CN104568865A - 荧光检测装置和清扫机 - Google Patents

Abstract

本发明提供荧光检测装置和清扫机。本发明提供一种能够简便地搬运到各种场所和环境，并能够容易地对检测对象物质发出的特定波长的荧光进行检测的技术。荧光检测装置在能够携带的箱体中具备：照射部，该照射部向被摄体照射规定的波段的激发光；滤光片部，该滤光片部具有使被摄体相对于激发光发出的特定波长的荧光透过的荧光滤光片；受光部，该受光部接收透过荧光滤光片的荧光；和提示部，该提示部向用户提示基于受光部的受光结果的信息。

Description

荧光检测装置和清扫机

技术领域

本发明涉及荧光检测装置和清扫机，特别涉及检测特定波长的荧光的技术。

背景技术

下述专利文献1公开了对皮肤的斑点的种类进行分类的皮肤图像摄像系统。皮肤图像摄像系统包括皮肤图像摄像装置和控制装置。皮肤图像摄像装置隔着偏振滤光片利用摄像机对来自被摄体的对于从光源照射的多个紫外光的反射光进行摄像，利用控制装置对摄像得到的不同波长的图像进行显示。

另外，下述专利文献2公开了对大气中包含的颗粒状的微生物进行检测的微生物检测装置。微生物检测装置吸引大气，对吸引的大气照射红外光线和紫外光线。微生物检测装置通过红外透射滤光片接收由于红外光线而通过微生物颗粒散射的光，通过带通滤光片接收由于紫外光线而通过微生物颗粒散射的荧光。基于受光结果(光接收结果)，对大气中的微生物的数量进行计数。

另外，下述专利文献3公开了判定纸张类的真伪的摄像机。该摄像机对被摄体照射紫外光并对荧光图像(彩色图像)进行摄像，使用其荧光图像(彩色图像)的R(红色)G(绿色)B(蓝色)的各像素的亮度值来判定纸币等是否为假钞。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-237243号公报

专利文献2：日本特开2003-38163号公报

专利文献3：日本特开2005-196627号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

如上述专利文献1～专利文献3那样，通过向物质照射紫外光等激发光，检测从物质发出的荧光，能够将其检测结果应用至健康、美容、卫生等各种领域。

但是，专利文献1的皮肤图像摄像系统和专利文献2的微生物检测装置，作为装置的规模大，不是能够容易地搬运的装置，因此，利用场所受到限定。另外，专利文献2的微生物检测装置需要用于对由红外光产生的反射光和由紫外光产生的反射光进行分光的复杂的光学系统，因此，装置的价格非常昂贵，不适合一般用户。

另外，在专利文献3中，照射紫外光摄像得到的荧光图像是RGB的彩色图像，因此，在被摄体发出的荧光的光谱特性偏离RGB的彩色光谱特性的情况下，由于周边的可见光的入射，难以检测出被摄体发出的荧光。因此，在专利文献3的情况下，为了检测出被摄体发出的荧光，需要在暗室等进行摄像，以使可见光不入射，摄像环境受到限定。另外，为了检测出被摄体发出的荧光，也能够使紫外光的强度增强，但是装置规模会变大，而且根据紫外光的强度，有可能对人体等造成不良影响。

因此，期望一种装置，其能够搬运至例如空调和空气清洁机等的内部、卫生间、厨房等屋内和屋外的各种场所和环境，谁都能够简单地有选择地对检测对象物质发出的荧光进行检测。

本发明的目的是提供能够轻易地搬运到各种场所和环境，能够容易地对检测对象物质发出的特定波长的荧光进行检测的技术。

用于解决技术问题的手段

第一发明的荧光检测装置具备：能够携带的箱体；照射部，该照射部设置在上述箱体内，向被摄体照射预先确定的波段的激发光；滤光片部，该滤光片部设置在上述箱体内，具有使上述被摄体相对于上述激发光发出的特定波长的荧光透过的荧光滤光片；受光部，该受光部设置在上述箱体内，接收透过上述荧光滤光片的上述荧光；和提示部，该提示部设置在上述箱体内，向用户提示基于上述受光部的受光结果的信息。

第二发明是，在第一发明中，上述滤光片部具有使相互不同的多个上述特定波长的荧光分别透过的多个上述荧光滤光片，上述受光部接收透过上述多个荧光滤光片的上述荧光，上述提示部基于上述受光部的受光结果，按上述多个特定波长的每个波长，提示基于受光量的信息。

第三发明是，在第二发明中，还具备存储荧光光谱信息的存储部，该荧光光谱信息表示与多个物质的各个物质对应的荧光光谱，上述提示部基于上述受光部的受光结果和上述荧光光谱信息，确定与由上述受光部接收的上述荧光对应的上述物质，提示所确定的上述物质。

第四发明是，在第一～第三发明中的任一发明中，上述滤光片部还具有使规定波段的可见光透过的彩色滤光片，上述受光部区别地接收透过上述荧光滤光片的荧光和透过上述彩色滤光片的可见光，上述提示部生成并提示基于上述受光部的上述荧光的受光量和上述可见光的受光量的图像、基于上述荧光的受光量的图像、和基于上述可见光的受光量的图像中的至少1个。

第五发明的清扫机是一边自己行走一边进行集尘的清扫机，该清扫机具备：照射部，该照射部向被摄体照射预先确定的波段的激发光；滤光片部，该滤光片部具有使上述被摄体相对于上述激发光发出的特定波长的荧光透过的荧光滤光片；受光部，该受光部接收透过上述荧光滤光片的上述荧光；和控制部，该控制部基于上述受光部的受光结果来控制集尘。

