JPH073302Y2 - 紫外線測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、太陽光における紫外域の光の強度およびそ
の強度を経時的に積算した照射線量を高精度で測定する
ことができ、かつ時計機能も備えている、小型で携帯可
能な紫外線測定装置に関する。

（従来の技術） 皮膚が太陽光を長時間浴びたときに起こる皮膚の炎症
は、太陽光に含まれている紫外域の光（紫外線）による
作用の結果である。この場合の皮膚炎症の度合は、照射
された紫外線の線量で規定される。ここで、紫外線の照
射線量とは、紫外線の強度（watt/m²）と照射時間
（秒）との積として定義され、その単位はJoul/m²で表
されている。

この紫外線照射線量の表現形式としては、各種のものが
提案されているが、皮膚に関係させた指標としては、ME
D（Minimum Erythema Dose）やSPF（Sun Protection Fa
ctor）が用いられている。

これら指標のうち、MEDは、紫外線を皮膚の複数個所に
その照射線量を変えて照射したとき、“かすかな紅斑”
を惹起するに要した紫外線の最小照射線量で定義される
ものである。すなわち、MEDは、皮膚にとっての、日焼
け開始を予告するしきい値の目安となるものである。

そして、このMEDは、人種や肌の種類など、それぞれの
皮膚に固有の値をもつものとされていて、たとえば、日
本人の平均的MEDは約91.7kJ/m²であるといわれている。

一方、SPFは、皮膚にサンスクリーンを塗布したとき
に、上記したMEDが何倍上昇するかを示す指標である。
換言すれば、サンスクリーンを使用することにより、使
用しない場合と比較して何倍量の紫外線を防ぐことがで
きるかを示す指標である。

したがって、SPFとMEDとの間には、次式： という関係が成立する。

ところで、太陽光における紫外域の光を定量的に測定す
る装置としては、従来、紫外域に分光感度を有するシリ
コンホトダイオードの受光面に、そのホトダイオード
の、紫外域以外の領域における分光感度を殺すための紫
外透過・可視吸収型色ガラスフィルタを配置してなるも
のが知られている。ところが、上記色ガラスフィルタ
は、紫外域以外にも波長650〜1000nm付近に副透過帯を
もち、一方、シリコンホトダイオードの分光感度は赤外
域まで延びているので、結局、この従来装置は、紫外域
のみならず、近赤外域にかけても分光感度を有すること
になり、測定精度が低いという問題がある。また、紫外
透過・可視吸収型色ガラスフィルタは、紫外線が長時間
当たると分光透過率が変わってくるので、測定精度や感
度に経時変化が現れるという問題もある。

このような問題を解決するために、考案者らは、すでに
実願昭62-155825号において新しいタイプの紫外線測定
装置を提案した。この装置は、２つの受光器、すなわち
測定側受光器と参照側受光器とを備えていて、各受光器
の受光素子はともに同じ分光感度を有するが、このう
ち、参照側受光器の受光素子の受光面には紫外域の光の
みを遮断する光学フィルタを配置した構造のものであ
り、２つの受光器の出力の差から紫外域の光の強度を求
める装置である。

この装置の場合、測定側受光器からの出力は紫外域も含
めた全領域の光に基く出力であり、参照側受光器からの
出力は紫外域以外の領域の光に基く出力であるため、こ
の両者の出力の差は、紫外域の光のみに基く出力とな
る。そして、この出力を基にして、演算回路を動作させ
ることにより、紫外域の光の強度や光強度積算値を求め
ることができる。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、上記した考案の紫外線測定装置を太陽光
の中に置いてその紫外域の光の強度を測定するとき、可
視光補償精度はあまり高いとはいえないという問題があ
る。

たとえば、この装置を太陽光の中に置き、強度が100w/m
²である紫外域の光を検出する際の可視光補償精度を考
えると、つぎのような結果になる。

すなわち、測定側受光器においては、紫外域の光の強度
100w/m²と紫外域以外の領域の光の強度6400w/m²とに基
いて、S₁＝100＋6400＝6500w/m²に相当する出力が得ら
れる。

一方、参照側受光器からは、紫外域以外の領域の光の強
度6400w/m²のみに基いて、S₂＝6400w/m²に相当する出力
が得られる。したがって、差動増幅回路からは、紫外域
の光のみに基いて、S₁−S₂＝6500−6400＝100w/m²に相
当する出力が得られる。

ここで、各受光器における光の検出精度をフルスケール
の±１％と仮定すると、これら両受光器における測定誤
差は、±（6500×0.01）＝65w/m²となる。

したがって、この装置における可視光補償精度は、S₁−
S₂＝（6500±65）−（6400±65）＝100±130w/m²とな
る。すなわち、この装置の測定誤差は±130％である。

ところで、紫外域の光の強度を測定するということは、
第24図に示したような太陽光のスペクトル分布曲線Ｓ
（λ）において、波長（λ）が180〜390μｍの範囲にお
ける強度を積分することである。

その積分値をＴとしたとき、 であり、これは第24図の斜線で示した部分の面積を求め
ることである。

一方、前記したような紫外域に分光感度を有するシリコ
ンホトダイオードの受光面に、そのホトダイオードの、
紫外域以外の領域における分光感度を殺すための紫外透
過・可視吸収型色ガラスフィルタを配置してなる従来の
装置の紫外域における分光感度は、使用する紫外透過・
可視吸収型色ガラスフイルタの特性から、第25図に示し
たように、山形のプロファイルＲ（λ）をもち、紫外域
と可視光域との間に画然とした境界を有するものではな
い。それゆえ、測定装置から得られる出力は、第25図で
示したように、 （ただし、Ｒ（λ）は測定装置の分光感度）に相当する
強度積分値に対応する値となっている。

すなわち、Ｔ′は、第25図の斜線で示したように、第24
図の面積Ｔよりも小さい値となっている。この両者の
比:T/T′は1.39である。いいかえれば、この装置におい
て何らの補正もしなければ、第24図，第25図の斜線で示
した面積のうち、Ｔ−Ｔ′に相当する強度の面積部分が
測定されないことになる。

このような問題を回避するためには、装置の紫外域の光
に対する分光感度が、第25図に示した分光感度のような
山形のプロファイルではなく、紫外域の光に対して、山
形ではなく台形のプロファイルであることが好ましい。
しかし、現在までのところ、紫外域の波長に亘り、上記
したような分光感度を与える光学フィルタは知られてい
ない。

また、この装置においては、紫外域の光の強度を数字で
表示することはできるが、使用者によっては、この表示
された数字だけではなく、実際に浴びている紫外域の光
の強度の程度を、たとえばバーグラフで一目瞭然のかた
ちで知り、日焼けの予防などのアクションを起すための
判断を行ないたいという要望がだされている。

この考案の目的は、上記した考案の装置における上述の
精度問題を解決し、その分光感度が紫外域で山形のプロ
ファイルではなく、台形のプロファイルとなるように、
受光部の構造を改善し、さらに、上記した要望にも応え
ることができ、太陽光における紫外域の光の強度を高精
度かつ高感度で測定し、しかもその強度測定値を積算し
て照射線量を測定することができ、これら強度、照射線
量を、直接、デジタル数字や多段階表示手段で表示した
り、それらのデータに基づいて、日焼け予告機能や日焼
けの実績度合から警告を発する機能など、各種の機能を
たとえばバーグラフで使用者に表示することができる、
小型で携帯用の紫外線装置を提供することである。

（課題を解決するための手段） 上記した目的を達成するためのこの考案は、紫外域に分
光感度を有する受光素子からなる測定側受光器と、前記
受光素子と同一の分光感度を有する受光素子の受光面に
紫外域の光のみを遮断する第１の光学フィルタを配置し
てなる参照側受光器と、前記測定側受光器および参照側
受光器の受光面に配置された、干渉フィルタおよびその
干渉フィルタの受光面の前面に配置された石英拡散板ま
たは石英凹レンズからなる複合フィルタとを備えた受光
部；前記測定側受光器と参照側受光器の出力の差に応じ
て紫外域の光強度および光強度積算値を演算する演算回
路部；ならびに、該演算回路部から得られる演算値を表
示する表示手段；を備えてなることを特徴とする。

この考案の装置は、２つの受光器、すなわち測定側受光
器と参照側受光器とを備えている。測定側受光器は、受
光素子、たとえばシリコンホトダイオードからなってい
る。これに対して、参照側受光器は、測定受光器に使用
している受光素子と全く同一の分光感度をもつ、たとえ
ばシリコンホトダイオードからなる受光素子と、その受
光素子の受光面に配置した第１の光学フィルタ、たとえ
ば色ガラスフィルタとからなっている。

