(57)【要約】【課題】装置の大型化および複雑化を抑制しながら、測定できる粒径の範囲を大きくすることが可能な粒子画像処理装置を提供する。【解決手段】この粒子画像処理装置１は、粒子懸濁液の流れを形成するフローセル７と、粒子懸濁液の流れに光を照射する照射部２０と、照射された粒子懸濁液の流れの粒子の光像を拡大する対物レンズ５１と、対物レンズ５１で拡大された粒子の光像を結像する結像レンズ６１と、結像レンズ６１で結像された粒子像を撮像する撮像部７０とを備えている。そして、対物レンズ５１は、拡大倍率の異なる他の対物レンズ５１と交換可能に取り付けられている。【選択図】図３
2006084243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子懸濁液の流れを形成するフローセルと、
前記粒子懸濁液の流れに光を照射する照射部と、
前記照射された粒子懸濁液の流れの粒子の光像を拡大する対物レンズと、
前記対物レンズで拡大された粒子の光像を結像する結像レンズと、
前記結像レンズで結像された粒子像を撮像する撮像部とを備え、
前記対物レンズは、拡大倍率の異なる対物レンズと交換可能に取り付けられている、粒子画像処理装置。
【請求項２】
前記対物レンズを保持するとともに、第１係合部を有する保持部材と、
前記保持部材を支持するとともに、前記保持部材の第１係合部に係合する第２係合部を有する支持部材とをさらに備え、
前記保持部材の第１係合部が前記支持部材の第２係合部にスライド移動されて係合されることにより、前記保持部材に保持された前記対物レンズが前記支持部材に交換可能に取り付けられる、請求項１に記載の粒子画像処理装置。
【請求項３】
前記支持部材の第２係合部は、前記保持部材のスライド方向に沿って形成され、底面側よりも開放端側の方が溝幅が小さい溝部を含み、
前記保持部材の第１係合部は、前記支持部材の溝部にスライド可能に係合するとともに、先端部の幅が根元部の幅よりも大きい凸部を含む、請求項２に記載の粒子画像処理装置。
【請求項４】
前記支持部材は、前記対物レンズを保持する保持部材を前記支持部材に取り付ける際に、前記保持部材の前記支持部材に対する取付位置の位置決めを行うための位置決めピンを含む、請求項２または３に記載の粒子画像処理装置。
【請求項５】
前記保持部材の第１係合部は、前記支持部材の第２係合部に対する係合方向の先端位置に面取り部を有する、請求項２〜４のいずれか１項に記載の粒子画像処理装置。
【請求項６】
前記支持部材は、前記対物レンズが保持された保持部材を固定するための固定部材を含む、請求項２〜５のいずれか１項に記載の粒子画像処理装置。
【請求項７】
前記フローセルと前記照射部との間に配置されるとともに、前記照射部からの光を減光する第１減光フィルタをさらに備え、
前記第１減光フィルタは、減光率の異なる減光フィルタと交換可能に取り付けられている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の粒子画像処理装置。
【請求項８】
前記結像レンズと前記撮像部との間に配置されるとともに、撮像倍率を変更するための複数のレンズを有するリレーレンズ系をさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の粒子画像処理装置。
【請求項９】
第２減光フィルタをさらに備え、
前記第２減光フィルタは、前記照射部からの光を減光可能な作動位置と、前記照射部からの光に影響を与えない退避位置とに移動可能である、請求項８に記載の粒子画像処理装置。
【請求項１０】
前記フローセルと前記第１減光フィルタとの間に配置されるとともに、前記照射部から照射されて前記第１減光フィルタを通過した光を前記フローセルに集光するコンデンサレンズと、
前記照射部と前記コンデンサレンズとの間に配置されるとともに、前記照射部からの光の開口数を調節するための開口絞りとをさらに備える、請求項７〜９のいずれか１項に記載の粒子画像処理装置。
【請求項１１】
前記撮像部により撮像された粒子の画像を解析するための処理を行う画像処理部をさらに備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の粒子画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子画像処理装置に関し、特に、対物レンズを備えた粒子画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ファインセラミックス粒子や、顔料、化粧品パウダーなどの粉体の品質を管理するための、対物レンズを備えた粒子画像処理装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、液体中の粒子を撮像し、その粒子像を記憶および分析することにより、粒子の大きさや形状などを自動的に算出する粒子画像分析システムに含まれる粒子画像処理装置において、照射部により照射された粒子の光像を拡大するための対物レンズが開示されている。