(57)【要約】【課題】広範囲な検出領域に亘って特定物質の検出精度を向上する。【解決手段】物質検出センサは、検出領域に関する情報を取得する取得部と、検出領域に、光学走査を用いた面照射により第１波長を有する測定光を照射する第１光源部と、第１光源部から検出領域に照射された測定光の照射位置における照射形状を可変に制御する制御部と、第１光源部からの測定光の反射光を基に、検出領域における特定物質を検出する物質検出部と、物質検出部により検出された特定物質までの距離を測定する測距部と、を備え、制御部は、測距部により測定された特定物質までの距離の増加に応じて、検出領域にに照射された測定光の照射位置における照射形状を大きく変更させる。【選択図】図１５
2016114527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出領域に関する情報を取得する取得部と、
前記検出領域に、光学走査を用いた面照射により第１波長を有する測定光を照射する第１光源部と、
前記第１光源部から前記検出領域に照射された前記測定光の照射位置における照射形状を可変に制御する制御部と、
前記第１光源部からの前記測定光の反射光を基に、前記検出領域における特定物質を検出する物質検出部と、
前記物質検出部により検出された前記特定物質までの距離を測定する測距部と、を備え、
前記制御部は、前記測距部により測定された前記特定物質までの距離の増加に応じて、前記検出領域に照射された前記測定光の照射位置における照射形状を大きく変更させる、
物質検出センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の物質検出センサであって、
前記制御部は、前記検出領域に照射された前記測定光の照射位置における照射形状を少なくとも水平方向に段階的に大きく変更する、
物質検出センサ。
【請求項３】
請求項１に記載の物質検出センサであって、
前記制御部は、前記測定光の照射位置における照射形状を水平方向に段階的に大きく変更し、かつ、前記測定光の照射位置における照射形状を奥行き方向に段階的に小さく変更する、
物質検出センサ。
【請求項４】
請求項１に記載の物質検出センサであって、
前記第１光源部から照射される前記測定光の照射方向の走査を光学的に制御する光学走査部、を更に備え、
前記光学走査部は、前記測距部により測定された前記特定物質までの距離の増加に応じて、水平方向に一様に照射された前記測定光の配列間の距離を段階的に小さく変更する、
物質検出センサ。
【請求項５】
請求項１に記載の物質検出センサであって、
前記検出領域に、光学走査を用いた面照射により前記第１波長と異なる第２波長を有する比較光を照射する第２光源部、を更に備え、
前記測距部は、前記第２光源部からの前記比較光の前記検出領域の特定位置において反射された反射光を基に、前記第１光源部又は前記第２光源部から前記特定位置までの距離を測定し、
前記制御部は、前記測距部により検出された前記距離を基に、前記特定位置までの前記測定光の照射可否を決定する、
物質検出センサ。
【請求項６】
請求項１に記載の物質検出センサであって、
前記検出領域に関する情報は、所定の入力操作に応じて入力される、
物質検出センサ。
【請求項７】
請求項１に記載の物質検出センサであって、
前記測定光は、レーザ光である、
物質検出センサ。
【請求項８】
第１光源を含む物質検出センサにおける測定光照射方法であって、
検出領域に関する情報を取得するステップと、
前記第１光源から照射される測定光の前記検出領域内の照射位置の照射形状を可変に制御するステップと、
前記検出領域に、光学走査を用いた面照射により第１波長を有する測定光を照射するステップと、
前記第１光源からの前記測定光の反射光を基に、前記検出領域における特定物質を検出するステップと、
検出された前記特定物質までの距離を測定するステップと、を有し、
前記照射形状の可変制御では、測定された前記特定物質までの距離の増加に応じて、前記検出領域に照射された前記測定光の照射位置における照射形状を大きく変更させる、
測定光照射方法。
【請求項９】
物質検出センサと外部接続機器とが接続された物質検出システムであって、
前記物質検出センサは、
検出領域に関する情報を取得する取得部と、
前記検出領域に、光学走査を用いた面照射により第１波長を有する測定光を照射する第１光源部と、
前記第１光源部から前記検出領域に照射された前記測定光の照射位置における照射形状を可変に制御する制御部と、
前記第１光源部からの前記測定光の反射光を基に、前記検出領域における特定物質を検出する物質検出部と、
前記物質検出部により検出された前記特定物質までの距離を測定する測距部と、
前記物質検出部により検出された前記特定物質に関する情報を前記外部接続機器に出力する出力部と、を備え、
前記制御部は、前記測距部により測定された前記特定物質までの距離の増加に応じて、前記検出領域に照射された前記測定光の照射位置における照射形状を大きく変更させる、
物質検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物質の有無を検出するための測定光を照射する物質検出センサ、測定光照射方法及び物質検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物体に測定対象物質（例えば水分）が含まれるか否かの検知方法として、レーザ光の投射方向（出射方向）を上下左右に首振りする機構を有し、このレーザ光の首振り機構を用いて、例えば入射角度を上下方向にα°の範囲、左右方向にβ°の範囲でそれぞれ可変にしながら路面に対して面照射し、面照射によるレーザ光の反射光を受光することで路面状態を遠隔で監視する路面モニタリングシステムが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３１６０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、レーザ光の出射方向を首振り機構によって制御することで、測定光を面照射することが可能となり、ある一定の領域（検出エリア）で測定対象物質（例えば水分）の有無を監視することはできる。
【０００５】
しかし、床面等の平面に対し、レーザ光を面照射する場合、光学的な機構を上下左右に首振りさせることで、レーザ光の照射角度を変更すると、光源から遠い程、照射されるレーザ光間の距離が長くなる。言い換えると、レーザ光による照射ポイント間の間隔が拡がるので、光源から遠い位置にある測定対象物質にレーザ光がうまく当たらない（照射されない）場合があった。このため、レーザ光の光源から見て奥行きのある広範囲な検出領域では、測定対象物質（特定物質）の検出精度が低下するという課題があった。
【０００６】
本発明は、上述した従来の課題を解決するために、広範囲な検出領域に亘って特定物質の検出精度を向上する物質検出センサ、測定光照射方法及び物質検出システ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】
本発明は、検出領域に関する情報を取得する取得部と、前記検出領域に、光学走査を用いた面照射により第１波長を有する測定光を照射する第１光源部と、前記第１光源部から前記検出領域に照射された前記測定光の照射位置における照射形状を可変に制御する制御部と、前記第１光源部からの前記測定光の反射光を基に、前記検出領域における特定物質を検出する物質検出部と、前記物質検出部により検出された前記特定物質までの距離を測定する測距部と、を備え、前記制御部は、前記測距部により測定された前記特定物質までの距離の増加に応じて、前記検出領域に照射された前記測定光の照射位置における照射形状を大きく変更させる、物質検出センサである。
【０００８】
また、本発明は、第１光源を含む物質検出センサにおける測定光照射方法であって、検出領域に関する情報を取得するステップと、前記第１光源から照射される測定光の前記検出領域内の照射位置の照射形状を可変に制御するステップと、前記検出領域に、光学走査を用いた面照射により第１波長を有する測定光を照射するステップと、前記第１光源からの前記測定光の反射光を基に、前記検出領域における特定物質を検出するステップと、検出された前記特定物質までの距離を測定するステップと、を有し、前記照射形状の可変制御では、測定された前記特定物質までの距離の増加に応じて、前記検出領域に照射された前記測定光の照射位置における照射形状を大きく変更させる、測定光照射方法である。
【０００９】
また、本発明は、物質検出センサと外部接続機器とが接続された物質検出システムであって、前記物質検出センサは、検出領域に関する情報を取得する取得部と、前記検出領域に、光学走査を用いた面照射により第１波長を有する測定光を照射する第１光源部と、前記第１光源部から前記検出領域に照射された前記測定光の照射位置における照射形状を可変に制御する制御部と、前記第１光源部からの前記測定光の反射光を基に、前記検出領域における特定物質を検出する物質検出部と、前記物質検出部により検出された前記特定物質までの距離を測定する測距部と、前記物質検出部により検出された前記特定物質に関する情報を前記外部接続機器に出力する出力部と、を備え、前記制御部は、前記測距部により測定された前記特定物質までの距離の増加に応じて、前記検出領域に照射された前記測定光の照射位置における照射形状を大きく変更させる、物質検出システムである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、広範囲な検出領域に亘って特定物質の検出精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の非可視光センサを含む検出カメラの概要説明図
【図２】検出エリアの床面に対する非可視光センサの設置位置を示す図
【図３】本実施形態の非可視光センサを含む検出カメラの内部構成の一例を詳細に示すブロック図
【図４】本実施形態の非可視光センサの画像判定部の内部構成の一例を詳細に示すブロック図
【図５】本実施形態の非可視光センサの制御部における初期動作の一例を示すフローチャート
【図６】本実施形態の非可視光センサにおける物質検出の詳細な動作手順の一例を説明するフローチャート
【図７】（Ａ）本実施形態の非可視光センサの１種類の波長の比較光を用いた距離検出の原理説明図、（Ｂ）本実施形態の非可視光センサの１種類の波長の比較光を用いた物質検出の原理説明図
【図８】（Ａ）本実施形態の非可視光センサの異なる２種類の波長のうち第１波長の比較光を用いた距離検出の原理説明図、（Ｂ）本実施形態の非可視光センサの異なる２種類の波長のうち第２波長の測定光を用いた物質検出の原理説明図
【図９】本実施形態の非可視光センサにおける物質検出の概要説明図
【図１０】本実施形態の非可視光センサの検出エリアに対する横方向及び縦方向の比較光及び測定光の照射に関する動作概要の一例を示す説明図
【図１１】（Ａ）Ｙ軸用のミラーアクチュエータのチルト角の差分及び横方向のビーム径がライン毎に登録されたテーブルの登録内容を示す図、（Ｂ），（Ｃ）それぞれ（Ａ）に示すテーブルの登録内容を説明する図
【図１２】（Ａ）測定光が平行光である場合における投射光源走査用光学部及び撮像光学部の光学系の構成を示す図、（Ｂ）測定光が収束光である場合における投射光源走査用光学部及び撮像光学部の光学系の構成を示す図、（Ｃ）測定光が拡散光である場合における投射光源走査用光学部及び撮像光学部の光学系の構成を示す図
【図１３】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）それぞれ図１２（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示す投射光源走査用光学部及び撮像光学部の光学系を用いた場合に検出エリアに向けて投射されるレーザ光のビーム形状を説明する図
【図１４】（Ａ），（Ｂ）投射光源走査用光学部を用いてコリメート光である測定光を投射した場合のビーム形状を説明する図
【図１５】（Ａ）真円のままビーム径を拡げた場合に非可視光センサによる測定光の照射を説明する図、（Ｂ）水平方向のビーム径を拡げた場合に非可視光センサによる測定光の照射を説明する図
【図１６】変形例におけるビーム径を縦長から横長に拡げた場合に非可視光センサによる測定光の照射を説明する図