そして、この２つの受光器の受光面、すなわち、測定側
受光器に使用されている受光素子の受光面と、前記した
第１の光学フィルタの受光面には、後述する複合フィル
タが配置されている。

上記測定側受光器および参照側受光器に使用している受
光素子は、第７図に示すように、紫外域はもちろん、紫
外域から赤外域にかけて分光感度をもつようなものであ
る。第７図において、λは波長であり、Ｒは分光感度で
ある。これに対して、参照側受光器の受光素子の受光面
に配置されている第１の光学フィルタは、第８図に示す
ように、紫外域の光のみを遮断し、それ以外の領域の光
は透過させる、一般にシャープカット型色ガラスフィル
タと呼ばれるものである。

また、２つの受光器の受光面に配置される複合フィルタ
は、第９図に示したように、紫外域に半値幅10〜20nmの
主透過帯とその２倍の波長域に低次の副透過帯を有する
干渉フィルタと、この干渉フィルタの受光面に配置され
た、紫外域の光を透過する石英拡散板または石英凹レン
ズとを一体に密着して形成したものである。

このとき、石英拡散板の微小凹凸の程度を適宜管理する
ことにより、また、石英凹レンズの場合はその焦点距離
を適切に管理することにより、これら石英拡散板や石英
凹レンズに入射した光を一様に拡散した状態に変化させ
ることができる、そのことにより、それら石英拡散板や
石英凹レンズに任意方向から入射した光は、常に様々な
入射角で、後方に位置する干渉フィルタへ入射すること
になる。

その結果、干渉フィルタでは、光の入射角が大きくなる
にしたがって、その主透過帯が短波長側にシフトしてい
く性質を有するため、石英拡散板や石英凹レンズにより
様々な入射角に変換されて、この干渉フィルタを透過し
た光は、第10図に示したように、この干渉フィルタの主
透過帯と副透過帯が短波長側に連らなった台形状のプロ
ファイルを有する紫外域の光となる。

すなわち、この複合ファイルを透過することにより、山
形ではなく、台形状のプロファイルの紫外域の光が得ら
れ、したがって、それに基く装置の分光感度も台形をな
すことになる。このとき、太陽光が複合フィルタを透過
して測定側受光器で受光された場合、副透過帯の光に対
応する出力は、紫外域（主透過帯域）の光に対応する出
力に対して150％程度の割合になる。

なお、第８図，第９図および第10図において、λは波長
であり、Ｔは分光透過率、Ｒは相対分光透過率である。

したがって、参照側受光器においては、複合フィルタは
第10図で示したプロファイルの紫外域の光を透過する。
続いて、この光は、参照側受光器の受光素子の受光面に
配置された第１の光学フィルタで紫外域の光のみが遮断
され、副透過帯の光はこの第１の光学フィルタを透過し
て受光素子に達する。そして、参照側受光器からは、こ
の副透過帯の光に関し、受光素子の分光感度と前記第１
および複合フィルタの分光透過率との積で与えられる分
光感度が出力する。そのときの相対分光感度は第11図の
ようになる。

一方、測定受光側器においては、複合フィルタで第９図
に示したようなプロファイルの紫外域の光が受光素子に
達する。そして、測定側受光器からは、その受光素子の
分光感度と上記複合フィルタの分光透過率の積で与えら
れる分光感度が出力する。そのときの相対分光感度は第
12図のようになる。

この測定側受光器からの出力と参照側受光器の出力との
差の出力は、副透過帯の光による分光感度に基く出力が
キャンセルされることにより、紫外域の光のみに基くも
のである。このときの出力の差の出力は、第13図に示し
たような相対分光感度に基く出力となる。

なお、第11図，第12図，および第13図において、λは波
長であり、RSは相対分光感度である。

したがって、この受光器出力の差を求めるために各受光
器の出力を後段の入力回路部40で増幅した後、AD変換し
て演算回路部50に供給し、紫外域における光の強度を求
める。そして、詳細は後述するようにそれを経時的に積
算し、かつ、それぞれの値を基にして各種の紫外域の光
強度やその積算値に関する情報を液晶表示部60で表示す
ることができる。

（作用） まず、測定側受光器と参照側受光器の受光面に配置され
た複合フィルタに太陽光が当っていない状態で、演算回
路部の強度演算回路の出力が零となるよう、その強度演
算回路を調整する。

つぎに、測定側受光器に、所望の強度の、主透過帯域内
の紫外線を当て、測定側受光器のゲインを調整する。さ
らに、両受光器に等しい量の副透過帯の光を当て、両受
光器の出力の差が零になるように参照側受光器のゲイン
を調整する。

これにより、前記した強度演算回路から得られる両受光
器の出力の差の出力は、紫外域の光のみに基く出力にな
るので、この出力に基いて紫外域の光の強度が演算され
る。しかも、この出力は、第13図に示したような台形状
の相対分光感度に基き、紫外域をカバーしているので、
浴びている紫外域の光の強度を正確に表している。ま
た、演算回路部で、この光強度のデータに基いて各種の
演算を行ない、得られた演算値を表示手段で表示する。

（実施例） 以下、この考案の１実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

装置の外観構成 第１図および第２図は、この考案に係る、腕時計タイプ
の紫外線測定装置の外観を示す平面図および側面図であ
り、外径が50mm程度で、通常の腕時計よりやや大型の円
盤状の容器（ケース）１の両側に取り付けられたベルト
２により、使用者の腕に装着して紫外線の強度測定を行
う。容器１内に、太陽光中の紫外域の光を受光する受光
部、この受光部からの出力信号を増幅した後、アナログ
信号をデジタル信号に変換する入力回路部、入力回路部
から読み込んだ信号に基づき、紫外域の光強度等を演算
する演算回路部、この演算回路部で演算した紫外域の光
強度等を表示する液晶表示部、等が収容されている。

容器１の上面1aには、半月状をした受光窓３、同じく半
月状をした表示窓４が設けられており、受光窓３には、
後述する受光部の受光面が露出ししている。表示窓４に
は、時刻（時間）や紫外域の光強度を、４桁の数字でデ
ジタル表示するデジタル数字表示部4aと、紫外域の光強
度またはその照射線量を、バーグラフでNo.1〜No.5まで
の５段階表示ができる多段階強度表示部4bおよび後述す
る測定時のモードを表示する測定モード表示部4c,4dが
視認できるようになっている。２つの測定モード表示部
4c,4dはそれぞれ強度モードおよび積算モードを表示す
る。デジタル数字表示部4aの各桁の数字は、７セグメン
トの液晶からなり、他の表示部4b,4c,4dも液晶が使用さ
れる。なお、これらの表示部4a〜4dは、液晶に代えてLE
Dを使用することもできる。

容器１の側壁1bと上面1aの間には、傾斜面1cが形成され
ている。そして、この傾斜面1cの互いに対極する位置に
は、半月状の形をしたスイッチSW1,SW2が設けられてい
る。このスイッチSW1,SW2は、後述するように演算回路
部の演算モードを選択的に切り換えたり、時計合わせを
行ったりするためのもので、押しボタン式のオンオフス
イッチである。これらのスイッチSW1,SW2を押圧する毎
に１パルスが発生して演算回路部に入力するようになっ
ている。

第３図は、一方のスイッチSW2の側面拡大図であり、ス
イッチSW1,SW2が傾斜面1cに設けられていることによ
り、スイッチの誤動作が防止される。即ち、いま仮に、
図中仮想線SW2′で示すように、スイッチが容器１の側
壁1bに取り付けられた場合には、この紫外線測定装置が
腕時計タイプであるので、スイッチSW2′が曲げた手首
に触れたり、これに物が接触してスイッチ6b′が誤作動
しやくなる。この紫外線測定装置は、紫外域の光強度を
積算する等の必要上、長時間に亘って作動させる場合が
多く、スイッチが誤作動すると、記憶されていた紫外域
の光強度の積算値等が消失してしまうという不都合が生
じる。スイッチSW1,SW2が傾斜面1cに設けられることに
より、かかる不都合が生じにくくなる。

第４図は、紫外線測定装置の裏面1dを示し、裏面1dには
裏蓋７がビス８により生活防水程度の液密に取り付けら
れており、この裏蓋７を開けると、水銀電池５の交換が
容易にできる。即ち、裏蓋７は、通常の腕時計と異な
り、ビス８により容器１に螺着されているので、時計技
術者等の熟練者でなくてもビス８を取り外して裏蓋７を
開けることができ、これにより、電池５を容易に交換す
ることができる。

