TWI460403B - 用於測定全光束之全光束測定裝置及全光束測定方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於用於測定從對象物放出的全光束之全光束測定裝置及全光束測定方法，尤其是關於適用於測定棒狀發光體發出的全光束之構成。
一直以來，全光束(1m：流明)被使用作為評估用於照明器具等的光源的性能之指標。已知有使用積分球的球形光束計作為以更高精密度測定上述全光束的裝置。該球形光束計中，在積分球內配置了點亮的光源，用塗布於積分球內壁的擴散反射材料(例如，硫酸鋇或PTFE(polytetrafluoroethylene))來重複反射來自該光源的光束。藉由此反覆的反射，使積分球內壁面的照度均一。基於該積分球內壁面的照度和光源的全光束成比例的事實，而測定積分球內壁面的照度，並將該測定值和由事先取得之標準光源測定得到的照度比較，來算出來自測定對象的光源的全光束。
此種球形光束計的相關習知技術為，在特開平07-146175號公報中，揭露了具備積分球和積分球的冷卻裝置的全光束測定裝置。該全光束測定裝置之目的為，以定電力點亮測定的燈時使積分球冷卻到特定溫度，藉此，執行穩定且精度佳的測定。
另外，特開平06-167388號公報中，揭露了光束計，其使用半球狀的內壁上塗布了光擴散材料的積分半球，以及通過該積分半球的內部半球的曲率中心，覆蓋該積分半球的開口部之平面鏡構成半球型的積分球。
藉由使用如上述之球形光束計，也能夠針對如直管螢光燈之棒狀的光源測定全光束。但是，在此情況下，必須使積分球的內側直徑為光源長度的1.2倍以上。此係由於：光源的發光部，越接近積分球壁面，則由於壁面之反射光再入射到光源本身而造成影子，因此而使得測定值產生誤差。
例如，欲測定學校或辦公室等通常使用的40W(瓦)的直管螢光燈的全光束時，因為該直管螢光燈的長邊方向的長度約為1.2m，所以需要有內側直徑為1.5m以上的積分球。而且，車站等通常使用的110W的直管螢光燈，其長邊方向的長度約達2.4m，為了測定此種直管螢光燈的全光束，就必須要有內側直徑達3m以上的大型積分球。
因此，若要評估螢光燈之棒狀光源的全光束，必須要有相對較大型的積分球，在製造或搬運等方面要耗費人力及成本，而且，有時難以確保為了設置它所需要的足夠空間。
本發明係為解決上述問題，其目的為，提供能夠藉由更簡潔的構成而更正確地測定全光束的全光束測定裝置及全光束測定方法。
依據本發明之一例之全光束測定裝置，其包括：本體，其構成為可裝設棒狀發光體之對象物；積分部，其具有讓上述對象物之長邊方向貫穿的第1及第2孔；相對移動機構，在該對象物貫穿該積分部的狀態下，使該對象物和該積分部相對移動；測定部，透過設置於不同於該積分部的該第1及第2孔的位置之觀測窗，測定該積分部內的照度；處理部，在使該對象物和該積分部相對移動，以使得該對象物實際的所有發光面露出於該積分部的內部空間的情況下，依據由該測定部測得的照度，算出該對象物放出的全光束。
以此為佳：積分部包括：內壁面具有光擴散反射層的半球部；及配置為塞住該半球部的開口的平面鏡。
更以此為佳：該第1孔設置於該平面鏡上的該半球部的實質曲率中心；及第2孔設置於通過設置該第1孔的位置之該平面鏡的法線和該半球部的交點。
更以此為佳：更包含用以限制該對象物的發光面露出於該積分部的內部空間的筒狀之限制部，該限制部，和該第2孔連通且露出於該積分部的內部空間的面上具有反射層。
更以此為佳：限制部係構成為，使得露出於該積分部的內部空間的該對象物的發光面的長邊方向上的長度，為該半球部的半徑的5/6以下。
或者，以此為佳：積分部包括：內壁面具有光擴散反射層之球體部；以及設置於該對象物的發光面和該觀測窗之間的擋板；該全光束測定裝置更包括筒狀的第1及第2限制部，用以限制露出於該積分部的內部空間的該對象物的發光面；該第1限制部，和該第1孔連通，並且，於露出該積分部的內部空間之面具有反射層；該第2限制部，和該第2孔連通，並且，於露出該積分部的內部空間之面具有反射層。
