(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散媒中に粒子が分散してなる試料に光を照射し、それによって生じる散乱光に含まれる互いに異なる２種類の偏光成分を検出して、前記粒子の短軸長に対する長軸長のアスペクト比と、前記短軸長又は前記長軸長とを測定する粒子分析装置であって、
前記２種類の偏光成分の光強度をパラメータとする偏光関係値を算出する偏光関係値算出部と、
前記偏光関係値と前記アスペクト比との関係を示す第１関係情報を用いて、前記偏光関係値算出部により得られた偏光関係値から前記粒子のアスペクト比を算出するアスペクト比算出部と、
前記試料中の前記粒子の拡散係数を取得する拡散係数取得部と、
前記拡散係数と、前記長軸長又は前記短軸長の一方の軸長と、前記アスペクト比との関係を示す第２関係情報を用いて、前記アスペクト比算出部により算出されたアスペクト比と前記拡散係数取得部により取得された拡散係数とから前記粒子の短軸長又は長軸長を算出する軸長算出部とを備える粒子分析装置。
【請求項２】
前記拡散係数取得部が、並進拡散係数を取得するものであり、
前記第２関係情報が、前記並進拡散係数と、前記長軸長又は前記短軸長の一方の軸長と、前記アスペクト比との関係を示すものである請求項１記載の粒子分析装置。
【請求項３】
前記偏光関係値算出部により算出された偏光関係値に応じて、前記粒子が球状粒子であるか非球状粒子であるかを判別する粒子形状判別部をさらに備え、
前記粒子形状判別部により前記粒子が非球状粒子と判別された場合に、前記アスペクト比算出部が前記粒子のアスペクト比を算出するとともに、前記軸長算出部が前記粒子の短軸長又は長軸長を算出する請求項１又は２記載の粒子分析装置。
【請求項４】
前記粒子形状判別部により前記粒子が球状粒子と判別された場合に前記粒子の粒径を算出する粒径算出部をさらに備える請求項３記載の粒子分析装置。
【請求項５】
分散媒中に粒子が分散してなる試料に光を照射し、それによって生じる散乱光に含まれる互いに異なる２種類の偏光成分を検出して、前記粒子の短軸長に対する長軸長のアスペクト比と、前記短軸長又は前記長軸長とを測定する粒子分析方法であって、
前記２種類の偏光成分の光強度をパラメータとする偏光関係値を算出する偏光関係値算出ステップと、
前記偏光関係値と前記アスペクト比との関係を示す第１関係情報を用いて、前記偏光関係値算出ステップにより得られた偏光関係値から、前記粒子のアスペクト比を算出するアスペクト比算出ステップと、
前記試料中の前記粒子の拡散係数を取得する拡散係数取得ステップと、
前記拡散係数と、前記長軸長又は前記短軸長の一方の軸長と、前記アスペクト比との関係を示す第２関係情報を用いて、前記アスペクト比算出ステップにより算出されたアスペクト比と前記拡散係数取得ステップにより取得された拡散係数とから、前記粒子の短軸長又は長軸長を算出する軸長算出ステップとを備える粒子分析方法。
【請求項６】
分散媒中に粒子が分散してなる試料に光を照射し、それによって生じる散乱光に含まれる互いに異なる２種類の偏光成分を検出して、前記粒子の短軸長に対する長軸長のアスペクト比と、前記短軸長又は前記長軸長とを測定する粒子分析装置に用いられる粒子分析プログラムであって、
前記２種類の偏光成分の光強度をパラメータとする偏光関係値を算出する偏光関係値算出部と、
前記偏光関係値と前記アスペクト比の関係を示す第１関係情報を用いて、前記偏光関係値算出部により得られた偏光関係値から前記粒子のアスペクト比を算出するアスペクト比算出部と、
前記試料中の前記粒子の拡散係数を取得する拡散係数取得部と、
前記拡散係数と、前記長軸長又は前記短軸長の一方の軸長と、前記アスペクト比との関係を示す第２関係情報を用いて、前記アスペクト比算出部により算出されたアスペクト比と前記拡散係数取得部により取得された拡散係数とから前記粒子の短軸長又は長軸長を算出する軸長算出部と、としての機能をコンピュータに備えさせることを特徴とする粒子分析プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子における短軸長に対する長軸長の比（アスペクト比）、及びそれら長軸長又は短軸長を測定する粒子分析装置、粒子分析方法及び粒子分析プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、粒子のアスペクト比や粒子の長軸長等の粒子形状を解析する手法として、顕微鏡により得られた観察画像から粒子の長軸及び短軸を計測して粒子のアスペクト比を算出するものがある。
