アルコール成分検出装置
【課題】検出を行う際に被測定者が煩わしさを感じる事なく、車輌に搭載して常時又は定期的に運転者のアルコール摂取の検出を行うなどの目的に容易に使用できるアルコール成分検出装置を提供する。
【解決手段】アルコール成分に吸収される波長のアルコール吸収光成分を含む光を光源２０から運転者１００の目を含む領域１０１へ照射する。アルコール吸収光成分を透過する光学フィルタ３１を搭載したカメラ３０を用いて運転者１００の撮像を行って、得られた画像を基に運転者の目の涙によるアルコール吸収光成分の吸収量を算出することによって、運転者１００がアルコールを摂取したか否かを検出する。
【解決手段】アルコール成分に吸収される波長のアルコール吸収光成分を含む光を光源２０から運転者１００の目を含む領域１０１へ照射する。アルコール吸収光成分を透過する光学フィルタ３１を搭載したカメラ３０を用いて運転者１００の撮像を行って、得られた画像を基に運転者の目の涙によるアルコール吸収光成分の吸収量を算出することによって、運転者１００がアルコールを摂取したか否かを検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輌などの運転者による酒気帯び運転又は飲酒運転等を防止するため、運転者のアルコールの影響を測定することができるアルコール成分検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車輌などの酒気帯び運転又は飲酒運転等は非常に危険であり、法律で禁止されている。しかしながら、近年においても酒気帯び運転又は飲酒運転に伴う事故は後を絶たず、社会問題化している。このため、運転者のアルコールの影響を測定する装置を用いて、運転者からアルコールが検出された場合には車輌の走行を禁止する機能を車輌に搭載することが求められている。
【０００３】
例えば、運転者の呼気に含まれるアルコールを検出して走行を禁止する機能を有する車輌が既に実用化されている。運転者の呼気からアルコールを検出する場合、運転者は筒状の吹込口を口にくわえて呼気を吹き込む必要がある。しかし、車輌に常設する装置としては洗浄を行うことが容易ではないため、衛生面で問題がある。また、筒状の吹込口を運転者が口にくわえることなく、運転者が息を吹きかけて検出を行う構成とすることもできるが、呼気の量が正確でないため、アルコール検出の精度が低下するという問題がある。
【０００４】
特許文献１においては、被測定者の目を包囲するアイピースを利用して目の上に空間を形成し、エタノール蒸気センサをこの空間内に配置し、目から滲み出た涙の中のエタノール蒸気の濃度を測定するアルコールレベルの検出方法が提案されている。この検出方法により、高精度にアルコールの検出を行うことができると共に、車輌に適用した場合には上述の衛生面での問題を解決することができる。
【特許文献１】特開昭６４−７６８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のように、アルコールを摂取した被測定者の涙にはアルコール成分が含まれるため、これを利用してアルコールの検出を行うことは可能である。しかしながら、特許文献１に記載の検出方法を車輌の飲酒運転防止に適用した場合、運転者は検出を行うためにアイピースを装着して目を覆う必要があり、頻繁に使用するには不便で煩わしいという問題がある。また、アイピースを装着した状態で運転を行うことはできないため、車輌の走行中に常時又は定期的にアルコールの検出を行うなどの目的に使用することは困難であるという問題がある。
【０００６】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、アルコール成分に吸収される波長のアルコール吸収光成分を含む光を被測定者の目に照射し、アルコール吸収光成分を透過するアルコール用光学フィルタを通して被測定者の目を撮像し、撮像により取得した画像を基に被測定者の目におけるアルコール吸収光成分の吸収量を算出してアルコール成分の検出を行う構成とすることにより、アルコール検出に伴う被測定者の煩わしさを解消でき、車輌に搭載して走行中に常時又は定期的にアルコールの検出を行うなどの目的に容易に使用できるアルコール成分検出装置を提供することにある。
【０００７】
また本発明の他の目的とするところは、アルコール成分以外の参照成分に吸収される波長の参照吸収光成分を含む光を被測定者の目に照射して、アルコール成分の場合と同様に参照吸収光成分の吸収量を算出し、アルコール吸収光成分の吸収量と参照吸収光成分の吸収量とを基にアルコール成分の検出を行う構成とすることにより、より精度よくアルコール成分の検出を行うことができるアルコール成分検出装置を提供することにある。
【０００８】
また本発明の他の目的とするところは、アルコール吸収光成分及び参照吸収光成分を含む光を被測定者の目に照射し、アルコール用光学フィルタ及び参照用光学フィルタをそれぞれ通して撮像を行い、撮像により取得した画像を基にアルコール吸収光成分の吸収量及び参照吸収光成分の吸収量を算出し、アルコール吸収光成分の吸収量と参照吸収光成分の吸収量とを基にアルコール成分の検出を行う構成とすることにより、より精度よくアルコール成分の検出を行うことができるアルコール成分検出装置を提供することにある。
【０００９】
また本発明の他の目的とするところは、入射光をアルコール用光学フィルタ及び参照用光学フィルタへ分配する手段を備えて、アルコール用光学フィルタを通した撮像と参照用光学フィルタを通した撮像とを同時的に行う構成とすることにより、アルコール成分の検出をより速く行うことができるアルコール成分検出装置を提供することにある。
【００１０】
また本発明の他の目的とするところは、参照成分を水成分とし、アルコール成分による吸収量と水成分による吸収量とを比較して、被測定者に対するアルコール成分の検出を行う構成とすることにより、簡単に且つ確実に高精度なアルコール成分の検出を行うことができるアルコール成分検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１発明に係るアルコール成分検出装置は、被測定者の目を含む照射領域へ、アルコール成分に吸収される波長のアルコール吸収光成分を含む光を照射するアルコール用光源と、前記アルコール吸収光成分を透過するアルコール用光学フィルタと、該アルコール用光学フィルタを通して前記被測定者の目を含む撮像領域を撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像して取得した画像を基に、前記被測定者の目による前記アルコール吸収光成分の吸収量を算出する算出手段と、該算出手段の算出結果に応じてアルコール成分の検出を行う検出手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、アルコール成分に吸収される波長のアルコール吸収光成分を含む光を被測定者の目を含む照射領域へ照射する。被測定者がアルコールを摂取している場合には、目を覆う涙にアルコール成分が含まれるため、照射した光のアルコール吸収光成分は吸収される。被測定者がアルコールを摂取していない場合には、アルコール吸収光成分は吸収されずに反射される。そこで、アルコール吸収光成分を透過するアルコール用光学フィルタを通して撮像を行うことによって、撮像した画像を基に被測定者の目の涙によるアルコール吸収光成分の吸収量を算出することができ、この吸収量を基に被測定者がアルコールを摂取しているか否かを検出することができる。被測定者が測定のための機器を装着する必要がないため、車輌の走行中に常時又は定期的にアルコール成分の検出を行うことが容易にできる。更には、被測定者の虹彩認証の機能と組み合わせることにより、被測定者を識別してアルコールの検出を行うことも可能である。
【００１３】
また、第２発明に係るアルコール成分検出装置は、前記照射領域へ、アルコール成分以外の参照成分に吸収される波長の参照吸収光成分を含む光を照射する参照用光源を備え、前記アルコール用光学フィルタは、前記参照吸収光成分を透過するようにしてあり、前記撮像手段は、前記アルコール用光源による光を照射した第１の場合及び前記参照用光源による光を照射した第２の場合のそれぞれについて撮像を行うようにしてあり、前記算出手段は、前記第１の場合に前記撮像手段が撮像して取得した画像を基に前記アルコール吸収光成分の吸収量を算出すると共に、前記第２の場合に前記撮像手段が撮像して取得した画像を基に前記参照吸収成分の吸収量を算出するようにしてあり、前記検出手段は、前記算出手段の２つの算出結果に応じてアルコール成分の検出を行うようにしてあることを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、被測定者の涙に含まれるアルコール成分以外の成分を参照成分とし、この参照成分に吸収される波長の参照吸収光成分を含む光を被測定者の目を含む照射領域へ照射し、アルコール成分の場合と同様に撮像を行って画像を取得する。アルコール吸収光成分を含む光の照射と参照吸収光成分を含む光の照射とは例えば交互に行えばよく、アルコール吸収光成分及び参照吸収光成分を透過する光学フィルタを用いてそれぞれ撮像を行う。撮像して取得した２つの画像を基に、アルコール吸収光成分の吸収量及び参照吸収成分の吸収量を算出して比較することにより、被測定者の涙に含まれるアルコール成分の濃度を精度よく検出することが可能となる。
【００１５】
また、第３発明に係るアルコール成分検出装置は、アルコール成分以外の参照成分に吸収される波長の参照吸収光成分を透過する参照用光学フィルタを備え、前記アルコール用光源は、前記アルコール吸収光成分及び前記参照吸収光成分を含む光を照射するようにしてあり、前記撮像手段は、前記アルコール用光学フィルタを通した前記撮像領域と前記参照用光学フィルタを通した前記撮像領域とをそれぞれ撮像するようにしてあり、前記算出手段は、前記アルコール用光学フィルタを通して撮像して取得した画像を基に前記アルコール吸収光成分の吸収量を算出すると共に、前記参照用光学フィルタを通して撮像して取得した画像を基に前記参照吸収成分の吸収量を算出するようにしてあり、前記検出手段は、前記算出手段の２つの算出結果に応じてアルコール成分の検出を行うようにしてあることを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、アルコール吸収光成分及び参照吸収光成分を含む光を被測定者の目を含む照射領域へ照射する。アルコール吸収光成分を透過するアルコール用光学フィルタを通して被測定者の撮像を行うと共に、参照吸収光成分を透過する参照用光学フィルタを通して被測定者の撮像を行う。各撮像は、光学フィルタを変更して交互に行ってもよく、２つの撮像手段により同時的に行ってもよく、また、後述のように１つの撮像手段により同時的に行ってもよい。撮像して取得した画像を基に、アルコール吸収光成分の吸収量及び参照吸収成分の吸収量を算出して比較することにより、被測定者の涙に含まれるアルコール成分の濃度を精度よく検出することが可能となる。
【００１７】
