JP2004309314A

JP2004309314A - 蛍光検出ヘッド、蛍光検出装置および蛍光検出システム

Info

Publication number: JP2004309314A
Application number: JP2003103431A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Maeda; 和紀前田; Toshiaki Fukui; 俊明福井
Original assignee: TAIYO DENKI KK; TAIYO ELECTRIC Manufacturing
Current assignee: TAIYO DENKI KK; TAIYO ELECTRIC Manufacturing
Priority date: 2003-04-07
Filing date: 2003-04-07
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】暗室を不要とし、被試験物に押し付けるだけで容易に励起光に対する蛍光を検出することができる蛍光検出ヘッドを提供する。
【解決手段】外殻２１は、検出作業者が片手で保持可能に構成し、その先端部に設けた測定穴２１２を容易に被試験物９に押し付けられるようにする。外殻２１に内蔵した励起光源２２からの励起光は、集光光学系２３によって外殻２１の測定穴２１２に集光される。被試験物９が発した蛍光を受光する受光光学系２４は、前記測定穴を狙うように位置決めされる。受光光学系２４が受光した蛍光は、光ファイバー２５によって蛍光検出ヘッド２の外部に取り出される。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被試験物に励起光を照射したときに発せられる蛍光を検出するための蛍光検出ヘッド、蛍光検出装置および蛍光検出システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
合成樹脂等の高分子材料に各種の蛍光物質を含有させ、これに励起光を照射したときに放射される蛍光と、高分子材料の種類情報、製造履歴情報、真偽判別情報等を予め関連付けておくことで、高分子材料等に各種の情報を付与する方法等が提案されている（特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
このような方法において、高分子材料等に付与された情報の判別は、被試験物となる高分子材料に励起光を照射し、この励起光に対して放射される蛍光をスペクトル分析することが想定されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３３２４１４号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００２−３３６７９８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、情報の判別のために十分な蛍光を被試験物から受光するには、外乱光の影響を避けるために暗室内で検出しなければならなかった。
【０００７】
さらに、被試験物から蛍光を放射させるには励起光を集光させなければならない。このため、励起光源および励起光を集光する光学系と被試験物とを正確に位置決めしなければならず、また、蛍光を受光する側の光学系においても、励起光を受けて蛍光を放射している部分を狙うために、被試験物に対して正確に位置決めをしなければならなかった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、被試験物からの蛍光の検出を容易に行うことができる蛍光検出ヘッド、蛍光検出装置および蛍光検出システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明にかかる蛍光検出ヘッドは、遮光性を有し、先端部に測定穴が設けられ、検出作業者が片手あるいは両手で保持可能に構成された外殻と、前記外殻に内蔵された励起光源と、前記励起光源からの励起光を前記測定穴に集光する集光光学系と、前記測定穴を狙うように位置決めされ、前記測定穴に押し付けられた被試験物が前記励起光を受けることによって発する蛍光を受光する受光光学系と、前記受光光学系が受光する蛍光を外部に取り出す光ファイバーと、を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
このような蛍光検出ヘッドによると、外殻は片手あるいは両手で保持でき、また測定穴は外殻の先端部に設けられているため、検出作業者は外殻の測定穴を容易に被試験物に押し付けることができる。そして、外殻の測定穴を被試験物に押し付けると、外殻によって外部からの外乱光が遮蔽されるため、暗室内ではない任意の場所であっても被試験物から発せられる微弱な蛍光が外乱光の影響を受けることがない。さらに、励起光源から発せられる励起光は測定穴に集光され、受光光学系はこの測定穴を狙うように予め位置決めされているので、外殻の測定穴を被試験物に密着させるだけで、被試験物に確実に蛍光を放射させ、かつこの蛍光を検出するための位置決めが完了する。したがって、被試験物からの蛍光の検出を容易に行うことができる。
