JP6955058B2 - 測定装置及び測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、レーザー光を照射することで被計測対象に関する測定を行う測定装置及び測定方法の技術分野に関する。

この種の装置として、例えばレーザー光のドップラーシフト（所謂、レーザードップラー）を利用して流体の速度を検出する装置が知られている。例えば特許文献１では、ビームスプリッタで２つに分離したレーザー光を、被計測対象である流体の同一箇所に異なる角度から照射し、反射された光のドップラーシフトにより被計測対象の速度を検出するという技術が提案されている。

特開昭６３−１９１０８６号公報

上述したように、レーザー光を照射して行う測定では、被計測対象がレーザー光によりダメージを受けてしまうことがある。特に、被計測対象が生体の血液である場合、レーザー光により血液中の成分が破壊されてしまい深刻な影響を及ぼす可能性もある。従って、レーザー光のパワーは必要以上に高過ぎないことが好ましい。一方で、レーザー光のパワーが低いと、検出光のＳ／Ｎ比（信号対雑音比）が悪化し、正確な測定が行えなくなってしまうという技術的問題点が生ずる。

また、上述した特許文献１のように、２つに分離されたレーザー光を同一箇所に照射しようとする場合、照射側の光学系に高い精度が求められてしまう。加えて、被計測対象が代わる度に調整作業が必要となってしまうという技術的問題点も生ずる。

本発明が解決しようとする課題には、上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、レーザー光を分離して照射することで、被計測対象に関する測定を好適に実行可能な測定装置及び測定方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための測定装置は、レーザー光を複数の光束に分離し、前記複数の光束を互いに被計測対象の異なる部分に異なる入射角で照射する分離照射手段と、前記複数の光束が前記被計測対象で散乱された散乱光を受光する受光手段とを備える。

上記課題を解決するための測定方法は、レーザー光を複数の光束に分離し、前記複数の光束を互いに被計測対象の異なる部分に異なる入射角で照射する分離照射工程と、前記複数の光束が前記被計測対象で散乱された散乱光を受光する受光工程とを備える。

第１実施例に係る測定装置の全体構成を示す側面図である。 第１実施例に係る測定装置の変形例の全体構成を示す側面図（その１）である。 第１実施例に係る測定装置の変形例の全体構成を示す側面図（その２）である。 第１実施例に係る測定装置の変形例の全体構成を示す側面図（その３）である。 検出感度の最適化方法を示す概念図である。 比較例に係る測定装置の全体構成を示す側面図である。 第２実施例に係る測定装置の全体構成を示す側面図である。 第３実施例に係る測定装置の全体構成を示す側面図である。 第４実施例に係る測定装置の全体構成を示す側面図である。 第４実施例に係る測定装置の変形例の全体構成を示す側面図である。 第５実施例に係る測定装置の全体構成を示す側面図である。 第６実施例に係る測定装置の全体構成を示す側面図である。

＜１＞
本実施形態に係る測定装置は、レーザー光を複数の光束に分離し、前記複数の光束を互いに被計測対象の異なる部分に異なる入射角で照射する分離照射手段と、前記複数の光束が前記被計測対象で散乱された散乱光を受光する受光手段とを備える。

本実施形態に係る測定装置によれば、その動作時には、移動する被計測対象（例えば、透明チューブの内部を流れる血液等の流体、或いはコンベヤ上を流れる板状部材等の個体など）に対して、レーザー光が照射される。本実施形態に係るレーザー光は、分離照射手段によって複数の光束に分離され、互いに被計測対象の異なる部分に異なる入射角で照射される。分離照射手段は、例えばグレーティング（回折格子）やハーフミラー等を含んで構成される。

被計測対象に照射された複数の光束は、被計測対象で散乱（具体的には、透過や反射）され、複数の散乱光となる。これら複数の散乱光は共通の受光手段によって受光される。受光手段は、例えばフォトダイオード等として構成されている。受光手段では、例えば受光された散乱光の強度が信号化され、測定結果の演算に用いられる。より具体的には、例えばドップラーシフトを利用した被計測対象の速度算出が実行される。

