(57)【要約】【課題】蛍光を利用し、リアルタイムに、生物由来の粒子を、蛍光を発する埃から分離して検出することのできる検出装置を提供する。【解決手段】検出装置１００は、空気を加熱するための加熱部４と、発光素子および受光素子を含む検出部５と、検出部５に含まれる受光素子と接続される測定部７２とを備える。受光素子は、発光素子で照射されることで空気中の粒子より発せられる蛍光を受光してその受光量を示す信号を測定部７２に対して入力する。測定部７２は、加熱部４によって加熱された後の空気に対する検出部５での検出によって受光素子での受光量より得られる蛍光強度に基づいて、空気中の生物由来の粒子を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中の生物由来の粒子を検出するための検出装置であって、
空気を加熱するための加熱部と、
発光素子および受光素子を含む検出部と、
前記検出部に含まれる前記受光素子と接続される測定部とを備え、
前記受光素子は、前記発光素子で照射されることで空気中の粒子より発せられる蛍光を受光してその受光量を示す信号を前記測定部に対して入力し、
前記測定部は、前記加熱部によって加熱された後の空気に対する前記検出部での検出によって前記受光素子での受光量より得られる蛍光強度に基づいて、前記空気中の生物由来の粒子を検出する、検出装置。
【請求項２】
前記測定部は、前記検出部に含まれる受光素子での受光量より得られる蛍光強度が予め規定されたしきい値より大なる場合に、前記空気中の粒子が生物由来の粒子であると判別する、請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
通気管をさらに備え、
前記受光素子は、前記加熱部によって加熱された、前記通気管内の空気中の粒子より発せられる蛍光を受光し、
前記測定部は、前記通気管内の空気中の生物由来の粒子を検出する、請求項１または２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記発光素子は、青色光または紫外光の波長の光を照射する、請求項１〜３のいずれかに記載の検出装置。
【請求項５】
空気を加熱するための加熱部と、発光素子および受光素子を有する検出部とを含んだ検出装置を用いて、空気中の生物由来の粒子を検出する方法であって、
空気を前記加熱部にて加熱するステップと、
前記検出部に含まれる前記発光素子で、前記加熱するステップにより加熱された空気中の粒子を照射するステップと、
前記検出部に含まれる前記受光素子で、前記発光素子で照射されることで前記粒子より発せられる蛍光を受光し、その受光量から蛍光強度を算出するステップと、
前記受光素子での受光量より得られる蛍光強度が、予め規定されたしきい値より大なる場合に、前記粒子が生物由来の粒子として検出するステップとを備える、検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は検出装置および検出方法に関し、特に、空気中の生物由来の粒子を検出するための検出装置および検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気中の微生物を検出する方法として、たとえば特表２００８−５０８５２７号公報（以下、特許文献１）、特表２００９−５０１９０７号公報（以下、特許文献２）および特表２０１０−５１３８４７号公報（以下、特許文献３）には、微粒子からの蛍光と粒子サイズとから、生物由来の粒子とそれ以外の粒子とを分離して検出する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００８−５０８５２７号公報
【特許文献２】特表２００９−５０１９０７号公報
【特許文献３】特表２０１０−５１３８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１〜３に開示されている方法では、生物由来の粒子からの蛍光信号をノイズ成分から分離する必要がある。その方法として予めしきい値を設定し、当該しきい値よりも大きいピーク値を持つ信号を生物由来の粒子からの蛍光信号として抽出する方法が挙げられる。
