JP2013160511A

JP2013160511A - 蓄光輝度測定器

Info

Publication number: JP2013160511A
Application number: JP2012019819A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Haruhara; 広明春原
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2013-08-19
Anticipated expiration: 2032-02-01
Also published as: JP5863486B2

Abstract

【課題】残光輝度の測定開始時点のバラツキを極力小さくすることのできる蓄光輝度測定器を提供する。
【解決手段】本発明の蓄光輝度測定器は、残光輝度検出用受光部５を有する残光輝度検出用受光ケース１と、残光輝度検出用受光ケース１が着脱可能でかつ残光輝度を演算して測定する測定部９を有する測定器本体ケース３とからなる。残光輝度検出用受光ケース１は、残光が入射する入射開口部１５を有し、入射開口部１５に残光輝度検出用受光部５から測定部９に向けて出力された光電変換信号Spを用いて残光輝度の測定を開始させる機械式測定開始スイッチ部材３３が設けられている。
【選択図】図１１

Description

本発明は、残光輝度を測定することのできる蓄光輝度測定器に関する。

従来から、蓄光性材料を用いて安全に対する警告、指示等の情報を伝達する安全標識板が知られている。この種の安全標識板は、合成樹脂製、陶器製、或いはガラス製等の基板の表面に、蓄光性材料を塗布加工等すると共に、色材料によって安全に対する警告等の情報をデザイン化することにより構成されている（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、蓄光性材料は、太陽光、蛍光等の光を吸収してそのエネルギーを蓄積し、この蓄積されたエネルギーを可視光として放出する物理特性を有する。その蓄光性材料は、暗闇になったときでも残光としてのリン光を発生するので、その安全標識板は、暗闇の中でも、蓄光性材料から発せられるリン光により安全標識を認識できる。

その蓄光性材料から発せられるリン光は、時間の経過と共に減衰する減衰特性を有する。蓄光性材料には、アルミニウム酸ストロンチウム、アルミン酸カルシウム、硫化亜鉛等が知られている。

暗所で安全標識として機能させるためには、所要時間が経過したときの安全標識板のリン光の輝度が所定値以上であることが要求される。例えば、蓄光性材料を用いて安全に対する警告、指示等の情報を伝達する安全標識板の場合、安全標識板に光を所定時間、所定強度で照射して、２０分経過後の残光輝度としてのリン光輝度が２４ｍｃｄ／ｍ²（２４ミリカンデラ／ｍ²）であることが要求される。

特許第４７８３１０９号

ところで、この種の安全標識の残光輝度を測定する測定器として、スポットメータのような輝度測定器が用いられ、この種の安全標識の残光輝度の測定は、例えば、以下に説明する手順により行われる。
まず、この種の安全標識を暗所に数時間保管してリン光輝度を減衰させる。

その後、所定の照度の光を所定時間照射して、蓄光性材料に光エネルギーを蓄積させる。
ついで、その蓄光性材料に光エネルギーが蓄積された安全標識を暗所に再び置いて、輝度計により残光輝度としてのリン光の輝度を測定する。

例えば、JIS（日本工業規格）では、その標識板の残光輝度を測定するために、所定の照度の光を所定時間照射する励起光源として、常用光源蛍光ランプD65を用いることが規定されている。

ところが、励起光源には、蛍光灯の他、電球、発光ダイオード（LED）、ハロゲンランプなどがあり、これらの光源の色温度特性（発光スペクトル）が異なるため、照度（ルクス（ｌｘ））が同じであっても、その標識板の所定時間経過後の残光輝度が異なることが、研究によって明らかになりつつある。

すなわち、蓄光性材料を励起する励起波長は、蓄光性材料の物理特性によって異なり、紫外線ないし紫色の光の波長（波長２５０ｎｍないし４５０ｎｍ）の範囲であり、このため、照度だけを基準として安全標識の残光輝度を評価するのは好ましくない。

このため、蓄光標識の残光輝度の評価を正確に精度良く測定するには、照度測定器と、紫外線強度測定器と、蓄光輝度測定器との三種類の測定器が必要となる。
ところが、蓄光標識の輝度を測定するのに、携帯型の三種類の測定器を現地に持参するのは、携帯型とは言っても不便である。また、測定器のコストもかかる。

更に、残光輝度の測定には、蓄光標識の設置箇所によって測定のバラツキがあるため、測定の再現性についての信頼性も要求される。
その残光輝度の評価は、残光の減衰量を用いてその評価を行うため、測定開始時点に極力留意する必要がある。

