車載用頭部位置検出装置、車載用表示装置及び運転支援装置
【課題】頭部の位置を正確に検出できる車載用頭部位置検出装置、車載用表示装置及び運転支援装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、複数の送受信器と送受信制御部とを備えた車載用頭部位置検出装置が提供される。複数の送受信器は、車両に搭乗する搭乗者の頭部に対向する互いに異なる位置に設けられる。複数の送受信器は、頭部に向けて音波及び電磁波の少なくともいずれかの波を送信し、反射波を受信する。送受信制御部は、複数の送受信器に接続される。送受信制御部は、複数の送受信器のいずれかに、送信波を送信させ、その反射波を複数の送受信器で受信した結果を入手し、その結果に基づいて頭部に最も近い送受信器を検出する。送受信制御部は、頭部に最も近い送受信器に頭部検出波を送信させ、その反射波を複数の送受信器で受信した結果を入手し、その受信結果に基づいて頭部の位置を検出する。
【解決手段】実施形態によれば、複数の送受信器と送受信制御部とを備えた車載用頭部位置検出装置が提供される。複数の送受信器は、車両に搭乗する搭乗者の頭部に対向する互いに異なる位置に設けられる。複数の送受信器は、頭部に向けて音波及び電磁波の少なくともいずれかの波を送信し、反射波を受信する。送受信制御部は、複数の送受信器に接続される。送受信制御部は、複数の送受信器のいずれかに、送信波を送信させ、その反射波を複数の送受信器で受信した結果を入手し、その結果に基づいて頭部に最も近い送受信器を検出する。送受信制御部は、頭部に最も近い送受信器に頭部検出波を送信させ、その反射波を複数の送受信器で受信した結果を入手し、その受信結果に基づいて頭部の位置を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、車載用頭部位置検出装置、車載用表示装置及び運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の運転者に光束を投影するヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head Up Display）がある。運転者の頭部は運転中に移動する。移動した頭部の位置に光束を投影するために、運転者の頭部の位置を正確に検出する技術の実現が望まれている。特に、ＨＵＤの中でも運転者の片目に光束を投影する構成においては特に高い精度で頭部の位置を検出することが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４１３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、頭部の位置を正確に検出できる車載用頭部位置検出装置、車載用表示装置及び運転支援装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、複数の送受信器と、送受信制御部と、を備えた車載用頭部位置検出装置が提供される。前記複数の送受信器は、車両に搭乗する搭乗者の頭部に対向する互いに異なる位置に設けられる。前記複数の送受信器は、前記頭部に向けて音波及び電磁波の少なくともいずれかの波を送信し、前記波が前記頭部によって反射されて得られる波を受信する。前記送受信制御部は、前記複数の送受信器に接続される。前記送受信制御部は、第１動作と、第２動作と、を実施する。前記第１動作は、前記複数の送受信器のいずれかに、音波及び電磁波の少なくともいずれかの第１送信波を前記頭部に向けて送信させる第１送信動作と、前記第１送信波が前記頭部によって反射されて得られる第１反射波を前記複数の送受信器で受信した結果を入手する第１受信動作と、前記入手した前記第１反射波を受信した前記結果に基づいて複数の送受信器のうちで前記頭部に最も近い前記送受信器を検出する送受信器検出動作と、を含む。前記第２動作は、前記検出された前記頭部に最も近い前記送受信器に、音波及び電磁波の少なくともいずれかの頭部検出波を前記頭部に向けて送信させる頭部検出波送信動作と、前記頭部検出波が前記頭部によって反射されて得られる頭部検出反射波を前記複数の送受信器で受信した結果を入手する頭部検出反射波受信動作と、前記入手した前記頭部検出反射波を受信した前記結果に基づいて前記頭部の位置を検出する頭部位置検出動作と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作を示すフローチャート図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｃ）は、実施形態に係る車載用頭部位置検出装置を示す模式図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｄ）は、実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作を示す模式図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｆ）は、実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作を示す模式図である。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作を示す模式図である。
【図６】実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の別の動作を示すフローチャート図である。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の別の動作を示す模式図である。
【図８】実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の別の動作を示すフローチャート図である。
【図９】実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の別の動作を示すフローチャート図である。
【図１０】実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の別の動作を示すフローチャート図である。
【図１１】図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作を示す模式図である。
【図１２】実施形態に係る車載用表示装置を示す模式図である。
【図１３】実施形態に係る車載用表示装置を示すフローチャート図である。
【図１４】実施形態に係る運転支援装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作を例示するフローチャート図である。
図２（ａ）〜図２（ｃ）は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の構成を例示する模式図である。
【０００９】
図２（ａ）に表したように、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置５０は、複数の送受信器３１０と、送受信制御部３２０と、を備える。
【００１０】
複数の送受信器３１０は、車両に搭乗する搭乗者１００ａの頭部１０５に対向する互いに異なる位置に設けられる。複数の送受信器３１０は、頭部１０５に向けて、音波及び電磁波の少なくともいずれかの波（送信波３５０）を送信する。複数の送受信器３１０は、その波（送信波３５０）が頭部１０５によって反射して得られる波（反射波３６０）を受信する。例えば、複数の送受信器３１０は、頭部１０５に面している。例えば、送受信器３１０と頭部１０５の間に遮蔽物が入らないように、送受信器３１０は設置される。ただし、送受信への悪影響が実質的に無ければ良い。
【００１１】
送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０に接続される。送受信制御部３２０と、複数の送受信器３１０と、は、電気信号や光信号などの有線または無線の方式により接続される。例えば、送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０による送信波３５０の送信のための送信制御信号ＳＣＳを複数の送受信器３１０に供給する。また、送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０による反射波３６０の受信の結果を入手するための受信制御信号ＲＣＳを有することができる。
【００１２】
例えば、送信波３５０は音波あり、反射波３６０は音波である。例えば、送信波３５０は光であり、反射波３６０は光である。例えば、送信波３５０は赤外線であり、反射波３６０は赤外線である。例えば、送信波３５０は電波であり、反射波３６０は電波である。
【００１３】
送信波３５０が音波であり反射波３６０が音波である場合には、音波よりも高速な光をつかった場合でも、その光モジュールの出力が音波を使った場合よりも遅い事もあるため、音波を使ったほうが処理を高速化できる利点がある。送信波３５０が超音波である場合には、送受信の時間と受信結果の処理の時間との合計は、例えば１０ミリ秒（ｍｓ）以上５０ｍｓ程度であり、短時間に処理が実施できる。以下では、送信波３５０が音波であり反射波３６０が音波である場合として説明する。
【００１４】
送信波３５０の周波数は、例えば、約４０ｋＨｚである。また、送信波３５０の周波数は、例えば、約２０ｋＨｚである。送信波３５０の周波数は、人の可聴範囲以外の周波数である。
【００１５】
送信波３５０の指向性は比較的高く設定される。例えば、送受信器３１０と頭部１０５との間の距離は、０．６メートル（ｍ）〜０．８ｍに設定される。送受信器３１０と頭部１０５との間の距離は、例えば約０．７ｍである。頭部１０５の位置における送信波３５０の幅は、例えば０．１ｍ以上０．３ｍ以下程度である。０．１５ｍ以上０．２５ｍ以下であることがさらに望ましい。これにより、目的とする頭部１０５に的確に送信波３５０をあてることができる。
【００１６】
例えば、送受信器３１０から送信した送信波３５０が、頭部１０５で反射され、その反射波３６０が送受信器３１０で受信されるまでの時間を計測することで、送受信器３１０と頭部１０５との間の距離が検出できる。
【００１７】
図２（ａ）に例示した車載用頭部位置検出装置５０においては、１つの送受信器３１０が、送信器の機能と、受信器の機能と、を有している。すなわち、送信器の機能と受信器の機能とが一体化されている。なお、図２（ａ）においては、４つの送受信器３１０が描かれているが、送受信器３１０の数は任意である。
【００１８】
図２（ｂ）に表したように、本実施形態に係る別の車載用頭部位置検出装置５１においても複数の送受信器３１０が設けられている。ただし、この例では、送受信器３１０のそれぞれにおいて送信器の機能と、受信器の機能と、が分離されている。
【００１９】
具体的には、複数の送受信器３１０のそれぞれは、送信部３１１と受信部３１２とを含む。すなわち、車載用頭部位置検出装置５１においては、複数の送信部３１１と複数の受信部３１２とが設けられる。複数の送信部３１１は、頭部１０５に対向する互いに異なる位置に設けられる。複数の送信部３１１は、頭部１０５に向けて音波及び電磁波の少なくともいずれかの波（送信波３５０）を送信する。複数の受信部３１２は、頭部１０５に対向する互いに異なる位置に設けられる。複数の受信部３１２は、送信部３１１により送信された、音波及び電磁波の少なくともいずれかの波（送信波３５０）が頭部１０５によって反射されて得られる波（反射波３６０）を受信する。例えば、複数の送信部３１１及び複数の受信部３１２は、頭部１０５に面している。例えば、これらと頭部１０５との間に遮蔽物が入らないように、これらは設置される。ただし、送受信への悪影響が実質的に無ければ良い。
【００２０】
送信部３１１が設けられる位置は、受信部３１２が設けられる位置と必ずしも同じでなくても良い。例えば、送信部３１１が設けられる位置は、受信部３１２が設けられる位置とは異なる。１つの送信部３１１と１つの受信部３１２との１つの組みを１つの送受信器３１０と見なすことができる。
【００２１】
図２（ｃ）に表したように、本実施形態に係る別の車載用頭部位置検出装置５２においても複数の送受信器３１０が設けられている。そして、複数の送受信器３１０のそれぞれは、送信部３１１と受信部３１２とを含む。この場合も、１つの送信部３１１と１つの受信部３１２との１つの組みを１つの送受信器３１０と見なすことができる。
【００２２】
図２（ｃ）に示した例では、送信部３１１の数よりも受信部３１２の数の方が多い。すなわち、送信部３１１の数が４であり、受信部３１２の数が６である。この場合には、例えば、４つの送受信器３１０と、２つの受信部３１２が設けられていると見なすことができる。なお、本実施形態において、受信部３１２の数よりも送信部３１１の数の方が多くても良い。
【００２３】
このように、送信部３１１と受信部３１２とが異なる位置に設けられている場合も、１つの送信部３１１と１つの受信部３１２との１つの組みを１つの送受信器３１０と見なすことにする。
【００２４】
複数の送受信器３１０のそれぞれの角度は、送受信器３１０の指向性に合わせて、送信する波がオーバーラップするように設置される。ただし、送信する波は、過度にオーバーラップしない。送信部３１１と受信部３１２とが設けられる場合には、例えば、１つの組となる送信部３１１及び受信部３１２において、送信部３１１の送信の方向は、受信部３１２の受信の方向と実質的に同じとされることが望ましい。
【００２５】
以下では、説明を簡単にするために、送信部３１１の機能と受信部３１２の機能とが一体化されている車載用頭部位置検出装置５０に関して説明する。
【００２６】
実施形態において、搭乗者１００ａは、車両の運転者である。複数の送受信器３１０は、例えば搭乗者の頭部１０５の前方の左右方向に沿って配置される。送受信器３１０は、例えば、運転席の前方のダッシュボードなどに設けられる。送受信器３１０は、例えば、車両のフロントガラス上部の屋根部などに設けられる。ただし、実施形態において、送受信器３１０の設置場所は任意である。
【００２７】
ここで、車両の後部から車両の前部に向かう方向をＺ軸方向とする。車両の左右方向をＸ軸方向とする。車両の上下方向をＹ軸方向とする。
【００２８】
例えば、複数の送受信器３１０の少なくとも２つの、車両の左右方向（Ｘ軸方向）に沿う位置は、互いに異なる。例えば、複数の送受信器３１０のＸ軸方向に沿う位置のそれぞれは、互いに異なる。これにより、頭部１０５の左右方向に沿った位置が検出される。
【００２９】
例えば、複数の送受信器３１０の少なくとも２つの、車両の前後方向（Ｚ軸方向）に沿う位置は、互いに異なる。例えば、複数の送受信器３１０のＸ軸方向に沿う位置のそれぞれは、互いに異なる。これにより、頭部１０５の前後方向に沿った位置が検出される。
【００３０】
例えば、複数の送受信器３１０のそれぞれのＸ軸方向及びＺ軸方向における位置が違いに異なる。例えば、複数の送受信器３１０は、頭部１０５をＸ−Ｚ平面において囲む環の少なくとも一部に沿って配置される。
【００３１】
さらに、複数の送受信器３１０の少なくとも２つの、車両の上下方向（Ｙ軸方向）に沿う位置が、互いに異なっても良い。これにより、頭部１０５の上下方向に沿った位置が検出される。
【００３２】
以下、車載用頭部位置検出装置５０を例として、送受信制御部３２０の動作の例について、説明する。なお、送受信器３１０のそれぞれが送信部３１１と受信部３１２とを含む場合は、送受信器３１０の動作に関する記述において、送信機能に関する動作は送信部３１１で実施され、受信機能に関する動作は受信部３１２で実施されるものとすることができる。
【００３３】
図１に表したように、送受信制御部３２０は、第１動作（ステップＳ１５０）と、第２動作（ステップＳ２５０）と、を実施する。
【００３４】
第１動作は、第１送信動作（ステップＳ１１０）と、第１受信動作（ステップＳ１２０）と、送受信器検出動作（ステップＳ１３０）と、を含む。
【００３５】
第１送信動作（ステップＳ１１０）では、送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０のいずれかに、音波及び電磁波の少なくともいずれかの第１送信波（送信波３５０のうちの１つ）を頭部１０５に向けて送信させる。
【００３６】
第１受信動作（ステップＳ１２０）では、送受信制御部３２０は、第１送信波が頭部１０５によって反射されて得られる第１反射波（反射波３６０のうちの１つ）を複数の送受信器３１０で受信した結果を入手する。
【００３７】
送受信器検出動作（ステップＳ１３０）では、送受信制御部３２０は、入手した第１反射波を受信した結果に基づいて、複数の送受信器３１０のうちで頭部１０５に最も近い送受信器３１０を検出する。
【００３８】
第２動作は、頭部検出波送信動作（ステップＳ２１０）と、頭部検出反射波受信動作（ステップＳ２２０）と、頭部位置検出動作（ステップＳ２３０）と、を含む。
【００３９】
頭部検出波送信動作（ステップＳ２１０）では、送受信制御部３２０は、検出された頭部１０５に最も近い送受信器３１０に、音波及び電磁波の少なくともいずれかの頭部検出波（送信波３５０のうちの１つ）を頭部１０５に向けて送信させる。
【００４０】
頭部検出反射波受信動作（ステップＳ２２０）では、送受信制御部３２０は、頭部検出波が頭部１０５によって反射されて得られる頭部検出反射波（反射波３６０のうちの１つ）を複数の送受信器３１０で受信した結果を入手する。
【００４１】
頭部位置検出動作（ステップＳ２３０）では、送受信制御部３２０は、入手した頭部検出反射波を受信した結果に基づいて頭部１０５の位置を検出する。
【００４２】
このように、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置５０においては、第１動作により、頭部１０５に最も近い送受信器３１０を検出する。そして、第２動作において、その送受信器３１０から送信された送信波３５０（頭部検出波）の反射波３６０（頭部検出反射波）を検出することで、頭部１０５の位置を検出する。すなわち、第２動作の頭部１０５の位置の検出の際に、頭部１０５に最も近い送受信器３１０による送信が用いられる。これにより、頭部の位置を正確に検出できる。
【００４３】
以下、本実施形態における動作の具体例について説明する。
図３（ａ）〜図３（ｄ）は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作を例示する模式図である。
図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）及び図３（ｄ）は、それぞれ、ステップＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ２１０及びＳ２２０の動作を例示している。
図３（ａ）に例示したように、この具体例では、送受信器３１０が４つ設けられている。すなわち、複数の送受信器３１０は、第１〜第４送受信器Ｒ１〜Ｒ４（第１〜第４送信部及び第１〜第４受信部と見なすことができる）を含む。
【００４４】
図３（ａ）に表したように、ステップＳ１１０（第１送信動作）では、送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０のいずれかである例えば送受信器Ｒ１に、第１送信波３５１（送信波３５０のうちの１つ）を頭部１０５に向けて送信させる。なお、第１送信波３５１の送信は、第２〜第４送受信器Ｒ２〜Ｒ４に実施させても良い。
