JP2003130727A - Apparatus and method for measuring intensity of light, photodetector and data processor - Google Patents

Apparatus and method for measuring intensity of light, photodetector and data processor

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JP2003130727A
JP2003130727A JP2001324053A JP2001324053A JP2003130727A JP 2003130727 A JP2003130727 A JP 2003130727A JP 2001324053 A JP2001324053 A JP 2001324053A JP 2001324053 A JP2001324053 A JP 2001324053A JP 2003130727 A JP2003130727 A JP 2003130727A
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light intensity
photodetector
light
scattered light
photodetectors
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Fukateru Matsuyama
深照 松山
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Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measuring method and a measuring apparatus wherein the intensity of scattered light and the intensity of direct light can be measured precisely, to provide a measuring method and a measuring apparatus wherein the intensity of direct light can be measured, to provide a measuring apparatus and a measuring method whose portability is high, which are low-cost and whose adjustment and maintenance are not required, and to provide a measuring method and a measuring apparatus whose portability is high, which are low-cost, whose adjustment and maintenance are not required and which can measure the intensity of direct light and the intensity of scattered light precisely. SOLUTION: A plurality of photodetectors (101, 102) as a pair whose detection sensitivities with reference to the scattered light from among irradiation light incident on a prescribed plane are different are installed on the prescribed plane, the intensity difference (Amn) of the scattered light is measured, the intensity (Es) of the scattered light is measured on the basis of the intensity difference, and the intensity of the direct light and the intensity of the scattered light from among the irradiation light are measured.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光あるいは人
工光源による照射光の光強度を測定する光強度測定装
置、光強度測定方法、光検出装置およびデータ処理装置
に関し、例えば、農業分野、建築分野、気象分野、太陽
光発電分野等の太陽エネルギー利用分野において、任意
の面に入射する太陽光または照射光のうちの直達光の成
分と散乱光の成分の比率を測定する光強度測定装置、光
強度測定方法、光検出装置およびデータ処理装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light intensity measuring device, a light intensity measuring method, a light detecting device and a data processing device for measuring the light intensity of sunlight or light radiated by an artificial light source. Field, meteorological field, in the field of solar energy use such as solar power generation field, a light intensity measuring device for measuring the ratio of the direct light component and the scattered light component of sunlight or irradiation light incident on an arbitrary surface, The present invention relates to a light intensity measuring method, a light detecting device, and a data processing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】日射強度の測定は、太陽エネルギーを利
用する分野において重要な測定である。地上に到達する
太陽光の光束には、直達光の成分と散乱光の成分があ
り、それぞれ直達日射、散乱日射と呼ばれる。また、直
達日射と散乱日射の合計は、全天日射と呼ばれる。
2. Description of the Related Art The measurement of solar radiation intensity is an important measurement in the field of utilizing solar energy. The luminous flux of sunlight reaching the ground has a direct light component and a scattered light component, which are called direct solar radiation and scattered solar radiation, respectively. In addition, the total of direct solar radiation and scattered solar radiation is called total solar radiation.

【0003】直達日射と散乱日射は、地域および大気条
件によって変化するので、直達日射と散乱日射をそれぞ
れ測定することは、太陽エネルギーの利用にとって重要
である。
Since direct solar radiation and scattered solar radiation vary with local and atmospheric conditions, measuring direct solar radiation and scattered solar radiation, respectively, is important for the utilization of solar energy.

【0004】直達日射と散乱日射を測定するためには、
全天日射と直達日射と散乱日射の内の何れか2つのを測
定すれば良い。いいかえれば、直達日射と散乱日射の何
れか1つは、必ず測定する必要がある。
In order to measure direct solar radiation and scattered solar radiation,
Any two of total solar radiation, direct solar radiation and scattered solar radiation may be measured. In other words, either direct solar radiation or diffuse solar radiation must be measured.

【0005】全天日射を測定する装置としては、全天日
射計が最も汎用的に用いられている。
As a device for measuring total solar radiation, a global pyranometer is most widely used.

【0006】直達日射を測定する装置としては、太陽を
追尾しながら測定する直達日射計が一般的に用いられて
いる。
[0006] As a device for measuring direct solar radiation, a direct pyranometer for measuring while tracking the sun is generally used.

【0007】散乱日射を測定する装置としては、様々な
方式の装置が用いられている。例えば、全天日射計を基
本として、遮蔽バンドや遮蔽ボールで直達日射を遮るこ
とによって散乱日射を測定する。柴田和雄・内嶋善兵衛
編「太陽エネルギーの分布と測定」(学会出版センター
発行)p48には、遮蔽バンドを用いた例である散乱日
射計が記載されている。
Various types of devices are used as devices for measuring scattered solar radiation. For example, based on a pyranometer, scattered solar radiation is measured by blocking direct solar radiation with a shielding band or a shielding ball. Kazuo Shibata and Zenbei Uchijima, “Distribution and measurement of solar energy” (published by the Academic Society Publishing Center), p48, describes a diffuse pyranometer which is an example using a shielding band.

【0008】また、米国特許第4,609,288号
に、3対の太陽電池によって、日射をx、y、z成分に
分離して、直達日射と散乱日射を測定する方法が開示さ
れている。また、国際公開第99/13359号には、
複数の光センサーを用い、常に少なくとも1つの光セン
サーが直達光に曝され、常に少なくとも他の1つの光セ
ンサーが直達光から遮蔽されるように、この光センサー
に遮蔽パターンを設けて、直達日射と散乱日射とを同時
に測定する方法が開示されている。
Further, US Pat. No. 4,609,288 discloses a method for measuring direct solar radiation and scattered solar radiation by separating solar radiation into x, y and z components by three pairs of solar cells. . Also, in WO 99/13359,
By using a plurality of optical sensors, a shielding pattern is provided for this optical sensor so that at least one optical sensor is always exposed to direct light and at least one other optical sensor is always shielded from direct light. And a method for simultaneously measuring scattered solar radiation are disclosed.

【0009】しかしながら、直達日射を測定するには、
上記説明したように、基本的に太陽を追尾する必要があ
る。この追尾装置は非常に高価なものである。また精密
な調整を要するので、携帯には不向きである。
However, in order to measure direct solar radiation,
As explained above, it is basically necessary to track the sun. This tracking device is very expensive. Moreover, since it requires precise adjustment, it is not suitable for carrying.

【0010】一方、散乱日射を測定するには、例えば、
全天日射計と遮蔽ボールを用いる方法がある。この場合
には、遮蔽ボールの方向を調整するために、太陽を追尾
する必要がある。この追尾装置は直達日射を測定する場
合と同様に非常に高価なものである。
On the other hand, to measure scattered solar radiation, for example,
There is a method using a pyranometer and a shielding ball. In this case, it is necessary to track the sun in order to adjust the direction of the shield ball. This tracking device is very expensive as in the case of measuring direct solar radiation.

【0011】また、散乱日射を測定する他の方法として
は、例えば、全天日射計と遮蔽バンドを用いる方法があ
る。この方法は、高価な追尾装置は必要ないが、定期的
に遮蔽バンドの仰角を調整する必要があり、装置の頻繁
な調整が必要である。ここで、遮蔽バンドを回転式にす
れば、装置の頻繁な調整は不要になるが、遮蔽バンドを
回転させるためには回転機構が必要となるため、やはり
高価で大がかりなシステムになる。
Another method for measuring scattered solar radiation is, for example, a method using a pyranometer and a shielding band. This method does not require an expensive tracking device, but it requires the elevation angle of the shielding band to be adjusted regularly and the device to be adjusted frequently. Here, if the shielding band is of a rotary type, frequent adjustment of the device is unnecessary, but since a rotating mechanism is required to rotate the shielding band, the system is also expensive and large-scale.

【0012】他の散乱日射を測定する方法としては、前
述の米国特許第4,609,288号に開示された方法
があるが、この方法は駆動部分はないものの装置が大が
かりになり、コンパクト化が困難という問題がある。
As another method for measuring scattered solar radiation, there is a method disclosed in the above-mentioned US Pat. No. 4,609,288, but this method requires no driving part but requires a large-scale apparatus and is compact. There is a problem that it is difficult.

【0013】なお、前述の遮蔽バンドを用いる方法と米
国特許第4,609,288号と国際公開第99/13
359号に開示された方法では、何れも天空の一部分の
散乱日射しか測定していない。また、測定しない角度の
散乱日射は一様だと仮定している。そのため測定誤差が
大きいという問題がある。
The method using the above-mentioned shielding band, US Pat. No. 4,609,288 and WO 99/13.
In the methods disclosed in No. 359, only the scattered solar radiation in a part of the sky is measured. In addition, it is assumed that the scattered solar radiation at unmeasured angles is uniform. Therefore, there is a problem that the measurement error is large.

【0014】一般的に散乱日射は角度に対して一様では
なく、特に、測定したい面に地面あるいは物体からの反
射光が入る場合は、散乱日射が角度によって著しく異な
る。したがって、上記のように測定しない角度の散乱日
射を一様だと仮定するのは一般的にはあてはまらず、測
定誤差が大きくなる。
In general, the scattered solar radiation is not uniform with respect to the angle, and particularly when the reflected light from the ground or an object enters the surface to be measured, the scattered solar radiation significantly differs depending on the angle. Therefore, it is not generally applicable to assume that the scattered solar radiation at the non-measurement angles is uniform as described above, and the measurement error becomes large.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】太陽エネルギーを利用
する場合には、各地で正確に直達日射と散乱日射を測定
する必要がある。しかしながら、上記説明した従来の測
定方法を用いる測定装置では、1)装置が大きすぎる、
2)重すぎる、3)コストが高すぎる、4)頻繁な調整
やメンテナンスが必要である、5)誤差が大きいなどの
問題があった。
When utilizing solar energy, it is necessary to accurately measure direct solar radiation and scattered solar radiation in various places. However, in the measuring device using the conventional measuring method described above, 1) the device is too large,
There were problems such as 2) too heavy, 3) too high cost, 4) frequent adjustment and maintenance required, and 5) large error.

【0016】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
個々にまたはまとめて解決するためになされたものであ
り、正確に散乱光強度の測定が可能である測定方法およ
び測定装置を提供することである。また本発明の別の目
的は、直達光強度の測定が可能である測定方法および測
定装置を提供することである。またさらに本発明の別の
目的は、携帯性が高く、低コストで、調整やメンテナン
スが不要な測定装置およびその測定方法を提供すること
である。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art individually or collectively, and provides a measuring method and a measuring apparatus capable of accurately measuring the scattered light intensity. That is. Another object of the present invention is to provide a measuring method and a measuring device capable of measuring the direct light intensity. Still another object of the present invention is to provide a measuring device and a measuring method thereof which have high portability, low cost, and no adjustment or maintenance required.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る一実施形態の光強度測定方法は、以下の
構成を有する。すなわち、照射光の光強度測定方法であ
って、所定面に設置された、互いに平行な光検出基準面
を有し、散乱光に対する検出感度が異なる複数の光検出
器を用いて、照射光を測定する光強度測定工程と、前記
散乱光に対する検出感度が異なる複数の光検出器の出力
に基づいて散乱光強度(Es)を算出する散乱光強度算
出工程と、を有することを特徴とする。
An optical intensity measuring method according to an embodiment of the present invention for achieving the above object has the following constitution. That is, a method of measuring the light intensity of irradiation light, which has a plurality of photodetector reference planes which are installed on a predetermined surface and are parallel to each other, and which have different detection sensitivities to scattered light. It is characterized by comprising a light intensity measuring step of measuring and a scattered light intensity calculating step of calculating scattered light intensity (Es) based on outputs of a plurality of photodetectors having different detection sensitivities to the scattered light.

【0018】ここで、例えば、前記散乱光強度算出工程
は、前記複数の光検出器の出力からの出力差を算出する
工程を含み、該出力差を用いて、散乱光強度を算出する
ことが好ましい。
Here, for example, the scattered light intensity calculation step includes a step of calculating an output difference from outputs of the plurality of photodetectors, and the scattered light intensity can be calculated using the output difference. preferable.

【0019】ここで、例えば、前記散乱光強度算出工程
は、前記複数の光検出器の出力に基づいて、規格化出力
差を算出する工程を含み、該規格化出力差を用いて、散
乱光強度を算出することが好ましい。
Here, for example, the scattered light intensity calculating step includes a step of calculating a normalized output difference based on the outputs of the plurality of photodetectors, and the scattered light intensity is calculated using the normalized output difference. It is preferable to calculate the strength.

【0020】ここで、例えば、前記複数の光検出器は、
前記照射光の入射角による検出感度が互いに異なること
が好ましい。
Here, for example, the plurality of photodetectors are
It is preferable that the detection sensitivities according to the incident angle of the irradiation light are different from each other.

【0021】ここで、例えば、前記複数の光検出器は、
前記照射光の方位角に対して均一な感度を持つことが好
ましい。
Here, for example, the plurality of photodetectors are
It is preferable to have a uniform sensitivity to the azimuth angle of the irradiation light.

【0022】ここで、例えば、前記複数の光検出器のそ
れぞれの分光感度は、分光感度間のずれを示すミスマッ
チ係数が0.98以上1.02以下となるように制御さ
れていることが好ましい。
Here, for example, the spectral sensitivities of the plurality of photodetectors are preferably controlled so that the mismatch coefficient indicating the deviation between the spectral sensitivities is 0.98 or more and 1.02 or less. .

【0023】ここで、例えば、前記光検出器の入射角0
°における感度を1として、前記光検出器の入射角0°
の感度に対する入射角60°の相対感度の余弦法則から
のずれが、前記複数の光検出器を用いる場合に、各光検
出器それぞれに生じる前記ずれの差として0.06以上
となることが好ましい。
Here, for example, the incident angle of the photodetector is 0.
The incident angle of the photodetector is 0 °, where the sensitivity is 1
The deviation from the cosine law of the relative sensitivity at an incident angle of 60 ° with respect to the sensitivity of is preferably 0.06 or more as a difference between the deviations occurring in each photodetector when using the plurality of photodetectors. .

【0024】ここで、例えば、前記散乱光強度(Es)
に基づいて前記所定面に入射する前記照射光の直達光強
度(Ed)を算出することが好ましい。
Here, for example, the scattered light intensity (Es)
It is preferable to calculate the direct light intensity (Ed) of the irradiation light incident on the predetermined surface based on the above.

【0025】上記目的を達成するための本発明に係る一
実施形態の光強度測定装置は、以下の構成を有する。す
なわち、照射光の光強度を測定する光強度測定装置であ
って、所定面に設置された、互いに平行な光検出基準面
を有し、散乱光に対する検出感度が異なる複数の光検出
器と、前記散乱光に対する検出感度が異なる複数の光検
出器の出力に基づいて散乱光強度(Es)を測定する散
乱光強度算出手段と、を有することを特徴とする。
An optical intensity measuring device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object has the following configuration. That is, a light intensity measuring device for measuring the light intensity of the irradiation light, which is installed on a predetermined surface, having light detection reference planes parallel to each other, a plurality of photodetectors with different detection sensitivity to scattered light, Scattered light intensity calculation means for measuring scattered light intensity (Es) based on outputs of a plurality of photodetectors having different detection sensitivities to the scattered light.

【0026】ここで、例えば、前記複数の光検出器は、
前記照射光の入射角による検出感度が互いに異なること
が好ましい。
Here, for example, the plurality of photodetectors are
It is preferable that the detection sensitivities according to the incident angle of the irradiation light are different from each other.

【0027】ここで、例えば、前記複数の光検出器は、
前記照射光の方位角に対して均一な感度を持つことが好
ましい。
Here, for example, the plurality of photodetectors are
It is preferable to have a uniform sensitivity to the azimuth angle of the irradiation light.

【0028】ここで、例えば、前記複数の光検出器のそ
れぞれの分光感度は、分光感度間のずれを示すミスマッ
チ係数が0.98以上1.02以下となるように制御さ
れていることが好ましい。
Here, for example, the spectral sensitivities of the plurality of photodetectors are preferably controlled so that the mismatch coefficient indicating the deviation between the spectral sensitivities is 0.98 or more and 1.02 or less. .

【0029】ここで、例えば、前記光検出器の入射角0
°における感度を1として、前記光検出器の入射角0°
の感度に対する入射角60°の相対感度の余弦法則から
のずれが、前記複数の光検出器を用いる場合に、各光検
出器それぞれに生じる前記ずれの差として0.06以上
となることが好ましい。
Here, for example, the incident angle of the photodetector is 0.
The incident angle of the photodetector is 0 °, where the sensitivity at 1 is 1.
The deviation from the cosine law of the relative sensitivity at an incident angle of 60 ° with respect to the sensitivity of is preferably 0.06 or more as a difference between the deviations occurring in each photodetector when using the plurality of photodetectors. .

【0030】ここで、例えば、前記散乱光強度に基づい
て前記所定面に入射する前記照射光の直達光強度を算出
することが好ましい。
Here, for example, it is preferable to calculate the direct light intensity of the irradiation light incident on the predetermined surface based on the scattered light intensity.

