特許 7581221 粒子分析装置及び粒子分析ユニット

(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】

(24)【登録日】2024-11-01

(45)【発行日】2024-11-12

(54)【発明の名称】粒子分析装置及び粒子分析ユニット

(51)【国際特許分類】

   G01N 15/01 20240101AFI20241105BHJP

   G01N 21/01 20060101ALI20241105BHJP

   G01N 21/17 20060101ALI20241105BHJP

   H01L 33/00 20100101ALI20241105BHJP

【ＦＩ】

G01N15/01

G01N21/01 D

G01N21/17 A

H01L33/00 J

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021552336

(86)(22)【出願日】2020-10-06

(86)【国際出願番号】 JP2020037816

(87)【国際公開番号】W WO2021075310

(87)【国際公開日】2021-04-22

【審査請求日】2023-09-19

(31)【優先権主張番号】P 2019188689

(32)【優先日】2019-10-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【前置審査】

(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】立脇 康弘

(72)【発明者】

【氏名】井澤 桃香

【審査官】山口 剛

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２６９０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１１４２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－１２７１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１０１７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１９５７８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－２１５４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－１０１９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１６－０１１５２３７（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ １５／００ － １５／１４９２

Ｇ０１Ｎ ２１／０１

Ｇ０１Ｎ ２１／１７

Ｈ０１Ｌ ３３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

粒子を撮像して得られた画像から当該粒子の特性を分析する粒子分析装置であって、
前記粒子に光を放つＬＥＤと、
前記ＬＥＤに一定電流を流す定電流回路と、
前記定電流回路に接続されて前記ＬＥＤに流れる電流をオン・オフするスイッチング素子と、
前記ＬＥＤに電力を供給する電源と、
前記ＬＥＤに並列に接続され、所定の抵抗値を有する第１の抵抗素子とを具備し、
前記定電流回路が、
前記ＬＥＤに直列接続されて、前記ＬＥＤに流れる電流を測定して測定信号を出力する測定素子と、
前記測定信号に基づいてフィードバック信号を出力するシャントレギュレータと、
前記フィードバック信号により前記ＬＥＤに流れる電流を制御する電流制御素子と、
前記測定素子と前記シャントレギュレータとの間に設けられ、一端が接地されている分圧回路とを有し、
前記シャントレギュレータが、
前記分圧回路の出力が入力される制御端子と、
前記フィードバック信号を出力するとともに、前記電流制御素子の制御端子に接続された出力端子とを有し、
前記シャントレギュレータの出力端子及び前記電流制御素子の制御端子の間に接続され、アノード側が前記電源に接続されている第２の抵抗素子をさらに有し、
前記スイッチング素子のオフ状態において、
前記電源からの電流は、前記第１の抵抗素子を流れて、前記分圧回路から接地側に流れ、
前記制御端子は、前記分圧回路の出力を受け付けて、前記出力端子は、前記制御端子が受け付けた前記分圧回路の出力に基づいて前記フィードバック信号を出力する、粒子分析装置。

【請求項2】

前記スイッチング素子のカソード側が接地電位である、請求項１記載の粒子分析装置。

【請求項3】

前記スイッチング素子が前記ＬＥＤに直列接続されている、請求項１又は２に記載の粒子分析装置。

【請求項4】

前記第１の抵抗素子は、前記ＬＥＤに前記一定電流が流れている際の当該ＬＥＤの抵抗値よりも小さい抵抗値を有する、請求項１乃至３のうち何れか一項に記載の粒子分析装置。

【請求項5】

前記分圧回路を構成する分圧抵抗素子の少なくとも１つが、抵抗値が可変な可変抵抗素子である、請求項１乃至４のうち何れか一項に記載の粒子分析装置。

【請求項6】

前記粒子を撮像する撮像装置をさらに備え、
前記粒子を収容するセル、前記ＬＥＤ、前記定電流回路、及び前記撮像装置が、ユニット化されて装置本体に着脱可能に構成されている、請求項１乃至５のうち何れか一項に記載の粒子分析装置。