【図１７】（Ａ），（Ｂ）本実施形態の内容を導出する前提となる課題としてのレーザ光の照射の不具合の一例に関する説明図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（本実施形態の内容を導出する前提となる課題）
先ず、本発明に係る物質検出センサ、測定光照射方法及び物質検出システムの実施形態（以下、「本実施形態」という）の内容を説明する前に、本実施形態の内容を導出する前提となる課題について、図１７（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。図１７（Ａ）及び（Ｂ）は、本実施形態の内容を導出する前提となる課題としてのレーザ光の照射の不具合の一例に関する説明図である。以下の説明において、水溜りＷＴ１，ＷＴ２，ＷＴ３の大きさは全て均一とする。
【００１３】
図１７（Ａ）及び（Ｂ）では、測定対象物質（特定物質）の検出対象である所定の検出エリアＫ（例えば四方が壁面ＷＬＬにより囲まれ、床面ＦＬＲ上に３個の水溜りＷＴ１，ＷＴ２，ＷＴ３が存在する部屋。以下同様とする。）の床面ＦＬＲから所定高さ（例えば図２に示す点Ｏと点Ｓとの間の距離に対応）の位置に、レーザ光である測定光を照射する非可視光センサＮＶＳＳが設置され、非可視光センサＮＶＳＳの正面方向Ｑに対し、縦方向（奥行き方向）かつ横方向（水平方向）に測定光が照射される状況が示されている。
【００１４】
図１７（Ａ）に示すように、非可視光センサＮＶＳＳが測定光を奥行き方向かつ横方向に照射する際、非可視光センサＮＶＳＳからの距離が遠くなればなる程、つまり奥に行く程、レーザ光の横方向のビーム間の距離が離れるので、奥まった位置にある水溜まりＷＴ３にレーザ光による照射ポイントＲＰＴが当たりにくくなる（つまり、照射されにくくなる）。特に、図１７（Ｂ）に示すように、レーザ光のビームを絞った場合、つまり、奥に行く程にビーム径が小さくなる場合、益々、レーザ光の横方向のビーム間の距離は離れるので、より一層、奥まった位置にある水溜まりＷＴ３にレーザ光が当たりにくくなる。
【００１５】
従って、図１７（Ａ）又は（Ｂ）では、水溜りＷＴ１に比べて、測定光が水溜りＷＴ３に照射されにくくなるので、非可視光センサＮＶＳＳにおいて水溜りＷＴ３の正確な検出が困難となる。
【００１６】
このように、水平方向に照射角度を変えてレーザ光を照射する場合、光源から遠い程、照射されるレーザ光間の距離が長くなり、レーザ光による照射ポイントＲＰＴ間の間隔が拡がるので、光源から遠い位置にある測定対象物質にレーザ光がうまく当たらない場合があった。このため、奥行きのある広範囲な検出領域では、測定対象物質の検出精度が低下した。
【００１７】
そこで、以下の本実施形態では、光源から測定対象物質までの距離が長くなる程、レーザ光のビーム径を大きくすることで、レーザ光による照射ポイントＲＰＴ間の間隔が拡がることを抑え、奥まった位置にある測定対象物質の検出精度を向上させる物質検出センサ、測定光照射方法及び物質検出システムの例について説明する。
【００１８】
（本実施形態の説明）
以下、本発明に係る物質検出センサ、測定光照射方法及び物質検出システムの実施形態（以下、「本実施形態」という）について、図面を参照して説明する。本実施形態の物質検出センサの一例として、図１に示す非可視光センサＮＶＳＳを用いて説明する。なお、本発明は、物質検出センサが測定光を照射する方法である測定光照射方法や、物質検出センサを含む物質検出システムとして表現することも可能である。
【００１９】
（非可視光センサを含む検出カメラの概要）
図１は、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳを含む検出カメラ１の概要説明図である。図１に示す検出カメラ１は、可視光カメラＶＳＣと、非可視光センサＮＶＳＳとを含む構成である。可視光カメラＶＳＣは、例えば既存の監視カメラと同様に、所定の波長（例えば０．４〜０．７μｍ）を有する可視光に対する反射光ＲＶ０を用いて、所定の検出領域（検出エリアＫ）に存在する人物ＨＭや物体（不図示）を撮像する。以下、可視光カメラＶＳＣにより撮像された出力画像データを、「可視光カメラ画像データ」という。
【００２０】
非可視光センサＮＶＳＳは、可視光カメラＶＳＣと同一の検出エリアＫに対し、光学走査を用いた面照射により、それぞれ異なる所定の波長（後述参照）を有する非可視光（例えば赤外光）である比較光ＬＳ１，測定光ＬＳ２を投射する。比較光ＬＳ１とは、非可視光センサＮＶＳＳから測定対象物質である特定物質（例えば水溜りＷＴ１，ＷＴ２，ＷＴ３のような水分）までの距離の測距用に用いられ、更に、特定物質の吸収波長帯ではない波長を有する光であって、特定物質の有無の検出処理において比較時の参考（Reference）データを与えるために用いられる。一方、測定光ＬＳ２とは、特定物質の吸収波長帯の波長を有する光であって、特定物質の有無の検出処理において比較時の特定物質（Target）の検出を示すデータを与えるために用いられる。
【００２１】
非可視光センサＮＶＳＳは、比較光ＬＳ１，測定光ＬＳ２が被検出物（例えば水溜りＷＴ１，ＷＴ２，ＷＴ３のような水分）により反射された反射光ＲＶ１，ＲＶ２を用いて、検出エリアＫにおける特定物質の検出の有無を判定する。非可視光センサＮＶＳＳが検出の有無を判定する特定物質は、例えば可視光カメラＶＳＣの可視光カメラ画像データでは一見判別が困難な物質であり、以下では「水溜りＷＴ１，ＷＴ２，ＷＴ３」を一例に説明するが、これらに限定されず、例えばガスでも良い（表１参照）。
【００２２】
また、検出カメラ１は、可視光カメラＶＳＣが撮像した可視光カメラ画像データに、非可視光センサＮＶＳＳの特定物質の検出の有無の判定結果に相当する出力画像データ（以下、「物質位置画像データ」という）又は物質位置画像データに関する情報を合成した表示データを生成して出力する。検出カメラ１からの表示データの出力先は、ネットワーク（不図示）を介して検出カメラ１に接続された外部接続機器であり、例えば図３に示すカメラサーバＣＳ又は通信端末ＭＴである。ネットワークは、有線ネットワーク（例えばイントラネット、インターネット）でもよいし、無線ネットワーク（例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network））でもよい。
【００２３】
図２は、検出エリアＫの床面ＦＬＲに対する非可視光センサＮＶＳＳの設置位置を示す図である。非可視光センサＮＶＳＳは、検出エリアＫの床面ＦＬＲから所定高さ（点Ｏと点Ｓとの間の距離に対応）の位置に設置され、レーザ光である測定光や比較光を照射する。以後、照射動作では、測定光について主に説明するが、特に明示しない限り、比較光でも照射動作は同様である。測定光は、非可視光センサＮＶＳＳの正面方向Ｑ（図１０参照）から見て縦方向（つまり、奥行き方向、図２の左側から右側に向かう方向）に照射される。なお、点Ｏは、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置を示す点Ｓから鉛直下方向の床面ＦＬＲ上の位置を示す。
【００２４】
図３は、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳを含む検出カメラ１の内部構成の一例を詳細に示すブロック図である。図３に示す検出カメラ１は、非可視光センサＮＶＳＳと、可視光カメラＶＳＣとを含む構成である。非可視光センサＮＶＳＳは、制御部１１と、投射部ＰＪと、画像判定部ＪＧとを含む構成である。投射部ＰＪは、第１投射光源１３と、第２投射光源１５と、投射光源走査用光学部１７とを有する。画像判定部ＪＧは、撮像光学部２１と、受光部２３と、信号加工部２５と、検出処理部２７と、表示処理部２９とを有する。可視光カメラＶＳＣは、撮像光学部３１と、受光部３３と、撮像信号処理部３５と、表示制御部３７とを有する。
【００２５】
制御部１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いて構成され、可視光カメラＶＳＣや非可視光センサＮＶＳＳの各部の動作制御を全体的に統括するための信号処理、他の各部との間のデータの入出力処理、データの演算処理及びデータの記憶処理を行う。また、制御部１１は、後述するタイミング制御部１１ａを含む（図４参照）。
【００２６】
また、制御部１１は、カメラサーバＣＳ又は通信端末ＭＴのユーザの入力操作により送信された検出対象距離の情報を取得すると、非可視光センサＮＶＳＳが検出対象とする特定物質の非可視光センサＮＶＳＳからの検出対象距離範囲を算出し、取得された検出対象距離又は算出された検出対象距離範囲の情報を信号加工部２５又は検出処理部２７に設定する。また、制御部１１は、非可視光センサＮＶＳＳの検出対象となる特定物質の検出閾値Ｍを検出処理部２７に設定する。制御部１１の動作の詳細については、図５を参照して後述する。
【００２７】
また、制御部１１は、カメラサーバＣＳ又は通信端末ＭＴのユーザの入力操作により送信された検出エリアＫの床面ＦＬＲに関する情報（例えば、検出エリアＫのうち比較光ＬＳ１及び測定光ＬＳ２が照射される対象の範囲を示す実空間上の３次元座標等の数値データ）を取得すると、床面ＦＬＲに対し、比較光ＬＳ１及び測定光ＬＳ２の投射に関する各種パラメータ（例えば照射角度、又は図１２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すビーム整形プリズムＢＰの入射位置）を可変に制御する。
【００２８】
具体的には、制御部１１は、少なくとも第２投射光源１５からの測定光ＬＳ２の検出エリアＫ内の照射位置（照射ポイントＲＰＴ）に向かう照射角度と、連続的に投射される測定光ＬＳ２の照射時間間隔と、測定光の照射位置における照射形状（つまり、照射位置でのビーム径）とを可変に制御する。なお、制御部１１は、測定光ＬＳ２だけではなく比較光ＬＳ１に関する照射角度、照射時間間隔、照射形状（ビーム径）も同様に可変に制御してもよい。以下では、説明を簡単にするために、比較光ＬＳ１及び測定光ＬＳ２が照射される対象の領域は検出エリアＫの床面ＦＬＲであるとして説明し、更に、照射形状は例えば円又は楕円の形状を用いて説明する（例えば図１５（Ａ）又は図１５（Ｂ）参照）。但し、照射形状は円又は楕円の形状に限定されず、例えば多角形でもよい。
【００２９】
例えば、制御部１１は、測定光ＬＳ２の照射角度を一定に保持しながら、検出エリアＫの床面ＦＬＲの横方向への測定光ＬＳ２の照射毎に、測定光ＬＳ２の照射時間間隔を変更する。これにより、非可視光センサＮＶＳＳは、検出エリアＫの床面ＦＬＲの横方向に測定光ＬＳ２を照射する際に、測定光ＬＳ２の照射角度を一定に保持しながら、検出エリアの床面ＦＬＲの横方向への測定光ＬＳ２の照射毎に、測定光ＬＳ２の照射時間間隔を変更するので、測定光ＬＳ２が照射される検出エリアＫの床面ＦＬＲ内の位置が非可視光センサＮＶＳＳから近くても遠くても、例えば近ければ照射時間間隔を長くし、遠ければ照射時間間隔を短くすることで、１回の横方向走査における測定光ＬＳ２の照射回数を同一にできるので、検出エリアＫの床面ＦＬＲにおいて測定光ＬＳ２を無駄なく均等に照射することができ、特定物質の誤検出を効果的に抑制することができる。なお、照射形状（ビーム径）の制御の詳細については後述する。
【００３０】
タイミング制御部１１ａは、検出エリアＫ全体への面照射を示す投射周期（フレーム）毎に、第１投射光源１３からの比較光ＬＳ１又は第２投射光源１５からの測定光ＬＳ２の検出エリアＫへの投射タイミングを制御する。タイミング制御部１１ａは、奇数番目の投射周期（フレーム）の際に第１投射光源１３から比較光ＬＳ１を投射させる場合には、図６に示す光源走査用タイミング信号ＴＲを第１投射光源１３に出力し、更に、偶数番目の投射周期（フレーム）の際に第２投射光源１５から測定光ＬＳ２を投射させる場合には、光源走査用タイミング信号ＴＲを第２投射光源１５に出力する。
【００３１】
また、タイミング制御部１１ａは、奇数番目の投射周期の開始時に光源発光信号ＲＦを第１投射光源１３に出力し、偶数番目の投射周期の開始時に光源発光信号ＲＦを第２投射光源１５に出力する。なお、光源発光信号ＲＦは、非可視光センサＮＶＳＳから特定物質までの距離の測距時の開始タイミングを示す信号（リファレンス信号）として、検出処理部２７の距離検出／物質検出処理部２７ａにも入力される。
【００３２】
