CN102834689B - 粒子测定装置以及粒子测定方法 - Google Patents

Abstract

该粒子测定装置具有：载物台、反射光用照明装置、透射光用照明装置、照明控制装置、摄像装置和图像处理装置。而且，基于使用透射光对不透明微粒群进行了摄像后得到的透射光图像和使用反射光对不透明微粒群进行了摄像后得到的反射光图像，通过规定的方法，将透射光图像中存在的透射光粒子和反射光图像中存在的反射光粒子相对应，由此，同时测定微粒群中各粒子的各种特征（位置、大小、明亮度等）。

Description

粒子测定装置以及粒子测定方法

技术领域

本发明涉及对不透明微粒的位置、大小以及明亮度等进行测定的粒子测定装置以及粒子测定方法。

本申请基于2010年4月1日在日本申请的特愿2010－084986号主张优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

作为评价各种待验粒子的形状、尺寸、品质等的方法，广泛采用向通过摄像装置对该待验粒子进行摄像所得的图像施以图像处理，由此来测定待验粒子的形状、尺寸、明亮度等的方法（粒子图像处理计量）。

作为这样的粒子图像处理计量方法，包括：使用单一的照明装置作为摄影时的照明装置，从待验粒子的上方或下方照射光的方法；使用多个照明装置作为摄影时的照明装置，从待验粒子的上方以及下方同时照射光的方法；以及分别独立地控制多个照明装置，从待验粒子的上方以及下方分别进行控制来照射光的方法。

首先，作为使用单一照明的方法，例如，专利文献1中公开了的方法是：在与待验粒子形成对比（contrast）的摄影用纸板上散布该待验粒子，使用从待验粒子上方照明的反射光进行摄影后，进行粒子图像处理计量。此外，专利文献2中公开了的方法是：在待验粒子的下方设置反射板，主要使用从待验粒子上方照明的反射透射光进行摄影后，进行粒子图像处理计量。此外，专利文献3中公开了的方法是：从集尘板的背面照射强光，使用通过粉尘产生的散射光进行摄影后，进行粒子图像处理计量。

接着，作为使用来自待验粒子的上方以及下方的同时照明的方法，例如，专利文献4中公开了的方法是：使用从载置了待验粒子的微孔板（microplate）的上方以及下方的照明射入的光进行摄影后，进行粒子图像处理计量。此外，专利文献5中公开了向透明容器同时照射透射光和反射光来识别气泡和异物的方法。另外，在该专利文献5的方法中，气泡是作为明亮度高的粒子而被识别的。

接下来，作为使用来自待验粒子的上方以及下方的独立照明的方法，例如，专利文献6中公开了的方法是：向胶片照射透射光来进行粒子图像处理，测定了胶片内的气泡位置后，照射反射光来测定气泡的反射率，并对气泡与胶片的伤痕或尘埃进行区别。此外，专利文献7中公开了的方法是：向作为透明或半透明粒子的谷粒照射透射光来测定粒子的透射光量，接下来照射反射光来测定粒子的颜色，并判断米粒等的品质。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002－188990号公报

专利文献2：日本特开2008－76333号公报

专利文献3：日本特开2003－75353号公报

专利文献4：日本特开昭62－105031号公报

专利文献5：日本特开昭60－205337号公报

专利文献6：日本特开平8－189903号公报

专利文献7：日本特开2000－180369号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在上述专利文献1的方法中，仅利用反射光进行摄像，因此存在待验粒子的尺寸测定精度低的问题。这是因为，即使是均匀的物质，来自粒子的反射光的明亮度也依位置的不同而有很大的不同。即，依粒子表面的位置不用，从照明装置射入的光的反射角存在差异，一般地，在粒子的周缘部被拍摄得明亮度很低。此外，也可能存在作为镜面反射的高亮。特别是，欲以少的像素数量来捕捉各微粒的情况下，该影响将变得明显。此外，在专利文献1的方法中，粒子图像的背景明亮度被固定，因此，在待验粒子的明亮度分布大的情况下，存在的问题是：将产生与背景形成相同颜色而无法识别的粒子。

此外，在专利文献2的方法中，仅使用透射光进行摄像，因此，存在的问题是：虽然能够测定粒子的尺寸，但不能获得关于粒子明亮度的信息。

此外，在专利文献3的方法中，在散射光很强的情况下，存在的问题是：待验粒子所存在的区域内的像素周围的像素也被拍摄得明亮度很高，因此，待验粒子的尺寸的测定精度低。

此外，在专利文献4的方法中，虽然使用了从上方以及下方的双方进行照明的照明装置，但因为仅是同时对双方进行照明，所以将明亮度接近于通过来自下方的照明所产生的明亮度的待验粒子识别为粒子。此外，即使能够识别，因为粒子的边界一般也并不明显，所以存在待验粒子尺寸的测定精度低的问题。

此外，在专利文献5的方法中，因为仅是同时从上方以及下方进行照明，所以与专利文献4的方法存在相同的问题。此外，像气泡这样的透明粒子的光散射大，所以也存在待验粒子的尺寸测定精度低的问题。

此外，在专利文献6的方法中，仅能够识别像气泡这样的反射率极大的透明粒子。即，对于像气泡这样的透明粒子，通过使用透射光进行摄像的话，仅能够识别粒子的周缘部（边缘）的一部分，使用反射光的话则散射光强，因此，存在尺寸测定精度低的问题。此外，如专利文献6所记载的，尘埃与背景形成几乎相同的明亮度，不能进行定量的明亮度测定。

此外，在专利文献7的方法中，第一，对于像谷粒这样的透明粒子，透射光的散射强，因此，与专利文献6等相同地，尺寸测定精度低。

第二，在专利文献7的方法中，若以作为粒子所允许的水平的高明亮度对透射图像（利用透射光进行了摄像后得到的图像）进行二值化处理，则将样本制作的操作或测定操作上无法避免的、待验粒子的基板的有色透明的污垢或虽在摄像边界内却存在于与检查面分离的位置的污染粒子（易附着于透明基板的下面、镜头表面、样本透明保护板等上，均被作为中间明亮度的污点加以拍摄）误认为粒子的可能性高。

第三，在专利文献7的方法中，未作说明地使从通过透射光进行了摄影的图像中识别出的粒子（透射光识别粒子）与从通过反射光进行了摄影的图像中识别出的粒子（反射光识别粒子）一一对应，但在对大小或明亮度上具有很大分布的一般的微粒进行图像处理的情况下，像这样能够一一对应的情况很少。通常，会频繁发生对应粒子不存在或多个粒子与1个粒子对应的情况，如不设法将透射光识别粒子与反射光识别粒子对应起来，则不能通过图像处理来判断粒子的综合特征（形状、尺寸、明亮度等）。另外，在专利文献3的方法中，测定对象为少数的谷粒，因此，对象的大小和色差本身很小，且以多个像素相对应的方式对1个谷粒进行摄影，因此，可以想到，即使没有特别的粒子对应法也能够使其一一对应。

第四，在专利文献7的方法中，并未同时从下方和上方进行照射，因此，无法选择使用通过来自上方的照明所产生的来自谷粒的反射光进行摄影时的背景色。在该方法中，白色的米等的谷粒为测定对象，因此，仅为黑色的背景也没有问题，但在对一般的微粒进行摄影时，可以想到，会产生很多明亮度无法与背景相区别的粒子。

如上，到目前为止尚未提出一种将大小或明亮度等上具有很大分布的不透明微粒群作为对象，同时测定微粒群中的各粒子的各种特征（位置、大小、明亮度等）的方法。

因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的在于提供一种将大小或明亮度等具有很大分布的不透明微粒群作为对象，同时测定微粒群中的各粒子的各种特征（位置、大小、明亮度等）的粒子测定装置以及粒子测定方法。

用于解决课题的手段

本发明者们为了解决上述课题，经过锐意地重复研究，结果，提案了一种新的方法，即，将测定对象限定为不透明微粒群，基于使用透射光对微粒群进行了摄像后得到的透射光图像和使用反射光对微粒群进行了摄像后得到的反射光图像，使存在于透射光图像的透射光粒子与存在于反射光图像中的反射光粒子相对应，由此发现，即使测定对象为大小或明亮度等上具有很大分布的微粒群，也能够同时测定各粒子的各种特征（位置、大小、明亮度等），并根据该信息最终完成本发明。

（1）即，本发明的一个方案的粒子测定装置具有：载物台，具有载置面，该载置面上载置有散布了不透明的微粒的透明基板，或者直接散布有上述微粒；反射光用照明装置，设于该载物台的上述载置面一侧，并朝向该载物台照射具有规定的装置发光面亮度的第一光；透射光用照明装置，设于上述载物台的与上述载置面相反的一侧，并朝向上述载物台照射具有规定的装置发光面亮度的第二光；照明控制装置，分别单独地控制上述第一光的装置发光面亮度和上述第二光的装置发光面亮度；摄像装置，具有生成透射光图像的透射光图像生成部和生成反射光图像的反射光图像生成部，并相对于上述载物台设置在上述载置面一侧，其中，上述透射光图像是以将上述第二光的装置发光面亮度设为不为0的规定亮度且将上述第一光的装置发光面亮度设为0的方式由上述照明控制装置进行了控制的状态下对上述微粒进行摄像而获得的图像；上述反射光图像是以将上述第二光的装置发光面亮度设为在1或2以上的条件下被设定的规定亮度且将上述第一光的装置发光面亮度设为不为0的规定亮度的方式由上述照明控制装置进行了控制的状态下对上述微粒进行摄像而获得的图像；以及图像处理装置，将在上述透射光图像中被识别为上述微粒的摄像图像的候补的1个或2个以上的透射光粒子的位置及大小与在上述反射光图像中被识别为上述微粒的摄像图像的候补的1个或2个以上的反射光粒子的位置及大小进行比较，由此使位置及大小的差在规定范围以内的上述透射光粒子与上述反射光粒子建立对应，基于该建立对应结果，计算上述透射光粒子的位置及大小来作为上述微粒的位置及大小，并且计算上述反射光粒子或上述透射光粒子的代表明亮度来作为上述微粒的明亮度。

（2）在上述（1）中所述的粒子测定装置中，上述图像处理装置也可具有：透射光粒子检测部，基于使用规定的明亮度阈值对上述透射光图像进行二值化而获得的图像的明亮度分布，将上述透射光图像的像素坐标中明亮度比规定明亮度低的像素集合而成的像素区域确定为上述透射光粒子存在的区域，并对该透射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测；透射光粒子信息计算部，基于该透射光粒子检测部的检测结果，至少计算出上述透射光粒子的位置及大小；反射光粒子检测部，基于上述反射光图像的明亮度分布，将上述反射光图像的像素坐标中与周围像素的明亮度差在规定值以上的像素集合而成的像素区域确定为上述反射光粒子存在的区域，并对该反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测；反射光粒子信息计算部，基于上述反射光粒子检测部的检测结果，至少计算出上述反射光粒子的位置及大小；建立对应处理部，基于上述透射光粒子信息计算部的计算结果以及上述反射光粒子信息计算部的计算结果，将上述反射光粒子的位置及大小与所有上述透射光粒子的位置及大小进行比较，使位置及大小的差分别在规定范围以内的上述透射光粒子与上述反射光粒子建立对应，并将与任何上述透射光粒子均没有建立对应的上述反射光粒子从上述微粒的摄像图像的候补中排除；以及粒子信息计算部，计算上述透射光粒子的位置及大小来作为上述微粒的位置及大小，计算与上述透射光粒子建立了对应的上述反射光粒子的代表明亮度来作为上述微粒的明亮度，并且计算与任何上述反射光粒子均没有建立对应的上述透射光粒子的明亮度来作为规定明亮度。

（3）在上述（2）中所述的粒子测定装置的情况下，也可以采用如下的构成：在以上述反射光图像上的上述反射光粒子的背景明亮度成为比用于区别粒子明暗的明亮度阈值高的明亮度的方式由上述照明控制装置设定了上述第二光的装置发光面亮度的状态下，上述反射光图像生成部生成上述反射光图像；上述反射光粒子检测部基于使用用于区别上述粒子明暗的明亮度阈值对上述反射光图像进行二值化而获得的图像的明亮度分布，将上述反射光图像的像素坐标中明亮度比规定明亮度低的像素集合而成的像素区域确定为上述反射光粒子存在的区域，并对上述反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测；上述粒子信息计算部将对应于与上述反射光粒子建立了对应的上述透射光粒子的上述微粒，识别为暗色粒子，该暗色粒子具有比用于区别上述粒子明暗的明亮度阈值低的明亮度，上述粒子信息计算部将对应于与任何上述反射光粒子均没有建立对应的上述透射光粒子的上述微粒，识别为亮色粒子，该亮色粒子具有比用于区别上述粒子明暗的明亮度阈值高的明亮度。

（4）在上述（2）中所述的粒子测定装置的情况下，也可以采用如下的构成：在以上述反射光图像上的上述反射光粒子的背景明亮度成为比用于区别粒子明暗的明亮度阈值低的明亮度的方式由上述照明控制装置设定了上述第二光的装置发光面亮度的状态下，上述反射光图像生成部生成上述反射光图像；上述反射光粒子检测部基于使用用于区别上述粒子明暗的明亮度阈值对上述反射光图像进行二值化而获得的图像的明亮度分布，将上述反射光图像的像素坐标中明亮度比规定明亮度高的像素集合而成的像素区域确定为上述反射光粒子存在的区域，并对上述反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测；上述粒子信息计算部将对应于与上述反射光粒子建立了对应的上述透射光粒子的上述微粒，识别为亮色粒子，该亮色粒子具有比用于区别上述粒子明暗的明亮度阈值高的明亮度，上述粒子信息计算部将对应于与任何上述反射光粒子均没有建立对应的上述透射光粒子的上述微粒，识别为暗色粒子，该暗色粒子具有比用于区别上述粒子明暗的明亮度阈值低的明亮度。

（5）在上述（2）中所述的粒子测定装置的情况下，也可以采用如下的构成：在以上述反射光图像上的上述反射光粒子的背景明亮度成为比用于区别粒子明暗的第一明亮度阈值低的明亮度的方式由上述照明控制装置设定了上述第二光的装置发光面亮度的状态下，上述反射光图像生成部生成对上述微粒进行摄像而获得的暗背景时反射光图像，并且，在以上述反射光图像上的上述反射光粒子的背景明亮度成为比用于区别粒子明暗的第二明亮度阈值高的明亮度的方式由上述照明控制装置设定了上述第二光的装置发光面亮度的状态下，上述反射光图像生成部生成对上述微粒进行摄像而获得的亮背景时反射光图像，上述第二明亮度阈值是低于上述第一明亮度阈值的明亮度阈值；上述反射光粒子检测部基于使用上述第一明亮度阈值对上述暗背景时反射光图像进行二值化而获得的图像的明亮度分布，将上述反射光图像的像素坐标中高明亮度的像素集合而成的像素区域确定为上述反射光粒子存在的区域，并对上述反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测，并且，上述反射光粒子检测部基于使用上述第二明亮度阈值对上述亮背景时反射光图像进行二值化而获得的图像的明亮度分布，将上述反射光图像的像素坐标中低明亮度的像素集合而成的像素区域确定为上述反射光粒子存在的区域，并对上述反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测；上述粒子信息计算部将对应于与上述暗背景时反射光图像中存在的上述反射光粒子建立了对应的上述透射光粒子的上述微粒，识别为亮色粒子，该亮色粒子具有比上述第一明亮度阈值高的明亮度，上述粒子信息计算部将对应于与上述亮背景时反射光图像中存在的上述反射光粒子建立了对应的上述透射光粒子的上述微粒，识别为暗色粒子，该暗色粒子具有比上述第二明亮度阈值低的明亮度，上述粒子信息计算部将对应于与任何上述反射光粒子均没有建立对应的上述透射光粒子的上述微粒，识别为中间色粒子，该中间色粒子具有上述亮色粒子与上述暗色粒子的中间的明亮度。

（6）在上述（2）中所述的粒子测定装置的情况下，也可以采用如下的构成：在以上述反射光图像上的上述反射光粒子的背景明亮度成为比用于区别粒子明暗的第一明亮度阈值低的明亮度的方式由上述照明控制装置设定了上述第二光的装置发光面亮度的状态下，上述反射光图像生成部生成对上述微粒进行摄像而获得的暗背景时反射光图像，并且，在以上述反射光图像上的上述反射光粒子的背景明亮度成为比用于区别粒子明暗的第二明亮度阈值高的明亮度的方式由上述照明控制装置设定了上述第二光的装置发光面亮度的状态下，上述反射光图像生成部生成对上述微粒进行摄像而获得的亮背景时反射光图像，上述第二明亮度阈值是高于上述第一明亮度阈值的明亮度阈值；上述反射光粒子检测部基于使用上述第一明亮度阈值对上述暗背景时反射光图像进行二值化而获得的图像的明亮度分布，将上述反射光图像的像素坐标中明亮度比规定明亮度高的像素集合而成的像素区域确定为上述反射光粒子存在的区域，并对上述反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测，并且，上述反射光粒子检测部基于使用上述第二明亮度阈值对上述亮背景时反射光图像进行二值化而获得的图像的明亮度分布，将上述反射光图像的像素坐标中明亮度比规定明亮度低的像素集合而成的像素区域确定为上述反射光粒子存在的区域，并对上述反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测；上述粒子信息计算部将对应于与上述暗背景时反射光图像中存在的上述反射光粒子建立了对应的上述透射光粒子的上述微粒，作为具有比上述第一明亮度阈值高的明亮度的亮色粒子的候补，将对应于与上述亮背景时反射光图像中存在的上述反射光粒子建立了对应的上述透射光粒子的上述微粒，作为具有比上述第二明亮度阈值低的明亮度的暗色粒子的候补，并且，上述粒子信息计算部将对应于与上述暗背景时反射光图像中存在的上述反射光粒子和上述亮背景时反射光图像中存在的上述反射光粒子的双方建立了对应的上述透射光粒子的上述微粒，识别为具有上述亮色粒子与上述暗色粒子的中间的明亮度的中间色粒子，将上述亮色粒子的候补中没有被识别为上述中间色粒子的粒子识别为上述亮色粒子，将上述暗色粒子的候补中没有被识别为上述中间色粒子的粒子识别为上述暗色粒子。

（7）在上述（2）中所述的粒子测定装置的情况下，也可以采用如下的构成：在上述反射光图像上的上述反射光粒子的背景明亮度为比用于区别粒子明暗的明亮度阈值高的明亮度，且将N设为自然数的情况下，上述照明控制装置能够将成为第一明亮度＜第二明亮度＜···＜第N明亮度的第1～第N装置发光面亮度设定给上述第二光；上述反射光图像生成部在上述第二光的装置发光面亮度被设定成上述第1～第N装置发光面亮度的状态下，分别生成第1～第N反射光图像；上述反射光粒子检测部基于使用用于区别上述粒子明暗的明亮度阈值分别对上述第1～第N反射光图像进行二值化而获得的图像的明亮度分布，将上述第1～第N反射光图像的像素坐标中明亮度比规定明亮度低的像素集合而成的像素区域确定为上述反射光粒子存在的区域，并对上述反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测；在设为n＝1～N的情况下，上述建立对应处理部将在第n反射光图像中检测到的上述反射光粒子的位置及大小和与在第（n－1）反射光图像以前的反射光图像中检测到的上述反射光粒子没有建立对应的上述透射光粒子的位置及大小进行比较，其中在n＝1的情况下，将在第1反射光图像中检测到的上述反射光粒子的位置及大小和所有上述透射光粒子的位置及大小进行比较，使位置及大小的差分别在规定范围以内的上述透射光粒子与上述反射光粒子建立对应；上述粒子信息计算部将对应于与上述第1～第N反射光图像中存在的上述反射光粒子建立了对应的各上述透射光粒子的上述微粒的明亮度，识别为第1～第N明亮度，其中，第一明亮度＜第二明亮度＜···＜第N明亮度，并且将对应于与任何上述反射光粒子均没有建立对应的上述透射光粒子的上述微粒识别为明亮度最高的粒子。

