WO2019155766A1 - カメラおよび乗員検知システム - Google Patents

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WO2019155766A1
WO2019155766A1 PCT/JP2018/046474 JP2018046474W WO2019155766A1 WO 2019155766 A1 WO2019155766 A1 WO 2019155766A1 JP 2018046474 W JP2018046474 W JP 2018046474W WO 2019155766 A1 WO2019155766 A1 WO 2019155766A1
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和也 田村
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ミツミ電機株式会社
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    • G03B2215/0592—Diffusors, filters or refraction means installed in front of light emitter

Definitions

  • the present invention generally relates to a camera used to detect an occupant in a vehicle and an occupant detection system using the camera, and more specifically, distributes infrared light to a front seat area in the vehicle.
  • the present invention relates to a camera including a first light distribution member for distributing light and a second light distribution member for distributing infrared light to a rear seat area in a vehicle, and an occupant detection system using the camera.
  • Patent Document 1 discloses an infrared light irradiating unit for irradiating an infrared light into a vehicle and an imaging unit that images a front seat in the vehicle irradiated with infrared light from the infrared light irradiating unit. And an image recognition unit for recognizing an occupant seated in a front seat in the vehicle based on an image acquired by the imaging unit.
  • the detection device of Patent Literature 1 can detect the presence or absence of an occupant seated on a front seat in a vehicle and the posture and physique of the occupant based on an image acquired by an imaging unit.
  • the ECU electronic control unit
  • the airbag of the vehicle determines whether or not to deploy the airbag provided in the front seat of the vehicle and controls the deployment of the airbag. Can be executed.
  • the infrared light irradiation unit and the imaging unit of such a detection device are provided on the ceiling in front of the front seat of the vehicle, and from the front upper side to the driver seat and the passenger seat of the vehicle. Infrared light is used for imaging.
  • Airbags installed in the rear seats of vehicles are installed in side doors for the rear seats of vehicles, and are installed on side airbags, curtain airbags, and parts in front of passengers' knees to alleviate impact from the side of the vehicle. And a knee airbag or the like for reducing the impact on the knee.
  • rear seat airbags, especially side airbags are almost standard equipment, and in countries such as Japan, the United States, and China, it is increasingly common to install airbags in the rear seat. It is expected to be.
  • the distance from the infrared light irradiation unit to the front seat is red. It becomes shorter than the distance from an external light irradiation part to a rear seat.
  • the illuminance of light is proportional to 1 / square of the distance from the light source, it is uniform from the infrared light irradiation unit provided in one place as shown in FIG.
  • the illuminance of the infrared light in the rear seat area is significantly lower than the illuminance of the infrared light in the front seat area.
  • FIG. 2 shows an infrared light irradiation area when uniform infrared light is irradiated to the front seat area and the rear seat area from an infrared light irradiation section provided in one place. If the distance from the infrared light irradiation part to the head of the front seat occupant is 450 mm and the distance to the head of the rear seat occupant is 1050 m, the illuminance is proportional to the square of the distance. If the illuminance at the head of the occupant seated in the front seat is 1, the illuminance at the head of the occupant seated in the rear seat is 0.18.
  • the occupant seated in the front seat appears bright and the occupant seated in the rear seat appears dark. For this reason, the detection accuracy of the occupant seated in the front seat is high, but the detection accuracy of the occupant seated in the back seat is low.
  • the irradiation intensity of the infrared light irradiation unit is increased so that the passenger seated in the rear seat appears sufficiently bright, the passenger seated in the front seat is required in the image obtained by the imaging unit Depending on the dynamic range of the sensor device of the image pickup unit, whiteout occurs and the accuracy of detection of an occupant seated on the front seat decreases.
  • the heat generation amount of the infrared light irradiation unit increases, and the heat from the infrared light irradiation unit causes the optical components (lenses, etc.) of the imaging optical system of the imaging unit.
  • the infrared light irradiating unit itself is heated and the image quality of the image acquired by the imaging unit is deteriorated, and as a result, the detection accuracy of the occupant decreases.
  • the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a first light distribution member for distributing infrared light to a front seat area in the vehicle, and infrared light to the vehicle.
  • a second light distribution member for distributing light to the rear seat area, and an average value of the illuminance of infrared light in the front seat area and an average value of the illuminance of infrared light in the rear seat area And an occupant detection system using the camera configured to be substantially equal to each other.
  • a camera that is disposed in a vehicle and used to detect an occupant in the vehicle, An infrared light irradiation unit for irradiating infrared light; A first light distribution member for distributing the infrared light irradiated from the infrared light irradiation unit to a front seat area in the vehicle; A second light distribution member for distributing the infrared light irradiated from the infrared light irradiation unit to a rear seat area in the vehicle; An imaging unit for imaging the inside of the vehicle irradiated with the infrared light distributed by the first light distribution member and the infrared light distributed by the second light distribution member; Prepared, The first light distribution member and the second light distribution member include an average value of the illuminance of the infrared light in the front seat area and an average value of the illuminance of the infrared light in the rear seat area.
  • the first light distribution member and the second light distribution member include the average value of the illuminance of the infrared light in the front seat area and the infrared light in the rear seat area.
  • the camera according to (1) wherein a difference between the average value of the illuminance and the average value of the infrared light in the front seat area is 10% or less.
  • the infrared light irradiation unit includes a first infrared LED for irradiating the infrared light distributed to the front seat area, and the infrared light distributed to the rear seat area.
  • the first light distribution member is a diffusion plate provided in front of the first infrared LED
  • the second light distribution member includes the light guide part provided in front of the second infrared LED and the light distribution lens provided in front of the light guide part. camera.
  • the first light distribution member includes a light guide part provided in front of the first infrared LED, and a light distribution lens provided in front of the light guide part
  • the second light distribution member includes the light guide part provided in front of the second infrared LED and the light distribution lens provided in front of the light guide part. camera.
  • the light guide path component included in the first light distribution member and the light guide path component included in the second light distribution member are integrated by a connection component, The camera according to (5), wherein the light distribution lens included in the first light distribution member and the light distribution lens included in the second light distribution member are integrated.
  • the light distribution lens of the first light distribution member is provided only at a position in the front seat area where a face and a shoulder of an occupant seated on the front seat in the vehicle are expected to be positioned.
  • the infrared light irradiation unit is composed of one infrared LED
  • the first light distribution member is a reflector provided to surround the infrared LED
  • the second light distribution member includes the light guide part provided in front of the infrared LED and the light distribution lens provided in front of the light guide part. Camera.
  • An occupant detection system used to detect an occupant in a vehicle The camera according to any one of the above (1) to (9);
  • An occupant detection system comprising: a calculation unit that detects the occupant in the vehicle based on an image acquired by the camera.
  • the camera of the present invention includes a first light distribution member for distributing infrared light irradiated from the infrared light irradiation unit to a front seat area in the vehicle, and red emitted from the infrared light irradiation unit.
  • a second light distribution member for distributing external light to a rear seat area in the vehicle. Therefore, the average value of the illuminance of infrared light in the front seat area and the average value of the illuminance of infrared light in the rear seat area can be made substantially equal.
  • the brightness of the front seat area and the brightness of the rear seat area are substantially equal, and the passenger seated in the driver seat and / or the passenger seat included in the front seat area And the detection of the occupant seated in the rear seat included in the rear seat area can be accurately executed.
  • infrared light is selectively distributed to the front seat area and the rear seat area in the vehicle by the first light distribution member and the second light distribution member. Therefore, by increasing the infrared light irradiation intensity of the infrared light irradiation part, the rear seat area can be obtained without increasing the irradiation intensity of the infrared light irradiation part as compared with the case where the entire interior of the vehicle is sufficiently brightened. Can be bright enough. Therefore, heat generation from the infrared light irradiation unit can be suppressed, and deterioration in image quality due to heat generated from the infrared light irradiation unit can be prevented. As a result, it is possible to prevent a decrease in the accuracy of both detection for an occupant seated in the front seat area and detection for an occupant seated in the rear seat area.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for illustrating an arrangement of an imaging unit and an infrared light irradiation unit in a vehicle.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing an infrared light irradiation area when infrared light is uniformly irradiated into the vehicle.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically showing the camera and the occupant detection system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of the camera according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the internal structure of the camera shown in FIG. 6 shows the configuration of the first light distribution member and the second light distribution member of the camera shown in FIG. 4, and the infrared light is distributed by the first light distribution member and the second light distribution member.
  • FIG. 7 shows the configurations of the first light distribution member and the second light distribution member of the camera according to the second embodiment of the present invention, and the infrared light by the first light distribution member and the second light distribution member. It is the schematic for showing the front seat area and the rear seat area where light was distributed.
  • FIG. 8 is a schematic view showing a modification of the camera according to the second embodiment of the present invention shown in FIG.
  • FIG. 9 shows the configurations of the first light distribution member and the second light distribution member of the camera according to the third embodiment of the present invention, and the infrared light by the first light distribution member and the second light distribution member. It is the schematic for showing the front seat area and the rear seat area where light was distributed.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically showing the camera and the occupant detection system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of the camera according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the internal structure of the camera shown in FIG. 6 shows the configuration of the first light distribution member and the second light distribution member of the camera shown in FIG. 4, and the infrared light is distributed by the first light distribution member and the second light distribution member. It is the schematic for showing a front seat area and a rear seat area.
  • FIGS. 4 and 5 the upper side of FIGS. 4 and 5 is referred to as “upper” or “upper”, the lower side is referred to as “lower” or “lower”, and the right front side of the page is referred to as “front side” or “front”.
  • the left side of the paper is called “rear side” or “rear side”.
  • the occupant detection system 100 shown in FIG. 3 is used to detect an occupant in the vehicle.
  • the occupant detection system 100 includes a camera 1 for photographing the inside of the vehicle, an occupant detection ECU (electronic control unit) 200 for detecting an occupant in the vehicle based on an image acquired by the camera 1, and including.
  • the occupant detection system 100 and the camera 1 of the present invention will be described in detail as being used in a vehicle having one row of rear seats. It can also be used in a vehicle having a plurality of rows of rear seats (for example, a wagon type vehicle).
  • the camera 1 has a ceiling in front of the front seats (driver's seat and passenger seat) in the vehicle, that is, an overhead console near the ceiling center of the vehicle (for example, an imaging unit and an infrared light irradiation unit in FIG. 1). And is used for photographing the front seat area and the rear seat area in the vehicle irradiated with infrared light.
  • the “front seat area” refers to an area in front of the vehicle that covers a place where the face and shoulders of a passenger seated in the driver's seat or passenger seat, which are the front seats of the vehicle, may be located.
  • the term "rear seat area” means the area behind the vehicle that covers where the faces and shoulders of passengers seated in the rear seat area behind the front seat of the vehicle will be located. .
  • the camera 1 includes a case 2, a substrate 3 provided in the case 2, a first infrared LED 4 a and a second infrared ray provided on the first surface of the substrate 3.
  • Infrared light irradiation unit 4 including LED 4b, first light distribution member 5a provided in front of first infrared LED 4a, and second light distribution member 5b provided in front of second infrared LED 4b
  • the cover glass 6 provided in front of the first light distribution member 5 a and the second light distribution member 5 b and exposed to the outside from the substantially rectangular opening 21 on the front surface of the case 2, and the first of the substrate 3
  • the image sensor 7 provided on the surface of the image sensor 7, the imaging optical system 8 provided in front of the image sensor 7 and exposed to the outside from the circular opening 22 on the front surface of the case 2, and the second surface of the substrate 3
  • a connector 9 provided in the connector.
