(57)【要約】【課題】第２の受光素子で照射光の強度の変動を監視する際に第２の受光素子からの反射光によって発生する迷光を防止し、第１の受光素子が粒子からの散乱光の強度を検出することができる微小物検出装置を得る。【解決手段】光照射部からの照射光３が粒子に当たって散乱した散乱光を受光して、散乱光の強度を検出する第１の受光素子６と、第１の受光素子６の出力する散乱光の強度に基づいて、粒子の個数を数えるカウント部と、照射光３の強度を検出する第２の受光素子９と、粒子の通過領域Ｐと第２の受光素子９との間に設けられ、粒子の通過領域Ｐを通り抜けた照射光３を減衰させる第１のビームトラップ７とを備え、照射光３の光軸方向に対して第２の受光素子９の受光面の法線方向が所定角度ずれるように第２の受光素子９を配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体中又は液体中の粒子に照射光を照射する光照射部と、
前記照射光が前記粒子に当たって散乱した散乱光を受光して、前記散乱光の強度を検出する第１の受光素子と、
前記散乱光を前記第１の受光素子に導く集光ミラーと、
前記第１の受光素子の出力する前記散乱光の強度に基づいて、前記粒子の個数を数えるカウント部と、
前記照射光の強度を検出する第２の受光素子と、
前記粒子の通過領域と前記第２の受光素子との間に設けられ、前記粒子の通過領域を通り抜けた前記照射光を減衰させる第１のビームトラップとを備え、
前記照射光の光軸方向に対して前記第２の受光素子の受光面の法線方向が所定角度ずれるように前記第２の受光素子を配置することを特徴とする微小物検出装置。
【請求項２】
前記照射光が前記第２の受光素子の受光面において反射する方向に第２のビームトラップを備えることを特徴とする請求項１記載の微小物検出装置。
【請求項３】
前記第１のビームトラップの側壁に開口部を設け、前記開口部を介して前記第１のビームトラップと連続した空間を形成するように前記第２のビームトラップを設けることを特徴とする請求項２記載の微小物検出装置。
【請求項４】
前記第１のビームトラップは、前記照射光が入射する方向の端部に、前記第２の受光素子の受光面で反射する反射光を遮光する遮光板を有することを特徴とする請求項１記載の微小物検出装置。
【請求項５】
前記第１のビームトラップと前記第２の受光素子との間に設けられ、前記照射光を前記第２の受光素子に向けて反射する反射部材を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の微小物検出装置。
【請求項６】
気体中又は液体中の粒子に照射光を照射する光照射部と、
前記照射光が前記粒子に当たって散乱した散乱光を受光して、前記散乱光の強度を検出する第１の受光素子と、
前記散乱光を前記第１の受光素子に導く集光ミラーと、
前記第１の受光素子の出力する前記散乱光の強度に基づいて、前記粒子の個数を数えるカウント部と、
前記照射光の強度を検出する第２の受光素子と、
前記粒子の通過領域と前記第２の受光素子との間に設けられ、前記粒子の通過領域を通り抜けた前記照射光を減衰させる第１のビームトラップと、
前記第１のビームトラップと前記第２の受光素子との間に設けられ、前記照射光の一部を透過するビームスプリッタとを備え、
前記照射光の光軸方向に対して前記ビームスプリッタの受光面の法線方向が所定角度ずれるように前記ビームスプリッタを配置することを特徴とする微小物検出装置。
【請求項７】
前記照射光が前記ビームスプリッタの受光面において反射する方向に第２のビームトラップを備えることを特徴とする請求項６記載の微小物検出装置。
【請求項８】
前記第１のビームトラップの側壁に開口部を設け、前記開口部を介して前記第１のビームトラップと連続した空間を形成するように前記第２のビームトラップを設けることを特徴とする請求項７記載の微小物検出装置。
【請求項９】
前記第１のビームトラップは、前記照射光の入射する方向の端部に、前記ビームスプリッタの受光面で反射する反射光を遮光する遮光板を有することを特徴とする請求項６記載の微小物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気中に浮遊する粒子又は液中に浮遊する粒子を検出する機能を備えた微小物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
花粉又は埃などの浮遊する微小な粒子状の物質（以下、「粒子」と言う）が存在する空間に光を照射して、そのときに発生する散乱光を検出し、粒子の量、粒子の大きさ、又は粒子の種類などの検出を行う微小物検出装置が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、発光素子と第１の受光素子と第２の受光素子と光トラップ部とを備え、発光素子から放射される照射光を粒子に照射し、その散乱光を第１の受光素子で受光して粒子の存在を検出するとともに、第２の受光素子を光トラップ部内に設けて、第２の受光素子が照射光を受光して照射光の光量を監視することによって、照射光の光量の変動や発光素子など光学系の汚損を推定する粒子センサを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８-２７１４２４号公報（第３−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の技術では、光トラップ部内に設けられた第２の受光素子が発光素子と対向して配置されているため、発光素子からの照射光が第２の受光素子に照射されると、第２の受光素子の表面で照射光が反射し、入射方向に反射光が発生する。この反射光の一部は光トラップ部によって減衰されるが、特に、照射光の光軸方向に出射される反射光については、光トラップ部に遮られることがないため、粒子の検知領域に到達し、迷光となって第１の受光素子に達してしまう。特に、散乱光を効率よく第１の受光素子に導くための集光ミラーを備えた粒子センサにおいては、第１の受光素子が受光する粒子からの散乱光に対して、この迷光の影響が大きくなり、第１の受光素子の光学的なＳ／Ｎ比が悪化してしまうという問題がある。
【０００６】
