JP2020537148A - 粒子計数器の構成要素の較正 - Google Patents

Abstract

さまざまな実施形態が、光検出器の利得を較正する方法およびシステムを含む。方法は、基準光源によって、基準光検出器に第１の光を提供するステップと、コントローラ回路によって、第１の光に応答して生成された基準光検出器からの第１の値が許容可能基準光検出器値の範囲内にあるかどうかを判定するステップと、第１の値が許容可能基準光検出器値の範囲内にあるとの判定に応じて、基準光源によって、測定光検出器に第２の光を提供するステップと、コントローラ回路によって、第２の光に応答して生成された測定光検出器からの第２の値が許容可能測定光検出器値の範囲内にあるかどうかを判定するステップと、第２の値が許容可能測定光検出器値の範囲内にないとの判定に応じて、測定光検出器の利得を調整するステップと、を含むことができる。

Description

優先権の主張
本願は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１７年１０月９日に出願された米国仮出願第６２／５６９７２６号に対する優先権の利益を主張する。

本明細書に開示される主題は、高感度光検出器（ＨＳＰＤ）に関し、より詳細には、ＨＳＰＤの較正に関する。

光電子増倍管（ＰＭＴ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）、および電荷結合素子（ＣＣＤ）のようなＨＳＰＤは、フローサイトメータ、エアロゾル粒子検出器、分光計、シンチレーション検出器、比濁計、および天文機器のような、広範囲の用途において用いられている。フローサイトメータは、細胞計数、細胞選別、バイオマーカ検出およびタンパク質工学のための光ベースの技術である。粒子検出器は、光ベースの粒子分類装置である。分光計は、光の特性を記録および測定して、たとえば物質を分類する。シンチレーション検出器は、電離放射線からの励起に応答して発光を検出する。比濁計は、液体または気体中に浮遊する粒子の大きさおよび濃度を測定するための機器である。

ＨＳＰＤ（たとえば、ＡＰＤ、ＰＭＴ、またはＣＣＤ）を組み込んだ機器は、その感度（たとえば、利得）におけるドリフトによって損なわれる可能性がある。ＰＭＴおよびＡＰＤのような高感度光学デバイスは、その感度（利得）におけるドリフトによって損なわれることが分かっている。これは、ウォームアップ、保管からの回復、バイアス電圧、温度、静的変化磁場、および経年による長期的感度変化による感度変化（ドリフト）を含む。このような検出器の利得を較正するためにいくつかの方法が存在するが、これらの方法はオペレータによる介入を必要とし、完全に自動化されていない。測定光検出器（たとえば、ＨＳＰＤ）を較正するための現在の解決策は、既知の量の光をレーザの光路に反射させる、基準球のような物体を配置することを含む。レーザ光から反射する光は既知の量であり、測定光検出器がその既知の量を記録するまで、測定光検出器の利得が調整される。さらに、このような較正では、オペレータの介入なしで、装置が較正を必要とするときを検出することが可能でなく、したがって未較正の装置の使用に対する可能性を残している。

例として、粒子計数または分類のための装置の一実施形態を示す図である。 例として、生存度検出器の一実施形態を示す図である。 例として、較正のためのコントローラ回路を含む生存度検出器の一実施形態を示す図である。 例として、生存度検出器の一実施形態を示す上面図である。 例として、装置の一実施形態を示す側面図である。 例として、測定光検出器（たとえば、図２、図３、図４、または図５の光検出器）を較正するために用いることができる基準光源を較正するための方法を示す図である。 例として、図６の較正された基準光源を用いて測定光検出器を較正するための方法を示す図である。 例として、コンピューティングデバイスの一実施形態を示す図である。

測定光検出器の感度または利得を較正するための方法、装置、およびシステムを説明する。測定光検出器、ＡＰＤ、ＣＣＤ、またはＰＭＴの感度または動作は、バイアス電圧、温度、動作寿命、動作環境、過露出、および保管時間のような、１つまたは複数の物理パラメータとともに変化する。実施形態は、機器とともに基準光源および基準光検出器を含む。基準光源は、たとえばコンピューティングデバイスによって自動化された方法で制御することができる。基準光検出器は、シリコンフォトダイオード（ＳｉＰＤ）またはサーモパイルのような、安定した光感知検出器を含むことができる。そして基準光源を用いて、機器の測定光検出器を較正および安定化することができる。基準光源較正、および測定光検出器較正の動作は、プログラム可能なコンピューティングデバイスによって制御することができる。コンピューティングデバイスは、所定の時間間隔、日付、時刻で、動作条件が変化したとき、またはたとえばコンピューティングデバイスに１つまたは複数の命令を発行することによって要求に応じて、較正を行うように構成され得る。さらに、コンピューティングデバイスは、以前のデータが信頼できるように測定光検出器がすでに較正されていることが分かっているかどうか、および較正が成功したかどうかを報告（たとえば、これらを示す１つまたは複数の信号を提供）することができる。

いくつかの種類の機器が測定光検出器（たとえば、ＡＰＤ、ＰＭＴ、またはＣＣＤ）を用いる。測定光検出器は、一定の感度で維持することが困難である可能性がある。この困難により、較正または較正チェックが頻繁に必要になる、機器データの変動が増える、またはデータの精度および信頼性が不確実になる可能性がある。実施形態は、より良好なデータ信頼性、較正の頻度を減らす可能性、または必要に応じてユーザがデータの精度を確認する可能性を提供する。実施形態は、フローサイトメータのような、光パルスの正確で高感度な測定を必要とする機器のような、他の機器にも適用することができる。ＰＭＴ安定化の光子計数法は、粒子特性評価のような用途には適していないが、これらの用途ではいくつかの信号が十分に時間的に短く、信号強度が明るいため、個々の光子信号が「集積」して個々に分解することができない。光子計数法は、光子計数が実用的でない、単一素子ＡＰＤのような、いくつかの検出器には適していない。

本実施形態を適用することができる領域は、生物学的エアロゾルモニタリングおよび検出（たとえば、製薬処理用クリーンエリアのようなクリーンエリアをモニタリングするため）、水中の細菌の検出（たとえば、特に、製薬処理用のような超純水）、粒子計数および分粒のためのＡＰＤ、ＣＣＤ、またはＰＭＴのような測定光検出器、またはレーザドップラ速度測定および粒子画像速度測定のような、流体流の測定の制御、およびフローサイトメトリを含むが、これらに限定されない。

ＡＰＤは、光電効果を用いて光を電気に変換する高感度半導体デバイスである。ＡＰＤは、アバランシェ増倍を用いてその感度を高める。ＡＰＤは一般的に、アバランシェ増倍を用いて動作する利得段を備えた光検出器と見なすことができる。ＰＭＴは光電子放出デバイスである。ＰＭＴにおいて、光子の吸収の結果、１つまたは複数の電子が放出される。ＰＭＴは、光電陰極を用いて動作する。ＰＭＴは、１つまたは複数のダイノードを用いて電子を増倍し、最初の光電子放出に対して利得を作成して、陽極がダイノードによって増倍された結果の電子を収集する。ＣＣＤは電荷を移動させる。電荷の量は、デジタル値に変換することができる。ＣＣＤは一般的に、装置の容量性ビン間で電荷を移動させる。

自動較正手順は、初期の開始期のドリフトおよび経年の感度変化の両方に対処することができる。自動較正手順は、スケジュールされた較正チェックでのみ較正外を見つけるのではなく、装置が較正外になっているときを識別または報告するのに役立つことができる。装置が適切な較正内にあるという保証は、正確で、信頼可能に一貫性のある、反復可能な測定を必要とする用途にとって重要であり得る。したがって、自動較正機能は、装置についての用途を増やし、大きな競争力を提供することができる。加えて、このような較正は、生産を効率的にするとともに請求不可能なサービス活動を減らすことによって費用を節約することができる。

図１は、例として、粒子分類または計数のための装置１０の一実施形態の図を示す。図示したような装置１０は、粒子入口１０４、光学式粒子計数器（ＯＰＣ）６０、粒子濃縮器２０、排出口３０、空気入口４０、空気フィルタ５０、生存度検出器７０、収集フィルタ８０、および排出口９０を含む。装置１０の適切な動作のため、ＯＰＣ６０または生存度検出器７０の１つまたは複数の構成要素が較正されるべきである。

