(57)【要約】【課題】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。【解決手段】物質検出センサは、所定の検出領域に関する情報を取得する取得部と、前記所定の検出領域に、光学走査を用いた面照射により所定の第１波長を有する測定光を照射する第１光源部と、少なくとも前記第１光源部から前記測定光の前記検出領域内の照射位置に向かう照射角度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、を備え、前記制御部は、前記取得部により取得された前記所定の検出領域に関する情報に応じて、前記測定光の照射角度を変更する。【選択図】図２
2016114526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の検出領域に関する情報を取得する取得部と、
前記所定の検出領域に、光学走査を用いた面照射により所定の第１波長を有する測定光を照射する第１光源部と、
少なくとも前記第１光源部から前記測定光の前記検出領域内の照射位置に向かう照射角度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、を備え、
前記制御部は、前記取得部により取得された前記所定の検出領域に関する情報に応じて、前記測定光の照射角度を変更する、
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、前記測定光の照射時間間隔を一定に保持し、前記検出領域の横方向への前記測定光の照射毎に、前記測定光の照射角度を変更する、
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、前記測定光の照射時間間隔を一定に保持し、前記検出領域の縦方向への前記測定光の照射毎に、前記測定光の照射角度を変更する、
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、
前記制御部は、前記測定光の照射角度を一定に保持し、前記検出領域の横方向への前記測定光の照射時間間隔を変更する、
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、
前記制御部は、前記測定光の照射角度を一定に保持し、前記検出領域の縦方向への前記測定光の照射時間間隔を変更する、
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、
前記所定の検出領域に、光学走査を用いた面照射により前記第１波長と異なる所定の第２波長を有する比較光を照射する第２光源部と、
前記第２光源部からの前記比較光の前記所定の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２光源部から前記特定位置までの距離を測定する距離検出部と、を更に備え、
前記制御部は、前記距離検出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７】
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、
所定の検出領域に関する情報を取得するステップと、
取得された前記所定の検出領域に関する情報に応じて、前記第１光源から、所定の第１波長を有する測定光の前記検出領域内の照射位置に向かう照射角度を変更するステップと、
変更された前記照射角度を用いて、前記第１光源から前記所定の検出領域に、光学走査を用いた面照射により前記測定光を照射するステップと、
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、
所定の検出領域に関する情報を取得する取得部と、
前記所定の検出領域に、光学走査を用いた面照射により所定の第１波長を有する測定光を照射する第１光源部と、
少なくとも前記第１光源部から前記測定光の前記検出領域内の照射位置に向かう照射角度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、前記取得部により取得された前記所定の検出領域に関する情報に応じて、前記測定光の照射角度を変更する、
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、特許文献１の構成では、何の制限（制約）も課さずに検出エリアに対して一律に面照射するので、測定対象物質（例えば路面や床面）以外の物質（例えば検出エリア内の周囲の壁面）にもレーザ光を照射することになり、本来照射するべきエリアへのレーザ光の照射が少なく、かつ、本来照射が必要無いエリアへのレーザ光の照射が増えて無駄が多くなり、測定対象物質の正確な検出が困難となり、測定対象物質の誤検出が誘発されることにな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、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、所定の検出領域に関する情報を取得する取得部と、前記所定の検出領域に、光学走査を用いた面照射により所定の第１波長を有する測定光を照射する第１光源部と、少なくとも前記第１光源部から前記測定光の前記検出領域内の照射位置に向かう照射角度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、を備え、前記制御部は、前記取得部により取得された前記所定の検出領域に関する情報に応じて、前記測定光の照射角度を変更する、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、所定の検出領域に関する情報を取得するステップと、取得された前記所定の検出領域に関する情報に応じて、前記第１光源から、所定の第１波長を有する測定光の前記検出領域内の照射位置に向かう照射角度を変更するステップと、変更された前記照射角度を用いて、前記第１光源から前記所定の検出領域に、光学走査を用いた面照射により前記測定光を照射するステップと、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、所定の検出領域に関する情報を取得する取得部と、前記所定の検出領域に、光学走査を用いた面照射により所定の第１波長を有する測定光を照射する第１光源部と、少なくとも前記第１光源部から前記測定光の前記検出領域内の照射位置に向かう照射角度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、前記取得部により取得された前記所定の検出領域に関する情報に応じて、前記測定光の照射角度を変更する、物質検出システムである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、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うことができ、測定対象物質の誤検出を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（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横方向のレーザ光の照射の不具合の一例に関する説明図
【図２】本実施形態の非可視光センサの検出エリアの床面に対する横方向への比較光及び測定光の照射の動作概要の一例を示す説明図
【図３】（Ａ）本実施形態の内容を導出する前提となる課題としての縦方向のレーザ光の照射の不具合の一例に関する説明図、（Ｂ）本実施形態の非可視光センサの検出エリアの床面に対する縦方向への比較光及び測定光の照射の動作概要の一例を示す説明図
