JPH05172732A - 液体中微粒子検出装置およびその検出方法 - Google Patents
液体中微粒子検出装置およびその検出方法Info
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- JPH05172732A JPH05172732A JP3342822A JP34282291A JPH05172732A JP H05172732 A JPH05172732 A JP H05172732A JP 3342822 A JP3342822 A JP 3342822A JP 34282291 A JP34282291 A JP 34282291A JP H05172732 A JPH05172732 A JP H05172732A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【構成】試料液体が中を流れるフローセル３に、大気の
屈折率１より大きい屈折率を有する透明物体、プリズム
３を接触させて設け、照射光をプリズム２を通してフロ
ーセル３に照射し、フローセル内で照射光が全反射する
ようにして、これを光トラップ１５で除去し、試料液体
中の微粒子による散乱光のみを集光レンズ６で集光して
検出系に導き、液体中の微粒子を検出する。 【効果】検出に用いる光の中に照射光の直接透過光が存
在しないので、開口数の大きな集光立体角の大きいレン
ズが使用可能となり、粒径が０．１ミクロン以下の液体
中微粒子の検出が可能となる。
屈折率１より大きい屈折率を有する透明物体、プリズム
３を接触させて設け、照射光をプリズム２を通してフロ
ーセル３に照射し、フローセル内で照射光が全反射する
ようにして、これを光トラップ１５で除去し、試料液体
中の微粒子による散乱光のみを集光レンズ６で集光して
検出系に導き、液体中の微粒子を検出する。 【効果】検出に用いる光の中に照射光の直接透過光が存
在しないので、開口数の大きな集光立体角の大きいレン
ズが使用可能となり、粒径が０．１ミクロン以下の液体
中微粒子の検出が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液体中の微粒子を検出す
る装置およびその方法に係り、特に、半導体プロセスで
用いられる超純水中の粒径０．１ミクロン以下の超微粒
子の計数や粒径計測、レジスト剤中の混入物、細胞や細
菌などの生体微粒子計測に好適な液体中微粒子検出装置
およびその検出方法に関する。
る装置およびその方法に係り、特に、半導体プロセスで
用いられる超純水中の粒径０．１ミクロン以下の超微粒
子の計数や粒径計測、レジスト剤中の混入物、細胞や細
菌などの生体微粒子計測に好適な液体中微粒子検出装置
およびその検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来技術として、特開昭６４−
９１０３６号公報に記載された発明がある。図４によ
り、この技術を説明する。図において、試料粒子を含む
水をノズル２３から流し、水糸２４を形成する。これと
同軸に、照射光源１からミラー２５を介して入射光を照
射することによって、水糸中で入射光は全反射し、水糸
の外には放射されず、微粒子からの散乱光のみを水糸外
に設置したレンズ１０で集光し、光検出器１１で検出す
ることが可能である。しかし、この技術は、水糸の形成
は不安定であり、検出用のレンズを接近できないという
欠点がある。
９１０３６号公報に記載された発明がある。図４によ
り、この技術を説明する。図において、試料粒子を含む
水をノズル２３から流し、水糸２４を形成する。これと
同軸に、照射光源１からミラー２５を介して入射光を照
射することによって、水糸中で入射光は全反射し、水糸
の外には放射されず、微粒子からの散乱光のみを水糸外
に設置したレンズ１０で集光し、光検出器１１で検出す
ることが可能である。しかし、この技術は、水糸の形成
は不安定であり、検出用のレンズを接近できないという
欠点がある。
【０００３】また、後記するように本発明が解決しよう
とする課題の一つである照射光の除去については、例え
ば特開昭６１−２３４３３９号公報に記載されたものが
ある。この公報に記載された発明は、照射光の除去に関
するものではないが、その明細書の図１が従来の照射光
の除去方法の代表例であるので、以下に説明する。これ
は、四角のフローセルに照射光をフローセル面に垂直に
照射し、フローセルの反対側に設置した光トラップで直
接透過光をトラップし、フローセル中を流れる微粒子か
らの散乱光は、側方に設置したレンズで集光して検出す
るものである。
とする課題の一つである照射光の除去については、例え
ば特開昭６１−２３４３３９号公報に記載されたものが
ある。この公報に記載された発明は、照射光の除去に関
するものではないが、その明細書の図１が従来の照射光
の除去方法の代表例であるので、以下に説明する。これ
は、四角のフローセルに照射光をフローセル面に垂直に
照射し、フローセルの反対側に設置した光トラップで直
接透過光をトラップし、フローセル中を流れる微粒子か
らの散乱光は、側方に設置したレンズで集光して検出す
るものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】微粒子を光散乱により