【０００５】
しかしながら、生物由来の粒子からの蛍光は微少であるため、上記しきい値を小さく設定する必要がある。そのため、生物由来の粒子からの蛍光をノイズ成分から分離することが難しくなり、検出精度が低下するという問題があった。
【０００６】
また、上記特許文献１〜３に開示されている方法では、生物由来の粒子を含む空気の流速を確保するため管の径を大きくする必要がある。一方で、生物由来の粒子からの蛍光量を大きくするためには、励起光のビーム径を小さくすることが好ましい。そのため、いずれか一方の条件が満たされないときに粒子がビーム径の端を通過してしまう場合がある。この場合には、生物由来の粒子からの蛍光量を表わす信号値が小さくなるため、さらにノイズ成分からの分離が難しくなり、検出精度が低下する。
【０００７】
生物由来の粒子を検出するための検出装置は、バイオテロ対策や薬剤工場などに応用することが考えられる。このとき、空気中の生物由来の粒子が所定の濃度を超えた場合に警報を出すなどの出力が考えられるが、上記特許文献１〜３に開示されている方法従来技術を利用すると上述のように生物由来の粒子からの蛍光量を表わす信号値が小さく、感度が低いことから、誤動作が生じやすい問題があった。
【０００８】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、リアルタイムに、かつ高精度に、空気中の生物由来の粒子を検出することのできる検出装置および検出方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、検出装置は空気中の生物由来の粒子を検出するための検出装置であって、空気を加熱するための加熱部と、発光素子および受光素子を含む検出部と、検出部に含まれる受光素子と接続される測定部とを備える。受光素子は、発光素子で照射されることで空気中の粒子より発せられる蛍光を受光してその受光量を示す信号を測定部に対して入力し、測定部は、加熱部によって加熱された後の空気に対する検出部での検出によって受光素子での受光量より得られる蛍光強度に基づいて、空気中の生物由来の粒子を検出する。
【００１０】
好ましくは、測定部は、検出部に含まれる受光素子での受光量より得られる蛍光強度が予め規定されたしきい値より大なる場合に、空気中の粒子が生物由来の粒子であると判別する。
【００１１】
好ましくは、検出装置は通気管をさらに備え、受光素子は、加熱部によって加熱された、通気管内の空気中の粒子より発せられる蛍光を受光し、測定部は、通気管内の空気中の生物由来の粒子を検出する。
【００１２】
好ましくは、発光素子は青色光または紫外光の波長の光を照射する。
本発明の他の局面に従うと、検出方法は、空気を加熱するための加熱部と発光素子および受光素子を有する検出部とを含んだ検出装置を用いて、空気中の生物由来の粒子を検出する方法であって、空気を加熱部にて加熱するステップと、検出部に含まれる発光素子で、加熱するステップにより加熱された空気中の粒子を照射するステップと、検出部に含まれる受光素子で、発光素子で照射されることで粒子より発せられる蛍光を受光し、その受光量から蛍光強度を算出するステップと、受光素子での受光量より得られる蛍光強度が、予め規定されたしきい値より大なる場合に、粒子が生物由来の粒子として検出するステップとを備える。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によると、蛍光を利用して、リアルタイムに、かつ高精度に、空気中の生物由来の粒子を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態にかかる検出装置の装置構成の具体例を示すブロック図である。
【図２】検出装置の加熱部の構成の例を表わす概略図である。
【図３】検出装置の加熱部の構成の例を表わす概略図である。