（8）在上述（1）～（7）的任1项中所述的粒子测定装置中，上述微粒也可以为来自基于高炉法的炼铁厂的降尘。

（9）在上述（2）～（7）的任1项中所述的粒子测定装置中，也可以采用如下的构成：上述透射光粒子信息计算部还计算上述透射光粒子的直径；上述粒子信息计算部还计算上述透射光粒子的直径来作为上述微粒的粒径。

（10）本发明的一个方案的粒子测定方法，使用粒子测定装置来对微粒的位置、大小以及明亮度进行测定，其中，该粒子测定装置具有：载物台，具有载置面，该载置面上载置有散布了不透明的上述微粒的透明基板，或者直接散布有上述微粒；摄像装置，设于该载物台的上述载置面一侧并对上述微粒进行摄像；反射光用照明装置，设于上述载物台的上述载置面一侧，并朝向上述载物台照射具有规定的装置发光面亮度的第一光；以及透射光用照明装置，设于上述载物台的与上述载置面相反一侧，并朝向上述载物台照射具有规定的装置发光面亮度的第二光，上述粒子测定方法包括：生成透射光图像的透射光图像生成步骤，该透射光图像是在将上述第二光的装置发光面亮度设为不为0的规定亮度且将上述第一光的装置发光面亮度设为0的状态下，通过上述摄像装置对上述微粒进行摄像而获得的图像；生成反射光图像的反射光图像生成步骤，该反射光图像是在将上述第二光的装置发光面亮度设为在1或2以上的条件下被设定的规定亮度且将上述第一光的装置发光面亮度设为不为0的规定亮度的状态下，通过上述摄像装置对上述微粒进行摄像而获得的图像；以及图像处理步骤，将在上述透射光图像中被识别为上述微粒的摄像图像的候补的1个或2个以上的透射光粒子的位置及大小与在上述反射光图像中被识别为上述微粒的摄像图像的候补的1个或2个以上的反射光粒子的位置及大小进行比较，由此使位置及大小的差在规定范围以内的上述透射光粒子与上述反射光粒子建立对应，基于该对应结果，计算上述透射光粒子的位置及大小来作为上述微粒的位置及大小，并且计算上述反射光粒子或上述透射光粒子的代表明亮度来作为上述微粒的明亮度。

（11）在上述（10）中所述的微粒测定方法中，上述微粒也可以是来自基于高炉法的炼铁厂的降尘。

发明效果

根据本发明，基于使用透射光对不透明微粒群进行了摄像后得到的透射光图像和使用反射光对不透明微粒群进行了摄像后得到的反射光图像，通过规定的方法使存在于透射光图像中的透射光粒子与存在于反射光图像中的反射光粒子建立对应，由此，能够同时测定微粒群中的各粒子的各种特征（位置、大小、明亮度等）。

附图说明

图1为表示来自通过高炉法工作的炼铁厂的降尘的各煤尘种类的磁化性与明亮度的示意关系的说明图。

图2为示意地表示本发明的第一实施方式的粒子测定装置的构成的说明图。

图3为表示同一实施方式的图像处理装置的功能构成的框图。

图4为表示同一实施方式的粒子测定方法中的处理流程的流程图。

图5为表示使用了同一实施方式的透射光图像的图像处理方法的一例的说明图。

图6为表示使用了同一实施方式的反射光图像的图像处理方法的一例的说明图。

图7为表示使用了同一实施方式的反射光图像的图像处理方法的其他例的说明图。

图8为表示同一实施方式的对应处理的流程的一例的流程图。

图9为表示使用了本发明的第二实施方式的反射光图像的图像处理方法的一例的说明图。

图10为表示使用了本发明的第三实施方式的反射光图像的图像处理方法的一例的说明图。

图11为表示使用了本发明的第四实施方式的反射光图像的图像处理方法的一例的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的优选实施方式详细地加以说明。另外，在本说明书以及附图中，通过对于实质上具有相同的功能构成的构成要素赋予相同的符号，来省略重复说明。

［本发明的概要以及优越性］

本发明涉及在各种产业生成的微粒的分析装置以及分析方法。具体地讲，本发明是一种测定微粒的位置、大小以及明亮度的粒子测定装置以及利用该粒子测定装置来测定微粒的位置、大小以及明亮度的粒子测定方法，其中粒子测定装置具有：载物台，该载物台上载置有散布了不透明微粒的透明基板；摄像装置，该摄像装置对载置于基板的微粒进行摄像；透射光用照明装置，该透射光用照明装置从载物台的下方向载物台照射规定的装置发光面亮度（第二光的装置发光面亮度。以下，单纯地称为亮度或规定亮度）的光；反射光用照明装置，该反射光用照明装置从载物台的上方向载物台照射规定的装置发光面亮度（第一光的装置发光面亮度。以下，单纯地称为亮度或规定亮度）的光。在对这样的本发明的优选实施方式加以说明之前，首先，对本发明的基本技术思想和本发明的优越性加以说明。

另外，本发明中的“第一光的装置发光面亮度”意味着反射光用照明装置的光源发光面的亮度。同样地，本发明中的“第二光的装置发光面亮度”意味着透射光用照明装置的光源发光面的亮度。

（分析的精度）

＜测定对象＞

在本发明中，将测定对象限定为不透明微粒（大致（相当于圆形）直径在10μm以上数百μm以下的粒子），由此，能够显著地降低将样本制作或测定操作上无法避免的污染物质，即，基板上的有色透明的污垢或虽在摄像边界内却存在于与检查面分离的位置的污染粒子，被误认为测定对象的粒子的可能性。特别是，在对微粒进行摄像时所存在的污染粒子多为化学纤维屑这样的半透明物质，因此，通过对这些污染粒子也施以图像处理，能够将其从测定对象的微粒的候补中排除。能够实现这样的效果是因为：污染物质多为透明或半透明的物质，因此在本发明中，将测定对象限定为不透明微粒，而且，在仅以通过透射光照明装置产生的来自载物台下方的照明（透射光）进行摄像时，在摄像图像中，作为粒子（透射光粒子）被识别的仅是不透明粒子，能够将该粒子判断为测定对象的真的微粒。另一方面，在仅以透射光进行摄像的情况下，透明或不透明的污染物质的摄像图像的明亮度与背景的明亮度相同，无法作为粒子被识别。

＜透射光粒子与反射光粒子的对应＞

此外，在本发明中规定了使在仅使用透射光进行了摄像后得到的图像中被识别的粒子（透射光粒子）与在除了规定亮度的透射光之外还使用来自载物台上方的照明（反射光）进行了摄像后得到的图像中被识别的粒子（反射光粒子）相对应的逻辑。因此，即使测定对象为大小、明亮度等上具有很大分布的微粒，也能够将从透射光粒子获得的信息（主要是微粒的形状、尺寸等的信息）与从反射光粒子获得的信息（主要是微粒的明亮度的信息）组合起来，计算测定对象的微粒的综合特征信息。

作为像这样使透射光粒子与反射光粒子相对应的具体例，列举出如下内容。

第一，对于未作为透射光粒子被识别而仅作为反射光粒子被识别的物质，可以认为其为透明或半透明的物质，由此，如上所述地，将此物质作为污染物质等而从测定对象的微粒的候补中排除。

第二，在1个透射光粒子与多个反射光粒子建立了对应的情况下，实际的微粒数量为1个，除了1个反射光粒子以外剩余的反射光粒子可以认为是高亮等，由此，将与透射光粒子最适合的（详细内容在后面记述）反射光粒子的代表明亮度作为测定对象的微粒的明亮度来加以计算。

第三，在多个透射光粒子与1个反射光粒子对应的情况下，实际的微粒数量与透射光粒子的数量相同，所有微粒的位置接近，明亮度为相同程度，由此，可以认为反射光粒子是作为1个粒子被识别的。因此，将1个反射光粒子的代表明亮度作为与所有透射光粒子相对应的微粒的明亮度加以计算。

第四，对于未作为反射光粒子被识别而仅作为透射光粒子被识别的物质，可以认为其为不透明的物质，由此，将其判断为测定对象的微粒。此外，未作为反射光粒子被识别的情况可以认为是与使用反射光进行了摄像后得到的图像中的背景具有相同程度的明亮度，由此，设测定对象的微粒的明亮度为规定明亮度（与背景明亮度相同程度的明亮度），计算该微粒的明亮度。

如上，能够通过对仅使用透射光对测定对象的微粒进行了摄像后得到的图像（透射光图像）进行处理，获得与该微粒的形状或尺寸等相关的信息，并通过对使用透射光和反射光对测定对象的微粒进行了摄像后得到的图像（反射光图像）进行处理，获得与该微粒的明亮度相关的信息。此外，在本发明的粒子测定装置以及粒子测定方法中规定了使透射光粒子与反射光粒子相对应的逻辑，由此，通过使用透射光图像和反射光图像进行图像处理，能够计算测定对象的微粒的综合特征信息，所以，能够提高分析（测定）的精度。

（分析的简便性）

在本发明中，不改变散布于基板上的测定对象的微粒的位置，而仅对两种照明装置（透射光用照明装置以及反射光用照明装置）进行操作，由此，能够变更微粒的图像的背景明亮度，所以很简便，而且，易于在不同背景明亮度的图像间取得粒子（透射光粒子与反射光粒子）的对应。

（适用于对来自炼铁厂的降尘的煤尘种类的确定）

此外，本发明的粒子测定装置以及粒子测定方法在对发生在基于高炉法的炼铁厂的降尘的煤尘种类进行确定时特别有用。发生在基于高炉法的炼铁厂的降尘会引起对驶入炼铁厂内的车辆造成污染等的问题，若能够确定这样的降尘的煤尘种类，则能够确定降尘的发生源，并能够采取抑制降尘发生的对策。

在此，参照图1，对将本发明适用于确定来自炼铁厂的降尘的煤尘种类的情况下的优点加以说明。图1为表示来自通过高炉法工作的炼铁厂的降尘的各煤尘种类的磁化性与明亮度的示意关系的说明图。

一般地，来自通过高炉法工作的炼铁厂的降尘主要被分为以下四个煤尘种类：包含煤炭或焦炭等的煤炭系煤尘；包含铁矿石、烧结矿、氧化铁粉等的铁系煤尘；包含高炉水碎炉渣、高炉缓冷炉渣等的高炉炉渣系煤尘；以及包含转炉炉渣、铁水预处理炉渣等的炼钢炉渣系煤尘。

在这四个煤尘种类中，通常，高炉炉渣系煤尘和炼钢炉渣系煤尘为白色系的明亮度高的粒子（亮色粒子），煤炭系煤尘和铁系煤尘为黑色系的明亮度低的粒子（暗色粒子），由此，像以往一样，通过向使用低倍率的光学显微镜进行了摄影而得到的图像施加图像处理，并对各煤尘粒子的明亮度的高低进行识别，能够辨别由高炉炉渣系煤尘以及炼钢炉渣系煤尘构成的煤尘种类和由煤炭系煤尘以及铁系煤尘构成的煤尘种类。

但是，仅以这样的亮色粒子与暗色粒子的分类，不能辨别相同程度的明亮度的粒子，例如，不能辨别高炉炉渣系煤尘与炼钢炉渣系煤尘。即，如上所述，仅对摄影图像施加图像处理并通过明亮度的高低进行的分类过于概括，不能确定来自通过高炉法工作的炼铁厂的降尘的煤尘种类（乃至降尘的发生源），因此实用性低。

因此，为了确定来自通过高炉法工作的炼铁厂的降尘（以下，有时称为“来自炼铁的降尘”）的煤尘种类，本发明者不仅着眼于煤尘粒子的明亮度的高低，还着眼于有无磁化性。结果，本发明者发现：能够通过明亮度的高低与有无磁化性的组合来规定煤尘特征，基于该煤尘特征，能够确定来自通过高炉法工作的炼铁厂的降尘的煤尘种类。更详细地讲，本发明者发现：如图1所示，通过明亮度的高低与有无磁化性的组合，能够将仅通过对低倍率的光学显微镜摄影图像进行图像处理无法辨别的来自炼铁的降尘的煤尘种类辨别为煤炭系煤尘、铁系煤尘、高炉炉渣系煤尘以及炼钢炉渣系煤尘的四种。

另外，本发明中的磁化性意味着通过对作为对象的煤尘粒子赋予规定的磁力来进行磁化（变得具有磁性，被磁铁吸附）的性质，在本发明中，将来自通过高炉法工作的炼铁厂的降尘分为通过磁力的赋予而磁化的磁化性降尘和即使赋予磁力也不发生磁化的非磁化性降尘，而且，将该磁化性降尘和非磁化性降尘分别根据明亮度的高低分为亮色粒子和暗色粒子。

具体地讲，能够如下地进行分类：煤炭系煤尘为明亮度低（暗色）且非磁化性的非磁化性暗色粒子；铁系煤尘为明亮度低（暗色）且磁化性的磁化性暗色粒子；高炉炉渣系煤尘为明亮度高（亮色）且非磁化性的非磁化性亮色粒子；炼钢炉渣系煤尘为明亮度高（亮色）且磁化性的磁化性亮色粒子。

如上，根据本发明者所发现的信息，能够根据煤尘特征确定来自炼铁的降尘的煤尘种类，而此时，作为识别明亮度高低的技术，可以适用本发明的粒子测定装置以及粒子测定方法。

［第一实施方式］

（粒子测定装置）

以上，对本发明的概要以及相对于现有技术的优越性进行了说明，接下来，参照图2，对本发明的第一实施方式的粒子测定装置详细地加以说明。图2为示意地表示本实施方式的粒子测定装置的构成的说明图。

如图2所示，本实施方式的粒子测定装置100为对不透明微粒的位置、大小以及明亮度等进行测定的装置，主要具有：载物台101、摄像装置110、反射光用照明装置121、透射光用照明装置123、照明控制装置125和图像处理装置130。

＜载物台101＞

载物台101为载置有散布了作为测定对象的不透明微粒P的透明基板1的透明平板。作为该载物台101的材质，只要透明且具有一定刚性，则并无特别限定，例如，可以使用浮法玻璃板或透明丙烯板等。此外，在进行粒子测定的操作时，从使载物台101保持刚性且不损失透明性的观点来讲，优选载物台101的厚度为1mm～100mm左右。

＜摄像装置110＞

摄像装置110设于载物台101的上方，即，相对于载物台101来说的、载置有载玻片（slide glass）等透明基板1的面（载置面。以下，也记为“基板载置面”）侧，对微粒P进行摄像。该摄像装置110例如接受从透射光用照明装置123向微粒P照射了照明光时来自微粒P的透射光、或从反射光用照明装置121向微粒P照射了照明光时来自微粒P的反射光，生成摄像图像（透射光图像以及反射光图像）。

作为这样的摄像装置110，可以使用CCD（Charge Coupled Device；电荷耦合器件）式或CMOS（Complementary Metal OxideSemiconductor；互补金属氧化物半导体）式数码相机。此外，各微粒P的明亮度（代表明亮度）在各粒子图像对应的各CCD元件的尺寸内被平均化，因此，从微粒P的明亮度测定精度上来说，优选相机的像素数多。具体地讲，优选使用具有能够以至少9像素以上（单色相机）对作为测定对象的微粒P进行摄像的密度的像素的摄像装置110。从正确地记录微粒P的明亮度的观点来讲，优选单色相机。在使用单板式彩色相机（通常，在相邻的CCD元件施加不同的彩色胶片）作为摄像装置110的情况下，需要进行将使用至少4像素的量的明亮度被插值后的明亮度值（CCD为拜尔（Bayer）排列的情况下）作为应该测定的明亮度来使用等的测定精度上的处理，由此，优选使用具有能够以至少36像素以上对作为对象的微粒P进行摄像的密度的像素的摄像装置110。此外，为了确保对作为对象的粒子进行摄像所需的像素密度，如果需要，也可以介由显微镜等的镜头119扩大粒子来进行摄像。

此外，作为内部构成，本实施方式的摄像装置110具有：摄像元件111、透射光图像生成部113和反射光图像生成部115。摄像元件111例如为上述CCD或CMOS。透射光图像生成部113在以将透射光用照明装置123的亮度（装置发光面亮度）设为不为0的规定亮度，且将反射光用照明装置121的亮度（装置发光面亮度）设为0的方式被照明控制装置125控制了的状态下，生成对微粒P进行摄像而获得的透射光图像。此外，反射光图像生成部115在以将透射光用照明装置123的亮度设为以1或2以上的条件设定了的规定亮度，且将反射光用照明装置121的亮度设为不为0的规定亮度的方式被照明控制装置125控制了的状态下，生成对微粒P进行摄像而获得的反射光图像。

如上所述，在通过照明控制装置125控制反射光用照明装置121以及透射光用照明装置125时，可以是透射光图像生成部113以及反射光图像生成部115向照明控制装置125发送指示所希望的透射光用照明装置123以及反射光用照明装置121的设定亮度的信号，可以是其他外部设备向照明控制装置125发送指示设定亮度的信号，也可以是通过用户对设于照明装置125的输入装置进行操作来从该输入装置传送指示设定亮度的信号。

特别是，在本实施方式中，在以反射光图像上的反射光粒子的背景明亮度成为比用于区别粒子的明暗的明亮度阈值高的明亮度的方式，通过照明控制装置125设定了透射光用照明装置123的亮度的状态下，反射光图像生成部115生成反射光图像。

“用于区别粒子的明暗的明亮度阈值”例如以如下的方式计算出来。首先，准备校正样本粒子，该校正样本粒子具有相对于欲将粒子的明亮度识别为“明（明亮度高）”和“暗（明亮度低）”的测定对象的微粒P的边界反射率。接着，在将反射光用照明装置121设为规定亮度，且关闭透射光用照明装置123（灭灯）的条件下，对拍摄校正样本粒子而获得的图像进行图像处理，计算包含于与校正样本粒子相对应的像素区域内的所有像素的平均明亮度。能够将这样计算出的校正样本粒子的平均明亮度作为“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”来使用。

计算用于区别上述粒子明暗的明亮度阈值时的边界反射率意味着用于将具有比该反射率（边界反射率）高的反射率的粒子判断为亮色、将具有比该反射率低的反射率的粒子判断为暗色的反射率的边界值，即，意味着作为将粒子的明亮度区分为亮色和暗色时的边界的反射率。在此，粒子表面的反射率为与照明条件无关的粒子固有性质。因此，能够根据包含于测定对象的样本（微粒群）的微粒P的种类适宜地确定边界反射率。

此外，在不能准备具有边界反射率的粒子的情况下，也可以准备作为用于判断亮色粒子的基准的亮色校正粒子和作为用于判断暗色粒子的基准的暗色校正粒子，对拍摄各粒子而获得的图像进行图像处理，分别求出亮色校正粒子的平均明亮度和暗色校正粒子的平均明亮度，进而，将所求出的两者的平均明亮度的平均值作为用于区别粒子明暗的明亮度阈值来使用。

而且，也可以取代准备上述校正样本粒子或亮色校正粒子/暗色校正粒子，而是对拍摄具有边界反射率的灰色的颜色样纸而获得的图像进行图像处理，计算包含于摄像图像的所有像素的平均明亮度，将所计算出的平均明亮度作为用于区别粒子明暗的明亮度阈值来使用。

另外，摄像装置110将所生成的透射光图像以及反射光图像的数据传送至图像处理装置130。此外，在粒子测定装置100具有规定的存储装置（未作图示）的情况下，摄像装置110也可以将所生成的透射光图像以及反射光图像的数据记录于存储装置。

＜反射光用照明装置121＞

反射光用照明装置121设于载物台101的上方，即，相对于载物台101来说的、载物台101的基板载置面侧，并向载物台101照射规定亮度的光。作为该反射光用照明装置121，例如，可以使用市场上销售的显微镜用环状照明（卤素灯泡）、LED照明、荧光管等。此外，也可以适当地自反射光用照明装置121经透射扩散板、偏光滤光片（均未作图示）等来进行照明。而且，也可以设置多个反射光用照明装置121，对这里的反射光用照明装置121进行平面排列来作为平面照明。这样的平面照明对于避免由镜面反射光产生的图像品质的劣化（高亮等）是有效的。另外，在本实施方式的粒子测定装置100中，为了进行粒子图像的明亮度测定，优选以在摄像上始终保持一定明亮度的方式来设定微粒P的摄像时的照明条件。