【0031】ここで、例えば、前記光検出器は光電変換
素子を有し、前記光電変換素子が前記の照射光を受光す
る面および/またはその裏面の表面性状によって、前記
散乱光に対する前記光検出器の検出感度を変化させるこ
とが好ましい。
Here, for example, the photodetector has a photoelectric conversion element, and the photodetection for the scattered light is performed by the surface texture of the surface where the photoelectric conversion element receives the irradiation light and / or the back surface thereof. It is preferable to change the detection sensitivity of the vessel.

【0032】ここで、例えば、前記光検出器は光電変換
素子と、前記光電変換素子を被覆する透光性部材とを有
し、前記透光性部材によって前記散乱光に対する前記光
検出器の検出感度を変化させることが好ましい。
Here, for example, the photodetector has a photoelectric conversion element and a translucent member that covers the photoelectric conversion element, and the translucent member detects the scattered light by the photodetector. It is preferable to change the sensitivity.

【0033】ここで、例えば、前記光検出器は光電変換
素子と、フィルタとを有し、前記フィルタによって前記
散乱光に対する前記光検出器の検出感度を変化させるこ
とが好ましい。
Here, for example, it is preferable that the photodetector has a photoelectric conversion element and a filter, and the detection sensitivity of the photodetector with respect to the scattered light is changed by the filter.

【0034】ここで、例えば、前記光検出器は光電変換
素子と、メッシュとを有し、前記メッシュによって前記
散乱光に対する前記光検出器の検出感度を変化させるこ
とが好ましい。
Here, for example, it is preferable that the photodetector has a photoelectric conversion element and a mesh, and the detection sensitivity of the photodetector with respect to the scattered light is changed by the mesh.

【0035】ここで、例えば、前記光検出器は光電変換
素子と、光散乱性透光部材とを有し、前記光散乱性透光
部材によって前記散乱光に対する前記光検出器の検出感
度を変化させることが好ましい。
Here, for example, the photodetector has a photoelectric conversion element and a light-scattering light-transmitting member, and the light-scattering light-transmitting member changes the detection sensitivity of the photodetector with respect to the scattered light. Preferably.

【0036】ここで、例えば、更に携帯可能であること
が好ましい。
Here, for example, it is preferable that the portable device be portable.

【0037】上記目的を達成するための本発明に係る一
実施形態のプログラムは、以下の構成を有する。すなわ
ち、上記に記載の光強度を測定する測定方法を実現する
ためのプログラム。
A program according to an embodiment of the present invention for achieving the above object has the following configuration. That is, a program for realizing the measuring method for measuring the light intensity described above.

【0038】上記目的を達成するための本発明に係る一
実施形態のコンピュータ可読記憶媒体は、以下の構成を
有する。すなわち、照射光の光強度を測定処理を制御す
るための測定処理プログラムを格納したコンピュータ可
読記憶媒体であって、前記測定処理プログラムは、所定
面に設置された、互いに平行な光検出面を有し、散乱光
に対する検出感度が異なる複数の光検出器を用いて、照
射光を測定する光強度測定工程と、前記散乱光に対する
検出感度が異なる複数の光検出器の出力に基づいて散乱
光強度(Es)を算出する散乱光強度算出工程と、を有
することを特徴とする。
A computer-readable storage medium according to an embodiment of the present invention for achieving the above object has the following configuration. That is, a computer-readable storage medium storing a measurement processing program for controlling the measurement processing of the light intensity of the irradiation light, wherein the measurement processing program has light detection surfaces that are parallel to each other and are installed on a predetermined surface. Then, using a plurality of photodetectors with different detection sensitivity for scattered light, the light intensity measurement step of measuring the irradiation light, and the scattered light intensity based on the output of the plurality of photodetectors with different detection sensitivity for the scattered light. And a scattered light intensity calculating step of calculating (Es).

【0039】上記目的を達成するための本発明に係る一
実施形態の光検出装置は、以下の構成を有する。すなわ
ち、照射光の光強度を測定する光検出装置であって、所
定面に設置された、互いに平行な光検出面を有し、散乱
光に対する検出感度が異なる複数の光検出器を有するこ
とを特徴とする。
A photodetector according to an embodiment of the present invention for achieving the above object has the following configuration. That is, a photodetector for measuring the light intensity of irradiation light, having a plurality of photodetectors installed on a predetermined surface and having parallel photodetection surfaces and different detection sensitivities to scattered light. Characterize.

【0040】上記目的を達成するための本発明に係る一
実施形態のデータ処理装置は、以下の構成を有する。す
なわち、照射光の光強度の測定値を処理するデータ処理
装置であって、散乱光に対する検出感度が異なる複数の
光検出器からの出力を受信する受信手段と、前記受信手
段が受信した前記複数の光検出器からの出力に基づいて
散乱光強度(Es)を算出する散乱光強度算出手段と、
を有することを特徴とする。
A data processing apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object has the following configuration. That is, a data processing device for processing the measured value of the light intensity of the irradiation light, wherein the receiving means receives outputs from a plurality of photodetectors having different detection sensitivities to scattered light, and the plurality of receiving means received by the receiving means. Scattered light intensity calculation means for calculating scattered light intensity (Es) based on the output from the photodetector,
It is characterized by having.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明に
係る実施形態の一例である光強度測定方法および光強度
測定装置について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A light intensity measuring method and a light intensity measuring apparatus as an example of an embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0042】(光強度測定装置:図1)本発明の実施の
形態においては、例えば、図1の模式図に示す光強度測
定装置の構成を用いることができる。
(Light intensity measuring device: FIG. 1) In the embodiment of the present invention, for example, the configuration of the light intensity measuring device shown in the schematic view of FIG. 1 can be used.

【0043】図1において、光強度測定装置は、光強度
検出部100とデータ処理部150から構成されてい
る。
In FIG. 1, the light intensity measuring device comprises a light intensity detecting section 100 and a data processing section 150.

【0044】光強度検出部100において、101は、
第1の光検出器、102は、第2の光検出器、103
は、第1の光検出器の光電変換素子、104は、第2の
光検出器の光電変換素子、105は、第1の光検出器の
表面部材、106は、第2の光検出器の表面部材であ
る。107は、光強度測定装置のケース、108、10
9は、第1の光検出器の出力端子、110、111は、
第2の光検出器の出力端子である。
In the light intensity detector 100, 101 is
The first photodetector 102 is a second photodetector 103
Is a photoelectric conversion element of the first photodetector, 104 is a photoelectric conversion element of the second photodetector, 105 is a surface member of the first photodetector, and 106 is of the second photodetector. It is a surface member. 107 is the case of the light intensity measuring device, 108, 10
9 is an output terminal of the first photodetector, and 110 and 111 are
It is an output terminal of the second photodetector.

【0045】またデータ処理部150において、11
8、119は、第1の光検出器の出力を入力する入力端
子、120、121は、第2の光検出器の出力の出力を
入力する入力端子である。108と118、109と1
19、110と120、111と121は、図示しない
ケーブルで接続される。データ処理部150は図示しな
いCPU、RAM、ROM、入力部、表示部などから構
成されている。CPUは、ROMに記憶された処理プロ
グラムに基づいて、後述する散乱光強度や直達光強度な
どの算出処理を制御する。RAMは、CPUの主メモ
リ、ワークエリアとして機能する。またRAMには、光
強度検出部100で測定された測定値や、予め測定され
た各種測定値(例えば、Xm(θ)、Xm(0)、Xn
(θ)、Xn(0)など、詳細は後述する)等が格納されて
いる。また入力部はデータの入力などを行い、表示部は
算出処理結果を表示する。
In the data processing unit 150, 11
Reference numerals 8 and 119 are input terminals for inputting the output of the first photodetector, and 120 and 121 are input terminals for inputting the output of the output of the second photodetector. 108 and 118, 109 and 1
19, 110 and 120, 111 and 121 are connected by a cable (not shown). The data processing unit 150 is composed of a CPU, a RAM, a ROM, an input unit, a display unit, and the like (not shown). The CPU controls the calculation processing of scattered light intensity, direct light intensity, etc., which will be described later, based on the processing program stored in the ROM. The RAM functions as the main memory and work area of the CPU. Further, in the RAM, measured values measured by the light intensity detection unit 100 and various measured values previously measured (for example, Xm (θ), Xm (0), Xn).
(θ), Xn (0), etc., which will be described later in detail) and the like are stored. The input unit inputs data and the like, and the display unit displays the calculation processing result.

【0046】なお光強度測定装置は、上記説明したよう
に光強度検出部100とデータ処理部150が独立して
構成に限ることはなく、光強度検出部100の中にデー
タ処理部150が含まれる一体化した構成となっていて
もよい。
The light intensity measuring device is not limited to the configuration in which the light intensity detecting section 100 and the data processing section 150 are independent as described above, and the light intensity detecting section 100 includes the data processing section 150. It may have an integrated structure.

【0047】(散乱光強度の測定方法)本発明の光強度
測定方法では、照射光の直達光強度と散乱光強度を導出
するために、全照射光強度と散乱光強度を測定する。本
発明では、散乱光強度の測定方法に特徴がある。
(Measuring Method of Scattered Light Intensity) In the light intensity measuring method of the present invention, the total irradiated light intensity and the scattered light intensity are measured in order to derive the direct light intensity and scattered light intensity of the irradiated light. The present invention is characterized by the method of measuring the scattered light intensity.

【0048】以下、本発明の光強度測定方法における散
乱光強度の測定方法について、詳述する。
The method for measuring the scattered light intensity in the light intensity measuring method of the present invention will be described in detail below.

【0049】まず、一般に、照射光の強度を検出する光
検出器の出力Pを直達光による出力Pdと散乱光による
出力Psに分ければ、以下の式(1)が成り立つ。
First, if the output P of the photodetector for detecting the intensity of the irradiation light is divided into the output Pd by the direct light and the output Ps by the scattered light, the following equation (1) is generally established.

【0050】P=Pd+Ps・・・・・(1) また、光検出器の感度Xを照射光の強度Eと光検出器の
出力Pから、以下の式(2)で表すことができる。
P = Pd + Ps (1) Further, the sensitivity X of the photodetector can be expressed by the following equation (2) from the intensity E of the irradiation light and the output P of the photodetector.

【0051】X=P/E・・・・・・・(2) 次に、本発明の光検出器が複数設置された任意面に、入
射角θで入射する照射光の直達光強度をEd、散乱光強
度をEs、本発明のm番目とn番目の光検出器の、入射
角θにおける直達光に対する感度をそれぞれXm(θ)と
Xn(θ)、散乱光に対する感度をそれぞれXmS、Xn
Sとすれば、ある照射光下での前記両光検出器の出力
は、それぞれ以下の式で表される。
X = P / E (2) Next, the direct light intensity of the irradiation light incident at the incident angle θ on the arbitrary surface on which a plurality of photodetectors of the present invention are installed is Ed. , The scattered light intensity is Es, the sensitivities of the m-th and n-th photodetectors of the present invention to the direct light at the incident angle θ are Xm (θ) and Xn (θ), and the sensitivities to the scattered light are XmS and Xn, respectively.
Assuming S, the outputs of both photodetectors under a certain irradiation light are expressed by the following equations, respectively.

【0052】 Pm=Xm(θ)・Ed・cosθ+XmS・Es・・・・・(3) Pn=Xn(θ)・Ed・cosθ+XnS・Es・・・・・(4) 次に、前記両光検出器の規格化出力差ΔPmnを、以下
の式(5)によって定義する。
Pm = Xm (θ) · Ed · cos θ + XmS · Es (3) Pn = Xn (θ) · Ed · cos θ + XnS · Es (4) The normalized output difference ΔPmn of the container is defined by the following equation (5).

【0053】 ΔPmn=Pm/Xm(0)−Pn/Xn(0)・・・・・・・(5) ここで、Xm(0)、Xn(0)は、入射角0°における前
記両光検出器の直達光感度であり、各光検出器出力P
m、PnをXm(0)、Xn(0)で除してあるのは、両光
検出器の出力差を規格化して、検出しやすくするためで
ある。
ΔPmn = Pm / Xm (0) −Pn / Xn (0) (5) Here, Xm (0) and Xn (0) are the two lights at an incident angle of 0 °. It is the direct light sensitivity of the detector, and each photodetector output P
The reason why m and Pn are divided by Xm (0) and Xn (0) is to normalize the output difference of both photodetectors to facilitate detection.

【0054】また、前記両光検出器の入射角感度の差を
Cmn(θ)として、以下の式(6)で定義し、 Cmn(θ) =Xm(θ)/Xm(0)−Xn(θ)/Xn(0)・・・・・(6) 両光検出器の散乱光感度の差をAmnとして、以下の式
(7)で定義する。
Further, the difference between the incident angle sensitivities of the two photodetectors is defined as Cmn (θ) by the following equation (6), and Cmn (θ) = Xm (θ) / Xm (0) -Xn ( θ) / Xn (0) (6) The difference between the scattered light sensitivities of both photodetectors is defined as Amn, and is defined by the following equation (7).

【0055】 Amn=XmS/Xm(0)−XnS/Xn(0)・・・・・(7) 次に、式(5)に、式(3)、(4)を代入し、式
(6)、(7)で定義された、Cmn(θ)とAmnを用
いることによって、式(5)は、以下の式(8)のよう
に表すことができる。
Amn = XmS / Xm (0) −XnS / Xn (0) (7) Next, the expressions (3) and (4) are substituted into the expression (5) to obtain the expression (6 ) And (7) are used, Cmn (θ) and Amn are used to express the equation (5) as the following equation (8).

【0056】 ΔPmn=Cmn(θ)・Ed・cosθ+Amn・Es・・・・・(8) ここで、両光検出器によって測定された設置面の全照射
光強度をEtとすれば、 Ed=(Et−Es)/cosθ・・・・・(9) であるので、式(8)に式(9)を代入し、Esについ
て解けば、以下の式(10)のようになる。
ΔPmn = Cmn (θ) · Ed · cos θ + Amn · Es (8) Here, if the total irradiation light intensity of the installation surface measured by both photodetectors is Et, then Ed = ( Et-Es) / cos θ (9) Therefore, by substituting the equation (9) into the equation (8) and solving for Es, the following equation (10) is obtained.

【0057】 Es=(ΔPmn−Cmn(θ)・Et)/(Amn−Cmn(θ))・・(10) 本発明者は、θが一定の条件で、様々な散乱光の状態に
おいて、上記EsとΔPmnを求めて相関をとることに
より、前記散乱光感度差Amnを実験的に求めることが
できた。このとき、散乱光強度Esの測定は、全天日射
計と散乱日射計を比較する従来の方法で求めた。また、
予め、疑似太陽光光源などの実質的に平行な光を用い
て、前記両光検出器の感度の入射角依存性を測定するこ
とにより、Xm(θ)、Xm(0)、Xn(θ)、Xn(0)を
測定しておいた。その結果を用いて、入射角感度差Cm
n(θ)を計算した。
Es = (ΔPmn−Cmn (θ) · Et) / (Amn−Cmn (θ)) ·· (10) The present inventor has described the above in various scattered light states under the condition that θ is constant. The scattered light sensitivity difference Amn could be experimentally obtained by obtaining Es and ΔPmn and correlating them. At this time, the scattered light intensity Es was measured by a conventional method of comparing a total pyranometer and a scattered pyranometer. Also,
Xm (θ), Xm (0), and Xn (θ) are measured in advance by measuring the incident angle dependence of the sensitivities of the photodetectors using substantially parallel light such as a pseudo sunlight light source. , Xn (0) have been measured. Using the result, the incident angle sensitivity difference Cm
n (θ) was calculated.

【0058】このようにして、本発明者は、前記Amn
とCmn(θ)が既知になっていれば、照射光の直達光の
入射角θを測定または計算し、前記両光検出器の規格化
出力差ΔPmnを測定することによって、任意の照射光
の散乱光強度Esを求めることができることを見いだし
た。なお、Amnは、Esの関数の形となることがあ
る。
In this way, the present inventor
And Cmn (θ) are known, the incident angle θ of the direct light of the irradiation light is measured or calculated, and the standardized output difference ΔPmn between the two photodetectors is measured to obtain the desired irradiation light. It has been found that the scattered light intensity Es can be obtained. Amn may be in the form of a function of Es.

【0059】また、前記AmnとCmn(θ)が等しい場
合、明らかに、式(10)によって、Esを求めること
ができないので、そのような場合は、前記直達光の入射
角θを変更させることによって、次の式(11)が成り
立つ条件にして、再測定すれば良い。
Further, when Amn and Cmn (θ) are equal, Es cannot be clearly obtained by the equation (10). In such a case, the incident angle θ of the direct light should be changed. Then, the measurement may be performed again under the condition that the following formula (11) is satisfied.

【0060】 Cmn(θ) ≠Amn ・・・・・(11) なお、Xm(0)とXn(0)の値の差が少ない場合には、
前述の式(5)、(6)、(7)の代わりに、以下の式
(5)'、(6)'、(7)'を用いても良い。この場
合、ΔPmnは出力差と呼ぶことにする。
Cmn (θ) ≠ Amn (11) When the difference between the values of Xm (0) and Xn (0) is small,
The following formulas (5) ′, (6) ′, and (7) ′ may be used instead of the above formulas (5), (6), and (7). In this case, ΔPmn is called the output difference.

