蓄光輝度測定器および測定方法
【課題】 施設や地下街の壁面、階段の蹴上がりなどに蓄光標識が設置されている場合でも、蓄光標識の残光輝度を容易に測定することのできる蓄光輝度測定器を提供する。
【解決手段】 蓄光標識の残光輝度を測定するとき、 遮光初期段階の輝度値に基づいて、遮光から所定時間経過後の第１の時刻から第２の時刻までの輝度の逆数に基づいて１次近似式を求める。次いで、上記近似式に基づいて上記第２の時刻以降の任意の時刻の輝度を予測する。これによって、蓄光標識の残光輝度を短時間で測定することができ、蓄光標識の残光輝度の保守点検が容易になる。
【解決手段】 蓄光標識の残光輝度を測定するとき、 遮光初期段階の輝度値に基づいて、遮光から所定時間経過後の第１の時刻から第２の時刻までの輝度の逆数に基づいて１次近似式を求める。次いで、上記近似式に基づいて上記第２の時刻以降の任意の時刻の輝度を予測する。これによって、蓄光標識の残光輝度を短時間で測定することができ、蓄光標識の残光輝度の保守点検が容易になる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄光標識の残光輝度を測定するための蓄光輝度測定器と測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震等で夜間に突然停電になったとき、ビル内あるいは地下の連絡路、地下鉄の構内等では自家発電あるいは電池式の案内表示灯が点灯するようになっている。しかしながら地震発生時に自家発電が必ずしも起動するとは限らないしまた、電池式の案内表示灯では電池の保守を怠ると非常時に点灯しない事態が発生することになる。
【０００３】
そこで、国として、上記の場所に停電後所定時間外部からエネルギーを与えなくても発光状態を持続する蓄光標識を壁面や、階段の蹴上がり等に設置することを推奨する方針が採られようとしている。この蓄光標識は、合成樹脂板製、陶器製、あるいはガラス製などの基板の表面に蓄光性材料によって加工し、色材によって安全標識のデザインを施した標識板である。
【０００４】
上記蓄光性材料は、太陽光、蛍光灯などの光を吸収してそのエネルギーを蓄積し、蓄積したエネルギーを可視光として放出する。このような蓄光性材料で加工した蓄光標識は、周囲が暗くなったとき、そのりん光により視認することができ、また、停電のために暗闇になったようなときでも視認が可能である。
【０００５】
蓄光標識のりん光は時間が経過すると、やがて視認できなくなる。近年、蓄光性材料として利用されているアルミン酸ストロンチウムやアルミン酸カルシウムの場合、暗闇であれば、１０時間程度経過するまで視認することができる。硫化亜鉛などの場合、数時間程度で視認できなくなる。
【０００６】
暗所で標識として機能するには、必要な時間が経過したときに必要な輝度を有していることが必要である。そこで日本工業規格Ｚ９１０７では、安全に対する警告や指示、情報などを視覚的に伝達表示する蓄光標識を規定している。すなわち、遮光から２０分間経過したときのりん光輝度が２４ｍｃｄ／ｍ2以上であることが求められる。
【０００７】
蓄光標識の残光輝度を測定するのには、スポットメータのような輝度計を用いることができる。例えば測定前に、暗所で数時間、蓄光標識を保管してから既定照度の光を照射して蓄光する。その後、蓄光標識を再び暗所に置き、蓄光標識の残光輝度を輝度計で測定する。
【特許文献１】特開平０７−１１２５０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
地下鉄の構内、地下連絡路、ビル内等に上記蓄光標識を設置したとし、その蓄光標識は、長期に渡ってその能力を保持することが要求される。また、その能力を保っているか否かを随時検証する必要がある。
【０００９】
ところが、上記したように日本工業規格Ｚ９１０７では、遮光から２０分間経過したときのりん光輝度が２４ｍｃｄ／ｍ2以上であることが求められている。従って、ユーザは環境光を遮断してから２０分待ったときの輝度を測定する必要がある。しかしながら、１つの蓄光標識についての輝度を測定するために２０分を要するのでは効率が悪すぎることになる。
【００１０】
本発明は、このような従来の技術における課題を鑑みてなされたものであり、遮光の初期段階で、測定対象の時間での残光輝度を予測することができる蓄光輝度測定器を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するために、本発明の蓄光輝度測定器は、蓄光標識の残光輝度を測定する蓄光輝度測定器において、遮光初期段階の輝度値に基づいて、所定時間経過後の残光輝度を算出する演算手段を備えている。
【００１２】
前記演算手段は、遮光初期の所定時間の輝度値の逆数に基づいて所定時間経過後の残光輝度を算出することで、精度のよい残光輝度を得ることができる。更に、前記演算手段は、遮光から所定時間経過後の第１の時刻から第２の時刻までの輝度の逆数に基づいて１次近似式を求める第１演算手段と、上記近似式に基づいて上記第２の時刻以降の任意の時刻の輝度を予測する第２演算手段とを備える構成とする。
【発明の効果】
【００１３】
このような構成を採用することにより、本発明の蓄光輝度測定器では、短い時間で蓄光輝度を測定することができ、蓄光標識の保守点検を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。この実施の形態では、蓄光標識の残光輝度を測定する蓄光輝度測定器として本発明を具体化する。
【００１５】
