(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外光及び可視光に対し受光感度を有するイメージセンサと、
被写体からの光を前記イメージセンサに集光するレンズと、
前記イメージセンサから出力された画像信号を処理する画像処理部と、を備え、
前記画像処理部は、可視光を含む照明下での第１の時刻に前記イメージセンサから出力された画像信号と可視光を含む照明下での第２の時刻に前記イメージセンサから出力された画像信号との差分信号を取得し、該差分信号が所定値以上であれば該差分信号に紫外発光に対応する信号が含まれると判断して、該差分信号に基づき第１の画像信号を生成することを特徴とするイメージングシステム。
【請求項２】
前記画像処理部は、前記第１の時刻に前記イメージセンサから出力された画像信号と前記第１の画像信号または増幅された前記第１の画像信号とが合成された第１の合成画像信号をさらに生成することを特徴とする請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項３】
異なる波長の光に対し前記レンズの焦点距離を調整するように前記レンズの位置を制御する焦点制御部をさらに有し、
前記焦点制御部は、前記第１及び第２の時刻において前記レンズの焦点距離を前記紫外光に対して合わせるように前記レンズの位置を制御し、可視光を含む照明下での第３の時刻において前記レンズの焦点距離を前記可視光に対して合わせるように前記レンズの位置を制御し、
前記画像処理部は、前記第３の時刻に前記イメージセンサから出力された画像信号と前記第１の画像信号または増幅された前記第１の画像信号とが合成された第２の合成画像信号をさらに生成することを特徴とする請求項１に記載のイメージングシステム。
【請求項４】
前記第１の合成画像信号に基づいて前記被写体の画像を表示する表示部をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のイメージングシステム。
【請求項５】
前記第２の合成画像信号に基づいて前記被写体の画像を表示する表示部をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のイメージングシステム。
【請求項６】
前記差分信号が前記所定値未満であれば、前記イメージセンサによる前記被写体の撮影を続行することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のイメージングシステム。
【請求項７】
前記紫外光の波長域は２００ｎｍ以上４００ｎｍ未満であり、前記可視光の波長域は４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のイメージングシステム。
【請求項８】
紫外光及び可視光に対し受光感度を有するイメージセンサと、
被写体からの光を前記イメージセンサに集光するレンズと、
前記イメージセンサから出力された画像信号を処理する画像処理部と、を少なくとも備えるイメージングシステムを用いた紫外発光箇所特定方法であって、
前記イメージセンサにより可視光を含む照明下での第１及び第２の時刻に被写体を撮影し、それぞれ画像信号を取得するステップと、
前記画像処理部により前記第１の時刻に取得した画像信号と前記第２の時刻に取得した画像信号との差分信号を得るステップと、
前記画像処理部により当該差分信号が所定値以上かどうかを判断し、該差分信号が所定値以上であれば該差分信号に紫外発光に対応する信号が含まれると判断するステップと、
前記紫外発光に対応する信号が含まれた差分信号に基づいて、前記画像処理部により第１の画像信号を生成するステップと、
前記第１の画像信号に基づいて、前記画像処理部により前記被写体における紫外発光箇所を特定するステップと、を備えることを特徴とする紫外発光箇所特定方法。
【請求項９】
前記第１の画像信号または増幅された前記第１の画像信号と前記第１の時刻に取得した画像信号とが合成された第１の合成画像信号に基づいて、前記画像処理部により前記被写体における前記紫外発光箇所を特定することを特徴とする請求項８に記載の紫外発光箇所特定方法。
【請求項１０】
