特許 6557022 粒子検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6557022

(24)【登録日】2019年7月19日

(45)【発行日】2019年8月7日

(54)【発明の名称】粒子検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 15/14 20060101AFI20190729BHJP

【ＦＩ】

   G01N15/14 D

【請求項の数】23

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2015-29999(P2015-29999)

(22)【出願日】2015年2月18日

(65)【公開番号】特開2016-151528(P2016-151528A)

(43)【公開日】2016年8月22日

【審査請求日】2017年3月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006666

【氏名又は名称】アズビル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】古谷 雅

(72)【発明者】

【氏名】小原 太輔

【審査官】 素川 慎司

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−０３７２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１４５０４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１５３５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２５０６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２１７３０８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ １５／００ − １５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査光を発する検査光源と、
粒子を含む流体が流れる、断面形状が円である貫通孔が設けられた透明なフローセルであって、前記貫通孔の延伸方向に対して垂直に前記検査光を照射されるフローセルと、
前記フローセル内で前記検査光を照射された前記粒子で生じた反応光を検出する光検出器であって、前記検査光と前記フローセルの貫通孔の交点を頂点とする、前記検査光の光路と平行、かつ前記フローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な、頂角が３０度から６０度である扇状の面に対して角度をなして前記フローセルから出射した反応光を検出する光検出器と、
を備え、
前記フローセルが、前記検査光を照射された前記粒子で生じた反応光を反射する半球面反射膜を備え、
前記半球面反射膜が、前記検査光と前記フローセルの貫通孔の交点を頂点とする、前記検査光の光路と平行、かつ前記フローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な、頂角が３０度から６０度である扇状の面と交差しない、
粒子検出装置。

【請求項2】

検査光を発する検査光源と、
粒子を含む流体が流れる、断面形状が円である貫通孔が設けられた透明なフローセルであって、前記貫通孔の延伸方向に対して垂直に前記検査光を照射されるフローセルと、
前記フローセル内で前記検査光を照射された前記粒子で生じた反応光を検出する光検出器であって、前記検査光と前記フローセルの貫通孔の交点を頂点とする、前記検査光の光路と平行、かつ前記フローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な、頂角が３０度から６０度である扇状の面に対して角度をなして前記フローセルから出射した反応光を検出する光検出器と、
を備え、
前記フローセルが、前記検査光を照射された前記粒子で生じた反応光を反射する半球面反射膜を備え、
前記検査光と前記フローセルの貫通孔の交点を頂点とする、前記検査光の光路と平行、かつ前記フローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な、頂角が３０度から６０度である扇状の面と交差する、前記半球面反射膜の部分に、切り欠きが設けられている、
粒子検出装置。

【請求項3】

前記光検出器が、前記検査光と前記フローセルの貫通孔の交点を頂点とする、前記検査光の光路と平行、かつ前記フローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な扇状の面に対して角度を設けて配置されている、請求項１又は２に記載の粒子検出装置。

【請求項4】

前記検査光と前記フローセルの貫通孔の交点を頂点とする、前記検査光の光路と平行、かつ前記フローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な扇状の面に対して角度をなして前記フローセルから出射した反応光を集光する集光光学系を更に備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の粒子検出装置。

【請求項5】

前記集光光学系が、前記検査光と前記フローセルの貫通孔の交点を頂点とする、前記検査光の光路と平行、かつ前記フローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な扇状の面に対して角度を設けた配置されたレンズを含む、請求項４に記載の粒子検出装置。

【請求項6】

前記フローセルが、前記反応光が透過する半球面レンズ部を備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の粒子検出装置。

【請求項7】

検査光を発する検査光源と、
粒子を含む流体が流れる、断面形状が円である貫通孔が設けられた透明なフローセルであって、前記貫通孔の延伸方向に対して垂直に前記検査光を照射されるフローセルと、
前記フローセル内で前記検査光を照射された前記粒子で生じた反応光を検出する光検出器であって、前記検査光と前記フローセルの貫通孔の交点を頂点とする、前記検査光の光路と平行、かつ前記フローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な、頂角が３０度から６０度である扇状の面に対して角度をなして前記フローセルから出射した反応光を検出する光検出器と、
を備え、
前記フローセルが、当該フローセルの貫通孔に対して垂直な、検査光の光路を含む平面の一部を含むように配置された、前記貫通孔が設けられた透明な板状部材を備え、
前記フローセルの板状部材が、第１主面、及び前記第１主面と対向する第２主面を有し、前記貫通孔が前記第１主面から前記第２主面に貫通しており、
前記フローセルが、
貫通孔が設けられた透明な第１の半球部材であって、前記板状部材の貫通孔と、当該第１の半球部材の貫通孔とが連通するように、前記板状部材の第１主面上に配置された第１の半球部材と、
貫通孔が設けられた透明な第２の半球部材であって、前記板状部材の貫通孔と、当該第２の半球部材の貫通孔とが連通するように、前記板状部材の第２主面上に配置された第２の半球部材と、
を更に備える、
粒子検出装置。

【請求項8】

前記板状部材の前記第１及び第２主面の幅が、前記第１及び第２の半球部材の底面の幅よりも広い、請求項７に記載の粒子検出装置。

【請求項9】

前記第１の半球部材を覆う半球面反射膜を更に備える、請求項７又は８に記載の粒子検出装置。

【請求項10】

前記フローセルから出射した前記反応光を反射する楕円鏡を更に備える、請求項１から９のいずれか１項に記載の粒子検出装置。

【請求項11】

前記検査光と前記フローセルの貫通孔の交点を頂点とする、前記検査光の光路と平行、かつ前記フローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な扇状の面と交差する、前記楕円鏡の部分に、切り欠きが設けられている、請求項１０に記載の粒子検出装置。

【請求項12】

前記楕円鏡が、前記検査光と前記フローセルの貫通孔の交点を頂点とする、前記検査光の光路と平行、かつ前記フローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な扇状の面と交差しない、請求項１０に記載の粒子検出装置。

【請求項13】

検査光を発する検査光源と、
粒子を含む流体が流れる、断面形状が円である貫通孔が設けられた透明なフローセルであって、前記貫通孔の延伸方向に対して垂直に前記検査光を照射され、前記検査光の光路を含む突出部が設けられているフローセルと、
前記フローセル内で前記検査光を照射された前記粒子で生じた反応光を検出する光検出器と、
を備え、
前記フローセルが、前記検査光を照射された前記粒子で生じた反応光を反射する半球面反射膜を備え、
前記半球面反射膜が、前記検査光と前記フローセルの貫通孔の交点を頂点とする、前記検査光の光路と平行、かつ前記フローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な、頂角が３０度から６０度である扇状の面と交差せず、
前記検査光と前記フローセルの貫通孔の交点を頂点とする、前記検査光の光路と平行、かつ前記フローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な、頂角が３０度から６０度である扇状の面内で生じる迷光が前記突出部内を進行する、
粒子検出装置。

【請求項14】

前記光検出器が、前記フローセルの突出部に対して角度を設けて配置されている、請求項１３に記載の粒子検出装置。

【請求項15】

前記フローセルの突出部に対して角度をなして前記フローセルから出射した反応光を集光する集光光学系を更に備える、請求項１３又は１４に記載の粒子検出装置。

【請求項16】

前記集光光学系が、前記フローセルの突出部に対して角度を設けた配置されたレンズを含む、請求項１５に記載の粒子検出装置。

【請求項17】

検査光を発する検査光源と、
粒子を含む流体が流れる、断面形状が円である貫通孔が設けられた透明なフローセルであって、前記貫通孔の延伸方向に対して垂直に前記検査光を照射され、前記検査光の光路を含む突出部が設けられているフローセルと、
前記フローセル内で前記検査光を照射された前記粒子で生じた反応光を検出する光検出器と、
を備え、
前記フローセルが、当該フローセルの前記貫通孔に対して垂直な、前記検査光の光路を含む平面の一部を含むように配置された、前記貫通孔が設けられた透明な板状部材を前記突出部として備え、
前記フローセルの板状部材が、第１主面、及び前記第１主面と対向する第２主面を有し、前記貫通孔が前記第１主面から前記第２主面に貫通しており、
前記フローセルが、
貫通孔が設けられた透明な第１の半球部材であって、前記板状部材の貫通孔と、当該第１の半球部材の貫通孔とが連通するように、前記板状部材の第１主面上に配置された第１の半球部材と、
貫通孔が設けられた透明な第２の半球部材であって、前記板状部材の貫通孔と、当該第２の半球部材の貫通孔とが連通するように、前記板状部材の第２主面上に配置された第２の半球部材と、
を更に備え、
前記検査光と前記フローセルの貫通孔の交点を頂点とする、前記検査光の光路と平行、かつ前記フローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な、頂角が３０度から６０度である扇状の面内で生じる迷光が前記突出部内を進行する、
粒子検出装置。