この発明は、上記の問題を解消するためになされたもので、第２の受光素子で照射光の光量の変動を監視する際に、第２の受光素子からの反射光によって発生する迷光を防止し、この迷光の影響を受けることなく第１の受光素子が受光する粒子からの散乱光の強度を検出することによって、信頼性の高い粒子検出を行うことができる微小物検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る微小物検出装置は、気体中又は液体中の粒子に照射光を照射する光照射部と、前記照射光が前記粒子に当たって散乱した散乱光を受光して、前記散乱光の強度を検出する第１の受光素子と、前記散乱光を前記第１の受光素子に導く集光ミラーと、前記第１の受光素子の出力する前記散乱光の強度に基づいて、前記粒子の個数を数えるカウント部と、前記照射光の強度を検出する第２の受光素子と、前記粒子の通過領域と前記第２の受光素子との間に設けられ、前記粒子の通過領域を通り抜けた前記照射光を減衰させる第１のビームトラップとを備え、前記照射光の光軸方向に対して前記第２の受光素子の受光面の法線方向が所定角度ずれるように前記第２の受光素子を配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、第２の受光素子で照射光の光量の変動を監視する際に、第２の受光素子からの反射光によって発生する迷光を防止することができるため、迷光の影響を受けることなく第１の受光素子が受光する粒子からの散乱光の強度を検出することによって、信頼性の高い粒子検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る微小物検出装置の構成を概略的に示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る微小物検出装置の構成を概略的に示す構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る微小物検出装置の第１の経路の光線を概略的に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る微小物検出装置の第２の経路の光線を概略的に示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る微小物検出装置の第３の経路の光線を概略的に示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る微小物検出装置の第２の受光素子に向かう光線の経路を概略的に示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る微小物検出装置の第２の受光素子に向かう光線の経路を概略的に示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る微小物検出装置の第２の受光素子に向かう光線の経路を概略的に示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る微小物検出装置の第２の受光素子に向かう光線の経路を概略的に示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る微小物検出装置の第２の受光素子に向かう光線の経路を概略的に示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る微小物検出装置の第２の受光素子に向かう光線の経路を概略的に示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る微小物検出装置の第２の受光素子に向かう光線の経路を概略的に示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係る微小物検出装置の第２の受光素子に向かう光線の経路を概略的に示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態５に係る微小物検出装置の第２の受光素子に向かう光線の経路を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
説明を容易にするために、各図中にＸＹＺ直交座標系の座標軸を示す。以下の説明において、微小物検出装置１１の吸気口５ａの中心と排気口５ｂの中心とをむすぶ方向をＸ軸方向とする。吸気口５ａ側が＋Ｘ軸方向である。排気口５ｂ側が−Ｘ軸方向である。第１の集光ミラー１０１の中心と第２の集光ミラー１０２の中心とをむすぶ方向をＹ軸方向とする。第１の集光ミラー１０１側が＋Ｙ軸方向である。第２の集光ミラー１０２側が−Ｙ軸方向である。照射光３が照射される方向をＺ軸方向とする。照射光３が進行する方向が＋Ｚ軸方向である。レーザー発光素子１の配置されている側が−Ｚ軸方向である。
【００１１】
実施の形態１．
図１及び図２は、本発明の実施の形態１に係る微小物検出装置１１の構成を概略的に示す構成図である。図１は、微小物検出装置１１のＹ−Ｚ面を示す構成図である。図２は、微小物検出装置１１のＸ−Ｚ面を示す構成図である。
【００１２】
図１及び図２に示されるように、微小物検出装置１１は、主要な構成として、レーザー発光素子１、第１の集光ミラー１０１、第２の集光ミラー１０２、第１の受光素子６、第２の受光素子９、吸気口５ａ、排気口５ｂを備える。また、微小物検出装置１１は、第２の受光素子保持部４、照射部保持部９１を備えることができる。
【００１３】
レーザー光照射部１０は、気体中又は液体中の粒子に照射光を照射する光照射部である。レーザー光照射部１０は、レーザー発光素子１を備えている。また、レーザー光照射部１０は、レンズ２、照射部保持部９１を備えることができる。レーザー発光素子１は、光源である。レンズ２は、レーザー発光素子１から放射された光を、被検出領域Ｄへ導いている。被検出領域Ｄは、第１の集光ミラー１０１と第２の集光ミラー１０２とで囲まれた領域である。レンズ２は、レーザー発光素子１から放射された光を、被検対象の粒子への照射光３として出射する。照射部保持部９１は、レーザー発光素子１、レンズ２を保持している。つまり、照射部保持部９１は、レーザー発光素子１、レンズ２を一体化している。
【００１４】
実施の形態１では、レーザー発光素子１から出射されたレーザー光（以降、照射光３と称す）は、レンズ２に入射する。レンズ２は、例えば、入射された照射光３を集光する。または、レンズ２は、例えば、入射された照射光３を平行光に変換する。
【００１５】
レンズ２から出射された照射光３は、レンズ２によって、被検出領域Ｄに導かれる。被検出領域Ｄに導かれる照射光３は、例えば、集光された光の状態又は平行化された光の状態である。レンズ２は、例えば、集光機能を備えたシリンドリカルレンズであっても良い。
【００１６】
被検出領域Ｄ内には、浮遊粒子が存在する。照射光３の強度が浮遊粒子の検出にとって十分に大きく設定できる場合などでは、レンズ２を省略することが可能である。
【００１７】
粒子は、上述のように、浮遊する微小な粒子状の物質である。粒子は、例えば、花粉又は埃などである。また、粒子は、ダニ等の死骸又はその破片などを含む。また、粒子は、いわゆる微小粒子状のＰＭ２．５を含む。ＰＭ２．５は、大気中に浮遊する小さな粒子のうち、粒子の大きさが２．５μｍ以下の小さな粒子のことである。ＰＭ２．５の成分は、炭素、硝酸塩、硫酸塩、アンモニウム塩、ケイ素、ナトリウム又はアルミニウム等の無機元素などが含まれている
【００１８】
実施の形態１では、光源をレーザー光源として説明する。しかし、光源は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などであっても良い。この場合には、照射光３は、ＬＥＤ光などである。また、照射光３は、単色光であっても良く、白色光であっても良い。
【００１９】
検出光学系２０は、第１の受光素子６、第１の集光ミラー１０１、第２の集光ミラー１０２によって構成されている。第１の受光素子６は、照射光３が粒子に当たって散乱した散乱光を受光して、散乱光の強度である出力光量を検出する。第１の集光ミラー１０１、第２の集光ミラー１０２は、散乱光の一部を第１の受光素子６に導く。第１の集光ミラー１０１は、例えば、楕円ミラーである。また、第２の集光ミラー１０２は、例えば、球面ミラーである。第１の集光ミラー１０１、第２の集光ミラー１０２は、１つの集光ミラーの一部の領域であっても構わない。
