JP2003038163A - 微生物検出装置 - Google Patents

微生物検出装置

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Toshio Fujita
敏男 藤田
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Yamato Manufacturing Co Ltd
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YAMATO SEISAKUSHO KK
Yamato Manufacturing Co Ltd
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    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大気中に浮遊する細菌やウイルス、花粉など
の粒子状の微生物を検出する微生物検出装置において、
微生物の数をリアルタイムで正確に計測することができ
るようにする。 【解決手段】 大気を吸引ポンプ１によりノズル２内に
導入して噴射し、これに半導体レーザー３ａと紫外線Ｌ
ＥＤ３ｂからそれぞれ赤外光線と紫外光線を照射する。
そして、一方の半導体レーザー３ａからでて大気中の微
生物粒子により散乱した光を赤外透過フィルター６ａを
通して受光素子７ａにより受光し、もう一方の紫外線Ｌ
ＥＤ３ｂからでて同大気中の微生物粒子で反射した光ま
たは蛍光をバンドパスフィルター６ｂを通して受光素子
７ｂにより受光し、これらの受光素子７ａ，７ｂの出力
から、演算回路９により上記大気中の微生物の数をカウ
ントする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大気中に浮遊する
細菌やウイルス、花粉などの粒子状の微生物を瞬時（リ
アルタイム）に検出する微生物検出装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、食品工場などでは製造工程管理上
大気中に存在する微生物を簡便且つ迅速に測定すること
が必要になってきている。また、屋外においてもリアル
タイムでの花粉情報が求められてきている。
【０００３】現在、このような大気中の微生物の検出
は、主に培養に基づいて方法により行われている。ま
た、花粉などの量を計測する手段としては、スライドガ
ラスや粘着テープ上に花粉などを捕集し、それを顕微鏡
にて目視して計測することが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の微生物の検出に際しては、大気中には微生物以
外にかなりの粉塵や砂などが存在するため、パーティク
ルカウンターを応用したとしても他の粒子も計測して特
定の粒子だけを計測することができなかった。
【０００５】また、可視光線や紫外光線だけを使用して
反射光または蛍光だけを検知した場合、その粒子中の蛍
光物質の成分及び含有量によって受光検知量が変わり、
粒子の大きさまで判別することができなかった。
【０００６】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたもので、大気中の微生物の数をリアルタイムで正
確に計測することができる微生物検出装置を提供するこ
とを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る微生物検出
装置は、大気中の微生物を検出する装置であって、大気
を吸引して導入する導入手段と、導入した大気に赤外光
線を照射する光源と、この光源からでて前記大気中の微
生物により散乱した光を赤外透過フィルターを通して受
光する受光素子と、前記導入した大気に可視光線もしく
は紫外光線を照射する光源と、この光源からでて前記大
気中の微生物で反射した光または蛍光をバンドパスフィ
ルターを通して受光する受光素子と、前記各受光素子の
出力から前記大気中の微生物の数を演算する演算手段と
を有してなるものである。
【０００８】また、上記受光素子の出力に基づいて微生
物の粒径を検知する検知手段及び微生物か否かを検知す
る検知手段を備え、更に、その受光素子の出力に基づい
て微生物の種類を判別する判別手段を備えるようにした
ものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面につ
いて説明する。
【００１０】図１は本発明に係る微生物検出装置の基本
構成を示す分解斜視図であり、大気中に浮遊する微生物
を検出してその数を計測する微生物カウンターとして構
成されている。
【００１１】同図において、１は被検出試料である細菌
やウイルス、花粉などの微生物粒子を含む大気（空気）
を一定流量で導入する吸引ポンプ（導入手段）で、大気
は装置本体上部の採気口から図の矢印の如くノズル２内
に導入されて、該ノズル２より装置本体内部に噴射さ
れ、装置本体下部から排出される。
【００１２】３ａは上記装置本体内に導入して噴射した
大気に赤外光線を照射する半導体レーザー（光源）、４
ａはこの半導体レーザー３ａの前方に配置されたコリメ
ートレンズ、５ａは上記ノズル２の噴射口近傍の検出部
で赤外光線をシート状にするシリンドリカルレンズ、６
ａは赤外光線を透過させる赤外透過フィルター、７ａは
赤外光線で微生物粒子により散乱した光を受光するフォ
トダイオード等の受光素子である。
【００１３】３ｂは上記装置本体内に導入して噴射した
大気に紫外光線を照射する紫外線ＬＥＤ（光源）、４ｂ
はこの紫外線ＬＥＤ３ｂの前方に配置されたコリメート
レンズ、５ｂは上記ノズル２の噴射口近傍の検出部で紫
外光線をシート状にするシリンドリカルレンズ、６ｂは
紫外光線で微生物粒子により蛍光した黄色等の可視光線
を透過させるバンドパスフィルター、７ｂはその光を受
光するフォトダイオード等の受光素子である。
【００１４】図２は本実施例の検出回路の構成を示すブ
ロック図であり、上記各受光素子７ａ，７ｂで光信号を