第２光源部の一例としての第１投射光源１３は、タイミング制御部１１ａからの光源走査用タイミング信号ＴＲの入力に応じて、奇数番目の投射周期（所定値）毎に、光学走査を用いた面照射により、所定の第１波長（例えば１．１μｍ）を有する非可視光（例えば赤外光）である比較光ＬＳ１を、投射光源走査用光学部１７を介して、検出エリアＫの床面ＦＬＲに投射（照射）する。本実施形態では、第１投射光源１３から投射された比較光ＬＳ１は、非可視光センサＮＶＳＳから特定物質までの測距に用いられる。
【００３３】
なお、比較光ＬＳ１は、検出対象物質である特定物質の性質に応じて、第２投射光源１５から投射された測定光ＬＳ２と同様に、特定物質の検出用に用いられてもよい。即ち、非可視光センサＮＶＳＳは、１種類の波長を有する比較光ＬＳ１を用いて、非可視光センサＮＶＳＳから特定物質までの距離を測距し、更に、特定物質の検出の有無を判定してもよい。これにより、非可視光センサＮＶＳＳは、非可視光センサＮＶＳＳから特定物質までの距離の測距と特定物質の検出とを、１種類の波長を有する比較光ＬＳ１を投射する第１投射光源１３を用いることで実現できる。従って、非可視光センサＮＶＳＳの製造コストアップの抑制が可能となる。
【００３４】
なお、特定物質の検出の有無は、所定の閾値と比較することで判断してもよい。この所定の閾値は、予め決められた値でもよく、任意に設定された値でもよく、更に、特定物質が無い状態で取得した比較光ＬＳ１，測定光ＬＳ２の各反射光ＲＶ１，ＲＶ２の強度を基にした値（例えば、特定物質が無い状態で取得した比較光ＬＳ１，測定光ＬＳ２の各反射光ＲＶ１，ＲＶ２の強度の値に所定のマージンを加えた値）でもよい。即ち、特定物質の検出の有無は、特定物質が無い状態で取得した物質位置画像データと、その後取得した物質位置画像データとを比較することで、判断されてもよい。このように、特定物質が無い状態における比較光ＬＳ１，測定光ＬＳ２の各反射光ＲＶ１，ＲＶ２の強度を取得しておくことで、特定物質の有無を検出するための閾値として、非可視光センサＮＶＳＳの設置された環境に適する閾値を設定することができる。
【００３５】
第１光源部の一例としての第２投射光源１５は、タイミング制御部１１ａから光源走査用タイミング信号ＴＲの入力に応じて、偶数番目の投射周期（所定値）毎に、光学走査を用いた面照射により、所定の第２波長（例えば１．４５μｍ）を有する非可視光（例えば赤外光）である測定光ＬＳ２を、投射光源走査用光学部１７を介して、検出エリアＫの床面ＦＬＲに投射（照射）する。本実施形態では、第２投射光源１５から投射された測定光ＬＳ２は、非可視光センサＮＶＳＳの検出エリアＫにおける特定物質の検出の有無の判定に用いられる。測定光ＬＳ２の波長１．４５μｍは、測定対象物質である特定物質が水溜りＷＴ１，ＷＴ２，ＷＴ３のような水分（水蒸気も同様）である場合に好適な波長である。
【００３６】
これにより、非可視光センサＮＶＳＳは、第１波長を有する比較光ＬＳ１及びその反射光ＲＶ１を用いて非可視光センサＮＶＳＳから特定物質までの距離を測距し、更に、特定物質を検出するための参照データとして、第１波長を有する比較光ＬＳ１の反射光ＲＶ１を用いる。更に、非可視光センサＮＶＳＳは、第２波長を有する測定光ＬＳ２及びその反射光ＲＶ２と、上述した参照データ（即ち、比較光ＬＳ１の反射光ＲＶ１）とを用いて、検出エリアＫにおける特定物質の検出の有無を判定する。従って、非可視光センサＮＶＳＳは、非可視光センサＮＶＳＳから特定物質までの距離の測距と特定物質の検出とに異なる２種類の波長の投射光及びその反射光を用いることで、検出エリアＫにおける特定物質を高精度に検出することができる。
【００３７】
光学走査部の一例としての投射光源走査用光学部１７は、第１投射光源１３から投射された比較光ＬＳ１又は第２投射光源１５から投射された測定光ＬＳ２の照射方向の走査を光学的に制御する。言い換えると、投射光源走査用光学部１７は、後述する光学系を有し（図１２参照）、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置（図２に示す点Ｓ参照）から見て、検出エリアＫの床面ＦＬＲの横方向（水平方向）及び縦方向（奥行き方向）に対し、光学走査により、第１投射光源１３から投射された比較光ＬＳ１又は第２投射光源１５から投射された測定光ＬＳ２を１次元的に走査することを、面内に亘って繰り返すことで床面ＦＬＲを２次元的に走査する。
【００３８】
これにより、画像判定部ＪＧは、比較光ＬＳ１が特定物質により反射された反射光ＲＶ１を用いて、非可視光センサＮＶＳＳから特定物質までの距離を測距することができ、更に、測定光ＬＳ２が特定物質により反射された反射光ＲＶ２と上述した反射光ＲＶ１（即ち、比較光ＬＳ１の反射光ＲＶ１）とを用いて、検出エリアＫの床面ＦＬＲにおける特定物質の検出の有無を判定することができる。
【００３９】
図４は、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳの画像判定部ＪＧの内部構成の一例を詳細に示すブロック図である。
【００４０】
撮像光学部２１は、後述する光学系を有し（図１２参照）、反射光ＲＶ１，ＲＶ２を集光して基板上に配置された受光部２３の所定の撮像面に結像させる。
【００４１】
受光部２３は、比較光ＬＳ１及び測定光ＬＳ２の両方の波長に対する分光感度のピークを有するイメージセンサである。受光部２３は、撮像面に結像した反射光ＲＶ１又は反射光ＲＶ２の光学像を電気信号に変換する。受光部２３の出力は、電気信号（電流信号）として信号加工部２５に入力される。なお、撮像光学部２１及び受光部２３は、非可視光センサＮＶＳＳにおける撮像部としての機能を有する。
【００４２】
信号加工部２５は、Ｉ／Ｖ変換回路２５ａと、増幅回路２５ｂと、コンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃとを有する。Ｉ／Ｖ変換回路２５ａは、受光部２３の出力信号（アナログ信号）である電流信号を電圧信号に変換する。増幅回路２５ｂは、Ｉ／Ｖ変換回路２５ａの出力信号（アナログ信号）である電圧信号のレベルを、コンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃにおいて処理可能なレベルまで増幅する。
【００４３】
コンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃは、増幅回路２５ｂの出力信号（アナログ信号）と所定の閾値との比較結果に応じて、増幅回路２５ｂの出力信号を２値化して距離検出／物質検出処理部２７ａに出力する。また、コンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃは、ＡＤＣ（Analog Digital Converter）を含み、増幅回路２５ｂの出力信号（アナログ信号）のＡＤ（Analog Digital）変換結果のピークを検出して保持し、更に、ピークの情報を距離検出／物質検出処理部２７ａに出力する。
【００４４】
物質検出部の一例としての検出処理部２７は、距離検出／物質検出処理部２７ａと、メモリ２７ｂと、検出結果フィルタ処理部２７ｃとを有する。距離検出／物質検出処理部２７ａは、第１波長（例えば１．１μｍ）を有する比較光ＬＳ１の反射光ＲＶ１におけるコンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃからの出力（２値化信号）を基に、非可視光センサＮＶＳＳから特定物質までの距離を測距する。
【００４５】
具体的には、距離検出／物質検出処理部２７ａは、比較光ＬＳ１の投射時から反射光ＲＶ１の受光時までの時間差Δｔ（図７（Ａ）又は図８（Ａ）参照）を基に、非可視光センサＮＶＳＳから特定物質までの距離を測距する。図７（Ａ）は、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳの１種類の波長の比較光ＬＳ１を用いた距離検出の原理説明図である。図８（Ａ）は、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳの異なる２種類の波長のうち第１波長の比較光ＬＳ１を用いた距離検出の原理説明図である。
【００４６】
距離検出／物質検出処理部２７ａは、タイミング制御部１１ａからの光源発光信号ＲＦの入力時を比較光ＬＳ１の投射時と判定し、コンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃからの出力の入力時を反射光ＲＶ１の受光時と判定する。距離検出／物質検出処理部２７ａは、例えば距離を、「距離＝光速度×（時間差Δｔ／２）」として算出することで、非可視光センサＮＶＳＳから特定物質までの距離を簡易に得られる。距離検出／物質検出処理部２７ａにおける距離Ｄの測距には、少なくとも１種類の波長の比較光ＬＳ１の反射光ＲＶ１におけるコンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃの出力が必要となる。距離検出／物質検出処理部２７ａは、距離の情報を検出結果フィルタ処理部２７ｃに出力する。
【００４７】
また、距離検出／物質検出処理部２７ａは、検出エリアＫの床面ＦＬＲへの第１波長を有する比較光ＬＳ１の反射光ＲＶ１におけるコンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃの出力（ピークの情報）と、検出エリアＫの床面ＦＬＲの第２波長を有する測定光ＬＳ２の反射光ＲＶ２におけるコンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃの出力（ピークの情報）とを基に、検出エリアＫの床面ＦＬＲにおける特定物質の検出の有無を判定する。
【００４８】
具体的には、距離検出／物質検出処理部２７ａは、検出エリアＫの同一の床面ＦＬＲ上の位置に対して比較光ＬＳ１及び測定光ＬＳ２が照射された場合には、例えば比較光ＬＳ１の反射光ＲＶ１におけるコンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃの出力（ピークの情報）をメモリ２７ｂに一時的に保存し、次に、測定光ＬＳ２の反射光ＲＶ２におけるコンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃの出力（ピークの情報）が得られるまで待機する。距離検出／物質検出処理部２７ａは、測定光ＬＳ２の反射光ＲＶ２におけるコンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃの出力（ピークの情報）が得られた後、メモリ２７ｂを参照して、検出エリアＫの床面ＦＬＲ上の同一の位置における比較光ＬＳ１の反射光ＲＶ１におけるコンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃの出力（ピークの情報）と、測定光ＬＳ２の反射光ＲＶ２におけるコンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃの出力（ピークの情報）とを比較する。
【００４９】
例えば検出エリアＫの床面ＦＬＲ上に水溜りＷＴ１，ＷＴ２，ＷＴ３が存在する場所では、その位置に照射された第２波長（例えば１．４５μｍ）を有する測定光ＬＳ２は吸収されるので、反射光ＲＶ２の強度（振幅）が減衰する（図７（Ｂ）又は図８（Ｂ）参照）。図７（Ｂ）は、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳの１種類の波長の比較光ＬＳ１を用いた物質検出の原理説明図である。図８（Ｂ）は、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳの異なる２種類の波長のうち第２波長の測定光ＬＳ２を用いた物質検出の原理説明図である。従って、距離検出／物質検出処理部２７ａは、検出エリアＫの床面ＦＬＲ上の同一の位置毎の比較結果（即ち、反射光ＲＶ１と反射光ＲＶ２の各強度又は各振幅の差分（ΔＶ）を基に、検出エリアＫの床面ＦＬＲ上の位置における特定物質の検出の有無を判定することができる。
【００５０】