ここで本実施形態では特に、上述したように、レーザー光が複数の光束に分離され、被計測対象の異なる位置に異なる入射角で照射される。これにより、同一箇所に照射されるレーザー光のパワーを低減することができる。即ち、分離して異なる箇所に照射するため、分離せずに同一箇所に照射する、或いは分離した後に同一箇所に照射する場合等と比べて、一の箇所に照射されるレーザー光のパワーが低減される。よって、被計測対象がレーザー光の照射によって受けてしまうダメージを低減することができる。

また、分離された光束は、異なる箇所に照射されればよい（即ち、一点に照射されずともよい）ため、被計測対象に照射される光束に対して高い位置精度が要求されない。よって、光学系の調整が容易であり、信頼性も向上する。特に、被計測対象を交換して測定を続行するような場合（より具体的には、被計測対象である流体が流れるチューブ等を交換して測定を行う場合）には、交換後の調整が殆ど或いは全く不要となる。

本実施形態では更に、被計測対象の異なる箇所で散乱された散乱光は、夫々受光手段において検出される。即ち、被計測対象に照射される時点では分離されていたレーザー光も、受光手段で併せて検出される。よって、レーザー光を分離することに起因して検出信号の強度が低下してしまうことを回避できる。この結果、分離しない場合と同等のＳ／Ｎ比の信号を得ることができ、正確な測定が行える。

以上説明したように、本実施形態に係る測定装置によれば、被計測対象に対するダメージを低減しつつ、好適に測定を行うことが可能である。

＜２＞
本実施形態に係る測定装置の一態様では、前記分離照射手段は、グレーティングを含む。

この態様によれば、レーザー光は、グレーティング（回折格子）に入射されることで、複数の光束に分離される。このため、例えば複数のミラーを利用してレーザー光を分離する場合と比較して、光路の調整に精度が要求されない。従って、容易に且つ精度良く測定が実行できる。

また、部品点数も削減することができるため、コストの増大や装置構成の複雑化を防止することができる。

＜３＞
上述したグレーティングを含む態様では、前記グレーティングは、ブレーズ型のグレーティングであってもよい。

この場合、グレーティングに入射したレーザー光の一部を直進させることができるため、グレーティングを被計測対象に対して平行に（即ち、グレーティングの出射面と、被計測対象の照射面とが平行となるように）配置することができる。従って、例えばグレーティングを被計測対象に対して斜めに配置する場合と比較して、レイアウトスペースを有効に活用することができる。この結果、例えば装置構成の簡単化や小型化を実現することができる。

＜４＞
或いはグレーティングを含む態様では、前記グレーティングは、集光効果を有していてもよい。

この場合、グレーティングにおいて分離した複数の光束を、集光して被計測対象に照射することができるため、レーザー光のエネルギー効率を高めることができる。

また、グレーティングでは特に、分離した複数の光束の各々の焦点位置を互いに異ならしめることができる。これにより、複数の光束の各々の被計測対象までの光路長が互いに異なる場合であっても、それぞれ好適に計測対象位置に集光させることができる。

＜５＞
本実施形態に係る測定装置の他の態様では、前記分離照射手段は、前記レーザー光の一部を反射する一部反射手段を含む。

この態様によれば、レーザー光は、例えばハーフミラーとして構成される一部反射手段により、一部が反射され、他の一部が透過される。よって、レーザー光を確実に複数の光束に分離することができる。

＜６＞
上述した一部反射手段を含む態様では、前記分離照射手段は、前記一部反射手段との相対的な位置が固定された反射手段を更に含んでいてもよい。

この場合、一部反射手段で分離された複数の光束の少なくとも１つが反射手段により反射され、被計測対象へと向かう光束とされる。本態様では特に、反射手段は、一部反射手段との相対的な位置が固定されている（言い換えれば、２面鏡として構成されている）ため、一部反射手段と反射手段の角度調整を別々に行わずに済む。従って、レーザー光の照射角度の調整が容易に行える。

