特許 6872557 粒子径分布測定装置及び粒子径分布測定装置用プログラム

(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】6872557

(24)【登録日】2021年4月21日

(45)【発行日】2021年5月19日

(54)【発明の名称】粒子径分布測定装置及び粒子径分布測定装置用プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01N 15/02 20060101AFI20210510BHJP

【ＦＩ】

   G01N15/02 A

【請求項の数】8

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-545017(P2018-545017)

(86)(22)【出願日】2017年10月11日

(86)【国際出願番号】JP2017036794

(87)【国際公開番号】WO2018070411

(87)【国際公開日】20180419

【審査請求日】2020年9月16日

(31)【優先権主張番号】特願2016-202200(P2016-202200)

(32)【優先日】2016年10月14日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000155023

【氏名又は名称】株式会社堀場製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100121441

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 竜平

(74)【代理人】

【識別番号】100154704

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 真大

(72)【発明者】

【氏名】山口 哲司

(72)【発明者】

【氏名】櫻本 啓二郎

(72)【発明者】

【氏名】森 哲也

(72)【発明者】

【氏名】菅澤 央昌

【審査官】 海野 佳子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−０４６７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０４６７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０３３３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２６３８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６０５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８５４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６４５３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ １５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象である粒子群に光を照射し、その回折／散乱光の光強度を示す光強度信号に基づいて前記粒子群の粒子径分布を算出する粒子径分布測定装置であって、
前記光強度信号から得られる実光強度分布と、粒子径から算出される理論光強度分布とに基づいて、前記測定対象に含まれる特定粒子径の粒子に起因する光強度を算出する特定粒子径光強度算出部と、
前記特定粒子径の粒子数が既知である複数の既知試料を用いて得られるデータであり、前記各既知試料に含まれる前記特定粒子径の粒子数と、前記各既知試料から得られた光強度分布の積算値との相関を示す粒子数−光強度相関データを記憶する相関データ記憶部と、
前記特定粒子径光強度算出部により算出された光強度と、前記粒子数−光強度相関データとに基づいて、前記測定対象に含まれる前記特定粒子径の粒子数を算出する粒子数算出部とを備える粒子径分布測定装置。

【請求項2】

前記粒子数算出部により算出された前記特定粒子径の粒子数に基づいて、前記粒子径分布を、前記測定対象に含まれる各粒子径の粒子数を相対的に表した分布から、その粒子数を絶対的に表した分布に変換する分布変換部を備える請求項１記載の粒子径分布測定装置。

【請求項3】

前記相関データ記憶部が、複数種類の粒子径それぞれに対して得られた前記粒子数−光強度相関データを記憶している請求項１記載の粒子径分布測定装置。

【請求項4】

前記既知試料の粒子径及び屈折率を用いて算出された理論光強度分布と、前記既知試料と同じ粒子径で異なる屈折率を用いて算出された理論光強度分布とに基づいて、前記粒子数−光強度相関データを補正する相関データ補正部をさらに備える請求項１記載の粒子径分布測定装置。

【請求項5】

前記測定対象が、液体中に含まれる気泡粒子である請求項１記載の粒子径分布測定装置。

【請求項6】

測定対象である粒子群に光を照射し、その回折／散乱光の光強度を示す光強度信号に基づいて前記粒子群の粒子径分布を算出する粒子径分布測定装置に搭載されるプログラムであって、
前記光強度信号から得られる実光強度分布と、粒子径から算出される理論光強度分布とに基づいて、前記測定対象に含まれる特定粒子径の粒子に起因する光強度を算出する特定粒子径光強度算出部と、
前記特定粒子径の粒子数が既知である複数の既知試料を用いて得られるデータであり、前記各既知試料に含まれる前記特定粒子径の粒子数と、前記各既知試料から得られた光強度分布の積算値との相関を示す粒子数−光強度相関データを記憶する相関データ記憶部と、
前記特定粒子径光強度算出部により算出された光強度と、前記粒子数−光強度相関データとに基づいて、前記測定対象に含まれる前記特定粒子径の粒子数を算出する粒子数算出部としての機能をコンピュータに発揮させる粒子径分布測定装置用プログラム。

