JP2016114526A - Substance detection sensor, method for applying measuring beam, and substance detection system - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a substance detection sensor, a measurement light irradiation method, and a substance detection system that emit measurement light for detecting the presence or absence of a measurement target substance.
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)。 Conventionally, as a method for detecting whether or not an object contains a substance to be measured (for example, moisture), a mechanism for swinging the projection direction (emission direction) of the laser beam vertically and horizontally is provided. For example, the road surface is irradiated on the road surface while the incident angle is variable in the range of α ° in the vertical direction and in the range of β ° in the horizontal direction, and the reflected light of the laser beam by the surface irradiation is received. A road surface monitoring system that remotely monitors the state is known (see, for example, Patent Document 1).
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。
In
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。
However, in the configuration of
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。 In order to solve the above-described conventional problems, the present invention efficiently performs surface irradiation of a laser beam according to the characteristics of a detection area and suppresses erroneous detection of a measurement target substance, and a measurement light irradiation method And a substance detection system.
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。 The present invention includes an acquisition unit that acquires information about a predetermined detection region, a first light source unit that irradiates the predetermined detection region with measurement light having a predetermined first wavelength by surface irradiation using optical scanning, The detection is based on at least a control unit that variably controls an irradiation angle of the measurement light from the first light source unit toward the irradiation position in the detection region, and reflected light of the measurement light from the first light source unit. A substance detection unit that detects a specific substance in a region, wherein the control unit changes an irradiation angle of the measurement light according to information on the predetermined detection region acquired by the acquisition unit It is a sensor.
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。 Further, the present invention is a measurement light irradiation method in a substance detection sensor including a first light source, wherein the information regarding a predetermined detection region is acquired, and according to the acquired information regarding the predetermined detection region, The step of changing the irradiation angle from the first light source toward the irradiation position in the detection region of the measurement light having a predetermined first wavelength, and using the changed irradiation angle, the predetermined light from the first light source. A step of irradiating the detection region with the measurement light by surface irradiation using optical scanning; and a measurement light irradiation method.
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。 Further, the present invention is a substance detection system in which a substance detection sensor and an external connection device are connected, the substance detection sensor including an acquisition unit that acquires information about a predetermined detection area, and the predetermined detection area. A first light source unit that emits measurement light having a predetermined first wavelength by surface irradiation using optical scanning, and an irradiation angle from at least the first light source unit toward the irradiation position in the detection region of the measurement light. A control unit that variably controls, a substance detection unit that detects a specific substance in the detection region based on reflected light of the measurement light from the first light source unit, and the specific substance detected by the substance detection unit An output unit that outputs information related to the external connection device, and the control unit changes the irradiation angle of the measurement light according to the information related to the predetermined detection area acquired by the acquisition unit. , It is a substance detection system.
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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the surface irradiation of the laser beam according to the characteristic of a detection area can be performed efficiently, and the misdetection of a measuring object substance can be suppressed.
(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。
(Problems that are the prerequisites for deriving the contents of this embodiment)
First, before describing the contents of an embodiment (hereinafter referred to as “this embodiment”) of a substance detection sensor, a measuring light irradiation method, and a substance detection system according to the present invention, it is a premise for deriving the contents of this embodiment. The problem will be described with reference to FIGS. 1A and 1B and FIG. FIGS. 1A and 1B are explanatory diagrams relating to an example of a problem of irradiation with a laser beam in the horizontal direction as a problem that is a prerequisite for deriving the contents of the present embodiment. FIG. 3A is an explanatory diagram relating to an example of a problem of irradiation with a laser beam in the vertical direction as a problem that is a prerequisite for deriving the contents of the present embodiment. In the following description, it is assumed that the sizes of the water pools WT1, WT2, WT3 are all uniform.
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。 In FIGS. 1A and 1B, a predetermined detection area K (for example, four sides are surrounded by a wall surface WLL that is a detection target of a measurement target substance (specific substance), and three puddles WT1, The laser beam is placed at a predetermined height (corresponding to the distance between the point O and the point S shown in FIG. 3A) from the floor surface FLR of the room in which WT2 and WT3 exist. An invisible light sensor NVSS (see FIG. 5) that irradiates certain measurement light is installed. Moreover, the situation where the measurement light is irradiated in the lateral direction (horizontal direction) when viewed from the front direction Q of the invisible light sensor NVSS is shown.
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。 In the case of the example shown in FIG. 1A, the difference in irradiation angle when the invisible light sensor NVSS irradiates the measurement light in the lateral direction (that is, two irradiation points adjacent from the installation position of the invisible light sensor NVSS). The angle formed between the measurement lights irradiated on the RPTs (see reference symbol a or reference symbol b shown in FIG. 2) is constant regardless of the distance from the non-visible light sensor NVSS. In this case, as the distance from the non-visible light sensor NVSS increases, the measurement light is irradiated onto the floor surface FLR of the detection area K as compared to the case where the distance from the non-visible light sensor NVSS is shorter. The distance between positions (hereinafter referred to as “irradiation points”) becomes longer. Therefore, the area where the measurement light is irradiated to the puddle becomes narrow. For this reason, for example, the number of the irradiation points RPT is smaller in the water pool WT3 than in the water pool WT1 (see FIG. 1B). Therefore, in FIG. 1 (A) or (B), the measurement light is less likely to be applied to the water pool WT3 as compared to the water pool WT1, and therefore it is difficult to accurately detect the water pool WT3 in the non-visible light sensor NVSS. .
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。 In FIG. 3A, the measurement is a laser beam at a position of a predetermined height (corresponding to the distance between the points O and S shown in FIG. 3A) from the floor surface FLR of the predetermined detection area K. A non-visible light sensor NVSS that irradiates light (see FIG. 5) is installed, and the vertical direction (depth direction, seeing from the front direction Q (see FIG. 1A or FIG. 1B) of the non-visible light sensor NVSS). FIG. 3A shows a situation in which measurement light, which is laser light, is irradiated in the direction from the left side to the right side in FIG. The point O indicates a position on the floor surface FLR that is vertically downward from the point S indicating the installation position of the invisible light sensor NVSS.