回路構成 次に、この考案の紫外線測定装置の容器１内に収容され
る回路の構成を、第５図および第６図を参照して説明す
る。

まず、全体回路は、受光回路部3A、入力回路部40、およ
び駆動回路等を含む演算回路部50を備えて構成され、演
算回路部50の出力側には、前述のデジタル数字表示部4a
等からなる液晶表示部60および警報音を発生するブザー
70が接続されている。

〔受光回路部〕

受光回路部3Aは、測定側受光器10、参照側受光器20およ
び複合フィルタ30を備えている。測定側受光器10は、た
とえば、第７図のような分光感度を有する、浜松ホトニ
クス（株）製の型式S1227シリーズのホトダイオード
（受光素子）101からなり、参照側受光器20は、前記し
たホトダイオード101と同じ分光感度を有するホトダイ
オード（受光素子）201と、このホトダイオード201の受
光面に配置され、第８図のような分光透過率を有する、
たとえば、HOYA（株）の型式L-39のような紫外線カット
色ガラスフィルタ（第１の光学フィルタ）202とから、
それぞれ構成されている。ホトダイオード101および201
は、第７図に示すように、紫外域は勿論のこと、紫外域
から赤外域にかけて分光感度をもつようなものである。
第７図において、λは波長であり、Ｒは分光感度であ
る。

これに対して、参照側のホトダイオード201の受光面に
配置される第１の光学フィルタ202は、第８図に示すよ
うに、紫外域の光のみを遮断し、それ以外の領域の光は
透過させる、一般にシャープカット型色ガラスフィルタ
と呼ばれるものである。

これら両受光器10,20の受光面には、複合フィルタ30が
配置されている。

この複合フィルタ30は、半値幅20nm、透過ライン390nm
である干渉フィルタ（IF-W,日本真空光学（株）製）31
と、この干渉フィルタの受光面に密着して配置され、入
射光を−70°〜＋70°の範囲で一様に拡散せしめる石英
拡散板32とからなる。

この複合フィルタ30は、第10図で示したような290〜390
nmの紫外線と副透過帯域の光を透過し、それ以外の領域
の光を遮断するようなものである。太陽光がこの複合フ
ィルタを透過して測定側受光器で受光された場合、副透
過帯の光に対応する出力は、紫外域（主透過帯域）の光
に対応する出力に対して150％程度の割合になる。な
お、第８図，第９図および第10図において、λは波長で
あり、Ｔは分光透過率、RTは相対分光透過率である。

したがって、参照側受光器20においては、複合フィルタ
30で第10図で示したプロファイルの光、すなわち、台形
状をしたプロファイルの紫外域の光と副透過帯の光のみ
が選択的に透過する。つづいて、この光のうち、参照側
受光器20のホトダイオード201の受光面に配置された第
１の光学フィルタで紫外域の光のみが遮断され、副透過
帯の光はこの第１の光学フィルタ202を透過してホトダ
イオード201に達する。そして、参照側受光器20から
は、この副透過帯の光に関し、ホトダイオード201の分
光感度と前記第１および第２の光学フィルタ202,30の分
光透過率との積で与えられる分光感度に相当する出力が
出力する。そのときの相対分光感度は第11図のようにな
る。

一方、測定側受光器10においては、複合フィルタ30で紫
外域の光と副透過帯の光以外の光が遮断されて、第10図
に示したようなプロファイルの光がホトダイオード101
に達する。そして、測定側受光器10からは、そのホトダ
イオード101の分光感度と上記複合フィルタ30の分光透
過率の積で与えられる分光感度が出力する。そのときの
相対分光感度は第12図のようになる。

この測定側受光器10からの出力と参照側受光器20からの
出力との差は、副透過帯の光による分光感度に基く出力
がキャンセルされることにより、紫外域の光のみに基く
ものである。このときの差の出力は、第13図に示したよ
うな相対分光感度に基づく出力となる。したがって、こ
の受光器出力の差を求めるために各受光器の出力を後段
の入力回路部40で増幅した後、AD変換して演算回路部50
に供給し、紫外域における光の強度を求める。そして、
詳細は後述するようにそれを経時的に積算し、かつ、そ
れぞれの値を基にして各種の紫外域の光強度に関する情
報を液晶表示部60で表示することができる。

〔入力回路部〕

次に、アナログ回路である入力回路部40を説明すると、
この回路部40には２つの増幅器401と402が組込まれてい
て、増幅器401は測定側のホトダイオード101と接続さ
れ、また増幅器402は参照側のホトダイオード201と接続
されている。各増幅器401,402の出力側はスイッチ回路4
06を介してADコンバータ（ADC）403に接続され、このAD
コンバータ403により、アナログ信号である各増幅器の
出力S1,S2がデジタル信号に変換されて演算回路部50に
供給されるようになっている。

より詳細には、後述の演算回路部50からのチャンネルセ
レクト信号に応じてスイッチ回路406が切り換えられ、
切り換えられた側の増幅器出力がADコンバータ403に供
給される。そして、演算回路部50からのサンプリング信
号により、増幅器出力に応じたデジタル信号が演算回路
部50に出力されるようになっている。

そして、各増幅器401,402には、帰還可変抵抗404および
405がそれぞれ並列に接続され、この帰還可変抵抗404お
よび405により装置の較正時に増幅器のゲイン調整がで
きるようになっている。また、この入力回路部40は、そ
の消費電力が大きいために、後述の節電回路503からの
制御信号P1により回路に供給される電源がオンオフ制御
される。

〔演算回路部〕

演算回路部50の詳細構成は第６図に示されるが、この回
路構成は等価回路であって、実際には中央演算装置（CP
U）、各種記憶装置（ROM,RAM,不揮発性RAM）、液晶ドラ
イバ等で構成される。演算回路部50は、時計機能（時計
モードM1）、入力回路部40のADコンバータ403からの受
光信号に基き紫外域の光強度を演算するとともに、演算
した紫外域の光強度からMED値に基く日焼けを予測し、
これをバーグラフ強度データに変換する機能（強度モー
ドM2）、紫外域の光強度を積算して積算値を演算すると
ともに、この紫外域の光強度積算値をバーグラフデータ
に変換する機能（積算モードM3）、紫外域の光強度をME
D倍数値表示に換算する機能（MED倍数モードM4）、紫外
域の光強度積算値をMED倍数値表示に換算する機能（積
算MED倍数モードM5）、紫外域の光強度をSPF値表示に換
算する機能（SPFモードM6）、紫外域の光強度積算値をS
PF値表示に換算する機能（積算SPFモードM7）、これら
各種演算機能により求めた紫外域の光に関する情報に基
づき、演算値が所定の基準値を超えた場合に警報を発す
るアラーム機能等を有している。

時計機能の回路としては、分周されたクロックパルスに
より逐次カウント値をカウントアップまたはカウントダ
ウンし、0.5秒毎に時刻データを更新する時計回路516、
トリガ信号の入力時点からのラップタイムをカウント
し、0.5秒毎にラップデータを更新するストップウオッ
チ回路517、時計回路516およびストップウオッチ回路51
7の出力側と接続され、これらの回路が演算した時刻デ
ータまたはラップデータを格納する時計データレジスタ
528、および時計回路516の入力側に接続され、後述する
モード切換スイッチSW1,SW2のスイッチ操作により、異
なる分周周期でクロックパルスを時計回路516に供給す
る時刻修正回路515等からなる。

紫外域の光強度演算機能の回路としては、ADコンバータ
403から測定側受光器10および参照側受光器20により受
光した受光データS1,S2を順次取り込み、これらの偏差
（S1-S2）から紫外域の光強度Xs（単位W/m²）を演算す
る強度演算回路（可視光成分補償回路）501、この強度
演算回路501の紫外域の光強度演算値Xsを格納する強度
データレジスタ519、MED値として所定の標準データXsm
を記憶するMED値メモリ506、入力側が強度演算回路501
およびMED値メモリ506に接続され、MED値メモリ506が記
憶する標準MED値Xsmと強度演算回路501により演算した
紫外域の光強度Xsから、に焼け予測情報として利用が好
適な多段階（５段階）バーグラフ強度データ（詳細は後
述する）を演算するバーグラフ強度演算・比較器回路50
9、この演算・比較器回路509の演算データを格納するバ
ーグラフ強度データレジスタ520等からなる。

