JP3214195B2 - 運転者撮影装置 - Google Patents
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- A61B5/18—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state for vehicle drivers or machine operators
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- A61B3/145—Arrangements specially adapted for eye photography by video means
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- A61B5/163—Devices for psychotechnics; Testing reaction times ; Devices for evaluating the psychological state by tracking eye movement, gaze, or pupil change
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/02—Dead-man's devices
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- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
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- Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、運転者の居眠り状態
や脇見状態などの挙動を検出するための運転者撮影装置
に関するものである。
や脇見状態などの挙動を検出するための運転者撮影装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３１は、例えば特開昭６０−１５８３
０３号公報に示された従来の運転者撮影装置を用いた目
の位置検出装置の構成図である。図において、１は運転
者、２は運転席、３はインパネ、１０ａ、１０ｂはＣＣ
Ｄカメラ、２０は赤外線ＬＥＤ、２１は赤外線ＬＥＤ２
０に電流を供給するＬＥＤ駆動回路、１００は運転者挙
動検出回路である。
０３号公報に示された従来の運転者撮影装置を用いた目
の位置検出装置の構成図である。図において、１は運転
者、２は運転席、３はインパネ、１０ａ、１０ｂはＣＣ
Ｄカメラ、２０は赤外線ＬＥＤ、２１は赤外線ＬＥＤ２
０に電流を供給するＬＥＤ駆動回路、１００は運転者挙
動検出回路である。
【０００３】次に動作について説明する。赤外線ＬＥＤ
２０は運転席２の運転者１を照射する。運転者１の映像
は運転者１の顔面を含む所定の領域を撮影できる位置に
設置されたＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂに入力される。
入力された画像は運転者挙動検出回路１００に入力さ
れ、目の位置や顔の向きなどが画像処理により実施され
る。図３２にこのようにして得られた赤外線画像の例を
示す。図において、４は紅彩、５は強膜、６は瞳孔、７
は顔面表面である。このようにして得られた画像におい
ては、顔表面に比べて強膜５はやや暗く写り、強膜５に
比べ紅彩４は暗く、瞳孔６は更に暗く写る。
２０は運転席２の運転者１を照射する。運転者１の映像
は運転者１の顔面を含む所定の領域を撮影できる位置に
設置されたＣＣＤカメラ１０ａ、１０ｂに入力される。
入力された画像は運転者挙動検出回路１００に入力さ
れ、目の位置や顔の向きなどが画像処理により実施され
る。図３２にこのようにして得られた赤外線画像の例を
示す。図において、４は紅彩、５は強膜、６は瞳孔、７
は顔面表面である。このようにして得られた画像におい
ては、顔表面に比べて強膜５はやや暗く写り、強膜５に
比べ紅彩４は暗く、瞳孔６は更に暗く写る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の運転者撮影装置
は以上のように構成されているので、瞳孔の位置を検出
するために複雑な画像処理が必要という問題点があっ
た。即ち、得られた画像に対し、例えばフィルタ演算を
施し、エッジ検出をし、このエッジ形状より、瞳孔にあ
たる円を求めるためのハフ変換処理等を施してパターン
認識をし、瞳孔を探していた。また、上記エッジ検出に
際しても雑音等でエッジがうまく検出できないと円が求
まらず、画像処理が複雑で時間がかかるという問題があ
った。
は以上のように構成されているので、瞳孔の位置を検出
するために複雑な画像処理が必要という問題点があっ
た。即ち、得られた画像に対し、例えばフィルタ演算を
施し、エッジ検出をし、このエッジ形状より、瞳孔にあ
たる円を求めるためのハフ変換処理等を施してパターン
認識をし、瞳孔を探していた。また、上記エッジ検出に
際しても雑音等でエッジがうまく検出できないと円が求
まらず、画像処理が複雑で時間がかかるという問題があ
った。
【０００５】一方、論文「瞳孔の抽出処理と頭部の動き
を許容する視線検出装置の試作」（電子情報通信学会論
文誌Ｄ−ＩＩ Vol.J76-D-II No.3）で示されるよう
に、同軸落射装置で顔面を照射すると、網膜反射像が顕
著に撮影でき、例えば２値化処理のような非常に簡単な
画像処理で目の位置を検出できる（同軸落射照明とは、
カメラの光軸と照明光の照射方向とが同一になる構造に
した照明のことである）。従ってこの装置を運転者撮影
装置として用いることが考えられるが、その場合、車載
という条件から、撮影するための照明光に比べて１００
〜１０００倍以上の非常に強い外乱光（太陽光）などに
より、網膜反射像が取れなくなるという問題点がある。
図３３に上述の外乱光による影響を説明する説明図を示
す。図３３に示された波形は、得られた顔面画像（図３
３上部）におけるＡ−Ａ線に沿った輝度分布を示すもの
であり、曲線Ａは晴天における昼間の像で、同軸落射に
より撮像したもの、曲線Ｂは雨天における昼間の像で、
同軸落射により撮像したもの、曲線Ｃは夜間の像で、同
軸落射により撮像したもの、曲線Ｄは夜間の像で、非同
軸のもの（従来の構成）である。同軸落射のものにおい
て、外乱光が大きくなるに従い（曲線Ｃ；夜間→曲線
Ｂ；昼間・雨天→曲線Ａ；昼間・晴天）、瞳孔６以外の
部分の輝度が高くなり、瞳孔の識別が困難になることが
わかる。なお、昼間同軸落射で撮像したもの、夜間同軸
落射で撮像したもの、及び夜間非同軸（従来の構成）で
撮像したものを各々参考写真（ａ）（ｂ）（ｃ）として
添付する。
を許容する視線検出装置の試作」（電子情報通信学会論
文誌Ｄ−ＩＩ Vol.J76-D-II No.3）で示されるよう
に、同軸落射装置で顔面を照射すると、網膜反射像が顕
著に撮影でき、例えば２値化処理のような非常に簡単な
画像処理で目の位置を検出できる（同軸落射照明とは、
カメラの光軸と照明光の照射方向とが同一になる構造に
した照明のことである）。従ってこの装置を運転者撮影
装置として用いることが考えられるが、その場合、車載
という条件から、撮影するための照明光に比べて１００
〜１０００倍以上の非常に強い外乱光（太陽光）などに
より、網膜反射像が取れなくなるという問題点がある。
図３３に上述の外乱光による影響を説明する説明図を示
す。図３３に示された波形は、得られた顔面画像（図３
３上部）におけるＡ−Ａ線に沿った輝度分布を示すもの
であり、曲線Ａは晴天における昼間の像で、同軸落射に
より撮像したもの、曲線Ｂは雨天における昼間の像で、
同軸落射により撮像したもの、曲線Ｃは夜間の像で、同
軸落射により撮像したもの、曲線Ｄは夜間の像で、非同
軸のもの（従来の構成）である。同軸落射のものにおい
て、外乱光が大きくなるに従い（曲線Ｃ；夜間→曲線
Ｂ；昼間・雨天→曲線Ａ；昼間・晴天）、瞳孔６以外の
部分の輝度が高くなり、瞳孔の識別が困難になることが
わかる。なお、昼間同軸落射で撮像したもの、夜間同軸
落射で撮像したもの、及び夜間非同軸（従来の構成）で
撮像したものを各々参考写真（ａ）（ｂ）（ｃ）として
添付する。
【０００６】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、車載条件下でも、運転者の網膜
反射像を容易に、かつ鮮明に撮影できる運転者撮影装置
を得ることを目的とする。
ためになされたもので、車載条件下でも、運転者の網膜
反射像を容易に、かつ鮮明に撮影できる運転者撮影装置
を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の第１の構成に
係る運転者撮影装置は、照明光照射方向と、運転者の像
を入力する光入力手段と運転者とを結ぶの光軸とが、少
なくとも運転者近傍においてほぼ同軸になるように、照
明手段と光入力手段とを設置するとともに、上記光軸を
通って上記光入力手段に入力する上記照明手段からの光
に対する外乱光の影響を除去または制限する外乱光制限
手段を設けたものである。
係る運転者撮影装置は、照明光照射方向と、運転者の像
を入力する光入力手段と運転者とを結ぶの光軸とが、少
なくとも運転者近傍においてほぼ同軸になるように、照
明手段と光入力手段とを設置するとともに、上記光軸を
通って上記光入力手段に入力する上記照明手段からの光
に対する外乱光の影響を除去または制限する外乱光制限
手段を設けたものである。
【０００８】また、第２の構成に係る運転者撮影装置
は、上記装置において、外乱光制限手段が、運転者を照
明する照明手段からの照明光を所定の波長とするととも
に、運転者と光入力手段とを結ぶ光軸上に、上記照明光
を通過させ、外乱光を制限するフィルタを設けて構成し
たものである。
は、上記装置において、外乱光制限手段が、運転者を照
明する照明手段からの照明光を所定の波長とするととも
に、運転者と光入力手段とを結ぶ光軸上に、上記照明光
を通過させ、外乱光を制限するフィルタを設けて構成し
たものである。
【０００９】また、第３の構成に係る運転者撮影装置
は、第１の構成において、外乱光制限手段が、運転者を
照明する照明手段からの照明光を所定の波長とするとと
もに、光入力手段を上記特定の波長近傍にのみ感度をも
つもので構成したものである。
は、第１の構成において、外乱光制限手段が、運転者を
照明する照明手段からの照明光を所定の波長とするとと
もに、光入力手段を上記特定の波長近傍にのみ感度をも
つもので構成したものである。
【００１０】また、第４の構成に係る運転者撮影装置
は、上記各装置において、照明手段の中心波長の変化に
対応して、中心波長のずれの影響を補償する波長特性補
償手段を設けたものである。
は、上記各装置において、照明手段の中心波長の変化に
対応して、中心波長のずれの影響を補償する波長特性補
