JP2011220770A - Photoreceiver for photometer - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photoreceiver for a photometer, with its design flexibility improved and its size reduced, which can provide a desired oblique incident light property with high accuracy.SOLUTION: A oblique incident light property indicates a degree of change in the sensitivity of incident light falling on a light receiving spot, associated with a change in the incident angle of the incident light falling on a light receiving spot, to an optical axis; and a photoreceiver 10 for a photometer is designed so as to have a specific oblique incident light property. The photoreceiver 10 includes: a diffuser panel 12 which has a diffusion performance close to that of a perfectly diffusing surface; a light receiving member 17 which receives incident light diffused by the diffuser panel 12 and outputs an electric signal based on the amount of the received light; and an incident angle restriction member 14 which is disposed between the light receiving member 17 and the diffuser panel 12 and restricts the incident angle of the incident light falling on an incident surface 17a of the light receiving member 17.

Description

本発明は、照度計、輝度計、色彩計、紫外線強度計、写真用露出計、写真用カラーメーター、スポットメーター、光パワーメーター等の測光機器に好適な受光装置に関する。   The present invention relates to a light receiving device suitable for photometric devices such as an illuminance meter, a luminance meter, a color meter, an ultraviolet intensity meter, a photographic exposure meter, a photographic color meter, a spot meter, and an optical power meter.

測光機器の受光装置は、その測光機器の測定目的に応じた所定の斜入射光特性を有するように設計される。この斜入射光特性とは、受光装置の受光箇所である入射端面への光軸方向に対する入射光の進行方向を入射角度として、その入射角度の変化に対する感度の変化度合いを示すものである。このような測光機器の受光装置では、JIS(日本工業規格(JIS C 1609))に規定されたいわゆる余弦則に近似した斜入射光特性を有することが求められる(例えば、特許文献1参照)。   The light receiving device of the photometric device is designed to have a predetermined oblique incident light characteristic according to the measurement purpose of the photometric device. The oblique incident light characteristic indicates the degree of change in sensitivity with respect to a change in the incident angle, with the incident light traveling direction with respect to the optical axis direction to the incident end face as the light receiving portion of the light receiving device. Such a light receiving device of a photometric device is required to have an oblique incident light characteristic approximate to a so-called cosine law defined in JIS (Japanese Industrial Standard (JIS C 1609)) (for example, see Patent Document 1).

このような所望の斜入射光特性を実現する手段として、拡散性能を有する材料からなる半球状に突出するグローブ(受光球)を用いて入射面を形成することが知られている。受光装置では、拡散性能を有する半球状のグローブを用いることにより、入射角度が0度から大きくなることに伴う入射角度の変化に対する実効的な受光量の減少度合いを、平坦面に対する入射角度の変化に伴う受光面積の減少度合いよりも低減することができるので、入射角度の増大に伴う受光量の低減を、余弦則よりも小さなものとすることができる。このため、拡散性能を有する半球状のグローブを用いることにより、入射角度に応じた受光量を減ずる方向へと調整するだけで、斜入射光特性を余弦則に近似させることができるので、高い精度で余弦則を得ることができる。   As a means for realizing such a desired oblique incident light characteristic, it is known to form an incident surface using a hemispherical globe (light receiving sphere) made of a material having diffusion performance. In the light receiving device, by using a hemispherical glove having a diffusing performance, the reduction in the effective received light amount with respect to the change in the incident angle with the increase in the incident angle from 0 degree can be represented by the change in the incident angle with respect to the flat surface Therefore, the reduction in the amount of received light accompanying the increase in the incident angle can be made smaller than the cosine law. For this reason, by using a hemispherical globe with diffusion performance, the oblique incident light characteristics can be approximated to the cosine law simply by adjusting the received light amount in accordance with the incident angle. You can get the cosine law.

特開2001−83008号公報JP 2001-83008 A

しかしながら、上記した構成では、半球状のグローブを突出させるように設ける必要があることから、デザインが制限されるとともに、大きさ寸法(厚み)の増大を招いてしまう。   However, in the above-described configuration, since it is necessary to provide a hemispherical glove so as to protrude, the design is limited and the size (thickness) increases.

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、その目的は、デザインの自由度の向上や大きさ寸法の低減を可能としつつ高い精度で所望の斜入射光特性を得ることのできる測光機器の受光装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to obtain desired oblique incident light characteristics with high accuracy while enabling improvement in design freedom and reduction in size. An object of the present invention is to provide a light receiving device for photometric equipment.

請求項1に記載の発明は、受光箇所への光軸方向に対する入射光の入射角度の変化に対する感度の変化度合いを示す斜入射光特性を所定のものとすべく設計される測光機器の受光装置であって、完全拡散面に近い拡散性能を有する拡散板と、該拡散板により拡散された入射光を受光し、その受光量に応じた電気信号を出力する受光部材と、該受光部材と前記拡散板との間に配置され、前記受光部材の入射面における入射光の入射角度を制限する入射角度制限部材と、を備えることを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, the light receiving device of the photometric device is designed so that the oblique incident light characteristic indicating the degree of change in sensitivity with respect to the change in the incident angle of the incident light with respect to the optical axis direction to the light receiving portion is predetermined A diffusion plate having a diffusion performance close to a perfect diffusion surface, a light receiving member that receives incident light diffused by the diffusion plate, and outputs an electrical signal corresponding to the amount of light received; the light receiving member; An incident angle limiting member disposed between the diffusion plate and limiting an incident angle of incident light on an incident surface of the light receiving member.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の測光機器の受光装置であって、前記入射角度制限部材では、入射光の入射角度の変化に応じた前記受光部材での実効的な受光量の変化の度合いと、該受光部材の指向特性と、を乗算した値を、所望の斜入射光特性とするように、制限する入射角度が設定されていることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the light receiving device of the photometric device according to claim 1, wherein the incident angle limiting member effectively receives light by the light receiving member according to a change in incident angle of incident light. An incident angle to be limited is set so that a value obtained by multiplying the degree of change of the amount and the directivity characteristic of the light receiving member becomes a desired oblique incident light characteristic.

請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の測光機器の受光装置であって、前記拡散板は、フッ素を含む樹脂材料から形成されていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の測光機器の受光装置であって、前記拡散板としてのフッ素を含む樹脂材料は、四フッ化エチレン樹脂であることを特徴とする。
A third aspect of the present invention is the light receiving device of the photometric instrument according to the first or second aspect, wherein the diffusion plate is made of a resin material containing fluorine.
A fourth aspect of the present invention is the light receiving device of the photometric instrument according to the third aspect, wherein the resin material containing fluorine as the diffusion plate is a tetrafluoroethylene resin.

請求項5に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の測光機器の受光装置であって、前記拡散板は、すりガラスから形成されていることを特徴とする。   The invention according to claim 5 is the light receiving device of the photometric device according to claim 1 or 2, wherein the diffusion plate is formed of ground glass.

請求項6に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の測光機器の受光装置であって、前記拡散板は、オパールから形成されていることを特徴とする。   A sixth aspect of the present invention is the light receiving device of the photometric device according to the first or second aspect, wherein the diffusion plate is made of opal.

請求項7に記載の発明は、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の測光機器の受光装置であって、前記入射角度制限部材は、非透過材料からなる板部材に貫通孔が設けられて形成されており、入射端側の開口の径寸法と、出射端側の開口の径寸法と、前記入射端開口から前記出射端開口に至る光軸方向で見た長さ寸法と、の比により、制限する角度の大きさを設定することを特徴とする。   A seventh aspect of the present invention is the light receiving device for a photometric device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the incident angle limiting member is a through-hole formed in a plate member made of a non-transmissive material. The diameter of the opening on the entrance end side, the diameter of the opening on the exit end side, and the length dimension as viewed in the optical axis direction from the entrance end opening to the exit end opening; The size of the limiting angle is set by the ratio of.

請求項8に記載の発明は、請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の測光機器の受光装置であって、前記入射角度制限部材は、光軸上で対を為す2つの絞りから形成されており、入射端側の前記絞りの内径寸法と、出射端側の前記絞りの内径寸法と、前記両絞りの光軸方向で見た間隔寸法と、の比により、制限する角度の大きさを設定することを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the light receiving device of the photometric device according to any one of claims 1 to 6, wherein the incident angle limiting member has two diaphragms that make a pair on the optical axis. Of the aperture on the incident end side, the inner diameter size of the aperture on the output end side, and the distance dimension seen in the optical axis direction of both apertures. The size is set.

請求項9に記載の測光機器は、請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の測光機器の受光装置が搭載されていることを特徴とする。   The photometric device according to claim 9 is characterized in that the light receiving device of the photometric device according to any one of claims 1 to 8 is mounted.

本発明の測光機器の受光装置によれば、デザインの自由度の向上や大きさ寸法の低減を可能としつつ高い精度で所望の斜入射光特性を容易に得ることができる。   According to the light-receiving device of the photometric device of the present invention, desired oblique incident light characteristics can be easily obtained with high accuracy while enabling improvement in design freedom and reduction in size.

上記した構成に加えて、前記入射角度制限部材では、入射光の入射角度の変化に応じた前記受光部材での実効的な受光量の変化の度合いと、該受光部材の指向特性と、を乗算した値を、所望の斜入射光特性とするように、制限する入射角度が設定されていることとすると、任意の指向特性を有する受光部材を用いて所望の斜入射光特性を適切に得ることができる。   In addition to the configuration described above, the incident angle limiting member multiplies the degree of change in the effective amount of light received by the light receiving member according to the change in the incident angle of incident light and the directivity characteristic of the light receiving member. If the incident angle to be limited is set so that the obtained value becomes the desired oblique incident light characteristic, the desired oblique incident light characteristic can be appropriately obtained using the light receiving member having an arbitrary directivity characteristic. Can do.

上記した構成に加えて、前記拡散板は、フッ素を含む樹脂材料から形成されていることとすると、完全拡散面に近い拡散性能を有する拡散板を容易に形成することができる。   In addition to the above-described configuration, if the diffusion plate is formed of a resin material containing fluorine, a diffusion plate having a diffusion performance close to a complete diffusion surface can be easily formed.

上記した構成に加えて、前記拡散板としてのフッ素を含む樹脂材料は、四フッ化エチレン樹脂であることとすると、完全拡散面に近い拡散性能を有する拡散板を容易に形成することができる。   In addition to the above-described configuration, when the resin material containing fluorine as the diffusion plate is a tetrafluoroethylene resin, a diffusion plate having diffusion performance close to a complete diffusion surface can be easily formed.

上記した構成に加えて、前記拡散板は、すりガラスから形成されていることとすると、完全拡散面に近い拡散性能を有する拡散板を容易に形成することができる。   In addition to the above-described configuration, if the diffusion plate is formed of ground glass, a diffusion plate having a diffusion performance close to a complete diffusion surface can be easily formed.

上記した構成に加えて、前記拡散板は、オパールから形成されていることとすると、完全拡散面に近い拡散性能を有する拡散板を容易に形成することができる。   In addition to the above-described configuration, if the diffusion plate is made of opal, a diffusion plate having diffusion performance close to a complete diffusion surface can be easily formed.

上記した構成に加えて、前記入射角度制限部材は、非透過材料からなる板部材に貫通孔が設けられて形成されており、入射端側の開口の径寸法と、出射端側の開口の径寸法と、前記入射端開口から前記出射端開口に至る光軸方向で見た長さ寸法と、の比により、制限する角度の大きさを設定することとすると、簡易に入射角度制限部材を形成することができる。   In addition to the configuration described above, the incident angle limiting member is formed by providing a through-hole in a plate member made of a non-transmissive material, and the diameter of the opening on the incident end side and the diameter of the opening on the emission end side If the size of the angle to be limited is set by the ratio of the dimension and the length dimension seen in the optical axis direction from the incident end opening to the exit end opening, an incident angle limiting member is easily formed. can do.

上記した構成に加えて、前記入射角度制限部材は、光軸上で対を為す2つの絞りから形成されており、入射端側の前記絞りの内径寸法と、出射端側の前記絞りの内径寸法と、前記両絞りの光軸方向で見た間隔寸法と、の比により、制限する角度の大きさを設定することとすると、簡易に入射角度制限部材を形成することができるとともに、2つの絞りの間の空間を利用することができる。   In addition to the configuration described above, the incident angle limiting member is formed of two diaphragms that make a pair on the optical axis, and the inner diameter dimension of the diaphragm on the incident end side and the inner diameter dimension of the diaphragm on the output end side. If the size of the angle to be limited is set by the ratio of the distance between the two apertures as viewed in the optical axis direction, the incident angle limiting member can be easily formed and the two apertures can be formed. The space between can be used.

本願発明に係る測光機器の一例としての照度計50における受光装置10の構成を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the structure of the light-receiving device 10 in the illuminometer 50 as an example of the photometry apparatus which concerns on this invention. 図1の受光装置10を光軸方向に分解して示す説明図である。It is explanatory drawing which decomposes | disassembles and shows the light-receiving device 10 of FIG. 1 to an optical axis direction. 赤外線吸収フィルタ13の分光透過率を示すグラフであり、縦軸が分光透過率(%)を示し、横軸が波長(nm)を示している。It is a graph which shows the spectral transmittance of the infrared absorption filter 13, and the vertical axis | shaft has shown the spectral transmittance (%) and the horizontal axis has shown the wavelength (nm). 標準分光視感効率V(λ)を示すグラフであり、縦軸が最大感度を基準とする感度の比率を示し、横軸が波長(nm)を示している。It is a graph which shows standard spectral luminous efficiency V ((lambda)), the vertical axis | shaft has shown the ratio of the sensitivity on the basis of the maximum sensitivity, and the horizontal axis has shown the wavelength (nm). 干渉フィルタ15に形成されたロングパス干渉膜とショートパス干渉膜との分光透過率を示すグラフであり、縦軸が透過率(%)を示し、横軸が波長(nm)を示している。It is a graph which shows the spectral transmission factor of the long pass interference film and short pass interference film which were formed in interference filter 15, the vertical axis shows the transmittance (%), and the horizontal axis shows the wavelength (nm). 光電変換素子17の分光応答度PD(λ)を示すグラフであり、縦軸が最大感度を基準とする応答度の比率を示し、横軸が波長(nm)を示している。It is a graph which shows spectral response degree PD ((lambda)) of the photoelectric conversion element 17, a vertical axis | shaft shows the ratio of the response degree on the basis of a maximum sensitivity, and the horizontal axis has shown the wavelength (nm). 入射角度の異なる入射光に対する干渉フィルタ15の分光透過率を示すグラフであり、縦軸が分光透過率(%)を示し、横軸が波長(nm)を示している。It is a graph which shows the spectral transmittance of the interference filter 15 with respect to the incident light from which an incident angle differs, A vertical axis | shaft shows the spectral transmittance (%) and the horizontal axis has shown the wavelength (nm). 干渉フィルタ15における平均角度合成分光透過率Fm´(λ)と平均角度合成分光透過率比Fm(λ)と分光透過率F(λ)とを示すグラフであり、縦軸が分光透過率(分光透過率比)(%)を示し、横軸が波長(nm)を示している。4 is a graph showing an average angle combined spectral transmittance Fm ′ (λ), an average angle combined spectral transmittance ratio Fm (λ), and a spectral transmittance F 0 (λ) in the interference filter 15, and the vertical axis indicates the spectral transmittance ( Spectral transmittance ratio) (%), and the horizontal axis represents wavelength (nm). JISに規定された余弦則を示すグラフであり、縦軸が感度比を示し、横軸が受光装置に対する入射角度(度)を示している。It is a graph which shows the cosine law prescribed | regulated to JIS, the vertical axis | shaft shows the sensitivity ratio and the horizontal axis shows the incident angle (degree) with respect to the light-receiving device. 光電変換素子17の指向特性を示すグラフであり、縦軸が入射角度が0度のときの感度を基準とする感度の比率を示し、横軸が光電変換素子17の受光面17aに対する入射角度(度)を示している。It is a graph which shows the directional characteristic of the photoelectric conversion element 17, a vertical axis | shaft shows the ratio of the sensitivity on the basis of a sensitivity in case an incident angle is 0 degree | times, and a horizontal axis shows the incident angle (with respect to the light-receiving surface 17a of the photoelectric conversion element 17 ( Degree). 受光装置101の構成を模式的に示す図1と同様の説明図である。It is explanatory drawing similar to FIG. 1 which shows the structure of the light-receiving device 101 typically. 受光装置102の説明図であり、(a)は正面(被測定箇所側)から見た様子を示し、(b)は図1と同様に構成を模式的に示している。It is explanatory drawing of the light-receiving device 102, (a) shows a mode that it saw from the front (measurement location side), (b) has shown the structure typically similarly to FIG. CIEで規定された等色関数x(λ)、y(λ)、z(λ)を示すグラフであり、縦軸が分光応答度の比率を示し、横軸が波長(nm)を示している。4 is a graph showing color matching functions x (λ), y (λ), and z (λ) defined by CIE, where the vertical axis indicates the spectral response ratio and the horizontal axis indicates the wavelength (nm). . 実施例1の受光装置103の構成を模式的に示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram schematically illustrating a configuration of a light receiving device 103 according to the first embodiment. 比較例としての受光装置203の構成を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the structure of the light-receiving device 203 as a comparative example. 受光装置103および受光装置203の斜入射光特性における余弦則からの誤差を示すグラフであり、縦軸が余弦則からの誤差率(%)を示し、横軸が受光装置に対する入射角度(度)を示している。5 is a graph showing an error from the cosine law in the oblique incident light characteristics of the light receiving device 103 and the light receiving device 203, where the vertical axis indicates an error rate (%) from the cosine law, and the horizontal axis indicates an incident angle (degree) with respect to the light receiving device. Is shown. 実施例2の受光装置104の構成を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the structure of the light-receiving device 104 of Example 2. FIG. 比較例としての受光装置204の構成を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the structure of the light-receiving device 204 as a comparative example.

