(57)【要約】【課題】  高精度で路面状態を判別可能な路面状態検出センサを得る。【解決手段】  路面状態検出センサを、少なくとも赤外領域の波長からなる光源1と、光源1から出射された投射光が路面4に至るまでの光路上に配置され投射光中の第1方向15の偏光光のみを透過する第1検光子2と、第1検光子2透過後の投射光3が路面あるいは路面上の水膜または氷層のいずれか一方または双方によって反射されて生じた反射光5の光路上に配置され第1方向に直交する第2方向16の偏光光のみを透過する第2検光子6と、第2方向の偏光光16における2以上の特定波長の光強度を個別に検出する光検出手段10、11と、光検出手段10、11からの複数の特定波長に基づく出力信号を処理する信号処理手段14と、で構成し、第2方向の偏光光16における複数の特定波長間の相対光強度に基づき路面状態を識別する。【選択図】        図１
2005043240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも赤外領域の波長からなる光源と、
前記光源から出射された投射光が路面に至るまでの光路上に配置され前記投射光中の第１方向の偏光光のみを透過する第１検光子と、
前記第１検光子透過後の投射光が前記路面あるいは前記路面上の水または氷からなる膜のいずれか一方または双方によって反射されて生じた反射光の光路上に配置され前記第１方向に直交する第２方向の偏光光のみを透過する第２検光子と、
前記第２方向の偏光光における少なくとも２以上の特定波長の光強度を個別に検出する光検出手段と、
前記光検出手段からの前記複数の特定波長に基づく出力信号を処理する信号処理手段と、を備え、
前記第２方向の偏光光における複数の特定波長間の相対光強度に基づき路面状態を識別することを特徴とする路面状態検出センサ。
【請求項２】
少なくとも赤外領域の波長からなる光源と、
前記光源から出射された投射光が路面に至るまでの光路上に配置され前記投射光中の第１方向の偏光光のみを透過する第１検光子と、
前記第１検光子透過後の投射光が前記路面あるいは前記路面上の水または氷からなる膜のいずれか一方または双方によって反射されて生じた反射光の光路上に配置され前記反射光を前記第１方向の偏光光と前記第１方向に直交する第２方向の偏光光に分岐する偏光分岐手段と、
前記反射光中の前記第１方向の偏光光の光強度と前記第２方向の偏光光における少なくとも２以上の特定波長毎の光強度とを個別に検出する光検出手段と、
前記光検出手段からの各出力信号を処理する信号処理手段と、を備え、
前記反射光中の前記第１および第２方向の偏光光間の相対光強度と前記第２方向の偏光光における複数の特定波長間の相対光強度とに基づき路面状態を識別することを特徴とする路面状態検出センサ。
【請求項３】
前記投射光によって生じた前記路面あるいは前記路面上の水または氷からなる膜のいずれか一方または双方からの散乱光の光強度を検出する散乱光検出手段を備え、前記信号処理手段が前記散乱光検出手段からの出力信号を処理して路面状態の識別に前記散乱光強度も利用することを特徴とする請求項１または２記載の路面状態検出センサ。
【請求項４】
前記光源が、それぞれ異なる特定波長で発する複数の単一波長光源からなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項記載の路面状態検出センサ。
【請求項５】
前記第１方向の偏光光がＳ偏光であり、前記第２方向の偏光光がP偏光であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の路面状態検出センサ。
【請求項６】
前記複数の特定波長のうち第1特定波長が１．１μｍ以上１．３μｍ以下であり、第2特定波長が１．４μｍ以上１．６μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか1項記載の路面状態検出センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面の湿潤、凍結等の状態を検出する路面状態検出センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の路面状態検出センサでは、例えば特許文献１の図２に示されるように光源から出射された赤外領域の投射光を路面に照射し、路面で反射した反射光中の特定の２波長の光強度を比較し、その比率、つまり相対光強度によって路面状態を識別した。これは、水の吸光スペクトルが液体状態（水）と固体状態（氷）の場合とで変化する、つまり、水と氷とでは上記吸光スペクトル比率が異なる原理を利用したものであった。
