JP2013003061A - 光源検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、積分球を用いて光源の光学性能を容易且つ正確に測光することのできる光源の検査装置の提供を目的とするものである。
【解決手段】本発明の光源の検査装置は、検査対象である光源を取付可能な取付部と、外部に向けて光線を出射するための出射ポートとが設けられた積分球、この出射ポートに対向する積分球内周面の一定範囲の被測光領域の反射光線を出射ポートから測光する測光手段、及び上記被測光領域と上記取付部との間に配設されるバッフルを備える。光源の出射光線が直接被測光領域に入射することをバッフルによって防止し、この被測光領域を測光手段が測光することができるので、取付部の光源の取付状態による測光結果の差異を少なくすることができ、光源の光学性能を容易且つ正確に測光することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、光源検査装置に関し、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）等の光源を検査するのに特に適した光源検査装置に関するものである。

発光ダイオードは製造工場から出荷される際に、光度、光束、輝度などの光学性能の評価を行う最終検査がなされている。そして、このようなＬＥＤの光学性能の評価にあたっては、積分球を有する光源検査装置が用いられている（例えば、特開２００８−７６１２６号公報参照）。

この従来の光源検査装置にあっては、図４に示すように、光線を反射する内周面を有する積分球１１０と、この積分球１１０内に検査対象である光源の出射光線を入射させるための入射ポート１１１と、積分球内の光線を外部に向けて出射するための出射ポート１２１とを備える光源検査装置１０１が公知である。この光源検査装置１０１にあっては、入射ポート１１１に検査対象である発光ダイオード１９０を取付ける取付部１１３が取付けられており、出射ポート１２１に受光部１２３が取付けられている。この入射ポート１１１と出射ポート１２１とは、それぞれからの積分球１１０の内周面内の空洞の中心への方向が直交する位置に配置されている（一方が緯度９０°とした場合に他方が緯度０°の位置に配置されている）。

そして、この積分球１１０内には発光ダイオード１９０と受光部１２３との間（緯度４５°の位置）にバッフル１３０が配設され、発光ダイオード１９０からの光線が直接受光部１２３に入射しないように設けられている。

特開２００８−７６１２６号公報

しかしながら、上記光源検査装置１０１を用いて全光束試験を行った場合に、同一の発光ダイオード１９０を検査対象としても、検査の都度その測光結果が異なることを本発明者は見出した。この点に関して本発明者が鋭意検討した結果、発光ダイオード１９０が取付部１１３に取付けられる角度や高さ（発光ダイオード１９０の先端部の位置）等に相違が生じた場合に、上述の測光結果に差異が生じていることが判明した。この関係について本発明者が更に検討を加えると、以下の理由により測光結果の差異が生じているものと考えられる。

まず、積分球１１０は、理論的には、発光ダイオード１９０の出射光線が何度も拡散反射することで、光線の進行方向等に依存することなく発光ダイオード１９０自体の出射光線の強度に比例する均一な強度分布の光線が得られるものであるが、実際には、積分球１１０の内周面における反射ごとに光線が若干ずつ吸収されることから発光ダイオード１９０の出射光線が最初に入射する領域（面）で反射する光線が他の領域で反射する光線に比べると強くなっている。また、受光部１２３における測光値は、積分球１１０の内周面のうち受光部１２３（出射ポート１２１）の対向箇所が反射する光線に影響を受けやすく、つまり、対向箇所の反射光線が強い場合には受光部１２３の測光値は高い値となる。このため、出射する光線の指向性の高い発光ダイオード１９０を検査する場合、発光ダイオード１９０が取付部１１３に傾いて取付けられ、発光ダイオード１９０の出射光線の強度の大きい部分が直接受光部１２３の対向箇所に入射されると（例えば発光ダイオード１９０の出射光線の半値角内の光線が対向箇所に入射されると）、対向箇所で反射する光線の強度が大きくなり、これにより受光部１２３の測光値は比較的高い値となる。一方、発光ダイオード１９０の出射光線が直接対向箇所に入射されない場合、受光部１２３の対向箇所には他の内周面からの反射光線のみが入射することになり対向箇所で反射する光線の強度が比較的小さくなり、これにより受光部１２３の測光値は比較的低い値となる。このように取付部１１３における発光ダイオード１９０の取付角度によって、受光部１２３の測光結果が異なってくるものと考えられる。

