JP5917513B2

JP5917513B2 - 積分球光度計及びその測定方法

Info

Publication number: JP5917513B2
Application number: JP2013523082A
Authority: JP
Inventors: パク、ソンチョン; フンリ、トン; ナムパク、スン
Original assignee: Korea Research Institute of Standards and Science KRISS
Current assignee: Korea Research Institute of Standards and Science KRISS
Priority date: 2010-08-02
Filing date: 2011-07-18
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2031-07-18
Also published as: WO2012018182A2; US8749774B2; CN102959370B; DE112011102599T5; AU2011286553B2; AU2011286553A1; CN102959370A; WO2012018182A3; KR101144653B1; US20130099102A1; JP2013532839A; KR20120012629A

Description

本発明は、発光素子の光学的特性の一つである全光束(ｔｏｔａｌｌｕｍｉｎｏｕｓｆｌｕｘ、単位：Ｉｍ)を測定する積分球光度計に関し、詳しくは、積分球内で標準光源と測定対象光源を比較して測定する過程において、光度計及び光検出器を用いて空間的に平均化して、測定対象光源の出力空間分布と標準光源の出力空間分布の差により発生する誤差の補正を省略できる積分球光度計に関する。

光源の全光束とは、光源が全ての方向に放出する光束(ｌｕｍｉｎｏｕｓｆｌｕｘ、単位：ｌｍ)の総合である。光源の照明効率(単位：Ｉｍ／Ｗ)は、入力電力(単位：Ｗ)に対する光出力である全光束(単位：ｌｍ)の比率によって決定される。したがって、正確な全光束の測定は照明機器の性能評価に非常に重要である。

通常、全光束の測定は、ゴニオフォトメーター(Ｇｏｎｉｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ)を使用して行われる。出力光束の空間分布を角度別に測定後、角度別に測定された出力光束を数学的に積分して全光束を求めることができる。

または、全光束は、積分球光度計(Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇｓｐｈｅｒｅｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ)を使用して、出力光束に比例する出力信号を読出し、全光束が知られている標準光源と測定対象光源を比較することにより求めることもできる。理論的には積分球光度計は、積分球内の光束に比例する出力信号を出し、かかる比例関係から全光束が知られている標準光源と測定対象光源を積分球光度計に順次に挿入してそれぞれ点灯し、それらの出力信号を測定、比較することにより全光束を測定する。積分球光度計は、ゴニオフォトメーターに比べて機器的構造が簡単で測定時間が短く、標準光源と測定対象光源が同種である場合は単純な比較測定により容易に高精度の全光束が得られるので、実務でよく使用されている。

しかし、標準光源と測定対象光源の形態、出力分光分布及び出力空間分布などが異なる場合は、積分球光度計は補正過程がなければ正確な測定を行うことができない。この補正過程には、自己吸収不一致(ｓｅｌｆ−ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｍｉｓｍａｔｃｈ)の補正、分光不一致(ｓｐｅｃｔｒａｌｍｉｓｍａｔｃｈ)の補正、空間不一致(ｓｐａｔｉａｌｍｉｓｍａｔｃｈ)の補正などがある。これらのうち、自己吸収不一致の補正及び分光不一致の補正は相対的に容易であるが、空間不一致の補正は測定対象光源の角度別光度分布だけではなく、測定が容易ではない積分球光度計の空間応答分布関数(ｓｐｔｉａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎ、ＳＲＤＦ)をさらに測定しなければならないので、空間不一致が大きい指向性を有する光源の全光束を測定する場合には正確な測定が非常に難しい。

このような空間不一致の補正を正確に行うためには、ゴニオフォトメーターを使用する全光束の絶対測定方法よりも複雑な過程が必要であるので、国家標準機関のような最上位の標準を維持する目的ではない産業現場における積分球装置では、一般的に測定対象光源と同じ出力空間分布を有する標準光源を用いて空間応答の誤差を最小化している。しかし、ほとんどの全光束標準ランプは点光源形態であり、測定対象光源が変わる毎に、それに合わせる標準ランプを用意しなければならない。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、様々な指向性を有する光源の全光束の測定時に発生する空間不一致による誤差を除去する積分球光度計を提供することを課題とする。