償手段を設けたものである。
【００１１】また、第５の構成に係る運転者撮影装置
は、第２の構成において、異なる波長特性を持つフィル
タを複数個備え、照明手段の中心波長の変化に対応して
上記フィルタを切り換えるように構成したものである。
は、第２の構成において、異なる波長特性を持つフィル
タを複数個備え、照明手段の中心波長の変化に対応して
上記フィルタを切り換えるように構成したものである。
【００１２】また、第６の構成に係る運転者撮影装置
は、第２の構成において、照明手段を異なる波長特性を
持つ複数個の単色発光素子で構成し、フィルタの波長特
性に近い特性を持つ上記単色発光素子を、上記単色発光
素子の中心波長の変化に対応して切り換えるように構成
したものである。また、第７の構成に係る運転者撮影装
置は、第３の構成において、波長感度の異なる光入力手
段を複数個備え、照明手段の中心波長の変化に対応して
上記光入力手段を切り換えるように構成したものであ
る。
は、第２の構成において、照明手段を異なる波長特性を
持つ複数個の単色発光素子で構成し、フィルタの波長特
性に近い特性を持つ上記単色発光素子を、上記単色発光
素子の中心波長の変化に対応して切り換えるように構成
したものである。また、第７の構成に係る運転者撮影装
置は、第３の構成において、波長感度の異なる光入力手
段を複数個備え、照明手段の中心波長の変化に対応して
上記光入力手段を切り換えるように構成したものであ
る。
【００１３】また、第８の構成に係る運転者撮影装置
は、第１ないし第７のいずれかの構成において、外乱光
制限手段が、照明光の有無を制御する照明光制御手段、
及び照明光が有の場合の運転者の画像と照明光が無の場
合の運転者の画像、あるいは上記両画像の差を取って生
成された画像を出力する画像処理手段を備えたものであ
る。
は、第１ないし第７のいずれかの構成において、外乱光
制限手段が、照明光の有無を制御する照明光制御手段、
及び照明光が有の場合の運転者の画像と照明光が無の場
合の運転者の画像、あるいは上記両画像の差を取って生
成された画像を出力する画像処理手段を備えたものであ
る。
【００１４】また、第９の構成に係る運転者撮影装置
は、第８の構成において、光入力手段が、照明光の有無
にあわせて所定時間だけ運転者の像を入力する光入力制
御手段を有するもので構成したものである。
は、第８の構成において、光入力手段が、照明光の有無
にあわせて所定時間だけ運転者の像を入力する光入力制
御手段を有するもので構成したものである。
【００１５】また、第１０の構成に係る運転者撮影装置
は、上記光入力制御手段が、照明光の有無にまたがり連
続して所定時間だけ運転者の像を入力するようにしたも
のである。
は、上記光入力制御手段が、照明光の有無にまたがり連
続して所定時間だけ運転者の像を入力するようにしたも
のである。
【００１６】また、第１１の構成に係る運転者撮影装置
は、第１の構成において、第１の光入力手段と第２の光
入力手段を備え、外乱光制限手段は、運転者を照明する
照明手段からの照明光を所定の波長とするとともに、運
転者と第１の光入力手段とを結ぶ光軸上に設けられた、
上記特定の波長の光を通過させる第１のフィルタと、運
転者と第２の光入力手段とを結ぶ光軸上に設けられた、
上記照明光とは異なる波長の光を通過させる第２のフィ
ルタと、上記各光入力手段で得られた各画像、あるいは
上記各画像の差を取って生成された画像を出力する画像
処理手段とを備えたものである。
は、第１の構成において、第１の光入力手段と第２の光
入力手段を備え、外乱光制限手段は、運転者を照明する
照明手段からの照明光を所定の波長とするとともに、運
転者と第１の光入力手段とを結ぶ光軸上に設けられた、
上記特定の波長の光を通過させる第１のフィルタと、運
転者と第２の光入力手段とを結ぶ光軸上に設けられた、
上記照明光とは異なる波長の光を通過させる第２のフィ
ルタと、上記各光入力手段で得られた各画像、あるいは
上記各画像の差を取って生成された画像を出力する画像
処理手段とを備えたものである。
【００１７】また、第１２の構成に係る運転者撮影装置
は、第１ないし第１１のいずれかの構成において、外乱
光制限手段が、車室内の照度により照明光の強さを変え
る手段を有するものである。
は、第１ないし第１１のいずれかの構成において、外乱
光制限手段が、車室内の照度により照明光の強さを変え
る手段を有するものである。
【００１８】また、第１３の構成に係る運転者撮影装置
は、第２ないし第１１のいずれかの構成において、照明
光照射方向と光入力手段の光軸とが、運転者近傍におい
てほぼ同軸になるように配置された第１の照明手段、第
１の照明手段と異なる位置に設置し、運転者を照明する
第２の照明手段、及び車室内の照度により第２の照明手
段における照明光の強さを変える手段を有するものであ
る。
は、第２ないし第１１のいずれかの構成において、照明
光照射方向と光入力手段の光軸とが、運転者近傍におい
てほぼ同軸になるように配置された第１の照明手段、第
１の照明手段と異なる位置に設置し、運転者を照明する
第２の照明手段、及び車室内の照度により第２の照明手
段における照明光の強さを変える手段を有するものであ
る。
【００１９】また、第１４の構成に係る運転者撮影装置
は、第２ないし第１１のいずれかの構成において、外乱
光制限手段が、運転者と照明手段との距離を測定する測
距手段を有し、照明手段は上記距離により照明光の強さ
を変えるようにしたものである。
は、第２ないし第１１のいずれかの構成において、外乱
光制限手段が、運転者と照明手段との距離を測定する測
距手段を有し、照明手段は上記距離により照明光の強さ
を変えるようにしたものである。
【００２０】また、第１５の構成に係る運転者撮影装置
は、車室内の運転者を照明する照明手段、及び運転者の
顔面を含む所定の領域を撮影できる位置に設定し、運転
者の像を入力する光入力手段を備えた運転者撮影装置に
おいて、運転者の標準的な顔面位置を基準にして、第１
の照明手段の照明光照射方向と、運転者と光入力手段と
を結ぶ光軸とが、少なくとも運転者近傍においてほぼ同
軸になるように、第１の照明手段と光入力手段とを設置
し、第１の照明手段と同程度の照度となる第２の照明手
段を、第１の照明手段と異なる位置に設置するととも
に、光軸を通って光入力手段に入力する両照明手段から
の光に対する外乱光の影響を除去または制限する外乱光
制限手段を設け、第１の照明手段により撮影された運転
者の画像と第２の照明手段により撮影された運転者の画
像との差画像を得て、第１の照明手段により撮影された
運転者の瞳孔部分以外の画像に対する照明光による影響
を除去または制限するようにしたものである。
は、車室内の運転者を照明する照明手段、及び運転者の
顔面を含む所定の領域を撮影できる位置に設定し、運転
者の像を入力する光入力手段を備えた運転者撮影装置に
おいて、運転者の標準的な顔面位置を基準にして、第１
の照明手段の照明光照射方向と、運転者と光入力手段と
を結ぶ光軸とが、少なくとも運転者近傍においてほぼ同
軸になるように、第１の照明手段と光入力手段とを設置
し、第１の照明手段と同程度の照度となる第２の照明手
段を、第１の照明手段と異なる位置に設置するととも
に、光軸を通って光入力手段に入力する両照明手段から
の光に対する外乱光の影響を除去または制限する外乱光
制限手段を設け、第１の照明手段により撮影された運転
者の画像と第２の照明手段により撮影された運転者の画
像との差画像を得て、第１の照明手段により撮影された
運転者の瞳孔部分以外の画像に対する照明光による影響
を除去または制限するようにしたものである。
【００２１】
【作用】本発明の第１の構成の運転者撮影装置において
は、同軸落射を利用した運転者撮影装置としたので、簡
単な画像処理で目の位置を検出できる。また、外乱光の
影響を除去または制限する外乱光制限手段を設けたの
で、外乱光が強い場合でも鮮明な網膜反射像が得られ
る。
は、同軸落射を利用した運転者撮影装置としたので、簡
単な画像処理で目の位置を検出できる。また、外乱光の
影響を除去または制限する外乱光制限手段を設けたの
で、外乱光が強い場合でも鮮明な網膜反射像が得られ
る。
【００２２】また、第２の構成の運転者撮影装置におい
ては、照明光を所定の波長とするとともに、外乱光を制
限するフィルタを光入力手段と運転者を結ぶ光路上に設
置したので、外乱光が強い場合でも鮮明な網膜反射像が
容易に得られる。
ては、照明光を所定の波長とするとともに、外乱光を制
限するフィルタを光入力手段と運転者を結ぶ光路上に設
置したので、外乱光が強い場合でも鮮明な網膜反射像が
容易に得られる。
【００２３】また、第３の構成の運転者撮影装置におい
ては、照明光を所定の波長とするとともに、光入力手段
を上記特定の波長近傍にのみ感度をもつもので構成した
ので、外乱光が強い場合でも鮮明な網膜反射像が容易に
得られる。
ては、照明光を所定の波長とするとともに、光入力手段
を上記特定の波長近傍にのみ感度をもつもので構成した
ので、外乱光が強い場合でも鮮明な網膜反射像が容易に
得られる。
【００２４】また、第４ないし第７の構成の運転者撮影
装置においては、温度等によりＬＥＤの発光波長のずれ
が生じても上記ずれの影響を補償するので、顕著な網膜
反射像が撮影できる。
装置においては、温度等によりＬＥＤの発光波長のずれ
が生じても上記ずれの影響を補償するので、顕著な網膜
反射像が撮影できる。
【００２５】また、第８の構成の運転者撮影装置におい
ては、照明光が有る場合の運転者の画像と照明光が無い
場合の運転者の画像を得、両画像の差画像から網膜反射
像を得るので、外乱光の影響が信号処理により除外さ
れ、顕著な網膜反射像が撮影できる。
ては、照明光が有る場合の運転者の画像と照明光が無い
場合の運転者の画像を得、両画像の差画像から網膜反射
像を得るので、外乱光の影響が信号処理により除外さ
れ、顕著な網膜反射像が撮影できる。
【００２６】また、第９の構成の運転者撮影装置におい
ては、上記運転者撮影装置に対して、照明光の有無にあ
わせて所定時間だけ運転者の像を入力するように構成し
たので、照明光の有無による各画像を取り込む時間間隔
が短くでき、ぶれが少なくなるため、動きが速い場合で
も顕著な像が撮影できる。
ては、上記運転者撮影装置に対して、照明光の有無にあ
わせて所定時間だけ運転者の像を入力するように構成し
たので、照明光の有無による各画像を取り込む時間間隔
が短くでき、ぶれが少なくなるため、動きが速い場合で
も顕著な像が撮影できる。
【００２７】また、第１０の構成の運転者撮影装置にお
いては、照明光の有の時と無の時の画像を取り込む各時
間の差がきわめて小さくできるので、得られる差画像に
は照明光の有無だけの差がでてくるため、動きがより速
い場合でも顕著な像が撮影できる。
いては、照明光の有の時と無の時の画像を取り込む各時
間の差がきわめて小さくできるので、得られる差画像に
は照明光の有無だけの差がでてくるため、動きがより速
い場合でも顕著な像が撮影できる。
【００２８】また、第１１の構成の運転者撮影装置にお
