JP7073149B2 - 測定装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、測定装置に関する。

例えば微粒子の集合といった試料に含まれる微粒子の数を測定する測定装置が知られている。その一例として、試料の画像を取得し、当該画像に含まれる微粒子の輪郭を抽出し、抽出された輪郭に基づいて微粒子の数を測定する方法が知られている。

特開２０１６－５０３４８９号公報

試料に含まれる対象物の数を求める測定装置を提供する。

実施形態によれば、測定装置は、対象物の体積と個数との関係を第１の情報として記憶するメモリと、数が未知である前記対象物を含む対象物群の画像を取得するように構成された光学系及び画像センサを有するカメラと、位置検出素子と、を備え、前記位置検出素子により前記対象物群の高さ情報を取得することにより前記対象物群の三次元形状を測定する形状測定装置と、計測された前記三次元形状に基づいて前記対象物群の体積を第２の情報として算出し、前記第１の情報と前記第２の情報とに基づいて、前記対象物群に含まれる前記対象物の数を算出するプロセッサとを備える。

図１は、一実施形態に係る測定システムの構成例の概略を示す図である。 図２は、測定システムの動作の一例の概略を示すフローチャートである。 図３Ａは、測定ユニットによる試料の３次元情報の取得について説明するための図である。 図３Ｂは、測定ユニットによる試料の３次元情報の取得について説明するための図である。 図３Ｃは、測定ユニットによる試料の３次元情報の取得について説明するための図である。 図４Ａは、比較例としての、試料の２次元画像に基づく測定の対象物の個数を求める方法について説明するための図である。 図４Ｂは、比較例としての、試料の２次元画像に基づく測定の対象物の個数を求める方法について説明するための図である。 図４Ｃは、比較例としての、試料の２次元画像に基づく測定の対象物の個数を求める方法について説明するための図である。 図４Ｄは、比較例としての、試料の２次元画像に基づく測定の対象物の個数を求める方法について説明するための図である。 図５は、第１の変形例に係る測定システムの構成例の概略を示す図である。 図６は、第２の変形例に係る測定システムの構成例の概略を示す図である。 図７Ａは、測定の対象物である粒子が凝集して隙間が形成された試料について説明するための図である。 図７Ｂは、測定の対象物である粒子が凝集して隙間が形成された試料について説明するための図である。

本実施形態は、測定の対象物の総数をカウントする測定システムに関する。測定システムは、既知の大きさを有する対象物を複数含む対象物群の全体の体積を測定し、既知である対象物１個の体積で除算することで、対象物の数を算出する。対象物としては、例えば粒子であり得る。

〈システムの構成〉
図１は、本実施形態に係る測定システムの構成例の概略を示す。測定システム１は、測定装置２を備える。測定装置２は、制御ユニット１０と、ステージユニット２０と、測定ユニット４０と、カメラ６０とを備える。制御ユニット１０は、測定システム１の各部の動作を制御する。ステージユニット２０は、試料９０が配置されるステージ２１を備える。測定ユニット４０は、ステージ２１上の試料９０の外形を計測する。カメラ６０は、ステージ２１上の試料９０を撮影する。測定システム１は、測定装置２の外部に設けられたモニタ８０を備える。モニタ８０は、測定システム１の状態、及び計測結果等を表示する。

制御ユニット１０は、プロセッサ１１と、メモリ１２と、ストレージ１３とを備える。プロセッサ１１は、例えばCentral Processing Unit（ＣＰＵ）、Application Specific Integrated Circuit（ＡＳＩＣ）、又はField Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）といった集積回路を含む。プロセッサ１１は、１つの集積回路で構成されてもよいし、複数の集積回路が組み合わされて構成されてもよい。プロセッサ１１は、ストレージ１３又はプロセッサ１１に記録されたプログラムに従って動作する。

メモリ１２は、起動プログラム等を記録しているRead Only Memory（ＲＯＭ）、及びプロセッサ１１の主記憶装置として機能するRandom Access Memory（ＲＡＭ）等を含む。ＲＡＭには、例えば、Dynamic ＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、Static ＲＡＭ（ＳＲＡＭ）等が用いられ得る。

ストレージ１３には、例えば、Hard Disk Drive（ＨＤＤ）、Solid State Drive（ＳＳＤ）、Embedded Multi Media Card（ｅＭＭＣ）等が用いられる。ストレージには、ＣＰＵで用いられるプログラム、パラメータ等各種情報が記録されている。ストレージ１３には、測定ユニット４０で計測されたデータ、カメラ６０で取得された画像、及びこれらに基づく解析結果などが記録される。

