(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査光を発する検査光源と、
前記検査光を照射された粒子で生じた反応光を検出してそれぞれのチャネルに電気信号を生成する複数の光検出器と、
前記それぞれのチャネルにおける電気信号のパルスを検出するパルス検出部と、
信号雑音比が最も大きいチャネルである基準チャネルにおける電気信号のパルスと、前記基準チャネルにおける電気信号のパルスに対して所定の時間差の範囲内で生じた、前記基準チャネル以外のチャネルにおける電気信号のパルスと、を関連づける関連づけ部と、
前記関連づけられた電気信号のパルスに基づき、前記粒子の属性を特定する属性特定部と、
を備える、粒子検出装置。
【請求項２】
前記パルス検出部が、前記電気信号のパルスの重心を与える時刻を、前記パルスが現れた時刻として特定し、
前記関連づけ部が、前記基準チャネルにおける電気信号のパルスが現れた時刻に対し、前記所定の時間差の範囲内の時刻に現れた、前記基準チャネル以外のチャネルにおける電気信号のパルスを、前記基準チャネルにおける電気信号のパルスと関連づける、
請求項１に記載の粒子検出装置。
【請求項３】
前記電気信号のパルスが、前記電気信号の強度に基づいて検出される、請求項１又は２に記載の粒子検出装置。
【請求項４】
前記反応光が、前記粒子で生じる散乱光を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の粒子検出装置。
【請求項５】
前記複数の光検出器の少なくとも一つが前記散乱光を検出する、請求項４に記載の粒子検出装置。
【請求項６】
前記反応光が、前記粒子で生じる蛍光を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の粒子検出装置。
【請求項７】
前記複数の光検出器の少なくとも一つが前記蛍光を検出する、請求項６に記載の粒子検出装置。
【請求項８】
検査光を照射された粒子で生じた反応光を複数の光検出器で検出してそれぞれのチャネルに電気信号を生成することと、
前記それぞれのチャネルにおける電気信号のパルスを検出することと、
信号雑音比が最も大きいチャネルである基準チャネルにおける電気信号のパルスと、前記基準チャネルにおける電気信号のパルスに対して所定の時間差の範囲内で生じた、前記基準チャネル以外のチャネルにおける電気信号のパルスと、を関連づけることと、
前記関連づけられた電気信号のパルスに基づき、前記粒子の属性を特定することと、
を備える、粒子の検出方法。
【請求項９】
前記パルスを検出することにおいて、前記電気信号のパルスの重心を与える時刻を、前記パルスが現れた時刻として特定し、
前記基準チャネルにおける電気信号のパルスが現れた時刻に対し、前記所定の時間差の範囲内の時刻に現れた、前記基準チャネル以外のチャネルにおける電気信号のパルスを、前記基準チャネルにおける電気信号のパルスと関連づける、
請求項８に記載の粒子の検出方法。
【請求項１０】
前記電気信号のパルスが、前記電気信号の強度に基づいて検出される、請求項８又は９に記載の粒子の検出方法。
【請求項１１】
前記反応光が、前記粒子で生じる散乱光を含む、請求項８から１０のいずれか１項に記載の粒子の検出方法。
【請求項１２】
前記複数の光検出器の少なくとも一つが前記散乱光を検出する、請求項１１に記載の粒子の検出方法。
【請求項１３】
前記反応光が、前記粒子で生じる蛍光を含む、請求項８から１２のいずれか１項に記載の粒子の検出方法。
【請求項１４】
前記複数の光検出器の少なくとも一つが前記蛍光を検出する、請求項１３に記載の粒子の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は検出技術に関し、粒子検出装置及び粒子の検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイオクリーンルーム等のクリーンルームにおいては、粒子検出装置を用いて、飛散している微生物粒子や非微生物粒子が検出され、記録される（例えば、特許文献１から９及び非特許文献１参照。）。粒子の検出結果から、クリーンルームの空調機器の劣化具合を把握可能である。また、クリーンルームで製造された製品に、参考資料として、クリーンルーム内の粒子の検出記録が添付されることもある。
【０００３】
光学式の粒子検出装置は、例えば、クリーンルーム中の気体を吸引し、吸引した気体に光を照射する。気体に微生物粒子や非微生物粒子が含まれていると、光を照射された粒子が蛍光を発したり、粒子において散乱光が生じたりする。そのため、蛍光や散乱光を検出することにより、気体に含まれる微生物粒子や非微生物粒子の数や大きさ等を検出することが可能となる。また、クリーンルーム以外でも、流体中の粒子を正確に検出する技術が望まれている（例えば、特許文献１０参照。）。
