(57)【要約】  スタック中の粒子をモニタする方法は、スタックの第2の反対の側の方に誘導される光のビームをスタックの第1の側で生成する段階を含む。このビームは反射されて、スタックの第1の側の方にスタック中の粒子を通して戻される。画像は粒子から散乱された光から得られる。画像は、不要な散乱光を含む視野を有するように位置づけられ向きを定められたイメージャを使用して得られる。この方法は、不要な散乱光を画像から遮断する段階を含む。
2013521512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタック中の粒子をモニタする方法であって、
前記粒子を通して誘導される光のビームを前記スタックの第1の側で生成する段階と、
前記粒子から散乱された前記光が通過する集光レンズを含むイメージャを使用することによって前記粒子から散乱された光の画像を取得する段階と
を含み、
不要な散乱光が同様に前記集光レンズを通過し、
前記方法が前記集光レンズを通過した前記不要な散乱光を前記画像から遮断する段階を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記粒子から散乱され、前記集光レンズを通過する前記光は、前記光ビームが前記粒子を通過するとき前記光ビームの方向から30度未満の角度を形成する方向に散乱されている、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記光のビームが、前記スタックの前記第1の側で生成され、前記スタックの第2の反対の側の方に誘導され、前記方法が、前記ビームを反射して前記スタックの前記第1の側の方に前記スタック中の前記粒子を通して戻す段階をさらに含む、請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
前記画像の全体における光の強度を合計する段階、前記画像中の光のスポットを計数する段階、または全区域の計算のために形態的に分離される形状を識別する段階から選択された1つまたは複数の段階を含む、請求項1から3のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記不要な散乱光は、前記不要な散乱光が前記イメージャによって画像化されないようにする物理的なマスクを使用して遮断される、請求項1から4のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記不要な散乱光が、ハードウェアまたはソフトウェアで生成された仮想マスクを使用して前記画像から遮断される、請求項1から4のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記画像が画像空間を有し、前記マスクが、前記画像空間で、または前記画像に空間フーリエ変換を行うことによって得られたパラメータ空間で適用される、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
画像のシーケンスを取得し、時間領域で前記画像のシーケンスにフーリエ変換を行うことによって、前記仮想マスクが適用される、請求項6に記載の方法。
【請求項９】
前記フーリエ変換が適用される前に前記画像が処理される、請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
前記処理が前記画像のシーケンスからデータ点のシーケンスをもたらし、前記フーリエ変換が前記得られたデータ点のシーケンスに行われる、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記画像中の背景雑音を補正するために、基準領域が決定される、請求項1から10のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記スタック中の前記粒子のモニタリングの間、散乱光によって照明されない前記画像の1つまたは複数の区域をモニタする段階を含む、請求項1から11のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記光のビームが前記粒子を通して斜めに誘導され、その結果、前記イメージャの異なる区域が、前記スタックを横切る異なる距離の粒子から散乱された光を受け取る、請求項1から12のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記イメージャの各画素が散乱を検出する前記距離を識別する段階を含む、請求項13に記載の方法。
【請求項１５】
前記イメージャの各画素が散乱を検出する前記距離を使用して、前記イメージャの各画素で測定された前記強度を較正し、それによって、前記スタックを横切る粒子の分布を計算する、請求項14に記載の方法。