【００１１】
また、このような蛍光検出ヘッドにおいては、前記外殻は前記先端部が先細形状に構成されていることが望ましい。
【００１２】
このようにすると、検出作業者はさらに容易に外殻の測定穴を被試験物に押し付けることが可能となるため、被試験物からの蛍光の検出をさらに容易に行うことができる。
【００１３】
また、このような蛍光検出ヘッドにおいては、前記集光光学系は、前記励起光を集光する焦点位置が、前記測定穴より前記外殻の外側または内側にずれた位置となるように構成されていることが望ましい。
【００１４】
このようにすると、励起光は外殻の測定穴を通過するときに若干の広がりを持ち、測定穴が押し付けられた被試験物の表面では若干の広がりを有する領域に励起光が照射されることとなるため、被試験物に十分な蛍光を放射させることができる。
【００１５】
また、このような蛍光検出ヘッドにおいては、前記集光光学系によって前記励起光が集光される焦点位置を、前記励起光の照射方向について移動可能な焦点位置移動機構を備えたことが望ましい。
【００１６】
このようにすると、外殻の測定穴を通過するときの励起光の広がりの程度や、励起光が集光する焦点を被試験物表面からどの程度の深さ位置にするかなど、励起光の照射条件を調整することができるため、被試験物の種類やその他の条件に対応して適切に試験物から蛍光を放射させることができる。
【００１７】
また、このような蛍光検出ヘッドにおいては、前記受光光学系および光ファイバーを複数組備え、各受光光学系は前記測定穴を互いに異なる方向から狙うように配置されていることが望ましい。
【００１８】
このようにすると、励起光が照射されることで被試験物から全方向に放射される蛍光のより多くを受光して、高い検出感度を得ることができる。
【００１９】
また、このような蛍光検出ヘッドにおいては、前記複数の受光光学系は、それぞれが前記測定穴を狙う方向が前記測光穴を取り囲むように配置されていることが望ましい。
【００２０】
このようにすると、各受光光学系が干渉することを軽減しながら測定穴周りのスペースを効率的に利用してより多くの蛍光を受光することができる。
【００２１】
また、このような蛍光検出ヘッドにおいては、前記受光光学系は、前記測光穴から取り込まれる蛍光を前記光ファイバーの一端の受光面に集光することが望ましい。
【００２２】
このようにすると、光ファイバーによって外部に取り出される光量を効率的に高めることができる。
【００２３】
また、このような蛍光検出ヘッドにおいては、前記光ファイバーは、その一端の受光面が前記測定穴を直接狙うように前記測定穴に近接して配置されることにより、前記受光光学系を兼ねることが望ましい。
【００２４】
このようにすると、光ファイバーとは別個の受光光学系を必要とせず、より簡素な構成で蛍光を検出することができる。
【００２５】
また、このような蛍光検出ヘッドにおいては、前記測定穴に前記被試験物が押し付けられたことを検出する検出手段と、前記検出手段において前記測定穴に被試験物が押し付けられたことが検出されている時にのみ、前記励起光源を発光可能に制御する制御手段と、を備えることが望ましい。
【００２６】
このようにすると、外殻の外部に励起光や蛍光が漏れることを防止でき、検出作業者がこれらの光を浴びることを防止することができる。
【００２７】
また、本発明にかかる蛍光検出装置は、前記のいずれかの蛍光検出ヘッドと、前記蛍光検出ヘッドが備える前記光ファイバーの他端が接続され、前記被試験物が発した蛍光を分光する分光器と、を備えたことを特徴とするものである。
【００２８】
このような蛍光検出装置によると、蛍光検出ヘッドで受光した蛍光を分光器で分析することができる。また、蛍光検出ヘッドが分光器とは別体に構成されるため、検出作業者は蛍光検出ヘッドを容易に取り回すことができる。
【００２９】
また、このような蛍光検出装置においては、前記分光器によって検出される前記被試験物が発した蛍光のスペクトル情報から、前記スペクトル情報に関連付けられた情報を判別する判別手段と、前記判別結果を出力する出力手段と、を備えたことが望ましい。
【００３０】
このようにすると、被試験物の種類情報、製造履歴情報、真偽判別情報等の各種情報が蛍光のスペクトル情報に予め関連付けられることで被試験物に付与されている場合等には、この被試験物に付与されている各種情報等を判別することができる。
【００３１】
また、このような蛍光検出装置においては、前記スペクトル情報に関連付けられた情報を判別する判別手段を備えた所定のサーバに対し、前記分光器によって検出される前記被試験物が発した蛍光のスペクトル情報をネットワーク回線を介して送信し、前記サーバにおける前記判別手段の判別結果をネットワーク回線を介して受信する送受信手段と、前記判別結果を出力する出力手段と、を備えたことが望ましい。
【００３２】