【０００３】
また、従来の別の路面状態検出センサでは、例えば特許文献２の図１に示されるように、光源から出射された投射光を一旦偏光板に透過させて特定の偏光光のみとした後に路面に照射させて、路面からの反射光の光強度を測定して路面状態を識別した。特定の偏光光が路面状態に対してより強い光強度で反射する性質を利用したもので、路面状態が一層検出しやすくなるからである。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−７３５３８号公報
【０００５】
【特許文献２】特開平５−２６４４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の従来の路面状態検出センサでは、路面が湿潤状態あるいは凍結状態の場合、路面上に水（あるいは氷）膜が形成され、かかる状態の路面に光を投射すると水膜を透過し路面で反射する反射光だけでなく、水膜の表面で反射する反射光も同時に発生した。したがって、受光器側では、結果的に両者とも含んだ状態の反射光を受光した。水膜の表面で反射する光は水（あるいは氷）の吸光の影響を受けないので、路面状態検出の観点から見ると何ら信号成分を含んでいない光成分となる。この結果、路面状態の変化に対する出力信号の変化量が低減してしまうため、路面状態検出に対する感度が低下するという問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、路面状態変化に対してより高い感度で出力信号変化を捉え、精度の高い路面状態の識別が可能となるような路面状態検出センサを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る路面状態検出センサは、少なくとも赤外領域の波長からなる光源と、上記光源から出射された投射光が路面に至るまでの光路上に配置され上記投射光中の第１方向の偏光光のみを透過する第１検光子と、上記第１検光子透過後の投射光が上記路面あるいは上記路面上の水または氷からなる膜のいずれか一方または双方によって反射されて生じた反射光の光路上に配置され上記第１方向に直交する第２方向の偏光光のみを透過する第２検光子と、上記第２方向の偏光光における少なくとも２以上の特定波長の光強度を個別に検出する光検出手段と、上記光検出手段からの上記複数の特定波長に基づく出力信号を処理する信号処理手段と、を備え、上記第２方向の偏光光における複数の特定波長間の相対光強度に基づき路面状態を識別することとした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る路面状態検出センサでは、上記のように構成したので、路面状態の識別に不要な路面上に発生する水膜からの正反射光成分の除去が容易で、識別に必要な情報である水膜あるいは氷層中を透過した反射光を高い信号強度比で検出できるため、精度の高い路面状態識別が可能な路面状態検出センサが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による路面状態検出センサの構成図である。図１中、１は少なくとも赤外領域（波長１．０〜２．０μｍ）を含む光源、２は光源１から路面に至るまでの光路上に配置され、光源１からの投射光で特定の偏光方向（第１方向）の偏光光（Ｓ偏光）のみを選択する第１偏光子（第１検光子）、３は第１偏光子２を透過して路面に至る投射光、４は路面、５は路面からの反射光、６は反射光５のうち上述の第１方向と直交する第２方向の偏光光（Ｐ偏光）のみを選択する第２偏光子（第２検光子）、７は第２偏光子６を透過した偏光光を２つの特定波長λ１,λ２をそれぞれ含む波長領域に分岐するダイクロイックミラー、８はダイクロイックミラー７で分岐された一方の反射光をさらに狭い第１特定波長λ１に選択する第１波長フィルター、９はダイクロイックミラー７で分離された他方の反射光をさらに狭い第２特定波長λ２に選択する第２波長フィルター、１０，１１はそれぞれ第１および第２波長フィルター８，９を透過した光を受光し電気信号に変換する第１および第２光検出器、１２，１３は第１および第２光検出器１０，１１の出力信号をそれぞれ増幅する第１および第２増幅器、１４は第１および第２増幅器１２，１３の出力信号を比較する比較器、をそれぞれ示す。
