WO2010140484A1 - 光源の光学特性の測定装置および測定方法ならびに該測定装置を備えた検査装置 - Google Patents

光源の光学特性の測定装置および測定方法ならびに該測定装置を備えた検査装置 Download PDF

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貴彦 森田
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株式会社システムロード
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Definitions

  • the present invention relates to a measuring device and measuring method for optical characteristics of a light source, and an inspection device equipped with the measuring device.
  • a receiver fixing method as shown in FIG. 10 a receiver rotating method as shown in FIG. 11, and FIGS.
  • An integrating sphere method and an integrating hemisphere method as shown are known.
  • the measurement method of the light receiver fixing method is such that light emitted from a stationary light source 20 is fixed by a single light receiver 30 that is fixedly disposed at a position away from the light source 20 by a certain distance.
  • This is a method of directly receiving light.
  • the light source 20 emits light with the optical axis 20a of the light source 20 as a spatial symmetry axis
  • the light receiving unit 30a of the light receiver 30 is generally disposed on the optical axis 20a.
  • light from a light source radiated in various directions is only measured by a single light receiver 30 that is fixedly arranged, so that a large measurement error is likely to occur in the measurement value, and measurement accuracy is high. There is a problem that is bad.
  • the measuring method of the light receiving device rotation method is a method in which light emitted from a stationary light source 20 is directly received by the light receiving unit 30 a of the light receiving device 30 that rotates around the light source 20. It is.
  • a rotating device for rotating the light receiver 30 is required, and the light from the light source 20 must be sequentially measured while rotating the light receiver 30. Therefore, measurement efficiency is deteriorated and measurement time is reduced. There is a problem that becomes longer.
  • a light source 20 is disposed in an enclosed space in an integrating sphere 21 whose inner wall is coated with a highly diffusive and highly reflective material.
  • This is a method in which part of the reflected light is received by the light receiving means 30 by mutually reflecting the reflected light within the integrating sphere 21.
  • the integrating sphere 21 is provided with a self-absorption correcting light source 23 and its shielding plate 24 in the integrating sphere 21 in order to eliminate the influence of light self-absorption by the light source 20 itself. Further, as shown in FIG.
  • the integrating hemispherical measurement method is such that a light source 20 is arranged in a sealed space in an integrating hemisphere 25 whose inner wall is coated with a highly diffusive and highly reflective material.
  • the reflected light is mutually reflected in the integrating hemisphere 25 so that a part of the reflected light is received by the light receiving means 30.
  • a self-absorption correcting light source 27 and its shielding plate 28 are provided in the integrating hemisphere 25 in order to eliminate the influence of light self-absorption by the light source 20 itself. In these measurements, the measurement time is significantly shortened compared to the photo detector rotation method.
  • integrating sphere and integrating hemisphere are very expensive and large, and there is a problem that the measuring device using the integrating sphere is expensive and the measuring device is large. is there.
  • a light source optical characteristic inspection device 70 having a measuring device using the integrating sphere 21 of FIG. 12 is conventionally known.
  • This inspection device 70 is for sequentially inspecting the optical characteristics of a large number of light sources 20 in order, and includes a conveying means 80 for conveying the light sources 20 to the integrating sphere 21 and an opening 82 of the integrating sphere. And an elevating mechanism 81 that can be moved up and down to be arranged at the center of the integrating sphere 21.
  • this inspection apparatus 70 uses an expensive and large integrating sphere, there are problems that the inspection apparatus is expensive and the inspection apparatus is enlarged.
  • An object of the present invention is to provide a measurement device and a measurement method for optical characteristics of a light source, which can obtain a measurement result equivalent to that of an integrating sphere method without using an expensive integrating sphere, and has a high measurement efficiency.
  • Another object of the present invention is to provide an inspection apparatus provided with a measurement apparatus for optical characteristics of a light source, which is low in cost, compact and has high measurement efficiency.
  • the present invention is a measuring apparatus for measuring optical characteristics of a light source, and supports a plurality of light receiving means for directly receiving light emitted from the light source, and the light receiving means.
  • the spectral detection means for extracting the spectral spectrum information of the light source, and by calculating the spectral spectrum information extracted from the spectral detection means
  • Optical characteristic analysis means for analyzing the optical characteristics of the light source, and each of the light receiving means has a light receiving part that directly receives light emitted from the light source, and at least two of the light receiving parts
  • At least one of the light receiving portions is disposed on the optical axis of the light source.
  • the spectral detection means extracts the spectral information by detecting the combined output of the light receiving means.
  • the spectral detection means outputs the output of one representative light receiving means from the light receiving means in the group. It is preferable that the spectral information is extracted by weighting according to the number of light receiving means within and detecting it in a combined state with the outputs of other light receiving means not belonging to the group.
  • the optical characteristic analysis unit takes in the spectral spectrum information extracted from the spectral detection unit and performs arithmetic processing to calculate spectral distribution data regarding the light source, and further calculates the spectral distribution data.
  • a data calculation unit that calculates optical data related to the light source obtained by the arithmetic processing, and one or both of the spectral distribution data and the optical data calculated by the data calculation unit are set in advance as a reference. It is preferable to include a data comparison unit for comparing with data and a comparison result display unit for displaying a comparison result of the data comparison unit.
  • the optical data is related to the color of the light source, and is preferably data related to at least one of chromaticity, color temperature, and color rendering index.
  • the present invention is also a method for measuring optical characteristics of a light source, and (a) a plurality of light receiving means having the light source and a light receiving unit that directly receives light emitted from the light source. And (b) a step of arranging the light source at the center of the virtual sphere, and (c) at least one of the light receiving portions of the light receiving means.
  • step (c) at least one of the light receiving units is preferably disposed on the optical axis of the light source.
  • the output of the light receiving means is detected in a synthesized state to extract the spectral information.
  • the step (e) when there is a group that receives the same amount of light among the light receiving units, the light received by one representative light receiving unit among the light receiving units in the group.
  • the output is weighted according to the number of light receiving means in the group, and the spectral spectrum information is extracted by detecting the output combined with the output of light received by other light receiving units not belonging to the group. It is preferable.
  • the step (f) relates to the light source obtained by calculating the spectral distribution information to calculate spectral distribution data related to the light source and further calculating the spectral distribution data.
  • the method includes a step and a step of displaying a result of the comparison.
  • the surface center of each surface of the virtual regular polyhedron inscribed in the virtual sphere and the midpoint of each side is configured to be arranged at a position corresponding to each vertex or a position corresponding to any combination thereof.
  • the optical characteristics of the light source are analyzed by detecting the output of each light receiving means, extracting the spectral spectrum information, and further calculating the spectral spectrum information without using an expensive integrating sphere. It is possible to provide a measurement device and a measurement method for optical characteristics of a light source, which can obtain a measurement result equivalent to that of the integrating sphere method and have a high measurement efficiency.
