JP3521381B2

JP3521381B2 - 粒子計数装置

Info

Publication number: JP3521381B2
Application number: JP04006198A
Authority: JP
Inventors: 朋信松田
Original assignee: Rion Co Ltd
Current assignee: Rion Co Ltd
Priority date: 1998-02-23
Filing date: 1998-02-23
Publication date: 2004-04-19
Anticipated expiration: 2018-02-23
Also published as: JPH11237329A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流路を通過する粒
子の個数を粒径を弁別してカウントする粒子計数装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の粒子計数装置としては、図２２に
示すように、レーザ光Ｌａをフローセル１１０の内部流
路に照射し、この内部流路を粒子が通過する際に、粒子
が放出する散乱光Ｌｓを集光光学系１１１によって光電
変換素子１１２に集光させ、光電変換素子１１２の出力
信号に基づき、比較回路１１３及びパルス計数回路１１
４により、内部流路を通過する粒子の個数を粒径を弁別
して計数する光散乱式粒子計数装置が知られている。

【０００３】光電変換素子１１２は、粒子が内部流路を
通過すると、粒子が放出する散乱光Ｌｓに応じたパルス
状の電圧を出力する。このパルス状の電圧の波高値は、
粒子の粒径によって変化する。比較回路１１３は、光電
変換素子１１２の出力電圧を所定値と比較し、光電変換
素子１１２の出力電圧が所定値より大きいとき、所定の
粒径よりも大きいとしてパルス信号を出力する。このパ
ルス信号をパルス計数回路１１４により計数して、粒子
の個数を検出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図２２に示す
光散乱式粒子計数装置においては、レーザ光Ｌａを照射
した内部流路のレーザ光強度が一定でない場合、粒径の
弁別を誤って計数するという問題がある。内部流路のレ
ーザ光強度は、一般にレーザ光束の中心部が最も高く、
中心部からずれて端部に行くほど低くなるという分布
（ほぼガウス分布）を示す場合が多い。

【０００５】従って、粒子の粒径及び光学的性質は同じ
であっても、レーザ光束の端部を通過するときと、中心
部を通過するときとでは、粒子の散乱光Ｌｓの強度が異
なり、光電変換素子１１２の出力電圧が異なる。そのた
め、比較回路１１３の出力信号も異なり、パルス計数回
路１１４が粒子を計数する場合としない場合がある。

【０００６】本発明は、従来の技術が有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、光を照射する測定領域における光強度分布が、
一様でなくても、正確に粒径を弁別して粒子を計数でき
る粒子計数装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく請
求項１に係る発明は、光の照射領域を通過する粒子の通
過位置を検出する粒子位置検出手段と、前記粒子が発す
る散乱光の強度を検出する散乱光検出手段と、前記粒子
位置検出手段の出力信号が前記照射領域の所定範囲内で
あるか否かを判断すると共に、前記散乱光検出手段の出
力信号が所定値以上であるか否かを判断し、前記所定範
囲内で且つ所定値以上の場合にパルス信号を出力する判
別手段と、この判別手段が出力するパルス信号をカウン
トする計数手段を備えるものである。

【０００８】請求項２に係る発明は、光を照射する測定
領域の光強度分布を検出する光強度分布検出手段と、前
記測定領域を通過する粒子の通過位置を検出する粒子位
置検出手段と、前記粒子が発する散乱光の強度を検出す
る散乱光検出手段と、標準粒子を使用して前記光強度分
布検出手段の出力信号をテーブルとした粒子情報参照テ
ーブルと前記粒子位置検出手段の出力信号に基づいて前
記粒子の散乱光強度の補正値を算出する参照手段と、前
記補正値に基づいて前記散乱光検出手段の出力信号を補
正する正規化手段と、この正規化手段の出力信号が所定
値以上のときにパルス信号を出力する弁別手段と、この
弁別手段が出力するパルス信号をカウントする計数手段
を備えるものである。

【０００９】請求項３に係る発明は、請求項２記載の粒
子計数装置において、前記光強度分布検出手段は、透明
部材で屈曲形状に形成したフローセルと、このフローセ
ルの流路に光を照射して測定領域を形成する光源と、前
記流路の中心軸と一致する光軸を有して前記測定領域で
発生する粒子の散乱光を集光する集光手段と、この集光
手段が集光した散乱光を受光する複数の光電変換素子か
ら成る光検出手段と、前記複数の光電変換素子の出力信
号を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手段の出力
信号を互いに比較して粒子が通過した前記測定領域の通
過位置データと粒子の散乱光強度データを出力する粒子
情報検出手段を備えるものである。

【００１０】請求項４に係る発明は、請求項１、請求項
２又は請求項３記載の粒子計数装置において、前記粒子
位置検出手段は、透明部材で屈曲形状に形成したフロー
セルと、このフローセルの流路に光を照射して測定領域
を形成する光源と、前記流路の中心軸と一致する光軸を
有して前記測定領域で発生する粒子の散乱光を集光する
集光手段と、この集光手段が集光した散乱光を受光する
複数の光電変換素子から成る光検出手段と、前記複数の
光電変換素子の出力信号を検出する電圧検出手段と、こ
の電圧検出手段の出力信号を互いに比較して粒子が通過
した前記測定領域の通過位置データを出力する位置検出
手段を備えるものである。

【００１１】請求項５に係る発明は、請求項３又は請求
項４記載の粒子計数装置において、前記複数の光電変換
素子から成る光検出手段は、各受光面が前記流路の中心
軸に垂直で、且つ前記流路の中心軸と前記光源の光軸に
ほぼ垂直な方向に隣接して設けたＮ（Ｎは２以上の整
数）個の光電変換素子から成る光電変換素子アレイであ
る。

【００１２】請求項６に係る発明は、請求項３又は請求
項４記載の粒子計数装置において、前記複数の光電変換
素子から成る光検出手段は、縦と横がＶ個×Ｈ個（Ｖ、
Ｈとも２以上の整数）の光電変換素子から成り、各受光
面が前記流路の中心軸に垂直である。

【００１３】請求項７に係る発明は、請求項２記載の粒
子計数装置において、前記光強度分布検出手段は、は、
透明部材で形成したフローセルと、このフローセルの流
路に光を照射して測定領域を形成する光源と、前記光の
中心軸と一致する光軸を有して前記測定領域で発生する
粒子の散乱光を集光する集光手段と、この集光手段の光
軸上に位置するトラップと、前記集光手段が集光した散
乱光を受光する複数の光電変換素子から成る光検出手段
と、前記複数の光電変換素子の出力信号を検出する電圧
検出手段と、この電圧検出手段の出力信号を互いに比較
して粒子が通過した前記測定領域の通過位置データと粒
子の散乱光強度データを出力する粒子情報検出手段を備
えるものである。

【００１４】請求項８に係る発明は、請求項１、請求項
２又は請求項７記載の粒子計数装置において、前記粒子
位置検出手段は、透明部材で形成したフローセルと、こ
のフローセルの流路に光を照射して測定領域を形成する
光源と、前記光の中心軸と一致する光軸を有して前記測
定領域で発生する粒子の散乱光を集光する集光手段と、
この集光手段の光軸上に位置するトラップと、前記集光
手段が集光した散乱光を受光する複数の光電変換素子か
ら成る光検出手段と、前記複数の光電変換素子の出力信
号を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手段の出力
信号を互いに比較して粒子が通過した前記測定領域の通
過位置データを出力する位置検出手段を備えるものであ
る。

【００１５】請求項９に係る発明は、請求項７又は請求
項８記載の粒子計数装置において、前記複数の光電変換
素子から成る光検出手段は、各受光面が前記光源の光軸
に垂直で、且つ前記流路の中心軸と前記光源の光軸にほ
ぼ垂直な方向に隣接して設けたＮ（Ｎは２以上の整数）
個の光電変換素子で成る光電変換素子アレイである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る
粒子計数装置の概念構成図、図２は本発明の第１の実施
の形態に係る粒子計数装置の構成図、図３は図２におけ
るレーザ光を照射した測定領域の平断面図、図４は図２
におけるレーザ光を照射した測定領域の縦断面図、図５
乃至図９は図２における光電変換素子アレイの受光状態
（ａ）とそのときの出力波形（ｂ）を示す図、図１０は
粒子情報参照テーブルを示す図、図１１は本発明に係る
粒子計数装置の概念構成図、図１２は本発明の第２の実
施の形態に係る粒子計数装置の構成図、図１３は粒子情
報参照テーブルを示す図、図１４は本発明の第３の実施
の形態に係る粒子計数装置の構成図、図１５は本発明の
第４の実施の形態に係る粒子計数装置の構成図、図１６
は図１５におけるレーザ光を照射した測定領域の縦断面
図、図１７乃至図２１は図１５における光電変換素子ア
レイの受光状態（ａ）とそのときの出力波形（ｂ）を示
す図である。

【００１７】本発明に係る粒子計数装置は、図１に示す
ように、光の照射領域を通過する粒子の通過位置を検出
する粒子位置検出手段２と、粒子が発する散乱光の強度
を検出する散乱光検出手段３と、粒子位置検出手段２の
出力信号の大きさから粒子の通過位置が照射領域の所定
範囲内であるか否かを判断すると共に、散乱光検出手段
３の出力信号が所定値以上であるか否かを判断し、所定
範囲内で且つ所定値以上の場合にパルス信号を出力する
判別手段８と、この判別手段８が出力するパルス信号を
カウントする計数手段７を備えて構成される。

【００１８】本発明の第１の実施の形態に係る粒子計数
装置は、図２に示すように構成されている。この粒子計
数装置は、光を照射した測定領域のうち光強度の差が少
ない中心部を通過する粒子のみを測定対象とする。

【００１９】粒子位置検出手段２は、フローセル１１、
レーザ光源１２、集光光学系１３、光電変換素子アレイ
１４、ピーク値検出手段１６ａ，１６ｂ，１６ｃ及び位
置検出手段１８から構成される。

【００２０】散乱光検出手段３は、集光光学系１３、光
電変換素子アレイ１４、ピーク値検出手段１６ａ，１６
ｂ，１６ｃ及び粒子情報検出手段１７から構成される。
なお、ピーク値検出手段１６ａ，１６ｂ，１６ｃ、粒子
情報検出手段１７、位置検出手段１８、判別手段８及び
計数手段７を、処理装置１５としている。

【００２１】フローセル１１は、透明部材から成り、所
定長さの直線流路１１ａを有し、全体として屈曲してい
る。また、フローセル１１は、断面形状を四角形状と
し、全体としてＬ型筒形状に形成したものである。直線
流路１１ａの中心軸は、Ｘ方向と一致している。

【００２２】所定長さの直線流路１１ａを設けた理由
は、フローセル１１に供試流体を流したとき、供試流体
の流れを層流にするためである。なお、層流を得るため
の条件としては、供試流体の粘度、直線流路の長さ、流
路の断面形状及び流速などが挙げられ、直線流路１１ａ
の長さ及び流路の断面形状については、供試流体の粘度
と流速を勘案して決定している。

