JP6690664B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本開示は、照明装置に関する。

従来、車両に搭載され、車両の乗員を撮像するための照明光を発光する照明装置が知られている。特許文献１に開示の照明装置は、複数の赤外線投光器を有している。各赤外線投光器は、可視光の上界の波長の光を含む近赤外光としての照明光を発光部近傍において点光源状に発光するＬＥＤランプとなっている。

特許第４６４０４０４号公報

ここで、近赤外光に含まれる可視光の上界の波長（７８０〜８３０ｎｍ）の光は、感度が悪いものの、乗員が視認することで感知され得る。そして、特許文献１の赤外線投光器は、こうした可視光の上界の波長の光を含む近赤外光を、乗員に向けて点光源状に発光するため、可視光の上界の光について、単位面積当たりの光度は大きなものとなり、当該光は乗員に感知され易い。したがって、可視光の上界の波長の光が感知されることによって、照明装置の見栄えを損ねることや、乗員に煩雑な印象を与えることが懸念されていた。

開示されるひとつの目的は、煩雑な印象を抑制した照明装置を提供することにある。

ここに開示された態様のひとつは、車両に搭載され、車両の乗員を撮像するための照明光を発光する照明装置（２０，２２０）であって、
可視光の上界の波長の光を含む近赤外光としての照明光を、面状発光する面発光部（２１，２２１）を備え、
面発光部は、単位面積当たりの照明光の光度が最大となる最大箇所（ＭＰ）において、単位面積当たりの照明光の光度が、乗員が可視光の上界の波長の光を独立したものとして感知可能となる下限値である感知限界値（ＣＶ）より小さくなるように、設定されており、
面発光部を覆い、照明光を透過するカバー部（３０，２３０）を、さらに備え、
カバー部は、カバー部に面発光部とは反対側から入射してくる外光を、再び面発光部とは反対側に反射する反射構造部（２３１）を有する。
また、開示された態様の他のひとつは、車両に搭載され、車両の乗員を撮像するための照明光を発光する照明装置（２０，２２０）であって、
可視光の上界の波長の光を含む近赤外光としての照明光を、面状発光する面発光部（２１，２２１）を備え、
面発光部は、単位面積当たりの照明光の光度が最大となる最大箇所（ＭＰ）において、単位面積当たりの照明光の光度が、乗員が可視光の上界の波長の光を独立したものとして感知可能となる下限値である感知限界値（ＣＶ）より小さくなるように、設定されており、
面発光部を覆い、照明光を透過するカバー部（３０，２３０）を、さらに備え、
カバー部は、カバー部に面発光部とは反対側から入射してくる外光を、再び面発光部とは反対側に反射する反射構造部（２３１）を有し、
面発光部は、
可視光の上界の波長を含む近赤外光を発光する近赤外発光素子（２２２）と、
可視光としての可視混合光を発光する可視発光素子（２２６）と、
近赤外発光素子から発光された可視光の上界の波長の光を含む近赤外光に、可視発光素子から発光された可視混合光を混合して、面発光化する面発光化光学素子（２２３）と、
周囲の外光が少なくなるに従って、可視発光素子が発光する発光量が多くなるように、可視発光素子が発光する発光量を変更する可視発光量変更部（２３６）と、を有する。

このような照明装置によると、面発光部が可視光の上界の波長の光を含む近赤外光としての照明光を、面状発光するようになっているので、発光を面状に分散させることで、単位面積当たりの光度を低下させることができる。そして、面発光部のうち単位面積当たりの光度が最大となる最大箇所においても、単位面積当たりの光度が感知限界値よりも小さくなるように、発光が分散される。故に、乗員が面発光部の方を見た場合に、可視光の上界の波長の光を、独立したものとして感知することが困難となるため、煩雑な印象を乗員に与えることは、抑制されるのである。

なお、括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。

第１実施形態における車両用表示装置の正面図である。 第１実施形態の車両用表示装置における指針等を示す断面図である。 第１実施形態の車両用表示装置、撮像システム、撮像装置、及び照明装置を示すブロック図である。 第１実施形態の撮像装置を示す断面図である。 第１実施形態の照明装置を説明するための図であって、左側に照明装置の断面を示し、右側に照明光の分布を模式的に示している。 比較例の照明装置を説明するための図であって、左側に照明装置の断面を示し、右側に照明光の分布を模式的に示している。 第２実施形態における車両用表示装置の正面図である。 第２実施形態の車両用表示装置、撮像システム、撮像装置、及び照明装置を示すブロック図である。 第２実施形態の照明装置を示す断面図であって、周囲の明るさが十分明るい場合を示している。 第２実施形態の照明装置を示す断面図であって、周囲の明るさが暗い場合を示している。 第２実施形態の可視発光量変更部によるフローチャートである。 変形例１のうち一例を説明するためのスペクトル分布図であって、近傍に黄緑色光が存在しない場合において、図６の比較例の点状発光の照明光の場合を示す。 変形例１のうち一例を説明するためのスペクトル分布図であって、近傍に黄緑色光が存在しない場合において、面状発光の照明光の場合を示す。 変形例１のうち一例を説明するためのスペクトル分布図であって、近傍に黄緑色光が存在する場合において、面状発光の照明光の場合を示す。 変形例３の照明装置を示す断面図である。

以下、複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。

（第１実施形態）
本開示の第１実施形態による照明装置２０は、車両に搭載され、車両の乗員を撮像するための照明光を発光する。照明装置２０は、撮像装置１０等と共に、撮像システム９を構成している。本実施形態の撮像システム９は、車両の乗員、特に運転者の顔を撮像対象として撮像し、その画像を処理することで、運転者の居眠りやわき見等の状態を監視するドライバステータスモニタ（Driver Status Monitor、ＤＳＭ）に利用されている。

図１に示すように、本実施形態の照明装置２０は、撮像システム９と一体的に形成された車両用表示装置１００の内部に配置されている。したがって、照明装置２０は、車両用表示装置１００と共に、視認者としての乗員が着座する座席とは対向するインストルメントパネルに設置されている。