このようにすると、被試験物の種類情報、製造履歴情報、真偽判別情報等の各種情報が蛍光のスペクトル情報に予め関連付けられることで被試験物に付与されている場合等には、この被試験物に付与されている各種情報等を判別することができる。また、被試験物の各種情報と蛍光のスペクトル情報との関係をサーバ側で管理するため、この関係を秘匿化することができる。また、蛍光検出装置には判別手段を必要としないため、その構成を簡素なものとすることができる。
【００３３】
また、本発明にかかる蛍光検出システムは、前記の蛍光検出装置およびサーバを備えたことを特徴とするものである。
【００３４】
このような蛍光検出システムによると、被試験物の種類情報、製造履歴情報、真偽判別情報等の各種情報が蛍光のスペクトル情報に予め関連付けられることで被試験物に付与されている場合等には、この被試験物に付与されている各種情報等を判別することができる。また、被試験物の各種情報と蛍光のスペクトル情報との関係をサーバ側で管理するため、この関係を秘匿化することができる。また、蛍光検出装置には判別手段を必要としないため、その構成を簡素なものとすることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、具体的な実施形態に基づいて本発明を説明する。なお、以下の実施形態では、意図的に各種の蛍光物質を含有された被試験物を想定しており、蛍光物質を含有することで放射する蛍光のスペクトルには、予め設定されたルールに従い、被試験物の種類情報、製造履歴情報、真偽判別情報等が関連付けられているものとする。
【００３６】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態にかかる蛍光検出装置の全体外観図である。この蛍光検出装置１は、蛍光検出ヘッド２と装置本体３とからなる。
【００３７】
蛍光検出ヘッド２は、検出作業者に手に持たれて被試験物９に直接押し付けられ、励起光に対して被試験物９が放射する蛍光を取り込むものである。
【００３８】
図２は、この蛍光検出ヘッド２の断面図である。この蛍光検出ヘッド２は、外殻２１と、励起光源２２と、集光光学系２３と、受光光学系２４と、光ファイバー２５と、照射スイッチ２６と、を備えている。以下、各部について順に説明する。
【００３９】
外殻２１は、蛍光検出ヘッド２の各部品が取り付けられる基体となるものである。また、外殻２１は遮光性を有する材料から構成され、その内部に外乱光が侵入することを防止するものである。具体的には、外殻２１は３次元切削加工したアルミニウム材から形成されている。
【００４０】
外殻２１は、全体として、検出作業者が片手で軽く保持できる大きさに構成されている。また、外殻２１は、ペン等と同じように保持できる太さおよび長さに構成されており、ペン先を押し付けるようにして、その先端を被試験物に押し付けられる形状および大きさに構成されている。具体的には、この実施形態では、外形寸法が直径約４０ｍｍ、全長が約１２０ｍｍの略円筒形状に構成されている。
【００４１】
図３は、外殻２１の斜視図である。
【００４２】
外殻２１の先端側は先細の略円錐部２１１が形成され、その先端部に外殻２１の内外を貫通する測定穴２１２が設けられている。このような先細形状の先端に測定穴２１２が設けられることで、検出作業者は測定穴２１１を被試験物９の表面に容易に押し付けることができるようになっている。また、この測定穴２１２を被試験物９に押し付けたとき十分に密着させることができ、測定穴２１２から外乱光が侵入することを防止することができる。
【００４３】
測定穴２１２のサイズは被試験物９に押し付けたときに外乱光が外殻２１の内部に進入しない程度のサイズであることが望ましい。この実施形態では測定穴２１２は、直径４ｍｍの円形孔となっている。
【００４４】
外殻２１の略円錐形状の周面の一部には、光ファイバー２５が接続された受光光学系２４を取り付けるための受光光学系取付部２１２が設けられている。この受光光学系取付部２１２は、外殻２１の内外を貫通している。
【００４５】
外殻２１の長手方向中央は、円筒形状の胴部２１４が形成され、検出作業者が掴みやすい形状となっている。この胴部２１４には、照射スイッチ２６を取り付けるための照射スイッチ取付部２１５が設けられている。
【００４６】
外殻２１の後端側には、長手方向中央の胴部２１４より若干小径の円筒形状に部からなる光源収容部２１６が形成されている。
【００４７】
励起光源２２は、被試験物９に照射する励起光を発するものである。この実施形態では、励起光源２２は、キセノンフラッシュランプから構成されている。
【００４８】
図２に示すように、この励起光源２２は、外殻２１の光源収容部２１６に内蔵され、外殻２１内の所定位置に固定されている。
【００４９】
励起光源２２を転倒するための高圧電源ケーブル２２１は、外殻２１の後端部の光源収容部２１６の後端面から装置本体３に接続されている。
【００５０】
集光光学系２３は、励起光源２２が発する励起光を外殻２１の先端部に設けられた測定穴２１２に集光するものである。この実施形態では、集光光学系２３は、外殻２１の後端部の光源収容部２１５に収容された集光ミラーから構成されている。
【００５１】
図２に示すように、この集光光学系２３は、励起光を集光した焦点位置Ｆが、測定穴２１２より外殻２１の外側にずれた位置となるように構成され、配置されている。
