(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子と、
被写体像を前記撮像素子に結像させる光学系と、
前記被写体からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１フィルタと、
前記被写体からの前記エチルアルコールと同じ前記第１波長体域に吸収波長を持つ外乱物質の他の吸収波長であり、かつエチルアルコールの吸収波長ではない波長を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２フィルタと、
前記第１のフィルタを透過して結像された第１被写体画像、及び前記第２フィルタを透過して結像された第２被写体画像を、前記撮像素子により撮像してメモリに格納する撮像制御部と、
登録モードの設定時に、前記撮像制御部により前記第１フィルタを透過して結像された第１被写体画像を基準画像として不揮発メモリに格納する基準画像登録部と、
前記メモリの第１被写体画像と前記不揮発メモリの基準画像に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
前記メモリに格納された第２被写体画像と前記不揮発メモリの基準画像に基づいて前記外乱物質の濃度に対応した外乱度を算出する外乱物質検出部と、
前記エチルアルコール含有度と前記外乱度とに基づいて前記エチルアルコールの検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２】
請求項１記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記第１フィルタは第１波長帯域として２．７７μｍ又は３．３７μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第２フィルタは、前記外乱物質がメントールの場合、前記第２波長帯域として３．２８μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、前記外乱物質がステアリン酸の場合、前記第２波長帯域として５．８８μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項３】
請求項１記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記基準画像登録部は、前記基準画像を構成する画素の値の総和又は平均値として基準受光量を算出して前記不揮発メモリに格納し、
前記エチルアルコール検出部は、前記第１被写体画像の画素値の総和または平均値として算出した第１被写体受光量と、前記不揮発メモリの基準受光量に基づいて、前記エチルアルコール含有度を算出し、
前記外乱物質検出部は、前記第２被写体画像の画素値の総和または平均値として算出した第２被写体受光量と、前記不揮発メモリの基準受光量に基づいて、前記外乱度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項４】
請求項３記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記エチルアルコール含有度を、前記第１被写体受光量との基準受光量の減算値又は除算値、所定係数を乗じた減算値又は除算値、若しくは二乗誤差値の総和又は平均値として算出し、
前記外乱物質検出部は、前記外乱度を、前記第２被写体受光量との基準受光量の減算値又は除算値、所定係数を乗じた減算値又は除算値、若しくは二乗誤差値の総和又は平均値として算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項５】
１又は複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサと、
被写体像を前記赤外線受光センサに結像させる光学系と、
前記被写体からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１フィルタと、
前記被写体からの前記エチルアルコールと同じ前記第１波長体域に吸収波長を持つ外乱物質の他の吸収波長であり、かつエチルアルコールの吸収波長ではない波長を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２フィルタと、
前記赤外線センサにより、前記第１フィルタを透過して受光された被写体の第１受光信号、及び前記第２フィルタを透過して受光された被写体の第２受光信号を検出してメモリに格納する受光制御部と、
登録モードの設定時に、前記受光制御部により前記第１フィルタを透過して受光された第１受光信号を基準受光信号として不揮発メモリに格納して保持する基準受光信号登録部と、
前記メモリの第１受光信号と前記不揮発メモリの基準受光信号に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
前記メモリの第２受光信号と前記不揮発メモリの基準受光信号に基づいて前記外乱物質の濃度に対応した外乱度を算出する外乱物質検出部と、
前記エチルアルコール含有度と前記外乱度とに基づいて前記エチルアルコールの検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項６】
請求項５記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記第１フィルタは第１波長帯域として２．７７μｍ又は３．３７μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第２フィルタは、前記外乱物質がメントールの場合、前記第２波長帯域として３．２８μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、前記外乱物質がステアリン酸の場合、前記第２波長帯域として５．８８μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項７】
請求項５記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記メモリの第１被写体受光信号と前記不揮発メモリの基準受光信号に基づいて前記エチルアルコール含有度を算出し、
前記外乱物質検出部は、前記メモリの第２被写体受光信号と前記不揮発メモリの基準受光信号に基づいて前記外乱度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項８】
請求項７記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記エチルアルコール含有度を、前記第１被写体受光信号との基準受光信号の減算値又は除算値、所定係数を乗じた減算値又は除算値、若しくは二乗誤差値の総和又は平均値として算出し、
前記外乱物質検出部は、前記外乱度を、前記第２被写体受光信号との基準受光信号の減算値又は除算値、所定係数を乗じた減算値又は除算値、若しくは二乗誤差値の総和又は平均値として算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項９】
請求項５記載のエチルアルコール検知装置に於いて、前記赤外線センサは、第１フィルタと、１又は複数の第２フィルタの各々と赤外線受光素子を組み合わせてセンサ筐体に組込み配置したことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲酒により血液中に溶け込んでいるエチルアルコールを人体から放射する赤外線に基づいて検知して酒気帯び運転などを判定するエチルアルコール検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、酒気帯び運転を防止するための装置にあっては、運転者の呼気に含まれるエチルアルコールをガスセンサにより検知し、自動車を始動させないように構成している（特許文献１）。
