エチルアルコール検知装置及び検知方法
【課題】被験者の体温に影響されることなく被験者の放射する赤外線から血中のエチルアルコールを正確に検知して酒気帯びの判定精度を高める。
【解決手段】撮像制御部３８は、被験者１８の赤外線放射光からのエチルアルコールの吸収波長λ１を含む第１波長帯域の受光量Ｖｄ１、第１波長帯域の近傍のエチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ２を含む第２波長帯域の受光量Ｖｄ２、第１波長帯域の近傍のエチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ３を含む第３波長帯域の受光量Ｖｄ３の各々を検知し、エチルアルコール検出部４０は受光量Ｖｄ１、Ｖｄ２の差分ΔＶｄとしてエチルアルコール含有度を算出し、温度検知部４２は受光量Ｖｄ２、Ｖｄ３から被験者の温度を算出し、判定部はエチルアルコール含有度を検知温度により温度補正して酒気帯び状態であるか否かを判定する。
【解決手段】撮像制御部３８は、被験者１８の赤外線放射光からのエチルアルコールの吸収波長λ１を含む第１波長帯域の受光量Ｖｄ１、第１波長帯域の近傍のエチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ２を含む第２波長帯域の受光量Ｖｄ２、第１波長帯域の近傍のエチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ３を含む第３波長帯域の受光量Ｖｄ３の各々を検知し、エチルアルコール検出部４０は受光量Ｖｄ１、Ｖｄ２の差分ΔＶｄとしてエチルアルコール含有度を算出し、温度検知部４２は受光量Ｖｄ２、Ｖｄ３から被験者の温度を算出し、判定部はエチルアルコール含有度を検知温度により温度補正して酒気帯び状態であるか否かを判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体から放射する赤外線に基づいて血液中に溶け込んでいるエチルアルコールを検出して、酒気帯び運転などを検知するエチルアルコール検知装置及び検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、酒気帯び運転を防止するための装置にあっては、運転者の呼気に含まれるエチルアルコールをガスセンサにより検出し、所定以上のエチルアルコールが検出された場合には自動車を始動させないように構成している。（特許文献１）。
【０００３】
一般に、呼気中に含まれるアルコールの濃度は血液中のアルコール濃度と比例関係にある。法規上定められた酒気帯び運転の基準は、呼気中のアルコール濃度０．１５ｍｇ／Ｌであり、これは血中アルコール濃度で０．０３％に相当する。このため呼気中のアルコール濃度を測定することで、酒気帯び状態を検知してエンジン始動装置等に対し所定の制御を行うことで運転を禁止することができる。
【０００４】
しかしながら、このような従来の酒気帯び防止装置にあっては、運転者の位置する頭上近辺の空間の空気をファンにより吸引してガスセンサでアルコールを間接的に検知するようにしているため、呼気を直接採取してアルコール濃度を測定する場合に比べ、測定値が実際の呼気中のアルコール濃度に対し低めの値となり、酒気帯び運転を確実に防止できない恐れがある。
【０００５】
またアルコールを検出するガスセンサは使用中にも異物の付着や酸化などにより感度が変化するため、自動的に感度を調整する校正処理が必要であり、更に、定期的に清掃点検などのメンテナンスをしなければ検出精度を維持することができないという問題がある。
【０００６】
このような問題を解決するため本願発明者等にあっては、被験者からの赤外線放射光のうちエチルアルコールの吸収波長λ（１）、その近傍のエチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ（２）、エチルアルコールと同じ吸収波長を持つ外乱物質の特徴吸収波長λ（３）の各々について赤外線強度を検出器により検出し、波長λ（１）と波長λ（２）の赤外線強度に基づいてエチルアルコール含有度を求め、また波長λ（２）と波長λ（３）の赤外線強度に基づいて外乱物質検出値を求め、被験者の血中エチルアルコール含有度と外乱物質検出値とに基づいてエチルアルコールの検出又は非検出を判定する装置を提案している（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１５０８５３号公報
【特許文献２】特開２００９−１４８４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような従来のエチルアルコールの吸収波長λ（１）、その近傍のエチルアルコール吸収率の小さな波長λ（２）、及び上述した外乱物質の特徴吸収波長λ（３）の赤外線強度から被験者の血中エチルアルコール含有度及び外乱物質検出値を求めて酒気帯びを判定する方法にあっては、被験者の温度（体温）が大きく変化した場合、波長λ（１）、λ（２）及びλ（３）における検出器の検出値が変化するため、正確なエチルアルコール含有度を求めることができず、酒気帯びの判定精度（検知精度）が低くなるという問題があった。
【０００９】
本発明は、被験者の体温に影響されることなく被験者の放射する赤外線から血中のエチルアルコール含有度、或いはそれを示す指標を正確に検知して酒気帯びの判定精度を高めるエチルアルコール検知装置及び検知方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（検知装置Ａ）
本発明は、エチルアルコール検知装置に於いて、
赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子と、
被験者像を撮像素子に結像させる光学系と、
被験者からのエチルアルコールの吸収波長(λ１)を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１透過窓と、
被験者からの第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長(λ２)を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２透過窓と、
被験者からの第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長(λ３)を含む第２波長帯域とは異なる第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第３透過窓と、
第１透過窓を透過して結像された第１被験者画像、第２透過窓を透過して結像された第２被験者画像、及び第３透過窓を透過して結像された第３被験者画像を、撮像素子により撮像してメモリに格納する撮像制御部と、
メモリに格納された第１被験者画像と第２被験者画像に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
メモリに格納された第２被験者画像と第３被験者画像に基づいて被験者の温度を算出する温度検知部と、
エチルアルコール含有度と被験者の検知温度に基づいてエチルアルコールの検出と非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
ここで、第１透過窓は、第１波長帯域として波長λ１＝９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
第２透過窓及び第３透過窓は第1波長帯域を含まない第２波長帯域及び第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
【００１２】
第２透過窓は、第２波長帯域として波長λ２＝９．０μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
第３透過窓は、第３波長帯域として波長λ３＝８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
【００１３】
エチルアルコール検出部は、第１被験者画像と第２被験者画像の同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値（Ｖｄ１，Ｖｄ２）の差分値（ΔＶｄ＝Ｖｄ１−Ｖｄ２）としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度（ΔＶｄ）を算出する。
【００１４】
温度検知部は、第２被験者画像と第３被験者画像の同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値から被験者の温度を算出する。
【００１５】
判定部は、所定の温度補正係数（Ｋ）に基づき、所定の基準温度（Ｔｏ）で設定した所定の閾値（Ｖｔｈｏ）を、被験者の検知温度（Ｔ）における閾値（Ｖｔｈ）に温度補正し、エチルアルコール含有度（ΔＶｄ）が温度補正した閾値（Ｖｔｈ）以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、エチルアルコール含有度（ΔＶｄ）が温度補正した閾値（Ｖｔｈ）を超えている場合にエチルアルコールの非検出を判定する。この場合の閾値の温度補正は次式で補正される。
Ｖｔｈ＝Ｖｔｈｏ＋Ｋ（Ｔ−Ｔｏ）
【００１６】
判定部は、所定の温度補正係数（Ｋ）に基づき、被験者の検知温度（Ｔ）におけるエチルアルコール含有度（ΔＶｄ）を、所定の閾値（Ｖｔｈｏ）を設定した基準温度（Ｔｏ）でのエチルアルコール含有度（ΔＶｄｏ）に補正し、温度補正したエチルアルコール含有度（ΔＶｄｏ）が閾値（Ｖｔｈｏ）以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、温度補正したエチルアルコール含有度（ΔＶｄｏ）が閾値（Ｖｔｈｏ）を超えている場合にエチルアルコールの非検出を判定する。この場合のエチルアルコール含有度の温度補正は次式で補正される。
ΔＶｄｏ＝ΔＶｄ＋Ｋ（Ｔ−Ｔｏ）
【００１７】
撮像素子、光学系、第１透過窓、第２透過窓及び第３透過窓を冷却する冷却機構を設ける。
【００１８】
（検知装置Ｂ）
本発明は、エチルアルコール検知装置に於いて、
赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子と、
被験者像を撮像素子に結像させる光学系と、
被験者からのエチルアルコールの吸収波長(λ１)を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１透過窓と、
被験者からの第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長(λ２)を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２透過窓と、
第１透過窓を透過して結像された第１被験者画像および第２透過窓を透過して結像された第２被験者画像を透過して結像された第２被験者画像を、前記撮像素子により撮像してメモリに格納する撮像制御部と、
メモリに格納された第１被験者画像と第２被験者画像に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
メモリに格納された第２被験者画像に基づいて前記被験者の温度を算出する温度検知部と、
エチルアルコール含有度と被験者の検知温度に基づいてエチルアルコールの検出と非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１９】
ここで、第１透過窓は、第１波長帯域として波長λ１＝９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
第２透過窓は第1波長帯域を含まない第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
【００２０】
第２透過窓は、第２波長帯域として波長λ２＝９．０μｍ又は８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
【００２１】
エチルアルコール検出部は、第１被験者画像と第２被験者画像の同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【００２２】
温度検知部は、第２被験者画像における第１被験者画像と同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値から被験者の温度を算出する。
【００２３】
判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、被験者の検知温度における閾値に温度補正し、エチルアルコール含有度が温度補正した閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、エチルアルコール含有度が温度補正した閾値を超えている場合にエチルアルコールの非検出を判定する。
【００２４】
判定部は、所定の温度補正係数に基づき、被験者の検知温度におけるエチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、温度補正したエチルアルコール含有度が閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、温度補正したエチルアルコール含有度が閾値を超えている場合にエチルアルコールの非検出を判定する。
【００２５】
撮像素子、光学系、第１透過窓、及び第２透過窓を冷却する冷却機構を設ける。
【００２６】
（検知装置Ｃ）
本発明はエチルアルコール検知装置に於いて、
１または複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサと、
被験者像を赤外線センサに結像させる光学系と、
被験者からのエチルアルコールの吸収波長波長（λ１）を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１透過窓と、
被験者からの第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長（λ２）を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２透過窓と、
被験者からの第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長（λ３）を含む第２波長帯域とは異なる第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第３透過窓と、
赤外線センサにより、第１透過窓を透過して受光された第１受光信号、第２透過窓を透過して受光された第２受光信号、及び第３透過窓を透過して受光された第３受光信号を検出してメモリに格納する受光制御部と、
メモリに格納された第１受光信号と第２受光信号に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
メモリに格納された第２受光信号と第３受光信号に基づいて被験者の温度を算出する温度検知部と、
エチルアルコール含有度と被験者の検知温度に基づいてエチルアルコールの検出と非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする。
【００２７】
ここで、第１透過窓は、第１波長帯域として波長λ１＝９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
第２透過窓及び第３透過窓は第1波長帯域を含まない第２波長帯域及び第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
【００２８】
第２透過窓は、第２波長帯域としてλ２＝９．０μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
第３透過窓は、第３波長帯域としてλ３＝８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
【００２９】
エチルアルコール検出部は、第１受光信号と第２受光信号の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出する。
【００３０】
温度検知部は、第２受光信号と第３受光信号の比率に基づいて被験者の温度を算出する。
【００３１】
判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、被験者の検知温度における閾値に温度補正し、エチルアルコール含有度が温度補正した閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、エチルアルコール含有度が温度補正した閾値を超えている場合にエチルアルコールの非検出を判定する。
【００３２】
判定部は、所定の温度補正係数に基づき、被験者の検知温度におけるエチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、温度補正したエチルアルコール含有度が閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、温度補正したエチルアルコール含有度が閾値を超えている場合にエチルアルコールの非検出を判定する。
【００３３】
赤外線センサ、光学系、第１透過窓、第２透過窓及び第３透過窓を冷却する冷却機構を設ける。
【００３４】
（検知装置Ｄ）
本発明は、エチルアルコール検知装置に於いて、
１または複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサと、
被験者像を赤外線センサに結像させる光学系と、
記被験者からのエチルアルコールの吸収波長（λ１）を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１透過窓と、
被験者からの第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長（λ２）を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２透過窓と、
赤外線センサにより、第１透過窓を透過して受光された第１受光信号及び第２透過窓を透過して受光された第２受光信号を検出してメモリに格納する受光制御部と、
メモリに格納された第１受光信号と第２受光信号に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
メモリに格納された第２受光信号に基づいて被験者の温度を算出する温度検知部と、
エチルアルコール含有度と被験者の検知温度に基づいてエチルアルコールの検出と非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする。
【００３５】
ここで、第１透過窓は、第１波長帯域としてλ１＝９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
第２透過窓は前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
【００３６】
第２透過窓は、第２波長帯域としてλ２＝９．０μｍ又は８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
【００３７】
エチルアルコール検出部は、第１受光信号と第２受光信号の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出する。
【００３８】
判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、被験者の検知温度における閾値に温度補正し、エチルアルコール含有度が温度補正した閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、エチルアルコール含有度が温度補正した閾値を超えている場合にエチルアルコールの非検出を判定する。
【００３９】
判定部は、所定の温度補正係数に基づき、被験者の検知温度におけるエチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、温度補正したエチルアルコール含有度が閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、温度補正したエチルアルコール含有度が記閾値を超えている場合にエチルアルコールの非検出を判定する。
【００４０】
赤外線センサ、光学系、第１透過窓及び第２透過窓を冷却する冷却機構を設ける。
【００４１】
（検知方法Ａ）
本発明は、エチルアルコール検知方法に於いて、
被験者からのエチルアルコールの吸収波長（λ１）を含む第１波長帯域の赤外光を、第１透過窓により選択的に透過して赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子に結像して撮像した第１被験者画像をメモリに格納し、
被験者からの第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長（λ２）を含む第２波長帯域の赤外光を、第２透過窓により選択的に透過して撮像素子に結像して撮像した第２被験者画像をメモリに格納し、
記被験者からの第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長（λ３）を含む第２波長帯域とは異なる第３波長帯域の赤外光を、第３透過窓により選択的に透過して撮像素子に結像して撮像した第３被験者画像をメモリに格納し、
メモリに格納された第１被験者画像と第２被験者画像に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出し、
メモリに格納された第２被験者画像と第３被験者画像に基づいて被験者の温度を算出し、
エチルアルコール含有度と被験者の検知温度に基づいてエチルアルコールの検出と非検出を判定する、
ことを特徴とする。
【００４２】
これ以外の特徴は上記の検知装置Ａの場合と基本的に同じになる。
【００４３】
（検知方法Ｂ）
本発明は、エチルアルコール検知方法に於いて、
被験者からのエチルアルコールの吸収波長（λ１）を含む第１波長帯域の赤外光を、第１透過窓により選択的に透過して赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子に結像して撮像した第１被験者画像をメモリに格納し、
被験者からの第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長（λ２）を含む第２波長帯域の赤外光を、第２透過窓により選択的に透過して撮像素子に結像して撮像した第２被験者画像をメモリに格納し、
メモリに格納された第１被験者画像と第２被験者画像に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出し、
メモリに格納された第２被験者画像に基づいて被験者の温度を算出し、
前記エチルアルコール含有度と前記被験者の検知温度に基づいて前記エチルアルコールの検出と非検出を判定する、
ことを特徴とする。
【００４４】
これ以外の特徴は上記の検知装置Ｂの場合と基本的に同じになる。
【００４５】
（検知方法Ｃ）
本発明は、エチルアルコール検知方法に於いて、
被験者からのエチルアルコールの吸収波長（λ１）を含む第１波長帯域の赤外光を、第１透過窓により選択的に透過して１又は複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサに結像して受光した第１受光信号をメモリに格納し、
被験者からの前記第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長（λ２）を含む第２波長帯域の赤外光を、第２透過窓により選択的に透過して赤外線センサに結像して受光した第２受光信号をメモリに格納し、
被験者からの第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長（λ３）を含む第２波長帯域とは異なる第３波長帯域の赤外光を、第３透過窓により選択的に透過して赤外線センサに結像して受光した第３受光信号をメモリに格納し、
メモリに格納された第１受光信号と第２受光信号に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出し、
メモリに格納された第２受光信号と第３受光信号に基づいて被験者の温度を算出し、
エチルアルコール含有度と被験者の検知温度に基づいて前記エチルアルコールの検出と非検出を判定する、
ことを特徴とする。
【００４６】
これ以外の特徴は上記の検知装置Ｃの場合と基本的に同じになる。
【００４７】
（検知方法Ｄ）
本発明は、エチルアルコール検知方法に於いて、
被験者からのエチルアルコールの吸収波長（λ１）を含む第１波長帯域の赤外光を、第１透過窓により選択的に透過して１又は複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサに結像して受光した第１受光信号をメモリに格納し、
被験者からの第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長（λ２）を含む第２波長帯域の赤外光を、第２透過窓により選択的に透過して赤外線センサに結像して受光した第２受光信号をメモリに格納し、
メモリに格納された第１受光信号と第２受光信号に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出し、
メモリに格納された第２受光信号に基づいて被験者の温度を算出し、
エチルアルコール含有度と前記被験者の検知温度に基づいてエチルアルコールの検出と非検出を判定する、
ことを特徴とする。
【００４８】
これ以外の特徴は上記の検知装置Ｄの場合と基本的に同じになる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば、被験者からの赤外線放射光のうち、検出器による、エチルアルコールの吸収波長λ１を含む第１波長帯域の受光量Ｖｄ１、第１波長帯域の近傍のエチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ２を含む第２波長帯域の受光量Ｖｄ２、第１波長帯域の近傍のエチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ３を含む第３波長帯域の受光量Ｖｄ３の各々を検出し、波長λ１、λ２に対応した受光量Ｖｄ１、Ｖｄ２の差分ΔＶｄとしてエチルアルコール含有度を算出すると共に、波長λ２、λ３に対応した受光量Ｖｄ２、Ｖｄ３から被験者の温度（体温）を算出し、エチルアルコール含有度を被験者の温度により温度補正して酒気帯び有無を判定したため、被験者の体温の変化に伴う判定誤差を小さくすることができる。
【００５０】
また被験者の温度は、単一の波長に対応した赤外線受光量からも算出可能であることから、波長λ２又はλ３に対応した何れかひとつの波長受光量Ｖｄ２又はＶｄ３から被験者の温度を算出してエチルアルコール含有度を温度補正することができ、この場合には波長が２つで済むことから、波長抽出に係る構造や電気回路等を削減でき、装置構成を簡単に、また低コストにすることができる。
【００５１】
