WO2019017158A1 - 撮像装置及び車両用表示装置 - Google Patents

Abstract

車両（１）に搭載されて情報を表示する車両用表示装置（１００，２００）に設けられ、車両の乗員を撮影する撮像装置であって、車両用表示装置における上下方向において異なる位置に設けられた複数の視点位置（ＶＰａ，ＶＰｂ）を有する撮像部（６０ａ）を備える。撮像部は、複数の視点位置から、複数視点で乗員を撮影可能に構成されている。

Description

撮像装置及び車両用表示装置 関連出願の相互参照

　本出願は、２０１７年７月２１日に出願された日本出願番号第２０１７－１４２２０５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、撮像装置及び車両用表示装置に関する。

　従来、車両に搭載されて情報を表示する車両用表示装置に設けられ、車両の乗員を撮影する撮像装置が知られている。特許文献１に開示の撮像装置は、１つの視点位置から、単視点で乗員を撮影するようになっている。

特許第５１２２７８２号公報

　しかしながら、車両の乗員には、体格の個人差又は運転姿勢の個人差が存在する。このため、単視点の撮像部では、乗員の撮像対象となる部位（例えば顔）が撮像範囲外に位置することにより、所望の撮像が実現できないことが懸念されている。

　また車両においては、車両用表示装置と乗員との間に、例えばステアリングホイール等の撮像を遮る障害物が設置されることがある。このような場合に、単視点の撮像部では、乗員の撮像対象となる部位が障害物に隠れてしまい、所望の撮像が実現できないことが懸念されている。

　このように、体格の個人差、運転姿勢の個人差、あるいは障害物との位置関係に対するロバスト性に改善の余地があった。

　本開示の目的は、撮像において高いロバスト性を実現した撮像装置及び車両用表示装置を提供することにある。

　本開示の第１の態様によれば、撮像装置は、車両に搭載されて情報を表示する車両用表示装置に設けられ、車両の乗員を撮影する撮像装置であって、複数の視点位置を有する撮像部を備える。複数の視点位置は、車両用表示装置における上下方向に異なる位置に設けられており、撮像部は当該複数の視点位置から複数視点で乗員を撮影可能に構成されている。

　上記第１の態様にかかる撮像装置により、乗員は、複数の視点位置から、複数視点で撮影される。そして、複数の視点位置は、互いに上下にずれているので、単視点の場合よりも全体の撮像範囲を上下に拡張することができる。故に、乗員の撮影対象となる部位（例えば顔）の位置が、体格の個人差や運転姿勢の個人差により、標準的な位置よりも上下にずれていたとしても、当該部位の撮像を実現することができる。

　車両用表示装置と乗員との間に、例えばステアリング操作部等のような撮影を遮る障害物が設置されている場合において、１つの視点位置から当該部位が当該障害物に隠れてしまったとしても、上下にずれた他の視点位置から当該部位の撮影を実現可能となる。以上により、撮像において高いロバスト性を実現することができる。

　本開示の第２の態様によれば、車両用表示装置は、車両に搭載されて情報を表示すると共に、車両の乗員を撮影する撮像装置を備える車両用表示装置であって、撮像装置は、複数の視点位置を有する撮像部を備える。複数の視点位置は、車両用表示装置における上下方向に異なる位置に設けられており、撮像部は当該複数の視点位置から複数視点で乗員を撮影可能に構成されている。

　上記第２の態様にかかる車両用表示装置によれば、撮像装置により、乗員は、複数の視点位置から、複数視点で撮影される。そして、複数の視点位置は、互いに上下にずれているので、単視点の場合よりも全体の撮像範囲を上下に拡張することができる。故に、乗員の撮影対象となる部位（例えば顔）の位置が、体格の個人差や運転姿勢の個人差により、標準的な位置よりも上下にずれていたとしても、当該部位の撮像を実現することができる。

　また、車両用表示装置と乗員との間に、例えばステアリング操作部等のような撮影を遮る障害物が設置されている場合において、１つの視点位置から当該部位が当該障害物に隠れてしまったとしても、上下にずれた他の視点位置から当該部位の撮影を実現可能となる。以上により、撮像において高いロバスト性を実現することができる。

　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。
第１実施形態の撮像装置を備えた車両用表示装置の車両におけるレイアウトを示す図である。 第１実施形態の車両用表示装置の正面図である。 第１実施形態の車両用表示装置の指針及び指標等を説明するための断面図である。 第１実施形態の撮像装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態の撮像装置のカメラを拡大して示す図である。 第１実施形態の撮影範囲を説明するための上下の断面を示す図である。 第１実施形態の撮影範囲を説明するための正面図である。 第１実施形態においてステアリング操作部の位置調整の影響を説明するための上下方向の断面を示す図であって、標準位置の場合を示している。 第１実施形態のステアリング操作部の位置調整の影響を説明するための上下方向の断面を示す図であって、上限位置の場合を示している。 第１実施形態のステアリング操作部の位置調整の影響を説明するための上下方向の断面を示す図であって、下限位置の場合を示している。 第１実施形態の上部視点カメラによる撮影範囲と画像データの対応関係について説明するための図である。 第１実施形態の下部視点カメラによる撮影範囲と画像データの対応関係について説明するための図である。 第１実施形態の合成後の画像データについて説明するための図である。 比較例１における撮像装置の撮影範囲を説明するための上下方向の断面を示す図である。 比較例２における撮像装置の撮影範囲を説明するための上下方向の断面を示す図である。 第１実施形態における上部視点カメラからの乗員の撮影例を示す図である。 第１実施形態における下部視点カメラからの乗員の撮影例を示す図である。 第１実施形態における上部視点カメラからの乗員の撮影例を示す図である。 第１実施形態における下部視点カメラからの乗員の撮影例を示す図である。 第２実施形態の車両用表示装置及び撮像装置を示す上下方向の断面を示す図である。 変形例１としての車両用表示装置の正面図である。 変形例８としての車両用表示装置および撮像装置を示す上下方向の断面を示す図であり、上部視点に切り替えた場合を示す図である。 変形例８としての車両用表示装置および撮像装置を示す上下方向の断面を示す図であり、下部視点に切り替えた場合を示す図である。

