JP2681827B2 - 雨滴計測装置 - Google Patents

雨滴計測装置

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JP2681827B2
JP2681827B2 JP1134544A JP13454489A JP2681827B2 JP 2681827 B2 JP2681827 B2 JP 2681827B2 JP 1134544 A JP1134544 A JP 1134544A JP 13454489 A JP13454489 A JP 13454489A JP 2681827 B2 JP2681827 B2 JP 2681827B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自然界の雨滴の体積及び径を計測するため
の雨滴計測装置に関する。
［従来の技術］ 従来、大気中から地上に落下する雨の雨量を測定する
雨量計のうちで、個々の雨滴について、その径を測定す
ることができ、雨滴径分布を求めることのできる方法と
しては、濾紙によって捕集し、濾紙上の“しみ”から雨
滴の径を推定する方法が採用されている。この方法は、
“しみ”の径を求めるのも人間の目視に頼っているの
で、多数の雨滴の分布を出す時には困難が伴う。
この雨滴を濾紙によって捕集する方法の欠点を解消し
たものとして、スイスのディストロメット（Distrome
t）社から、商品名．ディストロメータ（Distrometer）
として市販されているマイクロフォン雨滴計がある。
このマイクロフォン雨滴計として、第５図のようにデ
ィストロメータは、径20cmの円筒50に、雨受け板51が被
せてあり、雨受け板51への雨滴の52衝突による振動がバ
ネ53に支えられた中央の軸を通って、マイクロフォン54
に伝えられる。雨滴52が雨受け板51の中央と端に当たっ
たときの応答の差、雨受け板51が濡れているときの小雨
滴の応答、変換器の特性などいくつか問題がある（村山
信彦，“これからの気象観測",p44,東京堂出版（1983）
参照。以下、参考文献イと呼ぶ）。
一方、雨滴によって生じる光のシンチレーションを使
い光伝播路上を平均降水量と粒径分布を逆算する光雨量
計がある。この光雨量計では、数mWのHe−Neレーザビー
ムを遮って雨滴が生じさせるシンチレーションパターン
の落下速度を，光風速計と同様の方法で求める。光雨量
計において、地上付近の雨滴の大きさと終速度の関係か
ら、伝播路上の平均降水量と粒径分布を逆算することが
可能である。この場合、雨滴による光強度変化から同様
に雨滴径を求めることができる。
また、第６図に示すように、光雨量計の別のタイプと
して、イリングワース（ILIHZWORTH）らによる光シャド
ウグラフの原理を利用したものがある（A.J.ILLINGWORT
H＆C.J.STEVENS;J.Atmos.Oceanic Technol;４（1987）4
41.）。
この方法も、雨滴によって発生するパルス対のパルス
の高さと雨滴径との関係により、雨滴径を求めるいるの
であり、直接的に計測しているのではない。
以上のべた、光強度変化やパルス高さを求める方法
は、長期にわたる計測においては、システム全体の安定
性（アンプ等のゲインの変動を少なくする）を要求さ
れ、高価なシステムになる欠点がある。
原子炉内等における滴下液滴の径を計測する方法とし
て、第７図に示す一次光センサを用いた方法がある（特
開昭61−16511号）。この方法は、滴下する液滴72に平
行光線70を照射し、その反射光及び透過屈折光を光学結
像系74により結像させ、一次元光センサ73上の反射光及
び透過屈折光の２つの輝点間の距離r1＋r2を検出するも
のである。
具体的に説明すると、この検出方法は、第８図（ａ）
に示すように、各液滴に平行光線70を照射することによ
