(57)【要約】【課題】  簡単な構成で測定対象の吸収係数と散乱係数を同時に計測することが可能な計測方法及び計測装置を提供すること。【解決手段】  光源１０と、試料３０を透過した光をアパーチャ２２を介して受光する受光部４２とを含む。受光部４２は、アパーチャ２２の径を第１の径ｄ１としたときに受光した透過直進光の強度Ｉｏを検出し、また、アパーチャ２２の径を第２の径ｄ２としたときに受光した透過直進光と前方散乱光を合わせた光の強度Ｉｏ＋Ｉｓを検出する。試料３０に入射する光の強度Ｉｉと透過直進光の強度Ｉｏと透過直進光と前方散乱光を合わせた光の強度Ｉｏ＋Ｉｓとに基づいて、試料３０の吸収係数及び散乱係数を算出する演算処理を行う。【選択図】  図２
2011226966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の吸収係数及び散乱係数を計測する計測方法において、
光源から出射された光を前記測定対象に入射させ、前記測定対象を散乱せずに透過した無散乱の透過直進光の強度情報を取得する手順と、
光源から出射された光を前記測定対象に入射させ、前記測定対象を散乱せずに透過した無散乱の透過直進光と前記測定対象によって前方に散乱された前方散乱光とを合わせた光の強度情報を取得する手順と、
前記測定対象に入射する光の強度情報と、前記無散乱の透過直進光の強度情報と、前記無散乱の透過直進光と前記前方散乱光とを合わせた光の強度情報とに基づいて、前記測定対象の吸収係数及び散乱係数を算出する演算処理を行う演算処理手順とを含む計測方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記測定対象の吸収係数及び散乱係数を、それぞれα，βとし、前記測定対象に入射する光の強度をＩｉとし、前記無散乱の透過直進光の強度をＩｏとし、前記無散乱の透過直進光と前記前方散乱光とを合わせた光の強度をＩｏ＋Ｉｓとし、前記無散乱の透過直進光の進行方向の前記測定対象の長さをＬとすると、
前記演算処理手順では、
【数１】
2011226966.tif 000025
【数２】
2011226966.tif 000026
に基づいて前記演算処理を行う計測方法。
【請求項３】
測定対象の吸収係数及び散乱係数を計測する計測装置において、
光を出射する光源と、
前記測定対象を透過した光をアパーチャを介して受光する受光部と、
前記受光部に入射した光の強度情報を取得する光強度情報取得部と、
前記強度情報に基づき測定対象の吸収係数及び散乱係数を算出する演算処理を行う演算処理部とを含み、
前記光強度情報取得部は、
前記アパーチャの径を第１の径としたときに前記受光部に入射する光であって、前記測定対象を散乱せずに透過した無散乱の透過直進光の強度情報を取得し、
前記アパーチャの径を前記第１の径よりも大きい第２の径としたときに前記受光部に入射する光であって、前記測定対象を散乱せずに透過した無散乱の透過直進光と前記測定対象によって前方に散乱された前方散乱光とを合わせた光の強度情報を取得し、
前記演算処理部は、
前記測定対象に入射する光の強度情報と、前記無散乱の透過直進光の強度情報と、前記無散乱の透過直進光と前記前方散乱光とを合わせた光の強度情報とに基づいて前記演算処理を行う計測装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記測定対象の吸収係数及び散乱係数を、それぞれα，βとし、前記測定対象に入射する光の強度をＩｉとし、前記無散乱の透過直進光の強度をＩｏとし、前記無散乱の透過直進光と前記前方散乱光とを合わせた光の強度をＩｏ＋Ｉｓとし、前記無散乱の透過直進光の進行方向の前記測定対象の長さをＬとすると、
前記演算処理部は、
【数１】
2011226966.tif 000027
【数２】
2011226966.tif 000028
に基づいて前記演算処理を行う計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象の吸収係数及び散乱係数を計測する計測方法及計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、河川・湖沼の汚濁や海洋汚染が深刻な社会問題となるにつれ、水（液体）の光吸収係数と光散乱係数を正確かつ簡便に計測する技術が望まれている。