  • An optical image inside the vehicle irradiated with infrared light from the first infrared LED 4 a and the second infrared LED 4 b of the infrared light irradiation unit 4 is formed on the imaging surface of the image sensor 7 by the imaging optical system 8. . Furthermore, the optical image formed on the imaging surface of the image sensor 7 is imaged by the image sensor 7, and an in-vehicle image irradiated with infrared light is acquired. Therefore, in the camera 1, the image sensor 7 and the imaging optical system 8 constitute an imaging unit for imaging the inside of the vehicle irradiated with the infrared light from the first infrared LED 4a and the second infrared LED 4b. .
  • the case 2 has a substantially cubic shape, and has a function of housing each component of the camera 1 therein.
  • a substantially rectangular opening 21 for fitting the cover glass 6 and a circular opening 22 for exposing the front end side of the imaging optical system 8 to the outside of the case 2 are formed in the upper front portion of the case 2.
  • a wiring opening 23 for inserting a wiring connected to the connector 9 is formed on one side surface of the case 2 in order to provide a wired connection with the occupant detection ECU 200.
  • the substrate 3 is a substantially square plate-like member, and the first surface faces the front surface of the case 2 and the second surface faces the rear surface of the case 2.
  • An infrared light irradiation unit 4 is mounted on the upper side of the first surface of the substrate 3, and an image sensor 7 is provided on a portion of the first surface of the substrate 3 below the infrared light irradiation unit 4. It is installed.
  • a connector 9 is mounted on the second surface of the substrate 3. Data and signals are exchanged between the occupant detection ECU 200 and each component (infrared light irradiation unit 4 and image sensor 7) of the camera 1 mounted on the substrate 3 on the second surface of the substrate 3. This is executed via the wiring connected to the connector 9.
  • power for driving each component of the camera 1 is supplied to each component of the camera 1 via wiring connected to the connector 9 on the second surface of the substrate 3.
  • the infrared light irradiation unit 4 has a function of irradiating the vehicle with infrared light, and is mounted on the first surface of the substrate 3.
  • the infrared light irradiation unit 4 is distributed to the first infrared LED 4a for irradiating the infrared light distributed to the front seat area in the vehicle and the rear seat area in the vehicle.
  • a second infrared LED 4b for irradiating the infrared light.
  • the first infrared LED 4a and the second infrared LED 4b are the same infrared LED and have the same performance.
  • the first infrared LED 4 a and the second infrared LED 4 b irradiate infrared light according to a signal transmitted from the occupant detection ECU 200 via a wiring connected to the connector 9. Specifically, the first infrared LED 4 a and the second infrared LED 4 b irradiate infrared light in accordance with the imaging timing of the camera 1.
  • the first light distribution member 5a has a function of distributing the infrared light emitted from the first infrared LED 4a to the front seat area in the vehicle.
  • the first light distribution member 5 a is a diffusion plate provided in front of the first infrared LED 4 a of the infrared light irradiation unit 4 and is fitted into the substantially rectangular opening 21 on the front surface of the case 2.
  • the cover glass 6 is fixed on the back surface (the surface facing the first surface of the substrate 3) by a fixing tool such as a screw.
  • the first light distribution member 5a diffuses the irradiated infrared light when the first light distribution member 5a is irradiated with infrared light from the first infrared LED 4a, and the front part in the vehicle It is configured to distribute light to the seating area.
  • the infrared light diffused by the first light distribution member 5a passes through the cover glass 6 and is distributed to the front seat area in the vehicle.
  • the second light distribution member 5b has a function of distributing the infrared light emitted from the second infrared LED 4b to the rear seat area in the vehicle.
  • the second light distribution member 5b includes a light guide part 51b provided in front of the second infrared LED 4b and a light distribution lens 52b provided in front of the light guide part 51b.
  • the light guide path component 51b has a function as a light guide path for guiding the infrared light emitted from the second infrared LED 4b to the light distribution lens 52b, and is bonded by an adhesive or fixed by an arbitrary fixing tool.
  • the second infrared LED 4b and the light distribution lens 52b are fixed.
  • the light distribution lens 52b is configured to distribute the infrared light emitted from the second infrared LED 4b and guided by the light guide path component 51b to the rear seat area in the vehicle.
  • the infrared light that has passed through the light distribution lens 52b of the second light distribution member 5b passes through the cover glass 6 and is distributed to the rear seat area in the vehicle.
  • the first light distribution member 5a (diffusion plate), and the light guide path component 51b and the light distribution lens 52b of the second light distribution member 5b are transparent with respect to light having a wavelength in the infrared region. It can comprise using transparent materials, such as glass and transparent resin.
  • the infrared light emitted from the first infrared LED 4a is diffused by the first light distribution member (diffusion plate) 5a and distributed to the front seat area in the vehicle. Further, the infrared light emitted from the second infrared LED 4b passes through the light guide part 51b of the second light distribution member 5b, and then is distributed in the vehicle by the light distribution lens 52b of the second light distribution member 5b. Light is distributed to the rear seat area.
  • the average value of the illumination intensity of the infrared light in a front seat area and the average value of the illumination intensity of the infrared light in a rear seat area are substantially equal. It is comprised so that it may become.
  • the first light distribution member 5a and the second light distribution member 5b are the average value of the illuminance of infrared light in the front seat area and the average of the illuminance of infrared light in the rear seat area.
  • the difference between the values is preferably configured to be 10% or less of the average value of the illuminance of infrared light in the front seat area, and more preferably configured to be 5% or less, More preferably, it is configured to be 1% or less.
  • Such a feature is that when the first light distribution member 5a and the second light distribution member 5b are designed, the infrared light diffusion performance of the first light distribution member 5a (diffusion plate) and the second light distribution member. This is realized by adjusting the light distribution performance of the 5b light distribution lens 52b.
  • the average value of the illuminance of infrared light in the front seat area in the vehicle and the rear seat in the vehicle The average value of the illuminance of infrared light in the area can be made substantially equal. Therefore, the brightness of the front seat area and the brightness of the rear seat area in the image acquired by imaging the inside of the vehicle irradiated with infrared light with the imaging unit (imaging optical system 8 and image sensor 7). Are substantially equal.
  • the occupant detection ECU 200 is seated in the driver seat and / or the passenger seat included in the front seat area using such an image in which the brightness of the front seat area and the brightness of the rear seat area are substantially equal.
  • Both detection of an occupant and detection of an occupant seated in a rear seat included in the rear seat area are executed.
  • both the detection of the occupant seated in the driver seat and / or the passenger seat included in the front seat area and the detection of the occupant seated in the rear seat included in the rear seat area are accurately executed. be able to.
  • the infrared light irradiation part 4 (1st infrared LED 4a and 2nd infrared LED 4b), the 1st light distribution member 5a, and the 2nd light distribution member 5b are the infrared light in a front seat area.
  • the average value of illuminance and the average value of illuminance of infrared light in the rear seat area are preferably 40 mW or more, and more preferably 60 mW or more.
  • Infrared light irradiation unit 4 and first light distribution member so that the average value of the illuminance of infrared light in the front seat area and the average value of the illuminance of infrared light in the rear seat area are equal to or greater than the above values.
  • the front seat area and the rear seat area are sufficient for the occupant detection ECU 200 to execute processing for occupant detection. It becomes brighter to the extent. Therefore, both the detection of the occupant seated in the driver seat and / or the passenger seat included in the front seat area and the detection of the occupant seated in the rear seat included in the rear seat area should be accurately performed. Can do.
  • the cover glass 6 is fitted in a substantially rectangular opening 21 formed on the front surface of the case 2.
  • the cover glass 6 protects the first light distribution member 5a or the second light distribution member 5b and prevents dust and dirt from entering the camera 1.
  • the infrared light irradiated from the infrared light irradiation unit 4 and passed through the first light distribution member 5a or the second light distribution member 5b passes through the cover glass 6 and is distributed into the vehicle.
  • the cover glass 6 is made of a transparent material such as transparent glass or transparent resin that is transmissive to light having a wavelength in the infrared region, like the first light distribution member 5a and the second light distribution member 5b. be able to.
  • the image sensor 7 has a function of capturing an optical image formed by the imaging optical system 8 provided in front of the image sensor 7 and acquiring an in-vehicle image irradiated with infrared light. It is mounted on the lower side of the infrared light irradiation unit 4 on the first surface.
  • the image sensor 7 is a monochrome sensor configured to be able to image infrared light, and is formed by the imaging optical system 8 according to a signal transmitted from the occupant detection ECU 200 via a wiring connected to the connector 9. An optical image is taken and an image is acquired. Imaging by the image sensor 7 is based on a signal transmitted from the occupant detection ECU 200, at an arbitrary timing such as when the car engine is started, or at a predetermined time interval during driving (for example, once every 10 minutes). Is executed.
  • the image acquired by the image sensor 7 is transmitted to the occupant detection ECU 200 via the wiring connected to the connector 9.
  • the image sensor 7 is not particularly limited as long as it is a black and white sensor capable of capturing infrared light.
  • a CMOS image sensor or a CCD image sensor can be used as the image sensor 7.
  • the imaging optical system 8 includes one or more lenses and an optical element such as a diaphragm, and is provided in front of the image sensor 7.
  • the front end side of the imaging optical system 8 is exposed to the outside of the case 2 through a circular opening 22 on the front surface of the case 2.
  • the optical image formed by the imaging optical system 8 is formed on the imaging surface of the image sensor 7.
  • the imaging optical system 8 is configured to exhibit high resolving power with respect to light having a wavelength in the infrared region.
  • the imaging optical system 8 is a wide-angle lens that is configured so that the total angle of view in the horizontal direction is 120 ° or more so that a wide area including the front seat area and the rear seat area in the vehicle can be imaged. is there.
  • the connector 9 is mounted on the second surface of the substrate 3 and has a function of providing a wired connection between the camera 1 and the occupant detection ECU 200. As shown in FIG. 4, the connector 9 is exposed to the outside of the case 2 through a wiring opening 23 formed on the side surface of the case 2, and wiring from the occupant detection ECU 200 passes through the wiring opening 23.
  • To the connector 9. As described above, exchange of data and signals between the occupant detection ECU 200 and each component (infrared light irradiation unit 4 and image sensor 7) of the camera 1 mounted on the board 3 is connected to the connector 9. It is executed via wiring from the occupant detection ECU 200. In addition, electric power for driving each component of the camera 1 is supplied to each component of the camera 1 through wiring connected to the connector 9. It should be noted that exchange of data and signals between other ECUs provided in the vehicle (for example, an ECU that executes control of the entire vehicle or an airbag control ECU 400) and each component of the camera 1 Via the wiring connected to the connector 9.
  • the camera 1 of the present invention includes the first light distribution member 5a and the second light distribution member 5b, the infrared light in the front seat area in the vehicle is captured when the camera 1 is photographed.
  • the average value of the illuminance of light and the average value of the illuminance of infrared light in the rear seat area in the vehicle can be made substantially equal. Therefore, the brightness of the front seat area and the rear seat area in the image obtained by imaging the inside of the vehicle irradiated with infrared light with the imaging unit (image sensor 7 and imaging optical system 8) of the camera 1 Is approximately equal to the brightness.
  • the occupant detection ECU 200 is seated in the driver seat and / or the passenger seat included in the front seat area by using an image in which the brightness of the front seat area and the brightness of the rear seat area are substantially equal. Both detection of an occupant and detection of an occupant seated in a rear seat included in the rear seat area are executed. This improves the accuracy of both detection of the passenger seated in the driver seat and / or passenger seat included in the front seat area and detection of the passenger seated in the rear seat included in the rear seat area. be able to.
  • infrared light is selectively distributed to the front seat area and the rear seat area in the vehicle by the first light distribution member 5a and the second light distribution member 5b. . Therefore, by increasing the irradiation intensity of the infrared light of the infrared light irradiation unit 4, the rear part can be obtained without increasing the irradiation intensity of the infrared light irradiation unit 4 compared to the case where the entire interior of the vehicle is sufficiently brightened.
