JP2012021957A - Property measuring method and property measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、LED(Light Emitting Diode)などを含む光源に投入する電力と当該電力に基づき光源から発生する全光量との関係を示す電力−全光量特性を測定するための特性測定方法、特性測定装置に関する。 The present invention relates to a characteristic measurement method and characteristic measurement for measuring a power-total light quantity characteristic indicating a relationship between power input to a light source including an LED (Light Emitting Diode) and the like and total light quantity generated from the light source based on the power. Relates to the device.
一般的に光源の全光量を測定するには、積分球を備えた光量測定システムが用いられている。この積分球を備えた光量測定システムにより得られた値は光源の全光量を示す指標として標準的に用いられる。 Generally, in order to measure the total amount of light from a light source, a light amount measurement system including an integrating sphere is used. The value obtained by the light quantity measuring system provided with this integrating sphere is used as a standard indicating the total light quantity of the light source.
ここで、積分球とは、球形の空間を内部に有する筐体の内壁面に拡散反射材料が塗布された部材である。この積分球の内部空間に光源を配置し、この光源を点灯すると、当該光源から放射される全ての光は、積分球の内壁面のいずれかで拡散状態で反射する。積分球の内部空間は球形であるため、光の反射は繰り返し発生し、光は反射のたびに拡散する。従って、積分球の内壁面に照射される光の単位面積あたりの量はいずれの部分でも同じになる。積分球を備えた光量測定システムとは、この積分球の性質を利用し、積分球の内部に配置された光源の全光量と、積分球の内壁面の一部から取得した光量が比例することを利用し、積分球の内壁面の一部に光量を測定するセンサを配置し、当該センサによる測定値を光源の全光量とするものである。このような積分球を備えた光量測定システムによって測定される全光量は、積分球の大きさや光量を測定するセンサの種類によって異なる相対的な値であるので、標準光源を用いた測定結果を標準値とし、当該標準値との比較に基づき光源の全光量が絶対的に評価される。 Here, the integrating sphere is a member in which a diffuse reflection material is applied to the inner wall surface of a housing having a spherical space inside. When a light source is arranged in the inner space of the integrating sphere and this light source is turned on, all the light emitted from the light source is reflected in a diffused state on one of the inner wall surfaces of the integrating sphere. Since the inner space of the integrating sphere is spherical, light reflection occurs repeatedly, and light diffuses at each reflection. Therefore, the amount per unit area of light irradiated on the inner wall surface of the integrating sphere is the same in any part. The light intensity measurement system with an integrating sphere uses the properties of this integrating sphere, and the total light intensity of the light source placed inside the integrating sphere is proportional to the light intensity acquired from a part of the inner wall of the integrating sphere. , A sensor for measuring the amount of light is arranged on a part of the inner wall surface of the integrating sphere, and the value measured by the sensor is used as the total amount of light of the light source. The total light quantity measured by a light quantity measurement system equipped with such an integrating sphere is a relative value that varies depending on the size of the integrating sphere and the type of sensor that measures the quantity of light. The total light quantity of the light source is absolutely evaluated based on the comparison with the standard value.
このような積分球を備えた光量測定システムでは、積分球内の空間中に擬似的に浮遊した状態で光源を配置しなければならないため、光源の取り付け作業が困難となりがちである。従って、多数の光源についてそれぞれの全光量を取得するには長時間を要することとなる。 In such a light quantity measurement system equipped with an integrating sphere, the light source must be arranged in a pseudo floating state in the space inside the integrating sphere, so that it is difficult to mount the light source. Therefore, it takes a long time to acquire the total amount of light for a large number of light sources.
そこで、特許文献1には次の様な光量測定システムに関する発明が開示されている。すなわち、半球状の内壁面に光拡散材料を塗布した積分半球と、積分半球の開口部を覆うように設置された平面のミラーとを備える光量測定システムである。そして、光源は、前記ミラーの中心に配置される。このような構成によれば、ミラーによって積分半球と積分半球の虚像とによりあたかも積分球が存在する状態となり、ミラーの中心に光源を配置するだけで、積分球内の空間に光源を固定した状態を実現できる。従って、光源の取り付け作業を簡略化することが可能となる。 Therefore, Patent Document 1 discloses an invention relating to the following light quantity measurement system. That is, the light quantity measurement system includes an integrating hemisphere in which a light diffusing material is applied to a hemispherical inner wall surface, and a flat mirror installed so as to cover the opening of the integrating hemisphere. The light source is disposed at the center of the mirror. According to such a configuration, the integration hemisphere and the virtual image of the integration hemisphere are present by the mirror as if the integration sphere exists, and the light source is fixed in the space inside the integration sphere simply by placing the light source at the center of the mirror. Can be realized. Therefore, it is possible to simplify the work of attaching the light source.
ところが、積分球や積分半球を用いて全光量を測定する場合、乱反射によって積分球や積分半球内で均一となった光の一部を用いて測定するため全光量の測定に比較的長い時間を必要とする。従って、投入電力と光源の全光量との関係を示す電力−全光量特性を、積分球などを用いて測定する場合、光源に複数の異なる電力を投入して投入電力に対応する複数の全光量を測定していくと、発光による熱が光源に蓄積し、光源の温度が上昇して、正確な全光量を測定することが困難となる。さらに、光源に投入する電力を細かく変更し、その都度全光量を測定した場合、電力−全光量特性を測定するために膨大な測定時間が必要となる。 However, when measuring the total amount of light using an integrating sphere or hemisphere, it takes a relatively long time to measure the total amount of light because it uses a part of the light that is uniform in the integrating sphere or integrating hemisphere due to diffuse reflection. I need. Therefore, when measuring the power-total light quantity characteristic indicating the relationship between the input power and the total light quantity of the light source using an integrating sphere, a plurality of total light quantities corresponding to the input power by applying a plurality of different powers to the light source As the light is measured, heat from the light emission accumulates in the light source, and the temperature of the light source rises, making it difficult to accurately measure the total amount of light. Furthermore, when the electric power supplied to the light source is finely changed and the total amount of light is measured each time, an enormous measurement time is required to measure the power-total amount of light characteristic.