図７は本発明に使用する蓄光標識を示すものである。蓄光標識１０３は例えば長方形の外形に、避難方向が色材を用いて矢印で描かれ、また、必要な図柄が描かれ色材部１０８を構成している。また、図柄以外の部分に蓄光材料が塗布されて蓄光部１０９を構成している。本発明では上記の蓄光部１０９の任意の部位を測定対象にしている。蓄光標識の任意の部位の残光を測定する装置の構成については後に簡単に触れるが、その構成は本願出願人によって既に特許出願（特願2005-292862）されている。
【００１６】
図１は、本発明に使用する６種の蓄光標識の試料（A-1、A-2、A-3、A-４、B-1、C-1）の測定部位を遮光してからの輝度減衰特性である。縦軸に輝度、横軸に遮光からの経過時間（分）をとっている。尚、蓄光標識A-1からA-4は樹脂基板上に蓄光材を塗布したもの、蓄光標識B-1も樹脂基板上に蓄光材を塗布したもの、蓄光標識C-1は陶器製基板上に蓄光材を塗布したものである。
【００１７】
図２は図１と同じ測定結果を対数指標で表したものである。この種の蓄光材料は例えば特開平０７−１１２５０に示すように指数関数的な減衰特性を示すことがよく知られている。指数関数的に減衰するとすれば、例えば、蓄光標識の特定部位について遮光後の特定の時間間隔、例えば遮光から３分経過後５分迄（遮光してから３分までは不安定なデータと見なして）の間の測定値を用いて２０分後の残光輝度L20を下式（１）より演算できるはずである。
【００１８】
【数１】
【００１９】
しかしながら、各種の蓄光材料を本願に使用する蓄光標識に加工した場合（すなわち基板に薄く塗布した場合）、指数関数的な減衰特性を示さないことが図２から理解できる。また、表１は、蓄光標識の特定部位について遮光時から３分経過後５分迄の測定値を用いて指数関数を立て、２０分後の残光輝度を予測（計算）した値を示すものである。計算値は、実測値に対して５０〜８０％の誤差が生じる。
【００２０】
図３は上記各試料についての測定値の逆数をグラフで表したものである。各試料とも、時間（横軸）に対して測定値の逆数（縦軸）が直線（一次式）で近似されることが理解できる。従って、遮光後ｔ時間経過後の残光輝度は以下の一次式（２）で表されることになる。
【００２１】
【数２】
【００２２】
表２は遮光から３分経過後５分迄の測定値に基づいて１次近似式を算出し、２０分後の残光輝度を計算した場合の、実測値、計算値、両者の誤差の比率（％）を示したものである。遮光直後は必ずしも直線で近似できない時間があるので、遮光直後から３分までのデータは除外している、これによると２０分後の残光輝度の実測値と計算値は僅かな誤差（−０．９〜＋３．４％）しか生じていない。
【００２３】
表３はサンプリング時間を変えた場合の各試料についての、遮光から２０分後の実測値、実測値と予測値の偏差、および両者の偏差の比率（％）を表したものである。サンプリング時間は遮光から２分経過後３分迄―３分経過後５分迄の６種類としている。いずれのサンプリング時間においても＋−数％以内の偏差に治まっており、実用上の問題はないことが理解できる。
【００２４】
図４は試料A-1について、蓄光条件を変えて残光輝度を測定したものであり、ここで蓄条件とは、遮光前の光の照射時間と強度をいう。ここでは５０Lxで２０分照射（条件A）、８０Lxで２０分照射（条件B）、１００Lxで２０分照射（条件C）、１００Lxで１時間照射（条件D）、１０００Lxで１時間照射（条件E）の５種を採用した。
【００２５】
表４は、図４の実測データに基づいて左列の時間間隔でのデータを利用して２０分後の残光輝度を、減衰が指数関数に近似するとの仮定のもとで計算した結果を示している。各照射条件（条件A−条件E）とも実測値に比べて−８０％前後の値となり、実用には耐えない値であることが理解できる。
【００２６】
図５は上記図４の実測値の逆数をグラフに表したものである。上記図３と同様、蓄光条件に関わらず直線（１次式）で近似されることが理解できる。表５は試料A−１について、遮光から所定時間経過後の所定時間の輝度の逆数に基づいて２０分後の輝度を計算した結果を蓄光条件毎に示すものである。遮光から所定時間経過後の所定時間はここでは、表２と同じ６種の条件としている。各蓄光条件、サンプリング時間に関わらず実測値との偏差は−５〜＋１．８の範囲に治まっており、実用上支障のない範囲であることが理解できる。
【００２７】
更に表６は表５と同様、試料A−１について、遮光から所定時間経過後の所定時間の輝度の逆数に基づいて２０分後の輝度を計算した結果を蓄光条件毎に示すものであるが、ここではサンプリング間隔３０秒、１５秒、１０秒、５秒、1秒と変えている。サンプリング間隔がさほど測定精度に影響を与えることはないことが理解できる。
【００２８】
図６は、図７に示す蓄光標識上の位置P１〜P４での残光輝度の減衰を示すグラフである。４つの位置での測定値は重なって同じ曲線となり、残光輝度は測定位置に依存しないことが理解できる。
【００２９】
図８は本発明に用いる実施の形態における蓄光輝度測定器の外観の一例を示す図である。この蓄光輝度測定器１０１は、測光部１０２を蓄光標識１０３に密着させて用いる。蓄光輝度測定器１０１は、測定部１０２のほかシャフト部１０４やグリップ部１０５、表示部１０６、自在継手部１０７を備えている。シャフト部１０４はその一端にグリップ部１０５を有する。利用者は、グリップ部１０５で蓄光輝度測定器１０１を把持する。表示部１０６は、そのグリップ部１０５の上面に配置されている。表示部１０６は、液晶ディスプレイのような表示デバイスを有しており、蓄光標識１０３の残光輝度を表示する。シャフト部１０４の他端には自在継手部１０７が設けられている。自在継手部１０７はボールジョイントを有し、測光部１０２をシャフト部１０４に連結するとともに、測光部１０２を様々な角度で位置決めする。