【００２０】
「散乱光」とは、浮遊粒子に当たった照射光３が、その伝播状態を変化させて発生する光である。「伝播」とは、波動が媒質の中を広がっていくことである。ここでは、光が空間の中を進行していくことである。空間は、空気中、液体中又は真空中などである。ただし、「散乱光」は、照射光３の波長により発生する浮遊粒子の蛍光も含む。
【００２１】
第１の集光ミラー１０１は、楕円の２つの焦点の位置を利用して、粒子から直接入射した散乱光１１１ａを反射して受光素子６に導く。例えば、第１の集光ミラー１０１の１つの焦点（第１の焦点）の位置に、粒子を導く。そして、第１の集光ミラー１０１の他の焦点（第２の焦点）の位置に、受光素子６を配置する。
【００２２】
第２の集光ミラー１０２は、球面の焦点の位置を利用して、粒子から直接入射した散乱光１１３ａを反射し、さらに第１の集光ミラー１０１で反射して第１の受光素子６に導く。例えば、第２の集光ミラー１０２の焦点（球面ミラー面の曲率半径の中心点）は、第１の集光ミラー１０１の第１の焦点の位置に配置する。これにより、第２の集光ミラー１０２の反射光を第１の集光ミラー１０１でさらに反射させて、第１の受光素子６に導く。
【００２３】
吸気口５ａは、吸入ノズルである。排気口５ｂは、排出ノズルである。吸気口５ａは、被検対象の粒子を含む空気被検物又は液体被検物を、被検出領域Ｄに導く。また、排気口５ｂは、被検対象の粒子を含む空気被検物又は液体被検物を、被検出領域Ｄから排出させる。吸気口５ａと排気口５ｂとの間に、粒子の通過領域Ｐが形成される。
【００２４】
第２の受光素子保持部４は、第２の受光素子９、第１のビームトラップ７、第２のビームトラップ８によって構成されている。第２の受光素子９は、照射光３の強度である出力光量を検出し、出力光量の変動を監視する。第２の受光素子９は、照射光３の入射方向に対して傾いた配置となるように、所定角度分だけ−Ｙ軸方向を向いている。つまり、第２の受光素子９は、粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３が第２の受光素子９へ入射するＺ軸方向（照射光３の光軸方向）に対して第２の受光素子９の受光面の法線方向が所定角度ずれるように配置されている。なお、第２の受光素子９は、Ｚ軸方向に対して傾いていれば良いので、その向きが−Ｙ軸方向に限定される必要はない。
【００２５】
第１のビームトラップ７は、粒子の通過領域Ｐと第２の受光素子９との間に設けられ、粒子の通過領域Ｐを通り抜けた照射光３を減衰させるものである。第１のビームトラップ７は、粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３が、再び反射光として通過領域Ｐに反射して戻ってこないようにする。第１のビームトラップ７は、＋Ｚ方向に進むに従って内径が狭まるように内壁が円錐形状となっており、円錐の壁面で照射光３の反射を繰り返させて、照射光３及び反射光を減衰させる構造となっている。第１のビームトラップ７は、照射光３及び反射光を減衰させる構造であれば良いので、特に円錐形状に限定されることはない。また、第１のビームトラップ７の＋Ｚ方向端部には開口部Ｈ１が設けられている。開口部Ｈ１は、第２の受光素子９に対向するように設けられている。
【００２６】
第２のビームトラップ８は、第２の受光素子９の受光面側で反射される照射光３が、再び反射光として通過領域Ｐに反射して戻らないようにするものである。第２のビームトラップ８は、照射光３が第２の受光素子９の受光面において反射する方向に設けられている。第２のビームトラップ８は、照射光３が第２の受光素子９の受光面によって反射される−Ｙ軸方向側に配置されている。第２のビームトラップ８は、第２の受光素子９が傾く方向に配置すれば良いので、−Ｙ軸方向側に配置される必要はない。第２のビームトラップ８は、第２のビームトラップ８の内壁で反射光の反射を繰り返させて、反射光を減衰させるとともに、反射光が通過領域Ｐに反射して戻ってこない構造となっている。
【００２７】
なお、第２の受光素子９の受光面側に反射領域Ｓを設け、第１のビームトラップ７の開口部Ｈ１、第２のビームトラップ８の開口部Ｈ２は、それぞれ反射領域Ｓにつながっている。
【００２８】
第１の受光素子６、第２の受光素子９は、光の強度に対応した電流又は電圧を出力する。第１の受光素子６、第２の受光素子９は、光を受光する受光領域を備えている。第１の受光素子６、第２の受光素子９は、例えば、フォトダイオード等である。第１の受光素子６、第２の受光素子９は、受光センサとしての機能を有する半導体素子、半導体素子を封入するケース、半導体素子を覆って光を透過させるカバーなどによって構成される。このカバーは、第１の受光素子６及び第２の受光素子９の受光面であり、ガラス、プラスチックなどによって形成される。
【００２９】
第１の受光素子６、第２の受光素子９の出力が電流である場合には、微小物検出装置１１は、第１の受光素子６、第２の受光素子９の後段に、電流値を電圧に変換するＩＶ変換回路（電流電圧変換回路）を備えることができる。
【００３０】
一方、第１の受光素子６、第２の受光素子９の出力が電圧である場合には、微小物検出装置１１は、安定な電圧に変換するために、第１の受光素子６、第２の受光素子９の後段に、バッファ回路を備えることができる。バッファ回路は、例えば、ボルテージフォロワ等である。
【００３１】
第１の受光素子６は、図示しない検出回路に接続されており、検出回路は、散乱光の強度に対応して第１の受光素子６の出力する電圧又は電流に基づいて、粒子の個数を数えるカウント部を有する。粒子の個数を数える方法としては、第１の受光素子６からの出力信号の極大ピーク点を検出し、極大ピーク点の数をカウントする方法がある。極大ピーク点は、粒子に対応しているので、粒子の個数を数えることができる。
【００３２】
第２の受光素子９は、レーザー発光素子１の出力光量を監視するためのものである。第２の受光素子９の出力は、レーザー発光素子１の出力光量に比例する。このため、第２の受光素子９の出力が変動する場合、第２の受光素子９の出力をフィードバック制御することによって、レーザー発光素子１の出力光量を一定にすることができ、微小物検出装置１１の検出感度を一定にすることができる。
【００３３】
次に、照射光３が被検出領域Ｄに導かれた場合の光線の挙動について説明する。被検出領域Ｄは、空気などの気体中の領域である。または、被検出領域Ｄは、水などの液体中の領域である。または、被検出領域Ｄは、真空の領域である。被検出領域Ｄの粒子の通過領域Ｐは、照射光３を通す壁などで閉ざされた領域であっても良い。または、被検出領域Ｄの粒子の通過領域Ｐは、開放された領域でも良い。
【００３４】
検出対象である粒子は、照射光３を照射したときに散乱光を発生させる微小物質であれば、特に制限されない。
【００３５】
吸気口５ａから被検対象の粒子を含む空気被検物又は液体被検物が被検出領域Ｄに導かれると、被検対象の粒子は、被検出領域Ｄを通過する。実施の形態１では、粒子は、＋Ｘ軸側から−Ｘ軸側に向けて、被検出領域Ｄを通過する。照射光３は、粒子に照射される。このとき、粒子から散乱光が生じる。