検出する計測では、微粒子からの散乱光以外の透過光や
その他の散乱光が計測の障害となる。一方、微粒子を感
度良く検出するためには、微粒子からの前方散乱光を広
い立体角度で効率良く集光すればよい。この場合、計測
の障害となる直接透過光をさけて微粒子からの散乱光の
みを検出しなければならない。
検出する計測では、微粒子からの散乱光以外の透過光や
その他の散乱光が計測の障害となる。一方、微粒子を感
度良く検出するためには、微粒子からの前方散乱光を広
い立体角度で効率良く集光すればよい。この場合、計測
の障害となる直接透過光をさけて微粒子からの散乱光の
みを検出しなければならない。
【０００５】しかし、上記従来技術は、前者では、水糸
が不安定である上、検出用の集光レンズを接近できない
ことから、散乱光を効率良く集光できないという問題が
あり、また、後者では、照射光のフローセル界面での反
射光がフローセルの外側へ放出するので、反射光が検出
器に入射するのを防ぐためには別の工夫が必要になると
いう問題があった。
が不安定である上、検出用の集光レンズを接近できない
ことから、散乱光を効率良く集光できないという問題が
あり、また、後者では、照射光のフローセル界面での反
射光がフローセルの外側へ放出するので、反射光が検出
器に入射するのを防ぐためには別の工夫が必要になると
いう問題があった。
【０００６】本発明の目的は、上記した直接透過光を完
全に除去して、液体中の微粒子を高感度で検出し得る液
体中微粒子検出装置およびその検出方法を提供すること
にある。
全に除去して、液体中の微粒子を高感度で検出し得る液
体中微粒子検出装置およびその検出方法を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、次のような手段により課題を解決して
いる。
め、本発明では、次のような手段により課題を解決して
いる。
【０００８】大気の屈折率より大きい屈折率ｎ１を有す
る透明な物体（具体的にはプリズムなど）を、屈折率ｎ
２の材質からなるフローセル（中を屈折率ｎ３の試料液
体が流れる）に面で接触させ、透明物体からフローセル
への照射光入射角度θについて、次式に示す条件を満足
すれば、フローセル内を流れる液体を透過した照射光
が、フローセル内で全反射する。
る透明な物体（具体的にはプリズムなど）を、屈折率ｎ
２の材質からなるフローセル（中を屈折率ｎ３の試料液
体が流れる）に面で接触させ、透明物体からフローセル
への照射光入射角度θについて、次式に示す条件を満足
すれば、フローセル内を流れる液体を透過した照射光
が、フローセル内で全反射する。
【０００９】
【数２】
【００１０】そこで、フローセルの外側に光検出器を設
置すると、照射光の直接透過光は検出されず、散乱光の
みの検出が可能となる。このため、検出用レンズを微粒
子に接近して設置することが可能であり、広立体角度で
の散乱光検出が可能となる。フローセル内で全反射した
照射光は、その光が反射する方向のフローセルの一部を
黒色にして光トラップを構成し、そこに吸収させる。
置すると、照射光の直接透過光は検出されず、散乱光の
みの検出が可能となる。このため、検出用レンズを微粒
子に接近して設置することが可能であり、広立体角度で
の散乱光検出が可能となる。フローセル内で全反射した
照射光は、その光が反射する方向のフローセルの一部を
黒色にして光トラップを構成し、そこに吸収させる。
【００１１】また、フローセル内の流路壁面による散乱
光が微粒子の散乱光検出の障害となるが、本発明では、
この迷光を防ぐために、散乱光検出用の集光レンズで集
光した光をいったん結像させ、その位置にピンホールを
設け、フローセル中で照射光が最も絞られている位置か
らの散乱光のみを通過させることで、微粒子以外からの
散乱光を除去する。
光が微粒子の散乱光検出の障害となるが、本発明では、
この迷光を防ぐために、散乱光検出用の集光レンズで集
光した光をいったん結像させ、その位置にピンホールを
設け、フローセル中で照射光が最も絞られている位置か
らの散乱光のみを通過させることで、微粒子以外からの
散乱光を除去する。
【００１２】
【作用】上記構成の作用を、実施例１の図１をもとに記
述する。照射光をレンズ２′を通して、屈折率がｎ１の
プリズム２に入射する。このプリズム２はフローセル３
（屈折率ｎ２）に面で接している。プリズム２とフロー
セル３とは、オイル（屈折率がプリズム２の値に等し
い）を介して接触させる。フローセル３には、試料粒子
を含む液体（屈折率ｎ３）を流す。
述する。照射光をレンズ２′を通して、屈折率がｎ１の
プリズム２に入射する。このプリズム２はフローセル３
（屈折率ｎ２）に面で接している。プリズム２とフロー
セル３とは、オイル（屈折率がプリズム２の値に等し
い）を介して接触させる。フローセル３には、試料粒子
を含む液体（屈折率ｎ３）を流す。
【００１３】この系では、プリズム２からフローセル３
への入射角度θについて、前記した式（１）の条件で照
射することが可能である。この条件は、フローセルから
液体への境界面では全反射しないが、フローセルから空
気への境界面で全反射が生じる条件である。
への入射角度θについて、前記した式（１）の条件で照
射することが可能である。この条件は、フローセルから
液体への境界面では全反射しないが、フローセルから空