以下に、本願発明に係る測光機器の受光装置の発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。   Embodiments of a light receiving device for a photometric device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

先ず、本願発明に係る測光機器の受光装置の概念について説明する。図1は、本願発明に係る測光機器の一例としての照度計50における受光装置10の構成を模式的に示す説明図であり、図2は、図1の受光装置10を光軸方向に分解して示す説明図である。図3は、赤外線吸収フィルタ13の分光透過率を示すグラフであり、縦軸が分光透過率(%)を示し、横軸が波長(nm)を示している。図4は、標準分光視感効率V(λ)を示すグラフであり、縦軸が最大感度を基準とする感度の比率を示し、横軸が波長(nm)を示している。図5は、干渉フィルタ15に形成されたロングパス干渉膜およびショートパス干渉膜の分光透過率を示すグラフであり、縦軸が分光透過率(%)を示し、横軸が波長(nm)を示している。この図5では、ショートパス干渉膜の分光透過率を実線で示し、ロングパス干渉膜の分光透過率を一点鎖線で示している。図6は、光電変換素子17の分光応答度PD(λ)を示すグラフであり、縦軸が最大感度を基準とする応答度の比率を示し、横軸が波長(nm)を示している。図7は、入射角度の異なる入射光に対する干渉フィルタ15の分光透過率を示すグラフであり、縦軸が分光透過率(%)を示し、横軸が波長(nm)を示している。この図7では、入射角度が0度の分光透過率F(λ)を実線で示し、入射角度が15度分光透過率F15(λ)を破線で示し、入射角度が30度の分光透過率F30(λ)を一点鎖線で示し、入射角度が45度の分光透過率F45(λ)を二点鎖線で示している。図8は、干渉フィルタ15における平均角度合成分光透過率Fm´(λ)と平均角度合成分光透過率比Fm(λ)と分光透過率F(λ)とを示すグラフであり、縦軸が分光透過率(分光透過率比)(%)を示し、横軸が波長(nm)を示している。なお、図8では、入射角度が0度の分光透過率F(λ)を実線で示し、分光透過率G(λ)を考慮していない平均角度合成分光透過率比Fm(λ)を一点鎖線で示し、分光透過率G(λ)を考慮した平均角度合成分光透過率比Fm(λ)を二点鎖線で示している。図9は、JISに規定された余弦則を示すグラフであり、縦軸が感度比を示し、横軸が受光装置に対する入射角度(度)を示している。図10は、光電変換素子17の指向特性を示すグラフであり、縦軸が入射角度が0度のときの感度を基準とする感度の比率を示し、横軸が光電変換素子17の受光面17aに対する入射角度(度)を示している。 First, the concept of the light receiving device of the photometric device according to the present invention will be described. FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a configuration of a light receiving device 10 in an illuminometer 50 as an example of a photometric device according to the present invention, and FIG. 2 is an exploded view of the light receiving device 10 in FIG. 1 in the optical axis direction. It is explanatory drawing shown. FIG. 3 is a graph showing the spectral transmittance of the infrared absorption filter 13, where the vertical axis indicates the spectral transmittance (%) and the horizontal axis indicates the wavelength (nm). FIG. 4 is a graph showing the standard spectral luminous efficiency V (λ), in which the vertical axis indicates the ratio of sensitivity based on the maximum sensitivity, and the horizontal axis indicates the wavelength (nm). FIG. 5 is a graph showing the spectral transmittance of the long-pass interference film and the short-pass interference film formed on the interference filter 15, where the vertical axis indicates the spectral transmittance (%) and the horizontal axis indicates the wavelength (nm). ing. In FIG. 5, the spectral transmittance of the short path interference film is indicated by a solid line, and the spectral transmittance of the long path interference film is indicated by a one-dot chain line. FIG. 6 is a graph showing the spectral response PD (λ) of the photoelectric conversion element 17, where the vertical axis shows the ratio of the response with the maximum sensitivity as a reference, and the horizontal axis shows the wavelength (nm). FIG. 7 is a graph showing the spectral transmittance of the interference filter 15 with respect to incident light having different incident angles. The vertical axis indicates the spectral transmittance (%), and the horizontal axis indicates the wavelength (nm). In FIG. 7, the spectral transmittance F 0 (λ) with an incident angle of 0 degrees is indicated by a solid line, the incident angle is 15 degrees and the spectral transmittance F 15 (λ) is indicated by a broken line, and the spectral transmittance with an incident angle of 30 degrees. The rate F 30 (λ) is indicated by a one-dot chain line, and the spectral transmittance F 45 (λ) at an incident angle of 45 degrees is indicated by a two-dot chain line. FIG. 8 is a graph showing the average angle combined spectral transmittance Fm ′ (λ), the average angle combined spectral transmittance ratio Fm (λ), and the spectral transmittance F 0 (λ) in the interference filter 15. Spectral transmittance (spectral transmittance ratio) (%) is shown, and the horizontal axis shows wavelength (nm). In FIG. 8, the spectral transmittance F 0 (λ) at an incident angle of 0 degrees is indicated by a solid line, and the average angle combined spectral transmittance ratio Fm (λ) not considering the spectral transmittance G (λ) is one point. An average angle combined spectral transmittance ratio Fm (λ) taking into consideration the spectral transmittance G (λ) is indicated by a two-dot chain line. FIG. 9 is a graph showing the cosine law defined in JIS, where the vertical axis indicates the sensitivity ratio and the horizontal axis indicates the incident angle (degrees) with respect to the light receiving device. FIG. 10 is a graph showing the directivity characteristics of the photoelectric conversion element 17, where the vertical axis indicates the ratio of sensitivity based on the sensitivity when the incident angle is 0 degrees, and the horizontal axis indicates the light receiving surface 17 a of the photoelectric conversion element 17. The incident angle (degree) with respect to is shown.

受光装置10は、本願発明に係る測光機器の一例である照度計における受光装置として構成されたものである。この受光装置10は、測定箇所に入射してくる光を、単位面積当たりにあらゆる方向から入射する光束に換算して示す照度を計測すべく照度計に搭載されている。   The light receiving device 10 is configured as a light receiving device in an illuminometer that is an example of a photometric device according to the present invention. This light receiving device 10 is mounted on an illuminometer in order to measure the illuminance shown by converting the light incident on the measurement location into a light beam incident from every direction per unit area.

本願発明に係る測光機器の受光装置10は、基本的な概念として、デザインの自由度の向上や大きさ寸法の低減を可能としつつ高い精度で所望の斜入射光特性を得ることを目的とし、光軸上に、完全拡散面に近い拡散性能を有する拡散板と、そこで拡散された入射光の受光量に応じた電気信号を出力する受光部材と、を有し、その受光部材の入射面における入射光の入射角度を制限する入射角度制限部材を受光部材と拡散板との間に配置して、構成することにより、半球状のグローブを用いることなく高い精度で所望の斜入射光特性を容易に得ることを可能とするものである。   The light-receiving device 10 of the photometric instrument according to the present invention is intended to obtain a desired oblique incident light characteristic with high accuracy while enabling improvement in design flexibility and reduction in size as a basic concept. On the optical axis, a diffusion plate having a diffusion performance close to a complete diffusion surface, and a light receiving member that outputs an electric signal corresponding to the amount of incident light diffused there, and on the incident surface of the light receiving member By placing and configuring an incident angle limiting member that limits the incident angle of incident light between the light receiving member and the diffusion plate, it is easy to achieve desired oblique incident light characteristics with high accuracy without using a hemispherical glove. It is possible to get to.

受光装置10は、図1および図2に示すように、光軸方向に沿って被測定箇所側から順に、カバー板11と拡散板12と赤外線吸収フィルタ13とスペーサ14と干渉フィルタ15と絞り16と光電変換素子17とを備える。   As shown in FIGS. 1 and 2, the light receiving device 10 includes a cover plate 11, a diffusion plate 12, an infrared absorption filter 13, a spacer 14, an interference filter 15, and a diaphragm 16 in order from the measurement location side along the optical axis direction. And a photoelectric conversion element 17.

カバー板11は、基本的に拡散板12を保護するものである。このカバー板11は、外方からの拡散板12への接触を防止すべく当該拡散板12を覆うものであり、この例では、無色透明のアクリル樹脂材料から形成されて板状を呈する。カバー板11では、外側の面(11a)で被測定箇所を照射する光(図1に示す矢印参照)を、拡散板12へ向けてすなわち受光装置10内へと取り入れる。以下では、カバー板11の外側の面(11a)から受光装置10内に取り入れられた光を入射光という。このため、カバー板11における外側の面は、受光装置10における入射端面11aとなり、この入射端面11aすなわちカバー板11は、受光装置10における受光箇所の目安となる。なお、カバー板11は、拡散板12を保護できるものであればよいことから、例えば、拡散板12における拡散作用を補助すべく乳白色のアクリル樹脂材料(PMMA(ポリメタクリル酸メチル樹脂))から形成されていてもよく、半球状を呈していてもよい。また、カバー板11は、基本的に拡散板12を保護するものであることから、光学的な作用の観点からは設けなくてもよい。   The cover plate 11 basically protects the diffusion plate 12. The cover plate 11 covers the diffusion plate 12 to prevent contact with the diffusion plate 12 from the outside. In this example, the cover plate 11 is formed of a colorless and transparent acrylic resin material and has a plate shape. In the cover plate 11, the light (see the arrow shown in FIG. 1) that irradiates the measurement site with the outer surface (11 a) is directed toward the diffusion plate 12, that is, into the light receiving device 10. Hereinafter, the light taken into the light receiving device 10 from the outer surface (11a) of the cover plate 11 is referred to as incident light. For this reason, the outer surface of the cover plate 11 becomes the incident end surface 11 a of the light receiving device 10, and the incident end surface 11 a, that is, the cover plate 11 serves as a guide for the light receiving location in the light receiving device 10. Since the cover plate 11 only needs to protect the diffusion plate 12, for example, the cover plate 11 is formed of a milky white acrylic resin material (PMMA (polymethyl methacrylate resin)) to assist the diffusion action in the diffusion plate 12. It may be made hemispherical. Further, since the cover plate 11 basically protects the diffusion plate 12, it may not be provided from the viewpoint of optical action.

拡散板12は、入射光を拡散するものである。この拡散板12は、完全拡散面に近い拡散性能を有する材料から形成され、板状を呈する。ここで言う完全拡散面に近い拡散性能とは、少なくとも光軸方向に対する所定の角度範囲内において、入射光の拡散板12への入射角度の差異に拘らず輝度が一様となる拡散面であることをいい、入射光の拡散板12への入射角度の差異に拘らずどの方向から見ても輝度が一様となる拡散光とすることができることをいう。ここで言う所定の角度範囲とは、入射光を進行させるべく90度以内の所定の大きさであり、後述する入射角度制限部材(この例ではスペーサ14(絞り16も含む場合あり))の制限角度よりも大きいことが望ましい。このような材料としては、フッ素を含む樹脂材料やすりガラス、オパール等があげられる。この例では、拡散板12は、フッ素を含む樹脂材料の一例としての白色PTFE(四フッ化エチレン樹脂)から形成されている。この拡散板12を経た入射光は、拡散光とされて赤外線吸収フィルタ13に到達する。   The diffuser plate 12 diffuses incident light. The diffusion plate 12 is made of a material having a diffusion performance close to a complete diffusion surface, and has a plate shape. The diffusion performance close to the perfect diffusion surface here is a diffusion surface in which the luminance is uniform regardless of the difference in the incident angle of the incident light to the diffusion plate 12 at least within a predetermined angle range with respect to the optical axis direction. This means that the diffused light can have a uniform luminance regardless of the direction of the incident angle of the incident light on the diffusion plate 12 when viewed from any direction. The predetermined angle range referred to here is a predetermined size within 90 degrees to allow the incident light to travel, and is limited by an incident angle limiting member (in this example, the spacer 14 (which may include the diaphragm 16)) described later. It is desirable to be larger than the angle. Examples of such materials include fluorine-containing resin material-frosted glass, opal, and the like. In this example, the diffusion plate 12 is formed of white PTFE (tetrafluoroethylene resin) as an example of a resin material containing fluorine. Incident light that has passed through the diffusing plate 12 is diffused and reaches the infrared absorption filter 13.

赤外線吸収フィルタ13は、基本的に、測光機器(この例では照度計)において感度を持つ必要のない長波長帯域(可視領域よりも長波長帯域)の成分の透過を阻むものであり、主に赤外線域の透過を阻むものである。この例では、赤外線吸収フィルタ13は、図3に示すような、分光透過率特性を有しており、透過した入射光における略900nm以上の波長帯域の波長成分を完全に吸収して(透過を阻んで)いる。この赤外線吸収フィルタ13を経た入射光は、所定値以上の長波長帯域の波長成分を有さない透過光とされてスペーサ14に到達する。   The infrared absorption filter 13 basically blocks transmission of components in a long wavelength band (long wavelength band longer than the visible region) that does not need to have sensitivity in a photometric device (illuminometer in this example). It blocks transmission in the infrared region. In this example, the infrared absorption filter 13 has a spectral transmittance characteristic as shown in FIG. 3, and completely absorbs a wavelength component in a wavelength band of approximately 900 nm or more in the transmitted incident light (transmits light). Hindering). Incident light that has passed through the infrared absorption filter 13 is transmitted light that does not have a wavelength component in a long wavelength band equal to or greater than a predetermined value and reaches the spacer 14.

スペーサ14は、入射角度制限部材を構成するものであり、干渉フィルタ15の入射面15bにおける入射光の入射角度と、光電変換素子17の受光面17aにおける入射光の入射角度と、を制限する機能を有している。このスペーサ14は、この例では、所定の厚さ寸法を有する非透過材料からなる板部材に貫通孔14aが設けられて形成された筒状を呈し、その内周壁面が光の反射を防止するものとされている。このスペーサ14では、被測定箇所側の入射端開口14bと、干渉フィルタ15側(光電変換素子17側)の出射端開口14cと、の中心位置が光軸上に位置するものとされている。スペーサ14では、入射端開口14bから貫通孔14a内へと進行した入射光のうち、貫通孔14aの内周壁面に至ることなく出射端開口14cから貫通孔14a外へと進行した角度成分のみを通過させることにより、干渉フィルタ15の入射面15bや光電変換素子17の受光面17aにおける入射光の入射角度を制限する。このため、スペーサ14では、入射端開口14bの径寸法と、出射端開口14cの径寸法と、入射端開口14bから出射端開口14cに至る光軸方向で見た長さ寸法(スペーサ14の厚さ寸法)と、の比により、制限する角度の大きさを設定することができる。この制限する角度の大きさについては、後に詳細に説明する。スペーサ14を経た入射光は、進行方向(光軸方向)に対して、所定の角度以下の角度成分(光束)のみが干渉フィルタ15に到達する。   The spacer 14 constitutes an incident angle limiting member, and functions to limit the incident angle of incident light on the incident surface 15 b of the interference filter 15 and the incident angle of incident light on the light receiving surface 17 a of the photoelectric conversion element 17. have. In this example, the spacer 14 has a cylindrical shape formed by providing a through-hole 14a in a plate member made of a non-transmissive material having a predetermined thickness, and its inner peripheral wall surface prevents light reflection. It is supposed to be. In the spacer 14, the center position of the incident end opening 14 b on the measurement target side and the emission end opening 14 c on the interference filter 15 side (photoelectric conversion element 17 side) is located on the optical axis. In the spacer 14, of the incident light traveling from the incident end opening 14b into the through hole 14a, only the angular component traveling from the exit end opening 14c to the outside of the through hole 14a without reaching the inner peripheral wall surface of the through hole 14a. By passing the light, the incident angle of incident light on the incident surface 15 b of the interference filter 15 and the light receiving surface 17 a of the photoelectric conversion element 17 is limited. For this reason, in the spacer 14, the diameter dimension of the incident end opening 14b, the diameter dimension of the exit end opening 14c, and the length dimension in the optical axis direction from the entrance end opening 14b to the exit end opening 14c (the thickness of the spacer 14). The size of the angle to be limited can be set by the ratio of the height dimension). The size of the limiting angle will be described in detail later. The incident light that has passed through the spacer 14 reaches the interference filter 15 only with respect to the traveling direction (optical axis direction).

干渉フィルタ15は、受光装置10における分光応答度特性を後述する標準分光視感効率V(λ)(図4参照)に近似させるべく、後述する光電変換素子17の分光応答度PD(λ)(図6参照)を考慮して設定された分光透過率特性を有するものである。この干渉フィルタ15は、板状のガラス基板15aに様々な屈折率を有する誘電体材料による光学薄膜が積層されて形成されている。干渉フィルタ15(ガラス基板15a)は、この例では、被測定箇所側(スペーサ14側)の面である入射面15bにロングパス干渉膜(図5の一点鎖線参照)が形成され、反対側の出射面15cにショートパス干渉膜(図5の実線参照)が形成されている。この入射面15bと出射面15cとは、互いに平行とされており、光軸に直交するものとされている。なお、この例では、板状のガラス基板15aを用いて干渉フィルタ15を形成しているが、光学的に透過の特性を持つ基材であれば、例えば、プラスチックや石英であってもよく、この例に限定されるものではない。   The interference filter 15 has a spectral response PD (λ) (to be described later) of the photoelectric conversion element 17 in order to approximate a spectral response characteristic of the light receiving device 10 to a standard spectral luminous efficiency V (λ) (see FIG. 4) described later. The spectral transmittance characteristics are set in consideration of (see FIG. 6). The interference filter 15 is formed by laminating optical thin films made of dielectric materials having various refractive indexes on a plate-like glass substrate 15a. In this example, the interference filter 15 (glass substrate 15a) has a long-pass interference film (see the one-dot chain line in FIG. 5) formed on the incident surface 15b which is the surface to be measured (spacer 14 side), and the output on the opposite side. A short path interference film (see a solid line in FIG. 5) is formed on the surface 15c. The entrance surface 15b and the exit surface 15c are parallel to each other and orthogonal to the optical axis. In this example, the interference filter 15 is formed using the plate-shaped glass substrate 15a. However, as long as the substrate has optical transmission characteristics, for example, plastic or quartz may be used. It is not limited to this example.

このショートパス干渉膜は、図5に実線で示すように、300nmから略570nmまでの波長帯域では略100%の透過率とされ、それ以上の波長帯域では急激に透過率が減少し、略700nmを越える波長帯域の透過率が略0%とされている。また、ロングパス干渉膜は、図5に一点鎖線で示すように、略400nm以下の波長帯域では透過率が略0%とされ、略450nmから略570nmまでの波長帯域では急激に透過率が増加し、それ以上の波長帯域では略100%の透過率とされ、略900nm以上の波長帯域では透過率を規定していない。このため、干渉フィルタ15では、短波長側の特性がロングパス干渉膜により形成され、かつ長波長側の特性がショートパス干渉膜に形成された分光透過率F(λ)(図5でドットを付した領域)を有している。この分光透過率の設定方法については、後に詳細に説明する。この干渉フィルタ15を経た入射光は、所定の分光分布特性の透過光とされて絞り16に到達する。   As shown by the solid line in FIG. 5, this short path interference film has a transmittance of about 100% in the wavelength band from 300 nm to about 570 nm, and the transmittance rapidly decreases in the wavelength band higher than this, and is about 700 nm. The transmissivity in the wavelength band exceeding 1 is assumed to be approximately 0%. Further, as shown by a one-dot chain line in FIG. 5, the long-pass interference film has a transmittance of about 0% in a wavelength band of about 400 nm or less, and the transmittance increases rapidly in a wavelength band of about 450 nm to about 570 nm. The transmittance is about 100% in the wavelength band higher than that, and the transmittance is not defined in the wavelength band of about 900 nm or more. For this reason, in the interference filter 15, the spectral transmittance F (λ) in which the short wavelength side characteristic is formed by the long path interference film and the long wavelength side characteristic is formed in the short path interference film (dots are added in FIG. 5). Area). A method for setting the spectral transmittance will be described later in detail. Incident light that has passed through the interference filter 15 is transmitted light having a predetermined spectral distribution characteristic and reaches the stop 16.

絞り16は、スペーサ14により角度が制限された入射光の、光電変換素子17の受光面17aにおける入射角度を微調整するものである。この絞り16は、受光装置10における斜入射光特性を、後述する余弦則(図9参照)に近似させるべく、干渉フィルタ15を経た入射光のうち光電変換素子17の受光面17aに到達する光束(受光量)を制限する。この斜入射光特性とは、受光装置10において、その受光箇所である入射端面11aへの光軸方向に対する入射光の進行方向を入射角度として、その入射角度の変化に対する感度の変化度合いを示すものである。絞り16は、非透過材料からなる板部材に貫通孔が設けられて形成されている。このため、この例では、スペーサ14の入射端開口14bと、絞り16の貫通孔と、により、光電変換素子17の受光面17aにおける入射角度を制限する入射角度制限部材が構成されている。なお、絞り16は、光電変換素子17の受光面17aにおける入射光の入射角度の微調整のために設けられるものであることから、スペーサ14により十分に入射角度の制限がなされていれば、設けなくてもよい。この場合は、スペーサ14(その入射端開口14bおよび出射端開口14c)により、光電変換素子17の受光面17aにおける入射角度を制限する入射角度制限部材が構成されることとなる。この絞り16を経た入射光は、所定の入射角度以下(所定の角度以下の角度成分のみ)とされて、光電変換素子17に到達する。   The diaphragm 16 finely adjusts the incident angle of the incident light whose angle is limited by the spacer 14 on the light receiving surface 17 a of the photoelectric conversion element 17. This diaphragm 16 is a light beam that reaches the light receiving surface 17a of the photoelectric conversion element 17 in the incident light that has passed through the interference filter 15 in order to approximate the oblique incident light characteristic of the light receiving device 10 to a cosine law (see FIG. 9) described later. Limit the amount of light received. The oblique incident light characteristic indicates the degree of change in sensitivity with respect to a change in the incident angle in the light receiving device 10 with the incident light traveling direction relative to the optical axis direction to the incident end face 11a as the light receiving portion. It is. The diaphragm 16 is formed by providing a through-hole in a plate member made of a non-permeable material. Therefore, in this example, an incident angle limiting member that limits the incident angle on the light receiving surface 17 a of the photoelectric conversion element 17 is configured by the incident end opening 14 b of the spacer 14 and the through hole of the diaphragm 16. The diaphragm 16 is provided for fine adjustment of the incident angle of the incident light on the light receiving surface 17a of the photoelectric conversion element 17. Therefore, if the incident angle is sufficiently limited by the spacer 14, the diaphragm 16 is provided. It does not have to be. In this case, the spacer 14 (its incident end opening 14b and emission end opening 14c) constitutes an incident angle limiting member that limits the incident angle on the light receiving surface 17a of the photoelectric conversion element 17. Incident light that has passed through the diaphragm 16 reaches a photoelectric conversion element 17 with a predetermined incident angle or less (only an angle component equal to or less than a predetermined angle).

