JP2008256506A - Radiometer - Google Patents
Radiometer Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008256506A JP2008256506A JP2007098373A JP2007098373A JP2008256506A JP 2008256506 A JP2008256506 A JP 2008256506A JP 2007098373 A JP2007098373 A JP 2007098373A JP 2007098373 A JP2007098373 A JP 2007098373A JP 2008256506 A JP2008256506 A JP 2008256506A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- optical fiber
- optical
- case
- radiometer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Description
本発明は、多方向の放射量を計測する放射計に関し、特に、検出部を移動させることなく多方向の放射量を計測可能な放射計に関する。 The present invention relates to a radiometer that measures multidirectional radiation amounts, and more particularly, to a radiometer capable of measuring multidirectional radiation amounts without moving a detection unit.
放射量を計測する場合において、検出対象領域に対して受光部を向けて計測することが一般的に行われている。計測者は検出対象領域に対して受光部を向けて計測するときに、多方向の放射量を計測する場合が往々にある。このような場合には、計測者が受光部の向きを変える必要があるため、精度高く放射量を計測するためには計測器を受光部が少なくとも回転可能に支持させる機構を設ける必要がある。このような機構を具体的に実現したものとして、特開平8−63232号公報に開示される太陽自動追尾装置がある。この太陽自動追尾装置は、検出対象領域に対してモータを用いて電動で受光部を移動させることができるだけでなく、光源となる太陽を自動的に追尾しながら太陽の放射量を計測する機能を有する。 In the case of measuring the amount of radiation, it is generally performed with the light receiving unit facing the detection target region. In many cases, the measurer measures the radiation amount in multiple directions when measuring the light receiving unit toward the detection target region. In such a case, it is necessary for the measurer to change the direction of the light receiving unit. Therefore, in order to measure the radiation amount with high accuracy, it is necessary to provide a mechanism for supporting the measuring device so that the light receiving unit can rotate at least. As a specific implementation of such a mechanism, there is an automatic solar tracking device disclosed in JP-A-8-63232. This automatic solar tracking device can not only move the light receiving unit electrically using a motor to the detection target area, but also has a function of measuring the amount of solar radiation while automatically tracking the sun as the light source. Have.
この特許文献1の太陽自動追尾装置は、具体的な構成として、4素子の受光素子からなるセンサ部を収納したセンサ収納部を、太陽光を受けるための受光部を有する機器またはその機器を支持する支持台に、機器における太陽光の受光部の指向角度と取付角度が一致するように取付けたうえで、ピンホールを介して太陽光を各受光素子に入射せしめ、各受光素子の受光量が同一でないならば、それが同一となるように前記機器またはこれを支持する支持台を方位角方向および天頂角方向において駆動せしめるようにしたものである。これによれば、日中の天空での位置が時々刻々変化し、これにより描かれる軌跡も季節によって異なる太陽を、計測器などの機器は自動的に追尾し、当該機器における受光部は太陽を指向することができる。
しかしながら、前記背景技術は以上のように構成されていることから、太陽追尾のための複雑な機械機構が必要であり、その機械機構のため大型となり、高価となり、故障率が高くなり、メンテナンスの必要もあるという課題を有する。また、自動的に追尾しない構成であっても、受光部を回転可能にする機械機構が必要となり、同様の課題を有する。 However, since the background art is configured as described above, a complicated mechanical mechanism for solar tracking is required, and the mechanical mechanism is large, expensive, has a high failure rate, and is low in maintenance. There is a problem that it is also necessary. Moreover, even if it is the structure which does not track automatically, the mechanical mechanism which makes a light-receiving part rotatable is required, and has the same subject.
本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、受光部を回転可能にする機械機構を不要とし、同一地点での多方向の放射量を計測することができる放射計を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a radiometer that can measure a multi-directional radiation amount at the same point without using a mechanical mechanism that allows the light receiving unit to rotate. With the goal.
図1ないし図3は本発明の原理を説明する図である。
図1は本発明の放射計の構成を示しており、球(ファイバー配設体)の周面に放射状に一方の端部を配設された光ファイバーが集束されて一列に並設され、所定角度でグレーティングに対向し、同様にグレーティングにある角度での対向位置に2次元CCDアレイを配設した構成である。好ましくは、光ファイバーを配設した球を覆う球状且つ中空の被覆体(ファイバーケース)を備え、この被覆体の周面に内部の球周面に配設された光ファイバーの端部それぞれに対して32分の開口角となる穴(ファイバーホール)を設けた構成であることが望ましい。
1 to 3 are diagrams for explaining the principle of the present invention.
FIG. 1 shows a configuration of a radiometer according to the present invention, in which optical fibers having one end radially arranged on a peripheral surface of a sphere (fiber arrangement body) are converged and arranged in a line at a predetermined angle. The two-dimensional CCD array is arranged at a position facing the grating at an angle at a certain angle. Preferably, a spherical and hollow covering (fiber case) is provided to cover the sphere on which the optical fiber is disposed, and 32 on each of the end portions of the optical fiber disposed on the inner circumferential surface of the covering. It is desirable to have a configuration in which a hole (fiber hole) having an opening angle of minutes is provided.
太陽の直達光、周縁光を計測するだけであれば、図2に示すように、半球の周面に放射状に光ファイバーの一方の端部を配設する構成でもよいが、地表面からの上向きの反射光を図1に示すように受ける場合には、光ファイバーの一方の端部を放射状に配設する周面の形状は球が望ましい。 If only the direct light of the sun and the peripheral light are to be measured, as shown in FIG. 2, one end of the optical fiber may be arranged radially on the peripheral surface of the hemisphere. When the reflected light is received as shown in FIG. 1, the shape of the peripheral surface in which one end of the optical fiber is radially arranged is preferably a sphere.
図2の右上に示すように、半球の周面に放射状に配設された光ファイバーの一方の端部と前記被覆体の孔とで、太陽視直径(約32[分])の開口となるように設定することが望ましい。 As shown in the upper right of FIG. 2, an opening having a solar vision diameter (about 32 [minutes]) is formed by one end portion of the optical fiber radially disposed on the circumferential surface of the hemisphere and the hole of the covering body. It is desirable to set to.
図2の右下に示すように、グレーティングに対向する2次元CCDは、横方向(又は縦方向)が波長分解を示し、縦方向(又は横方向)が半球の位置スキャンを示す。なお、ここでは、全ての光ファイバーの他方の端部を一列に並設し、グレーティングに対向させ、グレーティングに2次元CCDを対向させている構成を説示したが、一部の(例えば、左半球に配設された)光ファイバーの他方の端部を一列に並設し、第1のグレーティングに対向させ、第1のグレーティングに第1の2次元CCDを対向させ、残りの(例えば、左半球に配設された)光ファイバーの他方の端部を一列に並設し、第2のグレーティングに対向させ、第2のグレーティングに第2の2次元CCDを対向させる構成とすることもできる。なお、ここでは2段構成を示したが、3段以上の複数段の構成とすることもできる。また、それぞれの光ファイバーの他方の端部の列に対して、グレーティング及び2次元CCDを用意したが、光ファイバーの他方の端部のいくつかの列又は全ての列に対して一つのグレーティング又は2次元CCDを用意してグレーティング又は2次元CCDを機械的に可動させることにより光ファイバーの他方の端部の各列に対応させる構成にすることもできる。 As shown in the lower right of FIG. 2, in the two-dimensional CCD facing the grating, the horizontal direction (or vertical direction) indicates wavelength resolution, and the vertical direction (or horizontal direction) indicates hemispherical position scanning. In this example, the other end of all optical fibers are arranged in a line, opposed to the grating, and the two-dimensional CCD is opposed to the grating. However, some (for example, the left hemisphere) The other ends of the optical fibers (arranged) are arranged in a line, facing the first grating, the first two-dimensional CCD facing the first grating, and the remaining (for example, arranged in the left hemisphere). The other end of the optical fiber (provided) may be arranged side by side in a row, facing the second grating, and the second two-dimensional CCD facing the second grating. Although a two-stage configuration is shown here, a multi-stage configuration of three or more stages may be used. In addition, a grating and a two-dimensional CCD are prepared for the other end row of each optical fiber, but one grating or two-dimensional portion is provided for some or all rows of the other end portion of the optical fiber. It is also possible to prepare a CCD and mechanically move the grating or the two-dimensional CCD so as to correspond to each column at the other end of the optical fiber.