【００３６】
実施の形態１に係る微小物検出装置１１の検出光学系２０では、粒子で発生した散乱光が受光素子６に導かれる経路が３種類ある。
【００３７】
図３、図４及び図５は、微小物検出装置１１における光線の経路を概略的に示す図である。図３は、第１の経路を示している。図４は、第２の経路を示している。図５は、第３の経路を示している。図３、図４及び図５では、図の煩雑さを軽減するために、散乱光の代表的な光線のみを示している。
【００３８】
図３では、粒子で散乱された光線１１１ａは、第１の集光ミラー１０１に到達する。第１の集光ミラー１０１に到達した光線１１１ａは、第１の集光ミラー１０１で反射される。第１の集光ミラー１０１で反射された光線１１１ｂは、第１の受光素子６に到達する。この経路を、第１の経路と呼ぶ。
【００３９】
図３では、光線の挙動を、散乱光の光線の内の代表的な光線１１１ａ，１１１ｂで示している。光線１１１ａは、散乱光が粒子から第１の集光ミラー１０１に入射する光線である。光線１１１ｂは、光線１１１ａが、第１の集光ミラー１０１で反射された反射光の光線である。反射光１１１ｂは、第１の受光素子６に導かれる。
【００４０】
図４では、粒子で散乱された光線１１２は、直接に第１の受光素子６に到達する。つまり、光線１１２は、第１の集光ミラー１０１又は第２のミラー１０２で反射されない。この経路を、第２の経路と呼ぶ。
【００４１】
図４では、光線の挙動を、散乱光の光線の内の代表的な光線１１２で示している。光線１１２は、散乱光が粒子から第１の受光素子６に直接到達する光線である。よって、光線１１２は、第１の集光ミラー１０１又は第２のミラー１０２を経由せずに受光素子６に到達する。
【００４２】
図５では、粒子で散乱された光線１１３ａは、第２の集光ミラー１０２に到達する。第２の集光ミラー１０２に到達した光線１１３ａは、第２の集光ミラー１０２で反射される。第２の集光ミラー１０２で反射された光線１１３ｂは、第１の集光ミラー１０１に到達する。第１の集光ミラー１０１に到達した光線１１３ｂは、第１の集光ミラー１０１で反射される。第１の集光ミラー１０１で反射された光線１１３ｃは、第１の受光素子６に到達する。この経路を、第３の経路と呼ぶ。
【００４３】
図５では、光線の挙動を、散乱光の光線の内の代表的な光線１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃで示している。光線１１３ａは、散乱光が粒子から第２の集光ミラー１０２に向かう光線である。光線１１３ｂは、光線１１３ａが、第２の集光ミラー１０２で反射された反射光の光線である。光線１１３ｃは、光線１１３ｂが、第１の集光ミラー１０１で反射された反射光の光線である。光線１１３ｃは、第１の受光素子６に導かれる。
【００４４】
次に、第２の受光素子保持部４における照射光３と第２の受光素子９との関係について説明する。図６、図７は、微小物検出装置１１の第２の受光素子９に向かう照射光３の光線の経路を概略的に示す図である。図６、図７では、第２の受光素子保持部４、第１のビームトラップ７、第２のビームトラップ８、第２の受光素子９のあたりを拡大して示している。また、図の煩雑さを軽減するために、照射光３の代表的な光線のみを示している。図６、図７の一点鎖線Ｏは照射光３の光軸を示す。
【００４５】
図６では、照射光３の光軸外周部の光線の挙動を示す。粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３の光軸外周部の光線２０１ａは、第１のビームトラップ７に到達する。第１のビームトラップ７に到達した光線２０１ａは、第１のビームトラップ７の壁面で反射される。第１のビームトラップ７の壁面で反射された光線２０１ｂは、対向する第１のビームトラップ７の壁面に到達する。第１のビームトラップ７の壁面で反射された光線２０１ｃは、対向する第１のビームトラップ７の壁面に到達する。このように、照射光３の光軸外周部の光線２０１ａは、第１のビームトラップ７の壁面において反射を繰り返しながら減衰していくため、迷光を防止することが可能である。
【００４６】
図７では、照射光３の光軸付近の光線の挙動を示す。粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３の光軸付近の光線２０２ａは、第１のビームトラップ７の＋Ｚ方向端部に設けられた開口部Ｈ１を通過する。開口部Ｈ１を通過した光線２０２ａは、第２の受光素子９に到達する。第２の受光素子９に到達した光線２０２ａの一部は第２の受光素子９内の半導体素子に到達し、照射光３の強度に対応した電流又は電圧に変換され、照射光３の出力光量が検出される。
【００４７】
第２の受光素子９に到達した光線２０２ａの一部は、第２の受光素子９の受光面で反射される。第２の受光素子９で反射された光線２０２ｂは、第２のビームトラップ８の＋Ｙ方向端部に設けられた開口部Ｈ２を通過する。開口部Ｈ２を通過した光線２０２ｂは、第２のビームトラップ８の壁面に到達する。第２のビームトラップ８の壁面で反射された光線２０２ｃは、対向する第２のビームトラップ８の壁面に到達する。このように、開口部Ｈ２を通過した光線２０２ｂは、第２のビームトラップ８の壁面において反射を繰り返しながら減衰していくため、迷光を防止することが可能である。なお、第２のビームトラップ８の奥側の面を傾斜されることによって、更に反射光を減衰させることができる。
【００４８】
以上説明したように、実施の形態１の微小体検出装置１１によれば、第１のビームトラップ７内の奥の位置に第２の受光素子９を配置し、第２の受光素子９の向きを照射光３の光軸方向（照射光３が第２の受光素子９へ入射するＺ軸方向）に対して傾け、第２の受光素子９で発生する照射光３の反射光を第２のビームトラップ８の開口部Ｈ２に導き、反射光を第２のビームトラップ８で減衰させている。このような構成によって、第２の受光素子９で照射光３の出力光量を検出する際に、第２の受光素子９で発生する照射光３の反射光が直接被検出領域Ｄに戻ることを防ぎ、迷光を防止することができる。第１の受光素子６に到達する通過領域Ｐ内の粒子による散乱光の光量は少ないので、第１の受光素子６に迷光が到達すると、第１の受光素子６において粒子数に応じた散乱光の光量が変動し、正確な粒子検出を行うことができない。特に、散乱光を効率よく第１の受光素子６に導くために第１の集光ミラー１０１及び第２の集光ミラー１０２を備えた微小体検出装置１１においては、第１の受光素子６が受光する粒子からの散乱光に対して、この迷光の影響が大きくなり、第１の受光素子６の受光感度が悪化してしまう。しかしながら、本実施の形態１のように被検出領域Ｄ内で発生する迷光を防止し、迷光の影響を受けることなく第１の受光素子６が粒子からの散乱光の強度を検出することができるので、信頼性の高い粒子検出を行うことができる。
【００４９】
