JPH0783830A

JPH0783830A - 花粉センサ

Info

Publication number: JPH0783830A
Application number: JP5228941A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Sakata; 雅一坂田; Kenji Sano; 健志佐野; Masayuki Fujita; 政行藤田; Sukeyuki Fujii; 祐行藤井; Yoshitaka Nishio; 佳高西尾; Kenichi Shibata; 賢一柴田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-09-14
Filing date: 1993-09-14
Publication date: 1995-03-31

Abstract

(57)【要約】【目的】簡便で且つ高精度に花粉量を定量する花粉セ
ンサを提供することを目的とする。【構成】花粉に励起光を照射する光源１と、該励起光
が照射された花粉から放出されるルミネッセンスを検出
する検出部６と、を備え、この検出部６から得られる前
記ルネッセンス強度から花粉量を定量する構成として
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、花粉量を定量する花粉
センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、杉、ヒノキ、又はヤシャブシ等の
植物の花粉に起因するアレルギー症状、所謂花粉症に悩
む人の数は増加の傾向にあり、大きな社会問題となって
いる。

【０００３】アレルギー症を予防する方法としては、静
電フィルタや電気集塵機能を用いて空気中の花粉を収集
する空気清浄機を利用する方法が知られている。このよ
うな空気清浄機では、室内の花粉量が所定濃度になった
場合に動作する機能や室内の花粉濃度に応じて空気清浄
機への吸引量を調節する機能等が求められている。ま
た、室内の花粉量が所定濃度になった際に上記空気清浄
機を使用しない場合でも、マスクで花粉の吸引を防止す
る等の手立てが望まれる。

【０００４】このように、花粉症の防止などのために、
空気中の花粉量を定量することが必要である。

【０００５】従来、花粉量を定量する手段としては、フ
ィルタを介して一定体積量の空気を吸引した後、このフ
ィルタ上の花粉粒子を顕微鏡観察により計測する顕微鏡
観察法、花粉に光を照射して生じる散乱光強度から花粉
量を測定する方法、又は抗花粉抗体の単分子膜を主面上
に設けた水晶振動子を蒸留水に浸漬した後、この蒸留水
に外気を導入して単分子膜に抗原抗体反応により花粉を
付着させ、水晶振動子の振動数変化から花粉量を定量す
る方法（特開平４−３１５０５３号公報：Ｇ０１Ｎ３３
／５４３）等が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記顕
微鏡観察法は、非常に繁雑であり、簡便性に欠けるとい
った問題があった。また、散乱光強度から花粉量を測定
する方法では、花粉以外の塵や埃も測定されるので、高
精度に定量できないといった問題があった。また、水晶
振動子を用いる方法では、高純度、高品質の抗花粉抗体
の単離が困難であるといった問題の他、一旦付着した花
粉を水晶振動子から除去する必要があり、測定が繁雑で
あるといった問題があった。

【０００７】従って、本発明は上述の問題点を鑑みなさ
れたものであり、簡便で且つ高精度に花粉量を定量する
花粉センサを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の花粉センサは、
花粉に励起光を照射する光源と、該励起光が照射された
花粉から放出されるルミネッセンスを検出する検出部
と、を備え、該検出部から得られる前記ルネッセンス強
度から花粉量を定量することを特徴とする。

【０００９】特に、前記励起光は紫外線光からなり、前
記検出部は可視光領域のルミネッセンスを検出すること
を特徴とする。

【００１０】更に、前記検出部は前記励起光の入射を防
止する防止手段を備えたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明の構成によれば、励起光が照射された花
粉から放出されるルミネッセンスを検出するので、励起
光の波長領域以外のルミネッセンス強度から花粉量を定
量可能である。従って、花粉以外の塵や埃などを殆ど検
出することなく花粉量を高精度に定量できる。更に、斯
る構成によれば、センサ内部から花粉を除去することな
く動作可能であり且つ花粉中から特定物質を単離する必
要がないので、花粉の定量が簡便であり、また空気中に
浮遊する花粉量をリアルタイムで定量可能である。

【００１２】特に、前記励起光は紫外線光からなる場合
には、発光するルミネッセンスは可視光領域を含む。従
って、この場合には可視光領域のルミネッセンス強度か
ら花粉量を感度よく検出できるのである。

