(57)【要約】【課題】  適用可能な粒子径の範囲を拡大し、測定精度を向上させた、また、試料の性状についての多くの情報を得て、多方面から照合することにより、より正確で詳細な粒子の識別を行うことができる試料特性計測装置を提供する。【解決手段】  光を試料に照射して試料からの散乱光を計測することにより試料の特性を評価する装置であって、照射光源部１，２で発生する複数の波長成分を含む光、特に直線偏光を入射光とし、試料からの散乱光を角度分散により波長にしたがって光軸に垂直の方向にスペクトル展開する分光光学系１４と、集光光学系１５と、角度分散された散乱光の波長ごとに光強度を測定する受光素子１７とを１組もしくは複数組備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を試料に照射して試料からの散乱光を計測することにより試料の特性を評価する計測装置であって、複数の波長成分を含む照射光を生成する照射光源部と、該照射光を入射して試料からの散乱光を生成する散乱光発生部と、該散乱光を角度分散により波長成分ごとにスペクトル分解する光学素子と、スペクトル分解された光線を集束させる集光光学系と、該集光光学系の集光位置に配置された２次元空間光強度分布を測定可能な受光素子とからなることを特徴とする計測装置。
【請求項２】
前記光学素子がプリズムであることを特徴とする請求項１記載の計測装置。
【請求項３】
前記光学素子が回折格子であることを特徴とする請求項１記載の計測装置。
【請求項４】
前記集光光学系と受光素子の距離が、前記散乱光が前記集光光学系によって受光素子表面に集光するような距離にされ、前記受光素子の受光面が光軸に垂直な方向にスペクトル展開したときに焦点が結ばれる集光面と一致することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の計測装置。
【請求項５】
前記集光光学系は点状のスポットに集光可能な２次元集光光学系であって、さらに走査機構と表示機構を備え、該走査機構が前記集光されたビームのスポットを前記光学素子によりスペクトル展開される方向に対して垂直な方向に走査させて、前記表示機構が該走査により得られる測定結果を時間軸に対して表示することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の計測装置。
【請求項６】
前記回折格子、集光光学系、受光素子からなる受光部を複数組備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の計測装置。
【請求項７】
前記走査機構は、振動鏡もしくは回転鏡により構成されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の計測装置。
【請求項８】
前記走査機構は、ストリークカメラにより構成されることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の計測装置。
【請求項９】
前記受光素子の直前に、前記入射光に含まれる波長成分がそれぞれ透過可能な領域が短冊形に並置された傾斜型狭帯域スペクトルフィルターを配置したことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の計測装置。
【請求項１０】
前記入射光が、複数の波長成分からなる直線偏光を旋光分散素子を通して偏光角に関して波長分散させた光であることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の計測装置。
【請求項１１】
前記旋光分散素子が旋光分散特性を電気的に変化させることができる素子であることを特徴とする請求項１０記載の計測装置。
【請求項１２】
前記旋光分散素子が自然旋光材料からなる素子であることを特徴とする請求項１０記載の計測装置。
【請求項１３】
前記旋光分散素子の旋光分散特性と入射光のスペクトル特性をパラメータとして試料の特性を評価することを特徴とする請求項１０から１２のいずれかに記載の計測装置。
【請求項１４】