【０００４】
粒子が発する蛍光の強度は、粒子の種類によって異なる場合がある。また、粒子で生じる散乱光の強度も、粒子の種類によって異なる場合がある。そのため、蛍光の強度及び散乱光の強度に基づいて、粒子が生物粒子であるか、あるいは非生物粒子であるかを判別する方法が提案されている（例えば、特許文献１１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−８３２１４号公報
【特許文献２】特公平６−５２２３２号公報
【特許文献３】特許第３０４９２５４号公報
【特許文献４】特開２０１３−１１７４６６号公報
【特許文献５】特開２０１３−１４４０５７号公報
【特許文献６】特開２０１３−１４８３９１号公報
【特許文献７】特開２０００−２４１３３５号公報
【特許文献８】特許第４２８４０３１号公報
【特許文献９】特許第４７５６９４８号公報
【特許文献１０】特開平８−２９３３１号公報
【特許文献１１】米国特許出願公開第２０１３／００７７０８７号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】長谷川倫男他，「気中微生物リアルタイム検出技術とその応用」，株式会社山武，azbil Technical Review 2009年12月号，p.2-7，2009年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、粒子の属性を正確に特定可能な粒子検出装置及び粒子の検出方法を提供可能することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の態様は、（ａ）検査光を発する検査光源と、（ｂ）検査光を照射された粒子で生じた反応光を検出してそれぞれのチャネルに電気信号を生成する複数の光検出器と、（ｃ）それぞれのチャネルにおける電気信号のパルスを検出するパルス検出部と、（ｄ）信号雑音比が最も大きいチャネルである基準チャネルにおける電気信号のパルスと、基準チャネルにおける電気信号のパルスに対して所定の時間差の範囲内で生じた、基準チャネル以外のチャネルにおける電気信号のパルスと、を関連づける関連づけ部と、（ｅ）関連づけられた電気信号のパルスに基づき、粒子の属性を特定する属性特定部と、を備える、粒子検出装置である。
【０００９】
上記の粒子検出装置において、パルス検出部が、電気信号のパルスの重心を与える時刻を、パルスが現れた時刻として特定し、関連づけ部が、基準チャネルにおける電気信号のパルスが現れた時刻に対し、所定の時間差の範囲内の時刻に現れた、基準チャネル以外のチャネルにおける電気信号のパルスを、基準チャネルにおける電気信号のパルスと関連づけてもよい。電気信号のパルスが、電気信号の強度に基づいて検出されてもよい。
【００１０】
反応光が、粒子で生じる散乱光を含んでいてもよい。複数の光検出器の少なくとも一つが散乱光を検出してもよい。反応光が、粒子で生じる蛍光を含んでいてもよい。複数の光検出器の少なくとも一つが蛍光を検出してもよい。
【００１１】
また、本発明の態様は、（ａ）検査光を照射された粒子で生じた反応光を複数の光検出器で検出してそれぞれのチャネルに電気信号を生成することと、（ｂ）それぞれのチャネルにおける電気信号のパルスを検出することと、（ｃ）信号雑音比が最も大きいチャネルである基準チャネルにおける電気信号のパルスと、基準チャネルにおける電気信号のパルスに対して所定の時間差の範囲内で生じた、基準チャネル以外のチャネルにおける電気信号のパルスと、を関連づけることと、（ｄ）関連づけられた電気信号のパルスに基づき、粒子の属性を特定することと、を備える、粒子の検出方法である。
【００１２】
上記の粒子の検出方法における、パルスを検出することにおいて、電気信号のパルスの重心を与える時刻を、パルスが現れた時刻として特定し、基準チャネルにおける電気信号のパルスが現れた時刻に対し、所定の時間差の範囲内の時刻に現れた、基準チャネル以外のチャネルにおける電気信号のパルスを、基準チャネルにおける電気信号のパルスと関連づけてもよい。電気信号のパルスが、電気信号の強度に基づいて検出されてもよい。
【００１３】
