JP2017207342A - 蛍光検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でＵＶＡ領域の蛍光を検出することが可能な蛍光検出装置を提供する。【解決手段】蛍光検出装置（１０）は、ＵＶＢ（Ultra Violet−Ｂ）光が励起光として照射された場合にＵＶＡ（Ultra Violet−Ａ）光を蛍光として発する潤滑油（２００）に対して、ＵＶＢ光を照射するＵＶＢ照射部（１１）と、潤滑油が発するＵＶＡ光を受光するＵＶＡ受光部（１２）とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ＵＶＡ領域の蛍光を検出することが可能な蛍光検出装置に関する。

従来、車または家庭用、業務用エアコン、あるいは冷蔵庫などに備えられているコンプレッサーには潤滑油が使用されている。上記コンプレッサーの経年劣化または部品不良などによって、コンプレッサーに使用されている潤滑油が外部に漏れることがある。

特許文献１には、赤外線センサにより所定のガス種の濃度を検出するリークディテクタが記載されている。一般に、冷媒ガスの漏れが発生した場合には、潤滑油の漏れも同時に発生する。このため、リークディテクタを用いて冷媒ガスの漏れを検知することで、冷媒ガスの漏れと同時に発生する潤滑油の漏れを検知することはできる。しかし、リークディテクタを用いて潤滑油の漏れの発生を検知しても、漏れの発生箇所の確認は目視で行う必要がある。潤滑油の漏れが微小量である場合、目視では漏れ箇所を確認することは困難である場合が多い。

そこで、潤滑油に蛍光物質を混合し、励起光源から励起光を照射することで、蛍光物質が発する蛍光を利用して潤滑油の漏れ箇所を特定する方法が従来技術として知られている。例えば特許文献２には、広い範囲の対象物に対して高い識別性をもつ小型の多波長蛍光計測装置が開示されている。上記多波長蛍光計測装置は、蛍光物質が存在する特定部位を含む測定物に対して、蛍光物質に対する励起光および照明光を同時に照射することによって、測定物からの光を最適の条件で撮像するものである。

しかし、特許文献１に記載されている発明により潤滑油の漏れ箇所を確認する場合、潤滑油に蛍光物質を混合する必要があるため、蛍光物質のコストが掛かるという問題がある。また、コンプレッサー、またはコンプレッサーを備える機器によっては、蛍光物質を混ぜることができない場合がある。

蛍光物質を用いることなく蛍光を検出する技術の例が、特許文献３および４に記載されている。

特許文献３には、照明や太陽光等のノイズ光のある環境下において、汎用的な機器類により高ＳＮ（Signal Noise）で油の漏洩を遠隔検出することができる漏油遠隔監視装置および方法が開示されている。上記漏油遠隔監視装置および方法は、対象物にレーザを連続発振するレーザ装置（波長５３２ｎｍ）と、レーザ光遮断エッジフィルタおよびレンズを備えたＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラを備える。カメラのシャッター速度とレーザ照射時間を同期させ、１フレーム置きにレーザを照射し撮影を行う。そして、レーザ照射時の画像とレーザ未照射時の画像とで差分処理を行うことで蛍光部位を検知する。

また、特許文献４には、対象物が発する蛍光を、画像を用いて正確に検出することができる蛍光検出装置が開示されている。

これは、対象物にレーザ光を照射し、異なる透過波長領域をもつ４つのフィルタを備えた受光素子によって、対象物の蛍光を受光し、４つのフィルタを備えた受光素子の電気信号強度の比を演算することで、対象物を識別するものである。

特開２０１４−１１２０４９号公報（２０１４年０６月１９日公開） 特開２００９−１６８６３２号公報（２００９年０７月３０日公開） 特開２０１１−１８５７５７号公報（２０１１年０９月２２日公開） 特開２０１２−１４５３９０号公報（２０１２年０８月０２日公開）

しかしながら、特許文献３に記載されている発明において、蛍光として想定している光は可視光であるため、ＵＶＡ（Ultra Violet−Ａ）光の蛍光を検出することができない。なお、紫外領域の光は通常のレンズでは透過率が極端に低いため、検知することが難しい。またレーザのＯＮ／ＯＦＦによる画像の差分により燃料油漏れを検知するため、カメラを固定する必要がある。

また、特許文献４の発明も、蛍光として想定している光が可視光であるため、引用文献１と同様に、ＵＶＡ光の蛍光を検出することは難しい。

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成でＵＶＡ領域の蛍光を検出することが可能な蛍光検出装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る蛍光検出装置は、ＵＶＢ光が励起光として照射された場合にＵＶＡ光を蛍光として発する照射対象に対して、ＵＶＢ光を照射するＵＶＢ照射部と、上記照射対象が発する上記ＵＶＡ光を受光するＵＶＡ受光部とを備える。