【図４】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５】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６】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７】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８】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９】（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）本実施形態の検出カメラの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１０】（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１１】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１２】（Ａ）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、（Ｂ）面照射される検出エリアの形状を台形形状とする場合に、実際の矩形状の検出エリアに対する照射ポイントの数（ｎ×ｍ）と同数の照射ポイントを照射可能に照射するための説明図
【図１３】本実施形態の非可視光センサの比較光及び測定光の投射、並びに反射光の受光に関する投射光源走査用光学部及び撮像光学部の第１構成例を示すブロック図
【図１４】（Ａ）本実施形態の非可視光センサの比較光及び測定光の投射に関する投射光源走査用光学部の第２構成例を示すブロック図、（Ｂ）（Ａ）における比較光及び測定光の反射光の受光に関する撮像光学部の第２構成例を示すブロック図、（Ｃ）回転ポリゴンミラーの側面及び断面の第１例を示す説明図、（Ｄ）回転ポリゴンミラーの側面及び断面の第２例を示す説明図
【図１５】本実施形態の非可視光センサの比較光及び測定光の投射に関する投射光源走査用光学部の第３構成例を示すブロック図
【図１６】本実施形態の非可視光センサの比較光及び測定光の投射、並びに反射光の受光に関する投射光源走査用光学部及び撮像光学部の第４構成例を示すブロック図
【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１（Ａ），（Ｂ）及び図３（Ａ）を参照して説明する。図１（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横方向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。図３（Ａ）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縦方向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１（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（図３（Ａ）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（図５参照）が設置される。また、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）に測定光が照射される状況が示されている。
【００１４】
図１（Ａ）に示す例の場合、非可視光センサＮＶＳＳが測定光を横方向に照射する際の照射角度の差分（つまり、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置から隣接する２個の照射ポイントＲＰＴにそれぞれ照射される測定光の間のなす角度、図２に示す符号ａ又は符号ｂ参照）が非可視光センサＮＶＳＳからの距離に関係なく一定である。この場合には、非可視光センサＮＶＳＳからの距離が遠くなればなる程、非可視光センサＮＶＳＳからの距離が近い場合に比べて、測定光が検出エリアＫの床面ＦＬＲ上に照射される位置（以下、「照射ポイント」という）間の距離が長くなる。よって、水溜りに測定光が照射される領域が狭くなる。このため、例えば水溜りＷＴ３では、水溜りＷＴ１に比べて、照射ポイントＲＰＴの数が少なくなる（図１（Ｂ）参照）。従って、図１（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。
【００１５】
図３（Ａ）では、所定の検出エリアＫの床面ＦＬＲから所定高さ（図３（Ａ）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（図５参照）が設置され、非可視光センサＮＶＳＳの正面方向Ｑ（図１（Ａ）又は図１（Ｂ）参照）から見て縦方向（奥行き方向、図３（Ａ）に示す紙面左側から紙面右側に向かう方向）にレーザ光である測定光が照射される状況が示されている。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。
【００１６】
また、図３（Ａ）に示す例の場合、非可視光センサＮＶＳＳが測定光を縦方向に照射する際の照射角度の差分（つまり、点Ｓから水溜りＷＴ１の一方の端部の位置Ｗ１に向かう方向と、点Ｓから水溜りＷＴ１の他方の端部の位置Ｗ２に向かう方向との間で形成される角度、符号ｃ参照）が非可視光センサＮＶＳＳからの距離に関係なく一定である。この場合には、非可視光センサＮＶＳＳからの距離が遠くなればなる程、非可視光センサＮＶＳＳからの距離が近い場合に比べて、測定光の横方向の照射時と同様に、照射ポイント間の距離が長くなる。よって、水溜りに測定光が照射される領域が狭くなる。例えば図３（Ａ）では、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置から遠い位置にある水溜りＷＴ３に対し、近い位置にある水溜りＷＴ１に測定光を照射する場合と同様の照射角度の差分を用いると、測定光は位置Ｗ３，Ｗ４に照射されても水溜りＷＴ３に照射されない。このため、例えば水溜りＷＴ３では、水溜りＷＴ１に比べて、照射ポイントの数が少なくなる（図３（Ａ）参照）。従って、図３（Ａ）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、測定光の横方向の照射時と同様に、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。
【００１７】
図１（Ａ），（Ｂ）及び図３（Ａ）に示すように、照射角度（より具体的には照射角度の差分）を非可視光センサＮＶＳＳからの距離に関係なく一定値を用いると、検出エリアＫの床面ＦＬＲの特性（例えば形状）自体が長方形の形状でも、非可視光センサＮＶＳＳから見れば、非可視光センサＮＶＳＳから近い位置にある測定対象物質（例えば水溜りＷＴ１）と非可視光センサＮＶＳＳから遠い位置にある測定対象物質（例えば水溜りＷＴ２や水溜りＷＴ３）とは形状が異なる（例えば台形形状）。これにより、非可視光センサＮＶＳＳから遠い位置にある測定対象物質の検出精度が劣化し、誤検出を誘発することがあった。
【００１８】
そこで、以下の本実施形態では、検出対象である検出エリアＫの床面ＦＬＲの特性（例えば形状）に応じた測定光（レーザ光）の面照射を効率的に行い、測定対象物質（特定物質）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の例について説明する。
【００１９】
（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４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。
【００２０】
（非可視光センサを含む検出カメラの概要）
図４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４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。
【００２１】
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。
【００２２】
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）。
