特開 2024-68354 撮像装置

(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】P2024068354

(43)【公開日】2024-05-20

(54)【発明の名称】撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 17/02 20210101AFI20240513BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20240513BHJP

   G03B 15/03 20210101ALI20240513BHJP

   H04N 23/55 20230101ALI20240513BHJP

   H04N 23/56 20230101ALI20240513BHJP

   B60Q 3/283 20170101ALI20240513BHJP

   B60Q 3/80 20170101ALI20240513BHJP

   B60R 11/04 20060101ALI20240513BHJP

【ＦＩ】

G03B17/02

G03B15/00 V

G03B15/03

H04N5/225 400

H04N5/225 600

B60Q3/283

B60Q3/80

B60R11/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022178732

(22)【出願日】2022-11-08

(71)【出願人】

【識別番号】000003551

【氏名又は名称】株式会社東海理化電機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110002583

【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石沢 恒司

(72)【発明者】

【氏名】海野 和也

【テーマコード（参考）】

2H100

3D020

3K040

5C122

【Ｆターム（参考）】

2H100AA02

2H100CC01

3D020BA20

3D020BB01

3D020BC02

3D020BD05

3D020BE03

3K040AA02

3K040CA05

3K040DA05

3K040DB00

3K040GA04

3K040GC04

5C122DA14

5C122DA16

5C122EA20

5C122GG04

5C122GG17

5C122GG25

(57)【要約】

【課題】撮像画像に白飛びが発生することを抑制できる撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像装置１は、撮像対象を撮像する撮像部２３と、撮像対象に向けて光を発する照明部２４と、照明部２４の照射範囲にある遮蔽物に設けられるとともに、照明部２４から発された光の反射を抑える反射防止材３とを備える。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

撮像対象を撮像する撮像部と、
前記撮像対象に向けて光を発する照明部と、
前記照明部の照射範囲にある遮蔽物に設けられるとともに、前記照明部から発された光の反射を抑える反射防止材と、を備える
撮像装置。

【請求項2】

車両に搭載されるとともに前記車両の内部を撮像するために用いられる、
請求項１に記載の撮像装置。

【請求項3】

前記車両の運転者をモニタするために用いられる、
請求項２に記載の撮像装置。

【請求項4】

前記車両のステアリングホイールが、前記遮蔽物を構成しており、
前記反射防止材は、前記ステアリングホイールに設けられている、
請求項３に記載の撮像装置。

【請求項5】

前記照明部は、前記ステアリングホイールの内側を通して前記運転者へ光を照射可能な位置に配されており、
前記反射防止材は、前記ステアリングホイールのハブ及びスポークの少なくとも一方に設けられる、
請求項４に記載の撮像装置。

【請求項6】

複数の前記照明部と、
前記複数の照明部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記複数の照明部のうち、照射範囲に前記ステアリングホイールの部位が進入した照明部を消灯状態とし、その他の照明部を点灯状態とする、
請求項５に記載の撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、車両の運転者の状態を監視するドライバステータスモニタが開示されている。特許文献１に記載のドライバステータスモニタは、ステアリングコラム上部に配置されており、運転者の顔に近赤外線を発する投光部と、近赤外線カメラにて構成された撮像部とを有する。そして、特許文献１に記載のドライバステータスモニタは、撮像部にて撮像された運転者の顔画像を用いて、脇見運転、居眠り運転等の兆候を検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－７５６３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のドライバステータスモニタにおいては、投光部から発された光がステアリングホイール等の遮蔽物にて反射され、撮像部にて撮像された画像に白飛びが発生するおそれがある。

【0005】

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、撮像画像に白飛びが発生することを抑制できる撮像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】

【0006】

本発明は、前記の目的を達成するため、撮像対象を撮像する撮像部と、前記撮像対象に向けて光を発する照明部と、前記照明部の照射範囲にある遮蔽物に設けられるとともに、前記照明部から発された光の反射を抑える反射防止材と、を備える撮像装置を提供する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、撮像画像に白飛びが発生することを抑制できる撮像装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施の形態における、撮像装置を搭載した車両の内部を車両側方から見た図である。

【図2】第１の実施の形態における、車内のステアリングホイールの周辺を車両後方から見た図である。

【図3】第１の実施の形態における、撮像ユニットの正面図である。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ線矢視断面図である。

【図5】第１の実施の形態における、反射防止材が設けられたステアリングホイールを裏側から見た図である。

【図6】第１の実施の形態における、一方の照明部の照射範囲内にステアリングホイールが進入した状態を示すステアリングホイール、ステアリングコラム及び撮像ユニットの正面図である。