上記の粒子の検出方法において、反応光が、粒子で生じる散乱光を含んでもよい。複数の光検出器の少なくとも一つが散乱光を検出してもよい。反応光が、粒子で生じる蛍光を含んでいてもよい。複数の光検出器の少なくとも一つが蛍光を検出してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、粒子の属性を正確に特定可能な粒子検出装置及び粒子の検出方法を提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る粒子検出装置の模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る粒子検出装置の模式図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電気信号のパルスを示す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る電気信号のパルスを示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る電気信号のパルスを示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る電気信号のパルスを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１７】
本発明の実施の形態に係る粒子検出装置は、図１及び図２に示すように、検査光を発する検査光源３０と、検査光を照射された粒子で生じた反応光を検出してそれぞれのチャネルに電気信号を生成する複数の光検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃと、それぞれのチャネルにおける電気信号のパルスを検出するパルス検出部３０１Ａ、３０１Ｂ、３０１Ｃと、信号雑音（Ｓ／Ｎ）比が最も大きいチャネルである基準チャネルＣｈ．１における電気信号のパルスと、基準チャネルＣｈ．１における電気信号のパルスに対して所定の時間差の範囲内で生じた、基準チャネルＣｈ．１以外のチャネルＣｈ．２、Ｃｈ．３における電気信号のパルスと、を関連づける関連づけ部４０１と、関連づけられた電気信号のパルスに基づき、粒子の属性を特定する属性特定部４０２と、を備える。
【００１８】
粒子は、例えば、流体に含まれる。ここで、流体とは、例えば気体又は液体である。粒子を含む流体は、例えば石英ガラス等からなる図１に示す透明なフローセル４０を流れる。フローセル４０には、例えば、検査光を照射された粒子で生じた反応光を反射する反射膜４２が設けられている。反射膜４２は、例えば蒸着膜であり、金属等からなる。実施の形態に係る粒子検出装置は、さらに、フローセル４０の位置を第１焦点とする楕円鏡５０であって、反応光を反射する楕円鏡５０を備える。光検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃは、楕円鏡５０の第２焦点に配置されており、楕円鏡５０で反射された反応光を検出する。ここで、反応光とは、蛍光及び散乱光の少なくとも一方をいう。
【００１９】
フローセル４０を流れる流体に含まれる粒子とは、微生物等を含む生体物質、細胞、化学物質、ごみ、ちり、及び埃等のダスト等を含む。微生物の例としては細菌及び真菌が含まれる。細菌の例としては、グラム陰性菌及びグラム陽性菌が挙げられる。グラム陰性菌の例としては、大腸菌が挙げられる。グラム陽性菌の例としては、表皮ブドウ球菌、枯草菌、マイクロコッカス、及びコリネバクテリウムが挙げられる。真菌の例としては、黒カビ等のアスペルギルスが挙げられる。ただし、微生物はこれらに限定されない。
【００２０】
流体に、微生物等の蛍光性粒子が含まれていると、粒子は励起光を照射されて蛍光を発する。例えば、微生物に含まれるリボフラビン（ｒｉｂｏｆｌａｖｉｎ）、フラビンヌクレオチド（ＦＭＮ）、フラビンアデニンジヌクレオチド（ＦＡＤ）、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（ＮＡＤ（Ｐ）Ｈ）、ピリドキサミン（ｐｙｒｉｄｏｘａｍｉｎｅ）、ピリドキサールリン酸（ｐｙｒｉｄｏｘａｌ−５’−ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ピリドキシン（ｐｙｒｉｄｏｘｉｎｅ）、トリプトファン（ｔｒｙｐｔｏｐｈａｎ）、チロシン（ｔｙｒｏｓｉｎｅ）、及びフェニルアラニン（ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ）等が、蛍光を発する。また、粒子が非生物粒子であっても、粒子が蛍光性物質を含む場合は、粒子は励起光を照射されて蛍光を発する。
【００２１】
