JP4524428B2

JP4524428B2 - 紫外線防止効果計測方法及びシステム

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Publication number: JP4524428B2
Application number: JP2004331581A
Authority: JP
Inventors: 西利昌川; 藤弘海斉; 野雅也昆; 藤剛士加
Original assignee: Nihon University
Current assignee: Nihon University
Priority date: 2004-11-16
Filing date: 2004-11-16
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2024-11-16
Also published as: JP2006145218A

Description

本発明は、テントや建造物等、紫外線を遮蔽するための日除けが、どの程度、紫外線防止に奏功するのかを計測して定量的に判定する技術に関する。

近年、紫外線が人体に及ぼす影響について、関心が非常に高まっている。
幼稚園や小学校でも、テント等を用いて積極的に日除けを作っている。
ここで、紫外線による弊害防止に日除けを作って対処する場合において、「日除けはどの程度の大きさにするべきか？」、「どの程度、紫外線被曝が防げるのか？」について考慮する必要がある。換言すれば、紫外線防止効果の定量的な評価を行う必要がある。

しかし、現状では、テントその他の各種日除けによる紫外線防止効果について、定量的な評価を行うために必要な具体的な数値を示すデータが存在しない。
環境省の「紫外線保健指導マニュアル」でも、定量的な記述は存在しない。

市販品のテント等において記載されている「収容人数」は、「物理的に収容可能な人数」を表記しているのみであり、「どの程度、どの位の時間、紫外線被曝を防ぐことが出来るのか？」という定量的な効果の記載をしているものではない。

その他の従来技術としては、一定の隙間を隔てて紫外線の照射手段と受光手段とを配置し、当該隙間中に塗料やクリームを介在させて、紫外線の減衰量を計測することにより、当該塗料或いはクリームの紫外線遮蔽効果を測定する技術が存在する（特許文献１参照）。
しかし、この技術では、塗料或いはクリームの様な不定形の材料における単位面積当りの紫外線遮蔽効果を測定することは可能であるが、テント等の様に一定の形状を有する日除けにおける紫外線遮蔽効果を測定することは不可能であり、日除けにおける紫外線防止効果の定量的な評価を行い得るものではない。
特開平６−２４１８９４号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、テントや不動産その他の紫外線を遮蔽する日除けとしての機能を有する機器による紫外線防止効果を定量的に評価することを可能とする紫外線防止効果計測方法およびシステムの提供を目的としている。

本発明の紫外線防止効果計測方法によれば、天空を示す円形の領域（１）を複数の区画に区分し、区分毎に紫外線量を計測して紫外線が人体の皮膚に及ぼす影響の強さで重み付けした紫外線量の単位面積当りの数値に比例した数のプロット（Ｐ）が描画されており、それらのプロット（Ｐ）数が計測可能である紫外線天空率算定図（２）を作り、前記天空を示す円形の領域（１）と同一寸法の天空を示す円形の領域（３）に紫外線防止効果を定量的に評価しようとする対象物（４）を設けて、その対象物の下方領域から見た射影図（５）を作成し、前記紫外線天空率算定図（２）と前記射影図（５）とを重ね合わせ、前記重ね合わせにより射影図の対象物（４）を示す領域（４０）以外の領域に存在するプロット（Ｐ）の総和である全プロット数を計測し、前記紫外線天空率算定図（２）の全プロット数と前記対象物（４）を示す領域（４０）以外のプロット数（Ｎｐ２）との比率と、太陽直射の水平成分と天空放射との比とを用いて、 {１＋（太陽直射の水平成分／天空放射）}／紫外線天空率なる式より求められる数値で対象物の紫外線防止効果を評価するようになっている。