【００４５】
図３（ｂ）に表したように、ステップＳ１２０（第１受信動作）では、送受信制御部３２０は、第１送信波３５１が頭部１０５によって反射されて得られる第１反射波３６２（反射波３６０のうちの１つ）を第１〜第４送受信器Ｒ１〜Ｒ４で受信した結果を入手する。
【００４６】
そして、ステップＳ１３０（送受信器検出動作）では、送受信制御部３２０は、入手した第１反射波３６１を受信した結果に基づいて、第１〜第４送受信器Ｒ１〜Ｒ４のうちで頭部１０５に最も近い送受信器を検出する。この例では、第１〜第４送受信器Ｒ１〜Ｒ４のうちで頭部１０５に最も近い送受信器は、第２送受信器Ｒ２であるとする。なお、複数の送受信器３１０のうちの１つ（例えば第２送受信器Ｒ２）と頭部１０５との距離が、別の１つ（例えば第３送受信器Ｒ３）と頭部１０５との距離と等しい場合には、そのいずれかを最も近い送受信器と見なす。
【００４７】
図３（ｃ）に表したように、ステップＳ２１０（頭部検出波送信動作）では、送受信制御部３２０は、第２送受信器Ｒ２（頭部１０５に最も近い送受信器）に、頭部検出波３５５（送信波３５０のうちの１つ）を頭部１０５に向けて送信させる。なお、頭部検出波３５５の周波数及び大きさなどの波の特性は、第１送信波３５１と同じでも良く、異なっていても良い。頭部検出波３５５の周波数及び大きさなどの波の特性を第１送信波３５１と同じにすることで、例えば、送受信器３１０の設計及び製造が簡略化される。
【００４８】
図３（ｄ）に表したように、ステップＳ２２０（頭部検出反射波受信動作）では、送受信制御部３２０は、頭部検出波３５５が頭部１０５によって反射されて得られる頭部検出反射波３６６（反射波３６０のうちの１つ）を第１〜第４送受信器Ｒ１〜Ｒ４で受信した結果を入手する。
【００４９】
そして、ステップＳ２３０（頭部位置検出動作）では、送受信制御部３２０は、入手した頭部検出反射波３６６を受信した結果に基づいて頭部１０５の位置を検出する。
【００５０】
以下、ステップＳ２３０（頭部位置検出動作）の例について説明する。
図４（ａ）〜図４（ｆ）は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作を例示する模式図である。
これらの図は、ステップＳ２３０の動作を例示している。この例では、複数の送受信器３１０は、第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５（第１〜第５送信部及び第１〜第５受信部と見なすことができる）を含む場合が示されている。
【００５１】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、頭部１０５が第１の位置にある場合の動作を例示している。図４（ｄ）〜図４（ｆ）は、頭部１０５が第２の位置にある場合の動作を例示している。図４（ａ）及び図４（ｄ）は、第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５の位置と頭部１０５の位置との関係を示している。図４（ｂ）及び図４（ｅ）は、第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５のそれぞれと頭部１０５との間の距離Ｌを示している。図４（ｃ）及び図４（ｆ）は、第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５で検出される距離Ｌを示している。距離Ｌは、例えば、第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５で頭部検出反射波３６６を検出した時間に基づいて求められる。
【００５２】
図４（ａ）に表したように、第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５は左右方向に沿ってほぼ等間隔で配置されている。そして、頭部１０５が第１の位置にある。この例では、第１の位置は、第３送受信器Ｒ３のほぼ正面である。
【００５３】
図４（ｂ）に表したように、第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５のそれぞれと頭部１０５とを結ぶ線分の長さが距離Ｌである。
【００５４】
頭部１０５で反射した頭部検出反射波３６６が第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５のそれぞれに到達する時間は、頭部１０５と第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５のそれぞれとの間の距離Ｌに依存する。このため、第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５で頭部検出反射波３６６を検出した時間を計測することで、頭部１０５と第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５のそれぞれとの間の距離Ｌを検出できる。
【００５５】
図４（ｃ）に表したように、第３送受信器Ｒ３と頭部１０５との距離Ｌが、他の送受信器と頭部１０５との距離Ｌよりも短い。
【００５６】
図４（ｄ）に表したように、頭部１０５が第２の位置にある。この例では、第２の位置は、第４送受信器Ｒ４のほぼ正面である。
【００５７】
図４（ｅ）に表したように、第２の位置における距離Ｌは、第１の位置における距離Ｌから変化する。
【００５８】
図４（ｆ）に表したように、この例では、第４送受信器Ｒ４で検出される距離Ｌが、一番短い。距離Ｌは、頭部１０５の位置と、第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５のそれぞれの位置と、の相対関係によって変化する。
【００５９】
このように、第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５で頭部検出反射波３６６を検出した時間を計測することで、頭部１０５と第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５のそれぞれとの間の距離Ｌを検出し、これに基づいて、頭部１０５の位置を検出できる。
【００６０】
例えば、Ｎ個の送受信器３１０が設けられる場合において、送受信器３１０のそれぞれと頭部１０５との距離Ｌの長さの線分を導入する。この線分の一端の位置は、送受信器３１０のそれぞれの位置に固定される。複数の線分の他方の位置が互いに重なる位置が、頭部１０５の位置となる。
【００６１】
本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置５０においては、第２動作（ステップＳ２１０、２２０及び２３０）により、頭部１０５の位置を検出する。
このとき、第１動作（ステップＳ１１０、１２０及び１３０）により、頭部１０５に最も近い送受信器３１０を検出する。そして、第２動作において、その送受信器３１０から送信された送信波３５０（頭部検出波）の反射波３６０（頭部検出反射波）を検出することで、頭部１０５の位置を検出する。すなわち、第２動作の頭部１０５の位置の検出の際に、頭部１０５に最も近い送受信器３１０から送信された波が用いられる。これにより、頭部１０５の位置を正確に検出できる。
【００６２】
例えば、複数の送受信器３１０が設けられる場合において、頭部１０５から遠い送受信器３１０を用いて、ステップＳ２１０（頭部検出波送信動作）を実施した場合は、車両内の屋根や後部座席などの、検出の目的ではない物体による反射の影響が大きくなる。このため、頭部１０５の位置の検出精度が低い場合がある。
【００６３】
これに対し、実施形態においては、ステップＳ２１０（頭部検出波送信動作）が、頭部１０５に最も近い送受信器３１０により実施されるため、検出の目的ではない物体による反射の影響が小さくできる。すなわち、反射波３６０における時間的な外乱が抑制される。これにより、頭部１０５の位置の検出精度が高い。
【００６４】
なお、頭部の位置（特に目の位置）を検出する方法として、カメラで頭部（顔）を撮像し、この像に画像処理を施し、顔や目などの位置を検出する参考例が考えられる。しかし、カメラで撮像して得られる像は、光（例えば外光）の影響を大きく受ける。このため、ロバストな画像処理が困難であり、位置の検出精度が低い場合がある。さらに、この方法においては、画像処理のために高性能な処理回路が必要であり、また、高価なカメラを用いる。このため、この方法を用いるとコストが大きく上昇する。さらに、位置の検出範囲を広げるためにカメラの撮像範囲を広げると、位置の検出精度が低下する。逆に、位置の検出精度を上げようとして撮像範囲を狭めると、例えば、検出可能な範囲が狭まる。
【００６５】
これに対し、実施形態においては、検出信号（反射波）が外光などからの影響を受け難いため、外光などの外乱に対してロバストである。また、波の送信及び受信の単純な機能を有する送受信器３１０を用いるため、画像処理などの複雑な処理を必要としない。このため、処理回路のコストは低い。また、複数の複数の送受信器３１０を異なる位置に配置し、この配置の位置の範囲を広くすることで、位置の検出範囲は広い。そして、頭部１０５の位置の検出の際に、頭部１０５に最も近い送受信器３１０から送信された波を用いることで、位置の検出範囲は広く維持しつつ、検出精度は高い。例えば、左右の広い範囲において高い精度で位置が検出できる。これにより、運転者の動きを正確に逐次検出できる。
【００６６】
なお、ソナーやレーダなどのように、波を送信し、その反射波を受信することで、周囲の物体を認識する構成がある。そして、複数の送信器と複数の受信器とを用いる構成も考えられる。この構成においては、周囲にある不特定の物体の存在を検出することが目的である。このため、複数の送信器のうちの特定の送信器が、検出の目的とする特定の物体との関係で選択されることがないと考えられる。
【００６７】
これに対し、実施形態においては、検出の目的とする特定の物体は、車両に搭乗する搭乗者１００ａの頭部１０５である。このため、頭部１０５の位置の検出の際に、頭部１０５に最も近い送受信器３１０から送信された波を用いることで、頭部１０５の位置を高精度に検出できる。
【００６８】
また、車両用表示装置として、運転者の頭部位置を検出する位置検出装置で検出された運転者の頭部位置の変化から運転者の目の位置を求め、表示情報の表示位置を、求められた目の位置に応じた位置になるように制御する参考例がある。この参考例において、位置検出装置として、赤外線センサまたは超音波センサを用い、複数のセンサを縦方向及び横方向に設置する構成がある。しかし、この場合は、複数のセンサが用いられるものの、赤外線または超音波を発生させる複数の波発生部のうちで、検出の目的とする物体（頭部）に最も近い波発生部を特定して、これを用いることがない。このため、この参考例においても、検出の精度は低い。
これに対し、実施形態においては、頭部１０５に最も近い送受信器３１０から送信された波を用いることで、頭部１０５の位置を高精度に検出できる。
【００６９】
以下、実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作の具体例についてさらに説明する。
【００７０】
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作を例示する模式図である。
すなわち、これらの図は、車載用頭部位置検出装置５０における制御のタイミングチャートである。図５（ａ）は、送受信制御部３２０から送受信器３１０に供給される送信制御信号ＳＣＳを例示している。図５（ｂ）は、複数の送受信器３１０によって受信した反射波３６０の結果を入手するための受信制御信号ＲＣＳを例示している。
【００７１】
なお、本実施形態において、送受信器３１０が、送信部３１１と受信部３１２とを含む場合は、送信制御信号ＳＣＳにより、送信部３１１の送信動作が制御される。例えば、受信部３１２が常に反射波３６０を受信しているときは、受信制御信号ＲＣＳにより、反射波３６０の受信結果を送受信制御部３２０が入手するタイミングが制御される。また、例えば、受信部３１２が、特定の信号が入力されたときに反射波３６０を受信する場合は、受信制御信号ＲＣＳにより、受信部３１２が反射波３６０を受信するタイミングが制御される。
【００７２】
また、本実施形態において、送受信器３１０において送信機能と受信機能とが分離されてない場合は、送信制御信号ＳＣＳにより、送受信器３１０の送信が制御される。そして、受信制御信号ＲＣＳにより、送受信器３１０が反射波３６０を受信するタイミングが制御され、その結果を送受信制御部３２０が入手するタイミングが制御される。
【００７３】
図５（ａ）に表したように、送信制御信号ＳＣＳにおいては、第１時刻ｔ１から第２時刻ｔ２までの期間において、ハイ状態ＨＳである。この第１時刻ｔ１から第２時刻ｔ２までの期間において、複数の送受信器３１０のいずれか（例えば第１送受信器Ｒ１）から、送信波３５０（例えば第１送信波３５１）が送信される。
【００７４】
本実施形態においては、時刻ｔ２から一定の期間が経過するまでの反射波３６０の受信結果は入手されない。または、受信結果を入手しても、その受信結果は使用されない。
例えば、図５（ｂ）に表した第１時刻ｔ１から第３時刻ｔ３までの期間は、送信波３５０が目的とする頭部１０５で反射した反射波３６０が送受信器３１０に届く期間ではない。例えば、第１時刻ｔ１から第３時刻ｔ３までの期間においては、例えば特定の送受信器３１０から別の送受信器３１０に波が直接届く。また、この期間においては、頭部１０５で反射した波ではなく、車両の操舵装置などで反射した波が送受信器３１０に届く。すなわち、この期間において受信した波は、目的とする反射波３６０、すなわち、頭部１０５で反射した波ではない。
【００７５】
第１時刻ｔ１から第３時刻ｔ３まで、受信制御信号ＲＣＳはロウ状態ＬＳとされる。これにより、この期間において受信した波は、検出の対象から除外される。
【００７６】
そして、第３時刻ｔ３から第４時刻ｔ４の間に期間おいて、受信制御信号ＲＣＳは、ハイ状態ＨＳとなる。この期間において、反射波３６０の受信結果が送受信制御部３２０により入手される。また、この期間において入手された受信結果が使用される。
【００７７】
例えば、第３時刻ｔ３から第４時刻ｔ４までの期間のなかで、複数の送受信器３１０における反射波３６０の受信の時刻が異なる。これにより、複数の送受信器３１０のそれぞれと頭部１０５との間の距離Ｌが検出される。
【００７８】
そして、第４時刻ｔ４よりも後においては、受信制御信号ＲＣＳはロウ状態となる。これにより、第４時刻ｔ４以降の時刻に届く２次反射波などが除外される。
【００７９】
例えば、送受信器３１０と頭部１０５との間の距離が約０．７ｍである場合、第１時刻ｔ１から第３時刻ｔ３までの期間（第１動作期間ｔｄ１）は、例えば、約５ｍｓである。すなわち、約５ｍｓ以前に届く波は、目的とする反射波ではないため、除外される。
【００８０】
送受信器３１０と頭部１０５との間の距離が約０．７ｍである場合、第３時刻ｔ３から第５時刻ｔ５までの期間（第２動作期間ｔｄ２）は、例えば、約４ｍｓである。
【００８１】
例えば、第１時刻ｔ１から第３時刻ｔ３までの期間が、第１送信動作の期間に相当し、第３時刻ｔ３から第５時刻ｔ５までの期間が、第１受信動作の期間に相当する。
【００８２】
または、例えば、第１時刻ｔ１から第３時刻ｔ３までの期間が、頭部検出波送信動作の期間に相当し、第３時刻ｔ３から第５時刻ｔ５までの期間が、頭部検出反射波受信動作の期間に相当する。
【００８３】
このように、本実施形態において、送受信制御部３２０は、第１送信波３５１の送信（例えば第２時刻ｔ２）の後に、予め定められた第１期間（第２時刻ｔ２から第３時刻ｔ３までの期間が経過した後に、第１受信動作を実施する（開始する）。そして、送受信制御部３２０は、頭部検出波３５５の送信（例えば第２時刻ｔ２）の後に予め定められた第２期間（第２時刻ｔ２から第３時刻ｔ３までの期間）が経過した後に、頭部検出反射波受信動作を実施する（開始する）。
【００８４】
これにより、目的とする反射波３６０以外の波を除いて、目的とする反射波３６０を受信（受信結果を入手）できる。これにより、検出の精度が向上できる。
【００８５】
また、本実施形態において、送受信制御部３２０は、第１受信動作が開始して（第３時刻ｔ３）から予め定められた第３期間（第３時刻ｔ３から第４時刻ｔ４までの期間）が経過したら、第１受信動作を終了する。そして、送受信制御部３２０は、頭部検出反射波受信動作が開始して（第３時刻ｔ３）から予め定められた第４期間（第３時刻ｔ３から第４時刻ｔ４までの期間）が経過したら、頭部検出反射波受信動作を終了する。
【００８６】
これにより、第４時刻ｔ４以降の時刻に届く２次反射波などが除外され、目的とする反射波３６０を受信（受信結果を入手）できる。これにより、検出の精度が向上できる。
【００８７】
さらに、送受信制御部３２０は、頭部検出反射波受信動作を終了した後（第４時刻ｔ４の後）に、予め定められた期間（第４時刻ｔ４から第５時刻ｔ５までの期間）が経過してから、次の送信動作を実施する。すなわち、この期間の２次反射波などが送受信器３１０に到達し終わり、ノイズが無くなった状態で、次の送信動作（例えば第１送信動作または頭部検出波送信動作）を実施する。このように、目的とする反射波を受信してから、所定の期間が経過した後に次の送信動作を実施することで、ノイズを抑制でき、検出精度が高まる。
【００８８】
図６は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の別の動作を例示するフローチャート図である。
図６に表したように、この動作においては、第１動作（ステップＳ１５０）は、第２送信動作（ステップＳ１１１）と、第２受信動作（ステップＳ１２１）と、をさらに含む。
【００８９】
第２送信動作（ステップＳ１１１）においては、送受信制御部３２０は、第１受信動作（ステップＳ１２０）の後に、複数の送受信器３１０の別のいずれかに、音波及び電磁波の少なくともいずれかの第２送信波（送信波３５０のうちの１つ）を頭部１０５に向けて送信させる。
【００９０】
第２受信動作（ステップＳ１２１）においては、送受信制御部３２０は、第２送信波が頭部１０５によって反射されて得られる第２反射波（反射波３６０のうちの１つ）を複数の送受信器３１０で受信した結果を入手する。
【００９１】
そして、送受信器検出動作（ステップＳ１３０）は、上記で入手した第２反射波を受信した結果にさらに基づいて実施される。
【００９２】
このように、この例では、ステップＳ１２０とステップＳ１３０との間に、ステップＳ１１１及びステップＳ１２１が実施される。
【００９３】
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の別の動作を例示する模式図である。
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、それぞれ、ステップＳ１１１及びステップＳ１２１の動作を例示している。
この具体例では、複数の送受信器３１０は、第１〜第４送受信器Ｒ１〜Ｒ４（第１〜第４送信部及び第１〜第４受信部と見なすことができる）を含む。図３（ｂ）に例示したステップＳ１２０の後に、図７（ａ）及び図７（ｂ）に例示するステップＳ１１１及びステップＳ１２１が実施される。
【００９４】
図７（ａ）に表したように、ステップＳ１１１においては、送受信制御部３２０は、例えば第２送受信器Ｒ２（複数の送受信器３１０の別のいずれか）に、第２送信波３５２（送信波３５０のうちの１つ）を頭部１０５に向けて送信させる。なお、第２送信波３５２の送信は、例えば、第３送受信器Ｒ３または第４送受信器Ｒ４により実施されても良い。