【請求項7】

測定対象である粒子群に光を照射し、その回折／散乱光の光強度を示す光強度信号に基づいて前記粒子群の粒子径分布を算出する粒子径分布測定装置であって、
前記光強度信号から得られる実光強度分布と、粒子径から算出される理論光強度分布とに基づいて、前記測定対象に含まれる特定粒子径の粒子に起因する光強度を算出する特定粒子径光強度算出部と、
前記特定粒子径の粒子数が既知である複数の既知試料を用いて得られるデータであり、前記各既知試料に含まれる前記特定粒子径の粒子数と、前記各既知試料から得られた光強度分布における特定の拡がり角度の光強度との相関を示す粒子数−光強度相関データを記憶する相関データ記憶部と、
前記特定粒子径光強度算出部により算出された光強度と、前記粒子数−光強度相関データとに基づいて、前記測定対象に含まれる前記特定粒子径の粒子数を算出する粒子数算出部とを備える粒子径分布測定装置。

【請求項8】

測定対象である粒子群に光を照射し、その回折／散乱光の光強度を示す光強度信号に基づいて前記粒子群の粒子径分布を算出する粒子径分布測定装置に搭載されるプログラムであって、
前記光強度信号から得られる実光強度分布と、粒子径から算出される理論光強度分布とに基づいて、前記測定対象に含まれる特定粒子径の粒子に起因する光強度を算出する特定粒子径光強度算出部と、
前記特定粒子径の粒子数が既知である複数の既知試料を用いて得られるデータであり、前記各既知試料に含まれる前記特定粒子径の粒子数と、前記各既知試料から得られた光強度分布における特定の拡がり角度の光強度との相関を示す粒子数−光強度相関データを記憶する相関データ記憶部と、
前記特定粒子径光強度算出部により算出された光強度と、前記粒子数−光強度相関データとに基づいて、前記測定対象に含まれる前記特定粒子径の粒子数を算出する粒子数算出部としての機能をコンピュータに発揮させる粒子径分布測定装置用プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粒子径分布測定装置及び粒子径分布測定装置用プログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、粒子径分布測定装置としては、特許文献１に示すように、測定対象に含まれる粒子に光を照射し、その照射により生じる回折光や散乱光（以下、回折／散乱光とも言う）の光強度分布に基づいて粒子の粒子径分布を算出するものが知られている。

【0003】

この粒子径分布測定装置によって算出された粒子径分布は、ある粒子径の粒子が全体に対してどの程度含まれているかを、一方の軸を粒子径、他方の軸をパーセンテージとしたグラフ上に表示されるものである。すなわち、この粒子径分布は、ある粒子径の粒子の相対的な粒子数を示したものである。

【0004】

ところで近年、測定対象に含まれる粒子の絶対的な粒子数と、例えばその測定対象により得られる効果との相関などを知りたいという要望があり、測定対象におけるある体積中の個数や単位体積あたりの個数（個数濃度）などといった絶対的な粒子数を測定することが求められている。

【0005】

絶対的な粒子数を測定する方法としては、顕微鏡などを用いて測定対象中の粒子をカウントしていく方法があるが、精度良く粒子数を測定しようとすると、統計的な誤差を防ぐために、数万個の粒子をカウントする必要があり、非常に時間がかかる。また、粒子が微小すぎて顕微鏡などで確認することができないと、この方法は採用できない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００８−１２２２０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

そこで本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、測定対象に含まれるある粒子径の絶対的な粒子数を知ることのできる粒子径分布測定装置を提供することをその主たる目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

すなわち、本発明に係る粒子径分布測定装置は、測定対象である粒子群に光を照射し、その回折／散乱光の光強度を示す光強度信号に基づいて前記粒子群の粒子径分布を算出する粒子径分布測定装置であって、前記光強度信号から得られる実光強度分布と、粒子径から算出される理論光強度分布とに基づいて、前記測定対象に含まれる特定粒子径の粒子に起因する光強度を算出する特定粒子径光強度算出部と、前記特定粒子径の粒子数が既知である複数の既知試料を用いて得られるデータであり、前記各既知試料に含まれる前記特定粒子径の粒子数と、前記各既知試料から得られた光強度分布の積算値との相関を示す粒子数−光強度相関データを記憶する相関データ記憶部と、前記特定粒子径光強度算出部により算出された光強度と、前記粒子数−光強度相関データとに基づいて、前記測定対象に含まれる前記特定粒子径の粒子数を算出する粒子数算出部とを備えることを特徴とするものである。

