JPH01165935A - 粒子測定方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、粉末材料等の粒子の粒径分布、大気中の塵埃
の濃度、液体中の不純物粒子の粒径や密度などを測定す
るのに用いて好適の粒子測定方法および装置に関するも
のである。

′　　［従来の技術］ 従来、この種の装置としては第１３図に示すようなもの
がある（特開昭６２−８０３８号公報）。

第１３図に示すように、フローセル５１の中央部の紙面
に垂直な流通部５２内を、高速層流となったシース液に
含まれて流体力学的焦点合わせが行なわれた被測定粒子
が通過し、この流れと直交する方向にレーザ光源５３が
配置されている。このレーザ光源５３から出射された光
ビームＬを流通部５２に導光するために、光軸０１上に
結像レンズ５４が配置されている。また、被測定粒子に
よって散乱された光ビームＬの前方散乱光側には、ビー
ムスプリッタ５５．集光レンズ５６．光電検出器５７が
順に配列されており、結像レンズ５４を解して流通部５
２で照射された光ビームＬは被測定粒子により散乱され
、ビームスプリッタ５５゜集光レンズ５６を経て光電検
出器５７に至り、主に被測定粒子の大きさの情報が得ら
れるようになっている。

さらに、ビームスプリッタ５５で分割された光束の光軸
０２上には集光レンズ５８．アレイ状光電検出器５９が
配置され、アレイ状光電検出器５９には基準指標Ｍを表
示したＣＲＴ等のモニタ６０が接続されている。そして
、ビームスプリッタ５５により分割された光束は、集光
レンズ５８により一次元光電変換素子であるアレイ状光
電検出器５９上に結像される。

ところで、レーザ光は通常ではガウス分布による強度分
布を有しており、流通部５２における結像ビームもガウ
ス強度分布を有している。従って、流通部５２の中心軸
と照射光の光軸０１とがほぼ一致していれば、アレイ状
光電検出器５９上の結像ビームの強度分布も左右対称な
ガウス強度分布を呈し、アレイ状光電検出器５９の出力
信号■をモニタ６０により表示すると、左右対称で滑ら
かなガウス強度分布Ｐを観察できることになる。

上述の従来装置では、光電検出器５７の出力として被測
定粒子の大きさに関する情報が得られる。

また、モニタ６０に表示されたガウス強度分布Ｐを観察
し、このガウス強度分布Ｐと基準指標Ｍとの位置を調整
することにより、レーザ照射光学系とフローセル５１の
流通部５２との光軸調整が容易に行なわれ、被測定粒子
が解析される。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述のような従来の粒子測定装置では、
光電検出器５７により被測定粒子の大きさに関する情報
を得ることはできるが、被測定粒子の密度（濃度）に関
する情報を得ることはできない。

また、アレイ状光電検出器５９による出力信号■は、光
軸調整を行なうためにモニタ６０に単に表示されるだけ
で、被測定粒子の粒径や密度を検出するためには用いら
れていない。もし、このアレイ状光電検出器５９による
出力信号工から被測定粒子の粒径や密度に関する情報を
得るためには、アレイ状光電検出器５９からの出力信号
工を信号処理する必要があり、装置の複雑化および高価
格化を招くことになるという問題点がある。

本発明は、上述のような問題点を解消するためになされ
たもので、被測定粒子の粒径および密度を、複雑な信号
処理を施すことなく速い応答性で精度良く測定できるよ
うにした、低価格でコンパクトな粒子測定方法および装
置を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ このため、本発明の粒子測定方法は、被測定粒子に光を
照射して得られた散乱光を光入力として光電変換体に入
射させて、上記光入力の光強度と、光強度によって重み
付けされた上記光電変換体の端部と上記光入力の入射位
置との距離の平均値と、光強度によって重み付けされた
上記光電変換体の端部と上記光入力の入射位置との距離
の２乗平均値とを上記光電変換体により検出し、検出さ
れた上記の光強度および平均値に基づいて上記光電変換
体の端部と上記光入力の入射位置との距離の平均値に比
例する１次出力をとり出すとともに、検出された上記の
光強度および２乗平均値に基づいて上記光電変換体の端
部と上記光入力の入射位置との距離の２乗平均値に比例
する２次出力をとり出した後、上記の１次出力および２
次出力に基づき上記光入力の分散を演算して検出してか
ら、検出した上記光入力の光強度および分散に基づいて
上記被測定粒子の粒径、密度を算出することを特徴とし
ている。

また、本発明の粒子測定装置は、被測定粒子に光を照射
する火源と、上記被測定粒子により散乱された上記光源
からの光の散乱光を光入力として受ける光電変換体とを
そなえ、上記光電変換体が、前記１次出力を検出すべく
、上記光電変換体の端部からの距離に応じ同距離位置に
おいて同距離に比例した幅方向位置で分離絶縁されると
ともに、前記２次出力を検出すべく、上記光電変換体の
端部からの距離に応じ同距離位置において同距離の２乗
に比例した幅方向位置で分離絶縁されて構成され、上記
光電変換体からの出力に基づき上記光入力の分散を算出
しこれらの光強度および分散から上記被測定粒子の粒径
、密度を演算する演算部をそなえたことを特徴としてい
る。

［作　　　用］ 上述した本発明の粒子測定方法では、被測定粒子に光を
照射して得られた散乱光が光入力として光電変換体に入
射され、この光電変換体により、同光電変換体の端部と
光入力の入射位置との距離の平均値に比例する１次出力
と上記距離の２乗平均値に比例する２次出力とを検出す
ることで、複雑な信号処理回路などの高価なものを使用
することなく、上記光電変換体からの上記の１次出力お
よび２次出力に基づいて、上記光入力の分散が、統計学
上の簡単な式により求められる。そして、求められた上
記光入力の分散と上記光電変換体により検出される上記
光入力の光強度とから上記被測定粒子の粒径および密度
（濃度）が算出される。

また、上述した本発明の粒子測定装置は前記方法を実施
するに際し直接使用されるもので、前記装置では、光源
から照射された光が、被測定粒子により乱反射されて散
乱光となり、光入力として光電変換体へ入射される。こ
の光電変換体において、１次直線と２次曲線とに囲まれ
て分離絶縁された上記光電変換体からの電流値と、上記
２次曲線の下側の上記光電変換体からの電流値との和に
より、光強度によって重み付けされた上記光電変換体の
端部と上記光入力の入射位置との距離の平均値が得られ
る。また、上記２次曲線の下側の上記光電変換体からの
電流値により、光強度によって重み付けされた上記光電
変換体の端部と上記光入力の入射位置との距離の２乗平
均値が得られる。