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。 In the case of the example shown in FIG. 3A, the difference in irradiation angle when the invisible light sensor NVSS irradiates the measurement light in the vertical direction (that is, the position W1 of one end of the puddle WT1 from the point S). And the angle formed between the direction from the point S and the direction from the point S toward the position W2 of the other end of the puddle WT1 (see symbol c) is constant regardless of the distance from the non-visible light sensor NVSS. . In this case, as the distance from the non-visible light sensor NVSS increases, the distance between the irradiation points is similar to that when the measurement light is irradiated in the horizontal direction as compared with the case where the distance from the non-visible light sensor NVSS is shorter. The distance becomes longer. Therefore, the area where the measurement light is irradiated to the puddle becomes narrow. For example, in FIG. 3 (A), the difference in irradiation angle similar to the case of irradiating the measurement light to the puddle WT1 located near the puddle WT3 located far from the installation position of the invisible light sensor NVSS is used. Then, even if the measurement light is irradiated to the positions W3 and W4, the water pool WT3 is not irradiated. For this reason, for example, in the water pool WT3, the number of irradiation points is smaller than that in the water pool WT1 (see FIG. 3A). Accordingly, in FIG. 3A, the measurement light is less likely to be applied to the water reservoir WT3 as compared to the water reservoir WT1, and therefore, the water reservoir WT3 is applied to the non-visible light sensor NVSS in the same manner as in the horizontal irradiation of the measurement light. It becomes difficult to accurately detect.
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。 As shown in FIGS. 1A, 1B, and 3A, when a constant value is used for the irradiation angle (more specifically, the difference in irradiation angle) regardless of the distance from the non-visible light sensor NVSS. Even if the characteristic (for example, shape) of the floor surface FLR of the detection area K is rectangular, when viewed from the non-visible light sensor NVSS, the measurement target substance (for example, the puddle WT1) is located near the non-visible light sensor NVSS. The shape is different (for example, trapezoidal shape) from the measurement target substance (for example, the water pool WT2 or the water pool WT3) located far from the invisible light sensor NVSS. Thereby, the detection accuracy of the measurement target substance at a position far from the non-visible light sensor NVSS is deteriorated, and erroneous detection may be induced.
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。 Therefore, in the following embodiment, the surface irradiation of the measurement light (laser light) according to the characteristics (for example, the shape) of the floor surface FLR of the detection area K that is the detection target is efficiently performed, and the measurement target substance (specific substance) An example of a substance detection sensor, a measurement light irradiation method, and a substance detection system that suppress false detection of) will be described.
(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。
(Description of this embodiment)
Hereinafter, embodiments of a substance detection sensor, a measurement light irradiation method, and a substance detection system according to the present invention (hereinafter referred to as “this embodiment”) will be described with reference to the drawings. A non-visible light sensor NVSS shown in FIG. 4 will be described as an example of the substance detection sensor of the present embodiment. The present invention can also be expressed as a measurement light irradiation method in which a substance detection sensor irradiates measurement light, or a substance detection system including a substance detection sensor.
(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。
(Outline of detection camera including invisible light sensor)
FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of the
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。 The non-visible light sensor NVSS is invisible light (for example, infrared light) having different predetermined wavelengths (see later) by surface irradiation using optical scanning on the same detection area K as the visible light camera VSC. A certain comparison light LS1 and measurement light LS2 are projected. The comparison light LS1 is used for distance measurement from the invisible light sensor NVSS to a specific substance (for example, water such as water pools WT1, WT2, WT3) as a measurement target substance, and further absorbs the specific substance. Light having a wavelength other than the wavelength band, and is used to provide reference data at the time of comparison in the detection process for the presence or absence of a specific substance. On the other hand, the measurement light LS2 is light having a wavelength in the absorption wavelength band of the specific substance, and is used to provide data indicating detection of the specific substance (Target) at the time of comparison in the detection process for the presence or absence of the specific substance. .
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)。 The invisible light sensor NVSS uses the reflected lights RV1 and RV2 in which the comparison light LS1 and the measurement light LS2 are reflected by an object to be detected (for example, water such as the water pools WT1, WT2, and WT3). The presence or absence of substance detection is determined. The specific substance for determining whether or not the non-visible light sensor NVSS is detected is, for example, a substance that is difficult to distinguish at first glance with the visible light camera image data of the visible light camera VSC. In the following, “puddle WT1, WT2, WT3” is an example. However, the present invention is not limited to these, and for example, gas may be used (see Table 1).
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。
In addition, the
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。
FIG. 5 is a block diagram showing in detail an example of the internal configuration of the
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)。
The
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。
Moreover, if the
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。
In addition, the
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。
Specifically, the
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。
For example, in the first pattern, the
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。
Next, in the second pattern, the
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。
Next, in the third pattern, the
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。
Next, in the fourth pattern, the
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。
The
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。
In addition, the
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。
The first
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。
Note that the comparison light LS1 may be used for detection of the specific substance in the same manner as the measurement light LS2 projected from the second
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。 The presence or absence of the detection of the specific substance may be determined by comparing with a predetermined threshold value. The predetermined threshold value may be a predetermined value or an arbitrarily set value. Further, the predetermined threshold value may be an intensity of each of the reflected lights RV1 and RV2 of the comparison light LS1 and the measurement light LS2 obtained in the absence of the specific substance. It may be a value based on (for example, a value obtained by adding a predetermined margin to the intensity values of the reflected lights RV1 and RV2 of the comparison light LS1 and the measurement light LS2 acquired in the absence of a specific substance). That is, the presence / absence of detection of the specific substance may be determined by comparing the substance position image data acquired in the absence of the specific substance with the acquired substance position image data. As described above, the invisible light sensor is used as a threshold for detecting the presence or absence of the specific substance by acquiring the intensities of the reflected lights RV1 and RV2 of the comparison light LS1 and the measurement light LS2 in the absence of the specific substance. A threshold value suitable for the environment where NVSS is installed can be set.
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。
The second
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。 Thereby, the non-visible light sensor NVSS measures the distance from the non-visible light sensor NVSS to the specific substance using the comparison light LS1 having the first wavelength and the reflected light RV1, and further detects the specific substance. As the reference data, the reflected light RV1 of the comparison light LS1 having the first wavelength is used. Furthermore, the non-visible light sensor NVSS uses the measurement light LS2 having the second wavelength and the reflected light RV2 and the above-described reference data (that is, the reflected light RV1 of the comparison light LS1) to specify a specific substance in the detection area K. The presence or absence of detection is determined. Therefore, the non-visible light sensor NVSS uses two different wavelengths of projection light and its reflected light for distance measurement from the non-visible light sensor NVSS to the specific substance and detection of the specific substance, thereby detecting the detection area K. The specific substance in can be detected with high accuracy.
