(57)【要約】【課題】被試験物に励起光を照射して放射される蛍光の検出を好適に行う。【解決手段】光ファイバー３の一端側３１に励起光源４の励起光を入射する。光ファイバー３の他端側３２を被試験物９に押し付けて被試験物９に励起光を照射する。これにより被試験物９が放射する蛍光を光ファイバー３の他端側３２で受光し、光ファイバー３の一端側３１に導いて分光器５で受光する。このようにすると、被試験物９において、励起光の照射点と蛍光の受光点とにずれが生じず、確実に蛍光を検出することができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光源から発せられる励起光を光ファイバーの一端側に入射し、
前記励起光が射出される前記光ファイバーの他端側を被試験物に対向させ、
前記励起光によって前記被試験物が放射する蛍光を前記光ファイバーの他端側で受光し、
前記蛍光が射出される前記光ファイバーの一端側から射出される前記蛍光を測光器に導くことを特徴とする蛍光検出方法。
【請求項２】
前記光ファイバーの他端側を前記被試験物の表面に密着させることを特徴とする請求項１に記載の蛍光検出方法。
【請求項３】
励起光源と、
前記励起光源から発せられる励起光がその一端側に入射され、その他端側から前記励起光を射出し、前記他端側に対向する被試験物に前記励起光が照射されることによって前記被試験物が放射する蛍光を前記他端側で受光し、前記一端側から前記蛍光を射出する光ファイバーと、
前記光ファイバーの前記一端側から射出される前記蛍光を測光器に導く受光光学系と、を備えたことを特徴とする蛍光検出装置。
【請求項４】
前記励起光源は、前記被試験物から放射される蛍光の波長域を含まない励起光を発することを特徴とする請求項３に記載の蛍光検出装置。
【請求項５】
前記励起光源は、レーザ光源であることを特徴とする請求項３または４に記載の蛍光検出装置。
【請求項６】
前記励起光源から発せられる励起光を前記光ファイバーの前記一端側に集光する集光光学系を備えたことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の蛍光検出装置。
【請求項７】
前記光ファイバーの前記一端側の対向位置に設けられ、前記励起光源から前記光ファイバーの前記一端側に至る励起光と前記光ファイバーの前記一端側から前記測光器に至る蛍光とのいずれか一方を透過し、いずれか一方を反射するダイクロイックミラーを備えたことを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の蛍光検出装置。
【請求項８】
前記受光光学系から蛍光が導かれる測光器を備えたことを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載の蛍光検出装置。
【請求項９】
前記測光器によって検出される前記被試験物が放射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８に記載の蛍光検出装置。
【請求項１０】
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、前記測光器によって検出される前記被試験物が放射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８に記載の蛍光検出装置。
【請求項１１】
請求項１０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。
【発明の詳細な説明】
【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装置および蛍光検出方法に関する。
【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】
また、血液成分濃度等を測定する近赤外光の分光分析装置として、光源から照射される光を被試験物まで発光用光ファイバーで導き、被試験物が反射した光を光学測定機器まで受光用光ファイバーで導くように構成するとともに、これら発光用光ファイバーと受光用光ファイバーとを被試験物近くで束ねたものが提案されている（特許文献３、特許文献４）。
【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】
【特許文献３】
特開平８−５００９２号公報
【０００７】
【特許文献４】
特開平１１−７０１０１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の高分子材料等に情報を付与する方法では、被試験物となる高分子材料等に付与された情報を検出する際、この被試験物に対して励起光を照射する光学系と蛍光を受光する光学系の両方を正確に位置決めしなければならず、付与された情報の検出を容易に行うことができなかった。
【０００９】
なお、被試験物に付与された情報の検出に、上述した血液成分濃度測定用の分光分析装置を転用しても、被試験物の表面において発光用光ファイバーによる光照射点と受光用光ファイバーによる受光点とにはずれが生じるため、被試験物が透明あるいは半透明で励起光が被試験物の内部に滲むように拡がるものでない限り、十分な蛍光を検出することができないという問題がある。
【００１０】