【００９５】
図７（ｂ）に表したように、ステップＳ１２１においては、送受信制御部３２０は、第２送信波３５２が頭部１０５によって反射されて得られる第２反射波３６２（反射波３６０のうちの１つ）を複数の送受信器３１０で受信した結果を入手する。
【００９６】
そして、送受信器検出動作（ステップＳ１３０）は、上記で入手した第２反射波３６２を受信した結果にさらに基づいて実施される。すなわち、送受信検出動作においては、第１反射波３６１を受信した結果に加え、第２反射波３６２を受信した結果に基づいて、複数の送受信器３１０のうちで頭部１０５に最も近い送受信器を検出する。これにより、複数の送受信器３１０のうちで頭部１０５に最も近い送受信器をさらに高い精度で検出できる。これによりさらに高い精度で頭部１０５の位置を検出できる。
【００９７】
図８は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の別の動作を例示するフローチャート図である。
この例では、Ｎ（Ｎは１以上の整数）個の送受信器３１０が設けられる。そして、Ｍ個（Ｍは、１以上でＮ以下の整数）の送受信器３１０において、送信波３５０の送信が行われる。
【００９８】
例えば、図８に表したように、整数ｉが設定され、ｉが０に設定される（ステップＳ１０１ａ）。そして、ｉに１が加えたものが新しいｉとされる（ステップＳ１０２ａ）。
【００９９】
送受信制御部３２０は、第ｉ送受信器（複数の送受信器３１０の別のいずれか）に、第ｉ送信波（送信波３５０のうちの１つ）を頭部１０５に向けて送信させる（ステップＳ１１０ａ）。
【０１００】
送受信制御部３２０は、第ｉ送信波が頭部１０５によって反射されて得られる第ｉ反射波（反射波３６０のうちの１つ）を複数の送受信器３１０で受信した結果を入手する。
【０１０１】
そして、ｉとＭが比較される（ステップＳ１１５ａ）。ｉがＭ未満の場合は、ステップＳ１０２ａに戻る。そして、ステップＳ１１０ａ及びステップＳ１２０ａが実施される。
【０１０２】
これにより、Ｍ個の送受信器３１０を用いて、ステップＳ１１０ａ及びステップＳ１２０ａが実施される。ＭがＮと等しいときは、Ｎ個の送受信器３１０の全てを用いて、ステップＳ１１０ａ及びステップＳ１２０ａが実施される。すなわち、送受信器３１０の全てにより送信波３５０を順次送信し、順次送信された送信波３５０によって反射されて得られる反射波３６０を複数の送受信器３１０で順次受信した結果が順次入手される。この結果は、例えば、適宜、情報格納部に格納される。
【０１０３】
ｉがＭ以上の場合に、ステップＳ１３０が実施される。
ステップＳ１３０においては、Ｍ個の送受信器３１０を用いた送信波３５０による反射波３６０を複数の送受信器３１０で順次受信した結果に基づいて、複数の送受信器３１０のうちで頭部１０５に最も近い送受信器を検出する。ＭがＮと等しいときは、Ｎ個の送受信器３１０の全てを用いた結果に基づいて、複数の送受信器３１０のうちで頭部１０５に最も近い送受信器を検出する。これにより、より高い精度で、頭部１０５に最も近い送受信器を検出できる。
【０１０４】
図９は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の別の動作を例示するフローチャート図である。
図９に表したように、この例では、送受信制御部３２０は、第１動作（ステップＳ１５０）と第２動作（ステップＳ２５０）とを繰り返し実施する。これにより、頭部１０５の位置を継続的に検出することができる。すなわち、頭部１０５の位置の時間変化が検出できる。
【０１０５】
なお、このとき、第１動作は、Ｎ個の送受信器３１０の全てを用いて実施されても良く、Ｎ個の一部のＭ個の送受信器３１０を用いて実施されても良い。ここでＭは、１でも良い。
【０１０６】
図１０は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の別の動作を例示するフローチャート図である。
図１０に表したように、この例でも、送受信制御部３２０は、第１動作と第２動作とを繰り返し実施する。
【０１０７】
そして、ステップＳ２１０において送信された頭部検出波３５５によってステップＳ２２０が実施されるのに加えて、ステップＳ２１０において送信された頭部検出波３５５によってステップＳ１２０ａが実施される。すなわち、ステップＳ２１０において、検出された頭部１０５に最も近い送受信器３１０から頭部検出波３５５が頭部１０５に向けて送信される。この頭部検出波３５５の反射波（頭部検出反射波３６６）を検出する（ステップＳ１２０ａ）ことで、頭部１０５に最も近い送受信器３１０を検出する（ステップＳ１３０）。
【０１０８】
このように、この例では、第１受信動作（ステップＳ１１０ａ）においては、送受信制御部３２０は、過去に実施された頭部検出波送信動作（ステップＳ２１０）の頭部検出波３５５が頭部１０５によって反射されて得られる反射波（頭部検出反射波３６６）を複数の送受信器３１０で受信した結果を第１反射波３６１として入手する。
【０１０９】
すなわち、第１動作と第２動作とを繰り返して実施する場合に、ステップＳ１１０ａにおける送信波３５０の送信が、頭部１０５に最も近い送受信器３１０により行われることに相当する。これにより、ステップＳ１３０における最も頭部１０５に近い送受信器３１０の検出の精度がより高まる。また、第１動作及び第２動作の組みの実施の時間が短縮できる。これにより、頭部１０５の速い動きにも追従して頭部１０５の位置を検出できる。
【０１１０】
すなわち、第１動作と第２動作とは繰り返して実施され、第１送信動作における複数の送受信器３１０のいずれかは、過去に実施された送受信器検出動作において検出された頭部１０５に最も近い送受信器３１０とされる。
【０１１１】
さらに、第ｉ送信動作における複数の送受信器３１０のいずれかは、過去に実施された送受信器検出動作において検出された頭部１０５に最も近い送受信器３１０としても良い。
【０１１２】
さらに、例えば、第ｉ送信動作における複数の送受信器３１０のいずれかは、過去に実施された送受信器検出動作において検出された頭部１０５に最も近い送受信器３１０の隣の送受信器３１０としても良い。
【０１１３】
すなわち、第１動作は、第２送信動作と、第２受信動作と、をさらに含む。第２送信動作においては、送受信制御部３２０は、第１受信動作の後に、複数の送受信器３１０の別のいずれかに、音波及び電磁波の少なくともいずれかの第２送信波３５２を頭部１０５に向けて送信させる。第２受信動作においては、送受信制御部３２０は、第２送信波３５２が頭部１０５によって反射されて得られる第２反射波３６２を複数の送受信器３１０で受信した結果を入手する。そして、送受信器検出動作は、入手した第２反射波３６２を受信した結果にさらに基づいて実施される。そして、送受信制御部３２０は、第１動作と第２動作とを繰り返し実施する。第２送信動作における複数の送受信器３１０の別のいずれかは、過去に実施された送受信器検出動作において検出された頭部１０５に最も近い送受信器３１０の隣の送受信器３１０とすることができる。
【０１１４】
これにより、最も頭部１０５に近い送受信器３１０の検出の精度がより高まる。また、頭部１０５の速い動きにも追従して頭部１０５の位置を検出できる。
【０１１５】
図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作を例示する模式図である。
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、送信波３５０の強度（振幅）が大きい場合を例示している。図１１（ｃ）及び図１１（ｄ）は、送信波３５０の強度（振幅）が小さい場合を例示している。図１１（ａ）及び図１１（ｃ）は、送受信器３１０において送信波３５０を出力する際の駆動電圧Ａｖを模式的に例示している。図１１（ｂ）及び図１１（ｄ）は、送受信器３１０から出力される送信波３５０の強度Ａｗ（振幅）を模式的に例示している。これらの図の横軸は時間ｔである。
【０１１６】
図１１（ａ）及び図１１（ｃ）に表したように、送受信器３１０（例えば送信部３１１）は、駆動電圧Ａｖが大きい場合と小さい場合とを有することができる。駆動電圧Ａｖが大きい場合には、駆動電圧Ａｖのピークツーピークの電圧は、例えば１０Ｖ（ボルト）である。駆動電圧Ａｖが小さい場合には、駆動電圧Ａｖのピークツーピークの電圧は、例えば５Ｖである。このように、駆動電圧Ａｖは可変である。
【０１１７】
このように、駆動電圧Ａｖを変更することで、図１１（ｂ）及び図１１（ｄ）に表したように、送信波３５０の強度Ａｗは変更可能である。
【０１１８】
送受信器３１０における駆動電圧Ａｖの変更は、例えば、送受信制御部３２０によって制御される。
【０１１９】
なお、図１１（ａ）及び図１１（ｃ）に例示した駆動電圧Ａｖは、例えば４０ｋＨｚまたは２０ｋＨｚの周波数を有する。このとき、図１１（ｂ）及び図１１（ｄ）に例示した送信波３５０は、４０ｋＨｚまたは２０ｋＨｚの周波数を有する。
【０１２０】
送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離に関する情報に基づいて、第１送信波３５１の強度及び頭部検出波３５５の強度の少なくともいずれかを変更することができる。
【０１２１】
具体的には、送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離が第１距離であるときには、第１送信波３５１の強度及び頭部検出波３５５の強度の少なくともいずれかを第１強度とする。送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離が第１距離よりも長い第２距離のときには、第１送信波３５１の強度及び頭部検出波３５５の強度の少なくともいずれかを第１強度よりも強い第２強度にする。
【０１２２】
例えば、車両内のシートの前後位置により、頭部１０５と送受信器３１０との距離が変化する。このとき、送受信器３１０と頭部１０５との間の距離に基づいて、第１送信波３５１の強度及び頭部検出波３５５の強度の少なくともいずれかを変更することで、例えば、適切な感度での検出ができる。
【０１２３】
複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離に関する情報は、任意の方法により入手できる。
【０１２４】
例えば、送受信制御部３２０は、車両に設けられ搭乗者１００ａが座るシートの位置に関する情報を入手することができる。この情報の入手には、車両に設けられるＣＡＮ（Controller Area Network）を利用することができる。そして、複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離に関する情報は、入手したシートの位置に関する情報に基づいて求められることができる。
【０１２５】
さらに、送受信制御部３２０は、第１動作と第２動作とを実施し、頭部１０５の位置を検出することで、複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離に関する情報を得ることができる。すなわち、送受信制御部３２０は、第１動作と第２動作とを複数回実施する。複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離に関する情報は、過去に実施された第２動作によって検出された頭部１０５の位置に関する情報に基づいて求められる。
【０１２６】
このようにして求められた送受信器３１０と頭部１０５との間の距離に基づいて、第１送信波３５１の強度及び頭部検出波３５５の強度の少なくともいずれかを変更することで、例えば、適切な感度での検出ができる。
【０１２７】
さらに、送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離に関する情報に基づいて、第１送信動作及び第１受信動作の時間に関する条件、及び、頭部検出波送信動作及び頭部検出反射波受信動作の時間に関する条件の少なくともいずれかを変更できる。
【０１２８】
例えば、送受信制御部３２０は、送受信器３１０と頭部１０５との間の距離に関する情報に基づいて、第１送信動作と第１受信動作との間の時間（例えば第２時刻ｔ２から第３時刻ｔ３までの時間）、及び、頭部検出波送信動作と頭部検出反射波受信動作との間の時間（例えば第２時刻ｔ２から第３時刻ｔ３までの時間）の少なくともいずれかを変更することができる。
【０１２９】
例えば、送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離が第１距離であるときには、第１送信動作と第１受信動作との間の時間、及び、頭部検出波送信動作と頭部検出反射波受信動作との間の時間の少なくともいずれかを第１時間とする。そして、送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離が第１距離よりも長い第２距離のときには、第１送信動作と第１受信動作との間の時間、及び、頭部検出波送信動作と頭部検出反射波受信動作との間の時間の少なくともいずれかを第１時間よりも長い第２時間にする。
【０１３０】
これにより、目的としていない反射波を効率良く除外し、頭部１０５で反射した反射波３６０を的確に受信できる。これにより、位置の検出の精度がさらに向上する。
【０１３１】
この場合も、複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離に関する情報は、任意の方法により入手できる。例えば、送受信制御部３２０は、車両に設けられ搭乗者１００ａが座るシートの位置に関する情報を入手し、これに基づいて、複数の送受信器３１０と頭部１０５との間の距離に関する情報を求めることができる。さらに、送受信制御部３２０は、第１動作と第２動作とを繰り返し実施し、頭部１０５の位置を検出することで、複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離に関する情報を得ることができる。
【０１３２】
このように、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置は、複数の送受信器３１０（送信部３１１及び受信部３１２）を用いる。送受信器３１０は、例えば、超音波を用いる。送受信器３１０（受信部３１２）は、例えば、超音波センサである。複数の超音波センサを利用して頭部１０５の位置を検出することで、例えば、処理コストの削減、ハードウェアの簡素化、及び、外光に依存しないロバストな検出が実現できる。
【０１３３】
例えば、Ｎ個の送受信器３１０を利用し、１つの送受信器３１０から送信された超音波の反射波をＮ個の送受信器３１０で受信する。次に、所定の時間の後に、別の送受信器３１０から送信された超音波の反射波をＮ個の送受信器３１０で受信する。これを順次、Ｎ個の送受信器３１０を用いて繰り返す。そして、この結果に基づいて、頭部１０５に最も近い送受信器３１０を検出する。これにより、外乱の影響が抑制された状態で、頭部１０５に最も近い送受信器３１０が検出できる。
【０１３４】
そして、検出された頭部１０５に最も近い送受信器３１０から送信された超音波の反射波を、Ｎ個の送受信器３１０で受信することで、頭部１０５の位置を検出する。これにより、外乱の影響が抑制された状態で、頭部１０５の位置を検出できる。
【０１３５】
さらに、検出された頭部１０５に最も近い送受信器３１０から送信された超音波の反射波を受信することで、頭部１０５に最も近い送受信器３１０を改めて検出する。上記を繰り返すことで、頭部１０５に近い送受信器３１０から送信された超音波を利用して、高い精度で頭部１０５の位置を検出することができる。
【０１３６】
例えば、第ｉ送受信部から送信波が送信された時刻を基準にして、Ｎ個の送受信器３１０（受信部３１２）のそれぞれが反射波を受信した時刻が記憶される。これにより、Ｎ個の送受信器３１０（受信部３１２）のそれぞれと頭部１０５との間の距離が算出される。Ｎ個の送受信器３１０のうちで一番早く反射波を受信した送受信器３１０から超音波を出射し、Ｎ個の送受信器３１０で反射波を受信し、その結果に基づいて頭部１０５の位置を検出する。
【０１３７】
それ以降は、Ｎ個の送受信器３１０のうちで一番早く反射波を受信した送受信器３１０またはその付近の送受信器３１０（例えば隣の送受信器３１０など）から超音波を出射し、Ｎ個の送受信器３１０で反射波を受信し、頭部１０５の位置を検出する。さらに、そのときに頭部１０５に一番近い送受信器３１０を検出する。
【０１３８】
上記を繰り返す。これにより、例えば、搭乗者１００ａの姿勢が大きく変化しても、送信波が効率良く搭乗者１００ａにあたり、効率良く反射する。これにより、検出の精度が高まる。
【０１３９】
送信する超音波の強度（音圧）は、計測目標（頭部１０５）と超音波センサとの間の距離に適合する強度であることが望ましい。例えば、運転席のシートの位置に関する情報がＣＡＮにより取得され、この情報に基づいて、音圧を制御することが望ましい。例えば、電子式スライドシードなどによるシート位置メモリ機能などが利用できる。例えば、シートの位置と、搭乗者１００ａ運転者）と超音波センサと間の距離と、に関する情報を利用できる。例えば、この情報は、表または変換関数により取得できる。
【０１４０】
また、複数の超音波センサのうちの１つ（例えば運転席の正面の超音波センサ）を使い、計測目標（頭部１０５）と超音波センサとの間の距離を求めても良い。この計測結果の情報に基づいて、音圧を制御することができる。これにより、目的としない物体で反射した反射波による折り返しノイズが軽減できる。
【０１４１】
（第２の実施形態）
図１２は、本実施形態に係る車載用表示装置の構成を例示する模式図である。
図１２に表したように、本実施形態に係る車載用表示装置１０は、車両７３０に搭載される。車両７３０は、例えば、四輪車、三輪車、トラック、バスなどの、人が搭乗して操縦できる任意の移動体を含む。
【０１４２】
車載用表示装置１０は、車載用頭部位置検出装置５０と、映像投影部１１５と、投影位置制御部２５０と、を備える。
【０１４３】
車載用表示装置１０においては、実施形態に係る任意の車載用頭部位置検出装置及びその変形を用いることができる。以下では、車載用頭部位置検出装置５０を用いる場合として説明する。
【０１４４】
映像投影部１１５は、頭部１０５に映像情報を含む光束１１２を投影する。
【０１４５】
投影位置制御部２５０は、車載用頭部位置検出装置５０によって検出された頭部１０５の位置に基づいて、映像投影部１１５に含まれる光学部品の少なくともいずれかの位置、角度及び配置の少なくともいずれかを制御して、光束１１２の投影位置１１３を制御する。すなわち、検出された頭部１０５の位置に光束１１２が投影されるように、光束１１２の投影位置１１３を制御する。例えば、投影位置制御部２５０は、光束１１２の投影位置１１３を、頭部１０５の動きに追従させる。
【０１４６】
この例では、車載用表示装置１０は、映像を含む光束１１２を反射部７１１に反射させて車両７３０に搭乗する観視者１００に投影する。観視者１００は、搭乗者１００ａである。観視者１００は、例えば車両７３０の操舵装置７３１（ハンドル、ステアリングホイール）を操作する運転者である。
【０１４７】
反射部７１１には、例えばコンバイナが用いられる。
反射部７１１は、例えば、フロントガラス部７１０の少なくとも一部とすることができる。フロントガラス部７１０は、車両７３０のフロントガラスを含むことができる。反射部７１１は、例えば、車両７３０のフロントガラスの室内側に設けられる。
