JPH0433381B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、輝度測定視野の変更に対して感度校
正が不要な輝度計測装置に関するものである。

従来の技術 近年、輝度計測の分野においては、屋内照明施
設での照明器具の発光面の輝度測定や、道路・ト
ンネルでの路面・壁面の輝度測定のように、測定
対象に応じた種々の形状の測定視野の輝度測定が
必要となつてきている。さらに、これらの測定視
野では輝度分布が不均一な場合が多く、測定対象
の形状に合致した測定が望まれている。このた
め、測定視野の形状を変化させながら輝度測定を
実施しなければならない場合が多い。

以下、従来の輝度計測装置について説明する。

第６図は、２つの測定視野を切換えて測定する
従来の輝度計測装置の構成図を示すものであり、
１は対物レンズ、１４，１７はミラー、１８はフ
アインダレチクル、１９は接眼レンズ、１５は可
変アパーチヤ、１６は受光部、１０はＡ／Ｄ変換
器、１１は表示部である。なお、ミラー１４は対
物レンズになるべく近い位置に設置される。

以上のように構成された従来の輝度計測装置に
ついて以下その動作を説明する。

測定対象を含む周辺視野は、対物レンズ１によ
つて可変アパーチヤ１５およびフアインダレチク
ル１８上に結像される。可変アパーチヤ１５の開
口部を測定対象視野の形状に合わせ、可変アパー
チヤ１５の開口部を通過した光が受光部１６で検
出される。第６図で受光部１６はオペアンプの電
流−電圧変換増幅回路を用いた例を示しており、
受光素子１６ａと受光素子１６ａからの光電流を
増幅するオペアンプ１６ｂと、フイードバツク抵
抗R₁₁，R₁₂および増幅度切換スイツチ１６ｃか
ら構成される。フイードバツク抵抗R₁₁，R₁₂は、
それぞれ測定視野に対応して設けられ、可変アパ
ーチヤ１５の開口部面積に反比例して抵抗値が決
定される。すなわち、開口部面積が大きくなると
フイードバツク抵抗を小さくする。このフイード
バツク抵抗R₁₁，R₁₂を可変アパーチヤ１５の測
定視野切換動作に連動させて切換スイツチ１６ｃ
で選択する。この結果、可変アパーチヤ１５の開
口部面積が変化しても、受光部１６からは測定視
野面輝度に応じた光電信号が得られる。得られた
光電信号は、Ａ／Ｄ変換器１０でデイジタル値化
され、表示部１１で輝度値として表示される。な
お、ミラー１４は対物レンズを通過した光の一部
をミラー１７、フアインダレチクル１８、接眼レ
ンズ１９からなるフアインダ系に導く。フアイン
ダレチクル１８には、可変アパーチヤの開口部に
対応する表示が入れられ、測定視野がフアインダ
内で確認できる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成で可変アパー
チヤを用いて対象物ごとに測定視野を変化させな
がら対象物の輝度測定を行なうには、測定面積に
対応してあらかじめ増幅度を設定し、これらの増
幅度を個別に調整する必要があつた。

さらに、測定視野の形状が異なる場合、特に測
定視野の形状が非対象な場合、受光部に保有すべ
き設定増幅度の数が多くなり、受光部の構成が複
雑になるという問題点を有していた。

一方、受光部の増幅度を可変アパーチヤの形状
に応じて比例的に変化させる方法もあるが、この
場合、測定視野の形状と面積の変化を受光部の増
幅度に対応させるには、複雑な構成が必要とな
る。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解消するもので、輝度
計測が標準比視感度に合致した可視光域で行なわ
れることを利用し、可変アパーチヤに、可変アパ
ーチヤの開口部よりも大きな径の可視光以外（輝
度計測波長域以外）の波長の光を平行に照射し、
可変アパーチヤの開口部を通過させて受光部に入
射させ、受光部からの反射光を用いて可変アパー
チヤの開口部面積を自動的に検出し、この結果で
輝度計の校正、すなわち、増幅度の決定を行なう
輝度計測装置を提供することを目的とする。