いては、照明光を所定の波長とするとともに、波長特性
の異なるフィルタと各フィルタからの光を入力する光入
力手段を設け、照明光による運転者の画像と照明光を含
まない運転者の画像を得、両画像の差画像から網膜反射
像を得るので、外乱光の影響が信号処理により除外さ
れ、顕著な網膜反射像が撮影できる。
いては、照明光を所定の波長とするとともに、波長特性
の異なるフィルタと各フィルタからの光を入力する光入
力手段を設け、照明光による運転者の画像と照明光を含
まない運転者の画像を得、両画像の差画像から網膜反射
像を得るので、外乱光の影響が信号処理により除外さ
れ、顕著な網膜反射像が撮影できる。
【００２９】また、第１２または第１３の構成の運転者
撮影装置においては、車室内の照度により、照射手段の
照明光の強さ、あるいは上記照明手段と異なる位置に設
置された第２の照明手段の照明光の強さを変えるように
構成したので、得られる顔画像のコントラストは一定と
なり、常に鮮明な網膜反射像が得られる。
撮影装置においては、車室内の照度により、照射手段の
照明光の強さ、あるいは上記照明手段と異なる位置に設
置された第２の照明手段の照明光の強さを変えるように
構成したので、得られる顔画像のコントラストは一定と
なり、常に鮮明な網膜反射像が得られる。
【００３０】また、第１４の構成の運転者撮影装置にお
いては、運転者と照明手段との距離に応じて照明光の強
さを変えるようにしたので、常に一定の照度で運転者が
照明でき、得られる顔画像のコントラストは一定とな
り、常に鮮明な網膜反射像が得られる。
いては、運転者と照明手段との距離に応じて照明光の強
さを変えるようにしたので、常に一定の照度で運転者が
照明でき、得られる顔画像のコントラストは一定とな
り、常に鮮明な網膜反射像が得られる。
【００３１】また、第１５の構成の運転者撮影装置にお
いては、第１の照明手段と第２の照明手段とを切り換え
て運転者を照明し、各照明手段の切り換えに対応して得
られた各画像の差画像を取ることにより、第１の照明手
段により撮影された運転者の瞳孔部分以外の画像に対す
る照明光による影響が除去でき、顕著な網膜反射像が撮
影できる。
いては、第１の照明手段と第２の照明手段とを切り換え
て運転者を照明し、各照明手段の切り換えに対応して得
られた各画像の差画像を取ることにより、第１の照明手
段により撮影された運転者の瞳孔部分以外の画像に対す
る照明光による影響が除去でき、顕著な網膜反射像が撮
影できる。
【００３２】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、１０は運転者１の顔面を含む所定
の領域を撮影できる位置に設置されたＣＣＤカメラ（光
入力手段）、２０は運転席２の運転者１を照明する照明
手段であり、例えば発光の中心波長が８６０ｎｍ、放射
指向特性±２０゜の赤外線ＬＥＤ、３０はハーフミラー
である。なお、図１の構成の装置は夜間における撮影装
置に適したものである。
する。図１において、１０は運転者１の顔面を含む所定
の領域を撮影できる位置に設置されたＣＣＤカメラ（光
入力手段）、２０は運転席２の運転者１を照明する照明
手段であり、例えば発光の中心波長が８６０ｎｍ、放射
指向特性±２０゜の赤外線ＬＥＤ、３０はハーフミラー
である。なお、図１の構成の装置は夜間における撮影装
置に適したものである。
【００３３】次に動作について説明する。図１におい
て、光源ｌ１で照射される赤外線ＬＥＤ２０の照明光
は、ハーフミラー３０で半分の光を反射し、光路ｌ２で
運転者１の顔面を照射する。運転者１の画像は光路ｌ３
でハーフミラー３０を通り、半分の光がＣＣＤカメラ１
０に到着し、ＣＣＤカメラは運転者１の画像を取り込
む。この時、光路ｌ２とｌ３の光軸は運転者からみて、
ほぼ同軸あるいは所定の角度以内（２度）に納まるよう
になっている（同軸落射照明）。本実施例では０度とし
ており、ハーフミラー３０がＣＣＤカメラ１０の光軸ｌ
３となす角度は４５°である。この時運転者の撮影画像
は図２のようになる。図２において、上記のような構成
の同軸落射照明により、瞳孔６は網膜で反射された光に
より、あたかも瞳孔が光っているように観察され、顔の
表面や他の特徴点に比べて、著しく輝度が高く映る。こ
れは網膜が入射光と同一方向に反射光を返す性質を持つ
からである。従って、このようにして得られた画像から
は、輝度の大小による２値化画像が得られる。この画像
は瞳孔のみが白領域として２つの円となり、他の部分は
黒領域となり、複雑な演算処理をしなくても、重心計算
等、単純な演算で容易に瞳孔の位置が検出できる。
て、光源ｌ１で照射される赤外線ＬＥＤ２０の照明光
は、ハーフミラー３０で半分の光を反射し、光路ｌ２で
運転者１の顔面を照射する。運転者１の画像は光路ｌ３
でハーフミラー３０を通り、半分の光がＣＣＤカメラ１
０に到着し、ＣＣＤカメラは運転者１の画像を取り込
む。この時、光路ｌ２とｌ３の光軸は運転者からみて、
ほぼ同軸あるいは所定の角度以内（２度）に納まるよう
になっている（同軸落射照明）。本実施例では０度とし
ており、ハーフミラー３０がＣＣＤカメラ１０の光軸ｌ
３となす角度は４５°である。この時運転者の撮影画像
は図２のようになる。図２において、上記のような構成
の同軸落射照明により、瞳孔６は網膜で反射された光に
より、あたかも瞳孔が光っているように観察され、顔の
表面や他の特徴点に比べて、著しく輝度が高く映る。こ
れは網膜が入射光と同一方向に反射光を返す性質を持つ
からである。従って、このようにして得られた画像から
は、輝度の大小による２値化画像が得られる。この画像
は瞳孔のみが白領域として２つの円となり、他の部分は
黒領域となり、複雑な演算処理をしなくても、重心計算
等、単純な演算で容易に瞳孔の位置が検出できる。
【００３４】なお、上記実施例では照明手段２０は赤外
線ＬＥＤを用いたが、温度による影響を少なくするため
に、広帯域の波長の光を発生するハロゲンランプ、ある
いはハロゲンランプと特定波長の光を分光するフィルタ
で構成した照明手段を用いてもよい。
線ＬＥＤを用いたが、温度による影響を少なくするため
に、広帯域の波長の光を発生するハロゲンランプ、ある
いはハロゲンランプと特定波長の光を分光するフィルタ
で構成した照明手段を用いてもよい。
【００３５】実施例２．夜間の場合は実施例１で網膜反
射が顕著に現れ、輝度の高い領域を瞳孔として検出する
ことができる。しかしながら、昼間は、太陽光などの外
乱光が車室内に差し込むため、同軸落射で撮影しただけ
では、外乱光により照らされた瞳孔以外の部分の輝度が
非常に高いため、網膜反射像が顕著でないという問題が
生じる。実施例２は外乱光の影響を軽減させ、網膜反射
像を顕著に撮影する工夫をした例である。
射が顕著に現れ、輝度の高い領域を瞳孔として検出する
ことができる。しかしながら、昼間は、太陽光などの外
乱光が車室内に差し込むため、同軸落射で撮影しただけ
では、外乱光により照らされた瞳孔以外の部分の輝度が
非常に高いため、網膜反射像が顕著でないという問題が
生じる。実施例２は外乱光の影響を軽減させ、網膜反射
像を顕著に撮影する工夫をした例である。
【００３６】図４は実施例２による運転者撮影装置を示
す構成図であり、図４において、赤外線ＬＥＤ２０の発
光特性は図５（ａ）に示すように、８６０ｎｍを中心波
長として約２０ｎｍの広がりを持っている。４０は、図
５（ｂ）に示すような同じく８６０ｎｍを中心波長とし
て３０ｎｍの通過帯域幅をもつ光学的ＢＰＦ（バンドパ
スフィルタ）である。ＢＰＦ４０はＣＣＤカメラ１０の
前に設置されている。他の構成は実施例１と同じであ
る。
す構成図であり、図４において、赤外線ＬＥＤ２０の発
光特性は図５（ａ）に示すように、８６０ｎｍを中心波
長として約２０ｎｍの広がりを持っている。４０は、図
５（ｂ）に示すような同じく８６０ｎｍを中心波長とし
て３０ｎｍの通過帯域幅をもつ光学的ＢＰＦ（バンドパ
スフィルタ）である。ＢＰＦ４０はＣＣＤカメラ１０の
前に設置されている。他の構成は実施例１と同じであ
る。
【００３７】次に動作について説明する。図５（ａ）の
発光特性を有する赤外線ＬＥＤ２０の光は、実施例１と
同様に、ハーフミラー３０で反射され、運転者１の顔面
を照射する。運転者１の画像は光路ｌ3 でハーフミラー
３０を通り、ＢＰＦ４０を通過するが、ＢＰＦ４０の波
長特性は図５（ｂ）に示すように中心波長がＬＥＤ２０
の発光特性と同一であるため、光の成分のほとんどが通
過し、ＣＣＤカメラ１０に到達して、ＣＣＤカメラ１０
は運転者１の画像を取り込む。一方、太陽光の影響によ
る外乱光は、図５（ｃ）のように広帯域にわたる光の成
分を持っている。この外乱光ににより照らされた運転者
１の像はＢＰＦ４０により、８６０ｎｍ付近の成分の他
はほとんどが減衰してしまうため、ＣＣＤカメラ１０に
は外乱光のごく一部のみが入力する。その結果として、
外乱光の影響が減衰し、赤外線ＬＥＤ２０からの同軸落
射による網膜反射が鮮明に観察できるようになり、瞳孔
の輝度が高い画像を得ることができる。以下、瞳孔中心
を得る画像処理は実施例１と同様の処理で行われる。
発光特性を有する赤外線ＬＥＤ２０の光は、実施例１と
同様に、ハーフミラー３０で反射され、運転者１の顔面
を照射する。運転者１の画像は光路ｌ3 でハーフミラー
３０を通り、ＢＰＦ４０を通過するが、ＢＰＦ４０の波
長特性は図５（ｂ）に示すように中心波長がＬＥＤ２０
の発光特性と同一であるため、光の成分のほとんどが通
過し、ＣＣＤカメラ１０に到達して、ＣＣＤカメラ１０
は運転者１の画像を取り込む。一方、太陽光の影響によ
る外乱光は、図５（ｃ）のように広帯域にわたる光の成
分を持っている。この外乱光ににより照らされた運転者
１の像はＢＰＦ４０により、８６０ｎｍ付近の成分の他
はほとんどが減衰してしまうため、ＣＣＤカメラ１０に
は外乱光のごく一部のみが入力する。その結果として、
外乱光の影響が減衰し、赤外線ＬＥＤ２０からの同軸落
射による網膜反射が鮮明に観察できるようになり、瞳孔
の輝度が高い画像を得ることができる。以下、瞳孔中心
を得る画像処理は実施例１と同様の処理で行われる。
【００３８】なお、実施例２ではＢＰＦにより外乱光を
減衰させ、広帯域の波長感度を持つＣＣＤで撮影した
が、ＢＰＦを用いずに、赤外線ＬＥＤの発光波長近傍に
のみ感度を持つ光電変換素子を用いてもよい。
減衰させ、広帯域の波長感度を持つＣＣＤで撮影した
が、ＢＰＦを用いずに、赤外線ＬＥＤの発光波長近傍に
のみ感度を持つ光電変換素子を用いてもよい。
【００３９】実施例３．図６は実施例３による運転者撮
影装置を示す構成図である。実施例２では、照明手段と
して発光波長が比較的狭い赤外線ＬＥＤ２０を用いた
が、赤外線ＬＥＤは温度により発光波長が変化するとい
う特性があり、温度が変化するとＢＰＦ４０通過後の光
成分が小さくなるという問題がある。これを解決するに
はＢＰＦ４０のバンド幅を広げると良いが、広げるに従
い、外乱光の抑止効果が小さくなるという問題を生じ
た。ここでは照明手段として、発光波長が広帯域にわた