なお、第２の受光素子９と第２のビームトラップ８との位置の関係は、第２の受光素子９が照射光３の光軸付近の光線を反射する方向に第２のビームトラップ８の開口部Ｈ２が設けられていれば良い。したがって、第１のビームトラップ７と構造的に干渉しない箇所に第２のビームトラップ８とその開口部Ｈ２を設け、照射光３の光軸上に第２の受光素子９を配置し、第２の受光素子９が照射光３を開口部Ｈ２に向けて反射するように、第２の受光素子９の受光面の向きを照射光３の光軸方向に対して所定角度傾けて配置すれば、同様の効果が得られる。
【００５０】
なお、第１のビームトラップ７、第２のビームトラップ８は、入射された光線が反射して再び被検出領域Ｄに戻ってこないものであればよく、光を閉じ込める、光を吸収する、光を外部へ放出する等の方法に制限されない。
【００５１】
変形例１．
以下に、図８、図９を用いて、第２のビームトラップ８に代わる迷光防止構成の変形例について説明する。図８は、第２のビームトラップ８の変形例１を示すもので、微小物検出装置１１の第２の受光素子９に向かう光線の経路を概略的に示す図である。図９は、第２のビームトラップ８の変形例２を示すもので、微小物検出装置１１の第２の受光素子９に向かう光線の経路を概略的に示す図である。図８、図９では、図の煩雑さを軽減するために、照射光３の代表的な光線のみを示している。なお、粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３の光軸外周部の光線については、図６と同様に第一のビームトラップ７の壁面により減衰していくため、説明を省略する。
【００５２】
図８では、照射光３の光軸付近の光線の挙動を示す。粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３の光軸付近の光線２０２ａは、第１のビームトラップ７の＋Ｚ方向端部に設けられた開口部Ｈ１を通過する。開口部Ｈ１を通過した光線２０２ａは、第２の受光素子９に到達する。第２の受光素子９に到達した光線２０２ａの一部は第２の受光素子９内の半導体素子に到達し、光の強度に対応した電流又は電圧に変換され、照射光３の出力光量が検出される。
【００５３】
第２の受光素子９に到達した光線２０２ａの一部は、第２の受光素子９の受光面で反射される。第２の受光素子９の受光面で反射された光線２０２ｂは、第２の受光素子９の−Ｙ方向側に設けられた開口部Ｈ３を通過する。開口部Ｈ３を通過した光線２０２ｂは、光吸収体３１に到達する。光吸収体３１は光エネルギーを熱エネルギーとして変換するもので、例えば、黒色の樹脂、金属、紙が挙げられる。このように、光吸収帯３１に到達した光線２０２ｂは、多くの光が熱エネルギーとして吸収されるため、迷光を防止することが可能である。
【００５４】
変形例２．
図９では、照射光３の光軸付近の光線の挙動を示す。粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３の光軸付近の光線２０２ａは、第１のビームトラップ７の＋Ｚ方向端部に設けられた開口部Ｈ１を通過する。開口部Ｈ１を通過した光線２０２ａは、第２の受光素子９に到達する。第２の受光素子９に到達した光線２０２ａの一部は第２の受光素子９内の半導体素子に到達し、光の強度に対応した電流又は電圧に変換され、照射光３の出力光量が検出される。
【００５５】
第２の受光素子９に到達した光線２０２ａの一部は、第２の受光素子９の受光面で反射される。第２の受光素子９の受光面反射された光線２０２ｂは、第２の受光素子９の−Ｙ方向側に設けられた開口部Ｈ３を通過する。開口部Ｈ３を通過した光線２０２ｂは、微小物検出装置１１の開口部Ｈ４を通過し、微小物検出装置１１の外部へと放出され、微小物検出装置１１に再び戻ってくることがない。微小物検出装置１１の外部には、筐体壁面３０が設置されており、微小物検出装置１１の開口部Ｈ４から日光や照明等の環境光が微小物検出装置１１内に入射されることがない。このように、光線２０２ｂを開口部Ｈ４から微小物検出装置１１の外部に放出し、筐体壁面３０により開口部Ｈ４からの環境光の入射を防いでいるため、被検出領域Ｄ内で発生する迷光を防止することが可能である。
【００５６】
実施の形態２．
実施の形態１では、本発明の微小物検出装置１１が第２の受光素子９で照射光３の出力光量を検出し、第２の受光素子９で発生する照射光３の反射による迷光を防止するために第２のビームトラップ８を備えた構成について説明した。実施の形態２では、第２のビームトラップ１８の位置を変更した点が実施の形態１と異なる。図１０は、実施の形態２に係る微小物検出装置１１の第２の受光素子９に向かう光線の経路を概略的に示す図である。図１０では、図の煩雑さを軽減するために、照射光３の代表的な光線のみを示している。
【００５７】
第２の受光素子保持部１４は、第２の受光素子９、第１のビームトラップ１７、第２のビームトラップ１８によって構成されている。第２の受光素子９は、照射光３の出力光量を監視する。第２の受光素子９は、粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３が照射光３の光軸方向（照射光３が第２の受光素子９へ入射するＺ軸方向）に対して傾けた配置となるように、所定角度分だけ−Ｙ軸方向を向いている。なお、第２の受光素子９は、Ｚ軸方向に対して傾いていれば良いので、その向きが−Ｙ軸方向に限定される必要はない。
【００５８】
第１のビームトラップ１７は、粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３が、再び反射光として通過領域Ｐに反射して戻ってこないようにする。第１のビームトラップ１７は、＋Ｚ方向に進むに従って内径が狭まるように内壁が円錐形状となっており、円錐の壁面で照射光３の反射を繰り返させて、照射光３及び反射光を減衰させる構造となっている。なお、第１のビームトラップ１７の＋Ｚ方向端部が第２の受光素子９の受光面に接するように第１のビームトラップ１７が構成されている。
【００５９】
また、第１のビームトラップ１７には、＋Ｚ方向端部に近い壁面又は＋Ｚ方向端部側の壁面に、−Ｙ方向側に開口した開口部Ｈ５が設けられている。開口部Ｈ５は第２のビームトラップ１８と繋がっている。つまり、第１のビームトラップ１７と第２のビームトラップ１８は、開口部Ｈ５を介して連続した空間を形成している。
【００６０】
第２のビームトラップ１８は、第２の受光素子９の受光面側で反射される照射光３が、再び反射光として通過領域Ｐに反射して戻らないようにする。第２のビームトラップ１８は、照射光３が第２の受光素子９の受光面によって反射される−Ｙ軸方向側に配置されている。第２のビームトラップ１８は、第２の受光素子９が傾く方向に配置すれば良いので、−Ｙ軸方向側に配置される必要はない。第２のビームトラップ１８は、第２のビームトラップ１８の内壁で反射光の反射を繰り返させて、反射光を減衰させるとともに、反射光が通過領域Ｐに反射して戻ってこない構造となっている。
【００６１】
実施の形態２に係る微小物検出装置１１において、第２の受光素子保持部１４における照射光３と第２の受光素子９との関係について、図１０を用いて説明する。なお、粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３の光軸外周部の光線については、実施の形態１と同様に第一のビームトラップ７の壁面により減衰していくため、説明を省略する。
