パーティクルカウンタ
【課題】小型化及び消費電力の低減化を図ることができるうえ、パーティクルを安定して精度良く計測すること。
【解決手段】試料気体Ｓの流動経路上に配設され、該試料気体を内部通過させる内部通路１１が形成されたフローセル１０と、内部通路の内面に形成された観察面１０ａを撮像する撮像部１２と、内部通路内を通過している試料気体に向けて光束Ｌを平行光状態で照射させると共に、該試料気体中に含まれるパーティクルＰの有無に基づいて観察面に該パーティクルの陰影を生じさせる照射部１３と、撮像部で撮像された撮像画像の経時的変化に基づいてパーティクルを計測する計測部１４と、を備えているパーティクルカウンタ１を提供する。
【解決手段】試料気体Ｓの流動経路上に配設され、該試料気体を内部通過させる内部通路１１が形成されたフローセル１０と、内部通路の内面に形成された観察面１０ａを撮像する撮像部１２と、内部通路内を通過している試料気体に向けて光束Ｌを平行光状態で照射させると共に、該試料気体中に含まれるパーティクルＰの有無に基づいて観察面に該パーティクルの陰影を生じさせる照射部１３と、撮像部で撮像された撮像画像の経時的変化に基づいてパーティクルを計測する計測部１４と、を備えているパーティクルカウンタ１を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーティクル（被検粒子）の粒径や個数等を計測するパーティクルカウンタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のパーティクルカウンタは、例えばクリーンルーム内の清浄度を測るためのカウンタとして使用されており、一般的には散乱光を利用してパーティクルの計測を行っているものが知られている。
即ち、パーティクルを含んだ試料流体を測定領域に送り込む供給部と、測定領域を通過中の試料流体に検出光を照射する照射部と、照射された検出光が試料流体中のパーティクルに当たることで発生する散乱光を集光すると共に、集光した散乱光の散乱光強度に基づいてパーティクルを計測する計測部と、を備えている。
【０００３】
また、計測精度を高めるために、波長の異なる複数の検出光を試料流体に同時に照射するもの（特許文献１参照）や、試料流体を通過させる流路と、検出光が通過する光路と、がポリマー系材料等からなる光導波路型に互いに交差するように形成されたもの（特許文献２参照）も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−２９３１４３号公報
【特許文献２】特開２００６−２７５８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来のパーティクルカウンタでは、微小な測定領域に試料流体を確実に導入させる必要がある。そのため、ポンプやファン等を利用して試料流体を絞り込みながら流路内に送り込み、該流路を通じて試料流体を測定領域に導く方法が一般的に採用されている。ところが、ポンプやファン等を構成に付加する必要があるので、大型化し易いうえ消費電力も高くなり易いものであった。
【０００６】
また、微小領域で発生した散乱光を高精度に集光するための光学系を具備する必要もあるので、構成がより複雑化、煩雑化し易く、この点においても大型化に繋がってしまうものであった。また、光学系の特性や取付精度等が散乱光の集光に影響を与え易いので、パーティクルを精度良く計測することが難しい場合もあった。
【０００７】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、小型化及び消費電力の低減化を図ることができるうえ、パーティクルを安定して精度良く計測することができるパーティクルカウンタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
（１）本発明に係るパーティクルカウンタは、試料気体の流動経路上に配設され、該試料気体を内部通過させる内部通路が形成されたフローセルと、前記内部通路の内面に形成された観察面を撮像する撮像部と、前記内部通路内を通過している前記試料気体に向けて光束を平行光状態で照射させると共に、該試料気体中に含まれるパーティクルの有無に基づいて前記観察面に該パーティクルの陰影を生じさせる照射部と、前記撮像部で撮像された撮像画像の経時的変化に基づいて、前記パーティクルを計測する計測部と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るパーティクルカウンタによれば、フローセルが試料気体の流動経路上に配設されているので、フローセルの内部通路内に試料気体を自然に効率良く導くことができ、該内部通路を通じてフローセル内を内部通過させることができる。そして照射部は、内部通路内を通過している試料気体に向けて光束を平行光状態で照射する。するとこの光束は、試料気体を横切るように通過した後、内部通路の観察面に到達して該観察面を照明する。そして、撮像部がこの照明された観察面の撮像を行う。
【００１０】
ここで、フローセル内を内部通過している試料気体中にパーティクルが含まれていない場合には、光束は途中でパーティクルに遮られることなく観察面に到達するので、該観察面にはパーティクルの陰影が生じることがない。一方、試料気体中にパーティクルが含まれている場合には、光束の一部が途中でパーティクルによって遮られてしまい観察面に到達しなくなってしまう。そのため、観察面にはパーティクルの数やサイズ等に応じた陰影が生じることとなる。
従って、撮像部によって撮像された観察面の撮像画像に、フローセルの内部通路内を通過している試料気体にパーティクルが含まれているか否かの情報を反映させることができるうえ、含まれている場合にはその数やサイズ等についての情報も反映させることができる。従って、計測部はこの撮像画像の経時的変化に基づいて、パーティクルの計測を正確に行うことができる。
【００１１】
特に、従来のように散乱光に基づいてパーティクルを計測する方式ではないので、ポンプやファン等を利用して試料気体を絞り込みながら測定領域に導く必要がない。即ち、観察面を撮像し、その撮像画像の経時的変化に基づいてパーティクルを計測する方式であるので、観察面を微小サイズにする必要がなく、フローセルの内部通路内に試料気体が自然に導入されるのであれば計測は十分可能である。従って、ポンプやファン等の構成が不要であり、小型化及び消費電力の低減化を図ることができる。
また、従来必要とされていた散乱光を集光する光学系も不要であるので、この点においても小型化を図り易い。しかも、光学系の特性や取付精度に何ら影響されずにパーティクルの計測を行えるので、長期的に安定して精度良くパーティクルの計測を行うことができる。
【００１２】
（２）上記本発明に係るパーティクルカウンタにおいて、前記照射部が、前記光束としてレーザ光を出射するレーザ光源と、反射角度が変更可能とされ、出射された前記レーザ光を前記試料気体に向けて反射させるＭＥＭＳミラーと、を備えていても良い。
【００１３】