【００３０】
図８に示す蓄光標識１０３は、図７に示した蓄光標識１０３をより簡略にして表していが、色材部１０８と蓄光部１０９を有する点は同じである。この例であれば、誘導するための矢印部分が色材部１０８であり、その他の部分が蓄光部１０９である。蓄光標識１０３が外光で照明されていれば、色材部１０８によって矢印部分を視認することができる。蓄光安全標識１０３の周囲が暗ければ、蓄光部１０９の残光によって矢印部分を視認することができる。図８では、この蓄光標識１０３が壁面１１０に設置されている。蓄光標識１０３が設置されているのは、壁面１１０が壁面１１１や床面１１２に隣接する箇所である。
【００３１】
蓄光輝度測定器１０１を用いて蓄光標識１０３の残光輝度を測定する場合、利用者は、グリップ部１０５を握って蓄光輝度測定器１０１を支持し、蓄光標識１０３の蓄光部１０９に測光部１０２を押し当てる。蓄光部１０９に測光部１０２を密着させることにより、測光領域外からの有害光を遮光することができ、測定領域からの残光を測光することが可能となる。蓄光輝度測定器１０１はシャフト部１０４や自在継手部１０７を有しているので、たとえ上述のような箇所に蓄光安全標識１０３が設置されている場合でも、利用者が無理な姿勢をとる必要がない。このため、蓄光標識１０３の残光輝度を測定するのに必要な時間、利用者は楽に測光部１０２を固定することができる。また表示部１０６がグリップ部１０５に配置されているので、蓄光標識１０３の残光輝度を利用者が確認するのも容易である。
【００３２】
図９は測光部の外観の一例を拡大して示す図である。測光部１０２は遮光部２０１や受光部２０２を蓄光標識との密着面側に備えている。遮光部２０１にはゴム状弾性体を用いる。測光部１０２を蓄光標識に押し当てることによりゴム状弾性体を変形させ、遮光部２０１と蓄光標識との密着性を確保する。この例において遮光部２０１は、円環状の密着面を形成する。この密着面の中央に受光部２０２が配置されている。受光部２０２は、蓄光標識からの残光を受光する。遮光部２０１と蓄光標識とが密着しているとき、蓄光標識外からの光は遮光されるため、蓄光標識の受光部２０２に対向する領域には光が照射されない。また蓄光標識の遮光部２０２と密着する領域からの残光も遮光される。蓄光標識の受光部２０２と対向する領域外からの有害光を遮光部２０１が遮光するので、受光部２０２はその領域からの残光のみを受光することができる。ゴム状弾性体を用いれば、利用者がその遮光状態を保つのは容易である。
【００３３】
図１０は測光部の一例についての断面図である。測光部１０２は、蓄光標識１０３の蓄光部１０９より小さな近接面３０１を有する。近接面３０１を蓄光標識１０３の蓄光部１０９よりも小さくするのは、蓄光標識１０３の周囲に障害物があるような場合でも測光部１０２がその障害物と干渉し、測光部１０２を蓄光標識１０３に密着させることができないような状況をできるだけ回避するためである。例えば階段の蹴上がりに蓄光標識１０３を設置するような場合、近接面３０１が大きいと、階段の踏み台に干渉し易い。図９の例のような設置箇所であれば、測光部１０２が他の壁面や床面に干渉し易い。そのような設置箇所でも蓄光標識１０３の残光輝度を測定し得るよう近接面３０１を蓄光標識１０３の蓄光部１０９より小さく設けている。蓄光標識１０３は、蓄光標識１０３の表面全体に渡って残光輝度がほぼ均一となるよう加工されているため、蓄光標識１０３の蓄光部１０９の一部についてだけ残光を測定しても、ほとんど支障はない。
【００３４】
測光部１０２の遮光部２０１や受光部２０２はその近接面３０１に設けている。図１０の例では、遮光部２０１の構造が図９の例と若干相違している。図１０の例では、円環形状を有するゴム状弾性体３０２が近接面３０１に配設されており、その弾性体３０２の密着面は近接面３０１から僅かに突出している。このような構造により、測定部１０２を蓄光標識１０３に押し当てれば、弾性体３０２が十分に弾性変形し、測光部１０２と蓄光標識１０３との密着性を適切に確保することができる。弾性体３０２の中央部に受光部２０２が配置されている点は図９の例と同様である。
【００３５】
受光部２０２には開孔３０３が設けられており、その開孔３０３の僅かに奥側に保護窓３０４が配置されている。保護窓３０４のさらに奥側には受光素子３０５が配置されている。受光素子３０５にはフォトダイオードのような光電変換素子を用いることができ、保護窓３０４を介して入射した光に応じて電気信号を生成する。受光素子３０５の出力は基板３０６に接続されている。基板３０６は、受光素子３０５からのアナログ電気信号にしたがってデジタルデータを生成し信号線３０７へ出力する。信号線３０７は自在継手部１０７やシャフト部１０４の内部に挿入されており、グリップ部に設けられた信号処理回路へ接続されている。測光結果を表すデジタルデータは、その信号線３０７を通じて、基板３０６から信号処理回路へ伝送される。
【００３６】
図１１は蓄光輝度測定器の電気的構成の一例を概略的に説明するための図である。受光素子３０５は蓄光標識からの光を受光すると、その光に応じたアナログ電気信号を基板３０６に出力する。基板３０６にはアナログ処理回路４０１やＡＤ変換器４０２などが設けられる。アナログ処理回路４０１は、入力されたアナログ電気信号を増幅したりサンプリングホールドしたりする。ＡＤ変換器４０２はホールドされた電気信号をサンプリング周期ごとにデジタルデータへ変換する。
