JPS6291833A

JPS6291833A - 光源の２次元配光分布測定装置

Info

Publication number: JPS6291833A
Application number: JP60232746A
Authority: JP
Inventors: Manabu Yasukawa; 学安川; Koji Ichie; 更治市江
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1985-10-18
Filing date: 1985-10-18
Publication date: 1987-04-27
Also published as: JPH034858B2

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、光源等の配光分布をリアルタイムで測定する
ことができる光源の２次元配光分布測定装置に関する。

（従来の技術）光源の配光特性は、その光源を選択するための重要な基
準となるから、光源の製造者は仕様書等に光源の配光特
性を記載する場合が多い。

しかしながら、この配光特性の測定はかなりの作業であ
った。

第４図を参照して、従来の配光分布測定の測定例を簡単
に説明する。

従来の配光分布測定は、第４図に示すように、被測定光
源１より充分離れた位置に光電子増倍管。

フォトダイオード等の検出器２を配置する。

そして、検出器２自体を被測定光源１に対して同心円上
に移動させることによって各位置において測定し、光源
の配光分布を１次元的、離散的な測定を行っている。

なお、前記光源１をその光軸面りに９０°回転させて、
同様な測定を行うことにより、配光立体を推定すること
ができる。

（発明が解決しようとする問題点）前述した測定方法により、精度の高い測定データを得る
ためには、精度にみあった測定回数が必要となる。

また、被測定光源より検出器が充分離れている必要があ
るため広いスペースが必要となる。

さらに、被測定光源以外の光を遮断するために測定室を
設けなければならないという問題がある。

その上、再現性ということを考えた場合に、誤差が出や
すいという欠点がある。また前述した測定方法の基本は
あくまでも１次元的であり、２次元的なデータを得るた
めには前記１次元的な測定を複数回行う必要がある。

いずれにしても、前記方法は１箇所ごとに測定を行うた
めに、配光分布を測定する場合に、非常に多くの時間を
必要とする。

さらに重要なことは、各点を同時に測定できないので、
被測定光源から出射される光束が不安定であった場合に
は事実上測定不能となる。

本発明の第１の目的は、前記従来方法の問題をすべて解
決することができる光源等の配光分布をリアルタイムで
測定することができる光源の２次元配光分布測定装置を
提供することにある。

本発明の第２の目的は前記測定データにさらに画像処理
を施して、より定量的に特性を評価することができるデ
ータを得ることができる光源の２次元配光分布測定装置
を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）前記第１の目的を達成するために、本発明による光源の
２次元配光分布測定装置は、被測定光源が前側焦点位置
に配置されるコリメータレンズ系と、前記コリメータレ
ンズ系の後側焦点面上に生じた前記被測定光源の強度分
布像を再結像させるリレーレンズ系と、前記再結像され
た像を撮像するテレビジョン撮像装置と、前記テレビジ
ョン撮像装置の出力を出力する出力装置から構成されて
いる。

前記第２の目的を達成するために、本発明による光源の
２次元配光分布測定装匝は、被測定光源が前側焦点位置
に配置されるコリメータレンズ系と、前記コリメータレ
ンズ系の後側焦点面上に生じた前記被測定光源の強度分
布像を再結像させるリレーレンズ系と、前記再結像され
た像を撮像するテレビジョン撮像装置と、前記テレビジ
ョン撮像装置の出力を他の画像に変換する画像処理装置
と、前記画像処理装置の出力を出力する出力装置から構
成されている。

（実施例）以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する
。

第１図は本発明による前記第１の２次元配光分布測定装
置の実施例を示す配置図である。

コリメータレンズ系３の前側焦点付近に置かれた発光点
からの出射光の内、光軸に対して平行な光束はコリメー
タレンズ系３により光軸上の後側焦点位置に像を結ぶ。

また、発光点よりある角度をもって出射した平行光束は
コリメータレンズ系３により後側焦点面上の被測定光源
４より出射された角度に対応する位置に、その出射方向
の強度に比例した二次元的強変分布を示す空中像５を形
成する。

本発明ではコリメータレンズ系３の後側焦点面に前記光
の分布を形成するために、前記コリメータレンズ系３の
前倒焦点付近に被測定光源４を配置する。

このコリメータレンズ系３の後側焦点面上に生じた２次
元的強度分布を示す空中像５は、被測定光源４が半導体
レーザあるいは、光フアイバ出射端である場合には、各
々の光源の構造に由来する発光パターンの横モードに対
応した強度分布を示しており、一般にファーフィールド
パターンと呼ばれるものである。

この２次元的強度分布を示す空中像５をテレビジョン撮
像装置６の撮像面７の有効サイズに最結像させるために
リレーレンズ系８を設ける。

テレビジョン撮像装置６より得られる映像信号をテレビ
ジョンモニタ９に導けばテレビジョンモニタ９上には前
記２次元的強度分布を示す空中像５に比例した被測定光
源２の二次元配光分布画像を観察することができる。

なお、被測定光源４をコリメータレンズ系３の前側焦点
位置に置けば、コリメータレンズ系３がフーリエ変換光
学系の働きをすることになり、その後側焦点位置に生ず
る空中像５は被測定光源４のフーリエ回折像となるので
、光源の発光特性の理論的解析が容易になる特徴をもつ
。

