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技術 分析結果の提供システム、分析用端末、及び分析結果の提供方法

出願人 イマジニアリング株式会社
発明者 池田裕二
出願日 2012年12月26日 (5年10ヶ月経過) 出願番号 2013-551731
公開日 2015年5月11日 (3年6ヶ月経過) 公開番号 WO2013-099928
状態 特許登録済
技術分野 蛍光または発光による材料の調査,分析
主要キーワード マイクロ波放射装置 品質検査システム 半導体発振器 分析ポイント 放射期間 含有情報 スキップ指令 分析用情報
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年5月11日)のものです。
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図面 (11)

課題・解決手段

本発明は、分析対象物質プラズマ化してプラズマ領域から発せられるプラズマ光の情報を用いて分析対象物質を分析する場合において、分析対象物質を移動させることなく、分析対象物質の分析結果を取得できる分析結果の提供システムを実現することを課題とする。本発明は、分析対象物質をプラズマ化させて、プラズマ領域から発せられるプラズマ光の情報を取得する分析用端末と、通信回線を介して前記プラズマ光の情報を取得するホスト側通信部と、該ホスト側通信部が取得したプラズマ光の情報を用いて前記分析対象物質を分析する情報分析部とを有し、前記ホスト側通信部が、前記プラズマ光の情報の送信者に対して、該プラズマ光の情報を用いた前記情報分析部の分析により得られた前記分析対象物質の分析結果を送信するホストコンピューターとを備えている分析結果の提供システムである。

概要

背景

従来より、分析対象物質プラズマ化させたときのプラズマ光を利用して分析対象物質を分析する分析装置が知られている。例えば特許文献1には、この種の分析装置が開示されている。

具体的に、特許文献1には、レーザー誘起ブレイクダウン分光法(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy)を利用した計測装置が記載されている。この計測装置は、レーザー光を用いたブレイクダウンにより生じる電子契機として、マイクロ波エネルギーを用いたプラズマ生成を行うプラズマ生成装置を備えている。プラズマ生成装置では、マイクロ波発振器から発振されたマイクロ波パルスが、アンテナから放射される。これにより、レーザー光によりプラズマが生成されるプラズマ生成領域では、プラズマがマイクロ波のエネルギーを吸収し、プラズマが拡大する。

概要

本発明は、分析対象物質をプラズマ化してプラズマ領域から発せられるプラズマ光の情報を用いて分析対象物質を分析する場合において、分析対象物質を移動させることなく、分析対象物質の分析結果を取得できる分析結果の提供システムを実現することを課題とする。本発明は、分析対象物質をプラズマ化させて、プラズマ領域から発せられるプラズマ光の情報を取得する分析用端末と、通信回線を介して前記プラズマ光の情報を取得するホスト側通信部と、該ホスト側通信部が取得したプラズマ光の情報を用いて前記分析対象物質を分析する情報分析部とを有し、前記ホスト側通信部が、前記プラズマ光の情報の送信者に対して、該プラズマ光の情報を用いた前記情報分析部の分析により得られた前記分析対象物質の分析結果を送信するホストコンピューターとを備えている分析結果の提供システムである。

目的

本発明は、プラズマ光の分析により得られる分析対象物質の分析結果を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

分析対象物質プラズマ化させて、プラズマ領域から発せられるプラズマ光の情報を取得する分析用端末と、通信回線を介して前記プラズマ光の情報を取得するホスト側通信部と、該ホスト側通信部が取得したプラズマ光の情報を用いて前記分析対象物質を分析する情報分析部とを有し、前記ホスト側通信部が、前記プラズマ光の情報の送信者に対して、該プラズマ光の情報を用いた前記情報分析部の分析により得られた前記分析対象物質の分析結果を送信するホストコンピューターとを備えていることを特徴とする分析結果の提供システム

請求項2

請求項1において、前記分析用端末は、前記プラズマ光の情報を前記ホスト側通信部へ送信すると共に、該ホスト側通信部からの前記分析対象物質の分析結果を受信する端末側通信部を備えていることを特徴とする分析結果の提供システム。

請求項3

請求項1又は2において、分析対象物質の分類情報を取得する分類情報取得部を備え、前記情報分析部は、前記プラズマ光の情報を用いた前記分析対象物質の分析において、前記分類情報を利用することを特徴とする分析結果の提供システム。

請求項4

請求項3において、前記情報分析部は、前記分類情報を利用して、前記分析対象物質の分析に用いる前記プラズマ光の波長帯域を選択することを特徴とする分析結果の提供システム。

請求項5

請求項3又は4において、前記情報分析部は、前記プラズマ光の情報を用いた前記分析対象物質の分析において、前記分類情報を利用して分析対象物質の含有成分を絞り込むことを特徴とする分析結果の提供システム。

請求項6

請求項3において、前記プラズマ光の情報の入力に対して分析対象物質の結果を出力する分析用プログラムが、分析対象物質の種類に応じて複数準備され、前記情報分析部は、前記分類情報を利用して、前記分析対象物質の種類に応じた分析用プログラムを選択することを特徴とする分析結果の提供システム。

請求項7

請求項1又は2において、分析対象物質の分類情報を取得する分類情報取得部と、前記分類情報に応じて、分析対象物質の分析に用いるプラズマ光の波長帯域を取得するために必要な分光器に関する情報を生成する分光情報生成部とを備え、前記分光器に関する情報を前記分析用端末の使用者通知することを特徴とする分析結果の提供システム。

請求項8

請求項1乃至7の何れか1つにおいて、前記分析用端末は、前記プラズマ光を分光する分光器において、所定の波長帯域のプラズマ光を電気信号へ変換することにより前記プラズマ光の情報を取得する一方、前記分析用端末は、分光器において電気信号に変換されるプラズマ光の波長帯域を変更可能に構成されていることを特徴とする分析結果の提供システム。

請求項9

請求項1乃至8の何れか1つにおいて、前記分析用端末は、GPSを利用して、前記プラズマ光の情報を取得した位置情報を取得し、前記プラズマ光の情報と前記位置情報とを関連付けて前記ホストコンピューターへ送信することを特徴とする分析結果の提供システム。

請求項10

請求項9において、前記ホストコンピューターは、複数の分析用端末から取得した前記プラズマ光の情報及び前記位置情報から、特定の物質分布図を作成することを特徴とする分析結果の提供システム。

請求項11

請求項1又は2において、前記分析用端末は、工場製造物を分析対象物質として、前記プラズマ光の情報を取得し、前記ホストコンピューターでは、前記情報分析部が、前記分析対象物質の分析結果として、前記製造物における有害物質含有状態の情報を出力することを特徴とする分析結果の提供システム。

請求項12

請求項11において、前記分析用端末以外の別端末が、有害物質の含有情報通知先として登録され、前記分析対象物質の分析結果として、製造物に有害物質が含まれていることが判明した場合、又は製造物に有害物質が規定値以上含まれていることが判明した場合に、通信回線を介して、前記別端末へ有害物質の含有情報を通知することを特徴とする分析結果の提供システム。

請求項13

請求項1又は2において、前記分析用端末は、荷物内の物質を分析対象物質として、前記プラズマ光の情報を取得し、前記ホストコンピューターでは、前記情報分析部が、前記分析対象物質の分析結果として、前記荷物内に危険物又は危険物の材料が存在するか否かを示す情報を出力することを特徴とする分析結果の提供システム。