本発明の紫外線防止効果計測システムによれば、天空を示す円形の領域（１）を複数の区画に区分してその各区分に分光器（７５）が位置できる紫外線計測ユニット（７）を有し、前記計測ユニット（７）と紫外線量決定ユニット（８）と記憶手段（９）と描画ユニット（１０）とよりなる紫外線天空率算定図作成ユニット（２０）を備え、その紫外線量決定ユニット（８）は前記紫外線計測ユニット（７）から伝送されたデータと記憶手段（９）に記憶されたデータによって人間の皮膚への被爆影響度を考慮した重み付けされた紫外線量を演算するものであり、前記描画ユニット（１０）は計測ユニット（７）からの分光器（７５）の位置データである各区分の情報を受信すると共に紫外線量決定ユニット（８）で演算された重み付けされた紫外線量に応じてプロット（Ｐ）数のデータを記憶手段（９）から引き出して各区分毎にプロットして紫外線天空率算定図を作成するものであり、そして紫外線防止効果を定量的に評価しようとする対象物（４）の下の地表（Ｅ）上に射影図作成ユニット（１１）が設置され、その射影図作成ユニット（１１）で撮影した前記対象物（４）の射影図データが伝送されるコントロールユニット（７３）を設け、前記記憶手段（９）に記憶された紫外線天空率算定図のデータと前記対象物（４）の射影図データとを重ね合わせる重ね合わせユニット（１２）と、その重ね合わせにより前記対象物（４）の射影図と重複しない部分の紫外線天空算定図のプロット（Ｐ）の数を数えて紫外線天空率を決定する紫外線決定ユニット（２０）と、その紫外線決定ユニットで決定された紫外線天空率から直射日光下で皮膚に紅斑ができる時間と対象物（４）内で皮膚に紅斑ができる時間との比率（ＡＳＰＦ）を決定する比率決定ユニット（１３）とを備えている。

ここで、比率決定ユニット（１３）は、紫外線天空率算定図（２）におけるプロット（Ｐ）の総数（Ｎｐ１）と前記プロット数計測工程で計測されたプロット（Ｐ）の数（Ｎｐ２）との比率（紫外線天空率：前記プロット数計測工程で計測されたプロットＰの数／紫外線天空率算定図におけるプロットＰの総数；Ｎｐ２／Ｎｐ１）と、太陽直射の水平成分（Ｌ１）と天空放射（天空における散乱による成分Ｌ２）との比（太陽直射の水平成分／天空放射；Ｌ１／Ｌ２）とを用いて、｛１＋（太陽直射の水平成分／天空放射）｝／紫外線天空率、
即ち、｛１＋（Ｌ１／Ｌ２）｝／Ｎｐ２／Ｎｐ１なる式により求められる数値（ＡＳＰＦ：直射日光下で皮膚に紅斑が出来る時間と、日除け内で皮膚に紅斑が出来る時間との比率）で、対象物（日除け４）の紫外線防止効果を定量的に評価する制御を行う機能を有している。

対象物（４）が無い場合のＣＩＥ紫外線量（ＵＶ２）或いはＵＶＩｎｄｅｘ（図６〜８）で計測したＣＩＥ紫外線量ＵＶ２或いはＵＶＩｎｄｅｘ）と、日除け（４）がある場合の紫外線のＣＩＥ紫外線量（ＵＶ２）或いはＵＶＩｎｄｅｘ（図６〜８で計測したＣＩＥ紫外線量ＵＶ２或いはＵＶＩｎｄｅｘ）とを比較すれば、（紫外線による）紅斑が、日除けによって、どの程度防止できるかが判定できる。
上述する構成を具備する本発明によれば、紫外線天空率算定図（２）と射影図（５）とを重ね合わせる（６）という簡単な処理と、プロット（Ｐ）を数えてその数を比較するという簡単な処理とにより、日除けがある場合の紫外線のＣＩＥ紫外線量（ＵＶ２）或いはＵＶＩｎｄｅｘに対応するパラメータ、すなわちプロット（Ｐ）の数を求めることができる。そして、紫外線天空率算定図（２）は日除けが無い場合に対応するので、両者のプロット（Ｐ）数を比較することにより、紫外線による紅斑の防止効果を定量的に評価できる。

より具体的には、重ね合わせた図面（６）における日除け以外の領域におけるプロットの数（Ｎｐ２）と紫外線天空率算定図（２）におけるプロットの総数（Ｎｐ１）の比率（紫外線天空率；Ｎｐ２／Ｎｐ１）と、太陽直射の水平成分（Ｌ１）と天空放射（Ｌ２）との比とを用いて、式
｛１＋（太陽直射の水平成分／天空放射）｝／紫外線天空率
即ち、｛１＋（Ｌ１／Ｌ２）｝／Ｎｐ２／Ｎｐ１
により、直射日光下で皮膚に紅斑が出来る時間と日除け内で皮膚に紅斑が出来る時間との比率（ＡＳＰＦ）を求め、対象物（日除け４）の紫外線防止効果を定量的に評価するのである。
すなわち、直射日光下で皮膚に紅斑が出来る時間と日除け内で皮膚に紅斑が出来る時間との比率（ＡＳＰＦ）が大きければ、長時間に亘って皮膚に紅斑が出来ない訳であるため、紫外線防止効果が大きい。

