(57)【要約】【課題】光環境下にある空間に於いて複数方向の光量子束密度を実質的に同時に測定して前記空間における光の量の実態を多角的に把握することができるようにする。【解決手段】受光強度に応じた大きさの光電変換信号を出力する受光手段１３を鉛直面に沿って回動させ、受光手段１３から出力される光電変換信号に基づいて鉛直面に沿う複数の方向毎の光量子束密度を算出するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光強度に応じた大きさの光電変換信号を出力する受光手段を鉛直面に沿って回動させ、前記受光手段から出力される前記光電変換信号に基づいて前記鉛直面に沿う複数の方向毎の光量子束密度を算出することを特徴とする光量子束密度の測定方法。
【請求項２】
前記複数の方向が水平方向と鉛直方向とを少なくとも含むことを特徴とする請求項１記載の光量子束密度の測定方法。
【請求項３】
受光強度に応じた大きさの光電変換信号を出力する受光手段と、当該受光手段を鉛直面に沿って回動させる回動機構と、前記受光手段から出力される前記光電変換信号に基づいて前記鉛直面に沿う複数の方向毎の光量子束密度を算出する演算部とを有することを特徴とする光量子束密度の測定装置。
【請求項４】
前記複数の方向が水平方向と鉛直方向とを少なくとも含むことを特徴とする請求項３記載の光量子束密度の測定装置。
【請求項５】
鉛直面に沿って回動すると共に受光強度に応じた大きさの光電変換信号を出力する受光手段の回動の程度を制御して受光面の角度を制御する処理と、前記受光手段から出力される前記光電変換信号に基づいて前記鉛直面に沿う複数の方向毎の光量子束密度を算出する処理とをコンピュータに行わせることを特徴とする光量子束密度の測定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光量子束密度の測定方法、測定装置、及び測定プログラムに関する。さらに詳述すると、本発明は、例えば植物工場などで使われているＬＥＤ栽培棚の光環境の評価に用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
光合成有効光量子束密度や成長効果量などの、植物育成用の光放射の効果量を測定する従来の光放射測定装置として、照射された光を光電変換する光電変換素子と、光電変換素子の基板上に装着したシャープカットフィルタ及び干渉フィルタと、それぞれのフィルタからの放射光に対応した光電変換素子の光電信号を記憶するメモリとを具備するものがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３４１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば人工の照明光を植物に対して照射して植物の成長を促進させる場合の効果的で効率的な照明光の照射の仕方を特定して照明を適切に制御するためには、植物を取り巻く栽培空間の全体に纏わる照明光の実態を詳細・精密に把握することが重要であると考えられる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の光放射測定装置では、或る特定の一方向における光量子束密度を測定することはできるものの、複数方向の光量子束密度を実質的に同時に測定することはできない。したがって、特許文献１の装置が用いられて行われる測定によって得られる情報は、光環境の状況のうちの一部（別言すると、一側面）を切り取ったものに過ぎない。このため、植物栽培システムの栽培空間における照明光（特に、光量子束密度）の実態を適切に把握して照明光の照射による植物成長促進の分析や検討などに対して有用・有益な情報を提供することができないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、光環境下にある空間に於いて複数方向の光量子束密度を実質的に同時に測定して前記空間における光の量の実態を多角的に把握することができる光量子束密度の測定方法、測定装置、及び測定プログラム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】
【０００７】
かかる目的を達成するため、本発明の光量子束密度の測定方法は、受光強度に応じた大きさの光電変換信号を出力する受光手段を鉛直面に沿って回動させ、受光手段から出力される光電変換信号に基づいて鉛直面に沿う複数の方向毎の光量子束密度を算出するようにしている。