以此為佳：更包括至少1個受光部，用以測定存在於該積分部的外部的該對象物的發光面發出的光的照度；該處理部，依據上述至少1個受光部測得的照度測定結果，修正該對象物之發光特性的變動，藉以算出該全光束。
或者，相對移動機構，使該對象物和該積分部的相對位置步進式變化，每次變化的距離相同於該積分部的內部空間露出的該對象物的發光面的長邊方向之長度；該處理部，將於該對象和和該積分部各個的相對位置測定之照度累加，藉此以算出上述全光束。
依據本發明另一例之全光束測定方法，其包括：將棒狀發光體之對象物裝在測定裝置之步驟，該測定裝置包含：積分部，其具有讓上述對象物之長邊方向貫穿的第1及第2孔；以及測定部，透過設置於不同於該積分部的該第1及第2孔的位置之觀測窗，測定該積分部內的照度；在該對象物貫穿該積分部的狀態下，使該對象物和該積分部相對移動，以使得該對象物實際之所有發光面於該積分部的內部空間露出的步驟；在複數個相對位置上使用該測定部測定照度的步驟；依據在該複數個相對位置上測得之複數個照度，算出該對象物發出的全光束的步驟。
本發明之上述及其他的目的、特徵、例子及優點，可參照附圖並由後述詳細說明而理解。
茲參照圖式詳細說明本發明實施型態。另外，圖中之同一或相當的部分，係標以同一符號且不重複說明。
參照第1圖，本實施型態之全光束測定裝置100包括配置於框40的本體20。本體20係構成為可裝設棒狀發光體之測定對象的光源(以下亦稱之為「對象物OBJ」)。再者，在以下之說明中，係例示直管螢光燈以作為棒狀發光體之典型例，但使用本發明之全光束測定裝置100測定全光束的對象物，並不限於直管螢光燈。例如，也可以適用於在長邊方向配置複數個如發光二極體(Light Emitting Diode，LED)等的發光元件的光源等。
具體言之，本體20具有點燈治具11及12。點燈治具11及12，係對向配置於相距特定距離的位置，並且，其各個端面上，設置用以提供電力給直管螢光燈的連接器。因此，當對象物OBJ之直管螢光燈裝在點燈治具11和點燈治具12之間時，就開始對該直管螢光燈供電。再者，為了能夠自由裝設複數的尺寸(長度)的直管螢光燈，也可以採用用以變更點燈治具11和點燈治具12之間的距離的機構。具體言之，點燈治具11和點燈治具12中至少一者設置汽缸等的伸縮機構，對應於對象物OBJ的長度而使伸縮機構動作，藉此，能夠針對複數長度的直管螢光燈測定其全光束。
全光束測定裝置100更包括：積分部10，其具有讓對象物OBJ於長邊方向貫穿的一對試料孔(第2圖之符號3及4)；及測定器21，其透過設置於不同於積分部10的該一對試料孔的位置之觀測窗(第2圖之符號5)來測定積分部10內的照度。
參照第2圖，說明積分部10及測定器21的詳細構成。如第2圖所示，依據本實施型態的積分部10係為半球型的光積分器。具體言之，積分部10包括：內壁面具有光擴散反射層1a的半球部1；及配置為塞住半球部1的開口的圓板狀的平面鏡2。典型的光擴散反射層1a為，將硫酸鋇或PTFE(polytetrafluoroethylene)等的光擴散材料藉由塗布或吹附等方式而形成。平面鏡2配置為，通過半球部1的實質曲率中心O且塞住半球部1的開口部。在此，半球部1的實質曲率中心O係為以半球部1的內側面之幾何學的中心為代表。
再者，在平面鏡2上，形成用以將半球部1的內部空間和半球部1外部之間連通的試料孔3。該試料孔3，係設置於平面鏡2上的半球部1的實質曲率中心。再者，在半球部1上之與試料孔3相對向的位置上，形成用以將半球部1的內部空間和半球部1的外部之間連通的試料孔4。具體言之，該試料孔4係設置於通過設置試料孔3的位置之平面鏡2的法線和半球部1的交點。
依據本實施型態的積分部10，使得配置於其內部空間的對象物OBJ發出的光束在其內壁面重複反射。藉由此重複反射，使積分部10內壁面的照度均一。再者，此經過均一化的照度係為，與對象物OBJ發出的(部分)全光束成比例之值。亦即，即使是半球型的積分部10，也能夠發揮和習知的積分球同樣的功能。其理由如下述。
