(57)【要約】【課題】受光した紫外線を太陽電池で発電することにより、ワイヤレス化した受光部の電源供給をできるようにした太陽電池付きワイヤレス紫外線計測装置を提供する。【解決手段】紫外線を受光して、その照度に対応した２進符号を無線送信をする計測部６と、受光した紫外線から太陽電池２０で電力を発生させ前記計測部６へ供給する電源部７とを有した受光部５と、前記無線送信を受信して紫外線の照度又は光量を表示する計測器本体１とを備えたことを特徴とする紫外線計測装置とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線を受光するための受光器を有する受光部と前記紫外線の強度を表示する計測器本体とを無線接続するワイヤレス紫外線計測装置において、前記受光器器は別に前記紫外線を入射するためのＵＶフィルターと太陽電池とを設置し、前記受光部の電源は前記太陽電池から供給されることを特徴とする太陽電池付きワイヤレス紫外線計測装置。
【請求項２】
請求項１において、二次電池と充放電制御回路を設置し、前記太陽電池からの電力を前記受光部へ供給することを特徴とする請求項１記載の太陽電池付きワイヤレス紫外線計測装置。
【請求項３】
請求項１および２において、紫外線を入射するための前記ＵＶフィルターと前記太陽電池の間に蛍光ガラスを設置し、前記蛍光ガラスを透過または反射することで前記紫外線を可視光へ変換することを特徴とする太陽電池付きワイヤレス紫外線計測装置。
【請求項４】
請求項３において、前記蛍光ガラスの入射光側にＵＶバンドパスフィルターを設置し、前記蛍光ガラスで発生した可視光を遮断することを特徴とする太陽電池付きワイヤレス紫外線計測装置。
【請求項５】
請求項１において、紫外線の入射光路にビームスプリッターを設置し、前記受光器と前記太陽電池への紫外線の入射光路を二つに分けたことを特徴とする太陽電池付きワイヤレス紫外線計測装置。
【請求項６】
紫外線を受光するための太陽電池を有する受光部と前記紫外線の強度を表示する計測器本体とを無線接続するワイヤレス紫外線計測装置において、前記紫外線の受光のためにＵＶバンドパスフィルターを設置し、前記受光部の電源は前記太陽電池から供給され、かつ、前記紫外線の強度は前記太陽電池の出力から計測されることを特徴とする太陽電池付きワイヤレス紫外線計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、ＵＶ光の照度を計測するための受光器を有する受光部がワイヤレス接続される装置において、太陽電池を前記受光部の電源とする太陽電池付きワイヤレス紫外線計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】多くの紫外線照度計は、計測の際の利便性を考慮し、受光部がセパレート化されワイヤーケーブルで計測器本体と接続される構成である。【０００３】しかし、ＵＶ光を利用する照明装置、露光装置、生産機械などにおいてＵＶ光の照度管理のために組み込んで使用する場合も多く、その場合はケーブルによって受光部の取付け方向や取付け場所が制約を受けるため装置の設計自由度が低下する。【０００４】また、受光部を光源と対象物との中間に設置する場合はケーブルが光源からのＵＶ光を遮ってしまい対象物に影が映り込み均一な照射が出来ない問題が発生するが、これらの課題はケーブルをワイヤレスにする〔特許文献１〕ことで解決されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】公開特許公報  特開平１０−３１８８３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】しかしながら、ワイヤレスにすることで計測器本体から受光部への給電が断たれるために、受光部に電源として一次電池あるいは二次電池を内蔵する必要が生じ、前記のように装置に組み込んでの使用においては、定期的な一電池における電池交換あるいは二次電池における電池充電を行うことになり保守性の観点から問題となる。
その度に組み込んだ装置から取り外したり、あるいは充電用のケーブルを接続しなければならないことに加え、組み込んだ装置の構造によっては容易に取り外しが出来ない、あるいは設置場所によっては取付け場所まで近づけない場合さえある。【０００７】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもので、受光部に照射されたＵＶ光を計測のみならず電源としても利用することで一次電池の交換あるいは二次電池の充電を不要とした保守性に優れ且つ組み込む装置の設計自由度を向上させた太陽電池付きワイヤレス紫外線計測装置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】