【００３７】
基板３０６の出力は、信号処理回路４０３に接続されている。信号処理回路４０３には専用回路または汎用回路を用いることができる。ここでは、信号処理回路４０３に汎用回路を用いている。信号処理回路４０３はバス４０４を備えている。このバス４０４には、基板３０６に対するインタフェース回路４０５が接続されている。信号処理回路４０３はこのインタフェース回路４０５により基板３０６からのデジタルデータを受信する。バス４０４には、インタフェース回路４０５のほか、ＲＡＭ４０６やＲＯＭ４０７、ＣＰＵ４０８が接続されている。ＲＡＭ４０６には、基板３０６から受信したデジタルデータを格納することができる。ＲＯＭ４０７は、信号処理および制御用のプログラムや設定データなどを格納する。ＣＰＵ４０８は、そのプログラムの指令にしたがって信号処理や制御のための演算を行う。ＣＰＵ４０８は、ＲＡＭ４０６から読み出したデータに基づいて、測定開始から予め定めた時間が経過したときの蓄光標識の残光輝度を算出する。
【００３８】
バス４０４には、表示部１０６に対するインタフェース回路４０９も接続されている。この実施の形態における信号処理回路４０３は、このインタフェース回路４０９を通じて表示部１０６の制御も行う。表示部１０６は、測定結果を表示するためのディスプレイ４１０に加えて操作ボタン４１１および４１２を備えている。例えば操作ボタン４１１はメニュー選択ボタンであり、操作ボタン４１２は決定ボタンである。利用者は、操作ボタン４１１を用いてメニューの項目を選択し、操作ボタン４１２を用いてその選択を確定する。メニューの項目は、初期設定や校正、測定実行などである。校正は、残光輝度が既知の基準板について測定をすることで行うことができる。利用者が測定実行の項目を選択しその選択を確定する操作を行うと、信号処理回路４０３は、測光結果を表すデジタルデータをＲＡＭ４０６に取り込む。このデジタルデータはサンプリング周期毎に順次ＲＡＭ４０６に格納される。ＣＰＵ４０８は必要なサンプルが得られると、そのサンプルの値から蓄光標識の残光輝度を算出する。
【００３９】
図１２は上記ＣＰＵ４０８とＲＯＭ４０７に蓄積されたプログラムとが協働して働いた場合の機能ブロック図を示すものである。受光素子３０５よりのデータは所定時間間隔ごとにサンプリングされＡＤ変換器４０２でディジタルデータに変換される。ここで得られたディジタルデータはインターフェイス４０５を解して、ＲＡＭ４０６、あるいは別途の記憶手段に蓄積される。
【００４０】
第１演算手段５１１は、当該データの内の遮光から所定時間経過後の第１の時刻から第２の時刻までのデータを用いて当該残光輝度の逆数に対応する直線（１次近似式）を求める。即ち式（２）の定数α、βを求めその値をＲＡＭ４０６の所定の位置に記憶する。次いで第２演算手段５１２は上記式（２）に基づいて所定時間ｔ後の残光輝度を演算することになる。ここで、上記第１の時刻は、表３からも明らかなように２分から３分程度である、また、第２の時刻は、第１の時刻から１分から２分で充分である。更に、演算すべき残光輝度は遮光から２０分後の残光輝度である。表示手段４１３は、残光輝度を算出すると、ディスプレイ４１０にその算出結果を表示する構成となっている。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
蓄光標識の残光輝度を短い時間で測定することができ、蓄光標識の保守点検に極めて有効に用いることができる。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】
【表３】
【００４５】
【表４】
【００４６】
【表５】
【００４７】
【表６】
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】蓄光標識の複数試料に対応する残光輝度の実測値を示すグラフ
【図２】図１の実測値の対数を示すグラフ
【図３】図１の実測値の逆数を示すグラフ
【図４】蓄光条件を変えたときの残光輝度実測値を示すグラフ
【図５】図４の実測値の逆数を示すグラフ
【図６】蓄光標識上の異なる位置での残光輝度実測値
【図７】測定位置を変えたときの残光輝度の実測値を示すグラフ
【図８】本実施の形態における蓄光輝度測定器の外観の一例を示す図
【図９】測光部の外観の一例を拡大して示す図
【図１０】測光部の一例についての断面図
【図１１】蓄光輝度測定器の電気的構成の一例を概略的に説明するための図
【図１２】本発明の機能ブロック図
【符号の説明】
【００４９】
１０１ 蓄光輝度測定器
１０２ 測光部
１０３ 蓄光標識
１０４ シャフト部
１０５ グリップ部
１０６ 表示部
１０７ 自在継手部
１０８ 色材部
１０９ 蓄光部
２０１ 遮光部
２０２ 受光部
３０１ 近接面
３０２ 遮光用弾性体
３０５ 受光素子
４０３ 信号処理回路
４１０ ディスプレイ
４１１、４１２ 操作ボタン
５１１ 第１の演算手段
５１２ 第２の演算手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄光標識の残光輝度を測定するための蓄光輝度測定器と測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震等で夜間に突然停電になったとき、ビル内あるいは地下の連絡路、地下鉄の構内等では自家発電あるいは電池式の案内表示灯が点灯するようになっている。しかしながら地震発生時に自家発電が必ずしも起動するとは限らないしまた、電池式の案内表示灯では電池の保守を怠ると非常時に点灯しない事態が発生することになる。