【０００３】
従来から、吸収係数を測定する方法として、図９（Ａ）に示す透過光測定法が知られている。この方法では、光源１００から出射された光を測定対象１１０に入射させ、測定対象１１０を透過した透過直進光を受光器１２０に受光させ、この透過直進光の強度に基づき測定対象１１０の吸収係数を測定している。
【０００４】
また、散乱係数を測定する方法として、図９（Ｂ）に示す散乱光測定法が知られている。この方法では、光源２００から出射された光を測定対象２１０に入射させ、入射光の伝播方向と直交する方向に進む測定対象２１０からの散乱光を受光部２２０に受光させ、この散乱光の強度に基づき測定対象２１０の散乱係数を測定している。
【０００５】
また、吸収係数と散乱係数を同時に測定する方法として、図９（Ｃ）に示す積分球による透過・散乱光測定法が知られている。また、積分球を用いた濁度計として、例えば特開平０６−１２３７０２号公報に開示される従来技術がある。図９（Ｃ）に示す方法では、光源３００から出射された光を測定対象３１０に入射させ、測定対象３１０を透過した透過直進光を積分球３３０を介して第１の受光器３２０に受光させ、測定対象３１０からの散乱光を積分球３３０を介して第２の受光器３２２に受光させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０６−１２３７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、積分球による測定方法では、２つの受光部と積分球を用いるため、透過光測定法や散乱光測定法とに比べて装置が大掛かりになるといった問題点があった。
【０００８】
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成で測定対象の吸収係数と散乱係数を同時に計測することが可能な計測方法及び計測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明は、測定対象の吸収係数及び散乱係数を計測する計測方法において、
光源から出射された光を前記測定対象に入射させ、前記測定対象を散乱せずに透過した無散乱の透過直進光の強度情報を取得する手順と、
光源から出射された光を前記測定対象に入射させ、前記測定対象を散乱せずに透過した無散乱の透過直進光と前記測定対象によって前方に散乱された前方散乱光とを合わせた光の強度情報を取得する手順と、
前記測定対象に入射する光の強度情報と、前記無散乱の透過直進光の強度情報と、前記無散乱の透過直進光と前記前方散乱光とを合わせた光の強度情報とに基づいて、前記測定対象の吸収係数及び散乱係数を算出する演算処理を行う演算処理手順とを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、簡単な構成で測定対象の吸収係数と散乱係数を同時に計測することが可能な計測方法を提供することができる。
【００１１】
（２）また本発明において、
前記測定対象の吸収係数及び散乱係数を、それぞれα，βとし、前記測定対象に入射する光の強度をＩｉとし、前記無散乱の透過直進光の強度をＩｏとし、前記無散乱の透過直進光と前記前方散乱光とを合わせた光の強度をＩｏ＋Ｉｓとし、前記無散乱の透過直進光の進行方向の前記測定対象の長さをＬとすると、
前記演算処理手順では、
【数１】
2011226966.tif 000003
【数２】
2011226966.tif 000004
に基づいて前記演算処理を行うようにしてもよい。
【００１２】
本発明によれば、簡単な構成で測定対象の吸収係数と散乱係数を高精度且つ同時に計測することが可能な計測方法を提供することができる。
【００１３】
（３）本発明は、測定対象の吸収係数及び散乱係数を計測する計測装置において、
光を出射する光源と、
前記測定対象を透過した光をアパーチャを介して受光する受光部と、
前記受光部に入射する光の強度情報を取得する光強度情報取得部と、