また、第４発明に係るアルコール成分検出装置は、入射光を前記アルコール用光学フィルタ及び前記参照用光学フィルタへそれぞれ分配する分配手段を備え、前記撮像手段は、前記アルコール用光学フィルタを通した前記撮像領域と前記参照用光学フィルタを通した前記撮像領域とを同時的に撮像するようにしてあることを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、入射光をアルコール用光学フィルタ及び参照用光学フィルタへ分配するプリズムなどによる分配手段を備える。また、一の撮像手段が、アルコール用光学フィルタを通した撮像と、参照用光学フィルタを通した撮像とを同時的に行う。例えば、撮像手段が有する撮像素子の受光領域を二分し、一方にアルコール用光学フィルタを透過した光を集光し、他方に参照用光学フィルタを透過した光を集光することによって、実現することができる。撮像手段による撮像を一度行うのみで、得られた画像からアルコール吸収光成分の吸収量及び参照吸収成分の吸収量を算出することができる。
【００１９】
また、第５発明に係るアルコール成分検出装置は、前記参照成分は水成分であることを特徴とする。
【００２０】
本発明においては、アルコール成分に対する参照成分として、水成分を用いる。被測定者の涙には水成分が含まれているため、水成分による光の吸収量とアルコール成分による光の吸収量とを比較することにより、被測定者のアルコール濃度を算出できる。目を覆う涙の量には個人差があるが、水成分の場合との比較を行うことによって、涙の量が少ない場合であってもアルコール成分の検出を精度よく行うことが可能となる。また、水成分による光の吸収が全くないか又は極端に少ない場合には、アルコール成分の検出の信頼性が低いため、検出を再度行うと判断することもできる。
【発明の効果】
【００２１】
第１発明による場合は、アルコール吸収光成分を含む光を被測定者の目に照射し、アルコール吸収光成分を透過するアルコール用光学フィルタを通して被測定者の目を撮像し、撮像により取得した画像を基に被測定者の目におけるアルコール吸収光成分の吸収量を算出してアルコール成分の検出を行う構成とすることにより、被測定者が測定のための機器を装着することなくアルコール成分の検出を行うことができるため、アルコール成分の検出に伴う被測定者の煩わしさを解消でき、アルコール成分検出装置の利便性を高めることができる。また、アルコール成分検出装置を車輌に搭載した場合に、車輌の走行中に常時又は定期的にアルコール成分の検出を行うことができるため、アルコール成分の検出をより確実に行うことができ、酒気帯び運転又は飲酒運転の防止に確実に貢献することができる。
【００２２】
また、第２発明による場合は、アルコール成分以外の参照成分に吸収される波長の参照吸収光成分を含む光を被測定者の目に照射し、アルコール成分の場合と同様に撮像を行って参照吸収光成分の吸収量を算出し、アルコール吸収光成分の吸収量と参照吸収光成分の吸収量とを基にアルコール成分の検出を行う構成とすることにより、被測定者の涙に含まれるアルコール成分の濃度を精度よく検出することができる。よって、アルコール成分検出装置による検出結果の信頼性を高めることができ、より確実に酒気帯び運転又は飲酒運転の防止に貢献することができる。
【００２３】
また、第３発明による場合は、アルコール吸収光成分及び参照吸収光成分を含む光を被測定者の目に照射し、アルコール用光学フィルタ及び参照用光学フィルタをそれぞれ通して撮像を行い、撮像により取得した画像を基にアルコール吸収光成分の吸収量及び参照吸収光成分の吸収量を算出し、アルコール吸収光成分の吸収量と参照吸収光成分の吸収量とを基にアルコール成分の検出を行う構成とすることにより、被測定者の涙に含まれるアルコール成分の濃度を精度よく検出することができる。よって、アルコール成分検出装置による検出結果の信頼性を高めることができ、より確実に酒気帯び運転又は飲酒運転の防止に貢献することができる。
【００２４】
また、第４発明による場合は、入射光をアルコール用光学フィルタ及び参照用光学フィルタへ分配する手段を備えて、アルコール用光学フィルタを通した撮像と参照用光学フィルタを通した撮像とを同時的に行う構成とすることにより、撮像手段による撮像を一度行うのみでアルコール吸収光成分の吸収量及び参照吸収成分の吸収量を算出することができるため、アルコール成分の検出をより速く行うことができ、アルコール成分検出装置の利便性をより高めることができる。
【００２５】
また、第５発明による場合は、アルコール成分に対する参照成分として水成分を用いる構成とすることにより、例えば被測定者の涙の量が少ない場合などであっても、被測定者のアルコール濃度を簡単に且つ確実に検出することができる。よって、アルコール成分検出装置による検出結果の信頼性をより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係るアルコール成分検出装置の構成を示す模式図である。また、図２は、本発明の実施の形態１に係るアルコール成分検出装置の構成を示すブロック図である。図において１０はＥＣＵ（Electronic Control Unit）であり、光源２０及びカメラ３０等が接続されてこれらの動作を制御すると共に、光源２０からの光を照射された運転者（被測定者）１００をカメラ３０が撮像して、取得した画像を基にアルコール成分の検出を行うようにしてある。
【００２７】
光源２０及びカメラ３０は、図示しない車輌の運転席近傍で運転の妨げとならない場所に配設してある。また、光源２０は、車輌の運転席に座った運転者１００の目及びその周辺（図１において破線で示す領域１０１）に光を照射することができるように配設位置が調整してある。同様に、カメラ３０は、車輌の運転席に座った運転者１００の目及びその周辺を撮像することができるように配設位置が調整してある。ただし、光源２０が光を照射する範囲とカメラ３０が撮像する範囲とは一致する必要はなく、少なくとも光源２０が運転者１００の目に光を照射し、カメラ３０が運転者１００の目を撮像することができればよい。
【００２８】
ＥＣＵ１０は、接続ケーブルを接続するための接続部１６、１７と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、表示部１４、音声出力部１５及びエンジンロック制御部１８と、これらの各部を制御する制御部１１とを備えている。接続部１６は接続ケーブルを介して光源２０に接続され、これにより制御部１１が光源２０の点灯及び消灯を制御することができるようにしてある。また、接続部１７は接続ケーブルを介してカメラ３０に接続され、制御部１１がカメラ３０の撮像を制御することができると共に、カメラ３０が撮像した画像を接続ケーブルを介して取得し、種々の画像処理を行うことができるようにしてある。
【００２９】
制御部１１は、具体的にはＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等により構成してあり、ＲＯＭ１２に予め記憶されたプログラム及びデータを読み出して実行することにより、種々の制御処理及び演算処理等を行うようにしてある。ＲＯＭ１２は、マスクＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）又はフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ素子により構成してあり、ＥＣＵ１０の動作に必要な種々のソフトウェアプログラムがあらかじめ記憶してある。ＲＡＭ１３は、制御部１１が制御処理又は演算処理等を行う際に発生する一時的なデータを記憶するものであり、ＳＲＡＭ（Static RAM）又はＤＲＡＭ（Dynamic RAM）等の書き換え可能なメモリ素子により構成してある。また、ＲＡＭ１３にはカメラ３０が撮像した画像を記憶しておくこともできる。
【００３０】
表示部１４は、液晶ディスプレイなどにより構成されるものであり、車輌にカーナビゲーション又はバックモニタ等の装置が搭載されている場合には、これらの装置のための液晶ディスプレイと共用であってもよい。音声出力部１５は、スピーカなどにより構成されるものであり、ユーザへの警告音又はメッセージ等を出力することができるようにしてある。車輌にオーディオ又はカーナビゲーション等の装置が搭載されている場合には、これらの装置のためのスピーカと共用であってもよい。
【００３１】
エンジンロック制御部１８は、車輌に搭載されたエンジン５０（ただし、エンジン５０を動作させるための種々の駆動装置を含む）に制御命令を与えて、エンジン５０を始動不可能な状態にする（即ち、ロックする）ことができるようにしてある。ＥＣＵ１０の制御部１１は、カメラ３０が撮像した運転者１００の画像を基にアルコール成分の検出を行って、アルコール成分が検出された場合にはエンジンロック制御部１８によりエンジン５０をロックし、車輌の走行を禁止することができるようにしてある。
【００３２】
光源２０は、特定範囲の波長の光成分のみを含む光を照射するようにしてある。図３は、光源２０が照射する光の波長を説明するための模式図であり、横軸に光の波長を示し、縦軸にアルコール成分に吸収される光の吸収量を示したグラフである。図示のように、アルコール成分は波長λａの光成分を吸収する性質を有している。よって、光源２０は波長λａを含む所定の波長範囲Ａの光成分のみを含む光を照射するようにしてあり、運転者１００の目を覆う涙にアルコール成分が含まれている場合には光源２０からの光を吸収し、アルコール成分が含まれていない場合には光を反射する。
【００３３】
カメラ３０は、光学フィルタ３１、レンズ３２及び撮像素子３３等を備えている。光学フィルタ３１は、上述の波長範囲Ａに含まれる光成分のみを透過し、波長範囲Ａ以外の光成分を透過させない性質を有している。光学フィルタ３１を透過した光成分は、カメラ３０のレンズ３２にて撮像素子３３へ集光されるようにしてある。撮像素子３３は、少なくとも波長範囲Ａの光成分を受光して電気信号を発生することができる複数の受光素子がマトリクス状に並設されたものであり、光学フィルタ３１を通した撮像を行って取得した画像をＥＣＵ１０へ与えるようにしてある。
【００３４】
図４は、本発明の実施の形態１に係るアルコール成分検出装置によるアルコール成分の検出方法を説明するための模式図であり、カメラ３０にて撮像された画像の一例を示してある。また、（ａ）がアルコール成分が検出されない場合であり、（ｂ）がアルコール成分が検出された場合である。カメラ３０は、運転者１００の目及びその周辺を撮像して画像を取得する。運転者１００がアルコールを摂取している場合には、運転者１００の目を覆う涙にアルコール成分が含まれるため、光源２０から運転者１００へ照射された光は運転者１００の目の部分にて吸収される。このため、カメラ３０から与えられた画像中では、運転者１００の目の部分が暗く撮像される（図４（ｂ）参照）。
【００３５】
これに対して、運転者１００がアルコールを摂取していない場合には、光源２０から運転者１００へ照射された光は反射されてカメラ３０へ入射し、光学フィルタ３１を透過して撮像素子３３にて受光される。よって、カメラ３０から与えられた画像中では、運転者１００の目の部分が明るく撮像される（図４（ａ）参照）。
【００３６】
よって、カメラ３０から画像を与えられた制御部１１は、画像から運転者１００の目に相当する領域を抽出し、この領域中の輝度値を調べることによって、光源２０により照射された光の吸収量を算出することができる。画像から目の領域を抽出する方法については、既知の技術であるため詳細な説明は省略する。ただし、カメラ３０による画像全体に対して運転者の目の領域が十分に大きな割合で撮像される場合には、画像から目の領域を抽出する処理を行わず、画像全体の輝度値から吸収量を算出することも可能である。
【００３７】
