(57)【要約】      （修正有）【課題】物体がフィルタ装置に対して移動している場合のような時間変化をともなう光の透過、反射、蛍光、リン光、フォトルミネセンス、化学発光及び／又は散乱を可能とするフィルタ装置を提供する。【解決手段】物体２０５から放射された光２０７は、空間フィルタ２５０のマスク特徴に応じて時間変調される。第１及び第２の検出器２３１，２３２は、変調された光を検知するように配置されている。第１の検出器は、第１の波長スペクトルを有する光を検知し、検知光に応答して第１の電気出力信号を生成する。第２の検出器は、第２の波長スペクトルを有する光を検知し、検知光に応答して第２の電気出力信号を生成する。第１及び第２の検出器からの信号は、物体の色分布に関する情報を含み、空間フィルタに対して流れ方向に沿って移動している物体の色分布を判定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマスク特徴を有し且つ流れ方向に沿って延在する空間フィルタであり、光が流れ方向に沿って移動している少なくとも１つの物体から放射され、放射光の強度がマスク特徴に応じて変調される空間フィルタと、
物体から放射された光の第１の部分を検知するように配置された第１の検出器であり、光の第１の部分が第１の波長範囲を有し、検知された光の第１の部分に応答して第１の電気信号を生成するように構成された第１の検出器と、
放射光の第２の部分を検知するように配置された第２の検出器であり、光の第２の部分が第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲を有し、検知された光の第２の部分に応答して第２の電気信号を生成するように構成された第２の検出器とを備え、第１及び第２の信号が物体の色分布に関する情報を含む、システム。
【請求項２】
さらに、放射光の経路内であって且つ物体と第１の検出器との間に配置され、第１の検出器へと第１の波長範囲を実質的に透過し且つ第１の検出器に到達する第１の波長範囲以外の波長を実質的に遮断するように構成された第１の光学フィルタを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
さらに、第１の信号と第２の信号との差分に基づいて色分布を判定するように構成された分析器を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
情報が、物体の色不均一性の量又は種類のうちの少なくとも１つに関する情報を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
さらに、時間による第１の電気信号の振幅の微分を含む第１の微分信号と時間による第２の電気信号の振幅の微分を含む第２の微分信号とを展開し、第１及び第２の微分信号に基づいて物体の色不均一性の量又は種類のうちの少なくとも１つを判定するように構成された分析器を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
さらに、第１の電気信号と第２の電気信号との相互相関を実行し、相互相関に基づいて物体の色不均一性の量又は種類のうちの少なくとも１つを判定するように構成された分析器を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
複数のマスク特徴を有し且つ流れ方向に沿って延在する空間フィルタであり、光が流れ方向に沿って移動している少なくとも１つの物体から放射され、放射光の強度がマスク特徴に応じて変調される空間フィルタと、
物体から放射された光の第１の部分を検知するように配置された第１の検出器であり、光の第１の部分が第１の波長範囲を有し、検知された光の第１の部分に応答して第１の電気信号を生成するように構成された第１の検出器と、
放射光の第２の部分を検知するように配置された第２の検出器であり、光の第２の部分が第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲を有し、検知された光の第２の部分に応答して第２の電気信号を生成するように構成された第２の検出器とを備え、第１及び第２の信号が物体の色特性に関する情報を含む、装置。
【請求項８】
空間フィルタに対して移動している物体から放射された光を検知し、放射光が空間フィルタのマスク特徴に応じて変調されることと、
第１の波長範囲を有する放射光の第１の部分の検知に応答して第１の電気信号を生成することと、
第２の波長範囲を有する放射光の第２の部分の検知に応答して第２の電気信号を生成することとを備え、第１及び第２の電気信号が物体の色特性に関する情報を含む、方法。
【請求項９】
複数のマスク特徴を有し且つ流れ方向に沿って延在する空間フィルタであり、マスク特徴が第１の光学透過特性を有する第１の特徴及び第２の光学透過特性を有する第２の特徴を含み、光が流れ方向に沿って移動している少なくとも１つの物体から放射され、放射光の強度が第１のマスク特徴及び第２のマスク特徴に応じて変調される空間フィルタと、
物体から放射される光を検知し、検知光に応答して電気出力信号を生成するように配置された検出器とを備え、電気出力信号が物体の色分布に関する情報を含む、装置。
【請求項１０】
電気出力信号が、物体の少なくとも２つの色領域のそれぞれについて、流れ方向に沿った長さ及び流れ方向に対して垂直な方向に沿った幅又は厚さのうちの１つ以上に関する情報を含み、第１の色領域が第１のマスク特徴によって透過された光を放射し、第２の色領域が第２のマスク特徴によって透過された光を放射する、請求項９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、一般に、試料中の物体から放射される光を評価することによって試料分析を行うための技術に関する。本特許出願はまた、そのような技術に関連する構成要素、装置、システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本開示は概して、物体から放射される光を使用して物体の特性を判定する技術に関する。より具体的には、本技術は、物体がフィルタ装置に対して移動している場合のような時間変化をともなう光の透過、反射、蛍光、リン光、フォトルミネセンス、化学発光及び／又は散乱を可能とするフィルタ装置を使用することができる。
【０００３】
物体から放射される光を使用するために様々な技術が提案されている。例えば、米国特許第７，３５８，４７６号明細書（Ｋｉｅｓｅｌら）は、液滴、細胞、ウィルス、微生物、マイクロ粒子、ナノ粒子、又は、流体によって運ばれる他の物体などのチャネル内を移動している物体に関する情報を得るために一連の検知要素に沿ったチャネルによる流体構造を記載している。検知要素は、物体から放射する光子エネルギの範囲を光検知するセルのセットを含む。プロセッサは、検知要素から物体に関する情報を受信し、スペクトル情報を得るためにそれを使用することができる。さらなる技術は、例えば、米国特許出願公開第２００８／０１８１８２７号明細書（Ｂａｓｓｌｅｒら）及び米国特許出願公開第２００８／０１８３４１８号明細書（Ｂａｓｓｌｅｒら）、並びに、米国特許第７，７０１，５８０号明細書（Ｂａｓｓｌｅｒら）、米国特許第７，８９４，０６８号明細書（Ｂａｓｓｌｅｒら）、米国特許第７，５４７，９０４号明細書（Ｓｃｈｍｉｄｔら）、米国特許第８，３７３，８６０号明細書（Ｋｉｅｓｅｌら）、米国特許第７，４２０，６７７号明細書（Ｓｃｈｍｉｄｔら）及び米国特許第７，３８６，１９９号明細書（Ｓｃｈｍｉｄｔら）に記載されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
いくつかの実施形態は、複数のマスク特徴を有し且つ流れ方向に沿って延在する空間フィルタを備え、光が流れ方向に沿って移動する少なくとも１つの物体から放射され、放射光の強度がマスク特徴に応じて変調された時間である装置を含む。第１の検出器は、物体からの放射光の第１の部分を検知するように配置され、光の第１の部分は、第１の波長範囲を有する。第１の検出器は、検知された光の第１の部分に応答して第１の電気信号を生成するように構成されている。第２の検出器は、放射光の第２の部分を検知するように配置され、光の第２の部分は、第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲を有する。第２の検出器は、光の第２の部分に応答して第２の電気信号を生成するように構成されており、第１及び第２の信号は、物体の色分布に関する情報を含む。
【０００５】
いくつかの態様によれば、第１の光学フィルタは、放射光の経路内であって且つ物体と第１の検出器との間に配置されている。第１の光学フィルタは、第１の検出器へと第１の波長範囲を実質的に透過させ、第１の検出器に到達する第１の波長範囲以外の波長を実質的に遮断するように構成されている。
【０００６】
いくつかの態様によれば、光の第２の部分は、物体によって散乱された光を含む。
【０００７】
いくつかの実装形態において、第２の光学フィルタは、放射光の経路内であって且つ物体と第２の検出器との間に配置されている。第２の光学フィルタは、第２の検出器へと第２の波長範囲を実質的に透過させ、第２の検出器に到達する第２の波長範囲以外の波長を実質的に遮断するように構成されている。
【０００８】
いくつかの構成において、システムは、第１の信号と第２の信号との差分に基づいて色分布を判定するように構成された分析器を含む。
【０００９】
いくつかの態様によれば、情報は、物体の色不均一性の量又は種類のうちの少なくとも１つに関する情報を含む。色不均一性の種類は、対称色分布、非対称色分布、分離色分布及び粒状色分布のうちの１つ以上を含むことができる。
【００１０】
いくつかの構成は、時間による第１の電気信号の振幅の微分を含む第１の微分信号と時間による第２の電気信号の振幅の微分を含む第２の微分信号とを展開し、第１及び第２の微分信号に基づいて物体の色不均一性の量又は種類のうちの少なくとも１つを判定するように構成された分析器を含む。
【００１１】
いくつかの構成は、第１の電気信号と第２の電気信号との相互相関を実行し、相互相関に基づいて物体の色不均一性の量又は種類のうちの少なくとも１つを判定するように構成された分析器を含む。
【００１２】