車両用表示装置１００は、指針６０が指標４２を指示することによるアナログ表示と、画像表示器３８が表示する画像によるデジタル表示とを組み合わせたコンビネーションメータを構成しており、視認側へ向けて情報を表示する。表示される情報としては、例えば車両の速度、エンジン回転数、燃料残量、エンジン冷却水の水温、電動モータの電流値、その他車両の異常等の車両の状態が挙げられる。その他表示される情報としては、例えば警報、道路情報、視界補助情報、電子メール等の各種情報が挙げられる。

このような車両用表示装置１００は、画像表示器３８、表示板４０、表示用光源部５０、及び指針６０の他、撮像システム９等により構成されている。

画像表示器３８は、装置１００の略中央に配置されている。本実施形態において画像表示器３８は、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、ＴＦＴ）を用いた透過型の液晶パネルであって、２次元方向に配列された複数の液晶画素から形成されたアクティブマトリクス型の液晶パネルが採用された液晶表示器となっている。なお、画像表示器３８としては、液晶表示器以外の有機ＥＬディスプレイ等が採用されていてもよい。

表示板４０は、一般的に文字板とも呼ばれており、車両用表示装置１００において、視認側に筒状に形成された見返し板及び見返し板の視認側開口部を塞ぐ透明板に囲まれた空間に露出する露出部品である。表示板４０は、例えばポリカーボネイト樹脂ないしはアクリル樹脂等の合成樹脂からなる透光性の基材の表面に、半透光性又は遮光性の印刷が部分的又は全体的に施されて、平板状に形成されている。なお、印刷に代えて、塗装が施されていてもよく、近赤外光を透過する光学樹脂又は光学フィルタ材が貼付等により表示板４０に保持されていてもよい。

表示板４０は、画像表示器３８よりも視認側に配置されている。表示板４０において画像表示器３８と重なる箇所には、例えば開口穴４１が開けられており、画像が表示板４０と干渉せずに視認側に表示される。表示板４０において、画像表示器３８を挟んだ左右の領域には、指針６０に指示される指標４２がそれぞれ形成されている。表示板４０の指標４２は、可視光源部により、視認側とは反対側（以下、反視認側という）から照明される。

表示用光源部５０は、図２に示すように、表示板４０よりも反視認側に配置されており、可視表示光を発光する複数の表示用発光素子５１を有している。各表示用発光素子５１には、例えば発光ダイオード素子が採用されており、各表示用発光素子５１は、基板７０上の導通パターンを通じて電源と接続されることで、表示板４０に向けて可視表示光を発光する。特に本実施形態では、各表示用発光素子５１としては、４００〜８００ｎｍ程度の波長の範囲に広く分布した光からなる白色光が採用されている。

表示板４０には、上述の印刷により、遮光領域ＳＡ及び表示領域ＤＡが形成されている。遮光領域ＳＡは、表示板４０の多くの面積を占めており、例えば遮光性の印刷により暗色（例えば黒色）をなすことで、反視認側からの可視表示光を遮光している。表示領域ＤＡは、半透光性の印刷が施されることないしは印刷が施されないことにより、反視認側からの可視光源光を透過するようになっており、指標４２が表示領域ＤＡに設定されていることにより、当該指標４２が発光して表示されている。

指針６０は、表示板４０の左右の領域にそれぞれ対応して複数設けられている。特に本実施形態では、指針６０が左右の領域に１つずつ設けられている。各指針６０は、連結部６１及び指示部６２を一体的に有している。連結部６１は、表示板４０よりも反視認側に配置されており、平板状の基板に保持されたステッピングモータ６３の回転軸と連結されている。指示部６２は、表示板４０よりも視認側に配置されており、針状を呈していることで、指標４２を指示可能となっている。

各指針６０は、ステッピングモータ６３の出力に応じて指針軸まわりに回動するようになっており、それぞれ対応する指標４２を指示することにより、指示位置に応じた情報を表示するようになっている。特に本実施形態では、左側の指針６０及び指標４２により、車両の速度が表示され、右側の指針６０及び指標４２により、車両のエンジン回転数が表示されるようになっている。

撮像システム９は、図３に示すように、撮像装置１０及び照明装置２０等により構成されている。撮像装置１０は、車両の乗員（特に本実施形態では運転者の顔）を撮像する。具体的に図４に示すように、撮像装置１０は、カメラ１１、カメラカバー部１３及び画像処理部１４を有している。カメラ１１は、表示板４０よりも反視認側の、例えば画像表示器３８の脇に配置されている。

カメラ１１は、検出素子１１ａ、及び検出素子１１ａ上に撮像対象を結像するためのレンズ１１ｂを有している。検出素子１１ａとしては、例えばＣＭＯＳセンサ等、可視光から可視光の上界の波長の光（近赤外光を含む）にかけて良好な感度を持ち、検出する像の解像度が高い素子が採用されている。ここで、可視光の上界の波長の光（以下、可視上界光という）とは、７８０〜８３０ｎｍの人間が視認できる上界に近い波長の光を意味している。

表示板４０においてカメラ１１と対向する箇所は、例えば印刷によって、近赤外光透過フィルタ層４３が設けられることで、カメラ１１を視認側から覆うカメラカバー部１３が平板状に形成されている。近赤外光透過フィルタ層４３は、可視上界光を含む近赤外光を透過すると共に、可視上界光よりも短波長の可視光の透過率が低く設定されていることで、検出素子により可視上界光を含む近赤外光を検出可能としつつ、視認側の乗員からカメラが明確に視認されないようになっている。