図５は、本発明の実施の形態１に係るアルコール成分検出装置が行う検出処理の手順を示すフローチャートである。ＥＣＵ１０の制御部１１は、光源２０を点灯して運転者１００へ光を照射し（ステップＳ１）、カメラ３０による撮像を行う（ステップＳ２）。撮像により得られた画像から運転者１００の目の領域を抽出し（ステップＳ３）、この領域の輝度を基に光の吸収量を算出する（ステップＳ４）。
【００３８】
次いで、算出した吸収量が予め定められた閾値を超えたか否かを調べ（ステップＳ５）、吸収量が閾値を超えていない場合には（Ｓ５：ＮＯ）、検出結果としてアルコール成分なしとし（ステップＳ６）、処理を終了する。吸収量が閾値を超えた場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、検出結果としてアルコール成分ありとし（ステップＳ７）、表示部１４又は音声出力部１５にて警告メッセージを出力すると共に（ステップＳ８）、エンジンロック制御部１８によりエンジン５０を始動不可能な状態にロックして（ステップＳ９）、処理を終了する。
【００３９】
以上の構成のアルコール成分検出装置においては、アルコール成分に吸収される光成分を含む光を光源２０から運転者１００へ照射し、この反射光を光学フィルタ３１を設けたカメラ３０にて撮像してアルコール成分の検出を行う構成とすることにより、運転者１００は検出のための機器を装着する必要はなく、簡単にアルコール成分の検出を行うことができる。よって、このアルコール成分検出装置による検出は車輌の停車時のみでなく走行時にも常時又は定期的に行うことが可能である。ただし、走行時に検出を行う場合には、アルコール成分を検出した場合であってもエンジン５０をロックすることは危険であるため、表示部１４又は音声出力部１５にて警告メッセージを出力するのみとする。また、本発明に係るアルコール成分検出装置は、運転者１００の目をカメラ３０にて撮像するため、虹彩認証を行う機能を更に搭載することも可能である。これにより、運転者１００以外の他者がアルコールの検出を行ってエンジン５０を始動し、その後に運転者１００が運転するなどの行為を防止することができる。
【００４０】
なお、本実施の形態においては、アルコール成分検出装置はアルコール成分を検出した場合に車輌のエンジン５０をロックする構成としたが、これに限るものではなく、車輌のシフトレバーを「Ｄ（ドライブ）」に変更不可能となるようにロックする、又はブレーキを解除不可能にロックする等の他の方法でロックを行う構成としてもよい。また、ロックは行わずに表示部１４又は音声出力部１５による警告メッセージの出力のみを行う構成としてもよい。また、アルコール成分検出装置を車輌に搭載する構成としたが、これに限るものではなく、自動二輪車、船舶又は航空機等に搭載する構成としてもよく、車輌などに搭載するのではなく可搬型の装置としてもよい。
【００４１】
（実施の形態２）
実施の形態１に係るアルコール成分検出装置はアルコール成分に吸収される光成分を含む光のみを光源２０が照射する構成である。しかし、運転者１００の涙の量には個人差があるため、涙の量が多い運転者１００は涙の量が少ない運転者１００よりアルコール成分が検出されやすい。そこで、実施の形態２に係るアルコール成分検出装置は参照成分として水成分に吸収される光成分を照射する別の光源を更に備えることにより、検出精度を高めた構成である。図６は、本発明の実施の形態２に係るアルコール成分検出装置の構成を示す模式図である。実施の形態２に係るアルコール成分検出装置は、アルコール成分に吸収される光成分を照射する第１光源２２０と共に、水成分に吸収される光成分を照射する第２光源２２５を備えており、第１光源２２０及び第２光源２２５はＥＣＵ２１０に接続されて点灯及び消灯を制御されている。
【００４２】
図７は、第１光源２２０及び第２光源２２５が照射する光の波長を説明するための模式図であり、アルコール成分による光の吸収量を実線で示し、水成分による光の吸収量を破線で示してある。図示のように、アルコール成分は波長λａの光成分を吸収する性質を有しており、水成分は波長λｂ（λｂ＜λａ）の光成分を吸収する性質を有している。よって、第１光源２２０は、波長λａを含む所定の波長範囲Ａの光成分のみを含む光を照射するようにしてある（即ち、第１光源２２０は実施の形態１の光源２０と同じである）。また、第２光源２２５は、波長λｂを含む所定の波長範囲Ｂの光成分のみを含む光を照射するようにしてある。また、実施の形態２に係るアルコール成分検出装置のカメラ２３０は、上述の波長範囲Ａ及びＢに含まれる光成分を透過する光学フィルタ２３１を備えている。
【００４３】
ＥＣＵ２１０は、まず、第１光源２２０を点灯すると共に第２光源２２５を消灯し、第１光源２２０からの光を運転者１００に照射してカメラ２３０による撮像を行う。これにより、撮像して得られた画像からアルコール成分に吸収される光成分の吸収量を算出することができる。次いで、ＥＣＵ２１０は、第２光源２２５を点灯すると共に第１光源２２０を消灯し、第２光源２２５からの光を運転者１００に照射してカメラ２３０による撮像を行う。これにより、撮像して得られた画像から水成分に吸収される光成分の吸収量を算出することができる。よって、算出した２つの吸収量を基にＥＣＵ２１０は水成分に対するアルコール成分の割合、即ちアルコール濃度を算出することができるため、アルコール濃度が所定の閾値を超えた場合にエンジン５０をロックするようにしてある。
【００４４】
図８は、本発明の実施の形態１に係るアルコール成分検出装置によるアルコール成分の検出方法を説明するための模式図であり、カメラ２３０にて撮像された画像の一例を示してある。図中の（ａ１）及び（ａ２）がアルコール成分が検出されない場合であり、（ｂ１）及び（ｂ２）がアルコール成分が検出された場合である。また、（ａ１）及び（ｂ１）が第１光源２２０による光を照射して撮像した場合であり、（ａ２）及び（ｂ２）が第２光源２２５による光を照射して撮像した場合である。
【００４５】
運転者１００がアルコールを摂取していない場合には、第１光源２２０から運転者１００へ照射された光は反射されてカメラ２３０へ入射し、光学フィルタ２３１を透過して撮像素子３３にて受光される。よって、第１光源２２０の光を照射して撮像した画像中では、運転者１００の目の部分が明るく撮像される（図８（ａ１）参照）。また、第２光源２２５から運転者１００へ照射された光は、運転者１００の目を覆う涙の水成分により吸収される。このため、第２光源２２５の光を照射して撮像した画像中では、運転者１００の目の部分が暗く撮像される（図８（ａ２）参照）。
【００４６】
これに対して、運転者１００がアルコールを摂取している場合には、運転者１００の目を覆う涙にアルコール成分が含まれるため、第１光源２２０から運転者へ照射された光は運転者１００の目の部分にて吸収される。このため、第１光源２２０の光を照射して撮像した画像中では、運転者１００の目の部分が暗く撮像される（図８（ｂ１）参照）。また、第２光源２２５から運転者１００へ照射された光は、運転者１００の目を覆う涙の水成分により吸収されるため、第２光源２２５の光を照射して撮像した画像中では、運転者１００の目の部分が暗く撮像される（図８（ｂ２）参照）。
【００４７】
よって、カメラ２３０から画像を与えられたＥＣＵ２１０にて、画像から運転者１００の目に相当する領域を抽出し、この領域中の輝度値を調べることによって、第１光源２２０により照射された光の吸収量と、第２光源２２５により照射された光の吸収量とを算出することができ、更に、水成分に対するアルコール濃度を算出することができる。
【００４８】
図９は、本発明の実施の形態２に係るアルコール成分検出装置が行う検出処理の手順を示すフローチャートである。ＥＣＵ２１０の制御部１１は、第１光源２２０又は第２光源２２５のうちのいずれか一方の光源を点灯して運転者１００へ光を照射し（ステップＳ２１）、カメラ２３０による撮像を行う（ステップＳ２２）。撮像により得られた画像から運転者１００の目の領域を抽出し（ステップＳ２３）、この領域の輝度を基にステップＳ１にて点灯した光源に係る光の吸収量を算出する（ステップＳ２４）。
【００４９】
次いで、第１光源２２０を用いた撮像及び第２光源２２５を用いた撮像の両撮像を完了したか否かを調べ（ステップＳ２５）、完了していない場合（Ｓ２５：ＮＯ）、即ちいずれか一方の光源による撮像のみを終了している場合には、ステップＳ２１で点灯した一方の光源を消灯して他方の光源を点灯し、即ち光源の切り替えを行って（ステップＳ２６）、ステップＳ２２へ戻り、撮像及び光の吸収量の算出等の処理を行う。
【００５０】
両撮像が完了した場合には（Ｓ２５：ＹＥＳ）、算出した２つの吸収量を基にアルコール濃度を算出して（ステップＳ２７）、算出したアルコール濃度が予め定められた閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ２８）。アルコール濃度が閾値を超えていない場合には（Ｓ２８：ＮＯ）、検出結果としてアルコール成分なしとし（ステップＳ２９）、処理を終了する。アルコール濃度が閾値を超えた場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、検出結果としてアルコール成分ありとし（ステップＳ３０）、表示部１４又は音声出力部１５にて警告メッセージを出力すると共に（ステップＳ３１）、エンジンロック制御部１８によりエンジン５０を始動不可能な状態にロックして（ステップＳ３２）、処理を終了する。
【００５１】
以上の構成の実施の形態２に係るアルコール成分検出装置においては、第２光源２２５を更に備えて、水成分により吸収される光成分を照射する構成とすることにより、運転者１００の目を覆う涙の量に関係なく、水成分に対するアルコール成分の濃度を算出することができるため、アルコール成分の検出精度を高めることができる。また、第２光源２２５により光を照射して撮像を行った際に、光の吸収量が少ない場合（閾値との判定により判断することができる）には、検出が正確に行えていない可能性があるため、表示部１４又は音声出力部１５にて再検出を要請するメッセージを出力する構成とすることもできる。
【００５２】
なお、実施の形態２においては、参照成分を水成分とし、水成分に対するアルコール成分の濃度を算出する構成としたが、これに限るものではなく、運転者１００の目を覆う涙に含まれる他の成分、例えば脂質成分又はタンパク質成分等を参照成分としてもよい。
【００５３】
実施の形態２に係るアルコール成分検出装置のその他の構成は、実施の形態１に係るアルコール成分検出装置の構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５４】
（実施の形態３）
実施の形態２に係るアルコール成分検出装置は、第２光源２２５を設けることによって水成分に対するアルコール成分の濃度を算出構成であるが、第１光源２２０及び第２光源２２５を切り替えて撮像を２度行う必要があるため、アルコール成分の検出に時間を要する。そこで、実施の形態に係るアルコール成分検出装置は、光源の切り替えを行うことなく１度の撮像でアルコール成分の検出を行うことができる構成である。
【００５５】
図１０は、本発明の実施の形態３に係るアルコール成分検出装置の構成を示す模式図である。実施の形態３に係るアルコール成分検出装置は１つの光源３２０を備えており、光源３２０はＥＣＵ３１０に接続されて点灯及び消灯を制御されている。ただし、光源３２０は、図７における光の波長範囲Ａ及びＢの両範囲の光成分を含む光を運転者１００へ照射するようにしてある。即ち、光源３２０が照射する光には、アルコール成分に吸収される光成分と、水成分に吸収される光成分とが含まれている。
