JP5686230B1 - 照明装置及び反射特性測定装置 - Google Patents

Abstract

被照明物に導かれる光線束の強度を適切に反映する指標が得られる照明装置を提供する。光源、光検出器及び支持構造が照明装置に設けられる。光源は、光を放射する。光源は、基準軸が対称軸となる配光分布又は基準軸を含む面が対称面となる配光分布を有する。光に含まれる第１の光線束は、被照明物に導かれる。光に含まれる第２の光線束は、光検出器に導かれる。光検出器は、第２の光線束の強度を検出する。光源及び光検出器は、第１の光線束及び第２の光線束がこのように導かれる位置及び姿勢で支持構造に支持される。第１の光線束の進行方向は、基準軸と第１の角度をなす。第２の光線束の進行方向は、基準軸と第２の角度をなす。第２の角度は、第１の角度と同じである。

Description

本発明は、照明装置及び反射特性測定装置に関する。

試料を照明し試料からの反射光、透過光等を測定する測定装置の測定結果は、照明光の強度の影響を受ける。このため、当該測定装置において照明光の強度を監視することが求められている。

例えば、特許文献１の技術においては、光源（ＬＥＤ）から法線方向に放射される光線束が試料に導かれ照明光となり、光源から非法線方向に放射される光線束が光検出器（受光センサー）に導かれる。光検出器に導かれた光線束の強度は、光検出器により検出される。光検出器の検出結果は、測定結果の補正に用いられる。

特開２００２−２１４１２６号公報

しかし、特許文献１の技術においては、光検出器に導かれる光線束の強度が試料に導かれる光線束の強度と同じように時間変化しない場合があり、光検出器の検出結果が試料に導かれる光線束の強度を適切に反映する指標でない場合がある。このような場合は、測定結果が適切に補正されない。

本発明は、この問題を解決するためになされる。本発明の目的は、被照明物に導かれる光線束の強度を適切に反映する指標が得られる照明装置を提供することである。また、本発明の目的は、分光測定が正確に行われる反射特性測定装置を提供することである。

望ましい形態によれば、照明装置は、光源、光検出器及び支持構造を備える。光源は、光を放射する。光源は、基準軸が対称軸となる配光分布又は基準軸を含む面が対称面となる配光分布を有する。光に含まれる第１の光線束は、被照明物に導かれる。光に含まれる第２の光線束は、光検出器に導かれる。光検出器は、第２の光線束の強度を検出する。光源及び光検出器は、第１の光線束及び第２の光線束がこのように導かれる位置及び姿勢で支持構造に支持される。第１の光線束の進行方向は、基準軸と第１の角度をなす。第２の光線束の進行方向は、基準軸と第２の角度をなす。第２の角度は、第１の角度と同じである。

望ましい形態によれば、反射特性測定装置は、上述の照明装置、分光測定機構及び補正部を備える。分光測定装置は、被照明物からの反射光を分光測定する。補正部は、光検出器の検出結果を用いて分光測定機構の測定結果を補正する。この補正においては、第１の光線束の強度の時間変化を解消する補正が行われる。

これらの及びこれら以外の本発明の目的、特徴、局面及び利点は、添付図面とともに考慮されたときに下記の本発明の詳細な説明によってより明白となる。

第１実施形態の照明装置の断面図である。 第１実施形態における発光ダイオード等の配置の上面図である。 光線束の強度の時間変化を示すグラフである。 発光ダイオードの配光分布を示す断面図である。 第２実施形態の照明装置の斜視図である。 第２実施形態の照明装置の上面図である。 第２実施形態の照明装置の断面図である。 第２実施形態における発光ダイオード等の配置を示す斜視図である。 多面体鏡の上面図である。 第２実施形態における発光ダイオード等の別の配置の斜視図である。 マルチアングル測色計のブロック図である。 制御演算部のブロック図である。 第４実施形態の発光ダイオードユニットの断面図である。 第４実施形態の発光ダイオードユニット等の断面図である。 第４実施形態の発光ダイオードユニット等の断面図である。