請求項14

分析対象物質をプラズマ化させたときに得られるプラズマ光の情報を入力すると分析対象物質の結果を出力する分析用プログラムを使用可能な分析用端末と、少なくとも一部が分析用端末に設けられて、前記分析対象物質の分類情報を取得する分類情報取得部と、通信回線を介して前記分析用端末と通信可能に構成され、前記分類情報に応じて複数の分析用プログラムの中から分析用プログラムを選択し、選択した分析用プログラムを前記分析用端末がダウンロードするための情報を前記分析用端末へ送信するホストコンピューターとを備えていることを特徴とする分析結果の提供システム。

請求項15

分析対象物質をプラズマ化させて、プラズマ領域から発せられるプラズマ光の情報を取得する分析情報得手段と、通信回線を介して前記プラズマ光の情報を送信する通信手段とを備えていることを特徴とする分析用端末。

請求項16

請求項15において、前記分析情報取得手段は、分析対象物質に放射アンテナからマイクロ波照射してプラズマを維持する一方、分析対象物質を覆うための被覆部が当該分析用端末の表面に形成され、該被覆部に前記放射アンテナが設けられていることを特徴とする分析用端末。

請求項17

請求項15又は16において、写真撮影するための撮影装置を備え、前記撮影装置の受光素子に前記プラズマ光を受光させて、前記プラズマ光の情報を生成することを特徴とする分析用端末。

請求項18

請求項15乃至17の何れか1つにおいて、集光光学系によりレーザー光を分析対象物質の表面に集光させて、該分析対象物質をプラズマ化する一方、前記集光光学系の焦点が分析対象物質に合っていないことを検知した場合に、前記集光光学系の焦点に関する情報を前記分析用端末の使用者へ通知する焦点情報通知部を備えていることを特徴とする分析用端末。

請求項19

請求項15乃至18の何れか1つにおいて、前記プラズマ光の情報を取得する際に、当該分析用端末の使用者の手ぶれを検知した場合に、前記手ぶれに関する情報を分析用端末の使用者へ通知する手ぶれ通知部を備えていることを特徴とする分析用端末。

請求項20

分析対象物質をプラズマ化させてプラズマ領域から発せられるプラズマ光の情報を取得する分析用端末から、通信回線を介して、前記プラズマ光の情報を受信すると、該プラズマ光の情報を用いて分析対象物質を分析する第1ステップと、前記第1ステップで得られた分析対象物質の分析結果を前記分析用端末へ送信する第2ステップとを備えていることを特徴とする分析結果の提供方法

技術分野

0001

本発明は、プラズマ光分析により得られる分析対象物質の分析結果を提供する分析結果の提供システム分析用端末、及び分析結果の提供方法に関するものである。

背景技術

0002

従来より、分析対象物質をプラズマ化させたときのプラズマ光を利用して分析対象物質を分析する分析装置が知られている。例えば特許文献1には、この種の分析装置が開示されている。

0003

具体的に、特許文献1には、レーザー誘起ブレイクダウン分光法(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy)を利用した計測装置が記載されている。この計測装置は、レーザー光を用いたブレイクダウンにより生じる電子契機として、マイクロ波エネルギーを用いたプラズマ生成を行うプラズマ生成装置を備えている。プラズマ生成装置では、マイクロ波発振器から発振されたマイクロ波パルスが、アンテナから放射される。これにより、レーザー光によりプラズマが生成されるプラズマ生成領域では、プラズマがマイクロ波のエネルギーを吸収し、プラズマが拡大する。

先行技術

0004

特開2009−70586号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、従来の分析装置では、分析装置が据え付けられた実験室などの屋内に分析対象物質を移動させ、その屋内で分析対象物質の分析が行われる。しかし、分析対象物質を移動させることなく、分析対象物質の分析結果を取得することができれば便利である。例えば、鉱山にある鉱物を移動させることなく、鉱物の含有成分を検出できたり、人体の皮膚に付着した成分をその場で検出できたりすれば便利である。

0006

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、分析対象物質をプラズマ化してプラズマ領域から発せられるプラズマ光の情報を用いて分析対象物質を分析する場合において、分析対象物質を移動させることなく、分析対象物質の分析結果を取得できる分析結果の提供システムを実現することにある。

課題を解決するための手段

0007

第1の発明は、分析対象物質をプラズマ化させて、プラズマ領域から発せられるプラズマ光の情報を取得する分析用端末と、通信回線を介して前記プラズマ光の情報を取得するホスト側通信部と、該ホスト側通信部が取得したプラズマ光の情報を用いて前記分析対象物質を分析する情報分析部とを有し、前記ホスト側通信部が、前記プラズマ光の情報の送信者に対して、該プラズマ光の情報を用いた前記情報分析部の分析により得られた前記分析対象物質の分析結果を送信するホストコンピューターとを備えている分析結果の提供システムである。

0008

第1の発明では、分析用端末を用いて、分析対象物質が存在する場所で分析対象物質をプラズマ化して、プラズマ状態の分析対象物質から発せられるプラズマ光の情報を取得することが可能である。分析用端末が取得したプラズマ光の情報は、通信回線を介してホストコンピューターのホスト側通信部が受信する。ホストコンピューターでは、情報分析部が、ホスト側通信部において受信されたプラズマ光の情報を用いて分析対象物質を分析する。そして、ホスト側通信部が、プラズマ光の情報の送信者に対して、情報分析部の分析により得られた分析対象物質の分析結果を送信する。ここで、分析対象物質の分析には、分析対象物質をプラズマ化する第1手段と、プラズマ領域から発せられるプラズマ光の情報を取得する第2手段と、プラズマ光の情報を用いて分析対象物質を分析する第3手段とが必要である。第1の発明では、第1手段と第2手段とが分析用端末に設けられ、第3手段がホストコンピューターに設けられ、通信回線を通じて、両者の間でプラズマ光の情報と分析対象物質の分析結果をやり取りすることで、分析用端末の使用者へ分析対象物質の分析結果が提供されるようにしている。

0009

第2の発明は、第1の発明において、前記分析用端末は、前記プラズマ光の情報を前記ホスト側通信部へ送信すると共に、該ホスト側通信部からの前記分析対象物質の分析結果を受信する端末側通信部を備えている。

0010

第3の発明は、第1又は第2の発明において、分析対象物質の分類情報を取得する分類情報取得部を備え、前記情報分析部は、前記プラズマ光の情報を用いた前記分析対象物質の分析において、前記分類情報を利用する。

0011

第4の発明は、第3の発明において、前記情報分析部は、前記分類情報を利用して、前記分析対象物質の分析に用いる前記プラズマ光の波長帯域を選択する。

0012

第5の発明は、第3又は第4の発明において、前記情報分析部は、前記プラズマ光の情報を用いた前記分析対象物質の分析において、前記分類情報を利用して分析対象物質の含有成分を絞り込む。

0013

第6の発明は、第3の発明において、前記プラズマ光の情報の入力に対して分析対象物質の結果を出力する分析用プログラムが、分析対象物質の種類に応じて複数準備され、前記情報分析部は、前記分類情報を利用して、前記分析対象物質の種類に応じた分析用プログラムを選択する。

0014

第7の発明は、第1又は第2の発明において、分析対象物質の分類情報を取得する分類情報取得部と、前記分類情報に応じて、分析対象物質の分析に用いるプラズマ光の波長帯域を取得するために必要な分光器に関する情報を生成する分光情報生成部とを備え、前記分光器に関する情報を前記分析用端末の使用者へ通知する。