配置於積分部10的內部空間之對象物OBJ發出的光束中，一部份的光束入射到半球部1的內壁面(光擴散反射層1a)，並在此擴散反射。另一方面，殘餘的光束入射到平面鏡2，並在此鏡面反射。此時，平面鏡2，以光學方式形成半球部1的內壁面的虛像。如上述，平面鏡2係配置為通過半球部1的實質曲率中心O，因此，在平面鏡2和半球部1之間，形成具有一定曲率的半球空間。因此，藉由半球部1的內壁面(光擴散反射層1a)所定義的半球空間內的實像和平面鏡2所形成之虛像，能夠得到和使用實質的球體的積分球時相等當的照度分佈。換言之，可以當作是好像在球體的積分球內，彼此對稱配置之2個對象物OBJ分別發出光束，因此，依據本實施型態的半球型的積分部10，具有和習知的積分球相同的光積分器的功能。
因此，上述的「半球部1的實質曲率中心O」為，除了半球部1的整個的曲率中心的情況之外，還包含了能夠得到和如上述之使用球體的積分球實質相當的照度分佈的附近位置之概念。
在平面鏡2設置了用以測定積分部10的內壁面照度的觀測窗5。觀測窗5，使半球部1的內部空間和半球部1的外部連通，並且，在半球部1的外側，設有取出耦合器24以和觀測窗5連通。觀測窗5係觀測包含於特定的視野角的範圍之半球部1的內壁面的照度，並透過取出耦合器24取出此觀測到的照度所對應的光。再者，透過取出耦合器24從積分部10取出的光，通過光纖23而向測定器21傳遞。
另外，可以將觀測窗5設在半球部1的任一個位置。但是，在此情況下，必須要讓對象物OBJ沒有直接置入觀測窗5的視野範圍中。
測定器21，測定透過光纖23輸入的光之照度，並將其輸出傳給處理部50。再者，可以採用檢測測定波長範圍全體的照度之測定器作為測定器21，或者，也可以採用能夠檢測各波長的照度之分光型的測定器。在採用分光型的測定器的情況下，能夠測定考慮了對象物OBJ的波長依存性之全光束。
再者，積分部10的內部空間中，設有遮光筒6，其相當於用以限制對象物OBJ的發光面(發光部)於積分部10的內部空間露出的部分之限制部。遮光筒6，其筒內和試料孔4連通，並且，露出於積分部10的內部空間的面上具有反射層。更具體言之，遮光筒6，其外表面被加工為鏡面，並且，構成為其內徑從試料孔4向平面鏡2緩緩變細的圓錐台狀。此係為了降低，遮光筒6的筒內部分，亦即沒有在積分部10的內部空間露出的部分的光束漏到積分部10的內部空間中。再者，也可以採用能夠降低未在積分部10的內部空間露出的部分之光束的漏入之其他的替代手段。
遮光筒6係為，使對象物OBJ的發光面(發光部)配置在積分部10的內部空間內的實像、和其內部空間所對應的虛像所形成的光學的球狀空間的中心部。亦即，遮光筒6，使對象物OBJ的發光面(發光部)與積分部10的壁面及其虛像的壁面相距特定距離，以降低測定誤差。
參見第3圖，考慮對象物OBJ的發光面(發光部)接近半球部1的內壁面的情況。例如，從對象物OBJ發出的光束L1入射到半球部1的內壁面(光擴散反射層1a)時，其一部份的擴散反射光L2反射到和對象物OBJ不同的方向，但是，另一個擴散反射光L3，再入射到對象物OBJ。對象物OBJ的表面，不限於使用擴散反射材料或鏡面反射材料，因此，再入射到對象物OBJ的擴散反射光L3，被對象物OBJ吸收。亦即，對象物OBJ本身為影子，因此而產生測定值的誤差。
因此，在本實施型態中，藉由使用遮光筒6，能夠使對象物OBJ實質上離開積分空間的壁面，藉此，能夠降低因為如上述之對象物OBJ本身的光吸收而造成測定誤差。
再者，於積分部10的內部空間露出的對象物OBJ的光發面的長邊方向的長度，構成為半球部1的半徑之5/6以下為佳。亦即，若使用第2圖所示對象物OBJ的露出距離La、及遮光筒6的實質長度Lb來表現，即為適當地設計對象物OBJ的露出距離La及遮光筒6的長度Lb等，以使得La/(La+Lb)≦5/6較佳。