なお、距離検出／物質検出処理部２７ａは、第１波長を有する比較光ＬＳ１の反射光ＲＶ１の振幅ＶＡと、第２波長を有する測定光ＬＳ２の反射光ＲＶ２の振幅ＶＢとの振幅差分（ＶＡ−ＶＢ）と振幅ＶＡとの比Ｒと所定の閾値Ｍとの大小の比較に応じて、検出エリアにおける特定物質の検出の有無を判定しても良い（図９参照）。図９は、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳにおける物質検出の概要説明図である。距離検出／物質検出処理部２７ａは、例えばＲ＞Ｍであれば水溜りＷＴ１，ＷＴ２，ＷＴ３のうちいずれかを検出したと判定し、Ｒ≦Ｍであれば水溜りＷＴ１，ＷＴ２，ＷＴ３のいずれも検出しないと判定する。このように、距離検出／物質検出処理部２７ａは、振幅差分（ＶＡ−ＶＢ）と振幅ＶＡとの比Ｒと閾値Ｍとの比較結果に応じて、検出エリアＫの床面ＦＬＲにおける特定物質の検出の有無を判定することで、ノイズ（例えば外乱光）の影響を排除でき、特定物質の検出の有無を高精度に判定することができる。
【００５１】
メモリ２７ｂは、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）を用いて構成され、比較光ＬＳ１の反射光ＲＶ１におけるコンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃの出力（ピークの情報）を一時的に保存する。
【００５２】
検出結果フィルタ処理部２７ｃは、距離検出／物質検出処理部２７ａの出力と、制御部１１から指定された所定の検出対象距離又は検出対象距離範囲の情報とを基に、検出エリアＫ内の非可視光センサＮＶＳＳからの距離が検出対象距離又は検出対象距離範囲内（例えば検出エリアＫの壁面ＷＬＬではなく床面ＦＬＲ）に含まれる特定物質に関する情報をフィルタリングして抽出する。検出結果フィルタ処理部２７ｃは、検出エリアＫの床面ＦＬＲ内における抽出結果に関する情報を表示処理部２９に出力する。例えば、検出結果フィルタ処理部２７ｃは、検出エリアＫの床面ＦＬＲにおける特定物質の検出結果に関する情報を表示処理部２９に出力する。
【００５３】
表示処理部２９は、検出結果フィルタ処理部２７ｃの出力を用いて、検出エリアＫ内の非可視光センサＮＶＳＳからの距離が検出対象距離又は検出対象距離範囲内である特定物質に関する情報の一例として、検出エリアＫの床面ＦＬＲ上の特定物質の位置を示す物質位置画像データを生成する。表示処理部２９は、非可視光センサＮＶＳＳから特定物質までの距離の情報を含む物質位置画像データを可視光カメラＶＳＣの表示制御部３７に出力する。
【００５４】
撮像光学部３１は、例えば集光レンズを用いて構成され、可視光カメラＶＳＣの検出エリアＫ内を画角として含む外部からの入射光（例えば可視光である反射光ＲＶ０）を集光し、反射光ＲＶ０を受光部３３の所定の撮像面に結像させる。
【００５５】
受光部３３は、可視光の波長（例えば０．４μｍ〜０．７μｍ）に対する分光感度のピークを有するイメージセンサである。受光部３３は、撮像面に結像した光学像を電気信号に変換する。受光部３３の出力は、電気信号として撮像信号処理部３５に入力される。なお、撮像光学部３１及び受光部３３は、可視光カメラＶＳＣにおける撮像部としての機能を有する。
【００５６】
撮像信号処理部３５は、受光部３３の出力である電気信号を用いて、人が認識可能なＲＧＢ（Red Green Blue）又はＹＵＶ（輝度・色差）等により規定される可視光画像データを生成する。これにより、可視光カメラＶＳＣにより撮像された可視光画像データが形成される。撮像信号処理部３５は、可視光画像データを表示制御部３７に出力する。
【００５７】
表示制御部３７は、撮像信号処理部３５から出力された可視光画像データと、表示処理部２９から出力された物質位置画像データとを用いて、特定物質が可視光画像データの所定の位置（例えば検出エリアＫの床面ＦＬＲ上の位置）で検出された場合に、特定物質に関する情報の一例として、可視光画像データと物質位置画像データとを合成した表示データを生成する。
【００５８】
また、表示制御部３７は、非可視光センサＮＶＳＳから特定物質までの距離が検出対象距離又は検出対象距離範囲内である場合に、特定物質に関する情報の一例として、可視光画像データと物質位置画像データとを合成した表示データを生成する。表示制御部３７は、表示データを、例えばネットワークを介して接続されたカメラサーバＣＳ又は通信端末ＭＴに送信して表示を促す。
【００５９】
また、制御部１１は、検出処理部２７において設定された設定距離情報の一例としての検出対象距離又は検出対象距離範囲を変更しても良い。この検出対象距離範囲の変更は、例えば制御部１１が検出処理部２７において得られた距離の情報を用いて検出エリアＫの床面ＦＬＲ上を特定物質の検出対象とする（即ち、床面ＦＬＲ上にだけ比較光ＬＳ１、又は比較光ＬＳ１及び測定光ＬＳ２の両方を照射する）ように自動的に調整してもよい。
【００６０】
これにより、非可視光センサＮＶＳＳは、測定光ＬＳ２と比較光ＬＳ１とを用いることで、測定光ＬＳ２だけを用いる場合に比べて、検出エリアＫ内の床面ＦＬＲにおける特定物質の検出精度を向上することができ、更に、検出エリアＫの床面ＦＬＲ上の特定位置において反射された比較光ＬＳ１の反射光ＲＶ１を基に、非可視光センサＮＶＳＳから特定位置までの距離を用いて特定位置までの測定光ＬＳ２の照射可否を決定するので、検出エリアＫの床面ＦＬＲにおいて測定光ＬＳ２を無駄なく照射することができ、特定物質の誤検出を抑制することができる。
【００６１】
また、制御部１１は、ユーザが通信端末ＭＴなどを利用した入力操作によって、検出処理部２７において設定された設定距離情報の一例としての検出対象距離又は検出対象距離範囲を任意のタイミングで変更してもよい。これにより、制御部１１は、非可視光センサＮＶＳＳが設置された環境に応じて、適切な検出対象距離又は検出対象距離範囲を設定することができる。言い換えると、非可視光センサＮＶＳＳは、ユーザの入力操作に応じて入力された検出エリアＫの床面ＦＬＲに関する情報を検出対象の領域に関する情報として用いるので、例えばユーザ自身の希望に合致する検出エリアＫにおいて特定物質の有無を検出することができる。なお、設定距離情報とは、例えば検出処理部２７の検出結果フィルタ処理部２７ｃにおいて予め設定された検出対象距離である。
【００６２】
また、制御部１１は、カメラサーバＣＳ又は通信端末ＭＴにより入力された検出対象距離の情報を基に検出対象距離範囲を算出する場合、検出対象距離の値に応じて算出する検出対象距離範囲の値を変更してもよい。非可視光センサＮＶＳＳから特定物質までの距離が大きい場合には、非可視光センサＮＶＳＳから特定物質までの距離が小さい場合に比べて、反射光の強度（振幅）の減衰が大きいので、距離検出／物質検出処理部２７ａにおける距離検出時の誤差が大きくなる。制御部１１は、入力された検出対象距離の値が大きいほど、算出する検出対象距離範囲を大きくする方が好ましい。例えば制御部１１から出力された検出対象距離が３［ｍ］である場合には、検出処理部２７は、検出対象距離範囲を２〜４［ｍ］に変更する。また、制御部１１から出力された検出対象距離が１００［ｍ］である場合には、検出処理部２７は、検出対象距離範囲を９５〜１０５［ｍ］に変更する。これにより、非可視光センサＮＶＳＳは、検出対象の特定物質までの距離に応じて、適切な検出対象距離範囲を設定することができる。従って、表示制御部３７は、検出対象距離の長さに応じた検出処理部２７における距離検出時の誤差も考慮して、特定物質に関する情報の一例としての表示データを生成できる。また、非可視光センサＮＶＳＳは、検出対象距離範囲を設定することで、非可視光センサＮＶＳＳから特定物質までの距離が制御部１１から出力された検出対象距離と完全に一致しない場合でも、特定物質を検出することができる。
【００６３】
入力部の一例としてのカメラサーバＣＳは、表示制御部３７から出力された表示データを通信端末ＭＴ又は１つ以上の外部接続機器（不図示）に送信し、通信端末ＭＴ又は１つ以上の外部接続機器の表示画面における表示データの表示を促す。また、カメラサーバＣＳは、通信端末ＭＴ又は１つ以上の外部接続機器のユーザの入力操作により送信された特定物質の検出対象距離又は検出対象距離範囲の情報、又は非可視光センサＮＶＳＳの検出対象となる検出エリアＫの床面ＦＬＲに関する情報（例えば座標情報）を非可視光センサＮＶＳＳに送信する。特定物質の検出対象距離又は検出対象距離範囲の情報は、制御部１１に入力される。これにより、カメラサーバＣＳは、ユーザの入力操作により指定された特定物質の検出対象距離又は検出対象距離範囲の情報、又は非可視光センサＮＶＳＳの検出対象となる検出エリアＫの床面ＦＬＲに関する情報を非可視光センサＮＶＳＳに入力させることができる。なお、カメラサーバＣＳから非可視光センサＮＶＳＳに入力される特定物質の検出対象距離範囲は複数の範囲でも良く、更に、複数の検出対象距離範囲の設定数も任意に入力されても良い。これにより、カメラサーバＣＳは、ユーザにとって所望の検出対象距離範囲、又は検出対象距離範囲の設定数を任意に非可視光センサＮＶＳＳに設定させることができる。
【００６４】
入力部の一例としての通信端末ＭＴは、例えばユーザ個人が用いる携帯用の通信用端末であり、ネットワーク（不図示）を介して、表示制御部３７から送信された表示データを受信し、通信端末ＭＴの表示画面（不図示）に表示データを表示させる。また、通信端末ＭＴは、ユーザの入力操作により特定物質の検出対象距離の情報、又は非可視光センサＮＶＳＳの検出対象となる検出エリアＫの床面ＦＬＲに関する情報（例えば座標情報）が入力された場合には、特定物質の検出対象距離若しくは検出対象距離範囲の情報、又は非可視光センサＮＶＳＳの検出対象となる検出エリアＫの床面ＦＬＲに関する情報（例えば座標情報）を、カメラサーバＣＳを介して又は直接に、検出カメラ１に送信する。同様に、特定物質の検出対象距離若しくは検出対象距離範囲の情報、又は非可視光センサＮＶＳＳの検出対象となる検出エリアＫの床面ＦＬＲに関する情報（例えば座標情報）は、制御部１１に入力される。これにより、通信端末ＭＴは、ユーザの入力操作により指定された特定物質の検出対象距離若しくは検出対象距離範囲の情報、又は非可視光センサＮＶＳＳの検出対象となる検出エリアＫの床面ＦＬＲに関する情報（例えば座標情報）を、カメラサーバＣＳを介して又は直接に、検出カメラ１に入力させることができる。なお、通信端末ＭＴから検出カメラ１に入力される特定物質の検出対象距離範囲は複数の範囲でも良く、更に、複数の検出対象距離範囲の設定数も任意に入力されても良い。これにより、通信端末ＭＴは、ユーザにとって所望の検出対象距離範囲、又は検出対象距離範囲の設定数を任意に検出カメラ１に設定させることができる。
【００６５】
また、ユーザの入力操作により検出対象距離範囲が入力される場合、制御部１１は、入力された検出対象距離範囲を変更せずに検出処理部２７に設定しても良い。あるいは、算出部の一例である制御部１１は、入力された検出対象距離範囲を基に、検出処理部２７に設定する検出対象距離範囲を算出し、検出処理部２７に設定しても良い。例えば、ユーザの入力範囲により４〜７［ｍ］が検出対象範囲として入力された場合、制御部１１は、検出対象距離範囲を５〜６［ｍ］や３〜８［ｍ］等に変更して検出処理部２７に設定しても良い。
【００６６】
（非可視光センサの制御部における初期動作の一例の説明）
次に、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳの制御部１１における初期動作の一例について、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳの制御部１１における初期動作の一例を示すフローチャートである。
【００６７】
図５において、非可視光センサＮＶＳＳがカメラサーバＣＳ又は通信端末ＭＴから送信された特定物質の検出対象距離の情報、又は非可視光センサＮＶＳＳの検出対象となる検出エリアＫの床面ＦＬＲに関する情報（例えば座標情報）を受信した場合に（Ｓ１、ＹＥＳ）、制御部１１は、特定物質の検出対象距離の情報、又は非可視光センサＮＶＳＳの検出対象となる検出エリアＫの床面ＦＬＲに関する情報（例えば座標情報）を取得する。制御部１１は、特定物質の検出対象距離の情報を基に、非可視光センサＮＶＳＳが検出対象とする特定物質の検出対象距離範囲を算出し、取得された検出対象距離又は算出された検出対象距離範囲の情報を信号加工部２５又は検出処理部２７に設定する（Ｓ２）。また、制御部１１は、非可視光センサＮＶＳＳの検出対象となる検出エリアＫの床面ＦＬＲに関する情報（例えば座標情報）を用いて、床面ＦＬＲの範囲内を比較光ＬＳ１及び測定光ＬＳ２の照射範囲をなるように設定する（Ｓ２）。
【００６８】