发明效果

根据本发明的结构，能够轻易地搬运到各种场所和环境，并能够容易地对检测对象物质的荧光进行检测。

附图说明

图1A是表示第一实施方式的荧光检测装置的外观的示意图。

图1B是表示第一实施方式的荧光检测装置的外观的示意图。

图2是表示图1A和图1B所示的荧光检测装置的概略结构的框图。

图3是示意性地表示图2所示的摄像部的截面的截面图。

图4是表示第一实施方式中的检测处理的动作的动作流程图。

图5A是表示第二实施方式的荧光检测装置的外观的示意图。

图5B是表示第二实施方式的荧光检测装置的外观的示意图。

图6是表示图5A和图5B所示的荧光检测装置的概略结构的框图。

图7A是示意性地表示图6所示的摄像部的截面的截面图。

图7B是例示图6所示的滤光片部中的荧光滤光片和彩色滤光片的排列的图。

图8是表示第二实施方式中的检测处理的动作流程图。

图9A是表示第三实施方式的荧光检测装置的外观的示意图。

图9B是表示第三实施方式的荧光检测装置的外观的示意图。

图10是表示图9A和图9B所示的荧光检测装置的概略结构的框图。

图11A是表示图10所示的摄像部的截面的示意图。

图11B是例示图11A所示的荧光滤光片的排列的图。

图12是表示第三实施方式中的检测处理的动作流程图。

图13A是例示第五实施方式的机械人型清扫机的立体图。

图13B是表示图13A所示的机械人型清扫机的底面的示意图。

图14A是表示变形例(3)的荧光检测装置的外观的示意图。

图14B是表示变形例(3)的荧光检测装置的外观的示意图。

图15是例示变形例(4)中的荧光滤光片和彩色滤光片的排列的图。

具体实施方式

本发明的一个实施方式的荧光检测装置具备：能够携带的箱体；照射部，该照射部设置在上述箱体内，向被摄体照射预先确定的波段的激发光；滤光片部，该滤光片部设置在上述箱体内，具有使上述被摄体相对于上述激发光发出的特定波长的荧光透过的荧光滤光片；受光部，该受光部设置在上述箱体内，接收透过上述荧光滤光片的上述荧光；和提示部，该提示部设置在上述箱体内，向用户提示基于上述受光部的受光结果的信息(第一结构)。

根据第一结构，荧光检测装置在能够携带的箱体内具备照射部、滤光片部、受光部和提示部。在照射部中向被摄体照射激发光，被摄体相对于激发光发出的透过荧光滤光片的荧光由受光部接收。提示部向用户提示基于受光部的受光结果的信息。荧光检测装置构成为能够携带，因此，能够容易地搬运到用户期望的场所和环境。另外，不需要用于从来自被摄体的反射光对特定波长的荧光进行分光的光学系统，能够利用简易的结构对检测对象物质发出的荧光进行检测。

第二结构可以是，在第一结构中，上述滤光片部具有使相互不同的多个上述特定波长的荧光分别透过的多个上述荧光滤光片，上述受光部接收透过上述多个荧光滤光片的上述荧光，上述提示部基于上述受光部的受光结果，按上述多个特定波长的每个波长，提示基于受光量的信息。

根据第二结构，滤光片部具有使相互不同的多个特定波长的荧光透过的多个荧光滤光片。受光部接收透过多个荧光滤光片的荧光，由提示部提示基于多个特定波长的每个波长的受光量的信息。因此，能够利用1个装置检测波长不同的多个荧光。另外，因为按多个特定波长的每个波长提示基于受光量的信息，所以用户能够确认检测场所的多个检测对象物质的存在。

第三结构可以是，在第二结构中，还具备存储荧光光谱信息的存储部，该荧光光谱信息表示与多个物质的各个物质对应的荧光光谱，上述提示部基于上述受光部的受光结果和上述荧光光谱信息，确定与由上述受光部接收的上述荧光对应的上述物质，提示确定的上述物质。

根据第三结构，基于存储在存储部中的与多个物质的各个物质对应的荧光光谱信息和受光结果，确定与由受光部接收的荧光对应的物质，提示确定的物质。因此，即使在接收到光谱特性类似的多个物质的荧光的情况下，也能够根据每个物质的荧光光谱来区别这些物质。

第四结构可以是，在第一～第三结构中的任一结构中，上述滤光片部还具有使规定波段的可见光透过的彩色滤光片，上述受光部区别地接收透过上述荧光滤光片的荧光和透过上述彩色滤光片的可见光，上述提示部生成并提示基于上述受光部的上述荧光的受光量和上述可见光的受光量的图像、基于上述荧光的受光量的图像和基于上述可见光的受光量的图像中的至少1个。

根据第四结构，滤光片部具有荧光滤光片和彩色滤光片，在受光部，区别地接收透过荧光滤光片的荧光和透过彩色滤光片的规定波段的可见光。提示部生成并提示基于受光部接收到的荧光的受光量和可见光的受光量的图像、基于荧光的受光量的图像和基于可见光的受光量的图像中的至少1个。因此，用户能够根据被提示的图像来确认检测场所中有无检测对象物质。

本发明的一个实施方式的清扫机，是一边自己行走一边进行集尘的清扫机，该清扫机具备：照射部，该照射部向被摄体照射预先确定的波段的激发光；滤光片部，该滤光片部具有使上述被摄体相对于上述激发光发出的特定波长的荧光透过的荧光滤光片；受光部，该受光部接收透过上述荧光滤光片的上述荧光；和控制部，该控制部基于上述受光部的受光结果来控制集尘(第五结构)。

根据第五结构，在一边自己行走一边进行集尘的清扫机中，具备照射部、滤光片部、受光部和控制部。在照射部，向被摄体照射激发光，透过荧光滤光片的荧光由受光部接收。控制部基于受光部的受光结果来控制集尘。清扫机一边自己行走一边进行集尘，因此，能够对清扫机能够移动的场所和环境中的物质发出的特定波长的荧光进行检测，进行与其检测结果相应的集尘动作。

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。对于图中相同或相应的部分，标注相同的符号，不重复进行其说明。

＜第一实施方式＞

图1A和图1B是例示本实施方式的荧光检测装置的外观的示意图。如图1A和图1B所示，本实施方式的荧光检测装置1A具有大致长方体形状的箱体10。

箱体10是用户能够用手搬运的大小。在图1A中，在箱体10的z轴正方向侧的面，设置有光源11a和摄像部12。另外，如图1B所示，在箱体10的z轴负方向侧的面，设置有显示部14、电源按钮13a和照射按钮13b。

(结构)

图2是表示图1A和图1B所示的荧光检测装置1A的概略结构的框图。荧光检测装置1A包括照射部11、摄像部12、操作部13、显示部14和控制部15。

照射部11具备图1A所示的多个光源11a。多个光源11a，如图1A所示，排列成圆形状。照射部11在控制部15的控制下，从多个光源11a照射在规定波段具有峰值波长的激发光作为激发光。在本实施方式中，例如照射具有355nm以上375nm以下的峰值波长的紫外光作为激发光。