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。
The projection light source scanning
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。 Here, the irradiation method with respect to the floor surface FLR of the detection area K of the comparison light LS1 and the measurement light LS2 in the invisible light sensor NVSS of the present embodiment will be described with reference to FIG. 2 and FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of an operation outline of irradiation of the comparison light LS1 and the measurement light LS2 in the lateral direction with respect to the floor surface FLR of the detection area K of the invisible light sensor NVSS of the present embodiment. FIG. 3B is an explanatory diagram illustrating an example of an operation outline of irradiation of the comparison light LS1 and the measurement light LS2 in the vertical direction with respect to the floor surface FLR of the detection area K of the invisible light sensor NVSS of the present embodiment.
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。 In FIG. 2, a predetermined area is detected from the floor surface FLR of a detection area K (for example, a room where four sides are surrounded by the wall surface WLL and three water pools WT1, WT2, WT3 are present on the floor surface FLR). A non-visible light sensor NVSS that irradiates the floor surface FLR with the comparison light LS1 and the measurement light LS2 at a height (corresponding to the distance between the point O and the point S shown in FIG. 3A) ( FIG. 5) is installed, and a state in which at least the measurement light LS2 is irradiated in the lateral direction (horizontal direction) when viewed from the front direction Q of the invisible light sensor NVSS is shown. Note that the comparison light LS1 may also be emitted from the invisible light sensor NVSS.
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。 For example, in FIG. 2, the non-visible light sensor NVSS of the present embodiment makes the irradiation time intervals of the comparison light LS1 and the measurement light LS2 constant corresponding to the first pattern of the modification example of the irradiation angle and the irradiation time interval described above. While being held, the irradiation angle of the comparison light LS1 and the measurement light LS2 is changed for each irradiation of the comparison light LS1 and the measurement light LS2 in the lateral direction of the floor surface FLR of the detection area K.
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。 Therefore, since the irradiation time interval is kept constant, as shown in FIG. 2, in each line irradiated in the horizontal direction (for example, lines L1, Lm) (m: an integer of 2 or more), The distance between the irradiation points RPT is a constant value. Further, since the irradiation angle differs for each irradiation of the measurement light LS2 in the horizontal direction (in other words, for each line in the horizontal direction), each irradiation point RPT of the line L1 whose distance from the installation position of the invisible light sensor NVSS is short. And the irradiation angle corresponding to each irradiation point RPT of the line Lm that is far from the installation position of the invisible light sensor NVSS (see reference symbol b shown in FIG. 2). Is different.
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。 In other words, the non-visible light sensor NVSS is the same from the position where the non-visible light sensor NVSS is installed, with respect to the position where the distance from the installation position of the non-visible light sensor NVSS is short. Measurement light LS2 with respect to the same horizontal line (for example, line L1) using the angle formed between the directions toward the irradiation point RPT adjacent to each other on the horizontal line of Irradiate evenly.
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)。 Further, the non-visible light sensor NVSS is the same as the difference between the same predetermined irradiation angles (that is, the same from the installation position of the non-visible light sensor NVSS) even at a position far from the installation position of the non-visible light sensor NVSS. Using the angle formed between the directions toward adjacent irradiation points RPT on the line (see reference symbol a), the measurement light LS2 is evenly applied to the same horizontal line (for example, the line Lm). To do. However, in this case, the irradiation angle of the measurement light LS2 with respect to the line Lm is smaller (see reference symbol b) than the irradiation angle of the measurement light LS2 with respect to the line L1 (see reference symbol a).
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。 In FIG. 3B, a comparison is made with respect to the floor surface FLR at a predetermined height (corresponding to the distance between the point O and the point S shown in FIG. 3B) from the floor surface FLR of the detection area K. The non-visible light sensor NVSS (see FIG. 5) that irradiates the light LS1 and the measurement light LS2 is installed, and the vertical direction (depth direction, paper surface shown in FIG. 3B) when viewed from the front direction Q of the non-visible light sensor NVSS. A situation in which at least the measurement light LS2 is irradiated in the right direction) is shown. Note that the comparison light LS1 may also be emitted from the invisible light sensor NVSS.
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。 For example, in FIG. 3B, the non-visible light sensor NVSS of the present embodiment corresponds to the second pattern of the above-described modification of the irradiation angle and the irradiation time interval, and the irradiation time interval of the comparison light LS1 and the measurement light LS2. , The irradiation angle of the comparison light LS1 and the measurement light LS2 is changed every time the comparison light LS1 and the measurement light LS2 are irradiated in the vertical direction of the floor FLL of the detection area K.
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。 Therefore, since the irradiation time interval is kept constant, the distance between the adjacent irradiation points RPT is constant in all lines irradiated in the vertical direction (not shown in FIG. 3B). Further, since the irradiation angle is different for each irradiation of the measurement light LS2 in the vertical direction (in other words, for each line in the vertical direction), the irradiation angle is projected toward the puddle WT1 having a short distance from the installation position of the invisible light sensor NVSS. Difference between the irradiation angles of the measurement light LS2 to be measured (see symbol c shown in FIG. 3B) and the measurement light LS2 projected toward the puddle WT3 far from the installation position of the invisible light sensor NVSS. It is different from the irradiation angle (see symbol d shown in FIG. 3B).
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。 In other words, the non-visible light sensor NVSS is the same from the position where the non-visible light sensor NVSS is installed, with respect to the position where the distance from the installation position of the non-visible light sensor NVSS is short. The angle formed between the directions toward the irradiation point RPT adjacent to each other on the vertical line (for example, the angle between the direction from the point S to the position W1 and the direction from the point S to the position W2), The measurement light LS2 is evenly applied to the same vertical line using the reference c).
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)。 Further, the non-visible light sensor NVSS is the same as the difference between the same predetermined irradiation angles (that is, the same from the installation position of the non-visible light sensor NVSS) even at a position far from the installation position of the non-visible light sensor NVSS. An angle formed between the directions toward the irradiation point RPT adjacent on the vertical line (for example, an angle between a direction from the point S to the position W5 and a direction from the point S to the position W6, reference sign d) The measurement light LS2 is evenly applied to the same vertical line using the reference angle (refer to reference c) in this case, however, compared to the difference in the irradiation angle of the measurement light LS2 corresponding to the puddle WT1. Thus, the difference in the irradiation angle of the measurement light LS2 corresponding to the water pool WT3 is small (see reference sign d).