【0061】 ΔPmn=Pm−Pn・・・・・・・・・・(5)' Cmn(θ) =Xm(θ)−Xn(θ)・・・・・(6)' Amn=XmS−XnS・・・・・・・・・・(7)' 本発明の光強度測定装置によって、当然全照射光強度E
tも測定されるので、測定されたEsとEtの値から、
式(9)によって直達光強度Edを容易に求めることが
できる。
ΔPmn = Pm−Pn (5) ′ Cmn (θ) = Xm (θ) −Xn (θ) (6) ′ Amn = XmS−XnS (7) 'Naturally, the total irradiation light intensity E is obtained by the light intensity measuring device of the present invention.
Since t is also measured, from the measured Es and Et values,
The direct light intensity Ed can be easily obtained by the equation (9).

【0062】全照射光強度Etの測定は、例えば、本発
明のm番目とn番目の光検出器の全照射光強度に対する
感度を、Xmt、Xntとすれば、あらかじめこれを測
定しておき、以下の式(12)から式(14)の何れか
によって、求めることができる。式(12)から式(1
4)の何れを用いるかは、光検出器の種類によって、全
照射光強度に対する精度の高いものを選択するか、各光
検出器の結果を平均するか、すれば良い。
To measure the total irradiation light intensity Et, for example, if the sensitivities of the m-th and n-th photodetectors of the present invention with respect to the total irradiation light intensity are Xmt and Xnt, they are measured in advance, It can be obtained by any of the following equations (12) to (14). From equation (12) to equation (1
Which of 4) is used may be selected depending on the type of photodetector, one having high accuracy with respect to the total irradiation light intensity, or averaging the results of each photodetector.

【0063】 Et=Pm/Xmt ・・・・・(12) Et=Pn/Xnt ・・・・・(13) Et=Average(Pm/Xmt,Pn/Xnt)・・・・・(14) さらに、本発明の光強度測定方法において、散乱光感度
XmS、XnSの各々の値が、計算あるいは測定によっ
て、予め独立に求められている場合には、以下の手順
で、散乱光強度Esと直達光強度Edを求めることがで
きる。
Et = Pm / Xmt (12) Et = Pn / Xnt (13) Et = Average (Pm / Xmt, Pn / Xnt) (14) In the light intensity measuring method of the present invention, when the respective values of the scattered light sensitivities XmS and XnS are independently obtained in advance by calculation or measurement, the scattered light intensity Es and the direct light are calculated by the following procedure. The intensity Ed can be obtained.

【0064】すなわち、まず、Pm、Pnを測定し、θ
を測定あるいは計算によって求め、θに対応するXm
(θ)、Xn(θ)の値を求める。
That is, first, Pm and Pn are measured, and θ
Is calculated or calculated, and Xm corresponding to θ
The values of (θ) and Xn (θ) are calculated.

【0065】次に、前述の式(3)及び(4)に式
(9)を代入して、以下の式(3)'及び(4)'の形に
する。
Next, the equation (9) is substituted into the above equations (3) and (4) to form the following equations (3) 'and (4)'.

【0066】 Pm=Xm(θ)・Et+(XmS−Et・Xm(θ))・Es・・(3)' Pn=Xn(θ)・Et+(XnS−Et・Xn(θ))・Es・・(4)' 次に、前述の式(12)からEtを求めて、式(3)'
に代入し、Esについて解けば、Esの値を求めること
ができる。この値をEsmとする。また、前述の式(1
3)からEtを求めて、式(4)'に代入し、Esにつ
いて解けば、Esの値を求めることができる。この値を
Esnとする。
Pm = Xm (θ) · Et + (XmS−Et · Xm (θ)) · Es ·· (3) ′ Pn = Xn (θ) · Et + (XnS−Et · Xn (θ)) · Es · -(4) 'Next, Et is obtained from the above-mentioned equation (12), and the equation (3)' is obtained.
The value of Es can be obtained by substituting for Es and solving for Es. This value is Esm. In addition, the above equation (1
The value of Es can be found by finding Et from 3), substituting it in equation (4) ′, and solving for Es. This value is Esn.

【0067】ここで、Esm=Esnであれば、この値
をEsとして採用する。また、Esm≠Esnであれ
ば、EsmとEsnの平均値をEsとして採用するか、
あるいは、EsmとEsnの内、誤差が少ないと考えら
れる方を、Esとして採用する。次に式(9)に、Et
とEsの値を代入して、Edを求める。
If Esm = Esn, this value is adopted as Es. If Esm ≠ Esn, the average value of Esm and Esn is adopted as Es,
Alternatively, one of Esm and Esn that is considered to have a small error is adopted as Es. Next, in equation (9), Et
And Ed are substituted to obtain Ed.

【0068】(散乱光強度Es、直達光強度Edの算出
方法:図9)なお図9に示すフローチャートには、上記
説明した散乱光強度の測定方法に基づいて、散乱光強度
Esおよび直達光強度Edを算出する方法の一例を示
す。この算出方法の処理は、光強度測定装置のデータ処
理部150のROMに格納されている処理プログラムに
基づいて、CPUの制御の基に実行される。
(Calculation Method of Scattered Light Intensity Es and Direct Light Intensity Ed: FIG. 9) In the flowchart shown in FIG. 9, the scattered light intensity Es and the direct light intensity are calculated based on the method of measuring the scattered light intensity described above. An example of a method of calculating Ed will be shown. The processing of this calculation method is executed under the control of the CPU based on the processing program stored in the ROM of the data processing unit 150 of the light intensity measuring device.

【0069】図9のステップS010において、予め、
散乱光強度Esの算出に必要なXm(θ)、Xn(θ)、A
mnを測定し、データ処理部に記憶させておく。ここ
で、入射角θの範囲は、0≦θ≦90°で、任意の角度
ステップでXm(θ)、Xn(θ)を測定しておく。角度ス
テップは、少なくとも30°以下、好ましくは、15°
以下が、望ましい。また、θ=0の値、Xm(0)、Xn
(0)は、必須である。Amnは、上述のごとく実験的に
求めておく。
In step S010 in FIG. 9, in advance,
Xm (θ), Xn (θ), A required for calculating the scattered light intensity Es
mn is measured and stored in the data processing unit. Here, the range of the incident angle θ is 0 ≦ θ ≦ 90 °, and Xm (θ) and Xn (θ) are measured at arbitrary angle steps. The angle step is at least 30 ° or less, preferably 15 °
The following are desirable: Further, the value of θ = 0, Xm (0), Xn
(0) is essential. Amn is experimentally obtained as described above.

【0070】なお、散乱光感度XmS、XnSの各々の
値を、独立に求めることが可能な場合は、予め求めてお
くことが望ましい。
If the scattered light sensitivities XmS and XnS can be obtained independently, it is desirable to obtain them in advance.

【0071】次にステップS110において、照射光の
直達光の光検出器への入射角θの値を、測定するか、ま
たは、実施例1で後述するように、計算によって取得
し、データ処理部に入力する。
Next, in step S110, the value of the incident angle θ of the direct light of the irradiation light on the photodetector is measured or obtained by calculation as described later in the first embodiment, and the data processing unit To enter.

【0072】次にステップS120において、m番目と
n番目の光検出器の入射角感度の差Cmn(θ)を、前述
の式(6)(Cmn(θ) =Xm(θ)/Xm(0)−Xn
(θ)/Xn(0))あるいは、式(6)'によって算出す
る。ここで、Xm(θ)、Xn(θ)の値が、予め測定され
ていたデータにない場合は、近傍の角度ステップのXm
(θ)、Xn(θ)の値から、直線または曲線近似によっ
て、内挿あるいは外挿して求める。
Next, in step S120, the difference Cmn (θ) between the incident angle sensitivities of the m-th and n-th photodetectors is calculated by the above equation (6) (Cmn (θ) = Xm (θ) / Xm (0) ) -Xn
(θ) / Xn (0)) or equation (6) ′. If the values of Xm (θ) and Xn (θ) do not exist in the previously measured data, Xm of the neighboring angular steps
The values of (θ) and Xn (θ) are interpolated or extrapolated by linear or curved approximation.

【0073】次に、ステップS130において、ステッ
プ120で求めたCmn(θ)の値とステップS010で
予め取得してあったAmnの値を比較し、前述の式(1
1)(Cmn(θ) ≠Amn)が成り立てば、次のステ
ップS150に進み、成り立たなければ、ステップS1
40に進む。
Next, in step S130, the value of Cmn (θ) obtained in step 120 is compared with the value of Amn previously acquired in step S010, and the above equation (1
1) If (Cmn (θ) ≠ Amn) is established, the process proceeds to the next step S150. If not, step S1
Proceed to 40.

【0074】ステップS140では、前記両光検出器の
設置面を変更することか、測定時刻を変更することによ
って、前記直達光の入射角θを変更する。その後、再び
ステップS110戻る。
In step S140, the incident angle θ of the direct light is changed by changing the installation surface of the both photodetectors or changing the measurement time. After that, the process returns to step S110 again.

【0075】次に、ステップS150において、m番目
とn番目の光検出器によって測定された出力値Pm、P
nを受信し、入力する(Pm、Pnは、式(3)、
(4)で定義される)。
Next, in step S150, the output values Pm and P measured by the mth and nth photodetectors are measured.
n is received and input (Pm and Pn are expressed by equation (3),
(4)).

【0076】次に、ステップS160において、測定さ
れた光検出器の出力値Pm、Pnの出力差から、式
(5)で定義されるm番目とn番目の光検出器の規格化
出力差ΔPmn(ΔPmn=Pm/Xm(0)−Pn/X
n(0))あるいは、式(5)'で定義される出力差ΔP
mnを算出する。次に、ステップS170において、測
定された光検出器の出力値PmまたはPnから、前述の
式(12)から式(14)の何れかを用いて設置面の全
照射光強度Etを算出する。
Next, in step S160, the normalized output difference ΔPmn between the m-th and n-th photodetectors defined by the equation (5) is calculated from the output difference between the measured output values Pm and Pn of the photodetector. (ΔPmn = Pm / Xm (0) −Pn / X
n (0)) or the output difference ΔP defined by equation (5) ′
Calculate mn. Next, in step S170, the total irradiation light intensity Et of the installation surface is calculated from the measured output value Pm or Pn of the photodetector using any one of the above equations (12) to (14).

【0077】次に、ステップS180において、前記ス
テップで求めたΔPmnおよびCmn(θ)、Amn、E
tを用い、前述の式(10)(Es=(ΔPmn− C
mn(θ)・Et)/(Amn−Cmn(θ)))を用いて散
乱光強度Esを算出する。
Next, in step S180, ΔPmn and Cmn (θ), Amn, E obtained in the previous step are calculated.
Using t, the above equation (10) (Es = (ΔPmn−C
The scattered light intensity Es is calculated using mn (θ) · Et) / (Amn−Cmn (θ))).

【0078】次に、ステップS190において、前述の
式(9)(Ed=(Et−Es)/cosθ)を用いて
直達光強度Edを算出する。
Next, in step S190, the direct light intensity Ed is calculated using the above equation (9) (Ed = (Et-Es) / cos θ).

【0079】次に、ステップS200によって、前記各
ステップで取得した、θ,Pm,Pn,Et,Es,E
dを記憶手段に記憶する。
Next, in step S200, θ, Pm, Pn, Et, Es, E acquired in the above steps are
Store d in the storage means.

【0080】なお上記の説明ではデータ処理部150の
メモリには散乱光強度Esの算出に必要なXm(θ)、X
n(θ)、Xm(0)、Xn(0)、Amn、θなどが予め測
定されて格納されている例を用いて説明したが、これら
の値を測定して入力するようにしても良い。
In the above description, the memory of the data processing unit 150 stores in the memory Xm (θ), Xm necessary for calculating the scattered light intensity Es.
Although n (θ), Xm (0), Xn (0), Amn, θ and the like have been described in advance as examples, these values may be measured and input. .

【0081】また、予め散乱光感度XmS、XnSの各
々の値が、求められている場合は、前述のステップS1
20において、入射角感度の差をCmn(θ)を求める代
わりに、θに対応するXm(θ)、Xn(θ)の値を求め、
前述のステップS130、S140、S160を削除
し、前述のステップS180において、前述の式(1
0)を用いる代わりに、前述の式(3)'及び(4)'を
用いて、散乱光強度Esを算出する他は、前述の各ステ
ップと同様にして、処理することができる。
Further, when the respective values of the scattered light sensitivities XmS and XnS are obtained in advance, the above-mentioned step S1 is performed.
20, instead of obtaining the difference in incident angle sensitivity from Cmn (θ), the values of Xm (θ) and Xn (θ) corresponding to θ are obtained.
The above steps S130, S140, and S160 are deleted, and the above equation (1
Instead of using 0), the above equations (3) ′ and (4) ′ are used to calculate the scattered light intensity Es, and the processing can be performed in the same manner as the above-described steps.

【0082】(複数の光検出器の選択条件)本発明の光
強度測定装置においては、複数の光検出器の間で、照射
光の入射角に対する感度変化が異なることが、重要であ
る。例えば、前述のm番目の光検出器とn番目の光検出
器で用いた代表値によれば、両光検出器の散乱光感度が
異なることから、以下の式(15)を満足することが必
要であり、 Amn>0・・・・・・・(15) さらに好ましくは、入射角θにかかわらず、以下の式
(16)を満足することが望ましい。
(Conditions for selecting a plurality of photodetectors) In the light intensity measuring apparatus of the present invention, it is important that the plurality of photodetectors have different sensitivity changes with respect to the incident angle of irradiation light. For example, according to the representative values used for the m-th photodetector and the n-th photodetector described above, since the scattered light sensitivities of both photodetectors are different, the following formula (15) may be satisfied. Amn> 0 ... (15) More preferably, it is desirable to satisfy the following expression (16) regardless of the incident angle θ.

【0083】Cmn(θ) ≧0・・・・・(16) 以下、この選択条件について詳述する。Cmn (θ) ≧ 0 (16) Hereinafter, this selection condition will be described in detail.

【0084】まず、前記散乱光による光検出器出力Ps
は、前記任意面に入射する散乱光の、入射角θ、方位角
φの単位立体角の光束をEs(θ,φ)、光検出器の入射
角θの直達光に対する感度をX(θ)とすれば、以下の式
(17)によって表される。
First, the photodetector output Ps by the scattered light
Is the luminous flux of the scattered light incident on the arbitrary surface at a unit solid angle of the incident angle θ and the azimuth angle φ of Es (θ, φ), and the sensitivity of the photodetector to the direct light of the incident angle θ of X (θ). Then, it is represented by the following equation (17).

【0085】 Ps=∫X(θ)Es(θ,φ)dω・・・・・(17) ここで、ωは立体角であり、積分は上半球について行
う。また光検出器は、方位φに対して均一な感度をもつ
ものが望ましい。光検出器が、方位角φに対して均一な
感度をもつことによって、散乱光の光束Es(θ,φ)
が、方位角φに対して不均一な分布を持つ場合であって
も、散乱光強度を正確に求めることができた。
Ps = ∫X (θ) Es (θ, φ) dω (17) Here, ω is a solid angle, and integration is performed for the upper hemisphere. Further, it is desirable that the photodetector has a uniform sensitivity to the azimuth φ. Since the photodetector has a uniform sensitivity to the azimuth angle φ, the scattered light flux Es (θ, φ)
However, the scattered light intensity could be accurately obtained even when the distribution was nonuniform with respect to the azimuth angle φ.

【0086】一方、散乱光強度Esは、以下の式(1
8)によって表される。
On the other hand, the scattered light intensity Es is calculated by the following equation (1)
Represented by 8).

【0087】 Es=∫Es(θ,φ)dω・・・・・(18) よって、前記両光検出器の散乱光感度XmS、XnS
は、以下の式で表すことができる。
Es = ∫Es (θ, φ) dω (18) Therefore, the scattered light sensitivities XmS and XnS of both photodetectors are obtained.
Can be expressed by the following equation.

【0088】 XmS=∫Xm(θ) Es(θ,φ)dω/Es・・・・・(19) XnS=∫Xn(θ) Es(θ,φ)dω/Es・・・・・(20) 次に、散乱光感度差Amnを表す式(7)に、上記式
(19)と式(20)を代入し、式(6)で定義された
入射角感度の差Cmn(θ)を用いれば、以下の式(2
1)が、得られる。
XmS = ∫Xm (θ) Es (θ, φ) dω / Es ・ ・ ・ (19) XnS = ∫Xn (θ) Es (θ, φ) dω / Es ・ ・ ・ ・ ・ (20 ) Next, by substituting the equations (19) and (20) into the equation (7) representing the scattered light sensitivity difference Amn, the incident angle sensitivity difference Cmn (θ) defined by the equation (6) is used. For example, the following equation (2
1) is obtained.

【0089】 Amn=∫Cmn(θ) Es(θ,φ)dω/Es・・・・・(21) ここで、前述の本発明の方法によって、照射光の散乱光
強度Esを求める場合、前記両光検出器の散乱光に対す
る感度が異なることが必要であり、前述の式(15)が
成り立たねばならない。
Amn = ∫Cmn (θ) Es (θ, φ) dω / Es (21) Here, when the scattered light intensity Es of irradiation light is obtained by the method of the present invention described above, It is necessary that the two photodetectors have different sensitivities to scattered light, and the above-mentioned formula (15) must be established.

