JP2014507665A - 光学測定システム、光学測定方法、および光学測定システム用のミラー板 - Google Patents
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Abstract
Description
さらに好ましくは、第1のバッフルは、第1の窓を介した光検出器の視野範囲に支持部材が含まれないように構成される。
本発明の別の局面に従う光学測定方法は、内壁に反射面を有する積分球の実質的な中心位置に、支持部材に支持された光源を配置するステップと、積分球に形成された第1の窓を介して光源からの光を検出するステップとを含む。第1の窓と支持部材により支持された光源とを結ぶ直線上には第1のバッフルが配置され、支持部材は、光源に対して第1の窓と対向する領域において積分球の内壁と接続される。
本発明者らは、積分球を含む光束計を用いて光源を測定した場合に、当該光源が校正に用いた標準光源の配光とは異なる配光を有している場合には、測定誤差を生じるという新規な技術的課題を見出した。以下、まず、このような新規な技術的課題について説明する。
本発明者らは、上述したような新たな技術的課題について、後述するような実験を行なった。この実験には、半球光束計を用いた場合の測定結果を比較例として用いた。そこで、先に、半球光束計についてその概略を説明する。
本発明者らは、上述したような新規な技術的課題を解明するために、積分球内に配置する支持部材の径を異ならせて、試料光源OBJについての全光束を測定した。また、支持部材による光吸収や陰の発生を抑制できる半球光束計による測定結果を比較例としつつ、測定された結果について評価した。
以下の3種類の光束計を用意し、それぞれについて全光束を測定した。なお、試料光源OBJは、13Wの電球型蛍光灯(米国SYLVANIA社:型番CF13EL)とした。
[測定条件2]積分球(内壁側の直径:40インチ(約1m))/支持部材の直径:5mm
[測定条件3]積分半球(半球部の内壁側の直径:40インチ(約1m))
なお、積分球としては、米国Labsphere社:型番LMS−400を用い、積分半球としては、米国Labsphere社:型番HM−400を用いた。
さらに、本発明者らは、標準光源に比較して、その配光がより大きく異なっているLED電球についても、上述の測定条件1〜3の下で、同様の実験を行なった。実験例2においては、試料光源としてLED電球(米国General Electric社:型番Par20/照射角20°)を用いた。
上述したように、標準光源STDと試料光源OBJとの間の配光の違いによる誤差は、支持部材の表面での反射に起因するものであると考えられる。そのため、実施の形態1においては、積分球を用いた光学測定装置において、光検出器の視野範囲に入らないように、支持部材の形状および配置位置を決定すると解決手段を採用する。
図6A〜6Cは、実施の形態1に従う光学測定システム100の構成を示す模式図である。図6Aを参照して、光学測定システム100は、積分球110と、支持部材120と、バッフル136と、光検出器180とを含む。
上述したように、補助光源窓142から積分球110の内部へ導入される補助光源144からの光に関連付けられたバッフルについては、任意の形状および配置位置を採用することができる。
上述したように、開閉可能に連結された一対の半球部で積分球110を構成する場合には、支持部材120とヒンジ機構118との位置関係を独立に決定することができる。そのため、ユーザが光源をより容易に交換できるような構成を採用してもよい。
(d4:変形例3)
上述したような同一形状の半球部を2つ組み合わせるのではなく、積分球110を部分的に開放可能にしてもよい。
上述したように、支持部材としては、光検出器180の視野範囲に含まれない限り、任意の形状を採用することができる。
(d6:変形例5)
さらに、水平方向に光を照射する試料光源OBJを測定する場合には、次のような構成を採用してもよい。
図6Cに示すように、積分球110を水平面で2分割する構成に代えて、積分球110を垂直面で2分割する構成を採用してもよい。但し、試料光源OBJの配光によっては、2つの半球部の接続面に照射される光が集中する場合もあり、このような場合には、試料光源OBJを配置する向きなどをより適切な向きに変更することが好ましい。
さらに、積分球110を複数のパーツから構成する場合には、パーツ間の接続位置は、用途や設置場所などに応じて適宜設計される。そのため、例えばヒンジ機構118は、上述した図6Cや図8に示す位置に限られず、任意の位置に設けることができる。
上述した実施の形態1によれば、光源に対して観測窓132と対向する領域において積分球110の内壁と接続されるような支持部材を採用することで、標準光源STDと試料光源OBJとの間で配光が大きく異なっていた場合であっても、より高い精度で全光束などの光学特性を測定することができる。
上述したように、半球光束計を採用した場合には、標準光源STDと試料光源OBJとの間で配光が異なることに起因する測定誤差は発生しない。一方で、現実的には、経済的な理由などによって、半球光束計を新たに導入することができない場合も多い。そのため、実施の形態2においては、既存の積分球を含む光学測定装置を用いて、半球光束計を実現するための構成を採用する。
