(57)【要約】【課題】  高速で移動してくる多数の撮像対象物を撮像する場合でも、所望の各対象物を撮像できる確立を向上させた撮像装置を提供すること。【解決手段】  本発明は、２次元撮像素子を用いて移動する対象物を撮像する撮像装置において、ＯＤＤフィールド期間およびＥＶＥＮフィールド期間を順次繰り返す第１のフィールド信号に基づいて駆動される第１の２次元撮像素子と、第１のフィールド信号との位相差がπである第２のフィールド信号に基づいて駆動される第２の２次元撮像素子と、第1および第２の２次元撮像素子に同一の光学像を結像させるための光学系と、第1の２次元撮像素子がＯＤＤフィールド期間にある場合に前記光学系からの露光を行い且つ第２の２次元撮像素子がＯＤＤフィールド期間にある場合に前記光学系からの露光を行う露光制御手段と、を備えた撮像装置に関する。【選択図】  図１
2005072806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元撮像素子を用いて移動する対象物を撮像する撮像装置において、ＯＤＤフィールド期間およびＥＶＥＮフィールド期間を順次繰り返す第１のフィールド信号に基づいて駆動される第１の２次元撮像素子と、第１のフィールド信号との位相差がπである第２のフィールド信号に基づいて駆動される第２の２次元撮像素子と、第1および第２の２次元撮像素子に同一の光学像を結像させるための光学系と、第1の２次元撮像素子がＯＤＤフィールド期間にある場合に前記光学系からの露光を行い且つ第２の２次元撮像素子がＯＤＤフィールド期間にある場合に前記光学系からの露光を行う露光制御手段と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記露光制御手段が、第1の２次元撮像素子がＯＤＤフィールド期間にある場合に前記光学系からの露光を行う第１のシャッター手段と、第２の２次元撮像素子がＯＤＤフィールド期間にある場合に前記光学系からの露光を行う第２のシャッター手段とからなることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第1および第２シャッター手段が電子シャッターであることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
２次元撮像素子を用いて粒子懸濁液流中の粒子を撮像する撮像装置において、粒子懸濁液の流れを形成するフローセルと、この粒子懸濁液流に対して光を照射する光源と、ＯＤＤフィールド期間およびＥＶＥＮフィールド期間を順次繰り返す第１のフィールド信号に基づいて駆動される第１の２次元撮像素子と、第１のフィールド信号との位相差がπである第２のフィールド信号に基づいて駆動される第２の２次元撮像素子と、第1および第２の２次元撮像素子に前記粒子懸濁液流の同一の光学像を結像させるための光学系と、第1の２次元撮像素子がＯＤＤフィールド期間にある場合に第1の２次元撮像素子に前記光学系からの露光を行い且つ第２の２次元撮像素子がＯＤＤフィールド期間にある場合に前記光学系からの露光を行う露光制御手段と、を備えたことを特徴とする粒子画像撮像装置。
【請求項５】
前記光源が所定の時間間隔毎に発光し、この光源の発光毎に懸濁液中の粒子の光学像を第１または第２の２次元撮像素子で撮像することを特徴とする請求項４記載の粒子画像撮像装置。
【請求項６】
前記粒子画像撮像装置が、粒子懸濁液の流れ中の粒子を検出する粒子検出装置と、この粒子検出装置の粒子の検出に基づいて前記光源を発光させて懸濁液中の粒子の光学像を第１または第２の２次元撮像素子で撮像することを特徴とする請求項４記載の粒子画像撮像装置。
【請求項７】
前記露光制御手段が、第1の２次元撮像素子がＯＤＤフィールド期間にある場合に前記光学系からの露光を行う第１のシャッター手段と、第２の２次元撮像素子がＯＤＤフィールド期間にある場合に前記光学系からの露光を行う第２のシャッター手段とからなることを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の粒子画像撮像装置。
