特許 7631876 乗員監視装置及び車両用表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-10

(45)【発行日】2025-02-19

(54)【発明の名称】乗員監視装置及び車両用表示装置

(51)【国際特許分類】

   B60K 35/23 20240101AFI20250212BHJP

   G02B 27/01 20060101ALI20250212BHJP

【ＦＩ】

B60K35/23

G02B27/01

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021025778

(22)【出願日】2021-02-22

(65)【公開番号】P2022127664

(43)【公開日】2022-09-01

【審査請求日】2023-12-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000231512

【氏名又は名称】日本精機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】高橋 悠樹

(72)【発明者】

【氏名】秦 誠

【審査官】吉村 俊厚

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０１７０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１３４６３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ ３５／００ － ３７／２０

Ｂ６０Ｒ １６／００ － １７／０２

Ｇ０１Ｃ ２１／００ － ２１／３６

Ｇ０２Ｂ ２７／００ － ３０／６０

Ｇ０９Ｆ ９／００

Ｇ０８Ｇ １／００ － ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に設けられて実景が透過する反射透光部材に対して赤外光を照射する赤外光照射手段と、
前記反射透光部材に反射された赤外光により前記車両の乗員を撮像する撮像手段と、
前記赤外光照射手段及び前記撮像手段を収容する筐体とを備え、
前記赤外光照射手段は、前記乗員又は前記車両の他の乗員の視点位置から見て、前記反射透光部材における前記赤外光の反射位置が前記車両のボンネットと重畳するように、前記筐体に設けられていることを特徴とする乗員監視装置。

【請求項2】

車両に設けられて実景が透過する反射透光部材に対して表示光を投影し、前記反射透光部材に反射された表示光により虚像を生成して前記実景に重ねて表示する表示光投影手段と、
前記反射透光部材に対して赤外光を照射する赤外光照射手段と、
前記反射透光部材に反射された赤外光により前記車両の乗員を撮像する撮像手段と、
前記表示光投影手段、前記赤外光照射手段及び前記撮像手段を収容する筐体とを備え、
前記赤外光照射手段は、前記乗員又は前記車両の他の乗員の視点位置から見て、前記反射透光部材における前記赤外光の反射位置が前記車両のボンネットと重畳するように、前記筐体に設けられていることを特徴とする車両用表示装置。

【請求項3】

前記視点位置は、前記車両の運転席に着座する運転者のアイボックス内にあることを特徴とする請求項２に記載の車両用表示装置。

【請求項4】

前記筐体が、カバーガラスを備え、前記カバーガラスが、可視光を遮光する遮光部を備え、前記遮光部が、赤外光透過部を備えることを特徴とする請求項１に記載の乗員監視装置又は請求項２若しくは３に記載の車両用表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の乗員に赤外光を照射して乗員の挙動を撮像する乗員監視装置及び車両用表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両のフロントウインドシールドやコンバイナ等の反射透光部材を透過する実景（車両前方の風景）に重ねて、その反射透光部材に反射された表示光により虚像を生成して表示するヘッドアップディスプレイ装置（車両用表示装置）は、車両の運転者等の乗員の視線移動を極力抑えつつ、乗員が所望する情報を虚像により提供することによって、安全で快適な車両運行に寄与する。

【0003】

また、ヘッドアップディスプレイ装置には、反射透光部材に反射された赤外光を乗員に照射して撮像を行い、その撮像画像に基づいて乗員のよそ見、居眠り等の挙動の把握に供するモニタリングシステム（乗員監視装置）を搭載するものがある。

【0004】

例えば特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイ装置は、表示手段から発せられる可視光をコンバイナ部材にて運転者に向けて反射して表示像を結像するものであるが、さらに、運転者に向けて赤外線を照射する赤外線照射手段と、表示手段から発せられる可視光をコンバイナ部材に向けて反射し、運転者及びコンバイナ部材にて反射される赤外線を透過するミラー部材と、ミラー部材を透過する赤外線を感受して運転者をそれぞれ異なる方向から撮像する複数の撮像手段と、撮像手段によって撮像された画像に基づいて運転者の目の位置を算出する画像処理手段とを備え、運転者の目の位置を精度良く算出することが可能となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００８－１２６９８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、乗員監視装置が赤外光により乗員を撮像する場合、夜間等の車外が暗い環境下において反射透光部材に赤外光の光源が写り、赤い玉（点光源）として乗員に視認されることがある。このいわゆる玉見えによって、乗員が煩わしさを感じるという問題があった。

