JPH0212024A - 光測定器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は広い波長領域の光のうち、ある特定の作用を
もたらす光の成分に関しての測定を行う光測定器に関す
るものである。

［従来の技術］ 様々な光源からの光の強さ（光度：輝度：照度）、量（
光束）、または波長成分（分光分布）や色彩などを知る
ための測定方法及び、それに基づく測定器が種々開発さ
れている。これら測定方法を大別すると２つの方法があ
る。即ち、■被測定光を分光しないて測定する方法と、
■被測定光を分光して測定する方法である。

上記■の代表的なものとして、可視光量計、紫外線照度
計等があり、■の代表的なものとしてスペクトルラジオ
メータ等がある。

その中でも例えば可視光量の測定の場合について考えて
みると、可視光としての光の強さとは光か人間の限の網
膜を刺激して明るいと感じさせる度合のことであり、こ
れは一種の光の作用である。この作用は光の波長毎に異
なるが、この異なり方の度合を可視光測定においては比
視感度といい５国際照明委員会で標準比視感度が各波長
毎に定められ、標準比視感度曲線として採択されている
。従っ゛Ｃ可視光の測定では、この標準比視感度曲線に
一致する分光感度特性をもつ受光素子を選ぶことになる
が、一般には標準比視感度曲線に一致する分光感度特性
を有する受光素子が得られず、そのため分光感度補正フ
ィルタを用いている。

第５図は従来の分光感度補正フィルタを設けた測定方法
の概略を示す図で、５１は分光感度補正フィルタ、５２
は受光素子、５３は受光素子５２からの電気信号を増幅
するアンプ、５４はこのアンプ５３からの信号を表示す
る表示部であり、受光素子５２としてはセレン光電池の
ような光起電力型のもの、フォトダイオード９光導電セ
ルのような光抵抗型のもの、もしくは光電管、光電子増
倍管のような光電子放出型のもの等が用いられる。

第５図において、被測定光が分光感度補正フィルタ５１
を経て、受光素子５２で受光され、その光の強さがアン
プ５３で増幅され１表示部５４で表示される。この際、
分光感度補正フィルタ５１の分光透過性を受光素子５２
事態の分光感度よりなる測定系全体の分光光電変換特性
は、前述の比視感度曲線と一致するものとなっている。

また、従来から紫外線照度計として市販されているもの
として１例えばＵ　Ｉ　Ｔ−ｉｏ口や、ＵＶＤ−３６Ｓ
Ｐ　（ウシオ電機■製）の分光感度は波長領域が３６５
ｒ＋鵬の近傍でピークとなるようなフィルタを用い、こ
のフィルタと受光素子とを組合わせて照度計か構成され
ている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように、従来の光測定器はフィルタと光電変換素
子を組合わせて受光器を構成して受光器の分光感度特性
をつくっていたが、測定目的及び測定する光の感度毎に
それぞれフィルタや光電変換素子を選定して組合わせな
ければならず、煩わしい上に技術的にも難しいという問
題がある。

また、スペクトルラジオメータを使用して分光分布を測
定してしまう方法もあるが、これはある光源の発光スペ
クトル分布を測定しているのには適しているが、ある特
定な作用をもたらす光の強さを総体的な量として知ろう
とする場合には適さず、その上装置が大がかりで、全て
の波長について知る必要はないし、さらに分光分布がわ
かっても、例えばある特定な作用をもたらす光の強さは
わからないという欠点がある。

この発明はかかる課題を解決するためになされたもので
、被測定光のうち、ある特定の作用をもたらす光の強さ
のみを測定しようとする時、その特定の作用をもたらす
波長領域のみの光の強さを直ちに測定することのできる
測定器を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この発明の光測定器は被
測定光からの光を分光する分光器と、少なくとも測定波
長域について感度を宥する検出器とを備えた測定手段と
、この測定手段による基準光の分光光電特性を測定し記
憶する第１のメモリと、この第１のメモリのデータに基
づいて被測定光の分光分布を算出する分光分布算出手段
と、所望の分光作用特性を入力部からの入力によって記
憶する第２のメモリと、前記分光分布算出手段により算
出された被測定光の分光分布に前記第２のメモリからの
分光作用特性を乗算し、さらに比分光作用特性の有効波
長域について積分する積算手段とを具備したものである
。