【0009】

このように構成された粒子径分布測定装置であれば、粒子数と光強度分布の積算値との相関を示す粒子数−光強度相関データを予め既知試料を用いて求めてあるので、この粒子数−光強度相関データと、測定対象中の特定粒子径の粒子に起因する光強度とに基づいて測定対象に含まれる特定粒子径の粒子数を算出することが可能となる。

【0010】

前記粒子数算出部により算出された前記特定粒子径の粒子数に基づいて、前記粒子径分布を、前記測定対象に含まれる各粒子径の粒子数を相対的に表した分布から、その粒子数を絶対的に表した分布に変換する分布変換部を備えることが好ましい。
このようなものであれば、各粒子径の絶対的な粒子数を示す分布を確認することで、測定対象に含まれる各粒子径の粒子数を全体的に把握することができる。

【0011】

ところで、例えば５００ｎｍの既知試料を用いて粒子数−光強度相関データを予め求めてあったとしても、測定対象に５００ｎｍの粒子が含まれていなければ、粒子数−光強度相関データを用いて絶対的な粒子数を算出することはできない。
そこで、前記相関データ記憶部が、複数種類の粒子径それぞれに対して得られた前記粒子数−光強度相関データを記憶していることが好ましい。
このようなものであれば、複数種類の粒子径それぞれに対して粒子数−光強度相関データを予め求めているので、これらの粒子径の少なくとも１つが、測定対象に含まれる粒子の粒子径と一致していれば、その粒子径に対応する粒子数−光強度相関データを用いて絶対的な粒子数を算出することができる。

【0012】

光強度分布は、屈折率が変わるとその形状が変わるため、屈折率が変われば光強度分布の積算値と粒子数との相関も変わる。
そこで、前記既知試料の粒子径及び屈折率を用いて算出された理論光強度分布と、前記既知試料と同じ粒子径で異なる屈折率を用いて算出された理論光強度分布とに基づいて、前記粒子数−光強度相関データを補正する相関データ補正部をさらに備えることが好ましい。
このようなものであれば、相関データ補正部が粒子数−光強度相関データを屈折率に応じて補正するので、測定対象の屈折率が既知試料の屈折率と異なっている場合であっても、測定対象の屈折率に応じて補正された適切な粒子数−光強度相関データを用いて粒子数を算出することができる。これにより、測定対象中のある粒子径の粒子数と、その粒子径に対して算出された粒子数との差を小さくすることができる。

【0013】

具体的な測定対象としては、液体中に含まれる気泡粒子が挙げられる。

【0014】

また、本発明に係る粒子径分布測定装置用プログラムは、測定対象である粒子群に光を照射し、その回折／散乱光の光強度を示す光強度信号に基づいて前記粒子群の粒子径分布を算出する粒子径分布測定装置に搭載されるプログラムであって、前記光強度信号から得られる実光強度分布と、粒子径から算出される理論光強度分布とに基づいて、前記測定対象に含まれる特定粒子径の粒子に起因する光強度を算出する特定粒子径光強度算出部と、前記特定粒子径の粒子数が既知である複数の既知試料を用いて得られるデータであり、前記各既知試料に含まれる前記特定粒子径の粒子数と、前記各既知試料から得られた光強度分布の積算値との相関を示す粒子数−光強度相関データを記憶する相関データ記憶部と、前記特定粒子径光強度算出部により算出された光強度と、前記粒子数−光強度相関データとに基づいて、前記測定対象に含まれる前記特定粒子径の粒子数を算出する粒子数算出部としての機能をコンピュータに発揮させることを特徴とするプログラムである。
このような粒子径分布測定装置用プログラムであれば、上述した粒子径分布測定装置と同様の作用効果を発揮させることができる。

【0015】

また、本発明に係る粒子径分布測定装置は、測定対象である粒子群に光を照射し、その回折／散乱光の光強度を示す光強度信号に基づいて前記粒子群の粒子径分布を算出する粒子径分布測定装置であって、前記光強度信号から得られる実光強度分布と、粒子径から算出される理論光強度分布とに基づいて、前記測定対象に含まれる特定粒子径の粒子に起因する光強度を算出する特定粒子径光強度算出部と、前記特定粒子径の粒子数が既知である複数の既知試料を用いて得られるデータであり、前記各既知試料に含まれる前記特定粒子径の粒子数と、前記各既知試料から得られた光強度分布における特定の拡がり角度の光強度との相関を示す粒子数−光強度相関データを記憶する相関データ記憶部と、前記特定粒子径光強度算出部により算出された光強度と、前記粒子数−光強度相関データとに基づいて、前記測定対象に含まれる前記特定粒子径の粒子数を算出する粒子数算出部とを備えることを特徴とするものである。

