(57)【要約】      （修正有）【課題】ＬＥＤランプなどの照明灯を多く利用する栽培ハウスなどにおいて、大掛かりな装置や特殊フィルムを使用することなく簡単な計器で個々の照明灯から照射される光の量をあらゆる照射角度から正確に測定することのできる受光量計を提供する。【解決手段】受光量計は、照明灯からの光１ａが入射する受光路２１と、受光路から入射した光を受光して受光した光の強度に応じた電気信号に変換する受光素子２２と、電気信号に基づいて受光路に入射した光の量に比例した値を表示する表示器とを有している。受光路は、所定の長さＬ１及び内径Ｌ２を有する管路からなり、その内壁面は可視光を特定波長又は全波長に亘って吸収する材料からなる。このような構成において、受光路は、対象とする照明灯に対する指向性を有し、受光路が指向しない他の照明灯２ｂ，３ｃからの光が受光素子に到達しない構造を有している。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象とする照明灯から特定方向に照射される光の量を測定する受光量計であって、
前記照明灯からの光が入射する受光路と、当該受光路から入射した光を受光して受光した光の強度に応じた電気信号に変換する受光素子と、当該電気信号に基づいて前記受光路に入射した光の量に比例した値を表示する表示器とを有し、
前記受光路は、所定の長さ及び内径を有する管路からなり、その内壁面は可視光を特定波長又は全波長に亘って吸収する材料からなり、
前記管路の軸方向を前記対象とする照明灯の方向に指向することにより、当該照明灯から当該管路に入射した光が前記管路の内壁面に照射することなく前記受光素子に照射される一方、
前記管路の軸方向が指向していない他の照明灯からの光が当該管路に入射した場合には、その光が前記管路の内壁面に照射して吸収されることを特徴とする受光量計。
【請求項２】
前記受光路を構成する管路の軸方向の長さをＬ１とし、当該管路の内径をＬ２とし、
前記管路の受光口から前記管路の軸方向が指向する対象とする照明灯の方向と、前記管路の軸方向が指向していない他の照明灯の方向との成す角度をαとしたときに、
三角関数の正接ｔａｎαと長さＬ１及び内径Ｌ２との関係が下記の式（１）
ｔａｎα＞Ｌ２／Ｌ１・・・・・（１）
であることを特徴とする請求項１に記載の受光量計。
【請求項３】
前記受光素子は、所定の波長又は波長域の光を吸収して当該波長又は波長域の光の強度に応じた電気信号に変換するフォトダイオードであって、
前記表示器は、前記フォトダイオードが吸収した光の量に比例した値を表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の受光量計。
【請求項４】
前記受光素子は、複数のフォトダイオードを具備し、これらのフォトダイオードはそれぞれ異なる波長又は波長域の光を電気信号に変換し、
前記表示器は、前記複数のフォトダイオードが吸収した光の量に比例した値をそれぞれ表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の受光量計。
【請求項５】
前記管路の内壁面を構成する材料は、その表面が前記フォトダイオードの吸収する波長又は波長域の光の補色に着色されていることにより当該波長又は波長域の光を吸収することを特徴とする請求項３に記載の受光量計。
【請求項６】
前記管路の内壁面を構成する材料は、その表面が黒色に着色されていることにより可視光を全波長に亘って吸収することを特徴とする請求項３又は４に記載の受光量計。
【請求項７】
前記受光素子が変換した電気信号に基づいて前記受光路に入射した光の量を光量（ルーメン・秒）・照度（ルクス）・光束（ルーメン）・光度（カンデラ）などの値として計算する演算素子を有し、
前記表示器は、前記演算素子が計算した値を表示することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の受光量計。
【請求項８】
受光量測定の対象とする照明灯に対して、継続使用前に予め測定した光の量の初期値を記憶する記憶素子を有し、
前記表示器は、継続使用後に測定した光の量の値を前記初期値と比較した値として表示することにより、
予め設定した当該照明灯の継続使用の可否を判断できるようにしたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の受光量計。
【請求項９】
前記受光路と前記受光素子と当該受光素子が変換した電気信号を送信する送信器とを具備する計測部、及び、前記演算素子と前記表示器とを具備する本体部に分離し、
前記計測部と前記本体部との間の電気信号の送受信は、有線又は無線によるものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の受光量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明灯から照射される光の量を測定する受光量計に関するものであり、更に詳しくは対象とする照明灯以外の光を遮断して対象とする照明灯の光の量を正確に測定することのできる受光量計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、植物の栽培に太陽光以外の人工光源を利用することが行われている。また、特定波長のＬＥＤランプによる野菜工場などの例も多い。人工光源を利用した植物栽培は古くから行われており、例えば、照明により開花時期を調整する電照菊の栽培が有名である。この電照菊とは、日照時間が短くなると開花する短日性植物である菊の性質を利用して、人工的に日照時間を延ばして開花時期を遅らせる栽培方法で栽培された菊のことをいう。