【請求項１６】
前記イメージャの各画素が散乱を検出する前記距離を使用して、前記イメージャの各画素で測定された前記強度を較正し、それによって、前記スタックを横切る前記粒子分布の加重平均を計算する、請求項14に記載の方法。
【請求項１７】
データ点の距離分割された組が、前記イメージャの画素の各行または各列にわたって積分して各行または各列に対して単一データ点を生成することによって前記画像から得られる、請求項13から16のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
スタック中の粒子をモニタするための装置であって、前記装置が、
前記スタック中の前記粒子を通して誘導される光のビームを前記スタックの第1の側で生成するための光源と、
前記粒子から散乱された光の画像を取得するためのイメージャであり、前記粒子から散乱された前記光を収集するための集光レンズを含む、イメージャと
を備え、
前記装置が前記集光レンズから前記イメージャへと通過した不要な散乱光を前記画像から遮断するように構成されたフィルタを含むことを特徴とする装置。
【請求項１９】
前記スタックの第2の反対の側に取り付け、前記ビームを前記スタックの前記第1の側の方に反射して戻すための反射器を含む、請求項18に記載の装置。
【請求項２０】
前記装置は、前記光源から放出された前記光ビームの方向と前記ビームが前記反射器によって反射されるときの前記光ビームの方向との間に前記イメージャが位置づけられるように構成された、請求項19に記載の装置。
【請求項２１】
前記光源および前記イメージャが共通のハウジングに一緒に収容される、請求項19または20に記載の装置。
【請求項２２】
1つまたは複数のデータ処理の段階を実行するためのデータ処理手段をさらに備える、請求項18から21のいずれかに記載の装置。
【請求項２３】
前記フィルタが物理的なマスクである、請求項18から22のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
前記フィルタが電子またはソフトウェアフィルタである、請求項18から23のいずれかに記載の装置。
【請求項２５】
スタック中の粒子流れをモニタする方法であって、本明細書において添付図面を参照しながら実質的に記載されている、方法。
【請求項２６】
本明細書において添付図面のいずれかを参照しながら実質的に記載されている粒子モニタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスタック中の粒子をモニタするための装置および方法に関する。より詳細には、本発明は、光源を使用することによってスタック中の粒子をモニタするための装置および方法に関する。
【０００２】
本明細書で使用される「スタック」という用語は、ガスが通過できる体積部、例えば、煙突、管、煙道、ダクトなどを指す。
【背景技術】
【０００３】
スタック中の粒子をモニタする先行技術の方法は電気的方法と光学的方法との両方を含む。典型的な光学的方法では、レーザ源からの光のビームが、スタック(典型的には0.5m直径から10m直径のものである)を横切って誘導される。スタック中の粒子はレーザビームをすべての立体角にわたって散乱し、角度依存強度は、一般に、入射ビームの前進方向のまわりに散乱の方向で強化される。散乱光の一部は簡単な望遠鏡で収集され、光検出器上に集束され、収集される光の部分は、先行技術のデバイス光検出器が異なると変わる(例えば、収集される光が異なる散乱方向からのものとなるので)。
【０００４】
スタック中を流れる粒子から散乱された光に加えて、レーザによって照明された他の物体が光を散乱することになる。そのような不要な散乱を与える物体は、通常、スタック、またはモニタリング機器それ自体(窓、ミラー、ビームダンプ、およびレンズを含む)を含むスタックに取り付けられた機器の一部である。そのような物体から散乱された光は、その光が検出器への方向にある場合、モニタリング装置によって誤って解釈されることがある。
【０００５】