再次參見第1圖，全光束測定裝置100更包含驅動台22，其係用以使積分部10及測定器21沿著移動軌13移動。在此，積分部10及測定器21，係一體地固定在驅動台22上。驅動台22依據後述之處理部50發出的指令，沿著移動軌13的軸方向移動。更具體言之，使積分部10及測定器21，沿著對象物OBJ裝在點燈治具11及12時的該對象物OBJ的長邊方向移動。亦即，用以供電給對象物OBJ的點燈治具11及12，形成於通過設於積分部10的一對試料孔的中心之直線上，將對象物OBJ裝在點燈治具11及12的情況下，點燈治具11、對象物OBJ及點燈治具12配置於一直線上。
亦即，驅動台22及移動軌13相當於，在使對象物OBJ貫穿積分部10的狀態下，使對象物OBJ和積分部10相對移動的相對移動機構。
依據本實施型態的全光束測定裝置100中，使得對象物OBJ實際上所有的發光面於積分部10的內部空間露出，使對象物OBJ和積分部10相對移動的情況下，依據由測定器21測定的照度，算出對象物OBJ發出的全光束。亦即，將對象物OBJ配置為從試料孔3跨到試料孔4而貫穿積分部10之後，測定對象物OBJ位於積分部10之內部空間的部分之光束，繼之，使積分部10對對象物OBJ相對移動，同樣地測定對象物OBJ位於積分部10內部空間的部分之光束。如此一來，藉由將對象物OBJ的發光面適當地依序移動而測定之光束累加，藉此算出對象物OBJ的全光束。
全光束測定裝置100，更包含處理部50。處理部50係為負責關於上述的全光束之測定的各種控制及演算處理的部分。一般而言，可以藉由在泛用的個人電腦中安裝用以提供依據本實施型態之全光束測定方法之程式而提供處理部50。此情況中的硬體構成係為習知，因此在此不詳細說明。或者，也可以用硬體來實現處理部50所提供的功能的全部或一部份。
全光束測定裝置100更包含受光部25、26，用以測定存在於積分部10的外部的對象物OBJ的發光面發出的光的輝度。典型的受光部25、26由光二極體或CCD(Charge Coupled Device)等構成，該測定得到的輝度值被傳送到處理部50。處理部50依據該受光部25、26的輝度測定結果，修正對象物OBJ之發光特性的變動，藉以算出來自對象物OBJ的全光束。
亦即，依據本實施型態的全光束測定裝置中，對象物OBJ的一部份被包在積分部10的內部，因此，該內包部分之放熱特性惡化。因此，對象物OBJ的最冷點溫度變動(一般而言是上升)，來自對象物OBJ的光束可能會減少。在此，在直管螢光燈等的情況下，因為最冷點溫度變動的發光特性的變動，能夠視為是表現於發光面全體，因此，藉由監視對象物OBJ的輝度的變動，就能夠檢測出對象物OBJ的發光特性的變動。因此，依據此輝度變動，來修正測定的照度(和光束成比例)，藉此能夠以高精密度來測定對象物OBJ的全光束。
再者，依據本實施型態的全光束測定裝置100，在各個相對位置上，只要沒有外亂光侵入到積分部10的內部空間及光束從積分部10的內部空間漏出，就能夠正確地測定對象物OBJ的全光束，因此，不一定需要使對象物OBJ從外部遮蔽(遮光)。但是，如上述之修正對象物OBJ之發光特性的變動的情況下，在受光部25、26必須要以更高精密度測定輝度，因此，採用能夠將對象物OBJ從外部空間遮光的構成作為框40較佳。
繼之，參見第4及5圖說明依據本實施型態之全光束測定裝置中的測定程序。
首先，如第4圖所示，將對象物OBJ裝在點燈治具11及點燈治具12之間，並將其點亮。繼之，等待對象物OBJ發出的光穩定。在此初期狀態中，積分部10設定在其內部空間僅有點燈治具11露出的位置。
對象物OBJ發出的光束穩定之後，藉由受光部25、26分別測定對象物OBJ的輝度，將該測定結果儲存為穩定時的輝度(基準值)。繼之，開始對象物OBJ發出的全光束的測定。
亦即，藉由從處理部50對驅動台22發出指令，使對象物OBJ和積分部10的相對位置步進式變化，每次變化的距離相同於積分部10的內部空間露出的對象物OBJ的發光面的長邊方向之長度(第2圖所示之露出距離La)。因此，如第5圖所示，積分部10步進式地從紙面左側向紙面右側移動。
繼之，在各個相對位置，由測定器21測定積分部10內的照度。此時，依序移動積分部10，使得對象物OBJ的發光面於積分部10的內部空間適當地露出。換言之，依序給予驅動台22指令，以使得將測定器21分別測定照度的對象物OBJ的露出面相接起來時，和對象物OBJ所具有的發光面的全體實質上一致。繼之，藉由將對象物OBJ和積分部10的各個相對位置上測定得到的照度累加，而算出從對象物OBJ發出的全光束。