摄像部12，如图1A所示，配置在呈圆形状配置的光源11a附近的内侧。摄像部12具有受光部12a、滤光片部12b和透镜部12c。透镜部12c具有使来自被摄体的光会聚的微透镜。滤光片部12b具有使由透镜部12c会聚后的光中的特定波长的荧光透过的荧光滤光片121。相对于激发光的荧光的波长根据被摄体而不同。例如，相对于激发光(峰值波长为355nm以上375nm以下)，杉树花粉发出的荧光的峰值波长为485nm左右。在检测对象物质为杉树花粉的情况下，按照使作为特定波长的例如以485nm为基准的±10nm的阈值范围内的荧光透过的方式构成荧光滤光片121。此外，检测杉树花粉时的特定波长只要为以485nm为基准的规定的阈值范围内即可，并不限于例示的阈值范围内。受光部12a具有将经由滤光片部12b入射的光转换为电信号的CCD或CMOS图像传感器等光电转换元件。

图3是示意性地表示摄像部12的截面的截面图。如图3所示，摄像部12按每个像素12p叠层有光电转换元件12a_1、信号配线12a_2和荧光滤光片12b_1，在荧光滤光片121之上配置有微透镜12c(省略图示)。

荧光滤光片12b_1由有机膜滤光片或表面等离子体滤光片(surfaceplasmonic filter)构成，设置在所有的像素12p上。信号配线12a_2传送由光电转换元件12a_1转换得到的电信号。光电转换元件12a_1将透过荧光滤光片12b_1和信号配线12a_2入射的特定波长的荧光转换成与受光量相应的电信号，并输出至信号配线12a_2。

返回到图2继续进行说明。操作部13包括图1B所示的电源按钮13a和照射按钮13b。电源按钮13a接受将荧光检测装置1A的电源切换为接通或断开的用户操作。照射按钮13b接受指示来自照射部11的激发光的照射时刻的用户操作。电源按钮13a和照射按钮13b将表示已接受的用户操作的操作信号输出至控制部15。

显示部14具有模拟仪表。显示部14在控制部15的控制下，用模拟仪表显示与特定波长的荧光的受光量相应的电流值。

控制部15具有：CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)；和包括ROM(Read Only Memory：只读存储器)和RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)的存储器。控制部15通过CPU执行预先存储在ROM中的控制程序，来控制与控制部15连接的各部，以进行检测特定波长的荧光的检测处理。具体而言，控制部15根据对照射按钮13b的用户操作，从照射部11照射激发光。控制部15对由摄像部12摄像得到的荧光的电信号进行包括放大处理的规定的信号处理，将信号处理后的电信号转换为电流值输出至显示部14。

(动作)

接着，对荧光检测装置1A的动作进行说明。图4是表示荧光检测装置1A的检测处理的动作的动作流程图。

控制部15，在荧光检测装置1A的电源接通的情况下(步骤S11：是)，当从照射按钮13b接受表示按下照射按钮13b的用户操作的操作信号时(步骤S12：是)，由照射部11使照射部11开始激发光的照射(步骤S13)。

当激发光被照射到被摄体时，从被摄体发出荧光。摄像部12利用光电转换元件12a_1接收从被摄体发出的荧光中透过荧光滤光片121的荧光，将与受光量相应的电信号从信号配线12a_2以一定的帧速率输出到控制部15(步骤S14)。

控制部15对从摄像部12输出的电信号进行规定的信号处理，将信号处理后的电信号转换为电流值，利用显示部14的模拟仪表显示该电流值(步骤S15)。由此，与从作为本实施方式的检测对象物质的杉树花粉发出的荧光的受光量相应的电流值显示在模拟仪表上。用户能够根据由模拟仪表显示的电流值，确认检测场所的杉树花粉的存在和量。

控制部15反复进行步骤S14和S15的处理，直至照射按钮13b再次被按下(步骤S16：否)。当照射按钮13b再次被按下时(步骤S16：是)，控制部15停止由照射部11进行的激发光的照射(步骤S17)，停止在摄像部12摄像得到的特定波长的荧光的电信号的输出(步骤S18)。

控制部15返回到上述步骤S12，继续进行步骤S12～步骤S18的处理，直至从电源按钮13a接受表示按下电源按钮13a的用户操作的操作信号(步骤S19：否)。另外，控制部15当从电源按钮13a接受表示按下电源按钮13a的用户操作的操作信号时(步骤S19：是)，结束检测处理。

此外，控制部15不进行检测处理，直至在步骤S11中，进行将电源接通的电源按钮13a的用户操作。另外，在步骤S12中，控制部15在接受表示按下照射按钮13b的用户操作的操作信号之前(步骤S12：否)，返回到步骤S11，待机直至进行按下照射按钮13b的用户操作。

在上述的第一实施方式中，作为荧光检测装置1A的检测对象物质，以杉树花粉为例进行了说明。在日本，发生由花粉引起的过敏症状、即所谓的花粉症的人很多，特别是杉树花粉为其主要原因之一。因此，通过在杉树花粉的飞散时期在屋外和屋内的各种场所和环境中，使用荧光检测装置1A进行检测处理，能够容易地确认杉树花粉附着的部分及其量。

＜第一实施方式的应用例1＞

在上述的第一实施方式中，作为荧光检测装置1A的检测对象物质，以杉树花粉为例进行了说明，但是除了杉树花粉以外，例如也可以将尘埃、尿、油、维生素、叶绿素、卟啉等物质作为检测对象物质。

在尘埃的情况下，当向尘埃照射355nm以上375nm以下的紫外光时，发出具有420～500nm的波长的荧光。因此，在将尘埃作为检测对象物质的情况下，以使420nm以上500nm以下的波长的荧光透过的方式构成荧光滤光片121。在对绒毯、地毯上等难以看到尘埃的地方进行打扫的前后，通过使用具备这样的荧光滤光片121的荧光检测装置1A进行检测处理，能够确认尘埃的有无及其量、或者空调器内部的过滤器和空气净化机的过滤器上有无附着尘埃及其量。