【００１３】更に、前記検出部は前記励起光の入射を防
止する防止手段を備えた場合には、検出部の感度が上が
る。

【００１４】

【実施例】本発明は、本願発明者が、花粉に励起光を照
射した場合に花粉からルミネッセンスが発せられるこ
と、特に紫外線光を照射した場合に特有のピークを可視
光領域にもつルミネッセンスが発せられるのを見出した
ことに基づいてなされたものである。例えば、図１は、
杉花粉にピーク波長が約３４０ｎｍのスペクトルを有す
るＸｅランプを照射した際の杉花粉から放出されるルミ
ネッセンススペクトル図である。この図から杉花粉は４
７０ｎｍ近傍にピーク波長をもつ可視光領域のルミネッ
センスを発することが判る。杉花粉以外の花粉も紫外線
を照射した場合に可視光領域を含むルミネッセンスを生
じるが、これらルミネッセンスが螢光であるか又はリン
光であるかは同定できていない。

【００１５】本発明の第１実施例に係る花粉センサを図
面を用いて説明する。図２は本実施例の花粉センサを示
す概略構成図である。

【００１６】図中、１は花粉センサの本体（外部光の遮
蔽体）である。２はこの本体１の前面の吸気口１ａに接
続され外部空気を導入するための給気通路（給気管）で
ある。３はこの給気通路２に連結され吸気口１ａから外
部空気を導入せしめるための例えばエアポンプからなる
空気吸入器である。

【００１７】４はこの空気吸入器３の後方から本体１の
後面の排出口１ｂに接続され且つ該本体１の内部に励起
光の入射部４ａとルミネッセンスの出射部４ｂを有する
給気通路（給気管）である。この給気通路４の励起光の
入射部４ａとルミネッセンスの出射部４ｂは、それぞれ
励起光と検出するルミネッセンスに対して光透過性を有
する。本実施例の給気通路４は、紫外線領域〜可視光領
域までの光を十分に透過する断面１０ｍｍ角の石英ガラ
ス管からなり、入射部４ａと出射部４ｂは略共通の位置
となる。

【００１８】５は花粉に含まれる分子を励起状態に遷移
させるための励起光を出力する光源であって、該励起光
が給気通路４の入射部４ａに対し斜めに入射されるよう
に本体１内部に配置されている。この励起光は紫外線領
域の光が好ましく、本実施例では図３に示すようにピー
ク波長が約３４０ｎｍのスペクトルを有するＸｅランプ
を使用した。

【００１９】６は、励起光が照射された花粉が発するル
ミネッセンスを検出できるように給気通路４の入射部４
ａと同じ側であって且つ励起光の入射方向と所定角度
（例えば２０〜４０度程度）をなす方向に出射部４ｂに
対向配置されたルミネッセンスを検出する光電管、フォ
トダイオード、又はアモルファスシリコンカラーセンサ
等から選択される光検出器６ａを有する光検出部であ
る。花粉に紫外線領域の光が照射される場合、可視光領
域に特有のピークを含むルミネッセンスが生じるので、
本実施例の検出部６には、可視光領域の光が検出可能な
光検出器が利用でき、例えば３８０ｎｍ〜８００ｎｍの
波長領域の光を検出するマルチチャンネル型フォトダイ
オード（ＭＣＰＤ−１００；大塚電子（株）社製）を使
用した。

【００２０】前記検出部６は、検出器６ａの受光面と出
射部４ｂの間に設けられ、励起光の反射光が検出器６ａ
の受光面に入射するのを防止するためのガラスフィル
タ、ゼラチンフィルタ、又は誘電体多層膜フィルタ等か
らなる励起光カットフィルタ（防止手段）６ｂを有す
る。本実施例の励起光カットフィルタ６ｂは、Ｃｅ⁴⁺イ
オンを含有するガラスフィルタ（紫外線カットフィル
タ）である。

【００２１】７は、入射部４ａ及び出射部４ｂへ迷光が
入るのを防止するために光源５、検出部６、入射部４
ａ、及び出射部４ｂの周囲を覆う例えば金属製遮蔽手段
であり、その内壁は光の乱反射を防止するため、黒塗り
されている。

【００２２】８は、検出部６へ光源５からの励起光又は
その反射光が入射するのを防止する表面黒塗りの金属板
からなる遮蔽手段である。

【００２３】９は検出器６ａで検出されたルミネッセン
ス強度に応じた電流を単位体積当りに含まれる花粉の個
数の信号に変換処理する信号処理部である。１０は信号
処理部９で信号処理されたルミネッセンス強度に応じた
前記信号を数値表示する表示部である。