いくつかの実施形態は、複数のマスク特徴を有し且つ流れ方向に沿って延在する空間フィルタを含み、流れ方向に沿って移動する少なくとも１つの物体から光が放射され、放射光の強度がマスク特徴に応じて変調される装置を含む。第１の検出器は、物体から放射される光の第１の部分を検知するように配置され、光の第１の部分は、第１の波長範囲を有し、第１の検出器は、検知された光の第１の部分に応答して電気信号を生成するように構成されている。第２の検出器は、放射光の第２の部分を検知するように配置され、光の第２の部分は、第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲を有し、第２の検出器は、光の第２の部分に応答して第２の電気信号を生成するように構成されている。第１及び第２の信号は、物体の色特性に関する情報を含む。いくつかの実装において、物体の特性は、物体の色分布を含む。
【００１３】
物体は、少なくとも第１及び第２の色領域を含むことができ、第１の信号は、第１の色領域の流れ方向に沿った長さに関する情報を含み、第２の信号は、第２の色領域の流れ方向に沿った長さに関する情報を含む。
【００１４】
いくつかの実装によれば、第１の信号は、流れ方向に対して垂直な方向に沿った第１の色領域の幅又は厚さに関する情報を含み、第２の信号は、流れ方向に対して垂直な方向に沿った第２の色領域の幅又は厚さに関する情報を含む。
【００１５】
いくつかの実施形態は、空間フィルタに対して移動している物体から放射する光を検知することを含み、放射光が空間フィルタのマスク特徴に応じて変調される方法を含む。第１の電気信号は、第１の波長範囲を有する放射光の第１の部分を検知したことに応答して生成される。第２の電気信号は、第２の波長範囲を有する放射光の第２の部分を検出することにおいて生成される。第１及び第２の電気信号は、物体の色特性に関する情報を含む。
【００１６】
いくつかの態様によれば、第１の電気信号と第２の電気信号との差分を含む差分信号が展開される。
【００１７】
いくつかの実装形態において、第１及び第２の信号の振幅は、時間に関して区別される。物体の色不均一性は、微分された信号に基づいて分析される。いくつかの実装形態において、微分された第１及び第２の信号の信号ピークの時間位置が判定される。色特性は、信号ピークの位置に基づいて分析される。
【００１８】
例えば、色特性は、対称色分布、非対称色分布、分離色分布及び粒状色分布のうちの１つ以上を含むことができる。
【００１９】
いくつかの実施形態は、複数のマスク特徴を有し且つ流れ方向に沿って延在する空間フィルタを含み、マスク特徴が第１の光透過特性を有する第１の特徴及び第２の光透過特性を有する第２の特徴を含み、光が流れ方向に沿って移動している少なくとも１つの物体から放射され、放射光の強度が第１のマスク特徴及び第２のマスク特徴に応じて変調される装置を対象としている。検出器は、物体から放射される光を検知して、検知された光に応答して電気出力信号を生成するように配置されており、電気出力信号は、物体の色分布に関する情報を含む。
【００２０】
いくつかの態様によれば、電気出力信号は、物体の少なくとも２つの色領域のそれぞれについての流れ方向に沿った長さ及び流れ方向に対して垂直な方向に沿った幅又は厚さのうちの１つ以上に関する情報を含み、第１の色領域は、第１のマスク特徴によって透過される光を放射し、第２の色領域は、第２のマスク特徴によって透過される光を放射する。
【００２１】
上記概要は、開示された各実施形態又は本開示の全ての実装形態を記載するように意図されるものではない。図面及び詳細な説明は、以下においてより具体的に例示的な実施形態を例示する。
【００２２】
明細書を通して、以下の添付図面が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】図１Ａは、物体から放射される光の色分布を例示している。
【図１Ｂ】図１Ｂは、物体から放射される光の色分布を例示している。
【図１Ｃ】図１Ｃは、対称及び非対称色分布を有する物体を示している。
【図１Ｄ】図１Ｄは、空間的に変調された光に基づいて物体の特性を判定するように構成されたシステムの例示的な実施形態である。
【図２】図２は、いくつかの実施形態にかかる２つの検出器及び光学フィルタを含む物体の色分布を分析するための構成を概念的に図示する図である。
【図３】図３は、いくつかの実施形態にかかる２つの検出器及び２つの光学フィルタを含む物体の色分布を分析するための構成を概念的に図示する図である。
【図４Ａ】図４Ａは、色空間フィルタのためのいくつかの構成を図示している。
【図４Ｂ】図４Ｂは、色空間フィルタのためのいくつかの構成を図示している。
【図４Ｃ】図４Ｃは、色空間フィルタのためのいくつかの構成を図示している。
【図４Ｄ】図４Ｄは、色物体又は物体内の色領域についての長さを判定するための単一の検出器によって使用可能な色空間フィルタを示している。
【図４Ｅ】図４Ｅは、色物体又は物体内の色領域についての幅又は厚さを判定するための単一の検出器によって使用可能な色空間フィルタを示している。
【図５Ａ】図５Ａは、均一に着色された物体の２つの画像を示しており、一方の画像は、第１の波長範囲内の物体から放射される光を示し、第２の画像は、第２の波長範囲内の同一の物体から放射される光を示している。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第１の波長範囲及び第２の波長範囲の双方を含む合成波長範囲内の図５Ａからの均一に着色された物体の第３の画像である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、周期的に配置されたマスク特徴を有する空間フィルタの平面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、第１の波長範囲の光に応答して生成された第１の検出器からの第１の出力信号、第２の波長範囲の光に応答して生成された第２の検出器からの第２の出力信号、及び、第１及び第２の出力信号間の差分信号の簡略化されたプロットである。
【図５Ｅ】図５Ｅは、物体の色特性を判定するプロセスを図示している。
【図６Ａ】図６Ａは、空間フィルタと、空間フィルタに対して移動している不均一で非対称な色分布を有する物体の平面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａに示される物体から放射される第１の波長範囲の光に応答して第１の検出器によって生成された第１の出力信号、図６Ａに示される物体から放射される第２の波長範囲の光に応答して第２の検出器によって生成された第２の出力信号、及び、第１及び第２の出力信号間の差分信号の簡略化されたプロットである。
【図７Ａ】図７Ａは、光透過によって変調された光の検知に応答して生成された、近似された第１の時間変化信号及び第２の時間変化信号のグラフを示している。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａからの近似された第１の時間変化信号及び第２の時間変化信号の微分のプロットを示している。
【図８Ａ】図８Ａは、隣接して通過してそれに対して移動している物体をともなう空間フィルタの平面図であり、物体は、互いに対称的に配置された第１の着色領域及び第２の着色領域を有する。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａの１つの光透過領域によって変調された光の放射に応答して生成された第１の時間変化信号及び第２の時間変化信号の近似されたグラフを示している。
【図８Ｃ】図８Ｃは、図８Ｂからの第１の時間変化信号及び第２の時間変化信号の微分のプロットを提供している。
【図９Ａ】図９Ａは、隣接して通過してそれに対して移動している物体をともなう空間フィルタの平面図であり、物体は、少なくとも部分的に互いに分離された第１の着色領域及び第２の着色領域を有する。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図９Ａの１つの光透過領域によって変調された光の放射に応答して生成された第１の時間変化信号及び第２の時間変化信号のグラフを提供している。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９Ｂからの第１の時間変化信号及び第２の時間変化信号の微分のプロットを示している。
【図１０Ａ】図１０Ａは、隣接して通過してそれに対して移動している物体をともなう空間フィルタの平面図であり、物体は、第１の着色領域及び第１の着色領域内に粒状に配置された第２の着色領域を有する。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａの１つの光透過領域によって変調された光の放射によって生成された第１の時間変化信号及び第２の時間変化信号のグラフを示している。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図１０Ｂからの第１の時間変化信号及び第２の時間変化信号の微分のプロットを示している。
【図１１】図１１は、実施形態例にかかる試料を分析する方法のフロー図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図面は、必ずしも縮尺どおりではない。図面に使用される同様の符号は、同様の構成要素を指している。しかしながら、所定の図面における構成要素を指すための符号の使用は、同じ符号が付された他の図面中の構成要素を限定することを意図するものではないことが理解されるであろう。
【００２５】
大きさ、電荷、多孔性、表面特性及び弾性などの物体の特性を判定するために物体から放射される光を使用するために様々な技術が提案されている。物体から放射される光は、波長の分布を呈する。波長分布の人間の知覚は、可視波長範囲における「色」として分類される。放射光の起源に応じて、異なるスペクトル領域又は色が物体から放射されることができる。例えば、単色光によって照射された物体は、様々な方向の光のミー散乱を示すことがある。ミー散乱光は、入射光と同じ波長を有する。さらに、入射光は、物体において蛍光を励起することがある。蛍光光は、比較的広い波長帯域を含むことができ、比較的狭い波長帯域を含むことができ、又は、離散スペクトル線を含むことができる。蛍光波長は、一般に、入射光よりも高い波長である。波長又は色特性を示す他の光放射現象は、アップコンバージョン、二次高調波生成、多光子励起蛍光、ラマン散乱、リン光、吸収などを含む。
