JP6315759B2 - 蛍光検出装置及び掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、蛍光検出装置及び掃除機に関し、特に、特定波長の蛍光を検出する技術に関する。

下記特許文献１には、肌のシミの種類を分類する肌画像撮影システムが開示されている。肌画像撮影システムは、肌画像撮影装置と制御装置とで構成されている。肌画像撮影装置は、光源から照射された複数の紫外光に対する被写体からの反射光を、偏光フィルタを介してカメラで撮影し、撮影された波長別画像を制御装置で表示する。

また、下記特許文献２には、大気中に含まれる粒子状の微生物を検出する微生物検出装置が開示されている。微生物検出装置は、大気を吸引し、そこに赤外光線と紫外光線を照射する。微生物検出装置は、赤外光線によって微生物粒子により散乱した光を、赤外透過フィルタを介して受光するとともに、紫外光線によって微生物粒子により散乱した蛍光を、バンドパスフィルタを介して受光する。そして、受光結果に基づいて大気中における微生物の数をカウントする。

また、下記特許文献３には、紙葉類の真偽を判定するカメラが開示されている。このカメラは、紫外光を被写体に照射して蛍光画像（カラー画像）を撮影し、その蛍光画像（カラー画像）のＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の各画素の輝度値を用いて紙幣等が偽券か否か判定する。

特開２００８−２３７２４３号公報 特開２００３−３８１６３号公報 特開２００５−１９６６２７号公報

上記特許文献１から特許文献３のように、紫外光などの励起光を物質に照射して物質から発する蛍光を検出することで、その検出結果を、健康、美容、衛生等の様々な分野に活用することができる。

しかしながら、特許文献１の肌画像撮影システムや特許文献２の微生物検出装置は、装置としての規模が大きく、容易に持ち運びできるものではないため利用場所が限定される。また、特許文献２の微生物検出装置は、赤外光線による反射光と紫外光線による反射光とを分光するための複雑な光学系が必要となるため、装置として非常に高価なものとなり、一般ユーザ向きではない。

また、特許文献３では、紫外光を照射して撮影した蛍光画像はＲＧＢのカラー画像であるため、被写体が発する蛍光のスペクトル特性がＲＧＢのカラースペクトル特性から外れる場合、周辺の可視光の入射により被写体が発する蛍光を検出することが困難となる。そのため、特許文献３の場合、被写体が発する蛍光を検出するために、可視光が入射しないように暗室等で撮影する必要があり、撮影環境が限定されてしまう。また、被写体が発する蛍光を検出するために、紫外光の強度を強くすることもできるが、装置規模が大きくなる上、紫外光の強度によっては人体等に悪影響を及ぼす可能性がある。

そのため、例えば、エアコンや空気清浄機等の内部、トイレ、台所等の屋内や屋外における様々な場所や環境に持ち運び、誰でも簡単に、検出対象物質が発する蛍光を選択的に検出することができるものが望まれる。

本発明は、様々な場所や環境に手軽に持ち運び、検出対象物質が発する特定波長の蛍光を容易に検出しうる技術を提供することを目的とする。

第１の発明に係る蛍光検出装置は、携行可能な筐体と、前記筐体内に設けられ、予め定められた波長帯域における励起光を被写体に照射する照射部と、前記筐体内に設けられ、前記励起光に対して前記被写体が発する特定波長の蛍光を透過させる蛍光フィルタを有するフィルタ部と、前記筐体内に設けられ、前記蛍光フィルタを透過した前記蛍光を受光する受光部と、前記筐体内に設けられ、前記受光部の受光結果に基づく情報をユーザに提示する提示部と、を備える。

第２の発明は、第１の発明において、前記フィルタ部は、互いに異なる複数の前記特定波長の蛍光を各々透過させる複数の前記蛍光フィルタを有し、前記受光部は、前記複数の蛍光フィルタを透過した前記蛍光を受光し、前記提示部は、前記受光部における受光結果に基づいて、前記複数の特定波長ごとに、受光量に基づく情報を提示する。

第３の発明は、第２の発明において、複数の物質の各々に対応する蛍光スペクトルを示す蛍光スペクトル情報を記憶する記憶部をさらに備え、前記提示部は、前記受光部の受光結果と前記蛍光スペクトル情報とに基づき、前記受光部で受光された前記蛍光に対応する前記物質を特定し、特定した前記物質を提示する。

第４の発明は、第１から３のいずれかの発明において、前記フィルタ部は、所定波長帯域の可視光を透過させるカラーフィルタをさらに有し、前記受光部は、前記蛍光フィルタを透過した蛍光と、前記カラーフィルタを透過した可視光とを区別して受光し、前記提示部は、前記受光部における前記蛍光の受光量と前記可視光の受光量とに基づく画像、前記蛍光の受光量に基づく画像、及び前記可視光の受光量に基づく画像のうち、少なくとも１つを生成して提示する。

第５の発明に係る掃除機は、自走しながら集塵する掃除機であって、予め定められた波長帯域における励起光を被写体に照射する照射部と、前記励起光に対して前記被写体が発する特定波長の蛍光を透過させる蛍光フィルタを有するフィルタ部と、前記蛍光フィルタを透過した前記蛍光を受光する受光部と、前記受光部の受光結果に基づいて集塵を制御する制御部と、を備える。

本発明の構成によれば、様々な場所や環境に手軽に持ち運び、検出対象物質の蛍光を容易に検出することができる。

図１Ａは、第１実施形態に係る蛍光検出装置の外観を示した模式図である。 図１Ｂは、第１実施形態に係る蛍光検出装置の外観を示した模式図である。 図２は、図１Ａ及び図１Ｂに示す蛍光検出装置の概略構成を示すブロック図である。 図３は、図２に示す撮像部の断面を模式的に表した断面図である。 図４は、第１実施形態における検出処理の動作を示す動作フロー図である。 図５Ａは、第２実施形態に係る蛍光検出装置の外観を示す模式図である。 図５Ｂは、第２実施形態に係る蛍光検出装置の外観を示す模式図である。 図６は、図５Ａ及び５Ｂに示す蛍光検出装置の概略構成を示すブロック図である。 図７Ａは、図６に示す撮像部の断面を模式的に表した断面図である。 図７Ｂは、図６に示すフィルタ部における蛍光フィルタとカラーフィルタの配列を例示した図である。 図８は、第２実施形態における検出処理を示す動作フロー図である。 図９Ａは、第３実施形態に係る蛍光検出装置の外観を示す模式図である。 図９Ｂは、第３実施形態に係る蛍光検出装置の外観を示す模式図である。 図１０は、図９Ａ及び９Ｂに示す蛍光検出装置の概略構成を示すブロック図である。 図１１Ａは、図１０に示す撮像部の断面を表す模式図である。 図１１Ｂは、図１１Ａに示す蛍光フィルタの配列を例示した図である。 図１２は、第３実施形態における検出処理を示す動作フロー図である。 図１３Ａは、第５実施形態に係るロボット型掃除機を例示した斜視図である。 図１３Ｂは、図１３Ａに示すロボット型掃除機の底面を示す模式図である。 図１４Ａは、変形例（３）に係る蛍光検出装置の外観を示す模式図である。 図１４Ｂは、変形例（３）に係る蛍光検出装置の外観を示す模式図である。 図１５は、変形例（４）における蛍光フィルタとカラーフィルタの配列を例示した図である。