光電変換素子17は、受光装置10としての測定結果を出力するものである。この光電変換素子17は、所定の大きさ寸法の受光面17aを有し、その受光面17aに入射した光の強度(受光量)に応じた電気信号(例えば、電流値)を、搭載された測光機器(この例では照度計50)の演算制御部(図示せず)へと出力する。光電変換素子17は、この例では、図6に示す分光応答度PD(λ)を有するフォトダイオードが用いられている。この光電変換素子17は、受光面17aに入射した入射光における分光分布特性に、自らの分光応答度PD(λ)(図6参照)を乗算した電気信号(例えば、電流値)を出力する。このため、光電変換素子17は、受光量に応じた電気信号を出力する受光部材として機能する。   The photoelectric conversion element 17 outputs a measurement result as the light receiving device 10. The photoelectric conversion element 17 has a light receiving surface 17a having a predetermined size, and is mounted with an electric signal (for example, a current value) corresponding to the intensity (light receiving amount) of light incident on the light receiving surface 17a. The light is output to a calculation control unit (not shown) of a photometric device (illuminometer 50 in this example). In this example, the photoelectric conversion element 17 is a photodiode having a spectral response PD (λ) shown in FIG. The photoelectric conversion element 17 outputs an electric signal (for example, a current value) obtained by multiplying the spectral distribution characteristic of incident light incident on the light receiving surface 17a by its own spectral response PD (λ) (see FIG. 6). For this reason, the photoelectric conversion element 17 functions as a light receiving member that outputs an electrical signal corresponding to the amount of received light.

これにより、受光装置10(照度計50)は、標準分光視感効率V(λ)(図4参照)に近似した分光応答度特性を有するとともに、余弦則(図9参照)に近似した斜入射光特性を有するものとなる。このことについて、以下で詳細に説明する。   Thereby, the light receiving device 10 (illuminance meter 50) has a spectral response characteristic approximate to the standard spectral luminous efficiency V (λ) (see FIG. 4) and an oblique incidence approximated to the cosine law (see FIG. 9). It has optical characteristics. This will be described in detail below.

図4に示す標準分光視感効率(標準比視感度)V(λ)は、CIE(国際照明委員会)で規定された人間の視感(感度)を代表するもの、すなわち可視放射(可視光線)が人間の目に入ったときに感じる波長に対する明るさの知覚の度合い示す尺度である。受光装置10では、基本的に干渉フィルタ15の分光透過率特性(図5参照)と、光電変換素子17の分光応答度PD(λ)(図6参照)と、の積により分光応答度が決まる。ここで、光電変換素子17の分光応答度PD(λ)は、使用する素子の種類によってほぼ決まってしまうので、干渉フィルタ15の分光透過率特性を調節することにより、受光装置10の分光応答度特性を設定している。   The standard spectral luminous efficiency (standard relative luminous sensitivity) V (λ) shown in FIG. 4 represents human visual sensitivity (sensitivity) defined by CIE (International Commission on Illumination), that is, visible radiation (visible light). ) Is a scale indicating the degree of perception of brightness with respect to the wavelength felt when it enters the human eye. In the light receiving device 10, the spectral response is basically determined by the product of the spectral transmittance characteristic of the interference filter 15 (see FIG. 5) and the spectral response PD (λ) (see FIG. 6) of the photoelectric conversion element 17. . Here, since the spectral response PD (λ) of the photoelectric conversion element 17 is substantially determined by the type of the element to be used, the spectral response of the light receiving device 10 is adjusted by adjusting the spectral transmittance characteristic of the interference filter 15. The characteristic is set.

この干渉フィルタ15は、上述したように、ガラス基板15aに複数の光学薄膜を積層することにより、入射面15bにロングパス干渉膜(図5参照)を設けるとともに、かつ反対側の出射面15cにショートパス干渉膜(図5参照)を設けて形成されている。干渉フィルタ15では、入射面15bに形成されたロングパス干渉膜により、標準分光視感効率V(λ)における短波長側に相当する箇所の分光透過率特性を形成し、出射面15cに形成されたショートパス干渉膜により、標準分光視感効率V(λ)における長波長側に相当する箇所の分光透過率特性を形成している(図5参照)。   As described above, the interference filter 15 is formed by laminating a plurality of optical thin films on the glass substrate 15a, thereby providing a long-pass interference film (see FIG. 5) on the incident surface 15b and shorting on the opposite exit surface 15c. A path interference film (see FIG. 5) is provided. In the interference filter 15, the long-pass interference film formed on the incident surface 15b forms a spectral transmittance characteristic corresponding to the short wavelength side in the standard spectral luminous efficiency V (λ), and is formed on the output surface 15c. The short-path interference film forms the spectral transmittance characteristic of the portion corresponding to the long wavelength side in the standard spectral luminous efficiency V (λ) (see FIG. 5).

ここで、干渉フィルタ15では、その性質上、透過波長に入射角度依存性があることが知られている。この入射角度依存性とは、互いに平行とされた入射面15bおよび出射面15cの法線方向に対する入射光の進行方向が為す角度を入射角度として、その入射角度が増大することにより、分光透過率特性が短波長側へと移動(シフト)することをいう。例えば、図7に示すように、干渉フィルタ15において、入射角度が0度の入射光における分光透過率F(λ)が実線で示すような曲線である場合、入射光における入射角度が15度となると破線で示す分光透過率F15(λ)のように短波長側へと移動する。同様に、入射光における入射角度が30度となると一点鎖線で示す分光透過率F30(λ)のように分光透過率F15(λ)に対してさらに短波長側へと移動し、入射光における入射角度が45度となると二点鎖線で示す分光透過率F45(λ)のように分光透過率F30(λ)に対してさらに短波長側へと移動する。この入射角度依存性では、入射角度が大きいほど、入射角度の変化に対する移動量(波長の増減方向で見た特性線のシフト量)の割合が大きくなる、という特徴と、長い波長領域ほど移動量(波長の増減方向で見た特性線のシフト量)の割合が大きくなる、という傾向がある。これにより、受光装置10では、入射面15bのロングパス干渉膜と出射面15cのショートパス干渉膜とにより構成された干渉フィルタ15を単に用いるだけでは、干渉フィルタ15における透過波長の入射角度依存性の影響により、入射光の干渉フィルタ15への入射角度に応じて分光応答度特性が変化してしまい、安定して標準分光視感効率V(λ)(図4参照)に近似した分光応答度特性を得ることができなくなってしまう。 Here, the interference filter 15 is known to have an incident angle dependency on the transmission wavelength due to its nature. The incident angle dependency is defined as an angle formed by the traveling direction of incident light with respect to the normal direction of the incident surface 15b and the emitting surface 15c that are parallel to each other. This means that the characteristic moves (shifts) to the short wavelength side. For example, as shown in FIG. 7, in the interference filter 15, when the spectral transmittance F 0 (λ) in incident light with an incident angle of 0 degrees is a curve as indicated by a solid line, the incident angle in incident light is 15 degrees. Then, it moves to the short wavelength side as the spectral transmittance F 15 (λ) indicated by the broken line. Similarly, when the incident angle of the incident light is 30 degrees, the incident light moves further to the short wavelength side with respect to the spectral transmittance F 15 (λ) as indicated by a dashed line F 30 (λ). When the incident angle at 45 is 45 degrees, it moves further to the short wavelength side with respect to the spectral transmittance F 30 (λ) as the spectral transmittance F 45 (λ) indicated by a two-dot chain line. In this incident angle dependence, the larger the incident angle, the larger the ratio of the amount of movement (the amount of shift of the characteristic line as seen in the direction of increasing or decreasing the wavelength) to the change of the incident angle, and the longer the wavelength region, the larger the amount of movement. There is a tendency that the ratio of (the shift amount of the characteristic line viewed in the direction of increase / decrease of the wavelength) increases. As a result, in the light receiving device 10, simply using the interference filter 15 constituted by the long path interference film on the incident surface 15b and the short path interference film on the output surface 15c, the incident angle dependence of the transmission wavelength in the interference filter 15 can be reduced. Due to the influence, the spectral response characteristic changes according to the incident angle of the incident light to the interference filter 15, and the spectral response characteristic stably approximated to the standard spectral luminous efficiency V (λ) (see FIG. 4). You will not be able to get.

また、干渉フィルタ15では、その性質上、透過波長に偏光依存性があることが知られている。この偏光依存性とは、斜入射光が入射した場合、入射面に平行な方向に振動するP偏光と入射面に垂直な方向に振動するS偏光とでは分光透過率が異なることを言う。これにより、受光装置10では、入射面15bのロングパス干渉膜と出射面15cのショートパス干渉膜とにより構成された干渉フィルタ15を単に用いるだけでは、干渉フィルタ15における透過波長の偏光依存性の影響により、入射光における偏光成分の大きさの差異に応じて分光応答度特性が変化してしまい、安定して標準分光視感効率V(λ)(図4参照)に近似した分光応答度特性を得ることができなくなってしまう。   Further, it is known that the interference filter 15 has a polarization dependency in the transmission wavelength due to its property. This polarization dependence means that when obliquely incident light is incident, the spectral transmittance is different between P-polarized light oscillating in a direction parallel to the incident surface and S-polarized light oscillating in a direction perpendicular to the incident surface. As a result, in the light receiving device 10, the influence of the polarization dependence of the transmission wavelength in the interference filter 15 is simply obtained by simply using the interference filter 15 constituted by the long path interference film on the incident surface 15 b and the short path interference film on the output surface 15 c. As a result, the spectral response characteristic changes according to the difference in the magnitude of the polarization component in the incident light, and the spectral response characteristic that is stably approximated to the standard spectral luminous efficiency V (λ) (see FIG. 4) is obtained. I can't get it.

このため、本発明に係る受光装置10では、干渉フィルタ15よりも被測定箇所側の位置に完全拡散面に近い拡散性能を有する拡散板12を設けるとともに、その拡散板12と干渉フィルタ15との間に、干渉フィルタ15の入射面15bにおける入射光の入射角度を制限するスペーサ14を設けている。この受光装置10では、カバー板11(入射端面11a)を経て入射した入射光が、完全拡散面に近い拡散性能を有する拡散板12を透過することにより拡散光とされることから、カバー板11への入射角度の差異に拘らず種々の進行方向の光束(角度成分)を有することとなり、赤外線吸収フィルタ13、スペーサ14および干渉フィルタ15へと向かう。すなわち、赤外線吸収フィルタ13、スペーサ14および干渉フィルタ15へと向かう入射光では、カバー板11への入射角度の差異に拘らず角度成分の分布が略等しいものとされている。   For this reason, in the light receiving device 10 according to the present invention, the diffusion plate 12 having a diffusion performance close to a complete diffusion surface is provided at a position closer to the measurement location than the interference filter 15, and the diffusion plate 12 and the interference filter 15 A spacer 14 for limiting the incident angle of incident light on the incident surface 15b of the interference filter 15 is provided therebetween. In the light receiving device 10, incident light incident through the cover plate 11 (incident end surface 11 a) is diffused by being transmitted through the diffusion plate 12 having a diffusion performance close to a complete diffusion surface. Regardless of the difference in the incident angle, the light beams (angle components) in various traveling directions are present and travel toward the infrared absorption filter 13, the spacer 14, and the interference filter 15. That is, in the incident light directed to the infrared absorption filter 13, the spacer 14, and the interference filter 15, the distribution of the angle components is substantially equal regardless of the difference in the incident angle to the cover plate 11.

この入射光は、赤外線吸収フィルタ13を経て、入射端開口14bからスペーサ14の内方(貫通孔14a内)へと進行し、その内周壁面へと向かうことなく出射端開口14cに到達した光束(角度成分)のみが、スペーサ14を通過する。このため、スペーサ14を経た入射光では、入射端開口14bの径寸法と出射端開口14cの径寸法と入射端開口14bから出射端開口14cに至る光軸方向で見た長さ寸法との比に応じた角度以下の進行方向の光束(角度成分)のみを有していることとなる。このスペーサ14における制限角度は、後述する干渉フィルタ15における合成角度範囲の最大値と合致されていることが望ましい。この例では、スペーサ14は、制限角度が45度に設定されており、45度よりも大きい光束(角度成分)を通過させないものとされている。このスペーサ14を通過した入射光が、干渉フィルタ15に入射する。   The incident light passes through the infrared absorption filter 13, travels from the entrance end opening 14 b to the inside of the spacer 14 (in the through hole 14 a), and reaches the exit end opening 14 c without going to the inner peripheral wall surface. Only (angle component) passes through the spacer 14. For this reason, in the incident light that has passed through the spacer 14, the ratio of the diameter dimension of the incident end opening 14b, the diameter dimension of the exit end opening 14c, and the length dimension seen in the optical axis direction from the entrance end opening 14b to the exit end opening 14c. Therefore, it has only a light beam (angle component) in the traveling direction that is equal to or less than the angle corresponding to. The limit angle in the spacer 14 is preferably matched with the maximum value of the combined angle range in the interference filter 15 described later. In this example, the limit angle of the spacer 14 is set to 45 degrees, and the light flux (angle component) larger than 45 degrees is not allowed to pass through. Incident light that has passed through the spacer 14 enters the interference filter 15.

このように、干渉フィルタ15(その入射面15b)には、拡散板12により拡散された入射光のうち、スペーサ14により制限された角度(この例では45度)以下の角度成分(光束)のみが到達する。このため、受光装置10では、干渉フィルタ15への入射光として、0度からスペーサ14の制限角度(45度)までの間の進行方向の光束(角度成分)を略均等に進行させることができる。   In this way, the interference filter 15 (its incident surface 15b) has only an angle component (light beam) of the incident light diffused by the diffusion plate 12 that is equal to or less than the angle limited by the spacer 14 (45 degrees in this example). Reach. For this reason, in the light receiving device 10, the light beam (angle component) in the traveling direction from 0 degree to the limit angle (45 degrees) of the spacer 14 can be made to travel substantially uniformly as incident light to the interference filter 15. .

これに加えて、本発明に係る受光装置10では、0度からスペーサ14の制限角度(45度)までの間の分光透過率特性(図7の符号F(λ)からF45(λ)参照)の平均値である平均角度合成分光透過率Fm´(λ)(図8参照)に基づいて算出される平均角度合成分光透過率比Fm(λ)と、光電変換素子17における分光応答度PD(λ)(図6参照)と、を乗算した値が、標準分光視感効率V(λ)(図4参照)となるように、干渉フィルタ15の分光透過率F(λ)を設定している。この関係式は、次式(1)、(2)、(3)で表すことができる。なお、実際には、カバー板11と拡散板12と赤外線吸収フィルタ13とにおける分光透過率も問題となることから、これら全体の分光透過率をG(λ)として、次式(1)、(2)、(4)により干渉フィルタ15の分光透過率F(λ)を設定している。ここで、λは波長(nm)を示している。また、平均角度合成分光透過率比Fm(λ)とは、透過率が最大となる波長を100%とした場合の分光透過率の比を示している。

Figure 2011220770
In addition to this, in the light receiving device 10 according to the present invention, spectral transmittance characteristics between 0 degrees and the limit angle (45 degrees) of the spacer 14 (reference numerals F 0 (λ) to F 45 (λ) in FIG. 7). Average angle composite spectral transmittance Fm ′ (λ) (see FIG. 8), which is an average value of the reference angle), and the spectral response in the photoelectric conversion element 17. The spectral transmittance F (λ) of the interference filter 15 is set so that the value obtained by multiplying PD (λ) (see FIG. 6) becomes the standard spectral luminous efficiency V (λ) (see FIG. 4). ing. This relational expression can be expressed by the following expressions (1), (2), and (3). In practice, the spectral transmittance in the cover plate 11, the diffuser plate 12, and the infrared absorption filter 13 is also a problem. Therefore, the following equation (1), ( The spectral transmittance F (λ) of the interference filter 15 is set by 2) and (4). Here, λ indicates a wavelength (nm). The average angle combined spectral transmittance ratio Fm (λ) indicates the ratio of spectral transmittance when the wavelength at which the transmittance is maximum is 100%.
Figure 2011220770

このため、干渉フィルタ15では、0度からスペーサ14の制限角度(45度)までを合成した角度に対する平均角度合成分光透過率比Fm(λ)と、光電変換素子17の分光応答度PD(λ)と、の積が標準分光視感効率V(λ)となるように、分光透過率F(λ)が設定されていることから、図8に示すように、入射角度が0度であるときの特性線すなわち分光透過率F(λ)の特性線が、平均角度合成分光透過率比Fm(λ)の特性線に比較して、長波長側に移動(シフト)している。 For this reason, in the interference filter 15, the average angle combined spectral transmittance ratio Fm (λ) with respect to the angle obtained by combining from 0 degrees to the limit angle (45 degrees) of the spacer 14, and the spectral response PD (λ ), And the spectral transmittance F (λ) is set so that the product of the standard spectral luminous efficiency V (λ) is obtained, as shown in FIG. 8, when the incident angle is 0 degree. Characteristic line, that is, the characteristic line of the spectral transmittance F 0 (λ) is shifted (shifted) to the longer wavelength side compared to the characteristic line of the average angle combined spectral transmittance ratio Fm (λ).

また、干渉フィルタ15では、0度からスペーサ14の制限角度(45度)までを合成した角度に対する平均角度合成分光透過率比Fm(λ)と、光電変換素子17の分光応答度PD(λ)と、の積が標準分光視感効率V(λ)となるように、分光透過率F(λ)が設定されていることから、所定の角度に対する分光透過率F(λ)がリップルを有する特性線(図7の分光透過率F30(λ)や分光透過率F45(λ)の特性線参照)である場合であっても、図8に示すように平均角度合成分光透過率比Fm(λ)としては滑らかな特性線とすることができ、より適切に標準分光視感効率V(λ)に近似させることができる。 In the interference filter 15, the average angle combined spectral transmittance ratio Fm (λ) with respect to the angle obtained by combining from 0 degree to the limit angle (45 degrees) of the spacer 14, and the spectral response PD (λ) of the photoelectric conversion element 17. Since the spectral transmittance F (λ) is set so that the product of and the standard spectral luminous efficiency V (λ) is obtained, the spectral transmittance F (λ) with respect to a predetermined angle has a ripple characteristic. 8 (see the characteristic lines of spectral transmittance F 30 (λ) and spectral transmittance F 45 (λ) in FIG. 7), the average angle combined spectral transmittance ratio Fm (see FIG. 8). λ) can be a smooth characteristic line, and can be more appropriately approximated to the standard spectral luminous efficiency V (λ).

図9に示す余弦則は、JIS(日本工業規格(JIS C 1609))に規定された受光装置への入射光の入射角度の変化に対する感度の変化度合いの基準値を示すものであって、入射光の入射角度の余弦に等しいものである。この余弦則は、コサイン特性ともいう。受光装置10では、上述した斜入射光特性を、余弦則に近似させることが求められており、この余弦則からの誤差によりJISでは階級の分類が規定されている。   The cosine law shown in FIG. 9 indicates a reference value of the degree of change in sensitivity with respect to a change in incident angle of incident light to a light receiving device defined in JIS (Japanese Industrial Standard (JIS C 1609)). It is equal to the cosine of the incident angle of light. This cosine law is also called a cosine characteristic. The light receiving device 10 is required to approximate the above-described oblique incident light characteristic to a cosine law, and a class classification is defined in JIS by an error from the cosine law.