【0016】

さらに、本発明に係る粒子径分布測定装置用プログラムは、測定対象である粒子群に光を照射し、その回折／散乱光の光強度を示す光強度信号に基づいて前記粒子群の粒子径分布を算出する粒子径分布測定装置に搭載されるプログラムであって、前記光強度信号から得られる実光強度分布と、粒子径から算出される理論光強度分布とに基づいて、前記測定対象に含まれる特定粒子径の粒子に起因する光強度を算出する特定粒子径光強度算出部と、前記特定粒子径の粒子数が既知である複数の既知試料を用いて得られるデータであり、前記各既知試料に含まれる前記特定粒子径の粒子数と、前記各既知試料から得られた光強度分布における特定の拡がり角度の光強度との相関を示す粒子数−光強度相関データを記憶する相関データ記憶部と、前記特定粒子径光強度算出部により算出された光強度と、前記粒子数−光強度相関データとに基づいて、前記測定対象に含まれる前記特定粒子径の粒子数を算出する粒子数算出部としての機能をコンピュータに発揮させることを特徴とするプログラムである。

【0017】

このような粒子径分布測定装置や粒子径分布測定装置用プログラムであれば、
粒子数と特定の拡がり角度の光強度との相関を示す粒子数−光強度相関データを予め既知試料を用いて求めてあるので、この粒子数−光強度相関データと、測定対象中の特定粒子径の粒子に起因する光強度とに基づいて、測定対象に含まれる特定粒子径の粒子数を算出することが可能となる。

【発明の効果】

【0018】

このように構成した本発明によれば、測定対象に含まれる特定粒子径の粒子数を算出することができ、ひいては測定対象に含まれる各粒子径の粒子数を絶対的に表した粒子径分布を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態における粒子径分布測定装置を示す概略図。

【図2】同実施形態における演算装置の機能構成を示す機能ブロック図。

【図3】同実施形態における実光強度分布及び粒子径分布を説明するための模式図。

【図4】同実施形態における粒子数−光強度相関データを説明するための模式図。

【図5】同実施形態における粒子数−光強度相関データを求めた実験結果。

【図6】同実施形態における特定粒子径光強度算出部の機能を説明するための模式図。

【図7】同実施形態における分布変換部の機能を説明するための模式図。

【図8】同実施形態における相関データ補正部の機能を説明するための模式図。

【図9】変形実施形態における粒子数−光強度相関データを説明するための模式図。

【図10】変形実施形態における粒子数−光強度相関データを求めた実験結果。

【図11】変形実施形態における分布変換部の機能を説明するための模式図。

【符号の説明】

【0020】

１００・・・粒子径分布測定装置
Ｘ ・・・測定対象
２１ ・・・実光強度分布取得部
２２ ・・・理想光強度分布記憶部
２３ ・・・粒子径分布算出部
２４ ・・・相関データ記憶部
２５ ・・・特定粒子径光強度算出部
２６ ・・・粒子数算出部
２７ ・・・分布変換部
２８ ・・・相関データ補正部

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に本発明に係る粒子径分布測定装置の一実施形態について図面を参照して説明する。

【0022】

本実施形態に係る粒子径分布測定装置１００は、粒子に光を照射した際に生じる回折／散乱光の拡がり角度に応じる光強度分布が、ＭＩＥ散乱理論やフラウンホーファー回折理論等から粒子径によって定まることを利用し、前記回折／散乱光を検出することによって粒子径分布を測定するものである。測定対象Ｘとしては、医薬品、食品、化学工業品など種々挙げられるが、ここでは液体中に含まれる気泡粒子を測定対象Ｘとしている。

【0023】

粒子径分布測定装置１００は、図１に模式的に示すように、装置本体１０と演算装置２０とを備えている。

【0024】

装置本体１０は、測定対象Ｘである粒子群を収容するセル１１と、そのセル１１内の粒子群にレンズ１２を介してレーザ光を照射する光源１３たるレーザ装置と、レーザ光の照射により生じる回折／散乱光の光強度を拡がり角度に応じて検出する複数の光検出器１４とを備えたものである。
なお、セル１１は、本実施形態では、バッチ式セルを用いているが、循環式セルを用いても構わない。