粒子は、粒子入口１０４を通ってＯＰＣ６０へ流れる。粒子入口１０４は、導管、パイプ、ノズルなどを含むことができる。ＯＰＣ６０は、粒子入口１０４からの粒子を数量化する（数を判定する）。ＯＰＣ６０は、粒子から散乱した光を用いて、粒子の数の概数を判定することができる。

粒子濃縮器２０は、装置１０を通る粒子の流れを減少させる。光学式粒子センサの感度は、サンプル流量に比例する。言い換えると、検出される光の量は、所与の強度の光ビームに粒子が存在する時間に比例する。微生物からの内在蛍光は、散乱光よりはるかに小さい（１０^−２から１０^−３倍）ので、蛍光を適切に検出することは、ＯＰＣ６０を用いて可能な高流量では実用的でない。有用に高いサンプリングされた流量および粒子蛍光の有用な測定を得るため、粒子濃縮器２０を用いて、より高いＯＰＣ６０のサンプル流から、生存度検出器７０によって実行されるような蛍光測定のためのより低い流量へ粒子を送達することができる。粒子濃縮器２０は一般的に、蛍光に対する装置１０の感度を高める。

排出口３０は、たとえば粒子濃縮器２０が流れを減少させるのを助けるため、過剰な流体を除去する。空気入口４０は、粒子濃縮器２０から下流の気体または粒子に移動性を提供する。フィルタ５０は、空気入口４０内を流れる流体から粒子を除去する。フィルタ５０は、収集フィルタ８０で収集される粒子が粒子入口１０４からのものであることを保証するのに役立つことができる。

生存度検出器７０は、粒子生存度のレーザ誘起蛍光（ＬＩＦ）検出を実行することができる。不活性な粒子は、生存（たとえば、細菌のような、生きている）粒子とは異なる散乱指紋を有する。生存度検出器７０は、各粒子について１つまたは複数の識別パラメータを用いることができる。たとえば、生存度検出器７０は、第１の波長帯における蛍光、第２の波長帯における蛍光、および散乱光の１つまたは複数を用いることができる。生存度検出器７０および生存度検出器７０の構成要素の較正に関するさらなる詳細は、他の図に関して議論する。

収集フィルタ８０は、生存度検出器７０によって分析された粒子を収集する。収集フィルタ８０は、たとえばその後の種分化のために、サンプル収集された粒子を保存することができる。排出口９０は、収集フィルタ８０で収集されなかった流体および粒子を装置１０から除去する。

実施形態のように、装置１００は、たとえば再生が可能な１つまたは複数の微生物粒子からなる、またはこれを含む、サンプリングされた各エアロゾル粒子が生存しているかどうかを判定する光学測定機構を含む。この判定は、光源（たとえば、近紫外（ＵＶ）レーザ光源）によって照射されたときの各粒子の散乱光および内在蛍光の測定に基づくことができる。散乱光強度は、ＡＰＤ、または他の測定光検出器を用いて測定することができる。内在蛍光は、ＰＭＴによって１つまたは複数の異なる波長帯域において測定することができる。波長帯域は、近ＵＶ遮断フィルタ、ダイクロイック色分離フィルタ（図２〜図４参照）、および照明粒子からＰＭＴへの光路に配置された光学バンドパスフィルタ（図４参照）によって選択することができる。

初期の設計決定のため、散乱光強度および内在蛍光についての光検出器１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、１１２Ｄ、または１１２Ｅ（図２〜図５参照）の利得応答を、測定光検出器の所定の感度設定を用いて、さまざまな微生物について測定することができる。この所定の設定は、蛍光色素を含む標準化された較正粒子の測定に基づくことができ、較正粒子の蛍光励起および放出波長は、粒子照明光源１０２（たとえば、図２参照）によって放出される波長および測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｅの検出波長帯域と重複する。光検出器１１２Ａ〜１１２Ｅの利得応答を較正粒子によって設定された値に維持することは、生存粒子を非生存粒子から区別するために重要である。さらに、定期的に較正粒子で機器をチェックすることは、時間がかかり、高価で、較正粒子を用いることができないクリーンエリアに機器があるような場合においては不便である。

図２は、例として、粒子計数または分類のための装置１００の一実施形態の図を示す。装置１００は、ＯＰＣ６０または生存度検出器７０（図１参照）のような、装置１０に含めることができる１つまたは複数の構成要素を含む。図示したような装置１００は、粒子照明光源１０２、粒子入口１０４、ダイクロイックミラー１０６、第１の測定光検出器１１２Ａ、および第２の測定光検出器１１２Ｂを含む。粒子照明光源１０２は、近紫外（ＵＶ）レーザのようなレーザ、または他の光源を含むことができる。測定光検出器は、装置１００の動作を実行する際に用いられるべきデータを生成するために用いられるものである。基準光検出器（図３〜図５参照）は、測定光検出器の較正専用のものである。

粒子入口１０４は、装置１００の選択された構成要素を収容するチャンバ内へサンプルを導入することができる空洞を提供する（チャンバの図については図５参照）。粒子照明光源１０２からの光１１８は、入口１０４を通して導入された粒子１１９と接触すると散乱することができ、散乱光１２１を作成する。粒子は、さまざまな大きさ、形状、反射特性などを有する。粒子におけるこれらの違いは、粒子に散乱指紋を提供する。この指紋は、粒子１１９から散乱した光１２１の特有の量の蛍光、波長、または角度を含むことができる。

ダイクロイックミラー１０６は散乱光１２１を受け取る。ダイクロイックミラー１０６は、第１の範囲の色（波長）の光１２４がこれを通過して第１の測定光検出器１１２Ａに達することを可能にするとともに、第２の異なる範囲の色の光１２０を第２の測定光検出器１１２Ｂに向け直す。

測定光検出器１１２Ａまたは１１２Ｂは、たとえば、ＰＭＴ、ＡＰＤ、またはＣＣＤを含むことができる。測定光検出器１１２Ａまたは１１２Ｂは、電気信号に一定値を掛けてより検出可能な信号を生成する利得段を含むことができる。測定光検出器１１２Ａまたは１１２Ｂによって生成される電気信号の量は、そこに入射する光の量に定数（利得または感度）を掛けたものに等しくなり得る。測定光検出器１１２Ａまたは１１２Ｂは、たとえばアナログデジタル変換器を用いることによって、それぞれ、光１２４または１２０の蛍光振幅、または他の特性を測定することを可能にする電気信号を生成することができる。少なくとも部分的には、測定光検出器１１２Ａまたは１１２Ｂによる生存粒子と非生存粒子との間の区別は、それぞれ、測定光検出器１１２Ａまたは１１２Ｂの感度に依存する。測定光検出器１１２Ａまたは１１２Ｂの感度は、時間、温度、経年、保管時間、または他の内因性または外因性の影響とともに変化する可能性がある。装置１００の適切な動作のため、測定光検出器１１２Ａまたは１１２Ｂは、制御された感度を有するべきである。

図３は、例として、基準光源２１８、基準光検出器２２０、およびコントローラ回路２２２のような自動化較正回路を含む装置２００の一実施形態の図を示す。光線および粒子は、装置２００の構成要素間の接続の表示を不明瞭にしないように図３には示していない。装置２００は装置１００と同様であるが、装置２００は、基準光源２１８、基準光検出器２２０、コントローラ回路２２２、および光フィルタ２２４を含む。

基準光源２１８は、１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むことができる。基準光源２１８は、パルス幅制御デジタルアナログ変換器を含むことができるようなコントローラ回路２２２によって制御されて、ＰＭＴによって感知されるとともにアナログデジタル変換器によって測定され、蛍光較正粒子に一致する信号に一致させることができる振幅、持続時間、または波長帯域を有する光パルス信号を放出することができる。基準光源２１８によって放出される光学強度は、温度および経年に依存する可能性がある。外部フィードバック制御がなければ、基準光源２１８は、信頼可能に反復可能な光源を提供しない。したがって、実施形態は、ＳｉＰＤ、または保護されたＣＣＤのような他の安定した、または保護された光検出器のような基準光検出器２２０を含む。保護された光検出器は、被覆された、さもなければ外部環境から保護されているＳｉＰＤまたはＣＣＤを含むことができる。保護された光検出器は、コントローラ回路２２２によって制御することができるようなシャッタを含むことができる。シャッタは、測定光検出器１１２Ａまたは１１２Ｂを露光させる、または測定光検出器１１２Ａまたは１１２Ｂから光を遮断するために開閉する装置である。