【図４】検出装置の検出部の構成の具体例を表わした図である。
【図５】検出装置の冷却部の構成の一例を表わした図である。
【図６】加熱温度ごとの、加熱前の生物由来の粒子からの蛍光強度に対する加熱後の蛍光強度の比率を表わした図である。
【図７】検出装置の機能構成の具体例を示すブロック図である。
【図８】検出装置での動作の流れを表わすフローチャートである。
【図９】検出装置での動作の流れを表わすフローチャートである。
【図１０】（Ａ）は従来の検出装置で検出される蛍光強度に応じた信号値を表わし、（Ｂ）は実施の形態にかかる検出装置で検出される蛍光強度に応じた信号値を表わした図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。
【００１６】
＜装置構成＞
図１は、本実施の形態にかかる検出装置１００の装置構成の具体例を示すブロック図である。
【００１７】
図１を参照して、検出装置１００は、通気孔１１Ａ，１１Ｂを有し、各装置が収められたシャーシ１と、上記各装置に接続された制御装置７とを含む。
【００１８】
シャーシ１の内部には、通気孔１１Ａ，１１Ｂを両端とした通気管２が設けられている。通気管２を抜ける流路のいずれかの位置に、空気導入機構３が設けられている。空気導入機構３は、たとえばファンやポンプなどの上記流路で気流を発生させることで、通気管２内にシャーシ１外の空気を導入するために用いられる。
【００１９】
当該図１の例では、空気導入機構３はシャーシ１の外部であって、通気孔１１Ｂ近傍に設けられる例が表わされている。空気導入機構３はシャーシ１内に設けられてもよい。
【００２０】
図１の例の場合、空気導入機構３は矢印Ａで表わされる向きの気流を発生させる。これにより、通気管２に通気孔１１Ａから外部空気を導入し、通気孔１１Ｂに向かう方向の流路を生じさせる。以降の説明では、通気管２内に図１に表わされた方向の気流が発生しているものとする。そして、以降の説明では、通気管２の通気孔１１Ａ側を上流側、通気孔１１Ｂを下流側とも称する。
【００２１】
シャーシ１の形状は、一例として直方体が挙げられる。そのサイズとしては、各辺の長さが１０ｍｍ〜５００ｍｍ程度のものが挙げられる。もちろん、他の形状であってもよい。
【００２２】
通気管２の断面は、円形、長方形、正方形など、いかなる形状であってもよい。一例としてその断面が円形であるとすると、そのサイズとしては、直径が１ｍｍ〜５０ｍｍ程度のものが挙げられる。
【００２３】
シャーシ１内には、通気管２内の空気を加熱するための機構である加熱部４が設けられる。その構成の具体例は後述する。
【００２４】
シャーシ１内には、さらに、加熱部４よりも下流側に通気管２内の空気中の粒子から生物由来の粒子を検出するための機構である検出部５が設けられる。その構成の具体例および検出原理については後述する。
【００２５】
なお、図１に表わされたように、加熱部４とその下流側に設けられた検出部５との間に、加熱部４で加熱された空気を冷却するための機構である冷却部６が設けられてもよい。
【００２６】
制御装置７は、その内部に、検出部５と電気的に接続されて検出部５からの検出信号を処理するための信号処理部と、検出信号に基づいて生物由来の粒子を検出する処理および各装置を制御する処理を行なうための測定部７２とを含む。
【００２７】
また、検出結果などを出力するための表示パネル７３と、操作指示を受け付けるためのスイッチ７４と、記録媒体を装着したり、他の装置と通信したりするための通信部７５とをさらに含む。表示パネル７３に替えて、または加えて、音声出力用のスピーカやランプなどが設けられていてもよい。
【００２８】
（加熱部の構成）
加熱部４は、通気管２内の空気およびその空気中の粒子を加熱するための構成であればどのような構成であってもよい。図２は、加熱部４の構成の例を表わす概略図である。図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、いずれも、加熱部４を通気管２の断面を含む面で切断した状態を表わした図である。