【００２６】
物体の光放射特性は、以下に説明するように必ずしも均一ではない。例えば、光吸収特性は、葉緑体が人間の知覚に対して緑に現れる一方で、細胞の他の部分が黒（均一に吸収）又は透明に現れることができることから、細胞を含むクロロフィルによって異なる。物体は、物体の種類を識別するためを含む分析目的のために重要であり得る色空間分布を有することができる。
【００２７】
物体において発生することができる異なる種類の色空間分布がある。例えば、自然な色空間分布は、クロロフィルを含む細胞中に存在することができる。他の例として、色空間分布は、細菌のグラム染色などによって人工的に作成することができる。多くの実装形態において、機能的な染色は、開発されて商業的に利用可能な機能的な染色に依存する生命科学及び多くの機能的アッセイにおける標準的な手順である。
【００２８】
（生体）分子、細胞、細胞サブ構造、ＤＮＡ、特定のタンパク質などに異なる色の染色剤又は染料を選択的に結合するために多数の方法が使用されることができる。これらの方法は、顕微鏡及びサイトメトリーにおいて人気のある科学的方法として蛍光染色を含む。一例として、ＤＡＰＩは、細胞核を染色するために使用されることができ、ＴＲＩＴＣ結合ファロイジンは、細胞のアクチンフィラメントを染色するために使用されることができる。物体又は物体の領域内の色空間分布を理解することは、単なる構造物組成を越えて物体に関する他の情報を判定するのを助けることができる。例えば、染色手順は、Ｓｙｔｏ染料及びヨウ化プロピジウムを用いた選択的染色によって細胞の生存能力の状態に関する情報を判定するために使用可能である。個々の細胞の支配的な蛍光色は、その生存能力に関する情報を提供する。
【００２９】
本願明細書に記載されるアプローチは、物体からの信号を受信することによって物体に関する情報を得ることができ、例えば、光の形態での信号は、照射（例えば、放射、蛍光、白熱光、化学発光、生物発光、他の発光形態など）、散乱（例えば、反射、偏向、回折、屈折など）又は透過であろうとなかろうと、物体から放射することができ、光検出器によって検知されることができる。細胞又は他の粒子は、処理されることができ、例えば、それらが光を照射するか又は励起光によって照射されたときに予測可能な方法で光を吸収するような方法で、適切な蛍光プローブ又は他の薬剤によって染色又はタグ付けされることができる。これに関して、所定の励起粒子によって照射された光は、事実上蛍光性とすることができ、又は、ラマン散乱の場合などの散乱光の形態を構成することができる。簡略化するために、物体から（例えば、散乱、照射又は透過することによって）放射される光は、本願明細書においては、「放射光」又は「光放射」と称される。本願明細書に記載される技術、アセンブリ、装置、システム及び方法は、物体又はその構成部品から放射される光の全ての形態を検出することに適用可能であることが理解されるであろう。
【００３０】
本願明細書に記載された実施形態は、空間フィルタ又はマスクによって空間的に変調された物体から放射される光に存在することができる１つ以上の色の空間分布に関する。物体から放射される空間的に変調された光は、特にサイトメトリーなどの高スループットアプリケーションに非常に適している１つ以上の非ピクセル光検出器によって検知される。各光検出器は、検知された光に応答して時間的に変化する電気信号を発生させる。
【００３１】
本願明細書に記載された技術、装置、システム、及び方法は、試料中に存在する様々な物体を検出することに適用可能であることが理解されるであろう。用語「物体」は、検出対象の関心のある任意の物体を広く指す。いくつかの用途では、関心のある物体は、比較的小さく、大きさが微細であり得る粒子又は分析物である。しかしながら、本技術は、任意の大きさ又は形状の物体に広く適用可能である。所定の粒子又は分析物は、生物学的細胞（複数可）、ウィルス（複数可）、分子（複数可）、特定のタンパク質又はタンパク質鎖、ＤＮＡ若しくはＲＮＡ断片、分子複合体（複数可）、液滴（例えば水中の油）、気泡、微粒子、ナノ粒子、ビーズ又は特定の化学物質を結合して担持することができる他の小粒子のうちの１つ又は集合体であり得るか又はそれらを含むことができる。
【００３２】
本願明細書中に開示された実施形態は、物体から放射される光の１つ以上の色の空間分布を含む。特定の色の放射光は、可視光の特性波長スペクトルに関連付けられ、さらに、例えば紫外線や赤外線を含む波長の非可視範囲内に延在することができる。色の特性スペクトルは、比較的狭い波長とすることができ、例えば、青色光は、一般に、約３８０から４５０ｎｍの波長帯域に関連付けられ、赤色光は、約６２０から７５０ｎｍの波長帯域に関連付けられ、緑色光は、約４９５から５６０ｎｍの波長帯域に関連付けられる。物体から放射される光の色は、放射光の色が他の色の波長スペクトルの混合とすることができることを意味する添加であってもよく、例えば、黄色光は、約４９５から７５０ｎｍの波長帯域に関連付けられることができる。
【００３３】
物体から放射される光の色などの特性は、特定の波長スペクトルの量が距離によって変化し得ることを意味する空間分布を有することができる。いくつかのシナリオにおいて、放射光は、各色がそれぞれ波長スペクトルに関連付けられた複数色を含むことができ、各色は、距離によって変化するか又は均一な空間分布を有することができる。距離は、物体全体を横切るか又は物体の１つ以上の領域を横切る距離とすることができる。物体の異なる領域は、異なる色の光を放射することがある。
【００３４】
図１Ａ及び図１Ｂは、物体から放射される光の色空間分布を例示している。図１Ａは、領域１６１、１６２、１６３のクロスハッチングによって示されるように「黄」色に関連付けられた波長スペクトルを有する光を放射する領域１６１、１６２、１６３を含む物体１６０を示している。「黄」色の波長スペクトルは、（垂直のクロスハッチングによって示されている）「赤」色の波長スペクトルと、（水平のクロスハッチングによって示される）「緑」色の波長スペクトルとを含む。赤色及び緑色空間分布は、領域１６１、１６２、１６３において実質的に等しく、赤色及び緑色は、物体１６１において均一であると本願明細書において言及される。
【００３５】
対照的に、図１Ｂは、色の不均一な空間分布の例を提供している。図１Ｂは、黄色（赤＋緑）である領域１７３、赤である領域１７１、及び、緑である領域１７２を含む物体１７０を示している。赤色空間分布は、緑色空間分布と実質的に等しくなく、赤色及び緑色は、物体１７０において不均一であると本願明細書において言及される。
【００３６】
いくつかの実装形態において、物体又は領域の色空間分布は、色「Ｂ」の空間分布が物体又は領域から放射された光から生成された信号によって判定された所定量未満だけ変化した場合に、色「Ｂ」及び「Ｃ」に関して実質的に均一であるということができる。不均一に着色された物体の例は、第１の色に染色された細胞質と、異なる色に染色された核とを有する細胞である。本願明細書において説明するいくつかの実施形態は、放射光の色が均一又は不均一な空間分布を有しているかどうかを判定することを含む。
【００３７】
不均一な色分布は、軸に対して対称又は非対称とすることができる。対称色分布を有する物体について、物体に及ぶ軸を構築することが可能であり、軸の一方側における色分布は、他方側における色分布の鏡像である。図１Ｃは、色領域１６５ａ及び１６５ｂを有する物体１６５を図示している。色領域１６５ａ、１６５ｂは、色領域１６５ｂ内において横軸（ｙ軸）及び長手方向軸（ｘ軸）に対して対称的に配置されている。物体１６６は、色領域１６６ｂによって囲まれた色領域１６６ａを含む。色領域１６６ａは、色領域１０６ｂ内において横軸（ｙ軸）に対して対称に及び長手方向軸（ｘ軸）に対して非対称に配置されている。物体１６７は、色領域１６７ｂによって囲まれた色領域１６７ａを含む。色領域１６７ａは、色領域１６７ｂ内において横軸（ｙ軸）に対して非対称に且つ長手方向軸（ｘ軸）に対して非対称に配置されている。
【００３８】
いくつかの実施形態は、２つ以上の検出器を使用し、第１の検出器は、第１の波長範囲を有する第１の色の光を検出するように構成されており、第２の検出器は、第１の波長範囲とは異なる第２の波長範囲を有する第２の色の光を検出するように構成されている。第１及び第２の色の波長範囲は、連続した波長帯域であってもよく、又は、その範囲の波長は、非連続であってもよい。
【００３９】
いくつかの実施形態は、単一の検出器と、第１及び第２のマスク特徴を含む空間フィルタとを使用することができ、第１のマスク特徴は、第１の透過特性を有し、第２のマスク特徴は、第１の透過特性とは異なる第２の透過特性を有する。例えば、第１の透過特性は、第１の色の波長範囲を通過させるように選択されることができ、第２の透過特性は、第２の色の波長範囲を通過させるように選択されることができる。
【００４０】
図１Ｄは、空間的に変調された光に基づいて物体の特性を判定するように構成されたアセンブリ１１０の一例である。アセンブリ１１０は、光源１１２と、空間フィルタ１２６、例えばマスクと、例えば流路である流体装置１２０と、検出器１３０と、信号プロセッサ１４０と、分析器１５０とを含む。流体装置１２０は、分析対象の関心のある試料を受けるように構成される。試料は、その入口１２１ａにおいて流体装置１２０に入り、その出口１２１ｂにおいて流体装置１２０から出ることができ、一般に、閉じ込め部材１２２、１２４の間に形成された流路１２３を通ってｘ方向に沿って流れる。部材１２２、１２４は、ガラスプレート若しくはシート、プラスチック又は他の適切な材料とすることができるか又はそれらを含むことができる。部材１２２、１２４の一方又は双方は、顕微鏡スライド若しくは顕微鏡カバーガラス又はその一部とすることができる。しかしながら、部材１２２、１２４は、形状が平面である必要はない。例えば、それらは、円形、矩形又は他の形状である断面を有する単一のチューブ又はパイプの一部であってもよい。他の非平面形状もまた企図される。いくつかの場合において、試料の閉じ込めは、部材１２２、１２４の一方又は双方が省略されることができる場合には必要でなくすることができる。閉じ込め部材１２２の少なくとも一部は少なくとも励起領域１２３ａにおいて光源１１２による励起光に対して透過性である。その点で、光源１１２は、流体装置１２０に向けて入射光１１２ａを照射することができる。