基準光検出器２２０は、基準光源２１８からの光のような、そこに入射する光の強度に比例する電気信号を生成することができる。基準光検出器２２０の信号は、コントローラ回路２２２のアナログデジタル変換器によって測定されて、コントローラ回路２２２に制御入力を提供することができる。基準光源２１８および基準光検出器２２０は、装置２００の内側に取り付けることができる。ＳｉＰＤは安定した光検出器であり、温度、経年、または他の内的または外的要因に対する感度がほとんどなく、正確な光感度を必要とする光パワーメータおよび他の装置において一般的に用いられている。ＡＰＤおよびＰＭＴとは異なり、ＳｉＰＤおよびＣＣＤは、最初の光電子放出後の信号増加を有さない。ＰＭＴ、ＣＣＤ、およびＡＰＤとは異なり、ＳｉＰＤは、フローストリームにおける小さな（１から１０マイクロメートル）微生物粒子からの内在蛍光のような低強度信号には適していない。しかしながら、その限定された感度にもかかわらず、ＳｉＰＤは、基準光源２１８からの適切な信号が基準光検出器２２０に入射するように基準光源２１８の近くに配置することによって実施形態において有用になっている。基準光源２１８は、たとえばエアロゾル入口ノズルおよび光学チャンバの内部からの光を散乱させることによって、測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｅ（図２〜図５参照）を間接的に照明することができる。基準光源２１８は、測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｅで低強度光信号を生成することができる。

基準光源２１８と測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｂまたは１１２Ｄ〜１１２Ｅとの間に、中性濃度フィルタのような光学フィルタ２２４を配置することができ、たとえば測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｂまたは１１２Ｄ〜１１２Ｅに低強度光信号を提供するのに役立つ。フィルタ２２４は、そこに入射する光を調節する１つまたは複数の光学フィルタを含む。フィルタ２２４は、特定の波長の光を選択的に透過させる。フィルタ２２４は、測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｂによって検出されるべき光がこれを通過してダイクロイックミラー１０６に達することを可能にする一方、他の光を遮断することができる。

コントローラ回路２２２は、粒子照明光源１０２または基準光源２１８に電気信号を送信するとともに基準光検出器２１８および測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｅから電気信号を受信することができる限り、装置２００内、これに接して、これの近く、またはより遠隔に配置することができる。コントローラ回路２２２が、測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｅによる通常の使用のために用いられるアナログデジタル変換器からの出力を受信することは有利であり得る。コントローラ回路２２２は、マイクロコントローラ、またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）のような、他のプログラム可能デジタル処理回路を含むことができる。コントローラ回路２２２は、デジタルアナログ変換器または同等物を介して、基準光源２１８に信号を提供し、基準光源２１８によって生成される光の強度、パルス持続時間、または基準光源２１８からの発光のデューティサイクルを含め、基準光源２１８を制御することができる。コントローラ回路２２２は、測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｅの１つまたは複数に１つまたは複数の信号を提供してその利得を制御することができる。コントローラ回路２２２は、たとえば複数のＬＥＤの１つのＬＥＤを選択して光を生成するため、１つまたは複数の信号を基準光源２１８に提供することができる。複数のＬＥＤは、異なる色の光を生成するＬＥＤを含むことができる。

動作中、基準光源２１８は、基準光検出器２２０が配置され、測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｂに光を伝達することができる装置２００の領域を照明する。基準光源２１８の波長は、測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｂの波長帯域内にあり得る。基準光源２１８の振幅（たとえば、強度、電力など）は、経年、提供される電力、温度などに敏感であり得る。基準光検出器２２０は、基準光源２１８を感知し、（基準光源２１８から）そこに入射する光の強度を示す１つまたは複数の信号をコントローラ回路２２２に提供することができる。コントローラ回路２２２は、基準光検出器２２０からの信号に応答して、基準光源２１８の強度を調整し、たとえば基準光検出器２２０によって検出された強度を強度の指定範囲内（たとえば、目標強度値の指定範囲のような、目標値±指定パーセンテージ）に収めることができる。基準光源２１８はこのとき、較正された強度で光を生成することになる。測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｂは、基準光源２１８からの較正された強度での光によって照明することができる。測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｂは、そこに入射する光の量を示す信号を生成することができる。コントローラ回路２２２は、測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｂが、較正された強度での光に応じて、信号値の指定範囲（たとえば、目標光検出器値の範囲）内の信号を生成するよう、測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｂの利得を調整する信号を生成することができる。コントローラ回路２２２は、たとえばデジタルアナログ変換器によって、測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｂの利得を調整することができ、これは次に測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｂの高電圧バイアスを制御する。ＰＭＴの一般的なバイアス電圧は、約４００から１０００ボルトである。高電圧バイアスの値は、測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｂの増倍利得、または感度を制御する。たとえば電圧制御増幅器によって、利得を制御する代替手段も可能であり、制御電圧はマイクロコントローラに接続されたデジタルアナログ変換器によって提供される。このように、測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｂを較正することができる。較正により、測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｂは、光源２１８に応答して、指定された値の範囲内の信号値を生成する。基準光源２１８からの光は、（フィルタ２２４を含む実施形態において）フィルタ２２４を通過することができるので、較正により、フィルタ２２４における変化を説明することもできる。

装置２００を較正するプロセスは、各測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｅ（図２〜図５参照）について繰り返すことができる。１つまたは複数の実施形態において、測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｂは、異なる波長の光を検出するように構成されている。たとえば、光検出器１１２Ａは主に黄色のスペクトル領域における波長を検出することができ、光検出器１１２Ｂは主に青色のスペクトル領域における波長を検出することができる。この例において、基準光源２１８は２つのＬＥＤを含むことができ、一方は黄色光を発し、他方は青色光を発する。同じパッケージで複数の色のＬＥＤが利用可能である。

図４は、例として、測定光検出器（たとえば、ＨＳＰＤ）を較正するためのシステム４００の一実施形態の上面図を示す。システム４００は装置２００のような構成要素を含むが、システム４００は、第１のミラー部分３０２Ａおよび３０２Ｂ、第２のミラー部分３０４Ａおよび３０４Ｂ、測定光検出器の具体的な一例であるＡＰＤ１１２Ｃ、およびコリメート（視準）装置３０８を含む。システム４００はＵＶレーザ１０２Ａを含み、これは粒子照明光源１０２の具体的な一例である。システム４００はＬＥＤ２１８Ａを含み、これは基準光源２１８の具体的な一例である。システム４００はＰＭＴ１１２Ｄおよび１１２Ｅを含み、これらは測定光検出器１１２Ａ〜Ｂの具体的な例である。システム４００はＳｉＰＤ２２０Ａを含み、これは基準光検出器２２０の具体的な一例である。粒子は「紙面内へ向かって（ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｐａｇｅ）」提供することができ、粒子は、第１のミラー部分３０２Ａおよび３０２Ｂと第２のミラー部分３０４Ａおよび３０４Ｂとの間を通過するＵＶレーザ１０２Ａからの光によって照射される。

図４において、線上の異なる記号は異なる光を示す。たとえば、「ｖ」はＵＶレーザ１０２Ａからの光を示し、「ｘ」は粒子１１９から散乱した後のＵＶレーザ１０２Ａからの光を示し、「ｗ」はＬＥＤ２１８Ａからの光を示し、以下同様である。

第１のミラー部分３０２Ａおよび３０２Ｂは、粒子によって散乱されたＵＶレーザ１０２Ａからの光をＡＰＤ１１２Ｃへ向ける。ＡＰＤ１１２Ｃの利得は、コントローラ回路２２２によって調整することができる。第１のミラー部分３０２Ａおよび３０２Ｂは、光が通過することができる穴が中にある単一の楕円形ミラーの一部であってもよい。