　以下、複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

　（第１実施形態）
　本開示の第１実施形態による撮像装置６０は、図１に示すように、車両１に搭載され、車両１の乗員を撮影する。本実施形態の撮像装置６０は、車両１の乗員、特に運転者の顔を撮影対象として撮影し、その画像を処理することで、当該運転者の居眠りやわき見等の状態を監視するドライバステータスモニタ（Driver Status Monitor、ＤＳＭ）に利用されている。

　本実施形態の撮像装置６０は、車両用表示装置１００に設けられている。撮像装置６０は、車両用表示装置１００と共に、乗員が着座する座席３とは前後に対向するインストルメントパネル２に設置されている。より詳細に、撮像装置６０は、車両用表示装置１００と共に、インストルメントパネル２のうち、運転者が着座する運転席３ａと前後に対向する運転席対向部２ａに設置されている。

　ここで、本実施形態において、前後、上下、左右等の方向に関する表現は、水平面上の車両１を基準として定義される。右及び左は、前方を向く座席３に着座した乗員を基準に定義される。

　車両１において運転席対向部２ａと運転席のヘッドレストとの間には、当該車両１のステアリング操作部４が配置されている。ステアリング操作部４は、車両１を操舵するステアリングシステムにおいて、運転者に操作される操作部を構成している。ステアリング操作部４は、円環状のリム部４ａ、及び当該リム部４ａをステアリングシャフトに接続する接続部４ｂを有している。接続部４ｂは、ステアリングシャフトの軸上に配置されたセンターパット部４ｃ、及びセンターパット部４ｃとリム部４ａを接続するために径方向に伸びるスポーク部４ｄ等を有している。

　そして、ステアリング操作部４には、リム部４ａ及び接続部４ｂに囲まれて開口する開口部４ｅが形成されている。開口部４ｅは、ステアリング操作部４が正位置（すなわち、車両１が直進する操舵角となる位置）において、当該ステアリング操作部４の上方に位置し、円弧部を上方に配した半円状（ないしは扇形状）に形成されている。開口部４ｅは、上下の最大寸法が左右の最大寸法より小さくなっている。

　またステアリング操作部４は、車両用表示装置１００を含むインストルメントパネル２に対して、相対位置を調整可能となっており、例えばステアリング操作部４の位置を標準位置ＳＰから上下の所定範囲に移動させることができる。

　図２に示す車両用表示装置１００は、指針５０が指標３１を指示することによるアナログ表示と、画像表示器２０が表示する画像によるデジタル表示とを組み合わせたコンビネーションメータを構成しており、情報を視認側の乗員へ向けて表示する。表示される情報としては、例えば車両１の速度、エンジン回転数、燃料残量、エンジン冷却水の水温、電動モータの電流値、その他車両１の異常等の車両１の状態が挙げられる。その他表示される情報としては、例えば警報、道路情報、視界補助情報、電子メール等の各種情報が挙げられる。こうして表示される情報は、車両用表示装置１００がステアリング操作部４に対して視認側とは反対側（以下、反視認側という）に配置されていることにより、基準アイポイント中心ＣＳＥ（図６も参照）から、主にステアリング操作部４の開口部４ｅを通じて視認されることとなる。

　ここで基準アイポイント中心ＣＳＥとは、各車両毎に設定された仮想の点であり、通常の運転状態における運転者の左眼及び右眼の位置を代表する点である。基準アイポイント中心ＣＳＥは、一般的に、シーティングリファレンスポイントの直上６３５ｍｍの高さに設定される。シーティングリファレンスポイントとは、人体模型をＩＳＯ６５４９－１９８０に規定する着座方法により運転席等の座席に着座させた場合における人体模型Ｈ点（当該模型の股関節点）の位置又はこれに相当する座席上に設定した設計標準位置をいう。

　このような車両用表示装置１００は、中央部１０と、当該中央部１０に対して左右の側方に位置する一対の側方部１１とを有することで、左右の寸法が上下の寸法よりも大きな幅広状に形成されている。車両用表示装置１００は、画像表示器２０、表示板３０、表示用光源部４０、指針５０、及び撮像装置６０等により構成されている。

　画像表示器２０は、車両用表示装置１００の中央部１０に配置されている。本実施形態において画像表示器２０は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、ＴＦＴ）を用いた透過型の液晶パネルであって、２次元方向に配列された複数の液晶画素から形成されたアクティブマトリクス型の液晶パネルが採用された液晶表示器となっている。なお、画像表示器２０としては、液晶表示器以外の有機ＥＬディスプレイ等が採用されていてもよい。

　表示板３０は、一般的に文字板とも呼ばれており、車両用表示装置１００において、視認側に筒状に形成されたウインドプレート及びウインドプレートの視認側開口部を塞ぐ透明板に囲まれた空間に露出する露出部品である。表示板３０は、例えばポリカーボネイト樹脂ないしはアクリル樹脂等の合成樹脂からなる透光性の基材の表面に、半透光性又は遮光性の印刷が部分的又は全体的に施されて、平板状に形成されている。なお、印刷に代えて、塗装が施されていてもよく、近赤外光を透過する光学樹脂又は光学フィルタ材が貼付等により表示板に保持されていてもよい。