ここで、受光装置では、測定のための受光箇所(本願発明の受光装置10では入射端面11aに相当する)として単に平坦な入射端面を設けても、入射光の入射角度の変化に対する感度の変化度合い(斜入射光特性)を、入射光の入射角度の余弦(余弦則)と等しいものとすることは困難である。これは、入射端面が所定の面積を有するとともに入射光もその進行方向に直交する面で見ると所定の面積を有することに起因して入射光の入射角度の変化に伴う入射光の入射端面への入射量の変化が入射角度の余弦とは等しくならないことや、各光学部品における入射角度に対する反射率や透過率は変化すること等が影響しているものと考えられる。また、光電変換素子では、受光面に対して入射光の進行方向が為す入射角度に応じて感度が変化するいわゆる指向特性(図10参照)を有していることも原因として考えられる。   Here, in the light receiving device, even if a flat incident end surface is simply provided as a light receiving portion for measurement (corresponding to the incident end surface 11a in the light receiving device 10 of the present invention), the change in sensitivity with respect to the change in the incident angle of incident light. It is difficult to make the degree (oblique incident light characteristic) equal to the cosine (cosine law) of the incident angle of incident light. This is because the incident end face has a predetermined area and the incident light also has a predetermined area when viewed in a plane orthogonal to the traveling direction thereof. It is considered that the change in the amount of incident light is not equal to the cosine of the incident angle, and the reflectance and transmittance with respect to the incident angle in each optical component change. In addition, it is considered that the photoelectric conversion element has so-called directivity characteristics (see FIG. 10) in which the sensitivity changes according to the incident angle formed by the traveling direction of the incident light with respect to the light receiving surface.

このため、本発明に係る受光装置10では、入射光が光電変換素子17(受光面17a)へと至る光路中(光電変換素子17よりも被測定箇所側の位置)に完全拡散面に近い拡散性能を有する拡散板12を設けるとともに、その拡散板12と光電変換素子17との間に、その受光面17aにおける入射光の入射角度を制限する入射角度制限部材(この例ではスペーサ14および絞り16)を設けている。この受光装置10では、カバー板11(入射端面11a)を経て入射した入射光が、拡散板12を透過することにより拡散光とされることから、カバー板11への入射角度の差異に拘らずあらゆる進行方向の光束(角度成分)を有することとなり、赤外線吸収フィルタ13、スペーサ14および干渉フィルタ15へと向かう。   For this reason, in the light receiving device 10 according to the present invention, the diffusion near the complete diffusion surface in the optical path (position closer to the measured location than the photoelectric conversion element 17) in the incident light reaches the photoelectric conversion element 17 (light receiving surface 17a). A diffusion plate 12 having performance is provided, and an incident angle limiting member that limits the incident angle of incident light on the light receiving surface 17a between the diffusion plate 12 and the photoelectric conversion element 17 (in this example, the spacer 14 and the diaphragm 16). ). In the light receiving device 10, incident light that has entered through the cover plate 11 (incident end surface 11 a) is diffused by being transmitted through the diffuser plate 12, so that regardless of the difference in incident angle to the cover plate 11. It has a light beam (angle component) in every traveling direction, and travels toward the infrared absorption filter 13, the spacer 14, and the interference filter 15.

この入射光は、赤外線吸収フィルタ13を経て、入射端開口14bからスペーサ14の内方(貫通孔14a内)へと進行し、その内周壁面へと向かうことなく出射端開口14cに到達した光束(角度成分)のみが、スペーサ14を通過することができる。このため、スペーサ14を経た入射光では、入射端開口14bの径寸法と出射端開口14cの径寸法と入射端開口14bから出射端開口14cに至る光軸方向で見た長さ寸法との比に応じた角度以下の進行方向の光束(角度成分)のみを有していることとなる。このスペーサ14における制限角度は、入射端面11aに対する入射光の入射角度の変化に応じたスペーサ14の入射端開口14bへと至る入射光としての光束(光量)の変化の度合いと、光電変換素子17の指向特性(図10参照)と、を考慮しつつ、入射端面11aに対する入射光の入射角度の変化に対する感度特性(斜入射光特性)を余弦則(図9参照)に一致させるように、設定されている。すなわち、スペーサ14における制限角度は、入射端面11aに対する入射光の入射角度の変化に応じた光電変換素子17の受光面17aへと至る実効的な入射光としての光束(光量)の変化の度合いと、光電変換素子17の指向特性(図10参照)と、を乗算した値を、余弦則(図9参照)とするように、設定されている。この例では、スペーサ14は、制限角度が45度に設定されており、45度よりも大きい進行方向の光束(角度成分)を通過させないものとされている。このスペーサ14を通過した入射光が、干渉フィルタ15を経て光電変換素子17の受光面17aに入射する。   The incident light passes through the infrared absorption filter 13, travels from the entrance end opening 14 b to the inside of the spacer 14 (in the through hole 14 a), and reaches the exit end opening 14 c without going to the inner peripheral wall surface. Only the (angle component) can pass through the spacer 14. For this reason, in the incident light that has passed through the spacer 14, the ratio of the diameter dimension of the incident end opening 14b, the diameter dimension of the exit end opening 14c, and the length dimension seen in the optical axis direction from the entrance end opening 14b to the exit end opening 14c. Therefore, it has only a light beam (angle component) in the traveling direction that is equal to or less than the angle corresponding to. The limiting angle in the spacer 14 is the degree of change in the luminous flux (light quantity) as incident light reaching the incident end opening 14b of the spacer 14 according to the change in the incident angle of incident light with respect to the incident end face 11a, and the photoelectric conversion element 17. The sensitivity characteristic (oblique incident light characteristic) with respect to the change in the incident angle of the incident light with respect to the incident end face 11a is set so as to coincide with the cosine law (see FIG. 9) in consideration of the directivity characteristic (see FIG. 10). Has been. That is, the limiting angle in the spacer 14 is the degree of change in luminous flux (light quantity) as effective incident light reaching the light receiving surface 17a of the photoelectric conversion element 17 in accordance with the change in incident angle of incident light with respect to the incident end face 11a. The value obtained by multiplying the directivity characteristic of the photoelectric conversion element 17 (see FIG. 10) is set to be a cosine law (see FIG. 9). In this example, the limit angle of the spacer 14 is set to 45 degrees, and the light flux (angle component) in the traveling direction larger than 45 degrees is not allowed to pass through. Incident light that has passed through the spacer 14 enters the light receiving surface 17 a of the photoelectric conversion element 17 through the interference filter 15.

このように、光電変換素子17の受光面17aには、拡散板12により拡散された入射光のうち、スペーサ14により制限された角度(この例では45度)以下の角度成分(光束)のみが到達する。このため、受光装置10では、光電変換素子17の受光面17aへの入射光として、0度からスペーサ14の制限角度(45度)までの間の進行方向の光束(角度成分)を略均等に進行させることができる。また、拡散板12により拡散された後に干渉フィルタ15を経ることにより、光電変換素子17の受光面17aに入射する入射光では、振動方向が入射面に対して一様な自然光となるので、偏光の影響をなくすことができる。なお、この例では、干渉フィルタ15と光電変換素子17との間に、絞り16が設けられており、この絞り16により干渉フィルタ15を経た入射光のうち光電変換素子17の受光面17aに到達する入射光の入射角度が微調整されているので、光電変換素子17(その受光面17a)に対しては、スペーサ14の入射端開口14bの径寸法と、絞り16の内径寸法と、入射端開口14bから絞り16までの光軸方向の長さ寸法と、により制限された角度以下の角度成分(光束)のみが受光面17aに到達している。このため、この例では、スペーサ14と絞り16とにより、光電変換素子17(その受光面17a)における入射光の入射角度を制限する入射角度制限部材が構成されていることとなるが、この絞り16による入射角度の微調整はスペーサ14による角度制限の作用を補助するものであることから、以下の説明では絞り16による微調整は考えないものとする。   As described above, only the angle component (light beam) of the incident light diffused by the diffusion plate 12 below the angle limited by the spacer 14 (45 degrees in this example) is received on the light receiving surface 17a of the photoelectric conversion element 17. To reach. For this reason, in the light receiving device 10, as incident light to the light receiving surface 17 a of the photoelectric conversion element 17, a light flux (angle component) in the traveling direction from 0 degree to the limit angle (45 degrees) of the spacer 14 is substantially even. Can be advanced. In addition, the incident light incident on the light receiving surface 17a of the photoelectric conversion element 17 after being diffused by the diffusion plate 12 and passing through the interference filter 15 becomes natural light whose vibration direction is uniform with respect to the incident surface. The influence of can be eliminated. In this example, a diaphragm 16 is provided between the interference filter 15 and the photoelectric conversion element 17, and reaches the light receiving surface 17 a of the photoelectric conversion element 17 out of incident light that has passed through the interference filter 15 by the diaphragm 16. Since the incident angle of incident light is finely adjusted, the diameter of the incident end opening 14b of the spacer 14, the inner diameter of the diaphragm 16, and the incident end of the photoelectric conversion element 17 (its light receiving surface 17a) are adjusted. Only the angle component (light beam) equal to or smaller than the angle limited by the length dimension in the optical axis direction from the opening 14b to the stop 16 reaches the light receiving surface 17a. Therefore, in this example, the spacer 14 and the diaphragm 16 constitute an incident angle limiting member that limits the incident angle of incident light on the photoelectric conversion element 17 (the light receiving surface 17a). Since the fine adjustment of the incident angle by 16 assists the effect of the angle limitation by the spacer 14, the fine adjustment by the diaphragm 16 is not considered in the following description.

このため、光電変換素子17では、スペーサ14(入射角度制限部材)により角度が制限された進行方向の光束(角度成分)のみが受光面17aに入射し、受光面17aにおける入射光の入射角度に対する感度(指向特性(図10参照))に応じて電気信号(例えば、電流値)を出力する。このとき、この出力された電気信号では、スペーサ14における制限角度が、入射端面11aに対する入射光の入射角度の変化に応じた光電変換素子17の受光面17aへと至る実効的な入射光としての光束(光量)の変化の度合いと、光電変換素子17の指向特性(図10参照)と、の積を、余弦則(図9参照)とするように、設定されていることから、斜入射光特性が余弦則(図9参照)に近似することとなる。   For this reason, in the photoelectric conversion element 17, only the light beam in the traveling direction (angle component) whose angle is limited by the spacer 14 (incident angle limiting member) is incident on the light receiving surface 17a, and the incident angle of the incident light on the light receiving surface 17a is relative to the incident angle. An electrical signal (for example, a current value) is output according to sensitivity (directivity characteristics (see FIG. 10)). At this time, in the output electric signal, the limit angle in the spacer 14 is an effective incident light that reaches the light receiving surface 17a of the photoelectric conversion element 17 according to the change in the incident angle of the incident light with respect to the incident end surface 11a. Since the product of the degree of change of the luminous flux (light quantity) and the directivity characteristic (see FIG. 10) of the photoelectric conversion element 17 is set to the cosine law (see FIG. 9), the oblique incident light The characteristic approximates the cosine law (see FIG. 9).

よって、本発明に係る受光装置10では、入射端面11aに対する入射光の入射角度の変化に応じたスペーサ14の入射端開口14bへと至る入射光としての光束(光量)の変化の度合いと、拡散板12による入射光の拡散と、スペーサ14による制限角度と、光電変換素子17の指向特性(図10参照)と、により、斜入射光特性が余弦則(図9参照)に近似されている。なお、この例では、上述したように、スペーサ14における制限角度は、干渉フィルタ15における合成角度範囲の最大値と合致されて設定されていることから、入射端面11aに対する入射光の入射角度の変化に対する感度特性を余弦則(図9参照)に近似させるために、干渉フィルタ15と光電変換素子17との間に絞り16を設け、受光面17aに到達する入射光の入射角度、すなわち受光面17aでの実行的な受光量の変化の度合いの微調整を行う構成としている。   Therefore, in the light receiving device 10 according to the present invention, the degree of change in the luminous flux (light quantity) as the incident light reaching the incident end opening 14b of the spacer 14 according to the change in the incident angle of the incident light with respect to the incident end face 11a, and the diffusion The oblique incident light characteristic is approximated to the cosine law (see FIG. 9) by the diffusion of the incident light by the plate 12, the limiting angle by the spacer 14, and the directivity characteristic of the photoelectric conversion element 17 (see FIG. 10). In this example, as described above, the limit angle in the spacer 14 is set to coincide with the maximum value of the combined angle range in the interference filter 15, so that the change in the incident angle of the incident light with respect to the incident end face 11a is changed. In order to approximate the sensitivity characteristic to the cosine law (see FIG. 9), a diaphragm 16 is provided between the interference filter 15 and the photoelectric conversion element 17, and the incident angle of the incident light reaching the light receiving surface 17a, that is, the light receiving surface 17a. In this configuration, fine adjustment of the degree of change in the effective amount of received light is performed.

このように、本発明に係る受光装置10では、入射光を拡散板12で拡散し、その拡散された入射光における角度成分をスペーサ14で制限し、その角度成分が制限された入射光における波長成分を干渉フィルタ15で制限するものであることから、干渉フィルタ15における透過波長の入射角度依存性と偏光依存性との影響を低減することができ、高い精度で所望の分光応答度特性(この例では標準分光視感効率V(λ)に近似する特性)を得ることができる。   As described above, in the light receiving device 10 according to the present invention, the incident light is diffused by the diffusion plate 12, the angle component in the diffused incident light is limited by the spacer 14, and the wavelength in the incident light in which the angle component is limited. Since the component is limited by the interference filter 15, it is possible to reduce the influence of the incident angle dependency and the polarization dependency of the transmission wavelength in the interference filter 15, and to obtain a desired spectral response characteristic (this) with high accuracy. In the example, a characteristic approximating the standard spectral luminous efficiency V (λ) can be obtained.

また、受光装置10では、干渉フィルタ15が、入射面15bへの入射角度で見て0度から所定の大きさまでの間の分光透過率特性の平均値に基づく平均角度合成分光透過率比Fm(λ)と、光電変換素子17の分光応答度PD(λ)と、の積が標準分光視感効率V(λ)となるように設定されていることから、拡散板12で拡散されることにより種々の角度成分を略均等に有している入射光に適合する分光透過率特性を有していることとなるので、所望の分光応答度特性(この例では標準分光視感効率V(λ)に近似する特性)を適切に得ることができる。   Further, in the light receiving device 10, the interference filter 15 has an average angle combined spectral transmittance ratio Fm (based on an average value of spectral transmittance characteristics between 0 degrees and a predetermined magnitude when viewed at an incident angle to the incident surface 15b. Since the product of λ) and the spectral response PD (λ) of the photoelectric conversion element 17 is set to the standard spectral luminous efficiency V (λ), it is diffused by the diffusion plate 12 Since it has spectral transmittance characteristics suitable for incident light having various angle components substantially evenly, a desired spectral response characteristic (in this example, standard spectral luminous efficiency V (λ)) (Approximate characteristics) can be appropriately obtained.

さらに、受光装置10では、干渉フィルタ15が、入射面15bへの入射角度で見て0度から所定の大きさまでの間の分光透過率特性の平均値に基づく平均角度合成分光透過率比Fm(λ)と、光電変換素子17の分光応答度PD(λ)と、カバー板11と拡散板12と赤外線吸収フィルタ13との分光透過率をG(λ)と、の積が標準分光視感効率V(λ)となるように設定されていることから、拡散板12で拡散されることにより種々の角度成分を略均等に有している入射光により適合する分光透過率特性を有していることとなるので、所望の分光応答度特性(この例では標準分光視感効率V(λ)に近似する特性)を適切に得ることができる。   Further, in the light receiving device 10, the interference filter 15 has an average angle combined spectral transmittance ratio Fm (based on an average value of spectral transmittance characteristics between 0 degrees and a predetermined magnitude when viewed at an incident angle to the incident surface 15 b. λ), the spectral response PD (λ) of the photoelectric conversion element 17, and the spectral transmittance G (λ) of the cover plate 11, the diffuser plate 12, and the infrared absorption filter 13 are standard spectral luminous efficiency. Since it is set to be V (λ), it has a spectral transmittance characteristic that is more suitable for incident light that has various angular components approximately evenly by being diffused by the diffusion plate 12. Therefore, desired spectral response characteristics (characteristics approximating the standard spectral luminous efficiency V (λ) in this example) can be appropriately obtained.

受光装置10では、干渉フィルタ15の設定の基準としての平均角度合成分光透過率比Fm(λ)が、0度からスペーサ14(入射角度制限部材)の制限角度(上記した例では45度)までの間の平均値である平均角度合成分光透過率Fm´(λ)(図8参照)に基づいて算出されていることから、スペーサ14を経た入射光が有する角度成分と干渉フィルタ15の設定の対象とされた角度成分とが等しいため、スペーサ14により角度成分が制限された入射光の波長成分を干渉フィルタ15でより適切に制限する(所定の分光透過率で透過させる)ことができるので、所望の分光応答度特性(この例では標準分光視感効率V(λ)に近似する特性)をより適切に得ることができる。   In the light receiving device 10, the average angle combined spectral transmittance ratio Fm (λ) as a reference for setting the interference filter 15 is from 0 degree to the limiting angle of the spacer 14 (incident angle limiting member) (45 degrees in the above example). Is calculated based on the average angle combined spectral transmittance Fm ′ (λ) (see FIG. 8), which is an average value between the angle components, and the setting of the interference filter 15 and the angle component of the incident light that has passed through the spacer 14 Since the target angle component is equal, the wavelength component of the incident light whose angle component is limited by the spacer 14 can be more appropriately limited (transmitted at a predetermined spectral transmittance) by the interference filter 15. Desired spectral response characteristics (characteristics approximating the standard spectral luminous efficiency V (λ) in this example) can be obtained more appropriately.

受光装置10では、スペーサ14の制限角度が、干渉フィルタ15の分光透過率特性に適合されて設定されていることから、スペーサ14により角度成分が制限された入射光の波長成分を干渉フィルタ15でより適切に制限することができるので、所望の分光応答度特性(この例では標準分光視感効率V(λ)に近似する特性)をより適切に得ることができる。   In the light receiving device 10, since the limit angle of the spacer 14 is set in conformity with the spectral transmittance characteristic of the interference filter 15, the wavelength component of incident light whose angle component is limited by the spacer 14 is converted by the interference filter 15. Since it can limit more appropriately, a desired spectral response characteristic (characteristic that approximates the standard spectral luminous efficiency V (λ) in this example) can be obtained more appropriately.

受光装置10では、干渉フィルタ15において、入射面15bにロングパス干渉膜が形成され、かつ出射面15cにショートパス干渉膜が形成されていることから、干渉フィルタ15における透過波長の入射角度依存性の影響をより低減することができる。これは、以下のことによる。スペーサ14の入射端開口14bの径寸法に対して、光電変換素子17の受光面17a上での実効的な径寸法(主に出射端開口14cの径寸法もしくは絞り16の内径寸法により決定される実効的な受光面積)が小さく設定されることにより、干渉フィルタ15を経て光電変換素子17の受光面17aへと入射する光路で見た出射面15c上での面積を入射面15b上での面積よりも小さくすることができることから、スペーサ14(場合によっては絞り16も含む)による入射面15bへの入射光における入射角度の制限値よりも、スペーサ14(場合によっては絞り16も含む)による出射面15cへの入射光における入射角度の制限値の方が、実質的に大きくなる(より狭い角度成分のみの通過を許す)ことが考えられる。ここで、光学薄膜(干渉膜(干渉フィルタ15))では、上述したように、長い波長領域ほど透過波長の入射角度依存性の影響による分光透過率特性線の移動量の割合が大きくなる。これらのことから、干渉フィルタ15として設定する分光透過率において、短波長側の分光透過率特性を形成するロングパス干渉膜を入射面15bに設け、かつ長波長側の分光透過率特性を形成するショートパス干渉膜を出射面15cに設けることにより、入射角度依存性の影響が大きい長波長帯域における入射角度の制限値を実質的に大きくすることができる、換言すると出射面15cに到達する入射光における角度成分をより制限することができるので、透過波長の入射角度依存性の影響を小さくすることができる。   In the light receiving device 10, in the interference filter 15, a long-pass interference film is formed on the incident surface 15 b and a short-path interference film is formed on the output surface 15 c, so that the transmission wavelength of the interference filter 15 depends on the incident angle. The influence can be further reduced. This is due to the following. With respect to the diameter dimension of the incident end opening 14b of the spacer 14, the effective diameter dimension on the light receiving surface 17a of the photoelectric conversion element 17 (mainly determined by the diameter dimension of the exit end opening 14c or the inner diameter dimension of the diaphragm 16). By setting the effective light receiving area) to be small, the area on the emission surface 15c as viewed in the optical path incident on the light receiving surface 17a of the photoelectric conversion element 17 through the interference filter 15 is the area on the incident surface 15b. Therefore, the light emitted from the spacer 14 (including the diaphragm 16 in some cases) is larger than the limit value of the incident angle of the incident light on the incident surface 15b by the spacer 14 (including the diaphragm 16 in some cases). It is conceivable that the limit value of the incident angle of the light incident on the surface 15c is substantially larger (allowing only a narrower angle component to pass). Here, in the optical thin film (interference film (interference filter 15)), as described above, the ratio of the movement amount of the spectral transmittance characteristic line is increased in the longer wavelength region due to the influence of the incident angle dependence of the transmission wavelength. For these reasons, in the spectral transmittance set as the interference filter 15, a long-pass interference film that forms the spectral transmittance characteristic on the short wavelength side is provided on the incident surface 15 b, and the short that forms the spectral transmittance characteristic on the long wavelength side. By providing the path interference film on the exit surface 15c, the limit value of the incident angle in the long wavelength band where the influence of the incident angle dependency is large can be substantially increased, in other words, in the incident light reaching the exit surface 15c. Since the angle component can be further restricted, the influence of the incident angle dependence of the transmission wavelength can be reduced.