0015

第8の発明は、第1乃至第7の何れか1つの発明において、前記分析用端末は、前記プラズマ光を分光する分光器において、所定の波長帯域のプラズマ光を電気信号へ変換することにより前記プラズマ光の情報を取得する一方、前記分析用端末は、分光器において電気信号に変換されるプラズマ光の波長帯域を変更可能に構成されている。

0016

第9の発明は、第1乃至第8の何れか1つの発明において、前記分析用端末は、GPSを利用して、前記プラズマ光の情報を取得した位置情報を取得し、前記プラズマ光の情報と前記位置情報とを関連付けて前記ホストコンピューターへ送信する。

0017

第10の発明は、第9の発明において、前記ホストコンピューターは、複数の分析用端末から取得した前記プラズマ光の情報及び前記位置情報から、特定の物質分布図を作成する。

0018

第11の発明は、第1又は第2の発明において、前記分析用端末は、工場製造物を分析対象物質として、前記プラズマ光の情報を取得し、前記ホストコンピューターでは、前記情報分析部が、前記分析対象物質の分析結果として、前記製造物における有害物質含有状態の情報を出力する。

0019

第12の発明は、第11の発明において、前前記分析用端末以外の別端末が、有害物質の含有情報通知先として登録され、前記分析対象物質の分析結果として、製造物に有害物質が含まれていることが判明した場合、又は製造物に有害物質が規定値以上含まれていることが判明した場合に、通信回線を介して、前記別端末へ有害物質の含有情報を通知する。

0020

第13の発明は、第1又は第2の発明において、前記分析用端末は、荷物内の物質を分析対象物質として、前記プラズマ光の情報を取得し、前記ホストコンピューターでは、前記情報分析部が、前記分析対象物質の分析結果として、前記荷物内に危険物又は危険物の材料が存在するか否かを示す情報を出力する。

0021

第14の発明は、分析対象物質をプラズマ化させたときに得られるプラズマ光の情報を入力すると分析対象物質の結果を出力する分析用プログラムを使用可能な分析用端末と、少なくとも一部が分析用端末に設けられて、前記分析対象物質の分類情報を取得する分類情報取得部と、通信回線を介して前記分析用端末と通信可能に構成され、前記分類情報に応じて複数の分析用プログラムの中から分析用プログラムを選択し、選択した分析用プログラムを前記分析用端末がダウンロードするための情報を前記分析用端末へ送信するホストコンピューターとを備えている分析結果の提供システムである。

0022

第15の発明は、分析対象物質をプラズマ化させて、プラズマ領域から発せられるプラズマ光の情報を取得する分析情報得手段と、通信回線を介して前記プラズマ光の情報を送信する通信手段とを備えている分析用端末である。

0023

第16の発明は、第15の発明において、前記分析情報取得手段は、分析対象物質に放射アンテナからマイクロ波を照射してプラズマを維持する一方、分析対象物質を覆うための被覆部が当該分析用端末の表面に形成され、該被覆部に前記放射アンテナが設けられている。

0024

第17の発明は、第15又は第16の発明において、写真撮影するための撮影装置を備え、前記撮影装置の受光素子に前記プラズマ光を受光させて、前記プラズマ光の情報を生成する。

0025

第18の発明は、第15乃至第17の何れか1つの発明において、集光光学系によりレーザー光を分析対象物質の表面に集光させて、該分析対象物質をプラズマ化する一方、前記集光光学系の焦点が分析対象物質に合っていないことを検知した場合に、前記集光光学系の焦点に関する情報を前記分析用端末の使用者へ通知する焦点情報通知部を備えている。

0026

第19の発明は、第15乃至第18の何れか1つの発明において、前記プラズマ光の情報を取得する際に、当該分析用端末の使用者の手ぶれを検知した場合に、前記手ぶれに関する情報を分析用端末の使用者へ通知する手ぶれ通知部を備えている。

0027

第20の発明は、分析対象物質をプラズマ化させてプラズマ領域から発せられるプラズマ光の情報を取得する分析用端末から、通信回線を介して、前記プラズマ光の情報を受信すると、該プラズマ光の情報を用いて分析対象物質を分析する第1ステップと、前記第1ステップで得られた分析対象物質の分析結果を前記分析用端末へ送信する第2ステップとを備えている分析結果の提供方法である。

発明の効果

0028

本発明では、分析対象物質の分析に必要な手段を分析用端末とホストコンピューターとに分離し、通信回線を通じて、プラズマ光の情報と分析対象物質の分析結果をやり取りすることで、プラズマ光の情報の送信者へ、分析対象物質の分析結果が提供されるようにしている。分析用端末は、全ての手段が搭載されていないため、コンパクト化が可能である。分析用端末を持ち運ぶことにより、分析対象物質を移動させることなく、分析対象物質のプラズマ光の情報を取得できる。従って、分析対象物質を移動させることなく、分析対象物質の分析結果を取得できる分析結果の提供システムを実現することができる。

図面の簡単な説明

0029

実施形態1の分析結果の提供システムの概略構成図である。
実施形態1の分析用端末の概略構成図である。
実施形態1におけるプラズマ光の発光強度時系列変化を示す図表である。
実施形態1におけるプラズマ光のスペクトル図である。
実施形態1の変形例1の分析用端末の概略構成図である。
実施形態1の変形例2の分析結果の提供システムの概略構成図である。
実施形態1の変形例3の分析結果の提供システムの概略構成図である。
実施形態1の変形例4の分析結果の提供システムの概略構成図である。
実施形態1の変形例7の分析結果の提供システムの概略構成図である。
実施形態2の分析結果の提供システムの概略構成図である。

実施例

0030

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
《実施形態1》

0031

実施形態1は、分析対象物質100をプラズマ化させたときのプラズマ光を利用して分析対象物質100を分析し、その分析により得られた分析対象物質100の分析結果を提供する分析結果の提供システム10である。分析結果の提供システム10は、図1に示すように、分析用端末11とホストコンピューター12とを備えている。分析用端末11とホストコンピューター12とは、ネットワーク13を介して、通信可能に構成されている。
−分析用端末の構成−

0032

分析用端末11は、電話機能ネットワーク通信機能カメラ機能と有する携帯電話に、分析対象物質100の分析に必要なプラズマ光の情報を取得するための分析情報取得機能を加えた端末である。分析用端末11は、分析情報取得機能を発揮する分析情報取得手段として、図2に示すように、プラズマ生成ユニット14と分光ユニット15とを備えている。なお、分析用端末11では、端末側通信部18(通信手段)がネットワーク通信機能を発揮する。
<プラズマ生成ユニットの構成>

0033

プラズマ生成ユニット14は、レーザー照射装置20とマイクロ波放射装置30と制御装置16とを備えている。プラズマ生成ユニット14は、レーザー照射装置20により分析対象物質100をプラズマ化して、レーザー照射装置20により生成されたプラズマをマイクロ波放射装置30により維持するプラズマ生成動作を行う。

0034

具体的に、レーザー照射装置20は、レーザー光源21と、レーザー光源21から発振されたレーザー光を集光するための集光光学系22(例えば、凸レンズ)とを備えている。レーザー光源21は、制御装置16からレーザー発振信号を受けると、プラズマを生成するためのレーザー光を発振する。レーザー光源21は、光ファイバー(図示省略)を介して、レンズホルダ23に保持された集光光学系22に接続されている。集光光学系22の入射面は、前記光ファイバーの出射面に対面している。集光光学系22の出射面は、分析用端末11に形成された半球状の窪み24に(被覆部)臨んでいる。集光光学系22の焦点は、窪み24の少しだけ外側に位置している。

