TWI472220B

TWI472220B - 光量測定裝置

Info

Publication number: TWI472220B
Application number: TW97143171A
Authority: TW
Inventors: Kiyoshi Imai; Makoto Takahashi; Shinji Shimizu
Original assignee: Konica Minolta Sensing Inc
Priority date: 2007-11-07
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2015-02-01
Also published as: US7746457B2; TW200926766A; JP5018409B2; US20090116002A1; JP2009115631A

Description

光量測定裝置

本發明，係有關於能夠適切地對光量會週期性變動之被測定光作測定的光量測定裝置。

對被測定光之光量作測定的光量測定裝置，一般而言，係具備有輸出因應了所受光之被測定光的光量之訊號的感測器，並從感測器之輸出而特定被測定光之光量。但是，在此種光量測定裝置中，若是欲對像是顯示器所發出的光一般之光量會週期性變動的被測定光作測定，則依存於測定之時機，測定結果會有所變動，而產生無法得到安定之測定結果的問題。

為了解決此種問題，如同在「VESA平面面板顯示器測定規格(VESA Flat Panel Display Standard)」(美國)、p.172中所示一般，係進行有：藉由以具備有相較於被測定光之光量的變動週期而為充分長的時間常數之低通濾波器來對感測器之輸出作濾波，而使測定結果不會受到被測定光之光量的週期性變動之影響。

又，係進行有：藉由使用相較於被測定光之光量的變動週期而為充分長的時間來將感測器所產生之電荷作積蓄，來使測定結果不會受到被測定光之光量的週期性變動之影響。

進而，係如同日本專利2003-18458號公報中所示一般，進行有：藉由使用被測定光之光量的變動週期之整數倍的時間而將感測器所產生之電荷作積蓄，來使測定結果不會受到被測定光之光量的週期性變動之影響。

進而，亦進行有：反覆進行被測定光之光量的測定，並取測定結果之平均，藉由此，而使測定結果不會受到被測定光之光量的週期性變動之影響。

但是，在藉由低通濾波器而將感測器之輸出作濾波的方法中，當有必要對光量之變動週期為相異的被測定光作測定的情況時，係必須要準備時間常數為相異之複數的低通濾波器，並因應於被測定光之光量的變動週期而對所使用之低通濾波器作選擇。然而，低通濾波器之選擇係為繁雜，且當被測定光之光量的變動週期並不安定的情況或是被測定光之光量的變動週期係為不明的情況時，對低通濾波器之選擇係成為困難。因此，係成為藉由時間常數非常長之低通濾波器來對感測器之輸出作濾波，而測定所需要之時間係成為非常長。

又，在藉由使用相較於被測定光之光量的變動週期而為充分長的時間來將感測器所產生之電荷作積蓄的方法中，測定所需要之時間係成為非常長。並且，當使用在近年係成為一般化之高感度的感測器之情況時，在將電荷作積蓄的期間中，會引起電荷之飽和，而無法作適切之測定。

進而，在使用被測定光之光量的變動週期之整數倍的時間來將感測器所產生之電荷作積蓄的方法中，當被測定光之光量的變動週期並不安定的情況時、或是被測定光之光量的變動週期係為不明的情況時，係無法使電荷之積蓄與被測定光之光量的週期性變動作同步，而無法作適切的測定。又，當使用在近年係成為一般化之高感度的感測器之情況時，在將電荷作積蓄的期間中，會引起電荷之飽和，而無法作適切之測定。

再加上，在反覆進行被測定光之光量的測定，並取測定結果之平均的方法中，為了使測定結果不會受到在測定與測定之間之被測定光之光量的變動之影響，係成為需進行多數次之測定，而測定所需要的時間係變的非常長。又，若是欲對如同CRT(Cathode Ray Tube)顯示器或是電漿顯示器所發出的光一般之發光期間係成為發光週期之數%以下的被測定光之光量作測定，則會有在測定與測定之間的期間成為發光期間並在測定結果中產生大的誤差之虞。此種大的誤差，在對於採用有黑插入一般之驅動方法的液晶顯示器所發出的光之光量作測定的情況時，亦有可能會產生。

另外，電荷飽和之問題，雖然只要將到達感測器處之被測定光藉由減光濾鏡來作減光即能夠消除，但是，若是減光濾鏡之透過率變低，則確保透過率之精確度一事係成為困難，同時，依存於被測定光之光量，亦會產生有：若是使用減光濾鏡，則會無法確保重複性、而若是不使用減光濾鏡，則在測定中所需要的時間係變的非常長之間題。

