JP2011153929A - 全光量測定システム、全光量測定装置、および、全光量測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】管理が容易な装置であって高い精度で光源の全光量を測定できる装置の提供。
【解決手段】光源３００を配置可能な第一空間を備え、配置された光源３００から放射される光を正反射する反射面部１１３を有し、直接光と反射光とが通過する第一開口１１１を有する第一筐体１０１と、第二空間を備え、第一開口１１１と同一形状かつ同一面積の第二開口１２１と、光を吸収する吸収面部１２３を内面に有する第二筐体１０２と、第一開口１１１を通過する第一光量Ｃと、第二開口１２１を通過する第二光量Ａとを検出する検出手段と、第一光量Ｃと第二光量ＡとをＤ＝Ａ＋（Ｃ−Ａ）／ｔ（ｔ：前記正反射における反射率補正係数）に代入し全光量を算出する演算手段１０４とを備える。
【選択図】図１

Description

本願発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などを含む光源から発生する全光量を測定するための測定システム、測定装置、測定方法に関する。

一般的に光源の全光量を測定するには、積分球を備えた光量測定システムが用いられている。この積分球を備えた光量測定システムにより得られた値は光源の全光量を示す指標として標準的に用いられている。

ここで、積分球とは、球形の空間を内部に有する筐体の内壁面に拡散反射材料が塗布された部材である。この積分球の内部空間に光源を配置し、この光源を点灯すると、当該光源から放射される全ての光は、積分球の内壁面のいずれかで拡散状態で反射する。積分球の内部空間は球形であるため、光の反射は繰り返し発生し、光は反射のたびに拡散する。従って、積分球の内壁面に照射される光の単位面積あたりの量はいずれの部分でも同じになる。積分球を備えた光量測定システムとは、この積分球の性質を利用し、積分球の内部に配置された光源の全光量と、積分球の内壁面の一部から取得した光量が比例することを利用し、積分球の内壁面の一部に光量を測定するセンサを配置し、当該センサによる測定値を光源の全光量とするものである。このような積分球を備えた光量測定システムによって測定される全光量は、積分球の大きさや光量を測定するセンサの種類によって異なる相対的な値であるので、標準光源を用いた測定結果を標準値とし、当該標準値との比較に基づき光源の全光量が絶対的に評価される。

このような積分球を備えた光量測定システムでは、積分球内の空間中に擬似的に浮遊した状態で光源を配置しなければならないため、光源の取り付け作業が困難となりがちである。従って、多数の光源についてそれぞれの全光量を取得するには長時間を要することとなる。

そこで、特許文献１には次の様な光量測定システムに関する発明が開示されている。すなわち、半球状の内壁面に光拡散材料を塗布した積分半球と、積分半球の開口部を覆うように設置された平面のミラーとを備える光量測定システムである。そして、光源は、前記ミラーの中心に配置される。このような構成によれば、ミラーによって積分半球と積分半球の虚像とによりあたかも積分球が存在する状態となり、ミラーの中心に光源を配置するだけで、積分球内の空間に光源を固定した状態を実現できる。従って、光源の取り付け作業を簡略化することが可能となる。

特開２００９−１０３６５４号公報

ところが、光源から放射した光を充分に乱反射させ、光量を均一にするためには、充分に大きな積分半球が必要となり、一つの光源を測定するために広い場所が必要となる。

また、拡散反射材料として一般的に採用される硫酸バリウムなどは、保存状態（例えば保管場所の湿度）によって特性が大きく変化するものであるため、積分球や積分半球の保管は厳重に行わなければならず、測定の際にも慎重に取り扱わなければならない。

加えて、慎重に保管や取り扱いを行ったとしても、拡散反射材料の特性が経時的に変化していくため、光源の全光量の絶対的な値を正確に取得するためには、頻繁に標準光源を用いて校正する必要が生じる。

また、測定に比較的長時間が必要となるなど、簡便に測定することが困難である。

本願発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、保管や測定時の取り扱いが容易で、簡便に光源の全光量を安定して測定することのできる全光量測定システム、全光量測定装置、および、全光量測定方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本願発明にかかる全光量測定システムは、光源から放射される光の全光量を測定するシステムであって、内方に前記光源を配置可能な第一空間を備える第一筐体であって、前記第一空間に配置された前記光源から放射される光を正反射する反射面部を内面に有し、前記光源から直接到達する直接光と前記反射面部で反射した後到達する反射光とが通過する第一開口を有する第一筐体と、内方に前記光源を配置可能な第二空間を備える第二筐体であって、前記第一開口と同一形状かつ同一面積の第二開口と、前記第二空間に配置された前記光源から放射され、前記第二開口に直接到達する直接光のみを通過させるように光を吸収する吸収面部を内面に有する第二筐体と、前記第一開口を通過する光の光量である第一光量と、前記第二開口を通過する光の光量である第二光量とを検出する検出手段と、検出された前記第一光量と前記第二光量とに基づいて前記光源の全光量を算出する演算手段とを備えることを特徴とする。

これによれば、第二光量を用いて第一光量に含まれる反射光による影響を補正し、光源の全光量を算出することが可能となる。従って、硫酸バリウムなどの拡散反射材料を用いる必要が無いため、第一筐体や第二筐体の保管や取り扱いが容易となる。