この特許文献１に開示された従来の粒子画像処理装置における対物レンズでは、対物レンズの倍率を選択可能または測定途中に切替可能に構成することにより、測定できる粒径の範囲を大きくしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１３６４３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１には、明記はされていないが、対物レンズの倍率を選択可能または測定途中に切替可能にするために、装置内に複数の対物レンズを設置するとともに、それらの複数の対物レンズを選択可能にする選択機構や切替可能にする切替機構を設ける必要があると考えられる。これにより、１つの対物レンズを装置内に設置する場合に比べて、装置が大型化するとともに、複雑化するという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、装置の大型化および複雑化を抑制しながら、測定できる粒径の範囲を大きくすることが可能な粒子画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による粒子画像処理装置は、粒子懸濁液の流れを形成するフローセルと、粒子懸濁液の流れに光を照射する照射部と、照射された粒子懸濁液の流れの粒子の光像を拡大する対物レンズと、対物レンズで拡大された粒子の光像を結像する結像レンズと、結像レンズで結像された粒子像を撮像する撮像部とを備え、対物レンズは、拡大倍率の異なる対物レンズと交換可能に取り付けられている。
【０００８】
この一の局面による粒子画像処理装置では、上記のように、照射部により照射された粒子の光像を拡大する対物レンズを、拡大倍率の異なる対物レンズと交換可能に取り付けることによって、拡大倍率の異なる複数の対物レンズを１つの対物レンズ分のスペースに配置することができるので、装置内に複数の対物レンズを配置するとともに、それらの複数の対物レンズを選択可能にする選択機構や切替可能にする切替機構を設ける場合に比べて、装置の大型化および複雑化を抑制することができる。また、対物レンズを、拡大倍率の異なる対物レンズと交換可能に取り付けることによって、照射部により照射された粒子の光像を所望の大きさに拡大することができるので、結像レンズで結像された粒子像を所望の大きさで撮像することができる。これにより、測定可能な粒径の範囲を大きくすることができる。
【０００９】
上記一の局面による粒子画像処理装置において、好ましくは、対物レンズを保持するとともに、第１係合部を有する保持部材と、保持部材を支持するとともに、保持部材の第１係合部に係合する第２係合部を有する支持部材とをさらに備え、保持部材の第１係合部が支持部材の第２係合部にスライド移動されて係合されることにより、保持部材に保持された対物レンズが支持部材に交換可能に取り付けられる。このように構成すれば、保持部材を支持部材に対してスライド移動することにより、保持部材と支持部材との係合および係合状態の解除を行うことができるので、容易に、保持部材に保持された対物レンズの交換を行うことができる。その結果、対物レンズの交換作業を簡略化することができる。
【００１０】
この場合、好ましくは、支持部材の第２係合部は、保持部材のスライド方向に沿って形成され、底面側よりも開放端側の方が溝幅が小さい溝部を含み、保持部材の第１係合部は、支持部材の溝部にスライド可能に係合するとともに、先端部の幅が根元部の幅よりも大きい凸部を含む。このように構成すれば、保持部材を支持部材に対してスライド移動させることによって、底面側よりも開放端側の方が溝幅が小さい支持部材の溝部に、先端部の幅が根元部よりも大きい保持部材の凸部が入り込むので、保持部材が支持部材に対してスライド方向と直交する方向に外れるのを防止することができる。これにより、保持部材の凸部が支持部材の溝部に係合された状態で保持部材が支持部材から脱落するのを防止することができる。
【００１１】
上記保持部材および支持部材を含む構成において、好ましくは、支持部材は、対物レンズを保持する保持部材を支持部材に取り付ける際に、保持部材の支持部材に対する取付位置の位置決めを行うための位置決めピンを含む。このように構成すれば、保持部材を支持部材に対してスライドさせたときに、保持部材の位置決めを容易に行うことができるので、保持部材を支持部材に対して所定の位置で取り付けることができる。これにより、対物レンズの取付および取外しに起因する位置ずれを抑制することができる。
【００１２】