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、残光輝度の測定開始時点のバラツキを極力小さくすることのできる蓄光輝度測定器を提供することを目的とする。

本発明に係る蓄光輝度測定器は、残光輝度検出用受光部を有する残光輝度検出用受光ケースと、この残光輝度検出用受光ケースが着脱可能でかつ残光輝度を演算して測定する測定部とを有する測定器本体ケースとからなる。

残光輝度検出用受光ケースは、残光が入射する入射開口部を有し、この入射開口部には残光輝度検出用受光部から測定部に向けて出力された光電変換信号を用いて残光輝度の測定を開始させる機械式測定開始スイッチ部材が設けられている。

本発明によれば、残光輝度検出用受光ケースを測定器本体ケースに装着して、蓄光部材に対向させてセットさせると、機械式測定開始スイッチ部材がオンされ、残光輝度検出用受光部から測定部に向けて出力された光電変換信号を用いて残光輝度の測定が開始され、残光輝度の測定開始時点のバラツキを極力小さくすることができる。

図１は本発明の実施例に係る蓄光輝度測定装置の概要を示す回路ブロック図である。図２は図１に示す励起強度検出用受光ケースの他の例を示す回路ブロック図である。図３は残光輝度検出用受光ケースと照度検出用受光ケースと紫外線強度検出用受光ケースと測定器本体ケースとの外観を示す斜視図である。図４は測定器本体ケースに装着される残光輝度検出用受光ケースを裏返して目視した状態を示す斜視図である。図５は図４に示す測定器本体ケースに残光輝度検出用受光ケースが装着された状態を示す斜視図である。図６は図５に示す蓄光輝度測定装置を裏返して目視した状態を示す斜視図である。図７は図５、図６に示す蓄光輝度測定装置の断面図であって、電気回路要素を捨象して示した断面図である。図８は図６に示す蓄光輝度測定装置の平面図である。図９は図８に示す蓄光輝度測定装置の側面図である。図１０は残光輝度検出用受光ケースに設置されているフィルタの分光特性及び受光素子の受光感度特性と標準比視感度との関係を示す特性図である。図１１は図８に示す入射開口部の詳細構成を示す説明図であって、図８に示す蓋板を取り除いて示した図である。図１２は図１１に示す機械式スイッチ部材を拡大して示す図である。図１３は図１、図２に示す蓄光標識としての安全標識の一例を示す平面図である。図１４は本発明の実施例に係る蓄光輝度測定装置による測定の一例を示す説明図である。

以下に、本発明に係る蓄光輝度測定装置の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係る蓄光輝度測定装置の概要を示す回路ブロック図である。
その図１において、１は残光輝度検出用受光ケース、２は励起強度検出用受光ケース、３は測定器本体ケースである。

残光輝度検出用受光ケース１は、蓄光標識４の蓄光材料から放射される可視光を受光して光電変換信号Spを出力する残光輝度検出用受光部５と、識別信号Sｈを出力する識別信号出力部６とを有する。

励起強度検出用受光ケース２は、蓄光材料を励起する励起光源からの励起光を受光して光電変換信号Spを出力する励起強度検出用受光部７と、識別信号Sｈ’を出力する識別信号出力部８とを有する。

残光輝度検出用受光ケース１と励起強度検出用受光ケース２とは同一の測定器本体ケース３に着脱可能とされて、後述するコネクタ部により電気的に接続される。その残光輝度検出用受光部５、励起強度検出用受光部７、識別信号出力部６、８には、例えば、後述する電源部から電源電力が供給される。

識別信号Sｈは、例えば、（H、H）信号から構成され、識別信号Sh’は、例えば、（H、L）信号から構成され、これにより、残光輝度検出用受光ケース１が測定器本体ケース３に接続されたか、励起強度検出用受光ケース２が測定器本体ケース３に接続されたかが区別される。

測定器本体ケース３は、測定部９と、識別部１０と、表示部１１と、電源部１２とを有する。電源部１２の電源には、例えば、電池が用いられる。その電源部１２は、測定部９、識別部１０、表示部１１、残光輝度検出用受光ケース１、励起強度検出用受光ケース２に電力を供給する。

識別部１０は、識別信号Sｈ、Sｈ’が入力されて、測定器本体ケース３に残光輝度検出用受光ケース１と励起強度検出用受光ケース２とのいずれが接続されたか否かを認識する機能を果たす。