【０００８】
本発明の光量子束密度の測定装置は、受光強度に応じた大きさの光電変換信号を出力する受光手段と、当該受光手段を鉛直面に沿って回動させる回動機構と、受光手段から出力される光電変換信号に基づいて鉛直面に沿う複数の方向毎の光量子束密度を算出する演算部とを有するようにしている。
【０００９】
本発明の光量子束密度の測定プログラムは、鉛直面に沿って回動すると共に受光強度に応じた大きさの光電変換信号を出力する受光手段の回動の程度を制御して受光面の角度を制御する処理と、受光手段から出力される光電変換信号に基づいて鉛直面に沿う複数の方向毎の光量子束密度を算出する処理とをコンピュータに行わせるようにしている。
【００１０】
したがって、これらの光量子束密度の測定方法、測定装置、及び測定プログラムによると、受光手段を鉛直面に沿って回動させながら光を観測するようにしているので、複数方向の光量子束密度が実質的に同時に測定される。
【００１１】
光量子束密度は、光の量を光量子（別言すると、光子）の個数を以て表す指標であり、単位面積・単位時間当たりに入射する光量子（光子）の個数である。光量子束密度の単位は、例えば［μmol ｍ-2 ｓ-1］である。
【００１２】
また、本発明の光量子束密度の測定方法や光量子束密度の測定装置は、前記複数の方向が水平方向と鉛直方向とを少なくとも含むようにしても良い。この場合には、水平方向から鉛直方向までの範囲の光量子束密度が実質的に同時に測定される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光量子束密度の測定方法、測定装置、及び測定プログラムによれば、複数方向の光量子束密度を実質的に同時に測定することができるので、光環境下にある空間における光の量の実態を多角的・網羅的に把握して光環境に纏わる種々の分析や検討などに対して有用・有益な情報を提供することが可能になり、延いては光環境の観測技術としての有用性の向上を図ることが可能になる。
【００１４】
本発明の光量子束密度の測定方法や光量子束密度の測定装置は、筐体の円筒中心軸方向が水平方向から鉛直方向まで変化するようにした場合には、水平方向から鉛直方向までの範囲の光量子束密度を実質的に同時に測定することができるので、光環境に纏わる種々の分析や検討などに対して有用・有益な情報として漏れ落ちのない情報を提供することが可能になり、延いては光環境の観測技術としての有用性の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る光量子束密度の測定装置の実施形態の一例を示す図であり、センサ部及び回動機構の概略構造を示す外観図である。（Ａ）は回動支持軸と平行な立面図であり、基台を断面表示した図である。（Ｂ）は回動支持軸と直交する立面図であり、基台の一部を断面表示した図である。（Ｃ）は回動支持軸と平行な平面図である。
【図２】本発明に係る光量子束密度の測定装置の実施形態の一例を示す図であり、機能ブロック図である。
【図３】実施形態の回動機構の動作によるセンサ部の受光角度の変化を説明する図であり、回動支持軸と直交する立面図である。（Ａ）は受光角度が９０°の状態を示す図である。（Ｂ）は受光角度が４５°の状態を示す図である。（Ｃ）は受光角度が０°の状態を示す図である。
【図４】実施形態の回動機構の動作によるセンサ部の受光角度の変化を説明する図であり、回動支持軸と直交する立面図である。（Ａ）は受光角度が０°の状態を示す図である。（Ｂ）は受光角度が−４５°の状態を示す図である。（Ｃ）は受光角度が−９０°の状態を示す図である。
【図５】実施例１における受光角度毎の光量子束密度の算出結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１乃至図４に、本発明に係る光量子束密度の測定方法、測定装置、及び測定プログラムの実施形態の一例を示す。なお、図１は、本発明に係る光量子束密度の測定装置の構成の概要を説明するためのあくまでも概念図・模式図であり、具体詳細な形態・構造や各部相互・部材相互の寸法関係などを厳密に表したり規定したりするものではない。
【００１８】
本実施形態の光量子束密度の測定方法は、受光強度に応じた大きさの光電変換信号を出力する受光手段１３を鉛直面に沿って回動させ、受光手段１３から出力される光電変換信号に基づいて鉛直面に沿う複数の方向毎の光量子束密度を算出するようにしている。
【００１９】