図3は本発明の原理のうち、光路に関する説明図である。球の周面に放射状に配設した光ファイバーの一方の端部が全天の外光を取り込み、光ファイバーのコアを介して光信号を伝搬して光ファイバーの他方の端部から射出させ、グレーティングに入射して反射され、2次元CCDアレイで光電変換されて電気信号になって出力される。 FIG. 3 is an explanatory diagram regarding the optical path in the principle of the present invention. One end of the optical fiber arranged radially on the circumference of the sphere captures all external light, propagates the optical signal through the core of the optical fiber, emits it from the other end of the optical fiber, and enters the grating Then, it is reflected, photoelectrically converted by a two-dimensional CCD array, and output as an electric signal.
(1)光ファイバーを半球面に放射状に2次元配置し、太陽光の直達、散乱、周縁光のすべてを計測できる分光放射計
本発明に係る放射計は、複数の光ファイバーと、当該光ファイバーの一方の端部を放射状に外表面に2次元配置した半球状のファイバーケースと、各光ファイバーの他方の端部からの光信号を信号処理系に適した信号にする光検出器とを備え、前記光ファイバーの一方の端部は、ファイバーケースの半球の中心位置から当該光ファイバーの一方の端部が配設されたファイバーケースの半球外表面上の位置への方向を向いて配置されるものである。
(1) Spectral radiometer capable of measuring two-dimensionally radial optical fibers on a hemisphere and measuring all direct sunlight, scattering, and peripheral light. A radiometer according to the present invention includes a plurality of optical fibers and one of the optical fibers. A hemispherical fiber case whose ends are radially arranged on the outer surface; and a photodetector that converts an optical signal from the other end of each optical fiber into a signal suitable for a signal processing system. One end portion is arranged so as to face the direction from the center position of the hemisphere of the fiber case to the position on the outer surface of the hemisphere where the one end portion of the optical fiber is disposed.
このような本発明によれば、単一の検出部を有する放射計の如く放射計の受光部を移動させることなく、放射計を計測地点に配置するだけで太陽光の直達、散乱、周縁光の全てを計測することができるという効果を奏する。従来の少なくとも受光部を可動させるための機械機構が不要となって低廉に構成することができる他、この機械機構についての保守費用も不要となる。
後説する実施形態では、球状のファイバーケースの周面に放射状に複数形成した穴に光ファイバーを外向き方向に配設した構成を示したが、ファイバーケースに穴であるファイバーホールを設けず、半球状に構成することもできる。また、半球状から球状に至るまでの略半球状又は略球状の形状のファイバーケースであっても放射計を構成することができる。言わば、少なくとも半球状のファイバーケースと表現することもできる。
According to the present invention as described above, direct movement of sunlight, scattering, and marginal light can be achieved by simply placing the radiometer at the measurement point without moving the light receiving portion of the radiometer like a radiometer having a single detection unit. There is an effect that all of can be measured. The conventional mechanical mechanism for moving at least the light receiving unit is not required and can be configured at a low cost, and the maintenance cost for the mechanical mechanism is also unnecessary.
In the embodiment to be described later, the configuration in which the optical fiber is disposed in the outward direction in the plurality of holes formed radially on the peripheral surface of the spherical fiber case is shown, but the fiber case that is a hole is not provided in the fiber case. It can also be configured. Further, the radiometer can be configured even with a substantially hemispherical or substantially spherical fiber case from a hemispherical shape to a spherical shape. In other words, it can be expressed as at least a hemispherical fiber case.
(2)上述の半球を上向き・下向きに配置し、地表面分光反射率、アルベド、双方向反射率特性を計測する放射計
本発明に係る放射計は、複数の光ファイバーと、当該光ファイバーの一方の端部を放射状に外表面に2次元配置した球状のファイバーケースと、各光ファイバーの他方の端部からの光信号を信号処理系に適した信号にする光検出器とを備え、前記光ファイバーの一方の端部は、ファイバーケースの半球の中心位置から当該光ファイバーの一方の端部が配設されたファイバーケースの半球外表面上の位置への方向を向いて配置されるものである。
(2) A radiometer that measures the ground surface spectral reflectance, albedo, and bidirectional reflectance characteristics by arranging the above hemisphere upward and downward. A radiometer according to the present invention includes a plurality of optical fibers and one of the optical fibers. A spherical fiber case whose ends are arranged two-dimensionally on the outer surface, and a photodetector that converts an optical signal from the other end of each optical fiber into a signal suitable for a signal processing system. The end of the fiber case is arranged in the direction from the center position of the hemisphere of the fiber case to the position on the outer surface of the fiber case where one end of the optical fiber is disposed.
このように本発明によれば、ファイバーケースの鉛直上方向の半球外表面に配設された光ファイバーと、ファイバーケースの鉛直下方向の半球外表面に配設された光ファイバーとを用いることで、太陽光の直達、散乱、周縁光、地表面分光反射率、アルベド、双方向反射率特性を計測することができるという効果を奏する。機構を含まず、メンテナンスフリーとなる全天分光日射放射計を提供することが可能となる。 Thus, according to the present invention, by using the optical fiber disposed on the vertically outer hemisphere surface of the fiber case and the optical fiber disposed on the vertically lower hemisphere surface of the fiber case, There is an effect that it is possible to measure direct light, scattering, peripheral light, ground surface spectral reflectance, albedo, and bidirectional reflectance characteristics. It is possible to provide an all-sky spectroradiometer that does not include a mechanism and is maintenance-free.
(3)ファイバーの出射光を一次元に並べ、グレーティング等連続分光を行い、半球からの太陽視直径に合わせた角度にて入射する太陽光を分光計測する放射計
本発明に係る放射計は必要に応じて、前記光ファイバーの他方の端部を一次元に並設させ、当該並設させた光ファイバーの他方の端部からの出射光を連続分光させる分光器を備えるものである。
(3) A radiometer that arranges the emitted light of the fiber in one dimension, performs continuous spectroscopy such as grating, and spectroscopically measures sunlight incident at an angle that matches the solar vision diameter from the hemisphere. The radiometer according to the present invention is necessary. The other end of the optical fiber is arranged in parallel one-dimensionally, and a spectroscope that continuously divides the emitted light from the other end of the arranged optical fiber is provided.
本発明に係る放射計は必要に応じて、前記ファイバーケースは、前記光ファイバーの一方の端部毎に当該光ファイバーの一方の端部の向きに略円形状の孔となるファイバーホールが形成され、当該ファイバーホールは、光ファイバーの一方の端部面の中心点から見てファイバーホールの径が太陽視直径となるように形成するものである。
分光器がグレーティンからなる場合において、このグレーティングの刻み間隔を調整することで分光における中心波長を可変とする連続分光方法を行うことができ、つまりは、その方法を実現できる放射計を提供することができる。
In the radiometer according to the present invention, if necessary, the fiber case is formed with a fiber hole that is a substantially circular hole in the direction of one end of the optical fiber for each one end of the optical fiber, The fiber hole is formed so that the diameter of the fiber hole becomes the sun view diameter when viewed from the center point of one end face of the optical fiber.
When the spectroscope is composed of a grating, it is possible to perform a continuous spectroscopic method in which the central wavelength in the spectroscopic is variable by adjusting the interval of the grating, that is, to provide a radiometer capable of realizing the method be able to.
