JPH02271237A - 微粒子計測装置 - 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］ この発明は、フローセルを使用する微粒子計測装置に関
する。

〔従来の技術］ 液中或いは気中浮遊微粒子を光学的に検出する際に、浮
遊する微粒子にレーザ光を照射して計測することは良く
知られているが、かような計測装置にあっては、フロー
セルを用いているものがある。即ち、液体中、或いは有
毒性の気体中の微粒子を計測する場合には、レーザ光の
照射領域に試料を流すためのフローセルを用いざるを得
ない。

また通常の気体中の微粒子の計測であっても、減圧下で
の計測であればフローセルを角いざるを得ない。

尚、フローセルはレーザ光を透過せしめるべく内部に流
路を形成した透明体、例えばガラスやサファイアで構成
されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

かようなフローセルを用いた計測装置にあっては、光源
からフローセルへ向けて照射された光が、どうしてもフ
ローセル壁面で反射を生じ、この反射光が装置内で複雑
に反射して迷光となり、ノイズレベルに大きく影響を与
えていた。

この対策として従来は、フローセル壁面の面積度を良く
したり、照射光を細（して迷光発生位置の大きさを小さ
くしていた。しかしながら、これらの対策も限界があり
、依然として十分満足すべきものではなかった。また第
４図に示すごとく受光系Ａにフローセル３の壁面からの
迷光を遮るスリット５を設ける手段もあるが、スリット
５の存在により流路の一部しか計測できなくなるため計
数効率が下がるものであった。

尚、同図において１は光源、２は照射光学系、４は集光
光学系、６は光電変換素子等の受光素子、７は増幅器、
８は波高分析器、Ｂは照射系、Ｃは照射光である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、迷光
を除去してＳ／Ｎ比を著しく改善した微粒子針を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

従来の対策は、−船釣に言って反射光を極力少なくする
方向にあるが、本発明は反射光の存在を容認しつつ、当
該反射光を特定の偏光成分のみにして、その除去を容易
ならしめたものである。

即ち、本発明は、まずフローセルに対する照射光の入・
出射角がブリュースタ角になるようにして、迷光の原因
となる反射光を特定の偏光成分のみとなす。そして前述
した特定の偏光成分と異なる偏光成分のみが通過するよ
うに、受光系に偏光素子を配置する。換言すると特定の
偏光成分を通過させないように偏光素子を配置する。

〔作　　用〕

かくすることにより、特定の偏光成分である反射光に起
因する迷光は、偏光素子を通過できなくなり、結果的に
粒子検出のＳ／Ｎ比が向上する。

尚、特定の偏光成分と異なる偏光成分を主として有する
散乱光は偏光素子を通過して受光素子に入るため問題は
ない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図を参照して説
明する。

第１図は本発明の一実施例を示す光散乱式微粒子計測装
置の概略構成図である。同図において１１はレーザ光源
であり、１２は光源１１から出る照射光である。

尚、光源１１の配置は、光源１１より出射された照射光
１２の主偏光面がフローセル１４内に最も効率良く入射
するように設定されている。即ち、主偏光面がフローセ
ル１４の壁面に対して直交する面に平行な面上に存在す
るように、光源１１は角度設定されている。というのは
、レーザ光中、主偏光面が最も光量が大であるため、こ
の主偏光面が微粒子に当たれば、微粒子に生じる散乱光
強度が大となり好ましいからである。

照射光１２は、光を変形させる集光光学系１３を通過し
てフローセル１４に到る。ここにおいてフローセル１４
に対する照射光１２の入・出射角がブリュースタ角とな
るように光源１１とフローセル１４は配置されている。

尚、入・出射角をブリュースタ角とすることにより、主
偏光面のフローセルへの入射率を最大にできる。また後
述するように反射光を特定の偏光成分にのみすることが
できる。

１４Ａはフローセル１４の側壁であり、１４Ｂは試料の
通過する流路である。フローセル１４は密閉構造をなし
ており、その一端は試料流入口であり、他端は試料排出
口となっている。

ところでブリュースタ角となるようにするには、フロー
セル１４と光源１１との位置関係を後述する如く特定の
関係に設定せねばならないが、更にフローセルの形状を
特殊なものとしなければならない場合もある。この点に
つき以下具体例をあげて説明する。

第２図は、試料流体が空気（又は光の屈折率が１近辺の
ものでもよい）の場合で周囲環境が空気（屈折率＝１）
、フローセル１４の屈折率が１．５２の条件下でのフロ
ーセル１４の拡大図である。この条件下では、照射光１
２のフローセル外壁面への入射角θ１のブリュースタ角
は５６．６　″である。

このときフローセル１４の外壁１４ＡＡ、内壁１４ＡＢ
、更に側壁１４Ａ、１４Ａが全て平行であれば、θ、ブ
リュースタ角に設定すれば　θ２、θ１、θ４　もブリ
ユース角になる。従ってかような条件下の場合には照射
光１２がフローセルエ４の外壁１４ＡＡに５６．６°で
当たるように、光源１１および／またはフローセル１４
の位置を設定すればよい。

