JP2805664B2 - Particle size distribution measurement method - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はレーザ光を例えば自動車
の燃料噴霧等に含まれる微粒子群に照射し、該微粒子群
により回折されたレーザ光を受光し、この回折パターン
に基づいて該微粒子群の径の分布を測定する粒径分布測
定方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for irradiating a laser beam to a particle group contained in, for example, a fuel spray of an automobile, receives a laser beam diffracted by the particle group, and based on the diffraction pattern. The present invention relates to a particle size distribution measuring method for measuring the particle size distribution.
【0002】[0002]
【従来の技術】所定の径を有する微粒子群にレーザ光を
照射し該微粒子群によるフランホーファー回折像を観察
したときその回折パターンと微粒子群の径とが一対一に
対応することに着目し、種々の径を有する微粒子群から
の回折により得られた複合された回折パターンを所定の
アルゴリズムに基づいて解析することにより、微粒子群
の粒径の分布を知る方法が知られている(例えば「表
面」vol.22 No.2(1984)87(27)
頁〜94(34)頁参照)。ここでは、上記回折パター
ンが0次光のスポットを中心とした同心的なパターンで
あることから、例えば同心的な15個の円環形状の光セ
ンサを用いてその回折パターンを受光し、この回折パタ
ーンを解析することにより粒径分布を求めている。2. Description of the Related Art When a group of particles having a predetermined diameter is irradiated with laser light and a Fraunhofer diffraction image of the group of particles is observed, attention is paid to the fact that the diffraction pattern and the diameter of the group of particles correspond one to one. There is known a method of analyzing a composite diffraction pattern obtained by diffraction from a group of fine particles having various diameters based on a predetermined algorithm to know the distribution of the particle diameter of the group of fine particles (for example, “surface”). Vol.22 No.2 (1984) 87 (27)
Pp. 94-34). Here, since the diffraction pattern is a concentric pattern centered on the spot of the 0th-order light, the diffraction pattern is received using, for example, 15 concentric ring-shaped optical sensors. The particle size distribution is determined by analyzing the pattern.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記多数の円環状の光
センサを用いる方法は、これら多数の円環状光センサか
らなる光検出器の中心が光軸と正確に一致するように厳
密に位置調整をする必要があり、測定の前準備が大変で
あるという問題がある。In the above-mentioned method using a large number of annular optical sensors, the position is precisely adjusted so that the center of a photodetector composed of the multiple annular optical sensors exactly coincides with the optical axis. Therefore, there is a problem that preparation before measurement is difficult.
【0004】この問題を解決するために上記多数の円環
状の光センサからなる検出器に代えて例えばCCD等の
固体撮像素子を用いる。前準備としては大雑把に位置合
わせをするだけで、厳密な光軸中心は後に別途求めれば
よい。しかし、上記光軸上を進んでくる0次光は、回折
光と比べ通常その光量が格段に大きく、この0次光を受
光すると周囲の受光素子まで大きな影響を受け回折光を
正しく受光することができないという問題がある。そこ
で0次光が固体撮像素子に入射されないように光軸調整
を行うか、もしくは固体撮像素子前面の0次光の照射が
予定される箇所にその0次光を遮蔽するマスクを配置
し、これにより回折光のみを正しく受光することが考え
られる。In order to solve this problem, for example, a solid-state image pickup device such as a CCD is used in place of the detector composed of a large number of annular optical sensors. As a preparation, only the positioning is roughly performed, and the exact optical axis center may be separately obtained later. However, the 0th-order light traveling on the optical axis usually has a much larger light quantity than the diffracted light, and when this 0th-order light is received, the surrounding light receiving element is greatly affected and the diffracted light is correctly received. There is a problem that can not be. Therefore, adjust the optical axis so that the zero-order light does not enter the solid-state imaging device, or arrange a mask that blocks the zero-order light at the location where the zero-order light is to be irradiated on the front surface of the solid-state imaging device. Thus, it is conceivable that only the diffracted light is correctly received.