  • the seating area can be made sufficiently bright.
  • the occupant detection ECU 200 is one of various ECUs mounted in the vehicle.
  • the occupant detection ECU 200 is described as a single ECU.
  • the occupant detection ECU 200 is implemented in a single ECU that integrally executes control related to various devices (engines, airbags, etc.) related to the vehicle. May be.
  • the occupant detection ECU 200 is wired to the camera 1 as described above. Further, the occupant detection ECU 200 forms an in-vehicle network (CAN: Controller Area Network) 300 together with other ECUs mounted in the vehicle.
  • CAN Controller Area Network
  • the occupant detection ECU 200 receives an image acquired by the camera 1 via a wire connected to the connector 9 of the camera 1, the occupant detection ECU 200 and an occupant seated in a driver seat and / or a passenger seat included in the front seat area Detecting the passenger seated in the rear seat included in the rear seat area.
  • the detection result of the occupant in the vehicle by the occupant detection ECU 200 is transmitted to the airbag control ECU 400 connected via the in-vehicle network 300.
  • the airbag control ECU 400 determines whether or not to deploy the airbag provided in the front seat (driver's seat and front passenger seat) and the rear seat at the time of the accident and controls the deployment of the airbag. be able to.
  • the occupant detection ECU 200 includes a calculation unit 210 for performing control of the camera 1, processing for detecting an occupant in the vehicle, and other necessary processing, and various processing by the calculation unit 210. And a memory 220 that stores data, programs, modules, and the like necessary for executing.
  • the calculation unit 210 executes processing of the occupant detection ECU 200 by using data, programs, modules, and the like stored in the memory 220.
  • the arithmetic unit 210 includes, for example, one or more microprocessors, a microcomputer, a microcontroller, a digital signal processor (DSP), a central processing unit (CPU), a memory control unit (MCU), an image processing processing unit (GPU). ), A state machine, a logic circuit, an application specific integrated circuit (ASIC), or a combination thereof, an arithmetic unit that executes arithmetic processing such as signal manipulation based on computer readable instructions.
  • the computing unit 210 is configured to fetch computer readable instructions (eg, data, programs, modules, etc.) stored in the memory 220 and perform signal operations and controls.
  • the memory 220 includes a volatile storage medium (for example, RAM, SRAM, DRAM), a nonvolatile storage medium (for example, ROM, EPROM, EEPROM, flash memory, hard disk, optical disk, CD-ROM, digital versatile disk (DVD), A removable or non-removable computer readable medium comprising a magnetic cassette, magnetic tape, magnetic disk), or a combination thereof.
  • a volatile storage medium for example, RAM, SRAM, DRAM
  • a nonvolatile storage medium for example, ROM, EPROM, EEPROM, flash memory, hard disk, optical disk, CD-ROM, digital versatile disk (DVD), A removable or non-removable computer readable medium comprising a magnetic cassette, magnetic tape, magnetic disk), or a combination thereof.
  • the memory 220 stores a plurality of modules that can be executed by the arithmetic unit 210.
  • Each of the modules stored in the memory 220 is a computer-readable instruction executable by the arithmetic unit 210 such as a routine, application, program, algorithm, library, object, component, data structure, or a combination thereof. is there.
  • the memory 220 controls the camera 1 and uses the camera control module 221 for causing the camera 1 to perform shooting at an arbitrary timing or a predetermined time interval, and an image acquired by the camera 1 to be used in the front seat area.
  • the other module 223 for performing the above processing and control is stored.
  • the calculation unit 210 can execute a desired process by using each module stored in the memory 220.
  • the camera control module 221 is used for the calculation unit 210 to perform processing such as imaging of the camera 1 at an arbitrary timing or a predetermined time interval. Specifically, the calculation unit 210 uses the camera control module 221 in the memory 220 to instruct the infrared light irradiation unit 4 of the camera 1 to irradiate infrared light. By instructing the sensor 7 to take an image, the camera 1 can image the inside of the vehicle. An image acquired by the camera 1 is transmitted to the occupant detection ECU 200 via a wire connected to the connector 9 of the camera 1.
  • the calculation unit 210 may be set at an arbitrary timing such as a timing when the vehicle engine is started or when a vehicle door is opened or closed, or a predetermined time interval during driving (for example, once every 10 minutes, one time per hour). And the like, the camera control module 221 is used to cause the camera 1 to image the inside of the vehicle.
  • the occupant detection module 222 uses the image acquired by the arithmetic unit 210 by the camera 1 and uses a driver seat and / or a passenger seat included in the front seat area and a rear portion included in the rear seat area. Used to perform detection for occupants seated in the seat.
  • the method for detecting an occupant in a vehicle that is executed by the calculation unit 210 using the occupant detection module 222 is not particularly limited, and various methods known in the art can be used to detect the driver's seat included in the front seat area and / or An occupant seated in the passenger seat and an occupant seated in the rear seat included in the rear seat area can be detected.
  • the calculation unit 210 uses the occupant detection module 222 to execute face detection processing based on an arbitrary algorithm on the image acquired by the camera 1.
  • the calculation unit 210 determines that an occupant is present in the seat corresponding to the location where the face is detected. Further, when the occupant detection module 222 is used to detect the occupant's face, the calculation unit 210 determines the occupant's physique and posture based on the positional relationship between the occupant's face and the occupant's shoulder.
  • the airbag control ECU 400 determines whether or not the airbags in the front seat (driver seat and passenger seat) and the rear seat have been deployed and the deployment of the airbag when an accident occurs based on the passenger detection result received from the passenger detection ECU 200. Can be controlled.
  • the first light distribution member 5a and the second light distribution member 5b of the camera 1 average the illuminance of infrared light in the front seat area in the vehicle, and The average value of the illuminance of infrared light in the rear seat area in the vehicle is substantially equal. Therefore, in the image acquired by the camera 1, the brightness of the front seat area is substantially equal to the brightness of the rear seat area.
  • the occupant detection ECU 200 is seated in the driver seat and / or the passenger seat included in the front seat area by using an image in which the brightness of the front seat area and the brightness of the rear seat area are substantially equal. Both detection of an occupant and detection of an occupant seated on a rear seat included in the rear seat area can be performed with high accuracy.
  • the number of the first infrared LEDs 4a and the number of the second infrared LEDs 4b are one, but the present invention is not limited to this.
  • a mode in which the infrared light irradiation unit 4 includes a plurality of first infrared LEDs 4a and a plurality of second infrared LEDs 4b is also within the scope of the present invention.
  • the camera 1 includes the number of first light distribution members 5a corresponding to the number of first infrared LEDs 4a and the number of second light distribution members 5b corresponding to the number of second infrared LEDs 4b.
  • FIG. 7 shows the configurations of the first light distribution member and the second light distribution member of the camera according to the second embodiment of the present invention, and the infrared light by the first light distribution member and the second light distribution member. It is the schematic for showing the front seat area and the rear seat area where light was distributed.
  • FIG. 8 is a schematic view showing a modification of the camera according to the second embodiment of the present invention shown in FIG.
  • the camera and occupant detection system of the second embodiment will be described focusing on the differences from the camera and occupant detection system of the first embodiment, and description of similar matters will be omitted.
  • the camera and occupant detection system of the present embodiment are the same as those of the first embodiment except that the configurations of the infrared light irradiation unit, the first light distribution member, and the second light distribution member of the camera are changed. And the same as the occupant detection system.
  • the infrared light irradiation unit 4 includes two first infrared LEDs 4a and one second infrared LED 4b.
  • the two first infrared LEDs 4 a are mounted on both end sides on the first surface of the substrate 3, and the one second infrared LED 4 b is composed of two first infrared LEDs on the first surface of the substrate 3. It is mounted between the LEDs 4a.
  • the camera 1 of the present embodiment includes two first light distribution members 5a, and each of the two first light distribution members 5a corresponds to each of the two first infrared LEDs 4a. Yes.
  • Each of the first light distribution members 5a includes a light guide part 51a provided in front of the first infrared LED 4a and a light distribution lens 52a provided in front of the light guide part 51a.
  • the light guide part 51a and the light distribution lens 52a of the first light distribution member 5a are made of the same material as the light guide part 51b and the light distribution lens 52b of the second light distribution member 5b.
  • the light guide path component 51a of the first light distribution member 5a has a function as a light guide path for guiding the infrared light irradiated from the first infrared LED 4a to the light distribution lens 52a, and is bonded by an adhesive. Or, it is fixed to the first infrared LED 4a and the light distribution lens 52a by fixing with an arbitrary fixing tool.
  • the light distribution lens 52a of the first light distribution member 5a is configured to distribute the infrared light irradiated from the first infrared LED 4a and guided by the light guide path component 51a to the front seat area in the vehicle. ing.
  • each of the light distribution lenses 52 a of the two first light distribution members 5 a seats infrared light guided by the light guide path component 51 a on the front seat. It is configured so that light is distributed only to the part in the front seat area where the face and shoulders of the occupant are expected to be located.
  • the light distribution lens 52a of the first light distribution member 5a for the left first infrared LED 4a in FIG. 7 is the face and shoulder of a passenger seated in the left seat of the two front seats.
  • the infrared light guided by the light guide path component 51a is distributed only at a position in the front seat area where the position is expected to be located.
  • the light distribution lens 52a of the first light distribution member 5a for the first infrared LED 4a on the right side in FIG. 7 is the face and shoulder of the passenger seated in the right side seat among the two front seats.
  • the infrared light guided by the light guide path component 51a is distributed only at a position in the front seat area where the position is expected to be located.
  • the 1st light distribution member 5a and the 2nd light distribution member 5b are the average of the illumination intensity of the infrared light in the location where infrared light is distributed among front seat areas.
  • the value and the average value of the illuminance of infrared light in the rear seat area are substantially equal.
  • the first light distribution member 5a and the second light distribution member 5b have an average value of the illuminance of infrared light at a location where infrared light is distributed in the front seat area.
  • the difference from the average value of the illuminance of the infrared light in the rear seat area is 10% or less of the average value of the illuminance of the infrared light at the location where the infrared light is distributed in the front seat area.
  • it is configured to be 5% or less, and more preferably is configured to be 1% or less.
  • the infrared light irradiation part 4 (1st infrared LED 4a and 2nd infrared LED 4b), the 1st light distribution member 5a, and the 2nd light distribution member 5b are infrared light among front seat areas. It is preferable that the average value of the illuminance of the infrared light at the location where the light is distributed and the average value of the illuminance of the infrared light at the rear seat area are 40 mW or more, and 60 mW or more. It is more preferable that the configuration is as follows.
  • infrared light is applied only to a limited portion in the front seat area in the vehicle using the plurality of first infrared LEDs 4a and the plurality of first light distribution members 5a. Light distribution. Therefore, unlike the case where infrared light is irradiated to the entire front seat area in the vehicle using one first infrared LED 4a, the infrared light is not irradiated to places that are not required for detection of the occupant. For this reason, it is possible to brighten a portion required for occupant detection with less power consumption, which is advantageous in terms of power consumption.
  • the front seat can be used even if the irradiation intensity of each infrared light of the first infrared LED 4a is low. Of the area, a portion required for detection of an occupant can be sufficiently brightened. Therefore, an infrared LED having a low output (low irradiation intensity) can be used as the first infrared LED 4a. In general, an infrared LED having a high output is expensive.
  • the light guide part 51a or the light guide part 51b is provided for each of the first infrared LED 4a and the second infrared LED 4b.
  • the waveguide can be freely set for each infrared LED, the degree of freedom in designing the arrangement of the first infrared LED 4a and the second infrared LED 4b on the substrate 3 is increased. Space saving is possible.
  • FIG. 8 shows a modified example of the camera 1 in which the first infrared LED 4 a and the second infrared LED 4 b are mounted on the second surface of the substrate 3.