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好適に行うことができる蛍光検出方法および蛍光検出装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【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方法は、励起光源から発せられる励起光を光ファイバーの一端側に入射し、前記励起光が射出される前記光ファイバーの他端側を被試験物に対向させ、前記励起光によって前記被試験物が放射する蛍光を前記光ファイバーの他端側で受光し、前記蛍光が射出される前記光ファイバーの一端側から射出される前記蛍光を測光器に導くことを特徴とするものである。
【００１２】
このような蛍光検出方法によると、励起光源や測光器と離れ、取り回し易い光ファイバーの他端側を被試験物に自由な角度で対向させることで、励起光に対して被試験物が放射する蛍光を容易に検出することができる。また、同一の光ファイバーの他端側にて励起光の照射と蛍光の受光を行うため、励起光の照射点と蛍光の受光点とにずれが生じず、確実に蛍光を検出することができる。また、蛍光と励起光とは波長が異なるため、同一の光ファイバー内で励起光と蛍光とが混在しても蛍光成分を分離して分析することも容易である。
【００１３】
また、このような蛍光検出方法においては、前記光ファイバーの他端側を前記被試験物の表面に密着させることが好ましい。
【００１４】
このようにすると、被試験物に対してより確実に励起光を照射し、かつ放射される蛍光をより確実に受光することができる。
【００１５】
また、本発明にかかる蛍光検出装置は、励起光源と、前記励起光源から発せられる励起光がその一端側に入射され、その他端側から前記励起光を射出し、前記他端側に対向する被試験物に前記励起光が照射されることによって前記被試験物が放射する蛍光を前記他端側で受光し、前記一端側から前記蛍光を射出する光ファイバーと、前記光ファイバーの前記一端側から射出される前記蛍光を測光器に導く受光光学系と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
このような蛍光検出装置によると、励起光源や測光器と離れ、取り回し易い光ファイバーの他端側を被試験物に自由な角度で対向させることで、励起光に対して被試験物が放射する蛍光を容易に検出することができる。また、同一の光ファイバーの他端側にて励起光の照射と蛍光の受光を行うため、励起光の照射点と蛍光の受光点とにずれが生じず、確実に蛍光を検出することができる。また、蛍光と励起光とは波長が異なるため、同一の光ファイバー内で励起光と蛍光とが混在しても蛍光成分を分離して分析することも容易である。
【００１７】
また、このような蛍光検出装置においては、前記励起光源は、前記被試験物から放射される蛍光の波長域を含まない励起光を発することが望ましい。
【００１８】
このようにすると、光ファイバーの一端側から導かれる光の前記蛍光の波長域には、前記励起光の反射が含まれないため、正確に蛍光の検出を行うことができる。
【００１９】
また、このような蛍光検出装置においては、前記励起光源は、レーザ光源であることが望ましい。
【００２０】
このようにすると、励起光を簡素な構成で光ファイバーの一端側に入射させることができる。
【００２１】
また、このような蛍光検出装置においては、前記励起光源から発せられる励起光を前記光ファイバーの前記一端側に集光する集光光学系を備えたことが望ましい。
【００２２】
このようにすると、励起光を効率的に光ファイバーの一端側に入射させることができる。
【００２３】
また、このような蛍光検出装置においては、前記光ファイバーの前記一端側の対向位置に設けられ、前記励起光源から前記光ファイバーの前記一端側に至る励起光と前記光ファイバーの前記一端側から前記測光器に至る蛍光とのいずれか一方を透過し、いずれか一方を反射するダイクロイックミラーを備えたことが望ましい。
【００２４】
このようにすると、光ファイバーの一端側に入射するまでの励起光の光路と、光ファーバーの一端側から射出されてくる蛍光の光路とを重ねて、励起光および蛍光とも光ファイバーの一端側の有効入射角の全域を利用することができるため、光ファイバーの一端側に対して励起光源からの励起光を効率的に入射させ、また光ファイバーの一端側から射出されてくる蛍光を測光器で効率的に受光することができる。
【００２５】
また、このような蛍光検出装置においては、前記受光光学系から蛍光が導かれる測光器を備えたことが望ましい。
【００２６】
このようにすると、被試験物から放射された蛍光を分析することができる。
【００２７】
また、このような蛍光検出装置においては、前記測光器によって検出される前記被試験物が放射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、を備えることが望ましい。
【００２８】
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。
【００２９】
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、前記測光器によって検出される前記被試験物が放射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、を備えるように構成することもできる。