【０００３】
電照菊の栽培ハウスでは、従来は日照時間を長くするために夜間に白熱灯を灯して栽培していた。しかし、白熱灯の製造が中止され、現在ではＬＥＤランプに置き換わっている。古く白熱灯の時代には、多くの白熱灯を利用することから一部の電球切れによる照明時間のばらつきが問題であった。下記特許文献１には、栽培ハウスの中央監視室で集中的に電球切れを検出できる白熱灯点灯装置が提案されている。
【０００４】
一方、近年使用されるＬＥＤランプは、その寿命の長さから電球切れを心配することなく使用されているようである。しかし、ＬＥＤランプにおいて電球切れは少なくなったとはいえ、ＬＥＤチップや波長変換のための蛍光塗料が徐々に劣化することにより、必要な光の量が照射できなくなるという問題がある。また、ＬＥＤランプからの照射角度によって劣化の程度が異なり受光位置により光の量が変化するという問題もある。更に、多くのＬＥＤランプを利用することから一部のＬＥＤランプの劣化に気付かないという問題がある。
【０００５】
一方、ＬＥＤランプから照射される光の量を効率的に利用する提案もなされている。下記特許文献２には、エネルギーの利用効率を高める植物栽培システム及び植物栽培方法が提案されている。このシステム及び方法を利用すれば、ＬＥＤランプから照射された光を栽培ハウスのフィルムが反射して劣化したＬＥＤランプがあった場合でも、全体としては均一に照射できるので照明時間のばらつきを解消する可能性があると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５５−０６２６９７号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１７６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記特許文献１に提案されている白熱灯点灯装置は、ＬＥＤランプには必要のないものである。しかし、これをＬＥＤランプに応用することも考えられるが、その場合でも大掛かりな装置を必要とする。一方、上記特許文献２に提案されている植物栽培システム及び植物栽培方法は、ＬＥＤランプを使用する栽培ハウスには有効であるが、栽培ハウスの内壁全面に特定の波長の光を反射する特殊なホトニック結晶フィルムを使用しなければならず、従来の栽培ハウスを利用することができず費用も大きくなる。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の諸問題に対処して、ＬＥＤランプなどの照明灯を多く利用する栽培ハウスなどにおいて、大掛かりな装置や特殊フィルムを使用することなく簡単な計器で個々の照明灯から照射される光の量をあらゆる照射角度から正確に測定することのできる受光量計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題の解決にあたり、本発明者らは、鋭意研究の結果、対象とする照明灯への指向性を有する受光路を検討することにより、本発明の目的を達成できることを見出して本発明の完成に至った。
【００１０】
即ち、本発明に係る受光量計は、請求項１の記載によれば、
対象とする照明灯（１）から特定方向に照射される光の量を測定する受光量計（１０、４０、７０）であって、
前記照明灯からの光が入射する受光路（２１、５１、８１）と、当該受光路から入射した光を受光して受光した光の強度に応じた電気信号に変換する受光素子（２２、５２）と、当該電気信号に基づいて前記受光路に入射した光の量に比例した値を表示する表示器（３２、６２、９２）とを有し、
前記受光路は、所定の長さ（Ｌ１）及び内径（Ｌ２）を有する管路からなり、その内壁面（２１ｃ、５１ｃ）は可視光を特定波長又は全波長に亘って吸収する材料からなり、
前記管路の軸方向を前記対象とする照明灯の方向に指向することにより、当該照明灯から当該管路に入射した光が前記管路の内壁面に照射することなく前記受光素子に照射される一方、
前記管路の軸方向が指向していない他の照明灯からの光が当該管路に入射した場合には、その光が前記管路の内壁面に照射して吸収されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、請求項２の記載によれば、請求項１に記載の受光量計であって、
前記受光路を構成する管路の軸方向の長さをＬ１とし、当該管路の内径をＬ２とし、
前記管路の受光口から前記管路の軸方向が指向する対象とする照明灯の方向と、前記管路の軸方向が指向していない他の照明灯の方向との成す角度をαとしたときに、
三角関数の正接ｔａｎαと長さＬ１及び内径Ｌ２との関係が下記の式（１）
