(57)【要約】【課題】近赤外光のる特定波長領域を利用して車室内に存在する検知対象物を撮像・検知し、太陽光との関係におけるコントラストの低下をなくすことができる車両用の乗員検知装置を提供する。【解決手段】車両用の乗員検知装置１０は、車室内からの光を受光する受光素子（ＣＭＯＳ素子３３）と、この受光素子で検出された信号を処理する信号処理部１２を備え、受光素子で得られたイメージ信号に基づき信号処理部で車室内の乗員を検知する車両の乗員検知装置である。本装置は、通過帯域が太陽光の吸収スペクトル帯域６３と実質的に同一の帯域を有し、この通過帯域によって、受光素子により受光される光の波長を選択する帯域通過フィルタ３５を備える。【選択図】図５
2007316036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内からの光を受光する受光素子と、この受光素子で検出された信号を処理する信号処理手段を備え、前記受光素子で得られたイメージ信号に基づき前記信号処理手段で前記車室内の乗員を検知する車両の乗員検知装置であって、
通過帯域が太陽光の吸収スペクトル帯域と実質的に同一の帯域を有し、前記通過帯域によって前記受光素子により受光される前記光の波長を選択する帯域通過フィルタを備えることを特徴とする車両の乗員検知装置。
【請求項２】
検知対象に対して補助光を発する補助光投射手段を備え、前記補助光の波長域が近赤外領域に設定されていることを特徴とする請求項１記載の車両の乗員検知装置。
【請求項３】
前記補助光の波長域は前記帯域通過フィルタの通過帯域と一致させることを特徴とする請求項２記載の車両の乗員検知装置。
【請求項４】
前記受光素子はカメラであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の乗員検知装置。
【請求項５】
前記カメラのレンズ内部に前記帯域通過フィルタを設けたことを特徴とする請求項４記載の車両の乗員検知装置。
【請求項６】
前記カメラは複数備えられ、かつ複数の前記カメラは一体的な構造で配置されることを特徴とする請求項４または５記載の車両の乗員検知装置。
【請求項７】
前記帯域通過フィルタの前記通過帯域の波長領域を９３７ｎｍ近傍に設定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の車両の乗員検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両の乗員検知装置に関し、特に、車室内の運転者等の乗員の姿勢や体格等を検知する乗員検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の乗員検知装置は、車室内に存する運転者等の乗員を検知する装置である。この乗員検知装置では、通常、車室の前側上縁に設けたバックミラーの箇所にカメラを設け、前側の斜め上方から車室内を撮像し、乗員を検知してモニタするようにしている。
【０００３】
従来、車両用の乗員検知装置で使用されているカメラの受光波長としては８７０ｎｍがよく知られている。カメラの受光波長を選択する基準は、一般的に、カメラに使用される受光素子としてのＣＭＯＳ素子やＣＣＤ素子の受光感度と不可視波長との関係に基づいて選択される。受光波長として８７０ｎｍがよく用いられる理由はそのためである。
【０００４】
８７０ｎｍの波長を有する光は可視光であり、運転者にとって実際には目に見えるので、運転時に、運転者に影響を与える場合がある。光が運転者の目に入らないようにするためには、発光素子として９００ｎｍ程度のより高い波長を発する素子を用いる必要がある。９００ｎｍ程度よりも高い波長帯域の光は近赤外領域の光である。近赤外領域の波長の光は太陽光に大量に含まれているので、この波長領域の発光素子を使用すると、太陽光に埋もれる可能性があり、太陽光の影響を大きく受け、検知性能に影響を及ぼす。さらに、赤外領域にまで波長を上げることもできるが、この場合には汎用のＣＭＯＳ素子の感度が低くなるため、良好な品質の検知画像を得ることができないという問題が生じ、さらに温度の影響を受ける可能性も生じる。
【０００５】
関連する先行技術として下記の特許文献１に記載される車載カメラ装置がある。この車載カメラ装置は、撮像素子の前方に赤外光の透過量を可変にする赤外光フィルタを設け、撮像素子に入射される被写体光に含まれる赤外光の透過量を赤外光フィルタで調整する構成を備えている。これにより、明るい場所での撮像では人の目で見た色合いに近い色合いで撮像を行い、暗い場所での撮像では暗視性を高めて撮像できるようになった。