なお、上述した特定物質の検出対象距離の情報には、例えば検出エリアＫ内の床面ＦＬＲ上に存在する特定物質であって検出対象となる非可視光センサＮＶＳＳからの距離又は方向の情報や、非可視光センサＮＶＳＳの設置条件情報等が含まれる。非可視光センサＮＶＳＳからの距離の情報は、予め決められた値でもよく、通信端末ＭＴなどを利用したユーザによって任意に設定されてもよい。非可視光センサＮＶＳＳの設置条件情報は、予め非可視光センサＮＶＳＳに設定されてもよく、通信端末ＭＴなどを利用したユーザによって任意に設定されてもよい。設置条件情報とは、例えば検出エリアＫ内の床面ＦＬＲからの非可視光センサＮＶＳＳの高さ（例えば図２に示す点Ｏと点Ｓとの間の距離）の情報や、非可視光センサＮＶＳＳの照射角度（例えば図２に示す直線ＳＯと直線ＳＷ１とのなす角度等）や、設置された居室の広さ等である。設置条件情報が入力された非可視光センサＮＶＳＳにおいて、例えば制御部１１は、設置条件情報を基に、上述した特定物質の検出対象距離又は対象距離範囲を算出してもよい。また、このように設置条件情報が設定されることで、設置環境に応じて特定物質を検出することができ、誤検知を抑制することができる。
【００６９】
なお、制御部１１は、所定面（例えば床面ＦＬＲ）からの非可視光センサＮＶＳＳの高さの情報に応じて、ステップＳ２において算出した検出対象距離範囲を変更しても良い。この検出対象距離範囲の変更は、制御部１１が自動的に行ってもよいし、ユーザが通信端末ＭＴなどを利用して、任意のタイミングで行ってもよい。また、検出対象距離範囲は、検出対象距離を基に算出されたものでなく、カメラサーバＣＳ又は通信端末ＭＴなどによって直接入力されたものでもよい。あるいは、非可視光センサＮＶＳＳは検出対象距離又は検出対象距離範囲を入力可能な入力部を設けてもよい。
【００７０】
検出対象までの距離が大きい場合には、検出対象までの距離が小さい場合に比べて、反射光の強度（振幅）の減衰が大きいので、距離検出／物質検出処理部２７ａにおける距離検出時の誤差が大きくなる。このため、制御部１１は、入力された高さの情報が大きいほど、算出する検出対象距離範囲を大きくする方が好ましい。これにより、非可視光センサＮＶＳＳは、例えば非可視光センサＮＶＳＳの所定面からの高さの情報が小さい場合（例えば３［ｍ］）又は大きい場合（例えば１０［ｍ］）に応じて検出対象距離範囲を変更することで、非可視光センサＮＶＳＳにおける距離検出時の誤差も考慮して、非可視光センサＮＶＳＳに特定物質の検知精度を一層向上できる。また、表示制御部３７は、検出カメラ１が設置される高さに応じた検出処理部２７における距離検出時の誤差も考慮して、特定物質に関する情報の一例としての表示データを生成できる。
【００７１】
また、制御部１１は、非可視光センサＮＶＳＳの検出処理部２７における特定物質の検出閾値Ｍを検出処理部２７の距離検出／物質検出処理部２７ａに設定する（Ｓ３）。検出閾値Ｍは、検出対象となる特定物質に応じて適宜設けられることが好ましい。
【００７２】
ステップＳ３の後、制御部１１は、撮像処理を開始させるための制御信号を可視光カメラＶＳＣの各部に出力し（Ｓ４−１）、更に、第１投射光源１３に比較光ＬＳ１の投射、第２投射光源１５に測定光ＬＳ２の投射をそれぞれ開始させるための光源走査用タイミング信号ＴＲを非可視光センサＮＶＳＳの第１投射光源１３、第２投射光源１５にそれぞれ出力する（Ｓ４−２）。なお、ステップＳ４−１の動作とステップＳ４−２の動作との実行タイミングはどちらが先でも良い。
【００７３】
（非可視光センサの物質検出の詳細な動作の説明）
次に、検出カメラ１の非可視光センサＮＶＳＳにおける物質検出の詳細な動作手順について、図６を参照して説明する。図６は、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳにおける物質検出の詳細な動作手順を説明するフローチャートである。図６に示すフローチャートの説明の前提として、タイミング制御部１１ａは、光源走査用タイミング信号ＴＲを第１投射光源１３及び第２投射光源１５に出力している。
【００７４】
図６において、奇数番目の投射周期における光源発光信号ＲＦがタイミング制御部１１ａから出力された場合には（Ｓ１１、ＹＥＳ）、第１投射光源１３は、タイミング制御部１１ａからの光源発光信号ＲＦに応じて、第１波長（例えば１．１μｍ）を有する比較光ＬＳ１を投射する（Ｓ１２）。一方、偶数番目の投射周期における光源発光信号ＲＦがタイミング制御部１１ａから出力された場合には（Ｓ１１、ＮＯ）、第２投射光源１５は、タイミング制御部１１ａからの光源発光信号ＲＦに応じて、第２波長（例えば１．４５μｍ）を有する測定光ＬＳ２を投射する（Ｓ１３）。
【００７５】
投射光源走査用光学部１７は、第１投射光源１３から投射された比較光ＬＳ１を走査する際、例えば検出エリアＫの床面ＦＬＲの横方向のライン（配列）に対しては同一の照射角度を用いて１次元的に比較光ＬＳ１を走査するように照射する。更に、投射光源走査用光学部１７は、床面ＦＬＲの最も非可視光センサＮＶＳＳに近い横方向のラインから最も奥側のラインに向かって走査する際、同一の横方向のラインに対しては同一の照射角度を用いて比較光ＬＳ１及び測定光ＬＳ２を走査するように照射する（Ｓ１４）。なお、投射光源走査用光学部１７の比較光ＬＳ１又は測定光ＬＳ２の照射に関する光学系の動作例の詳細については後述する。検出エリアＫの床面ＦＬＲの位置に特定物質が存在する場合には、比較光ＬＳ１が特定物質により反射された反射光ＲＶ１が撮像光学部２１を介して受光部２３により受光される（Ｓ１５）。
【００７６】
信号加工部２５では、反射光ＲＶ１の受光部２３における出力（電気信号）が電圧信号に変換され、この電圧信号のレベルがコンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃにおいて処理可能なレベルまで増幅される（Ｓ１６）。コンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃは、増幅回路２５ｂの出力信号と所定の閾値との比較結果に応じて、増幅回路２５ｂの出力信号を２値化して距離検出／物質検出処理部２７ａに出力する。コンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃは、増幅回路２５ｂの出力信号のピークの情報を距離検出／物質検出処理部２７ａに出力する。
【００７７】
距離検出／物質検出処理部２７ａは、第１波長（例えば１．１μｍ）を有する比較光ＬＳ１の反射光ＲＶ１におけるコンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃからの出力（２値化信号）を基に、非可視光センサＮＶＳＳから特定物質までの距離を測距する（Ｓ１７−１）。
【００７８】
距離検出／物質検出処理部２７ａは、第１波長を有する比較光ＬＳ１の反射光ＲＶ１に対するコンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃの出力（ピークの情報）をメモリ２７ｂに一時的に保存する（Ｓ１７−２）。また、距離検出／物質検出処理部２７ａは、メモリ２７ｂに保存された前回のフレーム（投射周期）における第１波長を有する比較光ＬＳ１に対する反射光ＲＶ１、又は第２波長を有する測定光ＬＳ２に対する反射光ＲＶ２における同一位置（例えば座標）に関するコンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃの出力をメモリ２７ｂから読み出す（Ｓ１７−３）。距離検出／物質検出処理部２７ａは、検出エリアＫの床面ＦＬＲの同一位置における第１波長を有する比較光ＬＳ１の反射光ＲＶ１におけるコンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃの出力（ピークの情報）と、第２波長を有する測定光ＬＳ２の反射光ＲＶ２におけるコンパレータ／ピークホールド処理部２５ｃの出力（ピークの情報）と、所定の検出閾値（例えば検出閾値Ｍ）とを基に、検出エリアＫの床面ＦＬＲにおける特定物質の検出の有無を判定する（Ｓ１７−４）。検出結果フィルタ処理部２７ｃは、距離検出／物質検出処理部２７ａの出力と、制御部１１から指定された所定の検出対象距離又は検出対象距離範囲の情報とを基に、検出エリアＫ内の床面ＦＬＲの非可視光センサＮＶＳＳからの距離が検出対象距離又は検出対象距離範囲内である特定物質に関する情報をフィルタリングして抽出する。
【００７９】
表示処理部２９は、検出結果フィルタ処理部２７ｃの出力を用いて、検出エリアＫ内の非可視光センサＮＶＳＳからの距離が検出対象距離又は検出対象距離範囲内である特定物質に関する情報の一例として、非可視光センサＮＶＳＳからの距離毎の検出エリアＫの床面ＦＬＲにおける特定物質の位置を示す物質位置画像データを生成する（Ｓ１８）。ステップＳ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７−１〜Ｓ１７−４、Ｓ１８の各動作は、１回のフレーム（投射周期）の検出エリア内のライン毎に実行される。
【００８０】
ステップＳ１８の後、検出エリアＫ内の床面ＦＬＲの全ての横方向（又は縦方向も可）のラインに対してステップＳ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７−１〜Ｓ１７−４、Ｓ１８の各動作の実行が終了していない場合には（Ｓ１９、ＮＯ）、検出エリアＫ内の床面ＦＬＲの全てのラインに対してステップＳ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７−１〜Ｓ１７−４、Ｓ１８の各動作の実行が終了するまで、ステップＳ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７−１〜Ｓ１７−４、Ｓ１８の各動作が繰り返される。
【００８１】
一方、検出エリアＫ内の床面ＦＬＲの全てのラインに対してステップＳ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７−１〜Ｓ１７−４、Ｓ１８の各動作の実行が終了した場合には（Ｓ１９、Ｙ）、比較光ＬＳ１及び測定光ＬＳ２の走査が継続する場合には（Ｓ２０、ＹＥＳ）、非可視光センサＮＶＳＳの動作はステップＳ１１に戻る。比較光ＬＳ１及び測定光ＬＳ２の走査が継続しない場合には（Ｓ２０、ＮＯ）、非可視光センサＮＶＳＳの動作は終了する。
【００８２】
図１０は、非可視光センサＮＶＳＳの検出エリアＫに対する比較光ＬＳ１及び測定光ＬＳ２の照射に関する動作概要の一例を示す説明図である。図１０では、特定物質の検出対象である検出エリアＫ（例えば四方が壁面ＷＬＬにより囲まれ、床面ＦＬＲ上に３個の水溜りＷＴ１，ＷＴ２，ＷＴ３が存在する部屋）の床面ＦＬＲから所定高さ（例えば図２に示す点Ｏと点Ｓとの間の距離に対応）の位置に、床面ＦＬＲに対して比較光ＬＳ１及び測定光ＬＳ２を面照射する非可視光センサＮＶＳＳが設置され、非可視光センサＮＶＳＳの正面方向Ｑから見て横方向（水平方向）に少なくとも測定光ＬＳ２が照射される状況が示されている。
【００８３】
本実施形態では、図１０に示すように、非可視光センサＮＶＳＳから見れば、実際の床面ＦＬＲの形状が矩形形状（例えば長方形）でも、非可視光センサＮＶＳＳ自身に近い側から遠くなればなるほど横方向のラインの長さが異なる台形形状となる。このため、非可視光センサＮＶＳＳから見れば、図１０に示す横方向のライン間の幅ｐｔ１，ｐｔ２の関係としては、ｐｔ１＞ｐｔ２となり、水溜りＷＴ１，ＷＴ２，ＷＴ３の大きさが全て同じであったとしても、水溜りＷＴ１の大きさ＞水溜りＷＴ２の大きさ＞水溜りＷＴ３の大きさのようになる。
【００８４】
非可視光センサＮＶＳＳは、床面ＦＬＲの横方向の各ラインに対しては、第２投射光源１５から測定光ＬＳ２を同一の照射角度を用いて投射する。また、非可視光センサＮＶＳＳは、床面ＦＬＲの最も非可視光センサＮＶＳＳに近いラインから最も奥側のラインに向かって、縦方向（奥行き方向）のライン間の間隔が短くなるように、測定光ＬＳ２を照射する（間隔ｐｔ２＜間隔ｐｔ１）。
【００８５】
この縦方向のライン間の間隔は、投射光源走査用光学部１７において、後述するＹ軸用のミラーアクチュエータＡＣＴ３（図１２参照）によってライン毎に制御されるチルト角の差分ＴＫによって決まる。
【００８６】
