(57)【要約】【課題】対象物の状態を精度よく検知することができる検知装置、検知方法及び検知プログラムを提供する。【解決手段】検知装置１は、第１波長帯域の波長λ１の光と、第１波長帯域の波長λ１よりも水に吸収され難い第２波長帯域の波長λ２の光とを対象物に向けて出射する光源３と、対象物で反射又は散乱された光から、Ｓ偏光及びＰ偏光の少なくとも一方を分離する偏光分離部５と、対象物で反射又は散乱した光を、偏光分離部５を介して受光する受光部４と、受光部４が受光した光に基づく情報から対象物の状態を判断する制御部７とを備える。そして、光源３から出射する光は、Ｓ偏光とＰ偏光との割合が略均一なランダム偏光である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長帯域の光と、前記第１波長帯域よりも水に吸収され難い第２波長帯域の光とを対象物に向けて出射する光源と、
前記対象物で反射又は散乱されたＳ偏光及びＰ偏光を含む光から、少なくともＰ偏光を分離する偏光分離部と、
前記対象物で反射又は散乱した光を、前記偏光分離部を介して受光する受光部と、
前記受光部が受光した光に基づく情報から前記対象物の状態を判断する制御部とを備え、
前記光源から出射する光は、前記Ｓ偏光と前記Ｐ偏光との割合が略均一なランダム偏光である
検知装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記第１波長帯域の前記Ｓ偏光におけるＳ１偏光強度、及び前記第１波長帯域の前記Ｐ偏光におけるＰ１偏光強度と、前記第２波長帯域の前記Ｓ偏光におけるＳ２偏光強度又は前記第２波長帯域の前記Ｐ偏光におけるＰ２偏光強度とに基づく情報を前記受光部から取得し、
前記Ｓ２偏光強度又は前記Ｐ２偏光強度が所定の閾値よりも大きい場合に、前記対象物が積雪の状態であると判断し、
前記Ｓ１偏光強度と前記Ｓ２偏光強度とが略等しい場合又は前記Ｐ１偏光強度と前記Ｐ２偏光強度とが略等しい場合に、前記対象物が乾燥の状態であると判断し、
前記Ｐ２偏光強度が前記Ｓ２偏光強度よりも大きい場合、かつ、前記Ｓ２偏光強度に、前記Ｐ２偏光強度を除算した値が所定値以上である場合に、前記対象物が冠水の状態であると判断し、
前記Ｐ２偏光強度が前記Ｓ２偏光強度よりも大きい場合、かつ、前記Ｓ２偏光強度における強度に、前記Ｐ２偏光強度を除算した値が所定値未満である場合に、前記対象物が凍結の状態であると判断する
請求項１記載の検知装置。
【請求項３】
さらに、前記対象物と前記受光部との間には、前記対象物で反射又は散乱された光から、前記第１波長帯域の光及び前記第２波長帯域の光を分離する波長分離部を備えた
請求項１又は２記載の検知装置。
【請求項４】
さらに、前記光源からの光を前記対象物に向けて反射する反射板と、
前記反射板で反射した光を前記対象物に走査させるように、前記反射板及び前記光源の少なくとも一方を揺動させる揺動部とを備える
請求項１〜３のいずれか１項に記載の検知装置。
【請求項５】
さらに、前記対象物と前記受光部との間に、光を散乱させる散乱板を備え、
前記受光部は、前記散乱板を介した光を受光する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の検知装置。
【請求項６】
さらに、前記散乱板と前記受光部との間に、ＮＤフィルタを備え、
前記受光部は、前記散乱板及び前記ＮＤフィルタを介した光を受光する
請求項５記載の検知装置。
【請求項７】
さらに、光を反射する反射ミラーと、前記反射ミラー、前記光源、前記受光部、前記偏光分離部及び前記制御部を収容した筺体とを備え、
前記反射ミラーは、前記対象物と向かい合う状態で、前記反射ミラーと前記対象物との間で、それぞれ１回以上の反射が起こるように前記筺体に設けられる
請求項１〜６のいずれか１項に記載の検知装置。
【請求項８】
さらに、前記対象物が付着する境界面を有し、光を透光させる透光板を備え、
前記透光板は、前記透光板と前記反射ミラーとの間で、それぞれ１回以上の反射が起こるように、前記境界面が前記筺体から露出するように設けられる
請求項７記載の検知装置。
【請求項９】
さらに、前記対象物が付着する境界面を有し、光を透光させる透光部を備え、
前記透光部は、前記光源から入射した光を、前記偏光分離部を介して前記受光部に導く
請求項１〜８のいずれか１項に記載の検知装置。
【請求項１０】
前記光源は、前記第１波長帯域の光を出射する第１光源と、前記第２波長帯域の光を出射する第２光源とを有し、
前記制御部は、前記第１光源と前記第２光源とが互い違いで、交互に点灯及び消灯するように制御する
請求項１〜９のいずれか１項に記載の検知装置。
【請求項１１】
前記光源が出射する光は、赤外光であり、
前記第１波長帯域の赤外光は、水における、７４０ｎｍ近傍、９８０ｎｍ近傍、１４５０ｎｍ近傍及び１９４０ｎｍ近傍のうちいずれかで吸収波長となる吸収ピークの光であり、
前記第２波長帯域の赤外光は、前記第１波長帯域の赤外光よりも波長が短い光である
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の検知装置。
【請求項１２】
前記受光部は、カメラである
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の検知装置。
【請求項１３】
さらに、前記対象物の状態を出力する出力部を備え、
前記光源は、赤外光と可視光とを出射し、
前記カメラは、
前記光源が赤外光を出射した際に、前記対象物を撮像した第１画像と、
前記光源が可視光を出射した際に、前記対象物を撮像した第２画像とを生成して前記制御部に送信し、
前記制御部は、前記カメラから受信した前記第２画像に前記第１画像を重ねた第３画像を生成し、前記第３画像を前記出力部に出力する
請求項１２記載の検知装置。
【請求項１４】
前記カメラは、前記第２画像における前記対象物と前記カメラとの距離を示す第４画像を生成して前記制御部に送信し、
前記制御部は、前記カメラから受信した前記第４画像を前記第３画像に重ねた、第５画像を生成し、前記第５画像を前記出力部に出力する
請求項１３記載の検知装置。
【請求項１５】
車両に搭載された請求項１〜１４のいずれか１項に記載の検知装置であって、
前記車両は、ハンドルによって操舵される車輪と、前記車輪の操舵角を検知する操舵角検知部と、前記車両の走行速度を検知する速度検知部とを有し、
前記操舵角検知部は、前記車輪の操舵角に関する第１情報を前記制御部に送信し、
前記速度検知部は、前記車両の走行速度に関する第２情報を前記制御部に送信し、
前記制御部は、前記第１情報及び前記第２情報に応じて、前記光源が照射する方向と前記対象物を撮像する位置とを変更させるように制御する
検知装置。
【請求項１６】
当該検知装置が前記対象物の状態を検知する検知範囲は、前記車両の下方及び前記車両の下方の周辺に位置する前記対象物である
請求項１５記載の検知装置。
【請求項１７】
前記車両の下方及び前記車両の下方の周辺に位置する前記対象物は、前記車両の進行方向側の第１領域と、前記第１領域と異なり、前記車両の進行方向とは反対側の第２領域とを有し、
当該検知装置の前記検知範囲は、前記第２領域である
請求項１６記載の検知装置。
【請求項１８】
前記車両には、前記光源の光を照射する方向に延びる筒体が設けられ、
当該検知装置は、前記筒体を介して前記対象物の状態を検知する
請求項１６又は１７記載の検知装置。
【請求項１９】
前記筒体の内面は、光を反射する光反射面を有する
請求項１８記載の検知装置。
【請求項２０】
前記対象物は、前記車輪であり、
前記車輪表面の状態を検知するように前記車両に設けられる
請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の検知装置。
【請求項２１】
前記光源は、前記車輪の回転方向に沿った接線方向に沿って光を照射する
請求項２０記載の検知装置。
【請求項２２】
前記制御部は、
前記車輪の操舵角が大きくなるに従って当該検知装置から遠い前記対象物を前記受光部に撮像させる
請求項１５記載の検知装置。
【請求項２３】
前記制御部は、
前記車両の走行速度が速くなるに従って、前記車輪の操舵角から前記操舵角検知部が検知した前記車両の進行方向であって、当該検知装置から遠い前記対象物を前記受光部に撮像させる
請求項２２記載の検知装置。
【請求項２４】
請求項１〜２３のいずれか１項に記載の検知装置を用いて対象物の状態を検知する検知方法であって、
前記制御部は、
前記第１波長帯域の前記Ｓ偏光におけるＳ１偏光強度、及び前記第１波長帯域の前記Ｐ偏光におけるＰ１偏光強度と、前記第２波長帯域の前記Ｓ偏光におけるＳ２偏光強度又は前記第２波長帯域の前記Ｐ偏光におけるＰ２偏光強度とに基づく情報を前記受光部から取得する取得ステップと、
前記Ｓ２偏光強度又は前記Ｐ２偏光強度が所定の閾値よりも大きい場合に、前記対象物が積雪の状態であると判断する積雪判断ステップと、
前記Ｓ１偏光強度と前記Ｓ２偏光強度とが略等しい場合又は前記Ｐ１偏光強度と前記Ｐ２偏光強度とが略等しい場合に、前記対象物が乾燥の状態であると判断する乾燥判断ステップと、
前記Ｐ２偏光強度が前記Ｓ２偏光強度よりも大きい場合、かつ、前記Ｓ２偏光強度に、前記Ｐ２偏光強度を除算した値が所定値以上である場合に、前記対象物が冠水の状態であると判断する冠水判断ステップと、
前記Ｐ２偏光強度が前記Ｓ２偏光強度よりも大きい場合、かつ、前記Ｓ２偏光強度における強度に、前記Ｐ２偏光強度を除算した値が所定値未満である場合に、前記対象物が凍結の状態であると判断する凍結判断ステップとを含む
検知方法。
【請求項２５】
請求項２４記載の検知方法をコンピュータに実行させる
検知プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物における、水分の状態、凍結の状態等を検知する検知装置、検知方法及び検知プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、路面（対象物の一例）に光を出射する光源と、光の強度を検出する光検出手段（受光部の一例）と、Ｓ偏光を透過する第１検光子（偏光分離部の一例）と、Ｐ偏光を透過する第２検光子（偏光分離部の一例）と、光検出手段からの出力信号を処理する信号処理手段（制御部の一例）とを備えた路面状態検出センサ（検知装置の一例）が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この路面状態検出センサでは、Ｐ偏光における特定の波長間の相対光強度に基づき路面状態を識別する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４３２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の検知装置では、Ｐ偏光（直線偏光）を対象物に照射して波長間の相対光強度に基づき対象物の状態を識別しているが、直線偏光とは異なる偏光を用いて対象物の状態を精度よく検知したいという要望がある。
【０００６】
そこで、本発明は、対象物の状態を精度よく検知することができる検知装置、検知方法及び検知プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る検知装置は、第１波長帯域の光と、前記第１波長帯域よりも水に吸収され難い第２波長帯域の光とを対象物に向けて出射する光源と、前記対象物で反射又は散乱されたＳ偏光及びＰ偏光を含む光から、少なくともＰ偏光を分離する偏光分離部と、前記対象物で反射又は散乱した光を、前記偏光分離部を介して受光する受光部と、前記受光部が受光した光に基づく情報から前記対象物の状態を判断する制御部とを備え、前記光源から出射する光は、前記Ｓ偏光と前記Ｐ偏光との割合が略均一なランダム偏光である。
【０００８】