【０００３】
そこで、国として、上記の場所に停電後所定時間外部からエネルギーを与えなくても発光状態を持続する蓄光標識を壁面や、階段の蹴上がり等に設置することを推奨する方針が採られようとしている。この蓄光標識は、合成樹脂板製、陶器製、あるいはガラス製などの基板の表面に蓄光性材料によって加工し、色材によって安全標識のデザインを施した標識板である。
【０００４】
上記蓄光性材料は、太陽光、蛍光灯などの光を吸収してそのエネルギーを蓄積し、蓄積したエネルギーを可視光として放出する。このような蓄光性材料で加工した蓄光標識は、周囲が暗くなったとき、そのりん光により視認することができ、また、停電のために暗闇になったようなときでも視認が可能である。
【０００５】
蓄光標識のりん光は時間が経過すると、やがて視認できなくなる。近年、蓄光性材料として利用されているアルミン酸ストロンチウムやアルミン酸カルシウムの場合、暗闇であれば、１０時間程度経過するまで視認することができる。硫化亜鉛などの場合、数時間程度で視認できなくなる。
【０００６】
暗所で標識として機能するには、必要な時間が経過したときに必要な輝度を有していることが必要である。そこで日本工業規格Ｚ９１０７では、安全に対する警告や指示、情報などを視覚的に伝達表示する蓄光標識を規定している。すなわち、遮光から２０分間経過したときのりん光輝度が２４ｍｃｄ／ｍ2以上であることが求められる。
【０００７】
蓄光標識の残光輝度を測定するのには、スポットメータのような輝度計を用いることができる。例えば測定前に、暗所で数時間、蓄光標識を保管してから既定照度の光を照射して蓄光する。その後、蓄光標識を再び暗所に置き、蓄光標識の残光輝度を輝度計で測定する。
【特許文献１】特開平０７−１１２５０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
地下鉄の構内、地下連絡路、ビル内等に上記蓄光標識を設置したとし、その蓄光標識は、長期に渡ってその能力を保持することが要求される。また、その能力を保っているか否かを随時検証する必要がある。
【０００９】
ところが、上記したように日本工業規格Ｚ９１０７では、遮光から２０分間経過したときのりん光輝度が２４ｍｃｄ／ｍ2以上であることが求められている。従って、ユーザは環境光を遮断してから２０分待ったときの輝度を測定する必要がある。しかしながら、１つの蓄光標識についての輝度を測定するために２０分を要するのでは効率が悪すぎることになる。
【００１０】
本発明は、このような従来の技術における課題を鑑みてなされたものであり、遮光の初期段階で、測定対象の時間での残光輝度を予測することができる蓄光輝度測定器を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するために、本発明の蓄光輝度測定器は、蓄光標識の残光輝度を測定する蓄光輝度測定器において、遮光初期段階の輝度値に基づいて、所定時間経過後の残光輝度を算出する演算手段を備えている。
【００１２】
前記演算手段は、遮光初期の所定時間の輝度値の逆数に基づいて所定時間経過後の残光輝度を算出することで、精度のよい残光輝度を得ることができる。更に、前記演算手段は、遮光から所定時間経過後の第１の時刻から第２の時刻までの輝度の逆数に基づいて１次近似式を求める第１演算手段と、上記近似式に基づいて上記第２の時刻以降の任意の時刻の輝度を予測する第２演算手段とを備える構成とする。
【発明の効果】
【００１３】
このような構成を採用することにより、本発明の蓄光輝度測定器では、短い時間で蓄光輝度を測定することができ、蓄光標識の保守点検を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。この実施の形態では、蓄光標識の残光輝度を測定する蓄光輝度測定器として本発明を具体化する。
【００１５】
図７は本発明に使用する蓄光標識を示すものである。蓄光標識１０３は例えば長方形の外形に、避難方向が色材を用いて矢印で描かれ、また、必要な図柄が描かれ色材部１０８を構成している。また、図柄以外の部分に蓄光材料が塗布されて蓄光部１０９を構成している。本発明では上記の蓄光部１０９の任意の部位を測定対象にしている。蓄光標識の任意の部位の残光を測定する装置の構成については後に簡単に触れるが、その構成は本願出願人によって既に特許出願（特願2005-292862）されている。
【００１６】
図１は、本発明に使用する６種の蓄光標識の試料（A-1、A-2、A-3、A-４、B-1、C-1）の測定部位を遮光してからの輝度減衰特性である。縦軸に輝度、横軸に遮光からの経過時間（分）をとっている。尚、蓄光標識A-1からA-4は樹脂基板上に蓄光材を塗布したもの、蓄光標識B-1も樹脂基板上に蓄光材を塗布したもの、蓄光標識C-1は陶器製基板上に蓄光材を塗布したものである。
【００１７】
図２は図１と同じ測定結果を対数指標で表したものである。この種の蓄光材料は例えば特開平０７−１１２５０に示すように指数関数的な減衰特性を示すことがよく知られている。指数関数的に減衰するとすれば、例えば、蓄光標識の特定部位について遮光後の特定の時間間隔、例えば遮光から３分経過後５分迄（遮光してから３分までは不安定なデータと見なして）の間の測定値を用いて２０分後の残光輝度L20を下式（１）より演算できるはずである。
【００１８】
【数１】
【００１９】
