JPS6318245A - 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〕 本発明は光散乱現象を用いて微粒子を検出する微粒子計
測装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

微粒子計測の技術分野に於て解決すべき重要な問題であ
る。この課題を解決すべくより照射光強度の大きい白熱
電球が光源として採用され、更に近時に於ては光線に指
向性があり、しかもエネルギー密度の高いレーザが光源
として採用され、微粒子の散乱光強度を高める努力がな
されている。

もっとも最小軒側粒径の課題解決に関しては上述した光
源の改良のみならず、他にも種々の対策が採られている
。例えば微粒子が複数の照射光をよぎるようにして照射
光の数に等しい数の散乱光を得る技術も提案されている
（特願昭６０−２６５８３８号）。

しかしながら上述した如き解決手段ではいずれにしても
検出可能な粒径には限界があり、この限界を越えること
は困難であった。

また従来の微粒子計測装置の光源としては、通常、例え
ばＨｅ−Ｎｅガスレーザの如きガスレーザが採用されて
いる。このガスレーザは種々の利点を有するも、半導体
レーザに較べれば寿命が短かく、損壊し易く、更に大型
であると言った短所をも有し７ている。その為、かよう
な問題点の解決が望まれているが、これら問題点を一掃
するべく半導体レーザの採用が考えられる。ところが半
導体レーぜはガスレーザに較べ光線の指向性が劣る点も
さりながら、最も不都合な点は一般に光線の波長が長い
こと、従って微粒子に生じる散乱光強度が小さいきいう
点であり、実際は採用し難く、依然としてカスレーザの
採用に伴う短所が解決されないでいる。

上述したこれら問題点の解決にあたり、本発明は従来着
目されていなかった、微粒子を照射する光線の波長に着
目してなされたものである。即ち粒子へ光線を照射した
場合、そのエネルギー密度が一定であるとすれば当該粒
子に生じる散乱光の強度は波長が短かいほど一般に強く
、検出に際し有利であるという点に着目したものである
。従っ最も望ましいものである。しかしながら前述した
如〈従来の計測装置は光源さしてタンクステンフィラメ
ントを具えた白熱電球またはＨｅ　　Ｎｅガスレーザ等
が用いられており、白熱電球による発光スペクトルは主
さし赤外線から赤色および橙色の長波長領域であり、ま
たＨｅ−Ｎｅガスレーザも発振波長は６３３　ｎｍ　（
赤色）であった。

そこで本発明者は、光源素子より放射される光線の電磁
振動を歪曲し８、高調波成分を発生させ、原波長と比較
し、より短かい波長の光線とし得る光波長短縮化素子、
例えばホウ酸バリウム単結晶、ニオブ酸リチウム単結晶
に着目したものである。

即ち、光源から放射された光線をかような光波長短縮化
素子を介して粒子への照射光となすことにより、この照
射光は短波長化され、結果として粒子の散乱光強度を高
めることになり、また半導体レーザを光源として用いて
も、その照射光は短波長化される為、十分有用なものと
なり得る。

尚、上述の光波長短縮化素子は光ディスクの記録、レー
ザ加工の分野での用途が知られているが、これらはいず
れもレーザ光の短波長化によりビーム径を小さくし得る
ことに着目し、平置、高密度記録、微細加工を達成せん
とするものであり、本発明とは着眼点が異なり、当然利
用すべき特性も異なっている。

〔本発明の目的〕

ｄ欠 本発明の目的は、＼粒子を照射する光線を短波長化して
、微粒子の散乱光強度を高め、より小さい粒径粒子の検
出を可能とすることにあり、また他の目的としては微粒
子を照射する光線を短波長化して光源として半導体レー
ザの採用を可能とすることにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成すべく本発明は、光源素子と粒子検出領
域間の光軸上に光波長短縮化素子を配置して、原波長と
比較してより波長の短かい光線として粒子を照射するよ
うにしたことを特徴としている。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図に沿って説明するっ第１図
に於て１は光源素子であり、照射光２を放射する。光源
素子１としては、種々のものがあり、例えば白熱電球、
ガスレーザ、半導体レーザ、半導体発光素子がある。こ
の光源素子１から放射された照射光２はレンズ３、光波
長短縮化素子４を介して粒子検出領域５に至る。光波長
短縮化素子４が光源素子１と粒子検出領域５間の光軸上
に配置されている為、光源素子１より放射される光線２
はその電磁振動が歪曲され、高調波成分が発生し、原波
長と比較し、より短かい波長の光線２人となる。粒子検
出領域５には試料流体６が通過している。従ってこの短
波長光線２人は粒子検出領域５に於て試料流体６と交わ
り、試料流体６中に粒子が存在すれば当該粒子に散乱光
を発生せしめる。

きころで１個の粒子に、単位強度の光線が入射した場合
、図２に示すように粒子７からの距離Ｒ１散乱角θにお
ける散乱光強度■θは粒子７の半径ａ７１−之＼） が照射光波長λと比較して充分尋≠輔場合次式のように
あられされる。

この式から明らかなように、同一強度の光線が入射した
場合、散乱光強度■θの大きさは波長の４乗；二逆比例
する。従って光波長短、縮化素子４を照射系光軸上に置
いた場合、仮に素子の短縮化比２、変換効率署とすれば
■θは２’／４＝４、つまり４倍強い散乱光を得ること
が可能となり、その効果は大である。

粒子に生じた散乱光２Ｂは散乱光集光レンズ８て集めら
れ絞り９を介して受光素子１０に導かれる。

尚、散乱光集光レンズ８の前方に設置されたＩＩは照射
光遮断板であり、１２は妨害光遮断板である。

また受光素子１０に於ては、１個の粒子からその粒径に
対応した波高値の君号パルスが１個得られ、これを信号
処理回路（図示せず）により、例えば波高値毎に粒径分
類しながらその個数を計数して、試料流体６中の粒径分
布を行なう。

〔不発明の効果〕

以上述べた如く、本発明によれば光源から放射された光
線を光波長短縮化素子を介して粒子への多 照射光とな不為、照射光が短波長化され、結果として粒
子の散乱光強度が高まり、しかしてより小ざな粒径粒子
のＪ’ｌ定を可能とする。

また光波長短縮化素子を用いることｌこより光線を短波
長化できる為、光源さして半導体レーザの採用が可能と
なる。半導体レーザは長寿命であり、譲れにくく、しか
もコンパクトであり、従って同様の利点を具えた微粒子
計測装置の提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図。第２図は本発
明の詳細な説明するための説明図。 １：光源素子、４：光波長短縮化素子。 ５：粒子検出領域。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）微粒子に光線を照射し、この微粒子に生じた散乱
   光を検出して、前記微粒子の測定を行なうものにおいて
   、 光源素子１と粒子検出領域５間の光軸上に光波長短縮化
   素子４を配置し、 前記光源素子１から放射された照射光を前記光波長短縮
   化素子４を介し短波長化して前記微粒子を照射すること
   を特徴とする微粒子計測装置。
2. （２）光源素子１として半導体レーザを使用してなる特
   許請求の範囲第（１）項記載の微粒子計測装置。