また、上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る検知方法は、検知装置を用いて対象物の状態を検知する検知方法であって、前記制御部は、前記第１波長帯域の前記Ｓ偏光におけるＳ１偏光強度、及び前記第１波長帯域の前記Ｐ偏光におけるＰ１偏光強度と、前記第２波長帯域の前記Ｓ偏光におけるＳ２偏光強度又は前記第２波長帯域の前記Ｐ偏光におけるＰ２偏光強度とに基づく情報を前記受光部から取得する取得ステップと、前記Ｓ２偏光強度又は前記Ｐ２偏光強度が所定の閾値よりも大きい場合に、前記対象物が積雪の状態であると判断する積雪判断ステップと、前記Ｓ１偏光強度と前記Ｓ２偏光強度とが略等しい場合又は前記Ｐ１偏光強度と前記Ｐ２偏光強度とが略等しい場合に、前記対象物が乾燥の状態であると判断する乾燥判断ステップと、前記Ｐ２偏光強度が前記Ｓ２偏光強度よりも大きい場合、かつ、前記Ｓ２偏光強度に、前記Ｐ２偏光強度を除算した値が所定値以上である場合に、前記対象物が冠水の状態であると判断する冠水判断ステップと、前記Ｐ２偏光強度が前記Ｓ２偏光強度よりも大きい場合、かつ、前記Ｓ２偏光強度における強度に、前記Ｐ２偏光強度を除算した値が所定値未満である場合に、前記対象物が凍結の状態であると判断する凍結判断ステップとを含む。
【０００９】
また、上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る検知プログラムは、検知方法をコンピュータに実行させる。
【００１０】
なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータで読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、対象物の状態を精度よく検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１に係る検知装置を示す模式図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る検知装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は、実施の形態１の変形例に係る検知装置を備えた車両を示す模式図である。
【図４】図４は、実施の形態２に係る検知装置を示す模式図である。
【図５】図５は、実施の形態２に係る検知装置を示す模式図である。
【図６】図６は、実施の形態２の変形例に係る検知装置を示す模式図である。
【図７】図７は、実施の形態２の変形例に係る検知装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】図８は、実施の形態３に係る検知装置を示す模式図である。
【図９】図９は、実施の形態４に係る検知装置を示す模式図である。
【図１０】図１０は、実施の形態４の変形例に係る検知装置を示す模式図である。
【図１１】図１１は、実施の形態５に係る検知装置を示す模式図である。
【図１２】図１２は、実施の形態６に係る検知装置を備えた車両を示す模式図である。
【図１３】図１３は、実施の形態６に係る車両支援システムの車両を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、実施の形態６に係る車両支援システムを示す模式図である。
【図１５】図１５は、実施の形態６の変形例に係る検知装置を備えた車両を示す模式図である。
【図１６】図１６は、実施の形態７に係る検知装置を備えた車両を示す模式図である。
【図１７】図１７の（ａ）は、実施の形態７に係る検知装置と車輪とを示す模式図である。図１７の（ｂ）は、比較例に係る検知装置と車輪とを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（本発明の基礎となった知見）
現在、対象物における水分量等の状態を検知する検知装置が求められている。例えば、屋外における路面を対象物とした場合に、路面では、凍結の状態、冠水の状態、積雪の状態、乾燥の状態が存在する。検知装置は、この４つの状態を識別する必要がある。
【００１４】
水には、特有な波長領域で光を吸収する吸収スペクトルが存在する。そこで、本発明者達は、路面の状態を検知する手段として、水の吸収スペクトルに着目した。
【００１５】
光の波長と、水の吸収係数との関係において、水には、例えば、光の近赤外領域（７００ｎｍ〜２５００ｎｍと言われる）において７４０ｎｍ、９８０ｎｍ、１４５０ｎｍ、１９４０ｎｍ付近に光を吸収するピーク（吸収ピーク）が存在している。特に、水の性質として、光の吸収ピークにおいて、光の波長が大きくなるほど、光を吸収し易い。そこで、原理的には、吸収のピーク近傍の波長を含んだ光を路面に照射し、その反射光の多寡によって水や氷の有無を検出することができる。
【００１６】
そこで、例えば、路面が冠水した状態である場合に、水面に入射した光のうち、Ｓ偏光は、Ｐ偏光に比べて水面で正反射し易い性質がある。つまり、Ｓ偏光は、入射角を大きくすればするほど、Ｐ偏光よりも反射率が上昇し易い性質がある。一方、Ｐ偏光はＳ偏光に比べて水面で正反射し難い性質がある。つまり、Ｐ偏光は、入射角を大きくすればするほど、Ｓ偏光ほどは反射率が上昇し難い性質がある。このため、Ｐ偏光は、水面に入射した場合、水を透過し、路面で散乱されて、一部の光は光源側に向かう。このような光の性質において、例えば、光源側に受光部を配置した場合では、正反射するＳ偏光の受光量は、対象物で散乱した光を受光するＰ偏光の受光量よりも少なくなる。
【００１７】
また、路面が凍結した状態である場合、氷の表面は水表面に比べれば粗面となっているため、路面が冠水した状態に比べると、Ｓ偏光もＰ偏光も表面で散乱される。このため、光源側に受光部を配置した場合では、水に比べれば、Ｓ偏光の受光量とＰ偏光の受光量とに大きな差が出ない。つまり、散乱光におけるＳ偏光の強度とＰ偏光の強度との比（Ｓ偏光の強度／Ｐ偏光の強度）は、凍結の状態では１より小さく、冠水の状態では凍結の状態の時よりもさらに小さくなるため、適切な閾値を設定すれば、冠水の状態と凍結の状態とを識別することが可能となる。このため、水が光を吸収するピーク近傍の波長を含んだ光において、Ｐ偏光及びＳ偏光の割合が略均一なランダム偏光を路面に照射すれば、散乱光の強度と、Ｐ偏光及びＳ偏光の比率とを測定することで路面状態を検知することができると考えられる。
【００１８】
また、路面が乾燥した状態での散乱光の強度を１とすると、積雪の状態では散乱光の強度は１より大きくなる。このため、散乱光の強度を見るだけで路面が乾燥した状態か、積雪の状態かを判断することができる。
【００１９】
なお、対象物で吸収された光を導きだすだけでは、対象物における表面形状の影響や、水以外の吸収物質の影響を受けるため精度の良い検知を行うことができない。このため、これらの影響を抑制する、ニ色分光とよばれる方式を用いることが一般的である。これは、光を吸収する吸収ピークの波長以外に、吸収の少ない波長の光も用いることで、表面形状や水以外の吸収物質の影響を補償する方式である。本実施の形態でも、散乱光の強度の代わりに、光を吸収する吸収ピークの波長と、吸収の少ない波長の光との強度比を用いて水及び氷の存在を検出することが好ましい。
【００２０】
このように、従来の検知装置に対して異なる手段を用いて、対象物の状態（対象物における水分や氷等の有無）を検知したい。また、従来の検知装置において用いられた直線偏光とは異なる偏光を用いて、対象物の状態を精度よく検知したいという要望がある。
【００２１】
そこで、対象物の状態を精度よく検知することができる検知装置を提供することを目的とする。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２３】
また、「略＊＊」との記載は、「略同一」を例に挙げて説明すると、全く同一はもとより、実質的に同一と認められるものを含む意図である。また、「＊＊近傍」との記載においても同様である。
【００２４】
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００２５】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１に係る検知装置について説明する。
【００２６】
［構成］
まず、本実施の形態に係る検知装置１の構成について図１を用いて説明する。
【００２７】
図１は、実施の形態１に係る検知装置１を示す模式図である。
【００２８】
図１に示すように、検知装置１は、光を対象物に照射し、対象物の状態を検知する装置である。本実施の形態において、対象物とは、例えば、道路の路面である。対象物の状態とは、道路の路面においては、積雪の状態、乾燥の状態、冠水の状態及び凍結の状態である。
【００２９】
検知装置１は、光源３と、受光部４と、偏光分離部５と、波長分離部６と、制御部７と、出力部８と、電源部９と、記憶部１１とを備える。光源３、受光部４、偏光分離部５、波長分離部６、制御部７、出力部８、電源部９及び記憶部１１は、図示しない筺体に設けられていてもよい。
【００３０】
光源３は、対象物に向けて光を出射するように設けられる発光モジュールである。光源３が出射する光は、Ｓ偏光とＰ偏光との割合が略均一なランダム偏光であり、可視光や赤外光等である。略均一なランダム偏光とは、光における電界の振動方向がランダムであり、様々な方向に振動する成分が存在することを言い、ランダムに振動する成分が単位時間において均一であることを意味している。
【００３１】
本実施の形態では光は、赤外光を用いている。Ｓ偏光は、第１波長帯域の光及び第２波長帯域の光である。また、Ｐ偏光は、第１波長帯域の光及び第２波長帯域の光である。第２波長帯域の光は、第１波長帯域と異なる波長帯域であり、第１波長帯域よりも水に吸収され難い性質を有する。第１波長帯域の光及び第２波長帯域の光は、水が光を吸収し易い吸収ピーク近傍の波長帯域である。本実施の形態では、光源３の光は、第１波長帯域の一例として波長λ１の光、第２波長帯域の一例として波長λ２の光を用いている。
【００３２】
第１波長帯域の赤外光は、水における、７４０ｎｍ近傍、９８０ｎｍ近傍、１４５０ｎｍ近傍及び１９４０ｎｍ近傍のうちいずれかで吸収波長となる吸収ピークの光である。また、第２波長帯域の赤外光は、第１波長帯域の赤外光よりも波長が短い光である。例えば、第１波長帯域の赤外光が９８０ｎｍ近傍の光である場合は、第２波長帯域の赤外光を８００ｎｍ近傍の光としてもよい。また、第１波長帯域の赤外光が１９４０ｎｍ近傍の光である場合は、第２波長帯域の赤外光を１５５０ｎｍ近傍の光としてもよい。
【００３３】
光源３としては、例えば、ハロゲンランプなどの連続スペクトル光を出射する光源３を用いることができるが、これに限定されない。例えば、光源３は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）素子、半導体レーザ等の半導体発光素子、または、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）や無機ＥＬ等のＥＬ素子等その他の固体発光素子であってもよい。
【００３４】
受光部４は、照射された光が対象物で散乱した光を受光するように、対象物と向かい合うように設けられる。つまり、受光部４は、光源３側に設けられ、光源３の光が対象物で正反射した光を受光するように配置されているのではない。受光部４は、受光した光量に関する情報を生成する。受光部４は、例えば、赤外線センサ等の光センサであるが、カメラであってもよい。
【００３５】
具体的には、受光部４は、光量に関する情報として、情報Ｐ１、情報Ｐ２及び情報Ｓ１を生成し、制御部７に送信する。情報Ｐ１は、Ｐ偏光フィルタ５１及び第１波長分離フィルタ６１を通過した、Ｐ偏光かつ波長λ１におけるＰ１偏光強度の光に基づく情報である。情報Ｐ２は、Ｐ偏光フィルタ５１及び第２波長分離フィルタ６２を通過した、Ｐ偏光かつ波長λ２におけるＰ２偏光強度の光に基づく情報である。情報Ｓ１は、Ｓ偏光フィルタ５２及び第１波長分離フィルタ６１を通過した、Ｓ偏光かつ波長λ１におけるＳ１偏光強度の光に基づく情報である。後述する情報Ｓ２は、Ｓ偏光フィルタ５２及び第２波長分離フィルタ６２を通過した、Ｓ偏光かつ波長λ２におけるＳ２偏光強度の光に基づく情報である。本実施に形態では、波長λ１の光は、波長λ２の波長の光よりも水に吸収され易い波長である。つまり、水が光を吸収する吸収ピークにおいて、波長λ１は、波長λ２よりも波長が大きい。なお、波長λ１は、波長λ１近傍の光である。また、波長λ２においても同様である。
