。

　状態監視処理を実行した状態監視ＥＣＵ４０は、図６に示すように、発光部９による照明光の発光、及び撮像部７による画像ＰＩの生成のうちの少なくとも一方を制御する制御部４５と、画像ＰＩに対して画像処理を実行する画像処理部４６と、画像処理部４６にて画像処理が実行された画像ＰＩに基づいて、自車両ＡＭの乗員Ｈｍの状態を推定する状態推定部４７と、状態推定部４７での推定結果に基づいて、アクチュエータ部５０を制御する警報判定部４８として機能する。

　〈１．５　状態監視処理について〉
　次に、状態監視処理は、状態監視装置１に電力が供給されると（本実施形態では、イグニッションスイッチがオンされると）起動されるものである。

　ここで、この出願に記載されるフローチャート、あるいは、フローチャートの処理は、複数のセクション（あるいはステップと言及される）から構成され、各セクションは、たとえば、Ｓ１１０と表現される。さらに、各セクションは、複数のサブセクションに分割されることができる、一方、複数のセクションが合わさって一つのセクションにすることも可能である。さらに、このように構成される各セクションは、デバイス、モジュール、ミーンズとして言及されることができる。

　この状態監視処理は、起動されると、図７に示すように、発光部９の制御値及び撮像部７の制御値を、予め定められた初期値に設定する（Ｓ１１０）。

　ここで言う発光部９の制御値には、少なくとも、発光部９が出力する照明光のレベル（強度）が含まれる。より具体的には、投光器に通電する単位時間あたりのエネルギーや通電時間により制御する。この照明光のレベルの制御値は、一定の制御範囲を有しており、少なくとも、制御範囲の上限値が、乗員Ｈｍの顔面への到達時点で、ＩＥＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｍｉｓｓｉｏｎ）６２４７１に規定されたＥｘｅｍｐｔレベル以下（例えば、Ｔａｂｌｅ　６．１　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｌｉｍｉｔｓ　ｆｏｒ　ｒｉｓｋ　ｇｒｏｕｐｓ　ｏｆ　ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｗａｖｅ　ｌａｍｐｓ　の　Ｓｙｍｂｏｌ　Ｌ_Ｒ、Ｌ_ｉＲ、Ｅ_ＩＲ）となるように予め定められている。

　さらに、撮像部７の制御値には、露光時間やゲインなどが含まれており、画像処理に適した画像ＰＩが撮像されるように予め実験などによって求められた制御値の設定範囲が規定されている。

　続いて、発光部９に対して制御指令ＣＯを出力する（Ｓ１２０）。これにより、発光部９が発光し、規定領域ＰＡに照明光を照射する。続いて、または同時に撮像部７に撮像させ、画像ＰＩを取得する（Ｓ１３０）。

　本実施形態において、発光部９が発光するタイミング、及び撮像部７が画像ＰＩを撮像するタイミングは、図８に示すように、発光部９から照明光を発光する期間（図中、発光タイミング）が、撮像部７の露光期間（図中、露光タイミング）よりも長く規定されている。その上で、撮像部７による画像ＰＩの撮像（露光開始から露光終了まで）は、発光部９が近赤外光の発光期間中に実行される。なお、図中の符号ｔａは、撮像部７による画像ＰＩの撮像間隔を表しており、図７におけるＳ１２０～Ｓ２００までの一連のサイクルにて、Ｓ１５０が実行される間隔である。ここで、発光期間が露光期間より長いと説明したのは、発光開始を指示してから実際に１００%パワーで投光器が発光するまでのタイムラ
グを考慮したためであり、投光器の立ち上がり遅延がなく急峻に立ち上がる発光デバイスであれば同時としても問題ない。また、発光部の消灯タイミングについては上記と同様の理由で必ずしも遅らす必要がなく同時もしくは露光終了よりも早いタイミングであっても構わない。

　さらに、Ｓ１３０で撮像した画像ＰＩに対して、乗員Ｈｍの状態を監視することを目的とした画像処理を実行する（Ｓ１４０）。このＳ１４０にて実行される画像処理には、画像ＰＩにおける乗員Ｈｍの頭部の位置を特定する周知の画像処理（以下、顔位置特定処理と称す）や、乗員Ｈｍの目の開度を導出する周知の画像処理、乗員Ｈｍの視線の方向を検出する周知の画像処理が含まれる。

　なお、本実施形態の顔位置特定処理では、画像ＰＩに写り込んだ乗員のＨｍの顔面における左右の端部を検出し、その検出した左右の端部によって挟まれる領域に存在し、顔を構成する各部（ここでは、目や口、鼻など）を検出することがなされる。そして、各部の位置関係を特定すると共に、画像ＰＩ上における乗員Ｈｍの顔面中心を検出し、乗員Ｈｍの頭部の位置を特定することがなされる。なお、顔位置特定処理では、人の頭部を円筒状に模した頭部モデル（図１２参照）を用いて、乗員Ｈｍの頭部の位置を特定することも一般的になされている。

　そして、Ｓ１４０での画像処理の結果に基づいて、乗員Ｈｍの覚醒度を推定する周知の処理や、運転者が脇見運転をしているか否か等を判定する周知の処理を、乗員Ｈｍの状態を判定する状態判定として実行する（Ｓ１５０）。このように状態監視ＥＣＵ４０は、Ｓ１４０－Ｓ１５０にて、状態監視セクションとして機能するとも言える。

　続いて、Ｓ１５０での状態判定の結果に基づいて、自車両ＡＭの車室内に警告を出力する必要の有無を判定する（Ｓ１６０）。本実施形態におけるＳ１６０での判定では、例えば、乗員Ｈｍの覚醒度が予め規定された閾値未満であれば（すなわち、乗員Ｈｍが眠気を感じている場合）や、乗員Ｈｍが脇見運転を実施している場合に、警告を出力する必要があるものとする。

　そして、Ｓ１６０での判定の結果、警告を出力する必要があれば（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、アクチュエータ部５０に対して制御信号ＣＳを出力して警告を出力する（Ｓ１７０）。

　乗員Ｈｍの覚醒度が閾値未満である場合に本実施形態のＳ１７０にて出力される警告としては、例えば、休息を促す旨を報知部５１から出力することや、振動部５２を介して運転席ＤＳやステアリングホイールＳＨを振動させること、空調制御装置５３を介して乗員Ｈｍに向けて冷風を吹き付けることなどがある。また、乗員Ｈｍが脇見運転を実施している場合に本実施形態のＳ１７０にて出力される警告としては、音声による報知を報知部５１から出力することや、振動部５２を介して運転席ＤＳやステアリングホイールＳＨを振動させること、空調制御装置５３を介して乗員Ｈｍに向けて冷風を吹き付けることなどがある。その後、Ｓ１８０へと移行する。

　なお、Ｓ１６０での判定の結果、警告を出力する必要が無ければ（Ｓ１６０：ＮＯ）、Ｓ１７０を実行することなく、Ｓ１８０へと移行する。

　このＳ１８０では、先のＳ１４０にて実施した顔位置特定処理にて特定した画像ＰＩ上における乗員Ｈｍの頭部（以下、顔位置領域と称す）を構成する全ての画素が、撮像規定領域に対応する撮像素子上の領域内であるか否かを判定する。このＳ１８０での判定の結果、顔位置領域を構成する全ての画素が、撮像規定領域に対応する撮像素子上の領域内でなければ（Ｓ１８０：ＮＯ）、Ｓ１９０へと進む。このように状態監視ＥＣＵ４０は、Ｓ１８０にて、位置判定セクションとして機能するとも言える。