【００１１】
また、図１ないし図３において、１５は第１検光子２透過後の投射光３で入射面に対して垂直方向、すなわち第１方向に振動軸を有する偏光方向（Ｓ偏光方向）、５ａは路面４が乾燥状態の場合の路面からの反射光、１７ａ，１７ｂは路面４からの反射光が有する偏光方向で、１７ａは偏光方向１５と同一の第１方向の偏光方向、１７ｂは偏光方向１５に対して垂直方向、すなわち第２方向の偏光方向をそれぞれ表す。ここで、上記入射面とは、入射光と入射面の法線方向を含む平面であり、図１ないし図３中では紙面に対して平行な面に相当する。
【００１２】
さらに、図３において、４ａは路面が湿潤（あるいは凍結）状態において形成される水膜（あるいは氷層）、５ｂは水膜（あるいは氷層）４ａの表面で反射された反射光、５ｃは水膜（あるいは氷層）４ａを透過し路面４で反射された反射光、１８は水膜（あるいは氷層）４ａの表面からの反射光５ｂが有する偏光方向、１９ａ，１９ｂは水膜（あるいは氷層）４ａを透過し路面４で反射された反射光５ｃが有する２つの互いに直交する偏光方向、をそれぞれ示す。また、図４は路面状態をパラメータとした場合の反射光の波長と反射光の光強度の関係を示す図である。図４において、２０は波長軸、２１は第１特定波長λ１の光強度Ｉλ１に対する第２特定波長λ２の光強度Ｉλ２の比率（相対光強度）、２２は路面上の水膜を透過した路面からの反射光スペクトル、２３は路面上の氷層を透過した路面からの反射光スペクトル、２４は路面乾燥時の反射光スペクトルで、ここで、２２，２３それぞれの反射光スペクトルは路面乾燥時で規格化されたスペクトルとしている。２５は反射光スペクトルの相対変化を観測する上で基準となる複数の特定波長λ１,λ２であり、２５ａ，ｂは測定対象となる第１特定波長λ１および第２特定波長λ２をそれぞれ示す。なお、特定波長は２以上でもかまわない。
【００１３】
次に、実施の形態１の路面状態検出センサの動作について説明する。光源１から出射された少なくとも１．０〜２．０μｍの赤外領域の波長を有する光は、第１偏光子２の作用によって偏光方向が第１方向、つまり、入射面に対して垂直方向である偏光光（Ｓ偏光）のみが選択された後、投射光３として路面４に照射される。路面４が乾燥状態の場合、投射光３は路面４で反射され、その反射光５ａは投射光３が本来有する第１方向、すなわち偏光方向１７ａの偏光光（Ｓ偏光）と、投射光３と直交するＰ方向、すなわち偏光方向１７ｂの偏光光（Ｐ偏光）とが混在する状態となる。
【００１４】
一方、路面４が湿潤、あるいは凍結状態にある場合は、路面４上に水膜（あるいは氷層）４ａが形成されているので、投射光３はその一部が水膜（あるいは氷層）４ａの表面で反射されると同時に、残りの一部が水膜（あるいは氷層）４ａ表面を透過して路面４で反射される。水膜（あるいは氷層）４ａ表面で反射された反射光５ｂは、投射光３の有する偏光方向１５と同一の第１方向である偏光方向１８の偏光光（Ｓ偏光）のみとなる。なお、氷層の場合は若干直交成分が混在する。
【００１５】
また、水膜（あるいは氷層）４ａを透過して路面４で反射された反射光５ｃは、投射光３と同一の第１方向である偏光方向１９ａの偏光光（Ｓ偏光）だけでなく、投射光３と直交する第２方向の偏光方向１９ｂの偏光光（Ｐ偏光）をも有することとなる。このように水膜（あるいは氷層）４ａ表面で反射された反射光５ｂと水膜（あるいは氷層）４ａを透過して路面４で反射された反射光５ｃが混在した状態で第２検光子６に入射するが、第２検光子６の作用により投射光３と直交する第２方向の偏光方向１９ｂの偏光光（Ｐ偏光）のみが選択された後、ダイクロイックミラー７に入射する。
【００１６】
つまり、路面４が乾燥状態の場合は、路面４からの反射光５ａの一部である第２方向である偏光方向１７ｂの偏光光（Ｐ偏光）のみが、路面状態が湿潤（あるいは凍結）状態の場合は、路面上に形成された水膜（あるいは氷層）４ａの表面から入射して水膜（あるいは氷層）中を進行し路面４で反射した反射光の一部、すなわち第２方向である偏光方向１９ｂの偏光光（Ｐ偏光）のみが、それぞれ選択される。
