(57)【要約】【課題】  装置構成を簡素化でき、レーザ光の利用効率の向上に寄与する。【解決手段】  レーザ光Ｂを出射する光源４と、レーザ光Ｂの測定対象による散乱光を検知する検知器２４とを有する。光源４から出射したレーザ光Ｂを略非反射状態で通過させる非反射通過部２７と、散乱光を検知器２４に向けて反射する反射部２８とを有する分離器２３を備える。【選択図】      図２
2006053055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射する光源と、前記レーザ光の測定対象による散乱光を検知する検知器とを有するレーザ測定装置であって、
前記光源から出射したレーザ光を略非反射状態で通過させる非反射通過部と、前記散乱光を前記検知器に向けて反射する反射部とを有する分離器を備えることを特徴とするレーザ測定装置。
【請求項２】
請求項１記載のレーザ測定装置において、
前記非反射通過部は、前記分離器に設けられた孔部であることを特徴とするレーザ測定装置。
【請求項３】
請求項１記載のレーザ測定装置において、
前記非反射通過部は、前記分離器における前記レーザ光の入射側の面、及び出射側の面に設けられた誘電体無反射膜を有することを特徴とするレーザ測定装置。
【請求項４】
請求項３記載のレーザ測定装置において、
前記反射部は、前記出射側の面の前記誘電体無反射膜の周囲に設けられた偏光ビームスプリッタ膜を有することを特徴とするレーザ測定装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のレーザ測定装置において、
前記レーザ光の光軸と、受光する前記散乱光の光軸とは、略同一軸上にあることを特徴とするレーザ測定装置。
【請求項６】
請求項５記載のレーザ測定装置において、
前記非反射通過部は、出射された前記レーザ光の光軸と略同軸で形成されることを特徴とするレーザ測定装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載のレーザ測定装置において、
前記非反射通過部の口径は、前記レーザ光の光強度分布と、受光する前記散乱光の光強度分布とに基づいて設定されることを特徴とするレーザ測定装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載のレーザ測定装置において、
前記レーザ光及び前記散乱光の大きさを調整する屈折系光学素子が配設されることを特徴とするレーザ測定装置。
【請求項９】
請求項８のいずれかに記載のレーザ測定装置において、
前記分離器と前記屈折系光学素子との間に、前記分離器を通過した前記レーザ光の光路を遮光状態で包囲する包囲部材が設けられることを特徴とするレーザ測定装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載のレーザ測定装置において、
前記分離器で反射した前記レーザ光を減衰させるダンパを有することを特徴とするレーザ測定装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載のレーザ測定装置において、
前記検知器が検知した信号に基づいて、前記測定対象の分布及び前記測定対象との間の距離を導出する信号処理装置を有することを特徴とするレーザ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を用いて大気中の浮遊微粒子の相対濃度分布等を計測するレーザ測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を用いて各種測定を行うレーザ測定装置としては、短パルスの高出力レーザ光を大気に向けて照射し、そのレーザ光が大気中に浮遊している粉塵等の粒子により散乱し、そのレーザレーダ方向の散乱光（後方散乱光）を受信（受光）することにより粉塵等の相対濃度分布を計測するレーザレーダ装置（例えば特許文献１や特許文献２参照）や、レーザレーダ装置と類似の技術であり、レーザ光を車両、建物、木、岩等の固体物（測定対象物）に照射し、照射対象からの散乱光を受信することにより、照射対象までの距離を高精度で計測する測距装置（例えば特許文献３参照）が広く使用されている。