  • the inspection apparatus is constituted by the measurement apparatus, the conveying means, and the housing. According to this configuration, since the light source is directly conveyed to the center of the virtual sphere through the opening of the housing, an elevating mechanism for arranging the light source at the center of the virtual sphere becomes unnecessary, and the optical characteristics of the light source are inspected. Therefore, it is possible to provide a low-cost and simple configuration inspection apparatus capable of shortening the inspection time.
  • FIG. 1 is a schematic view of a measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. It is the schematic for demonstrating the light-receiving means (optical fiber) support means of the measuring apparatus of FIG. 2A. It is the schematic of the measuring apparatus by 2nd Example of this invention. It is the schematic for demonstrating the light-receiving means (optical fiber) support means of the measuring apparatus of FIG. 3A. It is the schematic of the measuring apparatus by 3rd Example of this invention. It is the schematic for demonstrating the light-receiving means (optical fiber) support means of the measuring apparatus of FIG. 4A.
  • FIG. 1 is a flowchart showing an example of a method for measuring optical characteristics of a light source according to the present invention.
  • a light source a plurality of light receiving means that directly receive light emitted from the light source, a light receiving means support means that supports each light receiving means, Is prepared (step S10).
  • a known light source such as a point light source or a planar light source is used as the light source.
  • the light receiving means an optical fiber, an image sensor, or the like may be used as the light receiving means.
  • the light source is arranged at the center of the virtual sphere (step S20). And at least two of the light receiving portions of each light receiving means are arranged at positions corresponding to the center of each surface of the virtual regular polyhedron inscribed in the virtual sphere, the midpoint or each vertex of each side, or any combination thereof. It arrange
  • regular polyhedrons regular tetrahedron, regular hexahedron, regular octahedron, regular dodecahedron, and regular icosahedron.
  • the light source is caused to emit light (step S40).
  • the light source may be caused to emit light before being arranged at the center of the virtual sphere, or the light source may be caused to emit light after being arranged at the center of the virtual sphere. .
  • the output of each light receiving means is detected, and the spectral spectrum information of the light source is extracted (step S50).
  • the spectral information includes at least information indicating the wavelength ⁇ of light and the intensity of light at the wavelength ⁇ .
  • the output of the light received by one representative light receiving unit among these light receiving units within the group is included in the group.
  • Spectral spectrum information can also be extracted by weighting according to the number of light receiving means and detecting in a state combined with the output of light received by other light receiving units not belonging to the group.
  • the output of each light receiving means may be optically synthesized by using a lens or the like, or may be electrically synthesized by using an adder circuit or the like.
  • spectral spectrum information is processed to analyze the optical characteristics of the light source (step S60). More specifically, in this step S60, spectral spectrum information is calculated to calculate spectral distribution data related to the light source, and optical data related to the light source obtained by further calculating the spectral distribution data. (Step S61) One or both of these spectral distribution data and optical data is compared with preset reference data (Step S62), and the comparison result is displayed (Step S63).
  • the reference data is preferably spectral distribution data and optical data obtained by calculating the reference light source in steps S10, S20, S30, S40, S50, and S61.
  • the optical data is, for example, related to the color of the light source, and is preferably data related to at least one of chromaticity, color temperature, and color rendering index.
  • FIG. 2A is a schematic view of a measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B is a schematic diagram for explaining the light receiving means supporting means of the measuring apparatus of FIG. 2A.
  • the measuring apparatus 1 includes a light source 2 as a sample to be measured, twelve light receiving means 3A to 3L, a light receiving means supporting means 4, a spectral detection means 5, and an optical characteristic analyzing means. 6 and so on.
  • the light source 2 is arranged at an appropriate position by light source support means (not shown).
  • Each of the light receiving means 3A to 3L is made of an optical fiber, and has a light receiving portion 3 that directly receives light emitted from the light source 2 at one end thereof.
  • Each of the optical fibers 3A to 3L is configured to output light from the other end.
  • Each light receiving unit 3 is disposed at a position corresponding to the center of each surface of the virtual regular dodecahedron D inscribed in the virtual sphere when the light source 2 is disposed at the center of the virtual sphere (not shown).
  • the light source 2 generally emits light with the optical axis as a spatial symmetry axis, and it is preferable that at least one light receiving unit 3 is disposed on the optical axis.
  • the light receiving unit 3 of the optical fiber 3 ⁇ / b> C is disposed on the optical axis of the light source 2.
  • the optical fiber support means 4 supports the optical fibers 3A to 3L.
  • the optical fiber support means 4 is composed of, for example, a cubic housing, and the light receiving portions of the optical fibers 3A to 3L are passed through the openings provided in the housing.
  • the optical fibers 3A to 3L are supported so that 3 is arranged at a position corresponding to the center of each surface of the virtual dodecahedron D.
  • the housing 4 is preferably configured to form a dark room so that light is not reflected, for example, an inner wall of the housing 4 is coated with a material that does not reflect light.
  • the spectral detection means 5 includes a lens 5a and a spectroscope 5b.
  • the lens 5a collects and combines the light output from the other ends of the optical fibers 3A to 3L.
  • the spectroscope 5b extracts spectral spectrum data R ( ⁇ ) as spectral spectrum information of the light source 2 by detecting light synthesized by the lens 5a.
  • spectral data R ( ⁇ ) extracted by the spectroscope 5b As the spectral data R ( ⁇ ) extracted by the spectroscope 5b, spectral data R k ( ⁇ ) of the light source 2 which is a sample to be measured, spectral data R s ( ⁇ ) of a standard light source serving as a reference, etc. There is.
  • the spectral spectrum data R k ( ⁇ ) and R s ( ⁇ ) are both intensities of light at each wavelength ⁇ obtained by dividing various wavelength ranges (for example, wavelengths 380 nm to 780 nm) at predetermined wavelength sampling intervals (for example, 5 nm intervals). This means data indicating Both of the spectral data R k ( ⁇ ) and R s ( ⁇ ) are preferably extracted in a state where the dark output removal processing by a known method is performed by the spectroscope 5b.
  • the optical characteristic analysis means 6 includes a data calculation unit 6a, a data comparison unit 6b, and a comparison result display unit 6c.
  • the data calculation unit 6a includes a first data calculation unit 6a1 and a second data calculation unit 6a2.
  • the first data calculation unit 6a1 of the data calculation unit 6a takes in the spectral spectrum data R k ( ⁇ ) and R s ( ⁇ ) extracted from the spectral detection means 5, and performs arithmetic processing according to the following equation (1).
  • spectral distribution data S k ( ⁇ ) related to the light source 2 is calculated.
  • the second data calculation unit 6a2 of the data calculation unit 6a further performs a calculation process on the spectral distribution data S k ( ⁇ ) related to the light source 2 calculated by the equation (1), for example, to obtain a color related to the color of the light source 2.
  • Optical data such as degree, color temperature, and color rendering index are calculated as follows.
  • the second data calculation unit 6a2 uses the spectral distribution data S k ( ⁇ ) relating to the light source 2 calculated by the equation (1).