0035

レーザー照射装置20では、レーザー光源21から発振されたレーザー光が、集光光学系22を通過する際に屈折して、集光光学系22の焦点に集光される。集光光学系22の焦点に分析対象物質100が存在する場合は、その焦点におけるレーザー光のエネルギー密度が分析対象物質100のブレイクダウン閾値を超えて、分析対象物質100がプラズマ化する。

0036

レーザー光源21には、例えば、マイクロチップレーザースーパールミネッサンダイオードを用いたレーザーなどの小型のレーザー光源が用いられる。なお、使用するレーザー光源の出力が低い場合は、レーザー光源21を複数設けてもよい。その場合は、レーザー光源21の各々に対して集光光学系22を設け、全ての集光光学系22の焦点を一致させる。

0037

マイクロ波放射装置30は、マイクロ波発振器31と、マイクロ波発振器31から発振されたマイクロ波を放射するための放射アンテナ32とを備えている。マイクロ波発振器31は、制御装置16からマイクロ波駆動信号を受けると、そのマイクロ波駆動信号のパルス幅の時間に亘ってマイクロ波を連続的に出力する。マイクロ波駆動信号は、電圧値が一定のパルス信号である。マイクロ波発振器31は、マイクロ波伝送線路(図示省略)を介して放射アンテナ32に接続されている。

0038

放射アンテナ32は、マイクロ波による強電界領域が集光光学系22の焦点を含んで形成されるように設けられている。放射アンテナ32は、その先端が集光光学系22の焦点を向くように、分析用端末11の窪み24から突出している。放射アンテナ32の先端は、集光光学系22の焦点に近接している。

0039

なお、マイクロ波発振器31は、2.45GHzのマイクロ波を出力する。マイクロ波発振器31では、半導体発振器がマイクロ波を生成する。なお、他の周波数帯域のマイクロ波を発振する半導体発振器を使用してもよい。
<分光ユニットの構成>

0040

分光ユニット15は、図2に示すように、光学プローブ40と、光学プローブ40から取り込まれた光の発光スペクトルを得るための分光器41とを備えている。分光ユニット15は、プラズマ生成ユニット14がマイクロ波のエネルギーによりプラズマを維持するプラズマ維持期間に、マイクロ波プラズマから発せられるプラズマ光の情報を取得する情報取得動作を行う。

0041

具体的に、光学プローブ40は、窪み24内のマイクロ波プラズマから発せられるプラズマ光を取り込むためのものである。光学プローブ40は、円筒状のケーシング内に光ファイバーが挿入されたものである。光学プローブ40の光ファイバーの出射側は、分光器41の入力端子に接続されている。

0042

光学プローブ40は、マイクロ波プラズマの領域全体から発せられるプラズマ光を光ファイバーへ取り込むことができるように設けられている。光学プローブ40は、光ファイバーの入射面が集光光学系22の焦点を向くように窪み24に設けられている。なお、光学プローブ40は、プラズマ光を直接光ファイバーへ取り込むのではなく、レンズを介してプラズマ光を光ファイバーへ取り込むように構成してもよい。

0043

分光器41は、光学プローブ40から取り込まれたプラズマ光を波長に応じて異なる向きへ分散させる光分散部41a(例えば、回折格子プリズム)と、その光分散部41aで分散されたプラズマ光を受光して光電変換を行う受光部41bと、受光部41bが出力するアナログ電気信号デジタル信号へ変換する変換回路41cとを備えている。受光部41bは、複数の受光素子(例えば、電荷結合素子)が複数列(又は一列)に配置された矩形センサ(例えば、CCDイメージセンサマルチアノード光電子増倍管)である。

0044

分光器41では、光学プローブ40の光ファイバーから出射されたプラズマ光が、光分散部41aにおいて波長に応じて異なる向きへ分散する。光分散部41aにおいて分散されたプラズマ光のうち、所定の波長帯域のプラズマ光は、受光部41bで受光される。受光部41bで受光される波長帯域は、分析対象の波長帯域となる。受光部41bは、制御装置16からCCD駆動信号を受けている状態において、分析対象の波長帯域に亘って所定の波長分解能で波長毎の発光強度を表すセンサのアナログ電気信号を出力する。このアナログ信号は、変換回路41cにおいてデジタル変換される。変換回路41cにおいてデジタル変換された情報は、プラズマ光の発光スペクトルを含むプラズマ光の情報となる。受光部41bでは、CCD駆動信号の立ち上がりから立ち下がりまでの期間が露光期間となる。分光器41は、プラズマ光の情報をメモリー42へ出力する。

0045

ここで、メモリー42には、前記分析対象の波長帯域と受光部41bの波長分解能との情報を結合した分光器情報が予め格納されている。プラズマ光の情報と分光器情報は、結合されて分析用情報として、端末側通信部18からホストコンピューター12へ送信される。
−ホストコンピューターの構成−

0046

ホストコンピューター12は、分析結果の提供システム10の管理者により管理されたコンピューターである。ホストコンピューター12は、図1に示すように、ホスト側通信部50と顧客データ作成部51と情報分析部52と情報蓄積部53とを備えている。

0047

ホスト側通信部50は、ネットワーク13を通じて、外部のインターネット接続端末(分析用端末11、一般のパーソナルコンピューター等)との間で、情報を送受信する部分である。ホスト側通信部50は、分析用端末11の端末側通信部18から分析用情報(プラズマ光の情報及び分光器情報)を受信すると、その分析用情報を顧客データ作成部51へ転送する。また、ホスト側通信部50は、後述する分析対象物質100の分析結果を顧客データ作成部51から受けると、その分析結果に対応する分析用情報を送信した分析用端末11へ、その分析結果を送信する。

0048

顧客データ作成部51は、分析結果の提供システム10を利用する顧客に対して、顧客データを作成し、顧客の利用に応じて顧客データを更新する。顧客データは、分析結果の提供システム10に登録している分析用端末11の使用者毎のデータであって、各データが使用者の個人情報及び分析結果の提供システム10の使用履歴により構成されている。個人情報は、例えば、氏名、住所電話番号、電子メールアドレス使用料金引き落とし口座等の情報から構成されている。分析結果の提供システム10の使用履歴は、例えば、分析用情報、その分析用情報の受信日時、及びその分析用情報から得られた分析対象物質の分析結果により構成されている。顧客データ作成部51が作成した顧客データは、情報蓄積部53に蓄積される。

0049

ここで、分析用端末11の使用者は、分析結果の提供システム10を初めて利用する前に、分析用端末11等を利用して、分析結果の提供システム10へ登録しなければならない。具体的に、使用者は、分析結果の提供システム10の管理者のWebサイトアクセスして、個人情報(氏名、住所、電話番号、電子メールアドレス、使用料金の引き落とし口座)を入力なければならない。Webサイトに入力された個人情報は、ネットワーク13を介して、ホスト側通信部50へ送られる。ホスト側通信部50は、個人情報を受信すると、その個人情報の電子メールアドレスへ確認メール送付すると共に、その個人情報を顧客データ作成部51へ送る。顧客データ作成部51は、送られてきた個人情報を用いて、新規に顧客データを作成する。この顧客データは、情報蓄積部53に保存される。以上により、使用者の登録が完了する。なお、情報セキュリティーを確保するために、パスワードや電子認証を利用してもよい。

