特許 6948895 光学システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6948895

(24)【登録日】2021年9月24日

(45)【発行日】2021年10月13日

(54)【発明の名称】光学システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/3504 20140101AFI20210930BHJP

   G01N 21/61 20060101ALN20210930BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/3504

   !G01N21/61

【請求項の数】9

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-183348(P2017-183348)

(22)【出願日】2017年9月25日

(65)【公開番号】特開2019-60629(P2019-60629A)

(43)【公開日】2019年4月18日

【審査請求日】2020年7月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】514274487

【氏名又は名称】リコーインダストリアルソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100127111

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 修一

(74)【代理人】

【識別番号】100090103

【弁理士】

【氏名又は名称】本多 章悟

(72)【発明者】

【氏名】川村 真久

(72)【発明者】

【氏名】千葉 善幹

【審査官】 嶋田 行志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−０６２１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−００２６０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０５６５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２９５２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１７／０２２５５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０３２０６０７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／００−Ｇ０１Ｎ ２１／６１

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０／ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

赤外領域に吸収波長を有する検出ガスの有無を検出する光学システムであって、
前記検出ガスの前記吸収波長を含む赤外光を放射する赤外光光源と、
該赤外光光源から放射される赤外光で測定空間領域を照射する照射手段と、
該照射手段により前記測定空間領域を照射した赤外光を受光する受光手段と、
該受光手段の受光内容に応じて被検ガスの有無を検出する検出手段と、
該検出手段による検出結果を表示する表示手段と、
前記赤外光光源と前記照射手段と前記受光手段と検出手段および表示手段を制御する制御手段とを有し、
前記受光手段には移動機能を有する移動受光部が含まれ、
前記検出手段による検出値に対して閾値域が設定され、
該閾値域は、前記照射手段により適正に照射された前記赤外光が、前記測定空間領域に自然状態で通常存在する量の前記被検ガスにより吸収される場合における検出値：Ｓnrを上限値、前記赤外光が前記測定空間領域内に存在する遮蔽物により遮蔽される場合における検出値：Sminを下限値とするものであり、
前記制御手段は、前記検出値が前記閾値域から外れたとき、前記受光手段を制御して、前記移動機能により、前記検出値が前記閾値域内となる位置に前記移動受光部を移動させる光学システム。

【請求項2】

請求項１記載の光学システムであって、
前記照射手段は、発散性の赤外光により前記測定空間領域を照射する機能を有する光学システム。

【請求項3】

請求項１記載の光学システムであって、
前記照射手段は、赤外光ビームを２次元的に走査する機能を有する光学システム。

【請求項4】

請求項１〜３の何れか１項に記載の光学システムであって、
前記検出手段が、前記受光手段と一体化されている光学システム。

【請求項5】

請求項１〜３の何れか１項に記載の光学システムであって、
前記検出手段が前記受光手段と別体であって、前記受光手段は受光データを、前記検出手段に送信可能である光学システム。

【請求項6】

請求項５記載の光学システムであって、
前記受光手段は、固定受光部とリフレクタとを有し、前記リフレクタは移動受光部に一体化されて受光した赤外光を拡散反射する光学システム。

【請求項7】

請求項５または６に記載の光学システムであって、
前記検出手段が前記制御手段に一体化されている光学システム。

【請求項8】

請求項１〜６の何れか１項に記載の光学システムであって、
前記表示手段が前記制御手段と一体化されている光学システム。

【請求項9】

請求項１〜７の何れか１項に記載の光学システムであって、
前記受光手段と前記制御手段との間の情報の送受を無線で行う光学システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は光学システムに関する。

【背景技術】

【0002】

周知の如く、赤外光領域には、ＣＯやＣＯ_２、Ｈ_２Ｓや水蒸気、エチルアルコールガス等の種々のガスによる吸収波長があり、この吸収波長を検知することにより、各種ガスの有無の検出、あるいは測定を行うことが従来から広く知られている。
一方、太陽光はそのスペクトル中に上記各種のガスの吸収波長を含んでおり、検出するべきガスの吸収波長に対する大きなノイズ成分となる。このため、太陽光の影響を低減もしくは除去する必要があり、この目的のために、波長制限フィルタを赤外光の光路に対して出入させることが提案されている（特許文献１）。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