図12A〜12Cは、実施の形態2に従う光学測定システム200の構成を示す模式図である。図12Aを参照して、光学測定システム200は、積分球210と、積分球210内に配置された支持部材220、バッフル236および246と、光検出器280と、補助光源244とを含む。
本実施の形態に従うミラー板250は、任意の積分球に適合させることができる。例えば、大型の積分球は、垂直面で2分割できるように構成されるものがある。このような場合であっても、ミラー板250を一方の半球部に装着することで、半球光束計と同様の測定を行なうことができる。
上述した実施の形態2によれば、既存の積分球を含む光学測定システム200であっても、ミラー板250を装着することで、支持部材による光吸収による測定誤差、および、標準光源との間の配光の違いに起因する測定誤差を除いた状態で、試料光源OBJの全光束を測定することができる。そのため、経済的な理由などによって、半球光束計を新たに用意することができない場合であっても、半球光束計を利用したのと同様の精度で全光束を測定することできる。
次に、上述の実施の形態1および2に従う光学測定システムを用いて、試料光源OBJの全光束を測定する場合の処理手順について説明する。図15は、実施の形態に従う光学測定システムを用いて試料光源OBJの全光束を測定する処理手順を示すフローチャートである。
すなわち、ユーザは、標準光源STDを消灯する(ステップS108)。すなわち、標準光源STDを非発光状態とする。
上述した実施の形態1および2に従う光学測定システムのいずれについても、既存の光学測定システムを改良することで実現することができる。そのため、本発明の範囲が、このような改良された光学測定システムについても含むことは明らかである。
Claims (8)
- 内壁に反射面を有するとともに第1の窓を有する積分球と、
前記積分球の実質的な中心位置に光源を支持するための支持部材と、
前記第1の窓と前記支持部材により支持された前記光源とを結ぶ直線上に配置された第1のバッフルとを備え、
前記支持部材は、前記光源に対して前記第1の窓と対向する領域において前記積分球の内壁と接続される、光学測定システム。 - 前記第1の窓に接続される光検出器をさらに備える、請求項1に記載の光学測定システム。
- 前記第1のバッフルは、前記第1の窓を介した前記光検出器の視野範囲に前記支持部材が含まれないように構成される、請求項2に記載の光学測定システム。
- 前記積分球には、前記第1の窓とは異なる位置に第2の窓が形成されており、補助光源からの光が前記第2の窓を介して前記積分球の内部へ導入され、
前記光学測定システムは、前記第2の窓から前記積分球の内部へ導入される前記補助光源からの光に関連付けられた第2のバッフルをさらに備える、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学測定システム。 - 前記積分球は、開閉可能に連結された第1の半球部と第2の半球部とを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学測定システム。
- 内壁に反射面を有する積分球の実質的な中心位置に、支持部材に支持された光源を配置するステップと、
前記積分球に形成された第1の窓を介して前記光源からの光を検出するステップとを備え、
前記第1の窓と前記支持部材により支持された前記光源とを結ぶ直線上には第1のバッフルが配置され、
前記支持部材は、前記光源に対して前記第1の窓と対向する領域において前記積分球の内壁と接続される、光学測定方法。 - 各々の内壁に反射面を有し、開閉可能に連結された第1および第2の半球部と、
前記第1および第2の半球部が閉じた状態で、前記第1および第2の半球部が構成する球内の実質的な中心位置で光源を点灯するための第1の支持部材と、
前記第1および第2の半球部が開いた状態で、前記第1の半球部の開口を覆うように装着可能な円板状のミラー板とを備え、前記ミラー板は、前記第1の半球部の側に反射面を有し、さらに
前記ミラー板が前記第1の半球部に装着された状態で、前記第1の半球部と前記ミラー板とが構成する半球内に光源を露出させて点灯するための第2の支持部材と、
前記第1の半球部に形成された窓を介して前記光源からの光を検出する光検出器とを備える、光学測定システム。 - 光学測定システムに向けられたミラー板であって、前記光学測定システムは、各々の内壁に反射面を有し、開閉可能に連結された第1および第2の半球部とを含み、前記ミラー板は、前記第1および第2の半球部が開いた状態で、前記第1の半球部の開口を覆うように装着可能になっており、
前記第1の半球部の側に反射面と、
前記ミラー板が前記第1の半球部に装着された状態で、前記第1の半球部と前記ミラー板とが構成する半球内に光源を露出させて点灯するための支持部材とを備える、ミラー板。
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