【００３６】
偏光分離部５は、対象物と受光部４との間に設けられ、対象物で散乱された光から所定の偏光を分離する機能を有する。偏光分離部５は、例えば、偏光フィルタ、偏光ビームスプリッタ等である。
【００３７】
偏光分離部５は、Ｐ偏光フィルタ５１と、Ｓ偏光フィルタ５２とを有する。Ｐ偏光フィルタ５１は、Ｐ偏光の光を透過させる性質を有する。Ｓ偏光フィルタ５２は、Ｓ偏光の光を透過させる性質を有する。Ｐ偏光フィルタ５１及びＳ偏光フィルタ５２は、図示しない駆動部によって互いの位置を入れ替えるように設けられる。
【００３８】
波長分離部６は、所定の波長領域の光のみを透過させる波長を分離する機能を有する。本実施の形態において、波長分離部６は、偏光分離部５と受光部４との間に設けられるが、対象物と偏光分離部５との間に設けられていてもよい。
【００３９】
波長分離部６は、第１波長分離フィルタ６１と、第２波長分離フィルタ６２とを有する。第１波長分離フィルタ６１は、波長λ１近傍の光を透過させる機能を有する。第２波長分離フィルタ６２は、波長λ２近傍の光を透過させる機能を有する。第１波長分離フィルタ６１及び第２波長分離フィルタ６２においても、図示しない駆動部によって互いの位置を入れ替えるように設けられる。
【００４０】
制御部７は、受光部４、光源３、出力部８及び電源部９等に電気的に接続されている。制御部７は、受光部４が受光した光量に関する情報を受信する。制御部７は、この光量に関する情報から、光源３における光の出力を調節してもよい。
【００４１】
制御部７は、判断部７１と、電源制御部７２とを有する。
【００４２】
判断部７１は、制御部７を介して受信した情報Ｐ１、情報Ｐ２及び情報Ｓ１に基づいて、対象物における、積雪の状態、乾燥の状態、冠水の状態及び凍結の状態を判断する。電源制御部７２は、光源３が光を出射するように制御する。
【００４３】
電源部９は、例えば、一次電池や二次電池から供給される電源だけでなく、電力系統から供給される電源であってもよい。電源部９は、制御部７に接続され、制御部７を介して出力部８、光源３等の各部に電力を供給する。
【００４４】
出力部８は、例えば、液晶ディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等のモニタや、音声等を出力するスピーカ等である。出力部８は、判断部７１が判断した対象物の状態を出力する。具体的には、出力部８は、判断部７１で判断された、対象物における、積雪の状態、乾燥の状態、冠水の状態及び凍結の状態といった情報を出力する。
【００４５】
記憶部１１は、制御部７にプロセッサまたはマイクロコンピュータなどが含まれる場合に、制御部７が実行する制御プログラムが記憶される装置である。記憶部１１は、例えば、半導体メモリによって実現される。なお、記憶部１１には、過去の対象物における、積雪の状態、乾燥の状態、冠水の状態及び凍結の状態に関する過去の情報が格納されていてもよい。
【００４６】
このような検知装置１における、積雪の状態、乾燥の状態、冠水の状態及び凍結の状態を判断する方法について説明する。
【００４７】
対象物における積雪の状態の判断は、情報Ｐ２の反射率が閾値以上であるか否かで判断できる。この閾値は、対象物を路面とした場合における、アスファルト、コンクリート、白線、黄線、積雪において、これら路面に光を照射した場合の反射率に基づいて算出されている。各々の反射率は、アスファルトでは約０．１１であり、コンクリートでは約０．４２であり、白線では約０．６３であり、黄線では約０．５２であり、積雪では約０．９である。この結果から、本実施の形態では、積雪以外で最も反射率が高い白線の反射率と、積雪の反射率との間の値である閾値を０．８と設定した。なお、この閾値は一例であり、特に限定されず、積雪の状態と積雪の状態以外で最も反射率が高い対象物との間であればよい。判断部７１は、情報Ｐ２が閾値よりも大きいか否かで、路面が積雪の状態であるか否かを判断する。
【００４８】
対象物における乾燥の状態の判断は、情報Ｐ１と情報Ｐ２とが近似しているか否かで判断できる。これは、乾燥した状態の対象物に、略均一のランダム偏光が入射した場合、波長λ１の光及び波長λ２の光は、共に同程度の量が対象物で吸収される。このため、対象物での散乱光において、波長λ１の光量と波長λ２の光量とが略同一となる。また、本実施の形態では、情報Ｐ１と情報Ｐ２とが近似しているとは、情報Ｐ１と情報Ｐ２との誤差が±２０％以内に収まっている場合をいう。例えば、対象物が路面では、路面の素材によって異なるためこの誤差範囲であることが好ましい。
【００４９】
対象物における冠水の状態の判断は、本実施の形態では、Ｓ２偏光強度（情報Ｓ２）／Ｐ２偏光強度（情報Ｐ２）が所定値以下であるか否かで判断する。これは、波長λ２の光が水に入射した場合に、Ｓ偏光はＰ偏光に比べて反射率が大きいため、水で散乱した反射光にはＰ偏光がＳ偏光よりも多く含まれる。ここで、Ｓ２偏光強度（情報Ｓ２）／Ｐ２偏光強度（情報Ｐ２）は、凍結の状態及び冠水の状態では共に１よりも小さくなるが、冠水の状態は凍結の状態よりも更に小さくなる。つまり、Ｓ２偏光強度（情報Ｓ２）／Ｐ２偏光強度（情報Ｐ２）は、波長λ２のＳ偏光と波長λ２のＰ偏光との比（Ｓ２偏光強度における強度にＰ２偏光強度を除算した値）である。このため、冠水の状態と凍結の状態とを判断するためには、例えば、Ｓ２偏光強度（情報Ｓ２）／Ｐ２偏光強度（情報Ｐ２）が所定値以下の状態であるか否かで判断できる。本実施の形態では、所定値を０．９としている。なお、冠水の状態と凍結の状態とを判断するためには、例えば、Ｓ１偏光強度（情報Ｓ１）／Ｐ１偏光強度（情報Ｐ１）が所定値以下の状態であるか否かで判断してもよい。
【００５０】
対象物における凍結の状態の判断は、冠水の状態を判断する方法により、Ｓ２偏光強度（情報Ｓ２）／Ｐ２偏光強度（情報Ｐ２）が、１以下０．９よりも大きい場合で判断する。
【００５１】
［検知装置の動作］
次に、検知装置１における動作、検知装置１を用いた検知方法、及び検知方法をコンピュータに実行させる検知プログラムの一例について、図２を用いて説明する。
【００５２】
図２は、実施の形態１に係る検知装置１の動作を示すフローチャートである。
【００５３】
図２に示すように、例えば、Ｐ１偏光強度の光を受光部４に受光させる場合、制御部７は、受光部４と対象物との間に、Ｐ偏光フィルタ５１と第１波長分離フィルタ６１とが位置するように、駆動部によって配置させる。そして、制御部７は光源３から光を出射させて、対象物に光が照射される（ステップＳ１）。対象物に照射された光は、散乱され、一部の光が受光部４に向かう。そして、この光は、Ｐ偏光フィルタ５１及び第１波長分離フィルタ６１を通過して、Ｐ１偏光強度の光となり、受光部４で受光される。受光部４は、受光した光量に関する情報Ｐ１を生成し、情報Ｐ１を制御部７に送信する（ステップＳ２）。
【００５４】
次に、制御部７は、受光部４から情報Ｐ１を受信（取得ステップの一例）し、情報Ｐ１を記憶部１１に格納する（ステップＳ３）。
【００５５】
次に、Ｓ２偏光強度の光を受光部４に受光させる場合、制御部７は、受光部４と対象物との間に、Ｓ偏光フィルタ５２と第２波長分離フィルタ６２とが位置するように、駆動部によって配置させる。すると、対象物で散乱されて受光部４に向かう光は、Ｓ偏光フィルタ５２及び第２波長分離フィルタ６２を通過して、Ｓ２偏光強度の光となり、受光部４で受光される。受光部４は、受光した光量に関する情報Ｓ２を生成し、情報Ｓ２を制御部７に送信する（ステップＳ４）。
【００５６】
次に、制御部７は、受光部４から情報Ｓ２を受信（取得ステップの一例）し、情報Ｓ２を記憶部１１に格納する（ステップＳ５）。
【００５７】
次に、Ｐ２偏光強度の光を受光部４に受光させる場合、制御部７は、受光部４と対象物との間に、Ｐ偏光フィルタ５１と第２波長分離フィルタ６２とが位置するように、駆動部によって配置させる。すると、対象物で散乱されて受光部４に向かう光は、Ｐ偏光フィルタ５１及び第２波長分離フィルタ６２を通過して、Ｐ２偏光強度の光となり、受光部４で受光される。受光部４は、受光した光量に関する情報Ｐ２を生成し、情報Ｐ２を制御部７に送信する（ステップＳ６）。
【００５８】
次に、制御部７は、受光部４から情報Ｐ２を受信し、情報Ｐ２を記憶部１１に格納する（ステップＳ７）。
【００５９】
次に、制御部７の判断部７１は、情報Ｐ２が所定の閾値よりも大きいか否かを判断する（ステップＳ８）。情報Ｐ２が閾値よりも大きい場合（ステップＳ８ではＹＥＳ）、判断部７１は、対象物の状態が積雪の状態であると判断する（ステップＳ１３：積雪判断ステップの一例）。制御部７は、判断部７１が判断した積雪の状態であるという内容を出力部８に出力する（ステップＳ１２）。こうして、このフローはスタートに戻り、同様の検知を行う。
【００６０】
なお、ステップＳ８で、情報Ｐ２の代わりに情報Ｓ２が所定の閾値よりも大きいか否かを判断してもよい。この場合、Ｓ偏光フィルタ５２及び第２波長分離フィルタ６２を通過させて、Ｓ偏光かつ波長λ２であるＳ２偏光強度の光を取り出し、ステップＳ６で、受光部４は、受光した光量に関する情報Ｓ２を生成し、情報Ｓ２を制御部７に送信してもよい。また、ステップＳ７で、制御部７は、受光部４から情報Ｓ２を受信し、情報Ｓ２を記憶部１１に格納してもよい。
【００６１】
一方、情報Ｐ２が閾値以下である場合（ステップＳ８ではＮＯ）、判断部７１は、情報Ｐ１と情報Ｐ２とが近似しているか否かを判断する（ステップＳ９）。なお、ステップＳ９で、情報Ｓ１と情報Ｓ２とが近似しているか否かを判断してもよい。
【００６２】
具体的には、判断部７１は、情報Ｐ１と情報Ｐ２との誤差が±２０％以内に収まっている場合（ステップＳ９ではＹＥＳ）、情報Ｐ１と情報Ｐ２とが近似していると判断し、対象物の状態が乾燥の状態であると判断する（ステップＳ１４：乾燥判断ステップの一例）。この場合、制御部７は、判断部７１が判断した乾燥の状態であるという内容を出力部８に出力する（ステップＳ１２）。こうして、このフローはスタートに戻り、同様の検知を行う。
【００６３】
一方、情報Ｐ１と情報Ｐ２との誤差が±２０％以内に収まっていない場合（ステップＳ９ではＮＯ）、判断部７１は、Ｓ偏光（情報Ｓ２）／Ｐ偏光（情報Ｐ２）が所定値以下の状態であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。なお、ステップＳ１０では、波長λ１の光を使用しても良いが、波長λ１の光よりも波長λ２の光のほうが、水に吸収されにくく、かつ、受光部４に戻ってくる光の強度が大きくなりノイズの影響を受けにくくなるため、波長λ２の光を使用したほうが好ましい。
【００６４】
具体的には、Ｓ偏光（情報Ｓ２）／Ｐ偏光（情報Ｐ２）が所定値（本実施の形態では０．９）以下の場合（ステップＳ１０ではＹＥＳ）、判断部７１は、対象物の状態が冠水の状態であると判断する（ステップＳ１５：冠水判断ステップの一例）。そして、制御部７は、判断部７１が判断した冠水の状態であるという内容を出力部８に出力する（ステップＳ１２）。こうして、このフローはスタートに戻り、同様の検知を行う。
【００６５】
なお、ステップＳ９で、情報Ｐ１と情報Ｐ２との大小判定を行い、情報Ｐ１が情報Ｐ２に１００％−２０％を乗算した値より小さければ、制御部７は、水での反射率が低いＰ偏光で、かつ、水に吸収されやすい波長λ１の光である情報Ｐ１から、対象物に水が存在していると判断、又は存在している可能性があると判断してもよい。
【００６６】
一方、Ｓ偏光（情報Ｓ２）／Ｐ偏光（情報Ｐ２）が所定値（本実施の形態では０．９）よりも大きい場合（ステップＳ１０ではＮＯ）、判断部７１は、対象物の状態が凍結の状態（ステップＳ１１：凍結判断ステップの一例）であると判断する。そして、制御部７は、判断部７１が判断した凍結の状態であるという内容を出力部８に出力する（ステップＳ１２）。こうして、このフローはスタートに戻り、同様の検知を行う。