また、正反射による反射光や直接光を直接測定するため、強い光を用いて光量を測定することができ比較的早い時間で測定を行っても十分に正確な測定が可能となる。

また、第一光量と第二光量とに基づいて光源の全光量を算出することで、反射率による測定値への影響を除去することができ、全光量を示す正確な値を安定して得ることが可能となる。

また、前記第一筐体は、内方に備える前記第一空間が円錐台形状となる筒形状であり、前記第一空間の底面に該当する部分に前記第一開口が設けられ、前記第一空間の側面に該当する部分に前記反射面部が設けられ、前記第一開口と対向する面に前記光源を前記第一空間に配置するための第一挿入孔を備えるものとしてもよい。

これによれば、第一筐体に広い面積の第一開口を設ける事ができ、より多くの直接光を測定することができる。従って、測定の精度を向上させることが可能となる。また、第一挿入孔に光源を挿入するだけで、光源から放射された多くの光を反射により第一開口に導くことができ、簡便に光源の全光量を測定することが可能となる。特に光源がＬＥＤなどの半球方向にのみ光を放射する光源の場合、光源から放射された全ての光が第一開口を通過することとなるため、より高い効果が期待できる。

また、前記第二筐体は、内方に備える前記第二空間が前記第一空間と同一形状かつ同一体積となる筒形状であり、前記第二空間の底面に該当する部分に前記第二開口が設けられ、前記第二空間の側面に該当する部分に前記吸収面部が設けられ、前記第二開口と対向する面に前記光源を前記第二空間に配置するための第二挿入孔を備えてもよい。

これによれば、第二筐体の内部空間が第一筐体の内部空間と同じになるため、第一開口と光源との位置関係と第二開口と光源との位置関係とを同じにし易くなり、安定的に光量を測定することが可能となる。また、内部空間の形状が光量の測定値に与える影響を、相殺することも期待される。

また、前記反射面部は、前記光源から放射された光が一度の反射で第一開口に到達するように配置されるものとしてもよい。

これによれば、反射による光の損失を最小限に止めることができ、より精度の高い測定を実現することが可能となる。なお具体的な一例として、円錐台形状となる第一空間を形成する筒形状の第一筐体の内面に配置される反射面部は、本願発明を実現できる場合がある。

また、前記検出手段は、前記第一開口に配置され第一光量に対応する信号を出力する第一検出器と、前記第二開口に配置され第二光量に対応する信号を出力する第二検出器とを備えてもよい。

これによれば、第一筐体と共に第一検出器を配置し、第二筐体と共に第二検出器を配置することができるため、多数の光源に対し、インラインで光量を測定することが可能となる。

また、前記検出手段は、第一光量、及び、第二光量に対応する信号を出力する検出器を備え、さらに、前記第一開口に対応する位置と前記第二開口に対応する位置とのいずれかに前記検出器を転換自在に配置する転換手段を備えてもよい。

これによれば、第一開口を通過する光の光量と、第二開口を通過する光の光量とを一つの検出器で測定するため、より精度の高い測定を行うことが可能となる。

また、前記検出手段は、第一光量、及び、第二光量に対応する信号を出力する検出器であり、前記第一開口全域を通過する光を検出するフォトダイオードからなる検出器を備えてもかまわない。

これによれば、第一開口全域（第二開口も同様）にわたって隙間無く光量を測定することができ、高い精度で測定することが可能となる。

さらに、第一光量、および、第二光量を低下させる光量抑制フィルタを備えてもよい。

これによれば、検出器の能力以上の光が入射することを抑制し、精度よく測定を実施することが可能となる。

また、上記目的を達成するために、本願発明にかかる全光量測定装置は、光源から放射される光の全光量を測定するための全光量測定装置であって、内方に前記光源を配置可能な第一空間を備える第一筐体であって、前記第一空間に配置された前記光源から放射される光を正反射する反射面部を内面に有し、前記光源から直接到達する直接光と前記反射面部で反射した後到達する反射光とが通過する第一開口を有する第一筐体と、内方に前記光源を配置可能な第二空間を備える第二筐体であって、前記第一開口と同一形状かつ同一面積の第二開口と、前記第二空間に配置された前記光源から放射され、前記第二開口に直接到達する直接光のみを通過させるように光を吸収する吸収面部を内面に有する第二筐体と、前記第一開口を通過する光の光量である第一光量と、前記第二開口を通過する光の光量である第二光量とを検出する検出手段とを備えることを特徴とする。

これによれば、第二光量を用いて第一光量に含まれる反射光による影響を補正し、光源の全光量を算出することが可能となる。従って、硫酸バリウムなどの拡散反射材料を用いる必要が無いため、第一筐体や第二筐体の保管や取り扱いが容易となる。

また、正反射による反射光や直接光を直接測定するため、強い光を用いて光量を測定することができ比較的早い時間で測定を行っても十分に正確な測定が可能となる。

また、上記目的を達成するために、本願発明にかかる全光量測定方法は、照射される光の量に対応する信号を出力する検出器を用い、光源から放射される光の全光量を測定する方法であって、前記光源と前記検出器とを所定の位置関係に配置し、前記光源から放射され前記検出器に直接到達する直接光の光量Ａと、前記光源から放射され正反射により前記検出器に到達する反射光の光量Ｂとの和を光量Ｃとして検出し、前記光源と前記検出器との位置関係と同じ位置関係になるように、前記光源と前記検出器、または、別体の検出器を配置し、前記光源から放射され前記検出器、または、前記別体の検出器に直接到達する直接光の光量Ａを検出し、光源から放射される光の全光量ＤをＤ＝Ａ＋（Ｃ−Ａ）／ｔ（ｔ：前記正反射における反射率補正係数）の式により算出することを特徴とする。