　表示板３０は、画像表示器２０よりも視認側に配置されている。表示板３０において画像表示器２０と重なる箇所には、印刷等が施されないことにより、画像が表示板３０と干渉せずに視認側に表示される。図３に示すように、表示板３０において、画像表示器２０を挟んだ左右の領域には、指針５０に指示される指標３１がそれぞれ形成されている。表示板３０の指標３１は、表示用光源部４０により、反視認側から照明される。

　表示用光源部４０は、表示板３０よりも反視認側に配置されており、可視表示光を発光する複数の表示用発光素子４１を有している。各表示用発光素子４１には、例えば発光ダイオード素子が採用されており、各表示用発光素子４１は、平板状の基板１５上の導通パターンを通じて電源と接続されることで、表示板３０に向けて可視表示光を発光する。具体的に、表示用発光素子４１は、例えば、可視表示光として、４００～８００ｎｍ程度の波長の範囲に広く分布した光からなる白色光を発光する。

　表示板３０には、上述の印刷等により、遮光領域及び表示領域が形成されている。遮光領域は、表示板３０の多くの面積を占めており、遮光性の印刷等により暗色（例えば黒色）をなすことで、反視認側からの可視表示光を遮光している。表示領域は、半透光性の印刷が施されることないしは印刷が施されないことにより、反視認側からの可視表示光を透過するようになっており、指標３１が表示領域に設定されていることにより、当該指標３１が発光して表示されている。

　指針５０は、車両用表示装置１００の中央部１０において、画像表示器２０を左右から挟むように、複数配置されている。特に本実施形態では、指針５０は、画像表示器２０の左右にそれぞれ１つずつ設けられている。各指針５０は、連結部５１及び指示部５２を一体的に有している。連結部５１は、表示板３０よりも反視認側に配置されており、平板状の基板１５に保持されたステッピングモータ５３の回転軸と連結されている。指示部５２は、表示板３０よりも視認側に配置されており、針状を呈していることで、指標３１を指示可能となっている。

　各指針５０は、ステッピングモータ５３の出力に応じて回転軸まわりに回動するようになっており、それぞれ対応する指標３１を指示することにより、指示位置に応じた情報を表示するようになっている。特に本実施形態では、左側の指針５０及び指標３１により、車両１の速度が表示され、右側の指針５０及び指標３１により、車両１のエンジン回転数が表示されるようになっている。

　こうしてステアリング操作部４の開口部４ｅを通じて、車両用表示装置１００の中央部１０に配置された画像表示器２０及び指針５０による情報の表示が実施される。

　撮像装置６０は、図４に示すように、複数のカメラ６１ａ，６１ｂと画像処理部６４とを有する撮像部６０ａと、照明部８０等により構成されている。本実施形態において、複数のカメラ６１ａ，６１ｂは、上部視点カメラ６１ａ及び下部視点カメラ６１ｂの合計２つ設けられていることにより、対をなしている。

　各カメラ６１ａ，６１ｂは、図５に詳細を示すように、撮像素子６２、及び撮像素子６２上に撮影対象を結像するためのレンズ部６３を有している。撮像素子６２は、フォトダイオード等の検出素子による画素を２次元に配列して形成された矩形状の撮像面６２ａに入射する光を検出する。撮像素子６２としては、例えばＣＭＯＳセンサ等、可視光から近赤外光にかけて良好な感度を持ち、検出する像の解像度が高い素子が採用されている。

　レンズ部６３は、１つないしは複数のレンズ６３ａにより構成されている。本実施形態において、レンズ６３ａにおける各屈折面６３ｂの曲率中心を結ぶ仮想軸が、光軸ＯＡとして定義される。レンズ部６３に非球面レンズが含まれる場合にも、各屈折面６３ｂの回転対称軸により光軸ＯＡが定義される。本実施形態では、光軸ＯＡが撮像面６２ａに対して垂直に、撮像面６２ａの中心点を通過するように設定されている。各カメラ６１ａ，６１ｂにおいて、この光軸ＯＡの向きが、撮影方向に対応する。

　図２，６に示すように、各カメラ６１ａ，６１ｂは、表示板３０よりも反視認側に配置されており、表示板３０において各カメラ６１ａ，６１ｂに対向する対向領域は、近赤外光透過領域３２に設定されている。近赤外光透過領域３２では、近赤外光の透過率が高く設定されていると共に、近赤外光よりも短波長の可視光の透過率が低く設定されている。この結果、近赤外光透過領域３２を反視認側に透過した近赤外光を撮像素子６２により検出可能としつつ、視認側の乗員からカメラ６１ａ，６１ｂが明確に視認されないようになっている。

　一対のカメラ６１ａ，６１ｂは、車両用表示装置１００の中央部１０において、互いに上下にずれた位置に配置されている。より詳細に、一対のカメラ６１ａ，６１ｂは、上下に画像表示器２０を挟むように、互いに左右位置を合わせて配置されている。

　上部視点カメラ６１ａは、下部視点カメラ６１ｂよりも上方に配置されている。特に本実施形態では、上部視点カメラ６１ａは、画像表示器２０より上方において、車両用表示装置１００の外周部を形成する上方外周部１０ａに配置されている。上部視点カメラ６１ａは、この上方外周部１０ａの位置を、視点位置ＶＰａとして、当該視点位置ＶＰａから運転者を撮影する。上部視点カメラ６１ａは、表示板３０の垂直方向に対して、下方を向くように傾斜して配置されている。