【請求項８】
前記第1および第２シャッター手段が電子シャッターであることを特徴とする請求項７記載の粒子画像撮像装置。
【請求項９】
請求項４〜８の何れかに記載の粒子画像撮像装置と、撮像された粒子画像に基づいて粒子を分析する分析手段とを備えたことを特徴とする粒子画像分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元撮像素子を用いて移動する対象物を撮像する撮像装置に関するものであり、特に光学セル中を媒体と共に高速で移動する粒子を撮像するのに適した撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エリアセンサ（ＣＣＤ等による２次元撮像素子）を用いて対象物を撮像し、画像データを得るデジタルカメラ等の撮像装置が知られている。また、微小粒子の形状等を分析するために、光学セル中に粒子懸濁液を流し、撮像領域に移動してきた粒子を順次撮像して得られた粒子画像を解析処理して、円形度等の形状パラメータを算出し分布図として表示することが可能な粒子画像分析装置が開発されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５７２１４３３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
奇数列画素（ＯＤＤフィールド）と偶数列画素（ＥＶＥＮフィールド）を順次走査するインタレース方式のＣＣＤエリアセンサを、特許文献１に記載された粒子画像分析装置の撮像素子として用いた場合、ＥＶＥＮフィールド期間にエリアセンサが露光されると、縞の入った画像となってしまう。一般的には、エリアセンサのＯＤＤフィールド期間が１／６０秒、ＥＶＥＮフィールド期間が１／６０秒程度である。従って、インタレース方式のＣＣＤエリアセンサを粒子画像分析装置に用いた場合、１／３０秒程度の撮像間隔が必要であるため、撮像間隔の間に撮像領域に移動してきた粒子を撮像することは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述した問題を解決するために、高速で移動してくる多数の撮像対象物を撮像する場合でも、所望の各対象物を撮像できる確率を向上させた撮像装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
本発明は、２次元撮像素子を用いて移動する対象物を撮像する撮像装置において、ＯＤＤフィールド期間およびＥＶＥＮフィールド期間を順次繰り返す第１のフィールド信号に基づいて駆動される第１の２次元撮像素子と、第１のフィールド信号との位相差がπである第２のフィールド信号に基づいて駆動される第２の２次元撮像素子と、第1および第２の２次元撮像素子に同一の光学像を結像させるための光学系と、第1の２次元撮像素子がＯＤＤフィールド期間にある場合に前記光学系からの露光を行い且つ第２の２次元撮像素子がＯＤＤフィールド期間にある場合に前記光学系からの露光を行う露光制御手段と、を備えた撮像装置に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、高速で移動してくる多数の撮像対象物を撮像する場合でも、所望の各対象物を撮像できる確率を向上させた撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の一実施形態の画像撮像装置１の構成を図１に示す。画像撮像装置１は光学系２、第１ＣＣＤ６、第２ＣＣＤ７、第１ＣＣＤ６を駆動するための第１ＣＣＤ駆動回路８、第２ＣＣＤ７を駆動するための第２ＣＣＤ駆動回路９および基準水晶発信器１０を備えている。光学系２は、対象物の像を集光する対物レンズ３、対物レンズ３からの光を分岐するためのハーフミラー４を備えている。第１ＣＣＤ６および第２ＣＣＤ７は何れもインタレース方式のＣＣＤエリアセンサであり、電子シャッターを備えている。第１ＣＣＤ６は第１ＣＣＤ駆動回路８によって電子シャッターの露光タイミングが制御されて駆動される。また第２ＣＣＤ７は第２ＣＣＤ駆動回路９によって電子シャッターの露光タイミングが制御されて駆動される。
