JPH0196532A - 光散乱方式による微粒子検出装置 - Google Patents
光散乱方式による微粒子検出装置Info
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- JPH0196532A JPH0196532A JP62253270A JP25327087A JPH0196532A JP H0196532 A JPH0196532 A JP H0196532A JP 62253270 A JP62253270 A JP 62253270A JP 25327087 A JP25327087 A JP 25327087A JP H0196532 A JPH0196532 A JP H0196532A
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- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
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。
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〕
本発明は半導体製造工場のクリーンルーム等において用
いられ微小な粒子を光学的に検出する微粒子検出装置に
関し、特にその光学系部分の改良に関するものである。
いられ微小な粒子を光学的に検出する微粒子検出装置に
関し、特にその光学系部分の改良に関するものである。
半導体工場のクリーンルーム等において用いられる微粒
計数装置は、工場内のエアロゾルを抽出してノズルより
所定の測定領域内に噴出させそこにレーザ光等を照射し
、散乱光の有無に基づいて粒子数を計測する微粒子計数
装置が知られている。
計数装置は、工場内のエアロゾルを抽出してノズルより
所定の測定領域内に噴出させそこにレーザ光等を照射し
、散乱光の有無に基づいて粒子数を計測する微粒子計数
装置が知られている。
又特開昭５７−４２８３９号に示されているように、微
粒子を核としてアルコール等の蒸気を凝縮させ成長させ
て光学的に検出するようにした微粒子検出装置も知られ
ている。このような微粒子検出装置では、レーザ光等の
光源を集束させて測定領域に照射すると共に、測定領域
に微粒子を含むエアロゾルを通過させてその散乱光を集
光し、電気信号に変換してその信号を所定闇値レベルで
弁別し微粒子の有無を検出するようにしている。そして
散乱光を効率良く集光するために集光レンズが用いられ
ていた。
粒子を核としてアルコール等の蒸気を凝縮させ成長させ
て光学的に検出するようにした微粒子検出装置も知られ
ている。このような微粒子検出装置では、レーザ光等の
光源を集束させて測定領域に照射すると共に、測定領域
に微粒子を含むエアロゾルを通過させてその散乱光を集
光し、電気信号に変換してその信号を所定闇値レベルで
弁別し微粒子の有無を検出するようにしている。そして
散乱光を効率良く集光するために集光レンズが用いられ
ていた。
しかるにこのような従来の光散乱方式による微粒子検出
装置では、散乱した光の一部のみが検出されることとな
って検出効率があまり良（ないという問題点があった。
装置では、散乱した光の一部のみが検出されることとな
って検出効率があまり良（ないという問題点があった。
本発明はこのような従来の光散乱方式による微粒子検出
装置の問題点に鑑みてなされたものであって、高い効率
で微粒子を検出できるようにすると共にノイズ等による
誤動作をなくするようにすることを技術的課題とする。
装置の問題点に鑑みてなされたものであって、高い効率
で微粒子を検出できるようにすると共にノイズ等による
誤動作をなくするようにすることを技術的課題とする。
本願筒１の発明は第１図〜第３図に示すように、微粒子
を含むエアロゾルをダクトを介して吸引し測定領域に噴
出させる吸引手段と、測定領域に光ビームを照射する光
ビーム照射手段と、を有し、微粒子の通過に伴う散乱光
に基づいて微粒子を検出する光散乱方式による微粒子検
出装置であって、測定領域を取り囲み、該測定領域の同
一点を夫々一方の焦点として相対向させた回転楕円面を
有する一対の凹面鏡と、凹面鏡の鏡面に夫々設けられ、
相対向する他方の回転楕円面の焦点位置に配置されて相
対向する凹面で反射された散乱光を受光して電気信号に
変換する一対の光電変換器と、対の光電変換器の出力を
乗算して散乱検知信号とする乗算回路と、を具備するこ
とを特徴とするものであり、本願の第２の発明は第１の
発明に加えて、乗算回路の出力を所定の時定数で積分す
る積分回路を具備するものである。
を含むエアロゾルをダクトを介して吸引し測定領域に噴
出させる吸引手段と、測定領域に光ビームを照射する光
ビーム照射手段と、を有し、微粒子の通過に伴う散乱光
に基づいて微粒子を検出する光散乱方式による微粒子検
出装置であって、測定領域を取り囲み、該測定領域の同
一点を夫々一方の焦点として相対向させた回転楕円面を
有する一対の凹面鏡と、凹面鏡の鏡面に夫々設けられ、
相対向する他方の回転楕円面の焦点位置に配置されて相
対向する凹面で反射された散乱光を受光して電気信号に
変換する一対の光電変換器と、対の光電変換器の出力を
乗算して散乱検知信号とする乗算回路と、を具備するこ
とを特徴とするものであり、本願の第２の発明は第１の
発明に加えて、乗算回路の出力を所定の時定数で積分す
る積分回路を具備するものである。
本願第３の発明は第１図、第２図及び第６図に示すよう
に、微粒子を含むエアロゾルをダクトを介して吸引し測
定領域に噴出させる吸引手段と、測定領域に光ビームを
照射する光ビーム照射手段と、を有し、微粒子の通過に
伴う散乱光に基づいて微粒子を検出する光散乱方式によ
