WO2021166403A1 - 水分検知装置 - Google Patents

Abstract

水分検知装置は、検知領域に向かって照明光（Ｌ１）を投射する光源部と、検知領域で反射された照明光（Ｌ１）の反射光（Ｒ１）を受光する受光部（光検出器（４０））と、反射光（Ｒ１）を受光部に集光させる集光光学系（集光ミラー（３０））と、受光部からの検出信号に基づいて検知領域における堆積物を判定する判定部と、を備える。ここで、受光部は、反射光の一部を受光する第１センサ部（センサ部（４０ａ））と、反射光の他の一部を受光する第２センサ部（センサ部（４０ｂ））と、を備える。判定部は、第１センサ部の受光強度と閾値とを比較する比較処理において、第１センサ部および第２センサ部の受光強度の比に基づき、第１センサ部の受光強度または閾値を、検知領域までの距離に適合させる補正を行う。

Description

水分検知装置

　本発明は、検知領域における水分の状態を検知する水分検知装置に関し、たとえば、路面上に堆積した水、氷および雪等の状態を検知する場合に用いて好適なものである。

　従来、路面の状態を検知する路面検知装置が知られている。たとえば、以下の特許文献１には、路面上の検知領域に照明光を照射し、その反射光に基づいて、氷や水等の被検出物が検知領域に存在するか否かを判定する路面状態検知装置が記載されている。この装置では、照明光として、互いに波長の異なる検出光と参照光が順次切り替えられて検知領域に照射される。また、各光の切り替えに同期して、各光の反射光が受光され電気信号が生成される。そして、これら電気信号が比較演算され、その演算結果に基づいて、水や氷等の被検知物が検知領域に存在するか否かが判定される。

特開２００１－２１６５９２号公報

　光を用いた水分検知装置では、反射光の受光強度に基づく処理が行われ得る。たとえば、参照光と検出光とを用いて検知領域に雪または氷が堆積するとの判定がなされた後、さらに、参照光に基づく反射光の受光強度に基づいて、堆積物が雪と氷の何れであるかを判別する処理が行われ得る。

　しかしながら、反射光の受光強度は、堆積物の種類に応じて変化する他、検知領域までの距離によっても変化する。すなわち、反射光の受光強度は、検知領域までの距離の２乗に反比例する。したがって、反射光の受光強度を用いて検出領域における堆積物の状況を判別する場合は、検知領域までの距離に応じて反射光の受光強度を補正する必要がある。

　かかる課題に鑑み、本発明は、簡素な構成により、検知領域までの距離に応じて反射光の受光強度を補正することが可能な水分検知装置を提供することを目的とする。

　本発明の主たる態様に係る水分検知装置は、検知領域に向かって照明光を投射する光源部と、前記検知領域で反射された前記照明光の反射光を受光する受光部と、前記反射光を前記受光部に集光させる集光光学系と、前記受光部からの検出信号に基づいて前記検知領域における堆積物を判定する判定部と、を備える。ここで、前記受光部は、前記反射光の一部を受光する第１センサ部と、前記反射光の他の一部を受光する第２センサ部と、を備える。また、前記判定部は、前記第１センサ部の受光強度と閾値とを比較する比較処理において、前記第１センサ部および前記第２センサ部の受光強度の比に基づき、前記第１センサ部の前記受光強度または前記閾値を、前記検知領域までの距離に適合させる補正を行う。

　本態様に係る水分検知装置によれば、別途、第２のセンサ部を配置するといった簡素な構成により、検知領域までの距離に応じて反射光の受光強度を補正することができる。

　以上のとおり、本発明によれば、簡素な構成により、検知領域までの距離に応じて反射光の受光強度を補正することが可能な水分検知装置を提供できる。

　本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

図１は、実施形態に係る、水分検知装置の外観構成を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る、前側の筐体を取り外した状態の水分検知装置の外観構成を示す斜視図である。 図３は、実施形態に係る、水分検知装置の断面図である。 図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態に係る光源部の構成を示す図である。 図５は、実施形態に係る水分検知装置の回路部の構成を示すブロック図である。 図６は、実施形態に係る、水における光の吸収係数を示すグラフである。 図７は、実施形態に係る、水分検知装置の判定処理を示すフローチャートである。 図８は、実施形態に係る反射面の形成方法を説明するための図である。 図９（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態に係る、光検出器および集光光学系の構成例を示す断面図である。 図１０（ａ）～（ｃ）は、それぞれ、実施形態に係る、路面（検知領域）までの距離に応じて光検出器の受光面に入射する反射光の状態を検証したシミュレーション結果である。 図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、参考例および実施形態に係る、センサ部の配置方法を示す図である。 図１２（ａ）～（ｃ）は、それぞれ、参考例に係る、シミュレーション結果を示す図である。 図１３（ａ）～（ｃ）は、それぞれ、実施形態に係る、シミュレーション結果を示す図である。 図１４（ａ）は、参考例に係る、距離に対する２つのセンサ部間の反射光受光強度の比の変化を示すグラフであり、図１４（ｂ）は、参考例に係る、距離に対する光源側のセンサ部の受光強度の変化を示すグラフである。また、図１４（ｃ）は、実施形態に係る、距離に対する２つのセンサ部間の反射光の受光強度の比の変化を示すグラフであり、図１４（ｄ）は、実施形態に係る、距離に対する光源側のセンサ部の受光強度の変化を示すグラフである。 図１５（ａ）は、実施形態に係る、受光強度の比と検知距離との関係を規定するテーブルの構成を示す図である。図１５（ｂ）は、実施形態に係る、検知距離と補正倍率との関係を規定するテーブルの構成を示す図である。図１５（ｃ）は、実施形態に係る、受光強度の比と補正倍率との関係を規定するテーブルの構成を示す図である。 図１６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態に係る、判定部における雪と氷を判別するための比較処理を示すフローチャートである。 図１７は、実施形態に係る、路面情報配信システムの構成を模式的に示す図である。 図１８（ａ）は、変更例に係る、水分検知装置の光学系の構成を示す図である。図１８（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、変更例に係る２つのセンサ部の構成を示す図である。

　ただし、図面はもっぱら説明のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。

　以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。

　本実施形態では、検知領域である路面に堆積した水分（水、雪、氷等）を検知する水分検知装置に、本発明が適用されている。便宜上、各図には、適宜、互いに直交するＸＹＺ軸が付されている。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は、それぞれ、水分検知装置１の幅方向、高さ方向および前後方向である。Ｚ軸正方向は、照明光の投射方向である。

　＜装置の構造＞
　図１は、水分検知装置１の外観構成を示す斜視図である。

　図１に示すように、水分検知装置１は、直方体に近似する箱形の形状を有する。筐体１１、１２を前後に組み合わせることにより、水分検知装置１の外郭が形成される。筐体１１の前側面には、略正方形の開口１１ａが形成されている。開口１１ａは、窓部材１３によって塞がれている。窓部材１３は、可視光を遮断し、赤外光を透過するバンドパスフィルタである。筐体１１、１２の内部から、窓部材１３を介して、照明光Ｌ１が路面（検知領域）に投射される。また、この照明光Ｌ１の反射光Ｒ１が、窓部材１３を介して、筐体１１、１２の内部に取り込まれる。

　図２は、前側の筐体１１を取り外した状態の水分検知装置１の外観構成を示す斜視図である。図３は、図２に水分検知装置１を、Ｘ軸方向の中間位置において、Ｙ－Ｚ平面に平行な平面で切断したときの断面図である。

　図２および図３を参照して、水分検知装置１は、光源部２０と、集光ミラー３０と、光検出器４０と、回路基板５０と、遮光部材６０とを備える。光源部２０は、３種類の波長の赤外光を、Ｚ軸正方向に投射する。これら赤外光によって、照明光Ｌ１が構成される。照明光Ｌ１は、路面（検知領域）に投射される。

　図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、光源部２０の構成を示す図である。

　光源部２０は、互いに波長が異なる３つの光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃを備える。光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、たとえば、半導体レーザ等のレーザ光源である。光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃが、ＬＥＤや、特定波長を通過するフィルタをつけた白色光源により構成されてもよい。

　光源２１ａは、波長９８０ｎｍ（以下、「参照波長」と称する）の近赤外光を出射する。光源２１ｂは、波長１４５０ｎｍ（以下、「吸収波長１」と称する）の近赤外光を出射する。光源２１ｃは、波長１５５０ｎｍ（以下、「吸収波長２」と称する）の近赤外光を出射する。光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、同一方向（Ｘ軸正方向）に照明光Ｌ１を出射する。光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃの出射光軸は、Ｘ－Ｙ平面に平行な同一平面に含まれる。

　光源部２０は、さらに、コリメータレンズ２２ａ、２２ｂ、２２ｃと、ミラー２３と、ダイクロイックミラー２４、２５とを備える。コリメータレンズ２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、それぞれ、光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃから出射された照明光Ｌ１を平行光に変換する。ミラー２３は、光源２１ａから出射された照明光Ｌ１をＹ軸正方向に反射する。ダイクロイックミラー２４は、光源２１ａから出射された照明光Ｌ１を透過し、光源２１ｂから出射された照明光Ｌ１をＹ軸正方向に反射する。これにより、光源２１ａの出射光軸と光源２１ｂの出射光軸が整合する。