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。 FIG. 6 is a block diagram illustrating in detail an example of the internal configuration of the image determination unit JG of the invisible light sensor NVSS of the present embodiment.
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。
The imaging
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。
The
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。
The
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。
The comparator / peak
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。
The
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。
Specifically, the distance detection / substance
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。
The distance detection / substance
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。
Further, the distance detection / substance
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。
Specifically, the distance detection / substance
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。
For example, in a place where the water pools WT1, WT2, and WT3 exist on the floor surface FLR of the detection area K, the measurement light LS2 having the second wavelength (eg, 1.45 μm) irradiated to the position is absorbed and reflected. The intensity (amplitude) of the light RV2 is attenuated (see FIG. 9B or FIG. 10B). FIG. 9B is an explanatory diagram of the principle of substance detection using the comparison light LS1 of one type of wavelength of the invisible light sensor NVSS of the present embodiment. FIG. 10B is a diagram for explaining the principle of substance detection using the measurement light LS2 having the second wavelength among the two different wavelengths of the invisible light sensor NVSS of the present embodiment. Accordingly, the distance detection / substance
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。
Note that the distance detection / substance
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。
The
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。
Based on the output of the distance detection / substance
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。
The
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。
The imaging
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。
The
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。
The imaging
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。
The
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。
In addition, the
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。
The
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。 Thereby, the non-visible light sensor NVSS uses the measurement light LS2 and the comparison light LS1 to improve the detection accuracy of the specific substance on the floor surface FLR in the detection area K compared to the case where only the measurement light LS2 is used. Further, based on the reflected light RV1 of the comparison light LS1 reflected at the specific position on the floor surface FLR of the detection area K, the distance from the non-visible light sensor NVSS to the specific position is used to reach the specific position. Therefore, it is possible to irradiate the measurement light LS2 on the floor surface FLR of the detection area K without waste, and to suppress erroneous detection of a specific substance.
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。
Further, the
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。
In addition, when calculating the detection target distance range based on the information on the detection target distance input by the camera server CS or the communication terminal MT, the
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。
The camera server CS as an example of the input unit transmits the display data output from the
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。
The communication terminal MT as an example of the input unit is a portable communication terminal used by an individual user, for example. The communication terminal MT receives display data transmitted from the
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。
Further, when the detection target distance range is input by a user input operation, the
(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。
(Description of an example of initial operation in the control unit of the invisible light sensor)
Next, an example of an initial operation in the
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)。
In FIG. 7, information on the detection target distance of the specific substance transmitted by the invisible light sensor NVSS from the camera server CS or the communication terminal MT, or information on the floor surface FLR of the detection area K to be detected by the invisible light sensor NVSS. When (for example, coordinate information) is received (S1, Y), the
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。
The information on the detection target distance of the specific substance described above includes, for example, information on the distance or direction from the non-visible light sensor NVSS that is a specific substance existing on the floor FLR in the detection area K and is the detection target, The installation condition information of the invisible light sensor NVSS is included. Information on the distance from the invisible light sensor NVSS may be a predetermined value or may be arbitrarily set by a user using the communication terminal MT or the like. The installation condition information of the invisible light sensor NVSS may be set in advance in the invisible light sensor NVSS, or may be arbitrarily set by a user using the communication terminal MT or the like. The installation condition information is, for example, information on the height of the non-visible light sensor NVSS from the floor surface FLR in the detection area K (for example, the distance between the points O and S shown in FIG. 3B), The irradiation angle of the visible light sensor NVSS (for example, the angle formed by the straight line SO and the straight line SW1 shown in FIG. 3B), the size of the installed room, and the like. In the non-visible light sensor NVSS to which the installation condition information is input, for example, the
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。
Note that the
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。
When the distance to the detection target is large, the attenuation (intensity) of the reflected light is larger than when the distance to the detection target is small. Therefore, an error in distance detection in the distance detection / substance
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。
Further, the
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。
After step S3, the
(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。
(Explanation of detailed operation of substance detection of non-visible light sensor)
Next, a detailed operation procedure of substance detection in the invisible light sensor NVSS of the
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。
In FIG. 8, when the light source emission signal RF in the odd-numbered projection cycle is output from the
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。
That is, for each line in the horizontal direction of the floor surface FLR shown in FIG. 12A, the non-visible light sensor NVSS outputs the comparison light LS1 from the first
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)。
The projection light source scanning
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。
In the
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)。
The distance detection / substance
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。
The distance detection / substance
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。
The
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。 After step S18, the operations of steps S14, S15, S16, S17-1 to S17-4, and S18 are performed on all the horizontal (or vertical) lines of the floor FLR in the detection area K. If the execution has not been completed (S19, N), the operations of steps S14, S15, S16, S17-1 to S17-4, S18 are performed for all the lines of the floor surface FLR in the detection area K. Each operation of steps S14, S15, S16, S17-1 to S17-4, and S18 is repeated until the execution is completed.
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。 On the other hand, when execution of each operation of Steps S14, S15, S16, S17-1 to S17-4, S18 is completed for all the lines of the floor surface FLR in the detection area K (S19, Y), When the scanning of the comparison light LS1 and the measurement light LS2 continues (S20, Y), the operation of the invisible light sensor NVSS returns to step S11. When the scanning of the comparison light LS1 and the measurement light LS2 is not continued (S20, N), the operation of the invisible light sensor NVSS ends.
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。 In FIG. 12 (A), the floor surface of the detection area K (for example, a room in which four sides are surrounded by the wall surface WLL and three water pools WT1, WT2, WT3 exist on the floor surface FLR) as a detection target of the specific substance. Invisible light that irradiates the floor surface FLR with the comparison light LS1 and the measurement light LS2 at a predetermined height (corresponding to the distance between the point O and the point S shown in FIG. 3A) from the FLR. A state in which the sensor NVSS (see FIG. 5) is installed and at least the measurement light LS2 is irradiated in the lateral direction (horizontal direction) when viewed from the front direction Q of the invisible light sensor NVSS is shown. Note that the comparison light LS1 may also be emitted from the invisible light sensor NVSS.