る微粒子検出装置であって、測定領域を取り囲み、該測
定領域内で夫々焦点を近接させて相対向させた回転楕円
面を有する一対の凹面鏡と、凹面鏡の鏡面に夫々設けら
れ、相対向する他方の回転楕円面の焦点位置に配置され
て相対向する凹面で反射された散乱光を受光して電気信
号に変換する一対の光電変換器と、対の光電変換器の出
力を乗算して散乱検知信号とする乗算回路と、を具備す
ることを特徴とするものであり、本願の第４の発明は第
３の発明に加えて、乗算回路の出力を所定の時定数で積
分する積分回路を具備するものである。
に、微粒子を含むエアロゾルをダクトを介して吸引し測
定領域に噴出させる吸引手段と、測定領域に光ビームを
照射する光ビーム照射手段と、を有し、微粒子の通過に
伴う散乱光に基づいて微粒子を検出する光散乱方式によ
る微粒子検出装置であって、測定領域を取り囲み、該測
定領域内で夫々焦点を近接させて相対向させた回転楕円
面を有する一対の凹面鏡と、凹面鏡の鏡面に夫々設けら
れ、相対向する他方の回転楕円面の焦点位置に配置され
て相対向する凹面で反射された散乱光を受光して電気信
号に変換する一対の光電変換器と、対の光電変換器の出
力を乗算して散乱検知信号とする乗算回路と、を具備す
ることを特徴とするものであり、本願の第４の発明は第
３の発明に加えて、乗算回路の出力を所定の時定数で積
分する積分回路を具備するものである。
このような特徴を有する本願の第１の発明によれば、回
転楕円面を有する二つの凹面鏡を対向させその焦点を一
敗させて測定領域に配置するようにしている。そして各
回転楕円面を持つ凹面鏡の他方の焦点位置に夫々光電変
換器を配置しているため、いずれの方向に散乱光が散乱
してもいずれかの凹面鏡で反射されて他方の光電変換器
に導かれる。そして２つの光電変換器の出力を乗算して
散乱検知信号として出力している。従っていずれかの光
電変換器にのみ信号が得られる場合には、乗算出力が得
られないのでノイズとしてそのときの出力が自動的に停
止される。又本願の第２の発明では、その出力を更に所
定の時定数を有する積分回路に与えることによってダク
トを通過する微粒子の位置による信号強度の変化を少な
くするようにしている。又本願の第３の発明では、回転
楕円面を持つ凹面鏡の焦点を測定領域内で近接させるよ
うにしている。そして回転楕円面を持つ凹面鏡の他方の
焦点位置に夫々光電変換器を配置して散乱光の信号強度
をダクトを通過するエアロゾルの位置にほとんど依存し
ないようにして検知信号を出力している。更に本願の第
４の発明では、第２の発明と同様に乗算出力を積分回路
に与えてダクトを通過する微粒子の位置による信号強度
の変化を少なくするようにしている。
転楕円面を有する二つの凹面鏡を対向させその焦点を一
敗させて測定領域に配置するようにしている。そして各
回転楕円面を持つ凹面鏡の他方の焦点位置に夫々光電変
換器を配置しているため、いずれの方向に散乱光が散乱
してもいずれかの凹面鏡で反射されて他方の光電変換器
に導かれる。そして２つの光電変換器の出力を乗算して
散乱検知信号として出力している。従っていずれかの光
電変換器にのみ信号が得られる場合には、乗算出力が得
られないのでノイズとしてそのときの出力が自動的に停
止される。又本願の第２の発明では、その出力を更に所
定の時定数を有する積分回路に与えることによってダク
トを通過する微粒子の位置による信号強度の変化を少な
くするようにしている。又本願の第３の発明では、回転
楕円面を持つ凹面鏡の焦点を測定領域内で近接させるよ
うにしている。そして回転楕円面を持つ凹面鏡の他方の
焦点位置に夫々光電変換器を配置して散乱光の信号強度
をダクトを通過するエアロゾルの位置にほとんど依存し
ないようにして検知信号を出力している。更に本願の第
４の発明では、第２の発明と同様に乗算出力を積分回路
に与えてダクトを通過する微粒子の位置による信号強度
の変化を少なくするようにしている。
（第１実施例の説明）
次に本願の第１．第２の発明による第１実施例について
説明する。第１図は本実施例の微粒子検出装置の光学系
部分を示す断面図、第２図はそのＡ−Ａ線断面図である
。これらの図においてダクト１は一端よりエアロゾルが
導かれるダクトであって、その他端はテーパ状に形成さ
れたノズル２として光測定室３に開放されている。そし
てノズル２の先端部に対向し、後述するようにレーザビ
ームの光行路４を挟んでダクト５が設けられる。
説明する。第１図は本実施例の微粒子検出装置の光学系
部分を示す断面図、第２図はそのＡ−Ａ線断面図である
。これらの図においてダクト１は一端よりエアロゾルが
導かれるダクトであって、その他端はテーパ状に形成さ
れたノズル２として光測定室３に開放されている。そし
てノズル２の先端部に対向し、後述するようにレーザビ
ームの光行路４を挟んでダクト５が設けられる。
ダクト５は光検出室３においてノズル２からの微粒子を
含むエアロゾルを所定の流量で吸引するものであって、
その端部は流量計６及びポンプ７に連結されている。ポ
ンプ７はダクト１を介してエアロゾルを吸引する吸引手
段であり、吸引したエアロゾルをフィルタ８を介して外
部に放出するようにしている。
含むエアロゾルを所定の流量で吸引するものであって、
その端部は流量計６及びポンプ７に連結されている。ポ
ンプ７はダクト１を介してエアロゾルを吸引する吸引手
段であり、吸引したエアロゾルをフィルタ８を介して外
部に放出するようにしている。
一方光源室１０には第１図及び第２図に示すようにレー
ザダイオード１１等のレーザ光源が配置され、その光軸
上に光径を平行に拡大するコリメートレンズ１２及び集
光レンズ１３が設けられる。
ザダイオード１１等のレーザ光源が配置され、その光軸
上に光径を平行に拡大するコリメートレンズ１２及び集
光レンズ１３が設けられる。