またエチルアルコールの吸収波長λ１を９．５μｍ、その近傍のエチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ２、λ３を例えば９．０μｍ、８．３μｍに設定し、プランクの法則に基づく被験者の分光放射発散度の高い波長帯を使用することで、赤外線カメラや赤外線受光素子に入射する赤外線量を高くして受光出力を大きくとることができる。
【００５２】
また撮像素子、光学系、第１透過窓、第２透過窓及び第３透過窓を冷却する冷却機構を設け、例えば常温以下に冷却することにより、赤外線受光量に影響するノイズ成分を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】３波長赤外線検知に基づく本発明によるエチルアルコール検知装置の実施形態を示したブロック図
【図２】本実施形態で使用するフィルタ切替えの赤外線カメラを示した説明図
【図３】本実施形態で使用する冷却機構を示した説明図
【図４】エチルアルコールの波長スペクトラム分布を示した説明図
【図５】プランクの法則による波長に対する分光放射発散度を示した特性グラフ図
【図６】本実施形態における特徴領域の抽出を示した説明図
【図７】平常状態と飲酒状態における被験者の呼気中アルコール濃度と測定箇所温度の測定結果及び２波長赤外線出力差（エチルアルコール含有度）のグラフ分布を示した説明図
【図８】図７の測定結果による被験者の温度と２波長赤外線の出力差分値（エチルアルコール含有度）の測定点の分布を示したグラフ図
【図９】本実施形態における２波長による温度検出特性を示した特性グラフ図
【図１０】本実施形態における２波長赤外線の出力差分値２ΔＶｄ（エチルアルコール含有度）の温度補正と、閾値の温度補正を示した特性グラフ図
【図１１】図１の実施形態によるエチルアルコールの検知処理を示したフローチャート
【図１２】本実施形態で使用する波長可変フィルタを用いた赤外線カメラを示した説明図
【図１３】２波長赤外線検知に基づく本発明によるエチルアルコール検知装置の他の実施形態を示したブロック図
【図１４】図１３の実施形態によるエチルアルコールの検知処理を示したフローチャート
【図１５】赤外線センサを用いた３波長赤外線検知に基づく本発明によるエチルアルコール検知装置の他の実施形態を示したブロック図
【図１６】図１５の赤外線センサを示した説明図
【図１７】図１５の実施形態によるエチルアルコールの検知処理を示したフローチャート
【図１８】赤外線センサを用いた２波長赤外線検知に基づく本発明によるエチルアルコール検知装置の他の実施形態を示したブロック図
【図１９】図１８の実施形態によるエチルアルコールの検知処理を示したフローチャート
【図２０】図１５又は図１８で使用する複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサを示した説明図
【図２１】図１５又は図１８で使用するマルチ赤外線センサを示した説明図
【発明を実施するための形態】
【００５４】
図１は３波長赤外線検出に基づく本発明によるエチルアルコール検知装置の実施形態について、その要部構成例を示した説明図である。
【００５５】
図１において、エチルアルコール検知装置のエチルアルコール検知処理部１０はコンピュータのハードウェア環境とソフトウェア環境とを備えて機能構成されており、エチルアルコール検知処理部１０に対しては赤外線カメラ１２とフィルタ切替ユニット１４が設けられている。これは一例であり、各機能の分離、統合は任意に行うことができる。また各機能の一部または全部は、ソフトウェア（プログラム）によって実行されるものであっても、ハードウェアによって実行されるものであっても良い。
【００５６】
赤外線カメラ１２は例えば自動車車両のダッシュボードなどに内蔵されており、フィルタ切替ユニット１４を介して、本実施の形態においては例えば、被験者（被検体）となる運転者１８の顔から放射される赤外線放射光による画像を撮像する。
【００５７】
波長抽出手段を構成するフィルタ切替ユニット１４は、図２に取り出して示すように、赤外線カメラ１２の前に配置された回転円盤の例えば盤面３箇所の開口部に、帯域の異なる光学的フィルタとして、本実施形態にあっては第１透過窓を形成するλ１フィルタ２０−１、第２透過窓を形成するλ２フィルタ２０−２及び第３透過窓を形成するλ３フィルタ２０−３を装着し、これらのフィルタを順次切り替えながら、運転者１８の顏の赤外線放射光による画像を撮像する。
【００５８】
なお、以下でλ１フィルタ２０−１、λ２フィルタ２０−２、λ３フィルタ２０−３を総称するときは「フィルタ２０」という。また、本実施の形態においては、各フィルタはそれぞれ他のフィルタと重複しない波長帯を選択透過させるバンドパスフィルタとする。ただし、これにより本発明が限定されるものではなく、本発明の目的の全部また一部を達成できる範囲において、透過波長の重複も許される。
【００５９】
再び図１を参照するに、赤外線カメラ１２には光学系２２と、検出器として、赤外線波長帯域に感度を持つ撮像素子（ここでは例えばＣＣＤ）２４が設けられている。フィルタ切替ユニット１４は、モータなどを備えた駆動部１６により上記の円盤を回転してフィルタ切替えを行うことができる。
【００６０】
赤外線カメラ１２及びフィルタ切替ユニット１４に対しては図３に示すように冷却機構が設けられている。図３において、赤外線カメラ１２のレンズ開口部には鏡筒７６が装着され、赤外線カメラ１２の入射系に配置された鏡筒７６の前（撮像対象側＝レンズの物体面側）には、図２に示したようにλ１フィルタ２０−１、λ２フィルタ２０−２及びλ３フィルタ２０−３を各開口８０に配置した回転自在な回転円盤７８が配置されている。鏡筒７６の側面にはチューブ８４を介して外部に設置した冷却ファン８２が接続されている。
【００６１】
冷却ファン８２は外部から吸入した冷却空気を、チューブ８４を介して鏡筒７６に供給することで、赤外線カメラ１２のレンズや回転円盤７８のフィルタ２０を常温以下に冷却している。
【００６２】
全ての物体はその温度に応じた赤外線を放射しており、本実施形態における撮像素子２４の前に置かれる光学系２２やフィルタ２０からもその温度に応じた赤外線が放射されている。この自発赤外線がバックグラウンド光（ノイズ成分）として運転者１８からの赤外線に重畳されて撮像素子に入射することで、Ｓ／Ｎ比を低下させる。そこで図２のような冷却機構を設けて光学系２２やフィルタ２０を常温以下に冷却することにより、ノイズ成分を小さくする。
【００６３】
なお、このような冷却機構に代えて、またはそれに加えて、フィルタ２０や光学系２２のレンズ部等に、ペルチェ素子等の冷却器を取り付けて冷却するようにして良い。
【００６４】
また、λ１フィルタ２０の表面において、装置内部からの放射赤外線が反射して撮像素子２４に入射することを防ぐため、フィルタ面を光軸に対し直交しないよう斜めに所定角度傾斜させて配置し、内部からの放射赤外線が装置内に再帰し難くなるような構造とすることもできる。なお、図３の冷却機構は、後の説明で明らかにする他の実施形態についても同様に適用される。
【００６５】
再び図１を参照するに、エチルアルコール検知処理部１０にはＣＰＵ２６が設けられ、ＣＰＵ２６のバス２８に対し、ＡＤ変換器３０、出力インタフェース３２，３４，３５、及びメモリ３６を接続している。
【００６６】
ＡＤ変換器３０には赤外線カメラ１２の撮像信号出力線が接続され、撮像素子２４で撮像された運転者１８の赤外線画像（本実施形態では静止画像）をここでデジタル画像データに変換して取り込み、メモリ３６にλ１画像４６−１、λ２画像４６−２、λ３画像４６−３として格納する。このような赤外線カメラ１２を用いた画像撮影の制御動作は、ＣＰＵ２６に設けた撮像制御部３８により行われる。なお、以下でλ１画像４６−１、λ２画像４６−２、λ３画像４６−３を総称する場合には「画像４６」という。
【００６７】
出力インタフェース３２には駆動部１６が接続され、エチルアルコール検知処理部１０からの制御信号で駆動部１６を切り替え制御し、赤外線カメラ１２の撮像動作に連動してフィルタ切替ユニット１４のフィルタ切替えを行う。即ち、上記の画像データ取り込みは、各波長に対応してフィルタ２０を切り替えつつ、波長毎に順次行われる。
【００６８】
出力インタフェース３４には表示部５２が接続され、また出力インタフェース３５には制御部５４が接続されている。撮像制御部３８による制御を受け、表示部５２には、エチルアルコール検知処理部１０で処理された検出や判定、検知の結果、例えば運転者１８の酒気帯びの有無などが必要に応じて表示される。表示部に代えて、又はこれに加えて、必要に応じ音で各種報知を行う音響報知部を設けても良い。
【００６９】
制御部５４は、エチルアルコール検知処理部１０で運転者１８の酒気帯び運転が判別された際に、撮像制御部３８による制御を受け、例えばエンジン始動装置等に対してエンジンの始動をできないよう禁止するといった酒気帯び運転防止制御を行う。
【００７０】
ＣＰＵ２６には、プログラムの実行により実現される機能として、撮像制御部３８、エチルアルコール検出部４０、温度検知部４２及び判定部４４が設けられている。本実施形態のエチルアルコール検知処理部１０にあっては、運転者１８の酒気帯び状態を顔面などの皮膚直下の毛細血管に表れる含有エチルアルコールから検知する。
【００７１】
毛細血管中の含有エチルアルコールの検出は、運転者１８の体温による人体からの赤外線放射光から、エチルアルコールによる特定波長の吸収による減衰を検知することを基本としている。
【００７２】
図４は検知対象とするエチルアルコールの吸収波長スペクトル分布を示した説明図である。エチルアルコールＣ2Ｈ5ＯＨは、その分子構造に由来し、２．７７μｍ、３．３７μｍ及び９．５μｍなどの吸収波長を持っている。例えば吸収波長９．５μｍは、エチルアルコール中の−ＣＨ3の結合伸縮に伴い、エチルアルコール分子が吸光する波長である。
【００７３】
そこで運転者からの赤外光のうち、エチルアルコールの吸収波長λ１として例えば、λ１＝９．５μｍを含む第１波長帯域を選択的に透過させる第１透過窓を形成する第１フィルタとしてλ１フィルタ２０−１を介して赤外光を監視すると、所定量のエチルアルコールが毛細血管中に含まれている状態即ち酒気帯び状態では、１波長帯域の赤外光は毛細血管中のエチルアルコール濃度（含有度）に応じた吸光度を示し、このとき撮像素子２４で撮像されたλ１画像４６−１における各画素から求められた受光量Ｖｄ１は小さくなる。なお、本実施形態においては受光量Ｖｄ１、また後述するＶｄ２、Ｖｄ３を求める際には、画像４６のうち、例えば運転者像の所定領域（後述）における所定の画素群を抽出し、抽出された画素群に基づいて行う。
【００７４】
ここで、エチルアルコールの吸収波長λ１として例えば、２．７７μｍや３．３７μｍ等ではなく、比較的長波長側のλ１＝９．５μｍを設定している理由を説明する。物体から放射される赤外線は、物体の温度に依存して変化し、波長毎の分光放射発散度はプランクの法則により求められる。いま人体の温度を３５℃とすれば、プランクの法則による分光放射発散度は図５に示す特性となる。
【００７５】
図５において、人体の温度を３５℃での分光放射発散度は、波長３．０μｍ付近から立ち上がり、９μｍ付近でピークとなっている。そこで図４のエチルアルコールの吸収波長スペクトル分布にあっては、約３．４μｍと９．５μｍに吸収スペクトルを持つが、３．４μｍでの分光放射発散度は５．５９×１０5（Ｗ／ｍ2・ｍ）であり、９．５μｍでの分光放射発散度は３．５６×１０7（Ｗ／ｍ2・ｍ）である。そこで本発明にあっては、λ１＝９．５μｍを用いることにより、撮像素子に入射する赤外線量は約３．４μｍを用いる場合の６４倍程度となり、大きな赤外線受光量を得ることができる。この点は、以下に説明する波長λ２及びλ３についても同様である。
【００７６】
次に本実施形態にあっては、エチルアルコールの吸収波長λ１＝９．５μｍ近傍の、エチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ２として、例えばλ２＝９．０μｍを含む第２波長帯域を選択的に透過させる第２透過窓を形成する第２フィルタとしてλ２フィルタ２０−２を設け、λ２フィルタ２０−２を介して運転者１８からの赤外光を監視する。λ２フィルタ２０−２を透過して得られる運転者１８からの赤外光撮像画像であるλ２画像４６−２の所定画素から求められた受光量Ｖｄ２は、エチルアルコールの有無に関係なく、運転者から、その体温に応じた赤外線放射量に相当する受光量として得られる。
【００７７】
そこで本発明にあっては、毛細血管中のエチルアルコール濃度に応じたエチルアルコール含有度Ａとして、エチルアルコールの吸収波長λ１＝９．５μｍを含む赤外線の受光量Ｖｄ１と、エチルアルコールによる吸収の影響を受けないλ２＝９．０μｍを含む赤外線の受光量Ｖｄ２との例えば差分値ΔＶｄを算出する。
ΔＶｄ＝Ｖｄ１−Ｖｄ２ （１）
【００７８】
本実施形態におけるエチルアルコール含有度（を表す指標）ΔＶｄの算出は、図１のＣＰＵ２６に設けた撮像制御部３８及びエチルアルコール検出部４０により行われる。つまり、第２波長帯域が第１波長帯域に近接しているため、第２波長帯域の赤外線受光量Ｖｄ２が、エチルアルコールの吸収が無い場合に第１波長帯域から得られるべき赤外線受光量ｖｄ１と近似することから、（１）式によりエチルアルコール含有度ΔＶを得ることができる。
【００７９】
なお、第２波長帯域が第１波長帯域と近接していない場合、またはより正確なエチルアルコール検知を行う場合には、後述のプランクの法則により、エチルアルコールの吸収が無い場合に第１波長帯域から得られるべき赤外線受光量Ｖｄ１’を推定し、
ΔＶｄ＝Ｖｄ１’−Ｖｄ２
を求める。
【００８０】
撮像制御部３８は、例えば運転者１８が運転を開始するためにイグニッションキーをオンとしたような所定のタイミングを検出した場合に、出力インターフェース３２を介しフィルタ切替ユニット１４の駆動部１６にフィルタ切替動作させ、図３に示す鏡筒７６の入射側に位置し、赤外線カメラ１２の光学系に入射する赤外線の波長帯を選択抽出する光学フィルタをλ１フィルタ２０−１、λ２フィルタ２０−２、更に後の説明で明らかにするλ３フィルタ２０−３に順次切り替えながら、各フィルタを介して、赤外線カメラ１２により運転者１８の顔が撮像されるようにする。
【００８１】
そしてλ１フィルタ２０−１を透過して撮像された第１被写体画像であるλ１画像４６−１、λ２フィルタ２０−２を透過して撮像された第２被写体画像であるλ２画像４６−２、更にλ３フィルタ２０−３を透過して撮像された第３被写体画像であるλ３画像４６−３のそれぞれを、ＡＤ変換器３０でデジタル画像データに変換し、メモリ３６に格納する。
【００８２】
エチルアルコール検出部４０は、メモリ３６に格納されたλ１画像４６−１とλ２画像４６−２とに基づいて、エチルアルコール濃度に対応した前記（１）式で与えられるエチルアルコール含有度ΔＶｄを算出する。
【００８３】
図６は図１のエチルアルコール検出部４０でエチルアルコール含有度ΔＶｄ等を計算する際に用いられる運転者１８の特徴領域の画像（画素群）抽出イメージを例示している。運転者１８の毛細血管中のエチルアルコールの含有度を赤外線受光量から検知するためには、運転者の顔の毛細血管が皮膚表面に表われていてエチルアルコールによる吸収に伴う受光量減衰が十分に得られる領域を特定して、当該領域における画像データに基づいてエチルアルコール含有度Ａを算出する必要がある。
【００８４】
図６の場合にあっては、エチルアルコールの有無に影響されず運転者１８から放射される赤外線量に応じた受光量に基づいて生成されるλ２画像４６−２を対象に、体温による赤外線放射が良好に検出できる例えば唇など皮膚の薄い特徴抽出領域５０−１や、両目の周囲に設定した特徴抽出領域５０−２，５０−３等の何れか１つの領域の所定画素群におけるデジタル画像データを使用して、Ｖｄ１、Ｖｄ２、Ｖｄ３、を求め、これらに基づいてエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄ、温度係数Ｋ等を算出する。
【００８５】
前記（１）式におけるエチルアルコール含有度ΔＶｄを算出に用いるλ１画像４６−１の受光量Ｖｄ１及びλ２画像４６−２の抽出画像領域における受光量Ｖｄ２の計算は、上記特徴抽出領域画素群に含まれる各画素値（画素毎に受ける光量レベル：ここでは電圧値）の総和または平均値を求め、これをＶｄ１，Ｖｄ２として前記（１）式からエチルアルコール含有度ΔＶｄを算出する（後述するＶｄ３も同様）。もちろん総和や平均値に代わるものを求めてＶｄ１、Ｖｄ２、Ｖｄ３としても良い。
【００８６】
また、前記（１）式にあっては、Ｖｄ１とＶｄＩ２の減算値（Ｖｄ１−Ｖｄ２）を計算しているが、この代わりに比率（Ｖｄ１／Ｖｄ２）、二乗差（Ｖｄ１−Ｖｄ２）2を計算してエチルアルコール含有度Ａとしても良い。
【００８７】
この（１）式で与えられるエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄが、予め定めた所定の閾値Ｖｔｈ以下であれば、酒気帯びの度合が大きい（或いは酒気帯び状態である）と判断することができる。もちろん、別の閾値との比較によって、酒気帯びよりもアルコール含有度の大きい飲酒状態を判定することもできる。
【００８８】
しかしながら、（１）式で与えられるエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄは、被験者である運転者１８の体温に応じて波長λ１、λ２の赤外線強度が異なるため、酒気帯びの度合を正確に判定することができない。
【００８９】
図７（Ａ）は平常状態と飲酒状態における５人の被験者Ａ〜Ｅの呼気中アルコール濃度と測定箇所温度（体温に相当）の測定結果であり、図７（Ｂ）は平常状態と飲酒、酒気帯び状態における２波長赤外線の出力差分値ΔＶｄ（エチルアルコール含有度Ａに相当）をプロットしたグラフである。なお、酒気帯びとは呼気１リットル中にアルコール０．１５ｍｇ以上含まれた場合であり、法規上定められている。
【００９０】
図７（Ｂ）のグラフを見ると、被験者Ａ〜Ｅの飲酒、酒気帯び状態の出力差分値に対し、平常状態の出力差分値は概ね小さくなる傾向が見られる。これは血液中に含まれたエチルアルコールによる波長λ１＝９．５μｍの赤外線吸収によりλ１受光量Ｖｄ１が低下し、これに対しエチルアルコールによる吸収の影響を受けにくいλ２受光量Ｖｄ２は略変化無く、そのため飲酒、酒気帯び状態の出力差分値ΔＶｄが小さくなることによる。
【００９１】
一方で平常状態と飲酒、酒気帯び状態における出力差分値およびその変化は、個人により異なっており、一律固定の閾値により飲酒、酒気帯び状態か否かを判別することは難しい。これは飲酒量の違いや飲酒行為による体内アルコール含有度の差が現われると共に、各人の体温の違いおよび飲酒、酒気帯び状態と平常状態の体温の変化違いにより、出力差分値が変化することによると推定される。例えば飲酒状態の被検者Eと、平常状態の被検者Ａを比べると、そのΔＶｄはほぼ同じであり、一律固定の閾値では酒気帯びの有無を判定しにくい。
【００９２】
しかし、被検者の体温を知ることができれば、体温の影響を排除することができ、酒気帯び状態の正確な判定識別が可能となる。
【００９３】
図８は図７（Ｂ）の２波長赤外線の出力差分値ΔＶｄ（エチルアルコール含有度Ａに相当）を図７（Ａ）の被験者の温度（体温に相当）に対応してプロットしたグラフを示す。図８において、平常時のΔＶｄは概ね縦軸方向上側に分布し、一方、飲酒時の測定点は同下側に分布し、更に両者とも温度の上昇に応じて右上りに分布している。
【００９４】
このため平常時の分布領域と飲酒時の測定点集合分布領域の間に、両者を明確に分けることのできる判定閾値ライン１００を設定することができる。判定閾値ライン１００は正の温度係数Ｋとして、
Ｋ＝（０．１−０．０４）／（３５−３１）＝０．０１２［ボルト／℃］
を持っている。
【００９５】
このように判定閾値ライン１００の温度係数Ｋが定まれば、被験者の温度に応じて酒気帯び状態の判定閾値を温度補正し、エチルアルコール含有度ΔＶｄと比較することにより、温度の影響を受けることなく酒気帯び状態であるか否かを正しく判定することができる。
【００９６】
なお、図８の判別閾値ライン１００の設定については、実際には充分な数の被験者を対象にしたデータに基づいて各ΔＶを図８のようにプロットいしたうえで精度の高い判別閾値ラインを設定して温度補正係数Ｋを求めることになる。また、性別や年齢に分けて最適な判別閾値ラインを設定して温度補正係数Ｋを求めるようにしても良い。
【００９７】
そこで図１の実施形態にあっては、被験者である運転者１８の温度を測定するため、エチルアルコールの吸収波長λ１＝９．５μｍの近傍にエチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ３として、λ２とも異なる例えばλ３＝８．３μｍを含む第３波長帯域を選択的に透過させる第３透過窓を形成するλ３フィルタ２０−３を図２に示すように設け、λ３フィルタ２０−３を透過してλ３画像４６−３の所定画素群から受光量Ｖｄ３を求め、これと、別に求めているλ２画像４６−２の受光量Ｖｄ２とを用いて２色温度計の原理により運転者１８の温度Ｔを、ＣＰＵ２６に設けた温度検知部４２で算出する。この２色温度計の原理による人体の温度測定を説明すると次のようになる。
【００９８】
エチルアルコールによる吸収率の小さな２波長λ２、λ３を、例えばλ２＝９．０μｍ、λ３＝８．３μｍとすると、黒体からの赤外線放射強度は、プランクの法則として知られる以下の式により求められる。
【００９９】
即ち、温度Ｔ（Ｋ）の黒体からの波長λ(ｍ)による放射エネルギー密度Ｍλ(Ｊ／ｍ3)は次式で与えられる。
【０１００】
【数１】
ここで
プランクの定数 ｈ＝６．６３×１０−34 (Ｊ・Ｓｅｃ)
ボルツマン定数 κB＝１．３８×１０-23 (Ｊ／Ｋ)
光速 ｃ＝ ３×１０8(ｍ／Ｓｅｃ)
てあり、これを代入すると、
【０１０１】
【数２】
となる。
【０１０２】
よって、温度が一定であれば、黒体からの放射発散度Ｗ(Ｗ／ｍ2)は、放射エネルギー密度Ｍλ(Ｊ／ｍ3)の１ｓｅｃ当たりのエネルギーとなり、
Ｗ＝ｋ・Ｍλ
となる。ただし、kは比例常数である。
【０１０３】
いま黒体からの放射発散度をＷ(Ｗ／ｍ2)、黒体の面積をＳ(ｍ2)、受光器までの距離をＬ(ｍ)、受光面積をＡｄ(ｍ2)とすると、受光器に受光されるエネルギーＷｄ(Ｗ)は次式となる。
Ｗｄ＝Ｗ・Ｓ・Ａｄ／πＬ2(Ｗ)
ここで、Ｓ、Ｌ、Ａｄが一定ならば、
Ｗｄ＝ｋ‘・Ｗ ＝ｋ・Ｍλ
となり、Ｗｄはまた、受光出力Ｖｄに比例している。
【０１０４】
このため２つの波長λ２、λ３における受光エネルギーの比をとれば
Ｖｄ２／Ｖｄ３＝Ｗｄ２／Ｗｄ３＝Ｍλ2／Ｍλ3
となる。
【０１０５】
よって、λ2＝９．０×１０-6(ｍ)、λ3＝８．３×１０-6(ｍ)における受光出力から、前出のＭλの式により被験者の温度Ｔを求めることができる。
【０１０６】
即ち、波長λ２、λ３におけるＭλ1、Ｍλ2は
【０１０７】
【数３】
となり、
Ｖｄ２／Ｖｄ３＝Ｍλ2／Ｍλ3
に赤外線受光出力の比（Ｖｄ２／Ｖｄ３）を代入することにより、被験者の温度（体温）Ｔを求めることができる。
【０１０８】
図９はλ2＝９．０×１０-6(ｍ)、λ3＝８．３×１０-6(ｍ)として２つの赤外線の受光出力比Ｍλ1／Ｍλ2（＝Ｖｄ２／Ｖｄ３）と被験者の温度Ｔ（℃）の関係（理論値）を示している。これにより赤外線の受光出力比（Ｍλ1／Ｍλ2）即ち、（Ｖｄ２／Ｖｄ３）を求めることで、被験者の温度Ｔとすることができる。
【０１０９】
体温付近の温度領域では、温度が上がると図５に示した分光放射発散度の特性曲線におけるピークが長波長側に移行する。これにより（Ｍλ1／Ｍλ2）は、温度Ｔが高いほど小さな値となる。
【０１１０】
このような２色温度計の原理による温度計測は、被験者の放射率の影響を受けにくいため放射率未知の物体の温度を計測でき、また、被験者とセンサ間の媒質（気体、水分等）の影響を比較的受けにくい点で優れている。
【０１１１】
判定部４４は、エチルアルコール検出部４０で検出されたエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄと、温度検知部４２で検知された運転者１８の温度Ｔとに基づいて、酒気帯びを判定する。
【０１１２】
判定部４４による判定には、例えば次の２つの方法がある。
（１） 所定の基準温度Ｔｏに対応する閾値Ｖｔｈｏを、検知温度Ｔに基づいて閾値Ｖｔｈに温度補正して判定する閾値補正判定方法。
（２） 検知温度Ｔのエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄを、所定の基準温度Ｔｏの場合に相当するよう温度補正して判定する含有度補正判定方法。
【０１１３】
いずれの判定方法にあっても、図８のグラフにおける判定閾値ライン１００から求めた温度補正係数Ｋを使用することになる。
【０１１４】
図１０（Ａ）はこのうちの含有度補正判定方法を示したグラフ図である。ここで基準温度Ｔｏとして例えばＴｏ＝３３℃を設定し、基準温度Ｔｏにおける基準閾値Ｖｔｈｏとして図８の判定閾値ライン１００からこの場合Ｖｔｈｏ＝０．０７（ボルト）が求められており、これら基準温度、基準閾値を、定数として温度補正係数Ｋと共にメモリ３６に予め記憶している。
【０１１５】
いま、エチルアルコール検出部４０によって、測定点ａで示すエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄと検知温度Ｔが求められたとすると、エチルアルコール検出部４０は続いてエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄを、次式に従って、基準温度Ｔｏの測定点ｂに対応するエチルアルコール含有度ΔＶｄｏに温度補正する。
ΔＶｄｏ＝ΔＶｄ＋Ｋ（Ｔｏ−Ｔ） （２）
【０１１６】
このように基準温度Ｔｏに対応させて温度補正したエチルアルコール含有度ΔＶｄｏを求めたら、基準閾値Ｖｔｈｏと比較し、基準閾値Ｖｔｈｏ以下の場合、即ち
ΔＶｄｏ≦Ｖｔｈｏ
が成立したら酒気帯びと判定（判断）し、酒気帯び運転をしないように促す警告表示を出力表示したり、制御部５４により、イグニッションキーをスタート位置に回してもエンジンを始動させないように禁止制御するなどして、酒気帯び運転を行わせないようにする。
【０１１７】
なお、（２）式によらず、補正前のエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄの値と検知温度Ｔの値の組み合わせに対し、基準温度Ｔｏに対応するよう温度補正したエチルアルコール含有度ΔＶｄｏの値を予め割り付けて格納したメモリテーブルを使用しても良い。
【０１１８】
また式（２）では１次式（判定閾値ライン１００）による温度補正近似を行ったが、これに代わって多次式（判定閾値曲線）による補正を行っても良い。
【０１１９】
図１０（Ｂ）はもう一方の判定方法である閾値補正判定方法を示したグラフ図である。ここで基準温度Ｔｏとして例えばＴｏ＝３３℃を設定し、基準温度Ｔｏにおける基準閾値Ｖｔｈｏとして図８の判定閾値ライン１００からＶｔｈｏ＝０．０７（ボルト）が求められており、これら基準温度、基準閾値を、定数として温度補正係数Ｋと共にメモリ３６に予め記憶している。
【０１２０】
いま、エチルアルコール検出部４０によって、測定点ａで示すエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄと検知温度Ｔが求められたとすると、エチルアルコール検出部４０は続いて基準温度Ｔｏにおける基準閾値Ｖｔｈｏを、次式に従って、検知温度Ｔの測定点ａにおける閾値Ｖｔｈに温度補正する。