【００１７】
第２検光子６によって選択された第２方向である偏光方向１７ｂ、１９ｂの偏光光（Ｐ偏光）は、ダイクロイックミラー７の作用によって波長域が分離され、第１および第２波長フィルター８，９によってそれぞれ第１特定波長λ1（２５ａ）および第２特定波長λ2（２５ｂ）の波長成分が選択された後、各波長毎に個別に第１および第２光検出器１０，１１で受光される。第１および第２光検出器１０，１１からの出力信号はそれぞれ第１および第２増幅器１２，１３によって増幅された後、比較器１４に入力される。比較器１４は入力された各増幅器からの出力信号に基づき第１および第２特定波長λ１、λ２の受光強度Ｉλ１、Ｉλ２（Ｉλ1：第１特定波長λ1における受光強度、Ｉλ2：第２特定波長λ２における受光強度）を比較し、その結果をもとに路面４の乾燥、湿潤、凍結等の路面状態を識別する。
【００１８】
図４に示すように、第１および第２特定波長λ１,λ２の受光強度比率Ｉλ２／Ｉλ１は路面４の状態に強く依存する。第１特定波長λ１において各路面状態の光強度を１として規格化し、さらに全波長域において乾燥状態時の光強度を１として規格化すると、第２特定波長λ２では路面乾燥状態時の反射光スペクトル２４の光強度が最大で、水膜が形成された路面状態の反射光スペクトル２２ではＩλ２／Ｉλ１は１／２程度となり、氷層が形成された路面状態の反射光スペクトル２３ではさらに小さくなる。
【００１９】
要するに、Ｉλ２／Ｉλ１を識別指標とすると、受光強度比率Ｉλ２／Ｉλ１の値は、路面乾燥時の比率をａ、湿潤時の比率をｂ、凍結時の比率をｃとした場合、ａ＞ｂ＞ｃの関係となる。このような各特定波長毎の受光強度の変化量の差により路面状態の識別が従来より高精度に実現できる。
【００２０】
図５に本実施の形態の路面状態検出センサの実験結果を示す。投射光３は第１検光子２によって選択されたＳ偏光のみであり、反射光は第２検光子６によってＰ偏光のみに選択されている。グラフ中の縦軸の光強度は乾燥時の光強度を１として規格化されている。路面上に水を噴霧して一定時間経過した時点での反射光の反射光スペクトルを測定して、各路面状態に対応した実測データを得た。水を噴霧後の経過時間をパラメータとして、１３０秒後、２１０秒後、５１０秒後の反射光スペクトルを測定した。路面は水の噴霧後２００秒程度で凍結するので、１３０秒後は路面湿潤状態、２１０秒後および５１０秒後は路面凍結状態となっている。図５から分かるように、１４５０〜１５００ｎｍの波長範囲で路面乾燥時の光強度１に対して、路面湿潤状態（１３０秒後）、路面凍結状態（２１０、５１０秒後）の順に光強度が低減する。つまり、各路面状態に対応した光強度に明瞭に分離される結果が得られた。なお、上記実験結果から、第１特定波長λ１は各反射光スペクトルがなるべく平坦な領域、つまり１．１μｍ以上１．３μｍ以下の波長範囲が好適であり、第２特定波長λ２は１．４μｍ以上１．６μｍ以下の波長範囲が好適であることが分かった。
【００２１】
図６に図５の実験に対する比較実験を行った結果を示す。投射光３は第１検光子２によって選択されたＳ偏光であり、反射光は上記実験とは異なり投射光と同方向のＳ偏光のみに選択されている。縦軸の光強度は乾燥時の光強度を１として規格化されている。路面上に水を噴霧して一定時間経過した時点での反射光スペクトルを測定して、各路面状態に対応した実測データを得た。水噴霧後の経過時間をパラメータとして、１４０秒後、４１０秒後、１０１０秒後の反射光スペクトルを測定した。１４０秒後は路面湿潤状態、４１０秒後および１０１０秒後は路面凍結状態となっている。図６から容易に分かるように、投射光と反射光の偏光方向を同一方向とした場合は各路面状態に対応した反射光スペクトル間の光強度の差は図５の実験結果に比べて、大幅に小さくなった。かかる比較実験の結果からも、本実施の形態の路面状態検出センサの有効性が実証された。
【００２２】
以上、本実施の形態の路面状態検出センサでは、赤外領域における水の吸光スペクトルの形状が液体（水）と固体（氷）とでは異なることを利用すべく、投射光側の第１検光子と反射光側の第２検光子との偏光方向を直交させて赤外波長域における特定の２波長に関して投射光と直交する偏光成分のみを受光する検出光学系を構成したので、路面状態の識別に不要な路面上に発生する水膜からの正反射光成分の除去が容易で、識別に必要な情報である水膜あるいは氷層中を透過した反射光を高い信号強度比で検出できるため、精度の高い路面状態識別が可能な路面状態検出センサが得られる。