（第１実施形態）
第１実施形態は、照明装置に関する。

図１の断面図は、第１実施形態の照明装置１０００を模式的に示す。図２の上面図は、発光ダイオード１０２０、フォトダイオード１０２１及び被照明物１０８０の配置を模式的に示す。

図１及び図２に示されるように、照明装置１０００は、発光ダイオード１０２０、フォトダイオード１０２１及び支持構造１０２２を備える。

発光ダイオード１０２０は、光１０４０を放射する。

光１０４０は、第１の光線束１０６０、第２の光線束１０６１及び残余の光線束１０６２からなる。第１の光線束１０６０は、被照明物１０８０に直接的に導かれ、照明光になる。第２の光線束１０６１は、フォトダイオード１０２１に直接的に導かれる。

第２の光線束１０６１の進行方向の天頂角θ２は、第１の光線束１０６０の進行方向の天頂角θ１と同じである。第２の光線束１０６１の進行方向の方位角φ２は、第１の光線束１０６０の進行方向の方位角φ１と異なる。天頂角θ１及びθ２は、基準軸１１００となす角度を示す。方位角φ１及びφ２は基準軸１１００の周りの回転角度を示す。

第１の光線束１０６０の拡がり角は、天頂角方向及び方位角方向の両方について、小さく設定され、望ましくは２°以下に設定される。第１の光線束１０６０の拡がり角が小さく設定された場合は、被照明物１０８０の被照明面への入射角のばらつきが小さくなる。ただし、第１の光線束１０６０の拡がり角が、天頂角方向及び方位角方向の両方又は片方について、より大きく設定されてもよい。第２の光線束１０６１の拡がり角は、天頂角方向については、第１の光線束１０６０の拡がり角と同じに設定される。第２の光線束１０６１の拡がり角は、方位角方向については、第１の光線束１０６０の拡がり角より大きく又は小さく設定されてもよいし、第１の光線束１０６０の拡がり角と同じに設定されてもよい。

発光ダイオード１０２０が他の種類の光源に置き換えられてもよい。例えば、発光ダイオード１０２０がハロゲンランプ、キセノンランプ等に置き換えられてもよい。

フォトダイオード１０２１は、第２の光線束１０６１の強度を検出し、第２の光線束１０６１の強度に応じた電気信号を出力する。

天頂角θ２は、天頂角θ１と同じである。このため、第２の光線束１０６１の強度は、第１の光線束１０６０の強度と同じように時間変化する。フォトダイオード１０２１からは、被照明物１０８０に導かれる第１の光線束１０６０の強度を適切に反映する指標が得られる。

これに対して、天頂角θ２が天頂角θ１と異なる場合は、第２の光線束１０６１の強度が第１の光線束１０６０の強度と同じように時間変化しない。例えば、天頂角θ１が０°であり天頂角θ２が６５°である場合は、図３の光線束の強度の時間変化を示すグラフに示されるように、第１の光線束１０６０の強度は単調に低下するが、第２の光線束１０６１の強度は一端上昇した後に第１の光線束１０６０の強度より急速に低下する。図３は、発光ダイオード１０２０が点灯してから０．１秒程度の時間が経過するまでの間における光線束の強度の時間変化を示す。

フォトダイオード１０２１が他の種類の光検出器に置き換えられてもよい。例えば、フォトダイオード１０２１がフォトレジスター、光電子増倍管等に置き換えられてもよい。

第１の光線束１０６０は、被照明物１０８０に導かれ、照明光になる。第２の光線束１０６１は、フォトダイオード１０２１に導かれる。支持構造１０２２は、第１の光線束１０６０及び第２の光線束１０６１がこのように導かれる位置及び姿勢で発光ダイオード１０２０及びフォトダイオード１０２１を支持する。

照明装置１０００がこれらの構成物以外の構成物を備えてもよい。例えば、第１の光線束１０６０及び第２の光線束１０６１の両方又は片方を収束、発散、反射、屈折等させる光学系が設けられてもよい。光学系は、レンズ、プリズム、ミラー、光ファイバー等を含む。残余の光線束１０６２が迷光になって被照明物１０８０への照明又はフォトダイオード１０２１による第２の光線束１０６１の強度の検出に影響する場合は、望ましくは残余の光線束１０６２を遮蔽する遮蔽物が設けられる。