另外，附着在厕所内的尿，当时间经过时，通过照射365nm以上375nm以下的紫外光，发出具有500nm以上550nm以下的波长的蓝绿色的荧光。因此，在将尿作为检测对象物质的情况下，以使500nm以上550nm以下的峰值波长的荧光透过的方式构成荧光滤光片121。在对厕所内进行打扫的前后，通过使用具备这样的荧光滤光片121的荧光检测装置1A进行检测处理，能够确定没有清扫到的地方和特别脏的地方。

另外，油、维生素、叶绿素、卟啉，通过分别照射300nm以上550nm以下的紫外光～蓝绿光，分别发出具有蓝绿色～红色的波长的荧光。因此，例如在将油(食用油)作为检测对象物质的情况下，以相对于380nm的激发光使490nm左右的荧光透过的方式构成荧光滤光片121。通过在厨房等中使用具备这样的荧光滤光片121的荧光检测装置1A进行检测处理，能够确认眼睛难以看到的污物等。

另外，例如，在将维生素(维生素B2)作为检测对象物质的情况下，只要以相对于365nm以上375nm以下的激发光使500nm以上550nm以下的荧光透过的方式构成荧光滤光片121即可。另外，在将叶绿素作为检测对象物质的情况下，只要以相对于355nm以上370nm以下的激发光使685nm或740nm左右的荧光透过的方式构成荧光滤光片121即可。另外，在将卟啉作为检测对象物质的情况下，只要以相对于380nm以上460nm以下的激发光使590nm以上640nm以下的荧光透过的方式构成荧光滤光片121即可。

＜第一实施方式的应用例2＞

在上述的第一实施方式中，对用模拟仪表显示与特定波长的荧光的受光量相应的电流值的例子进行了说明，但是，只要显示受光结果即可，并不限于模拟仪表。例如，也可以在荧光检测装置1A中设置根据受光结果而点亮的LED等灯。在该情况下，控制部15在与受光量相应的电流值为预先确定的与杉树花粉的量对应的阈值电流以上的情况下，可以使灯点亮，也可以使灯闪烁。另外，例如，也可以根据受光量使灯的颜色变化。在该情况下，可以以与对应于受光量的电流值和阈值电流之差相应的颜色使灯点亮。总而言之，只要以与表示受光结果的物理量和其阈值之差相应的方式点亮即可。

另外，显示部14也可以构成为具备显示图像的显示器，来代替模拟仪表。在该情况下，控制部15可以使显示器显示表示与受光量相应的电流值的图像，也可以根据与受光量相应的电流值和阈值电流之差使显示器显示预先确定的图像。此外，在该例子中，是作为受光量提示电流值的例子，但是也可以提示基于从受光部12a输出的电信号的电压值。

＜第二实施方式＞

在上述的第一实施方式中，说明了对被激发光激发的物质发出的特定波长的荧光进行摄像，利用模拟仪表显示与荧光的受光量相应的电流值的例子。在本实施方式中，对以下那样的荧光检测装置进行说明：不仅能够对由激发光使物质发出的特定波长的荧光进行摄像，而且能够对规定的波段的可见光进行摄像。

本实施方式的荧光检测装置具有荧光摄像模式、彩色摄像模式和复合摄像模式。荧光摄像模式是对荧光图像进行摄像的摄像模式，彩色摄像模式是对彩色图像进行摄像的摄像模式。另外，复合摄像模式是对荧光图像和彩色图像进行摄像的摄像模式。本实施方式的荧光检测装置以3个摄像模式中用户选择的摄像模式进行摄像，显示通过摄像得到的图像。

图5A和5B是表示本实施方式的荧光检测装置的外观的示意图。在图5A和5B中，对于与第一实施方式相同的结构，标注与第一实施方式相同的符号。以下，对与第一实施方式不同的结构进行说明。

如图5A和5B所示，荧光检测装置1B，在箱体10的y轴正方向侧的面设置有电源按钮13a和快门按钮13c。另外，在箱体10的z轴正方向侧的面，在多个光源11a的附近设置有摄像部22，在箱体10的z轴负方向侧的面设置有：照射按钮13b和模式切换按钮13d；和显示部24。

图6是表示荧光检测装置1B的概略结构的框图。在图6中，对于与第一实施方式相同的结构，标注与第一实施方式相同的符号。

摄像部22具有：受光部12a和透镜部12c；以及滤光片部22b和快门部12d。快门部12d具备开闭式的快门，与快门按钮13c的按下相应地开闭快门。通过快门的开闭，调整受光部12a的曝光。滤光片部22b包括荧光滤光片121和彩色滤光片122。图7A是示意性地表示摄像部22的截面的截面图。如图7A所示，摄像部22与上述的第一实施方式同样地具有光电转换元件12a_1和信号配线12a_2。另外，摄像部22在信号配线12a_2之上设置有具有荧光滤光片121和彩色滤光片122的滤光片部22b。此外，虽然省略了图示，但是在滤光片部22b之上设置有透镜部12c，在透镜部12c之上设置有快门部12d。

在此，在图7B中例示滤光片部22b中的荧光滤光片121和彩色滤光片122的排列。在图7B的例子中，彩色滤光片122中，拜耳排列(Bayerarrangement)有与R(红色)对应的彩色滤光片122R、与G(绿色)对应的彩色滤光片122G、和与B(蓝色)对应的彩色滤光片122B。滤光片部22b配置成：拜耳排列的2×2的彩色滤光片122的1个单元122U与2×2的荧光滤光片121的1个单元121U交替。

返回到图6继续进行说明。操作部23除了具备电源按钮13a和照射按钮13b之外，还具备快门按钮13c和模式切换按钮13d。用户通过进行按下快门按钮13c的操作，指示摄像部22的摄像时刻。另外，通过进行按下模式切换按钮13d的操作，依次切换荧光摄像模式、彩色摄像模式和复合摄像模式，选择用户期望的摄像模式。快门按钮13c和模式切换按钮13d将表示用户的按下操作的操作信号输出至控制部25。

控制部25根据通过模式切换按钮13d的按下操作而选择的摄像模式，控制照射部11的照射，并且生成基于摄像部22的摄像结果的图像数据，并输出至存储部16和显示部24。

具体而言，在荧光摄像模式的情况下，控制部25根据照射按钮13b的按下操作，从照射部11照射激发光，在摄像部22进行摄像。控制部25基于来自摄像部22的像素中配置有荧光滤光片121的像素的电信号，生成荧光图像的图像数据。