本願発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、光源の温度上昇を抑制して、正確な電力−全光量特性を短時間で測定することのできる特性測定方法、特性測定装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a characteristic measuring method and a characteristic measuring apparatus capable of measuring an accurate power-total light quantity characteristic in a short time while suppressing a temperature rise of a light source. And
上記目的を達成するために、本願発明にかかる特性測定方法は、光源に投入する電力と光源から放射される光の全光量との関係である電力−全光量特性を測定する特性測定方法であって、内方に前記光源を配置可能な第一空間を備える第一筐体であって、前記第一空間に配置された前記光源から放射される光を正反射する反射面部を内面に有し、前記光源から直接到達する直接光と前記反射面部で反射した後到達する反射光とが通過する第一開口を有する第一筐体と、内方に前記光源を配置可能な第二空間を備える第二筐体であって、前記第一開口と同一形状かつ同一面積の第二開口と、前記第二空間に配置された前記光源から放射され、前記第二開口に直接到達する直接光のみを通過させるように光を吸収する吸収面部を内面に有する第二筐体と、前記第一開口を通過する光の光量である反射光量と、前記第二開口を通過する光の光量である直接光量とを検出する検出手段とを備える特性測定装置を用い、前記第一筐体の前記第一空間に光源を配置して測定可能状態とする第一配置ステップと、前記第一筐体内の前記光源に第一電力を投入して第一反射光量を測定する第一測定ステップと、前記第一筐体内の前記光源に前記第一電力とは異なる第二電力を投入して第二反射光量を測定する第二測定ステップと、前記第二筐体の前記第二空間に前記光源を配置して測定可能状態とする第二配置ステップと、前記第二筐体内の前記光源に前記第一電力を投入して第一直接光量を測定する第三測定ステップと、前記第二筐体内の前記光源に前記前記第二電力を投入して第二直接光量を測定する第四測定ステップと、測定された第一反射光量、および、第二反射光量、第一直接光量、第二直接光量に基づいて前記光源の電力−全光量特性を算出する演算ステップとを含むことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the characteristic measuring method according to the present invention is a characteristic measuring method for measuring the power-total light quantity characteristic, which is the relationship between the power input to the light source and the total light quantity of light emitted from the light source. And a first housing having a first space in which the light source can be arranged, and having a reflection surface portion on the inner surface for regularly reflecting light emitted from the light source arranged in the first space. A first housing having a first opening through which direct light directly reaching from the light source and reflected light reaching after being reflected by the reflecting surface portion pass, and a second space in which the light source can be disposed inward. A second housing having the same shape and the same area as the first opening, and only direct light radiated from the light source arranged in the second space and directly reaching the second opening. A second surface having an absorption surface portion that absorbs light so as to pass through Using a characteristic measuring device comprising: a body; and a detecting means for detecting a reflected light amount that is a light amount of light passing through the first opening and a direct light amount that is a light amount of light passing through the second opening. A first arrangement step of arranging a light source in the first space of one housing to make the measurement possible; and first measuring a first reflected light amount by applying a first power to the light source in the first housing A measuring step; a second measuring step of measuring a second reflected light amount by applying a second power different from the first power to the light source in the first housing; and the second space of the second housing. A second disposing step of disposing the light source in a measurable state, a third measuring step of measuring the first direct light quantity by applying the first power to the light source in the second housing, Apply the second power to the light sources in two housings to measure the second direct light quantity. And a calculation step for calculating the power-total light quantity characteristic of the light source based on the measured first reflected light quantity, second reflected light quantity, first direct light quantity, and second direct light quantity. It is characterized by that.
これによれば、正反射による反射光や直接光を直接測定するため、強い光を用いて光量を測定することができ比較的早い時間で測定を行っても十分に正確な測定が可能となる。従って、光源の温度が上昇しない間に全光量を測定することができるため、段階的に電力を投入し、その投入する電力に対応する全光量を測定しても光源の温度上昇による誤差を可及的に低く抑えて正確な電力−全光量特性を測定することが可能となる。また、全体的な測定時間も短くすることができ、多くの光源の電力−全光量特性を測定することが可能となる。 According to this, since the reflected light by direct reflection and direct light are directly measured, the amount of light can be measured using strong light, and sufficiently accurate measurement is possible even if measurement is performed in a relatively early time. . Therefore, since the total amount of light can be measured while the temperature of the light source does not rise, errors due to the temperature rise of the light source are possible even when the power is turned on step by step and the total amount of light corresponding to the applied power is measured. An accurate power-total light quantity characteristic can be measured while keeping it as low as possible. Also, the overall measurement time can be shortened, and the power-total light quantity characteristics of many light sources can be measured.
また、前記第一測定ステップ及び前記第三測定ステップにおいて、前記光源に第一電力を投入する時間は、20msec以下であり、前記第二測定ステップ及び前記第四測定ステップにおいて、前記光源に第二電力を投入する時間は、20msec以下であることが好ましい。 In the first measurement step and the third measurement step, the time for applying the first power to the light source is 20 msec or less, and in the second measurement step and the fourth measurement step, the second time is applied to the light source. The time for supplying power is preferably 20 msec or less.
本願発明によれば、1測定ステップにおいて光源に電力を投入する時間、すなわち光源が発光している時間が20msec以下で十分正確に光量を測定することが可能である。従って、1測定ステップにおいて光源に電力を投入する時間を20msec以下に抑えることで、複数回の測定ステップを実行しても光源の温度が測定結果に影響が及ぶほど高温になる前に全測定ステップを終えることができ、正確な電力−全光量特性を取得することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to measure the amount of light sufficiently accurately in one measurement step in which the time during which power is applied to the light source, that is, the time during which the light source emits light is 20 msec or less. Accordingly, by suppressing the time for applying power to the light source in one measurement step to 20 msec or less, even if a plurality of measurement steps are executed, all the measurement steps are performed before the temperature of the light source becomes high enough to affect the measurement result. Thus, accurate power-total light quantity characteristics can be acquired.
また、前記第一筐体内の前記光源に電力を投入する時間の合計を300msec以下とし、前記第二筐体内の前記光源に電力を投入する時間の合計を300msec以下とすることが好ましい。 In addition, it is preferable that the total time for applying power to the light source in the first housing is 300 msec or less and the total time for supplying power to the light source in the second housing is 300 msec or less.