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。 In the present embodiment, as shown in FIG. 12A, when viewed from the non-visible light sensor NVSS, even if the shape of the actual floor surface FLR is a rectangular shape (for example, a rectangle), from the side close to the non-visible light sensor NVSS itself. The farther away, the trapezoidal shape has different horizontal line lengths. Therefore, when viewed from the invisible light sensor NVSS, the relationship between the widths pt1 and pt2 between the horizontal lines shown in FIG. 12A is pt1> pt2, and the sizes of the water pools WT1, WT2, and WT3 are the same. Even if all are the same, the size of the puddle WT1> the size of the puddle WT2> the size of the puddle WT3.
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。 Therefore, the non-visible light sensor NVSS has the same irradiation angle (more than the same horizontal line near the installation position of the horizontal line non-visible light sensor NVSS in the floor surface FLR of the detection area K). To be precise, the comparison light LS1 and the measurement light LS2 are scanned one-dimensionally using the difference in irradiation angle corresponding to each irradiation point RPT adjacent from the installation position of the invisible light sensor NVSS. Irradiate. Further, the non-visible light sensor NVSS is provided for each line in the horizontal direction from the horizontal line closest to the non-visible light sensor NVSS on the floor surface FLR to the innermost line in the floor surface FLR of the detection area K. The comparison light LS1 and the measurement light LS2 are irradiated so that the irradiation angle gradually decreases using different irradiation angles.
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。 To explain in more detail with reference to FIG. 12B, when the floor surface FLR of the detection area K in the real space has a rectangular shape (for example, a rectangle), the comparison light LS1 over one frame (that is, the entire floor surface FLR). , The time required to irradiate the measurement light LS2), the number of irradiation points RPT is n × m. n is the number of irradiation points RPT in the horizontal direction shown in FIG. 12B, and m is the number of horizontal lines L1 to Lm (in other words, the number of irradiation points RPT in the vertical direction) shown in FIG.
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。 However, in the non-visible light sensor NVSS of this embodiment, the number of irradiation points RPT in one frame is n × m, and the same line L1 is constant from the horizontal line L1 close to the installation position of the non-visible light sensor NVSS. The comparison light LS1 and the measurement light LS2 are irradiated using the same irradiation angle using the irradiation time interval. When the line L1 ends, the next horizontal line farther from the invisible light sensor NVSS than the line L1 is irradiated with the irradiation time interval smaller than the irradiation time interval in the line L1 and the same irradiation angle as the line L1. The comparison light LS1 and the measurement light LS2 are irradiated using the angle. Similarly, when the line (not shown) immediately before the line Lm ends, the irradiation time interval in the immediately preceding line (not shown) with respect to the last horizontal line Lm farther from the non-visible light sensor NVSS than that line. The comparison light LS1 and the measurement light LS2 are irradiated using a smaller irradiation time interval and the same irradiation angle as the irradiation angle in the line L1. Note that the invisible light sensor NVSS of the present embodiment may use any of the first to fourth patterns described above for the irradiation method of the comparison light LS1 and the measurement light LS2.
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。
Next, an operation example of the optical system related to the irradiation of the comparison light LS1 or the measurement light LS2 of the projection light source scanning
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。
FIG. 13 shows a first configuration example of the projection light source scanning
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。
In FIG. 13, the measurement light LS2 projected (emitted) from the second
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。
The reflecting mirror RLM reflects the measurement light LS2 from the second
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。
In addition to the configuration example shown in FIG. 13, the projection light source scanning
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。
FIG. 14A is a block diagram illustrating a second configuration example of the projection light source scanning
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。
In FIG. 14A, the measurement light LS2 projected (emitted) from the second
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。 Here, the mirror actuators MRAc1 and MRAc2 and the rotating polygon mirror RPL1 are subjected to scanning control by one or more stepping motors (not shown) so as to be able to irradiate the corresponding irradiation position of the floor FLR of the detection area K. Yes. Further, the rotating polygon mirror RPL1 scans (irradiates) the measurement light LS2 along one horizontal line sc1 of the floor surface FLR (for example, the line L1 shown in FIG. 12B) along the length scx of one side. )
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。
The Fθ lens Fst converts the measurement light LS2 reflected by the rotating polygon mirror RPL1 rotating at an equal angle into a scan related to irradiation of the horizontal line on the floor surface FLR using a fixed projection time interval, and converts the image plane to Flatten (constant speed scanning). In FIG. 14B, similarly to FIG. 13, in the imaging
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。 In FIG. 14C, the rotating polygon mirror RPL1 has a trapezoidal side surface along a length scy corresponding to the height of the trapezoid (that is, from the right side to the left side in FIG. 14C). The measurement light LS2 is scanned (irradiated) in the longitudinal direction of the floor surface FLR. Accordingly, the rotating polygon mirror RPL1 has a side Rx1a, RPL1b, RPL1c, and RPL1d each side scx of the rotating polygon mirror RPL1 that is gradually irradiated from the right side to the left side in FIG. The measurement light LS <b> 2 is scanned (irradiated) as a direction from the side closer to the non-visible light sensor NVSS of the floor surface FLR toward the far side.
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。 In FIG. 14D, the rotating polygon mirror RPL1 has a shape in which the side surfaces thereof are connected to a plurality of polygonal housings (specifically, hexagonal, octagonal, decagonal, and dodecagonal), The measurement light LS2 is scanned (irradiated) in the vertical direction of the floor surface FLR along the length scy corresponding to the height of the shape (that is, from the right side to the left side in FIG. 14D). Therefore, in the rotating polygon mirror RPL1, with respect to the irradiation of the horizontal line, each side scx of the cross section RPL1, RPL2, RPL3, RPL4 of the rotating polygon mirror RPL1 gradually increases from the right side to the left side in FIG. The measurement light LS <b> 2 is scanned (irradiated) as a direction from the side closer to the non-visible light sensor NVSS of the floor surface FLR toward the far side.