しかしながら、各種の蓄光材料を本願に使用する蓄光標識に加工した場合（すなわち基板に薄く塗布した場合）、指数関数的な減衰特性を示さないことが図２から理解できる。また、表１は、蓄光標識の特定部位について遮光時から３分経過後５分迄の測定値を用いて指数関数を立て、２０分後の残光輝度を予測（計算）した値を示すものである。計算値は、実測値に対して５０〜８０％の誤差が生じる。
【００２０】
図３は上記各試料についての測定値の逆数をグラフで表したものである。各試料とも、時間（横軸）に対して測定値の逆数（縦軸）が直線（一次式）で近似されることが理解できる。従って、遮光後ｔ時間経過後の残光輝度は以下の一次式（２）で表されることになる。
【００２１】
【数２】
【００２２】
表２は遮光から３分経過後５分迄の測定値に基づいて１次近似式を算出し、２０分後の残光輝度を計算した場合の、実測値、計算値、両者の誤差の比率（％）を示したものである。遮光直後は必ずしも直線で近似できない時間があるので、遮光直後から３分までのデータは除外している、これによると２０分後の残光輝度の実測値と計算値は僅かな誤差（−０．９〜＋３．４％）しか生じていない。
【００２３】
表３はサンプリング時間を変えた場合の各試料についての、遮光から２０分後の実測値、実測値と予測値の偏差、および両者の偏差の比率（％）を表したものである。サンプリング時間は遮光から２分経過後３分迄―３分経過後５分迄の６種類としている。いずれのサンプリング時間においても＋−数％以内の偏差に治まっており、実用上の問題はないことが理解できる。
【００２４】
図４は試料A-1について、蓄光条件を変えて残光輝度を測定したものであり、ここで蓄条件とは、遮光前の光の照射時間と強度をいう。ここでは５０Lxで２０分照射（条件A）、８０Lxで２０分照射（条件B）、１００Lxで２０分照射（条件C）、１００Lxで１時間照射（条件D）、１０００Lxで１時間照射（条件E）の５種を採用した。
【００２５】
表４は、図４の実測データに基づいて左列の時間間隔でのデータを利用して２０分後の残光輝度を、減衰が指数関数に近似するとの仮定のもとで計算した結果を示している。各照射条件（条件A−条件E）とも実測値に比べて−８０％前後の値となり、実用には耐えない値であることが理解できる。
【００２６】
図５は上記図４の実測値の逆数をグラフに表したものである。上記図３と同様、蓄光条件に関わらず直線（１次式）で近似されることが理解できる。表５は試料A−１について、遮光から所定時間経過後の所定時間の輝度の逆数に基づいて２０分後の輝度を計算した結果を蓄光条件毎に示すものである。遮光から所定時間経過後の所定時間はここでは、表２と同じ６種の条件としている。各蓄光条件、サンプリング時間に関わらず実測値との偏差は−５〜＋１．８の範囲に治まっており、実用上支障のない範囲であることが理解できる。
【００２７】
更に表６は表５と同様、試料A−１について、遮光から所定時間経過後の所定時間の輝度の逆数に基づいて２０分後の輝度を計算した結果を蓄光条件毎に示すものであるが、ここではサンプリング間隔３０秒、１５秒、１０秒、５秒、1秒と変えている。サンプリング間隔がさほど測定精度に影響を与えることはないことが理解できる。
【００２８】
図６は、図７に示す蓄光標識上の位置P１〜P４での残光輝度の減衰を示すグラフである。４つの位置での測定値は重なって同じ曲線となり、残光輝度は測定位置に依存しないことが理解できる。
【００２９】
図８は本発明に用いる実施の形態における蓄光輝度測定器の外観の一例を示す図である。この蓄光輝度測定器１０１は、測光部１０２を蓄光標識１０３に密着させて用いる。蓄光輝度測定器１０１は、測定部１０２のほかシャフト部１０４やグリップ部１０５、表示部１０６、自在継手部１０７を備えている。シャフト部１０４はその一端にグリップ部１０５を有する。利用者は、グリップ部１０５で蓄光輝度測定器１０１を把持する。表示部１０６は、そのグリップ部１０５の上面に配置されている。表示部１０６は、液晶ディスプレイのような表示デバイスを有しており、蓄光標識１０３の残光輝度を表示する。シャフト部１０４の他端には自在継手部１０７が設けられている。自在継手部１０７はボールジョイントを有し、測光部１０２をシャフト部１０４に連結するとともに、測光部１０２を様々な角度で位置決めする。
【００３０】
図８に示す蓄光標識１０３は、図７に示した蓄光標識１０３をより簡略にして表していが、色材部１０８と蓄光部１０９を有する点は同じである。この例であれば、誘導するための矢印部分が色材部１０８であり、その他の部分が蓄光部１０９である。蓄光標識１０３が外光で照明されていれば、色材部１０８によって矢印部分を視認することができる。蓄光安全標識１０３の周囲が暗ければ、蓄光部１０９の残光によって矢印部分を視認することができる。図８では、この蓄光標識１０３が壁面１１０に設置されている。蓄光標識１０３が設置されているのは、壁面１１０が壁面１１１や床面１１２に隣接する箇所である。
【００３１】
蓄光輝度測定器１０１を用いて蓄光標識１０３の残光輝度を測定する場合、利用者は、グリップ部１０５を握って蓄光輝度測定器１０１を支持し、蓄光標識１０３の蓄光部１０９に測光部１０２を押し当てる。蓄光部１０９に測光部１０２を密着させることにより、測光領域外からの有害光を遮光することができ、測定領域からの残光を測光することが可能となる。蓄光輝度測定器１０１はシャフト部１０４や自在継手部１０７を有しているので、たとえ上述のような箇所に蓄光安全標識１０３が設置されている場合でも、利用者が無理な姿勢をとる必要がない。このため、蓄光標識１０３の残光輝度を測定するのに必要な時間、利用者は楽に測光部１０２を固定することができる。また表示部１０６がグリップ部１０５に配置されているので、蓄光標識１０３の残光輝度を利用者が確認するのも容易である。