画像処理部１４は、少なくとも１つのプロセッサ、メモリ、入出力インターフェース等を基板７０上に実装した電子回路を主体として構築されている機能ブロックとして、実現されている。プロセッサは、入出力インターフェースを通じて入力された検出素子からの信号に基づいて、メモリに記憶されているコンピュータプログラムを実行することで、画像処理を実施可能となっている。より詳細に、画像処理部は、検出素子１１ａから入力された信号から、撮像対象が撮像された画像データを生成する。生成された画像データは、そのまま車両のＥＣＵ（Electric Control Unit）等の車両用表示装置１００の外部に出力され、当該ＥＣＵで解析されるようにしてもよいし、画像処理部１４が画像データを解析し、運転者の居眠りやわき見の有無を判定するようにしてもよい。

照明装置２０は、図５に示すように、撮像装置１０に撮像される乗員を照明光により照明する。照明装置２０は、面発光部２１、照明カバー部３０及び照明制御部３５を有している。面発光部２１は、車両用表示装置１００において、表示板４０よりも反視認側の可視光源部とは遮光壁７１を隔てて区画された空間に配置されている。

表示板４０において面発光部２１と対向する箇所は、近赤外光透過フィルタ層４４が設けられることで、面発光部２１を視認側から覆う照明カバー部３０が平板状に形成されている。近赤外光透過フィルタ層４４は、カメラカバー部１３と同様に、可視上界光を含む近赤外光を透過すると共に、可視上界光よりも短波長の可視光の透過率が低く設定されている。

また、本実施形態の照明カバー部３０において、車両用表示装置１００の空間に露出する視認側表面は、車両用表示装置１００の周辺部品であるインストルメントパネル、ステアリング部品、又はメータフードの表面加工に合わせた凹凸による加飾模様が施されている。なお、加飾模様は、印刷又はフィルムの貼付により施されていてもよく、この場合、例えば金属調、カーボン調、木目調等の加飾模様が採用され得る。こうした加飾模様により、照明カバー部３０の見栄えと上述の周辺部品との見栄えの差が小さくなり、照明装置２０の存在が目立ち難くなる。

面発光部２１は、近赤外発光素子２２及び面発光化光学素子２３を有している。近赤外発光素子２２には、例えば発光ダイオードが採用されている。近赤外発光素子２２は、基板７０の視認側表面に保持され、基板７０上の導通パターンを通じて電源と接続されることで、可視上界光を含む近赤外光を発光する。特に本実施形態では、例えば８５０ｎｍにピーク波長を有し、半値幅が３０〜４０ｎｍ程度の波長特性を有する近赤外発光素子２２が採用されている。

面発光化光学素子２３は、近赤外発光素子２２と照明カバー部３０との間に配置され、例えばポリカーボネイト樹脂ないしはアクリル樹脂等の合成樹脂からなる透光性の基材を主体に形成されているプリズムレンズである。面発光化光学素子２３は、近赤外発光素子２２からの可視上界光を含む近赤外光を導入する導入部２４、及び導入部２４に導入された可視上界光を含む近赤外光を面発光化して射出する面発光化部２５を有している。

導入部２４は、面発光化部２５から反視認側に突出して形成され、近赤外発光素子２２と僅かな隙間で対向する導入面２４ａを有している。導入面２４ａは、鏡面状に形成され、近赤外発光素子２２が発光した可視上界光を含む近赤外光を、効率良く、基材内部に導入する。基材内部に導入された可視上界光を含む近赤外光は、導入部２４において側壁を形成する側壁反射面２４ｂに反射されながら、視認側の面発光化部２５へ導光される。

面発光化部２５は、導入面２４ａの視認側に配置された偏向反射面２５ａ、及び偏向反射面２５ａから照明カバー部３０の延設方向に沿って延びる板部２５ｂを有している。偏向反射面２５ａは、導入部２４に導光された可視上界光を含む近赤外光を、板部２５ｂに向かう方向に偏向するように、反射する。

板部２５ｂは、照明カバー部３０と対向する対向面２５ｃ、及び対向面２５ｃとは板部２５ｂの本体を挟んで反対側に形成された背面２５ｄを有している矩形板状に形成されている。対向面２５ｃと背面２５ｄとの間隔は、偏向反射面２５ａから遠ざかるに従って、漸次小さくなるように、対向面２５ｃ及び背面２５ｄの角度が調整されている。本実施形態において、対向面２５ｃ及び背面２５ｄは、それぞれシボ加工等が施されることにより、粗面状に形成されている。こうして可視上界光を含む近赤外光は、対向面２５ｃ及び背面２５ｄにより拡散されることとなり、面発光化される。

したがって、面発光部２１は、可視上界光を含む近赤外光としての照明光を、面状発光する。特に本実施形態の面発光部２１は、板部２５ｂの形状に基づいた矩形面状に、照明光を面状発光する。面状発光された照明光は、照明カバー部３０を透過して、車両の乗員を照明する。

照明制御部３５は、少なくとも１つのプロセッサ、メモリ、入出力インターフェース等を基板７０上に実装した電子回路を主体として構築されている機能ブロックとして、実現されている。この電子回路は、照明装置２０のために個別に設けられていてもよく、撮像装置１０の画像処理部１４を実現する電子回路と共通化されていてもよく、さらには、画像表示器３８、指針６０等を制御するための制御回路と共通化されていてもよい。

照明制御部３５は、車両のイグニッションスイッチのオン及びオフ等に応じて、近赤外発光素子２２の点灯及び消灯を制御し、近赤外発光素子２２が点灯されている場合には、その発光量を制御する。

偏向反射面２５ａ、対向面２５ｃ及び背面２５ｄの角度の設定、並びに対向面２５ｃ及び背面２５ｄの粗面状態の設定により、配光が調整され、可視上界光を含む近赤外光の面発光化における単位面積当たりの光度（輝度に対応）の分布（図５の右側参照）が任意に実現される。

そして、本実施形態では、面発光部２１において、単位面積当たりの照明光の光度が最大となる最大箇所ＭＰが、対向面２５ｃの略中央に形成されている。この最大箇所ＭＰは、上述の分布におけるピーク箇所ＰＰに対応しており、本実施形態では当該最大箇所ＭＰが１箇所形成されている。そして、最大箇所ＭＰから離れるに従って、なだらかに単位面積当たりの照明光の光度が低下するようになっている。