【0090】したがって、式(15)と式(21)か
ら、以下の式(22)が成り立つことが、必要である。
Therefore, it is necessary that the following expression (22) is established from the expressions (15) and (21).

【0091】 ∫Cmn(θ) Es(θ,φ)dω>0・・・・・(22) しかしながら、一般に、散乱光の光束Es(θ,φ)は、
θやφの単純な関数で表すことができない。例えば、地
上における太陽光の散乱光の場合、大気による散乱のみ
ならず、雲からの散乱、地表からの散乱、建造物からの
散乱などがあり、散乱光の光束Es(θ,φ)は、分布が
複雑で常に変化する。
∫Cmn (θ) Es (θ, φ) dω> 0 (22) However, in general, the luminous flux Es (θ, φ) of scattered light is
It cannot be expressed by a simple function of θ or φ. For example, in the case of scattered light of sunlight on the ground, not only scattering by the atmosphere but also scattering from clouds, scattering from the ground, scattering from buildings, etc., the luminous flux Es (θ, φ) of scattered light is The distribution is complex and constantly changing.

【0092】したがって、本発明においては、散乱光の
光束の分布にかかわらず、式(22)を満足することが
望ましい。そのためには、適切な光検出器の組合せによ
って、入射角θにかかわらず、入射角感度の差Cmn
(θ)が、式(16)を満足すれば良い。
Therefore, in the present invention, it is desirable to satisfy the expression (22) regardless of the distribution of the scattered light flux. For that purpose, the difference Cmn of the incident angle sensitivities is irrespective of the incident angle θ by an appropriate combination of photodetectors.
It is sufficient that (θ) satisfies the expression (16).

【0093】すなわち、入射角感度の差Cmn(θ)が、
θ=0°を除いて入射角θの値にかかわらず、正である
ような感度を有する光検出器の対を用いれば、散乱光の
光束にかかわらず、式(15)を満たし、散乱光に対す
る感度を異ならせることができる。θ=0°の時は、式
(6)から明らかなように、Cmn(0)=0である。
That is, the incident angle sensitivity difference Cmn (θ) is
If a pair of photodetectors having a sensitivity that is positive is used regardless of the value of the incident angle θ except θ = 0 °, the formula (15) is satisfied regardless of the luminous flux of the scattered light. Can have different sensitivities to. When θ = 0 °, Cmn (0) = 0 as is apparent from the equation (6).

【0094】さらに、式(16)の条件を言い換えれ
ば、入射角θ=0°の感度に対する入射角θの相対感度
が、一方の光検出器が、他方の光検出器を常に上回るこ
とを示す。このような条件を満たす、複数の光検出器の
対を用いることが望ましい。
In other words, in other words, the condition of the expression (16) indicates that the relative sensitivity of the incident angle θ to the sensitivity of the incident angle θ = 0 ° is always higher in one photodetector than in the other photodetector. . It is desirable to use a plurality of photodetector pairs that satisfy such conditions.

【0095】また、式(10)から、光検出器の規格化
出力差ΔPmnを測定して、散乱光強度Esを計算する
には、散乱光感度差Amnの値が大きい方が、Esの精
度が向上する。Amnの値を大きくするためには、式
(21)から、光検出器の入射角感度の差Cmn(θ)が
大きくなければならない。したがって、Cmn(θ)が大
きい複数の光検出器の対を用いることが望ましい。
Further, in order to calculate the scattered light intensity Es by measuring the normalized output difference ΔPmn of the photodetector from the equation (10), the larger the scattered light sensitivity difference Amn is, the more accurate the Es becomes. Is improved. In order to increase the value of Amn, from Expression (21), the difference Cmn (θ) in the incident angle sensitivity of the photodetector must be large. Therefore, it is desirable to use a plurality of photodetector pairs having a large Cmn (θ).

【0096】ここで、本発明者は、入射角感度の異なる
様々な光検出器について実験した結果、Cmn(θ)の大
小は、Cmn(60°)の値で端的に表現されることを見
いだした。これは、実験の結果、Cmn(θ)/cos
(θ)の値は、入射角θに対して、単調に変化することが
多いことによる。
Here, as a result of experiments on various photodetectors having different incident angle sensitivities, the present inventor found that the magnitude of Cmn (θ) is directly expressed by the value of Cmn (60 °). It was This is the result of the experiment, Cmn (θ) / cos
This is because the value of (θ) often changes monotonically with respect to the incident angle θ.

【0097】つまり、光検出器の光電変換部の形状が平
面で、光入射側の反射、吸収、散乱などのない理想的な
状態を仮定すれば、光検出器の入射角θの直達光に対す
る感度変化は、以下の式(23)に従う。式(23)を
余弦法則と呼ぶことにする。
That is, assuming that the photoelectric conversion portion of the photodetector has a flat shape and is in an ideal state where there is no reflection, absorption, or scattering on the light-incident side, direct light with an incident angle θ of the photodetector is obtained. The sensitivity change follows the following equation (23). Equation (23) will be called the cosine law.

【0098】 X(θ)=X(0)・cos(θ) ・・・・・(23) しかし、実際の光検出器は、この余弦法則からのずれが
ある。そこで、このずれをF(θ)とし、式(24)のよ
うに表現する。
X (θ) = X (0) · cos (θ) (23) However, the actual photodetector has a deviation from this cosine law. Therefore, this shift is expressed as F (θ) and expressed as in Expression (24).

【0099】 X(θ)=X(0)・cos(θ)・F(θ)・・・・・(24) 式(24)を前記m番目とn番目の光検出器に適用し
て、式(6)に代入し、余弦法則からのずれの差をFm
n(θ)として、 Fmn(θ)=Fm(θ)−Fn(θ)・・・・・(25) と定義すれば、式(6)は、以下の式(26)のように
表現できる。
X (θ) = X (0) · cos (θ) · F (θ) (24) By applying the equation (24) to the m-th and n-th photodetectors, Substituting into equation (6), the difference of deviation from the cosine law is Fm
If n (θ) is defined as Fmn (θ) = Fm (θ) −Fn (θ) (25), the formula (6) can be expressed as the following formula (26). .

【0100】 Cmn(θ)=cos(θ)・Fmn(θ)・・・・・(26) 式(26)から、入射角感度の差Cmn(θ)の大小は、
余弦法則からのずれの差Fmn(θ)に帰することができ
る。F(θ)は、単純な関数で表すことはできないが、実
験の結果、θに対して単調に変化することが多かった。
また、θが大き過ぎるとX(θ)の測定誤差が大きくな
り、θが小さすぎるとF(θ)の値が小さくて検出しにく
いことから、Fmn(θ)の大小は、Fmn(60°)の値
の大小で判断すると好適であることを見いだした。
Cmn (θ) = cos (θ) · Fmn (θ) (26) From Expression (26), the magnitude of the incident angle sensitivity difference Cmn (θ) is
The difference from the cosine law can be attributed to the difference Fmn (θ). F (θ) cannot be represented by a simple function, but as a result of experiments, it often changed monotonically with respect to θ.
Further, if θ is too large, the measurement error of X (θ) becomes large, and if θ is too small, the value of F (θ) is small and detection is difficult. Therefore, the magnitude of Fmn (θ) is Fmn (60 °). It was found that it is preferable to judge by the value of).

【0101】本発明者は、実施例2に示したように、F
mn(60°)の値と求められた散乱光強度Esの誤差を
検討した結果、散乱光強度Esを求めるのに十分な大き
さの散乱光感度差Amnを得るためには、少なくとも、 Fmn(60°)≧0.06 ・・・・・(27) であることが望ましいことが分かった。
The present inventor, as shown in Example 2,
As a result of examining the error between the value of mn (60 °) and the obtained scattered light intensity Es, in order to obtain the scattered light sensitivity difference Amn that is large enough to obtain the scattered light intensity Es, at least Fmn ( It was found that it is desirable that 60 °) ≧ 0.06 (27).

【0102】(光検出器の光基準面)本発明の光強度測
定方法および光強度測定装置においては、複数の光検出
器の光基準面が、互いに平行であることが必要である。
ここで、光検出器の光基準面とは、光検出器への光の入
射角を定義するときの基準となる面である。例えば、平
面状の受光素子を有する光検出器の場合は、該受光平面
が、光基準面となる。また、非平面状の受光素子を有す
る光検出器の場合は、例えば、最大の受光感度を有する
方向に垂直な平面が、光基準面となる。
(Light Reference Surface of Photodetector) In the light intensity measuring method and the light intensity measuring apparatus of the present invention, it is necessary that the light reference planes of the plurality of photodetectors are parallel to each other.
Here, the light reference plane of the photodetector is a plane that serves as a reference when defining the incident angle of light on the photodetector. For example, in the case of a photodetector having a planar light receiving element, the light receiving plane serves as a light reference plane. In the case of a photodetector having a non-planar light receiving element, for example, a plane perpendicular to the direction having the maximum light receiving sensitivity is the light reference plane.

【0103】複数の光検出器の光基準面が、互いに平行
であることによって、複数の光検出器に対する光の入射
角(θ)が各々の光検出器の間で一致するので、各々の
光検出器の出力を比較することが容易になる。また、各
々の光検出器の散乱光に対する検出感度の差から前述の
方法によって、散乱光強度と直達光強度を測定すること
が可能になる。
Since the light reference planes of the plurality of photodetectors are parallel to each other, the incident angles (θ) of the light with respect to the plurality of photodetectors are the same between the photodetectors. It makes it easier to compare the outputs of the detectors. Further, it is possible to measure the scattered light intensity and the direct light intensity by the above-mentioned method from the difference in the detection sensitivity of each photodetector to the scattered light.

【0104】また、本発明の光強度測定方法を用いて、
所定面に入射する光強度を測定する場合に、本発明の光
強度測定装置を所定面に設置する時に、前記光基準面
を、所定面と平行に設置することが必要である。
Further, using the light intensity measuring method of the present invention,
When measuring the light intensity incident on a predetermined surface, it is necessary to install the light reference plane parallel to the predetermined surface when the light intensity measuring device of the present invention is installed on the predetermined surface.

【0105】(光検出器の分光感度)光検出器の感度X
は、照射光のスペクトル強度をE(λ)とし、光検出器の
分光感度をQ(λ)として、波長λの関数として表せば、
以下の式によって表される。
(Spectral Sensitivity of Photodetector) Sensitivity X of Photodetector
Is expressed as a function of wavelength λ, where E (λ) is the spectral intensity of the irradiation light and Q (λ) is the spectral sensitivity of the photodetector.
It is expressed by the following formula.

【0106】 X = ∫E(λ)Q(λ)dλ/ ∫E(λ)dλ・・・・・(28) ここで、照射光のスペクトル強度を、直達成分と散乱成
分に分けて、それぞれEd(λ)、Es(λ)とすれば、 E(λ)=Ed(λ)+Es(λ)・・・・・・・・・・・(29) であるから、光検出器の散乱光感度Xsは、以下の式
(30)で表される。
X = ∫E (λ) Q (λ) dλ / ∫E (λ) dλ (28) Here, the spectral intensity of the irradiation light is divided into the direct achievement amount and the scattering component, and If Ed (λ) and Es (λ) are satisfied, then E (λ) = Ed (λ) + Es (λ) (29) The sensitivity Xs is represented by the following formula (30).

【0107】 Xs = ∫Es(λ)Q(λ)dλ/∫Es(λ)dλ・・(30) 本発明の光強度測定装置に用いられる光検出器は、散乱
光感度Xsが高い方が、散乱光感度差Amnを大きくで
きるので、式(30)から、照射光の散乱光スペクトル
Es(λ)の大きな波長λで、大きな分光感度Q(λ)を持
つものが好適に用いられる。
Xs = ∫Es (λ) Q (λ) dλ / ∫Es (λ) dλ ·· (30) The photodetector used in the light intensity measuring device of the present invention has a higher scattered light sensitivity Xs. Since the scattered light sensitivity difference Amn can be made large, from the formula (30), it is preferable to use one having a large spectral sensitivity Q (λ) at a large wavelength λ of the scattered light spectrum Es (λ) of the irradiation light.

【0108】また、本発明に用いられる光検出器におい
て、前述の感度の入射角依存X(θ)を測定する場合、散
乱光が少なく、ほぼ平行な照射光で測定することが望ま
しい。そのため、太陽光の散乱光を遮蔽して、直達光の
み到達するようにした状態で測定するか、あるいは、散
乱光が少なくほぼ平行な照射光を発生できる人工光源を
用いることが望ましい。したがって、前記X(θ)を測定
するときの照射光のスペクトルをEc(λ)とすれば、E
c(λ)は前記Ed(λ)に近く、実際に測定したい照射光
のスペクトルE(λ)とは異なる。
In the photodetector used in the present invention, when measuring the incident angle dependence X (θ) of the above-mentioned sensitivity, it is desirable that the scattered light is small and the irradiation light is substantially parallel. Therefore, it is desirable to measure in a state where the scattered light of sunlight is blocked and only the direct light reaches, or it is preferable to use an artificial light source that generates little parallel scattered irradiation light. Therefore, if the spectrum of the irradiation light when measuring X (θ) is Ec (λ), then E
c (λ) is close to Ed (λ) and is different from the spectrum E (λ) of the irradiation light to be actually measured.

【0109】そこで、本発明に用いられる前記m番目と
n番目の光検出器を選択する場合、それぞれの光検出器
の分光感度をQm(λ)、Qn(λ)とすれば、以下の式
(31)で定義される、ミスマッチ係数Mmncが、
0.98以上1.02以下であることが望ましい。 Mmnc=∫Ec(λ)Qm(λ)dλ/∫E(λ)Qm(λ)dλ ×∫E(λ)Qn(λ)dλ/∫Ec(λ)Qn(λ)dλ・・・・・(31) また、太陽光の測定の場合、太陽光のスペクトルは、時
々刻々変化する。そこで、ある時点の太陽光スペクトル
をEt(λ)、理想的な太陽光スペクトルをEo(λ)とし
た場合、前述と同様に、以下の式(32)で定義され
る、ミスマッチ係数Mmntが、0.98以上1.02
以下であることが望ましい。
Therefore, in the case of selecting the m-th and n-th photodetectors used in the present invention, if the spectral sensitivities of the photodetectors are Qm (λ) and Qn (λ), the following equation is obtained. The mismatch coefficient Mmnc defined in (31) is
It is preferably 0.98 or more and 1.02 or less. Mmnc = ∫Ec (λ) Qm (λ) dλ / ∫E (λ) Qm (λ) dλ × ∫E (λ) Qn (λ) dλ / ∫Ec (λ) Qn (λ) dλ ... (31) In the case of measurement of sunlight, the spectrum of sunlight changes every moment. Therefore, when the sunlight spectrum at a certain time point is Et (λ) and the ideal sunlight spectrum is Eo (λ), the mismatch coefficient Mmnt defined by the following equation (32) is similar to the above. 0.98 or more 1.02
The following is desirable.

【0110】 Mmnt=∫Eo(λ)Qm(λ)dλ/∫Et(λ)Qm(λ)dλ ×∫Et(λ)Qn(λ)dλ/∫Eo(λ)Qn(λ)dλ・・・・(32) 理想的な太陽光スペクトルをEo(λ)のとしては、例え
ば、JIS C 8911あるいはIEC 60904−
3に記載されているAM1.5の基準太陽光スペクトル
が挙げられる。
Mmnt = ∫Eo (λ) Qm (λ) dλ / ∫Et (λ) Qm (λ) dλ × ∫Et (λ) Qn (λ) dλ / ∫Eo (λ) Qn (λ) dλ ... .. (32) As an ideal sunlight spectrum of Eo (λ), for example, JIS C 8911 or IEC 60904-
The AM1.5 reference solar spectrum described in No. 3 is mentioned.

【0111】以上のミスマッチ係数の条件を満たすよう
な、分光感度を有する光検出器を選ぶことによって、光
検出器の分光感度の違いと照射光のスペクトルの違いに
よる、照射光強度の測定誤差を小さくすることができ
る。
By selecting a photodetector having a spectral sensitivity that satisfies the above mismatch coefficient conditions, the measurement error of the irradiation light intensity due to the difference in the spectral sensitivity of the photodetector and the difference in the spectrum of the irradiation light can be eliminated. Can be made smaller.

【0112】また、前記ミスマッチ係数の条件を満たす
ならば、選択した複数の光検出器の分光感度が近似して
いると言える。また、対にする光検出器の分光感度は、
絶対値が異なっていても、波長に対する相対値すなわち
分光感度スペクトルの形状が近似していれば、前記ミス
マッチ係数の条件を満たすことができる。
If the mismatch coefficient is satisfied, it can be said that the spectral sensitivities of the selected photodetectors are close to each other. Also, the spectral sensitivity of the photodetector paired is
Even if the absolute values are different, if the relative value with respect to the wavelength, that is, the shape of the spectral sensitivity spectrum is approximate, the condition of the mismatch coefficient can be satisfied.

【0113】(光検出器の光電変換素子)本発明に用い
られる光検出器の光電変換素子の種類としては、以下の
ものが好適に用いられる。
(Photoelectric conversion element of photodetector) As the type of photoelectric conversion element of the photodetector used in the present invention, the following are preferably used.