本発明は、これらの点に鑑みてなされたものであり、積分球を用いて光源の光学性能を容易且つ正確に測光することのできる光源検査装置の提供を目的とするものである。

上記課題を解決するためになされた本発明の光源検査装置は、
光線を反射する内周面を有する積分球、
積分球内に検査対象である光源の出射光線を入射させるための入射ポート、
積分球内の光線を外部に向けて出射するための出射ポート、及び
積分球内の光線を出射ポートから測光する測光手段を備え、
上記測光手段が、積分球内の測光経路を一定範囲に制御しており、
積分球の内周面のうち測光経路と交わる被測光領域と上記入射ポートとの間に配設されるバッフルをさらに備える。

当該検査装置にあっては、入射ポートから入射される光源の出射光線が積分球の内周面で繰り返し反射され、その反射光線のうち被測光領域の反射光線が出射ポートに至ったものを測光手段が測光し、この測光結果に基づいて光源の検査を行うことができる。当該検査装置は、被測光領域と入射ポートとの間にバッフルが配設されているので、このバッフルによって、光源からの出射光線が直接被測光領域に入射することを防止できる。つまり、被測光領域に入射する光線は、被測光領域以外の内周面において反射された光線とすることができる。すなわち、仮に光源が傾いて取付けられ、光源から出射光線の半値角内に被測光領域が位置するような場合であっても、光源からの出射光線をバッフルが遮ることによって、光源からの出射光線が直接被測光領域に入射することを防止できる。このため、光源の取付状態による測光結果の差異を少なくすることができ、光源の光学性能を容易且つ正確に測光することができる。

特に、当該検査装置にあっては、上述のように測光手段が測光経路を制御し、積分球の内周面の一定範囲である被測光領域の反射光線を測光するよう設けられているので、上記のように光源からの出射光線が直接入射されることを防止するバッフルを設置し易く、これにより光源の光学性能を容易且つ正確に測光することができる。つまり、例えば測光手段が出射ポートに至る光線全てを測光する場合（積分球内周面全てを被測光領域とする場合）には、被測光領域と出射ポートとの間にバッフルを配設することが極めて困難となり、正確な光学性能の測光が困難となる。これに対して、当該検査装置は、測光手段が積分球の内周面の一定範囲の被測光領域の反射光線を測光するものであるので、バッフルを被測光領域と出射ポートとの間に容易に配設することができ、光源の光学性能を容易且つ正確に測光することができる。

また、当該検査装置は、バッフルが測光経路外に配設されている構成を採用することが好ましい。これにより、測光手段は、バッフルからの反射光線を測光することを防止でき、精度良い検査を行うことができる。つまり、測光経路内にバッフルが配設された場合には、バッフルの反射光線も測光手段が測光することになり、バッフルの反射光線は積分球の内周面の反射光線との均一性に欠けるおれそが強いため、検査精度が劣るおそれがあるためである。

また、当該検査装置にあっては、バッフルが、出射ポートよりも被測光領域に近接する位置に配設された構成を採用することも可能であるが、被測光領域よりも出射ポートに近接する位置にバッフルが配設されている構成を採用することが好ましい。これにより測光手段の測光経路外にバッフルを配置し易いという利点を有する。

さらに、当該検査装置にあっては、バッフルが平板状に形成されていることが好ましい。そして、この平板状のバッフルが、上記出射ポートと積分球の内周面内の空洞の中心とを結ぶ仮想直線と略平行に配設された構成を採用することが可能である。かかる構成によって、光源からの出射光線がバッフルに入射しても、この光線をバッフルによって積分球の中心側に向いた方向に反射し易い。これによりバッフルに入射した光線も積分球の内周面に反射され、この反射によって被測光領域に入射されることで、上記のようにバッフルに入射した光線も含めた全光線を測光対象とした測光を行うことができる。

また、平板状のバッフルが、積分球の内周面から積分球の内周面内の空洞の中心に向けて突設されている構成を採用することも可能である。かかる構成によって、積分球の内部で反射を繰り返す光線が、場所及び角度に関わらず強度が均一となり易い。つまり、バッフルが積分球の半径方向に沿って配設されることで、積分球内におけるバッフルの存在が光線の等方的な分散に影響を与えにくく、積分球の内部で反射を繰り返す光線が場所及び角度に関わらず強度が均一となり易い。

さらに、当該検査装置にあっては、バッフルが、白色顔料を含有する反射層を少なくとも表面に有する構成を採用することが好ましい。これにより、バッフルに入射した光線を反射層によって的確に反射することができ、バッフルに入射した光線をも含めた全光線を測光対象とした測光を行うことができる。

また、当該検査装置は、上記出射ポートに着脱可能に取付けられるとともに検査対象たる光源が着脱可能に取付けられる取付部をさらに備えることが好ましい。これによって、出射ポートから離脱した取付部に光源を取付けて、この光源を取付けた取付部を出射ポートに取付けて、その後光源を発光させることで、光源の検査を行うことができる。また、検査が終わった後に、取付部を出射ポートから離脱して、取付部から光源を離脱することができ、さらに上記のようにこの取付部に新たな光源を取付けることができる。