前記第１及び第２の時刻において、前記レンズの焦点距離を前記紫外光に対して合わせるように前記レンズの位置を調整するステップと、
可視光を含む照明下での第３の時刻において、前記レンズの焦点距離を前記可視光に対して合わせるように前記レンズの位置を調整するステップと、
前記イメージセンサにより前記第３の時刻に被写体を撮影し、画像信号を取得するステップと、をさらに備え、
前記第１の画像信号または増幅された前記第１の画像信号と前記第３の時刻で取得した画像信号とが合成された第２の合成画像信号に基づいて、前記画像処理部により前記被写体における前記紫外発光箇所を特定することを特徴とする請求項８に記載の紫外発光箇所特定方法。
【請求項１１】
前記画像処理部により当該差分信号が所定値以上かどうかを判断し、前記差分信号が前記所定値未満であれば、前記イメージセンサによる前記被写体の撮影を続行するステップをさらに備えることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１項に記載の紫外発光箇所特定方法。
【請求項１２】
前記紫外光の波長域は２００ｎｍ以上４００ｎｍ未満であり、前記可視光の波長域は４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の紫外発光箇所特定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は微弱な紫外光を屋外または照明環境下で撮影し、微弱な紫外光発生箇所を特定することができるイメージングシステムとそれを用いた紫外発光箇所特定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、４００ｎｍ未満の波長を有する紫外線と、これに対し相当微弱な可視光とを同時に紫外線撮影手段に取込み、背景を目視しつつ部分放電を検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。微弱な紫外光を外光や照明下において肉眼で検出しようとすると、照明光等が邪魔になって見ることができないため、紫外線と同時に微弱な可視光を取込み、可視光に基づいて背景を確認している。なお、特許文献１に記載された光電変換部材において、紫外光の量子効率に対する可視光の短波長側（４００ｎｍ）の量子効率は２桁低く、４６０ｎｍでは５桁も低い（特許文献１の第１図参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０１−１５２３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、可視光を含む照明下で微弱な紫外光を検出するためには可視光をカットするための専用フィルタを設ける必要があり、装置が高価になってしまう。また、特許文献１に開示された従来の技術では、可視光を含む照明下で微弱な紫外光を検出するために光電変換部材での可視光の感度を上述のように大きく下げている。よって、可視光の光量が十分でない場合、背景が十分に確認できず、微弱な紫外光の発光箇所を特定することは難しい。また、可視光として検知できる波長域は青色（４００ｎｍ付近）のみであり、これより長い緑色や赤色等の波長域では光電変換部材が受光感度を有していない。よって、この従来技術を使用できる照明環境が限られるという課題がある。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、背景の可視光の感度を落とすことなく、微弱な紫外光を検出し、その発光箇所を特定することができるイメージングシステム及び発光箇所特定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明では、異なる時刻に取得された画像信号の差分を取って紫外発光に対応する画像信号を得るようにした。
【０００７】