【００２３】レーザ光源１２は、フローセル１１の直線
流路１１ａの所定箇所にレーザ光Ｌａを照射して照射領
域を形成する。ここで、レーザ光Ｌａの光軸は、Ｚ方向
と一致し、Ｘ方向と一致する直線流路１１ａの中心軸と
直交している。

【００２４】また、図３に示すように、レーザ光Ｌａの
光軸とフローセル１１の外壁との成す角を所定角度θに
設定してもよい。これは、レーザ光Ｌａがフローセル１
１の外壁に反射して反射光の一部がレーザ光源１２に戻
るのを防止するためである。反射光の一部がレーザ光源
１２に戻ると、帰還ノイズがレーザ光Ｌａに重畳するの
で好ましくないからである。

【００２５】なお、レーザ光Ｌａがフローセル１１の外
壁で反射しないように、例えばレーザ光Ｌａをフローセ
ル１１の外壁と同じ物質中を通して直線流路１１ａの所
定箇所に導くことができれば、所定角度θを設定する必
要はない。

【００２６】集光光学系１３は、フローセル１１の直線
流路１１ａの中心軸と一致する光軸を有し、図４に示す
照射領域内の所定の領域Ｍ（以下、測定領域Ｍと呼ぶ）
においてレーザ光Ｌａを受けた粒子が発する散乱光Ｌｓ
を集光する機能を備える。

【００２７】光電変換素子アレイ１４は、３個の光電変
換素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃから成り、各受光面が流
路の中心軸に垂直で、且つ流路の中心軸（Ｘ方向）とレ
ーザ光軸（Ｚ方向）に垂直なＹ方向に隣接して設けられ
ている。光電変換素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、粒子
が測定領域Ｍを通過する間に発する散乱光Ｌｓを電圧に
変換する。

【００２８】なお、レーザ光Ｌａの光軸とフローセル１
１の外壁との成す角を、図３に示す所定角度θに設定し
た場合には、光電変換素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃの受
光面を、集光光学系１３の光軸に垂直な面に対して所定
角度θだけ傾けてもよい。

【００２９】粒子情報検出手段１７と位置検出手段１８
は、ともに演算部１７ａと記憶部１７ｂからなる。粒子
情報検出手段１７と位置検出手段１８では、先ず演算部
１７ａにおいて、下記の（１）と（２）の演算処理を行
い、その結果を記憶部１７ｂに記憶し、図１０に示す粒
子情報参照テーブルを作成する。

【００３０】（１）ピーク値検出手段１６ｂの出力電圧
Ｅｂに対するピーク値検出手段１６ａの出力電圧Ｅａの
比Ｅａ／Ｅｂを演算する。（２）ピーク値検出手段１６ｂの出力電圧Ｅｂに対する
ピーク値検出手段１６ｃの出力電圧Ｅｃの比Ｅｃ／Ｅｂ
を演算する。

【００３１】従って、粒子情報検出手段１７の機能は、
位置検出手段１８の機能を全て包含することになる。

【００３２】判別手段８は、粒子情報検出手段１７の出
力信号（Ｅａ／ＥｂとＥｃ／Ｅｂ）の大きさから粒子情
報参照テーブルを参照して粒子の通過位置が測定領域Ｍ
の所定範囲内、即ち中心部であるか否かを判断すると共
に、ピーク値検出手段１６ｂの出力電圧Ｅｂが所定値以
上であるか否かを判断し、所定範囲内で且つ所定値以上
の場合にパルス信号を出力する。なお、ピーク値検出手
段１６ｂの出力電圧Ｅｂと比較される所定値は、粒径に
比例する電圧値で、予め所望な値（ある粒径以上の粒子
の個数を検出する場合）に設定される。

【００３３】計数手段７は、判別手段８が出力するパル
ス信号の数をカウントし、そのカウント数がある粒径以
上の粒子の個数となる。

【００３４】以上のように構成した本発明の第１の実施
の形態に係る粒子計数装置の作用について説明する。粒
子の通過位置を検出するのに必要な粒子情報参照テーブ
ルの作成方法について説明する。

【００３５】図２に示すように、矢印Ａの方向から標準
粒子（粒径が同一のもの）を多数含んだ流体をフローセ
ル１１に流し込む。このとき、測定領域Ｍのどの位置を
標準粒子が通過するかによって、光電変換素子アレイ１
４の各光電変換素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃの出力波形
は様々なものとなる。そして、３個の光電変換素子１４
ａ，１４ｂ，１４ｃから成る光電変換素子アレイ１４の
場合には、主な５通りの通過パターンが考えられる。

【００３６】先ず、標準粒子が、図４に示す測定領域Ｍ
の中心Ｍｃを通過する場合で、標準粒子による散乱光Ｌ
ｓのスポットＳは、図５（ａ）に示すように、光電変換
素子アレイ１４の中央の光電変換素子１４ｂのみに現れ
る。このとき、各光電変換素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃ
の出力波形（時間ｔと電圧Ｅとの関係）は、図５（ｂ）
に示すようになる。

【００３７】即ち、光電変換素子１４ｂのみが測定領域
Ｍの中心Ｍｃをある時間の間（時間ｔ1から時間ｔ2）に
通過する標準粒子の散乱光Ｌｓに応じた略パルス状の電
圧（ピーク値Ｅｂ）を出力し、他の光電変換素子１４
ａ，１４ｃはノイズに応じた略レベル電圧（ピーク値Ｅ
ａ，Ｅｃ）しか出力しない。

【００３８】次に、標準粒子が、図４に示す測定領域Ｍ
の一端部Ｍｓを通過する場合で、標準粒子による散乱光
ＬｓのスポットＳは、図６（ａ）に示すように、光電変
換素子アレイ１４の一端の光電変換素子１４ａのみに現
れる。このとき、各光電変換素子１４ａ，１４ｂ，１４
ｃの出力波形（時間ｔと電圧Ｅとの関係）は、図６
（ｂ）に示すようになる。

【００３９】即ち、光電変換素子１４ａのみが測定領域
Ｍの一端部Ｍｓをある時間の間（時間ｔ3から時間ｔ4）
に通過する標準粒子の散乱光Ｌｓに応じた略パルス状の
電圧（ピーク値Ｅａ）を出力し、他の光電変換素子１４
ｂ，１４ｃはノイズに応じた略レベル電圧（ピーク値Ｅ
ｂ，Ｅｃ）しか出力しない。

【００４０】同様に、標準粒子が、図４に示す測定領域
Ｍの他端部Ｍｓ（一端部Ｍｓと対称）を通過する場合
で、標準粒子による散乱光ＬｓのスポットＳは、図７
（ａ）に示すように、光電変換素子アレイ１４の他端の
光電変換素子１４ｃのみに現れる。このとき、各光電変
換素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃの出力波形（時間ｔと電
圧Ｅとの関係）は、図７（ｂ）に示すようになる。

【００４１】即ち、光電変換素子１４ｃのみが測定領域
Ｍの他端部Ｍｓをある時間の間（時間ｔ3から時間ｔ4）
に通過する標準粒子の散乱光Ｌｓに応じた略パルス状の
電圧（ピーク値Ｅｃ）を出力し、他の光電変換素子１４
ａ，１４ｂはノイズに応じた略レベル電圧（ピーク値Ｅ
ａ，Ｅｂ）しか出力しない。

【００４２】更に、標準粒子が、図４に示す測定領域Ｍ
の一経路Ｍｍを通過する場合で、標準粒子による散乱光
ＬｓのスポットＳは、図８（ａ）に示すように、光電変
換素子１４ａと光電変換素子１４ｂの境界にまたがって
現れる。このとき、各光電変換素子１４ａ，１４ｂ，１
４ｃの出力波形（時間ｔと電圧Ｅとの関係）は、図８
（ｂ）に示すようになる。

【００４３】即ち、光電変換素子１４ａ，１４ｂが測定
領域Ｍの一経路Ｍｍをある時間の間（時間ｔ5から時間
ｔ6）に通過する標準粒子の散乱光Ｌｓに応じた略パル
ス状の電圧（ピーク値Ｅａ，Ｅｂ）を出力し、光電変換
素子１４ｃはノイズに応じた略レベル電圧（ピーク値Ｅ
ｃ）しか出力しない。

【００４４】同様に、標準粒子が、図４に示す測定領域
Ｍの他経路Ｍｍ（一経路Ｍｍと対称）を通過する場合
で、標準粒子による散乱光ＬｓのスポットＳは、図９
（ａ）に示すように、光電変換素子１４ｂと光電変換素
子１４ｃの境界にまたがって現れる。このとき、各光電
変換素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃの出力波形（時間ｔと
電圧Ｅとの関係）は、図９（ｂ）に示すようになる。

【００４５】即ち、光電変換素子１４ｂ，１４ｃが測定
領域Ｍの他経路Ｍｍをある時間の間（時間ｔ5から時間
ｔ6）に通過する標準粒子の散乱光Ｌｓに応じた略パル
ス状の電圧（ピーク値Ｅｂ，Ｅｃ）を出力し、光電変換
素子１４ａはノイズに応じた略レベル電圧（ピーク値Ｅ
ａ）しか出力しない。

【００４６】そして、位置検出手段１８では、図５
（ａ）に示すように、中央の光電変換素子１４ｂのみに
スポットＳが現れた場合、演算部１７ａにおいて、光電
変換素子１４ｂのピーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子
１４ａのピーク電圧Ｅａの比Ｅａ／Ｅｂを演算し、Ｅａ
＜Ｅｂであるから、比Ｅａ／Ｅｂとして、ほぼゼロ（Ｅ
ａ／Ｅｂ≒０）の値を出力し、記憶部１７ｂに記憶す
る。

【００４７】また、演算部１７ａにおいて、光電変換素
子１４ｂのピーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子１４ｃ
のピーク電圧Ｅｃの比Ｅｃ／Ｅｂを演算し、Ｅｃ＜Ｅｂ
であるから、比Ｅｃ／Ｅｂとして、ほぼゼロ（Ｅｃ／Ｅ
ｂ≒０）の値を出力し、記憶部１７ｂに記憶する。

【００４８】また、位置検出手段１８では、図６（ａ）
に示すように、一端の光電変換素子１４ａのみにスポッ
トＳが現れた場合、演算部１７ａにおいて、光電変換素
子１４ｂのピーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子１４ａ
のピーク電圧Ｅａの比Ｅａ／Ｅｂを演算し、Ｅａ＞Ｅｂ
であるから、比Ｅａ／Ｅｂとして非常に大きな値（Ｅａ
／Ｅｂ≒∞）を出力し、記憶部１７ｂに記憶する。同様
に、光電変換素子１４ｂのピーク電圧Ｅｂに対する光電
変換素子１４ｃのピーク電圧Ｅｃの比Ｅｃ／Ｅｂを演算
し、Ｅｃ≒Ｅｂであるから、比Ｅｃ／Ｅｂとして約１
（Ｅｃ／Ｅｂ≒１）の値を出力し、記憶部１７ｂに記憶
する。