受光装置10では、赤外線吸収フィルタ13により入射光における略900nm以上の波長帯域の波長成分が完全に吸収されていることから、干渉フィルタ15における光学薄膜の層数(積層数)を低減しつつ所望の分光応答度特性(この例では標準分光視感効率V(λ)に近似する特性)をより適切に得ることができる。これは、以下のことによる。干渉フィルタ15は、上述したようにガラス基板15aに様々な屈折率を有する誘電体材料による光学薄膜が積層されることにより、分光透過率特性が設定されている。この分光透過率特性は、光学薄膜の層数(積層数)を増やすことにより、非透過帯域(反射性能を有する波長帯域)を拡大することができる。干渉フィルタ15では、受光装置10における分光応答度特性を標準分光視感効率V(λ)に近似すべく分光透過率特性が設定されているが、赤外線吸収フィルタ13により入射光における略900nm以上の波長帯域の波長成分を完全に吸収させることができることから、赤外線吸収フィルタ13があれば略900nm以上の波長帯域に対する反射性能を有する必要がない。このため、干渉フィルタ15の分光透過率F(λ)の長波長側に相当する箇所を形成するショートパス干渉膜に、長波長帯域における反射性能を持たせる必要がなくなるので、当該ショートパス干渉膜を図5に二点鎖線で示すように長波長帯域の透過を許すような特性とすることができる。このため、ショートパス干渉膜における光学薄膜の層数(積層数)を低減することができ、干渉フィルタ15における光学薄膜の層数(積層数)を低減することができる。   In the light receiving device 10, since the wavelength component of the wavelength band of approximately 900 nm or more in the incident light is completely absorbed by the infrared absorption filter 13, it is desirable to reduce the number of optical thin films (the number of layers) in the interference filter 15. The spectral responsivity characteristics (characteristics approximated to the standard spectral luminous efficiency V (λ) in this example) can be obtained more appropriately. This is due to the following. As described above, the interference filter 15 has a spectral transmittance characteristic set by laminating optical thin films made of dielectric materials having various refractive indexes on the glass substrate 15a. This spectral transmittance characteristic can expand the non-transmission band (wavelength band having reflection performance) by increasing the number of layers (stacking number) of the optical thin film. In the interference filter 15, the spectral transmittance characteristic is set so as to approximate the spectral response characteristic in the light receiving device 10 to the standard spectral luminous efficiency V (λ). Since the wavelength component of the wavelength band can be completely absorbed, if the infrared absorption filter 13 is provided, it is not necessary to have reflection performance for a wavelength band of approximately 900 nm or more. For this reason, it is not necessary for the short path interference film that forms the portion corresponding to the long wavelength side of the spectral transmittance F (λ) of the interference filter 15 to have the reflection performance in the long wavelength band. As shown by a two-dot chain line in FIG. For this reason, the number of optical thin films (the number of stacked layers) in the short path interference film can be reduced, and the number of optical thin films (the number of stacked layers) in the interference filter 15 can be reduced.

受光装置10では、赤外線吸収フィルタ13により入射光における略900nm以上の波長帯域の波長成分が完全に吸収されているとともに、干渉フィルタ15における透過波長の入射角度依存性の影響が低減されていることから、干渉フィルタ15における光学薄膜の層数(積層数)をより低減しつつ所望の分光応答度特性(この例では標準分光視感効率V(λ)に近似する特性)をより適切に得ることができる。これは、以下のことによる。上述したように、赤外線吸収フィルタ13により入射光における略900nm以上の波長帯域の波長成分が完全に吸収されていることから、干渉フィルタ15では、略900nm以上の波長帯域に対する反射性能が必要なくなる。ところが、干渉フィルタ15では、透過波長の入射角度依存性の影響により分光透過率特性が短波長側へと移動する場面があることから、この移動分を考慮して干渉フィルタ15における長波長帯域に対する反射性能を設定する必要がある。本願発明の構成では、干渉フィルタ15における透過波長の入射角度依存性の影響を低減することができることから、透過波長の入射角度依存性の影響による分光透過率特性の短波長側への移動分として考慮する量を低減することができるので、干渉フィルタ15における長波長帯域に対する反射性能の上限波長をより900nmに近くに設定することができる(図5に二点鎖線で示すような長波長帯域の透過を許す特性線の間にある矢印参照)。このため、ショートパス干渉膜における非透過帯域を拡大することができ、ショートパス干渉膜における光学薄膜の層数(積層数)を低減することができ、干渉フィルタ15における光学薄膜の層数(積層数)を低減することができる。   In the light receiving device 10, the wavelength component of the wavelength band of approximately 900 nm or more in the incident light is completely absorbed by the infrared absorption filter 13, and the influence of the incident wavelength dependence of the transmission wavelength in the interference filter 15 is reduced. Thus, it is possible to more appropriately obtain a desired spectral response characteristic (a characteristic approximate to the standard spectral luminous efficiency V (λ) in this example) while further reducing the number of optical thin film layers (the number of layers) in the interference filter 15. Can do. This is due to the following. As described above, since the wavelength component of the wavelength band of approximately 900 nm or more in the incident light is completely absorbed by the infrared absorption filter 13, the interference filter 15 does not require reflection performance for the wavelength band of approximately 900 nm or more. However, in the interference filter 15, there is a scene where the spectral transmittance characteristic moves to the short wavelength side due to the influence of the incident angle dependence of the transmission wavelength. It is necessary to set the reflection performance. In the configuration of the present invention, since the influence of the incident wavelength dependence of the transmission wavelength in the interference filter 15 can be reduced, the movement of the spectral transmittance characteristic to the short wavelength side due to the influence of the incident angle dependence of the transmission wavelength is reduced. Since the amount to be considered can be reduced, the upper limit wavelength of the reflection performance for the long wavelength band in the interference filter 15 can be set closer to 900 nm (in the long wavelength band as shown by a two-dot chain line in FIG. 5). (See the arrow between the characteristic lines that allow transmission). For this reason, the non-transmission band in the short path interference film can be expanded, the number of optical thin films (the number of layers) in the short path interference film can be reduced, and the number of the optical thin films in the interference filter 15 (lamination). Number) can be reduced.

受光装置10では、入射光を拡散板12で拡散し、その拡散された入射光における角度成分をスペーサ14で制限し、その角度成分が制限された入射光を光電変換素子17の受光面17aで受光するものであることから、受光装置10における斜入射光特性、すなわち受光装置10の入射端面11aへの入射光の入射角度の変化に対する感度の変化度合いを、余弦則(図9参照)に近似させることを容易なものとすることができる。これは、以下のことによる。受光装置10では、拡散板12が完全拡散面に近い拡散性能を有していることから、光軸方向(この例では入射端面11aの法線方向)から見た入射光の入射角度の増大傾向の変化に対して、光電変換素子17の指向特性(図10参照)を考慮した受光面17aでの受光量の減少度合いを、平坦面に対する入射角度の増大傾向の変化に伴う受光面積の減少度合いよりも低減することができるので、入射角度の増大に伴う光電変換素子17の受光面17aでの実効的な受光量の低減を、余弦則よりも小さなものとすることができる。このため、受光装置10では、入射角度に応じた受光量を減ずる方向へと調整するだけで、余弦則に適合させることができることとなる。ここで、受光装置10では、拡散板12と光電変換素子17(受光面17a)との間に、拡散板12で拡散された入射光における角度成分を制限するスペーサ14が設けられていることから、このスペーサ14における制限角度を調整することにより、入射角度に応じた受光量を減ずる方向へと調整することができるので、容易に高い精度で余弦則に適合させることができる。ここで、光電変換素子17の指向特性(図10参照)を考慮した受光面17aでの実行的な受光量の減少度合いとは、光電変換素子17が受光面17aに入射した光の強度(受光量)と自らの指向特性とを乗算した大きさを示す電気信号(例えば、電流値)を出力するものであることから、光電変換素子17からの出力値(電気信号)の減少度合いのことをいう。   In the light receiving device 10, the incident light is diffused by the diffusion plate 12, the angle component in the diffused incident light is limited by the spacer 14, and the incident light whose angle component is limited is received by the light receiving surface 17 a of the photoelectric conversion element 17. Since the light is received, the oblique incident light characteristic in the light receiving device 10, that is, the degree of change in sensitivity with respect to the change in the incident angle of the incident light on the incident end surface 11a of the light receiving device 10 is approximated to the cosine law (see FIG. 9). It can be made easy. This is due to the following. In the light receiving device 10, since the diffusion plate 12 has a diffusion performance close to a complete diffusion surface, the incident light incident angle tends to increase as viewed from the optical axis direction (in this example, the normal direction of the incident end surface 11a). The degree of decrease in the amount of light received at the light receiving surface 17a in consideration of the directivity characteristics (see FIG. 10) of the photoelectric conversion element 17 with respect to the change in the light receiving area, the degree of decrease in the light receiving area due to the change in the increasing tendency of the incident angle with respect to the flat surface. Therefore, the effective reduction in the amount of received light at the light receiving surface 17a of the photoelectric conversion element 17 accompanying the increase in the incident angle can be made smaller than the cosine law. For this reason, the light receiving device 10 can be adapted to the cosine law simply by adjusting the received light amount in accordance with the incident angle in the direction of decreasing. Here, in the light receiving device 10, a spacer 14 is provided between the diffusion plate 12 and the photoelectric conversion element 17 (light receiving surface 17 a) to limit the angle component in the incident light diffused by the diffusion plate 12. By adjusting the limit angle in the spacer 14, it is possible to adjust the amount of received light according to the incident angle so as to reduce the amount of received light, so that it can be easily adapted to the cosine law with high accuracy. Here, the effective decrease in the amount of received light on the light receiving surface 17a in consideration of the directivity characteristics (see FIG. 10) of the photoelectric conversion element 17 is the intensity of light incident on the light receiving surface 17a (light reception). The amount of decrease in the output value (electrical signal) from the photoelectric conversion element 17 is output from an electrical signal (for example, a current value) indicating the magnitude obtained by multiplying the amount of the directivity and the directivity characteristic. Say.

受光装置10では、スペーサ14の制限角度が、入射端面11aに対する入射光の入射角度の変化に応じた光電変換素子17の受光面17aでの実効的な受光量(光電変換素子17からの出力値(電気信号))の変化の度合いと、光電変換素子17の指向特性(図10参照)と、を乗算した値を、余弦則(図9参照)とするように、設定されていることから、任意の指向特性(図10参照)を有する光電変換素子を用いて受光装置10における斜入射光特性を余弦則(図9参照)に高い精度で近似させることができる。   In the light receiving device 10, the limit angle of the spacer 14 is such that the effective light reception amount (the output value from the photoelectric conversion element 17) on the light receiving surface 17 a of the photoelectric conversion element 17 according to the change in the incident angle of incident light with respect to the incident end surface 11 a. Since the value obtained by multiplying the degree of change in (electrical signal)) and the directivity characteristic of the photoelectric conversion element 17 (see FIG. 10) is set as the cosine law (see FIG. 9), The oblique incident light characteristic in the light receiving device 10 can be approximated to the cosine law (see FIG. 9) with high accuracy by using a photoelectric conversion element having an arbitrary directivity characteristic (see FIG. 10).

受光装置10では、スペーサ14で角度成分が制限された入射光を光電変換素子17の受光面17aで受光させることで、受光装置10における斜入射光特性を余弦則(図9参照)に近似させるために、入射光を拡散する拡散板12が、完全拡散面に近い拡散性能を有する材料(実施例1ではフッ素を含む樹脂材料の一例としての白色PTFE(四フッ化エチレン樹脂))から形成されているので、従来のように半球状のグローブを用いることなく高い精度で余弦則に近似させることができる。   In the light receiving device 10, incident light whose angle component is limited by the spacer 14 is received by the light receiving surface 17 a of the photoelectric conversion element 17, so that the oblique incident light characteristic in the light receiving device 10 is approximated to the cosine law (see FIG. 9). Therefore, the diffusion plate 12 that diffuses incident light is formed of a material having a diffusion performance close to a complete diffusion surface (in Example 1, white PTFE (tetrafluoroethylene resin) as an example of a resin material containing fluorine). Therefore, it can be approximated to the cosine law with high accuracy without using a hemispherical glove as in the prior art.

受光装置10では、ガラス基板15aに様々な屈折率を有する誘電体材料による光学薄膜が積層して形成した干渉フィルタ15において、0度からスペーサ14の制限角度(45度)までを合成した角度に対する平均角度合成分光透過率Fm´(λ)に基づく平均角度合成分光透過率比Fm(λ)と、光電変換素子17の分光応答度PD(λ)と、の積が標準分光視感効率V(λ)となるように、分光透過率F(λ)が設定されていることから、所定の角度に対する分光透過率F(λ)がリップルを有する特性線(図7の分光透過率F30(λ)や分光透過率F45(λ)の特性線参照)である場合であっても、図8に示すように平均角度合成分光透過率比Fm(λ)としては滑らかな特性線とすることができ、より適切に標準分光視感効率V(λ)に近似させることができる。 In the light receiving device 10, in the interference filter 15 formed by laminating optical thin films made of dielectric materials having various refractive indexes on the glass substrate 15a, the angle from 0 degree to the limit angle (45 degrees) of the spacer 14 is combined. The product of the average angle composite spectral transmittance ratio Fm (λ) based on the average angle composite spectral transmittance Fm ′ (λ) and the spectral response PD (λ) of the photoelectric conversion element 17 is the standard spectral luminous efficiency V ( Since the spectral transmittance F (λ) is set so as to be λ), the spectral transmittance F (λ) with respect to a predetermined angle has a ripple characteristic line (spectral transmittance F 30 (λ in FIG. 7). ) And spectral transmittance F 45 (λ) characteristic line), as shown in FIG. 8, the average angle combined spectral transmittance ratio Fm (λ) may be a smooth characteristic line. And the standard spectral luminous efficiency V ( It can be approximated to).

受光装置10では、拡散板12により入射光を拡散していることから、入射光が偏光である場合であっても、偏光のない自然光の状態に変換することができるので、干渉フィルタ15を用いて高い精度で所望する分光透過率特性を得る、すなわちより適切に標準分光視感効率V(λ)に近似させることができる。   In the light receiving device 10, since the incident light is diffused by the diffusion plate 12, even if the incident light is polarized light, it can be converted into a state of natural light without polarization. Therefore, the interference filter 15 is used. Therefore, it is possible to obtain a desired spectral transmittance characteristic with high accuracy, that is, to approximate the standard spectral luminous efficiency V (λ) more appropriately.

受光装置10では、ガラス基板15a(光学的に透過の特性を持つ基材)に様々な屈折率を有する誘電体材料による光学薄膜を積層して形成した干渉フィルタ15を用いて、分光応答度特性の調整を行っていることから、色ガラスフィルタを用いて構成する場合のように環境負荷の高い物質を用いることなく、かつ色ガラスフィルタを用いて構成する場合に比較して厚さ寸法の増大を招くことなく、高い精度で所望する分光透過率特性を得ることができる。   In the light receiving device 10, spectral response characteristics are obtained using an interference filter 15 formed by laminating optical thin films made of dielectric materials having various refractive indexes on a glass substrate 15a (a base material having optical transmission characteristics). Therefore, without using a material with high environmental impact as in the case of using a colored glass filter, the thickness dimension is increased compared to the case of using a colored glass filter. The desired spectral transmittance characteristic can be obtained with high accuracy without incurring the above.

受光装置10では、スペーサ14により、干渉フィルタ15に至る入射光における角度成分を所定の角度以下のものに制限することができるので、干渉フィルタ15を透過した光(入射光)において想定していない波長成分が含まれていることを防止することができる。これは、干渉膜を用いた干渉フィルタでは、所定の入射角度を越える光が入射すると、全く想定していない波長成分の光の透過を許してしまうことがあることによる。   In the light receiving device 10, the spacer 14 can limit the angle component in the incident light reaching the interference filter 15 to be equal to or less than a predetermined angle, and thus it is not assumed in the light (incident light) transmitted through the interference filter 15. It is possible to prevent the wavelength component from being included. This is because in an interference filter using an interference film, when light exceeding a predetermined incident angle is incident, transmission of light of a wavelength component that is not assumed at all may be allowed.

受光装置10では、ガラス基板15a(光学的に透過の特性を持つ基材)に様々な屈折率を有する誘電体材料による光学薄膜を積層して形成した干渉フィルタ15を用いて、分光応答度特性の調整を行っていることから、色ガラスフィルタや色素フィルムフィルタを用いて構成する場合に比較して、干渉フィルタ15における分光透過率の設定の自由度が高いので、所望の分光応答度特性(この例では標準分光視感効率V(λ)に近似する特性)をより適切に得ることができる。   In the light receiving device 10, spectral response characteristics are obtained using an interference filter 15 formed by laminating optical thin films made of dielectric materials having various refractive indexes on a glass substrate 15a (a base material having optical transmission characteristics). Since the degree of freedom in setting the spectral transmittance in the interference filter 15 is higher than in the case of using a color glass filter or a dye film filter, the desired spectral response characteristics ( In this example, the characteristic that approximates the standard spectral luminous efficiency V (λ)) can be obtained more appropriately.

受光装置10では、ガラス基板15a(光学的に透過の特性を持つ基材)に様々な屈折率を有する誘電体材料による光学薄膜を積層して形成した干渉フィルタ15を用いて、分光応答度特性の調整を行っていることから、色ガラスフィルタや色素フィルムフィルタのように熱や紫外線の吸収により分光透過率特性が変化する、ということがないので、熱や紫外線の影響により分光応答度特性が変化することを防止することができ、安定した分光応答度特性を得ることができる。ここで、受光装置10では、赤外線吸収フィルタ13を用いているが、この赤外線吸収フィルタ13は測光機器(この例では照度計)において感度を持つ必要のない長波長帯域の成分の透過を阻むものであって、分光応答度特性の調整に直接影響を及ぼす構成ではないので、赤外線吸収フィルタ13における熱や紫外線の影響が分光応答度特性に及ぶことはない。   In the light receiving device 10, spectral response characteristics are obtained using an interference filter 15 formed by laminating optical thin films made of dielectric materials having various refractive indexes on a glass substrate 15a (a base material having optical transmission characteristics). Therefore, the spectral transmittance characteristics do not change due to the absorption of heat and ultraviolet rays unlike colored glass filters and dye film filters, so the spectral response characteristics are affected by the influence of heat and ultraviolet rays. The change can be prevented, and a stable spectral response characteristic can be obtained. Here, although the infrared absorption filter 13 is used in the light receiving device 10, the infrared absorption filter 13 prevents transmission of a component in a long wavelength band that does not need to have sensitivity in a photometric device (illuminance meter in this example). In addition, since the configuration does not directly affect the adjustment of the spectral response characteristic, the influence of heat and ultraviolet rays on the infrared absorption filter 13 does not reach the spectral response characteristic.