　下部視点カメラ６１ｂは、上部視点カメラ６１ａよりも下方に配置されている。特に本実施形態では、下部視点カメラ６１ｂは、画像表示器２０よりも下方において、車両用表示装置１００の外周部を形成する下方外周部１０ｂに配置されている。下部視点カメラ６１ｂは、この下方外周部１０ｂの位置を、視点位置ＶＰｂとして、当該視点位置ＶＰｂから運転者を撮影する。下部視点カメラ６１ｂは、表示板３０の垂直方向に対して、上方を向くように傾斜して配置されている。

　上部視点カメラ６１ａの光軸ＯＡの延長線ＥＬは、正位置におけるステアリング操作部４の開口部４ｅを貫通しつつ、基準アイポイント中心ＣＳＥに対する下方領域を通過するように設定されている。この開口部４ｅの貫通は、ステアリング操作部４の上下の所定範囲の移動に関わらず、実現されている。上述の上部視点カメラ６１ａの傾斜配置により、上部視点カメラ６１ａによる撮影範囲ＦＣａは、当該基準アイポイント中心ＣＳＥよりも下方に偏心した範囲となっている。

　下部視点カメラ６１ｂの光軸ＯＡの延長線ＥＬは、正位置におけるステアリング操作部４の開口部４ｅを貫通しつつ、基準アイポイント中心ＣＳＥに対する上方領域を通過するように設定されている。この開口部４ｅの貫通は、ステアリング操作部４の上下の所定範囲の移動に関わらず、実現されている。上述の下部視点カメラ６１ｂの傾斜配置により、下部視点カメラ６１ｂによる撮影範囲ＦＣｂは、当該基準アイポイント中心ＣＳＥよりも上方に偏心した範囲となっている。

　こうして視点位置ＶＰａから撮影する撮影方向と、視点位置ＶＰｂから撮影する撮影方向とは、互いに異なっている。各カメラ６１ａ，６１ｂの光軸ＯＡの延長線ＥＬが基準アイポイント中心ＣＳＥよりも車両用表示装置１００側において交差するように設定されていることにより、各カメラ６１ａ，６１ｂの上下関係と、各撮影範囲ＦＣａ，ＦＣｂとの上下関係とは、逆転している。上部視点カメラ６１ａによる撮影範囲ＦＣａと、下部視点カメラ６１ｂによる撮影範囲ＦＣｂとは、それぞれが基準アイポイント中心ＣＳＥに対して逆方向に偏心していることにより、互いにずれつつも、一部が重複している。

　図７により詳細に示すように、各撮影範囲ＦＣａ，ＦＣｂは、開口部４ｅの周囲に配置されたリム部４ａ及び接続部４ｂにより遮られるため、開口部４ｅの形状を反映した半円状（ないしは扇形状）となっている。したがって下部視点カメラ６１ｂによる撮影範囲ＦＣｂの下端部と、上部視点カメラ６１ａによる撮影範囲ＦＣａの上端部との重複する範囲ＦＣｌは、当該上端部の輪郭が円環状のリム部４ａの形状を反映した円弧状となることに起因して、三日月状の範囲となっている。

　この撮影範囲ＦＣａ，ＦＣｂの重複は、ステアリング操作部４の上下の所定範囲の移動に関わらず、実現されている。図８のステアリング操作部４が標準位置ＳＰに調整されている場合では、上部視点カメラ６１ａによる撮影範囲ＦＣａの上側がリム部４ａに遮られている一方、下側は殆ど遮られておらず、下部視点カメラ６１ｂによる撮影範囲ＦＣｂの下側が接続部４ｂに遮られている一方、上側は殆ど遮られていない。この結果、基準アイポイント中心ＣＳＥ付近に重複する範囲ＦＣｌが形成される。

　図９のステアリング操作部４が上限位置ＵＰ（例えば標準位置ＳＰよりも１５ｍｍ上）に調整されている場合では、接続部４ｂの上昇により、下部視点カメラ６１ｂによる撮影範囲ＦＣｂの下側の遮られる範囲が標準位置よりも大きくなってしまう。しかしながら、同時にリム部４ａが上昇することにより、上部視点カメラ６１ａによる撮影範囲ＦＣａの上側の遮られる範囲が小さくなる。結果として、ステアリング操作部４が上方に移動しても、全体の撮影範囲は殆ど変らず、重複する範囲ＦＣｌが上方へ移動するだけで、空白帯も発生しない。

　図１０のステアリング操作部４が下限位置ＬＰ（例えば標準位置よりも１５ｍｍ下）に調整されている場合では、リム部４ａの下降により、上部視点カメラ６１ａによる撮影範囲ＦＣａの上側の遮られる範囲が標準位置ＳＰよりも大きくなってしまう。しかしながら、同時に接続部４ｂが下降することにより、下部視点カメラ６１ｂによる撮影範囲ＦＣｂの下側の遮られる範囲が小さくなる。結果として、ステアリング操作部４が下方に移動しても、全体の撮影範囲は殆ど変らず、重複する範囲ＦＣｌが下方へ移動するだけで、空白帯も発生しない。

　こうして上部視点カメラ６１ａと下部視点カメラ６１ｂとが、ステアリング操作部４の移動に対して、撮影範囲ＦＣａ，ＦＣｂを相互に補間している。

　画像処理部６４は、少なくとも１つのプロセッサ、メモリ、入出力インターフェース等を基板１５上に実装した電子回路を主体として構築されている機能ブロックとして、実現されている。プロセッサは、入出力インターフェースを通じて入力された各カメラ６１ａ，６１ｂの撮像素子６２からの信号に基づいて、メモリに記憶されているコンピュータプログラムを実行することで、画像処理を実施可能となっている。この電子回路は、画像処理部６４のために個別に設けられていてもよく、画像表示器２０、指針５０等を制御するための制御回路と共通化されていてもよい。