気への境界面で全反射が生じる条件である。
【００１４】もし、プリズムがない場合は、空気（屈折
率１．０）からフローセルへの入射角度θは、式（１）
を満足することができない。
率１．０）からフローセルへの入射角度θは、式（１）
を満足することができない。
【００１５】このように式（１）を満足するようにプリ
ズム２を通してフローセル３に入射した光は、フローセ
ル内の水を透過した後、フローセルと空気との境界面５
では全反射し、空気中へ出ることがない。従って、直接
透過光が集光用レンズに入らない。
ズム２を通してフローセル３に入射した光は、フローセ
ル内の水を透過した後、フローセルと空気との境界面５
では全反射し、空気中へ出ることがない。従って、直接
透過光が集光用レンズに入らない。
【００１６】また、フローセル内の水とフローセルの境
界面５′で発生する散乱光の除去は、以下のように行
う。すなわち、散乱光集光用レンズで集光した光をいっ
たん結像し、その結像面にピンホール７を設置し、散乱
光の検出領域を限定し、界面を含まないようにする。
界面５′で発生する散乱光の除去は、以下のように行
う。すなわち、散乱光集光用レンズで集光した光をいっ
たん結像し、その結像面にピンホール７を設置し、散乱
光の検出領域を限定し、界面を含まないようにする。
【００１７】以上によって、微粒子の散乱光検出におい
て、障害となる透過光およびフローセル界面からの散乱
光を最小限にすることが可能である。
て、障害となる透過光およびフローセル界面からの散乱
光を最小限にすることが可能である。
【００１８】以上の説明は、プリズムを使用した場合で
あるが、図２のように、プリズムの代わりにカージオイ
ドコンデンサを使用しても可能である。この場合は、入
射光を収束する機能も兼ねている。
あるが、図２のように、プリズムの代わりにカージオイ
ドコンデンサを使用しても可能である。この場合は、入
射光を収束する機能も兼ねている。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
る。
【００２０】実施例１：図１に本発明の第１の実施例の
装置の構成を示す。照射光源１としてレーザ（例えばア
ルゴンイオンレーザ）を用い、このレーザ光を照射光集
光用のレンズ２′を通して光学ガラス（屈折率１．５１
６）のプリズム２に入射する。このプリズム２は石英製
のフローセル３（屈折率１．４７５）に面で接してい
る。このフローセル３では、厚さ１ｍｍの２枚の石英板
で１ｍｍの間隙を構成し、この間隙に微粒子を含んだ水
４（屈折率１．３３２）を流す。プリズム２とフローセ
ル３とは、顕微鏡用液浸用オイル（屈折率１．５１６）
を介して接触させる。また、レーザ光の最も絞られる部
分がフローセルの流路中に位置するように、照射光集光
用のレンズ２′を設置する必要がある。
装置の構成を示す。照射光源１としてレーザ（例えばア
ルゴンイオンレーザ）を用い、このレーザ光を照射光集
光用のレンズ２′を通して光学ガラス（屈折率１．５１
６）のプリズム２に入射する。このプリズム２は石英製
のフローセル３（屈折率１．４７５）に面で接してい
る。このフローセル３では、厚さ１ｍｍの２枚の石英板
で１ｍｍの間隙を構成し、この間隙に微粒子を含んだ水
４（屈折率１．３３２）を流す。プリズム２とフローセ
ル３とは、顕微鏡用液浸用オイル（屈折率１．５１６）
を介して接触させる。また、レーザ光の最も絞られる部
分がフローセルの流路中に位置するように、照射光集光
用のレンズ２′を設置する必要がある。
【００２１】この系では、入射角θについての条件式
（１）を適用すると、
（１）を適用すると、
【００２２】
【数３】
【００２３】を満足するθが存在し、その値は４１．２
７度＜θ＜６１．４７度の範囲であればよい。このう
ち、４１．２７度＜θなる条件は、フローセルから空気
への境界面５で全反射が生じる条件である。また、θ＜
６１．４７度なる条件は、フローセルから水への境界面
５′で全反射が生じないための条件であり、これが成立
しないと水中の微粒子に光照射することが不可能であ
る。本実施例では、θ＝５０度にとる。
７度＜θ＜６１．４７度の範囲であればよい。このう
ち、４１．２７度＜θなる条件は、フローセルから空気
への境界面５で全反射が生じる条件である。また、θ＜
６１．４７度なる条件は、フローセルから水への境界面
５′で全反射が生じないための条件であり、これが成立
しないと水中の微粒子に光照射することが不可能であ
る。本実施例では、θ＝５０度にとる。
【００２４】散乱光集光用の集光レンズ６として、顕微
鏡用の対物レンズ（作動距離１ｍｍより長いもの）を用
いる。フローセル内で全反射した直接光は、それが反射
する方向のフローセルの一部を黒色にした光トラップ１
５で吸収する。
鏡用の対物レンズ（作動距離１ｍｍより長いもの）を用
いる。フローセル内で全反射した直接光は、それが反射
する方向のフローセルの一部を黒色にした光トラップ１
５で吸収する。
【００２５】また、フローセル内の水とフローセルの界
面で発生する散乱光の除去は、以下のように行う。すな
わち散乱光集光用の集光レンズ６で集光した光を結像
し、その結像面にピンホール７を設置し、散乱光の検出
領域を限定して、界面からの散乱光を除去する。
面で発生する散乱光の除去は、以下のように行う。すな