前記強度情報に基づき測定対象の吸収係数及び散乱係数を算出する演算処理を行う演算処理部とを含み、
前記光強度情報取得部は、
前記アパーチャの径を第１の径としたときに前記受光部に入射する光であって、前記測定対象を散乱せずに透過した無散乱の透過直進光の強度情報を取得し、
前記アパーチャの径を前記第１の径よりも大きい第２の径としたときに前記受光部に入射する光であって、前記測定対象を散乱せずに透過した無散乱の透過直進光と前記測定対象によって前方に散乱された前方散乱光とを合わせた光の強度情報を取得し、
前記演算処理部は、
前記測定対象に入射する光の強度情報と、前記無散乱の透過直進光の強度情報と、前記無散乱の透過直進光と前記前方散乱光とを合わせた光の強度情報とに基づいて前記演算処理を行うことを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、簡単な構成で測定対象の吸収係数と散乱係数を同時に計測することが可能な計測装置を提供することができる。
【００１５】
（４）また本発明において、
前記測定対象の吸収係数及び散乱係数を、それぞれα，βとし、前記測定対象に入射する光の強度をＩｉとし、前記無散乱の透過直進光の強度をＩｏとし、前記無散乱の透過直進光と前記前方散乱光とを合わせた光の強度をＩｏ＋Ｉｓとし、前記無散乱の透過直進光の進行方向の前記測定対象の長さをＬとすると、
前記演算処理部は、
【数１】
2011226966.tif 000005
【数２】
2011226966.tif 000006
に基づいて前記演算処理を行うようにしてもよい。
【００１６】
本発明によれば、簡単な構成で測定対象の吸収係数と散乱係数を高精度且つ同時に計測することが可能な計測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の計測装置の構成の一例を示す図。
【図２】第２のアパーチャについて説明するための図。
【図３】本実施形態の計測装置及び計測方法が採用する計測原理について説明するための模式図。
【図４】本実施形態の計測装置及び計測方法が採用する計測原理における試料の第１層及び第２層の動作原理について説明するための模式図。
【図５】本実施形態の計測装置及び計測方法での計測結果である吸収係数αと散乱角度θの関係を示す図。
【図６】本実施形態の計測装置及び計測方法での計測結果である吸収係数αと濁度γの関係を示す図。
【図７】変形例について説明するための図。
【図８】変形例について説明するための図。
【図９】従来の計測装置の構成の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００１９】
１．構成
図１は、本実施形態の計測装置の構成の一例を示す図である。
【００２０】
本実施形態の計測装置１は、測定対象である試料３０の光吸収係数と光散乱係数を計測する装置である。計測装置１は、レーザダイオードからなる光源１０と、ビームスプリッター１２と、光電センサ（フォトディテクタ）からなる第１及び第２の受光部４０、４２（光検出部）と、連続光をチョッピングするチョッパー５０と、円形の開口を有する第１及び第２のアパーチャ２０、２２と、チョッパー制御部５２と、ロックインアンプ６０と、演算装置７０とを含む。ビームスプリッター１２、チョッパー５０、第１及び第２のアパーチャ２０、２２は、光源１０と第２の受光部４２とを結ぶ光路ＯＰ上に配置されている。なお、計測装置１は、少なくとも光源１０、第２のアパーチャ２２、第２の受光部４２、演算装置７０とを備えていればよい。
【００２１】
光源１０から出射された連続光の一部は、ビームスプリッター１２を透過し、チョッパー５０によりパルス変調され、第１のアパーチャ２０を介して試料３０に入射する。第１のアパーチャの径ｄ１は、光源１０から出射された光のビーム径とほぼ同一の径であり、これにより迷光等を除去することができる。そして、試料３０を透過した光は第２のアパーチャ２２を介して第２の受光部４２に入射する。
【００２２】