これによれば、測定ステップを繰り返すことによる光源での熱の蓄積を測定結果に影響が出ない程度に抑制することができ、正確な電力−全光量特性を取得することが可能となる。 According to this, it is possible to suppress heat accumulation at the light source by repeating the measurement step to such an extent that the measurement result is not affected, and it is possible to acquire an accurate power-total light quantity characteristic.
また、上記目的を達成するために、本願発明に係る特性測定装置は、光源に投入する電力と光源から放射される光の全光量との関係である電力−全光量特性を測定する特性測定装置であって、内方に前記光源を配置可能な第一空間を備える第一筐体であって、前記第一空間に配置された前記光源から放射される光を正反射する反射面部を内面に有し、前記光源から直接到達する直接光と前記反射面部で反射した後到達する反射光とが通過する第一開口を有する第一筐体と、内方に前記光源を配置可能な第二空間を備える第二筐体であって、前記第一開口と同一形状かつ同一面積の第二開口と、前記第二空間に配置された前記光源から放射され、前記第二開口に直接到達する直接光のみを通過させるように光を吸収する吸収面部を内面に有する第二筐体と、前記光源に異なる電力を投入して前記光源を発光させる駆動手段と、前記第一開口を通過する光の光量である反射光量と、前記第二開口を通過する光の光量である直接光量とを検出する検出手段と、前記第一筐体の前記第一空間に前記光源を配置して測定可能状態とする第一配置手段と、前記第二筐体の前記第二空間に前記光源を配置して測定可能状態とする第二配置手段と、前記第一筐体内で測定可能状態にある前記光源に第一電力を投入し、前記第一筐体内で測定可能状態にある前記光源に前記第一電力とは異なる第二電力を投入し、前記第二筐体内で測定可能状態にある前記光源に第三電力を投入し、前記第二筐体内で測定可能状態にある前記光源に前記第三電力とは異なる第四電力を投入するように前記駆動手段を制御する電力制御部と、前記検出手段により測定された第一反射光量、および、第二反射光量、第一直接光量、第二直接光量を取得し、前記光源の電力−全光量特性を算出する演算部とを備えることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a characteristic measuring apparatus according to the present invention is a characteristic measuring apparatus that measures a power-total light quantity characteristic that is a relationship between the power input to a light source and the total light quantity of light emitted from the light source. A first housing having a first space in which the light source can be disposed inward, and a reflection surface portion that regularly reflects light emitted from the light source disposed in the first space on an inner surface A first housing having a first opening through which direct light directly reaching from the light source and reflected light reaching after being reflected by the reflecting surface portion pass, and a second space in which the light source can be disposed inward A second housing having the same shape and the same area as the first opening, and direct light radiated from the light source arranged in the second space and directly reaching the second opening It has an absorption surface part that absorbs light so that only light can pass through Two housings, driving means for applying different power to the light source to cause the light source to emit light, a reflected light amount that is a light amount that passes through the first opening, and a light amount that passes through the second opening Detection means for detecting a certain amount of direct light; first arrangement means for placing the light source in the first space of the first casing to enable measurement; and in the second space of the second casing Second arrangement means for arranging the light source to be in a measurable state, and supplying the first power to the light source in the measurable state in the first housing, and in the measurable state in the first housing A second power different from the first power is applied to the light source, a third power is applied to the light source that is in a measurable state in the second housing, and the light source is in a measurable state in the second housing Control the drive means so that a fourth power different from the third power is input to The first reflected light amount, the second reflected light amount, the first direct light amount, and the second direct light amount measured by the power control unit and the detection unit, and calculating the power-total light amount characteristic of the light source. It is characterized by providing a part.
これによれば、正反射による反射光や直接光を直接測定するため、強い光を用いて光量を測定することができ比較的早い時間で測定を行っても十分に正確な測定が可能となる。従って、光源の温度が上昇しない間に全光量を測定することができるため、段階的に電力を投入し、その投入する電力に対応する全光量を測定しても光源の温度上昇による誤差を可及的に低く抑えて正確な電力−全光量特性を測定することが可能となる。また、全体的な測定時間も短くすることができ、多くの光源の電力−全光量特性を測定することが可能となる。 According to this, since the reflected light by direct reflection and direct light are directly measured, the amount of light can be measured using strong light, and sufficiently accurate measurement is possible even if measurement is performed in a relatively early time. . Therefore, since the total amount of light can be measured while the temperature of the light source does not rise, errors due to the temperature rise of the light source are possible even when the power is turned on step by step and the total amount of light corresponding to the applied power is measured. An accurate power-total light quantity characteristic can be measured while keeping it as low as possible. Also, the overall measurement time can be shortened, and the power-total light quantity characteristics of many light sources can be measured.
なお、前記特性測定方法が含む各処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを実施することも本願発明の実施に該当する。無論、そのプログラム自体やそのプログラムが記録された記録媒体を実施することも本願発明の実施に該当する。 Note that executing a program for causing a computer to execute each process included in the characteristic measurement method also corresponds to the implementation of the present invention. Of course, implementing the program itself or a recording medium on which the program is recorded also corresponds to the implementation of the present invention.
本願発明によれば、熱の影響を可及的に低く抑えた状態で光源の電力−全光量特性を正確に測定することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to accurately measure the power-total light quantity characteristic of the light source while keeping the influence of heat as low as possible.
次に本願発明に係る特性測定装置100について、図面を参照しつつ説明する。
Next, the characteristic measuring
図1は、特性測定装置を模式的に示す図である。 FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a characteristic measuring apparatus.
同図に示すように、特性測定装置100は、光源300に投入する電力と光源から放射される光の全光量との関係である電力−全光量特性を測定する装置であって、第一筐体101と、102第二筐体と、駆動手段105と、検出手段103と、転換手段230と、処理装置104(図示せず)とを備えている。
As shown in the figure, the
図2は、第一筐体を切り欠いて示す斜視図である。 FIG. 2 is a perspective view showing the first housing by cutting away.