以上説明したように、本発明の光源の検査装置は、測光手段が測光経路を制御するとともに、被測光領域に光源の出射光線が直接入射することをバッフルによって防止することによって、光源の取付状態による測光結果の差異を少なくすることができ、光源の光学性能を容易且つ正確に測光することができる。

本発明の一実施形態に係る光源の検査装置の概略的構成図である。 図１の検査装置の積分球の説明図であり、一部断面を含む概略的正面図である。 本発明の他の実施形態に係る光源の検査装置の積分球の説明図であり、一部断面を含む概略的正面図である。 従来例の光源の検査装置の積分球の説明図であり、一部断面を含む概略的正面図である。

以下、適宜図面を参照しつつ本発明の実施の形態を詳説する。

［第一実施形態］
図１の光源の検査装置１は、光線を反射する内周面を有する積分球１０と、積分球１０内に検査対象である発光ダイオート９０（光源）の出射光線を入射させるための入射ポート１１と、積分球１０内の光線を外部に向けて出射するための出射ポート２１と、積分球１０内に配設されるバッフル３０と、積分球１０内の光線を測光するための測光手段５０と、各種部材の制御を行う制御手段７０とを備えている。

＜積分球１０＞
上記積分球１０は、略球状の内周面１０ａを有し、この内周面１０ａの内側が略球状の空洞に形成されている。この内周面１０ａは、光線を反射するよう設けられており、この内周面１０ａで光線を繰り返して反射させることによって内部の光線を均一化している。なお、この積分球１０の内部の空洞の大きさ（内周面１０ａからなる球の直径）は、検査対象に応じて種々のものが採用でき、例えば直径３３０ｍｍの球状の空洞を有する積分球を用いることができる。

この積分球１０の内周面１０ａは、光線を拡散反射させるべく白色に形成されており、具体的には白色顔料を含有する樹脂から構成されている。ここで、白色顔料としては、例えば酸化チタン（チタン白）を用いることができる。なお、白色顔料としては、その他、シリカ、炭酸カルシウム（白亜）、酸化亜鉛（亜鉛華）、炭酸鉛（鉛白）、硫酸バリウム等を用いることも可能である。この白色顔料を含有する樹脂は、略球状に形成された面にコーティングされることによって、層状の内周面１０ａを構成している。なお、コーティングによる方法以外にも、内周面１０ａを含む部材自体を白色顔料を含有する合成樹脂から構成する等も適宜設計変更可能である。また、内周面１０ａを白色とする以外に、測光する波長等に応じて、銀色や金色等の内周面１０ａを採用することも適宜設計変更可能である。

＜入射ポート１１及び出射ポート２１＞
上記積分球１０の内周面１０ａには、二つの貫通孔１１，２１が形成されており、一方の貫通孔１１が光線を内部に入射するための入射ポートとして機能し、他方の貫通孔２１が光線を外部に出射するための出射ポートとして機能している。

この入射ポート１１には、後述の取付部１３が取付けられ、また、出射ポート２１には、上記測光手段５０が取付けられる。

さらに、出射ポート２１と入射ポート１１とは、それぞれの中心からの積分球１０の空洞の中心Ｏへの方向が直交する位置に配置されている（例えば入射ポート１１が緯度０°の位置とした場合に出射ポート２１が緯度９０°の位置に配置されている）。なお、この入射ポート１１（取付部１３）の中心から積分球１０の中心Ｏに向けた方向（半径方向）と、出射ポート２１の中心から積分球１０の中心Ｏに向けた方向（半径方向）とのなす角度が、７０°以上１１０°以下であることが好ましく、８０°以上１００°以下であることがより好ましく、８５°以上９５°以下であることが特に好ましい。上記下限値未満であると後述する被測光領域Ｓへ発光ダイオード９０の出射光線が入射し易くなるためバッフル３０の配置が困難となり、一方上記上限値を超えると後述する被測光領域Ｓと発光ダイオード９０とが近接し過ぎてバッフル３０の配置が困難となるためである。