制御ユニット１０は、ステージユニット２０の動作の制御のための演算を行う。制御ユニット１０は、測定ユニット４０の動作の制御のための演算、及び測定ユニット４０を用いて得られたデータの解析等を行う。制御ユニット１０は、カメラ６０の動作の制御のための演算、及びカメラ６０を用いて得られた画像の解析等を行う。制御ユニット１０は、モニタ８０の表示を制御する。

ステージユニット２０は、ステージ２１と、アクチュエータ２３と、Ｘ軸ステージ２５と、Ｙ軸ステージ２６と、Ｚ軸ステージ２７と、試料配置機構２９とを備える。ステージ２１には、上述のとおり試料９０が配置される。本実施形態では、水平方向にＸ軸及びＹ軸が設定され、鉛直上向きにＺ軸が設定される。後述するカメラ６０は、その光軸がＺ軸と一致するように設けられている。ステージユニット２０は、ステージ２１を移動させる機構を有する。

アクチュエータ２３は、制御ユニット１０の制御下で、ステージ２１を測定位置３１と配置位置３２との間で移動させる。測定位置３１は、測定ユニット４０を用いた試料９０の測定、及びカメラ６０を用いた試料９０の撮影が行われるステージ２１の位置である。配置位置３２は、後述する試料配置機構２９を用いたステージ２１上への試料９０の配置が行われるステージ２１の位置である。ここで、試料９０は、大きさが既知である複数の粒子等を含む。

Ｘ軸ステージ２５は、制御ユニット１０の制御下で、ステージ２１をＸ軸に沿って移動させる機構を有する。Ｙ軸ステージ２６は、制御ユニット１０の制御下で、ステージ２１をＹ軸に沿って移動させる機構を有する。Ｚ軸ステージ２７は、制御ユニット１０の制御下で、ステージ２１をＺ軸に沿って移動させる機構を有する。

試料配置機構２９は、配置位置３２に設けられている。試料配置機構２９は、図示しない試料容器と、当該試料容器に接続されたピペットとを備える。測定前に、試料は、試料容器に入れられる。試料は、ピペットを介して、配置位置３２に位置するステージ２１の上に配置される。

測定ユニット４０は、測定の対象物の３次元形状を測定するためのユニットである。測定ユニット４０は、レーザダイオード（ＬＤ）４１と、第１の光学系４３と、第２の光学系４５と、位置検出素子であるＰＳＤセンサ４７とを備える。ＬＤ４１は、制御ユニット１０の制御下で、レーザ光を放射する。ＬＤ４１から放射されたレーザ光は、第１の光学系４３を介して、測定位置３１にある試料９０に照射されるように、測定ユニット４０は構成されている。試料９０で反射した光は、第２の光学系４５を介してＰＳＤセンサ４７に入射し、ＰＳＤセンサ４７で受光されるように、測定ユニット４０は構成されている。

試料９０のＺ軸に沿った高さが異なるとき、ＰＳＤセンサ４７において、レーザ光の検出位置が異なる。すなわち、ＰＳＤセンサ４７を用いれば、試料９０までの距離が計測され得る。言い換えると、ＰＳＤセンサ４７を用いれば、試料９０の表面のＺ座標の情報が得られる。

測定時においては、測定ユニット４０は、制御ユニット１０の制御下で、Ｘ軸ステージ２５及びＹ軸ステージ２６を用いて試料９０をＸ軸の方向及びＹ軸の方向に移動させる。このときに、ＰＳＤセンサ４７は、検出結果を制御ユニット１０へ送信する。この検出結果は、試料９０の表面のＺ座標に関係する情報を含む。制御ユニット１０は、Ｘ軸ステージ２５及びＹ軸ステージ２６を用いて変更されたステージ２１のＸ座標及びＹ座標の情報と、ＰＳＤセンサ４７の検出結果とを取得する。制御ユニット１０は、取得した情報に基づいて、試料９０の表面形状を取得することができる。