って得られる反射光及び透過屈折光が夫々の輝点となっ
て液滴から出射することを利用したものである。ここ
で、各液滴から得られる反射光及び透過屈折光の液滴中
心からの距離を夫々R1及びR2とすると、両輝点間の距離
は、R1＋R2となる。
一方、両輝点位置は液滴の屈折率及び入射光の液滴に
対する入射角によって、一義的に定まるから、距離R1＋
R2から液滴の系を求めることができる。実際には、液滴
からの反射光及び透過屈折光は、光学結像系74により拡
大されて、第８図（ｂ）に示す一次元光センサ73に与え
られる。
一次元センサ73上の反射光及び透過屈折光の２つの輝
点間の距離r1＋r2は、反射光及び透過屈折光の夫々の入
射角θ1,θ２及び光学結像系の倍率ｍとから、液滴の半
径Ｒ（＝r/m）は次式（第１式）により算出される。
但し、θ1,θ2,は、 θ１＝（π−θ）/2 ……（第２式） θ２＝（θ＋２φ）/2 ……（第３式） より算出される。
［発明が解決しようとする課題］ この方法による滴下液滴の検出装置を雨量計に適用し
たときに、下記（い）〜（は）のような問題点が生じ
る。
（い）液滴径の検出限界と、光源の必要強度。
第９図は、一次元センサーとして、4096画素CCDセン
サを用いて直径5mmのボールレンズを計測したときの画
素ごとの出力波形を示す図である。ここでは、光源とし
て直線偏光を用いた場合の計測結果を示している。この
図において、一般的に反射光は、透過屈折光のピーク光
量（図の一番高い所の光量の）1/10以下の大きさであ
る。液滴径を求める為には、反射光及び透過屈折光の両
方が適当な強度を有する必要がある。
一方、本発明者らは試験研究による知見から、反射光
や透過屈折光のピーク光量は、液滴径に比例することが
判明している。光源の光強度を増すと、微小液滴の検出
は可能となるが、今度は大きな液滴の透過屈折光が、飽
和する欠点がある。
（ろ）光源強度プロフィルの平坦性。
He−Neレーザの強度プロフィル（光束断面光量分布）
はガウス分布であるため、平行光線の強度プロフィルも
ガウス分布となる。即ち、光軸中心近くでは、光の強さ
は大きいが、端に近づくと低下してしまう。
このため、光軸中心付近では、微小液滴からの散乱光
を検出できるが、端に近づくと、大きな液滴しか検出で
きない。検出が可能な液滴径が光軸中心と端では差が生
じてしまい、液滴径分布を正確に求められないという致
命的な欠点を有する。
（は）ダイナミックレンジ 第７図の滴下液滴検出装置は、人が直接近づくことの
できない原子炉格納容器内などで使用するこを前提に開
発されたものであり、光源のHe−Neレーザの強度をいく
ら大きくしても、人体に対する危険性は考慮しなくても
良い。
しかし、このような構成の滴下液滴検出装置を利用し
た雨量計においては、自然界の降雨を計測するため、あ
る限られた場所に設置されるとはいえ、人が接近するこ
とも予測される。こんのめ、光源の光強度は低いものが
望ましい。また、一般的に雨量計の使用は、気象観測な
どにおいて、長期連続することが多い。このため、前述
のように、強力なレーザ光源を用いない場合において
も、消費電力の小さい光源が必要とされる。
そこで、本発明の技術的課題は、強力なレーザ光源を
使用しないので安全、また、消費電力の少なく経済的な
雨滴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］ 本発明によれば、落下する雨滴に平行光線を入射させ
る平行光線発生部と、該雨滴により散乱される反射光と
該雨滴を透過する透過屈折光との２つの輝点間の距離を
検出する検出部と、該検出部により検出された輝点間の
距離の値から雨滴の径を計測する演算部とを有し、前記
検出部は、前記２つの輝点間の距離を光学結像系により
前記透過屈折光と前記反射光とを一次元センサ上に結像