紫外域の光強度積算値演算機能の回路としては、前述の
強度演算回路501が演算する紫外域の光強度Xsを所定時
間毎（0.5秒毎）に加算し、その積算値Xaを演算する積
算器回路505、この積算値Xaを格納する積算データレジ
スタ522、入力側が積算器505およびMED値メモリ506に接
続され、MED値メモリ506が記憶する標準MED値Xsmと積算
器回路505により演算した積算値Xaから、日焼け警告情
報として利用が好適な多段階（５段階）バーグラフ積算
データ（詳細は後述する）を演算するバーグラフ積算演
算・比較器回路510、この演算・比較器回路510の演算デ
ータを格納するバーグラフ積算データレジスタ521等を
備えている。また、バーグラフ積算演算・比較器回路51
0の出力側にはアラーム制御回路523が接続されており、
バーグラフ積算演算・比較器回路510により演算された
バーグラフ値が所定値を超えたとき、アラーム制御回路
523を介してブザー70を作動させるようになっている。

MED値演算機能の回路としては、入力側が強度演算回路5
01およびMED値メモリ506に接続され、MED値メモリ506が
記憶する標準MED値Xsmと強度演算回路501により演算し
た紫外域の光強度Xsから、現在の紫外域の光を所定時間
に亘って引き続いて浴びた場合のMED値Xmを予測演算す
るMED値演算回路508、このMED値Xmを格納するMED倍数デ
ータレジスタ526等を備えている。

積算MED値を演算する機能の回路としては、入力側が強
度演算回路501およびMED値メモリ506に接続され、後述
するモード切替スイッチSW2からのトリガ信号が入力し
た時点から、強度演算回路501が演算する紫外域の光強
度Xsを積算し、この積算値とMED値メモリ506が記憶する
標準MED値Xsmから、紫外域の光を現在まで浴び続けたと
きのMED値Xmr（詳細は後述する）を演算するMED値演算
・積算器回路514、このMED値Xmrを格納する積算MED倍数
データレジスタ527等を備えている。また、MED値演算・
積算器回路514の出力側には比較回路513を介してアラー
ム制御回路523が接続され、MED値Xmrが所定値を超えた
とき、アラーム制御回路523によりブザー70を作動させ
るようになっている。

SPF値演算機能の回路としては、入力側が強度演算回路5
01およびMED値メモリ506に接続され、MED値メモリ506が
記憶する標準MED値Xsmと強度演算回路501により演算し
た紫外域の光強度Xsから、現在の紫外域の光を所定時間
に亘って引き続いて浴びた場合のSPF値Xspを予測演算す
るSPF値演算回路507、このSPF値Xspを格納するSPF値デ
ータレジスタ524等を備えている。

積算SPF値を演算する機能の回路としては、入力側が強
度演算回路501およびMED値メモリ506に接続され、後述
するモード切替スイッチSW2からのトリガ信号が入力し
た時点から、強度演算回路501が演算する紫外域の光強
度Xsを積算し、この積算値とMED値メモリ506が記憶する
標準MED値Xsmから、紫外域の光を現在まで浴び続けたと
きのSPF値Xsprを演算するSPF値演算・積算器回路512、
このSPF値Xsprを格納する積算SPF値データレジスタ525
等を備えている。また、SPF値演算・積算器回路512の出
力側には比較器回路511を介して前述のアラーム制御回
路523が接続され、SPF値Xsprが所定値を超えたとき、ア
ラーム制御回路523によりブザー70を作動させるように
なっている。

なお、積算データレジスタ522,バーグラフ積算データレ
ジスタ521,積算MED倍数レジスタ527,積算SPF値データレ
シスタ525の各レジスタは、後述するように、スイッチS
W2のスイッチ操作によって新たな積算開始アクションを
起こさない限り、前回の測定結果を維持するホールド機
能を有している。

演算回路部50には、液晶表示部60の各液晶素子を駆動す
る液晶ドライバ回路530、および、電池電圧が所定の電
圧以下になったことを検知して、液晶ドライバ回路530
を間欠駆動とすることにより、電池切れを液晶表示部60
の点滅によって知らしめる電池切検知回路529が備えら
れている。また、液晶ドライバ回路530を前述したデー
タレジスタの１つに切り替え接続するモード切替回路51
8が備えられており、このモード切替回路518のスイッチ
素子518aは、切替スイッチSW1,SW2の１回のスイッチ操
作毎に所定の順序で順次液晶ドライバ回路530をデータ
レジスタの１つに切り替え接続する。モード切替回路51
8によるモード切替手順の詳細は後述する。

演算回路部50には、更に、入力回路部40の電源をオンオ
フ制御する前述の節電回路503が備わっている。この節
電回路503は強度測定時間カウンタ回路502を介して強度
演算回路501に接続されると共に、積算時間カウンタ回
路504を介して前述の積算回路505に接続されている。

次に、以上のように構成される紫外線測定装置の作用を
説明する。

モードの切替 まず、スイッチSW1,SW2を順次押圧してモードを切り替
える手順を説明する。容器上面1aの右側にある第１のス
イッチSW1は、主としてモードの切り替えのために使用
されるパルス信号を、左側にある第２のスイッチSW2
は、主として積算開始等のトリガ信号として使用される
パルス信号をそれぞれ発生させるものである。

紫外線測定装置に電池５を装着した直後には、時計モー
ドM1が選択されたことになり、スイッチ素子518aにより
時計データレジスタ528と液晶ドライバ回路530とが接続
される。液晶ドライバ回路530は、時計データレジスタ5
28に格納されている時間データを読み出し、読み出した
時間データに応じ、液晶表示部60のデジタル数字表示部
4aの液晶素子を印加して時刻を表示させる（第14図
（ａ））。

続いて、スイッチSW1を１回押圧すると、強度モードM2
が選択されたことになり、モード切替回路518のスイッ
チ素子518aにより強度データレジスタ519およびバーグ
ラフ強度データレジスタ520が液晶ドライバ回路530に接
続される。このとき、液晶表示部60のデジタル数字表示
部4aには強度データレジスタ519に記憶されている紫外
域の光強度Xsが、バーグラフ表示部4bにはバーグラフ強
度データレジスタ520に記憶されているバーグラフデー
タをそれぞれ表示するとともに、右側の測定モード表示
部4cを点灯させてこれらの表示が強度モードであること
を表示する（第14図（ｂ））。

更に、スイッチSW1を１回押圧すると、積算モードM3が
選択されたことになり、バーグラフ積算データレジスタ
521と積算データレジスタ522が液晶ドライバ回路530に
接続され、液晶表示部60のデジタル数字表示部4aには積
算データレジスタ522に記憶されている紫外域の光強度
積算値Xaが、バーグラフ表示部4bにはバーグラフ積算デ
ータレジスタ521に記憶されているバーグラフデータを
それぞれ表示するとともに、左側の測定モード表示部4d
を点灯させてこれらの表示が積算モードであることを表
示する（第14図（ｃ））。

以下同様にしてスイッチSW1が１回押圧される毎に、MED
モードM4、積算MEDモードM5、SPFモードM6、積算SPFモ
ードM7の順でモードが切り替わり、更にスイッチSW1を
押圧すると、第13図（ａ）の時計モードM1に戻る。

また、スイッチSW1,SW2のパルス信号は、いずれも前述
したアラーム制御回路523にも供給されることになって
おり、このパルス信号によりアラーム制御回路523を介
してブザー70を作動させ、ブザー音を奏鳴させることに
より、使用者はこのブザー音を聞いてスイッチ操作が確
実に行われたか否かを確認することができる。

メインルーチン 次に、演算回路部50で実行されるメインルーチンの制御
手順を、第15図を参照して説明する。

第15図に示すメインルーチンは、容器１に前述の電池５
を装着した時点から電池５を取り外すまで、あるいは電
池５のエネルギが無くなって、電圧が所定値以下に低下
するまで0.5秒の周期で繰り返し実行される。まず、電
池５の取り付け直後に各レジスタがクリアされた後、繰
返ループに入り、前回このループを実行してから所定周
期である0.5秒が経過したか否かを判別し、経過してい
なければ、経過するまで待機する。そして、0.5秒が経
過した直後に時計データレジスタ528のデータを更新す
る。これは、時計回路516により0.5秒に対応する所定値
をカウントし、所定値をカウントする毎に時計データレ
ジスタ528のデータ値を更新することに対応する。そし
て、前述のスイッチSW1およびSW2により選択した指定モ
ードに対応するルーチンを実行する。この各指定モード
のルーチンの詳細は後述する。

指定モードに対応するルーチンの実行が終了すると、前
述の指定モードにより表示データを特定し、液晶表示部
60の表示データを更新する。これは、モード切替回路51
8によりスイッチ素子518aを切り替えて、指定モードに
対応するレジスタを液晶ドライバ回路530に接続し、接
続されたレジスタのデータを液晶ドライバ回路530に読
み込み、読み込んだデータ内容に応じて液晶表示部60の
液晶素子を点灯させることに対応している。

