JPS63281027A - 照度計受光部 - 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、受光部の斜入射光特性が受光部の水平断面方
向で（１＋ｃｏｓθ）／２となり、受光部の垂直断面方
向でＣＯ５θ（余弦則）に合致した受光部をもつ照度計
に関するものである。

従来の技術 街路やスポーツ競技場などのように、人の顔の見え方や
競技対象物の見え方のように、立体的な物体の知覚を要
求される空間の照度は、一方向からの光だけでなく、知
覚しようとする物体に入射する立体的な方向からの光に
よって求める必要がある。（以下、半円筒面照度と記す
）この半円筒面照度を測定する照度計がもつべき重要な
特性は２つあり、１つは分光感度特性が標準比視感度に
合致していることと、もう１つは、受光部の斜入射光特
性が受光部の水平断面方向で（１＋ｃｏｓθ）／２に合
致するとともに、垂直断面方向でＣＯ８θ（余弦則）に
合致していることである。

このうち、後者の斜入射光特性は第７図（ａ）。

（ｂ）のように表わせる。

受光部の斜入射光特性が受光部の垂直断面方向でＣＯ８
θ（余弦則）に合致するということは、受光部の垂直断
面方向に入射する光の入射角を変えて与えた時の受光部
からの出力が、第７図（ａ）の曲線に沿って変化するこ
とをいい、受光部の斜入射光特性が受光部の水平断面方
向で（１＋ＣＯ８θ）／２に合致するということは、受
光部の水平断面方向に入射する光の入射角を変えて与え
た時の受光部からの出力が、第７図（ｂ）の曲線に沿っ
て変化することをいう。

半円筒面照度を測定する照度計の受光部の一例を第５図
（ａ）、（ｂ）に示す、第５図（ａ）。

（ｂ）において、１３は拡散板、１４は受光部筐体、１
５は光電変換素子である０通常第５図（ａ）。

（ｂ）に示すように、前記受光部筐体１４に半円柱状の
前記拡散板１３を取り付け、視感度補正を施した前記光
電変換素子１５を、前記拡散板１３の中心点Ｂの位置（
受光部の水平断面方向、および垂直断面方向の斜入射光
特性が第５図（ａ）。

（ｂ）に近似できる位置））に配置する構成としている
。

しかし、上記構成では、受光部の水平断面方向からの斜
入射角ぐが９０°〈ζ〈２７０°の範囲における受光部
からの出力が０にならず、第６図（ｂ）の曲線に示すよ
うな値をもつ（ただし、斜入射角ζが１８０°において
は、受光部の出力は０となる）ことになる。

この斜入射角ζが９０°くζ〈２７０°の範囲における
受光部の出力を０にする方法としては、第５図（ｂ）の
０°−１８０°断面の延長線上において、十分大きな遮
光板（理想的には無限大のもの）を設けることが必要で
ある。その場合、遮光板の強度や、遮光板から拡散板へ
の反射光の入射などが問題となる。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の照度計受光部では、受光部の水平断面
方向における斜入射光特性を（１＋ＣＯ８θ）／２に合
致させることが困難なため、測定しようとする方向から
の元板外の余分な光（測定しようとする方向と別の方向
からの光（前記拡散板１３の斜め後方からの光））も含
めて受光することになり、その測定値の信頼性に問題が
生ずる。

本発明は、受光部の垂直断面方向における斜入射光特性
を〇Ｏ５θ（余弦則）に合致させるとともに、水平断面
方向において、測定しようとする方向からの光に対して
（１＋ｃｏｓθ）／２に合致させた拡散板と光電変換素
子の組合せのほかに、測定しようとする方向と別の方向
からの光だけを受光するように、測定しようとする方向
からの光を遮蔽する遮光フードと、その後方に設けた拡
散板と光電変換素子の組合せから構成とするとともに、
前者の光電変換素子の出力から後者の光電変換素子の出
力を減じることによって、受光部の垂直断面方向の斜入
射光特性を変えることなく、水平断面斜入射光特性を（
１＋ｃｏ　ｓθ）／２に実用上問題のない精度で合致さ
せることを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は、このような従来の問題を解決するもので、２
つの拡散板と光電変換素子の組合せと、その一方の組合
せの前記拡散板の前方に配置し、測定しようとする方向
からの光を入射させないようにした１つの遮光フードと
から照度計受光部を構成し、前記遮光フードを前方に配
置した前記拡散板の大きさに対する前記遮光フードの大
きさの比を１０倍以上となるようにするとともに、それ
ぞれの拡散板と光電変換素子の組合せによって得られる
２つの斜入射光特性が同じになるように、２つの拡散板
の形状、拡散板と光電変換素子との位置関係を設定し、
前方に遮光フードを配置しない拡散板と光電変換素子の
組合せによって得られる出力から、前方に遮光フードを
配置した拡散板と光電変換素子の組合せによって得られ
る出力を減じることを可能としたものである。