【００４１】
いくつかの場合において、例えば、光源１１２は、従来の発光ダイオード（ＬＥＤ）光源、レーザ、レーザダイオード、ランプ又は共振空洞ＬＥＤ（ＲＣ−ＬＥＤ）光源を含むことができる。必要に応じて、光源は、結果の出射光のスペクトルを狭くするか又は調整するための１つ以上のフィルタを組み込むことができる。どんな種類の光源でも選択され、光源１１２によって照射された励起光のスペクトル構成又は要素は、好ましくは、以下にさらに説明されるように、励起、散乱、又は、試料中に存在することができる物体の少なくとも一部からの光の放射を引き起こすように調整される。
【００４２】
試料は、色分布を変化させるだけでなく大きさ及び形状を変化させる例示的な物体１０５を含むものとして示される。物体１０５は、全方向に光１０７を放射することができる（一部の方向のみが図示されている）。物体１０５は、様々な特性を有することができ、そのいくつかの特性は、放射光１０７に基づいて分析器１５０によって判定されることができる。いくつかの実施形態において、レンズ、光学フィルタ又はダイクロイックミラーなどの１つ以上の光学素子１３１は、物体から放射される時間的に変化する光の経路内及び／又は入射光の経路内に配設される。光学素子１３１は、破線１３１ａによって示されるように光源１１２と流路１２３との間に、及び／又は、破線１３１ｂによって示されるように流路１２３と検出器１３０との間に配設されることができる。
【００４３】
検出器１３０は、空間フィルタ１２６によって変調された物体１０５からの時間的に変化する光を受光し、時間的に変化する光に応答して電気信号を生成する。検出器１３０によって検出された光の時間的変化は、物体１０５を照射する空間的にパターン化された励起光を形成するために、励起光と入射空間フィルタとの間の相互作用をもたらすことができる。あるいは、検出器１３０によって検出された光の時間的変化は、物体１０５から放射される光と出射空間フィルタとの間の相互作用をもたらすことができる。時間的変化は、物体１０５及び空間フィルタ１２６の相対運動に基づいている。
【００４４】
１つの実施形態において、検出器１３０は、物体から放射される光子エネルギの範囲を光検知する検知要素である。いくつかの実施形態において、検知要素は、（フォトダイオード、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）又は光電子増倍管（ＰＭＴ）などの）単一の大面積光センサとすることができるか、又は、検知した量が検知期間にわたるスペクトル強度の単一の光検知量を得るために組み合わせられることができる適切な光検知セルのアレイとすることができる光センサを含むことができる。
【００４５】
図１Ｄのアセンブリ１１０は、様々な場所に配置されることができる空間フィルタ１２６（時々マスクと称する）を含む。破線矢印１２６ａ及び１２６ｂは、空間的に変調された光及び／又は変調された励起光を提供するための空間フィルタ１２６の可能な位置を示している。矢印１２６ａによって示されるいくつかの構成において、空間フィルタ１２６は、物体１０５と検出器１３０との間に配置されることができる。この位置において、空間フィルタ１２６は、出射空間マスクと称される。矢印１２６ｂによって示される他の構成において、空間フィルタ１２６は、光源１１２と物体１０５との間に配置されることができる。この位置において、空間フィルタ１２６は、入射空間フィルタと称される。入射空間フィルタは、流路１２３の励起領域１２３ａに沿って量を変化させることにより、光源によって照射された光を透過するように構成されることができる。この構成において、入射空間フィルタは、流路１２３の励起領域１２３ａにおいてパターン化された励起光を形成する。様々な実装形態によれば、入射空間フィルタは、光透過性がより高い第１の領域と光透過性がより低い第２の領域とのシーケンス又はパターンを含む物理的なマスクを含むことができる。入射空間フィルタは、代替的に又は追加的に、励起パターンを形成するように構成された光学的、マイクロ光学的又はパターン化された光源を含むことができる。励起パターンは、撮像用（例えば、レンズ）及び／又は方向用（例えば、光ファイバ又は導波路）の光学部品を使用して励起領域１２３ａの上に結像及び／又は向けられることができる。
【００４６】
いくつかの実施形態において、出射空間フィルタが利用可能であり、流路の検出領域１２３ｂにおいて物体１０５と検出器１３０との間に配設されることができる。いくつかの実施形態において、励起領域１２３ａ及び検出領域１２３ｂは重複している。他の実施形態において、励起及び検出領域間の部分的な重複があってもよく、又は、励起及び検出領域は非重複であってもよく、又は、複数の検出領域及び／又は励起領域が様々な重複及び／又は非重複の配置とともに使用されてもよい。図１に示されるアセンブリ１１０において、出射空間フィルタは、流路１２３内の物体１０５から放射される光１０７と相互作用するように構成させることができる。いくつかの実施形態において、出射空間フィルタは、光透過性がより高い第１の領域と光透過性がより低い第２の領域とのシーケンス又はパターンを含む物理的マスクとすることができる。
【００４７】
入射空間フィルタを含むアセンブリ１１０のいくつかの実施形態によれば、物体１０５が流路１２３の励起領域１２３ａにおいて流れ方向１２３ｃに移動するのにともない、光源１１２から放射される光は、物体１０５へと交互に実質的に透過され、物体１０５が流れ方向１２３ｃに沿って移動するのにともない、物体１０５に到達してから実質的に遮断若しくは部分的に遮断される。流れ方向１２３ｃに沿った励起光１１２ａの交互の透過及び非透過（又は低減された透過）は、物体１０５から放射された時間的に変化する光１０７を生成する。物体１０５から放射された時間的に変化する光１０７は、検出器１３０に向かい、これに応答して、検出器１３０は、時間的に変化する検出器出力信号１３４を生成する。
【００４８】
出射空間フィルタ構成を含むアセンブリ１１０のいくつかの実施形態によれば、光源１１２からの光１１２ａは、物体１０５を照射し、物体１０５に光１０７を放射させる。物体１０５が流路１２３の検出領域１２３ｂにおける流れ方向１２３ｃにおいて移動するのにともない、出射空間フィルタは、交互に、物体１０５から放射された光１０７を検出器１３０に到達してから完全に又は実質的に遮断し、物体１０５から放射された光１０７を検出器１３０へと実質的に透過する。物体１０５が検出領域１２３ｂを通って流れるときの物体１０５から放射された光１０７の交互の実質的な透過及び遮断（又は部分的遮断）は、検出器１３０に向かう時間的に変化する光を生成する。これに応答して、検出器１３０は、時間的に変化する検出器出力信号１３４を生成する。
【００４９】
図１Ｄの実施形態などのいくつかの実施形態において、アセンブリ１１０は、周波数の関数としてのスペクトルパワー（例えば、フーリエスペクトル振幅）を提供するように、時間的に変化する検出器出力信号１３４を周波数領域の出力信号１３６に変換する信号プロセッサ１４０を含むことができる。信号プロセッサ１４０は、いくつかの実施形態においては検出器１３０の一部であってもよく、又は、他の実施形態においては別個の回路を含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態において、信号プロセッサ１４０は、検出器１３０とともに分析器１５０の回路の一部とすることができる。変換のために、信号プロセッサ１４０は、例えば、高速フーリエ変換「ＦＦＴ」アルゴリズムなどの公知の技術を使用することができる。それゆえに、周波数領域の出力信号１３６は、時間的に変化する検出器出力信号１３４の周波数成分の大きさを表し、周波数成分の大きさは、時間的に変化する検出器出力信号１３４又は関数に存在する所定の周波数成分の量である。フーリエ信号のパワーは、時間的に変化する信号１３４の（例えば、高速フーリエ変換「ＦＦＴ」アルゴリズムを使用して）フーリエ変換を直接的に計算することによって得るであろう関数又は値に対応することから、関連するパラメータ又は測定値である。しかしながら、周波数成分の大きさ又は周波数成分の大きさの他の測定値を表す他の方法又は技術もまた使用可能である。例としては、例えば、時間的に変化する検出器出力信号１３４を入力として受信するフィルタから得られたフーリエ信号パワーの平方根又は（電圧又は電流で測定された）信号強度を含むことができる。
【００５０】
図１Ｄにおいて、時間的に変化する検出器出力信号１３４及び／又は周波数領域の検出器出力信号１３６は、分析器１５０に渡すことができる。分析器１５０は、時間的に変化する検出器出力信号１３４、周波数領域の検出器出力信号１３６、及び／又は、検出器からの任意の他の処理された信号を受信する。続いて説明するように、本願明細書において記載された様々な実施形態は、様々なマスク設計及び処理技術を使用して物体１０５の色分布を判定するための技術の例を提供する。色分布の判定は、物体１０５が不均一に又は均一に着色されたかどうか、色の位置及び物体１０５内の特定の色の領域の量／大きさなどの様々な特性を含むことができる。例えば、色領域の大きさは、流れ方向１２３ｃに平行な長手方向軸（図１Ｄのｘ軸）に沿って判定されることができ、及び／又は、色領域の大きさは、流れ方向１２３ｃに対して垂直な横軸（図１Ｄのｙ軸）に沿って判定されることができ、及び／又は、色領域の大きさは、軌道深さ軸（図１Ｃのｚ軸）に沿って判定されることができる。
【００５１】
図２は、いくつかのアプローチにかかる色分布を判定するために有用な装置構成を概念的に図示している。図２に図示されるように、不均一な色分布を有する物体２０５は、空間マスク２５０に対して流路２２３に沿って移動している。物体２０５は、流路２２３に沿って長手方向に配置された多数の不透明マスク特徴２５２とともに散在された多数の透過性マスク特徴２５１に遭遇する。いくつかの実施形態において、流路２２３は、図２には示されていない部材を制限することによって定義されることができる。物体２０５が流路２２３に沿って移動するのにともない、入射光は、物体２０５から散乱され、少なくとも物体の領域２０５ａを励起し、領域２０５ａに蛍光を引き起こす。
【００５２】