【０００３】
この種のレーザ測定装置では、システムの小型化を図るために送信望遠鏡と受信望遠鏡とを一体化し、送信ビーム軸と受信ビーム軸とを一致させたインライン型レーダ測定装置も提供されている。インライン型レーダ測定装置においては、受信ビームを送信ビームから分岐（分離）するために偏光ビームスプリッタが用いられる構成も採用されている。
【特許文献１】特開２００１−３３７０２９号公報
【特許文献２】特開２００２−１９６０７５号公報
【特許文献３】特開平１０−１５３４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したような従来のレーザ測定装置には、以下のような問題が存在する。
例えば反射型望遠鏡を用いるレーザ測定装置の場合、目に対するアイセーフ性の実現及び長距離計測を可能とするためにレーザ光直径を拡大するビーム拡大光学系や口径の大きな受光望遠鏡を必要とするため、装置の大型化、複雑化を招き、結果として高価格となってしまう。また、反射型望遠鏡を用いたインライン型レーザ測定装置の場合、エネルギ強度が大きい送信ビームの中心部が反射型望遠鏡の副鏡で遮られるため、エネルギ送信効率が悪いという問題があった。
また、インライン型のレーザ測定装置の場合、偏光ビームスプリッタや波長板等の多くの光学部品を要し、構造が複雑になるため、フィールドでの使用が煩雑になる可能性がある。
【０００５】
さらに、ビームスプリッタを用いる場合、ビームスプリッタの反射率をＲ、透過率を１−Ｒ、光源から発生した光出力をＰｏ、測定対象から散乱されて装置に戻ってくる受信光の送信光出力に対する比例係数をａとすると、光源から出射してビームスプリッタを透過し、測定対象で散乱してビームスプリッタで反射されて光検知器に入射する光出力Ｐｄは次式で表される。
Ｐｄ＝ａ×Ｒ×（１−Ｒ）×Ｐｏ          …（１）
ここで、送信光の利用効率ηを次式で定義する。
η＝Ｐｄ／（ａ×Ｐｏ）                  …（２）
式（１）を用いると、式（２）は以下となる。
η＝Ｒ×（１−Ｒ）                      …（３）
式（３）において、効率ηを最大にする反射率Ｒは０．５であり、このときの利用効率ηは０．２５となる。
すなわち、通常、ビームスプリッタを用いた場合は、送信光の２５％しか受信信号強度に寄与しておらず、レーザ光の利用効率が低いという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、装置構成を簡素化でき、レーザ光の利用効率の向上に寄与するインライン型レーザ測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明のレーザ測定装置は、レーザ光を出射する光源と、前記レーザ光の測定対象による散乱光を検知する検知器とを有するインライン型のレーザ測定装置であって、前記光源から出射したレーザ光を略非反射状態で通過させる非反射通過部と、前記散乱光を前記検知器に向けて反射する反射部とを有する分離器を備えることを特徴とするものである。
【０００８】
従って、本発明のレーザ測定装置では、光源から出射されたレーザ光が非反射状態で分離器を通過することになるので、送信光の出力低下を抑制することが可能になる。そのため、散乱光の受信効率低下を抑えることが可能になり、レーザ光の利用効率の向上に寄与できる。
非反射通過部としては、前記分離器に設けられた孔部とする構成や、前記分離器における前記レーザ光の入射側の面、及び出射側の面に設けられた誘電体無反射膜を有する構成とすることが好ましい。
非反射通過部が孔部の場合は、光学素子等を介さないで分離器を出射するため、送信光の出力低下を大幅に抑えることができる。また、非反射通過部が誘電体無反射膜を有する場合は、反射による送信光の出力低下を抑えることができる。この場合、前記反射部は、前記出射側の面の前記誘電体無反射膜の周囲に設けられた偏光ビームスプリッタ膜を有する構成とすることが好ましい。