【０００３】
この顕微鏡法では、粒子の長軸及び短軸を計測するためには観察対象を乾燥させる必要がある。ところが、観察対象を乾燥させることにより、分散媒である液体中に分散した粒子の状態とは異なっている可能性があり、液体中に分散した状態の粒子形状を精度良く測定することが難しい。
【０００４】
そこで、液体中に分散した粒子の形状を解析する手法として、動的光散乱法を用いたものが考えられている（例えば特許文献１）。
【０００５】
この動的光散乱法を用いた方法は、分散媒中に粒子が分散してなる試料を収容する測定セルに垂直偏光の検査光を照射し、それによって生じる散乱光に含まれる水平偏光の光強度ＩＶＨと垂直偏光の光強度ＩＶＶとを、偏光素子を用いて光検出部により検出する。そして、それらＩＶＨの自己相関関数及びＩＶＶの自己相関関数から、Θ及びＤを求める。このΘ及びＤはともに、アスペクト比及び長軸長をパラメータとする関数であるため、求めたΘ及びＤにより、粒子のアスペクト比及び長軸長を同時に算出することができる。
【０００６】
なお、例えば、回転楕円体に関するペラン（Perrin）の関係式においては、Θ及びＤは以下の式により示される。以下の式において、ｋＢはボルツマン定数［Ｊ／Ｋ］であり、Ｔは、絶対温度［Ｋ］であり、ηは粘性係数［ｋｇ／（ｍ・ｓ）］であり、ａは長軸長の１／２［ｍ］であり、ρはアスペクト比の逆数である。
【０００７】
【数１】
0006602211.tif 000002
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１０１８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の回転拡散係数Θ及び並進拡散係数Ｄはともに誤差成分を含んでおり、これら回転拡散係数Θ及び並進拡散係数Ｄの両方を用いて求めたアスペクト比及び長軸長はいずれも、それら誤差成分の影響を受けて精度の良いものとは言えない。
【００１０】
一方で、本願発明者は、回転拡散係数Θ及び並進拡散係数Ｄの両方を用いて算出したアスペクト比及び長軸長の誤差を低減すべく鋭意検討を行った結果、例えばＩＶＨと垂直偏光の光強度ＩＶＶとの比（ＩＶＨ／ＩＶＶ）などの水平偏光の光強度ＩＶＨ及び垂直偏光の光強度ＩＶＶをパラメータとする値と粒子のアスペクト比との間に一定の関係があることを見い出した。
【００１１】
そこで、本発明は、本願発明者の鋭意検討の結果得られた知見に基づいてなされたものであり、分散媒中に分散した粒子のアスペクト比と長軸長又は短軸長とを精度良く求め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】
【００１２】
すなわち本発明に係る粒子分析装置は、分散媒中に粒子が分散してなる試料に光を照射し、それによって生じる散乱光に含まれる互いに異なる２種類の偏光成分を検出して、前記粒子の短軸長に対する長軸長のアスペクト比と、前記短軸長又は前記長軸長とを測定する粒子分析装置であって、前記２種類の偏光成分の光強度をパラメータとする偏光関係値を算出する偏光関係値算出部と、前記偏光関係値と前記アスペクト比との関係を示す第１関係情報を用いて、前記偏光関係値算出部により得られた偏光関係値から前記粒子のアスペクト比を算出するアスペクト比算出部と、前記試料中の前記粒子の拡散係数を取得する拡散係数取得部と、前記拡散係数と、前記長軸長又は前記短軸長の一方の軸長と、前記アスペクト比との関係を示す第２関係情報を用いて、前記アスペクト比算出部により算出されたアスペクト比と前記拡散係数取得部により取得された拡散係数とから前記粒子の短軸長又は長軸長を算出する軸長算出部とを備えることを特徴とする。