【0025】

演算装置２０は、物理的に言えば、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース等を備えた汎用乃至専用のコンピュータであり、各光検出器１４から出力された光強度信号を受信して粒子径分布を算出するものである。

【0026】

この演算装置２０は、前記メモリの所定領域に記憶させた所定のプログラムにしたがって、ＣＰＵや周辺機器を協働させることにより、図２に示すように、実光強度分布取得部２１、理想光強度分布記憶部２２、及び粒子径分布算出部２３としての機能を備えたものである。

【0027】

実光強度分布取得部２１は、各光検出器１４から出力された光強度信号を受け付けて、図３に示すように、各光検出器１４のチャンネルに対する光強度分布、すなわち回折／散乱光の拡がり角度に対する光強度分布を示す実光強度分布データを取得する。

【0028】

理想光強度分布記憶部２２は、図３に示すように、同じ粒子径の粒子からなる粒子群に光を照射した場合に得られるはずの理想光強度分布を示す理想光強度分布データを記憶している。この理想光強度分布は、少なくとも粒子径を用いて所定の算出式（理論式）に基づき算出されるものであり、演算装置２０とは別の情報処理装置を用いて予め算出しておいても良いし、演算装置２０に理想光強度分布を算出する機能を備えさせておいても良い。
本実施形態の理想光強度分布記憶部２２は、複数種類の粒子径それぞれに対して算出された各理想強度分布データを記憶している。ここでは説明の便宜上、少なくとも１０ｎｍ、５００ｎｍ、及び１μｍの粒子径に対して算出された理想光強度分布データが記憶されているものとする。

【0029】

粒子径分布算出部２３は、実光強度分布取得部２１により取得された実光強度分布データと、理想光強度分布記憶部２２に記憶されている複数の理想光強度分布データとに基づいて、測定対象Ｘたる粒子群の粒子径分布を示す粒子径分布データを算出する。
この粒子径分布は、図３に示すように、ある粒子径の粒子が粒子群全体に対して占める割合（以下、頻度ともいう）を表すものであり、一方の軸を粒子径、他方の軸を頻度に設定されたグラフ上に表される。ここでは、頻度をパーセンテージで表しており、言い換えれば粒子径分布は各粒子径の粒子数を相対的に表したものといえる。

【0030】

しかして、本実施形態の演算装置２０は、図２に示すように、相関データ記憶部２４、特定粒子径光強度算出部２５、粒子数算出部２６、及び分布変換部２７としての機能をさらに備えてなる。

【0031】

相関データ記憶部２４は、図４に示すように、同じ粒子径の粒子からなり、含まれる粒子数が互いに異なる複数の既知試料に光を照射して得られる光強度分布の積算値と、各既知試料の粒子数（ここでは、［個数／ｍｌ］で表される個数濃度）との相関を示す粒子数−光強度相関データを記憶したものであり、具体的には各粒子数に対する光強度分布の積算値をプロットして得られる検量線である。
既知試料は、含まれる粒子の粒子径がある程度揃った単分散の試料である。ここでは既知試料として、単位体積当たりに含まれる粒子数（個数濃度）が既知で、且つ、粒子径のそろった例えばポリスチレンラテックス球（ＰＳＬ）を用いている。すなわち、上述した検量線は、粒子径が同じ複数の単分散試料において、粒子数を互いに異ならせたものそれぞれに光を照射して、得られた光強度分布の積算値を各粒子数に対してプロットすることにより作成されたものである。
粒子数−光強度相関データは、予め実験などで求めておき、相関データ記憶部２４に記憶させてある。本実施形態の相関データ記憶部２４は、複数種類の粒子径それぞれに対して得られた粒子数−光強度相関データを記憶している。ここでは説明の便宜上、少なくとも５００ｎｍ、１０ｎｍ、及び１μｍの既知試料を用いて得られた３つの粒子数−光強度相関データが記憶されている。

【0032】

ここで、上述した粒子数−光強度相関データを予め求めた実験結果を図５に示す。
この実験では、既知試料として粒子径が１０μｍのポリスチレンラテックス球（ＰＳＬ）を用いており、個数濃度が互いに異なる９種類の既知試料を使用した。
そして、各既知試料に光を照射して得られた光強度分布の積算値とそれぞれの個数濃度とをプロットしたものが、図５に示すグラフである。
この実験結果から、粒子数と光強度分布の積算値との間には線形性の良い相関があることが分かる。