この場合には、ＭＥＭＳミラーの反射角度の切替制御を行うことで、レーザ光源から出射されたレーザ光を正確且つ瞬時にフローセルの内部通路を通過している試料気体に向けて反射させることができる。そのため、正確な複数の撮像画像をより連続的に取得することができ、撮像画像の経時的変化が僅かであっても高精度に把握することができる。従って、パーティクルの計測精度を高めることができ、信頼性の高いパーティクルカウンタとすることができる。
また、レーザ光源の作動をＯＮ／ＯＦＦ制御する場合とは異なり、レーザ光の光路をＭＥＭＳミラーの反射によって切り替えるので、出力特性が安定した状態のレーザ光を試料気体に向けて照射させることができる。従って、この点においてもパーティクルの計測精度の向上化に繋げることができる。
【００１４】
（３）上記本発明に係るパーティクルカウンタにおいて、前記撮像部が、前記ＭＥＭＳミラーが前記レーザ光を前記試料気体に向けて反射させたタイミングに同期して前記撮像を行っても良い。
【００１５】
この場合には、パーティクルの陰影が明瞭に写し出された状態における観察面の撮像画像を取得できるので、パーティクルの計測精度をさらに高めることができる。
【００１６】
（４）上記本発明に係るパーティクルカウンタにおいて、前記計測部が、前記撮像画像の輝度分布変化に基づいて前記パーティクルを計測しても良い。
【００１７】
この場合には、計測部が撮像画像の輝度分布変化に基づいてパーティクルの計測を行うので、より正確に計測し易い。即ち、上記したように試料気体中にパーティクルが含まれている場合には、観察面にパーティクルの数やサイズ等に応じた陰影が生じるので、撮像画像にはこの陰影に対応した輝度分布が顕著に現れ易い。そのため、経時的に変化する輝度分布変化を利用することで、パーティクルを正確に計測し易い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るパーティクルカウンタによれば、小型化及び消費電力の低減化を図ることができるうえ、パーティクルを安定して精度良く計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る実施形態を示す図であって、パーティクルカウンタが設置されているクリーンルームの簡易断面図である。
【図２】図１に示すパーティクルカウンタの構成図である。
【図３】図２に示すパーティクルカウンタの変形例を示す図であって、ＭＥＭＳミラーを具備する照射部を備えたパーティクルカウンタの構成図である。
【図４】図３に示すＭＥＭＳミラーの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るパーティクルカウンタの実施形態について説明する。
なお、本実施形態では、クリーンルーム内に設置され、クリーンルーム内の空気清浄度を管理するシステムとして用いられている場合を例に挙げて説明する。
【００２１】
（パーティクルカウンタの構成）
本実施形態のパーティクルカウンタ１は、図１に示すように、クリーンルームＲ内の天井Ｒ１付近に設置されている。
上記クリーンルームＲは、室内の空気清浄度が一定レベルに確保された部屋であり、例えば半導体等の電子部品の製造工場、食品工場、医療関係の実験場等として幅広く使用されている。クリーンルームＲ内の室内圧力は、その用途に応じて室外圧力よりも大きい陽圧、或いは室外圧力よりも小さい陰圧に設定されており、例えば室外からの塵埃の流入や、室内での取り扱う物質が室外に流出すること等を防止している。
【００２２】
ところで、クリーンルームＲ内における天井Ｒ１には、図示しない高性能エアフィルタを有し、該フィルタを通じてクリーンルームＲ内に空気を送り込む送風部２が設けられている。この送風部２によってクリームルームＲ内には、天井Ｒ１から床面Ｒ２に向かって一定の方向に流れる気流が生じている。そして、クリーンルームＲ内のパーティクルＰ（図２参照）を含む試料空気（試料気体）Ｓは、この気流の流れに沿ってクリーンルームＲ内を流動した後、図示しない排気部により室外に排出されている。
なお、送風部２及び排気部は、図示しない制御部によってそれぞれ制御されており、該制御部によってクリーンルームＲ内の空気清浄度が一定レベルとなるように換気が行われている。
【００２３】
パーティクルカウンタ１は、図２に示すように、試料空気Ｓを内部通過させる内部通路１１が形成されたフローセル１０と、内部通路１１の内面に形成された観察面１０ａを撮像する撮像部１２と、内部通路１１内を通過している試料空気Ｓに向けて光束Ｌを照射させる照射部１３と、撮像部１２で撮像された撮像画像の経時的変化に基づいて試料空気Ｓに含まれるパーティクルＰを計測する計測部１４と、を備えている。
なお、パーティクルＰとは、例えば微粒子状の塵埃や、細菌やウイルス等の浮遊微生物等である。
【００２４】
フローセル１０は、例えば光学的に透明な材料によって上下が開口した筒状に形成されており、上部開口部側から試料空気Ｓが導入され、下部開口部側から試料空気Ｓが抜けでるようになっている。なお、図示の例では、四角筒状に形成されているが、それ以外の多角筒状であっても構わないし、円筒状や楕円状に形成されていても構わない。
【００２５】
そしてこのフローセル１０は、上記送風部２の下方に位置するように設置されている。これにより、送風部２によって作り出された気流に沿って流動する試料空気Ｓは、上部開口部からフローセル１０の内部通路１１内に自然と導入されて内部通路１１内を通過することが可能とされている。
なお、フローセル１０の設置位置は、送風部２の下方に限定されるものではなく、クリーンルームＲ内を流動する試料空気Ｓの流動経路上に設置されていれば構わない。
【００２６】
フローセル１０の内部通路１１を画成する内面の１つには、上記観察面１０ａが形成されている。この観察面１０ａは、上記光束Ｌによって照明されるスクリーン面であり、例えば遮光材料が被膜されることで形成されている。
【００２７】
撮像部１２は、例えばＣＣＤ等の固体撮像素子であり、フローセル１０に隣接して配置され、フローセル１０の外部から上記観察面１０ａの撮像を行っている。そして、撮像部１２は、撮像した画像を電気信号に変換し、撮像画像として計測部１４に送っている。そして、上記したように計測部１４がこの送られてきた撮像画像の経時的変化に基づいてパーティクルＰの計測を行っている。
照射部１３は、フローセル１０の外部から内部通路１１内を通過している試料空気Ｓに向けて光束Ｌを平行光状態で照射し、試料空気Ｓに含まれるパーティクルＰの有無に基づいて上記観察面１０ａにパーティクルＰの陰影を生じさせている。
【００２８】
（パーティクルカウンタによる計測）
次に、上述したパーティクルカウンタ１を利用して、クリーンルームＲ内のパーティクルＰを計測すると共に空気清浄度を一定レベルに維持する場合について説明する。
まず、図１に示すようにフローセル１０がクリーンルームＲ内の天井Ｒ１に設けられた送風部２の下方に配置されているので、図２に示すようにクリーンルームＲ内の試料空気Ｓは送風部２によって作り出された気流に乗って流動し、上部開口部からフローセル１０の内部通路１１内に自然と効率良く導入される。そして、この導入された試料空気Ｓは、フローセル１０の内部通路１１を通った後、下部開口部からフローセル１０の外部に抜け出る。そして、フローセル１０を通過した試料空気Ｓは、クリーンルームＲ内の床面Ｒ２付近に達した後、排気部によってクリーンルームＲ外に排出される。