【００５６】
また、実施の形態３に係るアルコール成分検出装置が備えるカメラ３３０は、第１光学フィルタ３３１ａ及び第２光学フィルタ３３１ｂの２つの光学フィルタと、入射した光を第１光学フィルタ３３１ａ及び第２光学フィルタ３３１ｂへ分配するプリズム３３４とを有している。第１光学フィルタ３３１ａは図７における波長範囲Ａの光成分を透過させる性質を有しており、第２光学フィルタ３３１ｂは波長範囲Ｂの光成分を透過させる性質を有している。カメラ３３０の撮像素子３３は、略半分を第１光学フィルタ３３１ａを通過した光による撮像に用いられ、もう半分を第２光学フィルタ３３１ｂを透過した光による撮像に用いられる。また、第１光学フィルタ３３１ａ及び第２光学フィルタ３３１ｂにはプリズム３３４にて分配された光が通過するため、カメラ３３０では運転者１００の略同じ部分を撮像素子３３の略半分の領域で一度にそれぞれ撮像することとなる。
【００５７】
図１１は、本発明の実施の形態２に係るアルコール成分検出装置によるアルコール成分の検出方法を説明するための模式図であり、カメラ３３０にて撮像された画像の一例を示してある。図中の（ａ）がアルコール成分が検出されない場合であり、（ｂ）がアルコール成分が検出された場合である。カメラ３３０にて撮像された画像は、例えば上半分に第１光学フィルタ３３１ａを通して撮像された画像であり、下半分が第２光学フィルタ３３１ｂを通して撮像された画像である。
【００５８】
運転者１００がアルコールを摂取していない場合、光源３２０から運転者１００へ照射された光のうち、アルコール成分に吸収される光成分については、反射されたカメラ３３０へ入射し、第１光学フィルタ３３１ａを透過して撮像素子３３にて受光される。水成分に吸収される光成分については、運転者１００の目を覆う涙の水成分により吸収される。よって、カメラ３３０にて撮像した画像では、上半分にて運転者１００の目の部分が明るく撮像され、下半分にて運転者１００の目の部分が暗く撮像される（図１１（ａ）参照）。
【００５９】
これに対して、運転者１００がアルコールを摂取している場合には、光源３２０から運転者１００へ照射された光は、いずれの光成分についても、運転者１００の目を覆う涙の水成分により吸収される。よって、カメラ３３０にて撮像した画像では、上下ともに運転者１００の目の部分が暗く撮像される（図１１（ｂ）参照）。
【００６０】
よって、カメラ３３０から画像を与えられたＥＣＵ３１０にて、画像の上下からそれぞれ運転者１００の目に相当する領域を抽出し、この領域中の輝度値を調べることによって、アルコール成分に吸収される光成分の吸収量と、水成分に吸収される光成分の吸収量とを算出することができ、更に、水成分に対するアルコール濃度を算出することができる。
【００６１】
図１２は、本発明の実施の形態３に係るアルコール成分検出装置が行う検出処理の手順を示すフローチャートである。ＥＣＵ３１０の制御部１１は、光源３２０を点灯して運転者１００へ光を照射し（ステップＳ４１）、カメラ３３０による撮像を行う（ステップＳ４２）。撮像により得られた画像の上側から運転者１００の目の領域を抽出して（ステップＳ４３）、この領域の輝度を基に第１光学フィルタ３３１ａを透過する光成分の吸収量を算出する（ステップＳ４４）。更に、撮像により得られた画像の下側から運転者１００の目の領域を抽出して（ステップＳ４５）、この領域の輝度を基に第２光学フィルタ３３１ｂを透過する光成分の吸収量を算出する（ステップＳ４６）。
【００６２】
次いで、ステップＳ４４及びＳ４６にてそれぞれ算出した２つの吸収量を基に、アルコール濃度を算出して（ステップＳ４７）、算出したアルコール濃度が予め定められた閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ４８）。アルコール濃度が閾値を超えていない場合には（Ｓ４８：ＮＯ）、検出結果としてアルコール成分なしとし（ステップＳ４９）、処理を終了する。アルコール濃度が閾値を超えた場合（Ｓ４８：ＹＥＳ）、検出結果としてアルコール成分ありとし（ステップＳ５０）、表示部１４又は音声出力部１５にて警告メッセージを出力すると共に（ステップＳ５１）、エンジンロック制御部１８によりエンジン５０を始動不可能な状態にロックして（ステップＳ５２）、処理を終了する。
【００６３】
以上の構成の実施の形態３に係るアルコール成分検出装置においては、アルコール成分に吸収される光成分及び水成分に吸収される光成分を含む光を光源３２０が照射し、アルコール成分に吸収される光成分を透過する第１光学フィルタ３３１ａと水成分に吸収される光成分を透過する第２光学フィルタ３３１ｂとをカメラ３３０に設けてプリズム３３４により分配された光をそれぞれ透過させ、第１光学フィルタ３３１ａ及び第２光学フィルタ３３１ｂを透過した光により撮像素子３３が１度に撮像を行う構成とすることにより、光源の切り替えを行う必要がなく、また、運転者１００の目を覆う涙に含まれる水成分に対するアルコール成分の濃度を１度の撮像で検出することができる。
【００６４】
なお、実施の形態３においては、光源３２０が図７における波長範囲Ａ及びＢの両範囲の光成分を含む光を照射する構成としたが、これに限るものではなく、実施の形態２のアルコール成分検出装置が備える第１光源２２０及び第２光源２２５の２つの光源を用い、２つの光源を同時に点灯して両波長範囲の光成分を運転者１００に照射する構成としてもよい。また、カメラ３２０に入射する光の分配手段はプリズム３３４に限らず、その他の光学部材を用いる構成であってもよい。
【００６５】
実施の形態３に係るアルコール成分検出装置のその他の構成は、実施の形態１に係るアルコール成分検出装置の構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態１に係るアルコール成分検出装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るアルコール成分検出装置の構成を示すブロック図である。
【図３】光源が照射する光の波長を説明するための模式図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るアルコール成分検出装置によるアルコール成分の検出方法を説明するための模式図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るアルコール成分検出装置が行う検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２に係るアルコール成分検出装置の構成を示す模式図である。
【図７】第１光源及び第２光源が照射する光の波長を説明するための模式図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係るアルコール成分検出装置によるアルコール成分の検出方法を説明するための模式図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係るアルコール成分検出装置が行う検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態３に係るアルコール成分検出装置の構成を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係るアルコール成分検出装置によるアルコール成分の検出方法を説明するための模式図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係るアルコール成分検出装置が行う検出処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１０ ＥＣＵ（算出手段、検出手段）
１１ 制御部
１４ 表示部
１５ 音声出力部
１８ エンジンロック制御部
２０ 光源（アルコール用光源）
３０ カメラ（撮像手段）
３１ 光学フィルタ（アルコール用光学フィルタ）
３２ レンズ
３３ 撮像素子
１００ 運転者（被測定者）
１０１ 領域（照射領域、撮像領域）
２１０ ＥＣＵ（算出手段、検出手段）
２２０ 第１光源（アルコール用光源）
２２５ 第２光源（参照用光源）
２３０ カメラ（撮像手段）
２３１ 光学フィルタ（アルコール用光学フィルタ）
３１０ ＥＣＵ（算出手段、検出手段）
３２０ 光源（アルコール用光源）
３３０ カメラ（撮像手段）
３３１ａ 第１光学フィルタ
３３１ｂ 第２光学フィルタ（参照用光学フィルタ）
３３４ プリズム（分配手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輌などの運転者による酒気帯び運転又は飲酒運転等を防止するため、運転者のアルコールの影響を測定することができるアルコール成分検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車輌などの酒気帯び運転又は飲酒運転等は非常に危険であり、法律で禁止されている。しかしながら、近年においても酒気帯び運転又は飲酒運転に伴う事故は後を絶たず、社会問題化している。このため、運転者のアルコールの影響を測定する装置を用いて、運転者からアルコールが検出された場合には車輌の走行を禁止する機能を車輌に搭載することが求められている。
【０００３】
例えば、運転者の呼気に含まれるアルコールを検出して走行を禁止する機能を有する車輌が既に実用化されている。運転者の呼気からアルコールを検出する場合、運転者は筒状の吹込口を口にくわえて呼気を吹き込む必要がある。しかし、車輌に常設する装置としては洗浄を行うことが容易ではないため、衛生面で問題がある。また、筒状の吹込口を運転者が口にくわえることなく、運転者が息を吹きかけて検出を行う構成とすることもできるが、呼気の量が正確でないため、アルコール検出の精度が低下するという問題がある。
【０００４】
特許文献１においては、被測定者の目を包囲するアイピースを利用して目の上に空間を形成し、エタノール蒸気センサをこの空間内に配置し、目から滲み出た涙の中のエタノール蒸気の濃度を測定するアルコールレベルの検出方法が提案されている。この検出方法により、高精度にアルコールの検出を行うことができると共に、車輌に適用した場合には上述の衛生面での問題を解決することができる。
【特許文献１】特開昭６４−７６８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のように、アルコールを摂取した被測定者の涙にはアルコール成分が含まれるため、これを利用してアルコールの検出を行うことは可能である。しかしながら、特許文献１に記載の検出方法を車輌の飲酒運転防止に適用した場合、運転者は検出を行うためにアイピースを装着して目を覆う必要があり、頻繁に使用するには不便で煩わしいという問題がある。また、アイピースを装着した状態で運転を行うことはできないため、車輌の走行中に常時又は定期的にアルコールの検出を行うなどの目的に使用することは困難であるという問題がある。