　そのＳ１９０では、次のサイクルのＳ１３０にて生成する画像ＰＩにおける顔位置領域の輝度値が、画像処理に適した画像を取得できるように、所定の輝度値となるように撮像部７のデジタルゲイン付加等の後処理により演算する補正制御を実行する。このように状態監視ＥＣＵ４０は、Ｓ１９０にて、輝度補正セクションとして機能するとも言える。本来は、このデジタルゲイン等による補正は、Ｓ１４０処理の前に実行すべきであるが、認識処理した結果により補正値を演算するため、フレーム遅れで実行する。連続した撮像を高速（例えば３０ｆｐｓ）で実施する本システムの場合、その遅延はほとんど問題にならない。

　本実施形態における補正制御は、図９に示すように、画像処理することによって得られた顔位置領域のうち、撮像規定領域に対応する撮像素子上の領域外となる領域ＲＴを構成する全ての画素の輝度値が、次回の撮像において、所定の輝度値となるように、デジタルゲインを演算し撮像画像を加工処理する。なお、本実施形態における所定の輝度値とは、顔位置領域を構成する全ての画素の輝度値が、強度基準値に対応する輝度値以上であり、かつ、各画素の輝度値の分布が第一基準範囲内となる輝度値である。

　また、補正制御は、図７におけるＳ１２０～Ｓ２００までの一連のサイクルを繰り返す過程で、段階的に収束するように実行しても良い。このように実行する理由は、実車環境では様々な要因により、最適な撮像条件が撮像フレームごとに大きく変更になる場合があり、制御テーブル上の設定値を一気に変更することでハンチングのような現象が起きる可能性があるからである。

　その後、Ｓ２００へと移行する。

　一方、Ｓ１８０での判定の結果、顔位置領域を構成する全ての画素が撮像規定領域に対応する撮像素子上の領域内であれば（Ｓ１８０：ＹＥＳ）、Ｓ１９０を実行することなく、Ｓ２００へと進む。

　このようにして移行したＳ２００では、発光部９の制御値、及び撮像部７の制御値のうち、少なくとも一方について最適値を導出する。このＳ２００にて導出される制御値とは、例えば、露光時間、画素値を出力する際に付加するアナログゲイン値、発光強度などである。このＳ２００での制御値の導出は、予め実験などで求めた、画像ＰＩの状態と制御値の最適値との関係を対応付けたテーブルなどに従って実行すれば良い。

　その後、Ｓ１２０へと戻り、Ｓ１９０にて演算されたデジタルゲインや、Ｓ２００にて導出した制御値を設定して、Ｓ１２０へと移行する。これにより、設定された制御値により新たに撮像される画像にデジタルゲインの演算値を付加して画像ＰＩが生成される。

　そして、乗員Ｈｍによりイグニッションスイッチがオフされるまで、Ｓ１２０～Ｓ２００を繰り返す。

　<１．６　第一実施形態の効果>
　ところで、上述した設置位置に撮像システム５を設置した場合、鉛直方向及び水平方向の平面である照射面における構成ポイントは、それぞれ、撮像システム５からの距離が異なる。

　このような照射面における構成ポイントの一部は、規定領域ＰＡに存在する乗員Ｈｍの顔面の各部品（眼、鼻、口など）である可能性が高く、発光部９から照射される照明光を反射するポイントとなる可能性が高い。通常、この照明光を反射する構成ポイントまでの発光部９からの距離が遠いと、当該構成ポイントにて反射された光は、撮像素子の受光面に入射するまでに散乱することで減衰する。このため、従来の状態監視装置にて生成される画像は、状態監視ＥＣＵにおける状態監視処理の実行に適した画像ＰＩとならない可能性がある。

　これに対し、本実施形態の状態監視装置１では、発光部９からの距離が遠い構成ポイントほど、当該構成ポイントに到達する照明光の強さが強くなるように、光学部材１１を構成している。しかも、光学部材１１のより具体的な配光特性は、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さが強度基準値以上であり、かつ、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さの分布が第一基準範囲内となるようになされている。

　このような状態監視装置１によれば、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さが強度基準値以上であり、かつ、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さの分布が均一な画像ＰＩを生成でき、状態監視処理の実行に適した画像ＰＩを生成できる。

　しかも、状態監視装置１によれば、状態監視処理の実行に適した画像ＰＩの生成を、従来の状態監視装置と比較して無駄な領域への発光を抑止できることから、発光器の数を増加させることなく照明の効果を高めることができる。したがって、状態監視装置１によれば、従来の状態監視装置に比べて、状態監視装置１全体の構成が大型化することを可能な限り抑制できると共に、発光器にて消費する電力の増加を可能な限り抑制することができる。

　換言すれば、状態監視装置１によれば、撮像領域に対して可能な限り強度基準値以上の強さかつ均一な照明光を照射しつつ、装置全体の構成が大型化することを可能な限り抑制すると共に、投光器にて消費する電力の増加を可能な限り抑制することができる。

　なお、光学部材１１の配光特性は、照明光の強さが、中心存在領域に近い領域ほど強く、中心存在領域から水平方向に沿って離れた領域ほど弱くなるようになされている。

　このような配光特性のもとで生成された画像ＰＩは、陰影がより顕著になるが、他の軸方向に照明分布を作るよりも検知性能の低下を抑制することができる。よって、画像ＰＩは、顔位置特定処理に用いられる頭部モデルの性質に合致したものとなる。

　この結果、状態監視装置１によれば、必要以上に強い照明光を撮像領域全体に対して照射することなく、状態監視ＥＣＵ４０での状態監視処理に適した画像ＰＩを生成することができる。

　さらに、状態監視装置１では、顔位置領域のうち、撮像規定領域の範囲外となる領域ＲＴを構成する全ての画素の輝度値が、次回の撮像において、所定の輝度値となるように補正制御を実行している。この補正制御により、状態監視装置１によれば、状態監視処理の実行に最適な画像ＰＩを高い確率で生成することができる。

　さらには、状態監視装置１には、光学部材１３に遮光部１５が設けられている。このため、状態監視装置１によれば、発光部９にて発光した照明光が撮像部７に必要以上に入射することが防止され、状態監視処理の実行に最適な画像ＰＩを高い確率で生成することができる。

　これらにより、状態監視装置１によれば、乗員Ｈｍの状態の監視精度を高いものとすることができる。

　<１．７　第一実施形態の変形例>
　以上、第一実施形態について説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。

　例えば、上記実施形態では、撮像システム５における発光部９の各々を、ＬＥＤにて構成したが、発光部９はこれに限るものではなく、照明光を発光する発光器であればどのようなものでも良い。

　また上記実施形態では、発光部９の数を２つとしていたが、発光部９の数は、これに限るものではない。すなわち、図１０に示すように、発光部６７（投光器６７とも言う）は、水平方向に比して鉛直方向に沿って密に配置した３つ以上の投光器であっても良い。この場合、発光部６７のそれぞれは、高い直進性を有した光を照明光として発光する装置であることが好ましい。

　このような発光部９の構造であっても、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さが強度基準値以上であり、かつ、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さの分布が第一基準範囲内とした画像ＰＩを生成でき、状態監視処理の実行に適した画像ＰＩを生成できる。この場合、複数の発光部（投光器）６７は、光制御部あるいは光制御手段として機能する。

　さらに、発光部６７のそれぞれを、直進性を有した光を照明光として発光する発光器によって構成する場合、状態監視装置には、各発光部６７を、複数の発光器が発光する照明光を集光して規定領域ＰＡに配光する光学部材を設けても良い。