測定部９は、残光輝度検出用受光部５からの光電変換信号Spが入力されると残光輝度演算プログラムに従って演算を行って残光輝度を求める残光輝度測定部と、励起強度検出用受光部７から光電変換信号Spが入力されると励起強度演算プログラムに従って演算を行って励起強度を求める励起強度測定部とを備えている。

識別部１０は、残光輝度検出用受光ケース１が測定器本体ケース３に装着されたときには、測定部９を残光輝度演算プログラムに従って演算する状態に切り替え、励起強度検出用受光ケース２が測定器本体ケース３に装着されたときには、測定部９を励起強度演算プログラムに従って演算する状態に切り替える。

励起強度検出用受光ケース２は、図２（a）に示すように、照度検出用受光ケース２Aであっても良いし、図２（ｂ）に示すように、紫外線強度検出用受光ケース２Bであっても良い。

照度検出用受光ケース２Aは、励起光としての照明光を受光して光電変換信号Spを出力する照度検出用受光部７Aと、識別信号出力部８Aとを有する。
紫外線強度検出用受光ケース２Bは、励起光としての紫外線を受光して光電変換信号Spを出力する紫外線強度検出用受光部７Bと、識別信号出力部８Bとを有する。

識別信号出力部８Aは識別信号Sｈ’１を出力し、識別信号出力部８Bは識別信号Sｈ’２を出力し、識別信号Sh’１は、例えば、（L、H）信号、識別信号Sh’２は、例えば、（L、L）信号から構成され、これらのハイレベルと、ローレベルの信号の組み合わせによって、残光輝度検出用受光ケース１と照度検出用受光ケース２Aと紫外線強度検出用受光ケース２Bとのいずれが測定器本体ケース３に接続されたか否かが区別される。

識別部１０は、照度検出用受光ケース２Aが測定器本体ケース３に装着されたときには、測定部９を照度演算プログラムに従って演算する状態に切り替え、紫外線強度検出用受光ケース２Bが測定器本体ケース３に装着されたときには、測定部９を紫外線強度演算プログラムに従って演算する状態に切り替える。

（残光輝度検出用受光ケース１と照度検出用受光ケース２Aと紫外線強度検出用受光ケース２Bと測定器本体ケース３の外観構成）
図３は蓄光輝度測定器の分解斜視図を示している。

残光輝度検出用受光ケース１、照度検出用受光ケース２A、紫外線強度検出用受光ケース２Bは、同一形状の一対の位置決めピン１３と、同一形状のコネクタ部１４とを有する。コネクタ部１４には挿入方向に延びる案内突起１４’（図４参照）と図示を略す電力供給端子、入出力信号端子とが形成されている。

残光輝度検出用受光部５は、図４に示すように、残光輝度検出用受光ケース１の外面から突出されて可視光としてのりん光が入射する円柱形状の入射開口部１５を有する。この入射開口部１５の詳細については後述する。

照度検出用受光部７Aは、図３に示すように、照度検出用受光ケース２Aの外面から突出されて可視光としての照明光が入射する輪環状入射開口部１６を有する。紫外線強度検出用受光部７Bは、紫外線強度検出用受光ケース２Bの外面から突出されて、紫外線が入射する輪環状入射開口部１７を有する。その図３において、符合１６a、１７aは入射面を示している。

測定器本体ケース３は、コネクタ部１４に対応するコネクタ部１８を有し、このコネクタ部１８には案内突起１４’に対応する案内溝１８’が形成されると共に、コネクタ部１８を挟んでその両側に一対の位置決めピン１３が嵌合する嵌合穴１９が形成されている。その測定器本体ケース３の側面には、図３、図４に示すように、電源スイッチ２０と、予測スイッチ２１とが設けられている。

電源スイッチ２０をオンすると、測定部９と、識別部１０と、表示部１１とに電力が供給されて、測定器本体ケース３が測定可能状態となると共に、測定器本体ケース３に装着された検出用受光ケースに電力が供給される。予測スイッチ２１は、残光輝度測定の際に用いられるものであるが、この発明に直接的に関連しないので、その説明は省略する。

図５は測定器本体ケース３に残光輝度検出用受光ケース１が装着された状態が示されている。その測定器本体ケース３には、この測定器本体ケース３に残光輝度検出用受光ケース１を装着したときに、図６に示すように、入射開口部１５が蓄光標識４に臨む側の外面と同一側の外面３aにこの外面３aから突出する一対の脚部２２が形成されていると共に、電池蓋２３が設けられている。