ここでは、測定ユニット４０として、ＬＤとＰＳＤセンサとの組み合わせを用いる場合を例として示した。しかしながらこれに限らない。測定ユニット４０は、試料９０の表面形状を取得できる装置であればどのようなものが用いられてもよい。例えば、ＰＳＤセンサに代えてＣＭＯＳセンサなどのセンサが用いられても、測定ユニット４０は、上述の場合と同様に機能する。また、ＬＤに限らず、各種の光源が用いられ得る。このように、光を用いた各種測定ユニットが用いられ得る。また、試料９０を走査するプローブ等を用いて試料９０の表面形状を測定する測定ユニットが用いられてもよい。

カメラ６０は、測定位置３１にある試料９０を撮影して、試料９０の画像を取得するように構成されている。カメラ６０は、撮影ユニット６１と、レンズユニット６５とを備える。撮影ユニット６１は、画像センサ６３を有する。レンズユニット６５は、レンズ６６を有する。レンズユニット６５は、上述のとおりレンズユニット６５の光軸がＺ軸に沿うように設けられている。レンズユニット６５は、測定位置３１にあるステージ２１上の物体の像を、拡大して撮影ユニット６１の画像センサ６３のセンサ面に結像させる。撮影ユニット６１は、画像センサ６３を用いて、制御ユニット１０の制御下で、ステージ２１上の画像を取得する。撮影ユニット６１は、取得した画像を制御ユニット１０へと送信する。制御ユニット１０は、画像を取得する。制御ユニット１０は、取得した画像に基づいて、各種解析を行うことができる。

測定ユニット４０は、カメラ６０によって撮影された画像に基づいて特定された試料９０の情報を用いて、試料９０の三次元形状の測定を行ってもよい。例えば、測定ユニット４０は、画像に基づいて特定された試料９０が存在する範囲について、測定を行ってもよい。また、ステージユニット２０の動作も、カメラ６０によって撮影された画像を利用して行われてもよい。また、ＬＤ４１とＰＳＤセンサ４７を含む測定ユニット４０で計測している試料９０における位置を、カメラ６０によって撮影された画像に基づいて特定してもよい。この場合、試料９０における計測位置を、ステージ２１のＸ座標及びＹ座標の情報から得なくてもよい。

〈システムの動作〉
測定システム１の動作について説明する。ユーザは、測定の対象物を複数含む対象物群を用意する。ここで、測定の対象物の大きさは既知である。一方、対象物群が含む対象物の個数は未知である。この対象物群が試料９０である。ユーザは、測定システム１を用いることで、この試料９０に含まれる対象物の数を知ることができる。

対象物は、例えば粒子状である。この対象物は、例えば生体物質又は菌等を分離又は抽出するために用いられる磁性ビーズを含み得る。この場合、試料は、例えば分離又は抽出したい生体物質又は菌が結合した磁性ビーズの集合であり得る。あるいは、この対象物は、単離された菌等の微生物であり得る。試料は、微生物の集合であり得る。あるいは、この対象物は、プリンターで用いられるトナーであり得る。試料は、トナーの集合であり得る。あるいは、対象物は、その他の各種の微粒子であり得る。試料は、当該微粒子の集合であり得る。ユーザは、上記のような試料を、試料配置機構２９の試料容器に入れて、測定システム１を動作させる。

図２は、測定システム１の制御ユニット１０によって行われる測定時の動作の一例である。

ＡＣＴ１において、制御ユニット１０は、試料９０に含まれる対象物の単位当たりの体積を取得し、その値をメモリ１２に記憶させる。単位あたりの体積は、試料９０に含まれる対象物１個の体積であり得る。制御ユニット１０は、単位あたりの体積は、所定個数の対象物の体積であってもよい。対象物が抗原抗体反応を用いて微生物がビーズに固定されたものである場合、微生物とビーズとが結合したものを１個と数えて、その体積を単位あたりの体積とすることができる。

制御ユニット１０は、この体積の情報をユーザによる入力から取得してもよい。この場合、制御ユニット１０は、モニタ８０に、単位当たりの体積を入力するように表示させる。この表示を見たユーザは、図示しない入力装置を用いて、その値を入力する。制御ユニット１０は、入力された値を取得することができる。あるいは、試料９０の単位あたりの体積の情報は、予めストレージ１３に記録されていてもよい。この場合、制御ユニット１０は、予めストレージ１３に記録された体積の情報を、ストレージ１３から読み出す。あるいは、試料９０の単位あたりの体積の情報は、ネットワークを介して取得されてもよい。