　ダイクロイックミラー２５は、ダイクロイックミラー２４側から入射した２つの照明光Ｌ１を透過し、光源２１ｃから出射された照明光Ｌ１をＹ軸正方向に反射する。これにより、光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃの出射光軸が、１つの光軸Ａ１に整合する。ミラー２３とダイクロイックミラー２４、２５は、光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃの出射光軸を互いに整合させる整合光学系２０ａを構成する。光軸Ａ１は、ミラー２６によってＺ軸正方向に折り曲げられる。これにより、光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃからそれぞれ出射された照明光Ｌ１が、光源部２０からＺ軸正方向に出射される。

　図２および図３に戻り、集光ミラー３０は、アルミニウム等の金属材料によって形成されている。集光ミラー３０が、樹脂材料によって形成されてもよい。集光ミラー３０は、光源部２０と反対側の面に反射面３０ａを有する。反射面３０ａは、集光ミラー３０の内方に凹んだ曲面となっている。反射面３０ａは、内方に凹んだ曲面を鏡面仕上げした後、金等の高反射率の材料を当該曲面に蒸着することにより形成される。

　反射面３０ａの形状は、照明光Ｌ１の投射方向に延びる四角柱形状の柱体を、投射方向に平行な長軸を回転軸とする回転楕円面で切り取った形状である。反射面３０ａの形状の設定方法は、追って、図８を参照して説明する。

　集光ミラー３０には、さらに、光源部２０から出射される照明光Ｌ１を通過させるための貫通孔３０ｂが形成されている。貫通孔３０ｂは、柱状部３０ｄの中心軸に沿って形成されている。照明光Ｌ１は、開口１４ｃおよび貫通孔３０ｂを通過して、前方の路面（検知領域）に投射される。集光ミラー３０は、光源部２０の光軸Ａ１と、集光ミラー３０自身の光軸Ａ２とを路面側の範囲（集光ミラー３０から照明光Ｌ１の投射方向の範囲）において互いに整合させる。すなわち、これら２つの光軸Ａ１、Ａ２は、集光ミラー３０によって、共通の光軸Ａ１０に統合される。集光ミラー３０の光軸Ａ２は、光源部２０の光軸Ａ１に対して垂直である。

　集光ミラー３０は、路面から反射面３０ａに入射する反射光Ｒ１を、Ｙ軸負方向に反射するとともに、当該反射光Ｒ１を光検出器４０の受光面に集光する。光検出器４０は、たとえば、フォトダイオードにより構成される。光検出器４０として、赤外の波長帯（たとえば９００～１８００ｎｍ）に検出感度を有するフォトダイオードが用いられ得る。光検出器４０が可視光の波長帯にも検出感度を有する場合、光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃの出射波長である参照波長、吸収波長１および吸収波長２を透過させ、可視光の波長帯を遮断するフィルタが、光検出器４０の前段に配置されてもよい。光検出器４０が、アバランシェフォトダイオードにより構成されてもよい。

　光検出器４０は、光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃから出射された照明光Ｌ１が路面で反射された反射光Ｒ１を受光し、受光した光量に基づく電気信号（検出信号）を出力する。光検出器４０は、回路基板５０の上面に設置されている。光検出器４０は、貫通孔３０ｂの出口の下方に配置される。

　本実施形態では、光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃが時分割でパルス発光するように駆動される。したがって、光検出器４０は、光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃからの照明光Ｌ１に基づく反射光Ｒ１を時分割で受光して、各反射光Ｒ１の受光光量に応じた電気信号を出力する。光検出器４０から出力される各反射光Ｒ１に応じた電気信号に基づいて、路面の堆積物の種類（水分の状態）が判定される。堆積物の判定処理については、追って図７を参照して説明する。

　遮光部材６０は、光検出器４０の直上位置に、円形状の遮光マスク６０ａを有する。遮光マスク６０ａは、４つの梁部６０ｂによって遮光部材６０に支持されている。平面視において、遮光マスク６０ａの大きさは、集光ミラー３０に形成された貫通孔３０ｂの出口の大きさに略等しい。遮光マスク６０ａの上面には、赤外光を吸収する赤外吸収剤６０ｃが付設されている。たとえば、赤外吸収剤６０ｃを含む塗料が、遮光マスク６０ａの上面に塗布される。あるいは、赤外吸収剤６０ｃが塗布されたシートが、遮光マスク６０ａの上面に貼り付けられる。

　遮光マスク６０ａは、光源部２０から出射された照明光Ｌ１の一部が、貫通孔３０ｂの出口に掛かって散乱した場合に、この散乱光を、光検出器４０に対して遮光する。すなわち、貫通孔３０ｂの出口から光検出器４０に向かう散乱光は、遮光マスク６０ａの上面に入射し、赤外吸収剤６０ｃによって吸収される。なお、遮光マスク６０ａの上面に、赤外吸収剤６０ｃが付設されなくてもよい。この場合も、貫通孔３０ｂの出口から光検出器４０に向かう散乱光は、遮光マスク６０ａによって遮られる。

　遮光マスク６０ａを支持する梁部６０ｂは、遮光マスク６０ａの外側を通って光検出器４０の受光面に集光される反射光Ｒ１をなるべく遮らないように、細い線状に形成されることが望ましい。また、遮光マスク６０ａは、必ずしも、梁部６０ｂによって支持されなくてもよく、たとえば、遮光部材６０の上面に透明板を配置し、この透明板に遮光マスク６０ａを付設してもよい。この場合、透明板の上面および下面に、ＡＲコートを付することが好ましい。

　図２および図３の構成において、集光ミラー３０、回路基板５０および遮光部材６０は、筐体１２に固定された支持部材１４に設置される。すなわち、集光ミラー３０は、背板部３０ｃが支持部材１４の壁板部１４ａの前面に固定されることにより、支持部材１４に設置される。また、回路基板５０は、支持部材１４の前フレーム１４ｂの下面に固定され、遮光部材６０は、支持部材１４の壁板部１４ａの前面に固定される。さらに、光源部２０は、ホルダに保持された状態で、支持部材１４の壁板部１４ａの背面に固定される。壁板部１４ａには、照明光Ｌ１を通すための円形の開口１４ｃが形成されている。こうして、水分検知装置１の内部構造の組み立てが完了する。

　＜回路部の構成＞
　図５は、水分検知装置１の回路部の構成を示すブロック図である。

　水分検知装置１は、図１に示した光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃおよび光検出器４０の他、制御部１１０と、記憶部１２０と、出力部１３０と、３つの駆動部１４１、１４２、１４３と、処理部１５０と、を備える。

　制御部１１０は、たとえばＣＰＵやマイクロコンピュータにより構成される。制御部１１０は、記憶部１２０に記憶された制御プログラムに従って、水分検知装置１内の各部の制御を行う。制御プログラムによる機能として、判定部１１１が、制御部１１０に設けられる。判定部１１１は、光検出器４０からの検出信号に基づいて、路面上の堆積物の種類（水、雪、氷）を判定する。判定部１１１は、制御プログラムによる機能ではなく、ハードウェアとして構成されてもよい。

　記憶部１２０は、メモリを備え、制御プログラムを記憶するとともに、制御処理時のワーク領域として用いられる。また、記憶部１２０は、当該制御プログラムの実行に必要な各種情報を記憶する。たとえば、記憶部１２０は、後述のテーブル（図１５（ａ）～（ｃ）参照）を記憶する。

　出力部１３０は、判定部１１１の判定結果を出力する。出力部１３０は、水分検知装置１に配置されたモニター等の表示部であってもよく、あるいは、判定部１１１の判定結果をサーバ等の外部処理装置に送信するための通信モジュールであってもよい。

　駆動部１４１、１４２、１４３は、それぞれ、制御部１１０からの制御に従って光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃを駆動する。処理部１５０は、光検出器４０から入力される電気信号をデジタル信号に変換するとともに対数を取り、制御部１１０に出力する。制御部１１０は、処理部１５０から入力される検出信号に基づいて、路面の堆積物の種類（水分の状態）を判定する。この判定は、上記のように、判定部１１１によって行われる。

　＜判定方法＞
　次に、堆積物の種類の判定方法について説明する。

　図６は、水と氷における光の吸収係数を示すグラフである。

　図６において、光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃの出射波長にそれぞれ設定された参照波長、吸収波長１および吸収波長２が、それぞれ、矢印で示されている。

　図６に示すように、水および氷に対する参照波長の吸収係数は、吸収波長１および吸収波長２の吸収係数より小さい。すなわち、参照波長の照明光Ｌ１は、吸収波長１および吸収波長２の照明光Ｌ１よりも、水や氷による吸収が少ない。このため、光源２１ａから出射された照明光Ｌ１（参照波長）は、路面上の照射領域に水分（水、氷、雪）が存在しても、路面によって反射されやすく、当該照明光Ｌ１（参照波長）の反射光Ｒ１に対する光検出器４０で受光光量は多くなる。他方、光源２１ｂ、２１ｃから出射される吸収波長１、２は、水や氷による吸収係数が大きい。このため、照射領域に水分がある場合、吸収波長１、２の照明光Ｌ１は、水分によって吸収され、光検出器４０で受光される吸収波長１、２の反射光Ｒ１の光量は少なくなる。

　したがって、水分による影響をあまり受けない参照波長の照明光Ｌ１に対する検出信号によって、吸収波長１、２の照明光Ｌ１に対する検出信号を規格化することで、路面の形状による散乱などのノイズ成分を抑制することができる。

　本実施形態では、吸収波長１と吸収波長２の吸収係数の違いを利用して、水と氷の判別が行われる。すなわち、吸収波長１（１４５０ｎｍ）では氷での吸収係数に対して水での吸収係数が大きく、吸収波長２（１５５０ｎｍ）では水での吸収係数に対して氷での吸収係数が大きい。従って、吸収波長１および吸収波長２の検出信号の比を取ることで、照射位置に水分がある場合に、それが水か氷かを判別できる。