この発明は、太陽光等によるノイズ成分の影響を有効に軽減可能な、新規な光学システムの実現を課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0004】

この発明の光学システムは、赤外領域に吸収波長を有する検出ガスの有無を検出する光学システムであって、前記検出ガスの前記吸収波長を含む赤外光を放射する赤外光光源と、該赤外光光源から放射される赤外光で測定空間領域を照射する照射手段と、該照射手段により前記測定空間領域を照射した赤外光を受光する受光手段と、該受光手段の受光内容に応じて被検ガスの有無を検出する検出手段と、該検出手段による検出結果を表示する表示手段と、前記赤外光光源と前記照射手段と前記受光手段と検出手段および表示手段を制御する制御手段とを有し、前記受光手段には移動機能を有する移動受光部が含まれ、前記検出手段による検出値に対して閾値域が設定され、該閾値域は、前記照射手段により適正に照射された前記赤外光が、前記測定空間領域に自然状態で通常存在する量の前記被検ガスにより吸収される場合における検出値：Ｓnrを上限値、前記赤外光が前記測定空間領域内に存在する遮蔽物により遮蔽される場合における検出値：Sminを下限値とするものであり、前記制御手段は、前記検出値が前記閾値域から外れたとき、前記受光手段を制御して、前記移動機能により、前記検出値が前記閾値域内となる位置に前記移動受光部を移動させる。

【発明の効果】

【0005】

この発明によれば、太陽光等によるノイズ成分の影響を有効に軽減可能な新規な光学システムを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】この発明の光学システムを説明する概念図である。

【図2】光学システムの実施の１形態を説明図的に示す図である。

【図3】光学システムの実施の別形態を説明図的に示す図である。

【図4】光学システムにおける検出のプロセスの１例を説明するフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、実施の形態を説明する。
図１は、この発明の光学システムを説明する概念図である。
この光学システムは「赤外領域に吸収波長を有する検出ガスの有無を検出」するシステムである。
光学システムは、図の如く、赤外光光源１０、照射手段１２、受光手段１４、検出手段１６、表示手段１８および制御手段２０を有している。
説明の具体性のため、以下の説明においてはＣＯ_２ガス（２酸化炭素ガス）を「検出ガス」として検出の対象とする場合を想定する。
ＣＯ_２ガスは吸収波長：４．２６μｍを有する。
周知の如く「赤外光」は、赤外光領域に波長を有する電磁波である。赤外光領域は「可視光の波長領域の上限よりも長波長側の波長領域」で、一般に、近赤外光、中赤外光、遠赤外光に分類される。近赤外光の波長域は「０．７〜２．５μｍ」、中赤外光の波長領域はその上限が必ずしも一義的には特定されていないが「２．５〜４．６μｍ程度」であり、これより長波長の領域の赤外光が遠赤外光であるとされる。
説明中の検出ガスであるＣＯ_２ガスの吸収波長は上記の如く４．２６μｍであるから、検出に用いる赤外光は「中赤外光」である。

【0008】

このような赤外光を放射する赤外光光源１０としては、市販の各種の赤外線レーザ光源（一般に、半導体レーザである。）を好適に用いることができる。
以下において、赤外光光源１０は「赤外線レーザ光源」を想定する。
なお、赤外光光源１０は複数の発光源（赤外線レーザ光源等）を有することができる。
また、以下において、前記「測定空間領域」を「検出空間領域」ともいう。

【0009】

赤外光光源１０は、制御手段２０により点滅を制御され、点灯状態では赤外光１１を放射する。放射された赤外光は照射手段１２によって検出空間領域１００に、照射赤外光１３として照射される。即ち、説明中の光学システムでは、検出空間領域１００内における検出ガス（ＣＯ_２ガス）が検出対象である。