【００２３】
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５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。
【００２４】
図５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５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６参照）。
【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７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、照射時間間隔）を可変に制御する。なお、検出エリアＫを指定するための入力操作はタッチ操作によって行われてもよいし、マウス操作によって行われてもよい。
【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の照射時間間隔とを可変に制御する。制御部１１における照射角度及び照射時間間隔の変更例は例えば４パターンある。なお、制御部１１は、測定光ＬＳ２だけではなく比較光ＬＳ１に関する照射角度及び照射時間間隔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、測定光ＬＳ２に関する照射角度及び照射時間間隔について説明する。
【００２９】
例えば第１パターンでは、制御部１１は、測定光ＬＳ２の照射時間間隔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の照射角度を変更する。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の照射時間間隔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の照射角度を変更するので、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角度を大きくし、遠ければ照射角度を小さくすることで、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。
【００３０】
次に第２パターンでは、制御部１１は、測定光ＬＳ２の照射時間間隔を一定に保持しながら、検出エリアＫの床面ＦＬＲの縦方向への測定光ＬＳ２の照射毎に、測定光ＬＳ２の照射角度を変更する。これにより、非可視光センサＮＶＳＳは、検出エリアＫの床面ＦＬＲの縦方向に測定光ＬＳ２を照射する際に、測定光ＬＳ２の照射時間間隔を一定に保持しながら、検出エリアの縦方向への測定光ＬＳ２の照射毎に、測定光ＬＳ２の照射角度を変更するので、測定光ＬＳ２が照射される検出エリアＫ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角度を大きくし、遠ければ照射角度を小さくすることで、１回の縦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。
【００３１】
次に第３パターンでは、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。
【００３２】
次に第４パターンでは、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の縦方向に測定光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Ｋの床面ＦＬＲの縦方向への測定光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大きくし、遠ければ照射時間間隔を小さくすることで、１回の縦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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
投射光源走査用光学部１７は、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置（図３（Ｂ）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で床面ＦＬＲを２次元的に走査する。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。
【００４１】
ここで、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳにおける比較光ＬＳ１，測定光ＬＳ２の検出エリアＫの床面ＦＬＲに対する照射方法について、図２及び図３（Ｂ）を参照して説明する。図２は、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳの検出エリアＫの床面ＦＬＲに対する横方向への比較光ＬＳ１及び測定光ＬＳ２の照射の動作概要の一例を示す説明図である。図３（Ｂ）は、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳの検出エリアＫの床面ＦＬＲに対する縦方向への比較光ＬＳ１及び測定光ＬＳ２の照射の動作概要の一例を示す説明図である。
【００４２】
図２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（図３（Ａ）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（図５参照）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。なお、非可視光センサＮＶＳＳから比較光ＬＳ１も照射されてもよい。
【００４３】
例えば図２では、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳは、上述した照射角度及び照射時間間隔の変更例の第１パターンに対応して、比較光ＬＳ１，測定光ＬＳ２の照射時間間隔を一定に保持しながら、検出エリアＫの床面ＦＬＲの横方向への比較光ＬＳ１，測定光ＬＳ２の照射毎に、比較光ＬＳ１，測定光ＬＳ２の照射角度を変更する。
【００４４】
従って、照射時間間隔が一定に保持されるので、図２に示すように、横方向に照射された全てのライン（例えばラインＬ１，Ｌｍ）（ｍ：２以上の整数）において、隣接する各々の照射ポイントＲＰＴ間の距離は一定値となる。また、照射角度は、測定光ＬＳ２の横方向への照射毎（言い換えると、横方向のライン毎）に異なるので、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置からの距離が近いラインＬ１の各照射ポイントＲＰＴに対応する照射角度（図２に示す符号ａ参照）と、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置からの距離が遠いラインＬｍの各照射ポイントＲＰＴに対応する照射角度（図２に示す符号ｂ参照）とは異なる。
【００４５】
言い換えると、非可視光センサＮＶＳＳは、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置からの距離が近い位置に対しては、同一の所定の照射角度の差分（即ち、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置から同一の横方向のライン上で隣接する照射ポイントＲＰＴに向かう方向の間で形成される角度のこと、符号ａ参照）を用いて、同一の横方向のライン（例えばラインＬ１）に対して測定光ＬＳ２を均等に照射する。
【００４６】