【００６７】
［実施の形態１の作用効果］
次に、本実施の形態における検知装置１、検知方法及び検知プログラムの作用効果について説明する。
【００６８】
上述したように、本実施の形態に係る検知装置１は、第１波長帯域の波長λ１の光と、第１波長帯域の波長λ１よりも水に吸収され難い第２波長帯域の波長λ２の光とを対象物に向けて出射する光源３と、対象物で反射又は散乱Ｓ偏光及びＰ偏光を含む光から、少なくともＰ偏光を分離する偏光分離部５と、対象物で反射又は散乱した光を、偏光分離部５を介して受光する受光部４と、受光部４が受光した光に基づく情報から対象物の状態を判断する制御部７とを備える。そして、光源３から出射する光は、Ｓ偏光とＰ偏光との割合が略均一なランダム偏光である。
【００６９】
この構成によれば、第１波長帯域の波長λ１の光及び第２波長帯域の波長λ２の光と、Ｓ偏光及びＰ偏光とを組み合わせることで、制御部が対象物の状態を判断することができる。
【００７０】
したがって、この検知装置では、直線偏光を用いた対象物の状態を検知する場合とは異なる偏光を用いて、対象物の状態を精度よく検知することができる。
【００７１】
また、本実施の形態に係る検知装置１において、制御部７の判断部７１は、第１波長帯域の波長λ１のＳ偏光におけるＳ１偏光強度、及び第１波長帯域の波長λ１のＰ偏光におけるＰ１偏光強度と、第２波長帯域の波長λ２のＳ偏光におけるＳ２偏光強度又は第２波長帯域の波長λ２のＰ偏光におけるＰ２偏光強度とに基づく情報を受光部４から取得する。また、制御部７の判断部７１は、Ｓ２偏光強度又はＰ２偏光強度が所定の閾値よりも大きい場合に、対象物が積雪の状態であると判断する。さらに、制御部７の判断部７１は、Ｓ１偏光強度とＳ２偏光強度とが略等しい場合又はＰ１偏光強度とＰ２偏光強度とが略等しい場合に、対象物が乾燥の状態であると判断する。また、制御部７は、Ｐ２偏光強度がＳ２偏光強度よりも大きい場合、かつ、Ｓ２偏光強度に、Ｐ２偏光強度を除算した値が所定値以上である場合に、対象物が冠水の状態であると判断する。そして、制御部７の判断部７１は、Ｐ２偏光強度がＳ２偏光強度よりも大きい場合、かつ、Ｓ２偏光強度における強度に、Ｐ２偏光強度を除算した値が所定値未満である場合に、対象物が凍結の状態であると判断する。
【００７２】
この構成によれば、Ｐ偏光及びＳ偏光と、波長λ１及び波長λ２の光との組み合わせから、受光部４は、情報Ｐ１、情報Ｐ２、情報Ｓ１及び情報Ｓ２を生成することができる。判断部７１は、受光した情報（情報Ｐ１、情報Ｐ２、情報Ｓ１及び情報Ｓ２）から、対象物における、積雪の状態、乾燥の状態、冠水の状態及び凍結の状態を判断することができる。このため、対象物の状態を確実に検知することができる。
【００７３】
また、本実施の形態に係る検知装置１は、さらに、対象物と受光部４との間には、対象物で反射又は散乱された光から、第１波長帯域の波長λ１の光及び第２波長帯域の波長λ２の光を分離する波長分離部６を備える。
【００７４】
この構成によれば、光源３が出射する光から所望の波長の光を取り出すことができる。このため、所望の波長の光を出射する光源３を用意する必要もなく、製造コストの高騰化を抑制することができる。
【００７５】
また、本実施の形態に係る検知装置１において、光源３が出射する光は、赤外光である。第１波長帯域の波長λ１の赤外光は、水における、７４０ｎｍ近傍、９８０ｎｍ近傍、１４５０ｎｍ近傍及び１９４０ｎｍ近傍のうちいずれかで吸収波長となる吸収ピークの光である。そして、第２波長帯域の波長λ２の赤外光は、第１波長帯域の波長λ１の赤外光よりも波長が短い光である。
【００７６】
この構成によれば、例えば、波長λ１として１９４０ｎｍ近傍の光を選択すれば水の吸収性が高いため、高感度のセンサになる。また、波長λ１として９８０ｎｍ近傍の光を選択すればシリコン製のフォトディテクタを用いることができるという利点がある。
【００７７】
また、本実施の形態に係る検知方法は、検知装置１を用いて対象物の状態を検知する。また、制御部７の判断部７１は、第１波長帯域の波長λ１のＳ偏光におけるＳ１偏光強度、及び第１波長帯域の波長λ１のＰ偏光におけるＰ１偏光強度と、第２波長帯域の波長λ２のＳ偏光におけるＳ２偏光強度又は第２波長帯域の波長λ２のＰ偏光におけるＰ２偏光強度とに基づく情報を受光部４から取得する取得ステップと、Ｓ２偏光強度又はＰ２偏光強度が所定の閾値よりも大きい場合に、対象物が積雪の状態であると判断する積雪判断ステップと、Ｓ１偏光強度とＳ２偏光強度とが略等しい場合又はＰ１偏光強度とＰ２偏光強度とが略等しい場合に、対象物が乾燥の状態であると判断する乾燥判断ステップと、Ｐ２偏光強度がＳ２偏光強度よりも大きい場合、かつ、Ｓ２偏光強度に、Ｐ２偏光強度を除算した値が所定値以上である場合に、対象物が冠水の状態であると判断する冠水判断ステップと、Ｐ２偏光強度がＳ２偏光強度よりも大きい場合、かつ、Ｓ２偏光強度における強度に、Ｐ２偏光強度を除算した値が所定値未満である場合に、対象物が凍結の状態であると判断する凍結判断ステップとを含む。
【００７８】
この検知方法においても、本実施の形態に係る検知装置１と同様の作用効果を奏する。
【００７９】
また、本実施の形態に係る検知プログラムは、検知方法をコンピュータに実行させる。
【００８０】
この検知プログラムにおいても、本実施の形態に係る検知装置１と同様の作用効果を奏する。
【００８１】
（実施の形態１の変形例）
以下、実施の形態１の本変形例に係る検知装置１について、図３を用いて説明する。
【００８２】
図３は、実施の形態１の変形例に係る検知装置１を備えた車両１１０を示す模式図である。
【００８３】
実施の形態１の本変形例では、受光部４の一例としてカメラ１４０を用いている点で、実施の形態１と相違している。
【００８４】
実施の形態１の本変形例における他の構成は、実施の形態１と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
【００８５】
図３に示すように、実施の形態１の本変形例において、検知装置１は、車両１１０に設けられる。車両１１０は、車体１１１と、車輪１１２と、ハンドル１１３と、操舵角検知部１１４と、速度検知部１１５とを有する。
【００８６】
車体１１１には、車輪１１２、ハンドル１１３、操舵角検知部１１４及び速度検知部１１５等が設けられる。車輪１１２はハンドル１１３によって操舵される。操舵角検知部１１４は、車輪１１２の操舵角を検知するセンサであり、例えば、相対角変化量を測定する舵角センサ等である。操舵角検知部１１４は、車輪１１２の操舵角を検知し、検知した操舵角情報（第１情報の一例）を制御部７に送信する。速度検知部１１５は、車両１１０の走行速度を検知するセンサであり、例えば、速度検知センサ等である。速度検知部１１５は、車両１１０の走行速度を検知し、検知した速度情報（第２情報の一例）を制御部７に送信する。
【００８７】
カメラ１４０は、光源３が赤外光を出射した際に、対象物を撮像した第１画像（情報の一例）を生成し、制御部７に送信する。この第１画像には、対象物の状態である積雪の状態、乾燥の状態、冠水の状態及び凍結の状態が映り込む。実施の形態１の本変形例における対象物は、例えば、路面、自動車のラジエータグリル等である。
【００８８】
また、カメラ１４０は、光源３が可視光を出射した際に、対象物を撮像した第２画像（情報の一例）を生成し、制御部７に送信する。この第２画像は、対象物における通常の画像である。
【００８９】
制御部７は、カメラ１４０から受信した、第２画像に第１画像に重ねた第３画像を生成し、第３画像を出力部８に出力させる。つまり、出力部８には、積雪の状態、乾燥の状態、冠水の状態及び凍結の状態が付加された、対象物における画像が出力される。
【００９０】
また、カメラ１４０は、対象物とカメラ１４０との距離を示す第４画像を生成し、制御部７に送信する。この第４画像は、距離の情報を有する画像である。
【００９１】
制御部７は、カメラ１４０から受信した、第４画像を第３画像に重ねた、第５画像を生成し、第５画像を出力部８に出力させる。つまり、出力部８には、積雪の状態、乾燥の状態、冠水の状態及び凍結の状態が付加された、対象物における画像に、さらに、対象物とカメラ１４０との距離を示した情報が付加された画像が出力される。なお、第１画像から第５画像までは、静止画であってもよく、動画像であってもよい。
【００９２】
また、制御部７は、車輪１１２の操舵角情報及び車両１１０の速度情報に応じて、対象物を撮像する位置を変更する。例えば、光源３は、光源３の光軸方向（光を出射する方向）を変更できるように、揺動可能に設けられていてもよい。光源３を揺動する手段としては、駆動機構によって実現することができる。また、この場合、駆動機構は、カメラ１４０、偏光分離部５及び波長分離部６の姿勢を変更（カメラ１４０では撮像する位置を変更）するように構成されていてもよい。
【００９３】
対象物を撮像する位置を変更する例としては、制御部７は、車輪１１２の操舵角が大きくなるに従って、車輪１１２の操舵角から操舵角検知部１１４が検知した車両１１０の進行方向であって、検知装置１から遠い対象物をカメラ１４０に撮像させる。また、制御部７は、車両１１０の走行速度が速くなるに従って、検知装置１から遠い対象物をカメラ１４０に撮像させる。操舵角が大きくなったり、車両１１０の走行速度が速くなったりすれば、車両１１０の搭乗者（使用者）がより遠方における対象物の状態を把握したい場合がある。なお、操舵角だけでなく、操舵角の増加率（操舵角の角速度）に従って、検知装置１から遠い対象物をカメラ１４０に撮像させてもよい。
【００９４】
また、遠い対象物を撮像する一例としては、例えば、車両１１０における現在の走行時に照射していた光源３の光軸方向を、より水平に近づけるように、現在照射していた光源３から光軸上の対象物までの距離よりも遠い対象物に向けて、光源３の光を照射する。
【００９５】
この検知装置１においても、図２に示すフローチャートと同様の動作が行われる。
【００９６】
［作用効果］
次に、実施の形態１の本変形例における検知装置１の作用効果について説明する。
【００９７】
上述したように、実施の形態１の本変形例に係る検知装置１は、さらに、対象物の状態を出力する出力部８を備える。また、光源３は、赤外光と可視光とを出射する。そして、カメラ１４０は、光源が赤外光を出射した際に、対象物を撮像した第１画像と、光源が可視光を出射した際に、対象物を撮像した第２画像とを生成して制御部７の判断部７１に送信する。そして、制御部７の判断部７１は、カメラ１４０から受信した第２画像に第１画像を重ねた第３画像を生成し、第３画像を出力部８に出力する。
【００９８】
これらの構成によれば、対象物における通常の画像に、対象物の状態を付加した第３画像が出力部８に出力されるため、搭乗者に判り易い情報を提供することができる。このため、搭乗者は、対象物の状態を即座に認識して判断することができるため、車両１１０における危険回避を行い易い。
【００９９】
また、実施の形態１の本変形例に係る検知装置１において、カメラ１４０は、第２画像における対象物とカメラ１４０との距離を示す第４画像を生成して制御部７の判断部７１に送信する。制御部７の判断部７１は、カメラ１４０から受信した第４画像を第３画像に重ねた、第５画像を生成し、第５画像を出力部８に出力する。
【０１００】
この構成によれば、第３画像に距離情報が付加された第５画像が出力部８に出力されるため、搭乗者により判り易い情報を提供することができる。このため、搭乗者は、対象物の状態をより即座に認識して判断することができるため、車両１１０における危険回避をより行い易い。
【０１０１】