モニタリング装置の製造業者は、そのような迷光が検出器に届かないようにするのに苦労する。迷光を除去する1つの例示の先行技術の方法は、検出器がスタックの壁と一致するレーザビームのレーザ窓またはその一部からのいかなる明るい散乱も「検出」しないように望遠鏡の視野を制限することである。排除のその方法は、レーザビームの伝搬の前進方向から角度的に分離され、そのために、粒子サイズ分布の影響に由来する強度および相対的不感受性に関して最適でない散乱光を収集する必要がある。別の例示の先行技術の方法は、最適角度から離れた角度で照明された粒子状物質からの散乱光の画像を取得することである。大きい散乱角で散乱領域を画像化すると、領域全体にわたって合焦および距離分解能を達成する利点があるが、それは信号強度を犠牲にして達成され、便利な直径横断のスタック場所に送信器および受信器を取り付けるのを妨げる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述の問題を緩和しようと努める。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第1の態様によれば、スタック（stack）中の粒子をモニタする方法を提供し、この方法は、
粒子を通して誘導される光のビームをスタックの第1の側で生成する段階と、
粒子から散乱された光が通過する集光レンズを含むイメージャを使用することによって粒子から散乱された光の画像を取得する段階と
を含み、
この方法は、不要な散乱光が同様に集光レンズを通過し、この方法が集光レンズを通過した不要な散乱光を画像から遮断する段階を含むことを特徴とする。
【０００８】
したがって、画像は、不要な散乱光を含む視野を有するイメージャを使用して得られるが、この方法は、不要な散乱光の1つまたは複数の空間的に分離された発生源の影響を画像から除去する段階を含み、除去は、直接的(例えば、不要な散乱光を物理的に遮断することによる)であるか、または本発明の好ましい実施形態では、画像の処理および/または分析の後であるかのいずれかとすることができる。イメージャが不要な散乱光を含む視野を有することができるようにすることによって(不要な散乱光を避けるように位置づけられ向きを定められたイメージャを有する先行技術の装置とは対照的に)、イメージャは、光ビームが粒子に到達するときの光ビームの方向に対して、先行技術の装置よりさらに前進方向で粒子から散乱された光を画像化することができ、それは、散乱光からイメージャにさらに強い信号をもたらすことができるが、その理由は、信号は前方に散乱されたものほど一般に強いから、および不要な散乱光またはそれの検出システムを介した信号への影響を除去した後、残りの光またはその結果として生じる信号は、視野の照明された部分の粒子による散乱に実質的に起因すると見なすことができるからである。したがって、画像またはデータの組を分析して画素化した信号の集団から単一のデータ点を得る1つの方法では、不要な光の影響がフィルタ処理されず、したがって、雑音の一因になる場合に得られる信号対雑音比よりも高い信号対雑音比が、全体の画像領域にわたる信号を積分することによりもたらされる。
【０００９】
したがって、本発明の例示の実施形態は、レーザビームの経路中にある光学構成要素およびスタックの壁から直接散乱された光の有害な影響を避けるかまたは改善しながら、低レベルの塵に対する散乱信号強度を先行技術の検出器と比べて改善している。
【００１０】
粒子から散乱され、集光レンズを通過する光は、光ビームが粒子を通過するときの光ビームの方向から30度未満の角度を形成する方向に散乱されている可能性がある。好ましくは、その角度は、20度未満、15度未満、10度未満、5度未満、またはさらに1度未満である。
【００１１】
散乱の領域全体を画像化することにより、改善された塵散乱信号を得ることができる。この方法は、不要な光をマスクするかまたはフィルタ除去することによって達成される。光による粒子の照明の領域は、必ずしも、画像化領域全体にまたはスタック区域の大部分にさえもわたるとは限らない。
【００１２】
光のビームは、スタックの第1の側で生成され、スタックの第2の反対の側の方に誘導され得るが、この方法は、ビームを反射してスタックの第1の側の方にスタック中の粒子を通して戻す段階をさらに含むことができる。
【００１３】
光のビームは粒子を通して斜めに誘導することができ、その結果、イメージャの異なる区域は、スタックを横切る異なる距離の粒子から散乱された光を受け取る。この方法は、イメージャの各画素が散乱を検出する距離を識別する段階を含むことができる。イメージャの各画素が散乱を検出する距離を使用して、イメージャの各画素で測定された強度を較正し、それによって、スタックを横切る粒子の分布を計算することができる。データ点の距離分割された組は、イメージャの画素の各行または各列にわたって積分して各行または各列に対して単一データ点を生成することによって画像から得られる可能性がある。したがって、画像またはデータの組を分析する別の例示の方法では、単一のデータ点は、例えば、イメージャからのデータのマトリクスの各行にのみわたって、または各列にのみわたって積分することによって生成され、その結果、検出された画像ごとにデータ点の距離分割された組が得られる。そのような場合、実際の照明ビームの既知のサイズをアルゴリズムで使用して、距離分割されたデータ点の各々を規格化し、スタック全体にわたる粒子の密度を表す数値が与えられる。
