(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鉛直方向受光手段２３を鉛直方向に配置し、また、受光強度に応じた大きさの光電変換信号を出力する水平方向受光手段２３を同一水平面に沿う９０°間隔の四方向のそれぞれに配置し、鉛直方向受光手段２３から出力される光電変換信号に基づいて鉛直方向の光量子束密度を算出すると共に、水平方向受光手段２３，２３，２３，２３のそれぞれから出力される光電変換信号に基づいて同一水平面に沿う９０°間隔の四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
2019105491.tif 000002
【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鉛直方向受光手段を鉛直方向に配置し、また、受光強度に応じた大きさの光電変換信号を出力する水平方向受光手段を同一水平面に沿う９０°間隔の四方向のそれぞれに配置し、前記鉛直方向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方向の光量子束密度を算出すると共に、前記水平方向受光手段のそれぞれから出力される前記光電変換信号に基づいて前記同一水平面に沿う９０°間隔の前記四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】
鉛直方向に配置され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鉛直方向受光手段と、同一水平面に沿う９０°間隔の四方向のそれぞれに配置され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水平方向受光手段と、前記鉛直方向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方向の光量子束密度を算出すると共に前記水平方向受光手段のそれぞれから出力される前記光電変換信号に基づいて前記同一水平面に沿う９０°間隔の前記四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３】
鉛直方向に配置され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鉛直方向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方向の光量子束密度を算出する処理と、同一水平面に沿う９０°間隔の四方向のそれぞれに配置され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水平方向受光手段のそれぞれから出力される前記光電変換信号に基づいて前記同一水平面に沿う９０°間隔の前記四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。
【請求項４】
受光強度に応じた大きさの光電変換信号を出力する鉛直方向受光手段を鉛直方向に配置し、また、受光強度に応じた大きさの光電変換信号を出力する水平方向受光手段を水平面に沿って回動させ、前記鉛直方向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方向の光量子束密度を算出すると共に、前記水平方向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水平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５】
鉛直方向に配置され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鉛直方向受光手段と、水平方向に配置され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水平方向受光手段と、当該水平方向受光手段を水平面に沿って回動させる回動機構と、前記鉛直方向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方向の光量子束密度を算出すると共に前記水平方向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水平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６】
鉛直方向に配置され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鉛直方向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方向の光量子束密度を算出する処理と、水平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水平方向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、前記水平方向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水平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同時に若しくは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同時に若しくは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鉛直方向受光手段を鉛直方向に配置し、また、受光強度に応じた大きさの光電変換信号を出力する水平方向受光手段を同一水平面に沿う９０°間隔の四方向のそれぞれに配置し、鉛直方向受光手段から出力される光電変換信号に基づいて鉛直方向の光量子束密度を算出すると共に、水平方向受光手段のそれぞれから出力される光電変換信号に基づいて同一水平面に沿う９０°間隔の四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、鉛直方向に配置され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鉛直方向受光手段と、同一水平面に沿う９０°間隔の四方向のそれぞれに配置され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水平方向受光手段と、鉛直方向受光手段から出力される光電変換信号に基づいて鉛直方向の光量子束密度を算出すると共に水平方向受光手段のそれぞれから出力される光電変換信号に基づいて同一水平面に沿う９０°間隔の四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、鉛直方向に配置され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鉛直方向受光手段から出力される光電変換信号に基づいて鉛直方向の光量子束密度を算出する処理と、同一水平面に沿う９０°間隔の四方向のそれぞれに配置され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水平方向受光手段のそれぞれから出力される光電変換信号に基づいて同一水平面に沿う９０°間隔の四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、鉛直方向と同一水平面に沿う９０°間隔の四方向とのそれぞれに受光手段を配置して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は、受光強度に応じた大きさの光電変換信号を出力する鉛直方向受光手段を鉛直方向に配置し、また、受光強度に応じた大きさの光電変換信号を出力する水平方向受光手段を水平面に沿って回動させ、鉛直方向受光手段から出力される光電変換信号に基づいて鉛直方向の光量子束密度を算出すると共に、水平方向受光手段から出力される光電変換信号に基づいて水平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も良い。