前記試料が微粒子であって、前記散乱光中のある特定の偏光成分の強度分布を少なくとも１つ取得して、該強度分布に基づいて光散乱逆問題を解くことにより求めた微粒子の大きさ、形状、屈折率などの特性により前記微粒子の識別・同定を行うことを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の計測装置。
【請求項１５】
前記試料が微粒子であって、前記散乱光中のある特定の偏光成分の強度分布を少なくとも１つ取得して、該得られた強度分布と予め用意した散乱光強度分布データベースと比較することにより該微粒子の識別・同定を行うことを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を試料に照射して試料からの散乱光を計測することにより試料の特性を評価する試料特性計測装置に関し、特に液中の微粒子の大きさや向きなどを計測する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、媒体中に懸濁している粒子、特に尿中の血球や血中細胞などについて、光を照射してその散乱光や蛍光として発生する光信号に基づいて粒子の種類や大きさを推定する試料計測装置は、細胞学、血液学、腫瘍学、遺伝子学などの分野においてよく使用されている。
たとえば、特許文献１には、献体粒子を含むサンプル液をシース液で包みながら流して粒子解析を行うフローサイトメータと呼ばれる粒子解析装置が開示されている。尿中に含まれる赤血球、白血球、上皮細胞、細菌、酵母様真菌、精子などはそれぞれ、レーザ光を照射したときの散乱光強度と蛍光強度が異なるので、粒子について測定した散乱光強度と蛍光強度をパラメータとして分類することにより粒子を同定することができる。特許文献１は、散乱光と蛍光の強度を測定して尿中の赤血球の鑑別を行い、泌尿器科疾患由来の血尿か腎糸球体疾患由来の血尿かを判定することにより、患者に負担の大きい侵襲的検査の要否を判定するために利用できる装置を開示している。
【０００３】
また、特許文献２には、粒子または細胞の５つ以上の異なる特性を同時に検出することができるフローサイトメータが開示されている。開示された多次元システムは、前方角度収集システムで粒子寸法に関係する軸方向光損失（ＡＬＬ）と散乱角度３〜１０°の範囲における中間角度散乱（ＩＡＳ）を検出し、４つの検出器を備えた側方角度収集システムで４種類の散乱光または蛍光を同時に測定して粒子を同定する、多次元システムである。光学系の配置を工夫したので、サンプルストリーム中の被検体位置が揺らいでも検出信号は変化せず正確に測定することができる。
【０００４】
ところで、微細粒子にレーザ光を照射したときに光が散乱する様子は、光波長に対する粒子の大きさによって決まり、レイリー散乱、ミー散乱、幾何学的散乱に分かれる。散乱体の半径ｒが光の波長λの１／１００から１００倍の間にあるときは、ミー散乱となり、散乱光は入射光の光軸に対して強い角度依存性を有する特殊な散乱光角度分布を示す。
ミー散乱における散乱強度の角度依存性は位相関数によって表され、ミー( G. Mie )らによって、散乱角、粒子の屈折率と半径、および、粒子の半径ａ、光波長λに対して２πａ／λで定義されるサイズ因子などの関数として表す理論式が導かれている。そこで、散乱強度の角度依存性をパターンとして測定することによって、被測定粒子の大きさが推定できる。
【０００５】
しかし、特許文献１，２に開示された計測装置では、角度によって変化する散乱光角度分布を測定することができない。また、従来の方法によって散乱光の角度分布を測定しようとすると、散乱空間に多数の光センサを配置して受光強度を測定する必要があり、測定装置の規模が過大になり測定論理が複雑になって、実際的でない。
【０００６】
これに対して、特許文献３には、多数のセンサを使わないで散乱強度の角度分布を測定する走査型フローサイトメータが開示されている。開示されたフローサイトメータは、図３に示すように、サンプル液を通すキャピラリー管の上流から軸に沿ってレーザビームを入射し、キャピラリー管の軸上に光軸を有する球面鏡により光軸に平行の方向に反射する光を観察するようにしたものである。