【０００６】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、アルコール成分に吸収される波長のアルコール吸収光成分を含む光を被測定者の目に照射し、アルコール吸収光成分を透過するアルコール用光学フィルタを通して被測定者の目を撮像し、撮像により取得した画像を基に被測定者の目におけるアルコール吸収光成分の吸収量を算出してアルコール成分の検出を行う構成とすることにより、アルコール検出に伴う被測定者の煩わしさを解消でき、車輌に搭載して走行中に常時又は定期的にアルコールの検出を行うなどの目的に容易に使用できるアルコール成分検出装置を提供することにある。
【０００７】
また本発明の他の目的とするところは、アルコール成分以外の参照成分に吸収される波長の参照吸収光成分を含む光を被測定者の目に照射して、アルコール成分の場合と同様に参照吸収光成分の吸収量を算出し、アルコール吸収光成分の吸収量と参照吸収光成分の吸収量とを基にアルコール成分の検出を行う構成とすることにより、より精度よくアルコール成分の検出を行うことができるアルコール成分検出装置を提供することにある。
【０００８】
また本発明の他の目的とするところは、アルコール吸収光成分及び参照吸収光成分を含む光を被測定者の目に照射し、アルコール用光学フィルタ及び参照用光学フィルタをそれぞれ通して撮像を行い、撮像により取得した画像を基にアルコール吸収光成分の吸収量及び参照吸収光成分の吸収量を算出し、アルコール吸収光成分の吸収量と参照吸収光成分の吸収量とを基にアルコール成分の検出を行う構成とすることにより、より精度よくアルコール成分の検出を行うことができるアルコール成分検出装置を提供することにある。
【０００９】
また本発明の他の目的とするところは、入射光をアルコール用光学フィルタ及び参照用光学フィルタへ分配する手段を備えて、アルコール用光学フィルタを通した撮像と参照用光学フィルタを通した撮像とを同時的に行う構成とすることにより、アルコール成分の検出をより速く行うことができるアルコール成分検出装置を提供することにある。
【００１０】
また本発明の他の目的とするところは、参照成分を水成分とし、アルコール成分による吸収量と水成分による吸収量とを比較して、被測定者に対するアルコール成分の検出を行う構成とすることにより、簡単に且つ確実に高精度なアルコール成分の検出を行うことができるアルコール成分検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１発明に係るアルコール成分検出装置は、被測定者の目を含む照射領域へ、アルコール成分に吸収される波長のアルコール吸収光成分を含む光を照射するアルコール用光源と、前記アルコール吸収光成分を透過するアルコール用光学フィルタと、該アルコール用光学フィルタを通して前記被測定者の目を含む撮像領域を撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像して取得した画像を基に、前記被測定者の目による前記アルコール吸収光成分の吸収量を算出する算出手段と、該算出手段の算出結果に応じてアルコール成分の検出を行う検出手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、アルコール成分に吸収される波長のアルコール吸収光成分を含む光を被測定者の目を含む照射領域へ照射する。被測定者がアルコールを摂取している場合には、目を覆う涙にアルコール成分が含まれるため、照射した光のアルコール吸収光成分は吸収される。被測定者がアルコールを摂取していない場合には、アルコール吸収光成分は吸収されずに反射される。そこで、アルコール吸収光成分を透過するアルコール用光学フィルタを通して撮像を行うことによって、撮像した画像を基に被測定者の目の涙によるアルコール吸収光成分の吸収量を算出することができ、この吸収量を基に被測定者がアルコールを摂取しているか否かを検出することができる。被測定者が測定のための機器を装着する必要がないため、車輌の走行中に常時又は定期的にアルコール成分の検出を行うことが容易にできる。更には、被測定者の虹彩認証の機能と組み合わせることにより、被測定者を識別してアルコールの検出を行うことも可能である。
【００１３】
また、第２発明に係るアルコール成分検出装置は、前記照射領域へ、アルコール成分以外の参照成分に吸収される波長の参照吸収光成分を含む光を照射する参照用光源を備え、前記アルコール用光学フィルタは、前記参照吸収光成分を透過するようにしてあり、前記撮像手段は、前記アルコール用光源による光を照射した第１の場合及び前記参照用光源による光を照射した第２の場合のそれぞれについて撮像を行うようにしてあり、前記算出手段は、前記第１の場合に前記撮像手段が撮像して取得した画像を基に前記アルコール吸収光成分の吸収量を算出すると共に、前記第２の場合に前記撮像手段が撮像して取得した画像を基に前記参照吸収成分の吸収量を算出するようにしてあり、前記検出手段は、前記算出手段の２つの算出結果に応じてアルコール成分の検出を行うようにしてあることを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、被測定者の涙に含まれるアルコール成分以外の成分を参照成分とし、この参照成分に吸収される波長の参照吸収光成分を含む光を被測定者の目を含む照射領域へ照射し、アルコール成分の場合と同様に撮像を行って画像を取得する。アルコール吸収光成分を含む光の照射と参照吸収光成分を含む光の照射とは例えば交互に行えばよく、アルコール吸収光成分及び参照吸収光成分を透過する光学フィルタを用いてそれぞれ撮像を行う。撮像して取得した２つの画像を基に、アルコール吸収光成分の吸収量及び参照吸収成分の吸収量を算出して比較することにより、被測定者の涙に含まれるアルコール成分の濃度を精度よく検出することが可能となる。
【００１５】
また、第３発明に係るアルコール成分検出装置は、アルコール成分以外の参照成分に吸収される波長の参照吸収光成分を透過する参照用光学フィルタを備え、前記アルコール用光源は、前記アルコール吸収光成分及び前記参照吸収光成分を含む光を照射するようにしてあり、前記撮像手段は、前記アルコール用光学フィルタを通した前記撮像領域と前記参照用光学フィルタを通した前記撮像領域とをそれぞれ撮像するようにしてあり、前記算出手段は、前記アルコール用光学フィルタを通して撮像して取得した画像を基に前記アルコール吸収光成分の吸収量を算出すると共に、前記参照用光学フィルタを通して撮像して取得した画像を基に前記参照吸収成分の吸収量を算出するようにしてあり、前記検出手段は、前記算出手段の２つの算出結果に応じてアルコール成分の検出を行うようにしてあることを特徴とする。
【００１６】
本発明においては、アルコール吸収光成分及び参照吸収光成分を含む光を被測定者の目を含む照射領域へ照射する。アルコール吸収光成分を透過するアルコール用光学フィルタを通して被測定者の撮像を行うと共に、参照吸収光成分を透過する参照用光学フィルタを通して被測定者の撮像を行う。各撮像は、光学フィルタを変更して交互に行ってもよく、２つの撮像手段により同時的に行ってもよく、また、後述のように１つの撮像手段により同時的に行ってもよい。撮像して取得した画像を基に、アルコール吸収光成分の吸収量及び参照吸収成分の吸収量を算出して比較することにより、被測定者の涙に含まれるアルコール成分の濃度を精度よく検出することが可能となる。
【００１７】
また、第４発明に係るアルコール成分検出装置は、入射光を前記アルコール用光学フィルタ及び前記参照用光学フィルタへそれぞれ分配する分配手段を備え、前記撮像手段は、前記アルコール用光学フィルタを通した前記撮像領域と前記参照用光学フィルタを通した前記撮像領域とを同時的に撮像するようにしてあることを特徴とする。
【００１８】
本発明においては、入射光をアルコール用光学フィルタ及び参照用光学フィルタへ分配するプリズムなどによる分配手段を備える。また、一の撮像手段が、アルコール用光学フィルタを通した撮像と、参照用光学フィルタを通した撮像とを同時的に行う。例えば、撮像手段が有する撮像素子の受光領域を二分し、一方にアルコール用光学フィルタを透過した光を集光し、他方に参照用光学フィルタを透過した光を集光することによって、実現することができる。撮像手段による撮像を一度行うのみで、得られた画像からアルコール吸収光成分の吸収量及び参照吸収成分の吸収量を算出することができる。
【００１９】
また、第５発明に係るアルコール成分検出装置は、前記参照成分は水成分であることを特徴とする。
【００２０】
本発明においては、アルコール成分に対する参照成分として、水成分を用いる。被測定者の涙には水成分が含まれているため、水成分による光の吸収量とアルコール成分による光の吸収量とを比較することにより、被測定者のアルコール濃度を算出できる。目を覆う涙の量には個人差があるが、水成分の場合との比較を行うことによって、涙の量が少ない場合であってもアルコール成分の検出を精度よく行うことが可能となる。また、水成分による光の吸収が全くないか又は極端に少ない場合には、アルコール成分の検出の信頼性が低いため、検出を再度行うと判断することもできる。
【発明の効果】
【００２１】
第１発明による場合は、アルコール吸収光成分を含む光を被測定者の目に照射し、アルコール吸収光成分を透過するアルコール用光学フィルタを通して被測定者の目を撮像し、撮像により取得した画像を基に被測定者の目におけるアルコール吸収光成分の吸収量を算出してアルコール成分の検出を行う構成とすることにより、被測定者が測定のための機器を装着することなくアルコール成分の検出を行うことができるため、アルコール成分の検出に伴う被測定者の煩わしさを解消でき、アルコール成分検出装置の利便性を高めることができる。また、アルコール成分検出装置を車輌に搭載した場合に、車輌の走行中に常時又は定期的にアルコール成分の検出を行うことができるため、アルコール成分の検出をより確実に行うことができ、酒気帯び運転又は飲酒運転の防止に確実に貢献することができる。
【００２２】
また、第２発明による場合は、アルコール成分以外の参照成分に吸収される波長の参照吸収光成分を含む光を被測定者の目に照射し、アルコール成分の場合と同様に撮像を行って参照吸収光成分の吸収量を算出し、アルコール吸収光成分の吸収量と参照吸収光成分の吸収量とを基にアルコール成分の検出を行う構成とすることにより、被測定者の涙に含まれるアルコール成分の濃度を精度よく検出することができる。よって、アルコール成分検出装置による検出結果の信頼性を高めることができ、より確実に酒気帯び運転又は飲酒運転の防止に貢献することができる。
【００２３】
また、第３発明による場合は、アルコール吸収光成分及び参照吸収光成分を含む光を被測定者の目に照射し、アルコール用光学フィルタ及び参照用光学フィルタをそれぞれ通して撮像を行い、撮像により取得した画像を基にアルコール吸収光成分の吸収量及び参照吸収光成分の吸収量を算出し、アルコール吸収光成分の吸収量と参照吸収光成分の吸収量とを基にアルコール成分の検出を行う構成とすることにより、被測定者の涙に含まれるアルコール成分の濃度を精度よく検出することができる。よって、アルコール成分検出装置による検出結果の信頼性を高めることができ、より確実に酒気帯び運転又は飲酒運転の防止に貢献することができる。
【００２４】
また、第４発明による場合は、入射光をアルコール用光学フィルタ及び参照用光学フィルタへ分配する手段を備えて、アルコール用光学フィルタを通した撮像と参照用光学フィルタを通した撮像とを同時的に行う構成とすることにより、撮像手段による撮像を一度行うのみでアルコール吸収光成分の吸収量及び参照吸収成分の吸収量を算出することができるため、アルコール成分の検出をより速く行うことができ、アルコール成分検出装置の利便性をより高めることができる。