さらに、３つの部分に分離絶縁された上記光電変換体か
らの電流値の総和により上記光入力の強度が検出される
。そして、上記平均値を上記光強度により除算すること
で、前記１次出力が求められるとともに、上記２乗平均
値を上記光強度により除算することで、前記２次出力が
求められる。これらの１次出力および２次出力に基づき
上記先入力の分散が算出され、得られた光強度および分
散から上記被測定粒子の粒径および密度が演算される。

これらの演算は、演算部においてなされる。

［発明の実施例］ まず、本発明による粒子測定方法およびその原理につい
て簡単に説明する。なお、被測定粒子の粒径、密度（濃
度）をそれぞれり、Ｍ、光源から照射される光の波長を
λとする。

例えば、Ｄ≧λ、Ｍ＜１（疎）であるような場合には、
粒径り、密度Ｍと、被測定粒子により散乱された後、検
出器に到達する散乱光の光強度■。

分散σ２との間には、次のような関数関係がある。

Ｄ≧λの領域での散乱はミー（Ｍｉｅ）散乱〔λ／１０
よりも半径の大きい球状粒子による光の古典的散乱〕と
呼ばれ、粒子１個の散乱断面積Ｓは、ｓ　＝（π・Ｄ２
／　４）・Ｑ　　　　　　−・（１）で与えられる。な
お、Ｑは所定の比例定数である。

密度Ｍが疎であるため、多重散乱は無視することができ
、全散乱断面積Ｓ。は、 となる。ただし、Ｎは光源からの光ビーム断面積内に存
在する被測定粒子の個数、ａは光源からの光ビーム径、
ｍは被測定粒子の１個当たりの質量、Ａは配管径である
。

従って、被測定粒子により散乱された分を除き検出器に
到達する散乱光の光強度■は、光源からの散乱前の光ビ
ームの光強度を■。とすると、（２）式より、 Ｓ。

＝　Ｉｄ（１−（Ｍ／ｍ）・Ａ−ｓ）　　　　　−（３
）となる。

一方、散乱光ビームは、粒径りによって回折を生じやや
拡がりをみせる。その拡がり量は、次のように推定でき
る。つまり、第１次回折光の生じる方向θは、 Ｄ−ｓｉｎＯ＝λ　　、’、ｓｉｎθ＝λ／Ｄ　・−（
４）で与えられる。また、被測定粒子と光電変換体との
距離をｆｌｏとすると、光電変換体上で第１次回折光は
、θ（１であるから、 Ｑｏ−ｔａｎＯミＱ。・０ ミＱ。−８ｉｎθ＝λｉｔ。／Ｄ−（５）だけ片側へず
れることになる（正確には、フラウンホーファー回折の
式で与えられる回折光分布となる）。

従って、光電変換体上での分散σ２はλ・Ｒｏ／Ｄの関
数になり、つまり、粒径りは、分散σ２を検出すること
によりこの分散σ２の関数として求めることができる。

このようにして求めた粒径りと、光電変換体により検出
される光強度■とから、（１）、　（３）式より、密度
Ｍは、光強度工の関数として求めることができる。

上述のような関数関係があることから、光電変換体によ
り、被測定粒子で乱反射された散乱光の光強度■および
分散σ２を検出すれば、被測定粒子の粒径りおよび密度
Ｍの測定が可能となる。

本発明の方法では、光入力を受けるとその強度に応じ光
電変換による所定の電流を出力する光電＝１１− 変換体を用いており、この光電変換体へ入射する光入力
の光強度■は、光電変換体からの電流値の総和により求
めることができる。

一方、光入力の分散を検出するためには、統計学的に、
光入力の平均位置（重心位Ｎ）又と２乗平均位置νとが
得られれば、７−７２として分散σ２が演算・検出され
ることになる。

そこで、本発明の方法では、光電変換体を用いて、まず
、光強度／　Ｐ（ｘ）ｄｘ（ここで、ρは光入力の強度
分布）と、光強度によって重み付けされた光入力の位置
Ｘの平均値ｆｘ・ρ（ｘ）ｄｘと、同じく光強度によっ
て重み付けされた光入力の位置Ｘの２乗平均値ｆｘ２・
ρ（ｘ）ｄｘとを電流値として検出する。

そして、検出された電流値から、光電変換体の端部と光
入力の位置との距離の平均値（重心位置）Ｘに比例する
１次出力として、Ｋｌａ−ｆ　ｘ・ｐ　（ｘ）ｄｘ／ｆ
ρ（ｘ）ｃｌｘを得るとともに、光電変換体の端部と光
入力の位置との距離の２乗平均値Ｐに比例する２次出力
として、Ｋ２ｏ−／　Ｘ２ｆ（ｘ）ｄｘ／　／　Ｐ（ｘ
）ｄｘを得てから（ここで、Ｋ□。、に２ｏは定数）、
これらの出力に基づき、光入力の位置（重心位置）９：
を、ｘ＝ｆｘ・ｐｃｘ）ｄｘ／ｆｐｃｘ）ｄｘ　　　＝
４６）として検出するとともに、光入力の分散σ２を、
ａ　”　＝　ｆ　ｘ２・／’（ｘ）ｄｘ／　Ｊ　ＰＣｘ
）ｄｘ［ｆ　ｘｆ（ｘ）ｄｘ／　ｆ　Ｐ（ｘ）ｄｘ］２
＝ｘ２−ｘ”　　　　　　　　　　・・・（７）にて検
出するようにしている。

このようにして、検出された光強度■および分散σ２と
、前述した関数関係とに基づいて、被測定粒子の粒径り
および密度Ｍを算出する。

以下、図面により、本発明の方法に適用される粒子測定
装置の具体的な実施例を説明する。

第１〜３図は本発明の第１実施例としての粒子測定装置
を示すもので、第１図（ａ）はその全体構成図、第１図
（ｂ）はその光電変換体としてのＤＩＰセンサ（Ｄ　：
　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ（分散）、　　Ｉ　：　１ｎｔｅ
ｎｓｉｔｙ（強度）、　Ｐ　：　ｐｏｓｉｔｉｏｎ（位
置）〕の平面図、第１図（ｃ）は上記ＤＩＰセンサの側
面図、第２図は上記ＤＩＰセンサに入射される光ビーム
（光入力）の強変分布の一例を示すグラフ、第３図（ａ
）、（ｂ）はいずれも上記ＤＩＰセンサにより得られる
検出電流値と上記ＤＩＰセンサ上の位置との関係を示す
グラフである。