＜透射光用照明装置123＞

透射光用照明装置123设于载物台101的下方，即，相对于载物台101来说的、与载物台101的基板载置面相反的一侧，并向载物台101照射规定亮度的光。作为该反射光用照明装置121，例如，可以使用市场上销售的卤素灯泡（单灯式、多灯式均可）、LED照明、荧光管等。此外，也可以适当地自透射光用照明装置123经透射扩散板、偏光滤光片103等来进行照明。而且，也可以设置多个透射光用照明装置123，对这里的透射光用照明装置123进行平面排列来作为平面照明。这样的平面照明对于抑制由镜面反射光产生的图像品质的劣化（高亮等）是有效的。另外，在本实施方式的粒子测定装置100中，为了进行粒子图像的明亮度测定，优选以在摄像上始终保持一定明亮度的方式来设定微粒P的摄像时的照明条件。

＜照明控制装置125＞

照明控制装置125以分别独立设定反射光用照明装置121的亮度和透射光用照明装置123的亮度的方式，对反射光用照明装置121以及透射光用照明装置123进行控制。作为该照明控制装置125，可以使用市场上销售的产品。具体地讲，作为照明控制装置125，例如，可以使用能够通过外部信号来独立地开/关（ON/OFF）反射光用照明装置121以及透射光用照明装置123的装置，而且，也可以使用能够分别独立地变更反射光用照明装置121以及透射光用照明装置123的亮度的装置。

具体地讲，在使用自透射光用照明装置123照射的光经微粒P透射后的透射光进行摄像的情况下，照明控制装置125以将透射光用照明装置123的亮度设为不为0的规定亮度，且将反射光用照明装置121的亮度设为0的方式进行控制。此外，在使用从反射光用照明装置121照射的光在微粒P的表面反射的反射光进行摄像的情况下，照明控制装置125以将透射光用照明装置123的亮度设为以1或2以上的条件设定了的规定亮度，且将反射光用照明装置121的亮度设为不为0的规定亮度的方式进行控制。

＜图像处理装置130＞

图像处理装置130对在通过透射光图像生成部113生成的透射光图像中被识别为微粒P的摄像图像的候补的1个或2个以上的透射光粒子的位置及大小与在通过反射光图像生成部115生成的反射光图像中被识别为微粒P的摄像图像的候补的1个或2个以上的反射光粒子的位置及大小进行比较，由此，使位置及大小的差在规定范围以内的透射光粒子与反射光粒子建立对应，基于该对应结果，计算出透射光粒子的位置及大小来作为微粒P的位置及大小，并且计算出反射光粒子或透射光粒子的代表明亮度来作为微粒P的明亮度。

在此，对通过摄像图像的图像处理进行的粒子的识别方法加以说明。在透射光图像中，背景始终为高明亮度，因此，如果存在作为测定对象的不透明微粒P，则在透射光图像内，低明亮度的区域被识别为粒子图像（透射光粒子）。此外，在反射光图像中，背景根据透射光用照明装置123的亮度而不同，而作为测定对象的不透明微粒P如果为与背景明亮度无关的亮色（高明亮度）粒子，则形成高明亮度区域，如果为暗色（低明亮度）粒子，则形成低明亮度区域。因此，在反射光图像中，微粒P在与背景明亮度存在一定程度的明亮度差的情况下被识别为粒子图像（反射光粒子），而在与背景明亮度具有相同程度的明亮度的情况下并不被识别为粒子图像。例如，在反射光图像的背景为高明亮度的情况下，高明亮度的微粒P不被识别为粒子图像，而低明亮度的微粒P被识别为暗色的粒子图像。

接下来，参照图3，对本实施方式的图像处理装置130的详细构成加以说明。图3为表示本实施方式的图像处理装置130的功能构成的框图。

如图3所示，图像处理装置130主要具有：透射光粒子检测部131、透射光粒子信息计算部133、反射光粒子检测部135、反射光粒子信息计算部137、建立对应处理部139、粒子信息计算部141。

透射光粒子检测部131基于使用规定的明亮度阈值将透射光图像二值化而获得的透射光二值化图像的明亮度分布（二值化图像由高明亮度侧的像素与低明亮度侧的像素构成），将透射光二值化图像的像素坐标中低明亮度的像素集合的像素区域确定为存在透射光粒子的区域，并检测该透射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标。透射光粒子检测部131将与检测到的透射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标相关的信息传送至透射光粒子信息计算部133。另外，关于获得透射光二值化图像时所使用的规定的明亮度阈值的设定例，将在后面加以记述。

透射光粒子信息计算部133基于透射光粒子检测部131的检测结果，即，与从透射光粒子检测部131传送来的透射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标相关的信息，对至少透射光粒子的位置及大小进行计算。在此，本实施方式的透射光粒子的位置，例如可以使用存在于假定在透射光二值化图像中所识别的透射光粒子为圆形的情况下的中心位置的像素的位置坐标等来表示。此外，本实施方式的透射光粒子的大小，例如可以使用假定在透射光二值化图像中所识别的透射光粒子为圆形的情况下的该圆形的面积等来表示。此外，透射光粒子信息计算部133也可以在计算上述透射光粒子的面积的基础上，计算假定透射光粒子为圆形的情况下的直径（与圆形相当的直径），或者，取代上述透射光粒子的面积，仅计算假定透射光粒子为圆形的情况下的直径（与圆形相当的直径）来作为透射光粒子的大小。

另外，透射光粒子信息计算部133将与已计算出的透射光粒子的中心位置、面积、直径等相关的信息传送至建立对应处理部139以及粒子信息计算部141。此外，透射光粒子信息算出部133也可以将与已计算出的透射光粒子的中心位置、面积、直径等相关的信息记录于粒子测定装置100的存储装置（未作图示）。

反射光粒子检测部135基于通过摄像装置110进行了摄像后得到的反射光图像或将该反射光图像二值化而获得的反射光二值化图像的明亮度分布，将反射光图像或反射光二值化图像的像素坐标中与周围像素的明亮度差在规定值以上的像素集合的像素区域确定为存在反射光粒子的区域，并检测该反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标。

在此，本实施方式中，反射光粒子检测部135也可以基于使用上述“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”将反射光图像二值化而获得的图像的明亮度分布，将反射光图像的像素坐标中低明亮度的像素集合的像素区域确定为存在反射光粒子的区域，并检测反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标。此外，在通过摄像装置110进行了摄像后得到的反射光图像中，能够作为粒子识别的像素区域的明亮度与该像素区域周围的像素区域（背景）的明亮度差大，在很容易从反射光图像直接识别粒子的情况下，反射光粒子检测部135也可以并不将反射光图像二值化，而是根据反射光图像直接确定反射光粒子的存在区域，并检测该存在区域内的像素的位置坐标。

另外，反射光粒子检测部135将与检测到的反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标相关的信息传送至反射光粒子信息计算部137。

反射光粒子信息计算部137基于反射光粒子检测部135的检测结果，即，与从反射光粒子检测部135传送来的反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标相关的信息，对至少反射光粒子的位置及大小进行计算。在此，本实施方式的反射光粒子的位置，例如可以使用存在于假定在反射光图像或反射光二值化图像中所识别的反射光粒子为圆形的情况下的中心位置的像素的位置坐标等来表示。此外，本实施方式的反射光粒子的大小，例如可以使用假定在反射光图像或反射光二值化图像中所识别的反射光粒子为圆形的情况下的该圆形的面积等来表示。此外，反射光粒子信息计算部137也可以在计算上述反射光粒子的面积的基础上，计算假定反射光粒子为圆形的情况下的直径（与圆形相当的直径），或者，取代上述反射光粒子的面积，仅计算假定反射光粒子为圆形的情况下的直径（与圆形相当的直径）来作为反射光粒子。

另外，反射光粒子信息计算部137将与已计算出的反射光粒子的中心位置、面积、直径等相关的信息传送至建立对应处理部139以及粒子信息计算部141。此外，反射光粒子信息计算部137也可以将与已计算出的反射光粒子的中心位置、面积、直径等相关的信息记录于粒子测定装置100的存储装置（未作图示）。

建立对应处理部139基于透射光粒子信息计算部133以及反射光粒子信息计算部137的计算结果，即，与从透射光粒子信息计算部133传送来的透射光粒子的中心位置、面积、直径等相关的信息以及与从反射光粒子信息计算部137传送来的反射光粒子的中心位置、面积、直径等相关的信息，将反射光粒子的位置及大小与所有透射光粒子的位置及大小进行比较，使位置及大小的差分别在规定范围以内的透射光粒子与反射光粒子建立对应。此外，建立对应处理部139将与任何透射光粒子均不对应的反射光粒子从微粒P的摄像图像的候补中排除。

在此，反射光粒子与透射光粒子的位置的差，例如可以表示为反射光粒子的中心位置与透射光粒子的中心位置的距离。该距离近（规定范围内）意味着反射光粒子与透射光粒子为相对于同一微粒P的摄像图像的可能性。此外，反射光粒子与透射光粒子的大小的差，例如可以表示为反射光粒子的面积与透射光粒子的面积的差，或者，反射光粒子的与圆形相当的直径与透射光粒子的与圆形相当的直径的差。这些面积或直径的差小（规定范围内）意味着反射光粒子与透射光粒子为相对于同一微粒P的摄像图像的可能性。在本实施方式中，如果上述反射光粒子与透射光粒子的位置的差和反射光粒子与透射光粒子的大小的差均在规定范围内，则判断为反射光粒子与透射光粒子为相对于同一微粒P的摄像图像的概率高，使这些反射光粒子和透射光粒子相对应。

此外，建立对应处理部139将透射光粒子与反射光粒子的对应结果，例如，与（1）彼此建立了对应的透射光粒子与反射光粒子的组合表、（2）与任何反射光粒子均不对应的透射光粒子的列表、（3）与任何透射光粒子均不对应的反射光粒子的列表等相关的信息传送至粒子信息计算部141。此外，建立对应处理部139也可以将与上述（1）～（3）的列表等相关的信息记录于粒子测定装置100的存储装置（未作图示）。不过，包含于（3）的列表中的反射光粒子从微粒P的摄像图像的候补中被排除，所以，建立对应处理部139不必一定将与（3）的列表相关的信息传送至粒子信息计算部141。另外，关于透射光粒子与反射光粒子的对应方法的详细内容，将在后面加以记述。

粒子信息计算部141基于从建立对应处理部139传送来的透射光粒子与反射光粒子的对应结果，计算透射光粒子的位置及大小来作为微粒P的位置及大小，计算与透射光粒子对应的反射光粒子的代表明亮度来作为微粒的明亮度，并计算与任何反射光粒子均不对应的透射光粒子的明亮度来作为规定明亮度。在此，在夹着明亮度阈值而位于与上述反射光粒子的代表明亮度相反侧的明亮度区域内适当地确定规定明亮度即可。例如，在明亮度阈值为100、反射光粒子的代表明亮度为120的情况下，可以将规定明亮度设定为80。

特别是，在本实施方式中，粒子信息计算部141将对应于与反射光粒子相对应的透射光粒子的微粒P识别为具有比用于区别粒子明暗的明亮度阈值低的明亮度的暗色粒子，将对应于与任何反射光粒子均不对应的透射光粒子的微粒P识别为具有比用于区别粒子明暗的明亮度阈值高的明亮度的亮色粒子。

＜遮光板127＞

此外，根据需要，本实施方式的粒子测定装置100也可进一步具有遮光板127。以遮光板127的上端例如与载物台101的下面（与基板载置面相反侧）相接，且覆盖透射光用照明装置123的周围的方式配置遮光板127即可。此外，遮光板127的下端可以是开放的，也可以是封闭的。该遮光板127的作用是：在关闭了通过透射光用照明装置123进行的照明时，防止光从透射光用照明装置123的周围射入，使载物台101的背面成为暗色。因此，在暗室内实施微粒P的位置、大小以及明亮度等的测定的所有操作的情况下，不需要设置遮光板127。

以上，对本实施方式的图像处理装置130的处理进行了说明。上述的各处理部可以通过图像处理装置130的运算处理装置执行各种程序来实现，或者，也可以通过专门适于上述各处理部的功能的硬件来实现。这一点，在后述的其他实施方式中也是相同的。

（粒子测定方法）

以上，对本实施方式的粒子测定装置100详细地进行了说明，接下来，参照图4，对使用上述粒子测定装置100的本实施方式的粒子测定方法详细地加以说明。图4为表示本实施方式的粒子测定方法的处理流程的流程图。

本实施方式的粒子测定方法是使用上述粒子测定装置100来对散布于平坦的基板1上或载物台101上的微粒P的位置、大小以及明亮度进行测定的方法，如以下所说明的，其主要包括：分析用样本的加工步骤、透射光图像生成步骤、反射光图像生成步骤和图像处理步骤。

＜分析用样本的加工步骤＞

首先，加工分析（粒子测定）用的样本。具体地讲，将待验微粒P（例如，在炼铁厂内的特定场所捕集到的降尘粒子）散布于基板1上，将该基板1载置于载物台101上或将微粒P直接散布于载物台101上（S101）。此时，以各粒子之间尽量不接触的方式来调整散布量，并通过压勺等适当地使已散布的微粒P均匀。另外，散布于基板1上的微粒P的个数并未被特别限定（在使用已捕集的降尘的情况下，无需将其全部的量作为分析用样本来进行加工），但为了评价试样的偏差的影响，优选至少使用100个以上的微粒P作为分析用样本。

此外，在使用来自炼铁厂的降尘来作为待验品的情况下，由于降尘通常为φ10μm以上的粗大粒子，因此，在散布降尘粒子时，可以利用降尘粒子在大气中的自由落下。具体地讲，例如，用匙子舀起捕集到的降尘并使其从上方落下至基板上，由此，能够将降尘粒子散布于基板上。

使用如上所生成的分析用样本来实施以下的透射光图像生成工序、反射光图像生成步骤和图像处理步骤。

＜透射光图像生成步骤＞

在透射光图像生成步骤中，如图4所示，通过照明控制装置125，以将透射光用照明装置123的亮度设为不为0的规定亮度，且将反射光用照明装置121的亮度设为0（关闭通过反射光照明装置121进行的照明）的方式进行设定（S103）。然后，在像这样设定了照明的状态下，通过摄像装置110对微粒P进行摄像，摄像装置110的透射光图像生成部113生成透射光图像（S105）。另外，透射光图像生成部113将所生成的透射光图像传送至图像处理装置130。

＜反射光图像生成步骤＞

在反射光图像生成步骤中，如图4所示，通过照明控制装置125进行设定，以便将透射光用照明装置123的亮度设为以1或2以上的条件被设定了的规定亮度，且将反射光用照明装置121的亮度设为不为0的规定亮度（S107）。然后，在像这样设定了照明的状态下，通过摄像装置110对微粒P进行摄像，摄像装置110的反射光图像生成部115生成反射光图像（S109）。另外，反射光图像生成部115将所生成的反射光图像传送至图像处理装置130。

在此，本实施方式的反射光图像生成步骤中，照明控制装置125将来自透射光用照明装置123的照明的亮度设定为，使反射光图像上的反射光粒子的背景明亮度成为比用于区别粒子明暗的明亮度阈值高的明亮度的亮度（规定亮度）。该情况下的“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”例如能够如下地加以计算。首先，准备校正样本例子，该校正样本粒子具有针对欲将粒子的明亮度识别为“明（明亮度高）”和“暗（明亮度低）”的测定对象的微粒P的边界反射率。接着，在将反射光用照明装置121设为规定亮度，且关闭透射光用照明装置123（灭灯）的条件下，对拍摄校正样本粒子而获得的图像进行图像处理，计算包含于与校正样本粒子相对应的像素区域内的所有像素的平均明亮度。能够将这样计算出的校正样本粒子的平均明亮度作为“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”来使用。

计算用于区别上述粒子明暗的明亮度阈值时的边界反射率意味着，用于将具有比该反射率（边界反射率）高的反射率的粒子判断为亮色、将具有比该反射率低的反射率的粒子判断为暗色的反射率的边界值，即，意味着作为将粒子的明亮度区分为亮色和暗色时的边界的反射率。在此，粒子表面的反射率为与照明条件无关的粒子固有性质。因此，能够根据包含于测定对象的样本（微粒群）的微粒P的种类适当地确定边界反射率。

此外，在不能准备具有边界反射率的粒子的情况下，也可以准备作为用于判断亮色粒子的基准的亮色校正粒子和作为用于判断暗色粒子的基准的暗色校正粒子，对拍摄各粒子而获得的图像进行图像处理，分别求出亮色校正粒子的平均明亮度和暗色校正粒子的平均明亮度，进而，将所求出的两者的平均明亮度的平均值作为用于区别粒子明暗的明亮度阈值来使用。

而且，也可以取代准备上述校正样本粒子或亮色校正粒子/暗色校正粒子，而是对拍摄具有边界反射率的灰色的颜色样纸而获得的图像进行图像处理，计算包含于摄像图像的所有像素的平均明亮度，将所计算出的平均明亮度作为用于区别粒子明暗的明亮度阈值来使用。

＜图像处理步骤＞

以下说明的图像处理步骤的各步骤分别通过图3中举例示出的图像处理装置130的各处理部来执行。这一点，在后述的其他实施方式中也是相同的。

在图像处理步骤中，首先，在通过透射光图像生成部113生成的透射光图像中，对作为测定对象的微粒P的摄像图像的候补而被识别的1个或2个以上的透射光粒子（并非实际存在的粒子，而是作为摄像图像中的粒子的图像被识别的像素区域）进行检测（S111）。

在此，参照图5，对透射光粒子的检测方法加以说明。图5为表示使用本实施方式的透射光图像的图像处理方法的一例的说明图。图5（a）表示在基板1上排成一列的微粒P1～P3的侧视图以及在该摄像图像内连接该各微粒P1～P3的中心的直线上的明亮度分布，图5（b）为与图5（a）位置对齐的经二值化后的摄影图像。在以下的图中，其定义相同。

如图5（a）所示，在微粒P1、P2、P3存在的位置，透射光图像中的各像素的明亮度成为比背景明亮度低的明亮度。这是因为，本实施方式中的测定对象的微粒P1、P2、P3为不透明粒子，由此，在微粒P1、P2、P3存在的位置，从这些微粒的下方照射的光不会透射，所以，在透射光图像上被识别为暗色（明亮度低的区域），而另一方面，散布有微粒P1、P2、P3的基板1或载物台101是透明的，由此，从下方照射的光将透射，在透射光图像上被识别为亮色（明亮度高的区域）。

在对透射光粒子进行检测时，首先，使用规定的明亮度阈值Tp对透射光图像进行二值化，并生成透射光二值化图像。作为此时的规定的明亮度阈值Tp，使用比相当于通过透射光照明装置123进行照明时从透明粒子透射的光的明亮度的明亮度阈值低的明亮度阈值。作为“相当于通过透射光照明装置123进行照明时从透明粒子透射的光的明亮度的明亮度阈值（以下，称为“明亮度阈值Tp0”）”，例如，设为预先通过对预先拍摄透明或半透明的粒子（玻璃微粒等）而获得的粒子图像进行处理而求出的各粒子的代表明亮度中最低的明亮度即可。这样确定出的明亮度阈值Tp0成为比不透明粒子在透射光图像上被识别为粒子的像素区域的代表明亮度高的明亮度。

另外，在此，“代表明亮度”为代表被识别为粒子的整个像素区域的明亮度。作为“代表明亮度”，例如，可以使用该像素区域中的各像素的明亮度的平均值、各像素的明亮度的中值等。此外，为了去除上述像素区域中存在的像素的明亮度的异常值，也可以将去除了最大明亮度的像素和最低明亮度的像素的各像素的明亮度的平均值作为“代表明亮度”使用。而且，在被识别为粒子的像素区域的周缘部，由于高亮等，一般，明亮度急变的情况很多，为了排除这样的像素，并消除这样的高亮等的影响，也可以将去除了周缘部的像素的各像素明亮度的平均值作为“代表明亮度”使用。