また本発明は、様々な指向性を有する光源の全光束の測定時に発生する空間不一致による誤差を除去する積分球光度計の測定方法を提供することを他の目的とする。

本発明の一実施形態による積分球光度計は、複数の光検出器と、複数の光検出器に対応して設けられた複数の貫通孔を有する積分球と、積分球内において光検出器の前方に光検出器と離隔して設けられた複数の遮光膜と、貫通孔に設けられた光度計と、積分球内の中心領域に設けられた点光源形態の標準光源から照射される光に対して同じ出力信号を有するように光検出器の出力信号を調整する調整部とを含む。

本発明の一実施形態による積分球光度計の測定方法は、複数の貫通孔を有する積分球内の貫通孔の前方に複数の遮光膜が設けられ、積分球の中心領域に点光源形態の標準光源を設けて点灯して、貫通孔に対応して設けられた光検出器の出力を互いに一致させる段階と、測定対象光源及び標準光源に光検出器及び光度計の出力を測定する段階とを含む。

本発明による積分球光度計によれば、積分球の表面に対称的に設けられた複数の光検出器により積分球の空間応答を均一にすることができ、積分球の表面に設けられた複数の光検出器の利得は、点光源形態の標準光源の点灯時に同じ出力信号を提供するように調節される。これにより、安価の光検出器を用いて空間不一致の補正を行うことができ、点光源形態の一般的な標準光源を使用しても指向性を有する測定対象光源の測定時に空間不一致の誤差を効果的に除去することができる。

本発明の一実施形態による積分球光度計を示す説明図図１に示す調整部の説明図本発明の積分球光度計に設けられる光検出器と光度計の利得調整の説明図本発明の一実施形態による積分球光度計の測定方法の説明図本発明の一実施形態による積分球光度計の測定方法の説明図本発明の一実施形態による積分球光度計の測定方法の説明図本発明の一実施形態による積分球光度計の測定方法の説明図本発明の積分球光度計の自己吸収不一致の補正の説明図本発明の積分球光度計の自己吸収不一致の補正の説明図

従来の標準光源を使用した積分球光度計との間に機能差がないながら、指向性を有する光源の全光束を測定できる積分球光度計が求められている。また積分球光度計では、標準光源と測定対象光源の間の空間不一致による誤差を除去する必要がある。

本発明の一実施形態による積分球光度計では、安価の光検出器を使用して空間不一致の補正を行い、主測定では高価の光度計を使用している。また自己吸収不一致の補正では補助光源及び光度計を使用し、分光不一致の補正では分光放射計を使用している。光度計または分光放射計が設けられる貫通孔を別途に形成せず、すでに光検出器が設けられた貫通孔から光検出器を除去後、光度計または分光放射計を設ける。これにより、本発明の一実施形態による積分球光度計では、複数の光検出器と１つの光度計を使用して全光束を正確に測定することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳しく説明する。この実施形態は開示内容をより徹底かつ完全にし、当業者に本発明の思想を十分に伝達するために提供するものであり、本発明はこの実施形態により限定されない。図において構成要素は明確にするために誇張されている。また実施形態の説明において、同じ構成要素には同じ名称及び符号を用いて説明する。

図１及び２を示すように、積分球光度計は、複数の光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆ(１１２ｅ及び１１２ｆは図１に図示せず)と、複数の光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆに対応して設けられた複数の貫通孔１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ，１２２ｅ，１２２ｆ(１２２ｅ及び１２２ｆは図１に図示せず)を有する積分球１０２と、積分球１０２内において光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆの前方に光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆと離隔して設けられた複数の遮光膜１２４と、貫通孔１２２ａに設けられた光度計１１４と、積分球１０２内の中心領域に設けられた点光源形態の標準光源１４０から照射される光に対して同じ出力信号を有するように光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆの出力信号を調整する調整部１５０とを含む。調整部１５０は光度計１１４の出力信号の利得も調整可能である。