【００２４】斯るセンサは、空気吸入器３を動作させ、
吸気口１ａから吸入された外部空気を、給気通路２、空
気吸入器３、及び入射部４ａと出射部４ｂを含む給気通
路４を介して、排出口１ｂから所望の一定流量となった
状態で排出させると共に、光源５及び検出器６ａを動作
させて使用する。この光源５から出力された励起光は、
入射部４ａから給気通路４を一定流量で流れる前記外部
空気に照射され、この空気中に花粉が含まれる場合に
は、この花粉から発せられるルミネッセンスが出射部４
ｂから出射し、励起光カットフィルタ６ｂを介して検出
器６ａに入射される。この検出器６ａでは、その入射さ
れたルミネッセンス強度に応じた電流が発生し、信号処
理部９でこの電流値は単位体積当りに含まれる花粉の個
数の情報に変換され、表示部１０でその値が表示され
る。

【００２５】図４は、前記空気吸入器３を動作させて吸
気口１ａから排気口１ｂヘの杉花粉を含む外部空気の流
量を０．３リットル／分に設定した際の花粉センサの検
出器６ａの出力電流値（μＡ）と、その時の外部空気に
含まれる杉花粉の量を従来の顕微鏡観察法（尚、花粉の
捕獲には網目空隙が５μｍのフィルタを使用）により求
めた単位体積当りに含まれる杉花粉の個数の関係を示
す。尚、同条件で花粉を含まない空気の場合の検出器６
ａの出力電流値（バックグランドノイズ）は、約０．１
μＡである。

【００２６】この図４から、検出器６ａの出力電流値と
単位体積当りに含まれる杉花粉の個数が略比例関係にあ
ることが判る。従って、上記信号処理部９では、バック
グランドノイズがある場合には、このノイズの引き算を
行った出力電流値から予め入力されている比例関係情報
に基づいて単位体積当りに含まれる杉花粉の個数が算出
される。

【００２７】表１に、図４と同じ条件の外部空気の場合
と、この外部空気にタバコの煙又はチョークの粉等の
塵、埃を更に混入した場合の検出器６ａの出力電流値を
示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】この表１から、これら２つの場合におい
て、出力電流値に殆ど変動がないことが判る。即ち、
塵、埃が花粉の検出感度に影響を与えないことが判る。
これは、一般に塵、埃に紫外線が照射されても可視光領
域のルミネッセンスを発せず、単に乱反射（散乱）され
るからである。

【００３０】このように、この花粉センサは、紫外線が
照射された花粉が発する可視光領域のルミネッセンスの
みに基づいて空気中に浮遊する花粉の量を測定するの
で、埃や塵が花粉として検出する虞がなく、高精度に花
粉量を定量できる。また、花粉センサでは、花粉の中か
ら特定物質を単離する必要もなく、又花粉を検知する部
分に花粉が付着する虞れもないので、簡便且つリアルタ
イムで花粉量を定量できる。

【００３１】図５（ａ）は第２実施例に係る花粉センサ
の示す概略構成図、図５（ｂ）は同図（ａ）中の一点破
線Ａ−Ａに沿った断面概略構成図である。第１実施例と
異なる点は、光源及び検出部の配置及び遮蔽手段の形状
であり、第１実施例と共通する部分及び対応する部分に
は同一符号を付してその説明は割愛する。

【００３２】図中、光源５及び検出部６は、光源５と入
射部４ａ間を通る直線方向、検出器６ａと出射部４ｂ間
を通る直線方向、及び給気通路４の延存方向とが互いに
直交し、且つ前記２つの直線の交点が給気通路４内部に
存在するように配置されている。

【００３３】１７は、入射部４ａ及び出射部４ｂを含ん
で光源５と検出部６の間を覆う黒塗りの金属製光遮蔽板
であって、検出器６ａに光源５からの励起光及びその反
射光が入るのを遮蔽し、又給気通路４の励起光が通る部
分に迷光が入るの遮蔽する。