此外，明亮度阈值Tp的设定方法并不限于上述方法，只要是能够在使用了透射光的摄像图像中识别出不透明粒子的方法，则可以为任何方法。

而且，在摄像装置110的视野内的全域获得完全均匀的照度实际上是困难的，由此，在进行二值化之前，对已记录的像素的明亮度增减作为像素的二维位置函数的修正值，并对图像内的照度偏差进行修正即可。作为该情况下的修正值的计算方法，例如，可以通过本实施方式中所使用的摄像装置110预先对散射光反射率值已知的灰色的试件（test piece）进行摄影，并将此时从已记录的图像中的所有像素的平均明亮度值中减去了各像素的明亮度的结果作为各像素的明亮度修正值来使用。如果修正值与像素的动态范围相比十分小，则通过该修正方法所产生的误差将变小。此外，优选以该修正值变小的方式，尽可能地使摄影上的照度均匀。

如图5（b）所示，如上所获得的透射光二值化图像由高明亮度（图示为白色区域）的像素和低明亮度（图示为斜线区域）的像素构成，在该透射光二值化图像中，粒子存在的区域被识别为低明亮度的像素。因此，根据透射光二值化图像中的相邻像素的二值化明亮度的连接关系，将相同的二值化明亮度的像素（在本实施方式中为低明亮度的像素）相连续、且与其他区域（在本实施方式中为高明亮度的像素存在的区域）相独立的区域确定为微粒P1、P2、P3存在的区域，即，透射光粒子P1p、P2p、P3p存在的区域。而且，对已确定的透射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测，基于该位置坐标，计算透射光粒子P1p、P2p、P3p的位置（例如，中心位置）以及大小（例如，面积或直径），并记录在设于图像处理装置130的存储装置（未作图示）等（S113）。

接着，在通过反射光图像生成部115生成的反射光图像中，对被识别为测定对象的微粒P的摄像图像的候补的1个或2个以上的反射光粒子（并非实际存在的粒子，而是被识别为摄像图像中的粒子的图像的像素区域）进行检测（S115）。

在此，参照图6以及图7，对反射光粒子的检测方法加以说明。图6为表示使用了本实施方式的反射光图像的图像处理方法的一例的说明图。图7为表示使用了本实施方式的反射光图像的图像处理方法的其他例的说明图。

如图6（a）以及图7（a）所示，反射光图像中的各像素的明亮度由微粒P1、P2、P3的明亮度决定。即，反射光图像是利用向散布有微粒P1、P2、P3的基板1或载物台101照射了的光的反射光拍摄而成的，因此，各微粒的摄像图像（反射光粒子）的反射光图像上的明亮度与实际的微粒P1、P2、P3的明亮度的高低相对应。例如，若设微粒P1、P2为明亮度高的粒子（亮色粒子，P1的明亮度＞P2的明亮度），微粒P3为明亮度低的粒子（暗色粒子），则在反射光图像中，与微粒P1、P2存在的区域相对应的像素的明亮度被识别为亮色（明亮度高的区域），与微粒P3存在的区域相对应的像素的明亮度被识别为暗色（明亮度低的区域）。

在本实施方式的对反射光粒子进行检测的方法的一例中，如图6（a）所示，首先，使用规定的明亮度阈值Tr1对反射光图像进行二值化，生成反射光二值化图像。作为此时的规定的明亮度阈值Tr1，例如，可以使用上述“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”。另外，也可以在对反射光图像进行二值化之前，对已记录的像素的明亮度增减作为像素的二维位置的函数的修正值，并对图像内的照度的偏差进行修正，这一点与对透射光图像进行二值化的情况是相同的。

如图6（b）所示，如上所获得的反射光二值化图像由高明亮度（图示为白色区域）的像素和低明亮度（图示为斜线区域）的像素构成。因此，根据反射光二值化图像中的相邻像素的二值化明亮度的连接关系，将相同的二值化明亮度的像素（在本实施方式中为低明亮度的像素）连续、且与其他区域（在本实施方式中为高明亮度的像素存在的区域）相独立的区域确定为作为粒子候补的反射光粒子P3r。而且，对已确定的反射光粒子P3r的存在区域内的像素的位置坐标进行检测，基于该位置坐标，计算反射光粒子Pr的位置（例如，中心位置）以及大小（例如，面积或直径），并将其记录在设于图像处理装置130的存储装置（未作图示）等（S117）。再者，作为参考，在图6（b）中用虚线将各粒子的存在区域（通过透射光二值化图像求出的部分）表示为P1p、P2p、P3p。这样，在反射光图像中，并非始终能够识别出基板1上的所有粒子，或者，即使在所识别的粒子中，其粒子面积也可能与实际的粒子的横截面积有很大不同。

此外，如图7（a）所示，在能够被识别为通过摄像装置110进行了摄像后得到的反射光图像中的粒子的像素区域的明亮度与该像素区域周围的像素区域（背景）的明亮度的差很大，且很容易从反射光图像直接识别粒子的情况下，即使并不如上所述地对反射光图像进行二值化，如图7（b）所示，也能够从反射光图像直接确定反射光粒子Pr的存在区域。例如，能够使用图像中的明亮度梯度来识别粒子的轮郭，并确定粒子范围。而且，也可以对像这样确定了的反射光粒子Pr的存在区域内的像素的位置坐标进行检测。

另外，以上所说明的处理，例如能够利用标准地搭载于Image-Pro Plus（Media Cybernetics，Inc注册商标）这样的市场上销售的图像处理软件的粒子图像处理计量功能加以实施。例如，在Image-Pro Plus ver.5中，具备对特定的数字图像进行一般的粒子图像处理的功能，例如，二值化、明亮度变换、像素中的明亮度运算、粒子识别、粒子图心位置的计算、对粒子赋予号码、粒子的特征量（明亮度、色相、面积、纵横比、圆度等）的计算、对粒子中有无孔进行识别、在粒子中存在孔的情况下的孔在粒子中的面积比的计算等的功能。

在图像处理步骤中，接下来，通过对如上所述地计算出的1个或2个以上的透射光粒子的位置及大小与1个或2个以上的反射光粒子的位置及大小进行比较，进行将位置及大小的差在规定范围以内的透射光粒子与反射光粒子建立对应的对应处理（S119）。

本实施方式的对应处理例如是通过将各反射光粒子与所有透射光粒子（不过，已经与特定的反射光粒子建立了对应的透射光粒子除外）进行比较来进行的。具体地讲，计算所关注的反射光粒子的中心位置与和该反射光粒子进行比较的所有透射光粒子的中心位置之间的距离（中心位置间距离），将该中心位置间距比规定的界限距离小的透射光粒子中具有最短的中心位置间距的透射光粒子作为与所关注的反射光粒子相对应的透射光粒子的候补。作为此时的界限距离的例子，例如，可以列举出与测定对象的微粒P的平均直径接近的值（在微粒P为来自炼铁厂的降尘的情况下，为10μm）或与反射光粒子比较的透射光粒子的直径的30％的长度等。

接下来，在对所关注的反射光粒子和相对应的透射光粒子的候补的面积进行比较，而这些面积的比率（例如，反射光粒子的面积/透射光粒子的面积）为规定的界限比率范围内的情况下，将上述透射光粒子的候补与所关注的反射光粒子相对应。作为此时的界限比率的范围的例子，设为0.5～1.2即可。另一方面，在上述面积的比率为规定的界限比率范围外的情况下，判断为并非与所关注的反射光粒子相对应的透射光粒子。这样，在与所关注的反射光粒子相对应的透射光粒子不存在的情况下，判断为该反射光粒子为虚假粒子，即，并非微粒P的摄像图像的候补，并将该反射光粒子从微粒P的摄像图像的候补中排除。

在进行该对应处理时，本实施方式中，在将反射光图像中的背景（被识别为粒子的像素区域的周围的区域）的明亮度设定为比“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”高的明亮度的状态下，拍摄反射光图像。因此，在反射光二值化图像上被识别为粒子的微粒仅为具有比背景明亮度低的明亮度的粒子，即，对应于暗色的微粒P3的粒子图像，而对应于亮色的微粒P1、P2的粒子图像不会在本实施方式的反射光二值化图像上被识别出来。

因此，在本实施方式中，上述对应处理的结果是，如果有与反射光粒子（图6以及图7的P3r）相对应的透射光粒子（图5的P3p），则将对应于该透射光粒子（P3p）的微粒（P3）识别为具有比用于区别粒子明暗的明亮度阈值低的明亮度的暗色粒子（S121）。另一方面，步骤S121的判断结果是，如果有与任何反射光粒子均不对应的透射光粒子（图5的P1p，P2p），则将对应于该透射光粒子（P1p，P2p）的微粒（P1，P2）识别为具有比用于区别粒子明暗的明亮度阈值高的明亮度的亮色粒子（S123）。另外，如果有与任何透射光粒子均不对应的反射光粒子，则将该反射光粒子从微粒P的摄像图像的候补中排除（S125）。

基于如以上那样进行的对应处理的结果，计算透射光粒子的位置及大小来作为微粒P的位置及大小，并计算反射光粒子或透射光粒子的代表明亮度来作为微粒P的明亮度（S127）。具体地讲，计算与任一反射光粒子相对应的透射光粒子的中心位置及大小（半径或面积）来作为对应于该透射光粒子的微粒P的位置及大小，计算反射光粒子的代表明亮度来作为微粒P的明亮度（在本实施方式的情况下，设为具有比用于区别粒子明暗的明亮度阈值低的明亮度的暗色粒子）。此外，对于与任何反射光粒子均不对应的透射光粒子，其中心位置及大小的计算方法与上述相同，而作为微粒P的明亮度，对该透射光粒子的代表明亮度进行计算（在本实施方式的情况下，设为具有比用于区别粒子明暗的明亮度阈值高的明亮度的亮色粒子）。

此外，作为与微粒P相关的信息，也可以根据预先已求出的微粒P的粒径，对将微粒P假定为球形的情况下的体积进行计算和记录。而且，根据需要，也可以适当地按粒子的明亮度（在本实施方式中，分别针对暗色粒子与亮色粒子），对粒度构成比或总体积、暗色粒子与亮色粒子的总体积的比率等进行计算和记录。

在此，参照图8，对上述对应处理的详细内容加以说明。图8为表示本实施方式的对应处理的流程的一例的流程图。另外，图8所示的对应处理的例子中，在设于粒子测定装置100的存储装置（未作图示），作为反射光粒子的数据，相对应地记录有用于识别各粒子的粒子序号i1（i1＝1，2，…，n1）和各粒子的中心位置的像素坐标［Xi1，Yi1］以及面积Si1。此外，在存储装置，作为透射光粒子的数据，相对应地记录有用于识别各粒子的粒子序号i2（i2＝1，2，…，n2）和各粒子的中心位置的像素坐标［Xi2，Yi2］以及面积Si2。此外，例如，设为将i1＝1的反射光粒子的中心位置的坐标表示为［X11，Y11］，将面积表示为S11，将i2＝1的透射光粒子的中心位置的坐标表示为［X21，Y21］，将面积表示为S21等。以下，对使用了这样的数据的对应处理方法的一例详细地加以说明。

如图8所示，首先，进行反射光粒子的判别。对反射光粒子的粒子序号i1进行初始化，将其设为“i1＝0”（S151），从存储装置读出与粒子序号i1＝1的反射光粒子相关的数据，即，i1＝1的反射光粒子的中心位置的坐标［X11，Y11］以及面积S11（S153）。相同地，对透射光粒子的粒子序号i2进行初始化，将其设为“i2＝0”（S155），从存储装置读出与粒子序号i2＝1的透射光粒子相关的数据，即，i2＝1的透射光粒子的中心位置的坐标［X21，Y21］以及面积S21（S157）。

接着，对于i1＝1、i2＝1的情况，判断［X11，Y11］与［X21，Y21］之间的距离（中心位置间距）是否为规定的界限距离（例如，10μm）以下（S159）。该判断的结果是，在判断为中心位置间距在界限距离以下的情况下，作为与i1＝1的反射光粒子相对应的透射光粒子的候补（对应候补），增加i2＝1的透射光粒子（S161），对i2加1（S163），设为“i2＝2”。另一方面，步骤S159的判断结果是，在判断为中心位置间距超过界限距离的情况下，作为对应候补，不增加i2＝1的透射光粒子，对i2加1（S163），设为“i2＝2”。

接着，从存储装置读出与粒子序号i2＝2的透射光粒子相关的数据，即，i2＝2的透射光粒子的中心位置的坐标［X22，Y22］以及面积S22（S157）。这样一来，重复步骤S159～S163的处理直至“i2＞n2”（S165）。即，对所有i2（＝1～n2）进行步骤S157～S163的处理。

接着，以上处理的结果是，对与i1＝1的反射光粒子相对应的透射光粒子的候补的个数是否为0进行判断（S167），在候补的个数为0的情况下，并不进行粒子的对应，而是对i1加1，设为i1＝2，并进入下一个反射光粒子数据的处理（S169）。另一方面，在步骤S167的判断结果是候补的个数不为0的情况下，进一步判断候补的个数是否为1（S171）。

在该步骤S171的判断结果是候补的个数为1的情况（例如，仅i2＝1的粒子为候补的情况）下，判断该候补的透射光粒子的面积Si2与反射光粒子的面积Si1的比率是否在界限比率范围内（S173）。该步骤S173的判断结果是在界限比率范围内的情况下，使这些透射光粒子（i2＝1）与反射光粒子（i1＝1）相对应，将这些粒子图像识别为暗色（低明亮度）的微粒P的摄像图像（S175），对i1加1，设为i1＝2，并进入下一个反射光粒子数据的处理（S169）。另一方面，步骤S173的判断结果是在界限比率范围外的情况下，并不建立透射光粒子与反射光粒子的对应，对i1加1（S169），设为“i1＝2”。

此外，步骤S171的判断结果是候补的个数不为1的情况下，即，候补的个数为2以上的情况下，仅使这些候补中反射光粒子的面积Si1与透射光粒子的面积Si2的面积比率在规定的界限比率范围内的粒子序号i2的透射光粒子与反射光粒子（i1＝1）相对应。即，存在多个透射光粒子与同一反射光粒子对应的情况。此后，将这些粒子图像识别为暗色（低明亮度）的微粒P的摄像图像（S177），对i1加1，设为i1＝2，并进入下一个反射光粒子数据的处理（S169）。

接着，在针对下一个反射光粒子数据（i1＝2）的粒子对应处理中，从存储装置读出与粒子序号i1＝2的透射光粒子相关的数据，即，i1＝2的透射光粒子的中心位置的坐标［X12，Y12］以及面积S12（S157）。这样一来，重复步骤S153～S177的处理直至“i1＞n1”（S179）。即，对所有的i1（＝1～n1）进行步骤S153～S177的处理。

以上的处理结束后，进行透射光粒子的判别。再次对粒子序号i2进行初始化，将其设为“i2＝0”（S181）。进而，根据i2＝1的透射光粒子，判断该透射光粒子是否与任一反射光粒子（i1＝1～n1）相对应（被识别为暗色粒子）（S183）。该判断的结果是该透射光粒子与任一反射光粒子相对应的情况下，对i2加1，设为i2＝2，并进入下一个反射光粒子数据的处理（S185）。另一方面，步骤S183的判断结果是该透射光粒子未与任何反射光粒子相对应的情况下，将该透射光粒子识别为亮色粒子（S187），对i2加1，设为i2＝2，并进入下一个反射光粒子数据的处理（S185）。

接着，对i2＝2的透射光粒子进行上述步骤S183～S187的处理，重复以上的处理直至“i2＞n2”（S189）。即，对所有i2（＝1～n2）进行步骤S183～S187的处理。

这样一来，能够将所有的透射光粒子（i2＝1～n2）识别为暗色粒子或亮色粒子的任一。另外，与任何透射光粒子均不对应的反射光粒子从测定对象的微粒P的摄像图像的候补中排除。

（本实施方式的粒子测定装置以及粒子测定方法的优点）

根据以上所说明的本实施方式的粒子测定装置100以及使用了该装置的粒子测定方法，通过反射光照明装置121，从微粒P的上方进行照明，在使用来自该微粒P的反射光对微粒P进行了摄像后得到的粒子图像中主要预测出多个明亮度高的干扰的情况下，能够进行精度高的粒子图像处理计量。

作为明亮度高的干扰的第一代表例，包括通过来自上方的照明（来自反射光照明装置121的照明）的镜面反射产生的高亮。在这样的高亮所存在的粒子图像中，高亮部分的像素数占对应于微粒P的像素数的比例一般为10％以上而不足50％。在仅使用通过来自上方的照明（反射光）进行了摄像后得到的图像来判断微粒的明亮度的情况下，即使本来为明亮度低的暗色粒子，在高亮部分的明亮度也高，所以，存在将该暗色粒子误认为亮色粒子的可能性。对此，根据本实施方式，即使存在高亮部分，也能够仅通过粒子的暗色部分来判断粒子本来的明亮度。而且，根据使用来自下方的照明（透射光）进行了摄像后得到的图像来计算粒子的面积，因此不会产生下述测定误差：在使用来自上方的照明（反射光）进行了摄像后得到的图像中，因将暗色粒子作为高亮部分的缺失形状而被识别为粒子所产生的粒子面积的测定误差。

此外，因为与上述相同的理由，根据本实施方式，通过粒子以外的镜面反射（例如，来自载物台表面的镜面反射）所产生的摄像物也不会被误认为粒子。

此外，作为明亮度高的干扰的第二代表例，包括存在于焦点距离范围外的测定对象外的粒子（例如，显微镜镜头的污垢）。即使是并未存在于载物台101上的测定对象外的粒子（例如，污垢），若其存在于摄像范围内，则也存在该粒子被作为图像记录的情况。这样的粒子由于摄像装置（照相机）的焦点未对准，所以会产生离焦，并被记录为整体很大且明亮度略高的像素。这种情况对于使用来自上方的照明（反射光）进行了摄像后得到的图像和使用来自下方的照明（透射光）进行了摄像后得到的图像都是相同的。在仅通过使用来自上方的照明进行了摄像后得到的图像判断了这样的粒子的明亮度的情况下，不能单纯判断是明亮度低的粒子还是测定对象外的粒子。对此，本实施方式中，在对使用来自下方的照明进行了摄像后得到的图像进行二值化并进行图像处理时，将通过这样的离焦产生的高明亮度的粒子从粒子的测定对象中排除（在使用来自焦距已对准的粒子的下方的照明进行了摄像后得到的图像中，对应于粒子的像素区域始终为规定值以下的低明亮度），因此，并不会误认测定对象外的粒子。

［第二实施方式］

接下来，对本发明的第二实施方式的粒子测定装置以及粒子测定方法加以说明，并主要对不同于上述第一实施方式的构成详细地加以说明。

（粒子测定装置）

本实施方式的粒子测定装置与上述第一实施方式的粒子测定装置100在反射光图像生成部、反射光粒子检测部以及粒子信息计算部的功能上有所不同。

具体地讲，本实施方式的反射光图像生成部在以下的状态下生成反射光图像，即，以与第一实施方式相反地、反射光图像上的反射光粒子的背景明亮度比用于区别粒子明暗的明亮度阈值低的明亮度的方式，通过照明控制装置设定了透射光用照明装置的亮度的状态。

此外，本实施方式的反射光粒子检测部基于使用用于区别粒子明暗的明亮度阈值来对反射光图像进行二值化而获得的反射光二值化图像的明亮度分布，将反射光图像的像素坐标中高明亮度的像素集合的像素区域确定为反射光粒子存在的区域，并对该反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测。

即，在本实施方式的反射光二值化图像中，背景明亮度变为低明亮度侧，仅具有比用于区别粒子明暗的明亮度阈值高的明亮度的微粒P能被识别为反射光粒子。

因此，本实施方式的粒子信息计算部将对应于通过建立对应处理部与反射光粒子建立了对应的透射光粒子的微粒P识别为具有比用于区别粒子明暗的明亮度阈值高的明亮度的亮色粒子，将对应于与任何反射光粒子均不对应的透射光粒子的微粒P识别为具有比用于区别粒子明暗的明亮度阈值低的明亮度的暗色粒子。

即，在本实施方式中，与第一实施方式的情况相反地，对应于与任一反射光粒子相对应的透射光粒子的微粒为亮色粒子，对应于与任何反射光粒子均不对应的透射光粒子的微粒为暗色粒子。