【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。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、この情報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。
【００３１】
また、本発明にかかる蛍光検出システムは、前述した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。
【００３２】
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、この情報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】
【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。
【００３４】
なお、以下の実施形態では、意図的に各種の蛍光物質が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。
【００３５】
また、蛍光物質を含有された被試験物は、何らかの識別が求められる各種物品自体でも、あるいは各種物品の包装体や各種物品に貼着されるシール体等であってもよい。
【００３６】
また、被試験物が蛍光物質を含有する形態は、被試験物が合成樹脂素材から構成されるものであれば合成樹脂素材自身に蛍光物質を練り混んでも、あるいは透明または有色顔料のインク等に蛍光物質を混入させ、このインク等を被試験物の表面に塗装することにより、被試験物に付着させてもよい。
【００３７】
また、蛍光物質は、励起光によって蛍光を放射する物質であれば特にその種類は限定しないが、具体的には、不完全３ｄ殻を有する遷移元素イオン、不完全４ｄ殻を有する遷移元素イオン、不完全５ｄ殻を有する遷移元素イオン、または不完全４ｆ殻を有する希土類元素イオンのいずれか一種ないし二種以上を含む物質を例示することができる。さらに、蛍光物質は、励起光に対して一ないし複数の線スペクトル状の蛍光を放射するものであると、種々の蛍光を容易に識別しうる点から好ましい。
【００３８】
（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構成説明図である。
【００３９】
この蛍光検出装置１は、これらの図に示すように、検出装置本体２と光ファイバー３とからなる。
【００４０】
光ファイバー３は、検出装置本体２の内部で発せられる励起光を被試験物９に導いて、被試験物９を照射するとともに、この励起光によって被試験物９が放射する蛍光を受光し、検出装置本体２に導くものである。
【００４１】
この光ファイバー３は、その一端側３１が検出装置本体２内に挿し込まれており、被試験物９が発する蛍光を検出する際には、検出装置本体２の外部に延びる他端側３２が、被試験物９の表面に密着するように押し付けられる。
【００４２】
装置本体２内に挿し込まれた光ファイバー３の一端側３１には、検出装置本体２内の励起光源４から発せられる励起光が入射される。光ファイバー３の一端側３１に入射した励起光は、被試験物９の表面に押し付けられた他端側３２から射出され、被試験物９の表面に励起光が照射される。
【００４３】
図２は、蛍光検出時における光ファイバーの他端側の断面拡大図である。
【００４４】
この図に示すように、光ファイバー３は、コア３４がクラッド３５で被覆された断面構成となっている。光ファイバー３の他端側３２が被試験物９に押し付けられると、励起光は、被試験物９の表面のうち、光ファイバー３のコア３４に対応する部分９１に集中的に照射される。励起光が集中的に照射された被試験物９の表面の一部分９１は蛍光を放射し、放射された蛍光はこの部分９１に押し付けられている光ファイバー３の他端側３２によって効率的に受光される。こうして受光された蛍光は光ファイバー３によって検出装置本体２まで導かれ、その一端側３１から射出される。
【００４５】
なお、この光ファイバー３は、特にその直径（サイズ）、長さ、構成等が限定されるものではなく、励起光および蛍光を伝達できるものであればよい。具体的には、直径としてたとえば１ｍｍ、長さとしてたとえば１０００ｍｍを挙げることができる。
【００４６】
検出装置本体２は、光ファイバー３から取り込まれる被試験物９が放射した蛍光を分光処理し、さらに蛍光を分光して得たスペクトルから、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。この情報を判別する機能等は、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たコンピュータ上に構成されている。この検出装置本体２は、機能的に、励起光源４と、集光光学系４１と、受光光学系５１と、分光器５と、スペクトルパターン記憶手段７１と、比較判断手段７２と、モニタ７３と、全体制御部７４とを備えている。
【００４７】
励起光源４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４は、キセノンフラッシュランプから構成されている。
【００４８】
励起光源４は、被試験物９から放射されることが想定される蛍光の波長域を含まない励起光を発するものとなっている。
【００４９】