なお、積算モードM3,積算MEDモードM5,積算SPFモードM7
の各モードは、後述するように、スイッチSW2による測
定終了操作を行うか、または、測定時間が所定時間（例
えば、12時間）を超えて自動終了しない限り、モード切
替によって他のモード（例えば、時計モードや強度モー
ドなど）を実行中であっても、継続して積算測定を行な
うようになっている。したがって、モード切替によって
再び各積算モード（M3,M5,M7）を選択した場合は、継続
中の各積算測定値が液晶表示部60に表示される。

時計モード 指定モードが時計モードM1に設定されている場合、図示
しないM1ルーチンが実行される。このM1ルーチンでは、
時刻修正処理およびストップウオッチ処理が実行され、
通常の時刻表示の場合には何もせずに第15図のメインル
ーチンに戻る。

第16図は、M1ルーチンで実行される時刻修正処理手順を
示す。第２のスイッチSW2を所定時間（例えば、１秒
間）に亘って押し続けると、デジタル数字表示部4aの時
の部分の液晶素子が点滅し、修正可能状態になったこと
を表示する。このとき、時刻修正回路515はクロックパ
ルスの供給を停止し、時計回路516は、その上位ビット
（時ビット）のみがカウント待機状態にある。ついで、
第１のスイッチSW1を１回押圧すると、デジタル数字表
示部4aの時の部分が１だけ繰り上がり、スイッチ6aを押
し続けると早送りされるようになっている。すなわち、
時刻修正回路515から前述の上位ビットを１だけ繰り上
げるクロックパルスが時計回路516に供給され、スイッ
チSW1を押し続けると、クロックパルスが連続して時計
回路516に供給される。

デジタル数字表示部4aの時の部分を所望の値に設定し終
わると、スイッチSW2を１回押圧する。すると、デジタ
ル数字表示部4aの分の部分の液晶素子が点滅し、修正可
能状態になったことを表示する。このとき、時計回路51
6は、その下位ビット（分ビット）のみがカウント待機
状態にある。ついで、前述と同様に第１のスイッチSW1
を１回押圧すると、デジタル数字表示部4aの分の部分が
１だけ繰り上がり、スイッチSW1を押し続けると早送り
されるようになっている。

このように、デジタル数字表示部4aの時および分の部分
をそれぞれ所望の値に設定し終わると、開始時と同様に
第２のスイッチSW2を所定時間（１秒）押し続け、再び
時計モードに戻す。時計モードに戻ると、時計回路516
は時刻修正回路515からのクロックパルスの供給により
カウントを再開し、液晶表示部60のデジタル数字表示部
4aには時刻が表示される。

つぎに、M1ルーチンで実行されるストップウオッチ処理
手順を説明すると、第１のスイッチSW1により時計モー
ドを選択した後、第２のスイッチSW2を続けて２回押圧
するとスイッチウオッチ回路517が待機状態となる。時
計回路516はクロックパルスのカウントを続けるもの
の、時刻データの出力を停止し、代わってストップウオ
ッチ回路517がラップデータの出力を開始する。そし
て、第２のスイッチSW2を再度押圧すると、ストップウ
オッチ回路517がクロックパルスのカウントを開始し、
ラップデータを更新していく。このラップデータは所定
時間（0.5秒）毎に更新され、時計データレジスタ528に
格納され、液晶表示部60のデジタル数字表示部4aにラッ
プタイムが表示される。

このように、この考案の紫外線測定装置は通常の時計機
能とストップウオッチ機能とを備えているので、紫外域
の光強度やその積算値、更には、これらのデータからMD
P値やSPF値等を求め、これらと太陽光に晒されている時
間、今後晒される時間を対比して日焼けへの対応を行な
うことができる。

強度モード 第１のスイッチSW1により強度モードM2が選択される
と、第17図に示す強度モードM2ルーチンが前記所定時間
（0.5秒）毎に繰り返し実行される。

このモードが選択されると、先ず、節電回路503から制
御信号P1を出力して入力回路部40の電源をオンにする。
そして、前述したとおり、ADコンバータ403によりデジ
タル信号に変換された測定側受光器10および参照側受光
器20の紫外域の光強度信号S1,S2を強度演算回路501に順
次読み取り、これらの受光データの偏差（S1-S2）から
紫外域の光強度Xsを演算する。そして演算した紫外域の
光強度Xsを強度データレジスタ519に格納して新しいデ
ータに更新する。

一方、バーグラフ強度演算・比較器回路509は、強度演
算回路501が演算した紫外域の光強度Xsと、MED値メモリ
506に記憶されている標準MED値Xsmを用いて、次式
（１）によりバーグラフ強度データを演算する。

点灯No.＝（Xs×Ts）／（Xsm×ｎ） …（１） ここで、Xsmは、例えば日本人の平均的MED（90,000J/
m²）に設定されている。この値Xsmは、使用者の肌の種
類に応じて適宜変更してもよい。Tsは、一定時間、例え
ば、２時間（7200秒）であり、ｎは1,2,3,…の自然数
で、各バーグラフ点灯のきざみを決める。例えば、ｎ＝
２であれば、各バーグラフは2MED増すごとに点灯する。
上式（１）から明白なように、点灯No.は、所定時間Ts
に亘り現在検出されている紫外域の光強度Xsを浴び続け
た場合に、標準MED値Xsmの何倍の紫外域の光を浴びるか
を表すもので、点灯No.は式（１）から演算される値を
超えない自然数で与えられ、０〜５段階で表される。第
１表はXsmを90,000J/m²、Tsを２時間（7200秒）、ｎを
１に設定した場合の紫外域の光強度Xsとバーグラフ強度
データとの関係を示すものである。

このように演算されたバーグラフ強度データはバーグラ
フ強度データレジスタ520に記憶更新される。そして、
強度測定時間カウンタ回路502に記憶されている測定時
間カウンタ値を１だけインクリメントし、インクリメン
トした測定時間カウント値から、紫外域の光強度の測定
時間が所定時間（例えば、３分）を超えないか否かを判
別する。この所定時間を超えない場合には当該ルーチン
を繰り返し実行し、紫外域の光強度Xsの測定を継続す
る。この所定時間に達しない時点で、メインルーチンに
おいて他のモードが選択された場合には、電源をオフに
し、更に、測定時間カウンタを零にリセットして測定を
終了する。

強度データレジスタ519およびバーグラフ強度データレ
ジスタ520に記憶更新された各データは、前述したよう
にメインルーチンの実行により液晶表示部60に表示され
る。

所定時間（３分）が経過すると、スイッチSW1により指
定したモードを時計モードに戻し、節電回路503から出
力されていた制御信号P1を停止して入力回路部40の電源
をオフにし、更に、強度測定時間カウンタ回路502の測
定時間カウンタ値を０にリセットして当該ルーチンを終
了する。このことにより、消費電力の大きい入力回路部
40を長時間オンにしたままで放置されることが防止さ
れ、その節電効果が大きい。

このように、強度モードでは、紫外域の光強度Xsをデジ
タル数字で表示するとともに、バーグラフで所定時間後
の紫外域の光受光量を表示するので、紫外域の光強度Xs
と対比して今後の日焼け量が予測でき、また、このこと
から適切なSPF値の化粧品を使用して、さらなる過度の
日焼けを防ぐことができるようになる。

積算モード 第18図は、M3ルーチンで実行される積算モードの処理手
順を示すもので、前記第１のスイッチSW1を所定回数押
圧すると、積算モードが選択され、液晶表示部60には積
算データレジスタ522およびバーグラフ積算データレジ
スタ521に記憶されている前回測定結果が表示される。
この状態で第２のスイッチSW2を１回押圧するとこれら
のレジスタ522および521に記憶されていた積算データが
０にリセットされ、紫外域の光強度の積算が開始され
る。そして。例えば、積算を開始してからの連続測定時
間が、所定時間（最大積算時間、例えば12時間）を経過
すると、節電回路503の働きで自動的に積算が終了し、
時計モードに復帰する。この所定時間に満たない時点で
積算測定を終了する場合は、液晶表示部を積算モードに
選択した状態でスイッチSW2を所定時間（例えば、１
秒）以上押し続けると、積算が終了して時計モードに復
帰する。いずれの測定終了の場合においても、測定結果
は、新たな測定開始のアクションを起こさない限り、積
算データレジスタ522,521に記憶され続ける（ホールド
機能）ので、後日、この測定結果を、液晶表示部60に表
示させたい場合には、スイッチSW1の操作によって積算
モードを選択すればよい。この状態でスイッチSW2を１
回押圧すると積算データレジスタ522およびバーグラフ
積算データレジスタ521の記憶値が消去され、液晶表示
部60からも表示が消去されたうえで新たな積算測定が開
始される。