るランプ２２（例えばレフランプや白熱灯）を用い、ラ
ンプ駆動回路２３によりランプ２２を駆動する。また、
ＢＰＦ４０は照明手段２２と運転者１の間で、かつ運転
者１とＣＣＤカメラ１０の間になるように設置する。
影装置を示す構成図である。実施例２では、照明手段と
して発光波長が比較的狭い赤外線ＬＥＤ２０を用いた
が、赤外線ＬＥＤは温度により発光波長が変化するとい
う特性があり、温度が変化するとＢＰＦ４０通過後の光
成分が小さくなるという問題がある。これを解決するに
はＢＰＦ４０のバンド幅を広げると良いが、広げるに従
い、外乱光の抑止効果が小さくなるという問題を生じ
た。ここでは照明手段として、発光波長が広帯域にわた
るランプ２２（例えばレフランプや白熱灯）を用い、ラ
ンプ駆動回路２３によりランプ２２を駆動する。また、
ＢＰＦ４０は照明手段２２と運転者１の間で、かつ運転
者１とＣＣＤカメラ１０の間になるように設置する。
【００４０】次に動作について説明する。図７（ａ）は
ランプ２２の発光波長特性であり、ランプ２２の照明光
はＢＰＦ４０を通過したときには、図７（ｂ）のような
波長特性になり、顔面を照射するときは波長帯域の狭い
光となる。この照明光による顔面像は、再びＢＰＦ４０
を通過してＣＣＤ１０に入力されるが、ほとんどの光は
ＢＰＦ４０を通過する。一方、外乱光による顔面像はＢ
ＰＦ４０により帯域制限され減衰される。その結果、実
施例２と同様、外乱光の影響が減衰し、赤外線ＬＥＤ２
０からの同軸落射による網膜反射が鮮明に観察できるよ
うになり、瞳孔の輝度が高い画像を得ることができる。
ランプ２２の発光波長特性であり、ランプ２２の照明光
はＢＰＦ４０を通過したときには、図７（ｂ）のような
波長特性になり、顔面を照射するときは波長帯域の狭い
光となる。この照明光による顔面像は、再びＢＰＦ４０
を通過してＣＣＤ１０に入力されるが、ほとんどの光は
ＢＰＦ４０を通過する。一方、外乱光による顔面像はＢ
ＰＦ４０により帯域制限され減衰される。その結果、実
施例２と同様、外乱光の影響が減衰し、赤外線ＬＥＤ２
０からの同軸落射による網膜反射が鮮明に観察できるよ
うになり、瞳孔の輝度が高い画像を得ることができる。
【００４１】なお、ＢＰＦ４０は同じ波長特性を有する
二つのＢＰＦを、ランプ２２と運転者１を結ぶ光路と、
ＣＣＤ１０と運転者１を結ぶ光路上にそれぞれ設けても
よい。
二つのＢＰＦを、ランプ２２と運転者１を結ぶ光路と、
ＣＣＤ１０と運転者１を結ぶ光路上にそれぞれ設けても
よい。
【００４２】実施例４．図８は実施例４による運転者撮
影装置を示す構成図である。本実施例では赤外線ＬＥＤ
の発光波長の変化に対する対策として、ＢＰＦを発光波
長の変化に対応して切り換えるようにしたものである。
図において、４０ａ、４０ｂ、４０ｃは波長特性の異な
る複数個のＢＰＦ、４１はフィルタ切り換え回路、４２
は温度センサである。図９はＬＥＤ２０の発光中心波長
と温度との関係を示す特性図であり、温度が１０度では
８４０ｎｍ、２０度では８６５ｎｍ、３０度では８８５
ｎｍと変化している。また、図１０は、各ＢＰＦの波長
特性であり、曲線ＡはＢＰＦ４０ａ、曲線ＢはＢＰＦ４
０ｂ、曲線ＣはＢＰＦ４０ｃの波長特性である。ＢＰＦ
４０ａの中心波長は８４０ｎｍ、ＢＰＦ４０ｂの中心波
長は８６０ｎｍ、ＢＰＦ４０ｃの中心波長は８８０ｎｍ
である。
影装置を示す構成図である。本実施例では赤外線ＬＥＤ
の発光波長の変化に対する対策として、ＢＰＦを発光波
長の変化に対応して切り換えるようにしたものである。
図において、４０ａ、４０ｂ、４０ｃは波長特性の異な
る複数個のＢＰＦ、４１はフィルタ切り換え回路、４２
は温度センサである。図９はＬＥＤ２０の発光中心波長
と温度との関係を示す特性図であり、温度が１０度では
８４０ｎｍ、２０度では８６５ｎｍ、３０度では８８５
ｎｍと変化している。また、図１０は、各ＢＰＦの波長
特性であり、曲線ＡはＢＰＦ４０ａ、曲線ＢはＢＰＦ４
０ｂ、曲線ＣはＢＰＦ４０ｃの波長特性である。ＢＰＦ
４０ａの中心波長は８４０ｎｍ、ＢＰＦ４０ｂの中心波
長は８６０ｎｍ、ＢＰＦ４０ｃの中心波長は８８０ｎｍ
である。
【００４３】次に動作について説明する。本実施例では
温度センサ４２により温度を検知し、光路ｌ3 上に置か
れるＢＰＦとして、温度が１３度以下では、ＢＰＦ４０
ａを使い、温度が１３〜２１度ではＢＰＦ４０ｂを用
い、温度が２１度以上ではＢＰＦ４０ｃを用いる様に、
フィルタ切り換え回路４１でコントロールする。以下の
動作は実施例２と同様である。このように、ＢＰＦを温
度により切り換えることにより、発光波長が変化しても
網膜反射像を顕著に撮影できる。
温度センサ４２により温度を検知し、光路ｌ3 上に置か
れるＢＰＦとして、温度が１３度以下では、ＢＰＦ４０
ａを使い、温度が１３〜２１度ではＢＰＦ４０ｂを用
い、温度が２１度以上ではＢＰＦ４０ｃを用いる様に、
フィルタ切り換え回路４１でコントロールする。以下の
動作は実施例２と同様である。このように、ＢＰＦを温
度により切り換えることにより、発光波長が変化しても
網膜反射像を顕著に撮影できる。
【００４４】実施例５．なお、上記実施例では温度を検
知してＢＰＦを切り換えていたが、温度センサ４２の代
わりに、波長感度の異なる光電変換素子群を設置してＬ
ＥＤ２０の発光波長を検出し、検出された発光波長に近
い中心波長を有する波長特性のＢＰＦが光路ｌ3 上に配
置されるように切り換えてもよい。このようにすれば、
温度以外の要因によってＬＥＤの発光波長が変化しても
網膜反射像を顕著に撮影できる。
知してＢＰＦを切り換えていたが、温度センサ４２の代
わりに、波長感度の異なる光電変換素子群を設置してＬ
ＥＤ２０の発光波長を検出し、検出された発光波長に近
い中心波長を有する波長特性のＢＰＦが光路ｌ3 上に配
置されるように切り換えてもよい。このようにすれば、
温度以外の要因によってＬＥＤの発光波長が変化しても
網膜反射像を顕著に撮影できる。
【００４５】実施例６．図１１は実施例６による運転者
撮影装置を示す構成図である。本実施例では赤外線ＬＥ
Ｄの発光波長の変化に対する対策として、発光中心波長
の異なるＬＥＤを複数個設置し、温度によりＬＥＤを切
り換えたものである。図において、２０ａ、２０ｂ、２
０ｃは発光中心波長の異なる複数個のＬＥＤである。図
１２は各ＬＥＤの発光中心波長と温度との関係を示す特
性図であり、曲線ＡはＬＥＤ２０ａ、曲線ＢはＬＥＤ２
０ｂ、曲線ＣはＬＥＤ２０ｃの温度特性である。なお、
ＢＰＦ４０は実施例２と同様、８６０ｎｍを中心波長と
して３０ｎｍの帯域幅ををもつ光学的ＢＰＦであり、Ｃ
ＣＤカメラ１０の前に設置されている
撮影装置を示す構成図である。本実施例では赤外線ＬＥ
Ｄの発光波長の変化に対する対策として、発光中心波長
の異なるＬＥＤを複数個設置し、温度によりＬＥＤを切
り換えたものである。図において、２０ａ、２０ｂ、２
０ｃは発光中心波長の異なる複数個のＬＥＤである。図
１２は各ＬＥＤの発光中心波長と温度との関係を示す特
性図であり、曲線ＡはＬＥＤ２０ａ、曲線ＢはＬＥＤ２
０ｂ、曲線ＣはＬＥＤ２０ｃの温度特性である。なお、
ＢＰＦ４０は実施例２と同様、８６０ｎｍを中心波長と
して３０ｎｍの帯域幅ををもつ光学的ＢＰＦであり、Ｃ
ＣＤカメラ１０の前に設置されている
【００４６】次に動作について説明する。本実施例では
温度センサ４２により温度を検知し、ＬＥＤとして、温
度が１５度以下では、ＬＥＤ２０ａを使い、温度が１５
〜２３度ではＬＥＤ２０ｂを用い、温度が２３度以上で
はＬＥＤ２０ｃを用いる様に、ＬＥＤ駆動回路２１でコ
ントロールする。以下の動作は実施例２と同様である。
このように、ＬＥＤを温度により切り換えることによ
り、発光波長が変化しても網膜反射像を顕著に撮影でき
る。
温度センサ４２により温度を検知し、ＬＥＤとして、温
度が１５度以下では、ＬＥＤ２０ａを使い、温度が１５
〜２３度ではＬＥＤ２０ｂを用い、温度が２３度以上で
はＬＥＤ２０ｃを用いる様に、ＬＥＤ駆動回路２１でコ
ントロールする。以下の動作は実施例２と同様である。
このように、ＬＥＤを温度により切り換えることによ
り、発光波長が変化しても網膜反射像を顕著に撮影でき
る。
【００４７】実施例７．なお、上記実施例では温度を検
知してＬＥＤを切り換えていたが、図１３に示すよう
に、温度センサ４２の代わりに、ＢＰＦと同じ８６０ｎ
ｍの波長に対し感度を有する光電変換素子２４を設置し
て、各ＬＥＤ２０ａ、２０ｂ、２０ｃのパワーを検出
し、最大のパワーを示すＬＥＤを選択し、このＬＥＤを
用いるように切り換えてもよい。このようにすれば、温
度以外の要因によってＬＥＤの発光波長が変化しても網
膜反射像を顕著に撮影できる。
知してＬＥＤを切り換えていたが、図１３に示すよう
に、温度センサ４２の代わりに、ＢＰＦと同じ８６０ｎ
ｍの波長に対し感度を有する光電変換素子２４を設置し
て、各ＬＥＤ２０ａ、２０ｂ、２０ｃのパワーを検出
し、最大のパワーを示すＬＥＤを選択し、このＬＥＤを
用いるように切り換えてもよい。このようにすれば、温
度以外の要因によってＬＥＤの発光波長が変化しても網
膜反射像を顕著に撮影できる。
【００４８】実施例８．また、上記各実施例では複数の
ＢＰＦを設けたり、複数のＬＥＤを設けて、ＬＥＤの中
心波長のずれの影響を補償するようにしたが、温度の変
化によって中心波長がずれることがないように、車載の
空調機でＬＥＤを冷却または、暖房するようにしても良
い。
ＢＰＦを設けたり、複数のＬＥＤを設けて、ＬＥＤの中
心波長のずれの影響を補償するようにしたが、温度の変
化によって中心波長がずれることがないように、車載の
空調機でＬＥＤを冷却または、暖房するようにしても良
い。
【００４９】実施例９．上記実施例２〜８は曇り程度の
外乱光では、網膜反射像が顕著に撮影できるが、晴天な
ど外乱光が極めて高い状態では、瞳孔は明るくは観察さ
れるが、頬等に比べて輝度が充分高く観察されないとい
う問題がある。本実施例では信号処理によってさらに外
乱光の影響を除去するものであり、図１４に本実施例の
構成を示す。図において、６０はタイミング発生回路、
６１はフレームメモリ１、６２はフレームメモリ２、６
３は差分回路、６４はフレームメモリ３であり、６０〜
６４は画像処理手段６００を構成する。図１５は実施例
９の運転者撮影装置の動作を説明するタイミングチャー
トであり、タイミング発生回路６０は、例えば３０ｍＳ
ごとにタイミング信号を発生する。ＬＥＤ駆動回路２１
は上記タイミング発生回路６０からのタイミングに従っ
て、３０ｍＳ毎にＬＥＤのオンオフを繰り返すＬＥＤ信
号を発生する。ＣＣＤカメラ１０はタイミング発生回路
６０からのタイミングに従って、３０ｍＳごとに１画面
を発生するが、結果としてＬＥＤ２０が発光している顔
面の像と、ＬＥＤ２０が発光していない顔面の像とが交
互に、発生することになる。フレームメモリは１画面の
画像データを記憶するメモリである。フレームメモリ１
の画像データはフレームメモリ２に毎フレーム転送され
る。従って、フレームメモリ２はいつもフレームメモリ