また、実施の形態１の本変形例に係る検知装置１は、車両１１０に搭載される。また、車両１１０は、ハンドル１１３によって操舵される車輪１１２と、車輪１１２の操舵角を検知する操舵角検知部１１４と、車両１１０の走行速度を検知する速度検知部１１５とを有しする。さらに、操舵角検知部１１４は、車輪１１２の操舵角に関する第１情報を制御部７に送信する。また、速度検知部１１５は、車両１１０の走行速度に関する第２情報を制御部７に送信する。そして、制御部７は、第１情報及び第２情報に応じて、光源３が照射する方向と対象物を撮像する位置とを変更させるように制御する。
【０１０２】
この構成によれば、車両１１０における走行速度やハンドル１１３の操舵角に応じて、制御部７が光を照射する方向と対象物を撮像する位置とを変更するため、対象物における適切な位置の状態を検知することができる。
【０１０３】
また、実施の形態１の本変形例に係る検知装置１において、制御部７は、車輪１１２の操舵角が大きくなるに従って、車輪１１２の操舵角から操舵角検知部１１４が検知した車両１１０の進行方向であって、当該検知装置１から遠い対象物をカメラ１４０に撮像させる。
【０１０４】
この構成によれば、車輪１１２の操舵角が大きい場合に、遠方の対象物を撮像するため、搭乗者により判り易い情報を提供することができる。このため、搭乗者は、対象物の状態を認識し易い。
【０１０５】
また、実施の形態１の本変形例に係る検知装置１において、制御部７は、車両１１０の走行速度が速くなるに従って当該検知装置１から遠い対象物をカメラ１４０に撮像させる。
【０１０６】
この構成によれば、車両１１０の走行速度が速い場合に、遠方の対象物を撮像するため、搭乗者により判り易い情報を提供することができる。このため、搭乗者は、対象物の状態を認識し易い。
【０１０７】
実施の形態１の本変形例における他の作用効果についても、実施の形態１等と同様の作用効果を奏する。
【０１０８】
（実施の形態２）
以下、本実施の形態に係る検知装置２００について説明する。
【０１０９】
［構成］
本実施の形態に係る検知装置２００の構成について、図４を用いて説明する。
【０１１０】
図４は、実施の形態２に係る検知装置２００を示す模式図である。
【０１１１】
実施の形態１では１つの光源３が設けられていたが、本実施の形態における検知装置２００では２つの光源３が設けられる点で異なる。また、実施の形態１では１つの受光部４が設けられていたが、本実施の形態における検知装置２００では第１受光部４１及び第２受光部４２が設けられる点で異なる。さらに、本実施の形態では、実施の形態１のような波長分離部６を設けていない点で異なる。
【０１１２】
本実施の形態における他の構成は、実施の形態１等と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
【０１１３】
図４に示すように、検知装置２００は、制御部７、偏光分離部５の他に、第１光源３１と、第２光源３２と、第１受光部４１と、第２受光部４２とを有する。なお、本実施の形態では、偏光分離部５は、Ｓ偏光とＰ偏光とを分離可能な偏光ビームスプリッタである。
【０１１４】
第１光源３１が出射する光は、Ｓ偏光とＰ偏光との割合が略均一なランダム偏光であり、第１波長帯域の光である。本実施の形態では、第１波長帯域の波長は、λ１としている。第２光源３２が出射する光は、Ｓ偏光とＰ偏光との割合が略均一なランダム偏光であり、第２波長帯域の光である。本実施の形態では、第２波長帯域の波長は、λ２としている。第１光源３１及び第２光源３２は、各々の光軸と対象物とが交差するように設けられる。第１光源３１及び第２光源３２は、実施の形態１と同様の光源３であってもよい。
【０１１５】
第１受光部４１は、偏光分離部５で分離された光のうち、Ｓ偏光を受光する。第２受光部４２は、偏光分離部５で分離された光のうち、Ｐ偏光を受光する。第１受光部４１及び第２受光部４２は、受光した光に基づく情報を制御部７に送信する。
【０１１６】
制御部７の電源制御部７２は、第１光源３１が波長λ１の光を出射するように制御し、第２光源３２が波長λ１の光を出射するように制御する。電源制御部７２は、第１光源３１及び第２光源３２が互い違いで、交互に点灯及び消灯するように制御する。
【０１１７】
図５は、実施の形態２に係る検知装置２００を示す模式図である。なお、図５に示すように、偏光分離部５は、実施の形態１と同様のＳ偏光フィルタ５２及びＰ偏光フィルタ５１であってもよい。この場合、実施の形態１と同様に、１つの受光部４でもよい。
【０１１８】
この検知装置２００においても、図２に示すフローチャートと同様の動作が行われる。
【０１１９】
［作用効果］
次に、本実施の形態における検知装置２００の作用効果について説明する。
【０１２０】
上述したように、本実施の形態に係る検知装置２００において、光源３は、第１波長帯域の波長λ１の光を出射する第１光源３１と、第２波長帯域の波長λ２の光を出射する第２光源３２とを有する。そして、制御部７は、第１光源３１と第２光源３２とが互い違いで、交互に点灯及び消灯するように制御する。
【０１２１】
この構成によれば、第１光源３１が波長λ１の光を出射し、第２光源３２が波長λ２の光を出射するため、実施の形態１のように波長分離部６を必要としない。このため、光源３の光から波長を分離する構成を設けることなく、対象物を介した波長λ１と波長λ２との光をそれぞれ受光することができる。このため、検知装置２００の大型化を抑制することができる。
【０１２２】
本実施の形態における他の作用効果についても、実施の形態１等と同様の作用効果を奏する。
【０１２３】
（実施の形態２の変形例）
以下、実施の形態２の本変形例に係る検知装置２００について、図６を用いて説明する。
【０１２４】
図６は、実施の形態２の変形例に係る検知装置２００を示す模式図である。
【０１２５】
実施の形態２では、実施の形態１と同様、受光部４は、照射された光が対象物で散乱した光を受光するように、光源３側で対象物と向かい合うように設けられるが、図６に示すように、実施の形態２の本変形例では、受光部４は、照射された光が対象物で正反射した光を受光するように設けられる点で相違している。また、実施の形態２では、偏光分離部５によってＰ偏光とＳ偏光とに分離していたが、実施の形態２の本変形例では、偏光分離部５はＰ偏光フィルタ５１だけを用いている。つまり、偏光分離部５は、Ｓ偏光及びＰ偏光を含む光から、少なくともＰ偏光を分離する。
【０１２６】
実施の形態２の本変形例において、検知装置２００は、皮膚の水分量を検知するにあたり、おおよそ、皮膚における角質層（約１０μｍ〜２０μｍ）の水分量を知ることに最適である。この角質層の水分量により皮膚の状態（保湿の状態、乾燥の状態、肌荒れ等）を検知することができる。つまり、皮膚の比較的浅い部分の水分量の多寡で、皮膚の状況を検知することができる。そこで、本実施の形態では、Ｐ偏光だけを用いる。
【０１２７】
実施の形態２の本変形例における他の構成は、実施の形態１等と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
【０１２８】
図６に示すように、制御部７は、式１を用いて情報Ｐ１及び情報Ｐ２から水分量と相関のある指数Ａを算出する（中村睦子、中内茂樹著「近赤外分光画像で見る化粧品の保湿効果」  光学、２０１０年  ３９巻  １１号  Ｐ５２９−Ｐ５３３参照）。
【０１２９】
【数１】
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【０１３０】
ここで、指数Ａは、対象物が乾燥した状態で０となり、対象物が有する水分量が多くなればなるほど０より大きくなることを表す指標である。
【０１３１】
制御部７は、算出した指数Ａから、記憶部１１に格納されている計算式やテーブルに従って、対象物の水分量を演算する。例えば、計算式やテーブルは、皮膚と水分量との光量比から導かれた検量線であってもよい。
【０１３２】
この検知装置２００では、身体に装着することで、皮膚の水分量（皮膚における水分の状態）を検知することができる。この場合、人体の皮膚が対象物となる。検知装置２００では、受光部４が皮膚（皮膚の表面と皮膚の内部）で反射した光を受光し、制御部７が、受光部４を介して得た光の強度から、皮膚の水分量を算出する。
【０１３３】
皮膚に入射した光は、皮膚の表面で反射される光と、皮膚の内部（約１０μｍ〜約２０μｍ）まで入射して散乱された光とがある。皮膚の内部で散乱した光は、皮膚の表面で反射する光が正反射する方向とは異なる方向に、大部分の光が出射してしまう。また、皮膚で反射した光のうちＰ偏光が受光されるため、皮膚の表面での反射が少なくなる。このため、この検知装置２００では、皮膚の表面から少し内部まで入った反射光を受光することで、皮膚の水分量だけを検知することが可能となる。
【０１３４】
なお、皮膚の状態を検知するにあたり、Ｐ偏光を用いているが、これは必須ではなく、Ｓ偏光を用いてもよい。また、対象物の状態の水分量を検知すればよく、凍結の状態を検知することは、必須ではない。
【０１３５】
［検知装置の動作］
次に、検知装置２００における動作の一例について、図７を用いて説明する。
【０１３６】
図７は、実施の形態２の変形例に係る検知装置２００の動作を示すフローチャートである。
【０１３７】
図７に示すように、まず、使用者は、皮膚における水分量を検知するために、検知装置２００を身体に装着する。そして、検知装置２００に格納されている専用のプログラムを起動させる。
【０１３８】
例えば、Ｐ１偏光強度の光を受光部４に受光させる場合、制御部７が第１光源３１から波長λ１の光を出射させるため、皮膚に光が照射される（ステップＳ２１）。皮膚に照射された光は、散乱され、一部の光がＰ偏光フィルタ５１側に向かう。そして、この光は、Ｐ偏光フィルタ５１を通過して、Ｐ１偏光強度の光となり、受光部４で受光される。受光部４は、受光した光量に関する情報Ｐ１を生成し、情報Ｐ１を制御部７に送信する（ステップＳ２２）。そして、制御部７は第１光源３１を消灯させる。
【０１３９】
次に、制御部７は、受光部４から情報Ｐ１を受信し、情報Ｐ１を記憶部１１に格納する（ステップＳ２３）。
【０１４０】
次に、Ｐ２偏光強度の光を受光部４に受光させる場合、制御部７が第２光源３２から波長λ２の光を出射させるため、皮膚に光が照射される（ステップＳ２４）。皮膚に照射された光は、散乱され、一部の光がＰ偏光フィルタ５１側に向かう。そして、この光は、Ｐ偏光フィルタ５１を通過して、Ｐ２偏光強度の光となり、受光部４で受光される。受光部４は、受光した光量に関する情報Ｐ２を生成し、情報Ｐ２を制御部７に送信する（ステップＳ２５）。そして、制御部７は第２光源３２を消灯させる。
【０１４１】
次に、制御部７は、受光部４から情報Ｐ２を受信し、情報Ｐ２を記憶部１１に格納する（ステップＳ２６）。
【０１４２】
次に、制御部７は、式１を用いて、情報Ｐ１及び情報Ｐ２から水分量と相関のある指数Ａを算出する（ステップＳ２７）。なお、情報Ｐ１と情報Ｐ２とが等しくなるように、あらかじめ第１光源３１と第２光源３２との出力を調節すれば、指数Ａは、対象物が乾燥の状態にある場合に０となり、対象物の水分量が増加するにしたがって０よりも大きくなる。
【０１４３】
次に、制御部７は、算出した指数Ａから、記憶部１１に格納されている計算式やテーブルに従って水分量を演算する（ステップＳ２８）。
【０１４４】
次に、制御部７は、ステップＳ２８で得た水分量を出力部８に出力させる（ステップＳ２９）。こうして、このフローはスタートに戻り、同様の検知を行い続ける。
【０１４５】
実施の形態２の本変形例における他の作用効果についても、実施の形態１等と同様の作用効果を奏する。
【０１４６】
（実施の形態３）
以下、本実施の形態に係る検知装置３００について説明する。
【０１４７】
［構成］
本実施の形態に係る検知装置３００の構成について、図８を用いて説明する。
【０１４８】
図８は、実施の形態３に係る検知装置３００を示す模式図である。
【０１４９】
実施の形態２では光源３の光を直接、対象物に照射していたが、本実施の形態では走査ミラー３１０（反射板の一例）を介して対象物に光を照射する点で異なる。
【０１５０】