わち散乱光集光用の集光レンズ６で集光した光を結像
し、その結像面にピンホール７を設置し、散乱光の検出
領域を限定して、界面からの散乱光を除去する。
【００２６】ピンホール７を通過した光はレンズ８で平
行光にし、ハーフミラー９で分割する。そして、一方
は、レンズ１２を通して２次元光検出器１３に入れ、Ｃ
ＲＴモニタ１４により、散乱光による微粒子像を観察し
ながら、ピンホール７の設定位置を調整する。他方は、
レンズ１０を通して光検出器１１に入れる。この光検出
器１１の出力信号が微粒子の検出信号である。波高分析
器１６により、この信号の波高分析を行って、微粒子の
屈折率をポリスチレン標準粒子の値１．５９と等しいと
仮定した場合の粒径を求める。
行光にし、ハーフミラー９で分割する。そして、一方
は、レンズ１２を通して２次元光検出器１３に入れ、Ｃ
ＲＴモニタ１４により、散乱光による微粒子像を観察し
ながら、ピンホール７の設定位置を調整する。他方は、
レンズ１０を通して光検出器１１に入れる。この光検出
器１１の出力信号が微粒子の検出信号である。波高分析
器１６により、この信号の波高分析を行って、微粒子の
屈折率をポリスチレン標準粒子の値１．５９と等しいと
仮定した場合の粒径を求める。
【００２７】以上によって、微粒子の散乱光検出におい
て、障害となる透過光およびフローセル界面からの散乱
光を除くことが可能である。
て、障害となる透過光およびフローセル界面からの散乱
光を除くことが可能である。
【００２８】なお、上記実施例では、プリズム２とフロ
ーセル３とを顕微鏡用液浸用オイルを介して接触させた
が、その代りに、透明な接着剤（固形化したときの屈折
率が１．５〜１．５５のもの）を用いることも可能であ
る。
ーセル３とを顕微鏡用液浸用オイルを介して接触させた
が、その代りに、透明な接着剤（固形化したときの屈折
率が１．５〜１．５５のもの）を用いることも可能であ
る。
【００２９】実施例２：図２に本発明の第２の実施例の
装置の構成を示す。照射光源１としてアルゴンイオンレ
ーザ（波長５１４．５ｎｍ）を用い、このレーザ光を光
学ガラス（屈折率１．５１６）製のカージオイドコンデ
ンサ１７に入射する。このコンデンサ１７は石英製のフ
ローセル３に面で接している。このフローセル３では、
厚さ１ｍｍの２枚の石英板で１ｍｍの間隙を構成し、こ
の間隙に水４（屈折率１．３３２）を流す。コンデンサ
１７とフローセル３とは、顕微鏡用液浸用オイル（屈折
率１．５１６）を介して接触させる。また、レーザ光の
最も絞られる部分がフローセルの流路中に位置するよう
に、入射光の方向を調整する。
装置の構成を示す。照射光源１としてアルゴンイオンレ
ーザ（波長５１４．５ｎｍ）を用い、このレーザ光を光
学ガラス（屈折率１．５１６）製のカージオイドコンデ
ンサ１７に入射する。このコンデンサ１７は石英製のフ
ローセル３に面で接している。このフローセル３では、
厚さ１ｍｍの２枚の石英板で１ｍｍの間隙を構成し、こ
の間隙に水４（屈折率１．３３２）を流す。コンデンサ
１７とフローセル３とは、顕微鏡用液浸用オイル（屈折
率１．５１６）を介して接触させる。また、レーザ光の
最も絞られる部分がフローセルの流路中に位置するよう
に、入射光の方向を調整する。
【００３０】この系では、入射角θについての条件式
（１）を適用すると、
（１）を適用すると、
【００３１】
【数４】
【００３２】を満足するθが存在し、その値は４１．２
７度＜θ＜６１．４８度の範囲であればよい。このう
ち、４１．２７度＜θなる条件は、フローセルから空気
への境界面５で全反射が生じる条件である。また、θ＜
６１．４８度なる条件は、フローセルから水への境界面
５′で全反射が生じないための条件であり、これが成立
しないと水中の微粒子に光照射することが不可能であ
る。本実施例では、θ＝５０度にとる。
７度＜θ＜６１．４８度の範囲であればよい。このう
ち、４１．２７度＜θなる条件は、フローセルから空気
への境界面５で全反射が生じる条件である。また、θ＜
６１．４８度なる条件は、フローセルから水への境界面
５′で全反射が生じないための条件であり、これが成立
しないと水中の微粒子に光照射することが不可能であ
る。本実施例では、θ＝５０度にとる。
【００３３】散乱光集光用の集光レンズ６として、顕微
鏡用の対物レンズ（作動距離１ｍｍより長いもの）を用
いる。フローセル内で全反射した直接光は、フローセル
の排水管を黒色にして構成した光トラップ１５でトラッ
プする。
鏡用の対物レンズ（作動距離１ｍｍより長いもの）を用
いる。フローセル内で全反射した直接光は、フローセル
の排水管を黒色にして構成した光トラップ１５でトラッ
プする。
【００３４】また、フローセル内の水とフローセルの界
面で発生する散乱光の除去は、以下のように行う。すな
わち、散乱光集光用の集光レンズ６で集光した光を結像
し、その結像面にピンホール７を設置し、散乱光の検出
領域を限定して、界面からの散乱光を除去する。
面で発生する散乱光の除去は、以下のように行う。すな
わち、散乱光集光用の集光レンズ６で集光した光を結像
し、その結像面にピンホール７を設置し、散乱光の検出
領域を限定して、界面からの散乱光を除去する。
【００３５】ピンホール７を通過した光はレンズ８で平
行光にし、ハーフミラー９で分割する。そして、一方