本発明の一態様に係る蛍光検出装置によれば、簡易な構成でＵＶＡ領域の蛍光を検出することが可能な蛍光検出装置を提供することができる。

実施形態１に係る蛍光検出装置の構成を示すブロック図である。 （ａ）は、実施形態１の蛍光検出装置の概略を示す図であり、（ｂ）は、実施形態１の蛍光検出装置におけるＵＶＢ照射部、ＵＶＡ受光部、および対象物の位置関係を示す図である。 潤滑油にＵＶＢ光を照射した場合における蛍光を、ＵＶＡ光のみを受光する撮像装置により撮像した画像を示す図である。 一般的なコンプレッサーに用いられる潤滑油に対して波長が３００ｎｍである紫外線を照射した場合の蛍光特性を示すグラフである。 （ａ）は、ＵＶＢ照射部が発するＵＶＢ光のスペクトルの例を示すグラフであり、（ｂ）は、ＵＶＡ受光部の感度のスペクトルを示すグラフである。 （ａ）は、ＵＶＡ受光部が受光したＵＶＡ光の信号をそのまま出力部に表示した場合の画像を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した画像について、潤滑油が存在する箇所を明確にする処理を施した画像を示す図である。 （ａ）は、潤滑油が少量である場合における、ＵＶＡ受光部が受光したＵＶＡ光の信号を示す画像を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す画像に対してノイズ除去処理を施した後、２値化した結果を示す画像を示す図であり、（ｃ）は、（ａ）に示す画像に対してノイズ除去処理を施した後、グレースケール処理した結果を示す画像を示す図である。 （ａ）は、実施形態２に係る蛍光検出装置の構成を示すブロック図であり、（ｂ）は、実施形態２の変形例である蛍光検出装置の構成を示すブロック図である。 （ａ）は、薄く延ばした潤滑油の可視光画像であり、（ｂ）は、（ａ）に示した潤滑油のＵＶＡ画像であり、（ｃ）は、（ａ）および（ｂ）に示した画像を合成した合成画像である。 （ａ）は、実施形態３に係る蛍光検出装置の構成を示すブロック図であり、（ｂ）は、実施形態３の変形例である蛍光検出装置の構成を示すブロック図である。 （ａ）は、一般的なカメラにおける画素構成を示す図であり、（ｂ）は、実施形態３の蛍光検出装置が備える撮像部における画素構成を示す図である。 フィルタの透過特性の例を示すグラフである。 実施形態４に係る蛍光検出装置の構成を示すブロック図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の実施形態１について、図１〜図７を用いて説明する。本実施形態の蛍光検出装置１０は、対象物１００から漏れた潤滑油２００（照射対象）による蛍光を検出してユーザに報知するための装置である。

（対象物１００）
対象物１００は、例えば車、家庭用または業務用エアコン、あるいは冷蔵庫などに使われるコンプレッサーである。対象物１００には、ＵＶＢ（Ultra Violet−Ｂ）領域の紫外線（ＵＶＢ光）を励起光として、ＵＶＡ光の蛍光を発する潤滑油が使用されている。

図２の（ａ）は、本実施形態の蛍光検出装置１０の概略を示す図である。図２に示すように、対象物１００は、後述するＵＶＢ照射部１１からＵＶＢ光を照射される。また、対象物１００には、潤滑油２００の漏れが生じている。潤滑油２００は、ＵＶＢ光を励起光として、ＵＶＡ光を蛍光として発する。

図３は、潤滑油にＵＶＢ光を照射した場合における蛍光を、ＵＶＡ光のみを受光する撮像装置により撮像した画像を示す図である。上記撮像装置の出力はグレースケール画像であり、蛍光の強度が強い領域では輝度が高くなる。このため、ＵＶＡ光の強度が高い領域ほど、図３に示した画像においては白く表示されている。

図４は、一般的なコンプレッサーに用いられる潤滑油に対して波長が３００ｎｍである紫外線を照射した場合の蛍光特性を示すグラフである。図４において、横軸は波長であり、縦軸は蛍光の強度である。図４に示すように、波長が３００ｎｍである紫外線を照射された潤滑油の蛍光特性は、波長３４０ｎｍ付近にピークを有する。一方、コンプレッサーに用いられている金属は、潤滑油とは異なり、ＵＶＢ光を照射してもＵＶＡ光の蛍光を発することがない。このため、後述するＵＶＡ受光部１２は、ＵＶＡ光の蛍光のみを受光することで、潤滑油が発する蛍光のみを受光することができる。

（蛍光検出装置１０の構成）
図１は、本実施形態に係る蛍光検出装置１０の構成を示すブロック図である。図１および図２の（ａ）に示すように、蛍光検出装置１０は、ＵＶＢ照射部１１と、ＵＶＡ受光部１２と、制御部１３と、出力部１４とを備える。なお、図２においては制御部１３および出力部１４が省略されている。

ＵＶＢ照射部１１は、対象物１００に対してＵＶＢ光を照射する。本実施形態においては、ＵＶＢ照射部１１はＵＶＢランプである。ＵＶＢ以外の領域の光がＵＶＢ照射部１１から対象物１００へ照射されることを防止するため、ＵＶＢ照射部１１にはバンドパスフィルタが挿入されている。

図５の（ａ）は、ＵＶＢ照射部１１が発するＵＶＢ光のスペクトルの例を示すグラフである。図５の（ａ）において、横軸は波長、縦軸は強度である。本実施形態では、ＵＶＢ照射部１１は、図５の（ａ）に示すように、３００ｎｍを含む波長範囲のＵＶＢ光を発する。