第２のミラー３０４Ａおよび３０４Ｂは、粒子によって散乱されたＵＶレーザ１０２Ａからの光をフィルタ２２４へ向ける。フィルタ２２４は、ＵＶレーザ１０２Ａによって生成された色（または色の範囲）での光を遮断することができる。フィルタ２２４は、蛍光波長の光をダイクロイックミラー１０６へ通すことができる。第２のミラー部分３０４Ａ〜３０４Ｂは、第１のミラー部分３０２Ａ〜３０２Ｂ同様、光が通過することができる穴が中にある単一の楕円形ミラーの一部であってもよい。

コリメート（視準）装置３０８は、フィルタ２２４からフィルタリングされた、または（フィルタ２２４を含まない実施形態において）ミラー部分３０２Ａ〜３０２Ｂを通過した光を受け取る。コリメート（視準）装置３０８は平行光線を生成する。コリメート（視準）装置３０８は、そこから出る光が広がることができる量を制限する。

ダイクロイックミラー１０６は、それぞれのＰＭＴ１１２Ｄおよび１１２Ｅによる検出のためにコリメート（視準）装置３０８からの光を２つの発光波長帯域に分離する。各粒子について取得され、ＰＭＴ１１２Ｄまたは１１２Ｅ、またはＡＰＤ１１２Ｃによって提供される信号は、コントローラ回路２２２のアナログデジタル変換器によってデジタル化することができる。コントローラ回路２２２は、この信号に基づいて粒子の生存度を判定することができる。

較正のため、特定の強度、パルス幅、またはデューティサイクルで光を生成するように、コントローラ回路２２２はＬＥＤ２１８Ａに命令することができる。ＳｉＰＤ２２０Ａは、ＬＥＤ２１８Ａから光を受け取り、そこに入射する光の強度を示す１つまたは複数の信号を生成することができる。実際の粒子からの信号が較正を妨害しないよう、自動化較正プロセスの持続中、コントローラ回路２２２がＵＶレーザ１０２Ａをオフにすることが有利であり得る。コントローラ回路２２２は、ＳｉＰＤ２２０Ａから信号を受信し、この信号が十分な強度の光（目標強度値の１％、２％、３％、４％以内などの光）を示すかどうかを判定することができる。強度値が十分な強度でなければ、コントローラ回路２２２は、ＳｉＰＤ２２０Ａが十分な強度の光を記録するまで、ＬＥＤ２１８Ａの動作電力、または他のパラメータを調整することができる。ＬＥＤ２１８Ａはこのとき、十分な強度で信号を生成することができる。ＬＥＤ２１８Ａ、通常は１つまたは複数のＬＥＤからの光は、光学チャンバ（第１のミラー部分３０２Ａ〜３０２Ｂと第２のミラー部分３０４Ａ〜３０４Ｂとの間の領域）内で散乱し、このためこの間接光路は較正粒子からの信号と同等の低レベル信号を生成する。ＡＰＤ１１２Ｃの応答は、たとえばコントローラ回路２２２によって、所望の応答と比較することができる。コントローラ回路２２２は、ＡＰＤ１１２Ｃがその所望の応答の閾値パーセンテージ内にある応答を提供するまで、高電圧バイアスを介してＡＰＤ１１２Ｃの感度を調整することができる。

コントローラ回路２２２は（まだそうしていなければ）、フィルタ２２４またはダイクロイックミラー１０６（フィルタ２２４またはダイクロイックミラー１０６を含む実施形態において）を通過してＰＭＴ１１２Ｄに達する波長の光を生成するようにＬＥＤ２１８Ａを設定することができる。コントローラ回路２２２は、先に議論した方法でＬＥＤ２１８Ａの強度を較正することができる。ＬＥＤ２１８Ａが適切な色および強度で光を生成した後、ＬＥＤ２１８Ａからの光に対するＰＭＴ１１２Ｄの応答をコントローラ回路２２２に提供することができる。コントローラ回路２２２は、ＰＭＴ１１２Ｄの応答が所望の応答の閾値パーセンテージ内にあるかどうかを判定することができる。コントローラ回路２２２は、ＰＭＴ１１２Ｄの応答が所望の応答の閾値パーセンテージ内になるまで、ＰＭＴ１１２Ｄの利得を調整することができる。

コントローラ回路２２２は、フィルタ２２４およびダイクロイックミラー１０６（フィルタ２２４またはダイクロイックミラー１０６を含む実施形態において）を通過してＰＭＴ１１２Ｅに達する色の光を発するようにＬＥＤ２１８Ａを設定することができる。ＰＭＴ１１２Ｅの較正は、ＰＭＴ１１２Ｄと同様の方法で進めることができる。ＰＭＴ１１２Ｃ〜１１２Ｅのいずれかの所望の応答は、少なくとも図６および図７に関して議論するような基準物質を用いて決定することができる。

図５は、例として、装置５００の一実施形態の側面図を示す。装置５００は、粒子照明光源１０２および基準光源２１８（基準光源２１８Ａおよび２１８Ｂは基準光源２１８の具体的な例である）、光学チャンバ３２４、および光停止アセンブリ３２６の相対位置を示す。装置５００は、基準光源２１８（基準光源２１８Ａおよび基準光源２１８Ｂとして示す）の代替位置を示す。基準光源２１８Ａのための１つの位置は、光学チャンバ３２４および光停止アセンブリ３２６の外部である。基準光源２１８Ｂのための他の可能な位置は、光停止アセンブリ３２６の内部である。基準光検出器２２０は、光停止アセンブリ３２６の内部にあるとして示している。

光学チャンバ３２４は、粒子照明光源１０２からの光が散乱する領域、および粒子入口１０４を通して粒子が導入される領域である。光学チャンバ３２４は、図４に示すような第１のミラー部分３０２Ａ〜３０２Ｂおよび第２のミラー部分３０４Ａ〜３０４Ｂのようなミラーを含むことができる（図示する構成要素の表示を不明瞭にしないように図５においては省略している）。コントローラ回路２２２は、外部にあるが、装置５００の選択された構成要素に結合することができる。コントローラ回路２２２は、装置５００の較正を制御する回路を含むことができる。１つまたは複数の実施形態において、別個のコントローラを用いて、粒子照明光源１０２の動作または基準光源２１８の動作を制御することができる。

コントローラ回路２２２の回路は、１つまたは複数のデジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）を含むことができ、基準光源２１８Ａまたは２１８Ｂに制御信号を提供することができる。コントローラ回路２２２の回路は、基準光源２１８Ａまたは２１８Ｂからの信号を、コントローラ回路２２２の処理回路によって理解可能な形式に変換する１つまたは複数のアナログデジタルコントローラ（ＡＤＣ）を含むことができる。処理回路は、装置５００の１つまたは複数の構成要素の動作を制御するように構成された、１つまたは複数の抵抗、トランジスタ、インダクタ、コンデンサ、発振器、レギュレータ、論理ゲート（たとえば、ＡＮＤ、ＯＲ、ＮＡＮＤ、ＮＯＲ、ＥＸＯＲ、否定、または他の論理ゲート）、増幅器、マルチプレクサ、バッファ、メモリ、スイッチ、加算デバイスなどを含むことができる。処理回路は、１つまたは複数の実施形態においてマイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などを含むことができる。

図２〜図５に関して、基準光源２１８、測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｅ、または基準光検出器２２０に結合されたプログラム可能コントローラ（たとえば、コントローラ回路２２２）を用い、従来の較正技術を用いて可能であるよりも迅速、正確に、および／または効率的に測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｅまたは基準光源２１８を較正することが可能である。以下は、基準光源２１８、または光検出器１１２Ａ〜１１２Ｅの１つまたは複数を較正するための方法６００および７００の説明である。