図４の断面図は、発光ダイオード１０２０の配光分布を模式的に示す。

発光ダイオード１０２０の配光分布は、軸対称配光（回転対称配光）である。発光ダイオード１０２０の配光分布が、軸対称配光以外の対称配光であってもよい。例えば、発光ダイオード１０２０の配光分布が二面対称配光、一面対称配光等であってもよい。

軸対称配光は、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｚ８１１３に記載されているように、回転軸を含む平面内の極座標配光曲線を回転軸の周りに回転することで表現できる配光である。発光ダイオード１０２０の配光分布が軸対称配光である場合は、基準軸１１００が回転軸になる。発光ダイオード１０２０の配光分布が軸対称配光である場合は、方位角φ１及びφ２は、どのように設定されてもよい。

対称配光は、ＪＩＳＺ８１１３に記載されているように、１個の対称軸、又は、少なくとも１個の対称面をもつ配光である。発光ダイオード１０２０の配光分布が対称配光である場合は、基準軸１１００が対称軸になるか、又は、基準軸１１００を含む面が対称面になる。発光ダイオード１０２０の配光分布が対称配光である場合は、方位角φ１及びφ２は、望ましくは第１の光線束１０６０の進行方向及び第２の光線束１０６１の進行方向が当該対称軸又は当該対称面に対して対称となるように設定される。

二面対称配光は、ＪＩＳＺ８１１３に記載されているように、基準軸を含み、互いに直交する二つの面それぞれに対して対称とみなされ、回転対称でない配光である。発光ダイオード１０２０の配光分布が二面対称配光である場合は、方位角φ１及びφ２は、望ましくは第１の光線束１０６０の進行方向及び第２の光線束１０６１の進行方向が当該二つの面に対して対称となるように設定される。

一面対称配光は、ＪＩＳＺ８１１３に記載されているように、基準軸を含む一つの平面に対して対称とみなされ、回転対称や二面対称でない配光である。発光ダイオード１０２０の配光分布が一面対称配光である場合は、方位角φ１及びφ２は、望ましくは第１の光線束１０６０の進行方向及び第２の光線束１０６１の進行方向が当該一つの平面に対して対称となるように設定される。

より一般的には、発光ダイオード１０２０は、基準軸１１００が対称軸となる配光分布又は基準軸１１００を含む面が対称面となる配光分布を有する。

（第２実施形態）
第２実施形態は、照明装置に関する。

図５の斜視図、図６の上面図及び図７の断面図は、第２実施形態の照明装置２０００を模式的に示す。図８の斜視図は、発光ダイオード２０２０、フォトダイオード２０２１、遮蔽板２０２２、円筒ミラー２０２３及び被照明物２１２０の配置を模式的に示す。

図５から図８までに示されるように、照明装置２０００は、発光ダイオード２０２０、フォトダイオード２０２１、遮蔽板２０２２、円筒ミラー２０２３及びハウジング２０２４を備える。遮蔽板２０２２は、内周側の板２０４０、外周側の板２０４１及び連絡片２０４２を備える。ハウジング２０２４は、筒状物２０６０及び蓋状物２０６１を備える。照明装置２０００がこれらの構成物以外の構成物を備えてもよい。照明装置２０００は、試料面の中心を通る基準軸（法線）と４５°をなす方向から試料面に入射する照明光で試料面を照明し、基準軸と０°をなす方向へ試料面から出射する反射光を受光する、いわゆる４５°：０°のジオメトリーの規格に適合する反射特性測定装置に採用されうる。