  • the tristimulus values X k , Y k , and Z k of the light source 2 are obtained by the following equations.
  • the second data calculation unit 6a2 uses the tristimulus values X, Y, and Z obtained by the equation (2) to calculate the chromaticity coordinates (chromaticity) x and y of the XYZ color system of the light source 2 by the following equations. Ask. Further, the second data calculation unit 6a2 obtains chromaticity coordinates u and v on the UCS chromaticity diagram of the light source 2 by the following equation using the tristimulus values X, Y and Z obtained by the equation (2). You can also.
  • the data calculation unit 6a calculates the color temperature and the color rendering index of the light source 2 from the chromaticity coordinates of the light source 2 calculated by, for example, the expression (3) or (4) by a known calculation method. Then, detailed explanation is omitted.
  • the data comparison unit 6b compares the spectral distribution data and optical data calculated by the data calculation unit 6a with preset reference data.
  • the data comparison unit 6b is configured to compare the spectral distribution data and optical data calculated by the data calculation unit 6a with preset reference data (spectral distribution data and optical data of a known standard light source). However, it may be configured to compare only the spectral distribution data and preset reference data (spectral distribution data of a known standard light source).
  • the reference data means spectral data of a standard light source serving as a reference in advance and optical data such as color temperature, chromaticity, and color rendering index obtained by further calculating the spectral distribution data.
  • the comparison result display unit 6c is a display, for example, and displays the comparison result of the data comparison unit 6b.
  • each light receiving unit 3 on one end side of each of the optical fibers 3A to 3L.
  • the output from the other end side of each of the optical fibers 3A to 3L is taken into the spectroscope 5b in a state of being synthesized by the lens 5a, and the spectroscopic spectrum data R ( ⁇ ) (R k ( ⁇ ) or R s ( ⁇ ) etc.) is extracted.
  • the data calculation unit 6a calculates the spectral spectrum data R ( ⁇ ) by the calculation processing method described above, and further calculates the spectral distribution data of the light source 2 and the spectral distribution data. Optical data relating to at least one of the obtained chromaticity, color temperature and color rendering index is calculated. Furthermore, the data comparison unit 6b compares the spectral distribution data and the optical data calculated by the data calculation unit with preset reference data. Finally, the comparison result display unit 6c displays a comparison result between the spectral distribution data and the optical data and the reference data.
  • each light receiving unit 3 corresponds to the surface center of each surface of the virtual regular dodecahedron inscribed in the virtual sphere when the light source 2 is arranged at the center of the virtual sphere. To arrange. Then, the output of each of the optical fibers 3A to 3L is detected by the spectroscopic detection means 5 in an optically synthesized state using the lens 5a, and spectral spectrum data is extracted. The optical characteristics of the light source 2 are analyzed by processing the spectrum data. Therefore, it is possible to provide a measuring device and a measuring method for optical characteristics of a light source, which can obtain a measurement result equivalent to that of the integrating sphere method without using an expensive integrating sphere, and which has a high measurement efficiency.
  • FIG. 3A is a schematic diagram of a measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3B is a schematic view for explaining the optical fiber support means of the measuring apparatus of FIG. 3A.
  • the second embodiment employs a planar light source that emits light only upward as the light source, the number of optical fibers reduced to half that of the first embodiment, and the structure of the optical fiber support means in the first embodiment. It differs from the first embodiment in that it is more compact than the example. Therefore, only the differences from the first embodiment will be described here.
  • the measuring apparatus 1 includes a planar light source 2 that is a sample to be measured, six optical fibers 3A to 3F, and an optical fiber support means 4.
  • the planar light source 2 is arranged at an appropriate position by light source support means (not shown).
  • the data calculation unit 6a calculates the spectral spectrum data by the above-described calculation method, and further calculates the spectral distribution data of the light source 2 and the spectral distribution data, and the chromaticity, color temperature, and color rendering obtained by the calculation. Optical data relating to at least one of the evaluation numbers is calculated. Further, the data comparison unit 6b compares the spectral distribution data and the optical data calculated by the data calculation means 6a with preset reference data. Finally, the comparison result display unit 6c displays a comparison result between the spectral distribution data and the optical data and the reference data.
  • the spectral detection means 5 detects the output of each of the optical fibers 3A to 3F in an optically synthesized state using the lens 5a, and extracts spectral spectrum data R ( ⁇ ). Further, the optical characteristic analysis means 6 performs an arithmetic process on the spectral spectrum data R ( ⁇ ), thereby analyzing the optical characteristics of the light source 2. Therefore, it is possible to provide a compact measuring apparatus having a smaller number of light receiving means (optical fibers) than the measuring apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 4A is a schematic view of a measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a schematic view for explaining the optical fiber support means of the measuring apparatus of FIG. 4A.
  • the third embodiment is different from the second embodiment in that the number of optical fibers is significantly reduced from that of the second embodiment and an attenuator is provided. Therefore, only the differences from the second embodiment will be described here.
  • the measuring apparatus 1 includes a planar light source 2 that is a sample to be measured, two optical fibers 3C and 3F, an optical fiber support means 4, and an attenuator 5c.
  • the optical fibers 3A, 3B, 3D, and 3E shown in the second embodiment are omitted. This is because each of the light receiving portions 3 of the optical fibers 3A, 3B, 3D, 3E, and 3F shown in the second embodiment receives the same amount of light, so that one of the light receiving portions 3 receives light from one representative optical fiber 3F.
  • the output of the light receiving unit 3 of the other optical fiber 3C is weighted with respect to the output of the light received by the light receiving unit 3 of the other optical fiber 3C, so that the output of the light receiving unit 3 of the optical fiber 3C and the output of the light receiving unit 3 of the optical fiber 3F are combined. Based on the reason that it should be.
  • the combination of the output of the light receiving unit 3 of the optical fiber 3C and the output of the light receiving unit 3 of the optical fiber 3F amplified five times is the light receiving unit of the optical fibers 3A, 3B, 3C, 3D, 3E, and 3F.
  • damped the output of the light-receiving part 3 of the optical fiber 3C 1/5 times, and what combined the output of the light-receiving part 3 of the light-receiving means 3F are optical fibers 3A, 3B, 3C, 3D, 3E, and 3F.
  • the latter idea is adopted.
  • the data calculation unit 6a performs an operation process on the spectral spectrum data R ( ⁇ ) by the above-described calculation method, and further calculates the spectral distribution data of the light source 2 and the spectral distribution data, Optical data relating to at least one of the color temperature and the color rendering index is calculated. Furthermore, the data comparison unit 6b compares the spectral distribution data and the optical data calculated by the data calculation unit 6a with preset reference data. Finally, the comparison result display unit 6c displays a comparison result between the spectral distribution data and the optical data and the reference data.
  • the number of parts such as an optical fiber can be greatly reduced as compared with the measuring apparatus of the second embodiment, so that the measuring apparatus can be further downsized.
