(57)【要約】【課題】ユーザの多大な労力を要することなく、検知領域内において、可視光の撮像では視認が困難な物質を細かい分解能でかつ容易に検知する。【解決手段】ガス検知用レーザダイオードＬＤ１は、ガス検知用の波長を有するレーザ光ＬＳ１を検知エリアに出射する。距離測定用レーザダイオードＬＤ２は、距離測定用のレーザ光ＬＳ２を検知エリアに出射する。距離算出部２７２は、レーザ光ＬＳ２が検知エリア内の照射位置で反射した反射光ＲＶ２を基に、照射位置までの距離を測定する。信号ゲイン調整部１４は、測定距離に応じて、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１の出力ゲインを調整する。物質検知処理部２７３は、出力ゲインが調整されたガス検知用のレーザ光ＬＳ１の照射位置における反射光ＲＶ１を基に、ガスの有無を検知する。レーザ光ＬＳ１及びレーザ光ＬＳ２の走査において、レーザ光ＬＳ２の照射位置はレーザ光ＬＳ１の照射位置より時間的に先行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物質の検知用波長を有する第１の光を検知エリアに出射する第１の光源と、
距離の測定用波長を有する第２の光を前記検知エリアに出射する第２の光源と、
前記第２の光が前記検知エリア内の照射位置で反射した前記第２の光の反射光を基に、前記照射位置までの距離を測定する距離測定部と、
前記距離測定部の測定結果に応じて、前記第１の光の出力ゲインを調整するゲイン調整部と、
前記ゲイン調整部により前記出力ゲインが調整された前記第１の光が前記照射位置で反射された前記第１の光の反射光を基に、前記検知エリア内における前記物質の有無を検知する物質検知部と、を備え、
前記検知エリア内における前記第１の光及び前記第２の光の走査において、前記第２の光が照射される照射位置は、前記第１の光が照射される照射位置より時間的に先行して照射される、
物質検知装置。
【請求項２】
請求項１に記載の物質検知装置であって、
前記検知エリアに対する前記第１の光の出射と前記第２の光の出射とが所定の方向に沿って走査される際、前記第１の光源は、直前の前記第２の光の照射位置に前記第１の光を照射するように前記第１の光を出射する、
物質検知装置。
【請求項３】
請求項２に記載の物質検知装置であって、
前記第１の光源と前記第２の光源とがベースに固定され、
前記第１の光源及び前記第２の光源は、前記ベースの旋回に応じて、前記第１の光の出射及び前記第２の光の出射を前記所定の方向に沿って走査する、
物質検知装置。
【請求項４】
請求項３に記載の物質検知装置であって、
前記第１の光源及び前記第２の光源は、前記第１の光の照射位置と前記第２の光の照射位置とが前記検知エリア内で１照射位置分ずれて照射されるように、前記ベースに固定される、
物質検知装置。
【請求項５】
請求項２に記載の物質検知装置であって、
前記検知エリアに対する前記第１の光の出射と前記第２の光の出射とが前記所定の方向に沿って往復して走査される際、往路方向と復路方向とのいずれの走査方向においても、前記第２の光の照射位置が１照射位置の分、前記第１の光の照射位置より先行するように、前記走査方向の切り替え時に、前記第１の光の照射方向と前記第２の光の照射方向とを交差させる照射制御部、を更に備える、
物質検知装置。
【請求項６】
請求項１に記載の物質検知装置であって、
前記物質検知部により検知された前記物質の画像データを生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された前記物質の画像データを出力する画像出力部と、を更に備える、
物質検知装置。
【請求項７】
請求項６に記載の物質検知装置と、
前記検知エリアの可視光画像を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置により撮像された前記可視光画像のデータに、前記画像出力部により出力された前記物質の画像データを重畳して表示するモニタ装置と、を備える、
物質検知システム。
【請求項８】
第１の光源及び第２の光源を少なくとも有する物質検知装置における物質検知方法であって、
前記第２の光源から、距離の測定用波長を有する測定光を検知エリアに出射し、
前記測定光が前記検知エリア内の照射位置で反射した前記測定光の反射光を基に、前記照射位置までの距離を測定し、
前記測定により得られた前記照射位置までの距離に応じて、物質の検知用波長を有する検知光の出力ゲインを調整し、
前記第１の光源から、前記出力ゲインが調整された前記検知光を前記検知エリアに出射し、
前記出力ゲインが調整された前記検知光が前記照射位置で反射された前記検知光の反射光を基に、前記検知エリア内における前記物質の有無を検知し、
前記検知エリア内における前記検知光及び前記測定光の走査において、前記検知光が照射される照射位置は、前記測定光が照射される照射位置より時間的に先行して照射される、
物質検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検知領域において可視光の撮像では視認が困難な物質を検知する物質検知装置、物質検知システム及び物質検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、検知領域において可視光の撮像では視認が困難な物質（例えばガス）を検知する先行技術として、例えば測定光を半導体レーザから測定雰囲気に向けて出射するガス濃度測定装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のガス濃度測定装置は、ガス吸収線に周波数安定化された測定光を半導体レーザユニットから測定雰囲気に出射し、測定光の出射に伴って測定雰囲気から反射されてくる反射測定光を受光器により受光する。ガス濃度測定装置は、受光器の出力信号から半導体レーザの変調周波数の基本波位相敏感検波信号及び２倍波位相敏感検波信号を検知し、両者の信号の比に基づいて、測定雰囲気のガス濃度を測定する。また、ガス濃度測定装置の半導体レーザユニットでは、受光器が有底筒状の本体内の中心軸線上の奥部に配置されている。半導体レーザを含む半導体レーザモジュールと、可視光をガイド光として出射するレーザポインタと、受光器の光軸上に配置され、半導体レーザから出射される測定光とレーザポインタから出射されるガイド光とを略同軸上で合成する合分波手段とが本体内に組み込まれている。これにより、ガス濃度測定装置は、測定光の出射位置を確認して測定光を測定位置に向けて正確に出射することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１０６５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の構成では、測定雰囲気中の任意の一点を対象としたガス検知が想定されているが、ガス濃度測定装置を起点とした測定雰囲気中の任意の２次元的なエリア（言い換えると、空間的なエリア）を対象としたガス検知は想定されていないと考えられる。
【０００６】
このため、特許文献１の構成を用いて、仮に任意の２次元的なエリアをガスの検知範囲とした場合、ユーザは、ガス濃度測定装置内の半導体レーザモジュールの向き（つまり、レーザ光の出射方向）を手動で変え、測定雰囲気中のレーザ光の照射位置を一点ずつ順番に検知する作業を行う必要がある。このため、エリア（検知領域）内に存在するガスを検知しようとすると、その作業に多くの労力を要するとともに、細かい分解能が得られる条件下でのガス検知が困難である。
【０００７】
本発明は、上記従来の事情に鑑みなされたものであって、ユーザの多大な労力を要することなく、検知領域内において、可視光の撮像では視認が困難な物質を細かい分解能でかつ容易に検知する物質検知装置、物質検知システム及び物質検知方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、物質の検知用波長を有する第１の光を検知エリアに出射する第１の光源と、距離の測定用波長を有する第２の光を前記検知エリアに出射する第２の光源と、前記第２の光が前記検知エリア内の照射位置で反射した前記第２の光の反射光を基に、前記照射位置までの距離を測定する距離測定部と、前記距離測定部の測定結果に応じて、前記第１の光の出力ゲインを調整するゲイン調整部と、前記ゲイン調整部により前記出力ゲインが調整された前記第１の光が前記照射位置で反射された前記第１の光の反射光を基に、前記検知エリア内における前記物質の有無を検知する物質検知部と、を備え、前記検知エリア内における前記第１の光及び前記第２の光の走査において、前記第２の光が照射される照射位置は、前記第１の光が照射される照射位置より時間的に先行して照射される、物質検知装置を提供する。
【０００９】