【0114】例えば、pn接合、pin接合、MIS型
接合などの各種半導体接合、あるいは、熱電対、熱電堆
などが挙げられる。各種半導体接合に用いられる半導体
材料としては、結晶質、多結晶質、微結晶質、非晶質の
ものが挙げられ、物質としては、Si、SiC、SiG
e、C、Ge等のIV族あるいはIV族化合物、GaAs、
AlGaAs、InP、InSb等のIII−V族化合物、
ZnSe、ZnO、CdS、CdTe、CuS等のII
−VI族化合物、CuInSe、CuInS等のI−I
II−VI族化合物、有機半導体等、あるいは上述の化合
物の混合物が挙げられる。
For example, various semiconductor junctions such as a pn junction, a pin junction, and a MIS type junction, a thermocouple, a thermoelectric stack, and the like can be used. Semiconductor materials used for various semiconductor junctions include crystalline, polycrystalline, microcrystalline, and amorphous materials, and substances include Si, SiC, and SiG.
Group IV or group IV compounds such as e, C, Ge, GaAs,
III-V group compounds such as AlGaAs, InP, InSb,
II such as ZnSe, ZnO, CdS, CdTe, Cu 2 S, etc.
-VI compound, CuInSe 2, CuInS 2, etc. I-I
Examples thereof include II-VI group 2 compounds, organic semiconductors, and the like, or mixtures of the above compounds.

【0115】本発明に用いられる光電変換素子は、温度
依存性が少ない方が望ましい。また、温度依存性が無視
できない場合には、光電変換素子を一定の温度に温度調
整するか、あるいは光電変換素子の温度を測定し、予め
測定された温度係数によって、測定結果を温度補正する
ことが望ましい。
The photoelectric conversion element used in the present invention preferably has little temperature dependence. If the temperature dependence cannot be ignored, either adjust the temperature of the photoelectric conversion element to a constant temperature or measure the temperature of the photoelectric conversion element and correct the measurement result with the temperature coefficient measured in advance. Is desirable.

【0116】また、光電変換素子の光入射側表面あるい
は裏面が、平滑であるか粗面であるかによって、光検出
器の入射角感度を変化させることができる。粗面である
ことによって、光電変換素子の表面あるいは裏面におけ
る界面反射を抑えることができ、散乱光感度を向上させ
ることができる。
The incident angle sensitivity of the photodetector can be changed depending on whether the light incident side surface or the back surface of the photoelectric conversion element is smooth or rough. The rough surface can suppress interface reflection on the front surface or the back surface of the photoelectric conversion element, and can improve the scattered light sensitivity.

【0117】ただし、裏面の影響は、裏面からの光の反
射量に比例し、表面側よりも影響は少ない。散乱光感度
の大きい光電変換素子をもつ光検出器と、散乱光感度の
小さい光電変換素子をもつ光検出器光検出器を組み合わ
せることによって、前記散乱光感度差Amnを大きくす
ることができる。
However, the influence of the back surface is proportional to the amount of light reflected from the back surface and is less than that of the front surface side. The scattered light sensitivity difference Amn can be increased by combining a photodetector having a photoelectric conversion element having a high scattered light sensitivity with a photodetector photodetector having a photoelectric conversion element having a low scattered light sensitivity.

【0118】また、光電変換素子は、経時的に特性が安
定であることが望ましい。経時的に分光感度が変化する
ことのないように、少なくとも耐光性を、好ましくは、
耐候性を持つもの、あるいは安定化処理されたものが望
ましい。また、変形、破損などが起こりにくい機械的強
度を有するものが望ましい。機械的強度を補強するため
に、支持材を用いたり、パッケージに封入しても良い。
It is desirable that the photoelectric conversion element has stable characteristics over time. At least light resistance, preferably, so that the spectral sensitivity does not change over time,
Those having weather resistance or those subjected to a stabilization treatment are desirable. Further, it is desirable to use one having mechanical strength that is unlikely to be deformed or damaged. In order to reinforce the mechanical strength, a support material may be used or it may be enclosed in a package.

【0119】(光検出器の表面部材)本発明に用いられ
る光検出器の表面部材は、入射角感度に影響が大きい重
要な部材である。表面部材の選択によって、前述の入射
角感度の余弦法則からのずれF(θ)の値を変化させるこ
とができる。
(Surface member of photodetector) The surface member of the photodetector used in the present invention is an important member which greatly affects the incident angle sensitivity. By selecting the surface member, the value of the deviation F (θ) from the cosine law of the incident angle sensitivity can be changed.

【0120】前記F(θ)の値を大きくすることによっ
て、光検出器の散乱光感度を上げることができ、前記F
(θ)の値を小さくすることによって、光検出器の散乱光
感度を下げることができる。散乱光感度の大きい光検出
器と散乱光感度の小さい光検出器を組み合わせることに
よって、前記散乱光感度差Amnを大きくすることがで
きる。
By increasing the value of F (θ), the scattered light sensitivity of the photodetector can be increased.
By reducing the value of (θ), it is possible to reduce the scattered light sensitivity of the photodetector. By combining a photodetector with high scattered light sensitivity and a photodetector with low scattered light sensitivity, the scattered light sensitivity difference Amn can be increased.

【0121】前記F(θ)の値を大きくする表面部材とし
ては、光散乱性透光部材が好適である。光散乱性透光部
材の例としては、透過率の高い光散乱面あるいは光散乱
物質を含有する透光性部材などが挙げられる。透過率の
高い光散乱面は、透光性部材の表面に凹凸を付けること
によって得られる。例えば、磨りガラスなどが挙げられ
る。光散乱物質を含有する透光性部材としては、例えば
オパールガラスなどが挙げられる。
As the surface member for increasing the value of F (θ), a light scattering translucent member is suitable. Examples of the light-scattering light-transmitting member include a light-scattering surface having a high transmittance or a light-transmitting member containing a light-scattering substance. The light-scattering surface having a high transmittance can be obtained by forming irregularities on the surface of the translucent member. Examples include ground glass. Examples of the translucent member containing a light scattering substance include opal glass.

【0122】また、前記F(θ)の値を小さくする表面部
材の例としては、平滑面透光部材、平板状吸収フィルタ
ー、メッシュ、ある開口率をもつ非透光性部材からなる
メッシュなどが好適に用いられる。また、これらの表面
部材を組み合わせて用いても良い。ここで、前記何れの
表面部材も、光電変換素子の受光面に平行に設置するこ
とが望ましい。
Further, examples of the surface member for reducing the value of F (θ) include a smooth surface transparent member, a flat absorption filter, a mesh, and a mesh made of a non-transparent member having a certain aperture ratio. It is preferably used. Further, these surface members may be used in combination. Here, it is desirable that any of the above surface members be installed in parallel with the light receiving surface of the photoelectric conversion element.

【0123】平滑面透光部材とは、照射光の透過率が高
くかつ空気よりも屈折率の高い材料で構成され、空気と
の界面が平面で平滑であるものである。平滑面透光部材
がこのような界面を持つことによって、入射角θの増大
に応じて反射が増大し、前記F(θ)の値が低下する。平
滑面透光部材の材料としては、ガラスなどの透光性無機
材料、あるいはアクリルなどの透光性有機材料を用いる
ことができる。
The smooth surface translucent member is made of a material having a high transmittance of irradiation light and a higher refractive index than air, and has a flat and smooth interface with air. Since the smooth-surface translucent member has such an interface, reflection increases as the incident angle θ increases, and the value of F (θ) decreases. As the material of the smooth surface translucent member, a translucent inorganic material such as glass or a translucent organic material such as acrylic can be used.

【0124】また、板状の前記平滑面透光部材を複数重
ねて用いることにより、空気との界面の数を増やして、
F(θ)の値をさらに低下させることもできる。また、反
射率を高めるため、前記平滑面透光部材の表面に、屈折
率の高い薄膜材料を、透過率を著しく下げない膜厚で付
加しても良い。
Further, by using a plurality of plate-shaped smooth surface light-transmissive members in a stacked manner, the number of interfaces with air can be increased,
The value of F (θ) can be further reduced. Further, in order to increase the reflectance, a thin film material having a high refractive index may be added to the surface of the smooth-surface translucent member with a film thickness that does not significantly reduce the transmittance.

【0125】また、平板状吸収フィルターは、ある厚み
と吸収係数をもつ平板状のフィルターであり、光の入射
角θに応じて、表面の反射損失を除いた内部透過率が減
少する。波長λの光の入射角0°での内部透過率をτo
(λ)とし、入射角θでの内部透過率をτθ(λ)とすれ
ば、 τθ(λ)=τo(λ)(1/cos(θ)) ・・・・(33) となる。また、前記平板状吸収フィルターは、本発明に
用いられる光検出器の分光感度を調節する機能を兼用さ
せても良い。
The plate-shaped absorption filter is a plate-shaped filter having a certain thickness and absorption coefficient, and the internal transmittance excluding the reflection loss on the surface decreases according to the incident angle θ of light. The internal transmittance of the light of wavelength λ at an incident angle of 0 ° is τo
If (λ) and the internal transmittance at the incident angle θ is τθ (λ), then τθ (λ) = τo (λ) (1 / cos (θ)) (33). Further, the flat absorption filter may also have a function of adjusting the spectral sensitivity of the photodetector used in the present invention.

【0126】また、メッシュは、ある開口率をもつ非透
光性部材からなる平板状のメッシュである。非透光性部
材が厚みを持つことによって、開口率が入射角θに応じ
て低下するので、前記F(θ)の値が低下する。
The mesh is a flat plate mesh made of a non-translucent member having a certain aperture ratio. Since the non-translucent member has a thickness, the aperture ratio is reduced according to the incident angle θ, so that the value of F (θ) is reduced.

【0127】同じ開口率であれば、非透光性部材が厚い
方が、開口率とF(θ)のθによる低下が早くなる。前記
メッシュは、本発明に用いられる光検出器の分光感度を
変化させずに、前記F(θ)の値を低下させ、散乱光感度
を下げることができる点が優れている。
With the same aperture ratio, the thicker the non-translucent member is, the faster the aperture ratio and F (θ) are decreased by θ. The mesh is excellent in that the value of F (θ) can be lowered and the scattered light sensitivity can be lowered without changing the spectral sensitivity of the photodetector used in the present invention.

【0128】前記平滑面透光部材、前記平板状吸収フィ
ルター、前記メッシュの材料は、光、熱、水分、酸、ア
ルカリなどに対する耐久性の高いものが望ましい。特
に、材料の変質によって前記光検出器の分光感度が変化
することのないように、少なくとも耐光性を、好ましく
は、耐候性を持つものが望ましい。また、変形、破損な
どが起こりにくい機械的強度を有するものが望ましい。
The smooth surface translucent member, the plate-shaped absorption filter, and the mesh are preferably made of materials having high durability against light, heat, moisture, acid, alkali and the like. In particular, a material having at least light resistance, preferably weather resistance, is desired so that the spectral sensitivity of the photodetector does not change due to the alteration of the material. Further, it is desirable to use one having mechanical strength that is unlikely to be deformed or damaged.

【0129】また、前記平滑面透光部材、前記平板状吸
収フィルター、前記メッシュの材料の耐候性が不十分で
ある場合には、前記各表面部材を覆うように表面保護材
を設けても良い。表面保護材としては、前記平滑面透光
部材と同様の透光性材料で、透過率の高いものが望まし
い。
When the materials of the smooth surface translucent member, the flat plate-shaped absorption filter and the mesh have insufficient weather resistance, a surface protective material may be provided so as to cover the surface members. . As the surface protective material, a transparent material similar to the smooth surface transparent member and having a high transmittance is desirable.

【0130】また表面保護材の形状は、平板状でも良い
し、ドーム状でも良い。平板状の表面保護材を用いた場
合は、前記平滑面透光部材の機能を兼ねることになる。
また、ドーム状の表面保護材を用いた場合は、表面保護
材による入射角感度への影響が少ないことと、汚れが付
着しにくいことが特徴である。
The surface protective material may have a flat plate shape or a dome shape. When a flat surface protective material is used, it also functions as the smooth surface light-transmitting member.
Further, when the dome-shaped surface protective material is used, the surface protective material has a small influence on the incident angle sensitivity, and dirt is unlikely to adhere.

【0131】(照射光)本発明の光強度測定方法で測定
する対象の照射光は、自然太陽光でも人工光源による光
でも良い。
(Irradiation Light) The irradiation light to be measured by the light intensity measuring method of the present invention may be natural sunlight or light from an artificial light source.

【0132】(光検出装置の出力)本発明の光検出装置
の出力は、光電変換素子の種類によって、電圧出力の場
合と電流出力の場合があるが、光検出装置に出力端子を
設けて、テスターあるいはデジタルマルチメーターある
いはデータロガーなどの公知の測定手段に適宜接続して
測定する。
(Output of Photodetector) Depending on the type of photoelectric conversion element, the output of the photodetector of the present invention may be voltage output or current output. The measurement is performed by appropriately connecting to a known measuring means such as a tester, a digital multimeter or a data logger.

【0133】ここで、電流出力の場合は、光検出装置に
シャント抵抗を内蔵させて、電圧に変換して出力させて
も良い。この場合、シャント抵抗は、温度係数の小さい
ものを用いるか、あるいは温度調節することが望まし
い。
Here, in the case of current output, a shunt resistor may be incorporated in the photodetector to convert it into a voltage for output. In this case, it is desirable to use a shunt resistor having a small temperature coefficient or adjust the temperature.

【0134】また、前記測定手段を光強度測定装置に内
蔵し、一体化しても良い。
Further, the measuring means may be built in the light intensity measuring device and integrated.

【0135】(光検出装置のケース)以上の光検出装置
の部材は、全てケースに収容して一体化することが望ま
しい。ケースの外側および光検出器の周囲は、光検出器
に反射光が入らないようにつやけしの黒色にすることが
望ましい。ケースの形状は、光検出器の光電変換素子に
入射する照射光をできるだけ遮らないようにすることが
望ましい。
(Case of Photodetector) It is desirable that all the members of the photodetector described above be housed in a case and integrated. It is desirable that the outside of the case and the periphery of the photodetector be glossy black so that reflected light does not enter the photodetector. It is desirable that the shape of the case is such that the irradiation light incident on the photoelectric conversion element of the photodetector is not blocked as much as possible.

【0136】また、屋外用に設計する場合は、気密ある
いは防水のケースにすることが望ましい。光電変換素子
あるいはシャント抵抗などを温度調節する場合は、ペル
チェ素子などの温度調節機構を好適に用いることができ
るが、温度調節機構もケースに収容して一体化すること
が望ましい。温度調節機構などの電源は、電源入力端子
のみ一体化して、電源本体は外付けにしても良い。
Further, in the case of designing for the outdoors, it is desirable to use an airtight or waterproof case. When the temperature of the photoelectric conversion element or the shunt resistance is adjusted, a temperature adjusting mechanism such as a Peltier element can be preferably used, but it is desirable that the temperature adjusting mechanism is also housed in the case and integrated. For the power source such as the temperature adjusting mechanism, only the power source input terminal may be integrated, and the power source body may be externally attached.

【0137】(光強度測定方法のデータ処理手段)本発
明の光強度測定方法によって測定されたデータのデータ
処理する手段として、パーソナルコンピューター等の本
発明の光検出装置とデータのやりとりが可能なデータ処
理手段を設けることが望ましい。好ましくは、携帯可能
なデータ処理手段が望ましい。
(Data Processing Means of Light Intensity Measurement Method) As data processing means of data measured by the light intensity measurement method of the present invention, data capable of exchanging data with the photo detection device of the present invention such as a personal computer. It is desirable to provide processing means. Preferably, a portable data processing means is desirable.

【0138】また、CPU、RAM、ROM、入力部、
表示部などから構成される、本発明の光強度測定装置専
用のデータ処理手段を設けても良い。CPUは、ROM
に記憶された処理プログラムに基づいて、前述の散乱光
強度や直達光強度などの算出処理を制御する。
Further, the CPU, RAM, ROM, input section,
You may provide the data processing means for exclusive use of the light intensity measuring device of this invention comprised from a display part etc. CPU is ROM
The calculation processing of the scattered light intensity, the direct light intensity, and the like is controlled based on the processing program stored in.

【0139】また、前記専用のデータ処理手段を本発明
の光検出装置と一体化して、本発明の光強度測定装置を
構成しても良い。それによって、任意の場所と時間に測
定結果を即座に得ることができ、携帯性が向上する。
The dedicated data processing means may be integrated with the photodetector of the present invention to form the light intensity measuring device of the present invention. As a result, the measurement result can be immediately obtained at any place and time, and the portability is improved.

【0140】また、本発明の光強度測定装置を恒常的に
設置して、データを蓄積する場合には、データロガーな
どのデータ蓄積手段を設け、本発明の光検出装置とケー
ブルで接続して、逐次データを取得し蓄積できるように
することが望ましい。
When the light intensity measuring device of the present invention is permanently installed to store data, a data storage means such as a data logger is provided and connected to the photodetector device of the present invention by a cable. It is desirable to be able to acquire and store data sequentially.

【0141】また、本発明の光検出装置内にデータ蓄積
手段を内蔵させて、後で蓄積したデータをデータ処理手
段に転送して、データを処理しても良い。
Further, the data storage means may be incorporated in the photodetector of the present invention, and the stored data may be transferred to the data processing means to process the data.