［作用］ 上記の構成を有することにより、ある特定の作用をもた
らす光の強さを知りたい場合、その作用をもたらす波長
毎の寄与度を分光作用関数として入力することにより、
直ちに測定することができる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例である光測定器の概略を示
す図で、ｌは分光器、２はこの分光器ｌ内へ被測定光が
入射するためのスリット、３゜４．５．６はそれぞれ分
光器１内に配設された曲面鏡、平面鏡１回折格子１曲面
鏡である。また、７は回折格子５を制御する回折格子コ
ントローラ、８は分光器１の出射部に設けられた出射用
のスリットで、９はこの出射用のスリット８からの光を
検出する検出器、１０は検出器９からの信号を増幅する
アンプ、１１はアンプ１０の出力をデジタル信号に変換
するＡ／Ｄ変換器、１２はＣＰＵ、１３．１４はそれぞ
れメモリＡ、メモリＢであり、１５はメモリＢに入力す
るためのキーボード、１６は表示部である。

また、第３図はある特定の作用をもたらす光の分光特性
を示す図で、曲線イ１１ロ、ハび二はそれぞれ比視感度
曲線、殺菌効果をもたらす分光感度曲線、フォトリソク
ラフィ用レジスト分光感度曲線及び紫外線硬化型樹脂に
作用する分光感度曲線を示す。尚　一般的には分光感度
が受動的な言い方であり３分光作用とは能動的な言い方
という点で異なるか両者は本質的に同しであるので、本
発明では分光作用の中に分光感度も含むものとする。

上記の光測定器においては、メモリＡ１３は被測定光の
測定に先立って、例えばハロゲン標準電球のような分光
放射照度分布（分光分布）が既知の光源からの光（基準
光）によるこの光測定器の光電特性を調べて、その特性
を記憶するメモリてあり、また、メモリＢ１４はキーボ
ード１５より入力した分光作用特性を記憶するメモリで
あって、各々のメモリＡ１３．メモリＢ１４はＲＡＭの
ような半導体メモリや、光または磁気で読取り、書込み
可能なディスクメモリでもよい。

いま、例えば第３図曲線二に示すような紫外線硬化型樹
脂の分光感度曲線のように、ある特定の作用をする光の
波長毎の寄与度、即ち分光作用特性をキーボード１５か
らメモリＢ１４に格納する。このメモリＢ１４に格納さ
れた特性に応じてＣＰＵ　Ｉ２は回折格子コントローラ
７に指令してメモリＢ１４に記憶されている特性に応じ
た光の波長域において所定の分光を行うように回折格子
５を制御する。従って、入射用のスリット２から入力し
た光は曲面鏡３．平面鏡４９回折格子５゜曲面鏡６を通
って単色光となり、各波長ごとに逐次出射用のスリット
８から検出器９に入力する。

そして検出器９で電気信号に変換された出力はアンプ１
０て増幅され、Ａ／Ｄ変換器１１でデジタル信号に変換
されてＣＰＵ１２に入り、所定の演算を経て、さらに絶
対値化されて表示部１６からある特定の作用をする光の
強さとして出方される。

本実施例では分光器として回折格子５によるものを使用
したか、他にスリ・ント２からの光をグレーディングに
より分光し、受光素子を所定位置で１線状に並べた自己
走査型のものでも良い。

第２図は第１図の測定器における光の強さに関する演算
手段を説明する図で、２１は分光部、２２は光電変換部
、２３は第１の演算部、２４は第２の演算部、２５は表
示部である。

第２図において、被測定光は分光部２１で分光されて光
電変換部２２で電気信号に変換され、第１の演算部２３
において、 Ｐ２（λ） ＝Ｐ５（λ）Ｘ（ｉ（入）／ｉＳ（入））（−ｄＰｇ／
　ａ入）・・・・・・（１） から、被測定光のある波長域での分光放射照度であるＰ
７（入）か求められる。但し、 ｐｓ（λンは基準光の当該波ｐλでの分光放射照度（既
知） ｉｓ　（λ）は基準光の当該波長入による光電流Ｐ５（
λ）は被測定光の当該波長入での分光放射照度 ｉ（入）は被測定光の当該波長λにょる光電流てあり、
ｉ（λ）は第１図の検出器９からの出力信号としＣ得ら
れる。