（粒子测定方法）

以上，对本实施方式的粒子测定装置进行了说明，接着，参照图9，对本实施方式的粒子测定方法中的反射光粒子检测方法加以说明。图9为表示使用了本实施方式的反射光图像的图像处理方法的一例的说明图。

如图9（a）所示，反射光图像中的各像素的明亮度由微粒P1、P2、P3的明亮度决定。即，反射光图像是利用向散布有微粒P1、P2、P3的基板1或载物台101照射了的光的反射光拍摄而成的，因此，各微粒的摄像图像（反射光粒子）的反射光图像上的明亮度与实际的微粒P1、P2、P3的明亮度的高低对应。例如，若设微粒P1、P2为明亮度高的粒子（亮色粒子，P1的明亮度＞P2的明亮度），微粒P3为明亮度低的粒子（暗色粒子），则在反射光图像中，与微粒P1、P2存在的区域对应的像素的明亮度被识别为亮色（明亮度高的区域），与微粒P3存在的区域对应的像素的明亮度被识别为暗色（明亮度低的区域）。

在本实施方式中队反射光粒子进行检测的方法的一例中，如图9（a）所示，首先，使用规定的明亮度阈值Tr2对反射光图像进行二值化，生成反射光二值化图像。作为此时的规定的明亮度阈值Tr2，例如，可以使用上述“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”。另外，也可以在对反射光图像进行二值化之前，对已记录的像素的明亮度增减作为像素的二维位置的函数的修正值，并对图像内的照度的偏差进行修正，这一点与第一实施方式的情况相同。

如图9（b）所示，如以上所获得的反射光二值化图像由高明亮度（图示为白色区域）的像素和低明亮度（图示为斜线区域）的像素构成。因此，根据反射光二值化图像中的相邻像素的二值化明亮度的连接关系，将相同的二值化明亮度的像素（在本实施方式中为高明亮度的像素）连续、且与其他区域（在本实施方式中为低明亮度的像素存在的区域）相独立的区域确定为作为粒子候补的反射光粒子P1r以及P2r。而且，对已确定的反射光粒子Pr的存在区域内的像素的位置坐标进行检测，基于该位置坐标，计算反射光粒子Pr的位置（例如，中心位置）以及大小（例如，面积或直径），并将其记录于设于图像处理装置的存储装置（未作图示）等。

接下来，与第一实施方式同样地进行反射光粒子与透射光粒子的对应处理，而在该对应处理时，在本实施方式中，反射光图像的背景（被识别为粒子的像素区域的周围的区域）明亮度被设定为比“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”低的明亮度，在此状态下，反射光图像被拍摄下来。因此，在反射光二值化图像上被识别为粒子的微粒仅为具有比背景明亮度高的明亮度的粒子，即，对应于亮色的微粒P1，P2的粒子图像，而对应于暗色的微粒P3的粒子图像不会在本实施方式的反射光二值化图像上被识别出来。

因此，在本实施方式中，上述对应处理的结果是，如果有与反射光粒子（图9的P1r，P2r）相对应的透射光粒子（图5的P1p，P2p），则将对应于该透射光粒子（P1p，P2p）的微粒（P1，P2）识别为具有比用于区别粒子明暗的明亮度阈值高的明亮度的亮色粒子。另一方面，上述对应处理的结果是，如果有与任何反射光粒子均不对应的透射光粒子（图5的P3p），则将对应于该透射光粒子（P3p）的微粒（P3）识别为具有比用于区别粒子明暗的明亮度阈值低的明亮度的暗色粒子。另外，如果有与任何透射光粒子均不对应的反射光粒子，则将该反射光粒子从微粒P的摄像图像的候补中排除，这一点与第一实施方式相同。

基于如以上那样进行的对应处理的结果，计算透射光粒子的位置及大小来作为微粒P的位置及大小，并计算反射光粒子或透射光粒子的代表明亮度来作为微粒P的明亮度。具体地讲，计算与任一反射光粒子相对应的透射光粒子的中心位置及大小（半径或面积）来作为对应于该透射光粒子的微粒P的位置及大小，计算反射光粒子的代表明亮度来作为微粒P的明亮度（在本实施方式的情况下，设为具有比用于区别粒子明暗的明亮度阈值高的明亮度的亮色粒子）。此外，对于与任何反射光粒子均不对应的透射光粒子，其中心位置及大小的计算方法与上述相同，而作为微粒P的明亮度，对该透射光粒子的代表明亮度进行计算（在本实施方式的情况下，设为具有比用于区别粒子明暗的明亮度阈值低的明亮度的暗色粒子）。

此外，作为与微粒P相关的信息，也可以根据预先已求出的微粒P的粒径，对将微粒P假定为球形的情况下的体积进行计算和记录。而且，根据需要，也可以适当地按粒子的明亮度（在本实施方式中，分别针对暗色粒子与亮色粒子），对粒度构成比或总体积、暗色粒子与亮色粒子的总体积的比率等进行计算和记录。

（本实施方式的粒子测定装置以及粒子测定方法的优点）

根据以上已说明的本实施方式的粒子测定装置以及使用了该装置的粒子测定方法，在通过反射光照明装置从测定对象的微粒的上方进行照明，并在使用来自该微粒的反射光对微粒进行了摄像后得到的粒子图像中主要预测出多个明亮度低的干扰的情况下，能够进行精度高的粒子图像处理计量。

作为明亮度低的干扰的代表例，包括载置有散布了测定对象的微粒的基板或直接散布有微粒的透明载物台上的半透明污垢。会有在透明载物台上经常存在油或指纹等的半透明污垢的情况，而这样的污垢有时会被拍摄下来。在测定对象的微粒主要为高明亮度，而将用于识别相对低明亮度的暗色粒子的明亮度阈值设定为比较高的明亮度的情况下，在仅使用来自上方的照明进行了摄像后得到的图像的粒子识别中，存在将载物台上的半透明污垢误认为粒子的可能性。对此，根据本实施方式，在对使用来自下方的照明进行了摄像后得到的图像进行二值化并进行图像处理时，将这样的载物台上的污垢从粒子的测定对象中排除，因此，不会将载物台上的污垢误认为粒子。

［第三实施方式］

接下来，对本发明的第三实施方式的粒子测定装置以及粒子测定方法加以说明，并主要对不同于上述第一以及第二实施方式的构成详细地加以说明。

（粒子测定装置）

本实施方式的粒子测定装置与上述第一以及第二实施方式的粒子测定装置100在反射光图像生成部、反射光粒子检测部以及粒子信息计算部的功能上有所不同。更详细地讲，本实施方式的反射光图像生成部以及反射光粒子检测部具有上述第一实施方式和第二实施方式双方的功能，由此，与第一以及第二实施方式不同地，本实施方式的粒子信息计算部能够将测定对象的微粒的明亮度识别为亮色粒子、暗色粒子以及中间色粒子的三种。以下，对详细内容加以说明。

首先，本实施方式的反射光图像生成部与第二实施方式的情况同样地生成在以下状态下对测定对象的微粒进行摄像而获得的暗背景时反射光图像，即，以反射光图像上的反射光粒子的背景明亮度成为比用于区别粒子明暗的第一明亮度阈值（以下，称为“暗背景用明亮度阈值Tr3（D）”）低的明亮度的方式，通过照明控制装置设定了透射光用照明装置的亮度的状态。

而且，在本实施方式的反射光图像生成部，首先，预先确定作为比暗背景明亮度阈值Tr3（D）低的明亮度阈值的第二明亮度阈值（定义为Tr3（B））。接下来，与第一实施方式的情况相同地，在以反射光图像上的反射光粒子的背景明亮度成为比上述Tr3（B）高的明亮度的方式，通过照明控制装置设定了透射光用照明装置的亮度的状态下，生成对测定对象的微粒进行摄像而获得的亮背景时反射光图像。

在此，暗背景用明亮度阈值Tr3（D）以及亮背景用明亮度阈值Tr3（B）可以通过与在第一以及第二实施方式中说明了的“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”相同的方法求出，因此，在本实施方式中，重要的是，暗背景用明亮度阈值Tr3（D）为比亮背景用明亮度阈值Tr3（B）高的明亮度。

此外，首先，本实施方式的反射光粒子检测部，与第二实施方式的情况同样地，基于使用暗背景用明亮度阈值Tr3（D）对暗背景时反射光图像进行二值化而获得的暗背景时反射光二值化图像的明亮度分布，将暗背景时反射光图像的像素坐标中高明亮度的像素集合的像素区域确定为反射光粒子存在的区域，并对该反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测。

而且，本实施方式的反射光粒子检测部，与第一实施方式的情况同样地，基于使用亮背景用明亮度阈值Tr3（B）对亮背景时反射光图像进行二值化而获得的亮背景时反射光二值化图像的明亮度分布，将亮背景时反射光图像的像素坐标中低明亮度的像素集合的像素区域确定为反射光粒子存在的区域，并对该反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测。

即，本实施方式中，在暗背景时反射光二值化图像中，背景明亮度成为低明亮度侧，仅具有比暗背景用明亮度阈值Tr3（D）高的明亮度的微粒被识别为反射光粒子，在亮背景时反射光二值化图像中，背景明亮度成为高明亮度侧，仅具有比亮背景用明亮度阈值Tr3（B）低的明亮度的微粒能被识别为反射光粒子。此外，对于具有比亮背景用明亮度阈值Tr3（B）高的明亮度且具有比暗背景用明亮度阈值Tr3（D）低的明亮度的微粒，不能够在暗背景时反射光二值化图像和亮背景时反射光二值化图像的双方中被识别。

因此，本实施方式的粒子信息计算部将对应于通过建立对应处理部与存在于暗背景时反射光图像中的反射光粒子建立了对应的透射光粒子的微粒识别为具有比暗背景用明亮度阈值Tr3（D）高的明亮度的亮色粒子，将对应于与存在于亮背景时反射光图像中的反射光粒子建立了对应的透射光粒子的微粒识别为具有比亮背景用明亮度阈值Tr3（B）低的明亮度的暗色粒子。另一方面，本实施方式的粒子信息计算部将对应于与任何反射光粒子均不对应的透射光粒子的微粒识别为具有亮色粒子与暗色粒子的中间明亮度（在本实施方式中为比亮背景用明亮度阈值Tr3（B）高且比暗背景用明亮度阈值Tr3（D）低的明亮度）的中间色粒子。

即，在本实施方式中，对应于与任一暗背景时反射光图像中存在的反射光粒子建立了对应的透射光粒子的微粒成为亮色粒子，对应于与任一亮背景时反射光图像中存在的反射光粒子建立了对应的透射光粒子的微粒成为暗色粒子，对应于与任何反射光粒子均不对应的透射光粒子的微粒成为中间色粒子。

（粒子测定方法）

以上，对本实施方式的粒子测定装置进行了说明，接着，参照图10，主要对本实施方式的粒子测定方法中的反射光粒子检测方法加以说明。图10为表示使用了本实施方式的反射光图像的图像处理方法的一例的说明图。

如图10（a）所示，反射光图像中的各像素的明亮度由微粒P1、P2、P3的明亮度决定。即，反射光图像是利用向散布有微粒P1、P2、P3的基板1或载物台101照射了的光的反射光拍摄而成的，因此，各微粒的摄像图像（反射光粒子）的反射光图像上的明亮度与实际的微粒P1、P2、P3的明亮度的高低对应。例如，若设微粒P1为明亮度高的亮色粒子，微粒P2为具有中间明亮度的中间色粒子，微粒P3为明亮度低的粒子（暗色粒子），则在反射光图像中，与微粒P1存在的区域对应的像素的明亮度被识别为亮色（明亮度高的区域），与微粒P3存在的区域对应的像素的明亮度被识别为暗色（明亮度低的区域），与微粒P2存在的区域对应的像素的明亮度被识别为中间色（明亮度为中间区域）。

在本实施方式中，与上述第一实施方式的情况同样地，利用透射光对测定对象的微粒进行摄像来生成透射光图像，并在背景明亮度低于“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”的条件下，利用反射光来对微粒进行摄像，由此，生成暗背景时反射光图像。此外，在本实施方式中，与上述第二实施方式的情况同样地，在背景明亮度高于“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”的条件下，利用反射光来对微粒进行摄像，由此，也生成亮背景时反射光图像。

此后，如图10（a）所示，首先，使用暗背景用明亮度阈值Tr3（D）对暗背景时反射光图像进行二值化，生成暗背景时反射光二值化图像。作为此时的暗背景用明亮度阈值Tr3（D），例如，可以使用上述“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”。

此外，在本实施方式中，使用亮背景用明亮度阈值Tr3（B）对亮背景时反射光图像进行二值化，一并生成亮背景时反射光二值化图像。作为此时的亮背景用明亮度阈值Tr3（B），例如，可以使用上述“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”，但需要该明亮度阈值是比暗背景用明亮度阈值Tr3（D）低的明亮度值。

另外，也可以在对暗背景时反射光图像以及亮背景时反射光图像进行二值化之前，对已记录的像素的明亮度增减作为像素的二维位置的函数的修正值，并对图像内的照度的偏差进行修正，这一点与上述各实施方式的情况相同。

如图10（b）、（c）所示，如以上所获得的暗背景时反射光二值化图像以及亮背景时反射光二值化图像由高明亮度（图示为白色区域）的像素和低明亮度（图示为斜线区域）的像素构成。因此，根据暗背景时反射光二值化图像以及亮背景时反射光二值化图像中的相邻像素的二值化明亮度的连接关系，将相同的二值化明亮度的像素（在暗背景时反射光二值化图像中为高明亮度的像素，在亮背景时反射光二值化图像中为低明亮度的像素）连续、且与其他区域（在暗背景时反射光二值化图像中为低明亮度的像素存在的区域，在亮背景时反射光二值化图像中为高明亮度的像素存在的区域）相独立的区域确定为作为粒子候补的反射光粒子（在暗背景反射光粒子中为P1r，在亮背景反射光粒子中为P3r）。而且，对已确定的反射光粒子Pr的存在区域内的像素的位置坐标进行检测，基于该位置坐标，计算反射光粒子Pr的位置（例如，中心位置）以及大小（例如，面积或直径），并将其记录于设于图像处理装置的存储装置（未作图示）等。

接下来，与第一实施方式同样地进行反射光粒子与透射光粒子的对应处理，而在该对应处理时，在本实施方式中，暗背景时反射光图像的背景（被识别为粒子的像素区域的周围的区域）明亮度被设定为比“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”低的明亮度，在此状态下，反射光图像被拍摄下来。因此，在暗背景时反射光二值化图像上被识别为粒子的微粒仅为具有比背景明亮度高的明亮度的粒子，即，对应于亮色的微粒P1的粒子图像，对应于暗色的微粒P3以及中间色的微粒P2的粒子图像并不在本实施方式的暗背景时反射光二值化图像上被识别出来。另一方面，亮暗背景时反射光图像的背景（被识别为粒子的像素区域的周围的区域）明亮度被设定为比“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”高的明亮度，在此状态下，反射光图像被拍摄下来。因此，在亮背景时反射光二值化图像上被识别为粒子的微粒仅为具有比背景明亮度低的明亮度的粒子，即，对应于暗色的微粒P3的粒子图像，对应于亮色的微粒P1以及中间色的微粒P2的粒子图像并不在本实施方式的亮背景时反射光二值化图像上被识别出来。

因此，在本实施方式中，例如，最初，使用暗背景时反射光二值化图像来进行第一对应处理。其结果是，如果有与反射光粒子（图10（b）的P1r）建立了对应的透射光粒子（图5的P1p），则将对应于该透射光粒子（P1p）的微粒（P1）识别为具有比暗背景用明亮度阈值Tr3（D）高（因此，比用于区别粒子明暗的明亮度阈值高）的明亮度的亮色粒子。

接下来，在本实施方式中，上述第一对应处理的结果是，对于与暗背景时反射光二值化图像上的反射光粒子不相对应的（未被识别为亮色粒子）透射光粒子，使用亮背景时反射光二值化图像来进行第二对应处理。其结果是，如果有与反射光粒子（图10（c）的P3r）建立了对应的透射光粒子（图5的P3p），则将对应于该透射光粒子（P3p）的微粒（P3）识别为具有比亮背景用明亮度阈值Tr3（B）低（因此，比用于区别粒子明暗的明亮度阈值低）的明亮度的暗色粒子。

另一方面，上述第一以及第二对应处理的结果是，如果有与任何反射光粒子均不对应的透射光粒子（图5的P2p），则将对应于该透射光粒子（P2p）的微粒（P2）识别为具有亮色粒子与暗色粒子的中间明亮度（在本实施方式中，为比亮背景用明亮度阈值Tr3（B）高且比暗背景用明亮度阈值Tr3（D）低的明亮度）的中间色粒子。

另外，如果有与任何透射光粒子均不对应的反射光粒子，则将该反射光粒子从微粒P的摄像图像的候补中排除，这一点与第一实施方式相同。

基于如以上那样进行的对应处理的结果，计算透射光粒子的位置及大小来作为微粒P的位置及大小，并计算反射光粒子或透射光粒子的代表明亮度来作为微粒P的明亮度。具体地讲，计算与任一反射光粒子相对应的透射光粒子的中心位置及大小（半径或面积）来作为对应于该透射光粒子的微粒P的位置及大小，计算反射光粒子的代表明亮度来作为微粒P的明亮度（在本实施方式的情况下，为亮色粒子或暗色粒子）。此外，对于与任何反射光粒子均不对应的透射光粒子，其中心位置及大小的计算方法与上述相同，而作为微粒P的明亮度，对该透射光粒子的代表明亮度进行计算（在本实施方式的情况下，为中间色粒子）。

此外，作为与微粒P相关的信息，也可以根据预先已求出的微粒P的粒径，对将微粒P假定为球形的情况下的体积进行计算和记录。而且，根据需要，也可以适当地按粒子的明亮度（在本实施方式中，分别针对暗色粒子、亮色粒子和中间色粒子），对粒度构成比或总体积、暗色粒子、亮色粒子和中间色粒子的总体积的比率等进行计算和记录。

（本实施方式的粒子测定装置以及粒子测定方法的优点）

根据以上已说明的本实施方式的粒子测定装置以及使用了该装置的粒子测定方法，第一，在通过反射光照明装置从测定对象的微粒的上方进行照明，并在使用来自该微粒的反射光对微粒进行了摄像后得到的粒子图像中，如在上述各实施方式中所说明的，主要预测出多个明亮度高的干扰或明亮度低的干扰的情况下，能够进行精度高的粒子图像处理计量。

第二，根据本实施方式的粒子测定装置以及使用了该装置的粒子测定方法，能够对测定对象的微粒的明亮度进行比上述各实施方式的情况更详细的识别（亮色粒子、暗色粒子以及中间色粒子的3种）。

第三，根据本实施方式的粒子测定装置以及使用了该装置的粒子测定方法，能够与微粒在摄像时的条件变动无关地、高精度地进行微粒的明亮度的识别。即使在摄像对象为具有均匀反射率的同一微粒的情况下，在像素间或每次摄影中，明亮度也会变动。作为这样的明亮度变动的理由，例如，包括：由照明装置的亮度或摄像装置（照相机）的摄像元件（例如，CCD元件）特征漂移等引起，或由摄影空间内照明不均匀、各CCD元件间的特征的差引起等，现实当中几乎不可能完全防止明亮度的变动。

因此，在使用来自上方的照明（反射光）进行了摄像时，作为识别明亮度的对象的微粒的图像的平均明亮度接近背景明亮度的情况下，由于摄像时的明亮度的变动，在微粒的周缘部不能识别出与背景像素的明亮度差的像素区域可能变动。在极端的情况下，若背景明亮度变动而微粒的平均明亮度与背景明亮度一致，则微粒将不被识别出来，而与此相对地，若背景明亮度向反方向变动而产生微粒的平均明亮度与背景明亮度的差，则该微粒能被识别为粒子。即，使用来自上方的照明进行了摄像的粒子（反射光粒子）的面积根据摄像条件而变动。

