JPS61189424A - 測光器 - Google Patents

測光器

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JPS61189424A
JPS61189424A JP60030814A JP3081485A JPS61189424A JP S61189424 A JPS61189424 A JP S61189424A JP 60030814 A JP60030814 A JP 60030814A JP 3081485 A JP3081485 A JP 3081485A JP S61189424 A JPS61189424 A JP S61189424A
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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〕 本発明は測光器に関し、特に温度等の環境変化による受
光素子の特性変化を補償した測光器に関する。
〔従来技術〕
従来の測光器は、特に微弱光の測定を行うものにおいて
は、受光素子として光電子放出型受光素子である光電子
倍増管いわゆるホトマルが使用されている。
ホトマルは高感度である反面、温度変化等による特性変
化が大きく、これが測定に影響を及ぼすことがある。そ
のため、受光素子としてホトマルを使用する測光器にお
いては、測光の直前に標準光源を用いて測光器を校正す
ることによってホトマルの特性変化が測光値に与える影
響を排除しあるいは低減させている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述の従来の測光器においては、環境変化によるホトマ
ルの影響を排除しあるいは低減させるため、校正に使用
する標準光源を準備しなければならないことが煩わしい
ことであることはもちろん、測定直前の校正作業そのも
のも煩わしいものである。
さらに、標準光源は一般にガス入りタングステン電球で
あり、経時による劣化を避けることができず、これを使
用して長期間にわたり高精度に測光を行うことが困難で
ある問題があった。
本発明は上記従来の問題に謹みなされたものであって、
環境変化による受光素子の特性変化の測光への影響を排
し、かつ長期間にわたり高精度の測光を行うことができ
る測光器を提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
本発明は上記目的を達成するため以下の構成上の特徴を
有する。すなわち、本発明は、第１受光部と、第１受光
部より感度特性の安定している第２受光部と、参照用光
源を含み制御部からの制御信号によって被測定物からの
光を第１受光部へ、また参照用光源からの光を第１受光
部及び第２受光部へ導く光学部と、測定者の指示に従い
被測定物からの光を上記光学部の第１受光部へ導かせる
第１制御信号、及び参照用光源からの光を上記第１受光
部及び第２受光部へ導かせる第２制御信号を出力する制
御部と、目盛り定め用の標準光源の測光量Ｐｒ、この標
準光源の光による第１受光部の出力Ｄｒ、目盛り定めの
際の参照用光源の光による第１受光部の出力Ｄｐｏ、目
盛り定めの際の参照用光源の光による第２受光部の出力
Ｄｓｏを記憶する記憶部と、被測定物からの光による第
１受光部の出力Ｄｍ、測定の際の参照用光源の光による
第１受光部の出力Ｄｐｔ　、測定の際の参照用光源の光
による第２受光部の出力Ｄｓｔ、及び上記記憶部から読
み出したＯｒ、　Ｄｐｏ、　Ｄｓｏを受け取り、被測定
物の測光量の測定値Ｐｍを の演算により求める演算部とから構成されることを特徴