【００４９】また、位置検出手段１８では、図７（ａ）
に示すように、他端の光電変換素子１４ｃのみにスポッ
トＳが現れた場合、演算部１７ａにおいて、光電変換素
子１４ｂのピーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子１４ａ
のピーク電圧Ｅａの比Ｅａ／Ｅｂを演算し、Ｅａ≒Ｅｂ
であるから、比Ｅａ／Ｅｂとして約１（Ｅａ／Ｅｂ≒
１）の値を出力し、記憶部１７ｂに記憶する。同様に、
光電変換素子１４ｂのピーク電圧Ｅｂに対する光電変換
素子１４ｃのピーク電圧Ｅｃの比Ｅｃ／Ｅｂを演算し、
Ｅｃ＞Ｅｂであるから、比Ｅｃ／Ｅｂとして非常に大き
な値（Ｅｃ／Ｅｂ≒∞）を出力し、記憶部１７ｂに記憶
する。

【００５０】次に、位置検出手段１８では、図８（ａ）
に示すように、光電変換素子１４ａと光電変換素子１４
ｂの境界にスポットＳがまたがって現れた場合、演算部
１７ａにおいて、光電変換素子１４ｂのピーク電圧Ｅｂ
に対する光電変換素子１４ａのピーク電圧Ｅａの比Ｅａ
／Ｅｂを演算し、Ｅａ≒Ｅｂであるから、比Ｅａ／Ｅｂ
として約１（Ｅａ／Ｅｂ≒１）の値を出力し、記憶部１
７ｂに記憶する。同様に、光電変換素子１４ｂのピーク
電圧Ｅｂに対する光電変換素子１４ｃのピーク電圧Ｅｃ
の比Ｅｃ／Ｅｂを演算し、Ｅｃ＜Ｅｂであるから、比Ｅ
ｃ／Ｅｂとしてほぼゼロ（Ｅｃ／Ｅｂ≒０）の値を出力
し、記憶部１７ｂに記憶する。

【００５１】また、位置検出手段１８では、図９（ａ）
に示すように、光電変換素子１４ｂと光電変換素子１４
ｃの境界にスポットＳがまたがって現れた場合、演算部
１７ａにおいて、光電変換素子１４ｂのピーク電圧Ｅｂ
に対する光電変換素子１４ａのピーク電圧Ｅａの比Ｅａ
／Ｅｂを演算し、Ｅａ＜Ｅｂであるから、比Ｅａ／Ｅｂ
としてほぼゼロ（Ｅｃ／Ｅｂ≒０）の値を出力し、記憶
部１７ｂに記憶する。同様に、光電変換素子１４ｂのピ
ーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子１４ｃのピーク電圧
Ｅｃの比Ｅｃ／Ｅｂを演算し、Ｅｃ≒Ｅｂであるから、
比Ｅｃ／Ｅｂとして約１（Ｅｃ／Ｅｂ≒１）の値を出力
し、記憶部１７ｂに記憶する。

【００５２】なお、基準とする電圧は、光電変換素子１
４ｂのピーク電圧Ｅｂ以外の他の光電変換素子１４ａ，
１４ｃのピーク電圧Ｅａ，Ｅｃでもよいし、また各ピー
ク電圧の和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）でもよい。要は、光電
変換素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃのピーク電圧の絶対値
ではなく、基準電圧に対する各光電変換素子１４ａ，１
４ｂ，１４ｃのピーク電圧の比（割合）から標準粒子に
よる散乱光ＬｓのスポットＳの位置を求める方が確度が
高いからである。

【００５３】以上のような５通りの場合について、図１
０に示すように、基準電圧を光電変換素子１４ｂのピー
ク電圧Ｅｂとした場合の粒子情報参照テーブルが作成で
きる。従って、光電変換素子１４ｂのピーク電圧Ｅｂに
対する光電変換素子１４ａのピーク電圧Ｅａの比Ｅａ／
Ｅｂと、光電変換素子１４ｂのピーク電圧Ｅｂに対する
光電変換素子１４ｃのピーク電圧Ｅｃの比Ｅｃ／Ｅｂが
分かれば、粒子情報参照テーブルを参照することによ
り、測定領域Ｍにおける粒子のＹ方向の通過位置を５通
りの中から識別することができる。

【００５４】また、上記した５通りの通過パターン以外
で、光電変換素子１４ａと光電変換素子１４ｂの境界又
は光電変換素子１４ｂと光電変換素子１４ｃの境界にス
ポットＳが均等でなくまたがって現れるような測定領域
Ｍの経路を通過した場合であっても、光電変換素子１４
ｂのピーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子１４ａのピー
ク電圧Ｅａの比Ｅａ／Ｅｂと、光電変換素子１４ｂのピ
ーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子１４ｃのピーク電圧
Ｅｃの比Ｅｃ／Ｅｂが分かれば、比Ｅａ／Ｅｂの値と比
Ｅｃ／Ｅｂの値を粒子情報参照テーブルに当てはめるこ
とにより、測定領域Ｍにおける粒子のＹ方向の通過位置
を識別することができる。

【００５５】次に、標準粒子により作成した粒子情報参
照テーブルを利用して粒径が未知な粒子を計数する場合
について説明する。本発明の第１の実施の形態に係る粒
子計数装置は、測定領域Ｍのうち光強度分布がほぼ均一
である中心部を通過する粒子で、且つ所定の粒径以上の
粒子のみを検出する。

【００５６】粒径が未知の粒子が測定領域Ｍを通過し、
光電変換素子１４ｂのピーク電圧Ｅｂに対する光電変換
素子１４ａのピーク電圧Ｅａの比Ｅａ／Ｅｂがほぼゼロ
（Ｅａ／Ｅｂ≒０）で、且つ光電変換素子１４ｂのピー
ク電圧Ｅｂに対する光電変換素子１４ｃのピーク電圧Ｅ
ｃの比Ｅｃ／Ｅｂもほぼゼロ（Ｅｃ／Ｅｂ≒０）である
とする。この状態は、図１０に示す粒子情報参照テーブ
ルを参照すると、光電変換素子１４ｂにのみスポットＳ
が現れた場合（図５（ａ））に該当し、粒子が測定領域
Ｍの中心部を通過したものと推定できる。

【００５７】すると、判別手段８は、粒子情報検出手段
１７の出力信号（Ｅａ／Ｅｂ≒０とＥｃ／Ｅｂ≒０）の
大きさから、粒子の通過位置が測定領域Ｍの所定範囲
内、即ち中心部であると判断すると共に、ピーク値検出
手段１６ｂの出力電圧Ｅｂが所定値以上である場合に
は、粒子の個数に応じた数のパルス信号を出力する。そ
して、計数手段７は、判別手段８が出力するパルス信号
の数をカウントし、そのカウント数が粒子の個数とな
る。

【００５８】なお、粒子が測定領域Ｍの中心部以外を通
過した場合、例えば比Ｅａ／Ｅｂが約１（Ｅａ／Ｅｂ≒
１）で、且つ比Ｅｃ／Ｅｂがほぼゼロ（Ｅｃ／Ｅｂ≒
０）の場合には、図１０に示す粒子情報参照テーブルを
参照すると、スポットＳが光電変換素子１４ａと光電変
換素子１４ｂの境界にまたがって現れたものと推定さ
れ、粒子が測定領域Ｍの中心部を通過しなかったと判断
し、判別手段８はパルス信号を出力しない。即ち、測定
領域Ｍの中心部以外を通過した粒子は、測定対象としな
い。

【００５９】また、本発明に係る粒子計数装置は、図１
１に示すように、光を照射する測定領域の光強度分布を
検出する光強度分布検出手段１と、測定領域を通過する
粒子の通過位置を検出する粒子位置検出手段２と、粒子
が発する散乱光の強度を検出する散乱光検出手段３と、
予め光強度分布検出手段１の出力信号により作成する粒
子情報参照テーブルと粒子位置検出手段２の出力信号に
基づいて粒子の散乱光強度の補正値を算出する参照手段
４と、補正値に基づいて散乱光検出手段３の出力信号を
補正する正規化手段５と、正規化手段５の出力信号が所
定値以上のときにパルス信号を出力する弁別手段６と、
弁別手段６が出力するパルス信号をカウントする計数手
段７を備えて構成することもできる。

【００６０】本発明の第２の実施の形態に係る粒子計数
装置は、図１２に示すように構成されている。この粒子
計数装置は、本発明の第１の実施の形態に係る粒子計数
装置における測定領域Ｍを通過する粒子の全てを測定対
象とする。

【００６１】光強度分布検出手段１は、フローセル１
１、レーザ光源１２、集光光学系１３、光電変換素子ア
レイ１４、ピーク値検出手段１６ａ，１６ｂ，１６ｃ及
び粒子情報検出手段１７から構成される。粒子位置検出
手段２は、フローセル１１、レーザ光源１２、集光光学
系１３、光電変換素子アレイ１４、ピーク値検出手段１
６ａ，１６ｂ，１６ｃ及び位置検出手段１８から構成さ
れる。

【００６２】散乱光検出手段３は、集光光学系１３、光
電変換素子アレイ１４、ピーク値検出手段１６ａ，１６
ｂ，１６ｃ及び粒子情報検出手段１７から構成される。
参照手段４は、粒子情報検出手段１７により構成され
る。なお、ピーク値検出手段１６ａ，１６ｂ，１６ｃ、
粒子情報検出手段１７、位置検出手段１８、正規化手段
５、弁別手段６及び計数手段７を、処理装置１５として
いる。

【００６３】ここで、図１２に示すフローセル１１、レ
ーザ光源１２、集光光学系１３及び光電変換素子アレイ
１４は、図２に示すフローセル１１、レーザ光源１２、
集光光学系１３及び光電変換素子アレイ１４と夫々同様
の構成であるので説明は省略する。

【００６４】粒子情報検出手段１７と位置検出手段１８
は、ともに演算部１７ａと記憶部１７ｂからなる。粒子
情報検出手段１７と位置検出手段１８では、先ず演算部
１７ａにおいて、下記の（１）と（２）の演算処理を行
い、その結果を記憶部１７ｂに記憶し、更に粒子情報検
出手段１７では、下記の（３）の演算処理も行い、その
結果を記憶部１７ｂに記憶して、図１３に示す粒子情報
参照テーブルを作成する。

【００６５】（１）ピーク値検出手段１６ｂの出力電圧
Ｅｂに対するピーク値検出手段１６ａの出力電圧Ｅａの
比Ｅａ／Ｅｂを演算する。（２）ピーク値検出手段１６ｂの出力電圧Ｅｂに対する
ピーク値検出手段１６ｃの出力電圧Ｅｃの比Ｅｃ／Ｅｂ
を演算する。（３）ピーク値検出手段１６ａ，１６ｂ，１６ｃの出力
電圧Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）を演算
する。

【００６６】従って、粒子情報検出手段１７の機能は、
図２に示す第１の実施の形態に係る粒子計数装置と同様
に、位置検出手段１８の機能を全て包含することにな
る。

【００６７】正規化手段５は、予めフローセル１１に標
準粒子を流して作成する粒子情報参照テーブルに基づい
て、測定対象となる未知の粒子から得られるピーク値検
出手段１６ａ，１６ｂ，１６ｃの出力電圧の和（Ｅａ＋
Ｅｂ＋Ｅｃ）に補正計数ｋを乗じ、その電圧（（Ｅａ＋
Ｅｂ＋Ｅｃ）×ｋ）を出力するものである。