第２の受光部４２（本発明における受光部に対応）は、試料３０を透過した光を第２のアパーチャ２２を介して受光し、受光した光の強度を電流もしくは電圧に変換して、光強度情報（検出信号）として演算装置７０に出力する。すなわち第２の受光部４２は、光強度情報取得部としても機能する。
【００２３】
ここで、本実施形態の計測装置１では、第２のアパーチャ２２（本発明におけるアパーチャに対応）として、開口径が可変な可変アパーチャを用いている。そして、図２（Ａ）に示すように、第２のアパーチャ２２の径を第１のアパーチャ２０の径ｄ１と同一としたときに、試料３０を透過した透過直進光が第２のアパーチャ２２を介して第２の受光部４２に入射されるように構成している。すなわち、第１および第２のアパーチャ２０、２２の径ｄ１を、光源１０から出射された光のビーム径とほぼ同一の径としている。この状態では、殆どの散乱光は、第２のアパーチャ２２で阻止されるため、第２のアパーチャ２２を通過した透過直進光は、試料３０を散乱せずに透過した無散乱の光とみなして差し支えない。
【００２４】
また、図２（Ｂ）に示すように、第２のアパーチャ２２の径を第１の径ｄ１よりも大きな第２の径ｄ２としたときに、試料３０を散乱せずに透過した無散乱の透過直進光と試料３０によって前方に散乱された前方散乱光とが、第２のアパーチャ２２を介して第２の受光部４２に入射されるように構成している。すなわち、散乱角度（光源１０からのレーザ光の進行方向と散乱光の進行方向とのなす角度）がθ以内である前方散乱光が第２の受光部４２に入射されるように、第２の径ｄ２を設定している。ここで、懸濁液である試料３０での散乱は、その殆どが前方散乱であるとみなすことができ、且つ散乱角度１０度以内にその殆どが集中していることから、θ＞１０度とすることが好ましい。
【００２５】
従って、第２の受光部４２は、第２のアパーチャ２２の径を第１の径ｄ１とした場合に、無散乱の透過直進光の強度Ｉｏを検出し、また、第２のアパーチャ２２の径を第２の径ｄ２とした場合に、無散乱の透過直進光と前方散乱光を合わせた光の強度Ｉｏ＋Ｉｓを検出し、それぞれ光強度情報（光の強度情報）として出力する。
【００２６】
また、光源１０から出射された光の一部は、ビームスプリッター１２（例えば、ガラス板）により反射され、第１の受光部４０に入射する。第１の受光部４０は、ビームスプリッター１２により反射された光を受光し、受光した光の強度を電流あるいは電圧に変換して、光強度情報（測定信号）として演算装置７０に出力する。ここで、ビームスプリッター１２により反射される光の強度と、ビームスプリッター１２を透過する光の強度の比（ビームスプリッター１２の反射率と透過率の比）が既知であれば、第１の受光部４０に入射する光の強度（第１の受光部４０から出力された光強度情報）に基づいて、試料３０に入射する光の強度Ｉｉを求めることができる。
【００２７】
再び図１を参照すると、チョッパー制御部５２は、チョッパー５０に制御信号（駆動信号）を出力して、チョッパー５０の駆動を制御するとともに、当該制御信号を参照信号としてロックインアンプ６０に出力する。本実施形態では、光源１０から出射された連続光を、チョッパー５０により６３０Ｈｚの周波数でパルス変調している。
【００２８】
ロックインアンプ６０は、第２の受光部４２から出力された検出信号（無散乱の透過直進光の強度情報、及び無散乱の透過直進光と前方散乱光を合わせた光の強度情報）のうち、チョッパー制御部５２から出力された参照信号と等しい周波数成分を検出する。ロックインアンプ６０を用いることで、第２の受光部４２から出力された検出信号から外乱光などのノイズを除去することができ、高精度に光強度を検出することができる。特に、微弱な散乱光の強度を高精度に検出することができる。
【００２９】
演算装置７０は、演算処理部７２と、記憶部７４とを含む。演算処理部７２は、ロックインアンプ６０から出力された光強度情報（無散乱の透過直進光の強度情報、無散乱の透過直進光と前方散乱光を合わせた光の強度情報）と、第１の受光部４０から出力された光強度情報（試料３０に入射する光の強度情報に相当）とに基づいて、試料３０の吸収係数及び散乱係数を算出する演算処理を行う。なお、計測装置１が、チョッパー５０、チョッパー制御部５２及びロックインアンプ６０を備えない場合には、演算処理部７２は、第２の受光部４２から出力された光強度情報と第１の受光部４０から出力された光強度情報とに基づき前記演算処理を行う。