(4)計測した分光放射輝度から、太陽直達、散乱、周縁光、水蒸気量、オゾン全量、全大気・水蒸気・オゾン・空気分子・エアロゾルの光学的厚さ、エアロゾル複素屈折率、粒径分布、気温・湿度・気圧の鉛直分布を推定および表示する放射計
本発明に係る放射計は必要に応じて、前記光検出器からの出力信号により求められた分光放射輝度から、太陽直達、散乱、周縁光、水蒸気量、オゾン全量、全大気・水蒸気・オゾン・空気分子・エアロゾルの光学的厚さ、エアロゾル複素屈折率、粒径分布、気温・湿度・気圧の鉛直分布の少なくとも1つを算出する演算部と、演算部からの算出結果を受け取って表示する表示部を備えるものである。
(4) From the measured spectral radiance, direct sunlight, scattering, marginal light, water vapor amount, total ozone amount, optical thickness of the whole atmosphere / water vapor / ozone / air molecule / aerosol, aerosol complex refractive index, particle size distribution, A radiometer that estimates and displays the vertical distribution of temperature, humidity, and atmospheric pressure. The radiometer according to the present invention, as necessary, from the spectral radiance obtained from the output signal from the photodetector, directly reaches the sun, scatters, and the periphery. Calculation to calculate at least one of light, water vapor amount, total ozone amount, optical thickness of whole air / water vapor / ozone / air molecule / aerosol, aerosol complex refractive index, particle size distribution, vertical distribution of temperature / humidity / atmospheric pressure And a display unit that receives and displays the calculation result from the calculation unit.
演算部が各算出結果を導き出すためのアルゴリズムは所謂当業者であれば周知・慣用技術であり、ここでは詳細は省略する。具体的な算出方法を説示した文献として、例えば、「独習 リモートセンシング」(新井 康平著、森北出版、2004年9月15日第1版第1刷発行)がある。特に、同著134頁から記載されるサウンダの原理を用いて、大気の気温、水蒸気、その他大気の組成分子の鉛直分布を求めることができる。 An algorithm for the calculation unit to derive each calculation result is well-known and commonly used by those skilled in the art, and details thereof are omitted here. As a document explaining a specific calculation method, for example, there is “Self-learning remote sensing” (Keihei Arai, Morikita Publishing, first edition, first published on September 15, 2004). In particular, the vertical distribution of atmospheric temperature, water vapor, and other atmospheric composition molecules can be determined using the sounder principle described from page 134 of the same book.
演算部は算出結果を数値として表示部に送り出す他、グラフ形式にして表示部に送り出す構成とすることもできる。そうすることで、計測地点において計測した後に計測結果を分析するために研究室などに戻ってグラフ処理をコンピュータで行ってディスプレイに表示する手間が省かれ、その計測地点におけるグラフ表示に基づいて以降の計測を行うことができる。つまり、従来であればグラフ処理を研究室などで見て、再計測や追加計測を行っているため計測地点までの行き来に相当の時間がかかり、そのために研究が滞ることもあったが、本発明により研究の迅速化にも寄与することができる。 In addition to sending the calculation result as a numerical value to the display unit, the calculation unit can also be configured to send it to the display unit in the form of a graph. By doing so, it is possible to save the trouble of returning to the laboratory etc. to analyze the measurement result after measuring at the measurement point and performing graph processing on the computer and displaying it on the display, based on the graph display at that measurement point. Can be measured. In other words, in the past, the graph processing was viewed in laboratories and remeasurement and additional measurement were performed, so it took a considerable amount of time to go to the measurement point. The invention can also contribute to speeding up research.
任意の高度における上向きおよび下向きの放射輝度を計測する放射計として把握することもできる。後説する図4に示す計測者が携帯できるタイプの放射計以外に、例えば、数十メートルの高さでの放射輝度を計測する場合には、所謂タワー計測で用いられる形態をとる。専用のタワーを建造してもよいし、アンテナ塔を借用して、例えば、タワーの影が入らないように先端に本発明の放射計を取付けた長尺物を水平方向に伸ばして計測することができる。 It can also be understood as a radiometer that measures upward and downward radiance at an arbitrary altitude. In addition to the type of radiometer that can be carried by the measurer shown in FIG. 4 to be described later, for example, when measuring the radiance at a height of several tens of meters, a form used in so-called tower measurement is taken. You can build a dedicated tower, or borrow an antenna tower and measure, for example, a long object with the radiometer of the present invention attached to the tip in the horizontal direction so that the shadow of the tower does not enter Can do.
(5)
本発明に係る放射計は、中空の表面に複数の穴であるファイバーホールが形成され、当該複数のファイバーホール以外から外光を取り込まないように黒色の球状のファイバーケースと、当該ファイバーケースの表面のファイバーホール毎に一方の端部を固定された複数の光ファイバーと、当該複数の光ファイバーを集束させて配列している光ファイバーの他方の端部に対して、所定角度で配設している光学的なスペクトル取得手段と、当該スペクトル取得手段からの取得したスペクトルの出力方向に対向しているイメージセンサとを備え、ファイバーケースの表面に形成されたファイバーホールから取り込まれた外光を一方の端部を固定された光ファイバーが受け、当該光ファイバーの内部を通過して他方の端部から出力されたスペクトルをイメージセンサが計測するものである。
(5)
The radiometer according to the present invention has a hollow fiber surface formed with a plurality of hole fiber holes, and a black spherical fiber case so as not to capture external light from other than the plurality of fiber holes, and the surface of the fiber case An optical fiber disposed at a predetermined angle with respect to a plurality of optical fibers having one end fixed for each fiber hole and the other end of the optical fiber in which the plurality of optical fibers are converged and arranged. One end of the external light captured from the fiber hole formed on the surface of the fiber case, and an image sensor facing the output direction of the spectrum acquired from the spectrum acquisition unit. The fixed optical fiber receives and the spectrum output from the other end through the optical fiber is received. Mejisensa in which to measure.
スペクトル取得手段は後説する実施形態では、グレーティングを例として記載しており、その他に、プリズム及びグリズムを用いることができる。
イメージセンサは構成する実施形態では、2次元CCDアレイを例として記載しており、その他に、CMOSセンサアレイ、赤外線センサアレイを用いることもできる。なお、ライナアレイを並列してエリアアレイを構成してもよい。
In the embodiment described later, the spectrum acquisition means is described by taking a grating as an example, and in addition, a prism and a grism can be used.
In the embodiment in which the image sensor is configured, a two-dimensional CCD array is described as an example. In addition, a CMOS sensor array or an infrared sensor array can also be used. The area array may be configured by arranging the liner arrays in parallel.
各ファイバーホールは、空間的に分離されており、光ファイバーの一方の端部が対応しないファイバーホールから光を受けることはない。また、ファイバーホールも黒色であることが望ましく、ファイバーケースの表面の孔から取り込まれた光が内部の仕切りに反射することなく吸収される。 Each fiber hole is spatially separated, and one end of the optical fiber does not receive light from a fiber hole that does not correspond. The fiber hole is also preferably black, and the light taken in from the hole on the surface of the fiber case is absorbed without being reflected by the internal partition.
ファイバーケースを黒色にするのは、例えば、ファイバーケースの成形物質自体を黒色にする方法と、ファイバーケース表面のみを黒色に着色する方法がある。
これら前記の発明の概要は、本発明に必須となる特徴を列挙したものではなく、これら複数の特徴のサブコンビネーションも発明となり得る。
The fiber case is made black by, for example, a method of making the molding material itself of the fiber case black and a method of coloring only the fiber case surface black.
These outlines of the invention do not enumerate the features essential to the present invention, and a sub-combination of these features can also be an invention.