本発明、対物レンズ側の面を無反射処理し対物
レンズの光軸に垂直に配置した可変アパーチヤ
と、可変アパーチヤの後面に光軸に垂直に配置し
た可視光以外を反射し可視光を検出する受光部
と、可変アパーチヤおよび受光部の対物レンズ側
の面に可変アパーチヤの開口部よりも大きな径の
可視光以外の光を光軸に平行に照射し、その反射
光を検出するアパーチヤ径検出部と、アパーチヤ
径検出部で検出した可変アパーチヤの面積に応じ
た増幅度で光電信号を増幅する増幅度可変増幅回
路とを備えた輝度計測装置であり、アパーチヤの
面積を光学的に検出することによりアパーチヤ変
化に対して適切な増幅度を設定して輝度計測を行
なうことができるものである。

作 用 本発明では、アパーチヤ径検出部から、可変ア
パーチヤの開口部よりも大きな径の可視光以外の
平行光を対物レンズの光軸と平行に可変アパーチ
ヤに照射する。照射光は可変アパーチヤに入射
し、可変アパーチヤの開口部を通過した光は受光
部に垂直に入射し受光部内の反射特性により可視
光以外が平行光として反射されたアパーチヤ径検
出部で検出される。可変アパーチヤの開口部外に
照射された光は可変アパーチヤの無反射処理によ
り吸収され反射されない。したがつて、アパーチ
ヤ開口部面積に比例する可視光以外の反射光がア
パーチヤ径検出部にフイードバツクされる。一
方、アパーチヤ径検出部から照射された光は可視
光以外であり、受光部は可視光のみ検出するた
め、アパーチヤ径検出部からの照射光は受光部で
光電変換されない。さらに増幅度可変増幅器でア
パーチヤ面積に応じて設定された増幅度で輝度信
号を増幅し、輝度値を正確に測定する。

実施例 第１図は本発明の実施例における輝度計測装置
の構成を示すものである。なお、第１図は対物レ
ンズの直後に可視域透過フイルタを設けた例を示
している。第１図において、１は対物レンズ、２
は可視域透過フイルタ、３は可変アパーチヤ、４
は受光部、５はアパーチヤ径検出部、６は増幅度
可変増幅回路、８はＡ／Ｄ変換器、９は表示部、
７はフアインダ系である。フアインダ系７はミラ
ー７ａ、フアインダレチ７ｂ、接眼レンズ７ｃか
ら構成する。アパーチヤ径検出部５は、両面ミラ
ー５ａと投光部５ｂと受光部５ｃとから構成した
例を示し、投光部５ｂはハーフミラー５b₁，可視
カツトフイルタ５b₂、レンズ５b₃と光源５b₄から
構成し、受光部５ｃはレンズ５c₁、受光部５c₂と
オペアンプ５c₃の電流．電圧変換増幅器を用いた
例を示している。また、受光部４は、可視域を透
過し可視域以外を反射するフイルタ４ａと受光素
子４ｂとオペアンプ４ｃの電流−電圧変換増幅器
を用いた例を、増幅度可変増幅回路６は、フオト
カプラ６ｂとオペアンプ６ａの非反転増幅回路を
用いた例を示している。

なお、可視透過フイルタ２およびフイルタ４ａ
の透過波長特性を第５図に示す。フイルタ４ａは
反射波長特性は第５図に示す特性の逆の特性とな
る。また、可視カツトフイルタ５b₂の透過波長特
性を第４図に示す。第４図，第５図に示すよう
に、可視域透過フイルタ２およびフイルタ４ａの
透過波長特性と、可視カツトフイルタ５b₂の透過
波長特性とで可視域と可視域以外で分離するよう
に設定する。

第１図において、両面ミラー５ａは対物レンズ
１の光軸上に光軸と45゜の角度で、対物レンズ１
の光路の一部を占有し、対物レンズになるべく近
い位置に配置する。また、可変アパーチヤ３とフ
イルタ４ａの入射面が対物レンズ１の光軸上に入
射面が光軸と垂直になるように配置し、可変アパ
ーチヤ３の対物レンズ側を無反射処理する。さら
に、アパーチヤ径検出部５のうち、両面ミラー５
ａ以外は対物レンズ１の光路外に配置する。