　図７は、制御部１１０（判定部１１１）による堆積物の種類の判定処理を示すフローチャートである。

　まず、制御部１１０は、光源部２０を駆動する（Ｓ１１）。具体的には、制御部１１０は、駆動部１４１、１４２、１４３を介して、時分割で光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃから照明光Ｌ１を出射させる。そして、制御部１１０は、光源２１ａの駆動に応じて光検出器４０から出力される検出信号と、光源２１ｂの駆動に応じて光検出器４０から出力される検出信号と、光源２１ｃの駆動に応じて光検出器４０から出力される検出信号とを、処理部１５０を介して取得する。

　次に、制御部１１０の判定部１１１は、参照波長の検出信号の強度、吸収波長１の検出信号の強度、および吸収波長２の検出信号の強度に基づいて、照射位置の状態を判定する。

　具体的には、判定部１１１は、参照波長の検出信号の強度に対する吸収波長１の検出信号の強度の比率を対数変換した値Ｒ１１が閾値Ｒｔｈ１以上であり、かつ、参照波長の検出信号の強度に対する吸収波長２の検出信号の強度の比率を対数変換した値Ｒ１２が閾値Ｒｔｈ２以上である場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、照射位置に水分が存在しない（乾燥している）と判定する（Ｓ１３）。

　ここで、閾値Ｒｔｈ１は、水に対する参照波長（９８０ｎｍ）の吸収係数の値から、水に対する吸収波長１（１４５０ｎｍ）の吸収係数の値を減算し、その値に水があると判定される厚さの２倍を掛けた値である。たとえば、厚さ１０μｍ以上の水を検知する場合、Ｒｔｈ１の値は－０．０６２となる。また、閾値Ｒｔｈ２は、氷に対する参照波長（９８０ｎｍ）の吸収係数の値から、氷に対する吸収波長２（１５５０ｎｍ）の吸収係数の値を減算し、その値に氷があると判定される厚さの２倍を掛けた値である。たとえば、厚さ１０μｍ以上の氷を検知する場合、Ｒｔｈ２の値は－０．０６９となる。

　ステップＳ１２の判定がＮＯの場合、判定部１１１は、照射位置に水分が存在すると判定して、処理をステップＳ１４へ進める。

　ステップＳ１４において、判定部１１１は、値Ｒ１１と値Ｒ１２の比を計算し、その値が閾値Ｒｉ以下であるか否かを判定する。ここで、閾値Ｒｉの値は、氷における吸収波長１（１４５０ｎｍ）の吸収係数から参照波長（９８０ｎｍ）の吸収係数を減算した値と、氷における吸収波長２（１５５０ｎｍ）の吸収係数から参照波長（９８０ｎｍ）の吸収係数を減算した値の比である。

　値Ｒ１１と値Ｒ１２の比が閾値Ｒｉ以下である場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、判定部１１１は、照射位置に氷あるいは雪のみが存在すると判定して、処理をステップＳ１５に進める。値Ｒ１１と値Ｒ１２の比が閾値Ｒｉを超える場合（Ｓ１４：ＮＯ）、判定部１１１は、照射位置に水または水および氷が存在すると判定して、処理をステップＳ１８に進める。

　ステップＳ１５において、判定部１１１は、参照波長の受光強度Ｉｒが閾値Ｉｔｈ以上か否かを判定する。ここで、受光強度Ｉｒが閾値Ｉｔｈ以上である場合（Ｓ１５：ＹＥＳ）、判定部１１１は、照射位置に雪が存在すると判定する（Ｓ１６）。他方、受光強度Ｉｒが閾値Ｉｔｈ未満である場合（Ｓ１５：ＮＯ）、判定部１１１は、照射位置に氷が存在すると判定する（Ｓ１７）。ここで、制御部１１０は、判定部１１１が雪あるいは氷が存在すると判定した後、参照波長と吸収波長１の検出信号の値からそれらの厚みを測定してもよい。

　なお、ステップＳ１５の判定は、受光強度Ｉｒまたは閾値Ｉｔｈを路面（検知領域）までの距離により補正した値を用いて行われる。これについては、追って、図１５（ａ）～図１６（ｂ）を参照して説明する。

　ステップＳ１８において、判定部１１１は、値Ｒ１１と値Ｒ１２の比を計算し、その値が閾値Ｒｗ以上であるか否かを判定する。値Ｒ１１と値Ｒ１２の比が閾値Ｒｗ以上である場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、判定部１１１は、照射位置に水が存在すると判定する（Ｓ１９）。ここで、判定部１１１が照射位置に水が存在すると判定した後、制御部１１０は、さらに、参照波長と吸収波長２の検出信号の値から水の厚みを測定してもよい。

　他方、値Ｒ１１と値Ｒ１２の比が閾値Ｒｗ未満である場合（Ｓ１８：ＮＯ）、すなわち、Ｒｉ＜Ｒ１１／Ｒ１２＜Ｒｗの場合、判定部１１１は、照射位置に水と氷の混合物が存在していると判定する（Ｓ２０）。ここで、制御部１１０は、（Ｒ１１／Ｒ１２－Ｒｉ）の値と（Ｒｗ－Ｒ１１／Ｒ１２）の値を比較することにより、照射位置に存在する水と氷の割合を算出し、その割合と参照波長、吸収波長１、吸収波長２の検出信号の値から水と氷の混合物の膜厚を測定してもよい。

　＜反射面の形成方法＞
　次に、集光ミラー３０の反射面３０ａの形成方法について説明する。

　図８は、反射面３０ａの形成方法を説明するための図である。

　図８に示すように、反射面３０ａの１つの稜線が所定の楕円Ｅ０の一部に沿う形状である場合、楕円Ｅ０の長軸ＡＸ１上にある第１焦点位置ＦＰ１から発した光は、反射面３０ａによって、長軸ＡＸ１上の第２焦点位置ＦＰ２に集光される。逆に、第２焦点位置ＦＰ２から発した光は、反射面３０ａによって、第１焦点位置ＦＰ１に集光される。

　ここで、反射面３０ａから第１焦点位置ＦＰ１に向かう光軸Ａ２１と、反射面３０ａから第２焦点位置ＦＰ２に向かう光軸Ａ２２は、互いに垂直である。また、楕円Ｅ０の長軸ＡＸ１と短軸ＡＸ２の比に応じて、第１焦点位置ＦＰ１までの第１焦点距離ＦＤ１と、第２焦点位置ＦＰ２までの第２焦点距離ＦＤ２とが変化する。換言すると、第１焦点距離ＦＤ１と第２焦点距離ＦＤ２の長さに応じて、長軸ＡＸ１と短軸ＡＸ２の比が変化し、楕円Ｅ０の形状も変化する。これに応じて、反射面３０ａの稜線の形状も変化する。

　本実施形態では、反射面３０ａから第２焦点位置ＦＰ２に向かう方向に路面（検知面）が設定され、反射面３０ａから第１焦点位置ＦＰ１に向かう方向に光検出器４０の検出面が設定される。したがって、第１焦点距離ＦＤ１は、水分検知装置１における反射面３０ａと光検出器４０との間の距離付近に設定され、第２焦点距離ＦＤ２は、反射面３０ａと路面（検知領域）との間の距離付近に設定される。たとえば、第１焦点距離ＦＤ１は、５０ｍｍ程度に設定され、第２焦点距離ＦＤ２は、数ｍ～１０数ｍ程度に設定される。この場合、楕円Ｅ０は、図８の場合に比べ、短軸ＡＸ２に対する長軸ＡＸ１の比が顕著に大きくなる。

　本実施形態では、光軸Ａ２２に沿う方向に延びる四角柱（柱体）Ｐ０を、第１焦点位置ＦＰ１および第２焦点位置ＦＰ２を含む長軸ＡＸ１を回転軸とする回転楕円面で切り取った断面形状に、反射面３０ａの形状が設定される。四角柱Ｐ０の対向する２つの側面は、光軸Ａ２１、Ａ２２を含む平面に平行であり、四角柱Ｐ０の対向する他の２つの側面は、光軸Ａ２１、Ａ２２を含む平面に垂直である。四角柱Ｐ０の中心軸は、第２焦点位置ＦＰ２に向かう光軸Ａ２２に一致する。図８の光軸Ａ２１および光軸Ａ２２は、それぞれ、図３の光軸Ａ２および光軸Ａ１０に対応する。

　このように反射面３０ａの形状を設定することにより、第２焦点位置ＦＰ２付近で生じた反射光Ｒ１を、第１焦点位置ＦＰ１付近に配置された光検出器４０の受光面に効率的に集光させることができる。すなわち、反射面３０ａが、無限遠からの平行光を光検出器４０の受光面に集光させる放物面に設定される場合に比べて、より多くの光量の反射光Ｒ１を光検出器４０に集光させることができる。

　＜光検出器の構成＞
　ところで、図７のフローチャートでは、ステップＳ１５において、参照波長の受光強度Ｉｒを閾値Ｉｔｈと比較することにより、雪と氷の判別が行われている。しかしながら、受光強度Ｉｒは、路面（検知面）の堆積物に依存する要因（反射率、吸収率および散乱特性）の他、路面に対する照明光の入射角および路面までの距離等、路面までの距離に関する要因によっても変化する。たとえば、堆積物が同じであっても、路面で反射された反射光Ｒ１が光検出器４０に取り込まれる光量は、路面までの距離の２乗に反比例する。したがって、ステップＳ１５の判定においては、路面までの距離に応じて受光強度Ｉｒを補正することにより、堆積物の種別の判定精度を高めることができる。