また、非可視光センサＮＶＳＳは、床面ＦＬＲの最も非可視光センサＮＶＳＳに近いラインから最も奥側のラインに向かって、徐々に照射ポイントＲＰＴが潰された形状となるように、つまり、ビーム形状が真円から徐々に偏平率の大きな楕円に変形する測定光ＬＳ２を照射する。
【００８７】
図１１（Ａ）は、Ｙ軸用のミラーアクチュエータＡＣＴ３のチルト角の差分ＴＫ及びレーザ光の横方向のビーム径ｄｈがライン毎に登録されたテーブル５１の登録内容を示す図である。図１１（Ａ）に示すテーブル５１は、制御部１１が投射光源走査用光学部１７に、比較光ＬＳ１及び測定光ＬＳ２を走査させる際に用いられる。図１１（Ｂ），（Ｃ）は、それぞれテーブル５１の登録内容を説明する図である。このテーブル５１は、制御部１１に記憶されている。このテーブル５１では、チルト角の差分ＴＫは、ライン番号の増加とともに、値が小さくなるように設定される。例えば、チルト角の差分ＴＫ１は、図１１（Ｂ）に示すように、非可視光センサＮＶＳＳによるラインＬ０のチルト角度とラインＬ１のチルト角度の差分を表す。同様に、チルト角の差分ＴＫ２は、非可視光センサＮＶＳＳによるラインＬ１のチルト角度とラインＬ２のチルト角度の差分を表す。以後のチルト角の差分ＴＫについても同様である。
【００８８】
ラインＬ１のチルト角の差分ＴＫ１よりもラインＬ２のチルト角の差分ＴＫ２の方が小さく、また、ラインＬ２のチルト角の差分ＴＫ２よりもラインＬ３のチルト角の差分ＴＫ３の方が小さいので、ＴＫ１＞ＴＫ２＞ＴＫ３の関係がある。従って、制御部１１は、ラインが遠ざかるにつれてライン間の間隔が短くなるように、Ｙ軸用のミラーアクチュエータＡＣＴ３を駆動する。
【００８９】
また、このテーブル５１では、図１１（Ｃ）に示すように、レーザ光の横方向のビーム径ｄｈは、ライン番号の増加とともに、徐々に大きな値となるように設定される。レーザ光の横方向のビーム径ｄｈは、後述するように、ビーム整形プリズムＢＰによって変更され、ビーム整形プリズムＢＰへの入射位置によって決まってくる。例えば、ラインＬ３の横方向のビーム径ｄｈ３はラインＬ２の横方向のビーム径ｄｈ２よりも大きく、ラインＬ２の横方向のビーム径ｄｈ２はラインＬ１の横方向のビーム径ｄｈ１よりも大きくなるように設定され、ｄｈ３＞ｄｈ２＞ｄｈ１の関係がある。
【００９０】
本実施形態のビーム整形プリズムＢＰは、レーザ光（つまり、測定光ＬＳ２，比較光ＬＳ１。以下、特別な説明が無い限り同様とする。）の入射位置に応じて、横方向のビーム径ｄｈを大きく、かつ、縦方向のビーム径ｄｖを小さくなるように変形させる特性を有する。縦方向のビーム径ｄｖは、横方向のビーム径ｄｈが決まると一意に決まる値であるので、テーブル５１には登録されていないが、登録しておいてもよい。
【００９１】
このように、遠方のラインに向かって、ビーム形状ＢＳは、段階的に横長となり、大きな偏平率を有する楕円（押し潰された形状）に変化するが、その分、ライン間の幅ｐｔが短くなるので、たとえ縦方向のビーム径ｄｖが小さくなっても、照射ポイントＲＰＴが当たらない隙間は拡がらず、レーザ光の照射ポイントＲＰＴを床面ＦＬＲに密に当てることが可能となる。
【００９２】
次に、投射光源走査用光学部１７の比較光ＬＳ１又は測定光ＬＳ２の照射に関する光学系の動作例について、図１２（Ａ）〜（Ｃ）、図１３（Ａ）〜（Ｃ）及び図１４（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。
【００９３】
図１２（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ非可視光センサＮＶＳＳにおける投射光源走査用光学部１７及び撮像光学部２１の光学系の構成を示す図である。図１３（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ図１２（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）に示す投射光源走査用光学部１７及び撮像光学部２１の光学系を用いた場合に照射されるレーザ光のビーム形状ＢＳを説明する図である。ビーム形状ＢＳは、レーザ光の進行方向に対して垂直な断面で表現される（図１１（Ｃ）参照）。なお、以下の説明を簡単にするために、第２投射光源１５から測定光ＬＳ２が投射され、その反射光ＲＶ２が受光されることについて説明するが、第１投射光源１３から比較光ＬＳ１が投射され、その反射光ＲＶ１が受光されることについても同様である。
【００９４】
図１２（Ａ）は、測定光ＬＳ２が平行光である場合における投射光源走査用光学部１７及び撮像光学部２１の光学系の構成を示す図である。投射光源走査用光学部１７は、絞りレンズＳＬＳ、コリメートレンズＣＬＳ、整形用のミラーアクチュエータＡＣＴ１、ビーム整形プリズムＢＰ、Ｘ軸用のミラーアクチュエータＡＣＴ２及びＹ軸用のミラーアクチュエータＡＣＴ３を含む。また、撮像光学部２１は、Ｙ軸用のミラーアクチュエータＡＣＴ３、Ｘ軸用のミラーアクチュエータＡＣＴ２、整形用のミラーアクチュエータＡＣＴ１及び受光レンズＦＣＬＳを含む。
【００９５】
絞りレンズＳＬＳは、第２投射光源１５から投射された拡散光である測定光ＬＳ２を絞る。コリメートレンズＣＬＳは、絞りレンズＳＬＳによって絞られた測定光ＬＳ２を平行光であるコリメート光に調整する。コリメート光は、非可視光センサＮＶＳＳからの投射距離が長くなっても、略一定のビーム径を有する。
【００９６】
整形用のミラーアクチュエータＡＣＴ１は、第２投射光源１５から投射された測定光ＬＳ２をビーム整形プリズムＢＰに向けて反射させるものであり、ビーム整形プリズムＢＰの入射位置が変わるようにステッピングモータ（不図示）によって駆動される。
【００９７】
ビーム整形プリズムＢＰは、入射したレーザ光のビーム形状を整形して出射する光学部品であり、本実施形態では、断面が台形の形状を有する錐台に成形され、ビーム整形プリズムＢＰを透過したレーザ光のビーム形状ＢＳを真円から楕円に変形させる。楕円に変形したビーム形状ＢＳの偏平率は、ビーム整形プリズムＢＰの入射位置に応じて決定され、例えばアスペクト比が１．５以上の値であることが望ましい。ビーム整形プリズムとして、ウェッジプリズム等が挙げられる。本実施形態のビーム整形プリズムＢＰは、レーザ光の入射位置に応じて、横方向のビーム径ｄｈを大きくし、かつ、縦方向のビーム径ｄｖを小さくする特性を有する。
【００９８】
なお、ビーム整形プリズムＢＰは、縦方向のビーム径ｄｖを変化させない特性を有するものでもよい。また、ビーム整形プリズムＢＰは、レーザ光の入射位置に応じて、横方向のビーム径ｄｈ及び縦方向のビーム径ｄｖを同一の割合で大きく変形させる特性を有するものでもよい。この場合、ビーム整形プリズムＢＰは、その前後でビーム形状を変更することなく、拡大レンズのように作用する。
【００９９】
Ｘ軸用のミラーアクチュエータＡＣＴ２は、ビーム整形プリズムＢＰを透過した測定光ＬＳ２を反射させるものであり、ステッピングモータ（不図示）によって駆動されるポリゴンミラーを有し、投射される測定光ＬＳ２のＸ軸方向（水平方向）の走査位置を繰り返し変化させる。
【０１００】
Ｙ軸用のミラーアクチュエータＡＣＴ３は、Ｘ軸用のミラーアクチュエータＡＣＴ２で反射した測定光ＬＳ２を反射させるものであり、投射される測定光ＬＳ２のＹ軸方向（奥行き方向）の走査位置が変わるようにステッピングモータ（不図示）によって駆動される。
【０１０１】
受光レンズＦＣＬＳは、投射とは逆の経路を経て整形用のミラーアクチュエータＡＣＴ１で反射した反射光ＲＶ２を受光部２３に集光させる。
【０１０２】
投射光源走査用光学部１７の光学系では、第２投射光源１５から出射した測定光ＬＳ２は、絞りレンズＳＬＳを介してコリメートレンズＣＬＳに入射し、コリメートレンズＣＬＳによって平行光に調整された後、整形用のミラーアクチュエータＡＣＴ１で反射され、ビーム整形プリズムＢＰに向かう。ビーム整形プリズムＢＰでビーム形状が真円から楕円に変形された後、測定光ＬＳ２は、Ｘ軸方向（水平方向）の走査位置が所定の範囲で変わるように、Ｘ軸用のミラーアクチュエータＡＣＴ２によって反射され、かつ、Ｘ軸方向の走査位置に同期してＹ軸方向（奥行き方向）の走査位置が所定の範囲で変わるように、Ｙ軸用のミラーアクチュエータＡＣＴ３によって反射される。Ｙ軸用のミラーアクチュエータＡＣＴ３によって反射した測定光ＬＳ２は、検出エリアＫに向かって照射される。
【０１０３】
この光学系を用いた場合、図１３（Ａ）に示すように、コリメート光である測定光ＬＳ２は、一定のライン間隔で横方向に走査するように照射される。また、測定光ＬＳ２によるビーム形状ＢＳは、各ラインにおいて同一の偏平率を有する楕円であり、最も非可視光センサＮＶＳＳに近いラインから最も奥側のラインに向かって徐々に大きな偏平率を有する楕円である。なお、Ｙ軸方向（縦方向）のライン間に生じる隙間は、測定光ＬＳ２が照射されない余白である。また、図中の点線枠は概略的な照射範囲ＲＮＧを示す。
【０１０４】
また、撮像光学部２１の光学系では、測定光ＬＳ２が反射されると、投射とは逆の経路を辿って、反射光ＲＶ２が受光側（投射側）に戻ってくる。つまり、反射光ＲＶ２は、Ｙ軸用のミラーアクチュエータＡＣＴ３で反射され、Ｘ軸用のミラーアクチュエータＡＣＴ２で反射され、ビーム整形プリズムＢＰを経由して整形用のミラーアクチュエータＡＣＴ１で反射されると、受光レンズＦＣＬＳに入射し、受光レンズＦＣＬＳによって集光されて受光部２３で検出される。
【０１０５】
図１２（Ｂ）は、測定光ＬＳ２が収束光である場合における投射光源走査用光学部１７Ａ及び撮像光学部２１Ａの光学系の構成を示す図である。この投射光源走査用光学部１７Ａ及び撮像光学部２１Ａの光学系では、図１２（Ａ）に示す投射光源走査用光学部１７及び撮像光学部２１の光学系と比較して、コリメートレンズＣＬＳ及び絞りレンズＳＬＳが省かれ、代わりに絞りレンズＧＬＳが配置される。
【０１０６】
絞りレンズＧＬＳは、第２投射光源１５から投射された拡散光である測定光ＬＳ２を収束させ、収束光として整形用のミラーアクチュエータＡＣＴ１に入射させる。この後、測定光ＬＳ２の光路は、図１２（Ａ）の場合と同様である。また、反射光ＲＶ２の光路も、図１２（Ａ）の場合と同様である。
【０１０７】
この光学系を用いた場合、図１３（Ｂ）に示すように、収束光である測定光ＬＳ２は、一定のライン間隔で横方向に走査するように照射される。また、測定光ＬＳ２によるビーム形状ＢＳは、Ｙ軸方向のライン番号が大きい（遠くのラインである）程、小さく、各ラインにおいて同一の偏平率を有する楕円である。最も遠いラインでは、連続するビーム形状ＢＳの軌跡は、直線に近くなっている。なお、Ｙ軸方向の間の隙間は、測定光ＬＳ２が照射されない余白である。
【０１０８】
図１２（Ｃ）は、測定光ＬＳ２が拡散光である場合における投射光源走査用光学部１７Ｂ及び撮像光学部２１Ｂの光学系の構成を示す図である。この投射光源走査用光学部１７Ｂ及び撮像光学部２１Ｂの光学系では、図１２（Ａ）に示す投射光源走査用光学部１７及び撮像光学部２１の光学系と比較して、コリメートレンズＣＬＳ及び絞りレンズＳＬＳが省かれる。
【０１０９】
拡散光には、第２投射光源１５から出射されるレーザ光（測定光ＬＳ２）をそのまま用いることが可能である。なお、拡散光は、第２投射光源１５と整形用のミラーアクチュエータＡＣＴ１との間に拡散レンズを配置し、この拡散レンズで第２投射光源１５から出射される測定光ＬＳ２を拡散させることで得てもよい。また、拡散光は、ビーム整形プリズムＢＰを拡大レンズのように作用させることで得てもよく、この場合、拡散の度合いが調整可能である。
【０１１０】
第２投射光源１５から投射された拡散光である測定光ＬＳ２は、そのまま整形用のミラーアクチュエータＡＣＴ１に入射する。この後、測定光ＬＳ２の光路は、図１２（Ａ）の場合と同様である。また反射光ＲＶ２の光路も、図１２（Ａ）の場合と同様である。
【０１１１】
この光学系を用いた場合、図１３（Ｃ）に示すように、拡散光である測定光ＬＳ２は、一定のライン間隔で横方向に走査するように照射される。また、測定光ＬＳ２によるビーム形状ＢＳは、Ｙ軸方向のライン番号が大きい（遠くのラインである）程、大きく、各ラインにおいて同一の偏平率を有する楕円である。本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳでは、投射光源走査用光学部１７、１７Ａ、１７Ｂのいずれも使用可能である。
【０１１２】