  • Example 4 5A and 5B are schematic views of an inspection apparatus provided with a measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • the fourth embodiment is different from the second embodiment in that the measuring device according to the second embodiment is further provided with a conveying means and a housing. Therefore, only the differences from the second embodiment will be described here.
  • the inspection apparatus 7 includes the measurement apparatus 1 of the second embodiment, a conveying means 8, and an optical fiber support means (housing) 9.
  • the conveyance means 8 consists of a conveyor, for example, and conveys the light source 2 to the center of a virtual sphere one after another.
  • the housing 9 has the same shape as the optical fiber support means 4 of the measuring apparatus 1 of the second embodiment, and accommodates each light receiving unit 3 and has an opening 9a through which the transport means 8 passes.
  • the light source 2 is directly conveyed to the center of the virtual sphere through the opening 9a of the housing 9, so that the lifting mechanism as shown in FIG. 14 for arranging the light source 2 at the center of the virtual sphere. 81 becomes unnecessary. Therefore, it is possible to provide a low-cost and simple configuration inspection apparatus that can shorten the inspection time for inspecting the optical characteristics of the light source.
  • FIGS. 6 (a) and 6 (b) The measurement results of the color temperature of the light sources (sa) and 7) by the above measurement method are shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b).
  • the graphs shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b) each show the difference between the measured values when the color temperature of the same sample is measured by two different measuring methods.
  • a regression line is calculated based on the result of plotting the measurement results of both, and as the value of the correlation coefficient R 2 of the regression line approaches 1, all plots are on the regression line. Yes, it means that the degree of deviation between the two measured values is small (the correlation is strong).
  • the value of the correlation coefficient R 2 is, for example, by spreadsheet software or the like, is calculated by a known calculation formula.
  • the calculated value becomes 0.9997 correlation coefficient R 2 of the regression line, the color temperature of the conventional integrating sphere method, measured by the measuring method according to the second embodiment of the present invention
  • the calculated value is next 0.9624 correlation coefficient R 2 of the regression line, small compared to the case of FIG. 6 (a). That is, there is a very strong correlation between the color temperature calculated by the conventional measuring method using the single receiver fixing method of FIG. 10 and the color temperature measured by the conventional integrating sphere measuring method. Absent. Therefore, it can be seen that according to the measurement method of the second embodiment of the present invention, the measurement result of the optical characteristics of the light source almost the same as that measured by the integrating sphere measurement method can be obtained.
  • each light receiving unit 3 is arranged at a position corresponding to the center of each surface of the virtual regular dodecahedron D.
  • Each light receiving unit 3 may be disposed at a predetermined position of each regular polyhedron corresponding to the combination of FIGS. 7A to 7C.
  • the number of light receiving means can be further deleted.