上記第１係合部および第２係合部を含む構成において、好ましくは、保持部材の第１係合部は、支持部材の第２係合部に対する係合方向の先端位置に面取り部を有する。このように構成すれば、保持部材の係合方向の先端位置に形成された面取り部により、容易に、保持部材を支持部材に嵌め込むことができる。また、保持部材の係合方向の先端位置に面取り部を形成することにより、面取り部が保持部材の取付方向の基準としても機能するので、容易に、保持部材を支持部材に対して正しい取付方向で取り付けることができる。これにより、対物レンズが保持部材に対して誤った取付方向で取り付けられた場合に発生する位置ずれを抑制することができる。
【００１３】
上記保持部材および支持部材を含む構成において、好ましくは、支持部材は、対物レンズが保持された保持部材を固定するための固定部材を含む。このように構成すれば、固定部材により、容易に、保持部材に保持された対物レンズの支持部材に対する固定を行うことができる。
【００１４】
上記一の局面による粒子画像処理装置において、好ましくは、フローセルと照射部との間に配置されるとともに、照射部からの光を減光する第１減光フィルタをさらに備え、第１減光フィルタは、減光率の異なる減光フィルタと交換可能に取り付けられている。このように構成すれば、減光率の異なる複数の減光フィルタを１つの減光フィルタ分のスペースに配置することができるので、装置内に複数の減光フィルタを配置する場合に比べて、装置が大型化するのを抑制することができる。また、減光フィルタを、減光率の異なる減光フィルタと交換可能に取り付けることによって、対物レンズの交換などによる粒子像の拡大倍率の変化に伴って、撮像時の光強度の調節が必要になった場合にも、容易に、照射部からの光を所望の強度に調節することができる。
【００１５】
上記一の局面による粒子画像処理装置において、好ましくは、結像レンズと撮像部との間に配置されるとともに、撮像倍率を変更するための複数のレンズを有するリレーレンズ系をさらに備える。このように構成すれば、リレーレンズ系のレンズを交換することにより、容易に、撮像倍率を変更することができる。
【００１６】
この場合、好ましくは、第２減光フィルタをさらに備え、第２減光フィルタは、照射部からの光を減光可能な作動位置と、照射部からの光に影響を与えない退避位置とに移動可能である。このように構成すれば、第１減光フィルタに加えて、第２減光フィルタによっても照射部からの光を減光することができるので、対物レンズの交換による粒子像の拡大倍率の変化、および、リレーレンズ系のレンズの交換による撮像倍率の変化に伴って、撮像時の光強度の調節が必要になった場合にも、より容易に、照射部からの光を所望の強度に調節することができる。
【００１７】
上記第１減光フィルタを含む構成において、好ましくは、フローセルと第１減光フィルタとの間に配置されるとともに、照射部から照射されて第１減光フィルタを通過した光をフローセルに集光するコンデンサレンズと、照射部とコンデンサレンズとの間に配置されるとともに、照射部からの光の開口数を調節するための開口絞りとをさらに備える。このように構成すれば、開口絞りにより、照射部から照射されて第１減光フィルタを通過した光の量を調節しながら、コンデンサレンズにより、光をフローセルに集めることができるので、容易に、フローセルに照射する光を調節することができる。
【００１８】
上記一の局面による粒子画像処理装置において、好ましくは、撮像部により撮像された粒子の画像を解析するための処理を行う画像処理部をさらに備える。このように構成すれば、容易に、撮像部により撮像された粒子の画像の処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態による粒子画像処理装置を含む粒子画像分析システムの全体構成を示した斜視図であり、図２は、図１に示した粒子画像分析システムの全体構成を示した概略図である。図３〜図１１は、図１に示した一実施形態による粒子画像処理装置の構造を説明するための図であり、図１２は、図２に示した一実施形態による粒子画像処理装置のフローセル内の流体の流れを説明するための断面図である。また、図１３および図１４は、図１に示した一実施形態による粒子画像処理装置の動作を説明するための図である。まず、図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態による粒子画像処理装置１を含む粒子画像分析システム１００の全体構成について説明する。この粒子画像分析システム１００は、ファインセラミックス粒子や、顔料、化粧品パウダーなどの粉体の品質を管理するために用いられる。この粒子画像分析システム１００は、図１および図２に示すように、粒子画像処理装置１と、粒子画像処理装置１に電気的に接続される画像データ分析装置２とにより構成されている。
【００２１】