　また、上記実施形態のＳ１９０では、補正制御として、顔位置領域を構成する全ての画素が撮像規定領域に対応する領域内でない場合に、次のサイクルにて生成する画像ＰＩにおける顔位置領域の輝度値が、所定の輝度値となるように撮像部７のデジタルゲインを調整する補正制御を実行していたが、補正制御の内容は、これに限るものではない。例えば、補正制御は、顔位置領域が撮像規定領域に対応する領域内であるか否かに拘わらず実行しても良い。この場合、補正制御の実行内容は、顔位置領域に対応する画素の輝度値が、強度基準値に対応する輝度値以上であり、かつ、各画素の輝度値の分布が第一基準範囲内となるようにデジタルゲインを調整することでも良い。

　なお、補正制御は、画像ＰＩを撮像するタイミングで実施しても良いし、画像ＰＩを撮像した後に、当該画像ＰＩの輝度値に補正を加えることで実施しても良い。

　また、上記実施形態では、発光部９が照明光を発光するタイミングと、撮像部７が画像ＰＩを撮像するタイミングとの関係を、発光部９が照明光を発光する期間を撮像部７の露光期間よりも長く規定した上で、撮像部７による画像ＰＩの撮像（露光開始から露光終了まで）を、発光部９が照明光の発光期間中に実行していたが、照明光を発光するタイミングと、画像ＰＩの撮像タイミングとの関係は、これに限るものではない。つまり、撮像部７の露光期間が、発光部９が照明光を発光する期間よりも長くとも良い。

　さらには、状態監視ＥＣＵ４０は、発光部９が、照明光を常時発光するように制御しても良い。

　ところで、上記実施形態における設置位置は、ステアリングホイールＳＨが接続されるステアリングコラムＳＣの上部の外表面であったが、設置位置は、これに限るものではない。この場合、設置位置は、例えば、図１１に示すように、車室内のインナーリアビューミラーの近傍であっても良いし、ダッシュボード上や、メータ表面、メータ内部などであっても良い。

　また、上記実施形態における状態監視装置１は、光学部材１３を備えていたが、光学部材１３を備えていなくとも良い。

　上記実施形態では、状態監視処理の起動条件を、イグニッションスイッチがオンされた場合としたが、状態監視処理の起動条件はこれに限るものではなく、例えば、自車両ＡＭが開錠された場合であっても良いし、専用のスイッチがオンされた場合であっても良い。

　なお、上記実施形態では、状態監視装置１の設置対象を自動車としたが、状態監視装置１の設置対象は、自動車に限るものではなく、自転車や鉄道車両であっても良い。つまり、状態監視装置１の設置対象は、車両であればどのようなものでも良い。

　<１．８　第一実施形態の開示の観点>
　第一実施形態の開示の観点について、以下に、記載する。開示の観点として、状態監視装置では、少なくとも一つの発光手段が、自車両の車室内空間において乗員の顔面が位置する領域として予めアイリプス等から設計上規定された規定領域に、少なくとも近赤外波長を含む照明光を照射する。そして、規定領域を含む車室内の領域を撮像領域とし、撮像手段が、撮像領域から入射する光を、複数の画素を有する撮像素子にて結像することで画像を生成する。その撮像手段で生成された画像を画像処理した結果に基づいて、状態監視手段が、自車両の乗員の状態を検知、推定し、その状態に応じてアクチュエーションを実行する。

　さらに、本観点の状態監視装置では、撮像手段の撮像素子における受光面の少なくとも一部の領域であって、規定領域に対応する撮像素子上の領域を撮像規定領域とし、光制御手段が、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さが、状態監視手段での画像処理に適した画像となる光の強さとして予め規定された強度基準値以上であり、かつ、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さの分布が予め規定された第一基準範囲内となるように配光を制御する。なお、ここで言う分布とは、少なくとも、制御されたばらつきを含むものである。

　本観点の状態監視装置によれば、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さが強度基準値以上であり、かつ、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さの分布が第一基準範囲内となることを、従来の状態監視装置から発光手段の数を増加させることなく実現できる。

　この結果、本観点の状態監視装置によれば、従来の状態監視装置に比べて、状態監視装置全体の構成が大型化することを可能な限り抑制できると共に、発光手段にて消費する電力の増加を可能な限り抑制することができる。

　換言すれば、本観点の状態監視装置によれば、撮像領域に対して可能な限り強度基準値以上の強さかつ必要最小限に均一な照明光を照射しつつ、装置全体の構成が大型化することを可能な限り抑制すると共に、投光器にて消費する電力の増加を可能な限り抑制することができる。

　なお、規定領域に存在する乗員の顔面の各部品（眼、鼻、口など）は、発光手段から照射される照明光が照射される位置に存在する可能性が高い。この照明光が顔に照射されると顔面からその光を反射することになるが、反射するポイントまでの発光手段における光源からの距離が遠いと、照明光がコヒーレントでない散乱光の場合、当該ポイントにて反射された光は、撮像素子の受光面に入射するまでに散乱することで減衰する。

　この減衰する光の強さを考慮すると、本観点における光制御手段は、規定領域において存在する可能性が高い乗員の顔面の各部品のうち、発光手段における光源からの距離が遠いポイントほど、当該ポイントに到達する照明光の強さが強くなるように配光を制御しても良い。

　通常、光は、距離の２乗に反比例して減衰するため、本観点の光制御手段においては、撮像規定領域に規定の光が届くように、予め距離に応じた強度分布を考慮して配光するように設計すると良い。

　さらに、光の減衰は、距離だけでなく、撮像系レンズの周辺光量比にも影響を受ける。すなわち、同一距離同一輝度の光が異なる角度から撮像素子に入射する場合、撮像素子の中央に到達する光の強さは、周辺に到達する光の強さより強くなる。このため、本観点の光学制御手段は、その光量比を考慮して光学中心から離れることに応じて強くするように配光しても良い（配光に補正を加えても良い）。また、撮像レンズへの入射角度によっては、表面反射の影響で大きく減衰する場合があるので、本観点の光制御手段においては、それを考慮した配光特性になるように制御すると効果的である。

　このような光制御手段によれば、状況監視手段にて画像処理を実行する画像について、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さが強度基準値以上であり、かつ、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さの分布を第一基準範囲内とすることができる。

　ただし、上記画像は、規定領域に仮想的な平面（実施形態における照射面）を想定した場合における画像について説明したものである。このような画像は、規定領域に乗員が存在する場合には、例えば、眉毛のように反射率が低い部位や、鼻の穴のように照射光の光軸に対して陰となる部位については、局所的に暗くなり、陰影がはっきりとした画像となる。この画像であれば、画像処理により適したものとなる。

　また、本観点においては、乗員の顔面中心が位置する可能性が高い規定領域での領域を中心存在領域とし、受光面において中心存在領域に対応する領域を撮像規定領域としても良い。

　この場合、本観点における中心存在領域は、車両の種類によって異なるアイリプスとして定義される楕円内に目が存在するときの顔全体が撮像規定領域から外れない領域を包含する領域であることが好ましい。なお目位置を基準にした顔の大きさについてはＡＩＳＴから公開されている「人体寸法データベース（ｈｔｔｐ：／／ｒｉｏｄｂ．ｉｂａｓｅ．ａｉｓｔ．ｇｏ．ｊｐ／ｄｈｂｏｄｙｄｂ／９１－９２／）」のＡ２：Ｈｅａｄ　ｂｒｅａｄｔｈ、Ａ１５:Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃ　ｆａｃｅ　ｈｅｉｇｈｔ、Ａ３６:Ｔｏｔａｌ　ｈｅａｄ　ｈｅｉｇｈｔなどを参照して決定しても良い。