積分球１０２の直径は数十センチメートルないし数メートルである。積分球１０２の内周面は反射率Ｒが９０％以上であり、実質的に球面である。積分球１０２は着脱可能な複数の部品で構成されている。積分球１０２の内周面は拡散反射が可能である。

複数の貫通孔１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ，１２２ｅ，１２２ｆは、積分球１０２の中心に対して対称的に積分球１０２の表面に形成されている。積分球１０２の中心を原点とし、積分球の半径をＬとしたとき、直角座標系ｘ，ｙ，ｚにおいて、貫通孔は(Ｌ，０，０)、(−Ｌ，０，０)、(０，Ｌ，０)、(０，−Ｌ，０)、(０，０，Ｌ)、(０，０，−Ｌ)に配置される。図１にはｙ軸上に配置された貫通孔１２２ｅ，１２２ｆ、遮光膜及び光検出器１１２ｅ，１１２ｆが示されていない。複数の貫通孔は積分球の中心に対して対称的に一対設けられている。

拡散板１２６は、貫通孔１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ，１２２ｅ，１２２ｆに挿入または離隔して配置されている。積分球１０２の中心から発した光は、拡散板１２６を拡散透過することができる。拡散板としてはオパールガラスや磨りガラス、テフロン(登録商標)、エンジニアリングガラスなどが挙げられる。

遮光膜１２４は、光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆと離隔して積分球１０２内に配置されている。遮光膜１２４は、積分球１０２の中心を原点とし、積分球１０２の半径をＬとしたとき、直角座標系ｘ，ｙ，ｚにおいて、(Ｌ−ｄ，０，０)、(−Ｌ＋ｄ，０，０)、(０，Ｌ−ｄ，０)、(０，−Ｌ＋ｄ，０)、(０，０，Ｌ−ｄ)、(０，０，−Ｌ＋ｄ)の周りの６箇所に配置される。
遮光膜の中心軸は貫通孔及び光検出器の中心軸と一致することができる。

遮光膜１２４は、測定対象光源(図示せず)または標準光源１４０から発した光が直接光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆに入射することを防ぐ。遮光膜１２４は円形板あるいは多角形板であり、その反射率は９０％以上である。遮光膜１２４の直径は光検出器１１２ａの直径、貫通孔１２２ａの直径または標準光源１４０の直径より大きい。

光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆは、貫通孔１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ，１２２ｅ，１２２ｆの周りに設けられる。より具体的には、光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆは貫通孔１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ，１２２ｅ，１２２ｆの後側に設けられる。光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆはシリコンＳｉ系あるいはインジウムガリウムヒ化物(ＩｎＧａＡｓ)系である。光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆと貫通孔１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ，１２２ｅ，１２２ｆとの距離は調節可能であり、この距離調節によって光検出器の出力信号の利得を調節することができる。

光検出器１１２ａ及び光度計１１４は、光子が光検出器１１２ａまたは光度計１１４に到達するときに電気信号が発生する原理を基づいて、輻射の強度に比例する出力信号を提供する。光度計１１４は、分光感応度(ｓｐｅｃｔｒａｌｒｅｓｐｏｎｓｉｖｉｔｙ)が人間の目に対応する視感特性である国際照明委員会で定義しＣＩＥ１９２４Ｖ(λ)の関数形態を有するように光フィルターを有する。光度計１１４は、第１貫通孔１２２ａの周りに形成された新しい貫通孔(図示せず)に設けられるか、あるいは第１貫通孔１２２ａの後方に設けられる。

点光源形態の標準光源１４０が積分球１０２の中心領域に設けられて点灯された場合、調整部１５０は光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆの出力信号が一致するように調節する。たとえば、調整部１５０は光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆの出力信号を増幅する前置増幅器１５２を含み、前置増幅器１５２は点光源形態の標準光源１４０が点灯された状態で同じ強度の信号を出力するように利得Ｇ１〜Ｇ６が調節される。

測定対象光源は指向性を有する光源である。たとえば、測定対象光源は白熱灯、蛍光灯、ＬＥＤ、ＬＣＤ、有機ＥＬなどである。測定対象光源は反射コップやレンズを用いて指向性を有する光源であるが、指向性を有する光源の場合、空間不一致の補正を行う必要がある。