具体的には、本発明に係るイメージングシステムは、紫外光及び可視光に対し受光感度を有するイメージセンサと、被写体からの光を前記イメージセンサに集光するレンズと、前記イメージセンサから出力された画像信号を処理する画像処理部と、を備え、前記画像処理部は、可視光を含む照明下での第１の時刻に前記イメージセンサから出力された画像信号と可視光を含む照明下での第２の時刻に前記イメージセンサから出力された画像信号との差分信号を取得し、該差分信号が所定値以上であれば該差分信号に紫外発光に対応する信号が含まれると判断して、該差分信号に基づき第１の画像信号を生成することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、異なる時刻に取得された画像信号の差分が所定値以上であれば紫外発光を含む信号であると判断し、当該差分に基づいた第１の画像信号を生成することで、被写体での紫外発光が微弱な場合にも、その発光を検知することができる。
【０００９】
前記画像処理部は、前記第１の時刻に前記イメージセンサから出力された画像信号と前記第１の画像信号または増幅された前記第１の画像信号とが合成された第１の合成画像信号をさらに生成するのが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、主に可視光を含む画像から被写体の輪郭等を得ることができ、これと紫外光に対応する画像とから、被写体における紫外発光箇所を特定することができる。
【００１１】
異なる波長の光に対し前記レンズの焦点距離を調整するように前記レンズの位置を制御する焦点制御部をさらに有し、前記焦点制御部は、前記第１及び第２の時刻において前記レンズの焦点距離を前記紫外光に対して合わせるように前記レンズの位置を制御し、可視光を含む照明下での第３の時刻において前記レンズの焦点距離を前記可視光に対して合わせるように前記レンズの位置を制御し、前記画像処理部は、前記第３の時刻に前記イメージセンサから出力された画像信号と前記第１の画像信号または増幅された前記第１の画像信号とが合成された第２の合成画像信号をさらに生成するのが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、紫外光に対応する画像と可視光に対応する画像とをそれぞれ鮮明に取得でき、被写体における発光箇所をより確実に特定できる。また、紫外光に対応する画像のＳ／Ｎ比を向上させてより鮮明な画像信号を得ることができる。
【００１３】
前記第１または第２の合成画像信号に基づいて前記被写体の画像を表示する表示部をさらに備える、のが好ましい。
【００１４】
本発明に係る紫外発光箇所特定方法は、紫外光及び可視光に対し受光感度を有するイメージセンサと、被写体からの光を前記イメージセンサに集光するレンズと、前記イメージセンサから出力された画像信号を処理する画像処理部と、を少なくとも備えるイメージングシステムを用いた紫外発光箇所特定方法であって、前記イメージセンサにより可視光を含む照明下での第１及び第２の時刻に被写体を撮影し、それぞれ画像信号を取得するステップと、前記画像処理部により前記第１の時刻に取得した画像信号と前記第２の時刻に取得した画像信号との差分信号を得るステップと、前記画像処理部により当該差分信号が所定値以上かどうかを判断し、該差分信号が所定値以上であれば該差分信号に紫外発光に対応する信号が含まれると判断するステップと、前記紫外発光に対応する信号が含まれた差分信号に基づいて、前記画像処理部により第１の画像信号を生成するステップと、前記第１の画像信号に基づいて、前記画像処理部により前記被写体における紫外発光箇所を特定するステップと、を備えることを特徴とする。
【００１５】
この方法によれば、異なる時刻に取得された画像信号の差分が所定値以上であれば紫外発光を含む信号であると判断し、当該差分に基づいた第１の画像信号を生成することで、被写体での紫外発光が微弱な場合にも、その発光及び発光箇所を検知できる。また、紫外発光箇所を特定することにより、例えば、設備の異常等を検知できる。
【００１６】
前記第１の画像信号または増幅された前記第１の画像信号と前記第１の時刻に取得した画像信号とが合成された第１の合成画像信号に基づいて、前記画像処理部により前記被写体における前記紫外発光箇所を特定する、のが好ましい。
【００１７】
この方法によれば、主に可視光を含む画像から被写体の輪郭等を得ることができ、これと紫外光に対応する画像とから、被写体における紫外発光箇所を特定し、設備の異常等を検知できる。
【００１８】