【０００３】
一般に、呼気中に含まれるアルコールの濃度は血液中のアルコール濃度と比例関係にある。法規上定められた酒気帯び運転の基準は、呼気中のアルコール濃度０．１５ｍｇ／Ｌであり、これは血中アルコール濃度で０．０３％に相当する。このため呼気中のアルコール濃度を測定することで、酒気帯び状態を検知して運転を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１５０８５３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、このような従来の酒気帯び防止装置にあっては、運転者の位置する頭上近辺の空間の空気をファンにより吸引してガスセンサでアルコールを間接的に検知するようにしているため、呼気を直接採取してアルコール濃度を測定する場合に比べ、測定値が実際の呼気中のアルコール濃度に対し低めの値となり、確実に酒気帯び運転を防止できない恐れがある。
【０００６】
またアルコールを検知するガスセンサは使用中に異物の付着や酸化などにより感度が変化するため、自動的に感度を調整する校正処理が必要であり、更に、定期的に清掃点検などのメンテナンスをしなければ検出精度を維持することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、運転者の放射する赤外線から血中のエチルアルコールを検知して酒気帯び防止などに利用可能で且つメンテナンスフリーなエチルアルコール検知装置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】
【０００８】
（赤外線撮像素子を用いた装置）
本発明は赤外線撮像素子を用いたエチルアルコール検知装置を提供する。本発明のエチルアルコール検知装置は、
赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子と、
被写体像を撮像素子に結像させる光学系と、
被写体からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１フィルタと、
被写体からのエチルアルコールと同じ第１波長体域に吸収波長を持つ外乱物質の他の吸収波長を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２フィルタと、
第１のフィルタを透過して結像された第１被写体画像、及び第２フィルタを透過して結像された第２被写体画像を、撮像素子により撮像してメモリに格納する撮像制御部と、
登録モードの設定時に、撮像制御部により第１のフィルタを透過して結像された第１被写体画像を基準画像として不揮発メモリに格納して保持するする基準画像登録部と、
メモリの第１被写体画像と不揮発メモリの基準画像に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
メモリに格納された第２被写体画像と不揮発メモリの基準画像に基づいて外乱物質の濃度に対応した外乱度を算出する外乱物質検出部と、
エチルアルコール含有度と外乱度とに基づいてエチルアルコールの検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
ここで、第１フィルタは第１波長帯域として２．７７μｍ又は３．３７μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
第２フィルタは、外乱物質がメントールの場合、第２波長帯域として３．２８μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、外乱物質がステアリン酸の場合、第２波長帯域として５．８８μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
【００１０】
基準画像登録部は、基準画像を構成する画素の値の総和又は平均値として基準受光量を算出して不揮発メモリに格納し、
エチルアルコール検出部は、第１被写体画像の画素値の総和または平均値として算出した第１被写体受光量と、不揮発メモリの基準受光量に基づいて、エチルアルコール含有度を算出し、
外乱物質検出部は、第２被写体画像の画素値の総和または平均値として算出した第２被写体受光量と、不揮発メモリの基準受光量に基づいて、外乱度を算出する。
【００１１】
エチルアルコール検出部は、アルコール含有度を、第１被写体受光量との基準受光量の減算値又は除算値、所定係数を乗じた減算値又は除算値、若しくは二乗誤差値の総和又は平均値として算出し、
外乱物質検出部は、外乱度を、第２被写体受光量との基準受光量の減算値又は除算値、所定係数を乗じた減算値又は除算値、若しくは二乗誤差値の総和又は平均値として算出する。
【００１２】
（赤外線検出素子を用いた装置）
本発明は１又は複数の赤外線検出素子を用いたエチルアルコール検知装置を提供する。本発明のエチルアルコール検知装置は、
１又は複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサと、
被写体像を赤外線受光センサに結像させる光学系と、
被写体からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１フィルタと、
被写体からのエチルアルコールと同じ第１波長体域に吸収波長を持つ外乱物質の他の吸収波長であり、かつエチルアルコールの吸収波長ではない波長を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２フィルタと、
赤外線センサにより、第１フィルタを透過して受光された被写体の第１受光信号、及び第２フィルタを透過して受光された被写体の第２受光信号を検出してメモリに格納する受光制御部と、
登録モードの設定時に、受光制御部により第１フィルタを透過して受光された第１受光信号を基準受光信号として不揮発メモリに格納して保持するする基準受光信号登録部と、
メモリの第１受光信号と不揮発メモリの基準受光信号に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
メモリの第２受光信号と不揮発メモリの基準受光信号に基づいて外乱物質の濃度に対応した外乱度を算出する外乱物質検出部と、
エチルアルコール含有度と外乱度とに基づいてエチルアルコールの検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１３】
ここで、第１フィルタは第１波長帯域として２．７７μｍ又は３．３７μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
第２フィルタは、外乱物質がメントールの場合、第２波長帯域として３．２８μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、外乱物質がステアリン酸の場合、第２波長帯域として５．８８μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
【００１４】
エチルアルコール検出部は、メモリの第１被写体受光信号と不揮発メモリの基準受光信号に基づいてエチルアルコール含有度を算出し、
外乱物質検出部は、メモリの第２被写体受光信号と不揮発メモリの基準受光信号に基づいて外乱度を算出する。
【００１５】
エチルアルコール検出部は、エチルアルコール含有度を、第１被写体受光信号との基準受光信号の減算値又は除算値、所定係数を乗じた減算値又は除算値、若しくは二乗誤差値の総和又は平均値として算出し、