粒子画像処理装置１は、液体中の粒子を撮像し、その粒子画像を分析するための処理を行うために設けられている。この粒子画像処理装置１により分析される粒子としては、たとえば、ファインセラミックス粒子、顔料、化粧品パウダーなどの粉体が挙げられる。また、粒子画像処理装置１は、図１に示すように、全体をカバー１ａで覆われている。このカバー１ａは、遮光の機能を有しており、内面に保温のための断熱材（図示せず）が取り付けられている。また、粒子画像処理装置１には、図３に示すように、カバー１ａで覆われた粒子画像処理装置１の内部を所定の温度（約２５℃）に保つためのペルチェ素子１ｂおよびファン１ｃが取り付けられている。上記したカバー１ａ、ペルチェ素子１ｂおよびファン１ｃにより、粒子画像処理装置１内を所定の温度（約２５℃）に保つことによって、温度変化に起因する撮像時の焦点距離のずれや、後述するシース液の粘度や比重などの特性の変化を抑制することが可能である。
【００２２】
また、画像データ分析装置２は、粒子画像処理装置１により処理された粒子画像を記憶および分析することにより、粒子の大きさや形状などを自動的に算出して表示するために設けられている。この画像データ分析装置２は、図１および図２に示すように、粒子画像を表示するための画像表示部（ディスプレイ）２ａとキーボード２ｂとを有するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）からなる。
【００２３】
ここで、本実施形態による粒子画像処理装置１は、図２に示すように、粒子懸濁液の流れを形成する流体機構部３と、粒子懸濁液の流れに対して光を照射する照明光学系４と、粒子懸濁液の流れを撮像する撮像光学系５と、粒子画像の切り出し処理などを行う画像処理部６とを備えている。照明光学系４と撮像光学系５とは、流体機構部３を挟んで対向する位置に配置されている。流体機構部３は、透明な石英製のフローセル７と、フローセル７に対して粒子懸濁液およびシース液の供給を行う供給機構部８と、フローセル７を支持する支持機構部９とを含んでいる。フローセル７は、粒子懸濁液の流れを、粒子懸濁液の両側を流れるシース液の流れで挟み込むことにより、偏平な流れに変換する機能を有している。このフローセル７は、図２および図１２に示すように、フローセル７の撮像光学系５側の外面の中央位置近傍に縦長形状の凹部７ａを有している。フローセル７内を流れる粒子懸濁液は、フローセル７の凹部７ａを介して撮像されるように構成されている。供給機構部８は、図２に示すように、フローセル７に粒子懸濁液を供給するためのサンプルノズル８ａ（図２および図１２参照）を有する供給部８ｂと、供給部８ｂに粒子懸濁液を送り込む供給口８ｃと、シース液を収容するシース液容器８ｄと、シース液を一時的に貯留するシース液チャンバ８ｅと、フローセル７内を通過したシース液を貯留する廃液チャンバ８ｆとを有している。
【００２４】
支持機構部９は、図４および図５に示すように、フローセル７（図５参照）を設置するための設置部１０と、フローセル７が設置された設置部１０を直動ガイド１１に沿ってＸ方向に移動させる駆動機構部１２と、直動ガイド１１を支持する支持台１３と、設置部１０に互いに対向するように取り付けられた一対の検知片１４（図４参照）と、センサブラケット１５を介して支持台１３に取り付けられるとともに、一対の検知片１４を検知するための一対の光透過型のセンサ１６とを含んでいる。駆動機構部１２は、駆動源としてのモータ１２ａに接続される駆動軸１２ｂと、駆動軸１２ｂの回転駆動力を直線的な駆動力に変換した後、設置部１０に伝達する駆動伝達部１２ｃとにより構成されている。フローセル７が設置された設置部１０を駆動機構部１２によりＸ方向に移動可能に構成することにより、容易に、フローセル７内を流れる粒子懸濁液中の粒子に後述する撮像部７０のＣＣＤカメラ７２の焦点距離を合わせることが可能になる。
【００２５】
照明光学系４は、図２に示すように、照射部２０と、照射部２０よりもフローセル７（図５参照）側に設置される減光部３０と、減光部３０よりもフローセル７側に設置される集光部４０とにより構成されている。照射部２０は、光をフローセル７に向かって照射するために設けられている。この照射部２０は、図４および図５に示すように、光源としてのランプ２１と、視野絞り部２２と、ランプ２１および視野絞り部２２を支持するブラケット２３とを含んでいる。視野絞り部２２は、後述する撮像部７０による撮像可能な視野の範囲を調節するために設けられている。
【００２６】
減光部３０は、照射部２０からの光を減光することにより、光の強度を調節するために設けられている。この減光部３０は、図４に示すように、照射部２０に対して固定的に取り付けられる固定減光部３０ａと、照射部２０に対してＹ方向に移動可能に取り付けられる移動減光部３０ｂと、固定減光部３０ａおよび移動減光部３０ｂを支持するブラケット３０ｃとを含んでいる。
【００２７】