【0010】

照射手段１２による「検出空間領域１００への赤外光照射の態様」は、以下の２方式が可能である。
第１の方式は、半導体レーザである赤外光光源１０からの「発散性の赤外光」を照射赤外光１３として検出空間領域１００を照射する方式である。
この場合には、赤外光光源１０が照射手段１２を兼ねることになる。勿論、プリズムやミラーを用いて、赤外光の照射方向を調整することも、レンズや曲面ミラーを用いて、赤外光光源１０からの発散性の光束を適当な発散角に調整することもできる。これらの場合には、上記凹リズムやミラー、レンズや曲面ミラー等の光学素子が照射手段１２を構成することになる。
第２の方式は、照射赤外光１３を「赤外光ビーム」として、この赤外光ビームにより検出空間領域を２次元的に走査する方式である。
説明中の例では半導体レーザによる赤外線レーザ光源を想定しているので、赤外光光源１０から放射される赤外光レーザは「発散性」である。照射光を赤外光ビームとする場合には、この発散性の赤外光レーザを集光レンズあるいは凹面ミラーで「ビーム状」の光束形態とし、このビーム状の赤外光レーザを「２次元偏向手段」で偏向させる。

【0011】

偏向手段としては、ＭＥＭＳとして形成された周知の偏向手段を用いることができる。

【0012】

ＭＥＭＳによる偏向手段は、２次元偏向機能を持つ場合と、１次元的な偏向機能を持つ場合があるが、前者の場合であれば単一の偏向手段により２次元的な偏向を行うことができる。後者の場合であれば、２つの偏向手段を組み合わせて、２方向の偏向を行うようにできる。
別の例として、回転多面鏡（所謂ポリゴンミラー）を２つ組み合わせて、２次元的な偏向を行うようにすることもできる。

【0013】

上に説明した例では「前記集光レンズもしくは凹面ミラーと偏光手段」が照射手段１２を構成する。
検出空間領域１００を照射した赤外光１３Ａは受光手段１４により受光される。検出手段１６は、受光手段１４の受光内容である受光信号１４Ａに応じて「検出空間領域１００における被検ガスの有無」を検出する。
検出手段１６による被検ガスの検出は「検出ガスの吸収波長を波長域に含む赤外光の強度が、被検ガスを透過する際の吸収により減衰する」ことを利用して行われる。
検出手段１６には「検出値に対する閾値域」が設定されている。閾値域の最大値を「最大検出値」、最小値を「最小検出値」とする。
検出値が「最大検出値を超える」ときは受光手段１４が過大な赤外光を受光している状態であり、この状態は、受光手段１４が照射赤外光１３以外に太陽光等を受光している状態と考えられる。勿論、この状態では「被検ガスの適正な検出」は行われない。
逆に、検出値が「最小検出値を下回る」ときは、受光手段１４に十分な赤外光が受光されていない状態であり、この状態では照射赤外光１３に対して、受光手段１４が遮光されている状態と考えられ、この状態においても「被検ガスの適正な検出」は行われない。

【0014】

赤外光光源１０から適正に放射され、照射手段１２により適正に照射され、検出空間領域に「自然状態で通常存在する量のＣＯ_２ガス」が存在している場合（この場合を「基準状態」と称する。）における検出値を「Ｓnr」とする。
空気中に自然に存在するＣＯ_２ガスの濃度は０．０３８％程度であることが知られており、検出値：Ｓnrは、このガス濃度に対応する。
また「ＣＯ_２ガス中毒」を引き起こす濃度は３％より大きいとされている。

【0015】

「検出値」は、基本的には受光手段１２が受光する光強度、即ち、受光信号１４Ａの大小に対応する。
検出値：Ｓnrは、基準状態で受光手段１４が受光する最大の受光量に対応するので、上の「最大検出値」である。
検出空間領域内に基準状態より多い検出ガスが存在する場合には、吸収波長成分が吸収されて検出値は「Ｓnrよりも小さく」なる。

【0016】

検出空間領域に「許容限度ぎりぎりの量」の被検ガスが存在する場合の検出値を「Ｓｎ」とすると、検出値：Ｓの範囲が、
Ｓｎ≦Ｓ≦Ｓnr
の範囲であれば、検出空間領域内に存在する被検ガスは「許容限度内」である。検出値：Ｓｎは３％のＣＯ_２ガスの濃度に対応する。
検出値：Ｓが検出値：Ｓｎより小さくなった場合には、被検ガスの存在は許容限度を超えている。検出値：Ｓが小さくなる原因としては、第１に「被検ガスの存在量が増加」することであるが、それ以外の原因として、受光手段１４が受光する赤外光の絶対量が減少することが考えられる。このような原因としては、受光手段１４が「検出空間領域内の遮蔽物」により赤外光を遮光されたことが考えられる。