　ここで、路面までの距離を検出するための方法として、別途、測距装置を、水分検知装置１に搭載する方法を用い得る。しかし、この方法では、別途、測距装置を配置することにより、水分検知装置１の構成が複雑化し、且つ、コストの上昇を招いてしまう。また、水分検知装置１が街灯等に固定される場合は、予め、水分検知装置１と路面（検知領域）との間の距離を計測しておき、手入力で、水分検知装置１に当該距離を設定する方法が用いられ得る。しかし、この方法では、路面までの距離を計測する作業と、計測した距離を水分検知装置１に入力する作業が必要となるため、水分検知装置１の設置時の作業が繁雑になってしまう。また、この方法は、水分検知装置１が車両に設置される場合等、路面（検知領域）までの距離が動的に変化する環境下では、用いることができない。

　そこで、本実施形態では、極めて簡素な構成により、路面（検知領域）までの距離を取得可能な構成が、水分検知装置１の受光光学系に設けられている。具体的には、光検出器４０に対して、路面（検知領域）までの距離を取得するための構成が適用されている。

　なお、図７のフローチャートのステップＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１８では、参照波長の照明光Ｌ１に対する検出信号によって、吸収波長１、２の照明光Ｌ１に対する検出信号をそれぞれ規格化した値Ｒ１１、Ｒ１２が、判定に用いられる。ここでは、値Ｒ１１、Ｒ１２が規格化されているため、これらの値Ｒ１１、Ｒ１２には、路面までの距離に応じた誤差が生じ得ない。よって、ステップＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１８については、特に、路面までの距離に応じた補正を行う必要がない。

　図９（ａ）は、光検出器４０の構成を示す断面図である。

　図９（ａ）の構成では、集光ミラー３０によって集光光学系が構成されている。また、光検出器４０によって受光部が構成されている。図９（ａ）には、検知領域が第２焦点位置ＦＰ２から近づいた場合の反射光の集光状態が破線で示されている。

　光検出器４０は、パッケージ４０ｃ内に、２つのセンサ部４０ａ、４０ｂを有している。平面視において、センサ部４０ａ、４０ｂは、たとえば正方形である。センサ部４０ａ、４０ｂは、一辺が略重なるように、同一平面上に配置される。平面視におけるセンサ部４０ａ、４０ｂの形状は正方形でなくてもよく、長方形等の他の形状であってもよい。センサ部４０ａは、路面（検知領域）上の堆積物を判別するために用いられ、センサ部４０ｂは、水分検知装置１から路面（検知領域）までの距離を検出するために用いられる。

　センサ部４０ａは、図８の第１焦点位置ＦＰ１付近に配置される。したがって、路面（検知領域）までの距離が図８の第２焦点距離ＦＤ２である場合、図９（ａ）に実線で示すように、路面からの反射光Ｒ１は、その大半がセンサ部４０ａに入射する。路面までの距離が第２焦点距離ＦＤ２よりも短くなるにしたがって、図９（ａ）に破線で示すように、路面からの反射光Ｒ１の集光領域が広がっていき、センサ部４０ｂに入射する反射光Ｒ１の光量が増加する。したがって、センサ部４０ｂの検出信号の大きさによって、路面（検知領域）までの距離を把握できる。

　図５の記憶部１２０には、予め、センサ部４０ｂの検出強度と路面（検知領域）までの距離との関係を規定する情報が保持されている。この情報は、たとえば、センサ部４０ｂの検出強度と路面（検知領域）までの距離とを対応付けたテーブルであってよい。あるいは、この情報は、センサ部４０ｂの検出強度と路面（検知領域）までの距離との関係を規定する関数であってもよい。図５の判定部１１１は、記憶部１２０に保持されている当該情報に基づいて、センサ部４０ｂの検出強度に対応する距離を取得する。そして、判定部１１１は、取得した距離により、センサ部４０ａの検出強度を補正し、補正後の検出強度を用いて、図７のステップＳ１５の処理を行う。

　図１０（ａ）～（ｃ）は、路面（検知領域）までの距離に応じて光検出器４０の受光面に入射する反射光Ｒ１の状態を検証したシミュレーション結果である。ここでは、図８の第１焦点距離ＦＤ１および第２焦点距離ＦＤ２を、それぞれ、５０ｍｍおよび１５ｍに設定した。また、光検出器４０の受光面（センサ部４０ａ、４０ｂを統合した受光面）を第１焦点位置ＦＰ１に設定した。図１０（ａ）～（ｃ）には、それぞれ、路面（検知領域）までの距離が１５ｍ、４ｍ、２ｍの場合の反射光Ｒ１の様子を示した。

　図１０（ａ）～（ｃ）に示すように、路面（検知領域）までの距離が短くなるに従って、反射光Ｒ１は路面側により大きく広がる。このため、図９（ａ）に示すように、センサ部４０ｂをセンサ部４０ａに対して路面側（Ｚ軸正側）に隣接して配置することにより、センサ部４０ｂが受光する反射光の光量は、路面までの距離に応じて大きく変化する。よって、このようにセンサ部４０ｂを配置することにより、センサ部４０ｂの検出強度による距離の検出精度を高めることができる。

　なお、図９（ａ）では、光検出器４０が２つのセンサ部４０ａ、４０ｂを有していたが、図９（ｂ）のように、光検出器４０が１つのセンサ部４０ａのみを有する構成である場合、別途、光検出器４１と、分岐用の光学素子３１とが、受光光学系に配置されてもよい。光学素子３１は、たとえば、ミラーである。ミラーの反射面は正方形または長方形である。光学素子３１は、路面までの距離が短くなるに従ってビーム径の変化が大きくなる反射光Ｒ１のＺ軸正側の光束部分を反射して、光検出器４１のセンサ部４１ａに導く。

　図９（ｂ）の構成では、集光ミラー３０および光学素子３１によって集光光学系が構成されている。また、光検出器４０、４１によって受光部が構成されている。

　図９（ｂ）の構成では、たとえば、路面（検知領域）までの距離が図８の第２焦点距離ＦＤ２である場合に反射面３０ａで集光される反射光Ｒ１の大半がセンサ部４０ａに集光され、当該反射光Ｒ１の一部が光学素子３１によってセンサ部４１ａに導かれるように、センサ部４０ａ、４１ａと光学素子３１の配置が調整される。この場合も、反射光Ｒ１の集光領域は、距離が短くなるに伴い路面側（Ｚ軸正側）に大きく広がるため、光学素子３１は、図９（ｂ）に示すように、センサ部４０ａに対して路面側の反射光Ｒ１を分岐させてセンサ部４１ａに導くように配置されることが好ましい。

　＜センサ部４０ａ、４０ｂの配置方法＞
　次に、センサ部４０ａ、４０ｂの配置方法について説明する。

　ここでは、計測距離レンジが２～１５ｍに設定されると想定されている。計測距離レンジとは、検知領域までの距離の変動範囲のことである。たとえば、水分検知装置１が電柱等に設置される場合、水分検知装置１の設置状態（設置位置の高さや投射方向の向き）に応じて変動し得る検知領域（路面）までの距離の範囲が、計測距離レンジとなる。

　本願発明者らは、計測距離レンジに対するセンサ部４０ａ、４０ｂの好ましい配置方法を、シミュレーションに基づき検討した。以下、この検討に基づくセンサ部４０ａ、４０ｂの配置方法を、シミュレーション結果とともに説明する。

　図１１（ａ）、（ｂ）は、参考例に係る、センサ部４０ａ、４０ｂの配置方法を示す図、図１１（ｃ）、（ｄ）は、実施形態に係る、センサ部４０ａ、４０ｂの配置方法を示す図である。

　図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、参考例では、反射光Ｒ１の第１焦点位置ＦＰ１にセンサ部４０ａ、４０ｂの受光面が位置付けられるよう、センサ部４０ａ、４０ｂが配置される。また、参考例では、センサ部４０ａの中心からセンサ部４０ｂ側に所定距離だけシフトした位置に、反射光Ｒ１の光軸Ａ２が位置付けられる。

　図１１（ｃ）、（ｄ）に示すように、実施形態では、反射光Ｒ１の第１焦点位置ＦＰ１から集光ミラー３０側（Ｙ軸正側）に所定距離だけシフトした位置にセンサ部４０ａ、４０ｂの受光面が位置付けられるよう、センサ部４０ａ、４０ｂが配置される。また、実施形態では、センサ部４０ａの中心からセンサ部４０ｂ側に所定距離だけシフトした位置に、反射光Ｒ１の光軸Ａ２が位置付けられる。

　参考例では、正方形のセンサ部４０ａ、４０ｂの１辺を０．２ｍｍに設定して、センサ部４０ａ、４０ｂの受光強度をシミュレーションにより求めた。また、参考例では、センサ部４０ａの中心に対する光軸Ａ２のＺ軸方向のシフト量を０．０６ｍｍに設定した。

　実施形態では、正方形のセンサ部４０ａ、４０ｂの１辺を０．３ｍｍに設定して、センサ部４０ａ、４０ｂの受光強度をシミュレーションにより求めた。また、実施形態では、センサ部４０ａの中心に対する光軸Ａ２のＺ軸方向のシフト量を０．０３ｍｍに設定し、第１焦点位置ＦＰ１にセンサ部４０ａのＹ軸方向のシフト量を０．２ｍｍに設定した。

　この他、参考例および実施形態では、図１０（ａ）～（ｃ）の場合と同様、図８の第１焦点距離ＦＤ１および第２焦点距離ＦＤ２を、それぞれ、５０ｍｍおよび１５ｍに設定した。