指向性を有する光源の場合、その方向によって積分球光度計の応答信号が異なり、測定値が異なる。積分球光度計において、複数の位置に光度計または光検出器が設けられ、これら光検出器の出力の和は空間応答分布の関数を平均する効果を有する。これにより空間不一致の補正が行われる。

調整部１５０は、積分球内の中心領域に配置された点光源形態の標準光源から照射された光に対して同じ出力信号を有するように光検出器の出力信号を調整する。調整部１５０は光検出器及び光度計の出力信号を測定してデジタルに変換し、ソフトウェアあるいはハードウェアによって調整する。たとえば、ハードウェアによる調整手段では、利得調節が可能な前置増幅器を用いる。

調整部１５０は光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆの出力及び光度計１１４の出力を増幅する前置増幅器１５２を含む。光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆが積分球１０２の貫通孔にそれぞれ設けられ、積分球１０２の中心に点光源形態の標準光源１４０を設けて点灯する。次に、光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆの出力ｙ１〜ｙ６が互いに一致するように前置増幅器１５２の利得を調節する。

前置増幅器１５２と合算部１６２の間に複数のスイッチ１６０が設けられる。スイッチ１６０は合算部１６２と前置増幅器１５２を選択的に連結させる。スイッチ１６０は同時または順次に前置増幅器１５２と合算部１６２を電気的に連結させる。前置増幅器１５２はアナログタイプあるいはデジタルタイプである。

合算部１６２は前置増幅器１５２の出力信号を受け、その信号を合算して出力する。合算部１６２はアナログ信号を合算するか、デジタル信号を合算することができる。

合算部１６２の出力信号は制御部１６４に提供される。制御部１６４はアナログ信号をデジタル信号に変換してデータを貯蔵する。制御部１６４は前置増幅器１５２、スイッチ１６０、第１移送台１３２及び第２移送台１３４を制御する。制御部１６４は自己吸収不一致の補正及び分光不一致の補正に必要な演算を行い、また光度計１１４及び複数の光検出器の出力信号を演算して測定対象光源の全光束を計算する。

図３に示すように、測定対象光源の全光束の測定前に光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆの調整を行う。具体的には、貫通孔１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ，１２２ｅ，１２２ｆの周りに光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆが配置される。次に、点光源形態の標準光源１４０を積分球１０２の中心領域に設けて点灯する。この場合、光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆの出力信号ｙ１〜ｙ６が互いに一致するように調整部１５０を調節する。たとえば、前置増幅器１５２の利得Ｇ１〜Ｇ６が調節される。

測定対象光源及び標準光源１４０で光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆの出力及び光度計１１４の出力を測定する。

図４ａに示すように、第１貫通孔１２２ａに第１光検出器１１２ａを設ける。積分球１０２の中心領域に測定対象光源を設けて点灯する。測定対象光源が点灯された状態で光検出器の出力ｙ_Ｔ１〜ｙ_Ｔ６を測定する。

図４ｂに示すように、第１貫通孔１２２ａの周りに光度計１１４を設け、測定対象光源が点灯された状態で光度計の出力ｙ^＊ _Ｔを測定する。

図４ｃに示すように、第１貫通孔１２２ａから光度計１１４を除去後、第１貫通孔１２２ａに第１光検出器１１２ａを設ける。次に、積分球１０２の中心領域に標準光源１４０を設けて点灯する。その後、標準光源１４０が点灯された状態で光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆの出力ｙ_Ｒ１〜ｙ_Ｒ６を測定する。

図４ｄに示すように、第１貫通孔１２２ａの周りに光度計１１４を設け、標準光源１４０が点灯された状態で光度計１４０の出力ｙ^＊ _Ｒを測定する。

前記測定対象光源の全光束Ф_Ｔは次のようにして求めることができる。

ここで、Ф_Ｒは標準光源の全光束である。ｃｃｆは分光不一致の補正因子であり、ａｃｆは自己吸収不一致の補正因子である。分光不一致の補正が行われない場合、ｃｃｆ＝１である。