制御ユニット１０は、試料９０の単位当たりの体積を、第１の情報として、メモリ１２に保持する。

ＡＣＴ２において、制御ユニット１０は、ステージユニット２０に、ステージ２１をゼロ点の位置に移動させる。このとき、制御ユニット１０は、測定ユニット４０を用いて、ステージ２１の位置を測定しながら、ステージユニット２０に、ステージ２１の移動を行わせてもよい。制御ユニット１０は、測定ユニット４０のＬＤ４１から照射されたレーザがステージ２１上で焦点を結ぶように、Ｚ軸ステージ２７を動作させてもよい。

ＡＣＴ３において、制御ユニット１０は、ステージユニット２０に、ステージ２１を配置位置３２へ移動させる。ＡＣＴ４において、制御ユニット１０は、試料配置機構２９に、試料容器内の試料９０をステージ２１に配置させる。ＡＣＴ５において、制御ユニット１０は、ステージユニット２０に、ステージ２１を測定位置３１へ移動させる。

ＡＣＴ６において、制御ユニット１０は、測定ユニット４０を用いて、試料９０に含まれる対象物の全体の体積を測定する。すなわち、制御ユニット１０は、Ｘ軸ステージ２５及びＹ軸ステージ２６に、試料９０が載ったステージ２１をＸ－Ｙ平面上で移動させる。このとき、測定ユニット４０は、ＬＤ４１からレーザ光を放射させ、ステージ２１上で反射したレーザ光をＰＳＤセンサ４７に検出させる。測定ユニット４０は、検出結果を制御ユニット１０へ送信する。制御ユニット１０は、取得した検出結果に基づいて、試料９０の外形を３次元的に求める。制御ユニット１０は、この３次元情報に基づいて、試料９０に含まれる対象物の全体の体積を算出する。制御ユニット１０は、算出された体積を、第２の情報として、メモリ１２に保持する。

図３Ａは、ステージ２１上に試料９０として１２個の粒子が配置されている例を模式的に示す。この例の場合には、３個の粒子が一塊となっており、９つの粒子が一塊となっている。図３Ｂは、測定ユニット４０を用いて得られる試料９０の外形をステージ２１の上方から見た図を模式的に示す。図３Ｃは、測定ユニット４０を用いて得られる試料９０の外形をステージ２１の側面から見た図を模式的に示す。線９２のような外形が検出される。これらの図に示すように、制御ユニット１０は、測定ユニット４０を用いることで、試料９０の３次元情報を得ることができる。

ＡＣＴ７において、制御ユニット１０は、試料に含まれる対象物の数を算出する。この際、制御ユニット１０は、第１の情報であるＡＣＴ１で記憶された試料９０に含まれる対象物の単位当たりの体積と、第２の情報であるＡＣＴ６で記憶された対象物の全体の体積とを用いる。より具体的には、制御ユニット１０は、対象物の全体の体積を、対象物１個あたりの体積で除することで、対象物の個数を算出できる。制御ユニット１０は、算出した個数をストレージ１３に記憶させる。制御ユニット１０は、算出結果をモニタ８０に表示させてもよい。

以上のようにして、測定システム１は、試料９０に含まれる対象物の個数を求めることができる。

従来から、カメラ６０が取得した試料９０の２次元画像に基づいて、対象物の個数を求める方法が知られている。この方法では、まず画像における対象物の輪郭が特定される。次に輪郭に囲まれた物体を１つの対象物として、対象物の個数が特定される。

例えば図４Ａに示すように、画像１１２に１２個の対象物１１４が写っている場合を考える。図４Ａの例では、対象物１１４は、ばらばらに存在する。このとき、画像１１２に対してエッジ抽出といった画像処理を行い、図４Ｂに示すエッジ抽出画像１２２が得られる。エッジ抽出画像１２２のように、対象物１１４の輪郭１２４は、太線で示すように特定される。輪郭１２４に囲まれた物体を１つの対象物とすると、対象物の個数は１２個と特定される。

一方、例えば図４Ｃに示すように、画像１３２に１２個の対象物１１４が写っている場合を考える。図４Ｃの例では、３個及び９個の対象物１３４が、それぞれ重なりあって固まって存在する。このとき、図４Ｄに示すエッジ抽出画像１４２のように、対象物１３４の輪郭１４４は、線で示すように特定される。輪郭１４４に囲まれた物体を１つの対象物とすると、対象物の個数は２個と特定される。