本發明，係為為了解決此些之問題而進行者，其目的，係在於提供一種：能夠在短時間內而適切地對光量會週期性變動之被測定光作測定的光量測定裝置。

為了解決上述課題，申請項1之發明，係為一種光量測定裝置，係為對被測定光之光量作測定的光量測定裝置，其特徵為，具備有：電荷產生手段，係產生因應了所受光之被測定光的光量之電荷；和積蓄手段，係將前述電荷產生手段所產生之電荷作積蓄；和A/D變換手段，係將被積蓄於前述積蓄手段中之電荷的量變換為數位值；和累加手段，係將複數之數位值作累加；和控制手段，係對前述光量測定裝置作控制，藉由前述控制手段所致之控制，前述電荷產生手段，係在測定期間中，持續產生因應了所受光之被測定光的光量之電荷，前述積蓄手段，係在將測定期間作了分割之複數的積蓄期間的各個中，將前述電荷產生手段所產生之電荷作積蓄，前述A/D變換手段，係將在複數之積蓄期間的各個中而被積蓄於前述積蓄手段中的電荷之量變換為數位值，前述累加手段，係將前述A/D變換手段所變換了的複數之數位值作累加。

申請項2之發明，係在申請項1所記載之光量測定裝置中，更進而具備有：調整手段，係根據在測定期間的開始之前所預先作了預備測定的被測定光之光量，而對到達前述電荷產生手段處之被測定光的光量作調整。

申請項3之發明，係在申請項1又或是申請項2所記載之光量測定裝置中，具備有以下特徵：前述控制手段，係根據在測定期間的開始之前所預先作了預備測定的被測定光之光量，而決定積蓄期間之長度。

申請項4之發明，係在申請項1乃至申請項3中之任一項所記載之光量測定裝置中，具備有以下特徵：前述控制手段，係根據被測定光之光量的變動週期，而決定積蓄期間之長度。

申請項5之發明，係在申請項4所記載之光量測定裝置中，更進而具備有：第1接受手段，其係接受被測定光之光量的變動週期之輸入，前述控制手段，係根據前述第1接受手段所接受輸入的變動週期，來決定積蓄期間之長度。

申請項6之發明，係在申請項4所記載之光量測定裝置中，更進而具備有：取得手段，其係取得與被測定光之光量的變動作同步變動之訊號，前述控制手段，係由前述取得手段所取得之訊號，來檢測出被測定光之光量的變動週期，並根據所檢測出之變動週期，來決定積蓄期間之長度。

申請項7之發明，係在申請項1所記載之光量測定裝置中，更進而具備有：第2接受手段，其係接受測定期間的長度之輸入，前述控制手段，係根據積蓄期間之長度與前述第2接受手段所接受輸入的測定時間之長度，來決定測定期間之分割數。

若藉由本發明，則不會產生積蓄手段之飽和，而能夠在短時間內而適切地對光量會週期性變動之被測定光作測定。

若藉由申請項2之發明，則能夠增廣可進行測定之光量的範圍。

若藉由申請項3之發明，則由於係成為更加難以產生積蓄手段之飽和，因此，能夠對被測定光更適切地作測定。

若藉由申請項4乃至申請項6之發明，則能夠提昇光量之測定精確度。

若藉由申請項7之發明，則能夠將測定時間保持為一定。

〈1　第1實施形態〉

〈1-1　分光輻射亮度計1之構成〉

圖1，係為本發明之第1實施形態的分光輻射亮度計1之模式圖。分光輻射亮度計1，主要係將CRT顯示器、電漿顯示器、液晶顯示器等之顯示器602所發出之光作為被測定光604，而測定被測定光604之分光輻射亮度。

如圖1中所示一般，分光輻射亮度計1，係具備有：光學系102、減光濾鏡104、光閘106、分散元件108、感測器110、A/D變換器112、通訊介面114、顯示部116、操作部118、同步訊號輸入端子120以及控制演算部122。

光學系102，係將入射至分光輻射亮度計1中之被測定光604經由分散元件108而導引至感測器110處，並在感測器110之受光面上結像光像。光學系102，係可將透鏡或是反射鏡作組合而構成。

減光濾鏡104，係將透過之光作減光。減光濾鏡104，係受到控制演算部122之控制，而在被測定光604之光路中被作插拔。當在被測定光604之光路中被插入有減光濾鏡104的情況時，入射至分光輻射亮度計1中之光，係在經由減光濾鏡104而被減光後，到達感測器110處。另一方面，當減光濾鏡104從被測定光604之光路而被拔去的情況時，入射至分光輻射亮度計1中之光，係不被減光地而到達感測器110處。故而，減光濾鏡104，係受到控制演算部122之控制，而作為對到達感測器110處之被測定光604的光量作調整之調整手段而起作用。減光濾鏡104之透過率，係以設為2%以上為理想，又以設為5%以上為更理想。此係因為，若是透過率在此範圍內，則能夠使用透過率之精確度為良好的減光濾鏡104之故。