＜７＞
本実施形態に係る測定装置の他の態様では、前記散乱光を前記受光手段に集光する散乱後集光手段を更に備える。

この態様によれば、比較的広範囲に照射される散乱光を受光手段に効率的に集めることができる。従って、受光手段において検出される光の強度を高めることができ、結果として測定精度を高めることが可能となる。

＜８＞
本実施形態に係る測定装置の他の態様では、前記複数の光束を前記被計測対象に集光する分離後集光手段を更に備える。

この態様によれば、分離された複数の光束を効率よく被計測対象に照射することができ、レーザー光のエネルギー効率を高めることができる。また、分離後集光手段は、分離された複数の光束の入射角調整にも利用できる。

＜９＞
本実施形態に係る測定装置の他の態様では、前記分離照射手段は、前記レーザー光を少なくとも第１光束及び第２光束に分離して照射し、前記第１光束が前記被計測対象で散乱された第１散乱光の前記受光手段までの光路は、前記第２光束の光路と平行とされており、前記第２光束が前記被計測対象で散乱された第２散乱光の前記受光手段までの光路は、前記第２光束の光路と平行とされている。

この態様によれば、第１光束の光路（具体的には、第１光束の分離照射手段から被計測対象までの光路）と、第２光束の散乱光の光路（具体的には、第２光束の散乱後の被計測対象から受光手段までの光路）とが互いに平行となる。同様に、第２光束の光路（具体的には、第２光束の分離照射手段から被計測対象までの光路）と、第１光束の散乱光の光路（具体的には、第１光束の散乱後の被計測対象から受光手段までの光路）とが互いに平行となる。よって、第１光束の光路、第２光束の光路、第１光束の散乱光の光路、及び第２光束の散乱光の光路は平行四辺形の各辺をなす。

このようにすれば、受光手段における散乱光の検出強度を理論的に最大にすることができる。従って、レーザー光のパワーを必要以上に高くせずとも、高い精度で測定が行える。なお、光路が完全な平行四辺形とならない場合でも、平行四辺形に近い形とすることで、上述した効果は相応に発揮される。

＜１０＞
本実施形態に係る測定装置の他の態様では、前記受光手段で受光された前記散乱光のドップラーシフトから、前記被計測対象の速度を検出する速度検出手段を更に備える。

この態様によれば、分離された複数の光束の各々の散乱光に発生するドップラーシフトを利用して、被計測対象の速度を検出できる。具体的には、複数の散乱光のビート信号を利用して、被計測対象の速度を検出できる。

本態様に係る測定装置は、上述したように、レーザー光による被計測対象へのダメージを低減することができるため、例えばダメージによる影響が深刻となり得る血液等の速度を検出する場合に顕著に効果を発揮する。

＜１１＞
本実施形態に係る測定方法は、レーザー光を複数の光束に分離し、前記複数の光束を互いに被計測対象の異なる部分に異なる入射角で照射する分離照射工程と、前記複数の光束が前記被計測対象で散乱された散乱光を受光する受光工程とを備える。

本実施形態に係る測定方法によれば、上述した本実施形態に係る測定装置と同様に、被計測対象に対するダメージを低減しつつ、好適に測定を行うことが可能である。

なお、本実施形態に係る測定方法においても、上述した本実施形態に係る測定装置における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。

本実施形態に係る測定装置及び測定方法の作用及び他の利得については、以下に示す実施例において、より詳細に説明する。

以下では、図面を参照して測定装置及び測定方法の実施例について詳細に説明する。なお、以下の実施例では、本発明に係る測定装置が、例えば血液等の流体の速度を測定する装置として適用される場合について説明する。