フローセル４０内部を流れる粒子を検出するための検査光としての励起光は、例えば、フローセル４０の中心に焦点を結ぶよう、検査光源３０から照射される。検査光源３０としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）及びレーザが使用可能である。検査光の波長は、例えば２５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下である。検査光は、可視光であっても、紫外光であってもよい。検査光が可視光である場合、検査光の波長は、例えば４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲内であり、例えば４０５ｎｍである。検査光が紫外光である場合、検査光の波長は、例えば３００ｎｍ以上３８０ｎｍ以下の範囲内であり、例えば３４０ｎｍである。ただし、検査光の波長は、これらに限定されない。また、検査光は、白色光や混合光であってもよい。
【００２２】
フローセル４０内部で励起光を照射された蛍光性粒子は蛍光を発する。また、励起光を照射された蛍光性粒子及び非蛍光性粒子において、例えばミー散乱による散乱光が生じる。光を照射された粒子において生じた反応光としての蛍光及び散乱光は、楕円鏡５０に到達する。フローセル４０の表面から出射した蛍光及び散乱光は、楕円鏡５０で反射され、フローセル４０の後方の楕円鏡５０の第２焦点に集光される。楕円鏡５０の幾何学的な第１焦点及び第２焦点の間には、波長選択的反射鏡７０Ａ、７０Ｂが配置されている。
【００２３】
波長選択的反射鏡７０Ａは、例えば、波長選択的に、散乱光を反射する。波長選択的反射鏡７０Ａで反射された散乱光の焦点は、楕円鏡５０の幾何学的な第２焦点と光学的に等価である。波長選択的反射鏡７０Ａで反射された散乱光の焦点に、散乱光を検出するための光検出器６０Ａが配置される。波長選択的反射鏡７０Ａと光検出器６０Ａの間に、誘電体多層膜等を含むバンドパスフィルタ、及びロングパスフィルタ等が配置されてもよい。
【００２４】
波長選択的反射鏡７０Ｂは、例えば、波長選択的に、第１の波長帯域の蛍光を反射し、第２の波長帯域の蛍光を透過させる。波長選択的反射鏡７０Ｂで反射された蛍光の焦点は、楕円鏡５０の幾何学的な第２焦点と光学的に等価である。波長選択的反射鏡７０Ｂで反射された第１の波長帯域の蛍光の焦点に、第１の波長帯域の蛍光を検出するための光検出器６０Ｂが配置される。波長選択的反射鏡７０Ｂで透過した第２の波長帯域の蛍光の焦点に、第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の蛍光を検出するための光検出器６０Ｃが配置される。波長選択的反射鏡７０Ｂと光検出器６０Ｂの間、及び波長選択的反射鏡７０Ｂと光検出器６０Ｃの間に、誘電体多層膜等を含むバンドパスフィルタ、及びロングパスフィルタ等が配置されてもよい。
【００２５】
波長選択的反射鏡７０Ａ、７０Ｂとしては、ダイクロイックミラー、干渉膜フィルタ、及び光学フィルタ等が使用可能である。
【００２６】
光検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃは、それぞれ、受光した反応光を光電変換して電気信号を生成する。光検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃとしては、フォトダイオード及び光電子増倍管（ＰＭＴ）等が使用可能である。光検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの機種は同じであっても、異なっていてもよい。
【００２７】
光検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃには、図２に示すように、アナログデジタル変換回路６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃがそれぞれ接続されている。アナログデジタル変換回路６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃは、アナログの電気信号を、デジタルの電気信号に変換する。アナログデジタル変換回路６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃは、高周波ノイズを除去するローパスフィルタを含んでいてもよい。ここでは、例として、光検出器６０Ａ由来の電気信号のＳ／Ｎ比が最も大きいものとする。
【００２８】
パルス検出部３０１Ａは、光検出器６０Ａが検出した反応光の光強度波形に対応した電気信号パルス波形を検出する。例えば、パルス検出部３０１Ａは、図３に示すように、時間軸に対して、電気信号の電圧強度が所定の基準値を超えてから、所定の基準値を下回るまでの時間が所定の範囲内であり、かつ、電気信号の電圧強度の最大値が所定の範囲内である部分の波形を、パルスとして検出する。