(本発明の第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る放射計について図に基づき説明する。
[1.構成]
本実施形態に係る放射計は、図4に示すように、ファイバーボール10、ファイバー管20、リモコン把持部30からなる。
(First embodiment of the present invention)
A radiometer according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[1. Constitution]
As shown in FIG. 4, the radiometer according to this embodiment includes a
[1.1 ファイバーボール]
ファイバーボール10は、図5(a)に示すように、所定厚みを有する中空の例えば樹脂成形で作られる球体であるファイバーケース12と、このファイバーケース12に収納される光ファイバー11からなる。ファイバーボール10の周面には円錐台形の穴であるファイバーホール12aが放射状に無数に形成されている。ファイバーホール12aは所定厚みの中空の球体を樹脂成形した後に、ファイバーボール10の周面から円錐台形を切り抜き加工して円錐台形のファイバーホール12aを形成してもよいし、樹脂成形(圧縮成形、ブロー成形、真空形成)時にファイバーホール12aも形成される金型を使用して樹脂成形のみでファイバーケース12を形成してもよい。
[1.1 Fiber ball]
As shown in FIG. 5A, the
ファイバーケース12のファイバーホール12aの底面部分には光ファイバー11と略同じ径の孔であるファイバー先端保持孔12bがファイバーホール12aの上面と中心軸を同じにして形成されている。図5(b)は図5(a)のあるファイバーホール12aに着目したファイバーケース12の部分詳細斜視図である。この図5(b)が示すように、光ファイバー11をファイバー先端保持孔12bにファイバーケース12の内部から挿通し、光ファイバー11の一方の端部をファイバー先端保持孔12bの先端面と同一面で保持している。ファイバーホール12a毎に光ファイバー11を挿通する必要があり、ファイバーホール12aの形成数個挿通処理が必要となる。本実施形態では、後説するようにファイバー管20とファイバー10が連通しているため、ファイバーケース12の下方部分に連通穴が形成されており、この連通穴を利用して前記光ファイバー11の挿通処理を行うことができる。連通穴が形成されない場合であっても、挿通処理時にファイバーケース12を分断し、例えば、半球ずつに分断してそれぞれの半球に対してファイバーホール12aへの光ファイバー11の挿通処理を行った後に、ファイバーケース12の半球同士を元通りに接合させることもできる。このようなファイバーケース12の分断結合方法を用いた光ファイバー11の挿通処理を用いることで、計測処理用基板50自体を内蔵するファイバーボール10を作成することもできる。
A fiber
図5(c)に示すように円柱状にファイバーホール12aを形成することもできる。図5(d)は図5(c)のあるファイバーホール12aに着目したファイバーケース12の部分詳細斜視図である。本発明のファイバーボール10は、光ファイバーの径、ファイバーケース12の大きさ、ファイバーホール12aの大きさ、ファイバーホール12aの個数により様々なファイバーボール10を得ることができ、例えば、図5(a)のファイバーボール10に対してより多くのファイバーホール12aを形成し、また、光ファイバー11をマイクロメータレベル(例えば、20[μm]、10[μm])とした場合のファイバーボールの部分詳細断面図が図5(e)である。
ファイバーケース12の周面及びファイバーホール12a部分は黒色に着色されており、ファイバーホール12a内に入射した外光がファイバーホール12aの周面でできる限り反射しないようにしている。
As shown in FIG. 5C, the
The peripheral surface of the
ファイバーケース12の全球面方向にファイバーホール12aが等間隔に形成されている。ただし、ファイバーボール10の底部にはファイバーホール12aは形成されておらず、内部で集束された光ファイバー11がファイバー管20を通ってリモコン把持部30に到達している。ファイバーケース12内でケーブル結束具を用いて集束された後、ファイバー管20内でも移動しないようにファイバー管20の内面に固定されている。
Fiber holes 12 a are formed at equal intervals in the entire spherical surface direction of the
図6は本実施形態に係るファイバーボールのスケールの一例を模式的に説明する図である。ファイバーホール12aの開口部が、光ファイバー11の一方の端部面の中心を中心点として32[分]の開口となるように形成する。図6では、ファイバーケース12の直径を5[cm]、光ファイバー11の直径を20[μm]、ファイバーホールの深さを14.3[mm]とすると、前記32[分]の開口となるために、ファイバーホール12aは1.1[mm]の開口となる。そして、20[μm]の光ファイバー11を集束させると、1[cm]以下の束となる。また、この直径5[cm]のファイバーボール10の周面に1.25[mm]間隔でファイバーホール12aを形成すると、全ファイバーホール数は4096[個]となる。
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an example of the fiber ball scale according to the present embodiment. The opening of the
[1.2 リモコン把持部]
リモコン把持部30は、図4、図7及び図8に示すように、ON/OFF表示ランプ31、計測中ランプ32、気泡管水平器33、ON/OFFボタン34、計測開始/停止ボタン35、メモリカード用開口36、USB用開口37、把持部ケース38、グレーティング41、2次元CCDアレイ42、計測処理用基板50、マイクロコンピュータ51、EEPROM52、二次電池53、USBインタフェース54及びメモリカードインタフェース55からなる。
[1.2 Remote control gripping part]
As shown in FIGS. 4, 7 and 8, the remote control grip 30 includes an ON /
把持部ケース38は管状になっており、その管内上面に計測処理用基板50が内面に配設されて固定されている。計測処理用基板50上には図8に示すように、2次元CCDアレイ42、ON/OFF表示ランプ31、計測中ランプ32、マイクロコンピュータ51、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)52、二次電池53、ON/OFFボタン34、計測開始/停止ボタン35、USBインタフェース54及びメモリカードインタフェース55が実装されている。計測処理用基板50上の各実装要素は、マイクロコンピュータ51と制御信号用に電気的に接続し、二次電池53と電力供給用に電気的に接続している。図8では制御用信号線を図示しているが、電力供給用線は省略している。なお、本実施形態では、EEPROMである内蔵型記憶手段、メモリーカードである携帯型記憶手段、USBインタフェース54である外部コンピュータを用いたが、いずれか一つでもよいし、他の記憶手段を用いた構成でもよいし、出力結果を一時的に記憶して表示出力するのみの構成であってもよい。また、図8中破線で示している小型モータ72及びリニアエンコーダ73は本実施形態では使用しない。
The
マイクロコンピュータ51は、ON/OFF表示ランプ31、計測中ランプ32に対して発光の制御を行う。マイクロコンピュータ51は、ON/OFFボタン34、計測開始/停止ボタン35からの入力信号を受ける。マイクロコンピュータ51は、2次元CCDアレイ42に対して放射量の計測の開始を命じ、2次元CCDアレイ42からの放射量の検出値(2次元CCDアレイの各フォトダイオードからの電荷量又はそれをA/D変換、放射量に変換したもの)を受け付ける。マイクロコンピュータ51は、データをEEPROM52に対してデータを送り出し、また、逆に、EEPROM52からデータを読み出す。送り出すデータは2次元CCDアレイ42により取得した放射量の検出値である。マイクロコンピュータ51は、USBインタフェース54に連結されるUSBケーブル(図示しない)を介して接続される外部コンピュータ(図示しない)からのデータを受け付け、逆に、外部コンピュータに対してデータを送り出す。マイクロコンピュータ51は、メモリカードインタフェース55にスロットインされるメモリカード(図示しない)に対してデータを送り出す。ここで、逆に、マイクロコンピュータ51がメモリカードからデータを受け付ける構成としてもよい。
The
計測処理用基板50は把持部ケース38の内面に、把持部ケース38の上面に形成されたON/OFF表示ランプ用孔、計測中ランプ用孔、ON/OFFボタン用孔、計測開始/停止ボタン用孔にON/OFF表示ランプ31、計測中ランプ32、ON/OFFボタン34、計測開始/停止ボタン35が合致するように内設している。
The
把持部ケース38はファイバー管20と連通している。ファイバー管20とリモコン把持部30の境界部分に光ファイバー11の受光側と逆側になる他端面が一列に整列しており、それに所定角度をもってグレーティング41が配設されている。グレーティング41は2次元CCDアレイ42に対して定まった角度で配設されており、光ファイバー11からの外部からの入射光を受けて2次元CCDアレイ42に反射させている。
The
2次元CCDアレイ42ではホトダイオード(図示しない)からの信号が順次出力され、アナログ処理、AD変換などの周知の情報処理技術を経てマイクロコンピュータ51に入力される。なお、マイクロコンピュータ51で2次元CCDアレイ42からの信号を情報処理する機能を荷うこともできるし、マイクロコンピュータ51と2次元CCDアレイ42の間に2次元CCDアレイ42からの信号を処理する素子を配設することもできる。
In the two-
[1.3 光路説明]
図7は本実施形態の計測時の光ファイバーからの光路説明図である。ファイバーホール12aから取り込まれた外光は対応する光ファイバー11に取り込まれ、光ファイバー11のコアを通って、グレーティング41に入射される。グレーティング41に入射された光はグレーティング41の表面で反射され、回折格子の原理に基づきスペクトルを反射方向に配設された2次元CCDアレイ42にて取得する。
2次元CCD42では光ファイバー11毎のグレーティング41からの反射光を計測する。つまり、図7の水平方向の一列が一の光ファイバーの放射量を計測することになる。
[1.3 Explanation of optical path]