ここで光度は、一般的に知られている通り、放射強度を波長毎の視感度で重み付けして算出される。本実施形態の照明光は、近赤外光であるが、０よりも大きな視感度を有する、７８０〜８３０ｎｍの波長の光（すなわち可視上界光）を含むものであるから、照明光の光度も０より大きな値を有する。

面発光部２１において、こうした最大箇所ＭＰにおける単位面積当たりの照明光の光度は、照明装置２０を視認した乗員が可視上界光を独立したものとして相対的に感知可能となる下限値である感知限界値ＣＶよりも小さくなるように設定されている。ここで感知限界値ＣＶとは、本実施形態において新たに開示される概念であり、最大箇所ＭＰにおける単位面積当たりの照明光の光度が感知限界値ＣＶ以上であれば、乗員は、照明装置２０を視認する際に、最大箇所ＭＰにおいて可視上界光の発光を独立に感知し得る。一方で、最大箇所ＭＰにおける単位面積当たりの照明光の光度が感知限界値ＣＶよりも小さければ、乗員は、可視上界光の発光を独立したものとして感知することができない。

こうした感知限界値ＣＶは、常に一定の絶対値ではなく、周辺環境に対する依存性があり、周囲の環境によっても上下する。例えば夜など、車内が暗い場合には、乗員は可視上界光を独立したものとして感知し易くなるため、感知限界値ＣＶは低下する。一方で、例えば昼など、車内が明るい場合には、可視上界光が周囲の外光の中に存在することとなり、乗員は可視上界光を独立したものとして感知し難くなるため、感知限界値ＣＶは上昇する。

また、上述の照明カバー部３０の加飾模様によっても、迷彩のような擬装効果によって、乗員は可視上界光を独立したものとして感知し難くなるため、照明カバー部３０に模様がない場合よりも感知限界値ＣＶは上昇する。

こうして面発光部２１が面状発光する照明装置２０では、単位面積での放射照度は小さくなるものの、発光面積を広く設定することにより、単位面積での放射照度と発光面積との積で得られる照明光の放射エネルギーの総量を確保することにより、車両の乗員を照明するために十分な照明光を提供することができる。

したがって、照明制御部３５は、感知限界値ＣＶの上下に応じて、近赤外発光素子の発光量（放射エネルギーの量）を変化させるようにしてもよいし、感知限界値ＣＶが低下した場合には、当該発光量を変化させずに、照明光の放射エネルギーの総量の確保を優先するようにしてもよい。

（作用効果）
以上説明した第１実施形態の作用効果を改めて以下に説明する。

第１実施形態の照明装置２０によると、面発光部２１が可視上界光を含む近赤外光としての照明光を、面状発光するようになっているので、発光を面状に分散させることで、単位面積当たりの光度を低下させることができる。そして、面発光部２１のうち単位面積当たりの光度が最大となる最大箇所ＭＰにおいても、単位面積当たりの光度が感知限界値ＣＶよりも小さくなるように、発光が分散される。故に、乗員が面発光部２１の方を見た場合に、可視上界光を、独立したものとして感知することが困難となるため、煩雑な印象を乗員に与えることは、抑制されるのである。

また、第１実施形態によると、照明装置２０は、面発光部２１を覆い、照明光を透過する照明カバー部３０を、さらに備える。このような照明カバー部３０を備えることで、面発光部２１が露出して直接視認される事態が抑制されるので、面発光部２１の存在が目立ち難くなる。したがって、煩雑な印象を乗員に与えることは、抑制される。

また、第１実施形態によると、照明カバー部３０は、車両用表示装置１００において、視認側に露出する露出部品としての表示板４０に設けられている。このような車両用表示装置１００は視認側へ向けて情報を表示するので、その露出部品は特に注目され易い。注目され易い露出部品としての表示板４０に覆われた位置に、面発光部２１を配置することは、乗員の顔等を照明するのに好適である。そして、面発光部２１の上記最大箇所ＭＰにおいても、単位面積当たりの光度が感知限界値ＣＶよりも小さくなるように、発光が分散されているので、乗員が露出部品としての表示板４０を注目しても、可視上界光を、独立したものとして感知することが困難となるため、煩雑な印象を乗員に与えることは、抑制されるのである。

また、第１実施形態によると、照明装置２０は、近赤外発光素子２２から発光された可視上界光を含む近赤外光を、面発光化する面発光化光学素子２３と、を有する。このような面発光化光学素子２３による面発光化により、面状発光する面発光部２１を容易に実現することができる。

また、第１実施形態によると、面発光化光学素子２３は、透光性基材により形成され、近赤外発光素子２２から発光された可視上界光を含む近赤外光を内部に取り込んで導光しつつ面状発光させるプリズムレンズである。こうしたプリズムレンズの形状を適宜設計することにより、近赤外発光素子２２からの可視上界光を任意に分散させることができるので、容易に、上述の最大箇所ＭＰにおける単位面積当たりの光度を、感知限界値ＣＶよりも小さくなるように設定できる。

また、第１実施形態の撮像システム９によると、面発光部２１が可視上界光を含む近赤外光としての照明光を、面状発光するようになっているので、発光を面状に分散させることで、単位面積当たりの光度を低下させることができる。そして、面発光部２１のうち単位面積当たりの光度が最大となる最大箇所ＭＰにおいても、単位面積当たりの光度が感知限界値ＣＶよりも小さくなるように、発光が分散される。故に、乗員が面発光部２１の方を見た場合に、可視上界光を、独立したものとして感知することが困難となるため、煩雑な印象を乗員に与えることは、抑制されるのである。

そして、独立したものとして感知することが困難な可視上界光を、撮像装置１０が感知して撮像することが可能となる。撮像システム９が照明光を上手く活用することにより、撮像品質の低下を抑制することができる。