【００６２】
図１０では、照射光３の光軸付近の光線の挙動を示す。粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３の光軸付近の光線２０２ａは、第１のビームトラップ１７の＋Ｚ方向端部を通過し、第２の受光素子９に到達する。第２の受光素子９に到達した光線２０２ａの一部は第２の受光素子９内の半導体素子に到達し、光の強度に対応した電流又は電圧に変換され、照射光３の出力光量が検出される。
【００６３】
第２の受光素子９に到達した光線２０２ａの一部は、第２の受光素子９の受光面で反射される。第２の受光素子９の受光面で反射された光線２０２ｂは、第１のビームトラップ１７の開口部Ｈ５を通過する。開口部Ｈ５を通過した光線２０２ｂは、第２のビームトラップ１８の壁面に到達する。第２のビームトラップ１８の壁面で反射された２０２ｃは、対向する第２のビームトラップ１８の壁面に到達する。このように、開口部Ｈ５を通過した光線２０２ｃは、第２のビームトラップ１８の壁面において反射を繰り返しながら減衰していくため、迷光を防止することが可能である。なお、第２のビームトラップ１８の奥側の面を傾斜されることによって、更に反射光を減衰させることができる。
【００６４】
以上説明したように、実施の形態２の微小体検出装置１１によれば、第１のビームトラップ１７内の奥の位置に第２の受光素子９を配置し、第２の受光素子９の向きを照射光３の光軸方向（照射光３が第２の受光素子９へ入射するＺ軸方向）に対して傾け、第２の受光素子９で発生する照射光３の反射光を開口部Ｈ５に導き、反射光を第２のビームトラップ１８で減衰させている。このような構成によって、第２の受光素子９で照射光３の出力光量を検出する際に、第２の受光素子９で発生する照射光３の反射光が直接被検出領域Ｄに戻ることを防ぎ、迷光を防止することができる。第１の受光素子６に到達する通過領域Ｐ内の粒子による散乱光の光量は少ないので、第１の受光素子６に迷光が到達すると、第１の受光素子６において粒子数に応じた散乱光の光量が変動し、正確な粒子検出を行うことができない。しかしながら、本実施の形態２のように微小体検出装置内で発生する迷光を防止し、迷光の影響を受けることなく第１の受光素子６が粒子からの散乱光の強度を検出することができるので、信頼性の高い粒子検出を行うことができる。
【００６５】
さらに、第２の受光素子９の受光面からの反射光を第２のビームトラップ１８に導く開口部Ｈ５を第１のビームトラップ１７の壁面に設けることによって、第２のビームトラップ１８の配置箇所を＋Ｚ方向に短くすることができるため、第２の受光素子保持部１４を短くすることができ、装置の小型化が可能となる。
【００６６】
実施の形態３．
実施の形態３では、第２の受光素子９からの反射光を第１のビームトラップ２７に備えられた遮光板７１で遮る点が実施の形態１と異なる。図１１は、実施の形態３に係る微小物検出装置１１の第２の受光素子９に向かう光線の経路を概略的に示す図である。図１１では、図の煩雑さを軽減するために、照射光３の代表的な光線のみを示している。
【００６７】
第２の受光素子保持部２４は、第２の受光素子９、第１のビームトラップ２７によって構成されている。第２の受光素子９は、照射光３の出力光量を監視する。第２の受光素子９は、粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３が照射光３の光軸方向（照射光３が第２の受光素子９へ入射するＺ軸方向）に対して傾けた配置となるように、所定角度分だけ−Ｙ軸方向を向いている。なお、第２の受光素子９は、Ｚ軸方向に対して傾いていれば良いので、その向きが−Ｙ軸方向に限定される必要はない。
【００６８】
第１のビームトラップ２７は、粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３が、再び反射光として通過領域Ｐに反射して戻ってこないようにする。第１のビームトラップ２７は、＋Ｚ方向に進むに従って内径が狭まるように内壁が円錐形状となっており、円錐の壁面で照射光３の反射を繰り返させて、照射光３及び反射光を減衰させる構造となっている。また、第１のビームトラップ２７には、−Ｚ方向端部（照射光の入射する方向の端部）の＋Ｙ方向に遮光板７１が備えられている。遮光板７１は、第２の受光素子９の受光面で反射する反射光を遮光するように配置されている。
【００６９】
実施の形態３に係る微小物検出装置１１において、第２の受光素子保持部２４における照射光３と第２の受光素子９との関係について、図１１を用いて説明する。なお、粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３の光軸外周部の光線については、実施の形態１と同様に第一のビームトラップ７の壁面により減衰していくため、説明を省略する。
【００７０】
図１１では、照射光３の光軸付近の光線の挙動を示す。粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３の光軸付近の光線２０２ａは、第１のビームトラップ２７の＋Ｚ方向端部を通過し、第２の受光素子９に到達する。第２の受光素子９に到達した光線２０２ａの一部は第２の受光素子９内の半導体素子に到達し、光の強度に対応した電流又は電圧に変換され、照射光３の出力光量が検出される。
【００７１】
第２の受光素子９に到達した光線２０２ａの一部は、第２の受光素子９の受光面で反射される。第２の受光素子９の受光面で反射された光線２０２ｂは、第１のビームトラップ２７に再び戻り、第１のビームトラップ２７の壁面に到達する。第１のビームトラップ２７の壁面で反射された光線２０２ｄは、対向する第１のビームトラップ２７の壁面に到達する。第１のビームトラップ２７の壁面で反射された光線２０２ｅは、遮光板７１に到達する。このように、第２の受光素子９の受光面で反射され、第１のビームトラップ２７に再び戻ってきた光線２０２ｄは、第１のビームトラップ２７で減衰されながら、遮光板７１で遮られるため、反射光が直接被検出領域Ｄに戻ることを防ぎ、迷光を防止することが可能である。
【００７２】
以上説明したように、実施の形態３の微小物検出装置１１によれば、第１のビームトラップ２７内の奥の位置に第２の受光素子９を配置し、第２の受光素子９の向きを照射光３の光軸方向（照射光３が第２の受光素子９へ入射するＺ軸方向）に対して傾け、第２の受光素子９で発生する照射光３の反射光を再び第１のビームトラップ２７に導き、反射光を第１のビームトラップ２７で減衰させながら、第１のビームトラップ２７に備えられた遮光板７１で遮っている。このような構成によって、第２の受光素子９で照射光３の出力光量を検出する際に、第２の受光素子９で発生する照射光３の反射光が直接被検出領域Ｄに戻ることを防ぎ、迷光を防止することができる。第１の受光素子６に到達する通過領域Ｐ内の粒子による散乱光の光量は少ないので、第１の受光素子６に迷光が到達すると、第１の受光素子６において粒子数に応じた散乱光の光量が変動し、正確な粒子検出を行うことができない。しかしながら、本実施の形態１のように被検出領域Ｄ内で発生する迷光を防止し、迷光の影響を受けることなく第１の受光素子６が粒子からの散乱光の強度を検出することができるので、信頼性の高い粒子検出を行うことができる。