【００３０】
記憶部７４は、種々のデータを一時記憶する機能を有し、例えばロックインアンプ６０及び第１の受光部４０から出力された光強度情報を記憶する。
【００３１】
２．測定対象の吸収係数及び散乱係数計測原理
次に、本実施形態の計測装置１及び計測方法が採用する、測定対象の吸収係数及び散乱係数計測原理を説明する。
【００３２】
試料３０に入射する光の強度をＩｉとし、試料３０の光路ＯＰ方向（光軸方向、無散乱の透過直進光の進行方向）の長さをＬとし、試料３０の吸収係数及び散乱係数をそれぞれα、βとすると、試料３０を散乱せずに透過した無散乱の透過直進光の強度Ｉｏは、次式のように表すことができる。
【００３３】
【数３】
2011226966.tif 000007
【００３４】
ここで、Ｔは、試料３０を内蔵するガラスやアクリルなどからなる透明容器と空気との界面の透過率である。なお、透明容器と液体である試料３０との界面の透過率は１に近似している。
【００３５】
以降の説明では、煩雑さを避けるため、Ｔ＝１として、試料３０によって前方に散乱された前方散乱光の強度Ｉｓを算出し、本発明の計測原理を明らかにする。透明容器の透過率を考慮する場合には、ＩｉをＴ２Ｉｉに置き換えればよい。
【００３６】
本実施形態では、図３に示すように、透明容器に内蔵された長さがＬの試料３０を、長さｈの薄い層がｍ層重なったものとし、且つ、各層は、散乱せずに吸収のみの機能をもつ長さｈの架空の吸収層Ａと、吸収せず散乱のみの機能をもつ長さｈの架空の散乱層Ｂとから構成されるものとして、以下の計算を行う。
【００３７】
試料３０の第１層に入射する光の強度はＩｉであるから、図４（Ａ）に示されるように、試料３０の第１層の架空の吸収層Ａを透過した光の強度Ｉ１１は、吸収係数αを用いて次式のように表すことができる。
【００３８】
【数４】
2011226966.tif 000008
【００３９】
架空の吸収層Ａを通過した光は、図４（Ａ）に示されるように、架空の散乱層Ｂで散乱される。第１層の散乱層Ｂで散乱された散乱光の強度Ｉ’ｓ１は、吸収係数αおよび散乱係数βを用いて次式のように表すことができる。
【００４０】
【数５】
2011226966.tif 000009
【００４１】
一方、散乱や吸収されずに第１層を通過した光の強度I１２は、次式のように表すことができる。
【００４２】
【数６】
2011226966.tif 000010
【００４３】
第１層で散乱した光が、残りの層で吸収されながら透明容器を出たときの散乱光の強度Ｉｓ１（図３参照）は、次式のように表すことができる。
【００４４】
【数７】
2011226966.tif 000011
【００４５】
上式では、第１の層で吸収および散乱された光が透明容器から出るまでに、残りの第２層〜第ｍ層において吸収の影響だけを受けるとしている。これは、一度直進光から離脱して散乱光に属した光はその後何度散乱しても散乱光であることには変わりはなく、且つ散乱光の殆どは前方散乱光となり、その殆どが第２の受光器４２に入射するからである。第２層以降でも本手法を適用することにより、試料３０の吸収係数αと散乱係数βを厳密に求めることが可能となる。
【００４６】
試料３０の第２層に入射する光の強度は、第１層を透過した透過直進光の強度に等しいから、式（４）で表すことができる。図４（Ｂ）に示されるように、試料３０の第２層の架空の吸収層Ａを通過した光は吸収の影響だけを受けるため、その光の強度Ｉ２１は次式のように表すことができる。
【００４７】
【数８】
2011226966.tif 000012
【００４８】
試料３０の第２層の架空の吸収層Ａを通過した光は、続いて架空の散乱層Ｂで散乱されるため、散乱光の強度Ｉ’ｓ２は、次式のように表すことができる。
【００４９】
【数９】
2011226966.tif 000013
【００５０】
第２層を通過した光の強度Ｉ２２は、次式のように表すことができる。
【００５１】
【数１０】