【０１４８】
反射部７１１は、例えば、フロントガラスの車両７３０の室内側の面に設けられる。また、反射部７１１は、フロントガラスよりも車両７３０の室内側に、フロントガラスから離間して設けられても良い。反射部７１１は、車載用表示装置１０に含まれても良い。反射部７１１は、車載用表示装置１０に含まれる筐体に格納可能でも良い。
【０１４９】
映像投影部１１５は、例えば、光束１１２を、車両７３０のフロントガラス部７１０に設けられる反射部７１１に反射させて、観視者１００の頭部１０５に投影する。映像投影部１１５は、例えば、映像データ生成部１３０と、映像生成部１１０と、投影部１２０と、を含む。
【０１５０】
映像データ生成部１３０は、表示オブジェクト１８０を含む映像に対応する映像データを生成し、映像生成部１１０に供給する。
【０１５１】
表示オブジェクト１８０は、車載用表示装置１０が観視者１００に提示する映像に設けられるものである。表示オブジェクト１８０は、例えば、車載用表示装置１０が搭載される車両７３０の運行情報に関する情報を含む。表示オブジェクト１８０は、車両７３０の速度、進行方向を示す「矢印」、及び、変速機の状態などの種々の内容を含むことができる。表示オブジェクト１８０は、車両７３０の経路案内に関する情報を含むことができる。
【０１５２】
映像生成部１１０には、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）などの光スイッチが用いられる。映像生成部１１０は、映像データ生成部１３０から供給された映像データに基づいて、映像生成部１１０の画面に映像を形成する。
【０１５３】
投影部１２０には、例えば、各種の光源、レンズ、ミラー、及び、発散角（拡散角）を制御する各種の光学素子が用いられる。
本具体例では、投影部１２０は、光源１２１と、テーパライトガイド１２２と、光源側レンズ１２３と、アパーチャ１２４と、出射側レンズ１２５と、出射側ミラー１２６と、を含む。
【０１５４】
光源１２１は光束１１２となる光を生成する。光束１１２となる光の進行方向に沿って、光源１２１と出射側ミラー１２６との間にテーパライトガイド１２２が配置され、テーパライトガイド１２２と出射側ミラー１２６との間に光源側レンズ１２３が配置され、光源側レンズ１２３と出射側ミラー１２６との間にアパーチャ１２４が配置され、アパーチャ１２４と出射側ミラー１２６との間に出射側レンズ１２５が配置される。この構成により、投影部１２０は、光束１１２の発散角を制御することができる。
【０１５５】
本具体例では、テーパライトガイド１２２と光源側レンズ１２３との間に、映像生成部１１０（例えばＬＣＤ）が配置されている。
【０１５６】
光源１２１には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、レーザなど各種のものを用いることができる。光源１２１にＬＥＤを用いることで、消費電力を低減でき、また装置を軽量化でき、小型化できる。
【０１５７】
映像データ生成部１３０、映像生成部１１０及び投影部１２０のそれぞれの構成は、種々の変形が可能である。映像生成部１１０に含まれる要素と、投影部１２０に含まれる要素と、の配置は任意であり、例えば、投影部１２０に含まれる要素どうしの間に、映像生成部１１０（及びそれに含まれる要素）が挿入されていても良い。
【０１５８】
例えば、光源１２１から出射された光は、テーパライトガイド１２２において発散角がある程度の範囲に制御される。そして、その光は、映像生成部１１０を経ることで、所定の表示オブジェクト１８０を含む映像を含む光束１１２となる。
【０１５９】
本具体例では、出射側ミラー１２６は、凹面状であり、これにより、光束１１２に含まれる映像情報の像が拡大されて観視者１００に投影される。
【０１６０】
光束１１２は、出射側ミラー１２６で反射した後、反射部７１１で反射して、観視者１００の目１０１に到る。
【０１６１】
観視者１００は、反射部７１１を介して、像形成位置１８１ｐの位置に形成された表示オブジェクト１８０の像１８１（虚像）を知覚する。このように、車載用表示装置１０は、ＨＵＤとして使用できる。
【０１６２】
出射側ミラー１２６は可動式とすることができる。例えば、観視者１００の頭部１０５の位置や動きに合わせて、手動で、または、自動で、出射側ミラー１２６の位置や角度を調節し、光束１１２を目１０１に向けて適切に投影させることができる。
【０１６３】
映像投影部１１５は、駆動部１２７をさらに含む。駆動部１２７は、映像投影部１１５に含まれる光学素子の角度や位置などを変化させるモータなどを含む。本具体例では、駆動部１２７は、出射側ミラー１２６の角度や位置などを変える。実施形態はこれに限らず、駆動部１２７は映像投影部１１５に含まれる任意の光学素子の角度や位置などを変えることができる。駆動部１２７によって光学素子の角度や位置を変えることで、光束１１２の出射方向が変化する。これにより、例えば観視者１００の位置における光束の投影位置１１３が制御される。
なお、映像投影部１１５は、上記の例の他に各種の変形が可能である。
【０１６４】
車載用表示装置１０の映像投影部１１５は、例えば、車両７３０のダッシュボード７２０の内部に設けられることができる。
【０１６５】
一方、映像データ生成部１３０は、必ずしも映像投影部１１５と一体的に設けられなくても良い。映像データ生成部１３０は、例えば、ダッシュボード７２０の内部ではなく、車両７３０の任意の場所に設置しても良い。映像データ生成部１３０からの映像データは、電気信号や光信号などの有線または無線の方式により、映像投影部１１５（の映像生成部１１０）に供給される。
【０１６６】
車載用頭部位置検出装置５０の複数の送受信器３１０（例えば送信部３１１及び受信部３１２）は、例えば、車両７３０のダッシュボード７２０の上やフロントガラス部７１０の上部の屋根部などに設けられる。ただし、実施形態において、送受信器３１０の設置場所は、技術的に可能な範囲で、任意である。
【０１６７】
送受信制御部３２０は、車両７３０内の任意の場所に設置される。送受信制御部３２０は、例えば、ダッシュボード７２０の内部などに設けられる。
【０１６８】
送受信制御部３２０は、投影位置制御部２５０と接続される。送受信制御部３２０は、投影位置制御部２５０と、電気信号や光信号などの有線または無線の方式により、接続される。
【０１６９】
車載用表示装置１０において、光束１１２は、例えば、片方の目１０１で観視される。この場合には、両目で常時観視されないように、光束１１２の広がりが制御される。これにより、光束１１２は片方の目１０１に投影され、両目には投影されない。例えば、光束１１２は片方の目１０１だけに投影される。例えば、観視者１００の位置における光束１１２の投影領域１１４の大きさは、片方の目１０１が入り、両目が入らない大きさに設定される。
【０１７０】
観視者１００の両目（瞳）の間隔は、例えば、６０ミリメートル（ｍｍ）〜７５ｍｍである。観視者１００の位置における光束１１２の左右方向の幅（投影領域１１４の左右方向の幅）は、例えば７５ｍｍ以下設定される。さらに、６５ｍｍ以下に設定されても良く、さらに６０ｍｍ以下に設定されても良い。この投影領域１１４の大きさは、例えば、主に投影部１２０に含まれる光学素子によって制御される。
【０１７１】
このように、映像投影部１１５は、光束１１２を観視者１００の片目のみに投影するように光束１１２の発散を制御する発散角制御素子を含む。発散角制御素子は、例えば、アパーチャ１２４である。発散角制御素子は、例えば、光源側レンズ１２３と、アパーチャ１２４と、出射側レンズ１２５と、の組である。
【０１７２】
反射部７１１（例えばフロントガラス部７１０）は、観視者１００からの距離が２１．７ｃｍ以上の位置に配置される。これにより、観視者１００が映像を片方の目１０１で観視した場合において、知覚する奥行き感が増強され、また、表示オブジェクト１８０を所望の奥行き位置に知覚させ易くできる。
【０１７３】
なお、本実施形態において、光束１１２は観視者１００の両目に投影され、観視者１００は両目で表示オブジェクト１８０を観視しても良い。
【０１７４】
投影位置制御部２５０は、映像投影部１１５を制御して、観視者１００の位置における光束１１２の位置（投影位置１１３）を制御する。
【０１７５】
例えば、光束１１２が片方の目１０１で観視される場合には、光束１１２の断面形状（光束１１２の進行方向に対して垂直な平面で光束１１２を切断したときの断面形状）の左右方向の長さは、上下方向の長さよりも短い。これにより、片方の目１０１で観視でき、さらに、上下方向の観視範囲が広がる。
【０１７６】
投影位置制御部２５０は、車載用頭部位置検出装置５０によって検出した頭部１０５の位置に基づいて、光束１１２の投影位置１１３を変更する際に、特に、光束１１２の投影位置の左右方向に沿った位置を変更する。これにより、頭部１０５の位置が変化して目１０１の位置が変化したときにも、片方の目１０１への光束１１２の投影を維持することができる。
【０１７７】
図１３は、本実施形態に係る車載用表示装置の動作を例示するフローチャート図である。
図１３に表したように、本実施形態に係る車載用表示装置１０においては、車載用頭部位置検出装置５０によって第１動作（ステップＳ１５０）及び第２動作（ステップＳ２５０）が実施されて頭部１０５の位置が検出され、その結果に基づいて、投影位置制御部２５０が、映像投影部１１５を制御して、光束１１２の投影位置１１３を制御する（ステップＳ３１０）。
【０１７８】
そして、ステップＳ１５０、ステップＳ２５０及びステップＳ３１０が繰り返し実施される。これにより、光束１１２の投影位置１１３は、頭部１０５の動きに追従して制御される。
【０１７９】
本実施形態に係る車載用表示装置１０によれば、頭部の位置を正確に検出できるので、目１０１（特に片方の目１０１）の位置に映像を的確に表示できる。
【０１８０】
（第３の実施形態）
図１４は、本実施形態に係る運転支援装置の構成を例示する模式図である。
図１４に表したように、本実施形態に係る運転支援装置２０は、車両７３０に搭載される。
【０１８１】
運転支援装置２０は、車載用頭部位置検出装置５０と、警報出力装置４１０と、を備える。
【０１８２】
運転支援装置２０は、さらに、映像投影部１１５及び投影位置制御部２５０を備えても良い。これにより、第２実施形態に関して説明した表示がさらに実施できる。ただし、運転支援装置２０において、映像投影部１１５及び投影位置制御部２５０は必要に応じて設けられ、省略しても良い。
【０１８３】
運転支援装置２０においては、実施形態に係る任意の車載用頭部位置検出装置及びその変形を用いることができる。以下では、車載用頭部位置検出装置５０を用いる場合として説明する。
【０１８４】
警報出力装置４１０は、車載用頭部位置検出装置５０によって検出された頭部１０５の位置に基づいて、搭乗者１００ａ（観視者１００）の運転状態を推定する。警報出力装置４１０は、推定された運転状態に基づいて、音、光及び震動の少なくともいずれかを含む警報を出力する。
【０１８５】
警報出力装置４１０は、搭乗者１００ａの運転状態として、不注意運転などを推定する。例えば、不注意運転は居眠り運転などを含む。例えば、頭部１０５の位置の変化が少なくなったときに、搭乗者１００ａが居眠り運転していると推定される。また、頭部１０５の位置が急激に下方向に変化したり、周期的に下方向に変化することがあったときに、搭乗者１００ａが居眠り運転していると推定される。
【０１８６】
このように、推定された運転状態に基づいて、警報を出力することで、例えば居眠り運転を抑制できる。
【０１８７】
実施形態においては、実施形態に係る車載用頭部位置検出装置５０により検出した頭部１０５の位置を用いることで、正確に頭部１０５の位置が把握できる。これにより、搭乗者１００ａの運転状態がより正確に把握できる。これにより、より効率的な運転支援が可能になる。
【０１８８】
実施形態によれば、頭部の位置を正確に検出できる車載用頭部位置検出装置、車載用表示装置及び運転支援装置が提供される。
【０１８９】
以上、具体例を参照しつつ、本発明のいくつかの実施形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、車両用頭部位置検出装置に含まれる送受信器、送信部、受信部及び送受信制御部、車載用表示装置に含まれる映像投影部及び投影位置制御部、並びに、運転支援装置に含まれる警報出力装置などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【０１９０】
その他、本発明の実施形態として上述した車載用頭部位置検出装置、車載用表示装置及び運転支援装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての車載用頭部位置検出装置、車載用表示装置及び運転支援装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１９１】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【０１９２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１９３】
１０…車載用表示装置、 ２０…運転支援装置、 ５０、５１、５２…車載用頭部位置検出装置、 １００…観視者、 １００ａ…搭乗者、 １０１…目、 １０５…頭部、 １１０…映像生成部、 １１２…光束、 １１３…投影位置、 １１４…投影領域、 １１５…映像投影部、 １２０…投影部、 １２１…光源、 １２２…テーパライトガイド、 １２３…光源側レンズ、 １２４…アパーチャ、 １２５…出射側レンズ、 １２６…出射側ミラー、 １２７…駆動部、 １３０…映像データ生成部、 １８０…表示オブジェクト、 １８１…像、 １８１ｐ…像形成位置、 ２５０…投影位置制御部、 ３１０…送受信器、 ３１１…送信部、 ３１２…受信部、 ３２０…送受信制御部、 ３５０…送信波、 ３５１、３５２…第１、第２送信波、 ３５５…頭部検出波、 ３６０…反射波、 ３６１、３６２…第１、第２反射波、 ３６６…頭部検出反射波、 ４１０…警報出力装置、 ７１０…フロントガラス部、 ７１１…反射部、 ７２０…ダッシュボード、 ７３０…車両、 ７３１…操舵装置、 Ａｖ…駆動電圧、 Ａｗ…強度、 ＨＳ…ハイ状態、 Ｌ…距離、 ＬＳ…ロウ状態、 Ｒ１〜Ｒ５…第１〜第５送受信器、 ＲＣＳ…受信制御信号、 ＳＣＳ…送信制御信号、 ｔ…時間、 ｔ１〜ｔ５…第１〜第５時刻、 ｔｄ１…第１動作期間、 ｔｄ２…第２動作期間
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、車載用頭部位置検出装置、車載用表示装置及び運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の運転者に光束を投影するヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head Up Display）がある。運転者の頭部は運転中に移動する。移動した頭部の位置に光束を投影するために、運転者の頭部の位置を正確に検出する技術の実現が望まれている。特に、ＨＵＤの中でも運転者の片目に光束を投影する構成においては特に高い精度で頭部の位置を検出することが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３４１３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、頭部の位置を正確に検出できる車載用頭部位置検出装置、車載用表示装置及び運転支援装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、複数の送受信器と、送受信制御部と、を備えた車載用頭部位置検出装置が提供される。前記複数の送受信器は、車両に搭乗する搭乗者の頭部に対向する互いに異なる位置に設けられる。前記複数の送受信器は、前記頭部に向けて音波及び電磁波の少なくともいずれかの波を送信し、前記波が前記頭部によって反射されて得られる波を受信する。前記送受信制御部は、前記複数の送受信器に接続される。前記送受信制御部は、第１動作と、第２動作と、を実施する。前記第１動作は、前記複数の送受信器のいずれかに、音波及び電磁波の少なくともいずれかの第１送信波を前記頭部に向けて送信させる第１送信動作と、前記第１送信波が前記頭部によって反射されて得られる第１反射波を前記複数の送受信器で受信した結果を入手する第１受信動作と、前記入手した前記第１反射波を受信した前記結果に基づいて複数の送受信器のうちで前記頭部に最も近い前記送受信器を検出する送受信器検出動作と、を含む。前記第２動作は、前記検出された前記頭部に最も近い前記送受信器に、音波及び電磁波の少なくともいずれかの頭部検出波を前記頭部に向けて送信させる頭部検出波送信動作と、前記頭部検出波が前記頭部によって反射されて得られる頭部検出反射波を前記複数の送受信器で受信した結果を入手する頭部検出反射波受信動作と、前記入手した前記頭部検出反射波を受信した前記結果に基づいて前記頭部の位置を検出する頭部位置検出動作と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作を示すフローチャート図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｃ）は、実施形態に係る車載用頭部位置検出装置を示す模式図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｄ）は、実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作を示す模式図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｆ）は、実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作を示す模式図である。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作を示す模式図である。
【図６】実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の別の動作を示すフローチャート図である。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の別の動作を示す模式図である。
【図８】実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の別の動作を示すフローチャート図である。
【図９】実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の別の動作を示すフローチャート図である。
【図１０】実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の別の動作を示すフローチャート図である。
【図１１】図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作を示す模式図である。
【図１２】実施形態に係る車載用表示装置を示す模式図である。
【図１３】実施形態に係る車載用表示装置を示すフローチャート図である。
【図１４】実施形態に係る運転支援装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作を例示するフローチャート図である。