再者，依據由測定器21測定的照度而算出對象物OBJ發出的全光束的情況下，必須要事先使用同樣的積分部10和測定器21測定產生已知光束的標準光源，以取得從該已知光束和測定得到的照度之關係算出的換算式(換算係數)。亦即，事先取得照度和光束之間的換算係數，使用該換算係數，依據測定得到的照度而算出對象物OBJ的光束。
如上述，測定器21測定積分部10內的照度時，使受光部25、26測定對象物OBJ的輝度。繼之，依據受光部25、26測得的輝度，修正對應的測定器21的測定結果(和對象物OBJ之光束成比例的照度)。再者，受光部25、26之設置係為了，依據積分部10的位置，會有各受光部的視野範圍中不含對象物OBJ而包含積分部10的情況，即使在此情況下，也能夠正確地取得對象物OBJ的輝度。再者，只要是不受積分部10位置之影響，能夠適當地測定對象物OBJ發出的輝度之構成，受光部的數量並不以2個為限。
第6圖顯示依據本發明實施型態1之處理部50的控制構造之示意圖。參見第6圖，處理部50，以由測定器21測定之照度E和由受光部25及/或26測定之輝度L為輸入，而輸出對象物OBJ的全光束Φ。更具體言之，處理部50其控制構造包含：指令產生部500、乘法器501及505、累積器502、修正係數算出部506。
指令產生部500，產生用以使對象物OBJ和積分部10之間的相對位置步進式變化的移動指令，並依序向驅動台22輸出。再者，此移動指令可以為表示移動軌13上的絕對位置的資訊，亦可以為表示驅動台22的各步進移動中的移動量(位置偏移)的資訊。
乘法器501為，將由測定器21測定的照度E，乘以用以修正對象物OBJ之發光特性的變動的修正係數K1。再者，乘法器501，依據指令產生部500發出的觸發，動作以檢知對象物OBJ和積分部10的相對位置變化的時間。而且，乘法器501，將算出的修正後的照度(K1×E)傳送到累積器502。
累積器502，將從乘法器501輸出的修正後的照度累加。再者，累積器502，係在從乘法器501有任何輸出時動作。更具體言之，累積器502包含加法器503和暫存器504。暫存器504，在測定開始時接收到重設信號而將其值歸零，並且，儲存測定中的累加值。加法器503，當乘法器501輸出新的修正後的照度時，從暫存器504中擷取到目前為止的累加值，並將該新輸出的修正後的照度加算之後，再將加算後的累加值儲存於暫存器504中。
乘法器505，將儲存於暫存器504的(修正後的)照度的累加值乘以事先取得的換算係數K2，藉此，算出對象物OBJ的全光束Φ。如上所述，換算係數K2係使用產生已知光束的標準光源而取得。再者，在對象物OBJ測定後，再算出該換算係數K2亦可。
修正係數算出部506，係算出用以修正之發光特性的變動之換算係數K1。具體言之，修正係數算出部506包括：選取器507、除法器508、暫存器509。選取器507，將受光部25及/或26測定之輝度輸出至除法器508及暫存器509中任一方。亦即，在初期狀態中，將由受光部25及/或26測定之輝度儲存到暫存器509中，在這之後的測定時，則將測定得到的輝度輸出到除法器508。暫存器509係儲存對象物OBJ的穩定時的輝度(基準值)Ls。除法器508，和測定器21之照度E的測定同時，將儲存於暫存器509的輝度(基準值)Ls除以受光部25及/或26測定之輝度L，藉此算出換算係數K1(=Ls/L)。再者，也可以包含選取器，用以從由受光部25所測定之輝度和由受光部26所測定之輝度中，選取其中值較大者，以使得在即使受光部25或26的視野範圍和積分部10干擾時，也能夠取得正確的輝度。
第7圖顯示依據本發明實施型態1之全光束測定方法的處理程序之流程圖。參見第7圖，首先，處理部50取得用於將由測定器21測得之照度換算為對象物OBJ的輝度之換算係數(步驟S2)。具體言之，處理部50，讀取事先登錄的換算係數、或敦促使用者輸入換算係數。或者，如上所述，使用標準光源來算出換算係數亦可。
