(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散媒中で粒子が分散している試料へ波長が第１波長である第１の光、並びに波長が第２波長である光を含む第２の光を異なる方向から照射する照射部と、
前記第１の光、前記第２の光に照らされた前記粒子を撮像する撮像部と、
粒子径分布を算出するために撮像した画像を出力する出力部と
を備え、
前記第１の光の放射面は前記試料を間にして、前記撮像部に対向する位置に設けられ、かつ、前記第２の光の放射面は、前記試料を基準として前記撮像部と同じ側から前記試料を照明する位置に設けてある
ことを特徴とする粒子撮像装置。
【請求項２】
前記第１波長は緑色波長域に含まれ、前記第２波長は赤色波長域に又は青色波長域に含まれる
ことを特徴とする請求項１に記載の粒子撮像装置。
【請求項３】
前記第２の光は、波長が第２波長である光、及び波長が第３波長である光が含まれる混合光であり、
前記第１波長は緑色波長域に含まれ、前記第２波長は赤色波長域に含まれ、前記第３波長は青色波長域に含まれる
ことを特徴とする請求項１に記載の粒子撮像装置。
【請求項４】
前記照射部は前記第１の光を発する第１光源、白色の光を発する白色光源、該白色光源が発した光のうち前記第１の光を遮蔽する光学フィルタ、及び前記試料を挟んで前記第１光源に対向するハーフミラーを備え、
前記撮像部は前記ハーフミラーを介して、前記第１の光及び前記混合光に照らされた前記粒子を撮像する
ことを特徴とする請求項３に記載の粒子撮像装置。
【請求項５】
前記照射部は白色の光を発する白色光源、前記第１の光を透過し、前記混合光を反射する光学ミラー、該光学ミラーが反射した前記混合光を、前記試料を間にして前記白色光源に対向する位置から前記試料に照明するミラー群、及び前記試料を間にして前記光学ミラーに対向する位置から設けられたハーフミラーを備え、
前記撮像部は前記ハーフミラーを介して、前記第１の光及び前記混合光に照らされた前記粒子を撮像する
ことを特徴とする請求項３に記載の粒子撮像装置。
【請求項６】
前記照射部は前記第１の光を発する第１光源、及び前記試料を挟んで前記第１光源に対向する前記混合光を発する第２光源を備え、
前記撮像部は、前記試料を挟んで前記第１光源に対向し前記第１の光に照らされた前記粒子を撮像する第１撮像部、及び、前記試料を挟んで前記第２光源に対向し、前記混合光に照らされた前記粒子を撮像する第２撮像部を含む
ことを特徴とする請求項３に記載の粒子撮像装置。
【請求項７】
前記照射部は、前記第１の光、及び、前記第２の光を同期して間欠的に照射するようしてある
ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一つに記載の粒子撮像装置。
【請求項８】
前記照射部は、前記第２の光の照射口周辺から前記試料を波長が第３波長である第３の光で照射する
ことを特徴とする請求項１に記載の粒子撮像装置。
【請求項９】
前記第１波長は緑色波長域に含まれ、前記第２波長は赤色波長域に含まれ、前記第３波長は青色波長域に含まれる
ことを特徴とする請求項８に記載の粒子撮像装置。
【請求項１０】
前記照射部は、前記第１の光、前記第２の光、及び前記第３の光を同期して間欠的に照射するよう前記第１乃至第３の光の光源を制御する
ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の粒子撮像装置。
【請求項１１】
分散媒中に分散させた粒子群を収容する第１収容セルと、その第１収容セル中の粒子群に光を照射する光源と、その光の照射によって発生する回折又は／及び散乱光の強度を検出する離散配置した複数の光検出器と、前記光検出器から出力される光強度信号に基づいて前記粒子群の粒子径分布を算出する演算装置と、前記粒子群を前記分散媒に分散させてなる試料液を前記第１収容セルに循環供給する循環機構とを備えたレーザ回析／散乱式粒子径測定装置に組み込まれるものであって、
前記試料を収容する第２収容セルと、
該第２収容セルに設けられ、前記循環機構を介して前記第１収容セルから流出された前記試料液を前記試料として受け入れる受入口と、
前記第２収容セルに設けられ、前記受け入れた前記試料を前記循環機構へ送出する送出口と
を更に備える
ことを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか一項に記載の粒子撮像装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１０の何れか一項に記載の粒子撮像装置と、
前記粒子撮像装置の前記撮像部により得られた前記第１の光及び前記第２の光に照らされた前記粒子の画像を取得する取得部と、
取得した前記第１の光に照らされた前記粒子が写し出されている第１画像から粒子径を算出する算出部と、
前記第１画像及び前記第２の光に照らされた前記粒子が写し出されている第２画像、並びに算出した粒子径を出力する結果出力部と
を備えることを特徴とする粒子径測定装置。
【請求項１３】
分散媒中に分散させた粒子群を収容する収容セルと、その収容セル中の粒子群に光を照射する光源と、その光の照射によって発生する回折又は／及び散乱光の強度を検出する離散配置した複数の光検出器と、前記光検出器から出力される光強度信号に基づいて前記粒子群の粒子径分布を算出する演算装置と、前記粒子群を前記分散媒に分散させてなる試料液を前記収容セルに循環供給する循環機構とを備えたレーザ回析／散乱式粒子径測定装置と、
請求項１２に記載の粒子径測定装置と
を備えることを特徴とする複式粒子径測定装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１１の何れか一項に記載の粒子撮像装置の前記撮像部により得られた前記第１の光及び前記第２の光に照らされた前記粒子の画像を取得し、
取得した前記第１の光に照らされた前記粒子が写し出されている第１画像から粒子径を算出し、
前記第１画像及び前記第２の光に照らされた前記粒子が写し出されている第２画像、並びに算出した粒子径を出力する
処理をコンピュータに行わせることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１５】
前記第２画像を用いて、前記粒子を分類し、
分類結果を前記第１画像と共に出力する
ことを特徴とする請求項１４に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１６】
分類毎に、前記第１画像から算出した粒子径を算出し、
分類毎の粒子径を出力する
ことを特徴とする請求項１５に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１７】
前記第２画像における信号量が所定値以上の前記粒子のみを、粒子径の算出対象とする
ことを特徴とする請求項１４に記載のコンピュータプログラム。
【請求項１８】
分散媒中で粒子が分散している試料に、波長が第１波長である第１の光及び波長が第２波長である光を含む第２の光を、それぞれの光の放射面が前記試料を間にして対向するような位置より照射し、
前記第１の光及び前記第２の光に照らされた前記粒子を撮像し、
前記第１の光に照らされた前記粒子の陰影が写し出されている陰影画像と、前記第２の光に照らされた前記粒子の表面が映し出されている表面画像とを取得し、
前記陰影画像から算出した粒子径、及び前記表面画像を出力する