　図１２（ａ）～（ｃ）は、参考例に係る、シミュレーション結果を示す図である。

　図１２（ａ）は、反射光Ｒ１の照射領域全範囲（全視野範囲）における反射光Ｒ１の照射状態のシミュレーション結果である。図１２（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、路面側のセンサ部４０ｂおよび光源側のセンサ部４０ａの受光面における反射光Ｒ１の照射状態のシミュレーション結果である。

　ここでは、図８の光軸Ａ２２上において、反射面３０ａからの距離が２ｍ、４ｍ、６ｍ、８ｍ、１０ｍ、１２ｍ、１５ｍの位置に、光軸Ａ２２に垂直に乱反射面が設定されていると仮定して、シミュレーションを行った。図１２（ａ）～（ｃ）には、上記各距離に乱反射面が存在する場合の、全視野範囲、路面側のセンサ部４０ｂの受光面および光源側のセンサ部４０ａの受光面における反射光Ｒ１の照射状態の画像が示されている。各画像において、白に近いほど反射光Ｒ１の受光強度が高い。図１２（ｂ）、（ｃ）において、紙面下側が光源側である。

　図１２（ｂ）、（ｃ）に示すように、乱反射面までの距離が１５ｍである場合、光源側のセンサ部４０ａの路面側の境界付近に反射光Ｒ１の大半が集光され、路面側のセンサ部４０ｂには、僅かに反射光Ｒ１が入射した。乱反射面までの距離が短くなるにつれて、反射光Ｒ１が広がっていき、センサ部４０ａ、４０ｂの両方に分散した。このとき、反射光Ｒ１は、光源側よりも路面側に大きく広がった。そして、乱反射面までの距離が計測距離レンジの最小距離である２ｍになると、反射光Ｒ１は、センサ部４０ａ、４０ｂに略均等に広がった。

　ここで、乱反射面までの距離が短いほど、センサ部４０ａ、４０ｂに入射する反射光Ｒ１の光量が増加する。したがって、センサ部４０ａ、４０ｂの受光強度は、乱反射面までの距離が１５ｍから短くなるにつれて大きくなっていく。しかしながら、図１２（ｂ）に示すように、乱反射面までの距離が６ｍ付近になると、反射光Ｒ１が、路面側のセンサ部４０ｂからはみ出すため、６ｍ付近から距離が短くなるに伴って、センサ部４０ｂの受光強度が低下する。また、図１２（ｃ）に示すように、乱反射面までの距離が４ｍ付近になると、反射光Ｒ１が、光源側のセンサ部４０ａからはみ出すため、４ｍ付近から距離が短くなるに伴って、センサ部４０ａの受光強度が低下する。

　したがって、路面側のセンサ部４０ａの受光強度は、６ｍ付近にピークを持つ波形で変化し、光源側のセンサ部４０ｂの受光強度は、４ｍ付近にピークを持つ波形で変化する。

　図１３（ａ）～（ｃ）は、実施形態に係る、シミュレーション結果を示す図である。

　図１３（ａ）は、反射光Ｒ１の照射領域全範囲（全視野範囲）における反射光Ｒ１の照射状態のシミュレーション結果である。図１３（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、路面側のセンサ部４０ｂおよび光源側のセンサ部４０ａの受光面における反射光Ｒ１の照射状態のシミュレーション結果である。シミュレーションの条件は、図１１（ａ）、（ｂ）を比較して説明した条件を除いて、参考例におけるシミュレーションの条件と同様である。

　図１３（ｂ）、（ｃ）に示すように、乱反射面までの距離が１５ｍである場合、光源側のセンサ部４０ａに反射光Ｒ１の大半が集光され、路面側のセンサ部４０ｂには、僅かに反射光Ｒ１が入射した。乱反射面までの距離が短くなるにつれて、反射光Ｒ１が広がっていき、センサ部４０ａ、４０ｂの両方に分散した。このとき、反射光Ｒ１は、光源側よりも路面側に大きく広がった。そして、乱反射面までの距離が４ｍ付近になると、センサ部４０ａ、４０ｂに対する反射光Ｒ１の分散状態が接近し、乱反射面までの距離が計測距離レンジの最小距離である２ｍになると、路面側のセンサ部４０ｂの方により多くの反射光Ｒ１が分散した。

　したがって、実施形態では、路面側のセンサ部４０ａの受光強度は、２ｍと４ｍの間付近にピークを持つ波形で変化し、光源側のセンサ部４０ｂの受光強度は、４ｍ付近にピークを持つ波形で変化する。

　図１４（ａ）は、参考例に係る、距離に対するセンサ部４０ａ、４０ｂの反射光Ｒ１の受光強度の比（ＰＤ２／ＰＤ１）の変化を示すグラフであり、図１４（ｂ）は、参考例に係る、距離に対する光源側のセンサ部４０ａの受光強度の変化を示すグラフである。また、図１４（ｃ）は、実施形態に係る、距離に対するセンサ部４０ａ、４０ｂの反射光Ｒ１の受光強度の比（ＰＤ２／ＰＤ１）の変化を示すグラフであり、図１４（ｄ）は、実施形態に係る、距離に対する光源側のセンサ部４０ａの受光強度の変化を示すグラフである。

　なお、図１４（ｂ）、（ｄ）では、検知距離（上記シミュレーションにおける乱反射面までの距離）が１５ｍの場合の受光強度を１として、縦軸が規格化されている。また、図１４（ａ）～（ｄ）では、光源側のセンサ部４０ａにおける反射光Ｒ１の受光強度がＰＤ１と表記され、路面側のセンサ部４０ｂにおける反射光Ｒ１の受光強度がＰＤ２と表記されている。

　図１４（ａ）に示すように、参考例では、受光強度の比の波形にピークが生じた。このため、１つの比の値に２つの検知距離が対応付けられる範囲が生じ、受光強度の比と検知距離とが１対１に対応付けられない。したがって、参考例では、受光強度の比から検知距離を取得できない範囲が生じる。

　これに対し、実施形態では、図１４（ｃ）に示すように、受光強度の比の波形にピークが生じなかった。すなわち、受光強度の比は、検知距離に応じて次第に（一定方向のみに）変化し、受光強度の比と検知距離とが１対１に対応付けられる。したがって、実施形態では、受光強度の比から検知距離を取得することができる。

　以上の検証結果から、センサ部４０ａ、４０ｂの受光面は、第１焦点位置ＦＰ１に対して所定距離だけ光軸Ａ２１（図８参照）に平行な方向にシフトさせて、計測距離レンジの最遠位置からの反射光Ｒ１がセンサ部４０ａの受光面に略広がるように配置することが好ましいことが分かった。このようにセンサ部４０ａ、４０ｂの受光面を配置することにより、図１４（ｃ）に示したように、センサ部４０ａ、４０ｂの受光強度の比と検知距離とを１対１に対応付けることができ、受光強度の比から検知距離を適正に取得することができる。

　＜受光強度の補正方法＞
　次に、参照波長の受光強度Ｉｒの補正方法について説明する。

　上記のように、図１４（ｂ）のグラフでは、検知距離が１５ｍ（最遠距離位置）の場合にセンサ部４０ａによって受光される反射光Ｒ１の受光強度を１として、各検知距離におけるセンサ部４０ａの受光強度が規格化されている。すなわち、図１４（ｂ）のグラフにおける各検知距離の縦軸の値は、各検知距離において同様に乱反射が生じた場合に、１５ｍの検知距離におけるセンサ部４０ａの受光強度に対する、各検知距離におけるセンサ部４０ａの受光強度の倍率に相当する。

　したがって、図１４（ｃ）のグラフに受光強度の比（ＰＤ２／ＰＤ１）を適用して検知距離を求め、求めた検知距離を図１４（ｄ）のグラフに適用して倍率（正規化ＰＤ１）を求め、求めた倍率で、センサ部４０ａにより受光される参照波長の受光強度Ｉｒを除算することにより、受光強度Ｉｒを、検知距離が１５ｍの場合と等価な受光強度に補正できる。そして、図７のステップＳ１５において比較される閾値Ｉｔｈを検知距離が１５ｍの場合の参照波長の受光強度に対して設定しておくことにより、補正後の受光強度Ｉｒと当該閾値Ｉｔｈとに基づいて、検知距離に拘わらずステップＳ１５における判定を適正に行うことができる。

　この場合、図５の記憶部１２０は、図１４（ｃ）、（ｄ）の特性を記憶しておけばよい。そして、制御部１１０は、判定部１１１の機能により、参照波長の照明光Ｌ１を照射した場合に取得される受光強度の比（ＰＤ２／ＰＤ１）と、記憶部１２０に記憶された図１４（ｃ）、（ｄ）の特性とに基づいて、上記の処理により受光強度Ｉｒの補正値を取得し、取得した補正値と閾値Ｉｔｈとを比較して、図７のステップＳ１５の判定を行えばよい。

　たとえば、記憶部１２０は、図１４（ｃ）の特性として、図１５（ａ）の距離テーブルを記憶すればよく、また、図１４（ｄ）の特性として、図１５（ｂ）の倍率テーブルを記憶すればよい。この場合、制御部１１０は、参照波長の照明光Ｌ１を照射した場合に取得される受光強度の比（ＰＤ２／ＰＤ１）に最も近い値に対応する検知距離を図１５（ａ）の距離テーブルから取得し、取得した検知距離に対応する補正倍率を図１５（ｂ）の倍率テーブルから取得する。

