JP2009247473A - エチルアルコール検知装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像制御部42は、フィルタ切替えにより被写体20の赤外線放射または反射光からのエチルアルコールの吸収波長を含む第1波長帯域の第1被写体画像、エチルアルコールと同じ第1波長帯域に吸収波長を持つ外乱物質の他の吸収波長を含む第2波長帯域の第3被写体画像の各々を撮像してメモリに格納する。基準画像登録部40は、登録モードの設定時に、撮像制御部42によりフィルタ切替による第1被写体画像を基準画像として不揮発メモリ36に予め格納している。エチルアルコール検出部44は第1被写体画像と基準画像に基づいてエチルアルコール含有度を算出し、外乱物質検出部46は第2被写体画像と基準画像に基づいて外乱度を算出する。判定部48はエチルアルコール外ランドと外乱度に基づいてエチルアルコールの検出又は非検出を判定する。
【選択図】図1
Description
本発明は赤外線撮像素子を用いたエチルアルコール検知装置を提供する。本発明のエチルアルコール検知装置は、
赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子と、
被写体像を前記撮像素子に結像させる光学系と、
被写体からのエチルアルコールの吸収波長を含む第1波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第1フィルタと、
被写体からのエチルアルコールと同じ前記第1波長体域に吸収波長を持つ外乱物質の他の吸収波長を含む第2波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第2フィルタと、
第1のフィルタを透過して結像された第1被写体画像、及び第2フィルタを透過して結像された第2被写体画像を、撮像素子により撮像してメモリに格納する撮像制御部と、
登録モードの設定時に、撮像制御部により第1のフィルタを透過して結像された第1被写体画像を基準画像として不揮発メモリに格納して保持するする基準画像登録部と、
メモリの第1被写体画像と不揮発メモリの基準画像に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
メモリに格納された第2被写体画像と不揮発メモリの基準画像に基づいて外乱物質の濃度に対応した外乱度を算出する外乱物質検出部と、
エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で外乱度が所定値未満の場合にエチルアルコールの検出を判定し、エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で外乱度が所定の閾値以上の場合にエチルアルコールの非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする。
第2フィルタは、外乱物質がメントールの場合、第2波長帯域として3.28μmを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、外乱物質がステアリン酸の場合、第2波長帯域として5.88μmを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
エチルアルコール検出部は、第1被写体画像の画素値の総和または平均値として算出した第1被写体受光量と、不揮発メモリの基準受光量に基づいて、エチルアルコール含有度を算出し、
外乱物質検出部は、第2被写体画像の画素値の総和または平均値として算出した第2被写体受光量と、不揮発メモリの基準受光量に基づいて、外乱度を算出する。
外乱物質検出部は、外乱度を、第2被写体受光量との基準受光量の減算値又は除算値、所定係数を乗じた減算値又は除算値、若しくは二乗誤差値の総和又は平均値として算出する。
(赤外線検出素子を用いた装置)
本発明は1又は複数の赤外線検出素子を用いたエチルアルコール検知装置を提供する。本発明のエチルアルコール検知装置は、
1又は複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサと、
被写体像を赤外線受光センサに結像させる光学系と、
被写体からのエチルアルコールの吸収波長を含む第1波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第1フィルタと、
被写体からのエチルアルコールと同じ第1波長体域に吸収波長を持つ外乱物質の他の吸収波長であり、かつエチルアルコールの吸収波長ではない波長を含む第2波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第2フィルタと、
赤外線センサにより、第1フィルタを透過して受光された被写体の第1受光信号、及び第2フィルタを透過して受光された被写体の第2受光信号を検出してメモリに格納する受光制御部と、
登録モードの設定時に、受光制御部により第1フィルタを透過して受光された第1受光信号を基準受光信号として不揮発メモリに格納して保持するする基準受光信号登録部と、
メモリの第1受光信号と不揮発メモリの基準受光信号に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
メモリの第2受光信号と不揮発メモリの基準受光信号に基づいて外乱物質の濃度に対応した外乱度を算出する外乱物質検出部と、
エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で外乱度が所定値未満の場合にエチルアルコールの検出を判定し、エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で外乱度が所定の閾値以上の場合にエチルアルコールの非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする。
第2フィルタは、外乱物質がメントールの場合、第2波長帯域として3.28μmを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、外乱物質がステアリン酸の場合、第2波長帯域として5.88μmを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
外乱物質検出部は、メモリの第2被写体受光信号と不揮発メモリの基準受光信号に基づいて外乱度を算出する。
外乱物質検出部は、外乱度を、第2被写体受光信号との基準受光信号の減算値又は除算値、所定係数を乗じた減算値又は除算値、若しくは二乗誤差値の総和又は平均値として算出する。
A=Ith/I1 (1)
(1)式のλ1受光量I1がエチルアルコール濃度の増加に応じて低下するため、エチルアルコール含有度Aは、エチルアルコール濃度に応じて増加する関係にある。また、正常時はλ1受光量I1は基準受光量Ithにほぼ等しいことからアルコール含有度チはA=1付近の値となる。
Ath=αA0
とすれば良い。例えばα=1.2とすれば、Ath=1.2A0で与えられる
このような本実施形態におけるエチルアルコール含有度Aの算出は、図1のCPU26に設けた基準画像登録部40、撮像制御部42及びエチルアルコール検出部44により行われる。
B=Ith/I2 ・・・(2)
を算出する。
12:赤外線カメラ
14:カメラ制御部
16:波長可変フィルタ
18:フィルタ駆動部
20:運転者
22:光学系
24:CCD撮像素子
26:CPU
28:バス
30,32,34:IF
36:不揮発メモリ
38:メモリ
40:基準画像登録部
42:撮像制御部
44:エチルアルコール検出部
46:外乱物質検出部
48:判定部
50:基準画像
52:基準受光量
54:特徴領域抽出画像
56:λ1画像
58:λ2画像
60:表示部
62:制御部
64:対物レンズ
66:結像レンズ
72−1〜72−3:特徴抽出領域
74:フィルタ切替ユニット
76−1,126−1:λ1フィルタ
76−2,126−2:λ2フィルタ
77:センサ受光制御部
78:赤外線センサ
80,100,114:基準受光信号登録処理部
82,102,116:受光制御部
84,104:基準受光信号
86:λ1受光信号
88:λ2受光信号
90:ケース
92:ウィンドウ
94,94−1〜94−3:赤外線検出素子
96:リード
98,112:マルチ赤外線センサ
106,120:λ1受光信号群
108,122:λ2受光信号群
124:λ3受光信号群
126−3:λ3フィルタ
Claims (9)
- 赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子と、
被写体像を前記撮像素子に結像させる光学系と、
前記被写体からのエチルアルコールの吸収波長を含む第1波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第1フィルタと、
前記被写体からの前記エチルアルコールと同じ前記第1波長体域に吸収波長を持つ外乱物質の他の吸収波長であり、かつエチルアルコールの吸収波長ではない波長を含む第2波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第2フィルタと、
前記第1のフィルタを透過して結像された第1被写体画像、及び前記第2フィルタを透過して結像された第2被写体画像を、前記撮像素子により撮像してメモリに格納する撮像制御部と、
登録モードの設定時に、前記撮像制御部により前記第1フィルタを透過して結像された第1被写体画像を基準画像として不揮発メモリに格納する基準画像登録部と、
前記メモリの第1被写体画像と前記不揮発メモリの基準画像に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
前記メモリに格納された第2被写体画像と前記不揮発メモリの基準画像に基づいて前記外乱物質の濃度に対応した外乱度を算出する外乱物質検出部と、
前記エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で前記外乱度が所定値未満の場合にエチルアルコールの検出を判定し、前記エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で前記外乱度が所定の閾値以上の場合にエチルアルコールの非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
- 請求項1記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記第1フィルタは第1波長帯域として2.77μm又は3.37μmを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第2フィルタは、前記外乱物質がメントールの場合、前記第2波長帯域として3.28μmを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、前記外乱物質がステアリン酸の場合、前記第2波長帯域として5.88μmを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知装置。