＜取付部１３＞
上記取付部１３は、出射ポート１１に着脱可能に装着されるとともに検査対象たる発光ダイオード９０が着脱可能に取付けられる部材である。

この取付部１３は、発光ダイオード９０が着脱可能に取付けられる台座１５と、この台座１５に取付けられるとともに出射ポート２１に着脱可能に装着されるカバー体１７とを有している。つまり、例えばカバー体１７を出射ポート２１から離脱して、このカバー体１７に取付けられた台座１５に検査対象の発光ダイオード９０を取付けて、その後このカバー体１７を出射ポート２１に装着することにより、発光ダイオード９０を検査位置に配置させることができる。なお、台座１５は表面（装着時における積分球１０の中心Ｏ側の面）に発光ダイオード９０を突出状態で取付けられるよう構成され、この台座１５の表面は積分球１０の内周面１０ａの延長曲面上に略位置している。このため、取付部１３は、検査対象の発光ダイオード９０の先端部が積分球１０の内周面１０ａよりも内側（中心Ｏ側）に位置するよう発光ダイオード９０が取付けられる。なお、台座１５及びカバー体１７は、少なくとも表面（積分球１０の内側に表出する面）が白色顔料を含有する樹脂から構成されていることが好ましい。

＜測光手段５０＞
上記測光手段５０は、積分球１０内の測光経路Ｐを一定範囲に制御しつつ、積分球１０内の光線を測光する手段である。この測光手段５０は、図１に示すように、積分球１０の出射ポート２１からの光線が通過する集光光学ユニット５１と、この集光光学ユニット５１を通過した光線を測光する分光器５３とを備えている。

この測光手段５０の集光光学ユニット５１は、ピンホールと複数の集光素子とを備えている。ここで、集光素子は、ミラーから構成されている。そして、この集光光学ユニット５１によって、積分球１０内における測光経路Ｐが制御されている。具体的には、この積分球１０内の測光経路Ｐは、出射ポート２１付近において頂点（焦点）を有する略円錐状となるよう制御されている。なお、積分球１０の内周面１０ａのうち、この測光経路Ｐと交わる領域が、被測光領域Ｓとなり、積分球１０の内周面１０ａのうち被測光領域Ｓで反射した反射光線のみを測光手段５０が測光するよう構成されている。なお、被測光領域Ｓで反射した反射光線のうち測光経路Ｐよりも外側方向に反射する反射光線は測光手段５０に測光されず、測光経路Ｐの内側方向に反射する反射光線が測光手段５０に測光される。

また、本実施形態の集光光学ユニット５１によって制御される測光経路Ｐは、測光軸（上記円錐状の回転軸）が積分球１０の中心Ｏを通るよう制御されている。また、集光光学ユニット５１によって測光経路Ｐは、上記被測光領域Ｓが一定範囲となるよう制御されている。ここで、この測光領域Ｓは、測光軸に対して、測光領域Ｓの一端と積分球１０の中心Ｏとを結ぶ仮想直線がなす角度αが、６０°以下であることが好ましい。特にこの角度αは、１０°以上４５°以下であることが好ましく、１５°以上３５°以下であることがより好ましく、２０°以上３０°以下であることが特に好ましい。上記角度αが下限値未満であると、被測光領域Ｓが狭くなってしまうので、その被測光領域Ｓに部分的、一時的な汚れ（例えばホコリの付着）等が生ずると測光の誤差が大きくなってしまい、測光精度が落ちるおそれがある。一方、上記角度αが上記上限値を超えると後述のバッフル３０を測光経路Ｐ外に配設することが困難となるおそれがあるためである。なお、この集光光学ユニット５１は、上記測光経路Ｐ内に上記取付部１３（及びこれに取付けられる発光ダイオード９０）が位置しないように測光経路Ｐを制御している。これにより発光ダイオード９０の出射光線が測光手段５０によって直接測光されないよう構成されている。

また、上記被測光領域Ｓの面積は、積分球１０の内周面１０ａ全面の面積に対して、２５％以下であることが好ましい。特にこの割合は、１％以上１５％以下であることが好ましく、２％以上１０％以下であることがより好ましく、３％以上７％以下であることが特に好ましい。上記下限値未満であると被測光領域Ｓが狭くなり測光される光量が不足するおそれがあり、また上記上限値を超えると後述のバッフル３０を測光経路Ｐ外に配設することが困難となるおそれがあるためである。

上記分光器５３は、上記集光光学ユニット５１を介して伝達された光線について波長ごとの強度を測光可能に設けられている。この分光器５３は、従来公知のものを用いることができ、回折格子やプリズムを有し、この回折格子又はプリズムによって光線を波長ごとに分光するものが好適に用いられている。また、分光器５３は、上記のように分光された光線の強度を感知する光電子増倍管（ＰＭＴ）を有している。さらに、分光器５３は、上記制御手段７０に接続され、制御手段７０からの指示に応じてプリズムを回動させて、光電子増倍管に所望の波長の光線を供給するよう構成されている。

上記分光器は、光電子増倍管によって増幅して変換された電気信号を計測するフォトンカウンター５７に接続されている。そして、このフォトンカウンターは、上記制御手段７０に接続され、計測されたデータを制御手段７０に供給している。