　より詳細に、画像処理部６４は、図４に示すように、上部視点画像データ生成部６４ａ、下部視点画像データ生成部６４ｂ、及び画像合成部６４ｃを有している。上部視点画像データ生成部６４ａは、上部視点カメラ６１ａの撮像素子６２から入力された信号から、撮影対象である運転者の顔の一部が撮影された上部視点カメラ６１ａの画像データＩＭａを生成する（図１１も参照）。下部視点画像データ生成部６４ｂは、下部視点カメラ６１ｂの撮像素子６２から入力された信号から、撮影対象である運転者の顔の一部が撮影された下部視点カメラ６１ｂの画像データＩＭｂを生成する（図１２も参照）。

　画像合成部６４ｃは、上部視点カメラ６１ａの画像データＩＭａと下部視点カメラ６１ｂの画像データＩＭｂを合成する（図１３も参照）。合成された画像データＩＭは、１つの視点位置から単視点で撮影する場合よりも、広い撮影範囲を記録したものとなる。本実施形態では、上述のように上部視点カメラ６１ａと下部視点カメラ６１ｂの左右位置を合わせてあるので、重複する範囲ＦＣｌの撮影角度の左右差が略存在しない。この結果、画像データＩＭの合成において、重複する範囲ＦＣｌの重ね合わせ処理が単純化でき、合成時の計算量が抑制されるため、メモリの使用量抑制又は処理速度の向上等が期待できる。

　そして、合成された画像データＩＭは、そのまま車両１のＥＣＵ（Electric Control Unit）等の車両用表示装置１００の外部に出力され、当該ＥＣＵで解析されるようにしてもよいし、画像処理部６４が画像データＩＭを解析し、運転者の居眠りやわき見の有無を判定するようにしてもよい。

　なお、図１１～１３において、ドットハッチングで示される範囲は、ステアリング操作部４により撮影範囲が遮られていることを示している。

　このようにして撮像装置６０は、各視点位置ＶＰａ，ＶＰｂに個別に配置されたカメラ６１ａ，６１ｂを備えることにより、車両用表示装置１００における互いに上下にずれた複数の視点位置ＶＰａ，ＶＰｂから、複数視点で乗員を撮影している。

　図２，４に示す照明部８０は、カメラ６１ａ，６１ｂに撮影される乗員を照明光により照明する。照明部８０は、例えば車両用表示装置１００において画像表示器２０の近傍に配置されている。

　照明部８０は、近赤外発光素子８１及び照明制御部８２を有している。近赤外発光素子８１には、例えば発光ダイオードが採用されている。近赤外発光素子８１は、表示板３０よりも反視認側に配置されている。より詳細に近赤外発光素子８１は、基板１５の視認側表面に保持され、基板１５上の導通パターンを通じて電源と接続されることで、近赤外光を発光する。特に本実施形態では、例えば８５０ｎｍにピーク波長を有し、半値幅が３０～４０ｎｍ程度の波長特性を有する近赤外発光素子８１が採用されている。

　照明制御部８２は、少なくとも１つのプロセッサ、メモリ、入出力インターフェース等を基板１５上に実装した電子回路を主体として構築されている機能ブロックとして、実現されている。この電子回路は、照明部８０のために個別に設けられてもよく、画像処理部６４を実現する電子回路と共有されていてもよく、さらには、画像表示器２０、指針５０等を制御するための制御回路と共通化されていてもよい。

　照明制御部８２は、車両１のイグニッションスイッチのオン及びオフ等に応じて、近赤外発光素子８１の点灯及び消灯を制御し、近赤外発光素子８１が点灯されている場合には、画像処理部６４が生成した画像データＩＭの明度、コントラスト等に応じてその発光量を制御する。

　（作用効果）
　以上説明した第１実施形態の作用効果を以下に改めて説明する。

　第１実施形態によると、撮像装置６０により、乗員は、複数の視点位置ＶＰａ，ＶＰｂから、複数視点で撮影される。そして、複数の視点位置ＶＰａ，ＶＰｂは、互いに上下にずれているので、単視点の場合よりも全体の撮像範囲を上下に拡張することができる。故に、乗員の撮影対象となる部位（例えば顔）の位置が、体格の個人差や運転姿勢の個人差により、標準的な位置よりも上下にずれていたとしても、当該部位の撮像を実現することができる。

　また、車両用表示装置１００と乗員との間に、例えばステアリング操作部４等のような撮影を遮る障害物が設置されている場合において、１つの視点位置ＶＰａ又はＶＰｂから当該部位が当該障害物に隠れてしまったとしても、上下にずれた他の視点位置ＶＰｂ又はＶＰａから当該部位の撮影を実現可能となる。以上により、撮像において高いロバスト性を実現することができる。

　ここで、比較例１，２を用いてより詳細に説明する。図１４に示す比較例１では、画像表示器２０よりも上方の視点位置ＶＰａから単視点で乗員を撮影する。この例では、基準アイポイント中心ＣＳＥよりも下方は、広い撮影範囲ＦＣａが確保されているが、撮影範囲ＦＣａの上側がステアリング操作部４のリム部４ａに遮られてしまうため、乗員を撮影できない。

　また、図１５に示す比較例２では、画像表示器２０よりも下方の視点位置ＶＰｂから単視点で乗員を撮影する。この例では、基準アイポイント中心ＣＳＥよりも上方は、広い撮影範囲ＦＣｂが確保されているが、撮影範囲ＦＣｂの下側がステアリング操作部４の接続部４ｂに遮られてしまうため、乗員を撮影できない。