【００６８】弁別手段６は、粒径の大きさを、設定自在
な設定電圧Ｅｒの大きさに対応させ、正規化手段５の出
力信号（（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）×ｋ）が設定電圧Ｅｒよ
りも大きい場合（（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）×ｋ＞Ｅｒ）
に、パルス信号を出力する。計数手段７は、弁別手段６
が出力するパルス信号の数をカウントし、そのカウント
数が粒子の個数となる。

【００６９】以上のように構成した本発明の第２の実施
の形態に係る粒子計数装置の作用について説明する。先
ず、本発明の第１の実施の形態に係る粒子計数装置と同
様に、標準粒子の粒子情報参照テーブルを作成するた
め、図１２に示すように、矢印Ａの方向から標準粒子
（粒径が同一のもの）を多数含んだ流体をフローセル１
１に流し込む。

【００７０】ここで、図４に示すように、測定領域Ｍの
どの位置を標準粒子が通過するかによって、光電変換素
子アレイ１４の各光電変換素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃ
の出力波形は様々なものとなるが、本発明の第１の実施
の形態の場合と同様なので（図５乃至図９）、その説明
は省略する。

【００７１】そして、粒子情報検出手段１７では、図５
（ａ）に示すように、中央の光電変換素子１４ｂのみに
スポットＳが現れた場合、演算部１７ａにおいて、光電
変換素子１４ｂのピーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子
１４ａのピーク電圧Ｅａの比Ｅａ／Ｅｂを演算し、Ｅａ
＜Ｅｂであるから、比Ｅａ／Ｅｂとしてほぼゼロ（Ｅａ
／Ｅｂ≒０）の値を出力し、記憶部１７ｂに記憶する。

【００７２】また、演算部１７ａにおいて、光電変換素
子１４ｂのピーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子１４ｃ
のピーク電圧Ｅｃの比Ｅｃ／Ｅｂを演算し、Ｅｃ＜Ｅｂ
であるから、比Ｅｃ／Ｅｂとしてほぼゼロ（Ｅｃ／Ｅｂ
≒０）の値を出力し、記憶部１７ｂに記憶する。更に、
演算部１７ａにおいて、光電変換素子１４ａ，１４ｂ，
１４ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋
Ｅｃ）を演算し、例えば、１．０を記憶部１７ｂに記憶
する。

【００７３】また、粒子情報検出手段１７では、図６
（ａ）に示すように、一端の光電変換素子１４ａのみに
スポットＳが現れた場合、演算部１７ａにおいて、光電
変換素子１４ｂのピーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子
１４ａのピーク電圧Ｅａの比Ｅａ／Ｅｂを演算し、Ｅａ
＞Ｅｂであるから、比Ｅａ／Ｅｂとして非常に大きな値
（Ｅａ／Ｅｂ≒∞）を出力し、記憶部１７ｂに記憶す
る。

【００７４】同様に、光電変換素子１４ｂのピーク電圧
Ｅｂに対する光電変換素子１４ｃのピーク電圧Ｅｃの比
Ｅｃ／Ｅｂを演算し、Ｅｃ≒Ｅｂであるから、比Ｅｃ／
Ｅｂとして約１（Ｅｃ／Ｅｂ≒１）の値を出力し、記憶
部１７ｂに記憶する。更に、演算部１７ａにおいて、光
電変換素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅ
ｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）を演算し、例えば、
０．２を記憶部１７ｂに記憶する。

【００７５】また、粒子情報検出手段１７では、図７
（ａ）に示すように、他端の光電変換素子１４ｃのみに
スポットＳが現れた場合、演算部１７ａにおいて、光電
変換素子１４ｂのピーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子
１４ａのピーク電圧Ｅａの比Ｅａ／Ｅｂを演算し、Ｅａ
≒Ｅｂであるから、比Ｅａ／Ｅｂとして約１（Ｅａ／Ｅ
ｂ≒１）の値を出力し、記憶部１７ｂに記憶する。

【００７６】同様に、光電変換素子１４ｂのピーク電圧
Ｅｂに対する光電変換素子１４ｃのピーク電圧Ｅｃの比
Ｅｃ／Ｅｂを演算し、Ｅｃ＞Ｅｂであるから、比Ｅｃ／
Ｅｂとして非常に大きな値（Ｅｃ／Ｅｂ≒∞）を出力
し、記憶部１７ｂに記憶する。更に、演算部１７ａにお
いて、光電変換素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃの出力電圧
Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）を演算し、
例えば、０．２を記憶部１７ｂに記憶する。

【００７７】次に、粒子情報検出手段１７では、図８
（ａ）に示すように、光電変換素子１４ａと光電変換素
子１４ｂの境界にスポットＳがまたがって現れた場合、
演算部１７ａにおいて、光電変換素子１４ｂのピーク電
圧Ｅｂに対する光電変換素子１４ａのピーク電圧Ｅａの
比Ｅａ／Ｅｂを演算し、Ｅａ≒Ｅｂであるから、比Ｅａ
／Ｅｂとして約１（Ｅａ／Ｅｂ≒１）の値を出力し、記
憶部１７ｂに記憶する。

【００７８】同様に、光電変換素子１４ｂのピーク電圧
Ｅｂに対する光電変換素子１４ｃのピーク電圧Ｅｃの比
Ｅｃ／Ｅｂを演算し、Ｅｃ＜Ｅｂであるから、比Ｅｃ／
Ｅｂとしてほぼゼロ（Ｅｃ／Ｅｂ≒０）の値を出力し、
記憶部１７ｂに記憶する。更に、演算部１７ａにおい
て、光電変換素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃの出力電圧Ｅ
ａ，Ｅｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）を演算し、例
えば、０．７５を記憶部１７ｂに記憶する。

【００７９】また、粒子情報検出手段１７では、図９
（ａ）に示すように、光電変換素子１４ｂと光電変換素
子１４ｃの境界にスポットＳがまたがって現れた場合、
演算部１７ａにおいて、光電変換素子１４ｂのピーク電
圧Ｅｂに対する光電変換素子１４ａのピーク電圧Ｅａの
比Ｅａ／Ｅｂを演算し、Ｅａ＜Ｅｂであるから、比Ｅａ
／Ｅｂとしてほぼゼロ（Ｅａ／Ｅｂ≒０）の値を出力
し、記憶部１７ｂに記憶する。

【００８０】同様に、光電変換素子１４ｂのピーク電圧
Ｅｂに対する光電変換素子１４ｃのピーク電圧Ｅｃの比
Ｅｃ／Ｅｂを演算し、Ｅｃ≒Ｅｂであるから、比Ｅｃ／
Ｅｂとして約１（Ｅｃ／Ｅｂ≒１）の値を出力し、記憶
部１７ｂに記憶する。更に、演算部１７ａにおいて、光
電変換素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅ
ｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）を演算し、例えば、
０．７５を記憶部１７ｂに記憶する。

【００８１】なお、基準とする電圧は、光電変換素子１
４ｂのピーク電圧Ｅｂ以外の他の光電変換素子１４ａ，
１４ｃのピーク電圧Ｅａ，Ｅｃでもよいし、また各ピー
ク電圧の和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）でもよい。要は、光電
変換素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃのピーク電圧の絶対値
ではなく、基準電圧に対する各光電変換素子１４ａ，１
４ｂ，１４ｃのピーク電圧の比（割合）から標準粒子に
よる散乱光ＬｓのスポットＳの位置を求める方が確度が
高いからである。

【００８２】以上のような５通りの場合について、図１
３に示すように、基準電圧を光電変換素子１４ｂのピー
ク電圧Ｅｂとした場合の標準粒子による粒子情報参照テ
ーブルが作成できる。従って、光電変換素子１４ｂのピ
ーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子１４ａのピーク電圧
Ｅａの比Ｅａ／Ｅｂと、光電変換素子１４ｂのピーク電
圧Ｅｂに対する光電変換素子１４ｃのピーク電圧Ｅｃの
比Ｅｃ／Ｅｂが分かれば、それらに対応する出力電圧の
和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）を得ることにより、レーザ光Ｌ
ａが照射されている測定領域Ｍのレーザ光強度分布を定
性的に知ることができる。

【００８３】また、上記した５通りの通過パターン以外
で、光電変換素子１４ａと光電変換素子１４ｂの境界又
は光電変換素子１４ｂと光電変換素子１４ｃの境界にス
ポットＳがまたがって現れるような測定領域Ｍの経路を
通過した場合であっても、光電変換素子１４ｂのピーク
電圧Ｅｂに対する光電変換素子１４ａのピーク電圧Ｅａ
の比Ｅａ／Ｅｂと、光電変換素子１４ｂのピーク電圧Ｅ
ｂに対する光電変換素子１４ｃのピーク電圧Ｅｃの比Ｅ
ｃ／Ｅｂが分かれば、比Ｅａ／Ｅｂの値と比Ｅｃ／Ｅｂ
の値を粒子情報参照テーブルに当てはめることにより、
それらに対応する出力電圧の和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）を
推定し、レーザ光Ｌａが照射されている測定領域Ｍのレ
ーザ光強度分布を定性的に知ることができる。

【００８４】次に、標準粒子による粒子情報参照テーブ
ルを利用して粒径が未知な粒子を計数する場合について
説明する。粒径が未知の粒子が測定領域Ｍを通過し、ス
ポットＳの位置が図５（ａ）に示す位置であるとする。
すると、光電変換素子１４ｂのピーク電圧Ｅｂに対する
光電変換素子１４ａのピーク電圧Ｅａの比Ｅａ／Ｅｂは
ほぼゼロ（Ｅａ／Ｅｂ≒０）であり、光電変換素子１４
ｂのピーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子１４ｃのピー
ク電圧Ｅｃの比Ｅｃ／Ｅｂもほぼゼロ（Ｅｃ／Ｅｂ≒
０）となる。そして、光電変換素子１４ａ，１４ｂ，１
４ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅ
ｃ）が、０．２であるとする。

【００８５】このとき、正規化手段５は、図１３に示す
粒子情報参照テーブルからピーク値検出手段１６ａ，１
６ｂ，１６ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋
Ｅｂ＋Ｅｃ）を読み込み、現在得られているピーク値検
出手段１６ａ，１６ｂ，１６ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅｂ，
Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）に補正計数ｋを乗じる。
この補正計数ｋは、１を該当する粒子情報参照テーブル
のピーク値検出手段１６ａ，１６ｂ，１６ｃの出力電圧
Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）で除した値
（１／（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ））である。

【００８６】スポットＳの位置が図５（ａ）に示す位置
の場合、該当する粒子情報参照テーブルのピーク値検出
手段１６ａ，１６ｂ，１６ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅｂ，Ｅ
ｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）は、１．０であるので、補
正計数ｋは、１（１／１．０）となり、正規化後のピー
ク値検出手段１６ａ，１６ｂ，１６ｃの出力電圧の和
は、０．２（０．２×１）のままである。これは粒径の
小さい粒子が図５（ａ）に示すスポットＳの位置に対応
する測定領域Ｍを通過したこと意味する。