ここで、「太陽直射の水平成分／天空放射；Ｌ１／Ｌ２」は、各地域毎に測定することにより求めることが出来るが、発明者の計測結果では、沖縄県を除く我国においては、真夏の晴天日の正午前後という条件下において、定数「１．５」とすることが可能であることが分かっている。
従って、上述した式は、沖縄県を除く我国においては、真夏の晴天日の正午前後という条件下においては、ＡＳＰＦ＝２．５／紫外線天空率という形態に簡略化することが可能である。

日除けが建築物のような不動産である場合には、建築施工前であれば、射影図をＣＡＤによるシミュレーションにより決定することが可能である。その場合には、本発明による紫外線防止効果の計測を、全て演算処理で行うことが可能である（図６〜図８参照）。
一方、建築施工後であれば、射影図は、例えばデジタルカメラと魚眼レンズとを用いて、撮影することにより取得すれば良い。

本発明によれば、建造物のみならず、ビーチパラソル、サンシェード、テント、ひさし、軒、すだれ、カーテン等、全てについて、紫外線被曝防止の程度を定量的に評価することが可能である。

ここで、紫外線は波長によってＵＶ−Ａ，ＵＶ−Ｂ，ＵＶ−Ｃの３つに分けられる。ＵＶ−Ａは可視光線に隣接し、波長は４００〜３１５ナノメートル、ＵＶ−Ｂは３１５〜２８０ナノメートル、ＵＶ−Ｃは最も波長は短く２８０〜１００ナノメートルである。
ＵＶ−Ｃは、空気中の酸素分子とオゾン層で完全にさえぎられて地表には届かない。生体への影響が強い紫外線の内、ＵＶ−Ｂがオゾン層の変化に影響され、現在その増加が問題となっている。ＵＶ−ＡはＵＶ−Ｂほど有害ではないが、長時間浴びた場合の健康影響が懸念されている。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

最初に、図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態である日除けの紫外線被曝防止効果の定量的評価手法について説明する。

日除けの紫外線被爆防止効果を定量的に評価するに際しては、日除けが無い場合の紫外線量を表現する図表、すなわち紫外線天空率算定図（図２）を作成する必要がある。

先ず、図１で示す様に、天空を示す円形の領域（後述する射影図と同一の領域）１を複数の区画（セル：ｃｅｌｌ：例えば、１４５区画；Ｃ１〜Ｃ１４５）に分割し、各々のセルＣ１〜Ｃ１４５について、紫外線の分光測定を行う。
測定は、「真夏」、「晴天日」、「北緯３５°」、「正午」という条件で行う。

ここで、分光測定：波長（２８０ｎｍ〜３４０ｎｍ）毎にデータを計測する。
分光測定を行うことにより、ＵＶ−Ｂ（及びＵＶ−Ａの一部）がどの程度照射されているかが分かる。
尚、当該波長域（２８０ｎｍ〜３４０ｎｍ）ではＵＶ−Ａは一部であって人の皮膚への影響も極めて小さいので、省略して、ＵＶ−Ｂのみを云々する（図５参照）。
又、後述する分光器で直接計測された紫外線量をＵＶ１と表記する。

ここで、図１について、天空１を１４５等分した区画に分割したことが例示されているが、これは、ＣＩＥ（国際照明委員会）で定められている。
「１４５」という例示された区画数（セルの数）が多過ぎると、全ての区画について紫外線量のデータを取るのに時間が掛かり過ぎてしまう。
一方、区画の数が少な過ぎると、計測の精度や、紫外線遮蔽の定量的分析の精度が低くなる。

各セル毎に行われる紫外線の分光測定は、ステップモータ等を使用する自動計測であっても、手作業でも可能である。

各区画Ｃ１〜Ｃ１４５（図１において、全てのセルは図示せず）について、紫外線量ＵＶ１が計測されたならば、紫外線の波長と紅斑作用との関連性（既知である：図５のＣＩＥ紅斑作用曲線を参照）により、波長毎の紫外線量に重み付けを行い、それの総和を求めることにより、紫外線が皮膚に与える影響を示すＣＩＥ紫外線量ＵＶ２、或いは、ＵＶＩｎｄｅｘ（ＣＩＥ紫外線量ＵＶ２を４０倍したパラメータ）を求める。
ここで、図５のＣＩＥ紅斑作用曲線は、紫外線の人の皮膚への影響の大きさを示した特性図であり、横軸に波長をとり、縦軸に人の皮膚への影響の大きさ（相対地）をとっている。図５によれば、凡そ波長３００ナノメートル以上になれば、人の皮膚への影響は急速に減衰している。