【００２９】
ところで照射部１３は、フローセル１０の内部通路１１内を通過している試料空気Ｓに向けて、光束Ｌを平行光状態で周期的或いは連続的に照射している。するとこの光束Ｌは、試料空気Ｓを横切るように通過した後、内部通路１１の観察面１０ａに到達して該観察面１０ａを照明する。そして、撮像部１２は、この照明された観察面１０ａの撮像を行い、撮像画像を電気信号に変換して計測部１４を送っている。
【００３０】
ここで、フローセル１０内を内部通過している試料空気Ｓ中にパーティクルＰが含まれていない場合、照射された光束Ｌは途中でパーティクルＰに遮られることなく観察面１０ａに到達するので、該観察面１０ａにはパーティクルＰの陰影が生じることがない。一方、試料空気Ｓ中にパーティクルＰが含まれている場合には、光束Ｌの一部が途中でパーティクルＰによって遮られてしまい観察面１０ａに到達しなくなってしまう。そのため、観察面１０ａにはパーティクルＰの数やサイズ等に応じた陰影が生じることとなる。
【００３１】
なお、光束Ｌは平行光であるので直進性があり、一部がパーティクルＰによって遮られてしまったとしても、遮られなかった部分がパーティクルＰを回りこむように直進し難い。そのため、観察面１０ａに上記陰影を明瞭に写し出し易い。
【００３２】
従って、撮像部１２によって撮像された観察面１０ａの観察データに、フローセル１０の内部通路１１内を通過している試料空気ＳにパーティクルＰが含まれているか否かの情報を反映させることができるうえ、含まれている場合にはその数やサイズ等についての情報も反映させることができる。よって、計測部１４は、送られてきた撮像画像の経時的変化に基づいて、パーティクルＰの計測を正確に行うことができる。
そして、制御部は計測部１４による計測結果に基づいて、送風部２及び排気部を制御してクリーンルームＲ内の換気量を調節することで、クリーンルームＲ内の空気清浄度を一定レベルに維持することができる。
【００３３】
特に、本実施形態のパーティクルカウンタ１によれば、従来のように散乱光に基づいてパーティクルＰを計測する方式ではないので、ポンプやファン等を使用して試料空気Ｓを絞り込みながら測定領域に導く必要がない。即ち、観察面１０ａを撮像し、その撮像画像の経時的変化に基づいてパーティクルＰを計測する方式であるので、観察面１０ａを微小サイズにする必要がなく、フローセル１０の内部通路１１内に試料空気Ｓが自然に導入されるのであれば計測は十分可能である。従って、ポンプやファン等の構成が不要であり、小型化及び消費電力の低減化を図ることができる。
【００３４】
また、従来必要とされていた散乱光を集光する光学系も不要であるので、この点においても小型化を図り易い。しかも、光学系の特性や取付精度に何ら影響されずにパーティクルＰの計測を行えるので、長期的に安定して精度良くパーティクルＰの計測を行うことができる。
【００３５】
なお、上記実施形態において、図３に示すように照射部２０が、上記光束Ｌとしてレーザ光Ｌ１を出射するレーザ光源２１と、出射されたレーザ光Ｌ１をフローセル１０に向けて反射させて、内部通路１１内を通過している試料空気Ｓに照射させるＭＥＭＳミラー２２と、で構成されていても構わない。
【００３６】
レーザ光源２１は、上記ＭＥＭＳミラー２２に向けて、所定の波長のレーザ光Ｌ１を所定の出力で出射するものであって、公知のものを採用することが可能である。
ＭＥＭＳミラー２２は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を用いて作製されたものであって、図４に示すように、本実施形態では電磁力を利用してミラー部２５を振動させることで反射角度を任意の角度に変更し、レーザ光Ｌ１を走査させる電磁方式の光スキャナデバイスとされている。
【００３７】
このＭＥＭＳミラー２２は、ミラー部２５が形成された平面視矩形状の可動板２６と、一対の内側梁部２７を介して可動板２６を支持する可動フレーム部２８と、一対の外側梁部２９を介して可動フレーム部２８を支持する固定フレーム部３０と、を備えている。
可動板２６、内側梁部２７、可動フレーム部２８、外側梁部２９及び固定フレーム部３０は、例えば半導体技術によって同一のＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板から一体的に形成されている。
【００３８】
上記ミラー部２５は、例えば金属材料を被膜することで形成されたものであり、可動板２６の表面に形成されている。一対の内側梁部２７は、可動板２６を間に挟んで該可動板２６の平面に沿うＸ軸方向に並ぶように配設され、可動板２６と可動フレーム部２８とを連結していると共にＸ軸回りに捩じれ変形可能とされている。
そのため、可動板２６は、一対の内側梁部２７を介して可動フレーム部２８に対してＸ軸回りに回転可能とされている。なお、可動フレーム部２８は、可動板２６を囲繞する枠状に形成されており、上記したように一対の内側梁部２７を介して可動板２６を回転可能に支持している。
【００３９】
一対の外側梁部２９は、可動フレーム部２８を間に挟んで、可動板２６の平面に沿い且つ上記Ｘ軸に直交するＹ軸方向に並ぶように配設され、可動フレーム部２８と固定フレームと連結していると共にＹ軸回りに捩じれ変形可能とされている。
そのため、可動フレーム部２８は、一対の外側梁部２９を介して固定フレーム部３０に対してＹ軸回りに回転可能とされている。なお、固定フレーム部３０は、可動フレーム部２８を囲繞する枠状に形成されており、上記したように一対の外側梁部２９を介して可動フレーム部２８を回転可能に支持している。
上述したように、可動板２６はＸ軸回り及びＹ軸回りにそれぞれ回転可能とされている。従って、ミラー部２５はＸ軸及びＹ軸の２軸回りに回転傾斜可能とされている。
【００４０】
ところで、固定フレーム部３０の外側には、永久磁石等の２組の一対の磁性体３１、３２が図示しないヨークに固定された状態で配置されている。このうち一対の磁性体３１は固定フレーム部３０を間に挟んで上記Ｘ軸方向に並ぶように配置され、一対の磁性体３２は固定フレーム部３０を間に挟んで上記Ｙ軸方向に並ぶように配置されている。
また、一対の磁性体３１は、互いに極性が異なっており、Ｙ軸方向に沿って配置された外側梁部２９に対して直交する向きに磁界を作用させている。一方、一対の磁性体３２は、互いに極性が異なっており、Ｘ軸方向に沿って配置された内側梁部２７に対して直交する向きに磁界を作用させている。
【００４１】
また、固定フレーム部３０には、２つの電極パッド３５、３６が可動フレーム部２８を間に挟んでＹ軸方向に並ぶように形成されている。これら２つの電極パッド３５、３６には、それぞれコイル部３５ａ、３６ａが電気的接続されている。