前記第１及び第２の時刻において、前記レンズの焦点距離を前記紫外光に対して合わせるように前記レンズの位置を調整するステップと、可視光を含む照明下での第３の時刻において、前記レンズの焦点距離を前記可視光に対して合わせるように前記レンズの位置を調整するステップと、前記イメージセンサにより前記第３の時刻に被写体を撮影し、画像信号を取得するステップと、をさらに備え、前記第１の画像信号または増幅された前記第１の画像信号と前記第３の時刻で取得した画像信号とが合成された第２の合成画像信号に基づいて、前記画像処理部により前記被写体における前記紫外発光箇所を特定する、のが好ましい。
【００１９】
この方法によれば、紫外光に対応する画像と可視光に対応する画像とをそれぞれ鮮明に取得でき、被写体における紫外発光箇所をより確実に特定できる。また、紫外光に対応する画像のＳ／Ｎ比を向上させてより鮮明な画像を得られるため、被写体における発光箇所をより確実に特定できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るイメージングシステムによれば、背景の可視光の感度を落とすことなく、背景の可視光と微弱な紫外光を検出することができる。また、紫外光に対してＳ／Ｎ比の高い画像を出力することができる。本発明に係る紫外発光箇所特定方法によれば、屋外または人工の照明環境下においても、被写体における微弱な紫外光を検出し、紫外発光箇所を明確に特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態１に係るイメージングシステムの機能ブロック図である。
【図２】実施形態１に係る紫外発光箇所を特定するためのフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態２に係るイメージングシステムの機能ブロック図である。
【図４】実施形態２に係る紫外発光箇所を特定するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【００２３】
（実施形態１）
図１は、本実施形態に係るイメージングシステムの機能ブロック図を示す。このイメージングシステム１００の撮影対象光は紫外光と可視光である。なお、本明細書において、紫外光の波長域は２００ｎｍ以上４００ｎｍ未満とし、可視光の波長域は４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下とするが、紫外光の波長域を３００ｎｍ以上３８０ｎｍ以下、可視光の波長域を４００ｎｍ以上６５０ｎｍ以下としてもよい。
【００２４】
イメージングシステム１００は、被写体Ｓからの光を集光するレンズ（集光レンズ）１０１と、レンズ１０１で集光された光を受光し、光電変換するイメージセンサ１０２と、イメージセンサ１０２からの出力信号を処理する画像処理部１０３とを備えている。
【００２５】
レンズ１０１は、可視光だけでなく紫外光を透過するため、石英等の純度の高いガラスやアクリル等の樹脂材料でできている。イメージセンサ１０２は、紫外光と可視光の両方に所定の受光感度を有する光電変換膜（図示せず）を有している。光電変換膜は、例えば、シリコンや有機材料からなる。
【００２６】
イメージセンサ１０２からの出力信号を処理する画像処理部１０３は、例えば、ＤＳＰ（Ｄｉｇｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）あるいはこれらの組合せ等で構成され、イメージセンサ１０２の各画素からの出力信号を記憶して、演算処理を行う機能を有している。また、演算処理されたイメージセンサ１０２の出力信号を画像信号として出力する機能を有している。
【００２７】
表示部１０４は、画像処理部１０３から出力された画像信号を受信して画像として表示し、液晶モニターや有機ＥＬパネルを用いたモニター等を用いることができる。なお、表示部１０４はイメージングシステム１００に組み込まれていてもよい。
【００２８】