（１）式で各波長毎にｐｃ（λ）は逐次計算され、第２
の演算部２４に移り、 Ｉ＝ｆ：　　ω（入）・ＰＦ、（λ）　ｄλ・・・−（
２）から、ある特定の作用をもたらず尤の強さＩが求め
られる。但し、ω（λ）は、ある特定の作用に対する波
長毎の寄与度、即ちメモリＢ１４に格納された分光作用
特性を示し、ａ、ｂは１ｌｌ１１定すべき波長域の下限
及び上限である。

従って、例えば第３図の曲線イ９ロ９ハ、二に示すよう
に、ある特定の作用をもたらす光の波長域に関するデー
タをメモリＢ１４にキーボード１５から入力することに
よって、前記（１）式で求められたＰＥ（入）に対して
メモリＢ１４からのデータω（入）を乗算し、さらにω
（入）に関し、波長域の下限ａから上限すまての積分値
を前記（２）式から求めることにより、ある特定の作用
をもたらす光の強さを直ちに算出することかてきる。

第４図は第１図の測定器を用いてキセノンランプの可視
光照度を測定する時の具体例を説明するための図で、第
４図中１曲線ホはキセノンランプの分光放射照度分布Ｐ
Ｅ（入）を示す曲線、曲線へはメモリＢ１４に格納され
る比視感度曲線ω（入）を示す曲線である。

第４図から明らかなように、キセノンランプからの光の
ある照射面での分光分布（Ｐ８（λ）−曲線ホ）に対し
て比視感度曲線（ω（入）−曲線へ）との各波長毎の論
理積をとり、さらにω（入）の下限ａから上限すの波長
域を積分（）た値（図中、斜線部分）が、可視光として
有効に人間の網膜に作用する光の総量となる。

［発明の効果］ 以北説明した通り、この発明は被測定光からの光を分光
する分光器と、少なくとも測定波長域について感度を有
する検出器とを備えた測定手段と、この測定手段による
基準光の分光光電特性を測定し記憶する第１のメモリと
、この第１のメモリのデータに基づいて被測定光の分光
分布を算出する分光分布算出手段と、所望の分光作用特
性を入力部からの入力によって記憶する第２のメモリと
、前記分光分布算出手段により算出された被測定光の分
光分布に前記第２のメモリからの比分光作用特性を乗算
し、さらに分光作用特性の有効波長域について積分する
積算手段とを具備した構成を石するので、どのような目
的、どのような光の作用に関する光測定であっても、こ
の発明の測定器−りで全て測定することかできる。

また、この発明によれば、少なくとも測定波長について
感度があれば、受光器の特性には影響されることはなく
、また分光感度補正フィルタを設ける必要もなく、その
上受光器の選択や分光感度を補正する煩わしさがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である光測定器の概略を示
す図、第２図は第１図の測定器における光の強さに関す
る演算手段を説明する図、第３図はある特定の作用をも
たらす光の分光特性を示す図、第４図は第１図の測定器
を用いてキセノンランプの可視光照度を測定する時の具
体例を説明するための図、第５図は従来の分光感度補正
フィルタを設けた測定方法の概略を示す図である。 図中。 ｌ：分光器　　　　２，８ニスリツト ３．６：曲面鏡　　４：モ面鏡 ５：回折格子 ７：回折格子コントローラ ９：検出器　　　　ｌＯ：アンプ １１：Ａ／Ｄ変換器　１２：ＣＰＵ １３：メモリＡ　　　　１４：メモリＢ１５：キーボー
ド　　１６：表示部 第１図 第２図 代理人　弁理士　１）北　嵩　晴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測定光を分光する分光器と、少なくとも測定波長域に
   ついて感度を有する検出器とを備えた測定手段と、この
   測定手段による基準光の分光光電特性を測定し記憶する
   第１のメモリと、この第１のメモリのデータに基づいて
   被測定光の分光分布を算出する分光分布算出手段と、所
   望の分光作用特性を入力部からの入力によって記憶する
   第２のメモリと、前記分光分布算出手段により算出され
   た被測定光の分光分布に前記第２のメモリからの分光作
   用特性を乗算し、さらに分光作用特性の有効波長域につ
   いて積分する積算手段とを具備したことを特徴とする光
   測定器。