【００２９】
図２（Ａ）を参照して、第１の例として、加熱部４は、通気管２の周囲を覆うヒータ４１と、ヒータ４１の外周を覆う断熱材４２と、ヒータ４１と通気管２との間に設けられた、銅など熱伝導部材４３とを含む。
【００３０】
図２（Ｂ）を参照して、第２の例として、加熱部４は、通気管２内に設置されたヒータ４１と、通気管２の外周を覆う断熱材４２とを含む。
【００３１】
なお、好ましくは、加熱部４において通気管２が、ヒータ４１の面積を増加させるような構成であってよい。その一例として、加熱部４において、図３に表わされたように通気管２が蛇行した形状であってもよいし、他の例として螺旋形状等であってもよい。また、その断面が他の部位よりも大きい形状であってもよい。このような形状とすることで、ヒータ４１での加熱効率を向上させることができる。
【００３２】
また、好ましくは、加熱部４は通気管２内に設置された温度センサをさらに含み、測定部７２に含まれる後述する制御部で所定の温度範囲となるようヒータ４１の加熱が制御されてもよい。
【００３３】
ヒータ４１での加熱は、通気管２内の空気中の粒子が１００℃〜３５０℃となるような熱量とする。好ましくは、１５０℃〜２００℃となるよう加熱する。
【００３４】
（検出部の構成）
図４は、検出部５の構成の具体例を表わした図である。
【００３５】
図４を参照して、検出部５は、半導体レーザや、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等で構成される発光素子５１と、フォトディテクタ等の受光素子５２と、発光素子５１からの照射光を平行光また所定幅の光とするためのレンズ群５３と、受光素子５２に集光するためのレンズ群５４と、発光素子５１からの照射光が受光素子５２に入り込むのを防ぐための光学フィルタ（または光学フィルタ群）５５とを含む。
【００３６】
発光素子５１は、その照射角度が通気管２に対して所定角度となるように設置され、レンズ群５３が発光素子５１と通気管２との間の、平行光または所定幅の光となった照射光が通気管２に達する位置に設置される。
【００３７】
受光素子５２は、通気管２を挟んで発光素子５１と反対側であって、少なくともその照射方向とは異なる位置に、通気管２との間にレンズ群５４および光学フィルタ５５を挟んで設置される。
【００３８】
発光素子５１は、空気中の生物由来の粒子を励起して蛍光を発させる波長の光として、たとえば青色または紫外光を照射する。好ましくは、微生物中に含まれ、蛍光を発するトリプトファン、ＮａＤＨ、リボフラビン等が効率よく励起される３００ｎｍ〜４５０ｎｍの光を照射する。
【００３９】
通気管２は、少なくとも検出部５の位置において透明またはそれに近い透過度の部材で構成される。これにより、発光素子５１からの照射光の一部は通気管２の壁面で反射したり、通気管２を通過したりするものの、照射光の多くは通気管２内に達し、通気管２内の空気中の粒子に照射される。
【００４０】
発光素子５１からの青色または紫外の照射光が通気管２内で形成する照射領域に空気中の粒子が達すると、その粒子が花粉、ダニの死骸、細菌やカビ菌などの生物由来の粒子である場合には、緑色の蛍光を発光する。この蛍光は通気管２外に放出される。
【００４１】
受光素子５２は、空気中の粒子から発せられ、通気管２外に放出された蛍光を受光する。その受光量に応じた検出信号は信号処理部７１に入力される。
【００４２】
光学フィルタ５５は、この照射光の波長域の光を遮断して、当該波長より長波長側の光を透過させる。これにより、発光素子５１からの照射光の一部が受光素子５２に迷光として入り込むことが防がれる。
【００４３】
一例としては、図４に表わされたように、通気管２の、発光素子５１からの光が照射される部分は、その断面が他の部分の断面よりも小さく構成されてもよい。すなわち、断面が円形である場合には、その直径が他の部分の直径よりも小さく構成される。より好ましくは、照射領域に粒子が１個ずつ通過する程度の断面（直径）に構成される。また、この場合、そのように通過するような流量としてもよい。