球面鏡はサンプル液中に存在する細胞などの微粒子からの散乱光を反射するが、光軸上の遠方から見ると、球面鏡により光軸に対して平行な方向に反射した光だけが観察される。したがって、図４に示すように、サンプル粒子がレーザ光を散乱しながら球面鏡の方向に近づいてくると、球面鏡軸上遠方から観察される反射光は、初めは粒子からの散乱光のうち進行方向から計った散乱角が小さい成分であるが、粒子が球面鏡に近づくにつれて散乱角の大きい成分に変化する。このような球面鏡を使えば、散乱角がたとえば５°から１２０°位まで変化する間の光強度パターンを観察することができる。
【０００７】
特許文献３に開示されたフローサイトメータは、球面鏡の反射光を半透膜反射板で光軸の側方に偏光させて、集光レンズで焦点に集め、ピンホールを使って光軸に平行な成分のみを透過させてフォトディテクタで検出する。集光レンズとピンホールの組み合わせを用いることにより、光軸上遠方から観察することと等価にすることができる。このようにして、粒子がレーザ光を散乱しながら球面鏡に向かって運動する間連続して光軸に平行な方向に反射する光を観測することにより、サンプル液に流される細胞からの散乱光の角度による強度変化を時間軸に展開した情報として測定することができる。
【０００８】
たとえば、サンプル液の流速を１ｍ／ｓとし検出領域を５ｍｍとすると、サンプル粒子の観察時間は５ｍｓ程度となり、粒子１個当たりの測定点数を５０点とるとしても、通常のセンサおよび演算回路を用いて十分測定することができる。なお、測定の精度を高めるため、演算は統計的に行う必要があるので、サンプル液中に混合する粒子の数を十分管理して、１粒子が検出領域を通過中に他の粒子が混ざらないようにして単独測定を確保することが好ましい。
特許文献３に開示されたサイトメータにより、散乱光の角度分布を簡単に測定することができ、ミー散乱の特性に基づいて被測定粒子の同定が容易にできるようになった。
【特許文献１】特開平８−２４０５２０号公報
【特許文献２】特表平９−５０８７０３号公報
【特許文献３】米国特許第５６５０８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来技術による光散乱式試料計測装置は、１個ずつの試料について一過的に計測を行うので、何らかの錯誤により誤った測定結果を得た場合にもその粒子について再測定をすることができず、その錯誤は統計的な誤差として処理することになる。
また、特に特許文献３に開示されたサイトメータはミー散乱の特性を巧みに利用した優れた装置であるが、単色のレーザ光を使って求めた散乱光の角度パターンにより試料の径を推定するので、流速の揺らぎなどで測定結果に誤差が含まれても補正する手段がない。また、測定範囲が照射光の波長により制約を受けるので、使用するレーザ光により測定できる粒子の大きさに制限があった。
【００１０】
そこで、本発明の解決しようとする課題は、適用可能な粒子径の範囲を拡大し、測定精度を向上させた、光散乱による試料特性計測装置を提供することである。また、試料の性状についての多くの情報を得て、多方面から照合することにより、より正確で詳細な粒子の識別を行うことができる試料特性計測装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため本発明の試料特性計測装置は、光を試料に照射して試料からの散乱光を計測することにより試料の特性を評価する装置であって、複数の波長成分を含む光を入射光とし、試料からの散乱光を角度分散により波長にしたがって光軸に垂直の方向にスペクトル展開する光学素子と、集光光学系と、角度分散された散乱光をそれぞれの波長ごとに光強度を測定する受光素子とを１組もしくは複数組備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の試料特性計測装置では、たとえば白色レーザ光を試料に照射すると波長成分ごとに散乱光パターンが生成するので、この散乱光をスペクトル展開光学素子により波長成分ごとに分離して、受光素子によりそれぞれの波長成分ごとに光強度を測定することができる。
したがって、同時に多数個の散乱光特性を知ることができるので、相互に比較したり、情報を積算することによって、より正確な解析結果を得ることができる。また、いくつかのデータが不明確であったり相互に矛盾したりしても、多数決原理などを用いて、より妥当な解析を行うことができる。