第一筐体101は、光源300から放射される光の一部を正反射により反射させ第一開口111に導く部材であり、反射面部113を備えている。
The
反射面部113は、第一空間110に配置された光源300から放射される光を正反射する部分である。反射面部113は、光が乱反射することなくできる限り正反射する面(第一筐体101の内面に該当)を備えれば良く、いわゆる鏡面を備えていればよい。本実施の形態の場合、反射面部113は、金属である第一筐体101の内面を研磨により鏡面に仕上げたものである。従って、図1や図2では反射面部113を別体のように記載しているが、反射面部113は、第一筐体101と一体でもかまわない。
The
また、反射面部113は、光源300から放射された光が一度の反射で第一開口111に到達するような形状となっている。
The
なお、反射面部113は、本実施の形態のような円錐台形状に限定されるものではなく、反射面部113が光源300から第一開口111に向かって湾曲する曲面であってもかまわない。当該湾曲する反射面部113としては、例えば、放物面を表面に備える反射面部113を挙示することができる。
The
第一空間110は、第一筐体101の内部に設けられ、光源300が配置される空間である。つまり、第一空間110は、第一筐体101の反射面部113で囲われて形成される空間である。本実施の形態の場合、第一空間110は、円錐台形状となっている。つまり、第一筐体101は、円錐台形状の第一空間110を形成する円筒形状となっている。
The
第一開口111は、第一空間110と隣接する他の空間とを連通状態とするための開口であり、光源300から直接到達する直接光と反射面部113で反射した後到達する反射光とが通過する開口である。本実施の形態の場合、円錐台形状の第一空間110の底面部分(面積の大きい円形部分)が第一開口111に該当する。
The
ここで、第一空間110に配置された光源300から放射され第一開口111を通過する光の総光量を反射光量と記す場合がある。反射光量は、直接第一開口111に到達し第一開口111を通過する直接光の光量と、反射面部113に反射した後第一開口111を通過する反射光の光量の総和となる。
Here, the total amount of light emitted from the
また、第一筐体101は、光源300を第一空間110に配置するための第一挿入孔112が第一開口111と対向する面に設けられている。
In addition, the
第一挿入孔112は、本実施の形態の場合、第一筐体101を貫通して第一空間110と接続される孔であり、円錐台形状の第一空間110の上面部分(面積の小さい円形部分)が第一挿入孔112に該当する。
In the present embodiment, the
図3は、第二筐体を切り欠いて示す斜視図である。 FIG. 3 is a perspective view showing the second housing by cutting away.
第二筐体102は、光源300から放射され、第二開口121に直接到達する直接光のみを通過させる部材であり、吸収面部123を備えている。
The
吸収面部123は、第二空間120に配置された光源300から放射される光を吸収する部分である。吸収面部123は、光が反射することなくできる限り光を吸収する面(第二筐体102の内面に該当)を備えればよい。本実施の形態の場合、金属である第二筐体102の内面を無電界黒色メッキを施すことにより吸収面部123を形成している。従って、図1や図3では吸収面部123を別体のように記載しているが、吸収面部123は、第二筐体102と一体でもかまわない。
The
ここで、無電界黒色メッキとは、第二筐体102の表面に被膜を成長させる処理であり、光学機器の分野で広く用いられているものである。無電界黒色メッキにより得られる被膜は、自身の黒色と表面の微細凹凸により、可視光線ばかりでなく紫外線や近赤外線の波長領域の光を吸収することが可能である。
Here, the electroless black plating is a process for growing a film on the surface of the
なお、本明細書、及び、特許請求の範囲において記載される「吸収」の語は、黒体や完全空洞のような入射した光がまったく反射しないと言う意味ではなく、正反射に比べて充分に小さな反射率であることを意味している。 It should be noted that the term “absorption” described in the present specification and claims does not mean that incident light such as a black body or a complete cavity is not reflected at all. This means that the reflectance is small.
第二空間120は、第二筐体102の内部に設けられ、光源300が配置される空間である。つまり、第二空間120は、第二筐体102の吸収面部123で囲われて形成される空間である。本実施の形態の場合、第二空間120は、第一空間110と同じ形状、同じ体積の円錐台形状となっている。つまり、第二筐体102は、円錐台形状の第二空間120を形成する円筒形状となっている。
The
第二開口121は、第二空間120と隣接する他の空間とを連通状態とするための開口であり、光源300から直接到達する直接光が通過する第一開口と同一形状かつ同一面積の開口である。本実施の形態の場合、円錐台形状の第二空間120の底面部分(面積の大きい円形部分)が第二開口121に該当する。
The
ここで、第二空間120に配置された光源300から放射され第二開口121を通過する光の総光量を直接光量と記す場合がある。直接光量は、直接第二開口121に到達し第二開口121を通過する直接光のみの光量となるが、これは厳密なものではなく、吸収面部123からの反射光も含まれる可能性はある。
Here, the total light quantity of the light emitted from the
また、第二筐体102は、光源300を第二空間120に配置するための第二挿入孔122が第二開口121と対向する面に設けられている。
In the
第二挿入孔122は、本実施の形態の場合、第二筐体102を貫通して第二空間120と接続される孔であり、円錐台形状の第二空間120の上面部分(面積の小さい円形部分)が第二挿入孔122に該当する。
In the case of the present embodiment, the