は、レンズ１２を通して２次元光検出器１３に入れ、Ｃ
ＲＴモニタ１４により散乱光による微粒子像を観察しな
がら、ピンホール７の設定位置を調整する。他方は、一
次元の光検出器アレイ１９により、微粒子からの散乱角
度の異なる散乱光を検出する。これらの光検出器からの
複数の出力信号は、特開昭６４−１０１５０号公報に記
載されたように、同期検出回路および増幅回路、メモリ
を含む信号処理系２０とそれに接続したコンピュータ
（図示せず）によって、微粒子の粒径および屈折率をＭ
ｉｅ散乱理論に従って計算した数表（光散乱強度ＶＳ．
（粒径、屈折率））と照合することによって、微粒子の
粒径と屈折率を求める。微粒子に単一波長の光を照射
し、複数の散乱角度の散乱光強度を測定することによっ
て微粒子の粒径および屈折率を求める原理は、「アプラ
イド オプティックス、第１９巻、１９８０年、９７５
頁−９８３頁（Applied Optics, 19（1980), pp975-98
3）」、および「アプライド オプティックス、第１９
巻、１９８０年、３３７０頁−３３７２頁（Applied Op
tics, 19（1980),pp3370-3372）に記載されている。
行光にし、ハーフミラー９で分割する。そして、一方
は、レンズ１２を通して２次元光検出器１３に入れ、Ｃ
ＲＴモニタ１４により散乱光による微粒子像を観察しな
がら、ピンホール７の設定位置を調整する。他方は、一
次元の光検出器アレイ１９により、微粒子からの散乱角
度の異なる散乱光を検出する。これらの光検出器からの
複数の出力信号は、特開昭６４−１０１５０号公報に記
載されたように、同期検出回路および増幅回路、メモリ
を含む信号処理系２０とそれに接続したコンピュータ
（図示せず）によって、微粒子の粒径および屈折率をＭ
ｉｅ散乱理論に従って計算した数表（光散乱強度ＶＳ．
（粒径、屈折率））と照合することによって、微粒子の
粒径と屈折率を求める。微粒子に単一波長の光を照射
し、複数の散乱角度の散乱光強度を測定することによっ
て微粒子の粒径および屈折率を求める原理は、「アプラ
イド オプティックス、第１９巻、１９８０年、９７５
頁−９８３頁（Applied Optics, 19（1980), pp975-98
3）」、および「アプライド オプティックス、第１９
巻、１９８０年、３３７０頁−３３７２頁（Applied Op
tics, 19（1980),pp3370-3372）に記載されている。
【００３６】なお、実施例１と実施例２は、フローセル
部分と検出光学系部分と信号処理系部分とがそれぞれ異
なるが、それぞれ異なる組み合わせの実施例も可能であ
る。
部分と検出光学系部分と信号処理系部分とがそれぞれ異
なるが、それぞれ異なる組み合わせの実施例も可能であ
る。
【００３７】実施例３：図３に本発明の第３の実施例の
装置の構成を示す。本実施例は、複数の照射光源を用い
る例であり、照射光源１と照射光源２２を有している。
この２つの照射光源１および２２として、波長の異なる
２種類のレーザ、ＨｅＮｅレーザ（波長６３２．８ｎ
ｍ）およびＨｅＣｄレーザ（波長４４１．６ｎｍ）を用
い、これらレーザ光をカージオイドコンデンサ１７にそ
れぞれ入射する。このカージオイドコンデンサ１７およ
びこれと接触するプリズム２は、実施例２で示したもの
と同じであるので、説明は省略する。そして、それぞれ
のレーザ光について、レーザ光の最も絞られる部分がフ
ローセルの流路中に位置するように、入射光の方向を調
整する。
装置の構成を示す。本実施例は、複数の照射光源を用い
る例であり、照射光源１と照射光源２２を有している。
この２つの照射光源１および２２として、波長の異なる
２種類のレーザ、ＨｅＮｅレーザ（波長６３２．８ｎ
ｍ）およびＨｅＣｄレーザ（波長４４１．６ｎｍ）を用
い、これらレーザ光をカージオイドコンデンサ１７にそ
れぞれ入射する。このカージオイドコンデンサ１７およ
びこれと接触するプリズム２は、実施例２で示したもの
と同じであるので、説明は省略する。そして、それぞれ
のレーザ光について、レーザ光の最も絞られる部分がフ
ローセルの流路中に位置するように、入射光の方向を調
整する。
【００３８】この系の入射角θについては、実施例２で
述べたのと同様に、４１．２７度＜θ＜６１．４８度の
範囲であればよく、本実施例では、θ＝５０度にとる。
述べたのと同様に、４１．２７度＜θ＜６１．４８度の
範囲であればよく、本実施例では、θ＝５０度にとる。
【００３９】また、散乱光集光用の集光レンズ６として
顕微鏡用の対物レンズを用いる点、フローセル内で全反
射した直接光を光トラップ１５でトラップする点、散乱
光集光用の集光レンズ６で集光した光を結像し、その結
像面にピンホール７を設置して、フローセル内の水とフ
ローセルの界面で発生する散乱光を除去する点は、実施
例２で説明したのと同様である。
顕微鏡用の対物レンズを用いる点、フローセル内で全反
射した直接光を光トラップ１５でトラップする点、散乱
光集光用の集光レンズ６で集光した光を結像し、その結
像面にピンホール７を設置して、フローセル内の水とフ
ローセルの界面で発生する散乱光を除去する点は、実施
例２で説明したのと同様である。
【００４０】ピンホール７を通過した光はレンズ８で平
行光にし、ハーフミラー９で分割する。そして、一方
は、レンズ１２を通して２次元光検出器１３に入れ、Ｃ