本発明の一実施形態に係る蛍光検出装置は、携行可能な筐体と、前記筐体内に設けられ、予め定められた波長帯域における励起光を被写体に照射する照射部と、前記筐体内に設けられ、前記励起光に対して前記被写体が発する特定波長の蛍光を透過させる蛍光フィルタを有するフィルタ部と、前記筐体内に設けられ、前記蛍光フィルタを透過した前記蛍光を受光する受光部と、前記筐体内に設けられ、前記受光部の受光結果に基づく情報をユーザに提示する提示部と、を備える（第１の構成）。

第１の構成によれば、蛍光検出装置は、携行可能な筐体内に、照射部、フィルタ部、受光部、及び提示部を備える。照射部において励起光を被写体に照射し、励起光に対して被写体が発する蛍光フィルタを透過した蛍光が受光部で受光される。提示部は、受光部における受光結果に基づく情報をユーザに提示する。蛍光検出装置は、携行可能に構成されているため、ユーザが所望する場所や環境に容易に持ち運びすることができる。また、被写体からの反射光から特定波長の蛍光を分光するための光学系を必要とせず、簡易な構成によって検出対象物質が発する蛍光を検出することができる。

第２の構成は、第１の構成において、前記フィルタ部は、互いに異なる複数の前記特定波長の蛍光を各々透過させる複数の前記蛍光フィルタを有し、前記受光部は、前記複数の蛍光フィルタを透過した前記蛍光を受光し、前記提示部は、前記受光部における受光結果に基づいて、前記複数の特定波長ごとに、受光量に基づく情報を提示する、こととしてもよい。

第２の構成によれば、フィルタ部は、互いに異なる複数の特定波長の蛍光を透過させる複数の蛍光フィルタを有する。受光部は、複数の蛍光フィルタを透過した蛍光を受光し、提示部により、複数の特定波長ごとの受光量に基づく情報が提示される。従って、１つの装置で波長が異なる複数の蛍光を検出することができる。また、複数の特定波長ごとに受光量に基づく情報が提示されるので、ユーザは、検出場所における複数の検出対象物質の存在を確認することができる。

第３の構成は、第２の構成において、複数の物質の各々に対応する蛍光スペクトルを示す蛍光スペクトル情報を記憶する記憶部をさらに備え、前記提示部は、前記受光部の受光結果と前記蛍光スペクトル情報とに基づき、前記受光部で受光された前記蛍光に対応する前記物質を特定し、特定した前記物質を提示する、こととしてもよい。

第３の構成によれば、記憶部に記憶された複数の物質の各々に対応する蛍光スペクトル情報と受光結果とに基づいて、受光部で受光された蛍光に対応する物質が特定され、その特定した物質が提示される。従って、スペクトル特性が類似する複数の物質の蛍光を受光した場合であっても、物質ごとの蛍光スペクトルによって、これら物質を区別することができる。

第４の構成は、第１から３のいずれかの構成において、前記フィルタ部は、所定波長帯域の可視光を透過させるカラーフィルタをさらに有し、前記受光部は、前記蛍光フィルタを透過した蛍光と、前記カラーフィルタを透過した可視光とを区別して受光し、前記提示部は、前記受光部における前記蛍光の受光量と前記可視光の受光量とに基づく画像、前記蛍光の受光量に基づく画像、及び前記可視光の受光量に基づく画像のうち、少なくとも１つを生成して提示する、こととしてもよい。

第４の構成によれば、フィルタ部は、蛍光フィルタとカラーフィルタとを有し、受光部において、蛍光フィルタを透過した蛍光と、カラーフィルタを透過した所定の波長帯域の可視光とが区別して受光される。提示部は、受光部で受光した蛍光の受光量と可視光の受光量とに基づく画像、蛍光の受光量に基づく画像、可視光の受光量に基づく画像の少なくとも１つを生成して提示する。従って、ユーザは、提示される画像によって、検出場所における検出対象物質の有無を確認することができる。

本発明の一実施形態に係る掃除機は、自走しながら集塵する掃除機であって、予め定められた波長帯域における励起光を被写体に照射する照射部と、前記励起光に対して前記被写体が発する特定波長の蛍光を透過させる蛍光フィルタを有するフィルタ部と、前記蛍光フィルタを透過した前記蛍光を受光する受光部と、前記受光部の受光結果に基づいて集塵を制御する制御部と、を備える（第５の構成）。

第５の構成によれば、自走しながら集塵する掃除機において、照射部、フィルタ部、受光部、及び制御部を備える。照射部において励起光を被写体に照射し、蛍光フィルタを透過した蛍光が受光部で受光される。制御部は、受光部における受光結果に基づいて集塵を制御する。掃除機は自走しながら集塵するため、掃除機が移動可能な場所や環境における物質が発する特定波長の蛍光を検出し、その検出結果に応じた集塵動作を行うことができる。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第１実施形態＞
図１Ａ及び図１Ｂは、本実施形態に係る蛍光検出装置の外観を例示した模式図である。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本実施形態に係る蛍光検出装置１Ａは、略直方体形状の筐体１０を有する。

筐体１０は、ユーザが手で持ち運び可能な大きさである。図１Ａにおいて、筐体１０のｚ軸正方向側の面には、光源１１ａと撮像部１２とが設けられている。また、図１Ｂに示すように、筐体１０のｚ軸負方向側の面には、表示部１４と、電源ボタン１３ａ及び照射ボタン１３ｂが設けられている。

（構成）
図２は、図１Ａ及び図１Ｂに示す蛍光検出装置１Ａの概略構成を示すブロック図である。蛍光検出装置１Ａは、照射部１１、撮像部１２、操作部１３、表示部１４、及び制御部１５を含む。

照射部１１は、図１Ａに示す複数の光源１１ａを備える。複数の光源１１ａは、図１Ａに示すように、円形状に配列されている。照射部１１は、制御部１５の制御の下、複数の光源１１ａから、励起光として、所定波長帯域にピーク波長を有する励起光を照射する。本実施形態では、例えば、３５５ｎｍ以上、３７５ｎｍ以下のピーク波長を有する紫外光を励起光として照射する。

撮像部１２は、図１Ａに示すように、円形状に配置された光源１１ａ近傍の内側に配置されている。撮像部１２は、受光部１２ａ、フィルタ部１２ｂ、及びレンズ部１２ｃを有する。レンズ部１２ｃは、被写体からの光を集光するマイクロレンズを有する。フィルタ部１２ｂは、レンズ部１２ｃで集光された光のうち、特定波長の蛍光を透過させる蛍光フィルタ１２１を有する。励起光に対する蛍光の波長は被写体によって異なる。例えば、励起光（ピーク波長が３５５ｎｍ以上、３７５ｎｍ以下）に対し、スギ花粉が発する蛍光のピーク波長は、４８５ｎｍ前後である。検出対象物質がスギ花粉である場合には、特定波長として、例えば、４８５ｎｍを基準とする±１０ｎｍの閾値範囲内の蛍光を透過させるように蛍光フィルタ１２１を構成する。なお、スギ花粉を検出する際の特定波長は、４８５ｎｍを基準とする所定の閾値範囲内であればよく、例示した閾値範囲内に限らない。受光部１２ａは、フィルタ部１２ｂを介して入射した光を電気信号に変換するＣＣＤ又はＣＭＯＳイメージセンサ等の光電変換素子を有する。

図３は、撮像部１２の断面を模式的に表した断面図である。図３に示すように、撮像部１２は、画素１２ｐごとに、光電変換素子１２ａ＿１、信号配線１２ａ＿２、及び蛍光フィルタ１２ｂ＿１が積層され、蛍光フィルタ１２１の上には、マイクロレンズ１２ｃ（図示略）が配置されている。