本発明の第１実施例は、Ｄ≧λ、Ｍ＜１（疎）である場
合（流体中に含まれる粒子など）に適用される粒子測定
装置であり、第１図（ａ）において、１は被測定粒子３
に光ビームＬを照射するレーザ光源、２はレーザ光源１
からの光ビームＬを適当な径に集光するための集光レン
ズ、４は被測定粒子３を供給する粒子供給用配管、５は
被測定粒子３により乱反射された光ビームＬの散乱光Ｓ
を光入力として受ける光電変換体としてのＤＩＰセンサ
、６は演算部で、ＤＩＰセンサ５からの検出電流値ｉ□
ｌ　１２１１３に基づき散乱光Ｓの分散σ２を算出し、
この分散σ２と、ＤＩＰセンサ５により検出される散乱
光Ｓの光強度■（（支）ｉ工＋ｉ２＋ｉ３）とから被測
定粒子３の粒径り、密度Ｍを演算するものである。

また、本実施例のＤＩＰセンサ５は、第１図（ｂ）、（
ｃ）に示すように、２層７．ｉ層８および０層９からな
るフォトダイオードとして構成され、光入力（散乱光Ｓ
）を受けるとその強度に応じ光電変換による所定の電流
を出力するものである。そして、２層７は、ｙ＝（ｗ／
Ｑ）・Ｘなる１次直線と、ｙ　＝（ｗ／　Ｕ２）・Ｘ２
なる放物線とにより３つの光電変換面７ａ、７ｂ、７ｃ
に分離絶縁されており、各光電変換面７ａ、７ｂ、７ｃ
からそれぞれ電流値ｉ工ｌ　１２９１３が検出されるよ
うになっている。

なお、第１図（ｂ）において、２層７の第１図（ｂ）中
の左下隅を原点として右方向にｙ軸、上方向にｙ軸をと
っている。また、第１図（ｂ）中のＱ。

Ｗは、それぞれＤＩＰセンサ５の外形寸法、つまり長さ
２幅を示している。

本発明の第１実施例による粒子測定装置は上述のごとく
構成されているので、配管４により供給される被測定粒
子３の粒径りおよび密度Ｍを測定する際には、まず、配
管４内を通過する被測定粒子３に向けて、レーザ光源１
から光ビームＬを照射する。光ビームＬは、集光レンズ
２により適当な径に集光された後、配管４内の被測定粒
子３に照射される。

そして、光ビームＬは、被測定粒子３により乱反射され
て散乱光Ｓ（通常、第２図に示すような強度パターンを
有している）となり、光入力としてＤＩＰセンサ５へ入
射される。

ＤＩＰセンサ５および演算部６により、次のようにして
、散乱光Ｓの強度（光エネルギ）■、平均位置（重心位
置）Ｘ９分散（拡がり）σ２が検出され、さらには被測
定粒子３の粒径りおよび密度Ｍが測定される。

今、第２図に示すような１次元ガウス分布形の強度分布
ρ（Ｘ）をもった散乱光Ｓが、ＤＩＰセンサ５に入射し
たとする。ここで、上記ガウス分布の平均位置をＸ、分
散をσ２、最大強度をＩ　ｍａｘ、総強度（第２図に斜
線で示す部分の面積）をＩｔとする。なお、第１図（ｂ
’）のｙ方向には、光強度分布は一定であるとする。

このとき、位置Ｘと、検出電流値１１と１２との和との
間には第３図（ａ）に示すような関係があるとともに、
位置Ｘと検出電流値１１との間には第３図（ｂ）に示す
ような関係がある。そこで、ＤＩＰセンサ５であるフォ
トダイオードの光電変換効率をＫとし、簡単のため、ａ
　１　”　Ｗ　／　Ｑ　ｒ　ａ　２　＝　”／Ｑ２とす
ると、検出電流値ｊ□１１２，１３は、ｊ１＝に−ｆ：
ρ（ｘ）・ａ２ｘ′ｄｘ・・（８）１２＝に’ｆ：ｐ　
（ｘ）・（ａｌｘ　−ａ２ｘ２）ｄｘ　”’（９）ｉ　
３　：　Ｋ−ｆ、’ｐ　（ｘ）・ａ　１（Ｒ−ｘ）ｄｘ
　　　−（１０）となり、これらの（８）〜（１０）式
より、ｊ□十主１２千１３に−がρ（ｘ）・ａｌ・Ｑｄ
ｘ＝　Ｋ−ｗ−ｆ、’ｐ　（ｘ）ｄｘ ＝　Ｋ−ｗ・Ｉｔ　　　　　−（１１）ｉｔ＋ｉｚ＝に
−ｆ、’％（ｘ）・ａｚｘｄｘ　　・−（１ｚ）が得ら
れる。ここで、（１１）式っまりｉ１＋ｉ２＋ｉ３によ
って、散乱光Ｓの強度Ｉｔに関する量が検出され、（１
２）弐っまり１１＋１２によって、散乱光Ｓの強度によ
って重み付けされた座標Ｘの平均値に関する量が検出さ
れ、（８）式っまり１１によって、散乱光Ｓの強度によ
って重み付けされた座標Ｘの２乗平均値が検出されるこ
とになる。

従って、（６）　、　（１１，）、　（１２）式より、
が得られ、この（ｊ□＋１２）／（１１＋１２＋　ｉ３
）によって、ＤＩＰセンサ５の端部と散乱光Ｓの位置と
の距離Ｘの平均値又に比例する１次出力がとり出される
。さらに、（１１）、（８）式より、＝□　　　　　・
・・（１４） が得られ、このｉ□／（ｉ□＋ｉ２＋ｉ３）によって、
ＤＩＰセンサ５の端部と散乱光Ｓの位置との距離Ｘの２
乗平均値７に比例する２次出力がとり出される。

以上の結果から、本実施例では、（１１）式により散乱
光Ｓの総強度Ｉｔが、 Ｉｔ＝（ｉｔ＋ｉ２＋ｉ３）／（Ｋ−ｗ）　　・＝（１
５）として検出され、（１３）式により散乱光Ｓの平均
位置又が、 又＝Ω・（ｊ□＋ｉ２）／（ｉ□＋ｉ２＋ｉ３）・・・
（１６）として検出され、さらに、（７）　、　（１３
）　、　（１４）式に基づき、下式（１７）により分散
σ２が得られる。

・・・（１７） さらに、散乱光Ｓの中心強度（最大強度）　Ｉ　ｍａｘ
は、次式（１８）により求められる。

Ｉ　ｍａｘ　＝　Ｉ　ｔ／　（ｆＴＴ・ａ　）　　　−
（１８）ＤＩＰセンサ５により検出された電流値１ｔｔ
１２ｊ　１３に基づき、演算部６において、上述した（
１５）〜（１８）式による演算が行なわれ、散乱光Ｓの
強度Ｉｍａｘ［（３）式における工に対応する］や分散
σ２が算出される。そして、（５）式により説明したよ
うに、被測定粒子３の粒径りは、分散σ２の関数であり
、予め設定される次式（１９）によって演算される。