電気信号に変換した後の信号処理系の構成を示してい
る。
【００１５】図２中、８ａは受光素子７ａの出力に基づ
いて上記装置本体内に導入した大気中の微生物粒子やダ
スト等の粒子の粒径を検知（判別）する検知手段、８ｂ
は受光素子７ｂの出力に基づいて上記本体内部で蛍光し
た大気中の粒子が微生物粒子かダスト粒子かを検知（判
別）する検知手段、９は検知手段８ａ，８ｂの出力から
大気中の微生物粒子の数を演算する演算回路（演算手
段）で、微生物粒子の種類を判別する判別手段を構成し
ている。
【００１６】上記のように構成された微生物検出装置に
おいては、一方の光源である半導体レーザー３ａからで
て大気中の微生物粒子により散乱した光を赤外透過フィ
ルター６ａを通して受光素子７ａにより受光し、もう一
方の光源である紫外線ＬＥＤ３ｂからでて同大気中の微
生物粒子で反射した光をバンドパスフィルター６ｂを通
して受光素子７ｂにより受光する。そして、これらの受
光素子７ａ，７ｂの出力から、演算回路９により上記大
気中の微生物の数をカウントする。これにより、大気中
の微生物の数をリアルタイムで正確に計測することがで
きる。
【００１７】ここで、本実施例では、図１のようにＸ，
Ｙ，Ｚをとると、二つの光源をＺ軸に対してそれぞれ１
５度ずらしている。これは、紫外線ＬＥＤ３ｂの光を対
角線上でフォトダイオード等で受光して該紫外線ＬＥＤ
３ｂの発光強度を一定にするためである。
【００１８】また、検知手段８ａと８ｂの出力は光軸が
異なるため時間差があるが、この時間差はノズル２の内
径、吸引流量、光軸角度から演算により求められる。そ
して、一定時間内に両方の出力を検知した場合、演算回
路９で微生物粒子と判断する。
【００１９】図３は花粉による反射光の波長と反射率の
関係を示す図であり、同図の（ａ）はヒノキ、（ｂ）は
スギの場合を示している。また、図４は花粉による蛍光
の相対強度と波長の関係を示す図であり、同図の（ａ）
はヒノキ、（ｂ）はスギの場合を示している。
【００２０】スギ花粉やヒノキ花粉の粒径は約３０μｍ
であり、受光素子７ａの出力はほぼ同じであるが、この
スギ、ヒノキ花粉の区別は図４の３７０ｎｍの励起波長
による蛍光特性では差がでないため、図３の反射分光特
性の可視光（５２０ｎｍ）と赤外光の２波長の散乱光の
差により区別することができる。
【００２１】すなわち、方式としては紫外及び可視光に
おける励起による蛍光を検知する方法（赤外光も使用す
る）と、可視光と赤外光の２波長による散乱特性の違い
により判別する方法の２種類を含んでいる。
【００２２】そして、上記の違いも演算回路９で識別し
て検出することができ微生物の種類を判別することがで
きる。ブタクサ花粉は粒径が約１８μｍとスギやヒノキ
花粉と異なっているため、これも粒径の差で識別するこ
とができる。
【００２３】なお、上記の実施例において、紫外線ＬＥ
Ｄ３ｂはこれに代えて可視光線を照射する光源としても
良い。また、装置の構成は実施例の構成に限定されるも
のではない。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
大気中の微生物の数をリアルタイムで正確に計測するこ
とができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る微生物検出装置の基本構成を示
す分解斜視図
【図２】 実施例の検出回路の構成を示すブロック図
【図３】 花粉による反射光の波長と反射率の関係を示
す図
【図４】 花粉による反射光の相対強度と波長の関係を
示す図
【符号の説明】
１ 吸引ポンプ（導入手段） ２ ノズル ３ａ 半導体レーザー（光源） ３ｂ 紫外線ＬＥＤ（光源） ４ａ コリメートレンズ ４ｂ コリメートレンズ ５ａ シリンドリカルレンズ ５ｂ シリンドリカルレンズ ６ａ 赤外透過フィルター ６ｂ バンドパスフィルター ７ａ 受光素子 ７ｂ 受光素子 ８ａ 検知手段 ８ｂ 検知手段 ９ 演算回路（演算手段，判別手段）
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA26 BB05 BB15 CC16 DD04 FF23 FF41 GG06 GG22 GG23 HH03 JJ01 JJ18 LL22 QQ25 QQ51 2G043 AA01 BA17 CA06 DA05 EA01 EA14 FA06 GA01 GA07 GB01 HA01 JA03 KA01 KA03 KA09 LA01 2G059 AA05 BB02 BB06 BB09 CC19 EE02 GG01 HH01 JJ02 JJ11 KK01 MM01 4B029 AA07 BB01 CC01 FA03 FA06 FA10

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 大気中の微生物を検出する装置であっ
    て、大気を吸引して導入する導入手段と、導入した大気
    に赤外光線を照射する光源と、この光源からでて前記大
    気中の微生物により散乱した光を赤外透過フィルターを
    通して受光する受光素子と、前記導入した大気に可視光
    線もしくは紫外光線を照射する光源と、この光源からで
    て前記大気中の微生物で反射した光または蛍光をバンド
    パスフィルターを通して受光する受光素子と、前記各受
    光素子の出力から前記大気中の微生物の数を演算する演
    算手段とを有してなることを特徴とする微生物検出装
    置。
  2. 【請求項２】 受光素子の出力に基づいて微生物の粒径
    を検知する検知手段及び微生物か否かを検知する検知手
    段を備えていることを特徴とする請求項１記載の微生物
    検出装置。
  3. 【請求項３】 受光素子の出力に基づいて微生物の種類
    を判別する判別手段を備えていることを特徴とする請求
    項２記載の微生物検出装置。
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