【図7】図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線矢視断面図である。

【図8】第１の実施の形態の比較例における、照明部から発される光が反射される様子を示す説明図である。

【図9】第２の実施の形態における、一方の照明部の照射範囲にステアリングホイールが進入したときの複数の照明部の制御方法を説明するための図である。

【図10】第２の実施の形態における、他方の照明部の照射範囲にステアリングホイールが進入したときの複数の照明部の制御方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図８を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

【0010】

図１は、本形態の撮像装置１を搭載した車両の内部を車両側方から見た図である。図１においては、撮像装置１の後述の撮像部による撮影範囲の境界の一例を破線にて示している。図２は、車内のステアリングホイール１１の周辺を車両後方から見た図である。

【0011】

本形態においては、撮像装置１が、車両に搭載されるとともに車両の内部を撮像するために用いられる例について説明する。具体的には、本形態の撮像装置１は、自動車等の車両に搭載されるドライバーモニタを構成する。撮像装置１を備えたドライバーモニタは、撮像装置１にて撮像された運転者１２の顔の画像から、運転者１２の視線方向、瞼の閉じ具合等を検出し、この検出結果に基づいて脇見運転又は居眠り運転の有無を判定する。運転者１２が脇見運転又は居眠り運転をしていると判定された場合、運転者１２への報知等の所定の処理が実行される。

【0012】

撮像装置１は、撮像対象である運転者１２の顔を撮像する撮像部２３及び運転者１２の顔に向けて光を発する照明部２４を有する撮像ユニット２と、照明部２４から発された光の反射を抑える反射防止材３とを備える。

【0013】

撮像ユニット２は、撮像部２３によって運転者１２の顔を撮像可能であり、かつ、照明部２４によって運転者１２の顔に光を照射可能な位置に配されている。本形態においては、撮像ユニット２は、ステアリングホイール１１の内側を通して撮像部２３にて運転者１２の顔を撮像するとともに、ステアリングホイール１１の内側を通して照明部２４によって運転者１２の顔に光を照射可能な位置に配されている。このような位置としては、例えばステアリングコラム１３の上部、インストルメントパネル１４のメータ１４１周辺等が考えられるが、本形態においては撮像ユニット２がステアリングコラム１３の上部に配された例について説明する。

【0014】

図３は、撮像ユニット２の正面図である。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線矢視断面図である。撮像ユニット２は、筐体２１、基板２２、撮像部２３及び照明部２４を備える。

【0015】

筐体２１は、撮像対象としての運転者１２の顔に向かって開口する開口部２１１ａが形成された筐体本体２１１と、開口部２１１ａを閉塞するカバーとしての透光部材２１２とを有する。筐体本体２１１は、例えば不透明の樹脂等からなり、透光部材２１２は、照明部２４が発する光を透過可能な素材からなる。一例として、透光部材２１２は、照明部２４が発する後述の近赤外線を主に透過させ、可視光を遮光可能な素材から構成してもよい。これにより、運転者１２等が撮像ユニット２を見たときに、筐体２１内の各種部品が視認可能となることが抑制され、撮像ユニット２の見栄えが向上する。筐体２１内には、基板２２、撮像部２３、及び照明部２４が収容されている。

【0016】

基板２２は、透光部材２１２に対向する姿勢で配されており、透光部材２１２側（すなわち車両後方）の面に撮像部２３及び照明部２４を実装している。基板２２は、車両に搭載された図示しない制御装置に電気的に接続され、当該制御装置によって撮像ユニット２の各種制御が実施される。

【0017】

撮像部２３は、透光部材２１２を通して運転者１２の顔を撮像可能な姿勢で配されている。例えば、撮像部２３は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の固体撮像素子を備えるデジタルカメラとすることができる。また、本形態において、撮像部２３は、いわゆる近赤外線カメラである。撮像部２３を近赤外線カメラとすることで、夜間等の車内が暗くなる状況においても運転者１２の顔を鮮明に撮像可能となる。撮像部２３の両側のそれぞれに照明部２４が配されている。

【0018】

２つの照明部２４は、撮像ユニット２の幅方向（本形態においては車幅方向）において、撮像部２３を挟んで互いに反対側に配されている。２つの照明部２４は、透光部材２１２を通して撮像部２３の撮像対象（すなわち運転者１２の顔）を照らす。照明部２４の個数、配置等は前述のものに限られないが、運転者１２の顔を一様に照らすべく、前述のように車幅方向の撮像部２３の両側のそれぞれに照明部２４が配置されることが好ましい。