受光装置10では、スペーサ14に加えて絞り16が設けられていることから、スペーサ14の制限角度を干渉フィルタ15の分光透過率特性に適合させて設定する、すなわち干渉フィルタ15の設定の基準としての平均角度合成分光透過率比Fm(λ)を0度からスペーサ14の制限角度までの間の平均値である平均角度合成分光透過率Fm´(λ)(図8参照)に基づいて算出することで適切に所望の分光応答度特性(この例では標準分光視感効率V(λ)に近似する特性)を得ることができるとともに、スペーサ14の制限角度を絞り16で補正することで、斜入射光特性を余弦則(図9参照)に高い精度で近似させることができる。   In the light receiving device 10, since the diaphragm 16 is provided in addition to the spacer 14, the limit angle of the spacer 14 is set in accordance with the spectral transmittance characteristic of the interference filter 15, that is, as a reference for setting the interference filter 15. Is calculated based on the average angle combined spectral transmittance Fm ′ (λ) (see FIG. 8), which is an average value between 0 degree and the limit angle of the spacer 14. Thus, a desired spectral responsivity characteristic (in this example, a characteristic approximating the standard spectral luminous efficiency V (λ)) can be obtained, and the limiting angle of the spacer 14 is corrected by the diaphragm 16 to Incident light characteristics can be approximated to cosine law (see FIG. 9) with high accuracy.

受光装置10では、光電変換素子17への入射光の入射角度の制限の観点からは、上述した設定を可能とすることを前提として、被測定箇所側から順に拡散板12、スペーサ14および光電変換素子17を配置するとともに上記したような各設定とすることにより、斜入射光特性を余弦則(図9参照)に高い精度で近似させることができることから、拡散性能を有する半球状のグローブ(受光球)を用いる必要がないので、半球状に突出したグローブを非使用時等に保護するために当該グローブを収容可能な比較的大きなカバー部材を用いる必要もなく、より簡易で小さな構成とすることができる。   In the light receiving device 10, from the viewpoint of limiting the incident angle of incident light to the photoelectric conversion element 17, the diffusion plate 12, the spacer 14, and the photoelectric conversion are sequentially arranged from the measurement target side on the premise that the above-described setting is possible. By arranging the element 17 and setting each of the above settings, the oblique incident light characteristic can be approximated to the cosine law (see FIG. 9) with high accuracy. Sphere) is not required, so it is not necessary to use a relatively large cover member that can accommodate the glove protruding in a hemispherical shape when not in use, etc. Can do.

したがって、本発明に係る受光装置10では、デザインの自由度の向上や大きさ寸法の低減を可能としつつ高い精度で所望の斜入射光特性、この例では余弦則に近似した斜入射光特性を得ることができる。   Therefore, in the light receiving device 10 according to the present invention, the desired oblique incident light characteristic, which in this example approximates the cosine law, can be obtained with high accuracy while improving the degree of freedom of design and reducing the size. Obtainable.

なお、上記した例では、受光装置10が、図1および図2に示すように、光軸方向に沿って被測定箇所側から順に、カバー板11と拡散板12と赤外線吸収フィルタ13とスペーサ14と干渉フィルタ15と絞り16と光電変換素子17とを備える構成とされていたが、干渉フィルタ15または光電変換素子17に至る入射光における角度成分を制限するものであれば、例えば、スペーサ14に代えて一対の絞り18(図11参照)(個別に示すときは被測定箇所側から18a、18bとする)を設けるものであってもよく、上記した例に限定されるものではない。この2つの絞り18が設けられた受光装置101の例を図11に示す。この受光装置101は、基本的な構成は受光装置10と同様であることから、等しい構成の個所には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。受光装置101では、被測定箇所側から見て拡散板12の後方に一対の絞り18(18a、18b)が設けられており、その両絞り18の間に、赤外線吸収フィルタ131が設けられている。この一対の絞り18は、被測定箇所側に位置する絞り18aが、スペーサ14における入射端開口14b(図2参照)に相当し、かつ干渉フィルタ15側に位置する絞り18bが、スペーサ14における出射端開口14c(図2参照)に相当しており、絞り18aの内径寸法と、絞り18bの内径寸法と、両絞り18a、18bの光軸方向で見た間隔寸法と、の比により、制限する角度の大きさを設定する。このため、受光装置101では、角度成分の制限のために設けられる絞り18aと絞り18bとの間隔を利用して、赤外線吸収フィルタ131を配置することができる。よって、受光装置101では、受光装置10と同様の効果を得ることができるとともに、光軸方向の大きさ寸法を低減することができる。   In the above example, as shown in FIGS. 1 and 2, the light receiving device 10 includes the cover plate 11, the diffusion plate 12, the infrared absorption filter 13, and the spacer 14 in order from the measurement location side along the optical axis direction. And the interference filter 15, the diaphragm 16, and the photoelectric conversion element 17. However, if the angle component in the incident light reaching the interference filter 15 or the photoelectric conversion element 17 is limited, for example, the spacer 14 Instead, a pair of diaphragms 18 (see FIG. 11) (when individually shown, 18a and 18b from the measurement site side) may be provided, and the invention is not limited to the above example. An example of the light receiving device 101 provided with the two stops 18 is shown in FIG. Since the basic configuration of the light receiving device 101 is the same as that of the light receiving device 10, the same reference numerals are given to portions having the same configuration, and detailed description thereof is omitted. In the light receiving device 101, a pair of diaphragms 18 (18 a, 18 b) is provided behind the diffusion plate 12 as viewed from the measurement site, and an infrared absorption filter 131 is provided between the diaphragms 18. . In this pair of diaphragms 18, the diaphragm 18 a located on the measurement target side corresponds to the incident end opening 14 b (see FIG. 2) in the spacer 14, and the diaphragm 18 b located on the interference filter 15 side emits from the spacer 14. This corresponds to the end opening 14c (see FIG. 2), and is limited by the ratio of the inner diameter of the diaphragm 18a, the inner diameter of the diaphragm 18b, and the distance between the two diaphragms 18a and 18b as viewed in the optical axis direction. Sets the size of the angle. For this reason, in the light receiving device 101, the infrared absorption filter 131 can be arranged by using the interval between the diaphragm 18a and the diaphragm 18b provided for limiting the angle component. Therefore, the light receiving device 101 can obtain the same effect as the light receiving device 10 and can reduce the size in the optical axis direction.

また、上記した例では、受光装置10が、本願発明に係る測光機器の一例である照度計50における受光装置として構成されていたが、他の測光機器であってもよく、上記した例に限定されるものではない。他の測光機器の一例としての色彩照度計60における受光装置102を図12に示す。この受光装置102は、図13に示すCIEで規定された等色関数x(λ)、y(λ)、z(λ)に近似した分光応答度特性を得るように構成されている。なお、一般に等色関数を表わす記号としてバー付きのものが用いられるが、便宜上、バーを省略して示している。この受光装置102は、基本的な構成は受光装置10と同様であることから、等しい構成の個所には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。受光装置102は、単一のカバー板11、拡散板12および赤外線吸収フィルタ13と、3つのスペーサ142、干渉フィルタ152、絞り162および光電変換素子172(それぞれ個別に示すときは、末尾にa、b、cを付して示す)と、により構成されている。なお、図12では、3つのスペーサ142a、142b、142cの境界線は明確には記載されていない。スペーサ142a、干渉フィルタ152a、絞り162aおよび光電変換素子172aは、共通のカバー板11、拡散板12および赤外線吸収フィルタ13との協働により、等色関数x(λ)(図13の実線参照)に近似した分光応答度特性を得るように構成され、スペーサ142b、干渉フィルタ152b、絞り162bおよび光電変換素子172bは、共通のカバー板11、拡散板12および赤外線吸収フィルタ13との協働により、等色関数y(λ)(図13の一点鎖線参照)に近似した分光応答度特性を得るように構成され、スペーサ142c、干渉フィルタ152c、絞り162cおよび光電変換素子172cは、共通のカバー板11、拡散板12および赤外線吸収フィルタ13との協働により、等色関数z(λ)(図13の二点鎖線参照)に近似した分光応答度特性を得るように構成されている。これらにおいて、各々斜入射光特性が余弦則(図9参照)に近似されているのは言うまでもない。このため、受光装置102では、受光装置10と同様の効果を得ることができ、干渉フィルタ152を用いて高い精度で等色関数x(λ)、y(λ)、z(λ)に近似した分光応答度特性を得ることができる。また、受光装置102では、色彩照度計60として等色関数x(λ)、y(λ)、z(λ)(図13参照)に近似した分光応答度特性を得るべく3つのスペーサ142、干渉フィルタ152、絞り162および光電変換素子172を用いる構成とされているが、拡散性能を有する半球状のグローブを用いる必要のない構成であることから、斜入射光特性を高い精度で余弦則に近似させることができる。これは、半球状のグローブを用いる場合、各光電変換素子172における光軸に直交する面で見た光軸からの位置関係が、光軸周りで見た角度位置に拘らず均等でないと、当該角度位置の変化に応じて斜入射光特性が変化してしまうことによる。さらに、また、受光装置102では、完全拡散面に近い拡散性能を有する拡散板12が用いられていることから、色彩照度計60として等色関数x(λ)、y(λ)、z(λ)(図13参照)に近似した分光応答度特性を得るべく3つのスペーサ142、干渉フィルタ152、絞り162および光電変換素子172を用いても、適切に色の評価を行うことができる。これは、各スペーサ142、各干渉フィルタ152、各絞り162および各光電変換素子172における光軸に直交する面で見た光軸からの位置関係が、光軸周りで見た角度位置に拘らず均等でないと、入射光が光軸方向に対して傾斜している場合、各素子に対する入射量のバランスを均一とすることができないことによる。この受光装置102の構成は、光学部材として適宜結像レンズを設けることにより、色彩輝度計とすることができる。   In the above example, the light receiving device 10 is configured as a light receiving device in the illuminometer 50 that is an example of the photometric device according to the present invention, but may be another photometric device, and is limited to the above example. Is not to be done. FIG. 12 shows a light receiving device 102 in a color illuminometer 60 as an example of another photometric device. The light receiving device 102 is configured to obtain spectral response characteristics approximate to the color matching functions x (λ), y (λ), and z (λ) defined by the CIE shown in FIG. Although symbols with bars are generally used as symbols representing color matching functions, the bars are omitted for convenience. Since the basic configuration of the light receiving device 102 is the same as that of the light receiving device 10, the same reference numerals are given to portions having the same configuration, and detailed description thereof is omitted. The light receiving device 102 includes a single cover plate 11, a diffusion plate 12, an infrared absorption filter 13, three spacers 142, an interference filter 152, a diaphragm 162, and a photoelectric conversion element 172 (when individually shown, a, and b and c). In FIG. 12, the boundary lines of the three spacers 142a, 142b, 142c are not clearly described. The spacer 142a, the interference filter 152a, the diaphragm 162a, and the photoelectric conversion element 172a are coordinated with the common cover plate 11, the diffusion plate 12, and the infrared absorption filter 13, and the color matching function x (λ) (see the solid line in FIG. 13). The spacer 142b, the interference filter 152b, the diaphragm 162b, and the photoelectric conversion element 172b are configured in cooperation with the common cover plate 11, the diffusion plate 12, and the infrared absorption filter 13. The spectral response characteristics approximate to the color matching function y (λ) (see the one-dot chain line in FIG. 13) are obtained. , The color matching function z (λ) (two-dot chain in FIG. 13) by cooperation with the diffusion plate 12 and the infrared absorption filter 13. It is configured to obtain a spectral responsivity characteristic which approximates to the reference). In these, it goes without saying that the oblique incident light characteristics are approximated by the cosine law (see FIG. 9). Therefore, the light receiving device 102 can obtain the same effect as the light receiving device 10, and approximates the color matching functions x (λ), y (λ), and z (λ) with high accuracy using the interference filter 152. Spectral response characteristics can be obtained. In the light receiving device 102, the color illuminance meter 60 includes three spacers 142 and interference to obtain spectral response characteristics approximate to the color matching functions x (λ), y (λ), and z (λ) (see FIG. 13). Although the filter 152, the diaphragm 162, and the photoelectric conversion element 172 are used, the configuration does not require the use of a hemispherical glove having a diffusing performance. Therefore, the oblique incident light characteristic is approximated to the cosine law with high accuracy. Can be made. This is because, when a hemispherical globe is used, the positional relationship from the optical axis viewed on the surface orthogonal to the optical axis in each photoelectric conversion element 172 is not equal regardless of the angular position viewed around the optical axis. This is because the oblique incident light characteristics change according to the change of the angular position. Furthermore, since the light receiving device 102 uses the diffusing plate 12 having a diffusing performance close to a perfect diffusing surface, the color illuminance meter 60 has color matching functions x (λ), y (λ), z (λ ) (See FIG. 13), the color can be appropriately evaluated even when the three spacers 142, the interference filter 152, the stop 162, and the photoelectric conversion element 172 are used in order to obtain a spectral response characteristic approximate to that shown in FIG. This is because the positional relationship from the optical axis viewed from the plane orthogonal to the optical axis in each spacer 142, each interference filter 152, each aperture 162, and each photoelectric conversion element 172 is irrespective of the angular position viewed around the optical axis. If it is not uniform, when the incident light is tilted with respect to the optical axis direction, the balance of the incident amounts with respect to the respective elements cannot be made uniform. The configuration of the light receiving device 102 can be a color luminance meter by appropriately providing an imaging lens as an optical member.

次に、本願発明に係る測光機器の受光装置における具体的な構成の一例である実施例1の受光装置103について説明する。なお、実施例1の測光機器の受光装置103は、基本的な構成は上記した例の受光装置10と同様であることから、等しい構成の個所には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図14は、受光装置103の構成を模式的に示す説明図である。図15は、比較例としての受光装置203の構成を模式的に示す説明図である。図16は、受光装置103および受光装置203の斜入射光特性における余弦則からの誤差を示すグラフであり、縦軸が余弦則からの誤差率(%)を示し、横軸が受光装置に対する入射角度(度)を示している。この図16では、受光装置103の誤差を実線で示し、受光装置203の誤差を一点鎖線で示している。また、図16では、入射角度が10、30、50、60および80度であるときのJISで定められたAA級の最大許容誤差の目安を短い横線で示しており、同様にJISで定められた精密級の最大許容誤差の目安をさらに短い横線で示している。   Next, the light receiving device 103 of Example 1 which is an example of a specific configuration of the light receiving device of the photometric device according to the present invention will be described. Note that the light receiving device 103 of the photometric instrument of the first embodiment has the same basic configuration as the light receiving device 10 of the above-described example. Omitted. FIG. 14 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the light receiving device 103. FIG. 15 is an explanatory diagram schematically showing a configuration of a light receiving device 203 as a comparative example. FIG. 16 is a graph showing an error from the cosine law in the oblique incident light characteristics of the light receiving device 103 and the light receiving device 203, where the vertical axis represents the error rate (%) from the cosine law, and the horizontal axis represents the incidence on the light receiving device. The angle (degree) is shown. In FIG. 16, the error of the light receiving device 103 is indicated by a solid line, and the error of the light receiving device 203 is indicated by a one-dot chain line. In addition, in FIG. 16, the standard of the maximum allowable error of AA class defined by JIS when the incident angle is 10, 30, 50, 60 and 80 degrees is indicated by a short horizontal line, and similarly determined by JIS. A rough horizontal line indicates the maximum allowable error of the precision class.

実施例1の受光装置103は、本願発明に係る測光機器の一例である照度計503における受光装置として構成されたものであり、後述するカバー板113(その入射端面113a)を外方に露出させるように照度計503の本体503aに設けられている。この受光装置103は、図14に示すように、光軸方向に沿って被測定箇所側から順に、カバー板113と拡散板12と赤外線吸収フィルタ13とスペーサ14と干渉フィルタ15と光電変換素子17とを備える。   The light receiving device 103 according to the first embodiment is configured as a light receiving device in an illuminance meter 503 that is an example of a photometric device according to the present invention, and exposes a cover plate 113 (its incident end surface 113a), which will be described later, to the outside. Thus, the illuminometer 503 is provided on the main body 503a. As shown in FIG. 14, the light receiving device 103 includes a cover plate 113, a diffusion plate 12, an infrared absorption filter 13, a spacer 14, an interference filter 15, and a photoelectric conversion element 17 in this order from the measurement location side along the optical axis direction. With.

カバー板113は、外方からの拡散板12への接触を防止すべく当該拡散板12を覆うものであり、乳白色のアクリル樹脂材料(PMMA(ポリメタクリル酸メチル樹脂))から形成されて、半球状を呈している。カバー板113では、外側の面(入射端面113a)で被測定箇所を照射する光を、拡散板12へ向けてすなわち受光装置103内へと取り入れる。このカバー板113は、アクリル樹脂材料が低い拡散性能を有していることから、拡散板12での拡散作用を補助することができる。また、カバー板113は、半球状を呈していることから、平坦面で形成されている場合に比較して、光軸方向に対する入射光の入射角度の変化に対する光電変換素子17の受光面17aでの実効的な受光量の低減を、小さなものとすることができる。この受光装置103では、基本的な構成が同様であることから、受光装置10と同様の効果を得ることができる。   The cover plate 113 covers the diffusion plate 12 so as to prevent contact with the diffusion plate 12 from the outside, and is formed of a milky white acrylic resin material (PMMA (polymethyl methacrylate resin)), and is hemispherical. It has a shape. In the cover plate 113, the light that irradiates the measurement site on the outer surface (incident end surface 113 a) is directed toward the diffusion plate 12, that is, into the light receiving device 103. The cover plate 113 can assist the diffusion action in the diffusion plate 12 because the acrylic resin material has a low diffusion performance. Further, since the cover plate 113 has a hemispherical shape, the cover plate 113 has a light receiving surface 17a of the photoelectric conversion element 17 with respect to a change in incident angle of incident light with respect to the optical axis direction as compared with a case where the cover plate 113 is formed with a flat surface. The effective reduction in the amount of received light can be made small. Since the basic configuration of the light receiving device 103 is the same, the same effect as that of the light receiving device 10 can be obtained.

ここで、比較例としての受光装置203について、図15を用いて説明する。この受光装置203は、光学フィルタとして色ガラスフィルタを用いて構成されている。受光装置203は、図15に示すように、光軸方向に沿って被測定箇所側から順に、グローブ(受光球)41と第1ガラスフィルタ42と第2ガラスフィルタ43と光電変換素子44とを備えており、第1ガラスフィルタ42と第2ガラスフィルタ43とにより光学フィルタが構成されている。グローブ41は、乳白色のアクリル樹脂材料(PMMA(ポリメタクリル酸メチル樹脂))から形成されて、半球状を呈している。この受光装置203では、光学フィルタ(42、43)の分光透過率特性と光電変換素子44の分光応答度特性との積によって決まるが、光電変換素子44の分光応答度特性は使用する素子の種類によってほぼ決まってしまうため、光学フィルタ(42、43)における分光透過率特性の調整によって、受光装置としての分光応答度特性を得ることになる。   Here, a light receiving device 203 as a comparative example will be described with reference to FIG. The light receiving device 203 is configured using a colored glass filter as an optical filter. As shown in FIG. 15, the light receiving device 203 includes a globe (light receiving sphere) 41, a first glass filter 42, a second glass filter 43, and a photoelectric conversion element 44 in order from the measurement location side along the optical axis direction. The first glass filter 42 and the second glass filter 43 constitute an optical filter. The globe 41 is made of a milky white acrylic resin material (PMMA (polymethyl methacrylate resin)) and has a hemispherical shape. In the light receiving device 203, the spectral response characteristic of the photoelectric conversion element 44 is determined by the product of the spectral transmittance characteristic of the optical filter (42, 43) and the spectral response characteristic of the photoelectric conversion element 44. Therefore, the spectral response characteristic as the light receiving device is obtained by adjusting the spectral transmittance characteristic in the optical filter (42, 43).