蛍光フィルタ１２ｂ＿１は、有機膜フィルタや表面プラズモニックフィルタで構成され、全ての画素１２ｐ上に設けられている。信号配線１２ａ＿２は、光電変換素子１２ａ＿１で変換された電気信号を伝送する。光電変換素子１２ａ＿１は、蛍光フィルタ１２ｂ＿１及び信号配線１２ａ＿２を透過して入射した特定波長の蛍光を受光量に応じた電気信号に変換し、信号配線１２ａ＿２へ出力する。

図２に戻り、説明を続ける。操作部１３は、図１Ｂに示す電源ボタン１３ａ及び照射ボタン１３ｂを含む。電源ボタン１３ａは、蛍光検出装置１Ａの電源をオン又はオフに切り替えるユーザ操作を受け付ける。照射ボタン１３ｂは、照射部１１からの励起光の照射タイミングを指示するユーザ操作を受け付ける。電源ボタン１３ａ及び照射ボタン１３ｂは、受け付けたユーザ操作を示す操作信号を制御部１５へ出力する。

表示部１４は、アナログメータを有する。表示部１４は、制御部１５の制御の下、特定波長の蛍光の受光量に応じた電流値をアナログメータで表示する。

制御部１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ(Read Only Memory)及びＲＡＭ(Random Access Memory)を含むメモリとを有する。制御部１５は、ＣＰＵがＲＯＭに予め記憶された制御プログラムを実行することにより、制御部１５と接続されている各部を制御して特定波長の蛍光を検出する検出処理を行う。具体的には、制御部１５は、照射ボタン１３ｂに対するユーザ操作に応じて、照射部１１から励起光を照射させる。制御部１５は、撮像部１２で撮像された蛍光の電気信号に対して増幅処理を含む所定の信号処理を行い、信号処理後の電気信号を電流値に変換して表示部１４に出力する。

（動作）
次に、蛍光検出装置１Ａの動作について説明する。図４は、蛍光検出装置１Ａにおける検出処理の動作を示す動作フロー図である。

制御部１５は、蛍光検出装置１Ａの電源がオンである場合において（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、照射ボタン１３ｂを押下するユーザ操作を示す操作信号を照射ボタン１３ｂから受け付けると（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、照射部１１により励起光の照射を照射部１１に開始させる（ステップＳ１３）。

励起光が被写体に照射されると、被写体から蛍光が発せられる。撮像部１２は、被写体から発せられた蛍光のうち、蛍光フィルタ１２１を透過した蛍光を光電変換素子１２ａ＿１で受光し、受光量に応じた電気信号を信号配線１２ａ＿２から制御部１５に一定のフレームレートで出力する（ステップＳ１４）。

制御部１５は、撮像部１２から出力された電気信号に対して所定の信号処理を行い、信号処理後の電気信号を電流値に変換し、その電流値を表示部１４のアナログメータで表示させる（ステップＳ１５）。これにより、本実施形態における検出対象物質であるスギ花粉から発せられた蛍光の受光量に応じた電流値がアナログメータで表示される。ユーザは、アナログメータに表示された電流値により、検出場所におけるスギ花粉の存在や量を確認することができる。

制御部１５は、照射ボタン１３ｂが再び押下されるまで（ステップＳ１６：ＮＯ）、ステップＳ１４及びＳ１５の処理を繰り返す。制御部１５は、照射ボタン１３ｂが再び押下されると（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、照射部１１による励起光の照射を停止し（ステップＳ１７）、撮像部１２において撮像された特定波長の蛍光の電気信号の出力を停止する（ステップＳ１８）。

制御部１５は、電源ボタン１３ａを押下するユーザ操作を示す操作信号を電源ボタン１３ａから受け付けるまで（ステップＳ１９：ＮＯ）、上記ステップＳ１２に戻り、ステップＳ１２からステップＳ１８の処理を継続する。また、制御部１５は、電源ボタン１３ａを押下するユーザ操作を示す操作信号を電源ボタン１３ａから受け付けると（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、検出処理を終了する。

なお、ステップＳ１１において、電源をオンにする電源ボタン１３ａのユーザ操作がなされるまで、制御部１５は検出処理を行わない。また、ステップＳ１２において、制御部１５は、照射ボタン１３ｂを押下するユーザ操作を示す操作信号を受け付けるまで（ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ１１に戻り、照射ボタン１３ｂを押下するユーザ操作がなされるまで待機する。

上述した第１実施形態では、蛍光検出装置１Ａの検出対象物質としてスギ花粉を例に説明した。日本では、花粉を原因とするアレルギー症状、所謂花粉症を発症する人が多く、特にスギ花粉は、その主原因の一つとなっている。そのため、スギ花粉の飛散時期における屋外及び屋内の様々な場所や環境において、蛍光検出装置１Ａを用いて検出処理を行うことにより、スギ花粉が付着している部分やその量を容易に確認することができる。

＜第１実施形態の応用例１＞
上述した第１実施形態では、蛍光検出装置１Ａの検出対象物質としてスギ花粉を例に説明したが、スギ花粉以外に、例えば、ほこり、尿、油、ビタミン、クロロフィル、ポルフィリン等の物質を検出対象物質としてもよい。

ほこりの場合、３５５ｎｍ以上、３７５ｎｍ以下の紫外光をほこりに照射すると、４２０〜５００ｎｍの波長を有する蛍光を発する。そのため、ほこりを検出対象物質とする場合、４２０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下の波長の蛍光を透過させるように蛍光フィルタ１２１を構成する。絨毯やカーペットの上など、ほこりの見えにくい箇所の掃除前後で、このような蛍光フィルタ１２１を備える蛍光検出装置１Ａを用いて検出処理を行うことにより、ほこりの有無及びその量、或いはエアコン内部のフィルタや空気清浄機のフィルタについたほこりの有無及びその量を確認することができる。

また、トイレ内に付着した尿は、時間が経過すると、３６５ｎｍ以上、３７５ｎｍ以下の紫外光の照射によって、５００ｎｍ以上、５５０ｎｍ以下の波長を有する青緑色の蛍光を発する。そのため、尿を検出対象物質とする場合、５００ｎｍ以上、５５０ｎｍ以下のピーク波長の蛍光を透過させるように蛍光フィルタ１２１を構成する。トイレ内の掃除の前後で、このような蛍光フィルタ１２１を備える蛍光検出装置１Ａを用いて検出処理を行うことにより、掃除ができていない箇所や特に汚れている箇所を特定することができる。

また、油、ビタミン、クロロフィル、ポルフィリンは、３００ｎｍ以上、５５０ｎｍ以下の紫外光〜青緑光の各々の照射によって、夫々、青緑〜赤の波長を有する蛍光を発する。そのため、例えば、油（食用油）を検出対象物質とする場合には、３８０ｎｍの励起光に対して４９０ｎｍ程度の蛍光を透過させるように蛍光フィルタ１２１を構成する。台所等においてこのような蛍光フィルタ１２１を備える蛍光検出装置１Ａを用いて検出処理を行うことにより、目では見えにくい汚れなどを確認することができる。

また、例えば、ビタミン（ビタミンＢ２）を検出対象物質とする場合には、３６５ｎｍ以上、３７５ｎｍ以下の励起光に対して５００ｎｍ以上、５５０ｎｍ以下の蛍光を透過させるように蛍光フィルタ１２１を構成すればよい。また、クロロフィルを検出対象物質とする場合には、３５５ｎｍ以上、３７０ｎｍ以下の励起光に対して６８５ｎｍ、又は７４０ｎｍ程度の蛍光を透過させるように蛍光フィルタ１２１を構成すればよい。また、ポルフィリンを検出対象物質とする場合には、３８０ｎｍ以上、４６０ｎｍ以下の励起光に対して５９０ｎｍ以上、６４０ｎｍ以下の蛍光を透過させるように蛍光フィルタ１２１を構成すればよい。