  • the configuration of the spectral detection means 5 is optically configured using the lens 5a.
  • the light receiving means as shown in FIG.
  • An adder 5d that electrically synthesizes the outputs from 3A 'to 3F' may be electrically configured.
  • an amplifier that amplifies the output from the light receiving means 3F 'by 5 times, for example. 5e and adder 5d may be used for electrical configuration.

Abstract

　高価な積分球を用いることなく、積分球方式と同等の測定結果を得ることができる、測定効率のよい、光源の光学特性の測定装置および測定方法ならびに該測定装置を備えた検査装置を提供する。　光源と、光源から放射される光を直接受光する受光部を有する複数の受光手段と、受光手段支持手段とを準備し、光源を仮想球体の中心に配置し、各受光手段の受光部のうち少なくとも２つを、仮想球体に内接する仮想正多面体の各面の面中心、各辺の中点または各頂点に対応する位置もしくはこれらのいずれかの組み合わせに対応する位置に配置し、光源を発光させ、各受光手段の出力を検出して、光源の分光スペクトル情報を抽出し、この分光スペクトル情報を演算処理して、光源の光学特性を解析する。

Description

光源の光学特性の測定装置および測定方法ならびに該測定装置を備えた検査装置
　本発明は、光源の光学特性の測定装置および測定方法ならびに該測定装置を備えた検査装置に関するものである。
　従来から、例えばＬＥＤなどの光源から放射される光の光学特性の測定方法として、図１０に示すような受光器固定方式、図１１に示すような受光器回転方式、ならびに図１２および１３にそれぞれ示すような積分球方式および積分半球方式が知られている。
　受光器固定方式の測定方法は、図１０に示すように、静止した光源２０から放射される光を、該光源２０から一定距離だけ離れた位置に固定配置された１個の受光器３０によって、直接受光する方法である。ここで、光源２０は該光源２０の光軸２０ａを空間的な対称軸として光を放射するようになっているため、受光器３０の受光部３０ａは一般的にこの光軸２０ａ上に配置される。
　しかし、この測定において、様々な方向に放射される光源からの光は固定配置された１個の受光器３０のみにより測定されるだけなので、その測定値には大きな測定誤差が生じやすく、測定精度が悪いという問題がある。
　また、受光器回転方式の測定方法は、図１１に示すように、静止した光源２０から放射される光を、該光源２０の周りを回転する受光器３０の受光部３０ａによって、直接受光する方法である。
　しかし、この測定においては、受光器３０を回転させるための回転装置が必要な上、受光器３０を回転させながら光源２０の光を順次測定しなければならないため、測定効率が悪くなるとともに測定時間が長くなるという問題がある。
　一方、積分球方式の測定方法は、図１２に示すように、内壁が高拡散、高反射率の材料でコーティングされた積分球２１内の密閉空間に光源２０を配置させ、この光源２０から放射される光を積分球２１内で相互反射させることにより、受光手段３０によって反射光の一部を受光する方法である。この積分球２１には、光源２０自体による光の自己吸収の影響をなくすため、自己吸収補正用光源２３およびその遮蔽板２４が該積分球２１内に設けられている。
　また、積分半球方式の測定方法は、図１３に示すように、内壁が高拡散、高反射率の材料でコーティングされた積分半球２５内の密閉空間に光源２０を配置させ、この光源２０から放射される光を積分半球２５内で相互反射させることにより、受光手段３０によって反射光の一部を受光する方法である。この積分半球２５には、光源２０自体による光の自己吸収の影響をなくすため、自己吸収補正用光源２７およびその遮蔽板２８が該積分半球２５内に設けられている。
　これらの測定においては、受光器回転方式に比べると測定時間が大幅に短縮される。しかし、積分球内または積分半球内に配置された光源自体による光の自己吸収の影響をなくすために、自己吸収補正用光源および遮蔽板が必要になる。しかも、積分球および積分半球（以下、これらをまとめて積分球と称する）は大変高価かつ大型なものであり、積分球を用いた測定装置のコストがかかるとともに測定装置が大型化するという問題がある。
　さらに、図１４に示すように、従来から、図１２の積分球２１を用いた測定装置を備えた、光源の光学特性の検査装置７０が知られている。この検査装置７０は、多数個の光源２０の光学特性を順次連続的に検査するためのものであって、光源２０を積分球２１に搬送する搬送手段８０と、光源２０を積分球の開口８２に通して積分球２１の中心に配置させるための上下移動可能な昇降機構８１とを備えている。しかし、この検査装置７０においては、高価で大型の積分球を用いているので、検査装置のコストがかかるとともに検査装置が大型化するという問題がある。また、多数個の光源２０が、連続的に搬送手段８０上を搬送され積分球２１下側の所定位置に移動した後、昇降機構８１が上側に移動することによって積分球２１の中心に配置されて、光学特性の測定がなされた後、再び昇降機構８１が下側に移動することによって搬送手段８０に戻されるため、結果として、検査時間が非常に長くなるという問題がある。
　本発明の課題は、高価な積分球を用いることなく、積分球方式と同等の測定結果を得ることができる、測定効率のよい、光源の光学特性の測定装置および測定方法を提供することにある。また本発明の別の課題は、低コストかつコンパクトで測定効率のよい、光源の光学特性の測定装置を備えた検査装置を提供することにある。
　上記課題を解決するため、本発明は、光源の光学特性を測定するための測定装置であって、前記光源から放射される光を直接受光する複数の受光手段と、前記各受光手段を支持する受光手段支持手段と、前記各受光手段の出力を検出することによって、前記光源の分光スペクトル情報を抽出する分光検出手段と、前記分光検出手段から抽出された前記分光スペクトル情報を演算処理することによって、前記光源の光学特性を解析する光学特性解析手段と、を備え、前記各受光手段は、前記光源から放射される光を直接受光する受光部をそれぞれ有し、前記各受光部のうち少なくとも２つが、前記光源を仮想球体の中心に配置させた場合の、当該仮想球体に内接する仮想正多面体の各面の面中心、各辺の中点または各頂点に対応する位置もしくはこれらのいずれかの組み合わせに対応する位置に、配置されていることを特徴とする測定装置を提供する。
　上記構成において、前記各受光部のうちの少なくとも1つが、前記光源の光軸上に配置されることが好ましい。
　また、上記構成において、前記分光検出手段は、前記受光手段の出力を合成した状態で検出することによって、前記分光スペクトル情報を抽出することが好ましい。あるいは、前記各受光手段のうちで同じ光量の光を受光するグループがある場合、前記分光検出手段は、前記グループ内においてこれらの受光手段の中から１つの代表の受光手段の出力を、前記グループ内の受光手段の個数に応じて重み付けするとともに、前記グループに属さない他の各受光手段の出力と合成した状態で検出することによって、前記分光スペクトル情報を抽出することが好ましい。
　また、上記構成において、前記光学特性解析手段は、前記分光検出手段から抽出された前記分光スペクトル情報を取り込んで演算処理して、前記光源に関する分光分布データを算出するとともに、該分光分布データをさらに演算処理することによって得られる前記光源に関する光学データを算出するデータ算出部と、前記データ算出部で算出された前記分光分布データおよび前記光学データのうちの一方またはそれら両方を、予め設定された基準データと比較するデータ比較部と、前記データ比較部の比較結果を表示する比較結果表示部と、からなることが好ましい。ここで、前記光学データは、前記光源の色に関するものであって、色度、色温度および演色評価数のうちの少なくとも１つに関するデータであることが好ましい。