【００７３】
さらに、第２の受光素子９の受光面からの反射光を第１のビームトラップ２７により減衰し、第１のビームトラップ２７に備えられた遮光板７１で遮ることで、第２のビームトラップが不要となるため、装置の小型化が可能となる。
【００７４】
実施の形態４．
実施の形態４では、第２の受光素子３９の前段に反射部材３２を備え、反射部材３２を利用して照射光３の光軸の向きを変えて、照射光３を反射部材３２の受光面で反射させて第２の受光素子３９に到達させている点が実施の形態１と異なる。図１２は、実施の形態４に係る微小物検出装置１１の第２の受光素子３９に向かう光線の経路を概略的に示す図である。図１２では、図の煩雑さを軽減するために、照射光３の代表的な光線のみを示している。
【００７５】
図１２において、第２の受光素子保持部３４は、第２の受光素子３９、第１のビームトラップ７、第２のビームトラップ８、反射部材３２によって構成されている。第１のビームトラップ７、第２のビームトラップ８については、実施の形態１と同様に構成されているが、第２のビームトラップ８の反射部材３２側に第２の受光素子３９が設けられている。
【００７６】
反射部材３２は、ミラーなど照射光３を反射させる機能を有するものである。反射部材３２は、第１のビームトラップ７と第２の受光素子３９との間に設けられ、照射光３を第２の受光素子３９に向けて反射させるものである。反射部材３２は、粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３が反射部材３２へ入射するＺ軸方向（照射光３の光軸方向）に対して反射部材３２の受光面の法線方向が所定角度ずれ、照射光３の入射方向に対して傾いた配置となるように、所定角度分だけ−Ｙ軸方向を向いている。なお、反射部材３２は、Ｚ軸方向に対して傾いていれば良いので、その向きが−Ｙ軸方向に限定される必要はない。
【００７７】
反射部材３２で反射された照射光３は、第２の受光素子３９に入射する。第２の受光素子３９は、照射光３の出力光量を監視する。第２の受光素子３９は、反射部材３２で反射された照射光３が第２の受光素子３９へ入射する−Ｙ軸方向（照射光３の光軸方向）に対して第２の受光素子３９の受光面の法線方向が所定角度ずれ、照射光３の入射方向に対して傾いた配置となるように、所定角度分だけ−Ｚ軸方向を向いている。なお、第２の受光素子３９は、−Ｙ軸方向に対して傾いていれば良いので、その向きが−Ｚ軸方向に限定される必要はない。
【００７８】
実施の形態５に係る微小物検出装置１１において、第２の受光素子保持部３４における照射光３と反射部材３２及び第２の受光素子３９との関係について、図１２を用いて説明する。なお、粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３の光軸外周部の光線については、実施の形態１と同様に第一のビームトラップ７の壁面により減衰していくため、説明を省略する。
【００７９】
図１２では、照射光３の光軸付近の光線の挙動を示す。粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３の光軸付近の光線２０２ａは、第１のビームトラップ７の＋Ｚ方向端部に設けられた開口部Ｈ１を通過し、反射部材３２に到達し、反射部材３２の受光面で反射される。反射部材３２の受光面で反射された光線２０２ａ２は、第２のビームトラップ８の開口部Ｈ２を通過し、第２の受光素子３９の半導体素子に到達し、光の強度に対応した電流又は電圧に変換され、照射光３の出力光量が検出される。
【００８０】
第２の受光素子３９に到達した光線２０２ａ２の一部は、第２の受光素子３９の受光面で反射される。第２の受光素子３９の受光面で反射された光線２０２ｈは、第２のビームトラップ８内において第２のビームトラップ８の壁面に到達する。第２のビームトラップ８の壁面で反射された光線２０２ｈは、対向する第２のビームトラップ８の壁面に到達する。このように、第２の受光素子３９の受光面で反射された光線２０２ｈは、第２のビームトラップ８の壁面において反射を繰り返しながら減衰していくため、迷光を防止することが可能である。なお、第２のビームトラップ８の奥側の面を傾斜されることによって、更に反射光を減衰させることができる。
【００８１】
以上説明したように、実施の形態４の微小体検出装置１１によれば、第１のビームトラップ７内の奥の位置に反射部材３２を配置し、反射部材３２の向きを照射光３の光軸方向（照射光３が反射部材３２へ入射するＺ軸方向）に対して傾け、照射光３の反射光を第２の受光素子３９に導き、更に第２の受光素子３９の向きを照射光３の光軸方向（反射した照射光３が受光素子３９へ入射するＹ軸方向）に対して傾け、反射光を第２のビームトラップ８で減衰させている。このような構成によって、第２の受光素子３９で照射光３の出力光量を検出する際に、第２の受光素子３９で発生する照射光３の反射光が直接被検出領域Ｄに戻ることを防ぎ、迷光を防止することができる。第１の受光素子６に到達する通過領域Ｐ内の粒子による散乱光の光量は少ないので、第１の受光素子６に迷光が到達すると、第１の受光素子６において粒子数に応じた散乱光の光量が変動し、正確な粒子検出を行うことができない。しかしながら、本実施の形態１のように被検出領域Ｄ内で発生する迷光を防止し、迷光の影響を受けることなく第１の受光素子６が粒子からの散乱光の強度を検出することができるので、信頼性の高い粒子検出を行うことができる。
【００８２】
なお、図１３に示すように、反射部材３２を備える代わりに、第２の受光素子保持部３５と同じ部材を用いて反射部材を構成しても良い。つまり、照射光３を反射する反射領域３６を設けた第２の受光素子保持部３５を利用しても良い。第２の受光素子保持部３５を金属材料や樹脂などの光を反射する材料で形成することによって、照射光３が入射する反射領域３６において照射光３を反射することができるので、第２の受光素子３９に照射光を到達させることができ、照射光３の出力光量を検出することができる。
【００８３】
なお、実施の形態１〜３の構成においても実施の形態４の構成を適用することによって、実施の形態４と同様の効果が得られる。
【００８４】
実施の形態５．
実施の形態１〜４では、第２の受光素子４９を、照射光３の光軸方向に対して傾けて配置し、第２の受光素子４９の受光面を利用して照射光３が反射する方向を変えている。実施の形態５では、第２の受光素子４９の前段にビームスプリッタ４０を備え、ビームスプリッタ４０の受光面を利用して照射光３が反射する方向を変えている点が実施の形態１と異なる。
【００８５】
図１４は、実施の形態５に係る微小物検出装置１１の第２の受光素子４９に向かう光線の経路を概略的に示す図である。図１４において、第２の受光素子保持部４４は、第２の受光素子４９、第１のビームトラップ７、第２のビームトラップ８、ビームスプリッタ４０によって構成されている。第１のビームトラップ７、第２のビームトラップ８については、実施の形態１と同様に構成されている。
【００８６】