　さらに、本観点における光制御手段は、中心存在領域に対しては鉛直方向に沿った照明光の強さの分布が、それ以外の方向と比較して鉛直方向に均一であるものとみなせる範囲として予め規定された第二基準範囲内となるように配光を制御しても良い。

　このような光制御手段によれば、中心存在領域に対応する各画素のうち垂直方向に沿った画素における輝度値の分布を垂直以外の方向と比較して均一化することができる。なお、ここで言う垂直方向とは、水平面に対して鉛直である方向を含み、さらには、水平面に対する垂直軸から所定の角度範囲内を含む方向である。

　このような状態監視装置では、状態監視手段による画像処理として、乗員の顔向き検出、乗員の眠気検出，乗員の視線検出などを実施することが一般的であり、これらの検出を行う場合には、乗員の顔及び顔部品（目、鼻、口など）の少なくとも一つの検出が必要となる。

　乗員の顔向きを検出する処理では、人の頭部を模擬した頭部モデルを用いることが一般的である。頭部モデルは、前記人体寸法データベース等を用いて標準顔とした３次元モデルもあれば、図１２に示すように、単純な円筒モデルで表されることもある。光が照射された円筒モデルは、通常、中心軸に近いほど明るく、径方向に沿って中心軸から離れるほど暗くなり、陰影が明確になるという性質があり、それを折り込んだ検出アルゴリズム（または前処理）になっていることが多い。

　この性質を考慮すると、本観点における光制御手段は、照明光の強さが、中心存在領域に近い領域ほど強く、中心存在領域から水平方向に沿って離れた領域ほど照明光の強さが弱くなるように配光を制御しても良い。これにより、陰影がより顕著になるが、他の軸方向に照明分布を作るよりも検知性能の低下を抑制することができる。

　このような光制御手段によって実現される配光は、頭部モデルの性質に合致したものとなる。この結果、必要以上に強い照明光を撮像領域全体に対して照射することなく、状態監視手段における画像処理に適した画像を生成することができる。なお、ここで言う水平方向とは、水平面に対して平行である方向を含み、さらには、水平面に対して水平な軸から所定の角度範囲内での方向を含む。

　<２　第二実施形態>
　<２．１　状態監視装置>
　第二実施形態の状態監視装置の構成は、第一実施形態の<１．１　状態監視装置>で、図１、２、３、４、５、１３を参照して説明したものと次の点を除き、同様である。同様な点の説明は省略する。第一実施形態と異なり、まず、図４で示した、光学部材１３内を意図せず伝播する照明光を減衰させる機能を持つ減衰部１９の構成を必須としていない。

　一方、図１４に示すように、光学部１３には、拡散板３７，３８（拡散部あるいは拡散手段とも言う）が、可視光カットフィルタ３０とシェード３１の間に提供される。拡散板３７，３８のそれぞれは、シェード３１の開口３５，３６を覆う形状に形成されたレンズ拡散板である。この拡散板３７，３８は、それぞれ、開口３５，３６を通過した照明光を、予め規定された角度範囲（例えば、５度から２０度）に拡散させるフィルタである。拡散板３７，３８には、規定された角度範囲への照明光の拡散を実現することを目的として、例えば、シート状に形成された基板の表面に凹凸を有したマイクロレンズアレイが形成されている。

　<２．２　光学部材による配光>
　第二実施形態の光学部材による配光の構成は、第一実施形態の<１．２　光学部材による配光>で、図５を参照して説明したものと同様であり、ここでは、省略する。

　<２．３　光学部材の構成>
　上述した配光を実現するため、本第二実施形態における光学部材１１は、第一実施形態に加え、さらにその構成に特徴を有する。以下に、その光学部材の特徴の説明を加える。図１５，図１６に示すように、発光部９からの照明光が入射される入射部６０と、入射部６０にて集光した照明光を規定領域ＰＡに対して配光する出射部７５とを備えている。光学部材１１は、照明光が通過する平面（以下、接続面と称す）６８にて、入射部６０と出射部７５とが接続され、一体に成型されたレンズである。接続面６８には、当該接続面６８から突出する板状の部位であり、かつ、部品２３に設けられた嵌合孔２７の周縁と係合する係合部８７が設けられている。

　光学部材１１は、照明光を透過する材料、例えば、ガラスや，樹脂などによって形成されている。樹脂材料で形成する場合、発光部９の近傍に設置されるため高温に耐える材料、例えば、ＣＯＣ（Ｃｙｃｌｉｃ　Ｏｌｅｆｉｎ　Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ：環状オレフィンコポリマー）、ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｉｃ　Ｏｌｅｆｉｎ　Ｐｏｌｙｍｅｒ：環状オレフィンポリマー）、ＰＣ（ポリカーボネート）など高いガラス転移温度を有し、高光学特性（高透明性、低複屈折）を有する材料が好ましい。

　なお、図１５（Ａ）は、光学部材１１を出射部７５から斜視した斜視図であり、図１５（Ｂ）は、光学部材１１を入射部６０から斜視した斜視図である。また、図１６（Ａ）は、光学部材１１を出射部７５から視た正面図であり、図１６（Ｂ）は、光学部材１１の側面図である。図１６（Ｃ）は、図１６（Ａ）におけるＡ－Ａ断面図であり、図１６（Ｄ）は、光学部材１１を入射部６０から視た正面図である。

　入射部６０は、凸部６２と、導入部６４と、反射部６６とを備えている。

　反射部６６は、延出面７０から接続面６８に渡って拡径する円柱状に形成された部位である。延出面７０とは、入射部６０内に仮想的に規定した平面であり、凸部６２及び導入部６４が設けられる反射部６６の面である。本実施形態においては、図１６（Ｃ）に記載した一点鎖線での断面が延出面７０に該当する。

　凸部６２は、錐体に形成された部位であり、反射部６６の延出面７０における中央部から突出するように設けられている。本実施形態において、凸部６２の形状を表す錐体とは、例えば、円錐である。なお、凸部６２の側面は、凸部６２の頂部から延出面７０に渡って連続して変化する曲面であっても良い。ここで言う曲面には、非球面を含む。

　そして、凸部６２の開口径は、照射面における鉛直方向の上方へと向かう光量と照射面全体を照射する光量の比が、鉛直方向に均一な配光となるように調整されている。

　導入部６４は、凸部６２を周方向に沿って囲む環状に形成された部位であり、反射部６６の延出面７０から突出するように設けられている。この当該導入部６４の頂点は、凸部６２の頂点よりも高くなるように設けられている。

　この導入部６４において、延出面７０から突出する部分の断面形状は、例えば、三角形や、その他の形状である。三角形状には、頂点部分が面取りされたほぼ三角形状を含む。

　導入部６４の外周面は、延出面７０において、反射部６６の外周と一致するように設けられていると共に、導入部６４の頂点から延出面７０に渡って拡径するように設けられている。

　以下、導入部６４の外周面と、反射部６６の外周面とによって形成される入射部６０の側面を、集光外周面７４と称す。

　その集光外周面７４は、接続面６８から導入部６４の頂点に渡って連続して変化する曲面に形成されている。そして、集光外周面７４の曲面は、導入部６４の内周面（透過面とも言える）７２から入射した照明光を接続面６８へと全反射するような臨界角を備えた曲率を有している。

　なお、導入部６４の内周面７２は、円筒の側面に相当する形状に形成されていても良いし、当該内周面で屈折した光線が反射部６６にて、効率よく出射面へと光線を導く形状に形成されていても良い。