外乱物質検出部は、外乱度を、第２被写体受光信号との基準受光信号の減算値又は除算値、所定係数を乗じた減算値又は除算値、若しくは二乗誤差値の総和又は平均値として算出する。
【００１６】
赤外線センサは、第１フィルタと、１又は複数の第２フィルタの各々と赤外線受光素子を組み合わせてセンサ筐体に組込み配置する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、運転者の体温による人体からの赤外線放射光、特に、皮膚が露出している顔からの赤外線放射光から毛細血管中のエチルアルコールによる特徴的な吸収スペクトルを検知して、血中アルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を得ることができ、このエチルアルコール含有度から運転者の酒気帯び運転などを正確に判定して注意喚起や運転防止などの適切な措置をとることができる。
【００１８】
また化粧品に含まれるメントールは、エチルアルコールと同じ波長にも吸収スペクトルをもつことで外乱要因となるが、エチルアルコールにはないメントール固有波長の吸収スペクトルを外乱度として検知することで、化粧品などによるエチルアルコールの誤検出を確実に防止することができる。
【００１９】
またエチルアルコール含有度を、エチルアルコール固有波長の吸収スペクトルの受光量と吸収スペクトルのない別波長の受光量との比率、差分などの値として検出しているため、赤外線放射量の強弱の影響を受けることなく、高いＳ／Ｎ比により毛細血管中のエチルアルコールを正確に検知することができる。
【００２０】
また、被写体からの赤外光におけるエチルアルコール吸収スペクトルからエチルアルコール含有度を検知しているため、従来のガスセンサによるアルコール検知のような感度調整や清掃点検などのメンテナンスが不要であり、長期間に亘り安定した高い精度で酒気帯び運転の原因である人体のエチルアルコール含有度を検知することができる。
【００２１】
また、エチルアルコール含有度や外乱度を求める際に使用するエチルアルコールが血中にない正常時の被写体の撮像で得られたエチルアルコール吸収波長の被写体画像を基準として使用開始時の登録モードで取得して不揮発メモリに予め登録しておくことで、その都度、エチルアルコールの吸収スペクトルが存在しない別の波長帯域の被写体画像を基準として撮像する必要がなく、エチルアルコール吸収波長と外乱要因となるメントールなどに固有な吸収波長の２波長帯域について被写体画像を取得すればよいため、被写体赤外線画像を撮像する光学系とその切替え制御を簡単し、コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明によるエチルアルコール検知装置の実施形態を示したブロック図
【図２】本実施形態で使用する赤外線カメラを示した説明図
【図３】エチルアルコールの波長スペクトラム分布を示した説明図
【図４】本実施形態における特徴領域の抽出を示した説明図
【図５】図１の実施形態によるエチルアルコールの検出処理を示したフローチャート
【図６】図５のステップＳ１における基準画像受光量登録処理の詳細を示したフローチャート
【図７】本実施形態で使用するフィルタ切替ユニットを用いた赤外線カメラを示した説明図
【図８】赤外線センサを用いたエチルアルコール検知装置の他の実施形態を示したブロック図
【図９】図８の赤外線センサを示した説明図
【図１０】図８の実施形態によるエチルアルコールの検出処理を示したフローチャート
【図１１】図１０のステップＳ３３における基準受光信号登録処理の詳細を示したフローチャート
【図１２】マルチ赤外線センサを用いたエチルアルコール検知装置の他の実施形態を示したブロック図
【図１３】図１２の赤外線センサを示した説明図
【図１４】図１２の実施形態によるエチルアルコールの検出処理を示したフローチャート
【図１５】図１４のステップＳ５４における基準受光信号登録処理の詳細を示したフローチャート
【図１６】フィルタ内蔵のマルチ赤外線センサを用いたエチルアルコール検知装置の他の実施形態を示したブロック図
【図１７】図１６の赤外線センサを示した説明図
【図１８】図１６の実施形態によるエチルアルコールの検出処理を示したフローチャート
【図１９】図１８のステップＳ８１における基準受光信号登録処理の詳細を示したフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は車両に搭載される本発明によるエチルアルコール検知装置の実施形態を示したブロック図である。図１において、エチルアルコール検知装置１０にはコンピュータのハードウェア環境を代表して示すＣＰＵ２６が設けられ、ＣＰＵ２６に対しては撮像装置として、光学系２２とＣＣＤ撮像素子２４を備えた赤外線カメラ１２、カメラ制御部１４、波長可変フィルタ１６及びフィルタ駆動部１８が設けられている。
【００２４】
図２は図１の第１実施形態で使用する波長可変フィルタを用いた赤外線カメラを示した説明図である。図２において、赤外線カメラ１２の対物レンズ６４と結像レンズ６６を備えた光学系の間には波長可変フィルタ１６が設けられ、波長可変フィルタ１６の透過波長はフィルタ駆動部１８により制御される。
【００２５】
赤外線カメラ１２内には赤外線波長帯域に感度を持つＣＣＤ撮像素子２４が配置され、結像レンズ６６により結像された波長可変フィルタ１６を透過した波長帯域の赤外線画像を撮像する。
【００２６】
波長可変フィルタ１６はファブリペロー型干渉フィルタとして知られており、例えば２００〜３００オングストローム程度の厚みを有するＡｕなどの反射膜となる透過性の金属膜を対向する面に蒸着した一対のガラス基板を有し、一対のガラス基板を間に圧電素子を介して対向配置し、その間に微小間隔を設定している。ガラス基板の間の圧電素子は、フィルタ駆動部１８による直流電圧の印加を受けて基板間隔を変化させることができる。
【００２７】
波長可変フィルタ１６は、一方のガラス基板側からの入射光に対し、透過性を持つ金属膜の間で多重反射によって生ずる干渉作用に起因して複数の透過スペクトルが分布して光を透過する。このような波長可変フィルタ１６としては、例えば特開平８−２８５６８８号のものが使用できる。
【００２８】
再び図１を参照するに、エチルアルコール検知装置１０に設けたＣＰＵ２６に対してはバス２８を介してＩＦ３０、出力ＩＦ３２，３４、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭを用いた不揮発メモリ３６、ＲＡＭを用いたメモリ３８を接続している。
【００２９】
ＩＦ３０にはカメラ制御部１４が接続され、車両のエンジン始動時などのエチルアルコール検出要求が発生した際に、波長可変フィルタ１６と赤外線カメラ１２を動作して撮像された運転者１８の画像をデジタル画像データに変換し、メモリ３８にλ１画像５６及びλ２画像５８として格納する。この赤外線カメラ１２を用いた画像撮影の制御動作は、ＣＰＵ２６に設けた撮像制御部４２により行われる。
【００３０】
出力ＩＦ３２には表示部６０が接続され、また出力ＩＦ３４には制御部６２が接続されている。表示部６０には、エチルアルコール検知装置１０で処理された検出結果、例えば運転者２０の酒気帯びの有無などが表示される。なお、表示部６０には音声出力機能が合わせて設けられる。制御部６２は、エチルアルコール検知装置１０で運転者２０の酒気帯び運転が判別された際に、例えばエンジンの始動をできないようにするような酒気帯び運転防止制御などを行う。
【００３１】
ＣＰＵ２６には、プログラムの実行により実現される機能として、基準画像登録部４０、撮像制御部４２、エチルアルコール検出部４４、外乱物質検出部４６及び判定部４８が設けられている。
【００３２】