　なお、図１４（ｃ）、（ｄ）の特性は、必ずしもテーブルとして記憶されなくてもよく、たとえば、受光強度の比（ＰＤ２／ＰＤ１）を代入することにより検知距離が算出される関数や、検知距離を代入することにより補正倍率が算出される関数として記憶されてもよい。

　また、図１５（ａ）、（ｂ）のように、検知距離を介して受光強度の比（ＰＤ２／ＰＤ１）と補正倍率とが対応付けられる構成でなくてもよく、たとえば、図１５（ｃ）のように、受光強度の比（ＰＤ２／ＰＤ１）を直接補正倍率に対応付けたテーブルが記憶部１２０に記憶されてもよい。あるいは、受光強度の比（ＰＤ２／ＰＤ１）を代入することにより補正倍率が直接算出される関数が記憶部１２０に記憶されてもよい。

　図１６（ａ）は、図７のステップＳ１５における具体的処理を示すフローチャートである。

　判定部１１１は、まず、参照波長の照明光Ｌ１を照射した際にセンサ部４０ａ、４０ｂから出力される検出信号により、受光強度の比（ＰＤ２／ＰＤ１）を算出する（Ｓ１５１）。次に、判定部１１１は、算出した受光強度の比（ＰＤ２／ＰＤ１）を、記憶部１２０に記憶された図１４（ｃ）、（ｄ）の特性に適用して、補正倍率Ｍを取得する（Ｓ１５２）。さらに、判定部１１１は、参照波長の照明光Ｌ１を照射した際のセンサ部４０ａの受光強度Ｉｒを、ステップＳ１５２で取得した補正倍率Ｍで除算して、補正後の受光強度Ｉｒ’を算出する（Ｓ１５３）。そして、判定部１１１は、補正後の受光強度Ｉｒ’と閾値Ｉｔｈとを比較して、図７のステップＳ１５に示した判定処理を行う（Ｓ１５４）。

　なお、図１６（ａ）のフローチャートに代えて、図１６（ｂ）のフローチャートが用いられてもよい。すなわち、図１６（ａ）のフローチャートでは、閾値Ｉｔｈが、最遠距離位置（１５ｍ）からの反射光Ｒ１に対して設定された値に固定されたが、図１６（ｂ）のフローチャートでは、受光強度Ｉｒではなく、閾値Ｉｔｈの方が、補正倍率Ｍによって補正される。したがって、図１６（ｂ）のフローチャートでは、図１６（ａ）のステップＳ１５３がステップ１５５に変更されている。

　ステップＳ１５５において、判定部１１１は、ステップＳ１５２で取得した補正倍率Ｍを閾値Ｉｔｈに乗算して、補正後の閾値Ｉｔｈ’を算出する。そして、判定部１１１は、受光強度Ｉｒと閾値Ｉｔｈ’とを比較して、図７のステップＳ１５に示した判定処理を行う（Ｓ１５４）。

　なお、水分検知装置１が電柱等に固定される場合、すなわち、路面（検知領域）までの距離が変わらない場合、図１６（ａ）のステップＳ１５１、１５２の処理は、必ずしも、参照波長の照明光Ｌ１を照射するごとに行われなくてもよい。たとえば、水分検知装置１が設置された後の初回のステップＳ１５１、１５２の処理において補正倍率Ｍを取得して記憶部１２０に記憶させ、その後は、記憶部１２０から補正倍率を読み出してステップＳ１５３、Ｓ１５４の処理を行ってもよい。また、その後、一定の時間間隔で図１６（ａ）のステップＳ１５１、１５２の処理を行って補正倍率Ｍを更新してもよい。

　同様に、水分検知装置１が電柱等に固定される場合、図１６（ｂ）のステップＳ１５１～１５５の処理は、水分検知装置１が設置された後の初回の水分検知処理においてのみ実行され、その後は、初回の処理において取得した補正後の閾値Ｉｔｈ’を用いてステップＳ１５４の処理を行ってもよい。この場合も、初回の検知処理後、一定の時間間隔で図１６（ｂ）のステップＳ１５１～１５５の処理を行って補正後の閾値Ｉｔｈ’を更新してもよい。

　＜システム構成例＞
　次に、上記実施形態に係る水分検知装置１を用いたシステム構成例について説明する。

　図１７は、路面情報配信システム２００の構成を示す模式的に示す図である。

　路面情報配信システム２００は、水分検知装置１と管理サーバ２を備える。図１７の例では、道路３が、橋梁４とトンネル５の出口５ａとを通って、トンネル５の内部へと続いている。

　水分検知装置１は、道路３の側方にポール等を介して設置されるほか、道路３の側方に設置された外灯や壁面等に設置される。水分検知装置１は、道路３の路面３ａの状態を検出する。図１７には、２つの水分検知装置１が示されており、手前側の水分検知装置１は、橋梁４上に位置する路面３ａの検知領域３ａ１の状態を検知し、奥側の水分検知装置１は、トンネル５の出口５ａ付近に位置する路面３ａの検知領域３ａ２の状態を検知する。各水分検知装置１と検知領域３ａ１、３ａ２との距離は、互いに異なっている。何れの距離も計測距離レンジの範囲内にある。水分検知装置１は、路面３ａの各検知対象領域の水分の状態（堆積物の種類、厚み等）を判定し、判定結果を、基地局６およびネットワーク網７を介して管理サーバ２に送信する。

　基地局６は、通信可能な範囲に水分検知装置１を含むように設置され、無線により水分検知装置１と通信可能に構成される。この場合、図３の出力部１３０は、通信モジュールにより構成される。基地局６は、ネットワーク網７に接続されている。ネットワーク網７は、たとえばインターネットである。

　管理サーバ２は、路面状況配信センター８等に設置され、ネットワーク網７に接続されている。管理サーバ２は、水分検知装置１によって配信された路面状態に関する情報に基づいて、路面３ａの状態を報知するための地図情報を生成し、生成した地図情報を、ネットワーク網７および基地局６を介して車両等に配信する。配信された地図情報は、車両に搭載されたカーナビゲーションシステムの表示部に表示される。ドライバーは、表示内容を確認して、走行経路の路面３ａの状態を把握できる。これにより、路面３ａを走行する際の安全性を高めることができる。

　この他、水分検知装置１は、車両に搭載されてもよい。この場合、たとえば、照明光Ｌ１が車両前方に斜め方向に路面に照射されるように、水分検知装置１が車両に設置される。水分検知装置１は、車両前方の路面状態を検知し、検知結果を、車両のナビゲーションシステムに表示させる。路面状態の検知は、車両走行時にも行われ、随時、ナビゲーションシステムに表示される。これにより、ドライバーは、現在走行中の路面の状態を的確に把握できる。

　この場合、さらに、水分検知装置１による路面の検知結果が、現在の走行位置を示す情報とともに、ナビゲーションシステムから図１７の管理サーバ２に送信されて、管理サーバ２に集約されてもよい。これにより、管理サーバ２は、各車から集約した路面の検知結果に基づいて、道路の状態を示すより微細な地図情報を生成できる。ドライバーは、走行経路となり得る道路の状態を、より的確に把握できる。

　＜実施形態の効果＞
　実施形態によれば、以下の効果が奏される。

　図９（ａ）、（ｂ）に示したように、別途、センサ部４０ｂ（第２のセンサ部）またはセンサ部４１ａ（第２センサ部）を配置するといった簡素な構成により、路面（検知領域）までの距離に応じて反射光Ｒ１の受光強度を補正することができる。

　なお、図１４（ｃ）に示したように、受光強度の比（ＰＤ２／ＰＤ１）、すなわちセンサ部４０ｂの受光強度をセンサ部４０ａの受光強度で規格化した値を距離検知のためのパラメータとして用いることにより、検知領域の光吸収特性や散乱特性等の反射光Ｒ１の変動要因が、当該パラメータに影響することを抑制できる。よって、より正確に、検知領域までの距離を検知でき、補正倍率を適正に取得することができる。

　また、図９（ａ）の構成では、センサ部４０ａ（第１センサ部）およびセンサ部４０ｂ（第２センサ部）が、集光ミラー３０（集光光学系）の光軸Ａ２に交差する方向に隣り合って配置され、センサ部４０ａ（第１センサ部）およびセンサ部４０ｂ（第２センサ部）が、１つの光検出器４０のパッケージ４０ｃ内に収容されている。この構成によれば、１つの光検出器４０のみが用いられるため、構成の簡素化とコストの低減を図ることができる。また、センサ部４０ａに対して反射光Ｒ１が適正に集光されるように光検出器４０の位置を調整すると、センサ部４０ｂに対する反射光Ｒ１の集光状態が同時に調整されるため、調整作業を簡易に行うことができる。

　また、図９（ｂ）の構成では、センサ部４０ａ（第１センサ部）およびセンサ部４０ｂ（第２センサ部）が、互いに異なる光検出器４０、４１にそれぞれ配置され、集光ミラー３０（集光光学系）は、反射光Ｒ１の一部をセンサ部４０ｂ（第２センサ部）へと分光させる光学素子３１を備える。ここでは、光学素子３１としてミラーが用いられる。この構成によれば、センサ部を１つのみ有する汎用的な光検出器を、光検出器４０、４１として用いることができる。

　図１４（ｃ）に示すように、集光ミラー３０（集光光学系）は、路面（検知領域）までの距離の変化に応じてセンサ部４０ａ（第１センサ部）およびセンサ部４０ｂ（第２センサ部）の受光強度の比（ＰＤ２／ＰＤ１）を次第に変化させるように、反射光Ｒ１をセンサ部４０ａ（第１センサ部）およびセンサ部４０ｂ（第２センサ部）に集光させる。