【００２９】
パルス検出部３０１Ａは、さらに、図４に示すように、検出したパルスの時間軸における重心の時刻を、パルスが現れた時刻として算出してもよい。例えば、パルス波形の積分で与えられる面積をＳとすると、パルス波形で囲まれた部分の重心の時間軸ｔにおける時刻ｔGは、下記（１）式より算出できる。なお、パルス波形を離散データとして扱う場合、図５に示すように、時刻ｔの電圧をＥ（ｔ）、重心を計算する時間ｔの区間をａ以上ｂ以下として、パルス波形で囲まれた部分の重心の時間軸ｔにおける時刻ｔGは、下記（２）式より算出できる。ただし、パルスが現れた時刻の算出方法はこれに限定されず、例えば、電気信号パルス波形の移動平均の最大値を与える時刻を、パルスが現れた時刻として算出してもよい。
【数１】
0006475069.tif 000002
【数２】
0006475069.tif 000003
【００３０】
図２に示すパルス検出部３０１Ａは、検出したパルスのチャンネル、ピーク高さ、幅、パルスが現れた時刻、及びレンジオーバーフラグ等を含むパルス情報を出力する。なお、ピーク高さは、パルスの最大強度であってもよいし、重心におけるパルスの強度であってもよい。
【００３１】
パルス検出部３０１Ｂは、光検出器６０Ｂが検出した反応光の光強度波形に対応した電気信号パルス波形を検出し、パルス情報を出力する。パルス検出部３０１Ｃは、光検出器６０Ｃが検出した反応光の光強度波形に対応した電気信号パルス波形を検出し、パルス情報を出力する。パルス検出部３０１Ｂ、３０１Ｃがパルスを検出し、パルス情報を出力する方法は、パルス検出部３０１Ａと同様である。
【００３２】
実施の形態に係る粒子検出装置は、時刻情報追加部３０２をさらに備えていてもよい。時刻情報追加部３０２は、検出されたパルスが現れた時刻について、当該パルスが検出された直前に後述する一時記憶装置３０３に格納されたパルスが現れた時刻との相対時刻を計算する。時刻情報追加部３０２は、計算した相対時刻をパルス情報に追加する。
【００３３】
パルス情報は、一時記憶装置３０３に保存される。一時記憶装置３０３としては、ＦＩＦＯ（先入れ先出し）バッファ等が使用可能である。ＦＩＦＯバッファを採用することにより、後述する中央演算処理装置４００によるパルス情報のデータの取り出しが一時的に滞っても、データの取りこぼしを防ぐことが可能となる。パルス情報は、さらに、ハードディスク等の長期保存装置に保存されてもよい。
【００３４】
パルス検出部３０１Ａ−３０１Ｂ、及び時刻情報追加部３０２でなされる処理は、高速性かつリアルタイム性が必要となる傾向にあり、必要とされる演算も多くなる傾向にある。また、パルス情報のデータサイズは小さい場合が多い。そのため、パルス検出部３０１Ａ−３０１Ｂ、時刻情報追加部３０２、及び一時記憶装置３０３は、例えば、書き替え可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等の集積回路３００で実現されていることが好適であるが、これに限定されない。
【００３５】
関連づけ部４０１は、Ｓ／Ｎ比が最も大きい光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスが現れた時刻に対し、所定の時間差の範囲内の相対時刻に現れた他の光検出器由来の電気信号のパルスを、Ｓ／Ｎ比が最も大きい光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスと関連づける。ここで、所定の時間差は、例えば、チャネルＣｈ．１、Ｃｈ．２、Ｃｈ．３のそれぞれの遅延時間の違い等に基づき、予め設定される。また、例えば、関連づけ部４０１は、所定の時間差の範囲内に生じたパルスであって、かつ、所定の範囲内のピーク高さを有するパルスどうしを関連づけてもよい。
【００３６】
例えば、光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスが現れた時刻に対する、光検出器６０Ｂ由来の電気信号のパルスが現れた相対時刻が、所定の時間差の範囲内であれば、関連づけ部４０１は、光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスと、光検出器６０Ｂ由来の電気信号のパルスと、を関連づける。光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスが現れた時刻に対する、光検出器６０Ｂ由来の電気信号のパルスが現れた相対時刻が、所定の時間差の範囲内でなければ、関連づけ部４０１は、光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスと、光検出器６０Ｂ由来の電気信号のパルスと、を関連づけない。