【００１４】
したがって、例えば、プロセス解析のために、または距離分割もしくは平均化された粒子濃度の計算を改善するのに重み付け較正を適用するために、スタックの傾斜した弦に沿った粒子濃度分布の距離分割された測定値を提供することができる。この方法は、イメージャの画素の場所の関数として散乱光の画像を分析する段階を含むことができ、それにより、機器からの距離に応じた粒子レベルの測定が可能になる。したがって、画像の画素を距離分割して、粒子レベルがスタックの直径にわたってどのように変化しているかの測定を行うことができる。所与の距離に位置する散乱粒子から得られる強度は、イメージャの特定の区域の画像化対物レンズによって散乱部位に向かって定められた散乱の立体角に依存する。イメージャは、画像化セットアップの幾何光学系に配慮し、散乱を検出する距離を各画素に割り当てることにより較正することができる。距離依存の計算をイメージャの端から端までの各画素から得られた強度に適用して、距離依存プロファイルを補正することができ、またはそれを適用して、全距離にわたる距離加重平均を可能にすることができる。
【００１５】
この方法は、画像中の光の強度を合計することによって粒子密度に関して画像を分析する段階を含むことができる。この方法は、画像中の光のスポットを計数する段階を含むことができる。この方法は、全区域の計算のために形態的に分離される形状を識別する段階を含むことができる。形態分析のプロセスは、画像中で検出されるべき形状が特定の形態、例えば、円であるという仮定をする段階と、画像中の重なった形状を識別する段階と、形状の明白な重なりにもかかわらず各形状の区域の計算を行う段階とを含み、計算された形状の区域を追加することにより、イメージャ上で画像化されるべき、物体面における光を散乱する粒子のすべてを表す全区域が与えられる。
【００１６】
合計する、計数する、または識別する段階は、プロセッサのソフトウェアで、または専用ハードウェアで実行することができる。
【００１７】
不要な散乱光は、不要な散乱光がイメージャによって画像化されないようにする物理的なマスクを使用して遮断することができる。不要な散乱光は、不要な散乱光がイメージャに到達しないようにするために不要な散乱光の形状に空間的に適応させた物理的なマスクを使用して遮断することができる。
【００１８】
画像は画像空間を有することになる(すなわち、画像の2次元座標空間、それに加えて、1つまたは複数の他のパラメータから生じる1つまたは複数の追加の次元、例えば、座標ごとの光の強度)。物理的なマスクの一例は、イメージャの光学要素の光結像系の一部または全体を形成する任意のレンズのフーリエ変換平面に位置する整形された不透明な物質である。マスクの形状は複雑にすることができ、レンズのフーリエ変換平面に形成された不要な散乱からの低い空間周波数パターンに空間的に対応することができる。
【００１９】
物理的に整形された不透明なマスクの代替として、不要な散乱光は仮想マスクを使用することによって、すなわち、画像を表し、イメージャによって生成された信号をフィルタ処理することによって画像から遮断することができる。仮想マスクはハードウェアまたはソフトウェアで生成することができ、仮想マスクは一連の分析過程中の任意の所でイメージャからの信号に作用することができる。
【００２０】
仮想マスクの場合には、マスクは、不要な散乱光を含まない画像の画素要素のみを読み出すことによって適用することができる。
【００２１】
仮想マスクの場合には、マスクは、画像空間で、または画像に空間フーリエ変換を行うことによって得られたパラメータ空間で適用することができる(そのとき、マスクされる画像は逆畳み込みされたフィルタ処理済み信号とすることができる)。代替として、仮想マスクは、例えば、画像のシーケンスを取得し、時間領域で画像のシーケンスにフーリエ変換を行うことによって適用することができる。時間領域でフーリエ変換を行うことによって、一方における粒子からの散乱に由来する時間スペクトルの特徴を、他方における不変であるかまたはスタックを通って移動する粒子と異なる速度を有する物体からの不要な散乱に由来する時間スペクトルの特徴から分離することができる。画像が処理され、その後で、フーリエ変換が、例えば、順番に各画像に適用される上述の合計する段階、計数する段階、または識別する段階で適用されることが考えられる。そのような手法は画像のシーケンスからデータ点のシーケンスをもたらすことができ、次に、得られたデータ点のシーケンスにフーリエ変換を行うことができる。
【００２２】