【００３２】
図９は測光部の外観の一例を拡大して示す図である。測光部１０２は遮光部２０１や受光部２０２を蓄光標識との密着面側に備えている。遮光部２０１にはゴム状弾性体を用いる。測光部１０２を蓄光標識に押し当てることによりゴム状弾性体を変形させ、遮光部２０１と蓄光標識との密着性を確保する。この例において遮光部２０１は、円環状の密着面を形成する。この密着面の中央に受光部２０２が配置されている。受光部２０２は、蓄光標識からの残光を受光する。遮光部２０１と蓄光標識とが密着しているとき、蓄光標識外からの光は遮光されるため、蓄光標識の受光部２０２に対向する領域には光が照射されない。また蓄光標識の遮光部２０２と密着する領域からの残光も遮光される。蓄光標識の受光部２０２と対向する領域外からの有害光を遮光部２０１が遮光するので、受光部２０２はその領域からの残光のみを受光することができる。ゴム状弾性体を用いれば、利用者がその遮光状態を保つのは容易である。
【００３３】
図１０は測光部の一例についての断面図である。測光部１０２は、蓄光標識１０３の蓄光部１０９より小さな近接面３０１を有する。近接面３０１を蓄光標識１０３の蓄光部１０９よりも小さくするのは、蓄光標識１０３の周囲に障害物があるような場合でも測光部１０２がその障害物と干渉し、測光部１０２を蓄光標識１０３に密着させることができないような状況をできるだけ回避するためである。例えば階段の蹴上がりに蓄光標識１０３を設置するような場合、近接面３０１が大きいと、階段の踏み台に干渉し易い。図９の例のような設置箇所であれば、測光部１０２が他の壁面や床面に干渉し易い。そのような設置箇所でも蓄光標識１０３の残光輝度を測定し得るよう近接面３０１を蓄光標識１０３の蓄光部１０９より小さく設けている。蓄光標識１０３は、蓄光標識１０３の表面全体に渡って残光輝度がほぼ均一となるよう加工されているため、蓄光標識１０３の蓄光部１０９の一部についてだけ残光を測定しても、ほとんど支障はない。
【００３４】
測光部１０２の遮光部２０１や受光部２０２はその近接面３０１に設けている。図１０の例では、遮光部２０１の構造が図９の例と若干相違している。図１０の例では、円環形状を有するゴム状弾性体３０２が近接面３０１に配設されており、その弾性体３０２の密着面は近接面３０１から僅かに突出している。このような構造により、測定部１０２を蓄光標識１０３に押し当てれば、弾性体３０２が十分に弾性変形し、測光部１０２と蓄光標識１０３との密着性を適切に確保することができる。弾性体３０２の中央部に受光部２０２が配置されている点は図９の例と同様である。
【００３５】
受光部２０２には開孔３０３が設けられており、その開孔３０３の僅かに奥側に保護窓３０４が配置されている。保護窓３０４のさらに奥側には受光素子３０５が配置されている。受光素子３０５にはフォトダイオードのような光電変換素子を用いることができ、保護窓３０４を介して入射した光に応じて電気信号を生成する。受光素子３０５の出力は基板３０６に接続されている。基板３０６は、受光素子３０５からのアナログ電気信号にしたがってデジタルデータを生成し信号線３０７へ出力する。信号線３０７は自在継手部１０７やシャフト部１０４の内部に挿入されており、グリップ部に設けられた信号処理回路へ接続されている。測光結果を表すデジタルデータは、その信号線３０７を通じて、基板３０６から信号処理回路へ伝送される。
【００３６】
図１１は蓄光輝度測定器の電気的構成の一例を概略的に説明するための図である。受光素子３０５は蓄光標識からの光を受光すると、その光に応じたアナログ電気信号を基板３０６に出力する。基板３０６にはアナログ処理回路４０１やＡＤ変換器４０２などが設けられる。アナログ処理回路４０１は、入力されたアナログ電気信号を増幅したりサンプリングホールドしたりする。ＡＤ変換器４０２はホールドされた電気信号をサンプリング周期ごとにデジタルデータへ変換する。
【００３７】
基板３０６の出力は、信号処理回路４０３に接続されている。信号処理回路４０３には専用回路または汎用回路を用いることができる。ここでは、信号処理回路４０３に汎用回路を用いている。信号処理回路４０３はバス４０４を備えている。このバス４０４には、基板３０６に対するインタフェース回路４０５が接続されている。信号処理回路４０３はこのインタフェース回路４０５により基板３０６からのデジタルデータを受信する。バス４０４には、インタフェース回路４０５のほか、ＲＡＭ４０６やＲＯＭ４０７、ＣＰＵ４０８が接続されている。ＲＡＭ４０６には、基板３０６から受信したデジタルデータを格納することができる。ＲＯＭ４０７は、信号処理および制御用のプログラムや設定データなどを格納する。ＣＰＵ４０８は、そのプログラムの指令にしたがって信号処理や制御のための演算を行う。ＣＰＵ４０８は、ＲＡＭ４０６から読み出したデータに基づいて、測定開始から予め定めた時間が経過したときの蓄光標識の残光輝度を算出する。
【００３８】