また、第１実施形態の車両用表示装置１００によると、面発光部２１が可視上界光を含む近赤外光としての照明光を、面状発光するようになっているので、発光を面状に分散させることで、単位面積当たりの光度を低下させることができる。そして、面発光部２１のうち単位面積当たりの光度が最大となる最大箇所ＭＰにおいても、単位面積当たりの光度が感知限界値ＣＶよりも小さくなるように、発光が分散される。故に、乗員が表示される情報を見る際に、面発光部２１からの照明光を受けても、可視上界光を、独立したものとして感知することが困難となるため、煩雑な印象を乗員に与えることは、抑制されるのである。

第１実施形態について、比較例との比較により、追加説明する。図６に示す比較例の照明装置９２０では、近赤外発光素子９２２から発せられた可視上界光を含む近赤外光を、レンズ９２３が集光して、点状発光するようになっている。このような比較例では、図５と比較しても分かるように、単位面積当たりの光度が感知限界値ＣＶを超えた部分が生じている。この結果、乗員は、感知限界値ＣＶを超えた部分の可視上界光を独立したものとして認識してしまうこととなる。

（第２実施形態）
図７〜１１に示すように、第２実施形態は第１実施形態の変形例である。第２実施形態について、第１実施形態とは異なる点を中心に説明する。

第２実施形態の照明装置２２０において、図７に示すように、照明カバー部２３０は、加飾模様の代わりに、反射構造部２３１を有している。図９，１０にも示すように、反射構造部２３１は、照明カバー部２３０に、面発光部２２１とは反対側（すなわち視認側）から入射してくる太陽光等の外光を、再び面発光部２２１とは反対側に反射する。

本実施形態の反射構造部２３１は、照明カバー部２３０の視認側表面において、複雑な凹凸構造２３２を形成することにより設けられている。より詳細に、複雑な凹凸構造２３２として、ダイヤモンドカットを模した構造が採用されている。凹凸構造２３２において鏡面状に形成された複数の反射面２３２ａが互いに異なる方向を向いていることにより、面発光部２２１とは反対側から入射してくる外光は、再び面発光部２２１とは反対側の様々な方向に反射される。

第２実施形態の照明装置２２０は、近赤外発光素子２２２に加え、可視光としての可視混合光を発光する複数の可視発光素子２２６を有している。各可視発光素子２２６には、例えば発光ダイオードが採用されている。本実施形態の可視発光素子２２６は、２つ設けられており、近赤外発光素子２２２を挟む両側に配置されている。各可視発光素子２２６は、基板７０上の導通パターンを通じて電源と接続されることで、面発光化光学素子２２３へ向けて可視混合光を発光可能となっている。特に本実施形態の可視発光素子２２６は、可視混合光として白色光を発光可能となっているが、緑色光、赤系色光等の他の色の光を発光するようにしてもよい。

第２実施形態の面発光化光学素子２２３は、例えばポリカーボネイト樹脂ないしはアクリル樹脂等の合成樹脂からなる透光性の基材を主体に形成されているプリズムレンズであり、ブロック状に形成されている。面発光化光学素子２２３において導入面２２３ａは、近赤外発光素子２２２及び各可視発光素子２２６と同時に対向可能な面積を有した平面状に形成されている。面発光化光学素子２２３において照明カバー部２３０と対向する対向面２２３ｂは、導入面２２３ａより一回り大きな面積を有した平面状に形成されていることで、反射構造部２３１の略全域に重なっている。

このような面発光化光学素子２２３は、導入面２２３ａ及び対向面２２３ｂを鏡面状に形成していることにより、照明光及び可視混合光を拡散する要素は有していない。しかしながら、導入面２２３ａから対向面２２３ｂでの光路上において、側壁反射面２２３ｃに一部が反射されたりすることで、近赤外発光素子２２２及び各可視発光素子２２６が照明光及び可視混合光をそのまま発光する場合と比較して面発光化が図られる。

さらに照明装置２２０の照明制御部２３５は、図８に示すように、可視発光量変更部２３６を有している。可視発光量変更部２３６は、各可視発光素子２２６の点灯及び消灯を制御し、各可視発光素子２２６が点灯されている場合には、その発光量を制御する。

特に本実施形態の照明制御部２３５は、車両において、例えばインストルメントパネルの上面部に設けられた外光センサ７及び画像処理部１４と通信可能となっている。外光センサ７は、外光を検出することができる。またカメラ１１によっても外光を検出することができる。これら検出結果を、外光センサ７及び画像処理部１４から取得して、照明装置２２０の周囲の明るさが推定可能され得る。

図１１のフローチャートにも示すように、照明制御部２３５に外光センサ７の検出結果が入力されると、可視発光量変更部２３６は、その値を判定し（図１１のＳ１０参照）、各可視発光素子２２６が発光する発光量を変更する。より詳細に、外光センサ７の外光検出量が所定量以上であれば、可視発光量変更部２３６は、各可視発光素子２２６が発光する発光量を０とする（すなわち各可視発光素子２２６を消灯する。図１１のＳ２０参照）。外光センサ７の外光検出量が所定量よりも少なければ、可視発光量変更部２３６は、各可視発光素子２２６を点灯させ（図１１のＳ３０参照）、外光センサ７の外光検出量が少なくなるに従って、各可視発光素子２２６が発光する発光量が多くなるように、各可視発光素子２２６が発光する発光量を変更する（図１１のＳ４０参照）。

したがって、例えば昼などの周囲が十分明るい場合には、図９に示すように、各可視発光素子２２６は消灯状態となる。このため、近赤外発光素子２２２だけが点灯状態となり、近赤外発光素子２２２が発した可視上界光を含む近赤外光としての照明光は、面発光化光学素子２２３及び反射構造部２３１を透過して、面状発光される。この際に、反射構造部２３１により反射された外光が、可視上界光を含む近赤外光に混合されることとなる。このため、乗員は可視上界光を独立したものとして感知し難くなるため、感知限界値ＣＶは上昇する。故に、面発光部２２１の最大箇所ＭＰにおける単位面積当たりの光度を、感知限界値ＣＶより小さくすることの許容性は、高い状態となる。