2011226966.tif 000014
【００５２】
第２層で散乱した光が残りの層で吸収されながら透明容器を出たときの散乱光の強度Ｉｓ２（図３参照）は、次式のように表すことができる。
【００５３】
【数１１】
2011226966.tif 000015
【００５４】
同様に、試料３０の第３層での散乱光が透明容器を出たときの光の強度Ｉｓ３は、次式のように表すことができる。
【００５５】
【数１２】
2011226966.tif 000016
【００５６】
そして、試料３０の第ｍ層（最終層）での散乱光が透明容器を出たときの光の強度Ｉｓｍは、次式のように表すことができる。
【００５７】
【数１３】
2011226966.tif 000017
【００５８】
式（５）、式（９）、式（１０）および式（１１）を合算すると、試料３０によって前方に散乱された前方散乱光の強度Ｉｓは、次式のように表すことができる。
【００５９】
【数１４】
2011226966.tif 000018
【００６０】
そして、Ｔ＝１を代入した式（１）および式（１２）より、
【数１５】
2011226966.tif 000019
【数１６】
2011226966.tif 000020
であるから、式（１４）より、試料３０の散乱係数βは、次式のように表すことができる。
【００６１】
【数１７】
2011226966.tif 000021
【００６２】
次に、Ｔ＝１を代入した式（１）より、
【数１８】
2011226966.tif 000022
であるから、式（１５）、式（１６）より、試料３０の吸収係数αは、次式のように表すことができる。
【００６３】
【数１９】
2011226966.tif 000023
【００６４】
なお、透明容器の透過率Ｔを考慮するときは、吸収係数αは次式のように表すことができる。
【００６５】
【数２０】
2011226966.tif 000024
【００６６】
本実施形態の計測方法では、予め試料３０に入射する光の強度Ｉｉを第１の受光部４０により計測し、また第２のアパーチャ２２の径を第１アパーチャの径と同一の径ｄ１（図２（Ａ）参照）とし、試料３０を散乱せずに透過した無散乱の透過直進光の強度Ｉｏを第２の受光部４２により計測する。
【００６７】
次に、第２のアパーチャ２２の径を第２の径ｄ２（ｄ２＞ｄ１でかつθ＞１０°を満たす径、図２（Ｂ）参照）とし、試料３０を透過した透過直進光と試料３０によって前方に散乱された前方散乱光とを合わせた光の強度Ｉｏ＋Ｉｓを第２の受光部４２により計測する。
【００６８】
そして、計測した入射光の強度Ｉｉと、無散乱の透過直進光と前方散乱光とを合わせた光の強度Ｉｏ＋Ｉｓとを式（１７）ないしは式（１８）に代入することで、試料３０の吸収係数αを算出することができる。また、計測した無散乱の透過直進光の強度Ｉｏと、無散乱の透過直進光と前方散乱光とを合わせた光の強度Ｉｏ＋Ｉｓとを式（１５）に代入することで、試料３０の吸収係数βを算出することができる。このように本実施形態によれば、簡単な構成で試料３０の吸収係数と散乱係数を同時に算出することができる。
【００６９】
３．計測結果
図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に、本実施形態の計測装置及び計測方法での計測結果を示す。図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、試料３０として、純水（濁度γ：０度）及び希釈したカオリン濁度標準液（濁度γ：０．１度、０．５度、１度、５度、１０度、２５度、５０度、１００度）を長さＬ＝１０ｍｍのガラスセルに入れて、試料３０の吸収係数αと散乱係数βを計測した結果である。図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、試料３０の吸収係数α、散乱係数βと試料３０の散乱角度θとの関係を示している。また、図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、吸収係数α、散乱係数βと試料３０の濁度γとの関係を示している。
【００７０】
