JPS62207919A - 放射照度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、紫外波長域から赤外波長域に至る広い範囲の
放射パワーの定量的検出が精度よく行なえ、かつ携帯用
装置として小形、軽量に構成された放射照度計に関する
ものである。

従来の技術 これまで放射パワー（例えばｍＷ−ｎ　　単位）の検出
には古くから、受光面を全黒などでブラッキングした感
度の波長依存性がない熱電対や熱電対列（サーモパイル
）が用いられていたが、これらはゼロ点ドリフトが大き
く、また応答時間（時定数）も大きい。さらに十分な感
度が得られないため実用上使用しにくい面があった。

最近これらに替わるものとして焦電効果を利用した放射
検出素子が開発された。しかし焦電型の放射検出素子は
、入射する放射の微分的変動にのみ応答して、定常的な
（一定の強さで時間的に変化しない）入射には感度がな
い。そのため焦電型放射検出素子は、火災の発生や侵入
者による放射の変動のような一過性の変化現象の探知に
使用されることが多かった。

発明が解決しようとする問題点 ゛　焦電型放射検出素子で定常光の光量を測定しようと
する場合、通常は回転セクターをモータなどで駆動して
入力放射を断続する必要がある。これに受光器の受光角
感度特性を余弦則に近似せしめる透過拡散構造物を組み
合わせて放射照度計を構成した場合、回転セクターは受
光面の端部から受光面を掃引するかたちで放射をさえぎ
るため、受光器の入射角特性が時間的に変化するという
問題点が生ずる。

また、装置が複雑、精密かつ犬がかりなものになるため
携帯用の放射照度計には不適当であった。

本発明は上記従来の問題を解消し、紫外域から赤外域に
いたる広い波長範囲の放射照度を定量的に精度よく検出
する、小形軽量で携帯可能な放射照度計を提供すること
を目的とする。

問題点を解決するだめの手段 本発明の放射照度計は、焦電型放射検出素子と。

その受光角感度特性を余弦則に近似せしめる透過拡散構
造物と、前記焦電型放射検出素子への入力放射を断続す
る光シャッターと、前記焦電型放射検出素子からの光電
出力を入射光量に比例した直流出力に変換し表示する回
路から構成される。

作用 上記構成によれば、光シャッター−回の開閉によって紫
外域から赤外域にいたる広い波長範囲の放射照度を定量
的に精度よく検出できる。

実施例 以下に５本発明の一実施例として光シャッターにソレノ
イドコイルで電気的に同心円状に開閉する虹彩シャッタ
ーを使った放射照度計の実施例を図面を使用して示す。

第１図に本実施例の放射照度計の受光部を示す。

図において１は焦電型放射検出素子、２は焦電型放射検
出素子１の入射角感度特性を余弦則に近似せしめる透過
拡散構造物、３は電気的に同心円状に開閉する虹彩シャ
ッター、４は虹彩シャッター３を開閉するソレノイドコ
イルテある。

以下に上記の装置の動作原理を示す。第２図゛のような
時間的に変化の少ない光Ｅ　（ｔ）を、透過拡散構造物
２に入射させる。このとき虹彩シャッター３をＱ　（ｔ
）なる時間特性で開閉するとｑ　（ｔ）なる光が前記焦
電型放射検出素子１に入射する。このとき入射光の変化
ｑ（ｔ）は第３図のようになり次式で表わされる。

ｑ　（ｔ）　−Ｅ　（ｔ）・Ｑ　（ｔ）　　　　　　　
　　・川・・（１）焦電型放射検出素子１は、第４図（
ａ）に示すように入射光ｑ　（ｔ）の微分に比例した出
力電圧Ｒ（ｔ）を発生する。Ｒ（ｔ）は次式で表わされ
る。

Ｒ（ｔ）＝ｄｑ／ｄｔ　　　　　　　　　　・・・・・
・＠）この出力の振れは一過性のもので、しかも微分値
であるから電圧の振幅と入射の強さは比例しないので、
この電圧値を測定しても入射光量の測定にはならない。

ここでこの微分電圧Ｒ（ｔ）を積分回路で積分すると、
積分によって入射光ｑ　（ｔ）に比例する出力Ｓ　（ｔ
）が得られる。すなわち。

５（ｔ）＝　ｆ　Ｒ（ｔ）ｄｔ ｑ ＝　／　−ｄ　ｔ　＝　Ｃ−ｑ　（ｔ）　　　・・・・
・・（３）ｄｔ これを第４図（′ｂ）に示す。この復元信号の振幅はＩ
Ｅ　（ｔ）　（第２図のｔ、〜ｔ２間の値の平均）に比
例するようになる。実際には、この積分値はコンデンサ
等への充電で行なうが、そのチャージは次第に放電し減
衰するので、積分終了時（ｔ２）直後にサンプルホール
ド回路でホールドする。