【0017】

この場合の検出値をＳminとし、該Ｓminをもって上述の「最小検出値」とする。

【0018】

逆に、受光手段１２が「赤外光光源１０から放射された赤外光以外」の赤外光をも受光する場合には、検出値：Ｓは検出値：Ｓnr（最大検出値）を超えて大きくなる。このような場合として一般に考えられるのは、太陽光が受光手段１４を直射する場合である。

【0019】

そこで、検出値：Ｓに範囲として、以下の場合が考えられる。
（ａ） Ｓ＞Ｓnr
（ｂ） Ｓ＜Ｓmin
（ｃ） Ｓmin≦Ｓ＜Ｓｎ
（ｄ） Ｓｎ≦Ｓ≦Ｓnr
上記（ａ）の場合は、受光手段１４が太陽光により照射されている場合であり、この場合上記の如く、被検ガスの適正な検出はできない。
上記（ｂ）の場合は、受光手段が何らかの遮蔽物により赤外光を受光できない場合であり、この場合も被検ガスの適正な検出はできない。

【0020】

上記（ｃ）の場合は、検出空間領域内に存在する被検ガス（ＣＯ_２ガス）の濃度が許容範囲外（許容限度を超えている）である場合である。

【0021】

上記（ｄ）の場合は、検出空間領域内に存在するＣＯ_２ガスの濃度が「許容範囲内」である場合である。

【0022】

受光手段１４と検出手段１６は、種々の構成が可能である。
即ち、受光手段１４と検出手段１６とは「互いに一体化」していてもよい。即ち、受光手段１４は検出手段１６を兼ねることができる。この場合には、受光手段１４が検出機能を有することになる。
勿論、検出手段１６は受光手段１４と別体であってもよい。この場合、受光手段１４は受光信号１４Ａを検出手段１６に送信可能とすることができる。
さて、受光手段１４には「移動受光部」が含まれ、この移動受光部は「移動機能」を有する。移動受光部が移動機能を有するとは「移動受光部それ自体が移動機能を有する」ことを意味する。
移動受光部は「受光手段自体」であることができ、また、「検出手段と一体化した受光手段自体」であることもできる。
また、受光手段１４を、移動受光部としてリフレクタと固定受光部を有するように構成し、リフレクタが受光した赤外光を固定受光部に向けて反射するように構成することもできる。

【0023】

検出手段１６による検出結果は検出信号１６Ａとして表示手段１８に送られ、表示手段１８は検出結果を表示する。
上記赤外光光源１０、照射手段１２、受光手段１４、検出手段１６、表示手段１８は、これらが上述した機能を実現するように制御手段２０の制御を受ける。制御手段２０は、マイクロコンピュータやプロセッサユニットとして構成されるが、例えば、外部コンピュータ内に設けられていてもよい。表示手段１８は制御手段２０の一部として、制御手段２０に一体化されていてもよい。

【0024】

制御手段２０は、検出された検出値が前記閾値域から外れたとき、受光手段１４を制御して前記移動機能により「検出値が閾値域内となる位置」に移動受光部を移動させる。
移動受光部として移動するのは、受光手段１４である場合や「検出手段１６と一体化して検出手段を兼ねた受光手段」であることもある。また、検出手段とは別体の受光手段であることもあり、さらには、受光手段の一部をなすリフレクタであることもある。

【0025】

以下、具体的な実施の形態を説明する。
図２は、光学システムの実施の１形態を説明図として示す図である。
この実施の形態では、光学システムは「室内におけるＣＯ_２ガスの有無」の検出に用いられる。
図２において、符号１０Ａ、１０Ｂは赤外線レーザ光源、符号１２Ａ、１２Ｂはカップリングレンズ、符号１２Ｃはミラー部材、符号１４は移動受光部、符号１６Ａ、１６Ｂは受光素子、符号１８はディスプレイ、符号２００は制御部、符号ＳＤは遮蔽物、符号ＦＬは床、符号ＮＳＬは「ノイズとなる太陽光」を示している。
赤外線レーザ光源１０Ａ、１０Ｂは「中赤外光を放射する赤外光発光源」であり、これらは「赤外光光源」を構成する。この例のように、赤外光光源は「２以上の発光源」により構成されることもできるが、これに限らず「単一の発光源」として構成することができることは言うまでもない。