また、非可視光センサＮＶＳＳは、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置からの距離が遠い位置に対しても、同一の所定の照射角度の差分（即ち、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置から同一のライン上で隣接する照射ポイントＲＰＴに向かう方向の間で形成される角度のこと、符号ａ参照）を用いて、同一の横方向のライン（例えばラインＬｍ）に対して測定光ＬＳ２を均等に照射する。但し、この場合、ラインＬ１に対する測定光ＬＳ２の照射角度（符号ａ参照）に比べて、ラインＬｍに対する測定光ＬＳ２の照射角度が小さい（符号ｂ参照）。
【００４７】
図３（Ｂ）では、検出エリアＫの床面ＦＬＲから所定高さ（図３（Ｂ）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（図５参照）が設置され、非可視光センサＮＶＳＳの正面方向Ｑから見て縦方向（奥行き方向、図３（Ｂ）に示す紙面右側方向）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。なお、非可視光センサＮＶＳＳから比較光ＬＳ１も照射されてもよい。
【００４８】
例えば図３（Ｂ）では、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳは、上述した照射角度及び照射時間間隔の変更例の第２パターンに対応して、比較光ＬＳ１，測定光ＬＳ２の照射時間間隔を一定に保持しながら、検出エリアＫの床面ＦＬＲの縦方向への比較光ＬＳ１，測定光ＬＳ２の照射毎に、比較光ＬＳ１，測定光ＬＳ２の照射角度を変更する。
【００４９】
従って、照射時間間隔が一定に保持されるので、縦方向に照射された全てのラインにおいて、隣接する各々の照射ポイントＲＰＴ間の距離は一定値となる（図３（Ｂ）では不図示）。また、照射角度は、測定光ＬＳ２の縦方向への照射毎（言い換えると、縦方向のライン毎）に異なるので、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置からの距離が近い水溜りＷＴ１に向けて投射される測定光ＬＳ２の照射角度の差分（図３（Ｂ）に示す符号ｃ参照）と、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置からの距離が遠い水溜りＷＴ３に向けて投射される測定光ＬＳ２の照射角度（図３（Ｂ）に示す符号ｄ参照）とは異なる。
【００５０】
言い換えると、非可視光センサＮＶＳＳは、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置からの距離が近い位置に対しては、同一の所定の照射角度の差分（即ち、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置から同一の縦方向のライン上で隣接する照射ポイントＲＰＴに向かう方向の間で形成される角度（例えば点Ｓから位置Ｗ１に向かう方向と点Ｓから位置Ｗ２に向かう方向との間の角度）のこと、符号ｃ参照）を用いて、同一の縦方向のラインに対して測定光ＬＳ２を均等に照射する。
【００５１】
また、非可視光センサＮＶＳＳは、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置からの距離が遠い位置に対しても、同一の所定の照射角度の差分（即ち、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置から同一の縦方向のライン上で隣接する照射ポイントＲＰＴに向かう方向の間で形成される角度（例えば点Ｓから位置Ｗ５に向かう方向と点Ｓから位置Ｗ６に向かう方向との間の角度のこと、符号ｄ参照）を用いて、同一の縦方向のラインに対して測定光ＬＳ２を均等に照射する。但し、この場合、水溜りＷＴ１に対応する測定光ＬＳ２の照射角度の差分（符号ｃ参照）に比べて、水溜りＷＴ３に対応する測定光ＬＳ２の照射角度の差分が小さい（符号ｄ参照）。
【００５２】
図６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。
【００５３】
撮像光学部２１は、例えば図１３に示す集光レンズＦＣＬＳを用いて構成され、非可視光センサＮＶＳＳに入射した光（例えば反射光ＲＶ１，ＲＶ２）がミラーアクチュエータＭＲＡｃ及びミラーＲＬＭにおいて反射した反射光ＲＶ１，ＲＶ２を集光し、反射光ＲＶ１，ＲＶ２を、基板ＳＢＴ上に配置された受光部２３の所定の撮像面に結像させる。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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９（Ａ）又は図１０（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９（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１０（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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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９（Ｂ）又は図１０（Ｂ）参照）。図９（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１０（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。
【００６３】
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１１参照）。図１１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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
（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７を参照して説明する。図７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。
【００８０】
図７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、Ｙ）、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）。
【００８１】
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３（Ｂ）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３（Ｂ）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。
【００８２】
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。
【００８３】
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１００［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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
（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８を参照して説明する。図８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８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。
【００８７】