図５（Ａ）、図５（Ｂ）を見ると、吸収係数αと散乱係数βは、ともに散乱角度θが、θ＞１０°の領域で一定値となることがわかる。すなわち、本計測結果では、アパーチャ２２の開口径をθ＞１０°になるように設定すれば、ＩｏとＩｏ＋Ｉｓの計測から、試料の吸収係数αと散乱係数βを決定できることがわかる。
【００７１】
図６（Ａ）、図６（Ｂ）を見ると、濁度０．１〜濁度１００度にわたって、吸収係数αと濁度γ、及び散乱係数βと濁度γがそれぞれ優れた直線関係にあることがわかる。通常の測定方法では、濁度５〜１０度以下は、セル長１０ｃｍのガラス容器が用いられ、濁度１０度以上では、セル長１ｃｍのガラス容器が用いられる。一方、本実施形態の計測装置及び計測方法では、全範囲をセル長１ｃｍのガラス容器で測定しており、測定範囲が極めて広いことも、本発明の優位性を示すものである。したがって、これらの結果は、本実施形態の計測装置及び計測方法が、試料３０の吸収係数α及び散乱係数を高精度かつ簡便に計測できることを示している。さらに図６（Ａ）、図６（Ｂ）を見ると、濁度γ＝０でも僅かな吸収や散乱があることがわかる。これは、純水の濁度を便宜上ゼロと定めたことに因るものである。すなわち、本実施形態の計測装置および計測方法によれば、純水のわずかな吸収係数や散乱係数を、セル長１ｃｍのガラス容器で測定できたことを示しており、本実施形態の計測装置および計測方法の高感度・高性能を如実に示している。
【００７２】
４．変形例
本発明の技術範囲は上記実施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で適宜変更を加えることができる。
【００７３】
例えば、上記実施形態では、第２のアパーチャ２２として可変アパーチャを用いる場合について説明したが、図７（Ａ）に示すように、第１の径ｄ１をもつアパーチャ２２と第２の径ｄ２（ｄ２＞ｄ１でかつθ＞１０°を満たす径）をもつアパーチャ２２とを有する部材を光路ＯＰと直交する方向（図５（Ａ）では図中左右方向）に移動可能に構成し、透過直進光の強度Ｉｏを計測する場合には、第１の径ｄ１をもつアパーチャ２２を光路ＯＰ上に配置し、透過直進光と前方散乱光とを合わせた光の強度Ｉｏ＋Ｉｓを計測する場合には、第２の径ｄ２をもつアパーチャ２２を光路ＯＰ上に配置するようにしてもよい。また、図７（Ｂ）に示すように、第１の径ｄ１をもつアパーチャ２２と第２の径ｄ２をもつアパーチャ２２とを有する部材を光路ＯＰと平行な所定の軸ＡＸ回りに回転可能に構成して同様に計測するようにしてもよい。
【００７４】
また、図８に示すように、チョッパー５０およびチョッパー制御部５２を除いて、新たに信号発生器８０を設け、信号発生器８０によりパルス列電気信号をレーザダイオード光源１０に加えて、レーザダイオード光源１０からパルス列光を発生させ、チョッパーと同等の機能を与えることもできる。
【００７５】
また計測装置１が、ビームスプリッター１２と第１の受光部４０とを備えない場合には、光源１０から出射された光の強度を、試料３０への入射光の強度Ｉｉとして第２の受光部４２により計測すればよい。
【００７６】
さらに本実施形態では、試料３０での散乱光の殆どが前方散乱光であるとみなして計測を行っているが、側方散乱光や後方散乱光が無視できない高濁度液を試料３０として計測する場合には、前方散乱光が主となるまで試料３０の量（試料３０の長さＬ）を減少させればよい。
【符号の説明】
【００７７】
１０  光源、１２  ビームスプリッター、２０  第１のアパーチャ、２２  第２のアパーチャ、３０  試料、４０  第１の受光部、４２  第２の受光部、５０  チョッパー、５２  チョッパー制御部、６０  ロックインアンプ、７０  演算装置、７２  演算処理部、７４  記憶部、８０  信号発生器
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図５】
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【図６】
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