【００４４】
他の例としては、通気管２の、発光素子５１からの光が照射される部分を含む一部に、反射膜が設けられてもよい。このような構成では、発光素子５１からの光が反射膜により反射する光を取り込まないように、かつ、浮遊粒子からの蛍光のうち、通気管２の透明な部分を通して得られる蛍光と反射膜で反射した蛍光との両方を取り込むように受光素子５２およびレンズ群やフィルタを配置することで、より多くの蛍光が受光できて、高い信号量が得られるという利点が生じる。
【００４５】
（冷却部の構成）
先述のように、冷却部６は検出装置１００に必須の構成でなく、必要に応じて設けられてよい。図５は、冷却部６の構成の一例を表わした図である。図５（Ａ）は冷却部６を通気管２の断面を含む面で切断した状態を表わした図であり、図５（Ｂ）は冷却部６を通気管２内の気流方向に切断した状態を表わした図である。
【００４６】
図５（Ａ）および図５（Ｂ）を参照して、冷却部６は、通気管２を包含する冷却管６１を含み、冷却管６１の一端が空気導入機構３に接続されている。
【００４７】
図５（Ｂ）を参照して、冷却管６１には複数の通気孔６１Ａが設けられており、空気導入機構３によって図５（Ｂ）に矢印で表わされたように通気孔６１Ａから外気が冷却管６１内に流入し、冷却管６１内を流れる。これにより、加熱部４で熱せられた通気管２内の空気が冷却される。
【００４８】
なお、冷却部６は図５の構成に限定されず、通気管２内の空気を冷却できるものであれば、たとえば、ペルチェ素子など従来提案されている冷却技術を用いてもよい。
【００４９】
＜検出原理＞
検出装置１００では、加熱後の粒子からの蛍光強度に基づいて、当該粒子が生物由来の粒子であるか蛍光発光埃であるかを判別する。
【００５０】
図６は、加熱温度ごとの、加熱前の生物由来の粒子からの蛍光強度に対する加熱後の蛍光強度の比率を表わした図である。
【００５１】
図６を参照して、加熱温度を１５０℃とすると、加熱後の生物由来の粒子からの蛍光強度は加熱前の蛍光強度の約２０倍となる。加熱温度を２００℃とすると、加熱後の生物由来の粒子からの蛍光強度は加熱前の蛍光強度の約５０倍となる。つまり、粒子が生物由来のものである場合、加熱温度を１５０℃から２００℃に増加させることで、加熱後の蛍光強度の増加率が約２０倍から５０倍に増加する。
【００５２】
他方、蛍光埃ではこのような増加は生じない。
検出装置１００ではこの現象を利用して、空気中の粒子を加熱して、加熱後の粒子からの蛍光強度と予め規定しているしきい値とを比較し、しきい値よりも蛍光強度が大きいものを生物由来の粒子と判別する。これは、加熱することで当該粒子が生物由来の粒子である場合には蛍光強度が大幅に増加することに対して、蛍光埃にはこのような変化が生じないことから、その差異の顕著な蛍光強度をしきい値として用いることでこれらを判別可能としたものである。
【００５３】
検出装置１００では、蛍光強度が予め規定しているしきい値よりも大きいものであった場合に、生物由来の粒子からの蛍光が検出されたとして、生物由来の粒子が検出された旨を検出結果として出力するようにしてもよい。これは、たとえばランプを点灯させたり、電子音を発したりする出力が該当する。
【００５４】
他の例として、予め規定された時間、生物由来の粒子の検出数をカウントし、そのカウント値を検出結果として出力するようにしてもよい。これは、ディスプレイなどの表示装置を含んで、または表示装置に対して、検出された個数を表示させるなどの出力が該当する。
【００５５】
また、当該検出装置１００に導入される空気量で除すことで生物由来の粒子の濃度を算出し、その結果を検出結果として出力するようにしてもよい。たとえばＴ秒間にＮ個の生物由来の粒子が検出された場合、通気管２を１秒当たりに流れる空気の流量をＶｍ3とすると、Ｔ×Ｖｍ3当たりにＮ個の生物由来の粒子が検出されたことになり、空気中の生物由来の粒子濃度はＮ／（Ｔ×Ｖ）［個／ｍ3］と計算される。