図２（ａ）〜図２（ｃ）は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の構成を例示する模式図である。
【０００９】
図２（ａ）に表したように、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置５０は、複数の送受信器３１０と、送受信制御部３２０と、を備える。
【００１０】
複数の送受信器３１０は、車両に搭乗する搭乗者１００ａの頭部１０５に対向する互いに異なる位置に設けられる。複数の送受信器３１０は、頭部１０５に向けて、音波及び電磁波の少なくともいずれかの波（送信波３５０）を送信する。複数の送受信器３１０は、その波（送信波３５０）が頭部１０５によって反射して得られる波（反射波３６０）を受信する。例えば、複数の送受信器３１０は、頭部１０５に面している。例えば、送受信器３１０と頭部１０５の間に遮蔽物が入らないように、送受信器３１０は設置される。ただし、送受信への悪影響が実質的に無ければ良い。
【００１１】
送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０に接続される。送受信制御部３２０と、複数の送受信器３１０と、は、電気信号や光信号などの有線または無線の方式により接続される。例えば、送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０による送信波３５０の送信のための送信制御信号ＳＣＳを複数の送受信器３１０に供給する。また、送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０による反射波３６０の受信の結果を入手するための受信制御信号ＲＣＳを有することができる。
【００１２】
例えば、送信波３５０は音波あり、反射波３６０は音波である。例えば、送信波３５０は光であり、反射波３６０は光である。例えば、送信波３５０は赤外線であり、反射波３６０は赤外線である。例えば、送信波３５０は電波であり、反射波３６０は電波である。
【００１３】
送信波３５０が音波であり反射波３６０が音波である場合には、音波よりも高速な光をつかった場合でも、その光モジュールの出力が音波を使った場合よりも遅い事もあるため、音波を使ったほうが処理を高速化できる利点がある。送信波３５０が超音波である場合には、送受信の時間と受信結果の処理の時間との合計は、例えば１０ミリ秒（ｍｓ）以上５０ｍｓ程度であり、短時間に処理が実施できる。以下では、送信波３５０が音波であり反射波３６０が音波である場合として説明する。
【００１４】
送信波３５０の周波数は、例えば、約４０ｋＨｚである。また、送信波３５０の周波数は、例えば、約２０ｋＨｚである。送信波３５０の周波数は、人の可聴範囲以外の周波数である。
【００１５】
送信波３５０の指向性は比較的高く設定される。例えば、送受信器３１０と頭部１０５との間の距離は、０．６メートル（ｍ）〜０．８ｍに設定される。送受信器３１０と頭部１０５との間の距離は、例えば約０．７ｍである。頭部１０５の位置における送信波３５０の幅は、例えば０．１ｍ以上０．３ｍ以下程度である。０．１５ｍ以上０．２５ｍ以下であることがさらに望ましい。これにより、目的とする頭部１０５に的確に送信波３５０をあてることができる。
【００１６】
例えば、送受信器３１０から送信した送信波３５０が、頭部１０５で反射され、その反射波３６０が送受信器３１０で受信されるまでの時間を計測することで、送受信器３１０と頭部１０５との間の距離が検出できる。
【００１７】
図２（ａ）に例示した車載用頭部位置検出装置５０においては、１つの送受信器３１０が、送信器の機能と、受信器の機能と、を有している。すなわち、送信器の機能と受信器の機能とが一体化されている。なお、図２（ａ）においては、４つの送受信器３１０が描かれているが、送受信器３１０の数は任意である。
【００１８】
図２（ｂ）に表したように、本実施形態に係る別の車載用頭部位置検出装置５１においても複数の送受信器３１０が設けられている。ただし、この例では、送受信器３１０のそれぞれにおいて送信器の機能と、受信器の機能と、が分離されている。
【００１９】
具体的には、複数の送受信器３１０のそれぞれは、送信部３１１と受信部３１２とを含む。すなわち、車載用頭部位置検出装置５１においては、複数の送信部３１１と複数の受信部３１２とが設けられる。複数の送信部３１１は、頭部１０５に対向する互いに異なる位置に設けられる。複数の送信部３１１は、頭部１０５に向けて音波及び電磁波の少なくともいずれかの波（送信波３５０）を送信する。複数の受信部３１２は、頭部１０５に対向する互いに異なる位置に設けられる。複数の受信部３１２は、送信部３１１により送信された、音波及び電磁波の少なくともいずれかの波（送信波３５０）が頭部１０５によって反射されて得られる波（反射波３６０）を受信する。例えば、複数の送信部３１１及び複数の受信部３１２は、頭部１０５に面している。例えば、これらと頭部１０５との間に遮蔽物が入らないように、これらは設置される。ただし、送受信への悪影響が実質的に無ければ良い。
【００２０】
送信部３１１が設けられる位置は、受信部３１２が設けられる位置と必ずしも同じでなくても良い。例えば、送信部３１１が設けられる位置は、受信部３１２が設けられる位置とは異なる。１つの送信部３１１と１つの受信部３１２との１つの組みを１つの送受信器３１０と見なすことができる。
【００２１】
図２（ｃ）に表したように、本実施形態に係る別の車載用頭部位置検出装置５２においても複数の送受信器３１０が設けられている。そして、複数の送受信器３１０のそれぞれは、送信部３１１と受信部３１２とを含む。この場合も、１つの送信部３１１と１つの受信部３１２との１つの組みを１つの送受信器３１０と見なすことができる。
【００２２】
図２（ｃ）に示した例では、送信部３１１の数よりも受信部３１２の数の方が多い。すなわち、送信部３１１の数が４であり、受信部３１２の数が６である。この場合には、例えば、４つの送受信器３１０と、２つの受信部３１２が設けられていると見なすことができる。なお、本実施形態において、受信部３１２の数よりも送信部３１１の数の方が多くても良い。
【００２３】
このように、送信部３１１と受信部３１２とが異なる位置に設けられている場合も、１つの送信部３１１と１つの受信部３１２との１つの組みを１つの送受信器３１０と見なすことにする。
【００２４】
複数の送受信器３１０のそれぞれの角度は、送受信器３１０の指向性に合わせて、送信する波がオーバーラップするように設置される。ただし、送信する波は、過度にオーバーラップしない。送信部３１１と受信部３１２とが設けられる場合には、例えば、１つの組となる送信部３１１及び受信部３１２において、送信部３１１の送信の方向は、受信部３１２の受信の方向と実質的に同じとされることが望ましい。
【００２５】
以下では、説明を簡単にするために、送信部３１１の機能と受信部３１２の機能とが一体化されている車載用頭部位置検出装置５０に関して説明する。
【００２６】
実施形態において、搭乗者１００ａは、車両の運転者である。複数の送受信器３１０は、例えば搭乗者の頭部１０５の前方の左右方向に沿って配置される。送受信器３１０は、例えば、運転席の前方のダッシュボードなどに設けられる。送受信器３１０は、例えば、車両のフロントガラス上部の屋根部などに設けられる。ただし、実施形態において、送受信器３１０の設置場所は任意である。
【００２７】
ここで、車両の後部から車両の前部に向かう方向をＺ軸方向とする。車両の左右方向をＸ軸方向とする。車両の上下方向をＹ軸方向とする。
【００２８】
例えば、複数の送受信器３１０の少なくとも２つの、車両の左右方向（Ｘ軸方向）に沿う位置は、互いに異なる。例えば、複数の送受信器３１０のＸ軸方向に沿う位置のそれぞれは、互いに異なる。これにより、頭部１０５の左右方向に沿った位置が検出される。
【００２９】
例えば、複数の送受信器３１０の少なくとも２つの、車両の前後方向（Ｚ軸方向）に沿う位置は、互いに異なる。例えば、複数の送受信器３１０のＸ軸方向に沿う位置のそれぞれは、互いに異なる。これにより、頭部１０５の前後方向に沿った位置が検出される。
【００３０】
例えば、複数の送受信器３１０のそれぞれのＸ軸方向及びＺ軸方向における位置が違いに異なる。例えば、複数の送受信器３１０は、頭部１０５をＸ−Ｚ平面において囲む環の少なくとも一部に沿って配置される。
【００３１】
さらに、複数の送受信器３１０の少なくとも２つの、車両の上下方向（Ｙ軸方向）に沿う位置が、互いに異なっても良い。これにより、頭部１０５の上下方向に沿った位置が検出される。
【００３２】
以下、車載用頭部位置検出装置５０を例として、送受信制御部３２０の動作の例について、説明する。なお、送受信器３１０のそれぞれが送信部３１１と受信部３１２とを含む場合は、送受信器３１０の動作に関する記述において、送信機能に関する動作は送信部３１１で実施され、受信機能に関する動作は受信部３１２で実施されるものとすることができる。
【００３３】
図１に表したように、送受信制御部３２０は、第１動作（ステップＳ１５０）と、第２動作（ステップＳ２５０）と、を実施する。
【００３４】
第１動作は、第１送信動作（ステップＳ１１０）と、第１受信動作（ステップＳ１２０）と、送受信器検出動作（ステップＳ１３０）と、を含む。
【００３５】
第１送信動作（ステップＳ１１０）では、送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０のいずれかに、音波及び電磁波の少なくともいずれかの第１送信波（送信波３５０のうちの１つ）を頭部１０５に向けて送信させる。
【００３６】
第１受信動作（ステップＳ１２０）では、送受信制御部３２０は、第１送信波が頭部１０５によって反射されて得られる第１反射波（反射波３６０のうちの１つ）を複数の送受信器３１０で受信した結果を入手する。
【００３７】
送受信器検出動作（ステップＳ１３０）では、送受信制御部３２０は、入手した第１反射波を受信した結果に基づいて、複数の送受信器３１０のうちで頭部１０５に最も近い送受信器３１０を検出する。
【００３８】
第２動作は、頭部検出波送信動作（ステップＳ２１０）と、頭部検出反射波受信動作（ステップＳ２２０）と、頭部位置検出動作（ステップＳ２３０）と、を含む。
【００３９】
頭部検出波送信動作（ステップＳ２１０）では、送受信制御部３２０は、検出された頭部１０５に最も近い送受信器３１０に、音波及び電磁波の少なくともいずれかの頭部検出波（送信波３５０のうちの１つ）を頭部１０５に向けて送信させる。
【００４０】
頭部検出反射波受信動作（ステップＳ２２０）では、送受信制御部３２０は、頭部検出波が頭部１０５によって反射されて得られる頭部検出反射波（反射波３６０のうちの１つ）を複数の送受信器３１０で受信した結果を入手する。
【００４１】
頭部位置検出動作（ステップＳ２３０）では、送受信制御部３２０は、入手した頭部検出反射波を受信した結果に基づいて頭部１０５の位置を検出する。
【００４２】
このように、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置５０においては、第１動作により、頭部１０５に最も近い送受信器３１０を検出する。そして、第２動作において、その送受信器３１０から送信された送信波３５０（頭部検出波）の反射波３６０（頭部検出反射波）を検出することで、頭部１０５の位置を検出する。すなわち、第２動作の頭部１０５の位置の検出の際に、頭部１０５に最も近い送受信器３１０による送信が用いられる。これにより、頭部の位置を正確に検出できる。
【００４３】
以下、本実施形態における動作の具体例について説明する。
図３（ａ）〜図３（ｄ）は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作を例示する模式図である。
図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）及び図３（ｄ）は、それぞれ、ステップＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ２１０及びＳ２２０の動作を例示している。
図３（ａ）に例示したように、この具体例では、送受信器３１０が４つ設けられている。すなわち、複数の送受信器３１０は、第１〜第４送受信器Ｒ１〜Ｒ４（第１〜第４送信部及び第１〜第４受信部と見なすことができる）を含む。
【００４４】
図３（ａ）に表したように、ステップＳ１１０（第１送信動作）では、送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０のいずれかである例えば送受信器Ｒ１に、第１送信波３５１（送信波３５０のうちの１つ）を頭部１０５に向けて送信させる。なお、第１送信波３５１の送信は、第２〜第４送受信器Ｒ２〜Ｒ４に実施させても良い。
【００４５】
図３（ｂ）に表したように、ステップＳ１２０（第１受信動作）では、送受信制御部３２０は、第１送信波３５１が頭部１０５によって反射されて得られる第１反射波３６２（反射波３６０のうちの１つ）を第１〜第４送受信器Ｒ１〜Ｒ４で受信した結果を入手する。
【００４６】
そして、ステップＳ１３０（送受信器検出動作）では、送受信制御部３２０は、入手した第１反射波３６１を受信した結果に基づいて、第１〜第４送受信器Ｒ１〜Ｒ４のうちで頭部１０５に最も近い送受信器を検出する。この例では、第１〜第４送受信器Ｒ１〜Ｒ４のうちで頭部１０５に最も近い送受信器は、第２送受信器Ｒ２であるとする。なお、複数の送受信器３１０のうちの１つ（例えば第２送受信器Ｒ２）と頭部１０５との距離が、別の１つ（例えば第３送受信器Ｒ３）と頭部１０５との距離と等しい場合には、そのいずれかを最も近い送受信器と見なす。
【００４７】
図３（ｃ）に表したように、ステップＳ２１０（頭部検出波送信動作）では、送受信制御部３２０は、第２送受信器Ｒ２（頭部１０５に最も近い送受信器）に、頭部検出波３５５（送信波３５０のうちの１つ）を頭部１０５に向けて送信させる。なお、頭部検出波３５５の周波数及び大きさなどの波の特性は、第１送信波３５１と同じでも良く、異なっていても良い。頭部検出波３５５の周波数及び大きさなどの波の特性を第１送信波３５１と同じにすることで、例えば、送受信器３１０の設計及び製造が簡略化される。
【００４８】
図３（ｄ）に表したように、ステップＳ２２０（頭部検出反射波受信動作）では、送受信制御部３２０は、頭部検出波３５５が頭部１０５によって反射されて得られる頭部検出反射波３６６（反射波３６０のうちの１つ）を第１〜第４送受信器Ｒ１〜Ｒ４で受信した結果を入手する。
【００４９】
そして、ステップＳ２３０（頭部位置検出動作）では、送受信制御部３２０は、入手した頭部検出反射波３６６を受信した結果に基づいて頭部１０５の位置を検出する。
【００５０】
以下、ステップＳ２３０（頭部位置検出動作）の例について説明する。
図４（ａ）〜図４（ｆ）は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作を例示する模式図である。
これらの図は、ステップＳ２３０の動作を例示している。この例では、複数の送受信器３１０は、第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５（第１〜第５送信部及び第１〜第５受信部と見なすことができる）を含む場合が示されている。
【００５１】
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、頭部１０５が第１の位置にある場合の動作を例示している。図４（ｄ）〜図４（ｆ）は、頭部１０５が第２の位置にある場合の動作を例示している。図４（ａ）及び図４（ｄ）は、第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５の位置と頭部１０５の位置との関係を示している。図４（ｂ）及び図４（ｅ）は、第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５のそれぞれと頭部１０５との間の距離Ｌを示している。図４（ｃ）及び図４（ｆ）は、第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５で検出される距離Ｌを示している。距離Ｌは、例えば、第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５で頭部検出反射波３６６を検出した時間に基づいて求められる。
【００５２】
図４（ａ）に表したように、第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５は左右方向に沿ってほぼ等間隔で配置されている。そして、頭部１０５が第１の位置にある。この例では、第１の位置は、第３送受信器Ｒ３のほぼ正面である。
【００５３】
図４（ｂ）に表したように、第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５のそれぞれと頭部１０５とを結ぶ線分の長さが距離Ｌである。
【００５４】
頭部１０５で反射した頭部検出反射波３６６が第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５のそれぞれに到達する時間は、頭部１０５と第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５のそれぞれとの間の距離Ｌに依存する。このため、第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５で頭部検出反射波３６６を検出した時間を計測することで、頭部１０５と第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５のそれぞれとの間の距離Ｌを検出できる。
【００５５】
図４（ｃ）に表したように、第３送受信器Ｒ３と頭部１０５との距離Ｌが、他の送受信器と頭部１０５との距離Ｌよりも短い。
【００５６】
図４（ｄ）に表したように、頭部１０５が第２の位置にある。この例では、第２の位置は、第４送受信器Ｒ４のほぼ正面である。
【００５７】
図４（ｅ）に表したように、第２の位置における距離Ｌは、第１の位置における距離Ｌから変化する。
【００５８】
図４（ｆ）に表したように、この例では、第４送受信器Ｒ４で検出される距離Ｌが、一番短い。距離Ｌは、頭部１０５の位置と、第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５のそれぞれの位置と、の相対関係によって変化する。
【００５９】
このように、第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５で頭部検出反射波３６６を検出した時間を計測することで、頭部１０５と第１〜第５送受信器Ｒ１〜Ｒ５のそれぞれとの間の距離Ｌを検出し、これに基づいて、頭部１０５の位置を検出できる。
【００６０】
例えば、Ｎ個の送受信器３１０が設けられる場合において、送受信器３１０のそれぞれと頭部１０５との距離Ｌの長さの線分を導入する。この線分の一端の位置は、送受信器３１０のそれぞれの位置に固定される。複数の線分の他方の位置が互いに重なる位置が、頭部１０５の位置となる。
【００６１】
本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置５０においては、第２動作（ステップＳ２１０、２２０及び２３０）により、頭部１０５の位置を検出する。