FIG. 7 is an explanatory diagram of an optical path from the optical fiber at the time of measurement according to the present embodiment. External light taken in from the
The two-
[1.4 観測波長]
観測対象により次の箇条書きのように観測波長が異なる。
・水蒸気:
720,810,940[nm]→相対湿度プロファイル,936[nm]:水蒸気
・酸素:
762[nm],1070[nm]→気圧
・オゾン:
440−740[nm](600[nm])、305,312,320[nm]
・二酸化炭素:
780−1240[nm](690[nm])→気温プロファイル
・大気光学的厚さ
368,500,670,772,862,1020[nm]
このように観測対象により観測波長が異なるため、例えば、304ないし1072[nm]を1[nm]間隔に分光し、計768チャンネル用意する構成とする。そうすると、4096[個:光ファイバー数]×768[チャンネル]エレメント数の2次元CCDが必要となる。この例によれば、植生等を観測対象物とした場合に、可視から近赤外波長域の分光反射が有効となる。
[1.4 Observation wavelength]
The observation wavelength differs depending on the observation target as shown in the following bullet.
·water vapor:
720, 810, 940 [nm] → relative humidity profile, 936 [nm]: water vapor / oxygen:
762 [nm], 1070 [nm] → atmospheric pressure / ozone:
440-740 [nm] (600 [nm]), 305, 312, 320 [nm]
·carbon dioxide:
780-1240 [nm] (690 [nm]) → temperature profile / atmospheric optical thickness 368,500,670,772,862,1020 [nm]
As described above, since the observation wavelength varies depending on the observation target, for example, a configuration in which 304 to 1072 [nm] is dispersed at intervals of 1 [nm] and a total of 768 channels are prepared. Then, a two-dimensional CCD having 4096 [pieces: the number of optical fibers] × 768 [channels] elements is required. According to this example, when vegetation or the like is used as an observation object, spectral reflection in the visible to near-infrared wavelength region is effective.
[1.5 計測した放射量を用いた]
図9は本実施形態に係る放射計による観測概要図である。本発明の放射計により、直達光、スカイライト散乱光、上向き放射ラジアンス及び周縁光を略同時に受光部を動かすことなく計測することができる。
[1.5 Using measured radiation dose]
FIG. 9 is a schematic view of observation by the radiometer according to the present embodiment. With the radiometer of the present invention, direct light, skylight scattered light, upward radiation radiance, and peripheral light can be measured substantially simultaneously without moving the light receiving unit.
[2.動作]
使用者は放射量を計測したい地点で、図4に示すように、リモコン把持部30のボタンなどが配設されている方向を鉛直上方向にしてON/OFFボタン34を押下する。リモコン把持部30の所定側を鉛直上方向にするのは、ファイバー管20がリモコン把持部30の先頭面からリモコン把持部30の延出方向に形成され(水平部20a)、途中でリモコン把持部30の延出方向に対して略直角に曲折し(垂直部20b)、先端部分がファイバーボール10に取り込まれ、予め定められたファイバーボール10の天頂10aが鉛直上方向を向くようになるからである。前記ファイバー管20が水平部20a及び垂直部20bから構成されることで、ファイバーボール10の検出面に対して、ファイバー管20の影がかからないようにしている。また、使用者は、把持部ケース38の水平部20aの延出方向が所定方位に向くようにしている。使用者のON/OFFボタン34の押下により、ON/OFF表示ランプ31が点灯する。
[2. Operation]
As shown in FIG. 4, the user presses the ON /
使用者は、前説のようにファイバーボール10の天頂10aを天頂方向に向かせ、ファイバーボール10が所定方位を向くようにした状態で計測開始/停止ボタン35を押下することで、計測中ランプ32が点灯すると共に、2次元CCDアレイ42により計測が開始される。
The user turns the zenith 10a of the
前記[1.3 光路説明]で説示したように、2次元CCDアレイ42にて側光量を計測し、マイクロコンピュータ51に各光ファイバー11の所定の各単波長成分の放射量が送り出される。マイクロコンピュータ51は取り込んだ放射量をEEPROM52に記録する。マイクロコンピュータ51に現在の計測で計測された放射量が送り出され、記録された後に、計測中ランプ32が所定期間点滅して消灯する。これにより、使用者は計測が終了したことを認識する。
As explained in [1.3 Description of optical path], the side light quantity is measured by the two-
その後に、使用者がメモリカードをメモリカードスロット36に挿入することで、マイクロコンピュータ51を介してEEPROM52上の放射量がメモリカードに転送される。または、外部コンピュータ(不図示)に連結したUSBケーブルの他端をUSBインタフェース37に連結し、マイクロコンピュータ51を介してEEPROM52上の放射量を外部コンピュータに取り込む。
Thereafter, when the user inserts the memory card into the
[3.効果]
このように略全球面に対して光ファイバー11の端部を外向きに配設し、光ファイバー11への入射光をグレーティング41を介して光ファイバー11毎に2次元CCDアレイ42で計測するので、検出部であるファイバーボール10自体を計測時に機械的に動かすことなく色々な方向の放射量を計測することができる。
[3. effect]
In this way, the end of the
なお、本実施形態では、計測が同じ天頂角となるように、気泡管水平器33を用いて計測し、さらに、同じ方位となるように同じ方向を向いて計測しているが、単に、太陽の直達光、周縁光、散乱光を計測する場合には、太陽の直達光を計測している光ファイバー11を特定することができれば計測可能であるため、同じ天頂角及び方位で計測する必要はなく、気泡管水平器33も不要である。雲がない場合に計測した放射量から直達光を計測した光ファイバー11を特定することができる。
In the present embodiment, measurement is performed using the
(その他の実施形態)
[変形例]
前記第1の実施形態に係る放射計は一例であり、本発明の原理を逸脱しない範囲での変更例をとることができる。例えば、前記第1の実施形態では、ファイバー管20及びリモコン把持部30を具備する構成となっているが、これらの構成要素を具備せずにファイバーボール10の中心部分に、計測処理用基板50を内設し、ボタン、ランプ等をファイバーボール10の周面のファイバーホール12aが形成されていない箇所に設けた構成をとることもできる。
(Other embodiments)
[Modification]
The radiometer according to the first embodiment is an example, and modifications can be made without departing from the principle of the present invention. For example, in the first embodiment, the
使用形態としては計測地点にファイバーボール10を置いてボタンを押下して計測を開始する。または、計測地点にファイバーボール10を吊るしてボタンを押下して計測を開始する。特に、前者の使用形態である場合に放射量から地面方向を特定し、さらに、地面方向のうち鉛直下方向は円形放射状に放射量が小さくなることから鉛直下方向を特定し、逆に、鉛直上方向を特定することもできる。
気泡管水平器33を具備しなくてもよい構成も可能であるのは、前記第1の実施形態と同様である。
As a usage pattern, the measurement is started by placing the
The configuration without the
[シリンドリカルレンズ(円柱レンズ)]
図10は本実施形態に係るシリンドリカルレンズを適用した構成例である。
前記第1の実施形態においては、光ファイバー11のグレーティング41側の端部とグレーティング41の間の光ファーバー11からの入射光の光路上に拡散防止用シリンドリカルレンズ61を配設することもでき、光ファイバー11からの入射光が光ファイバー11の配設方向11aに広がることを防止している。拡散防止用シリンドリカルレンズ61の曲面形成方向61aが光ファイバー11の配列方向11aと同方向となるように、拡散防止用シリンドリカルレンズ61を配設している。
[Cylindrical lens (cylindrical lens)]
FIG. 10 shows a configuration example to which the cylindrical lens according to this embodiment is applied.