図８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、Ｙ）、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、例えば検出エリアＫの床面ＦＬＲの横方向の同一のラインに対しては同一の投射時間間隔（照射時間間隔）であって且つライン毎に異なる投射時間間隔（照射時間間隔）を用いて、第１波長（例えば１．１μｍ）を有する比較光ＬＳ１を投射する（Ｓ１２、図１２（Ａ）参照）。図１２（Ａ）は、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳの検出エリアＫに対する横方向及び縦方向の比較光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。
【００８８】
つまり、図１２（Ａ）に示す床面ＦＬＲの横方向の各ラインに対しては、非可視光センサＮＶＳＳは、第１投射光源１３から比較光ＬＳ１を一定の投射時間間隔（照射時間間隔）を用いて等時間間隔に投射する。更に、非可視光センサＮＶＳＳは、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置から見て、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（即ち、縦方向）には横方向のライン毎に異なる投射時間間隔（照射時間間隔）を用いて投射時間間隔（照射時間間隔）が徐々に短くなるように比較光ＬＳ１を投射する。なお、本実施形態の比較光ＬＳ１の照射方法に限らず、測定光ＬＳ２の照射方法も同様である。
【００８９】
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、例えば検出エリアＫの床面ＦＬＲの横方向の同一のライン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（即ち、縦方向には）横方向のライン毎に異なる照射角度を用いて照射角度が徐々に小さくなるように比較光ＬＳ１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）。
【００９０】
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。
【００９１】
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）。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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、Ｎ）、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。
【００９５】
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、Ｙ）、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、Ｎ）、非可視光センサＮＶＳＳの動作は終了する。
【００９６】
図１２（Ａ）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（図３（Ａ）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（図５参照）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。なお、非可視光センサＮＶＳＳから比較光ＬＳ１も照射されてもよい。
【００９７】
本実施形態では、図１２（Ａ）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１２（Ａ）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。
【００９８】
従って、非可視光センサＮＶＳＳは、検出エリアＫの床面ＦＬＲの中で、横方向のライン非可視光センサＮＶＳＳの設置位置に近い横方向の同一のラインに対しては同一の照射角度（より正確には、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置から隣接する各照射ポイントＲＰＴに対応する照射角度の差分。以下同様。）を用いて１次元的に比較光ＬＳ１，測定光ＬＳ２を走査するように照射する。更に、非可視光センサＮＶＳＳは、検出エリアＫの床面ＦＬＲの中で、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横方向のライン毎に異なる照射角度を用いて照射角度が徐々に小さくなるように比較光ＬＳ１，測定光ＬＳ２を照射する。
【００９９】
図１２（Ｂ）を参照してより詳細に説明すると、実空間における検出エリアＫの床面ＦＬＲは矩形形状（例えば長方形）である場合に、１フレーム（即ち、床面ＦＬＲ全体にわたって比較光ＬＳ１，測定光ＬＳ２を照射するために要する時間）における照射ポイントＲＰＴの数はｎ×ｍとなる。ｎは図１２（Ｂ）に示す横方向の照射ポイントＲＰＴの数、ｍは同図に示す横方向のラインＬ１〜ラインＬｍの数（言い換えると、縦方向の照射ポイントＲＰＴの数）である。
【０１００】
ところが、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳは、１フレームにおける照射ポイントＲＰＴの数はｎ×ｍとし、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置から近い横方向のラインＬ１から同一のラインＬ１では一定の照射時間間隔を用いて同一の照射角度を用いて比較光ＬＳ１，測定光ＬＳ２を照射する。ラインＬ１が終了すると、ラインＬ１より非可視光センサＮＶＳＳから遠くなる次の横方向のラインに対して、ラインＬ１における照射時間間隔より小さい照射時間間隔、且つ、ラインＬ１における照射角度と同一の照射角度を用いて比較光ＬＳ１，測定光ＬＳ２を照射する。同様に、ラインＬｍの直前のライン（不図示）が終了すると、そのラインより非可視光センサＮＶＳＳから遠くなる最後の横方向のラインＬｍに対して、直前のライン（不図示）における照射時間間隔より小さい照射時間間隔、且つ、ラインＬ１における照射角度と同一の照射角度を用いて比較光ＬＳ１，測定光ＬＳ２を照射する。なお、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳは、比較光ＬＳ１，測定光ＬＳ２の照射方法について、上述した第１パターンから第４パターンのうちいずれを用いてもよい。
【０１０１】
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１３、図１４（Ａ）〜（Ｄ）、図１５及び図１６を参照して説明する。
【０１０２】
図１３は、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳの比較光ＬＳ１及び測定光ＬＳ２の投射、並びに反射光ＲＶ１，ＲＶ２の受光に関する投射光源走査用光学部１７及び撮像光学部２１の第１構成例を示すブロック図である。図５に示す投射光源走査用光学部１７は、例えば図１３に示すミラーＲＬＭと、ミラーアクチュエータＭＲＡｃとを少なくとも含む構成である。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。
【０１０３】
図１３では、第２投射光源１５から投射（出射）した測定光ＬＳ２は、反射用のミラーＲＬＭにおいて反射した後、検出エリアＫの床面ＦＬＲの該当する照射位置に照射可能となるようにステッピングモータ（不図示）により走査制御がなされたミラーアクチュエータＭＲＡｃに対し、所定の入射角度で入射する。また、測定光ＬＳ２は、ミラーアクチュエータＭＲＡｃにおいて入射角度と同一角度の反射角度で反射し、所望の照射位置に照射される。
【０１０４】