Ｄ＝に□／σ　　　　　　　・・・（１９）ここで、ｋ
ｌは定数である。また、（１９）式により算出された粒
径りと、（１８）式により算出された強度Ｉ　ｍａｘと
を用いて、（１）、　（３）式により被測定粒子３の密
度Ｍも演算される。

このように、本発明の第１実施例によれば、複雑な信号
処理を施すことなく、極めて簡素な構造の装置を用い、
ＤＩＰセンサ５からの検出電流値ｉ□＋　１２１１３を
もとに演算を行なうだけで、散乱光Ｓについての１次出
力および２次出力が得られ、これらの出力から分散σ２
が算出される。そして、このようにして得られた分散σ
２および光強度に基づいて、被測定粒子３の粒径りおよ
び密度Ｍを、速い応答性で精度良く測定でき、装置の小
型化および低価格化を実現できる。また、オンラインか
つリアルタイムで、被測定粒子３の粒径り、密度Ｍの測
定が可能となる利点もある。

次に、本発明の第２実施例について説明すると、第４，
５図は本発明の第２実施例としての粒子測定装置を示す
もので、第４図はその全体構成図、第５図はその配置変
形例を示す全体構成図である。

この第２実施例は、第１実施例がＤ≧λ、Ｍ＜２Ｏ− １（疎）である場合に適用される装置であったのに対し
、Ｄ≧λ２Ｍ≦１（密）である場合（粉体がおり重なっ
た状態など）に適用される粒子測定装置である。この場
合、粒径りの程度の粗さを有する表面として扱うことが
でき、（１７）式により算出される分散σ２が、粗さ計
測の方程式に従って粒径りと関数関係になる。つまり、
（１９）式に代えて、粗さ計測の方程式に基づく関係式
を予め演算部６に設定しておくことで、第１実施例と同
様にして粒径りを測定することができる。ただし、Ｄ≧
λ。

Ｍ≦１（密）の場合、回折現象が生じないため、密度Ｍ
の測定はできない。

第２実施例の装置も、第４図に示すように、第１実施例
とほぼ同様の構成・作用を有しているが、第２実施例で
は、レーザ光源１からはスリット光Ｌ□が射出され、こ
のスリット光Ｌ□は、集光レンズ２により集光された後
、被測定粒子群３Ａの表面に入射角θ、（本実施例では
３０°）で照射される。

そして、被測定粒子群３Ａの表面にて反射された散乱光
Ｓ□は、ＤＩＰセンサ５に光入力として入射されるよう
になっている。

この後、ＤＩＰセンサ５および演算部６による処理等は
、第１実施例と全く同様に行なわれ、この第２実施例で
は、粗さ計測の方程式に基づく関係式によって、被測定
粒子群３Ａの粒径りが測定されることになる。

このようにして、本発明の第２実施例でも、第１実施例
と同様の効果が得られる。

なお、この第２実施例では、適当な入射角θ□でスリッ
ト光Ｌ１を照射しているが、第５図に示すように、ハー
フミラ−１０を用い入射角０１をＯｏ、即ち垂直入射す
るようにしてもよい。この場合、スリット光Ｌ１は、ハ
ーフミラ−１０を透過して被測定粒子群３Ａの表面に達
し、反射された散乱光Ｓ□はハーフミラ−１０により反
射されて、ＤＩＰセンサ５に導かれるようになっている
。

ところで、上述した第１，２実施例で使用されるＤＩＰ
センサ５は、いずれも第１図（ｂ）、（ｃ）に示すよう
なフォトダイオードによるものとしているが、本発明の
方法を実施するための粒子測定装置における光電変換体
としては、第１図（ｂ）。

（ｃ）に示すＤＩＰセンサ５以外にも、様々なものを用
いることができる。以下に、本発明の方法を実施するた
めに用いることのできる光電変換体（Ｄ　Ｉ　Ｐセンサ
）の例を項目■〜■に挙げて説明する。

■第１変形例 第６図（ａ）、（ｂ）はＤＩＰセンサの第１変形例を示
すもので、第６図（ａ）はその側面図、第６図（ｂ）は
その平面図である。

第１変形例のＤＩＰセンサ５Ａでは、第６図（ａ）、（
ｂ）に示すように、光入力（散乱光ＳまたはＳｌ）を受
けるＰ型半導体から成る第１抵抗層１１と、この第１抵
抗層１１に空乏層１３を介して接続されたＮ型半導体か
ら成る第２抵抗層１２とがそなえられ、第１抵抗層１１
は全面−様な抵抗値（抵抗線密度ｒ。）を有するように
形成されている。

また、電極１４，１．５が、間隔Ｑをあけてそれぞれ第
１抵抗層１１の両端部に取り付けられるとともに、第２
抵抗層１２の両端にも、電極１６゜１７が、それぞれ上
記電極１４．１５に対向するように取り付けられている
。なお、ここでは、電極１４．１６の位置を原点とし、
これらの電極１４．１６から電極１５．１７へ向かう方
向へＸ軸をとる。

さらに、第２抵抗層１２は、その端部における電極１６
の位置からの距離に依存する抵抗値を有するように形成
されており、 ｒ＝（ｒ、／Ｕ）・ｘ　　　−（２０）なる抵抗線密度
ｒをもっている。

なお、ＤＩＰセンサ５Ａにおいて光電流が生じた場合、
電極１４，１５，１６．１７を流れる電流値が、それぞ
れｌ　１ｏ　ｒ　ｌ　２０１　Ｊ　１＋　Ｊ　２として
検出されるようになっている。

また、第６図（ａ）、（ｂ）中のｆｌｌ、ｗ、ｈは、そ
れぞれＤＩＰセンサ５Ａの外形寸法、つまり長さ２幅、
高さを示す。

このようなりＩＰセンサ５Ａでは、第１抵抗層１１に入
射する散乱光Ｓの強度工、平均位置Ｘおよび分散σ２は
次のようにして得られる。

今、第２図と同様の強度分布ρ（Ｘ）をもった散乱光Ｓ
が、第６図（ａ）に矢印Ａで示すように入射したとする
と、散乱光Ｓのうちの［ｘ　、　ｘ　＋ｄｘ１間のビー
ム素は、光電変換によりｄｉの正孔とｄｊの電子とを生
成する。即ち、 ｄｉ＝Ｋ・ρ（ｘ）ｄｘ＝−ｄｊ　　　−（２１）ここ
で、Ｋは光電変換効率である。