【０００９】
第１ＣＣＤ６を駆動するための第１ＣＣＤ駆動回路８は、基準水晶発信器１０の信号に基づいて垂直同期信号ＶＤおよび水平同期信号ＨＤ等の同期信号を発生する同期信号発生器８ａと、同期信号発生器８ａから出力される垂直同期信号ＶＤおよび水平同期信号ＨＤ等が入力され、第１ＣＣＤ６の駆動用の各種のタイミング信号を発生するタイミング発生器８ｂと、タイミング発生器８ｂから出力されるタイミング信号が入力され、垂直転送パルス、水平転送パルス、蓄積された信号電荷を排出し新たな露光を開始させるシャッタパルス（第１ＣＣＤ６の電子シャッタ動作開始パルス）等を与えて第１ＣＣＤ６を駆動させるドライバ８ｃを備えている。なお、第１ＣＣＤ６の出力信号の信号処理系については図示を省略している。同様に第２ＣＣＤ７を駆動するための第２ＣＣＤ駆動回路９は、垂直同期信号ＶＤおよび水平同期信号ＨＤ等の同期信号を発生する同期信号発生器９ａと、タイミング発生器９ｂと、ドライバ９ｃとを備えている。
【００１０】
上述した第１ＣＣＤ駆動回路８および第２ＣＣＤ駆動回路９によって、第１ＣＣＤ６は第２ＣＣＤ７と逆の位相を有するフィールド信号に基づいて駆動される。図２において、ＦＬＤ１が第１ＣＣＤ６を駆動するためのフィールド信号であり、ＦＬＤ２が第２ＣＣＤ７を駆動するためのフィールド信号である。図中、斜線部がＯＤＤフィールド信号の期間を示している。ＦＬＤ１およびＦＬＤ２はＯＤＤフィールドとＥＶＥＮフィールドとを交互に繰り返すフィールド信号である。フィールド信号ＦＬＤ１とフィールド信号ＦＬＤ２とは、同じ周波数を有しており、その位相差がπである。換言すればフィールド信号ＦＬＤ１は、フィールド信号ＦＬＤ２とは逆の位相を有している。このため第１ＣＣＤ６のフィールド信号がＥＶＥＮの時には第２ＣＣＤ７のフィールド信号がＯＤＤとなり、逆に第１ＣＣＤ６のフィールド信号がＯＤＤの時には第２ＣＣＤ７のフィールド信号はＥＶＥＮとなる。このようなフィールド信号ＦＬＤ１およびＦＬＤ２によって駆動されるため、第１ＣＣＤ６および第２ＣＣＤ７の何れか一方が常に撮像可能な状態となる。
【００１１】
次に画像撮像装置１を用いた粒子画像撮像装置１１の一実施形態の構成を図３に示す。粒子画像撮像装置１１は、画像撮像装置１を備えた測定部１２、入力部２３、表示部２４および制御部２５を備えている。測定部１２は、粒子懸濁液ボトルに収容された粒子懸濁液１３、吸引ピペット１４、サンプルフィルター１５、試料チャージングライン１６、シースシリンジ１７、フローセル１８、シース液ボトル１９、シース液チャンバー２０、廃液チャンバー２１、光源（ストロボ）２２および画像撮像装置１を備えている。入力部２３は、各種の入力操作や指令操作等を行うための入力装置であり、キーボードやマウス等である。表示部２４は、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ等の表示装置である。なお、入力部２３および表示部２４としてタッチパネル式ディスプレイを用いてもよい。なお、画像撮像装置１の構成は図１に示した通りであるので、画像撮像装置１の内部構成については図番を省略している。
【００１２】