本実施形態のエチルアルコール検知装置１０にあっては、運転者２０の酒気帯び状態を顔面などの皮膚直下の毛細血管に表れる含有エチルアルコールを検出する。毛細血管中の含有エチルアルコールの検出は、運転者の体温による人体からの赤外線放射光または赤外線反射光におけるエチルアルコールによる特定波長の吸収スペクトルによる減衰を検知することを基本としている。
【００３３】
図３は本実施形態で検知するエチルアルコールの波長スペクトル分布を示した説明図である。エチルアルコールＣ2Ｈ5ＯＨは、その分子構造に由来する吸収スペクトルを２．７７μｍ、３．３７μｍ及び９．５μｍなどの特定波長に持っている。例えば波長２．７７μｍの吸収スペクトルは、エチルアルコール中の−ＣＨ3の結合伸縮に伴い、エチルアルコール分子が吸光する波長帯である。
【００３４】
そこで運転者からの赤外光のうち、エチルアルコールの吸収波長λ１として、λ１＝２．７７μｍを含む第１波長帯域を選択的に透過させる第１フィルタとしてλ１フィルタに波長可変フィルタ１６を制御して赤外光を監視すると、エチルアルコールが毛細血管中に含まれている状態即ち酒気帯び状態では、λ１＝２．７７μｍを含む第１波長帯域の赤外光は毛細血管中のエチルアルコール濃度に応じた吸光度を示し、このときの撮像素子で撮像されたλ１画像における各画素から求められた受光量Ｉ１は小さくなる。
【００３５】
また本実施形態にあっては、装置の使用を開始する際の登録モードにおいて、毛細血管中にエチルアルコールが含まれていない正常時のエチルアルコールの吸収スペクトルを与える波長λ１＝２．７７μｍを含むλ１フィルタに波長可変フィルタ１６を制御して撮像したλ１画像を基準画像５０として不揮発メモリ３６に格納し、この基準画像５０から求めた受光量Ｉｔｈを基準受光量５２として不揮発メモリ３６に格納している。
【００３６】
ここで、装置使用前の状態にあっては、装置製造の段階で設計値として求められた基準受光量がデフォルト値（Ｉｔｈ）0として不揮発メモリ３６に予め格納されており、登録モードの実行によりデフォルト値（Ｉｔｈ）0がユーザ固有の値Ｉｔｈに更新されることになる。
【００３７】
登録モードにより基準画像から得られた基準受光量Ｉｔｈは、エチルアルコールが含まれていない正常時に人体より放射（または反射）される赤外線放射量に相当する受光量が得られる。
【００３８】
ここで、エチルアルコールによる吸収スペクトルがある飲酒時のλ１受光量をＩ１とすると、エチルアルコール含有度Ａは、正常時の基準受光量Ｉｔｈとの比として次式で与えられる。
Ａ＝Ｉｔｈ／Ｉ１        （１）
【００３９】
（１）式のλ１受光量Ｉ１がエチルアルコール濃度の増加に応じて低下するため、エチルアルコール含有度Ａは、エチルアルコール濃度に応じて増加する関係にある。また、正常時はλ１受光量Ｉ１は基準受光量Ｉｔｈにほぼ等しいことからアルコール含有度チはＡ＝１付近の値となる。
【００４０】
この（１）式で与えられるエチルアルコール含有度Ａが、予め定めた所定の閾値Ａｔｈ以上であれば、エチルアルコールの検出と判断でき、閾値未満であればエチルアルコールの非検出と判断できる。この場合の閾値Ａｔｈは、正常時のアルコール含有度をＡ0とすると、これに誤差を吸収するために１以上の所定の係数αを乗じて
Ａｔｈ＝αＡ0
とすれば良い。例えばα＝１．２とすれば、Ａｔｈ＝１．２Ａ0で与えられる。
【００４１】
このような本実施形態におけるエチルアルコール含有度Ａの算出は、図１のＣＰＵ２６に設けた基準画像登録部４０、撮像制御部４２及びエチルアルコール検出部４４により行われる。
【００４２】
基準画像登録部４０は、車両に搭載されたエチルアルコール検知装置１０の使用を開始する登録モードの設定時に、撮像制御部４２によりカメラ制御部１４を制御し、フィルタ駆動部１８の動作で波長可変フィルタ１６をエチルアルコールの吸収波長λ１＝２．７７μｍを含む第１波長帯域を選択的に透過させるλ１フィルタに切替え、波長可変フィルタ１６を透過して結像された被写体画像を基準画像５０として不揮発メモリ３６に格納する。
【００４３】
また、基準画像登録部４０は、基準画像５０を構成する画素の値の総和又は平均値をＩｔｈとして算出し、これを基準受光量５２としてその値Ｉｔｈを不揮発メモリ３６に格納する。
【００４４】
なお、登録を行う使用開始前の段階にあっては、不揮発メモリ３６には設計値として求められたデフォルトの基準受光量（Ｉｔｈ）0が予め登録されている。このため、登録モードの設定による登録処理を行わない場合には、デフォルトの基準受光量（Ｉｔｈ）0がエチルアルコールの検出処理に使用されることになる。
【００４５】
更に、基準画像登録部４０は、基準画像５０からエチルアルコール検出に用いる運転者の特徴領域を抽出するための特徴領域抽出画像５４を生成し、これをテンプレートとして格納している。特徴領域抽出画像５４は基準画像５０から基準受光量を求める際の特徴領域の抽出にも使用される。
【００４６】
撮像制御部４２は、車両のエンジン始動に伴うエチルアルコール検出要求の発生時に動作し、フィルタ駆動部１８による波長可変フィルタ１６の切替え動作でλ１フィルタ、更に後の説明で明らかにするλ２フィルタとしての波長帯域に切り替えながら、運転者の顔の画像を赤外線カメラ１２により撮像し、λ１フィルタを透過して結像された第１被写体画像であるλ１画像５６及びλ２フィルタを透過して結像された第２被写体画像であるλ２画像５８をメモリ３８に格納する。
【００４７】
ここで、本実施形態にあっては、人体から体温により発せられる赤外線の、血液中エチルアルコールによる吸収スペクトル特性を検知することで、血中アルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を得ているが、ＣＣＤ撮像素子の信号量が不足する場合には、補助光源として赤外線光源を用いることができる。
【００４８】
ＣＣＤ撮像素子の信号量が不足する理由としては、赤外線カメラ１２と人体との距離が長い、赤外線カメラ１２のレンズ径が十分大きくできない等の、カメラ配置上の制限条件が挙げられる。赤外線光源を用いた場合、人体で反射される赤外線の、血液中エチルアルコールによる反射スペクトル特性を検知することにより、血中アルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度Ａを得ることができる。
【００４９】
エチルアルコール検出部４４は、メモリ３８に格納されたλ１画像５６と不揮発メモリ３６に格納されている基準画像５０から求めた基準受光量５２（＝Ｉｔｈ）に基づいて、エチルアルコール濃度に対応した前記（１）式で与えられるエチルアルコール含有度Ａを算出する。
【００５０】
図４は図１の基準画像登録部４０により生成されてエチルアルコール検出部４４でエチルアルコール含有度Ａを計算する際に用いられる運転者の特徴領域抽出画像５４を示している。運転者２０の毛細血管中のエチルアルコールの濃度を赤外線受光量から検出するためには、運転者の顔の毛細血管が皮膚表面に表われていてエチルアルコールによる吸収スペクトルの減衰が十分に得られる場所を特定して、エチルアルコール含有度Ａを算出する必要がある。
【００５１】
図４の場合にあっては、エチルアルコールが血中に存在しない正常状態で行われる基準画像登録処理の際に、λ１フィルタを透過して得られた基準画像５０を対象に、毛細血管からの体温による赤外線放射が出易い例えば唇などの皮膚の薄い特徴抽出領域７２−１や、両目の周囲に特徴抽出領域７２−２，７２−３を設定した特徴領域抽出画像５４を生成して不揮発メモリ３６に格納する。
【００５２】
特徴領域抽出画像５４が運転者について生成できたならば、基準画像登録処理部４０は、特徴領域抽出画像５４に設定している特徴抽出領域７２−１〜７２−３の画素値の総和または平均値に基づいて基準受光量５２を求める。
【００５３】