【００２５】
また、第５発明による場合は、アルコール成分に対する参照成分として水成分を用いる構成とすることにより、例えば被測定者の涙の量が少ない場合などであっても、被測定者のアルコール濃度を簡単に且つ確実に検出することができる。よって、アルコール成分検出装置による検出結果の信頼性をより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係るアルコール成分検出装置の構成を示す模式図である。また、図２は、本発明の実施の形態１に係るアルコール成分検出装置の構成を示すブロック図である。図において１０はＥＣＵ（Electronic Control Unit）であり、光源２０及びカメラ３０等が接続されてこれらの動作を制御すると共に、光源２０からの光を照射された運転者（被測定者）１００をカメラ３０が撮像して、取得した画像を基にアルコール成分の検出を行うようにしてある。
【００２７】
光源２０及びカメラ３０は、図示しない車輌の運転席近傍で運転の妨げとならない場所に配設してある。また、光源２０は、車輌の運転席に座った運転者１００の目及びその周辺（図１において破線で示す領域１０１）に光を照射することができるように配設位置が調整してある。同様に、カメラ３０は、車輌の運転席に座った運転者１００の目及びその周辺を撮像することができるように配設位置が調整してある。ただし、光源２０が光を照射する範囲とカメラ３０が撮像する範囲とは一致する必要はなく、少なくとも光源２０が運転者１００の目に光を照射し、カメラ３０が運転者１００の目を撮像することができればよい。
【００２８】
ＥＣＵ１０は、接続ケーブルを接続するための接続部１６、１７と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、表示部１４、音声出力部１５及びエンジンロック制御部１８と、これらの各部を制御する制御部１１とを備えている。接続部１６は接続ケーブルを介して光源２０に接続され、これにより制御部１１が光源２０の点灯及び消灯を制御することができるようにしてある。また、接続部１７は接続ケーブルを介してカメラ３０に接続され、制御部１１がカメラ３０の撮像を制御することができると共に、カメラ３０が撮像した画像を接続ケーブルを介して取得し、種々の画像処理を行うことができるようにしてある。
【００２９】
制御部１１は、具体的にはＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）等により構成してあり、ＲＯＭ１２に予め記憶されたプログラム及びデータを読み出して実行することにより、種々の制御処理及び演算処理等を行うようにしてある。ＲＯＭ１２は、マスクＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）又はフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ素子により構成してあり、ＥＣＵ１０の動作に必要な種々のソフトウェアプログラムがあらかじめ記憶してある。ＲＡＭ１３は、制御部１１が制御処理又は演算処理等を行う際に発生する一時的なデータを記憶するものであり、ＳＲＡＭ（Static RAM）又はＤＲＡＭ（Dynamic RAM）等の書き換え可能なメモリ素子により構成してある。また、ＲＡＭ１３にはカメラ３０が撮像した画像を記憶しておくこともできる。
【００３０】
表示部１４は、液晶ディスプレイなどにより構成されるものであり、車輌にカーナビゲーション又はバックモニタ等の装置が搭載されている場合には、これらの装置のための液晶ディスプレイと共用であってもよい。音声出力部１５は、スピーカなどにより構成されるものであり、ユーザへの警告音又はメッセージ等を出力することができるようにしてある。車輌にオーディオ又はカーナビゲーション等の装置が搭載されている場合には、これらの装置のためのスピーカと共用であってもよい。
【００３１】
エンジンロック制御部１８は、車輌に搭載されたエンジン５０（ただし、エンジン５０を動作させるための種々の駆動装置を含む）に制御命令を与えて、エンジン５０を始動不可能な状態にする（即ち、ロックする）ことができるようにしてある。ＥＣＵ１０の制御部１１は、カメラ３０が撮像した運転者１００の画像を基にアルコール成分の検出を行って、アルコール成分が検出された場合にはエンジンロック制御部１８によりエンジン５０をロックし、車輌の走行を禁止することができるようにしてある。
【００３２】
光源２０は、特定範囲の波長の光成分のみを含む光を照射するようにしてある。図３は、光源２０が照射する光の波長を説明するための模式図であり、横軸に光の波長を示し、縦軸にアルコール成分に吸収される光の吸収量を示したグラフである。図示のように、アルコール成分は波長λａの光成分を吸収する性質を有している。よって、光源２０は波長λａを含む所定の波長範囲Ａの光成分のみを含む光を照射するようにしてあり、運転者１００の目を覆う涙にアルコール成分が含まれている場合には光源２０からの光を吸収し、アルコール成分が含まれていない場合には光を反射する。
【００３３】
カメラ３０は、光学フィルタ３１、レンズ３２及び撮像素子３３等を備えている。光学フィルタ３１は、上述の波長範囲Ａに含まれる光成分のみを透過し、波長範囲Ａ以外の光成分を透過させない性質を有している。光学フィルタ３１を透過した光成分は、カメラ３０のレンズ３２にて撮像素子３３へ集光されるようにしてある。撮像素子３３は、少なくとも波長範囲Ａの光成分を受光して電気信号を発生することができる複数の受光素子がマトリクス状に並設されたものであり、光学フィルタ３１を通した撮像を行って取得した画像をＥＣＵ１０へ与えるようにしてある。
【００３４】
図４は、本発明の実施の形態１に係るアルコール成分検出装置によるアルコール成分の検出方法を説明するための模式図であり、カメラ３０にて撮像された画像の一例を示してある。また、（ａ）がアルコール成分が検出されない場合であり、（ｂ）がアルコール成分が検出された場合である。カメラ３０は、運転者１００の目及びその周辺を撮像して画像を取得する。運転者１００がアルコールを摂取している場合には、運転者１００の目を覆う涙にアルコール成分が含まれるため、光源２０から運転者１００へ照射された光は運転者１００の目の部分にて吸収される。このため、カメラ３０から与えられた画像中では、運転者１００の目の部分が暗く撮像される（図４（ｂ）参照）。
【００３５】
これに対して、運転者１００がアルコールを摂取していない場合には、光源２０から運転者１００へ照射された光は反射されてカメラ３０へ入射し、光学フィルタ３１を透過して撮像素子３３にて受光される。よって、カメラ３０から与えられた画像中では、運転者１００の目の部分が明るく撮像される（図４（ａ）参照）。
【００３６】
よって、カメラ３０から画像を与えられた制御部１１は、画像から運転者１００の目に相当する領域を抽出し、この領域中の輝度値を調べることによって、光源２０により照射された光の吸収量を算出することができる。画像から目の領域を抽出する方法については、既知の技術であるため詳細な説明は省略する。ただし、カメラ３０による画像全体に対して運転者の目の領域が十分に大きな割合で撮像される場合には、画像から目の領域を抽出する処理を行わず、画像全体の輝度値から吸収量を算出することも可能である。
【００３７】
図５は、本発明の実施の形態１に係るアルコール成分検出装置が行う検出処理の手順を示すフローチャートである。ＥＣＵ１０の制御部１１は、光源２０を点灯して運転者１００へ光を照射し（ステップＳ１）、カメラ３０による撮像を行う（ステップＳ２）。撮像により得られた画像から運転者１００の目の領域を抽出し（ステップＳ３）、この領域の輝度を基に光の吸収量を算出する（ステップＳ４）。
【００３８】
次いで、算出した吸収量が予め定められた閾値を超えたか否かを調べ（ステップＳ５）、吸収量が閾値を超えていない場合には（Ｓ５：ＮＯ）、検出結果としてアルコール成分なしとし（ステップＳ６）、処理を終了する。吸収量が閾値を超えた場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、検出結果としてアルコール成分ありとし（ステップＳ７）、表示部１４又は音声出力部１５にて警告メッセージを出力すると共に（ステップＳ８）、エンジンロック制御部１８によりエンジン５０を始動不可能な状態にロックして（ステップＳ９）、処理を終了する。
【００３９】
以上の構成のアルコール成分検出装置においては、アルコール成分に吸収される光成分を含む光を光源２０から運転者１００へ照射し、この反射光を光学フィルタ３１を設けたカメラ３０にて撮像してアルコール成分の検出を行う構成とすることにより、運転者１００は検出のための機器を装着する必要はなく、簡単にアルコール成分の検出を行うことができる。よって、このアルコール成分検出装置による検出は車輌の停車時のみでなく走行時にも常時又は定期的に行うことが可能である。ただし、走行時に検出を行う場合には、アルコール成分を検出した場合であってもエンジン５０をロックすることは危険であるため、表示部１４又は音声出力部１５にて警告メッセージを出力するのみとする。また、本発明に係るアルコール成分検出装置は、運転者１００の目をカメラ３０にて撮像するため、虹彩認証を行う機能を更に搭載することも可能である。これにより、運転者１００以外の他者がアルコールの検出を行ってエンジン５０を始動し、その後に運転者１００が運転するなどの行為を防止することができる。
【００４０】
なお、本実施の形態においては、アルコール成分検出装置はアルコール成分を検出した場合に車輌のエンジン５０をロックする構成としたが、これに限るものではなく、車輌のシフトレバーを「Ｄ（ドライブ）」に変更不可能となるようにロックする、又はブレーキを解除不可能にロックする等の他の方法でロックを行う構成としてもよい。また、ロックは行わずに表示部１４又は音声出力部１５による警告メッセージの出力のみを行う構成としてもよい。また、アルコール成分検出装置を車輌に搭載する構成としたが、これに限るものではなく、自動二輪車、船舶又は航空機等に搭載する構成としてもよく、車輌などに搭載するのではなく可搬型の装置としてもよい。
【００４１】
（実施の形態２）
実施の形態１に係るアルコール成分検出装置はアルコール成分に吸収される光成分を含む光のみを光源２０が照射する構成である。しかし、運転者１００の涙の量には個人差があるため、涙の量が多い運転者１００は涙の量が少ない運転者１００よりアルコール成分が検出されやすい。そこで、実施の形態２に係るアルコール成分検出装置は参照成分として水成分に吸収される光成分を照射する別の光源を更に備えることにより、検出精度を高めた構成である。図６は、本発明の実施の形態２に係るアルコール成分検出装置の構成を示す模式図である。実施の形態２に係るアルコール成分検出装置は、アルコール成分に吸収される光成分を照射する第１光源２２０と共に、水成分に吸収される光成分を照射する第２光源２２５を備えており、第１光源２２０及び第２光源２２５はＥＣＵ２１０に接続されて点灯及び消灯を制御されている。
【００４２】