＜第１実施形態の応用例２＞
上述した第１実施形態では、特定波長の蛍光の受光量に応じた電流値をアナログメータで表示する例を説明したが、受光結果を表示するものであればアナログメータに限らない。例えば、蛍光検出装置１Ａにおいて、受光結果に応じて点灯するＬＥＤ等のランプを備えてもよい。この場合、制御部１５は、受光量に応じた電流値が、予め定めたスギ花粉の量に対応する閾値電流以上である場合にはランプを点灯させてもよいし、点滅させてもよい。また、例えば、受光量に応じてランプの色を変化させてもよい。この場合、受光量に応じた電流値と閾値電流との差に応じた色でランプを点灯させてもよい。要するに、受光結果を示す物理量とその閾値との差に応じた態様で点灯すればよい。

また、表示部１４は、アナログメータに替えて、画像を表示するディスプレイを備えるように構成してもよい。この場合、制御部１５は、受光量に応じた電流値を示す画像をディスプレイに表示してもよいし、受光量に応じた電流値と閾値電流との差に応じて予め定めた画像をディスプレイに表示してもよい。なお、この例では、受光量として電流値を提示する例であるが、受光部１２ａから出力される電気信号に基づく電圧値を提示してもよい。

＜第２実施形態＞
上述した第１実施形態では、励起光によって励起された物質が発する特定波長の蛍光を撮像し、蛍光の受光量に応じた電流値をアナログメータで表示する例を説明した。本実施形態では、励起光によって物質が発する特定波長の蛍光だけでなく、所定の波長帯域の可視光を撮像可能な蛍光検出装置について説明する。

本実施形態の蛍光検出装置は、蛍光撮像モード、カラー撮像モード、及び複合撮像モードを有する。蛍光撮像モードは、蛍光画像を撮像する撮像モードであり、カラー撮像モードは、カラー画像を撮像する撮像モードである。また、複合撮像モードは、蛍光画像とカラー画像とを撮像する撮像モードである。本実施形態の蛍光検出装置は、３つの撮像モードのうちユーザが選択した撮像モードで撮像し、撮像によって得られる画像を表示する。

図５Ａ及び５Ｂは、本実施形態に係る蛍光検出装置の外観を示す模式図である。図５Ａ及び５Ｂにおいて、第１実施形態と同様の構成には第１実施形態と同様の符号を付している。以下、第１実施形態と異なる構成について説明する。

図５Ａ及び５Ｂに示すように、蛍光検出装置１Ｂは、筐体１０のｙ軸正方向側の面に、電源ボタン１３ａとシャッターボタン１３ｃとを備える。また、筐体１０のｚ軸正方向側の面において、複数の光源１１ａの近傍には撮像部２２を備え、筐体１０のｚ軸負方向側の面には、照射ボタン１３ｂ及びモード切替ボタン１３ｄと、表示部２４とを備える。

図６は、蛍光検出装置１Ｂの概略構成を示すブロック図である。図６において、第１実施形態と同様の構成については第１実施形態と同じ符号を付している。

撮像部２２は、受光部１２ａ及びレンズ部１２ｃと、フィルタ部２２ｂ及びシャッター部１２ｄを有する。シャッター部１２ｄは、開閉式のシャッターを備え、シャッターボタン１３ｃの押下に応じてシャッターを開閉する。シャッターの開閉により受光部１２ａにおける露光が調整される。フィルタ部２２ｂは、蛍光フィルタ１２１とカラーフィルタ１２２とを含む。図７Ａは、撮像部２２の断面を模式的に表した断面図である。図７Ａに示すように、撮像部２２は、上述した第１実施形態と同様に、光電変換素子１２ａ＿１及び信号配線１２ａ＿２を有する。また、撮像部２２は、信号配線１２ａ＿２の上に、蛍光フィルタ１２１とカラーフィルタ１２２とを有するフィルタ部２２ｂが設けられている。なお、図示を省略するが、フィルタ部２２ｂの上には、レンズ部１２ｃが設けられ、レンズ部１２ｃの上にはシャッター部１２ｄが設けられている。

ここで、図７Ｂに、フィルタ部２２ｂにおける蛍光フィルタ１２１とカラーフィルタ１２２の配列を例示する。図７Ｂの例では、カラーフィルタ１２２は、Ｒ（赤）に対応するカラーフィルタ１２２Ｒと、Ｇ（緑）に対応するカラーフィルタ１２２Ｇと、Ｂ（青）に対応するカラーフィルタ１２２Ｂとが、ベイヤ配列されている。フィルタ部２２ｂは、ベイヤ配列された２×２のカラーフィルタ１２２の１ユニット１２２Ｕと、２×２の蛍光フィルタ１２１の１ユニット１２１Ｕとが、交互になるように配置されている。

図６に戻り、説明を続ける。操作部２３は、電源ボタン１３ａ及び照射ボタン１３ｂに加え、シャッターボタン１３ｃ及びモード切替ボタン１３ｄを備える。ユーザは、シャッターボタン１３ｃを押下する操作を行うことにより、撮像部２２の撮像タイミングを指示する。また、モード切替ボタン１３ｄを押下する操作を行うことにより、蛍光撮像モード、カラー撮像モード、及び複合撮像モードを順次切り替え、ユーザが所望する撮像モード選択する。シャッターボタン１３ｃ及びモード切替ボタン１３ｄは、ユーザによる押下操作を示す操作信号を制御部２５へ出力する。

制御部２５は、モード切替ボタン１３ｄの押下操作により選択された撮像モードに応じて、照射部１１の照射を制御するとともに、撮像部２２における撮像結果に基づく画像データを生成し、記憶部１６及び表示部２４に出力する。

具体的には、蛍光撮像モードの場合には、制御部２５は、照射ボタン１３ｂの押下操作に応じて、照射部１１から励起光を照射させ、撮像部２２において撮像する。制御部２５は、撮像部２２における画素のうち、蛍光フィルタ１２１が配置された画素からの電気信号に基づいて蛍光画像の画像データを生成する。

また、カラー撮像モードの場合には、制御部２５は、照射部１１からの励起光の照射を停止し、撮像部２２において撮像する。つまり、カラー撮像モードの場合には、照射ボタン１３ｂが押下されても励起光は照射せず、環境光（太陽光や照明光）で撮像する。制御部２５は、撮像部２２における画素のうち、カラーフィルタ１２２が配置された画素からの電気信号に基づいてカラー画像の画像データを生成する。

なお、上記したように、フィルタ部１２１において、蛍光フィルタ１２１とカラーフィルタ１２２は、各々２×２の１ユニット単位に交互に配置される。そのため、制御部２５は、蛍光画像又はカラー画像の画像データを生成する際、蛍光フィルタ１２１又はカラーフィルタ１２２の１ユニットの間の画素について補間処理を行う。

また、複合撮像モードの場合には、制御部２５は、照射部１１から励起光を照射させ、撮像部２２において撮像する。そして、撮像部２２における蛍光フィルタ１２１が配置された画素からの電気信号に基づく蛍光画像と、カラーフィルタ１２２が配置された画素からの電気信号に基づくカラー画像とを合成した複合画像を生成する。