第３図は、試料液体が水（又は屈折率が１．３３近辺の
ものでもよい）の場合で周囲環境が空気（屈折率＝１）
、フローセル１４の屈折率１．５２の条件下でのフロー
セル１４の拡大図である。この条件下では照射光１２の
フローセル壁面１４Ａへの入射角θ、のブリュースタ角
は５６．６＠であり、θ６のブリュースタ角は４１．２
°である。従ってこのときは、フローセル１４の外壁１
４ＡＡと内壁１４ＡＢの開き角θ、が７，８°になるフ
ローセル１４を用いれば（尚、フローセル１４の外壁１
４ＡＡ・１４ＡＡは平行、内壁１４ＡＢ・１４ＡＢは平
行である）、入射角θ、がブリュースタ角になり、同時
にθ７、θ６、θ８もブリュースタ角となる。

さて、フローセルエ４の流路１４Ｂを流れる試料中の微
粒子は、照射光１２によって散乱光１２Ａを生じる訳で
あるが、この散乱光１２Ａは、各種のレンズからなる受
光系（集光光学系）１５で集光され、光電変換素子等の
受光素子１６に入射であり、具体的には偏光プリズムや
偏光フィルタである。この偏光素子１９は特定の偏光成
分のみを通過せしめるように配設されており、結果的に
フローセル１４の壁面において生じる反射光に起因する
迷光を除去するものである。以下、更に詳しく述べる。

ブリュースタ角においては、フローセル１４の壁面にお
いて生じる反射光はすべて入射面に垂直な偏光成分（Ｓ
成分）であり、フローセル１４の側壁１４Ａを透過する
光は入射面に平行な偏光成分（Ｐ成分）とフローセル１
４を一部透過したＳ成分の合成になる。従って微粒子に
生じる散乱光はＰ成分とＳ成分の合成となり、ノイズの
原因となる迷光はＳ成分のみとなる。そごでＳ成分を除
去し、Ｐ成分だけを通過せしめる偏光素子１９を集光光
学系１５に配する。それ故、迷光を除去された光が受光
素子１６に入ることとなる。

尚、偏光素子１９として偏光プリズムの如くＰ成分とＳ
成分とに分波する素子を用いれば、Ｓ成分のレベルの検
出が可能となり、この検出信号により、即ちこの検出信
号が最大となるように（迷光が最大となることを意味し
ている。）、予かしめ可動に配設したフローセルまたは
光源を移動して最適の配置を行うことも可能である。さ
らにかような技術思想は、フローセルの位置、光源の位
置の校正にも適用できることは言うまでもない。

また本実施例では、照射光の主偏光面を微粒子に当てる
ように構成した場合について説明したが、これは好適な
例であり、本発明においては必ずしもかように構成しな
くても良い。

ところで、気中或いは液中の微粒子を光学的に計測する
方式としては、主として２つの方式があり、下記に述べ
る。

■　光源からの照射光をフローセル中の試料に当て、試
料中の微粒子に生じる散乱光を検出して、微粒子の量、
大きさ等を計測する所謂、光散乱現象を利用する光散乱
方式。

■　光源からの照射光をフローセル中の試料に当て、そ
の透過光、即ち微粒子の存在による透過光量の減少量を
検出して微粒子の量、大きさ等を計測する所謂、光遮断
方式。

本発明は、上記２方式の内、光散乱方式の計測装置に適
用して特に有効なものであるが、光遮断方式のそれにも
、また適用し得るものである。

〔発明の効果］ 以上述べた如く、本発明はブリュースタ角の性質を利用
して反射光を特定の偏光成分のみとなし、偏光素子によ
って、この成分を通過させず、所望の偏光成分、例えば
散乱光のみを通過検出することができる。従って反射光
に起因する迷光を除去できるため、粒子検出のＳ／Ｎ比
を著しく高めることができる。

また、従来の如くスリットを用いる必要がないため、フ
ローセル内壁面近傍を通過する微粒子も検出でき、計数
効率が下がることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す光散乱式微粒略構成図
。 １１・・・光源、１２・・・照射光、１４・・・フロー
セル、１４Ａ・・・フローセル側壁、１４ＡＡ・・・フ
ローセル外壁、１４ＡＢ・・・フローセル内壁、１５・
・・受光系、１９・・・偏光素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 フローセル内の試料に光源から出射された照射光を照射
   し、受光系を介して前記試料中の微粒子を光学的に計測
   する装置において、 前記照射光の前記フローセルに対する入・出射角がブリ
   ュースタ角となるようにすることにより、前記フローセ
   ル壁面に生じる反射光の偏光成分を一成分だけとし、 しかも、前記偏光成分と異なる偏光成分のみが通過する
   ように前記受光系に偏光素子を配置したことを特徴とす
   る微粒子計測装置。