Ｖｔｈ＝Ｖｔｈｏ＋Ｋ（Ｔ−Ｔｏ） （３）
【０１２１】
エチルアルコール検出部４０は、このように検知温度Ｔに対応するよう温度補正した閾値Ｖｔｈを求めたら、エチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄと比較し、閾値Ｖｔｈ以下の場合、即ち
ΔＶｄ≦Ｖｔｈ
が成立したら酒気帯びと判定し、酒気帯び運転をしないように促す警告表示を出力したり、制御部５４によりイグニッションキーをスタート位置に回してもエンジンを始動させないように禁止制御するなどして、酒気帯び運転を行わせないようにする。
【０１２２】
なお、この場合にも（３）式によらず、検知温度Ｔの値ごとに、それぞれ対応して基準温度Ｔｏから温度補正した閾値Ｖｔｈの値を予め割り付けて格納したメモリテーブルを使用しても良い。
【０１２３】
図１１は図１の実施形態における酒気帯びの検知処理例を示したフローチャートである。図１において、運転者１８が座席に座ってイグニッションキーをオン位置に操作することによりエチルアルコール検知処理部１０およびその周辺装置に電源供給が開始されると、ステップＳ１で初期化、自己診断、各種設定の読み込み等を実行し、異常がなければステップＳ２に進みエチルアルコールの検知要求の有無を判別している。この検知要求は、例えば運転者がイグニッションキーをオン位置に回した際、即ち例えば電源投入後の所定タイミングに、検知要求信号がエチルアルコール検知処理部１０に出力され、撮像制御部３８でこれが判別されて検知処理が開始される。
【０１２４】
酒気帯び検知処理は、ステップＳ３でλ１フィルタ２０−１を赤外線カメラ１２の入射系にセットし撮像動作を行ってλ１画像４６−１をメモリ３６に保存し、次にλ２フィルタ２０−２を赤外線カメラ１２の入射系にセットし赤外線カメラ１２により撮像動作を行ってλ２画像４６−２をメモリ３６に保存し、更に続いてλ３フィルタ２０−３を赤外線カメラ１２の入射系にセットし撮像動作を行ってλ３画像４６−３をメモリ３６に保存する。このステップＳ３におけるλ１画像、λ２画像、λ３画像の撮像とメモリ保存は、１回であってもよいし、必要に応じてｎ回連続的に撮像保存するようにしてもよい。
【０１２５】
続いてステップＳ４で、図６に示したように、λ２画像４６−２を対象に、例えば特徴抽出領域５０−１〜５０−３の何れかを抽出する。
【０１２６】
続いてステップＳ５で、抽出した特徴抽出領域内の画素群を対象に、λ１画像から受光量Ｖｄ１を計算し、次にλ２画像から受光量Ｖｄ２を計算し、更にλ３画像から受光量Ｖｄ３を計算する。
【０１２７】
次にステップＳ６で、前記（１）式によりλ１画像の受光量Ｖｄ１とλ２画像の受光量Ｖｄ２の差分となるエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄを計算する。続いてステップＳ７で、λ２画像の受光量Ｖｄ２とλ３画像の受光量Ｖｄ３の比（Ｖｄ１／Ｖｄ２）に基づき２色温度計の原理に沿って運転者１８の温度Ｔを算出（検知）する。
【０１２８】
なお、ステップＳ３で各λ１、λ２、λ３画像を複数回撮像している場合には、各画像データの平均化等加工処理等を行った上で、当該加工処理後のデータに基づいてステップＳ４以降の処理を行うようにしても良い。
【０１２９】
続いてステップＳ８で温度補正処理を行う。この温度補正処理は、図１０（Ａ）或いは図１０（Ｂ）に示した含有度温度補正方法の何れかに従って行うが、例えば図１０（Ａ）の方法に依る場合には、ステップＳ６で算出したエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄを、ステップＳ７で算出した温度Ｔに基づき、前記（２）式に従って基準温度Ｔｏでのエチルアルコール含有度ΔＶｄｏに温度補正し、ステップＳ９で酒気帯びであるか否かを判定する。この場合には、ステップＳ８の温度補正処理で求めた基準温度Ｔｏに対応するエチルアルコール含有度ΔＶｄｏが予め設定している基準温度Ｔｏにおける判定閾値Ｖｔｈｏ以下か否か判断する。
【０１３０】
ステップＳ９では、温度補正したエチルアルコール含有度ΔＶｄｏが閾値Ｖｔｈｏ以下であった場合に酒気帯び状態と判断してステップＳ１０に進み、対応処理を実行する。具体的には、表示部５２に酒気帯び運転をしないように促す警告表示を表示したり、制御部５４によりエンジン始動装置に対し始動禁止制御を行うなどして、酒気帯び運転を行わせないようにする。
【０１３１】
一方、ステップＳ９で温度補正したエチルアルコール含有度ΔＶｄｏが閾値Ｖｔｈｏ所を超えていた場合には、酒気帯び状態ではないと判断し、このときは、エンジン始動禁止制御は行われないので、エンジンが始動される。又は、ステップＳ９で酒気帯びではないと判断された場合、再度ステップＳ１〜Ｓ９の処理を繰り返し、それでもなお酒気帯びではないと判断された場合にエンジンを始動できるようにしても良い。その他、ステップＳ１〜Ｓ９を所定回数繰り返して、酒気帯びであると判断された回数が全体回数の所定割合以上となった場合に、ステップＳ１０の対応処理（エンジン始動禁止制御）を行うようにすることもできる。
【０１３２】
もちろん、ステップＳ８の温度補正処理は、例えば図１０（Ｂ）に示した閾値温度補正方法に従った処理としても良い。
【０１３３】
図１２は本実施形態で使用する波長抽出手段の構成要素として波長可変フィルタを用いた例を示した説明図である。図１２において、赤外線カメラ１２の対物レンズ２２ａと結像レンズ２２ｂの間には波長可変フィルタ２５が設けられ、波長可変フィルタ２５の透過波長は、撮像制御部３８の制御を受けて波長可変フィルタコントローラ４８により制御される。この場合、図１に示すフィルタ切替ユニット１４および駆動部１６に代えて波長可変フィルタ２５および波長か片コントローラを設けることになる。赤外線カメラ１２内には撮像素子２４が配置され、波長可変フィルタ２５を透過した波長帯域の赤外線が結像レンズ２２ｂにより結像され、これを画像として撮像する。このような波長可変フィルタ２５としては、例えば特開平８−２８５６８８号のものが使用できる。
【０１３４】
図１３は本発明によるエチルアルコール検知装置の他の実施形態を例示した要部構成ブロック図であり、本実施形態にあっては、使用する波長帯を２つとし（２波長式）、被験者の温度を１色温度計の原理に基づいて検出するようにしたことを特徴とする。
【０１３５】
図１３において、エチルアルコール検知処理部１０に対しては赤外線カメラ１２とフィルタ切替ユニット１４が設けられ、フィルタ切替ユニット１４は、図２に示した構造と基本的に同じであるが、赤外線カメラ１２の前に配置された回転円盤の例えば２箇所に透過帯域の異なる光学フィルタとして、エチルアルコールの吸収波長λ１＝９．５μｍを含む第１波長帯域を選択的に透過させる第１透過窓を形成するλ１フィルタ２０−１と、波長λ１近傍の、エチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ２＝９．０μｍを含む第２波長帯域を選択的に透過させる第２透過窓を形成するλ２フィルタ２０−２を装着しており、図１の実施形態で使用している第３透過窓を形成するλ３フィルタ２０−３は除かれている。
【０１３６】
なお、本実施形態においても、フィルタ切替ユニット１４および制御部１６に代えて、図１２に示した波長か辺フィルタ２５および波長可変コントローラ４８を設けて波長λ１、λ２を抽出するようにすることが出来る。
【０１３７】
エチルアルコール検知処理部１０にはＣＰＵ２６が設けられ、ＣＰＵ２６のバス２８に対し、ＡＤ変換器３０、出力インタフェース３２，３４，３５、及びメモリ３６を接続し、ＣＰＵ２６には、プログラムの実行により実現される機能として、撮像制御部３８、エチルアルコール検出部４０、温度検知部４２及び判定部４４が設けられている。これらの構成及び機能は、撮像制御部３８でλ３画像４６−３を除く２つの画像、即ちλ１画像４６−１とλ２画像４６−２のみを撮像して保存する点と温度検知部４２が１色温度計の原理に基づいて温度を算出する点以外は図１の実施形態と基本的に同じである。
【０１３８】
エチルアルコール検出部４０は、メモリ３６に格納されたλ１画像４６−１とλ２画像４６−２から求めた受光量Ｖｄ１にＶｄ２に基づいて、エチルアルコール濃度に対応した前記（１）式で与えられるエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄを算出する。
【０１３９】
温度検知部４２は、メモリ３６に格納されたλ２画像４６−２に基づいて運転者１８の温度を算出する。図１の実施形態における２色温度計の原理による温度検知は、被検体（被験者）の放射率の影響を受けにくいため、放射率未知の物体の温度を検知でき、また、被検体（被験者）とセンサ間の媒質（気体、水分等）の影響を比較的受けにくい点で優れているが、このような影響をあまり受けない状況であれば、より簡便な構成をもつ１色温度計の原理により温度検知が可能である。
【０１４０】
即ち１つの波長帯域、例えばエチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ２＝９．０μｍを含む第２波長帯域の赤外線受光量Ｖｄ２を算出することにより、プランクの法則に基づき被検体（被験者）としての運転者１８の温度を求めることができる。
【０１４１】
この場合には次の前提条件が必要となる。
（Ａ） 被検体の放射率を人体の標準的な値（例えば０．９５）と仮定する。
（Ｂ） 被検体とセンサ間には標準的な大気があると仮定する。
（Ｃ） 赤外線センサの全視野が被検体によりカバーされる。即ち被験者の体温以外の赤外線はセンサに入射しない（本項は２色温度計でも同じ）。
【０１４２】
ここで温度Ｔは、具体的にはメモリ３６のλ２画像４６−２から求めた受光量Ｖｄ２をＭλ2として次式に代入して算出する。
【０１４３】
【数４】
【０１４４】
図１４は図１３の実施形態による酒気帯びの検知処理例を示したフローチャートであり、ステップＳ１３でλ１フィルタ２０−１を赤外線カメラ１２の入射系にセットして撮像動作を行ってλ１画像４６−１をメモリ３６に保存し、次にλ２フィルタ２０−２を赤外線カメラ１２入射系にセットして赤外線カメラ１２により撮像動作を行ってλ２画像４６−２をメモリ３６に保存する点、及びステップＳ１５でλ１画像から受光量Ｖｄ１を計算し、次にλ２画像から受光量Ｖｄ２を計算する点、更に、ステップＳ１７で１色温度計の原理に基づき受光量Ｖｄ２から被験者の温度Ｔを算出する以外は、図１１に示した図１の実施形態による検知処理と同じになる。
【０１４５】
図１５は本発明によるエチルアルコール検知装置の他の実施形態を例示した要部構成ブロック図であり、この実施形態にあっては、赤外線撮像素子に代えて赤外線受光素子を備えた赤外線センサを使用するようにしたことを特徴とする。
【０１４６】
即ち、図１５において、エチルアルコール検知処理部１０に対し設けられた赤外線カメラ１２は、図１の撮像素子２４に代えて赤外線センサ５６を設けている。
【０１４７】
図１６は図１５の赤外線センサ５６の例を示している。この赤外線センサ５６はケース６２の透光性ガラスなどのウィンドウ６４を有し、ウィンドウ６４の背後に、図に透視状態で示すように赤外線検出素子６５を備えており、赤外線検出素子６５は外部のリード６６に接続されている。赤外線検出素子６５としては、焦電素子、サーモパイル、サーミスタ、ボロメータなどの非冷却型素子を使用できる。またＭＣＴ、Ｉｎｓｂなどの冷却型素子を用いてもよい。
【０１４８】
図１５の実施形態において、撮像素子２４の代わりに赤外線センサ５６を設けた以外の構成は、図１の実施形態と基本的に同じである。
【０１４９】
一方、本実施形態のエチルアルコール検知処理部１０に設けたＣＰＵ２６には、赤外線センサ５６に対応して、図１の撮像制御部３８に代えて受光制御部６０の機能が設けられている。受光制御部６０は、図１の実施形態同様にフィルタ切替ユニット１４を制御する。そして、赤外線センサ５６によりλ１フィルタ２０−１を透過して受光された被検体からの第１受光信号であるλ１受光量Ｖｄ１をメモリ３６に記憶し、またλ２フィルタ２０−２を透過して受光された被検体からの第２受光信号であるλ２受光量Ｖｄ２をメモリ３６に記憶し、更に図示しないλ３フィルタを透過して受光された被検体からの第３受光信号であるλ３受光量Ｖｄ３をメモリ３６に格納している。
【０１５０】
エチルアルコール検出部４０は、メモリ３６に格納されているλ１受光量Ｖｄ１とλ２受光量Ｖｄ２から前記（１）式によりエチルアルコール含有度ΔＶｄを算出し、また温度検知部４２はメモリ３６に格納されているλ２受光量Ｖｄ２とλ３受光量Ｖｄ３とから２色温度計の原理に基づいて運転者１８の温度Ｔを検知し、判定部４４は図１０（Ａ）の含有度温度補正方法又は図１０（Ｂ）の閾値温度補正方法による温度補正を行った後に、閾値との比較により酒気帯び状態か否かを判定し、酒気帯び状態であることを判断した場合は、上記図１他の実施形態同様に対応処理を実行する。
【０１５１】
図１７は図１５の実施形態によるエチルアルコール検知処理例を示したフローチャートである。図１７において、エチルアルコール検知処理部１０およびその周辺装置に電源供給が開始されると、ステップＳ２１で初期化、自己診断、各種設定の読み込み等を実行し、異常がなければステップＳ２２に進み、図１１のステップＳ２における処理同様にエチルアルコールの検知要求の有無を判別している。
【０１５２】
ステップＳ２２で検知要求有りが判別されると、ステップＳ２３でλ１フィルタ２０−１を赤外線カメラ１２の入射系にセットして赤外線センサ５６で検知したλ１受光量Ｖｄ１をメモリ３６に保存し、次にλ２フィルタ２０−２を赤外線カメラ１２の入射系にセットして赤外線センサ５６で検知したλ２受光量Ｖｄ２をメモリ３６に保存し、更にλ３フィルタ２０−３を赤外線カメラ１２の入射系にセットして赤外線センサ５６で検知したλ３受光量Ｖｄ３をメモリ３６に保存する。このステップＳ２３におけるλ１受光量Ｖｄ１、λ２受光量Ｖｄ２、λ３受光量Ｖｄ３のメモリ保存は、１回であってもよいし、必要に応じてｎ回連続的に検出して保存するようにしてもよい。なお、複数回検出して保存した場合はその総和または平均等を受光量Ｖｄ１、Ｖｄ２、Ｖｄ３とすることができる。
【０１５３】
続いてステップＳ２４で、前記（１）式によりλ１受光量Ｖｄ１とλ２受光量Ｖｄ２の差分となるエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄを計算する。
【０１５４】
続いてステップＳ２５で、λ２受光量Ｖｄ２とλ３受光量Ｖｄ３の比（Ｖｄ２／Ｖｄ３）に基づき２色温度計の原理に従って運転者１８の温度Ｔを算出する。続いてこれを用いてステップＳ２６で温度補正処理を行う、この温度補正処理は例えば図１０（Ａ）の含有度温度補正方法または図１０（Ｂ）の閾値温度補正方法に従って行う。
【０１５５】
続いてステップＳ２７で閾値との比較により酒気帯び状態であるか否かを判定し、酒気帯び状態であると判断した場合は、ステップＳ２８に進み、上記図１他の実施形態同様に対応処理を実行する。
【０１５６】
図１８は図１３に示したような、本発明による２波長式のエチルアルコール検知装置の、更に異なる他の実施形態を例示した要部構成ブロック図であり、本実施形態にあっても、被験者の温度を１色温度計の原理に基づいて検出するようにしたことをひとつの特徴とする。そして、本実施形態では撮像素子２４および撮像制御部３８に代えて、赤外線センサ５６および受光制御部６０を設けている点が図１３のものと異なる。
【０１５７】
図１８において、エチルアルコール検知処理部１０に対しては赤外線カメラ１２とフィルタ切替ユニット１４が設けられており、フィルタ切替ユニット１４は、エチルアルコールの吸収波長λ１＝９．５μｍを含む第１波長帯域を選択的に透過させる第１透過窓を形成するλ１フィルタ２０−１と、λ１近傍の、エチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ２＝９．０μｍを含む第２波長帯域を選択的に透過させる第２透過窓を形成するλ２フィルタ２０−２の、２種類を切替える。
【０１５８】
エチルアルコール検知処理部１０にはＣＰＵ２６が設けられ、ＣＰＵ２６のバス２８に対し、ＡＤ変換器３０、出力インタフェース３２，３４，３５、及びメモリ３６を接続し、ＣＰＵ２６には、プログラムの実行により実現される機能として、受光制御部６０、エチルアルコール検出部４０、温度検知部４２及び判定部４４が設けられている。これらの構成及び機能は、受光制御部６０による制御で、赤外線センサ５６で被検体である運転者１８からの赤外線を受光し、これから画像処理に依らずλ１受光量Ｖｄ１とλ２受光量Ｖｄ２を取得してメモリ３６に保存する点以外は、図１３の実施形態と基本的に同じである。
【０１５９】
図１９は図１８の実施形態によるエチルアルコールの検知処理を示したフローチャートであり、ステップＳ３３でλ１フィルタ２０−１を赤外線カメラ１２の入射系にセットして赤外線センサ５６で受光したλ１受光量Ｖｄ１をメモリ３６に保存し、次にλ２フィルタ２０−２を赤外線カメラ１２の入射系にセットして赤外線センサ５６で受光したλ２受光量Ｖｄ２をメモリ３６に保存する点以外は、図１４に示した図１３の実施形態による検知処理と基本的に同じになる。
【０１６０】
図２０は例えば図１５又は図１８のエチルアルコール検知装置で使用する赤外線センサの他の実施形態を例示した説明図であり、赤外線センサに複数の赤外線受光素子を設け、素子が増えたことに対応して、信号出力用のリード線６６が増えている。それ以外の構成は、図１６に示した実施形態の赤外線センサ５６と基本的に同様である。
【０１６１】
この実施形態にあっては４つの赤外線検出素子６５−１〜６５−４を配置している。このため、赤外線センサ６８に運転者である被写体の像が結像されると、被写体の像即ち運転者の顔の像につき４つに分割した領域ごとに、赤外線検出素子６５−１〜６５−４に対応した受光量が得られる。この４分割された赤外線検出素子６５−１〜６５−４からそれぞれ得られた受光量に基づき、その総和あるいは平均値等を算出することで、図１５の検知装置に適用した場合にはλ１受光量Ｖｄ１、λ２受光量Ｖｄ２及びλ３受光量Ｖｄ３を求め、図１８の検知装置に適用した場合にはλ１受光量Ｖｄ１及びλ２受光量Ｖｄ２を求めることになる。
【０１６２】
もちろん、赤外線選出素子６５−１〜６５−４のうち全ての受光量に依らず、任意の１つ或いは複数の受光量に基づいて同様に処理しても良い。このようにする場合、図６で説明したように、例えば４つの受光素子それぞれに対応する被検体の領域から、本発明の検知処理に適した領域からの赤外線受光量を選択して処理することもできる。
【０１６３】
図２１は例えば図１５又は図１８の実施形態に示したエチルアルコール検知装置で使用する赤外線センサの、更に異なる他の実施形態を示した説明図であり、本実施形態にあっては赤外線センサ５６或いは赤外センサ６８に代えて適用できる赤外線センサ７２を示している。
【０１６４】
図２１において、赤外線センサ７２は、内部構造を透視状態で示しており、受光側にウィンドウ６４を備えたケース６２内に、例えば３つの赤外線受光素子６５−１〜６５−３を配置し、その各前方にλ１フィルタ７４−１、λ２フィルタ７４−２及びλ３フィルタ７４−３を配置している。
【０１６５】
λ１フィルタ７４−１は、エチルアルコールの吸収波長λ１＝９．５μｍを選択透過するフィルタである。λ２フィルタ７４−２は、エチルアルコールの吸収波長の近傍の、エチルアルコールの吸収の影響を受けない波長λ２＝９．０μｍを選択透過するフィルタである。λ３フィルタ７４−３は、同じくエチルアルコールの吸収波長の近傍のエチルアルコールの有無の影響を受けない波長λ２＝８．３μｍを選択透過するフィルタである。
【０１６６】
ここでは３波長を選択受光できるものとしているが、２つの素子と、それぞれに対応する異なる２波長（λ１、λ２）を選択透過するフィルタを設けた赤外線センサとしても良い。このような赤外線センサ７２を用いる場合には、フィルタ切替部１４とその駆動部１６、また波長可変フィルタ２５とその制御部である波長可変フィルタコントローラ４８を省略することができる。
【０１６７】
このようにすれば、赤外線センサ７２自体で固定的に波長λ１，λ２，λ３若しくは波長λ１，λ２に対応した受光量を直接検出でき、装置構成が簡単にできると共に、ＣＰＵ２６による処理も簡略化されて処理負荷が低減できる。
【０１６８】
なお、上記全ての実施形態を含め、このλ２およびλ３は、エチルアルコールの吸収の影響を受けない波長として、本発明の目的の一部または全部適合する範囲で、任意に選択することができる。例えば、λ１、λ２、λ３の３波長を用いる実施形態において、λ２を８．３μｍ、λ３を９．０μｍとしても良いし、λ１とλ２の２波長を用いる実施形態においてλ２を９．０μｍとしても良い。
【０１６９】
また、スペクトル吸収波長λ１についても、使用する赤外線撮像素子または赤外線センサの受光スペクトルに合わせ、他の波長を選択することも可能である。例えば特開２００９−１４８４０１において使用したλ１＝２．７７μmまたは３．３７μmを用いた場合においても、その近傍にλ２，λ３を設定することにより被検体の温度の影響を受けない、精度の高い酒気帯びの判定が可能となる。
【０１７０】
また、上記の実施形態にあっては、フィルタ切替ユニットによる機械的なフィルタ切替えや、波長可変フィルタによるフィルタ切替えを例にとるものであったが、これ以外に回析格子などを用いた分光器により、目的とする波長帯域の画像もしくは受光量を測定するようにしてもよい。
【０１７１】
また、各波長の任意の一部を撮像素子で撮像して処理し、その他の波長を、受光素子を用いて受光して処理するようにしても良い。
【０１７２】
また、上記実施形態では、フィルタ切替ユニット１４に設けた回転円盤に、各波長を選択透過させるフィルタを各１枚ずつ設けているが、複数枚ずつ設けても良いし、各波長につき対応するフィルタの枚数は同数でなくても良い。
【０１７３】
また、上記実施形態では車載用途に用いるエチルアルコール検知装置として説明したが、電池電源や他の専用電源を備えて可搬型とし、酒気帯びや飲酒状態を検査する装置としても利用できる。或いは、閾値による判定とそれに伴う処理に加えて、又はそれに代えて、エチルアルコール含有度（濃度）を表示する機能等を設け、酒気帯びや飲酒状態の検知以外のエチルアルコール含有度（濃度）検知装置としても利用できる。このような場合、被検体は必ずしも人体である必要は無く、目的に応じた被検体とすることは言うまでもない。
【０１７４】
また、上記実施の形態で示したプロセッサは、その機能の一部又は全部を、例えばワイヤードロジック等による他の手段に代えることができる。プロセッサを含め他の電気的、機能的構成は適宜に統廃合することもできる。
【０１７５】
また上記の実施形態における検知処理のフローチャートは処理の概略例を説明したもので、処理の順番等はこれに限定されない。また必要に応じ他の処理を追加、挿入する等ができる。
【０１７６】
また本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【符号の説明】
【０１７７】
１０：エチルアルコール検知処理部
１２：赤外線カメラ
１４：フィルタ切替ユニット
１６：駆動部
１８：被験者
２０−１：λ１フィルタ
２０−２：λ２フィルタ
２０−３：λ３フィルタ
２２：光学系
２２ａ：対物レンズ
２２ｂ：結像レンズ
２４：撮像素子
２５：波長可変フィルタ
２６：ＣＰＵ
２８：バス
３０：ＡＤ変換器
３２，３４，３５：出力ＩＦ
３６：メモリ
３８：撮像制御部
４０：エチルアルコール検出部
４２：温度検知部
４４：判定部
４６：画像
４６−１：λ１画像
４６−２：λ２画像
４６−３：λ３画像
４８：波長可変フィルタコントローラ
５０−１〜５０−３：特徴抽出領域
５２：表示部
５４：制御部
５６，６８：赤外線センサ
６０：受光制御部
６２：ケース
６４：ウインドウ
６５，６５−１〜６５−３：赤外線検出素子
６６：リード
７２：マルチ赤外線センサ
７４−１：λ１フィルタ
７４−２：λ２フィルタ
７４−３：λ３フィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体から放射する赤外線に基づいて血液中に溶け込んでいるエチルアルコールを検出して、酒気帯び運転などを検知するエチルアルコール検知装置及び検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、酒気帯び運転を防止するための装置にあっては、運転者の呼気に含まれるエチルアルコールをガスセンサにより検出し、所定以上のエチルアルコールが検出された場合には自動車を始動させないように構成している。（特許文献１）。
【０００３】
一般に、呼気中に含まれるアルコールの濃度は血液中のアルコール濃度と比例関係にある。法規上定められた酒気帯び運転の基準は、呼気中のアルコール濃度０．１５ｍｇ／Ｌであり、これは血中アルコール濃度で０．０３％に相当する。このため呼気中のアルコール濃度を測定することで、酒気帯び状態を検知してエンジン始動装置等に対し所定の制御を行うことで運転を禁止することができる。
【０００４】
しかしながら、このような従来の酒気帯び防止装置にあっては、運転者の位置する頭上近辺の空間の空気をファンにより吸引してガスセンサでアルコールを間接的に検知するようにしているため、呼気を直接採取してアルコール濃度を測定する場合に比べ、測定値が実際の呼気中のアルコール濃度に対し低めの値となり、酒気帯び運転を確実に防止できない恐れがある。
【０００５】
またアルコールを検出するガスセンサは使用中にも異物の付着や酸化などにより感度が変化するため、自動的に感度を調整する校正処理が必要であり、更に、定期的に清掃点検などのメンテナンスをしなければ検出精度を維持することができないという問題がある。
【０００６】
このような問題を解決するため本願発明者等にあっては、被験者からの赤外線放射光のうちエチルアルコールの吸収波長λ（１）、その近傍のエチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ（２）、エチルアルコールと同じ吸収波長を持つ外乱物質の特徴吸収波長λ（３）の各々について赤外線強度を検出器により検出し、波長λ（１）と波長λ（２）の赤外線強度に基づいてエチルアルコール含有度を求め、また波長λ（２）と波長λ（３）の赤外線強度に基づいて外乱物質検出値を求め、被験者の血中エチルアルコール含有度と外乱物質検出値とに基づいてエチルアルコールの検出又は非検出を判定する装置を提案している（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１５０８５３号公報
【特許文献２】特開２００９−１４８４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような従来のエチルアルコールの吸収波長λ（１）、その近傍のエチルアルコール吸収率の小さな波長λ（２）、及び上述した外乱物質の特徴吸収波長λ（３）の赤外線強度から被験者の血中エチルアルコール含有度及び外乱物質検出値を求めて酒気帯びを判定する方法にあっては、被験者の温度（体温）が大きく変化した場合、波長λ（１）、λ（２）及びλ（３）における検出器の検出値が変化するため、正確なエチルアルコール含有度を求めることができず、酒気帯びの判定精度（検知精度）が低くなるという問題があった。
【０００９】
本発明は、被験者の体温に影響されることなく被験者の放射する赤外線から血中のエチルアルコール含有度、或いはそれを示す指標を正確に検知して酒気帯びの判定精度を高めるエチルアルコール検知装置及び検知方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（検知装置Ａ）