上記光量子束密度の測定方法は、本発明に係る光量子束密度の測定装置として実現される。本実施形態の光量子束密度の測定装置１は、受光強度に応じた大きさの光電変換信号を出力する受光手段１３と、当該受光手段１３を鉛直面に沿って回動させる回動機構２０と、受光手段１３から出力される光電変換信号に基づいて鉛直面に沿う複数の方向毎の光量子束密度を算出する演算部３２とを有するようにしている。
【００２０】
本発明に係る光量子束密度の測定方法、測定装置、及び測定プログラムでは、複数方向の光量子束密度が実質的に同時に観測される。
【００２１】
光量子束密度の測定装置１は、センサ部１０，回動機構２０，及び制御部３０を有する。
【００２２】
センサ部１０と制御部３０とはケーブル１９を介して、また、回動機構２０と制御部３０とはケーブル２９を介して、データや命令等に関する信号の送受信が可能であるように電気的に接続される。なお、図１においては、ケーブル１９及びケーブル２９の図示を省略している。
【００２３】
センサ部１０は、測定対象の光環境下（言い換えると、測定対象空間）に設置され、受光した光を光電変換して受光強度に応じた電気信号を出力するものである。
【００２４】
センサ部１０は、中空円筒状の筐体１１と、当該筐体１１の円筒中心軸方向Ｄaxにおける両端のうちの一方の端面に取り付けられた受光窓１２と、当該受光窓１２に受光面１３ａを対向させた状態で筐体１１内に収容される受光手段１３とを有する。
【００２５】
受光手段１３は、円筒状の筐体１１の円筒中心軸方向Ｄaxと直交する方向に受光面１３ａが沿うように配設され、受光窓１２から差し込む光を受光し検出して当該光の受光強度に応じた大きさの電気信号（「光電変換信号」とも表記する）を出力する。
【００２６】
受光手段１３は、具体的には例えばフォトダイオードやＣＣＤ等の光センサ／光電変換素子が用いられて構成される。
【００２７】
受光手段１３からの出力（具体的には、光電変換信号）は、必要に応じ、増幅部１４によって所定の信号レベルまで増幅されたり、ＡＤコンバータ１５を介してデジタル信号へと変換されたりなどした上で、ケーブル１９へと出力されて当該ケーブル１９を介して制御部３０へと伝送される。増幅部１４は、具体的には例えば信号増幅回路が用いられて構成される。
【００２８】
回動機構２０は、センサ部１０の受光手段１３の受光面１３ａの、水平面に対する角度を変化させたり固定したりするものである。
【００２９】
回動機構２０は、基台２１と、当該基台２１に回動可能に支持されると共にセンサ部１０を保持し支持するセンサ支持部２２と、基台２１に対してセンサ支持部２２を回動させる動力を発揮する駆動部２３とを有する。
【００３０】
基台２１は直方体の中空箱状に形成され、平面視において矩形の開口部２１ａが上面（言い換えると、天板）に形成される。
【００３１】
基台２１の上面に、矩形の開口部２１ａの長辺に隣接し且つ開口部２１ａを挟んで対向する一対の軸支持突部２４，２４が形成される。
【００３２】
センサ支持部２２は、円板の周縁のうちの一部が切り取られた切り欠き部分（即ち、円板としての板面視（図１(Ｂ)）における円の弦に相当する）において円板形状の中心へと向けて凹む凹部２２ａを有するものとして形成される。
【００３３】
センサ支持部２２は、円板としての板面（具体的には、対向する一対の板面）が鉛直方向に沿うように配設される。
【００３４】
センサ支持部２２は、水平方向に沿って配設されると共に円板形状の中心位置に於いて円板としての対向板面を貫通する回動支持軸２５を介して、円板としての対向板面が鉛直方向（別言すると、センサ部１０及び回動機構２０が所定の位置に設置された時に円板としての対向板面が沿っていた鉛直面）に沿ったままで円板としての前回転・後ろ回転（言い換えると、前後回動）が可能であるように、基台２１の一対の軸支持突部２４，２４に支持される（具体的には、回動支持軸２５の長手軸心方向における両端部のそれぞれが軸支持突部２４に支持される）。
【００３５】
センサ支持部２２は、回動支持軸２５によって支持された状態で、凹部２２ａは基台２１の外部（具体的には、上方）に位置する一方で、凹部２２ａが形成されている部分以外の周縁のうちの一部が開口部２１ａから進入して基台２１の内部に位置する。
【００３６】
センサ支持部２２の凹部２２ａに、センサ部１０（具体的には、筐体１１の円筒中心軸方向Ｄaxにおいて受光窓１２とは反対側の端部）が嵌め込まれて取り付けられる。
【００３７】
センサ部１０は、筐体１１の円筒中心軸の延長線（ここでは、筐体１１の円筒中心軸方向Ｄaxと同義）と回動支持軸２５の長手方向中心軸とが直交するように配設される。