そして、図１で示す各区画（Ｃ１〜Ｃ１４５）について、単位面積辺りのＣＩＥ紫外線量或いはＵＶＩｎｄｅｘに比例した数のプロットＰを打つ。
図２で示すのは、プロットＰを打ち終わった状態の図、すなわち、紫外線天空率算定図（紫外線天空率算定図の作成工程については後述する図１１のフローチャート参照）である。

ここで、ＣＩＥ紫外線量ＵＶ２或いはＵＶＩｎｄｅｘに対応するプロットＰは、その大きさや形状について、特に限定はないが、天空全領域について、同一の大きさで表現されることが望ましい。

次に、図３に示すように、日除け４を設けた状態（図１０参照）で、日除け４の下側から魚眼写真の射影図５を作成（図３、及び後述する図１２のステップＳ１１参照）する。
換言すれば、日除けを設けた場合の天空写真（図３の５）を取得する。
ここで、図３の円３と、図１、図２の円１とが、同一であることが必要である。
図３において、ハッチングを付しているのが、日除け４の射影領域４０である。

射影図５を得るための例として、デジタルカメラ（例えば、ＮＩＫＯＮ製の商品名「ＣＯＯＬＰＩＸ９９０」）に魚眼レンズ（例えば、ＮＩＫＯＮ製の「ＦｉｓｈｅｙｅＣｏｎｖｅｒｔｅｒＦＣ−Ｅ８」）を組み合わせて、日除けの下側から天空を撮影すれば良い（図１０参照）。

そして、図２と図３とを重ね合わせる（図４及び図１２のステップＳ１２参照）。
図４において、ハッチングを付した領域４０は、日除け４の射影図である。
太陽からの直射による紫外線Ｌ１は、日除け４により完全に遮蔽される（後述の図１０参照）。
従って、図４において、ハッチングを付した領域４０では、直射による紫外線は全く照射されない。

紫外線天空率算定図（図２）と射影図（図３）とを重ね合わせるに際しては、例えば、紫外線天空率算定図（図２）を透明なシートにコピーして、射影図（図３）と重ね合わせても良いし、或いは、射影図（図３）を透明なシートにコピーして、紫外線天空率算定図（図２）に重ね合わせても良い。
要は、２枚の図面（紫外線天空率算定図と射影図）を重ね合わせた際に、（ＣＩＥ紫外線量ＵＶ２或いはＵＶＩｎｄｅｘと対応する）プロットＰの数が数えられれば良い。

図４において、ハッチングを付していない部分、すなわち、日除け４と重複しない天空部分におけるプロットＰ（単位面積辺りのＣＩＥ紫外線量ＵＶ２或いはＵＶＩｎｄｅｘに比例する数のプロット）の数Ｎｐ２を数える（図１２のステップＳ１３参照）。

ハッチングを付していない領域のプロットの数Ｎｐ２は、日除け４の影響を受けない単位面積辺りのＣＩＥ紫外線量ＵＶ２或いはＵＶＩｎｄｅｘに比例している。
従って、図２におけるプロットＰの全数Ｎｐ１と、図４におけるプロットＰの数（ハッチングを付していない領域のプロットの数）Ｎｐ２とを比較することにより、日除けによる紫外線遮断の定量的評価が可能となる。

紅斑作用を有する紫外線量に比例するプロットＰの数を数えて比較するという簡単な手法により、紫外線遮断の定量的評価が可能となる（図１２のステップＳ１４参照）。
そして、紫外線の強度を表現する点の数の「比」から紫外線がどの程度遮られたのかが分かることにより、当該日除け４による紫外線の被曝防止における定量的な効果が分かる。

日除け４による紫外線の被爆防止効果を示すパラメータを、「紫外線天空率」なる文言で示す。
紫外線天空率を、以下の式によって表す。
紫外線天空率
＝（図４におけるハッチング以外の領域のプロットの数）／（図２の全プロット数）＝Ｎｐ２／Ｎｐ１

ここで、例えば、真夏、昼の１０時〜１４時（正午を挟んだ前後２時間）、晴天、という条件で、紫外線直射された場合には２０分間で、日本人の皮膚に紅斑（コウハン）が出るものと仮定した場合、日除け４（図９参照）の内側にいて、皮膚に紅斑を生ぜずに済む時間を推定することが出来れば、係る時間により、日除けによる紫外線の被爆防止効果を「定量的に評価」することになる。
上述の紫外線天空率を用いれば、その様な時間（日除けの内側で、皮膚に紅斑を生ぜずに済む時間）を容易に用いることが出来る。