ｔａｎα＞Ｌ２／Ｌ１・・・・・（１）
であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、請求項３の記載によれば、請求項１又は２に記載の受光量計であって、
前記受光素子は、所定の波長又は波長域の光を吸収して当該波長又は波長域の光の強度に応じた電気信号に変換するフォトダイオードであって、
前記表示器は、前記フォトダイオードが吸収した光の量に比例した値を表示することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、請求項４の記載によれば、請求項１又は２に記載の受光量計であって、
前記受光素子は、複数のフォトダイオードを具備し、これらのフォトダイオードはそれぞれ異なる波長又は波長域の光を電気信号に変換し、
前記表示器は、前記複数のフォトダイオードが吸収した光の量に比例した値をそれぞれ表示することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、請求項５の記載によれば、請求項３に記載の受光量計であって、
前記管路の内壁面を構成する材料は、その表面が前記フォトダイオードの吸収する波長又は波長域の光の補色に着色されていることにより当該波長又は波長域の光を吸収することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、請求項６の記載によれば、請求項３又は４に記載の受光量計であって、
前記管路の内壁面を構成する材料は、その表面が黒色に着色されていることにより可視光を全波長に亘って吸収することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、請求項７の記載によれば、請求項１〜６のいずれか１つに記載の受光量計であって、
前記受光素子が変換した電気信号に基づいて前記受光路に入射した光の量を光量（ルーメン・秒）・照度（ルクス）・光束（ルーメン）・光度（カンデラ）などの値として計算する演算素子を有し、
前記表示器は、前記演算素子が計算した値を表示することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、請求項８の記載によれば、請求項１〜７のいずれか１つに記載の受光量計であって、
受光量測定の対象とする照明灯に対して、継続使用前に予め測定した光の量の初期値を記憶する記憶素子を有し、
前記表示器は、継続使用後に測定した光の量の値を前記初期値と比較した値として表示することにより、
予め設定した当該照明灯の継続使用の可否を判断できるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、請求項９の記載によれば、請求項１〜８のいずれか１つに記載の受光量計であって、
前記受光路と前記受光素子と当該受光素子が変換した電気信号を送信する送信器とを具備する計測部（２０、５０）、及び、前記演算素子と前記表示器とを具備する本体部（３０、６０）に分離し、
前記計測部と前記本体部との間の電気信号の送受信は、有線又は無線によるものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
上記構成によれば、本発明に係る受光量計は、照明灯からの光が入射する受光路と、当該受光路から入射した光を受光して受光した光の強度に応じた電気信号に変換する受光素子と、当該電気信号に基づいて受光路に入射した光の量に比例した値を表示する表示器とを有している。また、受光路は、所定の長さ及び内径を有する管路からなる。この受光路の内壁面は、可視光を特定波長又は全波長に亘って吸収する材料から構成されている。
【００２０】
このような構成の管路の軸方向を対象とする照明灯の方向に指向することにより、当該照明灯から当該管路に入射した光が管路の内壁面に照射することなく受光素子に照射される。一方、管路の軸方向が指向していない他の照明灯からの光が当該管路に入射した場合には、その光が管路の内壁面に照射して吸収される。よって、上記構成によれば、簡単な計器で個々の照明灯から照射される光の量をあらゆる照射角度から正確に測定することのできる受光量計を提供することができる。
【００２１】
また、上記構成によれば、受光路を構成する管路の軸方向の長さをＬ１、当該管路の内径をＬ２とし、管路の受光口から管路の軸方向が指向する対象とする照明灯の方向と、管路の軸方向が指向していない他の照明灯の方向との成す角度をαとする。このときに、三角関数の正接ｔａｎαと長さＬ１及び内径Ｌ２との関係が下記の式（１）
ｔａｎα＞Ｌ２／Ｌ１・・・・・（１）
であるようにする。よって、上記構成によれば、上述の作用効果をより一層具体的に発揮することができる。
【００２２】
また、上記構成によれば、受光素子は、所定の波長又は波長域の光を吸収して当該波長又は波長域の光の強度に応じた電気信号に変換するフォトダイオードであってもよい。このことにより、表示器は、フォトダイオードが吸収した光の量に比例した値を表示する。更に、この受光素子は、複数のフォトダイオードを具備し、これらのフォトダイオードはそれぞれ異なる波長又は波長域の光を電気信号に変換するものであってもよい。このことにより、表示器は、複数のフォトダイオードが吸収した光の量に比例した値をそれぞれ表示する。よって、上記構成によれば、上述の作用効果をより一層具体的に発揮することができる。