【請求項18】

前記板状部材の前記第１及び第２主面の幅が、前記第１及び第２の半球部材の底面の幅よりも広く、前記板状部材の前記第１及び第２の半球部材よりも幅広の部分が、前記フローセルの突出部をなす、請求項１７に記載の粒子検出装置。

【請求項19】

前記第１の半球部材を覆う半球面反射膜を更に備える、請求項１７又は１８に記載の粒子検出装置。

【請求項20】

前記フローセルから出射した前記反応光を反射する楕円鏡を更に備える、請求項１３から１９のいずれか１項に記載の粒子検出装置。

【請求項21】

前記楕円鏡が、前記フローセルの突出部と交差しない、請求項２０に記載の粒子検出装置。

【請求項22】

検査光を発する検査光源と、
粒子を含む流体が流れる、断面形状が円である貫通孔が設けられた透明なフローセルであって、前記貫通孔の延伸方向に対して垂直に前記検査光を照射されるフローセルと、
前記フローセル内で前記検査光を照射された前記粒子で生じた反応光を検出する光検出器であって、前記検査光と前記フローセルの貫通孔の交点を頂点とする、前記検査光の光路と平行、かつ前記フローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な、頂角が３０度から６０度である扇状の面に対して角度をなして前記フローセルから出射した反応光を検出する光検出器と、
を備え、
前記フローセルが、前記反応光が透過する半球面レンズ部を備え、
前記フローセルが、前記検査光を照射された前記粒子で生じた反応光を反射する半球面反射膜を備え、
前記フローセルから出射した前記反応光を反射する楕円鏡を更に備え、
前記検査光と前記フローセルの貫通孔の交点を頂点とする、前記検査光の光路と平行、かつ前記フローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な、頂角が３０度から６０度である扇状の面と交差する、前記楕円鏡の部分に、切り欠きが設けられている、
粒子検出装置。

【請求項23】

検査光を発する検査光源と、
粒子を含む流体が流れる、断面形状が円である貫通孔が設けられた透明なフローセルであって、前記貫通孔の延伸方向に対して垂直に前記検査光を照射されるフローセルと、
前記フローセル内で前記検査光を照射された前記粒子で生じた反応光を検出する光検出器であって、前記検査光と前記フローセルの貫通孔の交点を頂点とする、前記検査光の光路と平行、かつ前記フローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な、頂角が３０度から６０度である扇状の面に対して角度をなして前記フローセルから出射した反応光を検出する光検出器と、
を備え、
前記フローセルが、前記反応光が透過する半球面レンズ部を備え、
前記フローセルが、前記検査光を照射された前記粒子で生じた反応光を反射する半球面反射膜を備え、
前記フローセルから出射した前記反応光を反射する楕円鏡を更に備え、
前記楕円鏡が、前記検査光と前記フローセルの貫通孔の交点を頂点とする、前記検査光の光路と平行、かつ前記フローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な、頂角が３０度から６０度である扇状の面と交差しない、
粒子検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は検出技術に関し、粒子検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

フローサイトメータ、及び微生物検出装置等を含む粒子検出装置においては、サンプルである流体を流すためのフローセルが用いられる。フローセルは透明であり、フローセル内部を流れる流体に光を照射すると、流体中に含まれる粒子が蛍光を発したり、散乱光が生じたりする。蛍光や散乱光は、フローセルの隣に配置されたレンズで集光されて検出される（例えば、特許文献１ないし６参照。）。蛍光や散乱光の検出回数、検出強度、及び検出波長等から、流体中に含まれていた粒子の数や種類を特定することが可能である。例えば、粒子が生物粒子であるか否か、粒子が樹脂であるか否か、あるいは粒子が気泡であるか否か等を判別することが可能である。なお、フローセルを用いずに、気流に光を照射して、気流中に含まれる粒子を検出する場合もある（例えば、特許文献７参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４５４０５０９号公報

【特許文献2】米国特許出願公開第２０１２／０１４０２２１号明細書

【特許文献3】米国特許第７３５５７０６号明細書

【特許文献4】国際公開第２０１０／０８０６４２号

【特許文献5】米国特許第８１８９１８７号明細書

【特許文献6】特開２０１３−１２２３９７号公報

【特許文献7】米国特許出願公開第２０１３／００７７０８７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

フローセルに光を照射すると、光がフローセルで反射及び屈折され、迷光が生じる場合がある。迷光は、粒子で生じた蛍光や散乱光の検出を妨げる場合がある。そこで、本発明は、迷光の影響を抑制可能な粒子検出装置を提供可能することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の態様は、（ａ）検査光を発する検査光源と、（ｂ）粒子を含む流体が流れる、断面形状が円である貫通孔が設けられた透明なフローセルであって、貫通孔の延伸方向に対して垂直に検査光を照射されるフローセルと、（ｃ）フローセル内で検査光を照射された粒子で生じた反応光を検出する光検出器であって、検査光とフローセルの貫通孔の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な扇状の面に対して角度をなしてフローセルから出射した反応光を検出する光検出器と、を備える、粒子検出装置である。

【0006】

上記の粒子検出装置において、光検出器が、検査光とフローセルの貫通孔の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な扇状の面に対して角度を設けて配置されていてもよい。上記の粒子検出装置が、検査光とフローセルの貫通孔の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な扇状の面に対して角度をなしてフローセルから出射した反応光を集光する集光光学系をさらに備えていてもよい。集光光学系が、検査光とフローセルの貫通孔の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な扇状の面に対して角度を設けた配置されたレンズを含んでいてもよい。

【0007】

上記の粒子検出装置において、フローセルが、反応光が透過する半球面レンズ部を備えていてもよい。フローセルが、検査光を照射された粒子で生じた反応光を反射する半球面反射膜を備えていてもよい。検査光とフローセルの貫通孔の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な扇状の面と交差する、半球面反射膜の部分に、切り欠きが設けられていてもよい。あるいは、半球面反射膜が、検査光とフローセルの貫通孔の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な扇状の面と交差しなくともよい。

【0008】

上記の粒子検出装置において、フローセルが、当該フローセルの貫通孔に対して垂直な、検査光の光路を含む平面の一部を含むように配置された、貫通孔が設けられた透明な板状部材を備えていてもよい。フローセルの板状部材が、第１主面、及び第１主面と対向する第２主面を有し、貫通孔が第１主面から第２主面に貫通しており、フローセルが、貫通孔が設けられた透明な第１の半球部材であって、板状部材の貫通孔と、当該第１の半球部材の貫通孔とが連通するように、板状部材の第１主面上に配置された第１の半球部材と、貫通孔が設けられた透明な第２の半球部材であって、板状部材の貫通孔と、当該第２の半球部材の貫通孔とが連通するように、板状部材の第２主面上に配置された第２の半球部材と、をさらに備えていてもよい。板状部材の第１及び第２主面の幅が、第１及び第２の半球部材の底面の幅よりも広くてもよい。フローセルが、第１の半球部材を覆う半球面反射膜をさらに備えていてもよい。

【0009】

上記の粒子検出装置が、フローセルから出射した反応光を反射する楕円鏡をさらに備えていてもよい。検査光とフローセルの貫通孔の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な扇状の面と交差する、楕円鏡の部分に、切り欠きが設けられていてもよい。あるいは、楕円鏡が、検査光とフローセルの貫通孔の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な扇状の面と交差しなくともよい。