【0019】

照明部２４は、撮像部２３が感度を有する波長帯の光を発する。本形態においては、前述のごとく撮像部２３が近赤外線カメラであり、照明部２４が近赤外線を発光する光源である。照明部２４の発光波長は、例えば８５０ｎｍ、９４０ｎｍ等とすることができる。照明部２４として近赤外線を発するものを用いることにより、運転者１２に眩しさを感じさせることを防ぐことができる。一例として、照明部２４は、近赤外線を発するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）とすることができる。撮像ユニット２は、以上のような構成を有する。

【0020】

図５は、反射防止材３が設けられたステアリングホイール１１を裏側から見た図である。図５においては、便宜上、反射防止材３の存在範囲にハッチングを施している。図６は、一方の照明部２４の照射範囲内にステアリングホイール１１が進入した状態を示すステアリングホイール１１、ステアリングコラム１３及び撮像ユニット２の正面図である。図７は、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線矢視断面図である。なお、図７においては、照明部２４が発する光の境界の一例を一点鎖線にて示している。

【0021】

反射防止材３は、照明部２４から発された光が遮蔽物に反射されることに起因して、撮像部２３にて撮像された画像に白飛びが発生することを抑制するために設けられている。

【0022】

遮蔽物は、照明部２４と撮像部２３による撮像対象（本形態においては運転者１２の顔）との間に位置するとともに、照明部２４の照射範囲内にある物体である。遮蔽物は、常時、照明部２４の照射範囲内にある必要はなく、照射範囲内に進入する可能性があればよい。本形態においては、ステアリングホイール１１が遮蔽物を構成する。ステアリングホイール１１は、例えば中立位置（すなわち車両直進時におけるステアリングホイール１１の回転位置）にあるときは照明部２４の照射範囲内には入らず、ステアリングホイール１１が中立位置から回されることでステアリングホイール１１のリム１１１内のハブ１１２又はスポーク１１３が照明部２４の照射範囲に入り得る。なお、これに限られず、例えばステアリングホイール１１の一部が照明部２４の照射範囲内に常時存在していてもよい。

【0023】

反射防止材３は、照明部２４が発する光の反射率が極めて低い（例えば、照明部２４が発する光に対する反射率が５％以下）の素材からなる。例えば、反射防止材３は、照明部２４が発する近赤外線の吸収性能が高いポリウレタンフォーム等からなるシートから形成し、遮蔽物に貼付されてもよい。また、塗布により遮蔽物に形成されたコーティング材にて反射防止材３を構成してもよい。

【0024】

反射防止材３は、ステアリングホイール１１における、照明部２４にて照らされ得る面に少なくとも設けられている。これにより、図７に示すごとく、照明部２４の照射範囲にステアリングホイール１１が進入しても、反射防止材３にて照明部２４の光が吸収され、ステアリングホイール１１にて照明部２４の光の反射が生じることが抑制される。本形態において、反射防止材３は、ステアリングホイール１１のハブ１１２の裏面に設けられている。図５においては、反射防止材３が、ハブ１１２の裏面全体に設けられた例を示すが、これに限られない。反射防止材３の配置は、照明部２４の位置、照明部２４の照射範囲、遮蔽物の位置等に応じて適宜決定される。

【0025】

本形態のように、照明部２４が、ステアリングホイール１１の内側を通して運転者１２へ光を照射するような場合は、反射防止材３は、ハブ１１２及びスポーク１１３の少なくとも一方に設けられることが好ましい。ハブ１１２及びスポーク１１３は、ステアリングホイール１１の回転に伴って、照明部２４の照射範囲において回転し得、特に工夫しない場合はステアリングホイール１１の回転角によって撮像画像に生じる白飛びの度合いが変動する懸念がある。かかる懸念を解消すべく、ハブ１１２及びスポーク１１３の少なくとも一方に反射防止材３を設けることが好ましい。

【0026】

また、反射防止材３は、ステアリングホイール１１以外の遮蔽物に設けてもよい。例えば、ステアリングホイール１１の周りに存在する部材（例えばウインカーレバー、パドルシフト等）に反射防止材３を設けてもよい。特に、照明部２４の近傍に存在する物体において照明部２４の光が反射された場合、撮像画像に白飛びが生じやすいため、照明部２４の近傍に存在する物体であって照明部２４の照射範囲に入り得る物体に反射防止材３を設けることが好ましい。