以上のように構成された本実施例の輝度計測装
置について以下、その動作を説明する。

測定対象を含む周辺視野は対物レンズ１によつ
て可変アパーチヤ３上に結像し、可変アパーチヤ
３の開口部形状によつて測定視野が限定される。
この時可変アパーチヤ３への入射光は可視域透過
フイルタ２によつて可視光のみとなる。両面ミラ
ー５ａの対物レンズ側の面に対物レンズ１から入
射した光は、ミラー７ａ、フアインダレチクル７
ｂ、接眼レンズ７ｃからなるフアインダ系７に導
かれ、可変アパーチヤ３の開口部の外周形状に合
致したパターンをもつフアインダレチクル７ｂで
測定視野を確認することができる。すなわち、両
面ミラー５ａによつて、対物レンズ１への入射光
の一部をフアインダ側へ、他を可変アパーチヤ３
側へ分離する。アパーチヤ径検出部５内の光源５
b₄から発せられた光はレンズ５b₃で可変アパーチ
ヤ３の最大長より大きな平行光に変換し、可視域
カツトフイルタ５b₂で可視域をカツトし、可視域
以外の光としてハーフミラー５b₁を通じて両面ミ
ラー５ａの可変アパーチヤ３側の面を照射する。
両面ミラー５ａでは、投光部５ｂからの照射光を
対物レンズ１の光軸を中心とする平行光とし可変
アパーチヤ３を照射する。

この結果、可変アパーチヤ３のには、第２図に
示すように、アパーチヤ径検出部５内投光部５ｂ
からの可視光以外の平行光成分（第２図でイ，
ロ，ハ，ニで示す）と、測定対象視野および周辺
からの光のうち可視光のみが入射する。なお、可
視光以外の光（第２図でリに示す）は可視域透過
フイルタ２で除去される。このうち可変アパーチ
ヤ３の開口部に入射する光は第２図でホ，ヘで示
す。これらの入射光のうち、可変アパーチヤ３の
開口部外に入射する光（第２図でイ，ニに示す）
は、入射面の無反射処理により反射されず、他の
光が受光部４内のフイルタ４ａに入射する。フイ
ルタ４ａは可視光のみを透過するので、可視域通
過フイルタ２を通過した光はすべて受光素子４ｂ
に入射する。ここで、フイルタ４ａの表面平坦度
を向上させておく。この結果、フイルタ４ａにア
パーチヤ径検出部５から入射した可視光以外の平
行光は、フイルタ４ａの表面で反射され、両面ミ
ラー５ａおよびハーフミラー５b₁で反射されて、
アパーチヤ径検出部５内の受光部５c₁へ導かれ
る。

アパーチヤ径検出部５の両面ミラー５ａへの照
射光レベルをＰとし、可変アパーチヤの開口部面
積をＳ、フイルタ４ａの可視光以外の反射率をρ
とすると、可変アパーチヤ３、受光素子４ｂに照
射される光のうち、両面ミラー５ａ側に反射され
る光はＰ・Ｓ・ρと表わせる。この光はハーフミ
ラー５b₁を通つて受光部５ｃに入射され、光電変
換される。したがつて、受光部５ｃの出力をV₁
とすると、 V₁＝K₁・Ｐ・Ｓ・ρ ……(1) となる。ここで、K₁は両面ミラー５ａおよびハ
ーフミラー５b₁の反射率を考慮した受光部４の増
幅度で一定値となる。(1)式で、照射光レベルＰを
一定とすると、受光部５ｃからの出力１は可変ア
パーチヤ３の開口部面積Ｓに比例する。

一方、受光部４は、受光部４ｂに入射した光を
光電変換する。受光部４の出力をV₂とすると、 V₂＝K₂・Ｓ・η・Ｌ ……(2) となる。ここで、Ｌは測定対象視野の輝度レベル
に相当する光電信号、ηは受光素子４ｂの変換効
率、K₂はオペアンプ４ｃの増幅度である。