【００２３】
また、上記構成によれば、管路の内壁面を構成する材料は、その表面がフォトダイオードの吸収する波長又は波長域の光の補色に着色されていてもよい。このことにより、管路に侵入した他の照明灯からの光は、管路の内壁面に照射して可視光のうち当該波長又は波長域の光が吸収される。また、管路の内壁面を構成する材料は、その表面が黒色に着色されていてもよい。このことにより、管路に侵入した他の照明灯からの光は、管路の内壁面に照射して可視光の全波長に亘って吸収される。よって、上記構成によれば、上述の作用効果をより一層具体的に発揮することができる。
【００２４】
また、上記構成によれば、受光素子が変換した電気信号に基づいて受光路に入射した光の量を光量（ルーメン・秒）・照度（ルクス）・光束（ルーメン）・光度（カンデラ）などの値として計算する演算素子を有していてもよい。このことにより、表示器は、演算素子が計算した値を表示する。よって、上記構成によれば、上述の作用効果をより一層具体的に発揮することができる。
【００２５】
また、上記構成によれば、光量測定の対象とする照明灯に対して、継続使用前に予め測定した光量の初期値を記憶する記憶素子を有していてもよい。また、表示器は、継続使用後に測定した光の量の値を初期値と比較した値として表示する。このことにより、予め設定した当該照明灯の継続使用の可否を判断できるようになる。よって、上記構成によれば、上述の作用効果をより一層具体的に発揮することができる。
【００２６】
また、上記構成によれば、受光路と受光素子と受光素子が変換した電気信号を送信する送信器とを具備する計測部、及び、演算素子と表示器とを具備する本体部に分離するようにしてもよい。また、計測部と本体部との間の電気信号の送受信は、有線又は無線によるものであってもよい。よって、上記構成によれば、上述の作用効果をより一層具体的に発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】電照菊の栽培ハウスの内部を示す概要図である。
【図２】本発明に係る受光量計の第１実施形態を示す外観斜視図である。
【図３】図２の第１実施形態に係る受光量計を電照菊に使用する状態を示した概要図である。
【図４】図２の第１実施形態に係る計測部の側面の部分断面図である。
【図５】受光路と受光素子との関係を示す側面断面の部分拡大図である。
【図６】受光路の受光口と２つのＬＥＤランプとの位置関係を示す概要図である。
【図７】本発明に係る受光量計の第２実施形態を示す外観斜視図である。
【図８】図７の第２実施形態に係る計測部の側面の部分断面図である。
【図９】本発明に係る受光量計の第３実施形態を示す外観斜視図である。
【図１０】実施例に係る受光量計を示す外観斜視図である。
【図１１】図１０の実施例に係る受光量計のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る受光量計について説明する。ここでは、電照菊の栽培を例にして説明するが、本発明に係る受光量計は、これらの用途に限定されるものではない。図１は、電照菊の栽培ハウスの内部を示す概要図である。図１において、栽培ハウスの内部の天井には、ＬＥＤランプ１、２、３など（実際には更に多くのＬＥＤランプがある）が設置されている。また、地面には多くの菊の花４が栽培されており、それらの花弁４ａにはＬＥＤランプ１、２、３などからの光が照射されている。
【００２９】
電照菊に近年使用されるようになったＬＥＤランプは、その寿命の長さから電球切れを心配することがない。しかし、実際にはＬＥＤチップや波長変換のための蛍光塗料が徐々に劣化する。そのため、長く使用しているＬＥＤランプの光の量が減衰する。この減衰は、個々のＬＥＤランプの照射角度によっても劣化の程度が異なる。電球切れは直ぐに判断できるが、光の量の減衰は中々判断し辛い。
【００３０】
また、栽培ハウスでは多くのＬＥＤランプを利用することから、一部のＬＥＤランプに劣化が生じても気付かないことがある。多くのＬＥＤランプの一部に光の量の減衰が生じると、その部分の菊だけに成長の遅れ（或いは早い開花）が生じて生産に支障をきたす。このような場合に、栽培ハウスの内部の全てのＬＥＤランプを一度に交換することは費用の点から不可能である。
【００３１】
そこで、個々のＬＥＤランプについて、各照射角度における光の量の正確な測定ができれば、交換が必要なＬＥＤランプを特定することができる。しかし、図１のように多くのＬＥＤランプの照射位置は境界において重なっており、その位置ではどちらのＬＥＤランプの劣化が激しいか判断することは難しい。そこで、測定対象とするＬＥＤランプから特定方向に照射される光の量のみを測定することのできる受光量計が必要となる。
【００３２】
そこで、本発明に係る受光量計の各実施形態を図面に従って説明する。但し、本発明に係る受光量計は、以下の各実施形態のみに限定されるものではない。
【００３３】