光源室１０の先端部はレーザビームを照射する開口１０
ａが形成されている。そして光源室１０の開口１０ａに
対向してダクト１とダクト５との間隙を通る光行路４を
挟んでレーザビームを反射させないで吸収する光トラッ
プ１４が設けられている。そしてレーザビームとダクト
１及び５との対向部分はエアロゾルによって散乱光を発
生させる測定領域１５を構成している。ここで光源室１
０は測定領域１５に光ビームを照射する光ビーム照射手
段を構成している。
ａが形成されている。そして光源室１０の開口１０ａに
対向してダクト１とダクト５との間隙を通る光行路４を
挟んでレーザビームを反射させないで吸収する光トラッ
プ１４が設けられている。そしてレーザビームとダクト
１及び５との対向部分はエアロゾルによって散乱光を発
生させる測定領域１５を構成している。ここで光源室１
０は測定領域１５に光ビームを照射する光ビーム照射手
段を構成している。
さて光検出室３は図示のように回転楕円面を有する一対
の凹面鏡１６．１７から構成される。第３図（ａ）は凹
面鏡１６．１７の回転楕円面を示す断面図である。本図
に示すように楕円の焦点をＦｌ。
の凹面鏡１６．１７から構成される。第３図（ａ）は凹
面鏡１６．１７の回転楕円面を示す断面図である。本図
に示すように楕円の焦点をＦｌ。
Ｆ２とすると、一方の焦点より照射された光は回転楕円
面内で反射されて全て他方の焦点に与えられる。従って
焦点Ｆｌ、Ｆ２間及び長軸Ａ、Ｂと２つの焦点Ｆ１．Ｆ
２との間がいずれも距離ａとなるように、はぼ球に近い
楕円を用いて夫々長軸Ａ、Ｂの位置にＰＩＮダイオード
等の光電変換器２１．２２を設け、第３図（ｂｌに示す
ように焦点Ｆ１、Ｆ２の間の部分を取り除いて一対の凹
面鏡１６．１７とする。そうすれば２つの楕円の焦点Ｆ
が一致することとなり、この焦点位置Ｆをレーザビーム
の光行路４をノズル２及びダクト５の開口部が対向する
測定領域１５の中心点１５ａに一致させる。即ち凹面鏡
１６の鏡面を構成する楕円は測定領域１５の中心点１５
ａと光電変換器２１を夫々一対の焦点とする回転楕円面
を構成している。
面内で反射されて全て他方の焦点に与えられる。従って
焦点Ｆｌ、Ｆ２間及び長軸Ａ、Ｂと２つの焦点Ｆ１．Ｆ
２との間がいずれも距離ａとなるように、はぼ球に近い
楕円を用いて夫々長軸Ａ、Ｂの位置にＰＩＮダイオード
等の光電変換器２１．２２を設け、第３図（ｂｌに示す
ように焦点Ｆ１、Ｆ２の間の部分を取り除いて一対の凹
面鏡１６．１７とする。そうすれば２つの楕円の焦点Ｆ
が一致することとなり、この焦点位置Ｆをレーザビーム
の光行路４をノズル２及びダクト５の開口部が対向する
測定領域１５の中心点１５ａに一致させる。即ち凹面鏡
１６の鏡面を構成する楕円は測定領域１５の中心点１５
ａと光電変換器２１を夫々一対の焦点とする回転楕円面
を構成している。
又凹面鏡１７も同様にして測定領域１５の中心点１、５
ａと光電変換器２２を焦点とする回転楕円面を構成し
ている。そうすれば焦点Ｆ、即ち測定領域１５より散乱
した光は一方の凹面鏡１６に照射されると他方の凹面鏡
１７の中心に配置された光電変換器２１に照射される。
ａと光電変換器２２を焦点とする回転楕円面を構成し
ている。そうすれば焦点Ｆ、即ち測定領域１５より散乱
した光は一方の凹面鏡１６に照射されると他方の凹面鏡
１７の中心に配置された光電変換器２１に照射される。
又焦点より散乱した光のうち他方の凹面鏡１７で反射さ
れた光は凹面鏡１６の中心に配置された光電変換器２２
に照射されることとなる。従って全ての立体角で反射さ
れた散乱光をいずれかの光電変換器２１．２２に与える
ことができる。光電変換器２１．２２は夫々他方の回転
楕円面から反射された散乱光を電気信号に変換するもの
である。
れた光は凹面鏡１６の中心に配置された光電変換器２２
に照射されることとなる。従って全ての立体角で反射さ
れた散乱光をいずれかの光電変換器２１．２２に与える
ことができる。光電変換器２１．２２は夫々他方の回転
楕円面から反射された散乱光を電気信号に変換するもの
である。
次に本実施例の信号処理部の構成について第４図を参照
しつつ説明する。一対の光電変換器２１゜２２の出力は
夫々増幅器２３．２４に与えられる。
しつつ説明する。一対の光電変換器２１゜２２の出力は
夫々増幅器２３．２４に与えられる。
増幅器２３．２４は同一の増幅率を有する増幅器であっ
て、その出力は乗算器２５に与えられる。
て、その出力は乗算器２５に与えられる。
乗算器２５はこれらの信号を乗算するものであって、そ
の出力は積分回路２６に与えられる。積分回路２６は後
述するようにノズル２の中心を通る微粒子が光ビームを
通過する時間を中心とする時定数を有する積分回路であ
って、その出力は比較器２７に与えられる。この装置を
粒子数の計数装置とすれば、比較器２７は所定の闇値レ
ベルが設定されており、そのレベルを越える信号を弁別
するものであって、その出力はカウンタ２８に与えられ
る。カウンタ２８は比較出力に基づいて粒子数を計数す
るものである。又第４図に破線で示すように本実施例を
散乱光レベルによって粒径を検出する検出装置とすれば
、積分出力は相異なった閾値レベルを有する比較器２７
．２９を介してカウンタ２８，３０に与えるものとする
。
の出力は積分回路２６に与えられる。積分回路２６は後
述するようにノズル２の中心を通る微粒子が光ビームを
通過する時間を中心とする時定数を有する積分回路であ
って、その出力は比較器２７に与えられる。この装置を
粒子数の計数装置とすれば、比較器２７は所定の闇値レ
ベルが設定されており、そのレベルを越える信号を弁別
するものであって、その出力はカウンタ２８に与えられ
る。カウンタ２８は比較出力に基づいて粒子数を計数す
るものである。又第４図に破線で示すように本実施例を