記憶部１６は、例えばフラッシュメモリ等の不揮発性記憶媒体を有する。記憶部１６は、制御部２５の制御の下、画像データ等を含む各種データを記憶する。

表示部２４は、例えば液晶ディスプレイ等を有し、制御部２５の制御の下、入力される画像データを表示する。

（動作）
次に、蛍光検出装置１Ｂの動作について説明する。図８は、蛍光検出装置１Ｂにおける検出処理を示す動作フロー図である。

ユーザは、蛍光検出装置１Ｂのモード切替ボタン１３ｄを押下し、所望する撮像モードに切り替える。制御部２５は、モード切替ボタン１３ｄの押下操作によって選択された撮像モードが、カラー撮像モードでない場合、（ステップＳ２０１：ＮＯ）、照射ボタン１３ｂが押下されるまで待機する（ステップＳ２０２：ＮＯ）。ユーザが照射ボタン１３ｂを押下すると、照射ボタン１３ｂを押下する操作信号が照射ボタン１３ｂから制御部２５に出力され（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、制御部２５は、照射部１１において励起光の照射を開始する（ステップＳ２０３）。

制御部２５は、シャッターボタン１３ｃがユーザによって押下されるまで（ステップＳ２０４：ＮＯ）、待機する。そして、ユーザがシャッターボタン１３ｃを押下すると、シャッターボタン１３ｃから制御部２５に操作信号が出力され（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、撮像部２２で露光して撮像する（ステップＳ２０５）。具体的には、照射部１１から照射された励起光に対して被写体から発せられた光は、撮像部２２において、シャッター部１２ｄにおけるシャッターの開閉によってレンズ部１２ｃに照射され、蛍光フィルタ１２１及びカラーフィルタ１２２を介して光電変換素子１２ａ＿１で受光される。そして、画素ごとに受光量に応じた電気信号に変換され、信号配線１２ａ＿２を介して電気信号が制御部２５へ出力される。

制御部２５は、撮像モードが蛍光撮像モードである場合には（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、撮像部２２から出力された画素毎の電気信号に基づいて蛍光画像を生成する。つまり、制御部２５は、撮像部２２から出力された画素毎の電気信号のうち、蛍光フィルタ１２１が配置された画素の電気信号に対して所定の信号処理を行い、蛍光フィルタ１２１の間の画素の補間処理を行って蛍光画像を生成する。そして、蛍光画像の画像データを表示部２４に表示するとともに、記憶部１６に記憶する（ステップＳ２０７）。

また、制御部２５は、撮像モードが複合撮像モードである場合には、（ステップＳ２０６：ＮＯ）、撮像部２２から出力された画素毎の電気信号に基づいて複合画像を生成する。つまり、制御部２５は、撮像部２２から出力された蛍光フィルタ１２１が配置された画素の電気信号と、カラーフィルタ１２２が配置された画素の電気信号の各々に対して所定の信号処理を行い、蛍光フィルタ１２１の間の画素の補間処理を行うとともに、カラーフィルタ１２２の間の画素の補間処理を行う。制御部２５は、蛍光フィルタ１２１を介した補間処理後の電気信号に基づいて蛍光画像を生成し、カラーフィルタ１２２を介した補間処理後の電気信号に基づいてカラー画像を生成し、蛍光画像とカラー画像とを合成して複合画像を生成する。そして、制御部２５は、複合画像の画像データを表示部２４に表示するとともに、記憶部１６に記憶する（ステップＳ２０８）。

また、制御部２５は、再び照射ボタン１３ｂを押下する操作信号を照射ボタン１３ｂから受け付けると（ステップＳ２０９：ＹＥＳ）、照射部１１からの励起光の照射を停止する（ステップＳ２１０）。

制御部２５は、電源ボタン１３ａを押下する操作信号が電源ボタン１３ａから出力されるまで（ステップＳ２１１：ＮＯ）、ステップＳ２０１に戻って検出処理を継続し、電源ボタン１３ａを押下する操作信号が電源ボタン１３ａから出力された場合（ステップＳ２１１：ＹＥＳ）、つまり、ユーザによって電源をオフに操作がなされた場合、検出処理を終了する。

なお、制御部２５は、ステップＳ２０９において、再び照射ボタン１３ｂを押下する操作信号を照射ボタン１３ｂから受け付けるまで（ステップＳ２０９：ＮＯ）、ステップＳ２０４からステップＳ２０８の処理を繰り返す。

一方、ステップＳ２０１において、ユーザによって選択された撮像モードがカラー撮像モードである場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、制御部２５は、ユーザによってシャッターボタン１３ｃが押下されるまで待機する（ステップＳ２１２：ＮＯ）。ユーザがシャッターボタン１３ｂを押下すると、シャッターボタン１３ｃから制御部２５に操作信号を出力し（ステップＳ２１２：ＹＥＳ）、撮像部２２で露光して撮像する（ステップＳ２１３）。つまり、自然光によって被写体から発せられた反射光を撮像部２２で受光し、撮像部２２において、画素ごとに受光量に応じた電気信号に変換して制御部２５へ出力する。

そして、制御部２５は、撮像部２２から出力された画素毎の電気信号のうち、カラーフィルタ１２２が配置された画素の電気信号に対して所定の信号処理を行い、カラーフィルタ１２１の間の画素の補間処理を行ってカラー画像を生成する。制御部２５は、カラー画像の画像データを表示部２４に表示するとともに、記憶部１６に記憶する（ステップＳ２１４）。

制御部２５は、ユーザによって電源をオフに操作がなされるまで（ステップＳ２１５：ＮＯ）、ステップＳ２０１に戻って検出処理を継続する。そして、ユーザによって電源をオフに操作がなされると、制御部２５は、電源ボタン１３ａを押下する操作信号を電源ボタン１３ａから受け付け（ステップＳ２１５：ＹＥＳ）、検出処理を終了する。

上述した第２実施形態では、撮像部２２において、特定波長の蛍光を透過する蛍光フィルタ１２１とカラーフィルタ１２２とを所定の配列方法で配列したフィルタ部２２ｂを備えているため、撮像モードに応じて、カラー画像、蛍光画像、又は複合画像を表示させることができる。そのため、ユーザは、検出場所における検出対象物質の存在やその量を画像によって確認することができる。

＜第３実施形態＞
上述した第１実施形態及び第２実施形態では、単一の特定波長の蛍光を検出する例について説明したが、本実施形態では、複数の特定波長の蛍光を検出する例について説明する。

図９Ａ及び９Ｂは、本実施形態に係る蛍光検出装置の外観を示す模式図である。図９Ａに示すように、蛍光検出装置１Ｃの筐体１０のｚ軸正方向側の面には、互いに異なるピーク波長の励起光を照射する光源３１ａ，３１ｂが交互に円形状配置された照射部３１が設けられている。照射部３１が設けられた円形の内側には、被写体からの光を撮像する撮像部３２が設けられている。また、図９Ｂに示すように、蛍光検出装置１Ｃの筐体１０のｚ軸負方向側の面には、第２実施形態と同様の表示部２４、電源ボタン１３ａ及び照射ボタン１３ｂが設けられている。また、筐体１０のｙ軸正方向側の面には、第２実施形態と同様の電源ボタン１３ａとシャッターボタン１３ｃとを備える。

図１０は、蛍光検出装置１Ｃの概略構成を示すブロック図である。図１０に示すように、蛍光検出装置１Ｃは、第２実施形態と同様の操作部２３、表示部２４、及び記憶部１６に加え、上述した光源３１ａ、３１ｂを含む照射部３１、撮像部３２、及び制御部３５を有する。以下、本実施形態に特有の構成について説明する。

撮像部３２におけるフィルタ部３２ｂは、複数の蛍光フィルタ３２１＿１〜３２１＿ｎで構成された蛍光フィルタ３２１を有する。蛍光フィルタ３２１＿１〜３２１＿ｎは、互いに異なる特定波長の蛍光を透過させる。図１１Ａは、撮像部３２の断面を表す模式図である。なお、図１１Ａにおいて、レンズ部１２ｃとシャッター部１２ｄの図示は省略している。図１１Ａの例では、隣接する３つの画素に、開口部Ｍ１を有する蛍光フィルタ３２１＿１と、開口部Ｍ２を有する蛍光フィルタ３２１＿２と，開口部Ｍ３を有する蛍光フィルタ３２１＿３とが設けられている。