図６は、例として、測定光検出器（たとえば、測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｅ）、および基準光源（たとえば、基準光源２１８）を較正するための方法６００の一実施形態の図を示す。方法６００において言及する測定光検出器利得は、測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｅの利得を指す。方法６００において言及する基準光検出器は、基準光検出器２２０である。概して、方法６００は、参照標準に対する測定光検出器応答に基づいて目標光源強度を判定する。図示したような方法６００は、動作４０２で、基準物質を用いて測定光検出器利得を較正するステップと、動作４０４で、測定光検出器応答値（粒子照明光源１０２から発せられ、基準物質から放出された光に対する）を測定光検出器目標応答として保存するステップと、動作４０６で、初期基準光源オン時間および制御電力（基準光源２１８のための）を選択するステップと、動作４０８で、選択された電力で選択されたオン時間に対して基準光源を制御するステップと、動作４１０で、基準光源からの光に対する測定光検出器および基準光検出器の応答を測定するステップと、動作４１２で、測定光検出器応答を測定光検出器目標値と比較するステップと、動作４１２での測定光検出器応答が測定光検出器目標値（＋許容可能デルタ値）より大きい（またはこれに等しい）との判定に応じて、動作４１４で、基準光源電力を減少させるステップと、動作４１２での測定光検出器応答が測定光検出器目標値（マイナス許容可能デルタ値）より小さいとの判定に応じて、動作４１６で、基準光源電力を増加させるステップと、動作４１２での測定光検出器応答が測定光検出器目標値（±許容可能デルタ値）に等しいとの判定に応じて、動作４１８で、光源強度、光源オン時間、または制御電力に対する応答のために基準光検出器目標値として基準光検出器読み取り値を保存するステップと、を含む。

動作４０２からの基準物質は、粒子照明光源１０２によって生成される光から既知の光散乱または蛍光応答を引き起こす１つまたは複数のマイクロビーズを含むことができる。動作４０８は、たとえば基準光源をパルス化することなどによって、複数回実行することができる。動作４１０は、たとえば動作４０８で生成された各パルスについて、複数回実行することができる。動作４１０からの測定光検出器および基準光検出器の応答は、平均化して読み取りの精度を向上させることができ、外れ値を除去することを含むことができる。

図７は、例として、基準光源（たとえば、基準光源２１８）を用いて測定光検出器（たとえば、光検出器１１２Ａ〜１１２Ｅ）を較正するための方法７００の一実施形態の図を示す。方法７００において言及する測定光検出器利得は、光検出器１１２Ａ〜１１２Ｅの利得を指す。方法７００の基準光検出器は、光検出器２２０を含むことができる。概して、方法７００は、方法６００の結果に基づくことができるような、検出された基準光源強度に基づいて目標基準光源強度および測定光検出器利得を（自動的に）較正する。図示したような方法７００は、動作５０２で、較正コマンドを受信するステップと、動作５０４で、基準光検出器目標値、基準光源オン時間、基準光源制御電力、および測定光検出器目標値を取得するステップと、動作５０６で、取得された電力で取得されたオン時間に対して基準光源を制御するステップと、動作５０８で、基準光源光に対する基準光検出器応答を測定するステップと、動作５１０で、基準光検出器応答を基準光検出器目標値と比較するステップと、動作５１０での基準光検出器応答が基準光検出器目標値（＋許容可能デルタ値）より大きいとの判定に応じて、動作５１２で、基準光源電力を減少させるステップと、動作５１０での基準光検出器応答が基準光検出器目標値（マイナス許容可能デルタ値）より小さい（またはこれに等しい）との判定に応じて、動作５１４で、基準光源電力を増加させるステップと、動作５１０での基準光検出器応答が基準光検出器目標値（±許容可能デルタ値）に等しいとの判定に応じて、動作５１６で、基準光源光に対する測定光検出器応答を測定するステップと、動作５１８で、取得された測定光検出器目標値と測定光検出器応答を比較するステップと、動作５１８での測定光検出器応答が測定光検出器目標値（＋許容可能デルタ値）より大きい（またはこれに等しい）との判定に応じて、動作５２０で、測定光検出器利得を減少させるステップと、動作５１８での測定光検出器応答が測定光検出器目標値（マイナス許容可能デルタ値）より小さいとの判定に応じて、動作５２２で、測定光検出器利得を増加させるステップと、動作５１８での測定光検出器応答が測定光検出器目標値（±許容可能デルタ値）に等しいとの判定に応じて、動作５２４で、基準光源のオン時間または制御電力を保存するステップと、を含む。

動作５０６は、たとえば基準光源をパルス化することなどによって、複数回実行することができる。動作５０８は、たとえば動作５０６で生成された各パルスについて、複数回実行することができる。動作５０８からの基準光検出器応答は、外れ値を除去した後などに平均化することができる。動作５１６は、たとえば動作５１０で基準光検出器応答が許容範囲内にあるという結果をもたらした、取得された光源電力またはオン時間で基準光源によって生成された各パルスについて、複数回実行することができる。測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｅの応答は、外れ値を除去した後などに平均化することができる。

初期の、または定期的な較正は、たとえば方法６００の一部を実行することによって、参照標準蛍光マイクロビーズを用いて較正を実行すること、および測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｅのバイアス電圧（たとえば、利得）を設定することを含むことができる。バイアス電圧は、コントローラ回路２２２に提供することができる。自動較正を実行すべき時間枠は、コントローラ回路２２２に対してリモートまたはローカルであり得るような、コントローラ回路２２２によってアクセス可能なメモリに格納することができる。バイアス電圧、基準光源オン時間、基準光源制御電力、測定光検出器目標値、または基準光検出器目標値は、メモリに保存することができる。動作の１つまたは複数または動作の結果は、装置１０、１００、２００、３００、または５００のユーザインターフェイスを通してユーザに提供することができる。

方法６００または７００は、粒子照明光源（たとえば、粒子照明光源１０２）をオフにするステップを含むことができる。方法６００または７００は、対応する基準光源を固定幅でＮ回パルス化するステップ、および測定光検出器１１２Ａ〜１１２Ｅによって読み取られた中央パルス振幅を計算するステップを含むことができる。方法６００または７００は、繰り返された測定光検出器測定をフィードバックとして用いて光源パルス振幅を調整し、較正粒子について得られた測定光検出器目標値を達成するステップを含むことができる。方法６００または７００は、較正が完了した後などに、粒子照明光源をオンにするステップを含むことができる。方法７００は、スケジュールされた時間、指定された時間が経過した後、ルーチン粒子サンプリングの開始または終了時など、指定された機器機能が実行されたとき、またはさもなければ機器のコントロールパネルから、または遠隔地からの通信リンクを介した機器のマイクロコントローラへのコマンドから較正を実行するコマンドを受け取った後、に実行することができる。コントローラ回路２２２は、たとえば指定された時間が経過した、指定された日付または時間が過ぎたとの判定に応じて、または較正プロセスの開始を命令する信号のユーザインターフェイスからの受信に応じて、較正プロセスを開始することができる。

図８は、例として、コンピューティングデバイスの一実施形態の図を示す。コントローラ回路２２２または他の回路または装置の前述の実施形態の１つまたは複数は、図８のコンピューティングデバイスのようなコンピューティングデバイスの少なくとも一部を含むことができる。測定光検出器目標値、基準光検出器目標値、測定光検出器利得、基準光源オン時間、基準光源電力、基準光源電力を調整する量、測定光検出器利得を調整する量などのようなパラメータは、メモリ６０４のようなメモリに保存することができる。１つまたは複数の実施形態において、複数のこのようなコンピュータシステムが分散型ネットワークにおいて利用され、トランザクションベースの環境において複数のコンポーネントを実装する。オブジェクト指向、サービス指向、または他のアーキテクチャを用いてこのような機能を実装し、複数のシステムおよびコンポーネント間で通信することができる。コンピュータ６１０の形態の一例のコンピューティングデバイスは、処理ユニット６０２、メモリ６０４、取り外し可能記憶装置６１２、および取り外し不能記憶装置６１４を含むことができる。メモリ６０４は、揮発性メモリ６０６および不揮発性メモリ６０８を含むことができる。コンピュータ６１０は、揮発性メモリ６０６および不揮発性メモリ６０８、取り外し可能記憶装置６１２および取り外し不能記憶装置６１４のような、さまざまなコンピュータ可読媒体を含むコンピューティング環境を含む、またはこれへのアクセスを有することができる。コンピュータ記憶装置は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）および電気的に消去可能なプログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリまたは他のメモリ技術、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）または他の光ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶デバイス、またはコンピュータ読み取り可能命令を格納することが可能な任意の他の媒体を含む。コンピュータ６１０は、入力６１６、出力６１８、および通信接続６２０を含むコンピューティング環境を含む、またはこれへのアクセスを有することができる。コンピュータは、データベースサーバのような、１つまたは複数のリモートコンピュータに接続する通信接続を用いるネットワーク化環境において動作することができる。リモートコンピュータは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ピアデバイスまたは他の一般的なネットワークノードなどを含むことができる。通信接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）または他のネットワークを含むことができる。