また、本発明は、第１の光源及び第２の光源を少なくとも有する物質検知装置における物質検知方法であって、前記第２の光源から、距離の測定用波長を有する測定光を検知エリアに出射し、前記測定光が前記検知エリア内の照射位置で反射した前記測定光の反射光を基に、前記照射位置までの距離を測定し、前記測定により得られた前記照射位置までの距離に応じて、物質の検知用波長を有する検知光の出力ゲインを調整し、前記第１の光源から、前記出力ゲインが調整された前記検知光を前記検知エリアに出射し、前記出力ゲインが調整された前記検知光が前記照射位置で反射された前記検知光の反射光を基に、前記検知エリア内における前記物質の有無を検知し、前記検知エリア内における前記検知光及び前記測定光の走査において、前記検知光が照射される照射位置は、前記測定光が照射される照射位置より時間的に先行して照射される、物質検知方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ユーザの多大な労力を要することなく、検知領域内において、可視光の撮像では視認が困難な物質を細かい分解能でかつ容易に検知することができる。
【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ガス検知カメラの概要の説明図
【図２】比較例におけるセンサスキャンユニットによる検知領域の走査例を示す図
【図３】本実施形態におけるセンサスキャンユニットによる検知領域の走査例を示す図
【図４】図３の点線枠ｈで囲まれた範囲におけるガス検知用のレーザ光及び距離測定用のレーザ光の照射位置を時系列に説明する図
【図５】本実施形態のセンサスキャンユニットの内部構成の一例を示す図
【図６】本実施形態のセンサスキャンユニット内に設けられるコリメートレンズの駆動例を示す図
【図７】図６の上方向から（−ｚ方向に）視たコリメートレンズの駆動例を示す図
【図８】本実施形態において、往路方向（−ｙ方向）に１ライン走査する場合のセンサスキャンユニットの旋回動作、距離測定用のレーザ光及びガス検知用のレーザ光の各照射位置の一例を示す図
【図９】本実施形態において、復路方向（＋ｙ方向）に１ライン走査する場合のセンサスキャンユニットの旋回動作、距離測定用のレーザ光及びガス検知用のレーザ光の各照射位置の一例を示す図
【図１０】本実施形態のガス検知カメラの内部構成の一例を詳細に示すブロック図
【図１１】図１０に示す受光処理部の内部構成の一例を詳細に示すブロック図
【図１２】（Ａ），（Ｂ）テーブルに登録された距離に対応する出力ゲインの一例を示すグラフ
【図１３】本実施形態のガス検知カメラにおける距離検知方法の一例を説明するためのタイミングチャート
【図１４】特定物質の吸収スペクトルに対し、レーザダイオードの発振周波数が最適範囲である場合のレーザ光の入力信号及び出力信号の一例を説明する図
【図１５】特定物質の吸収スペクトルに対し、レーザダイオードの発振周波数が最適範囲の発振周波数から低波長側にシフトした場合のレーザ光の入力信号及び出力信号の一例を説明する図
【図１６】特定物質の吸収スペクトルに対し、レーザダイオードの発振周波数が最適範囲の発振周波数から長波長側にシフトした場合のレーザ光の入力信号及び出力信号の一例を説明する図
【図１７】比較例における非可視光センサの信号処理手順の一例を説明するフローチャート
【図１８】本実施形態における非可視光センサの信号処理手順の一例を説明するフローチャート
【図１９】（Ａ）従来の物質検知装置においてガス検知用の検知光の出力ゲインが低い場合における、検知対象のガスまでの距離とガスにより反射した反射光の信号レベルとの関係の一例を示すグラフ、（Ｂ）従来の物質検知装置においてガス検知用の検知光の出力ゲインが高い場合における、検知対象のガスまでの距離とガスにより反射した反射光の信号レベルとの関係の一例を示すグラフ、（Ｃ）本実施形態のガス検知カメラにおいてガス検知用のレーザ光の出力ゲインが可変である場合における、検知対象のガスまでの距離とガスにより反射した反射光の信号レベルとの関係の一例を示すグラフ
【図２０】モニタの表示画面例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（本実施形態の内容に至る経緯）
先ず、本発明に係る物質検知装置、物質検知システム及び物質検知方法の実施形態を具体的に開示した実施形態（以下、「本実施形態」という）を詳細に説明する前に、本実施形態の物質検知装置の一例としての検知カメラの内容に至る経緯について、図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）を参照して説明する。以下、本実施形態の検知カメラが検知する対象の物質として、ガスを例示して説明するが、検知対象の物質はガスに限定されない（後述参照）。
【００１３】
図１９（Ａ）は、従来の物質検知装置においてガス検知用の検知光の出力ゲインが低い場合における、検知対象のガスまでの距離とガスにより反射した反射光の信号レベルとの関係の一例を示すグラフである。図１９（Ｂ）は、従来の物質検知装置においてガス検知用の検知光の出力ゲインが高い場合における、検知対象のガスまでの距離とガスにより反射した反射光の信号レベルとの関係の一例を示すグラフである。図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）において、反射光の信号は、従来の物質検知装置において受光される受光信号である。
【００１４】
上記した特許文献１を含む従来の物質検知装置は、測定雰囲気中の任意の一箇所を対象としたガス検知を行っており、当該物質検知装置を起点とした測定雰囲気中の任意の２次元的なエリア（言い換えると、空間的なエリア）を対象としたガス検知を行っていなかった。
【００１５】
また、図１９（Ａ）に示すように、物質検知用のレーザ光の出力ゲイン（言い換えると、物質検知装置から出射されるレーザ光の発光強度）が低いと、当該物質検知装置から近距離の位置に存在するガスにより反射した反射光は、当該物質検知装置に受光された場合に、受光信号のレベルは高いためガスの検知は可能である。しかし、当該物質検知装置から遠距離の位置に存在するガスにより反射した反射光は、当該物質検知装置に受光された場合に、受光信号のレベルが低くなるので、ガスの検知が困難であった。
【００１６】
一方、図１９（Ｂ）に示すように、物質検知用のレーザ光の出力ゲイン（言い換えると、物質検知装置から出射されるレーザ光の発光強度）が高いと、当該物質検知装置から遠距離の位置に存在するガスにより反射した反射光は、当該物質検知装置に受光された場合に、受光信号のレベルは高いためガスの検知は可能である。しかし、当該物質検知装置から近距離の位置に存在するガスにより反射した反射光は、当該物質検知装置に受光された場合に、受光信号のレベルが高くなり過ぎて飽和してしまい、ガスの検知が困難であった。このため、従来技術では、ガス等の物質の検知が可能となる距離範囲は、例えば物質検知装置から所定の距離範囲（例えば５ｍ〜１０ｍ）に限られていた。
【００１７】
そこで、以下の本実施形態では、検知対象の物質の一例としてのガスまでの距離を測定し、得られた距離に応じて、ガス検知用のレーザ光の出力ゲインを可変とすることで、ガスの検知可能な距離範囲の制約を不要とする物質検知装置の一例としてのガス検知カメラ、検知カメラを含むガス検知システムの例を説明する。
【００１８】
以下、適宜図面を参照しながら、本実施形態のガス検知カメラ、ガス検知システム、ガス検知方法の実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００１９】
図１は、本実施形態の非可視光センサＮＶＳＳを含むガス検知カメラ１の概要の説明図である。図１に示すガス検知カメラ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。
【００２０】
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）を有する可視光である反射光ＲＭを用いて、所定の検知エリアの一例としての検知空間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の撮像により得られた画像データを、「可視光カメラ画像データ」という。このように、ガス検知カメラ１は、非可視光を検知する非可視光センサＮＶＳＳと、撮像により可視光カメラ画像データを得る可視光カメラＶＳＣとの両方の構成を含む。
【００２１】
非可視光センサＮＶＳＳは、可視光カメラＶＳＣと同一の検知空間Ｋに対し、所定径の有限の面積を有する位置（以下、照射位置という）に照射可能なレーザ光の出射を光学的に走査することで、所定の波長を有する非可視光（例えば赤外光）であるレーザ光ＬＳ１を投射する。投射されたレーザ光ＬＳ１は、検知対象の物質（特定物質ともいう）において吸収され易い波長帯の波長を有する光であり、具体的には、本実施形態では検知対象のガスにおいて吸収され易い波長帯の波長を有する。
【００２２】
非可視光センサＮＶＳＳは、レーザ光ＬＳ１が被検知物（例えば特定物質としてメタンガス等の気体ＧＳ）により反射された光、若しくは被検知物を通過した後に検知空間中の反射物により反射された光（つまり、反射光ＲＶ１）を受光し、受光された反射光ＲＶ１の受光強度を基に、検知空間Ｋにおける特定物質（例えばガス）の検知の有無を判定する。