とするものである。
〔発明の原理〕
上記構成の本発明において、目盛り定めの際、まず、記
憶部が標準光源の測光量Ｐｒを記憶する。
測光器が光度測定を目的とするのであれば測光量Ｐｒは
輝度値と、また照度測定を目的とするのであれば測光量
Ｐｒは照度値という具合に測光器の測光対象によって定
まる。続いて、参照用光源を点灯するとともに、制御部
の制御により参照用光源からの光束が第１受光部及び第
２受光部に導かれるように光学部を制御して、この時の
第１受光部と第２受光部の出力Ｄｐａ、　Ｄｓｏを記憶
部が記憶する。
さらに、参照用光源を消灯して標準光源を点灯するとと
もに、制御部により標準光源からの光束が第１受光部に
導かれるように光学部を制御して、この時の第１受光部
の出力Ｄｒを記憶する。
次に、測光に際しては、まず、参照用光源を点灯すると
ともに、制御部の制御により参照用光源からの光束が第
１受光部及び第２受光部に導かれるように光学部を制御
して、この時の第１受光部と第２受光部の出力Ｄｐｔ、
　Ｄｓｔを演算部に入力する。
さらに、参照用光源を消灯し、一方被測定部からの光束
が第１受光部に導かれるように制御部により光学部を制
御して、この時の第１受光部の出力Ｄｍを演算部に人力
する。
演算部は、さらに記憶部に記憶されている参照用光源か
らの光束による第１受光部及び第２受光部の出力［］ｐ
ｏ、　Ｄｓｏ、並びに標準光源の光度Ｐｒ及び標準光源
からの光による第１受光部の出力Ｄｒを読取る。
ところで上記出力Ｄ　ｒ、　Ｄｍ、　ＤｐｏＳＤｐｔＮ
ｌ）ｓｏ、及びＤｓｔは、以下の通り示される。
Ｄｒ＝ＰｒＸＫｌ　　　　　・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・　（１）Ｄｍ　＝　ｐ　ｍ　
ｘ　Ｋ　ｌｘ　（１＋α）・・・・・・・・・・・・（
２）Ｄｐｏ＝ＰｔＥｎ　　ＸＫ２　　　・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・　（３）ＤＰＬ＝
　Ｐ　’ＬＥＤ　　Ｘ　Ｋ２　　×（１＋α）　・・・
・・・　（４）Ｄ５゜＝ＰＬｉ。ＸＫ３　　　・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　（５）Ｄ
　ｓｔ　＝　Ｐ　’　ｔｉｎ　　Ｘ　Ｋ３　　・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　（６）従
って、式（１）、式（２）より被測定物の測光量Ｐｍは
で示される。
また、式（３）、式（４）より が得られる。
従って、式（７）へ式（８）を代入すると被測定物の測
光量Ｐｍは で示される。演算部は入力されたデータにより式（９）
の演算を行い、ドリフト係数αの影響を受けずに被測定
物の測光量を求める。
〔第１実施例〕 本発明の第１実施例の測光器は、第１図に示すように、
被測定部に対向した対物レンズ２と、対物レンズ２の光
軸４上であって、対物レンズ２の後方焦点位置に孔６を
位置させて斜設した孔あきミラー８と、孔あきミラー８
の後方に配置され、光軸４上に該光軸４を遮るように挿
入された挿入位置１０と実線で示す退避位置とに揺動可
能な可動ミラー１２と、同じく光軸４上の可動ミラー１
２の後方に配置された第１受光部であるホトマル１４と
を有する。測光器はまた、孔あきミラー８の反射光軸１
６にミラー１８．１対のリレーレンズ２０及び接眼レン
ズ２２を有する。
測光器はさらに、孔あきミラーとホトマル１４との間に
おいて光軸４と直交しかつ退避位置の可動ミラー１２を
垂直に通過する光軸２４上に、光軸４を挟んで、参照用
光源であるＬＥＤ２６と第２受光部であるシリコンフォ