【特許文献１】特開２００１−５７６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、車両用の乗員検知装置で使用されるカメラの受光波長に関して、可視光と赤外光の間の干渉領域において、コントラストの低下をなくし、発光素子の出力や感度の向上を不要とし、検知装置製作上のコスト増をなくすことである。
【０００７】
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、近赤外光における特定の波長領域を利用して車室内に存在する検知対象物を撮像・検知し、太陽光との関係におけるコントラストの低下をなくし、従来通りの出力特性および感度特性を有する発光素子を利用して装置を不要なコストをかけることなく製作できる車両用の乗員検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る車両用の乗員検知装置は、上記目的を達成するために、次のように構成される。
【０００９】
第１の車両用の乗員検知装置（請求項１に対応）は、車室内からの光を受光する受光素子と、この受光素子で検出された信号を処理する信号処理手段を備え、受光素子で得られたイメージ信号に基づき信号処理手段で車室内の乗員を検知する車両の乗員検知装置であって、さらに、通過帯域が太陽光の吸収スペクトル帯域と実質的に同一の帯域を有し、通過帯域によって受光素子により受光される光の波長を選択する帯域通過フィルタを備えるように構成されている。
【００１０】
上記の乗員検知装置では、カメラの受光素子に対して、太陽光のスペクトルでは吸収帯域として存在する波長帯域の光のみを通過させる帯域通過フィルタを付設し、太陽光の減衰している波長帯域で選択的に撮像を行い、太陽光の影響を低下させることが可能となる。
【００１１】
第２の車両用の乗員検知装置（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは、検知対象に対して補助光を発する補助光投射手段を備え、前記補助光の波長域が近赤外領域に設定されていることを特徴とする。この構成では、近赤外領域を利用し、太陽光の減衰している波長領域の光で照明を行うことにより、太陽光の影響を低下させることが可能となる。
【００１２】
第３の車両用の乗員検知装置（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは、補助光の波長域は帯域通過フィルタの通過帯域と一致させることを特徴とする。
【００１３】
第４の車両用の乗員検知装置（請求項４に対応）は、上記の構成において、好ましくは、受光素子はカメラであることで特徴づけられる。
【００１４】
第５の車両用の乗員検知装置（請求項５に対応）は、上記の構成において、好ましくは、カメラのレンズ内部に帯域通過フィルタを設けたことで特徴づけられる。
【００１５】
第６の車両用の乗員検知装置（請求項６に対応）は、上記の構成において、好ましくは、カメラは複数備えられ、かつ複数のカメラは一体的な構造で配置されることを特徴とする。
【００１６】
第７の車両用の乗員検知装置（請求項７に対応）は、上記の構成において、好ましくは、帯域通過フィルタの通過帯域の波長領域を９３７ｎｍ近傍に設定することで特徴づけられる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、カメラを内蔵する乗員検知装置で、当該カメラの受光素子に対して、太陽光のスペクトルで吸収帯域として存在する波長帯域の光のみを通過させる帯域通過フィルタを付設したため、太陽光の減衰している波長帯域で選択的に撮像を行うことができ、太陽光の影響を大幅に低減することができる。また、発光素子で太陽光が少ない近赤外光における特定の波長領域の光を発光させ、車室内の検知対象物を撮像・検知するため、太陽光との関係におけるコントラストの低下をなくし、太陽光の影響を大幅になくすことができる。本発明の乗員検知装置によれば、従来通りの出力特性および感度特性を有する発光素子を利用でき、装置を不要なコストをかける必要がなく、太陽光の影響を大幅に源減少することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る車両用の乗員検知装置の全体的なシステム構成を示し、図２〜図５は当該乗員検知装置で使用されるカメラユニットを説明するための図である。
【００２０】
乗員検知装置１０は、システム構成として、カメラ１１と信号処理部１２を備える。カメラ１１は、好ましくは右側カメラ１１Ｒと左側カメラ１１Ｌとから構成され、複眼のステレオカメラのユニット構成となっている。カメラ１１を含むカメラユニットは、カメラ１１としての受光素子と、後述するような複数の発光素子（ＬＥＤ）を備え、発光・受光ユニットとして構成されている。また信号処理部１２は、通常、カメラ１１に付設されたカメラユニットＥＣＵとして構成される。なお信号処理部１２は、カメラ１１の構成とは別途に用意することもできる。