＜バッフル３０＞
上記バッフル３０は、積分球１０内部において被測光領域Ｓと取付部１３との間で且つ測光経路Ｐ外に配設されており、当該光源検査装置１は、このバッフル３０によって取付部１３の発光ダイオード９０の出射光線が直接被測光領域Ｓに入射しないよう設けられている。具体的には、上記バッフル３０は、積分球１０の内周面１０ａに付設されており、内周面１０ａから積分球１０の中心Ｏ側に向けて突設されている。上記バッフル３０は、取付部１３よりも出射ポート２１の反対側（被測光領域Ｓ側）、且つ被測光領域Ｓ（の中心）よりも取付部１３（出射ポート２１の中心）側に配設されている。

上記バッフル３０は、白色の板材から構成されており、バッフル３０は白色顔料を含有した樹脂から形成されている。ここで、白色顔料としては、積分球１０の内周面１０ａに用いられる顔料と同種のものを用いることが好ましい。具体的には、白色顔料として、酸化チタン（チタン白）を用いることができる。なお、白色顔料としては、その他、シリカ、炭酸カルシウム（白亜）、酸化亜鉛（亜鉛華）、炭酸鉛（鉛白）、硫酸バリウム等を用いることも可能である。ここでバッフル３０は、この白色顔料を含有する樹脂の成型品から構成することが可能であるが、例えば板材の外面に上記樹脂がコーティングされたものを用いることも可能である。なお、測光する波長等に応じて、銀色や金色等の外面を有する板材からバッフル３０を構成することも可能である。

また、バッフル３０は、入射ポート１１（の中心）と積分球１０の中心Ｏとを結ぶ仮想直線と略平行に突設されている。ここで「略平行」とは、バッフル３０が仮想直線と５°程度傾斜している場合も含む概念である。なお、バッフル３０は、上記仮想直線に対して平行若しくは積分球１０の中心Ｏ側にかけて上記仮想直線から離反する方向に傾斜して突設されていることが好ましい。これによって、発光ダイオード９０からバッフル３０に入射し、バッフル３０で反射した光線が積分球１０の中心Ｏ方向に向きやすく、バッフル３０に入射した光線も含めた全光線を測光対象とした測光を行うことができ、的確且つ正確な検査が行うことができる。つまり、上記バッフル３０で反射した光線が発光ダイオード９０及び取付部１３側に向けて反射（再帰）してしまうと、この発光ダイオード９０等によって光線が吸収されてしまうことがあるため、上記のような構成を採用することによって発光ダイオード９０が発光する光線全体によって的確且つ正確な検査が行うことができる。

さらに、バッフル３０は、突出端縁３０ａが測光経路Ｐに至らない程度に突設されており、バッフル３０は測光経路Ｐ外に配設されている。また、バッフル３０は、突出端縁３０ａと取付部１３とを結ぶ仮想直線が内周面１０ａとの接点が被測光領域Ｓ外に位置するよう設けられている。ここで、バッフル３０の最大突出位置（積分球１０の中心に最も近接する突出端縁３０ａの位置）と積分球１０の中心Ｏとの距離Ｄが、積分球１０の半径に対して、３０％以上８０％以下であることが好ましく、３５％以上７０％以下であることがより好ましく、４０％以上６０％以下であることが特に好ましい。上記下限値未満である場合には、バッフル３０が小さ過ぎるので、発光ダイオード９０の大きさ等によって発光ダイオード９０からの出射光線が直接被測光領域Ｓに入射することを的確に防止できないおそれが生ずるためである。また、上記上限値を超えると、バッフル３０が大き過ぎるので、積分球１０の内部で光線を均一化する妨げとなるおそれがあるためである。

また、入射ポート１１の中心が緯度０°の位置で、出射ポート２１の中心が緯度９０°の位置であるとすると、バッフル３０は、入射ポート１１の中心と出射ポート２１の中心と同緯度で且つ緯度−１０°の位置の内周面１０ａから突設されている。ここで、入射ポート１１の中心を緯度０°として出射ポート２１の中心が緯度９０°付近に位置するとした場合、バッフル３０の付設位置は、緯度−４０°以上−５°以下であることが好ましく、−３０°以上−７°以下であることがより好ましく、−２０°以上−９°以下であることがさらに好ましい。上記下限値未満である場合には、バッフル３０が被測光領域Ｓに近接し過ぎるため、発光ダイオード９０からの出射光線が直接被測光領域Ｓに入射することを防止しつつ測光経路Ｐ外にバッフル３０を配設することが困難となる。また、上記上限値を超えると、バッフル３０が発光ダイオード９０に近接し過ぎるため、発光ダイオード９０の出射光線の強度が強い光線がバッフル３０に入射されてしまい、光学性能の評価に影響を与えるおそれが生ずるためである。

