生物計測用機器の例 大腸菌などの光検出器 　　　静岡県産業振興機構のご支援を得て開発中。 　 　　撮影＠TAK-SIＣ 　 大腸菌検出器　（開発中） 【特徴】 　大腸菌などのバイ菌が活発に活動すると、活性酸素が発生いたします。その活性酸素の存在を、発光現象を用いて検知することで、生きている大腸菌の数などの情報を得ることができます。 【構造】 　■　温度を３７度に保つインキュベータ内蔵 　■　検出用サンプルを最大６個計測可能 　■　半自動計測（必要な溶液も自動滴下） 　■　単一光子レベル感度 　植物発光検出装置 　 　撮影＠TAK-SIＣ 植物の発光検出器　（開発中） 【特徴】 　植物は光合成反応や、薬剤の散布などによって生物発光をいたします。それらの発光はごく微弱であり、長時間にわたって放出いたします。そこで、植物を暗状態で一定時間保管して、その表面からの発光を観測するためには、ある程度の体積を有する容器が必要です。本装置は、そのような体積を確保しながら、微弱な発光を長時間にわたって計測し、そのデータをパソコンに保存することができます。 【構造】 　■　直径２０ｃｍのステンレス半球を容器とする 　■　単一光子レベル感度 　■　パソコンへのデータ転送可能 顕微計測用機器の例 　大面積　自動ステージ型 　　　　　　　倒立顕微鏡装置 　　 MEMS laser scanning microscope system with large XY scanning area 　　撮影＠TAK-SIＣ 特殊倒立型顕微鏡 【特徴】 　倒立型顕微鏡において、サンプルの設置面積を８ｃｍｘ１２ｃｍと大きくし、そのサンプルは、数ミクロンの精度で、自動ステージにて移動が可能です。この顕微鏡には、MEMS(電気機械的マイクロシステム）によるレーザー走査が可能なレーザー照射系を接続することができます。 【構造】 　■　XY自動ステージ 　■　試料移動量　８ｃｍ　ｘ　１２ｃｍ 　■　倒立顕微鏡 　■　MEMSによるXYスキャナ搭載可能 　■　カラーカメラによる顕微鏡画像の取得が可能。 　顕微鏡用　高輝度LED光源装置 　　　　 2 coler LED lamps for Olymuls IX71 microscope   Final Products 撮影＠TAK-SIＣ 　　　　　　　　　 How to assemble to the microscope? ２色同時照射LED光源装置 【特徴】 　消費電力３Wクラスの超高輝度LEDを２個搭載させ、緑色と青色での平行光の投射が可能な光源になっています。出力のレンズには、非球面レンズを用いており、オリンパス倒立顕微鏡（たとえばIX７１など）に接続可能なアタッチメントになっております。 【構造】 　外部電源によって、２色の超高輝度LEDを個別に動作させることができます。つまり、同時に、２色のLEDを点灯して、試料に２色投射することも可能ですし、それぞれを単独で光らせることも可能です。 　２色のLEDは、ダイクロイックミラーにて結合され、それらの光が非球面レンズによって平行光に変換されます。それぞれのLEDは、本体のねじを緩めてから、それらの位置を微調整することで、最大強度の光を試料に導くことが可能です。 　■　波長の例としては、 　　　　（１）５３０ｎｍ近傍での緑色 　　　　　（２）４７０ｎｍ近傍での青色 などをはじめ、紫外線から赤外線までの波長を選択可能にしたいと考えています。 　■　電源は１２段階で強度調整可能。 　■　AC100Vにて動作。 　■　接続可能な顕微鏡 　　　オリンパス製　IX71およびIX81 Observed PL samplpe 多軸駆動　顕微鏡装置 　　　　　　 　　６軸駆動　顕微鏡装置 【特徴】 　さまざまな顕微鏡応用において、大きな試料や右の図にあるような、長い試料を観測することができなくて困ることがあります。 　そこで、当社では、６軸のステージによって、さまざまな微調整を行うことができ、大型の試料の表面観測もできる顕微鏡装置を開発しました。 　