JPH0529857B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は、ある場所、特に生体表面で一定期間
に受光した光量の累計及びその時間変化を算出す
る受光量計測装置に関するものである。 ［従来の技術］ 光、特に太陽光が生体に大きな影響を及ぼすこ
とはよく知られている。例えば、太陽光不足がビ
タミンＤ欠乏の原因になることが古くから知られ
ている。最近では、高緯度地方における冬期うつ
病が注目されている。これは、日照時間の少ない
冬期に、生体が受光する太陽光の量が減少して生
体リズムの同調が弱まり、生体の体温リズムと睡
眠覚醒のリズムとの間の位相関係が崩れてしまう
ことが原因であると考えられている。また、24時
間周期の環境変化に生体リズムが同調せずに睡眠
覚醒のリズムが乱れるという症状も、リズムの同
調因子である光の受光が不充分であるか、光の受
容機能に障害があるかいずれかの原因であること
が多いということも知られるようになつた。 これらの生体リズム障害や冬期うつ病に対して
は、現在のところ2500ｘ以上の高照度の人工光
を照射する光治療が行われれている。このような
光治療の効果を確認したりするために、生体があ
る期間、例えば、１日とか午前中とかという間に
受光した光の量を計測することが重要になるので
ある。 ところで、ある地点のある時刻における光の照
度を計測する技術としては、CdSなどの光導電セ
ルやシリコン・フオトセルを用いた照度計が実用
化されている。 ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら上述の照度計だけでは、一定期間
の受光量累計や受光量の時間変化を計測すること
ができない。さらに、生体の受ける光量を計測す
るためには、受光センサ部分を生体表面付近で外
気と接している部分に無理なく装着すると共に、
受光量計測部分を携帯可能とする必要があるが、
従来の照度計ではこれらの条件を満足できないと
いう問題点があつた。 本発明は、上述の問題点を解決することを目的
とするものであつて、時々刻々の照度を計測する
だけでなく、一定期間内の総受光量や受光量の時
間変化も計測でき、また、センサ装着によつて生
体に生じる負担を軽減し、計測装置自体の携帯も
可能な受光量計測装置を提供しようとするもので
ある。 ［課題を解決するための手段］ 本発明に係る受光量計測装置は、第１図に示す
ように、フオトセンサ（図示せず）が受光した光
の照度を電圧信号に変換する受光照度−電圧変換
部１と、変換された電圧信号を平滑化する低減通
過フイルタ２と、平滑化された信号を単位時間毎
に離散データに変換するアナログ・デジタル
（Ａ／Ｄ）変換部３及び離散データ時系列を記憶
するデータ記憶部４を具備したデータ入力記憶部
５と、該データ入力記憶部５より読み出したデー
タを照度に換算するデータ−照度換算部６、照度
データを設定閾値と比較して大きい値を弁別する
照度比較部７及び設定値より大きい照度データ時
系列から一定期間内の受光量累計や受光量の時間
変化などを算出する受光量算出部８を具備したデ
ータ処理部９と、算出された受光量などを表示す
る表示部１０を具備したデータ出力部１１とで構
成したものである。 ［作用］ 上記構成によれば、受光照度−電圧変換部１で
フオトセンサ（図示せず）の受光した光量に応じ
て電圧信号が発生し、その信号を低域通過フイル
タ２で平滑した後、データ入力記憶部５に入力す
る。データ入力記憶部５では、まず、Ａ／Ｄ変換
部３で単位時間（例えば１分）毎に離散データに
変換した後、データ記憶部４に受光量データ時系
列が蓄積される。一定期間（例えば１日）のデー
タを蓄積した後、これをデータ処理部９に読み出
して受光量などを算出する。ここで、まず、受光
照度−電圧変換部１のフオトセンサの非線形特性
などを考慮して、データ−照度換算部６によつて
電圧信号の読み取り値をセンサの受光した照度に
換算した後、照度比較部７によつて設定閾値より
大きい照度であるかどうかを弁別し、高照度のデ
ータのみを後の解析に利用する。これは、特に生
体の受光量を計測する際に、太陽光（10000ｘ
〜）やそれに準ずる強い人工光（2000ｘ〜）の
みが生体へ大きな影響を及ぼすことが知られてい
るので、生体への影響の少ない弱い光をデータ時
系列から除去するためである。なお、照度比較部
７の設定閾値は可変であるので、照度の弁別を要
しない時は、閾値を低く設定すればよいことにな
る。次に、受光量算出部８でデータ時系列の累計
をとれば、一定期間内の受光総量を算出すること
ができる。また、受光量算出部８で時系列を小区
間に分割して解析すれば、どの時間帯にどの位の
光量を受けたかということを知ることもできる。
最後に、これらのデータ処理結果をデータ表示部
１０に表示する。 ［実施例］ 第２図及び第３図はそれぞれ上記受光照度−電
圧変換部１の実施例を示すもので、第２図に示す
ものはフオトセンサとしてシリコン・フオトセル
１２を用いた例、第３図に示すものはCdS光導電
セル１５を用いた例である。まず、第２図に示す
例では、光が可視補正フイルタ１３を通過した
後、シリコン・フオトセル１２に達する。ここで
シリコン・フオトセル１２には起電力が生じ、電
流が電流−電圧変換部１４に流入するので、電流
−電圧変換部１４によつて受光量は電圧信号に変
換される。この例では、太陽光程度の強い照度を
計測できればよいので、可視補正フイルタ１３を
入れてシリコン・フオトセル１２への入力光を調
節してフオトセル１２の特性の線形に近い部分を
利用することができる。次に、第３図に示す例で
は、光が光導電セル１５に達すると該光導電セル