【請求項7】

請求項６記載の粒子分析装置及び装置本体を具備する粒子分析ユニットであって、
前記装置本体が、粒子径分布測定装置と、該粒子径分布測定装置を収容する筐体とを備え、
前記粒子分析装置が、前記粒子径分布測定装置とともに前記筐体に収容されている、粒子分析ユニット。

【請求項8】

前記装置本体の電源が、前記ＬＥＤに電力を供給する電源として兼用されている、請求項７記載の粒子分析ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粒子を撮像して得られた画像から粒子の特性を分析する粒子分析装置、及び、この粒子分析装置を備えた粒子分析ユニットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

この種の粒子分析装置としては、特許文献１に示すように、セル内の粒子に光を放つＬＥＤを備え、ＬＥＤのオン・オフを繰り返すことで、ＬＥＤがオンした時にセル内の粒子を撮像するように構成されたものがある。

【0003】

かかる構成において、まず、粒子の輪郭をぼやけないように撮像するためには、オン時間を例えば数μｓ程度の短い時間にする必要がある。そのうえで、それぞれの撮像条件を揃えるためには、それぞれのオン時間における明るさを一定にする必要があり、そのために例えばオペアンプ等により構成した定電流回路を用いてＬＥＤに定電流を流すようにしている。

【0004】

しかしながら、このような定電流回路を用いた場合、オペアンプとして安価なものを用いると、ＬＥＤをオンする際の電流の立ち上がりが遅く、短い時間でオン・オフすることが難しくなるし、仮に高価なものを用いたとしても、例えばＤＣ／ＤＣコンバータを用いて両電源により動作させる場合には、定電流回路が大きくなり、装置全体が大掛かりなものになってしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３１５０３９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そこで本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであり、安価な構成で、しかも装置全体をコンパクトに保ちつつ、短い時間でＬＥＤの点灯のオン・オフを繰り返すことができ、なおかつオン時間にはＬＥＤに定電流を流せるようにすることをその主たる課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

すなわち本発明に係る粒子分析装置は、粒子を撮像して得られた画像から当該粒子の特性を分析する粒子分析装置であって、前記粒子に光を放つＬＥＤと、前記ＬＥＤに一定電流を流す定電流回路と、前記定電流回路に接続されて前記ＬＥＤに流れる電流をオン・オフするスイッチング素子とを具備し、前記定電流回路が、前記ＬＥＤに直列接続されて、前記ＬＥＤに流れる電流を測定して測定信号を出力する測定素子と、前記測定信号に基づいてフィードバック信号を出力するシャントレギュレータと、前記フィードバック信号により前記ＬＥＤに流れる電流を制御する電流制御素子とを有することを特徴とするものである。

【0008】

このように構成された粒子分析装置によれば、定電流回路として、シャントレギュレータによるフィードバック回路が形成されたものを用いているので、オペアンプよりも安価な構成にすることができ、しかもシャントレギュレータは片電源により動作させることができるので装置全体をコンパクトに保つことができ、なおかつ短い時間でＬＥＤのオン・オフを繰り返しながら、オン時間にはＬＥＤに定電流を流すことが可能となる。

【0009】

より具体的な実施態様としては、前記シャントレギュレータが、前記測定素子のアノード側に接続されて前記測定信号が入力される制御端子と、前記フィードバック信号を出力するとともに、前記電流制御素子の制御端子に接続された出力端子とを有し、前記シャントレギュレータの出力端子及び前記電流制御素子の制御端子の間に、所定の抵抗値を有する抵抗素子が接続されている構成を挙げることができる。
このような構成であれば、測定素子により測定される電圧が増大すると、シャントレギュレータから出力される電圧（すなわち、シャントレギュレータのカソード側の電圧）が増大して、抵抗素子を流れる電流が減少するので、電流制御素子を流れる電流、すなわちＬＥＤを流れる電流を減少させることができる。一方、測定素子により測定される電圧が減少すると、シャントレギュレータから出力される電圧（すなわち、シャントレギュレータのカソード側の電圧）が減少して、抵抗素子を流れる電流が増大するので、電流制御素子を流れる電流、すなわちＬＥＤを流れる電流を増大させることができる。これにより、ＬＥＤに流れる電流を一定の定電流となるようにフィードバック制御することが可能となる。