通常の顕微鏡では、頑丈さを増すために、なかなか試料領域を広げることができませんが、カスタムメードの顕微鏡なら、まったく問題ありません。 【構造】 　■ランプあるいはレーザー励起型顕微鏡搭載 　■サンプル側３軸、顕微鏡側３軸調整可能 　このほかにも、ステージ類を、自動ステージにすることで、観測をパソコン制御による３次元走査型とすることもできます。 分光計測用機器の例 　多波長同時　 　　　　光子計数観測型分光器 　　 　　２００９．１．４　撮影＠TAK-SI 16 channel output photon counting spectrograph 　高感度分光器と特殊計測 【特徴】 　２００ｎｍから赤外線領域までの分光に最適な、小型で明るい分光器です。 　本体には、１６チャンネルの光電子増倍管を接続しており、同時に１６波長の分光領域を、単一光子レベルでの検出が可能となります。 【構造】 ■凹面型回折格子を用いた小型分光器は、モノクロメーターとして使用します。ただし、微小波長領域の観測では、スペクトロメーターとしても使用できます。 　■　外部より、パソコンで制御可能 　■　１６波長領域を同時検出器し、単一光子からの検出が可能 紫外線分光計測システム 　紫外線AおよびB領域観測分光装置 【特徴】 　紫外線領域の物性計測のために、キセノンランプを光源として、試料の透過光をダブルモノクロ型分光器によって、分光計測する装置を開発しております。ここでは、高感度の光電子増倍管を用いた装置によって、幅広い光の強度分布を計測可能とした装置としています。 【構造】 　■　１５０Wキセノンランプ使用 　■　ダブルモノクロメーター構造 　■　InGaN　光電子増倍管使用 　特に、読み出し装置には、ロックイン増幅器を組み合わせることで、超高感度な分光計測が可能となっています。 　分光計測には、LABVIEWによって作成したソフトウエアを介して、自動計測が可能です。 ファイバー入力型分光装置   　FC/SMAファイバーコネクタ接続型 モノクロメーター・ スペクトりメーター型 反射分光装置 【特徴】 　１４x１８x１０cmのサイズで、ファイバー入力や空間伝播入力で、モノクロメーターとして、あるいはポリクロメーター（スペクトルグラフ）として利用可能な、多機能分光器になります。分光出力の読み出し装置としては、Cマウント型のカラーカメラや白黒カメラの接続によるイメージ分光ができるほか、Cマウントでの光電子増倍管などへの接続が可能となります。 【構造】 　■　入力部のマウント交換によって、FCコネクタ、SMAコネクタ、空間伝播入力に対応。 　■アクロマティックレンズによる集光系 　■　反射型回折格子使用 　■　Cマウント出力接続 　■　手動または自動での波長調整 　 １００ｎｍ領域　真空紫外線分光装置 ２００９．．１０．２３　　撮影＠TAK-SIＣ VUV monochromator at around 90nm with ICF70 frange 　真空紫外線分光計測装置 【特徴】 　　１００ナノメートル程度の真空紫外線の検出に適しております。 　　ＩＣＦ７０の真空フランジを用いたアルミチャンバーからなる片手で持てる軽量な分光器を開発！ 【構造】 　■　入力部は、アルミのＩＣＦ70のフランジ。 　■　１００ミクロンから１ｍｍ程度の幅のスリットを取り付けることで、必要に応じた明るさと波長分解能を達成 ■　分光出力の計測に、マイクロチャンネル型検出器（通称ＭＣＰ）を用いることで、時間応答が数１００ピコ秒までの応答が可能 ■　同時に、単一光子レベルでの検出も可能 　さらに、検出器として２次元イメージ増倍管を用いることで、真空紫外線領域の分光イメージ計測も可能となります。 　回折格子の回転駆動には、真空接続した自動回転ステージを用いて波長走査が可能となります。 　 フォトニック結晶による小型分光装置 Monochrometor adopting a Photonic Crsytal as dispersion device ２００９．．１０．２３　　撮影＠TAK-SIＣ 　 ２００８．１．４　撮影＠TAK-SI 　特殊フォトニック結晶小型分光器 【特徴】 　フォトニック結晶を内蔵させた世界初の分光器。