機械可読記憶デバイスに格納されたコンピュータ可読命令は、コンピュータ６１０の処理ユニット６０２によって実行可能である。ハードドライブ、ＣＤ‐ＲＯＭ、およびＲＡＭは、非一時的コンピュータ可読媒体を含む物品のいくつかの例である。たとえば、コンピュータプログラム６２５は命令を提供することが可能であり、命令は、処理ユニット６０２または命令を実行することが可能な他の機械によって実行されるとき、展開されているスモールセルのようなスモールセルの位置に基づいてＰＣＩの割り当てまたは配置を処理ユニットに実行させる。命令は、ＣＤ‐ＲＯＭに保存してＣＤ‐ＲＯＭからコンピュータ６１０のハードドライブへロードすることができる。コンピュータ可読命令により、コンピュータ６１０（たとえば、処理ユニット６０２）が、競合検出、競合回避、位置判定、警告発行、または他の動作または方法を実装することが可能になり得る。

追記および例。以下の例は、先に議論した詳細とともに、または独立して用いることができる実施形態の詳細を提供する。

例１は、第１の光を生成する粒子照明光源と、第２の光を生成する基準光源と、第１の光の経路内へ粒子を導入するように配置された粒子入口と、第２の光を受け取る基準光検出器と、粒子によって散乱された第１の光を受け取るとともに第２の光を受け取る測定光検出器と、基準光検出器からの信号に基づいて、基準光源の強度が目標強度値の指定範囲内にあるかどうかを判定し、第２の光の強度が目標強度値の指定範囲内にあって基準光源が較正された第２の光を生成しているとの判定に応じて、測定光検出器の較正された第２の光に対する応答が目標光検出器値の指定範囲内にあるかどうかを判定するコントローラ回路と、を含む光学式粒子特性評価装置を含む。

例２において、例１は、粒子照明光源はレーザを含み、基準光源は発光ダイオードを含むことをさらに含む。

例３において、例１〜例２のうちの少なくとも１つは、基準光検出器はシリコンフォトダイオード（ＳｉＰＤ）を含み、測定光検出器は、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）、光電子増倍管（ＰＭＴ）、および電荷制御素子（ＣＣＤ）のうちの１つを含むことをさらに含む。

例４において、例１〜例３のうちの少なくとも１つは、コントローラ回路はさらに、基準光源の動作電力および基準光源のデューティサイクルのうちの少なくとも１つを制御し、第２の光の強度が目標強度値の指定範囲外であるとの判定に応じて、基準光源の動作電力および基準光源のデューティサイクルのうちの少なくとも１つを制御するものであることをさらに含む。

例５において、例１〜例４のうちの少なくとも１つは、コントローラ回路はさらに、測定光検出器からの１つまたは複数の信号に基づいて測定光検出器の利得を調整するものであることをさらに含む。

例６において、例１〜例５のうちの少なくとも１つは、測定光検出器は第１の測定光検出器であり、この装置は、第２の測定光検出器と、入射する光を別個の第１および第２の発光波長に分離するダイクロイックミラーと、をさらに含み、ダイクロイックミラーは、第１の発光波長を第１の測定光検出器に、第２の発光波長を第２の測定光検出器に提供するように配置され、コントローラ回路はさらに、基準光源の較正前に、第１の色の光を発する基準光源の第１の発光ダイオードを選択するコマンドを基準光源に提供し、第１の発光ダイオードが第１の色の光を発する間に基準光源および第１の測定光検出器を較正し、第２の色の光を発する基準光源の第２の発光ダイオードを選択するコマンドを基準光源に提供し、基準光検出器からの信号に基づいて基準光源の強度を較正し、第２の発光ダイオードの強度が較正されているとの判定に応じて、較正された第２の発光ダイオードを用いて第２の測定光検出器の利得を較正するものであることをさらに含む。

例７において、例１〜例６のうちの少なくとも１つは、粒子照明光源とダイクロイックミラーとの間にフィルタをさらに含み、フィルタは、粒子照明光源によって生成された色の光を遮断し、粒子から散乱した光を通過させる。

例８において、例１〜例７のうちの少なくとも１つは、基準光検出器を囲む環境から基準光検出器を保護するように配置されたハウジングまたはシャッタをさらに含む。

例９において、例１〜例８のうちの少なくとも１つは、コントローラ回路はさらに、指定された時間が経過した後、指定された時間に、または較正が実行されるべきであることを示すコマンドのユーザインターフェイスを通しての受信に応じて、基準光源に基準光検出器を照明させる信号を自動的に生成するものであることをさらに含む。

例１０は、装置を較正する方法を含み、この方法は、装置の基準光源によって、装置の基準光検出器に第１の光を提供するステップと、装置のコントローラ回路によって、第１の光に応答して生成された基準光検出器からの第１の値が許容可能基準光検出器値の範囲内にあるかどうかを判定するステップと、第１の値が許容可能基準光検出器値の範囲内にあるとの判定に応じて、基準光源によって、測定光検出器に第２の光を提供するステップと、コントローラ回路によって、第２の光に応答して生成された測定光検出器からの第２の値が許容可能測定光検出器値の範囲内にあるかどうかを判定するステップと、第２の値が許容可能測定光検出器値の範囲内にないとの判定に応じて、測定光検出器の利得を調整するステップと、を含む。

例１１において、例１０は、装置の粒子照明光源の光路に基準物質を配置するステップと、装置のメモリで、基準物質によって散乱された光に対する測定光検出器の応答を許容可能測定光検出器値として記録するステップと、をさらに含み、許容可能測定光検出器値の範囲は、許容可能測定光検出器値±指定パーセンテージを含む。

例１２において、例１０〜例１１のうちの少なくとも１つは、基準光源からの第３の光で測定光検出器を照明するステップと、第３の光に対する測定光検出器の応答が許容可能測定光検出器値の範囲内にあるかどうかを判定するステップと、測定光検出器の応答が許容可能測定光検出器値の範囲内にあるとの判定に応じて、基準光源の動作電力およびデューティサイクルおよび基準光検出器の応答を許容可能基準光検出器値として装置のメモリに記録するステップと、をさらに含み、許容可能基準光検出器値の範囲は、許容可能基準光検出器値±指定パーセンテージを含む。

例１３において、例１０〜例１２のうちの少なくとも１つは、コントローラ回路によって、基準光源に第２の色の光を生成させるコマンドを提供するステップと、第２の色の光を用いて第２の測定光検出器を較正するステップと、をさらに含む。

例１４において、例１０〜例１３のうちの少なくとも１つは、基準光源は発光ダイオードを含み、粒子照明光源はレーザを含むことをさらに含む。

例１５において、例１０〜例１４のうちの少なくとも１つは、基準光検出器はシリコン光検出器（ＳｉＰＤ）を含み、測定光検出器は、光電子増倍管（ＰＭＴ）またはアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を含むことをさらに含む。

例１６において、例１０〜例１５のうちの少なくとも１つは、装置の基準光源によって、装置の基準光検出器に第１の光を提供するステップは、記録された動作電力およびデューティサイクルで基準光源を動作させるコマンドを提供するステップを含むことをさらに含む。

例１７において、例１０〜例１６のうちの少なくとも１つは、コントローラ回路によって、指定された時間が経過した後、指定された時間に、または較正が実行されるべきであることを示すコマンドのユーザインターフェイスを通しての受信に応じて、基準光源に基準光検出器を照明させる信号を自動的に生成するステップをさらに含む。