そして、正孔ｄｉは、第１抵抗層１１に沿って移動し、
電子ｄｊ（＝−ｄｉ）は、空乏層１３から第２抵抗層１
２へ到達しこの第２抵抗層１２に沿って移動する。第１
抵抗層１１は全面−様な抵抗線密度ｒ。をもっているた
め、正孔ｄｉは、ＯからＸまでの全抵抗と、ＸからΩま
での全抵抗とに反比例分配され、各々、ｄｉｌｏ、ｄ１
□。とじて電極１４゜１５から取り出される。従って、 ｄｊ＝＝ｄｉ１ｏ＋ｄｉｚｏ　　　　　　　　　　　−
（２２）となる。

また、電極１４．１５からそれぞれ取り出される電流値
１１０１ｊ２０は、 ｊ１ｏ＝ｆｄｉ１ｏ・・（２５） ｌｚａ　＝　／　ｄｊ、、ｏ”’　（２６）であり、実
際に測定されるのは、これらの電流値ｊ１［＋１１２０
である。１２０は、（２６）　、　（２４）　、　（２
１）式より、１ｚｏ＝ｆｄ１２ｏ＝（１／ｕ）’／ｘｄ
ｊ−（Ｋ／ｆｌ）・ｆ’ｘ・ｐＣｘ）ｄｘ　　・＝Ｃ２
１＞となり、散乱光Ｓの強度によって重み付けされた座
標Ｘの平均値が、電流値１２０により検出されることに
なる。

しかし、電流値ｊ２０は散乱光Ｓの強度にも依存してい
る。そこで、全電流値（ｊ□。＋１２０）を（２５）　
。

（２６）　、　（２３）　、　（２４）　、　（２１）
式を用いて求めると、ｉ１ｏ十ｉ２．　＝　ｆ　（ｄｉ
１ｏ＋ｄｉ□。）＝　ｆ　ｄ　ｉ＝　Ｋ−／’　ｐ　（
ｘ）ｄｘ　＝　Ｋ・Ｉ　ｔ　−（２８）となり、散乱光
Ｓの総強度Ｉｔに関する量が得られ、さらに（２７）　
、　（２８）　、　（６）式より、１□。＋１２８Ｑ が得られる。結局、”ｚｏ／（ｉ□。＋１２０）によっ
て、電極１４の位置（光電変換体の端部）と散乱光Ｓの
位置との距離Ｘの平均値Ｙに比例する１次出力がとり出
され、（ｊ□。＋１２０）によって、散乱光Ｓの強度情
報としてＫ・Ｉｔを求めることができる。

次に、第２抵抗層１２は（２０）式に示すような抵抗線
密度ｒをもっているので、電子ｄｊは、０からＸまでの
全抵抗Ｒ□（ｘ）と、ＸからＱまでの全抵抗Ｒ２（ｘ）
とに反比例配分され、各々、ｄＪ１＋　ｄＪｚとして電
極１６．１７から取り出される。従って、Ｒ１（ｘ）＝
　ｆ：ｒｄｘ　＝　ｒ、・ｘ２／　（２ｎ　）　＝（３
０）Ｒ２（ｘ）　−／’ｒ　ｄ　ｘ ＝ｒｏ・（Ｒ２−ｘ”）／（２Ｑ）　　−（３１）とな
り、全抵抗Ｒについては、 Ｒ＝　／′！ｒｄｘ　＝　ｒｏ−Ｑ　／　２　　　−（
３２）となるから、 ｄｊ＝ｄｊ□＋ｄＪ２　　　　　　　　　　　　・・・
（３３）となる。

また、電極１６．１７からそれぞれ取り出される電流値
ｊ工＋　Ｊ２は、 ｊ１＝　ｆ　ｄ　、Ｊ　１　　　　・・・（３６）Ｊ　
２　＝　ｆ　ｄ　ｊ２　　　　・・・（３７）であり、
実際に測定されるのは、これらの電流値ｊ工ｌＪ２であ
る。ｊ２は、（３７）　、　（３５）　、　（２１）式
より、Ｊ　２　＝　ｆ　ｄ　Ｊ　２　＝　（１／Ω２）
・ｆｘ２ｄｊ＝　　（Ｋ／Ｑ２）・／’ｘ２・ρ（ｘ）
ｄｘ　　・−（３８）となり、散乱光Ｓの強度によって
重み付けされた座標Ｘの２乗平均値が、電流値ｊ２によ
り検出されることになる。

しかし、電流値ｊ２は散乱光Ｓの強度にも依存している
。そこで、全電流値（ｊ１＋ｊ２）を（３６）　、　（
３７）　。

（３４）　、　（３５）　、　（２１）式を用いて求め
ると、ｊ１＋Ｊ２二／（ｄＪ１＋ｄＪ２）＝／ｄＪ＝　
　Ｋ−ｆＪＬｐ（ｘ）ｄｘ　＝　−に４：ｔ　・・・（
３９）となり、散乱光Ｓの強度に関する量が得られ、さ
らに（３８）　、　（３９）式より、 ｊ１＋Ｊｚ　　　Ｑ２ が得られる。結局、ｊ２／（ｊ□＋ｊ２）によって、電
極１６の位置（光電変換体の端部）と散乱光Ｓの位置と
の距離Ｘの２乗平均値Ｐに比例する２吹出カフ／Ｑ２を
とり出すことができる。

従って、散乱光Ｓの分散（拡がり）σ２は（２９）。

（４０）　、　（７）式より、 によって求めることができる。

以上の結果から、このＤＩＰセンサ５Ａを演算部６に接
続することで、検出電流値ｊ４ｏ、Ｌ□。、ｊｌ。

Ｊ２から、（２８）（もしくは（３９））　、　（２９
）　、　（４１）式に基づいて、それぞれ、散乱光Ｓの
強度Ｉｔ、平均位置ｉおよび分散σ２を得ることができ
、第６図に示すＤＩＰセンサ５Ａによっても第１，２実
施例と同様の作用効果が得られる。

なお、距離に比例した抵抗線密度をもつ第２抵抗層１２
は、不純物のドーピング量の変化によって実現させるこ
とができるほか、距離に反比例した膜厚を第２抵抗層１
２にもたせることによっても実現できる（抵抗線密度匡
１／膜厚Ｃ距離）。

■第２変形例 第７図はＤＩＰセンサの第２変形例を示す斜視図であり
、第２変形例のＤＩＰセンサ５Ｂでは、第７図に示すよ
うに、第１変形例とほぼ同様の構成において、光入力（
散乱光ＳまたはＳ□）を受けるＰ型半導体から成る第１
抵抗層１１ａと、この第１抵抗層１１ａに空乏層１３を
介して接続されたＮ型半導体から成る第２抵抗層１２ａ
とがそなえられ、第２抵抗層１２ａはバイアス電極１８
に接続される。また、第１抵抗層１１ａは、複数の帯状
（たんざく状）抵抗層部分１１ｂ、ｌｉｃに分割されて
いる。