【００１３】
本発明の光量子束密度の測定装置は、鉛直方向に配置され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鉛直方向受光手段と、水平方向に配置され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水平方向受光手段と、当該水平方向受光手段を水平面に沿って回動させる回動機構と、鉛直方向受光手段から出力される光電変換信号に基づいて鉛直方向の光量子束密度を算出すると共に水平方向受光手段から出力される光電変換信号に基づいて水平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も良い。
【００１４】
本発明の光量子束密度の測定プログラムは、鉛直方向に配置され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鉛直方向受光手段から出力される光電変換信号に基づいて鉛直方向の光量子束密度を算出する処理と、水平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水平方向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、水平方向受光手段から出力される光電変換信号に基づいて水平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も良い。
【００１５】
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、鉛直方向に受光手段を配置すると共に水平面に沿って受光手段を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。
【発明の効果】
【００１６】
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同時に若しくは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。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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例としての第一の実施形態を示す図であり、計測部の概略構造を示す外観図である。（Ａ）は立面図である。（Ｂ）は平面図である。
【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例としての第一の実施形態を示す図であり、機能ブロック図である。
【図３】本発明に係る光量子束密度の測定装置の実施形態の例としての第二の実施形態を示す図であり、計測部の概略構造を示す外観図である。（Ａ）は立面図である。（Ｂ）は平面図である。
【図４】本発明に係る光量子束密度の測定装置の実施形態の例としての第二の実施形態を示す図であり、機能ブロック図である。
【図５】第二の実施形態の回動機構の動作による水平センサ部の水平受光角度の変化を説明する平面図である。
【図６】実施例１における黒色環境且つ天面光源のみの場合の受光方向別の光量子束密度の算出結果を示すグラフである。
【図７】実施例１における白色環境且つ天面光源のみの場合の受光方向別の光量子束密度の算出結果を示すグラフである。
【図８】実施例１における白色環境且つ天面光源及び側面光源の場合の受光方向別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】
【００１８】
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。
【００１９】
図１及び図２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例としての第一の実施形態を示す。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。
【００２０】
本発明の第一の実施形態に係る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鉛直方向受光手段２３を鉛直方向に配置し、また、受光強度に応じた大きさの光電変換信号を出力する水平方向受光手段２３を同一水平面に沿う９０°間隔の四方向のそれぞれに配置し、鉛直方向受光手段２３から出力される光電変換信号に基づいて鉛直方向の光量子束密度を算出すると共に、水平方向受光手段２３，２３，２３，２３のそれぞれから出力される光電変換信号に基づいて同一水平面に沿う９０°間隔の四方向毎の光量子束密度を算出するようにしている。
【００２１】
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。本発明の第一の実施形態に係る光量子束密度の測定装置１は、鉛直方向に配置され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鉛直方向受光手段２３と、同一水平面に沿う９０°間隔の四方向のそれぞれに配置され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水平方向受光手段２３と、鉛直方向受光手段２３から出力される光電変換信号に基づいて鉛直方向の光量子束密度を算出すると共に水平方向受光手段２３，２３，２３，２３のそれぞれから出力される光電変換信号に基づいて同一水平面に沿う９０°間隔の四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。
【００２２】
本発明の第一の実施形態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同時に観測される。
【００２３】
光量子束密度の測定装置１は、計測部１０及び制御部３０を有する。
【００２４】
計測部１０と制御部３０とは、ケーブル１９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の図示を省略している。
【００２５】
計測部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。
【００２６】
計測部１０は、基部１１と、当該基部１１へと備え付けられて支持される鉛直センサ部２０Ａ及び四つの水平センサ部２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅとを有する。なお、第一の実施形態の説明において、鉛直センサ部２０Ａ及び四つの水平センサ部２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅのそれぞれを個別に区別することなくこれら鉛直センサ部２０Ａ及び水平センサ部２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅに共通する内容を説明したり、これら鉛直センサ部２０Ａ及び水平センサ部２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅをまとめて言い表したりする場合には、単に「センサ部２０」と表記する。
【００２７】
基部１１は、立方体の中空箱状に形成される。
【００２８】
基部１１の、上面１１ａに鉛直センサ部２０Ａを保持し支持するための鉛直センサ支持部１３Ａが設けられると共に、四つの側面１１ｂのそれぞれに水平センサ部２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅを保持し支持するための水平センサ支持部１３Ｂが設けられる。
【００２９】
鉛直センサ支持部１３Ａ及び水平センサ支持部１３Ｂは、基部１１の上面１１ａ及び四つの側面１１ｂ，１１ｂ，１１ｂ，１１ｂのそれぞれの面方向に対して直交する方向に各センサ部２０を支持する。
【００３０】