本発明の変形実施形態によれば、さらに貫通孔の周りに設けられる少なくとも１つの光度計を含み、光度計は所定の光検出器に隣接して設ける。

分光放射計(ｓｐｅｃｔｒｏｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ)１１６は、第１貫通孔１２２ａの周りに設けられるか、あるいは第１貫通孔１２２ａに形成された新しい貫通孔(図示せず)に設けられる。分光放射計１１６は既設の光度計１１４または第１光検出器１１２ａを除去後、第１貫通孔１２２ａに設けることができる。分光放射計１１６は積分球１０２の中心に標準光源を設け、標準光源の分光分布Ｓ_Ｒ(λ)を測定する。また分光放射計１１６は積分球１０２の中心に測定対象光源を設け、測定対象光源の分光分布Ｓ_Ｔ(λ)を測定する。

分光不一致の補正因子ｃｃｆは次のようにして求めることができる。

ここで、γ(λ)は積分球１０２の分光効率(ｓｐｅｃｔｒａｌｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ)であり、Ｒ(λ)は光度計１１４の分光感応度である。またγ(λ)は国際照明委員会で定義したＣＩＥ１９２４Ｖ(λ)分光視感効率関数(ｓｐｅｃｔｒａｌｌｕｍｉｎｕｏｕｓｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ)である。

第１移送台１３２は１軸移送台である。第１移送台には第１光検出器１１２ａ、光度計１１４及び分光放射計１１６が取り付けられる。第１移送台１３２は第１光検出器１１２ａ、光度計１１４または分光放射計１１６のうちいずれかを第１貫通孔１２２ａに整列させる。

補助光源１４２は積分球１０２の第３貫通孔１２２ｃの周りに設けられる。補助光源１４２は第３光検出器１１２ｃが除去された位置に設けられる。補助光源１４２はタングステンハロゲンランプ、重水素アークランプ、グローバー、ヘリウム−ネオンレーザー、レーザダイオード及び白色ＬＥＤのうちのいずれかを含むことができる。補助光源１４２を用いて自己吸収不一致の補正因子を測定することができる。

図５ａに示すように、補助光源１４２を第３貫通孔１２２ｃの周りに設けて点灯する。第１貫通孔１２２ａには光度計１１４が設けられる。次に、積分球１０２の中心領域に標準光源１４０を設け、点灯しない状態で光度計１１４の出力信号ｙ^＊ _ＲＡを測定する。

図５ｂに示すように、標準光源１４０を除去する。次に、積分球１０２の中心領域に測定対象光源(図示せず)を設け、点灯しない状態で光度計１１４の出力信号ｙ^＊ _ＴＡを測定する。

自己吸収不一致の補正因子ａｃｆは次のようにして求めることができる。

第２移送台１３４には補助光源１４２及び第３光検出器１１２ｃが取り付けられる。第２移送台１３４は１軸移送台である。第２移送台１３４は補助光源１４２または第３光検出器１１２ｃを第３貫通孔１２２ｃに整列させる。

本発明の変形実施形態による積分球光度計は、複数の貫通孔１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ，１２２ｅ，１２２ｆを有する積分球１０２と、貫通孔１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ，１２２ｅ，１２２ｆの周りに設けられた複数の光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆと、積分球１０２内において光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆと離隔して設けられた複数の遮光膜１２４と、所定の貫通孔１２２ａの周りに設けられた光度計１１４とを含む。光度計１１４は所定の光検出器１１２ａが除去された位置に設けられる。さらに、積分球１０２内の中心領域に設けられた点光源形態の標準光源１４０から照射される光に対して同じ出力信号を有するように、光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆの出力信号を調整する調整部１５０を有する。

調整部１５０は、光度計１１４及び光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆの出力信号を増幅する前置増幅器１５２を含む。前置増幅器１５２は点光源形態の標準光源１４０が点灯された場合、光検出器１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃ，１１２ｄ，１１２ｅ，１１２ｆが同じ強度の信号を出力するように利得が調節される。