そして、帯状抵抗層部分１１ｂ、ｌｉｅは交互に配置さ
れ、奇数番目（所定番目毎）に位置する帯状抵抗層部分
１１ｂは、全面一様な抵抗値を有するように形成される
とともに、偶数番目（上記所定番目毎以外）に位置する
帯状抵抗層部分ｌｉｅは、Ｘ軸方向に線形増加する（２
０）式と同様の抵抗線密度ｒを有するように形成されて
いる。

また、各帯状抵抗層部分１１ｂの両端部には、電極１４
ａ、１５ａが取り付けられるとともに、各帯状抵抗層部
分１１ｃの両端部には、電極１６ａ、１７ａが取り付け
られており、これらの電極１４ａ、１５ａ、１６ａ、１
７ａから検出される電流値ｉ□。＋　１２１１１　Ｊｌ
、ｌ　Ｊ２より、上記の第１変形例（Ｄ　Ｉ　Ｐセンサ
５Ａ）と同様にして、１次出力および２次出力が得られ
て、散乱光Ｓの平均位置又。

総強度Ｉｔおよび分散σ２の検出が行なわれる。従って
、このＤＩＰセンサ５Ｂを演算部６に接続することで、
このＤＩＰセンサ５Ｂによっても第１゜２実施例と同様
の作用効果が得られる。

■第３変形例 第８，９図はＤＩＰセンサの第３変形例を示すもので、
第８図はその側面図、第９図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ
第１および第２の遮光マスクの形状を示す平面図である
。

第３変形例のＤＩＰセンサ５Ｃでは、第８図に示すよう
に、透光性を有する光電変換体としての３組のフォトダ
イオード１９−１〜１９−３がそなえられており、各フ
ォトダイオード１９−１〜１９−３は、２層１９ａ、ｉ
層１９ｂおよびｎ層１９ｃから構成され、光入力（散乱
光ＳまたはＳ工）を受けるとその強度に応じ光電変換に
よる所定の電流を出力するものである。そして、各フォ
トダイオード１９−１〜１９−３の上下面には、透明導
電膜２０が貼付され、同透明導電膜２０を介して各フォ
トダイオード１９−１〜１９−３からの検出電流値工。

。、■□ｌ　Ｉ２が得られるようになっている。さらに
、上下面に透明導電膜２０を貼付された各フォトダイオ
ード１９−１〜１９−３は、ガラス基板２１」二に載置
されている。

そして、フォトダイオード１９−２の光入力側表面は、
透光性を有する絶縁保護膜２３を介して、第９図（ａ）
に示す形状をもつ第１の遮光マスク２２ａによって蔽わ
れるとともに、フォトダイオード１９−３の光入力側表
面は、透光性を有する絶縁保護膜２３を介して、第９図
（ｂ）に示す形状をもつ第２の遮光マスク２２ｂによっ
て蔽われている。

つまり、第１の遮光マスク２２’ａによる遮光部とフォ
トダイオード１９−２の受光部との境界線は、ｙ＝（ｗ
／Ｑ）・Ｘなる１次直線となり、フォトダイオード１９
−２は、遮光マスク２２ａにより、位置Ｘにおいて同Ｘ
に比例した幅（ｗ／Ｑ）・Ｘだけ露出されるようになっ
ている。同様に、第２の遮光マスク２２ｂによる遮光部
とフォトダイオード１９−３の受光部との境界線は、ｙ
＝（ｗ／Ｑ２）・Ｉ２なる放物線となり、フォトダイオ
ード１９−３は、遮光マスク２２ｂにより、距離Ｘにお
いて同Ｘの２乗に比例した幅（Ｗ／Ｑ２）・Ｉ２だけ露
出されるようになっている。なお、ｘ−ｙ座標系は、第
１図（ｂ）に示すものと同様である。

上述のように遮光マスク２２ａ、２２ｂにより上面を蔽
われたフ第１−ダイオード１９−２．１．９−３と、フ
ォトダイオード１９−１とは、上から１９−１．１９−
２．１９−３の順で透光性のある接着Ｎ２４を介して積
み重ねられている。

このようなりＩＰセンサ５Ｃでは、第２図に示したもの
と同じ強度分布ρ（ｘ）をもった散乱光Ｓが、第８図に
矢印Ａで示すように入射した場合、第１図（ｂ）、（Ｃ
）に示したＤＩＰセンサ５と同様にして、散乱光Ｓの総
強度Ｉｔ、平均位置ｆおよび分散σ２が得られる。

つまり、このＤＩＰセンサ５Ｃても、位置Ｘと検出電流
値■□（＝ｉ□＋１２）との間には第３図（ａ）に示す
ような関係があるとともに、位置Ｘと検出電流値ｌ２（
＝ｉ□）との間には第３図（ｂ）に示すような関係があ
る。

従って、受光面が一切蔽われていないフォトダイオード
１９−１により検出される電流値■。０は、Ｉ　ｎｏ　
”　Ｋａ　’　ｆ：ρ（Ｘ）ｄｘ＝Ｋｏ・Ｉ　ｔ　　−
（４２）となり、この電流値■。０から散乱光Ｓの強度
Ｉｔに関する量が得られる。また、遮光マスク２２ａに
蔽われたフォトダイオード１９−２により検出される電
流値■１は、 １１−に工・ａ□・ｆ：ｘ・ρ（Ｘ）ｄＸ・・・（４３
）となって、散乱光Ｓの強度によって重み付けされた座
標Ｘの平均値が、電流値■□により検出されることにな
る。同様に、遮光マスク２２ｂに蔽われたフォトダイオ
ード１９−３により検出される電流値Ｔ２は、 Ｉｚ＝Ｋｚ’ａｚ’ｊ”Ｘ”Ｊ）　（ｘ）ｄｘ　　−（
４４）となって、散乱光Ｓの強度によって重み付けされ
た座標Ｘの２乗平均値が、電流値■２により検出される
ことになる。ここで、Ｋｏ、に１．に２はそれぞれフォ
トダイオード１９−１〜１９−３の光電変換効率である
。

従って、（４２）　、　（４３）より、■１／　Ｉｏｏ
＝（Ｋｘ／　Ｋｏ）’　ａ１’　ｘ　　　”’（４５）
が得られ、このＬ／Ｉｎによって、フォトダイオード１
９−２の端部と散乱光Ｓの位置との距離Ｘの平均値デに
比例する１次出力がとり出される。

また１、　（４２）　、　（４４）より、Ｉ２／Ｉｏ、
＝（Ｋ２／Ｋｏ）・ａ２・ｘ”　　”（４６）＝３５＝ が得られ、このＬ／Ｉ。。によって、フォトダイオード
１９−３の端部と散乱光Ｓの位置との距離Ｘの２乗平均
値Ｐに比例する２次出力がとり出される。