散乱光レベルによって粒径を検出する検出装置とすれば
、積分出力は相異なった閾値レベルを有する比較器２７
．２９を介してカウンタ２８，３０に与えるものとする
。
次に本実施例の動作について説明する。まずポンプ７を
駆動してダクト５よりエアロゾルを吸引することにより
エアロゾルをダクト１に導く。そうすればノズル２の先
端より微粒子を含むエアロゾルが噴出してダクト５に吸
引されることとなる。
駆動してダクト５よりエアロゾルを吸引することにより
エアロゾルをダクト１に導く。そうすればノズル２の先
端より微粒子を含むエアロゾルが噴出してダクト５に吸
引されることとなる。
このときレーザダイオード等のレーザ光源１１を駆動し
てコリメートレンズ１２．集光レンズ１３を介して平行
なレーザビームを光トラツプ１４側に向けて照射する。
てコリメートレンズ１２．集光レンズ１３を介して平行
なレーザビームを光トラツプ１４側に向けて照射する。
そうすれば第１図に示すようにノズル２とダクト５が対
向する測定領域１５を光ビームが通過することとなる。
向する測定領域１５を光ビームが通過することとなる。
従ってこの間を微粒子が通過すれば散乱光が生じる。散
乱光は第２図に示すように２つの凹面鏡１６．１７にほ
ぼ一様に散乱することとなるが、凹面鏡１６の球面に照
射された散乱光は測定領域１５とは異なる他方の焦点、
即ち光電変換器２１に照射される。又凹面鏡１７の各面
に散乱した光は測定領域１５とは異なる他方の焦点、即
ち光電変換器２２の中心に照射されることとなる。従っ
て光電変換器２１゜２２よりほぼ同一の受光信号が得ら
れることとなり、夫々の出力は増幅器２３及び２４を介
して増幅される。そして夫々の出力は乗算器２５によっ
て乗算される。従って光電変換器２１．２２に同時に散
乱光信号が伝えられた場合には、その出力が乗算されて
大きなレベルの乗算信号を得ることができる。しかし一
方の光電変換器にのみノイズ等の影響によって信号が伝
えられ、その出力が得られる場合には、乗算器２５から
の乗算出力は微小なレベルとなる。このように乗算器を
用いることによって２つの信号の一致を自動的に判別し
てノイズを除去することができる。さて乗算器２５の出
力は積分回路２６に与えられる。
乱光は第２図に示すように２つの凹面鏡１６．１７にほ
ぼ一様に散乱することとなるが、凹面鏡１６の球面に照
射された散乱光は測定領域１５とは異なる他方の焦点、
即ち光電変換器２１に照射される。又凹面鏡１７の各面
に散乱した光は測定領域１５とは異なる他方の焦点、即
ち光電変換器２２の中心に照射されることとなる。従っ
て光電変換器２１゜２２よりほぼ同一の受光信号が得ら
れることとなり、夫々の出力は増幅器２３及び２４を介
して増幅される。そして夫々の出力は乗算器２５によっ
て乗算される。従って光電変換器２１．２２に同時に散
乱光信号が伝えられた場合には、その出力が乗算されて
大きなレベルの乗算信号を得ることができる。しかし一
方の光電変換器にのみノイズ等の影響によって信号が伝
えられ、その出力が得られる場合には、乗算器２５から
の乗算出力は微小なレベルとなる。このように乗算器を
用いることによって２つの信号の一致を自動的に判別し
てノイズを除去することができる。さて乗算器２５の出
力は積分回路２６に与えられる。
ここで第５図は積分回路２６０時定数を異ならせたとき
のレーザビームの異なる位置を通過する粒子に対する散
乱光強度の変化を示す図である。
のレーザビームの異なる位置を通過する粒子に対する散
乱光強度の変化を示す図である。
本図に示すように、時定数ｄは最も速いノズル２の中心
を通過する微粒子が測定領域１５内のレーザビームを横
切る時間を１として示すものであって、曲線Ａを時定数
ｄ＝ｏ、即ち積分回路２６がない場合、曲線Ｂ−Ｄを夫
々時定数ｄ＝０．５．１゜１．５と変化させたときの信
号強度の変化を示す図である。本図に示すように積分回
路２６によってレーザビームの全ての位置を通過する微
粒子の信号強度の変化を少なくすることができる。そし
て時定数ｄを１となるように選択した場合にその変化を
最も少なくすることが可能となる。そして積分回路２６
の出力は比較器２７によって弁別されカウンタ２８で計
数されるため、測定領域１５を通過する微粒子数を測定
することが可能である。
を通過する微粒子が測定領域１５内のレーザビームを横
切る時間を１として示すものであって、曲線Ａを時定数
ｄ＝ｏ、即ち積分回路２６がない場合、曲線Ｂ−Ｄを夫
々時定数ｄ＝０．５．１゜１．５と変化させたときの信
号強度の変化を示す図である。本図に示すように積分回
路２６によってレーザビームの全ての位置を通過する微
粒子の信号強度の変化を少なくすることができる。そし
て時定数ｄを１となるように選択した場合にその変化を
最も少なくすることが可能となる。そして積分回路２６
の出力は比較器２７によって弁別されカウンタ２８で計
数されるため、測定領域１５を通過する微粒子数を測定
することが可能である。
又波高値レベルによって粒子径を測定する場合にも異な
った闇値レベルを有する比較器２７，２９−・−・・を
多数設けておくことによってそのレベルに基づいた波高
値の微粒子を計数することができる。
った闇値レベルを有する比較器２７，２９−・−・・を
多数設けておくことによってそのレベルに基づいた波高
値の微粒子を計数することができる。
尚本実施例はレーザビームを細い平行なレーザビームと
なるようにしているが、測定領域で集光するようにして
もよい。この場合にも収束されたレーザビームを通過す
る時間を基準として積分回路の時定数を算出するものと
する。
なるようにしているが、測定領域で集光するようにして
もよい。この場合にも収束されたレーザビームを通過す
る時間を基準として積分回路の時定数を算出するものと