【００５２】
図４は、集光光学系の焦点位置の説明図である。この図４において、Ｓは外殻２１の下端面、すなわち測定穴２１２が押し付けられた被試験物９の表面の高さ位置を示している。またＤは、測定穴２１２の直径を示している。
【００５３】
この図４に示すように、集光光学系２３による励起光の焦点位置Ｆは、被試験物９の表面高さ位置Ｓよりも下方にずれており、励起光が測定穴２１２を通るときの形（広がり）は測定穴２１２の径Ｄとほぼ同一となっている。
【００５４】
このことにより被試験物９の表面のうち測定穴２１２の内側領域全体が励起光の照射を受けることになるため、この領域全体が蛍光を放射することになる。したがって、励起光の焦点位置Ｆが被試験物９の表面の高さ位置にある場合には励起光が照射される非常に小さい領域のみからのみ蛍光が放射されることとなることと比較して、より多くの蛍光を放射させうることになる。
【００５５】
また、励起光の径は測定穴２１２の径Ｄとほぼ同一であるから、測定穴２１２の周囲に遮られて励起光が被試験物９に到達せず損失することもない。
【００５６】
受光光学系２４は、測定穴２１２に押し付けられた被試験物が励起光を受けることによって発する蛍光を受光して、これを光ファイバー２５の一端の受光面２５１に集光するものである。この受光光学系２４は、測定穴２１１を狙うように位置決めされている。
【００５７】
図５は、受光光学系２４の断面説明図である。この図５に示すように、受光光学系２４は、コリメートレンズ２４１と、コリメートレンズ２４１が取り付けられるレンズホルダー２４２と、光ファイバー２５が取り付けられる光ファイバーホルダー２４３とを備えている。
【００５８】
コリメートレンズ２４１は、この実施形態では、平凸レンズから構成されており、受光した平行光を一点に集光する。この集光した一点に、光ファイバー２５の一端の受光面２５１が位置するようになっている。具体的には、光ファイバー２５は、その被覆された本体部２５３が光ファイバーホルダー２４３で支持されているが、その芯部はレンズホルダー２４２に挿し込まれ、コリメートレンズ２４１に平行光が入射すれば、光ファイバー２５の受光面に集光するようになっている。
【００５９】
レンズホルダー２４２は、外殻２１の受光光学系取付部２１３に嵌め込まれ、接着あるいはネジ止め等の固定手段によって固定される。レンズホルダー２４２は、こうして外殻２１に装着されたとき、コリメートレンズ２４１の位置および向きが測定穴２１２を狙うようになっている。
【００６０】
コリメートレンズ２４１は、その直径が測定穴２１２の直径とほぼ同一の４ｍｍとなっている。このため、測定穴２１２から受光光学系２５の方向に向かって放射された蛍光を、十分に受光することができる。
【００６１】
光ファイバー２５は、受光光学系２４が受光する蛍光を外部に取り出すものである。
【００６２】
光ファイバー２５の一端の受光面２５１は、図５に示すように、集光光学系２４のコリメートレンズ２４１によって蛍光が集光される集光点に位置している。また光ファイバー２５の他端２５２は、後述する図６に示すように、検出装置本体３の分光器３１に接続されている。
【００６３】
照射スイッチ２６は、検出作業者が励起光源２２の点灯と消灯を操作するものである。
【００６４】
この実施形態では、照射スイッチ２６は、押圧時にのみＯＮとなり、押圧解除時には自動的にＯＦＦとなる押しボタンスイッチから構成されている。これにより、必要なときにのみ励起光源２２を点灯させることができるようになっている。
【００６５】
図２に示すように、照射スイッチ２６は、外殻２１の胴部２１４に取り付けられている。これにより、検出作業者がこの蛍光検出ヘッド２を保持している手で容易に励起光源２２のＯＮ／ＯＦＦ操作ができるようになっている。
【００６６】
検出装置本体３は、蛍光検出ヘッド２によって取り込まれる被試験物９が放射した蛍光を分光処理するものである。この実施形態における検出装置本体３は、蛍光を分光して得たスペクトルから、さらにこの蛍光のスペクトルに関連付けられた各種の情報、すなわちこの被試験物９に与えられた情報を判別する機能をも果たすようになっている。
【００６７】
この検出装置本体３は、図１に示すように、持ち運びのためのハンドル３６を備え、蛍光検出ヘッド２とともに持ち運び可能となっており、任意の場所で被試験物９の蛍光検出作業を行うことができるようになっている。
【００６８】
図６は、検出装置本体３の内部構成の機能ブロック図である。この図６に示すように、検出装置本体３は、分光器３１および励起光源２２のための高圧電源部３５を内蔵したコンピュータから構成されている。このコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク装置等の記憶手段および外部入出力装置等を備えている。このコンピュータは、機能的に、スペクトルパターン記憶手段３２と、比較判断手段３３と、モニタ３４とを備えている。
【００６９】
分光器３１は、蛍光検出ヘッド２において検出された蛍光を分光して、蛍光のスペクトル波形を得るものである。この分光器３１には、蛍光検出ヘッド２が備える光ファイバー２５の他端２５２が接続されている。この分光器３１によって得られる蛍光のスペクトル波形は、これを比較判断手段３３に送られ、このスペクトル波形に関連付けられた情報が判別される。