第１移送台１３２には所定の光検出器１１２ａ、光度計１１４及び分光放射計１１６が取り付けられる。第１移送台１３２は光度計１１４、光検出器１１２ａまたは分光放射計１１６を貫通孔１２２ａに整列させる。

第２移送台１３４には所定の光検出器１１２ｃ及び補助光源１４２が取り付けられる。第２移送台１３４は光検出器１１２ｃまたは補助光源１４２を所定の貫通孔１２２ｃに整列させる。

本発明の変形実施形態による積分球光度計は、複数の貫通孔１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ，１２２ｅ，１２２ｆを有する積分球１０２と、貫通孔１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ，１２２ｅ，１２２ｆの周りに設けられた複数の光度計(図示せず)と、積分球内において光度計と離隔して設けられた複数の遮光膜１２４と、貫通孔１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄ，１２２ｅ，１２２ｆに設けられた拡散板１２４とを含む。さらに、積分球１０２内の中心領域に設けられた点光源形態の標準光源１４０から照射された光に対して同じ出力信号を有するように、光度計の出力信号を調整する調整部を含む。すなわち、図１に示した光検出器が全て光度計に置き換えられる。

本発明の一実施形態による積分球光度計の測定方法について説明する。

再度、図４ａないし図４ｄを参照すれば、積分球光度計の測定方法は、貫通孔を有する積分球内の貫通孔の前方に遮光膜が設けられ、積分球の中心に点光源形態の標準光源を設けて点灯して、貫通孔に対応して設けられた光検出器の出力を互いに一致させる段階と、測定対象光源及び標準光源に光検出器及び光度計の出力を測定する段階とを含む。

貫通孔に対応して設けられた光検出器の出力は互いに一致することができる。たとえば、貫通孔を有する積分球内の貫通孔の前方に複数の遮光膜が設けられる。貫通孔に対応して光検出器が設けられ、積分球の中心に標準ランプを設けて点灯して光検出器の出力が測定される。その後、光検出器の出力が一定になるように調節される。

測定対象光源及び標準光源に光検出器及び光度計の出力が測定される。たとえば、積分球の中心領域に測定対象光源を設けて点灯する。測定対象光源が点灯された状態で光検出器の出力を測定する。次に所定の貫通孔の周りに光度計を設け、測定対象光源が点灯された状態で光度計の出力を測定する。なお、積分球の中心領域に標準光源を設けて点灯する。標準光源が点灯された状態で光検出器の出力を測定する。次に所定の貫通孔の周りに光度計を設け、標準光源が点灯された状態で光度計の出力を測定する。数学式１により測定対象光源の全光束を算出することができる。

自己吸収不一致の補正は次のように行われる。積分球内または所定の貫通孔の周りに補助光源を設けて点灯する。光度計は他の貫通孔の周りに設けられる。補助光源が点灯された状態で積分球の中心領域に標準ランプを設けて消灯し、光度計の出力ｙ^＊ _ＲＡを測定する。次に、補助光源が点灯された状態で積分球の中心領域に測定対象光源を設けて消灯し、光度計の出力ｙ^＊ _ＴＡを測定する。数学式３により自己吸収不一致の補正因子を算出することができる。

分光不一致の補正は次のように行われる。積分球の中心領域に標準光源を設けて点灯し、分光放射計の出力信号を測定する。次に積分球の中心領域に測定対象光源を設けて点灯し、分光放射計の出力信号を測定する。数学式２により分光不一致の補正因子を算出することができる。

以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に多様な変更を加えることが可能であることが本発明が属した分野の通常の知識を有する者に明らかであり、そのような変更を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが請求範囲の記載から明らかである。