【0010】

スイッチング素子を駆動するために必要な電圧を低く済ませるためには、前記スイッチング素子のカソード側が接地電位であることが好ましい。

【0011】

前記スイッチング素子が前記ＬＥＤに直列接続されていることが好ましい。
これならば、スイッチング素子がＬＥＤに並列接続されている場合に比べて、ＬＥＤのオン・オフを速く切り替えることができる。

【0012】

前記ＬＥＤに並列接続されるとともに、前記ＬＥＤに前記一定電流が流れている際の当該ＬＥＤの抵抗値よりも小さい抵抗値の抵抗素子をさらに備えることが好ましい。
このような構成であれば、ＬＥＤをオンからオフした直後、電流がＬＥＤに流れず抵抗素子に流れるので、残光が生じることを防ぐことができる。

【0013】

前記測定素子と前記シャントレギュレータとの間に分圧回路が設けられており、前記分圧回路を構成する分圧抵抗素子の少なくとも１つが、抵抗値が可変な可変抵抗素子であることが好ましい。
このような構成であれば、可変抵抗素子の抵抗値を変更することで、ＬＥＤに流れる一定電流の大きさを調整することができる。

【0014】

本発明に係る作用効果がより顕著に発揮される態様としては、前記粒子を撮像する撮像装置をさらに備え、前記粒子を収容するセル、前記ＬＥＤ、前記定電流回路、及び前記撮像装置が、ユニット化された状態で装置本体に着脱可能に構成されている場合を挙げることができる。
このような構成であれば、上述したように本発明に係る粒子分析装置がコンパクトなものであるので、この粒子分析装置が着脱される装置本体をもコンパクトにすることができる。

【0015】

また、上述した粒子分析装置及び装置本体を具備する粒子分析ユニットも、本発明の一つであり、前記装置本体が、粒子径分布測定装置と、該粒子径分布測定装置を収容する筐体とを備え、前記粒子分析装置が、前記粒子径分布測定装置とともに前記筐体に収容されていることを特徴とするものである。
このような粒子分析ユニットであれば、上述した粒子分析装置による作用効果に加えて、画像式の粒子分析装置と粒子径分布測定装置とをコンパクトなユニットとして提供することができるといった作用効果を奏し得る。

【0016】

装置本体のさらなるコンパクト化を図るためには、前記装置本体の電源が、前記ＬＥＤに電力を供給する電源として兼用されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0017】

以上に述べた本発明によれば、安価な構成で、しかも装置全体をコンパクトに保ちつつ、短い時間でＬＥＤの点灯のオン・オフを繰り返すことができ、なおかつオン時間にはＬＥＤに定電流を流すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本実施形態に係る粒子分析ユニットの全体構成を模式的に示す図。