例１８は、機械によって実行されたとき、較正するための動作を実行するようにその機械を設定する命令が格納された非一時的機械可読記憶装置を含み、この動作は、装置の基準光検出器に入射する第１の光を生成するように装置の基準光源を設定する第１のコマンドを提供する動作と、第１の光に応答して生成された基準光検出器からの第１の値が許容可能基準光検出器値の範囲内にあるかどうかを判定する動作と、第１の値が許容可能基準光検出器値の範囲内にあるとの判定に応じて、測定光検出器に入射する第２の光を生成するように基準光源を設定する第２のコマンドを提供する動作と、第２の光に応答して生成された測定光検出器からの第２の値が許容可能測定光検出器値の範囲内にあるかどうかを判定する動作と、第２の値が許容可能測定光検出器値の範囲内にないとの判定に応じて、測定光検出器の利得を調整する第３のコマンドを提供する動作と、を含む。

例１９において、例１８は、この動作は、基準物質から散乱した粒子照明光源からの光に対する測定光検出器の応答を許容可能測定光検出器値として記録する動作をさらに含み、許容可能測定光検出器値の範囲は、許容可能測定光検出器値±指定パーセンテージを含むことをさらに含む。

例２０において、例１８〜例１９のうちの少なくとも１つは、この動作は、測定光検出器の応答が許容可能測定光検出器値の範囲内にあるとの判定に応じて、基準光源の動作電力およびデューティサイクルおよび基準光検出器の応答を許容可能基準光検出器値として装置のメモリに記録する動作をさらに含み、許容可能基準光検出器値の範囲は、許容可能基準光検出器値±指定パーセンテージを含むことをさらに含む。

例２１において、例１８〜例２０のうちの少なくとも１つは、第１の光は第１の色であり、この動作は、基準光源に第２の色の光を生成させるコマンドを提供する動作と、第２の色の光を用いて第２の測定光検出器を較正する動作と、をさらに含むことをさらに含む。

例２２において、例１８〜例２１のうちの少なくとも１つは、基準光源は発光ダイオードを含み、粒子照明光源はレーザを含み、基準光検出器はシリコン光検出器（ＳｉＰＤ）を含み、測定光検出器は、光電子増倍管（ＰＭＴ）またはアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を含むことをさらに含む。

例２３において、例１８〜例２２のうちの少なくとも１つは、第１の光を生成するように装置の基準光源を設定する第１のコマンドを提供する動作は、記録された動作電力およびデューティサイクルで基準光源を動作させるコマンドを提供する動作を含むことをさらに含む。

例２４において、例１８〜例２３のうちの少なくとも１つは、この動作は、指定された時間が経過した後、指定された時間に、または較正が実行されるべきであることを示すコマンドのユーザインターフェイスを通しての受信に応じて、基準光源に基準光検出器を照明させる信号を自動的に生成する動作をさらに含むことをさらに含む。

本明細書に提供された開示された主題には、粒子状物質センサ較正システムのさまざまな実施形態を説明するさまざまなシステムおよび方法の図が含まれる。したがって、上の説明は、開示された主題を実施する例示的な例、装置、システム、および方法を含む。説明において、説明の目的のため、本発明の主題のさまざまな実施形態の理解を提供するために多くの具体的な詳細を記載した。しかしながら、本発明の主題のさまざまな実施形態がこれらの具体的な詳細なしで実施することができるということは、当業者には明らかであろう。さらに、周知の構造、材料、および技術は、さまざまな例示された実施形態を不明瞭にしないよう、詳細には示していない。

本明細書で用いたように、「ｏｒ（または）」という用語は、包括的または排他的な意味で解釈することができる。加えて、本明細書で議論したさまざまな例示的な実施形態は、粒子計数器を較正する方法に焦点を合わせているが、提供された開示を読んで理解すると、当業者によって他の実施形態が理解されるであろう。さらに、本明細書に提供された開示を読んで理解すると、当業者は、本明細書に提供された技術および例のさまざまな組合せがすべてさまざまな組合せで適用され得ることを容易に理解するであろう。

さまざまな実施形態を別個に議論しているが、これらの別個の実施形態は、独立した技術または設計として見なされることを意図していない。上記のように、さまざまな部分のそれぞれは相互に関連していてもよく、それぞれを別個に、または本明細書で議論した他の粒子計数器または他のシステムの実施形態と組み合わせて用いることができる。

したがって、本明細書に提供された開示を読んで理解すると当業者には明らかとなるように、多くの修正および変更を行うことができる。本開示の範囲内の機能的に同等の方法および装置が、本明細書に列挙されたものに加えて、前述の説明から当業者には明らかであろう。いくつかの実施形態の一部および特徴が、他のものに含まれ、または置換され得る。このような修正および変更は、添付の特許請求の範囲内にあることが意図されている。したがって、本開示は、添付の請求項の用語、ならびにこのような請求項が権利を与えられている均等物の全範囲によってのみ限定されるべきである。また、本明細書で用いた用語は、実施形態を説明するためのみのものであり、限定することを意図するものではないことも理解されるべきである。

開示の要約は、技術的開示の性質を読者が迅速に確認することが可能になるように提供されている。要約は、請求項を解釈または限定するために用いられることがないという理解で提出されている。加えて、前述の詳細な説明において、開示を合理化するため、さまざまな特徴を単一の実施形態にまとめてグループ化することができるということが分かる。この開示の方法は、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。このように、以下の請求項はここで詳細な説明に組み込まれ、各請求項は別個の実施形態としてそれ自体で成立する。

１０ 装置
２０ 粒子濃縮器
３０ 排出口
４０ 空気入口
５０ 空気フィルタ
６０ 光学式粒子計数器
７０ 生存度検出器
８０ 収集フィルタ
９０ 排出口
１００ 装置
１０２ 粒子照明光源
１０２Ａ ＵＶレーザ
１０４ 粒子入口
１０６ ダイクロイックミラー
１１２Ａ 第１の測定光検出器
１１２Ｂ 第２の測定光検出器
１１２Ｃ ＡＰＤ
１１２Ｄ ＰＭＴ
１１２Ｅ ＰＭＴ
１１８ 光
１１９ 粒子
１２０ 第２の異なる範囲の色の光
１２１ 散乱光
１２４ 第１の範囲の色（波長）の光
２００ 装置
２１８ 基準光源
２１８Ａ ＬＥＤ
２２０ 基準光検出器
２２０Ａ ＳｉＰＤ
２２２ コントローラ回路
２２４ 光フィルタ
３０２Ａ 第１のミラー部分
３０２Ｂ 第１のミラー部分
３０４Ａ 第２のミラー部分
３０４Ｂ 第２のミラー部分
３０８ コリメート（視準）装置
３２４ 光学チャンバ
３２６ 光停止アセンブリ
４００ システム
５００ 装置
６０２ 処理ユニット
６０４ メモリ
６０６ 揮発性メモリ
６０８ 不揮発性メモリ
６１０ コンピュータ
６１２ 取り外し可能記憶装置
６１４ 取り外し不能記憶装置
６１６ 入力
６１８ 出力
６２０ 通信接続
６２５ コンピュータプログラム

Claims (24)