する。
〔第２実施例の説明〕
次に本願の第３．第４の発明による第２実施例について
説明する。本実施例においても前述した第１実施例と同
様に一対の凹面鏡４１．４２を相対向して配置し、その
焦点の領域に光行路４を挟んでノズル２とダクト５とを
対向させるようにしている。即ち第６図（ａ）に示すよ
うに楕円の焦点をＦｌ、Ｆ２とし、焦点Ｆｌ、Ｆ２間の
距離ａとすると、長軸上の点Ａと焦点Ｆ１．長軸上の点
Ｂと焦点Ｆ２の間の距離が夫々距離ａとなるように球に
近い楕円とし、夫々長軸上の点Ａ、Ｈの位置にＰＩＮダ
イオード等の光電変換器２１．２２を設ける。
説明する。本実施例においても前述した第１実施例と同
様に一対の凹面鏡４１．４２を相対向して配置し、その
焦点の領域に光行路４を挟んでノズル２とダクト５とを
対向させるようにしている。即ち第６図（ａ）に示すよ
うに楕円の焦点をＦｌ、Ｆ２とし、焦点Ｆｌ、Ｆ２間の
距離ａとすると、長軸上の点Ａと焦点Ｆ１．長軸上の点
Ｂと焦点Ｆ２の間の距離が夫々距離ａとなるように球に
近い楕円とし、夫々長軸上の点Ａ、Ｈの位置にＰＩＮダ
イオード等の光電変換器２１．２２を設ける。
さて本実施例では一対の凹面鏡４１．４２の焦点位置を
わずかにずらせている。即ち第６図（ａ）。
わずかにずらせている。即ち第６図（ａ）。
（ｂｌに示すように、焦点Ｆ１．Ｆ２を近接させて焦点
Ｆｌ、Ｆ２をレーザビームの光行路４とノズル２及びダ
クト５の開口部が対向する測定領域１５内に含まれるよ
うにする。即ち凹面鏡４１の鏡面を構成する楕円は測定
領域１５内の焦点Ｆ１と光電変換器２．１の近傍の点Ｃ
を夫々一対の焦点とする回転楕円面を構成している。又
凹面鏡４２も同様にして測定領域１５内の焦点Ｆ２と光
電変換器２２の近傍の点りを焦点とする回転楕円面を構
成している。そうすれば測定領域１５より散乱した光の
うち一方の凹面鏡４１に照射される散乱光は他方の凹面
鏡４２の中心に配置された光電変換器２１に照射される
。又測定領域１５より散乱した光のうち他方の凹面鏡４
２に照射された散乱光は凹面鏡４１の中心に配置された
光電変換器２２に照射されることとなる。従って全ての
立体角で反射された散乱光をいずれかの光電変換器２１
，２２に与えるようにしている。この光電変換器の出力
を処理する信号処理回路については第４図に示す前述し
た第１実施例と同様であり、増幅出力を乗算器２５によ
り乗算してその出力レベルを比較器２７．２９により比
較して粒子数の計数又は粒子径の分級を行うようにして
いる。
Ｆｌ、Ｆ２をレーザビームの光行路４とノズル２及びダ
クト５の開口部が対向する測定領域１５内に含まれるよ
うにする。即ち凹面鏡４１の鏡面を構成する楕円は測定
領域１５内の焦点Ｆ１と光電変換器２．１の近傍の点Ｃ
を夫々一対の焦点とする回転楕円面を構成している。又
凹面鏡４２も同様にして測定領域１５内の焦点Ｆ２と光
電変換器２２の近傍の点りを焦点とする回転楕円面を構
成している。そうすれば測定領域１５より散乱した光の
うち一方の凹面鏡４１に照射される散乱光は他方の凹面
鏡４２の中心に配置された光電変換器２１に照射される
。又測定領域１５より散乱した光のうち他方の凹面鏡４
２に照射された散乱光は凹面鏡４１の中心に配置された
光電変換器２２に照射されることとなる。従って全ての
立体角で反射された散乱光をいずれかの光電変換器２１
，２２に与えるようにしている。この光電変換器の出力
を処理する信号処理回路については第４図に示す前述し
た第１実施例と同様であり、増幅出力を乗算器２５によ
り乗算してその出力レベルを比較器２７．２９により比
較して粒子数の計数又は粒子径の分級を行うようにして
いる。
第７図（ａ）、 （ｂ）は測定領域１５を示す拡大斜視
図及び上面図である。本図に示すように２つの凹面！４
１．４２の焦点Ｆ １ 、 Ｆ ２ カ夫）ｔ ワス
カニ隔たっている。そして焦点Ｆ１の近傍を微粒子が通
過する場合には、焦点Ｆ１と微粒子との最短の距離ｌに
対応して第８図（ａ）に示すような受光曲線が得られる
こととなる。そしてこの感度低下がピーク値の１／Ｅ丁
となる距離をｌ、とすると、第７図（ｂ）に示すように
焦点Ｆｌ、Ｆ２間を２４１となるようにあらかじめ光学
系を構成しておく。さて微粒子が通過すると２つの凹面
鏡４１．４２にほぼ−様に散乱することとなるが、前述
のように凹面鏡４１．４２の球面に夫々照射された散乱
光は測定領域１５とは異なる他方の焦点、即ち夫々光電
変換器２１と２２に照射される。従って光電変換器２１
．２２よりほぼ同一の受光信号が得られることとなり、
夫々の出力は増幅器２３及び２４を介して増幅される。
図及び上面図である。本図に示すように２つの凹面！４
１．４２の焦点Ｆ １ 、 Ｆ ２ カ夫）ｔ ワス
カニ隔たっている。そして焦点Ｆ１の近傍を微粒子が通
過する場合には、焦点Ｆ１と微粒子との最短の距離ｌに
対応して第８図（ａ）に示すような受光曲線が得られる
こととなる。そしてこの感度低下がピーク値の１／Ｅ丁
となる距離をｌ、とすると、第７図（ｂ）に示すように
焦点Ｆｌ、Ｆ２間を２４１となるようにあらかじめ光学
系を構成しておく。さて微粒子が通過すると２つの凹面
鏡４１．４２にほぼ−様に散乱することとなるが、前述
のように凹面鏡４１．４２の球面に夫々照射された散乱
光は測定領域１５とは異なる他方の焦点、即ち夫々光電
変換器２１と２２に照射される。従って光電変換器２１
．２２よりほぼ同一の受光信号が得られることとなり、
夫々の出力は増幅器２３及び２４を介して増幅される。
そうすれば測定領域１５を通過する微粒子の位置によっ
て光電変換器２１゜２２の出力を加算すると、その出力
と微粒子の位置に対する特性は合成された曲線として示
される。
て光電変換器２１゜２２の出力を加算すると、その出力
と微粒子の位置に対する特性は合成された曲線として示