集光光学系４１は、励起光源４から発せられる励起光を光ファイバー３の一端側３１に集光するものである。この実施形態では、集光光学系４１は、励起光源４と光ファイバー３の一端側３１との間に配設され、この一端側３１を狙うように位置決めされた集光レンズから構成されている。この集光光学系４１は、光ファイバー３の一端側３１において光を入射あるいは射出可能な有効入射角度領域３３の一部を占めている。
【００５０】
受光光学系５１は、光ファイバー３の一端側３１から射出される蛍光を受光して、分光器５に導くものである。この実施形態では、受光光学系５１は、光ファイバー３の一端側３１と分光器５との間に配設され、この一端側３１を狙うように位置決めされた集光レンズから構成されている。この受光光学系５１は、光ファイバー３の一端側３１において光を入射あるいは射出可能な有効入射角度領域３３の一部を占めている。すなわち、この実施形態においては、光ファイバー３の有効入射角度領域３３を励起光源４からの励起光の照射と、分光器５への蛍光の受光とで分け合ったようになっている。
【００５１】
分光器（測光器）５は、光ファイバー３によって導か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５には、光ファイバー３の一端側３１から射出される蛍光が受光光学系５１によって集光して導かれるようになっている。この分光器５によって得られる蛍光のスペクトル波形は、比較判断手段７２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。
【００５２】
スペクトルパターン記憶手段７１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７１は、上述したように検出装置本体２内のコンピュータ上に機能的に構成されたものである。このスペクトルパターン記憶手段７１は、比較判断手段７２とともに判別手段として機能する。
【００５３】
この実施形態では、このスペクトルパターン記憶手段７１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。
【００５４】
比較判断手段７２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７２は、上述したように検出装置本体２内のコンピュータ上に機能的に構成されたものである。この比較判断手段７２は、スペクトルパターン記憶手段７１とともに判別手段として機能する。
【００５５】
この実施形態では、比較判断手段７２は、スペクトルパターン記憶手段７１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７１から読み出すようになっている。
【００５６】
図３は、スペクトル波形の分析の一例を示す説明図である。図３（ａ）は、スペクトルパターン記憶手段７１に予め記憶されてるスペクトルパターンの一例、図３（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。
【００５７】
図３（ａ）に示すスペクトルパターンと、図３（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３（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３（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。
【００５８】
したがって、この場合、図３（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７１に記憶されている情報が、判別結果となる。
【００５９】
モニタ７３は、比較判断手段７２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７３は、出力手段として機能する。
【００６０】
全体制御部７４は、検出装置本体２が備える励起光源４による励起光の発光、分光器５による蛍光の分光分析、比較判断手段７２による蛍光の判別、モニタ７３による判別結果の出力などの各種動作を統括的に制御するものである。この全体制御部７４もまた検出装置本体２内のコンピュータ上に機能的に構成されている。この全体制御部７４は、具体的には、検出作業を行う者が図示しない検出開始スイッチ等を操作することによって、上記一連の動作を順次実行させるようになっている。
【００６１】
以上のように構成された蛍光検出装置１によると、励起光源４や分光器５を含む検出装置本体２から離れ、取り回しやすい光ファイバー３の他端側３２を被試験物９に押し付けるだけで、励起光に対して被試験物９が放射する蛍光を容易に検出することができる。
【００６２】
また、被試験物９が狭くて奥まった位置に位置したとしても、光ファイバー３の他端側３２を狭い隙間等から差し入れていくことで、蛍光の検出を行うことができるなど、被試験物９の置かれた様々な状況に対応することができる。
【００６３】
また、同一の光ファイバー３の他端側にて励起光の照射と蛍光の受光を行うため、被試験物９上で、励起光の照射点と蛍光の受光点とにずれが生じず、確実に蛍光を検出することができる。
【００６４】
また、光ファイバー３の他端側３２を被試験物９の表面に密着させるように押し付けて検出を行うため、図２に示したように、被試験物９の表面のうち、光ファイバー３のコア３４に対応する部分９１に集中的に照射され、被試験物９が十分な量の蛍光を発することを促すことができる。さらに、励起光が照射される被試験物９の表面の一部分９１には、光ファイバー３の他端側３２が押し付けられているため、被試験物９が発した蛍光を効率的に受光して、これを分析することができる。