光閘106，係將光作遮蔽。光閘106，係受到控制演算部122之控制，而在被測定光604之光路中被作插拔。當在被測定光604之光路中被插入有光閘106的情況時，入射至分光輻射亮度計1中之被測定光604，係成為不會到達感測器110處。另一方面，當從被測定光604之光路中而將光閘106拔去的情況時，入射至分光輻射亮度計1中之被測定光604，係成為會到達感測器110處。

分散元件108，係將入射之被測定光604於每一波長作分散。作為分散元件108，例如，係可使用繞射格子或是稜鏡。其中，作為分散元件108，係以使用凹面繞射格子為理想。此係因為，若是使用凹面繞射格子作為分散元件108，則係可將光學系102簡略化之故。

感測器110，係受光經由分散元件108而於每一波長被作了分散之被測定光604，並在每一波長成分中將代表被測定光604之光量的訊號作輸出。

圖2，係為感測器110之模式圖。圖2，係成為感測器110之平面圖。如圖2所示一般，在感測器110之受光面126處，係被配列有複數個的光二極體128。光二極體128之配列方向，係與分散元件108之將被測定光604於每一波長作分散的方向為一致。故而，光二極體128之各個，係將受光了的被測定光604之特定的波長成分作光電變換，並產生因應了所受光之被測定光604的特定波長成分之光量的電荷，而將產生了的電荷作積蓄。另外，將電荷之產生以及積蓄之兩者均藉由光二極體128來進行一事，係並非為必須，亦可設為在與光二極體128相獨立地設置之電荷積蓄部處來將光二極體128所產生之電荷作積蓄。

感測器110，係具備有CCD(Charge Coupled Device)130以及FD(Floating Diffusion)放大器132。CCD130，係將光二極體128所產生以及積蓄的電荷傳送至FD放大器132處。FD放大器132，係將具備有因應了藉由CCD130所傳送而來之電荷的量之電壓的類比之像素訊號作輸出。另外，代替FD放大器132，亦可使用FG(Floating Gate)放大器。

若是回到圖1並作說明，則A/D變換器112，係將感測器110所輸出之類比的像素訊號變換為數位之像素資料，並輸出至控制演算部122處。藉由此，A/D變換器112，係能夠將被積蓄在光二極體128中之電荷的量變換為數位值並輸出。

通訊介面114，係將分光輻射亮度計1與外部電腦等之外部機器可通訊地作連接。

顯示部116，係將分光輻射亮度計1之測定結果作顯示。另外，代替以顯示部116來顯示測定結果、又或是在以顯示部116來顯示測定結果的同時，亦可將測定結果輸出至經由通訊介面114而被連接於分光輻射亮度計1之外部機器處。

操作部118，係接受被測定光之光量的變動週期或是測定期間之長度(以下，稱為「測定時間」)的輸入等之操作者的操作。另外，代替以操作部118來接受操作者之操作、又或是在以操作部118來接受操作者之操作的同時，亦可接受從經由通訊介面114而被連接於分光輻射亮度計1之外部機器而來的遠端操作。

同步訊號輸入端子120，係取得如同對CRT顯示器所發出之光作測定的情況時之垂直同步訊號一般的與被測定光604之光量的變動同步變動的訊號。

控制演算部122，係為至少具備有CPU136以及記憶體138之嵌入式電腦，並藉由使CPU136實行從記憶體138所讀出之控制程式，來對減光濾鏡104、光閘106、感測器110、A/D變換器112、通訊介面114、顯示部116、操作部118或其他之分光輻射亮度計1的各部作控制。又，控制演算部122，係藉由使CPU136實行從記憶體138中所讀出之控制程式，而由從A/D變換器112所取得之像素資料的集合來演算出分光輻射亮度。

控制演算部122，係在光二極體128將被測定光604作光電變換之測定期間的途中，在CCD130處，將光二極體128所產生以及積蓄之電荷從光二極體128而傳送至FD放大器132處，並在FD放大器132中，將具備有因應了藉由CCD130所傳送而來之電荷的量之電壓的類比之像素訊號作輸出，並在A/D變換器112中，將感測器110所輸出之類比之像素訊號變換為數位之像素資料。