繼之，使用者將欲測定全光束的對象物OBJ裝在點燈治具11及點燈治具12之間(步驟S4)，等候直到來自對象物OBJ的光束穩定為止(步驟S6)。再者，積分部10位於初期位置(第4圖所示之只有點燈治具11在其內部空間露出的位置)。等待結束之後，使用者對處理部50下達測定開始指令。
處理部50，當其接收到使用者下達的測定開始指令時，將受光部25及/或26測定之輝度儲存作為對象物OBJ的穩定時的輝度(基準值)Ls(步驟S8)。
繼之，處理部50，對驅動台22下達移動指令，將積分部10移動到使得對象物OBJ的發光面從開始端到特定距離之處於積分部10的內部空間露出的位置(步驟S10)。繼之，處理部50取得由測定器21測定得到的照度(步驟S12)，而且，取得由受光部25及26測定得到的輝度(步驟S14)。繼之，處理部50，從步驟S14中取得的輝度和步驟S8中取得的輝度(基準值)Ls算出修正係數K1(步驟S16)，依據該修正係數K1，修正在步驟S12中取得的照度，並將此修正後的照度儲存作為初期的累加值(步驟S18)。
繼之，處理部50對驅動台22下達移動指令，使積分部10移動於積分部10的內部空間露出的對象物OBJ的發光面的長邊方向之長度(第2圖所示露出距離La)(步驟S20)。繼之，處理部50取得由測定器21測定得到的照度(步驟S22)，在取得由受光部25及26測定之輝度(步驟S24)。繼之，處理部50從步驟S24中取得的輝度和步驟S8中取得的輝度(基準值)Ls算出修正係數K1(步驟S26)。處理部50依據該修正係數K1，修正在步驟S22中取得的照度，並將此修正後的照度和目前為止的累加值加算，並儲存作為新的累加值(步驟S28)。
再者，處理部50判斷對象物OBJ的發光面的終端是否包含在積分部10的內部空間中(步驟S30)。亦即，判斷對象物OBJ具有的所有發光面是否已經都完成在積分部10的內部空間之露出。在對象物OBJ的發光面的終端未包含於積分部10的內部空間的情況下(在步驟S30中為NO的的情況)，再次重複步驟S20以下之處理。
相對於此，在對象物OBJ的發光面的終端包含於積分部10的內部空間的情況下(在步驟S30中為YES的的情況)，處理部50判斷對象物OBJ具有的所有發光面都已經完成測定，將用以將照度換算成輝度的換算係數乘以目前時點的累加值，並輸出作為對象物OBJ的全光束(步驟S32)。繼之，處理結束。
依據本發明的實施型態1，藉由採用半徑30cm左右的積分部，能夠以實用上充分的精度測定全光束。因此，依據本實施型態的全光束測定裝置所佔的長度，能夠控制在對象物OBJ的長邊方向的長度加上積分部的半徑(例如，30cm左右)及附屬機器的長度左右。亦即，不需要採用能將整個對象物包在其內的相對較大的積分器，和習知的構成相比，能夠使光積分器的尺寸小到1/5~1/10。而且，因為是使用半球型的積分部，即使是同樣半徑，相較於球形的積分器，可以使全體的尺寸達1/2。因此，能夠實現更小巧的全光束測定裝置。
依據本發明的實施型態1，因為是採用半球型的積分器，所以能夠在對象物OBJ的光束不會直接入射的位置設置觀測窗。因此，從對象物OBJ的發光面到觀測窗之間，不需要設置遮光板(擋板)。亦即，當設置此種擋板時，光吸收的影響相對較大而對測定精度產生不良影響，但依據本實施型態的全光束測定裝置中，不需要設置此種擋板。因此，防止了積分部中的積分效率低下，其結果為，能夠提高全光束的測定精度。
在上述實施型態1中，係例示採用半球型的積分部之構成，但亦可採用全球型的積分部。以下，例示採用該全球型的積分部之構成。依據本發明的實施型態2的全光束測定裝置的概略構成，除了積分部的構成之外，和依據實施型態1的全光束測定裝置100有相同的構成，因此，不重複詳細說明。