光ファイバー入力で、出力は、各波長ごとの光強度に比例した電流出力。 【構造】 　本体内部に、回転型のディスク圧縮装置を内蔵し、そのディスクによってフォトニック結晶に圧縮応力をかける。その結果、フォトニック結晶のブラッグ反射スペクトルが変化し、その反射光を光検出器を用いて電流出力としています。 波長の例としては、 　（１）６５０ｎｍの赤 　（２）５３２ｎｍの緑 などをはじめ、紫外線から赤外線までの波長を選択可能にしたいと考えています。写真の例では、５３２ｎｍの緑のレーザー光を出力しています。 　フォトニック結晶 　名古屋市立大学の山中純平准教授と物質・材料研究機構の澤田勉研究主任、さらには富士化学株式会社ハウトフォーム事業部との共同開発を進めています。 　 　3次元フォトニック結晶とは、０．１ミクロン程度の微小なガラス粒子を０．３ミクロン程度の間隔で3次元配列し、その光特性が、従来の光学結晶とまったく異なる性質を示す新素材であります。 　当社独自のアイデアを用いて、世界でも新しい光学装置を作りたいと思っています。  ファイバー入力型 　　　光電子増倍管内蔵型分光器 　　（輝創株式会社　販売） 　　　　　　＠輝創株式会社  SMA型ファイバー入力 　16チャンネル同時読み出し型高感度分光器 【特徴】 　16チャンネル型の光電子増倍管を内蔵し、同時に高速A/D変換回路も内蔵するために、USBケーブル接続によって、これらの16チャンネルの波長情報をデジタル信号として取得可能。 【構造】 ■　SMA型ファイバー入力 ■　16チャンネル読み出し光電子増倍管内蔵 ■　外部高電圧制御回路付き ■　高速A/D変換回路内蔵（１kHzでのサンプルング速度） 【応用】 　特定の多波長スペクトル発光をする素材の、高速発光量変化の記録用。 　プラズマ発光のモニタリングなど 特殊画像計測機器の例 光弾性応力分布画像化装置 ２００９．．１０．２３　　撮影＠TAK-SIＣ 光弾性応力分布画像化装置 【特徴】 　高輝度白色光源を内蔵し、偏光した白色光を素材に投光します。その結果、素材を透過した反射光には、素材の光弾性特性に基づく旋光特性が含まれます。その反射光を、直交する解析板を透過させて画像化することで、素材の内部に存在する応力などの偏光を回転する成分の画像化を行います。 【構造】 　■　白色LED光源と偏光板 　■　ビーム結合素子 　■　解析板 　■　ズーム機構付きカラーカメラ 　■　ソフトウエアと画像取り込み装置を介して、パソコンへの応力画像などの取り込みが可能。 　 パソコン無しで光子画像を検出 ２００９．8．４　撮影＠TAK-SIＣ 簡易光子画像の 　　　イメージング装置 【特徴】 　高感度MCPイメージ増倍管と高感度かつ蓄積可能なＣＣＤカメラを用いたことで、コンピューターを用いることなく、８秒までの光子蓄積画像をモニターに表示できるようにしました。これにより、簡便に光子画像を計測するための装置となりました。 【構造】 ■　Ｓ２０型と呼ばれる可視光から赤外線領域まで感度のある光電面使用 ■MCP(マイクロ・チャンネル・プレート）イメージ増倍管を内蔵 ■時間積分可能な白黒CCDカメラ使用 これらの特徴のために、パソコンを用いることなく、さまざまな微弱な光現象を捉えることができます。 　イメージ増倍管の制御は、外部に接続する高圧電源によって制御が可能であるため、遠隔から画像感度の操作が可能であり、数ｍ離れた場所での光子観測が可能となります。 放射線計測用機器の例 　ガンマー線検出装置 Radiation Tracker (Real Time Gamma-ray monitor using GSO and a PMT from Hamamatsu) ２００９．．１０．２３　　撮影＠TAK-SIＣ Radiation Tracker 　and Gamma-ray Energy analyser from Papalab. セシウムなどを捉える 　　ガンマー線検出器 【特徴】 日立化成のGSOシンチレーション結晶と、浜松ホトニクス製の超高感度光電子増倍管を内蔵し、さらに当社の超高感度電流積分回路を用いることによって、ごく微弱なガンマー線によるシンチレーション発光を検出し、これをデジタル出力とすることができます。 