なお、反射用のミラーＲＬＭは、第２投射光源１５からの測定光ＬＳ２が反射してミラーアクチュエータＭＲＡｃに投射し、更に、測定光ＬＳ２の反射光ＲＶ２が反射して集光レンズＦＣＬＳに投射するように予め設置されている。また、ミラーアクチュエータＭＲＡｃは、検出エリアＫの床面ＦＬＲに対して順次、測定光ＬＳ２が投射できるようにステッピングモータ（不図示）又はミラーアクチュエータＭＲＡｃ自身により走査制御がなされ、更に、反射光ＲＶ２を反射してミラーＲＬＭに投射するように制御される。
【０１０５】
なお、図５に示す投射光源走査用光学部１７は、図１３に示す構成例の他に、例えば２種類のガルバノミラーを用いた２次元のアクチュエータの構成としてもよいし、圧電効果を利用して電圧信号を駆動力に変換するＭＥＭＳミラーを用いてもよいし、反射用のミラー（不図示）を支持する棒をねじれ運動させることで、測定光ＬＳ２を２次元的に走査してもよい。
【０１０６】
図１４（Ａ）は、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳの比較光ＬＳ１及び測定光ＬＳ２の投射に関する投射光源走査用光学部１７の第２構成例を示すブロック図である。図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）における比較光ＬＳ１及び測定光ＬＳ２の反射光ＲＶ１，ＲＶ２の受光に関する撮像光学部２１の第２構成例を示すブロック図である。図１４（Ｃ）は、回転ポリゴンミラーＲＰＬ１の側面及び断面の第１例を示す説明図である。図１４（Ｄ）は、回転ポリゴンミラーＲＰＬ１の側面及び断面の第２例を示す説明図である。図５（Ａ）に示す投射光源走査用光学部１７は、例えば図１４（Ａ）に示すミラーアクチュエータＭＲＡｃ１，ＭＲＡｃ２と、回転ポリゴンミラーＲＰＬ１と、ＦθレンズＦｓｔとを少なくとも含む構成である。
【０１０７】
図１４（Ａ）では、第２投射光源１５から投射（出射）した測定光ＬＳ２は、ミラーアクチュエータＭＲＡｃ１に対し、所定の入射角度で入射する。ミラーアクチュエータＭＲＡｃ１において反射した測定光ＬＳ２は、図１４（Ａ）の紙面手前方向ＦＲに移動しながら回転軸ＡＸを中心に等角度で反時計回り（又は時計回りでも可。以下同様。）に回転する回転ポリゴンミラーＲＰＬ１において反射されて、ミラーアクチュエータＭＲＡｃ２に対し、所定の入射角度で入射する。ミラーアクチュエータＭＲＡｃ２において反射した測定光ＬＳ２は、検出エリアＫの床面ＦＬＲの該当する照射位置に照射される。
【０１０８】
ここで、ミラーアクチュエータＭＲＡｃ１，ＭＲＡｃ２及び回転ポリゴンミラーＲＰＬ１は、検出エリアＫの床面ＦＬＲの該当する照射位置に照射可能となるように１つ以上のステッピングモータ（不図示）により走査制御がなされている。また、回転ポリゴンミラーＲＰＬ１は、その一辺の長さｓｃｘに沿って、床面ＦＬＲの横方向の１つのライン（例えば図１２（Ｂ）に示すラインＬ１）に沿って測定光ＬＳ２を走査（照射）する。
【０１０９】
ＦθレンズＦｓｔは、等角度で回転する回転ポリゴンミラーＲＰＬ１により反射された測定光ＬＳ２を一定の投射時間間隔を用いて床面ＦＬＲの横方向のラインへの照射に関する走査に変換し、像面を平坦にする（等速度走査）。図１４（Ｂ）には、図１３と同様に、図５に示す撮像光学部２１において、測定光ＬＳ２の反射光ＲＶ２が集光レンズＦＣＬＳにおいて集光されて、基板ＳＢＴ上に配置された受光部２３において結像される様子が示されている。図１４（Ｂ）に関する説明は、図１３における反射光ＲＶ２の受光と同様であるため、説明を省略する。
【０１１０】
図１４（Ｃ）では、回転ポリゴンミラーＲＰＬ１は、その側面は台形形状であって、その台形の高さに相当する長さｓｃｙに沿って（即ち、図１４（Ｃ）の紙面右側から左側に向かって）、測定光ＬＳ２を床面ＦＬＲの縦方向に走査（照射）する。従って、回転ポリゴンミラーＲＰＬ１は、横方向のラインへの照射に関しては、回転ポリゴンミラーＲＰＬ１の断面ＲＰＬ１ａ，ＲＰＬ１ｂ，ＲＰＬ１ｃ，ＲＰＬ１ｄの各一辺ｓｃｘが図１４（Ｃ）の紙面右側から左側に向かって徐々に短くなる方向を、床面ＦＬＲの非可視光センサＮＶＳＳに近い側から遠い側に向かう方向として、測定光ＬＳ２を走査（照射）する。
【０１１１】
図１４（Ｄ）では、回転ポリゴンミラーＲＰＬ１は、その側面は複数の多角形（具体的には、六角形、八角形、十角形、十二角形）の筐体が連結した形状であって、その形状の高さに相当する長さｓｃｙに沿って（即ち、図１４（Ｄ）の紙面右側から左側に向かって）、測定光ＬＳ２を床面ＦＬＲの縦方向に走査（照射）する。従って、回転ポリゴンミラーＲＰＬ１は、横方向のラインへの照射に関しては、回転ポリゴンミラーＲＰＬ１の断面ＲＰＬ１，ＲＰＬ２，ＲＰＬ３，ＲＰＬ４の各一辺ｓｃｘが図１４（Ｃ）の紙面右側から左側に向かって徐々に短くなる方向を、床面ＦＬＲの非可視光センサＮＶＳＳに近い側から遠い側に向かう方向として、測定光ＬＳ２を走査（照射）する。
【０１１２】
図１５は、本実施形態の非可視光センサの比較光及び測定光の投射に関する投射光源走査用光学部の第３構成例を示すブロック図である。図５（Ａ）に示す投射光源走査用光学部１７は、例えば図１５に示すコリメートレンズＣＬＬと、回転ポリゴンミラーＲＰＬ２と、ミラーアクチュエータＭＲＡｃ３と、ＦθレンズＦｓｔとを少なくとも含む構成である。図１５に示すＦθレンズの動作と図１４（Ａ）に示すＦθレンズの動作とは同一であるため、詳細な説明を省略する。また、図１５では図示を省略しているが、反射光ＲＶ２の受光については図１４（Ｂ）における反射光ＲＶ２の受光と同様であるため、説明を省略する。
【０１１３】
図１５では、第２投射光源１５から投射（出射）した測定光ＬＳ２は、コリメートレンズＣＬＬにおいて所定の方向に平行な測定光ＬＳ２に変換されて、図１５の紙面手前方向ＦＲに移動しながら回転軸ＡＸを中心に等角度で反時計回り又は時計回りに回転する回転ポリゴンミラーＲＰＬ２において反射されて、ミラーアクチュエータＭＲＡｃ３に対し、所定の入射角度で入射する。ミラーアクチュエータＭＲＡｃ３において反射した測定光ＬＳ２は、検出エリアＫの床面ＦＬＲの該当する照射位置に照射される。
【０１１４】
ここで、回転ポリゴンミラーＲＰＬ２及びミラーアクチュエータＭＲＡｃ３は、検出エリアＫの床面ＦＬＲの該当する照射位置に照射可能となるように１つ以上のステッピングモータ（不図示）により走査制御がなされている。また、回転ポリゴンミラーＲＰＬ２は、その一辺の長さｓｃｘに沿って、床面ＦＬＲの横方向の１つのライン（例えば図１２（Ｂ）に示すラインＬ１）に沿って測定光ＬＳ２を走査（照射）する。回転ポリゴンミラーＲＰＬ２は、その側面（不図示）は矩形形状（例えば長方形）であって、ミラーアクチュエータＭＲＡｃ３の回転角度に応じて、床面ＦＬＲの非可視光センサＮＶＳＳの最も近い側から最も遠い側への縦方向への測定光ＬＳ２の走査を制御する。なお、ミラーアクチュエータＭＲＡｃ３は、例えば直方体若しくは立方体の形状でもよいし、三角柱の形状でもよい。
【０１１５】
例えば図１５に示すように、床面ＦＬＲの非可視光センサＮＶＳＳの近い側に測定光ＬＳ２が照射される際、回転ポリゴンミラーＲＰＬ２において反射された測定光ＬＳ２は、ミラーアクチュエータＭＲＡｃ３に入射することなく、ＦθレンズＦｓｔに入射する。また、床面ＦＬＲの非可視光センサＮＶＳＳの遠い側に測定光ＬＳ２が照射される際、回転ポリゴンミラーＲＰＬ２において反射された測定光ＬＳ２は、ミラーアクチュエータＭＲＡｃ３において反射した後、ＦθレンズＦｓｔに入射する。
【０１１６】
より具体的には、図１５に示すように、第２投射光源１５から投射された測定光ＬＳ２（実線参照）は、回転ポリゴンミラーＲＰＬ２において反射された後、ミラーアクチュエータＭＲＡｃ３により反射されることなく、ＦθレンズＦｓｔを通過して投射（照射）される。このため、図１５に示す測定光ＬＳ２（実線参照）は、床面ＦＬＲの位置Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３にそれぞれ照射される。この場合、床面ＦＬＲの非可視光センサＮＶＳＳの近い側に測定光ＬＳ２が照射される。
【０１１７】