　これら単視点による撮影の比較例１，２に対して、本実施形態のような複数視点による撮影では、図６に示すように、単視点の場合に発生する死角を補完することができるため、ロバスト性を高めることができるのである。

　また、第１実施形態によると、複数の視点位置ＶＰａ，ＶＰｂのうち、１つの視点位置ＶＰａから撮影する撮影範囲ＦＣａと、他の１つの視点位置ＶＰｂから撮影する撮影範囲ＦＣｂとは、互いに一部が重複している。このようにすると、各撮影範囲ＦＣａ，ＦＣｂの間に撮影不可能な空白帯が発生することを抑制できるだけでなく、乗員が複数の撮影範囲ＦＣａ，ＦＣｂにまたがって撮影される場合に、乗員の各撮影範囲ＦＣａ，ＦＣｂに撮影された各部位の相対位置を正確に検出することが容易に可能となるため、乗員の正確な撮像が実現可能となる。

　また、第１実施形態によると、複数の視点位置ＶＰａ，ＶＰｂは、車両用表示装置１００の中央部１０に設定されている。したがって、車両用表示装置１００よりも視認側にステアリング操作部４が配置されていたとしても、複数の視点位置ＶＰａ，ＶＰｂからステアリング操作部４に設けられた開口部４ｅを通して、比較的広い撮影範囲を実現しながら、乗員を正面から撮影することが可能となる。

　また、第１実施形態によると、撮像装置６０は、各視点位置ＶＰａ，ＶＰｂに個別に配置されたカメラ６１ａ，６１ｂを備えることにより、複数視点で乗員を撮影する。視点位置ＶＰａ，ＶＰｂにカメラ６１ａ，６１ｂを直接配置するだけで、複数視点で乗員を撮影することができる。したがって、撮像において高いロバスト性を容易に実現することができる。

　また、第１実施形態によると、２つの視点位置ＶＰａ，ＶＰｂが互いに左右位置を合わせて配置されている。このようにすると、各視点位置ＶＰａ，ＶＰｂから撮像された画像の左右の撮影角度の差を抑制することができる。このため、例えば撮影された各画像の合成の際の処理が容易となるなど、乗員の各撮影範囲ＦＣａ，ＦＣｂに撮影された各部位の相対位置を正確に検出することが容易に可能となるので、乗員の正確な撮像が実現可能となる。

　また、第１実施形態によると、複数の視点位置ＶＰａ，ＶＰｂのうち、１つの視点位置ＶＰａから撮影する撮影方向と、他の１つの視点位置ＶＰｂから撮影する撮影方向とは、互いに上下に異なる。このようにすると、車両用表示装置１００の上下の寸法又はステアリング操作部４の開口部４ｅとの位置関係等の制約により、複数の視点位置ＶＰａ，ＶＰｂ間の距離が大きく確保できなくても、当該距離以上に撮影範囲を上下に拡張することが可能となる。

　また、第１実施形態によると、撮像装置６０は、乗員を照明する照明部８０をさらに備える。照明部８０により撮影対象である乗員を明るく照らして撮影可能となるので、撮像において高いロバスト性を容易に実現することができる。

　そして、第１実施形態によると、メガネ９０を着用している乗員に対して、複数視点で撮影することの特有な効果が存在する。例えば、１つの視点位置ＶＰａから乗員を撮影したときに、メガネ９０のフレーム９１が乗員の瞼又は瞳孔９２と重なって撮影されてしまい、瞼又は瞳孔が隠れてしまうことがある（図１６参照）。このような場合でも、他の１つの視点位置ＶＰｂからの撮影では、メガネ９０のフレーム９１が乗員の瞼又は瞳孔９２と重なって撮影されることが回避できることがある（図１７参照）ため、撮像において高いロバスト性が実現される。

　また例えば、１つの視点位置ＶＰａから乗員を撮影したときに、外光又は車両用表示装置１００からの光がレンズに反射して反射光の玉写り９３が発生し、乗員の瞳孔９２が隠れてしまうことがある（図１８参照）。このような場合でも、他の１つの視点位置ＶＰｂからの撮影では、撮影角度の差により反射光の玉写り９３が瞳孔９２からずれて撮影される（図１９参照）ため、撮像において高いロバスト性が実現される。

　（第２実施形態）
　図２０に示すように、第２実施形態は第１実施形態の変形例である。第２実施形態について、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。

　第２実施形態の撮像装置２６０は、車両用表示装置２００に設けられ、撮像部６０ａと照明部８０等により構成されている。撮像部６０ａは、画像処理部６４、１つの共通カメラ２６１及び複数の個別導光光学系２６５ａ，２６５ｂ等により構成されている。本実施形態において、複数の個別導光光学系２６５ａ，２６５ｂは、上部視点導光光学系２６５ａ及び下部視点導光光学系２６５ｂの合計２つ設けられていることにより、対をなしている。

　共通カメラ２６１の内部構造は、第１実施形態の各カメラ６１ａ，６１ｂと同様の構成となっている。ただし、共通カメラ２６１は、各視点位置ＶＰａ，ＶＰｂに配置されるのではなく、表示板３０及び画像表示器２０よりも反視認側に形成された内部空間において、レンズ部２６３を視認側に向けて配置されている。こうして共通カメラ２６１の撮像素子２６２は、各視点位置ＶＰａ，ＶＰｂに対して共通に設けられ、その撮像面２６２ａに入射する光を検出する。