させて検出し、前記演算部は、前記光学結像系の倍率と
前記一次元光センサ上の前記２つの輝点間の距離から雨
滴の径を演算する構成を備えた雨滴計測装置において、
前記平行光線発生部は、ガウス分布型の強度プロフィル
を持つレーザ光を均一な強度プロフィルを持つ平行光線
に変える凹レンズと凸レンズとからなる第１の光線変換
部と、前記第１の光線変換部からの平行光線をスリット
状平行光線に変換する第２の光線変換部とを有し、前記
スリット状平行光線は、前記雨滴を検出する範囲を均一
な強度で照明することを特徴とする雨滴計測装置が得ら
れる。
本発明によれば、落下する雨滴に平行光線を入射させ
る平行光線発生部と、該雨滴により散乱される反射光と
該雨滴を透過する透過屈折光との２つの輝点間の距離を
検出する検出部と、該検出部により検出された輝点間の
距離の値から雨滴の径を計測する演算部とを有し、前記
検出部は、前記２つの輝点間の距離を光学結像系により
前記透過屈折光と前記反射光とを一次元センサ上に結像
させて検出し、前記演算部は、前記光学結像系の倍率と
前記一次元光センサ上の前記２つの輝点間の距離から雨
滴の径を演算する構成を備えた雨滴計測装置において、
前記平行光線発生部は、前記一次元光センサの光軸に対
し、互いに対称となる角度より２方向から入射させる一
対の光源を備え、前記演算部は前記一対の光源の一方か
らの平行光線による反射光と、前記一対の光源の他方か
らの平行光線による透過光とが完全に重なるときには、
その重なりの結果、得られる２つの輝点の間の距離か
ら、前記一対の光源の一方からの平行光線による反射光
と、前記一対の光源の他方からの平行光線による透過光
とが明確に区別できるときには、光強度の強い各々の光
源による透過屈折光による２つの輝点間の距離から、前
記雨滴の径を夫々演算することを特徴とする雨滴計測装
置が得られる。
本発明によれば、落下する雨滴に平行光線を入射させ
る平行光線発生部と、該雨滴により散乱される反射光と
該雨滴を透過する透過屈折光との２つの輝点間の距離を
検出する検出部と、該検出部により検出された輝点間の
距離の値から雨滴の径を計測する演算部とを有し、前記
検出部は、前記２つの輝点間の距離を光学結像系により
前記透過屈折光と前記反射光とを一次元センサ上に結像
させて検出し、前記演算部は、前記光学結像系の倍率と
前記一次元光センサ上の前記２つの輝点間の距離から雨
滴の径を演算する構成を備えた雨滴計測装置において、
前記平行光線発生部は、前記一次元光センサの光軸に対
し、互いに対称となる角度より２方向から入射させる一
対の光源を備え、前記一対の光源は、ガウス分布型の強
度プロフィルを持つレーザ光を均一な強度プロフィルを
持つ平行光線に変える第１の光線変換部と、前記第１の
光線変換部からの平行光線をスリット状平行光線に変換
する第２の光線変換部とを有し、前記スリット状平行光
線は、前記雨滴を検出する範囲を均一な強度で照明し、
前記演算部は前記一対の光源の一方からの平行光線によ
る反射光と、前記一対の光源の他方からの平行光線によ
る透過光とが完全に重なるときには、その重なりの結
果、得られる２つの輝点の間の距離から、前記一対の光
源の一方からの平行光線による反射光と、前記一対の光
源の他方からの平行光線による透過光とが明確に区別で
きるときには、光強度の強い各々の光源による透過屈折
光による２つの輝点間の距離から、前記雨滴の径を夫々
演算することを特徴とする雨滴計測装置が得られる。
［作 用］ 本発明に雨滴計測装置においては、平行光線発生部は
落下する雨滴に平行光線を入射させる。
検出部は、光学結像系と一次元光センサとを有する。
光学結像系はこの落下する雨滴により散乱される反射光
と該雨滴を透過する透過屈折光とを結像させ。一次元光
センサは、この光学結像系により結像した前記反射光及
