(57)【要約】      （修正有）【課題】試料中における微生物又はウィルスを、高い検出精度で、安定して検出することができる蛍光反応検出装置を提供する。【解決手段】蛍光反応検出装置１は、光源２、励起フィルタ、ミラー４３、カメラ４、コンピュータ５を備えている。励起フィルタは、波長及び強度の少なくとも一方が異なる複数種類の励起光Ｘを、光源２からミラー４３へと同時に透過させる。カメラ４は、励起光Ｘを照射した試料８の表面をデジタル画像として撮影する。コンピュータ５は、デジタル画像を解析する画像解析部５２を構築してなる。画像解析部５２は、複数種類の励起光Ｘを同時に照射したときに、試料８中に含まれる微生物又はウィルスが蛍光する特定蛍光反応を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料中における微生物又はウィルスの特定蛍光反応を検出する蛍光反応検出装置であって、
紫外線及び可視光線の波長を含む光を発する光源と、
該光源から発せられた光のうち励起光に相当する波長成分のみ透過させる励起フィルタと、
該励起フィルタを透過した励起光を反射させて、上記試料に対して斜めに照射させるミラーと、
上記試料の表面をデジタル画像として撮影するカメラと、
上記デジタル画像を解析する画像解析部を構築したコンピュータと、を備えており、
上記励起フィルタは、波長及び強度の少なくとも一方が異なる複数種類の励起光を、上記光源から上記ミラーへと同時に通過させるよう構成してあり、
上記画像解析部は、上記複数種類の励起光を同時に照射したときに、上記試料中に含まれる微生物又はウィルスが蛍光する特定蛍光反応を検出することを特徴とする蛍光反応検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蛍光反応検出装置において、上記励起フィルタは、回転可能な切換フィルタを互いに近接して並列に２つ配置してなり、
該切換フィルタは、光を透過させない回転盤の周方向において、互いに異なる波長の光を透過させる複数種類のフィルタ部を並設してなり、
上記２つの切替フィルタはいずれも、上記回転盤の回転中心の回りに回転することにより、上記複数種類のフィルタ部のうち、上記光源から発せられた光が通過する光通過位置に配置するフィルタ部を選択可能であり、
上記励起フィルタによって、互いに異なる波長の励起光を、上記２つの切替フィルタにおいて上記光通過位置に配置したフィルタ部から上記ミラーへ同時に透過させることを特徴とする蛍光反応検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の蛍光反応検出装置において、上記複数種類のフィルタ部には、上記光源から発せられた光からＵＶ励起の波長の光を透過させるＵＶ励起フィルタ部と、上記光源から発せられた光からＢ励起の波長の光を透過させるＢ励起フィルタ部と、上記光源から発せられた光からＧ励起の波長の光を透過させるＧ励起フィルタ部と、が含まれていることを特徴とする蛍光反応検出装置。
【請求項４】
請求項２に記載の蛍光反応検出装置において、上記２つの切替フィルタからなる上記励起フィルタは、上記光通過位置において直列に２つ配置してあり、
一方の上記励起フィルタは、上記複数種類のフィルタ部に、上記光源から発せられた光からＵＶ励起の波長の光を透過させるＵＶ励起フィルタ部と、上記光源から発せられた光からＢ励起の波長の光を透過させるＢ励起フィルタ部と、上記光源から発せられた光からＧ励起の波長の光を透過させるＧ励起フィルタ部と、を含むものであり、
他方の上記励起フィルタは、上記複数種類のフィルタ部に、上記光源から発せられた光の強度を、複数段階に分けて減少させる複数種類の減光フィルタ部を含むものであることを特徴とする蛍光反応検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の蛍光反応検出装置において、上記カメラは、ＣＭＯＳカメラと光学レンズとを組み合わせて、撮影する上記デジタル画像の１画素に対し、被写体としての上記試料における１（μｍ2）以下の表面を撮影可能であることを特徴とする蛍光反応検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の蛍光反応検出装置において、上記ミラーから上記試料に照射する励起光は、上記試料を保持する保持体の平面方向に対して、２７〜３３°の入射角度で照射させるよう構成してあることを特徴とする蛍光反応検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料中における特定の微生物の有無を検出する蛍光反応検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小学校等で実施されるぎょう虫検査においては、被験者が粘着テープを肛門に当てて採取した試料を、検査機関、医療機関等において検査している。この場合、ぎょう虫卵の有無を顕微鏡で確認することになり、検査員に熟練を要し、検査精度及び検査効率ともにあまり優れない。例えば、特許文献１には、ぎょう虫検査紙を顕微鏡によって観察する、ぎょう虫卵自動検査設備について開示されている。