１の３０ｍＳ前の画像データを記憶する。即ち、フレー
ムメモリ１がＬＥＤオンの画像の時は、フレームメモリ
２の画像はＬＥＤオフのときの画像である。次の３０ｍ
Ｓ後には逆となる。差分回路６３は、フレームメモリ１
がＬＥＤオンの画像を記憶しているときフレームメモリ
１とフレームメモリ２との画像データの差分を取る。こ
のとき差分回路６３から出力される顔画像は、（外乱光
＋ＬＥＤオンの画像）から（外乱光による画像）を引く
ことになり、結果として赤外線ＬＥＤ照明光のみによる
顔画像がフレームメモリ３で得ることができる。この画
像は、外乱光の影響を信号処理により除外しているの
で、瞳孔の輝度が高い画像を６０ｍＳ毎に得ることがで
きる。
外乱光では、網膜反射像が顕著に撮影できるが、晴天な
ど外乱光が極めて高い状態では、瞳孔は明るくは観察さ
れるが、頬等に比べて輝度が充分高く観察されないとい
う問題がある。本実施例では信号処理によってさらに外
乱光の影響を除去するものであり、図１４に本実施例の
構成を示す。図において、６０はタイミング発生回路、
６１はフレームメモリ１、６２はフレームメモリ２、６
３は差分回路、６４はフレームメモリ３であり、６０〜
６４は画像処理手段６００を構成する。図１５は実施例
９の運転者撮影装置の動作を説明するタイミングチャー
トであり、タイミング発生回路６０は、例えば３０ｍＳ
ごとにタイミング信号を発生する。ＬＥＤ駆動回路２１
は上記タイミング発生回路６０からのタイミングに従っ
て、３０ｍＳ毎にＬＥＤのオンオフを繰り返すＬＥＤ信
号を発生する。ＣＣＤカメラ１０はタイミング発生回路
６０からのタイミングに従って、３０ｍＳごとに１画面
を発生するが、結果としてＬＥＤ２０が発光している顔
面の像と、ＬＥＤ２０が発光していない顔面の像とが交
互に、発生することになる。フレームメモリは１画面の
画像データを記憶するメモリである。フレームメモリ１
の画像データはフレームメモリ２に毎フレーム転送され
る。従って、フレームメモリ２はいつもフレームメモリ
１の３０ｍＳ前の画像データを記憶する。即ち、フレー
ムメモリ１がＬＥＤオンの画像の時は、フレームメモリ
２の画像はＬＥＤオフのときの画像である。次の３０ｍ
Ｓ後には逆となる。差分回路６３は、フレームメモリ１
がＬＥＤオンの画像を記憶しているときフレームメモリ
１とフレームメモリ２との画像データの差分を取る。こ
のとき差分回路６３から出力される顔画像は、（外乱光
＋ＬＥＤオンの画像）から（外乱光による画像）を引く
ことになり、結果として赤外線ＬＥＤ照明光のみによる
顔画像がフレームメモリ３で得ることができる。この画
像は、外乱光の影響を信号処理により除外しているの
で、瞳孔の輝度が高い画像を６０ｍＳ毎に得ることがで
きる。
【００５０】実施例１０．上記実施例ではＬＥＤを駆動
するＬＥＤ信号によりＬＥＤのオンオフを交互に繰り返
したが、ＬＥＤからの照明光を遮断するシャッタの開閉
によりオンオフ制御してもよい。図１６は実施例１０に
よる運転者撮影装置を示す構成図である。図において、
１１はシャッタであり、例えば液晶シャッタで実現す
る。１２はシャッタ駆動回路である。図１７は実施例１
０の運転者撮影装置の動作を説明するタイミングチャー
トであり、シャッタ駆動回路１２はタイミング発生回路
６０からのタイミングに従って、例えば３０ｍＳ毎にシ
ャッタ１１の開閉を繰り返す信号を発生する。以下の動
作は実施例９と同様である。
するＬＥＤ信号によりＬＥＤのオンオフを交互に繰り返
したが、ＬＥＤからの照明光を遮断するシャッタの開閉
によりオンオフ制御してもよい。図１６は実施例１０に
よる運転者撮影装置を示す構成図である。図において、
１１はシャッタであり、例えば液晶シャッタで実現す
る。１２はシャッタ駆動回路である。図１７は実施例１
０の運転者撮影装置の動作を説明するタイミングチャー
トであり、シャッタ駆動回路１２はタイミング発生回路
６０からのタイミングに従って、例えば３０ｍＳ毎にシ
ャッタ１１の開閉を繰り返す信号を発生する。以下の動
作は実施例９と同様である。
【００５１】実施例１１．なお、上記実施例９、１０で
は、ＬＥＤのオンまたはオフの周期を３０ｍＳ、運転者
挙動検出回路１００への映像信号を６０ｍＳ毎にした
が、この繰り返しの周期は３０ｍＳにこだわらない。例
えばＬＥＤの周期を１５ｍＳ、カメラの信号出力周期を
１５ｍＳ、フレームメモリからの信号出力周期を３０ｍ
Ｓとしても良い。
は、ＬＥＤのオンまたはオフの周期を３０ｍＳ、運転者
挙動検出回路１００への映像信号を６０ｍＳ毎にした
が、この繰り返しの周期は３０ｍＳにこだわらない。例
えばＬＥＤの周期を１５ｍＳ、カメラの信号出力周期を
１５ｍＳ、フレームメモリからの信号出力周期を３０ｍ
Ｓとしても良い。
【００５２】実施例１２．また、上記実施例９、１０で
は、フレームメモリを設けて差分をとったが、一旦画像
を運転者挙動検出回路１００に送り、運転者挙動回路１
００内の、ソフトの処理により差分画像をとっても良
い。図１８は実施例１２による運転者撮影装置を示す構
成図、図１９はその動作を説明するタイミングチャート
である。図において、タイミング発生回路６０からのタ
イミングに従って、ＬＥＤ駆動回路２１はＬＥＤのオン
オフを繰り返すＬＥＤ信号を発生する。ＣＣＤカメラ１
０はタイミング発生回路６０からのタイミングに従っ
て、例えば３０ｍＳに１画面を発生するが、結果として
ＬＥＤ２０が発光している顔面の像と、ＬＥＤ２０が発
光していない顔面の像とが交互に発生する。本実施例で
は運転者挙動回路１００において上記両画像の差分画像
をとり、実施例９と同様の赤外線ＬＥＤ照明光のみによ
る顔画像を得る。
は、フレームメモリを設けて差分をとったが、一旦画像
を運転者挙動検出回路１００に送り、運転者挙動回路１
００内の、ソフトの処理により差分画像をとっても良
い。図１８は実施例１２による運転者撮影装置を示す構
成図、図１９はその動作を説明するタイミングチャート
である。図において、タイミング発生回路６０からのタ
イミングに従って、ＬＥＤ駆動回路２１はＬＥＤのオン
オフを繰り返すＬＥＤ信号を発生する。ＣＣＤカメラ１
０はタイミング発生回路６０からのタイミングに従っ
て、例えば３０ｍＳに１画面を発生するが、結果として
ＬＥＤ２０が発光している顔面の像と、ＬＥＤ２０が発
光していない顔面の像とが交互に発生する。本実施例で
は運転者挙動回路１００において上記両画像の差分画像
をとり、実施例９と同様の赤外線ＬＥＤ照明光のみによ
る顔画像を得る。
【００５３】なお、上記実施例では常に運転者挙動回路
１００において差分画像をとり、顔画像を得るようにし
たが、昼は上記実施例と同様、照明光が有無の両画像を
用いた差分画像により、夜は照明光が有の時だけの画像
により顔画像を得るようにしてもよく、その結果、画像
処理が簡略化する。なお、昼と夜の識別は照度センサや
自動車のライトのオンオフ信号により検出すればよい。
１００において差分画像をとり、顔画像を得るようにし
たが、昼は上記実施例と同様、照明光が有無の両画像を
用いた差分画像により、夜は照明光が有の時だけの画像
により顔画像を得るようにしてもよく、その結果、画像
処理が簡略化する。なお、昼と夜の識別は照度センサや
自動車のライトのオンオフ信号により検出すればよい。
【００５４】また、運転者挙動回路１００において、昼
間、差分画像から網膜情報を得るだけでなく、照明光が
無の時の画像信号を用いて顔面の他の情報を得るように
してもよい。
間、差分画像から網膜情報を得るだけでなく、照明光が
無の時の画像信号を用いて顔面の他の情報を得るように
してもよい。
【００５５】実施例１３．上記実施例９において、ＬＥ
Ｄ２０の発光タイミングを３０ｍＳごとにしたが、運転
者の目が高速に移動した場合を考慮すると、画像を取り
込む時間間隔は短い方がよい。実施例９では画像取り込
みの時間間隔は３０ｍＳであったが、ＣＣＤ１０に液晶
シャッタ１１を設けて、短い時間だけのＬＥＤオンの時
の画像とオフの時の画像をとっても良い。図２０は実施
例１３による運転者撮影装置を示す構成図、図２１はそ
の動作を説明するタイミングチャートである。図におい
て、タイミング発生回路６０からのタイミングに従っ
て、ＬＥＤ駆動回路２１は例えば３０ｍＳ毎にＬＥＤの
オンオフを繰り返すＬＥＤ信号を発生する。シャッタ駆
動回路１２はタイミング発生回路６０からのタイミング
に従って、図２１に示すように、ＬＥＤのオンオフにあ
わせて、３０ｍＳ毎にシャッタ１１を５ｍＳ間だけ開く
信号を発生する。以下の動作は上記実施例９と同じであ
るが、本実施例ではＬＥＤ２０のオンオフ状態にあわ
せ、図２１に示すように５ｍＳのみＣＣＤ１０のシャッ
タ１１が開いているため、各画像を取り込む時間間隔が
短くでき、動きが速い場合でも、ぶれの少ない画像が得
られる。
Ｄ２０の発光タイミングを３０ｍＳごとにしたが、運転
者の目が高速に移動した場合を考慮すると、画像を取り
込む時間間隔は短い方がよい。実施例９では画像取り込
みの時間間隔は３０ｍＳであったが、ＣＣＤ１０に液晶
シャッタ１１を設けて、短い時間だけのＬＥＤオンの時
の画像とオフの時の画像をとっても良い。図２０は実施
例１３による運転者撮影装置を示す構成図、図２１はそ
の動作を説明するタイミングチャートである。図におい
て、タイミング発生回路６０からのタイミングに従っ
て、ＬＥＤ駆動回路２１は例えば３０ｍＳ毎にＬＥＤの
オンオフを繰り返すＬＥＤ信号を発生する。シャッタ駆
動回路１２はタイミング発生回路６０からのタイミング
に従って、図２１に示すように、ＬＥＤのオンオフにあ
わせて、３０ｍＳ毎にシャッタ１１を５ｍＳ間だけ開く
信号を発生する。以下の動作は上記実施例９と同じであ
るが、本実施例ではＬＥＤ２０のオンオフ状態にあわ
せ、図２１に示すように５ｍＳのみＣＣＤ１０のシャッ
タ１１が開いているため、各画像を取り込む時間間隔が
短くでき、動きが速い場合でも、ぶれの少ない画像が得
られる。
【００５６】なお、上記実施例の場合、シャッタの開放
時間は３０ｍＳ以内であれば５ｍＳに限らない。
時間は３０ｍＳ以内であれば５ｍＳに限らない。
【００５７】実施例１４． また、上記実施例１３において、運転者の目がさらに高
速に移動した場合を考慮すると、ＬＥＤオンの時の画像
とオフの時の画像を取り込む時間の時間差も小さい方が
よく、得られる差画像には照明光の有無による差がで
る。図２２はこの様な実施例を示すタイミングチャート
である。図２２において、シャッタ駆動回路１２はタイ
ミング発生回路６０からのタイミングに従って、例えば
６０ｍＳ毎にLEDのオン・オフ状態にまたがって、シャッ
タ１１を１０ｍＳ間だけ開く信号を発生する。以下の動
作は上記実施例９と同じであるが、本実施例ではＬＥＤ
２０のオン状態にあわせ、図２２に示すように５ｍＳの
みＣＣＤ１０のシャッタ１１が開くとともに、ＬＥＤ２
０のオフ状態にあわせ、引続き５ｍＳ間、ＣＣＤ１０の
シャッタ１１が開いているため、ＬＥＤオンの画像とオ
フの画像を取り込む時間の時間差が、実施例９及び１３
では３０ｍＳであったのに対し、本実施例では５ｍＳに