図４は粒子画像撮像装置１１の制御ブロック図である。制御部２５は、中央演算素子（ＣＰＵ）２６、メモリ２７、測定部駆動制御回路２８および信号処理回路２９を備えている。メモリ２７はＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等を備えている。メモリ２７には、測定部の駆動制御プログラム、第１ＣＣＤ６および第２ＣＣＤ７からの信号（粒子画像データ）を処理するための信号処理プログラム等が格納されている。ＣＰＵ２６は、メモリ２７に格納された駆動制御プログラムに基づいて測定部駆動制御回路２８を介して測定部の駆動制御を行う。また、ＣＰＵ２６は、メモリ２７に格納された信号処理プログラムに基づいて信号処理回路２９を介して第１ＣＣＤ６および第２ＣＣＤ７からの信号を処理する。第１ＣＣＤ６および第２ＣＣＤ７からの粒子画像データは、信号処理回路２９のＡ／Ｄ変換器でデジタルデータに変換された後、メモリ２７に保存される。
【００１３】
図３の測定部１１における粒子画像の撮像は以下のようにして行われる。まず粒子懸濁液ボトルに収容された粒子懸濁液１３は吸引ピペット１４によって吸引され、サンプルフィルター１５を通りフローセル１８の上部の試料チャージングライン１６へ引き込まれる。サンプルフィルター１５によって、懸濁液中の粗大な粒子やごみが取り除かれ、流路の細い（狭い）フローセル１８が詰まらないようにしている。また、このサンプルフィルター１５は、粗大な凝集塊をほぐす効果も持っている。測定する粒子が半透明状の場合には、その粒子に対して適当な染色を施すのが好ましい。
【００１４】
チャージングライン１６に引き込まれた粒子懸濁液１３は、シースシリンジ１７を動作させることによってフローセル１８に導かれ、サンプルノズル１８ａの先端から粒子懸濁液１３が少しずつ押し出される。それと同時にシース液もシース液ボトル１９からシース液チャンバー２０を介してフローセル１８に送り込まれる。その結果、粒子懸濁液１３はシース液で取り囲まれ、液体力学的に懸濁液流は絞られてフローセル１８内を流れ、廃液チャンバー２１に排出される。
【００１５】
このようなフローセル１８中の懸濁液流に対して、光源（ストロボ）２２からパルス光を１／６０秒ごとに周期的に照射する。それによって、１／６０秒ごとに粒子の静止像が画像撮像装置１の光学系２に導かれる。この静止像は光学系２を介して第１ＣＣＤ６および第２ＣＣＤ７に導かれる。上述したように第１ＣＣＤ６は第２ＣＣＤ７とは逆の位相を有するフィールド信号によって駆動されている。従って、光学系２により導かれた粒子の像は、第１ＣＣＤ６および第２ＣＣＤ７のうちフィールド信号がＯＤＤであるＣＣＤにより撮像される。
【００１６】
なお、上述した実施形態においては、露光制御手段として第１ＣＣＤ駆動回路８および第２ＣＣＤ駆動回路９を用いたが、制御部２５によって第１ＣＣＤ６および第２ＣＣＤ７の露光タイミングの制御を行ってもよい。また、第１ＣＣＤ６および第２ＣＣＤ７の露光制御を行うためのシャッター手段として電子シャッターを用いたが機械的なシャッターを使用してもよい。
【００１７】
次に、粒子画像撮像装置１１を備えた粒子画像分析装置３０の構成を図５に示す。粒子画像分析装置３０は、粒子画像撮像装置１１、画像処理装置（パーソナルコンピュータ）３１、各種の操作等を行うための操作入力部３２、表示部３３を備えている。操作入力部３２はキーボード（又はマウス）であり、表示部３３はディスプレイである。
【００１８】
図６は、この粒子画像分析装置における画像処理系を示すブロック図であり、粒子画像撮像装置１１からの粒子画像データは、画像処理装置（パーソナルコンピュータ）３１で処理され、表示装置としてのディスプレイ３３（表示部）に表示される。画像処理装置３１は、ＣＰＵ３４、記憶部３５、信号処理回路３６を備えている。記憶部３５はＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等を備えており、下記の画像処理を実行する分析プログラムが格納されている。
【００１９】
１／６０秒ごとの粒子画像データに対する画像処理の手順を図７に示す。図７において、画像処理装置３１はステップＳ１〜Ｓ１２の処理を実行する。
【００２０】
第１ＣＣＤ６または第２ＣＣＤ７からの粒子画像信号は、画像処理装置３１の信号処理回路３６によりＡ／Ｄ変換され、粒子画像データとして取り込まれる（ステップＳ１）。まず取り込まれた画像データに対して、懸濁液流に対する照射光の強度むら（シェーディング）を補正するためのバックグランド補正が行われる（ステップＳ２）。