在此，一般通过使用来自下方的照明（透射光）进行了摄像的粒子的图像处理计量时的摄像条件的差产生的粒子面积的变动很小，因此，在通过使用来自下方的照明进行了摄像的粒子与使用来自上方的照明进行了摄像的粒子的面积比进行粒子明亮度的识别的情况下，由于使用来自上方的照明进行了摄像的粒子的面积的变动，对于同一粒子的明亮度（明/暗）的判断也将变动，形成粒子的明亮度识别的误差。

另一方面，在使用来自上方的照明进行了摄像时，明亮度的识别对象的微粒的图像的平均明亮度与背景明亮度的差很大的情况下，即使摄像时存在明亮度的变动，由于粒子存在的区域较为明确，因此，粒子面积的变动少（即使摄像条件稍许变动，粒子的平均明亮度也不会与背景明亮度一致）。因此，相对于摄像条件的变动的粒子的明亮度识别的误差小。

但是，即使在该情况下，在将背景的明亮度设成了1种的条件下，依粒子明亮度的不同，可能存在与该1种背景明亮度接近的情况。

因此，在本实施方式中，使用亮背景和暗背景的2种背景来对测定对象的微粒进行摄像，暗色粒子的识别使用亮背景反射光图像来进行，亮色粒子的识别使用暗背景反射光图像来进行，由此，能够始终确保背景与明亮度识别对象的微粒的间的大的明亮度差。因此，无论在何种条件下，都能够始终使相对于摄像条件的变动的粒子明亮度识别的误差小。例如，在图10中，通过亮背景摄影图像，能够使用已设定为远低于该背景的明亮度的阈值Tr3（B）来无遗漏地识别暗色粒子。此外，相反地，通过暗背景摄影图像，能够使用已设定为远高于该背景的明亮度的阈值Tr3（D）来无遗漏地识别亮色粒子。

［第四实施方式］

接下来，对本发明的第四实施方式的粒子测定装置以及粒子测定方法加以说明，并主要对不同于上述各实施方式的构成详细地加以说明。

（粒子测定装置）

本实施方式的粒子测定装置与上述第三实施方式的粒子测定装置在反射光图像生成部、反射光粒子检测部以及粒子信息计算部的功能上相类似。更详细地讲，在上述第三实施方式中，亮背景用明亮度阈值Tr3（B）为比暗背景用明亮度阈值Tr3（D）低的明亮度，而在本实施方式中，亮背景用明亮度阈值具有比暗背景用明亮度阈值高的明亮度，这一点上有很大不同。另一方面，与第三实施方式同样地，本实施方式的粒子信息计算部也能够将测定对象的微粒的明亮度识别为亮色粒子、暗色粒子、中间色粒子的3种。以下，对详细内容加以说明。

首先，本实施方式的反射光图像生成部与第二实施方式的情况同样地在以下状态下生成对测定对象的微粒进行摄像而获得的暗背景时反射光图像，即，以反射光图像上的反射光粒子的背景明亮度成为比用于区别粒子明暗的第一明亮度阈值（以下，称为“暗背景用明亮度阈值Tr4（D）”）低的明亮度的方式，通过照明控制装置设定了透射光用照明装置的亮度的状态。

而且，本实施方式的反射光图像生成部，与第一实施方式的情况同样地，在以反射光图像上的反射光粒子的背景明亮度成为比用于区别粒子明暗的、作为高于暗背景用明亮度阈值Tr4（D）的明亮度阈值的第二明亮度阈值（以下，称为“亮背景用明亮度阈值Tr4（B）”）高的明亮度的方式，通过照明控制装置设定了透射光用照明装置的亮度的状态下，生成对测定对象的微粒进行摄像而获得的亮背景时反射光图像。

在此，暗背景用明亮度阈值Tr4（D）以及亮背景用明亮度阈值Tr4（B）可以通过在第一以及第二实施方式中说明了的“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”相同的方法求出，因此，在本实施方式中，重要的是，暗背景用明亮度阈值Tr4（D）为比亮背景用明亮度阈值Tr4（B）低的明亮度。

此外，首先，本实施方式的反射光粒子检测部，与第二实施方式的情况同样地，基于使用暗背景用明亮度阈值Tr4（D）对暗背景时反射光图像进行二值化而获得的暗背景时反射光二值化图像的明亮度分布，将暗背景时反射光图像的像素坐标中高明亮度的像素集合的像素区域确定为反射光粒子存在的区域，并对该反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测。

而且，本实施方式的反射光粒子检测部，与第一实施方式的情况同样地，基于使用亮背景用明亮度阈值Tr4（B）对亮背景时反射光图像进行二值化而获得的亮背景时反射光二值化图像的明亮度分布，将亮背景时反射光图像的像素坐标中低明亮度的像素集合的像素区域确定为反射光粒子存在的区域，并对该反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测。

即，在本实施方式中，在暗背景时反射光二值化图像中，背景明亮度成为低明亮度侧，仅具有比暗背景用明亮度阈值Tr4（D）高的明亮度的微粒被识别为反射光粒子，在亮背景时反射光二值化图像中，背景明亮度成为高明亮度侧，仅具有比亮背景用明亮度阈值Tr4（B）低的明亮度的微粒能被识别为反射光粒子。此外，本实施方式的暗背景用明亮度阈值Tr4（D）成为比第三实施方式的暗背景用明亮度阈值Tr3（D）低的值，亮背景用明亮度阈值Tr4（B）成为比第三实施方式的亮背景用明亮度阈值Tr3（B）高的值。因此，若使用这些阈值进行二值化，则对于具有明亮度比暗背景用明亮度阈值Tr4（D）高且比亮背景用明亮度阈值Tr4（B）低的中间明亮度的微粒，将在暗背景时反射光二值化图像和亮背景时反射光二值化图像的双方中被识别出来。

因此，本实施方式的粒子信息计算部将对应于通过建立对应处理部与存在于暗背景时反射光图像中的反射光粒子建立了对应的透射光粒子的微粒作为具有比暗背景用明亮度阈值Tr4（D）高的明亮度的亮色粒子的候补，将对应于与存在于亮背景时反射光图像中的反射光粒子建立了对应的透射光粒子的微粒作为具有比亮背景用明亮度阈值Tr4（B）低的明亮度的暗色粒子的候补。而且，本实施方式的粒子信息计算部将对应于与存在于暗背景时反射光图像中的反射光粒子和存在于亮背景时反射光图像中的反射光粒子的双方建立了对应的透射光粒子的微粒识别为具有亮色粒子与暗色粒子的中间明亮度的中间色粒子，并将亮色粒子的候补中未被识别为中间色粒子的粒子识别为亮色粒子，将暗色粒子的候补中未被识别为中间色粒子的粒子识别为暗色粒子。

即，在本实施方式中，对应于与任一暗背景时反射光图像中存在的反射光粒子建立了对应的透射光粒子的微粒成为亮色粒子的候补，对应于与任一亮背景时反射光图像中存在的反射光粒子建立了对应的透射光粒子的微粒成为暗色粒子的候补，对应于与暗背景时反射光图像以及亮背景时反射光图像的双方的反射光粒子建立了对应的透射光粒子的微粒成为中间色粒子。此外，亮色粒子的候补中未被识别为中间色粒子的粒子成为亮色粒子，暗色粒子的候补中未被识别为中间色粒子的粒子成为暗色粒子。

（粒子测定方法）

以上，对本实施方式的粒子测定装置进行了说明，接着，参照图11，主要对本实施方式的粒子测定方法中的反射光粒子检测方法加以说明。图11为表示使用了本实施方式的反射光图像的图像处理方法的一例的说明图。

如图11（a）所示，反射光图像中的各像素的明亮度由微粒P1、P2、P3的明亮度决定。即，反射光图像是利用向散布有微粒P1、P2、P3的基板1或载物台101照射了的光的反射光拍摄而成的，因此，各微粒的摄像图像（反射光粒子）的反射光图像上的明亮度与实际的微粒P1、P2、P3的明亮度的高低对应。例如，若设微粒P1为明亮度高的亮色粒子，微粒P2为具有中间明亮度的中间色粒子，微粒P3为明亮度低的粒子（暗色粒子），则在反射光图像中，与微粒P1存在的区域对应的像素的明亮度被识别为亮色（明亮度高的区域），与微粒P3存在的区域对应的像素的明亮度被识别为暗色（明亮度低的区域），与微粒P2存在的区域对应的像素的明亮度被识别为中间色（明亮度为中间的区域）。

在本实施方式中，与上述第一实施方式的情况同样地，利用透射光对测定对象的微粒进行摄像并生成透射光图像，并在背景明亮度低于“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”的条件下，利用反射光来对微粒进行摄像，由此，生成暗背景时反射光图像。此外，在本实施方式中，与上述第二实施方式的情况同样地，在背景明亮度高于“用于区别粒子明暗明亮度阈值”的条件下，利用反射光来对微粒进行摄像，由此，也生成亮背景时反射光图像。

此后，如图11（a）所示，首先，使用暗背景用明亮度阈值Tr4（D）对暗背景时反射光图像进行二值化，生成暗背景时反射光二值化图像。作为此时的暗背景用明亮度阈值Tr4（D），例如，可以使用上述“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”。

此外，在本实施方式中，使用亮背景用明亮度阈值Tr4（B）对亮背景时反射光图像进行二值化，一并生成亮背景时反射光二值化图像。作为此时的亮背景用明亮度阈值Tr4（B），例如，可以使用上述“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”，但需要该明亮度阈值是比暗背景用明亮度阈值Tr4（D）高的明亮度值。

另外，也可以在对暗背景时反射光图像以及亮背景时反射光图像进行二值化之前，对已记录的像素的明亮度增减作为像素的二维位置的函数的修正值，并对图像内的照度的偏差进行修正，这一点与上述各实施方式的情况相同。

如图11（b）、（c）所示，如以上所获得的暗背景时反射光二值化图像以及亮背景时反射光二值化图像由高明亮度（图示为白色区域）的像素和低明亮度（图示为斜线区域）的像素构成。因此，根据暗背景时反射光二值化图像以及亮背景时反射光二值化图像中的相邻像素的二值化明亮度的连接关系，将相同的二值化明亮度的像素（在暗背景时反射光二值化图像中为高明亮度的像素，在亮背景时反射光二值化图像中为低明亮度的像素）连续、且与其他区域（在暗背景时反射光二值化图像中为低明亮度的像素存在的区域，在亮背景时反射光二值化图像中为高明亮度的像素存在的区域）相独立的区域确定为作为粒子候补的反射光粒子（在暗背景反射光粒子中为P1r、P2r，在亮背景反射光粒子中为P2r、P3r）。而且，对已确定的反射光粒子Pr的存在区域内的像素的位置坐标进行检测，基于该位置坐标，计算反射光粒子Pr的位置（例如，中心位置）以及大小（例如，面积或直径），并将其记录于设于图像处理装置的存储装置（未做图示）等。

接下来，与第一实施方式同样地进行反射光粒子与透射光粒子的对应处理，而在该对应处理时，在本实施方式中，暗背景时反射光图像的背景（被识别为粒子的像素区域的周围的区域）明亮度被设定为比“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”低的明亮度，在此状态下，反射光图像不拍摄下来。因此，在暗背景时反射光二值化图像上被识别为粒子的微粒为具有比背景明亮度高的明亮度的粒子。在此，本实施方式的暗背景用明亮度阈值Tr4（D）成为比第三实施方式的暗背景用明亮度阈值Tr3（D）低的值。因此，若使用暗背景用明亮度阈值Tr4（D）进行二值化，则在暗背景时反射光二值化图像上被识别为粒子的微粒为除了对应于亮色的微粒P1以外，还对应于中间色的微粒P2的粒子。

另一方面，亮暗背景时反射光图像的背景（被识别为粒子的像素区域的周围的区域）明亮度被设定为比“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”高的明亮度，在此状态下，反射光图像被拍摄下来。因此，在亮背景时反射光二值化图像上被识别为粒子的微粒为具有比背景明亮度低的明亮度的粒子。在此，本实施方式的亮背景用明亮度阈值Tr4（B）成为比第三实施方式的亮背景用明亮度阈值Tr3（B）高的值。因此，若使用亮背景用明亮度阈值Tr4（B）进行二值化，则在亮背景时反射光二值化图像上被识别为粒子的微粒为除了对应于暗色的微粒P3还对应于中间色的微粒P2的粒子。

这样，对于中间色的微粒，将在暗背景时反射光二值化图像和亮背景时反射光二值化图像的双方被识别出来。

因此，在本实施方式中，例如，最初，使用暗背景时反射光二值化图像进行第一对应处理。其结果是，如果有与反射光粒子（图11（b）的P1r，P2r）建立了对应的透射光粒子（图5的P1p，P2p），则将对应于该透射光粒子（P1p，P2p）的微粒（P1，P2）作为具有比暗背景用明亮度阈值Tr4（D）高（因此，比用于区别粒子明暗的明亮度阈值高）的明亮度的亮色粒子的候补。

接下来，在本实施方式中，使用亮背景时反射光二值化图像进行第二对应处理。其结果是，如果有与反射光粒子（图11（c）的P2r，P3r）建立了对应的透射光粒子（图5的P2p，P3p），则将对应于该透射光粒子（P2p，P3p）的微粒（P2，P3）作为具有比亮背景用明亮度阈值Tr4（B）低（因此，比用于区别粒子明暗的明亮度阈值低）的明亮度的暗色粒子的候补。

进而，上述第一以及第二对应处理的结果是，如果有与暗背景时反射光二值化图像中的反射光粒子和亮背景时反射光二值化图像中的反射光粒子的双方建立了对应的透射光粒子（图5的P2p），则将对应于该透射光粒子（P2p）的微粒（P2）识别为具有亮色粒子与暗色粒子的中间明亮度（在本实施方式中，为比暗背景用明亮度阈值Tr4（D）高且比亮背景用明亮度阈值Tr4（B）低的明亮度）的中间色粒子。

此外，上述第一对应处理的结果是，将被作为亮色粒子的候补的候补的透射光粒子中未被识别为中间色粒子的粒子（图5的P1p）识别为亮色粒子，上述第二对应处理的结果是，将被作为暗色粒子的候补的候补的透射光粒子中未被识别为中间色粒子的粒子（图5的P3p）识别为暗色粒子。

另外，如果有与任何透射光粒子均不对应的反射光粒子，则将该反射光粒子从微粒P的摄像图像的候补中排除，这一点与第一实施方式相同。例如，在图11（b）、（c）中，由于背景的明亮度偏差而在反射光图像中产生Pnd或Pmd等的虚假的反射光粒子，而这样的粒子由于不存在对应的透射光粒子，所以能够通过粒子对应处理从最终所採用的粒子中排除。

基于如以上那样进行的对应处理的结果，计算透射光粒子的位置及大小来作为微粒P的位置及大小，并计算反射光粒子或透射光粒子的代表明亮度来作为微粒P的明亮度。具体地讲，计算与任一反射光粒子建立了对应的透射光粒子的中心位置及大小（半径或面积）来作为对应于该透射光粒子的微粒P的位置及大小，计算反射光粒子的代表明亮度来作为微粒P的明亮度（在本实施方式的情况下，为亮色粒子或暗色粒子）。此外，对于与暗背景时反射光二值化图像中的反射光粒子和亮背景时反射光二值化图像中的反射光粒子的双方建立了对应的透射光粒子，其中心位置及大小的计算方法与上述相同，而作为微粒P的代表明亮度，对该暗背景反射光粒子以及亮背景反射光粒子的代表明亮度的平均值进行计算（在本实施方式的情况下，为中间色粒子）。

此外，作为与微粒P相关的信息，也可以根据预先已求出的微粒P的粒径，对将微粒P假定为球形的情况下的体积进行计算和记录。而且，根据需要，也可以适当地按粒子的明亮度（在本实施方式中，分别针对暗色粒子、亮色粒子和中间色粒子），对粒度构成比或总体积、暗色粒子、亮色粒子和中间色粒子的总体积的比率等进行计算和记录。

（本实施方式的粒子测定装置以及粒子测定方法的优点）

以上所说明的本实施方式的粒子测定装置以及使用了该装置的粒子测定方法中，具有与上述第三实施方式相同的优点，但特别是在下述的点上比第三实施方式有利。即，在暗背景图像中的背景明亮度的变动（偏差）特别大的情况下，适用与第三实施方式相同的方法时，可以想到以确实超过背景明亮度偏差的最大值的方式将明亮度阈值Tr3（D）设定得极高。这是因为，如不这样，在中间明亮度的粒子图像中明亮度偏差发生了重叠时，存在将该粒子误认为亮色粒子的可能性。该情况下，同样地必须将亮背景图像中的Tr3（B）也设定得极低。其结果是，Tr3（D）与Tr3（B）的明亮度差变得极大，大部分的粒子被分类为中间色，因此，从明亮度分类的观点来讲并不理想。此外，在像这样设定高阈值Tr3（D）的情况下，本来，即使是亮色粒子，也存在该粒子中被识别为亮色的面积显著减少的，在与透射光粒子的对应处理中，粒子面积超过容许范围，产生不能将该粒子识别为亮色粒子的危险性。该现象在亮色粒子中明亮度偏差产生了重叠的情况下特别显著。因此，从这些观点来讲，优选将Tr3（D）设定成较低的明亮度。同样地，在亮背景图像中的背景明亮度偏差极大的情况下，优先将Tr3（B）设定成较高的明亮度。但是，在第三实施方式的方法中，对于明亮度，存在Tr3（D）＞Tr3（B）的制约，而不能充分满足这些需求。此外，在将Tr3（D）设定得低或将Tr3（B）设定得高的情况下，由于明亮度偏差，将大范围地发生将一部分背景图像识别为虚假的粒子的情况。因此，在背景明亮度的偏差极大的情况下，使用第三实施方式的方法是不适当的。

另一方面，在本实施方式的情况下，即使Tr3（D）＜Tr3（B）也没有问题，所以，即使在背景明亮度的偏差极大的情况下，也能够通过上述过度严格的阈值设定来回避识别粒子面积减少的问题。此外，在本实施方式中，两次识别中间色粒子的大小，因此，即使特定的粒子由于明亮度偏差的重叠等而在一方的背景图像被误认，如果在另一方的背景图像进行正常粒子识别，则能够进一步限定粒子判断的误差。

［第五实施方式］

接下来，对本发明的第五实施方式的粒子测定装置以及粒子测定方法加以说明，并主要对不同于上述各实施方式的构成详细地加以说明。

本实施方式的粒子测定装置以及粒子测定方法并非将上述第三实施方式中用于进行二值化的明亮度阈值分为暗背景用明亮度阈值和亮背景用明亮度阈值的2种，而是分为3种以上。

本实施方式基本上是将第二实施方式变更为多阶段的明亮度识别的实施方式。即，在同一反射光照明照度的条件下，将透射光照明照度以及对应于该照度的明亮度阈值Tr2作为当时最高的明亮度条件来进行亮色粒子判别，对于未被识别为亮色粒子的透射光粒子，依次降低透射光照明照度以及对应于该照度的明亮度阈值Tr2，通过每次进行亮色粒子识别，将在各照明照度阶段被识别的粒子群中的各粒子的代表明亮度作为相当于此照度阶段的明亮度（例如，明亮度阈值）来进行对应的方法。

上述照明照度阶段是预先以该反射光摄影时的背景明亮度成为规定值的方式来设定的。例如，以对应背景明亮度成为等间隔的方式来设定各照明照度阶段即可。同样地，将对应于各照明照度阶段的明亮度阈值也设定成等间隔即可。不过，需要将该阈值设定成至少高于该照明照度阶段内的背景明亮度。例如，在粒子检测部中使用256灰度阶的CCD相机的情况（设为明亮度1（黑）～明亮度256（白））下，将第1阶段的背景明亮度设为明亮度192，将明亮度阈值设为明亮度224，在第2阶段以后，将背景明亮度与明亮度阈值分别减少明亮度差64即可。

［第六实施方式］

接下来，对本发明的第六实施方式的粒子测定装置以及粒子测定方法加以说明，并主要对不同于上述各实施方式的构成详细地加以说明。

（粒子测定装置）

本实施方式的粒子测定装置与上述第一实施方式的粒子测定装置100在照明控制装置、反射光图像生成部、反射光粒子检测部、建立对应处理部以及粒子信息计算部的功能上有所不同。