またエチルアルコール検出部４４は、前記（１）式におけるエチルアルコール含有度Ａを算出するためのλ１画像５６の受光量Ｉ１の計算として、特徴領域抽出画像５４の特徴抽出領域７２−１〜７２−３に含まれる画素値の総和または平均値を求め、これをＩ１として、既に不揮発メモリ３６に格納している基準受光量５２の値であるＩｔｈを用いて前記（１）式からエチルアルコール含有度Ａを算出する。
【００５４】
前記（１）式にあっては、基準画像５０の基準受光量Ｉｔｈとλ１画像５６の受光量Ｉ１の除算値（Ｉth／Ｉ1）を計算しているが、この代わりに減算値（Ｉth−Ｉ1）を計算しても良いし、二乗除算値（Ｉth／Ｉ1）2や二乗誤差（Ｉth−Ｉ1）2を計算しても良い。
【００５５】
更に本実施形態にあっては、波長可変フィルタ１６を更にλ２フィルタとしての波長帯域に切替えて撮像したλ２画像５８から、外乱物質検出部４６により外乱度Ｂを算出し、エチルアルコール検出部４４で算出されたエチルアルコール含有度Ａの適否を判定部４８で判定するようにしている。
【００５６】
これは被写体となる運転者２０が例えば女性であった場合には、撮影対象とする顔には化粧が施されており、この化粧品に含まれる物質として例えばメントールＣ10Ｈ20Ｏが存在した場合には、エチルアルコールが存在しないにも関わらず、メントールについてλ１画像５６にλ１＝２．７７μｍの吸収スペクトルが存在し、エチルアルコール含有度Ａを誤検出する場合がある。
【００５７】
即ち、化粧品などに含まれるメントールＣ10Ｈ20Ｏはエチルアルコールと同様、２．７７μｍと３．３７μｍに吸収スペクトルを持っている。これに加え、メントールのベンゼン殻に由来する波長λ２＝３．２８μｍにも固有の吸収スペクトルを持っている。
【００５８】
そこで本実施形態にあっては、化粧品などに含まれるメントールをエチルアルコール検出に対する外乱物質と見なし、エチルアルコールと同じ吸収波長λ１＝２．７７μｍ及び３．３７μｍ以外の固有の吸収波長λ２＝３．２８μｍを選択的に透過させる第２フィルタとしてのλ２フィルタの波長帯域に波長可変フィルタ１６を切替え、λ２フィルタを透過した赤外線放射光の撮像画像、即ちλ２画像５８から受光量Ｉ２を算出し、メチルアルコールが血中に存在しない正常状態の人体よりの赤外線放射量に相当する受光量が得られる基準画像５０から得られた基準受光量Ｉｔｈを使用してメントールを判定するための外乱度Ｂとして
Ｂ＝Ｉth／Ｉ2                          ・・・（２）
を算出する。
【００５９】
この（２）式で与えられる外乱度Ｂが予め定めた所定の閾値Ｂｔｈ以上であれば、それはメントールであり、エチルアルコールではないと判断することができる。なお閾値Ｂｔｈの決め方は、エチルアルコール含有度Ａの場合と同じである。
【００６０】
即ち、図１のＣＰＵ２６に設けた外乱物質検出部４６は、不揮発メモリ３６に格納されたエチルアルコールが血中に存在しない正常時にλ１フィルタを透過して得られた基準画像５０の受光量Ｉｔｈと、λ２フィルタを透過して得られたλ２画像５８から得られた受光量Ｉ２に基づき、前記（２）式に従って外乱度Ｂを算出する。
【００６１】
判定部４８は、エチルアルコール検出部４４で検出されたエチルアルコール含有度Ａと、外乱物質検出部４６で検出された外乱度Ｂに基づいて、エチルアルコール検出による酒気帯び状態と、メチルアルコール非検出による正常状態を判定する。
【００６２】
具体的には、判定部４８はエチルアルコール含有度Ａが所定の閾値Ａｔｈ以上で外乱度Ｂが所定の閾値Ｂｔｈ未満の場合にエチルアルコール検出ありと判定し、酒気帯び状態を判定する。一方、エチルアルコール含有度Ａが所定の閾値Ａｔｈ以上で外乱度Ｂも所定の閾値Ｂｔｈ以上の場合には、エチルアルコールではなく、外乱物質である例えば化粧品などに含まれるメントールであることからエチルアルコールの非検出と判定し、正常状態を判定する。
【００６３】
本実施形態における外乱物質は、メントール以外に、同じく化粧品などに多く使用されているステアリン酸Ｃ17Ｈ35ＣＯＯＨが対象となる。ステアリン酸はエチルアルコールと同じ波長２．７７μｍと３．３７μｍに吸収スペクトルを持つが、エチルアルコールにはない−Ｃ００Ｈに起因した波長５．８８μｍに吸収スペクトルが表れる。
【００６４】
したがって、ステアリン酸については更に波長λ３＝５．８８μｍを選択的に透過するように波長可変フィルタ１６を切替えて第３フィルタとしてのλ３フィルタを準備し、この状態で赤外線カメラ１２で撮像したλ３画像をメモリ３８に格納する。
【００６５】
このステアリン酸の吸収スペクトルに対応したλ３画像についての外乱物質検出部４６の処理は、λ３画像から受光量Ｉ３を算出し、λ２画像の場合と同様、前記（２）式からステアリン酸についての外乱度Ｂを算出し、判定部４８で外乱度Ｂが所定の閾値Ｂｔｈ以上であればステアリン酸であり、エチルアルコールではないと判断できる。
【００６６】
更に、エチルアルコールに対する外乱物質としてグリセリンＣ3Ｈ5（ＯＨ）3の場合には−ＣＨ3に由来する吸収スペクトルの波長２．７７μｍが表れないため、グリセリンについてはλ１フィルタのλ１画像５６につき、その受光量Ｉ１に減衰が起きず、前記（１）式で算出されるアルコール含有度Ａが所定の閾値Ａｔｈ以上となることでエチルアルコールでないことが確認でき、したがってグリセリンについては外乱物質として考慮する必要はない。
【００６７】
本実施形態は外乱物質として化粧品などに多く含まれるメントールとステアリン酸を例に取っているが、これ以外のエチルアルコールと同じ波長にスペクトル吸収を持つ物質が存在する場合には、それぞれの物質につきエチルアルコールの吸収波長以外の固有の波長につき、その波長固有のフィルタによる画像を取得して外乱度を求めることで、外乱物質によるエチルアルコールの誤検出を確実に回避することができる。
【００６８】
なお、-ＣＨ3と−ＯＨをもつ物質は無数にあり、その内、積極的に顔に付着させる可能性がある物質として、化粧品に含まれるメントールとステアリン酸を例示している。他にも、糖尿病患者の体内で生成されるアセト酢酸も、−ＣＨ3と−ＯＨを持ち、エタノールと同じスペクトル吸収帯を持つが、エタノールにはない５.８３μmの吸収帯を第３波長帯域として測定することにより、外乱物質であることを認識できる。
【００６９】
図５は図１の実施形態によるエチルアルコール検出処理を示したフローチャートである。図５において、まずステップＳ１でエチルアルコールの検知要求の有無をチェックしている。この検知要求は、例えば運転者が座席に座ってエンジンを始動するためにイグニッショクーンキーをオン位置に回した際に、検知要求信号がエチルアルコール検知装置１０に出力され、検知処理が開始される。
【００７０】
ステップＳ１で検知要求が判別されると、ステップＳ２に進み、不揮発メモリ３６に対する基準画像５０、基準受光量５２及び特徴領域抽出画像５４の初期登録が済んでいるか否かチェックする。
【００７１】
納入された車両を最初にユーザが利用する際には初期登録済みでないことから、ステップＳ３に進み、基準画像登録部４０により基準画像受光量の登録処理が実行される。このステップＳ３の基準画像受光量の登録処理の詳細は図６のフローチャートに示される。
【００７２】
一方、ステップＳ２で初期登録が済んでいることが判別されると、ステップＳ４に進み、更新タイミングか否かチェックする。更新タイミングとしては例えば１ヶ月の周期が設定され、１ヶ月を経過するごとに更新タイミングがステップＳ４で判別され、ステップＳ３に進んで基準画像受光量の登録処理を再度行い、前回行った登録内容を更新することになる。
【００７３】
続いて、ステップＳ５で波長可変フィルタ１６をλ１フィルタとしての波長帯域にセットし、ステップＳ６で赤外線カメラ１２の撮影動作を行い、λ１画像５６を取得してメモリ３８に保存する。このとき、もし赤外線光源を設けている場合には、赤外線光源を点灯して、補助的に赤外線光を運転者２０に照射し、その反射光によりλ１画像５６を取得して保存する。