ＲＴモニタ１４により、散乱光による微粒子像を観察し
ながら、ピンホール７の設定位置を調整する。他方は、
ダイクロイックミラー２１で散乱光を波長ごとに分離
し、それぞれの波長ごとに一次元の光検出器アレイ１９
で、微粒子からの散乱角度の異なる散乱光を検出する。
これらの光検出器からの複数の出力信号は、前記した特
開昭６４−１０１５０号公報に記載されたように、同期
検出回路および増幅回路、メモリを含む信号処理系２０
とそれに接続したコンピュータ（図示せず）によって、
微粒子の粒径および屈折率をＭｉｅ散乱理論に従って計
算した数表（光散乱強度ＶＳ．（粒径、屈折率））と照
合することによって、微粒子の粒径と屈折率を求める。
行光にし、ハーフミラー９で分割する。そして、一方
は、レンズ１２を通して２次元光検出器１３に入れ、Ｃ
ＲＴモニタ１４により、散乱光による微粒子像を観察し
ながら、ピンホール７の設定位置を調整する。他方は、
ダイクロイックミラー２１で散乱光を波長ごとに分離
し、それぞれの波長ごとに一次元の光検出器アレイ１９
で、微粒子からの散乱角度の異なる散乱光を検出する。
これらの光検出器からの複数の出力信号は、前記した特
開昭６４−１０１５０号公報に記載されたように、同期
検出回路および増幅回路、メモリを含む信号処理系２０
とそれに接続したコンピュータ（図示せず）によって、
微粒子の粒径および屈折率をＭｉｅ散乱理論に従って計
算した数表（光散乱強度ＶＳ．（粒径、屈折率））と照
合することによって、微粒子の粒径と屈折率を求める。
【００４１】本実施例のように、微粒子に波長の異なる
光で照射する理由は、次の通りである。微粒子からの散
乱光は、照射波長と微粒子の直径（粒径）との比に依存
するため、波長の異なる散乱光強度情報を得ることによ
り、単一波長の照射の場合に比較して正確に粒径および
屈折率を測定することが可能であるからである。
光で照射する理由は、次の通りである。微粒子からの散
乱光は、照射波長と微粒子の直径（粒径）との比に依存
するため、波長の異なる散乱光強度情報を得ることによ
り、単一波長の照射の場合に比較して正確に粒径および
屈折率を測定することが可能であるからである。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、光を照射して液体中の
微粒子を検出するに際し、直接透過光を除去して、微粒
子からの散乱光のみを検出できるので、微粒子を高感度
で検出することができる。その結果、粒径が０．１ミク
ロン以下の液体中微粒子の検出が可能となる。
微粒子を検出するに際し、直接透過光を除去して、微粒
子からの散乱光のみを検出できるので、微粒子を高感度
で検出することができる。その結果、粒径が０．１ミク
ロン以下の液体中微粒子の検出が可能となる。
【図１】本発明の第１の実施例の装置の構成図である。
【図２】本発明の第２の実施例の装置の構成図である。
【図３】本発明の第３の実施例の装置の構成図である。
【図４】従来の液体中微粒子検出方法の一例を示す説明
図である。
図である。
１…照射光源 ２…プリズム ２′…レンズ ３…フローセル ４…水 ５…フローセルと空気と
の境界面 ５′…フローセルと水との境界面 ６…集光レンズ ７…ピンホール ８…レンズ ９…ハーフミラー １０…レンズ １１…光検出器 １２…レンズ １３…２次元光検出器 １４…ＣＲＴモニタ １５…光トラップ １６…波高分析器 １７…カージオイドコンデンサ １８…レンズ １９…一次元の光検出器
アレイ ２０…信号処理系 ２１…ダイクロイックミ
ラー ２２…照射光源 ２３…ノズル ２４…水糸 ２５…ミラー
の境界面 ５′…フローセルと水との境界面 ６…集光レンズ ７…ピンホール ８…レンズ ９…ハーフミラー １０…レンズ １１…光検出器 １２…レンズ １３…２次元光検出器 １４…ＣＲＴモニタ １５…光トラップ １６…波高分析器 １７…カージオイドコンデンサ １８…レンズ １９…一次元の光検出器
アレイ ２０…信号処理系 ２１…ダイクロイックミ
ラー ２２…照射光源 ２３…ノズル ２４…水糸 ２５…ミラー
フロントページの続き (72)発明者 須田 匡 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 日 立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 蓬莱 泉雄 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 日 立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 山本 穂積 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 日 立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 木村 俊宏 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 日 立電子エンジニアリング株式会社内
Claims (10)
- 【請求項１】照射光源と、その照射光を集光するレンズ
と、フローセルと、フローセル中を流れる液体中の微粒
子からの散乱光を集光するレンズと、その集光した散乱