また、イメージングシステム１００は所定の場所内を移動する車両等に備え付けられていてもよい。また、携帯して持ち運び可能な構成でもよい。より好ましくは、イメージングシステム１００、特にレンズ１０１とイメージセンサ１０２は、所定の場所に固定して配置されているのがよい。定期的に対象物を撮影する際、背景が大きく変化しないため、後述する発光箇所の特定フローにおいて、差分信号に含まれる対象信号成分を抽出しやすくなる。イメージセンサ１０２と画像処理部１０３との信号の授受、または画像処理部１０３と表示部１０４との信号の授受は有線に限らず、図示しない無線通信部を介して行ってもよい。
【００２９】
本実施形態において想定している撮影環境は、例えば、屋外に設置した水素ステーションの高圧水素配管からリークした水素が燃焼しているという状況である。水素が燃焼した炎は紫外光を発光しているが、背景の可視光に対してその強度が小さい。また、人間の目は紫外光に対して感度を有していない。よって、通常は、水素が燃焼した炎の発光を肉眼で検出することは困難である。
【００３０】
そこで、本実施形態では、紫外光と可視光の両方に所定の受光感度を有するイメージセンサ１０２を用いて、異なる時刻における画像信号の差分を取って紫外光に対応する画像信号を取得するようにしている。
【００３１】
図２は、本実施形態に係る紫外発光箇所を特定するためのフローチャートを示す。
【００３２】
時刻ｔ＝ｔ１で、イメージングシステム１００を用いて被写体Ｓを撮影し、イメージセンサ１０２から画像処理部１０３に画像信号Ａ１を出力する（ステップＳ１）。なお、本実施形態において、被写体Ｓは水素ステーションに敷設された高圧水素配管あるいは当該配管の集合体である。
【００３３】
時刻ｔ＝ｔ２（ｔ１≠ｔ２）で、イメージングシステム１００を用いて被写体Ｓを撮影し、イメージセンサ１０２から画像処理部１０３に画像信号Ａ２を出力する（ステップＳ２）。画像処理部１０３で、画像信号Ａ１と画像信号Ａ２との差分信号Ａ３を生成する（ステップＳ３）。
【００３４】
次に、差分信号Ａ３が所定値以上かどうかを判断し（ステップＳ４）、差分信号Ａ３が所定値未満であればステップＳ１に戻って被写体Ｓの撮影を続行する。一方、差分信号Ａ３が所定値以上であれば、画像処理部１０３で、差分信号Ａ３を増幅して増幅信号Ａ４を得る（ステップＳ５）。差分信号Ａ３が所定値以上であるときは、時刻がｔ１からｔ２に進む間に、イメージセンサ１０２で受光した光量に変化があったと言える。例えば、時刻ｔ＝ｔ１において水素配管からの水素漏れがなく、時刻ｔ＝ｔ２において高圧水素配管から水素が漏れ出し燃えているとすると、差分信号Ａ３から水素漏れの情報を取得することができる。この場合、差分信号Ａ３及びその増幅信号Ａ４は、水素が燃焼して発する紫外光に主に対応する画像信号に相当すると判断する。
【００３５】
次に、画像処理部１０３で、画像信号Ａ１に増幅信号Ａ４を加算して合成画像信号ＣＩを得る（ステップＳ６）。差分信号Ａ３が画像信号Ａ１やＡ２に比べてかなり小さいことが想定されるため、差分信号Ａ３を増幅して増幅信号Ａ４を得ることで、背景画像に対応する画像信号Ａ１またはＡ２と増幅信号Ａ４との間で輝度等のバランスを取るようにしている。合成画像信号ＣＩを表示部１０４に入力し、表示された画像から高圧水素配管における紫外発光箇所、すなわち、水素ガス漏れが起こっている箇所を特定する（ステップＳ７）。
【００３６】
本実施形態によれば、イメージセンサ１０２が紫外光と可視光に対して受光感度を有するため、紫外光の発光箇所とその背景とを同時に撮影して画像信号を生成し、これを取り込むことができる。また、異なる時刻で撮影した画像信号の差分を取ることで紫外光のみに対応した画像信号を得ることができ、紫外発光が起こっている場所、つまり、本実施形態の場合は水素ガスの漏れ出ている場所を特定することができる。また、紫外光に対応した画像信号と背景に対応する画像信号、すなわち、可視光に対応する画像信号との合成画像を生成し、これを分析することで、例えば、高圧水素配管中のどの部分から水素ガスが漏れ出ているのかを容易に特定できる。
【００３７】
また、レンズ１０１として、紫外光と可視光との両方に対して色収差補正がなされたものを用いると、レンズ１０１は特殊かつ高価なものとなるが、色収差補正が行われていないレンズを用いると、一般的かつ安価なレンズを用いることができ、装置コストを低減できる。
【００３８】