【構造】 ■　GSOシンチレーション結晶使用 　　（１x１x２cm） ■　小型光電子増倍管モジュール使用 ■　超高感度電流積分型A/D変換回路内蔵 ■　USBからの電源にて駆動可能 ■　検出時間は最短１０ミリ秒程度まで 　　高速にて移動する車での計測も可能 ■　パソコンと同時に車載することで、地域の汚染の状況をモニター ■　パソコンにGPS機能を追加することで、位置と汚染のデータを同時取得可能。 特殊電子計測用機器の例 アナログ電気信号積分回路 ２００９．３．４　撮影＠TAK-SI 　STMや光計測装置 　　の電気信号処理回路 　【特徴」 　微弱なアナログ電流を積分して、再びアナログの出力としてBNCコネクタから出力します。 　【構造】 　■　単一光子検出器からの信号を完全にアナログ的に必要な時間積分し、これをアナログ積分信号としてリアルタイムに出力 ■ローラリースイッチにて積分時間を選択し、その積分時間の間に入力した光子検出信号を積分 　このように、光子検出をアナログ的に積分されたい方に有効です マイコン動作型積分回路 Analogue current integrator ２００８．１．４　撮影＠TAK-SIＣ 　STMや光計測装置 　の電気信号処理に最適 【特徴】 　極微弱なアナログ電気信号を一定時間積分。その積分値をアナログ出力！ 　背面のBNCコネクタに接続した信号源からの電気信号を、正面パネルのつまみで設定した時間蓄積し、その積分した電気信号をアナログ信号として出力します。 【構造】 　■　マイコン内蔵により積分時間をデジタル設定 　この装置の応用先には、たとえば、光走査型トンネル顕微鏡（一般に光STMと呼ばれます）の極微弱な光信号を超高感度光検出器で検出した結果を、この積分回路で一定時間積分し、そのアナログ積分出力を、STMの画像信号として、解析可能とします。 フェムトアンペア検知　 　アナログーデジタル変換回路 　　　　　　　　ーUSB出力ー Femto-ampair current integrator with USB output ２００９．．１０．２３　　撮影＠TAK-SIＣ USB出力　 　　超高感度A/D変換装置 【特徴】 　本回路は、光電子増倍管などから得られる単一光子検出レベルの電流を一定時間積分し、その積分した電流量を20bitでA/D変換して、その値をアスキー数値としてUSB経由にてパソコンに転送することができます。 　マイコンを搭載していることから、事前にソフトウエアをマイコンに書き込むことで、USBに得られるデジタル信号は、事前処理を高速で行った数値となります。 【構造】 　■　SMAコネクタ経由にて、極微弱電流を入力 　■　USB電源供給 　■　光電子増倍管制御電圧出力可能 　C言語にて書かれたソフトウエアをマイコンに書き込み、USBコネクタに接続し、パソコンを起動することで、必要とするデータをアスキー数値として、高速に得ることができますので、リアルタイムでの微弱電流モニタリングに適しております。 　駆動ソフトウエアとしては、LabViewでの試験が終了しております。 特殊LED光源・検出器機器の例 ３７０ｎｍ光源および検出器 　　 370nm LED lamp with a photodiode detector set ２００９．．１０．２３　　撮影＠TAK-SIＣ ３７０nmにおける物質の紫外線反射透過特性を解析することが容易 【特徴】 　３７０nmのLEDを接続可能であり、同じくシリコンフォトダイオードも同時に接続可能であるため、３７０nmの光を照射しながら、同時にその反射・透過光を検出することが容易にできます。 【構造】 　■　電池駆動 　■　３７０nmのLED搭載 　■　１mm角のフォトダイオード使用 　■　出力をmV単位で表示可能 　 UVメーター　 UV Power calibration 　　 （波長分解能約１ｎｍ：波長　３２５ｎｍと３６３ｎｍと４８８ｎｍ） 　　　　　 　 365nm power measurement with 1 nm spectral resolution ２００８．