ここで、偏光関係値としては、例えば前記試料に垂直偏光の検査光を照射した場合において、散乱光に含まれる偏光角０度における偏光成分（垂直偏光）の光強度（ＩＶＶ）と、偏光角９０度における偏光成分（水平偏光）の光強度（ＩＶＨ）とをパラメータとして求められるものである。具体的には、ＩＶＨ／ＩＶＶ、又は、ＩＶＨ／ＩＩＳＯ等が考えられる。なお、ＩＩＳＯは、散乱光における等方成分であり、ＩＩＳＯ＝ＩＶＶ−（３／４）×ＩＶＨで示される。
また、第２関係情報は、アスペクト比と長軸長又は短軸長とをパラメータとする回転拡散係数の関数、又は、アスペクト比と長軸長又は短軸長とをパラメータとする並進拡散係数を示す関数である。
【００１３】
このような粒子分析装置であれば、２種類の偏光成分の光強度をパラメータとする偏光関係値とアスペクト比との関係を示す第１関係情報と、偏光関係値算出部により得られた偏光関係値とからアスペクト比を算出するので、回転拡散係数及び並進拡散係数の両方を用いてアスペクト比を算出する必要が無い。これにより、回転拡散係数及び並進拡散係数の両方の誤差成分の影響を受けることなく、アスペクト比を算出することができる。
また、１種類の拡散係数と長軸長又は短軸長とアスペクト比との関係を示す第２関係情報と、アスペクト比算出部により算出されたアスペクト比と、拡散係数取得部により取得された拡散係数とから長軸長又は短軸長を算出するので、回転拡散係数及び並進拡散係数の両方を用いて長軸長又は短軸長を算出する必要が無い。これにより、回転拡散係数及び並進拡散係数の両方の誤差成分の影響を受けることなく、長軸長又は短軸長を算出することができる。
ここで、アスペクト比算出部が算出したアスペクト比は、回転拡散係数及び並進拡散係数の両方を用いて得られたアスペクト比よりも精度が良く、このアスペクト比算出部が算出したアスペクト比を用いて長軸長又は短軸長を算出することで、回転拡散係数及び並進拡散係数の両方を用いて得られた長軸長又は短軸長よりも精度の良いものとすることができる。
【００１４】
また、粒子の挙動を示す拡散係数としては、回転拡散係数と並進拡散係数とがあり、回転拡散係数に含まれる誤差成分は、並進拡散係数に含まれる誤差成分よりも大きい。
そのため、粒子の短軸長又は長軸長をより精度良く算出するためには、前記拡散係数取得部が、並進拡散係数を取得するものであり、前記第２関係情報が、前記並進拡散係数と、前記長軸長又は前記短軸長の一方の軸長と、前記アスペクト比との関係を示すものであることが望ましい。
【００１５】
分散媒中に分散された粒子が、例えば回転楕円形状や円柱形状等の短軸及び長軸を有する非球状粒子の場合には、上述した構成により、それら粒子の形状を精度良く測定することができる。そして、前記粒子が短軸及び長軸を有する非球状粒子であるか否かは、前記偏光関係値により判別することができる。
そのため、粒子分析装置は、前記偏光関係値算出部により算出された偏光関係値に応じて、前記粒子が球状粒子であるか非球状粒子であるかを判別する粒子形状判別部をさらに備え、前記粒子形状判別部により前記粒子が非球状粒子と判別された場合に、前記アスペクト比算出部が前記粒子のアスペクト比を算出するとともに、前記軸長算出部が前記粒子の短軸長又は長軸長を算出することが望ましい。
【００１６】
一方、分散媒中に分散された粒子が短軸及び長軸を有さない粒子又は短軸及び長軸に実質的な差の無い粒子の場合には、アスペクト比と短軸長又は長軸長を必ずしも求める必要はなく、むしろ粒径を求める方が装置として有益である。
そのため、粒子分析装置は、前記粒子形状判別部により前記粒子が球状粒子と判別された場合に前記粒子の粒径を算出する粒径算出部をさらに備えることが望ましい。
【００１７】