また、本発明では、孔部や誘電体無反射膜及び反射部を有する簡素な構成の分離器により、出射したレーザ光と散乱光とを分離できるので、装置構成の複雑化を防止して高価格化を防ぐことが可能になる。
【０００９】
前記レーザ光の光軸と、受光する前記散乱光の光軸とは、略同一軸上にあることが装置の小型化を実現するために好ましい。
また、この構成では、出射された前記レーザ光の光軸と略同軸で前記非反射通過部が形成されることが好ましい。
これにより、分離器の非反射通過部を通過したレーザ光のエネルギ分布がレーザ光の光軸を中心として軸対称となり、又光軸のずれに伴うレーザ光の利用効率の低下を防止できる。
【００１０】
前記非反射通過部の口径としては、前記レーザ光の光強度分布と、受光する前記散乱光の光強度分布とに基づいて設定されることが好ましい。
レーザ光の光強度分布は光軸中央部では高く周辺部は低い分布であり、一方、受光する散乱光の光強度分布はほぼ一様であるため、本発明ではレーザ光の周辺部を遮光しても光強度の低下（損失）が少ない大きさに非反射通過部の口径を設定することで、散乱光の受信効率を向上させることが可能になる。
【００１１】
前記レーザ光及び前記散乱光の大きさを調整する屈折系光学素子が配設されることが、反射系光学素子を用いた場合のように、レーザ光が副鏡で遮られて散乱光の受信効率が悪くなることを防止できるため好ましい。
この場合、前記分離器と前記屈折系光学素子との間に、前記分離器を通過した前記レーザ光の光路を遮光状態で包囲する包囲部材が設けられることが好適である。
この構成では、分離器を通過したレーザ光が屈折系光学素子で反射し、この反射光が迷光となって検知器に入射することを抑制でき、検知器による検知精度を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明では、前記分離器で反射した前記レーザ光を減衰させるダンパを有する構成も好適に採用できる。
この構成では、分離器により反射されたレーザ光が迷光として検知器に入射することを抑制でき、検知器による検知精度を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明では、前記検知器が検知した信号に基づいて、前記測定対象の分布及び前記測定対象との間の距離を導出する信号処理装置を有する構成も好適に採用可能である。
この構成では、粉塵等の分布測定と測定対象との距離測定を一つの装置で可能とし、装置の汎用性を向上させることが可能になる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、装置構成を簡素化できるとともに、出射されたレーザ光のパワー損失を大幅に低減させることが可能になり、レーザ光の利用効率を向上させることができ、光源として半導体レーザ装置等、比較的低出力のパルス光源を使用することが可能になり、装置の小型化及び低価格化に寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、本発明のレーザ測定装置の第１実施形態を、図１ないし図４を参照して説明する。
図１は、レーザ測定装置１の概略的な構成図である。
この図に示すレーザ測定装置１は、送受信望遠鏡２、走査装置３、レーザ発信器（光源）４、信号処理装置５及び制御装置６を主体に構成されている。
送受信望遠鏡２は、筒状の本体２１、レンズ等で構成される屈折系光学素子２２、受信光分岐用の分離器２３、光検知器（検知器）２４から構成されている。
【００１６】
本体２１は、走査装置３によって支持されており、本体２１内の基端部にレーザ発信器４が配置され、分離器２３を挟んだ先端部に屈折系光学素子２２が設けられている。屈折系光学素子２２は、レーザ発信器４から出射されて当該光学素子２２に入射したレーザ光Ｂを略平行光に変換するものである。
【００１７】
また、本体２１内には分離器２３のレーザ光の光軸ＡＸと直交する方向の一方側（図１中、上側）に光検知器２４が配置され、他方側（図１中、下側）にビームダンパ（ダンパ）２５が配置されている。さらに、本体２１の先端側の上部には、ＣＣＤカメラ等の撮像装置を有する照準器２６が設けられている。