【００２１】
具体的には、粒子がフローセル１８を通過していない時に光照射して得られる画像データを、測定前にあらかじめ取り込んでおき、その画像データと実際の粒子撮像画面の画像データとを比較演算する。次に、粒子像の輪郭を的確に抽出するための前処理として輪郭強調処理を行う（ステップＳ３）。具体的には、一般的によく知られたラプラシアン強調処理を行う。
【００２２】
次に、画像データをある適当なスレシホールドレベルで２値化する（ステップＳ４）。次に、２値化された粒子像に対してエッジ点かどうかを判定するとともに、着目しているエッジ点に対して隣合うエッジ点がどの方向にあるかの情報、すなわちチェインコードを生成する（ステップＳ５）。次に、このチェインコードを参照しながら粒子像のエッジトレースを行い、各粒子像の総画素数、総エッジ数、斜めエッジ数を求める（ステップＳ６）。
【００２３】
高性能のパイプライン処理可能な画像処理装置を使用すれば、以上の画像処理を、１／６０秒ごとに撮像される画面に対してリアルタイムに処理することができる。また、撮像されたフレームから粒子像の切り出しを行い、切り出した粒子像を画像処理装置３１の記憶部３５の画像メモリに格納する（ステップＳ７）。
【００２４】
撮像が終了すると（ステップＳ８）、次のようにして、円相当径（粒度）および円形度等の粒子の特徴パラメータの算出を行う（ステップＳ９）。まず、各粒子像に対して求められた総画素数、総エッジ数、斜めエッジ数から、下記の式によって各粒子像の投影面積Ｓと周囲長Ｌを求める。
【００２５】
図８に示すように、２値画像の周囲のエッジの中心を結んでできる枠内の面積Ｓおよび枠の長さ（周期長Ｌ）は、１画素当たりの面積を１とした場合、下記式（１）および（２）で表される。
【００２６】
【数１】
2005072806.tif 000003
【００２７】
次に、上記面積Ｓと周囲長Ｌを用いて円相当径と円形度とを求める。円形当径とは、粒子像の投影面積と同じ面積を持つ円の直径のことであり、式（３）で表される。円形度は、式（４）で定義される値であり、粒子像が円形の時に円形度は１になり、粒子像の外周の凹凸の程度が大きくなればなるほど円形度は小さい値になる。
【００２８】
【数２】
2005072806.tif 000004
【００２９】
このようにして、各粒子像に対して円相当径（粒度）および円形度が算出されると、次に、キーボード３２からの指令に基づいて、必要なスキャッタグラムやヒストグラムを作成してディスプレイ３３に表示する（ステップＳ１０）。
【００３０】
そして、表示したスキャッタグラムやヒストグラムについて、解析項目や解析領域がキーボード３２から指定されると、その項目や領域について解析を行い、つまり、平均値、標準偏差、変動係数、メジアン値、モード値、１０％累積値、５０％累積値、９０％累積値等の解析データを算出し、算出結果を表示する（ステップＳ１１，Ｓ１２）。
【００３１】
図９は粒子画像撮像装置の測定部の第２実施形態の構成を示す図である。また、図１０は図９の粒子懸濁液吐出ノズル並びに光学セルの部分の詳細図である。なお、図９においては、第１ＣＣＤ６３を駆動する第１ＣＣＤ駆動回路および第２ＣＣＤ６４を駆動する第２ＣＣＤ駆動回路については、図１の第１ＣＣＤ駆動回路８および第２ＣＣＤ駆動回路９と同様であるので図示を省略している。
【００３２】
測定部４０は、波長６６０ｎｍの赤色半導体レーザー光源を備えた第１光源ユニット４１、円錐状外面反射ミラー４２、円錐状内面反射ミラー４３、リング状ミラー４４、円錐状内面反射ミラー４５、光学セル４６、対物レンズ４９、ダイクロイックミラー５０、レンズ５１、ミラー５２、ピンホールプレート５３、コリメートレンズ５４、バンドパスフィルタ５５、光検出素子（フォトマルチプライアチューブ）５６、撮像制御部５７、波長８７０ｎｍのパルス半導体レーザー光源を備えた第２光源ユニット５８、ハーフミラー５９、結像レンズ６０、ハーフミラー６１、ミラー６２、第１ＣＣＤ６３および第２ＣＣＤ６４を備えている。