これによれば、反射光を含む第一光量と反射光を含まない第二光量とを別々に検出し、周囲の影響を受けにくい直接光を用いて反射光に含まれる反射による影響を除外することで、光源の全光量を測定することが可能となる。また、光を散乱させること無く正反射による反射光を用いるため、強い光で測定することができるため、正確かつ高速な測定を行うことが可能となる。また、乱反射させるための拡散反射材料を必要としないため、簡便な保管や取り扱いを行っても、高い測定精度を維持することが可能となる。

本願発明によれば、保管や測定時の取り扱いが容易で、簡便に光源の全光量を安定かつ、正確、高速に測定することが可能となる。

全光量測定システムを模式的に示す図である。 第一筐体を切り欠いて示す斜視図である。 第二筐体を切り欠いて示す斜視図である。 全光量測定方法の流れを示すために模式的に全光量測定システムを示す図である。 光源から放射された光の反射状態、吸収状態を模式的に示す図である。 他の全光量測定システムを模式的に示す図である。 全光量測定方法の流れを示すために模式的に全光量測定システムを示す図である。

次に本願発明に係る全光量測定システムを、図面を参照しつつ説明する。

（実施の形態１）
図１は、全光量測定システムを模式的に示す図である。

同図に示すように、全光量測定システム１００は、光源３００から放射される光の全光量を測定するシステムであり、第一筐体１０１と、第二筐体１０２と、検出手段１０３と、演算手段１０４とを備えている。また、本実施の形態の場合、全光量測定システム１００はさらに、光源配置手段３０１を備えている。

図２は、第一筐体を切り欠いて示す斜視図である。

第一筐体１０１は、光源３００から放射される光の一部を正反射により反射させ第一開口１１１に導く部材であり、反射面部１１３を備えている。

反射面部１１３は、第一空間１１０に配置された光源３００から放射される光を正反射する部分である。反射面部１１３は、光が乱反射することなくできる限り正反射する面（第一筐体１０１の内面に該当）を備えれば良く、いわゆる鏡面を備えていればよい。本実施の形態の場合、反射面部１１３は、金属である第一筐体１０１の内面を研磨により鏡面に仕上げたものである。従って、図１や図２では反射面部１１３を別体のように記載しているが、反射面部１１３は、第一筐体１０１と一体でもかまわない。

また、反射面部１１３は、光源３００から放射された光が一度の反射で第一開口１１１に到達するような形状となっている。

なお、反射面部１１３は、円錐台形状に限定されるものではなく、反射面部１１３が光源３００から第一開口１１１に向かって湾曲する曲面であってもかまわない。当該湾曲する反射面部１１３としては、例えば、放物面を表面に備える反射面部１１３を挙示することができる。反射面部１１３が放物面を備える場合、放物面の焦点に光源３００をおくと、光源３００から放射され反射面部１１３の放物面に反射した反射光が放物面の対称軸と平行となり第一開口１１１に向かうこととなる。この場合、反射光は一度の反射で第一開口１１１に垂直に到達することができる。

第一空間１１０は、第一筐体１０１の内部に設けられ、光源３００が配置される空間である。つまり、第一空間１１０は、第一筐体１０１の反射面部１１３で囲われて形成される空間である。本実施の形態の場合、第一空間１１０は、円錐台形状となっている。つまり、第一筐体１０１は、円錐台形状の第一空間１１０を形成する円筒形状となっている。

第一開口１１１は、第一空間１１０と隣接する他の空間とを連通状態とするための開口であり、光源３００から直接到達する直接光と反射面部１１３で反射した後到達する反射光とが通過する開口である。本実施の形態の場合、円錐台形状の第一空間１１０の底面部分（面積の大きい円形部分）が第一開口１１１に該当する。

ここで、第一空間１１０に配置された光源３００から放射され第一開口１１１を通過する光の総光量を第一光量と以下に記す。第一光量は、直接第一開口１１１に到達し第一開口１１１を通過する直接光の光量と、反射面部１１３に反射した後第一開口１１１を通過する反射光の光量の総和となる。

また、第一筐体１０１は、光源３００を第一空間１１０に配置するための第一挿入孔１１２が第一開口１１１と対向する面に設けられている。

第一挿入孔１１２は、本実施の形態の場合、第一筐体１０１を貫通して第一空間１１０と接続される孔であり、円錐台形状の第一空間１１０の上面部分（面積の小さい円形部分）が第一挿入孔１１２に該当する。

このように、第一挿入孔１１２を設ける事で、第一空間１１０に光源３００を配置しやすくなり、また、第一筐体１０１に対し光源３００の位置を合わせることで、第一開口１１１と光源３００との位置を容易に合わせることが可能となる。

図３は、第二筐体を切り欠いて示す斜視図である。

第二筐体１０２は、光源３００から放射され、第二開口１２１に直接到達する直接光のみを通過させる部材であり、吸収面部１２３を備えている。

吸収面部１２３は、第二空間１２０に配置された光源３００から放射される光を吸収する部分である。吸収面部１２３は、光が反射することなくできる限り光を吸収する面（第二筐体１０２の内面に該当）を備えればよい。本実施の形態の場合、金属である第二筐体１０２の内面を無電界黒色メッキを施すことにより吸収面部１２３を形成している。従って、図１や図３では吸収面部１２３を別体のように記載しているが、吸収面部１２３は、第二筐体１０２と一体でもかまわない。