【0142】[0142]

【実施例】以下の実施例により本発明を詳細に説明する
が、これら実施例は例示であり、本発明の範囲はこれら
実施例に限定されるものではない。
The present invention will be described in detail with reference to the following examples, but these examples are illustrative and the scope of the present invention is not limited to these examples.

【0143】[0143]

【実施例1】本発明の光強度測定装置の一例として、図
1に概略を示した装置を用いて、任意の地点、任意の時
刻の太陽光の直達光強度と散乱光強度を測定した。
Example 1 As an example of the light intensity measuring device of the present invention, the direct light intensity and scattered light intensity of sunlight at an arbitrary point and at an arbitrary time were measured using the device outlined in FIG.

【0144】第1の光検出器の光電変換素子103とし
ては、光劣化させたアモルファスシリコン太陽電池(以
下a−Siセルと略記する)を用い、第2の光検出器の
光電変換素子104としては、結晶シリコン太陽電池
(以下c−Siセルと略記する)を用いた。
As the photoelectric conversion element 103 of the first photodetector, a photodegraded amorphous silicon solar cell (hereinafter abbreviated as a-Si cell) is used, and as the photoelectric conversion element 104 of the second photodetector. Was a crystalline silicon solar cell (hereinafter abbreviated as c-Si cell).

【0145】ここで、a−Siセルは、厚さ3mmの硼
硅酸クラウンガラスの一種であるBK7と呼ばれるガラ
スを基板として、透明電極を形成した後、アモルファス
シリコン半導体層をCVD法によって形成し、裏面電極
を形成して、ガラス基板側から光入射させる構成とし
た。
Here, in the a-Si cell, a glass called BK7 which is a kind of borosilicate crown glass having a thickness of 3 mm is used as a substrate to form a transparent electrode, and then an amorphous silicon semiconductor layer is formed by a CVD method. The back electrode is formed so that light is incident from the glass substrate side.

【0146】よって、第1の光検出器の表面部材105
は、前記BK7のガラス基板が兼ねる。なお、a−Si
セルは、面積は1cmで、1sun、50℃で100
0h光劣化させて特性を安定化させたものを用いた。
Therefore, the surface member 105 of the first photodetector.
Serves as the glass substrate of BK7. Note that a-Si
The cell has an area of 1 cm 2 and 1 sun at 100 at 100 ° C.
The one whose characteristics were stabilized by photo-deterioration for 0 h was used.

【0147】第2の光検出器の表面部材106として
は、平板状吸収フィルターの一例として、カラーガラス
フィルターHOYA(株)製CAW−500(厚さ1m
m)とHA−50(厚さ3mm)を重ねて使用した。c
−Siセルも、面積1cmのものを用いた。
As the surface member 106 of the second photodetector, as an example of a flat absorption filter, a color glass filter CAW-500 (thickness: 1 m, manufactured by HOYA Co., Ltd.) is used.
m) and HA-50 (thickness 3 mm) were overlapped and used. c
An -Si cell having an area of 1 cm 2 was also used.

【0148】分光感度測定装置により、表面部材を付け
た状態で、前記両検出器の分光感度を、公知の分光感度
測定方法によって測定したところ、図2のような結果が
得られた。c−Siセルに前記フィルターを組み合わせ
ることにより、a−Siセルに近似した分光感度を持た
せることができた。
When the spectral sensitivities of both the detectors were measured by a known spectral sensitivity measurement method with the surface member attached, the results shown in FIG. 2 were obtained. By combining the filter with the c-Si cell, it was possible to give a spectral sensitivity similar to that of the a-Si cell.

【0149】また、光強度測定装置のケースは、アルミ
ニウムを使用し、表面は黒色アルマイト処理を施した。
また、ケースの内部に温度係数の小さい1Ωのシャント
抵抗を設置し、a−Siセルとc−Siセルの短絡電流
を電圧に変換して出力した。ケース側面にそれぞれの光
検出器の出力端子108、109、110、111を設
けた。本実施例では、光強度測定装置に光電変換素子の
温度調節機構は設けず、前記両光電変換素子の裏面にT
タイプの熱電対を取り付けて、温度を測定し、予め測定
しておいた両光電変換素子の短絡電流の温度係数から、
結果の温度補正を行った。
Further, aluminum was used for the case of the light intensity measuring device, and the surface was subjected to black alumite treatment.
In addition, a shunt resistor having a small temperature coefficient of 1Ω was installed inside the case, and the short-circuit current of the a-Si cell and the c-Si cell was converted into a voltage and output. The output terminals 108, 109, 110 and 111 of the respective photodetectors are provided on the side surface of the case. In this embodiment, the temperature control mechanism for the photoelectric conversion elements is not provided in the light intensity measuring device, and T is provided on the back surface of both photoelectric conversion elements.
Attach a type thermocouple, measure the temperature, from the temperature coefficient of the short-circuit current of both photoelectric conversion elements measured in advance,
The resulting temperature was corrected.

【0150】また、光強度測定装置のケースにアルミブ
ロックの部分を設けて光電変換素子の裏面に配置して接
着し、光電変換素子の熱容量を大きくして、温度の変化
を緩やかにした。
Further, the case of the light intensity measuring device was provided with an aluminum block portion, which was arranged on the back surface of the photoelectric conversion element and adhered to increase the heat capacity of the photoelectric conversion element to moderate the temperature change.

【0151】以上の光強度測定装置を用いて、太陽光を
測定する前に、まず疑似太陽光光源(ソーラーシミュレ
ーター)を用いて、前記両光検出器の感度の、ほぼ平行
な光に対する入射角依存を測定した。その結果、入射角
θに対する相対感度の前記余弦法則からのずれF(θ)を
図3に示した。
Before measuring sunlight using the above light intensity measuring device, first, using a pseudo-sunlight source (solar simulator), the incident angles of the sensitivities of the two photodetectors with respect to almost parallel light are measured. The dependence was measured. As a result, the deviation F (θ) of the relative sensitivity from the cosine law with respect to the incident angle θ is shown in FIG.

【0152】図3において、301は、a−Siセルを
用いた光検出器の、302は、c−Siセルを用いた光
検出器の、余弦法則からのずれF(θ)である。図3に示
したように、c−Siセルにフィルターを付加した光検
出器の方が、入射角θにおけるF(θ)が低く、相対感度
が低かった。
In FIG. 3, reference numeral 301 is a deviation F (θ) from the cosine law of a photodetector using an a-Si cell, and 302 is a photodetector using a c-Si cell. As shown in FIG. 3, the photodetector in which a filter was added to the c-Si cell had a lower F (θ) at the incident angle θ and a lower relative sensitivity.

【0153】これは、c−Siセルの表面部材として、
前記2枚の平板状吸収フィルターを用いているため、入
射角θにおける内部透過率が低下したことが主要因と考
えられる。また、両光検出器の入射角60°における相
対感度から、余弦法則からのずれの差Fmn(60°)を
式(25)にしたがって計算したところ、Fmn(60
°)=0.12であった。この実験から入射角θにおけ
る両光検出器の入射角感度の差Cmn(θ)が、明らかに
なった。
As a surface member of the c-Si cell,
Since the two plate-shaped absorption filters are used, it is considered that the main factor is a decrease in internal transmittance at the incident angle θ. Further, when the difference Fmn (60 °) from the deviation from the cosine law is calculated according to the equation (25) from the relative sensitivities of both photodetectors at the incident angle of 60 °, Fmn (60
°) = 0.12. From this experiment, the difference Cmn (θ) in the incident angle sensitivities of both photodetectors at the incident angle θ was clarified.

【0154】次に、前記光強度測定装置を屋外で、太陽
光の直達光の入射角が0°(受光面に垂直入射)になる
ように太陽自動追尾架台上に設置し、散乱光の状態の異
なる様々な日時に前記両光検出器の出力Pm、Pn(こ
こでは、短絡電流の電圧変換値)を測定した。
Next, the above-mentioned light intensity measuring device is installed outdoors so that the incident angle of the direct light of sunlight is 0 ° (vertical incident on the light receiving surface), and the scattered light state The outputs Pm and Pn (here, the voltage conversion value of the short-circuit current) of both photodetectors were measured at various different dates.

【0155】また、比較のため同じ自動追尾架台上に設
置した散乱日射計(英弘精機製MS801で直達光を遮
蔽したもの)によって、同時刻の散乱光強度Esを測定
した。散乱日射計による散乱光強度Esの値を横軸に取
り、前記両光検出器の規格化出力差ΔPmnを、以下の
式(5)によって計算して縦軸に取って、グラフを作成
し、図4に示した。
For comparison, the scattered radiation intensity Es at the same time was measured by a scattering pyranometer (one whose direct light was blocked by MS801 manufactured by Eiko Instruments Inc.) installed on the same automatic tracking mount. The value of the scattered light intensity Es by the scattering pyranometer is taken on the horizontal axis, the normalized output difference ΔPmn of both photodetectors is calculated by the following formula (5) and taken on the vertical axis to create a graph, It is shown in FIG.

【0156】図4から明らかなように、ΔPmnとEs
は、非常に良い相関を示した。本実験では、入射角が0
°であるので、Cmn(θ)=0である。よって式(1
0)から、図4のグラフのΔPmnのEsに対する傾き
はAmnを表し、ΔPmnとEsの相関の近似曲線を求
めることによって、Amnを実験的に求めることができ
た。また、前記近似曲線に対するEsのばらつきを求め
たところ、±5%以内であった。
As is clear from FIG. 4, ΔPmn and Es
Showed a very good correlation. In this experiment, the incident angle is 0
Since it is °, Cmn (θ) = 0. Therefore, the formula (1
0), the slope of ΔPmn with respect to Es in the graph of FIG. 4 represents Amn, and Amn could be experimentally obtained by obtaining an approximate curve of the correlation between ΔPmn and Es. Further, when the variation of Es with respect to the approximate curve was obtained, it was within ± 5%.

【0157】前述の入射角依存の実験から入射角感度の
差Cmn(θ)が、また図4のグラフの傾きから散乱光感
度差Amnが分かったので、式(10)から、規格化出
力差ΔPmnを測定し、入射角θを計算すれば、任意の
面に入射する散乱光強度Esを測定することができるよ
うになった。
Since the incident angle sensitivity difference Cmn (θ) and the scattered light sensitivity difference Amn were found from the above-mentioned experiment on the incident angle dependence and the slope of the graph of FIG. 4, the normalized output difference was obtained from the equation (10). By measuring ΔPmn and calculating the incident angle θ, it becomes possible to measure the scattered light intensity Es incident on an arbitrary surface.

【0158】なお図4のグラフでは、入射角θが0°で
あったので、グラフの傾きがAmnであり、Es=0の
場合、ΔPmn=0であったが、入射角がθの場合、式
(10)から、ΔPmnのEsに対する傾きは、(Am
n−Cmn(θ))となり、Es=0でのΔPmnは、C
mn(θ)・Etとなる。
In the graph of FIG. 4, since the incident angle θ was 0 °, the inclination of the graph was Amn, and when Es = 0, ΔPmn = 0, but when the incident angle was θ, From the equation (10), the slope of ΔPmn with respect to Es is (Am
n-Cmn (θ)), and ΔPmn at Es = 0 is C
It becomes mn (θ) · Et.

【0159】ここで、任意の地点、任意の時刻の天空上
の太陽位置は、緯度、経度、時刻の情報から、公知の方
法により計算できる。また、近年はGPS(Global Pos
itioning System)の普及によって、任意の地点の緯
度、経度、時刻の情報を取得することも容易になった。
Here, the position of the sun on the sky at an arbitrary point and at an arbitrary time can be calculated from a latitude, longitude, and time information by a known method. In recent years, GPS (Global Pos
itioning System), it has become easy to obtain latitude, longitude, and time information at any point.

【0160】したがって、本発明の光強度測定装置の設
置面の方位と傾斜角が分かっていれば、入射角θを計算
することは容易である。また、水平面に設置すれば、設
置面の方位は不明でも良い。また、太陽位置と入射角θ
は、現場でなくても、後日計算しても良い。
Therefore, if the azimuth and inclination angle of the installation surface of the light intensity measuring device of the present invention are known, it is easy to calculate the incident angle θ. Further, if installed on a horizontal surface, the orientation of the installation surface may be unknown. Also, the sun position and incident angle θ
May be calculated at a later date even if it is not on the spot.

【0161】したがって、任意の地点、任意の時刻に、
本発明の光強度測定装置を用いて、規格化出力差ΔPm
nを測定するだけで、散乱日射強度Esを測定すること
ができる。また、前記両光検出器のそれぞれの出力値か
ら、設置面の全天日射強度Etも測定できるので、両測
定値から、直達日射強度も計算できる。
Therefore, at any point at any time,
Using the light intensity measuring device of the present invention, the normalized output difference ΔPm
The scattered solar radiation intensity Es can be measured only by measuring n. Further, since the total solar radiation intensity Et of the installation surface can be measured from the output values of both photodetectors, the direct solar radiation intensity can also be calculated from both measured values.

【0162】図1から明らかなように、本発明の光強度
測定装置は、コンパクトで、携帯に便利であり、駆動部
分がなく、設置方向の調整も不要であるので、任意の地
点に携帯して、現場で散乱日射強度と全天日射強度を測
定するのに最適である。
As is apparent from FIG. 1, the light intensity measuring device of the present invention is compact, convenient to carry, has no driving part, and does not require adjustment of the installation direction. Therefore, it is most suitable for measuring scattered solar radiation intensity and total solar radiation intensity in the field.

【0163】また、図4のグラフに示した太陽光の測定
時刻に、太陽追尾面の全天日射スペクトルをスペクトロ
ラジオメーターを用いて測定し、JISに記載された前
記基準AM1.5スペクトルに対して、前記両光検出器
の間の前記式(32)で定義される、ミスマッチ係数M
mntを計算したところ、0.995〜1.006であっ
た。
At the time of measurement of sunlight shown in the graph of FIG. 4, the total solar radiation spectrum of the sun tracking surface was measured by using a spectroradiometer, and it was compared with the standard AM1.5 spectrum described in JIS. And the mismatch coefficient M defined by the equation (32) between the two photodetectors.
When the mnt was calculated, it was 0.995 to 1.006.

【0164】さらに、前記入射角依存を測定したソーラ
ーシミュレーターのスペクトルを測定し、前記全天日射
スペクトルとの、前記両光検出器のミスマッチ係数Mm
ncを、式(31)にしたがって計算した結果、0.9
9〜1.008であった。
Further, the spectrum of the solar simulator measuring the incident angle dependence was measured, and the mismatch coefficient Mm between the photodetectors and the total solar radiation spectrum was measured.
As a result of calculating nc according to the equation (31), 0.9
It was 9 to 1.008.

【0165】これらの結果は、前記両光検出器の間の分
光感度が近似していることによって、スペクトルミスマ
ッチ誤差が、十分に小さいことを示す。前記両光検出器
が近似した分光感度を持ち、ミスマッチ係数が1に近い
ことによって、散乱日射強度の測定結果の精度が向上し
た。
These results show that the spectral mismatch error is sufficiently small because the spectral sensitivities of the two photodetectors are close to each other. Since both photodetectors have similar spectral sensitivities and the mismatch coefficient is close to 1, the accuracy of the measurement result of scattered solar radiation intensity is improved.

【0166】また、平板状吸収フィルターを用いること
によって、光検出器の散乱光感度の差を大きくすること
ができ、散乱光強度の測定精度が向上した。
Further, by using the plate-shaped absorption filter, the difference in the scattered light sensitivity of the photodetector can be increased and the measurement accuracy of the scattered light intensity is improved.

【0167】[0167]

【比較例1】実施例1において、第2の光検出器とし
て、第1の光検出器に用いた前記a−Siセルの分光感
度からずれた分光感度を有する光検出器を用いた。第2
の光検出器の光電変換素子として、実施例1と同様のc
−Siセルを用い、表面部材106として、カラーガラ
スフィルターHOYA(株)製LA−120(厚さ2.5
mm)とHA−50(厚さ3mm)を重ねて使用した。
Comparative Example 1 In Example 1, a photodetector having a spectral sensitivity deviated from the spectral sensitivity of the a-Si cell used in the first photodetector was used as the second photodetector. Second
As the photoelectric conversion element of the photodetector of
-Si cell is used, and as the surface member 106, a color glass filter LA-120 manufactured by HOYA Co., Ltd. (thickness 2.5
mm) and HA-50 (thickness 3 mm) were used by stacking.

【0168】実施例1と同様にミスマッチ係数Mmnc
を計算したところ、0.97〜1.025であった。ま
た、実施例1と同様にΔPmnに対するEsのばらつき
を求めたところ、±15%以内であった。
Similar to the first embodiment, the mismatch coefficient Mmnc
Was calculated to be 0.97 to 1.025. Further, when the variation of Es with respect to ΔPmn was calculated in the same manner as in Example 1, it was within ± 15%.