【0033】

特定粒子径光強度算出部２５は、上述した実光強度分布データと理想光強度分布データとに基づいて、測定対象Ｘに含まれる特定粒子径の粒子に起因する光強度を算出する。なお、ここでいう特定粒子径の粒子とは、ある粒子径（例えば５００ｎｍ）の粒子には限らず、粒子径がある特定の範囲（例えば４５０ｎｍ〜５５０ｎｍ）に含まれる粒子としても構わない。

【0034】

ここで、実光強度分布は、図６に示すように、種々の粒子径に対応する理想光強度分布が重ね合わさったものと考えることができる。すなわち、実光強度分布データには、複数種類の粒子径に対応する理想光強度分布データが、とある割合で含まれていることになる。
そこで、特定粒子径光強度算出部２５は、上記の割合を実光強度分布の積算値Ｉ０に掛け合わせて、特定の粒子径の粒子に依存する光強度（以下、特定粒子径光強度積算値）を算出する。言い換えれば、特定粒子径光強度算出部２５は、図６に示すように、実光強度分布に含まれる特定粒子径の理想光強度分布の積算値を、特定粒子径光強度として算出している。具体的にここでは、上記の割合として粒子径分布算出部２３により算出された頻度を用いており、特定粒子径の頻度を実光強度分布の積算値Ｉ０に掛け合わせた値を特定粒子径光強度積算値としている。
なお、実光強度分布の積算値は、必ずしも全チャンネルに亘って光強度を積算した値には限らず、例えば一部のチャンネル（ファーストボトムよりも拡がり角度が小さい又は大きい位置にあるチャンネル）の光強度を積算した値や、ノイズの生じているチャンネルを除いて光強度を積算した値としても良い。

【0035】

粒子数算出部２６は、特定粒子径光強度算出部２５により算出された特定粒子径光強度積算値と、粒子数−光強度相関データとに基づいて、測定対象Ｘに含まれる特定粒子径の粒子数を算出するものである。
具体的には、図７に示すように、例えば特定粒子径光強度算出部２５が測定対象Ｘに含まれる５００ｎｍの粒子に起因する特定粒子径光強度積算値Ｉａを算出した場合、粒子数算出部２６は、５００ｎｍの既知試料を用いて得られた粒子数−光強度相関データを用いて、特定粒子径光強度積算値Ｉａに対応する粒子数Ｎａを求める。

【0036】

本実施形態では、５００ｎｍ、１０ｎｍ、及び１μｍそれぞれの特定粒子径光強度積算値Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃに基づき、測定対象Ｘに含まれる５００ｎｍ、１０ｎｍ、及び１μｍそれぞれの粒子数Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃを求めている。
なお、粒子数算出部２６としては、複数種類の粒子径それぞれに対して粒子数を算出する必要はなく、少なくとも１種類の粒子径に対する粒子数を算出するものであれば良い。

【0037】

分布変換部２７は、図７に示すように、粒子数算出部２６により算出された粒子数と、上述した粒子径分布データとに基づいて、粒子径分布データが示す粒子径分布を、各粒子径の粒子数を相対的に表した分布から、各粒子径の粒子数を絶対的に表した分布に変換するものである。
具体的にこの分布変換部２７は、粒子数を相対的に表した分布における他方の軸を、頻度（パーセンテージ）から粒子数（個数濃度）に変換する。そして、この他方の軸として設定された粒子数が、粒子数算出部２６により算出された各粒子径（ここでは、５００ｎｍ、１０ｎｍ、１μｍ）の粒子数Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃとなるように分布形状を変形させる。なお、粒子数算出部２６により算出された粒子径以外の粒子径の粒子数については、ここでは例えば補間により算出されている。
これにより、各粒子径の粒子数を相対的に表した分布は、各粒子径の粒子数を絶対的に表した分布に変換され、変換後の粒子径分布は例えばディスプレイ等に出力される。

【0038】

ところで、粒子に光を照射して得られる光強度分布の形状は、粒子の屈折率によって変化するので、屈折率が異なれば光強度分布の積算値と粒子数との相関も変わる。
このことから、粒子数−光強度相関データを得るために用いられた既知試料の屈折率と測定対象Ｘの屈折率とが異なる場合、その粒子数−光強度相関データは測定対象Ｘに含まれる特定粒子径の粒子数を算出するためには適切なデータであるとはいえない。したがって、この粒子数−光強度相関データを用いて粒子数を算出すると、算出された粒子数と測定対象Ｘに含まれる実際の粒子数との間で誤差が生じてしまう。