【図2】同実施形態の粒子分析装置の構成を模式的に示す図。

【図3】同実施形態の駆動回路の構成を示す回路図。

【図4】その他の実施形態における駆動回路の構成を示す回路図。

【図5】その他の実施形態における駆動回路の構成を示す回路図。

【符号の説明】

【0019】

１００・・・粒子分析ユニット
１０１・・・装置本体
Ｌ ・・・循環流路
Ｐ ・・・循環ポンプ
３０ ・・・粒子径分布測定装置
３１ ・・・セル
３２ ・・・光源
３３ ・・・光検出器
３４ ・・・演算装置
４０ ・・・筐体
２０ ・・・粒子分析装置
２１ ・・・セル
２２ ・・・ＬＥＤ
２３ ・・・駆動回路
１ ・・・定電流回路
１１ ・・・測定素子
１２ ・・・シャントレギュレータ
１２１・・・制御端子
１２２・・・出力端子
１３ ・・・電流制御素子
１３１・・・制御端子
２ ・・・スイッチング素子
３ ・・・ゲートドライブ回路
４ ・・・第１の抵抗素子
５ ・・・第２の抵抗素子
２４ ・・・撮像系
２４１・・・撮像装置
２４２・・・集光レンズ
２４３・・・遮光収容部材
２６ ・・・ケーシング
２５ ・・・情報処理装置
Ｖ ・・・電源

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下に本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0021】

＜粒子分析ユニット１００の全体構成＞
本実施形態に係る粒子分析ユニット１００は、粒子の種々の物性を分析するものであり、図１に示すように、装置本体１０１と、装置本体１０１に対して着脱可能な画像式の粒子分析装置２０とを備えている。

【0022】

＜装置本体１０１＞
まず、装置本体１０１について簡単に説明する。
本実施形態の装置本体１０１は、図１に示すように、粒子径分布を測定する粒子径分布測定装置３０と、粒子径分布測定装置３０の少なくとも一部を収容する筐体４０とを備えており、ここでの粒子径分布測定装置３０は静的光散乱理論に基づき粒子径分布を測定するものである。

【0023】

具体的にこの粒子径分布測定装置３０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散乱理論から粒子径によって定まることを利用したものであり、粒子を収容するセル３１と、セル３１内の粒子に光を照射する光源３２と、その光の照射により生じる回折／散乱光を受光する光検出器３３と、その受光した光の光強度信号を取得して粒子径分布を算出する演算装置３４とを備えており、ここではセル３１、光源３２、及び光検出器３３が筐体４０に収容されている。なお、この筐体４０内には、セル３１を光学系と干渉させることなく着脱できるようにするべく、光源３２や光検出器３３とは隔てられてセル３１が配置されるセル収容空間が設けられている。

【0024】

ここでは上述したセル３１として、粒子を分散させた分散媒が循環するフロー式のものを用いており、本実施形態の装置本体１０１は、分散媒を循環させる循環流路と、循環流路上に設けられた循環ポンプＰとをさらに備えている。これらの循環流路及び循環ポンプＰは、上述した筐体４０に収容されている。なお、セル３１としてバッチ式のものを用いても構わない。

【0025】

＜粒子分析装置２０＞
次に、粒子分析装置２０について説明する。
粒子分析装置２０は、粒子の特性を分析するものであり、粒子の物性を示す物性値を測定するものである。具体的に物性値としては、例えば粒子径（面積円相当径）、アスペクト比、長軸長さ、短軸長さ、最大距離、周長、面積（実測μｍ^２）、面積（ピクセル：粒子内の画素数）、真円度、凸性、扁平率、撮像画素の強度、粒子径分布、凝集率等を挙げることができる。

【0026】

この粒子分析装置２０は、図１及び図２に示すように、粒子を収容するセル２１と、セル２１内の粒子に光を放つＬＥＤ２２と、ＬＥＤ２２を点灯させる駆動回路２３と、セル２１内の粒子を撮像する撮像系２４と、撮像系２４により得られた画像から粒子の特性を分析する情報処理装置２５とを備えている。