【００３３】
まず、第１光源ユニット４１から波長６６０ｎｍのレーザー光が出射されると、そのレーザー光は円錐状外面反射ミラー４２と円錐状内面反射ミラー４３により輪帯光に変換される。この輪帯光はリング状ミラー４４により円錐状内面反射ミラー４５に導かれ図１０の検出領域４８に収斂される。図１０において、光学セル４６内のノズル４７から吐出された粒子懸濁液中の粒子が検出領域４８に至ると波長６６０ｎｍの輪帯光によって限外照明される。限外照明によって生じた粒子からの散乱光（波長６６０ｎｍ）は、対物レンズ４９を介してダイクロイックミラー５０により反射され、レンズ５１、ミラー５２、ピンホールプレート５３、コリメートレンズ５４およびバンドパスフィルタ５５を介して光検出素子（フォトマルチプライアチューブ）５６へ入射する。これによって光検出素子５６は検出領域４８からの散乱光の強度を測定する。検出領域４８における散乱光が光検出素子５６によって検出されると、撮像制御部５７はその散乱光強度が所定範囲にある場合は撮像対象粒子であると判定し、第２光源ユニット５８のパルス半導体レーザー光源（波長８７０ｎｍ）をパルス発光させる。波長８７０ｎｍのパルス半導体レーザー光はハーフミラー５９により反射される。ハーフミラー５９により反射された光はダイクロイックミラー５０を透過し、対物レンズ４９により検出領域４８に収斂される。なお、ダイクロイックミラー５０は波長８７０ｎｍの光を透過し、波長６６０ｎｍの光を反射させるものを用いている。
【００３４】
照明された粒子からの散乱光は、対物レンズ４９、ダイクロイックミラー５０、ハーフミラー５９、結像レンズ６０、ハーフミラー６１を経て第１ＣＣＤ６３に入射する。またハーフミラー６１で反射された光はミラー６２を介して第２ＣＣＤ６４に入射する。このような測定部４０によれば、撮像領域に移動してきた粒子を検出して撮像することができるため粒子を効率良く撮像することが可能となる。また、図１０に示すように検出領域４８と撮像領域がほぼ一致するように設定しているが、撮像領域を検出領域４８に対して図１０中左側（ノズル４７からの溶媒の吐出方向下流側）に設定するようにしてもよい。
【００３５】
また、第２光源ユニット５８として、図１１および図１２に示される構成の輪帯光照射用光源ユニットを用いることが好ましい。図１１は輪帯光照射用光源ユニットの構成を示す断面図、図１２は図１１のＡ−Ａ断面図である。
【００３６】
図１１および図１２において、円筒状の本体７１の中心軸に同軸に設けられた貫通孔の中にマルチモード光ファイバー７２が挿入されている。マルチモード光ファイバー７２はコア７３およびクラッド７４を有している。
【００３７】
さらに、本体７１には本体７１の中心軸を中心とする円周上に、本体７１の中心軸に同軸に設けられた貫通孔に平行な６つの貫通孔が設けられ、それらの端部にそれぞれレーザー光源７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄ、７６ｅ、７６ｆとコリメートレンズ７７ａ、７７ｂ、７７ｃ、７７ｄ、７７ｅ、７７ｆが設けられている（図１２参照）。また、これらの貫通穴の内部にはそれぞれ、光源駆動用回路基板７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄ、７５ｅ、７５ｆ（但し、７５ｂ、７５ｃ、７５ｅ、７５ｆは図示しない）が設けられている。
【００３８】
また、本体１の中心軸に同軸に設けられた貫通孔には光出射側に３枚のコリメートレンズ７９ａ、７９ｂ、７９ｃが設けられている。そして、凹面ミラー７８が図１１における本体７１の左端面に設けられている。ここで、マルチモード光ファイバー７２は、その光軸が凹面ミラー７８の光軸に一致し、かつ、その受光口が凹面ミラー７８の焦点に位置するように配置される。