蛍光フィルタ３２１は、導電性を有する。この例では、蛍光フィルタ３２１＿１〜３２１＿３に設けられた開口部Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は、導電部材を貫通する穴を設けることによって形成されているが、導電部材に凹部（非貫通穴）を設けることにより形成されていてもよい。

蛍光フィルタ３２１＿１〜３２１＿３における開口部Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の径ｌ１、ｌ２、ｌ３は、ｌ１＜ｌ２＜ｌ３の関係を有し、開口部Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の開口面積は互いに異なっている。また、蛍光フィルタ３２１＿１〜３２１＿３において、開口部Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は一定間隔に設けられ、開口部Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３の周期Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３の関係を有する。

一定周期で複数の開口部を設けた導電部材に光が入射すると、表面プラズモン共鳴が生じ、導電部材は、開口部の周期に応じた波長の光を透過させるフィルタとして機能する。開口部の周期が大きくなるほど、導電部材を透過する光は長波長側にシフトする。従って、検出対象物質が発する蛍光のピーク波長に対応する周期で導電部材に開口部を形成することにより、所望する検出対象物質の蛍光のみを透過させることができる。

本実施形態では、例えばスギ花粉、ほこり、ポルフィリンを検出対象物質とし、各検出対象物質に対応するピーク波長の蛍光を透過するように蛍光フィルタ３２１を構成する。

スギ花粉は、３５５ｎｍ以上、３７５ｎｍ以下の励起光に対し、ピーク波長が４８５ｎｍ以上の蛍光を発する。ほこりは、３５５ｎｍ以上、３７５ｎｍ以下の励起光に対し、ピーク波長が４２０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下の蛍光を発する。また、ポルフィリンは、３８０ｎｍ以上、４６０ｎｍ以下の励起光に対し、ピーク波長が５９０ｎｍ以上、６４０ｎｍ以下の蛍光を発する。

従って、スギ花粉、ほこり、ポルフィリンを検出対象物質とする場合、蛍光フィルタ３２１は、スギ花粉のピーク波長に対応する周期Ｔ１で開口部Ｍ１が形成された蛍光フィルタ３２１＿１と、ほこりのピーク波長に対応する周期Ｔ２で開口部Ｍ２が形成された蛍光フィルタ３２１＿２と、ポルフィリンのピーク波長に対応する周期Ｔ３で開口部Ｍ３が形成された蛍光フィルタ３２１＿３とを配列して構成すればよい。

図１１Ｂは、本実施形態における蛍光フィルタ３２１の配列を例示した図である。図１１Ｂに例示するように、蛍光フィルタ３２１は、蛍光フィルタ３２１＿１、３２１＿２＿、３２１＿３が交互に配置された３×３の１ユニットを複数配列して構成されている。つまり、図１１Ｂにおいて、各画素１２ｐには、隣接する画素１２ｐとは異なる波長の蛍光を透過させるように、蛍光フィルタ３２１＿１、３２１＿２＿、３２１＿３が配置されている。

また、スギ花粉及びほこりと、ポルフィリンとでは励起光のピーク波長が異なるため、本実施形態では、検出対象物質に応じた励起光を照射する。具体的には、照射部３１において、光源３１ａは、３７５ｎｍ近傍をピーク波長とする励起光を照射し、光源３１ｂは、４１０ｎｍ近傍をピーク波長とする励起光を照射するように構成する。つまり、スギ花粉及びほこりを検出する場合には、光源３１ａを用い、ポルフィリンを検出する場合には、光源３１ｂを用いる。

上述したように、本実施形態では検出対象物質に応じた励起光を照射し、検出対象物質が発する蛍光を検出する。そのため、蛍光検出装置１Ｃは、スギ花粉及びほこりを検出対象物質とする第１検出モードと、ポルフィリンを検出対象物質とする第２検出モードを有し、いずれかの検出モードを選択する操作をユーザから受付ける。本実施形態において、モード切替ボタン１３ｄは、第１検出モードと第２検出モードとを切り替える操作を受付ける。

（動作）
次に、蛍光検出装置１Ｃの動作について説明する。図１２は、本実施形態に係る蛍光検出装置１Ｃの検出処理を示す動作フローである。

ユーザは、蛍光検出装置１Ｃのモード切替ボタン１３ｄを押下し、所望する検出モードに切り替える。制御部３５は、モード切替ボタン１３ｄの押下操作によって選択された検出モードをＲＡＭに記憶する（ステップＳ３０）。

制御部３５は、照射ボタン１３ｂが押下されるまで待機する（ステップＳ３１：ＮＯ）。ユーザが照射ボタン１３ｂを押下すると、照射ボタン１３ｂを押下する操作信号が照射ボタン１３ｂから制御部３５に出力され（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、制御部３５は、ステップＳ３０において記憶した検出モードに対応する光源３１ａ又は３１ｂから励起光の照射を開始する（ステップＳ３２）。つまり、選択された検出モードが第１検出モードである場合には、光源３１ａから励起光を照射し、第２検出モードである場合には、光源３１ｂから励起光を照射する。

制御部３５は、シャッターボタン１３ｃがユーザによって押下されるまで（ステップＳ３３：ＮＯ）、待機する。そして、ユーザがシャッターボタン１３ｃを押下すると、シャッターボタン１３ｃから制御部３５に操作信号が出力され（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、撮像部３２で露光して撮像する。（ステップＳ３４）。

制御部３５は、撮像部３２で撮像された各画素の受光量に応じた電気信号のうち、ステップＳ３０において記憶した検出モードに対応する検出対象物質の蛍光を透過させる蛍光フィルタ３２１が配置された画素の電気信号に対し、所定の信号処理を行い、検出対象物質の蛍光画像を生成する。そして、生成した蛍光画像を表示部２４に表示するとともに、記憶部１６に記憶する（ステップＳ３５）。

具体的には、選択された検出モードが第１検出モードである場合には、制御部３５は、スギ花粉の蛍光を透過する蛍光フィルタ３２１＿１が配置された画素から出力された電気信号と、ほこりの蛍光を透過する蛍光フィルタ３２１＿２が配置された画素から出力された電気信号の各々に対して信号処理を行い、スギ花粉とほこりの蛍光画像を各々生成する。また、選択された検出モードが第２検出モードである場合には、制御部３５は、ポルフィリンの蛍光を透過する蛍光フィルタ３２１＿３が配置された画素から出力された電気信号に対して信号処理を行い、ポルフィリンの蛍光画像を生成する。

制御部３５は、再び照射ボタン１３ｂを押下する操作信号を照射ボタン１３ｂから受け付けるまで（ステップＳ３６：ＮＯ）、ステップＳ３３からステップＳ３５の処理を繰り返す。また、制御部３５は、再び照射ボタン１３ｂを押下する操作信号を照射ボタン１３ｂから受け付けると（ステップＳ３６：ＹＥＳ）、照射部３１における励起光の照射を停止する（ステップＳ３７）。

制御部３５は、電源ボタン１３ａを押下する操作信号が電源ボタン１３ａから出力されるまで（ステップＳ３８：ＮＯ）、ステップＳ３１からステップＳ３７の処理を繰り返す。制御部３５は、電源ボタン１３ａを押下する操作信号が電源ボタン１３ａから出力されると（ステップＳ３８：ＹＥＳ）、検出処理を終了する。