【0007】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、反射透光部材で反射する赤外光による乗員の煩わしさを低減させることができる乗員監視装置及び車両用表示装置を提供することを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明に係る乗員監視装置は、車両に設けられて実景が透過する反射透光部材に対して赤外光を照射する赤外光照射手段と、前記反射透光部材に反射された赤外光により前記車両の乗員を撮像する撮像手段と、前記赤外光照射手段及び前記撮像手段を収容する筐体とを備え、前記赤外光照射手段は、前記乗員又は前記車両の他の乗員の視点位置から見て、前記反射透光部材における前記赤外光の反射位置が前記車両のボンネットと重畳するように、前記筐体に設けられていることを特徴とする。

【0009】

ここで、乗員の視点位置とは、車両のいずれかの乗員の視点（目の位置）として想定される位置で、乗員のシートポジションや体格を想定して定まる一定の空間領域に含まれる位置とすることができる。

【0010】

また、本発明に係る車両用表示装置は、車両に設けられて実景が透過する反射透光部材に対して表示光を投影し、前記反射透光部材に反射された表示光により虚像を生成して前記実景に重ねて表示する表示光投影手段と、前記反射透光部材に対して赤外光を照射する赤外光照射手段と、前記反射透光部材に反射された赤外光により前記車両の乗員を撮像する撮像手段と、前記表示光投影手段、前記赤外光照射手段及び前記撮像手段を収容する筐体とを備え、前記赤外光照射手段は、前記乗員又は前記車両の他の乗員の視点位置から見て、前記反射透光部材における前記赤外光の反射位置が前記車両のボンネットと重畳するように、前記筐体に設けられていることを特徴とする。

【0011】

前記視点位置は、前記車両の運転席に着座する運転者のアイボックス内にあってもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、反射透光部材で反射する赤外光による乗員の煩わしさを低減させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】発明を実施するための形態に係るヘッドアップディスプレイ装置が設けられた車両を示す説明図である。

【図2】図１のヘッドアップディスプレイ装置の構成を示す説明図である。

【図3】図１のヘッドアップディスプレイ装置の外観を示す斜視図である。

【図4】図１のヘッドアップディスプレイ装置の外観を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。

【0015】

図１及び図２に示すように、本実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ）１は、車両２のフロントウインドシールド３の下方にあるインストルメントパネル４の内部に設けられ、フロントウインドシールド３の一部に可視光である表示光Ｌ_１を投影する。表示光Ｌ_１は、フロントウインドシールド３に反射されて虚像Ｖを生成し、ステアリングホイール５の後方の図示を略す運転席に着座する運転者Ｄにフロントウインドシールド３を透過する実景に重ねて虚像Ｖを視認させる。

【0016】

また、ＨＵＤ１は、運転者Ｄの状態をモニターする乗員監視装置としても機能し、運転者Ｄに赤外光Ｌ_２を照射して運転者Ｄを撮像する。

【0017】

詳細には、ＨＵＤ１は、黒色のＡＢＳ樹脂等により成形されて外光の侵入が防止されたハウジング６に覆われて外部と区画され、ハウジング６にはポリカーボネート等からなる透明なカバーガラス７が取り付けられた開口部８が形成されている。ハウジング６の内部には、表示器ユニット９と、平面鏡１０と、凹面鏡１１と、赤外光照射ユニット１２と、カメラ１３とが保持・収容されている。

【0018】

カバーガラス７は、図２に示すように、下方に凸に湾曲した四辺形板状を呈し、その周縁部（四辺の周辺部）には全周にわたって可視光を遮光する遮光部１４が設けられている。遮光部１４は、ポリカーボネート等の透明な基材に対し、黒色の印刷層が形成されてなる。