び前記透過屈折光とに対応した２つの輝点間の距離を検
出する。
演算部はこの光学結像系の倍率とこの一次元光センサ
により検出された輝点間の距離の値から雨滴の径を計測
する。
そして、前記平行光線発生部は、第１の光線変化部と
第２の光線変換部とを有する。第１の光線変換部は、ガ
ウス分布型の強度プロフィルを持つレーザ光を均一な強
度プロフィルを持つ平行光線に変え、第２の光線変換部
は、前記第１の光線変換部からの平行光線をスリット状
平行光線に変換する。このスリット状平行光線は、前記
雨滴を検出する範囲を均一な強度で照明する。
さらに、本発明においては、演算部は、前記平行光線
の一対を一次元光センサの光軸に対し、互いに対称とな
る角度より２方向から入射させ、前記一対の平行光線の
一方の光源による反射光と、前記一対の平行光線の残り
の光源による透過光とが完全に重なるときには、その重
なりの結果、得られる２つの輝点の間の距離から、前記
一対の平行光線の一方の光源による反射光と、前記一対
の平行光線の残りの光源による透過光とが明確に区別で
きるときには、光強度の強い夫々の光源による透過屈折
光による２つの輝点の間の距離から、雨滴の径を夫々演
算する。
［実施例］ 本発明の実施例について説明する。
第１図（ａ）は本発明の実施例に係る雨滴計測装置の
一構成例を示す図である。図示された雨滴計測装置は、
光学結像系１と、一次元光センサ２とを有する検出部10
と、この光学結像系１及び光センサ２の光軸３に対して
θの角度をなす平行光線４を放射する第１の平行光源20
と、光軸３の逆側で、この光軸３に対してθの角度をな
す平行光線５を放射する第２の平行光源20′とを有する
平行光線発生部とを備えている。
第１及び第２の平行光源20及び20′からの夫々の平行
光線５及び６の夫々の反射光及び透過屈折光は、光学結
像系１を通って、一次元光センサ上２に結像し、夫々の
輝点に対応した情報を演算部30に送り出す。
演算部30では、第８図（ａ）及び（ｂ）で説明したも
のと同様に検出部10からの入射角θ1,θ２及び輝点間距
離r1＋r2の情報から、前述の第１式により、液滴の径Ｒ
を算出する。
第１図（ｂ）は本発明の実施例に係る雨滴計測装置の
他の構成例を示す図である。
第１図（ｂ）に示された雨滴計測装置は、光学結像系
１と一次元光センサ２とを有する検出部10と、この光学
結像系１及び光センサ２の光軸３に対してθの角度をな
す平行光線４を放射する平行光源20と、この平行光線４
の放射方向に配された半透過鏡７と、互いに反射面が直
角に交差するように配された全反射鏡8,8′と、検出部1
0に接続された演算部30とを有している。
半透過鏡７は、平行光源20からの平行光線４の放射方
向に対して一定の角αだけ傾斜しており、入射した平行
光線の一部4aは透過して光軸に対してθの角度をなして
光軸と交差し、交差位置６にある液滴に入射する。
一方、半透過鏡７に入射した平行光線４の他の一部4b
は反射して、全反射鏡８にこの反射面の法線方向に対し
てβの角度をなして入射及び反射し、反射光4cとなっ
て、全反射鏡８′にこの反射面の法線方向に対してγの
角度をなして入射及び反射して反射光4dとなり、光軸に
対してθの角度をなして、光軸に対して前述の平行光線
の一部4bとは逆側から光軸３と交差し、交差位置６にあ
る液滴に入射する（但し、各角度間の関係は、α−β−
γ−π＝θで与えられる）。
平行光源20からの夫々の平行光線４の一部4a及びもう
一つの一部4cは、液滴に入射し、夫々の反射光及び透過
屈折光となり光学結像系１を通って、一次元光センサ上
２に夫々結像し、夫々の輝点に対応した情報を演算部30
に送り出す。
演算部30では、検出部10からの入射角θ1,θ２及び輝
点間距離r1＋r2の情報から、前述の第１式により、液滴
の径Ｒを算出する。
第１図及び第２図に示された平行光源20は、第２図