作用 本発明は、測定しようとする方向からの光を受光する受
光部と、測定しようとする方向以外からの光（拡散板の
斜め後方からの光）を受光する受光部を上記の構成とす
ることにより、拡散板の前方に遮光フードを配置しない
拡散板と光電変換素子の組合せによって得られる出力か
ら、拡散板の前方に遮光フードを配置した拡散板と光電
変換素子の組合せによって得られる出力を別々に測定す
る。

この結果、前者の出力に含まれる余分に測定した光（測
定しようとする方向以外からの光）による出力を減じる
ことが可能となり、本受光部の水平断面方向の斜入射光
特性を、実用上問題のない精度で（１＋ｃｏｓθ）／２
の特性に合致させることができる。

実施例 第１図は、本発明の実施例における照度計受光部の構成
を示す図である。第１図において、１は拡散板、２は拡
散板、３は遮光フード、４は光電変換素子、５は光電変
換素子、６は受光部筐体である。

この前記拡散板１および前記拡散板２は、前記拡散板１
および前記拡散板２に対して、水平角０°〜１８０°の
方向から光を入射させた時に、前記光電変換素子４およ
び前記光電変換素子５からの出力が、光の入射角に対し
て（１＋ｃｏｓθ）／２の関係で表わせるとともに、垂
直角０°〜９０°および２７０°〜０°の方向から光を
入射させた時に、ＣＯ５θ（余弦則）の関係で表わせる
形状と位置関係としている。

また、前記拡散板２は、前記拡散板１より十分率さな形
状としており、前記拡散板１および前記光電変換素子４
を収納している部分の筐体によって、入射する光が影響
を受けない位置に配置する構造としている。

この構成において、前記拡散板１に入射する光は、水平
角０°〜１８０°の方向からの元板外に、水平角１８０
°〜３６０°　（０°　）から入射する光も受光する。

（この時、水平角０°、１８０゜の時に前記光電変換素
子４からの出力は最大となるとともに、水平角を２７０
°に近づけるにしたがって、前記光電変換素子４からの
出力は急激に低下し、水平角１８０°においてＯとなる
。（第６図（ｂ）の斜線部を参照）） この時、水平角０＠〜９０°または２７０°〜０°の方
向から前記拡散板１に入射した光が、前記光電変換素子
４によって光電変換されることによって得られる出力Ｅ
□は、 となる。

また、前記拡散板２の前方に前記拡散板１で測定しよう
とする方向からの光を遮蔽する前記遮光フード３を配置
しており、前記光電変換素子５からの出力が、測定しよ
うとする方向以外からの光を受光した時の値となるよう
にしている。

なお、前記遮光フード３が前方に無いと仮定した時の前
記拡散板２に、前記拡散板１と同様の光を入射させた時
の前記光電変換素子５からの出力は、前記光電変換素子
４からの出力と同様のものが得られる。

第２図は、前記拡散板２と前記遮光フード３との関係な
示すものであり、第３図は、前記拡散板２と前記遮光フ
ード３との位置関係を上記のように設定し、水平角をＯ
°〜８６０°に変化させた時に、前記拡散板２に入射す
る光によって得られる前記光電変換素子５からの出力の
変化（水平断面における斜入射光特性）を示したもので
ある。

第２図において、前記遮光フード３は、前記拡散板２に
対して水平角度９０°および２７０°方向からの光を遮
蔽しないように、前記拡散板２の大きさｒｌだけ空間を
設けている。　したがって、本来、前記拡散板２に対し
ては、測定しようとする方向からの光（水平角の０ゝ〜
９０°および２７０°〜Ｏ°の範囲）はすべて遮光する
のが理想的であるが、前記拡散板２の大きさｒｌと、前
記遮光フード３の大きさｒ２との関係から求まる角度ζ
は、ｒ＝ｔ　ａｎ−’（ｒｔ／ｒ２）だけ遮光しなけれ
ばならない光を受光することになる。この光は、ｒ１／
ｒ２の比を０．１とすれば、ζ；５．７゜となる。

この時、前記拡散板２と前記光電変換素子５によって光
電変換されることによって得られる出力Ｅ２は、 となる。

したがって、前記遮光フード３が、前記拡散板２に対し
て水平角９０°方向からの光を遮蔽しないように空間を
設けたことによる測定誤差τは、τ＝（Ｅ２／Ｅｌ）Ｘ
ｌ　００　（％）で求められることから、その値は４％
となる。なお、水平角２７０°方向からの光を遮蔽しな
いように空間を設けたことによる測定誤差も同様の値と
なる。