物体２０５は、異なる大きさ及び／又は形状、及び／又は、異なる励起領域強度及び形状の１つ以上の領域を含むことができる。各物体２０５が流路２２３に沿って移動するのにともない、経時的に、物体は、マスク特徴２５１、２５２のそれぞれを通り過ぎる。
【００５３】
物体２０５から放射される光２０７は、空間マスク２５０の透過性及び不透明特徴２５１、２５２によって変調され、散乱光及び蛍光光を含む。第１の検出器２３１は、物体２５０から放射される光２０２（散乱及び蛍光の双方）を検出し、検知された光に応答して電気出力信号を生成する。
【００５４】
光バンドパスフィルタ２３３は、放射光２０７の経路内に配置されている。バンドパスフィルタ２３３は、放射光の一部を遮断し、第２の検出器２３２へと放射光の一部２０７ａを透過する。例えば、光バンドパスフィルタ２３３は、所定の波長帯域における放射光２０７の蛍光成分の波長を実質的に透過し、他の波長を実質的に拒絶（遮断）するように選択されることができる。第２の検出器２３２は、フィルタ２３３によって透過された光の一部２０７ａを検知し、検知された光に応答して電気信号を生成する。（図２には示されていない）信号プロセッサ及び／又は分析器は、物体２０５の色分布を判定するために、第１の検出器２３１及び第２の検出器２３２によって生成された電気信号を分析することができる。
【００５５】
図３は、いくつかのアプローチにかかる色分布を判定するために有用な装置構成を概念的に図示している。図３に示されるように、不均一な色分布を有する物体３０５は、空間マスク３５０に対して流路３２３に沿って移動している。物体３０５が流路３２３に沿って移動するのにともない、入射光３０１は、物体３０５の第１及び第２の部分３０５ａ、３０５ｂを励起し、領域３０５ａ、３０５ｂに異なる光学スペクトルを有する蛍光を生じさせる。物体３０５から放射される光３０７は、領域３０５ａ及び３０５ｂから照射された蛍光光を含む。図３に図示される装置は、異なる光学スペクトルを有する第１及び第２の成分３０７ａ、３０７ｂに放射光３０７を分割するダイクロイックミラー３３２を含む。光の第１の部分３０７ａのスペクトルは、領域３０５ａからの蛍光光の波長の少なくとも一部を含む。光の第２の部分３０７ｂのスペクトルは、領域３０５ｂからの蛍光光の波長の少なくとも一部を含む。
【００５６】
第１の検出器３３１は、光３０７ａを検知するように配置され、検知された光３０７ａに応答して電気信号を生成する。第２の検出器３３２は、光３０７ｂを検知するように配置され、検知された光３０７ｂに応答して電気信号を生成する。（図３には示されていない）信号プロセッサ及び／又は分析器は、物体３０５の色分布を判定するために第１の検出器３３１及び第２の検出器３３２によって生成された電気信号を分析することができる。
【００５７】
図２及び図３は、物体の２色の色分布を判定するために使用可能な構成を図示している。しかしながら、追加の光学フィルタ及び検出器が物体の３色以上の色分布を判定するために使用することができることが認識されるであろう。
【００５８】
図２及び図３は、複数の色チャネルを含む実施形態を図示しており、各色チャネルは、他のチャネルとは異なる波長帯域の光を検出するように構成されている。色チャネルのそれぞれは、色チャネルによって検出可能な光を放射する物体の１つ以上の特性又は物体の１つ以上の領域を判定するために別個に分析されることができる。物体から放射される光を使用して流路に沿った物体の寸法特性及び／又は深さを判定するための多数のシステム、装置及び方法が記載されており、放射光は、空間フィルタによって空間的に変調される。共同所有の米国特許出願第１４／１８１，５６０号は、空間的に変調された光に基づいて流路に沿った物体の深さを判定することを記載しており、共同所有の米国特許出願第１４／１８１，５３０号は、空間的に変調された光に基づいて流路の流れ方向に沿った物体の長さを判定することを記載しており、共同所有の米国特許出願第１４／１８１，５２５号は、空間的に変調された光に基づいて物体の幅及び／又は厚さを判定することを記載している。
【００５９】
複数の色チャネルを含む装置において、特定の色チャネルのチャネル検出器によって生成された信号は、物体又は色チャネルによって検出可能な波長範囲を有する物体内の領域の深さ、長さ、幅及び／又は厚さに関する情報を含む。それゆえに、上記参照した特許出願のそれぞれに記載された空間フィルタ及び適用可能な技術は、物体又は物体の領域の深さ、幅、長さ及び／又は厚さを判定するために、複数の色チャネルを含むシステム内の各色チャネルに適用することができる。代替的に又は追加的に、色チャネルのそれぞれからの信号は、本願明細書において説明されたように、物体領域の色分布に関する情報を判定するために組み合わせられることができる及び／又は比較されることができる。
【００６０】
いくつかの実施形態は、異なる波長範囲の光を透過する特徴を含む色空間フィルタの使用を含む。例えば、色空間フィルタは、第１の波長範囲の光を透過する第１の特徴と第２の波長範囲の光を透過する第２の特徴とを含むことができる。色空間フィルタは、さらに、第１及び第２の波長範囲の双方に対して透過性である特徴と、第１及び第２の波長範囲の双方を実質的に遮断する特徴のうちの一方又は双方を含んでもよい。いくつかの実装形態において、色空間フィルタによって透過された光は、物体内の様々な色及び／又は色領域の物体の深さ、長さ、幅、及び／又は厚さに関する情報を含む信号を生成する単一の検出器によって検出されることができる。米国特許出願第１４／１８１，５６０号、米国特許出願第１４／１８１，５３０号及び米国特許出願第１４／１８１，５２５号に記載されたシステム及び方法は、検出信号を分析するために使用することができる。
【００６１】
例えば、いくつかの実装形態において、図４Ａ〜図４Ｃに図示されるように、色マスク特徴は、いくつかの領域において空間フィルタに分散させることができ、１つ以上の第１の領域は、第１の波長範囲に対して透過性である特徴を含み、１つ以上の第２の領域は、第２の波長範囲に対して透過性である特徴を含み、１つ以上の追加領域（存在する場合）は、追加の波長範囲に対して透過性である特徴を含むなどである。例えば、図４Ａの空間フィルタ４０１は、空間フィルタ４０１の長手方向軸に沿って配置された２つの色領域４０１ａ、４０１ｂを示しており、図４Ｂの空間フィルタ４０２は、空間フィルタ４０２の横軸に沿って配置された領域４０２ａ、４０２ｂを示しており、図４Ｃの空間フィルタ４０３は、空間フィルタ４０３の長手方向軸に沿って散在された領域４０３ａ、４０３ｂ、４０３ｃを示している。
【００６２】
図４Ａは、第１の領域４０１ａと、領域４０１ａから流れ方向（ｘ軸）に沿って下流に配置された第２の領域４０１ｂとを有する空間フィルタ４０１を図示している。図４Ａに示されるように、領域４０１ａは、ｘ軸位置ｘ１に配置され、領域４０１ｂは、下流のｘ軸位置ｘ２に位置している。第１の透過特性を有する色マスク特徴は、領域４０１ａに配置されることができ、第２の透過特性を有する色マスク特徴は、領域４０１ｂに配置されることができる。空間フィルタ４０１によって変調され且つ領域４０１ａ又は４０１ｂにおけるマスク特徴の第１又は第２の透過特性によって通過された物体から放射された光は、物体の特性に関する情報を含む。特性は、物体及び／又は物体領域についての寸法特性、例えば、長さ、幅、厚さ、速度、長手方向、横方向及び深さ位置を含むことができる。
【００６３】
図４Ｂは、第１の領域４０２ａ及び第２の領域４０２ｂを有する空間フィルタ４０２を図示しており、領域４０２ａは、横ｙ軸に沿って第２の領域４０２ｂの間に配置されている。図４Ｂに示されるように、領域４０２ａは、ｙ軸位置ｙ２に位置しており、領域４０２ｂは、ｙ軸位置ｙ１及びｙ３に位置している。第１の透過特性を有する色マスク特徴は、領域４０２ａに配置されることができ、第２の透過特性を有する色マスク特徴は、領域４０２ｂに配置されることができる。空間フィルタ４０２によって変調され且つ領域４０２ａ又は４０２ｂにおけるマスク特徴の第１又は第２の透過特性によって通過された物体から放射された光は、物体の特性を判定するために使用されることができる。そのような特性は、物体及び／又は物体領域についての寸法特性、例えば、長さ、幅、厚さ、速度、長手方向、横方向及び深さ位置を含むことができる。
【００６４】
図４Ｃは、空間フィルタ４０３の長手方向軸（ｘ軸）に沿って散在している第１の領域４０３ａ、第２の領域４０３ｂ及び第３の領域４０３ｃを有する空間フィルタ４０３を図示している。第１の透過特性を有する色マスク特徴は、領域４０３ａに配置されることができ、第２の透過特性を有する色マスク特徴は、領域４０３ｂに配置されることができ、第３の透過特性を有する色マスク特徴は、領域４０３ｃに配置されることができる。空間フィルタ４０３によって変調され且つ領域４０３ａ、４０３ｂ又は４０３ｃにおけるマスク特徴の第１、第２又は第３の透過特性によって通過された物体から放射された光は、物体の特性を判定するために使用されることができる。そのような特性は、物体及び／又は物体領域についての寸法特性、例えば、長さ、幅、厚さ、速度、長手方向、横方向及び深さ位置を含むことができる。
【００６５】
図４Ｄは、図４Ａに一般に示されるように配置された第１及び第２の領域４５０ａ、４５０ｂを含む色空間フィルタ４５０を含む装置構成を概念的に図示している。第１のマスク特徴４５１又は第２のマスク特徴４５３の透過特性によって通過した光を放射する物体又は物体内の領域の長さを判定するために特に有用であるように、空間フィルタ４５０の色特徴が配置されている。
【００６６】
マスク４５０は、光の第１の波長範囲を透過するように構成された第１の特徴４５１を有する第１のマスク領域４５０ａと、第２の波長範囲を透過するように構成された第２の特徴４５３を有する第２のマスク領域４５０ｂとを含む。第１及び第２の特徴４５１、４５３は、図４Ｄに示されるように、不透明な特徴によって散在されることができる。 
【００６７】
この例において、検出器４３０からの検出器出力信号は、第１又は第２の色のいずれかの物体（又は、第１又は第２の色のいずれかの物体領域）の長さに関する情報を含み、各色は、第１の特徴４５１又は第２の特徴４５３によって透過される。検出器からの信号は、以下に説明するように、空間フィルタによって透過された第１及び第２の波長領域に対して時間多重化される。第１の色の物体又は物体領域の長さ及び／又は第２の色の物体又は物体領域の長さは、例えば、共同所有の米国特許出願第１４／１８１，５３０号に記載された技術を使用して判定されることができる。