一方、例えば夜などの周囲が暗い場合には、図１０に示すように、外光（図１０の破線矢印参照）そのものが少ないため、可視上界光を含む近赤外光としての照明光に外光を混合すること自体が困難となる。このため、可視発光量変更部２３６が各可視発光素子２２６を点灯させる。そうすると、近赤外発光素子２２２が発した可視上界光を含む近赤外光としての照明光と、各可視発光素子２２６が発した可視混合光とが、面発光化光学素子２２３にて混合されつつ、面発光化される。こうして、反射構造部２３１を透過した可視上界光を含む近赤外光としての照明光は、可視混合光と混合された状態となり、乗員は可視上界光を独立したものとして感知し難くなるため、感知限界値ＣＶは上昇する。故に、面発光部２２１の最大箇所ＭＰにおける単位面積当たりの光度を、感知限界値ＣＶより小さくすることの許容性は、高い状態となる。

さらに、可視混合光としての白色光が反射構造部２３１の反射面２３２ａを透過される際に屈折し、色収差を発生させつつ、凹凸構造２３２に応じた複雑な光学模様を演出するので、乗員は可視上界光を独立したものとしてより感知し難くなる。

以上説明した第２実施形態によると、照明カバー部２３０は、当該カバー部２３０に面発光部２２１とは反対側から入射してくる外光を、再び面発光部２２１とは反対側に反射する反射構造部２３１を有する。こうした反射構造部２３１により反射された外光が、面発光部２２１からの可視上界光に混合されることとなる。したがって、乗員が可視上界光を独立したものとして感知し難くなる結果、上記感知限界値ＣＶを高めて、上記最大箇所ＭＰにおける単位面積当たりの光度を感知限界値ＣＶよりも小さくすることが容易に可能となるので、煩雑な印象を乗員に与えることは、抑制されるのである。

また、第２実施形態によると、面発光化光学素子２２３は、近赤外発光素子２２２から発光された可視上界光を含む近赤外光に、可視発光素子２２６から発光された可視混合光を混合して、面発光化する。可視混合光が可視上界光に混合されるので、乗員が可視上界光を独立したものとして感知し難くなる結果、上記感知限界値ＣＶを高めて、上記最大箇所ＭＰにおける単位面積当たりの光度を感知限界値ＣＶよりも小さくすることが容易に可能となるので、煩雑な印象を乗員に与えることは、抑制されるのである。

また、周囲の外光が少なくなると、反射構造部２３１での反射によって、面発光部２２１からの可視上界光に混合される外光も減少する。この結果、乗員が可視上界光を独立したものとして感知し易くなり、感知限界値ＣＶが小さくなることが懸念される。

しかしながら、第２実施形態では、周囲の明るさに応じて、可視発光素子２２６が発光する発光量が変更される。周囲の明るさに応じて感知限界値ＣＶが上下しそうになっても、周囲の明るさに応じて可視上界光に混合される可視混合光の発光量を変えることで、感知限界値ＣＶの変動を抑制できるようになる。したがって、常時、上記最大箇所ＭＰにおける単位面積当たりの光度を感知限界値ＣＶよりも小さくすることが可能となるので、煩雑な印象を乗員に与えることは、確実に抑制されるのである。

また、第２実施形態では、周囲の外光が少なくなるに従って、可視発光素子２２６が発光する発光量が多くなるように、可視発光素子２２６が発光する発光量が変更される。故に、面発光部２２１からの可視上界光に混合される可視混合光の増加により、外光の減少が補われて、感知限界値ＣＶの低下を抑制することができる。この結果、上記最大箇所ＭＰにおける単位面積当たりの光度を感知限界値ＣＶよりも小さくすることが容易に可能となるので、煩雑な印象を乗員に与えることは、抑制されるのである。

（具体的条件について）
ここでは、各実施形態における単位面積当たりの照明光の光度、及び可視上界光に可視混合光を混合した場合の色比率についての適正な条件について説明する。

ここで、以下の説明における昼環境とは、車内の明るさが５００ｌｘ以上かつ１００，０００ｌｘより小さい条件の環境として定義され、晴天時かつ車両のライトが非点灯の環境が想定されている。日出・日入・夜環境とは、車内の明るさが０ｌｘ以上５００ｌｘより小さい条件の環境として定義され、車両のライトが点灯している環境が想定されている。また、車両のガラスフロントは透明色であり、車両用表示装置１００の表示板４０の大半が黒色であることが想定されている。

最初に、単位面積当たりの照明光の光度について説明する。昼環境では、可視上界光を含む近赤外光としての照明光を面状発光する面発光部２１，２２１の最大箇所ＭＰにおいて、単位面積当たりの照明光の光度を、５ｃｄ／ｍ^２以下にすることにより、乗員は、可視上界光を独立したものとして感知できなくなるといえる。日出・日入・夜環境では、面発光部２１，２２１の最大箇所ＭＰにおいて、単位面積当たりの照明光の光度を、０．５ｃｄ／ｍ^２以下にすることにより、乗員は、可視上界光を独立したものとして感知できなくなるといえる。

また、感知限界値ＣＶは、車両用表示装置１００の表示用光源部５０等による、単位面積当たりの可視表示光の光度によっても影響を受ける。具体的に、単位面積当たりの照明光の光度を、単位面積当たりの可視表示光の光度の５％以下に抑制することで、可視上界光の独立的感知は困難となる。

具体的に、各実施形態の車両用表示装置１００は、昼環境（又はライト非点灯時）において、単位面積当たりの可視表示光の光度を１００ｃｄ／ｍ^２とし、日出・日入・夜環境（又はライト点灯時）において、単位面積当たりの可視表示光の光度を１０ｃｄ／ｍ^２に減光する減光機能を有している。これに対応して、照明装置２０，２２０は、上述の５％以下の条件を満足するように、昼環境（又はライト非点灯時）において、単位面積当たりの照明光の光度を、５ｃｄ／ｍ^２以下にし、日出・日入・夜環境（又はライト非点灯時）において、単位面積当たりの照明光の光度を０．５ｃｄ／ｍ^２以下に減光する。