【0010】

また、本発明の態様は、（ａ）検査光を発する検査光源と、（ｂ）粒子を含む流体が流れる、断面形状が円である貫通孔が設けられた透明なフローセルであって、貫通孔の延伸方向に対して垂直に検査光を照射され、検査光の光路を含む突出部が設けられているフローセルと、（ｃ）フローセル内で検査光を照射された粒子で生じた反応光を検出する光検出器と、を備る、粒子検出装置である。

【0011】

上記の粒子検出装置において、光検出器が、フローセルの突出部に対して角度を設けて配置されていてもよい。上記の粒子検出装置が、フローセルの突出部に対して角度をなしてフローセルから出射した反応光を集光する集光光学系をさらに備えていてもよい。集光光学系が、フローセルの突出部に対して角度を設けた配置されたレンズを含んでいてもよい。

【0012】

上記の粒子検出装置において、フローセルが、当該フローセルの貫通孔に対して垂直な、検査光の光路を含む平面の一部を含むように配置された、貫通孔が設けられた透明な板状部材を備えていてもよい。フローセルの板状部材が、第１主面、及び第１主面と対向する第２主面を有し、貫通孔が第１主面から第２主面に貫通しており、フローセルが、貫通孔が設けられた透明な第１の半球部材であって、板状部材の貫通孔と、当該第１の半球部材の貫通孔とが連通するように、板状部材の第１主面上に配置された第１の半球部材と、貫通孔が設けられた透明な第２の半球部材であって、板状部材の貫通孔と、当該第２の半球部材の貫通孔とが連通するように、板状部材の第２主面上に配置された第２の半球部材と、をさらに備えていてもよい。板状部材の第１及び第２主面の幅が、第１及び第２の半球部材の底面の幅よりも広く、板状部材の第１及び第２の半球部材よりも幅広の部分が、フローセルの突出部をなしていてもよい。フローセルが、第１の半球部材を覆う半球面反射膜をさらに備えていてもよい。

【0013】

上記の粒子検出装置が、フローセルから出射した反応光を反射する楕円鏡をさらに備えていてもよい。楕円鏡が、フローセルの突出部と交差しなくともよい。

【0014】

さらに、本発明の態様は、（ａ）検査光を発する検査光源と、（ｂ）粒子を含む流体が流れる、断面形状が円である貫通孔が設けられた透明なフローセルであって、貫通孔の延伸方向に対して垂直に検査光を照射されるフローセルと、（ｃ）検査光とフローセルの貫通孔の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセルの貫通孔の延伸方向に対して垂直な扇状の面を含むように配置された迷光減衰部材と、（ｄ）フローセルに対して、迷光減衰部材の後方に配置された光検出器であって、フローセル内で検査光を照射された粒子で生じた反応光を検出する光検出器と、を備える、粒子検出装置である。

【0015】

上記の粒子検出装置において、フローセルの貫通孔の延伸方向と平行な方向において、迷光減衰部材の幅が、光検出器の受光面の幅よりも小さくてもよい。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、迷光の影響を抑制可能な粒子検出装置を提供可能である。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る粒子検出装置の模式図である。

【図2】本発明の第１の実施の形態に係る粒子検出装置の模式図である。

【図3】本発明の第１の実施の形態に係る粒子検出装置の模式図である。

【図4】本発明の第２の実施の形態に係る粒子検出装置の模式図である。

【図5】本発明の第３の実施の形態に係る粒子検出装置の模式図である。

【図6】本発明の第３の実施の形態に係る粒子検出装置の模式図である。

【図7】本発明の第３の実施の形態に係る粒子検出装置の模式図である。

【図8】本発明の第４の実施の形態に係る粒子検出装置の模式図である。

【図9】本発明の第４の実施の形態に係るフローセルの模式的側面図である。

【図10】本発明の第４の実施の形態に係るフローセルの模式的断面図である。

【図11】本発明の第５の実施の形態に係る粒子検出装置の模式図である。

【図12】本発明の第５の実施の形態に係るフローセルの模式的側面図である。

【図13】本発明の第５の実施の形態に係るフローセルの模式的断面図である。

【図14】本発明の第６の実施の形態に係る粒子検出装置の模式図である。

【図15】本発明の第６の実施の形態に係るフローセルをなす板状部材、並びに第１及び第２の半球部材の模式的側面図である。

【図16】本発明の第６の実施の形態に係るフローセルの模式的側面図である。

【図17】本発明の第６の実施の形態に係るフローセルの模式的断面図である。

【図18】本発明の第７の実施の形態に係る粒子検出装置の模式図である。

【図19】本発明の第７の実施の形態に係るフローセルをなす板状部材、並びに第１及び第２の半球部材の模式的側面図である。

【図20】本発明の第７の実施の形態に係るフローセルの模式的側面図である。

【図21】本発明の第７の実施の形態に係るフローセルの模式的断面図である。

【図22】本発明の第７の実施の形態に係るフローセルの模式的斜視図である。

【図23】本発明の第７の実施の形態に係るフローセルの分解図である。

【図24】図２２のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ方向から見た、本発明の第７の実施の形態に係るフローセルの模式的断面図である。

【図25】本発明の第７の実施の形態に係るフローセルの製造方法を説明するための工程図である。

【図26】本発明の第７の実施の形態に係るフローセルの製造方法を説明するための工程図である。

【図27】本発明の第７の実施の形態に係るフローセルの製造方法を説明するための工程図である。

【図28】本発明の第７の実施の形態に係るフローセルの製造方法を説明するための工程図である。

【図29】本発明の第７の実施の形態に係るフローセルの製造方法を説明するための工程図である。

【図30】本発明の第７の実施の形態に係るフローセルの製造方法を説明するための工程図である。

【図31】本発明の第７の実施の形態に係るフローセルの製造方法を説明するための工程図である。

【図32】本発明の第７の実施の形態に係るフローセルの製造方法を説明するための工程図である。

【図33】本発明の第８の実施の形態に係る粒子検出装置の模式図である。

【図34】本発明の第８の実施の形態に係るフローセルの模式的上面図である。

【図35】本発明の第９の実施の形態に係る粒子検出装置の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

【0019】

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る粒子検出装置は、図１に示すように、検査光を発する検査光源３０と、粒子を含む流体が流れる、断面形状が円である貫通孔１４が設けられた透明なフローセル４であって、貫通孔１４の延伸方向に対して垂直に検査光を照射されるフローセル４と、フローセル４内で検査光を照射された粒子で生じた反応光を検出する光検出器６０であって、検査光とフローセル４の貫通孔１４の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセル４の貫通孔１４の延伸方向に対して垂直な扇状の面２００に対して角度θをなしてフローセル４から出射した反応光を検出する光検出器６０と、を備える。

【0020】

フローセル４は、例えば直方体である。貫通孔１４は、フローセル４の対向する面の間を垂直に貫通している。フローセル４の表面及び貫通孔１４の内壁は、例えば、研磨されている。貫通孔１４は、例えばフローセル４の中心を通る。貫通孔１４の断面形状を円とし、内壁に角がないようにすると、貫通孔１４の内部に気泡が滞留したり、汚れが付着したりすることを抑制することが可能となる。貫通孔１４の延伸方向は、検査光の進行方向に対して垂直である。貫通孔１４の直径は、これに限定されないが、例えば１ｍｍ未満である。フローセル４は、例えば石英ガラスからなる。

【0021】

フローセル４を流れる流体に含まれる粒子とは、微生物等を含む生体物質、細胞、化学物質、ごみ、ちり、及び埃等のダスト等を含む。微生物の例としては細菌及び真菌が含まれる。細菌の例としては、グラム陰性菌及びグラム陽性菌が挙げられる。グラム陰性菌の例としては、大腸菌が挙げられる。グラム陽性菌の例としては、表皮ブドウ球菌、枯草菌、マイクロコッカス、及びコリネバクテリウムが挙げられる。真菌の例としては、黒カビ等のアスペルギルスが挙げられる。ただし、微生物はこれらに限定されない。