具体的には、一方の電極パッド３５に接続されたコイル部３５ａは、一方の外側梁部２９、可動フレーム部２８及び一方の内側梁部２７を介して可動板２６に引き回されるように形成されると共に、可動板２６上においてミラー部２５を囲んでいる。これに対して、他方の電極パッド３６に接続されたコイル部３６ａは、他方の外側梁部２９を介して可動フレーム部２８に引き回されるように形成されると共に、可動フレーム部２８を周回するように形成されている。
【００４２】
このように構成された照射部２０により、内部通路１１内を通過している試料空気Ｓに向けてレーザ光Ｌ１を照射する場合には、図３に示すように、ＭＥＭＳミラー２２の反射角度の切替制御を行うことで、レーザ光源２１から出射されたレーザ光Ｌ１の光路を変えて、試料空気Ｓに向けて照射させることができる。
具体的には、外側梁部２９及び内側梁部２７に対してそれぞれ直交する方向に磁界が作用しているので、電極パッド３５、３６を介してコイル部３５ａ、３６ａにそれぞれ電流を流すと、電磁力が働いて回転トルクが生じ、外側梁部２９及び内側梁部２７をそれぞれ捩り変形させることが可能とされている。
これにより、ミラー部２５をＸ軸及びＹ軸の２軸回りに回転傾斜させることができ、レーザ光Ｌ１の反射角度を変化させることができる。この際、ミラー部２５は、内側梁部２７及び外側梁部２９の弾性復元力が電磁力に釣り合う位置まで２軸回りに回転傾斜する。そのため、上記電流の大きさを制御することで、ミラー部２５の２軸回りにおける傾斜角度を任意に変化させることができる。
【００４３】
従って、本実施形態のＭＥＭＳミラー２２によれば、電極パッド３５、３６に流す電流値を制御することで、ミラー部２５の反射角度の制御を高精度に行うことができ、レーザ光Ｌ１を正確且つ瞬時に試料空気Ｓに向けて照射させることができる。
そのため、正確な複数の撮像画像をより連続的に取得することができ、撮像画像の経時的変化をより高精度に把握することができる。従って、パーティクルＰの計測精度を高めることができ、信頼性の高いパーティクルカウンタ１とすることができる。
【００４４】
また、レーザ光源２１の作動をＯＮ／ＯＦＦ制御する場合とは異なり、レーザ光Ｌ１の光路をＭＥＭＳミラー２２の反射によって切り替えるので、出力特性が安定した状態のレーザ光Ｌ１を試料空気Ｓに向けて照射させることができる。従って、この点においてもパーティクルＰの計測精度の向上化に繋げることができる。
【００４５】
なお、上記のように照射部２０を構成した場合、ＭＥＭＳミラー２２がレーザ光Ｌ１を試料空気Ｓに向けて反射させたタイミングに同期させて撮像部１２が撮像を行うようにしても構わない。この場合には、パーティクルＰの陰影がより明瞭に写し出された状態における観察面１０ａの撮像画像を取得できるので、パーティクルＰの計測精度をさらに高めることができる。
【００４６】
また、上記実施形態において、計測部１４が取得した撮像画像の輝度分布変化に基づいてパーティクルＰの計測を行っても構わない。
上記したように、試料空気Ｓ中にパーティクルＰが含まれている場合、光束Ｌの一部がパーティクルＰによって遮られてしまうので、観察面１０ａにはパーティクルＰの数やサイズ等に応じた陰影が生じる。そのため、観察画像にはこの陰影に対応した輝度分布が顕著に生じる。従って、計測部１４は、この経時的に変化する輝度分布変化に基づいてパーティクルＰをより正確に計測し易くなる。
【００４７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００４８】
例えば、上記実施形態では、パーティクルカウンタ１をクリーンルームＲ内に設置し、試料空気Ｓ中に含まれる微粒子状の塵埃等のパーティクルＰを計測することで、クリーンルームＲ内の清浄度を一定レベルとする場合を例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではない。例えば、空気ではなく特定のガス等の試料気体中に含まれるパーティクルＰを計測しても構わない。具体的には、成膜装置等に流入する特定のガスに含まれるパーティクルＰを計測することができる。これにより、構成を複雑にすることなく精度良くパーティクルＰを計測することができ、特定のガス内の不純物の検出等を高精度に行うことが可能である。
【００４９】
また、上記実施形態ではフローセル１０を光学的に透明な材料で形成したが、この材料に限定されるものではなく、光を透過させない材料で形成しても良い。この場合には、照射部１３、２０及び撮像部をフローセル１０に一体的に組み合わせて、観察面１０ａに向けての光束Ｌの照射と、観察面１０ａの撮像を行えるように構成すれば良い。
【００５０】
また、ＭＥＭＳミラー２２を利用して照射部２０を構成する場合、上記実施形態ではミラー部２５をＸ軸及びＹ軸の２軸回りに回転傾斜させたが、１軸回りに回転傾斜させる構成としても構わない。また、可動側にコイル部３５ａ、３６ａを配置し、且つ固定側に磁性体３１、３２を配置した構成としたが、これとは逆に可動側に磁性体３１、３２を配置し、且つ固定側にコイル部３５ａ、３６ａを配置した構成としても構わない。
【００５１】
更に、電磁力を利用してＭＥＭＳミラー２２の反射角度を切り替える構成としたが、この場合に限られず、電圧を印加することによる静電力を利用してミラー部２５を回転傾斜させることで、反射角度を切り替える静電タイプとしても構わないし、圧電効果を利用して可動板２６を変位させ、それによりミラー部２５を傾斜させて反射角度を切り替える圧電タイプとしても構わない。
いずれの場合であっても、反射角度を切り替える方式が異なるだけで、レーザ光Ｌ１の光路を正確且つ瞬時に変化させて、フローセル１０の内部通路１１を通過している試料空気Ｓに向けてレーザ光Ｌ１を照射させることができる。
【符号の説明】
【００５２】
Ｌ…光束
Ｌ１…レーザ光源（光束）
Ｐ…パーティクル
Ｓ…試料空気（試料気体）
１…パーティクルカウンタ
１０…フローセル０
１０ａ…フローセルの観察面
１１…フローセルの内部通路
１２…撮像部
１３、２０…照射部
１４…計測部
２１…レーザ光源
２２…ＭＥＭＳミラー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーティクル（被検粒子）の粒径や個数等を計測するパーティクルカウンタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のパーティクルカウンタは、例えばクリーンルーム内の清浄度を測るためのカウンタとして使用されており、一般的には散乱光を利用してパーティクルの計測を行っているものが知られている。
即ち、パーティクルを含んだ試料流体を測定領域に送り込む供給部と、測定領域を通過中の試料流体に検出光を照射する照射部と、照射された検出光が試料流体中のパーティクルに当たることで発生する散乱光を集光すると共に、集光した散乱光の散乱光強度に基づいてパーティクルを計測する計測部と、を備えている。
【０００３】
また、計測精度を高めるために、波長の異なる複数の検出光を試料流体に同時に照射するもの（特許文献１参照）や、試料流体を通過させる流路と、検出光が通過する光路と、がポリマー系材料等からなる光導波路型に互いに交差するように形成されたもの（特許文献２参照）も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−２９３１４３号公報