【0005】しかしこの場合、0次光の照射位置により
光軸中心を求めることができず、如何にしてこの光軸中
心を求め上記従来例における円環状の受光センサと同等
の測定を行うかが問題となる。本発明は、上記事情に鑑
み、固体撮像素子を用いて微粒子群の粒径分布を測定す
る場合の測定方法を提供することを目的とする。However, in this case, the center of the optical axis cannot be determined by the irradiation position of the zero-order light. How to determine the center of the optical axis and perform the same measurement as that of the annular light receiving sensor in the above-mentioned conventional example is described. It becomes a problem. In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a measuring method for measuring the particle size distribution of a group of fine particles using a solid-state imaging device.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の粒径分布測定方法は、レーザ光を微粒子群に
照射することにより得られた回折像を、0次光を遮蔽す
るマスクを介して固体撮像素子で受光し、該回折像のパ
ターンに基づいて前記微粒子群の粒径分布を求める粒径
分布測定方法であって、前記受光により得られた回折像
を2値化することにより2値画像を得、該2値画像に現
われた円もしくは円弧に基づいて該円もしくは円弧の中
心点を求め、該中心点を同心的に取り巻く複数の円環領
域もしくは円環の一部領域を定めておき、次の前記受光
により得られた回折像の、各前記円環領域もしくは円環
の一部領域内の光強度和を求め、該光強度和の分布に基
づいて前記微粒子群の粒径分布を求めることを特徴とす
るものである。According to the present invention, there is provided a method for measuring a particle size distribution, comprising the steps of: (a) masking a diffraction image obtained by irradiating a group of fine particles with laser light with a 0-order light; A particle size distribution measuring method for receiving a light from a solid-state imaging device through the device and obtaining a particle size distribution of the fine particle group based on a pattern of the diffraction image, wherein the diffraction image obtained by the light reception is binarized. , A center point of the circle or the arc is obtained based on the circle or the arc appearing in the binary image, and a plurality of ring regions or partial regions of the ring concentrically surrounding the center point. Is determined, the sum of the light intensity in each of the annular regions or partial regions of the ring of the diffraction image obtained by the next light reception is obtained, and the particle group of the fine particle group is determined based on the distribution of the light intensity sum. It is characterized by obtaining a particle size distribution.
【0007】[0007]
【作用】本発明の粒径分布測定方法は、受光された回折
像を2値化して2値画像を得、該2値画像に現われた円
もしくは円弧の中心点を求めるようにしたためこの中心
点が即ち光軸中心(0次光が照射される位置)であり、
演算により光軸中心が求められる。またこのようにして
求めた中心点(光軸中心)を同心的に取り巻く複数の円
環領域もしくは円環の一部領域を定めておくようにした
ため、これにより前述した従来例における円環形状の光
センサを配置した場合と同様のことを演算により求める
準備が整うこととなる。このように本発明では演算によ
り、中心点を求め複数の円環領域もしくは円環の一部領
域を定めるようにしたため、大雑把な光軸調整さえ行っ
ておけばよく、上記円環形状の光センサを配置する場合
に必要となる厳密な光軸調整が不要となり、測定準備の
ための時間、手間が短縮される。According to the particle size distribution measuring method of the present invention, the received diffraction image is binarized to obtain a binary image, and the center point of the circle or arc appearing in the binary image is determined. Is the center of the optical axis (the position where the zero-order light is irradiated),
The center of the optical axis is obtained by calculation. In addition, since a plurality of annular regions or a partial region of the annular region surrounding the center point (optical axis center) obtained in this manner are defined concentrically, the annular region in the above-described conventional example is thereby determined. The preparation for obtaining the same thing as the case where the optical sensor is arranged by calculation is completed. As described above, in the present invention, the center point is obtained by calculation, and a plurality of annular regions or partial regions of the annular region are determined. Therefore, it is only necessary to roughly adjust the optical axis. Strict adjustment of the optical axis, which is required in the case of arranging, is unnecessary, and the time and labor required for measurement preparation are reduced.
【0008】また本発明では上記のようにして測定準備
を行なった後、各円環領域もしくは各円環の一部領域内
の光強度和を求めることとしたため、前述した従来例と
同様の測定が行われることとなる。In the present invention, after the measurement is prepared as described above, the sum of the light intensities in each ring region or a partial region of each ring is determined. Will be performed.