また、本発明に係る粒子分析方法は、分散媒中に粒子が分散してなる試料に光を照射し、それによって生じる散乱光に含まれる互いに異なる２種類の偏光成分を検出して、前記粒子の短軸長に対する長軸長のアスペクト比と、前記短軸長又は前記長軸長とを測定する粒子分析方法であって、前記２種類の偏光成分の光強度をパラメータとする偏光関係値を算出する偏光関係値算出ステップと、前記偏光関係値と前記アスペクト比との関係を示す第１関係情報を用いて、前記偏光関係値算出ステップにより得られた偏光関係値から、前記粒子のアスペクト比を算出するアスペクト比算出ステップと、前記試料中の前記粒子の拡散係数を取得する拡散係数取得ステップと、前記拡散係数と、前記長軸長又は前記短軸長の一方の軸長と、前記アスペクト比との関係を示す第２関係情報を用いて、前記アスペクト比算出ステップにより算出されたアスペクト比と前記拡散係数取得ステップにより取得された拡散係数とから、前記粒子の短軸長又は長軸長を算出する軸長算出ステップとを備えることを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明に係る粒子分析プログラムは、分散媒中に粒子が分散してなる試料に光を照射し、それによって生じる散乱光に含まれる互いに異なる２種類の偏光成分を検出して、前記粒子の短軸長に対する長軸長のアスペクト比と、前記短軸長又は前記長軸長とを測定する粒子分析装置に用いられる粒子分析プログラムであって、前記２種類の偏光成分の光強度をパラメータとする偏光関係値を算出する偏光関係値算出部と、前記偏光関係値と前記アスペクト比の関係を示す第１関係情報を用いて、前記偏光関係値算出部により得られた偏光関係値から前記粒子のアスペクト比を算出するアスペクト比算出部と、前記試料中の前記粒子の拡散係数を取得する拡散係数取得部と、前記拡散係数と、前記長軸長又は前記短軸長の一方の軸長と、前記アスペクト比との関係を示す第２関係情報を用いて、前記アスペクト比算出部により算出されたアスペクト比と前記拡散係数取得部により取得された拡散係数とから前記粒子の短軸長又は長軸長を算出する軸長算出部と、としての機能をコンピュータに備えさせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
このように構成した本発明によれば、回転拡散係数及び並進拡散係数の両方を用いてアスペクト比と長軸長又は短軸長とを算出する必要が無く、分散媒中に分散した粒子のアスペクト比と長軸長又は短軸長とを精度良く求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の粒子分析装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】同実施形態の検査光の偏光方向及び偏光素子の角度を示す図である。
【図３】偏光関係値及びアスペクト比の関係を示すグラフである。
【図４】水平偏光成分の光強度における自己相関関数及び垂直偏光成分の光強度における自己相関関数を示すグラフである。
【図５】変形実施形態の各偏光角におけるフィッティング関数の係数を示すグラフである。の全体構成を示す模式図である。
【図６】変形実施形態の粒子分析装置の全体構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明に係る粒子分析装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
本実施形態の粒子分析装置１００は、例えば回転楕円形状や円柱形状等の短軸及び長軸を有する非球状粒子（異方性を有する粒子）の形状を解析するものである。
【００２３】
具体的にこの粒子分析装置１００は、図１に示すように、分散媒である液体中に非球状粒子が分散してなる液体試料を収容する測定セル２と、当該測定セル２に検査光であるレーザ光Ｌ１を照射するレーザ光源３と、前記レーザ光Ｌ１が照射された粒子から発される散乱光Ｌ２を検出する光検出部４と、測定セル２及び光検出部４の間に配置され、散乱光Ｌ２に含まれる所定の偏光成分を透過する偏光素子５と、光検出部４により得られた光強度信号を取得して粒子のアスペクト比（長軸長／短軸長）及び長軸長を算出する情報処理装置６とを備えている。
【００２４】
本実施形態では、測定セル２に照射される検査光Ｌ１は、図２に示すように、垂直偏光成分である。また、偏光素子５は、その垂直偏光成分に対して傾斜可能に設けられることよって、所望の偏光角φの偏光成分が光検出部４により検出できるように構成してある。