　また、凸部６２は、入射光量の割合が、導入部６４に対して、例えば、１．０～３．０倍となるように構成されていても良い。

　次に、出射部７５は、入射部６０のそれぞれにて集光した照明光を出射面から出射して配光する部位である。本実施形態における出射部７５は、シリンドリカル部７７と、プリズム部７９，８３とを備えている。

　シリンドリカル部７７は、シリンドリカル面８９が出射面の少なくとも一部分となるように、接続面６８の中央部分に接続された周知のシリンドリカルレンズである。このシリンドリカル部７７（シリンドリカルレンズ）の接続面６８への接続は、シリンドリカルレンズの軸方向に沿った軸が、自車両の鉛直方向に沿った軸に一致するようになされている。

　なお、本実施形態におけるシリンドリカル面８９は、非球面である。この非球面の形状を実現する削り量ｚは、周知の下記（１），（２）式によって表される。

　ただし、（１）式中のｃは、基準となる曲率半径の逆数であり、ｋは、円錐係数であり、Ｃ_2nは、非球面係数である。また、ｒは、レンズ中心から該当箇所までの距離である。

　ただし、シリンドリカル面８９は、非球面に限らず、球面であっても良い。また、シリンドリカル面８９の曲率は、シリンドリカル面８９を通過する照射光が屈折して規定領域ＰＡへと照射されるように、撮像システム５の設置位置と中心存在領域との位置関係に応じて適宜決定すれば良い。

　なお、凸部６２の側面における曲率、及び集光外周面７４の曲面の曲率を実現する削り量ｚについては、上記（１），（２）式に基づいて決定しても良い。このように、シリンドリカル面８９、及び凸部６２の側面を、上記（１），（２）式に基づいて決定する場合、それぞれの曲率や非球面係数Ｃ_2nは、照射面のアスペクト比に基づいて決定すれば良い。具体的には、シリンドリカル面８９であれば、照射面のアスペクト比が大きければ、曲率を小さく設定する。これにより、水平（左右）方向に陰影を与えることができる。

　プリズム部７９，８３は、それぞれ、三角柱状に形成されたプリズムである。プリズム部７９，８３（プリズム）は、シリンドリカルレンズ部７７を挟み込むように、シリンドリカルレンズ部７７に一辺が当接して接続面６８に接続されている。

　さらに、プリズム部７９，８３（プリズム）は、それぞれのプリズムが有する複数の面のうちの一つの面が、自車両ＡＭの鉛直方向に沿って傾斜する傾斜面８１，８５となるように接続面６８に配置される。傾斜面８１，８５における鉛直方向に沿った傾斜は、自車両ＡＭの天板に近いほど接続面６８からの高さが高くなり、自車両ＡＭの天板から離れるほど接続面６８からの高さが低くなるように設けられている。

　この傾斜面８１，８５における鉛直方向に沿った傾斜は、仰角が２０°～３０°である場合には、例えば、１０°から５０°に設計することが好ましい。

　さらに、傾斜面８１，８５は、それぞれ、自車両の水平方向に沿った傾斜を有している。この水平方向に沿った傾斜は、シリンドリカル部７７から離れるほど、接続面６８からの高さが低くなり、シリンドリカル部７７に近づくほど、接続面６８からの高さが高くなるように形成されている。

　なお、傾斜面８１，８５の傾斜角は、それぞれ、傾斜面８１，８５を通過する照射光が屈折して規定領域ＰＡへと照射されるように、撮像システム５の設置位置と中心存在領域との位置関係に応じて決定すれば良い。

　具体的には、撮像システム５の設置位置と中心存在領域との位置関係として、撮像システム５の基準軸と水平軸とがなす角（仰角）の照射中心に対して、均一性が必要となる照射面における領域（即ち、中心存在領域）の上方部分までの距離と、光学部材１１から照射面までの距離とを用いても良い。

　すなわち、上述した配光特性の実現は、上記（１）式における各係数、及び傾斜面８１，８５の傾斜角、凸部６２の開口径、光学部材１１自体のレンズ径、レンズ面寸法を適宜変更することでなされる。

　上述したように形成された光学部材１１では、図１７，図１８に示すように、発光部９にて発光された照明光のうち、入射部６０の凸部６２から入射した照明光は、接続面６８を経て、出射部７５のシリンドリカル部７７へと導かれる。そして、シリンドリカル部７７へと導かれた照明光は、シリンドリカル面８９を通過する際に屈折し、規定領域ＰＡの中心存在領域に照射される。

　また、発光部９にて発光された照明光のうち、導入部６４の内周面７２から入射した照明光は、反射部６６の外周面または導入部６４の外周面にて反射し接続面６８を経て、出射部７５へと導かれる。この導入部６４の内周面７２を透過して出射部７５へと導かれた照明光のうち、シリンドリカル部７７へと導かれた照明光は、規定領域ＰＡの中心存在領域に照明光が集中し、中心存在領域から離れる程、照射される照明光が少なくなるように、シリンドリカル面８９を通過する際に屈折される。

　一方、プリズム部７９，８３へと導かれた照明光は、規定領域ＰＡの中心存在領域に照明光が集中し、中心存在領域から離れる程、照射される照明光が少なくなるように、傾斜面８１，８５の水平方向に沿った傾斜に従って屈折される。さらに、プリズム部７９，８３へと導かれた照明光は、規定領域ＰＡにおける鉛直方向に沿って均一の強さとなるように、傾斜面８１，８５の鉛直方向に沿った傾斜に従って屈折される。

　以上説明したように規定領域ＰＡに配光される照明光は、照射面に到達する照明光の強さが基準値以上となり、かつ発光部９からの距離が遠い構成ポイントほど、当該構成ポイントに到達する照明光の強さが強くなる。さらに、規定領域ＰＡに対する配光は、中心存在領域における鉛直方向に沿った構成ポイントに入射する光の強さの分布が第二基準範囲内となり、かつ、中心存在領域から水平方向に沿って離れた領域ほど照明光の強さが弱くなる。

　<２．４　状態監視ＥＣＵ>
　第二実施形態の状態監視ＥＣＵの構成は、第一実施形態の<１．４　状態監視ＥＣＵ>で
図２、６を参照して説明したものと同様であり、ここでは、省略する。

　<２．５　各種処理>
　本実施形態における画像処理とは、画像ＰＩにおける乗員Ｈｍの頭部の位置を特定する周知の処理（以下、顔位置特定処理と称す）や、乗員Ｈｍの目の開度を導出する周知の処理、乗員Ｈｍの視線の方向を検出する周知の処理が含まれる。

　顔位置特定処理では、図１２に示すような、人の頭部を円筒状に模した頭部モデルを用いて、乗員Ｈｍの頭部の位置を特定する周知の処理が一般的になされている。この顔位置特定処理では、例えば、画像ＰＩに写り込んだ乗員のＨｍの顔面における左右の端部を検出し、その検出した左右の端部によって挟まれる領域に存在し、顔を構成する各部（ここでは、目や口、鼻など）を検出することがなされる。そして、各部の位置関係を特定すると共に、画像ＰＩ上における乗員Ｈｍの顔面中心を検出し、乗員Ｈｍの頭部の位置を特定することがなされる。

　そして、状態監視処理では、画像処理の結果、乗員Ｈｍの覚醒度が予め規定された閾値未満である場合（すなわち、乗員Ｈｍが眠気を感じている場合）や、乗員Ｈｍが脇見運転を実施している場合に、アクチュエータ部５０を制御する。