＜制御手段７０＞
上記制御手段７０は、発光ダイオード９０の出力（発光ダイオード９０に供給される電力）を調節するための発光ダイオードコントロール部７３と、発光ダイオードコントロール部７３に指示を与えるとともに測光手段５０から測光データを受け取る制御部本体７１とを備えている。

上記制御部本体７１は、フォトカウンター５７からのデータを受け取り、これらのデータに基づいて発光ダイオード９０の各波長における強度を算出するとともに、この強度と上記発光ダイオードコントロール部７３等への出力信号とに基づいて発光ダイオード９０の光学性能を判断するプログラムを有している。なお、この制御部本体７１は、例えば、通常のコンピューターシステムから構成することができる。

＜検査方法＞
本実施形態の光源の検査装置１は上記構成からなるが、次に、当該検査装置１を用いた検査方法について説明する。

まず検査にあたり、取付部１３を積分球１０の出射ポート２１から離脱させて、この取付部１３に検査対象たる発光ダイオード９０を取付け、その後取付部１３を積分球１０の出射ポート２１に装着する。

そして、制御手段７０によって発光ダイオード９０の出力を制御しつつ発光ダイオード９０を発光させる。この発光ダイオード９０からの出射光線は、積分球１０内において反射が繰り返され、均一な光線となって出射ポート２１に到達する。この出射ポート２１に到達した光線のうち集光光学ユニット５１により制御された測光経路Ｐ内の光線が分光器５３に伝達される。この伝達された光線は、分光器５３及びフォトカウンティングユニットによって計測される。そしてこの計測されたデータを基に制御手段７０は、発光ダイオード９０から所望の光線が出光しているか否か（発光ダイオード９０が所望の出光特性を有しているか否か）の判断を行うことになる。

＜利点＞
本実施形態の光源の検査装置１によれば、上記のように出射ポート２１に対向する被測光領域Ｓと取付部１３との間にバッフル３０が配設され、バッフル３０が発光ダイオード９０からの出射光線が直接被測光領域Ｓに入射することを防止しているので、仮に発光ダイオード９０が取付部１３側に傾いて取付けられた場合であっても、測光結果の差異を少なくすることができ、発光ダイオード９０の光学性能を容易且つ正確に測光することができる。

また、バッフル３０は、測光手段５０の測光経路Ｐ外に配設されているので、バッフル３０からの反射光線以外の積分球１０内周面１０ａ（被測光領域Ｓ）からの反射光線を測光手段５０が測光することができ、測光結果に基づいて容易かつ確実に検査結果を判別することができる。つまり、測光経路Ｐ内にバッフル３０が存在する場合には、バッフル３０からの反射光線をも測光手段５０が測光することになり、このバッフル３０からの反射光線は積分球１０の内周面１０ａからの反射光線とは異なる強度となるおそれがあるため、バッフル３０が測光経路Ｐ内に位置した場合にはバッフル３０からの反射光線を考慮したうえでの判断が必要となり、その判断手法が困難となるためである。

また、当該検査装置１にあっては、バッフル３０が、被測光領域Ｓよりも取付部１３に近接する位置に配設されているので、測光手段５０の測光経路Ｐ外にバッフル３０を配置し易い。

さらに、集光光学ユニット５１によって測光経路Ｐが限定され、積分球１０の内周面１０ａの一定範囲の被測光領域Ｓの反射光線を測光手段５０が測光するよう設けられているので、測光経路Ｐ外にバッフル３０を設置し易く、これによって発光ダイオード９０の光学性能を容易且つ正確に測光することができる。

また、バッフル３０が白色であるので、バッフル３０に入射した光線を的確に反射することができ、バッフル３０に入射した光線をも含めた全光線を測光対象とした測光を行うことができる。特に、バッフル３０は板状であるので、反射した光線の均一性を高めることができ、積分球１０の機能を阻害し難い。

また、バッフル３０は積分球１０の内周面１０ａの白色顔料と同種の白色顔料を有することで、積分球１０の内周面１０ａの反射と同様の均一性を得られやすく、バッフル３０の存在による測光誤差が生じ難い。

［その他の実施形態］
なお、上記実施形態においては上記構成により上述の利点を有するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内において適宜設計変更可能である。