【０００３】
一方、例えば、特許文献２の異物の検出方法においては、寄生虫に可視光を照射して励起したときには、寄生虫が蛍光することが開示されている。そして、この性質を利用して、肉類に寄生する寄生虫の有無を検出している。また、特許文献２においては、デジタルカメラ、ＣＣＤカメラ等により、被写体が発する蛍光の画像を得て、二値化等の画像処理を行って、コンピュータによって異物の有無を判断させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３０９０４９２号公報
【特許文献２】特開２００７−２８６０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２等の従来のぎょう虫卵等の検査においては、ぎょう虫卵を励起させる際に用いる励起光は、ＵＶ励起、Ｂ励起、Ｇ励起等の１種類のみである。
従って、コンピュータによる画像処理を利用してぎょう虫卵の有無を検出しようとした場合、検出精度が低く、安定した検出結果を得ることができていない。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、試料中における微生物又はウィルスを、高い検出精度で、安定して検出することができる蛍光反応検出装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、試料中における微生物又はウィルスの特定蛍光反応を検出する蛍光反応検出装置であって、
紫外線及び可視光線の波長を含む光を発する光源と、
該光源から発せられた光のうち励起光に相当する波長成分のみ透過させる励起フィルタと、
該励起フィルタを透過した励起光を反射させて、上記試料に対して斜めに照射させるミラーと、
上記試料の表面をデジタル画像として撮影するカメラと、
上記デジタル画像を解析する画像解析部を構築したコンピュータと、を備えており、
上記励起フィルタは、波長及び強度の少なくとも一方が異なる複数種類の励起光を、上記光源から上記ミラーへと同時に通過させるよう構成してあり、
上記画像解析部は、上記複数種類の励起光を同時に照射したときに、上記試料中に含まれる微生物又はウィルスが蛍光する特定蛍光反応を検出することを特徴とする蛍光反応検出装置にある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の蛍光反応検出装置は、光源、励起フィルタ、ミラー、カメラ及びコンピュータを用いて、特定の微生物の有無を検出するものである。
本発明の励起フィルタは、波長及び強度の少なくとも一方が異なる２種類の励起光を、光源からミラーへと同時に通過させる。そして、画像解析部によって、２種類の励起光を同時に照射したときに試料中に含まれる特定の微生物が蛍光する光の色相、輝度等を解析して、特定の微生物の有無を検出する。
これにより、１種類の励起光を特定の微生物に照射するだけでは得られなかった微生物の蛍光反応を得ることができ、特定の微生物の検出精度を格段に向上させることができる。
【０００９】
それ故、本発明の蛍光反応検出装置によれば、試料中における微生物又はウィルスを、高い検出精度で、安定して検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例にかかる、蛍光反応検出装置の構成を示す説明図。
【図２】実施例にかかる、蛍光反応検出装置を、上方から見た状態で示す説明図。
【図３】実施例にかかる、第１励起フィルタを、図２におけるＡ−Ａ線から見た状態で示す説明図。
【図４】実施例にかかる、第２励起フィルタを、図２におけるＢ−Ｂ線から見た状態で示す説明図。
【図５】実施例にかかる、試料に対して斜めから励起光を照射する状態を模式的に示す説明図。
【図６】実施例にかかる、第１励起時デジタル画像を概略的に示す説明図。
【図７】実施例にかかる、第２励起時デジタル画像を概略的に示す説明図。
【図８】実施例にかかる、第１励起時デジタル画像と第２励起時デジタル画像とに対して照合演算を行った結果を可視化して、照合画像として概略的に示す説明図。
【図９】実施例にかかる、第１色空間データと第２色空間データとを、１ドットごとの画素単位において照合する状態を可視化して示す説明図。
【図１０】実施例にかかる、第１色空間データと第２色空間データとを、１ドットごとの画素単位において照合して得た演算処理データが、規定範囲内にあるか否かの２値化処理を行った結果を可視化して示す説明図。
【図１１】実施例にかかる、ヒット画素を囲んでなるヒット領域を示す説明図。
