JPH0262172B2 - - Google Patents

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JPH0262172B2
JPH0262172B2 JP18807786A JP18807786A JPH0262172B2 JP H0262172 B2 JPH0262172 B2 JP H0262172B2 JP 18807786 A JP18807786 A JP 18807786A JP 18807786 A JP18807786 A JP 18807786A JP H0262172 B2 JPH0262172 B2 JP H0262172B2
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JP18807786A
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Iesato Sato
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Meisei Electric Co Ltd
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  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばレーザーダイオードのように
高レベル強度で発光する発光素子の発光をCCD
型又はMOS型ビデオカメラのように固体撮像素
子を使用したビデオカメラによつて撮像して上記
発光素子の発光特性を測定するようにした発光特
性測定方法に関する。
〔発明の技術背景〕
例えばレーザーダイオードのように各種計測又
は各種情報読取り等のための光源に使用される発
光素子には良好な発光特性が求められる。
発光素子の発光特性は発光面又は発光の投影像
の同一レベル点を結んだ等高線状パターンで表現
されるが、このような発光特性を得る測定方法と
して、ビデオカメラで被測定発光素子の発光を撮
像して解析し発光パターンを描くようにした方法
がある。
本件発明の発明者は、ビデオカメラに固体撮像
素子を使用したカメラ(CCD型又はMOS型ビデ
オカメラ)を使用し、被測定発光素子の瞬間的発
光による撮影像を上記固体撮像素子の残像特性で
暫時保持することにより被測定発光素子への発光
電力印加時間を極めて短くでき、従つて当該発光
素子には熱的ストレスが残らないため、その発光
特性をチツプ段階(製造工程に於けるケーシング
以前、すなわちヒートシンクを施す前の段階)で
測定することができる測定装置を別の特許出願で
提案した。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記提案の測定装置に於いて、ビデオカメラに
使用する固体撮像素子で例えばレーザーダイオー
ドのように発光強度の強い発光素子の発光像を撮
像すると、固体撮像素子の受光レベルが飽和領域
に達し、撮像信号の出力レベルが飽和レベルでク
リツプされた状態となつて入射光に比例した正し
い撮像信号が得られない。
以上の問題点を解決するためには、例えばビデ
オカメラの絞り機構を絞り込めばよいが、前記測
定装置では被測定発光素子の発光時間は100nSec
程度の短時間であるので、適性な絞り値を人為的
に設定することは困難であり、また絞り値による
発光特性の補正も困難である。
本発明は以上に述べた諸問題を解決すべく提案
するもので固体撮像素子を有するビデオカメラを
用いて発光特性を測定する測定方法に於いて、上
記ビデオカメラの撮像能力を越えた強いレベルで
発光する発光素子であつても、その発光特性を正
しく測定できる測定方法を得ることを目的とす
る。
〔問題点を解決するための手段〕
以上の問題を解決するため、本発明はビデオカ
メラで被測定発光素子の瞬間的発光を撮像したと
きの固体撮像素子の発光レベルが当該固体撮像素
子の飽和領域に達したとき、当該固体撮像素子の
画像残像レベルが飽和レベルを脱するまでの時間
を計測し、この時間から被測定発光素子の発光レ
ベルを演算するか(上記受光レベルの飽和レベル
を越した程度が低いとき)、又は当該時間から被
測定発光素子の発光レベルを推定して当該発光レ
ベルで上記固体撮像素子が飽和しない絞り値を演
算し、ビデオカメラの絞り機構を上記絞り値に設
定したのち被測定発光素子を再度瞬間的に発光さ
せて当該ビデオカメラで撮像する(上記発光レベ
ルの飽和レベルを越した程度が高いとき)ことに
より発光特性を得るようにしたものである。
〔実施例の構成〕
第1図は本発明の実施例に係る測定方法の構成
を示すブロツク図である。