【００２３】
非可視光センサＮＶＳＳが検知の有無を判定する特定物質は、例えば可視光カメラＶＳＣによる可視光カメラ画像データでは判別が困難な物質（言い換えると、既存の監視カメラによる撮像では人にとって視認が困難な物質）であり、ガス（気体）の他、水等の透明な液体や氷等の透明な固体であってもよく、特に限定されない。上記したように、以下では、検知対象の物質がガスＧＳである場合について例示する。
【００２４】
また、ガス検知カメラ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が生成した特定物質の検知の有無の判定結果を含む出力画像データ（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（物質の名称等）を合成した表示データを生成して出力する。
【００２５】
ガス検知カメラ１からの表示データの出力先は、ネットワーク（不図示）を介してガス検知カメラ１に接続された外部接続機器であり、例えば図１０に示すカメラサーバＣＳ又はモニタ１５０である。本実施形態のガス検知システムは、ガス検知カメラ１とモニタ１５０とを含んで構成されてもよいし、ガス検知カメラ１とカメラサーバＣＳとを含んで構成されてもよい。ここで、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。
【００２６】
図２は、比較例におけるセンサスキャンユニット５ｍによる検知領域ＳＡＲｍの走査例を示す図である。比較例のセンサスキャンユニット５ｍは、センサスキャンユニット５ｍを起点として検知領域ＳＡＲｍの全域をカバーするスキャン画角を満たすように雲台（不図示）をパン方向Ｐ、チルト方向Ｔに旋回駆動させることで、この雲台に搭載されたガス検知用レーザダイオード（不図示）から出射したレーザ光ＬＳｍをジグザグに走査しながら出射する。これにより、センサスキャンユニット５ｍは、検知領域ＳＡＲｍの全域に対し、レーザ光ＬＳｍを照射することができる。
【００２７】
図３は、本実施形態におけるセンサスキャンユニット５による検知領域ＳＡＲの走査例を示す図である。本実施形態のセンサスキャンユニット５は、センサスキャンユニット５を起点として検知領域ＳＡＲの全域をカバーするスキャン画角を満たすように雲台１０（図５参照）をパン方向Ｐ、チルト方向Ｔに旋回駆動させることで、この雲台１０に搭載されたガス検知用レーザダイオードＬＤ１（図５参照）からのレーザ光ＬＳ１と距離測定用レーザダイオードＬＤ２（図５参照）からのレーザ光ＬＳ２を、ジグザグに走査しながら出射する。また、本実施形態の走査では、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１が照射される照射位置より先行して、同じ照射位置に距離測定用のレーザ光ＬＳ２が出射される（図４参照）。
【００２８】
図４は、図３の点線枠ｈで囲まれた範囲におけるガス検知用のレーザ光ＬＳ１及び距離測定用のレーザ光ＬＳ２の照射位置を時系列に説明する図である。図４では、同図の紙面右方向（図１に示す「−ｙ方向」参照）に向かってレーザ光ＬＳ１，ＬＳ２が照射されていく。レーザ光ＬＳ１，ＬＳ２は、最初の照射位置（つまり、図４の最も左側に示す照射位置）を除き、その照射位置が隣接するようにスポット的に同時に照射される。以下、ガス検知カメラ１により、レーザ光ＬＳ１，ＬＳ２がそれぞれ同一の所定径の有限の面積を有する照射位置にスポット的に照射される動作を「スポット照射」と略記する。このため、レーザ光ＬＳ１，ＬＳ２の各照射位置は水平方向に往復移動しかつ垂直方向にも移動するように、レーザ光ＬＳ１，ＬＳ２の出射がジグザク状に移動して検知領域ＳＡＲ内を２次元的に走査される。
【００２９】
図４に示す最初（つまり、最も左側）のスポット照射では、距離測定用のレーザ光ＬＳ２が照射位置ＳＰ２１に照射される。
【００３０】
続く（つまり、中央の）スポット照射では、距離測定用のレーザ光ＬＳ２は、最初のスポット照射における照射位置ＳＰ２１より１照射位置分右に移動した照射位置ＳＰ２２に照射される。またこの時、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１は、距離測定用のレーザ光ＬＳ２の最初のスポット照射における照射位置ＳＰ２１と同じ照射位置ＳＰ１１に照射される。
【００３１】
同様に、続く（つまり、最も右側の）スポット照射では、距離測定用のレーザ光ＬＳ２の照射位置及びガス検知用のレーザ光ＬＳ１の照射位置がともに１照射位置分右に移動する。つまり、距離測定用のレーザ光ＬＳ２は、直前のスポット照射における照射位置ＳＰ２２より１照射位置分右に移動した照射位置ＳＰ２３に照射される。またこの時、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１は、距離測定用のレーザ光ＬＳ２の直前のスポット照射における照射位置ＳＰ２２と同じ照射位置ＳＰ１２に照射される。以後、同様に、レーザ光ＬＳ１，ＬＳ２のスポット照射が繰り返される。
【００３２】
このように、本実施形態のガス検知カメラ１では、距離測定用のレーザ光ＬＳ２の照射位置が、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１の照射位置より、１照射位置分先行する。これにより、ガス検知カメラ１は、レーザ光ＬＳ２が照射位置により反射された反射光ＲＶ２を基に、距離測定用のレーザ光ＬＳ２の照射位置と同じ照射位置に対して次にガス検知用のレーザ光ＬＳ１をスポット照射するまでの間に、その照射位置までの距離を測定できる。従って、ガス検知カメラ１は、測定により得られた距離に応じて、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１の出力ゲインを設定し、ガスの有無の検知を高精度に判断するために適切な発光強度を有するレーザ光ＬＳ１を照射することができる。
【００３３】
図５は、本実施形態のセンサスキャンユニット５の内部構成の一例を示す図である。図５では、図１の上方から（つまり、−ｚ軸方向に）視た場合のガス検知カメラ１のうちセンサスキャンユニット５に関する内部構成が示されている。
【００３４】
ガス検知カメラ１は、例えば箱形の筐体１ｚを有する。筐体１ｚの前面（つまり、ｘ軸方向）には、非可視光センサＮＶＳＳ用の開口部１ｗが形成されている。なお、開口部１ｗには、防水及び防塵のために、透明なガラス若しくは樹脂が嵌め込まれてもよい。また、筐体１ｚの前面には、可視光カメラＶＳＣの集光レンズＶ３１（図１０参照）が露出する。
【００３５】
筐体１ｚの内部には、センサスキャンユニット５が支持されるように設けられる。センサスキャンユニット５は、パン方向Ｐ（図中ｘｙ平面に沿う方向）かつチルト方向Ｔ（図中ｚ軸方向）に旋回自在な雲台１０、及びこの雲台１０を駆動するモータ機構（不図示）を備えたパンチルトユニット１５（図１０参照）を有する。
【００３６】
ベースの一例としての雲台１０には、２個のレーザダイオード（つまり、ガス検知用レーザダイオードＬＤ１，距離測定用レーザダイオードＬＤ２）、２個のコリメートレンズＰＬＺ１，ＰＬＺ２、フォトダイオードＰＤ及び集光レンズＣＬＺが搭載される。雲台１０上では、距離測定用レーザダイオードＬＤ２がガス検知用レーザダイオードＬＤ１より図中上側（ｙ軸のマイナス方向）に配置される。パンチルトユニット１５は、雲台１０をパン方向Ｐ及びチルト方向Ｔに旋回させることで、ガス検知用レーザダイオードＬＤ１，距離測定用レーザダイオードＬＤ２からそれぞれ出射されるレーザ光ＬＳ１，ＬＳ２の出射を、検知領域ＳＡＲ内において２次元的に走査（水平走査及び垂直走査）可能である。
【００３７】
ガス検知用レーザダイオードＬＤ１から出射したレーザ光ＬＳ１は、コリメートレンズＰＬＺ１を透過して平行光となり、検知空間Ｋに向けて出射される。検知空間Ｋ内のガスＧＳで反射したレーザ光ＬＳ１の反射光ＲＶ１は、ガス検知カメラ１の筐体１ｚに形成された開口部１ｗを通って入射し、集光レンズＣＬＺによって集光され、フォトダイオードＰＤ０で受光される。
【００３８】
フォトダイオードＰＤ０で受光された反射光ＲＶ１の吸収特性の一例としての吸収スペクトルから、検知空間Ｋ内に存在するガスＧＳの検知の有無が判定される。ガス検知用レーザダイオードＬＤ１から出射したレーザ光ＬＳ１が検知空間Ｋにおいて走査可能な範囲である検知領域ＳＡＲは、例えば筐体１ｚに形成された開口部１ｗの形状によって設定される。
【００３９】
距離測定用レーザダイオードＬＤ２から出射したレーザ光ＬＳ２は、コリメートレンズＰＬＺ２を透過して平行光となり、検知空間Ｋに向けて出射される。検知空間Ｋ内のガスＧＳで反射したレーザ光ＬＳ２の反射光ＲＶ２は、レーザ光ＬＳ１の反射光ＲＶ１の場合と同様、ガス検知カメラ１の筐体１ｚに形成された開口部１ｗを通って入射し、集光レンズＣＬＺによって集光され、フォトダイオードＰＤ０で受光される。