【００１８】
走査装置３は、制御装置６の制御下で本体２１の向きを鉛直軸線回りに走査状に回転運動させるものである。レーザ発信器４は、パルス半導体レーザや他の半導体レーザ励起マイクロチップレーザ、ファイバレーザ等の小型の発信器で構成されており、所定の繰り返し周期のレーザパルス（レーザ光）Ｂを発生し、屈折系光学素子２２と光軸ＡＸを一致させて上記分離器２３に向けて出射する。また、このレーザ発振器４は、自らのレーザパルスＢの出射出力を検出して同期信号として信号処理装置５に出力するように構成されている。
【００１９】
図２に示すように、分離器２３は、レーザ光Ｂの光軸ＡＸに対して、例えば４５度傾いて配置された鏡体で構成されており、レーザ発信器４から出射されたレーザ光Ｂを通過させる孔部（非反射通過部）２７と、測定対象によるレーザ光Ｂの後方散乱光を光検出器２４に向けて反射する反射面（反射部）２８とを有している。
【００２０】
孔部２７は、レーザ光Ｂの光軸ＡＸと同軸で形成されており、その口径ＢＳは分離器２３の位置におけるレーザ光Ｂのビーム径よりも僅かに小さく、且つ光学素子２２を介して入射する後方散乱光のビーム径よりも小さく設定されている。従って、分離器２３に入射したレーザ光Ｂは僅かに反射するものの、その大部分は孔部２７を通過する。
なお、孔部２７の口径ＢＳは、出射するレーザ光Ｂの光強度分布と、光学素子２２を介して受光する後方散乱光の光強度分布に基づいて設定されているが、その詳細については後述する。
【００２１】
信号処理装置５は、光検知器２４により検知された信号に基づいて、測定対象の分布または測定対象との間の距離を導出するものであり、図３に示すように、利得（ゲイン）調整機能を有する信号調整器３１、３２、３３、信号調整器３１、３２で調整されたノイズを含む信号パルスの立ち上がりをそれぞれ検出するＣＦＤ（Constant Fraction Discriminator）３４、３５、２つの周波数を有するか若しくは周波数を可変とする外部クロック３６、外部クロック３６によって動作するＡ／Ｄ変換器３７及びカウンター（ＴＤＣ；Time to Distance Converter）３８から構成される。
【００２２】
カウンター３８は、外部クロック３６の周波数がｆ１で動作し、ＣＦＤ３４から入力するレーザ光Ｂの発光信号をスタートパルスとしてクロック信号の計数を開始し、ＣＦＤ３５から入力する測定対象からの信号（後方散乱光の受光信号）をストップパルスとして、その間のクロック信号を計測し、クロック周波数ｆ１とともに制御装置６に出力する構成となっている。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換器３７は、外部クロック３６の周波数がｆ２（ｆ２＜ｆ１）で動作し、ＣＦＤ３４から入力するレーザ光Ｂの発光信号をスタートパルスとして、信号調整器３２、３３によりゲイン調整されて入力する測定対象からの信号（後方散乱光の受光信号）をデジタル変換して表示画面を有する制御装置（コンピュータ）６に出力する。
制御装置６は、信号処理装置５から入力する信号を用いて、測定対象までの距離及び測定対象の分布を導出する。
【００２４】
続いて、上述した分離器２３における孔部２７の口径ＢＳについて説明する。
図２において、分離器２３が配置されていない場合、レーザ光Ｂは屈折系光学素子２２を介して口径ＤＬｏで送信（送光）される。また、分離器２３が配置されている場合、レーザ光Ｂは屈折系光学素子２２を介して口径ＤＬ（ＤＬ＜ＤＬｏ）で送信（送光）される。
一方、測定対象からの後方散乱光は、光学素子２２の有効径ＤＴの全体で入射することになる。
【００２５】
ここで、分離器２３における孔部２７の口径ＢＳとレーザ光Ｂのビーム効率との関係について説明する。
まず、レーザ発信器４から出射されたレーザ光Ｂの出力Ｐｏに対して、屈折系光学素子２２を介して実際に送信される出力Ｐｏｕｔは、次式（４）で与えられる。