＜第１実施例＞
第１実施例に係る測定装置について、図１から図６を参照して説明する。

＜全体構成＞
先ず、第１実施例に係る測定装置の全体構成について、図１を参照して説明する。ここに図１は、第１実施例に係る測定装置の全体構成を示す側面図である。

図１において、第１実施例に係る測定装置１は、主な構成要素として、光源１００と、グレーティング２００と、検出器５００とを備えて構成されている。

光源１００は、照射光Ｌｉを出力可能に構成されたレーザー光源である。光源１００は、レーザー光の出力強度を調整可能とされている。

グレーティング２００は、本発明の「分離照射手段」の一例であり、バイナリ型のグレーティングとして構成されている。グレーティング２００は、光源１００から照射された照射光Ｌｉを分離光Ｌｄ１及びＬｄ２に分離して、透明チューブ３００内を図の右方向に向かって流れる流体４００に照射する。

分離光Ｌｄ１及びＬｄ２は、被計測対象である流体４００に対して、夫々異なる位置に異なる角度で入射される。具体的には、分離光Ｌｄ１は、流体４００内の散乱体４０１において散乱（透過）される。この結果、散乱体４０１から散乱光Ｌｓ１が放射される。一方、分離光Ｌｄ２は、流体４００内の散乱体４０２において散乱（透過）される。この結果、散乱体４０２から散乱光Ｌｓ２が放射される。

検出器５００は、本発明の「受光手段」の一例であり、例えばフォトディテクターとして構成されている。検出器５００は、流体４００から見て光源１００とは反対側に配置されており、その検出面において、流体４００を透過した散乱光Ｌｓ１及びＬｓ２を夫々検出可能とされている。即ち、検出器５００は、散乱光Ｌｓ１及びＬｓ２の干渉光を検出可能に構成されている。

検出器５００で検出された干渉光の強度は信号化され、図示せぬ演算回路等において各種演算に用いられる。具体的には、本発明の「速度検出手段」の一例である速度演算部において演算され、流体４００の速度が算出される。

＜変形例＞
次に、第１実施例に係る測定装置の変形例について、図２から図４を参照して説明する。ここに図２から図４は夫々、第１実施例に係る測定装置の変形例の全体構成を示す側面図である。

図２において、第１比較例に係る測定装置１ｂでは、検出器５００が、流体４００から見て光源１００と同じ側に配置されており、その検出面において、流体４００で反射された散乱光Ｌｓ１ｂ及びＬｓ２ｂを夫々検出可能とされている。

このように、検出器５００は、流体４００を透過した散乱光Ｌｓ１及びＬｓ２（図１参照）に代えて、流体４００で反射された散乱光Ｌｓ１ｂ及びＬｓ２ｂを検出可能に構成されてもよい。この場合でも、透過した散乱光Ｌｓを検出する場合と同様に測定が行える。

図３において、第２比較例に係る測定装置１ｃでは、バイナリ型のグレーティング２００に代えて、ブレーズ型のグレーティング２００ｂ設けられている。ブレーズ型のグレーティング２００ｂは、分離光Ｌｄ１が照射光Ｌｉの入射角と同じ角度で（即ち、直進するように）出射される。このため、ブレーズ型のグレーティング２００ｂは、出射面が透明チューブ３００と平行となるように配置できる。よって、例えば透明チューブ３００に対して斜めに出射面を配置せざるを得ないバイナリ型のグレーティング２００を使用する場合（図１参照）と比較して、レイアウトの自由度が高くなる。

図４において、第３比較例に係る測定装置１ｄでは、ブレーズ型のグレーティング２００ｂが使用されると共に、検出器５００が、反射光である散乱光Ｌｓ１ｂ及びＬｓ２ｂを検出するように構成されている。

以上のように、本実施例に係る測定装置１は、グレーティング２００が、バイナリ型或いはブレーズ型であるかを問わず、また検出器５００の測定対象が、透過光或いは反射光であるかを問わない。