另外，在彩色摄像模式的情况下，控制部25停止来自照射部11的激发光的照射，在摄像部22进行摄像。即，在彩色摄像模式的情况下，即使照射按钮13b被按下也不照射激发光，利用环境光(太阳光和/或照明光)进行摄像。控制部25基于来自摄像部22的像素中配置有彩色滤光片122的像素的电信号，生成彩色图像的图像数据。

此外，如上所述，在滤光片部121中，荧光滤光片121和彩色滤光片122各自以2×2的1个单元单位交替地配置。因此，控制部25在生成荧光图像或彩色图像的图像数据时，对荧光滤光片121或彩色滤光片122的1个单元间的像素进行插补处理。

另外，在复合摄像模式的情况下，控制部25从照射部11照射激发光，在摄像部22进行摄像。将基于来自摄像部22的配置有荧光滤光片121的像素的电信号的荧光图像、和基于来自摄像部22的配置有彩色滤光片122的像素的电信号的彩色图像合成，生成复合图像。

存储部16具有例如闪存存储器等非易失性存储介质。存储部16在控制部25的控制下，存储包括图像数据等的各种数据。

显示部24具有例如液晶显示器等，在控制部25的控制下，显示被输入的图像数据。

(动作)

接着，对荧光检测装置1B的动作进行说明。图8是表示荧光检测装置1B的检测处理的动作流程图。

用户按下荧光检测装置1B的模式切换按钮13d，切换至期望的摄像模式。控制部25在通过模式切换按钮13d的按下操作被选择的摄像模式不是彩色摄像模式的情况下(步骤S201：否)，待机直至照射按钮13b被按下(步骤S202：否)。当用户按下照射按钮13b时，按下照射按钮13b的操作信号从照射按钮13b被输出至控制部25(步骤S202：是)，控制部25在照射部11开始激发光的照射(步骤S203)。

控制部25待机直至快门按钮13c被用户按下(步骤S204：否)。当用户按下快门按钮13c时，操作信号从快门按钮13c被输出至控制部25(步骤S204：是)，由摄像部22曝光进行摄像(步骤S205)。具体而言，相对于从照射部11照射的激发光而从被摄体发出的光，在摄像部22通过快门部12d的快门的开闭而被照射到透镜部12c，经由荧光滤光片121和彩色滤光片122由光电转换元件12a_1接收。按每个像素被转换成与受光量相应的电信号，电信号经由信号配线12a_2被输出至控制部25。

控制部25在摄像模式为荧光摄像模式的情况下(步骤S206：是)，基于从摄像部22输出的按每个像素的电信号生成荧光图像。即，控制部25对从摄像部22输出的按每个像素的电信号中配置有荧光滤光片121的像素的电信号进行规定的信号处理，进行荧光滤光片121之间的像素的插补处理，生成荧光图像。将荧光图像的图像数据显示在显示部24上，并且存储在存储部16中(步骤S207)。

另外，控制部25在摄像模式为复合摄像模式的情况下(步骤S206：否)，基于从摄像部22输出的按每个像素的电信号生成复合图像。即，控制部25对从摄像部22输出的配置有荧光滤光片121的像素的电信号、和配置有彩色滤光片122的像素的电信号的各个电信号进行规定的信号处理，进行荧光滤光片121之间的像素的插补处理，并且进行彩色滤光片122之间的像素的插补处理。控制部25基于经由荧光滤光片121的插补处理后的电信号生成荧光图像，基于经由彩色滤光片122的插补处理后的电信号生成彩色图像，将荧光图像和彩色图像合成而生成复合图像。控制部25将复合图像的图像数据显示在显示部24上，并且存储在存储部16中(步骤S208)。

另外，控制部25当再次从照射按钮13b接受按下照射按钮13b的操作信号时(步骤S209：是)，停止来自照射部11的激发光的照射(步骤S210)。

控制部25返回到步骤S201继续进行检测处理，直至从电源按钮13a输出按下电源按钮13a的操作信号(步骤S211：否)，在从电源按钮13a输出了按下电源按钮13a的操作信号的情况下(步骤S211：是)，即，在用户进行了将电源断开的操作的情况下，结束检测处理。

此外，控制部25反复进行步骤S204～步骤S208的处理，直至在步骤S209中再次从照射按钮13b接受按下照射按钮13b的操作信号(步骤S209：否)。

另一方面，当在步骤S201中，由用户选择的摄像模式为彩色摄像模式的情况下(步骤S201：是)，控制部25待机直至用户按下快门按钮13c(步骤S212：否)。当用户按下快门按钮13b时，从快门按钮13c向控制部25输出操作信号(步骤S212：是)，由摄像部22曝光进行摄像(步骤S213)。即，由摄像部22接收由于自然光而从被摄体发出的反射光，在摄像部22中按每个像素转换成与受光量相应的电信号，输出至控制部25。

然后，控制部25对从摄像部22输出的按每个像素的电信号中的、配置有彩色滤光片122的像素的电信号进行规定的信号处理，进行彩色滤光片121之间的像素的插补处理，生成彩色图像。控制部25将彩色图像的图像数据显示在显示部24上，并且存储在存储部16中(步骤S214)。

控制部25返回到步骤S201继续进行检测处理，直至用户进行将电源断开的操作(步骤S215：否)。当用户进行将电源断开的操作时，控制部25从电源按钮13a接受按下电源按钮13a的操作信号(步骤S215：是)，结束检测处理。

在上述的第二实施方式中，在摄像部22中设置有滤光片部22b，该滤光片部22b以规定的排列方法排列有透过特定波长的荧光的荧光滤光片121和彩色滤光片122，因此，能够根据摄像模式显示彩色图像、荧光图像或复合图像。因此，用户能够通过图像确认检测场所的检测对象物质的存在及其量。

＜第三实施方式＞

在上述的第一实施方式和第二实施方式中，对检测单一的特定波长的荧光的例子进行了说明，在本实施方式中，对检测多个特定波长的荧光的例子进行说明。

图9A和9B是表示本实施方式的荧光检测装置的外观的示意图。如图9A所示，在荧光检测装置1C的箱体10的z轴正方向侧的面，设置有照射部31，该照射部31交替地呈圆形状配置有照射相互不同的峰值波长的激发光的光源31a、31b。在设置有照射部31的圆形的内侧，设置有对来自被摄体的光进行摄像的摄像部32。另外，如图9B所示，在荧光检测装置1C的箱体10的z轴负方向侧的面，设置有与第二实施方式同样的显示部24、电源按钮13a和照射按钮13b。另外，在箱体10的y轴正方向侧的面，设置有与第二实施方式同样的电源按钮13a和快门按钮13c。