藉由此，光二極體128在測定期間中所產生以及積蓄之電荷，係分成複數次而被讀出，控制演算部122，係取得在如圖3所示一般而將測定期間MP作了分割後之複數個的積蓄期間SP(1)、SP(2)、…、SP(M)之各個中的因應了光二極體128所產生以及積蓄之電荷的量Q(1，i)、Q(2，i)、…、Q(M，i)(i=1，2，…，N)之像素資料D(1，i)，D(2，i)，…，D(M，i)。於此，像素資料D(j，i)，係為將具備有因應了在積蓄期間SP(j)(j=1，2，…，M)中之第1個光二極體128所產生以及積蓄了的電荷之量Q(j，i)之電壓的像素訊號A(j，i)變換成了數位值者。

進而，控制演算部122，係將複數之像素資料D(1，i)、D(2，i)、．．．、D(M，i)依據式1而作累加，並計算出因應了光二極體128在測定期間MP中所產生以及積蓄的電荷之量Q(1)、Q(2)、．．．、Q(N)的像素資料D(1)、D(2)、．．．D(N)。

而後，控制演算部122，係從像素資料D(1)、D(2)、．．．D(N)來演算出分光輻射亮度。

〈1-2　分光輻射亮度計1之動作〉

圖4以及圖5，係為對藉由控制演算部122所致之控制而實現的分光輻射亮度計1之動作作說明的流程圖。

在分光輻射亮度的測定中，首先，係如圖4所示一般，使控制演算部122對感測器110以及A/D變換部112作控制，並對被測定光604之光量作預備測定(步驟S101)。被測定光604之光量，當在被測定光604之光路中被插入有減光濾鏡104的狀態下，係可由控制演算部122所取得之像素資料與減光濾鏡104之透過率而計算出來，而當從被測定光604之光路而將減光濾鏡104拔去的狀態下，係可由控制演算部122所取得之像素資料而計算出來。於此，由於係並不需要提高預備測定之精確度，因此，亦可容許將預備測定在較正式測定為更短的時間下來進行。另外，使用感測器110來進行預備測定一事係並非為必須，亦可設置與感測器110相異之預備測定用的感測器，並使用預備測定用之感測器來進行預備測定。

接下來，控制演算部122，係決定積蓄期間SP(1)、SP(2)、…、SP(M)的長度(以下，係稱為「積蓄時間」)(步驟S102)。控制演算部122，係根據在步驟S101中所預備測定了的被測定光604之光量，而決定不會使光二極體128飽和之積蓄期間。藉由此，無關於測定時間或是被測定光604之光量，均成為難以產生光二極體128之飽和，而能夠對被測定光604之光量適切地作測定。

另外，亦期待使控制演算部122在光二極體128不會飽和的範圍內，而根據操作部118所接受輸入的被測定光604之光量的變動週期，來以使測定時間成為被測定光604之光量的變動週期之整數倍的方式而決定積蓄時間。又或是，亦期待使控制演算部122由同步訊號輸入端子120所取得之訊號來檢測出被測定光604之光量的變動週期，並在光二極體128不會飽和的範圍內，根據所檢測出之變動週期，來以使測定時間成為被測定光604之光量的變動週期之整數倍的方式而決定積蓄時間。此係因為，若是如此這般而根據被測定光604之光量的變動週期來決定積蓄期間，則能夠提昇被測定光604之光量的測定精確度之故。

另外，積蓄時間，係可對於所有的積蓄期間SP(1)、SP(2)、…、SP(M)而設為相同，亦可使積蓄期間SP(1)、SP(2)、…、SP(M)的各個成為相異。

再接下來，控制演算部122，係根據預備測定了的被測定光604之光量，而將減光濾鏡104作插拔(步驟S103)。亦即是，若是在將減光濾鏡104插入至被測定光604之光路中的狀態下所預備測定的被測定光604之光量係為臨限值TH1以下，則係從被測定光604之光路而將減光濾鏡104拔去，而若是在將減光濾鏡104從被測定光604之光路而拔去的狀態下所預備測定之被測定光604的光量係較臨限值TH2為更大，則將減光濾鏡104插入至被測定光604之光路中。如此這般，根據預備測定了的被測定光604之光量來對到達光二極體128處之被測定光的光量作調整，當被測定光604之光量為多的情況時，先將被測定光604減光後再導引至感測器110處，而當被測定光604之光量為少的情況時，則不將被測定光604作減光地導引至感測器110處，藉由此，能夠將在正式測定中所能夠測定的光量之範圍增廣。