なお、前述したように、積算モードの実行中に、モード
切替により他のモード（例えば、時計モードや強度モー
ド）を実行しても、積算測定は継続して実行され続け
る。

第１のスイッチSW1により積算モードM3が選択され、第
２のスイッチSW2を押圧すると、第19図に示す積算モー
ドM3ルーチンが実行され、上述した紫外域の光強度の積
算が開始される。

まず、積算時間カウンタ回路504の積算時間カウンタ値
が０であるか否かを判別する。積算が開始された直後に
はこの判別は肯定（Yes）であるから、節電回路503によ
り入力回路部40の電源がオンにされ、ついで積算データ
レジスタ522およびバーグラフ積算データレジスタ521の
記憶値をいずれも０にリセットする。１度このような処
理を実行すると、積算時間カウンタ値が０より大きくな
るので、スイッチSW2による終了操作を行なうか、また
は自動終了により当該ルーチンが終了するまで再び実行
されることはない。したがって、メインルーチンにおい
て、当該ルーチンの実行中に他のモード（例えば、時計
モードや強度モードなど）を実行しても、積算ルーチン
は継続して実行され続ける。

つぎに、上述の強度モードと同様にして強度演算回路50
1は、紫外域の光強度Xsを演算し、これを積算器回路505
に供給する。積算器回路505は前回積算値に今回演算さ
れた紫外域の光強度Xsを加算することにより積算値Xaを
更新し、これを積算データレジスタ522に記憶更新す
る。この紫外域の光強度積算値Xa（J/m²）は、所定時間
（0.5秒）毎に検出される紫外域の光強度Xs（W/m²）を
加算するので結局、次式（２）で表すことができる。

紫外域の光強度積算値Xa＝Xs×時間（ｓ） …（２） この紫外域の光強度積算値Xaは紫外域の光の総照射線量
に等しく、結局、紫外線域の光強度積算値Xaは現在まで
に進んだ日焼けの程度を表現していることになる。

一方、バーグラフ積算演算・比較器回路510は、積算器
回路505が演算した積算値Xaと、MED値メモリ506に記憶
されている標準MED値Xsmを用いて、次式（３）によりバ
ーグラフ積算データを演算する。

点灯No.＝Xa/（Xsm×ｎ） …（３） ここで、Xsmは平均的MED（90,000J/m²）に設定されてい
る。この値Xsmは、バーグラフ強度データの場合と同様
に、使用者の肌の種類に応じて適宜変更してもよい。ｎ
は1,2,3,…の自然数で、各バーグラフ点灯のきざみを決
める。例えば、ｎ＝２であれば、各バーグラフは2MED増
すごとに点灯する。点灯No.は、今までに浴びた紫外域
の光の総照射線量が標準MED値Xsmの何倍に当たるかを表
すもので、点灯No.は式（３）から演算される値を超え
ない自然数で与えられ、０〜５段階で表される。第２表
はXsmを90,000J/m²、ｎ＝１に設定した場合の紫外域の
光強度積算値Xaとバーグラフ積算データとの関係を示す
ものである。

このように演算されたバーグラフ積算データはバーグラ
フ積算データレジスタ521に記憶更新されると共に、所
定値k_n（k_n＝1,2,3…）と比較され、演算されたバーグ
ラフ積算データが初めてこの所定値k_nに一致したとき、
即ち、バーグラフ積算データの値が１だけ繰り上がる毎
にアラーム制御回路523を介してブザー70を作動させ、
警報音を奏鳴させる。このことにより、浴びた照射線量
が所定値k_nを超え炎症が危険な程度になりつつあること
が判る。

そして、積算時間カウンタ回路504に記憶されている積
算時間カウンタ値を１だけインクリメントし、測定終了
操作（スイッチSW2を１秒以上押圧）の有無を判別し、N
Oであれば、さらに、インクリメントした測定時間カウ
ント値から、紫外域の光強度積算時間が所定時間（例え
ば、12時間）を超えたか否かを判別する。この所定時間
を超えない場合には当該ルーチンを繰り返し実行し、紫
外域の光強度積算を継続する。

積算データレジスタ521およびバーグラフ積算データレ
ジスタ522に記憶更新された各データは、前述したよう
にメインルーチンの実行により液晶表示部60に表示され
る。なお、積算データレジスタ521およびバーグラフ積
算データレジスタ522はホールド機能を備えており、前
述したように、新たな測定開始のアクションを起こすま
では保持されるようになっている。従って、前日に浴び
た照射量を再度液晶表示部60に呼び出すことができる。

測定終了操作があったか、または、所定時間（12時間）
が経過すると、スイッチSW1により指定したモードを時
計モードに戻し、節電回路503から出力されていた制御
信号P1を停止して入力回路部40の電源をオフにし、更
に、積算時間カウンタ回路505の積算時間カウンタ値を
０にリセットして当該ルーチンを終了する。このことに
より、消費電力の大きい入力回路部40を長時間オンにし
たままで放置されることが防止され、節電効果が大き
い。

このように、積算モードでは、紫外域の光強度積算値Xa
をデジタル数字で表示すると共に、バーグラフでも表示
するので、紫外線域の光の総照射線量と対比し、実際に
日焼けした程度を判断することができ、また、そのこと
に対して、適切なSPF値の化粧品をただちに使用して今
後の更なる日焼けを防ぐことができるようになる。

MED倍数モードM4 前記第１のスイッチSW1を所定回数押圧してMED倍数モー
ドが選択されると、第20図に示すルーチンが、前記所定
周期（0.5秒）毎に繰り返し実行される。このMED倍数モ
ードは、測定される紫外域の光線強度Xsから、引き続け
同じ強度の紫外域の光を所定時間（例えば、１時間）に
亘って浴びた場合、標準のMED値に対して何倍のMED値の
紫外域の光を浴びるかを予測するものである。

先ず、第１のスイッチSW1の押圧によりこのMED倍数モー
ドが選択されると、節電回路503から制御信号P1が出力
されて入力回路部40の電源がオンになる。そして、強度
モードの場合と同様に強度演算回路501は、紫外域の光
強度Xsを演算し、これをMED倍数演算回路508に供給す
る。MED倍数演算回路508は、供給された紫外域の光強度
Xsと、MED値メモリ506に記憶されている標準MED値Xsmを
用いて、次式（４）によりMED倍数値を演算する。

MED倍数値＝（Xs×Tm）/Xsm …（４） ここに、Tmは所定時間であり、例えば3600秒（１時間）
に設定される。上式（４）から明らかなように、演算さ
れMED倍数値は、１時間経過すると、標準MED値（90,000
J/m²）の何倍の紫外線を浴びるかを表示するものであ
る。なお、上式（４）に使用する標準MED値（90,000J/m
²）も、紫外線測定装置の使用者の肌のタイプ（肌の種
類、人種）により適宜な値を使用してもよい。

MED倍数演算回路508で演算されたMED倍数値はMED倍数デ
ータレジスタ526に記憶更新される。そして、強度測定
時間カウンタ回路501に記憶されている測定時間カウン
タ値を１だけインクリメントし、インクリメントした測
定時間カウント値から、紫外域の光強度の測定時間が所
定時間（３分）を超えたか否かを判別する。この所定時
間を超えない場合には当該ルーチンを繰り返し実行し、
紫外域の光強度XsおよびMED倍数値の演算を継続する。
この所定時間に達しない時点で、メインルーチンにおい
て他のモードが選択された場合には、電源をオフにし、
更に、測定時間カウンタを零にリセットして測定を終了
する。

MED倍数データレジスタ526に記憶更新されたMED倍数値
は、前述したようにメインルーチンの実行により液晶表
示部60に表示される。このとき、MED倍数値をデジタル
数字表示部4aにデジタル表示してもよいし、バーグラフ
表示部4bにバーグラフで多段階表示してもよい。

所定時間（３分）が経過すると、スイッチSW1により指
定したモードを時計モードに戻し、節電回路503から出
力されていた制御信号P1を停止して入力回路40の電源を
オフにし、更に、強度測定時間カウンタ回路502の測定
時間カウンタ値を０にリセットして当該ルーチンを終了
する。

積算MED倍数モード 第１のスイッチSW1の所定回数押圧により積算MED倍数モ
ードM5が選択されると、第21図のM5ルーチンが所定周期
（0.5秒）で繰り返し実行される。このルーチンは、紫
外域の光強度の積算値が標準MED値の何倍に相当するか
を表示するものである。