例えば、φ＝０°とすることによって、光検出部４により垂直偏光成分の光強度信号ＩＶＶが検出される。また、φ＝９０°とすることによって、光検出部４により水平偏光成分の光強度信号ＩＶＨが検出される。
【００２５】
本実施形態の情報処理装置６は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェイス、ＡＤ変換器、キーボード等の入力手段、ディスプレイ等の表示手段を備える専用乃至汎用のコンピュータである。そして、情報処理装置６は、メモリに格納された粒子分析プログラムに従って、偏光素子５の偏光角制御等の粒子分析に必要な各部の制御を行うとともに、図１に示すように、偏光強度信号受付部６１、偏光関係値算出部６２、第１関係情報格納部Ｍ１、アスペクト比算出部６３、拡散係数取得部６４、第２関係情報格納部Ｍ２、軸長演算部６５及び表示制御部６６等の機能を発揮する。以下、各部について詳述する。
【００２６】
偏光強度信号受付部６１は、光検出部４から互いに異なる２種類の偏光成分を取得するものである。
【００２７】
具体的に偏光強度信号受付部６１は、偏光素子５の偏光角φが０°の場合において、垂直偏光成分の光強度信号ＩＶＶを取得する。また、偏光素子５の偏光角φが９０°の場合において、水平偏光成分の光強度信号ＩＶＨを取得する。なお、偏光素子５の偏光角φが０°、９０°以外の場合には、その偏光角φの偏光成分の光強度信号も取得できる。
【００２８】
偏光関係値算出部６２は、偏光強度信号受付部６１が取得した垂直偏光成分の光強度信号ＩＶＶ及び水平偏光成分の光強度信号ＩＶＨをパラメータとする偏光関係値を算出する。
【００２９】
具体的に偏光関係値算出部６２は、偏光関係値として、ＩＶＨ／ＩＩＳＯを算出する。ここで、ＩＩＳＯは、散乱光における等方成分であり、ＩＩＳＯ＝ＩＶＶ−（３／４）×ＩＶＨで示される。
【００３０】
第１関係情報格納部Ｍ１は、偏光関係値（ＩＶＨ／ＩＩＳＯ）とアスペクト比との関係を示す第１関係情報データを格納している。
【００３１】
ここで、第１関係情報データは、アスペクト比が既知の標準粒子を用いて予め求められたものであり、図３に示すように、偏光関係値（ＩＶＨ／ＩＩＳＯ）とアスペクト比との関係を示す関係式（検量線）のデータである。なお、第１関係情報データは、偏光関係値（ＩＶＨ／ＩＩＳＯ）とアスペクト比との関係を示す関係テーブルのデータであっても良い。
【００３２】
この第１関係情報データは、例えば、キーボード等の入力手段により入力されても良いし、ＵＳＢメモリやＳＤカード等の外部メモリを介して入力されるものであっても良いし、インターネット等の無線又は有線通信を介して入力されるものであっても良い。
【００３３】
アスペクト比算出部６３は、第１関係情報格納部Ｍ１から前記第１関係情報データを取得するとともに、偏光関係値算出部６１により算出された偏光関係値を示す偏光関係値データを取得して、それらからアスペクト比を算出する。
【００３４】
拡散係数取得部６４は、液体試料中の粒子の挙動を示す拡散係数を取得するものであり、本実施形態では、偏光強度信号受付部６１が取得した垂直偏光成分の光強度信号ＩＶＶ及び水平偏光成分の光強度信号ＩＶＨを用いて拡散係数を算出するものである。
【００３５】
具体的に拡散係数取得部６４は、図４に示すように、垂直偏光成分の光強度信号ＩＶＨの自己相関関数を算出し、水平偏光成分の光強度信号ＩＶＶの自己相関関数を算出する。そして、ＩＶＨの自己相関関数に対するフィッティング関数ｆＶＨ（ｑ，τ）及びＩＶＶの自己相関関数に対するフィッティング関数ｆＶＶ（ｑ，τ）を用いて、それらの係数ａ１〜ａ３、ｂ１を変更してそれぞれフィッティングすることにより、回転拡散係数Θ及び並進拡散係数Ｄを求める。なお、ｆＶＨ（ｑ，τ）及びｆＶＶ（ｑ，τ）は、以下である。
【００３６】
【数２】
0006602211.tif 000003
【００３７】
第２関係情報格納部Ｍ２は、並進拡散係数Ｄと長軸長とアスペクト比との関係を示す第２関係情報データを格納している。
【００３８】