【００２３】
実施の形態２．
図７は本発明の実施の形態２による路面状態検出センサの構成図である。図１ないし図３と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。図７において、３０は反射光を偏光方向によって分離する偏光ビームスプリッター（偏光分岐手段）で、投射光３と同一の第１方向である偏光方向３３を有する偏光光（Ｓ偏光）を透過し、投射光３と直交する第２方向である偏光方向３４を有する偏光光（Ｐ偏光）を反射する。３１は偏光ビームスプリッター３０を透過した透過光（Ｓ偏光）、３２は偏光ビームスプリッター３０によって反射された第２方向である偏光方向３４を有する反射光（Ｐ偏光）、３３は投射光３と同一の偏光方向（第1方向）、３４は投射光３と直交する偏光方向（第２方向）、３５は透過光３１を受光して電気信号に変換する第３光検出器、３６は反射光３２を２分割するハーフミラー、３７はハーフミラー３６で分離された一方の光を受光する第４光検出器、３８，３９はそれぞれ第３および第４光検出器３５，３７からの出力信号を増幅する第３および第４増幅器、４０は増幅器１２，１３、３８，３９からの出力信号を入力し、各出力信号の強度を比較し、路面状態の識別を行う比較器である。
【００２４】
次に、実施の形態２による路面状態検出センサの動作について説明する。光源１から発生した少なくとも１．０〜２．０μｍの赤外領域の波長を有する光は第１偏光子２の作用により予め設定した第１方向である偏光方向１５の偏光光（Ｓ偏光）のみを選択し、投射光３として路面４を照射する。路面４からの反射光５は偏光ビームスプリッター３０を介して偏光方向によって光を分離する。具体的には、投射光３と直交する第２方向である偏光方向３４の偏光光（Ｐ偏光）を反射する一方、投射光３と同一の第１方向である偏光方向３３の偏光光（Ｓ偏光）を透過する。透過光３１は第３光検出器３５によって受光され、電気信号への変換後、第３増幅器３８で増幅され比較器４０に入力される。
【００２５】
一方，偏光ビームスプリッター３０によって反射された反射光３２はハーフミラー３６によってさらに２つに分岐され、一方の光は第４光検出器３７によって受光され電気信号に変換後、第４増幅器３９によって増幅され比較器４０に入力する。ハーフミラー３６によって分岐された他方の光はダイクロイックミラー７を介して各特定波長に分離され、第１および第２波長フィルター８，９によってそれぞれ第１特定波長λ１、第２特定波長λ２の特定波長成分がそれぞれ選択された後、第１および第２光検出器１０，１１で特定波長毎に個別に受光される。各光検出器１０，１１からの出力信号はそれぞれ第１および第２増幅器１２，１３によって増幅された後、比較器４０に入力する。比較器４０は入力された各増幅器からの信号をもとに路面４の乾燥、湿潤、凍結等の路面状態を識別する。
【００２６】
第１および第２光検出器１０，１１の出力信号であるＩλ１、Ｉλ２は、実施の形態１で既に述べたように、路面上が乾燥、湿潤、凍結等の状態に応じてそれぞれ変化する。さらに、第３および第４光検出器３５，３７からの出力信号は路面４からの反射光５が有する偏光特性を示すもので、反射光５のうち投射光３と同一偏光方向の偏光光（Ｓ偏光）の光強度を示す第３光検出器３５の出力をＩｓ、投射光３と直交する偏光方向の偏光光（Ｐ偏光）の光強度を示す第４光検出器３７の出力をＩｐとすると、ＩｓをＩｓ＋Ｉｐで規格化した指標値Ｉｓ／（Ｉｓ＋Ｉｐ）は路面４の表面状態に応じて変化の度合いが変わる。出力Ｉｓは、図３中の第１方向である偏光方向１８の偏光光（Ｓ偏光）と同じく第１方向である偏光方向１９ａの偏光光（Ｓ偏光）の各光強度の総和であり、一方、出力Ｉｐは第２方向である偏光方向１９ｂの偏光光（Ｐ偏光）の光強度に相当する。
【００２７】
路面乾燥時におけるＩｓとＩｐが同じ値となるように予め規格化しておくと、上記指標値は乾燥時の比率をａ１、湿潤時をｂ１、凍結時をｃ１、積雪時をｄ１とすると、ｂ１＞ｃ１＞ａ１あるいはｂ１＞ｄ１＞ａ１の関係が成立する。このような路面状態による偏光特性（Ｉｓ／Ｉｓ＋Ｉｐ）の変化及び２つの特定波長間の受光強度比率Ｉλ２／Ｉλ１の変化を併用すると、前者からは主に路面状態の識別が、後者からは主に路面上の膜種の識別がより精度良く実行できる。従って、上述の２つの識別指標を併用して路面状態の識別を行うことによって、より精度の高い識別が可能となる。