図１４（Ａ）及び（Ｂ）は、投射光源走査用光学部１７を用いてコリメート光である測定光ＬＳ２を投射した場合のビーム形状ＢＳを説明する図である。図１４（Ａ）では、ライン間の間隔（幅）をライン毎に調整する制御を行わなかった場合を示す。第２投射光源１５から検出エリアＫに向けて投射された測定光ＬＳ２が走査されることで、レーザ光のビーム形状ＢＳの軌跡は照射範囲ＲＮＧ内で台形を描くように生成される。
【０１１３】
非可視光センサＮＶＳＳによって検出されるビーム形状ＢＳの軌跡は、画像ＧＡ１として検出される。台形状の画像ＧＡ１は、非可視光センサＮＶＳＳによってＸ軸方向（横方向）に圧縮処理され、矩形状の画像ＧＡ２に変換される。以後、矩形状の画像ＧＡ２、ＧＡ３、ＧＡ４で表現されるビーム形状ＢＳの軌跡について説明する。
【０１１４】
画像ＧＡ２では、各ラインのビーム形状ＢＳは、いずれも同じ大きさの真円であり、また、ライン間の幅も一定である。つまり、画像ＧＡ２は、ビーム整形プリズムＢＰを透過させることなく、投射光源走査用光学部１７が測定光ＬＳ２を投射した場合に得られる画像である。
【０１１５】
画像ＧＡ３では、画像ＧＡ２に対し、Ｙ軸方向のライン番号が大きい程、大きな偏平率を有するビーム形状ＢＳが生成される。つまり、画像ＧＡ３は、ビーム整形プリズムＢＰを透過させて投射光源走査用光学部１７が測定光ＬＳ２を投射した場合に得られる画像である。ビーム形状ＢＳは、ビーム整形プリズムＢＰを用いることで、遠方に行くほど、横方向のビーム径ｄｈが長くなり、縦方向のビーム径ｄｖが短い楕円となる。この結果、検出エリアＫの床面ＦＬＲに測定光ＬＳ２を照射した場合、遠方の照射ポイントＲＰＴが偏平率の大きな楕円になるので、遠くの床面ＦＬＲにある水溜りＷＴ３とおおよそ似たような形状となる（図１５参照）。従って、照射ポイントＲＰＴと水溜りとの重なり部分が多くなり、水溜り以外の部分からの反射光ＲＶ２の検出量が減るので、ノイズが小さくなり、検知精度が向上する。なお、照射ポイントＲＰＴ同士が重なり合う場合、水溜りがあると必ずそれに当てることができる。しかし、画像ＧＡ３に示すようなビーム形状ＢＳの軌跡で測定光ＬＳ２を照射した場合、遠方では、照射ポイントＲＰＴは潰れたような形状になるので、そのままでは、ライン間の間隔が拡がって隙間が大きくなり、水溜りが検知しにくく、誤検知に繋がる。
【０１１６】
図１４（Ｂ）に示す画像ＧＡ４では、画像ＧＡ３と同様、ビーム形状ＢＳを真円から楕円に変形させるとともに、ライン番号が大きい程、ライン間の間隔（幅）が狭くなるように、Ｙ軸用のミラーアクチュエータＡＣＴ３のチルト角の差分ＴＫを変更することで、投射光源走査用光学部１７が測定光ＬＳ２を投射した場合に得られる画像である。画像ＧＡ４では、遠方のライン程、ライン間の間隔が狭くなって隙間が小さくなるので、水溜りが検知し易くなり、検知精度の向上に繋がる。従って、図１４（Ｂ）に示すような、ビーム形状ＢＳの軌跡を描くように、非可視光センサＮＶＳＳが測定光ＬＳ２を照射することが最も好ましい。
【０１１７】
図１５（Ａ）は、真円のままビーム径を拡げた場合に非可視光センサＮＶＳＳによる測定光ＬＳ２の照射を説明する図である。図１５（Ａ）には、検出エリアＫの床面ＦＬＲから所定の高さ位置に、測定光ＬＳ２を照射する非可視光センサＮＶＳＳが設置され、非可視光センサＮＶＳＳの正面方向Ｑに対し、奥行き方向（Ｙ軸方向）かつ横方向（Ｘ軸方向）に測定光ＬＳ２が照射される状況が示されている。図中、水溜りＷＴ１，ＷＴ２，ＷＴ３の大きさは全て均一とする。第２投射光源１５から投射される測定光ＬＳ２は拡散光またはコリメート光である。コリメート光を用いる場合、例えばビーム整形プリズムＢＰが、測定光ＬＳ２の入射位置に応じて、ビーム形状ＢＳを変えることなく真円のまま、縦方向のビーム径ｄｖ及び横方向のビーム径ｄｈを長くする。なお、拡散光としては、前述したように、ビーム整形プリズムＢＰを介在させることなく、第２投射光源１５から出射して拡散するレーザ光をそのまま用いてもよい。
【０１１８】
非可視光センサＮＶＳＳが測定光を奥行き方向かつ横方向に照射する際、非可視光センサＮＶＳＳからの距離が長くなると、ビーム形状ＢＳは真円のまま拡がるので、水平方向のビーム間の距離が狭まり、奥まった位置にある水溜まりＷＴ３にレーザ光による照射ポイントＲＰＴが当たり易くなる。しかし、この場合、照射ポイントＲＰＴは水溜りの外にも当たるので、反射光ＲＶ２はノイズを多く含むようになる。
【０１１９】
図１５（Ｂ）は、水平方向のビーム径ｄｈを拡げた場合に非可視光センサＮＶＳＳによる測定光の照射を説明する図である。第２投射光源１５から投射される測定光ＬＳ２はコリメート光、収束光、拡散光のいずれでもよい。この場合、遠方に行くほど、水平方向のビーム径ｄｈは長くなるので、ビーム形状ＢＳは大きな偏平率を有する楕円となる。従って、奥まった位置にある水溜まりＷＴ３にレーザ光による照射ポイントＲＰＴが当たり易く、しかも、照射ポイントＲＰＴは、遠い程、大きな偏平率を有する楕円であるので、水溜りと重なる部分が多くなり、水溜り以外の部分から反射が少なく、反射光ＲＶ２に含まれるノイズを低減できる。また、照射ポイントＲＰＴ同士が重なり合うことで、水溜りがある場合、必ずそれに当てることができる。
【０１２０】
コリメート光を用いた場合、遠くのライン程、縦方向のビーム径ｄｖが短くなるが、ライン間の間隔（幅）ｐｔは段階的に狭まるので、縦方向に密に測定光ＬＳ２を照射できる。また、収束光を用いた場合でも、縦方向のビーム径ｄｖに対し、横方向のビーム径ｄｈは大きくなるが、縦方向のビーム径ｄｖは小さくなる。この場合、ライン方向の照射角度を小さくすることで、遠方のラインでは、照射ポイントＲＰＴの軌跡は直線に近くなり、また、ライン間の間隔（幅）ｐｔを段階的に狭めることで、床面ＦＬＲに対し、測定光ＬＳ２を密に照射することが可能である。
【０１２１】
以上により、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳは、検出エリアＫに測定光ＬＳ２を照射する際、検出エリアＫまでの距離を測定し、この距離の増加に応じて、第２投射光源１５から出射される測定光ＬＳ２のビーム径を拡げるように制御し、測定光ＬＳ２の反射光ＲＶ２を基に、検出エリアＫにある水溜りＷＴ１、ＷＴ２、ＷＴ３を検出する。
【０１２２】
これにより、非可視光センサＮＶＳＳは、非可視光センサＮＶＳＳからの距離が遠くなると、測定光ＬＳ２の照射形状（ビーム径）を拡げることができ、つまり、ビーム間（照射位置間）の間隔を狭めることができ、遠方の検出エリアＫにある水溜りＷＴ３に照射ポイントＲＰＴを当て易くできる。従って、非可視光センサＮＶＳＳは、広範囲な検出領域Ｋに亘って水溜りＷＴ１、ＷＴ２、ＷＴ３の検出精度を向上できる。
【０１２３】
（本実施形態の変形例）
図１６は、変形例におけるビーム径を縦長から横長に拡げた場合に非可視光センサＮＶＳＳによる測定光の照射を説明する図である。本実施形態の変形例では、非可視光センサＮＶＳＳの制御部１１は、図１６に示す最も手前のラインから同図の奥側のラインに向かって、照射ポイントＲＰＴの形状を、縦長の楕円から真円を経て横長の楕円に変化するようにビーム径（照射形状）を可変に制御する。
【０１２４】
つまり、第２投射光源１５から出射される際の測定光ＬＳ２のビーム形状ＢＳは、縦長の楕円であり、ビーム整形プリズムＢＰを透過することで、真円あるいは横長の楕円に変化する。この場合も、ビーム形状ＢＳは、非可視光センサＮＶＳＳから遠い程、大きな偏平率を有する楕円となるので、照射ポイントＲＰＴと水溜りＷＴ３との重なる部分が多くなり、水溜り以外の部分からの反射が少なく、反射光ＲＶ２に含まれるノイズを低減できる。また、照射ポイントＲＰＴ同士が重なり合うことで、水溜りがある場合、必ずそれに当てることができる。更に、非可視光センサＮＶＳＳの制御部１１は、隣り合う照射ポイントを重複するように制御してもよく、重複させることで、測定光ＬＳ２をライン上で直線的に照射することが可能となる。なお、最も手前のラインでは、照射ポイントの形状は真円であってもよい。
【０１２５】
また、上述した本実施形態では、特定物質として水溜りＷＴ１、ＷＴ２，ＷＴ３のような水分を例示して説明したが、非可視光センサＮＶＳＳが検出可能な特定物質は水分に限定されず、以下の表１に示すものでも良い。表１では、非可視光センサＮＶＳＳが検出可能な特定物質と、特定物質を検出するために第１投射光源１３又は第２投射光源１５において用いられる比較光ＬＳ１又は測定光ＬＳ２の使用波長とが示されている。これにより、非可視光センサＮＶＳＳは、水分に限らず、比較光ＬＳ１又は測定光ＬＳ２の使用波長に応じて、多種類の特定物質を検出でき、特定物質が検出されたことを示す物質位置画像データを生成することができる。
【０１２６】
【表１】
2016114527.tif 000003
【０１２７】
なお、上述の検出対象距離範囲は、１つの範囲でなく、複数の範囲が設定されてよい。例えば、検出対象距離範囲は、第１の範囲としての２〜３[ｍ]と、第２の範囲としての６〜８[ｍ]とを含む。同様に、上述の検出対象距離は１つの値でなく、複数の値が設定されてもよい。制御部１１は、複数の検出対象距離が入力される場合、各検出対象距離に応じた検出対象距離範囲を算出し、設定してもよい。このように複数の検出対象距離又は検出対象距離範囲を設定可能とすることで、非可視光センサＮＶＳＳが設置された環境に応じて、非可視光センサＮＶＳＳの検出条件を設定することができる。
【０１２８】
また、設定される検出対象距離又は検出対象距離範囲の数は、任意に増加又は減少されてもよい。これにより、非可視光センサＮＶＳＳが設置された環境が、複雑さに応じて、非可視光センサＮＶＳＳの検出条件を設定することができる。例えば、環境が複雑である場合、検出対象距離又は検出対象距離範囲の数を多く設定し、環境が単純である場合、検出対象距離又は検出対象距離範囲の数を少なく設定する。
【０１２９】
なお、このような複数の検出対象距離又は検出対象距離範囲は、予め設定されていてもよいし、ユーザがカメラサーバＣＳ又は通信端末ＭＴなどによって任意に設定されてもよい。あるいは、非可視光センサＮＶＳＳにこれらを設定可能な入力部を設けてもよい。なお、検出対象距離範囲は、上述した具体例のように、上限及び下限の両方を設定する必要はなく、少なくともどちらか一方が設定されればよい。例えば、１００[ｍ]以上、又は、５[ｍ]以下といった検出対象距離範囲が設定されてもよい。
【０１３０】
なお、本実施形態では、第１投射光源１３は奇数番目の投射周期に投射し、第２投射光源１５は偶数番目の投射周期に投射するとして説明したが、第１投射光源１３及び第２投射光源１５は投射周期毎に交互に投射しなくても良い。例えば、第１投射光源１３及び第２投射光源１５は異なる投射周期で又はランダムな投射周期に投射するタイミングを切り替えても良い。また、非可視光センサＮＶＳＳにおいて撮像光学部２１及び受光部２３が複数（例えば２個）ある場合には、第１投射光源１３からの比較光ＬＳ１と第２投射光源１５からの測定光ＬＳ２とは同時に投射されても良い。
【０１３１】
なお、本実施形態では、投射部ＰＪ及び画像判定部ＪＧを一体に構成した非可視光センサＮＶＳＳについて説明したが、投射部ＰＪ及び画像判定部ＪＧはそれぞれ別体に設けられても良い。また、検出カメラ１において、非可視光センサＮＶＳＳと可視光カメラＶＳＣとはそれぞれ別体で構成されてもよい。例えば、投射部ＰＪ及び画像判定部ＪＧは異なる筐体で保持されても良い。同様に、投射部ＰＪ及び可視光カメラＶＳＣは異なる筐体で保持されても良い。また、第１投射光源１３及び第２投射光源１５もそれぞれ別体に設けられても良い。
【０１３２】
但し、画像判定部ＪＧ及び可視光カメラＶＳＣは、本実施形態のように、同一の筐体に設けられる方が好ましい。さらに詳細に説明すると、物質位置画像データの形成に利用される撮像光学部２１と、可視光画像データの形成に利用される撮像光学部３１とは同一の筐体に設けられる方が良い。撮像光学部２１，３１を同一の筐体に設けることで、この２つの受光部の受光位置を近接させることができる。即ち、物質位置画像データ及び可視光画像データの検出位置を近接させることができる。これにより、物質位置画像データ及び可視光画像データのずれを小さくすることができ、表示制御部３７による可視光画像データ及び物質位置画像データの合成処理の負荷を軽減することができる。
【０１３３】