【００３８】
上述の構成により、回動支持軸２５を介してセンサ支持部２２が回動すると、回動支持軸２５の長手方向中心軸を中心として筐体１１の円筒中心軸（円筒中心軸方向Ｄax）が回動（言い換えると、傾動）する。
【００３９】
ここで、センサ部１０の受光手段１３は、当該受光手段１３の受光面１３ａが、筐体１１の円筒中心軸方向Ｄaxと直交するように、また、回動支持軸２５の長手方向中心軸が在る側とは反対側を向いて配設される。このため、センサ支持部２２が回動すると、回動支持軸２５の長手方向中心軸との距離を一定に保ちつつ、受光手段１３の受光面１３ａの傾斜の程度が変わる。
【００４０】
つまり、上述の構成により、受光手段１３の受光面１３ａが鉛直面に沿う同一円弧上を径方向外方を向きながら移動し、鉛直面に沿う円弧上に於ける任意の複数の径方向のそれぞれに関する光量子束密度が計測される。
【００４１】
ここで、センサ部１０の受光手段１３の受光面１３ａの傾斜の程度（言い換えると、受光面１３ａの方向）のことを「受光角度」と呼び、「受光角度」を、水平面Ｈを０°として水平面Ｈに対する傾斜の角度によって表す。
【００４２】
本実施形態では、図３及び図４に示すように、筐体１１の円筒中心軸方向Ｄaxが水平方向に沿っていると共に受光手段１３の受光面１３ａが鉛直方向に沿っている状態（受光角度θ＝９０°；図３(Ａ)）から、筐体１１の円筒中心軸方向Ｄaxが起き上がる向きにセンサ支持部２２が回動して筐体１１の円筒中心軸方向Ｄaxが斜めになると共に受光手段１３の受光面１３ａが傾斜している状態（受光角度θ＝４５°；図３(Ｂ)）を経て、センサ支持部２２が前記向きに更に回動して筐体１１の円筒中心軸方向Ｄaxが鉛直方向に沿っていると共に受光手段１３の受光面１３ａが水平方向に沿っている状態（受光角度θ＝０°；図３(Ｃ)，図４(Ａ)）になり、さらに、センサ支持部２２が前記向きにまた更に回動して筐体１１の円筒中心軸方向Ｄaxが（図３(Ｂ)における傾斜とは反対側に）斜めになると共に受光手段１３の受光面１３ａが（図３(Ｂ)における傾斜とは反対側に）傾斜している状態（受光角度θ＝−４５°；図４(Ｂ)）を経て、センサ支持部２２が前記向きにまた更に回動して筐体１１の円筒中心軸方向Ｄaxが（図３(Ａ)における状態とは反対側で）水平方向に沿っていると共に受光手段１３の受光面１３ａが鉛直方向に沿っている状態（受光角度θ＝−９０°；図４(Ｃ)）まで受光角度θが変化する。なお、図３及び図４における筐体１１内の受光手段(１３)の受光面１３ａは、当該受光面１３ａの方向（別言すると、受光面１３ａの傾斜の程度であり、受光角度）を模式的に説明するための仮想的な表示である。
【００４３】
駆動部２３は、基台２１とセンサ支持部２２との間に介在するように配設され、回動支持軸２５を介して基台２１に対して回動可能に支持されるセンサ支持部２２を、当該センサ支持部２２の円板としての板面（具体的には、対向する一対の板面）を鉛直方向（別言すると、鉛直面）に沿わせつつ回動させる。
【００４４】
駆動部２３は、基台２１の内部に、当該基台２１の底板に設けられた支持台２１ｂによって保持されて取り付けられる。
【００４５】
駆動部２３は軸回転するシャフトを有し、当該シャフトの先端に、太鼓形状／ドラム形状に形成されると共に周回面（即ち、太鼓形状／ドラム形状としての側周面）に凹凸（別言すると、歯車）が形成されて周回面を回して回転する連結子２３ａが取り付けられる。
【００４６】
また、連結子２３ａの周回面に形成された凹凸（歯車）と噛み合う凹凸（歯車）がセンサ支持部２２の周回面（即ち、円板としての側周面）に形成される。
【００４７】
そして、連結子２３ａの周回面の凹凸（歯車）とセンサ支持部２２の周回面の凹凸（歯車）とが噛み合い、駆動部２３が作動してシャフトを介して連結子２３ａが回転するとセンサ支持部２２が回動する。駆動部２３としては、具体的には例えばステッピングモータが用いられ得る。
【００４８】
駆動部２３と制御部３０とはケーブル２９を介して接続され、駆動部２３はケーブル２９を介して送られてくる制御部３０からの制御信号に従って動作してセンサ部１０の受光手段１３の受光面１３ａの傾斜の程度（即ち、受光角度）を変化させたり固定したりする。
【００４９】
制御部３０は、センサ部１０へと入射して当該センサ部１０の受光手段１３によって受光された光の光量子束密度を計算し、また、回動機構２０の駆動部２３の動作を制御するものである。
