JP5563395B2

JP5563395B2 - 特性測定方法、特性測定装置

Info

Publication number: JP5563395B2
Application number: JP2010162181A
Authority: JP
Inventors: 和彦山中; 真樹弘田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2030-07-16
Also published as: JP2012021957A

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。

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。

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

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

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

特開２００９−１０３６５４号公報

ところが、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図１は、特性測定装置を模式的に示す図である。図２は、第一筐体を切り欠いて示す斜視図である。図３は、第二筐体を切り欠いて示す斜視図である。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。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。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。

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。

図１は、特性測定装置を模式的に示す図である。

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。

図２は、第一筐体を切り欠いて示す斜視図である。

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

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

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

なお、反射面部１１３は、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。

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

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

ここで、第一空間１１０に配置された光源３００から放射され第一開口１１１を通過する光の総光量を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。

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

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

図３は、第二筐体を切り欠いて示す斜視図である。

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

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

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

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

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

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

ここで、第二空間１２０に配置された光源３００から放射され第二開口１２１を通過する光の総光量を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。

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

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

光量抑制フィルタ１３１は、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、特性測定装置１００を用いた特性測定方法を説明する。

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。

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。

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。

次に、特性測定装置１００を用いて、光源３００の特性を測定する。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims

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。
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
請求項１に記載の特性測定方法。
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
請求項１に記載の特性測定方法。
前記演算ステップは、
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。
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前記第一筐体内の前記光源に前記第一電力を投入して測定された第一反射光量、および、前記第一筐体内の前記光源に前記第二電力を投入して測定された第二反射光量、前記第二筐体内の前記光源に前記第一電力を投入して測定された第一直接光量、前記第二筐体内の前記光源に前記第二電力を投入して測定された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。