ＵＶＡ受光部１２は、ＵＶＡ（例えばピーク波長が３４０ｎｍである紫外線）を受光して、受光したＵＶＡ光の強度に応じた電気信号を発生させる。本実施形態においては、ＵＶＡ受光部１２は受光素子として複数の画素を有するフィルタレスカメラである。ＵＶＡ以外の波長の光がＵＶＡ受光部１２へ入射することを防止するため、ＵＶＡ受光部１２にはバンドパスフィルタが挿入されている。

また、図２の（ｂ）は、蛍光検出装置１０におけるＵＶＢ照射部１１、ＵＶＡ受光部１２、および対象物１００の位置関係を示す図である。蛍光検出装置１０においては、対象物１００によるＵＶＢ光の正反射成分がＵＶＡ受光部１２に入射しないように、ＵＶＢ照射部１１とＵＶＡ受光部１２との位置関係が調整されている。

具体的には、図２の（ｂ）に示すように、ＵＶＢ照射部１１と対象物１００とＵＶＡ受光部１２とがなす角が４５°になるように、それぞれの位置が調整されている。このため、図２の（ｂ）において破線で示すように、対象物１００により正反射されたＵＶＢ光はＵＶＡ受光部１２に入射しない。

図５の（ｂ）は、ＵＶＡ受光部１２の感度のスペクトルを示すグラフである。図５の（ｂ）において、横軸は波長、縦軸は感度である。本実施形態ではＵＶＡ受光部１２は、図５の（ｂ）に示すように、３４０ｎｍを含む波長範囲のＵＶＡ光を検出可能である。

制御部１３は、蛍光検出装置１０を制御する。制御部１３は、光制御部１３ａと、演算部１３ｂとを備える。制御部１３は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

光制御部１３ａは、ＵＶＢ照射部１１およびＵＶＡ受光部１２を制御する。光制御部１３ａは例えば、ＵＶＢ照射部１１から照射されるＵＶＢの強度、またはパルス幅（ＵＶＢがパルス波である場合）などを制御する。また、光制御部１３ａは例えば、ＵＶＡ受光部１２におけるゲイン（感度）、露光時間（光を入射させる時間）、およびＵＶＡ受光部１２が備えるレンズの絞りなどを制御する。

特にＵＶＡ受光部１２において、ゲインを低下させ、露光時間を短くし、レンズの絞りを狭めた場合、ＵＶＡ受光部１２に入射する光の光量が減少するため、蛍光をとらえることが困難になる虞がある。逆に、ゲインを増大させ、露光時間を長くし、レンズの絞りを緩めた場合、ＵＶＡ受光部１２に入射する光の光量が増加するため、余計な光をとらえることでノイズが生じ、正確な画像を得ることができなくなる虞がある。光制御部１３ａは、蛍光をとらえ、かつ余計な光を可能な限り捉えないように、ゲイン、露光時間、レンズの絞りなどを制御する。

演算部１３ｂは、ＵＶＡ受光部１２が受光したＵＶＡ光の強度を示す信号について処理（演算）を行い、ＵＶＡ光の検出結果を算出する。演算部１３ｂは例えば、ＵＶＡ受光部１２が受光したＵＶＡ光に基づいて蛍光の画像を生成し、当該画像について、ノイズ除去、２値化、またはグレースケール化といった処理を行う。

出力部１４は、ＵＶＡ受光部１２が受光したＵＢＡ光の強度に応じた結果を出力することで、ＵＶＡ光の検出結果を蛍光検出装置１０のユーザに報知する。具体的には、出力部１４は、ＵＶＡ受光部１２が受光したＵＢＡ光の強度を示す信号に基づいて演算部１３ｂが算出した上記検出結果を出力する。本実施形態における出力部１４は、上記検出結果を画像（第１画像）として出力する画像表示部である。上記画像においては、上記検出結果に示されるＵＶＡ光の強度に応じて、表示される色が異なる。例えば上記ＵＶＡ光の強度が高い領域においては画像の色が白に近くなり、上記ＵＶＡ光の強度が低い領域においては画像の色が黒に近くなる。

出力部１４は、ＵＶＢ照射部１１およびＵＶＡ受光部１２と一体に構成されている。なお、出力部１４は、ＵＶＢ照射部１１、ＵＶＡ受光部１２および制御部１３とは別体に構成され、演算部１３ｂが算出した検出結果を有線接続または無線接続により転送され、当該検出結果を出力してもよい。

（変形例）
また、出力部１４は、ＵＶＡ受光部１２が受光したＵＶＡ光の強度に応じた画像を表示する画像表示部ではなく、上記強度に応じた検出結果を音声により通知する発音部、または光により通知する発光部等を備えていてもよい。この場合において、演算部１３ｂが２値化処理を行う場合、画像領域内における白色領域の面積（画素数）が所定の面積閾値を超えた場合に、潤滑油が漏れているという検出結果として、発音部から音を出力、または発光部から光を出力する。また、演算部１３ｂがグレースケール化処理を行う場合、画像領域内における、所定の輝度閾値を超える輝度を有する領域の面積（画素数）が、所定の面積閾値を超える場合に、潤滑油が漏れているものとして発音部から音を出力、または発光部から光を出力する。この場合、画像表示部を備えないことで、蛍光検出装置の構成を簡略化することができる。