【００３７】
なお、光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスに対して、光検出器６０Ｂ由来の電気信号のパルスが、所定の時間差の範囲内に複数現れた場合は、関連づけ部４０１は、相対時刻が最も早い光検出器６０Ｂ由来の電気信号のパルスを、光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスに関連づけてもよい。あるいは、関連づけ部４０１は、所定の時間差の範囲内に複数現れた光検出器６０Ｂ由来の電気信号のパルスのうち、最も高いピーク高さを有するパルスを、光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスに関連づけてもよい。これにより、光検出器６０Ａ由来の電気信号の１つのパルスに対して、光検出器６０Ｂ由来の電気信号の１つのパルスを関連づけることが可能となる。
【００３８】
光検出器６０Ｂ由来の電気信号のパルスが所定の時間差の範囲内に複数現れた場合において、光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスに、相対時刻が最も早い光検出器６０Ｂ由来の電気信号のパルスを関連づけるか、最も高いピーク高さを有するパルスを関連づけるかは、検出対象とする粒子に応じて、粒子検出装置の使用者が決定すればよい。
【００３９】
また、例えば、光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスが現れた時刻に対する、光検出器６０Ｃ由来の電気信号のパルスが現れた相対時刻が、所定の時間差の範囲内であれば、関連づけ部４０１は、光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスと、光検出器６０Ｃ由来の電気信号のパルスと、を関連づける。光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスが現れた時刻に対する、光検出器６０Ｃ由来の電気信号のパルスが現れた相対時刻が、所定の時間差の範囲内でなければ、関連づけ部４０１は、光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスと、光検出器６０Ｃ由来の電気信号のパルスと、を関連づけない。
【００４０】
なお、光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスに対して、光検出器６０Ｃ由来の電気信号のパルスが、所定の時間差の範囲内に複数現れた場合は、関連づけ部４０１は、相対時刻が最も早い光検出器６０Ｃ由来の電気信号のパルスを、光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスに関連づけてもよい。あるいは、関連づけ部４０１は、所定の時間差の範囲内に複数現れた光検出器６０Ｃ由来の電気信号のパルスのうち、最も高いピーク高さを有するパルスを、光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスに関連づけてもよい。これにより、光検出器６０Ａ由来の電気信号の１つのパルスに対して、光検出器６０Ｃ由来の電気信号の１つのパルスを関連づけることが可能となる。
【００４１】
光検出器６０Ｃ由来の電気信号のパルスが所定の時間差の範囲内に複数現れた場合において、光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスに、相対時刻が最も早い光検出器６０Ｃ由来の電気信号のパルスを関連づけるか、最も高いピーク高さを有するパルスを関連づけるかは、検出対象とする粒子に応じて、粒子検出装置の使用者が決定すればよい。
【００４２】
関連づけられたパルスは、同一の粒子で生じた反応光に由来することを意味する。また、いずれのパルスとも関連づけられなかった粒子は、単体のパルスであることを示す情報が追加される。例えば、散乱光を検出する光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスに、第１及び第２の波長帯域の蛍光を検出する蛍光光検出器６０Ｂ、６０Ｃ由来の電気信号のパルスが関連づけられなかった場合、粒子は非蛍光粒子であり、散乱光のみが粒子から生じたと見なしうる。光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスに、光検出器６０Ｂ由来の電気信号のパルスが関連づけられた場合、粒子は蛍光粒子であり、散乱光及び第１の波長帯域の蛍光が粒子から生じたと見なしうる。光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスに、光検出器６０Ｂ、６０Ｃ由来の電気信号のパルスが関連づけられた場合、粒子は蛍光粒子であり、散乱光、並びに第１及び第２の波長帯域の蛍光が粒子から生じたと見なしうる。