第8圖顯示依據發明實施型態2之積分部30及測定器21之更詳細構成的示意圖。參見第8圖，依據本實施型態的積分部30，基本上係由內壁面具有光擴散反射層31a的全球部31構成。此光擴散反射層31a，和依據上述本發明的實施型態1的光擴散反射層1a一樣，係為將硫酸鋇或PTFE(polytetrafluoroethylene)等的光擴散材料藉由塗布或吹附等方式而形成。全球部31，設有用以使對象物OBJ的長邊方向貫通的一對試料孔27及28。而且，在全球部31上與一對試料孔27及28不同的位置上設有觀測窗29。典型的試料孔27及28，係配置於通過全球部31的內面中心點的直線和全球部31的各交點，而且，觀測窗29配置於，通過全球部31的內面中心點而且和試料孔27及28所載之直線垂直相交的直線和全球部31的交點。
依據本實施型態的全光束測定裝置，更包含透過該觀測窗29而測定積分部30內的照度之測定器21。測定器21的構成和上述實施型態1相同，因此不重複詳細說明。另外，在積分部30的內部空間中，設有設置於對象物OBJ的發光面和觀測窗29之間的遮光板(擋板)32。此擋板32，為了提高測定精度，降低來自對象物OBJ光束直接透過觀測窗29入射到測定器21。
再者，在積分部30的內部空間中，配置有遮光筒6A及6B，其係為用以限制該對象物OBJ的發光面露出於積分部30的內部空間的限制部。遮光筒6A，其筒內和試料孔27連通，並且在露出積分部30的內部空間的面具有反射層。同樣地，遮光筒6B，其筒內和試料孔28連通，並且在露出積分部30的內部空間的面具有反射層。更具體言之，遮光筒6A及6B其外表面都加工為鏡面，並且，其係構成為其內徑從試料孔27或28向中心部緩緩變細的圓錐台狀。此係為了降低，遮光筒6A及6B的筒內部分，亦即沒有在積分部30的內部空間露出的部分的光束漏到積分部30的內部空間中。再者，也可以採用能夠降低未在積分部30的內部空間露出的部分之光束的漏入之其他的替代手段。
之所以要配置此種遮光筒6A及6B，係如上述第3圖中說明的同樣理由。亦即，使對象物OBJ與積分空間的壁面實質上分開，以降低因為對象物OBJ本身的光吸收而產生的測定誤差。依據本實施型態的全光束測定裝置中，於積分部30的內空間露出的對象物OBJ的發光面的長邊方向之長度為，全球部31的直徑之5/6以下之構成較佳。
使用本實施型態的全光束測定裝置的測定程序、控制構造、處理程序等，和上述實施型態1中的相同，因此不重複詳細說明。
依據此實施型態2，因為能夠採用直徑比對象物的長邊方向的長度短的積分部，所以不需要像習知的全光束測定裝置，把對象物的全體都包含在其內之大型的積分球。因此，能夠實現更小巧的全光束測定裝置。
上述之實施型態1及2中之例示係為，以步進方式變化對象物和積分部的相對位置，在各相對位置測定積分部內的照度之構成，但是，亦可使對象物和積分部的相對位置連續變化，並連續地測定積分部內的照度，依據此測定結果，來算出全光束。亦即，在使對象物和積分部的相對位置連續變化時，將連續測定得到的照度積分，再以相對速度相關的係數將此照度的積分結果規格化，界來自對象物的全光束。
在上述之實施型態1及2中之例示係為，將對象物OBJ固定而使積分部移動之構成，但是，也可以將積分部固定而將對象物OBJ移動。
上述之實施型態1及2中之例示係為，依據對象物OBJ的輝度修正對象物OBJ之發光特性的變動之較佳構成，但在溫度依存性低的發光體等的全光束測定的情況下，也可以不一定要執行此種修正。
以上雖已詳細說明本發明，但此僅為例示，並非作為限制，本發明的精神及範圍係為專利申請範圍所記載者。
1‧‧‧半球部
1a、31a‧‧‧光擴散反射層
2‧‧‧平面鏡
3、4、27、28‧‧‧試料孔
5、29‧‧‧觀測窗
6、6A、6B‧‧‧遮光筒
10、30‧‧‧積分部
11、12‧‧‧點燈治具
13‧‧‧移動軌
20‧‧‧本體
21‧‧‧測定器
22‧‧‧驅動台
32‧‧‧擋板
23‧‧‧光纖
24‧‧‧取出耦合器
25、26‧‧‧受光部
31‧‧‧全球部
40‧‧‧框
50‧‧‧處理部
100‧‧‧全光束測定裝置
500‧‧‧指令產生部
501‧‧‧乘法器
502‧‧‧累積器
503‧‧‧加法器
504．．．暫存器
505．．．乘法器
506．．．修正係數算出部
507．．．選取器
508．．．除法器