本実施形態では、具体的には、基部１１の上面１１ａに対して設けられた鉛直センサ支持部１３Ａが前記上面１１ａの面方向と直交する方向（即ち、鉛直方向）に鉛直センサ部２０Ａを保持して支持し、また、基部１１の四つの側面１１ｂ，１１ｂ，１１ｂ，１１ｂのそれぞれに対して設けられた水平センサ支持部１３Ｂの各々が前記側面１１ｂの面方向と直交する方向（即ち、水平方向）に水平センサ部２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅを保持して支持する。
【００３１】
鉛直センサ支持部１３Ａ及び水平センサ支持部１３Ｂは、基部１１の上面１１ａや側面１１ｂのそれぞれから立ち上がって環状に突出して内側は中空の環状突部として形成される。
【００３２】
センサ部２０は、中空円筒状の筐体２１と、当該筐体２１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２２と、当該受光窓２２に受光面２３ａを対向させた状態で筐体２１内に収容される受光手段２３とを有する。なお、鉛直センサ部２０Ａの受光手段２３のことを「鉛直方向受光手段２３」とも呼び、水平センサ部２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅの受光手段２３のことを「水平方向受光手段２３」とも呼ぶ。
【００３３】
受光手段２３は、円筒状の筐体２１の円筒中心軸方向Ｄaxと直交する方向に受光面２３ａが沿うように配設され、受光窓２２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。
【００３４】
受光手段２３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。
【００３５】
受光手段２３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２４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２５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２４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。
【００３６】
図２に示す例では、各センサ部２０の受光手段２３からの出力（具体的には、光電変換信号）の各々に対応するように複数の増幅部２４や複数のＡＤコンバータ２５が設けられるようにしているが、例えばマルチプレクサやデマルチプレクサのような適当なスイッチの類いが設けられるようにして共通の（言い換えると、一つの）増幅部やＡＤコンバータが使用されるようにしても良い。
【００３７】
図２に示す例では、また、各センサ部２０からケーブル１９への信号入力の集中による障害を回避するため、各センサ部２０の受光手段２３からの出力（具体的には、光電変換信号）の各々に対応する複数のバッファメモリ２６が設けられる。受光手段２３からの出力は、必要に応じて増幅部２４やＡＤコンバータ２５を通過した後に、バッファメモリ２６に一旦蓄積される。
【００３８】
各センサ部２０は、筐体２１の円筒中心軸方向Ｄaxにおいて受光窓２２とは反対側の端部が鉛直センサ支持部１３Ａや水平センサ支持部１３Ｂの内側の中空部分に嵌め込まれて、基部１１の上面１１ａや側面１１ｂのそれぞれへと取り付けられる。
【００３９】
基部１１の四つの側面１１ｂ，１１ｂ，１１ｂ，１１ｂのそれぞれに取り付けられる水平センサ部２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅは、各々が取り付けられる側面１１ｂに対して筐体２１の円筒中心軸の延長線（ここでは、円筒中心軸方向Ｄaxと同義）が直交するように取り付けられる。
【００４０】
すなわち、基部１１の四つの側面のうちの相互に対向する側面１１ｂ，１１ｂに取り付けられて支持される、水平センサ部２０Ｂと水平センサ部２０Ｄとは各々の筐体２１の円筒中心軸方向Ｄaxが一致すると共に、水平センサ部２０Ｃと水平センサ部２０Ｅとは各々の筐体２１の円筒中心軸方向Ｄaxが一致し、さらに、水平センサ部２０Ｂ及び水平センサ部２０Ｄの筐体２１の円筒中心軸方向Ｄaxと水平センサ部２０Ｃ及び水平センサ部２０Ｅの筐体２１の円筒中心軸方向Ｄaxとが同一水平面に存在し且つ直交する。
【００４１】
さらに、各センサ部２０は、それぞれの筐体２１の円筒中心軸の延長線（ここでは、円筒中心軸方向Ｄaxと同義）が基部１１の内側に於いて一点で交差するように配設される。
【００４２】
すなわち、基部１１の側面１１ｂに取り付けられ支持されて相互に対向する水平センサ部２０Ｂ及び水平センサ部２０Ｄの筐体２１の円筒中心軸方向Ｄaxと相互に対向する水平センサ部２０Ｃ及び水平センサ部２０Ｅの筐体２１の円筒中心軸方向Ｄaxとが同一の水平面に存在して基部１１の内側に於いて直交し（この直交する点のことを「中心軸交差点Ｐ」と呼ぶ）、さらに、基部１１の上面１１ａに取り付けられて支持される鉛直センサ部２０Ａの筐体２１の円筒中心軸方向Ｄaxが中心軸交差点Ｐにおいて水平センサ部２０Ｂ及び水平センサ部２０Ｄの筐体２１の円筒中心軸方向Ｄax並びに水平センサ部２０Ｃ及び水平センサ部２０Ｅの筐体２１の円筒中心軸方向Ｄaxと直交する。
【００４３】
上述の構成により、水平センサ部２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅそれぞれの筐体２１の円筒中心軸方向Ｄaxは同一の水平面に存在し、且つ、隣り合う水平センサ部（具体的には、２０Ｂと２０Ｃ，２０Ｃと２０Ｄ，２０Ｄと２０Ｅ，及び２０Ｅと２０Ｂ）の筐体２１の円筒中心軸方向Ｄax同士が相互に直交し、さらに、鉛直センサ部２０Ａの筐体２１の円筒中心軸方向Ｄaxは鉛直方向に沿うと共に水平センサ部２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅそれぞれの筐体２１の円筒中心軸方向Ｄaxと直交する。
【００４４】
ここで、各センサ部２０の受光手段２３は、当該受光手段２３の受光面２３ａが、筐体２１の円筒中心軸方向Ｄaxと直交するように、また、基部１１内の中心軸交差点Ｐが在る側とは反対側を向いて配設される。さらに、各センサ部２０の筐体２１の円筒中心軸方向Ｄaxが交差する中心軸交差点Ｐから受光手段２３の受光面２３ａまでの寸法は全て同一であるように調節される。このため、中心軸交差点Ｐから一定の距離に於いて、前記中心軸交差点Ｐを中心とする５軸方向別の光量子束密度が計測される。
【００４５】
つまり、上述の構成により、受光手段２３の受光面２３ａが（中心軸交差点Ｐを中心とする）球体の天頂位置に上向きに配置されると共に前記球体の水平面に沿う大円の円周上に９０°間隔で径方向外向きに配置され、球体の天頂位置に於ける鉛直方向に関する光量子束密度及び前記球体の水平面に沿う大円の円周上に於ける水平方向の９０°間隔の四方向のそれぞれに関する光量子束密度が計測される。
【００４６】
制御部３０は、計測部１０のセンサ部２０のそれぞれへと入射してこれらセンサ部２０の受光手段２３によって受光された光の光量子束密度を計算するものである。
【００４７】
ここで、計測部１０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、計測部１０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。
【００４８】
計測部１０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。
【００４９】
制御部３０は、信号伝送のための計測部１０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３１を備える。
【００５０】
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、計測部１０のセンサ部２０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を行う。
【００５１】
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。