In the first embodiment, the diffusion preventing
また、拡散防止用シリンドリカルレンズ61とグレーティング41の間の拡散防止用シリンドリカルレンズ61からの透過光の光路上に平行光用シリンドリカルレンズ62を配設することもでき、シリンドリカルレンズ61からの透過光を平行光にしている。平行光用シリンドリカルレンズ62の曲面形成方向62aが光ファイバー11の配列方向と直交するように平行光用シリンドリカルレンズ62を配設している。
Further, a parallel light
このようにシリンドリカルレンズ61、62を用いて、光ファイバー11からの入射光を隣接入射光に影響を与えることないように受けることがないように拡散させず、また、グレーティング41での反射光が適切なスペクトルとなるように平行光としているので、より精度高く放射量を取得することができる。
As described above, the
[スリットによる光ファイバー毎の検出方法]
図11は本実施形態に係る可動スリットを適用した構成例である。
前記第1の実施形態においては、全ての光ファイバー11からの外光の入射光がグレーティング41に入射して反射され、2次元CCDアレイ42に到達して該当部位の電荷が転送される構成であったが、図11に示すように、光ファイバー11とグレーティング41の光路上にスリット71aが位置し、且つ、光ファイバー11の配列方向に移動可能に構成されるスリット板71を具備させる。
[Detection method for each optical fiber by slit]
FIG. 11 is a configuration example to which the movable slit according to the present embodiment is applied.
In the first embodiment, the incident light of the external light from all the
スリット板71のスリット71aの幅は、光ファイバー11の径以下に形成されている。
スリット板71は、周知のスライド機構と接続し、このスライド機構と可動子が接続する小型モータ72を介して光ファイバー11の配列方向に移動可能に構成される。なお、ここでは、モータを一例として示したが、空気シリンダ、ソレノイドなどのアクチュエータをモータの代替技術として使用してもよい。
The width of the
The
スリット板71にはスリット71a以外のリニアエンコーダ用の孔(不図示)が形成されており、発光部と受光部の一対からなる光学式リニアエンコーダ73によりスリット板71の位置をマイクロコンピュータ51が光学式リニアエンコーダ72の出力により把握している。よって、マイクロコンピュータ51は、小型モータ72に駆動電圧を印加してスリット71aが所望の光ファイバー11のグレーティング41の端部の正面に対向させている。これにより、グレーティング41には全ての光ファイバー11からの外光が入射するのではなく、スリット71aを通過してきた所望の光ファイバー11からの外光のみが入射し、反射されて2次元CCDアレイ42により検出される。
前記[シリンドリカルレンズ(円柱レンズ)]の拡散防止用シリンドリカルレンズ61及び/又は平行光用シリンドリカルレンズ62をスリット板71の前後にさらに具備させた構成であってもよい。
The
A configuration in which the diffusion preventing
[方位取得手段内蔵型]
前記各実施形態においては、把持部ケース38の水平部20aの延出方向が所定方位(例えば、北)に向くようにして計測したが、デジタル方位計(デジタルコンパス)又はGPSレシーバからなる方位取得手段を把持部ケース38に内設し、計測時にその方位取得手段から計測時方位を取得して計測値と共に記録する構成であってもよい。また、記録する場合には所定方位を基準として計測値を並び替えて記録時には常に同じ方位にデータが並ぶように情報処理して記録することもできるし、各光ファイバー11毎の計測値に対して方位を属性として関連付けて記録することもできる。
[Direction acquisition means built-in type]
In each of the embodiments described above, the measurement is performed so that the extending direction of the
[天頂角取得手段内蔵型]
前記各実施形態においては、気泡管水平器33を用いてファイバーボール10の天頂10aが鉛直上方向を向くようにしているが、ファイバーボール10の天頂10aの天頂角(天頂方向となす角度であって、地平線の方向が90度。)を求める鉛直上方向取得手段(例えば、鉛直器、自動天頂鉛直器、レーザ鉛直器)を具備し、前説[方位取得手段内蔵型]と同様に計測時に鉛直上方向取得手段により天頂角を取得し、同様に記録する構成であってもよい。
[Zenith angle acquisition means built-in type]
In each of the above embodiments, the
[グレーティングの代替手段]
前記各実施形態においては、グレーティングを用いたが、プリズム又はグリズムを使用してもよい。
[Grating alternatives]
In each of the above embodiments, a grating is used, but a prism or a grism may be used.
[2次元CCDアレイの代替手段]
前記各実施形態においては、イメージセンサとして2次元CCDを用いたが、CMOSセンサアレイ、赤外線センサアレイといった任意の2次元イメージセンサを用いることができる。
[Alternative to two-dimensional CCD array]
In each of the embodiments, a two-dimensional CCD is used as an image sensor. However, any two-dimensional image sensor such as a CMOS sensor array or an infrared sensor array can be used.
[本発明による放射計により計測した放射量から求めるグラフ例]
本発明の放射計により、直達光、散乱光、周縁光の波長毎の放射量を計測することができ、計測した放射量から周知技術・慣用技術のアルゴリズム(サウンダの原理など)を用いて、各種の観測値(オゾン全量、全大気・水蒸気・オゾン・空気分子・エアロゾルの光学的厚さ、エアロゾル複素屈折率、粒径分布、気温・湿度・気圧の鉛直分布)を推定することができ、さらに、グラフ化することもできる。例えば、図12ないし図14のエアロゾル複素屈折率と粒径分布に関するグラフを求めることができ、所定波長域(例えば、500[nm]周辺)の放射量を用いて、複素屈折率の実部、虚部及びユンゲパラメータを求めてグラフ化したものである。図15は植生の双方向反射率特性を求めてグラフ化したものであり、図15(a)が森林について、図15(b)が草地についてである。なお、一点鎖線が枯れている森林又は草地に関するものであり、二点鎖線が生い茂っている森林又は草地に関するものである。
[Example of graph obtained from the radiation amount measured by the radiometer according to the present invention]
With the radiometer of the present invention, it is possible to measure the amount of radiation for each wavelength of direct light, scattered light, and marginal light, using known techniques and conventional techniques algorithms (such as the principle of sounder) from the measured amount of radiation, We can estimate various observation values (total amount of ozone, optical thickness of whole atmosphere, water vapor, ozone, air molecules, aerosol, aerosol complex refractive index, particle size distribution, vertical distribution of temperature, humidity, and atmospheric pressure) Furthermore, it can also be graphed. For example, the graphs relating to the aerosol complex refractive index and the particle size distribution in FIGS. 12 to 14 can be obtained, and the real part of the complex refractive index using the radiation amount in a predetermined wavelength region (for example, around 500 [nm]), The imaginary part and the Junge parameter are obtained and graphed. FIG. 15 is a graph showing the bidirectional reflectance characteristics of vegetation. FIG. 15A shows the forest and FIG. 15B shows the grassland. In addition, it is related to the forest or grassland where the alternate long and short dash line is withered, and is related to the forest or grassland where the alternate long and two short dashes line is overgrown.