１５の電気抵抗が低下する。それによつて定電圧
源１６を光導電セル１５と基準抵抗１７とで分割
される電圧信号が上昇する。これを高入力抵抗非
反転バツフア回路１８を通すと受光量に対応した
電圧信号を得ることができる。 第４図ａ〜ｅはそれぞれ上記受光照度−電圧変
換部１のフオトセンサ部分２０及び計測装置２１
の装着例を示すもので、フオトセンサ部分２０を
除く計測装置２１は、上記受光照度−電圧変換部
１（但し、フオトセンサ部分２０を除く）、低域
通過フイルタ２、データ入力記憶部５、データ処
理部９及びデータ出力部１１を含んだものである
が、これはマイクロプロセツサを中心とする一体
のシステムで構成でき、手帳、時計、ペンシル程
度の大きさに実装することが可能である。同図ａ
に示す例では、手帳上部にフオトセンサ部分２０
を、手帳下部に計測装置２１を実装し、ポケツト
２２に収納可能としている。同図ｂに示す例は、
腕時計型に計測装置２１を実装し、バンドの周囲
にセンサ部分２０を装着したものであり、同図ｃ
に示す例は、耳にセンサ部分２０を装着してリー
ド線２３で信号を計測装置２１に送る例、同図ｄ
に示す例は、ペンシル２４の上部にセンサ部分２
０を、下部に計測装置２１を実装してポケツト２
２に装着した例、同図ｅに示す例は、眼鏡２５に
センサ部分２０を装着してリード線２３で信号を
計測装置２１に送る例である。ここで、上記ｃや
ｅに示す例では、計測装置２１自体は手帳やペン
シル型を使用すればよい。 次に、第５図はマイクロプロセツサを用いて計
測装置２１を構成する例を示すものである。受光
照度−電圧変換部１で電圧信号に変換され、低域
通過フイルタ２で平滑されたデータは、単位時間
毎にサンプルホールド回路３０及びＡ／Ｄ変換回
路３１によつて離散データとなる。ここで、照度
は256段階に分割すれば充分であるから、8bitの
Ａ／Ｄ変換回路であればよい。この信号をパラレ
ルＩ／Ｏコントローラ（PIO）３２を介して8bit
のマイクロプロセツサ（CPU）３３に取り込み、
RAM３４へ転送する。ここで、RAM３４は
4Kbyte程度の大きさで充分１日のデータを蓄え
ることができる。なお、サンプルホールド回路３
０、Ａ／Ｄ変換回路３１、PIO３２、CPU３３及
びRAM３４が第１図に示すデータ入力記憶部５
に相当する。次に、一定期間データが記憶される
と、RAM３４からCPU３３へデータが読み出さ
れ、データ−照度換算部６、照度比較部７及び受
光量算出部８が実行される。これらはROM３５
に設定されたプログラムによつて実行可能であ
り、条件設定スイツチ３６と割込コントローラ３
７によつて処理条件を外部で選択することもでき
る。なお、これらの部分が第１図に示すデータ処
理部９に相当する。8bitの加減算、条件ジヤン
プ、割込サブルーチンジヤンプなどが可能であれ
ばよいので、Z80相当の8bitのCPUと2Kbyte程度
のROMがあればよい。さらに、CPU３３から液
晶などのデイスプレイ装置３８にデータを表示す
ることができる。なお、これらの部分が第１図に
示すデータ出力部１１に相当する。

【発明の効果】

本発明は上記のように、受光照度−電圧変換部
と低域通過フイルタを通つた信号をデータ入力記
憶部に蓄積した後、データ処理部で読み出して処
理し、データ出力部で結果を表示するという構成
をとることによつて、時々刻々の照度を計測する
のみならず、一定期間内の総受光量や受光量の時
間変化も計測できる。また、データ入力記憶部、
データ処理部及びデータ出力部をマイクロプロセ
ツサによつて制御される一体システムとして構成
できるので、計測装着の小型化が図れ、その携帯
が可能となる。 従つて、本発明を前記［従来の技術］の項で述
べた光治療の効果を確認するための装置として利
用すれば、生体がある一定の期間、例えば、１日
とか午前中とかという間に受光した光の総量を、
また、受光量の時間変化を極めて容易に、しかも
正確に計測できるため、極めて効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクレーム対応図、第２図及び
第３図はそれぞれ本発明に係る受光照度−電圧変
換部の実施例を示す回路図、第４図ａ〜ｅはそれ
ぞれ本発明に係る受光照度−電圧変換部のフオト
センサ部分及び計測装置の装着例を示す簡略図、
第５図は本発明に係る計測装置をマイクロプロセ
ツサ及びその周辺装置を用いたシステムで構成す
る場合の例を示すブロツク図である。 １……受光照度−電圧変換部、２……低域通過
フイルタ、３……Ａ／Ｄ変換部、４……データ記
憶部、５……データ入力記憶部、６……データ−
照度換算部、７……照度比較部、８……受光量算
出部、９……データ処理部、１０……表示部、１
１……データ出力部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フオトセンサが受光した光の照度を電圧信号
   に変換する受光照度−電圧変換部と、 変換された電圧信号を平滑化する低域通過フイ
   ルタと、 平滑化された信号を単位時間毎に離散データに
   変換するＡ／Ｄ変換部及び離散データ時系列を記
   憶するデータ記憶部を具備したデータ入力記憶部
   と、 前記データ入力記憶部より読み出したデータを
   照度に換算するデータ−照度換算部、照度データ
   を設定閾値と比較して大きい値を弁別する照度比
   較部及び設定値より大きい照度データ時系列から
   一定期間内の受光量累計や受光量の時間変化など
   を算出する受光量算出部を具備したデータ処理部
   と、 算出された受光量などを表示する表示部を具備
   したデータ出力部と で構成される受光量計測装置。