＜検出感度の最適化＞
次に、第１実施例に係る測定装置における検出感度の最適化について、図５を参照して説明する。ここに図５は、検出感度の最適化方法を示す概念図である。なお、以下では、図３で示した測定装置１ｃ（即ち、ブレーズ型のグレーティング２００ｂを備えた透過型の装置）を例に挙げて説明を進めるが、他の例についても同様の方法で最適化を行うことが可能である。

図５に示すように、グレーティング２００ｂの出射面と分離光Ｌｄ１とがなす角度をγ１、グレーティング２００ｂの出射面と分離光Ｌｄ２とがなす角度をγ２とする。検出器５００の検出面と散乱光Ｌｓ１とがなす角度をγ３、検出器５００の検出面と散乱光Ｌｓ２とがなす角度をγ４とする。分離光Ｌｄ１と分離光Ｌｄ２とがなす角度を２θ、散乱光Ｌｓ１と散乱光Ｌｓ２とがなす角度を２θ_２とする。なお、図からも分かるように、２θ＝γ１−γ２であり、２θ_２＝γ３−γ４である。

更に、２θの中心線と散乱体４０１及び４０２の流れる方向に沿う線とがなす角度をαとし、２θ_２の中心線と散乱体４０１及び４０２の流れる方向に沿う線とがなす角度をβとする。散乱体４０１及び４０２は、互いに近接しているため、同じ速度ｖで流れているものとする。

この場合、ビート信号の周波数Δｆは、上記各パラメータと、光の周波数ｆ_ｅ及び光の速度ｃとを用いて、以下の数式（１）から（４）のように表すことができる。

ここで、γ３≠γ４（即ち、θ_２≠θ）の場合は、θ及びのθ_２符号が同一であれば検出感度が上がり、異なれば検出感度が低下する。そして特に、γ１＝γ３、γ２＝γ４とすれば、検出感度が最大となる。よって、分離光Ｌｄ１及びＬｄ２、並びに散乱光Ｌｓ１及びＬｓ２がなす四角形が平行四辺形となるように光学系を調整すれば、検出感度を最大とすることができる。

＜測定時の効果＞
次に、第１実施例に係る測定装置によって得られる技術的効果について、図６に示す比較例を参照しながら詳細に説明する。ここに図６は、比較例に係る測定装置の全体構成を示す側面図である。

図６において、比較例に係る測定装置１ｅでは、光源から照射された照射光Ｌｉは、ハーフミラー２１０によって分離される。即ち、ハーフミラー２１０を透過した光が分離光Ｌｄ１とされ、ハーフミラー２１０で反射された光が分離光Ｌｄ２とされる。なお、分離光Ｌｄ２は、ミラー２２０で反射されることにより被計測対象である流体４００に向かう。

また、比較例に係る測定装置１ｅでは特に、分離光Ｌｄ１及びＬｄ２は、流体４００の互いに同じ位置に照射される。即ち、分離光Ｌｄ１及びＬｄ２は、同じ散乱体４０１に照射される。散乱体４０１に照射された分離光Ｌｄ１及びＬｄ２は、夫々散乱光Ｌｓ１及びＬｓ２となり、検出器５００において検出される。

上述した比較例では、分離光Ｌｄ１及びＬｄ２が流体４００の同じ一点に照射されるため、照射位置における光強度が比較的高くなり易く、被計測対象である流体４００に対して照射によるダメージを与える可能性が高くなる。例えば、被計測対象が血液である場合、強度の高いレーザー光が照射されることで血液の一部が破壊され、生体に対して悪影響を与えてしまうおそれがある。一方で、ダメージの低減を図るために光強度を低くすると、検出器５００で検出される光強度が小さくなり、Ｓ／Ｎ比が悪化する。この結果、正確な測定が実行できないおそれが生ずる。