　例えば、乗員Ｈｍの覚醒度が閾値未満である場合のアクチュエータ部５０の制御としては、例えば、休息を促す旨を報知部５１から出力することや、振動部５２を介して運転席ＤＳやステアリングホイールＳＨを振動させること、空調制御装置５３を介して乗員Ｈｍに向けて冷風を吹き付けることなどがある。また、乗員Ｈｍが脇見運転を実施している場合のアクチュエータ部５０の制御としては、音声による報知を報知部５１から出力することや、振動部５２を介して運転席ＤＳやステアリングホイールＳＨを振動させること、空調制御装置５３を介して乗員Ｈｍに向けて冷風を吹き付けることなどがある。

　<２．６　第二実施形態の効果>
　本実施形態の状態監視装置１では、発光部９からの距離が遠い構成ポイントほど、当該構成ポイントに到達する照明光の強さが強くなるように、光学部材１１の出射面を構成している。

　具体的には、光学部材１１の出射面の一部である傾斜面８１，８５を、鉛直方向に沿って傾斜させている。この傾斜面８１，８５により、当該傾斜面８１，８５を透過する照明光を屈折させ、中心存在領域に照明光を集中させることができる。これにより、光学部材１１によれば、撮像規定領域における鉛直方向に沿った各画素に入射する光の強さの分布が第二基準範囲内となる照明光の配光特性を実現できる。

　また、光学部材１１の出射面の一部としてシリンドリカル面８９を設けている。さらに、傾斜面８１，８５を、水平方向に沿って傾斜させている。これらシリンドリカル面８９及び傾斜面８１，８５により、当該傾斜面８１，８５を透過する照明光を屈折させ、中心存在領域に近いほど照明光の強さが強く、中心存在領域から水平方向に沿って離れるほど照明光の強さが弱くなる照明光の配光特定を実現できる。

　このような状態監視装置１によれば、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さが強度基準値以上であり、かつ、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さの分布を第一基準範囲内とした画像ＰＩを生成できる。すなわち、状態監視装置１が生成する画像ＰＩを、状態監視処理による乗員Ｈｍの顔面の位置を検出することに適した、ひいては、乗員Ｈｍの状態を安定して監視可能な画像ＰＩとすることができる。

　しかも、状態監視装置１によれば、上述した効果を従来の状態監視装置と比較して無駄な領域への発光を抑止できることから、発光器の数を増加させることなく照明の効果を高めることができる。したがって、状態監視装置１によれば、従来の状態監視装置に比べて、状態監視装置１全体の構成が大型化することを可能な限り抑制できると共に、発光器にて消費する電力の増加を可能な限り抑制することができる。

　光学部材１１の配光特性は、照明光の強さが、中心存在領域に近いほど強く、中心存在領域から水平方向に沿って離れた領域ほど弱くなるようになされている。

　このような配光特性のもとで生成された画像ＰＩは、濃淡がより顕著になるが、他の軸方向に照明分布を作るよりも検知性能の低下を抑制することができる。よって、画像ＰＩは、顔位置特定処理に用いられる頭部モデルの性質に合致したものとすることができる。

　なお、照明光は、一般的に、距離に比例して減衰する。例えば、照射面に到達する照明光を均一な強さとなる配光特定とした場合、発光部から各構成ポイントまでの距離や、各構成ポイントから撮像素子の受光面までの距離によって、本来、同等の輝度値であるべき画素であっても、輝度値にばらつきが生じる。

　このため、従来技術によって生成する画像は、中心存在領域内であっても濃淡が大きくなり、乗員Ｈｍの状態を安定して監視可能な画像ＰＩとならない可能性がある。

　これに対し、状態監視装置１によれば、乗員Ｈｍの状態を安定して監視可能な画像ＰＩを生成できる。

　ところで、従来の状態監視装置では、発光部が強い照明光を発光すると、フィルタが変色してしまい、乗員Ｈｍが違和感を覚えることがあった。

　これに対し、状態監視装置１では、発光部９それぞれと光学部材１３との間に拡散板を設けている。このため、状態監視装置１によれば、乗員Ｈｍが違和感を覚える可能性を低減できる。

　<２．７　第二実施形態の変形例>
　以上、第二実施形態について説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。

　例えば、上記実施形態における光学部材１３は、可視光カットフィルタ３０と、シェード３１と、拡散板３７，３８とを備えていたが、光学部材１３の構成はこれに限るものではない。すなわち、光学部材１３は、図１９に示すように、可視光カットフィルタ３０と、シェード３１とを備え、拡散板３７，３８が省略されていても良い。

　さらには、光学部材１３自体が省略されていても良い。

　また、上記実施形態では、一つの発光部９を構成する発光器の数を一つとしていたが、一つの発光部９を構成する発光器の数は、一つに限るものではない。例えば、一つの発光部９を複数の発光器にて構成しても良い。この場合、複数の発光器（ＬＥＤ）を近接して配置し、一つの発光器として機能させることが好ましい。

　撮像システム５における発光部９の各々は、ＬＥＤにて構成されていたが、発光部９の構造は、これに限るものではなく、照明光を発光する発光器であればどのようなものでも良い。

　ところで、上記実施形態における撮像システム５の設置位置は、ステアリングホイールＳＨが接続されるステアリングコラムＳＣの上部の外表面であったが、撮像システム５の設置位置は、これに限るものではない。撮像システム５の設置位置は、例えば、図１１に示すように、車室内のインナーリアビューミラーの近傍であっても良い。

　撮像システム５の設置位置を、車室内のインナーリアビューミラーの近傍とする場合、光学部材１１の傾斜面８１，８５は、自車両ＡＭの天板から離れるほど、接続面６８から傾斜面８１，８５までの高さが高くなり、自車両ＡＭの天板に近づくほど、接続面６８から傾斜面８１，８５までの高さが低くなるように、鉛直方向に沿った傾きを有するように形成される。

　また、撮像システム５の設置位置は、ダッシュボード上や、メータ表面、メータ内部などであっても良い。すなわち、光学部材１１は、上記実施形態に記載された、照射面に到達する照明光が、強度基準値に対応する値として規定された基準値以上となり、かつ、構成ポイントのうち、発光部９からの距離が遠い構成ポイントほど、当該構成ポイントに到達する照明光の強さが強くなることを実現できれば、どのように構成されていても良い。

　<２．８　第二実施形態の開示の観点>
　第二実施形態の開示の観点について、以下に、記載する。開示の観点として、状態監視装置では、少なくとも一つの発光手段が、自車両の車室内空間において乗員の顔面が位置する領域として予めアイリプス等から設計上規定された規定領域に、少なくとも近赤外波長を含む照明光を照射する。そして、規定領域を含む車室内の領域を撮像領域とし、撮像手段が、撮像領域から入射する光を、複数の画素を有する撮像素子にて結像することで画像を生成する。その撮像手段で生成された画像を画像処理した結果に基づいて、状態監視手段が、自車両の乗員の状態を検知、推定し、その状態に応じてアクチュエーションを実行する。

　さらに、本観点の状態監視装置は、光学手段を備えている。この光学手段は、入射部と、出射部とを備えている。

　入射部は、発光手段のそれぞれにて発光された照明光を集光し、出射部は、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さが強度基準値以上であり、かつ、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さの分布が予め規定された第一基準範囲内となるように、入射部のそれぞれにて集光した照明光を車室内空間に出射する出射面にて配光する。なお、撮像規定領域とは、撮像手段の撮像素子における受光面の少なくとも一部の領域であって規定領域に対応する撮像素子上の領域であり、強度基準値とは、状態監視手段での画像処理に適した画像となる光の強さとして予め規定されたものである。