ここで、本実施形態では、固定減光部３０ａは、図４、図５および図１０に示すように、固定減光フィルタ３１と、２つの長ネジ３２と、レール部材３３と、位置決めピン３４とを有している。この固定減光フィルタ３１の底部には、図１０に示すように、レール部材３３に係合する凹状のレール係合部３１ａが形成されている。固定減光フィルタ３１は、レール部材３３に対して取外し可能に構成されることにより、減光率の異なる他の固定減光フィルタ３１と交換可能に構成されている。２つの長ネジ３２は、固定減光フィルタ３１をレール部材３３に取り付けるために設けられている。また、レール部材３３には、２つの長ネジ３２が挿入される２つのネジ孔３３ａが形成されている。位置決めピン３４は、固定減光フィルタ３１のレール部材３３に対する位置決めとしての機能を有している。
【００２８】
移動減光部３０ｂは、図４および図５に示すように、移動減光フィルタ３５と、移動減光フィルタ３５を直動ガイド３６（図５参照）に沿って移動させるための駆動機構部３７と、移動減光フィルタ３５に取り付けられた検知片３８（図４参照）と、ブラケット３０ｃに取り付けられるとともに、検知片３８を検知するための光透過型のセンサ３９とを含んでいる。移動減光フィルタ３５は、固定減光部３０ａよりも照射部２０側に設置されるとともに、照射部２０からの光を減光可能な作動位置（図１４参照）と、照射部からの光に影響を与えない退避位置（図４参照）とを移動可能に構成されている。駆動機構部３７は、ピストンロッド３７ａを有する駆動源としてのエアシリンダ３７ｂと、エアシリンダ３７ｂのピストンロッド３７ａに連結部材３７ｃを介して接続される駆動伝達部材３７ｄとを有している。この駆動伝達部材３７ｄは、移動減光フィルタ３５に取り付けられている。なお、この移動減光フィルタ３５は、上記した固定減光フィルタ３１と異なり、減光率の異なる他の移動減光フィルタ３５とは容易に交換できないように取り付けられている。
【００２９】
集光部４０は、減光部３０により減光された光をフローセル７に向かって集光するために設けられている。この集光部４０は、図４および図５に示すように、補助レンズ４１と、補助レンズ４１よりもフローセル７（図５参照）側に設置される開口絞り４２と、開口絞り４２よりもフローセル７側に設置されるコンデンサレンズ４３と、開口絞り４２の開口数を調節するための絞り調節部４４と、ブラケット４５とを含んでいる。開口絞り４２は、照射部２０側からの光の量を調節するために設けられている。
【００３０】
撮像光学系５は、図２および図３に示すように、対物レンズ部５０と、結像レンズ部６０と、撮像部７０とにより構成されている。対物レンズ部５０は、照明光学系４からの光により照射されたフローセル７（図５参照）の内部を流れる粒子懸濁液中の粒子の光像を拡大するために設けられている。この対物レンズ部５０は、図６〜図８に示すように、対物レンズ５１と、対物レンズ５１を保持するための対物レンズホルダ５２と、対物レンズホルダ５２を支持するためのブラケット５３と、位置決めピン５４と、固定ネジ５５とを含んでいる。
【００３１】
ここで、本実施形態では、対物レンズホルダ５２により保持された対物レンズ５１は、異なる拡大倍率を有する他の対物レンズ５１と交換可能なように構成されている。なお、本実施形態による対物レンズ５１としては、１０倍の拡大倍率を有する対物レンズ５１を用いている。対物レンズ５１を保持した対物レンズホルダ５２は、ブラケット５３に対してスライド移動することにより、係合および係合状態の解除が可能なように構成されている。対物レンズ５１には、図８に示すように、雄ネジ部５１ａが形成されている。また、対物レンズホルダ５２には、対物レンズ５１の雄ネジ部５１ａに対応する雌ネジ部５２ａが形成されている。これにより、対物レンズ５１は、対物レンズホルダ５２にネジ止めにより固定されている。また、対物レンズホルダ５２には、図６および図７に示すように、ブラケット５３に対する係合方向（図９の矢印Ｂ方向）の先端位置に面取り部５２ｂが形成されている。対物レンズホルダ５２に面取り部５２ｂを形成することにより、対物レンズホルダ５２をブラケット５３に嵌め込みやすくなる。また、面取り部５２ｂが対物レンズホルダ５２の取付方向の基準としても機能するので、容易に、対物レンズホルダ５２をブラケット５３に対して正しい取付方向で取り付けることが可能である。これにより、対物レンズ５１が対物レンズホルダ５２に対して誤った取付方向で取り付けられた場合に発生する位置ずれを抑制することが可能である。
【００３２】