画像中の背景雑音(例えば、系統的発生源もしくは暗電流発生源に由来するか、または粒子以外にスタックの内部から散乱されたレーザ光に由来することがある)を補正するために、基準領域を決定することができる。例えば、粒子がない状態での画像の画素当たりの平均強度は、例えば、いくつかのフレームの期間にわたって(すなわち、画像のシーケンスにわたって)各画素の強度を測定し、所定の数の連続する画像にわたって一貫せずに粒子から散乱される光に起因する異常値を排除することによって得ることができる。別の手法は、光ビームが通過していない画像のマスクされた区域からの単一の平均強度値を準備することである。
【００２３】
この方法は、粒子以外の発生源から散乱された光を含む画像の区域を粒子から散乱された光を含む区域からソフトウェアで分離する段階を含むことができる。
【００２４】
この方法は、散乱光を含まない画像の区域を散乱光を含む区域からソフトウェアで分離する段階を含むことができる。この方法は、スタック中の粒子のモニタリングの間、散乱光によって照明されない画像の1つまたは複数の区域をモニタする段階を含むことができる。それは、イメージャの零レベルを検査する方法を与える。有利には、1つの区域または複数の区域のモニタリング、したがって、零レベルの検査は連続的とすることができ、対照的に、ゼロ検査の先行技術の方法は、一般に、例えば、モニタリング光源をオフに切り替えることによって、測定プロセスを中断する段階を含む。1つまたは複数の区域のモニタリングは、1つの区域または複数の区域を表すデータをソフトウェアで選択することによって実行することができる。1つまたは複数の区域のモニタリングは、散乱光によって照明された領域の散乱光のモニタリングに補正を行うために周辺迷光のモニタリングを含むことができ、それによって、散乱モニタリングの精度を改善することができる。
【００２５】
粒子は塵粒子とすることができる。
【００２６】
本発明は、第2の態様によれば、スタック中の粒子をモニタする装置を提供し、その装置は、
スタック中の粒子を通って誘導される光のビームをスタックの第1の側で生成するための光源と、
粒子から散乱された光の画像を取得するためのイメージャであり、粒子から散乱された光を収集するための集光レンズを含む、イメージャと
を備え、
この装置は、集光レンズからイメージャへと通過した不要な散乱光を画像から遮断するように構成されたフィルタを含むことを特徴とする。
【００２７】
この装置は、スタックの第2の反対の側に取り付け、ビームをスタックの第1の側の方に反射して戻すための反射器を含むことができる。
【００２８】
光源およびイメージャは共通のハウジングに一緒に収容することができ、したがって、設置されるとき、この装置は複光路光学系を形成することができ、光源およびイメージャはスタックの一方の側に一緒に収容され、反射器はスタックの反対側に設けられる。
【００２９】
光源はレーザ源とすることができ、したがって、光ビームはレーザビームとすることができる。光は可視光とすることができる。レーザ源は、固体レーザ、例えば、周波数逓倍バナジウム酸塩レーザとすることができ、それは、例えば、ネオジウムドープすることができる。
【００３０】
反射器は、例えば、再帰反射器、コーナーキューブ、平面鏡、凸面鏡、または凹面鏡とすることができる。
【００３１】
この装置は、光源から放出された光ビームの方向と光ビームが反射器によって反射されるときの光ビームの方向との間にイメージャが位置づけられるように構成することができる。
【００３２】
画像は、イメージャ内に、例えば、電荷結合素子(CCD)またはCMOSの検出器で形成することができる。
【００３３】
この装置は、例えば、本発明の第1の態様に関して上述したように、1つまたは複数のデータ処理の段階を実行するためのデータ処理手段をさらに備えることができる。
【００３４】
フィルタは物理的なマスクとすることができる。フィルタは電子またはソフトウェァフィルタとすることができる。
【００３５】
本発明の1つの態様に関して説明した特徴は本発明の他の態様に組み込むことができることが当然理解されよう。例えば、本発明の方法は、本発明の装置を参照しながら説明した特徴のいずれも組み込むことができ、その逆も成立する。
【００３６】
次に、本発明の実施形態が添付の概略図を参照しながら例としてのみ説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第1の例示の実施形態による装置を含むスタックの横断面図である。
【図２】図1の装置をより詳細に概略的に示す図である。
【図３】図1および2の装置から得られるような典型的な画像を代表する画像を示す図である。
【図４（ａ）】本発明の例示の実施形態による例示の装置の幾何学的形状を示す図である。