0050

また、顧客データ作成部51は、分析用端末11の使用者が分析結果の提供システム10を利用する度に、その利用に伴い生成される情報を情報蓄積部53へ転送して、その使用者による分析結果の提供システム10の使用履歴を更新する。

0051

情報分析部52は、顧客データ作成部51を介して、ホスト側通信部50から分析用情報を受け取る。そして、情報分析部52は、インストールされている分析用プログラムを用いて、受け取った分析用情報から分析対象物質100の含有成分を同定する。さらに、情報分析部52は、ピーク波長の発光強度から較正曲線を用いて、同定した成分の濃度も検出する。同定された成分の名称及び濃度が、分析対象物質100の分析結果となる。なお、情報分析部52は、分析対象物質100の含有成分を同定する際に、情報蓄積部53にアクセスして、情報蓄積部53のデータベースを利用する。

0052

情報蓄積部53では、様々な物質に対して、プラズマ化したときに発するプラズマ光のピーク波長の値がデータベース化されている。データベースは、例えば、銅のプラズマ光のピーク波長(324.8nm、327.4nm)、鉛のプラズマ光のピーク波長(368.3nm、364.0nm、374.0nm、405.8nm)、モリブデンのプラズマ光のピーク波長(379.4mm)、カルシウムのプラズマ光のピーク波長(422.7mm)、コバルトのプラズマ光のピーク波長(345.2mm)、クロムのプラズマ光のピーク波長(357.6mm)など、物質の名称とピーク波長が対になった情報の集まりである。また、情報蓄積部53は、上述したように、顧客データを蓄積する。
−分析結果の提供システムの動作−

0053

分析結果の提供システム10の動作について説明する。

0054

分析用端末11の使用者は、分析したい分析対象物質100を決めると、窪み24で分析対象物質100の一部又は全部を覆った状態になるように、分析対象物質100に分析用端末11を近づけて、入力部17の分析ボタンを押す。そうすると、分析用端末11では、制御装置16がレーザー発振信号、マイクロ波駆動信号、及びCCD駆動信号を出力する。

0055

プラズマ生成ユニット14は、レーザー発振信号及びマイクロ波駆動信号を受けるとプラズマ生成動作を行い、分光ユニット15は、CCD駆動信号を受けると情報取得動作を行う。情報取得動作は、プラズマ生成動作に連動して行われる。

0056

なお、マイクロ波駆動信号は、レーザー発振信号の出力直後に出力されるパルス信号である。マイクロ波駆動信号は、マイクロ波の放射期間が例えば数十msになるようにパルス幅が設定されている。CCD駆動信号は、マイクロ波駆動信号の立ち上がり後に立ち上がり、マイクロ波駆動信号の立ち下がり前に立ち下がるパルス信号である。分光器41の受光部41bは、CCD駆動信号によりマイクロ波放射期間内に駆動される。

0057

プラズマ生成動作では、レーザー照射装置20が、パルス状のレーザー光を1発だけ発振し、そのレーザー光を集光光学系22の焦点に集光する。分析対象物質100の表面には、瞬間的にレーザー光のエネルギーが付与される。その結果、集光光学系22の焦点におけるレーザー光のエネルギー密度が分析対象物質100のブレイクダウン閾値を超え、分析対象物質100を原料とするプラズマ(初期プラズマ)が生成される。

0058

そして、レーザー光の発振に僅かに遅れて、レーザー光による初期プラズマが消滅する前に、マイクロ波放射装置30が、放射アンテナ32からマイクロ波を連続波(CW)で出力する。窪み24内では、放射アンテナ32の近傍に、初期プラズマを含むように強電界領域(窪み24内において電界強度が相対的に強い領域)が形成される。その結果、初期プラズマがマイクロ波のエネルギーを吸収して拡大し、比較的大きなマイクロ波プラズマが生成される。マイクロ波プラズマは、分析対象物質100の表層部に接触するように形成される。マイクロ波プラズマは、プラズマ状態の分析対象物質100を含んでいる。マイクロ波プラズマは、マイクロ波の放射期間に亘って維持される。

0059

なお、マイクロ波放射装置30は、放射アンテナ32からマイクロ波パルスを所定のデューティー比で繰り返し出力してもよい。その場合、マイクロ波パルスの休止時間は、マイクロ波プラズマが消滅する前に次のマイクロ波パルスが出力されるように設定される。このように休止時間を設定することで、比較的低いエネルギーのマイクロ波でマイクロ波プラズマを維持することができる。

0060

ここで、初期プラズマの生成からマイクロ波プラズマの消滅までの期間において、プラズマから発せられるプラズマ光の発光強度の時系列変化を見ると、図3に示すように、まず初期プラズマの発光強度のピークが瞬間的に見られ、発光強度がゼロ近くの極小値まで低下する。そして、発光強度が極小値となった後、マイクロ波プラズマの発光強度が増加する発光強度増加期間が見られ、その発光強度増加期間に引き続き、マイクロ波プラズマの発光強度がほぼ一定値になる発光強度一定期間(発光強度の変動量が所定値以下の期間)が見られる。分光器41の受光部41bは、例えばマイクロ波放射期間のうち、発光強度一定期間に駆動される。

0061

情報取得動作では、窪み24内のマイクロ波プラズマから発せられるプラズマ光が、光学プローブ40を介して分光器41へ取り込まれる。分光器41は、取り込んだプラズマ光のうち受光部41bに受光された分析対象の波長帯域に対して、プラズマ光の発光スペクトルを含むプラズマ光の情報を作成する。分光器41は、前記プラズマ光の情報をメモリー42へ出力する。

0062

以上の動作が終了すると、分析用端末11のモニターには、「プラズマ光の情報取得の終了」を通知する表示と、「分析結果の提供システム10の管理者へ、取得したプラズマ光の情報を送信して分析を依頼するか否か」を問いかける表示とがなされる。モニターには、分析の依頼に伴って使用者に課金される料金が表示される。

0063

この表示を受けて、使用者が入力部17の送信ボタンを押すと、制御装置16が、端末側通信部18に対して、メモリー42に格納されていた分析用情報(プラズマ光の情報と分光器情報を結合したもの)をホストコンピューター12へ送信するよう送信指令を出力する。端末側通信部18は、送信指令を受けて、ネットワーク13を介してホストコンピューター12へ分析用情報を送信する。

0064

ホストコンピューター12では、ホスト側通信部50が分析用情報を受信すると、分析用情報、その分析用情報の送信者の情報(電子メールアドレス)、及び分析用情報を受信した受信日時を顧客データ作成部51へ送る。顧客データ作成部51は、分析用情報の送信者の情報から、その送信者の顧客データが存在していると判断した場合に、分析用情報を情報分析部52へ送る。

0065

情報分析部52は、分析用情報を受けると、分析用プログラムを起動する。情報分析部52は、分析用プログラムを用いて、受け取った分析用情報から、分析対象の波長帯域におけるピーク波長の値を検出する。

0066

例えば、情報分析部52は、分析対象の波長帯域における発光強度の変化を示すスペクトル情報を作成する。スペクトル情報としては、例えば、図4に示すようなスペクトル図が作成される。情報分析部52は、スペクトル情報において発光強度のピークが現れる波長(ピーク波長)を検出する。ピーク波長は、1つだけの場合もあるが、多くの場合は複数検出される。情報分析部52は、情報蓄積部53のデータベースを利用して、検出したピーク波長に対応する物質(原子又は分子)の名称を同定すると共に、同定した物質の濃度を検出する。情報分析部52は、分析対象物質100の分析結果として、特定した物質の名称及びその物質の濃度を顧客データ作成部51へ送る。