【００４０】
図６は、本実施形態のセンサスキャンユニット５内に設けられるコリメートレンズＰＬＺ１，ＰＬＺ２の駆動例を示す図である。図７は、図６の上方向から（−ｚ方向に）視たコリメートレンズＰＬＺ１，ＰＬＺ２の駆動例を示す図である。コリメートレンズＰＬＺ１，ＰＬＺ２は、レンズ回転軸ＡＸ１（ｚ軸方向と平行）を中心に回動自在に雲台１０に設置される。コリメートレンズＰＬＺ１，ＰＬＺ２の駆動部の機構は、ほぼ同様である。
【００４１】
コリメートレンズＰＬＺ１のｙ軸方向の両側には、一対のコイルＫＬ１ａ，ＫＬ１ｂが取り付けられている。また、コイルＫＬ１ａをｚ軸方向に挟むように、一対の磁石Ｍｇ１ａ，Ｍｇ１ｂが対向して雲台１０に設置される。同様に、コイルＫＬ１ｂをｚ軸方向に挟むように、一対の磁石Ｍｇ１ｃ，Ｍｇ１ｄが対向して雲台１０に設置される。また、一対の磁石Ｍｇ１ａ，Ｍｇ１ｂは、図７に示すように、コイルＫＬ１ａの図中下側のｙ方向の電流路を覆うように（つまり、図中上側のｙ方向の電流を覆わないように）設置される。同様に、一対の磁石Ｍｇ１ｃ，Ｍｇ１ｄは、図７に示すように、コイルＫＬ１ｂの図中上側のｙ方向の電流路を覆うように（つまり、図中下側のｙ方向の電流を覆わないように）設置される。
【００４２】
磁石Ｍｇ１ａの磁石Ｍｇ１ｂと対向する側をＮ極とし、磁石Ｍｇ１ｂの磁石Ｍｇ１ａと対向する側をＳ極とするように、一対の磁石Ｍｇ１ａ，Ｍｇ１ｂを配置すると、一対の磁石Ｍｇ１ａ，Ｍｇ１ｂ間には、−ｚ軸方向に働く磁力線Ｍ１ａが発生する。同様に、磁石Ｍｇ１ｃの磁石Ｍｇ１ｄと対向する側をＮ極とし、磁石Ｍｇ１ｄの磁石Ｍｇ１ｃと対向する側をＳ極とするように、一対の磁石Ｍｇ１ｃ，Ｍｇ１ｄを配置すると、一対の磁石Ｍｇ１ｃ，Ｍｇ１ｄ間には、−ｚ軸方向に働く磁力線Ｍ１ｂが発生する。
【００４３】
コイルＫＬ１ａに対し、矢印Ｄ１ａで示す方向（−ｚ軸に右回りとなる方向）に電流を流すと、コイルＫＬ１ａの、一対の磁石Ｍｇ１ａ，Ｍｇ１ｂで挟まれている部分には、フレミングの法則に従って、電磁誘導による力Ｆ１ａが作用する。この力Ｆ１ａは、コリメートレンズＰＬＺ１を、レンズ回転軸ＡＸ１（ｚ軸）を中心に図７の反時計回りに回転させようとする力（回転力）である。同様に、コイルＫＬ１ｂに対し、矢印Ｄ１ｂで示す方向（−ｚ軸に右回りとなる方向）に電流を流すと、コイルＫＬ１ｂの、一対の磁石Ｍｇ１ｃ，Ｍｇ１ｄで挟まれている部分には、フレミングの法則に従って、電磁誘導による力Ｆ１ｂが作用する。この力Ｆ１ｂは、力Ｆ１ａと同様、コリメートレンズＰＬＺ１を、レンズ回転軸ＡＸ１（ｚ軸）を中心に図７の反時計回りに回転させようとする力（回転力）である。この力Ｆ１ａ，Ｆ１ｂは、それぞれ後述する２次元化ユニット制御部１２からコイルＫＬ１ａ，ＫＬ１ｂに供給される電流量に比例する。
【００４４】
また、コリメートレンズＰＬＺ１には、レンズ回転軸ＡＸ１を中心に回動自在なコリメートレンズＰＬＺ１を初期位置に戻すように付勢するばね部材（図示せず）が取り付けられている。従って、２次元化ユニット制御部１２は、コリメートレンズＰＬＺ１の回転力がばね部材の付勢力を打ち消すように、コイルＫＬ１ａ，ＫＬ１ｂに電流を供給することで、コリメートレンズＰＬＺ１を任意の回転角で停止させることができる。つまり、コリメートレンズＰＬＺ１を光軸に対し所定の角度だけ傾けることができる。なお、コリメートレンズＰＬＺ１の最大傾斜角は、コイルＫＬ１ａが一対の磁石Ｍｇ１ａ，Ｍｇ１ｂ間に（コイルＫＬ１ｂが一対の磁石Ｍｇ１ｃ，Ｍｇ１ｄ間に）挟まれなくなるぎりぎりの角度である。なお、コリメートレンズＰＬＺ２についても、コリメートレンズＰＬＺ１に対応する符号を用いて、同様に説明する。
【００４５】
コリメートレンズＰＬＺ２のｙ軸方向の両側には、一対のコイルＫＬ２ａ，ＫＬ２ｂが取り付けられている。また、コイルＫＬ２ａをｚ軸方向に挟むように、一対の磁石Ｍｇ２ａ，Ｍｇ２ｂが対向して雲台１０に設置される。同様に、コイルＫＬ２ｂをｚ軸方向に挟むように、一対の磁石Ｍｇ２ｃ，Ｍｇ２ｄが対向して雲台１０に設置される。また、一対の磁石Ｍｇ２ａ，Ｍｇ２ｂは、図７に示すように、コイルＫＬ２ａの図中上側のｙ方向の電流路を覆うように（つまり、図中下側のｙ方向の電流を覆わないように）設置される。同様に、一対の磁石Ｍｇ２ｃ，Ｍｇ２ｄは、図７に示すように、コイルＫＬ２ｂの図中下側のｙ方向の電流路を覆うように（つまり、図中上側のｙ方向の電流を覆わないように）設置される。
【００４６】
磁石Ｍｇ２ａの磁石Ｍｇ２ｂと対向する側をＮ極とし、磁石Ｍｇ２ｂの磁石Ｍｇ２ａと対向する側をＳ極とするように、一対の磁石Ｍｇ２ａ，Ｍｇ２ｂを配置すると、一対の磁石Ｍｇ２ａ，Ｍｇ２ｂ間には、−ｚ軸方向に働く磁力線Ｍ２ａが発生する。同様に、磁石Ｍｇ２ｃの磁石Ｍｇ２ｄと対向する側をＮ極とし、磁石Ｍｇ２ｄの磁石Ｍｇ２ｃと対向する側をＳ極とするように、一対の磁石Ｍｇ２ｃ，Ｍｇ２ｄを配置すると、一対の磁石Ｍｇ２ｃ，Ｍｇ２ｄ間には、−ｚ軸方向に働く磁力線Ｍ２ｂが発生する。
【００４７】
コイルＫＬ２ａに対し、矢印Ｄ２ａで示す方向（−ｚ軸に右回りとなる方向）に電流を流すと、コイルＫＬ２ａの、一対の磁石Ｍｇ２ａ，Ｍｇ２ｂで挟まれている部分には、フレミングの法則に従って、電磁誘導による力Ｆ２ａが作用する。この力Ｆ２ａは、コリメートレンズＰＬＺ２を、レンズ回転軸ＡＸ２（ｚ軸）を中心に図７の時計回りに回転させようとする力（回転力）である。同様に、コイルＫＬ２ｂに対し、矢印Ｄ２ｂで示す方向（−ｚ軸に右回りとなる方向）に電流を流すと、コイルＫＬ２ｂの、一対の磁石Ｍｇ２ｃ，Ｍｇ２ｄで挟まれている部分には、フレミングの法則に従って、電磁誘導による力Ｆ２ｂが作用する。この力Ｆ２ｂは、力Ｆ２ａと同様、コリメートレンズＰＬＺ２を、レンズ回転軸ＡＸ２（ｚ軸）を中心に図７の時計回りに回転させようとする力（回転力）である。この力Ｆ２ａ，Ｆ２ｂは、それぞれ後述する２次元化ユニット制御部１２からコイルＫＬ２ａ，ＫＬ２ｂに供給される電流量に比例する。
【００４８】
また、コリメートレンズＰＬＺ２には、レンズ回転軸ＡＸ２を中心に回動自在なコリメートレンズＰＬＺ２を初期位置に戻すように付勢するばね部材（図示せず）が取り付けられている。従って、２次元化ユニット制御部１２は、コリメートレンズＰＬＺ２の回転力がばね部材の付勢力を打ち消すように、コイルＫＬ２ａ，ＫＬ２ｂに電流を供給することで、コリメートレンズＰＬＺ２を任意の回転角で停止させることができる。つまり、コリメートレンズＰＬＺ２を光軸に対し所定の角度だけ傾けることができる。なお、コリメートレンズＰＬＺ２の最大傾斜角は、コイルＫＬ２ａが一対の磁石Ｍｇ２ａ，Ｍｇ２ｂ間に（コイルＫＬ２ｂが一対の磁石Ｍｇ２ｃ，Ｍｇ２ｄ間に）挟まれなくなるぎりぎりの角度である。
【００４９】
このように、２次元化ユニット制御部１２は、コリメートレンズＰＬＺ１，ＰＬＺ２を所定の回転角度に回動させ、光軸に対し傾けることで、レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２からそれぞれ出射されるレーザ光ＬＳ１，ＬＳ２のパン方向の角度を調整する。これにより、２次元化ユニット制御部１２は、コリメートレンズＰＬＺ１を透過してスポット照射されるレーザ光ＬＳ１の照射位置と、コリメートレンズＰＬＺ２を透過してスポット照射されるレーザ光ＬＳ２の照射位置とを１照射位置分ずらすことができる。なお、本実施形態では、コリメートレンズＰＬＺ１，ＰＬＺ２の両方が回動自在な駆動部を有していたが、いずれか一方を固定し、他方だけが駆動部を有していてもよい。
【００５０】
図８は、本実施形態において、往路方向（−ｙ方向）に１ライン走査する場合のセンサスキャンユニット５の旋回動作、距離測定用のレーザ光ＬＳ２及びガス検知用のレーザ光ＬＳ１の各照射位置の一例を示す図である。ここで、図８の紙面を見渡すように上から−ｚ軸方向に向かって視て、雲台１０を時計回りに回転させる方向をプラス（＋）方向とし、反時計回りに回転させる方向をマイナス（−）方向とする。
【００５１】
雲台１０上では、距離測定用レーザダイオードＬＤ２がガス検知用レーザダイオードＬＤ１より図中上側（−ｙ軸方向）に配置されているので、往路方向にガス検知用レーザ光ＬＳ１及び距離測定用レーザ光ＬＳ２を走査する場合、レーザ光同士を交差（クロス）させなくても、距離測定用レーザ光ＬＳ２の照射位置ＳＰ２がガス検知用レーザ光ＬＳ１の照射位置ＳＰ１よりも１照射位置分だけ先行する。
【００５２】
この場合、先に照射される距離測定用レーザ光ＬＳ２の照射位置ＳＰ２に、後から照射されるガス検知用レーザ光ＬＳ１の照射位置ＳＰ１を正確に合わせるために、ガス検知用のコリメートレンズＰＬＺ１及び距離測定用のコリメートレンズＰＬＺ２の少なくとも一方を傾けて調整するようにしてもよい。
【００５３】