【００５６】
なお、加熱後の蛍光強度の差分に基づいて生物由来の粒子からの蛍光であるか否かを判別するために用いられる上記しきい値は、実験的に得ることができる。一例として、検出対象とする生物由来の粒子と蛍光埃に相当する粒子とをそれぞれ規定容量（たとえば１ｍ3）のチャンバ内に所望の最小濃度だけ分散させて、加熱後の蛍光強度を測定することで得ることができる。
【００５７】
＜機能構成＞
図７は、上記原理を利用して空気中の生物由来の粒子を検出するための検出装置１００の機能構成の具体例を示すブロック図である。図７では、信号処理部７１の機能が主に電気回路であるハードウェア構成で実現される例が示されている。しかしながら、これら機能のうちの少なくとも一部は、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）を備え、該ＣＰＵが所定のプログラムを実行することによって実現される、ソフトウェア構成であってもよい。また、測定部７２の構成がソフトウェア構成である例が示されている。しかしながら、これら機能のうちの少なくとも一部は、電気回路などのハードウェア構成で実現されてもよい。
【００５８】
図７を参照して、信号処理部７１は、検出部５の受光素子５２に接続される電流−電圧変換回路１１と、電流−電圧変換回路１１に接続される増幅回路１２とを含む。
【００５９】
測定部７２は、制御部２１、および記憶部２２を含む。さらに、測定部７２は、スイッチ７４の操作に伴ったスイッチ７４からの入力信号を受け付けるための入力部２４と、表示パネル７３に検出結果等を表示させる処理を実行するための表示部２５と、通信部７５に接続された外部装置とのデータ等のやり取りに必要な処理を行なうための外部接続部２６と、空気導入機構３および加熱部４を駆動させるための駆動部２８とを含む。入力部２４は入力信号を制御部２１に対して出力する。
【００６０】
通気管２内の空気に対して発光素子５１から照射されることで、照射領域にある生物由来の粒子からの蛍光が、受光素子５２で受光される。受光素子５２からの受光量に応じた電流信号は電流−電圧変換回路１１に入力される。
【００６１】
電流−電圧変換回路１１は、受光素子５２から入力された電流信号より蛍光強度を表わすピーク電流値Ｈを検出し、電圧値Ｅｈに変換する。電圧値Ｅｈは増幅回路１２で予め設定した増幅率に増幅され、測定部７２に対して出力される。測定部７２の制御部２１は電圧値Ｅｈの入力を受け付けて、順次、記憶部２２に記憶させる。
【００６２】
制御部２１は発光素子５１および受光素子５２と電気的に接続され、それらのＯＮ／ＯＦＦを制御する。
【００６３】
制御部２１は入力部２４からの入力信号に基づいて検出動作を開始し、駆動部２８に対して制御信号を出力する。駆動部２８はこの制御信号に従って空気導入機構３を駆動させる。これにより、通気管２内に外気が導入される。
【００６４】
また、駆動部２８はこの制御信号に従って加熱部４での加熱を開始させる。なお、加熱部４に上記温度センサが含まれる場合、温度センサは制御部２１に電気的に接続されて、センサ信号が制御部２１に入力される。制御部２１は、加熱部４が所定温度となるまで加熱する。そして、所定温度に達すると発光素子５１および受光素子５２をＯＮする。これにより、通気管２内の空気が所定温度に加熱されることになった時点で、その加熱後の蛍光強度の測定が開始される。
【００６５】
制御部２１は判別部２１１および計算部２１２を含む。判別部２１１は、生物由来の粒子からの蛍光強度とそうでない粒子からの蛍光強度とを判別するために用いられるしきい値を予め記憶しておき、記憶部２２に記憶された電圧値Ｅｈと上記しきい値とを用いて、検出部５を通過した粒子それぞれについて生物由来のものであるか否かを判別する。また、計算部２１２は、その判別結果に基づいて所定時間の粒子量をカウントし、その濃度等の粒子量を算出する。
【００６６】
判別結果や算出された粒子量は、表示部２５において表示パネル７３で表示するための処理が行なわれる。また、外部接続部２６で記録媒体や外部装置に送信するための処理がなされてもよい。