更に、上述した比較例では、分離光Ｌｄ１及びＬｄ２を流体４００の同じ一点に照射しなければならないため、ハーフミラー２１０及びミラー２２０に対して高精度のアライメントが要求されると共に、信頼性を確保することも容易ではない。

一方、図１から図４に示した第１実施例に係る測定装置１によれば、グレーティング２００で分離された分離光Ｌｄ１及びＬｄ２の各々が、流体４００の異なる箇所（即ち、散乱体４０１及び４０２）に照射される。よって、仮に光源１００から照射されるレーザー光の強度が同じであるとすると、上述した比較例と比べて、同一箇所で受けるダメージは半減される。また、異なる箇所で散乱された散乱光Ｌｓ１及びＬｓ２が夫々検出されるため、Ｓ／Ｎ比は悪化しない。即ち、第１実施例に係る測定装置１によれば、検出感度を悪化させることなく、被計測対象へのダメージを低減できる。

また、２つの分離光Ｌｄ１及びＬｄ２を一点に照射することが要求されないことで、光学系のアライメントに高い精度が要求されずに済む。よって、例えば被計測対象を変更するために透明チューブ３００の交換を行うような場合であっても、交換後の微調整が要求されない。

加えて、第１実施例に係る測定装置１では、グレーティング２００のみの調整によって、分離光Ｌｄ１及びＬｄ２の入射角を調整できる。従って、比較例のように２つのミラーを利用して調整する場合と比較すると、極めて容易に調整作業が行える。この結果、装置の信頼性も向上し、更には部品数の削減によるコストの低減及び装置構成の簡単化も実現できる。

以上説明したように、第１実施例に係る測定装置１によれば、レーザー光を分離して異なる位置に照射することで、被計測対象に対するダメージを低減しつつ、好適に測定を行うことが可能である。

＜第２実施例＞
次に、第２実施例に係る測定装置について、図７を参照して説明する。ここに図７は、第２実施例に係る測定装置の全体構成を示す側面図である。なお、第２実施例は、上述した第１実施例と一部の構成が異なるのみであり、その他の構成や動作については概ね同様である。このため、以下では、既に説明した第１実施例と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。

図７において、第２実施例に係る測定装置２では、グレーティング２００ｃが集光効果（レンズ効果）を有している。このため、分離光Ｌｄ１及びＬｄ２の各々を、効率よく流体４００（具体的には、散乱体４０１及び４０２）に照射することができる。よって、光源１００からの照射光Ｌｉの強度を高めることなく、検出感度を向上させることができる。

また、グレーティング２００ｃは、分離光Ｌｄ１及びＬｄ２の焦点距離を異なる値に設定できる。よって、グレーティング２００ｃから散乱体４０１及び４０２までの距離が互いに異なる場合であっても、分離光Ｌｄ１及びＬｄ２を好適に集光することが可能である。

＜第３実施例＞
次に、第３実施例に係る測定装置について、図８を参照して説明する。ここに図８は、第３実施例に係る測定装置の全体構成を示す側面図である。なお、第３実施例は、上述した第１及び第２実施例と一部の構成が異なるのみであり、その他の構成や動作については概ね同様である。このため、以下では、既に説明した第１及び第２実施例と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。

図８において、第３実施例に係る測定装置３では、グレーティング２００に代えて、２面鏡２５０が用いられている。２面鏡２５０は、光源１００からの照射光Ｌｉを分離するハーフミラー２５１と、ハーフミラー２５１で反射された分離光Ｌｄ２を反射するミラー２５２を備えている。このような２面鏡２５０によれば、ハーフミラー２５１及びミラー２５２の相対的な位置が固定されているため、グレーティング２００と同様に調整作業が容易である。具体的には、例えば図６で示した比較例のように、ハーフミラー２１０及びミラー２２０を夫々個別に調整する構成と比較して、好適に調整作業が行える。