第1図に示すように、本発明に係る測定方法
は、例えばレーザーダイオードのように高レベル
で発光する被測定発光素子(以下、発光素子とい
う。)1の発光素子を撮像するビデオカメラ2、
該ビデオカメラ2からの画像信号をA/D変換す
るA/D変換器3、発光素子1に極めて短い時間
巾(約100nSec)の駆動パルスを供給する駆動パ
ルス発生器4、上記ビデオカメラ2及びA/D変
換器3に同期信号を送出し、かつ上記駆動パルス
発生器4に駆動パルスの送出タイミング信号を送
出する同期信号発生器5、及び各種制御を一括し
て行うとともに上記A/D変換器3を経てビデオ
カメラ2から送られる画像信号を処理して発光特
性を得る処理装置(所謂CPU)6で構成される。
ビデオカメラ2の受光部には処理装置6によつ
て制御される電動絞り機構21が設けられてお
り、また当該ビデオカメラ2の撮像素子は、
CCD型又はMOS型撮像素子のような固体撮像素
子が使用されている。
〔実施例の作用〕
第2図は第1図に示す実施例の動作を示すタイ
ムチヤート、第3図は処理装置6での制御を示す
フローチヤート、第4図及び第5図A,Bはビデ
オカメラ2に使用される固体撮像素子の特性を説
明する図である。
まず、第4図及び第5図A,Bで固体撮像素子
の特性について説明する。
固体撮像素子は入射光量に応じた量で荷電し、
受光面各部の電荷量に基いて画像信号を出力す
る。上記受光面各部の電荷量は受光後徐々に自然
放電されていき、当該電荷が残存している間は光
の入射がなくても画像信号を取り出すことができ
る。すなわち残像特性を有する。
ところで固体撮像素子の荷電による電荷の蓄積
量には画像信号として出力できる限界と電荷とし
て蓄積できなくなる限界とがある。ここでは前者
を飽和レベルとし、後者を荷電限界レベルという
(第5図参照)。
発光素子1の発光による固体撮像素子での受光
レベルが上記飽和レベル以上であると、第4図中
実線で示すように固体撮像素子からの画像信号は
飽和レベルでクリツプされるので入射光量(発光
素子1の発光による受光レベル)に応じた画像信
号が得られない。しかしながらビデオカメラ2で
の受光レベルは固体撮像素子の荷電電荷の放電特
性と画像信号レベルが飽和領域を脱するまでの時
間とにより求めることができる。すなわち、第4
図に放いて、実線で示す画像信号レベルが飽和レ
ベルを脱する点Pに達するまでの時間Tから発光
素子1の発光による受光レベルlを求めることが
できる。
また、第5図Aに示すように、固体撮像素子へ
の入射光レベルが飽和レベル以上であつても荷電
限界レベル以下であるときには、固体撮像素子で
受光後暫時経過した時点で出力される画像信号
は、一点鎖線で示すように発光素子1の発光レベ
ルパターン(破線で示す)と一定の関係を保つて
出力される。ところが第5図Bに示すように、固
体撮像素子への入射光レベルが荷電限界レベルを
越えて高いときには、固体撮像素子で受光後暫時
経過した時点で出力される画像信号は、一点鎖線
で示すように上記荷電限界レベルを越えるS部分
についてクリツプされた出力パターンが残るた
め、発光レベルパターン(破線で示す)との間で
一定の関係が保たれない。但し、上記入射光レベ
ルが荷電限界レベル以上となつても固体撮像素子
の受光面全体が荷電限界レベル以上で受光するこ
とはないことから第4図に示す時間Tは発光素子
1の発光レベルの大小によつて変化するので発光
素子1の発光レベル(固体撮像素子への入射光レ
ベル)を推定することは可能である。
本発明の実施例では、上記第5図Aに示す場合
と、第5図Bに示す場合とでは処理方法を異なら
せている。
次に第2図及び第3図により動作を説明する。
尚、第2図のA〜Fは第1図に於いて同じ記号を
付した点に出力される信号を示している。
同期信号発生器5は第2図Aに示すようにビデ
オカメラ2、A/D変換器3及び処理装置6にカ
メラ同期信号を設定周期t1で送出しており、これ
によつてビデオカメラ2は撮像動作を繰り返し、
A/D変換器3はビデオカメラ2の撮像動作と同
期してデイジタル信号に変換した画像信号を処理
装置6に送出している。また処理装置6に入力さ
れるカメラ同期信号は後述する画像信号レベルの
変化時間を計測する際に使用される。
処理装置6に測定開始指令を投入すると、当該
処理装置6は第3図イに示すようにカウンタをク
リアし、第3図ロに示すように、第2図Bのシヨ
ツト信号を同期信号発生器5に送出する。上記カ
ウンタはカメラ同期信号を計数するために処理装
置6内に設定されたプログラムによるカウンタ
(所謂ソフトカウンタ)である。同期信号発生器
5は上記シヨツト信号が入力されてから最初に送
出するカメラ同期信号と同時に駆動パルス発生器