ことを特徴とする粒子観察方法。
【請求項１９】
前記試料を収容する第１収容セル中の粒子群に光を照射する第１光源、
照射した光の照射によって発生する回折又は／及び散乱光の強度を検出する光検出器、及び、
前記光検出器から出力される光強度信号に基づいて前記粒子群の粒子径分布を算出する演算装置へ光強度信号を出力する光強度信号出力部、
前記照射部が、前記試料を収容する第２収容セル中の前記粒子群に前記第１の光と前記第２の光とを照射するようしてある請求項１に記載の粒子撮像装置、並びに、
前記第１収容セル及び前記第２収容セルを保持する保持体、及び、
前記第１収容セル及び前記第２収容セル間を接続し前記試料を受け渡しする連結管
を備え、
前記第１収容セルと前記第２収容セルとは、底面の高さ位置が異なるように配置してあることを特徴とする複式粒子測定装置。
【請求項２０】
前記第２収容セルの底面は、前記第１収容セルの底面よりも高い位置に配置してある
ことを特徴とする請求項１９に記載の複式粒子測定装置。
【請求項２１】
前記試料を循環供給する循環機構を備え、
前記第１収容セルは前記循環機構から前記試料を受け入れる第１受入口と、前記試料を送り出す第１送出口とを備え、
前記第２収容セルは前記第１収容セルから送り出された前記試料を受け入れる第２受入口と、前記試料を前記循環機構へ送出する第２送出口とを備え、
前記第１受入口、前記第１送出口、前記第２受入口、前記第２送出口の順に夫々の口の高さ位置が高くなっている
ことを特徴とする請求項２０に記載の複式粒子測定装置。
【請求項２２】
前記保持体を収容する筐体を備え、
該筐体は前記保持体を着脱可能に収容する
ことを特徴とする請求項１９から請求項２１の何れか一項に記載の複式粒子測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散媒中に分散させた粒子を撮像する粒子撮像装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
粒子径を測定する装置の１つとして、画像式粒子径測定装置が提案されている（特許文献１）。画像式粒子径測定装置は粒子を撮像する粒子撮像装置を備えている。粒子撮像装置は、サンプルとなる粒子を間にして、光源と撮像素子が対向した状態となるよう構成される。当該粒子撮像装置は撮像素子で粒子の影絵を撮像する。画像式粒子径測定装置は粒子撮像装置が撮像した影絵の輪郭を検出し、その影絵の輪郭を画像解析することで粒子径を求める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３１６１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような粒子撮像装置を含む粒子径測定装置は、輪郭のみから粒子径を求める。そのため、粒子の表面状態の観察はできず、非球状の粒子や表面形状に凹凸のある粒子などが混在していても、それを区別することが困難であった。【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてされたものである。その目的は、粒子径の測定を行うための画像と、粒子を分類するための画像とを一度の撮像で取得することが可能な粒子撮像装置等の提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る粒子撮像装置は、分散媒中で粒子が分散している試料へ波長が第１波長である第１の光、並びに波長が第２波長である光を含む第２の光を異なる方向から照射する照射部と、前記第１の光、前記第２の光に照らされた前記粒子を撮像する撮像部と、粒子径分布を算出するために撮像した画像を出力する出力部とを備え、前記第１の光の放射面は前記試料を間にして、前記撮像部に対向する位置に設けられ、かつ、前記第２の光の放射面は、前記試料を基準として前記撮像部と同じ側から前記試料を照明する位置に設けてあることを特徴とする。【０００７】
本発明にあっては、粒子径の測定を行うための画像と、粒子を分類するための画像とを一度の撮像で取得することが可能である。【０００８】
本発明に係る粒子撮像装置は、前記第１波長は緑色波長域に含まれ、前記第２波長は赤色波長域に又は青色波長域に含まれることを特徴とする。【０００９】
本発明にあっては、第１波長及び第２波長それぞれを光の三原色の波長域としたことにより、撮像した画像から第１の光による画像と第２の光による画像とを容易に抽出することが可能となる。【００１０】
本発明に係る粒子撮像装置は、前記第２の光は、波長が第２波長である光、及び波長が第３波長である光が含まれる混合光であり、前記第１波長は緑色波長域に含まれ、前記第２波長は赤色波長域に含まれ、前記第３波長は青色波長域に含まれることを特徴とする。【００１１】
本発明にあっては、第２の光を混合光としたことにより、照射部を構成する光源の構成を簡素化することが可能となる。【００１２】
本発明に係る粒子撮像装置は、前記照射部は前記第１の光を発する第１光源、白色の光を発する白色光源、該白色光源が発した光のうち前記第１の光を遮蔽する光学フィルタ、及び前記試料を挟んで前記第１光源に対向するハーフミラーを備え、前記撮像部は前記ハーフミラーを介して、前記第１の光及び前記混合光に照らされた前記粒子を撮像することを特徴とする。【００１３】
本発明にあっては、光源として安価な白色光源を利用することが可能となる。【００１４】
本発明に係る粒子撮像装置は、前記照射部は白色の光を発する白色光源、前記第１の光を透過し、前記混合光を反射する光学ミラー、該光学ミラーが反射した前記混合光を、前記試料を間にして前記白色光源に対向する位置から前記試料に照明するミラー群、及び前記試料を間にして前記光学ミラーに対向する位置から設けられたハーフミラーを備え、前記撮像部は前記ハーフミラーを介して、前記第１の光及び前記混合光に照らされた前記粒子を撮像することを特徴とする。【００１５】
本発明にあっては、光源を白色光源１つとすることが可能となる。【００１６】
本発明に係る粒子撮像装置は、前記照射部は前記第１の光を発する第１光源、及び前記試料を挟んで前記第１光源に対向する前記混合光を発する第２光源を備え、前記撮像部は、前記試料を挟んで前記第１光源に対向し前記第１の光に照らされた前記粒子を撮像する第１撮像部、及び、前記試料を挟んで前記第２光源に対向し、前記混合光に照らされた前記粒子を撮像する第２撮像部を含むことを特徴とする。【００１７】
本発明にあっては、撮像部を２つ設けることにより、異なる２つの倍率（画角）での画像を取得可能となる。それにより、撮像部が１つの場合と比べ、粒子径の測定レンジを広げることが可能となる。【００１８】
本発明に係る粒子撮像装置は、前記照射部は、前記第１の光、及び、前記第２の光を同期して間欠的に照射するようしてあることを特徴とする。【００１９】
本発明にあっては、第１の光及び第２の光を同期して間欠的に照射するので、第１の光による画像及び第２の光による画像に写し出されている同一の粒子の対応付けを容易に行える。【００２０】
本発明に係る粒子撮像装置は、前記照射部は、前記第２の光の照射口周辺から前記試料を波長が第３波長である第３の光で照射することを特徴とする。【００２１】
本発明にあっては、第３の光による画像も取得するので、粒子についてより詳細な観察が可能となる。【００２２】
本発明に係る粒子撮像装置は、前記第１波長は緑色波長域に含まれ、前記第２波長は赤色波長域に含まれ、前記第３波長は青色波長域に含まれることを特徴とする。【００２３】