このように、２次元画像のエッジ抽出に基づいて対象物の個数を特定する場合、対象物が重なり合って存在したり、固まって存在したりすると、正しい情報が得られないことがある。これに対して、本実施形態の測定システム１のように、対象物の３次元形状に基づく体積と対象物１個の体積とに基づいて、対象物の個数を求めると、対象物が重なり合って存在したり、固まって存在したりする場合であっても、正しい情報が得られる。

例えば液体に粒子を分散させた試料について、その液体を蒸発させて取り除いたとき、粒子は凝集しやすい。本実施形態の測定システム１は、このように調製する試料の粒子数をも計測することができる。

なお、上述の図２に示した例では、制御ユニット１０は、ＡＣＴ２でステージ２１をゼロ点の位置に移動させた後に、ＡＣＴ４で試料をステージ２１に配置させている。しかしながら、これに限らない。制御ユニット１０は、試料をステージ２１に配置させた後に、ステージ２１をゼロ点の位置に移動させてもよい。

［第１の変形例］
第１の変形例について説明する。上述の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。本変形例に係る測定システム１の構成例の概略を図５に示す。本変形例に係る測定システム１は、上述の実施形態の測定システム１の構成に加えて、次の構成を有している。

ＬＤ４１にはＬＤ移動機構５１が設けられている。ＬＤ移動機構５１は、Ｘ軸移動機構５２、Ｙ軸移動機構５３、Ｚ軸移動機構５４を備える。Ｘ軸移動機構５２は、ＬＤ４１をＸ軸に沿って移動させる。Ｙ軸移動機構５３は、ＬＤ４１をＹ軸に沿って移動させる。Ｚ軸移動機構５４は、ＬＤ４１をＺ軸に沿って移動させる。

ＰＳＤセンサ４７にはセンサ移動機構５６が設けられている。センサ移動機構５６は、Ｘ軸移動機構５７、Ｙ軸移動機構５８、Ｚ軸移動機構５９を備える。Ｘ軸移動機構５７は、ＰＳＤセンサ４７をＸ軸に沿って移動させる。Ｙ軸移動機構５８は、ＰＳＤセンサ４７をＹ軸に沿って移動させる。Ｚ軸移動機構５９は、ＰＳＤセンサ４７をＺ軸に沿って移動させる。

上述の実施形態の測定装置２では、測定ユニット４０による試料９０の３次元形状の測定にあたって、ステージユニット２０が、ステージ２１の位置をＸ－Ｙ平面に沿って移動させている。これに対して、本変形例では、測定ユニット４０による試料９０の３次元形状の測定にあたって、ステージユニット２０は、ステージ２１を移動させない。代わりに、測定ユニット４０による試料９０の３次元形状の測定にあたって、ＬＤ移動機構５１がＬＤ４１をＸ－Ｙ平面に沿って移動させ、センサ移動機構５６がＰＳＤセンサ４７をＸ－Ｙ平面に沿って移動させる。ＬＤ移動機構５１の動作とセンサ移動機構５６の動作とは、同期する。

より詳細には、図２を参照して説明した処理が次のように変更される。ＡＣＴ２において、制御ユニット１０は、ＬＤ移動機構５１及びセンサ移動機構５６を用いて、ＬＤ４１から照射されたレーザがステージ２１上のゼロ点で焦点を結ぶように、ＬＤ４１及びＰＳＤセンサ４７を移動させる。

ＡＣＴ６において、制御ユニット１０は、測定ユニット４０を用いて、試料９０に含まれる対象物の全体の体積を測定する。このとき、ＬＤ移動機構５１及びセンサ移動機構５６を用いて、ＬＤ４１及びＰＳＤセンサ４７をＸ－Ｙ平面上で移動させる。測定ユニット４０は、ＬＤ４１からレーザ光を放射し、ステージ２１上で反射したレーザ光をＰＳＤセンサ４７検出する。測定ユニット４０は、検出結果を制御ユニット１０へ送信する。制御ユニット１０は、取得した検出結果に基づいて、試料９０の外形を３次元的に求める。制御ユニット１０は、この３次元情報に基づいて、試料９０に含まれる対象物の全体の体積を算出する。算出された体積は、メモリ１２に記憶される。

なお、制御ユニット１０は、ＡＣＴ２でＬＤ４１及びＰＳＤセンサ４７をゼロ点の位置に移動させた後に、ＡＣＴ４で試料をステージ２１に配置させている。しかしながら、これに限らない。制御ユニット１０は、試料をステージ２１に配置させた後に、ＬＤ４１及びＰＳＤセンサ４７をゼロ点の位置に移動させてもよい。