また、ブラケット５３には、図６および図９に示すように、対物レンズホルダ５２のスライド方向に沿って形成され、底面側よりも開放端側の溝幅が大きい溝部５３ａが設けられている。また、対物レンズホルダ５２には、図７および図９に示すように、ブラケット５３の溝部５３ａにスライド可能に係合するとともに、先端部の幅が根元部の幅よりも大きい凸部５２ｃが形成されている。対物レンズホルダ５２をブラケット５３に対してスライド移動させることによって、底面側よりも開放端側の方が溝幅が大きい対物レンズホルダ５２の凸部５２ｃが、ブラケット５３の溝部５３ａに嵌め込まれるので、対物レンズホルダ５２がブラケット５３に対してスライド方向と直交する方向（図６の矢印Ｃ方向）に外れるのを防止することが可能である。これにより、対物レンズホルダ５２の凸部５２ｃがブラケット５３の溝部５３ａに係合された状態で対物レンズホルダ５２がブラケット５３から脱落するのを防止することが可能になる。また、ブラケット５３の上部には、図７および図８に示すように、溝部５３ａの内側面に達する固定ネジ５５を挿入するためのネジ孔５３ｂが形成されている。このネジ孔５３ｂを介して、固定ネジ５５の先端を、溝部５３ａに係合された対物レンズホルダ５２の凸部５２ｃの側面に当接させるように固定ネジ５５を締め付けることにより、対物レンズホルダ５２をブラケット５３に固定することが可能である。
【００３３】
位置決めピン５４は、対物レンズ５１を保持する対物レンズホルダ５２をブラケット５３に取り付ける際に、対物レンズホルダ５２のブラケット５３に対する取付位置の位置決めを行うために設けられている。ブラケット５３に位置決めピン５４を設けることによって、対物レンズホルダ５２をブラケット５３に対してスライドさせたときに、対物レンズホルダ５２の位置決めが容易に行われるので、対物レンズホルダ５２をブラケット５３に対して所定の位置で取り付けることが可能である。これにより、対物レンズ５１の取付および取外しに起因する位置ずれを抑制することが可能である。
【００３４】
結像レンズ部６０は、図３に示すように、対物レンズ部５０で拡大された粒子の光像を結像するための結像レンズ６１と、結像レンズ６１を保持するブラケット６２とを含んでいる。
【００３５】
撮像部７０は、結像レンズ部６０で結像された粒子像を撮像するために設けられている。この撮像部７０は、図３および図１１に示すように、リレーレンズボックス７１と、カメラ用ブラケット７２ａ（図１１参照）に取り付けられたＣＣＤカメラ７２と、リレーレンズボックス７１を２つの直動ガイド７３に沿って図１１のＹ方向に移動させるための駆動機構部７４と、撮像部７０の底部を支持する支持板７５と、撮像部７０を覆う遮光カバー７６と、リレーレンズボックス７１に取り付けられた検知片７７と、支持板７５に取り付けられるとともに、検知片７７を検知するための光透過型のセンサ７８とを含んでいる。リレーレンズボックス７１には、２倍の拡大倍率を有するレンズ７１ａと、０．５倍の拡大倍率を有するレンズ７１ｂとが内蔵されている。また、駆動機構部７４は、ピストンロッド７４ａを有する駆動源としてのエアシリンダ７４ｂを有している。このエアシリンダ７４ｂのピストンロッド７４ａは、リレーレンズボックス７１に接続されている。
【００３６】
次に、図２、図３および図１２を参照して、本発明の一実施形態による粒子画像処理装置１の動作について説明する。まず、図２に示す供給口８ｃに供給された粒子懸濁液は、フローセル７の上方に位置する供給部８ｂに送り込まれる。そして、供給部８ｂの粒子懸濁液は、供給部８ｂに設けられたサンプルノズル８ａ（図１２参照）の先端から少しずつフローセル７内に押し出される。また、シース液もシース液容器８ｄからシース液チャンバ８ｅおよび供給部８ｂを介してフローセル７内に送り込まれる。そして、粒子懸濁液は、図１２に示すように、シース液に両側を挟み込まれることにより流体力学的に偏平な形状に絞られた状態で、フローセル７内を上方から下方に向かって流れる。そして、粒子懸濁液は、図２に示すように、フローセル７内を通過した後、廃液チャンバ８ｆを介して排出される。上記のように、流体機構部３のフローセル７で偏平な形状に絞られた粒子懸濁液の流れに対して、照明光学系４の照射部２０から光を照射することによって、撮像光学系５において粒子の画像が対物レンズ部５０を介して撮像部７０により撮像される。また、粒子懸濁液の流れの偏平な面を撮像部７０で撮像することにより、撮像される粒子の重心と、撮像部７０のＣＣＤカメラ７２（図３参照）の撮像面との距離を実質的に一定にすることが可能である。これにより、粒子の大きさに関わらず常にピントの合った粒子像を得ることが可能である。そして、撮像部７０のＣＣＤカメラ７２からの画像信号は、画像処理部６（図２参照）で処理された後、画像データ分析装置２に送られて、画像表示部２ａに表示される。
【００３７】