第１のスイッチSW1の押圧によりこの積算MED倍数モード
が選択されると、先ず、積算時間カウンタ回路504の積
算時間カウンタ値が０であるか否かを判別する。このモ
ードが選択された直後にはこのカウント値は０（判別結
果が肯定）であるから、節電回路503により入力回路部4
0の電源がオンにされ、積算MED倍数データレジスタ527
の記憶値を０にリセットする。１度このような処理を実
行すると、積算時間カウンタ値が０より大きくなるの
で、スイッチSW2による終了操作を行なうか、または自
動終了により当該ルーチンが終了するまで再び実行され
ることはない。したがって、メインルーチンにおいて、
当該ルーチンの実行中に他のモード（例えば、時計モー
ドや強度モードなど）を実行しても、積算ルーチンは継
続して実行され続ける。

そして、強度モードの場合と同様に強度演算回路501
は、紫外域の光強度Xsを演算し、これをMED値演算・積
算器回路514に供給する。演算・積算器回路514は、供給
された紫外域の光強度Xsと、MED値メモリ506に記憶され
ている標準MED値Xsmを用いて、次式（５）により積算ME
D倍数値を演算する。

積算MED倍数値＝ΣXs/Xsm …（５） ここに、ΣXsは所定時間（0.5秒）毎に演算される紫外
域の光強度Xsを順次加算した値である。上式（５）から
明らかなように、演算され積算MED倍数値は、現在まで
に、標準MED値（90,000J/m²）の何倍の紫外域の光を浴
びているかを表示するものである。なお、上式（５）に
使用する標準MED値（90,000J/m²）も、使用者の肌のタ
イプにより適宜な値を使用してもよい。

演算・積算器回路514で演算された積算MED倍数値は積算
MED倍数データレジスタ527に記憶更新されると共に、比
較器回路513にも供給されて所定値k_aと比較される。そ
して、演算された積算MED倍数値がこの所定値k_a以上に
なったことを初めて検出したとき、アラーム制御回路52
3を介してブザー70を作動させ、警報音を奏鳴させる。
これにより紫外域の光の照射線量が危険域に達したこと
を使用者に告示することができる。

そして、積算時間カウンタ回路504に記憶されている積
算時間カウンタ値を１だけインクリメントし、測定終了
操作（スイッチSW2を１秒以上押圧）の有無を判別し、N
Oであれば、さらに、インクリメントした積算時間カウ
ント値から、紫外域の光強度の積算時間が所定時間（12
時間）を超えたか否かを判別する。この所定時間を超え
ない場合には当該ルーチンを繰り返し実行し、積算MED
倍数値の演算を継続する。

積算MED倍数データレジスタ527に記憶更新された積算ME
D倍数値は、前述したようにメインルーチンの実行によ
り液晶表示部60に表示される。このとき、積算MED倍数
値をデジタル数字表示部4aにデジタル表示してもよい
し、バーグラフ表示部4bにバーグラフで多段階表示して
もよい。

測定終了操作があったか、または、所定時間（12時間）
が経過すると、スイッチSW1により指定したモードを時
計モードに戻し、節電回路503から出力されていた制御
信号P1を停止して入力回路40の電源をオフにし、更に積
算時間カウンタ回路504の積算時間カウンタ値を０にリ
セットして当該ルーチンを終了する。

SPFモード６ 前記第１のスイッチSW1を所定回数押圧してSPFモードが
選択されると、第22図に示すルーチンが、前記所定周期
（0.5秒）毎に繰り返し実行される。このSPFモードは、
測定される紫外域の光強度Xsから、引き続き同じ強度の
紫外域の光を所定時間（例えば、１時間）に亘って浴び
た場合、その照射線量を浴びたにも拘らず日焼け（前述
した“かすかな紅斑”）を生じないためには、SPF値が
いかなる値を有する化粧品を使用すればよいかを表示す
るものである。

まず、第１のスイッチSW1の押圧によりこのSPFモードが
選択されると、節電回路503により入力回路部40の電源
がオンになる。そして、強度モードの場合と同様に強度
演算回路501は、紫外域の光強度Xsを演算し、これをSPF
値演算回路507に供給する。SPF値演算回路507は、供給
された紫外域の光強度Xsと、MED値メモリ506に記憶され
ている標準MED値Xsmを用いて、次式（６）によりSPF値
を演算する。

SPF値＝（Xs×Tm）/Xsm …（６） ここに、Tmは前述した所定時間であり、例えば3600秒
（１時間）に設定される。上式（６）から明らかなよう
に、演算されSPF値は、紫外域の光強度Xsを更に１時間
浴びたとき、標準MED値（90,000J/m²）の何倍の照射線
量を浴びることになるかを表示するものである。なお、
上式（６）に使用する標準MED値（90,000J/m²）も、使
用者の肌のタイプにより適宜な値を使用してもよい。

SPF値演算回路507で演算されたSPF値はSPF値データレジ
スタ524に記憶更新される。そして、強度測定時間カウ
ンタ回路501に記憶されている測定時間カウンタ値を１
だけインクリメントし、インクリメントした測定時間カ
ウント値から、紫外域の光強度の測定時間が所定時間
（３分）を超えたか否かを判別する。この所定時間を超
えない場合には当該ルーチンを繰り返し実行し、紫外域
の光強度Xs及びSPF値の演算を継続する。この所定時間
に達しない時点で、メインルーチンにおいて他のモード
が選択された場合には、電源をオフにし、更に、測定時
間カウンタを零にリセットして測定を終了する。

SPF値データレジスタ524に記憶更新されたSPF値は、前
述したようにメインルーチンの実行により液晶表示部60
に表示される。このとき、SPF値をデジタル数字表示部4
aにデジタル表示してもよいし、バーグラフ表示部4bに
バーグラフで多段階表示してもよい。

所定時間（３分）が経過すると、スイッチSW1により指
定したモードを時計モードに戻し、節電回路503から出
力されていた制御信号P1を停止して入力回路40の電源を
オフにし、更に、強度測定時間カウンタ回路502の測定
時間カウンタ値を０にリセットして当該ルーチンを終了
する。

積算SPFモード 第１のスイッチSW1の所定回数押圧により積算SPFモード
M7が選択されると、第23図のM7ルーチンが所定周期（0.
5秒）で繰り返し実行される。このルーチンは、紫外域
の光強度の積算値、即ち、紫外域の光の総照射線量か
ら、この照射線量を浴びたにも拘らず日焼けが生じない
ためには、SPF値がいかなる値値を有する化粧品を使用
すればよいかを表示するものである。例えば、昨日の紫
外線の照射線量から今日使用する化粧品を決定する場合
に好都合である。

第１のスイッチSW1の押圧によりこの積算SPFモードが選
択されると、まず、積算時間カウンタ回路504の積算時
間カウンタ値が０であるか否かを判別する。このモード
が選択された直後にはこのカウント値は０（判別結果が
肯定）であるから、節電回路503により入力回路部40の
電源がオンにされ、積算SPF値データレジスタ525の記憶
値を０にリセットする。１度このような処理を実行する
と、積算時間カウンタ値が０より大きくなるので、スイ
ッチSW2による終了操作を行なうか、または自動終了に
より当該ルーチンが終了するまで再び実行されることは
ない。したがって、メインルーチンにおいて、当該ルー
チンの実行中に他のモード（例えば、時計モードや強度
モードなど）を実行しても、積算ルーチンは継続して実
行され続ける。

そして、強度モードの場合と同様に強度演算回路501
は、紫外域の光強度Xsを演算し、これをSPF値演算・積
算器回路512に供給する。演算・積算器回路512は、供給
された紫外域の光強度Xsと、MED値メモリ506に記憶され
ている標準MED値Xsmを用いて、次式（７）により積算SP
F値を演算する。

積算SPF値＝ΣXs/Xsm …（７） ここに、ΣXsは所定時間（0.5秒）毎に演算される紫外
域の光強度Xsを順次加算した値である。なお、上式
（７）に使用する標準MED値（90,000J/m²）も、使用者
の肌のタイプにより適宜な値を使用してもよい。

演算・積算器回路512で演算された積算SPF値は積算SPF
値データレジスタ525に記憶更新されるとともに、比較
器回路511にも供給されて所定値k_bと比較される。そし
て、演算された積算SPF値がこの所定値k_b以上になった
ことを初めて検出したとき、アラーム制御回路523を介
してブザー70を作動させ、警報音を奏鳴させる。これに
より、今までの紫外域の照射線量が、より大きいSPF値
を有する化粧品の使用を必要とする照射線量に達してい
ることを使用者に告示することができる。