【００７４】
次にステップＳ７で波長可変フィルタ１６をλ２フィルタとしての帯域にセットし、ステップＳ８の撮影動作によりλ２画像５８をメモリ３８に保存する。
【００７５】
このステップＳ５〜Ｓ８におけるλ１画像、λ２画像の撮像によるメモリ保存は、１回であってもよいし、必要に応じてｎ回、連続的に撮像保存するようにしてもよい。
【００７６】
続いてステップＳ９で、図４に示したように、運転者の唇、目などの毛細血管からの熱の表れ易い場所につき、設定した特徴抽出領域７２−１〜７２−３を持つ不揮発メモリ３６に格納している特徴領域抽出画像５４を使用し、メモリ３８に保存しているλ１画像５６及びλ２画像５８に設定し、特徴領域７２−１〜７２−３に含まれる画素につき受光量の算出を行う。
【００７７】
まずステップＳ１０でλ１画像５６から受光量Ｉ１を計算し、次にステップＳ１１でλ２画像から受光量Ｉ２を計算する。次にステップＳ１２で前記（１）式によりアルコール含有度Ａを計算する。そしてステップＳ１３で、算出したアルコール含有度Ａが閾値Ａｔｈ以上か否かチェックし、閾値Ａｔｈ以上であった場合には毛細血管中にエチルアルコールが含有していると判断して、ステップＳ１４に進み、一方、エチルアルコール含有度Ａが閾値Ａｔｈ未満の場合にはエチルアルコールによるスペクトル吸収はないことから、エチルアルコール非検出としてステップＳ１に戻る。
【００７８】
アルコール含有度Ａが閾値Ａｔｈ以上であった場合に進むステップＳ１４にあっては、外乱度Ｂを前記（２）式から算出し、次のステップＳ１５で、算出した外乱度Ｂが閾値ｂｔｈ以上であることを判別すると、これはエチルアルコール以外の外乱物質によるエチルアルコール含有度Ａの誤検出と判断し、エチルアルコール非検出状態となる正常状態であるとして、ステップＳ１に戻る。
【００７９】
一方、ステップＳ１５で外乱度Ｂが閾値Ｂｔｈ未満の場合には、外乱物質によるエチルアルコールの誤検出はないものと判定し、ステップＳ１６に進み、エチルアルコール検出による酒気帯び状態と判定し、対応処理を実行する。
【００８０】
酒気帯び状態と判定した場合の対応処理は、図１において表示部６０に酒気帯び運転をしないように促す警告表示を出力表示したり、音声メッセージを出力し、更には制御部６２によりイグニッションキーをスタート位置に回してもエンジンを始動させないように禁止動作をかけるなどして、酒気帯び運転を行わせないようにする。
【００８１】
図６は図５のステップＳ３における基準画像受光量登録処理の詳細を示したフローチャートである。図６において、基準画像受光量登録処理は、まずステップＳ１７で表示部６０や音声出力機能を利用し、登録処理を行うためのガイダンスを出力する。このガイダンスは例えば「運転者の基準となる画像の登録を行います。化粧品を使用していない状態でハンドルに手を掛け、正面を向いて下さい。撮影を行います」を出力する。
【００８２】
続いてステップＳ１８で波長可変フィルタ１６をλ１フィルタとしての帯域にセットし、ステップＳ１９で赤外線カメラ１２の撮像動作を行い、λ１画像をワークメモリとして使用しているメモリ３８に保存する。
【００８３】
次にステップＳ２０で、メモリ３８に保存したλ１画像を対象に、図４に示すように、運転者２０の目や唇を含む特徴抽出領域７２−１〜７２−３を設定した特徴領域抽出画像５４を生成してメモリ３８上に保存する。
【００８４】
次にステップＳ２１で、メモリ３８上のλ１画像に対しステップＳ２０で作成した特徴領域抽出画像５４を設定して、その特徴抽出領域７２−１〜７２−３に含まれる画素値の総和または平均値としてλ１画像受光量Ｉ１を計算する。
【００８５】
続いて、登録対象となっている運転者の顔に化粧品によるメントールなどの外乱物質が存在するか否かの判定処理を行う。この処理は、ステップＳ２２で波長可変フィルタ１６をλ２フィルタとしての帯域にセットし、ステップＳ２３で赤外線カメラ１２の撮像動作によりλ２画像をワークメモリとして使用しているメモリ３８に保存する。
【００８６】
次にステップＳ２４で、λ２画像に対しステップＳ２０で作成した特徴領域抽出画像５４を適用して、その特徴抽出領域７２−１〜７２−３に含まれる画素値の総和または平均値としてλ２画像受光量Ｉ２を計算する。
【００８７】
次にステップＳ２５で、不揮発メモリ３６に予め格納されているデフォルトの基準受光量（Ｉｔｈ）0とステップＳ２４で計算したλ２受光量Ｉ２から前記（２）式を用いて外乱度Ｂを計算する。
【００８８】
続いてステップＳ２６で、計算した外乱度Ｂが閾値Ｂｔｈ未満であれば、初期登録の対象としている運転者の顔には化粧が施されておらず、初期登録のための適正な画像であると判断し、ステップＳ２７でメモリ３８に保存しているλ１画像受光量Ｉ１を基準受光量Ｉｔｈとして不揮発メモリ３６に保存する。更にステップＳ２８において、ステップＳ１９で保存したλ１画像及びステップＳ２０で求めた特徴領域抽出画像につき、それぞれ不揮発メモリ３６に基準画像５０及び特徴領域抽出画像５４として保存する。
【００８９】
一方、ステップＳ２６で外乱度Ｂが閾値Ｂｔｈ以上であった場合には、初期登録の対象としている運転者の顔面に化粧が施され、エチルアルコール吸収波長となるλ１画像に吸収スペクトルを持つ画像を対象に基準受光量となるλ１画像受光量Ｉ１が計算されていることから、この場合にはステップＳ２９でエラーを判定し、予め不揮発メモリ３６に格納されているデフォルトの基準受光量（Ｉｔｈ）0を有効化し、登録処理による運転者に依存した基準受光量Ｉｔｈの更新は行わない。このエラー判定となった場合についても、ステップＳ２８で特徴領域抽出画像５４については不揮発メモリ３６に格納する。
【００９０】
この図６に示すような基準画像受光量登録処理により、エチルアルコールが血中に存在しない正常状態でのλ１画像から求めた基準となる運転者に固有の基準受光量Ｉｔｈを正しく取得することができ、その後の運用中においても基準画像受光量登録の更新処理を行うことで、運転者の体調などの変化に追従した正しい基準受光量Ｉｔｈが得られ、エチルアルコール検出処理の信頼性を保証することができる。
【００９１】
また、基準画像受光量登録処理に失敗した場合であっても、製造段階の設定値として準備されたデフォルトの基準受光量を使用することができるため、運転者に依存した基準受光量に比べるとエチルアルコールの検出精度はやや劣るが、基準受光量登録処理に失敗しても、基本的にはデフォルトの基準受光量（Ｉｔｈ）0を用いてエチルアルコール検出処理を有効に行うことができる。
【００９２】
図７は図１の波長可変フィルタに代えて使用する回転円盤を用いたフィルタ切替えの赤外線カメラを示した説明図である。赤外線カメラ１２は、図２と同様、対物レンズ６４と結像レンズ６６を持つ光学系に波長可変フィルタを配置しており、カメラ本体側にはＣＣＤ撮像素子２４が設けられている。
【００９３】
赤外線カメラ１２の前には図１の波長可変フィルタ１６に代えてフィルタ切替ユニット７４が配置され、回転円盤の例えば２箇所に、帯域の異なるフィルタとして、本実施形態にあってはλ１フィルタ７６−１とλ２フィルタ７６−２を装着し、これらのフィルタをモータを備えたフィルタ駆動部により順次切り替えながら、運転者の顔の赤外線放射光または赤外線反射光による画像を撮像する。
【００９４】
図８は赤外線センサを用いたエチルアルコール検知装置の他の実施形態を示したブロック図である。図８において、エチルアルコール検知装置１０に対し設けられた赤外線カメラ１２には、図１のＣＣＤ撮像素子２４に代えて赤外線センサ７８を設けている。
【００９５】
図９は図８の赤外線センサ７８を示している。赤外線センサ７８はケース９０の開口部にガラスなどのウィンドウ９２を有し、ウィンドウ９２の内部に、透視状態で示すように赤外線検出素子９４を設けており、赤外線検出素子９４は外部のリード９６に接続されている。