以上の前記各実施形態により本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は実施形態に記載の範囲には限定されず、これら各実施形態に多様な変更又は改良を加えることが可能である。そして、かような変更又は改良を加えた実施の形態も本発明の技術的範囲に含まれる。このことは、特許請求の範囲及び課題を解決する手段からも明らかなことである。 Although the present invention has been described with the above embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the embodiments, and various modifications or improvements can be added to these embodiments. . And embodiment which added such a change or improvement is also contained in the technical scope of the present invention. This is apparent from the claims and the means for solving the problems.
10 ファイバーボール
10a 天頂
11 光ファイバー
11a 配列方向
12 ファイバーケース
12a ファイバーホール
12b ファイバー先端保持孔
20 ファイバー管
20a 水平部
20b 垂直部
30 リモコン把持部
31 ON/OFF表示ランプ
32 計測中ランプ
33 気泡管水平器
33a 標線
33b 気泡
34 ON/OFFボタン
35 計測開始/停止ボタン
36 メモリカード用開口
37 USB用開口
38 把持部ケース
41 グレーティング
42 2次元CCDアレイ
50 計測処理用基板
51 マイクロコンピュータ
52 EEPROM
53 二次電池
54 USBインタフェース
55 メモリカードインタフェース
61 拡散防止用シリンドリカルレンズ
61a 曲面形成方向
62 平行光用シリンドリカルレンズ
62a 曲面形成方向
71 スリット板
71a スリット
72 小型モータ
73 リニアエンコーダ
DESCRIPTION OF
53
Claims (6)
当該光ファイバーの一方の端部を放射状に外表面に2次元配置した半球状のファイバーケースと、
各光ファイバーの他方の端部からの光信号を信号処理系に適した信号にする光検出器とを備え、
前記光ファイバーの一方の端部は、ファイバーケースの半球の中心位置から当該光ファイバーの一方の端部が配設されたファイバーケースの半球外表面上の位置への方向を向いて配置される放射計。 With multiple optical fibers,
A hemispherical fiber case in which one end of the optical fiber is radially arranged two-dimensionally on the outer surface;
A photodetector that converts the optical signal from the other end of each optical fiber into a signal suitable for the signal processing system;
One end of the optical fiber is a radiometer arranged in a direction from a center position of the hemisphere of the fiber case to a position on the outer surface of the hemisphere where the one end of the optical fiber is disposed.
当該光ファイバーの一方の端部を放射状に外表面に2次元配置した球状のファイバーケースと、
各光ファイバーの他方の端部からの光信号を信号処理系に適した信号にする光検出器とを備え、
前記光ファイバーの一方の端部は、ファイバーケースの半球の中心位置から当該光ファイバーの一方の端部が配設されたファイバーケースの半球外表面上の位置への方向を向いて配置される放射計。 With multiple optical fibers,
A spherical fiber case in which one end of the optical fiber is radially arranged on the outer surface two-dimensionally;
A photodetector that converts the optical signal from the other end of each optical fiber into a signal suitable for the signal processing system;
One end of the optical fiber is a radiometer arranged in a direction from the center position of the hemisphere of the fiber case to a position on the outer surface of the hemisphere of the fiber case where the one end of the optical fiber is disposed.
当該並設させた光ファイバーの他方の端部からの出射光を連続分光させる分光器を備える
前記請求項1または2に記載の放射計。 The other end of the optical fiber is arranged one-dimensionally,
The radiometer according to claim 1, further comprising a spectroscope that continuously splits the emitted light from the other end of the optical fibers arranged side by side.
当該ファイバーホールは、光ファイバーの一方の端部面の中心点から見てファイバーホールの径が太陽視直径となるように形成する
前記請求項1ないし3のいずれかに記載の放射計。 The fiber case is formed with a fiber hole that becomes a substantially circular hole in the direction of one end of the optical fiber for each one end of the optical fiber,
The radiometer according to any one of claims 1 to 3, wherein the fiber hole is formed so that a diameter of the fiber hole becomes a solar vision diameter when viewed from a center point of one end face of the optical fiber.
演算部からの算出結果を受け取って表示する表示部を備える
前記請求項1ないし4のいずれかに記載の放射計。 From the spectral radiance obtained from the output signal from the photodetector, direct solar radiation, scattering, marginal light, water vapor amount, total ozone amount, optical thickness of the whole atmosphere / water vapor / ozone / air molecules / aerosol, aerosol complex A calculation unit that calculates at least one of a refractive index, a particle size distribution, and a vertical distribution of temperature, humidity, and atmospheric pressure;
The radiometer according to claim 1, further comprising a display unit that receives and displays a calculation result from the calculation unit.
当該ファイバーケースの表面のファイバーホール毎に一方の端部を固定された複数の光ファイバーと、
当該複数の光ファイバーを集束させて配列している光ファイバーの他方の端部に対して、所定角度で配設している光学的なスペクトル取得手段と、
当該スペクトル取得手段からの取得したスペクトルの出力方向に対向しているイメージセンサとを備え、
ファイバーケースの表面に形成されたファイバーホールから取り込まれた外光を一方の端部を固定された光ファイバーが受け、
当該光ファイバーの内部を通過して他方の端部から出力されたスペクトルをイメージセンサが計測する放射計。 A fiber hole which is a plurality of holes is formed on the hollow surface, and a black spherical fiber case so as not to capture external light from other than the plurality of fiber holes,
A plurality of optical fibers having one end fixed for each fiber hole on the surface of the fiber case;
Optical spectrum acquisition means disposed at a predetermined angle with respect to the other end of the optical fiber in which the plurality of optical fibers are focused and arranged;
An image sensor facing the output direction of the spectrum acquired from the spectrum acquisition means,
An optical fiber fixed at one end receives external light taken from the fiber hole formed on the surface of the fiber case,
A radiometer in which an image sensor measures a spectrum that passes through the inside of the optical fiber and is output from the other end.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007098373A JP4893952B2 (en) | 2007-04-04 | 2007-04-04 | Radiometer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007098373A JP4893952B2 (en) | 2007-04-04 | 2007-04-04 | Radiometer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008256506A true JP2008256506A (en) | 2008-10-23 |
JP4893952B2 JP4893952B2 (en) | 2012-03-07 |
Family
ID=39980214
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007098373A Expired - Fee Related JP4893952B2 (en) | 2007-04-04 | 2007-04-04 | Radiometer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4893952B2 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104634455A (en) * | 2015-02-12 | 2015-05-20 | 电子科技大学 | Multi-channel radiometer system front end and control method of consistency thereof |
JP2015219151A (en) * | 2014-05-19 | 2015-12-07 | 日本放送協会 | Illumination information measurement device |
KR20160061836A (en) * | 2014-11-24 | 2016-06-01 | (주)한국해양기상기술 | Method for measuring the state of atmosphere by using nonmotorized photometer including multi-probes |
KR20160061832A (en) * | 2014-11-24 | 2016-06-01 | 최규용 | Nonmotorized photometer usnig multi-probes |
JP2018538522A (en) * | 2015-10-20 | 2018-12-27 | スペクトラフィ インコーポレイテッドSpectrafy Inc. | All-sky solar spectrum apparatus and method |
CN113258864A (en) * | 2021-06-07 | 2021-08-13 | 朱胜昌 | Photovoltaic solar tracking system |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59161044A (en) * | 1983-11-28 | 1984-09-11 | Nec Corp | Automatic locating device of semiconductor pellet |
JPS59162426A (en) * | 1983-01-13 | 1984-09-13 | アルカテル ナ−ムロゼ ベノ−トスハツプ | Device for determining direction of incident ray |
JPS60185234A (en) * | 1984-03-05 | 1985-09-20 | Ricoh Co Ltd | Information recording medium |
JPS62203045A (en) * | 1986-03-03 | 1987-09-07 | Eikou Seiki Kk | Method for inspecting air turbidity meter |