- 請求項1記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記基準画像登録部は、前記基準画像を構成する画素の値の総和又は平均値として基準受光量を算出して前記不揮発メモリに格納し、
前記エチルアルコール検出部は、前記第1被写体画像の画素値の総和または平均値として算出した第1被写体受光量と、前記不揮発メモリの基準受光量に基づいて、前記エチルアルコール含有度を算出し、
前記外乱物質検出部は、前記第2被写体画像の画素値の総和または平均値として算出した第2被写体受光量と、前記不揮発メモリの基準受光量に基づいて、前記外乱度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
- 請求項3記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記エチルアルコール含有度を、前記第1被写体受光量との基準受光量の減算値又は除算値、所定係数を乗じた減算値又は除算値、若しくは二乗誤差値の総和又は平均値として算出し、
前記外乱物質検出部は、前記外乱度を、前記第2被写体受光量との基準受光量の減算値又は除算値、所定係数を乗じた減算値又は除算値、若しくは二乗誤差値の総和又は平均値として算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
- 1又は複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサと、
被写体像を前記赤外線受光センサに結像させる光学系と、
前記被写体からのエチルアルコールの吸収波長を含む第1波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第1フィルタと、
前記被写体からの前記エチルアルコールと同じ前記第1波長体域に吸収波長を持つ外乱物質の他の吸収波長であり、かつエチルアルコールの吸収波長ではない波長を含む第2波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第2フィルタと、
前記赤外線センサにより、前記第1フィルタを透過して受光された被写体の第1受光信号、及び前記第2フィルタを透過して受光された被写体の第2受光信号を検出してメモリに格納する受光制御部と、
登録モードの設定時に、前記受光制御部により前記第1フィルタを透過して受光された第1受光信号を基準受光信号として不揮発メモリに格納して保持する基準受光信号登録部と、
前記メモリの第1受光信号と前記不揮発メモリの基準受光信号に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
前記メモリの第2受光信号と前記不揮発メモリの基準受光信号に基づいて前記外乱物質の濃度に対応した外乱度を算出する外乱物質検出部と、
前記エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で前記外乱度が所定値未満の場合にエチルアルコールの検出を判定し、前記エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で前記外乱度が所定の閾値以上の場合にエチルアルコールの非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
- 請求項5記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記第1フィルタは第1波長帯域として2.77μm又は3.37μmを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第2フィルタは、前記外乱物質がメントールの場合、前記第2波長帯域として3.28μmを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、前記外乱物質がステアリン酸の場合、前記第2波長帯域として5.88μmを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知装置。
- 請求項5記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記メモリの第1被写体受光信号と前記不揮発メモリの基準受光信号に基づいて前記エチルアルコール含有度を算出し、
前記外乱物質検出部は、前記メモリの第2被写体受光信号と前記不揮発メモリの基準受光信号に基づいて前記外乱度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
- 請求項7記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記エチルアルコール含有度を、前記第1被写体受光信号との基準受光信号の減算値又は除算値、所定係数を乗じた減算値又は除算値、若しくは二乗誤差値の総和又は平均値として算出し、
前記外乱物質検出部は、前記外乱度を、前記第2被写体受光信号との基準受光信号の減算値又は除算値、所定係数を乗じた減算値又は除算値、若しくは二乗誤差値の総和又は平均値として算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
- 請求項5記載のエチルアルコール検知装置に於いて、前記赤外線センサは、第1フィルタと、1又は複数の第2フィルタの各々と赤外線受光素子を組み合わせてセンサ筐体に組込み配置したことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
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