　なお、ここで言う分布とは、少なくとも、制御されたばらつきを含むものである。

　本観点の状態監視装置によれば、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さが強度基準値以上であり、かつ、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さの分布を第一基準範囲内とすることができる。つまり、本観点の状態監視装置によれば、乗員の状態を安定して監視することが可能な画像を生成でき、しかも、従来の状態監視装置から発光手段の数を増加させることなく実現できる。

　この減衰する光の強さを考慮すると、本観点における出射部は、規定領域において存在する可能性が高い乗員の顔面の各部品のうち、発光手段における光源からの距離が遠い構成ポイントほど、当該構成ポイントに到達する照明光の強さが強くなるように配光する構成としても良い。

　このような出射部によれば、状況監視手段にて画像処理を実行する画像について、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さが強度基準値以上であり、かつ、撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さの分布を第一基準範囲内とすることができる。

　ただし、上記画像は、規定領域に乗員などが存在していない場合における画像について説明したものである。このような画像は、規定領域に乗員が存在する場合には、例えば、眉毛のように反射率が低い部位や、鼻の穴のように照射光の光軸に対して陰となる部位については、局所的に暗くなり、陰影がはっきりとした画像となる。この画像であれば、画像処理により適したものとなる。

　また、本観点においては、乗員の顔面中心が位置する可能性が高い規定領域での領域を中心存在領域とし、受光面において中心存在領域に対応する領域を撮像規定領域としても良い。この場合、本観点の出射部は、中心存在領域に対しては垂直方向に沿った照明光の強さの分布が、均一であるものとみなせる範囲として予め規定された第二基準範囲内となるように配光する構成としても良い。

　このような出射部によれば、中心撮像領域を構成する各画素のうち垂直方向に沿った画素における輝度値の分布を垂直以外の方向と比較して均一化することができる。なお、ここで言う垂直方向とは、水平面に対して鉛直である方向を含み、さらには、水平面に対する垂直軸から所定の角度範囲内を含む方向である。

　なお、本観点における中心存在領域は、車両の種類によって異なるアイリプスとして定義される楕円内に目が存在するときの顔全体が撮像規定領域から外れない領域を包含する領域であることが好ましい。なお目位置を基準にした顔の大きさについてはＡＩＳＴから公開されている「人体寸法データベース（ｈｔｔｐ：／／ｒｉｏｄｂ．ｉｂａｓｅ．ａｉｓｔ．ｇｏ．ｊｐ／ｄｈｂｏｄｙｄｂ／９１－９２／）」のＡ２：Ｈｅａｄ　ｂｒｅａｄｔｈ、Ａ１５:Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃ　ｆａｃｅ　ｈｅｉｇｈｔ、Ａ３６:Ｔｏｔａｌ　ｈｅａｄ　ｈｅｉｇｈｔなどを参照して決定しても良い。

　そこで、本観点の出射部は、照明光の強さが、中心存在領域に近い領域ほど強く、中心存在領域から水平方向に沿って離れた領域ほど弱くなるように配光する構成としても良い。

　このような配光は、陰影がより顕著になるが、他の軸方向に照明分布ができた濃淡画像よりも検知性能の低下を抑制することができる。

　このような出射部によって実現される配光は、頭部モデルの性質に合致したものとなる。この結果、必要以上に強い照明光を撮像領域全体に対して照射することなく、状態監視手段における画像処理に適した画像を生成することができる。なお、ここで言う水平方向とは、水平面に対して平行である方向を含み、さらには、水平面に対する水平軸から所定の角度範囲内を含む。

　本観点における光学手段は、入射部に形成された平面である接続面に、出射部が接続された光学部材によって実現できる。

　光学手段が光学部材によって実現される場合、出射部は、シリンドリカル形状を出射面の少なくとも一部分として有し、かつ自車両の鉛直方向に軸方向に沿った軸が一致するように、接続面に配置されたシリンドリカルレンズを備えていても良い。さらに、出射部は、三角柱状に形成され、複数の面のうちの一つの面を出射面の少なくとも一部分とし、かつ当該複数の面のうちの一つの面が鉛直方向に沿って傾斜する傾斜面となるように接続面に配置された、少なくとも一つのプリズムを備えていても良い。