発光ダイオード２０２０は、光２０８０を放射する。発光ダイオード２０２０の配光分布は、第１実施形態の発光ダイオード１０２０の配光分布と同じである。

光２０８０は、第１の光線束２１００、第２の光線束２１０１及び残余の光線束２１０２からなる。第１の光線束２１００は、被照明物２１２０に導かれ、照明光になる。第２の光線束２１０１は、フォトダイオード２０２１に導かれる。残余の光線束２１０２は、遮蔽板２０２２等に遮蔽される。第２の光線束２１０１の進行方向の天頂角θ２は、第１の光線束２１００の進行方向の天頂角θ１と同じである。第２の光線束２１０１の進行方向の方位角φ２は、第１の光線束２１００の進行方向の方位角φ１と異なる。

照明装置２０００は、リング照明装置である。このため、第１の光線束２１００の拡がり角は、天頂角方向については、小さく設定され、望ましくは２°以下に設定される。第１の光線束２１００の広がり角が天頂角方向について小さく設定された場合は、規格で定められた入射角に対する光線が実際に入射する入射角のばらつきが小さくなる。第１の光線束２１００の拡がり角は、方位角方向については、大きく設定される。第２の光線束２１０１の拡がり角は、天頂角方向については、第１の光線束２１００の拡がり角と同じに設定され、方位角方向については、第１の光線束２１００の拡がり角より大きく設定されてもよく、第１の光線束２１００の拡がり角と同じに設定されてもよいが、望ましくは第１の光線束２１００の拡がり角より小さく設定される。第２の光線束２１０１の拡がり角が方位角方向について小さく設定され第１の光線束２１００の拡がり角が方位角方向について大きく設定された場合は、被照明面により多くの光が入射する。

発光ダイオード２０２０が他の種類の光源に置き換えられてもよい。例えば、発光ダイオード２０２０がハロゲンランプ、キセノンランプ等に置き換えられてもよい。

フォトダイオード２０２１の各々は、第２の光線束２１０１の強度を検出し、第２の光線束２１０１の強度に応じた電気信号を出力する。

天頂角θ２は、天頂角θ１と同じである。このため、第２の光線束２１０１の強度は、第１の光線束２１００の強度と同じように時間変化する。フォトダイオード２０２１からは、被照明物２１２０に導かれる第１の光線束２１００の強度を適切に反映する指標が得られる。

フォトダイオード２０２１が他の種類の光検出器に置き換えられてもよい。例えば、フォトダイオード２０２１がフォトレジスター、光電子増倍管等に置き換えられてもよい。フォトダイオード２０２１の数が増減されてもよい。

遮蔽板２０２２には、円環スリット２１４０が形成される。円環スリット２１４０の各々は、基準軸２１３０上に中心を有する円の円周に沿って延在し、幅よりも長さが長い孔である。幅は、当該円の径方向の大きさである。長さは、当該円の周方向の大きさである。円環スリット２１４０が「円環スリット」とは呼び難い形状を有する孔に置き換えられてもよい。例えば、円環スリット２１４０が、当該円の周方向に配列された多数の丸孔の集合に置き換えられてもよい。

内周側の板２０４０は、円環スリット２１４０より内周側にある。外周側の板２０４１は、円環スリット２１４０よりも外周側にある。連絡片２０４２は、内周側の板２０４０及び外周側の板２０４１を連絡する。連絡片２０４２により、内周側の板２０４０及び外周側の板２０４１が一体物になり、遮蔽板２０２２が容易に支持される。遮蔽板２０２２が「遮蔽板」とは呼び難い形状を有する遮蔽物に置き換えられてもよい。

円環スリット２１４０及び連絡片２０４２は、円の周方向に交互に配列される。円環スリット２１４０の数が増減されてもよい。円環スリット２１４０の数が増減された場合は、円環スリット２１４０の数に合わせて連絡片２０４２の数が増減される。

遮蔽板２０２２により、迷光が被照明物２１２０に導かれにくくなる。被照明物２１２０に導かれる光線束の強度を適切に反映する指標がフォトダイオード２０２１から得られる。