【図１２】実施例にかかる、素デジタル画像について、ヒット領域に相当する画素領域をモニタに拡大表示した状態を概略的に示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上述した本発明の蛍光反応検出装置における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記微生物は、種々の寄生虫、寄生虫卵、細菌等とすることができる。寄生虫としては、ぎょう虫、回虫、鞭虫、吸虫、鉤虫、縮小条虫、広節裂頭条虫、東洋毛様線虫、無鉤条虫等がある。寄生虫卵は、それらの卵とすることができる。
また、細菌としては、球菌、桿菌、らせん菌等がある。
上記ウィルスとしては、核酸とタンパクとからなる種々のウィルスとすることができる。
【００１２】
また、上記試料は、大便、血液等とすることができる。上記微生物等は、大便、血液等の中に存在するものとすることができる。血液中に潜む寄生虫としては、例えば、ウエステルマン肺吸虫、宮崎肺吸虫、住血胞子虫、マラリア病原虫、日本住血吸虫、糸状虫、フィラリア、広東住血線虫等がある。
【００１３】
本発明において、上記励起フィルタは、回転可能な切換フィルタを互いに近接して並列に２つ配置してなり、該切換フィルタは、光を透過させない回転盤の周方向において、互いに異なる波長の光を透過させる複数種類のフィルタ部を並設してなり、上記２つの切替フィルタはいずれも、上記回転盤の回転中心の回りに回転することにより、上記複数種類のフィルタ部のうち、上記光源から発せられた光が通過する光通過位置に配置するフィルタ部を選択可能であり、上記励起フィルタによって、互いに異なる波長の励起光を、上記２つの切替フィルタにおいて上記光通過位置に配置したフィルタ部から上記ミラーへ同時に透過させることが好ましい（請求項２）。
この場合には、２つの切替フィルタを用いた簡単な構造の透過フィルタによって、２種類の波長の励起光を、ミラーを介して試料に照射することができる。
【００１４】
また、上記複数種類のフィルタ部には、上記光源から発せられた光からＵＶ励起の波長の光を透過させるＵＶ励起フィルタ部と、上記光源から発せられた光からＢ励起の波長の光を透過させるＢ励起フィルタ部と、上記光源から発せられた光からＧ励起の波長の光を透過させるＧ励起フィルタ部と、が含まれていることが好ましい（請求項３）。
【００１５】
この場合には、ＵＶ励起、Ｂ励起、Ｇ励起のうちのいずれか２つの励起光を、試料に対して同時に照射することができる。
複数種類のフィルタ部の中には、紫外線を吸収して可視光線を透過させるもの等を含めることもできる。
また、回転盤の周方向においてフィルタ部を形成する位置には、切欠又は穴のみを形成して、光源から発せられた光をそのまま透過させる部位を形成することもできる。
【００１６】
また、上記２つの切替フィルタからなる上記励起フィルタは、上記光通過位置に直列に２つ配置し、一方の上記励起フィルタは、上記複数種類のフィルタ部に、上記光源から発せられた光からＵＶ励起の波長の光を透過させるＵＶ励起フィルタ部と、上記光源から発せられた光からＢ励起の波長の光を透過させるＢ励起フィルタ部と、上記光源から発せられた光からＧ励起の波長の光を透過させるＧ励起フィルタ部と、を含むものとし、他方の上記励起フィルタは、上記複数種類のフィルタ部に、上記光源から発せられた光の強度を、複数段階に分けて減少させる複数種類の減光フィルタ部を含むものとすることもできる（請求項４）。
【００１７】
この場合には、ＵＶ励起、Ｂ励起、Ｇ励起のうちのいずれか２つの励起光の強度を、減光フィルタ部によって調整して、試料に対して同時に照射することができる。
また、ＵＶ励起、Ｂ励起、Ｇ励起のうちのいずれか１つを、互いに強度が異なる２種類の励起光として、試料に対して同時に照射することもできる。
一方の励起フィルタを構成する２つの切替フィルタにおいて、複数種類のフィルタ部の中には、紫外線を吸収して可視光線を透過させるもの等を含めることもできる。また、一方の励起フィルタ及び他方の励起フィルタのいずれを構成する２つの切替フィルタにおいても、回転盤の周方向においてフィルタ部を形成する位置には、切欠又は穴のみを形成して、光源から発せられた光をそのまま透過させる部位を形成することもできる。
【００１８】
上記カメラは、ＣＭＯＳカメラと光学レンズとを組み合わせて、撮影する上記デジタル画像の１画素に対し、被写体としての上記試料における１（μｍ2）以下の表面を撮影可能であることが好ましい（請求項５）。
この場合には、カメラを用いた蛍光反応検出装置において、顕微鏡で観察する場合と同様に、試料の表面を拡大して観察することができる。
【００１９】
上記ミラーから上記試料に照射する励起光は、上記試料を保持する保持体の平面方向に対して、２７〜３３°の入射角度で照射させることが好ましい（請求項６）。