【００８７】次に、スポットＳが図６（ａ）に示すよう
な位置に現れたとする。すると、光電変換素子１４ｂの
ピーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子１４ａのピーク電
圧Ｅａの比Ｅａ／Ｅｂは非常に大きな値（Ｅａ／Ｅｂ≒
∞）であり、光電変換素子１４ｂのピーク電圧Ｅｂに対
する光電変換素子１４ｃのピーク電圧Ｅｃの比Ｅｃ／Ｅ
ｂは約１（Ｅｃ／Ｅｂ≒１）となる。そして、光電変換
素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅｂ，Ｅ
ｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）が、０．６であるとする。

【００８８】このとき、正規化手段５は、図１０に示す
粒子情報参照テーブルからピーク値検出手段１６ａ，１
６ｂ，１６ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋
Ｅｂ＋Ｅｃ）を読み込み、現在得られているピーク値検
出手段１６ａ，１６ｂ，１６ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅｂ，
Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）に補正計数ｋを乗じる。
この補正計数ｋは、１を該当する粒子情報参照テーブル
のピーク値検出手段１６ａ，１６ｂ，１６ｃの出力電圧
Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）で除した値
（１／（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ））である。

【００８９】スポットＳが図６（ａ）に示すような位置
の場合、該当する粒子情報参照テーブルのピーク値検出
手段１６ａ，１６ｂ，１６ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅｂ，Ｅ
ｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）は、０．２であるので、補
正計数ｋは、５（１／０．２）となり、正規化後のピー
ク値検出手段１６ａ，１６ｂ，１６ｃの出力電圧の和
は、３．０（０．６×５）に正規化される。

【００９０】以上説明したように、正規化手段５は、測
定対象の粒子がレーザ光強度の低い測定領域Ｍを通過し
たとしても、予め作成しておいた標準粒子の粒子情報参
照テーブルにより、現在得られているピーク値検出手段
１６ａ，１６ｂ，１６ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの
和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）に、補正計数ｋを乗ずることに
よって、測定対象の粒子がレーザ光強度の高い領域を通
過したものとする。

【００９１】次いで、正規化手段５の出力信号（（Ｅａ
＋Ｅｂ＋Ｅｃ）×ｋ）は、弁別手段６において、設定電
圧Ｅｒと比較され、設定電圧Ｅｒより大きい場合（（Ｅ
ａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）×ｋ＞Ｅｒ）には、弁別手段６は１個
の粒子に対し１個のパルス信号を出力する。すると、計
数手段７によって、パルス信号のカウントが行われ、設
定電圧Ｅｒに相当する粒径より大きい粒子の個数が検出
できる。従って、粒子計数装置は、粒径を高精度に弁別
して粒子の個数をカウントすることができる。

【００９２】本発明の第３の実施の形態に係る粒子計数
装置は、図１４に示すように、フローセル２１、レーザ
光源２２、集光光学系２３、光検出手段２４及び処理装
置２５から成る。ここで、フローセル２１、レーザ光源
２２、集光光学系２３は、図２に示すものと同様の構成
であるので説明は省略する。

【００９３】光検出手段２４は、縦（Ｙ方向）と横（Ｚ
方向）が３個×３個のマトリックス状の光電変換素子Ｄ
₁₁，Ｄ₁₂，Ｄ₁₃，Ｄ₂₁，……Ｄ₃₃から成り、各受光面が
流路２１ａの中心軸（Ｘ方向）に垂直なＹ・Ｚ平面を形
成している。

【００９４】処理装置２５は、３個×３個の光電変換素
子Ｄ₁₁，Ｄ₁₂，Ｄ₁₃，Ｄ₂₁，……Ｄ₃₃の夫々の出力電圧
のピーク値Ｅ₁₁，Ｅ₁₂，Ｅ₁₃，Ｅ₂₁，……Ｅ₃₃を検出す
るピーク値検出手段２６ａ，２６ｂ，２６ｃと、ピーク
値Ｅ₁₁，Ｅ₁₂，Ｅ₁₃，Ｅ₂₁，……Ｅ₃₃から粒子の位置を
検出する粒子情報検出手段２７と、正規化手段５と、弁
別手段６と、計数手段７から成る。

【００９５】ピーク値検出手段２６ａは光電変換素子Ｄ
₁₁，Ｄ₁₂，Ｄ₁₃の出力電圧を時分割でサンプリングして
そのピーク値Ｅ₁₁，Ｅ₁₂，Ｅ₁₃を検出し、ピーク値検出
手段２６ｂは光電変換素子Ｄ₂₁，Ｄ₂₂，Ｄ₂₃の出力電圧
を時分割でサンプリングしてそのピーク値Ｅ₂₁，Ｅ₂₂，
Ｅ₂₃を検出し、ピーク値検出手段２６ｃは光電変換素子
Ｄ₃₁，Ｄ₃₂，Ｄ₃₃の出力電圧を時分割でサンプリングし
てピーク値Ｅ₃₁，Ｅ₃₂，Ｅ₃₃を検出する。

【００９６】なお、ピーク値検出手段を光電変換素子の
個数分設け、測定領域Ｍをある時間で通過する粒子の散
乱光Ｌｓによる出力電圧を常時サンプリングしてピーク
値を検出してもよい。

【００９７】粒子情報検出手段２７は、演算部２７ａと
記憶部２７ｂを備え、先ず演算部２７ａにおいて、ピー
ク値検出手段２６ａ，２６ｂ，２６ｃが検出したピーク
値Ｅ₁₁，Ｅ₁₂，Ｅ₁₃，Ｅ₂₁，……Ｅ₃₃の中から一の電圧
（例えば、ピーク値Ｅ₂₂）を選択し、この電圧を基準に
して他のピーク値との比（Ｅ₁₁／Ｅ₂₂、Ｅ₁₂／Ｅ₂₂…
…）を演算し、その結果を記憶部２７ｂに記憶する。更
に、演算部２７ａにおいて、ピーク値Ｅ₁₁，Ｅ₁₂，
Ｅ₁₃，Ｅ₂₁，……Ｅ₃₃の和（Ｅ₁₁＋Ｅ₁₂＋Ｅ₁₃＋Ｅ₂₁＋
……＋Ｅ₃₃）を演算し、例えば、１．０を記憶部２７ｂ
に記憶する。

【００９８】そして、図１４に示すように、矢印Ａの方
向から標準粒子（粒径が同一のもの）を多数含んだ流体
をフローセル２１に流し込み、粒子情報検出手段２７に
おいて、スポットＳが、９個の光電変換素子Ｄ₁₁，
Ｄ₁₂，Ｄ₁₃，Ｄ₂₁，……Ｄ₃₃のうち互いに隣接する部
位、例えば光電変換素子Ｄ₁₁と光電変換素子Ｄ₁₂の接す
る部位や、９個の光電変換素子Ｄ₁₁，Ｄ₁₂，Ｄ₁₃，
Ｄ₂₁，……Ｄ₃₃のうち４個の光電変換素子のコーナ部が
接する部位、例えば４個の光電変換素子Ｄ₁₁，Ｄ₁₂，Ｄ
₂₁，Ｄ₂₂のコーナ部が接する部位に現れるような測定領
域Ｍの経路を通過した場合も考慮して、図１３と同様な
標準粒子の粒子情報参照テーブルを作成する。

【００９９】また、演算部２７ａにおいて、ピーク値検
出手段２６ａ，２６ｂ，２６ｃが検出したピーク値
Ｅ₁₁，Ｅ₁₂，Ｅ₁₃，Ｅ₂₁，……Ｅ₃₃の中から最も大きい
ピーク値を選択し、その結果を記憶部２７ｂに記憶して
もよい。

【０１００】以上のように構成した本発明の第３の実施
の形態に係る粒子計数装置の作用について説明する。図
１４に示すように、矢印Ａの方向から未知の粒子を含ん
だ流体をフローセル２１に流し込む。このとき、測定領
域Ｍのどの位置を粒子が通過するかによって、光検出手
段２４の光電変換素子Ｄ₁₁，Ｄ₁₂，Ｄ₁₃，Ｄ₂₁，……Ｄ
₃₃の出力波形は様々なものとなる。

【０１０１】例えば、粒子が光検出手段２４の中で光電
変換素子Ｄ₂₂の受光面に対応する測定領域Ｍの経路を通
過すると、ピーク値検出手段２６ａ，２６ｂ，２６ｃは
粒子が測定領域Ｍを通過する間、粒子の散乱光Ｌｓに応
じた光電変換素子Ｄ₁₁，Ｄ₁₂，Ｄ₁₃，Ｄ₂₁，……Ｄ₃₃の
出力電圧をサンプリングしてピーク値を検出する。

【０１０２】この場合に、測定領域Ｍのレーザ光強度
は、中心部が最も強く、中心部からずれて端部に行くほ
ど弱くなるという分布（ほぼガウス分布）をしているの
で、粒子はレーザ光強度の弱い部分から中心部の強い部
分を通り再び弱い部分を通るため、光電変換素子Ｄ₂₂の
みが略パルス状の電圧を出力し、他の光電変換素子は、
ノイズに応じたレベル電圧しか出力しない。

【０１０３】従って、光電変換素子Ｄ₂₂のピーク値Ｅ₂₂
を基準にした場合に、他のピーク値との比（Ｅ₁₁／
Ｅ₂₂、Ｅ₁₂／Ｅ₂₂……）が分かれば、粒子情報参照テー
ブルを参照することにより、レーザ光Ｌａが照射されて
いる測定領域Ｍのレーザ光強度分布を定性的に知ること
ができる。

【０１０４】次に、標準粒子による粒子情報参照テーブ
ルを利用して粒径が未知な粒子を計数する場合について
は、図１２に示す本発明の第２の実施の形態に係る粒子
計数装置と同様であるので説明は省略する。

【０１０５】本発明の第４の実施の形態に係る粒子計数
装置は、図１５に示すように構成されている。光強度分
布検出手段１は、フローセル３１、レーザ光源３２、集
光光学系３３、光電変換素子アレイ３４、ピーク値検出
手段３６ａ，３６ｂ，３６ｃ及び粒子情報検出手段３７
から構成される。粒子位置検出手段２は、フローセル３
１、レーザ光源３２、集光光学系３３、光電変換素子ア
レイ３４、ピーク値検出手段３６ａ，３６ｂ，３６ｃ及
び位置検出手段３８から構成される。

【０１０６】散乱光検出手段３は、集光光学系３３、光
電変換素子アレイ３４、ピーク値検出手段３６ａ，３６
ｂ，３６ｃ及び粒子情報検出手段３７から構成される。
参照手段４は、粒子情報検出手段３７により構成され
る。

【０１０７】フローセル３１は、透明部材から成り、所
定長さの直線流路３１ａ（Ｙ方向）を有する。ここで
は、フローセル３１の断面形状は角筒形状としている。
所定の長さの直線流路３１ａを設けた理由は、本発明の
第１の実施の形態に係る粒子計数装置のフローセル１１
の場合と同様である。

【０１０８】レーザ光源３２は、フローセル３１の直線
流路３１ａの所定の箇所にレーザ光Ｌａを照射して照射
領域を形成する。ここで、レーザ光Ｌａの光軸（Ｘ方
向）と直線流路２１ａ（Ｙ方向）は交差している。