次に、図６および図９を参照して、対物レンズホルダ５２に保持された対物レンズ５１を、他の対物レンズホルダ５２に保持された拡大倍率の異なる他の対物レンズ５１に交換する場合の交換方法について説明する。まず、図６に示すブラケット５３の上部に取り付けられている固定ネジ５５を緩める。これにより、対物レンズ５１を保持した対物レンズホルダ５２のブラケット５３に対する固定が解除される。そして、対物レンズ５１を保持した対物レンズホルダ５２をブラケット５３に対して図６の矢印Ａ方向にスライド移動させる。これにより、対物レンズ５１を保持した対物レンズホルダ５２をブラケット５３から取り外す。次に、拡大倍率の異なる他の対物レンズ５１を保持する他の対物レンズホルダ５２の凹部５２ｃをブラケット５３の溝部５３ａに係合させるとともに、図９の矢印Ｂ方向にスライド移動させる。なお、先端部が根元部よりも幅の大きい対物レンズホルダ５２の凸部５２ｃが、底面側よりも開放端側の溝幅が小さいブラケット５３の溝部５３ａに係合されるので、図６に示すように、対物レンズホルダ５２がスライド方向（図９の矢印Ｂ方向）と直交する方向（図６の矢印Ｃ方向）に外れるのが防止される。そして、対物レンズホルダ５２のスライド方向の先端面が位置決めピン５４に当接した状態で、ブラケット５３の上部に取り付けられた固定ネジ５５を締め付けることにより、拡大倍率の異なる他の対物レンズ５１を保持した対物レンズホルダ５２のブラケット５３への取り付けが完了する。これにより、対物レンズ５１の拡大倍率の異なる他の対物レンズ５１への交換が終了する。なお、本実施形態では、１０倍の拡大倍率を有する対物レンズ５１を、たとえば、５倍および２０倍の拡大倍率を有する対物レンズ５１に交換可能である。
【００３８】
なお、対物レンズ５１を拡大倍率の異なる他の対物レンズ５１に交換した場合には、対物レンズ５１の開口数が変化するので、集光部４０の絞り調節部４４（図４および図５参照）で開口絞り４２の開口数を調節する必要がある。また、対物レンズ５１を拡大倍率の異なる他の対物レンズ５１に交換した場合には、撮像部７０における光の量が変化するので、光量調節のため固定減光フィルタ３１も減光率の異なる他の固定減光フィルタ３１に交換する必要がある。次に、図１０を参照して、固定減光フィルタ３１を減光率の異なる他の固定減光フィルタ３１に交換する場合の交換方法について説明する。まず、図１０に示すように、固定減光フィルタ３１に取り付けられている２つの長ネジ３２を緩めることにより、固定減光フィルタ３１をレール部材３３から取り外す。そして、減光率の異なる他の固定減光フィルタ３１をレール部材３３に取り付ける。このとき、レール部材３３に取り付けられた位置決めピン３４に固定減光フィルタ３１が当接することにより、固定減光フィルタ３１を一定の位置に取り付けることが可能である。そして、固定減光フィルタ３１に取り付けられた２つの長ネジ３２を締め付ける。これにより、減光率の異なる他の固定減光フィルタ３１のレール部材３３への取り付けが完了する。このようにして、固定減光フィルタ３１の減光率の異なる他の固定減光フィルタ３１への交換が終了する。
【００３９】
次に、図４、図１１、図１３および図１４を参照して、撮像部７０の撮像倍率の変更動作に連動して行われる移動減光フィルタ３５の移動動作について説明する。まず、図１１に示す撮像部７０の駆動機構部７４のエアシリンダ７４ｂを駆動させることにより、ピストンロッド７４ａを介してリレーレンズボックス７１を矢印Ｄ方向に移動させる。これにより、図１３に示すように、撮像部７０における撮像倍率が変更される。具体的には、リレーレンズボックス７１に内蔵されている２倍の拡大倍率を有するレンズ７１ａから、０．５倍の拡大倍率を有するレンズ７１ｂに変更される。０．５倍の拡大倍率を有するレンズ７１ｂを用いた場合には、２倍の拡大倍率を有するレンズ７１ａを用いた場合の粒子像よりも明るい粒子像が、撮像部７０のＣＣＤカメラ７２により撮像される。この場合には、２倍の拡大倍率を有するレンズ７１ａを用いた場合に使用していた固定減光フィルタ３１による減光よりもさらに照射部２０からの光を減光する必要がある。そこで、固定減光フィルタ３１に隣接して設置されている移動減光フィルタ３５を図４の矢印Ｅ方向に移動させる。これにより、図１４に示すように、移動減光フィルタ３５が、照射部２０からの光を減光することが可能な位置に移動するので、固定減光フィルタ３１のみならず、移動減光フィルタ３５によっても照射部２０からの光を減光することが可能になる。その結果、リレーレンズボックス７１に内蔵されている２倍の拡大倍率を有するレンズ７１ａから、０．５倍の拡大倍率を有するレンズ７１ｂに変更した場合にも、撮像部７０のＣＣＤカメラ７２により撮像される粒子像を適度な明るさで撮像することが可能になる。
【００４０】
本実施形態では、上記のように、照射部２０により照射された粒子の光像を拡大する対物レンズ５１を、拡大倍率の異なる他の対物レンズ５１と交換可能に取り付けることによって、拡大倍率の異なる複数の対物レンズ５１を１つの対物レンズ５１分のスペースに配置することができるので、装置内に複数の対物レンズ５１を配置するとともに、それらの複数の対物レンズ５１を選択可能にする選択機構や切替可能にする切替機構を設ける場合に比べて、装置の大型化および複雑化を抑制することができる。また、対物レンズ５１を、拡大倍率の異なる他の対物レンズ５１と交換可能に取り付けることによって、照射部２０により照射された粒子の光像を所望の大きさに拡大することができるので、結像レンズ６１で結像された粒子像を所望の大きさで撮像することができる。これにより、測定可能な粒径の範囲を大きくすることができる。