また、照射光の波長を広い波長範囲から幅広く選択すれば、測定可能な粒子径の範囲が大きくなり、測定対象が広がる。
【００１３】
波長ごとに角度分散させる光学素子には、たとえばプリズムや回折格子を利用することができる。
受光素子を、集光光学系により散乱光が受光面に集光するような位置に配置するようにすることが好ましい。散乱光が平行光である場合には、焦点位置に配置する。なお、受光素子の受光面はスペクトル展開される焦点が形成する焦点面と一致するようにすることが好ましい。
スペクトル展開される各光波長に合わせた狭帯域透過フィルターをスペクトル展開により波長成分ごとに決まる集光位置に適合するように並べた傾斜型狭帯域スペクトルフィルターを受光素子の前に配置して、目的とする各波長成分以外のノイズ光をカットするようにしてもよい。
【００１４】
本発明の試料特性計測装置は、また、２次元集光光学系を用いて散乱光を点状のスポットに集光し、走査装置を備えてスポット集光した散乱光をスペクトル展開する方向に垂直な方向に走査させ、２次元空間光強度分布を測定する２次元受光素子を用いて、光強度分布を時間軸に展開して表示するようにしてもよい。
走査装置には、振動鏡や回転鏡を利用することができる。また、走査機構を、ス電子線を偏向電極で走査させるトリークカメラで代替してもよい。
このような構成では、光波長成分ごとに２次元受光素子の受光位置が異なるので、２次元受光素子の１軸を波長展開方向にとれば、その光成分における光強度角度分布を第２軸方向に展開して検出することができるので、多数の色成分について光強度分布を同時に測定することができる。
【００１５】
さらに、複数の波長成分からなる直線偏光を、波長によって旋光角が変わる旋光分散素子に入射して、偏光角に関して波長分散させて偏光角が波長の関数になるようにした光ビームを用いて試料に照射するようにしてもよい。
偏光を微粒子に照射したときのミー散乱の角度特性は、ランダム偏光で照射したときに得られる散乱パターンとは異なる散乱パターンが得られる。この散乱パターンは、材質、形状、姿勢、偏光角などをパラメータとして特異な形態を取るため、照射光に偏光を使うと計測結果の情報量が豊富化する。
【００１６】
多数の偏光成分を含む光を照射して、波長ごとの散乱光をそれぞれ分離して検出するようにすれば、さらに測定による情報量が増大して、粒子に対する判断基準が増え、粒子についてより正確な識別や同定が可能になる。
さらに、スペクトル特性と偏光特性を相関させると、各偏光状態が波長ごとのラベリングにより識別できるので、粒子の材質や形状などに関する多くの情報が得られて、試料の同定や識別を確実に行うことができる。
そこで、旋光分散素子の旋光分散特性、すなわち波長ごとの偏光回転角、入射光のスペクトル特性、すなわちパワースペクトルの領域や形状などのパラメータの組み合わせに基づいて試料の特性を評価することが好ましい。
旋光分散素子として、水晶など自然旋光材料を使うことができる。特に、ファラデー回転子や液晶素子など旋光分散特性を磁場や電場など電気的な方法で変化させることができる素子を利用することが好ましい。
【００１７】
また、微粒子から生じる散乱光中のある少なくとも１つ以上の特定の偏光成分の光強度分布を取得して、この光強度分布に基づいて光散乱逆問題を解くことにより、微粒子の大きさ、形状、屈折率などを求めて、微粒子の識別あるいは同定を行うことができる。
ある特定の偏光成分の光強度分布を取得して、対象となりうる微粒子について予め用意した散乱光強度分布データベースと照合することにより、微粒子の識別や同定を行うようにしても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の１実施例に係る試料特性計測装置について、図面を用いて詳細に説明する。
本実施例は、本発明を特許文献３に開示された図３に示したフローサイトメータに適用したものであるが、本発明は本実施例に限られるものではなく、散乱光を使って微小粒子の同定をする各種の計測装置に所定の機能を付加することにより、解析データを豊富化して同定の精度を向上させることができる。