【０１０９】集光光学系３３は、レーザ光源３２の光軸
と一致する光軸（Ｘ方向）を有し、図１２に示す照射領
域内の所定の領域Ｍ（以下、測定領域Ｍと呼ぶ）におい
て発生する散乱光Ｌｓを集光する機能を備える。

【０１１０】光電変換素子アレイ３４は、３個の光電変
換素子３４ａ，３４ｂ，３４ｃから成り、各受光面が集
光光学系３３の光軸（Ｘ方向）に垂直で、且つ流路の中
心軸（Ｙ方向）とレーザ光軸（Ｘ方向）に垂直なＺ方向
に隣接して設けられている。光電変換素子３４ａ，３４
ｂ，３４ｃは、粒子が測定領域Ｍを通過する間に発する
散乱光Ｌｓを電圧に変換する。

【０１１１】集光光学系３３の光軸上に位置するトラッ
プ３０は、レーザ光源３２の光源光Ｌａが直接、光電変
換素子アレイ３４に入射するのを阻止する。これによ
り、光電変換素子３４には、流路３１ａ内を通過する粒
子が発する散乱光Ｌｓのみが入射することになる。

【０１１２】処理装置３５は、粒子が測定領域Ｍを通過
する間に３個の光電変換素子３４ａ，３４ｂ，３４ｃが
夫々出力する電圧のピーク値（パルス高）Ｅａ，Ｅｂ，
Ｅｃを検出するピーク値検出手段３６ａ，３６ｂ，３６
ｃと、粒子情報参照テーブルを作成する粒子情報検出手
段３７と位置検出手段３８、正規化手段５、弁別手段６
及び計数手段７から成る。

【０１１３】粒子情報検出手段３７と位置検出手段３８
は、ともに演算部３７ａと記憶部３７ｂからなる。粒子
情報検出手段３７と位置検出手段３８では、先ず演算部
３７ａにおいて、下記の（１）と（２）の演算処理を行
い、その結果を記憶部３７ｂに記憶し、更に粒子情報検
出手段３７では、下記の（３）の演算処理も行い、その
結果を記憶部３７ｂに記憶して、粒子情報参照テーブル
を作成する。

【０１１４】（１）ピーク値検出手段３６ｂの出力電圧
Ｅｂに対するピーク値検出手段３６ａの出力電圧Ｅａの
比Ｅａ／Ｅｂを演算する。（２）ピーク値検出手段３６ｂの出力電圧Ｅｂに対する
ピーク値検出手段３６ｃの出力電圧Ｅｃの比Ｅｃ／Ｅｂ
を演算する。（３）ピーク値検出手段３６ａ，３６ｂ，３６ｃの出力
電圧Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）を演算
する。

【０１１５】従って、粒子情報検出手段３７の機能は、
位置検出手段３８の機能を全て包含することになる。

【０１１６】正規化手段５は、予めフローセル３１に標
準粒子を流して作成する粒子情報参照テーブルに基づい
て、測定対象となる未知の粒子から得られるピーク値検
出手段３６ａ，３６ｂ，３６ｃの出力電圧の和（Ｅａ＋
Ｅｂ＋Ｅｃ）に補正計数ｋを乗じ、その電圧（（Ｅａ＋
Ｅｂ＋Ｅｃ）×ｋ）を出力するものである。

【０１１７】弁別手段６は、粒径の大きさを、設定自在
な設定電圧Ｅｒの大きさに対応させ、正規化手段５の出
力信号（（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）×ｋ）が設定電圧Ｅｒよ
りも大きい場合（（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）×ｋ＞Ｅｒ）
に、パルス信号を出力する。計数手段７は、弁別手段６
が出力するパルス信号の数をカウントし、そのカウント
数が粒子の個数となる。

【０１１８】以上のように構成した本発明の第４の実施
の形態に係る粒子計数装置の作用について説明する。図
１５に示すように、矢印Ａの方向から標準粒子（粒径が
同一のもの）を多数含んだ流体をフローセル３１に流し
込む。このとき、測定領域Ｍのどの位置を粒子が通過す
るかによって、光電変換素子アレイ３４の各光電変換素
子３４ａ，３４ｂ，３４ｃ出力波形は様々なものとな
る。そして、３個の光電変換素子３４ａ，３４ｂ，３４
ｃから成る光電変換素子アレイ３４の場合には、主な５
通りの通過パターンが考えられる。

【０１１９】先ず、標準粒子が、図１６に示す測定領域
Ｍの中心Ｍｃを通過する場合で、標準粒子による散乱光
ＬｓのスポットＳは、図１７（ａ）に示すように、光電
変換素子アレイ３４の中央の光電変換素子３４ｂのみに
現れ、矢印方向に移動する。このとき、各光電変換素子
３４ａ，３４ｂ，３４ｃの出力波形（時間ｔと電圧Ｅと
の関係）は、図１７（ｂ）に示すようになる。

【０１２０】即ち、光電変換素子３４ｂのみが測定領域
Ｍの中心Ｍｃをある時間の間（時間ｔ1から時間ｔ2）に
通過する標準粒子の散乱光Ｌｓに応じた略パルス状の電
圧（ピーク値Ｅｂ）を出力し、他の光電変換素子３４
ａ，３４ｃはノイズに応じた略レベル電圧（ピーク値Ｅ
ａ，Ｅｃ）しか出力しない。

【０１２１】次に、標準粒子が、図１６に示す測定領域
Ｍの一端部Ｍｓを通過する場合で、標準粒子による散乱
光ＬｓのスポットＳは、図１８（ａ）に示すように、光
電変換素子アレイ３４の一端の光電変換素子３４ａのみ
に現れ、矢印方向に移動する。このとき、各光電変換素
子３４ａ，３４ｂ，３４ｃの出力波形（時間ｔと電圧Ｅ
との関係）は、図１８（ｂ）に示すようになる。

【０１２２】即ち、光電変換素子３４ａのみが測定領域
Ｍの一端部Ｍｓをある時間の間（時間ｔ3から時間ｔ4）
に通過する標準粒子の散乱光Ｌｓに応じた略パルス状の
電圧（ピーク値Ｅａ）を出力し、他の光電変換素子３４
ｂ，３４ｃはノイズに応じた略レベル電圧（ピーク値Ｅ
ｂ，Ｅｃ）しか出力しない。

【０１２３】同様に、標準粒子が、図１６に示す測定領
域Ｍの他端部Ｍｓ（一端部Ｍｓと対称の位置）を通過す
る場合で、標準粒子による散乱光ＬｓのスポットＳは、
図１９（ａ）に示すように、光電変換素子アレイ３４の
他端の光電変換素子３４ｃのみに現れ、矢印方向に移動
する。このとき、各光電変換素子３４ａ，３４ｂ，３４
ｃの出力波形（時間ｔと電圧Ｅとの関係）は、図１９
（ｂ）に示すようになる。

【０１２４】即ち、光電変換素子３４ｃのみが測定領域
Ｍの他端部Ｍｓをある時間の間（時間ｔ3から時間ｔ4）
に通過する標準粒子の散乱光Ｌｓに応じた略パルス状の
電圧（ピーク値Ｅｃ）を出力し、他の光電変換素子３４
ａ，３４ｂはノイズに応じた略レベル電圧（ピーク値Ｅ
ａ，Ｅｂ）しか出力しない。

【０１２５】更に、標準粒子が、図１６に示す測定領域
Ｍの一経路Ｍｍを通過する場合で、標準粒子による散乱
光ＬｓのスポットＳは、図２０（ａ）に示すように、光
電変換素子３４ａと光電変換素子３４ｂの境界にまたが
って現れ、矢印方向に移動する。このとき、各光電変換
素子３４ａ，３４ｂ，３４ｃの出力波形（時間ｔと電圧
Ｅとの関係）は、図２０（ｂ）に示すようになる。

【０１２６】即ち、光電変換素子３４ａ，３４ｂが測定
領域Ｍの一経路Ｍｍをある時間の間（時間ｔ5から時間
ｔ6）に通過する標準粒子の散乱光Ｌｓに応じた略パル
ス状の電圧（ピーク値Ｅａ，Ｅｂ）を出力し、光電変換
素子３４ｃはノイズに応じた略レベル電圧（ピーク値Ｅ
ｃ）しか出力しない。

【０１２７】同様に、標準粒子が、図１６に示す測定領
域Ｍの他経路Ｍｍ（一経路Ｍｍと対称の位置）を通過す
る場合で、標準粒子による散乱光ＬｓのスポットＳは、
図２１（ａ）に示すように、光電変換素子３４ｂと光電
変換素子３４ｃの境界に均等にまたがって現れ、矢印方
向に移動する。このとき、各光電変換素子３４ａ，３４
ｂ，３４ｃの出力波形（時間ｔと電圧Ｅとの関係）は、
図２１（ｂ）に示すようになる。

【０１２８】即ち、光電変換素子３４ｂ，３４ｃが測定
領域Ｍの他経路Ｍｍをある時間の間（時間ｔ5から時間
ｔ6）に通過する標準粒子の散乱光Ｌｓに応じた略パル
ス状の電圧（ピーク値Ｅｂ，Ｅｃ）を出力し、光電変換
素子３４ａはノイズに応じた略レベル電圧（ピーク値Ｅ
ａ）しか出力しない。

【０１２９】そして、粒子情報検出手段３７では、図１
７（ａ）に示すように、中央の光電変換素子３４ｂのみ
にスポットＳが現れた場合、演算部３７ａにおいて、光
電変換素子３４ｂのピーク電圧Ｅｂに対する光電変換素
子３４ａのピーク電圧Ｅａの比Ｅａ／Ｅｂを演算し、Ｅ
ａ＜Ｅｂであるから、比Ｅａ／Ｅｂとしてほぼゼロ（Ｅ
ａ／Ｅｂ≒０）の値を出力し、記憶部３７ｂに記憶す
る。

【０１３０】また、演算部３７ａにおいて、光電変換素
子３４ｂのピーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子３４ｃ
のピーク電圧Ｅｃの比Ｅｃ／Ｅｂを演算し、Ｅｃ＜Ｅｂ
であるから、比Ｅｃ／Ｅｂとしてほぼゼロ（Ｅｃ／Ｅｂ
≒０）の値を出力し、記憶部３７ｂに記憶する。更に、
演算部３７ａにおいて、光電変換素子３４ａ，３４ｂ，
３４ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋
Ｅｃ）を演算し、例えば、１．０を記憶部３７ｂに記憶
する。

【０１３１】また、粒子情報検出手段３７では、図１８
（ａ）に示すように、一端の光電変換素子３４ａのみに
スポットＳが現れた場合、演算部３７ａにおいて、光電
変換素子３４ｂのピーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子
３４ａのピーク電圧Ｅａの比Ｅａ／Ｅｂを演算し、Ｅａ
＞Ｅｂであるから、比Ｅａ／Ｅｂとして非常に大きい値
（Ｅａ／Ｅｂ≒∞）を出力し、記憶部３７ｂに記憶す
る。