  • each light guide part 51a, 51b for each infrared LED one end is located in front of each infrared LED, and the other end is opposed to the light distribution lenses 52a, 52b provided on the back surface of the cover glass 6. It has such a substantially J-shaped shape.
  • the substrate 3 can be saved. Space becomes possible.
  • the light guide part 51a of the two first light distribution members 5a and the light guide part 51b of the second light distribution member 5b are connection parts for connecting the light guide parts 51a and 51b to each other. 53 is integrated.
  • the light distribution lens 52a of the two first light distribution members 5a and the light distribution lens 52b of the second light distribution member 5b are also integrated by bonding such as an adhesive or integral molding.
  • the number of the first infrared LEDs 4a is two.
  • the present invention is not limited to this, and an aspect in which three or more first infrared LEDs 4a are mounted on the substrate 3 is also possible. It is within the scope of the present invention.
  • the camera 1 includes a number of first light distribution members 5a corresponding to the number of first infrared LEDs 4a.
  • the number of the second infrared LEDs 4b is one, but the present invention is not limited to this, and a plurality of second infrared LEDs 4b and a plurality of second light distribution members 5b are used. Infrared light may be distributed only to locations in the rear seat area where the faces and shoulders of passengers seated in the rear seat are expected to be located.
  • the camera 1 includes the number of second light distribution members 5b corresponding to the number of the second infrared LEDs 4b, and the respective light distribution lenses 52b of the second light distribution members 5b are arranged on the rear seat. It is configured to distribute infrared light guided by the light guide path component 51b only to a portion in the rear seat area where the face and shoulder of the seated passenger are expected to be located.
  • the same effects as those of the camera 1 and the occupant detection system 100 of the first embodiment described above can be obtained.
  • FIG. 9 shows the configurations of the first light distribution member and the second light distribution member of the camera according to the third embodiment of the present invention, and the infrared light by the first light distribution member and the second light distribution member. It is the schematic for showing the front seat area and the rear seat area where light was distributed.
  • the camera and occupant detection system of the third embodiment will be described focusing on the differences from the camera and occupant detection system of the first embodiment, and descriptions of similar matters will be omitted.
  • the camera and occupant detection system of the present embodiment are the same as those of the first embodiment except that the configurations of the infrared light irradiation unit, the first light distribution member, and the second light distribution member of the camera are changed. And the same as the occupant detection system.
  • the infrared light irradiation unit 4 is composed of one infrared LED.
  • the first light distribution member 5a is a bowl-type reflector provided so as to surround the periphery of one infrared LED.
  • the curved surface of the reflector is configured to distribute infrared light irradiated from one infrared LED to the periphery to the front seat area in the vehicle.
  • the second light distribution member 5b includes a light guide part 51b provided in front of one infrared LED and a light distribution lens 52b provided in front of the light guide part 51b.
  • the light guide path component 51b functions as a light guide path for guiding infrared light near the center of one infrared LED to the light distribution lens 52b, and the light distribution lens 52b transmits the infrared light guided by the light guide path component 51b. The light is distributed to the rear seat area in the vehicle.
  • infrared light near the center of the infrared LED having a relatively high irradiation intensity is distributed to the rear seat area that is far from the infrared LED, and is irradiated from the infrared LED having a relatively low irradiation intensity to the periphery.
  • Infrared light is distributed through the reflector to the front seat area that is close to the infrared LED. Therefore, it is possible to efficiently brighten both the front seat area and the rear seat area in the vehicle using one infrared LED.
  • the same effects as those of the camera 1 and the occupant detection system 100 of the first embodiment described above can be obtained.
  • the present invention is not limited to this.
  • Each component of the present invention can be replaced with any component that can exhibit the same function, or any component of the present invention can be added to each component of the present invention.
  • FIGS. 4 to 9 are merely illustrative examples, and the present invention is not necessarily limited thereto. It is within the scope of the present invention that any component is added or combined, or any component is deleted, without departing from the principle and intention of the present invention.
  • Each component of the occupant detection system may be realized by hardware, may be realized by software, or may be realized by a combination thereof.
  • the camera of the present invention includes a first light distribution member for distributing infrared light irradiated from the infrared light irradiation unit to a front seat area in the vehicle, and red emitted from the infrared light irradiation unit.
  • a second light distribution member for distributing external light to a rear seat area in the vehicle. Therefore, the average value of the illuminance of infrared light in the front seat area and the average value of the illuminance of infrared light in the rear seat area can be made substantially equal.