【0169】[0169]

【実施例2】実施例1において、第1および第2の光検
出器の光電変換素子として、c−Siセル601、60
2を用い、第1の光検出器の表面部材として、材質が白
板ガラスで、厚さ1mm、光入射側が研磨面で光電変換
素子側が粗面の平板状磨りガラス603を用い、第2の
光検出器の表面部材として、平滑面透光部材の例とし
て、材質と厚さは同じで、両面が研磨面の平板状ガラス
604(以下、両面研磨ガラスと略記する)を複数枚重
ねたものを使用した。
Second Embodiment In the first embodiment, c-Si cells 601 and 60 are used as photoelectric conversion elements of the first and second photodetectors.
2 is used as the surface member of the first photodetector, a flat glass plate 603 whose material is white plate glass and has a thickness of 1 mm, a light incident side is a polished surface, and a photoelectric conversion element side is a rough surface. As a surface member of the detector, as an example of a smooth-surface translucent member, a plurality of flat glass plates 604 (hereinafter abbreviated as double-sided polished glass), which have the same material and thickness and both surfaces are polished, are stacked. used.

【0170】両面研磨ガラス604の枚数を1枚から6
枚まで変化させ、実施例1と同様に両光検出器の入射角
依存を測定し、前記余弦法則からのずれの差Fmn(6
0°)を計算した。実施例1と同様に、ΔPmnとEs
の相関の近似曲線によってΔPmnから散乱日射強度E
sを求め、散乱日射計によって測定したEsと比較し、
両測定方法による散乱日射強度Esの測定値のばらつき
x(±x%)を求めた。両面研磨ガラスの枚数に応じ
て、Fmn(60°)の値と、ΔPmnに対する前記Es
のばらつきxをグラフ化し、図5に示した。図5におい
て、グラフの各点の横の数字は、前記両面研磨ガラスの
枚数を示す。
The number of double-sided polishing glass 604 is from 1 to 6
The incident angle dependence of both photodetectors was measured in the same manner as in Example 1 by changing the number of sheets up to the number of sheets, and the difference Fmn (6) from the deviation from the cosine law was measured.
0 °) was calculated. Similar to the first embodiment, ΔPmn and Es
The scattered insolation intensity E from ΔPmn according to the approximate curve of the correlation of
s is calculated and compared with Es measured by a scatter pyrometer,
The variation x (± x%) of the measured value of the scattered solar radiation intensity Es by both measurement methods was obtained. Depending on the number of double-sided polished glass, the value of Fmn (60 °) and the above Es for ΔPmn
The variation x of is plotted in a graph and shown in FIG. In FIG. 5, the number next to each point in the graph indicates the number of double-sided polished glasses.

【0171】図5から明らかなように、両面研磨ガラス
の枚数が増えるに従って、Fmn(60°)の値が増大
し、Fmn(60°)≧0.06で、Esのばらつきが急
激に減少し、Esの測定値が正確になった。これは、両
面研磨ガラスの枚数が増えることによって、前記平滑面
透光部材と空気との界面の数が増えたことと、ガラスフ
ィルターの内部透過率が減少したことにより、第2の光
検出器の入射角依存の余弦法則からのずれが増大し、第
2の光検出器の散乱光感度が減少して、第1および第2
の光検出器の散乱光感度の差が増大したためと考えられ
る。このように、平滑面透光部材を用いることによっ
て、光検出器の分光感度の変化を抑えつつ、散乱光感度
を変化させることができ、散乱光強度の測定精度を向上
できた。また、表面保護材としての機能も兼ねさせるこ
とができた。
As is clear from FIG. 5, the value of Fmn (60 °) increases as the number of double-sided polished glasses increases, and when Fmn (60 °) ≧ 0.06, the variation of Es sharply decreases. , Es measurements are now accurate. This is because the number of double-sided polished glasses increased, the number of interfaces between the smooth-surface translucent member and air increased, and the internal transmittance of the glass filter decreased. Deviation from the cosine law depending on the angle of incidence increases, and the scattered light sensitivity of the second photodetector decreases, and the first and second
It is considered that this is because the difference in the scattered light sensitivity of the photodetector of No. 2 increased. As described above, by using the smooth-surface translucent member, the scattered light sensitivity can be changed while suppressing the change in the spectral sensitivity of the photodetector, and the measurement accuracy of the scattered light intensity can be improved. In addition, it could also function as a surface protective material.

【0172】[0172]

【実施例3】実施例1において、第1および第2の光検
出器の光電変換素子として、一般に全天日射計に用いら
れるものと同様の熱電対701、702を用い、第1の
光検出器の表面部材として、材質が前記BK7で、厚さ
1mmで、透明、半球状のドーム703を用い、第2の
光検出器の表面部材として、前記ドーム704に加え
て、第2の光検出器の光電変換素子の光入射側で、前記
ドームの内部に、平板状で、開口率80%で、つや消し
黒色塗装したステンレスのメッシュ705を光電変換素
子の受光面と平行に設けた。
[Third Embodiment] In the first embodiment, as the photoelectric conversion elements of the first and second photodetectors, thermocouples 701 and 702 similar to those generally used in a pyranometer are used, and first photodetection is performed. A transparent, hemispherical dome 703 having a material of BK7 and a thickness of 1 mm is used as a surface member of the vessel, and a second photodetector in addition to the dome 704 is used as a surface member of the second photodetector. On the light incident side of the photoelectric conversion element of the container, inside the dome, a flat plate-shaped mesh 705 of stainless steel with an aperture ratio of 80% and coated with matte black was provided in parallel with the light receiving surface of the photoelectric conversion element.

【0173】前記ドーム703、704は、表面保護材
としての機能を兼ねる。なお、本実施例では光検出器の
光電変換素子の温度係数が小さかったので、温度調整機
構および温度測定機構は省略した。また、本実施例の光
検出器は、電圧出力であるので、実施例1で用いたよう
なシャント抵抗は、不要であった。
The domes 703 and 704 also serve as a surface protective material. Since the temperature coefficient of the photoelectric conversion element of the photodetector was small in this example, the temperature adjusting mechanism and the temperature measuring mechanism were omitted. Further, since the photodetector of this example has a voltage output, the shunt resistor used in Example 1 was unnecessary.

【0174】本実施例ではメッシュを用いることによっ
て、両光検出器の分光感度は、絶対値としては異なるも
のの、波長に対する相対値としては、ほぼ一致した。し
たがって、ミスマッチ係数は、Mmnc、Mmntとも
に1.00であり、分光感度の差による散乱光強度の測
定誤差を小さくすることができた。
In this embodiment, by using a mesh, the spectral sensitivities of both photodetectors differed in absolute value, but almost matched in relative value with respect to wavelength. Therefore, the mismatch coefficient was 1.00 for both Mmnc and Mmnt, and the measurement error of the scattered light intensity due to the difference in spectral sensitivity could be reduced.

【0175】実施例1と同様に両光検出器の入射角依存
を測定し、前記余弦法則からのずれの差Fmn(60°)
を計算した結果、Fmn(60°)=0.17であった。
また、実施例1と同様にΔPmnに対する散乱日射強度
Esのばらつきを求めたところ、±4%以内であった。
The incidence angle dependence of both photodetectors was measured in the same manner as in Example 1, and the difference in deviation from the above cosine law Fmn (60 °)
As a result of calculation, Fmn (60 °) = 0.17.
Further, when the variation of the scattered solar radiation intensity Es with respect to ΔPmn was calculated in the same manner as in Example 1, it was within ± 4%.

【0176】[0176]

【実施例4】第1および第2の光検出器の光電変換素子
として、アモルファスシリコンゲルマニウムの光電変換
層801、802を、光反射層を備えた金属基板上に形
成し、実施例1のa−Siセルと同様に光劣化させたも
のを用いた。
Example 4 Amorphous silicon germanium photoelectric conversion layers 801 and 802 were formed as photoelectric conversion elements of the first and second photodetectors on a metal substrate having a light reflection layer, and a As with the -Si cell, a photo-degraded one was used.

【0177】ここで、前記光反射層は、入射した光のう
ち、アモルファスシリコンゲルマニウムの光電変換層を
透過した長波長光を、再び該光電変換層内に反射して、
光電変換層の光感度を向上させる機能を有する。第1の
光検出器は、光を散乱する凹凸を有する光反射層を備え
た光を散乱する凹凸を有する金属基板803の上に前記
光電変換層801を形成したものを用い、第2の光検出
器は、鏡面の光反射層を備えた鏡面の金属基板804の
上に前記光電変換層802を形成したものを用いた。
Here, the light reflection layer reflects, in the incident light, long-wavelength light, which has passed through the photoelectric conversion layer of amorphous silicon germanium, into the photoelectric conversion layer again,
It has a function of improving the photosensitivity of the photoelectric conversion layer. For the first photodetector, a photoelectric conversion layer 801 is formed on a metal substrate 803 having light-scattering unevenness, which has a light-reflecting layer having light-scattering unevenness. The detector used was one in which the photoelectric conversion layer 802 was formed on a mirror-finished metal substrate 804 provided with a mirror-finished light reflection layer.

【0178】第1の光検出器は、前記凹凸を有する基板
を用いた結果、光電変換素子の光入射側表面にも、光を
散乱する凹凸ができた。本実施例の光強度測定装置は、
屋内照明による照射光測定を想定しているので、照射光
や気温による温度変化が少ないと考えられるので、光電
変換素子の温度調整機構および温度測定機構は省略し、
さらなるコンパクト化を行った。
As a result of using the substrate having the unevenness in the first photodetector, unevenness for scattering light was also formed on the light incident side surface of the photoelectric conversion element. The light intensity measuring device of the present embodiment,
Since it is supposed to measure the irradiation light by indoor lighting, it is considered that the temperature change due to the irradiation light and the temperature is small, so the temperature adjustment mechanism and the temperature measurement mechanism of the photoelectric conversion element are omitted,
We have made it even more compact.

【0179】また、本実施例では、複数のメタルハライ
ドランプを用いた屋内照明システムの散乱光強度と直達
光強度を測定した。
In addition, in this example, the scattered light intensity and the direct light intensity of the indoor lighting system using a plurality of metal halide lamps were measured.

【0180】予め、実施例1と同様に、入射角0°で、
ΔPmnとEsの相関を求め、Amnを実験的に求め
た。相関を求める時、散乱光強度Esは、第2の光検出
器に直達光のみ取り出す筒を取り付けて、直達光強度を
測定し、全照射光強度から直達光強度を差し引くことに
よって求めた。
In the same manner as in Example 1, the incident angle was 0 °,
The correlation between ΔPmn and Es was obtained, and Amn was obtained experimentally. When obtaining the correlation, the scattered light intensity Es was obtained by attaching a tube for extracting only the direct light to the second photodetector, measuring the direct light intensity, and subtracting the direct light intensity from the total irradiation light intensity.

【0181】また、相関を求める実験では、単灯式のメ
タルハライドランプを用い、光強度測定装置の周りに散
乱光を遮蔽する円筒状の壁を設け、壁の高さを変化させ
ることによって、散乱光強度を変化させた。
Further, in the experiment for obtaining the correlation, a single-light type metal halide lamp was used, a cylindrical wall for shielding scattered light was provided around the light intensity measuring device, and the height of the wall was changed to scatter the light. The light intensity was changed.

【0182】実験的に求めた前記Amnの値によって、
ΔPmnを測定することによって、任意の屋内照射光の
散乱光強度と直達光強度を測定できた。ここで、測定に
おいては、任意の屋内照明システムに対して光強度測定
装置を正対させるようにした。
By the value of Amn obtained experimentally,
By measuring ΔPmn, it was possible to measure the scattered light intensity and the direct light intensity of arbitrary indoor irradiation light. Here, in the measurement, the light intensity measuring device is made to face the arbitrary indoor lighting system.

【0183】[0183]

【実施例5】第1と第2の光検出器として、実施例1に
用いた光検出器を用い、第3と第4の光検出器として、
実施例3に用いた光検出器で、半球状のドームを除いた
ものを用いて、4つの光検出器からなる光強度測定装置
を構成した。
Fifth Embodiment The photodetector used in the first embodiment is used as the first and second photodetectors, and the third and fourth photodetectors are used.
The photodetector used in Example 3 excluding the hemispherical dome was used to construct a light intensity measuring device composed of four photodetectors.

【0184】前記4つの光検出器全てを覆うように、材
質が前記BK7で、厚さ1mmで、透明、半球状のドー
ムを設け、表面保護材とした。また、前記4つの光検出
器の裏面をアルミブロックに接触させ、前記アルミブロ
ックをペルチェ素子によって、25℃±2℃に温度調節
した。光検出器を温度調整することによって、各光電変
換素子の出力の温度依存を補正する必要はなくなった。
A transparent, hemispherical dome having a material of BK7 and having a thickness of 1 mm was provided so as to cover all of the four photodetectors, and used as a surface protective material. Further, the back surfaces of the four photodetectors were brought into contact with an aluminum block, and the temperature of the aluminum block was adjusted to 25 ° C. ± 2 ° C. by a Peltier element. By adjusting the temperature of the photodetector, it is not necessary to correct the temperature dependence of the output of each photoelectric conversion element.

【0185】実施例1および実施例3と同様にして、任
意面における太陽光の全天日射強度と散乱日射強度を測
定できた。全天日射強度は、前記第3の光検出器を用い
ることによって、従来の全天日射計との比較が容易にな
った。また、前記第1と第2の光検出器は、前記第3と
第4の光検出器に比べて、光の時間変化に対する出力変
化のレスポンスが早いので、例えば雲の動きなどによ
る、瞬時の散乱日射強度の変化も検出できた。
In the same manner as in Examples 1 and 3, it was possible to measure the total solar radiation intensity and the scattered solar radiation intensity of sunlight on an arbitrary surface. The total solar radiation intensity can be easily compared with the conventional global pyranometer by using the third photodetector. Further, the first and second photodetectors have a quicker response of the output change with respect to the time change of the light, as compared with the third and fourth photodetectors. The change of scattered solar radiation intensity was also detected.

【0186】一方、ある時間の平均の散乱日射強度につ
いては、前記第1と第2の光検出器から求めた散乱日射
強度と前記第3と第4の光検出器から求めた散乱日射強
度を平均することによって、散乱日射強度の測定精度が
さらに向上した。また、前記ドームによって、光強度測
定装置の耐候性が向上し、汚れにくくなった。
On the other hand, for the average scattered solar radiation intensity for a certain time, the scattered solar radiation intensity obtained from the first and second photodetectors and the scattered solar radiation intensity obtained from the third and fourth photodetectors are used. By averaging, the measurement accuracy of the scattered solar radiation intensity was further improved. In addition, the dome improved the weather resistance of the light intensity measuring device and made it less likely to become dirty.

【0187】本発明によって、以下のような効果があ
る。
The present invention has the following effects.

【0188】本発明の光強度測定方法および装置によれ
ば、光強度測定装置が、携帯性が高く、低コストで、調
整やメンテナンスが不要で、堅牢になった。なおかつ直
達光強度と散乱光強度の測定が正確になった。
According to the light intensity measuring method and device of the present invention, the light intensity measuring device has high portability, low cost, no adjustment or maintenance, and is robust. Moreover, the measurement of the direct light intensity and the scattered light intensity became accurate.

【0189】また、対にして用いる光検出器の分光感度
が互いに近似していることによって、直達光強度と散乱
光強度の測定が、より正確になった。
Since the spectral sensitivities of the photodetectors used as a pair are close to each other, the direct light intensity and the scattered light intensity can be measured more accurately.

【0190】また、対にして用いる前記光検出器の入射
角0°における感度を1とした時の、入射角60°にお
ける相対感度の余弦法則からのずれが、相互に0.06
以上異なることによって、直達光強度と散乱光強度の測
定が、より正確になった。
Further, when the sensitivity at the incident angle of 0 ° of the photodetectors used as a pair is 1, the deviation from the cosine law of the relative sensitivity at the incident angle of 60 ° is 0.06 with respect to each other.
Due to the above differences, the measurement of direct light intensity and scattered light intensity became more accurate.

【0191】[0191]

【他の実施形態】なお、本発明は、複数の機器(例えば
ホストコンピュータ、インターフェース機器、リーダ、
画像記録装置など)から構成されるシステムに適用して
も、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
Other Embodiments The present invention is applicable to a plurality of devices (eg, host computer, interface device, reader,
It may be applied to a system composed of an image recording device or the like) or to a device composed of one device.

【0192】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体(または記録媒体)を、システムあるい
は装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュ
ータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納された
プログラムコードを読み出し実行することによっても、
達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体
から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施
形態の機能を実現することになり、そのプログラムコー
ドを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実
行することにより、前述した実施形態の機能が実現され
るだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、
コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステ
ム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。
Another object of the present invention is to supply a storage medium (or recording medium) recording a program code of software for realizing the functions of the above-described embodiments to a system or apparatus, and to supply a computer of the system or apparatus ( Alternatively, by the CPU or MPU) reading and executing the program code stored in the storage medium,
It goes without saying that it will be achieved. In this case, the program code itself read from the storage medium realizes the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.
Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also based on the instruction of the program code,
An operating system (OS) running on the computer does some or all of the actual processing,
It goes without saying that the processing includes the case where the functions of the above-described embodiments are realized.

【0193】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。
Furthermore, after the program code read from the storage medium is written in the memory provided in the function expansion card inserted in the computer or the function expansion unit connected to the computer, based on the instruction of the program code. , The CPU provided in the function expansion card or the function expansion unit performs some or all of the actual processing,
It goes without saying that the processing includes the case where the functions of the above-described embodiments are realized.