図９は、本実施形態において、復路方向（＋ｙ方向）に１ライン走査する場合のセンサスキャンユニット５の旋回動作、距離測定用のレーザ光ＬＳ２及びガス検知用のレーザ光ＬＳ１の各照射位置の一例を示す図である。雲台１０上では、距離測定用レーザダイオードＬＤ２がガス検知用レーザダイオードＬＤ１より図中上側（−ｙ軸方向）に配置されているので、復路方向にガス検知用のレーザ光ＬＳ１及び距離測定用のレーザ光ＬＳ２を走査する場合、レーザ光同士を交差（クロス）させる必要があり、コリメートレンズＰＬＺ２及びコリメートレンズＰＬＺ２の少なくとも一方を大きく傾け、距離測定用のレーザ光ＬＳ２の照射位置ＳＰ２がガス検知用のレーザ光ＬＳ１の照射位置ＳＰ１よりも１照射位置分だけ先行するようにする。この時、先に照射される距離測定用のレーザ光ＬＳ２の照射位置ＳＰ２に、後から照射されるガス検知用のレーザ光ＬＳ１の照射位置ＳＰ１を正確に合わせるために、同時に調整してもよい。
【００５４】
なお、本実施形態では、距離測定用のレーザ光ＬＳ２及びガス検知用のレーザ光ＬＳ１を往復方向にライン走査する場合を示したが、走査方向として一方向（行き方向のみ）にライン走査する場合、レーザ光ＬＳ１，ＬＳ２同士を交差（クロス）あるいは平行（パラレル）のままでよい。この場合、センサスキャンユニット５は、一方向の終点に距離測定用及びガス検知用の両レーザ光ＬＳ１，ＬＳ２が達した段階で、それぞれのレーザ光ＬＳ１，ＬＳ２の出射を停止して素早く次のラインの始点に移り、再び、レーザ光の出射を開始して次のライン走査を行うようにしてもよい。なお、レーザ光の停止・再開を行うことなく、レーザ光を出射させたまま次のラインの始点に移るようにしてもよい。
【００５５】
図１０は、本実施形態のガス検知カメラ１の内部構成の一例を詳細に示すブロック図である。ガス検知カメラ１は、前述したように、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、受光処理部ＳＡとを含む構成である。なお、図面を簡単にするために、図１０ではガス検知用レーザダイオードＬＤ１、距離測定用レーザダイオードＬＤ２を、それぞれ「ガス検知用ＬＤ」、「距離測定用ＬＤ」と略記しており、それぞれを示す符号の「ＬＤ１」、「ＬＤ２」の「ＬＤ」とは異なる。
【００５６】
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、例えば、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。
【００５７】
制御部１１は、２次元化ユニット制御部１２、変調信号生成部１３及び信号ゲイン調整部１４を有する。２次元化ユニット制御部１２は、パンチルトユニット１５に対し、センサスキャンユニット５をパン方向Ｐ、チルト方向Ｔに駆動させるためのパンチルト駆動信号を出力する。パンチルトユニット１５は、パンチルト駆動信号に従い、雲台１０をパン方向及びチルト方向に旋回させる。
【００５８】
また、２次元化ユニット制御部１２は、図６及び図７を参照して説明したように、コリメートレンズＰＬＺ１を透過してスポット照射されるレーザ光ＬＳ１の照射位置と、コリメートレンズＰＬＺ２を透過してスポット照射されるレーザ光ＬＳ２の照射位置とを１照射位置分ずらすように、センサスキャンユニット５内のコイルＫＬ１ａ，ＫＬ１ｂ，ＫＬ２ａ，ＫＬ２ｂへの供給電流量を制御した上で各コイルに電流を供給する。
【００５９】
変調信号生成部１３は、ガス検知用レーザダイオードＬＤ１から出射するレーザ光ＬＳ１を波長変調するための変調信号を生成し、光源発光信号としてガス検知用レーザダイオードＬＤ１及び距離測定用レーザダイオードＬＤ２にそれぞれ出力する。ガス検知用レーザダイオードＬＤ１及び距離測定用レーザダイオードＬＤ２は、光源発光信号に従い、波長変調されたレーザ光ＬＳ１，ＬＳ２をそれぞれ出射する。なお、変調信号生成部１３は、距離測定用レーザダイオードＬＤ２に入力される光源発光信号として、波長変調がされない振幅一定のレーザ光ＬＳ２を出射させるための信号を出力してもよい。この場合には、距離測定用レーザダイオードＬＤ２は、変調信号生成部１３からの光源発光信号に応じて、振幅が一定のレーザ光ＬＳ２を出射する。
【００６０】
波長変調には、種々の方法が用いることが可能である。本実施形態では、ガス検知用レーザダイオードＬＤ１，距離測定用レーザダイオードＬＤ２の駆動電流を変えることで、波長変調が行われる。駆動電流は各レーザダイオードへの入力信号であり、駆動電流の周波数は波長変調の周波数となる。なお、各レーザダイオードを安定化させる目標温度に対し、所定の振り幅で温度を掃引する（変化させる）ことで、波長変調を行うことも可能となる。この場合、レーザダイオードに備わるペルチェ素子が、制御部１１からの信号に従って吸熱又は発熱を行うことで、レーザダイオードの温度が可変し、レーザ光の波長を変化させることが可能となる。
【００６１】
また、距離測定用レーザダイオードＬＤ２の出力ゲインは、検知領域ＳＡＲ内の遠い照射位置までレーザ光ＬＳ２が届くように、高く設定されることが望ましい。また、変調信号生成部１３は、非可視光センサＮＶＳＳの検知対象となる特定物質を検知するための検知閾値Ｍを検知処理部２７に設定する。
【００６２】
ゲイン調整部の一例としての信号ゲイン調整部１４は、ガス検知カメラ１からの距離とガス検知用レーザダイオードＬＤ１から出射するレーザ光ＬＳ１の出力ゲインとの対応関係が登録されたテーブル１４ｚを有する。信号ゲイン調整部１４は、テーブル１４ｚを基に、距離算出部２７２（図１１参照）により算出された検知領域ＳＡＲ内の照射位置までの距離に対応する出力ゲインを算出する。
【００６３】
また、信号ゲイン調整部１４は、算出した出力ゲインを一時的に記憶するメモリ１４ｙを有する。信号ゲイン調整部１４は、メモリ１４ｙに記憶された出力ゲインをガス検知用レーザダイオードＬＤ１に設定し、ガス検知用レーザダイオードＬＤ１から出射するレーザ光ＬＳ１の出力ゲインを最適値に調整する。
【００６４】
図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、テーブル１４ｚに登録された距離に対応する出力ゲインの一例を示すグラフである。図１２（Ａ）は、距離と出力ゲインとの関係が１次関数で表されたグラフを示す。図１２（Ｂ）は、距離と出力ゲインとの関係が２次関数で表されたグラフを示す。図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）のいずれのグラフにおいても、距離が長くなる程、出力ゲインは大きな値に設定される。これらのグラフは、予め関数で設定されてもよいし、実験的に求められてもよい。
【００６５】
また、制御部１１は、後述する検知処理部２７のＡＤ変換回路２７１におけるＡＤ変換の実行を指示するためのタイミング信号を、後述する検知処理部２７内のＡＤ変換回路２７１に出力する。
【００６６】
投射部ＰＪは、第１の光源の一例としてのガス検知用レーザダイオードＬＤ１と、第２の光源の一例としての距離測定用レーザダイオードＬＤ２と、ガス検知用投射光源光学部ＯＰ１と、距離測定用投射光源光学部ＯＰ２と、パンチルトユニット１５とを有する。ガス検知用投射光源光学部ＯＰ１は、コリメートレンズＰＬＺ１及び一対のコイルＫＬ１ａ，ＫＬ１ｂを含む。距離測定用投射光源光学部ＯＰ２は、コリメートレンズＰＬＺ２及び一対のコイルＫＬ２ａ，ＫＬ２ｂを含む。
【００６７】
ガス検知用レーザダイオードＬＤ１は、レーザ光の波長が検知対象の物質であるガスＧＳの吸収波長帯に含まれるように波長変調された検知光の一例としてのレーザ光ＬＳ１を出射する。ここでは、検知対象の物質であるガスとして、メタンガス（ＣＨ４）を一例として挙げる。距離測定用レーザダイオードＬＤ２は、ガス検知用レーザダイオードＬＤ１と同様、波長変調された測定光の一例としてのレーザ光ＬＳ２を出射する。
【００６８】
コリメートレンズＰＬＺ１，ＰＬＺ２は、それぞれレーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２から出射されるレーザ光ＬＳ１，ＬＳ２を平行光にする。一対のコイルＫＬ１ａ，ＫＬ１ｂ及び一対のコイルＫＬ２ａ，ＫＬ２ｂは、前述したように、それぞれコリメートレンズＰＬＺ１及びコリメートレンズＰＬＺ２を光軸に対し所定の角度だけ傾けるように駆動する。
【００６９】
パンチルトユニット１５は、レーザダイオードＬＤ１，ＬＤ２、ガス検知用投射光源光学部ＯＰ１、距離測定用投射光源光学部ＯＰ２、集光レンズＣＬＺ及びフォトダイオードＰＤが搭載された雲台１０をパン方向Ｐ及びチルト方向Ｔに旋回駆動する。つまり、パンチルトユニット１５は、ガス検知用レーザダイオードＬＤ１，距離測定用レーザダイオードＬＤ２からそれぞれ出射されるレーザ光ＬＳ１，ＬＳ２を、検知領域ＳＡＲを含む走査範囲内で２次元に走査するように雲台１０を旋回させる。
【００７０】
また、受光処理部ＳＡは、検知領域ＳＡＲ内で反射された反射光ＲＶ１，ＲＶ２を受光する受光部ＲＰ、及び受光したレーザ光ＬＳ１，ＬＳ２の信号を処理する信号処理部ＤＳから構成される。図１１は、図１０に示す受光処理部ＳＡの内部構成の一例を詳細に示すブロック図である。受光部ＲＰは、集光レンズＣＬＺ及びフォトダイオードＰＤ０を有する。信号処理部ＤＳは、信号加工部２６、検知処理部２７及び表示処理部２８を有する。