【００６８】
（図３に示された物体３０５などの）不均一に着色された物体は、領域３０５ａ、３０５ｂに蛍光光を照射させる入射光４０１によって励起されることができる第１及び第２の領域３０５ａ、３０５ｂを含む。例えば、領域３０５ａは、第１の色と関連付けられた第１のスペクトルを有する蛍光光を照射することができ、領域３０５ｂは、第２の色と関連付けられた第２のスペクトルを有する蛍光光を照射することができる。第１の特徴４５１によって透過された第１のスペクトル範囲は、物体３０５の第１の領域３０５ａによって照射された蛍光光の波長の少なくとも一部を通過するように選択される。第２の特徴４５３の第２のスペクトル範囲は、物体３０５の第２の領域３０５ｂによって照射された蛍光光の波長の少なくとも一部を通過するように選択される。物体が第１の特徴４５１を通り過ぎるのにともない、第１の領域３０５ａの大きさに関する情報は、放射光４０２ａに含まれる。物体が第２の特徴４５３を通り過ぎるのにともない、第２の領域３０５ｂの大きさに関する情報は、放射光４０２ｂに含まれる。検出器４３０は、第１の特徴４５１及び第２の特徴４５３によって時間変調された光４０２ａ、４０２ｂを検知し、時間的に変化する電気信号を生成する。（図４Ｄに示されていない）信号プロセッサ及び／又は分析器は、物体３０５の色分布を判定するために検出器４３０によって生成された電気信号を分析することができる。図４Ｄは、物体の２色の色分布を判定するために使用可能な構成を図示している。しかしながら、第３、第４又はそれ以上のスペクトル範囲を通過するように構成された第３、第４又はそれ以上のマスク特徴を有する第３、第４又はそれ以上のマスク領域は、物体の３色以上の色分布を判定するために使用することができることが理解されるであろう。
【００６９】
図４Ｅは、色空間フィルタを使用して色物体又は物体内の色領域の長さ及び幅（又は厚さ）を判定するために有用な装置を示している。色空間フィルタ４６０は、第１の色と関連付けられた第１の透過特性を有する第１のマスク特徴４６１（水平シェーディング）と、第２の色と関連付けられた第２の透過特性を有する第２のマスク特徴４６２（角度付きシェーディング）とを含む。特徴４６１及び４６２は、横位置ｙ１において空間フィルタ４６０の長手方向のｘ軸に沿って配置されている。横位置ｙ１におけるパターンは、双方の色についてｘ軸に沿って周波数ｆｍ１に重畳された周波数ｆｍ２を有する２つの周波数配置である。第１の色を有する物体又は領域の長さを検出するための特徴４６１は、図４Ｅにおける空間フィルタの左に配置されており、第２の色を有する物体又は領域の長さを検出するための特徴４６２は、右に配置されている。特徴４６１は、ｘ軸に沿って周波数ｆ２を有するパターンで横位置ｙ２及びｙ２’に沿って配置されており、特徴４６２は、ｘ軸に沿って周波数ｆ３を有するパターンで横位置ｙ３及びｙ３’に沿って配置されている。特徴４６１は、ｘ軸に沿って周波数ｆ４を有するパターンで横位置ｙ４及びｙ４’に沿って配置されている。ここで、この例においては、ｆ２＜ｆ３＜ｆ４＜ｆｍ１＜ｆｍ２であるが、他の周波数関係が使用可能である。特徴４６１又は４６２によって透過された色物体又は物体内の色領域から放射された光は、物体又は物体領域の長さ及び幅（又は空間フィルタ４６０の向きに応じて厚さ）に関する情報を含む。物体の長さ及び幅の判定はまた、色物体又は物体の色領域の長さ及び幅を判定することに適用することができ、さらに、米国特許出願第１４／１８１，５２５号に記載されている。
【００７０】
図２乃至図４Ｅに示されたものと同様の装置構成について、検知された光に応答して生成された１つ、２つ（又はそれ以上）の時間的に変化する信号は、色分布を含む様々な物体特性を判定するために、いくつかの方法で使用することができる。「チャネル内の物体からの光子検知（Ｓｅｎｓｉｎｇ  Ｐｈｏｔｏｎｓ  ｆｒｏｍ  Ｏｂｊｅｃｔｓ  ｉｎ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ）」と題された米国特許第７，３５８，４７６号明細書（Ｋｉｅｓｅｌら）及び「色符号化空間変調に基づく時間的変動による分析器（Ａｎａｌｙｚｅｒｓ  ｗｉｔｈ  Ｔｉｍｅ  Ｖａｒｉａｔｉｏｎ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｃｏｌｏｒ−Ｃｏｄｅｄ  Ｓｐａｔｉａｌ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）」と題された米国特許第８，６２９，９８１号明細書（Ｍａｒｔｉｎｉら）に記載されたような技術は、物体の特性を判定するために使用可能である。例えば、対応する時間依存性の蛍光強度トレース（時間的に変化する電気信号）の物体速度及び長さは、物体について計算されることができる。電気信号を変化させるたびに、既知のマスク特徴と蛍光シグナルとの相関積分が計算されることができる。これらの相関積分の値は、少なくとも２つの時間的に変化する電気信号のそれぞれについての蛍光の相対輝度に対応する。少なくとも２つの時間的に変化する電気信号の同時セクションは、ここでは、同一の粒子の蛍光情報を含み、比較されることができる。さらに、空間フィルタのマスク特徴の透過特性及び形状は公知であり、検出器によって電気信号に変換された放射光信号についての補助基準点として機能することができる。
【００７１】
米国特許出願第１４／１８１，５６０号、米国特許出願第１４／１８１，５３０号及び米国特許出願第１４／１８１，５２５号記載されたアプローチは、色マスク特徴を利用するように図４Ａ〜図４Ｅに図示された構成に応じて変更されることができ、色領域の色分布を含む着色物体の特性又は物体内の着色領域の特性を判定するために使用されることができる。
【００７２】
図５Ａ乃至図５Ｄは、各時点について、第２の検出器によって生成された第２の時間的に変化する電気信号の対応する振幅から第１の検出器によって生成された第１の時間的に変化する電気信号の振幅を差し引くことによって色分布が判定されるのを可能とする１つの技術を示している。いくつかの実装形態において、２つ以上の時間的に変化する電気信号は、それらの各相関積分値によって正規化されることができ、次いで互いに減算されることができる。色分布が均一である場合、得られた時系列は、各データポイントについてゼロである（又はゼロに近い）べきである。各信号の他のスケーリング操作は、同様の結果をもたらすことがある。
【００７３】
図５Ａは、均一に着色された物体５０５の２つの画像５００及び５０２を示している。第１の画像５００は、第１のスペクトル範囲において物体５０５から放射される光を図示しているとともに、第２の画像５０２は、第２のスペクトル範囲において物体５０５から放射される光を図示している。図５Ｂは、第１のスペクトル範囲及び第２のスペクトル範囲の双方を含む合成スペクトルにおける均一に着色された物体の第３の画像５０４を示している。
【００７４】
図５Ｃは、それに隣接して配設された物体５０５のいずれかとともに空間フィルタ５２６の平面図を示している。物体５０５は、より高い光透過性特徴５７０ａ及びより低い光透過性特徴５７０ｂを含むマスク特徴５７０によって時間変調されたそこから放射される光を有する。
【００７５】
図５Ｄは、図５Ｃの空間フィルタ５２６によって変調されて２つ以上の検出器（図示しない）に入射する特定のスペクトル領域に分離された光から生じる第１及び第２の出力信号５５２及び５５４の簡略化したプロット５５０を示している。図５Ｄにおいて、出力信号５５２は、第１のスペクトル範囲において検知された光の強度に一般に対応している（図５Ａの画像５００）。同様に、出力信号５５４は、第２のスペクトル範囲において検知された光の強度に一般に対応している（画像５０２）。信号５５６は、出力信号５５２及び５５４の差分である。いくつかの実施形態において、分析器は、出力信号５５２、５５４間の差分を判定し、差分信号５５６を出力するように構成された差動増幅器を含む。図５Ｄにおいて、信号５５２、５５４及び５５６は、互いに各信号を別個に示すように、垂直方向にシフトされて示されていることが理解されるべきである。実際には、信号５５２、５５４、５５６は、垂直方向に部分的に重複することがある。
【００７６】
図５Ｄの実施形態において、信号５５２、５５４及び５５６は、マスク特徴５７０及び物体内の色分布に直接関連付けられている（振幅及び／又は周波数のうちの少なくとも一方の変化などの）特性を含む。具体的には、信号５５２、５５４及び５５６の振幅は、より高い光透過性領域５７０ａに起因して密接したタイミングで且つ直接関連付けられて上昇し、より低い光透過性領域５７０ｂに起因して密接したタイミングで且つ直接関連付けられて下降する。いくつかの実施形態において、マスク特徴５７０は、単純な周期的パターンで構成されることができる。この単純な周期的パターンは、信号５５２及び５５４に反映されると、マスク特徴５７０と直接関連付けられた特性とすることができる。
【００７７】
分析器（図示しない）は、信号５５６の特性に基づいて物体５０５（図５Ａ）の色の均一性又は不均一性の量を含む色分布を判定するように構成されることができる。
【００７８】
分析器は、第１及び第２の信号が第１の信号５５２の合成信号（信号５５６）を有し、第２の信号５５４がマスク特徴５７０と直接関連付けられた１つ以上の特性を有する場合には、物体５０５が均一な色分布を有していると判定することができる。１つの実施形態において、分析器は、第１の信号５５２及び第２の信号５５４の差分がマスク特徴の周期に対応する周期的パターンを有する場合に、物体５０５が均一な色分布を有するかどうかを判定することができる。その場合、実質的に均一に染色された物体は、周期的にパターン化されたマスクによって通過される。物体の着色が不均一である場合には、同じ物体の異なる色領域によって生成された信号は、周波数、位相、デューティサイクル（パルス幅）のうちの１つ以上を変化させるであろう。例えば、以下に説明する同心領域の例において、より小さい領域は、より大きい領域によって生成される信号とは異なるデューティサイクルを有する信号を生成するであろうが、信号の周波数は同じであろう。差分信号は、マスク特徴の周波数成分よりも高い周波数成分を有するであろう。
【００７９】