【００７０】
スペクトルパターン記憶手段３２は、意図的に各種の蛍光物質を含有された被試験物が発する蛍光の種々のスペクトルパターンと、各スペクトルパターンに関連付けられた被試験物の種類情報、製造履歴情報、真偽判別情報等の種々の情報とを記憶するものである。すなわち、被試験物９に蛍光のスペクトルを介して種々の情報を担わせるための予め設定されたルールを記憶するものである。このスペクトルパターン記憶手段３２は、比較判断手段３３とともに判別手段として機能する。
【００７１】
この実施形態では、このスペクトルパターン記憶手段３２は、スペクトル波形そのものをスペクトルパターンとして記憶している。
【００７２】
比較判断手段３３は、被試験物９が発した蛍光のスペクトル波形（スペクトル情報）から、このスペクトル波形（スペクトル情報）に関連付けられた各種の情報、すなわちこの被試験物９に与えられた情報を判別するものである。この比較判断手段３３は、スペクトルパターン記憶手段３２とともに判別手段として機能する。
【００７３】
この実施形態では、比較判断手段３３は、スペクトルパターン記憶手段３２に予め記憶されている多数のスペクトルパターンと、被試験物９が発した蛍光のスペクトル波形（スペクトル情報）とを順次比較し、一致するスペクトルパターンに関連付けられた情報をスペクトルパターン記憶手段３２から読み出すようになっている。
【００７４】
図７は、スペクトル波形の分析の一例を示す説明図である。図７（ａ）は、スペクトルパターン記憶手段３２に予め記憶されてるスペクトルパターンの一例、図７（ｂ）は、被試験物９から検出したスペクトル波形の一例を示している。
【００７５】
図７（ａ）に示すスペクトルパターンと、図７（ｂ）に示すスペクトル波形とは厳密には一致していない。しかしながら、実際に被試験物９から検出されたスペクトル波形（図７（ｂ））は、ノイズ等の影響を受けている可能性があるため、ここでは、いくつかの（具体的には３つ）のピーク波長が一致することをもって両者が一致すると判断する。そうすると、図７（ａ）、（ｂ）は、ともにピーク波長はａ，ｂ，ｃであるため、両者は一致していると判断される。
【００７６】
したがって、この場合、図７（ａ）に示したスペクトルパターンに関連付けられ、スペクトルパターン記憶手段３２に記憶されている情報が、判別結果となる。
【００７７】
モニタ３３は、比較判断手段３３における判別結果（判別された情報）を出力し、検出作業者に伝達するものである。このモニタ３４は、出力手段として機能する。
【００７８】
高圧電源部３５は、蛍光検出ヘッド２の励起光源２２に発光のための高圧電源を供給するものである。この高圧電源部３５には、高圧電源ケーブル２２１およびスイッチ信号線２６１が接続されており、検出作業者が照射スイッチ２６をＯＮ操作したときに、励起光源２２に高圧電源を供給するようになっている。
【００７９】
以上のように構成された蛍光検出装置１によると、このような蛍光検出ヘッド１を片手で保持して測定穴２１２を容易に被試験物９に押し付け、暗室内ではない任意の場所であっても、外乱光の影響を受けることなく、被試験物９から発せられる微弱な蛍光を検出することができる。
【００８０】
さらに、励起光源２２から発せられる励起光は測定穴２１２に集光され、受光光学系２４はこの測定穴２１２を狙うように予め位置決めされているので、外殻２１の測定穴２１２を被試験物９に密着させるだけで、被試験物９に確実に蛍光を放射させ、かつこの蛍光を検出するための位置決めが完了する。したがって、被試験物９からの蛍光の検出を容易に行うことができる。
【００８１】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。
【００８２】
図８は、第２実施形態にかかる蛍光検出ヘッド４の断面説明図である。
【００８３】
なお、以下の実施形態では重複説明を避けるため、上記第１実施形態と実質的に同じ機能を果たす構成要素には原則として同符号を付し、特に言及しない構成は上記第１実施形態と実質的に同じとする。
【００８４】
この第２実施形態にかかる蛍光検出ヘッド４は、複数組の受光光学系４４…および光ファイバー２５…を備え、各受光光学系４４…が測定穴２１２を互いに異なる方向から狙うように配置したものである。
【００８５】
図９は、複数の受光光学系４４…の配置を概念的に表現した説明図である。この図９に概念的に示すように、複数の受光光学系４４…は、測定穴２１２の周囲を取り囲むように配置され、測定穴２１２の周囲からそれぞれ測定穴２１２を狙うようになっている。
【００８６】
このような蛍光検出ヘッド４によると、励起光が照射されることで被試験物９から全方向に放射される蛍光を効率的に受光して高い検出精度を得ることができる。
【００８７】
特に１０以上の受光光学系４４…によって、測定穴２１２から取り込まれる蛍光を受光するようにすると、放射される蛍光が微弱であっても、これを十分に受光することが可能となる。
【００８８】