【0022】

流体に、微生物等の蛍光性粒子が含まれていると、粒子は励起光を照射されて蛍光を発する。例えば、微生物に含まれるリボフラビン（ｒｉｂｏｆｌａｖｉｎ）、フラビンヌクレオチド（ＦＭＮ）、フラビンアデニンジヌクレオチド（ＦＡＤ）、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（ＮＡＤ（Ｐ）Ｈ）、ピリドキサミン（ｐｙｒｉｄｏｘａｍｉｎｅ）、ピリドキサールリン酸（ｐｙｒｉｄｏｘａｌ−５’−ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ピリドキシン（ｐｙｒｉｄｏｘｉｎｅ）、トリプトファン（ｔｒｙｐｔｏｐｈａｎ）、チロシン（ｔｙｒｏｓｉｎｅ）、及びフェニルアラニン（ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ）等が、蛍光を発する。

【0023】

フローセル４内部を流れる蛍光性粒子を検出するための検査光としての励起光は、例えば、フローセル４の中心に焦点を結ぶよう、検査光源３０から照射される。検査光は、平行光でもよい。検査光源３０としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）及びレーザが使用可能である。検査光の波長は、例えば２５０ないし５５０ｎｍである。検査光は、可視光であっても、紫外光であってもよい。検査光が可視光である場合、検査光の波長は、例えば４００ないし５５０ｎｍの範囲内であり、例えば４０５ｎｍである。検査光が紫外光である場合、検査光の波長は、例えば３００ないし３８０ｎｍの範囲内であり、例えば３４０ｎｍである。ただし、検査光の波長は、これらに限定されない。

【0024】

検査領域としての貫通孔１４内部で検査光を照射された蛍光性粒子は蛍光を発する。また、検査光を照射された蛍光性粒子及び非蛍光性粒子において、例えばミー散乱による散乱光が生じる。光を照射された粒子において生じた反応光としての蛍光及び散乱光は、粒子から全方位的に発せられる。

【0025】

光検出器６０は、フローセル４で生じた反応光を受光し、検出する。光検出器６０は、例えば、検査光とフローセル４の貫通孔１４の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセル４の貫通孔１４の延伸方向に対して垂直な扇状の面２００に対して、角度θを設けて配置されている。光検出器６０としては、例えば、フォトダイオード及び光電子増倍管等が使用可能であり、光を受光すると、光エネルギーを電気エネルギーに変換する。

【0026】

フローセル４が検査光で照射された際に、検査光が、断面形状が円である貫通孔１４の内壁と、貫通孔１４内の流体と、の曲面の界面で反射及び屈折し、迷光になる場合がある。フローセル４の貫通孔１４の延伸方向に対して垂直な平面内において、検査光とフローセル４の貫通孔１４の交点を頂点とし、頂角が約３０度から６０度である扇状に、迷光は広がる傾向にある。迷光が広がる角度は、貫通孔１４の径が小さくなるほど、また検査光の幅が大きくなるほど、広くなる傾向にある。

【0027】

フローセル４の貫通孔１４内部を流れる粒子で生じたミー散乱と異なり、迷光は粒子の検出に不要である。そのため、迷光が光検出器６０に到達すると、ノイズの原因になりうる。これに対し、第１の実施の形態に係る粒子検出装置においては、光検出器６０が、検査光とフローセル４の貫通孔１４の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセル４の貫通孔１４の延伸方向に対して垂直な扇状の面２００に対して角度θをなしてフローセル４から出射した反応光を検出するよう、配置されている。そのため、迷光が光検出器６０に到達しない。よって、迷光が生じても、迷光によりノイズが発生することを抑制することが可能となる。

【0028】

なお、光検出器６０が扇状の面２００に対してなす角度θは、図２に示すように、直角でもよい。

【0029】

また、第１の実施の形態に係る粒子検出装置は、検査光とフローセル４の貫通孔１４の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセル４の貫通孔１４の延伸方向に対して垂直な扇状の面２００に対して角度θをなしてフローセル４から出射した反応光を集光する集光光学系をさらに備えていてもよい。集光光学系は、図３に示すように検査光とフローセル４の貫通孔１４の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセル４の貫通孔１４の延伸方向に対して垂直な扇状の面２００に対して角度θを設けて配置されたレンズ９０を含んでいてもよい。

【0030】

（第２の実施の形態）
図４に示すように、第２の実施の形態に係る粒子検出装置は、球状のフローセル４１を備える。フローセル４１は、貫通孔４４の延伸方向に対して垂直に検査光を照射される。光検出器６０は、フローセル４１内で検査光を照射された粒子で生じた反応光であって、検査光とフローセル４１の貫通孔４４の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセル４１の貫通孔４４の延伸方向に対して垂直な扇状の面２００に対して角度θをなしてフローセル４１から出射した反応光を検出する。

【0031】

球状のフローセル４１の表面及び貫通孔４４の内壁は、例えば、研磨されている。貫通孔４４は、例えばフローセル４１の中心を通る。貫通孔４４の延伸方向に対する貫通孔４４の断面形状は、円である。

【0032】

フローセル４１の貫通孔４４内で検査光を照射された粒子において生じた蛍光及び散乱光は、粒子から全方位的に発せられる。フローセル４１内部を進行した蛍光及び散乱光は、フローセル４１の表面から出射する。ここで、フローセル４１がほぼ球状であり、検査光の焦点がフローセル４１の中心とほぼ一致する場合、検査光の焦点で生じた蛍光及び散乱光は、フローセル４１の表面からほぼ垂直に出射する。そのため、フローセル４１を球状にすることにより、フローセル４１と外部の空気との界面における反射及び屈折による蛍光及び散乱光の損失を抑制することが可能となる。

【0033】

第２の実施の形態に係る粒子検出装置のその他の構成要素は、第１の実施の形態と同様である。

【0034】

（第３の実施の形態）
図５に示すように、第３の実施の形態に係る粒子検出装置においては、球状のフローセル４１の一部を覆うように半球面反射膜４２が設けられている。図５の垂直方向手前から検査光が検査光源から発せられ、フローセル４１に照射される。検査光は、例えば、球状のフローセル４１のほぼ中心で焦点を結ぶよう、照射される。半球面反射膜４２は、検査光の光路を遮らないように、フローセル４１を覆っている。半球面反射膜４２は、検査光を照射されたフローセル４１内の粒子で生じた反応光を反射する。フローセル４１の半球面反射膜４２で覆われていない部分は、半球面レンズ部として機能する。半球面反射膜４２と、半球面レンズ部と、は、対向している。

【0035】

半球面反射膜４２は、例えば蒸着膜であり、金属等からなる。半球面反射膜４２の凹部は、フローセル４１から出射した反応光を検出する光検出器６０、あるいはフローセル４１から出射した反応光を集光する集光光学系と対向するように設けられている。

【0036】

フローセル４１の半球面レンズ部の方に進行した反応光は、半球面レンズ部の表面から出射する。検査光の焦点がフローセル４１の中心と一致する場合、検査光の焦点で生じた蛍光及び散乱光は、フローセル４１の表面からほぼ垂直に出射する。

【0037】

フローセル４１の半球面反射膜４２の方に進行した反応光は、半球面反射膜４２で反射され、半球面レンズ部から出射する。検査光の焦点が球状のフローセル４１の中心と一致する場合、検査光の焦点で生じた反応光は、半球面反射膜４２に対してほぼ垂直に入射する。そのため、反応光は、半球面反射膜４２でほぼ垂直に反射され、球状のフローセル４１のほぼ中心を経て、半球面レンズ部の表面からほぼ垂直に出射する。

【0038】

第３の実施の形態に係る粒子検出装置のその他の構成要素は、第２の実施の形態と同様である。なお、第３の実施の形態においても、光検出器６０が、検査光とフローセル４１の貫通孔４４の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセル４１の貫通孔４４の延伸方向に対して垂直な扇状の面２００に対してなす角度θは、図６に示すように、直角でもよい。

【0039】

図６に示すように、半球面反射膜４２が、検査光とフローセル４１の貫通孔４４の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセル４１の貫通孔４４の延伸方向に対して垂直な扇状の面２００と交差しないよう、フローセル４１に設けられると、迷光が半球面反射膜４２で反射されない。