なお、レーザ光Ｂの光強度分布は、ここでは理解を容易にするためにスポットサイズＤＬｏｏ（ＤＬｏｏ＜ＤＬｏ）のガウシアンビームと仮定し、さらに光学素子２２等の光学系の損失等は考えないものとする。
【００２６】
【数１】
2006053055.tif 000003
【００２７】
次に、測定対象から散乱されて装置に戻ってくる後方散乱光のパワーＰｄｏは、ライダー方程式に従うが、ここでは理解を容易にするために、測定対象から散乱されて装置に戻ってくる受信光の送信光出力に対する比例係数をａとすると次式（５）で表すことができる。
【００２８】
【数２】
2006053055.tif 000004
【００２９】
さらに、光検知器２４に入射する受信光のパワーＰｄは、次式（６）に従う。
【００３０】
【数３】
2006053055.tif 000005
【００３１】
従って、送信したレーザ光（送信光）Ｂの利用効率ηは、上述した式（２）を用いると、次式（７）で表される。
【００３２】
【数４】
2006053055.tif 000006
【００３３】
なお、別の形態として、レーザ光Ｂの光強度分布が一定の直径ＤＬｏの方形ビームと仮定した場合の効率は、次式（８）で表される。
【００３４】
【数５】
2006053055.tif 000007
【００３５】
式（７）、（８）を用いてビーム効率を求めた結果を図４に示す。
なお、ここでは、ＤＴ＝１４５ｍｍ、ＤＬｏ＝１００ｍｍ、ＤＬｏｏ＝５０ｍｍの数値を使用した。なお、スポットサイズＤＬｏｏは、口径ＤＬｏでほぼ全ての光パワーを含むものとする値に設定されている。
【００３６】
この図に示されるように、ガウシアンビーム及び方形ビームのいずれの場合の利用効率Ａ、Ｂにおいても、ビームスプリッタを用いる場合の利用効率Ｃよりも効率が高い条件が存在している。例えば、ガウシアンビームＡでＤＬ＝７０の場合の光利用効率（Ｐｄ／Ｐｏ）は約６７％であり、方形ビームＢの場合はＤＬ＝１０５で効率は約５６％であり、ビームスプリッタを用いる場合の利用効率Ｃの２倍以上となっている。
なお、実際のレーザ光Ｂは、光強度分布が理想的な分布（ガウシアンビーム）からずれているため、孔部２７の口径ＢＳは実際に計測した光強度分布を用いて設定することが好ましい。実際のレーザ光を使用したビーム効率においてもガウシアンビームの利用効率Ａと、方形ビームの利用効率Ｂの範囲内にあり、実際においてもビームスプリッタを用いた場合よりも利用効率が高くなる。
【００３７】
続いて、レーザ測定装置１による測定処理について説明する。
レーザ発信器４から出射されたレーザ光Ｂは、分離器２３で光強度が低い周辺部が遮光され、光強度が大きい中央部が分離器２３の孔部２７を通過する。すなわち、光強度的には、レーザ光Ｂはほぼ非反射状態で通過する。分離器２３で遮光されて反射したレーザ光Ｂは、ビームダンパ２５によって減衰されるため、本体２１内で乱反射を生じ迷光（ノイズ成分）として光検知器２４に入射して計測を阻害しない。なお、ビームダンパ２５を設ける代わりに分離器２３のレーザ発信器４と対向する面（反射面２８と逆側の面）にレーザ光Ｂを吸収する部材や膜を設けてもよい。この場合、例えばクロム等で形成された遮光板を設ける構成やクロムメッキ等により遮光膜を形成する構成とすることができる。
【００３８】
分離器２３の孔部２７を通過したレーザ光Ｂは、屈折系光学素子２２によって口径ＤＬの平行光に変換された状態でレーザ測定装置１から出射される。
そして、測定対象からの後方散乱光は、レーザ光Ｂと同一の光軸ＡＸで光学素子２２の有効径ＤＴで入射し、分離器２３において孔部２７より外側の反射面２８で反射してドーナツ状の光分布で光検知器２４に集光される。
【００３９】
ここで、測定対象までの距離を測定する場合は、カウンター３８が信号調整器３１及びＣＦＤ３４を介して入力するレーザ光Ｂの発光信号の立ち上がりをスタートパルスとして外部クロック３６のクロック信号の計数を開始し、光検知器２４から信号調整器３２及びＣＦＤ３５を介して入力する後方散乱光の受光信号をストップパルスとしてクロック信号の計数を停止する。そして、制御装置６は、スタートパルスからストップパルスまでの間にカウンター３８が計測したクロック信号とクロック周波数ｆ１とを用いて、レーザ光Ｂが出射されて後方散乱光として受光されるまでの間の時間差を求め、この時間差が測定対象までの往復に要する時間であることから、測定対象までの距離を導出し表示画面に表示する。