【００２８】
以上、本実施の形態の路面状態検出センサでは、投射光の偏光方向を特定するとともに、反射光を受光するにあたって偏光方向を分離してさらに各特定波長毎に受光することにより、路面が湿潤（あるいは凍結、積雪）している場合、路面表面からの反射光と水表面から入り水膜中を進行し路面から反射する光とを分離検出し、各反射光に対して偏光特性あるいは特定波長間の光強度比等のパラメータを併用して路面状態を識別するので、より高精度の路面状態検出が可能な路面状態検出センサが得られる。
【００２９】
実施の形態３．
図８は本発明の実施の形態３による路面状態検出センサの構成図である。図１ないし図３、および図７と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。図８において、４１は投射光３を路面４に照射した場合に路面４から発生する散乱光、４３は路面４からの散乱光４１を受光し電気信号に変換する第５光検出器、４４は第５光検出器４３からの出力信号を増幅する第５増幅器、４５は各増幅器１２，１３，３８，３９，４４からの出力信号を入力し、各信号値を比較することにより路面状態を識別する比較器を示す。
【００３０】
実施の形態３による路面状態検出センサでは、実施の形態２で示した装置構成に加えて路面４からの散乱光を受光する第５光検出器４３およびその出力信号を増幅する第５増幅器４４が新たに設けられている点に特徴がある。
【００３１】
次に、実施の形態３による路面状態検出センサの動作について説明する。特定の２波長の光強度比較および偏光特性変化を利用した路面状態検出に関しては実施の形態２で説明した通りである。
【００３２】
路面４から発生した散乱光４１は第５光検出器４３によって受光され電気信号に変換され第５増幅器４４で増幅された後、比較器４５に入力される。散乱光４１の光強度は路面状態に強く依存する。例えば、路面４が湿潤な状態では乾燥時より表面が滑らかなので散乱光４１の光強度も相対的に小さくなる。各路面状態について光強度を比較すると、各光強度を乾燥時ａ２、湿潤時ｂ２、凍結時ｃ２、積雪時ｄ２とした場合、各光強度間にはｄ２＞ａ２＞ｃ２＞ｂ２で表される関係が成立するので、これらの関係に基づき、路面状態をさらに高精度で識別できる。
【００３３】
以上、実施の形態２で説明した投射光と直交する偏光方向の偏光光のみを選択した反射光における２波長間の受光強度の比較、路面からの反射光強度における投射光に対して同一の偏光方向の偏光光と直交方向の偏光光との相対強度比率の比較に加えて、本実施の形態で示した付加的な装置構成によって測定された散乱光の受光強度変化という第３番目のパラメータを合わせた合計３つの独立したパラメータを用いて路面状態の識別を行うことにより、路面状態の識別精度の一層の向上が実現できる。
【００３４】
実施の形態４．
図９は本発明の実施の形態４による路面状態検出センサの構成図である。図１と同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。図９において、５０は赤外領域（１．０〜２．０μｍ）にある単一の特定波長を有する第１光源、５１は赤外領域（１．０〜２．０μｍ）の波長域で第１光源５０以外の特定波長を有する単一波長の第２光源、５２は第１光源５０からの第１投射光、５３は第２光源５１からの第２投射光、５４は第１および第２投射光５２、５３を合波するハーフミラー、をそれぞれ示す。ここで単一波長光源としては，装置構成が簡単でかつ極めて軽量な発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ（ＬＤ）が好適である。
【００３５】
次に、実施の形態４による路面状態検出センサの動作について説明する。なお、動作自体は実施の形態１の路面状態検出センサとほぼ同一である。
【００３６】