トダイオード（以下ＳＰＤという）２８とを対向させて
備えている。
ここで、可動ミラー１２は、光軸４上の挿入位置１０に
あるときは、その反射面が光軸２４と交わらない位置に
あり、従って、ＬＥＤ２６から発せられた光の大部分の
ものは５ＰＤ２８に到達し、残りの僅かの部分が可動ミ
ラー１２によって反射されてホトマル１４に到達する。
これは受光部の感度差を考慮したものである。
第１実施例の測光器の制御系は、第２図に示すように、
ホトマル１４の出力は増幅器５０によって増幅された後
マルチプレクサ５２に入力され、同様に５ＰＤ２８の出
力も増幅器５４により増幅された後マルチプレクサ５２
に人力される。マルチプレクサ５２はＣＰＬＪ５６の制
御によりホトマル１４及び５ＰＤ２８の出力をＡ／Ｄコ
ンバータ５８に人力し、Ａ／Ｄコンバータ５８は人力さ
れた信号をデジタル信号に変えてメモリー５９に人力す
る。
一方、ＣＰＵ５６は、以下に詳細に説明する作動によっ
て、ドライバー６０を介してＬＥＤ２６を点灯するとと
もに、ドライバー６４を介してミラーモータ６６を回動
させて可動ミラー１２を揺動させる。ＣＰＵ５６はまた
、記憶部５９に記憶された目盛り定め時のホトマル１４
及び５ＰＤ２８の出力並びに同じく記憶部５９に記憶さ
れている測光時のホトマル１４及び５ＰＤ２８の出力を
受取り式（４）を演算して被測光部の光度Ｐｍを求めて
表示器７０で表示する。
第１実施例の測光器の目盛り定め時の作動は、第３Ａ図
に示すように、まず、可動ミラー１２を第１図に点線１
０で示す光軸４上の位置に移動させ、ＬＥＤ２６を点灯
させる。続いて、ＬＥＤ２６から発した光によるホトマ
ル１４及び５ＰＤ２８の出力Ｄ　ｐｏ、　　Ｄ　ｓｏを
検出してこれを記憶部５９で記憶する。
次に、可動ミラー１２を光軸４から離脱させて第１図に
実線で示す位置へ移動させ、またＬＥＤ２６を消灯する
。次に、標準光源を点灯させてこれを照準し、この時の
ホトマル１４の出力Ｄｒを検出して記憶部５９で記憶す
る。さらに、標準光源の測光量（理論値）Ｐｒが入力さ
れて記憶部５９で記憶される。
一方、測光時の作動は、第３Ｂ図に示すように、まず、
可動ミラー１２を第１図に点線１０で示す光軸４上の位
置に移動させ、ＬＥＤ２６を点灯させる。続いて、ＬＥ
Ｄ２６から発せられた光によるホトマル１４及び５ＰＤ
２８の出力Ｄｐｏ、　　Ｄｓ。
を検出してこれを記憶部５９で記憶する。
次に、可動ミラー１２を光軸４から離脱させて第１図に
実線で示す位置へ移動させ、またＬＥＤ２６を消灯させ
る。次に、被測定部を照準し、その時のホトマル１４の
出力Ｄｍを検出して記憶部５９で記憶する。続いて、記
憶部５９からＤｒ０゜Ｄｓｔ、　　Ｄｐｔ及び［）ｓｏ
を読出してドリフト補正値Ｒ＝　（Ｄｐｏ　−Ｄｓｔ）
　　／　（Ｄｐｔ−Ｄｓｏ）を演算する。さらに、記憶
部５９からＰｒ及びＤｒを読出し、Ｐｍ＝Ｐｒ　　ｘＲ
Ｘ　（Ｄｍ／Ｄｒ）を演算し、これを表示する。続いて
、測定が終了したか否かが判別され、終了であると判別
されない場合は測定開始のステップに戻り、終了が判別
されると測定が終了する。
〔第２実施例〕 本発明の第２実施例の測光器は第４図に示されるが、第
１実施例と同一の構成については同一の符号を付してそ
の説明を省略する。第２実施例の測光器は、光軸４上の
孔あきミラー８とホトマル１４との間に、リレーレンズ
５０、分光部５２、シャッタ５４及び参照光光学部５６
が配置されている。リレーレンズ５０は孔あきミラー８
の孔６と分光部５２の入口スリット５８とを共役関係に
する。分光部５２は、人口スリット５８、入口スリット
５８を通過した光軸４を反射するミラー６０゜６０、回
折格子モータ（図示せず）によって回動させられる平面