図1に示すように、駆動手段105は、光源300に異なる電力を投入して光源300を発光させることのできる装置である。本実施の形態の場合、光源300に投入する電力は電流に比例するため、駆動手段105は、定電流電源が採用されている。また、駆動手段105は、電力制御部(後述)からの信号に基づいて定められる値の電流をパルス状に出力することができるものとなっている。従って、本実施の形態の場合、光源300の電力−全光量特性は、電流―全光量特性として測定される。
As shown in FIG. 1, the driving
図1に示すように、検出手段103は、第一開口111を通過する光の光量である反射光量と、第二開口121を通過する光の光量である直接光量とを検出する装置である。
As shown in FIG. 1, the detection means 103 is a device that detects a reflected light amount that is a light amount that passes through the
本実施の形態の場合、検出手段103は、検出器114と、増幅器115とを備えている。
In the case of the present embodiment, the detection means 103 includes a
検出器114は、第一筐体101の第一開口111に配置され反射光量に対応する信号を出力するセンサであり、また、第二開口121に配置され直接光量に対応する信号を出力するセンサでもある。
The
本実施の形態の場合、検出器114は、第一開口111全域を通過する光の光量全てを検出するフォトダイオードを備えている。また、第一開口111と第二開口121とは同じ大きさであり、第二開口121の全域を通過する光の光量全ても検出することができるものとなっている。また、検出器114は、複数のフォトダイオードが面上に配置されるフォトダイオードアレイでもかまわないが、第一開口111や第二開口121を継ぎ目無く覆うフォトダイオードが望ましい。
In the case of the present embodiment, the
増幅器115は、検出器114から送信される信号を、処理装置104(図4参照)が処理できる程度に増幅する装置である。なお、増幅器115は、本願発明の必須の構成要素ではない。
The
本実施の形態の場合、増幅器115は、フォトダイオードを備えた検出器114から送信される電流信号を増幅する増幅部と、電流信号を電圧信号に変換する変換部と、アナログの電圧信号をデジタルの信号に変換するAD変換部とを備えている。
In the case of the present embodiment, the
さらに、検出手段103は、光量抑制フィルタ131と、視感度補正フィルタ132とを備えている。
Further, the
光量抑制フィルタ131は、反射光量、および、直接光量を低下させるフィルタである。光量抑制フィルタ131は、特に反射光量が検出器114の検出能力を超えている場合に、検出器114の能力範囲内となるように反射光量および直接光量を抑制して検出器114に到達させるフィルタである。
The light
具体的に、特性測定装置100は、可視光を放射する光源300の全光量を測定するシステムであり、光量抑制フィルタ131は、350nm〜800nmの波長範囲に該当する光の光量を均等に抑制する機能を備えている。
Specifically, the
視感度補正フィルタ132は、人間の目が光の波長ごとの明るさを感じる強さを数値で表わした比視感度に光源300から放射される光の波長分布を調整するためのフィルタである。視感度補正フィルタ132を使用した場合、特性測定装置100で測定された光源300の全光量が、人間が感じる光源300の明るさと強く相関し、光源300の能力を示す有効な指標(全光束)となる。
The
なお、本実施の形態では、特性測定装置100は、検出器114や増幅器115等を一つ備えているが、これに限定される訳ではなく、第一筐体101および第二筐体102のそれぞれに検出器114や増幅器115を備えていてもかまわない。また、光量抑制フィルタ131や視感度補正フィルタ132は、必要に応じ適宜使用すればよい。すなわち、光源の全光量を測定したい場合は視感度補正フィルタ132を省略し、全光束を測定したい場合は視感度補正フィルタを使用すればよい。
In the present embodiment, the
転換手段230は、第一開口111に対応する位置に配置され、光源300の反射光量が測定可能となった状態と、第二開口121に対応する位置に配置され、光源300の直接光量が測定可能となった状態とのいずれかの状態に特性測定装置を転換することができる装置である。本実施の形態の場合、転換手段230は、第一筐体101の第一空間110に光源300を配置して反射光量を測定可能状態とする第一配置手段としての機能と、第二筐体102の第二空間120に光源300を配置して直接光量を測定可能状態とする第二配置手段としての機能を有しており、検出器114および光源300に対し、第一筐体101と第二筐体102とを同時に移動させ、第一筐体101と第二筐体102との位置を入れ替える装置となっている。
The
また、転換手段230は、第一筐体101と第二筐体102とが移動する際に、検出器114等や光源300等と第一筐体101と第二筐体102とが干渉を回避する回避機構311と、検出器移動手段231とを備えている。
Further, the
回避機構311は、転換手段230によって、第一筐体101と第二筐体102との位置が転換する際に、光源300を第一筐体101や第二筐体102から遠ざけ、転換動作が終了すると光源300を第一筐体101や第二筐体102に近づけることのできる装置である。本実施の形態の場合、光源300は、昇降台320に取り付けられており、回避機構311は、昇降台320を下降させることで第一筐体101や第二筐体102との干渉を回避し、昇降台320を上昇させることで、光源300を測定可能位置に配置する。
The
検出器移動手段231は、検出器114と第一筐体101との距離、もしくは、検出器114と第二筐体102との距離を相対的に近接(当接)させ、また、離反させることのできる装置である。
The detector moving means 231 causes the distance between the
なお、本実施の形態では、転換手段230は、第一筐体101と第二筐体102とを移動させるものとしたが、本願発明はこの実施の形態に限定されるものでは無い。例えば、第一筐体101と第二筐体102とを固定状態として検出器114と光源300とを移動させるものでもかまわない。
In the present embodiment, the
図4は、特性測定装置の機能構成を機構構成と共に示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of the characteristic measuring apparatus together with a mechanism configuration.