さらに受光部４の出力は増幅度可変増幅回路６
に供給する。一方、増幅度可変増幅回路６にはア
パーチヤ径検出部５の出力を入力し、フオトカプ
ラ６ｂの発光ダイオードD₁への印加電圧とする。
増幅度可変増幅回路６の出力V₄は V₄＝K₃・K₂・Ｓ・η・Ｌ ……(3) となる。ここで、K₃は増幅度切換形増幅回路６
の増幅度を表わすものである。第１図で、アパー
チヤ径検出部の出力電圧V₁が上昇すると、フオ
トカプラ６ｂ内の発光ダイオードD₁の発光量が
大きくなり抵抗R₄が減少する。すなわち、K₃は
可変アパーチヤの開口部面積Ｓの増減特性と逆の
動作特性を示す。発光ダイオードD₁の動作特性
を、印加電圧と電流間に直線の存在する部分に設
定すれば、(3)式の出力は、可変アパーチヤの開口
部面積Ｓの変化に依存しなくなる。そこで、アパ
ーチヤ径検出部５の出力をダイオード特性と逆特
性をもつように構成すれば、V₁とR₄の間に反比
例の関係を保つことができる。この結果(5)式は V₄＝K₄・η・Ｌ＝K₅・Ｌ ……(4) と表わすことができる。ここで、K₄およびK₅は
定数である。すなわち、可変アパーチヤ３の開口
部面積に関係なく増幅度可変増幅回路６からは、
輝度信号に対応した出力が得られる。

増幅度可変増幅回路６の出力はＡ／Ｄ変換器８
でデイジタル信号化され、表示部９で輝度値とし
て表示する。

以上のように本実施例によれば、可視光以外を
反射し、可視光のみを検出する受光部とアパーチ
ヤ径検出部と増幅度可変増幅回路とを設け、可変
アパーチヤにアパーチヤ開口部面積検出用の可視
光以外の平行光を照射し、受光部に可視光以外を
反射する特性をもたせ、その反射光を検出しアパ
ーチヤ開口部面積に応じた増幅度を設定し、受光
部からの光電信号を増幅することにより、アパー
チヤ開口部の形状や面積を考慮せずに対象物の任
意の視野の輝度測定が実施できる。

したがつて、アパーチヤの形状や面積を急激に
変化させたり、あるいは、連続的に変化させて
も、アパーチヤの開口部面積に比例した増幅度が
設定でき、輝度計の校正が容易となり、正確な輝
度測定が行なえる。また、両面ミラーで対物レン
ズの光路外からフアインダ用光路の反対側を使用
して平行光を照射するので、可変アパーチヤへの
対物レンズからの入射光を変化させずに開口部面
積が検出できる。さらに、アパーチヤ面積検出用
に実際に輝度計測に用いる可視光以外を使用して
いるので、アパーチヤ面積検出動作が輝度測定動
作に及ぼす影響をなくすることができる。

第３図はアパーチヤ径検出部の他の実施例を示
したものであり、投光部１０と２つの受光部１
１，１２とから構成する。投光部１０は第１図の
実施例と同一であり説明は省略する。投光部１０
から発せられた平行光は、ハーフミラー１０ａで
光路分離し、１つは両面ミラー５ａ（ａ側）へ照
射し、他は受光部１１内のレンズ１１ａ、受光素
子１１ｂ、オペアンプ１１ｃの電流−電圧変換増
幅回路で光電信号に変換する。受光部１１の出力
は投光部１０からの照射光レベルに比例した値と
なる。

一方、受光部１２には第１図の実施例と同様に
可変アパーチヤ３の開口部面積に比例した光量が
入射する。受光部１１の出力は受光部１２のオペ
アンプ１２ｄのフイードバツクループにフオトカ
プラ１２ｃを介して接続する。投光部１０の出力
レベルが増大すると、受光部１１の出力が増加
し、フオトカプラ１２ｃを通じてフイードバツク
抵抗R₆が減少し、受光部１２の増幅度が減少す
る。この場合、発光ダイオードの非直線性は第１
図の増幅度可変増幅回路の場合と同様な方法で補
正すればよい。