【００５０】
ここで、センサ部１０及び回動機構２０と制御部３０とは、相互に近接して設置されても良く、或いは、お互いに離れて設置されても良い。すなわち、センサ部１０及び回動機構２０は測定対象の光環境下に設置される一方で、制御部３０は測定対象の場から離れた場所に設置されるようにしても良い。
【００５１】
センサ部１０及び回動機構２０と制御部３０とが離れて設置される場合に特に、ケーブル１９，２９として広域通信網（具体的には例えば、インターネット）が利用されるようにしても良く、また、ケーブル１９，２９の代わりに無線通信回線が利用されるようにしても良い。
【００５２】
制御部３０は、信号伝送のためのセンサ部１０及び回動機構２０との電気的な接続の形式や伝送される信号の種別・形式に応じて適宜選択される、ケーブル１９が接続されるインターフェース３１Ａ、及び、ケーブル２９が接続されるインターフェース３１Ｂを備える。なお、インターフェース３１Ａとインターフェース３１Ｂとは同一のもの（別言すると、一体）でも良い。
【００５３】
制御部３０は、例えば当該制御部３０に備えられる不揮発性の記憶媒体（具体的には、下述の記憶部３３）に格納されたプログラムに従い、センサ部１０によって受光された光の光量子束密度の計算に係る演算や回動機構２０の駆動部２３の動作制御に係る演算を行う。
【００５４】
制御部３０は、例えば、当該制御部３０全体の制御及び種々の処理や演算を実行するＣＰＵ（即ち、中央演算処理装置）等によって構成され得る演算部３２と、データやプログラムを記憶して格納するハードディスクやＲＯＭ（Ｒead Ｏnly Ｍemory の略）等によって構成され得る記憶部３３と、演算部３２が種々の演算や制御を実行する際の作業領域になるＲＡＭ（Ｒandom Ａccess Ｍemory の略）等によって構成され得るメモリ３４とを有するものとして構成され、必要に応じ、作業者の命令や種々の情報を演算部３２へと与えるためのインターフェース（即ち、情報入力の仕組み）であるキーボード等によって構成され得る入力部３５や、演算部３２の制御によって文字や図形或いは画像等の描画・表示を行うディスプレイ等によって構成され得る表示部３６を更に有するものとして構成される。
【００５５】
制御部３０を構成する上記の各部３１Ａ，３１Ｂ，３２，３３，３４，３５，３６は、各種の信号の転送が可能であるように相互にバス等の信号回線によって接続される。
【００５６】
制御部３０は、具体的には例えば、汎用コンピュータに所定のソフトウェア群がインストールされると共にセンサ部１０によって受光された光の光量子束密度の計算処理を行ったり回動機構２０の駆動部２３の動作制御処理を行ったりするためのプログラムが実行されることによって実現されるようにしても良い。
【００５７】
制御部３０にインストールされて実装される上記のプログラムとして、本発明に係る光量子束密度の測定プログラムが利用され得る。光量子束密度の測定プログラムは、センサ部１０から出力されて受信した受光手段１３の出力データを用いて計算処理を行って光量子束密度を計算し、また、回動機構２０へと制御信号を送信して駆動部２３の動作を制御するアプリケーションプログラムである。
【００５８】
本実施形態の光量子束密度の測定プログラム３８は、鉛直面に沿って回動すると共に受光強度に応じた大きさの光電変換信号を出力する受光手段１３の回動の程度を制御して受光面１３ａの角度を制御する処理と、受光手段１３から出力される光電変換信号に基づいて鉛直面に沿う複数の方向毎の光量子束密度を算出する処理とを制御部３０（コンピュータ）に行わせるようにしている。
【００５９】
光量子束密度の測定プログラム３８は、制御部３０において起動した後、光量子束密度の測定における受光角度の指定に係る処理を実行する。具体的には例えば、光量子束密度の測定プログラム３８からの指令に基づいて入力部３５と表示部３６とが協働しつつ、光量子束密度の測定を行う複数の受光角度が制御部３０の入力部３５を介して数値で入力される。
【００６０】
入力部３５を介して入力された数値は、当該の測定における複数の受光角度の指定値として、例えばメモリ３４に記憶される。
【００６１】
光量子束密度の測定プログラム３８は、続いて、測定開始に対応する入力部３５への所定の操作をトリガーとして、上記処理で指定された受光角度（具体的には、上記処理で指定された複数の受光角度のうちの一つ）になるように基台２１を回動させる制御信号を回動機構２０へと送信する処理を実行する。