【0027】

本実施形態では、図２に示すように、上述した構成要素のうち、セル２１、ＬＥＤ２２、駆動回路２３、及び撮像系２４がユニット化されており、これらが上述した装置本体１０１に一体的に着脱可能な構成としてある。具体的には、セル２１、ＬＥＤ２２、駆動回路２３、及び撮像系２４が単一のケーシング２６に収容されており、このケーシング２６を装置本体１０１に着脱可能にしてある。これにより、粒子分析装置２０の少なくとも一部の構成要素、具体的にはセル２１、ＬＥＤ２２、駆動回路２３、及び撮像系２４は、上述した粒子径分布測定装置３０とともに、装置本体１０１の筐体４０に収容されており、より具体的には筐体４０内に設けられた上述のセル収容空間に配置されている。なお、セル２１は、ケーシング２６から着脱可能な構成であっても良い。

【0028】

この粒子分析装置２０において、駆動回路２３の一部が特徴的であるので、以下では、まず駆動回路２３以外の構成要素を説明した後に、駆動回路２３について説明する。

【0029】

セル２１は、図１に示すように、粒子を分散させた分散媒が循環するフロー式のものであり、この実施形態では、上述した循環回路Ｌに設けられている。ただし、セル２１としては、上述した循環回路Ｌとは別の循環回路Ｌに設けられていても良いし、バッチ式のものであっても良い。

【0030】

ＬＥＤ２２は、例えば定電圧源等の電源Ｖから電力が供給されて発光するものであり、例えば白色ＬＥＤ等である。この実施形態では、１つのＬＥＤ２２を用いているが、互いに直列又は並列に接続された複数のＬＥＤ２２を用いても良い。また、このＬＥＤ２２の電源Ｖは、図１に示す粒子径分布測定装置３０の電源Ｖ（演算装置３４の電源）や、図示していないが循環ポンプＰの電源など装置本体１０１の電源Ｖと兼用されていることが好ましい。ただし、ＬＥＤ２２の電源Ｖを装置本体１０１の電源とは別に設けても構わない。

【0031】

撮像系２４は、図２に示すように、少なくともカメラ等の撮像装置２４１を備えたものであり、ここではセル２１を通過した光を集光する集光レンズ２４２と、この集光レンズ２４２とカメラの少なくとも入射レンズとを収容する鏡筒等の収容反射部材２４３とをさらに備えている。

【0032】

本実施形態では、撮像装置２４１のシャッタを開きっぱなしにしてあり、ＬＥＤ２２が点灯することで、ＬＥＤ２２から放たれた光がセル２１を通過して撮像装置２４１の撮像素子に導かれ、セル２１内の粒子の画像が取得されるようにしてある。ただし、撮像装置２４１のシャッタは、必ずしも開きっぱなしにする必要はなく、所定のタイミング（時間間隔）で開閉されても良い。

【0033】

情報処理装置２５は、物理的にいえば、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、メモリの所定領域に格納された所定プログラムに従ってＣＰＵや周辺機器を協働させることにより、撮像装置２４１により得られた粒子の画像データを取得して、この画像データに基づいて、粒子の種々の特性を算出するものである。具体的には、１又は複数の画像データを画像処理することにより、所定の物性値を算出して出力する。

【0034】

続いて、駆動回路２３を説明する。
駆動回路２３は、図３に示すように、上述した電源ＶからＬＥＤ２２への電力の供給及びその停止を繰り返し、ＬＥＤ２２の点灯時間と消灯時間とのそれぞれが所定の時間間隔で繰り返されるように構成されたものであり、具体的にはＬＥＤ２２に一定電流を流す定電流回路１と、定電流回路１に接続されてＬＥＤ２２に流れる電流をオン・オフするスイッチング素子２とを具備している。

【0035】

まず、スイッチング素子２から説明すると、このスイッチング素子２は、図３に示すように、ＬＥＤ２２や定電圧回路に直列接続されてオン状態及びオフ状態に切り替わるものである。ここでのスイッチング素子２は、接地電位と定電圧回路との間の接続をオン・オフするものであり、カソード側が接地電位である。