＜第４実施例＞
次に、第４実施例に係る測定装置について、図９及び図１０を参照して説明する。ここに図９は、第４実施例に係る測定装置の全体構成を示す側面図であり、図１０は、第４実施例に係る測定装置の変形例の全体構成を示す側面図である。なお、第４実施例は、上述した第１から第３実施例と一部の構成が異なるのみであり、その他の構成や動作については概ね同様である。このため、以下では、既に説明した第１から第３実施例と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。

図９において、第４実施例に係る測定装置４では、透明チューブ３００と検出器５００との間に、集光レンズ６００が配置されている。集光レンズ６００は、本発明の「散乱後集光手段」の一例であり、散乱光Ｌｓ１及びＬｓ２を検出器５００に集光する機能を有している。なお、集光レンズ６００は、通常のレンズの他、シリンダーレンズ等として構成されてもよい。また、レンズでなくとも、集光効果を有する光学部材であればよい。

集光レンズ６００を配置することで、散乱光Ｌｓ１及びＬｓ２を効率よく検出器５００で検出できる。従って、光源１００からの照射光Ｌｉの強度を高めることなく、検出感度を向上させることができる。

図１０において、変形例に係る測定装置４ｂでは、透明チューブ３００と検出器５００との間に、２つの集光レンズ６１０及び６２０が配置されている。集光レンズ６１０は、散乱光Ｌｓ１を検出器５００に集光するものとして機能する。他方、集光レンズ６２０は、散乱光Ｌｓ２を検出器５００に集光するものとして機能する。

このように、散乱光Ｌｓ１及びＬｓ２の各々に対して、専用の集光レンズ６１０及び６２０を配置すれば、より効率的に散乱光Ｌｓ１及びＬｓ２を集光することができる。従って、より効果的に検出感度を向上させることができる。

＜第５実施例＞
次に、第５実施例に係る測定装置について、図１１を参照して説明する。ここに図１１は、第５実施例に係る測定装置の全体構成を示す側面図である。なお、第５実施例は、上述した第１から第４実施例と一部の構成が異なるのみであり、その他の構成や動作については概ね同様である。このため、以下では、既に説明した第１から第４実施例と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。

図１１において、第５実施例に係る測定装置５では、グレーティング２００ｂと透明チューブ３００との間に集光レンズ７００が配置されている。集光レンズ７００は、本発明の「分離後集光手段」の一例であり、分離光Ｌｄ１及びＬｄ２を集光する機能を有している。なお、集光レンズ７００は、分離光Ｌｄ１及びＬｄ２に共通する１つのレンズとして構成されているが、分離光Ｌｄ１及びＬｄ２の各々に対して夫々レンズが設けられてもよい。

集光レンズ７００を配置することで、分離光Ｌｄ１及びＬｄ２を効率よく散乱体４０１及び４０２に照射することができる。この結果、光源１００からの照射光Ｌｉの強度を高めることなく、検出感度を向上させることができる。

また、集光レンズ７００によれば、分離光Ｌｄ１及びＬｄ２の進行方向を変更することができる。このため、分離光Ｌｄ１及びＬｄ２の流体４００に対する入射角を適切な値に調整できる。なお、分離光Ｌｄ１及びＬｄ２の入射角は、互いの入射角が交わるように、且つ透明チューブ３００内では交差しないように設定されればよい。

＜第６実施例＞
次に、第６実施例に係る測定装置について、図１２を参照して説明する。ここに図１２は、第６実施例に係る測定装置の全体構成を示す側面図である。なお、第６実施例は、上述した第１から第５実施例と一部の構成が異なるのみであり、その他の構成や動作については概ね同様である。このため、以下では、既に説明した第１から第５実施例と異なる部分について詳細に説明し、他の重複する部分については適宜説明を省略するものとする。