【００６２】
回動機構２０は、制御部３０から送信されてきた制御信号に従い、駆動部２３を作動させ、基台２１の姿勢、言い換えると基台２１の回動の程度を制御し、延いては、前記制御信号によって指定された受光角度を実現する。
【００６３】
光量子束密度の測定プログラム３８は、続いて、受光手段１３が受光した光を光電変換して受光強度に応じた電気信号を出力させる制御信号をセンサ部１０へと送信する処理を実行する。
【００６４】
センサ部１０は、制御部３０から送信されてきた制御信号に従い、受光した光の受光強度に応じた大きさの電気信号（即ち、光電変換信号）を、必要に応じて増幅部１４やＡＤコンバータ１５を介した上で、ケーブル１９へと出力する。当該ケーブル１９へと出力された信号（「受光強度データ」と呼ぶ）は、ケーブル１９を介して伝送されて制御部３０によって受信される。
【００６５】
制御部３０が受信した受光強度データは、回動機構２０に対して指定された受光角度と共に（言い換えると、受光角度と受光強度データとの組み合わせデータとして）、例えば記憶部３３若しくはメモリ３４に記憶される。
【００６６】
光量子束密度の測定プログラム３８は、当該の測定における受光角度として上述の処理で入力されて指定された複数の受光角度の全てについて測定が行われたか否かを確認し、指定された受光角度が未だ残っている場合には所定の受光角度になるように基台２１を回動させる制御信号を送信する処理及び受光手段１３から光電変換信号を送信させる制御信号を送信する処理を実行すると共に受光強度データを受信して受光角度との組み合わせデータとして例えば記憶部３３若しくはメモリ３４に記憶させる。
【００６７】
光量子束密度の測定プログラム３８は、次に、上述の処理によって取得された受光角度と受光強度データとの組み合わせデータを用いて、受光角度別に光量子束密度を算出する。
【００６８】
具体的には、受光角度と受光強度データとの組み合わせデータが記憶されている例えば記憶部３３若しくはメモリ３４を参照して前記組み合わせデータのうちの一つを読み込むと共に当該組み合わせデータについて光量子束密度を算出する処理を繰り返して行い、組み合わせデータのそれぞれについて（即ち、受光角度毎に）光量子束密度を算出する。
【００６９】
受光角度毎に算出された光量子束密度は、受光角度と光量子束密度との組み合わせデータとして、例えば記憶部３３若しくはメモリ３４に保存される。
【００７０】
以上の構成により、センサ部１０へと入射した光が受光手段１３によって受光されると共に受光強度に応じた大きさの電気信号（即ち、光電変換信号）へと変換され、センサ部１０から出力された前記光電変換信号がケーブル１９を介して伝送されて制御部３０によって受信される。
【００７１】
そして、制御部３０は、受信した光電変換信号に基づいて光量子束密度を算出し、算出結果を表示部３６に表示したりデータファイルとして記憶部３３に保存したりする。なお、受光強度に応じた大きさの信号（即ち、電気信号／光電変換信号）に基づいて光量子束密度を算出する具体的な手順は従来の手法と同様であるので、詳細については省略する。
【００７２】
以上のように構成された光量子束密度の測定方法、測定装置、及び測定プログラムによれば、受光手段１３を鉛直面に沿って回動させながら光を観測するようにしているので、複数方向の光量子束密度を実質的に同時に測定することができる。このため、光環境下にある空間における光の量の実態を多角的・網羅的に把握して光環境に纏わる種々の分析や検討などに対して有用・有益な情報を提供することが可能になり、延いては光環境の観測技術としての有用性の向上を図ることが可能になる。
【００７３】
なお、上述の実施形態は本発明を実施する際の好適な形態の一例ではあるものの本発明の実施の形態が上述のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において本発明は種々変形実施可能である。
【００７４】
例えば、上述の実施形態では円板形状をベースとしたセンサ支持部２２と当該センサ支持部２２と係合する連結子２３ａを備える駆動部２３とを有するものとして回動機構２０が構成されるようにしているが、センサ部１０を鉛直回動させて複数の受光角度での観測を可能にするための機序／仕組みは上述の実施形態における回動機構２０に限られるものではなく、複数の受光角度での受光を可能にするようにセンサ部１０の姿勢を変化させ得るものであればどのような機序／仕組みでも良い。すなわち、本発明の要点は観測地点に於いてセンサ部１０の姿勢を変化させることによって複数方向の光量子束密度を実質的に同時に測定することであり、この要点を為すための具体の構造は、特定の態様に限定されるものではなく、種々のものが採用され得る。