ここで、無電界黒色メッキとは、第二筐体１０２の表面に被膜を成長させる処理であり、光学機器の分野で広く用いられているものである。無電界黒色メッキにより得られる被膜は、自身の黒色と表面の微細凹凸により、可視光線ばかりでなく紫外線や近赤外線の波長領域の光を吸収することが可能である。

なお、本明細書、及び、特許請求の範囲において記載される「吸収」の語は、黒体や完全空洞のような入射した光がまったく反射しないと言う意味ではなく、正反射に比べて充分に小さな反射率であることを意味している。

第二空間１２０は、第二筐体１０２の内部に設けられ、光源３００が配置される空間である。つまり、第二空間１２０は、第二筐体１０２の吸収面部１２３で囲われて形成される空間である。本実施の形態の場合、第二空間１２０は、第一空間１１０と同じ形状、同じ体積の円錐台形状となっている。つまり、第二筐体１０２は、円錐台形状の第二空間１２０を形成する円筒形状となっている。

第二開口１２１は、第二空間１２０と隣接する他の空間とを連通状態とするための開口であり、光源３００から直接到達する直接光が通過する第一開口と同一形状かつ同一面積の開口である。本実施の形態の場合、円錐台形状の第二空間１２０の底面部分（面積の大きい円形部分）が第二開口１２１に該当する。

ここで、第二空間１２０に配置された光源３００から放射され第二開口１２１を通過する光の総光量を第二光量と以下に記す。第二光量は、直接第二開口１２１に到達し第二開口１２１を通過する直接光の光量となるが、これは厳密なものではなく、吸収面部１２３からの反射光も含まれる可能性はある。

また、第二筐体１０２は、光源３００を第二空間１２０に配置するための第二挿入孔１２２が第二開口１２１と対向する面に設けられている。

第二挿入孔１２２は、本実施の形態の場合、第二筐体１０２を貫通して第二空間１２０と接続される孔であり、円錐台形状の第二空間１２０の上面部分（面積の小さい円形部分）が第二挿入孔１２２に該当する。

このように、第二挿入孔１２２を設ける事で、第二空間１２０に光源３００を配置しやすくなり、また、第二筐体１０２に対し光源３００の位置を合わせることで、第二開口１２１と光源３００との位置を容易に合わせることが可能となる。さらに、第一空間１１０と第二空間１２０の形状、及び、体積が同じであるため、第二開口１２１と光源３００との位置関係を第一開口１１１と光源３００との位置関係とを一致させることも容易となる。

検出手段１０３は、第一開口１１１を通過する光の光量である第一光量と、第二開口１２１を通過する光の光量である第二光量とを検出する装置である。

本実施の形態の場合、検出手段１０３は、第一検出器１１４と、第二検出器１２４と、第一増幅器１１５と、第二増幅器１２５とを備えている。

第一検出器１１４は、第一筐体１０１の第一開口１１１に配置され第一光量に対応する信号を出力するセンサである。第二検出器１２４は、第二開口１２１に配置され第二光量に対応する信号を出力するセンサである。

本実施の形態の場合、第一検出器１１４と第二検出器１２４とは同じ種類、同じ形状、同じ特性を備えるセンサである。より具体的には、第一検出器１１４は、第一開口１１１全域を通過する光の光量全てを検出するフォトダイオードを備えており、第二検出器１２４は、第二開口１２１全域を通過する光の光量全てを検出するフォトダイオードを備えている。また、第一検出器１１４、第二検出器１２４は、複数のフォトダイオードが面上に配置されるフォトダイオードアレイでもかまわないが、第一開口１１１や第二開口１２１を継ぎ目無く覆うフォトダイオードが望ましい。

なお、前記第一筐体１０１と第二筐体１０２と検出手段１０３とが全光量測定装置を構成する。

第一増幅器１１５と、第二増幅器１２５とは、第一検出器１１４、第二検出器１２４から送信される信号を、演算手段１０４が処理できる程度に増幅する装置である。なお、第一増幅器１１５と、第二増幅器１２５とは、本願発明の必須の構成要素ではない。

本実施の形態の場合、第一増幅器１１５（第二増幅器１２５も同様）は、フォトダイオードを備えた第一検出器１１４から送信される電流信号を増幅する増幅部と、電流信号を電圧信号に変換する変換部と、アナログの電圧信号をデジタルの信号に変換するＡＤ変換部とを備えている。

さらに、検出手段１０３は、光量抑制フィルタ１３１と、視感度補正フィルタ１３２とを備えている。

光量抑制フィルタ１３１は、第一光量、および、第二光量を低下させるフィルタである。光量抑制フィルタ１３１は、特に第一光量が第一検出器１１４の検出能力を超えている場合に、第一検出器１１４の能力範囲内となるように第一光量を抑制して第一検出器１１４に到達させるフィルタである。また、光量抑制フィルタ１３１は、第一光量を抑制した同じ比率で第二光量を抑制するフィルタである。