このとき、第１動作（ステップＳ１１０、１２０及び１３０）により、頭部１０５に最も近い送受信器３１０を検出する。そして、第２動作において、その送受信器３１０から送信された送信波３５０（頭部検出波）の反射波３６０（頭部検出反射波）を検出することで、頭部１０５の位置を検出する。すなわち、第２動作の頭部１０５の位置の検出の際に、頭部１０５に最も近い送受信器３１０から送信された波が用いられる。これにより、頭部１０５の位置を正確に検出できる。
【００６２】
例えば、複数の送受信器３１０が設けられる場合において、頭部１０５から遠い送受信器３１０を用いて、ステップＳ２１０（頭部検出波送信動作）を実施した場合は、車両内の屋根や後部座席などの、検出の目的ではない物体による反射の影響が大きくなる。このため、頭部１０５の位置の検出精度が低い場合がある。
【００６３】
これに対し、実施形態においては、ステップＳ２１０（頭部検出波送信動作）が、頭部１０５に最も近い送受信器３１０により実施されるため、検出の目的ではない物体による反射の影響が小さくできる。すなわち、反射波３６０における時間的な外乱が抑制される。これにより、頭部１０５の位置の検出精度が高い。
【００６４】
なお、頭部の位置（特に目の位置）を検出する方法として、カメラで頭部（顔）を撮像し、この像に画像処理を施し、顔や目などの位置を検出する参考例が考えられる。しかし、カメラで撮像して得られる像は、光（例えば外光）の影響を大きく受ける。このため、ロバストな画像処理が困難であり、位置の検出精度が低い場合がある。さらに、この方法においては、画像処理のために高性能な処理回路が必要であり、また、高価なカメラを用いる。このため、この方法を用いるとコストが大きく上昇する。さらに、位置の検出範囲を広げるためにカメラの撮像範囲を広げると、位置の検出精度が低下する。逆に、位置の検出精度を上げようとして撮像範囲を狭めると、例えば、検出可能な範囲が狭まる。
【００６５】
これに対し、実施形態においては、検出信号（反射波）が外光などからの影響を受け難いため、外光などの外乱に対してロバストである。また、波の送信及び受信の単純な機能を有する送受信器３１０を用いるため、画像処理などの複雑な処理を必要としない。このため、処理回路のコストは低い。また、複数の複数の送受信器３１０を異なる位置に配置し、この配置の位置の範囲を広くすることで、位置の検出範囲は広い。そして、頭部１０５の位置の検出の際に、頭部１０５に最も近い送受信器３１０から送信された波を用いることで、位置の検出範囲は広く維持しつつ、検出精度は高い。例えば、左右の広い範囲において高い精度で位置が検出できる。これにより、運転者の動きを正確に逐次検出できる。
【００６６】
なお、ソナーやレーダなどのように、波を送信し、その反射波を受信することで、周囲の物体を認識する構成がある。そして、複数の送信器と複数の受信器とを用いる構成も考えられる。この構成においては、周囲にある不特定の物体の存在を検出することが目的である。このため、複数の送信器のうちの特定の送信器が、検出の目的とする特定の物体との関係で選択されることがないと考えられる。
【００６７】
これに対し、実施形態においては、検出の目的とする特定の物体は、車両に搭乗する搭乗者１００ａの頭部１０５である。このため、頭部１０５の位置の検出の際に、頭部１０５に最も近い送受信器３１０から送信された波を用いることで、頭部１０５の位置を高精度に検出できる。
【００６８】
また、車両用表示装置として、運転者の頭部位置を検出する位置検出装置で検出された運転者の頭部位置の変化から運転者の目の位置を求め、表示情報の表示位置を、求められた目の位置に応じた位置になるように制御する参考例がある。この参考例において、位置検出装置として、赤外線センサまたは超音波センサを用い、複数のセンサを縦方向及び横方向に設置する構成がある。しかし、この場合は、複数のセンサが用いられるものの、赤外線または超音波を発生させる複数の波発生部のうちで、検出の目的とする物体（頭部）に最も近い波発生部を特定して、これを用いることがない。このため、この参考例においても、検出の精度は低い。
これに対し、実施形態においては、頭部１０５に最も近い送受信器３１０から送信された波を用いることで、頭部１０５の位置を高精度に検出できる。
【００６９】
以下、実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作の具体例についてさらに説明する。
【００７０】
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作を例示する模式図である。
すなわち、これらの図は、車載用頭部位置検出装置５０における制御のタイミングチャートである。図５（ａ）は、送受信制御部３２０から送受信器３１０に供給される送信制御信号ＳＣＳを例示している。図５（ｂ）は、複数の送受信器３１０によって受信した反射波３６０の結果を入手するための受信制御信号ＲＣＳを例示している。
【００７１】
なお、本実施形態において、送受信器３１０が、送信部３１１と受信部３１２とを含む場合は、送信制御信号ＳＣＳにより、送信部３１１の送信動作が制御される。例えば、受信部３１２が常に反射波３６０を受信しているときは、受信制御信号ＲＣＳにより、反射波３６０の受信結果を送受信制御部３２０が入手するタイミングが制御される。また、例えば、受信部３１２が、特定の信号が入力されたときに反射波３６０を受信する場合は、受信制御信号ＲＣＳにより、受信部３１２が反射波３６０を受信するタイミングが制御される。
【００７２】
また、本実施形態において、送受信器３１０において送信機能と受信機能とが分離されてない場合は、送信制御信号ＳＣＳにより、送受信器３１０の送信が制御される。そして、受信制御信号ＲＣＳにより、送受信器３１０が反射波３６０を受信するタイミングが制御され、その結果を送受信制御部３２０が入手するタイミングが制御される。
【００７３】
図５（ａ）に表したように、送信制御信号ＳＣＳにおいては、第１時刻ｔ１から第２時刻ｔ２までの期間において、ハイ状態ＨＳである。この第１時刻ｔ１から第２時刻ｔ２までの期間において、複数の送受信器３１０のいずれか（例えば第１送受信器Ｒ１）から、送信波３５０（例えば第１送信波３５１）が送信される。
【００７４】
本実施形態においては、時刻ｔ２から一定の期間が経過するまでの反射波３６０の受信結果は入手されない。または、受信結果を入手しても、その受信結果は使用されない。
例えば、図５（ｂ）に表した第１時刻ｔ１から第３時刻ｔ３までの期間は、送信波３５０が目的とする頭部１０５で反射した反射波３６０が送受信器３１０に届く期間ではない。例えば、第１時刻ｔ１から第３時刻ｔ３までの期間においては、例えば特定の送受信器３１０から別の送受信器３１０に波が直接届く。また、この期間においては、頭部１０５で反射した波ではなく、車両の操舵装置などで反射した波が送受信器３１０に届く。すなわち、この期間において受信した波は、目的とする反射波３６０、すなわち、頭部１０５で反射した波ではない。
【００７５】
第１時刻ｔ１から第３時刻ｔ３まで、受信制御信号ＲＣＳはロウ状態ＬＳとされる。これにより、この期間において受信した波は、検出の対象から除外される。
【００７６】
そして、第３時刻ｔ３から第４時刻ｔ４の間に期間おいて、受信制御信号ＲＣＳは、ハイ状態ＨＳとなる。この期間において、反射波３６０の受信結果が送受信制御部３２０により入手される。また、この期間において入手された受信結果が使用される。
【００７７】
例えば、第３時刻ｔ３から第４時刻ｔ４までの期間のなかで、複数の送受信器３１０における反射波３６０の受信の時刻が異なる。これにより、複数の送受信器３１０のそれぞれと頭部１０５との間の距離Ｌが検出される。
【００７８】
そして、第４時刻ｔ４よりも後においては、受信制御信号ＲＣＳはロウ状態となる。これにより、第４時刻ｔ４以降の時刻に届く２次反射波などが除外される。
【００７９】
例えば、送受信器３１０と頭部１０５との間の距離が約０．７ｍである場合、第１時刻ｔ１から第３時刻ｔ３までの期間（第１動作期間ｔｄ１）は、例えば、約５ｍｓである。すなわち、約５ｍｓ以前に届く波は、目的とする反射波ではないため、除外される。
【００８０】
送受信器３１０と頭部１０５との間の距離が約０．７ｍである場合、第３時刻ｔ３から第５時刻ｔ５までの期間（第２動作期間ｔｄ２）は、例えば、約４ｍｓである。
【００８１】
例えば、第１時刻ｔ１から第３時刻ｔ３までの期間が、第１送信動作の期間に相当し、第３時刻ｔ３から第５時刻ｔ５までの期間が、第１受信動作の期間に相当する。
【００８２】
または、例えば、第１時刻ｔ１から第３時刻ｔ３までの期間が、頭部検出波送信動作の期間に相当し、第３時刻ｔ３から第５時刻ｔ５までの期間が、頭部検出反射波受信動作の期間に相当する。
【００８３】
このように、本実施形態において、送受信制御部３２０は、第１送信波３５１の送信（例えば第２時刻ｔ２）の後に、予め定められた第１期間（第２時刻ｔ２から第３時刻ｔ３までの期間が経過した後に、第１受信動作を実施する（開始する）。そして、送受信制御部３２０は、頭部検出波３５５の送信（例えば第２時刻ｔ２）の後に予め定められた第２期間（第２時刻ｔ２から第３時刻ｔ３までの期間）が経過した後に、頭部検出反射波受信動作を実施する（開始する）。
【００８４】
これにより、目的とする反射波３６０以外の波を除いて、目的とする反射波３６０を受信（受信結果を入手）できる。これにより、検出の精度が向上できる。
【００８５】
また、本実施形態において、送受信制御部３２０は、第１受信動作が開始して（第３時刻ｔ３）から予め定められた第３期間（第３時刻ｔ３から第４時刻ｔ４までの期間）が経過したら、第１受信動作を終了する。そして、送受信制御部３２０は、頭部検出反射波受信動作が開始して（第３時刻ｔ３）から予め定められた第４期間（第３時刻ｔ３から第４時刻ｔ４までの期間）が経過したら、頭部検出反射波受信動作を終了する。
【００８６】
これにより、第４時刻ｔ４以降の時刻に届く２次反射波などが除外され、目的とする反射波３６０を受信（受信結果を入手）できる。これにより、検出の精度が向上できる。
【００８７】
さらに、送受信制御部３２０は、頭部検出反射波受信動作を終了した後（第４時刻ｔ４の後）に、予め定められた期間（第４時刻ｔ４から第５時刻ｔ５までの期間）が経過してから、次の送信動作を実施する。すなわち、この期間の２次反射波などが送受信器３１０に到達し終わり、ノイズが無くなった状態で、次の送信動作（例えば第１送信動作または頭部検出波送信動作）を実施する。このように、目的とする反射波を受信してから、所定の期間が経過した後に次の送信動作を実施することで、ノイズを抑制でき、検出精度が高まる。
【００８８】
図６は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の別の動作を例示するフローチャート図である。
図６に表したように、この動作においては、第１動作（ステップＳ１５０）は、第２送信動作（ステップＳ１１１）と、第２受信動作（ステップＳ１２１）と、をさらに含む。
【００８９】
第２送信動作（ステップＳ１１１）においては、送受信制御部３２０は、第１受信動作（ステップＳ１２０）の後に、複数の送受信器３１０の別のいずれかに、音波及び電磁波の少なくともいずれかの第２送信波（送信波３５０のうちの１つ）を頭部１０５に向けて送信させる。
【００９０】
第２受信動作（ステップＳ１２１）においては、送受信制御部３２０は、第２送信波が頭部１０５によって反射されて得られる第２反射波（反射波３６０のうちの１つ）を複数の送受信器３１０で受信した結果を入手する。
【００９１】
そして、送受信器検出動作（ステップＳ１３０）は、上記で入手した第２反射波を受信した結果にさらに基づいて実施される。
【００９２】
このように、この例では、ステップＳ１２０とステップＳ１３０との間に、ステップＳ１１１及びステップＳ１２１が実施される。
【００９３】
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の別の動作を例示する模式図である。
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、それぞれ、ステップＳ１１１及びステップＳ１２１の動作を例示している。
この具体例では、複数の送受信器３１０は、第１〜第４送受信器Ｒ１〜Ｒ４（第１〜第４送信部及び第１〜第４受信部と見なすことができる）を含む。図３（ｂ）に例示したステップＳ１２０の後に、図７（ａ）及び図７（ｂ）に例示するステップＳ１１１及びステップＳ１２１が実施される。
【００９４】
図７（ａ）に表したように、ステップＳ１１１においては、送受信制御部３２０は、例えば第２送受信器Ｒ２（複数の送受信器３１０の別のいずれか）に、第２送信波３５２（送信波３５０のうちの１つ）を頭部１０５に向けて送信させる。なお、第２送信波３５２の送信は、例えば、第３送受信器Ｒ３または第４送受信器Ｒ４により実施されても良い。
【００９５】
図７（ｂ）に表したように、ステップＳ１２１においては、送受信制御部３２０は、第２送信波３５２が頭部１０５によって反射されて得られる第２反射波３６２（反射波３６０のうちの１つ）を複数の送受信器３１０で受信した結果を入手する。
【００９６】
そして、送受信器検出動作（ステップＳ１３０）は、上記で入手した第２反射波３６２を受信した結果にさらに基づいて実施される。すなわち、送受信検出動作においては、第１反射波３６１を受信した結果に加え、第２反射波３６２を受信した結果に基づいて、複数の送受信器３１０のうちで頭部１０５に最も近い送受信器を検出する。これにより、複数の送受信器３１０のうちで頭部１０５に最も近い送受信器をさらに高い精度で検出できる。これによりさらに高い精度で頭部１０５の位置を検出できる。
【００９７】
図８は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の別の動作を例示するフローチャート図である。
この例では、Ｎ（Ｎは１以上の整数）個の送受信器３１０が設けられる。そして、Ｍ個（Ｍは、１以上でＮ以下の整数）の送受信器３１０において、送信波３５０の送信が行われる。
【００９８】
例えば、図８に表したように、整数ｉが設定され、ｉが０に設定される（ステップＳ１０１ａ）。そして、ｉに１が加えたものが新しいｉとされる（ステップＳ１０２ａ）。
【００９９】
送受信制御部３２０は、第ｉ送受信器（複数の送受信器３１０の別のいずれか）に、第ｉ送信波（送信波３５０のうちの１つ）を頭部１０５に向けて送信させる（ステップＳ１１０ａ）。
【０１００】
送受信制御部３２０は、第ｉ送信波が頭部１０５によって反射されて得られる第ｉ反射波（反射波３６０のうちの１つ）を複数の送受信器３１０で受信した結果を入手する。
【０１０１】
そして、ｉとＭが比較される（ステップＳ１１５ａ）。ｉがＭ未満の場合は、ステップＳ１０２ａに戻る。そして、ステップＳ１１０ａ及びステップＳ１２０ａが実施される。
【０１０２】
これにより、Ｍ個の送受信器３１０を用いて、ステップＳ１１０ａ及びステップＳ１２０ａが実施される。ＭがＮと等しいときは、Ｎ個の送受信器３１０の全てを用いて、ステップＳ１１０ａ及びステップＳ１２０ａが実施される。すなわち、送受信器３１０の全てにより送信波３５０を順次送信し、順次送信された送信波３５０によって反射されて得られる反射波３６０を複数の送受信器３１０で順次受信した結果が順次入手される。この結果は、例えば、適宜、情報格納部に格納される。
【０１０３】
ｉがＭ以上の場合に、ステップＳ１３０が実施される。
ステップＳ１３０においては、Ｍ個の送受信器３１０を用いた送信波３５０による反射波３６０を複数の送受信器３１０で順次受信した結果に基づいて、複数の送受信器３１０のうちで頭部１０５に最も近い送受信器を検出する。ＭがＮと等しいときは、Ｎ個の送受信器３１０の全てを用いた結果に基づいて、複数の送受信器３１０のうちで頭部１０５に最も近い送受信器を検出する。これにより、より高い精度で、頭部１０５に最も近い送受信器を検出できる。
【０１０４】
図９は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の別の動作を例示するフローチャート図である。
図９に表したように、この例では、送受信制御部３２０は、第１動作（ステップＳ１５０）と第２動作（ステップＳ２５０）とを繰り返し実施する。これにより、頭部１０５の位置を継続的に検出することができる。すなわち、頭部１０５の位置の時間変化が検出できる。
【０１０５】
なお、このとき、第１動作は、Ｎ個の送受信器３１０の全てを用いて実施されても良く、Ｎ個の一部のＭ個の送受信器３１０を用いて実施されても良い。ここでＭは、１でも良い。
【０１０６】
図１０は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の別の動作を例示するフローチャート図である。
図１０に表したように、この例でも、送受信制御部３２０は、第１動作と第２動作とを繰り返し実施する。
【０１０７】
そして、ステップＳ２１０において送信された頭部検出波３５５によってステップＳ２２０が実施されるのに加えて、ステップＳ２１０において送信された頭部検出波３５５によってステップＳ１２０ａが実施される。すなわち、ステップＳ２１０において、検出された頭部１０５に最も近い送受信器３１０から頭部検出波３５５が頭部１０５に向けて送信される。この頭部検出波３５５の反射波（頭部検出反射波３６６）を検出する（ステップＳ１２０ａ）ことで、頭部１０５に最も近い送受信器３１０を検出する（ステップＳ１３０）。
【０１０８】
このように、この例では、第１受信動作（ステップＳ１１０ａ）においては、送受信制御部３２０は、過去に実施された頭部検出波送信動作（ステップＳ２１０）の頭部検出波３５５が頭部１０５によって反射されて得られる反射波（頭部検出反射波３６６）を複数の送受信器３１０で受信した結果を第１反射波３６１として入手する。
【０１０９】
すなわち、第１動作と第２動作とを繰り返して実施する場合に、ステップＳ１１０ａにおける送信波３５０の送信が、頭部１０５に最も近い送受信器３１０により行われることに相当する。これにより、ステップＳ１３０における最も頭部１０５に近い送受信器３１０の検出の精度がより高まる。また、第１動作及び第２動作の組みの実施の時間が短縮できる。これにより、頭部１０５の速い動きにも追従して頭部１０５の位置を検出できる。
【０１１０】
すなわち、第１動作と第２動作とは繰り返して実施され、第１送信動作における複数の送受信器３１０のいずれかは、過去に実施された送受信器検出動作において検出された頭部１０５に最も近い送受信器３１０とされる。
【０１１１】
さらに、第ｉ送信動作における複数の送受信器３１０のいずれかは、過去に実施された送受信器検出動作において検出された頭部１０５に最も近い送受信器３１０としても良い。
【０１１２】
さらに、例えば、第ｉ送信動作における複数の送受信器３１０のいずれかは、過去に実施された送受信器検出動作において検出された頭部１０５に最も近い送受信器３１０の隣の送受信器３１０としても良い。
【０１１３】