【0009】[0009]
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。図1は、本発明の一実施例に係る粒径分
布測定方法を示した図である。レーザ光源1から射出さ
れたレーザ光2は、レンズ3により所定の範囲に広がっ
た平行光とされ、例えば自動車の燃料噴霧等に含まれる
微粒子群4に照射される。この微粒子群4に照射された
レーザ光はその一部がこの微粒子群4により回折された
後レンズ5により集光されてCCD6の前面に照射さ
れ、この回折像がCCD6により受光される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a particle size distribution measuring method according to one embodiment of the present invention. The laser light 2 emitted from the laser light source 1 is converted into parallel light spread over a predetermined range by a lens 3 and is applied to a fine particle group 4 included in, for example, a fuel spray of an automobile. A part of the laser light applied to the fine particle group 4 is diffracted by the fine particle group 4 and then condensed by the lens 5 to irradiate the front surface of the CCD 6. The diffracted image is received by the CCD 6.
【0010】図2はこのCCD6の前面における回折像
パターンの一例を表わした図である。微粒子群4がある
所定の径の微粒子のみから構成されている場合は、CC
D6上には例えば図2に破線で示す回折パターン11が
生じ、微粒子群4が他の所定の径の微粒子群のみから構
成されている場合は図2に一点鎖線で示す回折パターン
12を生じるが、ここでは微粒子群4は種々の径を有す
る微粒子から構成されているためこの微粒子群4により
形成される回折パターン10は種々の径の微粒子による
回折パターン(回折パターン11、12等)が重畳され
たものとなる。FIG. 2 is a diagram showing an example of a diffraction image pattern on the front surface of the CCD 6. When the particle group 4 is composed of only particles having a predetermined diameter, CC
For example, a diffraction pattern 11 indicated by a broken line in FIG. 2 is generated on D6, and a diffraction pattern 12 indicated by an alternate long and short dash line in FIG. Here, since the fine particle group 4 is composed of fine particles having various diameters, the diffraction pattern 10 formed by the fine particle group 4 is superimposed with the diffraction patterns (diffraction patterns 11, 12, etc.) of the fine particles having various diameters. It will be.
【0011】図1に示すCCD6により受光され電気信
号に変換された回折パターンは、演算回路7に入力さ
れ、この演算回路7では、この回折パターンを表わす信
号に基づいて、後述する演算方法に従って例えば図3に
一例を示すような各粒径dを有する粒子群の粒径分布N
が求められる。The diffraction pattern received by the CCD 6 shown in FIG. 1 and converted into an electric signal is input to an arithmetic circuit 7, which calculates, for example, based on a signal representing the diffraction pattern according to an arithmetic method described later. The particle size distribution N of a particle group having each particle size d as shown in FIG.
Is required.
【0012】図4は、0次光をカットするためのマスク
を施したガラス板が表面に貼付されたCCDの一例を表
わした正面図である。CCD6は、図4の左上端に0次
光が照射されるようにその概略の光軸調整が行われるこ
とが予定されており、したがって0次光をカットするマ
スク20はCCD6の表面の左上端に貼付される。FIG. 4 is a front view showing an example of a CCD in which a glass plate provided with a mask for cutting the zero-order light is adhered to the surface. The CCD 6 is supposed to be roughly adjusted in its optical axis so that the zero-order light is irradiated to the upper left end of FIG. 4. Therefore, the mask 20 for cutting the zero-order light is provided at the upper left end of the surface of the CCD 6. Affixed to
【0013】図5は、図4に示すマスク付きCCD6で
受光された回折パターンの、図4に示すr軸に沿う光量
分布を示した図である。r軸に沿って図4に示す左上端
の点O1から点POまではCCD6はマスク20に覆わ
れているためその受光光量Eはほとんど零である。ま
た、回折パターンは、図2に示すように平均的には光軸
中心(0次光の照射位置)に近いほどその光量が大き
く、光軸中心から離れるに従ってその光量が減衰するた
め、光量分布を表わす曲線は、図5に示すように点PO
で急激に立上りその後徐々に減衰する曲線となる。FIG. 5 is a diagram showing a light quantity distribution along the r-axis shown in FIG. 4 of the diffraction pattern received by the masked CCD 6 shown in FIG. Since the CCD 6 is covered by the mask 20 from the point O1 at the upper left end to the point PO shown in FIG. 4 along the r-axis, the amount of received light E is almost zero. In addition, as shown in FIG. 2, the light amount of the diffraction pattern increases on the average closer to the center of the optical axis (the irradiation position of the zero-order light), and the light amount decreases as the distance from the center of the optical axis decreases. Represents the point PO as shown in FIG.
, The curve rises rapidly and then gradually decreases.