【００２１】
なお、単眼のカメラ構成またはビーム式センサの場合には、一方のカメラおよび当該カメラに関連する信号処理構成部分は省略される。
【００２２】
右側カメラ１１Ｒおよび左側カメラ１１Ｌには、いずれも、ＣＭＯＳ素子等の受光素子が用いられている。
【００２３】
信号処理部１２には、右側カメラ１１Ｒと左側カメラ１１Ｌのそれぞれに対応する特徴位置抽出部１３，１４と、２つの特徴位置抽出部１３，１４から出力される特徴位置に係る撮像信号に基づいて検知対象物の位置情報を演算する位置演算部１５と、乗員判定部１６とを備えている。特徴位置抽出部１３，１４は、それぞれ、右側カメラ１１Ｒと左側カメラ１１Ｌでの撮像で得られた撮像信号から検知対象物（乗員）の特徴を位置情報として抽出する働きを有している。検知対象物の特徴としては、例えば、乗員の頭部および乗員の体格である。位置演算部１５は、左右のカメラ１１Ｒ，１１Ｌからの撮像信号から検知対象物（乗員）の特徴の位置を演算する。乗員判定部１６は、乗員有無判定部１６Ａと乗員頭部位置判定部１６Ｂと乗員体格判定部１６Ｃを有する。位置演算部１５から出力される検知対象物に係る特徴の信号に基づいて、乗員判定部１６では、上記の乗員有無判定部１６Ａと乗員頭部位置判定部１６Ｂと乗員体格判定部１６Ｃによって、それぞれ、乗員の有無判定、乗員頭部の位置判定、乗員の体格判定が行われる。
【００２４】
信号処理部１２から出力される判定信号は、車内ネットワーク（ＣＡＮ）１７を経由して主制御装置（図示せず）に供給される。なお車内ネットワーク１７には、その他の接続要素として、例えばエアバックＥＣＵ１８やシートベルトＥＣＵ１９等が接続されている。
【００２５】
次に、上記のカメラユニットを図２〜図５を参照して説明する。図２はカメラユニットの正面図を示し、図３はカメラユニットの平面図を示し、図４はカメラユニットの側面図を示し、図５はカメラの内部構造を示す。
【００２６】
カメラユニット３０は前述した右側カメラ１１Ｒと左側カメラ１１Ｌを含む。図２において、３１は右側カメラ１１Ｒ用のレンズであり、３２は左側カメラ１１Ｌ用のレンズである。図５は、一例として、右側カメラ１１Ｒの内部構造を示している。右側カメラ１１ＲはＣＭＯＳ素子３３による受光素子で構成されている。レンズ３１とＣＭＯＳ素子３３の間には凹レンズ３４とフィルタ３５が配置されている。フィルタ３５は、右側カメラ１１Ｒのレンズ内に関連させて配置されている。カメラユニット３０の前方から到来して入射される光３６は、レンズ３１、凹レンズ３４、フィルタ３５の順序でＣＭＯＳ素子３３の受光面に入射される。光３６は、凹レンズ３４を透過した後には平行な光になり、フィルタ３５の入射面に対して垂直に入射して当該フィルタ３５を透過し、ＣＭＯＳ素子３３の受光面に垂直に入射する。左側カメラ１１Ｌの内部構造も図５で示した構造と同じである。上記の左右のカメラ１１Ｒ，１１Ｌの内部構造において、受光素子であるＣＭＯＳ素子３３の前面位置に配置されたフィルタ３５のフィルタ特性については、後述するような特徴を有している。
【００２７】
またカメラユニット３０には、上記の左右のカメラ１１Ｒ，１１Ｌの以外に、例えば、発光素子であるＬＥＤ３７が６個設けられている。６個のＬＥＤ３７は、正面方向でかつ上下の方向に光を照射する２個のＬＥＤ、右側面方向でかつ上下の方向に光を照射する２個のＬＥＤ、左側面方向でかつ上下の方向に光を照射する２個のＬＥＤとから構成されている。図２および図３において破線で示された範囲３８は、６個のＬＥＤ３７の各々による照射範囲を示している。このように６個のＬＥＤ３７の各々が独自の光照射範囲３８を有している。６個のＬＥＤ３７の光照射動作は、連続的な照射であってもよいし、間欠的（ストロボ的）な照射であってもよい。ＬＥＤ３７から出射される光の波長領域については、後述するような特徴を有している。
【００２８】
図６に上記のカメラユニット３０の取付け状態のイメージを示す。図６は、車両の車室内から前方を見た図である。この取付け例では、２つのカメラユニット３０Ａ，３０Ｂが使用され、車両のフロントウィンドウ４１の上縁に設けられたバックミラー４２の近傍に設置されている。第１のカメラユニット３０Ａは運転席の運転者を検知するように取り付けられ、第２のカメラユニット３０Ｂは助手席の乗員を検知するように取り付けられている。２つのカメラユニット３０Ａ，３０Ｂは、縦置き状態で設置され、それぞれ運転席および助手席に向けて取り付けられている。図６において、一例として、矢印４３は正面に取り付けられた２つのＬＥＤ３７から出射される光の照射方向を示している。
【００２９】
次に、受光素子であるＣＭＯＳ素子３３の前面位置に配置されたフィルタ３５のフィルタ特性と、発光素子であるＬＥＤ３７から出射される光の波長領域とについて説明する。