図７は、第１光源２２０及び第２光源２２５が照射する光の波長を説明するための模式図であり、アルコール成分による光の吸収量を実線で示し、水成分による光の吸収量を破線で示してある。図示のように、アルコール成分は波長λａの光成分を吸収する性質を有しており、水成分は波長λｂ（λｂ＜λａ）の光成分を吸収する性質を有している。よって、第１光源２２０は、波長λａを含む所定の波長範囲Ａの光成分のみを含む光を照射するようにしてある（即ち、第１光源２２０は実施の形態１の光源２０と同じである）。また、第２光源２２５は、波長λｂを含む所定の波長範囲Ｂの光成分のみを含む光を照射するようにしてある。また、実施の形態２に係るアルコール成分検出装置のカメラ２３０は、上述の波長範囲Ａ及びＢに含まれる光成分を透過する光学フィルタ２３１を備えている。
【００４３】
ＥＣＵ２１０は、まず、第１光源２２０を点灯すると共に第２光源２２５を消灯し、第１光源２２０からの光を運転者１００に照射してカメラ２３０による撮像を行う。これにより、撮像して得られた画像からアルコール成分に吸収される光成分の吸収量を算出することができる。次いで、ＥＣＵ２１０は、第２光源２２５を点灯すると共に第１光源２２０を消灯し、第２光源２２５からの光を運転者１００に照射してカメラ２３０による撮像を行う。これにより、撮像して得られた画像から水成分に吸収される光成分の吸収量を算出することができる。よって、算出した２つの吸収量を基にＥＣＵ２１０は水成分に対するアルコール成分の割合、即ちアルコール濃度を算出することができるため、アルコール濃度が所定の閾値を超えた場合にエンジン５０をロックするようにしてある。
【００４４】
図８は、本発明の実施の形態１に係るアルコール成分検出装置によるアルコール成分の検出方法を説明するための模式図であり、カメラ２３０にて撮像された画像の一例を示してある。図中の（ａ１）及び（ａ２）がアルコール成分が検出されない場合であり、（ｂ１）及び（ｂ２）がアルコール成分が検出された場合である。また、（ａ１）及び（ｂ１）が第１光源２２０による光を照射して撮像した場合であり、（ａ２）及び（ｂ２）が第２光源２２５による光を照射して撮像した場合である。
【００４５】
運転者１００がアルコールを摂取していない場合には、第１光源２２０から運転者１００へ照射された光は反射されてカメラ２３０へ入射し、光学フィルタ２３１を透過して撮像素子３３にて受光される。よって、第１光源２２０の光を照射して撮像した画像中では、運転者１００の目の部分が明るく撮像される（図８（ａ１）参照）。また、第２光源２２５から運転者１００へ照射された光は、運転者１００の目を覆う涙の水成分により吸収される。このため、第２光源２２５の光を照射して撮像した画像中では、運転者１００の目の部分が暗く撮像される（図８（ａ２）参照）。
【００４６】
これに対して、運転者１００がアルコールを摂取している場合には、運転者１００の目を覆う涙にアルコール成分が含まれるため、第１光源２２０から運転者へ照射された光は運転者１００の目の部分にて吸収される。このため、第１光源２２０の光を照射して撮像した画像中では、運転者１００の目の部分が暗く撮像される（図８（ｂ１）参照）。また、第２光源２２５から運転者１００へ照射された光は、運転者１００の目を覆う涙の水成分により吸収されるため、第２光源２２５の光を照射して撮像した画像中では、運転者１００の目の部分が暗く撮像される（図８（ｂ２）参照）。
【００４７】
よって、カメラ２３０から画像を与えられたＥＣＵ２１０にて、画像から運転者１００の目に相当する領域を抽出し、この領域中の輝度値を調べることによって、第１光源２２０により照射された光の吸収量と、第２光源２２５により照射された光の吸収量とを算出することができ、更に、水成分に対するアルコール濃度を算出することができる。
【００４８】
図９は、本発明の実施の形態２に係るアルコール成分検出装置が行う検出処理の手順を示すフローチャートである。ＥＣＵ２１０の制御部１１は、第１光源２２０又は第２光源２２５のうちのいずれか一方の光源を点灯して運転者１００へ光を照射し（ステップＳ２１）、カメラ２３０による撮像を行う（ステップＳ２２）。撮像により得られた画像から運転者１００の目の領域を抽出し（ステップＳ２３）、この領域の輝度を基にステップＳ１にて点灯した光源に係る光の吸収量を算出する（ステップＳ２４）。
【００４９】
次いで、第１光源２２０を用いた撮像及び第２光源２２５を用いた撮像の両撮像を完了したか否かを調べ（ステップＳ２５）、完了していない場合（Ｓ２５：ＮＯ）、即ちいずれか一方の光源による撮像のみを終了している場合には、ステップＳ２１で点灯した一方の光源を消灯して他方の光源を点灯し、即ち光源の切り替えを行って（ステップＳ２６）、ステップＳ２２へ戻り、撮像及び光の吸収量の算出等の処理を行う。
【００５０】
両撮像が完了した場合には（Ｓ２５：ＹＥＳ）、算出した２つの吸収量を基にアルコール濃度を算出して（ステップＳ２７）、算出したアルコール濃度が予め定められた閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ２８）。アルコール濃度が閾値を超えていない場合には（Ｓ２８：ＮＯ）、検出結果としてアルコール成分なしとし（ステップＳ２９）、処理を終了する。アルコール濃度が閾値を超えた場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、検出結果としてアルコール成分ありとし（ステップＳ３０）、表示部１４又は音声出力部１５にて警告メッセージを出力すると共に（ステップＳ３１）、エンジンロック制御部１８によりエンジン５０を始動不可能な状態にロックして（ステップＳ３２）、処理を終了する。
【００５１】
以上の構成の実施の形態２に係るアルコール成分検出装置においては、第２光源２２５を更に備えて、水成分により吸収される光成分を照射する構成とすることにより、運転者１００の目を覆う涙の量に関係なく、水成分に対するアルコール成分の濃度を算出することができるため、アルコール成分の検出精度を高めることができる。また、第２光源２２５により光を照射して撮像を行った際に、光の吸収量が少ない場合（閾値との判定により判断することができる）には、検出が正確に行えていない可能性があるため、表示部１４又は音声出力部１５にて再検出を要請するメッセージを出力する構成とすることもできる。
【００５２】
なお、実施の形態２においては、参照成分を水成分とし、水成分に対するアルコール成分の濃度を算出する構成としたが、これに限るものではなく、運転者１００の目を覆う涙に含まれる他の成分、例えば脂質成分又はタンパク質成分等を参照成分としてもよい。
【００５３】
実施の形態２に係るアルコール成分検出装置のその他の構成は、実施の形態１に係るアルコール成分検出装置の構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５４】
（実施の形態３）
実施の形態２に係るアルコール成分検出装置は、第２光源２２５を設けることによって水成分に対するアルコール成分の濃度を算出構成であるが、第１光源２２０及び第２光源２２５を切り替えて撮像を２度行う必要があるため、アルコール成分の検出に時間を要する。そこで、実施の形態に係るアルコール成分検出装置は、光源の切り替えを行うことなく１度の撮像でアルコール成分の検出を行うことができる構成である。
【００５５】
図１０は、本発明の実施の形態３に係るアルコール成分検出装置の構成を示す模式図である。実施の形態３に係るアルコール成分検出装置は１つの光源３２０を備えており、光源３２０はＥＣＵ３１０に接続されて点灯及び消灯を制御されている。ただし、光源３２０は、図７における光の波長範囲Ａ及びＢの両範囲の光成分を含む光を運転者１００へ照射するようにしてある。即ち、光源３２０が照射する光には、アルコール成分に吸収される光成分と、水成分に吸収される光成分とが含まれている。
【００５６】
また、実施の形態３に係るアルコール成分検出装置が備えるカメラ３３０は、第１光学フィルタ３３１ａ及び第２光学フィルタ３３１ｂの２つの光学フィルタと、入射した光を第１光学フィルタ３３１ａ及び第２光学フィルタ３３１ｂへ分配するプリズム３３４とを有している。第１光学フィルタ３３１ａは図７における波長範囲Ａの光成分を透過させる性質を有しており、第２光学フィルタ３３１ｂは波長範囲Ｂの光成分を透過させる性質を有している。カメラ３３０の撮像素子３３は、略半分を第１光学フィルタ３３１ａを通過した光による撮像に用いられ、もう半分を第２光学フィルタ３３１ｂを透過した光による撮像に用いられる。また、第１光学フィルタ３３１ａ及び第２光学フィルタ３３１ｂにはプリズム３３４にて分配された光が通過するため、カメラ３３０では運転者１００の略同じ部分を撮像素子３３の略半分の領域で一度にそれぞれ撮像することとなる。
【００５７】
図１１は、本発明の実施の形態２に係るアルコール成分検出装置によるアルコール成分の検出方法を説明するための模式図であり、カメラ３３０にて撮像された画像の一例を示してある。図中の（ａ）がアルコール成分が検出されない場合であり、（ｂ）がアルコール成分が検出された場合である。カメラ３３０にて撮像された画像は、例えば上半分に第１光学フィルタ３３１ａを通して撮像された画像であり、下半分が第２光学フィルタ３３１ｂを通して撮像された画像である。
【００５８】
運転者１００がアルコールを摂取していない場合、光源３２０から運転者１００へ照射された光のうち、アルコール成分に吸収される光成分については、反射されたカメラ３３０へ入射し、第１光学フィルタ３３１ａを透過して撮像素子３３にて受光される。水成分に吸収される光成分については、運転者１００の目を覆う涙の水成分により吸収される。よって、カメラ３３０にて撮像した画像では、上半分にて運転者１００の目の部分が明るく撮像され、下半分にて運転者１００の目の部分が暗く撮像される（図１１（ａ）参照）。
【００５９】
これに対して、運転者１００がアルコールを摂取している場合には、光源３２０から運転者１００へ照射された光は、いずれの光成分についても、運転者１００の目を覆う涙の水成分により吸収される。よって、カメラ３３０にて撮像した画像では、上下ともに運転者１００の目の部分が暗く撮像される（図１１（ｂ）参照）。
【００６０】
よって、カメラ３３０から画像を与えられたＥＣＵ３１０にて、画像の上下からそれぞれ運転者１００の目に相当する領域を抽出し、この領域中の輝度値を調べることによって、アルコール成分に吸収される光成分の吸収量と、水成分に吸収される光成分の吸収量とを算出することができ、更に、水成分に対するアルコール濃度を算出することができる。
【００６１】
図１２は、本発明の実施の形態３に係るアルコール成分検出装置が行う検出処理の手順を示すフローチャートである。ＥＣＵ３１０の制御部１１は、光源３２０を点灯して運転者１００へ光を照射し（ステップＳ４１）、カメラ３３０による撮像を行う（ステップＳ４２）。撮像により得られた画像の上側から運転者１００の目の領域を抽出して（ステップＳ４３）、この領域の輝度を基に第１光学フィルタ３３１ａを透過する光成分の吸収量を算出する（ステップＳ４４）。更に、撮像により得られた画像の下側から運転者１００の目の領域を抽出して（ステップＳ４５）、この領域の輝度を基に第２光学フィルタ３３１ｂを透過する光成分の吸収量を算出する（ステップＳ４６）。
【００６２】