【００６５】
また、励起光源４は、被試験物９から放射されることが想定される蛍光の波長域を含まない励起光を発するため、被試験物９側から返ってくる光に被試験物９で反射した励起光が混在する場合であっても、波長域の異なる励起光と蛍光とを容易に分離することができ、被試験物９が発した蛍光を高精度に検出することができる。
【００６６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。
【００６７】
図４は、第２実施形態にかかる蛍光検出装置の構成説明図である。
【００６８】
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。
【００６９】
この第２実施形態にかかる検出装置本体２１は、励起光源４からの励起光を光ファイバー３の一端側３１に導く光路と、光ファイバー３の一端側３１からの蛍光を分光器５に導く光路とを、ダイクロイックミラー６１を用いて構成したものである。
【００７０】
この第２実施形態にかかる検出装置本体２１では、光ファイバー３の一端側３１の光軸上に分光器５が配置され、その中間位置に前記光軸に対して４５度の角度でダイクロイックミラー６１が配置されている。そして励起光源（キセノンフラッシュランプ）４は、前記光軸に対して９０度の角度を有するダイクロイックミラー６１の対向位置に配置されている。
【００７１】
ダイクロイックミラー６１は、励起光源４から光ファイバー３の一端側３１に至る励起光の波長域の光を反射し、光ファイバー３の一端側３１から分光器５に至る蛍光の波長域の光を透過するように構成されている。
【００７２】
励起光源４の正面位置、光ファイバー３の一端側３１の正面位置、および分光器５の正面位置には、それぞれコリメートレンズ６２，６３，６４が配置されており、励起光源４から発せられた励起光は、コリメートレンズ６２で平行光になり、ダイクロイックミラー６１で反射し、コリメートレンズ６３で光ファイバー３の一端側３１に集光されるようになっている。一方、被試験物９から発せられ、光ファイバー３の一端側３１から射出される蛍光は、コリメートレンズ６３で平行光になり、ダイクロイックミラー６１を透過し、コリメートレンズ６４で分光器５に集光されるようになっている。
【００７３】
以上のように構成された第２実施形態にかかる蛍光検出装置１によると、励起光源４から光ファイバー３の一端側３１へ照射される励起光の光路と、光ファイバー３の一端側３１から分光器５への導かれる蛍光の光路とが重ねられ、いずれの光路も光ファイバー３の有効入射角度領域３３の全域を用いることができる。したがって、光ファイバー３の一端側３１に対して励起光源４からの励起光を効率的に入射させ、また光ファイバー３の一端側３１から射出されてくる蛍光のほぼ全てを効率的に分光器５に導くことができる。
【００７４】
また、励起光源４から発せられた励起光は、蛍光の波長域を透過するダイクロイックミラー６１で反射して光ファイバー３の一端側３１に入射するため、仮に励起光源４が発する光に蛍光の波長域の成分が含まれていたとしても、これが光ファイバー３に送り込まれることがない。したがって、確実に蛍光の波長成分を除去された励起光を光ファイバー３に送り込んで、正確な蛍光の検出を行うことができる。
【００７５】
なお、この第２実施形態では、励起光を反射して蛍光を透過するダイクロイックミラーを用いたが、逆に励起光を透過して蛍光を反射するダイクロイックミラー６１を用い、これに応じて励起光源４および分光器５を配置するようにしてもよい。
【００７６】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。
【００７７】
図５は、第３実施形態にかかる蛍光検出装置の構成説明図である。
【００７８】
この第３実施形態にかかる検出装置本体２２は、励起光源としてレーザ光源４５を用い、光ファイバー３の一端側３１から射出される蛍光を分光器５に導く受光光学系として集光ミラー６５を採用したものである。
【００７９】
レーザ光源（励起光源）４５は、励起光として、光ファイバー３のコア径よりも小径の平行光を発するように構成されている。このレーザ光源４５は、光ファイバー３の一端側の光軸上に配置され、集光ミラー（受光光学系）６５に形成された透過孔６６を通って、光ファイバー３の一端側３１にレーザ光（励起光）を入射するようになっている。
【００８０】
このようなレーザ光源としては、励起光となるレーザ光を発することができるものであれば特にその種類は問わないが、たとえば波長２６６ｎｍのレーザ光を発するＮｄ：ＹＡＧレーザを挙げることができる。
【００８１】
集光ミラー（受光光学系）６５は、その中心軸が光ファイバー３の光軸から若干ずれるように配置され、光ファイバー３の一端側３１から射出され、有効入射角度領域３３で拡がる蛍光を、光ファイバー３の一端側３１の近傍に配置された分光器５に向かって集光させるように反射するものである。また、この集光ミラー６５には、レーザ光（励起光）を通過させるための前述した透過孔６６が設けられている。
【００８２】
以上のように構成された第３実施形態にかかる蛍光検出装置１によると、励起光源として平行光を発するレーザ光源４５を用いたため、集光光学系等を用いることなく、レーザ光源４５が発した励起光を直接光ファイバー３の一端側３１に入射させることができ、簡素な構成を実現することができる。