【００５２】
制御部３０を構成する上記の各部３１，３２，３３，３４，３５，３６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。
【００５３】
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２０によって受光された光の光量子束密度の計算処理を行う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。
【００５４】
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２０から出力されて受信した受光手段２３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するアプリケーションプログラムである。
【００５５】
本発明の第一の実施形態に係る光量子束密度の測定プログラム３８は、鉛直方向に配置され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鉛直方向受光手段２３から出力される光電変換信号に基づいて鉛直方向の光量子束密度を算出する処理と、同一水平面に沿う９０°間隔の四方向のそれぞれに配置され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水平方向受光手段２３，２３，２３，２３のそれぞれから出力される光電変換信号に基づいて同一水平面に沿う９０°間隔の四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。
【００５６】
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、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、受光手段２３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計測部１０のセンサ部２０へと送信する処理を実行する。
【００５７】
計測部１０のセンサ部２０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２４やＡＤコンバータ２５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。
【００５８】
制御部３０が受信した受光強度データは、例えば記憶部３３若しくはメモリ３４に記憶される。
【００５９】
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強度データを用いて、光量子束密度を算出する。
【００６０】
具体的には、受光強度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を参照して前記受光強度データを読み込むと共に当該受光強度データについて光量子束密度を算出する。
【００６１】
算出された光量子束密度は、例えば記憶部３３若しくはメモリ３４に保存される。
【００６２】
以上の構成により、計測部１０のセンサ部２０へと入射した光が受光手段２３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（別言すると、光電変換信号）へと変換され、センサ部２０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。
【００６３】
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。
【００６４】
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、鉛直方向と同一水平面に沿う９０°間隔の四方向とのそれぞれに受光手段２３を配置して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。
【００６５】
次に、図３乃至図５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例としての第二の実施形態を示す。なお、図３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。
【００６６】
本発明の第二の実施形態に係る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鉛直方向受光手段６３を鉛直方向に配置し、また、受光強度に応じた大きさの光電変換信号を出力する水平方向受光手段６３を水平面に沿って回動させ、鉛直方向受光手段６３から出力される光電変換信号に基づいて鉛直方向の光量子束密度を算出すると共に、水平方向受光手段６３から出力される光電変換信号に基づいて水平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。
【００６７】
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。本発明の第二の実施形態に係る光量子束密度の測定装置１'は、鉛直方向に配置され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鉛直方向受光手段６３と、水平方向に配置され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水平方向受光手段６３と、当該水平方向受光手段６３を水平面に沿って回動させる回動機構７０と、鉛直方向受光手段６３から出力される光電変換信号に基づいて鉛直方向の光量子束密度を算出すると共に水平方向受光手段６３から出力される光電変換信号に基づいて水平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８２とを有するようにしている。
【００６８】
本発明の第二の実施形態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。
【００６９】
光量子束密度の測定装置１'は、計測部５０，回動機構７０，及び制御部８０を有する。
【００７０】
計測部５０と制御部８０とはケーブル５９を介して、また、回動機構７０と制御部８０とはケーブル７９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３においては、ケーブル５９及びケーブル７９の図示を省略している。
【００７１】
計測部５０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。
【００７２】
計測部５０は、基部５１と、当該基部５１へと備え付けられて支持される鉛直センサ部６０Ａ及び水平センサ部６０Ｂとを有する。
【００７３】
基部５１は、中空の太鼓形状／ドラム形状に形成される。
【００７４】
基部５１の、上面５１ａに鉛直センサ部６０Ａを保持し支持するための鉛直センサ支持部５３Ａが設けられると共に、周囲の周回面５１ｂ（即ち、太鼓形状／ドラム形状としての側周面）に水平センサ部６０Ｂを保持し支持するための水平センサ支持部５３Ｂが設けられる。
【００７５】
鉛直センサ支持部５３Ａ及び水平センサ支持部５３Ｂは、基部５１の上面５１ａ及び周囲の周回面５１ｂ（即ち、側周面）のそれぞれの面方向に対して直交する方向に鉛直センサ部６０Ａや水平センサ部６０Ｂを支持する。
【００７６】
本実施形態では、具体的には、基部５１の上面５１ａに対して設けられた鉛直センサ支持部５３Ａが前記上面５１ａの面方向と直交する方向（即ち、鉛直方向）に鉛直センサ部６０Ａを保持して支持し、また、基部５１の周囲の周回面５１ｂ（即ち、側周面）に対して設けられた水平センサ支持部５３Ｂが前記周回面５１ｂと直交する方向（即ち、水平方向）に水平センサ部６０Ｂを保持して支持する。
【００７７】
鉛直センサ支持部５３Ａ及び水平センサ支持部５３Ｂは、基部５１の上面５１ａや周回面５１ｂのそれぞれから立ち上がって環状に突出して内側は中空の環状突部として形成される。