【特許文献２】特開２００６−２７５８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来のパーティクルカウンタでは、微小な測定領域に試料流体を確実に導入させる必要がある。そのため、ポンプやファン等を利用して試料流体を絞り込みながら流路内に送り込み、該流路を通じて試料流体を測定領域に導く方法が一般的に採用されている。ところが、ポンプやファン等を構成に付加する必要があるので、大型化し易いうえ消費電力も高くなり易いものであった。
【０００６】
また、微小領域で発生した散乱光を高精度に集光するための光学系を具備する必要もあるので、構成がより複雑化、煩雑化し易く、この点においても大型化に繋がってしまうものであった。また、光学系の特性や取付精度等が散乱光の集光に影響を与え易いので、パーティクルを精度良く計測することが難しい場合もあった。
【０００７】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、小型化及び消費電力の低減化を図ることができるうえ、パーティクルを安定して精度良く計測することができるパーティクルカウンタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
（１）本発明に係るパーティクルカウンタは、試料気体の流動経路上に配設され、該試料気体を内部通過させる内部通路が形成されたフローセルと、前記内部通路の内面に形成された観察面を撮像する撮像部と、前記内部通路内を通過している前記試料気体に向けて光束を平行光状態で照射させると共に、該試料気体中に含まれるパーティクルの有無に基づいて前記観察面に該パーティクルの陰影を生じさせる照射部と、前記撮像部で撮像された撮像画像の経時的変化に基づいて、前記パーティクルを計測する計測部と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るパーティクルカウンタによれば、フローセルが試料気体の流動経路上に配設されているので、フローセルの内部通路内に試料気体を自然に効率良く導くことができ、該内部通路を通じてフローセル内を内部通過させることができる。そして照射部は、内部通路内を通過している試料気体に向けて光束を平行光状態で照射する。するとこの光束は、試料気体を横切るように通過した後、内部通路の観察面に到達して該観察面を照明する。そして、撮像部がこの照明された観察面の撮像を行う。
【００１０】
ここで、フローセル内を内部通過している試料気体中にパーティクルが含まれていない場合には、光束は途中でパーティクルに遮られることなく観察面に到達するので、該観察面にはパーティクルの陰影が生じることがない。一方、試料気体中にパーティクルが含まれている場合には、光束の一部が途中でパーティクルによって遮られてしまい観察面に到達しなくなってしまう。そのため、観察面にはパーティクルの数やサイズ等に応じた陰影が生じることとなる。
従って、撮像部によって撮像された観察面の撮像画像に、フローセルの内部通路内を通過している試料気体にパーティクルが含まれているか否かの情報を反映させることができるうえ、含まれている場合にはその数やサイズ等についての情報も反映させることができる。従って、計測部はこの撮像画像の経時的変化に基づいて、パーティクルの計測を正確に行うことができる。
【００１１】
特に、従来のように散乱光に基づいてパーティクルを計測する方式ではないので、ポンプやファン等を利用して試料気体を絞り込みながら測定領域に導く必要がない。即ち、観察面を撮像し、その撮像画像の経時的変化に基づいてパーティクルを計測する方式であるので、観察面を微小サイズにする必要がなく、フローセルの内部通路内に試料気体が自然に導入されるのであれば計測は十分可能である。従って、ポンプやファン等の構成が不要であり、小型化及び消費電力の低減化を図ることができる。
また、従来必要とされていた散乱光を集光する光学系も不要であるので、この点においても小型化を図り易い。しかも、光学系の特性や取付精度に何ら影響されずにパーティクルの計測を行えるので、長期的に安定して精度良くパーティクルの計測を行うことができる。
【００１２】
（２）上記本発明に係るパーティクルカウンタにおいて、前記照射部が、前記光束としてレーザ光を出射するレーザ光源と、反射角度が変更可能とされ、出射された前記レーザ光を前記試料気体に向けて反射させるＭＥＭＳミラーと、を備えていても良い。
【００１３】
この場合には、ＭＥＭＳミラーの反射角度の切替制御を行うことで、レーザ光源から出射されたレーザ光を正確且つ瞬時にフローセルの内部通路を通過している試料気体に向けて反射させることができる。そのため、正確な複数の撮像画像をより連続的に取得することができ、撮像画像の経時的変化が僅かであっても高精度に把握することができる。従って、パーティクルの計測精度を高めることができ、信頼性の高いパーティクルカウンタとすることができる。
また、レーザ光源の作動をＯＮ／ＯＦＦ制御する場合とは異なり、レーザ光の光路をＭＥＭＳミラーの反射によって切り替えるので、出力特性が安定した状態のレーザ光を試料気体に向けて照射させることができる。従って、この点においてもパーティクルの計測精度の向上化に繋げることができる。
【００１４】
（３）上記本発明に係るパーティクルカウンタにおいて、前記撮像部が、前記ＭＥＭＳミラーが前記レーザ光を前記試料気体に向けて反射させたタイミングに同期して前記撮像を行っても良い。
【００１５】
この場合には、パーティクルの陰影が明瞭に写し出された状態における観察面の撮像画像を取得できるので、パーティクルの計測精度をさらに高めることができる。
【００１６】
（４）上記本発明に係るパーティクルカウンタにおいて、前記計測部が、前記撮像画像の輝度分布変化に基づいて前記パーティクルを計測しても良い。
【００１７】
この場合には、計測部が撮像画像の輝度分布変化に基づいてパーティクルの計測を行うので、より正確に計測し易い。即ち、上記したように試料気体中にパーティクルが含まれている場合には、観察面にパーティクルの数やサイズ等に応じた陰影が生じるので、撮像画像にはこの陰影に対応した輝度分布が顕著に現れ易い。そのため、経時的に変化する輝度分布変化を利用することで、パーティクルを正確に計測し易い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るパーティクルカウンタによれば、小型化及び消費電力の低減化を図ることができるうえ、パーティクルを安定して精度良く計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る実施形態を示す図であって、パーティクルカウンタが設置されているクリーンルームの簡易断面図である。
【図２】図１に示すパーティクルカウンタの構成図である。