4に第2図Cに示す駆動パルス送出タイミング信
号を送出し、これにより駆動パルス発生器4は第
2図Dに示すようにパルス巾t2の駆動パルスを出
力する。駆動パルスのパルス巾は100nSec程度の
極めて短い時間に設定されており発光素子1は第
2図Eに示すように瞬間的に発光する。
発光素子1の発光光は第3図ハに示すようにビ
デオカメラ2で撮像される。当該発光素子1の発
光は瞬間的であるが、ビデオカメラ2には固体撮
像素子の残像特性によつて暫時撮影像が保持さ
れ、これによつてビデオカメラ2から出力される
画像信号はA/D変換器3でデイジタル信号に変
換されて処理装置6に入力される。
処理装置6は、画像信号が入力されると、第3
図ニに示すように画像信号レベルからビデオカメ
ラ2に入力された発光素子1の発光光の受光レベ
ルが固体撮像素子の飽和レベルに達しているか否
かを判断する。
上記発光光の受光レベルがビデオカメラ2の固
体撮像素子の飽和レベルに達しないレベルである
ときには、第2図Fに於いて一点鎖線で示すよう
に画像信号は受光レベルに対応したレベルで固体
撮像素子に残留するので、処理装置6は第3図
ホ,ヘに示すように上記画像信号を処理して発光
特性を演算し、発光特性パターンを出力する。
上記発光光の受光レベルがビデオカメラ2の固
体撮像素子の飽和レベル以上のレベルであると
き、すなわち第2図Fに於いて破線で示すような
レベルのときには実線で示すように画像信号は飽
和レベルでクリツプされた信号となるので、この
画像信号から直ちに発光特性を演算することはで
きない。そこで処理装置6は固体撮像素子の受光
による電荷の放電によつて上記画像信号のレベル
が飽和レベルにまで低下するまでの時間、すなわ
ち前記第4図で説明した時間Tの計測を次のよう
にして行なう。すなわち、第3図トに示すよう
に、ビデオカメラ2で発光素子1の発光光を受光
したのちに同期信号発生器5から出力されるカメ
ラ同期信号で処理装置6に設定したカウンタを歩
進させ、第3図チに示すように、固体撮像素子に
残留している画像のレベルが飽和レベルまで低下
したか否かを検出し、この動作をカウンタを歩進
させながら画像レベルが飽和レベルに達するまで
繰り返す。これによつて上記カウンタの値が第2
図Aに示すように“n”となつたものとすると上
記時間Tは「n・t1」となる。
次に処理装置6は第3図リに示すように上記カ
ウンタの値nが設定値m以上であるか否かを判断
する。この設定値mは、前記第5図A,Bで説明
したように受光レベルが荷電限界レベル以上であ
るか否かを判断する値である。すなわち、受光レ
ベルが高ければ画像レベルが飽和レベルまで低下
する時間が長くなるため、この時間から受光レベ
ルが荷電限界レベル以上であるか否かを判断でき
ることとなり、第5図に於いて、「t3=mt1」(t1
については第2図A参照)となるようにmの値を
設定すればよい。
上記カウンタの値nが上記設定値mより小さい
ときには固体撮像素子での受光状態は第5図Aに
示す状態であり、前記したように受光レベルは固
体撮像素子に残留している画像信号から演算によ
つて求めることができる。すなわち、第2図Fの
部分拡大図に示すように、n回目のカメラ同期信
号の送出時に於ける画像信号レベルl1は画像信号
レベルの減衰特性が一定の関係を保つていること
から演算で求めることができ、この画像信号レベ
ルl1とカウンタの値nとから受光レベルを求める
ことができる。以上のことから処理装置6は第3
図ヌに示すようにカウンタの値nによる画像信号
の補正を行ない、第3図ホ,ヘに示すように上記
補正を加えて発光特性を演算し、発光特性パター
ンを出力する。
上記カウンタの値nが上記設定値mより大きい
ときには固体撮像素子での受光状態は第5図Bに
示す状態であり、前記したように固体撮像素子に
残留している画像信号から受光レベルを演算で求
めることはできない。そこで処理装置6は第3図
ル,オに示すように固体撮像素子の残留画像信号
をクリアするとともに上記カウンタの値nから受
光レベルを推定して当該受光レベルで固体撮像素
子が飽和しないような絞り値を演算により求め、
第2図Gに示すようにビデオカメラ2の電動絞り
機構21に上記で演算した絞り値を示す信号を送
出して第3図ワに示すように当該電動絞り機構2
1を上記絞り値に設定する。その後前記で説明し
た第3図イ,ロ,ハの処理を行ない、第3図ニの
処理では上記電動絞り機構21の制御によつて受
光レベルは第2図Fにfで示すように飽和レベル
以下であるので処理が第3図ホに進み、発光特性
の演算が行なわれ発光特性パターンが出力され
る。尚、この時点での発光特性の演算には上記絞
り機構21の絞り値による補正が加えられる。