本発明は、エチルアルコール検知装置に於いて、
赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子と、
被験者像を撮像素子に結像させる光学系と、
被験者からのエチルアルコールの吸収波長(λ１)を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１透過窓と、
被験者からの第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長(λ２)を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２透過窓と、
被験者からの第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長(λ３)を含む第２波長帯域とは異なる第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第３透過窓と、
第１透過窓を透過して結像された第１被験者画像、第２透過窓を透過して結像された第２被験者画像、及び第３透過窓を透過して結像された第３被験者画像を、撮像素子により撮像してメモリに格納する撮像制御部と、
メモリに格納された第１被験者画像と第２被験者画像に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
メモリに格納された第２被験者画像と第３被験者画像に基づいて被験者の温度を算出する温度検知部と、
エチルアルコール含有度と被験者の検知温度に基づいてエチルアルコールの検出と非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
ここで、第１透過窓は、第１波長帯域として波長λ１＝９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
第２透過窓及び第３透過窓は第1波長帯域を含まない第２波長帯域及び第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
【００１２】
第２透過窓は、第２波長帯域として波長λ２＝９．０μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
第３透過窓は、第３波長帯域として波長λ３＝８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
【００１３】
エチルアルコール検出部は、第１被験者画像と第２被験者画像の同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値（Ｖｄ１，Ｖｄ２）の差分値（ΔＶｄ＝Ｖｄ１−Ｖｄ２）としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度（ΔＶｄ）を算出する。
【００１４】
温度検知部は、第２被験者画像と第３被験者画像の同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値から被験者の温度を算出する。
【００１５】
判定部は、所定の温度補正係数（Ｋ）に基づき、所定の基準温度（Ｔｏ）で設定した所定の閾値（Ｖｔｈｏ）を、被験者の検知温度（Ｔ）における閾値（Ｖｔｈ）に温度補正し、エチルアルコール含有度（ΔＶｄ）が温度補正した閾値（Ｖｔｈ）以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、エチルアルコール含有度（ΔＶｄ）が温度補正した閾値（Ｖｔｈ）を超えている場合にエチルアルコールの非検出を判定する。この場合の閾値の温度補正は次式で補正される。
Ｖｔｈ＝Ｖｔｈｏ＋Ｋ（Ｔ−Ｔｏ）
【００１６】
判定部は、所定の温度補正係数（Ｋ）に基づき、被験者の検知温度（Ｔ）におけるエチルアルコール含有度（ΔＶｄ）を、所定の閾値（Ｖｔｈｏ）を設定した基準温度（Ｔｏ）でのエチルアルコール含有度（ΔＶｄｏ）に補正し、温度補正したエチルアルコール含有度（ΔＶｄｏ）が閾値（Ｖｔｈｏ）以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、温度補正したエチルアルコール含有度（ΔＶｄｏ）が閾値（Ｖｔｈｏ）を超えている場合にエチルアルコールの非検出を判定する。この場合のエチルアルコール含有度の温度補正は次式で補正される。
ΔＶｄｏ＝ΔＶｄ＋Ｋ（Ｔ−Ｔｏ）
【００１７】
撮像素子、光学系、第１透過窓、第２透過窓及び第３透過窓を冷却する冷却機構を設ける。
【００１８】
（検知装置Ｂ）
本発明は、エチルアルコール検知装置に於いて、
赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子と、
被験者像を撮像素子に結像させる光学系と、
被験者からのエチルアルコールの吸収波長(λ１)を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１透過窓と、
被験者からの第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長(λ２)を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２透過窓と、
第１透過窓を透過して結像された第１被験者画像および第２透過窓を透過して結像された第２被験者画像を透過して結像された第２被験者画像を、前記撮像素子により撮像してメモリに格納する撮像制御部と、
メモリに格納された第１被験者画像と第２被験者画像に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
メモリに格納された第２被験者画像に基づいて前記被験者の温度を算出する温度検知部と、
エチルアルコール含有度と被験者の検知温度に基づいてエチルアルコールの検出と非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１９】
ここで、第１透過窓は、第１波長帯域として波長λ１＝９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
第２透過窓は第1波長帯域を含まない第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
【００２０】
第２透過窓は、第２波長帯域として波長λ２＝９．０μｍ又は８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
【００２１】
エチルアルコール検出部は、第１被験者画像と第２被験者画像の同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【００２２】
温度検知部は、第２被験者画像における第１被験者画像と同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値から被験者の温度を算出する。
【００２３】
判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、被験者の検知温度における閾値に温度補正し、エチルアルコール含有度が温度補正した閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、エチルアルコール含有度が温度補正した閾値を超えている場合にエチルアルコールの非検出を判定する。
【００２４】
判定部は、所定の温度補正係数に基づき、被験者の検知温度におけるエチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、温度補正したエチルアルコール含有度が閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、温度補正したエチルアルコール含有度が閾値を超えている場合にエチルアルコールの非検出を判定する。
【００２５】
撮像素子、光学系、第１透過窓、及び第２透過窓を冷却する冷却機構を設ける。
【００２６】
（検知装置Ｃ）
本発明はエチルアルコール検知装置に於いて、
１または複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサと、
被験者像を赤外線センサに結像させる光学系と、
被験者からのエチルアルコールの吸収波長波長（λ１）を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１透過窓と、
被験者からの第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長（λ２）を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２透過窓と、
被験者からの第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長（λ３）を含む第２波長帯域とは異なる第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第３透過窓と、
赤外線センサにより、第１透過窓を透過して受光された第１受光信号、第２透過窓を透過して受光された第２受光信号、及び第３透過窓を透過して受光された第３受光信号を検出してメモリに格納する受光制御部と、
メモリに格納された第１受光信号と第２受光信号に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
メモリに格納された第２受光信号と第３受光信号に基づいて被験者の温度を算出する温度検知部と、
エチルアルコール含有度と被験者の検知温度に基づいてエチルアルコールの検出と非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする。
【００２７】
ここで、第１透過窓は、第１波長帯域として波長λ１＝９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
第２透過窓及び第３透過窓は第1波長帯域を含まない第２波長帯域及び第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
【００２８】
第２透過窓は、第２波長帯域としてλ２＝９．０μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
第３透過窓は、第３波長帯域としてλ３＝８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
【００２９】
エチルアルコール検出部は、第１受光信号と第２受光信号の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出する。
【００３０】
温度検知部は、第２受光信号と第３受光信号の比率に基づいて被験者の温度を算出する。
【００３１】
判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、被験者の検知温度における閾値に温度補正し、エチルアルコール含有度が温度補正した閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、エチルアルコール含有度が温度補正した閾値を超えている場合にエチルアルコールの非検出を判定する。
【００３２】
判定部は、所定の温度補正係数に基づき、被験者の検知温度におけるエチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、温度補正したエチルアルコール含有度が閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、温度補正したエチルアルコール含有度が閾値を超えている場合にエチルアルコールの非検出を判定する。
【００３３】
赤外線センサ、光学系、第１透過窓、第２透過窓及び第３透過窓を冷却する冷却機構を設ける。
【００３４】
（検知装置Ｄ）
本発明は、エチルアルコール検知装置に於いて、
１または複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサと、
被験者像を赤外線センサに結像させる光学系と、
記被験者からのエチルアルコールの吸収波長（λ１）を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１透過窓と、
被験者からの第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長（λ２）を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２透過窓と、
赤外線センサにより、第１透過窓を透過して受光された第１受光信号及び第２透過窓を透過して受光された第２受光信号を検出してメモリに格納する受光制御部と、
メモリに格納された第１受光信号と第２受光信号に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
メモリに格納された第２受光信号に基づいて被験者の温度を算出する温度検知部と、
エチルアルコール含有度と被験者の検知温度に基づいてエチルアルコールの検出と非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする。
【００３５】
ここで、第１透過窓は、第１波長帯域としてλ１＝９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
第２透過窓は前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
【００３６】
第２透過窓は、第２波長帯域としてλ２＝９．０μｍ又は８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
【００３７】
エチルアルコール検出部は、第１受光信号と第２受光信号の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出する。
【００３８】
判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、被験者の検知温度における閾値に温度補正し、エチルアルコール含有度が温度補正した閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、エチルアルコール含有度が温度補正した閾値を超えている場合にエチルアルコールの非検出を判定する。
【００３９】
判定部は、所定の温度補正係数に基づき、被験者の検知温度におけるエチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、温度補正したエチルアルコール含有度が閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、温度補正したエチルアルコール含有度が記閾値を超えている場合にエチルアルコールの非検出を判定する。
【００４０】
赤外線センサ、光学系、第１透過窓及び第２透過窓を冷却する冷却機構を設ける。
【００４１】
（検知方法Ａ）
本発明は、エチルアルコール検知方法に於いて、
被験者からのエチルアルコールの吸収波長（λ１）を含む第１波長帯域の赤外光を、第１透過窓により選択的に透過して赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子に結像して撮像した第１被験者画像をメモリに格納し、
被験者からの第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長（λ２）を含む第２波長帯域の赤外光を、第２透過窓により選択的に透過して撮像素子に結像して撮像した第２被験者画像をメモリに格納し、
記被験者からの第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長（λ３）を含む第２波長帯域とは異なる第３波長帯域の赤外光を、第３透過窓により選択的に透過して撮像素子に結像して撮像した第３被験者画像をメモリに格納し、
メモリに格納された第１被験者画像と第２被験者画像に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出し、
メモリに格納された第２被験者画像と第３被験者画像に基づいて被験者の温度を算出し、
エチルアルコール含有度と被験者の検知温度に基づいてエチルアルコールの検出と非検出を判定する、
ことを特徴とする。
【００４２】
これ以外の特徴は上記の検知装置Ａの場合と基本的に同じになる。
【００４３】
（検知方法Ｂ）
本発明は、エチルアルコール検知方法に於いて、
被験者からのエチルアルコールの吸収波長（λ１）を含む第１波長帯域の赤外光を、第１透過窓により選択的に透過して赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子に結像して撮像した第１被験者画像をメモリに格納し、
被験者からの第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長（λ２）を含む第２波長帯域の赤外光を、第２透過窓により選択的に透過して撮像素子に結像して撮像した第２被験者画像をメモリに格納し、
メモリに格納された第１被験者画像と第２被験者画像に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出し、
メモリに格納された第２被験者画像に基づいて被験者の温度を算出し、
前記エチルアルコール含有度と前記被験者の検知温度に基づいて前記エチルアルコールの検出と非検出を判定する、
ことを特徴とする。
【００４４】
これ以外の特徴は上記の検知装置Ｂの場合と基本的に同じになる。
【００４５】
（検知方法Ｃ）
本発明は、エチルアルコール検知方法に於いて、
被験者からのエチルアルコールの吸収波長（λ１）を含む第１波長帯域の赤外光を、第１透過窓により選択的に透過して１又は複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサに結像して受光した第１受光信号をメモリに格納し、
被験者からの前記第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長（λ２）を含む第２波長帯域の赤外光を、第２透過窓により選択的に透過して赤外線センサに結像して受光した第２受光信号をメモリに格納し、
被験者からの第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長（λ３）を含む第２波長帯域とは異なる第３波長帯域の赤外光を、第３透過窓により選択的に透過して赤外線センサに結像して受光した第３受光信号をメモリに格納し、
メモリに格納された第１受光信号と第２受光信号に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出し、
メモリに格納された第２受光信号と第３受光信号に基づいて被験者の温度を算出し、
エチルアルコール含有度と被験者の検知温度に基づいて前記エチルアルコールの検出と非検出を判定する、
ことを特徴とする。
【００４６】
これ以外の特徴は上記の検知装置Ｃの場合と基本的に同じになる。
【００４７】
（検知方法Ｄ）
本発明は、エチルアルコール検知方法に於いて、
被験者からのエチルアルコールの吸収波長（λ１）を含む第１波長帯域の赤外光を、第１透過窓により選択的に透過して１又は複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサに結像して受光した第１受光信号をメモリに格納し、
被験者からの第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長（λ２）を含む第２波長帯域の赤外光を、第２透過窓により選択的に透過して赤外線センサに結像して受光した第２受光信号をメモリに格納し、
メモリに格納された第１受光信号と第２受光信号に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出し、
メモリに格納された第２受光信号に基づいて被験者の温度を算出し、
エチルアルコール含有度と前記被験者の検知温度に基づいてエチルアルコールの検出と非検出を判定する、
ことを特徴とする。
【００４８】
これ以外の特徴は上記の検知装置Ｄの場合と基本的に同じになる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば、被験者からの赤外線放射光のうち、検出器による、エチルアルコールの吸収波長λ１を含む第１波長帯域の受光量Ｖｄ１、第１波長帯域の近傍のエチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ２を含む第２波長帯域の受光量Ｖｄ２、第１波長帯域の近傍のエチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ３を含む第３波長帯域の受光量Ｖｄ３の各々を検出し、波長λ１、λ２に対応した受光量Ｖｄ１、Ｖｄ２の差分ΔＶｄとしてエチルアルコール含有度を算出すると共に、波長λ２、λ３に対応した受光量Ｖｄ２、Ｖｄ３から被験者の温度（体温）を算出し、エチルアルコール含有度を被験者の温度により温度補正して酒気帯び有無を判定したため、被験者の体温の変化に伴う判定誤差を小さくすることができる。
【００５０】
また被験者の温度は、単一の波長に対応した赤外線受光量からも算出可能であることから、波長λ２又はλ３に対応した何れかひとつの波長受光量Ｖｄ２又はＶｄ３から被験者の温度を算出してエチルアルコール含有度を温度補正することができ、この場合には波長が２つで済むことから、波長抽出に係る構造や電気回路等を削減でき、装置構成を簡単に、また低コストにすることができる。
【００５１】
またエチルアルコールの吸収波長λ１を９．５μｍ、その近傍のエチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ２、λ３を例えば９．０μｍ、８．３μｍに設定し、プランクの法則に基づく被験者の分光放射発散度の高い波長帯を使用することで、赤外線カメラや赤外線受光素子に入射する赤外線量を高くして受光出力を大きくとることができる。
【００５２】
また撮像素子、光学系、第１透過窓、第２透過窓及び第３透過窓を冷却する冷却機構を設け、例えば常温以下に冷却することにより、赤外線受光量に影響するノイズ成分を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】３波長赤外線検知に基づく本発明によるエチルアルコール検知装置の実施形態を示したブロック図
【図２】本実施形態で使用するフィルタ切替えの赤外線カメラを示した説明図
【図３】本実施形態で使用する冷却機構を示した説明図
【図４】エチルアルコールの波長スペクトラム分布を示した説明図
【図５】プランクの法則による波長に対する分光放射発散度を示した特性グラフ図
【図６】本実施形態における特徴領域の抽出を示した説明図
【図７】平常状態と飲酒状態における被験者の呼気中アルコール濃度と測定箇所温度の測定結果及び２波長赤外線出力差（エチルアルコール含有度）のグラフ分布を示した説明図
【図８】図７の測定結果による被験者の温度と２波長赤外線の出力差分値（エチルアルコール含有度）の測定点の分布を示したグラフ図
【図９】本実施形態における２波長による温度検出特性を示した特性グラフ図
【図１０】本実施形態における２波長赤外線の出力差分値２ΔＶｄ（エチルアルコール含有度）の温度補正と、閾値の温度補正を示した特性グラフ図
【図１１】図１の実施形態によるエチルアルコールの検知処理を示したフローチャート
【図１２】本実施形態で使用する波長可変フィルタを用いた赤外線カメラを示した説明図
【図１３】２波長赤外線検知に基づく本発明によるエチルアルコール検知装置の他の実施形態を示したブロック図
【図１４】図１３の実施形態によるエチルアルコールの検知処理を示したフローチャート
【図１５】赤外線センサを用いた３波長赤外線検知に基づく本発明によるエチルアルコール検知装置の他の実施形態を示したブロック図
【図１６】図１５の赤外線センサを示した説明図
【図１７】図１５の実施形態によるエチルアルコールの検知処理を示したフローチャート
【図１８】赤外線センサを用いた２波長赤外線検知に基づく本発明によるエチルアルコール検知装置の他の実施形態を示したブロック図
【図１９】図１８の実施形態によるエチルアルコールの検知処理を示したフローチャート
【図２０】図１５又は図１８で使用する複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサを示した説明図
【図２１】図１５又は図１８で使用するマルチ赤外線センサを示した説明図
【発明を実施するための形態】
【００５４】
図１は３波長赤外線検出に基づく本発明によるエチルアルコール検知装置の実施形態について、その要部構成例を示した説明図である。
【００５５】
図１において、エチルアルコール検知装置のエチルアルコール検知処理部１０はコンピュータのハードウェア環境とソフトウェア環境とを備えて機能構成されており、エチルアルコール検知処理部１０に対しては赤外線カメラ１２とフィルタ切替ユニット１４が設けられている。これは一例であり、各機能の分離、統合は任意に行うことができる。また各機能の一部または全部は、ソフトウェア（プログラム）によって実行されるものであっても、ハードウェアによって実行されるものであっても良い。
【００５６】
赤外線カメラ１２は例えば自動車車両のダッシュボードなどに内蔵されており、フィルタ切替ユニット１４を介して、本実施の形態においては例えば、被験者（被検体）となる運転者１８の顔から放射される赤外線放射光による画像を撮像する。
【００５７】
波長抽出手段を構成するフィルタ切替ユニット１４は、図２に取り出して示すように、赤外線カメラ１２の前に配置された回転円盤の例えば盤面３箇所の開口部に、帯域の異なる光学的フィルタとして、本実施形態にあっては第１透過窓を形成するλ１フィルタ２０−１、第２透過窓を形成するλ２フィルタ２０−２及び第３透過窓を形成するλ３フィルタ２０−３を装着し、これらのフィルタを順次切り替えながら、運転者１８の顏の赤外線放射光による画像を撮像する。
【００５８】
なお、以下でλ１フィルタ２０−１、λ２フィルタ２０−２、λ３フィルタ２０−３を総称するときは「フィルタ２０」という。また、本実施の形態においては、各フィルタはそれぞれ他のフィルタと重複しない波長帯を選択透過させるバンドパスフィルタとする。ただし、これにより本発明が限定されるものではなく、本発明の目的の全部また一部を達成できる範囲において、透過波長の重複も許される。
【００５９】
再び図１を参照するに、赤外線カメラ１２には光学系２２と、検出器として、赤外線波長帯域に感度を持つ撮像素子（ここでは例えばＣＣＤ）２４が設けられている。フィルタ切替ユニット１４は、モータなどを備えた駆動部１６により上記の円盤を回転してフィルタ切替えを行うことができる。
【００６０】