すなわち、第１動作は、第２送信動作と、第２受信動作と、をさらに含む。第２送信動作においては、送受信制御部３２０は、第１受信動作の後に、複数の送受信器３１０の別のいずれかに、音波及び電磁波の少なくともいずれかの第２送信波３５２を頭部１０５に向けて送信させる。第２受信動作においては、送受信制御部３２０は、第２送信波３５２が頭部１０５によって反射されて得られる第２反射波３６２を複数の送受信器３１０で受信した結果を入手する。そして、送受信器検出動作は、入手した第２反射波３６２を受信した結果にさらに基づいて実施される。そして、送受信制御部３２０は、第１動作と第２動作とを繰り返し実施する。第２送信動作における複数の送受信器３１０の別のいずれかは、過去に実施された送受信器検出動作において検出された頭部１０５に最も近い送受信器３１０の隣の送受信器３１０とすることができる。
【０１１４】
これにより、最も頭部１０５に近い送受信器３１０の検出の精度がより高まる。また、頭部１０５の速い動きにも追従して頭部１０５の位置を検出できる。
【０１１５】
図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置の動作を例示する模式図である。
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、送信波３５０の強度（振幅）が大きい場合を例示している。図１１（ｃ）及び図１１（ｄ）は、送信波３５０の強度（振幅）が小さい場合を例示している。図１１（ａ）及び図１１（ｃ）は、送受信器３１０において送信波３５０を出力する際の駆動電圧Ａｖを模式的に例示している。図１１（ｂ）及び図１１（ｄ）は、送受信器３１０から出力される送信波３５０の強度Ａｗ（振幅）を模式的に例示している。これらの図の横軸は時間ｔである。
【０１１６】
図１１（ａ）及び図１１（ｃ）に表したように、送受信器３１０（例えば送信部３１１）は、駆動電圧Ａｖが大きい場合と小さい場合とを有することができる。駆動電圧Ａｖが大きい場合には、駆動電圧Ａｖのピークツーピークの電圧は、例えば１０Ｖ（ボルト）である。駆動電圧Ａｖが小さい場合には、駆動電圧Ａｖのピークツーピークの電圧は、例えば５Ｖである。このように、駆動電圧Ａｖは可変である。
【０１１７】
このように、駆動電圧Ａｖを変更することで、図１１（ｂ）及び図１１（ｄ）に表したように、送信波３５０の強度Ａｗは変更可能である。
【０１１８】
送受信器３１０における駆動電圧Ａｖの変更は、例えば、送受信制御部３２０によって制御される。
【０１１９】
なお、図１１（ａ）及び図１１（ｃ）に例示した駆動電圧Ａｖは、例えば４０ｋＨｚまたは２０ｋＨｚの周波数を有する。このとき、図１１（ｂ）及び図１１（ｄ）に例示した送信波３５０は、４０ｋＨｚまたは２０ｋＨｚの周波数を有する。
【０１２０】
送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離に関する情報に基づいて、第１送信波３５１の強度及び頭部検出波３５５の強度の少なくともいずれかを変更することができる。
【０１２１】
具体的には、送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離が第１距離であるときには、第１送信波３５１の強度及び頭部検出波３５５の強度の少なくともいずれかを第１強度とする。送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離が第１距離よりも長い第２距離のときには、第１送信波３５１の強度及び頭部検出波３５５の強度の少なくともいずれかを第１強度よりも強い第２強度にする。
【０１２２】
例えば、車両内のシートの前後位置により、頭部１０５と送受信器３１０との距離が変化する。このとき、送受信器３１０と頭部１０５との間の距離に基づいて、第１送信波３５１の強度及び頭部検出波３５５の強度の少なくともいずれかを変更することで、例えば、適切な感度での検出ができる。
【０１２３】
複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離に関する情報は、任意の方法により入手できる。
【０１２４】
例えば、送受信制御部３２０は、車両に設けられ搭乗者１００ａが座るシートの位置に関する情報を入手することができる。この情報の入手には、車両に設けられるＣＡＮ（Controller Area Network）を利用することができる。そして、複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離に関する情報は、入手したシートの位置に関する情報に基づいて求められることができる。
【０１２５】
さらに、送受信制御部３２０は、第１動作と第２動作とを実施し、頭部１０５の位置を検出することで、複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離に関する情報を得ることができる。すなわち、送受信制御部３２０は、第１動作と第２動作とを複数回実施する。複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離に関する情報は、過去に実施された第２動作によって検出された頭部１０５の位置に関する情報に基づいて求められる。
【０１２６】
このようにして求められた送受信器３１０と頭部１０５との間の距離に基づいて、第１送信波３５１の強度及び頭部検出波３５５の強度の少なくともいずれかを変更することで、例えば、適切な感度での検出ができる。
【０１２７】
さらに、送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離に関する情報に基づいて、第１送信動作及び第１受信動作の時間に関する条件、及び、頭部検出波送信動作及び頭部検出反射波受信動作の時間に関する条件の少なくともいずれかを変更できる。
【０１２８】
例えば、送受信制御部３２０は、送受信器３１０と頭部１０５との間の距離に関する情報に基づいて、第１送信動作と第１受信動作との間の時間（例えば第２時刻ｔ２から第３時刻ｔ３までの時間）、及び、頭部検出波送信動作と頭部検出反射波受信動作との間の時間（例えば第２時刻ｔ２から第３時刻ｔ３までの時間）の少なくともいずれかを変更することができる。
【０１２９】
例えば、送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離が第１距離であるときには、第１送信動作と第１受信動作との間の時間、及び、頭部検出波送信動作と頭部検出反射波受信動作との間の時間の少なくともいずれかを第１時間とする。そして、送受信制御部３２０は、複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離が第１距離よりも長い第２距離のときには、第１送信動作と第１受信動作との間の時間、及び、頭部検出波送信動作と頭部検出反射波受信動作との間の時間の少なくともいずれかを第１時間よりも長い第２時間にする。
【０１３０】
これにより、目的としていない反射波を効率良く除外し、頭部１０５で反射した反射波３６０を的確に受信できる。これにより、位置の検出の精度がさらに向上する。
【０１３１】
この場合も、複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離に関する情報は、任意の方法により入手できる。例えば、送受信制御部３２０は、車両に設けられ搭乗者１００ａが座るシートの位置に関する情報を入手し、これに基づいて、複数の送受信器３１０と頭部１０５との間の距離に関する情報を求めることができる。さらに、送受信制御部３２０は、第１動作と第２動作とを繰り返し実施し、頭部１０５の位置を検出することで、複数の送受信器３１０の少なくともいずれかと頭部１０５との間の距離に関する情報を得ることができる。
【０１３２】
このように、本実施形態に係る車載用頭部位置検出装置は、複数の送受信器３１０（送信部３１１及び受信部３１２）を用いる。送受信器３１０は、例えば、超音波を用いる。送受信器３１０（受信部３１２）は、例えば、超音波センサである。複数の超音波センサを利用して頭部１０５の位置を検出することで、例えば、処理コストの削減、ハードウェアの簡素化、及び、外光に依存しないロバストな検出が実現できる。
【０１３３】
例えば、Ｎ個の送受信器３１０を利用し、１つの送受信器３１０から送信された超音波の反射波をＮ個の送受信器３１０で受信する。次に、所定の時間の後に、別の送受信器３１０から送信された超音波の反射波をＮ個の送受信器３１０で受信する。これを順次、Ｎ個の送受信器３１０を用いて繰り返す。そして、この結果に基づいて、頭部１０５に最も近い送受信器３１０を検出する。これにより、外乱の影響が抑制された状態で、頭部１０５に最も近い送受信器３１０が検出できる。
【０１３４】
そして、検出された頭部１０５に最も近い送受信器３１０から送信された超音波の反射波を、Ｎ個の送受信器３１０で受信することで、頭部１０５の位置を検出する。これにより、外乱の影響が抑制された状態で、頭部１０５の位置を検出できる。
【０１３５】
さらに、検出された頭部１０５に最も近い送受信器３１０から送信された超音波の反射波を受信することで、頭部１０５に最も近い送受信器３１０を改めて検出する。上記を繰り返すことで、頭部１０５に近い送受信器３１０から送信された超音波を利用して、高い精度で頭部１０５の位置を検出することができる。
【０１３６】
例えば、第ｉ送受信部から送信波が送信された時刻を基準にして、Ｎ個の送受信器３１０（受信部３１２）のそれぞれが反射波を受信した時刻が記憶される。これにより、Ｎ個の送受信器３１０（受信部３１２）のそれぞれと頭部１０５との間の距離が算出される。Ｎ個の送受信器３１０のうちで一番早く反射波を受信した送受信器３１０から超音波を出射し、Ｎ個の送受信器３１０で反射波を受信し、その結果に基づいて頭部１０５の位置を検出する。
【０１３７】
それ以降は、Ｎ個の送受信器３１０のうちで一番早く反射波を受信した送受信器３１０またはその付近の送受信器３１０（例えば隣の送受信器３１０など）から超音波を出射し、Ｎ個の送受信器３１０で反射波を受信し、頭部１０５の位置を検出する。さらに、そのときに頭部１０５に一番近い送受信器３１０を検出する。
【０１３８】
上記を繰り返す。これにより、例えば、搭乗者１００ａの姿勢が大きく変化しても、送信波が効率良く搭乗者１００ａにあたり、効率良く反射する。これにより、検出の精度が高まる。
【０１３９】
送信する超音波の強度（音圧）は、計測目標（頭部１０５）と超音波センサとの間の距離に適合する強度であることが望ましい。例えば、運転席のシートの位置に関する情報がＣＡＮにより取得され、この情報に基づいて、音圧を制御することが望ましい。例えば、電子式スライドシードなどによるシート位置メモリ機能などが利用できる。例えば、シートの位置と、搭乗者１００ａ運転者）と超音波センサと間の距離と、に関する情報を利用できる。例えば、この情報は、表または変換関数により取得できる。
【０１４０】
また、複数の超音波センサのうちの１つ（例えば運転席の正面の超音波センサ）を使い、計測目標（頭部１０５）と超音波センサとの間の距離を求めても良い。この計測結果の情報に基づいて、音圧を制御することができる。これにより、目的としない物体で反射した反射波による折り返しノイズが軽減できる。
【０１４１】
（第２の実施形態）
図１２は、本実施形態に係る車載用表示装置の構成を例示する模式図である。
図１２に表したように、本実施形態に係る車載用表示装置１０は、車両７３０に搭載される。車両７３０は、例えば、四輪車、三輪車、トラック、バスなどの、人が搭乗して操縦できる任意の移動体を含む。
【０１４２】
車載用表示装置１０は、車載用頭部位置検出装置５０と、映像投影部１１５と、投影位置制御部２５０と、を備える。
【０１４３】
車載用表示装置１０においては、実施形態に係る任意の車載用頭部位置検出装置及びその変形を用いることができる。以下では、車載用頭部位置検出装置５０を用いる場合として説明する。
【０１４４】
映像投影部１１５は、頭部１０５に映像情報を含む光束１１２を投影する。
【０１４５】
投影位置制御部２５０は、車載用頭部位置検出装置５０によって検出された頭部１０５の位置に基づいて、映像投影部１１５に含まれる光学部品の少なくともいずれかの位置、角度及び配置の少なくともいずれかを制御して、光束１１２の投影位置１１３を制御する。すなわち、検出された頭部１０５の位置に光束１１２が投影されるように、光束１１２の投影位置１１３を制御する。例えば、投影位置制御部２５０は、光束１１２の投影位置１１３を、頭部１０５の動きに追従させる。
【０１４６】
この例では、車載用表示装置１０は、映像を含む光束１１２を反射部７１１に反射させて車両７３０に搭乗する観視者１００に投影する。観視者１００は、搭乗者１００ａである。観視者１００は、例えば車両７３０の操舵装置７３１（ハンドル、ステアリングホイール）を操作する運転者である。
【０１４７】
反射部７１１には、例えばコンバイナが用いられる。
反射部７１１は、例えば、フロントガラス部７１０の少なくとも一部とすることができる。フロントガラス部７１０は、車両７３０のフロントガラスを含むことができる。反射部７１１は、例えば、車両７３０のフロントガラスの室内側に設けられる。
【０１４８】
反射部７１１は、例えば、フロントガラスの車両７３０の室内側の面に設けられる。また、反射部７１１は、フロントガラスよりも車両７３０の室内側に、フロントガラスから離間して設けられても良い。反射部７１１は、車載用表示装置１０に含まれても良い。反射部７１１は、車載用表示装置１０に含まれる筐体に格納可能でも良い。
【０１４９】
映像投影部１１５は、例えば、光束１１２を、車両７３０のフロントガラス部７１０に設けられる反射部７１１に反射させて、観視者１００の頭部１０５に投影する。映像投影部１１５は、例えば、映像データ生成部１３０と、映像生成部１１０と、投影部１２０と、を含む。
【０１５０】
映像データ生成部１３０は、表示オブジェクト１８０を含む映像に対応する映像データを生成し、映像生成部１１０に供給する。
【０１５１】
表示オブジェクト１８０は、車載用表示装置１０が観視者１００に提示する映像に設けられるものである。表示オブジェクト１８０は、例えば、車載用表示装置１０が搭載される車両７３０の運行情報に関する情報を含む。表示オブジェクト１８０は、車両７３０の速度、進行方向を示す「矢印」、及び、変速機の状態などの種々の内容を含むことができる。表示オブジェクト１８０は、車両７３０の経路案内に関する情報を含むことができる。
【０１５２】
映像生成部１１０には、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）などの光スイッチが用いられる。映像生成部１１０は、映像データ生成部１３０から供給された映像データに基づいて、映像生成部１１０の画面に映像を形成する。
【０１５３】
投影部１２０には、例えば、各種の光源、レンズ、ミラー、及び、発散角（拡散角）を制御する各種の光学素子が用いられる。
本具体例では、投影部１２０は、光源１２１と、テーパライトガイド１２２と、光源側レンズ１２３と、アパーチャ１２４と、出射側レンズ１２５と、出射側ミラー１２６と、を含む。
【０１５４】
光源１２１は光束１１２となる光を生成する。光束１１２となる光の進行方向に沿って、光源１２１と出射側ミラー１２６との間にテーパライトガイド１２２が配置され、テーパライトガイド１２２と出射側ミラー１２６との間に光源側レンズ１２３が配置され、光源側レンズ１２３と出射側ミラー１２６との間にアパーチャ１２４が配置され、アパーチャ１２４と出射側ミラー１２６との間に出射側レンズ１２５が配置される。この構成により、投影部１２０は、光束１１２の発散角を制御することができる。
【０１５５】
本具体例では、テーパライトガイド１２２と光源側レンズ１２３との間に、映像生成部１１０（例えばＬＣＤ）が配置されている。
【０１５６】
光源１２１には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、レーザなど各種のものを用いることができる。光源１２１にＬＥＤを用いることで、消費電力を低減でき、また装置を軽量化でき、小型化できる。
【０１５７】
映像データ生成部１３０、映像生成部１１０及び投影部１２０のそれぞれの構成は、種々の変形が可能である。映像生成部１１０に含まれる要素と、投影部１２０に含まれる要素と、の配置は任意であり、例えば、投影部１２０に含まれる要素どうしの間に、映像生成部１１０（及びそれに含まれる要素）が挿入されていても良い。
【０１５８】
例えば、光源１２１から出射された光は、テーパライトガイド１２２において発散角がある程度の範囲に制御される。そして、その光は、映像生成部１１０を経ることで、所定の表示オブジェクト１８０を含む映像を含む光束１１２となる。
【０１５９】
本具体例では、出射側ミラー１２６は、凹面状であり、これにより、光束１１２に含まれる映像情報の像が拡大されて観視者１００に投影される。
【０１６０】
光束１１２は、出射側ミラー１２６で反射した後、反射部７１１で反射して、観視者１００の目１０１に到る。
【０１６１】
観視者１００は、反射部７１１を介して、像形成位置１８１ｐの位置に形成された表示オブジェクト１８０の像１８１（虚像）を知覚する。このように、車載用表示装置１０は、ＨＵＤとして使用できる。
【０１６２】
出射側ミラー１２６は可動式とすることができる。例えば、観視者１００の頭部１０５の位置や動きに合わせて、手動で、または、自動で、出射側ミラー１２６の位置や角度を調節し、光束１１２を目１０１に向けて適切に投影させることができる。
【０１６３】
映像投影部１１５は、駆動部１２７をさらに含む。駆動部１２７は、映像投影部１１５に含まれる光学素子の角度や位置などを変化させるモータなどを含む。本具体例では、駆動部１２７は、出射側ミラー１２６の角度や位置などを変える。実施形態はこれに限らず、駆動部１２７は映像投影部１１５に含まれる任意の光学素子の角度や位置などを変えることができる。駆動部１２７によって光学素子の角度や位置を変えることで、光束１１２の出射方向が変化する。これにより、例えば観視者１００の位置における光束の投影位置１１３が制御される。
なお、映像投影部１１５は、上記の例の他に各種の変形が可能である。
【０１６４】
車載用表示装置１０の映像投影部１１５は、例えば、車両７３０のダッシュボード７２０の内部に設けられることができる。
【０１６５】
一方、映像データ生成部１３０は、必ずしも映像投影部１１５と一体的に設けられなくても良い。映像データ生成部１３０は、例えば、ダッシュボード７２０の内部ではなく、車両７３０の任意の場所に設置しても良い。映像データ生成部１３０からの映像データは、電気信号や光信号などの有線または無線の方式により、映像投影部１１５（の映像生成部１１０）に供給される。
【０１６６】
車載用頭部位置検出装置５０の複数の送受信器３１０（例えば送信部３１１及び受信部３１２）は、例えば、車両７３０のダッシュボード７２０の上やフロントガラス部７１０の上部の屋根部などに設けられる。ただし、実施形態において、送受信器３１０の設置場所は、技術的に可能な範囲で、任意である。
【０１６７】
送受信制御部３２０は、車両７３０内の任意の場所に設置される。送受信制御部３２０は、例えば、ダッシュボード７２０の内部などに設けられる。
【０１６８】
送受信制御部３２０は、投影位置制御部２５０と接続される。送受信制御部３２０は、投影位置制御部２５０と、電気信号や光信号などの有線または無線の方式により、接続される。
【０１６９】
車載用表示装置１０において、光束１１２は、例えば、片方の目１０１で観視される。この場合には、両目で常時観視されないように、光束１１２の広がりが制御される。これにより、光束１１２は片方の目１０１に投影され、両目には投影されない。例えば、光束１１２は片方の目１０１だけに投影される。例えば、観視者１００の位置における光束１１２の投影領域１１４の大きさは、片方の目１０１が入り、両目が入らない大きさに設定される。