される。
そしてその出力は乗算器２５により乗算され乗算出力が
比較器２７によって比較される。ここで積分回路２６の
時定数を異ならせることによって種にの特性の異なった
動作曲線を得ることができる。
比較器２７によって比較される。ここで積分回路２６の
時定数を異ならせることによって種にの特性の異なった
動作曲線を得ることができる。
ここで第８図（ｂ）は積分回路２６０時定数を異ならせ
たときのレーザビームの異なる位置を通過する粒子に対
する散乱光強度の変化を示す図である。
たときのレーザビームの異なる位置を通過する粒子に対
する散乱光強度の変化を示す図である。
本図に示すように、時定数ｄは最も速いノズル２の中心
を通過する微粒子が測定領域１５内のレーザビームを横
切る時間を１として示すものであって、曲線Ａを時定数
ｄ＝ｏ、即ち積分回路２６がない場合、曲線Ｂ−Ｄを夫
々時定数ｄ＝０．５，１゜１．５と変化させたときの信
号強度の変化を示す図である。本図に示すように積分回
路２６によってレーザビームの全ての位置を通過する微
粒子の信号強度の変化を少なくすることができる。そし
て時定数を１〜１．５となるように選択した場合にその
変化を最も少なくすることが可能となる。そして積分回
路２６の出力は比較器２７によって弁別されカウンタ２
８で計数されるため、測定領域１５を通過する微粒子数
を測定することが可能である。又波高値レベルによって
粒子径を測定する場合にも異なった閾値レベルを有する
比較器２７゜２９・−・−を多数設けておくことによっ
てそのレベルに基づいた波高値の微粒子を計数すること
ができる。
を通過する微粒子が測定領域１５内のレーザビームを横
切る時間を１として示すものであって、曲線Ａを時定数
ｄ＝ｏ、即ち積分回路２６がない場合、曲線Ｂ−Ｄを夫
々時定数ｄ＝０．５，１゜１．５と変化させたときの信
号強度の変化を示す図である。本図に示すように積分回
路２６によってレーザビームの全ての位置を通過する微
粒子の信号強度の変化を少なくすることができる。そし
て時定数を１〜１．５となるように選択した場合にその
変化を最も少なくすることが可能となる。そして積分回
路２６の出力は比較器２７によって弁別されカウンタ２
８で計数されるため、測定領域１５を通過する微粒子数
を測定することが可能である。又波高値レベルによって
粒子径を測定する場合にも異なった閾値レベルを有する
比較器２７゜２９・−・−を多数設けておくことによっ
てそのレベルに基づいた波高値の微粒子を計数すること
ができる。
又本実施例は２つの凹面鏡の焦点Ｆｌ、Ｆ２をわずかに
離して配置するようにしているが、第６図（Ｃ）に示す
ようにそれらの焦点位置を交差させその焦点Ｆｌ、Ｆ２
を所定間隔例えばｌ、だけ隔てるように構成しても同一
の効果が得られる。
離して配置するようにしているが、第６図（Ｃ）に示す
ようにそれらの焦点位置を交差させその焦点Ｆｌ、Ｆ２
を所定間隔例えばｌ、だけ隔てるように構成しても同一
の効果が得られる。
このように本願の第１の発明によれば、光検出室は夫々
の一方の焦点を測定領域に含み相対向させた回転楕円面
を有する一対の凹面鏡によって被われているため、全て
の散乱光をいずれか一方の凹面鏡に反射させ光電変換器
に導くことができる。
の一方の焦点を測定領域に含み相対向させた回転楕円面
を有する一対の凹面鏡によって被われているため、全て
の散乱光をいずれか一方の凹面鏡に反射させ光電変換器
に導くことができる。
従って測定領域を通過する散乱光の集光効率を大幅に改
善することができるという効果が得られる。
善することができるという効果が得られる。
そして一方の光電変換器のみから信号が得られる場合に
は乗算出力によってその信号が除かれるため、ノイズが
重量されても誤った検知信号を出す恐れがなくなる。
は乗算出力によってその信号が除かれるため、ノイズが
重量されても誤った検知信号を出す恐れがなくなる。
又本願の第２の発明によれば、第１の発明による効果に
加えて乗算出力を積分回路に導くようにしているためエ
アロゾルを噴出させるノズルの開口の全ての領域でほぼ
均一した波高値を得ることができるという効果が得られ
る。
加えて乗算出力を積分回路に導くようにしているためエ
アロゾルを噴出させるノズルの開口の全ての領域でほぼ
均一した波高値を得ることができるという効果が得られ
る。
更に本願の第３の発明によれば、第１の発明による効果
に加えてレーザビームの幅が広くてもその焦点をわずか
にずらせているためレーザビームのビーム幅内でほぼ−
様な感度特性を得ることができる。
に加えてレーザビームの幅が広くてもその焦点をわずか
にずらせているためレーザビームのビーム幅内でほぼ−
様な感度特性を得ることができる。
更に本願の第４の発明によれば、この出力を積分回路に
導くようにしているためエアロゾルを噴出させるノズル
の開口の全ての領域でほぼ均一した波高値を得ることが
できるという効果が得られる。
導くようにしているためエアロゾルを噴出させるノズル
の開口の全ての領域でほぼ均一した波高値を得ることが
できるという効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例による微粒子検出装置の光学
系部分を示す図、第２図はそのＡ−Ａ線断面図、第３図
（ａ）は本実施例の凹面鏡の球面を示す図、第３図（′
ｂ）はその中心部分を削除して一対の凹面鏡からなる光
測定室を構成した状態を示す概略図、第４図は本実施例
の信号処理部の構成を示すブロック図、第５図は本実施
例による積分回路の積分時定数を変化させたときの微粒
子の通過位置に対する信号強度の変化を示す図、第６図
（ａ）は本願の第２の実施例による凹面鏡の球面を示す
図、第６図（ｂ）はその中心部分を削除して一対の球面