更に、第２投射光源１５から投射された測定光ＬＳ２（破線参照）は、回転ポリゴンミラーＲＰＬ２において反射された後、ミラーアクチュエータＭＲＡｃ３により反射され（つまり、測定光ＬＳ２が折り返されて）、ＦθレンズＦｓｔを通過して投射（照射）される。このため、図１５に示す測定光ＬＳ２（破線参照）は、床面ＦＬＲの位置Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３にそれぞれ照射される。この場合、床面ＦＬＲの非可視光センサＮＶＳＳの遠い側に測定光ＬＳ２が照射される。
【０１１８】
図１６は、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳの比較光ＬＳ１及び測定光ＬＳ２の投射、並びに反射光ＲＶ１，ＲＶ２の受光に関する投射光源走査用光学部１７及び撮像光学部２１の第４構成例を示すブロック図である。図５に示す投射光源走査用光学部１７は、例えば図１６に示すホログラム素子ＨＬＧと、λ／４板ＲＭ（例えば高分子型液晶）と、ミラーアクチュエータＭＲＡｃ４とを少なくとも含む構成である。
【０１１９】
図１６では、第２投射光源１５から投射（出射）した測定光ＬＳ２は、ホログラム素子ＨＬＧを通過し、λ／４板ＲＭにおいて位相が第１所定量付与され、検出エリアＫの床面ＦＬＲの該当する照射位置に照射可能となるようにステッピングモータ（不図示）により走査制御がなされたミラーアクチュエータＭＲＡｃ４に対し、所定の入射角度で入射する。また、測定光ＬＳ２は、ミラーアクチュエータＭＲＡｃ４において入射角度と同一角度の反射角度で反射し、床面ＦＬＲ上の所望の照射位置に照射される。
【０１２０】
ホログラム素子ＨＬＧは、第２投射光源１５からの測定光ＬＳ２を通過させてλ／４板ＲＭに投射し、更に、測定光ＬＳ２の位相と位相がλ／４（つまりπ／２）異なる反射光ＲＶ２を反射して集光レンズＦＣＬＳに投射するように予め設置されている。λ／４板ＲＭは、ホログラム素子ＨＬＧを通過した測定光ＬＳ２に第１所定量の位相を付与し、更に、ミラーアクチュエータＭＲＡｃ４において反射した測定光ＬＳ２の反射光ＲＶ２に第２所定量の位相を付与する。なお、λ／４板ＲＭにおいて付与される第１位相量と第２位相量との和はλ／４（λは測定光ＬＳ２の波長）、つまりπ／２（＝９０度）となる。
【０１２１】
ミラーアクチュエータＭＲＡｃ４は、検出エリアＫの床面ＦＬＲに対して順次、測定光ＬＳ２が投射できるようにステッピングモータ（不図示）又はミラーアクチュエータＭＲＡｃ４自身により走査制御がなされ、更に、反射光ＲＶ２を反射してλ／４板ＲＭに投射するように制御される。
【０１２２】
以上により、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳは、所定の検出エリアＫの床面ＦＬＲに関する情報（例えば通信端末ＭＴにより入力された床面ＦＬＲに関する座標情報、又は非可視光センサＮＶＳＳからの距離に関する情報）を取得し、所定の検出エリアＫの床面ＦＬＲに、光学走査を用いた面照射により所定の第１波長を有する測定光ＬＳ２を照射し、第２投射光源１５から測定光ＬＳ２の検出エリアＫ内の床面ＦＬＲ上の照射位置に向かう照射角度を可変に制御し、測定光ＬＳ２の反射光ＲＶ２を基に、検出エリアＫの床面ＦＬＲにおける特定物質を検出する。また、非可視光センサＮＶＳＳは、所定の検出エリアＫの床面ＦＬＲに関する情報に応じて、測定光ＬＳの照射角度や照射時間間隔を適宜、変更する。
【０１２３】
これにより、非可視光センサＮＶＳＳは、所定の検出エリアＫの床面ＦＬＲに関する情報の特性（例えば床面ＦＬＲの形状）に応じて、レーザ光である測定光ＬＳ２の照射角度を可変に変更するので、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置によっては測定光ＬＳ２が照射される検出エリアＫの床面ＦＬＲの形状が検出エリアＫの床面ＦＬＲを天頂から見た場合と異なる場合があるので、非可視光センサＮＶＳＳの設置位置を基準とした場合に、検出エリアＫの床面ＦＬＲに対して無駄なく測定光ＬＳ２の面照射を効率的に行うことができ、測定対象物質である特定物質の誤検出を抑制することができる。
【０１２４】
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。
【０１２５】
【表１】
2016114526.tif 000003
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
本発明の一実施形態は、所定の検出領域に関する情報を取得する取得部と、前記所定の検出領域に、光学走査を用いた面照射により所定の第１波長を有する測定光を照射する第１光源部と、少なくとも前記第１光源部から前記測定光の前記検出領域内の照射位置に向かう照射角度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、を備え、前記制御部は、前記取得部により取得された前記所定の検出領域に関する情報に応じて、前記測定光の照射角度を変更する、物質検出センサである。
【０１３５】
この構成では、物質検出センサは、所定の検出領域に関する情報を取得し、所定の検出領域に、光学走査を用いた面照射により所定の第１波長を有する測定光を照射し、第１光源から測定光の検出領域内の照射位置に向かう照射角度を可変に制御し、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、所定の検出領域に関する情報に応じて、測定光の照射角度を変更する。
【０１３６】
これにより、物質検出センサは、所定の検出エリア（検出領域）に関する情報の特性（例えば検出領域の形状）に応じて、レーザ光である測定光の照射角度を可変に変更するので、検出領域に応じた面照射を行うことができる。すなわち、物質検出センサは、物質検出センサの設置位置を基準とした場合に、検出領域に対して無駄なく測定光の面照射を効率的に行うことができ、測定対象物質である特定物質の誤検出を抑制することができる。
【０１３７】
また、本発明の一実施形態は、前記制御部は、前記測定光の照射時間間隔を一定に保持し、前記検出領域の横方向への前記測定光の照射毎に、前記測定光の照射角度を変更する、物質検出センサである。
【０１３８】
この構成によれば、物質検出センサは、検出領域の横方向に測定光を照射する際に、測定光の照射時間間隔を一定に保持しながら、検出領域の横方向への測定光の照射毎に、測定光の照射角度を変更するので、測定光が照射される検出領域内の位置が物質検出センサから近くても遠くても、例えば近ければ照射角度を大きくし、遠ければ照射角度を小さくすることで、１回の横方向走査における測定光の照射回数を同一にできる。従って、物質検出センサは、検出領域において測定光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。
【０１３９】
また、本発明の一実施形態は、前記制御部は、前記測定光の照射時間間隔を一定に保持し、前記検出領域の縦方向への前記測定光の照射毎に、前記測定光の照射角度を変更する、物質検出センサである。
【０１４０】
この構成によれば、物質検出センサは、検出領域の縦方向に測定光を照射する際に、測定光の照射時間間隔を一定に保持しながら、検出領域の縦方向への測定光の照射毎に、測定光の照射角度を変更するので、測定光が照射される検出領域内の位置が物質検出センサから近くても遠くても、例えば近ければ照射角度を大きくし、遠ければ照射角度を小さくすることで、１回の縦方向走査における測定光の照射回数を同一にできる。従って、物質検出センサは、検出領域において測定光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。
【０１４１】
また、本発明の一実施形態は、前記制御部は、前記測定光の照射角度を一定に保持し、前記検出領域の横方向への前記測定光の照射時間間隔を変更する、物質検出センサである。
【０１４２】