  • the brightness of the front seat area and the brightness of the rear seat area can be made substantially equal in the image acquired by the imaging unit, and the driver seat included in the front seat area
  • both detection of an occupant seated in a passenger seat and detection of an occupant seated in a rear seat included in the rear seat area can be accurately performed.
  • infrared light is selectively distributed to the front seat area and the rear seat area in the vehicle by the first light distribution member and the second light distribution member. Therefore, by increasing the infrared light irradiation intensity of the infrared light irradiation part, the rear seat area can be obtained without increasing the irradiation intensity of the infrared light irradiation part as compared with the case where the entire interior of the vehicle is sufficiently brightened. Can be bright enough. Therefore, heat generation from the infrared light irradiation unit can be suppressed, and deterioration in image quality due to heat generated from the infrared light irradiation unit can be prevented. As a result, it is possible to prevent a decrease in the accuracy of both detection for an occupant seated in the front seat area and detection for an occupant seated in the rear seat area. Therefore, the present invention has industrial applicability.

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Abstract

カメラ１は、赤外光照射部４から照射された赤外光を、車両内の前部座席エリアに配光するための第１の配光部材５ａと、赤外光照射部から照射された赤外光を、車両内の後部座席エリアに配光するための第２の配光部材５ｂと、第１の配光部材５ａによって配光された赤外光および第２の配光部材５ｂによって配光された赤外光によって照射された車両内を撮像するための撮像部と、を備える。第１の配光部材５ａおよび第２の配光部材５ｂは、前部座席エリアでの赤外光の照度の平均値と、後部座席エリアでの赤外光の照度の平均値とが略等しくなるよう構成されている。

Description

カメラおよび乗員検知システム
　本発明は、一般に、車両内の乗員を検知するために用いられるカメラおよび該カメラを用いた乗員検知システムに関し、より具体的には、赤外光を車両内の前部座席エリアに配光するための第１の配光部材と、赤外光を車両内の後部座席エリアに配光するための第２の配光部材とを備えるカメラおよび該カメラを用いた乗員検知システムに関する。
　従来から、事故発生時に車両の前部座席（運転席および助手席）に設けられたエアバッグの展開の要否の判断やエアバッグの展開の制御を実行するために、車両の前部座席に着座している乗員の有無や乗員の姿勢や体格を検知することが行われている。例えば、特許文献１は、車両内に赤外光を照射するための赤外光照射部と、赤外光照射部からの赤外光によって照射された車両内の前部座席を撮像する撮像部と、撮像部により取得された画像に基づき車両内の前部座席に着座している乗員を認識するための画像認識部と、を備える検知装置を開示している。
　特許文献１の検知装置は、撮像部により取得された画像に基づいて、車両内の前部座席に着座している乗員の有無および乗員の姿勢や体格を検知することができる。このような検知装置を用いることにより、車両のエアバック制御用のＥＣＵ（電子制御ユニット）は、車両の前部座席に設けられたエアバッグの展開の要否の判断やエアバッグの展開の制御を実行することが可能となる。図１に示すように、このような検知装置の赤外光照射部および撮像部は、車両の前部座席の前方の天井に設けられており、前方上側から車両の運転席および助手席に対して赤外光を照射し、撮像を行っている。
　一方、近年の安全性重視の傾向に伴い、車両の後部座席にもエアバッグを設けることが一般化している。車両の後部座席に設けられるエアバッグとしては、車両の後部座席用のサイドドアに設けられ、車両側面からの衝撃を緩和するためのサイドエアバッグやカーテンエアバッグ、乗員の膝前の部品に設けられ、膝に対する衝撃を緩和するためのニーエアバッグ等が挙げられる。特に、欧州では、後部座席のエアバッグ、特にサイドエアバッグは、ほぼ標準装備化されており、日本、米国、中国等の各国でも、後部座席へのエアバッグの搭載は、ますます一般的になるものと予想される。
　後部座席にエアバッグを設けた場合、前部座席に設けられたエアバッグの展開の要否の判断やエアバッグの展開の制御に加え、後部座席に設けられたエアバッグの展開の要否の判断やエアバッグの展開の制御を実行する必要がある。このような目的のために、特許文献１に開示のような検知装置を用いた場合、赤外光照射部によって照射される赤外光の前部座席での照度と、後部座席での照度が不均一になるという問題がある。
　例えば、図１に示すように、車両の前部座席の前方の天井に、赤外光照射部および撮像部が設けられている場合、赤外光照射部から前部座席までの距離は、赤外光照射部から後部座席までの距離よりも短くなる。よく知られているように、光の照度は、光源からの距離の２乗分の１に比例するため、図１に示すような、一か所に設けられた赤外光照射部から一様な赤外光を前部座席エリアおよび後部座席エリアに照射したときに、後部座席エリアの赤外光の照度は、前部座席エリアの赤外光の照度よりも、大幅に低くなる。
　図２には、一か所に設けられた赤外光照射部から、一様な赤外光を前部座席エリアおよび後部座席エリアに照射したときの赤外光照射エリアが示されている。赤外光照射部から前部座席の乗員の頭部までの距離を４５０ｍｍとし、後部座席の乗員の頭部までの距離を１０５０ｍとした場合、照度は距離の２乗分の１に比例するため、前部座席に着座している乗員の頭部での照度を１とすると、後部座席に着座している乗員の頭部での照度は０．１８となる。
　このような場合、撮像部によって取得された画像内では、前部座席に着座している乗員は明るく写っており、後部座席に着座している乗員は暗く写っている。そのため、前部座席に着座している乗員の検知の精度は高いが、後部座席に着座している乗員の検知の精度が低くなってしまう。
　一方、後部座席に着座している乗員が十分に明るく写るよう、赤外光照射部の照射強度を上げた場合、撮像部によって得られる画像内において、前部座席に着座している乗員が必要以上に明るくなってしまい、撮像部のセンサーデバイスのダイナミックレンジによっては、白飛びが発生し、前部座席に着座している乗員の検知の精度が低下してしまう。
　さらに、赤外光照射部の照射強度を上げた場合、赤外光照射部の発熱量が増加し、赤外光照射部からの熱によって、撮像部の撮像光学系の光学部品（レンズ等）やセンサー、さらには、赤外光照射部自身が加熱されてしまい、撮像部によって取得される画像の画質低下を引き起こし、結果として、乗員の検知の精度が低下してしまう。
特開２０１０－２０３８３６号公報
　本発明は、上記従来の問題点を鑑みたものであり、その目的は、赤外光を車両内の前部座席エリアに配光するための第１の配光部材と、赤外光を車両内の後部座席エリアに配光するための第２の配光部材とを備え、前部座席エリアでの赤外光の照度の平均値と、後部座席エリアでの赤外光の照度の平均値とが略等しくなるよう構成されたカメラおよび該カメラを用いた乗員検知システムを提供することにある。
　このような目的は、以下の（１）～（１０）の本発明により達成される。
　（１）車両内に配置され、車両内の乗員を検知するために用いられるカメラであって、
　赤外光を照射するための赤外光照射部と、
　前記赤外光照射部から照射された前記赤外光を、前記車両内の前部座席エリアに配光するための第１の配光部材と、
　前記赤外光照射部から照射された前記赤外光を、前記車両内の後部座席エリアに配光するための第２の配光部材と、
　前記第１の配光部材によって配光された前記赤外光および前記第２の配光部材によって配光された前記赤外光によって照射された前記車両内を撮像するための撮像部と、を備え、
　前記第１の配光部材および前記第２の配光部材は、前記前部座席エリアでの前記赤外光の照度の平均値と、前記後部座席エリアでの前記赤外光の照度の平均値とが略等しくなるよう構成されていることを特徴とするカメラ。
　（２）前記第１の配光部材および前記第２の配光部材は、前記前部座席エリアでの前記赤外光の前記照度の前記平均値と、前記後部座席エリアでの前記赤外光の前記照度の前記平均値との差が、前記前部座席エリアでの前記赤外光の前記照度の前記平均値の１０％以下となるよう構成されている上記（１）に記載のカメラ。
　（３）前記赤外光照射部は、前記前部座席エリアに配光される前記赤外光を照射するための第１の赤外線ＬＥＤと、前記後部座席エリアに配光される前記赤外光を照射するための第２の赤外線ＬＥＤとを含む上記（１）または（２）に記載のカメラ。
　（４）前記第１の配光部材は、前記第１の赤外線ＬＥＤの前方に設けられた拡散板であり、
　前記第２の配光部材は、前記第２の赤外線ＬＥＤの前方に設けられた導光路部品と、前記導光路部品の前方に設けられた配光レンズと、を含む上記（３）に記載のカメラ。
　（５）前記第１の配光部材は、前記第１の赤外線ＬＥＤの前方に設けられた導光路部品と、前記導光路部品の前方に設けられた配光レンズと、を含み、
　前記第２の配光部材は、前記第２の赤外線ＬＥＤの前方に設けられた導光路部品と、前記導光路部品の前方に設けられた配光レンズと、を含む上記（３）に記載のカメラ。
　（６）前記第１の配光部材に含まれる前記導光路部品および前記第２の配光部材に含まれる前記導光路部品は、接続部品によって一体化されており、
　前記第１の配光部材に含まれる前記配光レンズおよび前記第２の配光部材に含まれる前記配光レンズは、一体化されている上記（５）に記載のカメラ。
　（７）前記第１の配光部材の前記配光レンズは、前記車両内の前部座席に着座している乗員の顔と肩が位置すると予想される前記前部座席エリア内の箇所にのみ前記赤外光を配光するよう構成されている上記（５）または（６）に記載のカメラ。
　（８）前記赤外光照射部は、１つの赤外線ＬＥＤから構成されており、
　前記第１の配光部材は、前記赤外線ＬＥＤの周辺を囲むよう設けられたリフレクターであり、
　前記第２の配光部材は、前記赤外線ＬＥＤの前方に設けられた導光路部品と、前記導光路部品の前方に設けられた配光レンズと、を含む上記（１）または（２）に記載のカメラ。
　（９）前記カメラは、前記車両の天井センターのオーバーヘッドコンソール近傍に設置されている上記（１）ないし（８）のいずれかに記載のカメラ。
　（１０）車両内の乗員を検知するために用いられる乗員検知システムであって、
　上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の前記カメラと、
　前記カメラによって取得された画像に基づいて、前記車両内の前記乗員の検知を実行する演算部と、を含むことを特徴とする乗員検知システム。
　本発明のカメラは、赤外光照射部から照射された赤外光を車両内の前部座席エリアに配光するための第１の配光部材と、赤外光照射部から照射された赤外光を車両内の後部座席エリアに配光するための第２の配光部材とを備えている。そのため、前部座席エリアでの赤外光の照度の平均値と、後部座席エリアでの赤外光の照度の平均値とを略等しくすることができる。
　そのため、撮像部によって取得された画像内において、前部座席エリアの明るさと後部座席エリアの明るさが略等しくなり、前部座席エリアに含まれる運転席および／または助手席に着座している乗員の検知と、後部座席エリアに含まれる後部座席に着座している乗員の検知の双方を精度良く実行することができる。
　また、本発明のカメラでは、第１の配光部材および第２の配光部材によって、車両内の前部座席エリアと後部座席エリアに、選択的に赤外光が配光される。そのため、赤外光照射部の赤外光の照射強度を高めることにより、車両内全体を十分に明るくする場合と比較して、赤外光照射部の照射強度を高くしなくとも、後部座席エリアを十分に明るくすることができる。そのため、赤外光照射部からの発熱が抑えられ、赤外光照射部から発せられた熱による画質低下を防止することができる。その結果、前部座席エリアに着座している乗員に対する検知および後部座席エリアに着座している乗員に対する検知の双方の精度の低下を防止することができる。