赤外線カメラ１２及びフィルタ切替ユニット１４に対しては図３に示すように冷却機構が設けられている。図３において、赤外線カメラ１２のレンズ開口部には鏡筒７６が装着され、赤外線カメラ１２の入射系に配置された鏡筒７６の前（撮像対象側＝レンズの物体面側）には、図２に示したようにλ１フィルタ２０−１、λ２フィルタ２０−２及びλ３フィルタ２０−３を各開口８０に配置した回転自在な回転円盤７８が配置されている。鏡筒７６の側面にはチューブ８４を介して外部に設置した冷却ファン８２が接続されている。
【００６１】
冷却ファン８２は外部から吸入した冷却空気を、チューブ８４を介して鏡筒７６に供給することで、赤外線カメラ１２のレンズや回転円盤７８のフィルタ２０を常温以下に冷却している。
【００６２】
全ての物体はその温度に応じた赤外線を放射しており、本実施形態における撮像素子２４の前に置かれる光学系２２やフィルタ２０からもその温度に応じた赤外線が放射されている。この自発赤外線がバックグラウンド光（ノイズ成分）として運転者１８からの赤外線に重畳されて撮像素子に入射することで、Ｓ／Ｎ比を低下させる。そこで図２のような冷却機構を設けて光学系２２やフィルタ２０を常温以下に冷却することにより、ノイズ成分を小さくする。
【００６３】
なお、このような冷却機構に代えて、またはそれに加えて、フィルタ２０や光学系２２のレンズ部等に、ペルチェ素子等の冷却器を取り付けて冷却するようにして良い。
【００６４】
また、λ１フィルタ２０の表面において、装置内部からの放射赤外線が反射して撮像素子２４に入射することを防ぐため、フィルタ面を光軸に対し直交しないよう斜めに所定角度傾斜させて配置し、内部からの放射赤外線が装置内に再帰し難くなるような構造とすることもできる。なお、図３の冷却機構は、後の説明で明らかにする他の実施形態についても同様に適用される。
【００６５】
再び図１を参照するに、エチルアルコール検知処理部１０にはＣＰＵ２６が設けられ、ＣＰＵ２６のバス２８に対し、ＡＤ変換器３０、出力インタフェース３２，３４，３５、及びメモリ３６を接続している。
【００６６】
ＡＤ変換器３０には赤外線カメラ１２の撮像信号出力線が接続され、撮像素子２４で撮像された運転者１８の赤外線画像（本実施形態では静止画像）をここでデジタル画像データに変換して取り込み、メモリ３６にλ１画像４６−１、λ２画像４６−２、λ３画像４６−３として格納する。このような赤外線カメラ１２を用いた画像撮影の制御動作は、ＣＰＵ２６に設けた撮像制御部３８により行われる。なお、以下でλ１画像４６−１、λ２画像４６−２、λ３画像４６−３を総称する場合には「画像４６」という。
【００６７】
出力インタフェース３２には駆動部１６が接続され、エチルアルコール検知処理部１０からの制御信号で駆動部１６を切り替え制御し、赤外線カメラ１２の撮像動作に連動してフィルタ切替ユニット１４のフィルタ切替えを行う。即ち、上記の画像データ取り込みは、各波長に対応してフィルタ２０を切り替えつつ、波長毎に順次行われる。
【００６８】
出力インタフェース３４には表示部５２が接続され、また出力インタフェース３５には制御部５４が接続されている。撮像制御部３８による制御を受け、表示部５２には、エチルアルコール検知処理部１０で処理された検出や判定、検知の結果、例えば運転者１８の酒気帯びの有無などが必要に応じて表示される。表示部に代えて、又はこれに加えて、必要に応じ音で各種報知を行う音響報知部を設けても良い。
【００６９】
制御部５４は、エチルアルコール検知処理部１０で運転者１８の酒気帯び運転が判別された際に、撮像制御部３８による制御を受け、例えばエンジン始動装置等に対してエンジンの始動をできないよう禁止するといった酒気帯び運転防止制御を行う。
【００７０】
ＣＰＵ２６には、プログラムの実行により実現される機能として、撮像制御部３８、エチルアルコール検出部４０、温度検知部４２及び判定部４４が設けられている。本実施形態のエチルアルコール検知処理部１０にあっては、運転者１８の酒気帯び状態を顔面などの皮膚直下の毛細血管に表れる含有エチルアルコールから検知する。
【００７１】
毛細血管中の含有エチルアルコールの検出は、運転者１８の体温による人体からの赤外線放射光から、エチルアルコールによる特定波長の吸収による減衰を検知することを基本としている。
【００７２】
図４は検知対象とするエチルアルコールの吸収波長スペクトル分布を示した説明図である。エチルアルコールＣ2Ｈ5ＯＨは、その分子構造に由来し、２．７７μｍ、３．３７μｍ及び９．５μｍなどの吸収波長を持っている。例えば吸収波長９．５μｍは、エチルアルコール中の−ＣＨ3の結合伸縮に伴い、エチルアルコール分子が吸光する波長である。
【００７３】
そこで運転者からの赤外光のうち、エチルアルコールの吸収波長λ１として例えば、λ１＝９．５μｍを含む第１波長帯域を選択的に透過させる第１透過窓を形成する第１フィルタとしてλ１フィルタ２０−１を介して赤外光を監視すると、所定量のエチルアルコールが毛細血管中に含まれている状態即ち酒気帯び状態では、１波長帯域の赤外光は毛細血管中のエチルアルコール濃度（含有度）に応じた吸光度を示し、このとき撮像素子２４で撮像されたλ１画像４６−１における各画素から求められた受光量Ｖｄ１は小さくなる。なお、本実施形態においては受光量Ｖｄ１、また後述するＶｄ２、Ｖｄ３を求める際には、画像４６のうち、例えば運転者像の所定領域（後述）における所定の画素群を抽出し、抽出された画素群に基づいて行う。
【００７４】
ここで、エチルアルコールの吸収波長λ１として例えば、２．７７μｍや３．３７μｍ等ではなく、比較的長波長側のλ１＝９．５μｍを設定している理由を説明する。物体から放射される赤外線は、物体の温度に依存して変化し、波長毎の分光放射発散度はプランクの法則により求められる。いま人体の温度を３５℃とすれば、プランクの法則による分光放射発散度は図５に示す特性となる。
【００７５】
図５において、人体の温度を３５℃での分光放射発散度は、波長３．０μｍ付近から立ち上がり、９μｍ付近でピークとなっている。そこで図４のエチルアルコールの吸収波長スペクトル分布にあっては、約３．４μｍと９．５μｍに吸収スペクトルを持つが、３．４μｍでの分光放射発散度は５．５９×１０5（Ｗ／ｍ2・ｍ）であり、９．５μｍでの分光放射発散度は３．５６×１０7（Ｗ／ｍ2・ｍ）である。そこで本発明にあっては、λ１＝９．５μｍを用いることにより、撮像素子に入射する赤外線量は約３．４μｍを用いる場合の６４倍程度となり、大きな赤外線受光量を得ることができる。この点は、以下に説明する波長λ２及びλ３についても同様である。
【００７６】
次に本実施形態にあっては、エチルアルコールの吸収波長λ１＝９．５μｍ近傍の、エチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ２として、例えばλ２＝９．０μｍを含む第２波長帯域を選択的に透過させる第２透過窓を形成する第２フィルタとしてλ２フィルタ２０−２を設け、λ２フィルタ２０−２を介して運転者１８からの赤外光を監視する。λ２フィルタ２０−２を透過して得られる運転者１８からの赤外光撮像画像であるλ２画像４６−２の所定画素から求められた受光量Ｖｄ２は、エチルアルコールの有無に関係なく、運転者から、その体温に応じた赤外線放射量に相当する受光量として得られる。
【００７７】
そこで本発明にあっては、毛細血管中のエチルアルコール濃度に応じたエチルアルコール含有度Ａとして、エチルアルコールの吸収波長λ１＝９．５μｍを含む赤外線の受光量Ｖｄ１と、エチルアルコールによる吸収の影響を受けないλ２＝９．０μｍを含む赤外線の受光量Ｖｄ２との例えば差分値ΔＶｄを算出する。
ΔＶｄ＝Ｖｄ１−Ｖｄ２ （１）
【００７８】
本実施形態におけるエチルアルコール含有度（を表す指標）ΔＶｄの算出は、図１のＣＰＵ２６に設けた撮像制御部３８及びエチルアルコール検出部４０により行われる。つまり、第２波長帯域が第１波長帯域に近接しているため、第２波長帯域の赤外線受光量Ｖｄ２が、エチルアルコールの吸収が無い場合に第１波長帯域から得られるべき赤外線受光量ｖｄ１と近似することから、（１）式によりエチルアルコール含有度ΔＶを得ることができる。
【００７９】
なお、第２波長帯域が第１波長帯域と近接していない場合、またはより正確なエチルアルコール検知を行う場合には、後述のプランクの法則により、エチルアルコールの吸収が無い場合に第１波長帯域から得られるべき赤外線受光量Ｖｄ１’を推定し、
ΔＶｄ＝Ｖｄ１’−Ｖｄ２
を求める。
【００８０】
撮像制御部３８は、例えば運転者１８が運転を開始するためにイグニッションキーをオンとしたような所定のタイミングを検出した場合に、出力インターフェース３２を介しフィルタ切替ユニット１４の駆動部１６にフィルタ切替動作させ、図３に示す鏡筒７６の入射側に位置し、赤外線カメラ１２の光学系に入射する赤外線の波長帯を選択抽出する光学フィルタをλ１フィルタ２０−１、λ２フィルタ２０−２、更に後の説明で明らかにするλ３フィルタ２０−３に順次切り替えながら、各フィルタを介して、赤外線カメラ１２により運転者１８の顔が撮像されるようにする。
【００８１】
そしてλ１フィルタ２０−１を透過して撮像された第１被写体画像であるλ１画像４６−１、λ２フィルタ２０−２を透過して撮像された第２被写体画像であるλ２画像４６−２、更にλ３フィルタ２０−３を透過して撮像された第３被写体画像であるλ３画像４６−３のそれぞれを、ＡＤ変換器３０でデジタル画像データに変換し、メモリ３６に格納する。
【００８２】
エチルアルコール検出部４０は、メモリ３６に格納されたλ１画像４６−１とλ２画像４６−２とに基づいて、エチルアルコール濃度に対応した前記（１）式で与えられるエチルアルコール含有度ΔＶｄを算出する。
【００８３】
図６は図１のエチルアルコール検出部４０でエチルアルコール含有度ΔＶｄ等を計算する際に用いられる運転者１８の特徴領域の画像（画素群）抽出イメージを例示している。運転者１８の毛細血管中のエチルアルコールの含有度を赤外線受光量から検知するためには、運転者の顔の毛細血管が皮膚表面に表われていてエチルアルコールによる吸収に伴う受光量減衰が十分に得られる領域を特定して、当該領域における画像データに基づいてエチルアルコール含有度Ａを算出する必要がある。
【００８４】
図６の場合にあっては、エチルアルコールの有無に影響されず運転者１８から放射される赤外線量に応じた受光量に基づいて生成されるλ２画像４６−２を対象に、体温による赤外線放射が良好に検出できる例えば唇など皮膚の薄い特徴抽出領域５０−１や、両目の周囲に設定した特徴抽出領域５０−２，５０−３等の何れか１つの領域の所定画素群におけるデジタル画像データを使用して、Ｖｄ１、Ｖｄ２、Ｖｄ３、を求め、これらに基づいてエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄ、温度係数Ｋ等を算出する。
【００８５】
前記（１）式におけるエチルアルコール含有度ΔＶｄを算出に用いるλ１画像４６−１の受光量Ｖｄ１及びλ２画像４６−２の抽出画像領域における受光量Ｖｄ２の計算は、上記特徴抽出領域画素群に含まれる各画素値（画素毎に受ける光量レベル：ここでは電圧値）の総和または平均値を求め、これをＶｄ１，Ｖｄ２として前記（１）式からエチルアルコール含有度ΔＶｄを算出する（後述するＶｄ３も同様）。もちろん総和や平均値に代わるものを求めてＶｄ１、Ｖｄ２、Ｖｄ３としても良い。
【００８６】
また、前記（１）式にあっては、Ｖｄ１とＶｄＩ２の減算値（Ｖｄ１−Ｖｄ２）を計算しているが、この代わりに比率（Ｖｄ１／Ｖｄ２）、二乗差（Ｖｄ１−Ｖｄ２）2を計算してエチルアルコール含有度Ａとしても良い。
【００８７】
この（１）式で与えられるエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄが、予め定めた所定の閾値Ｖｔｈ以下であれば、酒気帯びの度合が大きい（或いは酒気帯び状態である）と判断することができる。もちろん、別の閾値との比較によって、酒気帯びよりもアルコール含有度の大きい飲酒状態を判定することもできる。
【００８８】
しかしながら、（１）式で与えられるエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄは、被験者である運転者１８の体温に応じて波長λ１、λ２の赤外線強度が異なるため、酒気帯びの度合を正確に判定することができない。
【００８９】
図７（Ａ）は平常状態と飲酒状態における５人の被験者Ａ〜Ｅの呼気中アルコール濃度と測定箇所温度（体温に相当）の測定結果であり、図７（Ｂ）は平常状態と飲酒、酒気帯び状態における２波長赤外線の出力差分値ΔＶｄ（エチルアルコール含有度Ａに相当）をプロットしたグラフである。なお、酒気帯びとは呼気１リットル中にアルコール０．１５ｍｇ以上含まれた場合であり、法規上定められている。
【００９０】
図７（Ｂ）のグラフを見ると、被験者Ａ〜Ｅの飲酒、酒気帯び状態の出力差分値に対し、平常状態の出力差分値は概ね小さくなる傾向が見られる。これは血液中に含まれたエチルアルコールによる波長λ１＝９．５μｍの赤外線吸収によりλ１受光量Ｖｄ１が低下し、これに対しエチルアルコールによる吸収の影響を受けにくいλ２受光量Ｖｄ２は略変化無く、そのため飲酒、酒気帯び状態の出力差分値ΔＶｄが小さくなることによる。
【００９１】
一方で平常状態と飲酒、酒気帯び状態における出力差分値およびその変化は、個人により異なっており、一律固定の閾値により飲酒、酒気帯び状態か否かを判別することは難しい。これは飲酒量の違いや飲酒行為による体内アルコール含有度の差が現われると共に、各人の体温の違いおよび飲酒、酒気帯び状態と平常状態の体温の変化違いにより、出力差分値が変化することによると推定される。例えば飲酒状態の被検者Eと、平常状態の被検者Ａを比べると、そのΔＶｄはほぼ同じであり、一律固定の閾値では酒気帯びの有無を判定しにくい。
【００９２】
しかし、被検者の体温を知ることができれば、体温の影響を排除することができ、酒気帯び状態の正確な判定識別が可能となる。
【００９３】
図８は図７（Ｂ）の２波長赤外線の出力差分値ΔＶｄ（エチルアルコール含有度Ａに相当）を図７（Ａ）の被験者の温度（体温に相当）に対応してプロットしたグラフを示す。図８において、平常時のΔＶｄは概ね縦軸方向上側に分布し、一方、飲酒時の測定点は同下側に分布し、更に両者とも温度の上昇に応じて右上りに分布している。
【００９４】
このため平常時の分布領域と飲酒時の測定点集合分布領域の間に、両者を明確に分けることのできる判定閾値ライン１００を設定することができる。判定閾値ライン１００は正の温度係数Ｋとして、
Ｋ＝（０．１−０．０４）／（３５−３１）＝０．０１２［ボルト／℃］
を持っている。
【００９５】
このように判定閾値ライン１００の温度係数Ｋが定まれば、被験者の温度に応じて酒気帯び状態の判定閾値を温度補正し、エチルアルコール含有度ΔＶｄと比較することにより、温度の影響を受けることなく酒気帯び状態であるか否かを正しく判定することができる。
【００９６】
なお、図８の判別閾値ライン１００の設定については、実際には充分な数の被験者を対象にしたデータに基づいて各ΔＶを図８のようにプロットいしたうえで精度の高い判別閾値ラインを設定して温度補正係数Ｋを求めることになる。また、性別や年齢に分けて最適な判別閾値ラインを設定して温度補正係数Ｋを求めるようにしても良い。
【００９７】
そこで図１の実施形態にあっては、被験者である運転者１８の温度を測定するため、エチルアルコールの吸収波長λ１＝９．５μｍの近傍にエチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ３として、λ２とも異なる例えばλ３＝８．３μｍを含む第３波長帯域を選択的に透過させる第３透過窓を形成するλ３フィルタ２０−３を図２に示すように設け、λ３フィルタ２０−３を透過してλ３画像４６−３の所定画素群から受光量Ｖｄ３を求め、これと、別に求めているλ２画像４６−２の受光量Ｖｄ２とを用いて２色温度計の原理により運転者１８の温度Ｔを、ＣＰＵ２６に設けた温度検知部４２で算出する。この２色温度計の原理による人体の温度測定を説明すると次のようになる。
【００９８】
エチルアルコールによる吸収率の小さな２波長λ２、λ３を、例えばλ２＝９．０μｍ、λ３＝８．３μｍとすると、黒体からの赤外線放射強度は、プランクの法則として知られる以下の式により求められる。
【００９９】
即ち、温度Ｔ（Ｋ）の黒体からの波長λ(ｍ)による放射エネルギー密度Ｍλ(Ｊ／ｍ3)は次式で与えられる。
【０１００】
【数１】
ここで
プランクの定数 ｈ＝６．６３×１０−34 (Ｊ・Ｓｅｃ)
ボルツマン定数 κB＝１．３８×１０-23 (Ｊ／Ｋ)
光速 ｃ＝ ３×１０8(ｍ／Ｓｅｃ)
てあり、これを代入すると、
【０１０１】
【数２】
となる。
【０１０２】
よって、温度が一定であれば、黒体からの放射発散度Ｗ(Ｗ／ｍ2)は、放射エネルギー密度Ｍλ(Ｊ／ｍ3)の１ｓｅｃ当たりのエネルギーとなり、
Ｗ＝ｋ・Ｍλ
となる。ただし、kは比例常数である。
【０１０３】
いま黒体からの放射発散度をＷ(Ｗ／ｍ2)、黒体の面積をＳ(ｍ2)、受光器までの距離をＬ(ｍ)、受光面積をＡｄ(ｍ2)とすると、受光器に受光されるエネルギーＷｄ(Ｗ)は次式となる。
Ｗｄ＝Ｗ・Ｓ・Ａｄ／πＬ2(Ｗ)
ここで、Ｓ、Ｌ、Ａｄが一定ならば、
Ｗｄ＝ｋ‘・Ｗ ＝ｋ・Ｍλ
となり、Ｗｄはまた、受光出力Ｖｄに比例している。
【０１０４】
このため２つの波長λ２、λ３における受光エネルギーの比をとれば
Ｖｄ２／Ｖｄ３＝Ｗｄ２／Ｗｄ３＝Ｍλ2／Ｍλ3
となる。
【０１０５】
よって、λ2＝９．０×１０-6(ｍ)、λ3＝８．３×１０-6(ｍ)における受光出力から、前出のＭλの式により被験者の温度Ｔを求めることができる。
【０１０６】
即ち、波長λ２、λ３におけるＭλ1、Ｍλ2は
【０１０７】
【数３】
となり、
Ｖｄ２／Ｖｄ３＝Ｍλ2／Ｍλ3
に赤外線受光出力の比（Ｖｄ２／Ｖｄ３）を代入することにより、被験者の温度（体温）Ｔを求めることができる。
【０１０８】
図９はλ2＝９．０×１０-6(ｍ)、λ3＝８．３×１０-6(ｍ)として２つの赤外線の受光出力比Ｍλ1／Ｍλ2（＝Ｖｄ２／Ｖｄ３）と被験者の温度Ｔ（℃）の関係（理論値）を示している。これにより赤外線の受光出力比（Ｍλ1／Ｍλ2）即ち、（Ｖｄ２／Ｖｄ３）を求めることで、被験者の温度Ｔとすることができる。
【０１０９】
体温付近の温度領域では、温度が上がると図５に示した分光放射発散度の特性曲線におけるピークが長波長側に移行する。これにより（Ｍλ1／Ｍλ2）は、温度Ｔが高いほど小さな値となる。
【０１１０】
このような２色温度計の原理による温度計測は、被験者の放射率の影響を受けにくいため放射率未知の物体の温度を計測でき、また、被験者とセンサ間の媒質（気体、水分等）の影響を比較的受けにくい点で優れている。
【０１１１】
判定部４４は、エチルアルコール検出部４０で検出されたエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄと、温度検知部４２で検知された運転者１８の温度Ｔとに基づいて、酒気帯びを判定する。
【０１１２】
判定部４４による判定には、例えば次の２つの方法がある。
（１） 所定の基準温度Ｔｏに対応する閾値Ｖｔｈｏを、検知温度Ｔに基づいて閾値Ｖｔｈに温度補正して判定する閾値補正判定方法。
（２） 検知温度Ｔのエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄを、所定の基準温度Ｔｏの場合に相当するよう温度補正して判定する含有度補正判定方法。
【０１１３】
いずれの判定方法にあっても、図８のグラフにおける判定閾値ライン１００から求めた温度補正係数Ｋを使用することになる。
【０１１４】
図１０（Ａ）はこのうちの含有度補正判定方法を示したグラフ図である。ここで基準温度Ｔｏとして例えばＴｏ＝３３℃を設定し、基準温度Ｔｏにおける基準閾値Ｖｔｈｏとして図８の判定閾値ライン１００からこの場合Ｖｔｈｏ＝０．０７（ボルト）が求められており、これら基準温度、基準閾値を、定数として温度補正係数Ｋと共にメモリ３６に予め記憶している。
【０１１５】
いま、エチルアルコール検出部４０によって、測定点ａで示すエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄと検知温度Ｔが求められたとすると、エチルアルコール検出部４０は続いてエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄを、次式に従って、基準温度Ｔｏの測定点ｂに対応するエチルアルコール含有度ΔＶｄｏに温度補正する。
ΔＶｄｏ＝ΔＶｄ＋Ｋ（Ｔｏ−Ｔ） （２）
【０１１６】
このように基準温度Ｔｏに対応させて温度補正したエチルアルコール含有度ΔＶｄｏを求めたら、基準閾値Ｖｔｈｏと比較し、基準閾値Ｖｔｈｏ以下の場合、即ち
ΔＶｄｏ≦Ｖｔｈｏ
が成立したら酒気帯びと判定（判断）し、酒気帯び運転をしないように促す警告表示を出力表示したり、制御部５４により、イグニッションキーをスタート位置に回してもエンジンを始動させないように禁止制御するなどして、酒気帯び運転を行わせないようにする。
【０１１７】
なお、（２）式によらず、補正前のエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄの値と検知温度Ｔの値の組み合わせに対し、基準温度Ｔｏに対応するよう温度補正したエチルアルコール含有度ΔＶｄｏの値を予め割り付けて格納したメモリテーブルを使用しても良い。
【０１１８】
また式（２）では１次式（判定閾値ライン１００）による温度補正近似を行ったが、これに代わって多次式（判定閾値曲線）による補正を行っても良い。
【０１１９】
図１０（Ｂ）はもう一方の判定方法である閾値補正判定方法を示したグラフ図である。ここで基準温度Ｔｏとして例えばＴｏ＝３３℃を設定し、基準温度Ｔｏにおける基準閾値Ｖｔｈｏとして図８の判定閾値ライン１００からＶｔｈｏ＝０．０７（ボルト）が求められており、これら基準温度、基準閾値を、定数として温度補正係数Ｋと共にメモリ３６に予め記憶している。
【０１２０】
いま、エチルアルコール検出部４０によって、測定点ａで示すエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄと検知温度Ｔが求められたとすると、エチルアルコール検出部４０は続いて基準温度Ｔｏにおける基準閾値Ｖｔｈｏを、次式に従って、検知温度Ｔの測定点ａにおける閾値Ｖｔｈに温度補正する。
Ｖｔｈ＝Ｖｔｈｏ＋Ｋ（Ｔ−Ｔｏ） （３）
【０１２１】
エチルアルコール検出部４０は、このように検知温度Ｔに対応するよう温度補正した閾値Ｖｔｈを求めたら、エチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄと比較し、閾値Ｖｔｈ以下の場合、即ち
ΔＶｄ≦Ｖｔｈ
が成立したら酒気帯びと判定し、酒気帯び運転をしないように促す警告表示を出力したり、制御部５４によりイグニッションキーをスタート位置に回してもエンジンを始動させないように禁止制御するなどして、酒気帯び運転を行わせないようにする。
【０１２２】
なお、この場合にも（３）式によらず、検知温度Ｔの値ごとに、それぞれ対応して基準温度Ｔｏから温度補正した閾値Ｖｔｈの値を予め割り付けて格納したメモリテーブルを使用しても良い。
【０１２３】
図１１は図１の実施形態における酒気帯びの検知処理例を示したフローチャートである。図１において、運転者１８が座席に座ってイグニッションキーをオン位置に操作することによりエチルアルコール検知処理部１０およびその周辺装置に電源供給が開始されると、ステップＳ１で初期化、自己診断、各種設定の読み込み等を実行し、異常がなければステップＳ２に進みエチルアルコールの検知要求の有無を判別している。この検知要求は、例えば運転者がイグニッションキーをオン位置に回した際、即ち例えば電源投入後の所定タイミングに、検知要求信号がエチルアルコール検知処理部１０に出力され、撮像制御部３８でこれが判別されて検知処理が開始される。
【０１２４】
酒気帯び検知処理は、ステップＳ３でλ１フィルタ２０−１を赤外線カメラ１２の入射系にセットし撮像動作を行ってλ１画像４６−１をメモリ３６に保存し、次にλ２フィルタ２０−２を赤外線カメラ１２の入射系にセットし赤外線カメラ１２により撮像動作を行ってλ２画像４６−２をメモリ３６に保存し、更に続いてλ３フィルタ２０−３を赤外線カメラ１２の入射系にセットし撮像動作を行ってλ３画像４６−３をメモリ３６に保存する。このステップＳ３におけるλ１画像、λ２画像、λ３画像の撮像とメモリ保存は、１回であってもよいし、必要に応じてｎ回連続的に撮像保存するようにしてもよい。
【０１２５】
続いてステップＳ４で、図６に示したように、λ２画像４６−２を対象に、例えば特徴抽出領域５０−１〜５０−３の何れかを抽出する。
【０１２６】
続いてステップＳ５で、抽出した特徴抽出領域内の画素群を対象に、λ１画像から受光量Ｖｄ１を計算し、次にλ２画像から受光量Ｖｄ２を計算し、更にλ３画像から受光量Ｖｄ３を計算する。
【０１２７】
次にステップＳ６で、前記（１）式によりλ１画像の受光量Ｖｄ１とλ２画像の受光量Ｖｄ２の差分となるエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄを計算する。続いてステップＳ７で、λ２画像の受光量Ｖｄ２とλ３画像の受光量Ｖｄ３の比（Ｖｄ１／Ｖｄ２）に基づき２色温度計の原理に沿って運転者１８の温度Ｔを算出（検知）する。
【０１２８】
なお、ステップＳ３で各λ１、λ２、λ３画像を複数回撮像している場合には、各画像データの平均化等加工処理等を行った上で、当該加工処理後のデータに基づいてステップＳ４以降の処理を行うようにしても良い。
【０１２９】
続いてステップＳ８で温度補正処理を行う。この温度補正処理は、図１０（Ａ）或いは図１０（Ｂ）に示した含有度温度補正方法の何れかに従って行うが、例えば図１０（Ａ）の方法に依る場合には、ステップＳ６で算出したエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄを、ステップＳ７で算出した温度Ｔに基づき、前記（２）式に従って基準温度Ｔｏでのエチルアルコール含有度ΔＶｄｏに温度補正し、ステップＳ９で酒気帯びであるか否かを判定する。この場合には、ステップＳ８の温度補正処理で求めた基準温度Ｔｏに対応するエチルアルコール含有度ΔＶｄｏが予め設定している基準温度Ｔｏにおける判定閾値Ｖｔｈｏ以下か否か判断する。
【０１３０】
ステップＳ９では、温度補正したエチルアルコール含有度ΔＶｄｏが閾値Ｖｔｈｏ以下であった場合に酒気帯び状態と判断してステップＳ１０に進み、対応処理を実行する。具体的には、表示部５２に酒気帯び運転をしないように促す警告表示を表示したり、制御部５４によりエンジン始動装置に対し始動禁止制御を行うなどして、酒気帯び運転を行わせないようにする。
【０１３１】
一方、ステップＳ９で温度補正したエチルアルコール含有度ΔＶｄｏが閾値Ｖｔｈｏ所を超えていた場合には、酒気帯び状態ではないと判断し、このときは、エンジン始動禁止制御は行われないので、エンジンが始動される。又は、ステップＳ９で酒気帯びではないと判断された場合、再度ステップＳ１〜Ｓ９の処理を繰り返し、それでもなお酒気帯びではないと判断された場合にエンジンを始動できるようにしても良い。その他、ステップＳ１〜Ｓ９を所定回数繰り返して、酒気帯びであると判断された回数が全体回数の所定割合以上となった場合に、ステップＳ１０の対応処理（エンジン始動禁止制御）を行うようにすることもできる。
【０１３２】
もちろん、ステップＳ８の温度補正処理は、例えば図１０（Ｂ）に示した閾値温度補正方法に従った処理としても良い。
【０１３３】