することができる。このため、得られる差画像には照明
光の有無による差がより顕著にとらえられるので、運転
者の目の動きが早い場合にも、ぶれの少ない画像が得ら
れる。
速に移動した場合を考慮すると、ＬＥＤオンの時の画像
とオフの時の画像を取り込む時間の時間差も小さい方が
よく、得られる差画像には照明光の有無による差がで
る。図２２はこの様な実施例を示すタイミングチャート
である。図２２において、シャッタ駆動回路１２はタイ
ミング発生回路６０からのタイミングに従って、例えば
６０ｍＳ毎にLEDのオン・オフ状態にまたがって、シャッ
タ１１を１０ｍＳ間だけ開く信号を発生する。以下の動
作は上記実施例９と同じであるが、本実施例ではＬＥＤ
２０のオン状態にあわせ、図２２に示すように５ｍＳの
みＣＣＤ１０のシャッタ１１が開くとともに、ＬＥＤ２
０のオフ状態にあわせ、引続き５ｍＳ間、ＣＣＤ１０の
シャッタ１１が開いているため、ＬＥＤオンの画像とオ
フの画像を取り込む時間の時間差が、実施例９及び１３
では３０ｍＳであったのに対し、本実施例では５ｍＳに
することができる。このため、得られる差画像には照明
光の有無による差がより顕著にとらえられるので、運転
者の目の動きが早い場合にも、ぶれの少ない画像が得ら
れる。
【００５８】実施例１５．なお、上記実施例においては
ＬＥＤの前にシャッタ１１を設け、ＬＥＤのオンオフに
あわせて、上記シャッタ１１を開閉したが、ＬＥＤとシ
ャッタの代わりに、ある時間において画像を取り込むか
否かの選択機能を持つデバイス、例えばＣＩＤ（Carge
Injection Device）で電子的に光入力を制御してもよ
い。
ＬＥＤの前にシャッタ１１を設け、ＬＥＤのオンオフに
あわせて、上記シャッタ１１を開閉したが、ＬＥＤとシ
ャッタの代わりに、ある時間において画像を取り込むか
否かの選択機能を持つデバイス、例えばＣＩＤ（Carge
Injection Device）で電子的に光入力を制御してもよ
い。
【００５９】実施例１６．図２３は実施例１６による運
転者撮影装置を示す構成図であり、１３はＣＣＤ、４３
は図２４に示すように８００ｎｍを中心波長として３０
ｎｍの帯域幅をもつ光学的ＢＰＦ（第２のＢＰＦ）であ
り、ＢＰＦ４０（第１のＢＰＦ）（図５（ｂ）の波長特
性・・・中心波長８６０ｎｍ）とは波長特性が異なって
いる。６００は画像処理手段である。
転者撮影装置を示す構成図であり、１３はＣＣＤ、４３
は図２４に示すように８００ｎｍを中心波長として３０
ｎｍの帯域幅をもつ光学的ＢＰＦ（第２のＢＰＦ）であ
り、ＢＰＦ４０（第１のＢＰＦ）（図５（ｂ）の波長特
性・・・中心波長８６０ｎｍ）とは波長特性が異なって
いる。６００は画像処理手段である。
【００６０】次に動作について説明する。図５（ａ）の
発光特性を有する赤外線ＬＥＤ２０の光は、ハーフミラ
ー３０で反射され、運転者１の顔面を照射する。このＬ
ＥＤ２０の光による運転者１の画像は光路ｌ3 、ｌ4 で
ハーフミラー３０、３１を通り、図５（ｂ）に示すよう
な同様の波長特性を有するＢＰＦ４０で光の成分のほと
んどが通過し、実施例２と同様に、ＣＣＤカメラ１０に
到達し、ＣＣＤカメラ１０は運転者１の画像を取り込
む。一方、ハーフミラー３０を通り、ハーフミラー３１
で反射された、ＬＥＤ２０の光による運転者１の画像は
（光路ｌ3 、ｌ5 ）、図２４に示すような波長特性を有
するＢＰＦ４３で光の成分のほとんどがカットされ、Ｃ
ＣＤカメラ１３には到達しない。ＣＣＤ１３には、８０
０ｎｍ付近の成分の外乱光に照らされた運転者１の像の
みが入力する。画像処理手段６００はＣＣＤ１０で得ら
れた画像とＣＣＤ１３で得られた画像の差分画像をと
り、実施例９と同様の赤外線ＬＥＤ照明光のみによる顔
画像を得る。この画像は、外乱光の影響が信号処理によ
り除外されているので、上記各実施例と同様、瞳孔の輝
度が著しく高い画像となる。
発光特性を有する赤外線ＬＥＤ２０の光は、ハーフミラ
ー３０で反射され、運転者１の顔面を照射する。このＬ
ＥＤ２０の光による運転者１の画像は光路ｌ3 、ｌ4 で
ハーフミラー３０、３１を通り、図５（ｂ）に示すよう
な同様の波長特性を有するＢＰＦ４０で光の成分のほと
んどが通過し、実施例２と同様に、ＣＣＤカメラ１０に
到達し、ＣＣＤカメラ１０は運転者１の画像を取り込
む。一方、ハーフミラー３０を通り、ハーフミラー３１
で反射された、ＬＥＤ２０の光による運転者１の画像は
（光路ｌ3 、ｌ5 ）、図２４に示すような波長特性を有
するＢＰＦ４３で光の成分のほとんどがカットされ、Ｃ
ＣＤカメラ１３には到達しない。ＣＣＤ１３には、８０
０ｎｍ付近の成分の外乱光に照らされた運転者１の像の
みが入力する。画像処理手段６００はＣＣＤ１０で得ら
れた画像とＣＣＤ１３で得られた画像の差分画像をと
り、実施例９と同様の赤外線ＬＥＤ照明光のみによる顔
画像を得る。この画像は、外乱光の影響が信号処理によ
り除外されているので、上記各実施例と同様、瞳孔の輝
度が著しく高い画像となる。
【００６１】実施例１７．図２５は実施例１７による運
転者撮影装置を示す構成図であり、車室内の照度を測定
する照度センサ２５を設けたものである。本実施例で
は、例えばＬＥＤ２０で構成される照明手段は、照度セ
ンサ２５により検出された車室内の照度に応じて、発光
強度が変化できるように構成されている。このように構
成された運転者撮影装置は、外乱光によらず、一定の照
度で運転者が撮像できるので得られる顔画像のコントラ
ストは一定となり、常に鮮明な網膜反射像が得られる。
転者撮影装置を示す構成図であり、車室内の照度を測定
する照度センサ２５を設けたものである。本実施例で
は、例えばＬＥＤ２０で構成される照明手段は、照度セ
ンサ２５により検出された車室内の照度に応じて、発光
強度が変化できるように構成されている。このように構
成された運転者撮影装置は、外乱光によらず、一定の照
度で運転者が撮像できるので得られる顔画像のコントラ
ストは一定となり、常に鮮明な網膜反射像が得られる。
【００６２】実施例１８． また、図２６は実施例１８による運転者撮影装置を示す
構成図である。本実施例は車室内の照度を測定する照度
センサ２５を設け、照度センサ２５により検出された車
室内の照度に応じて、ＬＥＤ２０と異なる位置（同軸落
射でない位置）に設置され、運転者１を照明する第２の
ＬＥＤ２７の発光強度をＬＥＤ駆動回路２６によって変
化させるようにしたものである。このように構成された
運転者撮影装置は、外乱光の影響が一定となり、得られ
る顔画像のコントラストは一定となる。
構成図である。本実施例は車室内の照度を測定する照度
センサ２５を設け、照度センサ２５により検出された車
室内の照度に応じて、ＬＥＤ２０と異なる位置（同軸落
射でない位置）に設置され、運転者１を照明する第２の
ＬＥＤ２７の発光強度をＬＥＤ駆動回路２６によって変
化させるようにしたものである。このように構成された
運転者撮影装置は、外乱光の影響が一定となり、得られ
る顔画像のコントラストは一定となる。
【００６３】なお、上記実施例１７、１８においては、
車室内の照度を測定する照度センサ２５を設けたが、照
度センサ２５を設けずにＣＣＤ１０自身の強度を見て、
その平均値が所定の範囲になるように照明光の強さを変
えるようにしてもよい。あるいは、照度センサ２５を設
けずに車のライトのオンオフ信号により照明光の強さを
切り換えるようにしてもよい。
車室内の照度を測定する照度センサ２５を設けたが、照
度センサ２５を設けずにＣＣＤ１０自身の強度を見て、
その平均値が所定の範囲になるように照明光の強さを変
えるようにしてもよい。あるいは、照度センサ２５を設
けずに車のライトのオンオフ信号により照明光の強さを
切り換えるようにしてもよい。
【００６４】実施例１９また、図２７は実施例１９によ
る運転者撮影装置を示す構成図である。本実施例は、実
施例１８と同様、ＬＥＤ２０と異なる位置（同軸落射で
ない位置）にＬＥＤ２０と同程度の照度となる第２のＬ
ＥＤ２７を設置し、ＬＥＤ２０と第２のＬＥＤ２７とを
タイミング発生回路６０により切り換えて運転者を照明
し、運転者挙動検出回路１００で各ＬＥＤの切り換えに
対応して得られた各画像の差画像を取ることにより、顔
面上の瞳孔以外の部分と瞳孔との輝度差が大きな画像が
得られ、照明光により顔が照らされる影響が除去でき、
顕著な網膜反射像が撮影できる。さらに、第２のＬＥＤ
２７により得られる画像は多くの情報を有しているた
め、タイミング発生回路６０により照明を第２のＬＥＤ
２７に切り換えて、運転者の他の特徴点を夜間でもつか
まえることができるようになる。
る運転者撮影装置を示す構成図である。本実施例は、実
施例１８と同様、ＬＥＤ２０と異なる位置（同軸落射で
ない位置）にＬＥＤ２０と同程度の照度となる第２のＬ
ＥＤ２７を設置し、ＬＥＤ２０と第２のＬＥＤ２７とを
タイミング発生回路６０により切り換えて運転者を照明
し、運転者挙動検出回路１００で各ＬＥＤの切り換えに
対応して得られた各画像の差画像を取ることにより、顔
面上の瞳孔以外の部分と瞳孔との輝度差が大きな画像が
得られ、照明光により顔が照らされる影響が除去でき、
顕著な網膜反射像が撮影できる。さらに、第２のＬＥＤ
２７により得られる画像は多くの情報を有しているた
め、タイミング発生回路６０により照明を第２のＬＥＤ
２７に切り換えて、運転者の他の特徴点を夜間でもつか
まえることができるようになる。
【００６５】実施例２０．また、図２８は実施例２０に
よる運転者撮影装置を示す構成図である。図において、
５０は例えばインパネ３上に設けられた超音波送信機、
５１は超音波受信機、５２は測距回路である。
よる運転者撮影装置を示す構成図である。図において、
５０は例えばインパネ３上に設けられた超音波送信機、
５１は超音波受信機、５２は測距回路である。
【００６６】次に動作について説明する。超音波送信機
５０はパルスを運転者に送り、その反射音を超音波受信
機５１が入力する。測距回路５２は送受信の時間差によ
り運転者までの距離を測定する。ＬＥＤ駆動回路２１は
測定された距離を入力し、距離が遠いと照明光を強くす
るように、ＬＥＤの照明光強度を測定距離に応じて変化
させ、常に一定の照度で運転者を照明する。その結果、
得られる顔画像のコントラストは一定となり、常に鮮明
な網膜反射像が得られる。
５０はパルスを運転者に送り、その反射音を超音波受信
機５１が入力する。測距回路５２は送受信の時間差によ
り運転者までの距離を測定する。ＬＥＤ駆動回路２１は
測定された距離を入力し、距離が遠いと照明光を強くす
るように、ＬＥＤの照明光強度を測定距離に応じて変化
させ、常に一定の照度で運転者を照明する。その結果、
得られる顔画像のコントラストは一定となり、常に鮮明
な網膜反射像が得られる。
【００６７】実施例２１．図２９は実施例２１による運
転者撮影装置を示す構成図である。図において、７０は
画像コード生成回路、７１は画像選択回路である。ま
た、図３０は実施例２０の動作を説明するタイミングチ
ャートである。本実施例では画像にタイムコード等の識