【００８３】
また、光ファイバー３の一端側３１から分光器５への導かれる蛍光の光路は、励起光であるレーザ光の光路を確保するために形成した透過孔６６の部分を除いた光ファイバー３の有効入射角度領域３３のほぼ全域を用いることができる。したがって、また光ファイバー３の一端側３１から射出されてくる蛍光のほぼ全てを効率的に分光器５に導くことができる。
【００８４】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。
【００８５】
図６は、第４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。
【００８６】
上述した第１〜第３実施形態では、光ファイバー３において検出した被試験物９の蛍光を検出装置本体２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４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。
【００８７】
具体的には、この蛍光検出システム８は、被試験物９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。
【００８８】
蛍光検出装置８１は、検出装置本体８２と、光ファイバー８３とを備え、被試験物９が存在する現場近傍に置かれている。検出装置本体８２は、上述した第１実施形態のそれと同様に、励起光を発する励起光源８３１、被試験物９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８３２、励起光を光ファイバー８３の一端側に集光する集光光学系８３３、光ファイバー８３の一端側から蛍光を分光器に導く受光光学系８３４、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８３５等に加えて、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。
【００８９】
サーバコンピュータ８４は、検出装置本体８２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。
【００９０】
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８２）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。
【００９１】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態について説明する。
【００９２】
図７は、第５実施形態にかかる蛍光検出装置の構成説明図である。
【００９３】
この第５実施形態にかかる検出装置本体２３は、上記第２実施形態における分光器５に替えて、透過型回折格子６７と光検出器５５とによって構成した測光器を採用したものである。その他の構成は上記第２実施形態と同様である。
【００９４】
この第５実施形態では、被試験物９から発せられ、光ファイバー３の一端側３１から射出される蛍光は、コリメートレンズ６３で平行光になり、ダイクロイックミラー６１、透過型回折格子６７、コリメートレンズ６４を経て光検出器５５に到達する。透過型回折格子６７は、透過していく光を、その各波長成分に応じてそれぞれ異なる角度に回折させるようになっており、蛍光を各波長成分に分けて光検出器５５の受光面の異なる位置に到達させる。一方、光検出器５５は、たとえばＣＣＤ等の、それぞれ光強度を判別可能な光センサの集合体から構成され、受光面の各位置に到達した光強度を検出できるようになっており、蛍光の各波長成分の光強度を判別することができる。このようにすると、簡素な構成で蛍光を分析することができる。
【００９５】
（第６実施形態）
次に、第６実施形態について説明する。
【００９６】
図８は、第６実施形態にかかる蛍光検出装置の構成説明図である。
【００９７】
この第６実施形態にかかる検出装置本体２４は、上記第３実施形態における集光ミラー６５と分光器５に替えて、反射型凹面回折格子６８と光検出器５５を採用したものである。その他の構成は上記第３実施形態と同様である。
【００９８】
この第６実施形態では、被試験物９から発せられ、光ファイバー３の一端側３１から射出される蛍光は、反射型凹面回折格子６８によって反射され、光検出器５５に到達する。反射型凹面回折格子６８は、反射する光をその各波長成分に応じてそれぞれ異なる角度に反射させるようになっており、蛍光を各波長成分に分けて光検出器５５の受光面の異なる位置に到達させる。光検出器５５は、上述した第５実施形態と同様に、たとえばＣＣＤ等の、それぞれ光強度を判別可能な光センサの集合体から構成され、受光面の各位置に到達した光強度を検出できるようになっており、蛍光の各波長成分の光強度を判別することができる。このようにすると、簡素な構成で蛍光を分析することができる。
【００９９】
（第７実施形態）
次に、第７実施形態について説明する。
【０１００】
図９は、第７実施形態にかかる蛍光検出装置の構成説明図である。
【０１０１】