【図３】図２に示すパーティクルカウンタの変形例を示す図であって、ＭＥＭＳミラーを具備する照射部を備えたパーティクルカウンタの構成図である。
【図４】図３に示すＭＥＭＳミラーの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るパーティクルカウンタの実施形態について説明する。
なお、本実施形態では、クリーンルーム内に設置され、クリーンルーム内の空気清浄度を管理するシステムとして用いられている場合を例に挙げて説明する。
【００２１】
（パーティクルカウンタの構成）
本実施形態のパーティクルカウンタ１は、図１に示すように、クリーンルームＲ内の天井Ｒ１付近に設置されている。
上記クリーンルームＲは、室内の空気清浄度が一定レベルに確保された部屋であり、例えば半導体等の電子部品の製造工場、食品工場、医療関係の実験場等として幅広く使用されている。クリーンルームＲ内の室内圧力は、その用途に応じて室外圧力よりも大きい陽圧、或いは室外圧力よりも小さい陰圧に設定されており、例えば室外からの塵埃の流入や、室内での取り扱う物質が室外に流出すること等を防止している。
【００２２】
ところで、クリーンルームＲ内における天井Ｒ１には、図示しない高性能エアフィルタを有し、該フィルタを通じてクリーンルームＲ内に空気を送り込む送風部２が設けられている。この送風部２によってクリームルームＲ内には、天井Ｒ１から床面Ｒ２に向かって一定の方向に流れる気流が生じている。そして、クリーンルームＲ内のパーティクルＰ（図２参照）を含む試料空気（試料気体）Ｓは、この気流の流れに沿ってクリーンルームＲ内を流動した後、図示しない排気部により室外に排出されている。
なお、送風部２及び排気部は、図示しない制御部によってそれぞれ制御されており、該制御部によってクリーンルームＲ内の空気清浄度が一定レベルとなるように換気が行われている。
【００２３】
パーティクルカウンタ１は、図２に示すように、試料空気Ｓを内部通過させる内部通路１１が形成されたフローセル１０と、内部通路１１の内面に形成された観察面１０ａを撮像する撮像部１２と、内部通路１１内を通過している試料空気Ｓに向けて光束Ｌを照射させる照射部１３と、撮像部１２で撮像された撮像画像の経時的変化に基づいて試料空気Ｓに含まれるパーティクルＰを計測する計測部１４と、を備えている。
なお、パーティクルＰとは、例えば微粒子状の塵埃や、細菌やウイルス等の浮遊微生物等である。
【００２４】
フローセル１０は、例えば光学的に透明な材料によって上下が開口した筒状に形成されており、上部開口部側から試料空気Ｓが導入され、下部開口部側から試料空気Ｓが抜けでるようになっている。なお、図示の例では、四角筒状に形成されているが、それ以外の多角筒状であっても構わないし、円筒状や楕円状に形成されていても構わない。
【００２５】
そしてこのフローセル１０は、上記送風部２の下方に位置するように設置されている。これにより、送風部２によって作り出された気流に沿って流動する試料空気Ｓは、上部開口部からフローセル１０の内部通路１１内に自然と導入されて内部通路１１内を通過することが可能とされている。
なお、フローセル１０の設置位置は、送風部２の下方に限定されるものではなく、クリーンルームＲ内を流動する試料空気Ｓの流動経路上に設置されていれば構わない。
【００２６】
フローセル１０の内部通路１１を画成する内面の１つには、上記観察面１０ａが形成されている。この観察面１０ａは、上記光束Ｌによって照明されるスクリーン面であり、例えば遮光材料が被膜されることで形成されている。
【００２７】
撮像部１２は、例えばＣＣＤ等の固体撮像素子であり、フローセル１０に隣接して配置され、フローセル１０の外部から上記観察面１０ａの撮像を行っている。そして、撮像部１２は、撮像した画像を電気信号に変換し、撮像画像として計測部１４に送っている。そして、上記したように計測部１４がこの送られてきた撮像画像の経時的変化に基づいてパーティクルＰの計測を行っている。
照射部１３は、フローセル１０の外部から内部通路１１内を通過している試料空気Ｓに向けて光束Ｌを平行光状態で照射し、試料空気Ｓに含まれるパーティクルＰの有無に基づいて上記観察面１０ａにパーティクルＰの陰影を生じさせている。
【００２８】
（パーティクルカウンタによる計測）
次に、上述したパーティクルカウンタ１を利用して、クリーンルームＲ内のパーティクルＰを計測すると共に空気清浄度を一定レベルに維持する場合について説明する。
まず、図１に示すようにフローセル１０がクリーンルームＲ内の天井Ｒ１に設けられた送風部２の下方に配置されているので、図２に示すようにクリーンルームＲ内の試料空気Ｓは送風部２によって作り出された気流に乗って流動し、上部開口部からフローセル１０の内部通路１１内に自然と効率良く導入される。そして、この導入された試料空気Ｓは、フローセル１０の内部通路１１を通った後、下部開口部からフローセル１０の外部に抜け出る。そして、フローセル１０を通過した試料空気Ｓは、クリーンルームＲ内の床面Ｒ２付近に達した後、排気部によってクリーンルームＲ外に排出される。
【００２９】
ところで照射部１３は、フローセル１０の内部通路１１内を通過している試料空気Ｓに向けて、光束Ｌを平行光状態で周期的或いは連続的に照射している。するとこの光束Ｌは、試料空気Ｓを横切るように通過した後、内部通路１１の観察面１０ａに到達して該観察面１０ａを照明する。そして、撮像部１２は、この照明された観察面１０ａの撮像を行い、撮像画像を電気信号に変換して計測部１４を送っている。
【００３０】
ここで、フローセル１０内を内部通過している試料空気Ｓ中にパーティクルＰが含まれていない場合、照射された光束Ｌは途中でパーティクルＰに遮られることなく観察面１０ａに到達するので、該観察面１０ａにはパーティクルＰの陰影が生じることがない。一方、試料空気Ｓ中にパーティクルＰが含まれている場合には、光束Ｌの一部が途中でパーティクルＰによって遮られてしまい観察面１０ａに到達しなくなってしまう。そのため、観察面１０ａにはパーティクルＰの数やサイズ等に応じた陰影が生じることとなる。
【００３１】
なお、光束Ｌは平行光であるので直進性があり、一部がパーティクルＰによって遮られてしまったとしても、遮られなかった部分がパーティクルＰを回りこむように直進し難い。そのため、観察面１０ａに上記陰影を明瞭に写し出し易い。
【００３２】
従って、撮像部１２によって撮像された観察面１０ａの観察データに、フローセル１０の内部通路１１内を通過している試料空気ＳにパーティクルＰが含まれているか否かの情報を反映させることができるうえ、含まれている場合にはその数やサイズ等についての情報も反映させることができる。よって、計測部１４は、送られてきた撮像画像の経時的変化に基づいて、パーティクルＰの計測を正確に行うことができる。
そして、制御部は計測部１４による計測結果に基づいて、送風部２及び排気部を制御してクリーンルームＲ内の換気量を調節することで、クリーンルームＲ内の空気清浄度を一定レベルに維持することができる。
【００３３】