　具体的には、図１１（ｃ）および図１３（ｂ）、（ｃ）に示すように、集光ミラー３０（集光光学系）は、計測距離レンジの最遠距離位置（距離１５ｍの位置）からの反射光Ｒ１がセンサ部４０ａ（第１センサ部）の受光面の略全範囲とセンサ部４０ｂ（第２センサ部）の受光面の一部に広がるように、反射光Ｒ１をセンサ部４０ａ（第１センサ部）およびセンサ部４０ｂ（第２センサ部）に集光させる。

　このように距離に応じて受光強度の比（ＰＤ２／ＰＤ１）が次第に変化することにより、距離と受光強度の比（ＰＤ２／ＰＤ１）とを一対一に対応付けることができ、受光強度の比（ＰＤ２／ＰＤ１）から路面（受光領域）までの距離を適正に検知することができる。

　図１５（ａ）～（ｃ）および図１６（ａ）、（ｂ）に示したように、水分検知装置１は、受光強度の比（ＰＤ２／ＰＤ１）と、センサ部４０ａ（第１センサ部）の受光強度の補正倍率との関係を記憶する記憶部１２０を備え、判定部１１１は、センサ部４０ａ（第１センサ部）およびセンサ部４０ｂ（第２センサ部）の検出信号から取得した受光強度の比（ＰＤ２／ＰＤ１）に対応する補正倍率に基づいて、センサ部４０ａ（第１センサ部）の受光強度Ｉｒまたは閾値Ｉｔｈを補正する。これにより、受光強度Ｉｒまたは閾値Ｉｔｈを適正に補正でき、図７のステップＳ１５における比較処理の精度を高めることができる。

　また、本実施形態では、集光光学系として集光ミラー３０が用いられている。これにより、光源部２０から出射された波長の異なる照明光Ｌ１の反射光Ｒ１を、色収差なく適正に、各センサ部に集光できる。

　また、図８を参照して説明したとおり、集光ミラー３０の反射面３０ａは、照明光Ｌ１の投射方向に延びる柱体（四角柱Ｐ０）を、長軸を回転軸とする回転楕円面で切り取った形状を有し、集光ミラー３０に対して集光ミラー３０の第１焦点位置ＦＰ１に向かう方向に光検出器４０（受光部）が配置され、集光ミラー３０に対して集光ミラー３０の第２焦点位置ＦＰ２に向かう方向に検知領域が設定される。これにより、検知領域からの反射光Ｒ１を効率的に光検出器４０に導くことができ、検知領域における水分の状態を、より精度良く検知することができる。

　また、図３に示したように、集光ミラー３０は、光源部２０から出射された照明光Ｌ１を通過させて、光源部２０の光軸と集光ミラー３０の光軸とを互いに整合させる貫通孔３０ｂを有する。このように光源部２０の光軸と集光ミラー３０の光軸とを互いに整合させることにより、水分検知装置１と路面（検知領域）との距離に応じて路面に対する照明光Ｌ１と反射光Ｒ１の角度を調整する必要がなく、このような調整をせずとも、路面からの反射光Ｒ１を光検出器４０で適正に受光させることができる。

　また、集光ミラー３０を構成する柱体は、四角柱Ｐ０である。これにより、反射光Ｒ１を取り込む面積を広げることができ、光検出器４０に集光される反射光Ｒ１の光量を高めることができる。また、四角形のセンサ部４０ａ、４０ｂによって、効率的に、反射光Ｒ１を受光できる。

　また、図９（ａ）および図１０（ａ）～（ｃ）を参照して説明したように、センサ部４０ｂ（第２センサ部）は、センサ部４０ａ（第１センサ部）に対して、検知領域までの距離の変化に伴い反射光Ｒ１の照射領域の広がりの変化が大きい方向（路面側）に配置されている。これにより、センサ部４０ｂが受光する反射光Ｒ１の光量は、路面までの距離に応じて大きく変化するようになる。よって、センサ部４０ｂの検出強度による距離の検出精度を高めることができる。

　また、図７に示したように、判定部１１１は、吸収波長１、２の２つの検出用の照明光Ｌ１に対する検出信号を、参照波長の参照用の照明光Ｌ１に対する検出信号により規格化した値Ｒ１１、Ｒ１２に基づいて、路面上の堆積物（雪、氷、水）を判定する。このように、水分による影響をあまり受けない参照波長の照明光Ｌ１に対する検出信号によって、吸収波長１、２の照明光Ｌ１に対する検出信号を規格化することにより、路面の形状による散乱などのノイズ成分を抑制することができる。よって、路面の水分の状態（堆積物の種類）を精度良く判定することができる。

　＜変更例＞
　上記実施形態では、集光ミラー３０の反射面３０ａが、照明光Ｌ１の投射方向に延びる四角柱Ｐ０を、長軸を回転軸とする回転楕円面で切り取った形状であったが、反射面３０ａの形状はこれに限られるものではない。たとえば、集光ミラー３０の反射面３０ａは、照明光Ｌ１の投射方向に延びる円柱を、長軸を回転軸とする回転楕円面で切り取った形状であってもよく、あるいは、無限遠点からの平行光を光検出器４０の集光する放物面であってもよい。これらの場合も、図１４（ｃ）と同様、受光強度の比が距離に応じて次第に変化するように、反射面３０ａの集光状態とセンサ部４０ａ、４０ｂの位置、サイズおよび形状が調整されればよい。

　また、上記実施形態では、集光光学系として集光ミラー３０が用いられたが、図１８（ａ）のように、集光光学系として集光レンズ３４が用いられてもよい。

　図１８（ａ）の構成では、光源部２０から出射された照明光Ｌ１は、ミラー３２、３３によって反射されて、検知領域に投射される。また、検知領域からの反射光Ｒ１は、ミラー３３を介して集光レンズ３４に取り込まれ、集光レンズ３４によって光検出器４２に集光される。この構成では、ミラー３３によって、光源部２０の光軸Ａ１と集光ミラー３０の光軸Ａ２とが互いに整合される。

　ミラー３３の形状が正方形である場合、光検出器４２のセンサ部４２ａ、４２ｂは、たとえば、図１８（ｂ）のように構成される。ここでは、正方形のセンサ部４２ａの周囲に、正方形の中央が正方形に抜かれた形状のセンサ部４２ｂが配置される。

　また、ミラー３３の形状が円形である場合、光検出器４２のセンサ部４２ａ、４２ｂは、たとえば、図１８（ｃ）のように構成される。ここでは、円形のセンサ部４２ａの周囲に、円形の中央が円形に抜かれた形状のセンサ部４２ｂが配置される。

　この構成によっても、図１４（ｃ）と同様、受光強度の比が距離に応じて次第に変化するように、集光レンズ３４の集光状態とセンサ部４２ａ、４２ｂの位置、サイズおよび形状が調整されればよい。また、この構成によっても、図９（ｂ）と同様、集光レンズ３４によって集光された反射光Ｒ１の一部をセンサ部４２ｂに分光させる構成が適用されてもよい。

　また、図９（ｂ）の構成では、反射光Ｒ１を分岐させる光学素子３１としてミラーが用いられたが、ミラー以外の光学素子（たとえば回折格子）によって反射光Ｒ１を分岐させてもよい。また、図９（ｂ）の構成では、光軸Ａ２に垂直な方向に反射光Ｒ１を分岐させたが、分岐の方向はこれに限られるものではない。分岐の方向に応じて光検出器４１（センサ部４１ａ）の向きが調整されればよい。

　また、上記実施形態では、検知領域までの距離の変化に応じて次第に変化するパラメータとして、センサ部４０ａ、４０ｂの受光強度の比（ＰＤ２／ＰＤ１）が用いられたが、検知領域までの距離の変化に応じて次第に変化する他のパラメータが用いられてもよい。たとえば、受光強度の比（ＰＤ２／ＰＤ１）の分母と分子を入れ替えた比（ＰＤ１／ＰＤ２）を、検知領域までの距離を取得するためのパラメータとして用いてもよい。

　また、上記実施形態では、参照波長の照明光Ｌ１を出射したときのセンサ部４０ｂ、受光強度を、同じタイミングで参照波長の照明光Ｌ１を出射したときのセンサ部４０ａの受光強度で規格化して、比ＰＤ２／ＰＤ１を求めたが、規格化に用いる受光強度は、これに限られるものではない。たとえば、互いに異なるタイミングで出射された参照波長の照明光Ｌ１について取得された受光強度ＰＤ１および受光強度ＰＤ２により、受光強度の比ＰＤ２／ＰＤ１を求めてもよい。

　また、補正倍率は、必ずしも、１回の参照波長の照明光Ｌ１の照射によって取得されなくてもよく、たとえば、複数回、参照波長の照明光Ｌ１を照射することによりそれぞれ得られた複数の受光強度の比ＰＤ２／ＰＤ１から代表値を求め、求めた代表値に基づいて補正倍率が取得されてもよい。代表値は、平均値や頻度分布のモード等の真値となり得る値として取得されればよい。

　また、補正倍率は、必ずしも、参照波長の照明光Ｌ１の照射により取得されなくてもよく、吸収波長の照明光Ｌ１の照射した際のセンサ部４０ａ、４０ｂの受光強度の比に基づいて取得されてもよい。

　また、図９（ａ）の構成では、センサ部４０ａ、４０ｂの受光面が同一平面に位置づけられたが、センサ部４０ａ、４０ｂの受光面がＹ軸方向にずれていてもよい。

　また、図１４（ｃ）では、最遠距離（１５ｍ）を基準に補正倍率が設定されたが、補正倍率の基準とされる距離は、最遠距離でなくてもよい。この場合、図１６（ａ）、（ｂ）における閾値Ｉｔｈは、補正倍率の基準とされる距離に対して設定されればよい。