また、出力部１４は、ＵＶＡ光が検出されたこと、すなわち潤滑油の漏れが発生したことをユーザに報知することが可能であれば、さらに別の構成を有していてもよい。

（蛍光検出装置１０の効果）
図６の（ａ）は、ＵＶＡ受光部１２が受光したＵＶＡ光の信号をそのまま出力部１４に表示した場合の画像を示す図である。図６の（ａ）に示した画像において白く見える箇所が、ＵＶＡ光が検出された箇所、すなわち潤滑油が存在している箇所である。

図６の（ｂ）は、図６の（ａ）に示した画像について、潤滑油が存在する箇所を明確にする処理を施した画像を示す図である。具体的には、図６の（ｂ）に示す画像は、図６の（ａ）に示す画像において画素ごとの輝度に所定の閾値を設けて２値化した画像である。図６の（ａ）に示す画像において輝度が上記閾値を超えなかった画素は、図６の（ｂ）において黒く示されている。また、図６の（ａ）に示す画像において輝度が上記閾値を超えた画素は、図６の（ｂ）において白く示されている。

なお、図６の（ａ）に示した画像を２値化した画像は図６の（ｂ）に示した例に限定されず、輝度が上記閾値を超えた画素と超えなかった画素とで色が異なっていればよい。また、演算部１３ｂによる処理は、上述した２値化に限定されず、例えばヒストグラム強調処理、または定数倍といった、公知の技術を用いることができる。

図７の（ａ）は、潤滑油が少量である場合における、ＵＶＡ受光部１２が受光したＵＶＡ光の信号を示す画像を示す図である。潤滑油が少量である場合には、図７の（ａ）に示すように、ＵＶＡ光が検出された箇所の輝度が低く、ＵＶＡ受光部１２が受光したＵＶＡ光の信号を示す画像からは潤滑油の有無を確認することができない。

図７の（ｂ）は、図７の（ａ）に示す画像に対してノイズ除去処理を施した後、２値化した結果を示す画像を示す図である。また、図７の（ｃ）は、図７の（ａ）に示す画像に対してノイズ除去処理を施した後、グレースケール処理した結果を示す画像を示す図である。図７の（ｂ）および（ｃ）に示す画像のいずれにおいても、図７の（ａ）に示す画像と比較して、ＵＶＡ光が検出された箇所の輝度が高くなり、蛍光が明瞭になっている。このように、潤滑油が少量である場合であっても、ノイズ除去処理および強調処理を施すことによって、潤滑油に起因する蛍光を画像から検出することができる。

以上説明した通り、蛍光検出装置１０は、対象物１００に対してＵＶＢ照射部１１からＵＶＢ光を照射し、上記ＵＶＢ光を励起光として発せられる蛍光としてのＵＶＡ光をＵＶＡ受光部１２により受光することで、ＵＶＡ光の蛍光を検出することができる。したがって、対象物１００に潤滑油の漏れが生じた場合に、当該潤滑油から発せられるＵＶＡ光の蛍光に基づいて、潤滑油の漏れを検出することができる。また、潤滑油自体が蛍光を発するため、潤滑油に予め蛍光物質を混合する必要がなく、場面を問わず潤滑油を検出することができる。さらに、ＵＶＢ光を励起光として、ＵＶＡ光の蛍光を発するため、対象物１００の周囲の明るさを問わず検出することができる。

また、蛍光検出装置１０において、出力部１４は画像を表示する画像表示部を備える。蛍光検出装置１０においては、ＵＶＡ受光部１２が受光したＵＶＡ光の信号に対して演算部１３ｂによる処理を行った結果が、出力部１４に画像として表示される。このため、対象物１００に潤滑油の漏れが発生している場合、潤滑油の蛍光に基づいて画像表示部に潤滑油の存在する領域が表示される。したがって、蛍光検出装置１０によれば、潤滑油の漏れを容易に検出できるだけでなく、漏れの発生箇所を容易に特定することができる。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、図８および図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図８の（ａ）は、本実施形態に係る蛍光検出装置２０の構成を示すブロック図である。図８の（ａ）に示すように、蛍光検出装置２０は、蛍光検出装置１０の構成に加えて可視光受光部２２を備える。また、蛍光検出装置２０は、制御部１３および出力部１４のそれぞれに代えて、制御部２３および出力部２４を備える。制御部２３は、光制御部１３ａおよび演算部２３ｂを備える。

可視光受光部２２は、可視光を受光する。可視光受光部２２は、例えば赤色光、緑色光および青色光のいずれか１種のみを透過させるフィルタをそれぞれ備えた受光素子を備える。具体的には、可視光受光部２２は例えば、後述する図１１の（ａ）に示すフィルタ配列を有する。また、可視光受光部２２は、上述したフィルタに代えて、例えばシアン、オレンジ、または近赤外といった特定の色の光のみを透過させるフィルタを備えていてもよい。