赤外領域（１．０〜２．０μｍ）のうち波長が第１特定波長λ１である単一波長を有する第１光源５０から投射された第１投射光５２と、同じく赤外領域（１．０〜２．０μｍ）ではあるが第１特定波長λ１とは異なる第２特定波長λ２を有する単一波長の第２光源５１から投射された第２投射光５３とをハーフミラー５４によって合波した後、第１偏光子２を透過させて第１方向の偏光光（Ｓ偏光）のみを選択して路面４に照射する。路面４からの反射光５のうち第２検光子６によって選択された反射光は、さらに、ダイクロイックミラー７の作用により各特定波長域に分離され、第１および第２波長フィルター８，９によってそれぞれ第１特定波長λ１（２５ａ）、第２特定波長λ２（２５ｂ）の波長成分に選択された後に、第１および第２光検出器１０，１１で個別に受光される。第１および第２光検出器１０，１１からの出力信号はそれぞれ第１および第２増幅器１２，１３によって増幅され、比較器１４に入力する。比較器１４は入力された各増幅器からの出力信号に基づき特定の２波長λ１、λ２の受光強度を比較し、その結果をもとに路面４の乾燥、湿潤、凍結等の路面状態を識別する。識別方法の詳細は実施の形態１と同一であるので省略する。
【００３７】
本実施の形態では、上述したように、ＬＥＤやＬＤ等の単一波長光源を複数の特定波長光源として適用した点に特徴がある。つまり、ＬＥＤやＬＤ等のそれ自身で小型でかつ軽量である半導体光源を路面照射用光源として用いることにより、装置全体として小型化や軽量化が図られた高精度の路面状態検出センサが容易に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施の形態１の路面状態検出センサの構成図である。
【図２】実施の形態１の路面状態検出センサの動作を説明する図である。
【図３】実施の形態１の路面状態検出センサの動作を説明する図である。
【図４】路面の反射光強度比率の波長依存性を示す図である。
【図５】本実施の形態１による路面状態検出センサによって実測された路面の反射光強度の波長依存性を示す図である。
【図６】図５に示した実験に対する比較実験の結果を表す図である。
【図７】実施の形態２の路面状態検出センサの構成図である。
【図８】実施の形態３の路面状態検出センサの構成図である。
【図９】実施の形態４の路面状態検出センサの構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  光源、  ２  偏光子（検光子）、  ３  投射光、  ４  路面、  ４ａ  水膜あるいは氷層、  ５ａ  反射光、  ５ｂ  水膜（あるいは氷層）表面から反射した反射光、  ５ｃ  水膜（あるいは氷層）を透過し路面で発生した反射光、  ６  検光子、  ７  ダイクロイックミラー、  ８  第１波長フィルター、  ９  第２波長フィルター、  １０  第１光検出器、  １１  第２光検出器、  １２  第１増幅器、  １３  第２増幅器、  １４  比較器、  １５  投射光の偏光方向で入射面に対して垂直方向に振動軸を有する偏光方向（第１方向）、  １６  第２方向、  １７ａ，ｂ  路面反射光の偏光方向、  １８  水膜（あるいは氷層）表面反射光の偏光方向、  １９ａ，１９ｂ  水膜（あるいは氷層）を透過し路面で発生した光の偏光方向、  ２０  波長軸、  ２１  光強度比率、  ２２  路面上の水膜を透過した路面からの反射光スペクトル、  ２３  路面上の氷層を透過した路面からの反射光スペクトル、  ２４  路面乾燥時の反射光スペクトル、  ２５ａ  透過スペクトルの相対変化を観測する上で基準となる特定波長、  ２５ｂ  測定対象となる特定波長、  ３０  偏光ビームスプリッター（偏光分岐手段）、  ３１  偏光ビームスプリッターを透過した透過光、  ３２  偏光ビームスプリッターによって反射された光、  ３３  投射光と同一の偏光方向（第1方向）、  ３４  投射光と直交する偏光方向（第２方向）、  ３５  第３光検出器、  ３６  ハーフミラー、  ３７  第４光検出器、  ３８  第３増幅器、  ３９  第４増幅器、  ４０  比較器、  ４１  散乱光、  ４３  第５光検出器、  ４４  第５増幅器、  ４５  比較器、  ５０  第１光源、  ５１  第２光源、  ５２  第１投射光、  ５３  第２投射光、  ５４  ハーフミラー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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