【0040】

あるいは、図７に示すように、検査光とフローセル４１の貫通孔４４の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセル４１の貫通孔４４の延伸方向に対して垂直な扇状の面２００と交差する、半球面反射膜４２の部分に、切り欠き４４を設けると、迷光が半球面反射膜４２で反射されない。

【0041】

（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る粒子検出装置は、図８に示すように、検査光を発する検査光源３０と、検査光を照射される、粒子を含む流体を流すフローセル４１であって、検査光を照射された粒子で生じた反応光を反射する半球面反射膜４２が設けられたフローセル４１と、フローセル４１の位置を第１焦点とする楕円鏡５０であって、フローセル４１の半球面レンズ部を透過した反応光を反射する楕円鏡５０と、楕円鏡５０の第２焦点に配置された、楕円鏡５０で反射された反応光を検出する光検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃと、を備える。

【0042】

フローセル４１の貫通孔４４の延伸方向は、検査光の進行方向に対して垂直、かつ楕円鏡５０の長軸方向に対して垂直である。図９及び図１０に示すように、半球面反射膜４２は、フローセル４１の一部、例えば貫通孔４４を境に約半分を覆っている。フローセル４１の半球面反射膜４２で覆われていない部分が、半球面レンズ部として機能する。

【0043】

図８に示すように、フローセル４１は、半球面レンズ部の凸部及び半球面反射膜４２の凹部が楕円鏡５０と対向するように配置される。また、フローセル４１は、貫通孔４４が通るフローセル４１の中心が、楕円鏡５０の第１焦点と一致するよう、配置される。

【0044】

図１０に示すフローセル４１の半球面レンズ部の方に進行した蛍光及び散乱光は、半球面レンズ部の表面から出射し、図８に示す楕円鏡５０に到達する。検査光の焦点が球状のフローセル４１の中心と一致する場合、検査光の焦点で生じた蛍光及び散乱光は、フローセル４１の半球面レンズ部の表面からほぼ垂直に出射する。

【0045】

図１０に示すフローセル４１の半球面反射膜４２の方に進行した蛍光及び散乱光は、半球面反射膜４２で反射され、半球面レンズ部の表面から出射し、図８に示す楕円鏡５０に到達する。検査光の焦点がフローセル４１の中心と一致する場合、検査光の焦点で生じた蛍光及び散乱光は、図１０に示す半球面反射膜４２に対してほぼ垂直に入射する。そのため、蛍光及び散乱光は、半球面反射膜４２でほぼ垂直に反射され、フローセル４１のほぼ中心を経て、半球面レンズ部の表面からほぼ垂直に出射する。

【0046】

図８に示す楕円鏡５０の凹面は、半球面反射膜４２の凹面、及びフローセル４１の半球面レンズ部の凸面と対向している。フローセル４１から出射した蛍光及び散乱光は、楕円鏡５０で反射され、フローセル４１の後方の楕円鏡５０の第２焦点に集光される。例えば、フローセル４１の半球面反射膜４２と比較して楕円鏡５０を十分に大きくすることによって、楕円鏡５０による蛍光及び散乱光の集光効率が向上する。

【0047】

検査光とフローセル４１の貫通孔４４の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセル４１の貫通孔４４の延伸方向に対して垂直な扇状の面２００と交差する楕円鏡５０の部分には、切り欠き５１が設けられている。これにより、迷光が、楕円鏡５０で反射され、光検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃに到達することを防止することが可能となる。また、迷光の進行方向に、迷光を減衰させる迷光減衰部材８０を配置してもよい。迷光減衰部材８０は迷光を吸収する。なお、本開示において、減衰とは、１００％減衰すること、換言すれば遮断することも意味する。

【0048】

楕円鏡５０に切り欠き５１が設けられているため、楕円鏡５０は、検査光とフローセル４１の貫通孔４４の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセル４１の貫通孔４４の延伸方向に対して垂直な扇状の面２００内に含まれる迷光及び反応光は反射しない。楕円鏡５０は、扇状の面２００に対して角度をなして、換言すれば、扇状の面２００に含まれないようにフローセル４１から出射した反応光を反射する。

【0049】

楕円鏡５０の幾何学的な第１焦点及び第２焦点の間には、波長選択的反射鏡７０Ａ、７０Ｂが配置されている。

【0050】

波長選択的反射鏡７０Ａは、例えば、波長選択的に、散乱光を反射する。波長選択的反射鏡７０Ａで反射された散乱光の焦点は、楕円鏡５０の幾何学的な第２焦点と光学的に等価である。波長選択的反射鏡７０Ａで反射された散乱光の焦点に、散乱光を検出するための光検出器６０Ａが配置される。

【0051】

波長選択的反射鏡７０Ｂは、例えば、波長選択的に、第１の波長帯域の蛍光を反射し、第２の波長帯域の蛍光を透過させる。波長選択的反射鏡７０Ｂで反射された蛍光の焦点は、楕円鏡５０の幾何学的な第２焦点と光学的に等価である。波長選択的反射鏡７０Ｂで反射された第１の波長帯域の蛍光の焦点に、第１の波長帯域の蛍光を検出するための光検出器６０Ｂが配置される。波長選択的反射鏡７０Ｂで透過した第２の波長帯域の蛍光の焦点に、第２の波長帯域の蛍光を検出するための光検出器６０Ｃが配置される。

【0052】

波長選択的反射鏡７０Ａ、７０Ｂとしては、ダイクロイックミラー、干渉膜フィルタ、及び光学フィルタ等が使用可能である。なお、波長選択的反射鏡７０Ａ、７０Ｂのそれぞれの設計入射角度が４５度である場合、楕円鏡５０の第１及び第２焦点の間隔を、波長選択的反射鏡７０Ａ、７０Ｂに対する散乱光又は蛍光の入射角が３５度以上５５度以下になるように設定すると、干渉膜フィルタの分光効率が高くなる傾向にあるが、これに限定されない。

【0053】

以上説明した第４の実施の形態に係る粒子検出装置によれば、当初、楕円鏡５０と反対方向に進行した蛍光及び散乱光を半球面反射膜４２で楕円鏡５０の方向に反射し、光検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの位置に集光することが可能となる。そのため、フローセル４１内において、当初、粒子から全方位的に発せられた蛍光及び散乱光を、レンズ集光系と同等以上の効率で集光し、検出することが可能となる。

【0054】

また、第４の実施の形態に係る粒子検出装置においては、フローセル４１に半球面反射膜４２を設けることにより、半球面反射膜４２を小さくすることが可能となる。そのため、半球面反射膜４２の影の面積を小さくすることが可能となり、蛍光及び散乱光の集光効率が向上し、高価な高開口数レンズを含む複雑な光学系を用いなくとも、微弱な蛍光や散乱光を効率よく検出することが可能となる。

【0055】

（第４の実施の形態の変形例）
図８では、検査光とフローセル４１の貫通孔４４の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセル４１の貫通孔４４の延伸方向に対して垂直な扇状の面２００と交差する楕円鏡５０の部分に、切り欠き５１が設けられている。例を示した。これに対し、扇状の面２００と交差する楕円鏡５０の部分に、帯状の迷光減衰部材を配置してもよい。これによっても、迷光が、楕円鏡５０で反射され、光検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃに到達することを防止することが可能となる。

【0056】

（第５の実施の形態）
第４の実施の形態においては、図８に示すように、フローセル４１の貫通孔４４の延伸方向が、検査光の進行方向に対して垂直、かつ楕円鏡５０の長軸方向に対して垂直な例を示した。これに対し、図１１に示すように、フローセル４１の貫通孔４４の延伸方向が、検査光の進行方向に対して垂直、かつ楕円鏡５０の長軸方向と平行であってもよい。

【0057】

第５の実施の形態において、図１２及び図１３に示すように、フローセル４１の貫通孔４４の一方の開口は、半球面反射膜４２で覆われた部分の中心に設けられており、貫通孔４４の他方の開口は、半球面レンズ部として機能する、フローセル４１の半球面反射膜４２で覆われていない部分の中心に設けられている。