【００４１】
また、本実施形態では、上記のように、固定減光フィルタ３１を、減光率の異なる他の固定減光フィルタ３１と交換可能に取り付けることによって、減光率の異なる複数の固定減光フィルタ３１を１つの固定減光フィルタ３１分のスペースに配置することができるので、装置内に複数の固定減光フィルタ３１を配置する場合に比べて、装置が大型化するのを抑制することができる。また、固定減光フィルタ３１を、減光率の異なる他の固定減光フィルタ３１と交換可能に取り付けることによって、対物レンズ５１の交換などによる粒子像の拡大倍率の変化に伴って、撮像時の光強度の調節が必要になった場合にも、容易に、照射部２０からの光を所望の強度に調節することができる。
【００４２】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４３】
たとえば、上記実施形態では、対物レンズを保持する対物レンズホルダに凸部を形成するとともに、ブラケットに対物レンズホルダの凸部に係合する溝部を形成することにより、対物レンズホルダとブラケットとを係合させる例について説明したが、本発明はこれに限らず、ブラケットに凸部を形成するとともに、対物レンズホルダにブラケットの凸部に係合する溝部を形成することにより、対物レンズホルダとブラケットとを係合させてもよい。
【００４４】
また、上記実施形態では、対物レンズを保持する対物レンズホルダをブラケットに対して水平方向にスライド移動させることにより取り付ける例について示したが、本発明はこれに限らず、対物レンズホルダをブラケットの上方から垂直方向にスライド移動させることにより、ブラケットに取り付けてもよい。また、スライド移動以外の方法で、ブラケットに対して対物レンズホルダを交換可能に取り付けるようにしてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態では、対物レンズおよび固定減光フィルタ３１を、拡大倍率の異なる他の対物レンズおよび減光率の異なる他の固定減光フィルタ３１に交換可能に構成する例について示したが、本発明はこれに限らず、対物レンズおよび固定減光フィルタ３１のみならず、移動減光フィルタ３５およびコンデンサレンズも異なる減光率の他の移動減光フィルタ３５や異なる集光特性のコンデンサレンズに交換可能に構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態による粒子画像処理装置を含む粒子画像分析システムの全体構成を示した斜視図である。
【図２】図１に示した一実施形態による粒子画像処理装置を含む粒子画像分析システムの全体構成を示した概略図である。
【図３】図１に示した一実施形態による粒子画像処理装置の内部構造を示した平面図である。
【図４】図３に示した一実施形態による粒子画像処理装置を部分的に示した平面図である。
【図５】図４に示した一実施形態による粒子画像処理装置の正面図である。
【図６】図３に示した一実施形態による粒子画像処理装置の対物レンズ部を示した斜視図である。
【図７】図６中の矢印Ｐ方向から見た対物レンズ部を示した平面図である。
【図８】図７中の２００−２００線に沿った断面図である。
【図９】図６に示した一実施形態による粒子画像処理装置の対物レンズの交換方法を説明するための斜視図である。
【図１０】図３に示した一実施形態による粒子画像処理装置の固定減光部を示した斜視図である。
【図１１】図３に示した一実施形態による粒子画像処理装置の撮像部を示した平面図である。
【図１２】図２に示した一実施形態による粒子画像処理装置のフローセル内の粒子懸濁液およびシース液の流れを説明するための断面図である。
【図１３】図１１に示した一実施形態による粒子画像処理装置の撮像部における撮像倍率の変更動作を説明するための平面図である。
【図１４】図４に示した一実施形態による粒子画像処理装置の移動減光部の移動動作を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  粒子画像処理装置
６  画像処理部
７  フローセル
２０  照射部
３１  固定減光フィルタ（第１減光フィルタ）
３５  移動減光フィルタ（第２減光フィルタ）
４２  開口絞り
４３  コンデンサレンズ
５１  対物レンズ
５２  対物レンズホルダ（保持部材）
５２ｂ  面取り部
５２ｃ  凸部（第１係合部）
５３  ブラケット（支持部材）
５３ａ  溝部（第２係合部）
５４  位置決めピン
５５  固定ネジ（固定部材）
６１  結像レンズ
７０  撮像部
７１  リレーレンズボックス（リレーレンズ系）
７１ａ、７１ｂ  レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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