508．．．除法器
509．．．暫存器
OBJ．．．對象物
第1圖顯示依據本發明實施型態1的全光束測定裝置之概略構成的示意圖。
第2圖顯示第1圖所示積分部及測定部之更詳細構成的示意圖。
第3圖顯示說明第2圖所示限制部之降低測定誤差的效果之示意圖。
第4圖及第5圖為說明依據本發明實施型態1的全光束測定裝置中的測定程序的圖。
第6圖顯示依據本發明實施型態1之處理部的控制構造之示意圖。
第7圖顯示依據本發明實施型態1之全光束測定方法的處理程序之流程圖。
第8圖顯示依據發明實施型態2之積分部及測定部之更詳細構成的示意圖。
1．．．半球部
2．．．平面鏡
10．．．積分部
11、12．．．點燈治具
13．．．移動軌
20．．．本體
21．．．測定器
22．．．驅動台
23．．．光纖
24．．．取出耦合器
25、26．．．受光部
40．．．框
50．．．處理部
100．．．全光束測定裝置
OBJ．．．對象物
Claims (9)
- 一種全光束測定裝置，其包括：本體，其構成為可裝設棒狀發光體之對象物；積分部，其具有讓上述對象物於長邊方向貫穿的第1及第2孔；相對移動機構，在該對象物貫穿該積分部的狀態下，使該對象物和該積分部相對移動；測定部，透過設置於不同於該積分部的該第1及第2孔的位置之觀測窗，測定該積分部內的照度；處理部，在使該對象物和該積分部相對移動，以使得該對象物實際的所有發光面露出於該積分部的內部空間的情況下，依據由該測定部測得的照度，算出該對象物放出的全光束。
- 如申請專利範圍第1項所述之全光束測定裝置，該積分部包括：內壁面具有光擴散反射層的半球部；及配置為塞住該半球部的開口的平面鏡。
- 如申請專利範圍第2項所述之全光束測定裝置，其中：該第1孔設置於該平面鏡上的該半球部的實質曲率中心；及第2孔設置於通過設置該第1孔的位置之該平面鏡的法線和該半球部的交點。
- 如申請專利範圍第3項所述之全光束測定裝置，更包含用以限制該對象物的發光面露出於該積分部的內部空間的筒狀之限制部，該限制部，和該第2孔連通且露出於該積分部的內部空間的面上具有反射層。
- 如申請專利範圍第4項所述之全光束測定裝置，該限制部係構成為，使得露出於該積分部的內部空間的該對象物的發光面的長邊方向上的長度，為該半球部的半徑的5/6以下。
- 如申請專利範圍第1項所述之全光束測定裝置，該積分部包括：內壁面具有光擴散反射層之球體部；以及設置於該對象物的發光面和該觀測窗之間的擋板；該全光束測定裝置更包括筒狀的第1及第2限制部，用以限制露出於該積分部的內部空間的該對象物的發光面；該第1限制部，和該第1孔連通，並且，於露出該積分部的內部空間之面具有反射層；該第2限制部，和該第2孔連通，並且，於露出該積分部的內部空間之面具有反射層。
- 如申請專利範圍第1～6項中任一項所述之全光束測定裝置，更包括至少1個受光部，用以測定存在於該積分部的外部的該對象物的發光面發出的光的輝度；該處理部，依據上述至少1個受光部測得的輝度測定結果，修正該對象物之發光特性的變動，藉以算出該全光束。
- 如申請專利範圍第1～6項中任一項所述之全光束測定裝置，該相對移動機構，使該對象物和該積分部的相對位置步進式變化，每次變化的距離相同於該積分部的內部空間露出的該對象物的發光面的長邊方向之長度；該處理部，將於該對象和和該積分部各個的相對位置測定之照度累加，藉此以算出上述全光束。
- 一種全光束測定方法，其包括：將棒狀發光體之對象物裝在測定裝置之步驟，該測定裝置包含：積分部，其具有讓上述對象物之長邊方向貫穿的第1及第2孔；以及測定部，透過設置於不同於該積分部的該第1及第2孔的位置之觀測窗，測定該積分部內的照度；在該對象物貫穿該積分部的狀態下，使該對象物和該積分部相對移動，以使得該對象物實際之所有發光面於該積分部的內部空間露出的步驟；在複數個相對位置上使用該測定部測定照度的步驟；依據在該複數個相對位置上測得之複數個照度，算出該對象物發出的全光束的步驟。
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