【0026】

赤外線レーザ光源１０Ａ、１０Ｂは制御部２００により点滅を制御され、点灯すると発散性の赤外光を放射する。赤外線レーザ光源１０Ａ、１０Ｂから放射された発散性の赤外光は、それぞれカップリングレンズ１２Ａ、１２Ｂにより発散性を抑制され、ミラー部材１２Ｃのミラー面に入射する。

【0027】

ミラー部材１２Ｃは、図の如く「２つの凸の反射面」を楔面状に組み合わせてなり、カップリングレンズ１２Ａ、１２Ｂを介して赤外線レーザ光源１０Ａ、１０Ｂから入射するレーザ光束を発散させ、図の如く「錐体状に照射」する。このように錐体状に照射された床ＦＬ上の空間部分が測定空間領域１００である。
即ち、この実施の形態において、カップリングレンズ１２Ａ、１２Ｂとミラー部材１２Ｃは「照射手段」を構成し、発散性の赤外光により測定空間領域１００を照射する機能を有する。

【0028】

床ＦＬには、移動受光部１４が置かれている。
移動受光部１４は、図２（ｂ）、（ｃ）に示すようにリフレクタ１４０を有する。移動受光部１４はまた、図２（ｃ）に示すように移動制御駆動手段１４１と通信手段１４２を内蔵し、回転体１４３を有する。通信手段１４２は、この実施の形態においては制御手段２００からの無線信号を受信する。
移動制御駆動手段１４１は、制御部２００と通信する通信手段１４２を介して制御手段２００の制御を受け、回転体１４２の回転を駆動制御し、移動受光部１４を床ＦＬ上で２次元方向に移動させる。
移動受光体１４の上面に設けられたリフレクタ１４０は「拡散反射性」を有し、入射する光を拡散させて反射する。リフレクタ１４０により拡散反射された反射赤外光は、一部がミラー部材１２Ｃの反射面に戻り、反射されると、赤外線レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの近傍に固定的に配置された受光素子１６Ａ、１６Ｂに入射して受光される。即ち、受光素子１６Ａ、１６Ｂは「固定受光部」である。
即ち、図２の実施の形態では、「受光手段」が、固定受光部とリフレクタとを有し、リフレクタ１４０は移動受光部１４に一体化され、受光した赤外光を拡散反射し、拡散反射された赤外光の一部は固定受光部１６Ａ、１６Ｂに受光される。
受光素子１６Ａ、１６Ｂは例えば「アバランシェ受光素子」であり制御部２００によりオンオフを制御される。

【0029】

オン状態において受光素子１６Ａ、１６Ｂが発生させる「受光信号」は制御部２００に入力する。制御部２００は受光素子１６Ａ、１６Ｂから入力される受光信号の和を前述の「検出値：Ｓ」とする。

【0030】

制御部２００には前述の閾値：Ｓmin、Ｓnrが設定されるとともに、規定値：Ｓｎが設定されており、制御部２００は検出値：Ｓと上記Ｓmin、Ｓnr、Ｓｎとの大小を比較する機能を有している。