　なお、本観点は、少なくとも一つの発光手段と、撮像手段と、状態監視手段とを有した状態監視装置に用いられる光学部材としてなされていても良い。

　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims

　車両に搭載され、
　自車両の車室内空間において乗員の顔面が位置する領域として規定された規定領域に、少なくとも近赤外波長を含む波長の光である照明光が照射されるように発光する少なくとも一つの発光部（９，６７）と、
　前記規定領域から入射する光を、複数の画素を有した撮像素子にて受光することで画像を生成する撮像部（７）と、
　前記撮像部で生成された画像を画像処理した結果に基づいて、自車両の乗員の状態を監視する状態監視セクション（４０，Ｓ１４０～Ｓ１５０）と、
　前記撮像部の撮像素子における受光面の少なくとも一部の領域であって、前記規定領域に対応する領域を撮像規定領域とし、前記撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さが、前記状態監視セクションでの画像処理に適した画像となる光の強さとして予め規定された強度基準値以上であり、かつ、前記撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さの分布が予め規定された第一基準範囲内となるように配光を制御する光制御部（１１，６７）と
　を備えることを特徴とする状態監視装置。
　前記光制御部は、
　前記規定領域において存在する可能性が高い前記乗員の顔面の各ポイントのうち、前記発光部における光源からの距離が遠いポイントほど、当該ポイントに到達する前記照明光の強さが強くなるように配光を制御する
　ことを特徴とする請求項１に記載の状態監視装置。
　前記乗員の顔面における中心軸が位置する可能性が高い前記規定領域での領域を中心存在領域とし、
　前記受光面において前記中心存在領域に対応する領域を含む領域を前記撮像規定領域とする
　ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の状態監視装置。
　前記光制御部は、
　前記中心存在領域に対しては鉛直方向に沿った前記照明光の強さの分布が、均一であるものとみなせる範囲として予め規定された第二基準範囲内となるように配光を制御する
　ことを特徴とする請求項３に記載の状態監視装置。
　前記光制御部は、
　前記中心存在領域に近いほど前記照明光の強さが強く、前記中心存在領域から水平方向に沿って離れた領域ほど前記照明光の強さが弱くなるように配光を制御する
　ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の状態監視装置。
　前記光制御部は、
　少なくとも一つの光学素子（１１）によって構成される
　ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の状態監視装置。
　前記発光部は、
　前記照明光を発光する投光器（９，６７）それぞれを備え、
　前記光制御部は、
　前記規定領域において存在する可能性が高い前記乗員の顔面の各ポイントのうち、前記発光部における光源からの距離が遠いポイントほど、当該ポイントに到達する前記照明光の強さが強くなるように配置した複数の前記投光器である
　ことを特徴とする請求項１に記載の状態監視装置。
　前記投光器は、高い直進性を有した光を前記照明光として発光するものであり、
　前記乗員の顔面における中心が位置する可能性が高い前記規定領域での領域を中心存在領域とし、
　前記光制御部は、
　前記中心存在領域に対しては鉛直方向に沿った前記照明光の強さの分布が、均一であるものとみなせる範囲として予め規定された第二基準範囲内となるように
　水平方向に比して鉛直方向に沿って密に配置した複数の前記投光器（６７）である
　ことを特徴とする請求項７に記載の状態監視装置。
　前記乗員の顔面が存在する位置が前記規定領域の範囲内であるか否かを判定する位置判定セクション（４０，Ｓ１８０）と、
　前記位置判定セクションでの判定の結果、前記乗員の顔面が存在する位置が前記規定領域の範囲外であれば、前記画像において前記乗員の顔面が存在する位置に対応する領域を構成する各画素の輝度値が大きくなるように補正する補正制御を実行する輝度補正セクション（４０，Ｓ１９０）と
　を備え、
　前記輝度補正セクションにて補正制御が実行された画像を、前記撮像部で生成した画像とする
　ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の状態監視装置。
　前記輝度補正セクションは、
　前記撮像部にて前記画像を生成する場合に前記補正制御を実行する
　ことを特徴とする請求項９に記載の状態監視装置。
　前記輝度補正セクションは、
　前記撮像部にて生成した前記画像に対して前記補正制御を実行する
　ことを特徴とする請求項９に記載の状態監視装置。
　前記発光部から前記規定領域までの前記照明光の経路上に配置され、かつ近赤外波長を含む波長の光を透過するフィルタを有したフィルタ部（１３）と、
　前記フィルタ部を介して撮像素子に入射する光を低減する入射低減部（１５，１７，１９）と
　を備えることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の状態監視装置。
　前記入射低減部は、
　前記フィルタ内に配置され、かつ当該フィルタ内を伝播する前記照明光を減衰させる減衰部（１９）である
　ことを特徴とする請求項１２に記載の状態監視装置。
　車両に搭載され、
　自車両の車室内空間において乗員の顔面が位置する領域として規定された規定領域に、少なくとも近赤外波長を含む波長の光である照明光が照射されるように発光する少なくとも一つの発光部（９）と、
　前記規定領域から入射する光を、複数の画素を有した撮像素子にて受光することで画像を生成する撮像部（７）と、
　前記撮像部で生成された画像を画像処理した結果に基づいて、自車両の乗員の状態を監視する状態監視部（４０）と、
　前記発光部のそれぞれにて発光された照明光を集光する入射部（６０）と、前記撮像部の撮像素子における受光面の少なくとも一部の領域であって前記規定領域に対応する領域である撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さが、前記状態監視部での画像処理に適した画像となる光の強さとして予め規定された強度基準値以上であり、かつ、前記撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さの分布が予め規定された第一基準範囲内となるように、前記入射部のそれぞれにて集光した照明光を前記車室内空間に出射する出射面にて配光する出射部（７５）とを有した光制御部（１１）と
　を備えることを特徴とする状態監視装置。
　前記出射部は、
　前記規定領域において前記乗員の顔面が存在する可能性が高い平面を構成する複数の微小領域の各々である構成ポイントのうち、前記発光部からの距離が遠い構成ポイントほど、当該構成ポイントに到達する前記照明光の強さが強くなるように配光する
　ことを特徴とする請求項１４に記載の状態監視装置。
　前記乗員の顔面における中心軸が位置する可能性が高い前記規定領域での領域を中心存在領域とし、
　前記出射部は、
　前記中心存在領域に対しては鉛直方向に沿った前記照明光の強さの分布が、均一であるものとみなせる範囲として予め規定された第二基準範囲内となるように配光する
　ことを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の状態監視装置。
　前記出射部は、
　前記中心存在領域に近いほど前記照明光の強さが強く、前記中心存在領域から水平方向に沿って離れた領域ほど前記照明光の強さが弱くなるように配光を制御する
　ことを特徴とする請求項１６に記載の状態監視装置。
　前記光制御部は、
　前記入射部に形成された平面である接続面に、前記出射部が接続された光学部材である
　ことを特徴とする請求項１４から請求項１７のいずれか一項に記載の状態監視装置。
　前記出射部は、
　シリンドリカル面を前記出射面の少なくとも一部分として、かつ前記自車両の鉛直方向に軸方向に沿った軸が一致するように、前記接続面に配置されたシリンドリカルレンズ（７７）
　を備えることを特徴とする請求項１８に記載の状態監視装置。
　前記出射部は、
　三角柱状に形成され、複数の面のうちの一つの面を前記出射面の少なくとも一部分とし、かつ当該複数の面のうちの一つの面が鉛直方向に沿って傾斜する傾斜面となるように前記接続面に配置された、少なくとも一つのプリズム（７９，８３）
を備えることを特徴とする請求項１８または請求項１９に記載の状態監視装置。
　前記出射部は、
　シリンドリカル面を前記出射面の少なくとも一部分として、かつ前記自車両の鉛直方向に軸方向の軸が一致するように、前記接続面に配置されるシリンドリカルレンズ（７７）と、
　三角柱状に形成され、複数の面のうちの一つの面を前記出射面の少なくとも一部分とし、かつ当該複数の面のうちの一つの面が鉛直方向に沿って傾斜する傾斜面となるように前記接続面に配置される、２つのプリズム（７９，８３）と
を備え、
　前記２つプリズムは、
　前記シリンドリカルレンズを挟み込むように配置される
ことを特徴とする請求項１８に記載の状態監視装置。
　前記傾斜面は、
　前記出射部の中心に向かうほど前記接続面からの高さが高くなるように、水平方向に沿って傾斜している
　ことを特徴とする請求項２０または請求項２１に記載の状態監視装置。
　前記入射部は、
　錐体状に形成され、かつ前記発光部からの照明光の一部が透過し、その透過した照明光の一部を前記出射部へと導く凸部（６２）と、
　前記凸部を周方向に沿って囲むように環状に形成され、かつ前記発光部からの照明光の一部が透過する面である透過面を有した導入部（６４）と、
　前記凸部及び前記導入部が延出される面から前記接続面に掛けて拡径する柱体状に形成され、かつ前記導入部の透過面を透過した前記照明光の少なくとも一部を、前記出射部へと導くように反射する側面を有した反射部（６６）と
　を備えることを特徴とする請求項１８から請求項２２のいずれか一項に記載の状態監視装置。
　前記反射部の側面は、
　前記導入部の透過面を透過した前記照明光を全反射する曲面に形成されている
　ことを特徴とする請求項２３に記載の状態監視装置。
　前記発光部から前記規定領域までの前記照明光の経路上に配置され、かつ前記照明光を透過するフィルタを有したフィルタ部（３０）と、
　前記光制御部と前記フィルタ部との間に配置され、前記光学制御部を通過した照明光を拡散させる拡散部（３７，３８）と
　を備えることを特徴とする請求項１４から請求項２４のいずれか一項に記載の状態監視装置。
　車両に搭載され、自車両の車室内空間において乗員の顔面が位置する領域として規定された規定領域に、少なくとも近赤外波長を含む波長の光である照明光が照射されるように発光する少なくとも一つの発光部（９）と、少なくとも前記規定領域から入射する光を撮像素子にて受光することで複数の画素を有した画像を生成する撮像部（７）と、前記撮像部で生成された画像を画像処理した結果に基づいて、自車両の乗員の状態を監視する状態監視部（４０）とを有した状態監視装置に用いられる光学部材であって、
　前記発光部のそれぞれにて発光された照明光を集光する入射部（６０）と、
　前記撮像部の撮像素子における受光面の少なくとも一部の領域であって前記規定領域に対応する領域である撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さが、前記状態監視部での画像処理に適した画像となる光の強さとして予め規定された強度基準値以上であり、かつ、前記撮像規定領域を構成する各画素に入射する光の強さの分布が予め規定された第一基準範囲内となるように、前記入射部のそれぞれにて集光した照明光を前記車室内空間に出射する出射面にて配光する出射部（７５）と
　を備えることを特徴とする光学部材。