本発明にあっては、第１波長、第２波長及び第３波長それぞれを光の三原色の波長域としたことにより、撮像した画像から第１の光による画像と、第２の光による画像と、第３の光による画像とを容易に抽出することが可能となる。【００２４】
本発明に係る粒子撮像装置は、前記照射部は、前記第１の光、前記第２の光、及び前記第３の光を同期して間欠的に照射するよう前記第１乃至第３の光の光源を制御することを特徴とする。【００２５】
本発明にあっては、第１の光、第２の光及び第３の光を同期して間欠的に照射するので、第１の光による画像、第２の光による画像及び第３の光による画像に写し出されている同一の粒子の対応付けを容易に行える。【００２６】
本発明に係る粒子撮像装置は、分散媒中に分散させた粒子群を収容する第１収容セルと、その第１収容セル中の粒子群に光を照射する光源と、その光の照射によって発生する回折又は／及び散乱光の強度を検出する離散配置した複数の光検出器と、前記光検出器から出力される光強度信号に基づいて前記粒子群の粒子径分布を算出する演算装置と、前記粒子群を前記分散媒に分散させてなる試料液を前記第１収容セルに循環供給する循環機構とを備えたレーザ回析／散乱式粒子径測定装置に組み込まれるものであって、前記試料を収容する第２収容セルと、該第２収容セルに設けられ、前記循環機構を介して前記第１収容セルから流出された前記試料液を前記試料として受け入れる受入口と、前記第２収容セルに設けられ、前記受け入れた前記試料を前記循環機構へ送出する送出口とを更に備えることを特徴とする。【００２７】
本発明にあっては、回折光又は散乱光を用いた粒子径測定装置に組み込み可能であるので、複数の方式で粒子径の測定が可能となる。【００２８】
本発明に係る粒子径測定装置は、上記の何れか一つに記載の粒子撮像装置と、前記粒子撮像装置の前記撮像部により得られた前記第１の光及び前記第２の光に照らされた前記粒子の画像を取得部と、取得した前記第１の光に照らされた前記粒子が写し出されている第１画像から粒子径を算出する算出部と、前記第１画像及び前記第２の光に照らされた前記粒子が写し出されている第２画像、並びに算出した粒子径を出力する結果出力部とを備えることを特徴とする。【００２９】
本発明にあっては、粒子撮像装置が取得した画像より粒子径の測定が可能となる。【００３０】
本発明に係る複式粒子径測定装置は、分散媒中に分散させた粒子群を収容する収容セルと、その収容セル中の粒子群に光を照射する光源と、その光の照射によって発生する回折又は／及び散乱光の強度を検出する離散配置した複数の光検出器と、前記光検出器から出力される光強度信号に基づいて前記粒子群の粒子径分布を算出する演算装置と、前記粒子群を前記分散媒に分散させてなる試料液を前記収容セルに循環供給する循環機構とを備えたレーザ回析／散乱式粒子径測定装置と、上記の粒子径測定装置とを備えることを特徴とする。【００３１】
本発明にあっては、粒子群を分散媒に分散させてなる試料液に対して、回折光又は散乱光を用いた粒子径測定、及び画像処理を用いた粒子径測定を、単一の装置で行うことが可能となる。【００３２】
本発明に係るコンピュータプログラムは、上記の何れか一つに記載の粒子撮像装置の前記撮像部により得られた前記第１の光及び前記第２の光に照らされた前記粒子の画像を取得し、取得した前記第１の光に照らされた前記粒子が写し出されている第１画像から粒子径を算出し、前記第１画像及び前記第２の光に照らされた前記粒子が写し出されている第２画像、並びに算出した粒子径を出力する処理をコンピュータに行わせることを特徴とする。【００３３】
本発明にあっては、粒子を撮像した画像より測定した粒子径と粒子の画像が、参照可能となる。【００３４】
本発明に係るコンピュータプログラムは、前記第２画像を用いて、前記粒子を分類し、分類結果を前記第１画像と共に出力することを特徴とする。【００３５】
本発明にあっては、第２画像により粒子を分類するので、分類毎に粒子の観察が可能となる。【００３６】
本発明に係るコンピュータプログラムは、分類毎に、前記第１画像から算出した粒子径を算出し、分類毎の粒子径を出力することを特徴とする。【００３７】
本発明にあっては、第２画像により粒子を分類し、分類毎に粒子径を算出するので、異なる特性を持つ粒子が混在していても、粒子径分布をより正しく算出可能となる。【００３８】
本発明に係るコンピュータプログラムは、前記第２画像における信号量が所定値以上の前記粒子のみを、粒子径の算出対象とすることを特徴とする。【００３９】
本発明にあっては、光の反射率が高い粒子の測定を行う場合、信号量が所定値以上の粒子のみを粒子径の算出対象とすることで、撮像部に正対しているものを対象とするので、粒子径の精度を向上することが可能となる。【００４０】
本発明に係る粒子観察方法は、分散媒中で粒子が分散している試料に、波長が第１波長である第１の光及び波長が第２波長である光を含む第２の光を、それぞれの光の放射面が前記試料を間にして対向するような位置より照射し、前記第１の光及び前記第２の光に照らされた前記粒子を撮像し、前記第１の光に照らされた前記粒子の陰影が写し出されている陰影画像と、前記第２の光に照らされた前記粒子の表面が映し出されている表面画像とを取得し、前記陰影画像から算出した粒子径、及び前記表面画像を出力することを特徴とする。【００４１】
本発明にあっては、粒子を撮像した画像より測定した粒子径と粒子の画像が、参照可能となる。【００４２】
本発明に係る複式粒子測定装置は、前記試料を収容する第１収容セル中の前記粒子群に光を照射する第１光源、照射した光の照射によって発生する回折又は／及び散乱光の強度を検出する光検出器、及び、前記光検出器から出力される光強度信号に基づいて前記粒子群の粒子径分布を算出する演算装置へ光強度信号を出力する光強度信号出力部、前記照射部が、前記試料を収容する第２収容セル中の前記粒子群に前記第１の光と前記第２の光とを照射するようしてある請求項１に記載の粒子撮像装置、並びに、前記第１収容セル及び前記第２収容セルを保持する保持体、及び、前記第１収容セル及び前記第２収容セル間を接続し前記試料液を受け渡しする連結管を備え、前記第１収容セルと前記第２収容セルとは、底面の高さ位置が異なるように配置してあることを特徴とする。【００４３】
本発明にあっては、前記第１収容セルと前記第２収容セルとは、底面の高さ位置に異なるように配置してあるので、第１収容セルと第２収容セル間で、試料が滞留することを抑制可能である。【００４４】
本発明に係る複式粒子測定装置は、前記第２収容セルの底面は、前記第１収容セルの底面よりも高い位置に配置してあることを特徴とする。【００４５】
本発明にあっては、前記第２収容セルの底面は、前記第１収容セルの底面よりも高い位置に配置してあるので、第１収容セルと前記第２収容セル間で、試料が滞留することを抑制可能である。【００４６】
本発明に係る複式粒子測定装置は、前記試料を循環供給する循環機構を備え、前記第１収容セルは前記循環機構から前記試料を受け入れる第１受入口と、前記試料を送り出す第１送出口とを備え、前記第２収容セルは前記第１収容セルから送り出された前記試料を受け入れる第２受入口と、前記試料を前記循環機構へ送出する第２送出口とを備え、前記第１受入口、前記第１送出口、前記第２受入口、前記第２送出口の順に夫々の口の高さ位置が高くなっていることを特徴とする。【００４７】