JPS6321520A (en) * | 1986-07-15 | 1988-01-29 | Natl Space Dev Agency Japan<Nasda> | Light detector having fiber condenser |
JPH02607A (en) * | 1987-11-02 | 1990-01-05 | Kanebo Ltd | Production of acrylonitrile polymer |
JPH0464737A (en) * | 1990-07-03 | 1992-02-28 | Aisin Aw Co Ltd | Friction clutch |
JPH04328429A (en) * | 1991-04-26 | 1992-11-17 | Yokogawa Electric Corp | Radiation photodetector |
JPH05209784A (en) * | 1992-01-30 | 1993-08-20 | Fujitsu Ltd | Reflected light measuring device |
JP2003232676A (en) * | 2002-02-06 | 2003-08-22 | Takeo Saito | Three-dimensional cpc type radiometer |
JP2004014924A (en) * | 2002-06-10 | 2004-01-15 | Olympus Corp | Optical monitor |
JP2005003524A (en) * | 2003-06-12 | 2005-01-06 | Mitsubishi Jisho Sekkei Inc | Sun tracking type sensor |
JP2005189088A (en) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Takeo Saito | Radiation flux meter |
-
2007
- 2007-04-04 JP JP2007098373A patent/JP4893952B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59162426A (en) * | 1983-01-13 | 1984-09-13 | アルカテル ナ−ムロゼ ベノ−トスハツプ | Device for determining direction of incident ray |
JPS59161044A (en) * | 1983-11-28 | 1984-09-11 | Nec Corp | Automatic locating device of semiconductor pellet |
JPS60185234A (en) * | 1984-03-05 | 1985-09-20 | Ricoh Co Ltd | Information recording medium |
JPS62203045A (en) * | 1986-03-03 | 1987-09-07 | Eikou Seiki Kk | Method for inspecting air turbidity meter |
JPS6321520A (en) * | 1986-07-15 | 1988-01-29 | Natl Space Dev Agency Japan<Nasda> | Light detector having fiber condenser |
JPH02607A (en) * | 1987-11-02 | 1990-01-05 | Kanebo Ltd | Production of acrylonitrile polymer |
JPH0464737A (en) * | 1990-07-03 | 1992-02-28 | Aisin Aw Co Ltd | Friction clutch |
JPH04328429A (en) * | 1991-04-26 | 1992-11-17 | Yokogawa Electric Corp | Radiation photodetector |
JPH05209784A (en) * | 1992-01-30 | 1993-08-20 | Fujitsu Ltd | Reflected light measuring device |
JP2003232676A (en) * | 2002-02-06 | 2003-08-22 | Takeo Saito | Three-dimensional cpc type radiometer |
JP2004014924A (en) * | 2002-06-10 | 2004-01-15 | Olympus Corp | Optical monitor |
JP2005003524A (en) * | 2003-06-12 | 2005-01-06 | Mitsubishi Jisho Sekkei Inc | Sun tracking type sensor |
JP2005189088A (en) * | 2003-12-25 | 2005-07-14 | Takeo Saito | Radiation flux meter |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015219151A (en) * | 2014-05-19 | 2015-12-07 | 日本放送協会 | Illumination information measurement device |
KR101652896B1 (en) * | 2014-11-24 | 2016-09-02 | (주)한국해양기상기술 | Method for measuring the state of atmosphere by using nonmotorized photometer including multi-probes |
KR20160061836A (en) * | 2014-11-24 | 2016-06-01 | (주)한국해양기상기술 | Method for measuring the state of atmosphere by using nonmotorized photometer including multi-probes |
KR20160061832A (en) * | 2014-11-24 | 2016-06-01 | 최규용 | Nonmotorized photometer usnig multi-probes |
WO2016085217A1 (en) * | 2014-11-24 | 2016-06-02 | (주)한국해양기상기술 | Atmospheric state measuring method using photometer, which operates by non-power and comprises plurality of optical receivers |
WO2016085216A1 (en) * | 2014-11-24 | 2016-06-02 | 최규용 | Non-power-driven photometer including multiple photoreceivers |
KR101668692B1 (en) * | 2014-11-24 | 2016-10-24 | 최규용 | Nonmotorized photometer usnig multi-probes |
US10267676B2 (en) | 2014-11-24 | 2019-04-23 | Kyu Young Choi | Non-power-driven photometer including multiple narrow-angle photoreceivers |
CN104634455A (en) * | 2015-02-12 | 2015-05-20 | 电子科技大学 | Multi-channel radiometer system front end and control method of consistency thereof |
CN104634455B (en) * | 2015-02-12 | 2017-07-14 | 电子科技大学 | A kind of multichannel radiometer system front end and the control method of its consistency |
JP2018538522A (en) * | 2015-10-20 | 2018-12-27 | スペクトラフィ インコーポレイテッドSpectrafy Inc. | All-sky solar spectrum apparatus and method |
JP2021120676A (en) * | 2015-10-20 | 2021-08-19 | スペクトラフィ インコーポレイテッドSpectrafy Inc. | Global solar spectrum devices and methods |
JP7054748B2 (en) | 2015-10-20 | 2022-04-14 | スペクトラフィ インコーポレイテッド | All-sky solar spectrum device and method |
CN113258864A (en) * | 2021-06-07 | 2021-08-13 | 朱胜昌 | Photovoltaic solar tracking system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4893952B2 (en) | 2012-03-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4893952B2 (en) | Radiometer | |
Mac Arthur et al. | The fields of view and directional response functions of two field spectroradiometers | |
AU2017294789B2 (en) | Apparatus for measuring spectra | |
Liu et al. | Measurement and analysis of bidirectional SIF emissions in wheat canopies | |
KR102109245B1 (en) | Plant growth index measurement device and method, and plant growth index measurement system | |
CN103207016B (en) | Spectral type solar radiance measuring instrument | |
CN106226757A (en) | Three-dimensional laser radar | |
CN101762325A (en) | Method and device for measuring solar subdivided spectral irradiance with high precision | |
CN101881662A (en) | Full-automatic visible short infrared subdivided spectral irradiance meter | |
US20190003972A1 (en) | System and method for measuring sun-induced chlorophyll fluorescence | |
EP1963800A2 (en) | Spectrophotometer | |
US20200225092A1 (en) | Sequential Beam Splitting in a Radiation Sensing Apparatus | |
CN105509658A (en) | Detection method of leaf area index | |
CN103097877B (en) | Portable Reflectance for measuring mirror characteristic in solar thermal power plants takes into account its method of operating | |
US4178101A (en) | Scalar irradiance meter | |
US20140146305A1 (en) | Spectrophotometer for the automated optical characterization of solar collector tubes and method for the operation thereof | |
US10473580B2 (en) | Portable soil spectral probe | |
CN105259179A (en) | Leaf area index instrument based on radiation measurement principle | |
CN108827462A (en) | Irradiation level probe and optical measuring system | |
CN108827460A (en) | Spoke brightness probe and optical measuring system | |
CN105973468A (en) | Visible near-infrared band high precision solar irradiance meter | |
US20220333979A1 (en) | Diffuser for irradiance sensor | |
CN103398695B (en) | Distance measurement system and distance measurement method applied to canopy reflectance spectra measurement | |
CN211626681U (en) | Handheld miniature intelligent hyperspectral imager | |
MacArthur et al. | The implications of non-uniformity in fields-of-view of commonly used field spectroradiometers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100305 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110817 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110906 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111026 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111129 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111207 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150106 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |