特開 2022-135245 車載カメラ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022135245

(43)【公開日】2022-09-15

(54)【発明の名称】車載カメラ装置

(51)【国際特許分類】

   B60Q 3/74 20170101AFI20220908BHJP

   B60Q 3/60 20170101ALI20220908BHJP

【ＦＩ】

B60Q3/74

B60Q3/60

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021034928

(22)【出願日】2021-03-05

(71)【出願人】

【識別番号】000001225

【氏名又は名称】日本電産コパル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109896

【弁理士】

【氏名又は名称】森 友宏

(72)【発明者】

【氏名】清野 譲

【テーマコード（参考）】

3K040

【Ｆターム（参考）】

3K040AA02

3K040CA06

3K040DB01

3K040EA02

3K040EB01

3K040EC04

3K040GA03

3K040GB00

(57)【要約】

【課題】測距と運転者のモニタリングとを安価に実現することができる車載カメラ装置を提供する。
【解決手段】車載カメラ装置１は、車内に光を出射可能な光源１０と、第１の照明期間Ｍ１中に光源１０からパルス光を出射し、第１の照明期間Ｍ１よりも長い第２の照明期間Ｍ２中に光源１０から連続光を出射するように光源１０を制御する光制御部４３と、パルス光により照明された車内の画像を取得するＴＯＦカメラ２０と、ＴＯＦカメラにより取得された画像を用いて測距を行う第１の分析部４１と、連続光により照明された車内の画像を取得する運転者カメラ３０と、運転者カメラ３０により取得された画像を用いて運転者の状態を取得する第２の分析部４２とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車内に光を出射可能な光源と、
第１の照明期間中に前記光源から第１の照明光を出射し、前記第１の照明期間よりも長い第２の照明期間中に前記光源から第２の照明光を出射するように前記光源を制御する光制御部と、
前記第１の照明光により照明された前記車内の画像を取得する第１のカメラと、
前記第１のカメラにより取得された画像を用いて測距を行う第１の分析部と、
前記第２の照明光により照明された前記車内の画像を取得する第２のカメラと、
前記第２のカメラにより取得された画像を用いて運転者の状態を取得する第２の分析部と
を備える、車載カメラ装置。

【請求項2】

前記第１の照明光はパルス光である、請求項１に記載の車載カメラ装置。

【請求項3】

前記第２の照明光は連続光である、請求項１又は２に記載の車載カメラ装置。

【請求項4】

前記光源から出射された光を拡散可能な光拡散部材と、
前記光源から出射される光の光路上の受光位置と、前記光路から外れた退避位置との間で前記光拡散部材を移動させる移動機構と、
前記第１の照明期間中に前記光拡散部材を前記受光位置に保持し、前記第２の照明期間中に前記光拡散部材を前記退避位置に保持するように前記移動機構を動作させる拡散制御部と
をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の車載カメラ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車載カメラ装置に係り、特に自動車などの車内の画像を取得する車載カメラ装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車などの車両にカメラを設置し、車内の画像を取得して乗員数を検出したり、運転者の状態などをモニタリングしたりすることが多くなってきている（例えば、特許文献１参照）。例えば、車内の乗員数を検出する場合には、ＴＯＦ（Time of Flight）カメラとＴＯＦカメラ用の光源とを用いて測距が行われて乗員の数が検出される。また、いわゆるドライバモニタリングシステム（ＤＭＳ）と呼ばれる運転者の状態をモニタリングするシステムにおいては、運転者を撮像するカメラと運転者を照明するための光源とが用いられる。このように、それぞれの用途に応じて異なるカメラと光源が必要とされる。したがって、例えば光源にレーザ光を用いる場合には、それぞれの用途ごとにレーザ光源を用意する必要が生じ、コストも増大してしまうという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１５６１７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、測距と運転者のモニタリングとを安価に実現することができる車載カメラ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様によれば、測距と運転者のモニタリングとを安価に実現することができる車載カメラ装置が提供される。この車載カメラ装置は、車内に光を出射可能な光源と、第１の照明期間中に上記光源から第１の照明光を出射し、上記第１の照明期間よりも長い第２の照明期間中に上記光源から第２の照明光を出射するように上記光源を制御する光制御部と、上記第１の照明光により照明された上記車内の画像を取得する第１のカメラと、上記第１のカメラにより取得された画像を用いて測距を行う第１の分析部と、上記第２の照明光により照明された上記車内の画像を取得する第２のカメラと、上記第２のカメラにより取得された画像を用いて運転者の状態を取得する第２の分析部とを備える。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、本発明の一実施形態における車載カメラ装置の構成を模式的に示すブロック図である。

【図2】図２は、図１に示す車載カメラ装置の動作を説明するタイムチャートである。

【図3】図３は、図２の第１の照明期間中の状態を模式的に示すブロック図である。

【図4】図４は、図２の第２の照明期間中の状態を模式的に示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、本発明に係る車載カメラ装置の実施形態について図１から図４を参照して詳細に説明する。図１から図４において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、図１から図４においては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や一部の構成要素が省略されている場合がある。以下の説明では、特に言及がない場合には、「第１」や「第２」などの用語は、構成要素を互いに区別するために使用されているだけであり、特定の順位や順番を表すものではない。