又，雖然亦可將拔去減光濾鏡104之臨限值TH1與插入減光濾鏡104之臨限值TH2設為相同，但是，藉由使拔去減光濾鏡104之臨限值TH1與插入減光濾鏡104之臨限值TH2成為相異而進行滯後(Hysteresis)控制，能夠防止減光濾鏡被頻繁的作插拔而使測定結果有所偏差。

若是結束了預備測定，則分光輻射亮度計1，係開始正式測定，並在步驟S104～S112之取樣測定之後，繼續進行步驟S113～S121的黑暗測定。

在取樣測定中，首先，如圖4所示一般，控制演算部122，係對光閘106作控制並開啟光閘106(步驟S104)，並對感測器110作控制而開始對於光二極體128之電荷的積蓄(步驟S105)。

接著，控制演算部122，係等待積蓄時間經過(步驟S106)，並在經過了積蓄時間後，對感測器110作控制並將CCD130中之光二極體128所產生以及積蓄的電荷傳送至FD放大器132處(步驟S107)，而使FD放大器132輸出像素訊號(步驟S108)。

再接下來，控制演算部122，係在A/D變換部112中將類比之像素訊號變換為數位之像素資料(步驟S109)，並將所取得之像素資料記憶在記憶體138中(步驟S110)。

接下來，控制演算部122，係將被記憶在記憶體138中之像素資料，依據式1來作累加(步驟S111)，當經過了測定時間時(在步驟S112中為"YES")，結束取樣測定並開始黑暗測定，而當尚未經過測定時間時(在步驟S112中為"NO")，則回到步驟S106，並等待下一個的積蓄期間之經過。

於此，在電荷傳送(步驟S107)、像素訊號輸出(步驟S108)、A/D變換(步驟S109)以及像素資料記憶(步驟S110)之間，光二極體128，係並不中斷地繼續進行電荷之產生以及積蓄。故而，光二極體128，係在測定期間MP之間，持續將被測定光604作光電變換，並持續產生因應了所受光之被測定光604的光量之電荷，同時，將在積蓄期間SP(1)、SP(2)、…、SP(M)之各個中所產生了的電荷作積蓄。又，A/D變換部112，係將在積蓄期間SP(1)、SP(2)、…、SP(M)之各個中所積蓄在光二極體128中之電荷的量Q(1，i)、Q(2，i)、…、Q(M，i)變換為像素資料D(1，i)、D(2，i)、…D(M，i)。進而，控制演算部122，係將A/D變換器112所變換了的複數之像素資料D(1，i)、D(2，i)、…、D(M，i)作累加，並計算出涵蓋測定期間MP之全體的像素資料D(i)。

在黑暗測定中，首先，如圖5所示一般，控制演算部122，係對光閘106作控制並關閉光閘106(步驟S113)，並對感測器110作控制而開始對於光二極體128之電荷的積蓄(步驟S114)。

接下來，與取樣測定之S106～S111同樣的，進行有等待積蓄時間經過(步驟S115)、電荷傳送(步驟S116)、像素訊號輸出(步驟S117)、A/D變換(步驟S118)、像素資料記憶(步驟S119)以及像素資料累加(步驟S120)，當經過了測定時間時(在步驟S121中為"YES")，結束黑暗測定，而當尚未經過測定時間時(在步驟S121中為"NO")，則回到步驟S115，並等待下一個的積蓄期間之經過。

在黑暗測定結束後，控制演算部122，係為了除去暗電流雜訊，而從藉由取樣測定所得到的像素資料D(i)來減去在黑暗測定中所得到的像素資料D(i)，並由該演算結果而演算出分光輻射亮度。

若是如此這般地對分光輻射亮度作測定，則不會產生光二極體128之飽和，而能夠在短時間內而適切地對光量會週期性變動之被測定光604作測定。又，分光輻射亮度計1，係亦具備有：不需要為了防止電荷之飽和而使用難以確保透過率之精確度的透過率為極端低之減光濾鏡104的優點。

另外，雖然亦可預先對測定期間MP之分割數M作決定，並將在步驟S102中所決定之積蓄時間的M倍作為測定時間，但是，亦可根據在步驟S102中所決定之積蓄時間與操作部118所接收輸入之測定時間，來決定測定期間MP之分割數M。若是如此作，則在能夠不受積蓄時間影響而將測定時間設為一定的同時，由於在被測定光604之光量為多而容易受到閃爍(flicker)影響的情況時，分割數M係變多，而當被測定光604之光量為少而不易受到閃爍(flicker)影響的情況時，分割數M係變少，因此，能夠對被測定光604之光量進行適切的測定。