同図に示すように特性測定装置100は、処理装置104を備えている。そして、処理装置104は、電力制御部141と、演算部142とを備え、さらに、記憶部143と、機構制御部144とを機能部として備えている。また、特性測定装置100は、入力装置と出力装置とを備えている。
As shown in the figure, the
処理装置104は、各機構部とインターフェースを介して情報の授受を行い、これらの情報に関してそれぞれの機能に基づき処理を行う装置である。一般的に処理装置104は、中央演算装置やメモリを備えオペレーティングシステムなど基本ソフトにより情報の処理を行うコンピュータなどの装置であり、各機能部は、ソフトウエアにより実現されている。
The
電力制御部141は、駆動手段105を制御して、異なる複数の電力をあらかじめ定められた時間だけ光源300に順次投入させる処理部である。本実施の形態の場合、電力制御部141は、所定の電流が光源300に流れるように駆動手段105を制御し、また、パルス状に電流が流れるように駆動手段105を制御する。
The
なお、電流が光源300に流れる時間であるパルス幅は、特に限定されるものでは無いが、20msec以下であることが好ましい。これよりも長く電流を光源300であるLEDに流すと、光源300の温度が無視できない程度に上昇するためである。また、パルス幅の下限は、検出器114や光源300の応答性能に依存し一概に記載できないが、現在の所、パルス幅は100μsec以上であることが好ましい。パルス幅が100μsec以下の場合、正しい全光量を測定することが困難となるからである。さらに、良好な範囲としては、1msec以上、10msec以下の範囲であり、当該範囲から選定される時間をパルス幅とすればよい。これによれば、安定した測定結果を得ることができる。
Note that the pulse width, which is the time during which current flows through the
また、光源300に流す電流は、パルス状である必要はなく、第一筐体101内、または第二筐体102内において電流を流す総時間が300msec以下であれば、ステップ状に電流を変化させ、かつ、連続的に電流を流してもかまわない。
In addition, the current flowing through the
演算部142は、各種情報を所定のプログラムに基づいて演算し、演算結果を出力する処理部である。例えば、演算部142は、検出手段103で測定された反射光量や直接光量等を他の情報とひも付けて記憶部143に記憶させるとともに、必要に応じて反射光量や直接光量を記憶部143から取得し、所定の計算式に代入して光源300の全光量を算出する。
The
ここで、所定の計算式とは、D=A+(C−A)/tである。また、Dは、全光量である。Cは、反射光量である。Aは、直接光量である。tは、反射率補正係数である。なお、反射率補正係数は、特性測定装置100に固有の係数であり、全光量が既知の光源を用いて定められる。
Here, the predetermined calculation formula is D = A + (CA) / t. D is the total light quantity. C is the amount of reflected light. A is the direct light quantity. t is a reflectance correction coefficient. The reflectance correction coefficient is a coefficient unique to the
記憶部143は、検出手段103により測定された第一反射光量、第二反射光量、第一直接光量、第二直接光量などを第一電力、第二電力などと共に記憶する処理部である。
The
機構制御部144は、転換手段230を制御して、光源300に対し第一筐体101と第二筐体102とを入れ替える動作を行わせる処理部である。
The
なお、本実施の形態では、処理装置104としてコンピュータを採用し、機構部の制御も含めて処理装置104に各種制御を行わせたが、電力制御部141や演算部142などは個別に機能するものでもかまわない。例えば、演算部142は、全光量を算出するための上記式を満たすデジタル回路やアナログ回路であってもよい。
In this embodiment, a computer is employed as the
入力装置210は、測定対象である光源300に関する情報を入力したり、測定条件などを入力する装置であり、例えばキーボードやマウスなどのマンマシンインタフェースである。
The
出力装置200は、光源300の特性を数値やグラフとして出力する装置であり、例えば、数値やグラフを映像として表示する表示装置201や、紙媒体に印刷するプリンタなどである。
The
次に、特性測定装置100を用いた特性測定方法を説明する。
Next, a characteristic measuring method using the
図5は、特性測定方法の流れを示すために模式的に特性測定装置を示す図である。 FIG. 5 is a diagram schematically showing the characteristic measuring apparatus in order to show the flow of the characteristic measuring method.
本実施の形態の場合、特性測定装置100の測定対象である光源300としてLEDが採用されている。また、特性測定装置100は、一つの光源300の特性を自動的に測定するシステムとなっている。光源300は、回避機構311が有する昇降台320に取り付けられ、駆動手段105により所定の電流で点灯することができるものとなっている。
In the case of the present embodiment, an LED is employed as the
事前に、本実施の形態で用いられる特性測定装置100の反射率補正係数tを算出し、処理装置104の記憶部143に記憶させる。具体的な方法は次の通りである。今回用いられるLEDと同種のLEDの全光量を積分球を用いた光量測定システムや、配光測定システムで測定する。そして、この値をDとしておく。次に、同図(a)に示す状態と同じ状態で当該LEDの全光量を測定し反射光量Cを得る。次に、同図(c)に示す状態と同じ状態で当該LEDの光量を測定し直接光量Aを得る。以上により得られたDとAとCを式D=A+(C−A)/tに代入し、tを算出する。そして、算出されたtを処理装置104の記憶部143に記憶させておく。
In advance, the reflectance correction coefficient t of the
次に、特性測定装置100を用いて、光源300の特性を測定する。
Next, the characteristic of the
同図(a)に示すように、機構制御部144は、回避機構311を制御して昇降台320を上昇させて、光源300を第一挿入孔112に挿入し、測定可能状態となるように第一空間110に配置する(第一配置ステップ)。また、機構制御部144は、検出器移動手段231を制御して、検出器114を降下させて第一筐体101の対応位置に配置する。
As shown in FIG. 6A, the
なお、第一筐体101の底部は、昇降台320に押し付けられた状態か、もしくは昇降台320に接近した状態であり、第一筐体101の外部にある迷光が第一筐体101の内方に入り込むことを防止している。
Note that the bottom of the
次に、第一筐体101内で測定可能状態にある光源300に対し駆動手段105は、第一電流I1(第一電力)を流して光源300を発光させ、検出器114は、第一反射光量C1を測定する(第一測定ステップ)。本実施の形態の場合、第一電流I1は、パルス的に流し、そのパルス幅は30msecであった。以下、電流はパルス的に流し、そのパルス幅は30msecに統一している。
Next, the driving means 105 causes the first current I1 (first power) to flow through the
測定された第一反射光量C1は、第一電流I1などとひもづけられて記憶部143に記憶される。
The measured first reflected light amount C1 is linked to the first current I1 or the like and stored in the
続いて、駆動手段105は、第一電流I1よりも大きな電流値である第二電流I2(第二電力)を流して光源300を発光させ、検出器114は、第二反射光量C2を測定する(第二測定ステップ)。
Subsequently, the driving
測定された第二反射光量C2は、第二電流I2などとひもづけられて記憶部143に記憶される。