具体地讲，本实施方式的照明控制装置能够为透明光用照明装置设置反射光图像上的反射光粒子的背景明亮度为比用于区别粒子明暗的明亮度阈值高的明亮度、且第一明亮度＜第二明亮度＜···＜第N的明亮度（N为自然数）的第1～第N的亮度。

此外，本实施方式的反射光图像生成部在透射光用照明装置的亮度被设定成第1～第N的亮度的状态下，分别生成第1～第N的反射光图像（背景明亮度为第一反射光图像＜第二反射光图像＜···＜第N的反射光图像）。

此外，本实施方式的反射光粒子检测部基于使用用于区别粒子明暗的明亮度阈值来对第1～第N的反射光图像分别进行二值化而获得的图像（第1～第N的反射光二值化图像）的明亮度分布，将第1～第N的反射光二值化图像的像素坐标中高明亮度的像素集合的像素区域确定为反射光粒子存在的区域，并对反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测。

此外，本实施方式的建立对应处理部将在第n（n＝1～N）的反射光图像中检测到的反射光粒子的位置及大小和与在第（n－1）以前的反射光图像中检测到的反射光粒子不相对应的透射光粒子（在n＝1的情况下，为所有上述透射光粒子）的位置及大小进行比较，并将位置及大小的差分别在规定范围以内的透射光粒子与反射光粒子对应起来。例如，关于已经与在第一反射光图像中检测到的反射光粒子相对应的透射光粒子，并不进行与在第2～第N的反射光图像中检测到的反射光粒子的对应处理。

而且，本实施方式的粒子信息计算部将对应于与存在于第1～第N的反射光图像中的反射光粒子建立了对应的各透射光粒子的微粒的明亮度识别为第1～第N的明亮度。例如，将对应于与存在于第一反射光图像中存在的反射光粒子建立了对应的透射光粒子的微粒的明亮度识别为第一明亮度，将对应于与存在于第二反射光图像中的反射光粒子建立了对应的透射光粒子的微粒的明亮度识别为第二明亮度等，对对应于与存在于第1至第N的所有反射光图像中的反射光粒子建立了对应的透射光粒子的微粒的明亮度进行识别。而且，此时的明亮度为第一明亮度＜第二明亮度＜···＜第N的明亮度。此外，本实施方式的粒子信息计算部将对应于与任何反射光粒子均不对应的透射光粒子的微粒识别为明亮度最高的粒子。

（粒子测定方法）

以上，对本实施方式的粒子测定装置进行了说明，接着，主要对本实施方式的粒子测定方法中的反射光粒子的检测方法加以说明。

在本实施方式中，与上述第一实施方式的情况同样地，利用透射光对测定对象的微粒进行摄像来生成透射光图像。

此后，与上述第一实施方式同样地，在背景明亮度比“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”低的条件下，利用反射光对微粒进行摄像，由此生成反射光图像。此时，改变背景的明亮度对微粒进行摄像来生成反射光图像，并以总计N种明亮度的背景对微粒进行摄像。这样，生成在第1～第N的背景明亮度（第一背景明亮度＜第二背景明亮度＜···＜第N的背景明亮度）下被拍摄下来的第1～第N的反射光图像。因此，第一反射光图像成为在最低明亮度的背景下拍摄下来的图像，第N的反射光图像成为在最高明亮度的背景下拍摄下来的图像。

此后，使用“用于区别粒子明暗的明亮度阈值”分别对第1～第N的反射光图像进行二值化，并生成第1～第N的反射光二值化图像。

另外，也可以在对各反射光图像进行二值化之前，对已记录的像素的明亮度增减作为像素的二维位置的函数的修正值，并对图像内的照度的偏差进行修正，这一点与上述各实施方式的情况相同。

如以上那样获得的第1～第N的反射光二值化图像由高明亮度的像素和低明亮度的像素构成。因此，根据第1～第N的反射光二值化图像中的相邻像素的二值化明亮度的连接关系，将相同的二值化明亮度的像素（在本实施方式为低明亮度的像素）连续、且与其他区域（在本实施方式中为高明亮度的像素存在的区域）相独立的区域确定为作为粒子候补的反射光粒子。而且，对已确定的反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测，基于该位置坐标，计算反射光粒子的位置（例如，中心位置）以及大小（例如，面积和直径），并将其记录于设于图像处理装置的存储装置（未做图示）等。

接下来，与第一实施方式同样地进行反射光粒子与透射光粒子的对应处理，而在该对应处理时，在本实施方式中，将在第n（n＝1～N）的反射光图像中检测到的反射光粒子的位置及大小和与在第（n－1）以前的反射光图像中检测到的反射光粒子不相对应的透射光粒子（在n＝1的情况下为所有上述透射光粒子）的位置及大小进行比较，并将位置及大小的差分别在规定范围以内的透射光粒子与反射光粒子相对应。

更详细地讲，首先，与第一实施方式的情况同样地于在以第一背景明亮度拍摄到的第一反射光图像中检测到的反射光粒子（第一反射光粒子）与透射光粒子之间进行第一对应处理。其结果是，在存在与第一反射光粒子建立了对应的透射光粒子的情况下，将对应于该透射光粒子的微粒识别为第一明亮度（最暗色）的粒子。接着，在以第二背景明亮度拍摄到的第二反射光图像中检测到的反射光粒子（第二反射光粒子）与透射光粒子之间进行第二对应处理。在该第二对应处理时，对于已经与第一反射光粒子相对应的透射光粒子，将其从第二对应处理的对象中去除。与第一对应处理同样地，在存在与第二反射光粒子建立了对应的透射光粒子的情况下，将对应于该透射光粒子的微粒识别为第二明亮度（第二暗色）的粒子。同样地，进行到第N对应处理为止。

这样，将对应于与第1～第N的反射光图像中存在的反射光粒子建立了对应的各透射光粒子的微粒的明亮度识别为第1～第N的明亮度。此时的明亮度成为第一明亮度＜第二明亮度＜···＜第N的明亮度。此外，本实施方式的粒子信息计算部将对应于与任何反射光粒子均不对应的透射光粒子的微粒识别为明亮度最高的粒子。

另外，如果有与任何透射光粒子均不对应的反射光粒子，则将该反射光粒子从测定对象的微粒的摄像图像的候补中排除，这一点与第一实施方式相同。

基于如以上那样进行的对应处理的结果，计算透射光粒子的位置及大小来作为测定对象的微粒的位置及大小，并计算反射光粒子或透射光粒子的代表明亮度来作为该微粒的明亮度。具体地讲，计算与任一反射光粒子建立了对应的透射光粒子的中心位置及大小（半径或面积）来作为对应于该透射光粒子的微粒的位置及大小，计算反射光粒子的代表明亮度来作为微粒的明亮度。此外，对于与任何反射光粒子均不对应的透射光粒子，其中心位置及大小的计算方法与上述相同，而作为微粒的明亮度，对该透射光粒子的代表明亮度进行计算。

此外，作为与测定对象的微粒相关的信息，也可以根据预先已求出的微粒的粒径，对将该微粒假定为球形的情况下的体积进行计算和记录。而且，根据需要，也可以适当地按粒子的明亮度（在本实施方式中，分别针对第1～第N明亮度的粒子），对粒度构成比或总体积、第1～第N的粒子间的总体积的比率等进行计算和记录。

（本实施方式的粒子测定装置以及粒子测定方法的优点）

根据以上所说明的本实施方式的粒子测定装置以及使用了该装置的粒子测定方法，第一，通过反射光照明装置从测定对象的微粒的上方进行照明，在使用来自该微粒的反射光对微粒进行了摄像后得到的粒子图像中，如在上述各实施方式中所说明地，主要预测出多个明亮度高的干扰或明亮度低的干扰的情况下，能够进行精度高的粒子图像处理计量。

第二，根据本实施方式的粒子测定装置以及使用了该装置的粒子测定方法，能够不单以明暗2种，而是以其他阶段的明亮度对测定对象的微粒进行识别。此外，在本实施方式中，对反射光图像进行二值化，因此，即使在对应于微粒的区域的像素中存在高亮，也将从用于判断明亮度的像素中被排除，所以，能够精度较好地判断测定对象的微粒本来的代表明亮度。

［本发明中的测定对象］

包含上述各实施方式的本发明中的测定对象为包含各种明亮度的微粒的微粒群，如果是需要识别这里的微粒的明亮度的微粒群，则并不被特别限定，而作为代表例，可举出下述的例子。

（第一例）

作为本发明的粒子测定装置以及粒子测定方法中的测定对象的第一例，可举出高纯度氧化铝粉。

该高纯度氧化铝粉大概为粒径在10～1000μm左右的白色粒子，高纯度氧化铝粉中包含杂质的粒子（杂质粒子）为非白色。这样的粒子的明亮度存在差异，由此，能够通过粒子的明亮度来识别高纯度的氧化铝粉和杂质粒子。

因此，为了调查高纯度氧化铝粉制品中的杂质粒子的含有率，使用本发明的粒子测定装置以及粒子测定方法，通过粒子明亮度来识别高纯度氧化铝粉和杂质粒子，并能够基于该识别结果来求出高纯度氧化铝粉和杂质粒子的粒子构成比。

（第二例）

作为本发明的粒子测定装置以及粒子测定方法中的测定对象的第二例，可举出来自通过高炉法工作的炼铁厂的降尘。

这样的降尘存在污染了驶入炼铁厂内的车辆等的问题，需要针对这种问题的对策。为此，需要确定在特定的地点捕集到的降尘的发生源的技术，而作为用于确定降尘的发生源的手法，可以想到对捕集到的降尘的煤尘种类进行确定是很有效的。

在此，降尘是指浮游于大气中的固体粒子中能够平均地沉降于大气中的比较大径（大概为φ10μm以上）的粒子。此外，虽未被特别限定，本发明中的“煤尘种类”是指根据上述降尘的发生源或构成成分等而被分类的煤尘的种类。例如，根据发生源来分类的情况下，煤尘种类被分为：从铁矿石的原料工厂产生的来自铁矿石的煤尘、从煤炭的原料工厂产生的来自煤炭的煤尘、从高炉产生的来自高炉炉渣的煤尘、从转炉产生的来自转炉炉渣的煤尘等。

根据这样的分类，作为来自通过高炉法工作的炼铁厂的降尘的煤尘种类，主要包括：（1）主成分同为碳元素的煤炭或焦炭等的煤炭系煤尘；（2）主成分同为氧化铁的铁矿石和烧结矿、氧化铁粉（例如，炼钢炉渣）等的铁系煤尘；（3）主成分同为氧化硅以及氧化钙且在工序上同样包括从已溶融的原料将杂质作为液体或固体分离出来这一点的高炉水碎炉渣或高炉缓冷炉渣等的高炉炉渣系煤尘；（4）主成分同为氧化硅、氧化钙以及氧化铁且在工序上同样包括从已溶融的原料将杂质作为液体或固体分离出来这一点的转炉炉渣或铁水预处理炉渣等的炼钢炉渣系煤尘。可能成为通过现代的高炉法工作的炼铁厂中的降尘的煤尘种类几乎可以被网罗于上述煤炭系煤尘、铁系煤尘、高炉炉渣系煤尘以及炼钢炉渣系煤尘中。

为了确定来自如以上那样的炼铁厂的降尘的煤尘种类，需要按不同煤尘种类进行分离，而作为该分离方法，本发明的粒子测定装置和粒子测定方法是有效的。上述4种煤尘中，铁系煤尘或煤炭系煤尘为黑色系的明亮度低的粒子（暗色粒子），而另一方面，高炉炉渣系煤尘或炼钢炉渣系煤尘为白色系的明亮度高的粒子（亮色粒子），由此，通过使用本发明的粒子测定装置和粒子测定方法来识别各煤尘粒子的明亮度的高低，能够识别由铁系煤尘以及煤炭系煤尘构成的微粒群和由高炉炉渣系煤尘以及炼钢炉渣系煤尘构成的微粒群。

另外，一般铁系煤尘或炼钢炉渣系煤尘为具有强磁性或强顺磁性（例如，磁化成具有0.1T～0.4T左右的磁通密度的磁铁）的微粒，煤炭系煤尘或高炉炉渣系煤尘为不具有强磁性或强顺磁性的微粒，由此，通过使用具有规定的磁通密度的磁铁对这些微粒进行磁力选择，能够进行铁系煤尘与煤炭系煤尘的判别或炼钢炉渣系煤尘与高炉炉渣系煤尘的判别。

以上，参照添加的附图对本发明的优选实施方式详细地进行了说明，而本发明并不限于相关例子。如果是具有本发明所属技术领域的通常知识的人，则在权利要求中所记载的技术思想的范畴内能够想到各种的变更例或修正例的情况是显而易见的，并会了解这些当然属于本发明的技术范围。

例如，在对反射光粒子的干扰少，而测定对象的全粒子的明亮度与背景明亮度有很大不同的情况下，能够在图像处理中不进行二值化处理，而是直接使用摄影图像（反射光图像）来进行粒子的识别（也可使用市场上销售的软件的粒子图像处理功能）。此时，可以计算对应于透射光粒子的像素坐标的反射光粒子所存在的区域的像素内的明亮度平均值来作为对应于该透射光粒子的微粒的明亮度。

此外，上述各实施方式的粒子测定方法是使用图2所示的摄像装置110或图像处理装置130来实施，而本发明的粒子测定方法并不限于相关例子，并不一定需要使用摄像装置110或图像处理装置130。例如，将通过手动设定照明等的摄影条件来进行了摄影的透射光图像以及反射光图像印于照片上，通过具有规定透射度的描图纸覆盖该反射光照片，将能够识别的粒子作为亮色粒子并使用笔等对轮郭进行描图（trace），将上述描图纸与透射光照片重叠，在通过目测取得描图纸上的粒子与透射光写真上的粒子的对应之后，使用尺子等按粒子来记录粒子位置，并且，将描图方格纸盖在透射光照片上，根据粒子所占据的方格纸格子的数量求出并记录各粒子的面积，能够实现与使用了上述摄像装置110或图像处理装置130的情况相类似的操作。

【实施例】

接下来，使用实施例进一步具体地对本发明加以说明。

（实施例1）

＜分析样本的制作＞

首先，作为煤尘种类已知的标准样本，准备铁矿石、煤炭、高炉水碎炉渣以及转炉炉渣，用匙子舀起各样本500μg，并用匙子将这些样本散布在进行了白色氧化铝处理的第一透明盖玻片上，使用不锈钢制的压勺，以各粒子彼此不重叠的方式将样本摊开于透明盖玻片。已摊开的粒子群存在于直径约10mm的范围。

接着，以中心轴成为垂直方向的方式设置直径10mm的市场上销售的圆柱状的电磁铁，以磁铁的顶端面（下端面）上的平均磁通密度成为0.3T的方式调整向电磁铁供给的电流。在该状态下，操作者手持电磁铁，使电磁铁从散布于透明盖玻片上的粒子的上方垂直降下并与粒子接触。在该状态下使其静止1秒后，向上方举起电磁铁，使已经磁化的粒子与电磁铁一同移动，使电磁铁从上方垂直地向另外准备好的进行了白色氧化铝处理的第二透明盖玻片上垂直降下，并将电磁铁载置于第二透明盖玻片上。接着，给予电磁铁消磁电流后，停止向电磁铁的电流供给，向上方举起电磁铁使其自第二透明盖玻片上分离。

另外，所使用的第一透明盖玻片以及第二透明盖玻片的尺寸均为：大小为30mm×30mm、厚度为3mm。此外，作为电磁铁的消磁方法，使用了市场上销售的电磁铁用消磁控制器。

以上操作的结果是，将残留于第一透明盖玻片上的粒子设为非磁化性降尘（不会被磁铁磁化的降尘）的样本，将残留于第二透明盖玻片上的粒子作为磁化性降尘（会被磁铁磁化的降尘）的样本。

＜微粒的摄像＞

接下来，市场上销售的三眼式实体显微镜（对物镜头倍率：0.5倍）的镜头镜筒安装市场上销售的环状的白色LED照明（以下，称为“反射光用照明装置”），此外，将市场上销售的白色LED平面排列照明（以下，称为“透射光用照明装置”）配置于载物台的下方。此外，将市场上销售的单色数码相机（CCD600万像素，像素尺寸为边长3μm的方形）安装于相机安装口。此外，在反射光用照明装置以及镜头与载物台之间设置圆偏光滤光片板，并对铁板进行板金加工，使其上端与载物台的下面相接，且以覆盖透射光用照明装置的周围的方式配置遮光板。此外，作为控制反射光用照明装置和透射光用照明装置的照明控制装置，使用市场上销售的、能够通过外部信号独立地开关反射光用照明装置和透射光用照明装置的装置。接着，在透明浮法玻璃板（10mm厚）的载物台上配置显微镜用载玻片来作为基板，在该基板上分别散布如上所述地获得的非磁化性降尘的样本和磁化性降尘的样本，使照明条件相同，并将相机的光圈以及曝光作为同一条件来依次地进行摄影，对磁化性煤尘和非磁化性煤尘分别获得透射光图像以及反射光图像。

此时的透射光图像以及反射光图像的摄像条件如以下所示。首先，透射光图像的摄像条件是关闭反射光用照明装置，且以透射光图像上的背景的平均明亮度成为120（明亮度为256灰度，伽马值为1.5，明亮度的定义设为以下相同）的亮度的方式设定来自透射光用照明装置的照明的亮度，并对磁化性煤尘和非磁化性煤尘分别进行了摄像。此外，反射光图像的摄像条件是以对迈歇尔值为N4.0的颜色样纸进行了摄影时的图像上的平均明亮度成为60的亮度的方式设定来自反射光用照明装置的照明的亮度，并将来自透射光用照明装置的照明的亮度设为与透射光图像的摄像时相同的条件。此时，将用于区别粒子明暗的明亮度阈值设为70。

另外，以测定对象的粒子的实际尺寸在相机的CCD元件上成像为同一尺寸的方式调整显微镜的倍率。此外，通过显微镜识别的对象的粒子为降尘且粒子粗大，由此，设为φ10μm以上的大小的粒子。另外，在本实施例中，该粒子的大小对应于CCD的9像素以上。

＜图像处理＞

使用作为市场上销售的粒子图像处理软件的Image-Pro Plus（注册商标）的VER.5，对如上所述那样获得的磁化性煤尘图像和非磁化性煤尘图像进行粒子图像处理计量。此时，作为计量的对象，采用各粒子的中心位置、各粒子的等价圆的直径以及各粒子的平均明亮度（存在于作为粒子被识别的像素区域的各像素的明亮度的平均值）。

具体地讲，使用上述本发明的第一实施方式的方法，对透射光粒子和反射光粒子进行检测，并进行被检测到的透射光粒子与反射光粒子的对应处理。在该对应处理时，将透射光粒子与反射光粒子的中心位置间距离的界限距离设为10μm，且采用作为比较对象的透射光粒子的直径的30％的长度，将透射光粒子与反射光粒子的面积比率的界限比率范围设为0.7。

在以上那样的条件下进行透射光粒子与反射光粒子的对应处理，并且对于各磁化性煤尘和非磁化性煤尘，将透射光图像中的各粒子识别为亮色粒子和暗色粒子。此外，基于上述对应处理的结果，计算各粒子的中心位置、平均明亮度以及等价圆直径，并记录计算结果。

而且，使用如上所述那样计算出的各粒子的等价圆直径，按预先确定了边界值的各粒度分区对各粒子进行分类，并按明亮度分区（暗色粒子和亮色粒子）求出每个粒度分区的粒子构成比。

通过以上的操作求出的标准样本的煤尘特征如以下的表1所示。

表1

标准样本的煤尘特征（粒子构成比[%]）

	磁化性·暗色	磁化性·亮色	非磁化性·暗色	非磁化性·亮色
					铁矿石	90	5	4	1
煤炭	5	2	91	2
					高炉水碎炉渣	1	1	8	90
转炉炉渣	3	85	2	10