図１は、撮像部および赤外光照射部の車両内における配置を示すための概略図である。 図２は、車両内に赤外光を一様に照射した場合の赤外光照射エリアを概略的に示す図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係るカメラおよび乗員検知システムを概略的に示すブロック図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係るカメラの斜視図である。 図５は、図４に示すカメラの内部構造を示すための斜視図である。 図６は、図４に示すカメラの第１の配光部材および第２の配光部材の構成、並びに、第１の配光部材および第２の配光部材によって赤外光が配光された前部座席エリアおよび後部座席エリアを示すための概略図である。 図７は、本発明の第２実施形態に係るカメラの第１の配光部材および第２の配光部材の構成、並びに、第１の配光部材および第２の配光部材によって赤外光が配光された前部座席エリアおよび後部座席エリアを示すための概略図である。 図８は、図７に示す本発明の第２実施形態に係るカメラの変形例を示す概略図である。 図９は、本発明の第３実施形態に係るカメラの第１の配光部材および第２の配光部材の構成、並びに、第１の配光部材および第２の配光部材によって赤外光が配光された前部座席エリアおよび後部座席エリアを示すための概略図である。
　以下、本発明のカメラおよび乗員検知システムを、添付図面に示す好適な実施形態に基づいて、説明する。なお、各図において、同様または類似した機能を発揮するコンポーネントには、同一の参照符号を付す。
　＜第１実施形態＞
　最初に図３～６を参照して、本発明の第１実施形態に係るカメラおよび乗員検知システムを詳述する。図３は、本発明の第１実施形態に係るカメラおよび乗員検知システムを概略的に示すブロック図である。図４は、本発明の第１実施形態に係るカメラの斜視図である。図５は、図４に示すカメラの内部構造を示すための斜視図である。図６は、図４に示すカメラの第１の配光部材および第２の配光部材の構成、並びに、第１の配光部材および第２の配光部材によって赤外光が配光された前部座席エリアおよび後部座席エリアを示すための概略図である。
　なお、以下の説明において、図４および５の上側を「上」または「上方」と言い、下側を「下」または「下方」と言い、紙面手前右側を「前側」または「前方」と言い、紙面奥側左側を「後側」または「後方」と言う。
　図３に示す乗員検知システム１００は、車両内の乗員を検知するために用いられる。乗員検知システム１００は、車両内を撮影するためのカメラ１と、カメラ１によって取得された画像に基づいて、車両内の乗員の検知を実行するための乗員検知ＥＣＵ（電子制御ユニット）２００と、を含む。なお、以下の説明において、本発明の乗員検知システム１００およびカメラ１は、１列の後部座席を有する車両において用いられるものとして詳述されるが、本発明の乗員検知システム１００およびカメラ１は、複数列の後部座席を有する車両（例えば、ワゴンタイプの車両）において用いることもできる。
　カメラ１は、車両内の前部座席（運転席および助手席）の前方の天井、すなわち、車両の天井センターのオーバーヘッドコンソール近傍（例えば、図１中の撮像部および赤外光照射部が配置されている位置）に配置されており、赤外光が照射された車両内の前部座席エリアおよび後部座席エリアを撮影するために用いられる。なお、ここでいう「前部座席エリア」とは、車両の前部座席である運転席または助手席に着座している乗客の顔および肩が位置するであろう箇所をカバーする車両前方のエリアを意味し、「後部座席エリア」とは、車両の前部座席より後方の後部座席エリアに着座している乗客の顔および肩が位置するであろう箇所をカバーする車両後方のエリアを意味する。
　図４および５に示すように、カメラ１は、ケース２と、ケース２内に設けられた基板３と、基板３の第１の面上に設けられた第１の赤外線ＬＥＤ４ａおよび第２の赤外線ＬＥＤ４ｂを含む赤外光照射部４と、第１の赤外線ＬＥＤ４ａの前方に設けられた第１の配光部材５ａと、第２の赤外線ＬＥＤ４ｂの前方に設けられた第２の配光部材５ｂと、第１の配光部材５ａおよび第２の配光部材５ｂの前方に設けられ、ケース２の前面の略矩形状の開口２１から外部に露出しているカバーガラス６と、基板３の第１の面上に設けられた画像センサー７と、画像センサー７の前方に設けられ、ケース２の前面の円形開口２２から外部に露出している撮像光学系８と、基板３の第２の面上に設けられたコネクター９と、を備えている。
　撮像光学系８によって、赤外光照射部４の第１の赤外線ＬＥＤ４ａおよび第２の赤外線ＬＥＤ４ｂからの赤外光が照射された車内の光学像が、画像センサー７の撮像面上に形成される。さらに、画像センサー７によって、画像センサー７の撮像面上に形成された光学像が撮像され、赤外光が照射された車内の画像が取得される。したがって、カメラ１において、画像センサー７および撮像光学系８が、第１の赤外線ＬＥＤ４ａおよび第２の赤外線ＬＥＤ４ｂからの赤外光が照射された車両内を撮像するための撮像部を構成している。
　図４に示すように、ケース２は、略立方体形状を有し、カメラ１の各コンポーネントをその内部に収納する機能を有している。ケース２の前面上部には、カバーガラス６をはめ込むための略矩形状の開口２１と、撮像光学系８の先端側をケース２の外部に露出させるための円形開口２２が形成されている。さらに、ケース２の一方の側面には、乗員検知ＥＣＵ２００との有線接続を提供するために、コネクター９に接続される配線を挿通させるための配線用開口２３が形成されている。
　図５に示すように、基板３は、略正方形の板状部材であり、第１の面がケース２の前面に対して対向し、第２の面がケース２の後面に対して対向するよう、ケース２に対して固定的に設けられている。基板３の第１の面の上側には、赤外光照射部４が搭載されており、基板３の第１の面の赤外光照射部４より下側の部分には、画像センサー７が搭載されている。また、基板３の第２の面上には、コネクター９が搭載されている。乗員検知ＥＣＵ２００と、基板３に搭載されたカメラ１の各コンポーネント（赤外光照射部４および画像センサー７）との間のデータや信号の授受は、基板３の第２の面上に搭載されたコネクター９に接続された配線を介して実行される。また、カメラ１の各コンポーネントを駆動するための電力は、基板３の第２の面上にコネクター９に接続された配線を介して、カメラ１の各コンポーネントに供給される。
　赤外光照射部４は、車両内に赤外光を照射する機能を有しており、基板３の第１の面上に搭載されている。本実施形態では、赤外光照射部４は、車両内の前部座席エリアに配光される赤外光を照射するための第１の赤外線ＬＥＤ４ａと、車両内の後部座席エリアに配光される赤外光を照射するための第２の赤外線ＬＥＤ４ｂと、を含んでいる。第１の赤外線ＬＥＤ４ａおよび第２の赤外線ＬＥＤ４ｂは、同じ赤外線ＬＥＤであり、同一の性能を有している。第１の赤外線ＬＥＤ４ａおよび第２の赤外線ＬＥＤ４ｂは、コネクター９に接続された配線を介して乗員検知ＥＣＵ２００から送信される信号に応じて、赤外光を照射する。具体的には、第１の赤外線ＬＥＤ４ａおよび第２の赤外線ＬＥＤ４ｂは、カメラ１の撮像タイミングに合わせて、赤外光を照射する。
　第１の配光部材５ａは、第１の赤外線ＬＥＤ４ａから照射された赤外光を、車両内の前部座席エリアに配光する機能を有している。本実施形態では、第１の配光部材５ａは、赤外光照射部４の第１の赤外線ＬＥＤ４ａの前方に設けられた拡散板であり、ケース２の前面の略矩形状の開口２１にはめ込まれたカバーガラス６の裏面（基板３の第１の面と対向する面）上にネジ等の固定具によって固定されている。第１の配光部材５ａは、第１の配光部材５ａに対して第１の赤外線ＬＥＤ４ａから赤外光が照射されたときに、照射された赤外光を拡散し、車両内の前部座席エリアに配光するよう構成されている。第１の配光部材５ａによって拡散された赤外光は、カバーガラス６を通過し、車両内の前部座席エリアに配光される。
　第２の配光部材５ｂは、第２の赤外線ＬＥＤ４ｂから照射された赤外光を、車両内の後座席エリアに配光する機能を有している。第２の配光部材５ｂは、第２の赤外線ＬＥＤ４ｂの前方に設けられた導光路部品５１ｂと、導光路部品５１ｂの前方に設けられた配光レンズ５２ｂとを含む。導光路部品５１ｂは、第２の赤外線ＬＥＤ４ｂから照射された赤外光を配光レンズ５２ｂに導くための導光路としての機能を有しており、接着剤による接着や任意の固定具による固定によって、第２の赤外線ＬＥＤ４ｂおよび配光レンズ５２ｂに対して固定されている。配光レンズ５２ｂは、第２の赤外線ＬＥＤ４ｂから照射され、導光路部品５１ｂによって導かれた赤外光を、車両内の後部座席エリアに配光するよう構成されている。第２の配光部材５ｂの配光レンズ５２ｂを通過した赤外光は、カバーガラス６を通過し、車両内の後部座席エリアに配光される。
　なお、第１の配光部材５ａ（拡散板）、並びに、第２の配光部材５ｂの導光路部品５１ｂおよび配光レンズ５２ｂは、赤外領域の波長の光に対して透過性を有する透明ガラスや透明樹脂等の透明材料を用いて構成することができる。
　図６に示すように、第１の赤外線ＬＥＤ４ａから照射された赤外光は、第１の配光部材（拡散板）５ａによって拡散され、車両内の前部座席エリアに配光される。また、第２の赤外線ＬＥＤ４ｂから照射された赤外光は、第２の配光部材５ｂの導光路部品５１ｂを通過し、その後、第２の配光部材５ｂの配光レンズ５２ｂによって、車両内の後部座席エリアに配光される。
　第１の配光部材５ａおよび第２の配光部材５ｂは、前部座席エリアでの赤外光の照度の平均値と、後部座席エリアでの赤外光の照度の平均値とが略等しくなるよう構成されている。具体的には、第１の配光部材５ａおよび第２の配光部材５ｂは、前部座席エリアでの赤外光の照度の平均値と、後部座席エリアでの赤外光の照度の平均値との差が、前部座席エリアでの赤外光の照度の平均値の１０％以下となるよう構成されていることが好ましく、５％以下となるよう構成されていることがより好ましく、１％以下となるよう構成されていることがさらに好ましい。このような特徴は、第１の配光部材５ａおよび第２の配光部材５ｂの設計時に、第１の配光部材５ａ（拡散板）の赤外光の拡散性能や第２の配光部材５ｂの配光レンズ５２ｂの配光性能を調整することにより実現される。
　このように構成された第１の配光部材５ａおよび第２の配光部材５ｂを用いることにより、車両内の前部座席エリアでの赤外光の照度の平均値と、車両内の後部座席エリアでの赤外光の照度の平均値とを略等しくすることができる。そのため、赤外光が照射された車両内を撮像部（撮像光学系８および画像センサー７）で撮像することによって取得された画像内において、前部座席エリアの明るさと、後部座席エリアの明るさとが略等しくなる。乗員検知ＥＣＵ２００は、このような、前部座席エリアの明るさと、後部座席エリアの明るさとが略等しい画像を用いて、前部座席エリアに含まれる運転席および／または助手席に着座している乗員の検知と、後部座席エリアに含まれる後部座席に着座している乗員の検知の双方を実行する。これにより、前部座席エリアに含まれる運転席および／または助手席に着座している乗員の検知と、後部座席エリアに含まれる後部座席に着座している乗員の検知の双方を精度良く実行することができる。
　また、赤外光照射部４（第１の赤外線ＬＥＤ４ａおよび第２の赤外線ＬＥＤ４ｂ）、第１の配光部材５ａ、および第２の配光部材５ｂは、前部座席エリアでの赤外光の照度の平均値と、後部座席エリアでの赤外光の照度の平均値とが４０ｍＷ以上となるよう構成されていることが好ましく、６０ｍＷ以上となるよう構成されていることがより好ましい。前部座席エリアでの赤外光の照度の平均値と後部座席エリアでの赤外光の照度の平均値とが上記値以上となるように赤外光照射部４、第１の配光部材５ａ、および第２の配光部材５ｂを構成することにより、得られた画像内において、前部座席エリアおよび後部座席エリアが、乗員検知ＥＣＵ２００が乗員検知のための処理を実行するのに十分な程度に明るくなる。そのため、前部座席エリアに含まれる運転席および／または助手席に着座している乗員の検知と、後部座席エリアに含まれる後部座席に着座している乗員の検知の双方を精度良く実行することができる。
　図５に戻り、カバーガラス６は、ケース２の前面に形成された略矩形状の開口２１にはめ込まれている。カバーガラス６は、第１の配光部材５ａまたは第２の配光部材５ｂを保護するとともに、カメラ１内への埃やゴミの侵入を防止している。赤外光照射部４から照射され、第１の配光部材５ａまたは第２の配光部材５ｂを通過した赤外光は、カバーガラス６を通過し、車内に配光される。カバーガラス６は、第１の配光部材５ａおよび第２の配光部材５ｂと同様に、赤外領域の波長の光に対して透過性を有する透明ガラスや透明樹脂等の透明材料で構成することができる。
　画像センサー７は、画像センサー７の前方に設けられた撮像光学系８によって形成された光学像を撮像し、赤外光が照射された車内の画像を取得する機能を有しており、基板３の第１の面上の赤外光照射部４の下側の箇所に搭載されている。画像センサー７は、赤外光を撮像可能に構成された白黒センサーであり、コネクター９に接続された配線を介して乗員検知ＥＣＵ２００から送信される信号に応じて、撮像光学系８によって形成された光学像を撮像し、画像を取得する。画像センサー７による撮像は、乗員検知ＥＣＵ２００から送信される信号に応じて、車のエンジンの起動時等の任意のタイミング、または、運転中に所定の時間間隔（例えば、１０分に１回等）で実行される。
　画像センサー７によって取得された画像は、コネクター９に接続された配線を介して、乗員検知ＥＣＵ２００に送信される。画像センサー７は、赤外光を撮像可能な白黒センサーであれば特に限定されず、例えば、ＣＭＯＳ画像センサーやＣＣＤ画像センサーを画像センサー７として用いることができる。
　撮像光学系８は、１つ以上のレンズと絞り等の光学素子から構成されており、画像センサー７の前方に設けられている。撮像光学系８の先端側は、ケース２の前面の円形開口２２を介してケース２の外部に露出している。撮像光学系８によって形成された光学像は、画像センサー７の撮像面上に形成される。撮像光学系８は、赤外領域の波長の光に対して高い解像力を発揮するよう構成されている。また、撮像光学系８は、車両内の前部座席エリアと後部座席エリアを含む広い領域を撮像可能とするために、水平方向の全画角が１２０°以上となるよう構成された広角レンズである。
