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公開番号2024041285
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-27
出願番号2022146003
出願日2022-09-14
発明の名称光ファイバー型センサー
出願人個人,個人
代理人個人
主分類G01N 21/47 20060101AFI20240319BHJP(測定;試験)
要約【課題】シンプルな構成によって光ファイバーの入射面において入射光と異なる方向の戻り光の形成を可能とし、かつ相対乱反射率を基準として検出対象物の概念を拡張している光ファイバー型センサーの構成を提供すること。
【解決手段】光ファイバー1を通過したLED光を、所定の上限値及び下限値の範囲内にある相対乱反射率を備えている検出対象物の存在領域Rに照射し、当該照射によって発生する反射によって、光ファイバー1内を通過する戻り光を検出する光ファイバー型センサーであって、LED光を、光源2から、入射面11における長手方向と斜交する方向にて光ファイバー1に入射し、光ファイバー1内に戻った前記戻り光を、前記入射面11における長手方向の外側に配置されている受光デバイス3に照射することによって前記課題を達成している光ファイバー型センサー。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光ファイバーを通過したＬＥＤ光を、所定の上限値及び下限値の範囲内にある相対乱反射率を備えている検出対象物の存在領域に照射し、当該照射によって発生する反射によって、光ファイバー内を通過する戻り光を検出する光ファイバー型センサーであって、ＬＥＤ光を、光源から、入射面における長手方向と斜交する方向にて光ファイバーに入射し、光ファイバー内に戻った前記戻り光を、前記入射面における長手方向の外側に配置されている受光デバイスに照射することを特徴とする光ファイバー型センサー。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
検出対象物が細菌類、真菌類、ウイルス、細胞の集合体、タンパク質、炭水化物、糖脂質の何れかであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバー型センサー。
【請求項３】
光ファイバーの照射面側に、透明膜によるプローブを張設していることを特徴とする請求項１記載の光ファイバー型センサー。
【請求項４】
透明膜に検出対象物が付着していることを特徴とする請求項３記載の光ファイバー型センサー。
【請求項５】
検出対象物が細菌であって、透明膜に当該細菌を認識する物質を付着していることを特徴とする請求項３記載の光ファイバー型センサー。
【請求項６】
検出対象物が、当該検出対象物に比し、相対乱反射率が異なる媒体と混在した状態にて併存しているか又は混在せずに併存することを特徴とする請求項１記載の光ファイバー型センサー。
【請求項７】
ＬＥＤ光を、凸レンズを介して、光ファイバーへの入射面に収束し、当該入射面を通過する戻り光を凸レンズを介して受光デバイスに収束していることを特徴とする請求項１記載の光ファイバー型センサー。
【請求項８】
ＬＥＤ光が光ファイバーの入射面における長手方向と交差する角度が３０°～７５°であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバー型センサー。
【請求項９】
光ファイバーの長手方向と直交する断面の直径が４ｍｍ～７．５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバー型センサー。
【請求項１０】
光ファイバーがアクリル製であることを特徴とする請求項９記載の光ファイバー型センサー。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバーを通過したＬＥＤ光を、所定の上限値及び下限値の範囲内にある相対乱反射率を備えている検出対象物の存在領域に照射し、当該照射によって発生する反射によって、光ファイバー内を通過する戻り光を検出する光ファイバー型センサーを対象としている。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
植物の育成には、土壌内の細菌が重大な影響を与え、植物の根と当該細菌の共生関係は、動物の腸と腸内細菌、即ち腸内細菌の関係に例えられている。
【０００３】
このような細菌の重大な影響に着目し、土壌を典型例とする細菌の存在領域において、細菌の存在を検出する技術が従来から提唱されている。
【０００４】
最もオリジナルな技術としては、細菌の存在領域における遺伝子を解析することによって細菌の存在を検出する方法であるが、このような方法の場合には、ｒＲＮＡ抽出等複雑な前処理を必要とすると共に、複雑なデータ解析を必要とし、シンプルかつ速やかなデータの処理は不可能である。
【０００５】
これに対し、光ファイバーを通過するＬＥＤ光又はレーザー光を細菌の存在領域に照射し、当該照射によって発生する反射によって当該光ファイバー内に戻った光、即ち戻り光の検出によって、細菌の存在を確認する光ファイバー型センサーが提唱されており、その基本的構成は、非特許文献１に示す通りである。
【０００６】
前記検出対象物について具体的に説明するに、ＬＥＤ光がＬＥＤ光源２から光ファイバー１の入射面１１における長手方向に対し、斜方向に入射したとしても、ＬＥＤ光は光ファイバー１の内壁と反射しながら、光ファイバー１内を通過し、かつ入射面１１と反対側に位置している照射面１２から細菌の存在領域Ｒを照射することができる。
【０００７】
前記存在領域Ｒに対する照射によって発生する反射によって、光ファイバー１内における戻り光が形成され、かつ当該戻り光を、光ファイバー１の入射面１１から受光デバイス３に照射することによって、前記存在領域Ｒにおける細菌を検出することができる。
【０００８】
而して、このような細菌の存在の確認は、各細菌が備えている相対乱反射率が所定の上限値及び下限値の範囲内にあることを当然の技術的前提としている。
【０００９】
非特許文献１においては、Ｆｉｇ．１（ａ）、（ｂ）に示すような光ファイバー型センサーの概観が呈示されている。
【００１０】
前記Ｆｉｇ．１（ａ）、（ｂ）の詳細な構成は、図５（ａ）、（ｂ）に示す通りであり、図５（ａ）は、光ファイバー型センサーの全体構成を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）のビームスプリッター６を備えている光サーキュレーター５の構成を示す。
（【００１１】以降は省略されています）

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