この場合には、励起光を照射したときの試料の表面をカメラによって撮影する際に、試料に含まれる微生物等が蛍光する状態に、影の部分を形成することができる。この影の部分は、微生物等が立体形状を有することにより、斜めから光が照射されることにより、微生物等に光が当たる一方側の幅が小さく、他方側の幅が大きく形成される。
【実施例】
【００２０】
以下に、本発明の蛍光反応検出装置にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
本例の蛍光反応検出装置１は、図１に示すごとく、試料８中における微生物又はウィルスの特定蛍光反応８１の有無を検出する。蛍光反応検出装置１は、以下の光源２、励起フィルタ３、ミラー４３、カメラ４、コンピュータ５を備えている。
光源２は、紫外線及び可視光線の波長を含む光を発するよう構成してある。励起フィルタ３は、光源２から発せられた光のうち励起光Ｘに相当する波長成分のみ透過させるものである。ミラー４３は、励起フィルタ３を透過した励起光Ｘを反射させて、試料８に対して斜めに照射させるよう配置してある。カメラ４は、試料８の表面をデジタル画像として撮影するよう構成してある。
【００２１】
励起フィルタ３は、波長及び強度の少なくとも一方が異なる複数種類の励起光Ｘを、光源２からミラー４３へと同時に透過させるよう構成してある。コンピュータ５は、デジタル画像を解析する画像解析部５２を構築してなる。画像解析部５２は、複数種類の励起光Ｘを同時に照射したときに、試料８中に含まれる微生物又はウィルスが蛍光する特定蛍光反応８１を検出するよう構成してある。図１においては、試料８から発される蛍光を矢印Ｘ１で示す。
【００２２】
以下に、本例の蛍光反応検出装置１につき、図１〜図１２を参照して詳説する。
蛍光反応検出装置１は、試料８中における微生物又はウィルスに励起光Ｘを照射したときに発する特定の蛍光反応を検出するものである。
図１は、蛍光反応検出装置１の構成を概略的に示す図である。同図に示すごとく、本例の光源２は、紫外線及び可視光の波長の光を発する紫外線ランプ２によって構成されている。
【００２３】
本例の励起フィルタ３は、透過する光の波長を切り替えるための第１励起フィルタ３Ａと、透過する光の強度を切り替えるための第２励起フィルタ３Ｂとからなる。第１励起フィルタ３Ａと第２励起フィルタ３Ｂとは、光源２から発せられた光が通過する光通過位置Ｅにおいて直列に配置してある。
第１励起フィルタ３Ａと第２励起フィルタ３Ｂとは、いずれも回転可能な切替フィルタ３を互いに近接して並列に２つ配置してなる。
ここで、図２は、蛍光反応検出装置１を上方（カメラ４によって撮影を行う方向）から見た状態で示す図である。図３は、第１励起フィルタ３Ａを正面（図２におけるＡ−Ａ線矢視方向）から見た状態で示す図であり、図４は、第２励起フィルタ３Ｂを正面（図２におけるＢ−Ｂ線矢視方向）から見た状態で示す図である。
【００２４】
図３に示すごとく、第１励起フィルタ３Ａにおける２つの切替フィルタ３は、光を透過させない回転盤３２の周方向において、互いに異なる波長の光を透過させる複数種類のフィルタ部３３を並設してなる。
複数種類のフィルタ部３３は、回転盤３２の外周部において周方向に所定の間隔を空けて設けてある。本例の切替フィルタ３は、回転盤３２に対して９０°間隔でフィルタ部３３を３箇所に形成してある。３つのフィルタ部３３は、回転盤３２に形成した切欠き３２１に対して、所定の波長の光のみ透過させるフィルタ部材を配設してなる。回転盤３２の周方向においてフィルタ部３３を形成する位置には、フィルタ部３３と９０°周方向に間隔を空けて切欠き３２１のみを形成し、光源２から発せられた光をそのまま通過させる通過部３３Ｄが形成してある。
【００２５】
図２に示すごとく、２つの切替フィルタ３１はいずれも、回転盤３２の回転中心Ｏの回りに回転することにより、複数種類のフィルタ部３３のうち、光源２から発せられた光が通過する光通過位置Ｅに配置するフィルタ部３３を選択可能である。また、切替フィルタ３１を回転させることにより、光通過位置Ｅに通過部３３Ｄを配置することもできる。
【００２６】
第１励起フィルタ３Ａにおいて、２つの切替フィルタ３１の３つのフィルタ部３３は、光源２から発せられた光からＵＶ励起（３２０〜３８０ｎｍ）の波長の光を透過させるＵＶ励起フィルタ部３３Ａと、光源２から発せられた光からＢ励起（３８０〜４９５ｎｍ）の波長の光を透過させるＢ励起フィルタ部３３Ｂと、光源２から発せられた光からＧ励起（４９５〜５７０ｎｍ）の波長の光を透過させるＧ励起フィルタ部３３Ｃとからなる。２つの切替フィルタ３１はいずれも、回転盤３２に対して、ＵＶ励起フィルタ部３３Ａ、Ｂ励起フィルタ部３３Ｂ、Ｇ励起フィルタ部３３Ｃ、通過部３３Ｄを形成してなる。
【００２７】