【０００８】上述した課題を解決するため本発明は、受光部筐体内において計測部と電源部とを備え、計測部の電源を電源部から供給する。【０００９】計測部においては、受光したＵＶ光の測定波長のみを通過させるＵＶバンドパスフィルタと、前記ＵＶ光を受光し電気信号に変換するための受光器と、前記電気信号を２進符号化するＡ／Ｄ変換器と、前記２進符号を無線送信するための無線送信器と、これらを制御するためのＣＰＵとを有する。【００１０】電源部においては、受光したＵＶ光を電力に変換する太陽電池と、前記太陽電池の発電効率改善と劣化低減のためにＵＶ光を可視光に変換する蛍光ガラスと、前記太陽電池の起電力を計測部に給電するための充放電制御回路および二次電池とを有する。【００１１】また、前記蛍光ガラスはそれ自体が発光するため筐体外部へ可視光が放射されることになる。それは受光部の利用形態によっては不都合を生じるがＵＶバンドパスフィルタを設けＵＶ光以外を遮断することで解決する。
【発明の効果】
【００１２】本発明によれば、太陽電池付きワイヤレス紫外線計測装置の受光部において電池の交換あるいは充電を必要とせず、保管時における電池の液漏れによる故障を極めて低減し、照明装置、露光装置、生産機械などに組み込んで利用すれば保守性が高く且つ組み込む装置の設計自由度を向上させる太陽電池付きワイヤレス紫外線計測装置を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１３】本発明の実施形態の第１の例を図１に示す。
この太陽電池付きワイヤレス紫外線計測装置は、ＵＶ光源８から照射された計測部入射ＵＶ光９および電源部入射ＵＶ光１０を受光部５の筐体に開けられた計測部入射口１１および電源部入射口１２で受光しその照度に対応した２進符号を変調して無線送信し、計測器本体１で前記無線送信を受信して得られた２進符号を単位換算して表示器４へ表示する。
【００１４】計測器本体１においては、無線受信器２と、第２のＣＰＵ３と、表示器４を有し、無線受信器２は受光部５からの無線送信を受信すると２進符号に復調して照度に対応した情報に変換して第２のＣＰＵ３へ送り、前記第２のＣＰＵ３は前記情報を表示すべき単位に換算し表示器４へ表示させて人間が可読可能とする。
【００１５】受光部５においては、計測部６と電源部７とを有し、計測部６を動作させるための電源を電源部７より供給する。
【００１６】計測部６は、ＵＶ光源８から照射された計測対象となる計測部入射ＵＶ光９を受光部５の計測部入射口１１で受光し計測するが、多くのＵＶ光源は単一波長ではないことに加えて受光部まで到達する過程において外光が混入することもあり受光した計測部入射ＵＶ光９は計測対象以外の波長を含み計測誤差の原因となるため第１のＵＶバンドパスフィルタ１３により計測対象とする波長のみを通過させて受光器１４へ照射する。
【００１７】これにより、受光器１４は計測対象波長の照度に対応した電流を励起することができ、前記電流をＡ／Ｄ変換器１５によって２進符号に変換して第１のＣＰＵ１６へ送る。
【００１８】第１のＣＰＵ１６は、Ａ／Ｄ変換器１５を制御しながら前記２進符号を受け取り、無線送信器１７を制御して電波に変調させ空中へ放射する。
【００１９】電源部７は、計測部６の電源を得るためＵＶ光源８から照射された電源部入射ＵＶ光１０を受光部５の電源部入射口１２で受光し太陽電池２０で発電させるが、太陽電池はＵＶ光の波長域においては発電効率が著しく低下する特徴を持つことに加え素子の劣化が顕著となる。
【００２０】このことから、太陽電池２０で直接受光する構造にした場合は低コスト且つ小型に受光部５を構成できる反面、受光部５を各種装置に組み込んで使用する場合においてＵＶ光源８の照度が比較的低い場合は発電量が不足して受光部５の動作不良を引き起こす懸念があり、さらには計測時以外も常時ＵＶ光に曝露され続けるので太陽電池２０の寿命が短縮する。これらを防止するため電源部入射ＵＶ光１０を蛍光ガラス１９により可視光に変換して太陽電池２０へ照射する。
【００２１】また、前記可視光への変換は太陽電池に極めて良い効果をもたらすが、蛍光ガラス１９で励起した可視光の一部が電源部入射口１２から受光部５の筐体外部へ放射されしまうので、受光部５が組み込まれた各種生産装置がＵＶ光以外の照射を想定していない設計であって前記生産装置動作に好ましくない影響を与えることがある場合は、第２のＵＶバンドパスフィルタ１８を設けることで解決するが、電源部入射口１２から可視光の入射をも遮断することになり太陽電池２０の発電量は低下する。