【0014】次に上記のようにして得られた、図5に示
すような光量分布を示す回折パターンを、図5に示すし
きい値Th1で2値化し、図5に破線で示すような2値
画像を得、r軸に沿ってその2値画像の値が’1’か
ら’0’に変化する点P1が求められ、この操作を各方
向について行うことにより図4に破線で示す円弧22が
求められ、次にこの円弧22に基づいてこの円弧22の
中心点O2が求められる。回折パターンの強度分布は回
転対称であるため、この中心点O2は即ち0次光が照射
された光軸中心となる。Next, the diffraction pattern obtained as described above and showing the light quantity distribution as shown in FIG. 5 is binarized by the threshold value Th1 shown in FIG. A value image is obtained, and a point P1 at which the value of the binary image changes from "1" to "0" is obtained along the r-axis. By performing this operation in each direction, the circular arc 22 shown by a broken line in FIG. Then, the center point O2 of the arc 22 is determined based on the arc 22. Since the intensity distribution of the diffraction pattern is rotationally symmetric, the center point O2 is the center of the optical axis irradiated with the zero-order light.
【0015】このようにして、光軸中心のO2が求めら
れると、演算回路7内における演算上で、図6に示すよ
うに光軸中心O2を中心とした、あらかじめ定められた
半径r1、r2、r3、…の円弧が描かれ、互いに隣接
する2つの円弧に挟まれたn個の円環の一部領域D1、
D2、…、Dnの位置(各領域D1、D2、…、Dn)
を構成するピクセル(CCDを構成する各受光素子)が
定められ、かつこれら各領域の面積(各領域内に含まれ
るピクセルの数)が求められ、これら円環の一部領域の
位置と面積が演算回路7内の図示しないRAMメモリに
記憶される。なお、本実施例では0次光が図4の左上端
のマスク20の位置に照射されるように構成したため上
記のようにして求められた各領域のD1、D2、…、D
nはすべて円環の一部の領域となるが、CCD6のほぼ
中央に0次光を照射するように構成した場合は上記のよ
うにして求めた各領域の少なくとも一部は円環の領域と
なる場合もある。When the center O2 of the optical axis is obtained in this manner, the predetermined radii r1, r2 around the center O2 of the optical axis as shown in FIG. , R3,... Are drawn, and partial regions D1, n1 of n rings sandwiched between two arcs adjacent to each other are drawn.
, Dn (each region D1, D2, ..., Dn)
(The light receiving elements constituting the CCD) are determined, and the area (the number of pixels included in each area) of each of these areas is determined. It is stored in a RAM memory (not shown) in the arithmetic circuit 7. In the present embodiment, the zero-order light is applied to the position of the mask 20 at the upper left corner of FIG. 4, so that D1, D2,.
n is a part of the ring, but when the CCD 6 is configured to irradiate the 0th-order light to almost the center, at least a part of each of the regions obtained as described above is a ring region. In some cases.
【0016】次に上記と同様にして再度回折像を受光
し、今度は図6に示す各領域D1、D2、…、Dn毎の
受光光量が求められ、さらにその各受光光量が各領域D
1、D2、…、Dnの面積に応じて補正をされる。図7
は各領域D1、D2、…、Dn毎の、上記のようにして
補正された後の受光光量を表わしたグラフである。この
ように各領域D1、D2、…、Dn毎の補正された受光
光量を求めた後、この受光光量のパターンに基づいて微
粒子群4(図1参照)の粒径分布(図3参照)が求めら
れる。Next, the diffracted image is received again in the same manner as described above, and the received light amount for each of the regions D1, D2,..., Dn shown in FIG.
Correction is made according to the area of 1, D2,..., Dn. FIG.
Is a graph showing the amount of received light after the correction as described above for each of the regions D1, D2,..., Dn. After obtaining the corrected amount of received light for each of the regions D1, D2,..., Dn, the particle size distribution (see FIG. 3) of the particle group 4 (see FIG. 1) is determined based on the pattern of the amount of received light. Desired.
【0017】ここで、上記のようにして構成された粒径
分布測定装置が正しい測定結果を示すように校正を行う
必要があり、また使用中においてもこの粒径分布測定装
置が正しい測定を行っているか否かのチェックを時々行
う必要がある。ここではこの校正、チェック等は以下の
ようにして行われる。Here, it is necessary to perform calibration so that the particle size distribution measuring device constructed as described above shows a correct measurement result, and the particle size distribution measuring device performs correct measurement even during use. Checks from time to time need to be performed. Here, the calibration, check, and the like are performed as follows.