演算部２３ｂは、ＵＶＡ受光部１２が受光したＵＶＡ光の強度を示す信号を処理して、当該ＵＶＡ光に応じたＵＶＡ画像（第１画像）を生成する。また、演算部２３ｂは、可視光受光部２２が受光した可視光の信号を処理して、当該可視光に応じた可視光画像（第２画像）を生成する。さらに、演算部２３ｂは、ＵＶＡ画像および可視光画像を合成した合成画像（第３画像）を生成する。上記ＵＶＡ画像および上記可視光画像においては、信号強度が大きい画素が明るく表示され、信号強度が小さい画素が暗く表示される。

出力部２４は、演算部２３ｂが処理した検出結果を出力する。出力部２４は、出力部１４と同様、検出結果を画像として出力する画像表示部である。出力部２４は、少なくとも上記合成画像を表示する。出力部２４はさらに、ＵＶＡ画像および可視光画像の一方または両方を表示してもよい。

（蛍光検出装置２０の効果）
図９の（ａ）は、薄く延ばした潤滑油の可視光画像である。図９の（ｂ）は、図９の（ａ）に示した潤滑油のＵＶＡ画像である。図９の（ｃ）は、図９の（ａ）および（ｂ）に示した画像を合成した合成画像である。

上述した通り、ＵＶＡ受光部１２では、潤滑油が発した蛍光を検出することができる。しかし、ＵＶＡ受光部１２においては、可視光は全てカットされるため、潤滑油の周辺部を可視化することはできない。蛍光検出装置２０は、可視光受光部２２を別途備えることで、潤滑油周辺の状態を把握することができる。

しかし、対象物１００において潤滑油の漏れが発生している場合であっても、たとえば図９の（ａ）に示すように、可視光画像では潤滑油を視認しにくい場合がある。蛍光検出装置２０においては、ＵＶＡ画像を可視光画像に合成した合成画像を出力部２４に表示することで、潤滑油の漏れが発生している箇所または潤滑油の分布を容易に視認することができる。

（変形例）
図８の（ｂ）は、本実施形態の変形例である蛍光検出装置２０Ａの構成を示すブロック図である。蛍光検出装置２０Ａは、蛍光検出装置２０の構成に加えて、白色光照射部２１を備える。また、蛍光検出装置２０Ａは、制御部２３に代えて制御部２３Ａを備える。制御部２３Ａは、光制御部２３ａおよび演算部２３ｂを備える。光制御部２３ａは、ＵＶＢ照射部１１、白色光照射部２１、ＵＶＡ受光部２２、および可視光受光部２２を制御する。

蛍光検出装置２０Ａは、状況に応じて白色光照射部２１から潤滑油２００に向けて白色光を照射する。これにより、可視光画像は、潤滑油２００により反射された白色光に応じた画像となる。すなわち、可視光画像においては、潤滑油２００により反射された白色光を含む可視光の強度が大きい画素が明るくなり、小さい画素が暗くなる。したがって、潤滑油２００周辺の環境について、より明瞭な可視光画像を得ることができる。

なお、対象物１００の周囲の環境が明るい場合などには、白色光照射部２１から対象物１００に向けて白色光を照射する必要はない。したがって、光制御部２３ａは、周囲の明るさなど、状況に応じて白色光照射部２１から対象物１００に向けて白色光を照射することが好ましい。

〔実施形態３〕
本発明の実施形態３について、図１０〜図１２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

図１０の（ａ）は、本実施形態に係る蛍光検出装置３０の構成を示すブロック図である。図１０の（ａ）に示すように、蛍光検出装置３０は、蛍光検出装置２０の構成において、ＵＶＡ受光部１２および可視光受光部２２に代えて撮像部３２を備える。また、蛍光検出装置３０は、制御部２３に代えて制御部３３を備える。制御部３３は、光制御部１３ａおよび演算部３３ｂを備える。

撮像部３２は、対象物１００（図２参照）の、可視光およびＵＶＡ光による画像を撮像する。撮像部３２は、複数の画素を有する。また撮像部３２は、複数の画素のそれぞれに配される、ＵＶＡ光を透過させるフィルタ（第１フィルタ）、ならびに赤色光、緑色光および青色光のうちいずれかの光のみを透過させるフィルタ（第２フィルタ）をそれぞれ有する。したがって、上記複数の画素は、それぞれＵＶＡ光、赤色光、緑色光および青色光のうちいずれか１種のみ受光する。

演算部３３ｂは、撮像部３２が撮像した画像について処理を行い、ＵＶＡ画像および可視光画像を生成する。

図１１の（ａ）は、一般的なカメラにおける画素構成を示す図である。一般的なカメラにおいては、赤色光の波長の光のみ透過させるフィルタ（ＲＥ）、緑色光の波長の光のみ透過させるフィルタ（ＧＲ）、および青色光の波長の光のみ透過させるフィルタ（ＢＵ）が、図１１の（ａ）に示すように各画素に配列される。そして、一般的なカメラは、これらのフィルタが配列された４つの画素を１単位として複数の画素を有する。