この装置で、シャッター開口時間Δｔ＝ｌｔ２−ｔ、ｌ
は焦電型放射検出素子１の微分応答の時定数より十分大
きくとる。

測定はシャッターの開閉を随時性なうことにょって、繰
返し何度でも実行できる。また、シャッターの動作にバ
ラツキがあってもｄｔが十分大きければ微分信号は完全
に取り込めるので、積分した値すなわち測定値は変化し
ない。

測定値の校正は、例えば放射量のわかっている電球を用
いて、その前でシャッターを開閉して行なえばよく、″
また暗入力の測定は、周囲温度と同温の暗幕などの前で
行なえばよい。

受光器の受光角感度特性は、透過拡散構造物２によって
余弦則に近似させる。透過拡散構造物２からの拡散光は
虹彩シャッター３によって断続され、焦電型放射検出素
子１の受光面に入射する。

虹彩シャッター３は焦電型放射検出素子１の受光面近く
に配置する。このとき虹彩シャッター３はソレノイドコ
イル４で電気的に同心円状に開閉する。この虹彩シャッ
ター３の同心円状の開閉の中心と、透過拡散構造物２の
中心および焦電型放射検出素子１の受光面の中心を一致
させることによって、虹彩シャッター３の開口が時間的
にどのような状態にあっても、受光器の受光角感度特性
は余弦則に近似する。したがって、虹彩シャッターの開
閉によって時間的に受光器の受光角感度特性は変化せず
−゛その余弦則近似を損なうことはない。

虹彩シャッターは、一般にモータ駆動の回転セクターに
比べて、はるかに軽量、薄形である上に、受光素子であ
る焦電型放射検出素子からの入射の見込み角を回転セク
ターより大きくとることができる。また回転セクターの
ように常時駆動する必要がなく、開閉動作は測定時のみ
に限られるので電力の消耗も少ない。このようなことが
ら焦電型放射検出素子とシャッターを用いた放射照度計
は携帯用としても優れた特性を持つ。

発明の効果 本発明は、焦電型放射検出素子と、その角感度特性を余
弦則に近似せしめる透過拡散構造物と、前記焦電型放射
検出素子への入力放射を断続する光シャッターと、前記
焦電型放射検出素子からの光電出力を入射光量に比例し
た直流出力に変換し表示する回路からなシ、以下のよう
な効果がある。

（１）光シャッター−回の開閉によって紫外域から赤外
域にいたる広い波長範囲の放射照度を定量的に精度よく
検出する放射照度計が構成できる。

（２）　　シャッターは、一般にモータ駆動の回転セク
タに比べて、はるかに経世、薄型である上に、受光素子
である焦電型放射検出素子からの入射の見込み角を回転
セクターより大きくとることができる。このとき光シャ
ッターに電気的に同心円状に開閉する虹彩シャッターを
使用すれば、虹彩シャッターの開閉によって時間的に受
光器の受光角感度特性の変化は小さい。したがって受光
角感度特性が余弦則に近似した放射照度計が得られる。

（３）　　シャッターは、回転セクターのように常時駆
動する必要がなく、開閉動作は測定時のみに限られるの
で電力の消耗も少ない。このようなことがら焦電型放射
検出素子とシャッターを用いた放射照度計は小形軽量と
なり、携帯用としても優れた特性を持つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における放射照度計の受光部
の断面図、第２図は放射照度計に入射する光の時間的変
化を示す図、第３図は焦電型放射検出素子に入射する光
の時間的変化を示す図、第４図ｅ）は焦電型放射検出素
子の応答出力を示す図−第４図（′ｂ）は焦電型放射検
出素子の応答出方を積分回路で積分した波形を示す図で
ある。 １・・・・・・焦電型放射検出素子、２・川・・透過拡
散構造物、３・・・・・・虹彩シャッター、４・・・・
・・ソレノイドコイル。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名藷　
２　図 持聞

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 焦電型放射検出素子と、この焦電型放射検出素子の受光
   角感度特性を余弦則に近似せしめる透過拡散構造物と、
   前記焦電型放射検出素子への入力放射を断続する光シャ
   ッターと、前記焦電型放射検出素子からの光電出力を入
   射光量に比例した直流出力に変換し表示する回路からな
   る放射照度計。