（ａ）又は第２図（ｂ）に示された光学系と、第２図
（ｃ）に示された光学系との組み合わせによって、構成
される。
即ち、第２図（ａ）において、He−Neレーザからのビ
ームは、２枚の全反射ミラーにより方向転換され、ビー
ムエキスパンダ部111で拡大され、第１のシリンドリカ
ルレンズ，第２をシリンドリカルレンズからなる光線変
換部を透過して、スリット状の平行光線からなる。一
方、第２図（ｂ）において、He−Neレーザからのビーム
は、２枚の全反射ミラーにより方向転換され、ビームエ
キスパンダ部111で拡大され、第1,第2,第3,及び第４の
プリズムを夫々透過して、第２図（ａ）と同様のスリッ
ト状の平行光線になる。
ここで、本発明の実施例に係る平行光源20,は、第２
図（ａ）及び（ｂ）のビームエキスパンダ部111に、第
２図（ｃ）のような平行光線変換部を有する。従って、
２種の光線変換部を有することになる。
第２図（ｃ）において、平行光線変換部は、一対の非
球面レンズ21及び22を有する。一方の非球面レンズ21は
凹面、他方の非球面レンズ22は凸面を夫々有する。
左方から入射した、光強度がガウス分布のプロフィル
をもつ入射光23は、この２枚の非球面レンズ21及び22を
透過して、均一な強度プロフィルを有する平坦光24に変
換される。
第３図（ａ）は第１図（ａ）及び（ｂ）の雨滴計測装
置を使用した場合において、反射光と、透過光とが一致
した場合の入射角θと光強度との関係を模式的に示す図
である。
第３図（ａ）において、第１の光源による輝点（上
図）と第２の光源による輝点（中図）とが一致した場合
（下図）において、実際の液滴の半径は、次式により算
出できる。
ここで、 r1＋r2はセンサ上の２つの輝点間の距離 θ１は反射光の入射角 θ２は透過屈折光の入射角 を夫々示す。
第３図（ｂ）は第１図（ａ）及び（ｂ）の装置を使用
した場合において、反射光と、透過光とが完全に分離で
きる場合の入射角θと光強度との関係を示す図である。
この図において、上図は第１の平行光源による輝点、中
図は第２の平行光源による輝点、下図は第１及び第２の
平行光源による輝点を示す。
第３図（ｂ）のように、透過屈折光のみで、Ｒを求め
るには、θ２のみとなるために、（１）式を次の（２）
式のように読み替えることができる。
第３図（ａ），第３図（ｂ）のいずれかを用いる理由
は、２つのピークが近接した位置にある場合において
は、ピークが一つの山か、２つの山かの判別が必要にな
り、更に、ピークの位置も不明確になるためである。両
者ともに一次光センサの光軸中心から雨滴の位置が外れ
た場合には、計算により、入射角度の補正を行う必要が
ある（特願昭63−268802号）。
更に、第２図（ｃ）に示したビームエキスパンダ部を
有する本発明の実施例に係る雨滴計の効果を説明する。
ビームエキスパンダ部で光強度を均一分布にする場合
につれて説明する。
第２図（ｃ）に示すように、本発明の実施例に係る雨
滴計では、光強度を均一分布にしているため、ビーム径
の1/e（ｅは自然対数の底）の点までのエネルギーを利
用することができて、エネルギー利用率は、63％程度と
なる。
一方、第２図で示すようなビームエキスパンダ111を
使用せずビームを単に拡大するだけの場合、第４図で示
すように、ビーム中心の値の−４％即ち100〜96％の点
までのエネルギーしか利用できない。
1/eの点まで示したビーム径を1mmとすれば、96％の点
までの径は、約0.2mmとなり、エネルギー利用率は、約1
6％に過ぎない。
従って、本発明の実施例に係る装置を用いた場合に
は、約４倍の効率が得られることになる。また、従来の
ように、1/e点までの単に拡げただけで用いると、エネ
ルギー利用率は、同じであるが、光軸中心と端部との光
量比は、1:0.37であり、均一光とすることにより、1/0.