【0058】

第５の実施の形態に係る粒子検出装置のその他の構成要素は、第４の実施の形態と同様である。第５の実施の形態に係る粒子検出装置において、迷光は、図１１に示すフローセル４１の貫通孔４４及び楕円鏡５０の長軸に対して垂直な平面内で生じる。そのため、楕円鏡５０の長軸と交差する頂点側への迷光の進入を抑制することが可能となる。また、楕円鏡５０に設ける切り欠き５１を小さくすることが可能となる。また、検査光とフローセル４１の貫通孔４４の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセル４１の貫通孔４４の延伸方向に対して垂直な扇状の面２００と、楕円鏡５０とが交差しない場合は、切り欠き５１そのものを設けなくともよい。さらに、フローセル４１の貫通孔４４が楕円鏡５０の長軸と一致しているため、貫通孔４４に接続される流路等が蛍光及び散乱光の影を作る影響を抑制することが可能となる。

【0059】

（第６の実施の形態）
図１４に示す第６の実施の形態に係る粒子検出装置おいては、フローセル１４０が、図１５に示すように、第１主面２１１、第１主面２１１と対向する第２主面２１２、並びに第１及び第２主面２１１、２１２に対して垂直な側面２１３、２１４を有し、側面２１３から側面２１４へ貫通する貫通孔１４４が設けられた透明な板状部材１４５と、板状部材１４５の第１主面２１１上に配置された、透明な第１の半球部材１４６と、板状部材１４５の第２主面２１２上に配置された、透明な第２の半球部材１４７と、備える。

【0060】

図１５ないし図１７に示すように、フローセル１４０において、半球面反射膜１４２は、透明な第１の半球部材１４６を覆い、第２の半球部材１４７が、半球面レンズ部１４３として機能する。半球面反射膜１４２と、半球面レンズ部１４３と、は、対向している。

【0061】

板状部材１４５の第１主面２１１及び第２主面２１２は、例えば、それぞれ矩形状である。第１主面２１１及び第２主面２１２の形状は、フローセル１４０のホルダの形状に合わせてもよい。貫通孔１４４は、板状部材１４５の側面２１３、２１４に対して垂直に設けられている。貫通孔１４４は、例えばフローセル１４０の中心である板状部材１４５の中心を通る。貫通孔１４４の延伸方向に対する貫通孔１４４の断面形状は、円である。図１４に示す貫通孔１４４の延伸方向は、検査光の進行方向に対して垂直、かつ楕円鏡５０の長軸方向に対して垂直である。

【0062】

フローセル１４０内部を流れる粒子を検出するための検査光としての励起光は、例えば、板状部材１４５の側面２１３、２１４に対して垂直な側面から貫通孔１４４に向けて入射される。励起光が照射される板状部材１４５の側面は、研磨され、平滑度が高いことが好ましい。

【0063】

図１５に示す第１及び第２の半球部材１４６は、それぞれ底面及び球面を有する。第１及び第２の半球部材１４６は、それぞれ、完全な球を半分にしたものでありうる。あるいは、第１及び第２の半球部材１４６は、それぞれ、検査光と貫通孔１４４の交点で生じた反応光が、第１及び第２の半球部材１４６の表面に垂直に入射するよう、曲率と厚みを選定した凸レンズ部材であってもよい。第１及び第２の半球部材１４６、１４７の底面の外径は、例えば板状部材１４５の第１主面２１１及び第２主面２１２の幅と同じである。

【0064】

図１７に示すように、貫通孔１４４内部で励起光を照射された蛍光粒子において生じた蛍光及び散乱光は、蛍光粒子から全方位的に発せられる。ここで、フローセル１４０の半球面レンズ部１４３の方に進行した蛍光及び散乱光は、半球面レンズ部１４３の表面から出射し、図１４に示す楕円鏡５０に到達する。図１７に示すフローセル１４０において、板状部材１４５の厚みが半球面レンズ部１４３の厚みより薄い場合、フローセル１４０の形状は球状に近似される。そのため、検査光の焦点がフローセル１４０の中心と一致する場合、検査光の焦点で生じた蛍光及び散乱光は、半球面レンズ部１４３の表面に対してほぼ垂直に入射する。そのため、蛍光及び散乱光は、半球面レンズ部１４３の表面でほぼ屈折されないで、半球面レンズ部１４３の表面から出射する。

【0065】

フローセル１４０の半球面反射膜１４２の方に進行した蛍光及び散乱光は、半球面反射膜１４２で反射され、半球面レンズ部１４３の表面から出射し、図１４に示す楕円鏡５０に到達する。フローセル１４０の形状が球状に近似可能であり、検査光の焦点がフローセル１４０の中心と一致する場合、検査光の焦点で生じた蛍光及び散乱光は、図１７に示す半球面反射膜１４２に対してほぼ垂直に入射する。そのため、蛍光及び散乱光は、半球面反射膜１４２でほぼ垂直に反射され、フローセル１４０のほぼ中心付近を経て、半球面レンズ部１４３の表面でほぼ屈折されないで、半球面レンズ部１４３の表面から出射する。

【0066】

第６の実施の形態においても、図１４に示す楕円鏡５０に切り欠き５１が設けられているため、楕円鏡５０は、検査光とフローセル１４０の貫通孔１４４の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセル１４０の貫通孔１４４の延伸方向に対して垂直な扇状の面２００内に含まれる迷光及び反応光は反射しない。楕円鏡５０は、扇状の面２００に対して角度をなして、換言すれば、扇状の面２００に含まれないようにフローセル１４０から出射した反応光を反射する。

【0067】

板状部材１４５を透過する検査光の光強度は、貫通孔１４４内の粒子で生じる蛍光及び散乱光の光強度よりも強い。強い光強度を有する励起光は、迷光の原因になりうるため、検査光が入射される板状部材１４５の材料は、合成石英等、透明度が高い材料であることが好ましい。これに対し、蛍光及び散乱光の光強度は弱く、迷光の原因になりにくい。そのため、第１及び第２の半球部材１４６、１４７の材料の透明度は、板状部材１４５の材料の透明度と同じでもよいが、第１及び第２の半球部材１４６、１４７には、蛍光及び散乱光が透過する範囲内において、板状部材１４５の材料よりも透明度の低い安価な材料を用いてもよい。

【0068】

具体的には、第１及び第２の半球部材１４６、１４７の材料には、石英ガラスを用いてもよいし、あるいは石英ガラスとは異なる光学ガラス、又はポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）等の透明樹脂を用いてもよい。

【0069】

第６の実施の形態に係る粒子検出装置のその他の構成要素は、第４の実施の形態と同様である。第６の実施の形態に係る粒子検出装置によっても、フローセル１４０で生じた散乱光及び検査光等の反応光を、効率よく集光し、検出することが可能となる。

【0070】

（第７の実施の形態）
図１８に示す第７の実施の形態に係る粒子検出装置においては、フローセル２４０が、図１９に示すように、第１主面３１１、及び第１主面３１１と対向する第２主面３１２を有し、第１主面３１１から第２主面３１２に貫通する貫通孔２７５が設けられた透明な板状部材２４５と、貫通孔２７６が設けられた透明な第１の半球部材２４６であって、板状部材２４５の貫通孔２７５と、当該第１の半球部材２４６の貫通孔２７６とが連通するように、板状部材２４５の第１主面３１１上に配置された第１の半球部材２４６と、貫通孔２７７が設けられた透明な第２の半球部材２４７であって、板状部材２４５の貫通孔２７５と、当該第２の半球部材２４７の貫通孔２７７とが連通するように、板状部材２４５の第２主面３１２上に配置された第２の半球部材と、を備える。

【0071】

図１９ないし図２４に示すように、フローセル２４０において、半球面反射膜２４２は、透明な第１の半球部材２４６を覆い、第２の半球部材２４７が、半球面レンズ部２４３として機能する。半球面反射膜２４２と、半球面レンズ部２４３と、は、対向している。

【0072】

板状部材２４５の第１主面３１１及び第２主面３１２は、例えば、それぞれ矩形状である。第１主面３１１及び第２主面３１２の形状は、フローセル２４０のホルダの形状に合わせてもよい。貫通孔２７５は、第１及び第２主面３１１、３１２に対して垂直に設けられている。板状部材２４５は、例えば、石英ガラスからなる。励起光が照射される板状部材２４５の側面は、研磨され、平滑度が高いことが好ましい。