紫外線の照射量は、天空における散乱（天空放射）の影響が大きい。
可視光線では、太陽と天空放射との比が約９：１であるのに対して、紫外線では、太陽と天空放射との比が約１．５：１である。すなわち、可視光線に比較して、紫外線照射量では天空放射の比率が大きい。そのため、曇天でも日焼けする。

屋外における紫外線量は、太陽直射の水平成分＋天空放射（＝全天放射）である。
一方、日除け４内における紫外線量は紫外線天空率×天空放射である。
日除け４内では、いわゆる「影になる」ため、「太陽直射の水平成分」は「ゼロ（０）」となる。
換言すれば、「日除け」は、太陽直射の水平成分がゼロとなる様に製造されている。
しかし、日除け４内でも、天空放射の一部が入ってくる（紫外線天空率×天空放射）。

ここで、直射日光下で皮膚に紅斑が出来る時間と、日除け内で皮膚に紅斑が出来る時間との比率を符号「ＡＳＰＦ」表現すれば、
ＡＳＰＦ
＝（日除け内で皮膚に紅斑が出来る時間）／（直射日光下で皮膚に紅斑が出来る時間）
＝（直射日光下の紫外線量）／（日除け内の紫外線量）
＝全天放射／（紫外線天空率×天空放射）
＝｛太陽直射の水平成分＋天空放射｝／（紫外線天空率×天空放射）
＝｛１＋（太陽直射の水平成分／天空放射）｝／紫外線天空率
＝｛１＋（Ｌ１／Ｌ２）｝／（Ｎｐ２／Ｎｐ１）
紫外線天空率は、図１〜図４で説明した通り、プロット数の比（Ｎｐ２／Ｎｐ１）として求まる
一方、「太陽直射の水平成分／天空放射」は、発明者の測定によれば、「真夏」、「晴天日」、「北緯３５°」、「正午」という条件で、約１．５。そして、この「１．５」という数値は、沖縄を除く、日本全国で適用可能である。
従って、
ＡＳＰＦ＝（１＋１．５）／天空率
＝２．５／天空率
＝２．５／（Ｎｐ２／Ｎｐ１）
（上式は、図１２のステップＳ１５において、「係数」を２．５にした場合を示す）

例えば、天空率が０．６であれば、
ＡＳＰＦ＝２．５／０．６≒４
このことは、例えば、直射日光下で、２０分で紅斑が出るのであれば、ＡＳＰＦが４の日除け内では、紅斑が出るまで８０分掛かる、ということを意味している。
ここで、皮膚の安全性を考慮すれば、ＡＳＰＦから求めた時間よりも、短い時間だけの紫外線被曝に留めるべきである。

次に、図６〜図１２を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
ここで、本発明の第２実施形態は、上述した日除けによる紫外線の被曝防止における定量的な効果を判定するための装置に係るものである。

図６、図７は、図１で示す各セルＣＩ〜Ｃ１４５における紫外線量ＵＶ１を計測するユニットである紫外線量計測ユニット７による計測の概要を示している。
即ち、紫外線量計測ユニット７は、ロータ７１と、ロータ７１を回転駆動させるステップモータ７２と、ステップモータ７２の回転を制御するコントロールユニット７３とを備えている。

前記ロータ７１の中心軸（回転軸）の先端には、図示しない仰角調節機構によって、垂直〜水平まで、自在に仰角ψが調節可能な支持アーム７４が延在するように設けられ、その先端に信号伝達ライン７６によってコントロールユニット７３と接続された分光器７５が支持されている。

従って、ステップモータ７２で駆動されるロータ７１によって回転角θを、又、図示しない仰角調節機構によって支持アームの仰角ψを適宜調節することにより、図１で示す各セルＣ１〜Ｃ１４５に、分光器７５が位置することが出来る。
そして、分光器７５は各セルにおける紫外線量ＵＶ１を計測して、後述する紫外線天空率算定図作成ユニット２０のＣＩＥ紫外線量決定ユニット８に計測した紫外線量ＵＶ１のデータを送信する様に構成されている。

図８は、紫外線天空率算定図を作成するユニット（紫外線天空率算定図作成ユニット）２０を示すブロック図である。
図８において、紫外線天空率算定図作成ユニット２０は、前述の計測ユニット７と、ＣＩＥ紫外線量決定ユニット８と、記憶手段であるデータベース９と、描画ユニット１０とによって構成されている。