【0019】

表示器ユニット９は、光源及び液晶パネル等からなる表示器１５が設けられ、表示器１５から可視光である映像光（表示光Ｌ_１）を投影表示する。平面鏡１０は、平面部分を有するように成形されたガラスにアルミニウム等の金属や誘電体多層膜を蒸着してなり、可視光を単純に反射する。凹面鏡１１は、凹面部分を有するように成形されたポリカーボネート等の樹脂にアルミニウム等の金属を蒸着してなり、可視光を拡大して反射する。

【0020】

赤外光照射ユニット１２は、図３に示すように、ハウジング６においてカバーガラス７の下方で遮光部１４に対向するように、車両２の車幅方向中央側に設けられている。遮光部１４の赤外光照射ユニット１２が対向する部分には、赤外光を透過させる赤外光透過部１６が設けられ（遮光部１４のうち、赤外光透過部１６の部分は、可視光を遮蔽して赤外光を透過させる黒色の印刷層からなり、それ以外の部分は、可視光及び赤外光を遮蔽する黒色の印刷層からなる。）、赤外光照射ユニット１２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる光源（点光源）が発する赤外光（近赤外線）Ｌ_２を赤外光透過部１６を通してフロントウインドシールド３に向けて照射する。

【0021】

その際、運転者Ｄの視点位置から見て、フロントウインドシールド３における赤外光Ｌ_２の反射位置（赤外光照射ユニット１２の光源の光軸がフロントウインドシールド３と交わる位置）Ｒが車両２のボンネット１７と重畳するように、赤外光照射ユニット１２はハウジング６に設けられている。すなわち、運転者Ｄがボンネット１７の視認可能な領域の前縁（運転者Ｄは、ボンネット１７の上方に凸な曲面形状によって、前縁より後方のボンネット１７の領域を視認することはできるが、前縁より前方のボンネット１７の領域を視認することはできない。）を見たとき、運転者Ｄの見下ろし角（俯角）がθ_１であるとすると、運転者Ｄが反射位置Ｒを見下ろしたときの見下ろし角がθ_１以上となるように、赤外光照射ユニット１２のＬＥＤ光源が配置されている。ボンネット１７は、フロントウインドシールド３の前方に設置される車両２の一部（特定部位）として構成される。

【0022】

なお、運転者Ｄの視点位置は、運転者Ｄの設計上のアイボックス１８内の任意の点とすることができる。運転者Ｄがボンネット１７の視認可能な領域の前縁を見下ろす際に、アイボックス１８内において最も見下ろし角が浅く（小さく）なる点は、アイボックス１８内の最下部、かつ、最後部にある点Ｐであるから、点Ｐの位置からボンネット１７の視認可能な領域の前縁を見たときの見下ろし角がθ_２であれば、反射位置Ｒの見下ろし角がθ_２以上となるように赤外光照射ユニット１２のＬＥＤ光源が配置されることによって、運転者Ｄの視点位置がアイボックス１８内のどこにあっても反射位置Ｒがボンネット１７の領域と重畳する。

【0023】

一方、カメラ１３は、ハウジング６においてカバーガラス７の下方で赤外光透過部１６に対向するように、車両２の車幅方向中央側、かつ、赤外光照射ユニット１２の前方に設けられ、赤外照射ユニット１２から照射される波長帯の赤外光Ｌ_２に感度を有する撮像素子、及び、赤外光Ｌ_２を透過してその撮像素子に結像させ得るレンズを備えて近赤外線画像を撮影する。

【0024】

また、本実施形態の場合、ここでの詳細図示は省略するが、ハウジング６は、車幅方向と略直交（交差）する一対の周壁部を有しており、これら一対の周壁部のうち車両を左右に２等分する仮想中心ラインに近い側に位置する一周壁部（一方の周壁部）のやや内側となるハウジング６の空所に赤外光照射ユニット１２及びカメラ１３を設けた構成としている。なお、ここでのハウジング６は、４つの周壁部を備え、図２で図示された概ね車幅方向に沿う２つの周壁部は、前記一対の周壁部の各々の端部同士を繋ぐ立壁として構成される。

【0025】

ＨＵＤ１において、表示器ユニット９からの表示光Ｌ_１は、平面鏡１０で反射され、次いで、凹面鏡１１で拡大して反射され、カバーガラス７の遮光部１４に囲まれた透明な中央部１７を通過してフロントウインドシールド３に投影される。フロントウインドシールド３に投影された表示光Ｌ_１は、運転者Ｄの側に拡大して反射され、虚像Ｖを生成してフロントウインドシールド３を透過する実景に重ねて運転者Ｄに表示する。