【0031】

この比較の結果は前述の如く、次の（ａ）〜（ｄ）の何れかになる。
（ａ） Ｓ＞Ｓnr
（ｂ） Ｓ＜Ｓmin
（ｃ） Ｓmin≦Ｓ＜Ｓｎ
（ｄ） Ｓｎ≦Ｓ≦Ｓnr
これら（ａ）〜（ｄ）のうち、（ａ）の場合は、受光手段が太陽光ＮＳＬの照射を受けている場合であり、説明中の実施の形態では、太陽光ＮＳＬが測定空間領域１００を含む室内で乱反射されてリフレクタ１４０を照射し、反射された赤外光が受光素子１６Ａ、１６Ｂに受光される場合である。この場合、制御部２００は「適正な検出ができない」と判断し、移動受光部１４の通信手段１４２を介して、移動制御駆動手段１４１を制御し、移動受光部１４を床ＦＬ上で移動させる。
移動受光部１４の移動は「直進」と「回転」により行われる。「直進」は、移動受光部１４に対して一定の方向へ、所定距離直進的に変位させることにより行われる。この直進変位の際に、移動受光部１４が壁等の障害物に当接して移動を妨げられた場合には、移動受光部１４は、所定の角度（例えば３０度）回転させられたのち、直進移動させられる。 直進と回転により「元の位置から一定の距離」を移動したら、制御部２００は、上述のプロセスを繰り返し、検出値：Ｓが「閾値：Ｓnrより小さくなっているか」を判定し、検出値：Ｓが閾値：Ｓnrより小さくなるまで、移動受光部１４の移動を繰り返す。

【0032】

このようにして「太陽光ＮＳＬ」の影響を除去することができる。
一方、測定空間領域１００内に遮蔽物ＳＤがあるような場合に、移動受光部１４が赤外光に対して陰になると、検出値：Ｓは小さくなって閾値：Ｓminを下回り上記（ｂ）の状態になると、適正な検出を行うことができなくなるので、この場合も制御部２００は上記と同様にして、検出値：Ｓが閾値：Ｓminより大きくなるまで移動受光部１４を移動させる。
このように、移動受光部１４を床ＦＬ上で変位させて、検出値：Ｓが閾値：Ｓminより大きく、閾値：Ｓnrより小さくなるようにして適正な検出を行うことができる。
適正な検出が行われる状態では、検出値：Ｓは、上記（ｃ）または（ｄ）を満足するので、制御部２００は「その検出結果」を表示手段であるディスプレイ１８に表示する。
「表示の態様」は適宜であるが、例えば、検出値：Ｓに対応するＣＯ_２ガスの濃度と、その濃度が許容範囲内であるか、許容限度を超えるものであるかを表示する。

【0033】

1例として、検出値：Ｓに対応する濃度が例えば「４％」である場合であれば、この濃度においては「ＣＯ_２ガス中毒」の恐れがあるので、ディスプレイ１８には、例えば以下のような内容を表示する。
「ＣＯ_２ガス濃度：４％ ＣＯ_２ガス中毒の恐れがあります。」
また、検出値：Ｓが上記（ｄ）の場合、例えば濃度が「２％」である場合には、検出空間領域１００内に存在するＣＯ_２ガスの濃度が「許容範囲内」であるので、この場合であれば、ディスプレイ１８には、例えば以下のような内容を表示する。
「ＣＯ_２ガス濃度：２％ ＣＯ_２ガス中毒の恐れはありません。」
このようにして、太陽光ＮＳＬや遮蔽物ＳＤの影響を除去して、検出空間領域１００内のＣＯ_２ガスの適正な検出を行うことができる。

【0034】

図３に、実施の別形態を示す。繁雑を避けるため、混同の恐れが無いと思われるものについては図２におけると同一の符号を付した。
図２に示す実施の形態との差異は、受光手段の構成にある。

【0035】

即ち、この実施の形態においては受光手段に含まれる移動受光部１４Ａは「受光機能と共に検出機能」を有する。
図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、移動受光部１４Ａの上面には、赤外光を受光して受光信号を生成する受光部材１４５が設けられており、発生する受光信号を検出手段１４４に入力させるようになっている。
検出手段１４４は、入力する受光信号を検出値：Ｓとして上述のＳmin、Ｓnr、Ｓｎとの大小を比較し、検出値：Ｓが上記（ａ）〜（ｄ）の何れかになるかを検出する。
検出器１４４は検出結果を、通信手段１４２を介して無線信号として制御部２００へ送信する。制御部２００は受信した検出結果に応じて、前述の如き検出内容をディスプレイ１８に表示する。また、検出結果に応じて必要があるときには、前述の如く適正な検出が可能となる位置へ移動受光部１４Ａを移動させる。