鏡から成る光測定室を構成した状態を示す概略図、第６
図（Ｃ１はその他の例を示す概略図、第７図（ａｌは第
２実施例の測定領域を拡大して示す拡大斜視図、第７図
（ｂ）はその上面図、第８図（ａ）は一方の光電変換器
に得られる感度曲線を示す図、第８図（ｂｌは２つの光
電変換器出力を加算し本実施例の積分回路の積分時定数
を変化させたときの微粒子の通過位置に対する信号強度
の変化を示す図である。 １．５・−ダクト ２−−−−−−−ノズル ３−
−−−−一光測定室 ４−・・−・−・光行路 ７
−−−−−・−ポンプ １０−・−・光源室 １１
・・・・・−レーザダイオード １５−・−・−・測
定領域 １６．１７．４１．４２−・・−・凹面鏡
２１．２２・・−光電変換器 ２３゜２４−−−−
−・−増幅器 ２５・−・−・・−乗算器 ２６・
−・・−積分回路 ２７．２９・−・・−比較器
２８，３０−・−・・−カウンタ 特許出願人 日本科学工業株式会社代理人 弁理士
岡本官喜（他１名） 第１図 ７−−−−・−−−ｔ１°ンフ。 １０−−・−−−−−光源室 １５・−・−・測匙預繊 １６．１７・−−−一凹６娩 第２図 ど１ 第４図 第３図（ａ） 第５図 第６図（ａ） 第６図（ｂ） 第６図（ｃ） 第７図（ａ） 第８図（ａ） 第８図（ｂ）
系部分を示す図、第２図はそのＡ−Ａ線断面図、第３図
（ａ）は本実施例の凹面鏡の球面を示す図、第３図（′
ｂ）はその中心部分を削除して一対の凹面鏡からなる光
測定室を構成した状態を示す概略図、第４図は本実施例
の信号処理部の構成を示すブロック図、第５図は本実施
例による積分回路の積分時定数を変化させたときの微粒
子の通過位置に対する信号強度の変化を示す図、第６図
（ａ）は本願の第２の実施例による凹面鏡の球面を示す
図、第６図（ｂ）はその中心部分を削除して一対の球面
鏡から成る光測定室を構成した状態を示す概略図、第６
図（Ｃ１はその他の例を示す概略図、第７図（ａｌは第
２実施例の測定領域を拡大して示す拡大斜視図、第７図
（ｂ）はその上面図、第８図（ａ）は一方の光電変換器
に得られる感度曲線を示す図、第８図（ｂｌは２つの光
電変換器出力を加算し本実施例の積分回路の積分時定数
を変化させたときの微粒子の通過位置に対する信号強度
の変化を示す図である。 １．５・−ダクト ２−−−−−−−ノズル ３−
−−−−一光測定室 ４−・・−・−・光行路 ７
−−−−−・−ポンプ １０−・−・光源室 １１
・・・・・−レーザダイオード １５−・−・−・測
定領域 １６．１７．４１．４２−・・−・凹面鏡
２１．２２・・−光電変換器 ２３゜２４−−−−
−・−増幅器 ２５・−・−・・−乗算器 ２６・
−・・−積分回路 ２７．２９・−・・−比較器
２８，３０−・−・・−カウンタ 特許出願人 日本科学工業株式会社代理人 弁理士
岡本官喜（他１名） 第１図 ７−−−−・−−−ｔ１°ンフ。 １０−−・−−−−−光源室 １５・−・−・測匙預繊 １６．１７・−−−一凹６娩 第２図 ど１ 第４図 第３図（ａ） 第５図 第６図（ａ） 第６図（ｂ） 第６図（ｃ） 第７図（ａ） 第８図（ａ） 第８図（ｂ）
Claims (4)
- （１）微粒子を含むエアロゾルをダクトを介して吸引し
測定領域に噴出させる吸引手段と、前記測定領域に光ビ
ームを照射する光ビーム照射手段と、を有し、微粒子の
通過に伴う散乱光に基づいて微粒子を検出する光散乱方
式による微粒子検出装置において、 前記測定領域を取り囲み、該測定領域の同一点を夫々一
方の焦点として相対向させた回転楕円面を有する一対の
凹面鏡と、 前記凹面鏡の鏡面に夫々設けられ、相対向する他方の回
転楕円面の焦点位置に配置されて相対向する凹面で反射
された散乱光を受光して電気信号に変換する一対の光電
変換器と、前記対の光電変換器の出力を乗算して散乱検
知信号とする乗算回路と、 を具備することを特徴とする光散乱方式による微粒子検
出装置。 - （２）微粒子を含むエアロゾルをダクトを介して吸引し
測定領域に噴出させる吸引手段と、前記測定領域に光ビ
ームを照射する光ビーム照射手段と、を有し、微粒子の
通過に伴う散乱光に基づいて微粒子を検出する光散乱方
式による微粒子検出装置において、 前記測定領域を取り囲み、該測定領域の同一点を夫々一
方の焦点として相対向させた回転楕円面を有する一対の
凹面鏡と、 前記凹面鏡の鏡面に夫々設けられ、相対向する他方の回
転楕円面の焦点位置に配置されて相対向する凹面で反射
された散乱光を受光して電気信号に変換する一対の光電
変換器と、前記対の光電変換器の出力を乗算して散乱検
知信号とする乗算回路と、 前記乗算回路の出力を所定の時定数で積分する積分回路
と、 を具備することを特徴とする光散乱方式による微粒子検
出装置。 - （３）微粒子を含むエアロゾルをダクトを介して吸引し
測定領域に噴出させる吸引手段と、前記測定領域に光ビ
ームを照射する光ビーム照射手段と、を有し、微粒子の
通過に伴う散乱光に基づいて微粒子を検出する光散乱方
式による微粒子検出装置において、 前記測定領域を取り囲み、該測定領域内で夫々焦点を近
接させて相対向させた回転楕円面を有する一対の凹面鏡
と、 前記凹面鏡の鏡面に夫々設けられ、相対向する他方の回
転楕円面の焦点位置に配置されて相対向する凹面で反射
された散乱光を受光して電気信号に変換する一対の光電
変換器と、前記対の光電変換器の出力を乗算して散乱検
知信号とする乗算回路と、 を具備することを特徴とする光散乱方式による微粒子検
出装置。 - （４）微粒子を含むエアロゾルをダクトを介して吸引し
測定領域に噴出させる吸引手段と、前記測定領域に光ビ
ームを照射する光ビーム照射手段と、を有し、微粒子の
通過に伴う散乱光に基づいて微粒子を検出する光散乱方
式による微粒子検出装置において、 前記測定領域を取り囲み、該測定領域内で夫々焦点を近