0067

顧客データ作成部51は、分析対象物質100の分析結果を、分析用情報及びその分析用情報の受信日時と共に、情報蓄積部53へ送り、当該使用者の顧客データにおける使用履歴を更新する。また、顧客データ作成部51は、分析対象物質100の分析結果をホスト側通信部50へ送る。

0068

ホスト側通信部50は、分析対象物質100の分析結果を受けると、その分析結果に対応する分析用情報の送信者の分析用端末11(電子メールアドレス)へ、分析対象物質100の分析結果を送信する。分析用端末11では、端末側通信部18が分析対象物質100の分析結果を受信する。分析用端末11では、分析対象物質100の分析結果がモニターに表示される。分析用端末11の使用者は、モニターを見ることで、分析対象物質100の含有成分を知ることができる。

0069

このように、分析結果の提供システム10では、ホストコンピューター12がプラズマ光の情報を取得すると、そのプラズマ光の情報を用いて分析対象物質100の分析を行い、そのプラズマ光の情報の送信者に対して、分析対象物質100の分析結果を送信する。分析用端末11の使用者は、分析の依頼に伴って使用者に料金が課金されることを了解して送信ボタンを押している。分析結果の提供システム10は、分析用端末11の使用者から分析結果の提供者への対価支払いを条件に、その使用者へ分析対象物質100の分析結果を送信するシステムである。
−実施形態1の効果−

0070

実施形態1では、分析対象物質100の分析に必要な手段を分析用端末11とホストコンピューター12とに分離し、ネットワーク13を通じて、プラズマ光の情報と分析対象物質100の分析結果をやり取りすることで、プラズマ光の情報の送信者へ、分析対象物質100の分析結果が提供されるようにしている。分析用端末11は、全ての手段が搭載されていないため、コンパクト化が可能である。分析用端末11を持ち運ぶことにより、分析対象物質100を移動させることなく、分析対象物質100のプラズマ光の情報を取得できる。従って、分析対象物質100を移動させることなく、分析対象物質100の分析結果を取得できる分析結果の提供システム10を実現することができる。
−実施形態1の変形例1−

0071

実施形態1の変形例1では、分析用端末11が、カメラ機能を発揮する撮影装置60の受光素子を利用して、プラズマ光の情報を取得する。撮影装置60は、図5に示すように、シャッターが開いた時にカメラレンズ61から取り込んだ光を受光するCCDイメージセンサ62と、CCDイメージセンサ62の出力情報に基づいて画像情報を作成する画像処理部63とを備えている。

0072

分析用端末11は、携帯電話本体35の頂部に分析キット36が取り付けられた端末である。分析キット36は、携帯電話本体35に対して着脱自在に取り付けられている。分析キット36には、携帯電話本体35の頂部が嵌り込む凹部が形成されている。分析キット36の凹部の底面及び携帯電話本体35の頂面には、制御装置16からの指令を携帯電話本体35へ送るための接続端子37,38がそれぞれ設けられている。

0073

また、分析キット36は、実施形態1と同様のプラズマ生成ユニット14と光学プローブ40と回折格子43とを備えている。光学プローブ40と回折格子43(光拡散部)とCCDイメージセンサ62(受光部)は、分光ユニット15を構成している。回折格子43は、光学プローブ40から受けた光を拡散させる。拡散した光のうち所定の波長帯域の光は、CCDイメージセンサ62で受光される。

0074

変形例1では、入力部17の分析ボタンが押されると、プラズマ生成動作と情報取得動作が行われる。なお、プラズマ生成動作は、実施形態1と同じであるため説明を省略する。

0075

情報取得動作では、マイクロ波プラズマから発せられるプラズマ光が、光学プローブ40を介して回折格子43へ入射する。回折格子43では、入射したプラズマ光が、波長に応じて分散する。

0076

ここで、撮影装置60には、マイクロ波放射期間に、接続端子37,38を介して撮影指令信号及びスキップ指令信号が入力される。撮影装置60は、撮影指令信号を受けると、シャッターを一時的に開いて、CCDイメージセンサ62に駆動電圧印加する。回折格子43から出射したプラズマ光は、シャッターが開いている期間に、カメラレンズ61を通過してCCDイメージセンサ62に到達する。

0077

CCDイメージセンサ62は、受光した分析対象の波長帯域に対してプラズマ光の情報を作成する。撮影装置60は、スキップ指令信号を受けると、画像処理部63をスキップして、プラズマ光の情報をメモリー42へ送る。メモリー42には、予め分析対象の波長帯域の情報とCCDイメージセンサ62の波長分解能とを結合させた分光器情報が格納されている。

0078

続いて、入力部17の送信ボタンが押されると、制御装置16が、端末側通信部18に対して、メモリー42に格納されていた分析用情報(プラズマ光の情報と分光器情報とを結合させた情報)を送信するよう、送信指令を出力する。端末側通信部18は、送信指令を受けると、分析用情報をホストコンピューター12へ送信する。ホストコンピューター12の動作は、実施形態1と同じであるため説明を省略する。

0079

なお、分析キット36は、プラズマ光を光電変換するのに携帯電話本体35の撮影装置60を利用するのではなく、自らが受光部41bを備えるようにしてもよい。この場合は、分析キット36は、実施形態1のプラズマ生成ユニット14及び分光ユニット15を備えており、分光ユニット15の分光器41でプラズマ光の情報を生成する。プラズマ光の情報は、分析キット36と携帯電話本体35の何れかのメモリー42に格納される。プラズマ光の情報は、制御装置16から送信指令が発信されると、携帯電話本体35の端末側通信部18からホスト側通信部50へ送信される。
−実施形態1の変形例2−

0080

実施形態1の変形例2では、分析対象物質100の分類情報が取得され、その分類情報を利用して、プラズマ光の情報の入力に対して分析対象物質100の含有成分及びその含有成分の濃度を出力する分析用プログラムが、複数の分析用プログラムの中から選定される。なお、分析対象物質100の分類情報としては、分析対象物質100の相状態の情報(固体液体気体)、材料の種類の情報(金属、木材、土壌等)、金属の種類の情報(アルミ、銅、鉄等)等である。

0081

分析用端末11は、図6に示すように、撮影装置60を備えている。撮影装置60は、分析対象物質100を撮影することにより、分析対象物質100の画像情報を取得する。この画像情報は、分析用情報と共に、ネットワーク13等を介して情報分析部52へ入力される。なお、画像情報と分析用情報とが対応関係にあることを情報分析部52が認識できるようにすれば、画像情報と分析用情報とを別々に情報分析部52に入力してもよい。

0082

情報分析部52は、画像情報を解析して分析対象物質100の色と、凹凸の有無、形状及び大きさを検出する第1解析動作と、第1解析動作の結果をパターン認識で解析することにより、分類情報として、分析対象物質100の材料の種類(例えば、木材、金属)を検出する第2解析動作とを行う。変形例2では、撮影装置60に加えて、情報分析部52の第1及び第2解析動作を行う部分が、分類情報取得部110を構成する。