〈

圖6，係為展示先前技術之分光輻射亮度計以及本發明之第1實施形態的分光輻射亮度計1所致之測定結果的實例之圖。於圖6中，針對光量之變動頻率為20~200Hz的被測定光之各個，而展示有當藉由先前技術之分光輻射亮度計以及本發明之第1實施形態的分光輻射亮度計1而對亮度作了測定的情況時之亮度的最大值、最小值、平均值、讀值(of reading)的誤差範圍。於此，係將測定時間設為1/60秒。

如同由圖6而可明瞭一般，第1實施形態的分光輻射亮度計1所致之測定結果，係能夠在較先前技術之分光輻射亮度計而更廣的頻率之範圍下，而得到良好的重複精確度。

〈2　第2實施形態〉

圖7，係為本發明之第2實施形態的亮度計2之模式圖。亮度計2，主要係將CRT顯示器、電漿顯示器、液晶顯示器等之顯示器602所發出之光作為被測定光604，而測定被測定光604之亮度。

如圖7中所示一般，亮度計2，係具備有：光學系202、光圈204、光閘206、感測器210、A/D變換器212、通訊介面214、顯示部216、操作部218、同步訊號輸入端子220以及控制演算部222。

光學系202，係將入射至亮度計2中之被測定光604導引至感測器210處。光學系202，係可將透鏡或是反射鏡作組合而構成。

光圈204，係對透過之光的光束作限制。光圈204，係受到控制演算部222之控制而開閉。當光圈204被關閉的情況時，入射至亮度計2中之光，係在經由光圈204而被作限制後，到達感測器210處。另一方面，當光圈204被開啟的情況時，入射至亮度計2中之被測定光604，其光束係不會被作限制並到達感測器210處。故而，光圈204，係作為對到達感測器210處之被測定光604的光量作調整之調整手段而起作用。

光閘206，係將光作遮蔽。光閘206，係受到控制演算部222之控制，而在被測定光604之光路中被作插拔。當在被測定光604之光路中被插入有光閘206的情況時，入射至亮度計2中之被測定光604，係成為不會到達感測器210處。另一方面，當從被測定光604之光路中而將光閘206拔去的情況時，入射至亮度計2中之被測定光604，係成為會到達感測器210處。

感測器210，係受光被測定光604，並將代表被測定光604之光量的訊號作輸出。

圖8，係為感測器210之電路圖。如圖8中所示一般，感測器210，係具備有：光二極體240、差動放大器242、非反轉放大器244、電容器246、248、250、切換開關252、254、以及放電開關256、258、260。

在差動放大器242之輸入端處，係被連接有光二極體240，在差動放大器242之輸出端處，係經由切換開關252而被連接有電容器246、248。差動放大器242，係將光二極體240所輸出之訊號放大並輸出。切換開關252，係受到控制演算部222之控制，而將差動放大器242之輸出目標在電容器246與電容器248之間作切換。更具體而言，切換開關252，係在第奇數個的積蓄期間SP(1)、SP(3)、…中，將差動放大器242之輸出連接於電容器246處，並在第偶數個的積蓄期間SP(2)、SP(4)、…中，將差動放大器242之輸出連接於電容器248處。藉由此，光二極體240所輸出之訊號係藉由差動放大器242而被放大，並在第奇數個的積蓄期間SP(1)、SP(3)、…中，將被放大後之訊號施加於電容器246處，並在第偶數個的積蓄期間SP(2)、SP(4)、…中，將放大後之訊號施加於電容器248處。其結果，在第奇數個的積蓄期間SP(1)、SP(3)、…中，因應了光二極體240所受光之光量的電荷，係被積蓄在電容器246處，在第偶數個的積蓄期間SP(2)、SP(4)、…中，因應了光二極體240所受光之光量的電荷，係被積蓄在電容器248處。

在非反轉放大器244之輸入端處，係經由切換開關254而被連接有電容器246、248，在非反轉放大器244之輸出端處，係被連接有電容器250。非反轉放大器244之電壓放大率係為1，非反轉放大器244之輸入阻抗係成為充分的高。切換開關254，係受到控制演算部222之控制，而將非反轉放大器244之輸入的連接目標在電容器246與電容器248之間作切換。更具體而言，切換開關254，係在第奇數個的積蓄期間SP(1)、SP(3)、…結束後，將非反轉放大器244之輸入連接於電容器246處，並在第偶數個的積蓄期間SP(2)、SP(4)、…結束後，將非反轉放大器244之輸入連接於電容器248處。藉由此，在第奇數個的積蓄期間SP(1)、SP(3)、…結束後，在電容器250處係被施加有與電容器246之兩端的電壓為相同之電壓，在第偶數個的積蓄期間SP(2)、SP(4)、…結束後，在電容器250處係被施加有與電容器248之兩端的電壓為相同之電壓。其結果，在第奇數個的積蓄期間SP(1)、SP(3)、…結束後，被積蓄於電容器250中的電荷，係與被積蓄在電容器246中之電荷的量成為相同，在第偶數個的積蓄期間SP(2)、SP(4)、…結束後，被積蓄於電容器250中的電荷，係成為與被積蓄在電容器248中之電荷為相同。亦即是，係可得到與將被積蓄在電容器246又或是電容器248中之電荷傳送至電容器250一事同等之結果。