图10是表示荧光检测装置1C的概略结构的框图。如图10所示，荧光检测装置1C除了具有与第二实施方式同样的操作部23、显示部24和存储部16之外，还具有上述的包括光源31a、31b的照射部31、摄像部32和控制部35。以下，对本实施方式特有的结构进行说明。

摄像部32中的滤光片部32b具有由多个荧光滤光片321_1～321_n构成的荧光滤光片321。荧光滤光片321_1～321_n使相互不同的特定波长的荧光透过。图11A是表示摄像部32的截面的示意图。此外，在图11A中，省略了透镜部12c和快门部12d的图示。在图11A的例子中，在相邻的3个像素设置有具有开口部M1的荧光滤光片321_1、具有开口部M2的荧光滤光片321_2和具有开口部M3的荧光滤光片321_3。

荧光滤光片321具有导电性。在该例子中，在荧光滤光片321_1～321_3设置的开口部M1、M2、M3，通过设置贯通导电部件的孔而形成，但是也可以通过在导电部件设置凹部(非贯通孔)而形成。

荧光滤光片321_1～321_3的开口部M1、M2、M3的直径l1、l2、l3具有l1＜l2＜l3的关系，开口部M1、M2、M3的开口面积相互不同。另外，在荧光滤光片321_1～321_3中，开口部M1、M2、M3按照一定间隔设置，开口部M1、M2、M3的周期T1、T2、T3具有T1＜T2＜T3的关系。

当光入射至以一定周期设置有多个开口部的导电部件时，产生表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance)，导电部件作为使与开口部的周期相应的波长的光透过的滤光片发挥作用。开口部的周期越大，透过导电部件的光越向长波长侧偏移。因此，通过以与检测对象物质发出的荧光的峰值波长对应的周期在导电部件形成开口部，能够仅使期望的检测对象物质的荧光透过。

在本实施方式中，例如将杉树花粉、尘埃、卟啉作为检测对象物质，按照使得与各检测对象物质对应的峰值波长的荧光透过的方式构成荧光滤光片321。

杉树花粉相对于355nm以上375nm以下的激发光发出峰值波长为485nm以上的荧光。尘埃相对于355nm以上375nm以下的激发光发出峰值波长为420nm以上500nm以下的荧光。另外，卟啉相对于380nm以上460nm以下的激发光发出峰值波长为590nm以上640nm以下的荧光。

因此，在将杉树花粉、尘埃、卟啉作为检测对象物质的情况下，荧光滤光片321只要构成为排列设置有荧光滤光片321_1、荧光滤光片321_2和荧光滤光片321_3即可，其中，荧光滤光片321_1以与杉树花粉的峰值波长对应的周期T1形成有开口部M1，荧光滤光片321_2以与尘埃的峰值波长对应的周期T2形成有开口部M2，荧光滤光片321_3以与卟啉的峰值波长对应的周期T3形成有开口部M3。

图11B是例示本实施方式的荧光滤光片321的排列的图。如图11B所例示，荧光滤光片321构成为排列设置有多个3×3的1个单元，该3×3的1个单元交替地配置有荧光滤光片321_1、321_2、321_3。即，在图11B中，在各像素12p，以与相邻的像素12p使不同的波长的荧光透过的方式，配置有荧光滤光片321_1、321_2、321_3。

另外，杉树花粉和尘埃的激发光的峰值波长，与卟啉的激发光的峰值波长不同，因此，在本实施方式中，照射与检测对象物质相应的激发光。具体而言，在照射部31中构成为：光源31a照射以375nm附近为峰值波长的激发光，光源31b照射以410nm附近为峰值波长的激发光。即，在检测杉树花粉和尘埃的情况下，使用光源31a，在检测卟啉的情况下，使用光源31b。

如上所述，在本实施方式中，照射与检测对象物质相应的激发光，对检测对象物质发出的荧光进行检测。因此，荧光检测装置1C具有以杉树花粉和尘埃为检测对象物质的第一检测模式、和以卟啉为检测对象物质的第二检测模式，从用户接受选择任一检测模式的操作。在本实施方式中，模式切换按钮13d接受切换第一检测模式和第二检测模式的操作。

(动作)

接着，对荧光检测装置1C的动作进行说明。图12是表示本实施方式的荧光检测装置1C的检测处理的动作流程。

用户按下荧光检测装置1C的模式切换按钮13d，切换为期望的检测模式。控制部35将通过模式切换按钮13d的按下动作而被选择的检测模式存储在RAM中(步骤S30)。

控制部35待机直至照射按钮13b被按下(步骤S31：否)。当用户按下照射按钮13b时，从照射按钮13b向控制部35输出按下照射按钮13b的操作信号(步骤S31：是)，控制部35开始从与在步骤S30中存储的检测模式对应的光源31a或31b照射激发光(步骤S32)。即，在选择的检测模式为第一检测模式的情况下，从光源31a照射激发光，在选择的检测模式为第二检测模式的情况下，从光源31b照射激发光。

控制部35待机直至快门按钮13c被用户按下(步骤S33：否)。当用户按下快门按钮13c时，操作信号被从快门按钮13c输出至控制部35(步骤S33：是)，由摄像部32曝光进行摄像(步骤S34)。

控制部35对由摄像部32摄像得到的各像素的与受光量相应的电信号中的、配置有使与在步骤S30中存储的检测模式对应的检测对象物质的荧光透过的荧光滤光片321的像素的电信号，进行规定的信号处理，生成检测对象物质的荧光图像。将生成的荧光图像显示在显示部24上，并且存储在存储部16中(步骤S35)。

具体而言，在选择的检测模式为第一检测模式的情况下，控制部35对从配置有使杉树花粉的荧光透过的荧光滤光片321_1的像素输出的电信号、和从配置有使尘埃的荧光透过的荧光滤光片321_2的像素输出的电信号的各个电信号进行信号处理，分别生成杉树花粉和尘埃的荧光图像。另外，在选择的检测模式为第二检测模式的情况下，控制部35对从配置有使卟啉的荧光透过的荧光滤光片321_3的像素输出的电信号进行信号处理，生成卟啉的荧光图像。