【００７１】
信号加工部２６は、Ｉ／Ｖ変換回路２６１、増幅回路２６２及びフィルタ処理回路２６３を含む。検知処理部２７は、ＡＤ変換回路２７１、距離算出部２７２及び物質検知処理部２７３を含む。距離算出部２７２、物質検知処理部２７３及び表示処理部２８の各機能は、メモリ（不図示）に保持されたプログラムをプロセッサが実行することにより、実現される。
【００７２】
集光レンズＣＬＺは、ガス検知用レーザダイオードＬＤ１，距離測定用レーザダイオードＬＤ２からそれぞれ出射され、検知領域ＳＡＲ内の特定物質で反射されたレーザ光を集光し、フォトダイオードＰＤ０に受光させる。フォトダイオードＰＤ０は、受光したレーザ光の光量に応じた電荷を生成し、電流信号として出力する。
【００７３】
Ｉ／Ｖ変換回路２６１は、フォトダイオードＰＤ０から出力される電流信号を電圧信号に変換する。増幅回路２６２は、Ｉ／Ｖ変換回路２６１で出力される電圧信号を増幅する。フィルタ処理回路２６３は、増幅回路２６２で増幅された信号に対し、フィルタ処理を行い、フィルタ処理後の信号を物質検知に用いられる信号として、検知処理部２７内のＡＤ変換回路２７１に出力する。
【００７４】
検知処理部２７内のＡＤ変換回路２７１は、制御部１１から出力されたタイミング信号に従って、信号加工部２６から入力される信号をデジタル信号に変換する。
【００７５】
ＡＤ変換回路２７１から出力される信号は、ガス検知用レーザダイオードＬＤ１から出射される、波長変調されたレーザ光の信号（周波数１ｆ）に対し、２倍の周波数（２ｆ）を持つ信号である。この２倍の周波数（周波数２ｆ）を持つ信号は、ＡＤ変換回路２７１によってデジタル値に変換された後に抽出される。言い換えると、ガス検知用レーザダイオードＬＤ１から周波数１ｆのレーザ光ＬＳ１が出射された場合、ガスＧＳにより反射された、若しくはガスＧＳを透過後に背景に反射された反射光ＲＶ１は、ＡＤ変換回路２７１の出力として、周波数２ｆの反射光が得られる。
【００７６】
また、この信号は、ガス検知用レーザダイオードＬＤ１の温度が変化しておらず、ガス検知用レーザダイオードＬＤ１から出射されるレーザ光ＬＳ１の変調波長幅が特定物質の吸収波長帯域からずれていない場合（図１４参照）、フォトダイオードＰＤ０からの信号を基に得られた周波数一定の正弦波信号である。
【００７７】
距離測定部の一例としての距離算出部２７２は、距離測定用レーザダイオードＬＤ２から出射されるレーザ光ＬＳ２の反射光ＲＶ２に対応するＡＤ変換回路２７１の出力を基に、ガス検知カメラ１から照射位置までの距離を算出し、算出した距離を表す信号（距離信号）を制御部１１に出力する。
【００７８】
図１３は、本実施形態のガス検知カメラ１における距離検知方法の一例を説明するためのタイミングチャートである。距離測定用のレーザ光ＬＳ２とその反射光ＲＶ２の受光強度の時間変化を表す。具体的に、距離算出部２７２は、制御部１１からの光源発光信号の入力時を、距離測定用レーザダイオードＬＤ２からのレーザ光ＬＳ２の投射時（図中、タイミングｔ１）と判定する。また、距離算出部２７２は、受光処理部ＳＡ内のフォトダイオードＰＤ０でレーザ光ＬＳ２の反射光ＲＶ２が受光され、増幅回路２６２内のコンパレータ／ピークホールド処理部（不図示）からの出力の入力時を反射光ＲＭの受光時（図中、タイミングｔ２）と判定する。距離算出部２７２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単に導出することができる。
【００７９】
物質検知部の一例としての物質検知処理部２７３は、ガス検知用レーザダイオードＬＤ１から出射されるレーザ光ＬＳ１の反射光ＲＶ１に対応するＡＤ変換回路２７１の出力を基に、特定物質の検知の有無を判定し、検知した特定物質を表す信号を表示処理部２８に出力する。
【００８０】
画像生成部の一例としての表示処理部２８は、検知された特定物質を表す信号を基に、非可視光センサＮＶＳＳから視た、検知領域ＳＡＲ内における特定物質の２次元位置を示す物質位置画像データを生成する。物質位置画像データは、特定物質を表す画像データと、検知領域ＳＡＲ内の２次元位置情報（例えば、雲台１０のパン角度及びチルト角度）とを含む。表示処理部２８は、この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。
【００８１】
なお、本実施形態において、表示処理部２８は、物質位置画像データを可視光カメラＶＳＣ内の表示制御部３７に送信する代わりに、例えば後述するモニタ１５０やカメラサーバＣＳ、通信端末（図示せず）に直接送信してもよい。
【００８２】
このように、検知領域ＳＡＲ内の可視光画像データに、検知処理部２７により得られた特定物質に関する情報が合成された表示データが出力される。従って、非可視光センサＮＶＳＳは、検知領域ＳＡＲのどこに特定物質が存在するかをユーザに対して視覚的に明らかに示すことができる。
【００８３】
図１０に示すように、可視光カメラＶＳＣは、集光レンズＶ３１と、イメージセンサＶ３３と、信号処理部Ｖ３５と、表示制御部３７と、出力部３８と、を有する。信号処理部Ｖ３５及び表示制御部３７の各機能は、メモリ（不図示）に保持されたプログラムをプロセッサＶ２０が実行することにより、実現される。
【００８４】
集光レンズＶ３１は、非可視光センサＮＶＳＳによる検知領域ＳＡＲを含む範囲を画角範囲とし、外部からの入射光（反射光ＲＭ）を集光し、イメージセンサＶ３３の撮像面に結像させる。
【００８５】
イメージセンサＶ３３は、可視光の波長（例えば０．４μｍ〜０．７μｍ）に対し分光感度のピークを有する撮像素子である。イメージセンサＶ３３は、撮像面に結像した光学像を電気信号に変換する。イメージセンサＶ３３の出力は、電気信号として信号処理部Ｖ３５に入力される。
【００８６】
信号処理部Ｖ３５は、イメージセンサＶ３３の出力である電気信号を用いて、例えば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。信号処理部Ｖ３５は、可視光画像データを表示制御部３７に出力する。
【００８７】
表示制御部３７は、例えば、特定物質が可視光画像データにおける所定の位置で検知された場合に、信号処理部Ｖ３５から出力された可視光画像データと、表示処理部２８から出力された物質位置画像データとを合成し、表示データを生成する。この表示データは、特定物質に関する情報の一例である。
【００８８】
画像出力部の一例としての出力部３８は、この表示データを外部装置（例えばカメラサーバＣＳ及びモニタ１５０）に出力する。
【００８９】
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又は１つ以上の外部接続機器（不図示）に送信し、通信端末又は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。モニタ１５０は、表示制御部３７から出力された表示データを表示する。
【００９０】
図１４は、特定物質の吸収スペクトルに対し、レーザダイオードの発振周波数が最適範囲である場合のレーザ光の入力信号及び出力信号の一例を説明する図である。図１４には、レーザダイオードから出射され、波長変調されたレーザ光の入力信号に対し、特定物質で反射され、フォトダイオードで受光したレーザ光の出力信号が示される。
【００９１】
また、ここでは、検知対象の物質であるガスとして、メタンガス（ＣＨ４）を一例として挙げる。図１４では、縦軸はフォトダイオードＰＤにおいて受光された反射光に対応するＩ／Ｖ変換回路２６１の出力に相当する受光電圧（単位は正規化された値）を表し、横軸はフォトダイオードが受光するレーザ光の波長（ｎｍ）を表す。受光電圧が著しく低下している部分は、特定物質固有のエネルギー吸収領域、つまりレーザ光の吸収率が高い波長帯域である。
【００９２】
図１４では、特定物質の吸収スペクトルは、１６５３．６７ｎｍを中心とする波長帯域を有する。これに対し、レーザダイオードＬＤ１から出射されるレーザ光は、波長変調範囲ＷＡＲ０に示すように、１６５３．６７ｎｍを中心波長とし、０．０５ｎｍの変調幅で変調される。
【００９３】
前述したように、レーザダイオードＬＤ１からレーザ光が出射され、検知領域ＳＡＲ内の特定物質で反射された、若しくは特定物質透過後の背景により反射された反射光は、一定の周波数（１ｆ）を持つ正弦波として波長変調されたレーザ光の入力信号に対し、２倍の周波数（２ｆ）を有しかつ振幅が一定となる出力信号として検知される。
【００９４】
図１５は、特定物質の吸収スペクトルに対し、ガス検知用レーザダイオードＬＤ１の発振周波数が最適範囲の発振周波数から低波長側にシフトした場合のレーザ光の入力信号及び出力信号の一例を説明する図である。図１５では、レーザ光ＬＳ１は、波長変調範囲ＷＡＲ１に示すように、例えば１６５３．６６ｎｍを中心波長とし、０．０５ｎｍの変調幅で波長変調される。この場合の反射光は、２倍の周波数（２ｆ）を有しかつ振幅が一定ではない出力信号として検知される。