電容器250之兩端的電壓，係作為感測器210之輸出而被輸出至A/D變換器212處。

電容器246、248、250，係分別被並聯連接於放電開關256、258、260處。放電開關256、258、260，係受到控制部之控制而作開閉，並分別將電容器246、248、250中所積蓄之電荷作放電。具體而言，放電開關256、258，係分別在將積蓄於電容器246、248中之電荷傳送至電容器250處之後，將被積蓄在電容器246、248中之電荷作放電，而放電開關260，係在將藉由對於電容器250之電荷的積蓄所產生的電壓作為感測器210之輸出而作了輸出後，將被積蓄在電容器250中之電荷作放電。

如此這般，一面在電容器246與電容器248之間，將對在第奇數個的積蓄期間SP(1)、SP(3)、…中與第偶數個的積蓄期間SP(2)、SP(4)、…中所產生的電荷作積蓄之積蓄手段作切換，一面在直到下一個的積蓄期間來臨為止的期間中，將在電容器246又或是電容器248中所積蓄之電荷傳送至另外的電容器250處並進行放電，藉由此，成為能夠一面連續地進行電荷之積蓄，一面將在測定期間MP之途中所積蓄的電荷作傳送並進行A/D變換。

若是回到圖7並作說明，則A/D變換器212，係將感測器210所輸出之類比訊號變換為數位資料，並輸出至控制演算部222處。藉由此，A/D變換器212，係能夠將被積蓄在電容器250中之電荷的量變換為數位值並輸出。

通訊介面214，係將亮度計2與外部電腦等之外部機器可通訊地作連接。

顯示部216，係將亮度計2之測定結果作顯示。

操作部218，係接受被測定光之光量的變動週期或是測定時間之輸入等之操作者的操作。

同步訊號輸入端子220，係取得如同對CRT顯示器所發出之光作測定的情況時之垂直同步訊號一般的與被測定光604之光量的變動同步變動的訊號。

控制演算部222，係為至少具備有CPU236以及記憶體238之嵌入式電腦，並藉由使CPU236實行從記憶體238所讀出之控制程式，來對光圈204、光閘206、感測器210、A/D變換器212、通訊介面214、顯示部216、操作部218或其他之亮度計2的各部作控制。又，控制演算部222，係藉由使CPU236實行從記憶體238中所讀出之控制程式，而由從A/D變換器212所取得之數位資料來演算出亮度。

控制演算部222，係在光二極體240將被測定光604作光電變換之測定期間的途中，在感測器210處，將被積蓄在電容器246、248中之電荷從電容器246、248而傳送至電容器250處，並將具備有因應了所傳送而來之電荷的量之電壓的類比訊號作輸出，並在A/D變換器212中，將感測器210所輸出之類比訊號變換為數位資料。

藉由此，光二極體240在測定期間中所產生並積蓄在電容器246、248中之電荷，係分成複數次而被讀出，控制演算部222，係取得在如圖3所示一般而將測定期間MP作了分割後之複數個的積蓄期間SP(1)、SP(2)、…、SP(M)之各個中的因應了光二極體240所產生並積蓄在電容器246、248中之電荷的量q(1)、q(2)、…、q(M)之數位資料d(1)，d(2)，…，d(M)。於此，數位資料d(j)，係為將具備有因應了在積蓄期間SP(j)(j=1，2，…，M)中之光二極體240所產生並積蓄在電容器246、248中的電荷之量q(j)之電壓的類比訊號a(j)變換成了數位值者。

進而，控制演算部222，係將複數之像素資料d(1)、d(2)、…、d(M)依據式2而作累加，並計算出因應了感測器210在測定期間MP中所產生以及積蓄的電荷之量q(1)、q(2)、…、q(N)的數位資料d(1)、d(2)、…、d(N)。

此種亮度計2，亦係藉由與第1實施形態之分光輻射亮度計1同樣的動作，而能夠不產生光二極體240之飽和，並在短時間內而適切地對光量會週期性變動之被測定光604作測定。