【００４０】
一方、粉塵等を計測対象とする場合は、微弱信号の計測が必要になるため、光検知器２４及び信号調整器３２の利得（ゲイン）を増加させて後方散乱光の信号を検出する。利得調整された受光信号は、信号調整器３３を介してＡ／Ｄ変換器３７に入力する。Ａ／Ｄ変換器３７に対しては、レーザ光Ｂの発光信号が信号調整器３１及びＣＦＤ３４を介して入力しており、Ａ／Ｄ変換器３７はこの発光信号をスタートパルスとして動作を開始している。ここで、粉塵等の情報は、光検知器２４に入射したアナログ信号に含まれており、Ａ／Ｄ変換器３７は、アナログ信号波形をデジタル変換して制御装置６に出力する。制御装置６は、Ａ／Ｄ変換器３７から入力した信号を解析し、走査装置３の駆動による本体２１の位置に応じて測定対象の情報（例えば粉塵の浮遊状態）を表示画面に表示する。
【００４１】
以上説明したように、本実施の形態では、分離器２３が孔部２７でレーザ光Ｂを通過させ、反射面２８で後方散乱光を光検知器２４に向けて反射する構成であるので、装置構成を簡素化でき、また発信器４から出射されたレーザ光Ｂの分離器２３でのパワー損失を大幅に低減させることが可能になり、レーザ光Ｂの利用効率を向上させることができる。そのため、本実施の形態では、光源として半導体レーザ装置等、比較的低出力のパルス光源を使用することが可能になり、装置の小型化及び低価格化に寄与できる。また、本実施の形態では、反射型望遠鏡ではなく屈折系光学素子２２を用いた望遠鏡を用いているので、副鏡等でレーザ光が遮光されず送信及び受信効率の悪化も防止できる。
【００４２】
特に、本実施の形態では、レーザ光Ｂの光軸と後方散乱光の光軸とが略同一のインライン型の装置構成であるものの、偏光ビームスプリッタや波長板等を用いることなく、送信光であるレーザ光Ｂに対して後方散乱光を容易に分離できるので、装置構成を簡素化でき、装置の小型化を実現できるとともに、フィールドにおいても容易に使用することが可能である。
【００４３】
また、本実施の形態では、孔部２７の口径をレーザ光Ｂの光強度分布と後方散乱光の光強度分布に基づいて設定しているので、偏光ビームスプリッタを用いた場合と比較して格段にレーザ光Ｂの利用効率を向上させることが可能である。
加えて、本実施の形態では、分離器２３の孔部２７がレーザ光Ｂの光軸ＡＸと略同軸で形成されているので、光軸のずれに伴うレーザ光の利用効率の低下を防止できる。
【００４４】
さらに、本実施の形態では、後方散乱光を受光した結果を用いて信号処理装置５が粉塵等、測定対象の分布及び測定対象との間の距離の双方を高精度に測定することが可能であり、レーザレーダ装置と測距装置の機能を有する高機能なレーザ測定装置を実現することができる。また、この信号処理装置５においては、測定対象までの距離計測時にアナログ信号（アナログ波形）の再現を必要としないので、データ量の低減化が実現しデータ数の増加に伴う蓄積メモリ増加や計数時間の増加を防ぐことができる。
【００４５】
また、本実施の形態では、分離器２３で反射したレーザ光Ｂを減衰させるビームダンパ２５を設けているので、ノイズ成分として光検知器２４に入射する迷光の光強度を低下させることができ、測定精度の向上及び信頼性の向上に寄与できる。
【００４６】
（第２実施形態）
続いて、本発明に係るレーザ測定装置の第２実施形態について図５を参照して説明する。この図において、図２に示す第１の実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
第２の実施の形態と上記の第１の実施の形態とが異なる点は、分離器２３の構成である。
【００４７】