【００３０】
図７は、太陽光に含まれる光のスペクトル特性５１と、フィルタ３５で選択・設定された光の通過帯域５２と、ＬＥＤ３７から出力される光の波長領域５３を示す。地上に到達する太陽光に含まれる光のスペクトル特性５１は、約４００ｎｍから約１１００ｎｍの広い帯域を有している。太陽光に含まれる光の広いスペクトル特性５１においては、谷を形成する複数の吸収スペクトルの波長が含まれる。第１の波長６１はＯ２が吸収する波長、第２の波長６２はＨ２Ｏが吸収する波長、第３の波長６３は同じくＨ２Ｏが吸収する波長、第４の波長６４は同じくＨ２Ｏが吸収する波長である。
【００３１】
本実施形態に係るフィルタ３５はバンドパスフィルタであり、その通過帯域５２は、第３の波長６３を含む帯域に一致させて選択・設定されている。また本実施形態に係るＬＥＤ３７の発光する波長領域５３は、第３の波長６３を含む帯域に一致させて選択・設定されている。
【００３２】
ＬＥＤ３７から出射される光の波長領域５３を第３の波長６３を含む帯域に一致させることにより、ＬＥＤ３７からの光が太陽光に埋もれることなく、太陽光よりも強い強度で検出することができる。またフィルタ３５の通過帯域５２を第３の波長６３を含む帯域に一致させることにより、太陽光に埋もれることのない波長の光を通過させ、ＣＭＯＳ素子３３に受光させることができる。
【００３３】
上記の第３の波長６３を含む帯域は、Ｈ２Ｏ吸収スペクトルに相当する９３７ｎｍ近傍の波長帯域であり、近赤外の波長帯域である。ＣＭＯＳ素子３３が受光する光の波長帯域をフィルタ３５により第３の波長６３を含む帯域５２に設定し、６個のＬＥＤ３７の各々が出力する光の波長帯域を第３の波長６３を含む帯域５３に設定することにより、乗員検知装置１０は、太陽光の影響を排除して乗員検知を行うことができる。乗員検知装置１０は、昼間には、太陽光の影響に依存しない撮像信号をＣＭＯＳ素子３３から取得でき、均一な撮像画像を得ることができる。同様に、夜間においては、ＬＥＤ３７による発光動作で撮像のための必要な照度を確保することができ、均一な撮像画像を得ることができる。
【００３４】
前述のごとく本実施形態による乗員検知装置１０によれば、太陽光のスペクトラム特性５１で谷（吸収帯）を形成する波長帯域の光でＬＥＤ３７を発光させて撮像を行うことにより、その検知で太陽光の影響を大幅に低減できる。またステレオカメラの構成によれば、左右のカメラ１１Ｒ，１１Ｌでの太陽光の反射光の当たり方の違いによる距離算出ミスを低減することができる。
【００３５】
前述の実施形態では、フィルタ３５のフィルタ特性、ＬＥＤ３７の発光特性を、第３の波長６を含む帯域に設定したが、その他に、例えば第１の波長６１または第２の波長６２を含む帯域を選択して設定するようにすることもできる。
【００３６】
以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構成の組成（材質）については例示にすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、車両の車室内にいる運転者等の姿勢や体格を検知するのに利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る車両用の乗員検知装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係る乗員検知装置で使用されるカメラユニットの正面図である。
【図３】本実施形態に係る乗員検知装置で使用されるカメラユニットの平面図である。
【図４】本実施形態に係る乗員検知装置で使用されるカメラユニットの側面図である。
【図５】カメラユニットにおける一方のカメラの要部構造を示す図である。
【図６】車室内におけるカメラユニットの実際の装備状態を示す図である。
【図７】太陽光に含まれる光のスペクトル特性と、フィルタで選択・設定された光の通過帯域と、ＬＥＤから出力される光の波長領域との関係を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１０        乗員検知装置
１１        カメラ
１２        信号処理部
１６        乗員判定部
１７        車内ネットワーク
３０        カメラユニット
３１，３２  レンズ
３３        ＣＭＯＳ素子
３５        フィルタ
３７        ＬＥＤ
【図１】
2007316036.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2007316036.tif 000008
【図７】
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