本実施の形態の場合、検出手段１０３は、光量抑制フィルタ１３１を二つ備えており、光量抑制フィルタ１３１は、第一検出器１１４と、第二検出器１２４とにそれぞれ配置されている。また、全光量測定システム１００は、可視光を放射する光源３００の全光量を測定するシステムであり、光量抑制フィルタ１３１は、３５０ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲に該当する光の光量を均等に抑制する機能を備えている。また、検出手段１０３は、光量を９０％に抑制する光量抑制フィルタ１３１や、光量を８０％に抑制する光量抑制フィルタ１３１など、複数種類の光量抑制フィルタ１３１を備えておき、光源３００の種類によって光量抑制フィルタ１３１を使い分けてもよい。

視感度補正フィルタ１３２は、人間の目が光の波長ごとの明るさを感じる強さを数値で表わした比視感度に光源３００から放射される光の波長分布を調整するためのフィルタである。視感度補正フィルタ１３２を使用した場合、全光量測定システム１００で測定された光源３００の全光量が、人間が感じる光源３００の明るさと強く相関し、光源３００の能力を示す有効な指標（全光束）となる。

なお、光量抑制フィルタ１３１や視感度補正フィルタ１３２は、必要に応じ適宜使用すればよい。すなわち、光源の全光量を測定したい場合は視感度補正フィルタ１３２を省略し、全光束を使用したい場合は視感度補正フィルタを使用する。

演算手段１０４は、検出手段１０３で検出された第一光量と第二光量とを所定の計算式に代入し光源３００の全光量を算出する装置である。

ここで、所定の計算式とは、Ｄ＝Ａ＋（Ｃ−Ａ）／ｔである。また、Ｄは、全光量である。Ｃは、第一検出器１１４から取得される光量である。すなわちＣは、第一光量である。Ａは、第二検出器１２４から取得される光量である。すなわちＡは、第二光量である。ｔは、反射率補正係数である。なお、反射率補正係数は、全光量測定システム１００に固有の係数であり、全光量が既知の光源を用いて定められる。

本実施の形態の場合、演算手段１０４は、第一増幅器１１５から取得したデジタル信号と第二増幅器１２５から取得したデジタル信号を上記式に代入して演算し、全光量Ｄを得ることのできる中央演算装置やハードディスクなどの外部メモリを備えたコンピュータである。

なお、演算手段１０４は、コンピュータに限られず、上記式を満たすデジタル回路でもかまわない。また、第一増幅器１１５や第二増幅器１２５からアナログ信号を取得し、当該アナログ信号を上記式に従って演算するアナログ回路であってもよい。

光源配置手段３０１は、光源３００を第一筐体１０１の第一空間１１０内に配置し、また、光源３００を第二筐体１０２の第二空間１２０に配置することができる装置である。本実施の形態の場合、光源配置手段３０１は、移送機構３１０と、回避機構３１１とを備えている。

移送機構３１０は、第一筐体１０１の対応位置から第二筐体１０２の対応位置に光源３００を移動させる、または、第二筐体１０２の対応位置から第一筐体１０１の対応位置に光源３００を移動させる機構である。本実施の形態では、移送機構３１０としてコンベアが採用されている。

回避機構３１１は、移送機構３１０によって光源３００が移送される際に、第一筐体１０１や第二筐体１０２と光源３００とが接触しないように、第一筐体１０１や第二筐体１０２を回避させる機構である。本実施の形態では、回避機構３１１として、第一筐体１０１と第二筐体１０２とを移送機構３１０から遠ざけ、また、近づけることができるロボットアームが採用されている。

次に、全光量測定システム１００を用いた全光量測定方法を説明する。

図４は、全光量測定方法の流れを示すために模式的に全光量測定システムを示す図である。

本実施の形態の場合、全光量測定システム１００の測定対象である光源３００としてＬＥＤが採用されている。光源３００であるＬＥＤは、半球方向に光を放射するものであり、半球方向に放射された光の光量が全光量となるものである（図５参照）。また、全光量測定システム１００は、一列に並べられた光源３００の個々の全光量を次々に測定していくシステムとなっている。光源３００は、移送機構３１０により間欠的に搬送され、第一筐体１０１の下方、および、第二筐体１０２の下方に位置したときに点灯するものとなっている。なお、説明の都合上、個々の光源３００を区別するため、光源３００にａ〜ｄの符号を付している。

事前に、本実施の形態で用いられる全光量測定システム１００の反射率補正係数ｔを算出し、演算手段１０４に記憶させる。具体的な方法は次の通りである。今回用いられるＬＥＤと同種のＬＥＤの全光量を積分球を用いた光量測定システムや、配光測定システムで測定する。そして、この値をＤとしておく。次に、図５（ａ）に示す状態と同じ状態で当該ＬＥＤの全光量を測定し第一光量Ｃを得る。次に、図５（ｂ）に示す状態と同じ状態で当該ＬＥＤの光量を測定し第二光量Ａを得る。以上により得られたＤとＡとＣを式Ｄ＝Ａ＋（Ｃ−Ａ）／ｔに代入し、ｔを算出する。そして、算出されたｔを演算手段１０４に記憶させておく。

次に、全光量測定システム１００を用いて、光源３００の全光量を測定する。

図４（ａ）に示すように、光源配置手段３０１は、移送機構３１０により光源３００ａを所定の位置に移送し、回避機構３１１により事前に移送機構３１０から遠ざけておいた第二筐体１０２を移送機構３１０に近づけることにより光源３００ａを第二挿入孔１２２に挿入し第二空間１２０内に配置する（第二配置工程）。同時に、光源配置手段３０１は、移送機構３１０により光源３００ｂを所定の位置に移送し、回避機構３１１により事前に移送機構３１０から遠ざけておいた第一筐体１０１を移送機構３１０に近づけることにより光源３００ｂを第一挿入孔１１２に挿入し第一空間１１０に配置する（第一配置工程）。