【0027】

（第１の実施の形態の作用及び効果）
本形態の撮像装置１は、照明部２４の照射範囲にある遮蔽物に設けられるとともに、照明部２４から発された光の反射を抑える反射防止材３を備える。それゆえ、照明部２４から発された光が遮蔽物にて反射されて撮像部２３にて受光されることに起因し、撮像部２３にて撮像された画像に白飛びが生じることが抑制される。

【0028】

ここで、図８を参照しつつ、本形態とは異なって反射防止材を備えない例について検討する。この場合において、照明部２４の照射範囲にステアリングホイール１１が進入したとき、照明部２４の光はステアリングホイール１１の表面にて反射され、この反射光が撮像部２３にて受光される。これにより、撮像画像に白飛びが生じる。なお、図８においては、照明部２４から撮像対象側へ向けて発される光の境界を細い一点鎖線にて表しており、ステアリングホイール１１にて反射された反射光の境界を太い一点鎖線にて表している。一方、図７に示すごとく、本形態の撮像装置１においては、反射防止材３を設けることで、撮像画像に白飛びが生じることが抑制される。

【0029】

また、本形態の撮像装置１は、車両に搭載されるとともに車両の内部を撮像するために用いられる。これにより、車両の内部に存在する遮蔽物（本形態においてはステアリングホイール１１）にて、照明部２４から発された光が反射されることに起因して、撮像画像に白飛びが生じることが抑制される。

【0030】

なお、本形態においては、車両に搭載されるとともに車両の内部を撮像するための撮像装置１として、ドライバーモニタを構成する例を挙げたが、これに限られない。例えば、バス等の車両において、子供やペット等の置き去りを防ぐための監視カメラや置き去り防止システム等において本形態の撮像装置１を適用することも可能である。この場合は、撮像対象としての子供やペット等を撮像する際の遮蔽物となり得る車両のシート等に反射防止材３を設けてもよい。

【0031】

また、本形態の撮像装置１は、運転者１２をモニタするために用いられる。この場合は、撮像画像の白飛びの発生に起因して、運転者１２の視線方向、瞼の閉じ具合等の検出等のドライバーモニタによる処理が困難になることが抑制される。

【0032】

また、本形態の撮像装置１においては、ステアリングホイール１１に反射防止材３が設けられている。それゆえ、ドライバーモニタにおいて、照明部２４の照射範囲にステアリングホイール１１が存在し得る状態においても、ステアリングホイール１１の反射に起因して撮像画像に白飛びが生じることが抑制される。

【0033】

また、照明部２４は、ステアリングホイール１１の内側を通して運転者１２へ光を照射可能な位置に配されており、反射防止材３は、ステアリングホイール１１のハブ１１２及びスポーク１１３の少なくとも一方に設けられる。ハブ１１２及びスポーク１１３は、ステアリングホイール１１の回転に伴って、照明部２４の照射範囲において回転する。そのため、反射防止材３を設けない場合は、ステアリングホイール１１の回転角によって照明部２４から発された光の反射の仕方が変わり、撮像画像に生じる白飛びの度合いが変動する懸念がある。かかる懸念を解消すべく、ハブ１１２及びスポーク１１３の少なくとも一方に反射防止材３を設けることが好ましい。

【0034】

以上のごとく、本形態によれば、撮像画像に白飛びが発生することを抑制できる撮像装置を提供することができる。

【0035】

［第２の実施の形態］
図９は、本形態における一方の照明部２４Ｌの照射範囲にステアリングホイール１１が進入したときの複数の照明部２４Ｌ，２４Ｒの制御方法を説明するための図である。図１０は、他方の照明部２４Ｒの照射範囲にステアリングホイール１１が進入したときの複数の照明部２４Ｌ，２４Ｒの制御方法を説明するための図である。

【0036】

本形態は、基本構成を第１の実施の形態と同様としつつ、ステアリングホイール１１の回転角に基づいて２つの照明部２４Ｌ，２４Ｒの点灯又は消灯を制御した形態である。本形態においては、２つの照明部２４Ｌ，２４Ｒのうち、運転者１２側から見たときに左側に位置するものを左照明部２４Ｌといい、右側に位置するものを右照明部２４Ｒといい、これらを特に区別しない場合は照明部２４Ｌ，２４Ｒという。