図５に示す分離器２３は、レーザ光Ｂの入射側の面の全面に誘電体無反射膜４７が形成されるとともに、出射側の面に、入射したレーザ光Ｂのビーム径よりも僅かに小さい径（口径）ＢＳの誘電体無反射膜４８がそれぞれレーザ光Ｂとほぼ同軸で形成されている。これら誘電体無反射膜４７、４８により本発明に係る非反射通過部が構成される。そして、上記出射側の面の無反射膜４８の周囲には、測定対象によるレーザ光Ｂの後方散乱光を光検出器２４に向けて反射するための偏光ビームスプリッタ膜（反射部）４９が例えば蒸着等によりドーナツ状に形成されている。
【００４８】
上記の構成のレーザ測定装置では、例えば直線偏光のレーザ光Ｂは、分離器２３から略非反射状態で口径ＢＳで出射する。そして、測定対象からの後方散乱光は、レーザ光Ｂと同一の光軸ＡＸで光学素子２２の有効径ＤＴで入射し、分離器２３において偏光ビームスプリッタ膜４９で反射してドーナツ状の光分布で光検知器２４に集光される。
この後の、計測処理については、第１実施形態と同様である。
本実施形態についても、上記第１実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
また、本実施形態では、偏光ビームスプリッタ膜４９の効果で背景光が１／２となり、第１実施形態の構成と比較して、高い感度での計測を実施することが可能になる。
【００４９】
（第３実施形態）
続いて、本発明に係るレーザ測定装置の第３実施形態について図６を参照して説明する。この図において、図２に示す第１の実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
第２の実施の形態と上記の第１の実施の形態とが異なる点は、迷光防止用のフードを設けたことである。
【００５０】
図６に示すように、分離器２３と屈折系光学素子２２との間には、分離器２３を通過したレーザ光Ｂの光路を包囲する円錐筒状のフード（包囲部材）５０が設けられている。フード５０は、遮光材料で形成されている、または内面に遮光面を有しており、屈折系光学素子２２で反射したレーザ光Ｂが当該レーザ光Ｂの光路から出射しないように遮光する構成となっている。
【００５１】
本実施の形態のレーザ計測装置では、上記第１実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、送信光と受信光とを分離して、屈折系光学素子２２で反射したレーザ光Ｂの反射光が迷光となって光検知器２４に入射することを防止できるため、散乱光の検知精度を向上させることができる。
【００５２】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態を示す図であって、レーザ測定装置の概略的な構成図である。
【図２】第１実施形態に係るレーザ測定装置の要部の部分拡大図である。
【図３】レーザ測定装置を構成する信号処理部及び制御装置の構成図である。
【図４】分離器の口径とビーム効率との関係を示す図である。
【図５】第２実施形態に係るレーザ測定装置の要部の部分拡大図である。
【図６】第３実施形態に係るレーザ測定装置の要部の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００５４】
ＢＳ…口径、  Ｂ…レーザパルス（レーザ光）、  １…レーザ測定装置、  ４…レーザ発信器（光源）、  ５…信号処理装置、  ２２…屈折系光学素子（レンズ）、  ２３…分離器、  ２４…光検知器（検知器）、  ２５…ビームダンパ（ダンパ）、  ２７…孔部（非反射通過部）、  ２８…反射面（反射部）、  ４７、４８…誘電体無反射膜（非反射通過部）、  ４９…偏光ビームスプリッタ膜（反射部）、  ５０…フード（包囲部材）
【図１】
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【図２】
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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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