なお、実際には、散乱光Ｓがフォトダイオード１９−１
〜１９−３を順次透過するに従い、その光量は徐々に吸
収されて減衰するため、上記（４３）〜（４６）式によ
る演算にあたってはその減衰率を予め求めて考慮する必
要があるが、ここでは、簡単のため散乱光Ｓの減衰は生
じないものとして、説明している。

以上の結果から、ＤＩＰセンサ５Ｃでは、（４２）式に
より散乱光Ｓの強度Ｉｔが、（４５）式により散乱光Ｓ
の平均位置ｉが得られ、さらに、（４５）　、　（４６
）式に基づき、下式（４７）により分散σ２が得られる
。

従って、このＤＩＰセンサ５Ｃを演算部６に接続するこ
とで、このＤ工Ｐセンサ５Ｃによっても第１，２実施例
と同様の作用効果が得られる。

座」」］Ｕ４針 第１０図（ａＬ　（ｂ）はＤＩＰセンサの第４変形例を
示すもので、第１０図（ａ）はその平面図、第１０図（
ｂ）はその側面図である。

第４変形例のＤＩＰセンサ５Ｄでは、第１０図（ａ）、
（ｂ）に示すように、光電変換体としてのフォトダイオ
ード２７がガラス基板３０上に載置されてそなえられ、
フォトダイオード２７の光入力（散乱光ＳまたはＳ□）
側表面は、第９図（、）に示すものと同形状の第１の遮
光マスク２８と、第９図（ｂ）に示すものと同形状の第
２の遮光マスク２９とにより蔽われている。そして、こ
れらの遮光マスク２８．２９はいずれも液晶シャッタと
して構成されている。

つまり、遮光マスク２８．２９がいずれもオフ（開放）
状態である場合には、フォトダイオード２７には光入力
が全く遮光されないまま入射して、フォトダイオード２
７から（４２）式に対応する電流値■。０が検出される
。また、遮光マスク２８が駆動電圧の印加によりオン（
閉鎖）状態となると、（４３）式に対応する電流値■１
が検出され、さらに、遮光マスク２９が駆動電圧の°印
加によりオン状態となると、（４４）式に対応する電流
値工２が検出されることになる。これにより、所定のタ
イミングで、遮光マスク２８．２９両方オフ、遮光マス
ク２８のみオン、遮光マスク２９オンの操作を駆動電圧
の印加制御により繰り返し行ない、時間分解して電流値
■。ｆｉｌ　Ｉｌｌ　Ｉ２を検出し組み合わせることに
よって、（４２）式により散乱光Ｓの強度Ｉｔが、（４
５）式により散乱光Ｓの平均位置デが、（４７）式によ
り分散σ２が得られる。

従って、このＤＩＰセンサ５Ｄを演算部６に接続するこ
とで、゛このＤＩＰセンサ５Ｄによっても第１，２実施
例と同様の作用効果が得られる。

なお、シャッタとして液晶以外に、ＰＬＺＴ（ジルコン
酸チタン酸鉛ランタン）、ＫＤＰ（リン酸二水素カリウ
ム）などの電気光学結晶を用いてもよい。また、第２の
遮光マスク２９の形状を第９図（ｂ）に示すものと同形
状としているが、この第２の遮光マスク２９を、第１０
図（ａ）における１次直線と２次曲線とで囲まれた部分
だけとしてもよく、この場合、（４７）式に対応する電
流値■２を検出する際には、第１の遮光マスク２８およ
び第２の遮光マスク２９を両方ともオン（閉鎖）状態と
すればよい。

■第５変形例 第１１．１２図はＤＩＰセンサの第５変形例を示すもの
で、第１１図はその側面図、第１２図（ａ）、（ｂ）は
それぞれ１吹精性ＮＤフィルタおよび２吹精性ＮＤフィ
ルタの光透過率の性質を示すグラフである。

第５変形例のＤＩＰセンサ５Ｅでは、第１１図に示すよ
うに、光電変換体として３組のフォトマル３５〜３７が
そなえられ、それぞれ長さＱを有している。ここで、フ
ォトマルとは、光電子増倍管のことで、光を受けると電
子をねずみ質的に増加させて光強度に応じた出力を得る
もので、特に微弱光の光電変換に用いられる。

そして、フォトマル３６の光入力側表面は、１次特性光
学フィルタとしての１吹精性ＮＤフィルタ３８により蔽
われるとともに、フォトマル３７の光入力（散乱光Ｓま
たはＳ□）側表面は、２次特性光学フィルタとしての２
吹精性ＮＤフィルタ３９により蔽われている。ここで、
１吹精性ＮＤフィルタ３８は、第１．２図（ａ）に示す
ように、フカ１〜マル３６の端部からの距離Ｘに比例し
た透過率ｂ□・Ｘを有する一方、２吹精性ＮＤフィルタ
３９は、第１２図（ｂ）に示すように、フォトマル３７
の端部からの距離Ｘの２乗に比例した透過率ｂ２・Ｉ２
を有している。なお、ＮＤフィルタとは、Ｎ　ｅｕｔｒ
ａｌ　Ｄ　ｅｎｓｉｔｙ　Ｆ　１ｌｔｅｒのことで、波
長（色）によらない、即ち、分光透過率がフラットなも
のである。また、入射してくる散乱光Ｓは、ハーフミラ
−４０，４１により、それぞれフォトマル３５〜３７の
受光面に直交して入射するように分割される。

このＤＩＰセンサ５Ｅでは、Ｘ方向に第２図と同様の光
強度分布ρ（Ｘ）をもつ散乱光Ｓが入射すると、フィル
タをもたず散乱光Ｓを直接入射されるフカ１〜マル３５
により得られる出力■。は、４Ｏ− Ｖａ　＝　Ｋ−ｆ’ｐ　（ｘ　）ｄ　ｘ＝Ｋ・Ｉｔ　　
　　　　　　　　　・・・（４８）となり、この（５１
）式により散乱光Ｓの総強度Ｉｔに関する量が得られる
。また、１吹精性ＮＤフィルタ３８により蔽われたフォ
トマル３６により得られる出力■□は、 Ｖ、＝　Ｋ−ｆ’ｐ　（ｘ）・ｂｌ・ｘｄｘ　　・・（
４９）となって、散乱光Ｓの強度によって重み付けされ
た座標Ｘの平均値が、出力■□により得られることにな
る。同様に、２吹精性ＮＤフィルタ３９により蔽われた
フォトマル３７により得られる出力■２は、 ｖ２＝に−ｆ１ｐ（ｘ）・ｂ２・ｘ２ｄＸ・・・（５０
）となって、散乱光Ｓの強度によって重み付けされた座
標Ｘの２乗平均値が、出力ｖ２により得られることにな
る。ここで、Ｋは光電変換効率である。