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。
FIG. 15 is a block diagram illustrating a third configuration example of the projection light source scanning optical unit related to the projection of the comparison light and the measurement light of the invisible light sensor according to the present embodiment. The projection light source scanning
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。
In FIG. 15, the measurement light LS2 projected (emitted) from the second
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。 Here, the rotating polygon mirror RPL2 and the mirror actuator MRAc3 are controlled by one or more stepping motors (not shown) so as to be able to irradiate the corresponding irradiation position on the floor surface FLR of the detection area K. Further, the rotating polygon mirror RPL2 scans (irradiates) the measurement light LS2 along one horizontal line sc1 of the floor surface FLR (for example, the line L1 shown in FIG. 12B) along the length scx of one side. ) The side surface (not shown) of the rotating polygon mirror RPL2 has a rectangular shape (for example, a rectangular shape), and the side farthest from the closest side of the invisible light sensor NVSS on the floor surface FLR according to the rotation angle of the mirror actuator MRAc3. The scanning of the measurement light LS2 in the vertical direction is controlled. The mirror actuator MRAc3 may have a rectangular parallelepiped shape or a cubic shape, for example, or may have a triangular prism shape.
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。 For example, as shown in FIG. 15, when the measurement light LS2 is irradiated on the floor FLR near the non-visible light sensor NVSS, the measurement light LS2 reflected by the rotating polygon mirror RPL2 is incident on the mirror actuator MRAc3. Without being incident on the Fθ lens Fst. When the measurement light LS2 is irradiated on the far side of the invisible light sensor NVSS on the floor surface FLR, the measurement light LS2 reflected by the rotating polygon mirror RPL2 is reflected by the mirror actuator MRAc3 and then enters the Fθ lens Fst. To do.
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。
More specifically, as shown in FIG. 15, the measurement light LS2 (refer to the solid line) projected from the second
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。
Further, the measurement light LS2 (see the broken line) projected from the second
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。
FIG. 16 illustrates a fourth configuration example of the projection light source scanning
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。
In FIG. 16, the measurement light LS2 projected (emitted) from the second
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。
The hologram element HLG passes the measurement light LS2 from the second
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。 The mirror actuator MRAc4 is scanned and controlled by a stepping motor (not shown) or the mirror actuator MRAc4 itself so that the measurement light LS2 can be sequentially projected onto the floor surface FLR of the detection area K, and further reflects the reflected light RV2. And controlled to project onto the λ / 4 plate RM.
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。
As described above, the non-visible light sensor NVSS of the present embodiment is information regarding the floor surface FLR of the predetermined detection area K (for example, coordinate information regarding the floor surface FLR input by the communication terminal MT or a distance from the non-visible light sensor NVSS). Information), the floor FLL of the predetermined detection area K is irradiated with measurement light LS2 having a predetermined first wavelength by surface irradiation using optical scanning, and the measurement light LS2 of the measurement light LS2 is irradiated from the second
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。 Thereby, the invisible light sensor NVSS variably changes the irradiation angle of the measurement light LS2, which is a laser beam, in accordance with information characteristics (for example, the shape of the floor surface FLR) regarding the floor surface FLR in the predetermined detection area K. Therefore, depending on the installation position of the non-visible light sensor NVSS, the shape of the floor surface FLR of the detection area K irradiated with the measurement light LS2 may be different from that when the floor surface FLR of the detection area K is viewed from the zenith. When the installation position of the visible light sensor NVSS is used as a reference, the surface irradiation of the measurement light LS2 can be efficiently performed on the floor surface FLR of the detection area K without waste, and an error of a specific substance that is a measurement target substance can be achieved. Detection can be suppressed.
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。
Moreover, in this embodiment mentioned above, although water | moisture content like the puddle WT1, WT2, WT3 was illustrated and demonstrated as a specific substance, the specific substance which the invisible light sensor NVSS can detect is not limited to a water | moisture content, The one shown in Table 1 may be used. In Table 1, the specific substance that can be detected by the invisible light sensor NVSS and the wavelength used for the comparison light LS1 or the measurement light LS2 used in the first
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。
Note that the above-described detection target distance range is not limited to one range, and a plurality of ranges may be set. For example, the detection target distance range includes 2 to 3 [m] as the first range and 6 to 8 [m] as the second range. Similarly, the detection target distance described above may be set to a plurality of values instead of a single value. When a plurality of detection target distances are input, the
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。 Further, the number of detection target distances or detection target distance ranges to be set may be arbitrarily increased or decreased. Thereby, the environment where the non-visible light sensor NVSS is installed can set the detection condition of the non-visible light sensor NVSS according to the complexity. For example, when the environment is complex, a large number of detection target distances or detection target distance ranges are set, and when the environment is simple, a small number of detection target distances or detection target distance ranges are set.
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。 Such a plurality of detection target distances or detection target distance ranges may be set in advance, or may be arbitrarily set by the user using the camera server CS or the communication terminal MT. Or you may provide the input part which can set these in non-visible light sensor NVSS. Note that the detection target distance range does not need to set both the upper limit and the lower limit as in the specific example described above, and at least one of them may be set. For example, a detection target distance range such as 100 [m] or more or 5 [m] or less may be set.
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。
In the present embodiment, the first
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。
In addition, although this embodiment demonstrated the non-visible light sensor NVSS which integrally comprised the projection part PJ and the image determination part JG, the projection part PJ and the image determination part JG may be provided separately, respectively. In the
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。
However, it is preferable that the image determination unit JG and the visible light camera VSC are provided in the same housing as in the present embodiment. More specifically, the imaging
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。
The received signal may be processed outside the non-visible light sensor NVSS (for example, the camera server CS or the communication terminal MT). This signal processing corresponds to, for example, the processing of the
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。 Hereinafter, the configuration, operation, and effects of the above-described substance detection sensor, measurement light irradiation method, and substance detection system according to the present invention will be described.
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。 In one embodiment of the present invention, an acquisition unit that acquires information about a predetermined detection region, and a first light that irradiates the predetermined detection region with measurement light having a predetermined first wavelength by surface irradiation using optical scanning. Based on a light source unit, a control unit that variably controls an irradiation angle from at least the first light source unit toward the irradiation position of the measurement light in the detection region, and a reflected light of the measurement light from the first light source unit A substance detection unit that detects a specific substance in the detection region, and the control unit changes an irradiation angle of the measurement light according to information about the predetermined detection region acquired by the acquisition unit This is a substance detection sensor.
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。 In this configuration, the substance detection sensor obtains information on the predetermined detection region, irradiates the predetermined detection region with measurement light having a predetermined first wavelength by surface irradiation using optical scanning, and emits light from the first light source. The irradiation angle toward the irradiation position in the detection region of the measurement light is variably controlled, and the specific substance in the detection region is detected based on the reflected light of the measurement light. In addition, the substance detection sensor changes the irradiation angle of the measurement light according to information on a predetermined detection region.