別信号を付加し、画像の種類を運転者挙動検出回路１０
０が識別できるようにするものである。
転者撮影装置を示す構成図である。図において、７０は
画像コード生成回路、７１は画像選択回路である。ま
た、図３０は実施例２０の動作を説明するタイミングチ
ャートである。本実施例では画像にタイムコード等の識
別信号を付加し、画像の種類を運転者挙動検出回路１０
０が識別できるようにするものである。
【００６８】次に動作を説明する。図２９において、画
像コード生成回路７０はタイミング発生回路６０からの
タイミングに従ってフレーム毎にコード信号（１、２、
３、・・・）を生成する。画像選択回路７１は、図３０
に示すように、タイミング発生回路６０からの選択信号
に従って、フレームメモリ２の内容（画像信号Ａ）とフ
レームメモリ３の内容（画像信号Ｂ）を規則的に選択
し、選択された出力信号Ｃにコード信号を重畳させて運
転者挙動検出回路１００に送る。
像コード生成回路７０はタイミング発生回路６０からの
タイミングに従ってフレーム毎にコード信号（１、２、
３、・・・）を生成する。画像選択回路７１は、図３０
に示すように、タイミング発生回路６０からの選択信号
に従って、フレームメモリ２の内容（画像信号Ａ）とフ
レームメモリ３の内容（画像信号Ｂ）を規則的に選択
し、選択された出力信号Ｃにコード信号を重畳させて運
転者挙動検出回路１００に送る。
【００６９】なお、識別コードは１、２、３、４、・・
・と加えていくのでなく、１、２、１、２、・・・とし
ていってもよい。
・と加えていくのでなく、１、２、１、２、・・・とし
ていってもよい。
【００７０】また、画像の選択はフレームメモリ２とフ
レームメモリ３の切り換えにこだわらない。フレームメ
モリ２だけを選択して１、２、１、２、・・・と付加し
てもよい。この時、１のコードはＬＥＤがオン、２のコ
ードはＬＥＤがオフと規定しておく。
レームメモリ３の切り換えにこだわらない。フレームメ
モリ２だけを選択して１、２、１、２、・・・と付加し
てもよい。この時、１のコードはＬＥＤがオン、２のコ
ードはＬＥＤがオフと規定しておく。
【００７１】なお、上記各実施例においてカメラはＣＣ
Ｄにこだわらない。例えばＣＩＤカメラでも良い。
Ｄにこだわらない。例えばＣＩＤカメラでも良い。
【００７２】また、撮影系は一つのカメラで説明した
が、複数の同軸落射照明とカメラのセットでも良い。
が、複数の同軸落射照明とカメラのセットでも良い。
【００７３】また、同軸落射照明はハーフミラーの場合
のみを示したが、同軸落射で有ればこのような構造にこ
だわらない。例えばカメラのレンズ中心に発光素子があ
り、運転者を直接照射する構造にしても良い。
のみを示したが、同軸落射で有ればこのような構造にこ
だわらない。例えばカメラのレンズ中心に発光素子があ
り、運転者を直接照射する構造にしても良い。
【００７４】
【発明の効果】以上のように、この発明の第１の構成に
よれば、照明手段の照明光照射方向と、運転者と光入力
手段を結ぶ光軸とが、少なくとも運転者近傍においてほ
ぼ同軸になるように、照明手段と光入力手段とを設置し
たので、簡単な画像処理で目の位置を容易に検出できる
効果がある。また、外乱光の影響を除去または制限する
外乱光制限手段を設けたので、外乱光が強い場合でも鮮
明な網膜反射像が得られる。
よれば、照明手段の照明光照射方向と、運転者と光入力
手段を結ぶ光軸とが、少なくとも運転者近傍においてほ
ぼ同軸になるように、照明手段と光入力手段とを設置し
たので、簡単な画像処理で目の位置を容易に検出できる
効果がある。また、外乱光の影響を除去または制限する
外乱光制限手段を設けたので、外乱光が強い場合でも鮮
明な網膜反射像が得られる。
【００７５】また、第２の構成によれば、照明光を所定
の波長とするとともに、外乱光を制限するフィルタを光
入力手段と運転者を結ぶ光路上に設置したので、外乱光
が強い場合でも鮮明な網膜反射像が容易に得られる。
の波長とするとともに、外乱光を制限するフィルタを光
入力手段と運転者を結ぶ光路上に設置したので、外乱光
が強い場合でも鮮明な網膜反射像が容易に得られる。
【００７６】また、第３の構成によれば、照明光を所定
の波長とするとともに、光入力手段を上記特定の波長近
傍にのみ感度をもつもので構成したので、外乱光が強い
場合でも鮮明な網膜反射像が容易に得られる。
の波長とするとともに、光入力手段を上記特定の波長近
傍にのみ感度をもつもので構成したので、外乱光が強い
場合でも鮮明な網膜反射像が容易に得られる。
【００７７】また、第４ないし第７の構成によれば、Ｌ
ＥＤの発光波長のずれが生じても上記ずれの影響を補償
するように構成したので、常に顕著な網膜反射像が撮影
できる。
ＥＤの発光波長のずれが生じても上記ずれの影響を補償
するように構成したので、常に顕著な網膜反射像が撮影
できる。
【００７８】また、第８の構成によれば、照明光が有る
場合の運転者の画像と照明光が無い場合の運転者の画像
を得、両画像の差画像から網膜反射像を得るようにした
ので、外乱光の影響が信号処理により除外され、顕著な
網膜反射像が撮影できる。
場合の運転者の画像と照明光が無い場合の運転者の画像
を得、両画像の差画像から網膜反射像を得るようにした
ので、外乱光の影響が信号処理により除外され、顕著な
網膜反射像が撮影できる。
【００７９】また、第９の構成によれば、上記運転者撮
影装置に対して、照明光の有無にあわせて所定時間だけ
運転者の像を入力するように構成したので、ぶれが少な
く、目の動きが速い場合でも顕著な像が撮影できる。
影装置に対して、照明光の有無にあわせて所定時間だけ
運転者の像を入力するように構成したので、ぶれが少な
く、目の動きが速い場合でも顕著な像が撮影できる。
【００８０】また、第１０の構成によれば、照明光の有
無にまたがり連続して所定時間だけ運転者の像を入力す
るようにしたので、得られる差画像には照明光の有無だ
けの差がでてくるため、動きがより速い場合でも顕著な
像が撮影できる。
無にまたがり連続して所定時間だけ運転者の像を入力す
るようにしたので、得られる差画像には照明光の有無だ
けの差がでてくるため、動きがより速い場合でも顕著な
像が撮影できる。
【００８１】また、第１１の構成によれば、照明光を所
定の波長とするとともに、照明手段が有する光成分を通
過させる第１のフィルタ及び上記光成分による運転者の
画像を入力する第１の光入力手段、上記光成分とは異な
る光成分を通過させる第２のフィルタ及び上記異なる成
分による運転者の画像を入力する第２の光入力手段、並
びに各光入力手段で得られた各画像、あるいは上記各画
像の差を取って生成された画像を出力する画像処理手段
を備えたので、外乱光の影響が除外されて、顕著な網膜
反射像が撮影できる。
定の波長とするとともに、照明手段が有する光成分を通
過させる第１のフィルタ及び上記光成分による運転者の
画像を入力する第１の光入力手段、上記光成分とは異な
る光成分を通過させる第２のフィルタ及び上記異なる成
分による運転者の画像を入力する第２の光入力手段、並
びに各光入力手段で得られた各画像、あるいは上記各画
像の差を取って生成された画像を出力する画像処理手段
を備えたので、外乱光の影響が除外されて、顕著な網膜
反射像が撮影できる。
【００８２】また、第１２または第１３の構成によれ
ば、車室内の照度により照射手段の照明光の強さ、ある
いは上記照明手段と異なる位置に設置された第２の照明
手段の照明光の強さを変えるように構成したので、得ら
れる顔画像のコントラストは一定となり、常に鮮明な網
膜反射像が得られる。
ば、車室内の照度により照射手段の照明光の強さ、ある
いは上記照明手段と異なる位置に設置された第２の照明
手段の照明光の強さを変えるように構成したので、得ら
れる顔画像のコントラストは一定となり、常に鮮明な網
膜反射像が得られる。
【００８３】また、第１４の構成によれば、運転者と照
明手段との距離に応じて照明光の強さを変えるようにし
たので、常に一定の照度で運転者が照明でき、得られる
顔画像のコントラストは一定となり、常に鮮明な網膜反
射像が得られる。
明手段との距離に応じて照明光の強さを変えるようにし
たので、常に一定の照度で運転者が照明でき、得られる
顔画像のコントラストは一定となり、常に鮮明な網膜反
射像が得られる。
【００８４】また、第１５の構成によれば、運転者の標
準的な顔面位置を基準にして、第１の照明手段の照明光
照射方向と、運転者と光入力手段とを結ぶ光軸とが、少
なくとも運転者近傍においてほぼ同軸になるように、第
１の照明手段と光入力手段とを設置し、第１の照明手段
と同程度の照度となる第２の照明手段を、第１の照明手
段と異なる位置に設置するとともに、光軸を通って光入
力手段に入力する両照明手段からの光に対する外乱光の
影響を除去または制限する外乱光制限手段を設け、第１
の照明手段により撮影された運転者の画像と第２の照明
手段により撮影された運転者の画像との差画像を得て、
第１の照明手段により撮影された運転者の瞳孔部分以外
の画像に対する照明光による影響を除去または制限する
ようにしたので、外乱光が強い場合でも鮮明な網膜反射
像が得られ、顕著な網膜反射像が撮影できる。
準的な顔面位置を基準にして、第１の照明手段の照明光
照射方向と、運転者と光入力手段とを結ぶ光軸とが、少
なくとも運転者近傍においてほぼ同軸になるように、第
１の照明手段と光入力手段とを設置し、第１の照明手段
と同程度の照度となる第２の照明手段を、第１の照明手
段と異なる位置に設置するとともに、光軸を通って光入
力手段に入力する両照明手段からの光に対する外乱光の
影響を除去または制限する外乱光制限手段を設け、第１
の照明手段により撮影された運転者の画像と第２の照明
手段により撮影された運転者の画像との差画像を得て、
第１の照明手段により撮影された運転者の瞳孔部分以外
の画像に対する照明光による影響を除去または制限する
ようにしたので、外乱光が強い場合でも鮮明な網膜反射
像が得られ、顕著な網膜反射像が撮影できる。
【図１】この発明の実施例１による運転者撮影装置を示
す構成図である。
す構成図である。
【図２】この発明の実施例１による運転者撮影装置によ
り撮像された運転者の撮影画像を示す説明図である。
り撮像された運転者の撮影画像を示す説明図である。
【図３】この発明の実施例１による運転者撮影装置によ
り処理された運転者の撮影画像を示す説明図である。
り処理された運転者の撮影画像を示す説明図である。
【図４】この発明の実施例２による運転者撮影装置を示
す構成図である。
す構成図である。
【図５】この発明の実施例２に係わる赤外線ＬＥＤ、Ｂ
ＰＦ、及び外乱光の特性を示す特性図である。
ＰＦ、及び外乱光の特性を示す特性図である。
【図６】この発明の実施例３による運転者撮影装置を示
す構成図である。
す構成図である。
【図７】この発明の実施例３に係わるランプ、及びＢＰ
Ｆの特性を示す特性図である。
Ｆの特性を示す特性図である。
【図８】この発明の実施例４による運転者撮影装置を示
す構成図である。
す構成図である。