この状態において、光源３００ｂと第一検出器１１４との位置関係と、光源３００ａと第二検出器１２４との位置関係とは同じとなるように設定されている。また、第一筐体１０１の底部は、回避機構３１１により移送機構３１０に押し付けられた状態か、もしくは移送機構３１０に接近した状態であり、第二筐体１０２内方で点灯している光源３００ａの光やその他の光が第一筐体１０１の内方に入り込むことを防止している。第二筐体１０２も同様に回避機構３１１により移送機構３１０に押し付けられた状態となっている。

次に、前記配置状態の光源３００ａと光源３００ｂとは点灯状態となっており、第一検出器１１４を用いて光源３００ｂの第一光量Ｃを測定する（第一検出工程）。同時に、第二検出器１２４を用いて光源３００ａの第二光量Ａを測定する（第二検出工程）。

ここで、第一検出器１１４は、光量抑制フィルタ１３１と、視感度補正フィルタ１３２とを介し、光源３００ｂから放射される光の全てを検出する。なお、図５（ａ）に示すように、第一検出器１１４が検出する光は、光源３００ｂから直接到達する直接光（図５（ａ）中、実線矢印）と、反射面部１１３で一度反射した後に到達する反射光（図５（ａ）中、破線矢印）とが含まれる。従って、第一検出器１１４で検出される第一光量Ｃは、直接光と反射光との和になる。

一方、図５（ｂ）に示すように、第二検出器１２４が検出する光は、光源３００ａから直接到達する直接光（図５（ｂ）中、実線矢印）のみである。つまり、光源３００ａから放射される光の内、吸収面部１２３に到達する光（図５（ｂ）中、破線）は、吸収面部１２３によって吸収され、第二検出器１２４に到達しない。従って、第二検出器１２４で検出される第二光量Ａは、直接光のみの光量となる。なお実際には、吸収面部１２３に到達した光は散乱し、第二検出器１２４に到達すると考えられるが、直接光の光量に比較して、散乱により到達する光の光量は無視できると考えられる。

次に、第一検出器１１４で検出された第一光量Ｃは、第一増幅器１１５を経て光源３００ｂを識別する情報とひも付けられて演算手段１０４に記憶される。

なお、本実施の形態では、第一検出器１１４、第二検出器１２４は共に、同じ仕様のフォトダイオードが用いられており、第一光量Ｃや第二光量Ａの検出時間は３０ｍｓｅｃ程度である。

次に、第二検出器１２４で検出された第二光量Ａは、第二増幅器１２５を経て演算手段１０４に取得される。演算手段１０４は、先に光源３００ａを識別する情報とひも付けられて記憶している第一光量Ｃと第二光量Ａと、ｔを用いて光源３００ａの全光量Ｄを算出する（算出工程）。全光量Ｄの算出に用いられる式はＤ＝Ａ＋（Ｃ−Ａ）／ｔである。

次に、図４（ｂ）に示すように、第一筐体１０１と第二筐体１０２とを回避機構３１１により移送機構３１０から離し、移送機構３１０により光源３００ｂを第二筐体１０２の下方に移動させる（移動工程）。この動作に伴い、新たな測定対象である光源３００ｃが第一筐体１０１の下方に配置される。

次に、図４（ｃ）に示すように、光源３００ｂを第二挿入孔１２２に挿入し、第二空間１２０内に配置する（第二配置工程）。同時に、光源３００ｃを第一挿入孔１１２に挿入し、第一空間１１０に配置する（第一配置工程）。

次に、第一検出器１１４を用いて光源３００ｃの第一光量Ｃを測定する（第一検出工程）。同時に、第二検出器１２４を用いて光源３００ｂの第二光量Ａを測定する（第二検出工程）。

次に、演算手段１０４は、先に光源３００ｂを識別する情報とひも付けられて記憶している第一光量Ｃと第二光量Ａと、ｔとを用いて光源３００ｂの全光量Ｄを算出する（算出工程）。

以上の様に、配置工程、検出工程、算出工程、移動工程を繰り返すことで、全光量測定システム１００は、一列に並べられた光源３００の個々の全光量を次々に測定することができるものとなっている。

以上の全光量測定システム１００を用い、全光量測定方法を実施すれば、複数の光源３００のそれぞれの全光量を効率よく短時間で測定することが可能となる。従って、多くの光源３００の中から光量不足で不良と判断される光源３００を選び出すことや、所定の範囲内に納まる光源３００のみを選び出してランク分けするなどを容易に行うことができる。しかも、拡散反射材料を使用していないため、湿度の管理を厳しく行う必要が無く、また、測定結果に影響する経年変化も緩やかであるため、光源３００の製造ラインにインラインに設ける事も可能である。また、安定した測定結果を得ることが可能となる。

また、全光量測定システム１００で得られた値は再現性がよく、積分球を備えた光量測定システムで得られた値との相関性も充分にあるため、光源３００の全光量を絶対的に評価することも可能である。