こうして、２つの切替フィルタ３１によって構成した第１励起フィルタ３Ａによって、互いに異なる波長の励起光Ｘを同時にミラー４３へ透過させることができる。なお、検査する者が目視によって試料８の特定部位を確認する際に、通過部３３Ｄを光通過位置Ｅに配置して、光源２から発せられた光をミラー４３へ通過させる。
【００２８】
図４に示すごとく、第２励起フィルタ３Ｂにおける２つの切替フィルタ３１は、光を透過させない回転盤３２の周方向において、透過させる光の強度が互いに異なる（減光量を互いに異ならせた）複数種類の減光フィルタ部３４を並設してなる。第２励起フィルタ３Ｂも、第１励起フィルタ３Ａの場合と同様に、回転盤３２に対して周方向に９０°の間隔を空けて３箇所に減光フィルタ部３４を設けてなる。３種類の減光フィルタ部３４は、回転盤３２に形成した切欠き３２１に対して、所定量の減光を行うフィルタ部材を配設してなる。回転盤３２の周方向において減光フィルタ部３４を形成する位置には、減光フィルタ部３４と９０°周方向に間隔を空けて切欠き３２１のみを形成し、光源２から発せられた光をそのまま通過させる通過部３３Ｄが形成してある。
【００２９】
本例の３種類の減光フィルタ部３４は、光の減光量が７５％のものと、光の減光量が５０％のものと、光の減光量が２５％のものとがある。また、第２励起フィルタ３Ｂにおける各切替フィルタ３１には、減光フィルタ部３４と９０°間隔を空けて減光量が０％である通過部３３Ｄが形成してある。
第２励起フィルタ３Ｂを用いることによって、光源２からミラー４３へ照射する光の強度を、１００％、７５％、５０％、２５％と変化させることができる。
【００３０】
例えば、波長が異なる２種類の励起光Ｘを同時に試料８に照射する際には、第１励起フィルタ３Ａにおいて、光通過位置Ｅに配置するフィルタ部３３を、一方の切替フィルタ３１と他方の切替フィルタ３１とで互いに異なるものにする。また、例えば、強度が異なる２種類の励起光Ｘを同時に試料８に照射する際には、第２励起フィルタ３Ｂにおいて、光通過位置Ｅに配置するフィルタ部３４を、一方の切替フィルタ３１と他方の切替フィルタ３１とで互いに異なるものにする。
【００３１】
図２〜図４に示すごとく、第１励起フィルタ３Ａと第２励起フィルタ３Ｂとには、各切替フィルタ３１において光通過位置Ｅに配置した各フィルタ部３３及び各減光フィルタ部３４の周辺から漏れる光を遮断する遮断部材３５が配設してある。遮断部材３５には、光を透過させる透過穴３５１が形成してあり、光源２から発せられた光は、第１励起フィルタ３Ａ及び第２励起フィルタ３Ｂと透過穴３５１を透過して、ミラー４３に照射される。
【００３２】
図１に示すごとく、本例のカメラ４は、コンピュータ５によってデジタル処理可能なＣＭＯＳカメラ（デジタルカメラ）４１に対して、所定の倍率の光学レンズ４２を組み合わせて構成されている。カメラ４は、微生物又はウィルスの各検出対象に合わせて、適宜画素数のものを選択し、光学レンズ４２の倍率とＣＭＯＳカメラ４１のデジタルズームによる倍率とによって、１０００〜１００００倍にデジタル画像を拡大することができる。ＣＭＯＳカメラ４１には、２０００万画素以上の分解能を有するものを用いることができる。カメラ４は、ＣＭＯＳカメラ４１と光学レンズ４２とを組み合わせて、撮影するデジタル画像の１画素に対し、被写体としての試料８における１（μｍ2）以下の表面を撮影可能である。
【００３３】
カメラ４は、ＣＭＯＳカメラ４１のレンズ部を下方に向けて、試料８の表面を上方から撮影する状態で配設してある。光源（紫外線ランプ）２は、カメラ４に対して垂直な水平方向に配設してあり、ミラー４３は、カメラ４に対して垂直な方向であって光源２と対向する位置に配設してある。また、カメラ４のレンズ部の前（本例では光学レンズ４２の前）には、紫外線を遮断してカメラ４を保護するためのフィルタ４４が配置してある。
ＣＭＯＳカメラ４１は、倍率の異なる複数種類の光学レンズ４２を取り替え可能であるとともに、上下にスライド可能である。
【００３４】
ミラー４３は、その反射面を試料８に向けて斜めに配置してなり、光源２から水平方向に発された光を、試料８に向けて斜めに反射する。ミラー４３から試料８に照射する励起光Ｘは、試料８を保持する保持体７の平面方向に対して、２７〜３３°の入射角度θで照射させる。
図５は、試料８に対して斜めから励起光Ｘを照射する状態を模式的に示す図である。同図に示すごとく、励起光Ｘを保持体７の平面方向に対して、２７〜３３°の入射角度θで励起光Ｘを照射させることにより、試料８中に含まれ得る微生物等が発する特定蛍光反応８１に、影Ｋの部分が適切に生じるようにすることができる。これにより、画像解析部５２において、特定蛍光反応８１の形状を検知し易くすることができる。同図においては、試料８中の微生物等を符号８０で示す。
なお、影Ｋの部分は、微生物等が立体形状を有することにより、斜めから光が照射されることにより、微生物等に光が当たる一方側の幅が小さく、他方側の幅が大きく形成される。
【００３５】