《第１実施形態》
本第１実施形態は、計測部と本体部とに分離した受光量計に関するものであり、計測部と本体部との情報送信は無線によって行う。図２は、本発明に係る受光量計１０の第１実施形態を示す外観斜視図である。図２において、受光量計１０は、計測部２０と本体部３０とを有している。計測部２０は、上面外側に突出して設けられた受光路２１、及び、内部に収容された受光素子２２と送信器（図示せず）を具備している。受光路２１は、中空の円筒からなり、その上部には測定対象とするＬＥＤランプから照射される光が入射する受光口２１ａが開口している。受光口２１ａの直径については後述する。
【００３４】
受光素子２２は、検知しようとする光の波長に合わせた受光素子を使用すればよい。例えば、シリコン・フォトダイオードなどのフォトダイオードを使用することができる。本第１実施形態では、青・緑・赤の３種類のフォトダイオードを組み合わせたＲＧＢカラーセンサを使用した。このカラーセンサは、青色センサ、緑色センサ、及び、赤色センサを組み合わせたものである。また、逆に広い波長域の光の量を纏めて検知するようにしてもよい。この場合には、例えば、感度波長の広いフォトセンサを使用することができる。
【００３５】
なお、特定の色に感度を有するフォトダイオードを単独で使用するようにしてもよい。その場合には、例えば、植物の光合成に必要とされる青色や赤色の光の量をそれぞれ単独で検知することもできる。このようにすれば、検知したい波長の光の量だけを検知でき誤検知を防止することができる。また、植物の光合成に必要とされる青色の光と赤色の光とを検知するために、青色に感度を有するフォトダイオードと赤色に感度を有するフォトダイオードとを組み合わせ、それぞれの光の量を別々に検知するようにしてもよい。また、これらの色の光の量の絶対値だけでなく、比率を計算するようにしてもよい。
【００３６】
受光路２１の円柱軸を測定対象とするＬＥＤランプの方向に指向すると、受光口２１ａからから取り込まれた光は、受光路２１の先に配置された受光素子２２に照射される。受光素子２２は、受光した光の強度に応じた電気信号を出力する。一方、受光路２１の円柱軸が指向していない他のＬＥＤランプの光は、受光路２１の管路の内壁面に照射されて吸収され受光素子２２に照射されることがない。このような受光路２１の詳細な構造は後述する。
【００３７】
図２において、本体部３０は、内部に収容された演算素子（図示せず）、及び、正面外側に設けられた表示器３２を具備し、制御回路（図示せず）によってこれらを制御している。演算素子（図示せず）は、送信器２３から送信された電気信号を入力し、これに基づいて受光路２１に入射した光の量を計算する。表示器３２は、演算素子（図示せず）が計算した光の量の値を表示する。
【００３８】
なお、演算素子（図示せず）が計算する光の量の値は、電気信号に対応した絶対値であってもよく、或いは、標準光源に対する相対値であってもよい。また、光の量の値は、特定波長の光（例えば、４６０ｎｍ付近の青色、６２０ｎｍ付近の赤色、５４０ｎｍ付近の緑色など）の強度であってもよく、光量（ルーメン・秒）・照度（ルクス）・光束（ルーメン）・光度（カンデラ）などの値であってもよい。
【００３９】
なお、演算素子（図示せず）に対して、測定対象とするＬＥＤランプに固有の初期の光の量を記憶素子によって記憶させておき、測定した光の量がどの程度減衰したかを表示するようにしてもよい。例えば、新規に設置した際の光の量（初期値）を記録しておく、或いは、測定の度に未使用のＬＥＤランプの光の量（初期値）でＭＡＸ調整を行うようにしてもよい。このことにより、測定対象とするＬＥＤランプの現在の光の量と初期値との差を減衰率として計算し表示するようにしてもよい。
【００４０】
図３は、本第１実施形態に係る受光量計１０を電照菊に使用する状態を示した概要図である。図３において、天井に設置されたＬＥＤランプ１、２、３から地面に植えられた菊の花４の花弁４ａの表面に光が照射されている。この状態において、計測部２０は、地面上に載置した架台５の支柱５ａに上下方向及び角度方向に可動自在に装着され、花弁４ａの表面に照射される光の量を測定するように花弁４ａの表面位置に配置されている。また、受光量計１０の計測部２０と本体部３０とは無線により情報通信を行っている。
【００４１】
なお、計測部２０の受光路２１は、ＬＥＤランプ１の方向を指向している。また、ＬＥＤランプ１から照射される多方向への光のうち、特定の方向に照射される光１ａのみを測定対象としている。よって、ＬＥＤランプ１から照射される光のうち、光１ｂ及び光１ｃなどは測定対象としていない。また、ＬＥＤランプ２から照射される多方向の光２ａ、２ｂ、２ｃ、及び、ＬＥＤランプ３から照射される多方向の光３ａ、３ｂ、３ｃも測定対象としていない。
【００４２】
次に、本第１実施形態に係る受光量計１０の計測部２０について説明する。図４は、本第１実施形態に係る計測部２０の側面の部分断面図である。図４において、計測部２０の上面には、中空の円筒からなる受光路２１が設けられ、この受光路２１の上部には光が入射する受光口２１ａが開口し、下部には受光路２１を通過した光が放出される放射口２１ｂが開口している。放射口２１ｂの下方には、受光素子２２が基板２４の上に載置されている。また、基板２４には送信器（図示せず）が組み込まれている。