【００９５】
図１６は、特定物質の吸収スペクトルに対し、ガス検知用レーザダイオードＬＤ１の発振周波数が最適範囲の発振周波数から長波長側にシフトした場合のレーザ光の入力信号及び出力信号の一例を説明する図である。図１６では、レーザ光ＬＳ１は、波長変調範囲ＷＡＲ２に示すように、例えば１６５３．６８ｎｍを中心波長とし、０．０５ｎｍの変調幅で波長変調される。この場合の反射光は、２倍の周波数（２ｆ）を有しかつ振幅が一定ではない出力信号として検知される。
【００９６】
図１５、図１６に示すように、レーザダイオードＬＤ１から出射されるレーザ光の波長が低波長側又は長波長側にずれる場合、振幅が変動する信号が出力される。この振幅の変動は、レーザ光ＬＳ１の波長と特定物質のエネルギー吸収領域の中心波長とがずれている状態として現れる。レーザ光ＬＳ１の波長は、レーザダイオードＬＤ１の温度に依存し、温度変化により大きくずれると、レーザ光の入力信号に対し２倍の周波数（２ｆ）を持つ出力信号が出力されなくなる。つまり、特定物質の検知が困難となってしまう。このため、レーザ光ＬＳ１の入力信号に対し２倍の周波数（２ｆ）を持つ出力信号の振幅が一定となるように、レーザダイオードＬＤ１の温度を一定に保つための温調制御が行われることが好ましい。これにより、ガス検知カメラ１は、レーザ光ＬＳ１の入力信号に対し振幅の安定した２倍の周波数（２ｆ）を持つ出力信号を検知することができ、物質検知の精度が向上する。
【００９７】
上記構成を有するガス検知カメラ１の動作を示す。
【００９８】
始めに、比較例における非可視光センサの信号処理を示す。比較例では、検知領域ＳＡＲｍにおいて、単にレーザ光を２次元走査する場合を示す。図１７は、比較例における非可視光センサの信号処理手順の一例を説明するフローチャートである。図１７において、ガス検知用レーザダイオードから検知領域ＳＡＲｍ内の照射位置に対しレーザ光が出射されると（Ｓ１０１）、検知領域ＳＡＲｍ内の照射位置で、特定物質がある場合には、特定物質であるガスＧＳによって反射された反射光は、フォトダイオードＰＤ０によって受光される。フォトダイオードＰＤ０からの出力信号が受光処理部ＳＡで増幅処理を含む各種信号処理されると（Ｓ１０２）、特定物質であるガスＧＳの有無が検知される（Ｓ１０３）。
【００９９】
この後、物質検知を継続するか否かが判別され（Ｓ１０４）、物質検知を継続する場合、センサスキャンユニット５ｍが次の照射位置に移動する（Ｓ１０５）。そして、ステップＳ１０１からの処理が繰り返される。一方、物質検知を継続しない場合、非可視光センサの信号処理は、そのまま終了する。
【０１００】
図１８は、本実施形態における非可視光センサＮＶＳＳの信号処理手順の一例を説明するフローチャートである。図１８において、制御部１１内の変調信号生成部１３は、距離測定用レーザダイオードＬＤ２に対し、光源発光信号を出力し、検知領域ＳＡＲ内の照射位置に向けてレーザ光ＬＳ２を出射させる（Ｓ１）。フォトダイオードＰＤ０が、レーザ光ＬＳ２が検知領域ＳＡＲ内の照射位置で反射した反射光ＲＶ２を受光すると、受光処理部ＳＡ内の距離算出部２７２は、センサスキャンユニット５から検知領域ＳＡＲ内の照射位置までの距離を算出して距離情報を取得する（Ｓ２）。
【０１０１】
制御部１１内の信号ゲイン調整部１４は、距離算出部２７２から距離情報を受けると、テーブル１４ｚに基づき、ステップＳ３で算出した距離に対応する出力ゲインを取得し（Ｓ３）、この出力ゲインを、ガス検知用レーザ光ＬＳ１の出力ゲインとして用いるために、メモリ１４ｙに一時的に記憶する（Ｓ４）。
【０１０２】
制御部１１は、距離測定用レーザダイオードＬＤ２から出射されるレーザ光ＬＳ２の照射位置が最初の照射位置であるか否かを判別する（Ｓ５）。最初の照射位置である場合（Ｓ５、ＹＥＳ）、制御部１１内の２次元化ユニット制御部１２は、レーザ光ＬＳ１，ＬＳ２が次の照射位置に照射可能となるようにセンサスキャンユニット５を移動させる（Ｓ６）。この後、制御部１１は、ステップＳ１の処理を行い、同様の処理を繰り返す。
【０１０３】
一方、距離測定用レーザダイオードＬＤ２から出射したレーザ光ＬＳ２の照射位置が最初の照射位置でない場合（Ｓ５、ＮＯ）、信号ゲイン調整部１４は、テーブル１４ｚを基に、メモリ１４ｙに記憶された距離情報に対応する出力ゲインを取得し、この出力ゲインをガス検知用レーザダイオードＬＤ１に設定する（Ｓ７）。
【０１０４】
ここで、出力ゲインと受光信号レベルの関係について考察する。図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）は、距離に応じた受光信号レベルの変化を示すグラフである。図１９（Ａ）では、出力ゲインを低く設定した場合の受光信号レベルの推移が示されている。この場合、照射位置までの距離が近距離であると、フォトダイオードは高い受光レベルの信号を得るが、遠距離では、レーザダイオードからのレーザ光の光量が少なくなり、ガス検知可能な受光レベルの信号を得られない。
【０１０５】
図１９（Ｂ）では、出力ゲインを高く設定した場合の受光信号レベルの推移が示されている。この場合、照射位置までの距離が遠距離でも、フォトダイオードはガス検知可能な受光レベルの信号を得られるが、近距離では、受光レベルの信号が飽和してしまい、高い受光レベルの信号を得られない。
【０１０６】
これに対し、本実施形態では、図１９（Ｃ）に示すように、照射位置までの距離に対応する適切な出力ゲインが設定される。図１９（Ｃ）は、本実施形態のガス検知カメラ１においてガス検知用のレーザ光ＬＳ１の出力ゲインが可変である場合における、検知対象のガスＧＳまでの距離とガスＧＳにより反射した反射光ＲＶ１の信号レベルとの関係の一例を示すグラフである。つまり、照射位置までの距離が近距離から遠距離に至る範囲内で、フォトダイオードＰＤ０が受光する信号レベルがあるレベルの範囲に収まるように、出力ゲインが設定される。ガス検知用レーザダイオードＬＤ１から出射されるレーザ光ＬＳ１の出力ゲインが、テーブル１４ｚで設定される、照射位置までの距離に応じた適切な値に設定されることで、フォトダイオードＰＤ０は、検知領域ＳＡＲ内の照射位置が近距離から遠距離までの範囲内であっても、ほぼ一定の受光レベルの信号を得ることができる。なお、距離測定用レーザダイオードＬＤ２の出力ゲインは、前述したように比較的大きな値であって、一定値でもよい。
【０１０７】
変調信号生成部１３は、前回のスポット照射において、距離測定用レーザダイオードＬＤ２からのレーザ光ＬＳ２が照射された照射位置に、ガス検知用レーザダイオードＬＤ１からガス検知用のレーザ光ＬＳ１をスポット照射させる（Ｓ８）。つまり、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１は、距離測定用のレーザ光ＬＳ２より１照射位置分遅れてスポット照射される。また、この時、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１のスポット照射と同時に、変調信号生成部１３は、距離測定用レーザダイオードＬＤ２から距離測定用のレーザ光ＬＳ２をスポット照射させる。つまり、距離測定用のレーザ光ＬＳ２は、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１より１照射位置分だけ先行してスポット照射される。
【０１０８】
受光処理部ＳＡは、フォトダイオードＰＤ０からの出力信号に対し、増幅処理を含む各種信号処理を行う（Ｓ９）。物質検知処理部２７３は、各種信号処理が行われた結果、前述した２倍の周波数（２ｆ）を持つ出力信号の有無によって、特定物質であるガスＧＳの有無を検知する（Ｓ１０）。
【０１０９】
この後、制御部１１は、物質検知を継続するか否かを判別する（Ｓ１１）。物質検知を継続する場合、ステップＳ６において、制御部１１内の２次元化ユニット制御部１２は、レーザ光ＬＳ１，ＬＳ２が次の照射位置に照射可能となるようにセンサスキャンユニット５を移動させる。この後、制御部１１は、ステップＳ１の処理に戻り、同様の処理を繰り返す。一方、物質検知を継続しない場合、制御部１１は、非可視光センサＮＶＳＳの信号処理を終了する。
【０１１０】
ステップＳ１０で特定物質であるガスＧＳが検知された場合、前述したように、表示処理部２８は、特定物質であるガスＧＳを含む画像（物質位置画像データ）を生成する。生成された特定物質であるガスＧＳを含む画像は、表示制御部３７によって可視光カメラＶＳＣで撮像された可視光画像と重畳される。可視光画像に特定物質であるガスＧＳを含む画像が重畳された合成画像は、モニタ１５０に表示される。
【０１１１】
図２０は、モニタ１５０の表示画面例を示す図である。モニタ１５０は、可視光カメラＶＳＣによって撮像された可視光画像（人物ＨＭを含む画像）に、非可視光センサＮＶＳＳによって検知された特定物質であるガスＧＳを含む画像を重畳し、表示する。これにより、ユーザは、モニタ１５０に表示されたガスＧＳを視覚的に確認できる。