図１１の（ｂ）は、本実施形態の蛍光検出装置３０が備える撮像部３２における画素構成を示す図である。撮像部３２は、上述したＲＥ、ＧＲおよびＢＵの３つのフィルタに加えて、ＵＶＡの波長の光のみ透過させるフィルタ（ＵＶＡ）を備える。

これら４つのフィルタが、図１１の（ｂ）に示すように各画素に配列される。そして、撮像部３２は、これらのフィルタが配列された４つの画素を１単位として複数の画素を有する。なお、４つのフィルタの配列は図１１の（ｂ）に示した例に限定されない。撮像部３２は、ＲＥ、ＧＲ、ＢＵおよびＵＶＡのいずれかのフィルタがそれぞれ複数の画素に配列されていればよい。

出力部２４は、ＵＶＡ光を透過させるフィルタを透過したＵＶＡ光の強度に応じたＵＶＡ画像（第１画像）と、赤色光、緑色光および青色光のうちいずれかの光のみを透過させるそれぞれのフィルタのいずれかを透過した光の強度に応じた可視光画像（第２画像）と、を合成した第３画像を表示する。

図１２は、フィルタの透過特性の例を示すグラフである。図１２に示すグラフにおいて、横軸は波長、縦軸は透過率である。図１１の（ｂ）に示したそれぞれのフィルタが、図１２に示すような透過特性を有することで、潤滑油の蛍光および可視光の画像を、複数の受光部ではなく単独の撮像部によって容易に、かつ同時に取得することができる。

なお、撮像部３２は、赤色光、緑色光および青色光のうちいずれかの光のみを透過させるそれぞれのフィルタに代えて、他の可視光領域の光を透過させるフィルタを備えていてもよい。
〔実施形態４〕
本発明の実施形態４について、図１３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

図１３は、本実施形態に係る蛍光検出装置４０の構成を示すブロック図である。図１３に示すように、蛍光検出装置４０は、蛍光検出装置３０の構成において、制御部３３に代えて制御部４３を備える。制御部４３は、光制御部４３ａおよび演算部４３ｂ（物体検知部）を備える。

演算部４３ｂは、演算部３３ｂと同様、撮像部３２により撮像されたＵＶＡ画像および可視光画像に対する処理を行う。さらに、演算部４３ｂは、可視光画像に含まれる、人体（特定の物体）の少なくとも一部の画像を検知する。具体的には演算部４３ｂは、可視光画像内の、人体の肌色である領域を検知する。

光制御部４３ａは、ＵＶＢ照射部１１および撮像部３２を制御する。さらに、光制御部４３ａは、可視光画像に含まれる人体の少なくとも一部の画像を演算部４３ｂが検知した場合に、ＵＶＢ照射部１１によるＵＶＢ光の照射を強制的に停止する。

演算部４３ｂによる人体の少なくとも一部の画像の検知について、以下に説明する。撮像部が撮像した可視光画像では、各画素の色がＲ、ＧおよびＢの値によって表されている。ＲはフィルタＲＥが配されている画素の出力値、ＧはフィルタＧＲが配されている画素の出力値、ＢはフィルタＢＵが配されている画素の出力値である。

演算部４３ｂは、Ｒ、ＧおよびＢの値を、図１１の（ｂ）に示した画素の１単位ごとにＨＳＶ変換する。ＨＳＶ変換とは、Ｈ（Hue、色相）値、Ｓ（Saturation、彩度）値およびＶ（value、輝度）値により表される形式への変換である。

まず、演算部４３ｂは、Ｒ、ＧおよびＢの値に基づいて、ＭａｘおよびＭｉｎの値を以下の式（１−１）および（１−２）により定義する；
・Ｍａｘ＝ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ） （１−１）
・Ｍｉｎ＝ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ） （１−２）
ここで、ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、Ｒ、ＧおよびＢのうちの最大値である。また、ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、Ｒ、ＧおよびＢのうちの最小値である。

次に、演算部４３ｂは、Ｈ、ＳおよびＶの値をＲ、Ｇ、Ｂ、ＭａｘおよびＭｉｎの値、ならびに以下の式（２−１）〜（２−６）により算出する；
・Ｈ＝６０×（（Ｇ−Ｒ）／（Ｍａｘ−Ｍｉｎ））＋６０ （Ｍｉｎ＝Ｂである場合） （２−１）
・Ｈ＝６０×（（Ｂ−Ｇ）／（Ｍａｘ−Ｍｉｎ））＋１８０ （Ｍｉｎ＝Ｒである場合） （２−２）
・Ｈ＝６０×（（Ｒ−Ｂ）／（Ｍａｘ−Ｍｉｎ））＋３００ （Ｍｉｎ＝Ｇである場合） （２−３）
・Ｈ＝なし （Ｍａｘ＝Ｍｉｎである場合） （２−４）
・Ｓ＝Ｍａｘ−Ｍｉｎ （２−５）
・Ｖ＝Ｍａｘ （２−６）
なお、上述した式（１−１）、（１−２）、および式（２−１）〜（２−６）は、Ｈ、ＳおよびＶを算出する演算式の一例であって、異なる演算式によりＨ、ＳおよびＶが算出されてもよい。