控制部35反复进行从步骤S33至步骤S35的处理，直至再次从照射按钮13b接受按下照射按钮13b的操作信号(步骤S36：否)。另外，控制部35当再次从照射按钮13b接受按下照射按钮13b的操作信号时(步骤S36：是)，停止照射部31的激发光的照射(步骤S37)。

控制部35反复进行步骤S31至步骤S37的处理，直至从电源按钮13a输出按下电源按钮13a的操作信号(步骤S38：否)。控制部35在从电源按钮13a输出按下电源按钮13a的操作信号时(步骤S38：是)，结束检测处理。

在上述的第三实施方式中，在摄像部32中设置有使多个检测对象物质的荧光分别透过的荧光滤光片321，因此，能够容易地检测出与用户期望的检测对象物质相应的荧光。因此，用户能够确认相同的场所和环境下的多个检测对象物质的存在及其量。

＜第四实施方式＞

在上述的第三实施方式中，说明了对用户选择的检测对象物质的荧光进行检测的例子，在本实施方式中，对与第三实施方式同样具备使多个特定波长的荧光透过的荧光滤光片321，根据透过荧光滤光片321而被摄像得到的电信号确定发出了荧光的物质的例子进行说明。

在本实施方式中，在存储部16中存储有光谱数据库，该光谱数据库包括照射规定的激发光时的多个物质的荧光光谱的数据。

控制部35通过照射按钮13b的按下操作，从2个光源31a、31b照射激发光，通过快门按钮13c的按下操作，在摄像部32进行摄像。由此，从摄像部32向控制部35输出多个具有不同峰值波长的荧光的电信号。

控制部35对基于从摄像部32输出的各像素的电信号的光谱、与存储部16内的光谱数据库中的荧光光谱进行对照。控制部35确定光谱特性相似的1个或多个荧光光谱，将表示与所确定的荧光光谱对应的物质的图像显示在显示部24上。由此，用户能够确认在检测场所和环境下发出检测出的荧光的物质。

在本实施方式中，从2个光源31a、31b照射不同波长的激发光，但是也可以从1个光源照射单一波长的激发光。但是，即使是在照射某波长的激发光的情况下荧光的光谱特性相似的物质，也存在在照射其他波长的激发光的情况下荧光的光谱特性按每个物质不同的情况。在这样的情况下，通过如上所述照射不同波长的激发光，能够使确认发出荧光的物质的精度更加提高。

此外，上述的光谱数据库预先包含有多个物质的荧光光谱的数据，也可以构成为用户能够在光谱数据库中追加其他物质的荧光光谱的数据。

＜第五实施方式＞

在上述的第一实施方式～第四实施方式中，以具有能够携带的箱体10的荧光检测装置为例进行了说明，但是，例如也可以在自己行走的机器人型清扫机中应用荧光检测装置。在该情况下，可以在机器人型清扫机中设置照射部和摄像部，基于摄像部的摄像结果来控制清扫机。

图13A是例示一边自己行走一边进行集尘的机器人型清扫机的立体图。图13B是表示图13A所示的机器人型清扫机2的底面50的示意图。如图13A和13B所示，机器人型清扫机2在其底面50具备：刷子52、驱动辊53R、53L和吸引部54；以及与第一实施方式同样的照射部11和摄像部12。此外，虽然省略了图示，但是机器人型清扫机2在其箱体内部具备具有CPU和存储器(ROM和RAM)的控制部。

通过在吸引部54的附近设置照射部11和摄像部12，能够对由吸引部54吸引的尘埃的有无及其量进行检测。机器人型清扫机2的控制部，例如当电源被接通时，开始进行吸引动作，并且每隔规定时间进行从照射部11照射激发光并由摄像部12对荧光进行摄像的摄像处理。

机器人型清扫机2的控制部基于每隔规定时间从摄像部12输出的与受光量相应的电信号，对吸引场所的尘埃的量进行检测。机器人型清扫机2的控制部，例如继续在其位置进行吸引动作直至检测结果为规定的阈值以下，或根据检测结果改变吸引力等，根据来自摄像部12的输出值来控制包括吸引动作和移动动作等的集尘动作。

＜变形例＞

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但是上述的实施方式只不过是用于实施本发明的例示。因此，本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内将上述的实施方式适当变形而实施。以下，对本发明的变形例进行说明。

(1)在上述的第一实施方式和第二实施方式中，以由有机膜滤光片构成的透过特定波长的荧光的荧光滤光片121为例进行了说明，但是也可以如第三实施方式那样，使用以与透过的荧光的波长相应的周期设置有多个开口部的荧光滤光片。在第一实施方式和第二实施方式中，为了检测单一的特定波长的荧光，以如下方式构成即可：在全部像素共用地设置荧光滤光片，该荧光滤光片以与特定波长对应的周期设置有开口部。

(2)另外，在上述的第一实施方式中，根据检测对象物质的不同，存在检测对象物质发出的荧光的光谱与可见光的光谱区域重叠的情况。在该情况下，即使检测对象物质没有发出荧光，也存在摄像部12的输出由于环境光(自然光、照明光等)而发生变化的情况。因此，可以在荧光的检测处理前，将没有向被摄体照射激发光的状态下的摄像部12的输出作为偏移值(offset value)存储在存储器中，在检测处理中，进行从摄像部12的输出值减去偏移值的复原处理。此外，既可以在荧光检测装置1A中设置指示复原处理的复原按钮，在复原按钮被用户按下的时刻进行复原处理，也可以在检测处理中自动地进行复原处理。

(3)在上述的第一实施方式和第二实施方式中，说明了在箱体10的x轴正方向侧的面的大致中央部设置摄像部12、22，以包围摄像部12、22的方式在摄像部12、22的附近设置照射部11的光源的例子，但是也可以如图14A例示的那样，在荧光检测装置1D的箱体10的z轴正方向的面，在离开摄像部12、22的位置设置照射部11的光源11a。