【0026】

これに対し、赤外光照射ユニット１２からの赤外光Ｌ_２は、カバーガラス７の遮光部１４の赤外光透過部１６を通過してフロントウインドシールド３に投影され、フロントウインドシールド３で運転者Ｄの側に反射されて運転者Ｄを照射する。そして、運転者Ｄに反射されると赤外光Ｌ_２の一部は逆の経路を辿り、赤外光透過部１６を通過してカメラ１３に入射した赤外光Ｌ_２により運転者Ｄが撮像される。この撮像は、虚像Ｖの表示中、定期的又は不定期的に行われ、その撮像画像に基づいて運転者Ｄのモニタリングが行われる。

【0027】

本実施の形態に係るＨＵＤ１は、車両２に設けられて実景が透過するフロントウインドシールド３に対して赤外光Ｌ_２を照射する赤外光照射ユニット１２と、フロントウインドシールド３に反射された赤外光Ｌ_２により車両２の運転者Ｄを撮像するカメラ１３と、赤外光照射ユニット１２及びカメラ１３を収容するハウジング６とを備え、赤外光照射ユニット１２は、運転者Ｄの視点位置から見て、フロントウインドシールド３における赤外光Ｌ_２の反射位置Ｒが車両２のボンネット１７と重畳するように、ハウジング６に設けられている（収容されている）ので、車外が暗い環境下においてフロントウインドシールド３に赤外光照射ユニット１２の光源が写り、背景が暗ければ赤い玉として運転者Ｄに視認されるような場合でも、その赤い玉がボンネット１７と重畳し、運転者Ｄが注視する車両２の前方の風景、外景（自車のボンネット１７以外の景色）とは重なり合わないことにより、フロントウインドシールド３で反射する赤外光Ｌ_２による運転者Ｄの煩わしさを低減させることができる。

【0028】

特に、運転者Ｄの視点位置がアイボックス１８内の任意の点にあるとして、アイボックス１８内の最下部、かつ、最後部にある点Ｐの位置からボンネット１７の視認可能な領域の前縁を見たときの見下ろし角がθ_２である場合に、反射位置Ｒの見下ろし角がθ_２以上となるように赤外光照射ユニット１２のＬＥＤ光源が配置されていれば、運転者Ｄの視点位置がアイボックス１８内のどこにあっても反射位置Ｒがボンネット１７の領域と重畳し、フロントウインドシールド３で反射する赤外光Ｌ_２による運転者Ｄの煩わしさを低減させることができる。

【0029】

以上、本発明を実施するための形態について例示したが、本発明の実施形態は上述したものに限られず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更等してもよい。

【0030】

例えば、上記実施の形態では、車両のフロントウインドシールドを反射透光部材としたが、反射透光部材としてフロントウインドシールドに代えてコンバイナ等を用いてもよい。

【0031】

また、赤外光照射ユニット１２は、車両２の運転席に着座する運転者Ｄではなく、カメラ１３の撮像対象ではない助手席や後部座席等に着座する他の乗員の視点位置から見て、フロントウインドシールド３における赤外光Ｌ_２の反射位置Ｒが車両２のボンネット１７と重畳するようにハウジング６に設けられ、他の乗員の煩わしさを低減させるものであってもよい。

【0032】

さらに、反射位置Ｒがボンネット１７と重畳するかどうかの基準となる乗員の視点位置は、必ずしもアイボックス１８の内部に設定される必要はなく、アイボックス１８の外部に設定されてもよい。

【符号の説明】

【0033】

１ ヘッドアップディスプレイ装置（乗員監視装置、車両用表示装置）
２ 車両
３ フロントウインドシールド（反射透光部材）
６ ハウジング（筐体）
９ 表示器ユニット（表示光投影手段）
１２ 赤外光照射ユニット（赤外光照射手段）
１３ カメラ（撮像手段）
１７ ボンネット
１８ アイボックス
Ｄ 運転者（乗員）
Ｌ_１ 表示光
Ｌ_２ 赤外光
Ｒ 反射位置
Ｖ 虚像

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】