つまり、上記実施形態においてはバッフル３０が入射ポート１１と積分球１０の中心Ｏとを結ぶ仮想直線と略平行に突設されているものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図３に示すように、平板状のバッフル３０が、上記仮想直線と略平行ではなく、積分球１０の内周面１０ａから積分球１０の中心Ｏに向けて突設されている構成を採用することも可能である。この図３のようにバッフル３０が積分球１０の半径方向に沿って配設されることで、積分球１０内におけるバッフル３０の存在が光線の等方的な分散に影響を与えにくく、積分球１０の内部で反射を繰り返す光線が場所及び角度に関わらず強度が均一となり易い利点を有する。

なお、図３において、第一実施形態と同様の構成又は機能を有する部材については同一符号を用いている。また、バッフル３０は、入射ポート１１の中心が緯度０°の位置で、出射ポート２１の中心が緯度９０°の位置であるとすると、入射ポート１１の中心と出射ポート２１の中心と同緯度で且つ緯度−４５°の位置の内周面１０ａから突設されている。ここで、入射ポート１１の中心を緯度０°として出射ポート２１の中心が緯度９０°付近に位置するとした場合、バッフル３０の付設位置は、緯度−６０°以上−１５°以下であることが好ましく、−５５°以上−２５°以下であることがより好ましく、−５０°以上−３５°以下であることがさらに好ましい。上記下限値未満である場合には、バッフル３０が被測光領域Ｓに近接し過ぎるため、発光ダイオード９０からの出射光線が直接被測光領域Ｓに入射することを防止しつつ測光経路Ｐ外にバッフル３０を配設することが困難となる。また、上記上限値を超えると、バッフル３０が発光ダイオード９０に近接し過ぎ、発光ダイオード９０の出射光線の強度が強い光線がバッフル３０に入射され、この入射された光線が反射して発光ダイオード９０に再帰してしまい、光学性能の評価に影響を与えるおそれが生ずるためである。なお、この図３のバッフル３０の突出端縁３０ａも上記第一実施形態の突出端縁３０ａ（図２等参照）と同様の位置（中心Ｏからの距離等）に設けることが好ましい。

また、上記実施形態においては、バッフル３０が白色の板状体から構成されたものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。つまり、バッフルが板状であることによって、バッフルの存在による光線の等方的な分散の阻害になり難いが、その他の形状のバッフルを採用することも可能である。また、バッフルを白色の部材から構成することも限定されないが、バッフルの表面を白色の反射層とすることが好ましく、例えば表面に白色顔料を含有した塗料が塗布された部材からバッフル３０を構成することも可能である。

さらに、上記実施形態においては、検査対象である光源として発光ダイオード（発光素子）を例にとり説明したが、本発明の光源検査装置にあっては、その他の発光素子、さらにはレーダー光線照射部材を検査対象とすることも可能である。また、上記実施形態においては、光源を取付ける取付部が出射ポートに取付けられたものについて説明したが、例えば検査対象たる光源を積分球の外部に配設して、この光源の出射光線が導光されて出射ポートから入射されるよう構成することも可能である。

また、上記実施形態の積分球に更に標準データ用光源入射ポートを設けて、この標準データ用光源入射ポートから標準データ採取のための光線が入射されるよう構成することも可能である。これにより、この標準データ採取のための光源を用いて積分球自体の性能評価を行うことができる。このため、例えば積分球の長期間の使用により内周面の反射率の変化等に応じて、上記標準データ採取のための光源を用いた積分球自体の性能評価の結果に基づいて制御手段において計測データを修正することができ、積分球を長期間使用しても比較的正確な光学性能の評価を継続することができる。

さらに、上記実施形態においては、分光器５３が光電子増倍管を有するものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば電荷結合素子検出器（ＣＣＤ）等の二次元受光器を有するものも採用可能である。なお、この場合には、二次元受光器が上記実施形態のような制御手段に接続され、計測されたデータを制御手段７０に供給するよう構成することが好ましい。

また、上記実施形態においては、測光手段５０がミラーを有するものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば集光素子としてレンズを有するものも採用可能である。さらに、集光素子を可動として、測光領域を変更可能に設けることも適宜設計変更可能な事項である。

［実験例］
上記第一実施形態の光源の検査装置と、従来の検査装置とを用い、発光ダイオードの取付角度による検出精度の差異について実験を行った。

この実験においては、発光ダイオードとしてφ５砲弾型発光ダイオード（商品名「Ｅ１Ｌ５１−３Ｂ（豊田合成株式会社製）」）を用いた。また、発光ダイオードを取付部に正常に（積分球中心に対して傾斜角度０°で）取付けた際に、発光ダイオードの先端部が積分球の内周面よりも約１４ｍｍ中心側に突出するよう発光ダイオードを取付けた。

（実験例１）
正常に取付けられた状態の発光ダイオードについて、発光ダイオード点灯後１００秒経過した後に、全光束を計測した。同一の発光ダイオードについて、この計測を１０回行った。