光を検出する検出器とからなる液体中微粒子検出装置に
おいて、前記フローセルに、屈折率が１より大きい透明
物体を接触させて設け、光照射のとき入射光を該透明物
体を通してフローセルに照射し、フローセル内で照射光
が全反射するようにしたことを特徴とする液体中微粒子
検出装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の液体中微粒子検出装置に
おいて、屈折率が１より大きい透明物体がプリズムであ
ることを特徴とする液体中微粒子検出装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の液体中微粒子検出装置に
おいて、屈折率が１より大きい透明物体がカージオイド
コンデンサを構成していることを特徴とする液体中微粒
子検出装置。 - 【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１項に記載の
液体中微粒子検出装置において、照射光がレーザ光であ
ることを特徴とする液体中微粒子検出装置。 - 【請求項５】請求項１ないし４のいずれか１項に記載の
液体中微粒子検出装置において、フローセル中を流れる
液体中の微粒子からの散乱光強度を、散乱角度別に測定
する手段を設けたことを特徴とする液体中微粒子検出装
置。 - 【請求項６】請求項１ないし４のいずれか１項に記載の
液体中微粒子検出装置において、フローセル中を流れる
液体中の微粒子からの散乱光強度を、波長別に測定する
手段を設けたことを特徴とする液体中微粒子検出装置。 - 【請求項７】請求項５に記載の液体中微粒子検出装置に
おいて、照射光源として波長の異なる複数のレーザ光源
を用い、微粒子からの散乱角度別散乱光強度を、各波長
ごとに複数の検出器で測定する手段を設けたことを特徴
とする液体中微粒子検出装置。 - 【請求項８】請求項１ないし７のいずれか１項に記載の
液体中微粒子検出装置において、微粒子からの散乱光を
集光するレンズが微粒子の像を結ぶ位置に開口を設けた
ことを特徴とする液体中微粒子検出装置。 - 【請求項９】請求項１ないし８のいずれか１項に記載の
液体中微粒子検出装置において、フローセルの一部分を
黒色にして、フローセル内で全反射した照射光を吸収す
るようにしたことを特徴とする液体中微粒子検出装置。 - 【請求項１０】照射光源と、その照射光を集光するレン
ズと、フローセルと、フローセル中を流れる液体の中の
微粒子からの散乱光を集光するレンズと、その集光した
散乱光を検出する検出器とからなる装置を用いて、該液
体中の微粒子を検出する方法において、空気中の屈折率
１．０より大きい屈折率ｎ１を有する透明物体を、前記
液体の屈折率ｎ３より大きい屈折率ｎ２を有するフロー
セルに、屈折率が前記ｎ１又はｎ２に有効桁数４まで等
しい物質を介して接触させ、入射光を、前記透明物体を
透してフローセルに、入射角度θが下記の条件を満足す
るように照射することを特徴とする液体中微粒子検出方
法。 【数１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3342822A JPH05172732A (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 液体中微粒子検出装置およびその検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3342822A JPH05172732A (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 液体中微粒子検出装置およびその検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05172732A true JPH05172732A (ja) | 1993-07-09 |
Family
ID=18356761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3342822A Pending JPH05172732A (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | 液体中微粒子検出装置およびその検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05172732A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2380792A (en) * | 1998-05-16 | 2003-04-16 | Microbial Systems Ltd | Optically transmissive plate with orifice for particle detectors |
| WO2005088270A3 (en) * | 2004-03-15 | 2007-02-22 | Evanesco Ltd | Fluid monitoring apparatus and methods |
| JP2008191151A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Palo Alto Research Center Inc | 物体の識別 |