以下、図面を参照しながら、本実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本実施例に係る試料特性計測装置の概念的なブロック図である。
本実施例の試料特性計測装置は、図３に記載のフローサイトメータにおける試料供給システムおよび試料から発生する散乱光を球面鏡によって光軸と平行な光を抽出し反射鏡で光軸と垂直な方向に偏向させる機構を利用し、平行光を光軸に垂直の方向に偏光させる反射鏡以降の光学系、および照射光源部を変更したものである。
【００２０】
本実施例で使用する照射光源部は、複数の波長成分からなる直線偏光を放射する発光装置１に旋光分散素子２を組み合わせて、波長成分ごとに偏光角が異なるようにしたものである。複数の波長成分を同時に発生する発光装置には、白熱球や蛍光管など一般的な照明装置も使用できるが、本実施例では細いキャピラリーを透過させる必要があるため、細い光ビームを形成するレーザ装置を使用することが好ましい。
【００２１】
レーザ光は複数の波長成分を持つものを使用するが、レーザ光のスペクトル特性は連続スペクトルであっても離散的輝度スペクトルであっても良い。また、時間特性も連続光であってもパルス光であっても良い。パルス光を利用するときには、試料粒子が観測領域を通過する極短い時間内に光強度の角度分布を正確に捕捉するため、１ＭＨｚ程度以上の高速繰り返し光源を用いて多数回の観測結果を得るようにすることが望ましい。
【００２２】
多波長レーザ発生装置は、同時多波長発振レーザや帯域発振型レーザの他に、複数の光源を備えて生成した複数の光を合成して多波長化するものであってもよい。
同時多波長発振レーザには、たとえば波長選択をしないでレーザ発振をするチタンサファイアレーザのフリーラン、３原色の可視光レーザであるＨｅ−Ｃｄレーザ、超短パルスレーザの非線形効果で作られるスーパーコンティニアム光などを利用するものがある。たとえば、市販のＨｅ−Ｃｄレーザにも、１本のレーザ管から波長３２５ｎｍの紫外線１個、青色１個、緑色２個、赤色２個、７２３．７ｎｍから８８７．８ｎｍの赤外線６個の発振線を持つ白色レーザがある。
【００２３】
旋光分散素子には、たとえば、ファラデー回転子などの磁気光学的素子、液晶などの電気光学的素子、さらに水晶などの自然旋光素子があり、光通信などにおける光アイソレータとしても多く使用されている。
旋光とは、物質の中で右回りの円偏向と左回りの円偏向の速度が異なるために生じる物理現象であり、右回りの円偏向と左回りの円偏向を合成して得られる直線偏光の偏向面を回転させる現象である。旋光分散とは、波長ごとに偏向面の回転角が異なる現象であり、特にビスマス鉄ガーネット（Ｂｉ3Ｆｅ5Ｏ12）結晶は著しい旋光分散特性を持つことで知られている。
【００２４】
本実施例の照射光源部は、レーザ装置１から直接得られる複数波長を有する直線偏光レーザ光、あるいはレーザ装置の出力光を偏向子を通して一定角度の偏向に変換して得られる直線偏光レーザ光を、旋光分散素子２を通すことにより波長ごとに偏向角が異なる多波長直線偏光に変換した後、集光光学系３で集光してキャピラリー９に注入する。
なお、波長成分ごとに異なる偏光角を有する多波長レーザ光は、本願出願人が先に出願した特願２００３−３１４８２０号の明細書に開示した生成方法を使うことができる。
【００２５】
レーザ光を微粒子に照射すると、微粒子のサイズに特有の散乱光が生ずる。散乱光は、光の波長と微粒子の径の関係に従って、レイリー散乱、ミー散乱、幾何学的散乱のいずれかの散乱に分かれる。これらの散乱光の波長は、入射光の波長と等しい。
試料粒子の径が光波長の１００分の１から１００倍の範囲にあるときは、レーザ光を試料に照射したときに、いわゆるミー散乱となり、図２に概念的に示すような特有な散乱光角度依存性を示す。散乱光の角度依存性はミー( G. Mie )らによって、光の散乱強度を、散乱角θ、粒子の屈折率ｎと半径ａ、および、粒子の半径ａと光波長λを用い２πａ／λで定義されるサイズ因子などの関数として表す理論式が導かれている。
そこで、本実施例の計測装置では、ミー散乱を生起させて、散乱強度の角度依存性を測定することによって、被測定粒子の大きさを推定する。
【００２６】
本実施例の散乱光検出機構は、特許文献３に開示されたものと同様に球面鏡を利用することによって散乱角に対する光強度の分布を時間軸で測定するものである。