本例の蛍光反応検出装置１においては、２つの励起フィルタ３Ａ，３Ｂを透過させて、波長を互いに異ならせた励起光Ｘを試料８に照射したときの２種類の励起時デジタル画像Ｄ１，Ｄ２をカメラ４によって撮影する。この２種類の励起時デジタル画像Ｄ１，Ｄ２は、励起光Ｘの波長を異ならせるとともに、励起光Ｘの強度又は照射時間（撮影時期）も互いに異ならせて撮影することができる。また、２種類の励起時デジタル画像Ｄ１，Ｄ２は、励起光Ｘの強度又は照射時間（撮影時期）のみ互いに異ならせて撮影することもできる。
そして、２種類の励起時デジタル画像Ｄ１，Ｄ２のうちの少なくとも一方は、波長と強度との少なくとも一方が互いにが異なる励起光Ｘを、２つの励起フィルタ３から試料８に対して同時に照射したときのデジタル画像とする。
【００３６】
本例の画像解析部５２は、２種類の励起時デジタル画像Ｄ１，Ｄ２について、それぞれ１つの画素単位ごとの色空間データを求め、第１励起時デジタル画像Ｄ１における各画素単位ごとの色空間データと、第２励起時デジタル画像Ｄ２における各画素単位ごとの色空間データとに対し、それぞれ同じ位置にある画素単位同士で照合演算して、各画素単位ごとに演算処理データを求める。そして、画像解析部５２は、各画素単位ごとの演算処理データを、予め特定蛍光反応８１について求めた演算処理データの規定範囲と照合して、試料８中における特定蛍光反応８１の有無を検出する。
【００３７】
図６には、第１励起時デジタル画像Ｄ１を概略的に示し、図７には、第２励起時デジタル画像Ｄ２を概略的に示す。また、図８には、第１励起時デジタル画像Ｄ１と第２励起時デジタル画像Ｄ２とに対して照合演算を行った結果を可視化して、照合画像Ｄ３として概略的に示す。
【００３８】
励起光Ｘの波長は、ＵＶ励起、Ｂ励起又はＧ励起のいずれかの波長として、２種類の励起時デジタル画像Ｄ１，Ｄ２において互いに異ならせることができる。この場合、例えば、図６、図７に示すごとく、２種類の励起時デジタル画像Ｄ１，Ｄ２のいずれにもゴミ（検出対象以外の異物）による蛍光反応８２が現れる一方、図７に示すごとく、第２励起時デジタル画像Ｄ２には微生物等による特定蛍光反応８１が明確に現れた場合を想定する。このとき、図８に示すごとく、２種類の励起時デジタル画像Ｄ１，Ｄ２についての各画素単位ごとの色空間データを求めて照合演算を行ったときには、ゴミによる蛍光反応８２の影響が打ち消されて、微生物等による特定蛍光反応８１を明確に検出することができる。この場合は、微生物等が特に強く蛍光反応を示す励起光Ｘの波長がある場合に有効である。
【００３９】
また、ＵＶ励起、Ｂ励起又はＧ励起のいずれかの波長の励起光Ｘを用いた場合には、励起光Ｘの強度を異ならせて撮影した２種類の励起時デジタル画像Ｄ１，Ｄ２を用いることもできる。この場合、例えば、図６、図７に示すごとく、ゴミ（検出対象以外の異物）は、弱い強度の励起光Ｘの照射又は短い時間の励起光Ｘの照射によっても蛍光反応８２を明確に示す一方、図７に示すごとく、微生物等は、強い強度の励起光Ｘの照射又は長い時間の励起光Ｘの照射によってはじめて明確に特定蛍光反応８１を示す場合を想定する。このとき、図８に示すごとく、２種類の励起時デジタル画像Ｄ１，Ｄ２についての各画素単位ごとの色空間データを求めて照合演算を行ったときには、ゴミによる蛍光反応８２の影響が打ち消されて、微生物等による特定蛍光反応８１を明確に検出することができる。この場合は、ゴミに比べて微生物等が蛍光反応を示す時期が遅い場合に有効である。
【００４０】
本例の画像解析部５２において求める色空間データは、色の三原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の色相データを、所定数の階調における数値で示すものである。本例の色空間データは、カメラ４によって検出した特定の波長の光を、赤色、緑色、青色の各データに分解したものである。赤色、緑色、青色の各データには、それぞれ２５６階調が割り当てられ、各データ（各原色）は、０〜２５５の数値によって示される。
また、色空間データには、色の三原色を用いて表す輝度（明るさ）を含めることができる。この輝度Ｙは、ａ１〜ａ３を係数とし、Ｒを赤色、Ｇを緑色、Ｂを青色の各数値としたとき、Ｙ＝ａ１×Ｒ＋ａ２×Ｇ＋ａ３×Ｂから求めることができる。係数ａ１〜ａ３は、複数の波長の光をカメラ４によって撮影したときの複数のデジタル画像について、赤色、緑色、青色の各数値をＹ＝（ａ１×Ｘ１＋ａ２×Ｘ２＋ａ３×Ｘ３）／３のＸ１〜Ｘ３にそれぞれ代入して求めることができる。
なお、微生物又はウィルスの検出対象によっては、色空間データは、輝度のデータのみとすることもできる。
【００４１】
画像解析部５２において、多数の画素によって示されるデジタル画像における同じ位置にある画素単位同士で行う照合演算は、以下の誤差演算とすることができる。