　コネクター９は、基板３の第２の面上に搭載されており、カメラ１と乗員検知ＥＣＵ２００との間の有線接続を提供する機能を有している。図４に示すように、コネクター９は、ケース２の側面に形成された配線用開口２３を介してケース２の外部に露出しており、乗員検知ＥＣＵ２００からの配線が、配線用開口２３を介してコネクター９に接続される。上述のように、乗員検知ＥＣＵ２００と、基板３に搭載されたカメラ１の各コンポーネント（赤外光照射部４および画像センサー７）との間のデータや信号の授受は、コネクター９に接続された乗員検知ＥＣＵ２００からの配線を介して実行される。また、カメラ１の各コンポーネントを駆動するための電力は、コネクター９に接続された配線を介して、カメラ１の各コンポーネントに供給される。なお、車両内に設けられた他のＥＣＵ（例えば、車両全体の制御を実行するＥＣＵやエアバッグ制御ＥＣＵ４００）と、カメラ１の各コンポーネントとの間のデータや信号の授受も、乗員検知ＥＣＵ２００を介して、コネクター９に接続された配線を用いて実行される。
　このように、本発明のカメラ１は、第１の配光部材５ａおよび第２の配光部材５ｂを備えているので、カメラ１の撮影時において、車両内の前部座席エリアでの赤外光の照度の平均値と、車両内の後部座席エリアでの赤外光の照度の平均値とを略等しくすることができる。そのため、赤外光が照射された車両内をカメラ１の撮像部（画像センサー７および撮像光学系８）で撮像することによって得られた画像内において、前部座席エリアの明るさと、後部座席エリアの明るさとが略等しくなる。乗員検知ＥＣＵ２００は、このような前部座席エリアの明るさと、後部座席エリアの明るさとが略等しい画像を用いることによって、前部座席エリアに含まれる運転席および／または助手席に着座している乗員の検知と、後部座席エリアに含まれる後部座席に着座している乗員の検知の双方を実行する。これにより、前部座席エリアに含まれる運転席および／または助手席に着座している乗員の検知と、後部座席エリアに含まれる後部座席に着座している乗員の検知の双方の精度を向上させることができる。
　また、本発明のカメラ１では、第１の配光部材５ａおよび第２の配光部材５ｂによって、車両内の前部座席エリアと後部座席エリアに、選択的に赤外光が配光される。そのため、赤外光照射部４の赤外光の照射強度を高めることにより、車両内全体を十分に明るくする場合と比較して、赤外光照射部４の照射強度を高くしなくとも、後部座席エリアを十分に明るくすることができる。そのため、赤外光照射部４の発熱が抑えられ、赤外光照射部４から発せられた熱による画質低下を防止することができる。その結果、乗員検知ＥＣＵ２００によって実行される前部座席エリアに含まれる運転席および／または助手席に着座している乗員に対する検知と、後部座席エリアに含まれる後部座席に着座している乗員に対する検知の双方の精度の低下を防止することができる。
　次に、図３に戻り、本発明の乗員検知システム１００に含まれる乗員検知ＥＣＵ２００について詳述する。乗員検知ＥＣＵ２００は、車両内に搭載された種々のＥＣＵの１つである。なお、図示の形態では、乗員検知ＥＣＵ２００は、単独のＥＣＵとして記載されているが、車両に関する様々な装置（エンジン、エアバッグ等）に関する制御を統合的に実行する１つのＥＣＵ内において実施されていてもよい。
　乗員検知ＥＣＵ２００は、前述のように、カメラ１と有線接続されている。さらに、乗員検知ＥＣＵ２００は、車両内に搭載された他のＥＣＵと共に、車内ネットワーク（ＣＡＮ：Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）３００を形成している。乗員検知ＥＣＵ２００は、カメラ１が取得した画像を、カメラ１のコネクター９に接続された配線を介して受信すると、前部座席エリアに含まれる運転席および／または助手席に着座している乗員と、後部座席エリアに含まれる後部座席に着座している乗員とに対する検知を実行する。乗員検知ＥＣＵ２００による車両内の乗員の検知結果は、車内ネットワーク３００を介して接続されたエアバッグ制御ＥＣＵ４００に送信される。これにより、エアバッグ制御ＥＣＵ４００は、事故発生時の前部座席（運転席および助手席）と後部座席に設けられているエアバッグの展開の要否の判断やエアバッグの展開の制御を実行することができる。
　図３に示すように、乗員検知ＥＣＵ２００は、カメラ１の制御、車両内の乗員を検知するための処理、およびその他必要な処理を実行するための演算部２１０と、演算部２１０が様々な処理を実行するために必要なデータ、プログラム、モジュール等を保存しているメモリー２２０と、を備えている。
　演算部２１０は、メモリー２２０内に保存されているデータ、プログラム、モジュール等を用いることにより、乗員検知ＥＣＵ２００の処理を実行する。演算部２１０は、例えば、１つ以上のマイクロプロセッサー、マイクロコンピューター、マイクロコントローラー、デジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、メモリーコントロールユニット（ＭＣＵ）、画像処理用演算処理装置（ＧＰＵ）、状態機械、論理回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはこれらの組み合わせ等のコンピューター可読命令に基づいて信号操作等の演算処理を実行する演算ユニットである。特に、演算部２１０は、メモリー２２０内に保存されているコンピューター可読命令（例えば、データ、プログラム、モジュール等）をフェッチし、信号操作および制御を実行するよう構成されている。
　メモリー２２０は、揮発性記憶媒体（例えば、ＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ）、不揮発性記憶媒体（例えば、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリー、ハードディスク、光ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク）、またはこれらの組み合わせを含む着脱式または非着脱式のコンピューター可読媒体である。
　メモリー２２０は、演算部２１０により実行可能な複数のモジュールを保存している。メモリー２２０に保存されている複数のモジュールのそれぞれは、ルーティーン、アプリケーション、プログラム、アルゴリズム、ライブラリー、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、またはこれらの組み合わせ等の演算部２１０により実行可能なコンピューター可読命令である。
　メモリー２２０は、カメラ１を制御し、任意のタイミングまたは所定の時間間隔でカメラ１に撮影を行わせるためのカメラ制御モジュール２２１と、カメラ１によって取得された画像を用いて、前部座席エリアに含まれる運転席および／または助手席に着座している乗員と、後部座席エリアに含まれる後部座席に着座している乗員とに対する検知を実行するための乗員検知モジュール２２２と、乗員検知ＥＣＵ２００のその他の処理や制御を行うためのその他モジュール２２３と、を保存している。演算部２１０は、メモリー２２０に保存されている各モジュールを用いることにより、所望の処理を実行することができる。
　カメラ制御モジュール２２１は、演算部２１０が、任意のタイミングまたは所定の時間間隔でカメラ１の撮像等の処理を行うために用いられる。具体的には、演算部２１０は、メモリー２２０内のカメラ制御モジュール２２１を用いることにより、カメラ１の赤外光照射部４に対し赤外光を照射するよう命令し、さらに、カメラ１の画像センサー７に対して撮像するよう命令することにより、カメラ１に車両内を撮像させることができる。カメラ１によって取得された画像は、カメラ１のコネクター９に接続された配線を介して、乗員検知ＥＣＵ２００に送信される。
　例えば、演算部２１０は、車両のエンジンの起動時や車両のドアの開閉が実行されたタイミング等の任意のタイミングまたは運転中の所定の時間間隔（例えば、１０分に１回、１時間に１回等）で、カメラ制御モジュール２２１を用いて、カメラ１に車両内を撮像させる。
　乗員検知モジュール２２２は、演算部２１０がカメラ１によって取得された画像を用いて、前部座席エリアに含まれる運転席および／または助手席に着座している乗員と、後部座席エリアに含まれる後部座席に着座している乗員とに対する検知を実行するために用いられる。演算部２１０が乗員検知モジュール２２２を用いて実行する車両内の乗員の検知方法は特に限定されず、本分野において既知の様々な方法を用いて、前部座席エリアに含まれる運転席および／または助手席に着座している乗員と、後部座席エリアに含まれる後部座席に着座している乗員とを検知することができる。
　例えば、演算部２１０は、乗員検知モジュール２２２を用いて、カメラ１が取得した画像に対して、任意のアルゴリズムに基づく顔検出処理を実行する。演算部２１０は、前部座席エリアおよび後部座席エリア中において顔が検出された場合に、顔が検出された箇所に対応する座席に乗員が存在すると判断する。さらに、演算部２１０は、乗員検知モジュール２２２を用いて、乗員の顔が検出された場合に、乗員の顔と、乗員の肩の位置関係に基づいて、乗員の体格や姿勢を判断する。このような各座席における乗員の有無と、乗員の体格および姿勢に関する情報が、乗員の検知結果として、車内ネットワーク３００を介して、エアバッグ制御ＥＣＵ４００や車両内に搭載されたその他ＥＣＵに送信される。エアバッグ制御ＥＣＵ４００は、乗員検知ＥＣＵ２００から受信した乗員の検知結果に基づいて、事故発生時に前部座席（運転席および助手席）および後部座席のエアバッグの展開の有無の判断やエアバッグの展開の制御を行うことができる。
　上述のように、カメラ１の撮影時には、カメラ１の第１の配光部材５ａおよび第２の配光部材５ｂによって、車両内の前部座席エリアでの赤外光の照度の平均値と、車両内の後部座席エリアでの赤外光の照度の平均値とが略等しくなっている。そのため、カメラ１によって取得された画像内において、前部座席エリアの明るさと、後部座席エリアの明るさとが略等しくなる。乗員検知ＥＣＵ２００は、このような前部座席エリアの明るさと、後部座席エリアの明るさとが略等しい画像を用いることによって、前部座席エリアに含まれる運転席および／または助手席に着座している乗員の検知と、後部座席エリアに含まれる後部座席に着座している乗員の検知の双方を精度良く実行することができる。
　なお、図示の形態において、第１の赤外線ＬＥＤ４ａの数および第２の赤外線ＬＥＤ４ｂの数は１つであるが、本発明はこれに限られない。赤外光照射部４が複数の第１の赤外線ＬＥＤ４ａおよび複数の第２の赤外線ＬＥＤ４ｂを含むような態様も、本発明の範囲内である。この場合、カメラ１は、第１の赤外線ＬＥＤ４ａの数に対応した数の第１の配光部材５ａおよび第２の赤外線ＬＥＤ４ｂの数に対応した数の第２の配光部材５ｂを備える。
　＜第２実施形態＞
　次に、図７および８を参照して、本発明の第２実施形態に係るカメラおよび乗員検知システムについて詳述する。図７は、本発明の第２実施形態に係るカメラの第１の配光部材および第２の配光部材の構成、並びに、第１の配光部材および第２の配光部材によって赤外光が配光された前部座席エリアおよび後部座席エリアを示すための概略図である。図８は、図７に示す本発明の第２実施形態に係るカメラの変形例を示す概略図である。
　以下、第２実施形態のカメラおよび乗員検知システムについて、第１実施形態のカメラおよび乗員検知システムとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。本実施形態のカメラおよび乗員検知システムは、カメラの赤外光照射部、第１の配光部材、および第２の配光部材の構成が変更されている点を除き、第１実施形態のカメラおよび乗員検知システムと同様である。
　図７に示すように、本実施形態のカメラ１では、赤外光照射部４は、２つの第１の赤外線ＬＥＤ４ａと、１つの第２の赤外線ＬＥＤ４ｂとを含む。２つの第１の赤外線ＬＥＤ４ａは、基板３の第１の面上の両端側に搭載されており、１つの第２の赤外線ＬＥＤ４ｂは、基板３の第１の面上の２つの第１の赤外線ＬＥＤ４ａの間に搭載されている。
　また、本実施形態のカメラ１は、２つの第１の配光部材５ａを備えており、２つの第１の配光部材５ａのそれぞれが、２つの第１の赤外線ＬＥＤ４ａのそれぞれに対応している。第１の配光部材５ａのそれぞれは、第１の赤外線ＬＥＤ４ａの前方に設けられた導光路部品５１ａと、導光路部品５１ａの前方に設けられた配光レンズ５２ａとを備えている。なお、第１の配光部材５ａの導光路部品５１ａおよび配光レンズ５２ａは、第２の配光部材５ｂの導光路部品５１ｂおよび配光レンズ５２ｂと同じ材料で構成されている。
　第１の配光部材５ａの導光路部品５１ａは、第１の赤外線ＬＥＤ４ａから照射された赤外光を配光レンズ５２ａに導くための導光路としての機能を有しており、接着剤による接着や任意の固定具による固定によって、第１の赤外線ＬＥＤ４ａおよび配光レンズ５２ａに対して固定されている。第１の配光部材５ａの配光レンズ５２ａは、第１の赤外線ＬＥＤ４ａから照射され、導光路部品５１ａによって導かれた赤外光を、車両内の前部座席エリアに配光するよう構成されている。
　特に、本実施形態では、図７に示すように、２つの第１の配光部材５ａのそれぞれの配光レンズ５２ａは、導光路部品５１ａによって導かれた赤外光を、前部座席に着座している乗員の顔と肩が位置すると予想される前部座席エリア内の箇所にのみ配光するよう構成されている。例えば、図７中の左側の第１の赤外線ＬＥＤ４ａ用の第１の配光部材５ａの配光レンズ５２ａは、２つの前部座席のうち、左側の座席に着座している乗客の顔と肩が位置すると予想される前部座席エリア内の箇所にのみ、導光路部品５１ａによって導かれた赤外光を配光するよう構成されている。一方、図７中の右側の第１の赤外線ＬＥＤ４ａ用の第１の配光部材５ａの配光レンズ５２ａは、２つの前部座席のうち、右側の座席に着座している乗客の顔と肩が位置すると予想される前部座席エリア内の箇所にのみ、導光路部品５１ａによって導かれた赤外光を配光するよう構成されている。