また、本実施の形態では、カメラ１４０とＰ偏光フィルタ５１との間に、入射した光を散乱させる散乱板１５０が設けられる点で、実施の形態２の変形例と異なる。
【０１５１】
なお、実施の形態２の変形例と同様に、カメラ１４０は、照射された光が対象物で正反射した光を受光するように設けられる。本実施の形態では、受光部４の一例としてカメラ１４０を用いている。
【０１５２】
本実施の形態における他の構成は、実施の形態１等と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
【０１５３】
図８に示すように、走査ミラー３１０は、光源３からの光を、対象物の異なる場所に配光するように、揺動可能な鏡である。走査ミラー３１０は、例えば、２つのガルバノミラーを組み合わせた鏡を使用してもよい。具体的には、制御部７は、第１光源３１から光が出射されると、走査ミラー３１０を揺動させながら、光源３からの光を反射させて、対象物に照射する光を走査させる。走査ミラー３１０の揺動は、駆動機構を有する揺動部３１１により行われる。この光の走査は、対象物における所定の範囲内を照射するように、走査ミラー３１０が揺動する。
【０１５４】
なお、本実施の形態では、走査ミラー３１０を揺動させているが、第１光源３１及び第２光源３２を揺動させる構成でもよい。
【０１５５】
なお、散乱板１５０と受光部４との間に、ＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタを備えてもよい。そして、カメラ１４０は、散乱板１５０及びＮＤフィルタを介した光を受光してもよい。
【０１５６】
この検知装置３００では、第１光源３１及び第２光源３２から出射した光は、走査ミラー３１０で反射、及び対象物で散乱し、Ｐ偏光フィルタ５１及び散乱板１５０を介してカメラ１４０で受光される。具体的には、走査ミラー３１０を介して対象物で反射した光は、Ｐ偏光だけがＰ偏光フィルタ５１を透過し、散乱板１５０に入射して散乱される。そして、カメラ１４０は、散乱板１５０で散乱された光を検出する。また、散乱板１５０には、対象物で反射した以外の光である、対象物で散乱した光も入射する。散乱板１５０を介して出射した光は、反射光による強度の高い輝点と、対象物で散乱した光による強度の低い輝点とが存在する。制御部７は、カメラ１４０から得た情報のうち、強度の高い輝点の情報だけを記憶してもよい。
【０１５７】
この検知装置３００においても、図２に示すフローチャートと同様の動作が行われる。
【０１５８】
［作用効果］
次に、本実施の形態における検知装置３００の作用効果について説明する。
【０１５９】
上述したように、本実施の形態に係る検知装置３００は、さらに、光源３からの光を対象物に向けて反射する走査ミラー３１０と、走査ミラー３１０で反射した光を対象物に走査させるように、走査ミラー３１０及び光源３の少なくとも一方を揺動させる揺動部３１１とを備える。
【０１６０】
この構成によれば、走査ミラー３１０及び光源３の少なくとも一方を揺動させない構成に比べ、対象物の状態をより広域な範囲で検知することができる。
【０１６１】
また、本実施の形態に係る検知装置３００は、さらに、対象物と受光部４との間に、光を散乱させる散乱板１５０を備える。そして、受光部４は、散乱板１５０を介した光を受光する。
【０１６２】
この構成によれば、制御部７は、反射光による強度の高い輝点や、対象物で散乱した光による強度の低い輝点等を認識する。このため、制御部７は、対象物における水分量の分布を検知することができる。
【０１６３】
特に、本実施の形態に係る検知装置３００において、受光部４は、カメラ１４０である。そして、カメラ１４０は、散乱板１５０を介した光を受光する。
【０１６４】
この構成によれば、反射光による強度の高い輝点や、対象物で散乱した光による強度の低い輝点等を画像情報として認識する。このため、制御部７は、強度の高い輝点と強度の低い輝点を表した、対象物における水分量を示す画像情報から検知することができる。
【０１６５】
また、本実施の形態に係る検知装置３００は、散乱板１５０と受光部４との間に、ＮＤフィルタを備えてもよい。そして、カメラ１４０は、散乱板１５０及びＮＤフィルタを介した光を受光してもよい。
【０１６６】
この構成によれば、ＮＤフィルタが、散乱板１５０で強度の高い輝点と、強度の低い輝点とが分離した光から、強度の高い輝点の光だけを通過させる。このため、対象物における水分量を示す画像情報から確実に検知することができる。
【０１６７】
特に、カメラ１４０の代わりに単一画素の受光部４を用いて散乱板１５０全面の光強度を検知することができるようにしてもよい。この場合、ＮＤフィルタを設けるだけで、散乱板１５０の光から強度の高い光だけを通過させることができる。このため、簡易な構成で、対象物の水分量を確実に検知することができる。
【０１６８】
本実施の形態における他の作用効果についても、実施の形態１等と同様の作用効果を奏する。
【０１６９】
（実施の形態４）
以下、本実施の形態に係る検知装置４００について説明する。
【０１７０】
［構成］
本実施の形態に係る検知装置４００の構成について、図９を用いて説明する。
【０１７１】
図９は、実施の形態４に係る検知装置４００を示す模式図である。
【０１７２】
本実施の形態では、反射ミラー４１０を設け、反射ミラー４１０と対象物とを介して反射等した光を受光するという点で、実施の形態２に対して相違する。
【０１７３】
本実施の形態における他の構成は、実施の形態１等と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
【０１７４】
図９に示すように、実施の形態２における、第１光源３１、第２光源３２、制御部７、記憶部１１、電源部９、偏光分離部５、第１受光部４１及び第２受光部４２の他に、本実施の形態では、検知装置４００は、さらに、筺体４２０と、反射ミラー４１０とを備える。
【０１７５】
筺体４２０は、第１光源３１、第２光源３２、制御部７、記憶部１１、電源部９、偏光分離部５、第１受光部４１、第２受光部４２及び反射ミラー４１０等を収容した箱状の部材である。
【０１７６】
第１光源３１及び第２光源３２は、対象物に向けて光が照射されるように、筺体４２０に設けられる。
【０１７７】
反射ミラー４１０は、対象物に対して向かい合うように設けられる。具体的には、反射ミラー４１０は、第１光源３１及び第２光源３２からの光が対象物と反射ミラー４１０との間で、それぞれ１回以上反射するように設けられる。なお、第１光源３１及び第２光源３２における各々の光軸は、反射ミラー４１０に向いていてもよい。つまり、反射ミラー４１０と対象物との間で、それぞれ１回以上の反射が行われればよい。なお、対象物においては、拡散した光を受光部４が受光してもよい。
【０１７８】
このような検知装置４００では、第１光源３１及び第２光源３２とから出射した光は、透光板４３０と対象物との間を、それぞれ１回以上反射しながら第１受光部４１及び第２受光部４２側に進行する。第１受光部４１及び第２受光部４２は、反射ミラー４１０と対象物との間で反射等が行われた後の光を、偏光分離部５を介して受光する。
【０１７９】
この検知装置４００においても、図２に示すフローチャートと同様の動作が行われる。
【０１８０】
［作用効果］
次に、本実施の形態における検知装置４００の作用効果について説明する。
【０１８１】
上述したように、本実施の形態に係る検知装置４００は、さらに、光を反射する反射ミラー４１０と、反射ミラー４１０、光源３、受光部４、偏光分離部５及び判断部７１を収容した筺体４２０とを備える。そして、反射ミラー４１０は、対象物と向かい合う状態で、反射ミラー４１０と対象物との間で、それぞれ１回以上の反射が起こるように筺体４２０に設けられる。
【０１８２】
この構成によれば、対象物に光が繰り返し入射するため、対象物の状態をより正確に検知することができ、検知性能の信頼性及び感度を高めることができる。特に、対象物において微量の水分を検知する場合において好適である。
【０１８３】
本実施の形態における他の作用効果についても、実施の形態１等と同様の作用効果を奏する。
【０１８４】
（実施の形態４の変形例）
以下、実施の形態４の本変形例に係る検知装置４００について、図１０を用いて説明する。
【０１８５】
図１０は、実施の形態４の変形例に係る検知装置４００を示す模式図である。
【０１８６】
実施の形態４の本変形例では、反射ミラー４１０と対象物との間に透光板４３０を設けている点で、実施の形態４に対して相違する。
【０１８７】
実施の形態４の本変形例における他の構成は、実施の形態１等と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
【０１８８】
図１０に示すように、実施の形態４の本変形例において、検知装置４００は、例えば、車両におけるラジエータグリル等に設けられる。検知装置４００は、第１光源３１、第２光源３２、制御部７、記憶部１１、電源部９、偏光分離部５、第１受光部４１及び第２受光部４２の他に、さらに、光を透光させる透明な透光板４３０を有している。
【０１８９】
透光板４３０は、筺体４２０の外周面から露出した状態で筺体４２０に設けられる。透光板４３０は、筺体４２０から露出している面である境界面４３１を有している。境界面４３１には、雪や雨等が付着する。実施の形態４の本変形例における対象物とは、透光板４３０に付着した雨や雪等である。なお、透光板４３０は、入射した光の吸収率が０でなくとも、波長λ１と波長λ２とに対する吸収率がほぼ同じであれば、どのような透光板４３０を用いても構わない。
【０１９０】
第１光源３１及び第２光源３２は、透光板４３０の反射ミラー４１０側から入射し、境界面４３１で反射するように設けられている。
【０１９１】
このような検知装置４００では、第１光源３１及び第２光源３２から出射した光は、透光板４３０と反射ミラー４１０との間を反射しながら第１受光部４１及び第２受光部４２側に向かって進行する。具体的には、透光板４３０に入射した光は、透光板４３０の反射ミラー４１０側から入射して透光板４３０内部を透過し、透光板４３０の境界面４３１で反射して反射ミラー４１０に向かう。そして、同様の反射を繰り返して第１受光部４１及び第２受光部４２側に向かう。なお、透光板４３０の反射ミラー４１０側の面には、境界面４３１で反射した光が、透光板４３０の反射ミラー４１０側の面で反射が起こらないように、無反射コーティングをしておくことが好ましい。この場合、透光板４３０の境界面４３１と反射ミラー４１０とで好適に反射が繰り返される。
【０１９２】
例えば、透光板４３０の境界面４３１に雪や雨等が付着した場合、境界面４３１に入射した光は、一部の光は境界面４３１で乱反射されるが、他の一部の光は透光板４３０の境界面４３１で屈折する。また、雪や雨などが境界面４３１に付着していない場合は、境界面４３１で正反射される。こうして、この検知装置４００では、境界面４３１に付着した対象物を検知することができる。なお、例えば、境界面４３１に氷の膜ができる場合があるため、表面を粗面にして乱反射することができるように構成していてもよい。また、例えば、水であれば、外部との界面が略平坦になるため、界面で正反射されたりする。
【０１９３】
この検知装置４００においても、図２に示すフローチャートと同様の動作が行われる。
【０１９４】
［作用効果］
次に、実施の形態４の本変形例における検知装置４００の作用効果について説明する。
【０１９５】
上述したように、実施の形態４の本変形例に係る検知装置４００は、さらに、対象物が付着する境界面４３１を有し、光を透光させる透光板４３０を備える。そして、透光板４３０は、透光板４３０と反射ミラー４１０との間で、それぞれ１回以上の反射が起こるように、境界面４３１が筺体４２０から露出するように設けられる。
【０１９６】
この構成によれば、透光板４３０の境界面４３１に光が繰り返し入射するため、透光板４３０の境界面４３１を検出面することができ、検知性能の信頼性及び感度を高めることができる。
【０１９７】
特に、透光板４３０の境界面４３１と反射ミラー４１０とで多重反射させることで、検知装置４００を小型化することができる。