８．４　撮影＠TAK-SI 　特定波長紫外線の 　相対強度の校正に最適 【特徴】 紫外線領域における光の強度を正確に測りたいとよう要求は、紫外線硬化樹脂を扱う方々や、紫外線の強度分布に敏感な研究者の方から多くあります。 　そこで、当社では、リアルタイムで紫外線の輝度をおよそ１ｎｍの波長分解能で計測する検知器を開発しました。 【構造】 　■　波長は、３２５、３６３、４８８ｎｍなど 　■　選択波長幅：１～３０nm　フィルターに依存して決定。 　■　入力部は直径８mmの深穴 となっています。 365nm UV light calibrator 特殊LED光源の例 　原子間力顕微鏡用高輝度LED光源 ２００９．２．1４　撮影＠TAK-SI Special High Power LED lamp for an atomic force microscope ２００９．．１０．２３　　撮影＠TAK-SIＣ 超高輝度白色LEDを小型のアルミシャーシに糖鎖 【特徴】 　この光源は、１W程度の白色LED光源を内蔵させ、原子間顕微鏡などの狭い空間への光源設置を可能としました。 【構造】 　■　１Wクラスの高輝度白色LEDを内蔵 　■　小型集光レンズを搭載 　■　外部電源にて光量調整可能 　ナノテク展に展示された情報通信研究機構（http://www-karc.nict.go.jp/)の原子間力顕微鏡用観測装置の開発に、当社も参画し、その照明の開発と光ファイバーによる顕微鏡分光計測の装置提案をしております。光源としては、高輝度白色LEDを内蔵させて、真空容器内にも設置できる小型の集光光源を開発しました。 特殊レーザー機器の例 　多色　小型レーザー　（緑・赤色） Compact two cloer laser with Red and Green output of 1mW ２００９．．１０．２３　　撮影＠TAK-SIＣ ２色レーザー装置 【特徴】 　このレーザーでは、異なる波長のレーザー光源を内蔵させ、簡単なスイッチ切り替えで、レーザーの波長選択が可能となりました。 　波長の例としては、 　（１）６５０ｎｍの赤 　（２）５３２ｎｍの緑 などをはじめ、紫外線から赤外線までの波長を選択可能にしたいと考えています。写真の例では、５３２ｎｍの緑のレーザー光を出力しています。 【構造】 ■　2種のレーザーを同時搭載 ■　同軸にて出力 ■　電源スイッチと波長切り替えスイッチの２つのスイッチで動作を制御 ■　単４電池　2本で動作 　また、このレーザー装置から、本体のカバーなどのデザイン性を持たせるべく検討を加えています。ベースとなる本体の色は、当社のカラーとなるワインレッドを用いました。カバーとなる部分には、ちょっとユニークなデザインを取り込みました。左の写真の例では、かわいい怪獣が横に並んでいます。 　 　さて、このようなデザインが光学実験の分野に受け入れられるのか。これは、当社からのメッセージもあります。 実験は真剣に！でも、楽しく！！ ということであります。 　６０W炭酸ガスレーザー加工装置 CO2 laser Processing system with 60W output ２００９．．１０．２３　　撮影＠TAK-SIＣ 炭酸ガスレーザー 　加工装置（開発中） 【特徴】 　６０Wの連続出力の炭酸ガスレーザー（10ミクロンの波長）をガルバのミラーで走査することで、必要となる部分へのレーザー集光などが可能となります。 【構造】 ■　外部制御型炭酸ガスレーザー搭載 ■　ガルバノミラーによる2次元走査可能 ■　ガルバノミラーのパソコン制御ソフト付き ■　加工部の相対温度変化モニター付き 　 　 　６０Wの炭酸ガスレーザーを用いることで、樹脂加工やガラスの加工、さらにはセラミックの加工などが可能となり、ソフトウエアのつくり方で、さまざまな応用が可能です。 