また、各受光光学系４４…が干渉することを軽減しながら測定穴２１２周りのスペースを効率的に利用することができる。
【００８９】
なお、この第２実施形態では、集光光学系４３がコリメートレンズから構成され、励起光源２２から照射される励起光を測定穴２１２に集光するようになっている。
【００９０】
また、集光光学系４３が励起光を集光した焦点位置Ｆは、測定穴２１２と同じ高さ位置、すなわち被試験物９の表面高さ位置に調整されている。このようにすると、焦点位置Ｆに非常に強い励起光を照射することができるため、蛍光放射のために十分に強い励起光の照射が必要とする場合には好適である。
【００９１】
さらに、この場合、蛍光は、集光光学系４３による焦点位置Ｆが位置する被試験物９表面上の一点のみから照射されるため、複数の受光光学系４４…はこの１点からの光を効率的に受光して光ファイバー２５に集光できるように、両凸のコリメータレンズから構成されている。
【００９２】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。
【００９３】
図１０は、第３実施形態にかかる蛍光検出ヘッド５の先端部分の断面図である。
【００９４】
この第３実施形態にかかる蛍光検出ヘッド５は、複数の光ファイバー５５…がその一端の受光面５５１で測定穴２１２を直接狙うように測定穴２１２に近接して配置したものである。
【００９５】
このようにすると、各光ファイバー５５…が、自身の受光面５５１…に被試験物からの蛍光を受光する受光光学系を兼ねることとなり、光ファイバー５５…とは別個のコリメートレンズのような受光光学系を必要とないため、簡素な構成が実現できる。
【００９６】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。
【００９７】
図１１は、第４実施形態にかかる蛍光検出ヘッド６の斜視斜視図である。
【００９８】
この第４実施形態にかかる蛍光検出ヘッド６は、集光光学系２３によって励起光が集光される焦点位置Ｆを、励起光の照射方向について移動可能な焦点位置移動機構を備えたものである。
【００９９】
具体的には、この焦点位置移動機構は、励起光源２２および集光光学系２３を収容する光源収容部６６を、測定穴２１２が形成された外殻６１に対してネジ止めによって結合させたネジ結合部６７から構成されており、光源収容部６６を外殻６１に対して回転させることで、励起光源２２および集光光学系２３を測定穴２１２に対して接離させる方向に移動できるようになっている。
【０１００】
このような焦点移動機構を備えることにより、外殻６１の測定穴２１２を通過するときの励起光の広がりの程度を変更したり、励起光が集光する焦点Ｆを被試験物よりも手前のＦ’位置にしたり、被試験物の表面から内部に入り込んだ深い位置Ｆにするなど、励起光の照射条件を調整することができるため、被試験物の種類やその他の条件に対応して適切に試験物から蛍光を放射させることができる。
【０１０１】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態について説明する。
【０１０２】
図１２は、第５実施形態にかかる蛍光検出ヘッド７の先端部分の断面図である。
【０１０３】
この第５実施形態は、測定穴２１２が被試験物９に押し付けられたことを検出する検出手段を備え、この検出手段において測定穴２１２に被試験物９が押し付けられたことが検出されている時にのみ、励起光源２２を発光させるようにしたものである。
【０１０４】
具体的には、この検出手段は、外殻７１の下面の測定穴２１２に近接する位置に配置され、被試験物９と接触して押し込まれるリミットスイッチ７７として構成されており、測定穴２１２が被試験物９に押し付けられたことを検知するようになっている。
【０１０５】
そして、検出装置本体３の高圧電源部３５は、このリミットスイッチ（検出手段）７７が被試験物９を検知し、かつ照射スイッチ２６が検出作業者によってＯＮ操作されている場合に限り、励起光源２２を点灯するようになっている。
【０１０６】
このような蛍光検出ヘッド７によると、測定穴２１２が被試験物９に押し付けられているときにのみ励起光源２２が点灯するようになるから、外殻７１の外部励起光が漏れることを防止して、検出作業者がこれらの光を意図せず浴びてしまうような事態を防止することができる。
【０１０７】
（第６実施形態）
次に、第６実施形態について説明する。
【０１０８】
図１３は、第６実施形態にかかる蛍光検出システム８の全体構成図である。
【０１０９】
上述した第１実施形態等では、蛍光検出ヘッド２において検出した被試験物の蛍光を直接光ファイバ２５で接続された検出装置本体３で分光し、さらに被試験物９が担う各種の情報を判別するようにしていた。これに対し、この第６実施形態にかかる蛍光検出システム８は、検出装置本体３で分光して得られたスペクトル情報を、ネットワーク回線を介して遠隔地のサーバコンピュータに送信し、このサーバコンピュータにおいて被試験物９が担う各種の情報の判別を行うように構成したものである。ネットワーク回線とは、遠隔地での情報の送受を担う媒体であればよく、たとえばインターネット、携帯電話網等を挙げることができる。