上述した第３実施形態では、撮像部３２において複数の検出対象物質の蛍光を各々透過する蛍光フィルタ３２１を備えているため、ユーザが所望する検出対象物質に応じた蛍光を容易に検出することができる。そのため、ユーザは、同じ場所や環境化における複数の検出対象物質の存在及びその量を確認することができる。

＜第４実施形態＞
上述した第３実施形態では、ユーザが選択した検出対象物質の蛍光を検出する例について説明したが、本実施形態では、第３実施形態と同様、複数の特定波長の蛍光を透過する蛍光フィルタ３２１を備え、蛍光フィルタ３２１を透過して撮像された電気信号から蛍光を発した物質を特定する例について説明する。

本実施形態では、所定の励起光を照射したときの複数の物質の蛍光スペクトルのデータを含むスペクトルデータベースを記憶部１６に記憶している。

制御部３５は、照射ボタン１３ｂの押下操作により、２つの光源３１ａ，３１ｂから励起光を照射し、シャッターボタン１３ｃの押下操作により、撮像部３２において撮像する。これにより、撮像部３２からは、複数の異なるピーク波長を有する蛍光の電気信号が制御部３５に出力される。

制御部３５は、撮像部３２から出力された各画素の電気信号に基づくスペクトルと、記憶部１６内のスペクトルデータベースにおける蛍光スペクトルとを照合する。制御部３５は、スペクトル特性が類似する１又は複数の蛍光スペクトルを特定し、特定した蛍光スペクトルに対応する物質を示す画像を表示部２４に表示する。これにより、ユーザは、検出場所や環境下において検出された蛍光を発する物質を確認することができる。

本実施形態では、２つの光源３１ａ，３１ｂから異なる波長の励起光を照射しているが、１つの光源から単一波長の励起光を照射してもよい。しかしながら、ある波長の励起光を照射した場合の蛍光のスペクトル特性が類似する物質であっても、別の波長の励起光を照射した場合の蛍光のスペクトル特性が物質ごとに異なる場合がある。そのような場合には、上述したように異なる波長の励起光を照射することで、蛍光を発する物質を特定する精度をより向上させることができる。

なお、上述のスペクトルデータベースは、予め複数の物質の蛍光スペクトルのデータが含まれているが、ユーザがスペクトルデータベースに他の物質の蛍光スペクトルのデータを追加できるように構成してもよい。

＜第５実施形態＞
上述した第１実施形態から第４実施形態では、携行可能な筐体１０を有する蛍光検出装置を例に説明したが、例えば、自走するロボット型掃除機に蛍光検出装置を適用してもよい。この場合には、ロボット型掃除機に照射部及び撮像部を設け、撮像部における撮像結果に基づいて掃除機を制御してもよい。

図１３Ａは、自走しながら集塵するロボット型掃除機を例示した斜視図である。図１３Ｂは、図１３Ａに示すロボット型掃除機２の底面５０を示す模式図である。図１３Ａ及び１５Ｂに示すように、ロボット型掃除機２は、その底面５０に、ブラシ５２、駆動ローラ５３Ｒ，５３Ｌ、及び吸引部５４と、第１実施形態と同様の照射部１１及び撮像部１２を備える。なお、図示を省略するが、ロボット型掃除機２は、その筐体内部において、ＣＰＵとメモリ（ＲＯＭ及びＲＡＭ）を有する制御部を備える。

吸引部５４の近傍に、照射部１１及び撮像部１２を設けることにより、吸引部５４で吸引されるほこりの有無及びその量を検出することができる。ロボット型掃除機２の制御部は、例えば、電源がオンにされると、吸引動作を開始するとともに、照射部１１から励起光を照射して撮像部１２で蛍光を撮像する撮像処理を所定時間ごとに行うようにする。

そして、ロボット型掃除機２の制御部は、所定時間ごとに撮像部１２から出力される受光量に応じた電気信号に基づき、吸引場所におけるほこりの量を検出する。ロボット型掃除機２の制御部は、例えば、検出結果が所定の閾値以下になるまでその位置での吸引動作を継続したり、検出結果に応じて吸引力を変えるなど、撮像部１２からの出力値に応じて、吸引動作や移動動作等を含む集塵動作を制御する。

＜変形例＞
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。以下、本発明の変形例について説明する。

（１）上述した第１実施形態及び第２実施形態では、有機膜フィルタで構成された特定波長の蛍光を透過する蛍光フィルタ１２１を例に説明したが、第３実施形態のように、透過させる蛍光の波長に応じた周期で複数の開口部が設けられた蛍光フィルタを用いてもよい。第１実施形態及び第２実施形態では、単一の特定波長の蛍光を検出するため、特定波長に対応する周期で開口部が設けられた蛍光フィルタが全画素に共通して設けられるように構成すればよい。

（２）また、上述した第１実施形態において、検出対象物質によっては、検出対象物質が発する蛍光のスペクトルが可視光のスペクトル領域と重なる場合がある。この場合、検出対象物質が蛍光を発していなくても、環境光（自然光や照明光等）によって撮像部１２の出力が変化することがある。そのため、蛍光の検出処理前に、被写体に励起光を照射していない状態での撮像部１２の出力値をオフセット値としてメモリに記憶し、検出処理において、撮像部１２の出力値からオフセット値を減算するリセット処理を行うようにしてもよい。なお、リセット処理を指示するリセットボタンを蛍光検出装置１Ａに設け、リセットボタンがユーザに押下されたタイミングでリセット処理を行うようにしてもよいし、検出処理において自動的にリセット処理を行うようにしてもよい。

（３）上述した第１実施形態及び第２実施形態では、筐体１０のｘ軸正方向側の面の略中央部に撮像部１２，２２を設け、撮像部１２，２２を囲うように、照射部１１の光源が撮像部１２，２２の近傍に設けられる例を説明したが、図１４Ａに例示するように、蛍光検出装置１Ｄの筐体１０におけるｚ軸正方向の面において、照射部１１の光源１１ａが、撮像部１２，２２から離れた位置に設けられていてもよい。

また、蛍光検出装置において２つの光源を備える場合には、図１４Ｂに例示するように、蛍光検出装置１Ｅの筐体１０におけるｚ軸正方向の面において、光源１１ａと、光源１１ｂとが上下に隣接して配置されていてもよい。光源１１ｂは、光源１１ａとは異なる波長の励起光を照射してもよいし、白色光を照射するように構成してもよい。光源１１ｂから白色光を照射する場合、第２実施形態と同様、撮像部１２において、蛍光フィルタ１２１に加え、カラーフィルタ１２２（図６等参照）を設けるとともに、第４実施形態と同様のスペクトルデータベースを備えるように構成してもよい。蛍光検出装置１Ｅは、光源１１ｂから白色光を照射してカラー画像を撮像するとともに、光源１１ａから励起光を照射して、蛍光フィルタ１２１とカラーフィルタ１２２（図６等参照）とを透過した光を撮像し、撮像した光のスペクトルと、スペクトルデータベースにおける蛍光スペクトルとを照合して、対応する物質を特定する。

（４）上述した第２実施形態では、カラーフィルタ１２２は、ＲＧＢの各カラーフィルタ１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂがベイヤ配列され、カラーフィルタ１２２の１ユニット１２２Ｕと蛍光フィルタ１２１の１ユニット１２１Ｕとが交互に配置されている例を説明したが、図１４に示すように配列されていてもよい。図１５の例では、カラーフィルタ１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂと蛍光フィルタ１２１とを１ユニット２００とし、各ユニット２００におけるカラーフィルタ１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂと蛍光フィルタ１２１の位置が同じ位置となるように各ユニット２００が配置されている。