【0036】

このスイッチング素子２は、オン状態の時間とオフ状態の時間とのそれぞれが所定の時間間隔で繰り返されるように制御されるものであり、具体的には、例えばゲートドライブ回路３からゲート信号が入力されるＭＯＳＦＥＴである。これにより、スイッチング素子２のオン状態では、電源Ｖからの電力がＬＥＤ２２に供給されてＬＥＤ２２が点灯し、スイッチング素子２のオフ状態では、ＬＥＤ２２への電力供給が遮断されてＬＥＤ２２が消灯する。なお、スイッチング素子２としては、例えばトランジスタを用いても構わない。

【0037】

本実施形態では、スイッチング素子２をオン状態からオフ状態にしてＬＥＤ２２を消灯する際に、ＬＥＤ２２に電流が流れて残光が生じてしまうことを防ぐべく、所定の抵抗値を有する第１の抵抗素子４をＬＥＤ２２に並列接続してある。より具体的には、この第１の抵抗素子４は、後述する定電流回路１による一定電流がＬＥＤ２２に流れている際の当該ＬＥＤ２２の抵抗値よりも小さい抵抗値を有するものである。

【0038】

然して、本実施形態の定電流回路１は、ＬＥＤ２２に流れる電流を測定して測定信号を出力する測定素子１１と、測定信号に基づいてフィードバック信号を出力するシャントレギュレータ１２と、フィードバック信号によりＬＥＤ２２に流れる電流を制御する電流制御素子１３とを有するものである。なお、「測定信号に基づいてフィードバック信号を出力する」との態様は、測定信号そのものからフィードバック信号を生成して出力する場合のみならず、測定信号から得られる別の信号からフィードバック信号を生成して出力する場合も含まれる。

【0039】

測定素子１１は、ＬＥＤ２２に流れる電流を検出するためのものであり、ＬＥＤ２２に直列接続されており、具体的には上述したスイッチング素子２のアノード側に接続された所定の抵抗値を有する抵抗素子である。

【0040】

シャントレギュレータ１２は、測定素子１１のアノード側に接続されて測定信号が入力される制御端子１２１と、フィードバック信号を出力するととともに、電流制御素子１３の制御端子１３１に接続された出力端子１２２とを有するものであり、片電源で動作されるものである。なお、ここでいうフィードバック信号とは、シャントレギュレータ１２の出力端子１２２から出力される電圧値を制御端子１２１に戻して、その電圧値が一定値となるように調整される信号である。

【0041】

より具体的に説明すると、シャントレギュレータ１２の制御端子１２１には、測定素子１１のアノード側の電圧或いは測定素子１１のアノード側を流れる電流の値を示す信号が測定信号として入力される。一方、シャントレギュレータ１２の出力端子１２２からは、上述した測定信号に対応する電圧の値を示す信号がフィードバック信号として出力される。ここでは、測定素子１１のアノード側の電圧に所定電圧を加えた電圧値を示す信号が、フィードバック信号として出力端子１２２から出力される。

【0042】

電流制御素子１３は、制御端子１３１に入力されるフィードバック信号に応じた電流をＬＥＤ２２に流すものであり、例えばトランジスタである。具体的にこの電流制御素子１３は、コレクタ端子がＬＥＤ２２のカソード側に接続されるとともに、エミッタ端子が測定素子１１のアノード側に接続されており、制御端子１３１たるベース端子にフィードバック信号、すなわちシャントレギュレータ１２の出力端子１２２から出力された電圧値がベース電圧として入力されるＮＰＮ型トランジスタである。なお、電流制御素子１３としては、ＰＮＰ型トランジスタやＦＥＴなど種々のものを用いて良い。

【0043】

ここで、本実施形態では、シャントレギュレータ１２の出力端子１２２及び電流制御素子１３の制御端子１３１の間に、所定の抵抗値を有する第２の抵抗素子５が接続されている。この第２の抵抗素子５のアノード側は、この実施形態では定電圧源たる電源Ｖに接続されている。これにより、第２の抵抗素子５には、定電圧源からの定電圧（本実施形態では２５Ｖ）とシャントレギュレータ１２の出力端子１２２から出力される電圧との差に応じた電流が流れる。なお、第２の抵抗素子５のアノード側は必ずしも定電圧源の定電圧が印加されている必要はなく、例えば定電圧よりも低い電圧が印加されていても良い。