特に、本実施形態のパーティクルカウンタ１によれば、従来のように散乱光に基づいてパーティクルＰを計測する方式ではないので、ポンプやファン等を使用して試料空気Ｓを絞り込みながら測定領域に導く必要がない。即ち、観察面１０ａを撮像し、その撮像画像の経時的変化に基づいてパーティクルＰを計測する方式であるので、観察面１０ａを微小サイズにする必要がなく、フローセル１０の内部通路１１内に試料空気Ｓが自然に導入されるのであれば計測は十分可能である。従って、ポンプやファン等の構成が不要であり、小型化及び消費電力の低減化を図ることができる。
【００３４】
また、従来必要とされていた散乱光を集光する光学系も不要であるので、この点においても小型化を図り易い。しかも、光学系の特性や取付精度に何ら影響されずにパーティクルＰの計測を行えるので、長期的に安定して精度良くパーティクルＰの計測を行うことができる。
【００３５】
なお、上記実施形態において、図３に示すように照射部２０が、上記光束Ｌとしてレーザ光Ｌ１を出射するレーザ光源２１と、出射されたレーザ光Ｌ１をフローセル１０に向けて反射させて、内部通路１１内を通過している試料空気Ｓに照射させるＭＥＭＳミラー２２と、で構成されていても構わない。
【００３６】
レーザ光源２１は、上記ＭＥＭＳミラー２２に向けて、所定の波長のレーザ光Ｌ１を所定の出力で出射するものであって、公知のものを採用することが可能である。
ＭＥＭＳミラー２２は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を用いて作製されたものであって、図４に示すように、本実施形態では電磁力を利用してミラー部２５を振動させることで反射角度を任意の角度に変更し、レーザ光Ｌ１を走査させる電磁方式の光スキャナデバイスとされている。
【００３７】
このＭＥＭＳミラー２２は、ミラー部２５が形成された平面視矩形状の可動板２６と、一対の内側梁部２７を介して可動板２６を支持する可動フレーム部２８と、一対の外側梁部２９を介して可動フレーム部２８を支持する固定フレーム部３０と、を備えている。
可動板２６、内側梁部２７、可動フレーム部２８、外側梁部２９及び固定フレーム部３０は、例えば半導体技術によって同一のＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板から一体的に形成されている。
【００３８】
上記ミラー部２５は、例えば金属材料を被膜することで形成されたものであり、可動板２６の表面に形成されている。一対の内側梁部２７は、可動板２６を間に挟んで該可動板２６の平面に沿うＸ軸方向に並ぶように配設され、可動板２６と可動フレーム部２８とを連結していると共にＸ軸回りに捩じれ変形可能とされている。
そのため、可動板２６は、一対の内側梁部２７を介して可動フレーム部２８に対してＸ軸回りに回転可能とされている。なお、可動フレーム部２８は、可動板２６を囲繞する枠状に形成されており、上記したように一対の内側梁部２７を介して可動板２６を回転可能に支持している。
【００３９】
一対の外側梁部２９は、可動フレーム部２８を間に挟んで、可動板２６の平面に沿い且つ上記Ｘ軸に直交するＹ軸方向に並ぶように配設され、可動フレーム部２８と固定フレームと連結していると共にＹ軸回りに捩じれ変形可能とされている。
そのため、可動フレーム部２８は、一対の外側梁部２９を介して固定フレーム部３０に対してＹ軸回りに回転可能とされている。なお、固定フレーム部３０は、可動フレーム部２８を囲繞する枠状に形成されており、上記したように一対の外側梁部２９を介して可動フレーム部２８を回転可能に支持している。
上述したように、可動板２６はＸ軸回り及びＹ軸回りにそれぞれ回転可能とされている。従って、ミラー部２５はＸ軸及びＹ軸の２軸回りに回転傾斜可能とされている。
【００４０】
ところで、固定フレーム部３０の外側には、永久磁石等の２組の一対の磁性体３１、３２が図示しないヨークに固定された状態で配置されている。このうち一対の磁性体３１は固定フレーム部３０を間に挟んで上記Ｘ軸方向に並ぶように配置され、一対の磁性体３２は固定フレーム部３０を間に挟んで上記Ｙ軸方向に並ぶように配置されている。
また、一対の磁性体３１は、互いに極性が異なっており、Ｙ軸方向に沿って配置された外側梁部２９に対して直交する向きに磁界を作用させている。一方、一対の磁性体３２は、互いに極性が異なっており、Ｘ軸方向に沿って配置された内側梁部２７に対して直交する向きに磁界を作用させている。
【００４１】
また、固定フレーム部３０には、２つの電極パッド３５、３６が可動フレーム部２８を間に挟んでＹ軸方向に並ぶように形成されている。これら２つの電極パッド３５、３６には、それぞれコイル部３５ａ、３６ａが電気的接続されている。
具体的には、一方の電極パッド３５に接続されたコイル部３５ａは、一方の外側梁部２９、可動フレーム部２８及び一方の内側梁部２７を介して可動板２６に引き回されるように形成されると共に、可動板２６上においてミラー部２５を囲んでいる。これに対して、他方の電極パッド３６に接続されたコイル部３６ａは、他方の外側梁部２９を介して可動フレーム部２８に引き回されるように形成されると共に、可動フレーム部２８を周回するように形成されている。
【００４２】
このように構成された照射部２０により、内部通路１１内を通過している試料空気Ｓに向けてレーザ光Ｌ１を照射する場合には、図３に示すように、ＭＥＭＳミラー２２の反射角度の切替制御を行うことで、レーザ光源２１から出射されたレーザ光Ｌ１の光路を変えて、試料空気Ｓに向けて照射させることができる。
具体的には、外側梁部２９及び内側梁部２７に対してそれぞれ直交する方向に磁界が作用しているので、電極パッド３５、３６を介してコイル部３５ａ、３６ａにそれぞれ電流を流すと、電磁力が働いて回転トルクが生じ、外側梁部２９及び内側梁部２７をそれぞれ捩り変形させることが可能とされている。
これにより、ミラー部２５をＸ軸及びＹ軸の２軸回りに回転傾斜させることができ、レーザ光Ｌ１の反射角度を変化させることができる。この際、ミラー部２５は、内側梁部２７及び外側梁部２９の弾性復元力が電磁力に釣り合う位置まで２軸回りに回転傾斜する。そのため、上記電流の大きさを制御することで、ミラー部２５の２軸回りにおける傾斜角度を任意に変化させることができる。
【００４３】
従って、本実施形態のＭＥＭＳミラー２２によれば、電極パッド３５、３６に流す電流値を制御することで、ミラー部２５の反射角度の制御を高精度に行うことができ、レーザ光Ｌ１を正確且つ瞬時に試料空気Ｓに向けて照射させることができる。
そのため、正確な複数の撮像画像をより連続的に取得することができ、撮像画像の経時的変化をより高精度に把握することができる。従って、パーティクルＰの計測精度を高めることができ、信頼性の高いパーティクルカウンタ１とすることができる。
【００４４】
また、レーザ光源２１の作動をＯＮ／ＯＦＦ制御する場合とは異なり、レーザ光Ｌ１の光路をＭＥＭＳミラー２２の反射によって切り替えるので、出力特性が安定した状態のレーザ光Ｌ１を試料空気Ｓに向けて照射させることができる。従って、この点においてもパーティクルＰの計測精度の向上化に繋げることができる。
【００４５】