円筒ミラー２０２３の各々は、内周反射面２１６０を有する。内周反射面２１６０の各々は、基準軸２１３０上に円筒軸を有する円筒の円筒面に沿って延在する。

円筒ミラー２０２３の全部又は一部が他の種類の光学系に置き換えられてもよい。例えば、円筒ミラー２０２３の全部又は一部がプリズムに置き換えられてもよい。円筒ミラー２０２３が複数の平面反射面を有する反射機構に置き換えられてもよい。当該反射機構は、各々が１個の平面反射面を有する複数の平面反射鏡であってもよいし、つながった複数の平面反射面を有する多面体鏡であってもよい。

図９の上面図は、多面体鏡を模式的に示す。

図９に示されるように、多面体鏡２３００は、１６個の平面反射面２３１０を有する。平面反射面２３１０の数が増減されてもよい。基準軸２１３０の周りを回る方向を周方向２３２０とし、基準軸２１３０に近づく方向を径方向の内向き方向２３２２とした場合、１６個の平面反射面２３１０は、基準軸２１３０の周りに周方向２３２０に分散して配列され、径方向の内向き方向２３２２を向く。

第１の光線束２１００は、発光ダイオード２０２０から円環スリット２１４０及び内周反射面２１６０を経由して被照明物２１２０に導かれ、照明光になる。第１の光線束２１００は、内周反射面２１６０に反射される。第２の光線束２１０１は、フォトダイオード２０２１に直接的に導かれる。

第１の光線束２１００は、フォトダイオード２０２１から内周反射面２１６０までの区間においては、基準軸２１３０が延在する方向に進みながら基準軸２１３０から遠ざかる。第１の光線束２１００は、内周反射面２１６０から被照明物２１２０までの区間においては、基準軸２１３０が延在する方向に進みながら基準軸２１３０に近づき、被照明物２１２０に収束する。これにより、被照明物２１２０が様々な方位角から照明される。被照明物２１２０が均一に照明され、照明装置２０００から被照明物２１２０までの距離の影響が小さくなる。

発光ダイオード２０２０、フォトダイオード２０２１、遮蔽板２０２２及び円筒ミラー２０２３は、第１の光線束２１００及び第２の光線束２１０１がこのように導かれる位置及び姿勢でハウジング２０２４に支持される。発光ダイオード２０２０は、蓋状物２０６１の内面２１８０に固定される。フォトダイオード２０２１は、遮蔽板２０２２を介して筒状物２０６０の内周面２１９０に固定される。遮蔽板２０２２及び円筒ミラー２０２３は、筒状物２０６０の内周面２１９０に固定される。筒状物２０６０の一端２２００は、蓋状物２０６１で塞がれる。筒状物２０６０の他端２２０１は、開放され、照明光の出射口になる。発光ダイオード２０２０、フォトダイオード２０２１、遮蔽板２０２２及び円筒ミラー２０２３は、ハウジング２０２４の内部に収容される。ハウジング２０２４が、他の構造を有する支持構造に置き換えられてもよい。

発光ダイオード２０２０及びフォトダイオード２０２１は、遮蔽板２０２２より上方に配置される。円筒ミラー２０２３及び被照明物２１２０は、遮蔽板２０２２より下方に配置される。上方は、鉛直方向上方である場合もあるし、鉛直方向上方でない場合もある。フォトダイオード２０２１の全部又は一部が遮蔽板２０２２より下方に移動されてもよい。例えば、図１０に示されるように、１個のフォトダイオード２０２１が隣接する円筒ミラー２０２３の隙間に移動されてもよい。この場合は、第２の光線束２１０１が連絡片２０４２に遮蔽されないようにするため、すなわち、第２の光線束２１０１がフォトダイオード２０２１から円環スリット２１４０を経由してフォトダイオード２０２１へ導かれるようにするため、連絡片２０４２の一部が省略される。

連絡片２０４２の上面２２２０は、発光ダイオード２０２０の側にある。フォトダイオード２０２１は、連絡片２０４２の上面２２２０に結合される。これにより、内周側の板２０４０及び外周側の板２０４１を一体物にするために必要な連絡片２０４２に向かって進む光線束、すなわち、照明光として利用できない光線束の強度がフォトダイオード２０２１に検出される。発光ダイオード２０２０が放射する光２０８０が効率よく利用される。