【0044】

かかる構成により、測定素子１１により測定される電圧が増大すると、シャントレギュレータ１２から出力される電圧、すなわちシャントレギュレータ１２のカソード側の電圧が増大するので、この電圧と定電圧源の電圧との差が小さくなり、第２の抵抗素子５を流れる電流が減少する。これにより、第２の抵抗素子５から電流制御素子１３に流れ込む電流が減少するので、電流制御素子１３に流れる電流、すなわちＬＥＤ２２に流れる電流が減少する。

【0045】

一方、測定素子１１により測定される電圧が減少すると、シャントレギュレータ１２から出力される電圧、すなわちシャントレギュレータ１２のカソード側の電圧が減少して、この電圧と定電圧源の電圧との差が大きくなり、第２の抵抗素子５を流れる電流が増大する。これにより、第２の抵抗素子５から電流制御素子１３に流れ込む電流が増大するので、電流制御素子１３に流れる電流、すなわちＬＥＤ２２に流れる電流が増大する。

【0046】

このように、本実施形態の定電流回路１は、シャントレギュレータ１２によるフィードバック回路が形成されたものであり、このフィードバック回路によって、ＬＥＤ２２に流れる電流を一定の定電流となるようにフィードバック制御することが可能となる。

【0047】

さらに、この実施形態では、測定素子１１とシャントレギュレータ１２との間に分圧回路６を設けてあり、測定素子１１により測定された測定信号の示す電圧が、分圧回路６により分圧されて、その分圧後の電圧の値を示す信号が、シャントレギュレータ１２の制御端子１２１に入力されることになる。
そして、分圧回路６を構成する複数の分圧抵抗素子のうちの少なくとも１つを、抵抗値が可変な可変抵抗素子６１としてあり、この可変抵抗素子６１の抵抗値を変えることにより、ＬＥＤ２２に流れる定電流の大きさを変更することができるようにしてある。

【0048】

このように構成された粒子分析装置２０によれば、定電流回路１として、片電源により動作するシャントレギュレータ１２によるフィードバック回路が形成されたものを用いているので、オペアンプよりも安価な構成にするとともに、装置全体をコンパクトに保つことができ、しかも短い時間でＬＥＤ２２のオン・オフを繰り返しながら、オン時間にはＬＥＤ２２に定電流を流すことができる。

【0049】

また、スイッチング素子２のカソード側が接地電位であるので、スイッチング素子２を駆動するために必要な電圧が小さく済む。

【0050】

そのうえ、スイッチング素子２がＬＥＤ２２に直列接続されているので、ＬＥＤ２２に並列接続されている場合に比べて、ＬＥＤのオン・オフを速く切り替えることができる。

【0051】

さらに、ＬＥＤ２２に一定電流が流れている際の当該ＬＥＤ２２の抵抗値よりも小さい抵抗値を有する第１の抵抗素子４をＬＥＤ２２に並列接続しているので、ＬＥＤ２２をオン状態からオフ状態にした直後、電流がＬＥＤ２２に流れず第１の抵抗素子４に流れるので、残光が生じることを防ぐことができる。

【0052】

加えて、測定素子１１とシャントレギュレータ１２との間に設けられた分圧回路６を構成する分圧抵抗素子の少なくとも１つが、抵抗値が可変な可変抵抗素子６１であるので、この可変抵抗素子６１の抵抗値を変更することで、ＬＥＤ２２に流れる一定電流の大きさを調整することができる。