キャピラリー管９に繋がっているロート４に液体容器６から搬送液を供給し、試料容器７から液体サンプル注入器８を介して適当な量の試料を加える。
試料はたとえば血液で、血球や血小板などの形状と数量を検知して、その由来を推定するための測定などを行う。
試料を含む搬送液はキャピラリー管９中を流下する。
【００２７】
レーザ光は、光学窓５から入射して微粒子を照射し、微粒子がキャピラリー管９の軸に沿って流れ下る間、散乱光を発生させる。
キャピラリー管９は球面鏡１０を貫通して設置される。球面鏡１０の直前に水晶製のシリンダリング１１が配置されていて、ここに反射光検知用のレーザ装置とフォトセンサが設備されて、測定対象の微粒子が球面鏡１０前面の測定領域２０に進入してきたことを検知し、測定装置に測定動作の開始を指示する。
搬送液中には、測定領域２０に１個ずつしか存在しない程度の密度で微粒子が含まれるようにすることが求められる。
【００２８】
球面鏡１０の軸上遠方で反射光を観察すると、光軸に平行な光成分のみが見える。球面鏡１０の表面で反射して光軸に平行な光になるときの入射角は、入射位置が光軸に近いほど小さく、外に離れるほど大きくなる。すなわち、光軸上の点から放射される光は、球面鏡から離れているほど光軸に近い放射角を持つ光成分が光軸に平行な反射光となり、光点が球面鏡に近づくほど放射角の大きな光成分が光軸に平行な反射光となる。
したがって、レーザ光を受けて光を散乱させながら微粒子が球面鏡１０に近づいてくると、初めは微粒子の散乱光のうち照射光の入射方向に近い散乱角の小さい成分を見ているが、微粒子が球面鏡１０に近づくにつれて徐々に散乱角の大きい成分が見えるようになる。すなわち、球面鏡１０の光軸上遠方から観察すると、散乱角を時間軸に変換して光強度分布を観察することになる。
【００２９】
そこで、本実施例の計測装置では、球面鏡１０からの反射光を平板反射鏡１２で鏡身から垂直の方向に偏向させ、集光光学系として設けたレンズ１５で焦点に収束させて、焦点位置に設けたピンホールを通過した光のみをフォトディテクタ１７に入射させることにより、光軸上遠方にフォトディテクタを設置した場合と等価の光学系配置とし、球面鏡１０で反射する光のうち光軸に平行な成分のみを検出するようにしている。
ただし、本実施例では、照射レーザ光は複数の直線偏光を混合した多波長偏光レーザで、波長ごとに偏光角が異なるものを使用し、多波長成分をそれぞれ測定することにより、複数の測定データを同時に取得して判定を正確にする。このため、レンズなどの集光光学系１５と平板反射鏡１２の間に、多波長成分を波長に対応して異なる反射方向に角度分解する分光光学系１４を設ける。
さらに、ガルバノミラーやポリゴンミラーなどの回動する反射鏡１３を介装し、フォトディテクタ１７にＣＣＤカメラなど２次元アレイ型のものを使用し、傾斜型狭帯域波長選択フィルター１６をフォトディテクタ１７の前に配置する。
【００３０】
分光光学系１４には、回折格子やプリズムを使用することができる。
本実施例では、多波長偏光レーザ光が波長ごとに偏光角が異なるので、分光光学系１４で波長に基づいて角度分解された偏光は、分光後の進行方向にしたがって偏光角が変化する。
したがって、集光光学系１５でフォトディテクタ１７面に収束された光は、波長あるいは偏光角に対応して収束位置がずれることになる。この収束位置にピンホールを配置することにより集光光学系１５に平行光線として入射した光線のみをフォトディテクタ１７に入射させることができる。そこで、本実施例では、各波長の偏光の収束位置にその波長に対応する狭帯域選択フィルター１６を配置することにより、ピンホールの機能を持たせて迷光を排除する。
【００３１】
狭帯域選択フィルター１６は、測定する波長成分（偏光成分）の数だけ準備する必要があるので、フォトディテクタ１７の受光面に集光した各波長成分のスポットの位置ごとにピンホールとして作用するだけの透過域を順次傾斜的に形成させたものを使用する。なお、回動反射鏡１３と２次元フォトディテクタ１７を使用して、フォトディテクタ１７のセルに時間軸方向の検知結果を展開して記録させる場合は、回動反射鏡１３の走査方向に長い短冊形の透過域を各波長成分の焦点位置に配置した傾斜型狭帯域選択フィルタ１６を用いる。