（実験例２〜５）
次に、実験例２として、発光ダイオードを出射ポート側に向けて４５°傾斜させて、上記実験例１と同様の計測を行った。同様に、実験例４として、発光ダイオードを被測光領域側に向けて４５°傾斜させて上記実験例１と同様の計測を行った。また同様に、実験例３及び５として、発光ダイオードを出射ポートと被測光領域との間（右側及び左側）にそれぞれ傾斜させて上記実験例１と同様の測光を行った。

（測光結果）
この実験例１〜５の測光結果を表１に示した。

なお、表中、平均（ｍＷ）は１０回の測光値の平均であり、最高（ｍＷ）は１０回の測光値の最高値であり、最小（ｍＷ）は１０回の最小値を意味する。
また、最大誤差（△％）は、以下の数式による数値である。
最大誤差＝(最高値−最小値)×１００/(２×平均)
さらに相対強度（％）とは、実験例１の平均測光値に対する各実験例の平均測光値の割合であり、強度差（％）とは、１００％と相対強度との差を意味する。

（評価）
表１の結果からも明らかなように、当該光源検査装置によれば、実験例１〜５において測光値の差が少ないことが判明した。つまり、実験例１〜５から明らかなように発光ダイオードの取付角度が変更されたとしても測光値に変動が生じ難い。このため、当該光源検査装置によれば発光ダイオードの取付角度等に影響を受けにくく、正確な光学性能の測光が可能である。

（実験例６〜１１及びその測光結果）
実験例６〜１１は、検査対象及び取付角度を異ならしめて実験例１〜５とそれぞれ同様の試験を行った。この実験例６〜１１の測定結果を表２に示す。この実験例６〜１１については、検査対象である発光ダイオードとして商品名Ｅ１Ｌ５１−ＡＷ０Ｃ＊−０１（豊田合成株式会社製）を用いた。また、実験例７〜１１については、実験例２〜５と異なり取付角度（傾斜角度）を３０°とした。

表２の結果からも明らかなように、当該光源検査装置によれば、実験例６〜１１において測光値の差が少ないことが判明した。つまり、実験例６〜１０から明らかなように発光ダイオードの取付角度が変更されたとしても測光値に変動が生じ難く、また実験例６及び１１から明らかなように発光ダイオードの取付高さにズレが生じたとしても測光値に変動が生じ難い。このため、当該光源検査装置によれば発光ダイオードの取付角度等に影響を受けにくく、正確な光学性能の測光が可能である。

以上のように、本発明の光源の検査装置は、積分球を用いて光源の光学性能を容易且つ正確に測光することのでき、例えば発光ダイオードの全光束試験に好適に用いることができる。

１ 検査装置
１０ 積分球
１０ａ 内周面
１１ 入射ポート
１３ 取付部
１５ 台座
１７ カバー体
２１ 出射ポート
３０ バッフル
５０ 測光手段
５１ 集光光学ユニット
５３ 分光器
５７ フォトンカウンター
７０ 制御手段
７１ 制御部本体
７３ 発光ダイオードコントロール部
９０ 発光ダイオード
Ｏ 中心
Ｐ 測光経路
Ｓ 被測光領域
α 角度
Ｄ 距離

Claims (7)

1. 光線を反射する内周面を有する積分球、
   積分球内に検査対象である光源の出射光線を入射させるための入射ポート、
   積分球内の光線を外部に向けて出射するための出射ポート、及び
   積分球内の光線を出射ポートから測光する測光手段を備え、
   上記測光手段が、積分球内の測光経路を一定範囲に制御しており、
   積分球の内周面のうち測光経路と交わる被測光領域と上記入射ポートとの間に配設されるバッフルをさらに備える光源検査装置。
2. 上記バッフルが、上記測光経路外に配設されている請求項１に記載の光源検査装置。
3. 上記バッフルが、上記被測光領域よりも上記出射ポートに近接する位置に配設されている請求項１又は請求項２に記載の光源検査装置。
4. 上記バッフルが、平板状に形成され、上記出射ポートと積分球の内周面内の空洞の中心とを結ぶ仮想直線と略平行に配設されている請求項１、請求項２又は請求項３に記載の光源検査装置。
5. 上記バッフルが、平板状に形成され、上記積分球の内周面から積分球の内周面内の空洞の中心に向けて突設されている請求項１、請求項２又は請求項３に記載の光源検査装置。
6. 上記バッフルが、白色顔料を含有する反射層を少なくとも表面に有する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の光源検査装置。
7. 上記出射ポートに着脱可能に取付けられるとともに検査対象たる光源が着脱可能に取付けられる取付部をさらに備える請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光源検査装置。

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