なお、上記のように照射部２０を構成した場合、ＭＥＭＳミラー２２がレーザ光Ｌ１を試料空気Ｓに向けて反射させたタイミングに同期させて撮像部１２が撮像を行うようにしても構わない。この場合には、パーティクルＰの陰影がより明瞭に写し出された状態における観察面１０ａの撮像画像を取得できるので、パーティクルＰの計測精度をさらに高めることができる。
【００４６】
また、上記実施形態において、計測部１４が取得した撮像画像の輝度分布変化に基づいてパーティクルＰの計測を行っても構わない。
上記したように、試料空気Ｓ中にパーティクルＰが含まれている場合、光束Ｌの一部がパーティクルＰによって遮られてしまうので、観察面１０ａにはパーティクルＰの数やサイズ等に応じた陰影が生じる。そのため、観察画像にはこの陰影に対応した輝度分布が顕著に生じる。従って、計測部１４は、この経時的に変化する輝度分布変化に基づいてパーティクルＰをより正確に計測し易くなる。
【００４７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００４８】
例えば、上記実施形態では、パーティクルカウンタ１をクリーンルームＲ内に設置し、試料空気Ｓ中に含まれる微粒子状の塵埃等のパーティクルＰを計測することで、クリーンルームＲ内の清浄度を一定レベルとする場合を例に挙げて説明したが、この場合に限定されるものではない。例えば、空気ではなく特定のガス等の試料気体中に含まれるパーティクルＰを計測しても構わない。具体的には、成膜装置等に流入する特定のガスに含まれるパーティクルＰを計測することができる。これにより、構成を複雑にすることなく精度良くパーティクルＰを計測することができ、特定のガス内の不純物の検出等を高精度に行うことが可能である。
【００４９】
また、上記実施形態ではフローセル１０を光学的に透明な材料で形成したが、この材料に限定されるものではなく、光を透過させない材料で形成しても良い。この場合には、照射部１３、２０及び撮像部をフローセル１０に一体的に組み合わせて、観察面１０ａに向けての光束Ｌの照射と、観察面１０ａの撮像を行えるように構成すれば良い。
【００５０】
また、ＭＥＭＳミラー２２を利用して照射部２０を構成する場合、上記実施形態ではミラー部２５をＸ軸及びＹ軸の２軸回りに回転傾斜させたが、１軸回りに回転傾斜させる構成としても構わない。また、可動側にコイル部３５ａ、３６ａを配置し、且つ固定側に磁性体３１、３２を配置した構成としたが、これとは逆に可動側に磁性体３１、３２を配置し、且つ固定側にコイル部３５ａ、３６ａを配置した構成としても構わない。
【００５１】
更に、電磁力を利用してＭＥＭＳミラー２２の反射角度を切り替える構成としたが、この場合に限られず、電圧を印加することによる静電力を利用してミラー部２５を回転傾斜させることで、反射角度を切り替える静電タイプとしても構わないし、圧電効果を利用して可動板２６を変位させ、それによりミラー部２５を傾斜させて反射角度を切り替える圧電タイプとしても構わない。
いずれの場合であっても、反射角度を切り替える方式が異なるだけで、レーザ光Ｌ１の光路を正確且つ瞬時に変化させて、フローセル１０の内部通路１１を通過している試料空気Ｓに向けてレーザ光Ｌ１を照射させることができる。
【符号の説明】
【００５２】
Ｌ…光束
Ｌ１…レーザ光源（光束）
Ｐ…パーティクル
Ｓ…試料空気（試料気体）
１…パーティクルカウンタ
１０…フローセル０
１０ａ…フローセルの観察面
１１…フローセルの内部通路
１２…撮像部
１３、２０…照射部
１４…計測部
２１…レーザ光源
２２…ＭＥＭＳミラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料気体の流動経路上に配設され、該試料気体を内部通過させる内部通路が形成されたフローセルと、
前記内部通路の内面に形成された観察面を撮像する撮像部と、
前記内部通路内を通過している前記試料気体に向けて光束を平行光状態で照射させると共に、該試料気体中に含まれるパーティクルの有無に基づいて前記観察面に該パーティクルの陰影を生じさせる照射部と、
前記撮像部で撮像された撮像画像の経時的変化に基づいて、前記パーティクルを計測する計測部と、を備えていることを特徴とするパーティクルカウンタ。
【請求項２】
請求項１に記載のパーティクルカウンタにおいて、
前記照射部は、
前記光束としてレーザ光を出射するレーザ光源と、
反射角度が変更可能とされ、出射された前記レーザ光を前記試料気体に向けて反射させるＭＥＭＳミラーと、を備えていることを特徴とするパーティクルカウンタ。
【請求項３】
請求項２に記載のパーティクルカウンタにおいて、
前記撮像部は、前記ＭＥＭＳミラーが前記レーザ光を前記試料気体に向けて反射させたタイミングに同期して前記撮像を行うことを特徴とするパーティクルカウンタ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のパーティクルカウンタにおいて、
前記計測部は、前記撮像画像の輝度分布変化に基づいて前記パーティクルを計測することを特徴とするパーティクルカウンタ。
【請求項１】
試料気体の流動経路上に配設され、該試料気体を内部通過させる内部通路が形成されたフローセルと、
前記内部通路の内面に形成された観察面を撮像する撮像部と、
前記内部通路内を通過している前記試料気体に向けて光束を平行光状態で照射させると共に、該試料気体中に含まれるパーティクルの有無に基づいて前記観察面に該パーティクルの陰影を生じさせる照射部と、
前記撮像部で撮像された撮像画像の経時的変化に基づいて、前記パーティクルを計測する計測部と、を備えていることを特徴とするパーティクルカウンタ。
【請求項２】
請求項１に記載のパーティクルカウンタにおいて、
前記照射部は、
前記光束としてレーザ光を出射するレーザ光源と、
反射角度が変更可能とされ、出射された前記レーザ光を前記試料気体に向けて反射させるＭＥＭＳミラーと、を備えていることを特徴とするパーティクルカウンタ。
【請求項３】
請求項２に記載のパーティクルカウンタにおいて、
前記撮像部は、前記ＭＥＭＳミラーが前記レーザ光を前記試料気体に向けて反射させたタイミングに同期して前記撮像を行うことを特徴とするパーティクルカウンタ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のパーティクルカウンタにおいて、
前記計測部は、前記撮像画像の輝度分布変化に基づいて前記パーティクルを計測することを特徴とするパーティクルカウンタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１６７９４５（Ｐ２０１２−１６７９４５Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７０９４（Ｐ２０１１−２７０９４）
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
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