Claims

複数の光検出器と、
前記複数の光検出器に対応して設けられた複数の貫通孔を有する積分球と、
前記積分球内において前記光検出器の前方に前記光検出器と離隔して設けられた複数の遮光膜と、
前記貫通孔に設けられた光度計と、
標準光源が除去された状態で、積分球の中心に配置される指向性測定光源と、
前記積分球内の中心領域に設けられた点光源形態の前記標準光源から照射される光に対して同じ出力信号を有するように、前記光検出器の出力信号を調整する調整部とを備え、
前記調整部は、前記光検出器及び前記光度計の出力信号を増幅する複数の前置増幅器を備え、前記前置増幅器は、前記点光源形態の標準光源が点灯された状態で前記光検出器が同じ強度の信号を出力するように利得を調節し、
また、前記前置増幅器の出力信号を合算して出力する合算部と、前記前置増幅器の出力を前記合算部の入力に選択的に提供するスイッチ部とを備え、空間の不整合を補正する
ことを特徴とする積分球光度計。
前記光度計は、前記光検出器を除去後設けられるか、あるいは所定の光検出器に隣接して設けられる
請求項１に記載の積分球光度計。
前記調整部は、前記光検出器の位置調節により入力信号が調節可能な移動手段を備える
請求項１に記載の積分球光度計。
前記貫通孔に拡散板を備える
請求項１に記載の積分球光度計。
前記貫通孔の周りあるいは所定の光検出器が除去された位置に補助光源を備える
請求項１に記載の積分球光度計。
前記積分球内に設けられた補助光源と、
前記補助光源の周りに設けられた補助遮光膜とを備え、
前置補助遮光膜は、前記補助光源の出力光が直接前記光検出器に照射されることを遮断する
請求項１に記載の積分球光度計。
前記貫通孔の周りあるいは所定の光検出器が除去された位置に分光放射計を備える
請求項１に記載の積分球光度計。
複数の貫通孔を有する積分球と、
前記貫通孔の周りに設けられた複数の光検出器と、
前記積分球内において前記光検出器と離隔して設けられた複数の遮光膜と、
所定の貫通孔の周りに設けられるか、所定の光検出器が除去された位置に設けられる光度計と、
標準光源が除去された状態で、積分球の中心に配置される指向性測定光源と、
前記積分球内の中心領域に設けられた点光源形態の前記標準光源から照射される光に対して同じ出力信号を有するように、前記光検出器の出力信号を調整する調整部とを備え、
前記調整部は、前記光検出器及び前記光度計の出力信号を増幅する複数の前置増幅器を備え、前記前置増幅器は、前記点光源形態の標準光源が点灯された状態で前記光検出器が同じ強度の信号を出力するように利得を調節し、
また、前記前置増幅器の出力信号を合算して出力する合算部と、前記前置増幅器の出力を前記合算部の入力に選択的に提供するスイッチ部とを備え、空間の不整合を補正する
ことを特徴とする積分球光度計。
分光放射計と、
前記所定の光検出器、前記光度計及び前記分光放射計を取り付ける第１移送台とを備え、
前記第１移送台は、前記光度計、前記光検出器または前記分光放射計を貫通孔に整列させる
請求項８に記載の積分球光度計。
補助光源と、
前記所定の光検出器及び前記補助光源を取り付ける第２移送台とを備え、
前記第２移送台は、前記光検出器または前記補助光源を貫通孔に整列させる
請求項８に記載の積分球光度計。
複数の貫通孔を有する積分球と、
前記貫通孔の周りに設けられた複数の光度計と、
標準光源が除去された状態で、積分球の中心に配置される指向性測定光源と、
前記積分球内において前記光度計と離隔して設けられた複数の遮光膜と、
前記貫通孔に設けられた拡散板と、
前記積分球内の中心領域に設けられた点光源形態の前記標準光源から照射される光に対して同じ出力信号を有するように、前記光度計の出力信号を調整する調整部とを備え、
前記調整部は、前記光度計の出力信号を増幅する複数の前置増幅器を備え、前記前置増幅器は、前記点光源形態の標準光源が点灯された状態で前記光度計が同じ強度の信号を出力するように利得を調節し、