| WO2011138896A1 (ja) * | 2010-05-06 | 2011-11-10 | シャープ株式会社 | 濁度検知器 |
| JP2012195337A (ja) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Sony Corp | レーザー照射装置および微小粒子測定装置 |
| KR20140114364A (ko) * | 2012-01-17 | 2014-09-26 | 에프. 호프만-라 로슈 아게 | 결합 친화성 탐지에 사용하는 장치 |
| WO2016170681A1 (ja) * | 2015-04-24 | 2016-10-27 | 株式会社島津製作所 | 光学測定装置 |
| CN109443445A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-03-08 | 苏州同阳科技发展有限公司 | 一种颗粒物在线监测装置与方法 |
| CN109791103A (zh) * | 2016-09-22 | 2019-05-21 | Imec 非营利协会 | 使用薄透镜进行粒子检测 |
| WO2021199797A1 (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-07 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 粒子の屈折率計測方法 |
-
1991
- 1991-12-25 JP JP3342822A patent/JPH05172732A/ja active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2380792A (en) * | 1998-05-16 | 2003-04-16 | Microbial Systems Ltd | Optically transmissive plate with orifice for particle detectors |
| GB2380792B (en) * | 1998-05-16 | 2003-07-23 | Microbial Systems Ltd | Particle detection system and components thereof |
| WO2005088270A3 (en) * | 2004-03-15 | 2007-02-22 | Evanesco Ltd | Fluid monitoring apparatus and methods |
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| JP2015503757A (ja) * | 2012-01-17 | 2015-02-02 | エフ．ホフマン−ラ ロッシュ アーゲー | 結合親和性の検出に用いる装置 |
| KR20140114364A (ko) * | 2012-01-17 | 2014-09-26 | 에프. 호프만-라 로슈 아게 | 결합 친화성 탐지에 사용하는 장치 |
| US10006866B2 (en) | 2012-01-17 | 2018-06-26 | Hoffmann-La Roche Inc. | Device for use in the detection of binding affinities |
| WO2016170681A1 (ja) * | 2015-04-24 | 2016-10-27 | 株式会社島津製作所 | 光学測定装置 |
| JPWO2016170681A1 (ja) * | 2015-04-24 | 2017-10-19 | 株式会社島津製作所 | 光学測定装置 |
| CN107532992A (zh) * | 2015-04-24 | 2018-01-02 | 株式会社岛津制作所 | 光学测定装置 |
| US10126229B2 (en) | 2015-04-24 | 2018-11-13 | Shimadzu Corporation | Optical measurement device |
| CN109791103A (zh) * | 2016-09-22 | 2019-05-21 | Imec 非营利协会 | 使用薄透镜进行粒子检测 |
| CN109443445A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-03-08 | 苏州同阳科技发展有限公司 | 一种颗粒物在线监测装置与方法 |
| CN109443445B (zh) * | 2018-12-18 | 2023-10-27 | 苏州同阳科技发展有限公司 | 一种颗粒物在线监测装置与方法 |
| WO2021199797A1 (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-07 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 粒子の屈折率計測方法 |
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