その他の動作は、上述の実施形態の場合と同様である。本変形例によっても、測定システム１は、上述の実施形態と同様に機能し、同様の効果を得ることができる。

［第２の変形例］
第２の変形例について説明する。上述の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。本変形例に係る測定システム１の構成例の概略を図６に示す。本変形例に係る測定システム１は、上述の実施形態の測定システム１の構成において、測定ユニット４０の構成を欠く。

上述の実施形態の測定装置２では、試料９０の対象物の体積の計測に測定ユニット４０が用いられている。これに対して本変形例では、体積の測定にカメラ６０が用いられる。本変形例では、制御ユニット１０は、Ｚ軸ステージ２７を用いてステージ２１をＺ軸に沿って移動させながら、複数の試料９０の画像を取得する。制御ユニット１０は、これらの画像において、試料９０の対象物の輪郭に焦点が合っている画像を特定する。制御ユニット１０は、その画像が得られた際のステージ２１のＺ軸方向についての位置情報を特定する。焦点が合っている輪郭の位置とそのＺ軸位置とに基づけば、制御ユニット１０は、対象物の形状を特定できる。制御ユニット１０は、対象物の形状に基づいて、対象物の体積を特定することができる。その他の動作は、上述の実施形態の場合と同様である。

ここでは、合焦位置変更機構の一例として、ステージ２１のＺ軸位置を変更することで、画像センサ６３に焦点を結ぶ被写体の位置を変更させる例を示した。しかしながら、画像センサ６３に焦点を結ぶ被写体の位置を変更させる合焦位置変更機構は他の構成を有していてもよい。例えば、レンズユニット６５の焦点調整用のレンズを移動させて、レンズユニット６５の光学系の焦点位置が変更されてもよい。また、カメラ６０のＺ軸位置が変更されてもよい。

本変形例によっても、測定システムは、上述の実施形態と同様に機能し、同様の効果を得ることができる。

第１の変形例及び第２の変形例のように、試料９０の対象物の３次元形状の測定には、どのような方法が用いられてもよい。すなわち、測定装置２は、試料９０の３次元形状を測定できる形状測定装置を有していればよい。上述の実施形態では、測定ユニット４０とステージユニット２０とが、形状測定装置として機能する。第１の変形例では、測定ユニット４０とＬＤ移動機構５１とセンサ移動機構５６とステージユニット２０とが、形状測定装置として機能する。第２の変形例では、カメラ６０とステージユニット２０とが、形状測定装置として機能する。

なお、図７Ａのように対象物である粒子が凝集した試料９０を考える。図７Ｂは、図７Ａに示した切断線における断面図である。図７Ｂに示すように、第１の粒子１９１と第２の粒子１９２と第３の粒子１９３との間には、隙間１９６が存在する。ＡＣＴ１で設定される試料９０に含まれる対象物の単位当たりの体積として、対象物同士が接触した際にできる隙間が考慮された１個の体積が設定されるとよい。図７Ｂには横断面を示したが、もちろん縦断面を見ても隙間は存在する。隙間の体積は３次元的に考慮されるべきである。例えば、対象物の形状が定まっていれば、対象物が凝集したときにできる隙間も定まり得る。この隙間の体積を、隙間を形成する対象物の個数で割ることで対象物１個あたりの隙間の体積が得られる。得られた値を用いることで、隙間が考慮された対象物１個の体積が得られる。このような設定により、試料に含まれる対象物の数の算出の精度はより向上する。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
なお、以下に本願の出願当初の特許請求の範囲の記載を付記する。
［Ｃ１］
対象物の体積と個数との関係を第１の情報として記憶するメモリと、
数が未知である前記対象物を含む対象物群の三次元形状を即知恵する形状測定装置と、
計測された前記三次元形状に基づいて前記対象物群の体積を第２の情報として算出し、前記大の情報と前記第２の情報とに基づいて、前記対象物群に含まれる前記対象物群の数を算出するプロセッサと、
を備える測定装置。
［Ｃ２］
前記形状測定装置は、
前記対象物群を含む試料が配置されるように構成されたステージと、
前記ステージの上に配置された前記対象物群までの距離を測定するように構成された、光を前記対象物群に照射する光源と前記対象物群からの光を受光するセンサとを含む測定ユニットと
前記ステージを移動させるステージユニットと前記測定ユニットを移動させる移動機構とのうち少なくとも何れか一方と、
を備え、
前記三次元形状は、前記距離と、前記ステージ又は前記測定ユニットの位置とに基づいて算出される、
請求項１に記載の測定装置。
［Ｃ３］
前記形状測定装置は、
前記対象物群を含む試料が配置されるように構成されたステージと、
前記ステージの上に配置された前記対象物群までの距離を測定するように構成された、光を前記対象物群に照射する光源と前記対象物群からの光を受光するセンサとを含む測定ユニットと、
前記ステージを移動させるステージユニットと前記測定ユニットを移動させる移動機構とのうち少なくとも何れか一方と、
前記対象物群の画像を取得するように構成された光学系及び画像センサを有するカメラと、
を備え、
前記三次元形状は、前記距離と、前記画像から特定される前記対象物群の位置とに基づいて算出される、
請求項１に記載の測定装置。
［Ｃ４］
前記形状測定装置は、
前記対象物群の画像を取得するように構成された光学系及び画像センサと、
前記画像センサに焦点を結ぶ被写体の位置を変更させる合焦位置変更機構と、
を備え、
前記三次元形状は、前記画像と前記画像センサに焦点を結ぶ被写体の位置とに基づいて算出される、
請求項１に記載の測定装置。
［Ｃ５］
前記第１の情報は、凝集した前記対象物の塊に含まれる隙間が考慮された値である請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の測定装置。