（実施の形態２）
次に、本願発明に係る他の全光量測定システム１００を説明する。

図６は、全光量測定システムを模式的に示す図である。

同図に示すように、全光量測定システム１００は、光源３００から放射される光の全光量を測定するシステムであり、第一筐体１０１と、第二筐体１０２と、検出手段１０３と、演算手段１０４と、転換手段２３０とを備えている。

なお、実施の形態１で説明した構成要素と同一の作用・効果を示す構成要素については同じ符号を付し説明を省略する場合がある。

検出手段１０３は、本実施の形態の場合、検出器として第一検出器１１４のみを備え、また、第一増幅器１１５のみを備えている。

転換手段２３０は、第一開口１１１に対応する位置と第二開口１２１に対応する位置とのいずれかに検出器である第一検出器１１４を転換自在に配置する装置である。本実施の形態の場合、転換手段２３０は、固定された第一検出器１１４に対し、第一筐体１０１と第二筐体１０２との位置を入れ替える装置である。例えば転換手段２３０は、第一筐体１０１と第二筐体１０２とが摺動可能に取り付けられる１本のレールなどである。また、転換に必要な駆動力は人間の手で付与してもよく、また、モーターなどの駆動源を備えてもかまわない。

本実施の形態の場合、回避機構３１１は、転換手段２３０によって、第一筐体１０１と第二筐体１０２との位置が転換する際に、光源３００を第一筐体１０１や第二筐体１０２から遠ざけ、転換動作が終了すると光源３００を第一筐体１０１や第二筐体１０２に近づけることのできる装置である。

また、全光量測定システム１００は、第一検出器１１４と第一筐体１０１との距離、もしくは、第一検出器１１４と第二筐体１０２との距離を相対的に近接（当接）させ、また、離反させることとのできる検出器移動手段２３１を備えている。これにより、転換手段２３０が第一筐体１０１や第二筐体１０２の位置を転換する際に検出器１１４との干渉を防止し、検出器１１４の受光面などを傷などから保護することができる。

なお、本実施の形態では、転換手段２３０は、第一筐体１０１と第二筐体１０２を移動させるものとしたが、第一筐体１０１と第二筐体１０２とを固定状態として第一検出器１１４を移動させるものでもかまわない。この場合、光源３００も第一検出器１１４の移動に伴い第一筐体１０１と第二筐体１０２との間を移動することとなる。

次に、全光量測定システム１００を用いた全光量測定方法を説明する。

図７は、全光量測定方法の流れを示すために模式的に全光量測定システムを示す図である。

本実施の形態の場合、全光量測定システム１００の測定対象である光源３００としてＬＥＤが採用されている。また、全光量測定システム１００は、一つの光源３００の全光量をバッチ処理的に測定するシステムとなっている。

光源３００は、回避機構３１１が備える昇降台３２０に取り付けられ、任意のタイミングで点灯することができるものとなっている。

事前に、本実施の形態で用いられる全光量測定システム１００の反射率補正係数ｔを算出し、演算手段１０４に記憶させる。具体的な方法は前述の通りである。

次に、全光量測定システム１００を用いて、光源３００の全光量を測定する。

同図（ａ）に示すように、昇降台３２０を上昇させて、光源３００を第一挿入孔１１２に挿入し、第一空間１１０に配置する（第一配置工程）。また、第一筐体１０１の底部は、昇降台３２０に押し付けられた状態か、もしくは昇降台３２０に接近した状態であり、第一筐体１０１の外部にある光が第一筐体１０１の内方に入り込むことを防止している。

次に、前記配置状態の光源３００を点灯させ、第一検出器１１４を用いて光源３００の第一光量Ｃを測定する（第一検出工程）。

次に、第一検出器１１４で検出された第一光量Ｃは、第一増幅器１１５を経て演算手段１０４に記憶される。

次に、同図（ｂ）に示すように、昇降台３２０を下げ、第一筐体１０１と第二筐体１０２との位置を転換する（転換工程）。

次に、同図（ｃ）に示すように、昇降台３２０を上昇させて、光源３００を第二挿入孔１２２に挿入し、第二空間１２０内に配置する（第二配置工程）。また、第二筐体１０２の底部は、昇降台３２０に押し付けられた状態か、もしくは昇降台３２０に接近した状態であり、第二筐体１０２の外部にある光が第二筐体１０２の内方に入り込むことを防止している。なお、この状態において、光源３００と第一検出器１１４との位置関係が変わらないように調整されている。

次に、前記配置状態の光源３００を点灯させ、第一検出器１１４を用いて光源３００の第二光量Ａを測定する（第二検出工程）。

次に、第一検出器１１４で検出された第二光量Ａは、第一増幅器１１５を経て演算手段１０４に取得される。演算手段１０４は、先に取得して記憶している第一光量Ｃとｔと第二光量Ａとを用いて光源３００の全光量Ｄを算出する（算出工程）。全光量Ｄの算出に用いられる式はＤ＝Ａ＋（Ｃ−Ａ）／ｔである。

以上の全光量測定システム１００を用い、全光量測定方法を実施すれば、一つの第一検出器１１４で第一光量Ｃと第二光量Ａとを検出するため、検出器の違いによる誤差を考慮する必要が無くなり、より正確な測定を行うことが可能となる。

なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて実現される別の実施の形態を本願発明としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の主旨、すなわち、特許請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本願発明に含まれる。また、「同一」や「吸収」などの文言は本願発明の趣旨を逸脱しない程度の誤差を許容する意味で使用している。