【0008】

図１は、本発明の一実施形態における車載カメラ装置１の構成を模式的に示すブロック図である。図１に示すように、この車載カメラ装置１は、例えば自動車などの車内に光を出射可能な光源１０と、ＴＯＦカメラ２０（第１のカメラ）と、運転者カメラ３０（第２のカメラ）と、制御部４０と、これらの構成要素を収容する筐体５０とを含んでいる。

【0009】

ＴＯＦカメラ２０は制御部４０に接続されており、ＴＯＦカメラ２０により取得された画像データが制御部４０に出力されるようになっている。ＴＯＦカメラ２０からの画像データは、制御部４０の第１の分析部４１で処理されて測距データに変換され、この測距データを用いて例えば車内の乗員の数や車内の機器を操作するために乗員が行うジェスチャなどが検出される。同様に、運転者カメラ３０も制御部４０に接続されており、運転者カメラ３０により取得された画像データが制御部４０に出力されるようになっている。運転者カメラ３０からの画像データは、制御部４０の第２の分析部４２で分析され、例えば運転者の状態（注意力の低下や居眠りの兆候など）が検出される。

【0010】

光源１０としては例えば波長９４０ｎｍのレーザ光を出射可能な垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）などを用いることができる。光源１０からの光は筐体５０に形成された開口５２を通じて車内に出射される。光源１０は、制御部４０内の光制御部４３に接続されており、この光制御部４３によって光源１０の動作が制御されるようになっている。

【0011】

また、車載カメラ装置１は、光源１０からの光を拡散可能な光拡散部材６０と、光拡散部材６０を図１の矢印Ａの方向に沿って移動可能な移動機構７０とを含んでいる。図１においては、光拡散部材６０は、光源１０から出射される光の光路Ｐから外れた位置（以下、この位置を「退避位置」という）に位置しているが、光拡散部材６０は、移動機構７０によって点線で示すように光源１０から出射される光の光路Ｐ上に移動することが可能であり、この位置で光源１０からの光を受けることができるようになっている。このときの光拡散部材６０の位置を「受光位置」ということとする。このような光拡散部材６０としてはガラス製の拡散板やプリズム、ビームスプリッタなど公知の光拡散部材を用いることができる。

【0012】

移動機構７０は制御部４０内の拡散制御部４４に接続されており、この拡散制御部４４によって移動機構７０の動作が制御されるようになっている。例えばこの拡散制御部４４から移動機構７０内の図示しないモータに信号が送られることによって、移動機構７０が光拡散部材６０を退避位置から受光位置に、あるいは受光位置から退避位置に移動するようになっている。

【0013】

次に、この車載カメラ装置１の動作について説明する。図２は、車載カメラ装置１の動作を説明するタイムチャートである。図２に示すように、車載カメラ装置１が動作している間の期間は、第１の照明期間Ｍ１と、移動期間Ｔと、第２の照明期間Ｍ２とに分けられる。

【0014】

第１の照明期間Ｍ１においては、制御部４０の光制御部４３が光源１０を所定の周期及びパルス幅で点灯させ、光源１０からパルス光（第１の照明光）が出射されるようになっている。この第１の照明期間Ｍ１になるまでに、制御部４０の拡散制御部４４が移動機構７０を動作させて光拡散部材６０を受光位置に移動しておく。第１の照明期間Ｍ１中は、光拡散部材６０はこの受光位置に保持される。

【0015】

図３は、第１の照明期間Ｍ１中の状態を示すものである。図３に示すように、第１の照明期間Ｍ１中は光拡散部材６０が受光位置に保持されているため、光源１０から出射されたパルス光は光拡散部材６０により拡散され、車内のより広い範囲がパルス光により照明される。ＴＯＦカメラ２０は、このパルス光により照明された車内の画像を取得し、この画像データが制御部４０の第１の分析部４１に出力される。制御部４０の第１の分析部４１では、ＴＯＦカメラ２０からの画像データが処理されて測距データに変換され、この測距データを用いて例えば車内の乗員の数や車内の機器を操作するために乗員が行うジェスチャなどが検出される。

【0016】

このように、第１の照明期間Ｍ１中には光拡散部材６０が受光位置に保持されるため、第１の照明期間Ｍ１中に光源１０から出射されるパルス光が光拡散部材６０によって拡散されるので、車内の広い範囲がパルス光により照明される。したがって、車内の測距を広範囲にわたって行うことができる。

【0017】

第１の照明期間Ｍ１が終了すると移動期間Ｔが開始する。この移動期間Ｔ中に制御部４０の拡散制御部４４が移動機構７０を動作させて光拡散部材６０を受光位置から退避位置に移動させる。また、制御部４０の光制御部４３が光源を連続的に点灯させ、光源１０から連続光が出射される。

【0018】

移動期間Ｔが終了すると第２の照明期間Ｍ２が開始する。第２の照明期間Ｍ２においても制御部４０の光制御部４３は光源を連続的に点灯させ、光源１０から連続光（第２の照明光）を出射させる。また、第２の照明期間Ｍ２中は、光拡散部材６０は退避位置に保持される。