【0073】

板状部材２４５に設けられた貫通孔２７５は、例えばフローセル２４０の中心である板状部材２４５の中心を通る。貫通孔２７５の延伸方向に対する貫通孔２７５の断面形状は、円である。貫通孔２７５の延伸方向は、検査光の進行方向に対して垂直、かつ楕円鏡５０の長軸方向と平行である。

【0074】

第１及び第２の半球部材２４６、２４７は、それぞれ、底面及び球面を有する。第１及び第２の半球部材２４６、２４７は、それぞれ、完全な球を半分にしたものでありうる。あるいは、第１及び第２の半球部材２４６、２４７は、それぞれ、検査光と貫通孔２７５の交点で生じた反応光が、第１及び第２の半球部材２４６、２４７の表面に垂直に入射するよう、曲率と厚みを選定した凸レンズ部材であってもよい。第１及び第２の半球部材２４６、２４７の底面の外径は、板状部材２４５の第１主面３１１及び第２主面３１２の幅と同じでもよいし、小さくてもよい。第１の半球部材２４６において、貫通孔２７６は、第１の半球部材２４６の頂点から底面に向けて、垂直に設けられている。貫通孔２７６の延伸方向に対する断面形状は円である。また、第２の半球部材２４７において、貫通孔２７７は、第２の半球部材２４７の頂点から底面に向けて、垂直に設けられている。貫通孔２７７の延伸方向に対する断面形状は円である。第１及び第２の半球部材２４６、２４７は、例えば、石英ガラスからなる。あるいは、第１及び第２の半球部材２４６、２４７は、例えば、石英ガラスとは異なる光学ガラス、又はポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）等の透明樹脂からなっていてもよい。

【0075】

フローセル２４０において、流体は、第１の半球部材２４６の貫通孔２７６、板状部材２４５の貫通孔２７５、及び第２の半球部材２４７の貫通孔２７７を流れる。流体は、第１の半球部材２４６側から第２の半球部材２４７側に流れてもよいし、第２の半球部材２４７側から第１の半球部材２４６側に流れてもよい。

【0076】

フローセル２４０内部を流れる粒子を検出するための検査光としての励起光は、例えば、板状部材２４５の第１及び第２主面３１１、３１２に対して垂直な側面から貫通孔２７５に向けて入射される。貫通孔２７５内部で励起光を照射された蛍光粒子において生じた蛍光及び散乱光は、蛍光粒子から全方位的に発せられる。

【0077】

図２１に示すフローセル２４０の半球面レンズ部２４３の方に進行した蛍光及び散乱光は、半球面レンズ部２４３の表面から出射し、図１８に示す楕円鏡５０に到達する。フローセル２４０において、図２１に示す板状部材２４５の厚みが半球面レンズ部２４３の厚みより薄い場合、フローセル２４０の形状は球状に近似される。そのため、検査光の焦点がフローセル２４０の中心と一致する場合、検査光の焦点で生じた蛍光及び散乱光は、半球面レンズ部２４３の表面に対してほぼ垂直に入射する。そのため、蛍光及び散乱光は、半球面レンズ部２４３の表面でほぼ屈折されないで、半球面レンズ部２４３の表面から出射する。

【0078】

フローセル２４０の半球面反射膜２４２の方に進行した蛍光及び散乱光は、半球面反射膜２４２で反射され、半球面レンズ部２４３の表面から出射し、図１８に示す楕円鏡５０に到達する。フローセル２４０の形状は球状に近似可能であり、検査光の焦点がフローセル２４０の中心と一致する場合、検査光の焦点で生じた蛍光及び散乱光は、図２１に示す半球面反射膜２４２に対してほぼ垂直に入射する。そのため、蛍光及び散乱光は、半球面反射膜２４２でほぼ垂直に反射され、フローセル２４０の中心付近を経て、半球面レンズ部２４３の表面でほぼ屈折されないで、半球面レンズ部２４３の表面から出射する。

【0079】

第７の実施の形態に係る粒子検出装置のその他の構成要素は、第５の実施の形態と同様である。第７の実施の形態に係る粒子検出装置においても、迷光は、図１８に示すフローセル２４０の貫通孔及び楕円鏡５０の長軸に対して垂直な平面内で生じる。そのため、楕円鏡５０の長軸と交差する頂点側への迷光の進入を抑制することが可能となる。また、楕円鏡５０に設ける切り欠き５１を小さくすることが可能となる。

【0080】

なお、第１及び第２の半球部材２４６、２４７の貫通孔２７６、２７７には励起光が照射されない。したがって、第１及び第２の半球部材２４６、２４７の貫通孔２７６、２７７の内壁の平滑度は、板状部材２４５の貫通孔２７５の内壁の平滑度と同じでもよいが、低くしてもよい。

【0081】

また、板状部材２４５の貫通孔２７５の直径が小さいほど、検査光の焦点に対して検査対象物質が流れる範囲が狭くなり、かつ検査光の焦点を複数の検査対象物質が同時に通過する可能性が低くなる。そのため、貫通孔２７５の直径が小さいほうが、蛍光及び散乱光の検出分解能が向上する傾向にある。これに対し、励起光を照射されない第１及び第２の半球部材２４６、２４７の貫通孔２７６、２７７の直径は、蛍光及び散乱光の検出分解能への影響が小さい。したがって、第１及び第２の半球部材２４６、２４７の貫通孔２７６、２７７の直径は、板状部材２４５の貫通孔２７５の直径と同じでもよいが、より大きくてもよい。

【0082】

さらに、板状部材２４５を透過する検査光の光強度は、貫通孔２７５内の粒子で生じる蛍光及び散乱光の光強度よりも強い。強い光強度を有する励起光は、迷光の原因になりうるため、検査光が入射される板状部材２４５の材料は、合成石英等、透明度が高い材料であることが好ましい。これに対し、蛍光及び散乱光の光強度は弱く、迷光の原因になりにくい。そのため、第１及び第２の半球部材２４６、２４７の材料の透明度は、板状部材２４５の材料の透明度と同じでもよいが、第１及び第２の半球部材２４６、２４７には、蛍光及び散乱光が透過する範囲内において、板状部材２４５の材料よりも透明度の低い安価な材料を用いてもよい。

【0083】

次に、第７の実施の形態に係るフローセル２４０の製造方法を説明する。図２５に示すように、板状部材２４５を用意し、図２６に示すように、板状部材２４５に貫通孔２７５を設ける。また、図２７に示すように、第１の半球部材２４６を用意し、図２８に示すように第１の半球部材２４６の半球面上に半球面反射膜２４２を形成する。さらに、図２９に示すように、半球面反射膜２４２が設けられた第１の半球部材２４６に貫通孔２７６を設ける。またさらに、図３０に示すように、第２の半球部材２４７を用意し、図３１に示すように、第２の半球部材２４７に貫通孔２７７を設ける。

【0084】

貫通孔２７５、２７６、２７７は、例えば、エッチング法により設けることが可能である。あるいは、貫通孔２７５、２７６、２７７は、ドリルにより設けてもよい。さらに、貫通孔２７５、２７６、２７７を形成後、貫通孔２７５、２７６、２７７の内壁を研磨等して平滑度を上げてもよい。なお、貫通孔２７５の内壁のみを研磨等して平滑度をあげてもよい。

【0085】

ここで、半球部材よりも板状部材のほうが、内壁の平滑度の高い貫通孔を設けやすい。また、上述したように、製造されるフローセル２４０において、板状部材２４５には励起光が照射されるが、第１及び第２の半球部材２４６、２４７には励起光が照射されない。したがって、板状部材２４５に内壁の平滑度が高い貫通孔２７５を設け、第１及び第２の半球部材２４６、２４７に、内壁の平滑度が貫通孔２７５よりも低い貫通孔２７６、２７７を設けて、第７の実施の形態に係るフローセル２４０の製造コストを低下させてもよい。