【０１９８】
実施の形態４の本変形例における他の作用効果についても、実施の形態１等と同様の作用効果を奏する。
【０１９９】
（実施の形態５）
以下、本実施の形態に係る検知装置５００について、図１１を用いて説明する。
【０２００】
［構成］
本実施の形態に係る検知装置５００の構成について、図１１を用いて説明する。
【０２０１】
図１１は、実施の形態５に係る検知装置５００を示す模式図である。
【０２０２】
本実施の形態では、反射ミラー４１０及び透光板４３０の代わりにライトガイド５３０（透光部の一例）を備えた点で、実施の形態４に対して相違する。
【０２０３】
本実施の形態における他の構成は、実施の形態１等と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
【０２０４】
検知装置５００は、第１光源３１、第２光源３２、制御部７、記憶部１１、電源部９、偏光分離部５、第１受光部４１及び第２受光部４２の他に、さらに、ライトガイド５３０を備える。
【０２０５】
ライトガイド５３０は、入射面５３１と、出射面５３２と、境界面５３３とを有し、長尺な透光性の部材である。ライトガイド５３０の一端側には、入射面５３１から光が入射するように、第１光源３１及び第２光源３２が設けられる。ライトガイド５３０の他端側には、偏光分離部５、第１受光部４１及び第２受光部４２が設けられ、出射面５３２から出射する光を受光する。ライトガイド５３０は、境界面５３３が筺体４２０の外周面から露出するように設けられる。ライトガイド５３０は、例えば、多成分ガラス、石英、プラスチック等の樹脂等で構成されていてもよく、液体ライトガイドであってもよい。なお、境界面５３３においても、表面を粗面にして乱反射することができるように構成していてもよい。
【０２０６】
例えば、検知装置５００を車両に用いる場合では、境界面５３３に雪や雨等が付着し、検知装置５００を人体における皮膚の水分量を検知するために使用する場合では、境界面５３３に皮膚が接触する。
【０２０７】
このような検知装置５００では、第１光源３１及び第２光源３２とから出射した光は、ライトガイド５３０の入射面５３１から入射し、ライトガイド５３０内で反射をしながら透光し、第１受光部４１及び第２受光部４２側に向かって進行する。
【０２０８】
この検知装置５００においても、図２に示すフローチャートと同様の動作が行われる。
【０２０９】
［作用効果］
次に、本実施の形態における検知装置５００の作用効果について説明する。
【０２１０】
上述したように、本実施の形態に係る検知装置５００は、さらに、対象物が付着する境界面５３３を有し、光を透光させるライトガイド５３０を備える。ライトガイド５３０は、光源３から入射した光を、偏光分離部５を介して受光部４に導く。
【０２１１】
この構成によれば、ライトガイド５３０の境界面５３３に光が繰り返し入射するため、ライトガイド５３０の境界面５３３を検出面とすることができ、検知性能の信頼性及び感度を高めることができる。
【０２１２】
特に、ライトガイド５３０内で多重反射させることで、検知装置５００を小型化することができる。
【０２１３】
本実施の形態における他の作用効果についても、実施の形態１等と同様の作用効果を奏する。
【０２１４】
（実施の形態６）
以下、本実施の形態に係る検知装置６００について説明する。
【０２１５】
［構成］
本実施の形態に係る検知装置６００の構成について、図１２を用いて説明する。
【０２１６】
図１２は、実施の形態６に係る検知装置６００を備えた車両６１０を示す模式図である。
【０２１７】
実施の形態１の変形例では車両１１０の進行方向に向けて光源３の光を照射して対象物の状態を検知していたが、本実施の形態では、車両６１０の下方側（対象物側）及びその周辺に向けて光源３の光を照射して対象物の状態を検知する点等で異なる。
【０２１８】
本実施の形態における他の構成は、実施の形態１の変形例等と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
【０２１９】
図１２に示すように、車両６１０は、検知装置６００と、筒体６３０とを有し、例えば、検知装置６００及び筒体６３０をエンジンルームに収容している。なお、本実施の形態では、検知装置６００及び筒体６３０は、車両６１０のエンジンルームに設けられているが、これに限定されず、車両６１０下側の対象物を検知さえすれば、如何様に設けられていてもよい。
【０２２０】
検知装置６００は、筒体６３０の一端側に配置されている。つまり、検知装置６００は、筒体６３０に対して対象物とは反対側に設けられている。検知装置６００は、筒体６３０を介して車両６１０下側の対象物を検知する。なお、本実施の形態では、対象物は、例えば道路の路面である。
【０２２１】
検知装置６００は、検知範囲内の対象物の状態を検知する。この検知範囲は、対象物の状態を検知することができる範囲であり、主に、対象物に光が照射される範囲である。検知範囲は、車両６１０の下方及び車両６１０の下方の周辺に位置する対象物である。具体的には、検知範囲は、車両６１０直下及び車両６１０直下周囲における対象物である。本実施の形態では、検知範囲の一例として、筒体６３０の他端側から出射し、対象物に照射された光の範囲としている。
【０２２２】
筒体６３０は、検知装置６００の光源３が照射する光と、対象物で反射又は散乱した光とを案内する管状をなしている。本実施の形態では、筒体６３０が鉛直方向に対して傾斜した状態で車体に設けられているが、鉛直方向と略平行に設けられていてもよい。
【０２２３】
筒体６３０は、長尺な筒であり、案内孔６３１と、一端側開口６３１ａと、他端側開口６３１ｂとを有する。案内孔６３１は、長手方向に延びるように形成されている。案内孔６３１は、一端側から他端側まで貫通している。案内孔６３１の一端側が一端側開口６３１ａであり、案内孔６３１の他端側が他端側開口６３１ｂである。本実施の形態では、一端側が上側であり、他端側が下側である。一端側開口６３１ａ近傍には、検知装置６００が光を出射及び受光（筒体６３０を介して対象物の状態を検知）できるように設けられている。他端側開口６３１ｂは、対象物側と向かい合い、車両６１０の外部と連続している。
【０２２４】
案内孔６３１を形成する面は、光を反射する光反射面であり、例えば、鏡面反射する面である。
【０２２５】
なお、本実施の形態では、筒体６３０は、断面が円形の円筒状をなしているが、筒状であればよく、多角形状等をなしていてもよい。また、筒体６３０の径は略一定であるが、検知装置６００から遠ざかるに従って次第に大径になってもよい。つまり、筒体６３０の対象物側が大径であり、筒体６３０の検知装置６００側が小径であってもよい。
【０２２６】
このような検知装置６００を用いて対象物の状態を検知する場合、検知装置６００の光源３は、筒体６３０の案内孔６３１を通過して（介して）対象物に光を照射する。そして、検知装置６００の受光部４は、対象物で反射又は散乱した光を筒体６３０の案内孔６３１を通過して（介して）受光する。こうして、対象物の状態を検知する。検知装置６００における動作については、実施の形態１等と同様でありその説明を省略する。
【０２２７】
図１３は、実施の形態６に係る車両支援システムの車両６１０を示すブロック図である。図１４は、実施の形態６に係る車両支援システムを示す模式図である。
【０２２８】
検知装置６００は、図１４に示すように、車両６１０に搭載される車両支援システムを構成していてもよい。車両支援システムでは、一例として３台の車両６１０を示しているが、台数は特に限定されない。
【０２２９】
図１３に示すように、検知装置６００は、光源３、制御部７、記憶部１１、電源部９の他に、通信部６４０を有している。通信部６４０は、他の車両６１０と通信を行うことが可能なアンテナ等を有する装置である。
【０２３０】
図１３及び図１４に示すように、制御部７は、通信部６４０を介して同一道路を走行している他の車両６１０から位置情報を逐次、共有し合ってもよい。例えば、制御部７は、同一道路を走行している後続の車両６１０に向けて、車両６１０下方及び車両６１０の下方の周辺における対象物の状態に関する情報を、通信部６４０を介して送信してもよい。本実施の形態では、例えば、先頭の車両６１０の検知装置６００が検知した対象物の状態に関する情報を、後続の２台の車両６１０に送信してもよい。そして、後続の２台の車両６１０は、通信部６４０を介して受信し、この情報を出力部８に出力してもよい。また、後続の２台の車両６１０は、通信部６４０を介してさらに後続の車両６１０に、対象物の状態に関する情報を送信してもよい。この場合、後続の車両６１０は、先頭の車両６１０から対象物の状態に関する情報を得ることができるため、車両６１０における危険回避をより行い易くなる。なお、後続の各々の車両６１０も、対象物の状態を検知する。
【０２３１】
また、検知装置６００は、カーナビなどに設けられている車載用アンテナを用いて後続の車両６１０と通信を行ってもよい。このため、通信部６４０は、検知装置６００の必須の構成要件ではない。
【０２３２】
［作用効果］
次に、本実施の形態における検知装置６００の作用効果について説明する。
【０２３３】
上述したように、本実施の形態に係る検知装置６００において、当該検知装置６００が対象物の状態を検知する検知範囲は、車両６１０の下方及び車両６１０の下方の周辺に位置する対象物である。
【０２３４】
この構成によれば、車両６１０下側の対象物の状態を検知するため、車両６１０の進行方向に向けて光を照射する場合に比べ、検知範囲と検知装置６００との距離を短くすることができる。このため、車両６１０のピッチングによる検知範囲の位置ズレを小さくすることができる。
【０２３５】
また、本実施の形態に係る検知装置６００において、車両６１０には、光源３の光を照射する方向に延びる筒体６３０が設けられる。そして、検知装置６００は、筒体６３０を介して対象物の状態を検知する。
【０２３６】
この構成によれば、検知装置６００は、筒体６３０を介して対象物の状態を検知するため、車両６１０の下面に検知装置６００を直接取り付ける場合に比べて、対象物から遠ざかっている。このため、車両６１０の走行中に発生する、泥跳ね等により光の照射や受光ができなくなったり、石跳ね等により検知装置６００が故障してしまったりする等の不具合を抑制することができる。
【０２３７】
また、この検知装置６００では、筒体６３０が車両６１０の下方に位置する対象物と他端側開口６３１ｂとが向かい合っているため、降雨や降雪の環境下であっても、筒体６３０の案内孔６３１に水や雪などが詰まり難い。このため、検知装置６００の誤検知を抑制することができる。
【０２３８】
また、本実施の形態に係る検知装置６００において、筒体６３０の内面は、光を反射する光反射面を有する。
【０２３９】
この構成によれば、筒体６３０の光反射面が光を反射するため、筒体６３０を通過する際における光の利用効率が低下し難い。
【０２４０】
本実施の形態における他の作用効果についても、実施の形態１等と同様の作用効果を奏する。
【０２４１】
（実施の形態６の変形例）
以下、本実施の形態に係る検知装置６０１について、図１５を用いて説明する。
【０２４２】
図１５は、実施の形態６の変形例に係る検知装置６０１を備えた車両６１０を示す模式図である。
【０２４３】
実施の形態１の変形例では、車両１１０の進行方向に向けて光源３の光を照射して対象物の状態を検知するが、実施の形態６の本変形例では、車両６１０の下方及び車両６１０の下方の周辺に向けて光源３の光を照射して対象物の状態を検知する点等で異なる。
【０２４４】
本実施の形態における他の構成は、実施の形態１の変形例等と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
【０２４５】
図１５の一点鎖線は、車両６１０の前側（車両６１０の進行方向側）及び後側（車両６１０の進行方向とは反対側）を区切る線であり、車両６１０の長さ方向における略中央を通過する線である。