【００７８】
鉛直センサ部６０Ａ及び水平センサ部６０Ｂは、中空円筒状の筐体６１と、当該筐体６１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６２と、当該受光窓６２に受光面６３ａを対向させた状態で筐体６１内に収容される受光手段６３とを有する。なお、鉛直センサ部６０Ａの受光手段６３のことを「鉛直方向受光手段６３」とも呼び、水平センサ部６０Ｂの受光手段６３のことを「水平方向受光手段６３」とも呼ぶ。
【００７９】
受光手段６３は、円筒状の筐体６１の円筒中心軸方向Ｄaxと直交する方向に受光面６３ａが沿うように配設され、受光窓６２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。
【００８０】
受光手段６３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。
【００８１】
受光手段６３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６４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６５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５９へと出力されて当該ケーブル５９を介して制御部８０へと伝送される。増幅部６４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。
【００８２】
図４に示す例では、鉛直センサ部６０Ａ及び水平センサ部６０Ｂの受光手段６３からの出力（具体的には、光電変換信号）の各々に対応するように複数の増幅部６４や複数のＡＤコンバータ６５が設けられるようにしているが、例えばマルチプレクサやデマルチプレクサのような適当なスイッチの類いが設けられるようにして共通の（言い換えると、一つの）増幅部やＡＤコンバータが使用されるようにしても良い。
【００８３】
鉛直センサ部６０Ａ及び水平センサ部６０Ｂは、筐体６１の円筒中心軸方向Ｄaxにおいて受光窓６２とは反対側の端部が鉛直センサ支持部５３Ａや水平センサ支持部５３Ｂの内側の中空部分に嵌め込まれて、基部５１の上面５１ａや周囲の周回面５１ｂのそれぞれへと取り付けられる。
【００８４】
鉛直センサ部６０Ａ及び水平センサ部６０Ｂは、それぞれの筐体６１の円筒中心軸の延長線（ここでは、円筒中心軸方向Ｄaxと同義）が基部５１の内側に於いて直交するように配設される。
【００８５】
すなわち、基部５１の上面５１ａに取り付けられて支持される鉛直センサ部６０Ａの筐体６１の円筒中心軸方向Ｄax（尚、鉛直方向に沿う）と基部５１の周囲の周回面５１ｂに取り付けられて支持される水平センサ部６０Ｂの筐体６１の円筒中心軸方向Ｄax（尚、水平方向に沿う）とが基部１１の内側に於いて直交する（この直交する点のことを「中心軸交差点Ｑ」と呼ぶ）。
【００８６】
ここで、鉛直センサ部６０Ａ及び水平センサ部６０Ｂの受光手段６３は、当該受光手段６３の受光面６３ａが、筐体６１の円筒中心軸方向Ｄaxと直交するように、また、基部５１内の中心軸交差点Ｑが在る側とは反対側を向いて配設される。さらに、鉛直センサ部６０Ａ及び水平センサ部６０Ｂの筐体６１の円筒中心軸方向Ｄaxが交差する中心軸交差点Ｑから受光手段６３の受光面６３ａまでの寸法は同一であるように調節される。このため、中心軸交差点Ｑから一定の距離に於いて、前記中心軸交差点Ｑを中心とする鉛直方向の光量子束密度と水平方向の光量子束密度とが計測される。
【００８７】
つまり、上述の構成により、受光手段６３の受光面６３ａが（中心軸交差点Ｑを中心とする）球体の天頂位置に上向きに配置されると共に前記球体の水平面に沿う大円の円周上を径方向外方を向きながら移動し、球体の天頂位置に於ける鉛直方向に関する光量子束密度及び前記球体の水平面に沿う大円の円周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。
【００８８】
回動機構７０は、水平センサ部６０Ｂの筐体６１の円筒中心軸方向Ｄaxの水平面における（言い換えると、平面視における）方向を変化させたり固定したりするものである。これにより、水平センサ部６０Ｂの受光手段６３の受光面６３ａが、水平方向に沿っていずれの方向を向くかが変化させられる。
【００８９】
回動機構７０は、基台７１と、当該基台７１に対して計測部５０（具体的には、基部５１）を回動させる動力を発揮する駆動部７２とを有する。
【００９０】
基台７１は、計測部５０の基部５１が水平方向において回動／回転可能であるように支持する。計測部５０の基部５１は、具体的には、当該基部５１の上面５１ａに取り付けられている、鉛直センサ部６０Ａの筐体６１の円筒中心軸方向Ｄaxを回動中心軸として、平面視において時計回りの回動・反時計回りの回動が可能であるように、基台７１に支持される。
【００９１】
上述の構成により、基台７１に対して計測部５０の基部５１が回動すると、当該基部５１の上面５１ａに取り付けられている鉛直センサ部６０Ａの筐体６１の円筒中心軸（別言すると、円筒中心軸方向Ｄax）の位置は、変わらない（尚、円筒中心軸は長手方向軸心位置に於いて軸回転するとも言い得る）。
【００９２】
一方、前記基部５１の周回面５１ｂに取り付けられている水平センサ部６０Ｂの筐体６１の円筒中心軸（別言すると、円筒中心軸方向Ｄax）は、平面視における鉛直センサ部６０Ａの筐体６１の円筒中心軸（別言すると、円筒中心軸方向Ｄax）の位置（即ち、中心軸交差点Ｑ）を中心として水平面に沿って回動する。このため、基部５１が回動すると、平面視における鉛直センサ部６０Ａの筐体６１の円筒中心軸（別言すると、円筒中心軸方向Ｄax）の位置（即ち、中心軸交差点Ｑ）からの距離を一定に保ちつつ、水平センサ部６０Ｂの受光手段６３の受光面６３ａの対向方向（別言すると、向き）が変わる。
【００９３】
これにより、中心軸交差点Ｑから一定の距離に於いて、前記中心軸交差点Ｑを中心とする、鉛直方向の光量子束密度と、水平面に沿う複数の方向別の光量子束密度とが計測される。
【００９４】
ここで、基部５１の周回面５１ｂに取り付けられている水平センサ部６０Ｂの筐体６１の円筒中心軸の向き（言い換えると、筐体６１の円筒中心軸方向Ｄaxの回動の程度）のことを「水平受光角度」と呼ぶ。「水平受光角度」は、例えば、測定対象空間に設置されたときの光量子束密度の測定装置１'の水平センサ部６０Ｂの筐体６１の円筒中心軸の向き（言い換えると、円筒中心軸方向Ｄaxが沿う方向）を０°とし、当該の当初の円筒中心軸の向き（前記円筒中心軸方向Ｄaxが沿う方向）に対する回動の角度（具体的には、時計回りを正の向きとして計量される）によって表される。「水平受光角度」は、あるいは、東西南北の方角のうちのいずれかを０°として表されるようにしても良い。
【００９５】
具体的には例えば、図５に示すように、当該図（尚、平面視である）における上向きを水平受光角度θ＝０°とし、筐体６１の円筒中心軸方向Ｄax及び受光手段６３の受光面６３ａが当該図における上向きである状態（水平受光角度θ＝０°；図５(Ａ)）から、筐体６１の円筒中心軸方向Ｄaxが平面視において時計回りで回る向きに基部５１が回動して筐体６１の円筒中心軸方向Ｄax及び受光手段６３の受光面６３ａが当該図における右向きである状態（水平受光角度θ＝９０°；図５（Ｂ））を経ると共に、基部５１が前記向きに更に回動して筐体６１の円筒中心軸方向Ｄax及び受光手段６３の受光面６３ａが当該図における下向きである状態（水平受光角度θ＝１８０°；図５(Ｃ)）を経て、さらに、基部５１が前記向きにまた更に回動して筐体６１の円筒中心軸方向Ｄax及び受光手段６３の受光面６３ａが当該図における左向きである状態（水平受光角度θ＝２７０°；図５(Ｄ)）を経て、基部５１が前記向きにまた更に回動して筐体６１の円筒中心軸方向Ｄax及び受光手段６３の受光面６３ａが当該図における左斜め上向きである状態（水平受光角度θ＝３１５°；図５(Ｅ)）まで、水平受光角度θが変化する。なお、図５における筐体６１内の受光手段(６３)の受光面６３ａは、当該受光面６３ａの向き（言い換えると、筐体６１の円筒中心軸方向Ｄaxの回動の程度であり、水平受光角度）を模式的に説明するための仮想的な表示である。