その他の光学特殊機器の例 簡易積分球 　　　　　　　　　 　Home made intefgration Sphere with 10cm Dia. with C-mount adoptor 　　　　　　２００９．４．４　撮影＠TAK-SI 　　　 　 Different　Dia。integration　Spheres 　簡単な光の場の 　　　　計測に最適 【特徴】 　簡易に光の均質化が可能となります。直径５cm、１０cm、２０cmなどのさまざまなサイズの積分球が準備できます。時間はかかるでしょうが、直径１m以上の積分球の作製も可能であることは分かっております。 【構造】 　■　ステンレス製球体 　■　硫酸バリウム系の白色散乱剤利用 　■　穴位置はご指定可能 　■　穴径のご指定可能 　■　Cマウントなどのアダプタ取り付け可能 　■　２５０nmから赤外線まで 　　紫外線から可視光領域までの広い波長領域において、簡易的に用いることができます。高機能な積分球のような均一性まではありませんが、入力光の空間分布を分散させるには十分です。 　この積分球の場合には、直上から光を導入し、側面から光を取り出します。また、取り付けには、M６のねじが直下についております。 　宇宙用凹面鏡 　　 200mm Dia, Sperical Ceramic mirror for space application 超低熱膨張　凹面鏡 【特徴】 　静岡産業振興財団の支援をえて開発した鏡であります。日本国産の超低熱膨張セラミックを用いて、宇宙環境でも使える凹面ミラーとしました。 【構造】 　■　中央に開口可能 　■　直径２００mmなどが可能 　■　軽量化のためのリブ構造化が可能 現在、このミラーを用いた超小型衛星用の望遠鏡を開発中。オールジャパンでの衛星開発をめざしております。 その他の開発品 　 　当社の装置開発は、多くの場合、お客様のご依頼のもとでの新規開発でございます。よって、ほとんどの場合、情報の公開をさせていただくことができません。 　以下の装置は、当社独自にて開発しているため、情報を常にアップデートすることができます。これらの装置開発には、多方面からのご期待の声をいただいております。ただ、限られた時間の中での開発であるため、開発に時間が必要となっておりますこと、ご了解ください。 ■　レーザーによる旋光計測装置 　コンパクトで安価な旋光計測装置の開発を展開。 　以下の写真では、ナトリウムのD線の波長を有する”D-Line　レーザー”を用いて、迅速な旋光装置を開発している状況をお示ししました。 　　　　　　　　 　　　　　　　　社内実験による”D-lineレーザーによる旋光計測” ■　イメージ分光装置（ハイパースペクトルカメラ） 　自社設計による透過型イメージ分光装置を開発。小型衛星に搭載可能な強固な構造を目指している。これまでの振動試験にて、８Gまでは問題なく動作。後は、読み出し素子サイズと観測波長域をどの波長からどの波長とするかを決めることで設計が完了。宇宙観測から工業応用まで、幅広い色観測に対応可能。（原田精機㈱との共同開発中） 東京国際航空宇宙産業展２０１３展示 ■　大腸菌の光検出装置 　　　大腸菌の活性状態を迅速に検出する光応用計測装置を開発中。 　　　静岡産業新興機構からの支援を一昨年受けて開発を展開。 ■　水中・海底・湖底のガン線検出装置 　 　福島での海水や水の放射能汚染を、水中にて計測できる装置を光産業創成大学院大学と共同にて開発中。海底１００ｍくらいまでは容易に測ることができる予定。 ■　高輝度LEDによる蛍光顕微鏡用励起光源 　 　オリンパスの倒立顕微鏡における蛍光観測のための、単色高輝度LEDを搭載した光源を開発中。すでに２色同時照明可能な光源は開発済み。今回は、もう少し励起光量を取れるように単色化を目指す。 ■　レーザーによる光ピンセット装置 　自社製の大面積駆動倒立顕微鏡にMEMSを用いた光ピンセットを搭載すべく、レーザーとMEMSの反射系を構築する。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　など、並列しての開発中です。ご期待ください。