【0018】図8は写真フィルムもしくはガラス板上に
露光もしくは印刷された、あらかじめ径のわかっている
多数のスポットからなるパターンの一例を表わした図で
ある。このようなパターンを有するフィルムもしくはガ
ラス板を作成し、図1に示す微粒子群4に代えてこの微
粒子群4の位置に置くことにより、図4に示すパターン
に対応した回折パターンが受光され、これに基づいて粒
径分布が演算され、この演算結果が既知の所定結果とな
るか否かにより校正、チェックが行われる。従来は、こ
のチェック等は互いに同一の径を有する孔を多数あけた
アルミ板等を用いて行われており、この場合図2の回折
パターン11等単独の回折パターンについてのチェック
しかできないが、例えば電子計算機等を用いてフィルム
もしくはガラス板上に既知の種々の径のスポットを発生
させるようにすることにより、例えば一回のチェックで
多数の回折パターンが複合された回折パターン(図2の
回折パターン10参照)についてチェックすることやユ
ーザ毎にそのユーザに適合した粒径分布パターンを用い
てチェックすること等ができる。FIG. 8 is a diagram showing an example of a pattern composed of a number of spots having a known diameter, which are exposed or printed on a photographic film or a glass plate. By preparing a film or a glass plate having such a pattern and placing it at the position of the particle group 4 instead of the particle group 4 shown in FIG. 1, a diffraction pattern corresponding to the pattern shown in FIG. 4 is received. The particle size distribution is calculated on the basis of, and calibration and checking are performed based on whether the calculation result is a known predetermined result. Conventionally, this check or the like is performed using an aluminum plate or the like in which many holes having the same diameter are formed. In this case, only a single diffraction pattern such as the diffraction pattern 11 in FIG. 2 can be checked. By using an electronic computer or the like to generate spots of various known diameters on a film or a glass plate, for example, a diffraction pattern in which a large number of diffraction patterns are combined by one check (the diffraction pattern in FIG. 2) 10), or for each user, using a particle size distribution pattern suitable for that user.
【0019】ここで、回折光のみの光量分布について
も、広いダイナミックレンジ(正確に受光することを必
要とする最小光量と最大光量との比率)を有し、CCD
6のダイナミックレンジ(正しく受光することのできる
最小光量と最大光量との比率)を上回る場合があり、こ
の場合、例えば以下のようにして回折光のダイナミック
レンジが圧縮される。Here, the light amount distribution of only the diffracted light also has a wide dynamic range (the ratio between the minimum light amount and the maximum light amount required to receive light accurately), and
In some cases, the dynamic range of the diffracted light may be reduced as described below, in which case the dynamic range may exceed the dynamic range of 6 (the ratio between the minimum amount of light that can be correctly received and the maximum amount of light).
【0020】図9は0次光をカットするためのマスクに
加え、回折光を減衰させるためのフィルタを施したガラ
ス板が表面に貼付されたCCDの一例を表わした正面図
である。前述したように回折パターンは光軸中心に近い
領域ほどその光量が大きいため、マスク20に隣接した
光量の多い領域に一様な濃度のNDフィルタ21が貼付
されている。このようにNDフィルタ21を貼付する
と、このNDフィルタ21の各位置による濃度のばらつ
き等を調べる必要を生じ、ここでは以下のようにしてこ
のばらつき等が調べられる。FIG. 9 is a front view showing an example of a CCD in which a glass plate on which a filter for attenuating diffracted light is applied in addition to a mask for cutting zero-order light is adhered to the surface. As described above, since the amount of light in the diffraction pattern is larger in a region closer to the center of the optical axis, an ND filter 21 having a uniform density is attached to a region adjacent to the mask 20 and having a large amount of light. When the ND filter 21 is attached in this manner, it is necessary to check the variation in density or the like at each position of the ND filter 21. Here, the variation or the like is checked as follows.
【0021】図10はCCDに一様な光が照射されたと
きの受光強度分布を調べるための光学系の一例を示した
概略構成図である。図1に示すレーザ光源1と同一のレ
ーザ光源1から射出されたレーザ光2はレンズ8、及び
図1に示すレンズ5と同一のレンズ5を経由して平行光
とされ、これによりCCD6の表面に一様な光量のレー
ザ光が照射される。FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing an example of an optical system for examining the received light intensity distribution when uniform light is irradiated on the CCD. The laser light 2 emitted from the same laser light source 1 as the laser light source 1 shown in FIG. 1 is converted into parallel light through the lens 8 and the same lens 5 as the lens 5 shown in FIG. Is irradiated with a uniform amount of laser light.