ここで、第２関係情報データは、アスペクト比と長軸長とをパラメータとする並進拡散係数Ｄを示す関数のデータである。本実施形態の並進拡散係数を示す関数Ｄ（ａ，ρ）は、回転楕円体に関するペラン（Perrin）の関係式であり、以下の式により示される。なお、以下の式において、ｋＢはボルツマン定数［Ｊ／Ｋ］であり、Ｔは、絶対温度［Ｋ］であり、ηは粘性係数［ｋｇ／（ｍ・ｓ）］であり、ａは長軸長の１／２［ｍ］であり、ρはアスペクト比の逆数である。
【００３９】
【数３】
0006602211.tif 000004
【００４０】
この第２関係情報データは、例えば、キーボード等の入力手段により入力されても良いし、ＵＳＢメモリやＳＤカード等の外部メモリを介して入力されるものであっても良いし、インターネット等の無線又は有線通信を介して入力されるものであっても良い。
【００４１】
軸長算出部６５は、第２関係情報格納部Ｍ２から前記第２関係情報データを取得し、アスペクト比算出部６３により算出されたアスペクト比を示すアスペクト比データを取得し、拡散係数取得部６４により算出された並進拡散係数Ｄを示す並進拡散係数データを取得する。そして、軸長演算部６５は、それらのデータから、粒子の長軸長を算出する。なお、軸長演算部６５は、アスペクト比と長軸長とから短軸長を算出することもできる。
【００４２】
表示制御部６６は、前記各算出部又は取得部６２〜６５で算出された各データを取得して、それらデータをディスプレイ等の表示手段に画面表示するものである。その他、表示制御部６６は、粒子分析装置１００における粒子分析に必要な画面表示を行う。
【００４３】
このように構成された本実施形態に係る粒子分析装置１００によれば、偏光関係値（ＩＶＨ／ＩＩＳＯ）とアスペクト比との関係を示す第１関係情報と、偏光関係値算出部６２により得られた偏光関係値（ＩＶＨ／ＩＩＳＯ）とからアスペクト比を算出するので、回転拡散係数Θ及び並進拡散係数Ｄの両方を用いてアスペクト比を算出する必要が無い。これにより、回転拡散係数Θ及び並進拡散係数Ｄの両方の誤差成分の影響を受けることなく、アスペクト比を算出することができる。
【００４４】
また、並進拡散係数Ｄと長軸長とアスペクト比との関係を示す第２関係情報と、アスペクト比算出部６３により算出されたアスペクト比と、拡散係数取得部６４により取得された並進拡散係数Ｄとから長軸長を算出するので、回転拡散係数Θ及び並進拡散係数Ｄの両方を用いて長軸長又は短軸長を算出する必要が無い。これにより、回転拡散係数Θ及び並進拡散係数Ｄの両方の誤差成分の影響を受けることなく、長軸長を算出することができる。特に本実施形態では、誤差成分の大きい回転拡散係数Θを用いずに、誤差成分の小さい並進拡散係数Ｄを用いているので、長軸長を精度良く算出することができる。
【００４５】
ここで、アスペクト比算出部６３が算出したアスペクト比は、回転拡散係数Θ及び並進拡散係数Ｄの両方を用いて得られたアスペクト比よりも精度が良く、このアスペクト比算出部６３が算出したアスペクト比を用いて長軸長を算出することで、回転拡散係数Θ及び並進拡散係数Ｄの両方を用いて得られた長軸長よりも精度の良いものとすることができる。
【００４６】
具体的には、回転拡散係数Θ及び並進拡散係数Ｄの両方を用いた従来手法により得られたアスペクト比は、１．８３であり、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて計測したものに対する相対誤差は、５９％であった。また、この従来手法により得られた長軸長は、１３３．６［ｎｍ］であり、ＴＥＭを用いて計測したものに対する相対誤差は、３１％であった。
一方で、偏光関係値−アスペクト比の関係式を用いた本実施形態の手法により得られたアスペクト比は、４．４であり、ＴＥＭを用いて計測したものに対する相対誤差は、１％であった。また、本実施形態の手法により得られた長軸長は、２０４．１［ｎｍ］であり、ＴＥＭを用いて計測したものに対する相対誤差は、５％であった。このように本実施形態の粒子分析装置１００を用いることにより、アスペクト比及び長軸長が精度良く測定できる。
【００４７】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００４８】