ＣＩＥ紫外線量決定ユニット８は、紫外線計測ユニット７から伝送されたデータと、データベースに記憶されたＣＩＥ紅斑作用曲線（図５参照）のデータによって、人間の皮膚への被爆影響度を考慮した、即ち、重み付けされたＣＩＥ紫外線量ＵＶ２を演算（決定）する。

描画ユニット１０は、計測ユニット７から分光器位置データ（θ、ψ）、即ち、架空角Ｃ１〜Ｃ１４５までの何れのセルに属しているかの情報を受信する。
また、描画ユニット１０は、ＣＩＥ紫外線量決定ユニット８で演算された当該セルのＣＩＥ紫外線量ＵＶ２から、ＣＩＥ紫外線量ＵＶ２に応じた描画用のプロットＰ数のデータをデータベース９から引き出して、図１の様に区画した各セルにプロットして、図２のような紫外線天空率算定図２を作成する。

次に、図９のフローチャートに基づいて、図６〜図８をも参照して、紫外線天空率算定図（図２の２）を作成する制御について説明する。

先ず、ステップＳ１では、紫外線計測ユニット７の分光器７５の位置決めを行う。即ち、最初は、指示アーム７４を垂直に立て（図７の状態）、ステップＳ２で、天頂のセルＣ１の紫外線（ＵＶ−Ｂ）量ＵＶ１を計測する。

次のステップＳ３では、ＣＩＥ紫外線量決定ユニット８によってＣＩＥ紫外線量（ＵＶ２）を演算し、決定する。そして、次には、支持アーム７２の仰角ψ及び回転角θを調節しながら、セルＣ２から順次以降のセルについて同様の計測を進める。

次のステップＳ４では、全てのセルについてＣＩＥ紫外線量を決定したか否かを判断して、全ての区画のＣＩＥ紫外線量が決定したなら（ステップＳ４のＹＥＳ）、ステップＳ６まで進み、未だ決定してない区画があれば（ステップＳ４のＮＯ）、ステップＳ１に戻り、再びステップＳ１以降を繰り返す。

ステップＳ６では、紫外線天空率算定図作成用の各セルにＣＩＥ紫外線量ＵＶ２に比例した数のプロットを描画した後、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、全てのセルにプロットＰを描画したか否かを判断して、全てのセルの描画が完了していれば（ステップＳ７のＹＥＳ）、ステップＳ８に進み、未だプロッタしてないセルがあれば（ステップＳ７のＮＯ）、ステップＳ６に戻り、ステップＳ６以降を繰り返す。

ステップＳ８では、紫外線天空率算定図（図２の２）を完成させて、制御は終了する。

次に、図１０を参照して、射影図作成ユニット１１による射影図作成の概要を説明する。

射影図作成ユニット１１による射影図作成では、図１０に示すように、空中に配置された被測定物である日除け４の下の地表Ｅ上に、射影図作成ユニット１１を設置する。尚、日除け４の水平投影面の図芯の直下に、射影図作成ユニット１１の、例えば撮影用魚眼レンズＣの中心点が位置する様に設置することが好ましい。
図１０において、符号１００は太陽を示す。又、図１０においてＬ１は太陽直射の水平成分を、Ｌ２は空天放射を示す。

射影図作成ユニット１１は、前述の紫外線測定ユニット７のコントロールユニット７３に信号ライン１１０で接続されている。

そのような構成のユニット１１では、撮影用魚眼レンズＣで撮影した日除けのデータを、信号ライン１１０でコントロールユニット７３に伝送する。

次に、図１１を参照して、日除け４による紫外線防止効果を定量的に評価するユニット（紫外線防止効果評価ユニット）の構成について説明する。

図１１において、全体を符合５０で表す紫外線防止効果評価ユニットは、上述した紫外線天空率と、ＡＳＰＦを決定するシステムであって、前述の射影図作成ユニット１１と、重ね合せユニット１２と、前述の紫外線天空率決定ユニット２０と、前述のデータベース９と、ＡＳＰＦを決定するＡＳＰＦ決定ユニット１３と、表示手段であるモニタ１４とによって構成されている。

重ね合せユニット１２は、データベース９に記憶された紫外線天空率算定図（図２の２）と射影図作成ユニット１１で作成された射影図（図３の５）とを重ね合わせて、紫外線天空率算定図と射影図（図３の５）とをオーバラップさせたデータ（図４の６）を作成してそのデータを紫外線天空率決定ユニット２０に送る。