照明装置２０００の構造が複雑になるが、フォトダイオード２０２１が連絡片２０４２の上面２２２０に結合されていなくてもよい。例えば、フォトダイオード２０２１が蓋状物２０６１の内面２１８０に結合され、ミラーが連絡片２０４２の上面２２２０に結合され、第２の光線束２１０１が発光ダイオード２０２０からミラーを経由してフォトダイオード２０２１へ導かれることも許される。

（第３実施形態）
第３実施形態は、マルチアングル測色計に関する。

図１１のブロック図は、第３実施形態のマルチアングル測色計３０００を模式的に示す。図１２のブロック図は、制御演算部３０２３を模式的に示す。

マルチアングル測色計３０００は、一方向照明／多方向受光型の測色計である。一方向照明／多方向受光型の測色計においては、一方向から照明され、被照明物からの多方向への反射光が受光され、受光された反射光が分光測定される。

マルチアングル測色計３０００が他の型の反射特性測定装置に置き換えられてもよい。例えば、マルチアングル測色計３０００が多方向照明／一方向受光型の測色計、通常の測色計等に置き換えられてもよい。多方向照明／一方向受光型の測色計においては、多方向から照明され、被照明物からの一方向への反射光が受光され、受光された反射光が分光測定される。通常の測色計においては、一方向から照明され、被照明物からの一方向への反射光が受光され、受光された反射光が分光測定される。

図１１に示されるように、マルチアングル測色計３０００は、照明機構３０２０、受光機構３０２１、分光測定機構３０２２及び制御演算部３０２３を備える。受光機構３０２１は、バンドルファイバー３０４０及びシャッター３０４１を備える。図１２に示されるように、制御演算部３０２３は、分光測定制御部３０６０及び補正部３０６１を備える。

照明機構３０２０は、第１実施形態の照明装置１０００を備える。第１実施形態の照明装置１０００が第２実施形態の照明装置２０００に置き換えられてもよい。

受光機構３０２１は、複数の受光角（対法線角）で被照明物３０８０からの反射光３１００を受光し、分光測定機構３０２２へ導く。受光機構３０２１が省略され、被照明物３０８０からの反射光３１００が分光測定機構３０２２に直接的に導かれてもよい。受光角の数が増減されてもよい。

分光測定機構３０２２は、導かれてきた反射光３１００を分光測定する。分光測定が行われる場合は、例えば、反射光３１００が回折格子、プリズム等の波長分散素子により分光され、センサーアレイ等により波長による光の強度の変化が検出され、分光スペクトルが求められる。分光測定の方式が変更されてもよい。

制御演算部３０２３は、照明機構３０２０、受光機構３０２１及び分光測定機構３０２２を制御し、測定結果に対する演算を行う。制御演算部３０２３の機能は、組み込みコンピューターに制御プログラムを実行させることにより実現される。制御演算部３０２３の機能の全部又は一部がプログラムを実行しないハードウエアにより実現されてもよい。ハードウエアは、例えば、演算増幅器、コンパレーター、論理回路等を備える電子回路である。

分光測定制御部３０６０は、照明機構３０２０、受光機構３０２１及び分光測定機構３０２２を制御する。分光測定制御部３０６０は、照明機構３０２０を制御して被照明物３０８０を照明させる。また、分光測定制御部３０６０は、シャッター３０４１を制御して、バンドルファイバー３０４０の複数の入射口３１２０のうち、測定が行われる受光角の入射口３１２０を開口させ残余の入射口３１２０を閉口させる。また、分光測定制御部３０６０は、分光測定機構３０２２を制御して、分光測定機構３０２２に分光測定を行わせ、分光測定機構３０２２からその測定結果を取得する。また、分光測定制御部３０６０は、分光測定が行われているときのフォトダイオード１０２１の検出結果を取得する。分光測定制御部３０６０は、これらの測定制御を全ての受光角について行う。