その一対の脚部２２の外面３aからの突出高さHは、図７に示すように、入射開口部１５の外面からの突出高さと略同じ高さとされている。これにより、蓄光輝度測定器を蓄光標識４に置いて、残光輝度を測定するときに、蓄光標識４に対する蓄光輝度測定器の平行性が保たれる。なお、その測定器本体ケース３の電源スイッチ２０が設置されている側面と反対側の側面にはAC電源供給用アダプタ端子２４が設けられている。

その測定器本体ケース３の外面３aと反対側の外面３ｂには、図３ないし図５に示すように、表示部１１の一部を構成しかつ測定部９の測定結果を表示する表示面３ｃが設けられている。

測定器本体ケース３に励起強度検出用受光ケース２（照度検出用受光ケース２A、紫外線強度検出用受光ケース２B）を装着したときの測定器本体ケース３の外面からの輪環状入射開口部１６、１７の突出方向は、測定器本体ケース３に残光輝度検出用受光ケース１を装着したときの測定器本体ケース３の外面からの入射開口部１５の突出方向に対して逆向きにされている。

表示面３ｃは、測定器本体ケース３に励起強度検出用受光ケース２（照度検出用受光ケース２A、紫外線強度検出用受光ケース２B）を装着したときに測定器本体ケース３から突出する側の外面３ｂに設けられているので、照度測定中には、照度の測定結果を目視確認でき、紫外線強度を測定中には、紫外線強度を目視確認できる。

また、表示面３ｃは、測定器本体ケース３に残光輝度検出用受光ケース１を装着したときには、入射開口部１５が突出する側の外面３aに対して反対側になっているので、残光輝度測定中もその測定結果を目視確認できる。

照度検出用受光部７A、紫外線強度検出用受光部７Bの構造には、小型化を図るのみで公知のものを用いることができるので、その詳細な説明は省略することとし、以下、残光輝度検出用受光部５の詳細構成について説明する。

（残光輝度検出用受光部５、入射開口部１５の構造）
入射開口部１５は、黒色の環状のクッション部材２６と、黒色の蓋板２７とを有する。蓋板２７はネジ部材２７aにより入射開口部１５に固定されている。その蓋板２７には、図８に示すように、円形開口２８、２９が形成されている。クッション部材２６、蓋板２７を黒色にしたのは、反射を極力防止するためである。そのクッション部材２６は、その縮み分を考慮して蓋板２７よりも若干外側に向かって突出されている。これにより、残光輝度測定の際に残光輝度検出用受光部５に散乱光が入射するのが防止される。

その入射開口部１５の内部には、図６、図７に示すように、その奥部から円形開口２８に向かって、受光素子としてのシリコンフォトダイオード３０、第１フィルタ３１、第２フィルタ３２が配設されている。

シリコンフォトダイオード３０は、光の波長に対して図１０（a）に示す感度曲線Q１を有している。フィルタ３１は、図１０（ｂ）に示す透過率曲線Q2を有し、フィルタ３２は図１０（ｃ）示す透過率曲線Q３を有し、フィルタ３１とフィルタ３２とにより図１０（ｄ）に示す人間の標準比視感度曲線Q４に近似した波長分布の光がシリコンフォトダイオード３０に入射する構成とされている。なお、フィルタ３２は、シリコンフォトダイオード３０の長波長側の光電変換信号Spの出力を抑制するのにも用いられる。

その入射開口部１５の内部には、図１１に拡大して示すように、機械式測定開始スイッチ部材３３と、マイクロスイッチ部材３４とが設けられている。機械式測定開始スイッチ部材３３は、板バネ３３Aと板バネ３３Bとから構成されている。

板バネ３３Aは、図１２に示すように、マイクロスイッチ部材３４の頂部に固定されて、傾斜片部３３A’と半円柱状係合凸部３３A”とを有し、その傾斜片部３３A’が撓むようにされている。板バネ３３Bは半円状湾曲部３３B’を有する。この半円状湾曲部３３B’は、図８、図９に示すように、円形開口２９から外部に突出している。

その傾斜片部３３A’は、マイクロスイッチ部材３４のアクチュエータ３５に当接されており、その傾斜片部３３A’はマイクロスイッチ部材３４のアクチュエータ３５の進出ストロークを確保するのに用いられる。

そのマイクロスイッチ部材３４は、半円状湾曲部３３B’が蓄光標識４としての例えば安全標識（図１３参照）に接触されて、入射開口部１５の内部に押し込まれると、オンされる。