【００４３】
属性特定部４０２は、関連づけられたパルスのパルス情報から、粒子の属性を特定する。粒子の属性とは、粒子の種類、材料、及び大きさ等を含む。例えば、散乱光の強度は、粒子の粒径と相関する傾向にある。また、微生物粒子が発する蛍光の波長及び強度は、微生物粒子の種類に相関する傾向にある。さらに、非生物蛍光粒子が発する蛍光の波長及び強度も、非生物蛍光粒子の種類や材料に相関する傾向にある。微生物粒子又は非生物蛍光粒子が発する異なる波長の蛍光強度の比も、粒子の種類や材料に相関する傾向にある。またさらに、非生物粒子が蛍光物質を含まない材料からなる場合、非生物粒子は蛍光を発しない。したがって、パルス情報から、粒子の属性を特定可能である。なお、属性特定部４０２は、単体パルスのパルス情報からも、粒子の属性を特定する。例えば粒子が蛍光物質を含まない非生物粒子である場合は、散乱光由来のパルスのみが生じるので、属性特定部４０２は、散乱光由来のパルスのみに基づいて粒子の属性を特定する。属性特定部４０２は、パルス情報を引数として、サポートベクターマシン（ＳＶＭ）等の評価関数により、パルスを生じさせた粒子の属性を特定してもよい。
【００４４】
実施の形態に係る粒子検出装置は、さらに、統計計算部４０３及び画面表示部４０４を備えていてもよい。統計計算部４０３は、属性が特定された粒子に関する統計値を計算する。例えば、統計計算部４０３は、属性が特定された粒子の流体体積当たりの数、所定の期間内に検出され属性が特定された粒子の総数、ヒストグラム、及びこれらの経時変化等を計算する。画面表示部４０４は、粒子検出装置の動作状況、属性特定部４０２で特定された粒子の属性、及び統計計算部４０３で計算された粒子に関する統計値を表示するよう、ディスプレイ装置に指示する。
【００４５】
関連づけ部４０１、属性特定部４０２、統計計算部４０３、及び画面表示部４０４で処理されるデータの発生頻度は、パルス検出部３０１Ａ−３０１Ｂ及び時刻情報追加部３０２で処理されるデータの発生頻度よりも少ない傾向にある。また、関連づけ部４０１、属性特定部４０２、統計計算部４０３、及び画面表示部４０４で処理されるデータは、パルス検出部３０１Ａ−３０１Ｂ及び時刻情報追加部３０２で処理されるデータよりも順序処理がしやすい傾向にある。そのため、例えば、関連づけ部４０１、属性特定部４０２、統計計算部４０３、及び画面表示部４０４は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）で実現されていることが好適であるが、これに限定されない。
【００４６】
実施の形態に係る粒子検出装置においては、データ処理の内容に応じて、例えばＦＰＧＡとＣＰＵにデータ処理を分担させることにより、当該粒子検出装置の製造コストの削減、低消費電力化、及び小型化が可能となる。
【００４７】
例えば、検査光を照射された粒子で散乱光と第１の波長帯域の蛍光が生じたとき、散乱光を検出する光検出器６０Ａ由来の電気信号と、第１の波長帯域の蛍光を検出する光検出器６０Ｂ由来の電気信号において、理想的には、図６（ａ）に示すように、パルスが同時刻に現れ、パルスの幅及び中心が同じとなることが好ましい。しかし、実際には、図６（ｂ）に示すように、電気信号にはノイズが乗る。また、光検出器の応答速度や光検出器に接続されるアンプの群遅延特性の違いにより、散乱光を検出する光検出器６０Ａ由来の電気信号のパルスと、第１の波長帯域の蛍光を検出する光検出器６０Ｂ由来の電気信号のパルスとは、必ずしも同時刻に現れない。光検出器６０Ｃ由来の電気信号のパルスについても同様である。そのため、仮に、同時刻に現れなかったパルスを、別の粒子で生じた反応光によるものとすると、単一の粒子を誤って複数の粒子と検出する場合がある。
【００４８】