【００３９】
マルチモード光ファイバー７２としては、コア径８００μｍのマルチモード光ファイバーを用いている。また、レーザー光源７６ａ〜７６ｆには波長８７０ｎｍのパルス半導体レーザーを使用している。
【００４０】
このような構成において、各レーザー光源７６ａ〜７６ｆから出射した複数の光束は各コリメートレンズ７７ａ〜７７ｆによってそれぞれ凹面ミラー７８の光軸に平行な平行光に変換される。この平行光は凹面ミラー７８によって集光されてマルチモード光ファイバー７２の受光口にそれぞれ所定の同じ入射角で且つ異なる方向から入射する。ここで、各レーザー光源７６ａ〜７６ｆからマルチモード光ファイバー７２までの各光路長は互いに同じであるので、光束は全て同じスポット径で受光口に入射される。
【００４１】
マルチモード光ファイバー７２は入射した複数の光束を混合し、コヒーレンスを低下させると共に光強度分布を平滑化して出射口から発散輪帯光束を３枚のコリメートレンズ７９ａ、７９ｂ、７９ｃへ出射する。コリメートレンズ７９ａ〜７９ｃはマルチモード光ファイバー７２からの発散輪帯光束を一つの光軸を有する平行輪帯光に変換する。
【００４２】
なお、良好な輪帯光形成の観点から、複数のレーザー光源はマルチモード光ファイバーの光軸を中心とする同心円周上に、それぞれ隣接するレーザー光源の間隔が等間隔となるように配置される。また、輪帯光形成用の光源、即ち輪帯光の波長光を出射するレーザー光源を好ましくは４〜８個、より好ましくは５〜８個配置することが望ましい。
【００４３】
このような構成によって、所定波長の光束を出射する複数のレーザー光源を用いて、マルチモード光ファイバーによってコヒーレンスが低下した輪帯光を効率良く得ることができる。即ち、輪帯光によって撮像する粒子を照明すると、粒子に対して角度を持って入射する光束のみを使用するので光学分解能が高くなる。また、コヒーレンスの低下したレーザー光を用いることにより、検出Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態の撮像装置の構成を示す図である。
【図２】第１ＣＣＤおよび第２ＣＣＤのフィールド信号を示す図である。
【図３】本実施形態の撮像装置を用いた粒子画像撮像装置の構成を示す図である。
【図４】粒子画像撮像装置の制御ブロック図である。
【図５】粒子画像撮像装置を用いた粒子画像分析装置を示す図である。
【図６】粒子画像分析装置の制御ブロック図である。
【図７】粒子画像分析装置による分析制御の流れを示す図である。
【図８】粒子像の面積Ｓと周囲長Ｌを算出する説明のための図である。
【図９】粒子画像撮像装置の測定部の第２の実施形態を示す図である。
【図１０】測定部の光学セルを示す図である。
【図１１】輪帯光照射用光源ユニットの構成を示す図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１：画像撮像装置、２：光学系、３：対物レンズ、４：ハーフミラー、５：ミラー、６：第１のＣＣＤ、７：第２のＣＣＤ、８：第１のＣＣＤ駆動回路、９：第２のＣＣＤ駆動回路、１０：基準水晶発信器。
【図１】
2005072806.tif 000005
【図２】
2005072806.tif 000006
【図３】
2005072806.tif 000007
【図４】
2005072806.tif 000008
【図５】
2005072806.tif 000009
【図６】
2005072806.tif 000010
【図７】
2005072806.tif 000011
【図８】
2005072806.tif 000012
【図９】
2005072806.tif 000013
【図１０】
2005072806.tif 000014
【図１１】
2005072806.tif 000015
【図１２】
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