【００４３】
次に、図３に示したように、受光路２１の円柱軸が指向するＬＥＤランプ１からの入射光のみが受光素子２２に照射され、受光路２１の円柱軸が指向していないＬＥＤランプ２又は３からの入射光が受光素子２２に照射されない理由について説明する。図５は、受光路２１と受光素子２２との関係を示す側面断面の部分拡大図である。図５において、受光路２１の軸方向の長さＬ１は、受光口２１ａの内径Ｌ２との関係で特定される。
【００４４】
図６は、受光路２１の受光口２１ａと２つのＬＥＤランプ１、２との位置関係を示す概要図である。図６において、受光路２１の受光口２１ａの位置において、受光路２１の円柱軸が指向するＬＥＤランプ１の方向と隣接するＬＥＤランプ２の方向との成す角度をαとする。このとき、角度αに対する三角関数の正接ｔａｎαと、受光路２１の軸方向の長さＬ１及び受光口２１ａの内径Ｌ２との関係は、下記の式（１）
ｔａｎα＞Ｌ２／Ｌ１・・・・・（１）
で表される。
【００４５】
よって、実際に測定しようとする複数のＬＥＤランプ間の間隔（隣接するＬＥＤランプの間隔）と照射位置（測定位置）とを確認し、受光路２１の長さＬ１又は受光口２１ａの内径Ｌ２のいずれか一方を可変として、これを調整できるようなアダプターで対応するようにすればよい。
【００４６】
また、受光路２１の長さＬ１と受光口２１ａの内径Ｌ２との比率の異なる複数の受光用アダプターを予め準備しておき、計測部２０に対して測定の際に適切な受光用アダプターを交換するようにしてもよい。また、受光用アダプターの１つとして全方位型の集光レンズを組込んだ全方位アダプターを準備しておき、これに交換するようにしてもよい。この全方位アダプターで光の量を測定すれば、受光位置における広い範囲からの光の量を測定することができる。
【００４７】
図６の位置関係において、図５においては、受光路２１の受光口２１ａからは、測定対象であるＬＥＤランプ１の光１ａ、その他のＬＥＤランプ２の光２ｂ、及び、その他のＬＥＤランプ３の光３ｃが入射している。また、受光路２１の内壁面２１ｃの表面は、黒色に着色されている。内壁面２１ｃの表面が黒色に着色されていることにより、内壁面２１ｃに照射した光は可視光を全波長に亘って吸収され反射することがない。
【００４８】
なお、特定の波長の光量を検知する場合には、内壁面２１ｃの表面を黒色に着色する代わりに、検知しようとする色と補色関係にある色に着色するようにしてもよい。例えば、植物の光合成に必要な青色光（４６０ｎｍ付近）のみを検知する場合には、もちろん黒色でもよいが青色の補色である黄橙色に着色するようにしてもよい。一方、同様に植物の光合成に必要な赤色光（６２０ｎｍ付近）のみを検知する場合には、もちろん黒色でもよいが赤色の補色である青緑色に着色するようにしてもよい。更に、緑色光（５４０ｎｍ付近）のみを検知する場合には、もちろん黒色でもよいが緑色の補色である赤紫色に着色するようにしてもよい。
【００４９】
このような状態で、受光口２１ａから入射したＬＥＤランプ１の光１ａは、内壁面２１ｃに照射することなく受光素子２２に直接照射される。これに対して、その他のＬＥＤランプ２、３の光２ｂ、３ｃは、内壁面２１ｃに照射する。ここで、内壁面２１ｃの表面が黒色に着色されているので、光２ｂ、３ｃは内壁面２１ｃに吸収され、受光素子２２に照射されない。このことにより、受光素子２２は、測定対象であるＬＥＤランプ１の光１ａの光量のみを正確に検出することができる。
【００５０】
《第２実施形態》
次に、第２実施形態について説明する。本第２実施形態は、上記第１実施形態と同様に計測部と本体部とに分離した受光量計に関するものであり、計測部と本体部との情報送信は無線によって行う。なお、本第２実施形態に係る受光量計においては、受光路が計測部の内部に組込まれたものである。
【００５１】
図７は、本発明に係る受光量計の本第２実施形態を示す外観斜視図である。図７において、受光量計４０は、計測部５０と本体部６０とを有している。計測部５０は、上面から内部に向かって設けられた受光路５１、及び、内部に収容された受光素子５２と送信器（図示せず）を具備している。受光路５１は、中空の円筒からなり、その上部には測定対象とするＬＥＤランプから照射される光が入射する受光口５１ａが計測部５０の上面に開口している。
【００５２】
なお、受光素子５２及び送信器５３の構成と作用は、上記第１実施形態と同様である。一方、本体部６０は、内部に収容された演算素子（図示せず）、及び、正面外側に設けられた表示器６２を具備し、制御回路（図示せず）によってこれらを制御している。なお、演算素子（図示せず）及び表示器６２の構成と作用は、上記第１実施形態と同様である。
【００５３】
次に、本第２実施形態に係る受光量計４０の計測部５０について説明する。図８は、本第２実施形態に係る計測部５０の側面の部分断面図である。図８において、計測部５０の上面から内部に向かって中空の円筒からなる受光路５１が設けられ、この受光路５１の上部には光が入射する受光口５１ａが開口し、下部には受光路５１を通過した光が放出される放射口５１ｂが開口している。放射口５１ｂの下方には、受光素子５２が基板５４の上に載置されている。また、基板５４には送信器（図示せず）が組み込まれている。