さらに演算部４３ｂは、人体の肌色領域の色空間（例えば０≦Ｈ≦２０かつ８０≦Ｓ≦２５０かつＶは任意の値である色空間）に属する領域を、ＨＳＶ値により表される可視光画像から検出する。上記領域の画素数が所定の画素閾値以上存在する場合、当該領域は人体の少なくとも一部の画像であると考えられる。したがってこの場合、演算部４３ｂは、当該領域を人体の少なくとも一部の画像として検知する。

なお、人体の肌色領域の色空間は、上述した範囲に限定されない。また、演算部４３ｂによる検知の方法は、撮像部３２が備える各画素の出力値から算出できる方法であれば、ＨＳＶ変換を用いるものに限定されない。

ＵＶＢは、人体に照射された場合、当該人体に悪影響を及ぼす。蛍光検出装置４０によれば、可視光画像に人体の少なくとも一部の画像が含まれている場合に、ＵＶＢの照射が強制的に停止される。したがって、蛍光検出装置４０の安全性が向上する。

また、本実施形態の蛍光検出装置は、蛍光検出装置３０Ａと同様、蛍光検出装置４０の構成に加えて白色光照射部を備えてもよい。

また、本実施形態の蛍光検出装置において、光制御部は、可視光画像に含まれる人体以外の特定の物体の少なくとも一部を示す画像を検知した場合に、ＵＶＢ照射部１１によるＵＶＢ光の照射を強制的に停止してもよい。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る蛍光検出装置（１０）は、ＵＶＢ光が励起光として照射された場合にＵＶＡ光を蛍光として発する照射対象（潤滑油２００）に対して、ＵＶＢ光を照射するＵＶＢ照射部（１１）と、上記照射対象が発する上記ＵＶＡ光を受光するＵＶＡ受光部（１２）とを備える。

上記の構成によれば、蛍光検出装置は、ＵＶＢ照射部から照射対象へＵＶＢ光を照射し、照射対象が上記ＵＶＢ光を励起光として発する蛍光としてのＵＶＡ光をＵＶＡ受光部により受光する。したがって、蛍光検出装置は、ＵＶＡ領域の蛍光を検出することができる。

本発明の態様２に係る蛍光検出装置は、上記態様１において、上記ＵＶＡ受光部が受光した上記ＵＶＡ光の強度に応じた結果を出力する出力部（１４）を備えている。

上記の構成によれば、蛍光検出装置は、ＵＶＡ受光部が受光したＵＶＡ光の強度に応じた結果を出力部から出力する。したがって、蛍光検出装置は、ＵＶＡ光の検出結果をユーザに報知することができる。

本発明の態様３に係る蛍光検出装置は、上記態様２において、上記出力部は、上記結果を示す画像を表示する画像表示部（出力部１４）を備え、上記画像表示部は、上記ＵＶＡ受光部が受光したＵＶＡ光に応じた第１画像を表示してもよい。

上記の構成によれば、蛍光検出装置において、出力部が備える画像表示部に、ＵＶＡ受光部が受光したＵＶＡ光に応じた第１画像が表示される。したがって、ＵＶＡ光の発生箇所を容易に特定することができる。

本発明の態様４に係る蛍光検出装置（２０）は、上記態様２または３において、可視光を受光する可視光受光部（２２）をさらに備え、上記出力部は、上記結果を示す画像を表示する画像表示部を備え、上記画像表示部は、上記ＵＶＡ受光部が受光したＵＶＡ光に応じた第１画像と、上記可視光受光部が受光した可視光に応じた第２画像と、を合成した第３画像を表示してもよい。

上記の構成によれば、出力部が備える画像表示部は、ＵＶＡ光に応じた第１画像と、可視光に応じた第２画像と、を合成した第３画像を表示する。このため、可視光画像ではＵＶＡ光の発生箇所を視認しにくい場合であっても、第３画像によってＵＶＡ光の発生箇所を容易に視認することができる。

本発明の態様５に係る蛍光検出装置（３０）は、上記態様２または３において、ＵＶＡ光を透過させる第１フィルタと、所定の可視光領域の光を透過させる第２フィルタとを備え、上記出力部は、上記第１フィルタおよび上記第２フィルタを透過した光の強度に応じた画像を表示する画像表示部を備え、上記画像表示部は、上記第１フィルタを透過したＵＶＡ光の強度に応じた第１画像と、上記第２フィルタを透過した光の強度に応じた第２画像と、を合成した第３画像を表示してもよい。

上記の構成によれば、第１フィルタを透過したＵＶＡ光の強度に応じた第１画像と、第２フィルタを透過した可視光の強度に応じた第２画像と、を合成した第３画像を、複数の受光部ではなく単独の撮像部により、簡易に、かつ同時に取得することができる。

本発明の態様６に係る蛍光検出装置（４０）は、上記態様４または５において、上記第２画像に含まれる、特定の物体の少なくとも一部を示す画像を検知する物体検知部（演算部４３ｂ）を備え、上記ＵＶＢ照射部は、上記第２画像に含まれる、上記特定の物体の少なくとも一部を示す画像を上記物体検知部が検知した場合に、ＵＶＢ光の照射を停止することが好ましい。