ビームスプリッタ４０は、入射光を所定の分割比で２つの光に分割する光学部品である。ビームスプリッタ４０は、第１のビームトラップ７と第２の受光素子４９との間に設けられ、照射光３の一部を透過する。ビームスプリッタ４０は、粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３がビームスプリッタ４０へ入射するＺ軸方向（照射光３の光軸方向）に対してビームスプリッタ４０の受光面の法線方向が所定角度ずれ、照射光３の入射方向に対して傾いた配置となるように、所定角度分だけ−Ｙ軸方向を向いている。なお、ビームスプリッタ４０は、Ｚ軸方向に対して傾いていれば良いので、その向きが−Ｙ軸方向に限定される必要はない。
【００８７】
第２の受光素子４９は、照射光３の出力光量を監視する。第２の受光素子４９の受光面が照射光３の光軸方向に対して垂直になるように第２の受光素子４９を光学素子４０の後段に配置している。なお、照射光３が受光できれば、第２の受光素子４９の受光面が照射光３の光軸に対して垂直になるように第２の受光素子４９を設置しなくても良い。
【００８８】
実施の形態５に係る微小物検出装置１１において、第２の受光素子保持部４４における照射光３とビームスプリッタ４０及び第２の受光素子４９との関係について、図１４を用いて説明する。なお、粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３の光軸外周部の光線については、実施の形態１と同様に第一のビームトラップ７の壁面により減衰していくため、説明を省略する。
【００８９】
図１４では、照射光３の光軸付近の光線の挙動を示す。粒子の通過領域Ｐを抜けた照射光３の光軸付近の光線２０２ａは、第１のビームトラップ７の＋Ｚ方向端部を通過し、ビームスプリッタ４０に到達する。ビームスプリッタ４０に到達した光線２０２ａの一部は、ビームスプリッタ４０を透過する。ビームスプリッタ４０を透過した光線２０２ｇは、第２の受光素子４９に到達し、光の強度に対応した電流又は電圧に変換され、照射光３の出力光量が検出される。
【００９０】
ビームスプリッタ４０に到達した光線２０２ａの一部は、ビームスプリッタ４０で反射される。ビームスプリッタ４０で反射された光線２０２ｂは、第２のビームトラップ８の開口部Ｈ２を通過する。開口部Ｈ２を通過した光線２０２ｂは、第２のビームトラップ８の壁面に到達する。第２のビームトラップ８の壁面で反射された２０２ｃは、対向する第２のビームトラップ８の壁面に到達する。このように、開口部Ｈ２を通過した光線２０２ｃは、第２のビームトラップ８の壁面において反射を繰り返しながら減衰していくため、迷光を防止することが可能である。なお、第２のビームトラップ８の奥側の面を傾斜されることによって、更に反射光を減衰させることができる。
【００９１】
実施の形態１と異なり、ビームスプリッタ４０を傾けて配置することによって照射光３を反射させるので、第２の受光素子４９に対して照射光３を垂直方向に入射させることができる。一般的な受光素子では、光の入射方向が垂直方向から水平方向に変化すると受光感度も低下していく。微小物検出装置１１における第２の受光素子４９の役割は、照射光３の光量の変動を監視することであるので、第２の受光素子４９を照射光３の光軸方向から傾けて配置し、受光感度が低下すること自体は問題ない。しかしながら、光の入射方向に対する受光感度の指向性が強い受光素子を使用する際に、第２の受光素子保持部の構造の制約によって受光素子を傾けて配置することができない場合などでも、被検出領域Ｄ内で発生する迷光を防止しながら、照射光３の光量の変動を監視することができる。
【００９２】
以上説明したように、実施の形態５の微小体検出装置１１によれば、第１のビームトラップ７内の奥の位置にビームスプリッタ４０を配置し、ビームスプリッタ４０の向きを照射光３の光軸方向（照射光３がビームスプリッタ４０へ入射するＺ軸方向）に対して傾け、ビームスプリッタ４０で発生する照射光３の反射光を開口部Ｈ２に導き、反射光を第２のビームトラップ８で減衰させている。このような構成によって、第２の受光素子４９で照射光３の出力光量を検出する際に、第２の受光素子４９で発生する照射光３の反射光が直接被検出領域Ｄに戻ることを防ぎ、迷光を防止することができる。第１の受光素子６に到達する通過領域Ｐ内の粒子による散乱光の光量は少ないので、第１の受光素子６に迷光が到達すると、第１の受光素子６において粒子数に応じた散乱光の光量が変動し、正確な粒子検出を行うことができない。しかしながら、本実施の形態１のように被検出領域Ｄ内で発生する迷光を防止し、迷光の影響を受けることなく第１の受光素子６が粒子からの散乱光の強度を検出することができるので、信頼性の高い粒子検出を行うことができる。
【００９３】
なお、実施の形態１〜４の構成においても実施の形態５の構成を適用することによって、実施の形態５と同様の効果が得られる。
【００９４】
なお、上述の各実施の形態においては、「平行」、「垂直」、又は「中心」などの部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す用語を用いた場合でも、これらは、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むものである。このため、請求の範囲に例え「略」を記載しない場合であっても製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むものである。
【００９５】
なお、以上のように本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限るものではない。
【符号の説明】
【００９６】
１  レーザー発光素子
２  レンズ
３  照射光
４、１４、２４、３４、３５、４４  第２の受光素子保持部
５ａ  吸気口
５ｂ  排気口
６  第１の受光素子
７、１７、２７  第１のビームトラップ
８、１８  第２のビームトラップ
９、３９、４９  第２の受光素子
１０  レーザー光照射部
１１  微小物検出装置
２０  検出光学系
３０  筐体壁面
３１  光吸収体
３２  反射部材
３６  反射領域
４０  ビームスプリッタ
７１  遮光板
９１  照射部保持部
１０１  第１の集光ミラー
１０２  第２の集光ミラー
１１１ａ、１１１ｂ、１１２、１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ  第1の受光素子への光線
２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０２ａ、２０２ａ２、２０２ｇ  第２の受光素子への光線
２０２ｂ、２０２ｄ、２０２ｅ  第２の受光素子で反射された光線
２０２ｃ  第２のビームトラップの壁面で反射された光線
２０２ｈ  反射部材で反射された光線
Ｄ  被検出領域
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５  開口部
Ｏ  照射光の光軸
Ｐ  通過領域
Ｓ  反射領域
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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