【0036】

図３に即して説明した実施の形態を以下の如くに変形することもできる。
即ち、図３（ｃ）に示した検出手段１４４を、図２の実施の形態と同様に「制御手段２００の一部として構築」し、受光部材１４５に生ずる受光信号を、通信手段１４２を介して制御手段２００に送信し、制御手段２００の有する検出機能により検出を行う。

【0037】

図４に、上に実施の形態を説明した光学システムにおける検出動作をフロー図として示している。
ステップ：Ｓ１において検出プロセスが開始されると、赤外光光源が点灯し（ステップ：Ｓ２）、照射手段により測定空間領域が照射される。受光手段は、照射された赤外光を受光し、検出手段により検出値：Ｓとされる（ステップ：Ｓ３）。
検出手段は、検出値：Ｓと前述のＳnr、Ｓmin，Ｓｎとの大小関係を判定する。即ち、ステップ：Ｓ４でＳとＳnrとの大小関係を判定し、「Ｓ＞Ｓnr」の場合には、受光手段を移動させ（ステップ：Ｓ５）、「Ｓ≦Ｓnr」となるまで受光手段の移動と受光・検出とを繰り返す。

【0038】

ステップ：Ｓ４で「Ｓ≧Ｓnr」である場合にはステップＳ６に進み、ＳとＳninの大小関係を判定する。「Ｓ＜Ｓmin」の場合には、ステップ：Ｓ５に戻り、「Ｓ≦Ｓnr且つＳ≧Ｓnin」となるまで受光手段を移動させる。

【0039】

「Ｓ≦Ｓnr且つＳ≧Ｓnin」の状態になったら、検出値：Ｓが「Ｓmin≦Ｓ＜Ｓｎ」であるか（ステップ：Ｓ７）、「Ｓｎ≦Ｓ≦Ｓnr」であるか（ステップ：Ｓ９）を判定する。

【0040】

ステップ：Ｓ７で「Ｓmin≦Ｓ＜Ｓｎ」である場合には、ステップ：Ｓ８で「被検ガスの存在量（濃度：％）」と、この存在量が「許容領域外」である旨の表示を行う。

【0041】

また、ステップ：Ｓ９で「Ｓｎ≦Ｓ≦Ｓnr」である場合には、ステップ：Ｓ１０で「被検ガスの存在量（濃度：％）」と、この存在量が「許容領域内」である旨の表示を行う。

【0042】

以下、検出続行の有無を判断し（ステップ：Ｓ１１）、続行の場合はステップ：Ｓ３以下を繰り返し、続行しない場合はステップ：Ｓ１２で検出を終了する。

【0043】

以上、発明の好ましい実施の形態について説明したが、この発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
検出ガスはＣＯ２ガスに限らず、先に例示したＣＯやＨ２Ｓや水蒸気、エチルアルコールガス等の種々のガスを対象とできることは言うまでもない。また、上に説明した例では、ＣＯ_２ガスの吸収波長として４．２６μｍの場合を説明したが、ＣＯ_２ガスは１４μｍ〜１６μｍの波長範囲の吸収領域を有しており、この吸収領域での吸収を利用して検出を行うこともでき、この場合は、赤外光光源として「遠赤外光光源」を用いることができる。

【0044】

また、照射手段による測定空間領域の照射は、上に説明した発散性の光束による照射に限らず「赤外光ビームを２次元的に走査」する照射方式でもよいことは前述の通りである。

【0045】

表示手段は「制御手段と一体化」されていることができる。

【0046】

この発明の実施の形態に記載された効果は、発明から生じる好適な効果を列挙したに過ぎず、発明による効果は「実施の形態に記載されたもの」に限定されるものではない。

【符号の説明】

【0047】

１０Ａ、１０Ｂ 赤外線レーザ光源
１２Ａ、１２Ｂ カップリングレンズ
１２Ｃ ミラー部材
１４ 移動受光部
１６Ａ、１６Ｂ 受光素子
１８ ディスプレイ、
２００ 制御部
ＳＤ 遮蔽物
ＦＬ 床
ＮＳＬ ノイズとなる太陽光

【先行技術文献】

【特許文献】

【0048】

【特許文献1】特開平７−２０９０７５号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】