【０２４６】
図１５に示すように、車両６１０の下方及び車両６１０の下方の周辺に位置する対象物において、車両６１０の進行方向側が第１領域Ｅ１であり、車両６１０の進行方向と反対側が第２領域Ｅ２である。第１領域Ｅ１及び第２領域Ｅ２は、互いに異なる範囲である。実施の形態６の本変形例において、検知装置６０１が対象物の状態を検知する検知範囲は、第２領域Ｅ２である。なお、図１５では、検知装置６０１の検知範囲を破線で示し、この検知範囲は、第２領域Ｅ２の一部が含まれる。
【０２４７】
検知装置６０１は、車両６１０後方側（車両６１０の進行方向とは反対側）に設けられている。具体的には、車両６１０の下方及び車両６１０の下方の周辺に位置する対象物において、検知装置６０１は、車両６１０の後方側の対象物の状態を検知するように設けられている。つまり、検知装置６０１は、車両６１０の下方及び車両６１０の下方の周辺に位置する対象物である第２領域Ｅ２を検知するように、車両６１０に設けられている。なお、検知装置６０１は、車両６１０の下方の全域を検知してもよい。
【０２４８】
なお、検知装置６０１は、第２領域Ｅ２における対象物の状態を検知するが、さらに、第１領域Ｅ１における対象物の状態を検知してもよい。
【０２４９】
このような実施の形態６の本変形例に係る検知装置６０１において、車両６１０の下方及び車両６１０の下方の周辺に位置する対象物は、車両６１０の進行方向側の第１領域Ｅ１と、第１領域Ｅ１と異なり、車両６１０の進行方向とは反対側の第２領域Ｅ２とを有する。そして、当該検知装置６０１の検知範囲は、第２領域Ｅ２である。
【０２５０】
このように、第２領域Ｅ２を検知するために検知装置６０１を車両６１０の後方側に配置すれば、車両６１０走行中に発生する、泥跳ね等により照射や受光ができなくなったり、石跳ね等により検知装置６０１が故障してしまったりする等の不具合をより抑制することができる。
【０２５１】
また、車両６１０がリヤビューカメラを備える場合、車両６１０が後方移動（バック）する際に、後輪が走行する範囲の対象物の状態を検知することもできる。
【０２５２】
特に、検知装置６０１は、車輪１１２から離間した位置に設けることが好ましい。
【０２５３】
実施の形態６の本変形例における他の作用効果についても、実施の形態１等と同様の作用効果を奏する。
【０２５４】
（実施の形態７）
以下、本実施の形態に係る検知装置７００について説明する。
【０２５５】
［構成］
本実施の形態に係る検知装置７００の構成について、図１６及び図１７の（ａ）を用いて説明する。
【０２５６】
図１６は、実施の形態７に係る検知装置７００を備えた車両７１０を示す模式図である。図１７の（ａ）は、実施の形態７に係る検知装置７００と車輪１１２とを示す模式図である。図１７の（ａ）で示す直線の矢印は、車輪１１２の回転方向に沿った接線方向を示している。
【０２５７】
実施の形態１の変形例では車両１１０の進行方向に向けて光源３の光を照射して対象物の状態を検知していたが、本実施の形態では、車両７１０の車輪１１２に向けて光源３の光を照射して車輪１１２の状態を検知する点等で異なる。
【０２５８】
本実施の形態における他の構成は、実施の形態１の変形例等と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
【０２５９】
図１６及び図１７の（ａ）に示すように、検知装置７００は、車両７１０の車輪１１２の外周端面（走行時に対象物と接触する面（表面の一例））における状態を検知するように、車輪１１２を収納するタイヤハウスに設けられている。検知装置７００は、例えば、タイヤハウスを形成するフェンダライナに設けられている。車輪１１２は、軸心Ｏ周りで回転する車軸に接続されたホイールと、ホイールの外周に設けられたタイヤとを有する。なお、検知装置７００の配置位置は、車輪１１２の外周端面における状態を検知すればよいため、本実施の形態の配置に限定されない。
【０２６０】
検知装置７００は、車輪１１２表面の状態を検知するように車両７１０に設けられる。検知装置７００における光源３の光を照射する方向は、図１７の（ａ）に示すように、車両７１０の略進行方向に向いている。具体的には、検知装置７００の光源３は、車輪１１２の回転方向に沿った接線方向に沿って光を照射する。
【０２６１】
［比較例］
図１７の（ｂ）は、比較例に係る検知装置７００’と車輪１１２’とを示す模式図である。図１７の（ｂ）で示す直線の矢印は、車輪１１２の回転方向に沿った接線方向を示している。
【０２６２】
図１７の（ｂ）に示すように、検知装置７００’は、光源３の光を照射する方向が車輪１１２’の回転方向に沿った接線方向と相対するように設けられている。この場合では、車輪１１２’の回転時に車輪１１２’の回転方向に沿った接線方向に向かって、車輪１１２’に付着した泥、石等が向かう。このため、泥跳ね等により照射や受光ができなくなったり、石跳ね等により検知装置７００’が故障してしまったりする等の不具合が生じる。
【０２６３】
［作用効果］
次に、本実施の形態における検知装置７００の作用効果について説明する。
【０２６４】
上述したように、本実施の形態に係る検知装置７００において、対象物は、車輪１１２である。そして、検知装置７００は、車輪１１２表面の状態を検知するように車両７１０に設けられる。
【０２６５】
この構成によれば、検知装置７００を車輪１１２に近い位置に配置することができるため、実施の形態１の変形例のように車両１１０の進行方向に向けて光源３の光を照射する場合に比べ、光源３の光出射出力を小さくすることができる。このため、検知装置７００の省エネルギー化を実現することができる。
【０２６６】
また、この検知装置７００は、車輪１１２におけるタイヤと、タイヤに付着している水分等を識別するだけでよいため、複雑な材質からなるアスファルトとアスファルトに付着している水分等との識別に比べて、高精度な識別精度を必要としない。このため、この検知装置７００おける製造コストの高騰化を抑制することができる。
【０２６７】
特に、この検知装置７００を車両７１０に用いれば、路面とタイヤとの間の水分等の有無を検知することができるため、タイヤのグリップ力をより正確に把握することができる。例えば、車両７１０走行中に凍結した路面、積雪した路面等から乾燥した路面に移り変わった際でも、タイヤが路面の影響を受けて濡れている場合なども把握することができる。
【０２６８】
また、本実施の形態に係る検知装置７００において、光源３は、車輪１１２の回転方向に沿った接線方向に沿って光を照射する。
【０２６９】
この構成によれば、図１７の（ｂ）のように、車輪１１２の回転時に、車輪１１２の回転方向に沿った接線方向に向かって、車輪１１２に付着した泥、石等が検知装置７００に当たり難い。このため、泥跳ね等により照射や受光ができなくなったり、石跳ね等により検知装置７００が故障してしまったりする等の不具合が生じ難い。
【０２７０】
本実施の形態における他の作用効果についても、実施の形態１等と同様の作用効果を奏する。
【０２７１】
（その他変形例等）
以上、本発明に係る検知装置、検知方法及び検知プログラムについて、各実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【０２７２】
例えば、上記実施の形態において、受光部が対象物で散乱した光を受光できるように、図１等のように光源側に受光部を配置した構成では、受光部は、対象物で正反射した光を受光する場合に比べ、検知装置の大型化を抑制することができる。
【０２７３】
また、上記実施の形態における水において、水面でのＰ偏光の反射率は、入射角が５３．１°の時に０となるため、出射した光における対象物への入射角を５３．１°付近に設定すると、散乱した光のＰ偏光の強度とＳ偏光の強度との比を大きくすることができる。この場合、検知装置の検出精度を上げることができる。
【０２７４】
また、上記実施の形態において、出力部は、凍結の状態、冠水の状態、積雪の状態、乾燥の状態を表示するだけでなく、文字、映像等の出力を行う表示部であってもよい。また、出力部は、スピーカ等を介して、音声の出力を行ってもよい。この場合、検知装置が車両に適用されると、車両における周囲の対象物の状態を検知するため、制御部が出力部を介して搭乗者に周囲状況を知らせることで、安全走行支援を行うことができる。
【０２７５】
また、上記実施の形態において、検知装置を車両に適用する場合、車両が停止して搭乗者が降車する際に、出力部は、車両における周囲の対象物の状況を知らせてもよい。この場合、凍結等による降車時における搭乗者の転倒などを抑制することができる。
【０２７６】
また、上記実施の形態において、検知装置を車両に適用する場合、制御部は、車両の運転状況や搭乗者のシートベルト装着状況などの情報を取得してもよい。そして、出力部は、シートベルト装着がされていない場合に、その旨を知らせてもよい。
【０２７７】
また、上記実施の形態において、人体の皮膚の水分量を検知する場合、制御部は、検知した皮膚の水分量を記憶部に格納してもよい。そして、制御部は、過去に検知したデータを基に、データの比較を行い、その結果を出力してもよい。
【０２７８】
また、上記実施の形態において、検知装置を人体における皮膚の水分量を検知するために使用してもよい。つまり、実施の形態２の変形例以外の検知装置においても使用することができる。
【０２７９】
以上、本発明の一つまたは複数の態様について、各実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【０２８０】
例えば、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２８１】
本発明は、路面、人体の皮膚等の対象物における水分量等の状態を検知するための装置に利用できる。車両に搭載された場合では、路面における凍結の状態、冠水の状態、積雪の状態、乾燥の状態を検知するために用いられる検知装置、検知方法及び検知プログラムに利用可能である。また、人体における皮膚の水分量を検知する場合では、皮膚における、乾燥の状態、保湿の状態を検知するために用いられる検知装置、検知方法及び検知プログラムにも利用可能である。
【符号の説明】
【０２８２】
１、２００、３００、４００、５００、６００、６０１、７００  検知装置
３  光源（３１  第１光源、３２  第２光源）
４  受光部（４１  第１受光部、４２  第２受光部）
５  偏光分離部
６  波長分離部
７  制御部
８  出力部
７１  判断部
７２  電源制御部
１１０、６１０、７１０  車両
１１２  車輪
１１３  ハンドル
１１４  操舵角検知部
１１５  速度検知部
１４０  カメラ（受光部）
１５０  散乱板
３１０  走査ミラー（反射板）
３１１  揺動部
４２０  筺体
４３０  透光板
４３１、５３３  境界面
５３０  ライトガイド（透光部）
６３０  筒体
【図１】
2018025528.tif 000004
【図２】
2018025528.tif 000005
【図３】
2018025528.tif 000006
【図４】
2018025528.tif 000007
【図５】
2018025528.tif 000008
【図６】
2018025528.tif 000009
【図７】
2018025528.tif 000010
【図８】
2018025528.tif 000011
【図９】
2018025528.tif 000012
【図１０】
2018025528.tif 000013
【図１１】
2018025528.tif 000014
【図１２】
2018025528.tif 000015
【図１３】
2018025528.tif 000016
【図１４】
2018025528.tif 000017
【図１５】
2018025528.tif 000018
【図１６】
2018025528.tif 000019
【図１７】
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