【図９】この発明の実施例４に係わるＬＥＤの発光中心
波長と温度との関係を示す特性図である。
波長と温度との関係を示す特性図である。
【図１０】この発明の実施例４に係わるＢＰＦの波長特
性を示す特性図である。
性を示す特性図である。
【図１１】この発明の実施例６による運転者撮影装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図１２】この発明の実施例６に係わるＬＥＤの発光中
心波長と温度との関係を示す特性図である。
心波長と温度との関係を示す特性図である。
【図１３】この発明の実施例７による運転者撮影装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図１４】この発明の実施例９による運転者撮影装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図１５】この発明の実施例９による運転者撮影装置の
動作を説明するタイミングチャートである。
動作を説明するタイミングチャートである。
【図１６】この発明の実施例１０による運転者撮影装置
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図１７】この発明の実施例１０による運転者撮影装置
の動作を説明するタイミングチャートである。
の動作を説明するタイミングチャートである。
【図１８】この発明の実施例１２による運転者撮影装置
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図１９】この発明の実施例１２による運転者撮影装置
の動作を説明するタイミングチャートである。
の動作を説明するタイミングチャートである。
【図２０】この発明の実施例１３による運転者撮影装置
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２１】この発明の実施例１３による運転者撮影装置
の動作を説明するタイミングチャートである。
の動作を説明するタイミングチャートである。
【図２２】この発明の実施例１４による運転者撮影装置
の動作を説明するタイミングチャートである。
の動作を説明するタイミングチャートである。
【図２３】この発明の実施例１６による運転者撮影装置
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２４】この発明の実施例１６に係わる第２のＢＰＦ
の波長特性を示す特性図である。
の波長特性を示す特性図である。
【図２５】この発明の実施例１７による運転者撮影装置
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２６】この発明の実施例１８による運転者撮影装置
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２７】この発明の実施例１９による運転者撮影装置
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２８】この発明の実施例２０による運転者撮影装置
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２９】この発明の実施例２１による運転者撮影装置
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図３０】この発明の実施例２１による運転者撮影装置
の動作を説明するタイミングチャートである。
の動作を説明するタイミングチャートである。
【図３１】従来の運転者撮影装置を示す構成図である。
【図３２】従来の運転者撮影装置により撮像された運転
者の撮影画像を示す説明図である。
者の撮影画像を示す説明図である。
【図３３】運転者撮影装置における外乱光による影響を
説明する説明図である。
説明する説明図である。
１ 運転者 ６ 瞳孔 １０ ＣＣＤカメラ １１ シャッタ １２ シャッタ駆動回路 １３ ＣＣＤカメラ ２０ 赤外線ＬＥＤ ２０ａ ＬＥＤ ２０ｂ ＬＥＤ ２０ｃ ＬＥＤ ２１ ＬＥＤ駆動回路 ２２ ランプ ２３ ランプ駆動回路 ２４ 光電変換素子 ２５ 照度センサ ２６ ＬＥＤ駆動回路 ２７ ＬＥＤ ３０ ハーフミラー ３１ ハーフミラー ４０ ＢＰＦ ４０ａ ＢＰＦ ４０ｂ ＢＰＦ ４０ｃ ＢＰＦ ４１ フィルタ切り換え回路 ４２ 温度センサ ４３ ＢＰＦ ５０ 超音波送信機 ５１ 超音波受信機 ５２ 測距回路 ６０ タイミング発生回路 ６１ フレームメモリ１ ６２ フレームメモリ２ ６３ 差分回路 ６４ フレームメモリ３ １００ 運転者挙動検出回路 ６００ 画像処理手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森廣 義晴 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電 機株式会社 産業システム研究所内 (56)参考文献 特開 平７−61256（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−270711（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−32907（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−120256（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G08G 1/16 B60K 28/06
Claims (15)
- 【請求項１】 車室内の運転者を照明する照明手段、及
び上記運転者の顔面を含む所定の領域を撮影できる位置
に設置し、上記運転者の像を入力する光入力手段を備え
た運転者撮影装置において、上記運転者の標準的な顔面
位置を基準にして、上記照明手段の照明光照射方向と、
上記運転者と上記光入力手段とを結ぶ光軸とが、少なく
とも上記運転者近傍においてほぼ同軸になるように、上
記照明手段と上記光入力手段とを設置するとともに、上
記光軸を通って上記光入力手段に入力する上記照明手段
からの光に対する外乱光の影響を除去または制限する外
乱光制限手段を設けたことを特徴とする運転者撮影装
置。 - 【請求項２】 外乱光制限手段は、運転者を照明する照
明手段からの照明光を所定の波長とするとともに、運転
者と光入力手段とを結ぶ光軸上に、上記照明光を通過さ
せ、外乱光を制限するフィルタを設けて構成したことを
特徴とする請求項１記載の運転者撮影装置。 - 【請求項３】 外乱光制限手段は、運転者を照明する照
明手段からの照明光を所定の波長とするとともに、光入
力手段を上記特定の波長近傍にのみ感度をもつもので構
成したことを特徴とする請求項１記載の運転者撮影装
置。 - 【請求項４】 照明手段の中心波長の変化に対応して、
上記中心波長のずれの影響を補償する波長特性補償手段
を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
に記載の運転者撮影装置。 - 【請求項５】 異なる波長特性を持つフィルタを複数個
備え、照明手段の中心波長の変化に対応して上記フィル
タを切り換えるようにした請求項２記載の運転者撮影装
置。 - 【請求項６】 照明手段を異なる波長特性を持つ複数個
の単色発光素子で構成し、フィルタの波長特性に近い特
性を持つ上記単色発光素子を、上記単色発光素子の中心
波長の変化に対応して切り換えるようにした請求項２記
載の運転者撮影装置。 - 【請求項７】 波長感度の異なる光入力手段を複数個備
え、照明手段の中心波長の変化に対応して上記光入力手
段を切り換えるようにした請求項３記載の運転者撮影装
置。 - 【請求項８】 外乱光制限手段は、照明光の有無を制御
する照明光制御手段、及び上記照明光が有の場合の運転
者の画像と照明光が無の場合の運転者の画像、あるいは
上記両画像の差を取って生成された画像を出力する画像
処理手段を有することを特徴とする請求項１ないし７の
いずれかに記載の運転者撮影装置。 - 【請求項９】 光入力手段は、照明光の有無にあわせて
所定時間だけ運転者の像を入力する光入力制御手段を有
することを特徴とする請求項８記載の運転者撮影装置。 - 【請求項１０】 光入力制御手段は、照明光の有無にま
たがり連続して所定時間だけ運転者の像を入力すること
を特徴とする請求項９記載の運転者撮影装置。 - 【請求項１１】 第１の光入力手段と第２の光入力手段
を備え、外乱光制限手段は、運転者を照明する照明手段
からの照明光を所定の波長とするとともに、運転者と第
１の光入力手段とを結ぶ光軸上に設けられた、上記特定
の波長の光を通過させる第１のフィルタと、運転者と第
２の光入力手段とを結ぶ光軸上に設けられた、上記照明
光とは異なる波長の光を通過させる第２のフィルタと、
上記各光入力手段で得られた各画像、あるいは上記各画
像の差を取って生成された画像を出力する画像処理手段
とを備えたことを特徴とする請求項１記載の運転者撮影
装置。 - 【請求項１２】 外乱光制限手段は、車室内の照度によ
り照明光の強さを変える手段を有することを特徴とする
請求項１ないし１１のいずれかに記載の運転者撮影装
置。 - 【請求項１３】 照明光照射方向と光入力手段の光軸と
が、運転者近傍においてほぼ同軸になるように配置され
た第１の照明手段、第１の照明手段と異なる位置に設置
し、運転者を照明する第２の照明手段、及び車室内の照
度により第２の照明手段における照明光の強さを変える
手段を有することを特徴とする請求項２ないし１１のい
ずれかに記載の運転者撮影装置。 - 【請求項１４】 外乱光制限手段は、運転者と照明手段
との距離を測定する測距手段を有し、照明手段は上記距
離により照明光の強さを変えることを特徴とする請求項
１ないし１３のいずれかに記載の運転者撮影装置。 - 【請求項１５】 車室内の運転者を照明する照明手段、
及び上記運転者の顔面を含む所定の領域を撮影できる位
置に設定し、上記運転者の像を入力する光入力手段を備
えた運転者撮影装置において、上記運転者の標準的な顔
面位置を基準にして、第１の照明手段の照明光照射方向
と、上記運転者と上記光入力手段とを結ぶ光軸とが、少
なくとも上記運転者近傍においてほぼ同軸になるよう
に、第１の照明手段と上記光入力手段とを設置し、第１
の照明手段と同程度の照度となる第２の照明手段を、第
１の照明手段と異なる位置に設置するとともに、上記光
軸を通って上記光入力手段に入力する上記両照明手段か
らの光に対する外乱光の影響を除去または制限する外乱
光制限手段を設け、第１の照明手段により撮影された運
転者の画像と第２の照明手段により撮影された運転者の
画像との差画像を得て、第１の照明手段により撮影され
た運転者の瞳孔部分以外の画像に対する照明光による影
響を除去または制限するようにしたことを特徴とする運
転者撮影装置。
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