接させて相対向させた回転楕円面を有する一対の凹面鏡
と、 前記凹面鏡の鏡面に夫々設けられ、相対向する他方の回
転楕円面の焦点位置に配置されて相対向する凹面で反射
された散乱光を受光して電気信号に変換する一対の光電
変換器と、前記対の光電変換器の出力を乗算して散乱検
知信号とする乗算回路と、 前記乗算回路の出力を所定の時定数で積分する積分回路
と、 を具備することを特徴とする光散乱方式による微粒子検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62253270A JPH0737937B2 (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | 光散乱方式による微粒子検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62253270A JPH0737937B2 (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | 光散乱方式による微粒子検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0196532A true JPH0196532A (ja) | 1989-04-14 |
| JPH0737937B2 JPH0737937B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=17248944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62253270A Expired - Lifetime JPH0737937B2 (ja) | 1987-10-07 | 1987-10-07 | 光散乱方式による微粒子検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0737937B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5265709A (en) * | 1990-09-28 | 1993-11-30 | Kabushiki Kaisha Daikin Seisakusho | Pull-type clutch cover assembly |
| JP2006189337A (ja) * | 2005-01-06 | 2006-07-20 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 微粒子測定装置 |
| JP2008268168A (ja) * | 2007-04-16 | 2008-11-06 | Toshiba Corp | 記録媒体に画像を形成する画像形成装置 |
| EP2235502B1 (en) * | 2008-01-25 | 2019-06-12 | The Secretary of State for Defence | Fluid-borne particle detector |
| CN113188964A (zh) * | 2015-12-14 | 2021-07-30 | 三菱电机株式会社 | 微小物检测装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7119899B2 (en) * | 2003-07-23 | 2006-10-10 | Lighthouse Worldwide Solutions, Inc | Particle sensor system |
| KR100600923B1 (ko) * | 2004-03-31 | 2006-07-13 | 주식회사 디지탈바이오테크놀러지 | 광학부를 구비한 미세입자 분석 장치 |
| JP6688966B2 (ja) | 2015-07-27 | 2020-04-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 粒子検出センサ |
-
1987
- 1987-10-07 JP JP62253270A patent/JPH0737937B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5265709A (en) * | 1990-09-28 | 1993-11-30 | Kabushiki Kaisha Daikin Seisakusho | Pull-type clutch cover assembly |
| JP2006189337A (ja) * | 2005-01-06 | 2006-07-20 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 微粒子測定装置 |
| JP2008268168A (ja) * | 2007-04-16 | 2008-11-06 | Toshiba Corp | 記録媒体に画像を形成する画像形成装置 |
| EP2235502B1 (en) * | 2008-01-25 | 2019-06-12 | The Secretary of State for Defence | Fluid-borne particle detector |
| CN113188964A (zh) * | 2015-12-14 | 2021-07-30 | 三菱电机株式会社 | 微小物检测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0737937B2 (ja) | 1995-04-26 |
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