次に、第２実施形態のように、可視上界光に可視混合光を混合した場合の色比率について説明する。まず、可視混合光が白色光であるか、赤色光（波長は６２０〜７８０ｎｍ）であるか、緑色光（波長は４９５〜５７０ｎｍ）であるか、青色光（波長は４５０〜４９５ｎｍ）であるかによって、すなわち、可視混合光の色に応じて、可視上界光が独立したものとして感知される水準に、差異が存在する。傾向としては、赤色光の混合では、最も可視上界光が独立したものとして感知され難いため効果が最も高い。続いて、緑色光の混合、青色光の混合、白色光の混合の順となっている。

そして、可視混合光が白色光である場合には、可視混合光の放射エネルギー１０に対して、可視上界光の放射エネルギーを、１以下に抑制することで、可視上界光の独立的感知は困難となる。可視混合光が青色光である場合には、可視混合光の放射エネルギー１０に対して、可視上界光の放射エネルギーを、２以下に抑制することで、可視上界光の独立的感知は困難となる。可視混合光が緑色光である場合には、可視混合光の放射エネルギー１０に対して、可視上界光の放射エネルギーを、３以下に抑制することで、可視上界光の独立的感知は困難となる。

可視混合光が赤色光である場合には、そもそも可視混合光と可視上界光との色の区別が殆ど生じなくなる。このため、可視混合光の放射エネルギーに対する可視上界光の放射エネルギーの比率に、制約はないといえる。

（他の実施形態）
以上、複数の実施形態について説明したが、発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。

具体的に変形例１としては、照明装置２０は、表示板４０の表示領域ＤＡにより形成されている指標４２、表示灯、画像表示器３８等に隣接して配置されるようにしてもよい。また、照明装置２０は、指針６０の回動範囲を囲んで発光する加飾部品に隣接して配置されるようにしてもよい。このようにすると、表示領域ＤＡへの誘目性等を利用して、可視表示光をより認識させ難くすることができる。

例えば図１２のスペクトル分布図に示すように、図６に示した点状発光の照明装置９２０が表示領域ＤＡに隣接していない場合では、照明光の単位面積当たりの光度が認識閾値Ｖ０（感知限界値ＣＶに対応）を超えてしまっている（図１２，１３では一点鎖線による図示）。図１３のスペクトル分布図に示すように、面状発光の照明装置２０が表示領域ＤＡに隣接していない場合では、光が面状に分散される結果、照明光の最大箇所ＭＰにおける単位面積当たりの光度が認識閾値Ｖ０を下回る（図１４では破線による図示）。

一方、図１４のスペクトル分布図に示すように、黄緑色光を発光する表示領域ＤＡに照明装置２０が隣接している場合では、黄緑色光への誘目性が生じる結果、認識閾値自体がＶ０からＶ１に上昇する。したがって、最大箇所ＭＰにおける単位面積当たりの光度を感知限界値ＣＶよりも小さくするための余裕度が向上し、照度エネルギーの総量を維持しつつ、発光面積の増大を抑制することが可能となる。この結果、面発光部２３が面状発光する構成であっても、照明装置２０をより省スペースに形成することができる。

このような構成の具体例として、照明装置２０は、黄緑色表示光をバックライトに採用した液晶表示器、又は蛍光表示管を用いたＶＦＤ（Vacuum fluorescent display）に隣接して配置される構成が挙げられる。

第２実施形態に関する変形例２としては、図１５に示すように、反射構造部２３１は、照明カバー部２３０に対応する表示板４０の一部の表面に、印刷等により形成された金属ヘアライン構造２３３により形成されていてもよい。金属ヘアライン構造２３３は、指針軸と同心円状に外光を反射可能な微細な金属状細線を複数形成し、金属状細線の間に、照明光を透過可能な透過領域を設けることにより形成される。こうした金属ヘアライン構造２３３による反射構造部２３１によっても、照明カバー部２３０に面発光部２２１とは反対側から入射してくる外光を、再び面発光部２２１とは反対側に反射することができる。

第２実施形態に関する変形例３としては、照明カバー部２３０に、表示板４０以外の例えば指針６０の回動範囲を囲む加飾部品としての反射リングを採用してもよい。反射リングは、例えばポリカーボネイト樹脂ないしはアクリル樹脂等の合成樹脂からなる透光性の基材の視認側の表面に、スズないしは銀等の金属をめっき又は蒸着すること等により、極薄い金属薄膜を形成してなる。こうした金属薄膜がマジックミラーないしはハーフミラー状の反射構造部２３１として機能する。したがって照明カバー部２３０としての反射リングは、面発光部２２１とは反対側から入射してくる外光を再び面発光部２２１とは反対側に反射すると共に、照明光を透過可能に形成されている。

第２実施形態に関する変形例４としては、照明カバー部２３０が指標４２を形成するように構成されることで、可視混合光を発光する可視発光素子２２６に、指標４２を照明する機能を付加してもよい。

第２実施形態に関する変形例５としては、画像表示器３８のバックライトを、面発光部２２１に置き換えることにより、可視混合光を用いて画像が表示されるようにしてもよい。

変形例６としては、表示板４０を黒色印刷以外の赤色、白色等に印刷に変更して、感知限界値ＣＶを上昇させるようにしてもよい。

変形例７としては、照明カバー部３０が設けられていなくてもよく、面発光化光学素子２３が車両用表示装置１００において見返し板及び透明板に囲まれた空間に露出していてもよい。この場合に、面発光化光学素子２３に反射構造部２３１を形成してもよい。

変形例８としては、面発光化光学素子２３は、プリズムレンズに限られず、拡散板でもよく、ＭＥＭＳを応用した回折格子、マイクロレンズ、ミラーアレイ等との組み合わせであってもよい。