（５）上述した第２実施形態では、生成された蛍光画像、カラー画像、又は複合画像の画像データを記憶部１６に記憶する例を説明したが、蛍光検出装置１Ｂに接続されたＳＤカード等の外部記憶装置、ＰＣ（Personal Computer）又はテレビ等の外部表示装置に画像データを出力してもよい。

（６）上述した第３実施形態では、スギ花粉及びほこりを検出対象物質とする第１検出モードで撮像部３２によって蛍光を撮像した場合、蛍光フィルタ３２１＿１が配置された画素の電気信号に基づいてスギ花粉の蛍光画像を生成し、蛍光フィルタ３２１＿２が配置された画素の電気信号に基づいてほこりの蛍光画像を生成する例を説明した。スギ花粉とほこりの蛍光のピーク波長は近い。そのため、蛍光フィルタ３２１＿１が配置された画素と蛍光フィルタ３２１＿２が配置された画素の電気信号に基づく蛍光スペクトルを独立成分分析等の多変量解析することにより、スギ花粉とほこりの各々の蛍光スペクトルを抽出し、各蛍光スペクトルに対して強調処理を施してもよい。

（７）上述した第３実施形態では、検出モードに応じて光源３１ａ又は光源３１ｂから励起光を照射する例を説明したが、２つの光源から同時に励起光を照射してもよい。

（８）上述した第３実施形態では、検出対象物質の蛍光のピーク波長に対応するように導電部材に開口部を設けた蛍光フィルタ３２１を例に説明したが、蛍光フィルタ３２１は、フォトニッククリスタル、有機膜フィルタ、有機膜フィルタを重ね合わせたもので構成されていてもよい。

（９）上述した第３実施形態及び第４実施形態では、フィルタ部３２ｂは、複数の異なる波長の蛍光を透過させる蛍光フィルタ３２１を備える例について説明したが、フィルタ部３２ｂにおいて、第２実施形態と同様のカラーフィルタ１２１をさらに備えるように構成してもよい。この場合には、フィルタ部３２ｂは、例えば、図１１Ｂに例示する３×３の蛍光フィルタ３２１の１ユニットと、ＲＧＢの各カラーフィルタを交互に配置した３×３のカラーフィルタの１ユニットとを交互に配列して構成してもよい。

（１０）上述した第２実施形態、第３実施形態、及び第４実施形態では、検出した蛍光の受光量に基づく画像を表示する例について説明したが、検出した蛍光の受光量を表示するように構成してもよい。また、この場合、蛍光画像と、蛍光の受光量のいずれかをユーザが選択し、選択された方を表示してもよい。あるいは、蛍光画像と共に、蛍光の受光量を表示するようにしてもよい。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ・・・蛍光検出装置、２・・・ロボット型掃除機、１０・・・筐体、１１，３１・・・照射部、１１ａ，１１ｂ，３１ａ，３１ｂ・・・光源、１２，２２，３２・・・撮像部、１２ａ・・・受光部、１２ａ＿１・・・光電変換素子、１２ａ＿２・・・信号配線、１２ｂ，２２ｂ・・・フィルタ部、１２ｃ・・・レンズ部、１２ｄ・・・シャッター部、１３・・・操作部、１３ａ・・・電源ボタン、１３ｂ・・・照射ボタン、１３ｃ・・・シャッターボタン、１３ｄ・・・モード切替ボタン、１４，２４・・・表示部、１５・・・制御部、１６・・・記憶部、１２１，３２１・・・蛍光フィルタ、１２２・・・カラーフィルタ、５２・・・ブラシ、５３Ｒ，５３Ｌ・・・駆動ローラ、５４・・・吸引部

Claims (5)

1. 携行可能な筐体と、
   前記筐体内に設けられ、予め定められた波長帯域における励起光を被写体に照射する照射部と、
   前記筐体内に設けられ、前記励起光に対して前記被写体が発する特定波長の蛍光を透過させる蛍光フィルタを有するフィルタ部と、
   前記筐体内に設けられ、前記蛍光フィルタを透過した前記蛍光を受光する受光部と、
   前記筐体内に設けられ、前記励起光が照射されない状態で前記蛍光フィルタを透過した光量に応じたオフセット値と前記受光部の受光結果とから光量を示す信号値を出力する出力部と、
   前記筐体内に設けられ、前記出力部の出力結果に基づく情報をユーザに提示する提示部と、を備え、
   前記受光部は、画素ごとに設けられ、受光した蛍光を電気信号に変換する光電変換素子を有し、
   前記フィルタ部は、前記蛍光フィルタの他に、前記特定波長と異なる波長の光を透過させる他のフィルタを含む複数のフィルタを有し、
   前記複数のフィルタはそれぞれ、前記光電変換素子よりも前記被写体側において、所定のユニット単位に交互に配置されており、
   前記出力部は、前記受光部の受光結果から前記オフセット値を減算することにより前記複数のフィルタをそれぞれ透過した光量を示す信号値を出力し、
   前記提示部は、前記出力部の出力結果に基づいて、画素間の補間処理を行う蛍光検出装置。
2. 前記フィルタ部は、互いに異なる複数の前記特定波長の蛍光を各々透過させる複数の前記蛍光フィルタを含み、
   前記受光部は、前記複数の蛍光フィルタを透過した前記蛍光を受光し、
   前記提示部は、前記出力部における出力結果に基づいて、前記複数の特定波長ごとに、受光量に基づく情報を提示する、請求項１に記載の蛍光検出装置。
3. 複数の物質の各々に対応する蛍光スペクトルを示す蛍光スペクトル情報を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記提示部は、前記出力部の出力結果と前記蛍光スペクトル情報とに基づき、前記受光部で受光された前記蛍光に対応する前記物質を特定し、特定した前記物質を提示する、請求項２に記載の蛍光検出装置。
4. 前記フィルタ部は、前記蛍光フィルタと、所定波長帯域の可視光を透過させるカラーフィルタとを含み、
   前記受光部は、前記蛍光フィルタを透過した蛍光と、前記カラーフィルタを透過した可視光とを区別して受光し、
   前記提示部は、前記出力部における出力結果に基づいて、前記受光部における前記蛍光の受光量と前記可視光の受光量とに基づく画像、前記蛍光の受光量に基づく画像、及び前記可視光の受光量に基づく画像のうち、少なくとも１つを生成して提示する、請求項１から３のいずれか一項に記載の蛍光検出装置。
5. 自走しながら集塵する掃除機であって、
   予め定められた波長帯域における励起光を被写体に照射する照射部と、
   前記励起光に対して前記被写体が発する特定波長の蛍光を透過させる蛍光フィルタを有するフィルタ部と、
   前記蛍光フィルタを透過した前記蛍光を受光する受光部と、
   前記励起光が照射されない状態で前記蛍光フィルタを透過した光量に応じたオフセット値と前記受光部の受光結果とから光量を示す信号値を出力する出力部と、
   前記出力部の出力結果に基づいて集塵を制御する制御部と、
   を備え、
   前記受光部は、画素ごとに設けられ、受光した蛍光を電気信号に変換する光電変換素子を有し、
   前記フィルタ部は、前記蛍光フィルタの他に、前記特定波長と異なる波長の光を透過させる他のフィルタを含む複数のフィルタを有し、
   前記複数のフィルタはそれぞれ、前記光電変換素子よりも前記被写体側において、所定のユニット単位に交互に配置されており、
   前記出力部は、前記受光部の受光結果から前記オフセット値を減算することにより前記複数のフィルタをそれぞれ透過した光量を示す信号値を出力し、
   前記制御部は、前記出力部の出力結果に基づいて、画素間の補間処理を行う掃除機。

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