【０１１０】
具体的には、この蛍光検出システム８は、被試験物から蛍光を検出する蛍光検出装置８１と、サーバコンピュータ８４とを備えている。
【０１１１】
蛍光検出装置８１は、蛍光検出ヘッド８２と、検出装置本体８３とを備え、被試験物がある現場近傍にある。蛍光検出ヘッド８２は、上述した第１〜第５実施形態のいずれかと同様の構成を備えている。検出装置本体８３は、被試験物が放射した蛍光を分光してスペクトル情報を得る分光器８３１と、被試験物９が担う各種情報を検出作業者等に提示するためのモニタ８３４と、高圧電源を供給する高圧電源部８３５に加え、スペクトル情報をサーバコンピュータ８４に送信し、判別結果を受信する送受信手段８３６を備えている。
【０１１２】
サーバコンピュータ８４は、検出装置本体８３からスペクトル情報を受信し、判別結果を送信する送受信手段８４１と、スペクトルパターン記憶手段８４２と、比較判断手段８４３とを備えており、受信したスペクトル情報をスペクトルパターン記憶手段８４２に記憶している予め設定されたスペクトルパターンと比較して、一致するスペクトルパターンに関連付けられた情報を特定し、これを判別結果として検出装置本体８３に送信するようになっている。具体的な方法は、上述した第１実施形態において検出装置本体３にて行われる方法と同様である。
【０１１３】
このような蛍光検出システム８によると、蛍光検出装置８１（検出装置本体８３）には、検出した蛍光のスペクトルを分析して、判断するための判別手段を必要としないため、その構成を簡素なものとすることができる。また、被試験物に関する各種情報と蛍光のスペクトル情報との関係をサーバコンピュータ側で管理できるため、この関係を秘匿化することができる。
【０１１４】
（その他の実施形態）
以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、たとえば以下のように構成してもよい。
【０１１５】
（１）上記実施形態では、蛍光検出ヘッドを片手で保持できる大きさとしたが、検出作業者が両手で保持することを想定した大きさや形状であってもよい。
【０１１６】
（２）測定穴２１１の形状は円形でなくてもよい。
【０１１７】
（３）上記実施形態では、励起光源２２としてハロゲンランプを例示したが、被試験物９から蛍光を引き出す励起光を照射できるものであれば、その種類は問わない。
【０１１８】
（４）上記実施形態では、図４に示したように、集光光学系２３による励起光の焦点位置Ｆを測定穴２１２よりも外角２１の外側になるようにしたが、図４にＳ’で示す焦点位置Ｆを含む高さ位置に外殻２１の下面を位置させたり、あるいは、図４にＳ”で示す焦点位置Ｆよりも下側に外殻２１の下面を位置させるようにしてもよい。
【０１１９】
（５）上記実施形態では、光ファイバー２５の受光面２５１に蛍光を集光する受光光学系としてコリメートレンズを用いた構成を例示したが、集光ミラーなどを用いてもよい。
【０１２０】
（６）上記第２実施形態（図８，図９）では、複数の受光光学系４４…を測定穴２１２を１重に取り囲むように配置したが、測定穴２１２を２重、３重に取り囲むように配置してもよい。被試験物９からの蛍光は全方向に放射されるため、このようにすると、より多くの蛍光を受光することができる。
【０１２１】
（７）被試験物９が発した蛍光のスペクトル情報からこれに関連付けられた情報を判別する方法は、上記一例（図７）に限定されない。
【０１２２】
また、判別に供されるスペクトル情報は、スペクトル波形そのものでなく、スペクトル波形から取り出される特定の特徴でもよい。具体的には、スペクトル波形における１または複数のピーク波長、ピーク波長における光強度、ピーク波長近傍の波形（半値幅）、複数のピーク波長における光強度比など、種々の情報を挙げることができる。
【０１２３】
また、これと比較するためのスペクトルパターンについても、被試験物から検出されたスペクトル情報と比較することができる情報であればよい。
【０１２４】
また、被試験物９から検出されたスペクトル情報と予め設定されているスペクトルパターンとが一致するか否かの判断も、その判別対象とする情報の重要性や、判断手法の信頼性（誤認率）等を考慮して、任意の公知の方法から適宜採用すればよい。
【０１２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、蛍光検出ヘッドの外殻は片手あるいは両手で保持でき、また測定穴は外殻の先端部に設けられているため、検出作業者は外殻の測定穴を容易に被試験物に押し付けることができる。そして、外殻の測定穴を被試験物に押し付けると、外殻によって外部からの外乱光が遮蔽されるため、暗室内ではない任意の場所であっても被試験物から発せられる微弱な蛍光が外乱光の影響を受けることがない。さらに、励起光源から発せられる励起光は測定穴に集光され、受光光学系はこの測定穴を狙うように予め位置決めされているので、外殻の測定穴を被試験物に密着させるだけで、被試験物に確実に蛍光を放射させ、かつこの蛍光を検出するための位置決めが完了する。したがって、被試験物からの蛍光の検出を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態にかかる蛍光検出装置の全体外観図である。