【０１３２】同様に、光電変換素子３４ｂのピーク電圧
Ｅｂに対する光電変換素子３４ｃのピーク電圧Ｅｃの比
Ｅｃ／Ｅｂを演算し、Ｅｃ≒Ｅｂであるから、比Ｅｃ／
Ｅｂとして約１（Ｅｃ／Ｅｂ≒１）の値を出力し、記憶
部３７ｂに記憶する。更に、演算部３７ａにおいて、光
電変換素子３４ａ，３４ｂ，３４ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅ
ｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）を演算し、例えば、
０．２を記憶部２７ｂに記憶する。

【０１３３】また、粒子情報検出手段３７では、図１９
（ａ）に示すように、他端の光電変換素子３４ｃのみに
スポットＳが現れた場合、演算部３７ａにおいて、光電
変換素子３４ｂのピーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子
３４ａのピーク電圧Ｅａの比Ｅａ／Ｅｂを演算し、Ｅａ
≒Ｅｂであるから、比Ｅａ／Ｅｂとして約１（Ｅａ／Ｅ
ｂ≒１）の値を出力し、記憶部３７ｂに記憶する。

【０１３４】同様に、光電変換素子３４ｂのピーク電圧
Ｅｂに対する光電変換素子３４ｃのピーク電圧Ｅｃの比
Ｅｃ／Ｅｂを演算し、Ｅｃ＞Ｅｂであるから、比Ｅｃ／
Ｅｂとして非常に大きい値（Ｅｃ／Ｅｂ≒∞）を出力
し、記憶部３７ｂに記憶する。更に、演算部３７ａにお
いて、光電変換素子３４ａ，３４ｂ，３４ｃの出力電圧
Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）を演算し、
例えば、０．２を記憶部３７ｂに記憶する。

【０１３５】次に、粒子情報検出手段３７では、図２０
（ａ）に示すように、光電変換素子３４ａと光電変換素
子３４ｂの境界にスポットＳがまたがって現れた場合、
演算部３７ａにおいて、光電変換素子３４ｂのピーク電
圧Ｅｂに対する光電変換素子３４ａのピーク電圧Ｅａの
比Ｅａ／Ｅｂを演算し、Ｅａ≒Ｅｂであるから、比Ｅａ
／Ｅｂとして約１（Ｅａ／Ｅｂ≒１）の値を出力し、記
憶部３７ｂに記憶する。

【０１３６】同様に、光電変換素子３４ｂのピーク電圧
Ｅｂに対する光電変換素子３４ｃのピーク電圧Ｅｃの比
Ｅｃ／Ｅｂを演算し、Ｅｃ＜Ｅｂであるから、比Ｅｃ／
Ｅｂとしてほぼゼロ（Ｅｃ／Ｅｂ≒０）の値を出力し、
記憶部３７ｂに記憶する。更に、演算部３７ａにおい
て、光電変換素子３４ａ，３４ｂ，３４ｃの出力電圧Ｅ
ａ，Ｅｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）を演算し、例
えば、０．７５を記憶部３７ｂに記憶する。

【０１３７】また、粒子情報検出手段３７では、図２１
（ａ）に示すように、光電変換素子３４ｂと光電変換素
子３４ｃの境界にスポットＳがまたがって現れた場合、
演算部３７ａにおいて、光電変換素子３４ｂのピーク電
圧Ｅｂに対する光電変換素子３４ａのピーク電圧Ｅａの
比Ｅａ／Ｅｂを演算し、Ｅａ＜Ｅｂであるから、比Ｅａ
／Ｅｂとしてほぼゼロ（Ｅａ／Ｅｂ≒０）の値を出力
し、記憶部３７ｂに記憶する。

【０１３８】同様に、光電変換素子３４ｂのピーク電圧
Ｅｂに対する光電変換素子３４ｃのピーク電圧Ｅｃの比
Ｅｃ／Ｅｂを演算し、Ｅｃ≒Ｅｂであるから、比Ｅｃ／
Ｅｂとして約１（Ｅｃ／Ｅｂ≒１）の値を出力し、記憶
部３７ｂに記憶する。更に、演算部３７ａにおいて、光
電変換素子３４ａ，３４ｂ，３４ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅ
ｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）を演算し、例えば、
０．７５を記憶部３７ｂに記憶する。

【０１３９】なお、基準とする電圧は、光電変換素子３
４ｂのピーク電圧Ｅｂ以外の他の光電変換素子３４ａ，
３４ｃのピーク電圧Ｅａ，Ｅｃでもよいし、また各ピー
ク電圧の和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）でもよい。要は、光電
変換素子３４ａ，３４ｂ，３４ｃのピーク電圧の絶対値
ではなく、基準電圧に対する各光電変換素子３４ａ，３
４ｂ，３４ｃのピーク電圧の比（割合）から標準粒子に
よる散乱光ＬｓのスポットＳの位置を求める方が確度が
高いからである。

【０１４０】以上のような５通りの場合について、図１
３に示す粒子情報参照テーブルと同様な、基準電圧を光
電変換素子３４ｂのピーク電圧Ｅｂとした場合の粒子情
報参照テーブルが作成できる。従って、光電変換素子３
４ｂのピーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子３４ａのピ
ーク電圧Ｅａの比Ｅａ／Ｅｂと、光電変換素子３４ｂの
ピーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子３４ｃのピーク電
圧Ｅｃの比Ｅｃ／Ｅｂが分かれば、それらに対応する出
力電圧の和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）を得ることにより、レ
ーザ光Ｌａが照射されている測定領域Ｍのレーザ光強度
分布を定性的に知ることができる。

【０１４１】また、上記した５通りの通過パターン以外
で、光電変換素子３４ａと光電変換素子３４ｂの境界又
は光電変換素子３４ｂと光電変換素子３４ｃの境界にス
ポットＳがまたがって現れるような測定領域Ｍの経路を
通過した場合であっても、光電変換素子３４ｂのピーク
電圧Ｅｂに対する光電変換素子３４ａのピーク電圧Ｅａ
の比Ｅａ／Ｅｂと、光電変換素子３４ｂのピーク電圧Ｅ
ｂに対する光電変換素子３４ｃのピーク電圧Ｅｃの比Ｅ
ｃ／Ｅｂが分かれば、比Ｅａ／Ｅｂの値と比Ｅｃ／Ｅｂ
の値を粒子情報参照テーブルに当てはめることにより、
それらに対応する出力電圧の和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）を
推定し、レーザ光Ｌａが照射されている測定領域Ｍのレ
ーザ光強度分布を定性的に知ることができる。

【０１４２】次に、標準粒子による粒子情報参照テーブ
ルを利用して粒径が未知な粒子を計数する場合について
説明する。粒径が未知の粒子が測定領域Ｍを通過し、ス
ポットＳの位置が図１７（ａ）に示す位置であるとす
る。すると、光電変換素子３４ｂのピーク電圧Ｅｂに対
する光電変換素子３４ａのピーク電圧Ｅａの比Ｅａ／Ｅ
ｂはほぼゼロ（Ｅａ／Ｅｂ≒０）であり、光電変換素子
３４ｂのピーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子３４ｃの
ピーク電圧Ｅｃの比Ｅｃ／Ｅｂもほぼゼロ（Ｅｃ／Ｅｂ
≒０）となる。そして、光電変換素子１４ａ，１４ｂ，
１４ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋
Ｅｃ）が、０．２であるとする。

【０１４３】このとき、正規化手段５は、図１３に示す
粒子情報参照テーブルからピーク値検出手段３６ａ，３
６ｂ，３６ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋
Ｅｂ＋Ｅｃ）を読み込み、現在得られているピーク値検
出手段３６ａ，３６ｂ，３６ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅｂ，
Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）に補正計数ｋを乗じる。
この補正計数ｋは、１を該当する粒子情報参照テーブル
のピーク値検出手段３６ａ，３６ｂ，３６ｃの出力電圧
Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）で除した値
（１／（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ））である。

【０１４４】スポットＳの位置が図１７（ａ）に示す位
置の場合、該当する粒子情報参照テーブルのピーク値検
出手段３６ａ，３６ｂ，３６ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅｂ，
Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）は、１．０であるので、
補正計数ｋは、１（１／１．０）となり、正規化後のピ
ーク値検出手段３６ａ，３６ｂ，３６ｃの出力電圧の和
は、０．２（０．２×１）のままである。これは粒径の
小さい粒子が図１７（ａ）に示すスポットＳの位置に対
応する測定領域Ｍを通過したこと意味する。

【０１４５】次に、スポットＳが図１８（ａ）に示すよ
うな位置に現れたとする。すると、光電変換素子３４ｂ
のピーク電圧Ｅｂに対する光電変換素子３４ａのピーク
電圧Ｅａの比Ｅａ／Ｅｂは非常に大きな値（Ｅａ／Ｅｂ
≒∞）であり、光電変換素子３４ｂのピーク電圧Ｅｂに
対する光電変換素子３４ｃのピーク電圧Ｅｃの比Ｅｃ／
Ｅｂは約１（Ｅｃ／Ｅｂ≒１）となる。そして、光電変
換素子３４ａ，３４ｂ，３４ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅｂ，
Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）が、０．６であるとす
る。

【０１４６】このとき、正規化手段５は、図１３に示す
粒子情報参照テーブルからピーク値検出手段３６ａ，３
６ｂ，３６ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋
Ｅｂ＋Ｅｃ）を読み込み、現在得られているピーク値検
出手段３６ａ，３６ｂ，３６ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅｂ，
Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）に補正計数ｋを乗じる。
この補正計数ｋは、１を該当する粒子情報参照テーブル
のピーク値検出手段３６ａ，３６ｂ，３６ｃの出力電圧
Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）で除した値
（１／（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ））である。

【０１４７】スポットＳが図１８（ａ）に示すような位
置の場合、該当する粒子情報参照テーブルのピーク値検
出手段３６ａ，３６ｂ，３６ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅｂ，
Ｅｃの和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）は、０．２であるので、
補正計数ｋは、５（１／０．２）となり、正規化後のピ
ーク値検出手段３６ａ，３６ｂ，３６ｃの出力電圧の和
は、３．０（０．６×５）に正規化される。

【０１４８】以上説明したように、正規化手段５は、測
定対象の粒子がレーザ光強度の低い測定領域Ｍを通過し
たとしても、予め作成しておいた標準粒子の粒子情報参
照テーブルにより、現在得られているピーク値検出手段
３６ａ，３６ｂ，３６ｃの出力電圧Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの
和（Ｅａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）に、補正計数ｋを乗ずることに
よって、測定対象の粒子がレーザ光強度の高い領域を通
過したものとする。

【０１４９】次いで、正規化手段５の出力信号（（Ｅａ
＋Ｅｂ＋Ｅｃ）×ｋ）は、弁別手段６において、設定電
圧Ｅｒと比較され、設定電圧Ｅｒより大きい場合（（Ｅ
ａ＋Ｅｂ＋Ｅｃ）×ｋ＞Ｅｒ）には、弁別手段６は１個
の粒子に対し１個のパルス信号を出力する。すると、計
数手段７によって、パルス信号のカウントが行われ、設
定電圧Ｅｒに相当する粒径より大きい粒子の個数が検出
できる。従って、粒子計数装置は、粒径を高精度に弁別
して粒子の個数をカウントすることができる。