バス４０４には、表示部１０６に対するインタフェース回路４０９も接続されている。この実施の形態における信号処理回路４０３は、このインタフェース回路４０９を通じて表示部１０６の制御も行う。表示部１０６は、測定結果を表示するためのディスプレイ４１０に加えて操作ボタン４１１および４１２を備えている。例えば操作ボタン４１１はメニュー選択ボタンであり、操作ボタン４１２は決定ボタンである。利用者は、操作ボタン４１１を用いてメニューの項目を選択し、操作ボタン４１２を用いてその選択を確定する。メニューの項目は、初期設定や校正、測定実行などである。校正は、残光輝度が既知の基準板について測定をすることで行うことができる。利用者が測定実行の項目を選択しその選択を確定する操作を行うと、信号処理回路４０３は、測光結果を表すデジタルデータをＲＡＭ４０６に取り込む。このデジタルデータはサンプリング周期毎に順次ＲＡＭ４０６に格納される。ＣＰＵ４０８は必要なサンプルが得られると、そのサンプルの値から蓄光標識の残光輝度を算出する。
【００３９】
図１２は上記ＣＰＵ４０８とＲＯＭ４０７に蓄積されたプログラムとが協働して働いた場合の機能ブロック図を示すものである。受光素子３０５よりのデータは所定時間間隔ごとにサンプリングされＡＤ変換器４０２でディジタルデータに変換される。ここで得られたディジタルデータはインターフェイス４０５を解して、ＲＡＭ４０６、あるいは別途の記憶手段に蓄積される。
【００４０】
第１演算手段５１１は、当該データの内の遮光から所定時間経過後の第１の時刻から第２の時刻までのデータを用いて当該残光輝度の逆数に対応する直線（１次近似式）を求める。即ち式（２）の定数α、βを求めその値をＲＡＭ４０６の所定の位置に記憶する。次いで第２演算手段５１２は上記式（２）に基づいて所定時間ｔ後の残光輝度を演算することになる。ここで、上記第１の時刻は、表３からも明らかなように２分から３分程度である、また、第２の時刻は、第１の時刻から１分から２分で充分である。更に、演算すべき残光輝度は遮光から２０分後の残光輝度である。表示手段４１３は、残光輝度を算出すると、ディスプレイ４１０にその算出結果を表示する構成となっている。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
蓄光標識の残光輝度を短い時間で測定することができ、蓄光標識の保守点検に極めて有効に用いることができる。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【００４４】
【表３】
【００４５】
【表４】
【００４６】
【表５】
【００４７】
【表６】
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】蓄光標識の複数試料に対応する残光輝度の実測値を示すグラフ
【図２】図１の実測値の対数を示すグラフ
【図３】図１の実測値の逆数を示すグラフ
【図４】蓄光条件を変えたときの残光輝度実測値を示すグラフ
【図５】図４の実測値の逆数を示すグラフ
【図６】蓄光標識上の異なる位置での残光輝度実測値
【図７】測定位置を変えたときの残光輝度の実測値を示すグラフ
【図８】本実施の形態における蓄光輝度測定器の外観の一例を示す図
【図９】測光部の外観の一例を拡大して示す図
【図１０】測光部の一例についての断面図
【図１１】蓄光輝度測定器の電気的構成の一例を概略的に説明するための図
【図１２】本発明の機能ブロック図
【符号の説明】
【００４９】
１０１ 蓄光輝度測定器
１０２ 測光部
１０３ 蓄光標識
１０４ シャフト部
１０５ グリップ部
１０６ 表示部
１０７ 自在継手部
１０８ 色材部
１０９ 蓄光部
２０１ 遮光部
２０２ 受光部
３０１ 近接面
３０２ 遮光用弾性体
３０５ 受光素子
４０３ 信号処理回路
４１０ ディスプレイ
４１１、４１２ 操作ボタン
５１１ 第１の演算手段
５１２ 第２の演算手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄光標識の残光輝度を測定する蓄光輝度測定器において、遮光初期段階の輝度値に基づいて、所定時間経過後の残光輝度を、遮光初期の所定時間の輝度値の逆数に基づいて所定時間過後の残光輝度を算出する演算手段を備えたことを特徴とする蓄光輝度測定器。
【請求項２】
前記演算手段が、遮光から所定時間経過後の第１の時刻から第２の時刻までの輝度の逆数に基づいて１次近似式を求める第１演算手段と、
上記近似式に基づいて上記第２の時刻以降の任意の時刻の輝度を予測する第２演算手段とを備えた請求項１に記載の蓄光輝度測定器。
【請求項１】
蓄光標識の残光輝度を測定する蓄光輝度測定器において、遮光初期段階の輝度値に基づいて、所定時間経過後の残光輝度を、遮光初期の所定時間の輝度値の逆数に基づいて所定時間過後の残光輝度を算出する演算手段を備えたことを特徴とする蓄光輝度測定器。
【請求項２】
前記演算手段が、遮光から所定時間経過後の第１の時刻から第２の時刻までの輝度の逆数に基づいて１次近似式を求める第１演算手段と、
上記近似式に基づいて上記第２の時刻以降の任意の時刻の輝度を予測する第２演算手段とを備えた請求項１に記載の蓄光輝度測定器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−１７０９４４（Ｐ２００７−１７０９４４Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６７６８５（Ｐ２００５−３６７６８５）
【出願日】平成１７年１２月２１日（２００５．１２．２１）
【出願人】（０００１６１９３２）京都電子工業株式会社 (29)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２１日（２００５．１２．２１）
【出願人】（０００１６１９３２）京都電子工業株式会社 (29)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]