【００７５】
上記にも関連して付け加えると、上述の実施形態ではセンサ支持部２２を駆動部２３によって回動させる（即ち、機械動力によって動かす）ようにしているが、センサ部１０の姿勢を変化させるために機械動力を利用することは本発明において必須の構成ではなく、手動でセンサ部１０の姿勢を変化させるようにしても良い。
【００７６】
また、上述の実施形態では受光角度θが＋９０°から−９０°まで連続的に変化するようにしているが、受光角度θの範囲は＋９０°から−９０°までに限定されるものではなく、また、受光角度θの変化の態様は連続的な変化に限定されるものではない。すなわち、受光角度θの範囲は、例えば測定対象の光環境の個別の状況が考慮されるなどした上で適当な範囲に適宜設定されるようにして良く、具体的には例えば、あくまで例として挙げると、＋９０°から０°まで（即ち、図３に示す例における(Ａ)乃至(Ｃ)の範囲）に設定されるようにしても良く、或いは、＋１３５°から−１３５°まで（即ち、水平方向よりも最大で４５°下向きの受光角度を含む範囲）に設定されるようにしても良い。また、受光角度θは、例えば１５°や３０°の間隔で予め設定された所定角度のみを取り得るようにしても良い。
【００７７】
また、上述の実施形態では制御部３０が演算部３２，記憶部３３，及びメモリ３４並びに必要に応じて入力部３５や表示部３６を有するものとして構成されるようにしているが、センサ部１０や回動機構２０を制御するための機序／仕組みは上述の実施形態における制御部３０には限られない。すなわち、上述の本発明の要点を為し得るものであれば、制御部３０の具体の構成は特定のものには限定されない。具体的には例えば、センサ部１０から出力される光電変換信号に基づいて光量子束密度を算出する演算部３２に相当する機能を少なくとも備えるものであれば良い。
【００７８】
上記にも関連して付け加えると、上述の実施形態ではセンサ部１０及び回動機構２０とは別体のものとして制御部３０が設けられるようにしているが、各々が別体として構成されることは本発明において必須の構成ではなく、例えば回動機構２０内に制御部３０（具体的には、上述の実施形態における少なくとも演算部３２に相当する機序）が一体のものとして備えられるようにしても良い。
【実施例１】
【００７９】
本発明に係る光量子束密度の測定方法によって取得されるデータの特性を検証した実施例を図５を用いて説明する。
【００８０】
本実施例では、具体的には例えば植物工場などで使われているＬＥＤ栽培棚の光環境を従来よりも詳細・精密に評価することの可能性が検証された。
【００８１】
なお、本実施例では、本発明に係る光量子束密度の測定方法によって取得されるデータの特性延いては有用性の検証の一例を示すことを目的として、比較的分かり易く単純な光環境を対象として測定が行われて光量子束密度が算出された。
【００８２】
測定は、人工気象室内に設置された実験台の上面に白色パネルが設置され、当該白色パネル上に光量子束密度の測定装置１（具体的には、センサ部１０及び回動機構２０）が直接載置された場合と、前記白色パネルの上面が黒色のスエードで覆われた上で光量子束密度の測定装置１（具体的には、センサ部１０及び回動機構２０）が載置された場合とのそれぞれについて行われた。
【００８３】
本実施例では、受光角度θ＝０°のとき（即ち、筐体１１の円筒中心軸方向Ｄaxが鉛直方向に沿うとき；図３(Ｃ)）のセンサ部１０の上端（つまり、受光窓１２）から２００ ｍｍ 上方に光源として白色ＬＥＤが設置され、当該白色ＬＥＤの発光による光量子束密度が測定された。
【００８４】
また、受光角度θとして０°から９０°まで（図３(Ｃ)から同図(Ｂ)の状態を経て同図(Ａ)まで）の範囲について１５°間隔の合計七つの角度が設定され、これら受光角度θ毎に測定が行われて光量子束密度が算出された。
【００８５】
受光角度θ毎に算出された光量子束密度の値として、図５に示す結果が得られた。図５では、白色パネル上に光量子束密度の測定装置１（具体的には、センサ部１０及び回動機構２０）が直接載置された場合（「白色環境」と呼ぶ）の結果が△印で表され、白色パネルの上面が黒色のスエードで覆われた上で光量子束密度の測定装置１が載置された場合（「黒色環境」と呼ぶ）の結果が●印で表されている。
【００８６】