【００９６】
駆動部７２は、基台７１と基部５１との間に介在するように配設され、基台７１に対して水平回動可能に支持される基部５１を回動させる。
【００９７】
駆動部７２によって基台７１に対して基部５１を回動させる仕組みは、特定の機序・機構に限定されるものではなく、例えば基台７１や基部５１の内部に格納可能であることが考慮されるなどして適切な構造・絡繰りが適宜選択される。
【００９８】
例えば、基台７１に対して固定されて設置されるステッピングモータと、当該ステッピングモータのシャフトの軸回転を基部５１の水平回動へと変換して伝達するための、当該ステッピングモータと基部５１との間に介在する相互に噛み合う複数の歯車とを含む仕組みが考えられる。
【００９９】
駆動部７２と制御部８０とはケーブル７９を介して接続され、駆動部７２はケーブル７９を介して送られてくる制御部８０からの制御信号に従って動作して水平センサ部６０Ｂの受光手段６３の受光面６３ａの向き（言い換えると、筐体６１の円筒中心軸方向Ｄaxの回動の程度；即ち、水平受光角度）を変化させたり固定したりする。
【０１００】
制御部８０は、計測部５０の鉛直センサ部６０Ａ及び水平センサ部６０Ｂのそれぞれへと入射してこれら鉛直センサ部６０Ａ及び水平センサ部６０Ｂの受光手段６３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７０の駆動部７２の動作を制御するものである。
【０１０１】
ここで、計測部５０及び回動機構７０と制御部８０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、計測部５０及び回動機構７０は測定対象の光環境下に設置される一方で、制御部８０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。
【０１０２】
計測部５０及び回動機構７０と制御部８０とが離れて設置される場合に特に、ケーブル５９，７９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５９，７９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。
【０１０３】
制御部８０は、信号伝送のための計測部５０及び回動機構７０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５９が接続されるインターフェース８１Ａ、及び、ケーブル７９が接続されるインターフェース８１Ｂを備える。なお、インターフェース８１Ａとインターフェース８１Ｂとは同一のもの（別言すると、一体）でも良い。
【０１０４】
制御部８０は、例えば当該制御部８０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８３）に格納されたプログラムに従い、計測部５０の鉛直センサ部６０Ａ及び水平センサ部６０Ｂ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７０の駆動部７２の動作制御に係る演算を行う。
【０１０５】
制御部８０は、例えば、当該制御部８０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８２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８３と、演算部８２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８４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８２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８５や、演算部８２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８６を更に有するものとして構成される。
【０１０６】
制御部８０を構成する上記の各部８１Ａ，８１Ｂ，８２，８３，８４，８５，８６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。
【０１０７】
制御部８０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鉛直センサ部６０Ａ及び水平センサ部６０Ｂ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７０の駆動部７２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。
【０１０８】
制御部８０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、鉛直センサ部６０Ａ及び水平センサ部６０Ｂから出力されて受信した受光手段６３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７０へと制御信号を送信して駆動部７２の動作を制御するアプリケーションプログラムである。
【０１０９】
本発明の第二の実施形態に係る光量子束密度の測定プログラム８８は、鉛直方向に配置され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鉛直方向受光手段６３から出力される光電変換信号に基づいて鉛直方向の光量子束密度を算出する処理と、水平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水平方向受光手段６３の回動の程度を制御して受光面６３ａの角度を制御する処理と、水平方向受光手段６３から出力される光電変換信号に基づいて水平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８０（コンピュータ）に行わせるようにしている。
【０１１０】
光量子束密度の測定プログラム８８は、制御部８０において起動した後、光量子束密度の測定における水平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８８からの指令に基づいて入力部８５と表示部８６とが協働しつつ、光量子束密度の測定を行う複数の水平受光角度が制御部８０の入力部８５を介して数値で入力される。
【０１１１】
入力部８５を介して入力された数値は、当該の測定における複数の水平受光角度の指定値として、例えばメモリ８４に記憶される。
【０１１２】
光量子束密度の測定プログラム８８は、続いて、測定開始に対応する入力部８５への所定の操作をトリガーとして、受光手段６３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計測部５０の鉛直センサ部６０Ａへと送信する処理を実行する。
【０１１３】
計測部５０の鉛直センサ部６０Ａは、制御部８０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６４やＡＤコンバータ６５を介した上で、ケーブル５９へと出力する。当該ケーブル５９へと出力された信号（「鉛直受光強度データ」と呼ぶ）は、ケーブル１９を介して伝送されて制御部８０によって受信される。
【０１１４】
制御部８０が受信した鉛直受光強度データは、鉛直方向に関する受光強度データであることを示すフラグ／コードと共に、例えば記憶部８３若しくはメモリ８４に記憶される。
【０１１５】
光量子束密度の測定プログラム８８は、次に、上述の処理で指定された水平受光角度（具体的には、上述の処理で指定された複数の水平受光角度のうちの一つ）になるように基部５１を回動させる制御信号を回動機構７０へと送信する処理を実行する。
【０１１６】
回動機構７０は、制御部３０から送信されてきた制御信号に従い、駆動部７２を作動させ、基部５１の姿勢、言い換えると基部５１の水平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水平受光角度を実現する。