図１２は本実施形態で使用する波長抽出手段の構成要素として波長可変フィルタを用いた例を示した説明図である。図１２において、赤外線カメラ１２の対物レンズ２２ａと結像レンズ２２ｂの間には波長可変フィルタ２５が設けられ、波長可変フィルタ２５の透過波長は、撮像制御部３８の制御を受けて波長可変フィルタコントローラ４８により制御される。この場合、図１に示すフィルタ切替ユニット１４および駆動部１６に代えて波長可変フィルタ２５および波長か片コントローラを設けることになる。赤外線カメラ１２内には撮像素子２４が配置され、波長可変フィルタ２５を透過した波長帯域の赤外線が結像レンズ２２ｂにより結像され、これを画像として撮像する。このような波長可変フィルタ２５としては、例えば特開平８−２８５６８８号のものが使用できる。
【０１３４】
図１３は本発明によるエチルアルコール検知装置の他の実施形態を例示した要部構成ブロック図であり、本実施形態にあっては、使用する波長帯を２つとし（２波長式）、被験者の温度を１色温度計の原理に基づいて検出するようにしたことを特徴とする。
【０１３５】
図１３において、エチルアルコール検知処理部１０に対しては赤外線カメラ１２とフィルタ切替ユニット１４が設けられ、フィルタ切替ユニット１４は、図２に示した構造と基本的に同じであるが、赤外線カメラ１２の前に配置された回転円盤の例えば２箇所に透過帯域の異なる光学フィルタとして、エチルアルコールの吸収波長λ１＝９．５μｍを含む第１波長帯域を選択的に透過させる第１透過窓を形成するλ１フィルタ２０−１と、波長λ１近傍の、エチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ２＝９．０μｍを含む第２波長帯域を選択的に透過させる第２透過窓を形成するλ２フィルタ２０−２を装着しており、図１の実施形態で使用している第３透過窓を形成するλ３フィルタ２０−３は除かれている。
【０１３６】
なお、本実施形態においても、フィルタ切替ユニット１４および制御部１６に代えて、図１２に示した波長か辺フィルタ２５および波長可変コントローラ４８を設けて波長λ１、λ２を抽出するようにすることが出来る。
【０１３７】
エチルアルコール検知処理部１０にはＣＰＵ２６が設けられ、ＣＰＵ２６のバス２８に対し、ＡＤ変換器３０、出力インタフェース３２，３４，３５、及びメモリ３６を接続し、ＣＰＵ２６には、プログラムの実行により実現される機能として、撮像制御部３８、エチルアルコール検出部４０、温度検知部４２及び判定部４４が設けられている。これらの構成及び機能は、撮像制御部３８でλ３画像４６−３を除く２つの画像、即ちλ１画像４６−１とλ２画像４６−２のみを撮像して保存する点と温度検知部４２が１色温度計の原理に基づいて温度を算出する点以外は図１の実施形態と基本的に同じである。
【０１３８】
エチルアルコール検出部４０は、メモリ３６に格納されたλ１画像４６−１とλ２画像４６−２から求めた受光量Ｖｄ１にＶｄ２に基づいて、エチルアルコール濃度に対応した前記（１）式で与えられるエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄを算出する。
【０１３９】
温度検知部４２は、メモリ３６に格納されたλ２画像４６−２に基づいて運転者１８の温度を算出する。図１の実施形態における２色温度計の原理による温度検知は、被検体（被験者）の放射率の影響を受けにくいため、放射率未知の物体の温度を検知でき、また、被検体（被験者）とセンサ間の媒質（気体、水分等）の影響を比較的受けにくい点で優れているが、このような影響をあまり受けない状況であれば、より簡便な構成をもつ１色温度計の原理により温度検知が可能である。
【０１４０】
即ち１つの波長帯域、例えばエチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ２＝９．０μｍを含む第２波長帯域の赤外線受光量Ｖｄ２を算出することにより、プランクの法則に基づき被検体（被験者）としての運転者１８の温度を求めることができる。
【０１４１】
この場合には次の前提条件が必要となる。
（Ａ） 被検体の放射率を人体の標準的な値（例えば０．９５）と仮定する。
（Ｂ） 被検体とセンサ間には標準的な大気があると仮定する。
（Ｃ） 赤外線センサの全視野が被検体によりカバーされる。即ち被験者の体温以外の赤外線はセンサに入射しない（本項は２色温度計でも同じ）。
【０１４２】
ここで温度Ｔは、具体的にはメモリ３６のλ２画像４６−２から求めた受光量Ｖｄ２をＭλ2として次式に代入して算出する。
【０１４３】
【数４】
【０１４４】
図１４は図１３の実施形態による酒気帯びの検知処理例を示したフローチャートであり、ステップＳ１３でλ１フィルタ２０−１を赤外線カメラ１２の入射系にセットして撮像動作を行ってλ１画像４６−１をメモリ３６に保存し、次にλ２フィルタ２０−２を赤外線カメラ１２入射系にセットして赤外線カメラ１２により撮像動作を行ってλ２画像４６−２をメモリ３６に保存する点、及びステップＳ１５でλ１画像から受光量Ｖｄ１を計算し、次にλ２画像から受光量Ｖｄ２を計算する点、更に、ステップＳ１７で１色温度計の原理に基づき受光量Ｖｄ２から被験者の温度Ｔを算出する以外は、図１１に示した図１の実施形態による検知処理と同じになる。
【０１４５】
図１５は本発明によるエチルアルコール検知装置の他の実施形態を例示した要部構成ブロック図であり、この実施形態にあっては、赤外線撮像素子に代えて赤外線受光素子を備えた赤外線センサを使用するようにしたことを特徴とする。
【０１４６】
即ち、図１５において、エチルアルコール検知処理部１０に対し設けられた赤外線カメラ１２は、図１の撮像素子２４に代えて赤外線センサ５６を設けている。
【０１４７】
図１６は図１５の赤外線センサ５６の例を示している。この赤外線センサ５６はケース６２の透光性ガラスなどのウィンドウ６４を有し、ウィンドウ６４の背後に、図に透視状態で示すように赤外線検出素子６５を備えており、赤外線検出素子６５は外部のリード６６に接続されている。赤外線検出素子６５としては、焦電素子、サーモパイル、サーミスタ、ボロメータなどの非冷却型素子を使用できる。またＭＣＴ、Ｉｎｓｂなどの冷却型素子を用いてもよい。
【０１４８】
図１５の実施形態において、撮像素子２４の代わりに赤外線センサ５６を設けた以外の構成は、図１の実施形態と基本的に同じである。
【０１４９】
一方、本実施形態のエチルアルコール検知処理部１０に設けたＣＰＵ２６には、赤外線センサ５６に対応して、図１の撮像制御部３８に代えて受光制御部６０の機能が設けられている。受光制御部６０は、図１の実施形態同様にフィルタ切替ユニット１４を制御する。そして、赤外線センサ５６によりλ１フィルタ２０−１を透過して受光された被検体からの第１受光信号であるλ１受光量Ｖｄ１をメモリ３６に記憶し、またλ２フィルタ２０−２を透過して受光された被検体からの第２受光信号であるλ２受光量Ｖｄ２をメモリ３６に記憶し、更に図示しないλ３フィルタを透過して受光された被検体からの第３受光信号であるλ３受光量Ｖｄ３をメモリ３６に格納している。
【０１５０】
エチルアルコール検出部４０は、メモリ３６に格納されているλ１受光量Ｖｄ１とλ２受光量Ｖｄ２から前記（１）式によりエチルアルコール含有度ΔＶｄを算出し、また温度検知部４２はメモリ３６に格納されているλ２受光量Ｖｄ２とλ３受光量Ｖｄ３とから２色温度計の原理に基づいて運転者１８の温度Ｔを検知し、判定部４４は図１０（Ａ）の含有度温度補正方法又は図１０（Ｂ）の閾値温度補正方法による温度補正を行った後に、閾値との比較により酒気帯び状態か否かを判定し、酒気帯び状態であることを判断した場合は、上記図１他の実施形態同様に対応処理を実行する。
【０１５１】
図１７は図１５の実施形態によるエチルアルコール検知処理例を示したフローチャートである。図１７において、エチルアルコール検知処理部１０およびその周辺装置に電源供給が開始されると、ステップＳ２１で初期化、自己診断、各種設定の読み込み等を実行し、異常がなければステップＳ２２に進み、図１１のステップＳ２における処理同様にエチルアルコールの検知要求の有無を判別している。
【０１５２】
ステップＳ２２で検知要求有りが判別されると、ステップＳ２３でλ１フィルタ２０−１を赤外線カメラ１２の入射系にセットして赤外線センサ５６で検知したλ１受光量Ｖｄ１をメモリ３６に保存し、次にλ２フィルタ２０−２を赤外線カメラ１２の入射系にセットして赤外線センサ５６で検知したλ２受光量Ｖｄ２をメモリ３６に保存し、更にλ３フィルタ２０−３を赤外線カメラ１２の入射系にセットして赤外線センサ５６で検知したλ３受光量Ｖｄ３をメモリ３６に保存する。このステップＳ２３におけるλ１受光量Ｖｄ１、λ２受光量Ｖｄ２、λ３受光量Ｖｄ３のメモリ保存は、１回であってもよいし、必要に応じてｎ回連続的に検出して保存するようにしてもよい。なお、複数回検出して保存した場合はその総和または平均等を受光量Ｖｄ１、Ｖｄ２、Ｖｄ３とすることができる。
【０１５３】
続いてステップＳ２４で、前記（１）式によりλ１受光量Ｖｄ１とλ２受光量Ｖｄ２の差分となるエチルアルコール含有度Ａ＝ΔＶｄを計算する。
【０１５４】
続いてステップＳ２５で、λ２受光量Ｖｄ２とλ３受光量Ｖｄ３の比（Ｖｄ２／Ｖｄ３）に基づき２色温度計の原理に従って運転者１８の温度Ｔを算出する。続いてこれを用いてステップＳ２６で温度補正処理を行う、この温度補正処理は例えば図１０（Ａ）の含有度温度補正方法または図１０（Ｂ）の閾値温度補正方法に従って行う。
【０１５５】
続いてステップＳ２７で閾値との比較により酒気帯び状態であるか否かを判定し、酒気帯び状態であると判断した場合は、ステップＳ２８に進み、上記図１他の実施形態同様に対応処理を実行する。
【０１５６】
図１８は図１３に示したような、本発明による２波長式のエチルアルコール検知装置の、更に異なる他の実施形態を例示した要部構成ブロック図であり、本実施形態にあっても、被験者の温度を１色温度計の原理に基づいて検出するようにしたことをひとつの特徴とする。そして、本実施形態では撮像素子２４および撮像制御部３８に代えて、赤外線センサ５６および受光制御部６０を設けている点が図１３のものと異なる。
【０１５７】
図１８において、エチルアルコール検知処理部１０に対しては赤外線カメラ１２とフィルタ切替ユニット１４が設けられており、フィルタ切替ユニット１４は、エチルアルコールの吸収波長λ１＝９．５μｍを含む第１波長帯域を選択的に透過させる第１透過窓を形成するλ１フィルタ２０−１と、λ１近傍の、エチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ２＝９．０μｍを含む第２波長帯域を選択的に透過させる第２透過窓を形成するλ２フィルタ２０−２の、２種類を切替える。
【０１５８】
エチルアルコール検知処理部１０にはＣＰＵ２６が設けられ、ＣＰＵ２６のバス２８に対し、ＡＤ変換器３０、出力インタフェース３２，３４，３５、及びメモリ３６を接続し、ＣＰＵ２６には、プログラムの実行により実現される機能として、受光制御部６０、エチルアルコール検出部４０、温度検知部４２及び判定部４４が設けられている。これらの構成及び機能は、受光制御部６０による制御で、赤外線センサ５６で被検体である運転者１８からの赤外線を受光し、これから画像処理に依らずλ１受光量Ｖｄ１とλ２受光量Ｖｄ２を取得してメモリ３６に保存する点以外は、図１３の実施形態と基本的に同じである。
【０１５９】
図１９は図１８の実施形態によるエチルアルコールの検知処理を示したフローチャートであり、ステップＳ３３でλ１フィルタ２０−１を赤外線カメラ１２の入射系にセットして赤外線センサ５６で受光したλ１受光量Ｖｄ１をメモリ３６に保存し、次にλ２フィルタ２０−２を赤外線カメラ１２の入射系にセットして赤外線センサ５６で受光したλ２受光量Ｖｄ２をメモリ３６に保存する点以外は、図１４に示した図１３の実施形態による検知処理と基本的に同じになる。
【０１６０】
図２０は例えば図１５又は図１８のエチルアルコール検知装置で使用する赤外線センサの他の実施形態を例示した説明図であり、赤外線センサに複数の赤外線受光素子を設け、素子が増えたことに対応して、信号出力用のリード線６６が増えている。それ以外の構成は、図１６に示した実施形態の赤外線センサ５６と基本的に同様である。
【０１６１】
この実施形態にあっては４つの赤外線検出素子６５−１〜６５−４を配置している。このため、赤外線センサ６８に運転者である被写体の像が結像されると、被写体の像即ち運転者の顔の像につき４つに分割した領域ごとに、赤外線検出素子６５−１〜６５−４に対応した受光量が得られる。この４分割された赤外線検出素子６５−１〜６５−４からそれぞれ得られた受光量に基づき、その総和あるいは平均値等を算出することで、図１５の検知装置に適用した場合にはλ１受光量Ｖｄ１、λ２受光量Ｖｄ２及びλ３受光量Ｖｄ３を求め、図１８の検知装置に適用した場合にはλ１受光量Ｖｄ１及びλ２受光量Ｖｄ２を求めることになる。
【０１６２】
もちろん、赤外線選出素子６５−１〜６５−４のうち全ての受光量に依らず、任意の１つ或いは複数の受光量に基づいて同様に処理しても良い。このようにする場合、図６で説明したように、例えば４つの受光素子それぞれに対応する被検体の領域から、本発明の検知処理に適した領域からの赤外線受光量を選択して処理することもできる。
【０１６３】
図２１は例えば図１５又は図１８の実施形態に示したエチルアルコール検知装置で使用する赤外線センサの、更に異なる他の実施形態を示した説明図であり、本実施形態にあっては赤外線センサ５６或いは赤外センサ６８に代えて適用できる赤外線センサ７２を示している。
【０１６４】
図２１において、赤外線センサ７２は、内部構造を透視状態で示しており、受光側にウィンドウ６４を備えたケース６２内に、例えば３つの赤外線受光素子６５−１〜６５−３を配置し、その各前方にλ１フィルタ７４−１、λ２フィルタ７４−２及びλ３フィルタ７４−３を配置している。
【０１６５】
λ１フィルタ７４−１は、エチルアルコールの吸収波長λ１＝９．５μｍを選択透過するフィルタである。λ２フィルタ７４−２は、エチルアルコールの吸収波長の近傍の、エチルアルコールの吸収の影響を受けない波長λ２＝９．０μｍを選択透過するフィルタである。λ３フィルタ７４−３は、同じくエチルアルコールの吸収波長の近傍のエチルアルコールの有無の影響を受けない波長λ２＝８．３μｍを選択透過するフィルタである。
【０１６６】
ここでは３波長を選択受光できるものとしているが、２つの素子と、それぞれに対応する異なる２波長（λ１、λ２）を選択透過するフィルタを設けた赤外線センサとしても良い。このような赤外線センサ７２を用いる場合には、フィルタ切替部１４とその駆動部１６、また波長可変フィルタ２５とその制御部である波長可変フィルタコントローラ４８を省略することができる。
【０１６７】
このようにすれば、赤外線センサ７２自体で固定的に波長λ１，λ２，λ３若しくは波長λ１，λ２に対応した受光量を直接検出でき、装置構成が簡単にできると共に、ＣＰＵ２６による処理も簡略化されて処理負荷が低減できる。
【０１６８】
なお、上記全ての実施形態を含め、このλ２およびλ３は、エチルアルコールの吸収の影響を受けない波長として、本発明の目的の一部または全部適合する範囲で、任意に選択することができる。例えば、λ１、λ２、λ３の３波長を用いる実施形態において、λ２を８．３μｍ、λ３を９．０μｍとしても良いし、λ１とλ２の２波長を用いる実施形態においてλ２を９．０μｍとしても良い。
【０１６９】
また、スペクトル吸収波長λ１についても、使用する赤外線撮像素子または赤外線センサの受光スペクトルに合わせ、他の波長を選択することも可能である。例えば特開２００９−１４８４０１において使用したλ１＝２．７７μmまたは３．３７μmを用いた場合においても、その近傍にλ２，λ３を設定することにより被検体の温度の影響を受けない、精度の高い酒気帯びの判定が可能となる。
【０１７０】
また、上記の実施形態にあっては、フィルタ切替ユニットによる機械的なフィルタ切替えや、波長可変フィルタによるフィルタ切替えを例にとるものであったが、これ以外に回析格子などを用いた分光器により、目的とする波長帯域の画像もしくは受光量を測定するようにしてもよい。
【０１７１】
また、各波長の任意の一部を撮像素子で撮像して処理し、その他の波長を、受光素子を用いて受光して処理するようにしても良い。
【０１７２】
また、上記実施形態では、フィルタ切替ユニット１４に設けた回転円盤に、各波長を選択透過させるフィルタを各１枚ずつ設けているが、複数枚ずつ設けても良いし、各波長につき対応するフィルタの枚数は同数でなくても良い。
【０１７３】
また、上記実施形態では車載用途に用いるエチルアルコール検知装置として説明したが、電池電源や他の専用電源を備えて可搬型とし、酒気帯びや飲酒状態を検査する装置としても利用できる。或いは、閾値による判定とそれに伴う処理に加えて、又はそれに代えて、エチルアルコール含有度（濃度）を表示する機能等を設け、酒気帯びや飲酒状態の検知以外のエチルアルコール含有度（濃度）検知装置としても利用できる。このような場合、被検体は必ずしも人体である必要は無く、目的に応じた被検体とすることは言うまでもない。
【０１７４】
また、上記実施の形態で示したプロセッサは、その機能の一部又は全部を、例えばワイヤードロジック等による他の手段に代えることができる。プロセッサを含め他の電気的、機能的構成は適宜に統廃合することもできる。
【０１７５】
また上記の実施形態における検知処理のフローチャートは処理の概略例を説明したもので、処理の順番等はこれに限定されない。また必要に応じ他の処理を追加、挿入する等ができる。
【０１７６】
また本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【符号の説明】
【０１７７】
１０：エチルアルコール検知処理部
１２：赤外線カメラ
１４：フィルタ切替ユニット
１６：駆動部
１８：被験者
２０−１：λ１フィルタ
２０−２：λ２フィルタ
２０−３：λ３フィルタ
２２：光学系
２２ａ：対物レンズ
２２ｂ：結像レンズ
２４：撮像素子
２５：波長可変フィルタ
２６：ＣＰＵ
２８：バス
３０：ＡＤ変換器
３２，３４，３５：出力ＩＦ
３６：メモリ
３８：撮像制御部
４０：エチルアルコール検出部
４２：温度検知部
４４：判定部
４６：画像
４６−１：λ１画像
４６−２：λ２画像
４６−３：λ３画像
４８：波長可変フィルタコントローラ
５０−１〜５０−３：特徴抽出領域
５２：表示部
５４：制御部
５６，６８：赤外線センサ
６０：受光制御部
６２：ケース
６４：ウインドウ
６５，６５−１〜６５−３：赤外線検出素子
６６：リード
７２：マルチ赤外線センサ
７４−１：λ１フィルタ
７４−２：λ２フィルタ
７４−３：λ３フィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子と、
被験者像を前記撮像素子に結像させる光学系と、
前記被験者からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１透過窓と、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２透過窓と、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域とは異なる第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第３透過窓と、
前記第１透過窓を透過して結像された第１被験者画像、前記第２透過窓を透過して結像された第２被験者画像、及び前記第３透過窓を透過して結像された第３被験者画像を、前記撮像素子により撮像してメモリに格納する撮像制御部と、
前記メモリに格納された第１被験者画像と第２被験者画像に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
前記メモリに格納された第２被験者画像と第３被験者画像に基づいて前記被験者の温度を算出する温度検知部と、
前記エチルアルコール含有度と前記被験者の検知温度に基づいて前記エチルアルコールの検出と非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２】
請求項１記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記第１透過窓は、第１波長帯域として９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第２透過窓及び第３透過窓は、前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域及び第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項３】
請求項２記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記第２透過窓は、第２波長帯域として９．０μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第３透過窓は、第３波長帯域として８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項４】
請求項１記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記第１被験者画像と第２被験者画像の同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項５】
請求項１記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記温度検知部は、前記第２被験者画像と第３被験者画像の同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値から前記被験者の温度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項６】
請求項１記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、前記被験者の検知温度における閾値に温度補正し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値以下の場合に前記エチルアルコールの検出を判定し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項７】
請求項１記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、前記被験者の検知温度における前記エチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項８】
請求項１記載のエチルアルコール検知装置に於いて、前記撮像素子、光学系、第１透過窓、第２透過窓及び第３透過窓を冷却する冷却機構を設けたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項９】
赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子と、
被験者像を前記撮像素子に結像させる光学系と、
前記被験者からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１透過窓と、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２透過窓と、
前記第１透過窓を透過して結像された第１被験者画像および前記第２透過窓を透過して結像された第２被験者画像を透過して結像された第２被験者画像を、前記撮像素子により撮像してメモリに格納する撮像制御部と、
前記メモリに格納された第１被験者画像と第２被験者画像に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
前記メモリに格納された第２被験者画像に基づいて前記被験者の温度を算出する温度検知部と、
前記エチルアルコール含有度と前記被験者の検知温度に基づいて前記エチルアルコールの検出と非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項１０】
請求項９記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記第１透過窓は、第１波長帯域として９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第２透過窓は前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項１１】
請求項１０記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記第２透過窓は、第２波長帯域として９．０μｍ又は８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項１２】
請求項９記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記第１被験者画像と第２被験者画像の同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項１３】
請求項９記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記温度検知部は、前記第２被験者画像における前記第１被験者画像と同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値から被験者の温度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項１４】
請求項９記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、前記被験者の検知温度における閾値に温度補正し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値以下の場合に前記エチルアルコールの検出を判定し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項１５】
請求項９記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、前記被験者の検知温度における前記エチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項１６】
請求項９記載のエチルアルコール検知装置に於いて、前記撮像素子、光学系、第１透過窓、及び第２透過窓を冷却する冷却機構を設けたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項１７】
１または複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサと、
被験者像を前記赤外線センサに結像させる光学系と、
前記被験者からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１透過窓と、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２透過窓と、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域とは異なる第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第３透過窓と、