【0037】

本形態の撮像装置１は、２つの照明部２４Ｌ，２４Ｒを制御する制御部４を有する。制御部４は、プロセッサ及びプロセッサ動作時の演算領域となるＲＡＭを含む制御領域と、ＲＯＭ、ハードディスク等を有し、ＣＰＵが実行するプログラム等を記憶する記憶部とを備える。制御部４は、２つの照明部２４Ｌ，２４Ｒのうち、照射範囲にステアリングホイール１１が進入した照明部２４Ｌ，２４Ｒを消灯状態とし、他方の照明部２４Ｌ，２４Ｒを点灯状態とするよう、２つの照明部２４Ｌ，２４Ｒを制御する。図９においては、左照明部２４Ｌにおける光の照射範囲にステアリングホイール１１のハブ１１２が進入したときの状態を示し、図１０においては、右照明部２４Ｒにおける光の照射範囲にハブ１１２が進入したときの状態を示している。そして、図９及び図１０においては、各照明部２４Ｌ，２４Ｒの上部に、各照明部２４Ｌ，２４Ｒのオンオフ状態を記載している。

【0038】

制御部４は、例えば、ステアリングホイール１１の回転角を検出する操舵角センサ１５から受け取ったステアリングホイール１１の回転角の情報に基づき、２つの照明部２４Ｌ，２４Ｒを制御する。具体的には、図９に示すごとく、ステアリングホイール１１の回転角が、左照明部２４Ｌの照射範囲にステアリングホイール１１が進入する角度範囲のとき、左照明部２４Ｌを消灯し、右照明部２４Ｒのみを点灯状態とする。また、図１０に示すごとく、ステアリングホイール１１の回転角が、右照明部２４Ｒの照射範囲にステアリングホイール１１が進入する角度範囲のとき、右照明部２４Ｒを消灯し、左照明部２４Ｌのみを点灯状態とする。その他の状態、すなわち右照明部２４Ｒ及び左照明部２４Ｌのそれぞれの照射範囲にステアリングホイール１１が存在しない状態においては、左照明部２４Ｌ及び右照明部２４Ｒの双方を点灯状態とする。

【0039】

本形態のその他の構成は、第１の実施の形態の構成と同様である。
なお、第２の実施の形態以降において用いた符号のうち、既出の形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の形態におけるものと同様の構成要素等を表す。

【0040】

（第２の実施の形態の作用及び効果）
本形態においては、制御部４が、複数の照明部２４Ｌ，２４Ｒのうち、照射範囲にステアリングホイール１１の部位が進入した照明部を消灯状態とし、その他の照明部を点灯状態とする。加えて、第１の実施の形態と同様、ハブ１１２及びスポーク１１３の少なくとも一方に反射防止材３が設けられている。それゆえ、ハブ１１２又はスポーク１１３にて照明部２４Ｌ，２４Ｒの光が反射されることに起因して、撮像画像に白飛びが発生することが一層抑制されやすくなる。

【0041】

ここで、本形態とは異なり、反射防止材３を設けず、制御部４が、照射範囲にステアリングホイール１１の部位が進入した照明部を消灯状態とし、その他の照明部を点灯状態とする制御だけ実行した場合について検討する。この場合、白飛びを抑制するためには、照射範囲にステアリングホイール１１の部位が進入したことの検出精度を高める必要がある。この精度が低い場合、ステアリングホイール１１の部位が照明範囲に僅かに入り、撮像画像白飛びが発生するおそれがある。一方、本形態によれば、前述の精度が低いような場合においても、ステアリングホイール１１による照明部２４Ｌ，２４Ｒの光の反射の発生が反射防止材３にて抑制され、撮像画像に白飛びが生じることが抑制される。
その他、第１の実施の形態と同様の作用及び効果が奏される。

【0042】

［その他の実施の形態］
第１及び第２の実施の形態においては、ハンドルの内側を通して運転者の顔を照らしたり撮像する例を示したが、これに限られず、例えばハンドルの外側を通して運転者の顔を照らしたり撮像してもよい。このような場合において、照明部の照明範囲にステアリングホイールのリムが入るときは、リムの裏面に反射防止材を配置してもよい。

【0043】

また、第１及び第２の実施の形態においては、車内を撮像するために撮像装置を用いた例を示したが、これに限られない。一例として、監視カメラ等にて店内等を撮像するための撮像装置とすることも可能である。この場合は、例えば店内の家具等に反射防止材を設けてもよい。監視カメラの他、例えば定点を撮像するための撮像装置に本発明を適用してもよい。

【0044】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、前述した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。

【符号の説明】

【0045】

１…撮像装置、１１…ステアリングホイール、１１２…ハブ、１１３…スポーク、１２…運転者、２３…撮像部、２４…照明部、２４Ｌ…左照明部、２４Ｒ…右照明部、３…反射防止材、４…制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】