光学フィルタとしての色ガラスフィルタでは、任意の分光透過率特性を得ることが困難であることから、受光装置203では、2枚の第1ガラスフィルタ42と第2ガラスフィルタ43とを用いて所望の分光透過率特性を得る構成とされている。このため、光学フィルタの厚さ寸法の増大を招いてしまう。また、色ガラスフィルタでは、任意の分光透過率特性を得ることが困難であることから、組み合わせる色ガラスフィルタの種類が限定されてしまう、すなわち第1ガラスフィルタ42や第2ガラスフィルタ43として用いることのできる種類が限定されてしまうとともに、それらを組み合わせても高い精度で所望する分光透過率特性を得ることが困難である。このことは、色素フィルムフィルタを用いた場合であっても同様である。さらに、受光装置としての分光応答度特性を標準分光視感効率V(λ)(等色関数x(λ)、y(λ)、z(λ)の場合であっても同様)に近似させることに好適な色ガラスフィルタには、環境負荷の高い物質(例えばカドミウム等)が含まれていることが多く、製作自体が困難となってしまう。   Since it is difficult to obtain an arbitrary spectral transmittance characteristic in the color glass filter as the optical filter, the light receiving device 203 uses the two first glass filters 42 and the second glass filter 43 to obtain a desired characteristic. The spectral transmittance characteristic is obtained. For this reason, the thickness dimension of the optical filter is increased. In addition, since it is difficult to obtain an arbitrary spectral transmittance characteristic in a color glass filter, the types of color glass filters to be combined are limited, that is, used as the first glass filter 42 and the second glass filter 43. However, it is difficult to obtain desired spectral transmittance characteristics with high accuracy even if they are combined. This is the same even when a dye film filter is used. Further, the spectral response characteristic as the light receiving device is approximated to the standard spectral luminous efficiency V (λ) (even in the case of the color matching functions x (λ), y (λ), and z (λ)). In many cases, the color glass filter suitable for the above contains a substance having a high environmental load (for example, cadmium), which makes the production itself difficult.

また、比較例としての受光装置203では、拡散性能を有する半球状のグローブ41を用いることにより、光軸方向に対する入射光の進行方向の為す角度を入射角度として、入射角度が0度から大きくなることに伴う入射角度の変化に対する実効的な受光量の減少度合いを、平坦面に対する入射角度の変化に伴う受光面積の減少度合いよりも低減し、入射角度の増大に伴う受光量の低減を、余弦則よりも小さなものとしている。このため、受光装置203では、拡散性能を有する半球状のグローブ41を用いることにより、入射角度に応じた受光量を減ずる方向へと調整するだけで、余弦則に適合させることができることとなる。この受光装置203では、入射角度に応じた受光量を減ずる方向への調整のために、半球状のグローブ41を取り囲むように、環状傾斜壁45が設けられている。この環状傾斜壁45では、入射光の入射角度の変化に対する実効的な受光量の減少度合いを余弦則に適合させるべく、入射角度に応じた受光量を調整するように、グローブ41に対する高さ寸法(光軸方向で見た大きさ寸法)と傾斜角度とが設定されている。   Further, in the light receiving device 203 as a comparative example, by using the hemispherical globe 41 having the diffusion performance, the incident angle is increased from 0 degree with the angle formed by the traveling direction of the incident light with respect to the optical axis direction as the incident angle. The effective decrease in the amount of received light with respect to the incident angle change is less than the decrease in the light reception area with the change in the incident angle with respect to the flat surface. It is supposed to be smaller than the rule. For this reason, in the light receiving device 203, by using the hemispherical globe 41 having the diffusing performance, the light receiving device 203 can be adapted to the cosine law simply by adjusting the received light amount in accordance with the incident angle. In the light receiving device 203, an annular inclined wall 45 is provided so as to surround the hemispherical globe 41 in order to adjust the received light amount in accordance with the incident angle in a direction to reduce the received light amount. In the annular inclined wall 45, the height dimension with respect to the globe 41 is adjusted so as to adjust the received light amount according to the incident angle in order to adapt the effective reduction amount of the received light amount with respect to the change in the incident angle of the incident light to the cosine law. A (size size seen in the optical axis direction) and an inclination angle are set.

ところが、受光装置203の構成では、半球状のグローブ41を突出させるように設ける必要があることから、デザインが制限されるとともに、大きさ寸法(厚み)の増大を招いてしまう。また、受光装置203では、グローブ41が乳白色のアクリル樹脂材料(PMMA(ポリメタクリル酸メチル樹脂))から形成されていることから、上記した作用を得るための十分な拡散性能を得ることが困難であるため、グローブ41から光電変換素子44(その受光面)までの間隔を大きくすることにより上記した作用を得るための十分な拡散性能を確保する必要があるので、大きさ寸法(厚み)の増大を招いてしまう。   However, in the configuration of the light receiving device 203, since it is necessary to provide the hemispherical globe 41 so as to protrude, the design is restricted and the size (thickness) increases. Further, in the light receiving device 203, since the globe 41 is formed from a milky white acrylic resin material (PMMA (polymethyl methacrylate resin)), it is difficult to obtain sufficient diffusion performance for obtaining the above-described action. For this reason, it is necessary to ensure sufficient diffusion performance for obtaining the above-described effect by increasing the distance from the globe 41 to the photoelectric conversion element 44 (its light receiving surface), and therefore the size (thickness) increases. Will be invited.

これに対し、本発明に係る受光装置103では、干渉フィルタ15を用いていることから、受光装置203に比較して光学フィルタの厚さ寸法を大幅に低減することができる。   On the other hand, since the light receiving device 103 according to the present invention uses the interference filter 15, the thickness dimension of the optical filter can be greatly reduced as compared with the light receiving device 203.

また、本発明に係る受光装置103では、干渉フィルタ15を用いていることから、受光装置203に比較して高い精度で所望する分光透過率特性を得ることができる。   In addition, since the light receiving device 103 according to the present invention uses the interference filter 15, it is possible to obtain a desired spectral transmittance characteristic with higher accuracy than the light receiving device 203.

さらに、本発明に係る受光装置103では、干渉フィルタ15を用いていることから、受光装置203に比較して環境負荷の高い物質を用いることなく、受光装置としての分光応答度特性を高い精度で標準分光視感効率V(λ)(等色関数x(λ)、y(λ)、z(λ)の場合であっても同様)に近似させることができる。   Furthermore, since the light receiving device 103 according to the present invention uses the interference filter 15, the spectral response characteristic as the light receiving device can be obtained with high accuracy without using a substance having a higher environmental load than the light receiving device 203. It can be approximated to the standard spectral luminous efficiency V (λ) (the same applies to the case of the color matching functions x (λ), y (λ), and z (λ)).

本発明に係る受光装置103では、完全拡散面に近い拡散性能を有する拡散板12(実施例1では白色PTFE(四フッ化エチレン樹脂)から形成されている)が用いられていることから、光軸(この例では入射端面11aの法線方向)に対する入射光の入射角度の変化に対して、光電変換素子17の指向特性(図10参照)を考慮した受光面17aに到達する入射光における光束(光量)の減少度合いを、平坦面に対する入射角度の変化に伴う受光面積の減少度合いよりも低減することができるので、受光装置203に比較してデザインの自由度が大幅に向上するとともに、大きさ寸法を大幅に低減することができる。なお、実施例1の受光装置103では、白色PTFEから為る半球状のカバー板113が設けられているが、これは従来の照度計のユーザーに対して違和感を与えないためという側面が大きく、上述したように実質的には拡散板12を保護するものであって光学的な作用の観点からは設けなくてもよいものであることから、カバー板113は設けなくてもよいものである。   In the light receiving device 103 according to the present invention, since the diffusion plate 12 (formed from white PTFE (tetrafluoroethylene resin) in Example 1) having a diffusion performance close to a complete diffusion surface is used. The light flux in the incident light reaching the light receiving surface 17a in consideration of the directivity (see FIG. 10) of the photoelectric conversion element 17 with respect to the change in the incident angle of the incident light with respect to the axis (in this example, the normal direction of the incident end face 11a). Since the degree of reduction in (light quantity) can be reduced more than the degree of reduction in the light receiving area associated with the change in the incident angle with respect to the flat surface, the degree of freedom in design is greatly improved compared to the light receiving device 203 and the magnitude is large. The size can be greatly reduced. In addition, in the light receiving device 103 of the first embodiment, a hemispherical cover plate 113 made of white PTFE is provided, but this has a large side in order not to give a sense of incongruity to a user of a conventional illuminometer, As described above, since the diffusion plate 12 is substantially protected and may not be provided from the viewpoint of optical action, the cover plate 113 may not be provided.

本発明に係る受光装置103では、完全拡散面に近い拡散性能を有する拡散板12(実施例1では白色PTFE(四フッ化エチレン樹脂)から形成されている)が用いられていることから、受光装置203におけるグローブ41から光電変換素子44(その受光面)までの間隔に比較して、拡散板12から光電変換素子17(その受光面17a)までの間隔を大幅に低減することができる。   In the light receiving device 103 according to the present invention, a diffusion plate 12 (formed from white PTFE (tetrafluoroethylene resin) in Example 1) having a diffusion performance close to a complete diffusion surface is used. Compared to the distance from the globe 41 to the photoelectric conversion element 44 (its light receiving surface) in the apparatus 203, the distance from the diffusion plate 12 to the photoelectric conversion element 17 (its light receiving surface 17a) can be greatly reduced.

本発明に係る受光装置103では、完全拡散面に近い拡散性能を有する拡散板12(実施例1では白色PTFE(四フッ化エチレン樹脂)から形成されている)が用いられているとともに、拡散板12で拡散された入射光における角度成分を制限するスペーサ14が設けられており、そのスペーサ14の制限角度が、入射端面11aに対する入射光の入射角度の変化に応じた受光面17aに到達する入射光としての光束(光量)の変化の度合いと、光電変換素子17の指向特性(図10参照)と、を乗算した値を、余弦則(図9参照)とするように、設定されていることから、受光装置203のように入射角度に応じた受光量を調整のための半球状のグローブと環状傾斜壁45とを設ける必要がないので、受光装置203に比較して簡易な構成とすることができるとともに、デザインの自由度を大幅に向上させることができる。なお、実施例1の受光装置103では、半球状のグローブに似たカバー板113と、受光装置203の環状傾斜壁45に相当する環状傾斜壁45´がカバー板113を取り囲むように設けられているが、これは従来の照度計のユーザーに対して違和感を与えないためという側面が大きく、スペーサ14の制限角度により斜入射光特性を余弦則に適合させることができることから、環状傾斜壁45´はなくてもよいものである。   In the light receiving device 103 according to the present invention, a diffusion plate 12 (formed from white PTFE (tetrafluoroethylene resin) in Example 1) having a diffusion performance close to a complete diffusion surface is used. A spacer 14 for limiting the angle component in the incident light diffused at 12 is provided, and the limit angle of the spacer 14 reaches the light receiving surface 17a according to the change in the incident angle of the incident light with respect to the incident end surface 11a. The value obtained by multiplying the degree of change in the luminous flux (the amount of light) as light and the directivity characteristic (see FIG. 10) of the photoelectric conversion element 17 is set to be a cosine law (see FIG. 9). Therefore, unlike the light receiving device 203, it is not necessary to provide a hemispherical glove for adjusting the amount of received light according to the incident angle and the annular inclined wall 45. It is possible to, it is possible to greatly improve the degree of freedom in design. In the light receiving device 103 according to the first embodiment, a cover plate 113 similar to a hemispherical glove and an annular inclined wall 45 ′ corresponding to the annular inclined wall 45 of the light receiving device 203 are provided so as to surround the cover plate 113. However, this has a large aspect that it does not give a sense of incongruity to the user of the conventional illuminometer, and the oblique incident light characteristic can be adapted to the cosine law by the limit angle of the spacer 14, so that the annular inclined wall 45 ' Is not necessary.

ここで、実際に受光装置103と受光装置203とを実際に製作して得た斜入射光特性(図16参照)を比較する。受光装置103は、上述したように、入射光を拡散板12で拡散し、その拡散された入射光における角度成分をスペーサ14で制限し、その角度成分が制限された入射光を光電変換素子17の受光面17aで受光するものであって、スペーサ14の制限角度が、入射端面11aに対する入射光の入射角度の変化に応じた光電変換素子17の受光面17aでの実効的な受光量(光電変換素子17からの出力値(電気信号))の変化の度合いと、光電変換素子17の指向特性(図10参照)と、を乗算した値を余弦則(図9参照)とするように、設定されて構成されている。このため、受光装置103では、実質的にスペーサ14における制限角度を調整するだけの簡易な構成であるにも拘らず、JISで定められた精密級の最大許容誤差を満たしているのは勿論であって、極めて高い精度で余弦則に近似した斜入射光特性を得ることができた。他方、受光装置203では、上述したように、拡散性能を有する半球状のグローブ41を環状傾斜壁45で取り囲むものであって、環状傾斜壁45のグローブ41に対する高さ寸法および傾斜角度が入射光の入射角度の変化に対する実効的な受光量の減少度合いを余弦則に適合させるべく、入射角度に応じた受光量を調整するように、設定されて構成されている。このため、受光装置203では、環状傾斜壁45とグローブ41とにおける各寸法の設計値を相対的に設定する必要があるにも拘らず、JISで定められたAA級の最大許容誤差を満たしてはいるが、受光装置103と比較すると余弦則に対する近似が低い精度の斜入射光特性となっている。   Here, the oblique incident light characteristics (see FIG. 16) obtained by actually manufacturing the light receiving device 103 and the light receiving device 203 are compared. As described above, the light receiving device 103 diffuses the incident light with the diffusion plate 12, restricts the angle component in the diffused incident light with the spacer 14, and converts the incident light with the angle component restricted into the photoelectric conversion element 17. The light receiving surface 17a of the photoelectric conversion element 17 has a limit angle of the spacer 14 in accordance with a change in the incident angle of the incident light with respect to the incident end surface 11a. A value obtained by multiplying the degree of change in the output value (electric signal) from the conversion element 17 and the directivity characteristic (see FIG. 10) of the photoelectric conversion element 17 is set to be a cosine law (see FIG. 9). Has been configured. For this reason, the light receiving device 103 substantially satisfies the maximum allowable error of the precision class defined by JIS, though it is a simple configuration that merely adjusts the limit angle in the spacer 14. Therefore, it was possible to obtain oblique incident light characteristics that approximated the cosine law with extremely high accuracy. On the other hand, as described above, the light receiving device 203 surrounds the hemispherical globe 41 having the diffusion performance with the annular inclined wall 45, and the height dimension and the inclination angle of the annular inclined wall 45 with respect to the globe 41 are incident light. In order to adapt the effective decrease in the amount of received light with respect to the change in the incident angle to the cosine law, the amount of received light is adjusted according to the incident angle. For this reason, the light receiving device 203 satisfies the AA class maximum allowable error defined by JIS, although it is necessary to relatively set the design values of the dimensions of the annular inclined wall 45 and the globe 41. However, as compared with the light receiving device 103, the approximation to the cosine law has an oblique incident light characteristic with low accuracy.

なお、実施例1の受光装置103では、絞り16(図1および図2参照)が設けられていなかったが、干渉フィルタ15と光電変換素子17との間に、スペーサ14による光電変換素子17(その受光面17a)における入射角度の制限量の微調整のために絞り16(図1および図2参照)を設ける構成としてもよい。   In the light receiving device 103 according to the first embodiment, the diaphragm 16 (see FIGS. 1 and 2) is not provided, but the photoelectric conversion element 17 (the spacer 14) is interposed between the interference filter 15 and the photoelectric conversion element 17. A stop 16 (see FIGS. 1 and 2) may be provided for fine adjustment of the limit of the incident angle on the light receiving surface 17a).

次に、本願発明に係る測光機器の受光装置における具体的な構成の他の一例である実施例2の受光装置104について説明する。なお、実施例2の測光機器の受光装置104は、基本的な構成は上記した例の受光装置10と同様であることから、等しい構成の個所には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図17は、受光装置104の構成を模式的に示す説明図である。図18は、比較例としての受光装置204の構成を模式的に示す説明図である。   Next, the light receiving device 104 according to the second embodiment which is another example of the specific configuration of the light receiving device of the photometric device according to the present invention will be described. The basic structure of the light receiving device 104 of the photometric device of the second embodiment is the same as that of the light receiving device 10 of the above-described example. Omitted. FIG. 17 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the light receiving device 104. FIG. 18 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of a light receiving device 204 as a comparative example.

実施例2の受光装置104は、本願発明に係る測光機器の一例である照度計504における受光装置として構成されたものであり、後述するカバー板11(その入射端面11a)を外方に露出させるように照度計504の本体504aに設けられている。この受光装置104は、図17に示すように、光軸方向に沿って被測定箇所側から順に、カバー板11と拡散板12と赤外線吸収フィルタ13とスペーサ14と干渉フィルタ15と光電変換素子17とを備える。   The light receiving device 104 according to the second embodiment is configured as a light receiving device in an illuminometer 504 that is an example of a photometric device according to the present invention, and exposes a cover plate 11 (its incident end surface 11a), which will be described later, to the outside. Thus, the illuminometer 504 is provided on the main body 504a. As shown in FIG. 17, the light receiving device 104 includes a cover plate 11, a diffusion plate 12, an infrared absorption filter 13, a spacer 14, an interference filter 15, and a photoelectric conversion element 17 in this order from the measurement location side along the optical axis direction. With.

カバー板11は、外方からの拡散板12への接触を防止すべく当該拡散板12を覆うものであり、乳白色のアクリル樹脂材料(PMMA(ポリメタクリル酸メチル樹脂))から形成されて、板状を呈している。カバー板11では、外側の面(入射端面11a)で被測定箇所を照射する光を、拡散板12へ向けてすなわち受光装置104内へと取り入れる。このカバー板11は、アクリル樹脂材料が低い拡散性能を有していることから、拡散板12での拡散作用を補助することができる。この受光装置104では、基本的な構成が同様であることから、受光装置10と同様の効果を得ることができる。   The cover plate 11 covers the diffusion plate 12 in order to prevent contact with the diffusion plate 12 from the outside, and is formed from a milky white acrylic resin material (PMMA (polymethyl methacrylate resin)). It has a shape. In the cover plate 11, the light that irradiates the measurement site on the outer surface (incident end surface 11 a) is directed toward the diffusion plate 12, that is, into the light receiving device 104. The cover plate 11 can assist the diffusion action in the diffusion plate 12 because the acrylic resin material has low diffusion performance. Since the basic configuration of the light receiving device 104 is the same, the same effect as that of the light receiving device 10 can be obtained.

ここで、比較例としての受光装置204について、図18を用いて説明する。この受光装置204は、光学フィルタとして色ガラスフィルタを用いて構成されている。なお、受光装置204は、基本的な構成は実施例1における比較例としての受光装置203と同様であることから、等しい構成の個所には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。   Here, a light receiving device 204 as a comparative example will be described with reference to FIG. The light receiving device 204 is configured using a colored glass filter as an optical filter. Since the basic structure of the light receiving device 204 is the same as that of the light receiving device 203 as a comparative example in the first embodiment, the same reference numerals are given to portions having the same configuration, and detailed description thereof is omitted.

受光装置204は、図18に示すように、光軸方向に沿って被測定箇所側から順に、拡散カバー414と第1ガラスフィルタ42と第2ガラスフィルタ43と光電変換素子44とを備えており、第1ガラスフィルタ42と第2ガラスフィルタ43とにより光学フィルタが構成されている。拡散カバー414は、乳白色のアクリル樹脂材料(PMMA(ポリメタクリル酸メチル樹脂))から形成されて、板状を呈している。この受光装置204では、光学フィルタ(42、43)における分光透過率特性の調整によって、受光装置としての分光応答度特性を得ている。   As shown in FIG. 18, the light receiving device 204 includes a diffusion cover 414, a first glass filter 42, a second glass filter 43, and a photoelectric conversion element 44 in order from the measurement location side along the optical axis direction. The first glass filter 42 and the second glass filter 43 constitute an optical filter. The diffusion cover 414 is formed of a milky white acrylic resin material (PMMA (polymethyl methacrylate resin)) and has a plate shape. In the light receiving device 204, spectral response characteristics as a light receiving device are obtained by adjusting the spectral transmittance characteristics in the optical filters (42, 43).