前記赤外線センサにより、前記第１透過窓を透過して受光された第１受光信号、前記第２透過窓を透過して受光された第２受光信号、及び前記第３透過窓を透過して受光された第３受光信号を検出してメモリに格納する受光制御部と、
前記メモリに格納された第１受光信号と第２受光信号に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
前記メモリに格納された第２受光信号と第３受光信号に基づいて前記被験者の温度を算出する温度検知部と、
前記エチルアルコール含有度と前記被験者の検知温度に基づいて前記エチルアルコールの検出と非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項１８】
請求項１７記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記第１透過窓は、第１波長帯域として９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第２透過窓及び第３透過窓は前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域及び第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項１９】
請求項１８記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記第２透過窓は、第２波長帯域として９．０μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第３透過窓は、第２波長帯域として８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２０】
請求項１７記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記第１受光信号と第２受光信号の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２１】
請求項１７記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記温度検知部は、前記第２受光信号と第３受光信号の比率に基づいて前記被験者の温度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２２】
請求項１７記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、前記被験者の検知温度における閾値に温度補正し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値以下の場合に前記エチルアルコールの検出を判定し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２３】
請求項１７記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、前記被験者の検知温度における前記エチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２４】
請求項１７記載のエチルアルコール検知装置に於いて、前記赤外線センサ、光学系、第１透過窓、第２透過窓及び第３透過窓を冷却する冷却機構を設けたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２５】
１または複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサと、
被験者像を前記赤外線センサに結像させる光学系と、
前記被験者からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１透過窓と、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２透過窓と、
前記赤外線センサにより、前記第１透過窓を透過して受光された第１受光信号及び前記第２透過窓を透過して受光された第２受光信号を検出してメモリに格納する受光制御部と、
前記メモリに格納された第１受光信号と第２受光信号に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
前記メモリに格納された第２受光信号に基づいて前記被験者の温度を算出する温度検知部と、
前記エチルアルコール含有度と前記被験者の検知温度に基づいて前記エチルアルコールの検出と非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２６】
請求項２５記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記第１透過窓は、第１波長帯域として９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第２透過窓は前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２７】
請求項２６記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記第２透過窓は、第２波長帯域として９．０μｍ又は８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２８】
請求項２５記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記第１受光信号と第２受光信号の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２９】
請求項２５記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、前記被験者の検知温度における閾値に温度補正し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値以下の場合に前記エチルアルコールの検出を判定し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項３０】
請求項２５記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、前記被験者の検知温度における前記エチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項３１】
請求項２５記載のエチルアルコール検知装置に於いて、前記赤外線センサ、光学系、第１透過窓及び第２透過窓を冷却する冷却機構を設けたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項３２】
被験者からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を、第１透過窓により選択的に透過して赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子に結像して撮像した第１被験者画像をメモリに格納し、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を、第２透過窓により選択的に透過して前記撮像素子に結像して撮像した第２被験者画像をメモリに格納し、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域とは異なる第３波長帯域の赤外光を、第３透過窓により選択的に透過して前記撮像素子に結像して撮像した第３被験者画像をメモリに格納し、
前記メモリに格納された第１被験者画像と第２被験者画像に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出し、
前記メモリに格納された第２被験者画像と第３被験者画像に基づいて前記被験者の温度を算出し、
前記エチルアルコール含有度と前記被験者の検知温度に基づいて前記エチルアルコールの検出と非検出を判定する、
ことを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項３３】
請求項３２記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記第１透過窓は、第１波長帯域として９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第２透過窓及び第３透過窓は前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域及び第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項３４】
請求項３３記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記第２透過窓は、第２波長帯域として９．０μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第３透過窓は、第２波長帯域として８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項３５】
請求項３２記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記第１被験者画像と第２被験者画像の同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項３６】
請求項３２記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記温度検知部は、前記第２被験者画像と第３被験者画像の同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値から前記被験者の温度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項３７】
請求項３２記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、前記被験者の検知温度における閾値に温度補正し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値以下の場合に前記エチルアルコールの検出を判定し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項３８】
請求項３２記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、前記被験者の検知温度における前記エチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項３９】
請求項３２記載のエチルアルコール検知方法に於いて、前記撮像素子、光学系、第１透過窓、第２透過窓及び第３透過窓を冷却することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項４０】
被験者からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を、第１透過窓により選択的に透過して赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子に結像して撮像した第１被験者画像をメモリに格納し、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を、第２透過窓により選択的に透過して前記撮像素子に結像して撮像した第２被験者画像をメモリに格納し、
前記メモリに格納された第１被験者画像と第２被験者画像に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出し、
前記メモリに格納された第２被験者画像に基づいて前記被験者の温度を算出し、
前記エチルアルコール含有度と前記被験者の検知温度に基づいて前記エチルアルコールの検出と非検出を判定する、
ことを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項４１】
請求項４０記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記第１透過窓は、第１波長帯域として９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第２透過窓は前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項４２】
請求項４１記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記第２透過窓は、第２波長帯域として９．０μｍ又は８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項４３】
請求項４０記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記第１被験者画像と第２被験者画像の同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項４４】
請求項４０記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記温度検知部は、前記第２被験者画像と第３被験者画像の同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値から前記被験者の温度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項４５】
請求項４０記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、前記被験者の検知温度における閾値に温度補正し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値以下の場合に前記エチルアルコールの検出を判定し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項４６】
請求項４０記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、前記被験者の検知温度における前記エチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項４７】
請求項４０記載のエチルアルコール検知方法に於いて、前記撮像素子、光学系、第１透過窓及び第２透過窓を冷却することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項４８】
被験者からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を、第１透過窓により選択的に透過して１又は複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサに結像して受光した第１受光信号をメモリに格納し、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を、第２透過窓により選択的に透過して前記赤外線センサに結像して受光した第２受光信号をメモリに格納し、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域とは異なる第３波長帯域の赤外光を、第３透過窓により選択的に透過して前記赤外線センサに結像して受光した第３受光信号をメモリに格納し、
前記メモリに格納された第１受光信号と第２受光信号に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出し、
前記メモリに格納された第２受光信号と第３受光信号に基づいて前記被験者の温度を算出し、
前記エチルアルコール含有度と前記被験者の検知温度に基づいて前記エチルアルコールの検出と非検出を判定する、
ことを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項４９】
請求項４８記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記第１透過窓は、第１波長帯域として９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第２透過窓及び第３透過窓は前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域及び第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項５０】
請求項４９記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記第２透過窓は、第２波長帯域として９．０μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第３透過窓は、第３波長帯域として８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項５１】
請求項４８記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記第１受光信号と第２受光信号の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項５２】
請求項４８記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記温度検知部は、前記第２受光信号と第３受光信号の比率に基づいて前記被験者の温度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項５３】
請求項４８記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、前記被験者の検知温度における閾値に温度補正し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値以下の場合に前記エチルアルコールの検出を判定し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項５４】
請求項４８記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、前記被験者の検知温度における前記エチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項５５】
請求項４８記載のエチルアルコール検知方法に於いて、前記赤外線センサ、光学系、第１透過窓、第２透過窓及び第３透過窓を冷却することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項５６】
被験者からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を、第１透過窓により選択的に透過して１又は複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサに結像して受光した第１受光信号をメモリに格納し、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を、第２透過窓により選択的に透過して前記赤外線センサに結像して受光した第２受光信号をメモリに格納し、
前記メモリに格納された第１受光信号と第２受光信号に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出し、
前記メモリに格納された第２受光信号に基づいて前記被験者の温度を算出し、
前記エチルアルコール含有度と前記被験者の検知温度に基づいて前記エチルアルコールの検出と非検出を判定する、
ことを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項５７】
請求項５６記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記第１透過窓は、第１波長帯域として９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第２透過窓は前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域及び第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項５８】
請求項５７記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記第２透過窓は、第２波長帯域として９．０μｍ又は８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項５９】
請求項５６記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記第１受光信号と第２受光信号の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項６０】
請求項５６記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、前記被験者の検知温度における閾値に温度補正し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値以下の場合に前記エチルアルコールの検出を判定し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項６１】
請求項５６記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、前記被験者の検知温度における前記エチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項６２】
請求項５６記載のエチルアルコール検知方法に於いて、前記赤外線センサ、光学系、第１透過窓及び第２透過窓を冷却することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項１】
赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子と、
被験者像を前記撮像素子に結像させる光学系と、
前記被験者からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１透過窓と、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２透過窓と、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域とは異なる第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第３透過窓と、
前記第１透過窓を透過して結像された第１被験者画像、前記第２透過窓を透過して結像された第２被験者画像、及び前記第３透過窓を透過して結像された第３被験者画像を、前記撮像素子により撮像してメモリに格納する撮像制御部と、
前記メモリに格納された第１被験者画像と第２被験者画像に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
前記メモリに格納された第２被験者画像と第３被験者画像に基づいて前記被験者の温度を算出する温度検知部と、
前記エチルアルコール含有度と前記被験者の検知温度に基づいて前記エチルアルコールの検出と非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２】
請求項１記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記第１透過窓は、第１波長帯域として９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第２透過窓及び第３透過窓は、前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域及び第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項３】
請求項２記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記第２透過窓は、第２波長帯域として９．０μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第３透過窓は、第３波長帯域として８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項４】
請求項１記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記第１被験者画像と第２被験者画像の同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項５】
請求項１記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記温度検知部は、前記第２被験者画像と第３被験者画像の同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値から前記被験者の温度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項６】
請求項１記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、前記被験者の検知温度における閾値に温度補正し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値以下の場合に前記エチルアルコールの検出を判定し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項７】
請求項１記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、前記被験者の検知温度における前記エチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項８】
請求項１記載のエチルアルコール検知装置に於いて、前記撮像素子、光学系、第１透過窓、第２透過窓及び第３透過窓を冷却する冷却機構を設けたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項９】
赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子と、
被験者像を前記撮像素子に結像させる光学系と、
前記被験者からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１透過窓と、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２透過窓と、
前記第１透過窓を透過して結像された第１被験者画像および前記第２透過窓を透過して結像された第２被験者画像を透過して結像された第２被験者画像を、前記撮像素子により撮像してメモリに格納する撮像制御部と、