回折格子ミラー６６、入口スリット５８に焦点を有し平
面回折格子６６による反射前後の光軸４を反射する凹面
鏡６８、及び出口スリット７０を有する。平面回折格子
ミラー６６には凹面鏡６８で反射された平行光束が入射
する。
シャッタ５４はシャッタモータ７２によって開閉され、
光軸４に沿って進んで来る光束を通過させ又は遮断する
。
参照光光学部５６は、光軸４を挟んでＬＥＤ７４と５Ｐ
Ｄ７６を対向させて配置して構成され、ＬＥＤ７４と５
ＰＤ７６とを結ぶ光軸８０は光軸４と直交せず、５ＰＤ
７６がＬＥＤ７４よりもホトマル１４に近づいて位置決
めされている。参照光光学部５６はまた、光軸８０を軸
線とした円筒形ハウジング８４を有し、その円筒部に光
軸４に沿って進む光束の通過口８２を設けている。そし
て、ＬＥＤ７４が点灯すると、ＬＥＤ７４から発した光
の多くのものは５ＰＤ７６に到達し、一方ごく一部の光
はハウジング８４によって反射されてホトマル１４に到
達する。
第２実施例の測光器の制御部は、第５図に示すように、
ホトマル１４の出力が増幅器５０によって増幅された後
マルチプレクサ５２に人力され、同様に５ＰＤ７６の出
力も増幅器１００によって増幅された後マルチプレクサ
５２に人力される。
マルチプレクサ５２はＣＰＵｌｌ０の制御によりホトマ
ル１４及び５ＰＤ７６の出力をＡ／Ｄコンバータ５８に
入力し、Ａ／Ｄコンバータ５８は入力された信号をデジ
タル信号に変えてＲＡ　Ｍ２Ｏ３に人力する。
一方、ＣＰＵｌｌ０は、以下に詳細に説明する作動によ
って、ドライバー１１２を介してＬＥＤ６２を点灯する
とともに、ドライバー１１６を介して回折格子ミラーモ
ータ（図示せず）を回動させる。出口スリット７０は回
折格子ミラー６６の特定の反射方向の光、すなわち特定
の波長の光だけを通過させる作用をなし、ドライバー１
１６による回折格子ミラーモータの回動により回折格子
ミラー６６の回転角を変えることによって所定の波長の
光だけをホトマル１４に到達させる。
ＣＰＵｌｌ０はまた、ドライバー１１８を介してシャフ
タモータ７２を回動させてシャッタ５４を開閉させ、分
光部５２から射出された光を任意に遮断又は通過させる
。ＣＰＵｌｌ０はさらに、ＲＡＭ１０２に記憶された目
盛り定め時のホトマル１４及び５ＰＤ７６の出力並びに
同じ＜ＲＡＭ１０２に記憶されている測光時の特定波長
の光に係るホトマル１４及び５ＰＤ７６の出力を受取り
、所望波長について式（４）を演算して被測光部の光度
Ｐｍを求めて表示器７０で表示する。
第２実施例の測光器の目盛り定め時の作動は、第６Ａ図
に示すように、まず、シャッタ５４を閉じかつＬＥＤ？
４を点灯させる。続いて、ＬＥＤ２６から発せられた光
束によるホトマル１４及び５ＰＤ７６の出力Ｄ　ｐｏ、
　　Ｄ　ｓｏを検出してこれをＲＡＭ１０２で記憶する
。
次に、シャッタ５４を開き、ＬＥＤ７４を消灯する。次
に、標準光源を点灯させてこれを照準し、一方回折格子
ミラーモータを回動させて回折格子ミラー６６を所定位
置く波長λに相当する）に回動させ、この時のホトマル
１４の出力Ｄｒ（λ）を検出してＲＡＭ１０２で記憶す
る。
続いて、所望波長の測定が終了したか否かが判断され、
終了していない場合には、回折格子ミラーモータ駆動の
ステップに進み、該モータが一定角度回動させられて、
新しい波長についてホトマル１４の出力Ｄｒ（λ　ｌ）
が検出されてＲＡＭ１０２によって記憶される。そして
、すべての所望波長の測定が終了すると、各波長λにつ
いて標準光源の測光器（理論値）　Ｐｒ（λ）が入力さ
れてＲＡＭ１０２で記憶される。
一方、測光時の作動は、第６Ｂ図に示すように、まず、
シャッタ５４を閉じかつＬＥＤ７４を点灯させる。続い