【００２２】太陽電池２０によって発電された電力の電圧および電流は、電源部入射ＵＶ光１０の照度および計測部６の消費電力量によって変動するが、電源部入射ＵＶ光１０の照度が充分であり発電された電圧が計測部６の動作電圧を上回り且つ発電された電流が計測部６の消費電流を上回る場合は太陽電池２０のみによって計測部６へ給電できるが、電源部入射ＵＶ光１０の照度が不充分あるいは不安定な環境下での使用をも想定するならば、定電圧化と電流量の確保のため充放電制御回路２１とそれに付随する二次電池２２を備えることで解決する。
【００２３】また、受光部５において計測部６と電源部７とに個別の入射口を有している筐体であれば計測の精度や発電の効率において最も好ましいが、計測部入射口１１および電源部入射口１２は同一面上（以下、受光面という）に配置された筐体にする必要があって受光面の面積が比較的広くなることで各種生産装置の組み込み時において受光部５の影が問題となる場合がある。またＵＶ光源８が一点から照射する光源で且つ至近距離に配置される場合は計測部入射口１１および電源部入射口１２に対して計測部入射ＵＶ光９および電源部入射ＵＶ光１０とが斜めに入射することになり計測精度と発電効率が低下する。
【００２４】このための本発明の実施形態の第２の例を図２に示す。
受光部５は計測部６と電源部７とビームスプリッター３２と入射口３１とを備え、ＵＶ光源８からの入射入射ＵＶ光３０を入射口３１のみで受光しビームスプリッター３２により計測部分割光３３と電源部分割光３４とにビームスプリッター３２で決定される分割比率で分割して計測部分割光３３を計測部６へ送り電源部分割光３４を電源部７へ送る。
【００２５】計測部分割光３３は入射ＵＶ光３０に対してビームスプリッター３２で決定される比率で減ぜられているため第１のＣＰＵ１６が２進符号化すると同時に入射ＵＶ光３０の照度と等しくなるようにビームスプリッター３２で決定される比率に基づいて演算により補正する。
このように入射口を１つとした受光部５とする。
【００２６】また、受光器１４は精度と反応速度を主眼とし太陽電池２０は発電効率を主眼としているが双方共に発電することにおいては同じデバイスであるので測定精度は低下するが受光部５を小型且つ安価に製造するための本発明の実施形態の第３の例を図３に示す。
【００２７】受光部５は計測部６と電源部７と入射口３１とを備え、前記計測部６はＡ／Ｄ変換器１５と第１のＣＰＵ１６と無線送信器１７とを有し、前記電源部７は第１のＵＶバンドパスフィルタ１３と太陽電池２０と充放電制御回路２１と二次電池２２を有する。
【００２８】ＵＶ光源８からの入射ＵＶ光３０を入射口３１のみで受光し第１のＵＶバンドパスフィルタ１３で計測対象とする波長のみを通過させて太陽電池２０へ照射しその起電力を充放電制御回路２１とＡ／Ｄ変換器１５とへ送る。
【００２９】前記充放電制御回路２１とそれに付随する二次電池２２により安定化した電力を計測部６へ給電し、前記Ａ／Ｄ変換器１５により入射ＵＶ光３０の照度に対応した２進符号に変換し第１のＣＰＵ１６へ送る。
【００３０】前記第１のＣＰＵ１６は、Ａ／Ｄ変換器１５を制御しながら前記２進符号を受け取り無線送信器１７を制御して電波に変調させ空中へ放射させるが、一般的に太陽電池の出力電圧は受光した照度に対するリニアリティに乏しいため、予め入射ＵＶ光３０の照度に対応した太陽電池２０の出力電圧の情報を第１のＣＰＵ１６へ記憶させることで前記情報に基づいて演算により補正したのち無線送信器１７送る。
【００３１】このように、実施形態の第１の例と比較して発電効率と計測精度は低下するが一つの入射口にし且つ部品点数を減らして小型化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の第１の例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の第２の例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態の第３の例を示すブロック図である。
【符号の説明】１  計測器本体
２  無線受信器
３  第２のＣＰＵ
４  表示器
５  受光部
６  計測部
７  電源部
８  ＵＶ光源
９  計測部入射ＵＶ光
１０  電源部入射ＵＶ光
１１  計測部入射口
１２  電源部入射口
１３  第１のＵＶバンドパスフィルタ
１４  受光器
１５  Ａ／Ｄ変換器
１６  第１のＣＰＵ
１７  無線送信器
１８  第２のＵＶバンドパスフィルタ
１９  蛍光ガラス
２０  太陽電池
２１  充放電制御回路
２２  二次電池
３０  入射ＵＶ光
３１  入射口
３２  ビームスプリッター
３３  計測部分割光
３４  電源部分割光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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