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。 As a result, the substance detection sensor variably changes the irradiation angle of the measurement light, which is a laser beam, according to the information characteristics (for example, the shape of the detection area) related to the predetermined detection area (detection area). The corresponding surface irradiation can be performed. In other words, the substance detection sensor can efficiently irradiate the surface of the measurement light with respect to the detection area efficiently with reference to the installation position of the substance detection sensor. Detection can be suppressed.
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。 In one embodiment of the present invention, the control unit holds the measurement light irradiation time interval constant, and each time the measurement light is irradiated in the lateral direction of the detection region, the measurement light irradiation angle It is a substance detection sensor which changes.
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。 According to this configuration, the substance detection sensor irradiates the measurement light in the lateral direction of the detection region while maintaining the irradiation time interval of the measurement light constant while irradiating the measurement light in the lateral direction of the detection region. In addition, since the irradiation angle of the measurement light is changed, the irradiation angle is increased if the position in the detection region where the measurement light is irradiated is close or far from the substance detection sensor, for example, if it is close, and if the position is far, the irradiation angle is decreased. By doing so, the number of times the measurement light is irradiated in one horizontal scanning can be made the same. Therefore, the substance detection sensor can irradiate the measurement light uniformly in the detection region without waste, and can effectively suppress erroneous detection of the specific substance.
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。 In one embodiment of the present invention, the control unit holds the measurement light irradiation time interval constant, and the irradiation angle of the measurement light for each irradiation of the measurement light in the vertical direction of the detection region. It is a substance detection sensor which changes.
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。 According to this configuration, when irradiating the measurement light in the vertical direction of the detection region, the substance detection sensor keeps the measurement light irradiation time interval constant, while irradiating the measurement light in the vertical direction of the detection region. In addition, since the irradiation angle of the measurement light is changed, the irradiation angle is increased if the position in the detection region where the measurement light is irradiated is close or far from the substance detection sensor, for example, if it is close, and if the position is far, the irradiation angle is decreased. By doing so, the number of times the measurement light is irradiated in one vertical scanning can be made the same. Therefore, the substance detection sensor can irradiate the measurement light uniformly in the detection region without waste, and can effectively suppress erroneous detection of the specific substance.
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。 In one embodiment of the present invention, the control unit is a substance detection sensor that maintains a constant irradiation angle of the measurement light and changes an irradiation time interval of the measurement light in a lateral direction of the detection region. is there.
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。 According to this configuration, when the measurement light is irradiated in the lateral direction of the detection region, the substance detection sensor keeps the measurement light irradiation angle constant, and each time the measurement light is irradiated in the lateral direction of the detection region. Since the irradiation time interval of the measurement light is changed, the irradiation time interval is increased if the position in the detection region where the measurement light is irradiated is close or far from the substance detection sensor, for example, if it is close, and if it is far By shortening, the number of times the measurement light is irradiated in one horizontal scanning can be made the same. Therefore, the substance detection sensor can irradiate the measurement light uniformly in the detection region without waste, and can effectively suppress erroneous detection of the specific substance.
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。 Moreover, one embodiment of the present invention is a substance detection sensor that keeps an irradiation angle of the measurement light constant and changes an irradiation time interval of the measurement light in a vertical direction of the detection region.
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。 According to this configuration, when the substance detection sensor irradiates the measurement light in the vertical direction of the detection region, the substance detection sensor keeps the irradiation angle of the measurement light constant, and each time the measurement light is irradiated in the vertical direction of the detection region. Since the irradiation time interval of the measurement light is changed, the irradiation time interval is increased if the position in the detection region where the measurement light is irradiated is close or far from the substance detection sensor, for example, if it is close, and if the position is far By reducing the value, the number of measurement light irradiations in one vertical scanning can be made the same. Therefore, the substance detection sensor can irradiate the measurement light uniformly in the detection region without waste, and can effectively suppress erroneous detection of the specific substance.
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。 In one embodiment of the present invention, a second light source unit that irradiates the predetermined detection region with a comparison light having a predetermined second wavelength different from the first wavelength by surface irradiation using optical scanning, A distance detection unit that measures a distance from the second light source unit to the specific position based on reflected light reflected at a specific position of the predetermined detection region of the comparison light from the second light source unit; The control unit is a substance detection sensor that determines whether or not the measurement light can be irradiated to the specific position based on the distance detected by the distance detection unit.
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。 In this configuration, the substance detection sensor irradiates a predetermined detection region with a comparison light having a predetermined second wavelength different from the first wavelength by surface irradiation using optical scanning, and reflects the light at a specific position in the predetermined detection region. Based on the reflected light of the comparison light, the distance from the substance detection sensor to the specific position is measured. Then, the substance detection sensor uses this distance to determine whether measurement light can be irradiated up to a specific position.
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。 Thereby, the substance detection sensor can improve the detection accuracy of the specific substance in the predetermined detection region by using the measurement light and the comparison light as compared with the case where only the measurement light is used. Based on the reflected light of the comparison light reflected at the specific position in the detection area, the measurement light in the detection area is determined based on the distance from the substance detection sensor to the specific position. Can be irradiated without waste, and erroneous detection of a specific substance can be suppressed.
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。 Moreover, one Embodiment of this invention is a substance detection sensor by which the information regarding the said detection area | region is input according to predetermined | prescribed input operation.
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。 According to this configuration, since the substance detection sensor uses information regarding the detection area input in response to a predetermined input operation, for example, the presence or absence of the specific substance can be detected in the detection area that matches the user's own desire. .
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。 Moreover, one embodiment of the present invention is a measurement light irradiation method in a substance detection sensor including a first light source, the step of acquiring information related to a predetermined detection region, and the acquired information related to the predetermined detection region. Accordingly, the step of changing the irradiation angle of the measurement light having the predetermined first wavelength from the first light source toward the irradiation position in the detection region, and using the changed irradiation angle, the first light source And irradiating the predetermined detection region with the measurement light by surface irradiation using optical scanning, and a measurement light irradiation method.