【００５４】
また、受光路５１の円柱軸が指向するＬＥＤランプ１からの入射光のみが受光素子５２に照射され、受光路５１の円柱軸が指向していないＬＥＤランプ２又は３からの入射光が受光素子５２に照射されない理由については上記第１実施形態と同様である（図５参照）。また、受光路５１の軸方向の長さＬ１は、受光口５１ａの内径Ｌ２との関係で特定され、上記第１実施形態と同様に上記式（１）が成立する。また、受光路５１の内壁面５１ｃの表面は、上記第１実施形態と同様に黒色に着色されている。
【００５５】
《第３実施形態》
次に、第３実施形態について説明する。本第３実施形態は、上記第１実施形態及び第２実施形態と異なり、計測部と本体部とが分離することなく一体の受光量計に関するものである。なお、本第３実施形態に係る受光量計においては、上記第２実施形態と同様に受光路が計測部の内部に組込まれたものである。
【００５６】
図９は、本発明に係る受光量計の本第３実施形態を示す外観斜視図である。図９において、受光量計７０は、計測部８０と本体部９０とが一体となっている。計測部８０は、上面から内部に向かって設けられた受光路８１、及び、内部に収容された受光素子（図示せず）を具備している。受光路８１は、上記第２実施形態と同様に中空の円筒からなり、その上部には測定対象とするＬＥＤランプから照射される光が入射する受光口８１ａが計測部８０の上面に開口している。なお、受光素子（図示せず）の構成と作用は、上記第１実施形態及び第２実施形態と同様である。
【００５７】
本体部９０は、内部に収容された演算素子（図示せず）、及び、正面外側に設けられた表示器９２を具備し、制御回路（図示せず）によってこれらを制御している。なお、本第３実施形態においては送信器を具備せず、受光素子（図示せず）からの電気信号は、直接演算素子（図示せず）に伝達される。また、演算素子（図示せず）の構成と作用は、上記第１実施形態及び第２実施形態と同様である。
【００５８】
なお、本第３実施形態において、表示器９２は、ＲＧＢカラーセンサである受光素子（図示せず）からの３種類の電気信号から演算素子（図示せず）が計算した３色の光の量をそれぞれ表示する。そのため、表示器９２は、３つの表示部９２ａ、９２ｂ、９２ｃから構成されている。なお、表示部９２ａ、９２ｂ、９２ｃの詳細については、下記の実施例において説明する。
【００５９】
また、受光路８１の円柱軸が指向するＬＥＤランプ１からの入射光のみが受光素子（図示せず）に照射され、受光路８１の円柱軸が指向していないＬＥＤランプ２又は３からの入射光が受光素子（図示せず）に照射されない理由については上記第１実施形態及び第２実施形態と同様である（図５参照）。また、受光路８１の軸方向の長さＬ１は、受光口８１ａの内径Ｌ２との関係で特定され、上記第１実施形態と同様に上記式（１）が成立する。また、受光路８１の内壁面（図示せず）の表面は、上記第１実施形態及び第２実施形態と同様に黒色に着色されている。
【００６０】
次に、上述のように説明した受光量計について、実施例により具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例にのみ限定されるものではない。
【実施例】
【００６１】
本実施例は、上記第３実施形態に関するものであって、計測部と本体部とが分離することなく一体の受光量計に関するものである。なお、本実施例においては、受光素子としてＲＧＢカラーセンサＳ９０３２−０２（浜松ホトニクス株式会社製）を使用した。このカラーセンサは、青色センサ（感度波長領域：４００〜５４０ｎｍ、最大感度波長：４６０ｎｍ）、緑色センサ（感度波長領域：４８０〜６００ｎｍ、最大感度波長：５４０ｎｍ）、及び、赤色センサ（感度波長領域：５９０〜７２０ｎｍ、最大感度波長：６２０ｎｍ）を組み合わせたものである。
【００６２】
図１０は、本実施例に係る受光量計を示す外観斜視図であり、上記第３実施形態を具体化したものである。図１０において、受光量計７０は、計測部８０と本体部９０とが一体となっている。計測部８０は、上面から内部に向かって設けられた受光路８１、及び、内部に収容された受光素子（ＲＧＢカラーセンサ）を具備している。受光路８１は、中空の円筒からなり、本実施例においては、受光路８１の軸方向の長さＬ１は１２ｍｍであり、受光口８１ａの内径Ｌ２は３．５ｍｍとした。受光路８１の上部には測定対象とするＬＥＤランプから照射される光が入射する受光口８１ａが計測部８０の上面に開口している。また、受光路８１の内壁面（図示せず）の表面は、黒色に着色されている。
【００６３】
本体部９０は、内部に収容された演算素子（図示せず）、及び、正面外側に設けられた表示器９２を具備し、制御回路（図示せず）によってこれらを制御している。なお、本実施例において、表示器９２は、受光素子（ＲＧＢカラーセンサ）からの３種類（Ｒ・Ｇ・Ｂ）の電気信号から演算素子（図示せず）が計算した３色の光の量をそれぞれ表示する。そのため、表示器９２は、３つの表示部９２ａ、９２ｂ、９２ｃから構成されている。本実施例においては、表示部９２ａ、９２ｂ、９２ｃは、それぞれ、１０ポイントバーＬＥＤを使用して光の量を１０段階で表示する。