て、ＬＥＤ７４から発せられた光によるホトマル１４及
びＳＰＤ、７６の出力Ｄ　ｐ　ｏ　＋Ｄｓｏを検出して
これをＲＡＭ　１０２で記憶する。
次に、シャッタ５４を開き、ＬＥＤ７４を消灯する。次
に、被測定部を照準し、回折格子ミラーモータを駆動さ
せて回折格子ミラー６６を所定傾斜角度にして所定波長
の光がホトマル１４に到達するようにし、この時のホト
マル１４の出力Ｄｓ（λ）を検出してこれをＲＡＭ　１
０２で記憶する。
続いて、所望波長の測定が終了したか否かが判断され、
終了していない場合には、回折格子ミラーモータ駆動の
ステップに進み、該モータが一定角度回動させられて、
新しい波長についてホトマル１４の出力Ｄｒ（λ”）が
検出されてＲＡ　Ｍ２Ｏ３によって記憶される。
所望波長の測定が終了すると、続いて、ＲＡＭ１０２か
らＤｐｏ、　　Ｄｓｔ、　　Ｄｐｔ及び［）ｓｏを読出
してドリフト補正値Ｒ＝　（Ｄｐｏ　−Ｄｓｔ）　　／
　（Ｄ９む・ＤｓＯ）を演算する。さらに、ＲＡＭ　１
０２から各波長についてＰｒ（λ）、　Ｄｒ（λ）を読
出し、Ｐｓ（λ）＝Ｐｒ（λ）ｘＲｘ（Ｄｓ（λ）／Ｄ
ｒ（λ））を演算し、これを表示する。
続いて、全測定が終了したか否かが判別され、終了であ
ると判別されない場合測定開始のステップに戻り、終了
が判別されると測定が終了する。
〔発明の効果〕
本発明は以上説明したように、予め高感度受光素子によ
り測定して記憶した標準光源の光度と、環境変化による
影響の少ない第２の受光素子の特性とを記憶し、これら
の記憶値を基準にして上記高感度受光素子と第２の受光
素子の出力とを比較することにより上記高感度受光素子
の出力を補正するように構成されるから、湯境変化の測
定への影響を排除し、しかも長期間にわたり高精度の測
光を行うことができる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１実施例の測光器の光学図、第２図
は第１実施例の測光器の制御系のブロック図、第３図は
第１実施例の測光器の作動のフローチャート図、第４図
は本発明の第２実施例の測光器の光学図、第５図は第２
実施例の測光器の制御系のブロック図、第６図は第２実
施例の測光器の作動のフローチャート図である。 ２・・・・・・対物レンズ ８・・・・・・孔あきミラー １２・・・・・・可動ミラー １４・・・・・・ホトマル ２６・・・・・・ＬＥＤ ２８・・・・・・５ＰＤ ６６・・・・・・回折格子ミラー ６８・・・・・・凹面鏡

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）第１受光部と、 第１受光部より感度特性の安定している第２受光部と、 参照用光源を含み制御部からの制御信号によって被測定
    物からの光を第１受光部へ、また参照用光源からの光を
    第１受光部及び第２受光部へ導く光学部と、 測定者の指示に従い被測定物からの光を上記光学部の第
    １受光部へ導かせる第１制御信号、及び参照用光源から
    の光を上記第１受光部及び第２受光部へ導かせる第２制
    御信号を出力する制御部と、 目盛り定め用の標準光源の測光量Ｐｒ、この標準光源の
    光による第１受光部の出力Ｄｒ、目盛り定めの際の参照
    用光源の光による第１受光部の出力Ｄｐｏ、目盛り定め
    の際の参照用光源の光による第２受光部の出力Ｄｓｏを
    記憶する記憶部と、 被測定物からの光による第１受光部の出力 Ｄｍ、測定の際の参照用光源の光による第１受光部の出
    力Ｄｐｔ、測定の際の参照用光源の光による第２受光部
    の出力Ｄｓｔ、及び上記記憶部から読み出したＤｒ、Ｄ
    ｐｏ、Ｄｓｏを受け取り、被測定物の測光量の測定値Ｐ