【０１１７】
光量子束密度の測定プログラム８８は、続いて、受光手段６３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計測部５０の水平センサ部６０Ｂへと送信する処理を実行する。
【０１１８】
計測部５０の水平センサ部６０Ｂは、制御部８０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６４やＡＤコンバータ６５を介した上で、ケーブル５９へと出力する。当該ケーブル５９へと出力された信号（「水平受光強度データ」と呼ぶ）は、ケーブル１９を介して伝送されて制御部８０によって受信される。
【０１１９】
制御部８０が受信した水平受光強度データは、回動機構７０に対して指定された水平受光角度と共に（言い換えると、水平受光角度と水平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８３若しくはメモリ８４に記憶される。
【０１２０】
光量子束密度の測定プログラム８８は、当該の測定における水平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水平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、指定された水平受光角度が未だ残っている場合には所定の水平受光角度になるように基部５１を回動させる制御信号を送信する処理及び受光手段６３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水平受光角度との組み合わせデータとして例えば記憶部８３若しくはメモリ８４に記憶させる。
【０１２１】
光量子束密度の測定プログラム８８は、次に、上述の処理によって取得された鉛直受光強度データ並びに水平受光角度と水平受光強度データとの組み合わせデータを用いて、鉛直方向に関する光量子束密度並びに水平受光角度別の光量子束密度を算出する。
【０１２２】
具体的には、鉛直受光強度データが記憶されている例えば記憶部８３若しくはメモリ８４を参照して鉛直受光強度データを読み込むと共に当該鉛直受光強度データについて光量子束密度を算出する処理を行い、鉛直受光強度データについて光量子束密度を算出する。
【０１２３】
算出された光量子束密度は、鉛直方向に関する光量子束密度であることを示すフラグ／コードと共に、例えば記憶部８３若しくはメモリ８４に保存される。
【０１２４】
続いて、水平受光角度と水平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８３若しくはメモリ８４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、水平受光角度毎に）光量子束密度を算出する。
【０１２５】
水平受光角度毎に算出された光量子束密度は、水平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８３若しくはメモリ８４に保存される。
【０１２６】
以上の構成により、計測部５０の鉛直センサ部６０Ａ及び水平センサ部６０Ｂへと入射した光が受光手段６３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（別言すると即ち、光電変換信号）へと変換され、鉛直センサ部６０Ａ及び水平センサ部６０Ｂから出力された前記光電変換信号がケーブル５９を介して伝送されて制御部８０によって受信される。
【０１２７】
そして、制御部８０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８６に表示したりデータファイルとして記憶部８３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。
【０１２８】
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、鉛直方向に受光手段６３を配置すると共に水平面に沿って受光手段６３を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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
例えば、上述の第一の実施形態では五つのセンサ部２０を支持する基部１１が立方体の中空箱状に形成されるようにしているが、センサ部２０を支持する基部の形態は上述の第一の実施形態における立方体の中空箱状に限られるものではなく、鉛直方向及び水平直交四方向の受光を可能にするようにセンサ部２０を支持し得るものであればどのような態様でも良い。すなわち、本発明に係る第一の実施形態の要点は観測地点に於いて鉛直方向及び水平直交四方向の光量子束密度を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。
【０１３１】
また、上述の第二の実施形態では中空の太鼓形状／ドラム形状の基部５１を有するものとして計測部５０が構成されると共に基部５１側の歯車と係合する歯車を備える駆動部７２を有するものとして回動機構７０が構成されるようにしているが、鉛直センサ部６０Ａを支持して鉛直方向に関する観測や水平センサ部６０Ｂを水平回動させて複数の水平受光角度での観測を可能にするための機序／仕組みは上述の第二の実施形態における計測部５０や回動機構７０に限られるものではなく、鉛直方向に関する受光を可能にするように鉛直センサ部６０Ａを支持したり複数の水平受光角度での受光を可能にするように水平センサ部６０Ｂの姿勢を変化させたりし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、本発明に係る第二の実施形態の要点は観測地点に於いて鉛直方向の光量子束密度並びに水平センサ部６０Ｂの姿勢を変化させることによって水平面に沿う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、特定のものに限定されるものではなく、種々のものが採用され得る。
【０１３２】
上記にも関連して付け加えると、上述の第二の実施形態では基部５１を駆動部７２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、水平センサ部６０Ｂ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、手動で水平センサ部６０Ｂの姿勢を変化させるようにしても良い。
【０１３３】
また、上述の第二の実施形態では水平受光角度θが０°から３１５°まで連続的に変化するようにしているが、水平受光角度θの範囲は０°から３１５°までに限定されるものではなく、また、水平受光角度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、水平受光角度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、０°から１８０°までに設定されるようにしても良く、或いは、０°から３６０°まで（即ち、周回全方位）に設定されるようにしても良い。また、水平受光角度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。
【０１３４】
また、上述の第一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２０を制御するための機序／仕組みは上述の第一の実施形態における制御部３０には限られない。すなわち、上述の本発明に係る第一の実施形態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２０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。
【０１３５】
上記にも関連して付け加えると、上述の第一の実施形態では計測部１０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、例えば基部１１内に制御部３０（具体的には、上述の第一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。