１…測定システム、２…測定装置、１０…制御ユニット、１１…プロセッサ、１２…メモリ、１３…ストレージ、２０…ステージユニット、２１…ステージ、２３…アクチュエータ、２５…Ｘ軸ステージ、２６…Ｙ軸ステージ、２７…Ｚ軸ステージ、２９…試料配置機構、３１…測定位置、３２…配置位置、４０…測定ユニット、４１…ＬＤ、４３…第１の光学系、４５…第２の光学系、４７…ＰＳＤセンサ、５１…ＬＤ移動機構、５２…Ｘ軸移動機構、５３…Ｙ軸移動機構、５４…Ｚ軸移動機構、５６…センサ移動機構、５７…Ｘ軸移動機構、５８…Ｙ軸移動機構、５９…Ｚ軸移動機構、６０…カメラ、６１…撮影ユニット、６３…画像センサ、６５…レンズユニット、６６…レンズ、８０…モニタ。

Claims (4)

1. 対象物の体積と個数との関係を第１の情報として記憶するメモリと、
   数が未知である前記対象物を含む対象物群の画像を取得するように構成された光学系及び画像センサを有するカメラと、位置検出素子と、を備え、前記位置検出素子により前記対象物群の高さ情報を取得することにより前記対象物群の三次元形状を測定する形状測定装置と、
   計測された前記三次元形状に基づいて前記対象物群の体積を第２の情報として算出し、前記第１の情報と前記第２の情報とに基づいて、前記対象物群に含まれる前記対象物の数を算出するプロセッサと
   を備える測定装置。
2. 前記形状測定装置は、
   前記対象物群を含む試料が配置されるように構成されたステージと、
   前記ステージの上に配置された前記対象物群までの距離を測定するように構成された、光を前記対象物群に照射する光源と前記対象物群からの光を受光するセンサとを含む測定ユニットと
   前記ステージを移動させるステージユニットと前記測定ユニットを移動させる移動機構とのうち少なくとも何れか一方と、
   を備え、
   前記三次元形状は、前記距離と、前記ステージ又は前記測定ユニットの位置とに基づいて算出される、
   請求項１に記載の測定装置。
3. 前記形状測定装置は、
   前記対象物群を含む試料が配置されるように構成されたステージと、
   前記ステージの上に配置された前記対象物群までの距離を測定するように構成された、光を前記対象物群に照射する光源と前記対象物群からの光を受光するセンサとを含む測定ユニットと
   前記ステージを移動させるステージユニットと前記測定ユニットを移動させる移動機構とのうち少なくとも何れか一方と、
   を備え、
   前記三次元形状は、前記距離と、前記画像から特定される前記対象物群の位置とに基づいて算出される、
   請求項１に記載の測定装置。
4. 前記第１の情報は、凝集した前記対象物の塊に含まれる隙間が考慮された値である請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の測定装置。
   

Images