　また、上記実施形態では、３種類の波長の光が照明光Ｌ１として用いられたが、照明光Ｌ１として用いる波長の種類は３つに限られるものではない。たとえば、参照波長の照明光Ｌ１と吸収波長の照明光Ｌ１とをそれぞれ出射する２つの光源と、路面の温度を検出する放射温度センサとを用いて、堆積物の種類を判定してもよい。

　また、図４（ａ）、（ｂ）の構成では、２つのダイクロイックミラー２４、２５を用いて、光源２１ａ～２１ｃの光軸を整合させたが、光軸を整合させるための構成はこれに限られるものではない。たとえば、ダイクロイックミラー２４、２５の一方を偏光ビームスプリッタに置き換えて、各光源から出射されるレーザ光の偏光方向を調整することにより、光源２１ａ～２１ｃの光軸を整合させてもよい。たとえば、ダイクロイックミラー２５を偏光ビームスプリッタに置き換える場合、光源２１ａ、２１ｂから出射されるレーザ光が偏光ビームスプリッタに対してＰ偏光となり、光源２１ｃから射されるレーザ光が偏光ビームスプリッタに対してＳ偏光となるように、光源２１ａ～２１ｃを配置すればよい。

　また、上記実施形態では、光源２１ａから出射される参照波長の光が、波長９８０ｎｍの近赤外光であったが、参照波長は９８０ｎｍに限らず、水による吸収が少ない他の波長であってもよい。また、参照波長の光は、近赤外光に限らず、波長７５０ｎｍ以下の可視光であってもよい。ただし、参照波長の光が可視光であると、路面３ａが照らされて道路３の交通に支障が生じるおそれがあるため、参照波長の光は近赤外光であるのが好ましい。

　また、光学系を構成する光学部品の形状や大きさは、上記実施形態に示したものに限られるものではなく、適宜変更可能である。光学系の構成も適宜変更可能である。

　また、計測距離レンジは、上記実施形態に示したレンジに限られるものではなく、適宜変更され得る。

　また、図７に示した判定処理では、路面の堆積物の種類が判定されたが、判定対象はこれに限られるものではなく、堆積物の厚さや滑りやすさ等がさらに判定されてもよい。

　また、上記実施形態では、検知領域が路面とされたが、検知領域は、必ずしも、路面に限られるものではない。たとえば、床や机の表面における水分の状態を検知する水分検知装置や、葉の水分を検知する水分検知装置に本発明が適用されてもよい。この場合、検知すべき水分の種類等に応じて、検知の用いる光の数および種類が調整されればよい。

　さらに、水分検知装置１の適用例は、図８に示した路面情報配信システム２００や、水分検知装置１を車両に搭載する適用例に限られるものではなく、照明光と反射光とを用いて対象物の水分の状態を検出する構成である限りにおいて、他の構成に水分検知装置１が用いられてもよい。

　この他、本発明の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

　１　水分検知装置
　３ａ１、３ａ２　検知領域
　２０　光源部
　２１ａ、２１ｂ、２１ｃ　光源
　３０　集光ミラー（集光光学系）
　３０ａ　反射面
　３０ｂ　貫通孔
　３１　光学素子
　３４　集光レンズ（集光光学系）
　４０、４１、４２　光検出器
　４０ａ、４２ａ　センサ部（第１センサ部）
　４０ｂ、４１ａ、４２ｂ　センサ部（第２センサ部）
　１１１　判定部
　１２０　記憶部
　ＦＰ１　第１焦点位置
　ＦＰ２　第２焦点位置
　ＡＸ１　長軸
　Ａ１、Ａ２、Ａ１０　光軸
　Ｌ１　照明光
　Ｒ１　反射光
　Ｐ０　四角柱（柱体）

Claims (17)

1. 　検知領域に向かって照明光を投射する光源部と、
   　前記検知領域で反射された前記照明光の反射光を受光する受光部と、
   　前記反射光を前記受光部に集光させる集光光学系と、
   　前記受光部からの検出信号に基づいて前記検知領域における堆積物を判定する判定部と、を備え、
   　前記受光部は、
   　　前記反射光の一部を受光する第１センサ部と、
   　　前記反射光の他の一部を受光する第２センサ部と、を備え、
   　前記判定部は、
   　　前記第１センサ部の受光強度と閾値とを比較する比較処理において、前記第１センサ部および前記第２センサ部の受光強度の比に基づき、前記第１センサ部の前記受光強度または前記閾値を、前記検知領域までの距離に適合させる補正を行う、
   ことを特徴とする水分検知装置。
    
2. 　請求項１に記載の水分検知装置において、
   　前記第１センサ部および前記第２センサ部は、前記集光光学系の光軸に交差する方向に隣り合って配置されている、
   ことを特徴とする水分検知装置。
    
3. 　請求項２に記載の水分検知装置において、
   　前記第１センサ部および前記第２センサ部は、１つの光検出器のパッケージ内に収容されている、
   ことを特徴とする水分検知装置。
    
4. 　請求項１に記載の水分検知装置において、
   　前記第１センサ部および前記第２センサ部は、互いに異なる光検出器にそれぞれ配置され、
   　前記集光光学系は、前記反射光の一部を前記第２センサ部へと分光させる光学素子を備える、
   ことを特徴とする水分検知装置。
    
5. 　請求項４に記載の水分検知装置において、
   　前記光学素子は、前記反射光の一部を前記第２センサ部に向かって反射させるミラーである、
   ことを特徴とする水分検知装置。
    
6. 　請求項１ないし５の何れか一項に記載の水分検知装置において、
   　前記集光光学系は、前記検知領域までの距離の変化に応じて前記第１センサ部および前記第２センサ部の受光強度の比を次第に変化させるように、前記反射光を前記第１センサ部および前記第２センサ部に集光させる、
   ことを特徴とする水分検知装置。
    
7. 　請求項６に記載の水分検知装置において、
   　前記集光光学系は、計測距離レンジの最遠距離位置からの前記反射光が前記第１センサ部の受光面の略全範囲と前記第２センサ部の受光面の一部に広がるように、前記反射光を前記第１センサ部および前記第２センサ部に集光させる、
   ことを特徴とする水分検知装置。
    
8. 　請求項６または７に記載の水分検知装置において、
   　前記受光強度の比と、前記第１センサ部の受光強度の補正倍率との関係を記憶する記憶部を備え、
   　前記判定部は、前記第１センサ部および前記第２センサ部の検出信号から取得した前記受光強度の比に対応する前記補正倍率に基づいて、前記第１センサ部の受光強度または前記閾値を補正する、
   ことを特徴とする水分検知装置。
    
9. 　請求項１ないし８の何れか一項に記載の水分検知装置において、
   　前記集光光学系は、前記反射光を前記受光部に集光させる集光ミラーを備える、
   ことを特徴とする水分検知装置。
    
10. 　請求項１ないし９の何れか一項に記載の水分検知装置において、
    　前記集光ミラーの反射面は、前記照明光の投射方向に延びる柱体を、長軸を回転軸とする回転楕円面で切り取った形状を有し、
    　前記集光ミラーに対して前記集光ミラーの第１焦点位置に向かう方向に前記受光部が配置され、前記集光ミラーに対して前記集光ミラーの第２焦点位置に向かう方向に前記検知領域が設定される、
    ことを特徴とする水分検知装置。
     
11. 　請求項１０に記載の水分検知装置において、
    　前記集光ミラーは、前記光源部から出射された前記照明光を通過させて、前記光源部の光軸と前記集光ミラーの光軸とを互いに整合させる貫通孔を有する、
    ことを特徴とする水分検知装置。
     
12. 　請求項１０または１１に記載の水分検知装置において、
    　前記柱体は、四角柱である、
    ことを特徴とする水分検知装置。
     
13. 　請求項９ないし１２の何れか一項に記載の水分検知装置において、
    　前記第２センサ部は、前記第１センサ部に対して、前記検知領域までの距離の変化に伴い前記反射光の照射領域の広がりの変化が大きい方向に配置されている、
    ことを特徴とする水分検知装置。
     
14. 　請求項１ないし１３の何れか一項に記載の水分検知装置において、
    　前記光源部は、互いに異なる第１波長、第２波長および第３波長の光をそれぞれ出射する第１光源、第２光源および第３光源を備え、
    　前記第１光源、前記第２光源および前記第３光源のうち２つの光源は、それぞれ、水および氷に対する吸収係数が高い波長の検出用の光を出射し、残り１つの光源は、水および氷に対する吸収係数が低い波長の参照用の光を出射し、
    　前記判定部は、前記２つの検出用の光に対する前記検出信号を、前記参照用の光に対する前記検出信号により規格化した信号に基づいて、前記堆積物を判定する、
    ことを特徴とする水分検知装置。
     
15. 　請求項１４に記載の水分検知装置において、
    　前記判定部は、前記堆積物として、水、氷および雪を判定する、
    ことを特徴とする水分検知装置。
     
16. 　請求項１４または１５に記載の水分検知装置において、
    　前記判定部は、前記比較処理により、前記検知領域の堆積物が雪か氷かを判定する、
    ことを特徴とする水分検知装置。
     
17. 　請求項１６に記載の水分検知装置において、
    　前記判定部は、前記比較処理において、前記参照用の光の受光強度を前記閾値と比較する、
    ことを特徴とする水分検知装置。

Images