図１２において、第６実施例に係る測定装置６では、光源１００からの照射光Ｌｉが、集光効果を有するグレーティング２００ｃにおいて３つの分離光Ｌｄ１、Ｌｄ２及びＬｄ３に分離されている。具体的には、分離光Ｌｄ１、Ｌｄ２及びＬｄ３は夫々、グレーティング２００ｄの０次光、＋１次光、−１次光である（ただし、本実施例で利用可能な光がこれらに限れられる訳ではない）。

このように、照射光Ｌｉを３つの分離光Ｌｄ１、Ｌｄ２及びＬｄ３に分離する場合でも、上述した各実施形態と同様の効果を得ることが可能である。特に、分離光の数が多い分だけ光のエネルギーも分散されることになるため、流体４００に与えるダメージを効果的に低減できる。このような観点からすれば、照射光Ｌｉをより多くの分離光に分離することで、更にダメージを低減できる。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う測定装置及び測定方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１，２，３，４，５，６ 測定装置
１００ 光源
２００ グレーティング
２１０ ハーフミラー
２２０ ミラー
２５０ ２面鏡
３００ 透明チューブ
４００ 流体
４０１，４０２ 散乱体
５００ 検出器
６００，７００ 集光レンズ
Ｌｉ 照射光
Ｌｄ１，Ｌｄ２，Ｌｄ３ 分離光
Ｌｓ１，Ｌｓ２，Ｌｓ３ 散乱光

Claims (11)

1. レーザー光を第１光束及び第２光束に分離し、前記第１光束を被計測対象の第１測定点に照射させるとともに、前記第２光束を前記第１測定点とは異なる前記被計測対象の第２測定点に照射させる分離照射手段と、
   前記第１測定点にて前記第１光束が散乱された第１散乱光と、前記第２測定点にて前記第２光束が散乱された第２散乱光と、を受光する受光手段と
   を備え、
   前記第１光束と前記第２光束とが前記第１測定点及び前記第２測定点において交差干渉せずに、更に、前記第１散乱光及び前記第２散乱光の各光路の中心を前記受光手段上に集光させることにより干渉を生じさせるように光路を構成する
   ことを特徴とする測定装置。
2. 前記分離照射手段は、グレーティングを含むことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
3. 前記グレーティングは、ブレーズ型のグレーティングであることを特徴とする請求項２に記載の測定装置。
4. 前記グレーティングは、集光効果を有していることを特徴とする請求項２又は３に記載の測定装置。
5. 前記分離照射手段は、前記レーザー光の一部を反射する一部反射手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
6. 前記分離照射手段は、前記一部反射手段との相対的な位置が固定された反射手段を更に含むことを特徴とする請求項５に記載の測定装置。
7. 前記散乱光を前記受光手段に集光する散乱後集光手段を更に備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の測定装置。
8. 前記複数の光束を前記被計測対象に集光する分離後集光手段を更に備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の測定装置。
9. 前記第１散乱光の前記受光手段までの光路は、前記第２光束の光路と平行とされており、
   前記第２散乱光の前記受光手段までの光路は、前記第１光束の光路と平行とされている
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の測定装置。
10. 前記受光手段で受光された前記散乱光のドップラーシフトから、前記被計測対象の速度を検出する速度検出手段を更に備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の測定装置。
11. レーザー光を第１光束及び第２光束に分離し、前記第１光束を被計測対象の第１測定点に照射させるとともに、前記第２光束を前記第１測定点とは異なる前記被計測対象の第２測定点に照射させる分離照射工程と、
    前記第１測定点にて前記第１光束が散乱された第１散乱光と、前記第２測定点にて前記第２光束が散乱された第２散乱光と、を受光する受光工程と
    を含み、
    前記第１光束と前記第２光束とが前記第１測定点及び前記第２測定点において交差干渉せずに、更に、前記第１散乱光及び前記第２散乱光の各光路の中心を前記受光手段上に集光させることにより干渉を生じさせるように光路を構成する
    ことを特徴とする測定方法。

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