【００６７】
＜動作フロー＞
図８および図９は、検出装置１００での動作の流れを表わすフローチャートである。図８および図９のフローチャートに表わされた動作は、スイッチ７４に含まれる図示しない検出開始ボタンがＯＮされ、その信号が制御部２１に入力されることによって開始される。この動作は、測定部７２の制御部２１に含まれる図示しないＣＰＵが図示しないメモリに記憶されるプログラムを読み出して実行し、図７に示される機能を発揮させることで実現される。
【００６８】
図８を参照して、検出動作が開始すると、ステップＳ１０１で制御部２１は空気導入機構３の駆動を開始させる。これにより、通気管２内に外気の導入が開始される。
【００６９】
次に、ステップＳ１０３で制御部２１は、加熱部４のヒータ４１の動作を開始させ、加熱部４に温度センサが含まれる場合、ステップＳ１０５でさらにその作動を開始させる。これにより、通気管２内の空気への加熱が開始し、その温度が監視される。
【００７０】
加熱部４の温度が予め規定した所定温度に達したことが検出されると（ステップＳ１０７でＹＥＳ）、ステップＳ１０９，Ｓ１１１で制御部２１は検出部５の発光素子５１および受光素子５２をＯＮする。これにより、加熱部４の温度が予め規定した所定温度に達した時点で、後述する蛍光強度の検出が開始される。
【００７１】
なお、加熱部４に温度センサが含まれていない場合には、制御部２１は、上記ステップＳ１０５での加熱開始から予め規定した時間が経過した時点で発光素子５１および受光素子５２をＯＮするようにしてよい。このようにすることでも、加熱部４の温度が規定された温度に達した時点で、後述する蛍光強度の検出を開始させることができる。
【００７２】
発光素子５１および受光素子５２がＯＮされると、ステップＳ１１３で制御部２１は検出部５での蛍光検出値から蛍光強度Ｆを測定する。
【００７３】
図９を参照して、制御部２１は、上記ステップＳ１１３で測定された蛍光強度Ｆを、予め記憶している、生物由来の粒子からの蛍光強度であるかそうでない粒子からの蛍光強度であるかを判別するために用いられるしきい値と比較する。
【００７４】
なお、制御部２１は、上記ステップＳ１１３で蛍光強度Ｆが測定されると、順次、記憶部２２に記憶し、所定時間の後、測定値を記憶部２２から読み出して以降の処理を行なうようにしてもよい。
【００７５】
このステップＳ１１３での蛍光強度Ｆが予め規定されたしきい値よりも大なる場合（ステップＳ１２３でＹＥＳ）、ステップＳ１２５で制御部２１は、この蛍光を発した粒子が生物由来の粒子であると判別し、ステップＳ１２７で粒子数のカウントに１加算する。
【００７６】
一方、蛍光強度Ｆが予め規定されたしきい値を超えない場合には（ステップＳ１２３でＮＯ）、ステップＳ１２９で制御部２１は、この蛍光を発した粒子が生物由来の粒子ではないと判別する。この場合、上記カウントを加算しない。
【００７７】
制御部２１は、予め規定された時間、またはスイッチ７４で指定された時間、導入された空気からの蛍光強度の測定を継続する。そして、測定の開始から所定時間が経過したことが検出されると（ステップＳ１３１でＹＥＳ）、ステップＳ１３３で制御部２１は、上記ステップＳ１２７で得られたカウント数を上記所定時間に導入された空気量で除すことで生物由来の粒子の濃度を計算し、ステップＳ１３５でその結果を検出結果として表示パネル７３に表示する。
【００７８】
なお、検出結果は生物由来の粒子の濃度でなく、上記ステップＳ１２５，Ｓ１２９での判別結果であってもよい。すなわち、この場合、上記ステップＳ１３１以降の動作を行なわず、上記ステップＳ１２５，Ｓ１２９の後に、その判別結果に応じた音を発する、または色のランプを点灯させる、などで検出結果を出力してもよい。
【００７９】
＜実施の形態の効果＞
検出装置１００を用いることで、空気中の粒子のうちの生物由来の粒子を、リアルタイムに、かつ、精度よく検出することができる。
【００８０】