【図４（ｂ）】本発明の例示の実施形態による例示の装置の幾何学的形状を示す図である。
【図４（ｃ）】イメージャ上へのビームの2次元再マッピングを示す図である。
【図５】本発明の第2の例示の実施形態による図2の装置の代替形態を概略的に示す図である。
【図６】図5の装置で実行されるデータ処理の段階を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の第1の例示の実施形態において、スタック10は粒子20の流れを含む。スタック10の壁には、粒子モニタハウジング25が取り付けられる。ハウジング25の反対側のスタック10の壁に、ミラー40が取り付けられる。この例示の実施形態では、ミラー40は平面鏡であるが、別の実施形態では、他の形態の反射器を使用することができる。レーザビーム35はハウジング25から放出され、ミラーによってハウジング25の方に反射して戻される。ビーム35は、スタック10中を流れる粒子20から散乱される。粒子20から散乱された光37の画像が得られる。画像はデータ処理装置70に渡される。
【００３９】
ハウジング25はレーザ30とイメージャ50とを含む。レーザビーム35はレーザ30によって放出され、散乱光37はイメージャ50によって画像化される。散乱光37の画像はイメージャ50からデータ処理装置70に渡される。この例示の実施形態では、散乱粒子を含む散乱された光以外の反射器40または他の領域から散乱された光が、得られた画像から物理的マスク60によって遮断される。
【００４０】
3次元のすべてで良好な空間分解能を得るために十分に小さく、一方、合焦状態にある距離のすべて(すなわち、スタック10を横切る粒子流れの幅)に対して十分に大きいように選択された視野をイメージャ50は有する。イメージャ50は、粒子20から散乱された光37の実質的にすべてを含む視野(図3)を有するように位置づけられ向きを定められる。しかし、それを達成するのに、通常、イメージャ50は、さらに、不要な散乱光140を含む視野を有するように位置づけられ向きを定められることがあることになる。その不要な散乱光140は、粒子20から散乱された光37の画像101から不要な散乱光140を遮断するように整形および位置づけられたマスク60によって遮断されない場合、イメージャ50を介して得られる測定の精度を阻害することになる。
【００４１】
図3において、画像101の面内における光37の異なる部分はスタック10の断面を横切る粒子20の異なる領域から生じる故に、粒子20から散乱された光37は空間的に分解されることに留意されたい。より具体的には、レーザビーム35が粒子20を斜めに通過するとき、(言い換えると、粒子20から散乱され、イメージャ50によって画像化される光37がある角度で散乱されるとき)、イメージャ50から粒子流れのより遠い側から散乱された光37(すなわち、反射器40に最も近い粒子から散乱された光)は図3の画像化された散乱光37の一方の端に現れ、粒子流れのより近い側から散乱された光37(すなわち、反射器40から最も遠い粒子から散乱された光)は、画像化された散乱光37の反対の端に現れる。
【００４２】
それが図4でさらに詳細に説明される。レーザビームが3次元で散乱媒体を通って移動する場合、結像レンズ130とイメージャ50とによって検出される(3次元)散乱光は2次元イメージャ上に効果的に再マッピングされる。距離分解能と散乱距離の定量化とは、空間におけるビームの角度、散乱ビームの範囲、および画像形成システムの光学的性質に依存する。3次元空間(X,Y,Z)の2次元空間(x,y)への再マッピング、およびその逆を公式で表すいくつかの方法があり、それらうちの1つをここで例として与える。図4(a)および(b)を参照して、点Pは、XZ面におけるθの水平角と、ビームの上方または下方の方向を規定する角
【００４３】
【数１】
2013521512.tif 000003
【００４４】
とで構成されたベクトルを有するレーザビーム上の(X,Y,Z)における一般的な点である。スタックの反対側のビームの始点は、オフセット位置X.offset(X.オフセット)およびY.offset(Y.オフセット)で与えられる。
【００４５】
任意の点Pは、
【００４６】
【数２】
2013521512.tif 000004
【００４７】
で与えられるX座標を有するように定義される。さらに、Y座標は
【００４８】
【数３】
2013521512.tif 000005
【００４９】
で与えられる。xyにおける検出器アレイ上の再マッピングは、座標の
【００５０】
【数４】
2013521512.tif 000006
【００５１】
および
【００５２】
【数５】
2013521512.tif 000007