また、前記前置増幅器の出力信号を合算して出力する合算部と、前記前置増幅器の出力を前記合算部の入力に選択的に提供するスイッチ部とを備え、空間の不整合を補正する
ことを特徴とする積分球光度計。
複数の貫通孔を有する積分球内の前記貫通孔の前方に遮光膜が設けられ、前記積分球の中心に点光源形態の標準光源を設けて点灯し、また、光検出器及び光度計の出力信号を増幅する複数の前置増幅器により、前記標準光源が点灯された状態で前記光検出器が同じ強度の信号を出力するように利得を調節して、前記複数の貫通孔に対応して設けられた光検出器の出力を互いに一致させる段階と、
前記標準光源が除去された状態で、積分球の中心に指向性測定光源を配置する段階と、
測定対象光源及び前記標準光源に前記光検出器及び前記光度計の出力を測定する段階と、
前記前置増幅器の出力信号を合算して出力する合算部と、前記前置増幅器の出力を前記合算部の入力に選択的に提供するスイッチ部とにより、空間の不整合を補正する段階を有する
ことを特徴とする積分球光度計の測定方法。
前記貫通孔に対応して設けられた光検出器の出力を互いに一致させる段階は、
複数の貫通孔を有する積分球内の前記貫通孔の前方に複数の遮光膜を設ける段階と、
前記複数の貫通孔に対応して光検出器を設け、前記積分球の中心に点光源形態の標準ランプを設けて点灯して、前記光検出器の出力を測定し、前記光検出器の出力が一定になるように調節する段階とを有する
請求項１２に記載の積分球光度計の測定方法。
前記測定対象光源及び前記標準光源に前記光検出器及び前記光度計の出力を測定する段階は、
前記積分球の中心領域に測定対象光源を設け、前記測定対象光源を点灯する段階と、
前記測定対象光源が点灯された状態で前記光検出器の出力を測定する段階と、
所定の貫通孔の周りに前記光度計を設け、前記測定対象光源が点灯された状態で前記光度計の出力を測定する段階と、
前記積分球の中心領域に標準光源を設け、前記標準光源を点灯する段階と、
前記標準光源が点灯された状態で前記光検出器の出力を測定する段階と、
所定の貫通孔の周りに前記光度計を設け、前記標準光源が点灯された状態で前記光度計の出力を測定する段階とを有する
請求項１２に記載の積分球光度計の測定方法。
自己吸収不一致の補正段階を有し、
自己吸収不一致の補正段階は、
補助光源を前記積分球内または所定の貫通孔の周りに設けて点灯する段階と、
前記光度計を他の貫通孔の周りに設ける段階と、
前記補助光源が点灯された状態で前記積分球の中心領域に標準ランプを設け、前記標準ランプを点灯しない状態で前記光度計の出力ｙ^＊ _ＲＡを測定する段階と、
前記補助光源が点灯された状態で前記積分球の中心領域に測定対象光源を設け、前記測定対象光源を点灯しない状態で前記光度計の出力ｙ^＊ _ＴＡを測定する段階とを有する
請求項１２に記載の積分球光度計の測定方法。
分光不一致の補正段階を有し、
分光不一致の補正段階は、
前記標準光源を前記積分球の中心領域に設けて点灯して、分光放射計の出力を測定する段階と、
前記測定対象光源を前記積分球の中心領域に設けて点灯して、分光放射計の出力を測定する段階とを有する
請求項１２に記載の積分球光度計の測定方法。
複数の貫通孔を有する積分球と、
前記貫通孔に設けられた複数の光度計と、
標準光源が除去された状態で、積分球の中心に配置される指向性測定光源と、
前記光度計の前方に前記光度計と離隔して設けられた複数の遮光膜と、
前記積分球内の中心領域に設けられた点光源形態の前記標準光源から照射される光に対して同じ出力信号を有するように、前記光度計の出力信号を調整する調整部とを備え、
前記調整部は、前記光度計の出力信号を増幅する複数の前置増幅器を備え、前記前置増幅器は、前記点光源形態の標準光源が点灯された状態で前記光度計が同じ強度の信号を出力するように利得を調節し、
また、前記前置増幅器の出力信号を合算して出力する合算部と、前記前置増幅器の出力を前記合算部の入力に選択的に提供するスイッチ部とを備え、空間の不整合を補正する
ことを特徴とする積分球光度計。