前記メモリに格納された第１被験者画像と第２被験者画像に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
前記メモリに格納された第２被験者画像に基づいて前記被験者の温度を算出する温度検知部と、
前記エチルアルコール含有度と前記被験者の検知温度に基づいて前記エチルアルコールの検出と非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項１０】
請求項９記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記第１透過窓は、第１波長帯域として９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第２透過窓は前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項１１】
請求項１０記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記第２透過窓は、第２波長帯域として９．０μｍ又は８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項１２】
請求項９記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記第１被験者画像と第２被験者画像の同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項１３】
請求項９記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記温度検知部は、前記第２被験者画像における前記第１被験者画像と同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値から被験者の温度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項１４】
請求項９記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、前記被験者の検知温度における閾値に温度補正し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値以下の場合に前記エチルアルコールの検出を判定し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項１５】
請求項９記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、前記被験者の検知温度における前記エチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項１６】
請求項９記載のエチルアルコール検知装置に於いて、前記撮像素子、光学系、第１透過窓、及び第２透過窓を冷却する冷却機構を設けたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項１７】
１または複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサと、
被験者像を前記赤外線センサに結像させる光学系と、
前記被験者からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１透過窓と、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２透過窓と、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域とは異なる第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第３透過窓と、
前記赤外線センサにより、前記第１透過窓を透過して受光された第１受光信号、前記第２透過窓を透過して受光された第２受光信号、及び前記第３透過窓を透過して受光された第３受光信号を検出してメモリに格納する受光制御部と、
前記メモリに格納された第１受光信号と第２受光信号に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
前記メモリに格納された第２受光信号と第３受光信号に基づいて前記被験者の温度を算出する温度検知部と、
前記エチルアルコール含有度と前記被験者の検知温度に基づいて前記エチルアルコールの検出と非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項１８】
請求項１７記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記第１透過窓は、第１波長帯域として９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第２透過窓及び第３透過窓は前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域及び第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項１９】
請求項１８記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記第２透過窓は、第２波長帯域として９．０μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第３透過窓は、第２波長帯域として８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２０】
請求項１７記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記第１受光信号と第２受光信号の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２１】
請求項１７記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記温度検知部は、前記第２受光信号と第３受光信号の比率に基づいて前記被験者の温度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２２】
請求項１７記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、前記被験者の検知温度における閾値に温度補正し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値以下の場合に前記エチルアルコールの検出を判定し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２３】
請求項１７記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、前記被験者の検知温度における前記エチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２４】
請求項１７記載のエチルアルコール検知装置に於いて、前記赤外線センサ、光学系、第１透過窓、第２透過窓及び第３透過窓を冷却する冷却機構を設けたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２５】
１または複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサと、
被験者像を前記赤外線センサに結像させる光学系と、
前記被験者からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１透過窓と、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２透過窓と、
前記赤外線センサにより、前記第１透過窓を透過して受光された第１受光信号及び前記第２透過窓を透過して受光された第２受光信号を検出してメモリに格納する受光制御部と、
前記メモリに格納された第１受光信号と第２受光信号に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
前記メモリに格納された第２受光信号に基づいて前記被験者の温度を算出する温度検知部と、
前記エチルアルコール含有度と前記被験者の検知温度に基づいて前記エチルアルコールの検出と非検出を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２６】
請求項２５記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記第１透過窓は、第１波長帯域として９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第２透過窓は前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２７】
請求項２６記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記第２透過窓は、第２波長帯域として９．０μｍ又は８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２８】
請求項２５記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記第１受光信号と第２受光信号の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項２９】
請求項２５記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、前記被験者の検知温度における閾値に温度補正し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値以下の場合に前記エチルアルコールの検出を判定し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項３０】
請求項２５記載のエチルアルコール検知装置に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、前記被験者の検知温度における前記エチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項３１】
請求項２５記載のエチルアルコール検知装置に於いて、前記赤外線センサ、光学系、第１透過窓及び第２透過窓を冷却する冷却機構を設けたことを特徴とするエチルアルコール検知装置。
【請求項３２】
被験者からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を、第１透過窓により選択的に透過して赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子に結像して撮像した第１被験者画像をメモリに格納し、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を、第２透過窓により選択的に透過して前記撮像素子に結像して撮像した第２被験者画像をメモリに格納し、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域とは異なる第３波長帯域の赤外光を、第３透過窓により選択的に透過して前記撮像素子に結像して撮像した第３被験者画像をメモリに格納し、
前記メモリに格納された第１被験者画像と第２被験者画像に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出し、
前記メモリに格納された第２被験者画像と第３被験者画像に基づいて前記被験者の温度を算出し、
前記エチルアルコール含有度と前記被験者の検知温度に基づいて前記エチルアルコールの検出と非検出を判定する、
ことを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項３３】
請求項３２記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記第１透過窓は、第１波長帯域として９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第２透過窓及び第３透過窓は前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域及び第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項３４】
請求項３３記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記第２透過窓は、第２波長帯域として９．０μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第３透過窓は、第２波長帯域として８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項３５】
請求項３２記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記第１被験者画像と第２被験者画像の同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項３６】
請求項３２記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記温度検知部は、前記第２被験者画像と第３被験者画像の同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値から前記被験者の温度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項３７】
請求項３２記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、前記被験者の検知温度における閾値に温度補正し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値以下の場合に前記エチルアルコールの検出を判定し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項３８】
請求項３２記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、前記被験者の検知温度における前記エチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項３９】
請求項３２記載のエチルアルコール検知方法に於いて、前記撮像素子、光学系、第１透過窓、第２透過窓及び第３透過窓を冷却することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項４０】
被験者からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を、第１透過窓により選択的に透過して赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子に結像して撮像した第１被験者画像をメモリに格納し、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を、第２透過窓により選択的に透過して前記撮像素子に結像して撮像した第２被験者画像をメモリに格納し、
前記メモリに格納された第１被験者画像と第２被験者画像に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出し、
前記メモリに格納された第２被験者画像に基づいて前記被験者の温度を算出し、
前記エチルアルコール含有度と前記被験者の検知温度に基づいて前記エチルアルコールの検出と非検出を判定する、
ことを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項４１】
請求項４０記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記第１透過窓は、第１波長帯域として９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第２透過窓は前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項４２】
請求項４１記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記第２透過窓は、第２波長帯域として９．０μｍ又は８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項４３】
請求項４０記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記第１被験者画像と第２被験者画像の同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項４４】
請求項４０記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記温度検知部は、前記第２被験者画像と第３被験者画像の同一位置の画素間の相関値の総和又は平均値から前記被験者の温度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項４５】
請求項４０記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、前記被験者の検知温度における閾値に温度補正し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値以下の場合に前記エチルアルコールの検出を判定し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項４６】
請求項４０記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、前記被験者の検知温度における前記エチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項４７】
請求項４０記載のエチルアルコール検知方法に於いて、前記撮像素子、光学系、第１透過窓及び第２透過窓を冷却することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項４８】
被験者からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を、第１透過窓により選択的に透過して１又は複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサに結像して受光した第１受光信号をメモリに格納し、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を、第２透過窓により選択的に透過して前記赤外線センサに結像して受光した第２受光信号をメモリに格納し、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域とは異なる第３波長帯域の赤外光を、第３透過窓により選択的に透過して前記赤外線センサに結像して受光した第３受光信号をメモリに格納し、
前記メモリに格納された第１受光信号と第２受光信号に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出し、
前記メモリに格納された第２受光信号と第３受光信号に基づいて前記被験者の温度を算出し、
前記エチルアルコール含有度と前記被験者の検知温度に基づいて前記エチルアルコールの検出と非検出を判定する、
ことを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項４９】
請求項４８記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記第１透過窓は、第１波長帯域として９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第２透過窓及び第３透過窓は前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域及び第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項５０】
請求項４９記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記第２透過窓は、第２波長帯域として９．０μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第３透過窓は、第３波長帯域として８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項５１】
請求項４８記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記第１受光信号と第２受光信号の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項５２】
請求項４８記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記温度検知部は、前記第２受光信号と第３受光信号の比率に基づいて前記被験者の温度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項５３】
請求項４８記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、前記被験者の検知温度における閾値に温度補正し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値以下の場合に前記エチルアルコールの検出を判定し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項５４】
請求項４８記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、前記被験者の検知温度における前記エチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項５５】
請求項４８記載のエチルアルコール検知方法に於いて、前記赤外線センサ、光学系、第１透過窓、第２透過窓及び第３透過窓を冷却することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項５６】
被験者からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を、第１透過窓により選択的に透過して１又は複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサに結像して受光した第１受光信号をメモリに格納し、
前記被験者からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を、第２透過窓により選択的に透過して前記赤外線センサに結像して受光した第２受光信号をメモリに格納し、
前記メモリに格納された第１受光信号と第２受光信号に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出し、
前記メモリに格納された第２受光信号に基づいて前記被験者の温度を算出し、
前記エチルアルコール含有度と前記被験者の検知温度に基づいて前記エチルアルコールの検出と非検出を判定する、
ことを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項５７】
請求項５６記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記第１透過窓は、第１波長帯域として９．５μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第２透過窓は前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域及び第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項５８】
請求項５７記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記第２透過窓は、第２波長帯域として９．０μｍ又は８．３μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項５９】
請求項５６記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記エチルアルコール検出部は、前記第１受光信号と第２受光信号の差分値としてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項６０】
請求項５６記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、所定の基準温度で設定した所定の閾値を、前記被験者の検知温度における閾値に温度補正し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値以下の場合に前記エチルアルコールの検出を判定し、前記エチルアルコール含有度が前記温度補正した閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項６１】
請求項５６記載のエチルアルコール検知方法に於いて、
前記判定部は、所定の温度補正係数に基づき、前記被験者の検知温度における前記エチルアルコール含有度を、所定の閾値を設定した基準温度でのエチルアルコール含有度に補正し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値以下の場合にエチルアルコールの検出を判定し、前記温度補正したエチルアルコール含有度が前記閾値を超えている場合に前記エチルアルコールの非検出を判定することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【請求項６２】
請求項５６記載のエチルアルコール検知方法に於いて、前記赤外線センサ、光学系、第１透過窓及び第２透過窓を冷却することを特徴とするエチルアルコール検知方法。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−１９３９７６（Ｐ２０１２−１９３９７６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５６３３１（Ｐ２０１１−５６３３１）
【出願日】平成２３年３月１５日（２０１１．３．１５）
【出願人】（０００００３４０３）ホーチキ株式会社 (792)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１５日（２０１１．３．１５）
【出願人】（０００００３４０３）ホーチキ株式会社 (792)
【Ｆターム（参考）】
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