従って、（４８）　、　（４９）式より、Ｖ１／Ｖ、＝
ｂ、・ｘ　　　　　　　　・・（５１）が得られ、この
Ｖ□／■ｏによって、フォトマル３６の端部と散乱光Ｓ
の位置との距離Ｘの平均値デに比例する１次出力がとり
出される。

また、（４８）　、　（５０）式より、■２／ｖｏ＝２
ｂ２・ｘ２　　　　　　・・・（５２）が得られ、この
■２／■ｏによって、フォトマル３７の端部と散乱光Ｓ
の位置との距離Ｘの２乗平均値７に比例する２次出力が
とり出される。ここで、（５２）式の右辺に２が乗算さ
れているのは、ハーフミーラー４０．４１によって光量
が２分割されるからである。

以上の結果から、（４８）式により散乱光Ｓの総強度Ｉ
ｔが、（５１）式により散乱光Ｓの平均位置Ｘが得られ
、（５１）　、　（５２）式に基づき、下式（５３）に
より分散σ２が得ら“れる。

従って、このＤＩＰセンサ５Ｅを演算部６に接続するこ
とで、このＤＩＰセンサ５Ｅによっても第１，２実施例
と同様の作用効果が得られる。

以上、ＤＩＰセンサの変形例について説明したが、第１
図（ａ）または第４，５図に示すＤＩＰセンサ５に代え
て、いずれのセンサ５Ａ〜５Ｅを用いても、本発明の方
法を実施することができ、上述の通り第１，２実施例と
同様の効果が得られる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の粒子測定方法および装置
によれば、複雑な信号処理を施すことなく、光電変換体
からの検出電流値をもとに演算を行なうだけで、散乱光
についての１次出力および２次出力が得られ散乱光の分
散が算出され、この分散および光強度に基づいて被測定
粒子の粒径や密度を速い応答性で精度良く測定でき、装
置が小型化かつ低価格化されるほか、オンラインかつリ
アルタイムで、被測定粒子の粒径、密度の測定が可能と
なる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の第１実施例としての粒子測定装置
を示すもので、第１図（ａ）はその全体構成図、第１図
（ｂ）はその光電変換体としてのＤＩＰセンサの平面図
、第１図（ｃ）は上記ＤＩＰセンサの側面図、第２図は
上記ＤＩＰセンサに入射される光入力の強度分布の一例
を示すグラフ、第３図（ａ）、（ｂ）はいずれも上記Ｄ
ＩＰセンサにより得られる検出電流値と光電変換体上の
位置との関係を示すグラフであり、第４，５図は本発明
の第２実施例としての粒子測定装置を示すもので、第４
図はその全体構成図、第５図はその配置変形例を示す全
体構成図であり、第６図（ａ）、（ｂ）はＤＩＰセンサ
の第１変形例を示すもので、第６図−（ａ）はその側面
図、第６図（ｂ）はその平面図であり、第７図はＤＩＰ
センサの第２変形例を示す斜視図であり、第８，９図は
ＤＩＰセンサの第３変形例を示すもので、第８図はその
側面図、第９図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ第１および第
２の遮光マスクの形状を示す平面図、第１０図（ａ）、
（ｂ）はＤＩＰセンサの第４変形例を示すもので、第１
０図（ａ）はその平面図、第１０図（ｂ）はその側面図
であり、第１１．１２図はＤＩＰセンサの第５変形例を
示すもので、第１１図はその側面図、第１２図（ａ）、
（ｂ）はそれぞれ１吹精性ＮＤフィルタおよび２吹精性
ＮＤフィルタの光透過率の性質を示すグラフであり、第
１３図は従来の粒子測定装置を示す全体構成図である。 図において、１−・−レーザ光源、３・−被測定粒子、
３Ａ−被測定粒子群、５，５Ａ〜５Ｅ−・−光電変換体
としてのＤＩＰセンサ、６−演算部、１１゜１１　ａ−
・・第１抵抗層、１　ｌ　ｂ　、　１１　ｃ−帯状抵抗
層部分、１２，１２ａ・・−第２抵抗層、１３−・・空
乏層、１９−１〜１９−３−・−光電変換体としてのフ
ォトダイオード、２２ａ・・・第１の遮光マスク、２２
ｂ・・・第２の遮光マスク、２７・・・光電変換体とし
てのフォトダイオード、２８・・−第１の遮光マスク（
液晶シャッタ）、２９・−・第２の遮光マスク（液晶シ
ャッタ）、３５〜３７・・・光電変換体としてフォトマ
ル、３８−１次特性光学フィルタとしての１吹精性ＮＤ
フィルタ、３９−２次特性光学フィルタとしての２吹精
性ＮＤフィルタ、Ｓ、Ｓ□−散乱光。 特許出願人　株式会社　神戸製鋼所

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定粒子に光を照射して得られた散乱光を光入
   力として光電変換体に入射させて、上記光入力の光強度
   と、光強度によって重み付けされた上記光電変換体の端
   部と上記光入力の入射位置との距離の平均値と、光強度
   によって重み付けされた上記光電変換体の端部と上記光
   入力の入射位置との距離の２乗平均値とを上記光電変換
   体により検出し、検出された上記の光強度および平均値
   に基づいて上記光電変換体の端部と上記光入力の入射位
   置との距離の平均値に比例する１次出力をとり出すとと
   もに、検出された上記の光強度および２乗平均値に基づ
   いて上記光電変換体の端部と上記光入力の入射位置との
   距離の２乗平均値に比例する２次出力をとり出した後、
   上記の１次出力および２次出力に基づき上記光入力の分
   散を演算して検出してから、検出した上記光入力の光強
   度および分散に基づいて上記被測定粒子の粒径、密度を
   算出することを特徴とする粒子測定方法。
2. （２）被測定粒子に光を照射する光源と、上記被測定粒
   子により散乱された上記光源からの光の散乱光を光入力
   として受ける光電変換体とをそなえ、上記光電変換体が
   、同光電変換体の端部と上記光入力の入射位置との距離
   の平均値に比例する１次出力を検出すべく、上記光電変
   換体の端部からの距離に応じ同距離位置において同距離
   に比例した幅方向位置で分離絶縁されるとともに、上記
   光電変換体の端部と上記光入力の入射位置との距離の２
   乗平均値に比例する２次出力を検出すべく、上記光電変
   換体の端部からの距離に応じ同距離位置において同距離
   の２乗に比例した幅方向位置で分離絶縁されて構成され
   、上記光電変換体からの出力に基づき上記光入力の光強
   度および分散を算出しこれらの光強度および分散から上
   記被測定粒子の粒径、密度を演算する演算部がそなえら
   れたことを特徴とする粒子測定装置。