例えば、前記実施形態では、並進拡散係数Ｄを用いて長軸長又は短軸長を算出するものであったが、回転拡散係数Θを用いて長軸長又は短軸長を算出するものであっても良い。この場合、第２関係情報格納部Ｍ２は、回転拡散係数Θと長軸長とアスペクト比との関係を示す第２関係情報データを格納している。
この場合において得られた長軸長は、１７０．１［ｎｍ］であり、ＴＥＭを用いて計測したものに対する相対誤差は、１３％であった。このように回転拡散係数Θを用いて長軸長を求める場合においても、回転拡散係数Θ及び並進拡散係数Ｄの両方を用いた従来手法よりも精度良く長軸長を測定できる。
【００４９】
また、第２関係情報データは、並進拡散係数Θ又は回転拡散係数Ｄとアスペクト比と短軸長との関係を示すデータであっても良い。
【００５０】
さらに、前記実施形態の偏光関係値は、ＩＶＨ／ＩＩＳＯであったが、例えば、ＩＶＨ／ＩＶＶ等、互いに異なる２種類の偏光成分をパラメータとして用いたものであれば特に限定されてない。この場合、その偏光関係値とアスペクト比との関係を示す第１関係情報を予め用意しておく必要がある。
【００５１】
その上、前記実施形態では、互いに異なる２種類の偏光成分が、φ＝０°の偏光成分と、φ＝９０°の偏光成分であったが、組み合わせはこれに限られず、それ以外の偏光成分（例えばφ＝４５°の偏光成分）を用いても良い。この場合、それ以外の偏光成分（例えばφ＝４５°）を用いて得られる偏光関係値とアスペクト比との関係を示す第１関係情報を予め用意しておく必要がある。
【００５２】
前記実施形態の拡散係数取得部６４は、２種類の偏光成分の光強度信号ＩＶＶ及びＩＶＨを用いて拡散係数を算出するものであったが、偏光角の互いに異なる３種類以上の偏光成分の光強度信号を用いて回転拡散係数Θ及び並進拡散係数Ｄを算出するものであっても良い。このように３種類の偏光成分の光強度信号を用いて回転拡散係数Θ及び並進拡散係数Ｄを算出することにより、回転拡散係数Θ及び並進拡散係数Ｄに含まれる誤差成分を低減することができ、長軸長又は短軸長を一層精度良く測定することができる。
【００５３】
加えて、前記実施形態の粒子分析装置１００は、以下のように測定結果の妥当性を検証できるように構成されるものであっても良い。
具体的に粒子分析装置１００は、偏光素子の偏光角φを０°≦φ＜９０°の範囲で複数点設定し、各偏光角φにおける偏光成分の光強度信号を取得する。そして、拡散係数取得部６４は、各偏光角φにおける偏光成分の光強度信号の自己相関関数を算出する。また、拡散係数取得部６４は、この各偏光角φにおいて得られた自己相関関数を以下の式でフィッティングして、回転拡散係数Θ及び並進拡散係数Ｄを算出する。なお、軸長算出部６５は、これにより得られた回転拡散係数Θ又は並進拡散係数Ｄを用いて、長軸長又は短軸長を算出する。
【００５４】
【数４】
0006602211.tif 000005
【００５５】
さらに、拡散係数取得部６４は、上記フィッティングにより得られた各偏光角φにおける係数Ａ（φ）、Ｂ（φ）のデータを表示制御部６６に出力する。
【００５６】
このデータを取得した表示制御部６６は、図５に示すように、各偏光角における係数（φ）、Ｂ（φ）をグラフ表示する。図５のように、各偏光角における係数（φ）、Ｂ（φ）をグラフ表示することによって、軸長算出部６５により得られた長軸長又は短軸長の結果が妥当か否かを判断することができる。つまり、得られた長軸長が妥当な場合、係数Ａ（φ）は、偏光角φが大きくなるに連れて増加し、係数Ｂ（φ）は、偏光角φが大きくなるに連れて減少する。このように、偏光角φに対する係数Ａ（φ）、Ｂ（φ）の依存性を表示することによって、ユーザは結果の妥当性を判断することができる。その他、表示制御部６６による表示は、図５に限られず、偏光角φに対する係数Ａ（φ）、Ｂ（φ）の依存性を表す表示であれば、如何なる態様であっても良い。例えば、各偏光角における係数Ａ（φ）の差及び係数Ｂ（φ）の差等を表示しても良い。
【００５７】
前記実施形態の粒子分析装置１００は、以下のように粒子が球状粒子であるか非球状粒子であるかにより測定項目を変更するように構成しても良い。