【0019】

図４は、第２の照明期間Ｍ２中の状態を示すものである。図４に示すように、第２の照明期間Ｍ２中は光拡散部材６０が退避位置に保持されているため、光源１０から出射された連続光は直接車内（運転者が座っている領域周辺）に照明される。運転者カメラ３０は、この連続光により照明された運転者の画像を取得し、この画像データが制御部４０の第２の分析部４２に出力される。制御部４０の第２の分析部４２では、運転者カメラ３０からの画像データが分析され、例えば運転者の状態（注意力の低下や居眠りの兆候など）が検出される。

【0020】

ここで、第２の照明期間Ｍ２は第１の照明期間Ｍ１よりも長くなっている。例えば第１の照明期間Ｍ１を３秒程度、第２の照明期間Ｍ２を５秒程度にすることができる。これは、運転者の状態をモニタリングして車両の安全性を高めることの方が、測距により乗員の数や乗員のジェスチャを検出することよりも重要であるため、測距よりも長い期間にわたって運転者の状態をモニタリングすべきであるからである。

【0021】

第２の照明期間Ｍ２が終了すると移動期間Ｔが開始する。この移動期間Ｔ中に制御部４０の拡散制御部４４が移動機構７０を動作させて光拡散部材６０を退避位置から受光位置に移動させる。移動期間Ｔが終了すると再び第１の照明期間Ｍ１が開始し、上述した処理が繰り返される。

【0022】

このように、本実施形態における車載カメラ装置１によれば、第１の照明期間Ｍ１中にパルス光（第１の照明光）により照明された車内の画像を用いて測距を行い、第１の照明期間Ｍ１よりも長い第２の照明期間Ｍ２中に連続光（第２の照明光）により照明された車内の画像を用いて運転者の状態を得ることができる。したがって、測距と運転者のモニタリングとを単一の光源１０で実現することが可能となり、測距と運転者のモニタリングに必要なコストを低減することができる。

【0023】

また、従来のシステムでは測距と運転者のモニタリングを同時に並行して行うので、２つの光源からの光が互いに干渉することを避けために２つの光源の光の波長を変える必要があったが、本実施形態の車載カメラ装置１によれば、１つの光源１０からの光を時間的に分割して測距と運転者のモニタリングに用いるようにしているため、光の干渉や波長を考慮する必要がない。

【0024】

図２に示す例では、移動期間Ｔ中は、光源１０から連続光が出射されているが、移動期間Ｔ中は連続光に代えてパルス光を光源１０から出射してもよいし、あるいは光源１０を消灯してもよい。

【0025】

以上述べたように、本発明の一態様によれば、測距と運転者のモニタリングとを安価に実現することができる車載カメラ装置が提供される。この車載カメラ装置は、車内に光を出射可能な光源と、第１の照明期間中に上記光源から第１の照明光を出射し、上記第１の照明期間よりも長い第２の照明期間中に上記光源から第２の照明光を出射するように上記光源を制御する光制御部と、上記第１の照明光により照明された上記車内の画像を取得する第１のカメラと、上記第１のカメラにより取得された画像を用いて測距を行う第１の分析部と、上記第２の照明光により照明された上記車内の画像を取得する第２のカメラと、上記第２のカメラにより取得された画像を用いて運転者の状態を取得する第２の分析部とを備える。上記第１の照明光はパルス光であってもよく、上記第２の照明光は連続光であってもよい。

【0026】

このような構成によれば、第１の照明期間中に第１の照明光により照明された車内の画像を用いて測距を行い、第１の照明期間よりも長い第２の照明期間中に第２の照明光により照明された車内の画像を用いて運転者の状態を得ることができる。したがって、測距と運転者のモニタリングとを単一の光源で実現することが可能となり、測距と運転者のモニタリングに必要なコストを低減することができる。

【0027】

上記車載カメラ装置は、上記光源から出射された光を拡散可能な光拡散部材と、上記光源から出射される光の光路上の受光位置と、上記光路から外れた退避位置との間で上記光拡散部材を移動させる移動機構と、上記第１の照明期間中に上記光拡散部材を上記受光位置に保持し、上記第２の照明期間中に上記光拡散部材を上記退避位置に保持するように上記移動機構を動作させる拡散制御部とをさらに備えることが好ましい。

【0028】

このような構成によれば、第１の照明期間中に光源から出射される第１の照明光を光拡散部材により拡散して広範囲を照明することができ、広範囲の測距を行うことができる。

【0029】

これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。

【符号の説明】

【0030】

１ 車載カメラ装置
１０ 光源
２０ ＴＯＦカメラ（第１のカメラ）
３０ 運転者カメラ（第２のカメラ）
４０ 制御部
４１ 第１の分析部
４２ 第２の分析部
４３ 光制御部
４４ 拡散制御部
５０ 筐体
６０ 光拡散部材
７０ 移動機構
Ｍ１ 第１の照明期間
Ｍ２ 第２の照明期間
Ｔ 移動期間
Ｐ 光路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】