【0039】

そこで、本実施形態の演算装置２０は、図２に示すように、相関データ記憶部２４に記憶されている粒子数−光強度相関データを補正する相関データ補正部２８としての機能をさらに備えている。

【0040】

以下では、測定対象Ｘの屈折率をｎｘ、既知試料の屈折率をｎｙとし、例えば５００ｎｍの既知試料を用いて予め求めた粒子数−光強度相関データを補正する場合について、図８を参照しながら説明する。

【0041】

この場合、相関データ補正部２８は、測定対象Ｘの屈折率ｎｘと粒子径５００ｎｍを用いて得られた理想光強度分布データを理想光強度分布記憶部２２から取得して、その理想光強度分布の積算値Ｉｘを算出する。
また、相関データ補正部２８は、既知試料の屈折率ｎｙと粒子径５００ｎｍを用いて得られる理想光強度分布の積算値Ｉｙを算出する。

【0042】

次に、相関データ補正部２８は、それぞれの積算値Ｉｘ、Ｉｙの比率ｋ（＝Ｉｘ／Ｉｙ）を算出する。

【0043】

そして、相関データ補正部２８は、５００ｎｍの既知試料を用いて予め求められている補正前の粒子数−光強度相関データに対して、上述した比率ｋを各粒子数に対応する光強度に掛け合わせることで、補正後の粒子数−光強度相関データとして相関データ記憶部２４に記憶させる。

【0044】

このように構成された本実施形態に係る粒子径分布測定装置１００によれば、粒子数と光強度分布の積算値との相関を示す粒子数−光強度相関データを予め既知試料を用いて求めてあるので、この粒子数−光強度相関データと特定粒子径光強度積算値とに基づいて、測定対象Ｘに含まれる特定粒子径の粒子数（個数濃度）を算出することが可能となる。
そして、このように粒子数（個数濃度）を算出することで、例えば換算式などを用いて、測定対象Ｘの全体に含まれる特定粒子径の全粒子数や、測定対象Ｘに含まれる特定粒子径の粒子の濁度又は体積濃度など、特定粒子径の粒子に関する絶対的な値を知ることができる。

【0045】

また、分布変換部２７が、粒子径分布を、各粒子径の粒子数を相対的に表した分布から、各粒子径の粒子数を絶対的に表した分布に変換するので、変換後の粒子径分布を確認することで、測定対象Ｘに含まれる各粒子径の粒子数を全体的に把握することができる。

【0046】

さらに、複数種類の粒子径それぞれに対して粒子数−光強度相関データを予め求めているので、これらの粒子径の少なくとも１つが、測定対象Ｘに含まれる粒子の粒子径と一致していれば、その粒子径に対応する粒子数−光強度相関データを用いて粒子数を算出することができる。これにより、種々の測定対象Ｘに柔軟に対応して、粒子径分布を測定することが可能となる。
また、複数の粒子数−光強度相関データを用いることができる場合は、より正確に粒子数や粒子数を絶対的に表した分布を算出すべく、用いることのできる粒子数−光強度相関データを全て用いても良いし、粒子数を相対的に表した粒子径分布のモード径（最頻径）に最も近い粒子径に対応する粒子数−光強度相関データを用いても良い。

【0047】

そのうえ、相関データ補正部２８が屈折率の違いに応じて粒子数−光強度相関データを補正するので、測定対象Ｘの屈折率が既知試料の屈折率と異なっている場合であっても、補正後の適切な粒子数−光強度相関データを用いて粒子数を算出することができる。これにより、測定対象Ｘに実際に含まれる粒子数と算出された粒子数との間に生じる誤差を小さくすることができ、測定精度の向上を図れる。

【0048】

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。

【0049】

例えば、粒子数−光強度相関データは、図９に示すように、既知試料に含まれる粒子数と、既知試料から得られた光強度分布における特定の拡がり角度の光強度（つまり、特定のチャンネルの光検出器１４が検出した光強度）との相関を示すデータであっても良い。なお、特定の拡がり角度は、例えばセカンドピークやファーストピークに対応する拡がり角度や、光強度が最大となる拡がり角度など、適宜変更して構わない。