【０１３６】
また、上述の第二の実施形態では制御部８０が演算部８２，記憶部８３，及びメモリ８４並びに必要に応じて入力部８５や表示部８６を有するものとして構成されるようにしているが、鉛直センサ部６０Ａ及び水平センサ部６０Ｂや回動機構７０を制御するための機序／仕組みは上述の第二の実施形態における制御部８０には限られない。すなわち、上述の本発明に係る第二の実施形態の要点を為し得るものであれば、制御部８０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、鉛直センサ部６０Ａ及び水平センサ部６０Ｂ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８２に相当する機能を少なくとも備えるものであれば良い。
【０１３７】
上記にも関連して付け加えると、上述の第二の実施形態では鉛直センサ部６０Ａ及び水平センサ部６０Ｂ並びに回動機構７０とは別体のものとして制御部８０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７０内に制御部８０（具体的には、上述の第二の実施形態における少なくとも演算部８２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。
【０１３８】
また、光量子束密度の測定プログラムによる鉛直方向及び水平面に沿う複数方向の光を観測すると共に鉛直方向の光量子束密度及び水平面に沿う複数方向の光量子束密度を算出する処理の手順は、上述の第一の実施形態や第二の実施形態における処理手順に限定されるものではなく、所定の方向の光を観測すると共に光量子束密度を算出するものであればどのような処理手順でも良い。
【実施例１】
【０１３９】
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６乃至図８を用いて説明する。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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（具体的には、上述の第一の実施形態に対応する手法）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。
【０１４２】
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、上述の第一の実施形態に対応する装置構成の計測部１０）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、上述の第一の実施形態に対応する装置構成の計測部１０）が載置された場合とのそれぞれについて行われた。
【０１４３】
本実施例では、白色パネルの表面から２６５ ｍｍ 上方に天面光源として白色ＬＥＤが設置され、また、白色パネルの表面から８０ ｍｍ の高さ位置の側方に側面光源として白色ＬＥＤが設置され、これら白色ＬＥＤの発光による光量子束密度が測定された。
【０１４４】
本実施例では、上述の第一の実施形態に対応する光量子束密度の測定装置１が用いられて鉛直方向と水平直交四方向とのそれぞれについて測定が行われて光量子束密度が算出された。
【０１４５】
また、白色パネル／黒色スエードの表面に、Ｘ軸及びＹ軸からなる二次元直交座標系を想定し、Ｘ軸１０，４５，８０ ｃｍ とＹ軸１０，３０，５０ ｃｍ との交点（即ち、合計９地点）のそれぞれに於いて測定が行われて光量子束密度が算出された。なお、光量子束密度の測定装置１は、各地点に於いて、水平直交四方向がＸ軸方向及びＹ軸方向に沿うように設置された。
【０１４６】
地点毎に鉛直方向と水平直交四方向とのそれぞれについて算出された光量子束密度の値として、図６乃至図８に示す結果が得られた。
【０１４７】
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、上述の第一の実施形態に対応する装置構成の計測部１０）が載置された場合（「黒色環境」と呼ぶ）で、天面光源のみが点灯されたときの光量子束密度の測定結果として図６に示す結果が得られた。なお、図６乃至図８では、鉛直方向の光量子束密度の値（言い換えると、値の大小関係）が右斜め上向きに延出する「┬」印の下側の棒部分の長さ寸法で表されると共に、水平直交四方向それぞれの光量子束密度の値（値の大小関係）が上下左右の各向きに延出する「┬」印の下側の棒部分の長さ寸法で表される。
【０１４８】
図６に示す結果から、黒色環境且つ天面光源のみでは、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４０％以下であることが把握された。
【０１４９】
また、白色パネル上に光量子束密度の測定装置１（具体的には、上述の第一の実施形態に対応する装置構成の計測部１０）が直接載置された場合（「白色環境」と呼ぶ）で、天面光源のみが点灯されたときの光量子束密度の測定結果として図７に示す結果が得られた。
【０１５０】
図６に示す結果と図７に示す結果とを対比することにより、白色パネルの反射により、垂直方向に沿う光量子束密度は約１５％増加し、水平方向に沿う光量子束密度は最大で約４５％増加することが把握された。
【０１５１】
また、白色環境で、天面光源に加えて側面光源が点灯されたときの光量子束密度の測定結果として図８に示す結果が得られた。
【０１５２】
図７に示す結果と図８に示す結果とを対比することにより、側面光源からの照射により、水平方向に沿う光量子束密度の割合が大きくなることが把握された。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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】
【０１５５】
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】
【０１５６】
１    光量子束密度の測定装置（第一の実施形態）
１０    計測部
１１    基部
１１ａ  上面
１１ｂ  側面
１３Ａ  鉛直センサ支持部
１３Ｂ  水平センサ支持部
１９    ケーブル
２０    センサ部
２０Ａ  鉛直センサ部
２０Ｂ  水平センサ部
２０Ｃ  水平センサ部
２０Ｄ  水平センサ部
２０Ｅ  水平センサ部
２１    筐体
２２    受光窓
２３    受光手段
２３ａ  受光面
２４    増幅部
２５    ＡＤコンバータ
２６    バッファメモリ
３０    制御部
３１    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
１'   光量子束密度の測定装置（第二の実施形態）
５０    計測部
５１    基部
５１ａ  上面
５１ｂ  周回面（側周面）
５３Ａ  鉛直センサ支持部
５３Ｂ  水平センサ支持部
５９    ケーブル
６０Ａ  鉛直センサ部
６０Ｂ  水平センサ部
６１    筐体
６２    受光窓
６３    受光手段
６３ａ  受光面
６４    増幅部
６５    ＡＤコンバータ
７０    回動機構
７１    基台
７２    駆動部
７９    ケーブル
８０    制御部
８１Ａ  インターフェース
８１Ｂ  インターフェース
８２    演算部
８３    記憶部
８４    メモリ
８５    入力部
８６    表示部
８８    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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【図６】
2019105491.tif 000008
【図７】
2019105491.tif 000009
【図８】
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