図１０の（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、従来の検出装置で検出される蛍光強度に応じた信号値および検出装置１００で検出される蛍光強度に応じた信号値を表わしている。図１０（Ａ）に示すように、従来の検出装置での検出方法では、空気中の粒子からの信号量が小さく、また、検出での揺らぎもあるため、空気中の粒子からの信号とノイズ成分とを分離することが難しい場合があった。
【００８１】
この場合、通気管の中を通過する粒子に光を照射して当該粒子からの蛍光信号を検出する際に、図１０の（Ａ）に表わされたように、ノイズ成分から粒子からの蛍光信号を分離する操作が必要になる。
【００８２】
一般的に、分離する方法として、図１０の（Ａ）に示されたように、信号値と所定のしきい値とを比較して、当該しきい値よりも大きいピーク値を持つ信号を生物由来の粒子からの蛍光信号と判断して、１カウントとして計測する方法が採られる。
【００８３】
しかしながら、生物由来の粒子から発光される蛍光は微少であるため、しきい値を小さく設定する必要がある。そのため、ノイズ成分との分離が難しく、カウント精度が悪くなる問題がある。これは検出精度の悪化につながっていた。
【００８４】
また、流速を確保するため通気管の径を大きくする必要がある。一方で、生物由来の粒子からの蛍光量を大きくするためには、励起光のビーム径を小さくすることが好ましい。そのため、いずれか一方の条件が満たされないときに粒子がビーム径の端を通過してしまう場合があり、この場合には信号値が小さくなってノイズ成分からの分離が難しくなっていた。
【００８５】
これに対して検出装置１００では、図６に示されたように、生物由来の粒子から発せられる蛍光強度の加熱前後の増加率は、１５０℃から２００℃に加熱温度を変化させることで、加熱前の蛍光に比べて約２０倍から約５０倍に増加する。つまり、加熱工程により生物由来粒子からの蛍光強度の増加に応じて信号値が数十倍に増加する。そのため、図１０の（Ｂ）に表わされたように、ノイズ成分との分離が容易になるという利点がある。すなわち、高精度で生物由来の粒子を検出することができる。
【００８６】
また、励起光のビーム径を広くしても十分な高い信号値であるために、生物由来の粒子を高精度で検出することができる。
【００８７】
また、加熱により、生体由来粒子と同時に存在する蛍光埃はその蛍光量が変化しないため、適切なしきい値を設定することで、従来難しかった蛍光埃からの分離も容易にできる。
【００８８】
たとえば、バイオテロ対策や薬剤工場などで当該検出装置１００を応用する場合、生物由来の粒子の濃度が所定の濃度を超えた場合に警報を出すようにしてもよい。検出装置１００では、感度が高く、かつ、生物由来の粒子と蛍光埃とをリアルタイムで分離可能であるため、所定の濃度付近や多量の蛍光埃が生じた場合であっても誤動作を防止でき、このような環境においても好適に用いることができる。
【００８９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９０】
１  シャーシ、２  通気管、３  空気導入機構、４  加熱部、５  検出部、６  冷却部、７  制御装置、１１  電流−電圧変換回路、１１Ａ，１１Ｂ，６１Ａ  通気孔、１２  増幅回路、２１  制御部、２２  記憶部、２４  入力部、２５  表示部、２６  外部接続部、２８  駆動部、４１  ヒータ、４２  断熱材、４３  熱伝導部材、５１  発光素子、５２  受光素子、５３，５４  レンズ群、５５  光学フィルタ、６１  冷却管、７１  信号処理部、７２  測定部、７３  表示パネル、７４  スイッチ、７５  通信部、１００  検出装置、２１１  判別部、２１２  計算部。
【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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