【0050】

この粒子数−光強度相関データは、図９に示すように、同じ粒子径の粒子からなり、含まれる粒子数が互いに異なる複数の既知試料に光を照射して得られる実光強度分布から予め求められる。
具体的には、例えば粒子径が５００ｎｍで粒子数（個数濃度）がＣ１、Ｃ２、Ｃ３の３つの既知試料それぞれに光を照射して光強度分布を測定し、これらの光強度分布の特定チャンネル（例えばＣｈ１）の光強度Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３と、各既知試料の粒子数（個数濃度）Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３とをプロットして得られる検量線が、５００ｎｍの既知試料を用いて得られる粒子数−光強度相関データに含まれている。
ここでは、少なくとも５００ｎｍ、１０ｎｍ、及び１μｍの既知試料を用いて得られた３つの検量線が粒子数−光強度相関データとして記憶されている。

【0051】

ここで、上述した粒子数−光強度相関データを予め求めた実験結果を図１０に示す。
この実験では、既知試料として粒子径が１０μｍのポリスチレンラテックス球（ＰＳＬ）を用いており、個数濃度が互いに異なる９種類の既知試料を使用した。
そして、各既知試料に光を照射して得られた１０μｍに対応する特定チャンネルの光強度とそれぞれの個数濃度とをプロットしたものが、図１０に示すグラフである。
この実験結果から、粒子数と特定チャンネルの光強度との間には線形性の良い相関があることが分かる。

【0052】

上述した粒子数−光強度相関データを用いる場合、特定粒子径光強度算出部２５は、実光強度分布における特定の粒子径に対応するチャンネル（例えば５００ｎｍに対応するチャンネルはＣｈ１である）の光強度を、特定の粒子径の粒子に依存する光強度（以下、特定粒子径光強度という）として得る。

【0053】

然して、粒子数算出部２６は、特定粒子径光強度算出部２５により算出された特定粒子径光強度と、粒子数−光強度相関データとに基づいて、測定対象Ｘに含まれる特定粒子径の粒子数を算出する。
具体的には、図１１に示すように、例えば特定粒子径光強度算出部２５が測定対象Ｘに含まれる５００ｎｍの粒子に起因する特定粒子径光強度Ｉａを算出した場合、粒子数算出部２６は、５００ｎｍの既知試料を用いて得られた粒子数−光強度相関データを用いて、特定粒子径光強度Ｉａに対応する粒子数Ｎａを求める。ここでは、５００ｎｍ、１０ｎｍ、及び１μｍそれぞれの特定粒子径光強度Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃに基づき、測定対象Ｘに含まれる５００ｎｍ、１０ｎｍ、及び１μｍそれぞれの粒子数Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃを求めている。
そして、前記実施形態と同様に、分布変換部２７が、粒子数算出部２６により算出された粒子数Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃと、粒子径分布データとに基づいて、粒子径分布データが示す粒子径分布を、各粒子径の粒子数を相対的に表した分布から、各粒子径の粒子数を絶対的に表した分布に変換する。

【0054】

また、前記実施形態では、粒子径分布を各粒子径の粒子数を相対的に表した分布から、各粒子径の粒子数を絶対的に表した分布に変換してディスプレイ等に出力していたが、演算装置２０は必ずしも分布変換部２７としての機能を備えている必要はない。その場合の一例としては、粒子数算出部２６が特定粒子径の粒子数を算出し、その算出された粒子数をディスプレイ等に出力するようにしても良い。

【0055】

さらに、前記実施形態では、分布変換部２７が、複数の粒子数Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｃを用いるとともに、その間の粒子数は補間して求めることで、粒子径分布を変換していたが、１つの粒子数を用いて、粒子数を相対的に表した分布を粒子数を絶対的に表した分布に変形しても良い。

【0056】

加えて、前記実施形態では、相関データ補正部２８が、測定対象Ｘの屈折率ｎｘと粒子径を用いて得られる理想光強度分布の積算値Ｉｘと、既知試料の屈折率ｎｙと粒子径を用いて得られる理想光強度分布の積算値Ｉｙとに基づいて粒子数−光強度相関データを補正していたが、上記の各理想光強度分布の例えば最大光強度の比率などに基づいて粒子数−光強度相関データを補正しても良い。

【0057】

その他、本発明は前記各実施形態に限られないし、その各部分構成を組み合わせて
も良く、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0058】

本発明によれば、測定対象に含まれるある粒子径の絶対的な粒子数を知ることのできる粒子径分布測定装置を提供することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】