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公開番号2025110235
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-28
出願番号2024004054
出願日2024-01-15
発明の名称粒子計測装置、方法、およびプログラム
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類G01N 15/06 20240101AFI20250718BHJP(測定;試験)
要約【課題】廉価で実現でき、かつ容易な操作で粒子を計測することができる粒子計測装置を提供すること。
【解決手段】実施形態によれば、粒子計測装置は、液中の粒子を照明する照明光を供給する光源と、粒子を透過した照明光を撮像する撮像部と、撮像部によって撮像された照明光の透過光強度と、粒子の既知の粒径および屈折率とに基づいて、粒子と撮像部との間の距離を計測する計測部とを備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
液中の粒子を照明する照明光を供給する光源と、
前記粒子を透過した前記照明光を撮像する撮像部と、
前記撮像部によって撮像された前記照明光の透過光強度と、前記粒子の既知の粒径および屈折率とに基づいて、前記粒子と前記撮像部との間の距離を計測する計測部と
を備えた、粒子計測装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記計測部によって計測された距離に基づいて、前記粒子が、前記撮像部に接触しているか否かを判定する接触判定部をさらに備えた、請求項１に記載の粒子計測装置。
【請求項３】
前記撮像部によって撮像された画像において、前記透過光強度が、予め設定された閾値以上である部分が、前記粒子に相当すると判定する粒子判定部をさらに備えた、請求項１に記載の粒子計測装置。
【請求項４】
前記閾値は、前記画像の背景光強度から決定される、請求項３に記載の粒子計測装置。
【請求項５】
前記粒子判定部によって、前記粒子に相当すると判定された部分をカウントする、カウント部をさらに備えた、請求項３に記載の粒子計測装置。
【請求項６】
前記カウント部は、前記画像において、前記粒子判定部によって、前記粒子に相当すると判定された部分を、背景とは異なる色で表示させ、異なる色で表示された部分をカウントすることによって、前記粒子に相当すると判定された部分をカウントする、請求項５に記載の粒子計測装置。
【請求項７】
前記粒子判定部によって前記粒子に相当すると判定された部分の光強度分布情報を蓄積するデータベースと、
前記データベースに蓄積されている光強度分布情報に対して機械学習による画像解析を行う、機械学習部とをさらに備え、
前記撮像部によって新たな画像が撮像されると、前記粒子判定部は、前記新たな画像において、前記閾値を使用せず、前記機械学習部による解析結果に基づいて、前記粒子に相当する部分を判定する、請求項３に記載の粒子計測装置。
【請求項８】
粒子計測装置によって実施される粒子計測方法であって、
前記粒子計測装置が、
光源から液中の粒子に対して照明光を照明し、
前記粒子を透過した前記照明光を撮像部によって撮像し、
前記撮像された前記照明光の透過光強度と、前記粒子の既知の粒径および屈折率とに基づいて、前記粒子と前記撮像部との間の距離を計測する、粒子計測方法。
【請求項９】
光源に対して、液中の粒子に照明光を照明させる機能、
前記粒子を透過した前記照明光を撮像部によって撮像する機能、
前記撮像された前記照明光の透過光強度と、前記粒子の既知の粒径および屈折率とに基づいて、前記粒子と前記撮像部との間の距離を計測する機能を
プロセッサに実現させるためのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、有機系排水処理における処理水に含まれる粒子を計測する粒子計測装置、方法、およびプログラムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
都市下水等の有機系排水処理には、一般に、活性汚泥法が用いられる。活性汚泥法は、空気を処理水に供給し、有機物の働きで、処理水中の有機物を分解する。
【０００３】
活性汚泥中の代表的な有用微生物に、バチルス属細菌（以下、単に「バチルス」と称する）がある。バチルスが出す酵素、抗生物質は溶菌作用があるため、バチルスが優占化された処理施設では、余剰汚泥発生量が少ない。また、バチルスは、硫酸還元細菌の働きを止める役割もあり、臭気の発生量も少ない。
【０００４】
したがって、処理水中に十分なバチルスが含まれているか否かを判定するために、バチルスの個数を把握することは重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－１３５１２９号公報
【非特許文献】
【０００６】
“Bacteria detection with thin wetting film lensless imaging”, BIOMEDICAL OPTICS EXPRESS 762（2010）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、廉価で実現でき、かつ容易な操作で粒子を計測することができる粒子計測装置、方法、およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の粒子計測装置は、液中の粒子を照明する照明光を供給する光源と、粒子を透過した照明光を撮像する撮像部と、撮像部によって撮像された照明光の透過光強度と、粒子の既知の粒径および屈折率とに基づいて、粒子と撮像部との間の距離を計測する計測部とを備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本発明の実施形態の粒子計測方法が適用された粒子計測装置の構成例を示すブロック図である。
図２は、本発明の実施形態の粒子計測方法が適用された粒子計測装置による計測フローを示すフローチャートである。
図３は、サンプル水溶液中の粒子に入射した照明光が、粒子を透過して画像センサの受光部に到達するまでの光線の追跡図である。
図４は、アクリル標準粒子を含む純水溶液をサンプル水溶液として、画像センサ上に滴下した場合に撮像された画像である。
図５は、図４に示す画像において３つの異なる映り方をする３種類のアクリル標準粒子（以下、「粒子Ａ」、「粒子Ｂ」、および「粒子Ｃ」と称する）を含む拡大画像である。
図６は、３種類のアクリル標準粒子について測定された各透過光強度分布図である。
図７は、バチルス属菌芽胞株を含むサンプル水溶液を、画像センサ上に滴下した場合に撮像された画像である。
図８は、図７（ａ）および図７（ｂ）に示す画像から抽出されたバチルス属菌芽胞の透過光強度分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施形態および実施例について図面を参照して説明する。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明や、重複した説明は適宜省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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