また、配管が正常であるとわかっている時点を時刻ｔ１として、画像信号Ａ１を取得するのが好ましい。つまり、時刻ｔ１における被写体Ｓからの光は主に可視光であり、画像信号Ａ１は主として可視光に対応する画像信号である。また、この場合に、時刻ｔｎ（ｎは２以上の整数）で取得した画像信号Ａｎと画像信号Ａ１との差分が所定値以下であれば、画像信号Ａｎも主として可視光に対応した画像信号であると判断できる。従って、画像信号Ａ１及び画像信号Ａｎのいずれの値をステップＳ６での合成画像ＣＩの生成に用いてもよい。
【００３９】
また、外光下での撮影では、日中と夜間とで、あるいは季節や天候等によって背景からの光量が異なるため、配管が正常であるとわかっているときに、これらの変化に対して複数の画像を撮影して、そのデータを保存しておき、日常の監視において、そのときの季節等に応じて、予め保存された画像信号との差分を取って、差分信号Ａ３が所定値以上かどうかを判断してもよい。
【００４０】
また、ステップＳ４において、撮影領域を複数領域に区切って、個々の領域での単位面積あたりの差分信号Ａ３の値が所定値以上かどうかを判断してもよい。このようにすることで、より確実に紫外発光場所の有無を判断できる。
【００４１】
また、差分信号Ａ３の強度が十分に強いときは、必ずしも差分信号Ａ３を増幅する必要はなく、その場合は、ステップＳ５をスキップし、ステップＳ６において画像信号Ａ１またはＡ２と差分信号Ａ３とから合成画像信号ＣＩを生成してもよい。ステップＳ４とＳ５の間に、差分信号Ａ３の値あるいは撮影領域を複数領域に区切って、個々の領域での単位面積あたりの差分信号Ａ３の最大値等が所定値以上かどうかを判断し、所定値以上であればステップＳ４をスキップするようにしてもよい。
【００４２】
なお、外光等の可視光の影響を低減するという観点から言えば、上記の時刻ｔ１とｔ２とはほぼ同時刻であってもよい。
【００４３】
（実施形態２）
図３は、本実施形態におけるイメージングシステムの機能ブロック図を示す。本実施形態で示す構成は、レンズ（集光レンズ）３０１の位置を制御し、焦点距離を調整する焦点制御部３０５を設けている点で、実施形態１に示した構成と異なる。また、レンズ３０１は色収差補正が行われていないレンズである。なお、本実施形態においても、被写体Ｓは水素ステーションに敷設された高圧水素配管あるいは当該配管の集合体である。
【００４４】
焦点制御部３０５を用いてレンズ３０１の焦点を入射光の波長に応じて制御することで紫外発光箇所をより正確に検知することができる。
【００４５】
図４は、本実施形態に係る紫外発光箇所を特定するためのフローチャートを示す。
【００４６】
まず、焦点制御部３０５により、紫外光に合わせてレンズ３０１の焦点距離を調整する（ステップＳ１１）。ステップＳ１２からステップＳ１６までは、図２に示すフローチャートのステップＳ１からＳ５までと同様であるので、詳細な説明を省略する。なお、図４に示す画像信号Ｂ１，Ｂ２と差分信号Ｂ３及びその増幅信号Ｂ４は、それぞれ図２に示す画像信号Ａ１，Ａ２と差分信号Ａ３及びその増幅信号Ａ４に相当する。差分信号Ｂ３が所定値以上であるときは、時刻がｔ１からｔ２に進む間に、イメージセンサ３０２で受光した光量に変化があったと言える。例えば、時刻ｔ＝ｔ１において水素配管からの水素漏れがなく、時刻ｔ＝ｔ２において高圧水素配管から水素が漏れ出し燃えているとすると、差分信号Ｂ３から水素漏れの情報を取得することができる。この場合、差分信号Ｂ３及びその増幅信号Ｂ４は、水素が燃焼して発する紫外光に対応する画像信号に相当する。
【００４７】
次に、焦点制御部３０５により、可視光に合わせてレンズ３０１の焦点距離を調整する（ステップＳ１７）。時刻ｔ＝ｔ３で、イメージングシステム３００を用いて被写体Ｓを撮影し、イメージセンサ３０２から画像処理部３０３に画像信号Ｂ５を出力する（ステップＳ１８）。
【００４８】
次に、画像処理部３０３で、画像信号Ｂ５に増幅信号Ｂ４を加算して合成画像信号ＣＩを得る（ステップＳ１９）。差分信号Ｂ３が画像信号Ｂ５に比べてかなり小さいことが想定されるため、差分信号Ｂ３を増幅して増幅信号Ｂ４を得ることで、背景画像に対応する画像信号Ｂ５と増幅信号Ｂ４との間で輝度等のバランスを取るようにしている。合成画像信号ＣＩを表示部３０４に入力し、表示された画像から高圧水素配管における紫外発光箇所、すなわち、水素ガス漏れが起こっている箇所を特定する（ステップＳ２０）。