図５Ｅは、空間フィルタ５８０の周期的に配置されたマスク特徴５８１によって通過する２つの物体種類５７５、５７６を示す例である。物体５７５は、第１の検出器に整合する均一な色分布（任意に「赤」と称される）を有し、物体５７６は、外側領域５７６ｂにおいて物体５７５と同じ色を有し、より小さな中央領域５７６ａにおいて第２の色（任意に「緑」と称される）を有する。物体５７５、５７６は、２つの検出器によって観察され、第１の検出器は、第１の検出器へと赤色を透過し且つ緑を実質的に遮断する第１のフィルタとともに使用されるとともに、第２の検出器は、第２の検出器へと緑色を透過し且つ赤を実質的に遮断するように構成された第２のフィルタとともに使用される。第１及び第２の検出器出力は、プロット５９１〜５９４として示されている。
【００８０】
物体５７５についての近似された検出器出力が上側プロット５９１、５９２に示されている。近似されたプロット５９１〜５９４（及び本願明細書における他のグラフ／プロット）は、概念として示されており、近似されたプロット及び直線は、（丸い物体形状に起因して実際のプロットにはおそらく存在するであろう）曲線の代わりに使用されている。上の物体５７５は、緑色光成分を照射しないことから、第２の検出器からの出力はゼロである。第１の検出器からの出力（プロット５９１）は、周期的なマスク特徴５８１によって変調された赤色光成分によってのみ影響を受ける。第１の検出器出力５９１と第２の検出器出力５９２との間の差分５９５は、第２の検出器出力プロット５９２が物体５７５についてゼロであることから、第１の検出器出力プロット５９１と同じである。
【００８１】
しかしながら、下の物体５７６は、赤色５７６ｂ及び緑色５７６ａの領域の双方を有する。第１の検出器５９３及び第２の検出器５９４からの出力プロットが下のグラフに示されている。第１の検出器出力プロット５８３の正方向パルスのデューティサイクルは、外側領域５７６ｂが中央領域５７６ａよりも広いことから、より高い透過性マスク特徴５８１のそれぞれについて、第２の検出器出力プロット５９４の正方向パルスのデューティサイクルよりも大きい（すなわち、各正方向パルスは、前者で開始し、後者で終了する）。最初の上昇後、第１の検出器信号５９３は、外側領域５７６ｂの多くがマスク特徴５８１を介して視認可能となるようにゆっくりと成長し続ける。物体５７６についての第２の検出器信号５９４は、物体５７５についての第１の検出器信号といくつかの点で類似する形状を有する（中央領域５７６ａは、単一の着色円である）。しかしながら、第１の検出器出力信号５９１の正方向パルスのデューティサイクルは、中央円領域５７６ａの直径が円形物体５７５よりも小さいことから、第２の検出器出力信号５９４の正方向パルスのデューティサイクルよりも大きい。
【００８２】
分析器は、例えば、第１の検出器信号５９１と第２の検出器信号５９２との差分をとることにより、物体５７５が均一であると判定することができる。物体５７５についての差分信号５９５は、（第２の検出器出力信号５９２がどこでもゼロであることから）第１の検出器出力信号５９１と同じであり、差分信号５９５のパターンは、周期的マスク変調に直接対応する。
【００８３】
物体５７６についての差分信号５９６の形状は、マスク特徴の周期性から著しく外れる。物体５７６がより高い透過性マスク特徴５８１の外側エッジにあるとき、第１の検出器信号５９３は最初に上昇するとともに、第２の検出器信号５９４はなおも低いままであり、差分信号５９６の正の増加をもたらす。第２の検出器信号５９４が増加し始めると、差分信号５９６が減少し始める。物体５７６がより高い透過性マスク特徴５８１の中央にあるとき、第２の検出器信号５９４は、第１の検出器信号５９３よりも大きく、より低い差分信号５９６をもたらす。第１の検出器信号５９３が第２の検出器信号５９４と等しいポイントにおいて、差分信号５９６はゼロである。第２の検出器信号５９４が第１の検出器信号５９３よりも大きくなると、差分信号５９６は負となる。
【００８４】
分析器は、第１の検出器出力信号５９３、第２の検出器出力信号５９４及び／又は差分信号５９６（又は第１及び第２の出力信号の他の組み合わせ）の形状を分析するように構成されることができ、物体５７６は、外側エッジにおいては不均一に着色された「赤」であり、中央においては「赤よりも緑」である。
【００８５】
さらにここで留意すべきは、図５Ｅにおける上の物体が赤及び緑の双方の混合によって均一に着色された場合であっても、赤及び緑の出力信号は、単に異なる振幅を有して同様であり、差分信号はまた、（双方の信号が同じ幅であることから）同じ形状及びマスク周期性を有するであろう。
【００８６】
図６Ａは、空間フィルタに対して移動している物体６０５とともに空間フィルタ６２６の一部を示している。図６Ａにおいて、物体６０５は、不均一に着色されており、色領域６０５ａ、６０５ｂは、ｘ軸及びｙ軸に対して非対称である。物体６０５は、第１のスペクトル範囲の光を照射するより大きな領域６０５ｂと、第２のスペクトル範囲の光を照射するより小さな領域６０５ａとを含む。物体６０５が空間フィルタ６２６に対して移動するのにともない、物体６０５から放射された光は、より高い光透過性特徴６７０ａ及びより低い光透過性特徴６７０ｂを含むマスク特徴６７０によって変調される。
【００８７】
図１、図２及び／又は図３によって図示された構成において、領域６０５ｂによって照射された第１のスペクトル範囲内の光は、第１の検出器によって検知され、第１の検出器は、検知された光に応答して時間的に変化する電気出力信号６０２を生成する。領域６０５ａによって照射された第２のスペクトル範囲内の光は、第２の検出器によって検知され、第２の検出器は、検知された光に応答して時間的に変化する電気出力信号６０４を生成する。図６Ｂは、物体６０５がマスク特徴６７０ａ２によって通過されたときの第１及び第２の検出器によってそれぞれ生成された第１及び第２の近似された出力信号６０２及び６０４のプロット６００を示している。図６Ｂにおいて、第１の出力信号６０２は、より大きな領域６０５ｂから照射される光の強度に一般に対応し、第２の出力信号６０４は、より小さい領域６０５ａから照射される光の強度に一般に対応する。信号６０６は、第１の時間的に変化する電気出力信号６０２と第２の時間的に変化する電気出力信号６０４との振幅の差分を表す合成信号である。
【００８８】
信号６０６は、マスク特徴６７０と直接関連付けられていない（振幅及び／又は周波数のうちの少なくとも１つの変化などの）特性を含む。信号６０２、６０４及び６０６の振幅は、異なる速度で且つ異なる時点で上昇及び下降する。信号６０６の振幅の上昇及び下降は、より高い光透過性領域６７０ａ及びより低い光透過性領域６７０ｂに関して、密接したタイミングではなく、単に関連付けられていない。いくつかの実施形態において、マスク特徴は、図２のマスク２５０によって示されるように、単一周波数の周期的パターンで配置されることができる。
【００８９】
図６Ｂにおいて、差分信号６０６の基本的な基本周波数（最強成分）は、なおもマスクによって駆動される。マスク開口に対して小さい物体領域の大きさについて、小さな上昇及び下降時間を無視して、均一（均質）な色物体の出力信号は、周波数領域においてマスクの基本周波数及び高調波倍数を含む矩形波に近似するであろう。各高調波の振幅及び周波数は、信号波形から判定されることができる。
【００９０】
不均一な物体の場合には、色領域についての信号出力の差分は、均一な物体又は物体領域の矩形波形状によって予測されたものを超える付加的な周波数成分を生成する。これらの付加的な周波数は、周波数領域分析を使用して分析器によって識別することができる。代替的に又は追加的に、差分信号６０６の形状によって示されるように、時間領域分析を使用して、予測可能な矩形波出力からの偏差がある場合には物体の不均一性を検出することができる。不均一に着色された物体は、時間領域において均一に着色された物体の予測可能なマスク変調パターンから観察可能な偏差によって識別することができる。代替的に又は追加的に、不均一に着色された物体は、均一に着色された物体によって生成される基本的なマスク周波数を超える付加的な周波数成分及びその対応する高調波の存在によって周波数領域において識別することができる。
【００９１】
記載された技術に基づいて、分析器は、第１の信号６０２及び第２の信号６０４の合成信号６０６がマスク特徴６７０に直接関連付けられた１つ以上の信号特性を有していないときに、物体６０５が不均一な色分布を有すると判定するように構成されることができる。特に、分析器は、第１の信号６０２と第２の信号６０４との差分が個々の検出器信号６０２及び６０４がするのと同様にしてマスクパターンを再現しない場合には、物体６０５が不均一な色分布を有すると判定することができる。
【００９２】
相互相関は、物体内の色分布が均一又は不均一であるかどうかを判定するために２つ以上の時間的に変化する電気信号について実行することができる他の技術である。この相互相関はまた、初期の相関積分値によって又はマスク関数による個々の時間的に変化する信号の相互相関値によって正規化されることができる。より高い相互相関値は、均一な色分布を示す。
【００９３】
図５Ｅに示される例を参照しながら、第１及び第２の物体の色領域が予め知られていると仮定する（例えば「赤」及び「緑」）。多くの実際の状況において、これらの色は、インク又は蛍光色素／タグ又は使用される染料の選択により、及び／又は、塗布された反射／吸収コーティングの光学特性などによって判定される。１つの色を実質的に検出して他の色を実質的に遮断するように第１及び第２の検出器が選択されるとさらに仮定する。色が均一であってもなくてもよい未知の物体は、マスクの前方を移動している。
【００９４】
物体、例えば、物体５７５が均一な色である場合、第１及び第２の検出器出力は、図５Ｅにおけるグラフ５９１及び５９２と同様にみえ、グラフ５９２がどこでもゼロであることから、差分信号５９５は、グラフ５９１と同じである。
【００９５】
未知の物体の場合、相互相関技術は、均一な物体の予測曲線５９５によって未知の物体の（差分）信号を相互相関しようとするであろう。未知の物体が均一であるように起こる場合には、差分信号は、基本的にそれ自体と相互相関され、大きな値、例えば、相互相関についての可能な最大値をもたらす。
【００９６】