另外，在荧光检测装置具备2个光源的情况下，可以如图14B例示的那样，在荧光检测装置1E的箱体10的z轴正方向的面，光源11a和光源11b上下相邻地配置。光源11b既可以照射与光源11a不同的波长的激发光，也可以构成为照射白色光。在从光源11b照射白色光的情况下，可以构成为：与第二实施方式同样，在摄像部12中除了设置荧光滤光片121之外，还设置彩色滤光片122(参照图6等)，并且具备与第四实施方式同样的光谱数据库。荧光检测装置1E从光源11b照射白色光对彩色图像进行摄像，并且从光源11a照射激发光，对透过荧光滤光片121和彩色滤光片122(参照图6等)的光进行摄像，将拍摄到的光的光谱与光谱数据库中的荧光光谱进行对照，来确定对应的物质。

(4)在上述的第二实施方式中，说明了彩色滤光片122拜耳排列有RGB的各彩色滤光片122R、122G、122B，彩色滤光片122的1个单元122U和荧光滤光片121的1个单元121U交替地配置的例子，但是也可以如图15所示那样排列。在图15的例子中，将彩色滤光片122R、122G、122B与荧光滤光片121作为1个单元200，按照各单元200中的彩色滤光片122R、122G、122B和荧光滤光片121的位置成为相同位置的方式配置各单元200。

(5)在上述的第二实施方式中，说明了将生成的荧光图像、彩色图像或复合图像的图像数据存储在存储部16中的例子，但是也可以将图像数据输出至与荧光检测装置1B连接的SD卡等外部存储装置、PC(Personal Computer：个人计算机)或电视机等的外部显示装置。

(6)在上述的第三实施方式中，说明了在以杉树花粉和尘埃为检测对象物质的第一检测模式中利用摄像部32对荧光进行摄像的情况下，基于配置有荧光滤光片321_1的像素的电信号生成杉树花粉的荧光图像，基于配置有荧光滤光片321_2的像素的电信号生成尘埃的荧光图像的例子。杉树花粉与尘埃的荧光的峰值波长接近。因此，也可以通过对基于配置有荧光滤光片321_1的像素和配置有荧光滤光片321_2的像素的电信号的荧光光谱进行独立成分分析等多变量解析，提取杉树花粉和尘埃各自的荧光光谱，对各荧光光谱实施强调处理。

(7)在上述的第三实施方式中，说明了根据检测模式从光源31a或光源31b照射激发光的例子，但是也可以从2个光源同时照射激发光。

(8)在上述的第三实施方式中，说明了按照与检测对象物质的荧光的峰值波长对应的方式在导电部件设置有开口部的荧光滤光片321的例子，但是荧光滤光片321也可以由将光子晶体(photonic crystal)、有机膜滤光片、有机膜滤光片重叠而得到的部件构成。

(9)在上述的第三实施方式和第四实施方式中，说明了滤光片部32b具备使多个不同波长的荧光透过的荧光滤光片321的例子，但是也可以构成为：在滤光片部32b中还具备与第二实施方式同样的彩色滤光片121。在该情况下，滤光片部32b例如构成为交替地排列有：图11B中例示的3×3的荧光滤光片321的1个单元；和交替地配置有RGB的各彩色滤光片的3×3的彩色滤光片的1个单元。

(10)在上述的第二实施方式、第三实施方式和第四实施方式中，说明了显示基于检测出的荧光的受光量的图像的例子，但是也可以构成为显示检测出的荧光的受光量。另外，在该情况下，也可以由用户选择荧光图像和荧光的受光量中的任一个，显示被选择的一方。或者，也可以使得与荧光图像一起显示荧光的受光量。

符号说明

1A、1B、1C、1D、1E      荧光检测装置

2    机器人型清扫机

10      箱体

11、31     照射部

11a、11b、31a、31b     光源

12、22、32    摄像部

12a     受光部

12a_1      光电转换元件

12a_2      信号配线

12b、22b      滤光片部

12c     透镜部

12d     快门部

13      操作部

13a     电源按钮

13b     照射按钮

13c     快门按钮

13d     模式切换按钮

14、24     显示部

15      控制部

16      存储部

121、321      荧光滤光片

122     彩色滤光片

52      刷子

53R、53L     驱动辊

54      吸引部

Claims (5)

1.一种荧光检测装置，其特征在于，具备：

能够携带的箱体；

照射部，该照射部设置在所述箱体内，向被摄体照射预先确定的波段的激发光；

滤光片部，该滤光片部设置在所述箱体内，具有使所述被摄体相对于所述激发光发出的特定波长的荧光透过的荧光滤光片；

受光部，该受光部设置在所述箱体内，接收透过所述荧光滤光片的所述荧光；和

提示部，该提示部设置在所述箱体内，向用户提示基于所述受光部的受光结果的信息。

2.如权利要求1所述的荧光检测装置，其特征在于：

所述滤光片部具有使相互不同的多个所述特定波长的荧光分别透过的多个所述荧光滤光片，

所述受光部接收透过所述多个荧光滤光片的所述荧光，

所述提示部基于所述受光部的受光结果，按所述多个特定波长的每个波长，提示基于受光量的信息。

3.如权利要求2所述的荧光检测装置，其特征在于：

还具备存储荧光光谱信息的存储部，该荧光光谱信息表示与多个物质的各个物质对应的荧光光谱，

所述提示部基于所述受光部的受光结果和所述荧光光谱信息，确定与由所述受光部接收的所述荧光对应的所述物质，提示所确定的所述物质。

4.如权利要求1～3中任一项所述的荧光检测装置，其特征在于：

所述滤光片部还具有使规定波段的可见光透过的彩色滤光片，

所述受光部区别地接收透过所述荧光滤光片的荧光和透过所述彩色滤光片的可见光，

所述提示部生成并提示基于所述受光部的所述荧光的受光量和所述可见光的受光量的图像、基于所述荧光的受光量的图像、和基于所述可见光的受光量的图像中的至少1个。

5.一种清扫机，其为一边自己行走一边进行集尘的清扫机，其特征在于，具备：

照射部，该照射部向被摄体照射预先确定的波段的激发光；

滤光片部，该滤光片部具有使所述被摄体相对于所述激发光发出的特定波长的荧光透过的荧光滤光片；

受光部，该受光部接收透过所述荧光滤光片的所述荧光；和

控制部，该控制部基于所述受光部的受光结果来控制集尘。