この構成によれば、物質検出センサは、検出領域の横方向に測定光を照射する際に、測定光の照射角度を一定に保持しながら、検出領域の横方向への測定光の照射毎に、測定光の照射時間間隔を変更するので、測定光が照射される検出領域内の位置が物質検出センサ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の照射回数を同一にできる。従って、物質検出センサは、検出領域において測定光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。
【０１４３】
また、本発明の一実施形態は、前記測定光の照射角度を一定に保持し、前記検出領域の縦方向への前記測定光の照射時間間隔を変更する、物質検出センサである。
【０１４４】
この構成によれば、物質検出センサは、検出領域の縦方向に測定光を照射する際に、測定光の照射角度を一定に保持しながら、検出領域の縦方向への測定光の照射毎に、測定光の照射時間間隔を変更するので、測定光が照射される検出領域内の位置が物質検出センサから近くても遠くても、例えば近ければ照射時間間隔を大きくし、遠ければ照射時間間隔を小さくすることで、１回の縦方向走査における測定光の照射回数を同一にできる。従って、物質検出センサは、検出領域において測定光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。
【０１４５】
また、本発明の一実施形態は、前記所定の検出領域に、光学走査を用いた面照射により前記第１波長と異なる所定の第２波長を有する比較光を照射する第２光源部と、前記第２光源部からの前記比較光の前記所定の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２光源部から前記特定位置までの距離を測定する距離検出部と、を更に備え、前記制御部は、前記距離検出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。
【０１４６】
この構成では、物質検出センサは、所定の検出領域に、光学走査を用いた面照射により第１波長と異なる所定の第２波長を有する比較光を照射し、所定の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する。そして、物質検出センサは、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。
【０１４７】
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、所定の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、所定の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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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、所定の検出領域に関する情報を取得するステップと、取得された前記所定の検出領域に関する情報に応じて、前記第１光源から、所定の第１波長を有する測定光の前記検出領域内の照射位置に向かう照射角度を変更するステップと、変更された前記照射角度を用いて、前記第１光源から前記所定の検出領域に、光学走査を用いた面照射により前記測定光を照射するステップと、測定光照射方法である。
【０１５１】
この方法では、物質検出センサは、所定の検出領域に関する情報を取得し、所定の検出領域に、光学走査を用いた面照射により所定の第１波長を有する測定光を照射し、第１光源から測定光の検出領域内の照射位置に向かう照射角度を可変に制御し、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、所定の検出領域に関する情報に応じて、測定光の照射角度を変更する。
【０１５２】
これにより、物質検出センサは、所定の検出エリア（検出領域）に関する情報の特性（例えば検出領域の形状）に応じて、レーザ光である測定光の照射角度を可変に変更するので、検出領域に応じた面照射を行うことができる。すなわち、物質検出センサは、物質検出センサの設置位置を基準とした場合に、検出領域に対して無駄なく測定光の面照射を効率的に行うことができ、測定対象物質である特定物質の誤検出を抑制することができる。
【０１５３】
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、所定の検出領域に関する情報を取得する取得部と、前記所定の検出領域に、光学走査を用いた面照射により所定の第１波長を有する測定光を照射する第１光源部と、少なくとも前記第１光源部から前記測定光の前記検出領域内の照射位置に向かう照射角度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、前記取得部により取得された前記所定の検出領域に関する情報に応じて、前記測定光の照射角度を変更する、物質検出システムである。
【０１５４】
この構成では、物質検出センサは、所定の検出領域に関する情報を取得し、所定の検出領域に、光学走査を用いた面照射により所定の第１波長を有する測定光を照射し、第１光源から測定光の検出領域内の照射位置に向かう照射角度を可変に制御し、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し、検出された特定物質に関する情報を外部接続機器に出力する。また、物質検出センサは、所定の検出領域に関する情報に応じて、測定光の照射角度を変更する。
【０１５５】
これにより、物質検出システムでは、物質検出センサは、所定の検出エリア（検出領域）に関する情報の特性（例えば検出領域の形状）に応じて、レーザ光である測定光の照射角度を可変に変更するので、検出領域に応じた面照射を行うことができる。すなわち、物質検出システムは、物質検出センサの設置位置を基準とした場合に、検出領域に対して無駄なく測定光の面照射を効率的に行うことができ、測定対象物質である特定物質の誤検出を抑制することができる。また、物質検出システムでは、物質検出センサは、検出結果としての特定物質に関する情報を外部接続機器に出力することができる。
【０１５６】
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】
【０１５７】
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】
【０１５８】
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  投射光源走査用光学部
２１、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
ＣＳ  カメラサーバ
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
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】
2016114526.tif 000004
【図２】
2016114526.tif 000005
【図３】
2016114526.tif 000006
【図４】
2016114526.tif 000007
【図５】
2016114526.tif 000008
【図６】
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【図７】
2016114526.tif 000010
【図８】
2016114526.tif 000011
【図９】
2016114526.tif 000012
【図１０】
2016114526.tif 000013
【図１１】
2016114526.tif 000014
【図１２】
2016114526.tif 000015
【図１３】
2016114526.tif 000016
【図１４】
2016114526.tif 000017
【図１５】
2016114526.tif 000018
【図１６】
2016114526.tif 000019