一方、下の物体５７６の場合のように、物体が不均一であるように起こる場合には、差分信号５９６は、信号の不一致に起因して、均一な物体の場合よりもはるかに低い相互相関値をもたらす予測曲線５９５と相互相関される。
【００９７】
したがって、分析器は、相互相関値に基づいて、物体が均一であるかないかを判定することができる。均一な物体からの信号のみが予測相互相関値に近づくであろう。
【００９８】
本願明細書において開示されたアプローチは、相互相関値に基づいて物体が均一に着色されているときを識別するための分析器についての適切な閾値を設定することを含む。本方法は、既知の物体（別名、校正）からの信号の実測値に対して、及び／又は、シミュレーションを使用してノイズの多い信号を生成して予測マスク信号とそれらを相互相関することにより、及び／又は、十分に不均一な物体の信号を測定又はシミュレートして不均一な物体から得られる信号に基づいて閾値を設定することにより、相互相関積分値を正規化することを含む。上記方法のいずれか又は方法の組み合わせが使用可能である。正規化は、固定された相互相関閾値の使用を可能とする。
【００９９】
色領域は、非対称又は対称に物体内に配置することができる。色領域の非対称的配置を有する物体は、不均一な色分布を有する。いくつかの実施形態において、色領域についての時間的に変化する信号の微分は、物体内の色領域が互いに対称又は非対称に配置されているかどうかを判定するために使用可能である。
【０１００】
図７Ａは、不均一に着色され且つ非対称に配置された色領域を有する物体からの放射光に応答して第１及び第２の検出器によって生成された時間的に変化する信号７０２、７０４を図示している。図７Ｂは、第１の時間的に変化する信号７０２及び第２の時間的に変化する信号７０４の振幅微分のプロット７１２、７１４をそれぞれ示している。破線７２２は、第１の時間的に変化する信号７０２のｄＡ／ｄｔ７１２が最大であるパルスの中心である時点ｔｍａｘ１を示している。破線７２４は、第２の時間的に変化する信号７０４のｄＡ／ｄｔ７１４が最大であるパルスの中心である時点ｔｍａｘ２を示している。破線７３２は、第１の時間的に変化する信号７０２のｄＡ／ｄｔ７１２が最小であるパルスの中心である時点ｔｍｉｎ１を示している。破線７３４は、第２の時間的に変化する信号７０４のｄＡ／ｄｔ７１４が最小であるパルスの中心である時点ｔｍｉｎ２を示している。図７Ｂに示されるように、ｔｍａｘ１は、ｔｍａｘ２と等しくなく、ｔｍｉｎ１は、ｔｍｉｎ２と等しくなく、これは、物体が均一に着色されていないことを示す。
【０１０１】
微分信号７１２、７１４のｔｍａｘ１、ｔｍａｘ２の差分、及び／又は、ｔｍｉｎ１、ｔｍｉｎ２の差分は、色領域の非対称配置の指標として使用可能である。分析器は、ｔｍｉｎ１−ｔｍｉｎ２及びｔｍａｘ１−ｔｍａｘ２の計算に基づいて、色領域の対称性又は非対称性を判定することができる。ｔｍａｘ１−ｔｍａｘ２≠０且つｔｍｉｎ１−ｔｍｉｎ２≠０の場合には、第１及び第２の物体色領域は、不均一であり、流れ方向に沿って互いに非対称に配置されている。
【０１０２】
図８Ａを参照すると、物体８０５は、不均一な対称色分布を有する。図８Ａは、空間フィルタ８２６のより高い透過性マスク特徴８７０ａ及びより低い透過性マスク特徴８７０ｂを通り過ぎるときの物体８０５を示している。領域８０５ａ及び８０５ｂから放射される光は、例えば、図１Ｄ、図２及び／又は図３によって図示された構成における第１及び第２の検出器によって検知されることができる。
【０１０３】
図８Ｂは、物体８０５がマスク特徴８７０ａ２を通り過ぎるときの、領域８０５ｂから放射される光に応答して第１の検出器によって生成された第１の時間的に変化する信号８０２と、領域８０５ａから放射される光に応答して第２の検出器によって生成された第２の時間的に変化する信号８０４のプロットを示している。図８Ｃは、図８Ｂに示される第１の時間的に変化する信号８０２及び第２の時間的に変化する信号８０４の振幅微分ｄＡ／ｄｔのプロット８１２、８１４を示している。破線８２２は、第１の時間的に変化する信号８０２のｄＡ／ｄｔ８１２が最大であるパルスの中心である時点ｔｍａｘ１を示している。破線８２２はまた、第２の時間的に変化する信号８０４のｄＡ／ｄｔ８１４が最大であるパルスの中心である時点ｔｍａｘ２を示しており、すなわち、ｔｍａｘ１は、ｔｍａｘ２と実質的に等しい。破線８２４は、第１の時間的に変化する信号８０２のｄＡ／ｄｔ８１２が最小であるパルスの中心である時点ｔｍｉｎ１を示している。破線８２４はまた、第２の時間的に変化する信号８０４のｄＡ／ｄｔ８１４が最小であるパルスの中心である時点ｔｍｉｎ２を示しており、すなわち、ｔｍｉｎ１は、ｔｍｉｎ２と実質的に等しい。図８Ｃに示されるように、移動方向に沿って対称的に配置されている色領域について、ｔｍａｘ１とｔｍａｘ２との差分及びｔｍｉｎ１とｔｍｉｎ２との差分は、実質的にゼロと等しい。
【０１０４】
図９Ａは、より高い光透過性特徴９７０ａ及びより低い光透過性特徴９７０ｂを有する空間フィルタ９２６の一部を示している。異なる色の２つの物体９０５ａ及び９０５ｂは、空間フィルタ９２６に対してｘ軸に沿って一般に長手方向にともに移動している。それゆえに、物体９０５ａは、第１の色領域と考えることができ、物体９０５ｂは、第２の色領域と考えることができる。図９Ａにおいて、第２の色領域９０５ｂは、第１の色領域９０５ａから少なくとも部分的に分離される（すなわち、第２の色領域９０５ｂの一部は、ｘ−ｙ平面内の第１の色領域９０５ａと重複していない）。物体９０５ａ及び９０５ｂが空間フィルタ９２６に対して移動するのにともない、物体９０５ａ及び９０５ｂは、より高い光透過性領域９７０ａ及びより低い光透過性領域９７０ｂを含むマスク特徴９７０に対する位置を変化させる。物体９０５ａ及び９０５ｂは、マスク特徴９７０によって変調されて放射される光を有する。
【０１０５】
図１Ｄ、図２及び／又は図３に示される構成において、例えば、第１の色の光は、物体９０５ｂから放射されて第１の検出器によって検知され、第２の色の光は、物体９０５ａから放射されて第２の検出器によって検知される。図９Ｂは、物体９０５ｂ、９０５ａがより高い透過性マスク特徴９７０ａを通過するときの第１の検出器からの出力信号及び第２の検出器からの出力信号を示している。第１の検出器は、物体９０５ｂから検知された光に応答して第１の時間的に変化する電気出力信号を生成し、第２の検出器は、物体９０５ａから検知された光に応答して第２の時間的に変化する電気出力信号を生成する。図９Ｂは、第１及び第２の検出器によって生成された第１の時間的に変化する信号９０２及び第２の時間的に変化する信号９０４を示している。
【０１０６】
図９Ｃは、第１の時間的に変化する信号９０２の振幅微分ｄＡ／ｄｔのプロット９１２と、第２の時間的に変化する信号９０４の振幅微分ｄＡ／ｄｔのプロット９１４を示している。図９Ｃに示されるように、破線９２２によって示されるｔｍａｘ１は、微分信号９１２の正方向パルスの中心が最大となる時間である。破線９２４によって示されるｔｍａｘ２は、微分信号９１４の正方向パルスの中心が最大となる時間である。破線９３２によって示されるｔｍｉｎ１は、微分信号９１２の負方向パルスの中心が最小となる時間である。破線９３４によって示されるｔｍｉｎ２は、微分信号９１４の負方向パルスの中心が最小となる時間である。第１の領域（又は物体）９０５ａ及び第２の領域（又は物体）９０５ｂは、│ｔｍａｘ１−ｔｍｉｎ１│＜│ｔｍａｘ１−ｔｍａｘ２│の場合、少なくとも部分的に互いに分離されている。
【０１０７】
いくつかの実施形態において、第１及び第２の検出器からの出力信号は、粒状色分布に関する情報を含む。図１０Ａは、空間フィルタ１０２６に対して移動している物体１００５とともに空間フィルタ１０２６の一部を示している。物体１００５は、２つの粒状色領域１００５ａ及び第２の色領域１００５ｂを含む。図１０Ａにおいて、第１の色領域１００５ａは、第２の色領域１００５ｂ内に配置されている。物体１００５が空間フィルタ１０２６に対して移動するのにともない、物体１００５は、より高い光透過性マスク特徴１０７０ａ及びより低い光透過性マスク特徴１０７０ｂに対する位置を変化させる。物体１００５から放射される光は、マスク特徴１０７０によって変調される。
【０１０８】
図１Ｄ、図２及び／又は図３に示される構成において、例えば、第１の色の光は、領域１００５ｂから放射されて第１の検出器によって検知される。第２の色の光は、第２の領域１００５ａから放射されて第２の検出器によって検知される。図１０Ｂに示されるように、第１の検出器は、領域１００５ｂからの検知された光に応答して第１の時間的に変化する電気出力信号１００２を生成し、第２の検出器は、領域１００５ａからの検知された光に応答して第２の時間的に変化する電気出力信号１００２を生成する。図１０Ｂは、物体１００５が図１０Ａの光透過性領域１０７０ａ２を通り過ぎるときの第１の時間的に変化する信号１００２及び第２の時間的に変化する信号１００４のプロットを示している。
【０１０９】
図１０Ｃは、第１の時間的に変化する信号１００２の振幅微分ｄＡ／ｄｔ１０１２のプロットと、第２の時間的に変化する信号１００４の振幅微分ｄＡ／ｄｔ１０１４のプロットを示している。図１０Ｃに示されるように、微分信号１０１２における極大値ｔｍａｘ１−１、ｔｍａｘ１−２及び極小値ｔｍｉｎ１−１、ｔｍｉｎ１−２の複数の発生は、複数の第２の色領域１００５ａを示している。
【０１１０】
図１１は、試料を分析する方法のフロー図を示している。システムについての初期化１１１０の一部として、既知の速度及び／又は大きさ及び／又は形状及び／又は深さ及び／又は色分布（均一及び不均一の双方）及び／又は発光の物体は、システムが校正されることができるように空間フィルタに対して流路を通過する。関心のある物体を含む試料からの光は、空間フィルタのマスク特徴によって変調される（１１２０）。光は、第１の色微分検出チャネル及び第２の色微分検出チャネルによって検知される（１１３０）。第１の電気信号は、第１の波長範囲に含まれる検知光に基づいて生成され、第２の電気信号は、第２の波長範囲に含まれる検知光に基づいて生成される（１１４０）。第１及び第２の信号は、分析されて試料の色分布を判定する（１１５０）。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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