(3其他)

在上述之第1實施形態中，係針對在測定被測定光604之分光輻射亮度的分光輻射亮度計1中適用了本發明之例子而作了說明，在上述第2實施形態中，係針對在測定被測定光604之亮度的亮度計2中適用了本發明之例子而作了說明，但是，本發明之適用範圍，係並不被限定於此些。亦即是，本發明，係可適用在照度計、分光測色計等之對被測定光604之光量作測定的各種光量測定裝置中。

又，上述之說明，在所有的局面中，係僅為例示，本發明，係並不被限定於該些。可以想見，在不脫離本發明之範圍下，能夠想出未作例示之無數的變形例。特別是，將第1實施形態中所說明之技術與在第2實施形態中所說明之技術作組合一事，不用說當然係可被預想。

1．．．分光輻射亮度計

2．．．亮度計

104．．．減光濾鏡

110、210．．．感測器

112、212．．．A/D變換器

122、222．．．控制演算部

118、218．．．操作部

120、220．．．同步訊號輸入端子

128、240．．．光二極體

246、248．．．電容器

圖1，係為第1實施形態的分光輻射亮度計之模式圖。

圖2，係為感測器之平面圖。

圖3，係為展示測定期間與積蓄期間之間的關係之圖。

圖4，係為對分光輻射亮度計之動作作說明的流程圖。

圖5，係為對分光輻射亮度計之動作作說明的流程圖。

圖6，係為展示測定結果之實例的圖。

圖7，係為第2實施形態的亮度計之模式圖。

圖8，係為感測器之電路圖。

1．．．分光輻射亮度計

102．．．光學系

104．．．減光濾鏡

106．．．光閘

108．．．分散元件

110．．．感測器

112．．．A/D變換器

114．．．通訊介面

116．．．顯示部

118．．．操作部

120．．．同步訊號輸入端子

122．．．控制演算部

136．．．CPU

138．．．記憶體

602．．．顯示器

604．．．被測定光

Claims

一種光量測定裝置，係為對被測定光之光量作測定的光量測定裝置，其特徵為，具備有：電荷產生手段，係產生因應了所受光之被測定光的光量之電荷；和積蓄手段，係將前述電荷產生手段所產生之電荷作積蓄；和A/D變換手段，係將被積蓄於前述積蓄手段中之電荷的量變換為數位值；和累加手段，係將複數之數位值作累加；和控制手段，係對前述光量測定裝置作控制，藉由前述控制手段所致之控制，前述電荷產生手段，係在測定期間中，將與所受光之被測定光的光量相對應之電荷無中斷地而連續性持續產生，前述積蓄手段，係在將測定期間無中斷地而作了分割之複數的積蓄期間的各個中，將前述電荷產生手段所產生之電荷作積蓄，前述A/D變換手段，係將於接收藉由前述電荷產生手段所產生了的電荷之期間中而在複數之積蓄期間的各個中所被積蓄於前述積蓄手段中的電荷之量變換為數位值，前述累加手段，係將前述A/D變換手段所變換了的複數之數位值作累加。
如申請專利範圍第1項所記載之光量測定裝置，其中，係更進而具備有：調整手段，係根據在測定期間的開始之前所預先作了預備測定的被測定光之光量，而對到達前述電荷產生手段處之被測定光的光量作調整。
如申請專利範圍第1項或第2項所記載之光量測定裝置，其中，前述控制手段，係根據在測定期間的開始之前所預先作了預備測定的被測定光之光量，而決定積蓄期間之長度。
如申請專利範圍第1項所記載之光量測定裝置，其中，前述控制手段，係根據被測定光之光量的變動週期，而決定積蓄期間之長度。
如申請專利範圍第4項所記載之光量測定裝置，其中，係更進而具備有：第1接受手段，其係接受被測定光之光量的變動週期之輸入，前述控制手段，係根據前述第1接受手段所接受輸入的變動週期，來決定積蓄期間之長度。
如申請專利範圍第4項所記載之光量測定裝置，其中，係更進而具備有：取得手段，其係取得與被測定光之光量的變動作同步變動之訊號，前述控制手段，係由前述取得手段所取得之訊號，來檢測出被測定光之光量的變動週期，並根據所檢測出之變動週期，來決定積蓄期間之長度。
如申請專利範圍第1項所記載之光量測定裝置，其中，係更進而具備有：第2接受手段，其係接受測定期間的長度之輸入，前述控制手段，係根據積蓄期間之長度與前述第2接受手段所接受輸入的測定時間之長度，來決定測定期間之分割數。