【0086】

さらに、半球部材よりも板状部材のほうが、直径の小さい貫通孔を設けやすい。またさらに、上述したように、板状部材２４５の貫通孔２７５の直径は小さい方が、製造されるフローセル２４０における蛍光及び散乱光の検出分解能が高くなるが、励起光が照射されない第１及び第２の半球部材２４６、２４７の貫通孔２７６、２７７の直径が検出分解能に与える影響は小さい。したがって、板状部材２４５に直径の小さい貫通孔２７５を設け、第１及び第２の半球部材２４６、２４７に、貫通孔２７５よりも直径が大きい貫通孔２７６、２７７を設けて、第７の実施の形態に係るフローセル２４０の製造コストを低下させてもよい。

【0087】

貫通孔２７５が設けられた板状部材２４５は、延伸法により製造してもよい。例えば、図３２に示すような、断面形状が円である貫通孔５２７が設けられたガラス母材５２０を用意し、貫通孔５２７の延伸方向と同じ方向にガラス母材５２０を加熱延伸することにより、断面においてガラス母材が縮小され、貫通孔５２７の直径が、製造される図２６に示す板状部材２４５の貫通孔２７５と同じになる。その後、図３２に示す延伸されたガラス母材５２０の端部から、図２６に示す板状部材２４５が切り出される。切り出された板状部材２４５は、研磨されてもよい。

【0088】

図２３に示す板状部材２４５と、第１及び第２の半球部材２４６、２４７とは、貫通孔２７６、２７５、２７７が連通するように位置決めされ、例えばオプティカルコンタクトにより接合される。あるいは、板状部材１０と、第１及び第２の半球部材２４６、２４７とは、光学接着剤等により接着されてもよい。このようにして、第７の実施の形態に係るフローセル２４０が得られる。

【0089】

以上説明した第７の実施の形態に係るフローセル２４０の製造方法によれば、板状部材２４５、並びに第１及び第２の半球部材２４６、２４７を貼り合わせることにより、一体成型では製造が困難な立体形状を有するレンズ部分を含むフローセルを製造することが可能である。

【0090】

また、部材に、内壁に角がある貫通孔を設けようとすると、角においてクラックや空隙が形成されやすい傾向にある。これに対し、第７の実施の形態に係るフローセル２４０の製造方法においては、断面形状が円である貫通孔２７５、２７６、２７７が形成されるため、貫通孔２７５、２７６、２７７の内壁にクラックや空隙が形成されることを抑制することが可能となる。

【0091】

さらに、内壁の平滑度が高い貫通孔を部材に設けるのは、貫通孔の直径が小さくなるほど困難となり、また、部材の厚みが長くなるほど困難となる。そのため、フローセルの母材を一体成型した後に、フローセルの母材に、直径が小さい貫通孔を設け、研磨等により内壁の平滑度を上げることは困難である。これに対し、第７の実施の形態に係るフローセル２４０の製造方法によれば、予め貫通孔２７５、２７６、２７７が設けられた板状部材２４５、並びに第１及び第２の半球部材２４６、２４７を貼り合わせることにより、励起光が照射される貫通孔２７５の直径を小さくし、かつ内壁の平滑度を高くすることが可能である。

【0092】

（第８の実施の形態）
図３３に示す第８の実施の形態に係る粒子検出装置のフローセル２４０においては、図３４に示すように、板状部材２４５の第１主面３１１及び第２主面３１２の幅が、半球面反射膜２４２が設けられた第１の半球部材、及び第２の半球部材２４７の底面の外径よりも広い。板状部材２４５の第１の半球部材及び第２の半球部材２４７よりも幅広の部分は、フローセル２４０の突出部をなしている。フローセル２４０の突出部は、図３３に示すように、検査光の光路を含む平面の一部を含み、かつ図３４に示すフローセル２４０の貫通孔２７５の延伸方向に対して垂直である。

【0093】

上述したように、フローセル２４０が検査光で照射された際に、検査光が、断面形状が円である貫通孔２７５の内壁と、貫通孔２７５内の流体と、の曲面の界面で反射及び屈折し、迷光になる場合がある。フローセル２４０の貫通孔２７５の延伸方向に対して垂直な平面内において、検査光とフローセル２４０の貫通孔２７５の交点を頂点とし、頂角が約３０度から６０度である扇状に、迷光は広がる傾向にある。

【0094】

しかし、図３４に示すように、フローセル２４０の突出部において、突出部の内部から、突出部と外側の空気との界面に斜入射した迷光は全反射されるため、迷光はフローセル２４０の突出部内部で全反射を繰り返しながら突出部内部を進行していく。そのため、検査光の光路を含むように設けられたフローセル２４０の突出部は、迷光の導波路として機能する。したがって、図３３に示す楕円鏡５０とフローセル２４０の突出部が交差しないようにし、楕円鏡５０の外部でフローセル２４０の突出部から迷光を出射させることによって、迷光が光検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃに到達することを抑制することが可能となる。

【0095】

第８の実施の形態に係る粒子検出装置のその他の構成要素は、第７の実施の形態と同様である。

【0096】

（第９の実施の形態）
第９の実施の形態に係る粒子検出装置は、図３５に示すように、検査光を発する検査光源３０と、粒子を含む流体が流れる、断面形状が円である貫通孔１４が設けられた透明なフローセル４であって、貫通孔１４の延伸方向に対して垂直に検査光を照射されるフローセル４と、検査光とフローセル４の貫通孔１４の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセル４の貫通孔１４の延伸方向に対して垂直な扇状の面２００を含むように配置された迷光減衰部材８０と、フローセル４に対して、迷光減衰部材８０の後方に配置された光検出器６０であって、フローセル４内で検査光を照射された粒子で生じた反応光を検出する光検出器６０と、を備える。

【0097】

上述したように、検査領域としての貫通孔１４内部で検査光を照射された蛍光性粒子は蛍光を発する。また、検査光を照射された蛍光性粒子及び非蛍光性粒子において、例えばミー散乱による散乱光が生じる。光を照射された粒子において生じた反応光としての蛍光及び散乱光は、粒子から全方位的に発せられる。

【0098】

さらに、フローセル４が検査光で照射された際に、検査光が、断面形状が円である貫通孔１４の内壁と、貫通孔１４内の流体と、の曲面の界面で反射及び屈折し、迷光になる場合がある。フローセル４の貫通孔１４の延伸方向に対して垂直な平面内において、検査光とフローセル４の貫通孔１４の交点を頂点とし、頂角が約３０度から６０度である扇状に、迷光は広がる傾向にある。

【0099】

反応光は、粒子から全方位的に発せられるが、迷光はフローセル４の貫通孔１４の延伸方向に対して垂直な平面内に分布し、フローセル４の貫通孔１４の延伸方向と平行な方向には分布しない傾向にある。そのため、迷光減衰部材８０を、検査光とフローセル４の貫通孔１４の交点を頂点とする、検査光の光路と平行、かつフローセル４の貫通孔１４の延伸方向に対して垂直な扇状の面を含むように配置しても、全方位的に発せられた反応光は、迷光減衰部材８０の後方に到達する。したがって、フローセル４の貫通孔１４の延伸方向と平行な方向において、迷光減衰部材８０の幅を、光検出器６０の受光面の幅よりも小さくすると、迷光減衰部材８０の上下を通り過ぎた反応光を、光検出器６０で検出することが可能となる。

【0100】

第９の実施の形態に係る粒子検出装置のその他の構成要素は、第１の実施の形態と同様である。

【0101】

（その他の実施の形態）
上記のように本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、粒子検出装置は、粒子が発する蛍光のみを検出対象としてもよいし、粒子で生じた散乱光のみを検出対象としてもよい。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。

【符号の説明】

【0102】

４、４１、１４０、２４０ フローセル
１０ 板状部材
１４、４４、１４４、２７５、２７６、２７７ 貫通孔
３０ 検査光源
４２、１４２、２４２ 半球面反射膜
５０ 楕円鏡
６０、６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ 光検出器
７０Ａ、７０Ｂ 波長選択的反射鏡
８０ 迷光減衰部材
９０ レンズ
１４３、２４３ 半球面レンズ部
１４５、２４５ 板状部材
１４６、２４６ 第１の半球部材
１４７、２４７ 第２の半球部材
２００ 迷光が形成する面
２１１、２１２、３１１、３１２ 主面
２１３、２１４ 側面
５２０ ガラス母材
５２７ 貫通孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】