また、比較例としての受光装置204では、拡散性能を有する拡散カバー414を用いることにより、光軸方向に対する入射光の進行方向の為す角度を入射角度として、入射角度が0度から大きくなることに伴う入射角度の変化に対する実効的な受光量の減少度合いを、入射光の入射角度の変化に対する実効的な受光量の減少度合いを余弦則に適合させるものである。このため、受光装置204では、受光装置203と比較すると、拡散カバー414(グローブ41)が半球状とされておらず、かつ環状傾斜壁45が設けられていない構成とされている。   Further, in the light receiving device 204 as a comparative example, by using the diffusion cover 414 having diffusion performance, the incident angle is increased from 0 degree with the angle formed by the traveling direction of the incident light with respect to the optical axis direction as the incident angle. The effective reduction of the received light amount with respect to the change in incident angle is adapted to the cosine law, and the effective decrease of the received light amount with respect to the change in the incident angle of incident light is adapted to the cosine law. For this reason, in the light receiving device 204, compared with the light receiving device 203, the diffusion cover 414 (the globe 41) is not hemispherical, and the annular inclined wall 45 is not provided.

この受光装置204の構成では、拡散カバー414が乳白色のアクリル樹脂材料(PMMA(ポリメタクリル酸メチル樹脂))から形成されていることから、上記した作用を得るための十分な拡散性能を得ることが困難であるため、拡散カバー414から光電変換素子44(その受光面)までの間隔を大きくすることにより、上記した作用を得るための十分な拡散性能を確保する必要があるので、大きさ寸法(厚み)の増大を招いてしまう。   In the configuration of the light receiving device 204, since the diffusion cover 414 is formed from a milky white acrylic resin material (PMMA (polymethyl methacrylate resin)), it is possible to obtain sufficient diffusion performance to obtain the above-described action. Since it is difficult, it is necessary to ensure sufficient diffusion performance for obtaining the above-described effect by increasing the distance from the diffusion cover 414 to the photoelectric conversion element 44 (its light receiving surface). Increase in thickness).

これに対し、本発明に係る受光装置104では、干渉フィルタ15を用いていることから、受光装置204に比較して光学フィルタの厚さ寸法を大幅に低減することができる。   On the other hand, since the light receiving device 104 according to the present invention uses the interference filter 15, the thickness dimension of the optical filter can be significantly reduced as compared with the light receiving device 204.

また、本発明に係る受光装置104では、干渉フィルタ15を用いていることから、受光装置204に比較して高い精度で所望する分光透過率特性を得ることができる。   In addition, since the light receiving device 104 according to the present invention uses the interference filter 15, it is possible to obtain a desired spectral transmittance characteristic with higher accuracy than the light receiving device 204.

さらに、本発明に係る受光装置104では、干渉フィルタ15を用いていることから、受光装置204に比較して環境負荷の高い物質を用いることなく、受光装置としての分光応答度特性を高い精度で標準分光視感効率V(λ)(等色関数x(λ)、y(λ)、z(λ)の場合であっても同様)に近似させることができる。   Furthermore, since the light receiving device 104 according to the present invention uses the interference filter 15, the spectral response characteristic as the light receiving device can be obtained with high accuracy without using a substance having a higher environmental load than the light receiving device 204. It can be approximated to the standard spectral luminous efficiency V (λ) (the same applies to the case of the color matching functions x (λ), y (λ), and z (λ)).

本発明に係る受光装置104では、完全拡散面に近い拡散性能を有する拡散板12(実施例2では白色PTFE(四フッ化エチレン樹脂)から形成されている)が用いられているとともに、拡散板12で拡散された入射光における角度成分を制限するスペーサ14が設けられており、そのスペーサ14の制限角度が、入射端面11aに対する入射光の入射角度の変化に応じた受光面17aに到達する入射光としての光束(光量)の変化の度合いと、光電変換素子17の指向特性(図10参照)と、を乗算した値を余弦則(図9参照)とするように、設定されていることから、受光装置204と比較して、高い精度で余弦則に近似した斜入射光特性を得ることができる。すなわち、受光装置204では、拡散カバー414での低い性能(乳白色のアクリル樹脂材料(PMMA)から形成されている)の拡散率と、拡散カバー414と光電変換素子44(その受光面)との間隔と、拡散カバー414における実効的な入射開口と光電変換素子44(その受光面)における実効的な受光面積との比率と、により斜入射光特性を余弦則に近似させることとなることから、それらの設定が困難であるとともに余弦則に対する近似が低い精度の斜入射光特性となってしまう。実際に受光装置104および受光装置204を製作したところ、受光装置104ではJISで定められた精密級の最大許容誤差を満たす斜入射光特性を得ることができたのに対し、受光装置204ではJISで定められたAA級の最大許容誤差を満たす斜入射光特性を得ることができなかった。   In the light receiving device 104 according to the present invention, a diffusion plate 12 (formed from white PTFE (tetrafluoroethylene resin) in Example 2) having a diffusion performance close to a complete diffusion surface is used. A spacer 14 for limiting the angle component in the incident light diffused at 12 is provided, and the limit angle of the spacer 14 reaches the light receiving surface 17a according to the change in the incident angle of the incident light with respect to the incident end surface 11a. Since the value obtained by multiplying the degree of change of the luminous flux (light quantity) as light and the directivity characteristic of the photoelectric conversion element 17 (see FIG. 10) is set as the cosine law (see FIG. 9). Compared with the light receiving device 204, it is possible to obtain oblique incident light characteristics that approximate the cosine law with high accuracy. That is, in the light receiving device 204, the diffusion rate of the low performance (formed from milky white acrylic resin material (PMMA)) in the diffusion cover 414 and the distance between the diffusion cover 414 and the photoelectric conversion element 44 (its light receiving surface). And the ratio of the effective incident aperture in the diffusion cover 414 to the effective light receiving area in the photoelectric conversion element 44 (its light receiving surface) approximates the oblique incident light characteristic to a cosine law. Is difficult, and the approximation to the cosine law is an oblique incident light characteristic with low accuracy. When the light-receiving device 104 and the light-receiving device 204 were actually manufactured, the light-receiving device 104 was able to obtain oblique incident light characteristics satisfying the maximum allowable error of the precision class defined by JIS, whereas the light-receiving device 204 was JIS. It was not possible to obtain oblique incident light characteristics that satisfy the maximum allowable error of class AA defined in.

なお、実施例2の受光装置104では、絞り16(図1および図2参照)が設けられていなかったが、干渉フィルタ15と光電変換素子17との間に、スペーサ14による光電変換素子17(その受光面17a)における入射角度の制限量の微調整のために絞り16(図1および図2参照)を設ける構成としてもよい。   In the light receiving device 104 according to the second embodiment, the diaphragm 16 (see FIGS. 1 and 2) is not provided. However, the photoelectric conversion element 17 (the spacer 14) is interposed between the interference filter 15 and the photoelectric conversion element 17 (see FIG. 1). A stop 16 (see FIGS. 1 and 2) may be provided for fine adjustment of the limit of the incident angle on the light receiving surface 17a).

上記した各例および各実施例では、本発明に係る受光装置が搭載された測光機器として照度計(色彩照度計)を示していたが、輝度計、色彩計、紫外線強度計、写真用露出計、写真用カラーメーター、スポットメーター、光パワーメーター等であってもよく、上記した各例および各実施例に限定されるものではなく、いずれの測光機器であっても同様の効果を得ることができる。例えば、本発明に係る受光装置では、干渉フィルタにおける透過波長の入射角度依存性の影響と偏光依存性の影響とが低減されていることから、測定角切替式の輝度計に搭載した場合であっても、測定角切り替えた際に分光応答度が変化してしまうことを防止することができるので、測定角に拘らず高い精度で任意の分光応答度特性を得ることができる。このように輝度計に搭載した場合、図示は略すが受光装置では光学部材として結像レンズが設けられ、上述した分光透過率をG(λ)には当該結像レンズの分光透過率も含まれることとなる。   In each example and each example described above, an illuminometer (color illuminometer) is shown as a photometric device equipped with the light receiving device according to the present invention. However, a luminance meter, a color meter, an ultraviolet intensity meter, and a photographic exposure meter It may be a photographic color meter, a spot meter, an optical power meter, etc., and is not limited to the above examples and examples, and the same effect can be obtained with any photometric device. it can. For example, in the light receiving device according to the present invention, since the influence of the incident angle dependency and the polarization dependency of the transmission wavelength in the interference filter is reduced, it is a case where the interference filter is mounted on a luminance meter that switches the measurement angle. However, since it is possible to prevent the spectral response from changing when the measurement angle is switched, an arbitrary spectral response characteristic can be obtained with high accuracy regardless of the measurement angle. When mounted on a luminance meter in this manner, although not shown, an imaging lens is provided as an optical member in the light receiving device, and the above-described spectral transmittance G (λ) includes the spectral transmittance of the imaging lens. It will be.

なお、上記した各例および各実施例の受光装置(図11に示した受光装置101を除く)では、光軸方向に沿って被測定箇所側から順に、カバー板11(113)と拡散板12と赤外線吸収フィルタ13とスペーサ14(142)と干渉フィルタ15(152)と絞り16(162)(この絞りは設けられていない場合もある)と光電変換素子17(172)とを備える構成とされていたが、干渉フィルタ15(152)への入射光の入射角度の制限の観点からは、上述した設定を可能とすることを前提として、被測定箇所側から拡散板12、スペーサ14(142)および干渉フィルタ15(152)の順で配置されていれば、他の部材の配置は適宜変更してもよく、上記した各例および各実施例に限定されるものではない。   In the light receiving device of each example and each embodiment described above (excluding the light receiving device 101 shown in FIG. 11), the cover plate 11 (113) and the diffusion plate 12 are sequentially arranged from the measurement location side along the optical axis direction. And an infrared absorption filter 13, a spacer 14 (142), an interference filter 15 (152), a diaphragm 16 (162) (this diaphragm may not be provided), and a photoelectric conversion element 17 (172). However, from the viewpoint of limiting the incident angle of the incident light to the interference filter 15 (152), the diffusion plate 12 and the spacer 14 (142) are provided from the measurement target side on the premise that the above-described setting is possible. As long as they are arranged in the order of the interference filter 15 (152), the arrangement of the other members may be changed as appropriate, and is not limited to the above examples and examples.

また、上記した各例および各実施例の受光装置(図11に示した受光装置101を除く)では、光軸方向に沿って被測定箇所側から順に、カバー板11(113)と拡散板12と赤外線吸収フィルタ13とスペーサ14(142)と干渉フィルタ15(152)と絞り16(162)(この絞りは設けられていない場合もある)と光電変換素子17(172)とを備える構成とされていたが、光電変換素子17への入射光の入射角度の制限の観点からは、上述した設定を可能とすることを前提として、被測定箇所側から拡散板12、スペーサ14(142)および光電変換素子17(172)の順で配置されていれば、他の部材の配置は適宜変更してもよく、上記した各例および各実施例に限定されるものではない。   Further, in the light receiving device of each of the above examples and each embodiment (excluding the light receiving device 101 shown in FIG. 11), the cover plate 11 (113) and the diffusing plate 12 are sequentially arranged from the measurement location side along the optical axis direction. And an infrared absorption filter 13, a spacer 14 (142), an interference filter 15 (152), a diaphragm 16 (162) (this diaphragm may not be provided), and a photoelectric conversion element 17 (172). However, from the viewpoint of limiting the incident angle of the incident light to the photoelectric conversion element 17, the diffusion plate 12, the spacer 14 (142), and the photoelectric element are measured from the measurement site side on the assumption that the above-described setting is possible. As long as the conversion elements 17 (172) are arranged in this order, the arrangement of the other members may be appropriately changed, and is not limited to the above examples and examples.

さらに、上記した各例および各実施例の受光装置(図11に示した受光装置101を除く)では、入射角度制限部材として非透過材料からなる板部材に貫通孔が設けられて形成された筒状を呈するスペーサ14(142)が設けられていたが、入射角度制限部材は、干渉フィルタ15(152)の入射面15bにおける入射光の入射角度と、光電変換素子17の受光面17aにおける入射光の入射角度と、を制限するものであれば、例えば、受光装置101(図11参照)のように一対の絞り(図11では符号18)で形成されていてもよく、上記した各例および各実施例に限定されるものではない。このとき、入射側の開口(入射端開口14bまたは絞り18a)と、出射側の開口(出射端開口14c、絞り16または絞り18b)とは、ともに同一光軸上に設けられていることが望ましい。   Furthermore, in the light receiving device of each of the above examples and each embodiment (excluding the light receiving device 101 shown in FIG. 11), a cylinder formed by providing a through hole in a plate member made of a non-transmissive material as an incident angle limiting member. Although the spacer 14 (142) having a shape is provided, the incident angle limiting member is configured such that the incident angle of the incident light on the incident surface 15b of the interference filter 15 (152) and the incident light on the light receiving surface 17a of the photoelectric conversion element 17 are provided. May be formed by a pair of apertures (reference numeral 18 in FIG. 11) as in the light receiving device 101 (see FIG. 11). The present invention is not limited to the examples. At this time, the entrance-side opening (incident end opening 14b or stop 18a) and the exit-side opening (exit end opening 14c, stop 16 or stop 18b) are preferably provided on the same optical axis. .

上記した各例および各実施例の受光装置では、干渉フィルタ15において、入射面15bにロングパス干渉膜が形成され、かつ出射面15cにショートパス干渉膜が形成されていたが、所望の分光透過率特性を得るべく上記したように設定された分光透過率を有するものであれば、例えば、入射面15bにショートパス干渉膜が形成されかつ出射面15cにロングパス干渉膜が形成されていてもよく、上記した各例および各実施例に限定されるものではない。しかしながら、干渉フィルタ15における透過波長の入射角度依存性の影響をより低減することができることから、上記した各例および各実施例のように構成することが望ましい。   In the light receiving device of each example and each example described above, in the interference filter 15, the long path interference film is formed on the incident surface 15b and the short path interference film is formed on the output surface 15c. For example, a short path interference film may be formed on the incident surface 15b and a long path interference film may be formed on the output surface 15c as long as it has the spectral transmittance set as described above to obtain the characteristics. The present invention is not limited to the above examples and examples. However, since the influence of the incident angle dependence of the transmission wavelength in the interference filter 15 can be further reduced, it is desirable to configure as in each of the above examples and examples.

上記した各例および各実施例の受光装置では、単一のガラス基板15aの両面にロングパス干渉膜およびショートパス干渉膜を設けることにより干渉フィルタ15が形成されていたが、所望の分光透過率特性を得るべく上記したように設定された分光透過率を有するものであれば、例えば、二枚以上の光学的に透過の特性を持つ基材の上に干渉膜が形成されていてもよく、あるいは赤外線吸収フィルタの上に干渉膜が形成されていてもよく、上記した各例および各実施例に限定されるものではない。   In the light receiving device of each example and each example described above, the interference filter 15 is formed by providing the long path interference film and the short path interference film on both surfaces of the single glass substrate 15a. For example, an interference film may be formed on two or more substrates having optical transmission characteristics, as long as it has a spectral transmittance set as described above to obtain An interference film may be formed on the infrared absorption filter, and the present invention is not limited to the above examples and examples.

以上、本発明の測光機器の受光装置を各例および各実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの各例および各実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。   As mentioned above, although the light-receiving device of the photometric device of the present invention has been described based on each example and each example, the specific configuration is not limited to each example and each example, and the gist of the present invention As long as they do not deviate, design changes and additions are permitted.

10、101、102、103、104 測光機器の受光装置
12 拡散板
13、131 赤外線吸収フィルタ
14、142 (入射角度制限部材としての)スペーサ
14b (入射角度制限部材の入射端側の開口としての)入射端開口
14c (入射角度制限部材の出射端側の開口としての)出射端開口
15、152 干渉フィルタ
15b 入射面
15c 出射面
17、172 (受光部材としての)光電変換素子
18 (入射角度制限部材としての)絞り
50、503、504 (測光機器としての)照度計
60 (測光機器としての)色彩照度計
10, 101, 102, 103, 104 Light-receiving device of photometric device 12 Diffusion plate 13, 131 Infrared absorption filter 14, 142 Spacer 14b (as incident angle limiting member) Spacer 14b (As opening on incident end side of incident angle limiting member) Incident end opening 14c Emission end opening 15, 152 (as an opening on the outgoing end side of the incident angle limiting member) Interference filter 15b Incident surface 15c Emission surface 17, 172 Photoelectric conversion element 18 (as light receiving member) (incident angle limiting member) Aperture 50, 503, 504 Illuminometer (as photometric device) 60 Color illuminometer (as photometric device)

Claims (9)

受光箇所への光軸方向に対する入射光の入射角度の変化に対する感度の変化度合いを示す斜入射光特性を所定のものとすべく設計される測光機器の受光装置であって、
完全拡散面に近い拡散性能を有する拡散板と、
該拡散板により拡散された入射光を受光し、その受光量に応じた電気信号を出力する受光部材と、
該受光部材と前記拡散板との間に配置され、前記受光部材の入射面における入射光の入射角度を制限する入射角度制限部材と、
を備えることを特徴とする測光機器の受光装置。
A light receiving device of a photometric device designed to have a predetermined oblique incident light characteristic indicating a degree of change in sensitivity with respect to a change in incident angle of incident light with respect to an optical axis direction to a light receiving portion,
A diffusion plate having a diffusion performance close to a perfect diffusion surface;
A light receiving member that receives incident light diffused by the diffusion plate and outputs an electrical signal corresponding to the amount of light received;
An incident angle limiting member that is disposed between the light receiving member and the diffusion plate and limits an incident angle of incident light on an incident surface of the light receiving member;
A light receiving device for a photometric device, comprising:
前記入射角度制限部材では、入射光の入射角度の変化に応じた前記受光部材での実効的な受光量の変化の度合いと、該受光部材の指向特性と、を乗算した値を、所望の斜入射光特性とするように、制限する入射角度が設定されていることを特徴とする請求項1に記載の測光機器の受光装置。   In the incident angle limiting member, a value obtained by multiplying the degree of change in the effective amount of light received by the light receiving member in accordance with the change in the incident angle of incident light and the directivity characteristic of the light receiving member is a desired oblique angle. 2. The light receiving device for a photometric device according to claim 1, wherein an incident angle to be limited is set so as to obtain an incident light characteristic. 前記拡散板は、フッ素を含む樹脂材料から形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の測光機器の受光装置。   3. The light receiving device for photometric equipment according to claim 1, wherein the diffusion plate is made of a resin material containing fluorine. 前記拡散板としてのフッ素を含む樹脂材料は、四フッ化エチレン樹脂であることを特徴とする請求項3に記載の測光機器の受光装置。   The light receiving device for a photometric device according to claim 3, wherein the resin material containing fluorine as the diffusion plate is a tetrafluoroethylene resin. 前記拡散板は、すりガラスから形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の測光機器の受光装置。   3. The light receiving device for a photometric device according to claim 1, wherein the diffusion plate is formed of ground glass. 前記拡散板は、オパールから形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の測光機器の受光装置。   3. The light receiving device for a photometric device according to claim 1, wherein the diffusion plate is made of opal. 前記入射角度制限部材は、非透過材料からなる板部材に貫通孔が設けられて形成されており、入射端側の開口の径寸法と、出射端側の開口の径寸法と、前記入射端開口から前記出射端開口に至る光軸方向で見た長さ寸法と、の比により、制限する角度の大きさを設定することを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の測光機器の受光装置。   The incident angle limiting member is formed by providing a through-hole in a plate member made of a non-transmissive material, and has a diameter dimension of an opening on the incident end side, a diameter dimension of an opening on the exit end side, and the incident end opening. The size of the angle to restrict | limit is set by ratio with the length dimension seen in the optical axis direction from the said to the said output end opening. Light receiving device for photometric equipment. 前記入射角度制限部材は、光軸上で対を為す2つの絞りから形成されており、入射端側の前記絞りの内径寸法と、出射端側の前記絞りの内径寸法と、前記両絞りの光軸方向で見た間隔寸法と、の比により、制限する角度の大きさを設定することを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の測光機器の受光装置。   The incident angle limiting member is formed of two diaphragms that make a pair on the optical axis. The inner diameter dimension of the diaphragm on the incident end side, the inner diameter dimension of the diaphragm on the emission end side, and the light of the both diaphragms. The light receiving device for a photometric device according to any one of claims 1 to 6, wherein the size of the angle to be limited is set according to a ratio with a distance dimension seen in the axial direction. 請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の測光機器の受光装置が搭載されていることを特徴とする測光機器。
A photometric device comprising the light receiving device of the photometric device according to any one of claims 1 to 8.
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