此外，表1中所记载的标准样本中，关于铁矿石（磁化性暗色粒子），以下表示求出了每个粒度分区的粒子构成比的例子。

铁矿石：＜φ30μm：20％＜φ100μm：70％≧φ100μm：10％

＜被捕集到的降尘的分析＞

接下来，在通过高炉法工作的炼铁厂的场地内，使用市场上销售的降尘计捕集降尘一个星期，获得100mg的降尘。在屋内对该降尘进行3天的自然干燥之后，使用降尘的全量中的500μg，通过与上述标准样本相同的方法进行处理，获得降尘粒子的煤尘特征。其结果表示于下述的表2中。

表2

捕集到的降尘的煤尘特征（粒子构成比[%]）

	磁化性·暗色	磁化性·亮色	非磁化性·暗色	非磁化性·亮色
					降尘样本	85	7	6	2

将像这样获得的被捕集到的降尘样本的煤尘特征与上述表1中所示的标准样本的煤尘特征相比较，由于降尘样本主要由磁化性暗色粒子构成，所以将被捕集到的降尘确定为同样地主要由磁化性暗色粒子构成的铁矿石。

另外，被捕集到的降尘样本的每个粒度分区的粒子构成比如下。

降尘：＜φ30μm：50％＜φ100μm：45％≧φ100μm：5％

从该结果看，虽与上面所示的铁矿石的粒度分布不同，但根据该结果，作为本实施例的样本的降尘被捕集到的场所远离发尘源（保存铁矿石的工厂等），因此，能够推测出在到达捕集场所期间，大径的粒子在途中落下，大径的粒子的构成比减少。

（实施例2）

在本实施例中，使用高纯度氧化铝粉作为识别对象的粒子（包含杂质粒子），并使用与实施例1相同的摄像装置进行摄像，对于高纯度氧化铝粉，获得其透射光图像以及反射光图像。

此时的透射光图像以及反射光图像的摄像条件如以下所示。首先，透射光图像的摄像条件是关闭反射光用照明装置，且以透射光图像上的背景的平均明亮度成为120的亮度的方式设定来自透射光用照明装置的照明的亮度，对高纯度氧化铝粉进行摄像。此外，反射光图像的摄像条件是以对迈歇尔值为N7.0的颜色样纸进行了摄影时的图像上的平均明亮度为160的亮度的方式设定来自反射光用照明装置的照明的亮度，并关闭来自透射光用照明装置的照明，对高纯度氧化铝粉进行摄像。此时，将用于区别粒子明暗的明亮度阈值设为130。

对于如上所述那样地获得的高纯度氧化铝粉的透射光图像以及反射光图像，使用作为市场上销售的粒子图像处理软件的Image-Pro Plus（注册商标）的VER.5进行粒子图像处理计量。此时，作为计量的对象，采用各粒子的中心位置、各粒子的等价圆直径以及各粒子的平均明亮度（存在于作为粒子被识别的像素区域的各像素的明亮度的平均值）。

具体地讲，使用上述本发明的第二实施方式的方法，对透射光粒子和反射光粒子进行检测，并进行被检测到的透射光粒子与反射光粒子的对应处理。在该对应处理时，将透射光粒子与反射光粒子的中心位置间距离的界限距离设为10μm，且采用作为比较对象的透射光粒子的直径的30％的长度，将透射光粒子与反射光粒子的面积比率的界限比率范围设为0.7。

在以上那样的条件下进行透射光粒子与反射光粒子的对应处理，并且对于高纯度氧化铝粉，将透射光图像中的各粒子识别为亮色粒子和暗色粒子。此外，基于上述对应处理的结果，计算各粒子的中心位置、平均明亮度以及等价圆直径，并记录计算结果。

而且，使用如上所述那样计算出的各粒子的等价圆直径，按预先确定了边界值的各粒度分区对各粒子进行分类，并按明亮度分区（暗色粒子和亮色粒子）求出每个粒度分区的粒子构成比。

其结果是，已进行了摄像的高纯度氧化铝粉粒子的平均粒径为30μm，粒径的标准偏差为8μm，总计识别出2600个的粒子的明亮度。这些粒子中，个数比率为0.5％的粒子被识别为暗色粒子。由此可知，实施例2中所使用的高纯度氧化铝粉中包含有个数比率为0.5％的杂质。

（实施例3）

在本实施例3中，使用与实施例2同样的样本，亮色粒子的识别方法采用与实施例2相同的方法。作为暗色粒子的识别方法，关于摄像，以对迈歇尔值N7.0的颜色样纸进行了摄影时的平均明亮度成为200的亮度的方式进行设定来获得亮背景图像。将明亮度阈值设为90并以与实施方式1相同的方法来识别暗色粒子。对于此时所使用的透射光粒子与反射光粒子的中心位置间界限距离或界限面积比率范围，使其与实施例2相同。此外，使用实施方式3的方法作为粒子的对应方法。

其结果是，识别出个数比率为0.2％的暗色粒子和0.3％的中间色粒子（剩下的为亮色粒子）。根据该结果可知，杂质中也包含有明亮度不同的多个种类。

（实施例4）

在本实施例4中，采用与实施例3相同的样本并进行相同的摄影，仅针对粒子识别，使用实施方式4的方法来进行粒子识别。作为明亮度阈值，对暗背景图像使用明亮度90，对亮背景图像使用明亮度160。其结果是，识别出个数比率为0.2％的暗色粒子和0.3％的中间色粒子（剩余的为亮色粒子）。

产业上的利用可能性

根据本发明，基于使用透射光对不透明微粒群进行了摄像后得到的透射光图像和使用反射光对不透明微粒群进行了摄像后得到的反射光图像，通过规定的方法将透射光图像中存在的透射光粒子和反射光图像中存在的反射光粒子相对应，由此，能够同时测定微粒群中各粒子的各种特征（位置、大小、明亮度等）。

图中：

1基板

100粒子测定装置

101载物台

110摄像装置

111摄像元件

113透射光图像生成部

115反射光图像生成部

119镜头

121反射光用照明装置

123透射光用照明装置

125照明控制装置

127遮光板

130图像处理装置

131透射光粒子检测部

133透射光粒子信息计算部

135反射光粒子检测部

137反射光粒子信息计算部

139建立对应处理部

141粒子信息计算部

P（P1，P2，P3）  测定对象的微粒

P1p，P2p，P3p    透射光粒子

P1r，P2r，P3r    反射光粒子

Claims (11)

1.一种粒子测定装置，其特征在于，具有：

载物台，具有载置面，该载置面上载置有散布了不透明的微粒的透明基板，或者直接散布有上述微粒；

反射光用照明装置，设于该载物台的上述载置面一侧，并朝向该载物台照射具有规定的装置发光面亮度的第一光；

透射光用照明装置，设于上述载物台的与上述载置面相反的一侧，并朝向上述载物台照射具有规定的装置发光面亮度的第二光；

照明控制装置，分别单独地控制上述第一光的装置发光面亮度和上述第二光的装置发光面亮度；

摄像装置，具有生成透射光图像的透射光图像生成部和生成反射光图像的反射光图像生成部，并相对于上述载物台设置在上述载置面一侧，其中，上述透射光图像是以将上述第二光的装置发光面亮度设为不为0的规定亮度且将上述第一光的装置发光面亮度设为0的方式由上述照明控制装置进行了控制的状态下对上述微粒进行摄像而获得的图像；上述反射光图像是以将上述第二光的装置发光面亮度设为在1种或2种以上的条件下被设定的规定亮度且将上述第一光的装置发光面亮度设为不为0的规定亮度的方式由上述照明控制装置进行了控制的状态下对上述微粒进行摄像而获得的图像；以及

图像处理装置，将在上述透射光图像中被识别为上述微粒的摄像图像的候补的1个或2个以上的透射光粒子的位置及大小与在上述反射光图像中被识别为上述微粒的摄像图像的候补的1个或2个以上的反射光粒子的位置及大小进行比较，由此使位置及大小的差在规定范围以内的上述透射光粒子与上述反射光粒子建立对应，基于该建立对应结果，计算上述透射光粒子的位置及大小来作为上述微粒的位置及大小，并且计算上述反射光粒子或上述透射光粒子的代表明亮度来作为上述微粒的明亮度。

2.根据权利要求1所述的粒子测定装置，其特征在于，

上述图像处理装置具有：

透射光粒子检测部，基于使用规定的明亮度阈值对上述透射光图像进行二值化而获得的图像的明亮度分布，将上述透射光图像的像素坐标中明亮度比规定明亮度低的像素集合而成的像素区域确定为上述透射光粒子存在的区域，并对该透射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测；

透射光粒子信息计算部，基于该透射光粒子检测部的检测结果，至少计算出上述透射光粒子的位置及大小；

反射光粒子检测部，基于上述反射光图像的明亮度分布，将上述反射光图像的像素坐标中与周围像素的明亮度差在规定值以上的像素集合而成的像素区域确定为上述反射光粒子存在的区域，并对该反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测；

反射光粒子信息计算部，基于上述反射光粒子检测部的检测结果，至少计算出上述反射光粒子的位置及大小；

建立对应处理部，基于上述透射光粒子信息计算部的计算结果以及上述反射光粒子信息计算部的计算结果，将上述反射光粒子的位置及大小与所有上述透射光粒子的位置及大小进行比较，使位置及大小的差分别在规定范围以内的上述透射光粒子与上述反射光粒子建立对应，并将与任何上述透射光粒子均没有建立对应的上述反射光粒子从上述微粒的摄像图像的候补中排除；以及

粒子信息计算部，计算上述透射光粒子的位置及大小来作为上述微粒的位置及大小，计算与上述透射光粒子建立了对应的上述反射光粒子的代表明亮度来作为上述微粒的明亮度，并且计算与任何上述反射光粒子均没有建立对应的上述透射光粒子的明亮度来作为规定明亮度。

3.根据权利要求2所述的粒子测定装置，其特征在于，

在以上述反射光图像上的上述反射光粒子的背景明亮度成为比用于区别粒子明暗的明亮度阈值高的明亮度的方式由上述照明控制装置设定了上述第二光的装置发光面亮度的状态下，上述反射光图像生成部生成上述反射光图像；

上述反射光粒子检测部基于使用用于区别上述粒子明暗的明亮度阈值对上述反射光图像进行二值化而获得的图像的明亮度分布，将上述反射光图像的像素坐标中明亮度比规定明亮度低的像素集合而成的像素区域确定为上述反射光粒子存在的区域，并对上述反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测；

上述粒子信息计算部将对应于与上述反射光粒子建立了对应的上述透射光粒子的上述微粒，识别为暗色粒子，该暗色粒子具有比用于区别上述粒子明暗的明亮度阈值低的明亮度，上述粒子信息计算部将对应于与任何上述反射光粒子均没有建立对应的上述透射光粒子的上述微粒，识别为亮色粒子，该亮色粒子具有比用于区别上述粒子明暗的明亮度阈值高的明亮度。

4.根据权利要求2所述的粒子测定装置，其特征在于，

在以上述反射光图像上的上述反射光粒子的背景明亮度成为比用于区别粒子明暗的明亮度阈值低的明亮度的方式由上述照明控制装置设定了上述第二光的装置发光面亮度的状态下，上述反射光图像生成部生成上述反射光图像；

上述反射光粒子检测部基于使用用于区别上述粒子明暗的明亮度阈值对上述反射光图像进行二值化而获得的图像的明亮度分布，将上述反射光图像的像素坐标中明亮度比规定明亮度高的像素集合而成的像素区域确定为上述反射光粒子存在的区域，并对上述反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测；

上述粒子信息计算部将对应于与上述反射光粒子建立了对应的上述透射光粒子的上述微粒，识别为亮色粒子，该亮色粒子具有比用于区别上述粒子明暗的明亮度阈值高的明亮度，上述粒子信息计算部将对应于与任何上述反射光粒子均没有建立对应的上述透射光粒子的上述微粒，识别为暗色粒子，该暗色粒子具有比用于区别上述粒子明暗的明亮度阈值低的明亮度。

5.根据权利要求2所述的粒子测定装置，其特征在于，

在以上述反射光图像上的上述反射光粒子的背景明亮度成为比用于区别粒子明暗的第一明亮度阈值低的明亮度的方式由上述照明控制装置设定了上述第二光的装置发光面亮度的状态下，上述反射光图像生成部生成对上述微粒进行摄像而获得的暗背景时反射光图像，并且，

在以上述反射光图像上的上述反射光粒子的背景明亮度成为比用于区别粒子明暗的第二明亮度阈值高的明亮度的方式由上述照明控制装置设定了上述第二光的装置发光面亮度的状态下，上述反射光图像生成部生成对上述微粒进行摄像而获得的亮背景时反射光图像，上述第二明亮度阈值是低于上述第一明亮度阈值的明亮度阈值；

上述反射光粒子检测部基于使用上述第一明亮度阈值对上述暗背景时反射光图像进行二值化而获得的图像的明亮度分布，将上述反射光图像的像素坐标中高明亮度的像素集合而成的像素区域确定为上述反射光粒子存在的区域，并对上述反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测，并且，

上述反射光粒子检测部基于使用上述第二明亮度阈值对上述亮背景时反射光图像进行二值化而获得的图像的明亮度分布，将上述反射光图像的像素坐标中低明亮度的像素集合而成的像素区域确定为上述反射光粒子存在的区域，并对上述反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测；

上述粒子信息计算部将对应于与上述暗背景时反射光图像中存在的上述反射光粒子建立了对应的上述透射光粒子的上述微粒，识别为亮色粒子，该亮色粒子具有比上述第一明亮度阈值高的明亮度，上述粒子信息计算部将对应于与上述亮背景时反射光图像中存在的上述反射光粒子建立了对应的上述透射光粒子的上述微粒，识别为暗色粒子，该暗色粒子具有比上述第二明亮度阈值低的明亮度，上述粒子信息计算部将对应于与任何上述反射光粒子均没有建立对应的上述透射光粒子的上述微粒，识别为中间色粒子，该中间色粒子具有上述亮色粒子与上述暗色粒子的中间的明亮度。

6.根据权利要求2所述的粒子测定装置，其特征在于，

在以上述反射光图像上的上述反射光粒子的背景明亮度成为比用于区别粒子明暗的第一明亮度阈值低的明亮度的方式由上述照明控制装置设定了上述第二光的装置发光面亮度的状态下，上述反射光图像生成部生成对上述微粒进行摄像而获得的暗背景时反射光图像，并且，

在以上述反射光图像上的上述反射光粒子的背景明亮度成为比用于区别粒子明暗的第二明亮度阈值高的明亮度的方式由上述照明控制装置设定了上述第二光的装置发光面亮度的状态下，上述反射光图像生成部生成对上述微粒进行摄像而获得的亮背景时反射光图像，上述第二明亮度阈值是高于上述第一明亮度阈值的明亮度阈值；

上述反射光粒子检测部基于使用上述第一明亮度阈值对上述暗背景时反射光图像进行二值化而获得的图像的明亮度分布，将上述反射光图像的像素坐标中明亮度比规定明亮度高的像素集合而成的像素区域确定为上述反射光粒子存在的区域，并对上述反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测，并且，

上述反射光粒子检测部基于使用上述第二明亮度阈值对上述亮背景时反射光图像进行二值化而获得的图像的明亮度分布，将上述反射光图像的像素坐标中明亮度比规定明亮度低的像素集合而成的像素区域确定为上述反射光粒子存在的区域，并对上述反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测；

上述粒子信息计算部将对应于与上述暗背景时反射光图像中存在的上述反射光粒子建立了对应的上述透射光粒子的上述微粒，作为具有比上述第一明亮度阈值高的明亮度的亮色粒子的候补，将对应于与上述亮背景时反射光图像中存在的上述反射光粒子建立了对应的上述透射光粒子的上述微粒，作为具有比上述第二明亮度阈值低的明亮度的暗色粒子的候补，并且，上述粒子信息计算部将对应于与上述暗背景时反射光图像中存在的上述反射光粒子和上述亮背景时反射光图像中存在的上述反射光粒子的双方建立了对应的上述透射光粒子的上述微粒，识别为具有上述亮色粒子与上述暗色粒子的中间的明亮度的中间色粒子，将上述亮色粒子的候补中没有被识别为上述中间色粒子的粒子识别为上述亮色粒子，将上述暗色粒子的候补中没有被识别为上述中间色粒子的粒子识别为上述暗色粒子。

7.根据权利要求2所述的粒子测定装置，其特征在于，

在上述反射光图像上的上述反射光粒子的背景明亮度为比用于区别粒子明暗的明亮度阈值高的明亮度，且将N设为自然数的情况下，上述照明控制装置能够将成为第一明亮度＜第二明亮度＜…＜第N明亮度的第1～第N装置发光面亮度设定给上述第二光；

上述反射光图像生成部在上述第二光的装置发光面亮度被设定成上述第1～第N装置发光面亮度的状态下，分别生成第1～第N反射光图像；

上述反射光粒子检测部基于使用用于区别上述粒子明暗的明亮度阈值分别对上述第1～第N反射光图像进行二值化而获得的图像的明亮度分布，将上述第1～第N反射光图像的像素坐标中明亮度比规定明亮度低的像素集合而成的像素区域确定为上述反射光粒子存在的区域，并对上述反射光粒子的存在区域内的像素的位置坐标进行检测；

在设为n＝1～N的情况下，上述建立对应处理部将在第n反射光图像中检测到的上述反射光粒子的位置及大小和与在第（n－1）反射光图像以前的反射光图像中检测到的上述反射光粒子没有建立对应的上述透射光粒子的位置及大小进行比较，其中在n＝1的情况下，将在第1反射光图像中检测到的上述反射光粒子的位置及大小和所有上述透射光粒子的位置及大小进行比较，使位置及大小的差分别在规定范围以内的上述透射光粒子与上述反射光粒子建立对应；

上述粒子信息计算部将对应于与上述第1～第N反射光图像中存在的上述反射光粒子建立了对应的各上述透射光粒子的上述微粒的明亮度，识别为第1～第N明亮度，其中，第一明亮度＜第二明亮度＜…＜第N明亮度，并且将对应于与任何上述反射光粒子均没有建立对应的上述透射光粒子的上述微粒识别为明亮度最高的粒子。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的粒子测定装置，其特征在于，

上述微粒为来自基于高炉法的炼铁厂的降尘。

9.根据权利要求2～7中任一项所述的粒子测定装置，其特征在于，

上述透射光粒子信息计算部还计算上述透射光粒子的直径；

上述粒子信息计算部还计算上述透射光粒子的直径来作为上述微粒的粒径。

10.一种粒子测定方法，使用粒子测定装置来对微粒的位置、大小以及明亮度进行测定，其中，该粒子测定装置具有：

载物台，具有载置面，该载置面上载置有散布了不透明的上述微粒的透明基板，或者直接散布有上述微粒；

摄像装置，设于该载物台的上述载置面一侧并对上述微粒进行摄像；

反射光用照明装置，设于上述载物台的上述载置面一侧，并朝向上述载物台照射具有规定的装置发光面亮度的第一光；以及

透射光用照明装置，设于上述载物台的与上述载置面相反一侧，并朝向上述载物台照射具有规定的装置发光面亮度的第二光，

上述粒子测定方法包括：

生成透射光图像的透射光图像生成步骤，该透射光图像是在将上述第二光的装置发光面亮度设为不为0的规定亮度且将上述第一光的装置发光面亮度设为0的状态下，通过上述摄像装置对上述微粒进行摄像而获得的图像；

生成反射光图像的反射光图像生成步骤，该反射光图像是在将上述第二光的装置发光面亮度设为在1种或2种以上的条件下被设定的规定亮度且将上述第一光的装置发光面亮度设为不为0的规定亮度的状态下，通过上述摄像装置对上述微粒进行摄像而获得的图像；以及

图像处理步骤，将在上述透射光图像中被识别为上述微粒的摄像图像的候补的1个或2个以上的透射光粒子的位置及大小与在上述反射光图像中被识别为上述微粒的摄像图像的候补的1个或2个以上的反射光粒子的位置及大小进行比较，由此使位置及大小的差在规定范围以内的上述透射光粒子与上述反射光粒子建立对应，基于该对应结果，计算上述透射光粒子的位置及大小来作为上述微粒的位置及大小，并且计算上述反射光粒子或上述透射光粒子的代表明亮度来作为上述微粒的明亮度。

11.根据权利要求10所述的粒子测定方法，其特征在于，

上述微粒为来自基于高炉法的炼铁厂的降尘。

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