補正部３０６１は、フォトダイオード１０２１の検出結果を用いて分光測定機構３０２２の測定結果を補正する。この補正においては、照明光（第１の光線束）の強度の時間変動の影響が解消される。例えば、検出された第２の光線束の強度がＩであり、第２の光線束の強度の基準値がＩ０である場合は、分光測定の結果における光の強度にＩ０／Ｉが乗ぜられる。これにより、分光測定の結果における光の強度が規格化され、分光測定が正確に行われる。

また、この補正によれば、照明光の強度が安定するまで待機しなくても分光測定を行うことができるので、分光測定に要する時間が短縮される。この利点は、多数の受光角について分光測定を繰り返さなければならない一方向照明／多方向受光型のマルチアングル測色計３０００において特に顕著になる。換言すれば、多数の受光角について分光測定を繰り返さなければならない一方向照明／多方向受光型のマルチアングル測色計３０００においては、照明光の強度の変動を受けやすいため、照明光の強度の影響を緩和するこの補正の利点が特に顕著になる。

（第４実施形態）
第４実施形態は、第３実施形態の照明機構を構成する発光ダイオードを置き換える発光ダイオードユニットに関する。

図１３の断面図は、第４実施形態の発光ダイオードユニット４０００を模式的に示す。

図１３に示されるように、発光ダイオードユニット４０００は、発光ダイオード４０１０、外装４０１１、基板４０１２、レンズ４０１３及び電極４０１４を備える。

発光ダイオード４０１０は、基板４０１２の一方の主面４０２０の傾斜領域４０３０に実装される。傾斜領域４０３０は、基板４０１２の一方の主面４０２０の平坦領域４０３１に対して角度θだけ傾斜する。このため、発光ダイオード４０１０の基準軸４０４０は、平坦領域４０３１の法線が伸びる方向と角度θをなす方向に伸びる。発光ダイオード４０１０の給電電極は、傾斜領域４０３０に露出する配線パターンに電気的に接続される。発光ダイオード４０１０の配光分布は基準軸４０４０が対称軸となる軸対称配向である。発光ダイオード４０１０は、望ましくはランバートのコサイン則に従う鉛直配光特性を有する。

外装４０１１は、基板４０１２の一方の主面４０２０に実装される。外装４０１１には、空間４０５０が形成される。空間４０５０は、外装４０１１の内面４０６０に規定され、外装４０１１の開口４０７０において外装４０１１の外部に露出する。開口４０７０の外周に沿う外装４０１１の端面４０８０は、発光ダイオード４０１０を囲む基板４０１２の一方の主面４０２０の被固定領域４０９０に固定される。これにより、基板４０１２の一方の主面４０２０により開口４０７０が塞がれ、内面４０６０及び基板４０１２の一方の主面４０２０に囲まれる空間４０５０に発光ダイオード４０１０が配置される。

外装４０１１には、孔４１００及び孔４１０１が形成される。孔４１００及び孔４１０１の各々は、空間４０５０と外装４０１１の外部とを連絡する。孔４１００は、発光ダイオード４０１０から見て基準軸４０４０と角度θをなす方向にある。孔４１０１は、発光ダイオード４０１０から見て基準軸４０４０と角度θをなす方向になる。孔４１０１は、基準軸４０４０に対して孔４１００の反対側にある。

外装４０１１は、遮光性を有する。外装４０１１は、望ましくは樹脂の成形体であり、さらに望ましくは一体成型される。内面４０６０には、望ましくは反射率を低下させる処理がなされる。反射率を低下させる処理が内面４０６０になされた場合は、迷光が抑制される。

孔４１００は、レンズ４０１３により塞がれる。

電極４０１４は、基板４０１２の他方の主面４０２１に設けられる。電極４０１４は、配線パターンを介して発光ダイオード４０１０の給電電極に電気的に接続される。これにより、電極４０１４に給電された電力が配線パターンを経由して発光ダイオード４０１０の給電電極に給電される。発光ダイオード４０１０の給電電極に電力が給電された場合は、発光ダイオード４０１０が光４１１０を放射する。