1. 第１の光を生成する粒子照明光源と、
   第２の光を生成する基準光源と、
   前記第１の光の経路内へ粒子を導入するように配置された粒子入口と、
   前記第２の光を受け取る基準光検出器と、
   前記粒子によって散乱された前記第１の光を受け取るとともに前記第２の光を受け取る測定光検出器と、
   コントローラ回路と、を含み、前記コントローラ回路が、
   前記基準光検出器からの信号に基づいて、前記基準光源の強度が目標強度値の指定範囲内にあるかどうかを判定し、
   前記第２の光の強度が前記目標強度値の指定範囲内にあって前記基準光源が較正された第２の光を生成しているとの判定に応じて、前記測定光検出器の較正された前記第２の光に対する応答が目標光検出器値の指定範囲内にあるかどうかを判定する、光学式粒子特性評価装置。
2. 前記粒子照明光源はレーザを含み、前記基準光源は発光ダイオードを含む、請求項１に記載の光学式粒子特性評価装置。
3. 前記基準光検出器はシリコンフォトダイオード（ＳｉＰＤ）を含み、前記測定光検出器は、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）、光電子増倍管（ＰＭＴ）、および電荷制御素子（ＣＣＤ）のうちの１つを含む、請求項１に記載の光学式粒子特性評価装置。
4. 前記コントローラ回路はさらに、
   前記基準光源の動作電力および前記基準光源のデューティサイクルのうちの少なくとも１つを制御し、
   前記第２の光の強度が前記目標強度値の指定範囲外であるとの判定に応じて、前記基準光源の動作電力および前記基準光源のデューティサイクルのうちの少なくとも１つを制御する、請求項１に記載の光学式粒子特性評価装置。
5. 前記コントローラ回路はさらに、前記測定光検出器からの１つまたは複数の信号に基づいて前記測定光検出器の利得を調整する、請求項１に記載の光学式粒子特性評価装置。
6. 前記測定光検出器は第１の測定光検出器であり、前記光学式粒子特性評価装置は、
   第２の測定光検出器と、
   入射する光を別個の第１および第２の発光波長に分離するダイクロイックミラーであって、前記第１の発光波長を前記第１の測定光検出器に、前記第２の発光波長を前記第２の測定光検出器に提供するように配置された、ダイクロイックミラーと、をさらに含み、
   前記コントローラ回路はさらに、
   前記基準光源の較正前に、第１の色の光を発する前記基準光源の第１の発光ダイオードを選択するコマンドを前記基準光源に提供し、
   前記第１の発光ダイオードが前記第１の色の光を発する間に前記基準光源および前記第１の測定光検出器を較正し、
   第２の色の光を発する前記基準光源の第２の発光ダイオードを選択するコマンドを前記基準光源に提供し、
   前記基準光検出器からの信号に基づいて前記基準光源の強度を較正し、
   前記第２の発光ダイオードの強度が較正されているとの判定に応じて、較正された前記第２の発光ダイオードを用いて前記第２の測定光検出器の利得を較正する、請求項１に記載の光学式粒子特性評価装置。
7. 前記粒子照明光源と前記ダイクロイックミラーとの間にフィルタをさらに含み、前記フィルタは、前記粒子照明光源によって生成された色の光を遮断し、前記粒子から散乱した光を通過させる、請求項６に記載の光学式粒子特性評価装置。
8. 前記基準光検出器を囲む環境から前記基準光検出器を保護するように配置されたハウジングまたはシャッタをさらに含む請求項１に記載の光学式粒子特性評価装置。
9. 前記コントローラ回路はさらに、
   指定された時間が経過した後、指定された時間に、または較正が実行されるべきであることを示すコマンドのユーザインターフェイスを通しての受信に応じて、前記基準光源に前記基準光検出器を照明させる信号を自動的に生成する、請求項１に記載の光学式粒子特性評価装置。
10. 装置を較正する方法であって、
    前記装置の基準光源によって、前記装置の基準光検出器に第１の光を提供するステップと、
    前記装置のコントローラ回路によって、前記第１の光に応答して生成された前記基準光検出器からの第１の値が許容可能基準光検出器値の範囲内にあるかどうかを判定するステップと、
    前記第１の値が前記許容可能基準光検出器値の範囲内にあるとの判定に応じて、前記基準光源によって、測定光検出器に第２の光を提供するステップと、
    前記コントローラ回路によって、前記第２の光に応答して生成された前記測定光検出器からの第２の値が許容可能測定光検出器値の範囲内にあるかどうかを判定するステップと、
    前記第２の値が前記許容可能測定光検出器値の範囲内にないとの判定に応じて、前記測定光検出器の利得を調整するステップと、を含む方法。
11. 前記装置の粒子照明光源の光路に基準物質を配置するステップと、
    前記装置のメモリで、前記基準物質によって散乱された光に対する前記測定光検出器の応答を許容可能測定光検出器値として記録するステップと、をさらに含み、
    前記許容可能測定光検出器値の範囲は、前記許容可能測定光検出器値±指定パーセンテージを含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記基準光源からの第３の光で前記測定光検出器を照明するステップと、
    前記第３の光に対する前記測定光検出器の応答が前記許容可能測定光検出器値の範囲内にあるかどうかを判定するステップと、
    前記測定光検出器の応答が前記許容可能測定光検出器値の範囲内にあるとの判定に応じて、前記基準光源の動作電力およびデューティサイクルおよび前記基準光検出器の応答を許容可能基準光検出器値として前記装置のメモリに記録するステップと、をさらに含み、
    前記許容可能基準光検出器値の範囲は、前記許容可能基準光検出器値±指定パーセンテージを含む、請求項１０に記載の方法。
13. 前記コントローラ回路によって、前記基準光源に第２の色の光を生成させるコマンドを提供するステップと、
    前記第２の色の光を用いて第２の測定光検出器を較正するステップと、をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
14. 前記基準光源は発光ダイオードを含み、前記粒子照明光源はレーザを含む、請求項１０に記載の方法。
15. 前記基準光検出器はシリコン光検出器（ＳｉＰＤ）を含み、前記測定光検出器は、光電子増倍管（ＰＭＴ）またはアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を含む、請求項１０に記載の方法。
16. 前記装置の基準光源によって、前記装置の基準光検出器に第１の光を提供するステップは、記録された前記動作電力および前記デューティサイクルで前記基準光源を動作させるコマンドを提供するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
17. 前記コントローラ回路によって、指定された時間が経過した後、指定された時間に、または較正が実行されるべきであることを示すコマンドのユーザインターフェイスを通しての受信に応じて、前記基準光源に前記基準光検出器を照明させる信号を自動的に生成するステップをさらに含む請求項１０に記載の方法。
18. 機械によって実行されたとき、較正するための動作を実行するように前記機械を設定する命令が格納された非一時的機械可読記憶装置であって、前記動作は、
    装置の基準光検出器に入射する第１の光を生成するように前記装置の基準光源を設定する第１のコマンドを提供する動作と、
    前記第１の光に応答して生成された前記基準光検出器からの第１の値が許容可能基準光検出器値の範囲内にあるかどうかを判定する動作と、
    前記第１の値が前記許容可能基準光検出器値の範囲内にあるとの判定に応じて、測定光検出器に入射する第２の光を生成するように前記基準光源を設定する第２のコマンドを提供する動作と、
    前記第２の光に応答して生成された前記測定光検出器からの第２の値が許容可能測定光検出器値の範囲内にあるかどうかを判定する動作と、
    前記第２の値が前記許容可能測定光検出器値の範囲内にないとの判定に応じて、前記測定光検出器の利得を調整する第３のコマンドを提供する動作と、を含む、非一時的機械可読記憶装置。
19. 前記動作は、基準物質から散乱した粒子照明光源からの光に対する前記測定光検出器の応答を許容可能測定光検出器値として記録する動作をさらに含み、前記許容可能測定光検出器値の範囲は、前記許容可能測定光検出器値±指定パーセンテージを含む、請求項１８に記載の非一時的機械可読記憶装置。
20. 前記動作は、前記測定光検出器の応答が前記許容可能測定光検出器値の範囲内にあるとの判定に応じて、前記基準光源の動作電力およびデューティサイクルおよび前記基準光検出器の応答を許容可能基準光検出器値として前記装置のメモリに記録する動作をさらに含み、前記許容可能基準光検出器値の範囲は、前記許容可能基準光検出器値±指定パーセンテージを含む、請求項１８に記載の非一時的機械可読記憶装置。
21. 前記第１の光は第１の色であり、前記動作は、
    前記基準光源に第２の色の光を生成させるコマンドを提供する動作と、
    前記第２の色の光を用いて第２の測定光検出器を較正する動作と、をさらに含む、請求項１８に記載の非一時的機械可読記憶装置。
22. 前記基準光源は発光ダイオードを含み、前記粒子照明光源はレーザを含み、前記基準光検出器はシリコン光検出器（ＳｉＰＤ）を含み、前記測定光検出器は、光電子増倍管（ＰＭＴ）またはアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を含む、請求項１８に記載の非一時的機械可読記憶装置。
23. 第１の光を生成するように装置の基準光源を設定する前記第１のコマンドを提供する動作は、記録された前記動作電力および前記デューティサイクルで前記基準光源を動作させるコマンドを提供する動作を含む、請求項１８に記載の非一時的機械可読記憶装置。
24. 前記動作は、指定された時間が経過した後、指定された時間に、または較正が実行されるべきであることを示すコマンドのユーザインターフェイスを通しての受信に応じて、前記基準光源に前記基準光検出器を照明させる信号を自動的に生成する動作をさらに含む、請求項１８に記載の非一時的機械可読記憶装置。

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