【0022】ここでマスク20にもフィルタ21にも覆
われていない領域の各ピクセル毎のの信号の平均値とフ
ィルタ21に覆われた領域内の各ピクセル毎の信号値と
を比較することにより、フィルタ21に覆われた領域内
の各ピクセル毎のNDフィルタ21の濃度ばらつきが求
められ、これに従って補正係数が求められる。この補正
係数は演算手段7内に備えられたメモリに記録され、回
折パターンを受光した後フィルタ21で減衰されなかっ
た状態の回折パターンを求める際に使用される。Here, by comparing the average value of the signal for each pixel in the area not covered by the mask 20 or the filter 21 with the signal value for each pixel in the area covered by the filter 21 , The density variation of the ND filter 21 for each pixel in the area covered by the filter 21 is obtained, and the correction coefficient is obtained in accordance with this. This correction coefficient is recorded in a memory provided in the calculating means 7 and is used for obtaining a diffraction pattern in a state where the diffraction pattern is not attenuated by the filter 21 after receiving the diffraction pattern.
【0023】図11は、図9に示すマスク及びNDフィ
ルタを施したガラス板が付されたCCDで受光された回
折パターンの一例を表わした図である。図5に示した受
光回折パターンの場合と同様にr軸上のマスク20とN
Dフィルタ22との境界点POでその光量Eが急激に立
ち上がるが、NDフィルタ21により減衰されているた
め、図5に示した場合よりも低い光量までしか立ち上が
らず、その後r軸に沿って徐々に低下し、NDフィルタ
21のエッジ点P4で再度立上り徐々に低下する曲線と
なっている。ここで前述した実施例の場合と同様にして
Th4をしきい値として2値画像を求め、それぞれ点P
3、P5を含む円弧23、24(図9参照)を求め、こ
れらの円弧23、24の中心点O3として光軸中心(0
次光の照射位置)が求められる。その後、図6に示した
ようにして多数の円環の一部領域D1、D2、…Dnが
求められるが、ここではNDフィルタ21が貼付されて
いるため、各領域D1、D2、…、Dnの位置、面積の
ほか上記のようにしてもとめられた補正係数を用いてN
Dフィルタ22に起因する受光光量を補正するための各
領域D1、D2、…、Dn毎の補正係数も求められ、こ
れにより測定準備が完了することとなる。FIG. 11 is a diagram showing an example of a diffraction pattern received by a CCD provided with a glass plate provided with the mask and the ND filter shown in FIG. As in the case of the light-receiving diffraction pattern shown in FIG.
The light amount E sharply rises at the boundary point PO with the D filter 22, but since the light amount E is attenuated by the ND filter 21, the light amount E rises only to a light amount lower than that shown in FIG. 5, and then gradually along the r-axis. And the curve gradually rises again at the edge point P4 of the ND filter 21. Here, in the same manner as in the above-described embodiment, a binary image is obtained using Th4 as a threshold,
Arcs 23 and 24 (see FIG. 9) including P3 and P5 are determined, and the center of the optical axis (0
(Irradiation position of the next light). After that, as shown in FIG. 6, a number of partial regions D1, D2,... Dn of the ring are obtained. Using the position, area, and the correction coefficient determined as described above, N
A correction coefficient for each of the regions D1, D2,..., Dn for correcting the amount of received light caused by the D filter 22 is also obtained, whereby the measurement preparation is completed.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の粒
径分布測定方法は、固体撮像素子を用いてた受光された
回折パターンを2値化し、この2値化画像に現われた円
もしくは円弧の中心点を求め、該中心点を同心的に取り
巻く複数の円環領域もしくは円環の一部領域を定めるよ
うにしたため、大雑把な光軸調整で済み、測定準備に要
する時間、手間が短縮される。As described above in detail, the particle size distribution measuring method of the present invention binarizes a diffraction pattern received using a solid-state imaging device and generates a circle or a circle appearing in the binarized image. The center point of the arc is determined, and a plurality of annular regions or a part of the annular region concentrically surrounding the center point are determined. Therefore, rough optical axis adjustment is required, and the time and labor required for measurement preparation are reduced. Is done.