【0194】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、そ
の記憶媒体には、先に説明した(図9)フローチャート
に対応するプログラムコードが格納されることになる。
When the present invention is applied to the above-mentioned storage medium, the storage medium stores the program code corresponding to the flowchart described above (FIG. 9).

【0195】[0195]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
正確に散乱光強度の測定が可能である測定方法および測
定装置を提供できる。また、直達光強度の測定が可能で
ある測定方法および測定装置を提供できる。またさら
に、携帯性が高く、低コストで、調整やメンテナンスが
不要な測定装置およびその測定方法を提供できる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a measuring method and a measuring device capable of accurately measuring the scattered light intensity. Further, it is possible to provide a measuring method and a measuring device capable of measuring the direct light intensity. Furthermore, it is possible to provide a measuring device and a measuring method thereof that have high portability, low cost, and no adjustment or maintenance required.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の光強度測定装置の一例を概念的に説明
する模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram conceptually explaining an example of a light intensity measuring device of the present invention.

【図2】実施例1に用いた光検出器の分光感度を示すグ
ラフである。
2 is a graph showing the spectral sensitivity of the photodetector used in Example 1. FIG.

【図3】本発明の光強度測定装置を構成する光検出器の
入射角に対する相対感度の余弦法則からのずれの変化の
一例を表したグラフである。
FIG. 3 is a graph showing an example of a change in deviation from a cosine law of relative sensitivity with respect to an incident angle of a photodetector that constitutes the light intensity measuring device of the present invention.

【図4】散乱光強度Esに対する光検出器の規格化出力
差ΔPmnの変化の一例を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of changes in a normalized output difference ΔPmn of a photodetector with respect to scattered light intensity Es.

【図5】実施例2の実験において、平滑面透光部材の枚
数を変化させたときの、余弦法則からのずれの差Fmn
(60°)と散乱光強度Esの測定結果のばらつきの結果
を示すグラフである。
FIG. 5 is a difference Fmn in deviation from the cosine law when the number of smooth-surface translucent members is changed in the experiment of Example 2.
It is a graph which shows the result of the dispersion | variation of the measurement result of (60 degree) and scattered light intensity Es.

【図6】実施例2の光強度測定装置を概念的に説明する
模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram for conceptually explaining the light intensity measuring device according to the second embodiment.

【図7】実施例3の光強度測定装置を概念的に説明する
模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram conceptually illustrating a light intensity measurement device of Example 3.

【図8】実施例4の光強度測定装置の光電変換素子を概
念的に説明する模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram conceptually illustrating a photoelectric conversion element of a light intensity measurement device of Example 4.

【図9】本発明の光強度測定装置による散乱強度、直達
強度の算出方法を説明するフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart illustrating a method for calculating scattering intensity and direct intensity by the light intensity measuring device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 第1光検出器 102 第2光検出器 103 第1光検出器の光電変換素子 104 第2光検出器の光電変換素子 105 第1光検出器の表面部材 106 第2光検出器の表面部材 107 光強度測定装置のケース 108、109 第1光検出器の出力端子 110、111 第2光検出器の出力端子 118、119 第1光検出器出力の入力端子 120、121 第2光検出器出力の入力端子 150 データ処理部 201 実施例1の第1光検出器の分光感度 202 実施例1の第2光検出器の分光感度 301 実施例1の第1光検出器の相対感度の余弦法則
からのずれ 302 実施例1の第2の光検出器の相対感度の余弦法
則からのずれ 601、602 実施例2の光強度測定装置の光電変換
素子 603 実施例2の第1光検出器の表面部材 604 実施例2の第2光検出器の表面部材 701、702 実施例3の光強度測定装置の光電変換
素子 703 実施例3の第1光検出器の表面部材 704、705 実施例3の第2光検出器の表面部材 801 実施例4の第1光検出器の光電変換層 802 実施例4の第2光検出器の光電変換層 803 実施例4の第1光検出器の光電変換素子の基板 804 実施例4の第2光検出器の光電変換素子の基板
101 first photodetector 102 second photodetector 103 photoelectric conversion element 104 of first photodetector 104 photoelectric conversion element 105 of second photodetector 105 surface member 106 of first photodetector surface member of second photodetector 107 Cases 108 and 109 of the light intensity measuring device Output terminals 110 and 111 of the first photodetector Output terminals 118 and 119 of the second photodetector Input terminals 120 and 121 of the first photodetector output Second photodetector output Input terminal 150 of the data processing unit 201 Spectral sensitivity of the first photodetector of the first embodiment 202 Spectral sensitivity of the second photodetector of the first embodiment 301 From the cosine law of the relative sensitivity of the first photodetector of the first embodiment Deviation 302 from deviations cosine law 601 and 602 of the relative sensitivity of the second photodetector of Example 1 Photoelectric conversion element 603 of the light intensity measuring device of Example 2 Surface member of the first photodetector of Example 2 604 of Example 2 Surface members 701 and 702 of second photodetector Photoelectric conversion element 703 of light intensity measuring device of Example 3 Surface members 704 and 705 of first photodetector of Example 3 Surface of second photodetector of Example 3 Member 801 Photoelectric conversion layer 802 of first photodetector of Example 4 Photoelectric conversion layer 803 of second photodetector of Example 4 Substrate 804 of photoelectric conversion element of first photodetector of Example 4 Substrate of photoelectric conversion element of second photodetector

Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 照射光の光強度測定方法であって、 所定面に設置された、互いに平行な光検出基準面を有
し、散乱光に対する検出感度が異なる複数の光検出器を
用いて、照射光を測定する光強度測定工程と、 前記散乱光に対する検出感度が異なる複数の光検出器の
出力に基づいて散乱光強度(Es)を算出する散乱光強
度算出工程と、を有することを特徴とする光強度測定方
法。
1. A method of measuring the intensity of irradiation light, comprising: using a plurality of photodetectors provided on a predetermined surface, having parallel photodetection reference planes, and having different detection sensitivities to scattered light; A light intensity measuring step of measuring irradiation light; and a scattered light intensity calculating step of calculating scattered light intensity (Es) based on outputs of a plurality of photodetectors having different detection sensitivities to the scattered light. And the method of measuring light intensity.
【請求項2】 前記散乱光強度算出工程は、前記複数の
光検出器の出力からの出力差を算出する工程を含み、該
出力差を用いて、散乱光強度を算出することを特徴とす
る請求項1に記載の光強度測定方法。
2. The scattered light intensity calculation step includes a step of calculating an output difference from the outputs of the plurality of photodetectors, and the scattered light intensity is calculated using the output difference. The light intensity measuring method according to claim 1.
【請求項3】 前記散乱光強度算出工程は、前記複数の
光検出器の出力に基づいて、規格化出力差を算出する工
程を含み、該規格化出力差を用いて、散乱光強度を算出
することを特徴とする請求項1に記載の光強度測定方
法。
3. The scattered light intensity calculation step includes a step of calculating a normalized output difference based on outputs of the plurality of photodetectors, and the scattered light intensity is calculated using the normalized output difference. The light intensity measuring method according to claim 1, wherein
【請求項4】 前記複数の光検出器は、前記照射光の入
射角による検出感度が互いに異なることを特徴とする請
求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の光強度測定
方法。
4. The light intensity measuring method according to claim 1, wherein the plurality of photodetectors have different detection sensitivities depending on an incident angle of the irradiation light.
【請求項5】 前記複数の光検出器は、前記照射光の方
位角に対して均一な感度を持つことを特徴とする請求項
1乃至請求項4のいずれか1項に記載の光強度測定方
法。
5. The light intensity measurement according to claim 1, wherein the plurality of photodetectors have a uniform sensitivity with respect to an azimuth angle of the irradiation light. Method.
【請求項6】 前記複数の光検出器のそれぞれの分光感
度は、分光感度間のずれを示すミスマッチ係数が0.9
8以上1.02以下となるように制御されていることを
特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載
の光強度測定方法。
6. The spectral sensitivities of the plurality of photodetectors have a mismatch coefficient of 0.9 indicating a deviation between the spectral sensitivities.
The light intensity measuring method according to any one of claims 1 to 5, wherein the light intensity measuring method is controlled so as to be 8 or more and 1.02 or less.
【請求項7】 前記光検出器の入射角0°における感度
を1として、前記光検出器の入射角0°の感度に対する
入射角60°の相対感度の余弦法則からのずれが、前記
複数の光検出器を用いる場合に、各光検出器それぞれに
生じる前記ずれの差として0.06以上となることを特
徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の
光強度測定方法。
7. When the sensitivity at an incident angle of 0 ° of the photodetector is 1, the deviation from the cosine law of the relative sensitivity at an incident angle of 60 ° with respect to the sensitivity of the photodetector at an incident angle of 0 ° is calculated by The light intensity measuring method according to claim 1, wherein, when a photodetector is used, the difference between the deviations generated in each photodetector is 0.06 or more. .
【請求項8】 前記散乱光強度(Es)に基づいて前記
所定面に入射する前記照射光の直達光強度(Ed)を算
出することを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれ
か1項に記載の光強度測定方法。
8. The direct light intensity (Ed) of the irradiation light incident on the predetermined surface is calculated based on the scattered light intensity (Es). The method for measuring light intensity according to item.
【請求項9】 照射光の光強度を測定する光強度測定装
置であって、 所定面に設置された、互いに平行な光検出基準面を有
し、散乱光に対する検出感度が異なる複数の光検出器
と、 前記散乱光に対する検出感度が異なる複数の光検出器の
出力に基づいて散乱光強度(Es)を測定する散乱光強
度算出手段と、を有することを特徴とする光強度測定装
置。
9. A light intensity measuring device for measuring the light intensity of irradiation light, comprising a plurality of light detections, which are provided on a predetermined surface and have light detection reference planes parallel to each other, and which have different detection sensitivities to scattered light. And a scattered light intensity calculating means for measuring scattered light intensity (Es) based on the outputs of a plurality of photodetectors having different detection sensitivities to the scattered light.
【請求項10】 前記複数の光検出器は、前記照射光の
入射角による検出感度が互いに異なることを特徴とする
請求項9に記載の光強度測定装置。
10. The light intensity measuring device according to claim 9, wherein the plurality of photodetectors have different detection sensitivities depending on the incident angle of the irradiation light.
【請求項11】 前記複数の光検出器は、前記照射光の
方位角に対して均一な感度を持つことを特徴とする請求
項9または請求項10に記載の光強度測定装置。
11. The light intensity measuring device according to claim 9, wherein the plurality of photodetectors have a uniform sensitivity to an azimuth angle of the irradiation light.
【請求項12】 前記複数の光検出器のそれぞれの分光
感度は、分光感度間のずれを示すミスマッチ係数が0.
98以上1.02以下となるように制御されていること
を特徴とする請求項9乃至請求項11のいずれか1項に
記載の光強度測定装置。
12. The spectral sensitivity of each of the plurality of photodetectors has a mismatch coefficient of 0.
The light intensity measuring device according to any one of claims 9 to 11, wherein the light intensity measuring device is controlled to be 98 or more and 1.02 or less.
【請求項13】 前記光検出器の入射角0°における感
度を1として、前記光検出器の入射角0°の感度に対す
る入射角60°の相対感度の余弦法則からのずれが、前
記複数の光検出器を用いる場合に、各光検出器それぞれ
に生じる前記ずれの差として0.06以上となることを
特徴とする請求項9乃至請求項12のいずれか1項に記
載の光強度測定装置。
13. When the sensitivity of the photodetector at an incident angle of 0 ° is 1, the deviation from the cosine law of the relative sensitivity at an incident angle of 60 ° with respect to the sensitivity at an incident angle of 0 ° of the photodetector is different from the above-mentioned plurality of deviations. 13. The light intensity measuring device according to claim 9, wherein when a photodetector is used, the difference between the deviations generated in each photodetector is 0.06 or more. .
【請求項14】 前記散乱光強度に基づいて前記所定面
に入射する前記照射光の直達光強度を算出することを特
徴とする請求項9乃至請求項13のいずれか1項に記載
の光強度測定装置。
14. The light intensity according to claim 9, wherein the direct light intensity of the irradiation light incident on the predetermined surface is calculated based on the scattered light intensity. measuring device.
【請求項15】 前記光検出器は光電変換素子を有し、
前記光電変換素子が前記の照射光を受光する面および/
またはその裏面の表面性状によって、前記散乱光に対す
る前記光検出器の検出感度を変化させることを特徴とす
る請求項9乃至請求項14のいずれか1項に記載の光強
度測定装置。
15. The photodetector has a photoelectric conversion element,
A surface on which the photoelectric conversion element receives the irradiation light, and /
15. The light intensity measuring device according to claim 9, wherein the detection sensitivity of the photodetector to the scattered light is changed depending on the surface texture of the back surface thereof.
【請求項16】 前記光検出器は光電変換素子と、前記
光電変換素子を被覆する透光性部材とを有し、前記透光
性部材によって前記散乱光に対する前記光検出器の検出
感度を変化させることを特徴とする請求項9乃至請求項
15のいずれか1項に記載の光強度測定装置。
16. The photodetector includes a photoelectric conversion element and a translucent member that covers the photoelectric conversion element, and the translucent member changes the detection sensitivity of the photodetector with respect to the scattered light. The light intensity measuring device according to claim 9, wherein
【請求項17】 前記光検出器は光電変換素子と、フィ
ルタとを有し、前記フィルタによって前記散乱光に対す
る前記光検出器の検出感度を変化させることを特徴とす
る請求項9乃至請求項16のいずれか1項に記載の光強
度測定装置。
17. The photodetector has a photoelectric conversion element and a filter, and the detection sensitivity of the photodetector with respect to the scattered light is changed by the filter. The light intensity measuring device according to any one of 1.
【請求項18】 前記光検出器は光電変換素子と、メッ
シュとを有し、前記メッシュによって前記散乱光に対す
る前記光検出器の検出感度を変化させることを特徴とす
る請求項9乃至請求項17のいずれか1項に記載の光強
度測定装置。
18. The photodetector includes a photoelectric conversion element and a mesh, and the detection sensitivity of the photodetector with respect to the scattered light is changed by the mesh. The light intensity measuring device according to any one of 1.
【請求項19】 前記光検出器は光電変換素子と、光散
乱性透光部材とを有し、前記光散乱性透光部材によって
前記散乱光に対する前記光検出器の検出感度を変化させ
ることを特徴とする請求項9乃至請求項18のいずれか
1項に記載の光強度測定装置。
19. The photodetector includes a photoelectric conversion element and a light-scattering transparent member, and the light-scattering transparent member changes the detection sensitivity of the photodetector to the scattered light. The light intensity measuring device according to any one of claims 9 to 18, which is characterized.
【請求項20】 更に携帯可能であることを特徴とする
請求項9乃至請求項19のいずれか1項に記載の光強度
測定装置。
20. The light intensity measuring device according to claim 9, which is further portable.
【請求項21】 請求項1乃至請求項8のいずれかに記
載の光強度を測定する測定方法を実現するためのプログ
ラム。
21. A program for realizing the measuring method for measuring the light intensity according to claim 1.
【請求項22】 照射光の光強度を測定処理を制御する
ための測定処理プログラムを格納したコンピュータ可読
記憶媒体であって、 前記測定処理プログラムは、 所定面に設置された、互いに平行な光検出面を有し、散
乱光に対する検出感度が異なる複数の光検出器を用い
て、照射光を測定する光強度測定工程と、 前記散乱光に対する検出感度が異なる複数の光検出器の
出力に基づいて散乱光強度(Es)を算出する散乱光強
度算出工程と、を有することを特徴とするコンピュータ
可読記憶媒体。
22. A computer-readable storage medium storing a measurement processing program for controlling a measurement processing of light intensity of irradiation light, wherein the measurement processing program is provided on a predetermined surface, and detects light parallel to each other. Having a surface, using a plurality of photodetectors with different detection sensitivity to scattered light, a light intensity measurement step of measuring the irradiation light, based on the output of a plurality of photodetectors with different detection sensitivity to the scattered light And a scattered light intensity calculation step of calculating scattered light intensity (Es).
【請求項23】 照射光の光強度を測定する光検出装置
であって、 所定面に設置された、互いに平行な光検出面を有し、散
乱光に対する検出感度が異なる複数の光検出器を有する
ことを特徴とする光検出装置。
23. A photodetector for measuring the light intensity of irradiation light, comprising a plurality of photodetectors provided on a predetermined surface and having photodetection surfaces parallel to each other and having different detection sensitivities to scattered light. A photodetector characterized by having.
【請求項24】 照射光の光強度の測定値を処理するデ
ータ処理装置であって、 散乱光に対する検出感度が異なる複数の光検出器からの
出力を受信する受信手段と、 前記受信手段が受信した前記複数の光検出器からの出力
に基づいて散乱光強度(Es)を算出する散乱光強度算
出手段と、を有することを特徴とするデータ処理装置。
24. A data processing device for processing a measured value of the light intensity of irradiation light, comprising: receiving means for receiving outputs from a plurality of photodetectors having different detection sensitivities to scattered light; And a scattered light intensity calculating means for calculating scattered light intensity (Es) based on outputs from the plurality of photodetectors.
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