これに対し、実施の形態に係る粒子検出装置は、パルスが検出しやすいＳ／Ｎ比が最も大きい基準チャネルにおける電気信号のパルスと、基準チャネルにおける電気信号のパルスに対して所定の時間差の範囲内で生じた、基準チャネル以外のチャネルにおける電気信号のパルスと、を関連づけ、関連づけられた電気信号のパルスに基づき、単一の粒子の属性を特定する。よって、単一の粒子を誤って複数の粒子と誤検出することを抑制することが可能である。さらに、基準チャネルにおける電気信号のパルスに対して、範囲幅の無い時間差で生じたパルスを探索するのではなく、所定の時間差の範囲内で生じたパルスを探索することにより、パルスが現れた時刻の検出誤差の影響を抑制することが可能となる。またさらに、各チャネルで生じたパルス波形が重ならなくとも、基準チャネルにおける電気信号のパルスと、基準チャネルにおける電気信号のパルスに対して所定の時間差の範囲内で生じた、基準チャネル以外のチャネルにおける電気信号のパルスと、を関連づけることは可能である。
【００４９】
また、粒子がフローセルを通過する速度は、フローセル中の部分によって異なりうる。具体的には、フローセルの中心付近で、流体の流速は最も速くなり、フローセルの側壁に近づくほど、流体の流速は遅くなる傾向にある。そのため、同一種類の粒子であっても、フローセルの中心付近を流れる粒子で発せられた反応光由来のパルスの幅は短くなり、フローセルの側壁付近を流れる粒子で発せられた反応光由来のパルスの幅は長くなる傾向にある。さらに、フローセルを流れる流体の流速が全体的に変化することも生じうる。またさらに、粒子の粒径に応じて、フローセル中を流れる粒子の速度は変化しうるし、粒子の種類に応じて、粒子で生じる反応光の強度は変化しうる。
【００５０】
これに対し、実施の形態に係る粒子検出装置は、パルス波形の重心を算出することにより、パルスが現れた時刻を算出している。重心の算出においては、一定の期間のパルス波形を用いるため、ノイズの影響を抑制することが可能となる。また、パルスの幅や高さの変化がパルス位置の検出に与える影響も抑制することが可能となる。
【００５１】
（その他の実施の形態）
上記のように本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、図１では、粒子で生じた反応光を、楕円鏡５０を介して、光検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃで検出した例を示した。これに対し、粒子で生じた反応光を、楕円鏡５０を介さずに、光検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃで検出してもよい。あるいは、粒子で生じた反応光を、レンズ光学系を介して、光検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃで検出してもよい。
【００５２】
また、図１では、粒子検出装置が３つの光検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃを備える例を示したが、粒子検出装置が備える光検出器の数はこれに限定されず、複数であればよい。さらに、粒子検出装置は、複数の光検出器で蛍光のみを検出してもよいし、散乱光のみを検出してもよい。またさらに、実施の形態では、光検出器６０Ａ由来の電気信号のチャネルＣｈ．１がＳ／Ｎ比が最も大きい例を説明したが、光検出器６０Ｂ由来の電気信号のチャネルＣｈ．２がＳ／Ｎ比が最も大きくてもよく、あるいは光検出器６０Ｃ由来の電気信号のチャネルＣｈ．３がＳ／Ｎ比が最も大きくてもよい。
【００５３】
あるいは、フローセルに対してそれぞれ異なる角度で光検出器を配置し、パルス検出部が、反応光の進行方向をパルス情報に含め、属性特定部が反応光の進行方向を含むパルス情報から、粒子の属性を特定してもよい。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以下に限定されないが、本発明に係る粒子検出装置は、生体物質検出装置、細菌検出装置、微生物検出装置、細胞検出装置、及びフローサイトメータ等としても利用可能である。
【符号の説明】
【００５５】
３０   検査光源
４０   フローセル
４２   反射膜
５０   楕円鏡
６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ        光検出器
６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ        アナログデジタル変換回路
７０Ａ、７０Ｂ       波長選択的反射鏡
３００ 集積回路
３０１Ａ、３０１Ｂ、３０１Ｃ  パルス検出部
３０２ 時刻情報追加部
３０３ 一時記憶装置
４０１ 関連づけ部
４０２ 属性特定部
４０３ 統計計算部
４０４ 画面表示部
【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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