本願発明は、光源の全光量を測定することが可能であり、光源の全光量を絶対的に評価するための装置として利用可能である。また、光源の製造工場における製品の性能評価や、光源を基板に実装する際の光源の評価に利用可能である。

１００ 全光量測定システム
１０１ 第一筐体
１０２ 第二筐体
１０３ 検出手段
１０４ 演算手段
１１０ 第一空間
１１１ 第一開口
１１２ 第一挿入孔
１１３ 反射面部
１１４ 第一検出器
１１５ 第一増幅器
１２０ 第二空間
１２１ 第二開口
１２２ 第二挿入孔
１２３ 吸収面部
１２４ 第二検出器
１２５ 第二増幅器
１３１ 光量抑制フィルタ
１３２ 視感度補正フィルタ
２３０ 転換手段
３００ 光源
３０１ 光源配置手段
３１０ 移送機構
３１１ 回避機構
３２０ 昇降台

Claims (10)

1. 光源から放射される光の全光量を測定するシステムであって、
   内方に前記光源を配置可能な第一空間を備える第一筐体であって、前記第一空間に配置された前記光源から放射される光を正反射する反射面部を内面に有し、前記光源から直接到達する直接光と前記反射面部で反射した後到達する反射光とが通過する第一開口を有する第一筐体と、
   内方に前記光源を配置可能な第二空間を備える第二筐体であって、前記第一開口と同一形状かつ同一面積の第二開口と、前記第二空間に配置された前記光源から放射され、前記第二開口に直接到達する直接光のみを通過させるように光を吸収する吸収面部を内面に有する第二筐体と、
   前記第一開口を通過する光の光量である第一光量と、前記第二開口を通過する光の光量である第二光量とを検出する検出手段と、
   検出された前記第一光量と前記第二光量とに基づいて前記光源の全光量を算出する演算手段と
   を備える全光量測定システム。
2. 前記第一筐体は、
   内方に備える前記第一空間が円錐台形状となる筒形状であり、
   前記第一空間の底面に該当する部分に前記第一開口が設けられ、
   前記第一空間の側面に該当する部分に前記反射面部が設けられ、
   前記第一開口と対向する面に前記光源を前記第一空間に配置するための第一挿入孔
   を備える請求項１に記載の全光量測定システム。
3. 前記第二筐体は、
   内方に備える前記第二空間が前記第一空間と同一形状かつ同一体積となる筒形状であり、
   前記第二空間の底面に該当する部分に前記第二開口が設けられ、
   前記第二空間の側面に該当する部分に前記吸収面部が設けられ、
   前記第二開口と対向する面に前記光源を前記第二空間に配置するための第二挿入孔
   を備える請求項２に記載の全光量測定システム。
4. 前記反射面部は、
   前記光源から放射された光が一度の反射で第一開口に到達するように配置される
   請求項１に記載の全光量測定システム。
5. 前記検出手段は、
   前記第一開口に配置され第一光量に対応する信号を出力する第一検出器と、
   前記第二開口に配置され第二光量に対応する信号を出力する第二検出器と
   を備える請求項１に記載の全光量測定システム。
6. 前記検出手段は、
   第一光量、及び、第二光量に対応する信号を出力する検出器を備え、
   さらに、
   前記第一開口に対応する位置と前記第二開口に対応する位置とのいずれかに前記検出器を転換自在に配置する転換手段
   を備える請求項１に記載の全光量測定システム。
7. 前記検出手段は、
   第一光量、及び、第二光量に対応する信号を出力する検出器であり、前記第一開口全域を通過する光を検出するフォトダイオードからなる検出器
   を備える請求項１に記載の全光量測定システム。
8. さらに、
   第一光量、および、第二光量を低下させる光量抑制フィルタ
   を備える請求項７に記載の全光量測定システム。
9. 光源から放射される光の全光量を測定するための全光量測定装置であって、
   内方に前記光源を配置可能な第一空間を備える第一筐体であって、前記第一空間に配置された前記光源から放射される光を正反射する反射面部を内面に有し、前記光源から直接到達する直接光と前記反射面部で反射した後到達する反射光とが通過する第一開口を有する第一筐体と、
   内方に前記光源を配置可能な第二空間を備える第二筐体であって、前記第一開口と同一形状かつ同一面積の第二開口と、前記第二空間に配置された前記光源から放射され、前記第二開口に直接到達する直接光のみを通過させるように光を吸収する吸収面部を内面に有する第二筐体と、
   前記第一開口を通過する光の光量である第一光量と、前記第二開口を通過する光の光量である第二光量とを検出する検出手段と
   を備える全光量測定装置。
10. 照射される光の量に対応する信号を出力する検出器を用い、光源から放射される光の全光量を測定する方法であって、
    前記光源と前記検出器とを所定の位置関係に配置し、
    前記光源から放射され前記検出器に直接到達する直接光の光量Ａと、前記光源から放射され正反射により前記検出器に到達する反射光の光量Ｂとの和を光量Ｃとして検出し、
    前記光源と前記検出器との位置関係と同じ位置関係になるように、前記光源と前記検出器、または、別体の検出器を配置し、
    前記光源から放射され前記検出器、または、前記別体の検出器に直接到達する直接光の光量Ａを検出し、
    光源から放射される光の全光量Ｄを
    Ｄ＝Ａ＋（Ｃ−Ａ）／ｔ （ｔ：前記正反射における反射率補正係数）
    の式により算出する
    全光量測定方法。

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