【図２】蛍光検出ヘッドの断面図である。
【図３】外殻の斜視図である。
【図４】集光光学系の焦点位置の説明図である。
【図５】受光光学系の断面説明図である。
【図６】検出装置本体の内部構成の機能ブロック図である。
【図７】スペクトル波形の分析の一例を示す説明図であり、（ａ）は、予め記憶されてるスペクトルパターンサンプルの一例、（ｂ）は、被試験物から検出したスペクトル波形の一例を示している。
【図８】第２実施形態にかかる蛍光検出ヘッドの断面説明図である。
【図９】複数の受光光学系の配置を概念的に表現した説明図である。
【図１０】第３実施形態にかかる蛍光検出ヘッドの先端部分の断面図である。
【図１１】第４実施形態にかかる蛍光検出ヘッドの斜視斜視図である。
【図１２】第５実施形態にかかる蛍光検出ヘッドの先端部分の断面図である。
【図１３】第６実施形態にかかる蛍光検出システムの全体構成図である。
【符号の説明】
１蛍光検出装置
２蛍光検出ヘッド
２１外殻
２１２測定穴
２２励起光源
２３集光光学系
２４受光光学系
２４１コリメートレンズ
２５光ファイバー
２５１受光面
２６照射スイッチ
３検出装置本体
３１分光器３１
３２スペクトルパターン記憶部（判別手段）
３３比較判断手段（判別手段）
３４モニタ（出力手段）
３５高圧電源部
９被試験物

Claims

遮光性を有し、先端部に測定穴が設けられ、検出作業者が片手あるいは両手で保持可能に構成された外殻と、
前記外殻に内蔵された励起光源と、
前記励起光源からの励起光を前記測定穴に集光する集光光学系と、
前記測定穴を狙うように位置決めされ、前記測定穴に押し付けられた被試験物が前記励起光を受けることによって発する蛍光を受光する受光光学系と、
前記受光光学系が受光する蛍光を外部に取り出す光ファイバーと、
を備えたことを特徴とする蛍光検出ヘッド。
前記外殻は前記先端部が先細形状に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の蛍光検出ヘッド。
前記集光光学系は、前記励起光を集光する焦点位置が、前記測定穴より前記外殻の外側または内側にずれた位置となるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光検出ヘッド。
前記集光光学系によって前記励起光が集光される焦点位置を、前記励起光の照射方向について移動可能な焦点位置移動機構を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の蛍光検出ヘッド。
前記受光光学系および光ファイバーを複数組備え、各受光光学系は前記測定穴を互いに異なる方向から狙うように配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の蛍光検出ヘッド。
前記複数の受光光学系は、それぞれが前記測定穴を狙う方向が前記測光穴を取り囲むように配置されていることを特徴とする請求項５に記載の蛍光検出ヘッド。
前記受光光学系は、前記測光穴から取り込まれる蛍光を前記光ファイバーの一端の受光面に集光することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の蛍光検出ヘッド。
前記光ファイバーは、その一端の受光面が前記測定穴を直接狙うように前記測定穴に近接して配置されることにより、前記受光光学系を兼ねることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の蛍光検出ヘッド。
前記測定穴に前記被試験物が押し付けられたことを検出する検出手段と、
前記検出手段において前記測定穴に被試験物が押し付けられたことが検出されている時にのみ、前記励起光源を発光可能に制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の蛍光検出ヘッド。
請求項１〜９のいずれかに記載の蛍光検出ヘッドと、
前記蛍光検出ヘッドが備える前記光ファイバーの他端が接続され、前記被試験物が発した蛍光を分光する分光器と、
を備えたことを特徴とする蛍光検出装置。
前記分光器によって検出される前記被試験物が発した蛍光のスペクトル情報から、前記スペクトル情報に関連付けられた情報を判別する判別手段と、
前記判別結果を出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の蛍光検出装置。
前記スペクトル情報に関連付けられた情報を判別する判別手段を備えた所定のサーバに対し、前記分光器によって検出される前記被試験物が発した蛍光のスペクトル情報をネットワーク回線を介して送信し、前記サーバにおける前記判別手段の判別結果をネットワーク回線を介して受信する送受信手段と、
前記判別結果を出力する出力手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の蛍光検出装置。
請求項１２に記載の蛍光検出装置およびサーバを備えたことを特徴とする蛍光検出システム。