【００３４】本実施例の場合、光源５及び検出部６は、
光源５と入射部４ａ間を通る直線方向、検出器６ａと出
射部４ｂ間を通る直線方向、及び給気通路４の延存方向
とが互いに直交しているので、励起光が検出器６ａへ直
接入る虞れがない。更に、光源５から出力された励起光
は、入射部４ａの面に垂直に入射するので、入射部４ａ
での乱反射が低減されるので、この乱反射が検出器６ａ
に入るのが少なくなる。この結果、第１実施例に比べて
花粉の検出感度が高くなる。

【００３５】第１、第２実施例では、遮蔽手段７、８、
１７、更には励起光カットフィルタ６ｂを用いたが、検
出感度が低下する虞れはあるが、適宜省くことは可能で
ある。

【００３６】特に検出器６ａが、ルミネッセンスのう
ち、励起光の有する波長領域外の特定波長領域にのみ感
度をもつなら、励起光カットフィルタ６ｂ等は敢えて必
要ない。しかし、検出器６ａには迷光が入ると、検出器
の感度が悪くなるので、励起光カットフィルタや遮蔽手
段を備える方が望ましい。

【００３７】また、光源５は、単色性、指向性の高い方
が望ましいので、レーザ装置等の方が好ましい。何故な
ら、迷光を抑制でき、また励起光の波長と異なる波長の
ルミネッセンスを高感度検出が容易であるからである。

【００３８】上述では、花粉センサのみを示したが、空
気清浄機に内蔵する場合には、静電フィルタや電気集塵
機能手段の前方に配置すればよく、この場合、花粉セン
サは、少なくとも光源、検出部、及び信号処理部で構成
されればよく、適宜迷光遮蔽用の遮蔽手段や励起光カッ
トフィルタを用いればよい。

【００３９】更に、上述の実施例では杉花粉を例に説明
したが、上記ルミネッセンスは花粉に含まれる蛋白質に
起因すると考えられ、他の花粉でも同様に花粉から放出
されるルミネッセンスの強度に基づいて定量できる。

【００４０】

【発明の効果】本発明の花粉センサは、花粉に励起光を
照射する光源と、該励起光が照射された花粉から放出さ
れるルミネッセンスを検出する検出部と、を備え、該検
出部から得られる前記ルネッセンス強度から花粉量を定
量することを特徴とするので、励起光の波長領域以外の
ルミネッセンス強度から花粉量を定量可能である。従っ
て、花粉以外の塵や埃などを殆ど検出することなく花粉
量を高精度に定量できる。斯る構成によれば、センサ内
部から花粉を除去することなく動作可能であり且つ花粉
中から特定物質を単離する必要がないので、花粉の定量
が簡便であり、また空気中に浮遊する花粉量をリアルタ
イムで定量可能である。

【００４１】この結果、この花粉センサを内蔵すること
により、空気清浄機などは室内の花粉濃度に応じた動作
状態の変化を行える。

【００４２】特に、前記励起光は紫外線光からなる場合
には、発光するルミネッセンスは可視光領域を含む。従
って、この場合には可視光領域のルミネッセンス強度か
ら花粉量を感度よく検出できるのである。

【００４３】更に、前記検出部が励起光の入射を防止す
る防止手段を備えた場合には、検出部の感度が上がる。

【図面の簡単な説明】

【図１】紫外線が照射された杉花粉から放出されるルミ
ネッセンススペクトル図である。

【図２】本発明の第１実施例に係る花粉センサの概略構
造図である。

【図３】前記第１実施例の花粉センサで用いられる光源
が出力するスペクトル図である。

【図４】前記第１実施例の花粉センサを用いて測定した
場合の検出器の電流値と、単位体積当りの花粉の個数の
関係を示す図である。

【図５】本発明の第２実施例に係る花粉センサの概略構
造図である。

【符号の説明】

５光源６検出部６ａ検出器６ｂ防止手段（励起光カットフィルタ）

フロントページの続き (72)発明者藤井祐行大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者西尾佳高大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内 (72)発明者柴田賢一大阪府守口市京阪本通２丁目18番地三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】花粉に励起光を照射する光源と、該励起
光が照射された花粉から放出されるルミネッセンスを検
出する検出部と、を備え、該検出部から得られる前記ル
ネッセンス強度から花粉量を定量することを特徴とする
花粉センサ。
【請求項２】前記励起光は紫外線光からなり、前記検
出部は可視光領域のルミネッセンスを検出することを特
徴とする請求項１記載の花粉センサ。
【請求項３】前記検出部は前記励起光の入射を防止す
る防止手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求
項２記載の花粉センサ。