図５に示すように、白色環境では、受光角度θ＝０°の光量子束密度（言い換えると、鉛直方向に沿う光量子束密度）は２００ μmol ｍ-2 ｓ-1 であるのに対し、受光角度θが大きくなるに従って光量子束密度の値が漸減し、受光角度θ＝９０°の光量子束密度（言い換えると、水平方向に沿う光量子束密度）は約１１２ μmol ｍ-2 ｓ-1 である。
【００８７】
すなわち、白色環境では、上方の光源から照射される光の水平方向に沿う光量子束密度は鉛直方向に沿う光量子束密度の約５６％に低減することが把握された。
【００８８】
また、黒色環境では、受光角度θ＝０°の光量子束密度（言い換えると、鉛直方向に沿う光量子束密度）は約１７６ μmol ｍ-2 ｓ-1 であるのに対し、受光角度θが大きくなるに従って光量子束密度の値が漸減し、受光角度θ＝９０°の光量子束密度（言い換えると、水平方向に沿う光量子束密度）は約５５ μmol ｍ-2 ｓ-1 である。
【００８９】
すなわち、黒色環境では、上方の光源から照射される光の水平方向に沿う光量子束密度は鉛直方向に沿う光量子束密度の約３１％に低減することが把握された。
【００９０】
上述の図５に示す結果から、白色環境と比べて黒色環境の方が、いずれの受光角度θにおいても、光量子束密度が低い値になることが知見された。
【００９１】
さらに、白色環境と比べて黒色環境の方が、（光源が上方にある場合について、）鉛直方向に沿う光量子束密度に対する水平方向に沿う光量子束密度の低減の度合いが大きいことが知見された。
【００９２】
また、白色環境の光量子束密度と黒色環境の光量子束密度との差が、受光角度θ＝０°（即ち、鉛直方向に沿う光量子束密度）では約２４ μmol ｍ-2 ｓ-1 であってこの差は白色環境における２００ μmol ｍ-2 ｓ-1 の約１２％であるのに対し、受光角度θ＝９０°（即ち、水平方向に沿う光量子束密度）では約５８ μmol ｍ-2 ｓ-1 であってこの差は白色環境における約１１２ μmol ｍ-2 ｓ-1 の約５１％であった。このことから、黒色環境について、鉛直方向では白色環境と比べて凡そ１割低減するのに対し、水平方向では白色環境と比べて凡そ５割低減することが知見された。
【００９３】
以上の結果から、本発明に係る光量子束密度の測定方法、測定装置、及び測定プログラムによれば、光環境の構成要件・条件が反映された、評価対象空間に纏わる照明光の実態を詳細・精密に把握することが可能であることが確認された。
【００９４】
本実施例では上述の通りデータの特性の検証例を示すために比較的分かり易く単純な光環境を取り上げたが、光環境の構成要件が一層複雑な場合も、本発明によれば光の実態を詳細・精密に把握することが可能である。具体的には例えば植物栽培システムの栽培空間（尚、例えば栽培棚や植物自体並びに建物の床，壁，柱，梁，及び天井等の材質や彩色などのために照射光の直接照射や反射が何重にも交差・重複して複雑な光環境であることが想定される）における照明光の実態を適切に把握して照明光の照射による植物成長促進の分析や検討などに対して有用・有益な情報を提供することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明に係る光量子束密度の測定方法、測定装置、及び測定プログラムは、例えば、植物栽培システムの栽培空間における光量子束密度の測定を的確に行うことができるので、植物栽培システムを設計したり運用したりする際の照射の最適化の検討などの分野で利用価値が高い。
【符号の説明】
【００９６】
１    光量子束密度の測定装置
１０    センサ部
１１    筐体
１２    受光窓
１３    受光手段
１３ａ  受光面
１４    増幅部
１５    ＡＤコンバータ
１９    ケーブル
２０    回動機構
２１    基台
２１ａ  開口部
２１ｂ  支持台
２２    センサ支持部
２２ａ  凹部
２３    駆動部
２３ａ  連結子
２４    軸支持突部
２５    回動支持軸
２９    ケーブル
３０    制御部
３１Ａ，３１Ｂ  インターフェース
３２    演算部
３３    記憶部
３４    メモリ
３５    入力部
３６    表示部
３８    光量子束密度の測定プログラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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