　さらに、上記構成において、前記光源を前記仮想球体の中心に搬送する搬送手段と、前記各受光部を収容するとともに、前記搬送手段が通過するための開口を有する筐体と、を備えることにより、光源の光学特性を検査するための検査装置を提供することができる。
　上記課題を解決するため、また、本発明は、光源の光学特性の測定方法であって、（ａ）前記光源と、前記光源から放射される光を直接受光する受光部を有する複数の受光手段と、前記各受光手段を支持する受光手段支持手段と、を準備するステップと、（ｂ）前記光源を仮想球体の中心に配置するステップと、（ｃ）前記各受光手段の受光部のうち少なくとも２つを、前記仮想球体に内接する仮想正多面体の各面の面中心、各辺の中点または各頂点に対応する位置もしくはこれらのいずれかの組み合わせに対応する位置に、配置するステップと、（ｄ）前記光源を発光させるステップと、（ｅ）前記各受光手段の出力を検出して、前記光源の分光スペクトル情報を抽出するステップと、（ｆ）前記分光スペクトル情報を演算処理して、前記光源の光学特性を解析するステップと、を備えることを特徴とする測定方法を提供する。
　上記構成において、前記ステップ（ｃ）において、各受光部のうちの少なくとも1つを、前記光源の光軸上に配置することが好ましい。
　また、上記構成において、前記ステップ（ｅ）において、前記各受光手段の出力を合成した状態で検出して、前記分光スペクトル情報を抽出することが好ましい。あるいは、前記ステップ（ｅ）において、前記各受光部のうちで同じ光量の光を受光するグループがある場合、前記グループ内においてこれらの受光部の中から１つの代表の受光部で受光した光の出力を、前記グループ内の受光手段の個数に応じて重み付けするとともに、前記グループに属さない他の各受光部で受光した光の出力と合成した状態で検出して、前記分光スペクトル情報を抽出することが好ましい。
　また、上記構成において、前記ステップ（ｆ）は、前記分光スペクトル情報を演算処理して、前記光源に関する分光分布データを算出するとともに、該分光分布データをさらに演算処理することによって得られる前記光源に関する光学データを算出するステップと、前記光学データを予め設定された基準データと比較するステップと、前記分光分布データおよび前記光学データのうちの一方またはそれら両方を、予め設定された基準データと比較するステップと、これらの比較結果を表示するステップとを含むことが好ましい。
　本発明によれば、各受光部のうち少なくとも２つを、光源を仮想球体の中心に配置させた場合の、当該仮想球体に内接する仮想正多面体の各面の面中心、各辺の中点または各頂点に対応する位置もしくはこれらのいずれかの組み合わせに対応する位置に、配置させるように構成した。そして、各受光手段の出力を検出して分光スペクトル情報を抽出し、さらにこの分光スペクトル情報を演算処理することによって、光源の光学特性を解析するようにしたので、高価な積分球を用いることなく、積分球方式と同等の測定結果を得ることができる、測定効率のよい、光源の光学特性の測定装置および測定方法を提供することができる。
　また、本発明によれば、検査装置を上記測定装置と搬送手段と筐体とから構成した。この構成によれば、光源が筐体の開口を通って仮想球体の中心に直接搬送されるので、光源を仮想球体の中心に配置するための昇降機構が不要となり、光源の光学特性を検査するための、検査時間を短縮可能な、低コストで簡単な構成の検査装置を提供することができる。
本発明の光源の光学特性の測定方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の第１実施例による測定装置の概略図である。 図２Ａの測定装置の受光手段（光ファイバー）支持手段を説明するための概略図である。 本発明の第２実施例による測定装置の概略図である。 図３Ａの測定装置の受光手段（光ファイバー）支持手段を説明するための概略図である。 本発明の第３実施例による測定装置の概略図である。 図４Ａの測定装置の受光手段（光ファイバー）支持手段を説明するための概略図である。 本発明の第４実施例による測定装置を備えた検査装置の概略図である。 図５Ａの検査装置の受光手段（光ファイバー）支持手段を説明するための概略図である。 （ａ）は本発明の第２実施例による測定方法と積分球方式による測定方法を用いて、光源の光学特性の測定結果を比較したグラフ、（ｂ）は従来の１受光器固定方式による測定方法と積分球方式による測定方法を用いて光源の光学特性の測定結果を比較したグラフである。 受光部の配置パターンの他の例を示す説明図である。 受光部の配置パターンの他の例を示す説明図である。 受光部の配置パターンの他の例を示す説明図である。 分光検出手段の他の構成例を示す説明図である。 分光検出手段の他の構成例を示す説明図である。 従来の受光器固定方式による測定方法を示す説明図である。 従来の受光器回転方式による測定方法を示す説明図である。 従来の積分球方式による測定方法を示す説明図であり、（ａ）は積分球を開けた状態を示す斜視図、（ｂ）は積分球を閉じた状態の（ａ）のＡ－Ａ’線に沿った断面図である。 従来の積分半球方式による測定方法を示す説明図であり、（ａ）は積分半球の斜視図、（ｂ）は（ａ）の横断面図である。 従来の検査装置の構成を示す説明図であり、（ａ）は検査装置の斜視図、（ｂ）は検査装置の横断面図である。
　以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
　図１は、本発明の光源の光学特性の測定方法の一例を示すフローチャートである。
　図１に示すように、本発明によれば、まず、光源と、光源から放射される光を直接受光する受光部を有する複数の受光手段と、各受光手段を支持する受光手段支持手段と、を準備する（ステップＳ１０）。
　光源としては、点光源、平面光源など公知の光源が使用される。また、受光手段としては、光ファイバーやイメージセンサなどが使用されてもよい。
　次に、光源を仮想球体の中心に配置する（ステップＳ２０）。そして、各受光手段の受光部のうち少なくとも２つを、仮想球体に内接する仮想正多面体の各面の面中心、各辺の中点または各頂点に対応する位置もしくはこれらのいずれかの組み合わせに対応する位置に、配置する（ステップＳ３０）。
　ここで、正多面体としては、正４面体、正６面体、正８面体、正１２面体、正２０面体の５種類がある。
　次に、光源を発光させる（ステップＳ４０）。光源の発光方法としては、上記仮想球体の中心に配置する前から光源を発光させた状態にするようにしてもよいし、上記仮想球体の中心に配置した後に光源を発光させるようにしてもよい。
　そして、各受光手段の出力を検出して、光源の分光スペクトル情報を抽出する（ステップＳ５０）。ここで、分光スペクトル情報は、光の波長λとその波長λにおける光の強さを示す情報を少なくとも含む。
　なお、このステップＳ５０において、各受光手段の出力を合成した状態で検出して、分光スペクトル情報を抽出するのが好ましい。あるいは、特に、各受光部のうちで同じ光量の光を受光するグループがある場合、該グループ内においてこれらの受光部の中から１つの代表の受光部で受光した光の出力を、該グループ内の受光手段の個数に応じて重み付けするとともに、グループに属さない他の各受光部で受光した光の出力と合成した状態で検出して、分光スペクトル情報を抽出することもできる。
　ここで、各受光手段の出力は、レンズ等を用いることにより光学的に合成されてもよいし、加算回路等を用いることにより電気的に合成されてもよい。
　最後に、分光スペクトル情報を演算処理して、光源の光学特性を解析する（ステップＳ６０）。より具体的には、このステップＳ６０において、分光スペクトル情報を演算処理して、光源に関する分光分布データを算出するとともに、該分光分布データをさらに演算処理することによって得られる光源に関する光学データを算出し（ステップＳ６１）、これらの分光分布データおよび光学データのうちの一方またはそれら両方を予め設定された基準データと比較し（ステップＳ６２）、この比較結果を表示する（ステップＳ６３）する。
　ここで、基準データは、基準となる光源を、上記ステップＳ１０、Ｓ２０、Ｓ３０、Ｓ４０、Ｓ５０およびＳ６１によって算出された、分光分布データおよび光学データであることが好ましい。また、光学データは、例えば光源の色に関するものであって、色度、色温度および演色評価数のうちの少なくとも１つに関するデータであることが好ましい。
　以下、本発明の好ましいいくつかの実施例について説明する。