　一対の個別導光光学系２６５ａ，２６５ｂは、各視点位置ＶＰａ，ＶＰｂに個別に対応して設けられている。上部視点導光光学系２６５ａは、共通カメラ２６１の光軸ＯＡの延長線ＥＬより上方に配置されている。具体的に、上部視点導光光学系２６５ａは、分割ミラー２６６ａ及び視点位置ミラー２６７ａを有している。

　分割ミラー２６６ａは、共通カメラ２６１と画像表示器２０との間において、共通カメラ２６１の光軸ＯＡの延長線ＥＬより上方に配置されている。分割ミラー２６６ａの下端部は、光軸ＯＡの延長線ＥＬと接するように配置されている。分割ミラー２６６ａは、上方へ向かう程共通カメラから離間するように傾斜して設けられた輪郭矩形状かつ平面状の反射面を、レンズ部２６３の一部（例えば上半分）及び視点位置ミラー２６７ａに対向するように、有している。

　視点位置ミラー２６７ａは、表示板３０よりも反視認側かつ分割ミラー２６６ａ及び画像表示器２０よりも上方に配置されている。視点位置ミラー２６７ａは、上方へ向かう程表示板３０に接近するように傾斜して設けられた輪郭矩形状かつ平面状の反射面を、分割ミラー２６６ａ及び表示板３０に対向するように、有している。

　表示板３０において視点位置ミラー２６７ａに対向する対向領域は、第１実施形態と同様の近赤外光透過領域３２に設定されている。したがって、近赤外光透過領域３２を透過し、視点位置ミラー２６７ａに入射した光は、分割ミラー２６６ａへ向けて反射され、さらに分割ミラー２６６ａにより共通カメラ２６１のレンズ部２６３へ向けて反射される。その後、レンズ部２６３により撮像面の一部の領域（例えば撮像面の下半分の領域）上にて結像される。すなわち、視点位置ミラー２６７ａの配置位置が１つの視点位置ＶＰａを構成しており、当該視点位置ＶＰａに個別に対応した上部視点導光光学系２６５ａは、当該視点位置ＶＰａに入射する光を、撮像素子２６２へと導光し、撮像面２６２ａのうち、当該視点位置ＶＰａに個別に対応した一部領域にて検出させるようになっている。

　下部視点導光光学系２６５ｂは、共通カメラ２６１の光軸ＯＡの延長線ＥＬより下方に配置されている。具体的に、下部視点導光光学系２６５ｂは、分割ミラー２６６ｂ及び視点位置ミラー２６７ｂを有している。

　分割ミラー２６６ｂは、共通カメラ２６１と画像表示器２０との間において、共通カメラ２６１の光軸ＯＡの延長線ＥＬより下方に配置されている。分割ミラー２６６ｂの上端部は、光軸ＯＡの延長線ＥＬと接するように配置されている。すなわち、分割ミラー２６６ａの下端部と分割ミラー２６６ｂの上端部とが当接するように配置されている。分割ミラー２６６ｂは、下方へ向かう程共通カメラ２６１から離間するように傾斜して設けられた輪郭矩形状かつ平面状の反射面を、レンズ部２６３の一部（例えば下半分）及び視点位置ミラー２６７ｂに対向するように、有している。

　視点位置ミラー２６７ｂは、表示板３０よりも反視認側かつ分割ミラー２６６ａ及び画像表示器２０よりも下方に配置されている。視点位置ミラー２６７ｂは、下方へ向かう程表示板３０に接近するように傾斜して設けられた輪郭矩形状かつ平面状の反射面を、分割ミラー２６６ａ及び表示板３０に対向するように、有している。

　表示板３０において視点位置ミラー２６７ｂに対向する対向領域も、近赤外光透過領域３２に設定されている。したがって、近赤外光透過領域３２を透過し、視点位置ミラー２６７ｂに入射した光は、分割ミラー２６６ｂへ向けて反射され、さらに分割ミラー２６６ｂにより共通カメラ２６１のレンズ部２６３へ向けて反射される。その後、レンズ部２６３により撮像面２６２ａの一部の領域（例えば撮像面の上半分の領域）上にて結像される。すなわち、視点位置ミラー２６７ｂの配置位置が１つの視点位置ＶＰｂを構成しており、当該視点位置ＶＰｂに個別に対応した下部視点導光光学系２６５ｂは、当該視点位置ＶＰｂに入射する光を、撮像素子２６２へと導光し、撮像面２６２ａのうち、当該視点位置ＶＰｂに個別に対応した一部領域にて検出させるようになっている。

　こうして、上部視点導光光学系２６５ａと下部視点導光光学系２６５ｂとは、共通カメラ２６１の光軸ＯＡの延長線ＥＬを対象線として、実質的に上下対称に構成されている。また、上部視点導光光学系２６５ａによる撮影範囲ＦＣａと、下部視点導光光学系２６５ｂによる撮影範囲ＦＣｂとは、互いにずれつつも、一部が重複している。このようにして撮像装置２６０は、各視点位置ＶＰａ，ＶＰｂに個別に対応した個別導光光学系２６５ａ，２６５ｂを備えることにより、互いに上下にずれた複数の視点位置ＶＰａ，ＶＰｂから、複数視点で乗員を撮影している。

　以上説明した第２実施形態によると、各個別導光光学系２６５ａ，２６５ｂは、対応する視点位置ＶＰａ，ＶＰｂに入射する光を、共通カメラ２６１の撮像素子２６２へと導光し、撮像面２６２ｂのうち、視点位置ＶＰａ，ＶＰｂに個別に対応した一部領域にて検出させる。このようにすると、カメラの設置個数を低減できるだけでなく、各視点位置ＶＰａ，ＶＰｂからの画像が共通の撮像面６２ａで検出されることとなるため、各視点位置ＶＰａ，ＶＰｂの撮影の同期を取ることも容易となる。故に、乗員の正確な撮像が実現可能となり、撮像において高いロバスト性を実現することができる。