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。 In this method, the substance detection sensor acquires information on a predetermined detection region, irradiates the predetermined detection region with measurement light having a predetermined first wavelength by surface irradiation using optical scanning, and emits light from the first light source. The irradiation angle toward the irradiation position in the detection region of the measurement light is variably controlled, and the specific substance in the detection region is detected based on the reflected light of the measurement light. In addition, the substance detection sensor changes the irradiation angle of the measurement light according to information on a predetermined detection region.
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。 As a result, the substance detection sensor variably changes the irradiation angle of the measurement light, which is a laser beam, according to the information characteristics (for example, the shape of the detection area) related to the predetermined detection area (detection area). The corresponding surface irradiation can be performed. In other words, the substance detection sensor can efficiently irradiate the surface of the measurement light with respect to the detection area efficiently with reference to the installation position of the substance detection sensor. Detection can be suppressed.
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。 One embodiment of the present invention is a substance detection system in which a substance detection sensor and an externally connected device are connected, the substance detection sensor including an acquisition unit that acquires information about a predetermined detection region, and the predetermined A first light source unit that irradiates the detection region with measurement light having a predetermined first wavelength by surface irradiation using optical scanning, and at least an irradiation position within the detection region of the measurement light from the first light source unit Based on the reflected light of the measurement light from the first light source unit, the control unit that variably controls the irradiation angle toward the substance, the substance detection unit that detects a specific substance in the detection region, and the substance detection unit An output unit that outputs information on the specific substance to the external connection device, and the control unit irradiates the measurement light according to the information on the predetermined detection area acquired by the acquisition unit. Changing the degree, a substance detection system.
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。 In this configuration, the substance detection sensor obtains information on the predetermined detection region, irradiates the predetermined detection region with measurement light having a predetermined first wavelength by surface irradiation using optical scanning, and emits light from the first light source. Variablely controls the irradiation angle of the measurement light toward the irradiation position in the detection area, detects the specific substance in the detection area based on the reflected light of the measurement light, and outputs information about the detected specific substance to the external device To do. In addition, the substance detection sensor changes the irradiation angle of the measurement light according to information on a predetermined detection region.
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。 As a result, in the substance detection system, the substance detection sensor variably changes the irradiation angle of the measurement light, which is a laser beam, according to information characteristics (for example, the shape of the detection area) regarding a predetermined detection area (detection area). Therefore, surface irradiation according to the detection area can be performed. In other words, the substance detection system can efficiently irradiate the surface of the measurement light to the detection area without waste when the installation position of the substance detection sensor is used as a reference. Detection can be suppressed. In the substance detection system, the substance detection sensor can output information on the specific substance as a detection result to the external connection device.
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。 While various embodiments have been described above with reference to the drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
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。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful as a substance detection sensor, a measurement light irradiation method, and a substance detection system that efficiently perform surface irradiation of laser light according to the characteristics of a detection area and suppress erroneous detection of a measurement target substance.
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
DESCRIPTION OF
Claims (9)
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。 An acquisition unit for acquiring information on a predetermined detection area;
A first light source unit that irradiates the predetermined detection region with measurement light having a predetermined first wavelength by surface irradiation using optical scanning;
A control unit that variably controls an irradiation angle from at least the first light source unit toward the irradiation position in the detection region of the measurement light;
A substance detection unit that detects a specific substance in the detection region based on reflected light of the measurement light from the first light source unit,
The control unit changes an irradiation angle of the measurement light according to information on the predetermined detection area acquired by the acquisition unit.
Substance detection sensor.
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。 The substance detection sensor according to claim 1,
The control unit maintains a constant irradiation time interval of the measurement light, and changes the irradiation angle of the measurement light for each irradiation of the measurement light in the lateral direction of the detection region.
Substance detection sensor.
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。 The substance detection sensor according to claim 1,
The control unit maintains a constant irradiation time interval of the measurement light, and changes the irradiation angle of the measurement light every time the measurement light is irradiated in the vertical direction of the detection region.
Substance detection sensor.
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。 The substance detection sensor according to claim 1,
The control unit holds the measurement light irradiation angle constant, and changes the measurement light irradiation time interval in the lateral direction of the detection region.
Substance detection sensor.
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。 The substance detection sensor according to claim 1,
The control unit holds the measurement light irradiation angle constant and changes the irradiation time interval of the measurement light in the vertical direction of the detection region.
Substance detection sensor.
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。 The substance detection sensor according to claim 1,
A second light source unit that irradiates the predetermined detection region with a comparison light having a predetermined second wavelength different from the first wavelength by surface irradiation using optical scanning;
A distance detection unit that measures a distance from the second light source unit to the specific position based on reflected light reflected at a specific position of the predetermined detection region of the comparison light from the second light source unit; In addition,
The control unit determines whether or not to irradiate the measurement light up to the specific position based on the distance detected by the distance detection unit.
Substance detection sensor.
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。 The substance detection sensor according to claim 1,
Information on the detection area is input according to a predetermined input operation.
Substance detection sensor.
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。 A measurement light irradiation method in a substance detection sensor including a first light source,
Obtaining information about a predetermined detection area;
Changing an irradiation angle from the first light source toward the irradiation position in the detection region of the measurement light having a predetermined first wavelength according to the acquired information on the predetermined detection region;
Irradiating the measurement light from the first light source to the predetermined detection area by surface irradiation using optical scanning using the changed irradiation angle;
Measurement light irradiation method.
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。 A substance detection system in which a substance detection sensor and an external connection device are connected,
The substance detection sensor is
An acquisition unit for acquiring information on a predetermined detection area;
A first light source unit that irradiates the predetermined detection region with measurement light having a predetermined first wavelength by surface irradiation using optical scanning;
A control unit that variably controls an irradiation angle from at least the first light source unit toward the irradiation position in the detection region of the measurement light;
A substance detection unit for detecting a specific substance in the detection region based on reflected light of the measurement light from the first light source unit;
An output unit that outputs information on the specific substance detected by the substance detection unit to the externally connected device,
The control unit changes an irradiation angle of the measurement light according to information on the predetermined detection area acquired by the acquisition unit.
Substance detection system.
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---|---|---|---|
JP2014254568A JP2016114526A (en) | 2014-12-16 | 2014-12-16 | Substance detection sensor, method for applying measuring beam, and substance detection system |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017213191A1 (en) | 2016-06-08 | 2017-12-14 | 旭硝子株式会社 | Light-dimming laminate and double glass |
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2014
- 2014-12-16 JP JP2014254568A patent/JP2016114526A/en active Pending
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