【００６４】
また、本実施例においては、表示部９２ａ、９２ｂ、９２ｃは、それぞれ調節つまみ９３ａ、９３ｂ、９３ｃを備え、各表示部の表示レベルを調節することができる。なお、本実施例に係る受光量計７０は、本体部９０に挿入されている単３電池３本（４．５Ｖ）によって駆動するが、これに限るものではなく、電源アダプターなどによって駆動するようにしてもよい。また、受光量計７０の本体部９０又は計測部８０に水平に保つための水準器などを具備するようにしてもよい。
【００６５】
ここで、本実施例に係る受光量計７０の作動について説明する。図１１は、本実施例に係る受光量計のブロック図である。図１１において、受光量計７０は、４．５Ｖ（単３電池×３）により作動する。光センサ部（センサ＋増幅回路）において、光センサである受光素子（ＲＧＢカラーセンサ）が受光路８１を介して受光した３色の光の量に対応した３種類（Ｒ・Ｇ・Ｂ）の電気信号は、増幅回路で増幅されて制御回路部（ディスプレイドライバ）に送られる。制御回路部（ディスプレイドライバ）は、予め調節つまみ９３ａ（Ｒ）、９３ｂ（Ｇ）、９３ｃ（Ｂ）によって設定された基準に従って表示部９２ａ（Ｒ）、９２ｂ（Ｇ）、９２ｃ（Ｂ）の１０ポイントバーＬＥＤを発光させる。
【００６６】
次に、実際に受光量測定の対象とする照明灯（ＬＥＤランプ）の光の量を測定し、継続使用の可否を判断する操作について説明する。まず、未使用の照明灯の光の量の初期値を記録する。これには、栽培ハウスなどで実際に使用する前の照明灯で予め測定し、制御回路部に記録しておくようにする。または、対象とする照明灯の測定直前に別の未使用の照明灯で測定し、その際の各表示部９２ａ（Ｒ）、９２ｂ（Ｇ）、９２ｃ（Ｂ）の１０ポイントバーＬＥＤの発光量を１００％合わせするようにしてもよい。
【００６７】
次に、実際に使用中の照明灯で測定し、先の初期値と比較した値として各表示部９２ａ（Ｒ）、９２ｂ（Ｇ）、９２ｃ（Ｂ）で表示する。この値が、予め設定しておいた閾値と比較して光の量が減衰しているようであれば、測定した照明灯を新品に交換するようにする。このようにして、栽培ハウスなどで実際に使用する個々の照明灯の継続使用の可否を判断することができる。
【００６８】
以上説明したように、本発明においては、ＬＥＤランプなどの照明灯を多く利用する栽培ハウスなどにおいて、大掛かりな装置や特殊フィルムを使用することなく簡単な計器で個々の照明灯から照射される光の量をあらゆる照射角度から正確に測定することのできる受光量計を提供することができる。
【００６９】
なお、本発明の実施にあたり、上記各実施形態に限らず、次のような種々の変形例が挙げられる。
（１）上記第１実施形態及び第２実施形態においては、計測部と本体部との間の電気信号の送信には無線を使用したが、これに限るものではなく、リード線などの有線により電気信号を送信するようにしてもよい。
（２）上記第１実施形態及び第２実施形態においては、計測部と本体部とが分離した受光量計を説明したが、これに限るものではなく、上記第３実施形態のように計測部と本体部とが分離しておらず一体に構成された受光量計であってもよい。
（３）上記各実施形態においては、本体部の表示器で光の量を表示するものであるが、これに限るものではなく、表示器として有線又は無線で接続されたパーソナル・コンピュータの表示画面に表示したり記憶したりするように構成するようにしてもよい。
（４）上記各実施形態においては、受光路の構造を中空の円筒として説明したが、これに限るものではなく、円筒以外の中空の筒体、例えば、中空の三角柱、四角柱、五角柱、六角柱などであってもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１〜３…ＬＥＤランプ、１ａ〜３ａ、１ｂ〜３ｂ、１ｃ〜３ｃ…光、
４…菊の花、４ａ…花弁、５…架台、５ａ…支柱、
１０、４０、７０…受光量計、２０、５０、８０…計測部、３０、６０、９０…本体部、
２１、５１、８１…受光路、２１ａ、５１ａ、８１ａ…受光口、
２１ｂ、５１ｂ…放射口、２１ｃ、５１ｃ…内壁面、
２２、５２…受光素子、２３、５３…送信器、２４、５４…基板、
３２、６２、９２…表示器、
９２ａ、９２ｂ、９２ｃ…表示部、９３ａ、９３ｂ、９３ｃ…調節つまみ、
Ｌ１…管路の軸方向の長さ、Ｌ２…管路の内径、α…角度。
【図１】
2020076730.tif 000003
【図２】
2020076730.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020076730.tif 000009
【図８】
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【図９】
2020076730.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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