図９には、第１色空間データｄ１と第２色空間データｄ２とを、１ドットごとの画素単位において照合する状態を可視化して示す。同図に示すごとく、第１励起時デジタル画像Ｄ１についての第１色空間データｄ１における赤色、緑色、青色の０〜２５５で示される各数値をＲ１，Ｇ１，Ｂ１とし、第２励起時デジタル画像Ｄ２についての第２色空間データｄ２における赤色、緑色、青色の０〜２５５で示される各数値をＲ２，Ｇ２，Ｂ２とする。
誤差演算としては、｜Ｒ１−Ｒ２｜（Ｒ１−Ｒ２の絶対値），｜Ｇ１−Ｇ２｜（Ｇ１−Ｇ２の絶対値），｜Ｂ１−Ｂ２｜（Ｂ１−Ｂ２の絶対値）の少なくとも１つとして行うことができる。
【００４２】
また、誤差演算は、第１励起時デジタル画像Ｄ１についての第１色空間データｄ１における輝度の数値をＹ１とし、第２励起時デジタル画像Ｄ２についての第２色空間データｄ２における輝度の数値をＹ２として、｜Ｙ１−Ｙ２｜として行うこともできる。また、算術演算は、Ｙ１＋Ｙ２，Ｙ１−Ｙ２，Ｙ１×Ｙ２，Ｙ１／Ｙ２，Ｙ２−Ｙ１，Ｙ２／Ｙ１のいずれかとして行うこともできる。
【００４３】
なお、これらの演算において、Ｒ１〜Ｒ３，Ｇ１〜Ｇ３，Ｂ１〜Ｂ３の各数値が、０未満となる場合は０とし、２５５超過となる場合には、２５５とする。また、割算で分母となる数値が０である場合は２５５とし、割算で分子となる数値が０である場合は０とする。
こうして、画像解析部５２において照合演算を行って得られる演算処理データは、０〜２５５の範囲の数値によって表される。
【００４４】
画像解析部５２における判定基準である演算処理データの規定範囲は、検出対象とする特定の微生物等に対して、波長と強度との少なくともいずれかが互いに異なる励起光Ｘを照射したときの複数（２つ）の励起時デジタル画像を撮影し、この励起時デジタル画像中において特定蛍光反応８１を映した画素について照合演算を行った結果として求めておく。
また、画像解析部５２における判定基準である演算処理データの規定範囲は、検出対象とする特定の微生物等に対して励起光Ｘの照射を開始した時点からカメラ４によって撮影する時点までの時間を異ならせて撮影したときの複数（２つ）の励起時デジタル画像において、この励起時デジタル画像中において特定蛍光反応８１を映した画素について照合演算を行った結果として求めておくこともできる。
【００４５】
演算処理データの規定範囲は、特定の微生物等について特定蛍光反応８１を実際に撮影したときの色相、輝度の色空間データに対して、適度の余裕を設けて設定することができる。この際、特定蛍光反応８１の撮影を複数回行って、規定範囲の幅を決定することができる。
そして、実際に試料８に対して特定蛍光反応８１の検査を行う際には、判定基準である演算処理データの規定範囲を決定する際に使用した励起光Ｘと同じ条件の励起光Ｘを試料８に照射する。また、励起光Ｘの波長又は強度を異ならせた場合には、設定基準時と検出時とで用いる励起光Ｘの種類を同じにする。
【００４６】
図１０には、第１色空間データｄ１と第２色空間データｄ２とを、１ドットごとの画素単位において照合して得た演算処理データが、規定範囲内にあるか否かの２値化処理を行った結果を可視化して示す。
本例の画像解析部５２は、各画素単位ごとの演算処理データのうち、予め特定蛍光反応８１について求めた演算処理データの規定範囲内にある画素単位を、ヒット画素Ｈとして求める。そして、ヒット画素Ｈが並んで形成される形状及び面積が、予め特定蛍光反応８１について求めた形状及び面積の規定範囲内にある場合に、試料８中に微生物又はウィルスが存在すると検出する。ヒット画素Ｈは、各画素単位の演算処理データが、演算処理データの規定範囲内にある場合を１、演算処理データの規定範囲内にない場合を０として、２値化処理を行ったときの１である画素とする。
特定蛍光反応８１についての形状及び面積の規定範囲は、検出対象とする特定の微生物等の形状及び面積を実測した値に、適度の余裕を設けて設定することができる。
【００４７】
また、画像解析部５２における各画素は、例えば誤差演算として、｜Ｒ１−Ｒ２｜，｜Ｇ１−Ｇ２｜，｜Ｂ１−Ｂ２｜を行った場合には、これらの値の全てが規定範囲内になったときに、ヒット画素Ｈとすることができる。また、これらの値の１つ又は２つが規定範囲内になったときに、ヒット画素Ｈとすることもできる。
【００４８】
画像解析部５２は、特定蛍光反応８１が存在すると検出したヒット画素Ｈが並んで形成される形状を囲む大きさの画素領域を、ヒット領域Ａとして特定する。
図８、図１１には、ヒット画素Ｈを囲んでなるヒット領域Ａを示す。
本例の画像解析部５２においては、ヒット画素Ｈを抽出した２値化された演算処理データに対して、ヒット画素Ｈが並んで形成されたヒット画素形状の最大輪郭に合わせて、デジタル画像のＸ軸及びＹ軸に平行な辺を持つ矩形状によって囲む。そして、この矩形状によって囲まれた画素領域がヒット領域Ａとして特定され、ヒット領域Ａについて、ヒット画素形状が検出対象とする微生物等の特定蛍光反応８１の形状と近似するか否かを判定する。