【００５３】
で与えられる。結果として生じる再マッピングされたビームは図4(c)におけるような典型的な外観を有し、それは、ビームに沿った等間隔の場所Pに対してビーム間隔と画像化間隔との間の非線形関係を示す。したがって、この計算により、ビームの任意の点の距離の計算が画像上の測定値から可能になる。
【００５４】
代替の好ましい例示の実施形態(図5および6)では、画像101中のフィルタ60が、物理的マスク(第1の実施形態におけるような)としてではなく、むしろデータ処理装置70内の仮想マスクを適用することによって具現される。仮想マスクの適用(図6)では、イメージャ50の視野の未処理画像を表すデータ100がデータプロセッサ70で受け取られる。不要な散乱光140は、フィルタ60'を使用することによって、この例では、未処理画像データ100の空間フーリエ変換を行い、次に、不要な散乱光140に対応することが分かっている空間周波数を除去し、次に、空間逆フーリエ変換を行って不要な散乱光140のない画像101を与えることによって未処理画像データ100から遮断される。信号の必要な部分と不要な部分との空間周波数はいくつかの方法で決定することができる。経験的手法は、スタック中に塵のない基準画像を記録し、そのフーリエ変換を行い、それが、その後、測定画像中に「塵」がある測定画像から逆畳み込みされ、それにより「塵のみ」の信号が残るものである。別の手法は、レーザビームからの散乱光のパターン(フーリエ変換空間における)を意識的に捜すことである(すなわち、逆空間におけるパターン認識)。予測手法は粒子または粒子の群に起因する画像化「スポット」のサイズの知見を使用し、そのサイズの逆数が注目する空間周波数を与え、そのようなスポットのサイズ分布は画像に保持されるべき空間周波数帯域幅を与え、空間周波数帯域幅に逆フーリエ変換が実行される。
【００５５】
次に、さらなるデータ処理110が、この例では、フィルタ処理済み画像に実行される。この例では、フィルタ処理済み画像の全体にわたって積分された全強度がフィルタ処理済み画像のシーケンスの各々について計算および記憶され、記憶された積分強度の時間フーリエ変換が計算される。次に、処理されたフィルタ処理済み画像データを分析して(段階120において)スタック10中の粒子20に関する情報が与えられ、この例では、スタック10中の粒子20の量は、時間フーリエ変換によって得られたスペクトルの強度を、粒子20からの光37の散乱に対応することが分かっている周波数で観察することによって決定される。
【００５６】
本発明が特定の実施形態を参照しながら説明および図示されたが、本発明には本明細書で具体的に示されていない多くの異なる変更が加えられることが当業者には理解されよう。次に、単なる例として、いくつかの可能な変更が説明される。
【００５７】
上述の第2の例示の実施形態では、仮想マスクはデータ処理装置においてプロセッサ上で動作するソフトウェアを使用して適用されるが、他の代替の例示の実施形態では、仮想マスクは専用電子ハードウェアフィルタを使用して適用される。
【００５８】
前述の説明には、既知の、明白な、または予測可能な均等物を有する完全体(integer)または要素が述べられており、そのような均等物はあたかも個別に記載されたように本明細書に含まれる。任意のそのような均等物を包含するように解釈されるべきである本発明の真の範囲を決定するには特許請求の範囲が参照されるべきである。好ましい、有利、便利などと説明されている本発明の完全体またはフィーチャはオプションであり、独立請求項の範囲を限定しないことも読者には理解されよう。さらに、そのようなオプションの完全体またはフィーチャは、本発明のいくつかの実施形態では利益があり得るが、他の実施形態では、望ましくないことがあり、したがって、存在しないことがあることが理解されるべきである。
【符号の説明】
【００５９】
10  スタック
20  粒子
25  粒子モニタハウジング
30  レーザ
35  レーザビーム
37  散乱光
40  ミラー、反射器
50  イメージャ
60  物理的マスク、フィルタ
60'  フィルタ
70  データ処理装置、データプロセッサ
100  未処理画像データ
101  画像
110  データ処理
120  処理されたフィルタ処理済み画像データの分析
130  結像レンズ
140  不要な散乱光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図４（ｃ）】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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