なお、傾斜型狭帯域波長選択フィルター１６の空間分布特性と現実の光学系のスペクトル特性が十分な精度で一致するように、幾何学的構造および位置合せの精度に配慮しなければならない。
【００３２】
フォトディテクタ１７における計測信号の処理時間が不足する場合は、フォトディテクタ１７でリアルタイムで連続検出する代りに、回動反射鏡１３を用いて２次元フォトディテクタ１７の１軸方向に展開して、セル列により時間軸を空間軸に変換して計測するようにしてもよい。
このとき、回動反射鏡１３は、分光光学系で角度分散する方向と垂直の方向に走査する。
【００３３】
複数の波長を用いて同時に得られた波長ごとのフォトディテクタ１７の測定出力は、ＡＤ変換器１８でデジタルデータに変換してコンピュータ１９に取込み、微粒子の散乱光の散乱角分布のデータとしてミー散乱の関係式に当て嵌めることにより、微粒子の大きさを正確に推定することができる。
また、偏光を使用することにより、各粒子の形状や姿勢についての情報を得ることもでき、さらに試料のデータを予め準備しておいてこれと対比させることにより物質の同定を行うことも可能である。
【００３４】
なお、水晶製シリンダリング１１に配置された微粒子検出用レーザ装置からのレーザ光が測定領域２０に進入してきた微粒子に反射して反射光検知用フォトセンサがこれを検出したときに初めて測定を始めるようにしてもよい。測定の開始点が決められることによって、フォトディテクタにおける検出位置と散乱角の関係が固定化されて対照が簡単になり、測定結果が明確になる。
【００３５】
本発明は、従来用いられてきたような、微粒子に光を照射する位置の周囲に多数のディテクタを配置して、散乱角毎に光強度分布を測定して、粒子の同定を行う測定装置に適用することもできる。この場合は、少なくとも１次元のフォトディテクタを設けディテクタごとに分光光学系を備えて、分光光学系で散乱光の波長毎に角度分散させて、各波長毎にフォトディテクタの位置の異なるセルに入射させて得られるディテクタ出力信号を処理して散乱角分布を得て、同定を行う。
また、直線偏光を用いる場合には、さらに、照射光源部に旋光分散素子を組み込み、ディテクタの前に測定する波長に対応する狭帯域選択フィルターを設ければよい。
【００３６】
なお、回動反射鏡による走査機構に代えて、ストリークカメラを使用しても、時間軸を空間軸に変換して観察することができる。ストリークカメラでは、光が光電面上に当ると光量に比例した光電子が放出される。光電子は加速電極で加速され、掃引パルスを印加された偏向電極により偏向されて、掃引パルスの位相に従って蛍光面の異なる位置を叩くので、時間により変化する現象を蛍光面の位置に変換することができる。したがって、本発明においてストリークカメラを使用することにより、散乱光の散乱角依存性を時間軸に変換したものをさらに空間軸に展開して観察することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の１実施例に係る試料特性計測装置のブロック図である。
【図２】ミー散乱における散乱光の角度依存性を示す図面である。
【図３】従来技術における試料特性計測装置のブロック図である。
【図４】図３の試料特性計測装置の鏡面鏡の作用を説明する図面である。
【符号の説明】
【００３８】
１  発光装置（レーザ装置）
２  旋光分散素子
３  集光光学系
４  ロート
５  光学窓
６  液体容器
７  試料容器
８  液体サンプル注入器
９  キャピラリー
１０  球面鏡
１１  シリンダリング
１２  平板反射鏡
１３  回動反射鏡
１４  分光光学系
１５  集光光学系
１６  傾斜型狭帯域波長選択フィルター
１７  フォトディテクタ
１８  ＡＤ変換器
１９  コンピュータ
２０  測定領域
【図１】
2005331277.tif 000003
【図２】
2005331277.tif 000004
【図３】
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【図４】
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