上記の構成によれば、蛍光検出装置の安全性が向上する。

本発明の態様７に係る蛍光検出装置（２０Ａなど）は、上記態様４から６のいずれかにおいて、白色光を照射する白色光照射部（２１）をさらに備え、上記第２画像は、上記照射対象により反射された上記白色光に応じた画像であることが好ましい。

上記の構成によれば、明瞭な第２画像を得ることができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

〔本発明の別の表現〕
なお、本発明は以下のようにも表現できる。

すなわち、本発明に係る蛍光検出装置は、ＵＶＢの光を照射するＵＶＢ照射部と、ＵＶＡの光を受光するＵＶＡ受光部と、前記ＵＶＡ受光部の出力を演算する演算部と、演算部の結果を出力する出力部を備えてなり、出力部はＵＶＡ受光部の出力強度、或いは、画素数に応じた結果を出力する。

また、本発明に係る蛍光検出装置は、ＲＧＢの光を受光するＲＧＢ受光部をさらに備え、前記出力部は前記ＵＶＡ受光部及び前記ＲＧＢの結果を表示する表示部を少なくとも備え、前記演算部では前記ＵＶＡ受光部からの出力と前記ＲＧＢ受光部からの出力を基に夫々の画像及び、合成画像を演算し、前記表示部では前記ＵＶＡ画像、前記ＲＧＢ画像及び前記合成画像を表示する。

また、本発明に係る蛍光検出装置は、ＵＶＢの光を照射する照射部と、ＵＶＡ、Ｒ、Ｇ、Ｂの光のうちいずれか１波長の光のみを透過させるフィルタを夫々複数備えた撮像部と前記撮像部の出力を演算する演算部と演算部の結果を出力する出力部を備えてなり、前記出力部は前記撮像部の結果を表示する表示部を少なくとも備え、前記演算部では前記撮像部からの出力を基にＵＶＡ画像、ＲＧＢ画像及び、合成画像を演算し、前記表示部では前記ＵＶＡ画像、前記ＲＧＢ画像及び前記合成画像を表示する。

また、本発明に係る蛍光検出装置は、白色光を照射する白色光照射部をさらに備えている。

また、本発明に係る蛍光検出装置は、前記ＲＧＢ画像を基に人体の有無を検知し、人体を検知した場合にはＵＶＢ照射を停止する。

１０、２０、２０Ａ、３０、３０Ａ、４０ 蛍光検出装置
１１ ＵＶＢ照射部
１２ ＵＶＡ受光部
１４、２４ 出力部（出力部、画像表示部）
２１ 白色光照射部
２２ 可視光受光部
３２ 撮像部
４３ｂ 演算部（物体検知部）
２００ 潤滑油（照射対象）

Claims (7)

1. ＵＶＢ（Ultra Violet−Ｂ）光が励起光として照射された場合にＵＶＡ（Ultra Violet−Ａ）光を蛍光として発する照射対象に対して、ＵＶＢ光を照射するＵＶＢ照射部と、
   上記照射対象が発する上記ＵＶＡ光を受光するＵＶＡ受光部とを備えることを特徴とする蛍光検出装置。
2. 上記ＵＶＡ受光部が受光した上記ＵＶＡ光の強度に応じた結果を出力する出力部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の蛍光検出装置。
3. 上記出力部は、上記結果を示す画像を表示する画像表示部を備え、
   上記画像表示部は、上記ＵＶＡ受光部が受光したＵＶＡ光の強度に応じた第１画像を表示することを特徴とする請求項２に記載の蛍光検出装置。
4. 可視光を受光する可視光受光部をさらに備え、
   上記出力部は、上記結果を示す画像を表示する画像表示部を備え、
   上記画像表示部は、上記ＵＶＡ受光部が受光したＵＶＡ光の強度に応じた第１画像と、上記可視光受光部が受光した可視光の強度に応じた第２画像と、を合成した第３画像を表示することを特徴とする請求項２または３に記載の蛍光検出装置。
5. ＵＶＡ光を透過させる第１フィルタと、所定の可視光領域の光を透過させる第２フィルタとを備え、
   上記出力部は、上記第１フィルタおよび上記第２フィルタを透過した光の強度に応じた画像を表示する画像表示部を備え、
   上記画像表示部は、上記第１フィルタを透過したＵＶＡ光の強度に応じた第１画像と、上記第２フィルタを透過した光の強度に応じた第２画像と、を合成した第３画像を表示する請求項２または３に記載の蛍光検出装置。
6. 上記第２画像に含まれる、特定の物体の少なくとも一部を示す画像を検知する物体検知部を備え、
   上記ＵＶＢ照射部は、上記第２画像に含まれる、上記特定の物体の少なくとも一部を示す画像を上記物体検知部が検知した場合に、ＵＶＢ光の照射を停止することを特徴とする請求項４または５に記載の蛍光検出装置。
7. 白色光を照射する白色光照射部をさらに備え、
   上記第２画像は、上記照射対象により反射された上記白色光に応じた画像であることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の蛍光検出装置。