　なお、本実施形態では、第１の配光部材５ａおよび第２の配光部材５ｂは、前部座席エリアのうち、赤外光が配光されている箇所での赤外光の照度の平均値と、後部座席エリアでの赤外光の照度の平均値とが略等しくなるよう構成されている。具体的には、第１の配光部材５ａおよび第２の配光部材５ｂは、前部座席エリアのうち、赤外光が配光されている箇所での赤外光の照度の平均値と、後部座席エリアでの赤外光の照度の平均値との差が、前部座席エリアのうち、赤外光が配光されている箇所での赤外光の照度の平均値の１０％以下となるよう構成されていることが好ましく、５％以下となるよう構成されていることがより好ましく、１％以下となるよう構成されていることがさらに好ましい。
　また、赤外光照射部４（第１の赤外線ＬＥＤ４ａおよび第２の赤外線ＬＥＤ４ｂ）、第１の配光部材５ａ、および第２の配光部材５ｂは、前部座席エリアのうち、赤外光が配光されている箇所での赤外光の照度の平均値と、後部座席エリアでの赤外光の照度の平均値とが４０ｍＷ以上となるよう構成されていることが好ましく、６０ｍＷ以上となるよう構成されていることがより好ましい。
　このように、本実施形態では、複数の第１の赤外線ＬＥＤ４ａおよび複数の第１の配光部材５ａを用いて、車両内の前部座席エリア内の限定された箇所のみに対して赤外光を配光する。そのため、１つの第１の赤外線ＬＥＤ４ａを用いて車両内の前部座席エリア全体に対して赤外光を照射する場合と異なり、乗員の検知に必要とされない箇所に赤外光が照射されない。そのため、より少ない消費電力で、乗員の検知に必要とされる箇所を明るくすることができ、消費電力の面で有利である。
　また、本実施形態では、１つの第１の赤外線ＬＥＤ４ａから照射される赤外光の配光エリアが狭いため、第１の赤外線ＬＥＤ４ａのそれぞれの赤外光の照射強度が低くとも、前部座席エリアのうち、乗員の検知に必要とされる箇所を十分に明るくすることができる。そのため、出力が低い（照射強度が弱い）赤外線ＬＥＤを第１の赤外線ＬＥＤ４ａとして用いることができる。一般に、出力が高い赤外線ＬＥＤは高価である。そのため、安価な低出力の赤外線ＬＥＤを複数用いて、前部座席エリアに赤外光を配光し、明るくすることにより、高価な高出力の赤外線ＬＥＤを１つ用いて、前部座席エリアに赤外光を配光し、明るくする場合よりも、カメラ１のコストを低減することができる。
　また、本実施形態では、第１の赤外線ＬＥＤ４ａおよび第２の赤外線ＬＥＤ４ｂのそれぞれ用に導光路部品５１ａまたは導光路部品５１ｂが設けられている。このように、本実施形態では、各赤外線ＬＥＤ用に導波路を自由に設定できるため、基板３上における第１の赤外線ＬＥＤ４ａおよび第２の赤外線ＬＥＤ４ｂの配置の設計自由度が高まり、基板３の省スペース化が可能となる。
　例えば、図８には、第１の赤外線ＬＥＤ４ａおよび第２の赤外線ＬＥＤ４ｂが基板３の第２の面上に搭載されたカメラ１の変形例が示されている。各赤外線ＬＥＤ用の導光路部品５１ａ、５１ｂは、一方の端部が各赤外線ＬＥＤの前方に位置し、他方の端部がカバーガラス６の裏面に設けられた配光レンズ５２ａ、５２ｂに対向するような略Ｊ字型の形状を有している。このような場合、上述の第１実施形態では活用されていなかった基板３の第２の面の部分に第１の赤外線ＬＥＤ４ａおよび第２の赤外線ＬＥＤ４ｂを搭載することができるため、基板３の省スペース化が可能となる。
　また、本実施形態では、２つの第１の配光部材５ａの導光路部品５１ａおよび第２の配光部材５ｂの導光路部品５１ｂは、導光路部品５１ａ、５１ｂを互いに接続するための接続部品５３によって一体化されている。また、２つの第１の配光部材５ａの配光レンズ５２ａおよび第２の配光部材５ｂの配光レンズ５２ｂも、接着剤等の接着や一体成型により、一体化されている。
　なお、本実施形態では、第１の赤外線ＬＥＤ４ａの数は２つであるが、本発明はこれに限られず、３つ以上の第１の赤外線ＬＥＤ４ａが基板３に搭載されているような態様も本発明の範囲内である。この場合、カメラ１は、第１の赤外線ＬＥＤ４ａの数に対応した数の第１の配光部材５ａを備えている。
　また、本実施形態では、第２の赤外線ＬＥＤ４ｂの数は１つであるが、本発明はこれに限られず、複数の第２の赤外線ＬＥＤ４ｂおよび複数の第２の配光部材５ｂを用いて、後部座席に着座している乗客の顔と肩が位置すると予想される後部座席エリア内の箇所のみに対して赤外光を配光してもよい。この場合、カメラ１は、第２の赤外線ＬＥＤ４ｂの数に対応した数の第２の配光部材５ｂを備えており、第２の配光部材５ｂのそれぞれの配光レンズ５２ｂは、後部座席に着座している乗客の顔と肩が位置すると予想される後部座席エリア内の箇所のみに、導光路部品５１ｂによって導かれた赤外光を配光するよう構成されている。
　このような構成のカメラ１および該カメラ１を含む乗員検知システム１００によっても、上述した第１実施形態のカメラ１および乗員検知システム１００と同様の効果を得ることができる。
　＜第３実施形態＞
　次に、図９を参照して、本発明の第３実施形態に係るカメラおよび乗員検知システムについて詳述する。図９は、本発明の第３実施形態に係るカメラの第１の配光部材および第２の配光部材の構成、並びに、第１の配光部材および第２の配光部材によって赤外光が配光された前部座席エリアおよび後部座席エリアを示すための概略図である。
　以下、第３実施形態のカメラおよび乗員検知システムについて、第１実施形態のカメラおよび乗員検知システムとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。本実施形態のカメラおよび乗員検知システムは、カメラの赤外光照射部、第１の配光部材、および第２の配光部材の構成が変更されている点を除き、第１実施形態のカメラおよび乗員検知システムと同様である。
　図９に示すように、本実施形態のカメラ１では、赤外光照射部４は、１つの赤外線ＬＥＤから構成されている。また、第１の配光部材５ａは、１つの赤外線ＬＥＤの周辺を囲むように設けられたボウル型のリフレクターである。該リフレクターの曲面は、１つの赤外線ＬＥＤから周辺へ照射される赤外光を車両内の前部座席エリアに配光するよう構成されている。
　第２の配光部材５ｂは、１つの赤外線ＬＥＤの前方に設けられた導光路部品５１ｂと、導光路部品５１ｂの前方に設けられた配光レンズ５２ｂとを含む。導光路部品５１ｂは、１つの赤外線ＬＥＤの中心付近の赤外光を配光レンズ５２ｂに導くための導光路として機能し、配光レンズ５２ｂは、導光路部品５１ｂによって導かれた赤外光を、車両内の後部座席エリアに配光するよう構成されている。
　本実施形態では、照射強度が比較的高い赤外線ＬＥＤの中央付近の赤外光が、赤外線ＬＥＤからの距離が遠い後部座席エリアに配光され、照射強度が比較的低い赤外線ＬＥＤから周辺へ照射される赤外光が、リフレクターを介して赤外線ＬＥＤからの距離が近い前部座席エリアに配光される。そのため、１つの赤外線ＬＥＤを用いて、車両内の前部座席エリアと後部座席エリアの双方を効率的に明るくすることができる。
　このような構成のカメラ１および該カメラ１を含む乗員検知システム１００によっても、上述した第１実施形態のカメラ１および乗員検知システム１００と同様の効果を得ることができる。
　以上、本発明のカメラおよび乗員検知システムを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の各構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、本発明の各構成に任意の構成のものを付加することができる。
　本発明の属する分野および技術における当業者であれば、本発明の原理、考え方、および範囲から有意に逸脱することなく、記述された本発明のカメラおよび乗員検知システムの構成の変更を実行可能であろうし、変更された構成を有するカメラおよび乗員検知システムもまた、本発明の範囲内である。例えば、第１実施形態から第３実施形態のカメラを任意に組み合わせた態様も、本発明の範囲内である。
　また、図４～９に示されたカメラおよび乗員検知システムのコンポーネントの数や種類は、説明のための例示にすぎず、本発明は必ずしもこれに限られない。本発明の原理および意図から逸脱しない範囲において、任意のコンポーネントが追加若しくは組み合わされ、または任意のコンポーネントが削除された態様も、本発明の範囲内である。また、乗員検知システムの各コンポーネントは、ハードウェア的に実現されていてもよいし、ソフトウェア的に実現されていてもよいし、これらの組み合わせによって実現されていてもよい。
　本発明のカメラは、赤外光照射部から照射された赤外光を車両内の前部座席エリアに配光するための第１の配光部材と、赤外光照射部から照射された赤外光を車両内の後部座席エリアに配光するための第２の配光部材とを備えている。そのため、前部座席エリアでの赤外光の照度の平均値と、後部座席エリアでの赤外光の照度の平均値とを略等しくすることができる。よって、本発明のカメラによれば、撮像部によって取得された画像内において、前部座席エリアの明るさと後部座席エリアの明るさを略等しくすることができ、前部座席エリアに含まれる運転席および／または助手席に着座している乗員の検知と、後部座席エリアに含まれる後部座席に着座している乗員の検知の双方を精度良く実行することができる。
　また、本発明のカメラでは、第１の配光部材および第２の配光部材によって、車両内の前部座席エリアと後部座席エリアに、選択的に赤外光が配光される。そのため、赤外光照射部の赤外光の照射強度を高めることにより、車両内全体を十分に明るくする場合と比較して、赤外光照射部の照射強度を高くしなくとも、後部座席エリアを十分に明るくすることができる。そのため、赤外光照射部からの発熱が抑えられ、赤外光照射部から発せられた熱による画質低下を防止することができる。その結果、前部座席エリアに着座している乗員に対する検知および後部座席エリアに着座している乗員に対する検知の双方の精度の低下を防止することができる。したがって、本発明は、産業上の利用可能性を有する。

Claims (10)

  1. 　車両内に配置され、車両内の乗員を検知するために用いられるカメラであって、
    　赤外光を照射するための赤外光照射部と、
    　前記赤外光照射部から照射された前記赤外光を、前記車両内の前部座席エリアに配光するための第１の配光部材と、
    　前記赤外光照射部から照射された前記赤外光を、前記車両内の後部座席エリアに配光するための第２の配光部材と、
    　前記第１の配光部材によって配光された前記赤外光および前記第２の配光部材によって配光された前記赤外光によって照射された前記車両内を撮像するための撮像部と、を備え、
    　前記第１の配光部材および前記第２の配光部材は、前記前部座席エリアでの前記赤外光の照度の平均値と、前記後部座席エリアでの前記赤外光の照度の平均値とが略等しくなるよう構成されていることを特徴とするカメラ。
  2. 　前記第１の配光部材および前記第２の配光部材は、前記前部座席エリアでの前記赤外光の前記照度の前記平均値と、前記後部座席エリアでの前記赤外光の前記照度の前記平均値との差が、前記前部座席エリアでの前記赤外光の前記照度の前記平均値の１０％以下となるよう構成されている請求項１に記載のカメラ。
  3. 　前記赤外光照射部は、前記前部座席エリアに配光される前記赤外光を照射するための第１の赤外線ＬＥＤと、前記後部座席エリアに配光される前記赤外光を照射するための第２の赤外線ＬＥＤとを含む請求項１または２に記載のカメラ。
  4. 　前記第１の配光部材は、前記第１の赤外線ＬＥＤの前方に設けられた拡散板であり、
    　前記第２の配光部材は、前記第２の赤外線ＬＥＤの前方に設けられた導光路部品と、前記導光路部品の前方に設けられた配光レンズと、を含む請求項３に記載のカメラ。
  5. 　前記第１の配光部材は、前記第１の赤外線ＬＥＤの前方に設けられた導光路部品と、前記導光路部品の前方に設けられた配光レンズと、を含み、
    　前記第２の配光部材は、前記第２の赤外線ＬＥＤの前方に設けられた導光路部品と、前記導光路部品の前方に設けられた配光レンズと、を含む請求項３に記載のカメラ。
  6. 　前記第１の配光部材に含まれる前記導光路部品および前記第２の配光部材に含まれる前記導光路部品は、接続部品によって一体化されており、
    　前記第１の配光部材に含まれる前記配光レンズおよび前記第２の配光部材に含まれる前記配光レンズは、一体化されている請求項５に記載のカメラ。
  7. 　前記第１の配光部材の前記配光レンズは、前記車両内の前部座席に着座している乗員の顔と肩が位置すると予想される前記前部座席エリア内の箇所にのみ前記赤外光を配光するよう構成されている請求項５または６に記載のカメラ。
  8. 　前記赤外光照射部は、１つの赤外線ＬＥＤから構成されており、
    　前記第１の配光部材は、前記赤外線ＬＥＤの周辺を囲むよう設けられたリフレクターであり、
    　前記第２の配光部材は、前記赤外線ＬＥＤの前方に設けられた導光路部品と、前記導光路部品の前方に設けられた配光レンズと、を含む請求項１または２に記載のカメラ。
  9. 　前記カメラは、前記車両の天井センターのオーバーヘッドコンソール近傍に設置されている請求項１ないし８のいずれかに記載のカメラ。
  10. 　車両内の乗員を検知するために用いられる乗員検知システムであって、
    　請求項１ないし９のいずれかに記載の前記カメラと、
    　前記カメラによって取得された画像に基づいて、前記車両内の前記乗員の検知を実行する演算部と、を含むことを特徴とする乗員検知システム。
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