37＝2.7倍の光強度を得たのと等価となる。
本発明の実施例に係る装置を用いた場合には、第１図
（ａ）のように、２方向から入射することにより、反射
光と、透過屈折光との強度比を1:Aとして、両者が重な
る角度を選択した時には、強度を１＋Ａに、また、両者
が分離した角度θを選択した時でも、強度をＡ倍に高め
ることができる。Ａ≒10であり、光強度を１桁上げるこ
とが可能となる。
次に、第１図（ｂ）のように、1/2分割した後に、入
射する場合を考える。強度比を前述の1:Aとすると、 1.反射光と、透過屈折光とが重なる角度θについては、 1/2＋A/2 2.両者が分離した角度θについては、 A/2 となり、Ａ≒10であることから、約５倍以上に光強度を
高めることができる。
また、ビームエキスパンダで光強度を均一分布にする
と、等価的に2.7倍の光強度が得られる。
これを、上記の２方向から、入射光を組合せることに
より、１つの平行光源を1/2分割する場合についてで
も、 2.7×５＝13.5倍 の光強度が得られることになる。
第１図（ａ）及び（ｂ）いずれについても、検出すべ
き２つの輝点は、同じ強さであり、ダイナミックレンジ
は、Ａ倍に拡がることになる。
即ち、光量的には大きい液滴を6mmとすれば、下は0.1
mmまでの検出が可能となる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、強力なレーザ
光源を使用しないので安全で、また、消費電力の少なく
経済的な雨滴計測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）は本発明の実施例に係る雨滴計測装置の一
構成例を示す図、第１図（ｂ）は本発明の実施例に係る
雨滴計測装置の他の構成例を示す図、第２図（ａ），
（ｂ），（ｃ）は本発明の実施例に係る平行光源を説明
するための図、第３図（ａ）は第１図（ａ）及び（ｂ）
の雨滴計測装置を使用した場合において、反射光と、透
過光とが一致した場合の入射角θと光強度との関係を模
式的に示す図、第３図（ｂ）は第１図（ａ）及び（ｂ）
の装置を使用した場合において、反射光と、透過光とが
完全に分離できる場合の入射角θと光強度との関係を示
す図、第４図は平行光線のエネルギー利用率を示す図、
第５図は従来の雨量計の一例を示す図、第６図は従来の
光雨量計の一例を示す図、第７図は従来の滴下液滴の検
出装置の一構成例を示す図、第８図（ａ）は第７図の滴
下液滴の検出装置の構成原理を示す図、第８図（ｂ）は
第７図の滴下液滴の検出装置の一次元センサ上の像を示
す図、第９図は4096画素CCDセンサの検出波形を示す図
である。 図中、１は光学結像系、２は一次元光センサ、３は光
軸、４及び５は平行光線、７は半透鏡、８及び８′は全
反射鏡、10は検出部、20及び20′は平行光源、21及び22
は非球面レンズ、23は入射光、24は出射光、30は演算
部、50は円筒、51は雨受け板、53はバネ、54はマイクロ
ホン、70は光、71は平行光源、72は滴下液滴、73は一次
元光センサ、74は光学結像系、111はビームエキスパン
ダである。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】落下する雨滴に平行光線を入射させる平行
    光線発生部と、 該雨滴により散乱される反射光と該雨滴を透過する透過
    屈折光との２つの輝点間の距離を検出する検出部と、 該検出部により検出された輝点間の距離の値から雨滴の
    径を計測する演算部とを有し、前記検出部は、前記２つ
    の輝点間の距離を光学結像系により前記透過屈折光と前
    記反射光とを一次元センサ上に結像させて検出し、前記
    演算部は、前記光学結像系の倍率と前記一次元光センサ
    上の前記２つの輝点間の距離から雨滴の径を演算する構