このことから、前記遮光フード３と前記拡散板２との大
きさは、１０：１より大きな比率となるように設定すれ
ば、照度計受光部としては、許容誤差の範囲内で測定で
きると考えられる。また、前記遮光フードの内面は、前
記遮光フードからの反射による影響が出ないように低反
射の処理を施している。

なお、本実施例において前記遮光フード３は半円形とし
ているが、平板でも前記遮光フード８の反射による影響
がなければ問題はない。

第４図は、前記拡散板１の水平断面方向の斜入射光特性
が、測定しようとする方向以外からの光を受光すること
によって生じる前記光電変換素子４の出力の増加分を補
正するための回路のブロック図を示したもので、７は光
電変換素子部、８は光電変換素子部、９は増幅部、１０
は増幅部、１１は差動増幅部、１２は表示部である。

前記光電変換素子部７で光電変換された出力は、前記増
幅部９で増幅され、前記差動増幅部１１に入力される。

また、前記光電変換素子部８で光電変換された出力は、
前記増幅部１０で増幅され、差動増幅部１１に人力され
る。前記差動増幅部１１は、前記増幅部９の出力から、
前記増幅部１０からの出力を減算した値を出力する６表
示部１２は、前記差動増幅部１１からの出力を取り込み
照度値として表示する。

なお、前記光電変換素子部７と、前記光電変換素子部８
の出力は、前記拡散板１と前記拡散板２の大きさが異な
ることや、前記光電変換素子４と前記光電変換素子５の
大きさが異なることから、前記拡散板１と前記拡散板２
に同じ光量が入射（前記遮光フード３を取り除いたとし
た場合）したとしても、前記光電変換素子４と前記光電
変換素子５の出力は異なる。したがって、前記光電変換
素子４の出力から前記光電変換素子５の出力を減算する
ことによって、半円筒面照度を測定するためには、前記
遮光フード３を取り除いた状態で、前記拡散板１と前記
拡散板２に同じ光量（水平角度ごとに）を入射させ、前
記増幅部９と前記増幅部１０の増幅度を調整して同じ出
力とすることが必要である。

なお、本実施例の説明では、２つの拡散板と光電変換素
子の組合せと、遮光フードを１つの受光部筐体に収納す
る構造としたが、遮光フードを持つ受光部筐体と遮光フ
ードを持たない受光部筐体の２つに分離してそれぞれ測
定し、２つの出力の差を求めても可能である。

発明の効果 本発明による照度計受光部は、２つの拡散板と光電変換
素子の組合せをもち、１つの拡散板の前方に測定しよう
とする方向からの光を除去し、測定しようとする方向以
外からの光のみを受光するように遮光フードを設けてい
るため、前記拡散板と光電変換素子の組合せが受光した
光量に対応した出力を、測定しようとする方向からと、
測定しようとする方向以外からの光をあわせて受光する
もう１つの拡散板と光電変換素子の組合せが受光した光
量に対応した出力から減じることができ、測定上問題の
ない精度内で、半円筒面照度を測定することができるた
め、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例における照度計受光部の構造
図、第２図は、同測定しようとする方向以外からの光を
受光するための拡散板と遮光フードの位置間係を表わす
図、第３図は、同拡散板と遮光フードの組合せによって
得られる水平断面の斜入射光特性を表わす図、第４図は
、同２つの光電変換素子からの出力を減算するための回
路のブロック図、第５図は、従来の照度計受光部の構造
図、第６図は、従来の照度計受光部の水平断面方向と垂
直断面方向の斜入射光特性を表わす図、第７図は、同立
体的な物体の知覚を要求される空間の照度を測定するた
めの照度計受光部の理想的な斜入射光特性を表わす図で
ある。 １・・・拡散板、２・・・拡散板、３・・・遮光フード
、４・・・光電変換素子、５・・・光電変換素子、６・
・・受光部筐体、７・・・光電変換素子部、８・・・光
電変換素子部、９・・・増幅部、１０・・・増幅部、１
１・・・差動増幅部１２・・・表示部 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第１図 第２図 ｔｔｒ 第３図 Ｉ８０＠ 第４図 ７尤電変決棄チ叩（ｌ） 第５図 Ｉ４受元部筐体（２） Ｉ８０” 第６図 ０″

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　２つの拡散板と光電変換素子の組合せと、その一方の
   組合せの前記拡散板の前方に配置し、測定しようとする
   方向からの光を入射させないようにした１つの遮光フー
   ドとから構成し、前記遮光フードを前方に配置した前記
   拡散板の大きさに対する前記遮光フードの大きさの比を
   １０倍以上となるようにすることによつて、前記遮光フ
   ードを設けない前記拡散板と前記光電変換素子の組合せ
   によって得られる光電出力から、前記遮光フードを設け
   た前記拡散板と前記光電変換素子との組合せによって得
   られる光電出力を減じることを特徴とする照度計受光部
   。