次いで、ステップＳ４４及びＳ４６にてそれぞれ算出した２つの吸収量を基に、アルコール濃度を算出して（ステップＳ４７）、算出したアルコール濃度が予め定められた閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ４８）。アルコール濃度が閾値を超えていない場合には（Ｓ４８：ＮＯ）、検出結果としてアルコール成分なしとし（ステップＳ４９）、処理を終了する。アルコール濃度が閾値を超えた場合（Ｓ４８：ＹＥＳ）、検出結果としてアルコール成分ありとし（ステップＳ５０）、表示部１４又は音声出力部１５にて警告メッセージを出力すると共に（ステップＳ５１）、エンジンロック制御部１８によりエンジン５０を始動不可能な状態にロックして（ステップＳ５２）、処理を終了する。
【００６３】
以上の構成の実施の形態３に係るアルコール成分検出装置においては、アルコール成分に吸収される光成分及び水成分に吸収される光成分を含む光を光源３２０が照射し、アルコール成分に吸収される光成分を透過する第１光学フィルタ３３１ａと水成分に吸収される光成分を透過する第２光学フィルタ３３１ｂとをカメラ３３０に設けてプリズム３３４により分配された光をそれぞれ透過させ、第１光学フィルタ３３１ａ及び第２光学フィルタ３３１ｂを透過した光により撮像素子３３が１度に撮像を行う構成とすることにより、光源の切り替えを行う必要がなく、また、運転者１００の目を覆う涙に含まれる水成分に対するアルコール成分の濃度を１度の撮像で検出することができる。
【００６４】
なお、実施の形態３においては、光源３２０が図７における波長範囲Ａ及びＢの両範囲の光成分を含む光を照射する構成としたが、これに限るものではなく、実施の形態２のアルコール成分検出装置が備える第１光源２２０及び第２光源２２５の２つの光源を用い、２つの光源を同時に点灯して両波長範囲の光成分を運転者１００に照射する構成としてもよい。また、カメラ３２０に入射する光の分配手段はプリズム３３４に限らず、その他の光学部材を用いる構成であってもよい。
【００６５】
実施の形態３に係るアルコール成分検出装置のその他の構成は、実施の形態１に係るアルコール成分検出装置の構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の形態１に係るアルコール成分検出装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るアルコール成分検出装置の構成を示すブロック図である。
【図３】光源が照射する光の波長を説明するための模式図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るアルコール成分検出装置によるアルコール成分の検出方法を説明するための模式図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るアルコール成分検出装置が行う検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態２に係るアルコール成分検出装置の構成を示す模式図である。
【図７】第１光源及び第２光源が照射する光の波長を説明するための模式図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係るアルコール成分検出装置によるアルコール成分の検出方法を説明するための模式図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係るアルコール成分検出装置が行う検出処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態３に係るアルコール成分検出装置の構成を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係るアルコール成分検出装置によるアルコール成分の検出方法を説明するための模式図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係るアルコール成分検出装置が行う検出処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１０ ＥＣＵ（算出手段、検出手段）
１１ 制御部
１４ 表示部
１５ 音声出力部
１８ エンジンロック制御部
２０ 光源（アルコール用光源）
３０ カメラ（撮像手段）
３１ 光学フィルタ（アルコール用光学フィルタ）
３２ レンズ
３３ 撮像素子
１００ 運転者（被測定者）
１０１ 領域（照射領域、撮像領域）
２１０ ＥＣＵ（算出手段、検出手段）
２２０ 第１光源（アルコール用光源）
２２５ 第２光源（参照用光源）
２３０ カメラ（撮像手段）
２３１ 光学フィルタ（アルコール用光学フィルタ）
３１０ ＥＣＵ（算出手段、検出手段）
３２０ 光源（アルコール用光源）
３３０ カメラ（撮像手段）
３３１ａ 第１光学フィルタ
３３１ｂ 第２光学フィルタ（参照用光学フィルタ）
３３４ プリズム（分配手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定者の目を含む照射領域へ、アルコール成分に吸収される波長のアルコール吸収光成分を含む光を照射するアルコール用光源と、
前記アルコール吸収光成分を透過するアルコール用光学フィルタと、
該アルコール用光学フィルタを通して前記被測定者の目を含む撮像領域を撮像する撮像手段と、
該撮像手段が撮像して取得した画像を基に、前記被測定者の目による前記アルコール吸収光成分の吸収量を算出する算出手段と、
該算出手段の算出結果に応じてアルコール成分の検出を行う検出手段と
を備えることを特徴とするアルコール成分検出装置。
【請求項２】
前記照射領域へ、アルコール成分以外の参照成分に吸収される波長の参照吸収光成分を含む光を照射する参照用光源を備え、
前記アルコール用光学フィルタは、前記参照吸収光成分を透過するようにしてあり、
前記撮像手段は、前記アルコール用光源による光を照射した第１の場合及び前記参照用光源による光を照射した第２の場合のそれぞれについて撮像を行うようにしてあり、
前記算出手段は、前記第１の場合に前記撮像手段が撮像して取得した画像を基に前記アルコール吸収光成分の吸収量を算出すると共に、前記第２の場合に前記撮像手段が撮像して取得した画像を基に前記参照吸収成分の吸収量を算出するようにしてあり、
前記検出手段は、前記算出手段の２つの算出結果に応じてアルコール成分の検出を行うようにしてあること
を特徴とする請求項１に記載のアルコール成分検出装置。
【請求項３】
アルコール成分以外の参照成分に吸収される波長の参照吸収光成分を透過する参照用光学フィルタを備え、
前記アルコール用光源は、前記アルコール吸収光成分及び前記参照吸収光成分を含む光を照射するようにしてあり、
前記撮像手段は、前記アルコール用光学フィルタを通した前記撮像領域と前記参照用光学フィルタを通した前記撮像領域とをそれぞれ撮像するようにしてあり、
前記算出手段は、前記アルコール用光学フィルタを通して撮像して取得した画像を基に前記アルコール吸収光成分の吸収量を算出すると共に、前記参照用光学フィルタを通して撮像して取得した画像を基に前記参照吸収成分の吸収量を算出するようにしてあり、
前記検出手段は、前記算出手段の２つの算出結果に応じてアルコール成分の検出を行うようにしてあること
を特徴とする請求項１に記載のアルコール成分検出装置。
【請求項４】
入射光を前記アルコール用光学フィルタ及び前記参照用光学フィルタへそれぞれ分配する分配手段を備え、
前記撮像手段は、前記アルコール用光学フィルタを通した前記撮像領域と前記参照用光学フィルタを通した前記撮像領域とを同時的に撮像するようにしてあること
を特徴とする請求項３に記載のアルコール成分検出装置。
【請求項５】
前記参照成分は水成分であること
を特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載のアルコール成分検出装置。
【請求項１】
被測定者の目を含む照射領域へ、アルコール成分に吸収される波長のアルコール吸収光成分を含む光を照射するアルコール用光源と、
前記アルコール吸収光成分を透過するアルコール用光学フィルタと、
該アルコール用光学フィルタを通して前記被測定者の目を含む撮像領域を撮像する撮像手段と、
該撮像手段が撮像して取得した画像を基に、前記被測定者の目による前記アルコール吸収光成分の吸収量を算出する算出手段と、
該算出手段の算出結果に応じてアルコール成分の検出を行う検出手段と
を備えることを特徴とするアルコール成分検出装置。
【請求項２】
前記照射領域へ、アルコール成分以外の参照成分に吸収される波長の参照吸収光成分を含む光を照射する参照用光源を備え、
前記アルコール用光学フィルタは、前記参照吸収光成分を透過するようにしてあり、
前記撮像手段は、前記アルコール用光源による光を照射した第１の場合及び前記参照用光源による光を照射した第２の場合のそれぞれについて撮像を行うようにしてあり、
前記算出手段は、前記第１の場合に前記撮像手段が撮像して取得した画像を基に前記アルコール吸収光成分の吸収量を算出すると共に、前記第２の場合に前記撮像手段が撮像して取得した画像を基に前記参照吸収成分の吸収量を算出するようにしてあり、
前記検出手段は、前記算出手段の２つの算出結果に応じてアルコール成分の検出を行うようにしてあること
を特徴とする請求項１に記載のアルコール成分検出装置。
【請求項３】
アルコール成分以外の参照成分に吸収される波長の参照吸収光成分を透過する参照用光学フィルタを備え、
前記アルコール用光源は、前記アルコール吸収光成分及び前記参照吸収光成分を含む光を照射するようにしてあり、
前記撮像手段は、前記アルコール用光学フィルタを通した前記撮像領域と前記参照用光学フィルタを通した前記撮像領域とをそれぞれ撮像するようにしてあり、
前記算出手段は、前記アルコール用光学フィルタを通して撮像して取得した画像を基に前記アルコール吸収光成分の吸収量を算出すると共に、前記参照用光学フィルタを通して撮像して取得した画像を基に前記参照吸収成分の吸収量を算出するようにしてあり、
前記検出手段は、前記算出手段の２つの算出結果に応じてアルコール成分の検出を行うようにしてあること
を特徴とする請求項１に記載のアルコール成分検出装置。
【請求項４】
入射光を前記アルコール用光学フィルタ及び前記参照用光学フィルタへそれぞれ分配する分配手段を備え、
前記撮像手段は、前記アルコール用光学フィルタを通した前記撮像領域と前記参照用光学フィルタを通した前記撮像領域とを同時的に撮像するようにしてあること
を特徴とする請求項３に記載のアルコール成分検出装置。
【請求項５】
前記参照成分は水成分であること
を特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載のアルコール成分検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−２６４０８１（Ｐ２００８−２６４０８１Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０８５５０（Ｐ２００７−１０８５５０）
【出願日】平成１９年４月１７日（２００７．４．１７）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１７日（２００７．４．１７）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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