    成を備えた雨滴計測装置において、 前記平行光線発生部は、ガウス分布型の強度プロフィル
    を持つレーザ光を均一な強度プロフィルを持つ平行光線
    に変える凹レンズと凸レンズとからなる第１の光線変換
    部と、前記第１の光線変換部からの平行光線をスリット
    状平行光線に変換する第２の光線変換部とを有し、前記
    スリット状平行光線は、前記雨滴を検出する範囲を均一
    な強度で照明することを特徴とする雨滴計測装置。
  2. 【請求項２】落下する雨滴に平行光線を入射させる平行
    光線発生部と、 該雨滴により散乱される反射光と該雨滴を透過する透過
    屈折光との２つの輝点間の距離を検出する検出部と、 該検出部により検出された輝点間の距離の値から雨滴の
    径を計測する演算部とを有し、前記検出部は、前記２つ
    の輝点間の距離を光学結像系により前記透過屈折光と前
    記反射光とを一次元センサ上に結像させて検出し、前記
    演算部は、前記光学結像系の倍率と前記一次元光センサ
    上の前記２つの輝点間の距離から雨滴の径を演算する構
    成を備えた雨滴計測装置において、 前記平行光線発生部は、前記一次元光センサの光軸に対
    し、互いに対称となる角度より２方向から入射させる一
    対の光源を備え、 前記演算部は前記一対の光源の一方からの平行光線によ
    る反射光と、前記一対の光源の他方からの平行光線によ
    る透過光とが完全に重なるときには、その重なりの結
    果、得られる２つの輝点の間の距離から、 前記一対の光源の一方からの平行光線による反射光と、
    前記一対の光源の他方からの平行光線による透過光とが
    明確に区別できるときには、光強度の強い各々の光源に
    よる透過屈折光による２つの輝点間の距離から、 前記雨滴の径を夫々演算することを特徴とする雨滴計測
    装置。
  3. 【請求項３】落下する雨滴に平行光線を入射させる平行
    光線発生部と、 該雨滴により散乱される反射光と該雨滴を透過する透過
    屈折光との２つの輝点間の距離を検出する検出部と、 該検出部により検出された輝点間の距離の値から雨滴の
    径を計測する演算部とを有し、前記検出部は、前記２つ
    の輝点間の距離を光学結像系により前記透過屈折光と前
    記反射光とを一次元センサ上に結像させて検出し、前記
    演算部は、前記光学結像系の倍率と前記一次元光センサ
    上の前記２つの輝点間の距離から雨滴の径を演算する構
    成を備えた雨滴計測装置において、 前記平行光線発生部は、前記一次元光センサの光軸に対
    し、互いに対称となる角度より２方向から入射させる一
    対の光源を備え、 前記一対の光源は、ガウス分布型の強度プロフィルを持
    つレーザ光を均一な強度プロフィルを持つ平行光線に変
    える第１の光線変換部と、前記第１の光線変換部からの
    平行光線をスリット状平行光線に変換する第２の光線変
    換部とを有し、 前記スリット状平行光線は、前記雨滴を検出する範囲を
    均一な強度で照明し、 前記演算部は前記一対の光源の一方からの平行光線によ
    る反射光と、前記一対の光源の他方からの平行光線によ
    る透過光とが完全に重なるときには、その重なりの結
    果、得られる２つの輝点の間の距離から、 前記一対の光源の一方からの平行光線による反射光と、
    前記一対の光源の他方からの平行光線による透過光とが
    明確に区別できるときには、光強度の強い各々の光源に
    よる透過屈折光による２つの輝点間の距離から、 前記雨滴の径を夫々演算することを特徴とする雨滴計測
    装置。
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