また、受光した信号の処理は、非可視光センサＮＶＳＳの外部（例えば、カメラサーバＣＳ又は通信端末ＭＴ）で行っても良い。この信号処理とは、例えば、上述した信号加工部２５、検出処理部２７、表示処理部２９、撮像信号処理部３５、表示制御部３７及び制御部１１などの処理に相当する。信号処理に関する機能を非可視光センサＮＶＳＳの外部に設けることで、非可視光センサＮＶＳＳを小型化することができる。
【０１３４】
以下、上述した本発明に係る物質検出センサ、測定光照射方法及び物質検出システムの構成、作用、効果を説明する。
【０１３５】
本発明の一実施形態は、検出領域に関する情報を取得する取得部と、前記検出領域に、光学走査を用いた面照射により第１波長を有する測定光を照射する第１光源部と、前記第１光源部から前記検出領域に照射された前記測定光の照射位置における照射形状を可変に制御する制御部と、前記第１光源部からの前記測定光の反射光を基に、前記検出領域における特定物質を検出する物質検出部と、前記物質検出部により検出された前記特定物質までの距離を測定する測距部と、を備え、前記制御部は、前記測距部により測定された前記特定物質までの距離の増加に応じて、前記検出領域に照射された前記測定光の照射位置における照射形状を大きく変更させる、物質検出センサである。
【０１３６】
この構成では、物質検出センサは、検出領域に関する情報を取得し、検出領域に、光学走査を用いた面照射により第１波長を有する測定光を照射し、第１光源から測定光の照射位置における照射形状を可変に制御し、測定光の反射光を基に、検出領域における特定物質を検出する。また、物質検出センサは、特定物質までの距離を測定し、この距離の増加に応じて、測定光の照射位置における照射形状を大きく変更させる。
【０１３７】
これにより、物質検出センサは、物質検出センサから距離が遠くなると、測定光の照射位置における照射形状を拡げることができ、つまり、照射位置間の間隔を狭めることができ、遠方の検出領域にある特定物質に測定光を照射し易くできる。従って、物質検出センサは、広範囲な検出領域に亘って特定物質の検出精度を向上できる。
【０１３８】
また、本発明の一実施形態は、前記制御部は、前記検出領域に照射された前記測定光の照射位置における照射形状を少なくとも水平方向に段階的に大きく変更する、物質検出センサである。
【０１３９】
この構成では、物質検出センサからの測定光の照射位置は、物質検出センサから遠い程、水平方向に段階的に長くなるので、特定物質と重なる部分が多くなり、特定物質以外の部分からの反射が少なくなるので、物質検出センサは、受光する反射波に含まれるノイズ成分を低減できる。また、測定光の照射位置が重なり合った場合に特定物質があると、物質検出センサは、特定物質に測定光を照射できる。
【０１４０】
また、本発明の一実施形態は、前記制御部は、前記測定光の照射位置における照射形状を水平方向に段階的に大きく変更し、かつ、前記測定光の照射位置における照射形状を奥行き方向に段階的に小さく変更する、物質検出センサである。
【０１４１】
この構成では、物質検出センサから見て近距離の位置では、照射位置における測定光の照射形状が縦長となり水平方向には短いが、物質検出センサから見ると近距離の特定物質は遠方の特定物質より大きく見えるので特定物質に対する照射精度は高く、かつ、ノイズ成分の受光が低減される。更に、物質検出センサからみて遠方の位置では、照射位置における測定光の照射形状が横長となり奥行き方向には短いが、物質検出センサから見ると遠方の特定物質は奥行き方向より水平方向に長く見えるので特定物質に対する照射精度は高く、かつ、ノイズ成分の受光が低減される。従って、物質検出センサは、近距離の特定物質でも遠方の特定物質でも照射精度の劣化を抑制でき、特定物質に対して測定光を的確に照射できる。
【０１４２】
また、本発明の一実施形態は、前記第１光源部から照射される前記測定光の照射方向の走査を光学的に制御する光学走査部、を更に備え、前記光学走査部は、前記測距部により測定された前記特定物質までの距離の増加に応じて、水平方向に一様に照射された前記測定光の配列間の距離を段階的に小さく変更する、物質検出センサである。
【０１４３】
この構成では、物質検出センサは、近距離の位置から遠方の位置になる程、水平方向に一様に照射された測定光の配列（ライン）間の間隔を狭くして隙間を低減できるので、特定物質を検知し易くなり、検知精度の向上が可能となる。
【０１４４】
また、本発明の一実施形態は、前記検出領域に、光学走査を用いた面照射により前記第１波長と異なる第２波長を有する比較光を照射する第２光源部、を更に備え、前記測距部は、前記第２光源部からの前記比較光の前記検出領域の特定位置において反射された反射光を基に、前記第１光源部又は前記第２光源部から前記特定位置までの距離を測定し、前記制御部は、前記測距部により検出された前記距離を基に、前記特定位置までの前記測定光の照射可否を決定する、物質検出センサである。
【０１４５】
この構成では、物質検出センサは、検出領域に、光学走査を用いた面照射により第１波長と異なる第２波長を有する比較光を照射し、検出領域の特定位置において反射された比較光の反射光を基に、物質検出センサから特定位置までの距離を測定し、この距離を用いて、特定位置までの測定光の照射可否を決定する。
【０１４６】
これにより、物質検出センサは、測定光と比較光とを用いることで、測定光だけを用いる場合に比べて、検出領域内の特定物質の検出精度を向上することができ、更に、検出領域の特定位置において反射された比較光の反射光を基に、物質検出センサから特定位置までの距離を用いて特定位置までの測定光の照射可否を決定するので、検出領域において測定光を無駄なく照射することができ、特定物質の誤検出を抑制することができる。
【０１４７】
また、本発明の一実施形態は、前記検出領域に関する情報は、所定の入力操作に応じて入力される、物質検出センサである。
【０１４８】
この構成によれば、物質検出センサは、所定の入力操作に応じて入力された検出領域に関する情報を用いるので、例えばユーザ自身の希望に合致する検出領域において特定物質の有無を検出することができる。
【０１４９】
また、本発明の一実施形態は、前記測定光は、レーザ光である、物質検出センサである。
【０１５０】
この構成によれば、測定光としてレーザ光を用いるので、物質検出センサは、特定物質の吸収波長帯に適した鋭いピーク周波数を持つ測定光を照射できる。また、指向性が良く、所望の範囲を正確に照射することができる。また、測定光は、照射エネルギーの損失が少なく、環境光の影響を受けにくい。
【０１５１】
また、本発明の一実施形態は、第１光源を含む物質検出センサにおける測定光照射方法であって、検出領域に関する情報を取得するステップと、前記第１光源から照射される測定光の前記検出領域内の照射位置の照射形状を可変に制御するステップと、前記検出領域に、光学走査を用いた面照射により第１波長を有する測定光を照射するステップと、前記第１光源からの前記測定光の反射光を基に、前記検出領域における特定物質を検出するステップと、検出された前記特定物質までの距離を測定するステップと、を有し、前記照射形状の可変制御では、測定された前記特定物質までの距離の増加に応じて、前記検出領域に照射された前記測定光の照射位置における照射形状を大きく変更させる、測定光照射方法である。
【０１５２】
この方法では、物質検出センサは、検出領域に関する情報を取得し、検出領域に、光学走査を用いた面照射により第１波長を有する測定光を照射し、第１光源から測定光の照射位置における照射形状を可変に制御し、測定光の反射光を基に、検出領域における特定物質を検出する。また、物質検出センサは、特定物質までの距離を測定し、この距離の増加に応じて、測定光の照射位置における照射形状を大きく変更させる。
【０１５３】
これにより、物質検出センサは、物質検出センサからの距離が遠くなると、測定光の照射位置における照射形状を拡げることができ、つまり、照射位置間の間隔を狭めることができ、遠方の検出領域にある特定物質に測定光を照射し易くできる。従って、物質検出センサは、広範囲な検出領域に亘って特定物質の検出精度を向上できる。
【０１５４】
また、本発明の一実施形態は、物質検出センサと外部接続機器とが接続された物質検出システムであって、前記物質検出センサは、検出領域に関する情報を取得する取得部と、前記検出領域に、光学走査を用いた面照射により第１波長を有する測定光を照射する第１光源部と、前記第１光源部から前記検出領域に照射された前記測定光の照射位置における照射形状を可変に制御する制御部と、前記第１光源部からの前記測定光の反射光を基に、前記検出領域における特定物質を検出する物質検出部と、前記物質検出部により検出された前記特定物質までの距離を測定する測距部と、前記物質検出部により検出された前記特定物質に関する情報を前記外部接続機器に出力する出力部と、を備え、前記制御部は、前記測距部により測定された前記特定物質までの距離の増加に応じて、前記検出領域に照射された前記測定光の照射位置における照射形状を大きく変更させる、物質検出システムである。
【０１５５】
この構成では、物質検出センサは、検出領域に関する情報を取得し、検出領域に、光学走査を用いた面照射により第１波長を有する測定光を照射し、第１光源から測定光の照射位置における照射形状を可変に制御し、測定光の反射光を基に、検出領域における特定物質を検出する。また、物質検出センサは、特定物質までの距離を測定し、この距離の増加に応じて、測定光の照射位置における照射形状を大きく変更させる。
【０１５６】
これにより、物質検出システムでは、物質検出センサは、物質検出センサからの距離が遠くなると、測定光の照射位置における照射形状を拡げることができ、つまり、照射位置間の間隔を狭めることができ、遠方の検出領域にある特定物質に測定光を照射し易くできる。従って、物質検出センサは、広範囲な検出領域に亘って特定物質の検出精度を向上できる。
【０１５７】
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
本発明は、検出エリアの特性に応じたレーザ光の面照射を効率的に行い、測定対象物質の誤検出を抑制する物質検出センサ、測定光照射方法及び物質検出システムとして有用である。
【符号の説明】
【０１５９】
１  検出カメラ
１１  制御部
１１ａ  タイミング制御部
１３  第１投射光源
１５  第２投射光源
１７、１７Ａ、１７Ｂ  投射光源走査用光学部
２１、２１Ａ、２１Ｂ、３１  撮像光学部
２３、３３  受光部
２５  信号加工部
２５ａ  Ｉ／Ｖ変換回路
２５ｂ  増幅回路
２５ｃ  コンパレータ／ピークホールド処理部
２７  検出処理部
２７ａ  距離検出／物質検出処理部
２７ｂ  メモリ
２７ｃ  検出結果フィルタ処理部
２９  表示処理部
３５  撮像信号処理部
３７  表示制御部
５１  テーブル
ＡＣＴ１  整形用のミラーアクチュエータ
ＡＣＴ２  Ｘ軸用のミラーアクチュエータ
ＡＣＴ３  Ｙ軸用のミラーアクチュエータ
ＢＰ  ビーム整形プリズム
ＢＳ  ビーム形状
ＣＳ  カメラサーバ
ＣＬＳ  コリメートレンズ
ＧＡ１、ＧＡ２、ＧＡ３、ＧＡ４  画像
ＧＬＳ、ＳＬＳ  絞りレンズ
ＪＧ  画像判定部
ＬＳ１  比較光
ＬＳ２  測定光
ＭＴ  通信端末
ＮＶＳＳ  非可視光センサ
ＰＪ  投射部
ＴＲ  光源走査用タイミング信号
ＲＦ  光源発光信号
ＲＮＧ  照射範囲
ＲＰＴ  照射ポイント
ＲＶ０、ＲＶ１、ＲＶ２  反射光
ＶＳＣ  可視光カメラ
ＷＴ１、ＷＴ２、ＷＴ３  水溜り
【図１】
2016114527.tif 000004
【図２】
2016114527.tif 000005
【図３】
2016114527.tif 000006
【図４】
2016114527.tif 000007
【図５】
2016114527.tif 000008
【図６】
2016114527.tif 000009
【図７】
2016114527.tif 000010
【図８】
2016114527.tif 000011
【図９】
2016114527.tif 000012
【図１０】
2016114527.tif 000013
【図１１】
2016114527.tif 000014
【図１２】
2016114527.tif 000015
【図１３】
2016114527.tif 000016
【図１４】
2016114527.tif 000017
【図１５】
2016114527.tif 000018
【図１６】
2016114527.tif 000019
【図１７】
2016114527.tif 000020