【００９６】
赤外線検出素子９４としては、焦電素子、サーモパイル、サーミスタ、ボロメータなどの非冷却型素子を使用できる。またＭＣＴ、Ｉｎｓｂなどの冷却型素子を用いてもよい。
【００９７】
再び図８を参照するに、赤外線カメラ１２に赤外線センサ７８を設けたことに伴い、図１のカメラ制御部１４に代えてセンサ受光制御部７７が設けられ、センサ受光制御部７７によりフィルタ駆動部１８を動作し、波長可変フィルタ１６に帯域をセットするようにしている。
【００９８】
またエチルアルコール検知装置１０のＣＰＵ２６には、赤外線センサ７８に対応して基準受光信号登録部８０と受光制御部８２が設けられる。ＣＰＵ２６に設けたエチルアルコール検出部４４、外乱物質検出部４６及び判定部４８は、図１と同じである。
【００９９】
基準受光信号登録部８０は、車両の使用を最初に開始する際に動作し、受光制御部７７によるフィルタ駆動部１８の動作で、波長可変フィルタ１６をエチルアルコールの吸収波長であるλ１＝２．７７μｍを含むλ１フィルタにセットした状態で、赤外線カメラ１２の赤外線センサ７８で検出された受光信号を基準受光信号８４（値はＩｔｈ）として、不揮発メモリ３６に保存する。
【０１００】
受光制御部８２は、波長可変フィルタ１６をλ１フィルタにセットした状態で、赤外線カメラ１２の赤外線センサ７８で検出されたλ１受光信号８６をメモリ３８に格納する。また波長可変フィルタ１６をλ２フィルタにセットした状態で、赤外線センサ７８で得られたλ２受光信号８８をメモリ３８に格納する。
【０１０１】
即ち、赤外線センサ７８を使用した場合には、波長可変フィルタ１６によるフィルタ帯域の切替えに伴う受光制御でメモリ３８に直接、λ１受光量８６としてのＩ１、λ２受光量８８としてのＩ２のそれぞれを得ることができる。
【０１０２】
このため、エチルアルコール検出部４４にあっては、不揮発メモリ３６に予め格納されている基準受光信号Ｉｔｈとメモリ３８に格納されているλ１受光量Ｉ１から、前記（１）式によりエチルアルコール含有度Ａを算出する。また外乱物質検出部４６は、不揮発メモリ３６に格納されている基準受光信号Ｉｔｈとメモリ３８に格納されているλ２受光信号Ｉ２から、前記（２）式により外乱度Ｂを算出し、最終的に判定部４８でエチルアルコール含有度Ａと外乱度Ｂから、エチルアルコールの検出、非検出を判定することができる。
【０１０３】
図１０は図８の実施形態によるエチルアルコール検出処理を示したフローチャートである。図１０において、ステップＳ３１で検知要求を判別すると、ステップＳ３２で初期登録済か否かチェックし、初期登録済でない場合にはステップＳ３３に進み、基準受光信号登録処理を実行する。この基準受光信号登録処理の詳細は図１１のフローチャートに示す。
【０１０４】
ステップＳ３２で初期登録済みであった場合には、ステップＳ３４で更新タイミングか否かチェックし、例えば１ヶ月周期の更新タイミングであった場合には、ステップＳ３３で再度、基準受光信号登録処理を実行し、基準受光信号の更新を行う。更新タイミングでなければ、ステップＳ３３の処理はスキップする。
【０１０５】
次にステップＳ３５で波長可変フィルタ１６をλ１フィルタにセットして、ステップＳ３６で赤外線カメラ１２の赤外線センサ７８からλ１受光信号Ｉ１を取得してメモリ３８に保存する。次にステップＳ３７で波長可変フィルタ１６をλ２フィルタにセットし、ステップＳ３８で赤外線センサ７８からλ２受光信号Ｉ２を取得してメモリ３８に保存する。
【０１０６】
次にステップＳ３９でエチルアルコール含有度Ａを（１）式により算出する。次にステップＳ４０で含有度Ａが閾値Ａｔｈ未満であれば、エチルアルコール非検出としてステップＳ３１に戻る。含有度Ａが閾値Ａｔｈ以上であれば、ステップＳ４１に進み、外乱度Ｂ１を前記（２）式により計算する。
【０１０７】
次にステップＳ４２で外乱度Ｂが閾値Ｂｔｈ以上であれば、エチルアルコールによるアルコール含有度Ａではなくメントールといった外乱物質によるアルコール含有度Ａであることから、エチルアルコール非検出としてステップＳ３１に戻る。ステップＳ４２で外乱度が閾値ｂｔｈ未満であった場合には、エチルアルコールの検出と判断し、ステップＳ４３で酒気帯び状態と判定して対応処理を行う。
【０１０８】
図１１は図１０のステップＳ３３の基準受光信号登録処理の詳細を示したフローチャートである。図１１において、基準受光信号登録処理は、ステップＳ４４で運転者に対し基準受光信号の登録処理を行うための表示または音声によるガイダンスを行った後、ステップＳ４５で波長可変フィルタ１６をλ１フィルタにセットし、ステップＳ４６で赤外線センサ７８によるλ１受光信号Ｉ１を取得してワークメモリとしてのメモリ３８に保存する。
【０１０９】
次にステップＳ４７で波長可変フィルタ１６をλ２フィルタにセットし、ステップＳ４８で赤外線センサ７８からλ２受光信号Ｉ２を取得してワークメモリとしてのメモリ３８に保存する。次にステップＳ４９で、不揮発メモリ３６に予め格納されているデフォルトの基準受光信号Ｉｔｈを用いて、前記（２）により外乱度Ｂを計算する。
【０１１０】
次にステップＳ５０で外乱度Ｂが強い基地Ｂｔｈ未満であった場合には、運転者に化粧が施されていない基準受光信号登録処理に適合した状態にあることから、ステップＳ５１でメモリ３８に保存したステップＳ４６におけるλ１受光信号Ｉ１を基準受光信号Ｉｔｈとして不揮発メモリ３６に保存する。
【０１１１】
一方、ステップＳ５０で外乱度Ｂが閾値Ｂｔｈ以上であった場合には、登録対象としている運転者の顔に化粧が施され、エチルアルコール吸収スペクトルが外乱物質により生じたものであることから、ステップＳ５２でエラーを判定し、ステップＳ５３で不揮発メモリ３６に予め格納しているデフォルトの基準受光信号（Ｉｔｈ）0を有効化し、図１０のメインルーチンにリターンした際、デフォルトの基準受光信号を用いてエチルアルコール含有度Ａや外乱度Ｂを計算可能とする。
【０１１２】
このように赤外線カメラ１２に赤外線センサを用いた場合についても、エチルアルコール含有度Ａ及び外乱度Ｂの計算に用いる基準受光信号Ｉｔｈが運転者２０の顔からの放射赤外線あるいは赤外線光源を使用した際の反射赤外線の実際の受光信号に基づいて設定でき、運転者に依存した基準受光信号を使用することでエチルアルコール検出処理の制度を高めることができる。
【０１１３】
図１２はマルチ赤外線センサを用いたエチルアルコール検知装置の他の実施形態を示したブロック図である。図１２において、赤外線カメラ１２には光学系２２に続いてマルチ赤外線センサ９８が設けられている。
【０１１４】
図１３は図１１のマルチ赤外線センサ９８を示している。マルチ赤外線センサ９８は、受光側にウィンドウ９２を設けたケース９０の内部に透過的に示すように、この実施形態にあっては４つの赤外線検出素子９４−１〜９４−４を配置している。
【０１１５】
このため、マルチ赤外線センサ９８に運転者である被写体の像が結像されると、被写体の像即ち運転者の顔の像につき、４つに分割した領域ごとに赤外線検出素子９４−１〜９４−４に対応した受光信号が得られる。そこで、４分割された赤外線検出素子９４−１〜９４−４から得られた受光信号につき、その総和あるいは平均値を算出することで、λ１受光量Ｉ１、λ２受光量Ｉ２を求めることができる。
【０１１６】
また基準受光信号登録部１００による登録処理にあっては、４分割された赤外線検出素子９４−１〜９４−４から得られた４つの受光信号につき、その総和あるいは平均値を算出することで、求めたλ１受光量Ｉ１を基準受光量Ｉｔｈとする。この処理は、図１２のＣＰＵ２６にマルチ赤外線センサ９８に対応して設けた基準受光信号登録部１００及び受光制御部１０２により行われることになる。それ以外の構成は、図８に示した単一の赤外線検出素子を用いた実施形態と同じである。