以上の動作に於いて、第5図リ,ヌの処理を省
略することもできる。すなわち、受光レベルの大
小を飽和レベルのみで判断し、飽和レベル以上の
受光レベルのときは全て絞り機構21を制御して
固体撮像素子の入射光量を飽和レベル以下に制御
するようにしてもよい。
また、以上の実施例では時間計測をカメラ同期
信号に基いて行つたが、処理装置のクロツク信号
に基いて行つても本発明を実施することができ
る。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明したように、本発明はビデオ
カメラの固体撮像素子に残留している画像信号が
当該固体撮像素子の飽和レベルまで低下する時間
を計測して当該時間による補正を加えて受光レベ
ルを演算するか、又は当該時間から演算した絞り
値に上記ビデオカメラの絞り機構を設定して再度
被測定発光素子を発光させて発光特性パターンを
得るようにしたものであり、ビデオカメラの撮像
能力を越えた強いレベルで発光する発光素子であ
つてもその発光特性を正しく計測でき、また被測
定発光素子に印加する発光電力の印加時間は極め
て短い時間に設定でき、その回数も最大2回でよ
いので上記発光素子に熱的ストレスが生ずること
がない等、本発明は極めて顕著な効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る測定方法のブロ
ツク図、第2図は第1図に示す実施例の動作タイ
ムチヤート、第3図は第1図に示す実施例の制御
を示すフローチヤート、第4図及び第5図A,B
は固体撮像素子の画像信号特性を説明する図であ
る。 (主な記号)、1……被測定発光素子、2……
ビデオカメラ、21……電動絞り機構、6……処
理装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ビデオカメラで被測定発光素子の発光を撮像
    して当該被測定発光素子の発光特性を得るように
    した測定方法に於いて、ビデオカメラに固体撮像
    素子を有するカメラを使用し、被測定発光素子の
    発光強度が上記固体撮像素子の受光レベルをその
    荷電限界以内で飽和させる程度に高いレベルであ
    るとき、被測定発光素子の瞬間的発光によつて撮
    像した上記固体撮像素子の画像の残像レベルが飽
    和レベルを脱するまでの時間を計測し、この時間
    から上記被測定発光素子の発光レベルを演算して
    発光特性を得るようにした発光素子の発光特性測
    定方法。 2 固体撮像素子の残像レベルが飽和領域を脱す
    るまでの時間を、ビデオカメラの撮像同期信号の
    計数によつて計測するようにした特許請求の範囲
    第1項に記載の発光素子の発光特性測定方法。 3 ビデオカメラで被測定発光素子の発光を撮像
    して当該被測定発光素子の発光特性を得るように
    した測定方法に於いて、ビデオカメラに固体撮像
    素子を有するカメラを使用し、被測定発光素子の
    発光強度が上記固体撮像素子の受光レベルを飽和
    させるような高いレベルであるとき、被測定発光
    素子の瞬間的発光によつて撮像した上記固体撮像
    素子の画像の残像レベルが飽和レベルを脱するま
    での時間を計測し、この時間から上記被測定発光
    素子の発光レベルを測定して当該発光レベルで上
    記固体撮像素子が飽和しない絞り値を演算し、上
    記ビデオカメラの絞り機構を上記絞り値に設定し
    たのち被測定発光素子を再度瞬間的に発光させて
    当該ビデオカメラで撮像することにより発光特性
    を得るようにした発光素子の発光特性測定方法。 4 固体撮像素子の残像レベルが飽和領域を脱す
    るまでの時間を、ビデオカメラの撮像同期信号の
    計数によつて計測するようにした特許請求の範囲
    第3項に記載の発光素子の発光特性測定方法。
JP61188077A 1986-08-11 1986-08-11 発光素子の発光特性測定方法 Granted JPS6344141A (ja)

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JP5021784B2 (ja) * 2010-04-01 2012-09-12 シャープ株式会社 発光測定装置および発光測定方法、制御プログラム、可読記録媒体
JP6079693B2 (ja) * 2014-04-24 2017-02-15 豊田合成株式会社 光学測定装置および発光素子の波長測定方法

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