（実施例１）
　図２Ａは、本発明の第１実施例による測定装置の概略図である。また、図２Ｂは、図２Ａの測定装置の受光手段支持手段を説明するための概略図である。
　図２Ａおよび２Ｂに示すように、測定装置１は、被測定試料である光源２と、１２個の受光手段３Ａ～３Ｌと、受光手段支持手段４と、分光検出手段５と、光学特性解析手段６と備えている。なお、光源２は図示しない光源支持手段によって、適切な位置に配置されるようになっている。
　各受光手段３Ａ～３Ｌは、それぞれ、光ファイバーからなり、その一端に、光源２から放射される光を直接受光する受光部３を有している。各光ファイバー３Ａ～３Ｌは、その他端から光が出力されるようになっている。
　各受光部３は、光源２を図示しない仮想球体の中心に配置させた場合の、当該仮想球体に内接する仮想正１２面体Ｄの各面の面中心に対応する位置に、配置されている。光源２は一般的に光軸を空間的な対称軸として光を放射するようになっており、この光軸上に少なくとも１つの受光部３が配置されるのが好ましい。以下、説明を簡単にするため、光源２の光軸上に光ファイバー３Ｃの受光部３が配置されているものとする。
　光ファイバー支持手段４は、各光ファイバー３Ａ～３Ｌを支持する。ここで、図２Ｂに示すように、光ファイバー支持手段４は、例えば、立方体形状の筐体から構成され、各光ファイバーを筐体に設けられた開口に通すことにより、各光ファイバー３Ａ～３Ｌの受光部３が上記の仮想１２面体Ｄの各面の面中心に対応する位置に配置されるように、該光ファイバー３Ａ～３Ｌを支持している。この筐体４は、光が反射しないように、例えば該筐体４の内壁が光を反射しない材料でコーティングされるなど、暗室を形成するように構成されていることが好ましい。
　分光検出手段５は、レンズ５ａと分光器５ｂからなる。
　レンズ５ａは、各光ファイバー３Ａ～３Ｌの他端から出力された光を集光して合成した状態にする。
　分光器５ｂは、レンズ５ａによって合成された状態の光を検出することによって、光源２の分光スペクトル情報として、分光スペクトルデータＲ（λ）を抽出する。分光器５ｂによって抽出される分光スペクトルデータＲ（λ）としては、被測定試料である光源２の分光スペクトルデータＲｋ（λ）や、基準となる標準光源の分光スペクトルデータＲｓ（λ）などがある。
　分光スペクトルデータＲｋ（λ）およびＲｓ（λ）はいずれも、様々な波長範囲（例えば波長３８０ｎｍ～７８０ｎｍ）が所定波長サンプリング間隔（例えば５ｎｍ間隔）で分割された各波長λにおける光の強さを示すデータを意味する。分光スペクトルデータＲｋ（λ）、Ｒｓ（λ）は、いずれも分光器５ｂによって公知の方法による暗出力除去処理が施された状態で抽出されるのが好ましい。
　光学特性解析手段６は、データ算出部６ａと、データ比較部６ｂと、比較結果表示部６ｃとからなる。データ算出部６ａは、第１のデータ算出部６ａ１および第２のデータ算出部６ａ２からなる。
　データ算出部６ａの第１のデータ算出部６ａ１は、分光検出手段５から抽出された分光スペクトルデータＲｋ（λ）およびＲｓ（λ）を取り込んで、以下の（１）式によって演算処理して、光源２に関する分光分布データＳｋ（λ）を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　さらに、データ算出部６ａの第２のデータ算出部６ａ２は、（１）式により算出した光源２に関する分光分布データＳｋ（λ）をさらに演算処理することによって、例えば、光源２の色に関する色度、色温度および演色評価数などの光学データを次のように算出する。
　光源２の色に関するＸＹＺ表色系の色度座標（色度）を算出するため、第２のデータ算出部６ａ２は、（１）式により算出した光源２に関する分光分布データＳｋ（λ）を用いて、光源２の三刺激値Ｘｋ、Ｙｋ、Ｚｋを次式によって求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　第２のデータ算出部６ａ２は、（２）式によって求めた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを用いて、光源２のＸＹＺ表色系の色度座標（色度）ｘ、ｙを次式によって求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　また、第２のデータ算出部６ａ２は、（２）式によって求めた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを用いて、光源２のＵＣＳ色度図上の色度座標ｕ、ｖを次式によって求めることもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　また、データ算出部６ａは、光源２の色温度や演色評価数に関して、例えば（３）式または（４）式により算出した光源２に色度座標から、公知の計算方法によって算出するが、ここでは詳細な説明を省略する。
　データ比較部６ｂは、データ算出部６ａで算出された分光分布データおよび光学データと、予め設定された基準データと比較する。データ比較部６ｂは、データ算出部６ａで算出された分光分布データおよび光学データと、予め設定された基準データ（既知の標準光源の分光分布データおよび光学データ）と比較するように構成されるのが好ましいが、分光分布データと予め設定された基準データ（既知の標準光源の分光分布データ）のみを比較するように構成されてもよい。
　ここで、基準データは、予め基準となる標準光源の分光分布データおよび該分光分布データをさらに演算することによって得られる色温度、色度、演色評価数などの光学データを意味する。これらのデータは、予め基準となる標準光源を用いて、分光検出手段で抽出された分光スペクトル情報を基に、光学特性解析手段６のデータ算出部６ａによって、上述した演算処理で算出されるのが好ましい。
　比較結果表示部６ｃは、例えば、ディスプレイであって、データ比較部６ｂの比較結果を表示する。
　次に、測定装置１の動作について簡単に説明する。
　まず、光源２から放射される光は、各光ファイバー３Ａ～３Ｌの一端側の各受光部３で受光される。
　次に、各光ファイバー３Ａ～３Ｌの他端側からの出力は、レンズ５ａによって合成された状態で分光器５ｂに取り込まれ、分光器５ｂによって分光スペクトルデータＲ（λ）（Ｒｋ（λ）やＲｓ（λ）等）が抽出される。
　そして、データ算出部６ａが、上記に述べた演算処理方法によって、分光スペクトルデータＲ（λ）を演算処理して、光源２の分光分布データ、ならびに該分光分布データをさらに演算処理することによって求められる色度、色温度および演色評価数のうちの少なくとも１つに関する光学データを算出する。さらに、データ比較部６ｂが、データ算出手段によって算出された分光分布データおよび光学データを予め設定された基準データと比較する。最後に、比較結果表示部６ｃが、分光分布データおよび光学データと、基準データとの比較結果を表示する。
　この測定装置１の構成によれば、各受光部３を、光源２を仮想球体の中心に配置させた場合の、当該仮想球体に内接する仮想正１２面体の各面の面中心に対応する位置に、配置させている。
　そして、分光検出手段５によって、各光ファイバー３Ａ～３Ｌの出力を、レンズ５ａを用いて光学的に合成した状態で検出して、分光スペクトルデータを抽出させ、さらに光学特性解析手段６によって、この分光スペクトルデータを演算処理することにより、光源２の光学特性を解析するようにした。
　したがって、高価な積分球を用いることなく、積分球方式と同等の測定結果を得ることができる、測定効率のよい、光源の光学特性の測定装置および測定方法を提供することができる。
（実施例２）
　図３Ａは、本発明の第２実施例による測定装置の概略図である。また、図３Ｂは、図３Ａの測定装置の光ファイバー支持手段を説明するための概略図である。第２実施例は、光源として上方のみ光を放射する平面光源を採用した点、光ファイバーの個数を第１実施例のものよりも半分に削減した点、および、光ファイバー支持手段の構造を第１実施例のものよりもコンパクトにした点が第１実施例と異なる。よって、ここでは第１実施例と異なる点のみを説明する。
　図３Ａおよび３Ｂに示すように、測定装置１は、被測定試料である平面光源２と、６個の光ファイバー３Ａ～３Ｆと、光ファイバー支持手段４とを備えている。なお、平面光源２は図示しない光源支持手段によって、適切な位置に配置されるようになっている。