残光輝度検出用受光部５は、電源スイッチ２０がオンされると、一定時間間隔で光電変換信号Spを測定部９に向けて出力する。そのマイクロスイッチ部材３４がオンされると、測定部９はこの測定部９に入力された光電変換信号Spを用いて残光輝度の測定を開始する。
ここで、残光輝度の測定開始を機械式にした理由は、後述することとし、先にこの蓄光輝度測定器の使用方法を説明する。

蓄光標識（安全標識）４には、通常、蛍光灯や太陽光により、図１４（a）に示すように、励起光としての紫外光や可視光が照射されている。停電等により、暗闇になると、蓄光材料４’が塗布された部分から放射される可視光としてりん光が放射される。

そこで、紫外光や可視光等の励起光の励起強度を測定するときには、図１４（ｂ）に示すように、測定器本体ケース３に照度検出用受光ケース２A又は紫外線強度検出用受光ケース２Bを装着して蓄光標識４にセットする。この場合、蓄光標識４に対して蓄光輝度測定器が平行となるように、一対の脚部２２を二組設けるのが望ましい。一対の脚部２２を二組設けると、光に曝される蓄光輝度測定器の姿勢を蓄光標識４の姿勢と同じに保つことができるので、励起強度の測定を実際の環境条件により近い条件のもとで行うことができる。

このように一対の脚部２２を二組設けると、輪環状入射開口部１６、１７に垂直方向から入射する紫外光や可視光を均一に受光部に取り込むことができることとなって便利だからである。

残光輝度を測定するときには、図１４（ｃ）に示すように、測定器本体ケース３に残光輝度検出用受光ケース１を装着して、蓄光標識４にセットする。
すると、半円状湾曲部３３B’が蓄光標識４に接触して、マイクロスイッチ部材３４がオンされ、これにより、測定部９は光電変換信号Spを用いて残光輝度の測定を開始する。

残光輝度測定器は、蓄光標識４に平行であるので、円柱開口２８には、受光素子の入射面に対して略垂直方向からりん光が入射する。測定部９は、その光電変換信号Spに基づいて残光輝度を演算し、その演算結果が表示部１１に表示される。残光輝度は時間の経過と共に減少するが、測定部９は、その時々刻々とその残光輝度の測定値を表示する。

（機械式測定開始スイッチ部材３３を用いて残光輝度の測定を開始させることとした理由）
機械式測定開始スイッチ部材３３を用いる代わりに、光スイッチを用いることとすると、蓄光標識４の基材がガラスや反射率の高いものであると、反射光を受光するおそれが高まり、残光輝度の測定開始タイミングにばらつきが生じるからである。

また、この実施例では、蓄光標識４への接触と同時に自動的にマイクロスイッチ部材３４をオンさせて残光輝度の測定開始を実行させているので、人為的操作ミスによるタイムラグを防止できる。

また、蓄光標識４に接触しなければ、マイクロスイッチ部材３４がオンしないので、残光輝度の測定精度の確実性を高めることができる。

１…残光輝度検出用受光ケース
３…測定器本体ケース
５…残光輝度検出用受光部
９…測定部
３３…機械式測定開始スイッチ部材
Sｐ…光電変換信号

Claims

残光輝度検出用受光部を有する残光輝度検出用受光ケースと、該残光輝度検出用受光ケースが着脱可能でかつ残光輝度を演算して測定する測定部とを有する測定器本体ケースとからなり、前記残光輝度検出用受光ケースは、残光が入射する入射開口部を有し、該入射開口部に前記残光輝度検出用受光部から測定部に向けて出力された光電変換信号を用いて残光輝度の測定を開始させる機械式測定開始スイッチ部材が設けられていることを特徴とする蓄光輝度測定器。
前記機械式測定開始スイッチ部材は、半円状湾曲部を有する板バネと傾斜片部を有する板バネとを含み、前記入射開口部には、残光が入射する開口と前記板バネの半円状湾曲部が突出する開口とが形成され、前記半円状湾曲部は前記残光輝度検出用受光ケースを前記蓄光標識にセットしたときに前記入射開口部の内部に埋没されることを特徴とする請求項１に記載の蓄光輝度測定器。
前記測定器本体ケースには、照度検出用受光ケースと紫外線強度検出用受光ケースとが着脱可能であり、前記測定器本体ケースは前記照度検出用受光ケースが装着されたときには照度の測定を実行し、前記紫外線強度検出用受光ケースが装着されたときには紫外線強度の測定を実行することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蓄光輝度測定器。