本発明にあっては、試料が流路の途中で滞留することを抑制することが可能である。【００４８】
本発明に係る複式粒子測定装置は、前記保持体を収容する筐体を備え、該筐体は前記保持体を着脱可能に収容することを特徴とする。【００４９】
本発明にあっては、保持体が着脱可能であるので、第１収容セル及び第２収容セルの着脱交換といった作業が容易に実行可能となる。
【発明の効果】
【００５０】
本発明にあっては、粒子径の測定を行うための画像と、粒子を分類するための画像とを一度の撮像で取得することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】粒子撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図２Ａ】陰影画像の例を示す説明図である。
【図２Ｂ】表面画像の例を示す説明図である。
【図３】粒子撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】粒子撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】粒子撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】粒子撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】粒子径測定装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】制御部の機能構成例を示すブロック図である。
【図９】粒子径測定装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】粒子径分布の表示例を示すグラフである。
【図１１】複式粒子径測定装置の概略構成を示す説明図である。
【図１２】チェンジャーユニットの概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
以下、図面を参照して実施の形態を説明する。まず、すべての実施の形態に共通する基本的な概念について説明する。以下の実施の形態では、分散媒中で粒子が分散している試料に、波長が第１波長である第１の光、並びに波長が第２波長である第２の光を、それぞれの光の放射面が試料を挟んで対向するような位置より照射する。第１波長の光及び第２の光に照らされた粒子をシャッター付きのカラーカメラで撮像する。シャッターは機械制御式シャッター、又は電子制御式シャッターである。機械制御式シャッターは物理的に光を遮る遮光機構を開閉させてシャッターを切るものである。電子制御式シャッターは、露光時間を（電気的に）調節するものである。第１の光に照らされた粒子の陰影が写し出されている陰影画像と、第２の光に照らされた粒子の表面が映し出されている表面画像とを取得する。取得した陰影画像から粒子径を算出する。取得した表面画像は、粒子の形状推定、粒子が蛍光性を有するか否かの判定、撮像されたときにおける粒子の向きの推定等に用いる。なお、第２の光は、波長が第２波長である光、及び波長が第３波長である光が含まれる混合光でもよい。
【００５３】
第１の光及び第２の光は、同期して試料に間欠的に照射される。カメラの露光時間はシャッターにより、第１の光及び第２の光と同期するように制御する。光の照射時間とカメラの露光時間とは厳密に同期する必要はない。動作速度が遅いシャッターの場合、カメラの露光時間中の一部の時間のみ光が照射されていても良い。動作速度が高速のシャッターの場合、シャッターによるカメラの露光を開始する前に照射を開始し、露光終了後に照射を終了してもよい。すなわち、シャッターが機械制御式シャッターの場合、光の照射開始と同時又は開始直前に遮光機構を開き、光の照射終了と同時又は終了直後に遮光機構を閉じる。シャッターが電子制御式シャッターの場合、光の照射開始と同時又は開始直前に露光を開始させ、光の照射終了と同時又は終了直後に露光を終了させる。短い時間だけ、光を照射又はカメラを露光させることにより、分散媒中を移動している粒子が静止しているかのような画像を、撮像可能となる。第１波長は緑色波長域に含まれる。第２波長は赤色波長域に含まれる。第３波長は青色波長域に含まれる。混合光は赤色光と青色光と混合した光である。撮像はカラー画像を取得可能なカラーカメラで行う。カラーカメラからＲＡＷ画像を取得する。ＲＡＷ画像から、緑色の光を受光した画素のみを取り出したＧ画像を取得する。第１の光は緑色であり、カラーカメラから見て粒子の後方から透過してきた光である。したがって、Ｇ画像は粒子の陰影が写し出されている陰影画像である。当該陰影画像より粒子径を算出する。また、ＲＡＷ画像から、赤色の副画素のみを取り出したＲ画像、青色の副画素のみを取り出したＢ画像、又は赤色の副画素及び青色の副画素を取り出したＲＢ画像を取得する。第２の光は赤色、青色、又は赤色及び青色が混色したマゼンタ色である。第２の光は赤色、青色、又はマゼンタ色であり、カラーカメラから見て粒子の表面を反射してきた光である。したがって、Ｒ画像、Ｂ画像又はＲＢ画像は、粒子の表面が映し出されている表面画像である。カラーカメラから得られるＲＡＷ画像から、陰影画像と表面画像とを分離可能な色の組み合わせは、カラーカメラに搭載されたカラーフィルタの特性で決めればよい。第１の光及び第２の光をどのような色にするかは、カラーカメラのカラーフィルタの特性、ＲＡＷ画像の構成より、適宜決定する。
【００５４】
第１の光を緑色の光とするのは、次の理由による。カラーカメラの撮像素子は複数の光電素子を含み、当該光電素子は２次元に配列される。配列された複数の光電素子の前には、カラーフィルタが配置されている。カラーフィルタに入射した光は、赤色、緑色、青色に分離される。分離された各色の光を、光電素子は受光する。撮像素子用のカラーフィルタで一般的に使われているのは、ベイヤーフィルタである。ベイヤーフィルタでは、通常緑色の光を記録する光電素子が、赤色、青色よりも多くなるように構成されている。そのため、粒子径の測定精度を高めるためには、陰影画像を撮像するための光は緑色が適している。ＲＡＷ画像から、Ｇ画像のみを取得すると、画素値が欠落している画素（欠落画素）があるので、画素値を周囲の画素により補間する。例えば、欠落画素を囲んでいる４画素の画素値の平均値を、欠落画素の画素値とする。補間方法はこれに限らず公知の技術で実現可能である。Ｒ画像、Ｂ画像及びＲＢ画像についても、同様に補間を行う。粒子径の測定精度よりも、粒子の表面観察を優先する場合は、表面画像を撮像するための光を緑色とし、陰影画像を撮像するための光を緑色以外としてもよい。上述では、ＲＡＷ画像からＧ画像を取得後に欠落画素を補間するとしたが、手順を逆にしてもよい。すなわち、ＲＡＷ画像に対してベイヤー補間を行い、欠落画素を補間したカラー画像を作成する。作成したカラー画像を、Ｇ画像、Ｒ画像及びＢ画像に分離してもよい。
【００５５】
第１の光及び第２の光は、同期して試料に間欠的に照射されるので、ＲＡＷ画像から取得したＧ画像に写し出されている粒子と、Ｒ画像、Ｂ画像又はＲＢ画像に映し出されている粒子との対応付けが可能となる。なお、第２の光を赤色光とした場合、青色光を第３の光として、第２の光とは異なる方向から、粒子に照射してもよい。第３の光についても、粒子による反射光が観察できるように、試料、カラーカメラ、光源の位置関係を定める。
【００５６】
（実施の形態１）
図１は粒子撮像装置の構成例を示すブロック図である。粒子撮像装置１は収容部１１、光照射部１２、撮像部１３及び出力部１４を含む。
【００５７】
収容部１１は収容セル（第２収容セル）１１１及び撹拌機１１２を含む。収容セル１１１は例えば、直方体状をなす容器である。収容セル１１１の側面は光透過性の材質、例えばガラス、アクリルで構成されている。収容セル１１１には試料が収容される。試料は粒子群を水やアルコールなどの分散媒に分散させてなる。粒子群は大きさ、形状、表面状態が異なる複数種類の粒子を含んでいる。撹拌機１１２は収容セル１１１に接続され、収容セル１１１に収容された試料を撹拌する。なお、分散媒は液体に限らず、気体であってもよい。分散媒を気体とした場合、試料を収容セル１１１の上方から、落下させながら撮像を行う。
【００５８】
光照射部１２は光源制御部１２１、第１光源１２２及び第２光源１２３を含む。光源制御部１２１は第１光源１２２及び第２光源１２３の発光を制御する。光源制御部１２１は所定の周波数で、第１光源１２２及び第２光源１２３を点滅させる。光源制御部１２１は第１光源１２２及び第２光源１２３を点滅が同期するように制御する。第１光源１２２はＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）を含む。第１光源１２２は第１の光を発する。第１の光は緑色である。第１の光の波長、第１波長は例えば４８０〜５８０ｎｍである。第１波長の光成分が際立って強ければよく、他の波長の光成分が含まれてもよい。図１の１点破線は第１の光を示している。第２光源１２３はＬＥＤを含む。第２光源１２３は第２の光及び第３の光を混合した混合光を発する。第２の光は赤色である。第２の光の波長、第２波長は例えば５８０〜７００ｎｍである。第３の光は青色である。第３の光の波長、第３波長は例えば４００〜４８０ｎｍである。混合光はマゼンタ色である。
【００５９】
撮像部１３はカメラ１３１及びレンズ１３２を含む。カメラ１３１はカラーの画像が取得可能なカラーカメラである。カメラ１３１は赤、緑、青の３つの原色を混ぜて幅広い色を再現するＲＧＢ画像だけでなく、ＲＡＷ画像を出力可能である。レンズ１３２は筒状の筐体に光学レンズを配したものである。レンズ１３２はカメラ１３１に取り付けることにより、同軸照明による撮像を可能とするレンズである。同軸照明とは、撮像光軸と同軸上、撮像光軸方向と平行に照明光を照射する照明を言う。レンズ１３２はハーフミラー１３２１を内蔵している。レンズ１３２は、第２光源１２３が発した第２の光をハーフミラー１３２１で反射させ、第２の光が試料に向けて照射される。図１の点線は第２の光を示している。レンズ１３２は撮像部１３の構成の一部であると共に、光照射部１２の構成の一部でもある。
【００６０】
第１光源１２２と撮像部１３とは収容セル１１１を間にして、互いに対向するように設けてある。収容部１１に収容された試料に含まれる粒子は、第１光源１２２が発した第１の光と、第２光源１２３が発した混合光が照射される。カメラ１３１は収容部１１内の粒子を撮像する。カメラ１３１が撮像して得たＲＡＷ画像を出力部１４に出力する。図１において、収容セル１１１を上下に貫く破線は、カメラがフォーカスを合わせるフォーカス面を示す。
【００６１】
第１光源１２２と撮像部１３とは収容セル１１１を間にして、互いに対向する。第１の光は撮像部１３から見て、試料の背面から照射された光である。第１の光は緑色であるから、ＲＡＷ画像から抽出したＧ画像は陰影画像である。陰影画像は粒子の陰影が写し出されている画像である。第２光源１２３が発する光は第２の光と第３の光とを混合した混合光である。第２の光は赤色、第３の光は青色である。混合光は同軸照明である。したがって、撮像部１３が混合光により形成する像は、粒子の表面等で反射された混合光によるものである。よって、ＲＡＷ画像から抽出したＲＢ画像は表面画像である。表面画像は粒子の表面が写し出されている画像である。
【００６２】
出力部１４はカメラ１３１が出力したＲＡＷ画像を取得する。出力部１４は取得したＲＡＷ画像から陰影画像及び表面画像を抽出する。出力部１４は抽出した陰影画像及び表面画像を出力する。
【００６３】
実施の形態１では、光照射部１２の構成が簡単である。第１光源の光軸と第２光源の光軸とを合わせるだけであるので、光軸調整が比較的容易である。
【００６４】
次に、出力部１４が出力する画像について説明する。図２Ａは陰影画像の例を示す説明図である。図２Ｂは表面画像の例を示す説明図である。図２Ａにおいて、粒子像２Ａ１は１つの粒子のように見える。しかし、図２Ｂにおいて、粒子像２Ａ１に対応する粒子像２Ｂ１を確認すると、２つの粒子が重なって写っていることが分かる。また、図２Ａにおいて、粒子像２Ａ２は粒子の表面状態を確認できない。しかし、図２Ｂにおいて、粒子像２Ａ２に対応する粒子像２Ｂ２を確認すると、表面に凹凸や凝集している粒子であることが分かる。 
【００６５】
（実施の形態２）
図３は粒子撮像装置の構成例を示すブロック図である。実施の形態１と同様に、粒子撮像装置１は収容部１１、光照射部１２、撮像部１３及び出力部１４を含む。本実施の形態において、光照射部１２を除く収容部１１及び出力部１４は実施の形態１と同様であるから、説明を省略する。撮像部１３はレンズ１３２が、同軸照明による撮像を可能とするレンズである必要はない点を除き、実施の形態１と同様である。図３において、点線、１点鎖線、破線が示す内容は、図１と同様である。
【００６６】
光照射部１２は光源制御部１２１、第１光源１２２、白色光源１２４、コンデンサレンズ１２５、フィルタ１２６、及びハーフミラー１２７を含む。光源制御部１２１は第１光源１２２及び白色光源１２４の発光を制御する。光源制御部１２１は所定の周波数で、第１光源１２２及び白色光源１２４を点滅させる。光源制御部１２１は第１光源１２２及び白色光源１２４を点滅が同期するように制御する。第１光源１２２は実施の形態１と同様、緑色の光を発する光源である。白色光源１２４は白色ＬＥＤを含む。第１光源１２２と白色光源１２４は収容セル１１１を挟んで対向するように配置する。コンデンサレンズ１２５は白色光源１２４からの光をフィルタ１２６に導く。コンデンサレンズ１２５は紙面左右方向に位置の調整が可能である。フィルタ１２６はダイクロイックフィルタである。フィルタ１２６は入射光のうち緑色波長域の光を遮蔽し、その他の波長域の光を透過する。その結果、フィルタ１２６は第２の光と第３の光とが混合された混合光を出射する。ハーフミラー１２７は、フィルタ１２６が出射した混合光を透過させ、収容部１１に混合光を照射する。また、ハーフミラー１２７は第１光源が発し、収容部１１を透過した光を反射する。更に、透過させた混合光のうち、試料で反射された光を反射する。ハーフミラー１２７で反射した光は、撮像部１３に入射する。
【００６７】
実施の形態２では、コンデンサレンズ１２５の位置調整を行うことにより、照明ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ：開口数）を調整可能である。調整可能であるので、試料の粒子径サイズや試料の表面状態に合わせた適切な位置に、コンデンサレンズを配置可能である。
【００６８】
（実施の形態３）
図４は粒子撮像装置の構成例を示すブロック図である。実施の形態２と同様に、粒子撮像装置１は収容部１１、光照射部１２、撮像部１３及び出力部１４を含む。本実施の形態において、光照射部１２を除く収容部１１、撮像部１３及び出力部１４は実施の形態２と同様であるから、説明を省略する。図４において、点線、１点鎖線、収容セル１１１を貫く破線が示す内容は、図１と同様である。白色光源１２４からの点線は白色光の光束を示す。レンズ１３２に属する点線は、白色光がレンズ１３２に入射することを示す。
【００６９】
光照射部１２は光源制御部１２１、白色光源１２４、コンデンサレンズ１２５、ハーフミラー１２７、ダイクロイックミラー１２８、及び複数の反射ミラー１２９を含む。白色光源１２４とハーフミラー１２７は収容セル１１１を間にして、対向するように配置する。光源制御部１２１は白色光源１２４の発光を制御する。光源制御部１２１は所定の周波数で、白色光源１２４を点滅させる。コンデンサレンズ１２５は白色光源１２４からの光をダイクロイックミラー１２８に導く。ダイクロイックミラー１２８は緑色波長域の光、すなわち第１の光を透過させ、その他の波長域の光を反射する。反射された光は第２の光と第３の光とが混合された混合光である。混合光はマゼンタ色である。複数の反射ミラー１２９は、ダイクロイックミラー１２８が反射した混合光をハーフミラー１２７に導く。ハーフミラー１２７は混合光を透過させ、混合光を収容部１１に照射する。ハーフミラー１２７はダイクロイックミラー１２８が透過させ、収容部１１を透過した第１の光を反射する。ハーフミラー１２７は透過させた混合光のうち、収容セル１１１で反射され戻ってきた混合光を反射する。ハーフミラー１２７が反射した第１の光及び混合光は、撮像部１３に入射する。
【００７０】
本実施の形態においては、光源が１つであるので、複数の光源を同期して点滅させることが不要である。ハーフミラー、反射ミラーなどの光学部品と比較して高価な光源が１つで済むので、構築に要するコストを抑えることが可能となる。
【００７１】
（実施の形態４）
図５は粒子撮像装置の構成例を示すブロック図である。実施の形態１と同様に、粒子撮像装置１は収容部１１、光照射部１２、撮像部１３及び出力部１４を含む。本実施の形態において、収容部１１は実施の形態１と同様であるから、説明を省略する。図５において、点線、１点鎖線、収容セル１１１を貫く破線が示す内容は、図１と同様である。
【００７２】
光照射部１２は光源制御部１２１、第１光源１２２及び第２光源１２０を含む。光源制御部１２１は第１光源１２２及び第２光源１２０の発光を制御する。光源制御部１２１は所定の周波数で、第１光源１２２及び第２光源１２０を点滅させる。光源制御部１２１は第１光源１２２及び第２光源１２０を点滅が同期するように制御する。第１光源１２２はＬＥＤを含む。第１光源１２２は第１の光を発する。第２光源１２０はＬＥＤを含む。第２光源１２０は第２の光及び第３の光を混合した混合光を発する。
【００７３】
撮像部１３は第１カメラ１３１、第１レンズ１３２、第２カメラ１３３及び第２レンズ１３４を含む。第１カメラ１３１及び第２カメラ１３３はカラーの動画像が撮像可能で、ＲＡＷ画像を出力可能なカラーカメラである。第１レンズ１３２及び第２レンズ１３４はそれぞれ第１カメラ１３１及び第２カメラ１３３に取り付けることにより、同軸照明による撮像を可能とするハーフミラー１３２１、１３４１内蔵レンズである。第１レンズ１３２には第１光源１２２が取り付けられる。第２レンズ１３４には第２光源１２０が取り付けられる。第１レンズ１３２及び第２レンズ１３４は撮像部１３の構成の一部であると共に、光照射部１２の構成の一部でもある。
【００７４】
第１カメラ１３１及び第１レンズ１３２と、第２カメラ１３３及び第２レンズ１３４とは、収容セル１１１を間にして、対向するように配置する。第１カメラ１３１は、第１レンズ１３２から放射した第１の光のうち、試料で反射され戻ってきた光による画像を撮像する。また、第１カメラ１３１は、第２レンズ１３４から放射した混合光のうち、収容セル１１１を透過した光による画像を撮像する。第２カメラ１３３は、第２レンズ１３４から放射した混合光のうち、収容セル１１１で反射され戻ってきた光による画像を撮像する。また、第２カメラ１３３は、第１レンズ１３２から放射した第１の光のうち、収容セル１１１を透過した光による画像を撮像する。
【００７５】
出力部（画像データ出力部）１４は第１カメラ１３１及び第２カメラ１３３が出力したＲＡＷ画像を取得する。出力部１４は取得したＲＡＷ画像から陰影画像及び表面画像を抽出する。第１カメラ１３１が撮像して得たＲＡＷ画像から抽出したＧ画像は表面画像である。第１カメラ１３１が撮像して得たＲＡＷ画像から抽出したＲＢ画像は陰影画像である。第２カメラ１３３が撮像して得たＲＡＷ画像から抽出したＧ画像は陰影画像である。第２カメラ１３３が撮像して得たＲＡＷ画像から抽出したＲＢ画像は表面画像である。出力部１４は抽出した陰影画像及び表面画像を出力する。
【００７６】
本実施の形態においては、カメラを２台備えるため、異なる２つの倍率（画角）での観察が可能である。光照射部１２の構成が簡単で、光軸調整が比較的容易である。他の実施の形態同様、緑色光の陰影画像を粒子径の算出に用い、マゼンタ光の表面画像を表面観察に用いる。それに加え、マゼンタ光の陰影画像、緑色光の表面画像を補助的なデータとして活用可能となる。また、２台のカメラそれぞれから異なる倍率で撮像した２枚の陰影画像を得ることが可能となるので、カメラが１台の場合と比較して、粒子径の測定レンジが広がる。
【００７７】
（実施の形態５）
図６は粒子撮像装置の構成例を示すブロック図である。粒子撮像装置１は収容部１１、光照射部１２、撮像部１３及び出力部１４を含む。本実施の形態において、収容部１１は実施の形態１と同様であるから、説明を省略する。
【００７８】
光照射部１２は光源制御部１２１、緑色光源１２ａ、赤色光源１２ｂ、及び青色光源１２ｃを含む。光源制御部１２１は緑色光源１２ａ、赤色光源１２ｂ、及び青色光源１２ｃの発光を制御する。光源制御部１２１は所定の周波数で、緑色光源１２ａ、赤色光源１２ｂ、及び青色光源１２ｃを点滅させる。光源制御部１２１は緑色光源１２ａ、赤色光源１２ｂ、及び青色光源１２ｃを点滅が同期するように制御する。光源制御部１２１はカメラ１３１等より取得した動作クロックに基づき、各光源の点滅を制御する。それにより、上述したようなシャッターの開閉と光源の点滅とを略同期することが可能となる。緑色光源１２ａ、赤色光源１２ｂ、及び青色光源１２ｃそれぞれはＬＥＤを含む。緑色光源１２ａは第１の光を発する。赤色光源１２ｂは第２の光を発する。青色光源１２ｃは第３の光を発する。青色光源１２ｃは周囲照明である。青色光源１２ｃは、収容セル１１１から見て、赤色光源１２ｂと同じ側に配される。青色光源１２ｃは、収容セル１１１について、赤色光源１２ｂと同じ側の面に第３の光を照射する。図６では青色光源１２ｃを２つ配しているが、青色光源１２ｃは１つでもよいし、３つ以上でもよい。
【００７９】
撮像部１３の構成は実施の形態１と略同様であるので、簡単に説明する。撮像部１３はカメラ１３１及びレンズ１３２を含む。カメラ１３１はカラーの動画像が撮像可能でＲＡＷ画像を出力可能なカラーカメラである。レンズ１３２はハーフミラーを内蔵する同軸照明による撮像を可能とするレンズである。レンズ１３２は赤色光源１２ｂが発した光を放射する。
【００８０】
緑色光源１２ａと撮像部１３とは収容セル１１１を挟んで、互いに対向するように設けてある。収容セル１１１に収容された試料に含まれる粒子は、緑色光源１２ａが発した緑色光、赤色光源１２ｂが発した赤色光、及び青色光源１２ｃが発した青色光が照射される。カメラ１３１は収容セル１１１を撮像する。カメラ１３１が撮像して得たＲＡＷ画像を出力部１４に出力する。
【００８１】
出力部１４はＲＡＷ画像からＲ画像、Ｇ画像、Ｂ画像を抽出する。抽出したＧ画像は陰影画像である。Ｒ画像及びＢ画像は表面画像である。Ｒ画像を第１表面画像、Ｂ画像を第２表面画像と呼ぶ。出力部１４は抽出した陰影画像及び表面画像を出力する。なお、赤色光は同軸照明であるから、第１表面画像は平面形状の観察に適している。青色光は周囲照明であるから、第２表面画像は球状粒子の観察に適している。
【００８２】
更に、同軸照明から得る第１表面画像で十分であれば、青色光源１２ｃはなくともよい。
【００８３】
本実施の形態は、各色に光源を設けたので、必要な光量の確保が容易である。波長選択性が高い、すなわち、波長フィルタの選択自由度が高い。そのため、Ｒ画像、Ｇ画像、Ｂ画像の色の分離精度を高めることが可能である。
【００８４】
上述の実施の形態１、２、４及び５において、光源制御部１２１は複数の光源を同期して点滅させるとしたが、厳密に同期していなくてもよい。複数の光源が発光している時間の重なりがあればよい。すなわち、消灯から点灯に切り替わるタイミングが複数の光源間で食い違ってもよい。また、点灯から消灯に切り替わるタイミングが複数の光源間で食い違ってもよい。光源の点滅の周期は、収容セル１１１内の粒子の速さに応じて決定すればよい。光源が点灯している時間内に、粒子が動く距離が撮像した画像上で数ピクセル以内であればよい。
【００８５】
（活用例１）
試料中に蛍光粒子とそうでない粒子が含まれている場合、表面画像の信号量を見ることにより、蛍光粒子であるか否かの判定が可能である。信号量により、蛍光粒子とそうではない粒子を分類できる。
【００８６】
（活用例２）
試料中に表面状態が異なる複数種類の粒子が含まれている場合は、表面画像から認識した表面状態により、粒子が分類できる。表面状態とは、凹凸がなく滑らかな面であるとか、細かい凹凸があり、ざらざらである等である。
【００８７】
（活用例３）
光の反射率が高く、板状のように向きにより、算出される粒子径が大きく異なる場合、表面画像で計測された信号量により、正対した姿勢で撮像されたものとそうでないものとを分類可能である。
【００８８】
そして、以上のような分類をした上で、分類毎に粒子の粒子径を算出すれば、粒子径分布をより正しく算出することが可能となる。
【００８９】
（粒子径測定装置）
次に粒子径測定装置について説明する。図７は粒子径測定装置の構成例を示すブロック図である。粒子径測定装置２０は上述の粒子撮像装置１と制御装置２を含む。制御装置２は粒子撮像装置１の出力した画像を用いて、試料中の粒子の粒子径を算出する。制御装置２は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータを用いて構成されている。制御装置２は粒子撮像装置１に組み込まれていてもよい。制御装置２は、演算を行う制御部２１と、演算に伴って発生する一時的なデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２２と、ハードディスク等の不揮発性の記憶部２３とを備えている。また制御装置２は、インタフェース部２４、使用者の操作を受け付けるキーボード又はマウス等の操作部２５と、液晶ディスプレイ等の表示部２６と、光ディスク等の記録媒体２ａから情報を読み取るドライブ部２７とを備えている。
【００９０】
制御部２１はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を含む。制御部２１はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を含んでもよい。制御部２１は、記録媒体２ａに記録されたコンピュータプログラム２３１をドライブ部２７に読み取らせ、読み取ったコンピュータプログラム２３１を記憶部２３に記憶させる。コンピュータプログラム２３１は必要に応じて記憶部２３からＲＡＭ２２へロードされ、制御部２１は、ロードされたコンピュータプログラム２３１に従って、粒子径測定装置２０に必要な処理を実行する。制御部２１は、コンピュータプログラムを実行することにより各種の機能部を実現する。なお、コンピュータプログラム２３１は、制御装置２の外部からダウンロードされてもよい。
【００９１】
図８は制御部の機能構成例を示すブロック図である。制御部２１は表面画像取得部２１ａ、陰影画像取得部２１ｂ、対応付け部２１ｃ、分類部２１ｄ、粒子径算出部２１ｅ、及び分布算出部２１ｆを含む。表面画像取得部２１ａは粒子撮像装置１から表面画像を取得する。陰影画像取得部２１ｂは粒子撮像装置１から陰影画像を取得する。対応付け部２１ｃは表面画像及び陰影画像における同一粒子の対応付けを行う。分類部２１ｄは表面画像により粒子の分類を行う。例えば、撮像された各粒子が、球状なのか、板状なのか、凸凹状なのか、蛍光を発するものであるかを分類する。粒子径算出部２１ｅは陰影画像を用いて粒子径を算出する。粒子径の算出対象は撮像されたすべての粒子でもよいし、分類部２１ｄにより得た分類に基づいて、特定の分類に属する粒子のみとしてもよい。すべての粒子を算出対象とし、分類を付与して出力してもよい。分布算出部２１ｆは粒子径算出部２１ｅから得た各粒子の粒子径から、粒子径の分布を算出する。分布算出部２１ｆは分類を用いず、撮像されたすべての粒子についての粒子径分布を算出する。分布算出部２１ｆは分類を用いて、特定の分類に属する粒子の粒子径分布を算出してもよい。分布算出部２１ｆは分類を用いて、複数の分類について、各分類に属する粒子の粒子径分布を算出してもよい。また、分布算出部２１ｆは、すべての粒子の分布と各分類の粒子の分布とを合わせて算出してもよい。分布算出部２１ｆの算出結果は表示部２６に表示する。
【００９２】
インタフェース部２４には、粒子撮像装置１の撹拌機１１２、光源制御部１２１及び出力部１４が接続されている。
【００９３】
制御装置２は、インタフェース部２４に接続された撹拌機１１２、光源制御部１２１、カメラ１３１、又は第１カメラ１３１及び第２カメラ１３３を制御する。制御装置２はインタフェース部２４を介して、出力部１４から出力された陰影画像及び表面画像を取得し、記憶部２３に記憶する。
【００９４】
記憶部２３は、粒子径を測定する粒子の特性データ２３２を記憶している。特性データ２３２は例えば、蛍光粒子か否かを判定するための画像における信号量の閾値、粒子が正対しているか否かを判定するための画像における信号量の閾値、粒子の表面形状のパターン画像などである。特性データ２３２は、予め記憶部２３に記憶されていてもよい。また、使用者が操作部２５を操作することによって閾値が入力され、入力された閾値を記録した特性データ２３２を記憶部２３が記憶してもよい。パターン画像については、使用者がドライブ部２７を用いて、記録媒体２ａから読み取らせ、記憶部２３に記憶させてもよい。
【００９５】
図９は粒子径測定装置が実行する処理の手順を示すフローチャートである。制御部２１は、コンピュータプログラム２３１を記憶部２３からＲＡＭ２２へロードし、ロードしたコンピュータプログラム２３１に従って以下の処理を実行する。粒子径測定装置２０は使用者が操作部２５を操作することによって測定開始の指示を受け付け、測定を開始する（ステップＳ１）。制御部２１は粒子撮像装置１から陰影画像及び表面画像を取得する（ステップＳ２）。制御部２１は陰影画像及び表面画像に写し出されている同一粒子の像の対応付けを行う（ステップＳ３）。陰影画像及び表面画像は同一の画像から抽出した画像であるから、同じ位置にある画素は同一の被写体を撮像している。対応付けは同じ位置にある画素を対応付ければよい。制御部２１は表面画像及び特性データ２３２を用いて、粒子の分類を行うと共に、粒子径算出の対象としない粒子画像を処理対象から削除する（ステップＳ４）。例えば、表面画像の信号量が閾値以下の画素の座標値を記憶しておき、陰影画像時、記憶した座標値における画素が処理対象としないときは処理をせず、次の画素の処理に進む。処理対象としない粒子画像とは、正対していない粒子の画像や複数の粒子が重なってしまっている画像などである。粒子の分類はディープラーニングなどの機械学習を用いて行ってもよい。制御部２１は陰影画像を用いて粒子径を算出する（ステップＳ５）。陰影画像の輪郭を抽出し、抽出した輪郭より粒子径を画像上での画素数で求める。そして、既知の手法で、画素数で求めた粒子径を寸法値に変換する。陰影画像から制御部２１は算出した粒子径と陰影画像及び表面画像とを対応付けて、分類毎に記憶部２３に記憶する（ステップＳ６）。制御部２１は測定を終了するか否かを判定する（ステップＳ７）。すなわち、制御部２１は使用者が操作部２５を操作して測定終了を指示したか否かを判定する。制御部２１は測定を終了しないと判定した場合（ステップＳ７でＮＯ）、処理をステップＳ２に戻し、測定を継続する。制御部２１は測定を終了すると判定した場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、測定を終了する（ステップＳ８）。制御部２１は記憶部２３に記憶した測定結果を表示部２６に出力する（ステップＳ９）。なお、ステップＳ４で粒子径算出の対象としない粒子画像を処理対象から削除するとしたが、それに限らない。すべての粒子の粒子径分布を求め、求めた結果に分類を付与して出力してもよい。更に、全粒子の粒子径の分布から、ある分類、例えば凸凹粒子の粒子分布を引いたものを求めてもよい。同様に、表示部２６に表示する結果についても、複数の形態が可能である。例えば、凸凹粒子の粒子径分布のみの表示、全粒子の分布から凸凹粒子の粒子径分布を除いた分布を表示などである。また、全粒子の粒子径分布と凸凹粒子の粒子径分布とを合わせて表示してもよい。グラフの色や線種（破線・点線等）で凹凸粒子と球状粒子を区別できるように表示してもよい。
【００９６】
図１０は粒子径分布の表示例を示すグラフである。横軸は粒子径である。縦軸は頻度である。グラフＧ１は全粒子の粒子径分布を示す。グラフＧ２は凸凹粒子の粒子径分布を示す。グラフＧ３は球状粒子の粒子径分布を示す。このように、分類毎にグラフ表示を行うことで分類毎の粒子径の分布を的確に把握可能となる。
【００９７】
粒子径測定装置２０においては、粒子撮像装置１から得た陰影画像により、粒子径の算出が可能となる。また、表面画像を用いて、粒子の分類を行うと共に、粒子径算出の対象としない粒子画像を処理対象から削除するので、粒子径分布をより正しく算出することが可能となる。
【００９８】
（複式粒子径測定装置）
粒子径の測定を行う装置として、レーザ回折／散乱式の粒子径測定装置が提案されている。以下では、上述の粒子撮像装置１をレーザ回折／散乱式の粒子径測定装置に組み込むことにより実現する複式粒子径測定装置について、説明する。
【００９９】
図１１は複式粒子径測定装置の概略構成を示す説明図である。複式粒子径測定装置２００は本体２１０、開閉蓋２１１、２１２、チェンジャーユニット（保持体）２２０、分散バス２４０、供給管２４１、回収管２４２を含む。本体２１０は筐体に、レーザ光源、複数の光検出器、演算装置、及び電源等を収めたものである。レーザ光源は第１収容セル中の粒子群に光を照射する。複数の光検出器（光強度信号出力部）は離散配置され、光を第１収容セル中の粒子群に照射することによって発生する回折又は／及び散乱光の強度を検出する。演算装置は光検出器から出力される光強度信号に基づいて粒子群の粒子径分布を算出する。チェンジャーユニット２２０は試料を収容したセルを複数設置可能なテーブルである。開閉蓋２１１、２１２はチェンジャーユニット２２０の出し入れを容易にするために設けた開閉可能な蓋である。分散バス２４０は測定対象となる粒子を分散させた分散媒（試料）を撹拌する。供給管２４１は分散バス２４０で撹拌された試料をセルに供給する。回収管２４２はセルを循環した試料を分散バス２４０に回収する。分散バス２４０、供給管２４１、回収管２４２及び後述する連結管２４３は、循環機構を構成する部品である。
【０１００】
図１２はチェンジャーユニットの概略構成を示す説明図である。チェンジャーユニット２２０は平板状のベース２２１を備える。ベース２２１上に第１収容セル２２２、第２収容セル２２３を着脱可能に設置可能である。図１２に示すように第１収容セル２２２と第２収容セル２２３は高低差を設けて設置してある。第２収容セル２２３は第１収容セル２２２よりも高い位置としてある。第１収容セル２２２はレーザ回折／散乱式で粒子径測定を行うために、試料を収容するセルである。第１収容セル２２２の受入口（第１受入口）２２２１より供給管２４１を介して、試料が供給される。試料は第１収容セル２２２の送出口（第１送出口）２２２２から排出され、連結管２４３を介して、受入口（第２受入口）２２３１より第２収容セル２２３に供給される。第２収容セル２２３の送出口（第２送出口）２２３２から排出された試料は回収管２４２により分散バス２４０に回収される。第１収容セル２２２の受入口２２２１及び送出口２２２２、並びに、第２収容セル２２３の受入口２２３１及び送出口２２２３のそれぞれの位置は、当該記載順に高い位置となっている。チェンジャーユニット２２０には、カメラ２２４、レンズ２２５、ミラー２２６などが設置してある。その他、光源、光源制御部などが設置してある。これらにより、上述の粒子撮像装置１（撹拌機を除く）が構成されている。
【０１０１】
演算装置は、粒子撮像装置１が出力した表面画像から粒子を分類し、粒子撮像装置１が出力した陰影画像を用いて、粒子径を算出する。
【０１０２】
以上のように、複式粒子径測定装置２００は、同一の試料に対して、一度の測定作業により、レーザ回折／散乱式の粒子径測定と、画像式の粒子径測定とを行うことが可能となる。短時間で複数の分析が行える。また、レーザ回折／散乱式で測定した粒子径分布と画像式で測定した粒子径分布との演算を行い、双方の特性を生かした新たな分布を求めてもよい。
【０１０３】
各実施の形態で記載されている技術的特徴（構成要件）はお互いに組み合わせ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０４】
１        粒子撮像装置
１１      収容部
１２      光照射部
１３      撮像部
１４      出力部
２        制御装置
２１      制御部
２２      ＲＡＭ
２３      記憶部
２４      インタフェース部
２５      操作部
２６      表示部
２７      ドライブ部
２０      粒子径測定装置
２００    複式粒子径測定装置
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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