The measured second reflected light amount C2 is associated with the second current I2 or the like and stored in the
本実施の形態ではさらに、前記と同様の冷却ステップと測定ステップとを繰り返し、電流値I3、I4、I5での反射光量C3、C4、C5を検出した。また、これらの測定結果は、記憶部143に電流値と共に記憶された。
In the present embodiment, the cooling step and the measurement step similar to those described above are further repeated to detect the reflected light amounts C3, C4, and C5 at the current values I3, I4, and I5. Further, these measurement results were stored in the
次に、同図(b)に示すように、昇降台320を下げ、検出器114を上げ、第一筐体101と第二筐体102との位置を転換し、昇降台320を上昇させ、光源300を第二挿入孔122に挿入して測定可能状態となるように第二空間120に配置する(第二配置ステップ)。また、検出器114を降下させて第二筐体102の対応位置に配置する。
Next, as shown in FIG. 4B, the
なお、第二筐体102の底部は、昇降台320に押し付けられた状態か、もしくは昇降台320に接近した状態であり、第二筐体102の外部にある光が第二筐体102の内方に入り込むことを防止している。
Note that the bottom of the
次に、第二筐体102内で測定可能状態にある光源300に対し駆動手段105は、第一電流I1を流して光源300を発光させ、検出器114は、第一直接光量光量A1を測定する(第三測定ステップ)。
Next, the driving means 105 causes the first current I1 to flow to the
測定された第一直接光量A1は、第一電流I1などとひもづけられて記憶部143に記憶される。
The measured first direct light amount A1 is linked to the first current I1 and the like and stored in the
続いて、駆動手段105は、第一電流I2よりも大きな電流値である第二電流I2を流して光源300を発光させ、検出器114は、第二直接光量A2を測定する(第四測定ステップ)。
Subsequently, the driving
測定された第二直接光量A2は、第二電流I2などとひもづけられて記憶部143に記憶される。
The measured second direct light amount A2 is linked to the second current I2 and the like and stored in the
本実施の形態ではさらに、前記と同様の冷却ステップと測定ステップを繰り返し、電流値I3、I4、I5での直接光量A3、A4、A5を検出した。また、測定結果は、記憶部143に電流値と共に記憶される。なお、I3<I4<I5として測定されている。
In the present embodiment, the same cooling steps and measurement steps as described above were repeated to detect the direct light amounts A3, A4, A5 at the current values I3, I4, I5. The measurement result is stored in the
次に、測定された第一反射光量C1、第二反射光量C2、第一直接光量A1、第二直接光量A2、その他、C3、C4、C5、A3、A4、A5に基づいて光源300の電力−全光量特性を算出する(演算ステップ)。電力−全光量特性の算出に用いられる式はDn=An+(Cn−An)/t(n=1、2、3、4、5)である。
Next, the power of the
図6は、上記特性測定方法により測定された電力−全光量特性を示すグラフである。 FIG. 6 is a graph showing the power-total light quantity characteristic measured by the characteristic measurement method.
同図に示すように、横軸を電流値とし、縦軸を全光量とするグラフに、駆動手段105によって光源300に流した電流値と、それに基づき上記演算ステップで算出された全光量との関係を示す点を記載すると、電力−全光量特性を示すグラフを描くことができる。このグラフは、出力装置200に出力され、光源300の特性が表示される。
As shown in the figure, a graph in which the horizontal axis represents the current value and the vertical axis represents the total light amount, the current value passed through the
以上の特性測定装置100を用い、特性測定方法を実施すれば、光源300の特性を発熱による影響を抑制して正確に測定することが可能となる。また、特性を測定する時間も短いため、大量に生産された光源の全てについて特性を測定することも可能となる。
If the characteristic measuring method is implemented using the
なお、本願発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて実現される別の実施の形態を本願発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本願発明の主旨、すなわち、特許請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本願発明に含まれる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment. Another embodiment realized by arbitrarily combining the components described in this specification may be used as an embodiment of the present invention. In addition, the present invention also includes modifications obtained by making various modifications conceivable by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention, that is, the meanings indicated in the claims. included.
例えば、本願発明では、光源300に対し第一筐体101と第二筐体とを機構制御部144と転換手段230とにより自動で転換したが、これらの作業を転換手段230を用いることなく手動でしてもかまわない。また、光源300に流す電流を電力制御部141により自動的に変更したが、この作業を手動でしてもかまわない。
For example, in the present invention, the
また、上記実施の形態では、電流−全光量特性を取得することにより光源300の電力−全光量特性としたが、本願発明はこれに限定される訳ではない。例えば光源の種類によっては、電圧−全光量特性を取得することにより該光源の電力−全光量特性とすることも可能である。また、電流値および電圧値を実測し、この値に基づいて電力−全光量特性を取得するものでもかまわない。
In the above embodiment, the power-total light quantity characteristic of the
本願発明は、光源の特性を測定することが可能である。また、光源の製造工場における製品の全数検査や、光源を基板に実装する際の光源の評価に利用可能である。 The present invention can measure the characteristics of a light source. In addition, it can be used for inspection of all products in a light source manufacturing factory and evaluation of a light source when the light source is mounted on a substrate.