【００４９】
画像解析部５２においては、矩形状によって囲んだヒット画素形状の面積（ヒット画素Ｈの数）、重心位置等を検出することができる。また、ヒット画素形状が、微生物等についての特定蛍光反応８１の形状及び面積の規定範囲内にある場合には、励起時デジタル画像中の全体におけるヒット画素形状の位置、数等を特定する。特定蛍光反応８１の面積の規定範囲は、所定の面積以上であって所定の面積以下の所定の大きさの範囲を有している。ヒット画素形状が大き過ぎても小さ過ぎても、特定蛍光反応８１の面積の規定範囲内には入らないことになる。
【００５０】
また、画像解析部５２は、上記ヒット画素形状を検出する以外にも、励起時デジタル画像を構成する全体の面積（画素数）のうち、ヒット画素Ｈが占める面積（画素数）の割合が所定の割合以上である場合に、試料８中に特定蛍光反応８１があると判定することもできる。
本例の制御部５１は、励起光Ｘを照射していないときの素デジタル画像Ｄ４をカメラ４によって撮影し、素デジタル画像Ｄ４においてヒット領域Ａに相当する画素領域を、コンピュータ５に接続したモニタ６に拡大表示するよう構成してある。
図１２には、素デジタル画像Ｄ４について、ヒット領域Ａに相当する画素領域Ｂをモニタ６に拡大表示した状態を概略的に示す。本例においては、検査する者が、素デジタル画像Ｄ４において微生物等が存在すると検出した部分を実際に目視して確認することができる。
【００５１】
また、画像解析部５２においては、特定蛍光反応８１についての形状及び面積の規定範囲を、複数種類の微生物等について予め設定しておくことができる。そして、画像解析部５２は、ヒット画素形状が並んで形成される形状及び面積が、予め複数種類の微生物等についてそれぞれ求めた形状及び面積の規定範囲のうちのいずれに含まれるかを判定し、試料８中に存在する微生物等の種類を推定することができる。この場合には、微生物等の有無だけでなく、種類も検出することができる。
また、画像解析部５２は、矩形状のヒット領域Ａの面積（画素数）に対し、ヒット領域Ａ内において所定の形状を有するヒット画素Ｈの面積（画素数）の割合によって、微生物等の種類を推定することもできる。
【００５２】
本例の蛍光反応検出装置１において、励起フィルタ３は、波長及び強度の少なくとも一方が異なる２種類の励起光Ｘを、光源２からミラー４３へと同時に通過させる。そして、画像解析部５２によって、２種類の励起光Ｘを同時に照射したときに試料８中に含まれる特定の微生物が蛍光する光の色相、輝度等を解析して、特定の微生物の有無を検出する。
これにより、１種類の励起光Ｘを特定の微生物に照射するだけでは得られなかった微生物の蛍光反応８１を得ることができ、特定の微生物の検出精度を格段に向上させることができる。
【００５３】
また、図６、図７に示すごとく、試料８中には、特定蛍光反応８１以外の蛍光反応８２を示すゴミ（検出対象外の異物）も含まれており、このゴミも所定の蛍光反応８２を発することになる。ただし、特定蛍光反応８１と、ゴミによる蛍光反応８２とは、励起光Ｘの波長、強度等の条件によって、蛍光の性質が異なる。そこで、２種類の励起時デジタル画像Ｄ１，Ｄ２を撮影した際に、例えば、ゴミによる蛍光反応８２は、２種類の励起時デジタル画像Ｄ１，Ｄ２に撮影される一方、特定蛍光反応８１は、第２励起時デジタル画像Ｄ２に明確に撮影される場合が想定される。この場合には、図８に示すごとく、上記照合演算をすることにより、ゴミによる蛍光反応８２による影響を取り除くことができ、特定蛍光反応８１を際立たせて検出することができる。そして、微生物等による特定蛍光反応８１を、他のゴミ（検出対象外の異物）による蛍光反応８２と明確に区別することができる。
それ故、本例の蛍光反応検出装置１によれば、試料８中における特定の微生物等を、高い検出精度で、安定して検出することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  蛍光反応検出装置
２  光源
３  フィルタ
３Ａ，３Ｂ  励起フィルタ
３１  切替フィルタ
３２  回転盤
３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ  フィルタ部
３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ  減光フィルタ部
４  カメラ
４３  ミラー
５  コンピュータ
５１  制御部
５２  画像解析部
６  モニタ
８  試料
８１  特定蛍光反応
Ｘ  励起光
Ｄ１，Ｄ２  励起時デジタル画像
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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