0083

ここで、ホストコンピューター12には、分析対象物質100の材料の種類に応じて、複数の分析用プログラムが準備されている。情報分析部52は、複数の分析用プログラムの中から、第2解析動作において検出した材料の種類に対応する分析用プログラムを選択し、選択した分析用プログラムを用いて分析対象物質100の含有成分を同定し、同定した成分の濃度を検出する。

0084

各分析用プログラムには、材料の種類に応じて、ピーク検出を行う波長帯域が設定されている。従って、プラズマ光の情報に含まれるプラズマ光の全波長帯域に対してピーク検出を行う必要がなく、ピーク検出を行う波長帯域を必要な帯域に限定できる。そのため、ピーク検出に要する情報処理量を減らすことができる。

0085

また、各分析用プログラムでは、ピーク波長に対応する物質が関連付けされている。ここで、ピーク波長の値によっては、ピーク波長が同じ又は近い物質が複数存在する場合がある。そのような場合に、材料が分からなければ、ピーク波長に対応する物質を同定することが困難である。それに対して、変形例2では、材料の種類に応じた分析用プログラムを使用するので、ピーク波長に対応する物質を絞り込むことができる。従って、ピーク波長が同じ又は近い物質が複数存在する場合に、含有成分を正確に特定することができる。

0086

なお、分類情報取得部110は、画像情報を使用する代わりに、分析用端末11の使用者が入力部17に入力した「分析対象物質100の材料の名称」をそのまま分類情報を利用してもよい。分析用端末11の使用者が分析対象物質100の材料の種類を入力部17へ文字で入力すると、入力された情報が分類情報としてデジタル化される。そして、分類情報が、端末側通信部18からホスト側通信部50へ送られ、分析用プログラムの選択に使用される。

0087

また、分類情報を利用して、分析用プログラムを使い分けるのではなく、情報分析部52が、分類情報を利用して、ピーク検出を行う波長帯域(つまり、分析対象物質100の含有成分の同定に用いるプラズマ光の波長帯域)を選択してもよい。また、情報分析部52は、プラズマ光の情報を用いた分析対象物質100の分析において、分類情報を利用して、ピーク波長に対応する物質を絞り込んで、分析対象物質100の含有成分を特定してもよい。
−実施形態1の変形例3−

0088

実施形態1の変形例3では、ホストコンピューター12の管理者から分析用端末11の使用者へ分析用プログラムが提供される。分析用端末11の使用者は、図7に示すように、例えば、ホストコンピューター12の管理者が管理するWebサイト115から、分析用プログラムをダウンロードできる。この場合に、分析用プログラムを使用してプラズマ光の情報から分析対象物質100の含有成分を特定する情報分析部52が、分析用端末11に設けられている。変形例3では、分析用端末11だけで分析対象物質100の分析結果を取得できる。

0089

この場合に、変形例2と同様に、分析対象物質100の分類情報に応じて分析用プログラムが選択される。分析用プログラムの選択は、ホストコンピューター12で行われる。ホストコンピューター12は、選択された分析用プログラムをダウンロードできるURLのハイパーリンク(ダウンロード用の情報)を、分析用端末11へ送信する。分析用端末11の使用者がURLのハイパーリンクを選択すると、分析用端末11のモニターには、選択された分析用プログラムをダウンロードするためのボタンと共に、ダウンロードに伴い料金が発生することが表示される。分析用端末11の使用者が、ダウンロードボタンを選択すると、選択された分析用プログラムが分析用端末11にダウンロードされる。分析用端末11では、この分析用プログラムにより、分析対象物質100の分析が可能になる。
−実施形態1の変形例4−

0090

実施形態1の変形例4では、図8に示すように、分析結果の提供システム10が、分類情報に応じて、分析対象物質100の分析(含有物質の同定)に用いるプラズマ光の波長帯域を取得するために必要な分光器41に関する情報(分光用情報)を生成する分光用情報生成部111を備えている。なお、図8においては、分光用情報生成部111をホストコンピューター12に設けているが、分光用情報生成部111を分析用端末11に設けてもよい。

0091

分光用情報は、「分光器41の受光部41bに受光させるプラズマ光の波長帯域」である。例えば、分光用情報生成部は、分析対象物質が銅である場合に、「分析対象物質100の分析に用いる波長帯域は300〜350nmである」という分光用情報を生成する。この分光用情報は、分析用端末11のモニター112に表示される。

0092

ここで、分光用端末11は、分光器41が着脱自在になっている。分光器41の受光部41bに受光させる波長帯域に応じて、分光器41を交換可能である。つまり、受光する波長帯域の異なる分光器41に交換可能である。分光用端末11の使用者は、モニターに表示された分光用情報を見ることで、受光部41bが300〜350nmを受光する分光器41を分析用端末11に取り付けることができる。
なお、ホストコンピューター12は、生成用情報に係る分光器を購入できるURLのハイパーリンクを、分析用端末11へ送信してもよい。

0093

また、分光用情報は、分光器の型番であってもよい。また、分光器41の部品(例えば、プリズム)を着脱自在にして、その部品の情報(例えば、型番)を分光用情報をとしてもよい。
−実施形態1の変形例5−

0094

実施形態1の変形例5では、分析用端末11が、分光器41において電気信号に変換されるプラズマ光の波長帯域を変更可能に構成されている。分析用端末11は、受光部41bに受光させる波長帯域を変更するために、受光部41bを移動させる移動機構を備えている。移動機構は、例えばモータが出力する動力により、受光部41bをスライドさせる機構である。

0095

移動機構は、例えば、分光用情報に基づいて制御される。「分析対象物質100の分析に用いる波長帯域は300〜350nmである」という分光用情報が生成された場合には、移動機構は、分光用情報に基づいて、プラズマ光のうち300〜350nmを受光部41bが受光できるように受光部41bを移動させる。
−実施形態1の変形例6−

0096

実施形態1の変形例6では、分析用端末11が、プラズマ光の情報を取得する際に、GPS(Global Positioning System)を利用して、プラズマ光の情報を取得した位置を表す位置情報を取得する。変形例6では、プラズマ光の情報を取得した位置に対応して、分析結果が取得される。

0097

この場合に、分析用端末11又はホストコンピューター12において、特定の物質に対する分布図を作成して、分析用端末11のモニターに表示させてもよい。例えば、分析用端末11の使用者が鉱山の多数ポイントでプラズマ光の情報を取得した場合は、複数の分析ポイントにおける分析結果と位置情報に基づいて、特定の鉱物の分布図を作成することができる。変形例6では、複数ポイントでのプラズマ光の情報から得た分析結果と、各分析結果に対応する位置情報から特定の物質の分布図が作成される。
−実施形態1の変形例7−

0098

実施形態1の変形例7では、変形例6と同様に、分析用端末11が、プラズマ光の情報を取得する際に、GPSを利用して、プラズマ光の情報を取得した位置を表す位置情報を取得する。ホストコンピューター12は、図9に示すように、多数の分析用端末11からプラズマ光の情報及び位置情報を受信し、受信したプラズマ光の情報から得た分析結果と、各分析結果に対応する位置情報とから、特定の物質の分布図(例えば、1つ又は複数の都道府県に跨る広域範囲の分布図)を作成する。分布図は、分布図作成部116で作成される。

0099

分布図としては、特定の放射性物質(例えば、セシウム)の濃度分布図や、排気ガス中の特定成分(例えば、NOX)の濃度分布図が作成される。分析結果の提供システム10の管理者は、Webサイトにおいて、対価の支払いを条件に、作成した分布図を提供する。分析用端末11だけでなく、一般ユーザーインターネット端末120からも分布図を入手可能である。