100 特性測定装置
101 第一筐体
102 第二筐体
103 検出手段
104 処理装置
105 駆動手段
110 第一空間
111 第一開口
112 第一挿入孔
113 反射面部
114 検出器
115 増幅器
120 第二空間
121 第二開口
122 第二挿入孔
123 吸収面部
131 光量抑制フィルタ
132 視感度補正フィルタ
141 電力制御部
142 演算部
143 記憶部
144 機構制御部
200 出力装置
201 表示装置
210 入力装置
230 転換手段
231 検出器移動手段
300 光源
311 回避機構
320 昇降台
DESCRIPTION OF
Claims (5)
内方に前記光源を配置可能な第一空間を備える第一筐体であって、前記第一空間に配置された前記光源から放射される光を正反射する反射面部を内面に有し、前記光源から直接到達する直接光と前記反射面部で反射した後到達する反射光とが通過する第一開口を有する第一筐体と、内方に前記光源を配置可能な第二空間を備える第二筐体であって、前記第一開口と同一形状かつ同一面積の第二開口と、前記第二空間に配置された前記光源から放射され、前記第二開口に直接到達する直接光のみを通過させるように光を吸収する吸収面部を内面に有する第二筐体と、前記第一開口を通過する光の光量である反射光量と、前記第二開口を通過する光の光量である直接光量とを検出する検出手段とを備える特性測定装置を用い、
前記第一筐体の前記第一空間に光源を配置して測定可能状態とする第一配置ステップと、
前記第一筐体内の前記光源に第一電力を投入して第一反射光量を測定する第一測定ステップと、
前記第一筐体内の前記光源に前記第一電力とは異なる第二電力を投入して第二反射光量を測定する第二測定ステップと、
前記第二筐体の前記第二空間に前記光源を配置して測定可能状態とする第二配置ステップと、
前記第二筐体内の前記光源に前記第一電力を投入して第一直接光量を測定する第三測定ステップと、
前記第二筐体内の前記光源に前記前記第二電力を投入して第二直接光量を測定する第四測定ステップと、
測定された第一反射光量、および、第二反射光量、第一直接光量、第二直接光量に基づいて前記光源の電力−全光量特性を算出する演算ステップと
を含む特性測定方法。 A characteristic measurement method for measuring a power-total light quantity characteristic, which is a relationship between the power input to a light source and the total light quantity of light emitted from the light source,
A first housing having a first space in which the light source can be disposed inward, and having a reflection surface portion on the inner surface for regularly reflecting light emitted from the light source disposed in the first space; A second housing having a first housing having a first opening through which direct light directly reaching from the light source and reflected light reaching after being reflected by the reflecting surface portion passes, and a second space in which the light source can be disposed inward. A casing, which is a second opening having the same shape and the same area as the first opening, and passes only the direct light radiated from the light source arranged in the second space and directly reaching the second opening. A second housing having an absorption surface portion for absorbing light on the inner surface, a reflected light amount that is a light amount of light passing through the first opening, and a direct light amount that is a light amount of light passing through the second opening Using a characteristic measuring device comprising a detecting means for detecting,
A first arrangement step in which a light source is arranged in the first space of the first casing to enable measurement;
A first measurement step of measuring a first reflected light amount by applying a first power to the light source in the first housing;
A second measurement step of measuring a second reflected light amount by applying a second power different from the first power to the light source in the first housing;
A second disposing step of disposing the light source in the second space of the second casing to enable measurement;
A third measurement step of measuring the first direct light quantity by applying the first power to the light source in the second housing;
A fourth measurement step of measuring the second direct light quantity by applying the second power to the light source in the second housing;
And a calculation step of calculating a power-total light quantity characteristic of the light source based on the measured first reflected light quantity, second reflected light quantity, first direct light quantity, and second direct light quantity.
前記第二測定ステップ及び前記第四測定ステップにおいて、前記光源に第二電力を投入する時間は、20msec以下である
請求項1に記載の特性測定方法。 In the first measurement step and the third measurement step, the time for applying the first power to the light source is 20 msec or less,
2. The characteristic measurement method according to claim 1, wherein in the second measurement step and the fourth measurement step, a time for applying the second power to the light source is 20 msec or less.
前記第二筐体内の前記光源に電力を投入する時間の合計を300msec以下とする
請求項1に記載の特性測定方法。 The total time for applying power to the light source in the first housing is 300 msec or less,
The characteristic measuring method according to claim 1, wherein a total time for supplying power to the light source in the second casing is 300 msec or less.
第一反射光量と第一直接光量とに基づいて第一電力に対応する第一全光量を算出し、
第二反射光量と第二直接光量とに基づいて第二電力に対応する第二全光量を算出する
請求項1に記載の特性測定方法。 The calculation step includes:
Calculate the first total light amount corresponding to the first power based on the first reflected light amount and the first direct light amount,
The characteristic measurement method according to claim 1, wherein a second total light amount corresponding to the second power is calculated based on the second reflected light amount and the second direct light amount.
内方に前記光源を配置可能な第一空間を備える第一筐体であって、前記第一空間に配置された前記光源から放射される光を正反射する反射面部を内面に有し、前記光源から直接到達する直接光と前記反射面部で反射した後到達する反射光とが通過する第一開口を有する第一筐体と、
内方に前記光源を配置可能な第二空間を備える第二筐体であって、前記第一開口と同一形状かつ同一面積の第二開口と、前記第二空間に配置された前記光源から放射され、前記第二開口に直接到達する直接光のみを通過させるように光を吸収する吸収面部を内面に有する第二筐体と、
前記光源に異なる電力を投入して前記光源を発光させる駆動手段と、
前記第一開口を通過する光の光量である反射光量と、前記第二開口を通過する光の光量である直接光量とを検出する検出手段と、
前記第一筐体の前記第一空間に前記光源を配置して測定可能状態とする第一配置手段と、
前記第二筐体の前記第二空間に前記光源を配置して測定可能状態とする第二配置手段と、
前記第一筐体内で測定可能状態にある前記光源に第一電力と前記第一電力とは異なる第二電力を投入し、前記第二筐体内で測定可能状態にある前記光源に前記第一電力と前記第二電力を投入するように前記駆動手段を制御する電力制御部と、
前記検出手段により測定された第一反射光量、および、第二反射光量、第一直接光量、第二直接光量を取得し、前記光源の電力−全光量特性を算出する演算部と
を備える特性測定装置。 A characteristic measuring device for measuring a power-total light quantity characteristic, which is a relationship between electric power input to a light source and total light quantity of light emitted from the light source,
A first housing having a first space in which the light source can be disposed inward, and having a reflection surface portion on the inner surface for regularly reflecting light emitted from the light source disposed in the first space; A first housing having a first opening through which direct light directly reaching from the light source and reflected light reaching after being reflected by the reflecting surface portion pass;
A second housing having a second space in which the light source can be disposed inward, the second opening having the same shape and the same area as the first opening, and radiating from the light source disposed in the second space A second housing having an absorption surface portion for absorbing light so as to allow only direct light that directly reaches the second opening to pass therethrough,
Drive means for causing the light source to emit light by applying different power to the light source;
Detecting means for detecting a reflected light amount that is a light amount passing through the first opening and a direct light amount that is a light amount passing through the second opening;
A first placement means for placing the light source in the first space of the first housing to enable measurement;
A second arrangement means for arranging the light source in the second space of the second casing to be in a measurable state;
A first power and a second power different from the first power are input to the light source in the measurable state in the first housing, and the first power is applied to the light source in the measurable state in the second housing. And a power control unit for controlling the driving means to input the second power,
A characteristic measurement including a first reflected light amount, a second reflected light amount, a first direct light amount, and a second direct light amount measured by the detection means, and a calculation unit that calculates a power-total light amount characteristic of the light source. apparatus.
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