【図1】本発明の一実施例に係る粒径分布測定方法を示
した図である。FIG. 1 is a diagram showing a particle size distribution measuring method according to one embodiment of the present invention.
【図2】CCD前面における回折像パターンの一例を表
わした図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a diffraction image pattern on a front surface of a CCD.
【図3】各粒径dを有する粒子の各個数Nを表わしたグ
ラフである。FIG. 3 is a graph showing each number N of particles having each particle diameter d.
【図4】0次光をカットするためのマスクを施したガラ
ス板が表面に貼付されたCCDの一例を表わした正面図
である。FIG. 4 is a front view showing an example of a CCD in which a glass plate provided with a mask for cutting zero-order light is attached to the surface.
【図5】図4に示すr軸に沿う回折パターンの光量分布
を示した図である。5 is a diagram showing a light amount distribution of a diffraction pattern along the r-axis shown in FIG.
【図6】光軸中心O2を中心とした多数(n個)の円環
の一部領域D1、D2、…、Dnを表わした図である。FIG. 6 is a diagram showing a number (n) of partial regions D1, D2,..., Dn of a large number of (n) rings around the optical axis center O2.
【図7】各領域D1、D2、…、Dn毎の、補正後の受
光光量を表わしたグラフである。FIG. 7 is a graph showing the amount of received light after correction for each of the regions D1, D2,..., Dn.
【図8】写真フィルムもしくはガラス板上に露光もしく
は印刷された、径の既知の多数のスポットからなるパタ
ーンの一例を表わした図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a pattern composed of a number of spots having a known diameter, which is exposed or printed on a photographic film or a glass plate.
【図9】0次光をカットするためのマスクと回折光を減
衰させるフィルタを施したガラス板が表面に貼付された
CCDの一例を表わした正面図である。FIG. 9 is a front view showing an example of a CCD in which a mask for cutting zero-order light and a glass plate provided with a filter for attenuating diffracted light are adhered to the surface.
【図10】CCDに一様な光を照射する光学系の一例を
示した概略構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an optical system that irradiates a CCD with uniform light.
【図11】図9に示すマスク及びNDフィルタを施した
ガラス板が付されたCCDで受光された回折パターンの
一例を表わした図である。11 is a diagram showing an example of a diffraction pattern received by a CCD provided with a glass plate provided with a mask and an ND filter shown in FIG.
1 レーザ光源 2 レーザ光 3、5、8 レンズ 4 微粒子群 6 CCD 7 演算回路 20 0次光遮蔽用マスク 21 NDフィルタ REFERENCE SIGNS LIST 1 laser light source 2 laser light 3, 5, 8 lens 4 particle group 6 CCD 7 arithmetic circuit 20 0th-order light shielding mask 21 ND filter
Claims (1)
り得られた回折像を、0次光を遮蔽するマスクを介して
固体撮像素子で受光し、該回折像のパターンに基づいて
前記微粒子群の粒径分布を求める粒径分布測定方法であ
って、前記受光により得られた回折像を2値化すること
により2値画像を得、該2値画像に現われた円もしくは
円弧に基づいて該円もしくは円弧の中心点を求め、該中
心点を同心的に取り巻く複数の円環領域もしくは円環の
一部領域を定めておき、次の前記受光により得られた回
折像の、各前記円環領域もしくは円環の一部領域内の光
強度和を求め、該光強度和の分布に基づいて前記微粒子
群の粒径分布を求めることを特徴とする粒径分布測定方
法。1. A solid-state imaging device receives a diffraction image obtained by irradiating a laser beam onto a particle group through a mask that blocks 0th-order light, and based on the pattern of the diffraction image, A binarized image obtained by binarizing a diffraction image obtained by the light reception, and obtaining a binarized image based on a circle or an arc appearing in the binarized image. The center point of a circle or an arc is determined, a plurality of annular regions or a part of the annular region concentrically surrounding the center point are defined, and each of the annular regions of the diffraction image obtained by the next light reception is determined. A particle size distribution measuring method, wherein a sum of light intensities in a region or a partial region of a ring is obtained, and a particle size distribution of the fine particle group is obtained based on the distribution of the sum of light intensities.
Priority Applications (1)
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| JP3063744A JP2805664B2 (en) | 1991-03-06 | 1991-03-06 | Particle size distribution measurement method |
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Publications (2)
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| JPH04278440A JPH04278440A (en) | 1992-10-05 |
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| JPH04278440A (en) | 1992-10-05 |
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