    ｍを Ｐｍ＝Ｐｒ×（Ｄ＿ｐ＿ｏ・Ｄ＿ｓ＿ｔ）／（Ｄ＿ｐ＿
    ｔ・Ｄ＿ｓ＿ｏ）×（Ｄｍ）／（Ｄｒ）の演算により求
    める演算部とから構成されることを特徴とする測定器。
  2. （２）特許請求の範囲第（１）項に記載の測光器におい
    て、上記記憶部は、目盛り定めのための標準光源の測光
    量Ｐｒを目盛り定め前に記憶し、目盛り定めの際に標準
    光源の光による第１受光部の出力Ｄｒ並びに参照用光源
    の光による第１受光部の出力Ｄｐｏ及び第２受光部の出
    力Ｄｓｏを記憶することを特徴とする測光器。
  3. （３）特許請求の範囲第（２）項に記載の測光器におい
    て、上記記憶部は、不揮発性メモリで構成されているこ
    とを特徴とする測光器。
  4. （４）特許請求の範囲第（３）項に記載の測光器におい
    て、上記記憶部は、制御部からの信号により上記出力Ｄ
    ｒ、Ｄｐｏ、またはＤｓｏであるかを判別して記憶する
    ことを特徴とする測光器。
  5. （５）特許請求の範囲第（１）項に記載の測光器におい
    て、上記光学部は、上記制御部からの第２制御信号に応
    じて参照用光源を点灯し、上記第１制御信号に応じて被
    測定物からの光を第１受光部へ導かせる第１光路を形成
    し、さらに上記第２制御信号に応じて参照用光源からの
    光を第１受光部へ導かせる第２光路と第２受光部へ導か
    せる第３光路とを形成することを特徴とする測光器。
  6. （６）特許請求の範囲第（５）項に記載の測光器におい
    て、上記光学部は、可動ミラーを含み、この可動ミラー
    は上記第１制御信号を受けとると上記第２及び第３光路
    を遮閉して第１光路を形成し、上記第２制御信号を受け
    とると上記第１光路を遮閉して第２第３光路を形成する
    ことを特徴とする測光器。
  7. （７）特許請求の範囲第（５）項に記載の測光器におい
    て、上記光学部は、第１光路中にシャッター部を含み、
    このシャッター部は上記第１制御信号のタイミングによ
    り第１光路を形成し、上記第２制御信号のタイミングに
    より第２光路を形成することを特徴とする測光器。
  8. （８）特許請求の範囲第（１）項に記載の測光器におい
    て、上記光学部は、上記第１光路中に分光器を含むこと
    を特徴とする測光器。
  9. （９）特許請求の範囲第（８）項に記載の測光器におい
    て、上記記憶部が記憶する目盛り定めのための標準光源
    の測光量Ｐｒ、及びこの標準光源の光による第１受光部
    の出力Ｄｒ、並びに被測定物からの光による第１受光部
    の出力Ｄｍは、分光データであることを特徴とする測光
    器。
  10. （１０）特許請求の範囲第（１）項に記載の測光器にお
    いて、上記光学部は、第２受光部に導く参照用光源から
    の光が第１受光部に導く参照用光源からの光よりも多い
    ことを特徴とする測光器。
  11. （１１）特許請求の範囲第１０項に記載の測光器におい
    て、第１受光部が光電子増倍管であり、第２受光部がシ
    リコンホトダイオードであり、また参照用光源がＬＥＤ
    であることを特徴とする測光器。
  12. （１２）特許請求の範囲第（１）項に記載の測光器にお
    いて、上記演算部は、制御部からの信号で上記出力Ｄｍ
    、Ｄｐｔ、またはＤｓｔであるかを判別することを特徴
    とする測光器。
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