【０１５０】本発明は、上述の発明の実施の形態に限定
されるものではなく、例えば、フローセルの全体形状と
しては、Ｌ型のフローセル１１，２１や直線状のフロー
セル３１を用いたが、要は流路の中心軸と集光光学系の
光軸が一致するように配置できる形状であればよい。従
って、レーザ光Ｌａと散乱光Ｌｓとの光学的な関わりに
影響を与えなければ、フローセルの全体形状は、屈曲又
は湾曲形状であってもよい。

【０１５１】また、フローセルの断面形状として、上述
の発明の実施の形態では、矩形のものを用いたが、円形
のものでもよい。

【０１５２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に係る発明
によれば、粒子が通過する流路の位置を判別し、照射領
域のうち光強度の差が少ない中心部を通過する粒子のみ
を測定対象とするので、照射領域における光強度分布
が、一様でなくても、正確に粒径を弁別して粒子の個数
を計数することができる。

【０１５３】請求項２に係る発明によれば、光を照射し
た測定領域を通過する粒子の散乱光強度分布とその粒子
が通過した流路の位置から、測定領域の光強度分布を知
ることができるので、測定領域における光強度分布が、
一様でなくても、正確に粒径を弁別して粒子の個数を計
数することができる。

【０１５４】請求項３に係る発明によれば、光を照射し
た測定領域を通過する粒子の散乱光強度分布とその粒子
が通過した流路の位置から、測定領域の光強度分布を知
ることができるので、測定領域における光強度分布が、
一様でなくても、正確に粒径を弁別して粒子の個数を計
数することができる。

【０１５５】請求項４に係る発明によれば、光を照射し
た測定領域を通過する粒子の散乱光強度分布とその粒子
が通過した流路の位置から、測定領域の光強度分布を知
ることができるので、測定領域における光強度分布が、
一様でなくても、正確に粒径を弁別して粒子の個数を計
数することができる。

【０１５６】請求項５に係る発明によれば、光を照射し
た測定領域を通過する粒子の散乱光強度分布とその粒子
が通過した流路の位置から、測定領域の光強度分布を知
ることができるので、測定領域における光強度分布が、
一様でなくても、正確に粒径を弁別して粒子の個数を計
数することができる。

【０１５７】請求項６に係る発明によれば、光を照射し
た測定領域を通過する粒子の散乱光強度分布とその粒子
が通過した流路の位置から、測定領域の光強度分布をよ
り細かく知ることができるので、測定領域における光強
度分布が、一様でなくても、正確に粒径を弁別して粒子
の個数を計数することができる。

【０１５８】請求項７に係る発明によれば、光を照射し
た測定領域を通過する粒子の散乱光強度分布とその粒子
が通過した流路の位置から、測定領域の光強度分布を知
ることができるので、測定領域における光強度分布が、
一様でなくても、正確に粒径を弁別して粒子の個数を計
数することができる。

【０１５９】請求項８に係る発明によれば、光を照射し
た測定領域を通過する粒子の散乱光強度分布とその粒子
が通過した流路の位置から、測定領域の光強度分布を知
ることができるので、測定領域における光強度分布が、
一様でなくても、正確に粒径を弁別して粒子の個数を計
数することができる。

【０１６０】請求項９に係る発明によれば、光を照射し
た測定領域を通過する粒子の散乱光強度分布とその粒子
が通過した流路の位置から、測定領域の光強度分布を知
ることができるので、測定領域における光強度分布が、
一様でなくても、正確に粒径を弁別して粒子の個数を計
数することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る粒子計数装置の概念構成図

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る粒子計数装置
の構成図

【図３】図２におけるレーザ光を照射した測定領域の平
断面図

【図４】図２におけるレーザ光を照射した測定領域の縦
断面図

【図５】図２における光電変換素子アレイの受光状態
（ａ）とそのときの出力波形（ｂ）を示す図

【図６】図２における光電変換素子アレイの受光状態
（ａ）とそのときの出力波形（ｂ）を示す図

【図７】図２における光電変換素子アレイの受光状態
（ａ）とそのときの出力波形（ｂ）を示す図

【図８】図２における光電変換素子アレイの受光状態
（ａ）とそのときの出力波形（ｂ）を示す図

【図９】図２における光電変換素子アレイの受光状態
（ａ）とそのときの出力波形（ｂ）を示す図

【図１０】粒子情報参照テーブルを示す図

【図１１】本発明に係る粒子計数装置の概念構成図

【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る粒子計数装
置の構成図

【図１３】粒子情報参照テーブルを示す図

【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る粒子計数装
置の構成図

【図１５】本発明の第４の実施の形態に係る粒子計数装
置の構成図

【図１６】図１５におけるレーザ光を照射した測定領域
の縦断面図

【図１７】図１５における光電変換素子アレイの受光状
態（ａ）とそのときの出力波形（ｂ）を示す図

【図１８】図１５における光電変換素子アレイの受光状
態（ａ）とそのときの出力波形（ｂ）を示す図

【図１９】図１５における光電変換素子アレイの受光状
態（ａ）とそのときの出力波形（ｂ）を示す図

【図２０】図１５における光電変換素子アレイの受光状
態（ａ）とそのときの出力波形（ｂ）を示す図

【図２１】図１５における光電変換素子アレイの受光状
態（ａ）とそのときの出力波形（ｂ）を示す図

【図２２】従来の光散乱式粒子計数装置の構成図

【符号の説明】

１…光強度分布検出手段、２…粒子位置検出手段、３…
散乱光検出手段、４…参照手段、５…正規化手段、６…
弁別手段、７…計数手段、８…判別手段、１１，２１，
３１…フローセル、１１ａ，２１ａ，３１ａ…直線流
路、１２，２２，３２…レーザ光源（光源）、１３，２
３，３３…集光光学系、１４，３４…光電変換素子アレ
イ、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ
…光電変換素子、１５，２５，３５…処理装置、１６
ａ，１６ｂ，１６ｃ，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，３６
ａ，３６ｂ，３６ｃ…ピーク値検出手段、１７，２７，
３７…粒子情報検出手段、１８，２８，３８…位置検出
手段、２４…光検出手段、３０…トラップ、Ｌａ…レー
ザ光、Ｌｓ…散乱光、Ｍ…測定領域。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 15/14 G01N 15/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光の照射領域を通過する粒子の通過位置
を検出する粒子位置検出手段と、前記粒子が発する散乱
光の強度を検出する散乱光検出手段と、前記粒子位置検
出手段の出力信号が前記照射領域の所定範囲内であるか
否かを判断すると共に、前記散乱光検出手段の出力信号
が所定値以上であるか否かを判断し、前記所定範囲内で
且つ所定値以上の場合にパルス信号を出力する判別手段
と、この判別手段が出力するパルス信号をカウントする
計数手段を備えることを特徴とする粒子計数装置。
【請求項２】光を照射する測定領域の光強度分布を検
出する光強度分布検出手段と、前記測定領域を通過する
粒子の通過位置を検出する粒子位置検出手段と、前記粒
子が発する散乱光の強度を検出する散乱光検出手段と、
標準粒子を使用して前記光強度分布検出手段の出力信号
をテーブルとした粒子情報参照テーブルと前記粒子位置
検出手段の出力信号に基づいて前記粒子の散乱光強度の
補正値を算出する参照手段と、前記補正値に基づいて前
記散乱光検出手段の出力信号を補正する正規化手段と、
この正規化手段の出力信号が所定値以上のときにパルス
信号を出力する弁別手段と、この弁別手段が出力するパ
ルス信号をカウントする計数手段を備えることを特徴と
する粒子計数装置。
【請求項３】前記光強度分布検出手段は、透明部材で
屈曲形状に形成したフローセルと、このフローセルの流
路に光を照射して測定領域を形成する光源と、前記流路
の中心軸と一致する光軸を有して前記測定領域で発生す
る粒子の散乱光を集光する集光手段と、この集光手段が
集光した散乱光を受光する複数の光電変換素子から成る
光検出手段と、前記複数の光電変換素子の出力信号を検
出する電圧検出手段と、この電圧検出手段の出力信号を
互いに比較して粒子が通過した前記測定領域の通過位置
データと粒子の散乱光強度データを出力する粒子情報検
出手段を備える請求項２記載の粒子計数装置。
【請求項４】前記粒子位置検出手段は、透明部材で屈
曲形状に形成したフローセルと、このフローセルの流路
に光を照射して測定領域を形成する光源と、前記流路の
中心軸と一致する光軸を有して前記測定領域で発生する
粒子の散乱光を集光する集光手段と、この集光手段が集
光した散乱光を受光する複数の光電変換素子から成る光
検出手段と、前記複数の光電変換素子の出力信号を検出
する電圧検出手段と、この電圧検出手段の出力信号を互
いに比較して粒子が通過した前記測定領域の通過位置デ
ータを出力する位置検出手段を備える請求項１、請求項
２又は請求項３記載の粒子計数装置。
【請求項５】前記複数の光電変換素子から成る光検出
手段は、各受光面が前記流路の中心軸に垂直で、且つ前
記流路の中心軸と前記光源の光軸にほぼ垂直な方向に隣
接して設けたＮ（Ｎは２以上の整数）個の光電変換素子
から成る光電変換素子アレイである請求項３又は請求項
４記載の粒子計数装置。
【請求項６】前記複数の光電変換素子から成る光検出
手段は、縦と横がＶ個×Ｈ個（Ｖ、Ｈとも２以上の整
数）の光電変換素子から成り、各受光面が前記流路の中
心軸に垂直である請求項３又は請求項４記載の粒子計数
装置。
【請求項７】前記光強度分布検出手段は、は、透明部
材で形成したフローセルと、このフローセルの流路に光
を照射して測定領域を形成する光源と、前記光の中心軸
と一致する光軸を有して前記測定領域で発生する粒子の
散乱光を集光する集光手段と、この集光手段の光軸上に
位置するトラップと、前記集光手段が集光した散乱光を
受光する複数の光電変換素子から成る光検出手段と、前
記複数の光電変換素子の出力信号を検出する電圧検出手
段と、この電圧検出手段の出力信号を互いに比較して粒
子が通過した前記測定領域の通過位置データと粒子の散
乱光強度データを出力する粒子情報検出手段を備える請
求項２記載の粒子計数装置。
【請求項８】前記粒子位置検出手段は、透明部材で形
成したフローセルと、このフローセルの流路に光を照射
して測定領域を形成する光源と、前記光の中心軸と一致
する光軸を有して前記測定領域で発生する粒子の散乱光
を集光する集光手段と、この集光手段の光軸上に位置す
るトラップと、前記集光手段が集光した散乱光を受光す
る複数の光電変換素子から成る光検出手段と、前記複数
の光電変換素子の出力信号を検出する電圧検出手段と、
この電圧検出手段の出力信号を互いに比較して粒子が通
過した前記測定領域の通過位置データを出力する位置検
出手段を備える請求項１、請求項２又は請求項７記載の
粒子計数装置。
【請求項９】前記複数の光電変換素子から成る光検出
手段は、各受光面が前記光源の光軸に垂直で、且つ前記
流路の中心軸と前記光源の光軸にほぼ垂直な方向に隣接
して設けたＮ（Ｎは２以上の整数）個の光電変換素子で
成る光電変換素子アレイである請求項７又は請求項８記
載の粒子計数装置。