前述した実施例において、コリメータレンズ系３は光束
の入射角θとその像高りとの間に正確に次の関係が成立
することが好ましい。

ｈ＝ｆ・θ・・・・・・・・・・・・（１）そのために
はｆ・θレンズを用いることが好ましい。

しかし、現実のコリメータレンズ系３は必ずしも前記（
１）の条件を満足するものではない。

本発明の第２の構成によれば、通常のコリメータレンズ
系３を用いても前記歪等の問題を解決することができる
。

第２図は第２の構成の実施例を示す配置図である。

光源４．コリメータレンズ系３．空中像５．リレーレン
ズ系８．テレビジョン撮像装置６の配置および機能は先
に第１図を参照して説明した実施例と異ならない。

前述したようにコリメータレンズ系３は前記（１）式を
満足せず、リレーレンズ系８も歪曲収差を持ちえるもの
である。

しかし、これ等は個別には既知であり、総合して光学系
の歪として定量化することができる。

さらに全体の系を考えると撮像系の走査歪等も考えられ
るが、これも既知である。

したがって、この量を画素に対応させて、記憶装置１０
に予め記憶させておく。

画像処理装置１１は前記記憶装置１０の内容を参照して
、映像信号の処理を行い全系の位置の歪を総て除去した
データを得ることができる。

前記全系の歪を総て除去したデータをディジタル変換し
て、出力ディジタル記憶装置に入力しておけば、このデ
ータを読み出すことにより、光源の２次元配光分布測定
データが得られる。

また前述した実施例と同様にテレビジョンモニタ９に表
示を行うことができる。

この実施例装置では、さらに前記歪補正の行われたデー
タに対して、さらに画像処理を行い、第２図のモニタ９
に示されているように等輝度曲線に変換したり、第３図
に示したように３次元立体斜視図表現データに変換する
ことができる。

以上詳しく説明した実施例について、本発明の範囲内で
種々の変形を施すことができる。

前記画像処理は選択的に可能であり歪の補正をしないで
等輝度表示や、立体表示にすることも可能である。

また前記被測定光源の光軸は必ずしも光学系の光軸に一
致させられていなくても良い。

その傾きを記録しておけば、光学系の光軸に一致させて
おいたときには得られないデータを得ることができる。

（発明の効果）以上詳しく説明したように本発明よる光源の２次元配光
分布測定装置は、被測定光源が前側焦点位置に配置され
るコリメータレンズ系と、前記コリメータレンズ系の後
側焦点面上に生じた前記被測定光源の強度分布像を再結
像させるリレーレンズ系と、前記再結像された像を撮像
するテレビジョンｔｉｔ像装置と、前記テレビジョン撮
像装置の出力を出力する出力装置から構成されている。

したがって、光源の２次元配光分布をリアルタイムで測
定することができる。

リアルタイムで測定できるため、従来の方法では測定で
きなかった光源の強度に揺らぎのあるものの２次元配光
分布も容易に測定できる。

またどのような揺らぎがあるか、モニタで観察できる。

また光学系を小さくまとめることができるから、被測定
光源と光学系を簡単なフードで覆うことにより、外部の
光の影響を避けることができる。

そのため従来方法のように、暗室を利用するというよう
な配慮は全く不要となる。

次に本発明の第２の構成は前記構成に加えて、前記テレ
ビジョン撮像装置の出力を他の画像に変換する画像処理
装置を備えている。

したがって、テレビジョン撮像装置の出力を処理して、
より直感的に理解しやすい等輝度表示とか立体視表示が
可能となる。

次に、全系の歪が既知であるから、そのデータを参照し
て画像処理を行うことができる。

その結果高価なｆ・θレンズを使用する必要がなくなる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による２次元配光分布測定装置の第１の
構成の実施例を説明するための配置図である。第２図は本発明による２次元配光分布測定装置の第２の
構成の実施例を説明するための配置図である。第３図は前記第２の構成の実施例装置で画像処理された
出力の表示例を示すグラフである。第４図は従来の配光分布測定法を示す配置図である。３・・・コリメータレンズ系４・・・被測定光源５・・・空中像６・・・テレビジョン撮像装置８・・・リレーレンズ系９・・・テレビジョンモニタ１０・・・記憶装置１１・・・画像処理装置１２・・・出力データ記憶装置特許出願人　浜松ホトニクス株式会社代理人　弁理士　　井　ノ　ロ　　溝片１図才２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被測定光源が前側焦点位置に配置されるコリメー
タレンズ系と、前記コリメータレンズ系の後側焦点面上
に生じた前記被測定光源の強度分布像を再結像させるリ
レーレンズ系と、前記再結像された像を撮像するテレビ
ジョン撮像装置と、前記テレビジョン撮像装置の出力を
出力する出力装置から構成した光源の２次元配光分布測
定装置。
（２）前記出力装置はテレビジョンモニタである特許請
求の範囲第１項記載の光源の２次元配光分布測定装置。
（３）前記被測定光源は、レーザダイオード、光ファイ
バの光出射端等である特許請求の範囲第１項記載の光源
の２次元配光分布測定装置。
（４）被測定光源が前側焦点位置に配置されるコリメー
タレンズ系と、前記コリメータレンズ系の後側焦点面上
に生じた前記被測定光源の強度分布像を再結像させるリ
レーレンズ系と、前記再結像された像を撮像するテレビ
ジョン撮像装置と、前記テレビジョン撮像装置の出力を
他の画像に変換する画像処理装置と、前記画像処理装置
の出力を出力する出力装置から構成した光源の２次元配
光分布測定装置。
（５）前記画像処理装置は光学系の歪補正を行う処理を
含む装置である特許請求の範囲第４項記載の光源の２次
元配光分布測定装置。
（６）前記画像処理装置は前記テレビジョン撮像装置の
出力を等輝度線画像データに変換する画像処理装置であ
る特許請求の範囲第４項記載の光源の２次元配光分布測
定装置。
（７）前記画像処理装置は、前記テレビジョン撮像装置
の出力を斜視立体図に変換する画像処理装置である特許
請求の範囲第４項記載の光源の２次元配光分布測定装置
。