次に、投光部１０の照射光レベルが減少する
と、受光部１１の出力電圧が低下し、抵抗R₆が
増加して受光部１２の増幅度が増加する。このよ
うに投光部１０の出力光のレベルに応じて受光部
１２の増幅度が変化し、受光部１２からは投光部
１０の出力光レベルの変化に関係なく可変アパー
チヤ開口部面積に比例した安定な光電出力が得ら
れる。

本実施例では両面ミラーを用いたが、片面ミラ
ーを併置しても同様の効果が得られる。また、両
面ミラーの対物レンズ光軸となす角度を45゜とし
たが、可変アパーチヤへの照射光が光軸と平行光
となれば、角度は45゜以外でもよい。

また、本実施例では、対物レンズ１の直後に可
視視透過フイルタ２を設けたが、可視透過フイル
タ２がなくても、フイルタ４ａの表面の平坦度が
良ければアパーチヤ径検出部５の検出精度に対物
レンズ１から入射した光が影響することはない。
すなわち、可変アパーチヤ３に対物レンズ１の光
軸に平行でない可視光以外の光が入射した時、換
言すれば、測光視野内からの可視光以外の光が入
射した場合、第２図に示すように、フイルタ４ａ
の表面の反射特性によつて対物レンズ１の光軸と
非平行な方向（第２図でト，チに示す）に反射さ
れ、アパーチヤ径検出部５では検出されない。

発明の効果 本発明の輝度計測装置は、対物レンズ側を無反
射処理し対物レンズの光軸に垂直に配置した可変
アパーチヤと、可変アパーチヤの後面に光軸に垂
直に配置した可視光以外を反射し、可視光を検出
する受光部と、可変アパーチヤおよび受光部の対
物レンズの面に可変アパーチヤの開口部より大き
な径の可視光以外の光を光軸に平行に照射し、そ
の反射光を検出するアパーチヤ径検出部とアパー
チヤ径検出部で検出した可変アパーチヤの面積に
応じた増幅度で光電信号を増幅する増幅度可変増
幅回路とを設けることにより、アパーチヤの開口
部面積の大きさに応じて輝度信号の増幅度を自動
的に変化させることができ、アパーチヤ開口部の
形状や面積の変化の影響を受けずに対象物の輝度
を正確に測定することができ、その実用的効果は
大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における輝度計測装置
の構成図、第２図はその光学系の拡大図、第３図
はアパーチヤ径検出部の他の実施例の構成図、第
４図は可視カツトフイルタの透過特性例を示す
図、第５図は可視域透過フイルタの透過特性例を
示す図、第６図は従来の輝度計測装置の構成図で
ある。 １……対物レンズ、２……可視域透過フイル
タ、３，１５……可変アパーチヤ、４，５ｃ，１
１，１２，１６……受光部、５……アパーチヤ径
検出部、５ｂ，１０……投光部、５ａ……両面ミ
ラー、６……増幅度可変増幅回路、７……フアイ
ンダ系、８……Ａ／Ｄ変換器、９……表示部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対物レンズと、対物レンズの結像位置にあつ
   て測定範囲を制限し、対物レンズ側の面を無反射
   処理し、対物レンズの光軸に垂直に配置した可変
   アパーチヤと、可変アパーチヤの通過光のうち可
   視光以外を反射し可視光のみを検出する受光部
   と、可変アパーチヤの対物レンズ側の面に、可変
   アパーチヤの開口部をカバーする大きさの可視光
   以外の平行光を照射し、その反射光量を検出する
   アパーチヤ径検出部と、受光部に接続し、アパー
   チヤ径検出部の出力をもとに増幅度を変え受光部
   出力信号を増幅する増幅度可変増幅回路からなる
   輝度計測装置。 ２ アパーチヤ径検出部が、対物レンズと可変ア
   パーチヤ間の光軸中心上に配置し、かつ可変アパ
   ーチヤの開口部をカバーする大きさのミラーと、
   対物レンズの光路外から前記ミラーに平行光を照
   射する投光部と、前記ミラーからの反射光を検出
   する受光部とからなる特許請求の範囲第１項記載
   の輝度計測装置。