【０１７０】
観視者１００の両目（瞳）の間隔は、例えば、６０ミリメートル（ｍｍ）〜７５ｍｍである。観視者１００の位置における光束１１２の左右方向の幅（投影領域１１４の左右方向の幅）は、例えば７５ｍｍ以下設定される。さらに、６５ｍｍ以下に設定されても良く、さらに６０ｍｍ以下に設定されても良い。この投影領域１１４の大きさは、例えば、主に投影部１２０に含まれる光学素子によって制御される。
【０１７１】
このように、映像投影部１１５は、光束１１２を観視者１００の片目のみに投影するように光束１１２の発散を制御する発散角制御素子を含む。発散角制御素子は、例えば、アパーチャ１２４である。発散角制御素子は、例えば、光源側レンズ１２３と、アパーチャ１２４と、出射側レンズ１２５と、の組である。
【０１７２】
反射部７１１（例えばフロントガラス部７１０）は、観視者１００からの距離が２１．７ｃｍ以上の位置に配置される。これにより、観視者１００が映像を片方の目１０１で観視した場合において、知覚する奥行き感が増強され、また、表示オブジェクト１８０を所望の奥行き位置に知覚させ易くできる。
【０１７３】
なお、本実施形態において、光束１１２は観視者１００の両目に投影され、観視者１００は両目で表示オブジェクト１８０を観視しても良い。
【０１７４】
投影位置制御部２５０は、映像投影部１１５を制御して、観視者１００の位置における光束１１２の位置（投影位置１１３）を制御する。
【０１７５】
例えば、光束１１２が片方の目１０１で観視される場合には、光束１１２の断面形状（光束１１２の進行方向に対して垂直な平面で光束１１２を切断したときの断面形状）の左右方向の長さは、上下方向の長さよりも短い。これにより、片方の目１０１で観視でき、さらに、上下方向の観視範囲が広がる。
【０１７６】
投影位置制御部２５０は、車載用頭部位置検出装置５０によって検出した頭部１０５の位置に基づいて、光束１１２の投影位置１１３を変更する際に、特に、光束１１２の投影位置の左右方向に沿った位置を変更する。これにより、頭部１０５の位置が変化して目１０１の位置が変化したときにも、片方の目１０１への光束１１２の投影を維持することができる。
【０１７７】
図１３は、本実施形態に係る車載用表示装置の動作を例示するフローチャート図である。
図１３に表したように、本実施形態に係る車載用表示装置１０においては、車載用頭部位置検出装置５０によって第１動作（ステップＳ１５０）及び第２動作（ステップＳ２５０）が実施されて頭部１０５の位置が検出され、その結果に基づいて、投影位置制御部２５０が、映像投影部１１５を制御して、光束１１２の投影位置１１３を制御する（ステップＳ３１０）。
【０１７８】
そして、ステップＳ１５０、ステップＳ２５０及びステップＳ３１０が繰り返し実施される。これにより、光束１１２の投影位置１１３は、頭部１０５の動きに追従して制御される。
【０１７９】
本実施形態に係る車載用表示装置１０によれば、頭部の位置を正確に検出できるので、目１０１（特に片方の目１０１）の位置に映像を的確に表示できる。
【０１８０】
（第３の実施形態）
図１４は、本実施形態に係る運転支援装置の構成を例示する模式図である。
図１４に表したように、本実施形態に係る運転支援装置２０は、車両７３０に搭載される。
【０１８１】
運転支援装置２０は、車載用頭部位置検出装置５０と、警報出力装置４１０と、を備える。
【０１８２】
運転支援装置２０は、さらに、映像投影部１１５及び投影位置制御部２５０を備えても良い。これにより、第２実施形態に関して説明した表示がさらに実施できる。ただし、運転支援装置２０において、映像投影部１１５及び投影位置制御部２５０は必要に応じて設けられ、省略しても良い。
【０１８３】
運転支援装置２０においては、実施形態に係る任意の車載用頭部位置検出装置及びその変形を用いることができる。以下では、車載用頭部位置検出装置５０を用いる場合として説明する。
【０１８４】
警報出力装置４１０は、車載用頭部位置検出装置５０によって検出された頭部１０５の位置に基づいて、搭乗者１００ａ（観視者１００）の運転状態を推定する。警報出力装置４１０は、推定された運転状態に基づいて、音、光及び震動の少なくともいずれかを含む警報を出力する。
【０１８５】
警報出力装置４１０は、搭乗者１００ａの運転状態として、不注意運転などを推定する。例えば、不注意運転は居眠り運転などを含む。例えば、頭部１０５の位置の変化が少なくなったときに、搭乗者１００ａが居眠り運転していると推定される。また、頭部１０５の位置が急激に下方向に変化したり、周期的に下方向に変化することがあったときに、搭乗者１００ａが居眠り運転していると推定される。
【０１８６】
このように、推定された運転状態に基づいて、警報を出力することで、例えば居眠り運転を抑制できる。
【０１８７】
実施形態においては、実施形態に係る車載用頭部位置検出装置５０により検出した頭部１０５の位置を用いることで、正確に頭部１０５の位置が把握できる。これにより、搭乗者１００ａの運転状態がより正確に把握できる。これにより、より効率的な運転支援が可能になる。
【０１８８】
実施形態によれば、頭部の位置を正確に検出できる車載用頭部位置検出装置、車載用表示装置及び運転支援装置が提供される。
【０１８９】
以上、具体例を参照しつつ、本発明のいくつかの実施形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、車両用頭部位置検出装置に含まれる送受信器、送信部、受信部及び送受信制御部、車載用表示装置に含まれる映像投影部及び投影位置制御部、並びに、運転支援装置に含まれる警報出力装置などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【０１９０】
その他、本発明の実施形態として上述した車載用頭部位置検出装置、車載用表示装置及び運転支援装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての車載用頭部位置検出装置、車載用表示装置及び運転支援装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１９１】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【０１９２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１９３】
１０…車載用表示装置、 ２０…運転支援装置、 ５０、５１、５２…車載用頭部位置検出装置、 １００…観視者、 １００ａ…搭乗者、 １０１…目、 １０５…頭部、 １１０…映像生成部、 １１２…光束、 １１３…投影位置、 １１４…投影領域、 １１５…映像投影部、 １２０…投影部、 １２１…光源、 １２２…テーパライトガイド、 １２３…光源側レンズ、 １２４…アパーチャ、 １２５…出射側レンズ、 １２６…出射側ミラー、 １２７…駆動部、 １３０…映像データ生成部、 １８０…表示オブジェクト、 １８１…像、 １８１ｐ…像形成位置、 ２５０…投影位置制御部、 ３１０…送受信器、 ３１１…送信部、 ３１２…受信部、 ３２０…送受信制御部、 ３５０…送信波、 ３５１、３５２…第１、第２送信波、 ３５５…頭部検出波、 ３６０…反射波、 ３６１、３６２…第１、第２反射波、 ３６６…頭部検出反射波、 ４１０…警報出力装置、 ７１０…フロントガラス部、 ７１１…反射部、 ７２０…ダッシュボード、 ７３０…車両、 ７３１…操舵装置、 Ａｖ…駆動電圧、 Ａｗ…強度、 ＨＳ…ハイ状態、 Ｌ…距離、 ＬＳ…ロウ状態、 Ｒ１〜Ｒ５…第１〜第５送受信器、 ＲＣＳ…受信制御信号、 ＳＣＳ…送信制御信号、 ｔ…時間、 ｔ１〜ｔ５…第１〜第５時刻、 ｔｄ１…第１動作期間、 ｔｄ２…第２動作期間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭乗する搭乗者の頭部に対向する互いに異なる位置に設けられ、前記頭部に向けて音波及び電磁波の少なくともいずれかの波を送信し、前記波が前記頭部によって反射されて得られる波を受信する複数の送受信器と、
前記複数の送受信器に接続された送受信制御部と、
を備え、
前記送受信制御部は、
前記複数の送受信器のいずれかに、音波及び電磁波の少なくともいずれかの第１送信波を前記頭部に向けて送信させる第１送信動作と、
前記第１送信波が前記頭部によって反射されて得られる第１反射波を前記複数の送受信器で受信した結果を入手する第１受信動作と、
前記入手した前記第１反射波を受信した前記結果に基づいて複数の送受信器のうちで前記頭部に最も近い前記送受信器を検出する送受信器検出動作と、
を含む第１動作と、
前記検出された前記頭部に最も近い前記送受信器に、音波及び電磁波の少なくともいずれかの頭部検出波を前記頭部に向けて送信させる頭部検出波送信動作と、
前記頭部検出波が前記頭部によって反射されて得られる頭部検出反射波を前記複数の送受信器で受信した結果を入手する頭部検出反射波受信動作と、
前記入手した前記頭部検出反射波を受信した前記結果に基づいて前記頭部の位置を検出する頭部位置検出動作と、
を含む第２動作と、
を実施することを特徴とする車載用頭部位置検出装置。
【請求項２】
前記第１動作は、
前記第１受信動作の後に、前記複数の送受信器の別のいずれかに、音波及び電磁波の少なくともいずれかの第２送信波を前記頭部に向けて送信させる第２送信動作と、
前記第２送信波が前記頭部によって反射されて得られる第２反射波を前記複数の送受信器で受信した結果を入手する第２受信動作と、
をさらに含み、
前記送受信器検出動作は、前記入手した前記第２反射波を受信した結果にさらに基づいて実施されることを特徴とする請求項１記載の車載用頭部位置検出装置。
【請求項３】
前記第１送信波及び頭部検出波は、音波であることを特徴とする請求項１または２に記載の車載用頭部位置検出装置。
【請求項４】
前記送受信制御部は、
前記第１送信波の前記送信の後に予め定められた第１期間が経過した後に、前記第１受信動作を実施し、
前記頭部検出波の前記送信の後に予め定められた第２期間が経過した後に、前記頭部検出反射波受信動作を実施することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車載用頭部位置検出装置。
【請求項５】
前記送受信制御部は、
前記複数の送受信器の少なくともいずれかと前記頭部との間の距離に関する情報に基づいて、前記第１送信波の強度及び前記頭部検出波の強度の少なくともいずれかを変更することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の車載用頭部位置検出装置。
【請求項６】
前記送受信制御部は、
前記複数の送受信器の少なくともいずれかと前記頭部との間の距離に関する情報に基づいて、
前記第１送信動作及び前記第１受信動作の時間に関する条件、及び、
前記頭部検出波送信動作及び前記頭部検出反射波受信動作の時間に関する条件の少なくともいずれかを変更することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の車載用頭部位置検出装置。
【請求項７】
前記送受信制御部は、前記第１動作と前記第２動作とを繰り返し実施し、
前記複数の送受信器の前記少なくともいずれかと前記頭部との間の前記距離に関する前記情報は、
過去に実施された前記第２動作によって検出された前記頭部の前記位置に関する情報に基づいて求められることを特徴とすることを特徴とする請求項５または６に記載の車載用頭部位置検出装置。
【請求項８】
前記送受信制御部は、
前記車両に設けられ前記搭乗者が座るシートの位置に関する情報を入手し、
前記複数の送受信器の前記少なくともいずれかと前記頭部との間の前記距離に関する前記情報は、前記入手した前記シートの位置に関する前記情報に基づいて求められることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の車載用頭部位置検出装置。
【請求項９】
前記送受信制御部は、前記第１動作と前記第２動作とを繰り返し実施し、
前記第１受信動作において前記送受信制御部は、過去に実施された前記頭部検出波送信動作の前記頭部検出波が前記頭部によって反射されて得られる反射波を前記複数の送受信器で受信した結果を前記第１反射波として入手することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の車載用頭部位置検出装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の車載用頭部位置検出装置と、
前記頭部に映像情報を含む光束を投影する映像投影部と、
前記車載用頭部位置検出装置によって検出された前記頭部の位置に基づいて、前記映像投影部に含まれる光学部品の少なくともいずれかの位置、角度及び配置の少なくともいずれかを制御して、前記光束の投影位置を制御する投影位置制御部と、
を備えたことを特徴とする車載用表示装置。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の車載用頭部位置検出装置と、
前記車載用頭部位置検出装置によって検出された前記頭部の位置に基づいて、前記搭乗者の運転状態を推定し、前記推定された前記運転状態に基づいて、音、光及び震動の少なくともいずれかを含む警報を出力する警報出力装置と、
を備えたことを特徴とする運転支援装置。
【請求項１】
車両に搭乗する搭乗者の頭部に対向する互いに異なる位置に設けられ、前記頭部に向けて音波及び電磁波の少なくともいずれかの波を送信し、前記波が前記頭部によって反射されて得られる波を受信する複数の送受信器と、
前記複数の送受信器に接続された送受信制御部と、
を備え、
前記送受信制御部は、
前記複数の送受信器のいずれかに、音波及び電磁波の少なくともいずれかの第１送信波を前記頭部に向けて送信させる第１送信動作と、
前記第１送信波が前記頭部によって反射されて得られる第１反射波を前記複数の送受信器で受信した結果を入手する第１受信動作と、
前記入手した前記第１反射波を受信した前記結果に基づいて複数の送受信器のうちで前記頭部に最も近い前記送受信器を検出する送受信器検出動作と、
を含む第１動作と、
前記検出された前記頭部に最も近い前記送受信器に、音波及び電磁波の少なくともいずれかの頭部検出波を前記頭部に向けて送信させる頭部検出波送信動作と、
前記頭部検出波が前記頭部によって反射されて得られる頭部検出反射波を前記複数の送受信器で受信した結果を入手する頭部検出反射波受信動作と、
前記入手した前記頭部検出反射波を受信した前記結果に基づいて前記頭部の位置を検出する頭部位置検出動作と、
を含む第２動作と、
を実施することを特徴とする車載用頭部位置検出装置。
【請求項２】
前記第１動作は、
前記第１受信動作の後に、前記複数の送受信器の別のいずれかに、音波及び電磁波の少なくともいずれかの第２送信波を前記頭部に向けて送信させる第２送信動作と、
前記第２送信波が前記頭部によって反射されて得られる第２反射波を前記複数の送受信器で受信した結果を入手する第２受信動作と、
をさらに含み、
前記送受信器検出動作は、前記入手した前記第２反射波を受信した結果にさらに基づいて実施されることを特徴とする請求項１記載の車載用頭部位置検出装置。
【請求項３】
前記第１送信波及び頭部検出波は、音波であることを特徴とする請求項１または２に記載の車載用頭部位置検出装置。
【請求項４】
前記送受信制御部は、
前記第１送信波の前記送信の後に予め定められた第１期間が経過した後に、前記第１受信動作を実施し、
前記頭部検出波の前記送信の後に予め定められた第２期間が経過した後に、前記頭部検出反射波受信動作を実施することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車載用頭部位置検出装置。
【請求項５】
前記送受信制御部は、
前記複数の送受信器の少なくともいずれかと前記頭部との間の距離に関する情報に基づいて、前記第１送信波の強度及び前記頭部検出波の強度の少なくともいずれかを変更することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の車載用頭部位置検出装置。
【請求項６】
前記送受信制御部は、
前記複数の送受信器の少なくともいずれかと前記頭部との間の距離に関する情報に基づいて、
前記第１送信動作及び前記第１受信動作の時間に関する条件、及び、
前記頭部検出波送信動作及び前記頭部検出反射波受信動作の時間に関する条件の少なくともいずれかを変更することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の車載用頭部位置検出装置。
【請求項７】
前記送受信制御部は、前記第１動作と前記第２動作とを繰り返し実施し、
前記複数の送受信器の前記少なくともいずれかと前記頭部との間の前記距離に関する前記情報は、
過去に実施された前記第２動作によって検出された前記頭部の前記位置に関する情報に基づいて求められることを特徴とすることを特徴とする請求項５または６に記載の車載用頭部位置検出装置。
【請求項８】
前記送受信制御部は、
前記車両に設けられ前記搭乗者が座るシートの位置に関する情報を入手し、
前記複数の送受信器の前記少なくともいずれかと前記頭部との間の前記距離に関する前記情報は、前記入手した前記シートの位置に関する前記情報に基づいて求められることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の車載用頭部位置検出装置。
【請求項９】
前記送受信制御部は、前記第１動作と前記第２動作とを繰り返し実施し、
前記第１受信動作において前記送受信制御部は、過去に実施された前記頭部検出波送信動作の前記頭部検出波が前記頭部によって反射されて得られる反射波を前記複数の送受信器で受信した結果を前記第１反射波として入手することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の車載用頭部位置検出装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の車載用頭部位置検出装置と、
前記頭部に映像情報を含む光束を投影する映像投影部と、
前記車載用頭部位置検出装置によって検出された前記頭部の位置に基づいて、前記映像投影部に含まれる光学部品の少なくともいずれかの位置、角度及び配置の少なくともいずれかを制御して、前記光束の投影位置を制御する投影位置制御部と、
を備えたことを特徴とする車載用表示装置。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１つに記載の車載用頭部位置検出装置と、
前記車載用頭部位置検出装置によって検出された前記頭部の位置に基づいて、前記搭乗者の運転状態を推定し、前記推定された前記運転状態に基づいて、音、光及び震動の少なくともいずれかを含む警報を出力する警報出力装置と、
を備えたことを特徴とする運転支援装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１７３２５３（Ｐ２０１２−１７３２５３Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３８３１０（Ｐ２０１１−３８３１０）
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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