【０１１７】
図１４は図１２の実施形態によるエチルアルコール検出処理を示したフローチャートである。図１４において、ステップＳ５４〜Ｓ５７は図１０のステップＳ３１〜Ｓ３４と同じである。また図１４のステップＳ６４〜Ｓ６８は図１０のステップＳ３９〜Ｓ４３と同じである。
【０１１８】
相違点は、図１４のステップＳ５８〜Ｓ６３において、図１３に示す４つの赤外線検出素子９４−１〜９４−４の受光信号から受光量を計算している点である。即ち、ステップＳ５８で波長可変フィルタ１６をλ１フィルタにセットし、ステップＳ５８でマルチ赤外線センサ９８の赤外線検出素子９４−１〜９４−４から４つの受光信号からなるλ１受光信号群１０６を取得してメモリ３８に保存する。
【０１１９】
次にステップＳ６０で波長可変フィルタ１６をλ２フィルタにセットし、マルチ赤外線センサ９８の赤外線検出素子９４−１〜９４−４からの４つの受光信号からなるλ２受光信号群１０８を取得してメモリ３８に保存する。
【０１２０】
次にステップＳ６２で、λ１受光信号群１０６から４つの受光信号の総和または平均値として受光量Ｉ１を計算し、同様にステップＳ６３でλ２受光信号群１０８の４つの信号から総和または平均値として受光量Ｉ２を計算する。
【０１２１】
このように、例えば４つの赤外線検出素子９４−１〜９４−４を備えたマルチ赤外線センサ９８を用いて、複数の受光信号の総和または平均値からλ１受光信号群１０６、λ２受光信号群１０８を求めていることで、図９の単一の赤外線検出素子９４を用いた場合に比べ、赤外線の検出感度と分解能を高めることができる。なお、赤外線検出素子の数は、４素子以外に、８素子、１６素子、３２素子と必要に応じて増加させても良い。
【０１２２】
図１５は図１４のステップＳ５６における基準受光信号登録処理の詳細を示したフローチャートである。この基準受光信号登録処理はステップＳ６９〜Ｓ８０からなり、基本的に図１１に示した単一の赤外線検出素子９４の場合と同じであるが、ステップＳ７０〜Ｓ７２のように、波長可変フィルタ１６にλ１フィルタをセットし、複数の受光信号からなるλ１受光信号群を取得してワークメモリに保存した後、λ１受光信号群からλ１受光信号Ｉ１を計算している点、及びステップＳ７３〜Ｓ７５において波長可変フィルタ１６にλ２フィルタをセットし、複数の受光信号を含むλ２受光信号を取得して、そこからλ２受光量Ｉ２を計算している点が相違する。
【０１２３】
図１６はフィルタ内蔵のマルチ赤外線センサを用いたエチルアルコール検知装置の他の実施形態を示したブロック図である。赤外線カメラ１２には、光学系２２に続いて、フィルタを内蔵したマルチ赤外線センサ１１２が設けられている。
【０１２４】
図１７は図１６のマルチ赤外線センサ１１２を取り出して内部構造を透視状態で示している。マルチ赤外線センサ１１２は、受光側にウィンドウ９２を備えたケース９０内に例えば３つの赤外線受光素子９４−１〜９４−３を配置し、その前方にλ１フィルタ１２６−１、λ２フィルタ１２６−２及びλ３フィルタ１２６−３を配置している。
【０１２５】
λ１フィルタ１２６−１は、エチルアルコールのスペクトル吸収波長λ１＝２．７７μｍを透過するフィルタである。λ２フィルタ１２６−２は、外乱物質であるメントールに固有な波長λ２＝３．２８μｍを透過するフィルタである。更にλ３フィルタ１２６−３は、外乱物質であるステアリン酸に固有な波長λ３＝５．８８μｍを透過するフィルタである。
【０１２６】
このようにフィルタと赤外線受光素子を１：１に対応して組み合わせたマルチ赤外線センサ１１２によれば、図８及び図２の実施形態に示すような波長可変フィルタ１６によるフィルタ制御が不要となり、マルチ赤外線センサ１１２自体で固定的に波長λ１，λ２，λ３に対応した受光信号を直接検出でき、その分、装置構成が簡単にできると共に、ＣＰＵ２６による処理も簡略化されて処理負荷を低減することができる。
【０１２７】
図１８は図１６の実施形態によるエチルアルコール検出処理を示したフローチャートである。図１８において、ステップＳ８１〜Ｓ８３は図１４のステップＳ５４〜Ｓ５６と同じである。次のステップＳ８５〜Ｓ８７にあっては、波長可変フィルタを設けずに、図１７のようにマルチ赤外線センサ１１２自体にフィルタが内蔵されているため、直接的にλ１受光信号Ｉ１、λ２受光信号Ｉ２、更にλ３受光信号Ｉ３を取得して、メモリ３８に保存できる。
【０１２８】
続いてステップＳ８８でアルコール含有度Ａを計算し、ステップＳ８９で含有度Ａが閾値Ａｔｈ以上であれば、ステップＳ９０で外乱度Ｂ１を計算し、ステップＳ９１で外乱度Ｂ１が閾値Ｂｔｈ未満であれば、ステップＳ９２で外乱度Ｂ２を計算し、ステップＳ９３で外乱度Ｂ２が閾値Ｂｔｈ未満であればアルコール検出と判定し、ステップＳ９４で酒気帯び運転を判定して対応処理を行う。
【０１２９】
図１９は図１８のステップＳ８３の基準受光信号登録処理の詳細を示したフローチャートである。この基準受光信号登録処理にあっては、ステップＳ９５で登録処理のためのガイダンスを行った後、ステップＳ９６，Ｓ９７で、それぞれマルチ赤外線センサ１１２のλ１フィルタ１２６−１及びλ２フィルタ１２６−２に対応した赤外線検出素子９４−１，９４−２から直接、λ１受光信号Ｉ１及びλ２受光信号Ｉ２を取得して、ワークメモリとしてのメモリ３８に保存する。
【０１３０】
続いてステップＳ９８で、デフォルトの基準受光信号Ｉｔｈとλ２受光信号Ｉ２を用いて（２）式から外乱度Ｂを計算し、ステップＳ９９で外乱度Ｂが閾値Ｂｔｈ未満であれば、ステップＳ１００に進み、外乱物質による影響がないことから、λ１受光信号を基準受光信号Ｉｔｈとして不揮発メモリ３６に保存する。ステップＳ９９で外乱度Ｂが閾値Ｂｔｈ以上であれば、ステップＳ１０１でエラーと判定し、ステップＳ１０２でデフォルトの基準受光信号（Ｉｔｈ）0を有効化し、図１８のメインルーチンにリターンする。
【０１３１】
なお上記の実施形態は、波長可変フィルタや機械的なフィルタ切替ユニットによるフィルタ切替えを例に取るものであったが、これ以外に、解析格子などを用いた分光器により、目的とするスペクトル帯域の画像もしくは受光量を測定するようにしてもよい。
【０１３２】
また本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【符号の説明】
【０１３３】
１０：エチルアルコール検知装置
１２：赤外線カメラ
１４：カメラ制御部
１６：波長可変フィルタ
１８：フィルタ駆動部
２０：運転者
２２：光学系
２４：ＣＣＤ撮像素子
２６：ＣＰＵ
２８：バス
３０，３２，３４：ＩＦ
３６：不揮発メモリ
３８：メモリ
４０：基準画像登録部
４２：撮像制御部
４４：エチルアルコール検出部
４６：外乱物質検出部
４８：判定部
５０：基準画像
５２：基準受光量
５４：特徴領域抽出画像
５６：λ１画像
５８：λ２画像
６０：表示部
６２：制御部
６４：対物レンズ
６６：結像レンズ
７２−１〜７２−３：特徴抽出領域
７４：フィルタ切替ユニット
７６−１，１２６−１：λ１フィルタ
７６−２，１２６−２：λ２フィルタ
７７：センサ受光制御部
７８：赤外線センサ
８０，１００，１１４：基準受光信号登録処理部
８２，１０２，１１６：受光制御部
８４，１０４：基準受光信号
８６：λ１受光信号
８８：λ２受光信号
９０：ケース
９２：ウィンドウ
９４，９４−１〜９４−３：赤外線検出素子
９６：リード
９８，１１２：マルチ赤外線センサ
１０６，１２０：λ１受光信号群
１０８，１２２：λ２受光信号群
１２４：λ３受光信号群
１２６−３：λ３フィルタ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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