紫外線天空率決定ユニット２０では、紫外線天空率を上述した方法で演算して決定し、ＡＳＰＦ決定ユニット１３に送り、ＡＳＰＦ決定ユニット１３では与えられた天空率と、データベースに予め記憶された係数、例えば２．５とが与えられ、ＡＳＰＦの値が上述した算定方法によって決定される。尚、決定されたＡＳＰＦの値は、データベース９に新に記憶される。

そして、決定されたＡＳＰＦの値は、モニタ１４に表示される。

次に、図１２のフローチャートに基づいて、日除けによる紫外線防止効果を定量的に判定する制御を説明する。

先ず、ステップＳ１１において、射影図作成ユニット１１によって射影図を撮像して、次のステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、紫外線防止効果評価ユニット５０の、重ねあわせユニット１２によって紫外線天空率算定図と、前記射影図とを重ね合せた後、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、日除けの領域以外のプロット数Ｎｐ２、及び全てのセルのプロット数Ｎｐ１をカウントした後、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、紫外線天空率決定ユニット２０が、前記カウントした日除けの領域以外のプロット数Ｎｐ２、及び全区画のプロット数Ｎｐ１から紫外線天空率（Ｎｐ２／Ｎｐ１）を求めた後、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、前記求めた天空率（Ｎｐ２／Ｎｐ１）と、データベースに記憶された係数（Ｌ１／Ｌ２）、例えば２．５とからＡＳＰＦの値、
ＡＳＰＦ＝２．５／（Ｎｐ２／Ｎｐ１）を求め、制御を終了する。

上述の実施形態によれば、紫外線天空率算定図（図２の２）と射影図（図３の５）とを重ね合わせるという簡単な処理と、紫外線量を示すプロットＰを数えてその数を比較するという簡単な処理とにより、日除け４がある場合の紫外線のＣＩＥ紫外線量ＵＶ２或いはＵＶＩｎｄｅｘに対応するパラメータ、すなわちプロットＰの数を求めることができる。そして、紫外線天空率算定図（図２の２）は日除け４が無い場合に対応するので、両者のプロットＰ数Ｎｐ１、Ｎｐ２を比較することにより、紫外線による紅斑の防止効果を定量的に評価できる。

具体的には、重ね合わせた図面（図４の６）における日除け４以外の領域におけるプロットの数Ｎｐ２と紫外線天空率算定図（図２の２）におけるプロットの総数Ｎｐ１の比率（紫外線天空率；Ｎｐ２／Ｎｐ１）と、太陽直射の水平成分Ｌ１と天空放射Ｌ２との比とを用いて、式
｛１＋（太陽直射の水平成分／天空放射）｝／紫外線天空率
即ち、｛１＋（Ｌ１／Ｌ２）｝／Ｎｐ２／Ｎｐ１
により、直射日光下で皮膚に紅斑が出来る時間と日除け内で皮膚に紅斑が出来る時間との比率（ＡＳＰＦ）を求め、対象物である日除け４の紫外線防止効果を定量的に評価することが出来る。
すなわち、直射日光下で皮膚に紅斑が出来る時間と日除け内で皮膚に紅斑が出来る時間との比率（ＡＳＰＦ）が大きければ、長時間に亘って皮膚に紅斑が出来ない訳であるため、紫外線防止効果が大きい。

日除け４が建築物のような不動産である場合には、建築施工前であれば、射影図をＣＡＤによるシミュレーションにより決定することが可能である。その場合には、本実施形態による紫外線防止効果の計測を、全て演算処理で行うことが可能である。
一方、建築施工後であれば、射影図は、例えばデジタルカメラと魚眼レンズとを用いて、撮影することにより取得することが出来る。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。

本発明は、ＵＶ−Ｂに関する定量的評価を行うものであるが、ＵＶ−Ａのデータを取得して、化学変化、材料劣化、退色や変色の防止について、定量的に評価することも可能である。
但し、これ等は温度等のパラメータも関連する。換言すれば、化学変化、材料劣化、退色や変色のパラメータは、ＵＶ−Ａのみではなく、ＵＶ−Ａは、その１要素に過ぎないので、その他のパラメータを合わせて、評価する様に構成する必要がある。

本発明の実施形態に関し、天空を所定の区画に区分する方法を示した図。本発明の実施形態に関する紫外線天空率算定図。本発明の実施形態に関し、日除けの領域を特定する射影図。本発明の実施形態に関し、紫外線天空率算定図と射影図とを重ね合せた図。紫外線の波長によって人の皮膚への影響の大きさが異なることを連続的に示した特性図。本発明の第２実施形態であって、紫外線計測ユニットの構成を示す平面図。図６に対応する側面図。本発明の第２実施形態であって、紫外線天空率決定ユニットの構成を示す平面図。本発明の第１実施形態に関し、紫外線空転率算定図を作成する制御を示した制御フローチャート。射影図作成ユニットによる射影図作成の概要を示した図。紫外線防止効果評価ユニットの構成を示したブロック図。日除けによる紫外線防止効果を定量的に判定する制御を示した制御フローチャート。