光４１１０は、第１の光線束４１２０、第２の光線束４１２１及び残余の光線束４１２２からなる。第１の光線束４１２０は、孔４１００及びレンズ４０１３を経由して被照明物に導かれ、照明光になる。第１の光線束４１２０は、レンズ４０１３により集光される。第２の光線束４１２１は、孔４１０１を経由してフォトダイオード１０２１に導かれる。残余の光線束４１２２は、外装４０１１に遮蔽される。第１の光線束４１２０は、基準軸４０４０と角度θをなす方向に進行する。第２の光線束４１２１は、基準軸４０４０と角度θをなす方向に進行する。第１の光線束４１２０の進行方向は、基準軸４０４０に対して第２の光線束４１２１と反対側にある。

図１３に示される発光ダイオードユニット４０００が採用される場合は、図１４に示されるように第２の光線束４１２１が光ファイバー４１３０により孔４１０１からフォトダイオード１０２１まで導かれてもよい。この場合は、光ファイバー４１３０の入射端４１４０が孔４１０１に接続され、光ファイバー４１３０の出射端４１４１にフォトダイオード１０２１が配置される。図１５に示されるように孔４１０１にフォトダイオード１０２１に代わるフォトダイオード４１５０が設置されてもよい。

本発明は詳細に示され記述されたが、上記の記述は全ての局面において例示であって限定的ではない。したがって、本発明の範囲からはずれることなく無数の修正及び変形が案出されうると解される。

１０００ 照明装置
１０２０ 発光ダイオード
１０２１ フォトダイオード
１０２２ 支持構造
２０００ 照明装置
２０２０ 発光ダイオード
２０２１ フォトダイオード
２０２２ 遮蔽板
２０２３ 円筒ミラー
２０２４ ハウジング
２０４０ 内周側の板
２０４１ 外周側の板
２０４２ 連絡片
２３００ 多面体鏡
４０１０ 発光ダイオード
４０１１ 外装
４１４０ フォトダイオード

Claims (7)

1. 光を放射し、基準軸を有し、前記基準軸が対称軸となる配光分布又は前記基準軸を含む面が対称面となる配光分布を有し、前記光が第１の光線束及び第２の光線束を有し、前記第１の光線束の進行方向が前記基準軸と第１の角度をなし、前記第２の光線束の進行方向が前記基準軸と第２の角度をなし、前記第２の角度が前記第１の角度と同じである光源と、
   前記第２の光線束の強度を検出する光検出器と、
   前記第１の光線束が被照明物に導かれ前記第２の光線束が前記光検出器に導かれる位置及び姿勢で前記光源及び前記光検出器を支持する支持構造と、
   を備える照明装置。
2. 孔が形成された遮蔽物、
   をさらに備え、
   前記支持構造は、前記第１の光線束が前記光源から前記孔を経由して前記被照明物に導かれる位置及び姿勢で前記遮蔽物を支持する
   請求項１の照明装置。
3. 光学系
   をさらに備え、
   前記遮蔽物が遮蔽板であり、前記孔が円環スリットであり、
   前記支持構造は、前記第１の光線束が前記光源から前記円環スリット及び前記光学系を経由して前記被照明物に導かれる位置及び姿勢で前記光学系を支持する
   請求項２の照明装置。
4. 前記光学系は、
   前記第１の光線束を反射する内周反射面を有する円筒ミラー
   を備える請求項３の照明装置。
5. 前記光学系は、
   前記第１の光線束を反射する複数の平面反射面を有する反射機構
   を備える請求項３の照明装置。
6. 前記遮蔽板は、
   前記円環スリットより内周側にある内周側の板と、
   前記円環スリットより外周側にある外周側の板と、
   前記内周側の板及び前記外周側の板を連絡し、前記光源の側にある主面を有し、前記光検出器が前記主面に結合される連絡片と、
   を備える請求項３から請求項５までのいずれかの照明装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれかの照明装置と、
   前記被照明物からの反射光を分光測定する分光測定機構と、
   前記光検出器の検出結果を用いて前記第１の光線束の強度の時間変動の影響を解消する補正を前記分光測定機構の測定結果に行う補正部と、
   を備える反射特性測定装置。

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