【0053】

ここで、ＬＥＤ２２に流れる定電流の大きさを変更する態様として、測定素子１１を可変抵抗にすることが考えられるが、ＬＥＤ２２に例えば数Ａ程度の電流を流す場合、そのような大電流に耐え得る可変抵抗は高価で大きなものとなり、装置の高コスト化や大型化を招来する。
これに対して、本実施形態のように、分圧回路６を構成する分圧抵抗素子６１を可変抵抗素子とすれば、仮にＬＥＤ２２に大電流を流す場合であっても、分圧抵抗素子６１に流れる電流を小さくすることができ、安価でコンパクトな可変抵抗素子を用いることができ、装置の低コストでコンパクトなものにすることができる。

【0054】

さらに加えて、上述したように粒子分析装置２０をコンパクトに保てるので、装置本体１０１の筐体４０内に形成されたセル収容空間が仮に狭小な空間であったとしても、このセル収容空間に粒子分析装置２０を無理なく着脱することができる。

【0055】

そのうえ、装置本体１０１の電源Ｖが、ＬＥＤ２２に電力を供給する電源Ｖとして兼用されているので、粒子分析ユニット１００のコンパクト化を図れる。

【0056】

なお、本発明は前記各実施形態に限られるものではない。

【0057】

例えば、粒子分析装置２０は、前記実施形態では装置本体１０１に着脱なものであったが、単体で用いられるものであっても良い。

【0058】

また、前記実施形態の粒子径分布測定装置３０は、静的光散乱理論に基づき粒子径分布を測定するものであったが、動的散乱理論に基づき粒子径分布を測定するもの、すなわち光検出器により検出された光強度の揺らぎに基づいて粒子径分布を算出するものであっても良い。

【0059】

さらに、前記実施形態では１つの第２の抵抗素子５を用いていたが、図４に示すように、並列及び／又は直列接続された複数の第２の抵抗素子５を用いても良い。
このような構成であれば、抵抗素子５に流れる電流量を小さくすることができ、抵抗素子５の発熱量を低減させることができる。

【0060】

そのうえ、粒子分析装置２０としては、第２の抵抗素子５の代わりに、電流を一定電流に保つ定電流ダイオード（定電流素子）を用いても良い。
このような構成であれば、測定素子１１により測定される電圧が増大すると、シャントレギュレータ１２のカソードからアノードに流れる電流が増大するので、その分、第２の抵抗素子５から電流制御素子１３に流れ込む電流が減少し、ＬＥＤ２２に流れる電流が減少する。
一方、測定素子１１により測定される電圧が減少すると、シャントレギュレータ１２のカソードからアノードに流れる電流が減少するので、その分、第２の抵抗素子５から電流制御素子１３に流れ込む電流が増大し、ＬＥＤ２２に流れる電流が増大する。

【0061】

加えて、前記実施形態では電流制御素子１３として１つのトランジスタを用いていたが、図５に示すように、複数のトランジスタをダーリントン接続した所謂ダーリントントランジスタを電流素子として用いても良い。
このような構成であれば、電流増幅率を向上させることができる。

【0062】

さらに加えて、前記実施形態では、シャントレギュレータ１２と測定素子１１との間に分圧回路を設けていたが、この分圧回路は必ずしも必要ではなく、測定素子１１により測定される電圧（電流）がそのままシャントレギュレータ１２の制御端子１２１に入力されても良い。

【0063】

また、前記実施形態ではスイッチング素子２をＬＥＤ２２に直列接続していたが、ＬＥＤ２２に並列接続しても良い。

【0064】

そのうえ、前記実施形態では分散媒に分散させた粒子を分析対象或いは測定対象としていたが、例えば粉体を分散媒に分散させることなく分析或いは測定しても良い。

【0065】

その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の変形や組み合わせを行っても構わない。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本発明によれば、安価な構成で、しかも装置全体をコンパクトに保ちつつ、短い時間でＬＥＤの点灯のオン・オフを繰り返すことができ、なおかつオン時間にはＬＥＤに定電流を流すことができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】