【０１１２】
以上により、本実施形態のガス検知カメラ１では、ガス検知用レーザダイオードＬＤ１は、ガス検知用の波長を有するレーザ光ＬＳ１を検知エリア（検知領域ＳＡＲ）に出射する。距離測定用レーザダイオードＬＤ２は、距離測定用のレーザ光ＬＳ２を検知領域ＳＡＲに出射する。距離算出部２７２は、検知領域ＳＡＲ内の照射位置で反射されたレーザ光ＲＶ２を基に、照射位置までの距離を測定する。信号ゲイン調整部１４は、距離算出部２７２で測定された距離に応じて、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１の出力ゲインを調整する。物質検知処理部２７３は、出力ゲインが調整された、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１による照射位置からの反射光ＲＶ１を基に、ガスの有無を検知する。ガス検知カメラ１は、検知領域ＳＡＲ内でレーザ光ＬＳ１及びレーザ光ＬＳ２を走査する際、レーザ光ＬＳ２をレーザ光ＬＳ１より先行させる。
【０１１３】
これにより、ガス検知カメラ１は、２次元的な検知エリア（検知領域ＳＡＲ）内において容易にガス（物質）を検知できる。また、ガス検知カメラ１は、照射位置までの距離に応じて、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１の出力ゲインが調整されるので、近い距離から遠い距離までガス検知可能となり、検知領域ＳＡＲ内においてガス検知可能な領域を広げることができる。
【０１１４】
また、ガス検知カメラ１では、先に距離測定用のレーザ光ＬＳ２がスポット照射された照射位置に、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１がスポット照射されるので、ガス検知カメラ１は、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１の出力ゲインを距離に応じて適切な値に設定することができる。従って、ガス検知カメラ１は、ガス検知の精度を高めることができる。また、距離の測定とガス検知とを連続して行うことができ、効率的なガス検知が可能となる。
【０１１５】
また、ガス検知カメラ１は、ガス検知用レーザダイオードＬＤ１と距離測定用レーザダイオードＬＤ２とが固定された雲台１０を旋回させることで、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１及び距離測定用のレーザ光ＬＳ２をパン方向Ｐ及びチルト方向Ｔに走査するので、レーザ光を走査する制御が簡単化かつ効率化される。
【０１１６】
また、ガス検知用レーザダイオードＬＤ１と距離測定用レーザダイオードＬＤ２とが、１照射位置分ずれてスポット照射されるように、雲台１０に固定されるので、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１と距離測定用のレーザ光ＬＳ２とを１照射位置分ずらしてスポット照射する制御が簡単になる。
【０１１７】
また、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１及び距離測定用のレーザ光ＬＳ２をパン方向Ｐに往復して走査する際、往路方向と復路方向のいずれの走査方向においても、先に距離測定用のレーザ光ＬＳ２がスポット照射された照射位置にガス検知用のレーザ光ＬＳ１をスポット照射するので、いずれの方向においても、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１の出力ゲインを距離に応じて適切な値に設定することができる。また、往復してガス検知を行うことで、ガス検知の時間を短縮できる。
【０１１８】
また、ガス検知カメラ１は検知されたガスの画像を生成して出力するので、検知されたガスを可視化することができる。
【０１１９】
また、撮像された可視光画像にガスの画像が重畳してモニタ１５０に表示されるので、ユーザはモニタ１５０の画面を見て可視光画像上のどの位置にガスがあるのかを視覚的に認識できる。
【０１２０】
以上、図面を参照しながら実施の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。
【０１２１】
例えば、上記実施形態では、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１と距離測定用のレーザ光ＬＳ２とは、１照射位置分ずらしてスポット照射されたが、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１が距離測定用のレーザ光ＬＳ２がスポット照射された照射位置に後からスポット照射される限り、２照射位置分以上ずらしてスポット照射されてもよい。また、ガス検知用のレーザ光ＬＳ１及び距離測定用のレーザ光ＬＳ２をスポット照射して走査する場合に限らず、連続照射しながら走査してもよい。
【０１２２】
また、上記実施形態では、特定物質の一例として、メタンガス（ＣＨ４）を挙げたが、気体、液体、固体を問わず、他の物質でもよい。表１には、非可視光センサＮＶＳＳが検知可能な特定物質と、特定物質を検知するために使用される波長とが示されている。これにより、非可視光センサＮＶＳＳは、個々の特定物質に対応する波長を用いて、多種類の特定物質を検知でき、各特定物質が検知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。
【０１２３】
【表１】
2017044495.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明は、ユーザの多大な労力を要することなく、検知領域内において、可視光の撮像では視認が困難な物質を細かい分解能でかつ容易に検知する物質検知装置、物質検知システム及び物質検知方法として有用である。
【符号の説明】
【０１２５】
１  ガス検知カメラ
１ｗ  開口部
１ｚ  筐体
５，５ｍ  センサスキャンユニット
１０  雲台
１１  制御部
１２  ２次元化ユニット制御部
１３  変調信号生成部
１４  信号ゲイン調整部
１４ｙ  メモリ
１４ｚ  テーブル
１５  パンチルトユニット
２６  信号加工部
２７  検知処理部
２８  表示処理部
３７  表示制御部
３８  出力部
１５０  モニタ
２６１  Ｉ／Ｖ変換回路
２６２  増幅回路
２６３  フィルタ処理回路
２７１  ＡＤ変換回路
２７２  距離算出部
２７３  物質検知処理部
ＡＸ１，ＡＸ２  レンズ回転軸
ＣＬＺ，Ｖ３１  集光レンズ
ＣＳ  カメラサーバ
Ｄ１ａ，Ｄ１ｂ，Ｄ２ａ，Ｄ２ｂ  矢印
ＤＳ  信号処理部
Ｆ１ａ，Ｆ１ｂ，Ｆ２ａ，Ｆ２ｂ  力
ＧＳ  ガス
ＨＭ  人物
Ｋ  検知空間
ＫＬ１ａ，ＫＬ１ｂ，ＫＬ２ａ，ＫＬ２ｂ  コイル
ＬＤ１，ＬＤ２  レーザダイオード
ＬＳ１，ＬＳ２，ＲＶ１，ＲＶ２  レーザ光
ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ１１，ＳＰ１２，ＳＰ２１，ＳＰ２２，ＳＰ２３  照射位置
Ｍｇ１ａ，Ｍｇ１ｂ，Ｍｇ１ｃ，Ｍｇ１ｄ，Ｍｇ２ａ，Ｍｇ２ｂ，Ｍｇ２ｃ，Ｍｇ２ｄ  磁石
ＮＶＳＳ  非可視光センサ
ＯＰ１  ガス検知用投射光源光学部
ＯＰ２  距離測定用投射光源光学部
ＰＤ０  フォトダイオード
ＰＪ  投射部
ＰＬＺ１，ＰＬＺ２  コリメートレンズ
ＲＭ  反射光
ＲＰ  受光部
ＳＡ  受光処理部
ＳＡＲ，ＳＡＲｍ  検知領域
Ｖ２０  プロセッサ
Ｖ３３  イメージセンサ
Ｖ３５  信号処理部
ＶＳＣ  可視光カメラ
ＷＡＲ０，ＷＡＲ１，ＷＡＲ２  波長変調範囲
【図１】
2017044495.tif 000004
【図２】
2017044495.tif 000005
【図３】
2017044495.tif 000006
【図４】
2017044495.tif 000007
【図５】
2017044495.tif 000008
【図６】
2017044495.tif 000009
【図７】
2017044495.tif 000010
【図８】
2017044495.tif 000011
【図９】
2017044495.tif 000012
【図１０】
2017044495.tif 000013
【図１１】
2017044495.tif 000014
【図１２】
2017044495.tif 000015
【図１３】
2017044495.tif 000016
【図１４】
2017044495.tif 000017
【図１５】
2017044495.tif 000018
【図１６】
2017044495.tif 000019
【図１７】
2017044495.tif 000020
【図１８】
2017044495.tif 000021
【図１９】
2017044495.tif 000022
【図２０】
2017044495.tif 000023