符号の説明

１・・・天空を示す円形の領域
２・・・紫外線天空率算定図
４・・・日除け
５・・・射影図
６・・・紫外線天空率算定図に射影図を重ね合せた図
７・・・紫外線量計測ユニット
８・・・ＣＩＥ紫外線量決定ユニット
９・・・記憶手段／データベース
１０・・・描画ユニット
１１・・・射影図作成ユニット
１２・・・重ね合せユニット
１３・・・ＡＳＰＦ決定ユニット
１５・・・表示手段／モニタ
２０・・・紫外線天空率決定ユニット
７５・・・分光器

Claims

天空を示す円形の領域（１）を複数の区画に区分し、区分毎に紫外線量を計測して紫外線が人体の皮膚に及ぼす影響の強さで重み付けした紫外線量の単位面積当りの数値に比例した数のプロット（Ｐ）が描画されており、それらのプロット（Ｐ）数が計測可能である紫外線天空率算定図（２）を作り、前記天空を示す円形の領域（１）と同一寸法の天空を示す円形の領域（３）に紫外線防止効果を定量的に評価しようとする対象物（４）を設けて、その対象物の下方領域から見た射影図（５）を作成し、前記紫外線天空率算定図（２）と前記射影図（５）とを重ね合わせ、前記重ね合わせにより射影図の対象物（４）を示す領域（４０）以外の領域に存在するプロット（Ｐ）の総和である全プロット数を計測し、前記紫外線天空率算定図（２）の全プロット数と前記対象物（４）を示す領域（４０）以外のプロット数（Ｎｐ２）との比率と、太陽直射の水平成分と天空放射との比とを用いて、 {１＋（太陽直射の水平成分／天空放射）}／紫外線天空率なる式より求められる数値で対象物の紫外線防止効果を評価することを特徴とする紫外線防止効果計測方法。
天空を示す円形の領域（１）を複数の区画に区分してその各区分に分光器（７５）が位置できる紫外線計測ユニット（７）を有し、前記計測ユニット（７）と紫外線量決定ユニット（８）と記憶手段（９）と描画ユニット（１０）とよりなる紫外線天空率算定図作成ユニット（２０）を備え、その紫外線量決定ユニット（８）は前記紫外線計測ユニット（７）から伝送されたデータと記憶手段（９）に記憶されたデータによって人間の皮膚への被爆影響度を考慮した重み付けされた紫外線量を演算するものであり、前記描画ユニット（１０）は計測ユニット（７）からの分光器（７５）の位置データである各区分の情報を受信すると共に紫外線量決定ユニット（８）で演算された重み付けされた紫外線量に応じてプロット（Ｐ）数のデータを記憶手段（９）から引き出して各区分毎にプロットして紫外線天空率算定図を作成するものであり、そして紫外線防止効果を定量的に評価しようとする対象物（４）の下の地表（Ｅ）上に射影図作成ユニット（１１）が設置され、その射影図作成ユニット（１１）で撮影した前記対象物（４）の射影図データが伝送されるコントロールユニット（７３）を設け、前記記憶手段（９）に記憶された紫外線天空率算定図のデータと前記対象物（４）の射影図データとを重ね合わせる重ね合わせユニット（１２）と、その重ね合わせにより前記対象物（４）の射影図と重複しない部分の紫外線天空算定図のプロット（Ｐ）の数を数えて紫外線天空率を決定する紫外線決定ユニット（２０）と、その紫外線決定ユニットで決定された紫外線天空率から直射日光下で皮膚に紅斑ができる時間と対象物（４）内で皮膚に紅斑ができる時間との比率（ＡＳＰＦ）を決定する比率決定ユニット（１３）とを備えることを特徴とする紫外線防止効果計測システム。
前記比率決定ユニット（１３）は紫外線天空率算定図におけるプロットの総数と前記プロット数計測工程で計測されたプロットの数との比率と、太陽直射の水平成分と天空放射との比とを用いて、｛１＋（太陽直射の水平成分／天空放射）｝／紫外線天空率なる式により求められる数値で、対象物の紫外線防止効果を定量的に評価する制御を行う機能を有する請求項２記載の紫外線防止効果計測システム。