変形例９としては、近赤外発光素子２２は、１つの面発光化光学素子２３に対して、２つ以上設けられていてもよい。

変形例１０としては、面発光部２１は、面状発光するものであれば、微細な点光源を隙間少なく配列することにより、面状に形成した構成であってもよい。また、面発光部２１は、細線状の光源を隙間少なく配列することにより、面状に形成した構成であってもよい。

変形例１１としては、面発光部２１において単位面積当たりの照明光の光度が最大となる最大箇所ＭＰは、２箇所以上形成されてもよい。さらには、面発光部２１は、全域において、単位面積当たりの照明光の光度が実質同じになるように面状発光していてもよく、この場合には、当該全域が最大箇所ＭＰに該当することとなる。

変形例１２としては、照明装置２０、又は当該照明装置２０等を具備した撮像システム９は、車両用表示装置１００の内部に配置された構成に限られない。例えば、照明装置２０、又は当該照明装置２０等を具備した撮像システム９は、車両用表示装置１００に隣接して独立したアセンブリとして配置されてもよい。また例えば、照明装置２０、又は当該照明装置２０等を具備した撮像システム９は、車両用表示装置１００とは離れた位置に独立したアセンブリとして配置されていてもよい。ここで採用され得る構成には、撮像システム９のうち、照明装置２０だけを車両用表示装置１００の内部に配置し、撮像装置１０を車両用表示装置の外部に配置する構成、並びに撮像装置１０を車両用表示装置１００の内部に配置し、照明装置２０だけを車両用表示装置１００の外部に配置する構成等が含まれる。また、ここで採用され得る構成には、照明装置２０のうち面発光部２１だけを車両用表示装置１００の内部に配置し、照明装置２０の他の部分及び撮像装置１０を車両用表示装置１００の外部に配置する構成が含まれる。

変形例１３としては、照明装置２０、又は当該照明装置２０等を具備した撮像システム９は、車両の各種機能に対し表示又は操作を行なうための機器（オーディオ、カーナビゲーション、空調装置等の操作パネル）の内部に配置されていてもよい。

変形例１４としては、撮像装置１０の撮像対象は、乗員の顔に限られない。例えば撮像対象を乗員の手腕とし、乗員のジェスチャ操作入力や脈波等体調を判定するようにしてもよい。

９ 撮像システム、１０ 撮像装置、２０，２２０ 照明装置、２１，２２１ 面発光部、１００ 車両用表示装置、ＭＰ 最大箇所、ＣＶ 感知限界値

Claims (7)

1. 車両に搭載され、前記車両の乗員を撮像するための照明光を発光する照明装置（２０，２２０）であって、
   可視光の上界の波長の光を含む近赤外光としての前記照明光を、面状発光する面発光部（２１，２２１）を備え、
   前記面発光部は、単位面積当たりの前記照明光の光度が最大となる最大箇所（ＭＰ）において、前記単位面積当たりの照明光の光度が、前記乗員が前記可視光の上界の波長の光を独立したものとして感知可能となる下限値である感知限界値（ＣＶ）より小さくなるように、設定されており、
   前記面発光部を覆い、前記照明光を透過するカバー部（３０，２３０）を、さらに備え、
   前記カバー部は、前記カバー部に前記面発光部とは反対側から入射してくる外光を、再び前記面発光部とは反対側に反射する反射構造部（２３１）を有する照明装置。
2. 視認側へ向けて情報を表示する車両用表示装置（１００）の内部に配置される請求項１に記載の照明装置であって、
   前記カバー部は、前記車両用表示装置において、前記視認側に露出する露出部品（４０）に設けられている照明装置。
3. 前記面発光部は、
   前記可視光の上界の波長を含む近赤外光を発光する近赤外発光素子（２２，２２２）と、
   前記近赤外発光素子から発光された前記可視光の上界の波長の光を含む近赤外光を、面発光化する面発光化光学素子（２３，２２３）と、を有する請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 前記面発光部は、
   可視光としての可視混合光を発光する可視発光素子を、さらに有し、
   前記面発光化光学素子は、前記近赤外発光素子から発光された前記可視光の上界の波長の光を含む近赤外光に、前記可視発光素子から発光された前記可視混合光を混合して、面発光化する請求項３に記載の照明装置。
5. 周囲の明るさに応じて、前記可視発光素子が発光する発光量を変更する可視発光量変更部（２３６）を、さらに有する請求項４に記載の照明装置。
6. 車両に搭載され、前記車両の乗員を撮像するための照明光を発光する照明装置（２０，２２０）であって、
   可視光の上界の波長の光を含む近赤外光としての前記照明光を、面状発光する面発光部（２１，２２１）を備え、
   前記面発光部は、単位面積当たりの前記照明光の光度が最大となる最大箇所（ＭＰ）において、前記単位面積当たりの照明光の光度が、前記乗員が前記可視光の上界の波長の光を独立したものとして感知可能となる下限値である感知限界値（ＣＶ）より小さくなるように、設定されており、
   前記面発光部を覆い、前記照明光を透過するカバー部（３０，２３０）を、さらに備え、
   前記カバー部は、前記カバー部に前記面発光部とは反対側から入射してくる外光を、再び前記面発光部とは反対側に反射する反射構造部（２３１）を有し、
   前記面発光部は、
   可視光の上界の波長を含む近赤外光を発光する近赤外発光素子（２２２）と、
   可視光としての可視混合光を発光する可視発光素子（２２６）と、
   前記近赤外発光素子から発光された前記可視光の上界の波長の光を含む近赤外光に、前記可視発光素子から発光された前記可視混合光を混合して、面発光化する面発光化光学素子（２２３）と、
   周囲の前記外光が少なくなるに従って、前記可視発光素子が発光する発光量が多くなるように、前記可視発光素子が発光する発光量を変更する可視発光量変更部（２３６）と、を有する照明装置。
7. 前記面発光化光学素子は、透光性基材により形成され、前記近赤外発光素子から発光された前記可視光の上界の波長を含む近赤外光を内部に取り込んで導光しつつ面状発光させるプリズムレンズである請求項３から６のいずれか１項に記載の照明装置。

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