この第７実施形態にかかる検出装置本体２５は、上記第３実施形態では、レーザ光源４５から発せられたレーザ光を光ファイバー３の一端側に送り込むために集光ミラー６５に透過孔６６を設けていた構成に替えて、光ファイバー３の一端側３１の光軸上に配置したミラー４６でレーザ光を光ファイバー３の一端側３１に送り込むようにしたものである。このようにすると、集光ミラー６５への加工が不要になるとともに、励起光を光ファイバー３に送り込む光路と、光ファイバーから蛍光を受け取る光路とをそれぞれ別個に調整することができるメリットがある。
【０１０２】
（第８実施形態）
次に、第８実施形態について説明する。
【０１０３】
図１０は、第８実施形態にかかる蛍光検出装置の構成説明図である。
【０１０４】
この第８実施形態にかかる検出装置本体２６は、上記第６実施形態ではレーザ光源４５から発せられたレーザ光を光ファイバー３の一端側に送り込むために反射型凹面回折格子６８に透過孔６６を設けていた構成に替えて、光ファイバー３の一端側３１の光軸上に配置したミラー４６でレーザ光を光ファイバー３の一端側３１に送り込むようにしたものである。集光ミラー６５への加工が不要になるとともに、励起光を光ファイバー３に送り込む光路と、光ファイバーから蛍光を受け取る光路とをそれぞれ別個に調整することができるメリットがある。
【０１０５】
（その他の実施形態）
以上、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように構成してもよい。
【０１０６】
（１）上記実施形態では、光ファイバー３の被試験物側（他端側）３２の端面を直接被試験物９に押し付けて励起光を照射し、また蛍光を受光したが、光ファイバー３の被試験物側（他端側）３２の終端部分に集光レンズ等の光学系を設け、この集光レンズ等を介して励起光を被試験物９に照射し、また被試験物９から発せられる蛍光を受光するようにしてもよい。
【０１０７】
（２）上記実施形態では、励起光源は、被試験物が放射する蛍光の波長域成分を含まない励起光を発するものとしたが、励起光源自身は当該波長域成分を含む光を発しても、励起光源から発せられる光から被試験物が放射する蛍光の波長域成分が光ファイバーに入射しないように制限する入射波長制限手段を備えるようにしてもよい。具体的には選択透過フィルターや光学チョッパー等を挙げることができる。
【０１０８】
（３）上記実施形態では、光ファイバー３を１本のみ用いた構成としたが、励起光の照射と蛍光の受光の両方を行う光ファイバーが含まれるならば、複数本の光ファイバーを用いてもよい。
【０１０９】
（４）光ファイバー３の被試験物側（他端側）３２等に、光ファイバーを扱いやすくするためのつまみ部材等を設けるようにしてもよい。
【０１１０】
（５）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３）に限定されない。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
（６）上記各実施形態では、蛍光を分析する手段として分光器５や回折格子６７，６８および光検出器５５の組み合わせを挙げたが、特定波長成分の光のみを透過するフィルターを備えた光センサを複数種類用い、各波長に分解されていない蛍光をこれらに導くことによって、蛍光を分析するようにしてもよい。
【０１１５】
【発明の効果】
以上のように、本発明にかかる蛍光検出方法および同装置によれば、励起光源から発せられる励起光と被試験物が放射する蛍光とを同一の光ファイバー伝達するため、励起光源や測光器と離れ、取り回し易い光ファイバーの他端側を被試験物に自由な角度で対向させることで、励起光に対して被試験物が放射する蛍光を容易に検出することができる。また、同一の光ファイバーの他端側にて励起光の照射と蛍光の受光を行うため、励起光の照射点と蛍光の受光点とにずれが生じず、確実に蛍光を検出することができる。また、蛍光と励起光とは波長が異なるため、同一の光ファイバー内で励起光と蛍光とが混在しても蛍光成分を分離して分析することも容易である。
【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構成説明図である。
【図２】蛍光検出時における光ファイバーの他端側の断面拡大図である。
【図３】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４】第２実施形態にかかる蛍光検出装置の構成説明図である。
【図５】第３実施形態にかかる蛍光検出装置の構成説明図である。
【図６】第４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。
【図７】第５実施形態にかかる蛍光検出装置の構成説明図である。
【図８】第６実施形態にかかる蛍光検出装置の構成説明図である。
【図９】第７実施形態にかかる蛍光検出装置の構成説明図である。
【図１０】第８実施形態にかかる蛍光検出装置の構成説明図である。
【符号の説明】
１  蛍光検出装置
２  検出装置本体
３  光ファイバー
３１  一端側
３２  他端側
３３  有効入射角度領域
４  励起光源
４１  集光光学系
５  分光器（測光器）
５１  受光光学系
７１  スペクトルパターン記憶手段
７２  比較判断手段
７３  モニタ
７４  全体制御部
９  被試験物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2004340589.tif 000010
【図９】
2004340589.tif 000011
【図１０】
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