　（他の実施形態）
　以上、複数の実施形態について説明したが、開示は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

　具体的に変形例１としては、視点位置が３つ以上設けられてもよい。

　変形例２としては、視点位置が２つ設けられた場合に、２つの視点位置ＶＰａ，ＶＰｂは、互いに左右にもずれていてもよい。例えば図２１に示すように、矩形状の画像表示器２０の対角線に沿うように、２つの視点位置ＶＰａ，ＶＰｂが設定されていてもよい。

　変形例３としては、各視点位置ＶＰａ，ＶＰｂの撮影方向は、互いに合っていてもよい。この場合でも、各視点位置ＶＰａ，ＶＰｂ間の距離に応じて撮影範囲がずれるため、全体の撮影範囲が拡張され得る。

　変形例４としては、１つの視点位置ＶＰａから撮影する撮影範囲ＦＣａと、他の１つの視点位置ＶＰａから撮影する撮影範囲ＦＣｂとは、互いに一部が重複していなくてもよい。

　変形例５としては、複数の視点位置ＶＰａ，ＶＰｂのうち少なくとも１つが、車両用表示装置１００の側方部１１に配置されていてもよい。

　変形例６としては、照明部８０は、車両用表示装置１００の外部に、撮像装置６０とは別の装置として設けられていてもよい。また、照明部８０自体が設けられていなくてもよい。

　変形例７としては、車両用表示装置１００は、その中央部１０にてステアリング操作部４に設けられた開口部４ｅを通じて情報を表示するものでなくてもよい。さらには、車両用表示装置１００の視認側に車両１のステアリング操作部４が配置されていなくてもよい。

　第２実施形態に関する変形例８としては、図２２，２３に示すように、各個別導光光学系２６５ａ，２６５ｂの分割ミラー２６６ａ，２６６ｂの代わりに、各個別導光光学系２６５ａ，２６５ｂ間で共通の共通ミラー２６５ｃを設け、共通ミラー２６５ｃの反射面の向きを回動により変更するようにしてもよい。

　このようにすると、共通ミラー２６５ｃの反射面がレンズ部２６３及び上部視点導光光学系２６５ａの視点位置ミラー２６７ａと対向するとき（図２２参照）には、当該視点位置ミラー２６７ａに入射した光が撮像面２６２ａ上にて結像される。共通ミラー２６５ｃの反射面がレンズ部２６３及び下部視点導光光学系２６５ｂの視点位置ミラー２６７ｂと対向するとき（図２３参照）には、当該視点位置ミラー２６７ｂに入射した光が撮像面２６２ａ上にて結像される。このようにして、視点位置ＶＰａ，ＶＰｂを切り替えることができる。加えて、画像処理部６４にて切替前後の画像データを合成することも可能である。

 

Claims (9)

1. 　車両（１）に搭載されて情報を表示する車両用表示装置（１００，２００）に設けられ、前記車両の乗員を撮影する撮像装置であって、
   　複数の視点位置（ＶＰａ，ＶＰｂ）を有する撮像部（６０ａ）を備え、
   　前記複数の視点位置は、前記車両用表示装置における上下方向において異なる位置に設けられ、
   前記撮像部は、前記複数の視点位置から、複数視点で前記乗員を撮影可能に構成された、撮像装置。
2. 　前記複数の視点位置のうち、１つの前記視点位置から撮影する撮影範囲（ＦＣａ）と、他の１つの前記視点位置から撮影する撮影範囲（ＦＣｂ）とは、互いに一部が重複している請求項１に記載の撮像装置。
3. 　前記車両において、前記車両用表示装置よりも視認側に前記車両のステアリング操作部（４）が配置されており、
   　前記車両用表示装置の中央部（１０）にて、前記ステアリング操作部に設けられた開口部（４ｅ）を通じて前記情報が表示されるようになっており、
   　前記複数の視点位置は、前記中央部に設定されている請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 　前記撮像部は、前記複数の視点位置に個別に配置されたカメラ（６１ａ，６１ｂ）を備え、前記カメラにより複数視点で前記乗員を撮影する請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 　前記撮像部は、
   前記複数の視点位置に対して共通に設けられ、撮像面（２６２ａ）に入射する光を検出する撮像素子（２６２）と、
   　前記複数の視点位置に個別に対応した複数の個別導光光学系（２６５ａ，２６５ｂ）と、を備え、
   　各前記個別導光光学系は、対応する前記視点位置に入射する光を、前記撮像素子へと導光し、前記撮像面のうち、前記視点位置に個別に対応した一部領域にて検出させる請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 　前記複数の視点位置は、２つ設けられ、
   　２つの前記視点位置は、前記車両用表示装置における左右方向において、互いに位置を合わせて配置されている請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 　前記複数の視点位置のうち、１つの前記視点位置から撮影する撮影方向と、他の１つの前記視点位置から撮影する撮影方向とは、上下方向において互いに異なる請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 　前記乗員を照明する照明部（８０）をさらに備える請求項７に記載の撮像装置。
9. 　車両（１）に搭載されて情報を表示すると共に、前記車両の乗員を撮影する撮像装置（６０，２６０）を備える車両用表示装置であって、
   　前記撮像装置は、複数の視点位置（ＶＰａ，ＶＰｂ）を有する撮像部（６０ａ）を備え、
   　前記複数の視点位置は、前記車両用表示装置における上下方向において異なる位置に設けられ、
   　前記撮像部は、前記複数の視点位置から、複数視点で前記乗員を撮影可能に構成された、車両用表示装置。
   
    

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