【００４９】
本実施形態によれば、紫外光に合わせてレンズ３０１の焦点距離を調整した上で撮影を行うため、時刻ｔ１及びｔ２において、紫外光に対応する画像を鮮明に取得することができる。また、可視光に合わせてレンズ３０１の焦点距離を調整した上で撮影を行うため、時刻ｔ３において、可視光に対応する背景画像を鮮明に取得することができる。よって、これらの画像を合成した合成画像において、紫外光に対応する画像と可視光に対応する画像とをより鮮明に区別して認識することができ、紫外発光箇所を確実に特定できる。
【００５０】
このことについて、さらに詳細に説明する。
【００５１】
差分信号Ｂ３には、可視光に対応する信号成分Ｓ１と紫外光に対応する信号成分Ｓ２とが含まれており、このＳ／Ｎ比（信号／ノイズ比）は（式１）で表わされる。
【００５２】
【数１】
0006788849.tif 000002
【００５３】
ここで、分母のノイズ成分には、信号成分Ｓ１のショットノイズ（Ｓ１の平方根に相当）と信号成分Ｓ２のショットノイズ（Ｓ２の平方根に相当）とが含まれる。信号成分Ｓ１が信号成分Ｓ２に対して非常に大きい場合、（式１）から明らかなように差分信号Ｂ３のＳ／Ｎ比は低下する。
【００５４】
一方、本実施形態によれば、レンズ３０１の焦点距離を紫外光に合わせて調整した上で画像信号を取得している。このため、被写体Ｓからの可視光成分はイメージセンサ３０２の受光面（図示せず）上で焦点が合わない状態で取り込まれる。つまり、イメージセンサ３０２の各画素あたりに入射する可視光の光量が小さくなる。よって、画素単位で見ると、差分信号Ｂ３に含まれる信号成分Ｓ１を小さくでき、差分信号Ｂ３のＳ／Ｎ比を向上させることができる。このことにより、合成画像信号ＣＩにおいて紫外光に対応する信号がより強くなり、紫外発光箇所を確実に特定できる。
【００５５】
なお、実施形態２において、焦点制御部３０５を用いてレンズ３０１の焦点調整を行ったが、手動で調整してもよい。また、紫外光の波長とレンズ３０１の設計パラメータとから、紫外光に対するレンズ３０１の焦点調整量を事前に見積もることが可能であり、焦点制御部３０５を駆動する際にこの値を用いてもよい。
【００５６】
なお、本実施形態において、時刻ｔ１で紫外光に焦点を合わせた画像を取得した後に、時刻ｔ３で可視光に焦点を合わせた画像を取得しているが、紫外光に焦点を合わせた画像を取得する前に可視光に焦点を合わせた画像を取得してもよい。つまり、時刻ｔ３は時刻ｔ１の前であってもよい。
【００５７】
また、水素ステーションでの水素ガス漏れ及びそれに起因する火災監視のために、実施形態１及び２に係るイメージングシステムを適用する例を示したが、本発明に係るイメージングシステムはこれ以外の用途にも適用できる。例えば、電力設備での放電検知にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係るイメージングシステムは、屋外など明るい場所においても微弱な紫外光を検知できるため、設備の異常監視等に応用できる。
【符号の説明】
【００５９】
１００，３００  イメージングシステム
１０１，３０１  レンズ（集光レンズ）
１０２，３０２  イメージセンサ
１０３，３０３  画像処理部
１０４，３０４  表示部
３０５          焦点制御部
Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ５  所定の時刻で取得した画像信号
Ａ３，Ｂ３      紫外光に対応する差分信号
Ａ４，Ｂ４      紫外光に対応する増幅信号
ＣＩ            合成画像信号（第１または第２の合成画像信号）
Ｓ              被写体
【図１】
0006788849.tif 000003
【図２】
0006788849.tif 000004
【図３】
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【図４】
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