具体的に粒子分析装置１００は、図６に示すように、偏光関係値算出部６２により算出された偏光関係値に応じて、粒子が球状粒子であるか非球状粒子であるかを判別する粒子形状判別部６７をさらに備え、その判別結果に応じて、アスペクト比と長軸長又は短軸長とを算出するステップと、粒径を算出するステップとに切り替えるように構成しても良い。
【００５８】
この場合、粒子分析装置１００は、並進拡散係数Ｄと粒径との関係を示す第３関係情報を格納する第３関係情報格納部Ｍ３と、拡散係数取得部６４が取得した並進拡散係数Ｄと前記第３関係情報とから粒径を算出する粒径算出部６８とをさらに備える。
ここで、第３関係情報データは、粒径（ｒ）とをパラメータとする並進拡散係数Ｄ（ｒ）を示す関数のデータである。この関数は、例えば、ストークス−アインシュタインの関係式であり、以下の式により示される。なお、この第３関係情報データの入力方法は、前記第２関数情報データと同様である。
【００５９】
【数５】
0006602211.tif 000006
【００６０】
前記粒子形状判別部６７は、偏光関係値算出部６２により算出された偏光関係値が所定値未満か否かにより粒子が球状粒子であるか非球状粒子であるかを判別するものである。粒子形状判別部６７は、図３においては例えばＩＶＨ／ＩＩＳＯが０．０５未満の場合に、粒子が球状粒子であると判別し、ＩＶＨ／ＩＩＳＯが０．０５以上の場合に粒子が非球状粒子であると判別する。そして、それらの判別信号をアスペクト比算出部６３及び粒径算出部６８に出力する。
【００６１】
前記粒子形状判別部６７により粒子が非球状粒子と判別された場合には、アスペクト比算出部６３は、アスペクト比を算出するとともに、軸長算出部６５が長軸長又は短軸長を算出する。
【００６２】
一方、前記粒子形状判別部６７により粒子が非球状粒子と判別された場合には、粒径算出部６８は、第３関係情報格納部Ｍ３から第３関係情報データを取得し、拡散係数取得部６４により算出された並進拡散係数Ｄを示す並進拡散係数データを取得して、粒径を算出する。
【００６３】
さらに加えて、前記実施形態の拡散係数取得部６４は、偏光強度信号受付部６１から２種類の偏光成分の強度信号を取得することによって拡散係数を算出するものであったが、その他、液体試料にレーザ光を照射した際の動画像から得られる並進拡散係数Ｄを取得するものであっても良い。この並進拡散係数Ｄは、Ｄ＝＜Δｒ２＞／２ｔにより示される。なお、ｔは時間であり、＜Δｒ２＞は、時間ｔにおける粒子の平均二乗変位である。ここで、拡散係数取得部６４は、粒子分析装置１００とは別の装置で算出された並進拡散係数を取得するものであっても良いし、前記動画像を取得して、その動画像から並進拡散係数を算出するものであっても良い。このように動画像から並進拡散係数Ｄを求めることにより、前記実施形態のようにフィッティング関数を用いて回転拡散係数Θとともに求める場合に比べて、誤差成分に小さい並進拡散係数Ｄを求めることができる。
【００６４】
前記実施形態の試料は、分散媒として液体を用いた液体試料であったが、液体以外の分散媒、例えばゲルや気体中に粒子を分散させた試料であっても良い。
【００６５】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、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。
【符号の説明】
【００６６】
１００・・・粒子分析装置
２・・・測定セル
３・・・光照射部
４・・・光検出部
５・・・偏光素子
６・・・演算装置
Ｍ１・・・第１関係情報格納部
Ｍ２・・・第２関係情報格納部
６１・・・偏光強度信号受付部
６２・・・偏光関係値算出部
６３・・・アスペクト比算出部
６４・・・拡散係数取得部
６５・・・軸長演算部
６６・・・表示制御部
Ｍ３・・・第３関係情報取得部
６７・・・粒子形状判別部
６８・・・粒径算出部
【図１】
0006602211.tif 000007
【図２】
0006602211.tif 000008
【図３】
0006602211.tif 000009
【図４】
0006602211.tif 000010
【図５】
0006602211.tif 000011
【図６】
0006602211.tif 000012