そして、積算時間カウンタ回路504に記憶されている積
算時間カウンタ値を１だけインクリメントし、測定終了
操作（スイッチSW2を１秒以上押圧）の有無を判別し、N
Oであれば、さらに、インクリメントした積算時間カウ
ント値から、紫外域の光強度の積算時間が所定時間（12
時間）を超えたか否かを判別する。この所定時間を超え
ない場合には当該ルーチンを繰り返し実行し、積算SPF
値の演算を継続する。

積算SPF値データレジスタ525に記憶更新された積算SPF
値は、前述したようにメインルーチンの実行により液晶
表示部60に表示される。このとき、積算SPF値をデジタ
ル数字表示部4aにデジタル表示してもよいし、バーグラ
フ表示部4bにバーグラフで多段階表示してもよい。

測定終了操作があったか、または、スイッチSW1により
指定したモードを時計モードに戻し、節電回路503から
出力されていた制御信号P1を停止して入力回路40の電源
をオフにし、更に、積算時間カウンタ回路504の積算時
間カウンタ値を０にリセットして当該ルーチンを終了す
る。

上述の実施例では、紫外線測定装置を腕時計タイプのも
のを例にして説明したが、ペンダントタイプ，ヘアーバ
ンドタイプのようにしてもよい。

また、紫外線強度のバーグラフ表示やMED倍数等を演算
する場合に必要な標準MED値は、MED値メモリ506に予め
設定されたものであるが、第１および第２のスイッチSW
1,SW2により所望の値を入力できるようにしててもよ
い。このときのMED値の入力は、前述した時刻合わせで
説明した方法と類似の方法で行うことが出来る。

（考案の効果） この考案の紫外線測定装置は、紫外域に分光感度を有す
る受光素子からなる測定側受光器と、前記受光素子と同
一の分光感度を有する受光素子の受光面に紫外域の光の
みを遮断する第１の光学フィルタを配置してなる参照側
受光器と、前記測定側受光器および参照側受光器の受光
面に配置された、干渉フィルタおよびその干渉フィルタ
の受光面の前面に配置された石英拡散板または石英凹レ
ンズからなる複合フィルタとを備えた受光部；前記測定
側受光器と参照側受光器の出力の差に応じて紫外域の光
強度および光強度積算値を演算する演算回路部；ならび
に、該演算回路部から得られる演算値を表示する表示手
段；を備えていて、両受光器には、紫外域の光と副透過
帯の光のみを導入し、この光に対して両受光器の出力の
差をとって副透過帯の光に対する感度が現れないように
しているので、測定精度は従来の場合に比べて非常に向
上する。

例えば、可視光補償精度は次のようになる。

まず、増幅器401の出力S₁は、紫外域の光と副透過帯の
光に基づくものであるから、100＋150＝250W/m²であ
る。また、増幅器402の出力S₂は、副透過帯の光のみに
基づくものでであるから、150W/m²である。したがっ
て、演算回路50の強度演算回路501からは、紫外域の光
のみに基いて、S₁−S₂＝250−150＝100W/m²に相当する
出力が得られる。

ここで、各受光器10,20の光検出精度をフルスケールの
±１％と仮定すると、従来の場合は6500W/m²の±１％が
誤差となるが、この装置の場合は、紫外域以外の領域の
可視光成分が150W/m²であるため、各受光器10,20の測定
誤差は、±（250×0.01）＝±2.5W/m²となる。

したがって、この装置における可視光補償精度は、S₁−
S₂＝（250±2.5）−（150±2.5）＝100±5W/m²となる。
すなわち、この装置の測定誤差は±５％である。

したがって、前記した従来の装置に比べて、その可視光
補償精度は、100W/m²の紫外域の検出時、130/5≒26、す
なわち、約26倍となり、極めて高精度になる。

また、この装置では、前記したような複合フィルタを受
光面に配置するため、装置の相対分光感度は、第13図の
ように、紫外域で山形ではなく台形状になる。したがっ
て、波長に関する強度の積分値は、第25図のようにはな
らず、第24図の斜線の部分Ｔを全てカバーした値とな
り、正確な測定値である。

また、この装置では、紫外域の光の強度やその積算値
を、デジタル数字で表示するだけではなく、その測定値
を演算回路部50に記憶させた標準MED値を用いて各種の
演算を行なうことができ、その演算結果をバーグラフで
多段階表示することにより、使用者に日焼けの度合を一
目瞭然と判断できるようにしたので、使用者にとって非
常に利用価値の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の１実施例の平面図、第２図は、そ
の断面図、第３図は、側面拡大図、第４図は、裏面を示
す平面図、第５図は、この考案の装置の全体の回路構成
図、第６図は、演算回路部の回路構成図、第７図は、受
光素子の分光感度を示すグラフ、第８図は、第１の光学
フィルタの分光透過率を示すグラフ、第９図は、干渉フ
ィルタの分光透過率を示すグラフ、第10図は、複合フィ
ルタを透過した光のプロファイルを示すグラフ、第11図
は、参照側受光器の相対分光感度を示すグラフ、第12図
は、測定側受光器の相対分光感度を示すグラフ、第13図
は、測定側受光器の相対分光感度と参照側受光器の分光
感度の差を示すグラフ、第14図は、モード切替の操作手
順を示す説明図、第15図は、全体のメインルーチンの制
御手順を説明するためのフローチャート図、第16図は、
時刻修正処理手順を示す説明図、第17図は、強度モード
のルーチンを示すフローチャート図、第18図は、積算モ
ードの処理手順を示す説明図、第19図は、積算モードの
ルーチンを示すフローチャート図、第20図は、MED倍数
モードのルーチンを示すフローチャート図、第21図は、
積算MED倍数モードのルーチンを示すフローチャート
図、第22図は、SPFモードのルーチンを示すフローチャ
ート図、第23図は積算SPFモードのルーチンを示すフロ
ーチャート図、第24図は、太陽光のスペクトル分布曲線
Ｓ（λ）を示すグラフ、第25図は、測定装置によって検
出される太陽光中の紫外線強度（Ｔ′）を示すグラフで
ある。 １……容器、1a……容器の上面、1b……容器の側壁、1c
……傾斜面、1d……容器の裏面、２……バンド、３……
受光器、４……表示窓、4a……デジタル数字表示部、4b
……バーグラフ（多段階強度表示部）、4c,4d……測定
モード表示部、５……水銀電池、SW1,SW2……スイッ
チ、７……裏蓋、８……ビス、10……測定側受光器、10
1……ホイダイオード、20……参照側受光器、201……ホ
トダイオード、202……第１の光学フィルタ、3A……受
光回路部、30……複合フィルタ、31……干渉フィルタ、
32……石英拡散板、40……入力回路部、401,402……増
幅器、403……ADコンバータ、404,405……帰還可変抵
抗、406……スイッチ回路、50……演算回路部、501……
強度演算回路、502……強度測定時間カウンタ回路、503
……節電回路、504……積算時間カウンタ回路、505……
積算器回路、506……MED値メモリ、507……SPF値演算回
路、508……MED倍数演算回路、509……バーグラフ強度
演算・比較器回路、510……バーグラフ積算・演算比較
器回路、511……比較器回路、512……SPF値演算・積算
器回路、513……比較器回路、514……MED値演算・積算
器回路、515……時刻修正回路、516……時計回路、517
……ストップウォッチ回路、518……モード切替回路、5
18a……スイッチ素子、519……強度データレジスタ、52
0……バーグラフ強度データレジスタ、521……バーグラ
フ積算データレジスタ、522……積算データレジスタ、5
23……アラーム制御回路、524……SPF値データレジス
タ、525……積算SPF値データレジスタ、526……MED倍数
データレジスタ、527……積算MED倍数データレジスタ、
528……時計データレジスタ、529……電池切検知回路、
530……液晶ドライバ回路、60……液晶表示部、70……
ブザー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】紫外域に分光感度を有する受光素子からな
   る測定側受光器と、前記受光素子と同一の分光感度を有
   する受光素子の受光面に紫外域の光のみを遮断する第１
   の光学フィルタを配置してなる参照側受光器と、前記測
   定側受光器および参照側受光器の受光面に配置された、
   干渉フィルタおよびその干渉フィルタの受光面の前面に
   配置された石英拡散板または石英凹レンズからなる複合
   フィルタとを備えた受光部；前記測定側受光器と参照側
   受光器の出力の差に応じて紫外域の光強度および光強度
   積算値を演算する演算回路部；ならびに、該演算回路部
   から得られる演算値を表示する表示手段；を備えてなる
   ことを特徴とする紫外線測定装置。