0100

なお、前記広域範囲において多数のポイントでプラズマ光の情報を取得するために、分析結果の提供システム10の管理者が、複数のポイントに分析用端末11を取り付けてもよいし、移動体(例えば、自動車)に分析用端末11を取り付けてプラズマ光の情報及び位置情報を取得しながら移動体を移動させてもよい。また、分析結果の提供システム10に登録している分析用端末11の使用者が多数存在する場合は、各使用者から集めたプラズマ光の情報及び位置情報から分布図を作成してもよい。
《実施形態2》

0101

実施形態2は、分析結果の提供システム10を利用した品質検査システム130である。品質検査システム130は、図10に示すように、例えば、工場125の製造ライン131を流れる製造物(例えば、食料品)を分析対象物質100として、その製造物100に有害物質が含まれていないかを検査する。

0102

分析用端末11は、工場125の製造ライン131を流れる製造物100をプラズマ化させて、その製造物100のプラズマ光の情報を取得可能に配置されている。この品質検査システム130では、分析対象物質100の分析結果から、社会的に問題となる有害物質(例えば、水銀)の存在が特定された場合に、ホストコンピューター12が、分析用端末11に加えて、分析用端末11の設置施設以外の建物134に設けられたインターネット端末135(別端末)へ、有害物質の含有情報として、有害物質を発見した旨の情報を送信する。例えば、前記含有情報は、工場125を所有する会社の経営陣のインターネット端末135に送信される。このインターネット端末135は、有害物質の発見を通知する端末として、分析結果の提供システム10に登録されている。実施形態2によれば、有害物質の存在を会社の経営陣が直ちに把握することができる。

0103

なお、分析用端末11に情報分析部52を設けてもよい。分析用端末11では、プラズマ光の情報から、製造物100の含有成分が特定される。この場合は、分析対象物質100の分析結果から、社会的に問題となる有害物質(例えば、水銀)の存在が特定された場合に、有害物質の含有情報が、分析用端末11から前記会社の経営陣のインターネット端末135へ送信される。
《実施形態3》

0104

実施形態3は、分析結果の提供システム10を利用したセキュリティーシステムである。セキュリティーシステムは、荷物内の物質を分析対象物質100として、荷物内の物質100が危険物であることが判明した場合に、危険物の存在を通知するシステムである。

0105

分析用端末11には、例えば、荷物の包装を貫通する大径の針状部材が設けられている。分析用端末11は、針状部材を介して、荷物の内部にレーザー光を照射してプラズマを発生させ、且つ、内部で発生させたプラズマ光を光プローブ40へ導入する。この場合は、レーザー光だけでプラズマを生成してもよいし、レーザー光にマイクロ波を併用してプラズマを生成してもよい。

0106

セキュリティーシステムでは、分析用端末11が、荷物内の物質100のプラズマ化し、分析対象物質100のプラズマ光の情報を取得する。分析用端末11は、プラズマ光の情報を取得する際に、GPSを利用して、プラズマ光の情報を取得した位置を表す位置情報を取得する。分析用端末11は、プラズマ光の情報と対で位置情報をホストコンピューター12へ送信する。

0107

ホストコンピューター12では、情報分析部52により、受信したプラズマ光の情報から分析対象物質100の含有成分が同定され、同定された成分が危険物であるか否かが判定される。そして、危険物の存在を検知した場合は、ホスト側通信部50が、セキュリティーシステムの利用者(例えば、政府地方自治体)に対して、危険物の名称及び位置情報を送信する。

0108

なお、情報分析部52により、同じ位置情報に届けられる複数の荷物から、複数の危険物の材料が検出された場合に、危険物の生成の可能性をシステムの利用者へ通知してもよい。
《その他の実施形態》

0109

前記実施形態は、以下のように構成してもよい。

0110

前記実施形態において、分析結果の提供システム10のホストコンピューター12の機能をクラウド上に設けてもよい。

0111

また、前記実施形態において、プラズマ光の情報を分光器情報と結合させた分析用情報を分析用端末11からホストコンピューター12へ送信しているが、ホストコンピューター12が分光器情報を予め保有している場合には、プラズマ光の情報だけを分析用端末11からホストコンピューター12へ送信してもよい。

0112

また、前記実施形態において、分析用端末11の使用者は、分析用端末11ではなく、例えばデスクトップ型又はノート型のパーソナルコンピューターを用いて、ホストコンピューター12と通信をできるようにしてもよい。分析用端末11の使用者が、屋外で分析用情報を取得した場合に、研究施設等の建物に戻った後に、前記パーソナルコンピューターにプラズマ光の情報を移動して、そのプラズマ光の情報をホストコンピューター12へ送信する。ホストコンピューター12からの分析結果は、パーソナルコンピューターへ送信される。このように構成することで、分析用端末11の使用者が大きい画面上で分析結果を確認することができる。なお、分析結果の提供システム10に対して分析用端末11の使用者が複数の電子メールアドレスを登録できるようにしてもよい。

0113

また、前記実施形態において、分析用端末11に、集光光学系22の焦点が分析対象物質100に合っていないことを検知した場合に、集光光学系22の焦点に関する情報を分析用端末の使用者へ通知する焦点情報通知部を設けてもよい。分析用端末11は、超音波を利用して、集光光学系22の焦点、又は該焦点の近傍に分析対象物質100が存在するか否かを判定し、存在しないと判定した場合に、分析用端末11のモニターに「レンズ(集光光学系)の焦点が分析対象物質に一致していない」と表示する。集光光学系22の焦点に関する情報としては、「分析用端末11の位置を調節して下さい」と表示してもよい。このように、分析用端末11から分析対象物質100までの距離の情報に基づいて、集光光学系22の焦点が分析対象物質100に合っていないことを検知した場合に、分析用端末11の使用者へ前記通知がなされるので、使用者に分析経験が少ない場合でも、容易に分析用端末11を使用することができる。なお、前記通知を行う通知設定を使用者が解除できるようにしてもよい。使用者は、ガスの分析を行う場合など通知が不要な場合に、通知設定を解除できる。

0114

また、前記実施形態において、分析用端末11に、プラズマ光の情報を取得する際に、当該分析用端末11の使用者の手ぶれを検知した場合に、手ぶれに関する情報を分析用端末11の使用者へ通知する手ぶれ通知部を設けてもよい。モニターには、手ぶれに関する情報として、手ぶれにより分析結果が不正確である可能性があることを表示してもよいし、手ぶれがあったために再分析が必要であることを表示してもよい。

0115

また、前記実施形態において、入力部17に、レーザー光の出力を調節するレーザー調節部を設けてもよい。分析用端末11の使用者は、レーザー光の出力を増減させることができる。レーザー光により分析対象物質100がプラズマ化しない場合は、レーザー光の出力を増加させることが可能である。また、入力部17に、マイクロ波の出力を調節するマイクロ波調節部を設けてもよい。分析用端末11の使用者は、マイクロ波の出力を増減させることができる。

0116

また、前記実施形態において、初期プラズマを生成する手段は、スパーク放電を生成する放電装置であってもよい。

0117

以上説明したように、本発明は、プラズマ光の分析により得られる分析対象物質の分析結果を提供する分析結果の提供システム、分析用端末、及び分析結果の提供方法について有用である。

0118

10分析結果の提供システム
11分析用端末
12ホストコンピューター
13ネットワーク
50 ホスト側通信部
51顧客データ作成部
52情報分析部

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