　次に、この測定装置１の動作について簡単に説明する。
　まず、光源２から放射される光は、各光ファイバー３Ａ～３Ｆの一端側の各受光部３で受光される。
　次に、各光ファイバー３Ａ～３Ｆの他端側からの出力は、レンズ５ａによって合成された状態で分光器５ｂに取り込まれ、分光器５ｂによって分光スペクトルデータＲ（λ）が抽出される。
　そして、データ算出部６ａが、上述した演算方法によって、分光スペクトルデータを演算処理して、光源２の分光分布データ、ならびに該分光分布データをさらに演算することにより求められる色度、色温度および演色評価数のうちの少なくとも１つに関する光学データを算出する。さらに、データ比較部６ｂが、データ算出手段６ａによって算出された分光分布データおよび光学データを予め設定された基準データと比較する。最後に、比較結果表示部６ｃが、この分光分布データおよび光学データと、基準データとの比較結果を表示する。
　この測定装置１の構成によれば、分光検出手段５によって、各光ファイバー３Ａ～３Ｆの出力を、レンズ５ａを用いて光学的に合成した状態で検出して、分光スペクトルデータＲ（λ）を抽出し、さらに光学特性解析手段６によって、この分光スペクトルデータＲ（λ）を演算処理することにより、光源２の光学特性を解析するようにした。
　したがって、第１実施例の測定装置よりも受光手段（光ファイバー）の個数の少ない、コンパクトな測定装置を提供することができる。
（実施例３）
　図４Ａは、本発明の第３実施例による測定装置の概略図である。また、図４Ｂは、図４Ａの測定装置の光ファイバー支持手段を説明するための概略図である。第３実施例は、光ファイバーの個数を第２実施例のものよりも大幅に削減した点、減衰器を備えた点が第２実施例と異なる。よって、ここでは第２実施例と異なる点のみを説明する。
　図４Ａおよび４Ｂに示すように、測定装置１は、被測定試料である平面光源２と、２個の光ファイバー３Ｃおよび３Ｆと、光ファイバー支持手段４と、減衰器５ｃを備えている。
　ここで、この測定装置１は、第２実施例に示す光ファイバー３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅが省略されている。これは、第２実施例に示す光ファイバー３Ａ、３Ｂ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆの各受光部３は同じ光量の光を受光するので、これらの受光部３の中から１つの代表の光ファイバー３Ｆの受光部３の出力を、他の光ファイバー３Ｃの受光部３で受光した光の出力に対して重み付けすることにより、光ファイバー３Ｃの受光部３の出力と光ファイバー３Ｆの受光部３の出力とを合成するようにすればよいという理由に基づく。
　すなわち、光ファイバー３Ｃの受光部３の出力と、光ファイバー３Ｆの受光部３の出力を５倍に増幅したものとを合成したものは、光ファイバー３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆの各受光部３の出力を合成したものと等価であるという考えに基づく。あるいは、光ファイバー３Ｃの受光部３の出力を１／５倍に減衰したものと、受光手段３Ｆの受光部３の出力を合成したものは、光ファイバー３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆの各受光部３の出力を合成したものと等価であるという考えに基づく。この第３実施例においては、後者の考えを採用する。
　次に、この測定装置１の動作について簡単に説明する。
　まず、光源２から放射される光は、各光ファイバー３Ｃおよび３Ｆの一端側の各受光部３で受光される。
　そして、光ファイバー３Ｃの他端側からの出力は、減衰器５ｃによって１／５倍に減衰され、光ファイバー３Ｆの他端側からの出力と、レンズ５ａによって合成された状態で分光器５ｂに取り込まれ、分光器５ｂによって分光スペクトルデータＲ（λ）が抽出される。
　さらに、データ算出部６ａが、上述した演算方法によって、分光スペクトルデータＲ（λ）を演算処理して、光源２の分光分布データ、ならびに該分光分布データをさらに演算することにより求められる色度、色温度および演色評価数のうちの少なくとも１つに関する光学データを算出する。さらに、データ比較部６ｂが、データ算出手段６ａによって算出された分光分布データおよび光学データを予め設定された基準データと比較する。最後に、比較結果表示部６ｃが、この分光分布データおよび光学データと、基準データとの比較結果を表示する。
　したがって、この測定装置１の構成によれば、第２実施例の測定装置に比べて光ファイバー等の部品点数を大幅に削減できるので、測定装置のさらなるコンパクト化が実現できるというメリットがある。
（実施例４）
　図５Ａおよび５Ｂは、本発明の第２実施例による測定装置を備えた検査装置の概略図である。第４実施例は、第２実施例による測定装置に、さらに、搬送手段と、筐体を備えた点が、第２実施例と異なる。よって、ここでは第２実施例と異なる点のみを説明する。
　図５Ａおよび５Ｂに示すように、この検査装置７は、第２実施例の測定装置１と、搬送手段８と、光ファイバー支持手段（筐体）９とを備える。ここで、搬送手段８は、例えばコンベアからなり、光源２を次々と仮想球体の中心に搬送する。また、筐体９は、第２実施例の測定装置１の光ファイバー支持手段４と同等の形状を有し、各受光部３を収容するとともに、搬送手段８が通過するための開口９ａを有する。
　この検査装置７によれば、光源２が筐体９の開口９ａを通って仮想球体の中心に直接搬送されるので、光源２を仮想球体の中心に配置するための図１４のような昇降機構８１が不要となる。したがって、光源の光学特性を検査するための、検査時間を短縮可能な、低コストで簡単な構成の検査装置を提供することができる。
（実験例）
　本発明の第２実施例の測定方法と従来の積分球方式の測定方法を比較するため、これらの測定方法を用いて、様々な種類の光源（サンプル１～７）の色温度の相関関係を調べた。また、従来の被測定光源の光軸上に受光部が配置された１個の受光器固定方式（図１０）を用いた測定方法と積分球方式の測定方法とを比較するため、これらの測定方法を用いて、様々な種類の光源（サンプル１～７）の色温度の相関関係を調べた。
（実験結果）
　上記の測定方法による光源（サンプル１～７）の色温度の測定結果を図６（ａ）および（ｂ）に示す。
　図６（ａ）および（ｂ）に示すグラフは、いずれも同一サンプルの色温度を異なる２つの測定方法で測定した場合の両者の測定値のずれを表したものである。これらのグラフの見方としては、両者の測定結果をプロットした結果に基づいて回帰直線を算出し、この回帰直線の相関係数Ｒ２の値が１に近づくほど、全てのプロットが回帰直線上にあり、両者の測定値のずれの度合いが小さい（相関関係が強い）ことを意味する。なお、相関係数Ｒ２の値は、例えば表計算ソフト等により、公知の計算式により算出される。
　図６（ａ）に示すグラフにおいては、算出した回帰直線の相関係数Ｒ２の値が０．９９９７となり、本発明の第２実施例による測定方法により測定した色温度と従来の積分球方式の測定方法によりにより測定した色温度との間には強い相関関係がみられる。一方、図６（ｂ）に示すグラフにおいては、算出した回帰直線の相関係数Ｒ２の値が０．９６２４となり、図６（ａ）の場合と比べて小さい。すなわち、従来の図１０の１個の受光器固定方式を用いた測定方法により算出した色温度と従来の積分球方式の測定方法により測定した色温度との間にはさほど強い相関関係は見られない。
　したがって、本発明の第２実施例による測定方法によれば、積分球方式の測定方法により測定したのとほぼ同等の光源の光学特性の測定結果が得られることがわかる。
　以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明の構成はこれらの実施形態に限定されるものではない。本願の特許請求の範囲に記載の構成の範囲内において、様々な変形例及びその改良例を創作することが可能である。
　例えば、実施例１～４において、各受光部３を仮想正１２面体Ｄの各面の面中心に対応する位置に配置したが、図７Ａ～７Ｃに示すように、各受光部３を各正多面体の各面の面中心、各辺の中点または各頂点に対応する位置に配置してもよい。各受光部３を、図７Ａ～７Ｃの組み合わせた場合に対応する各正多面体の所定の位置に配置してもよい。さらに、実施例２および３に示すように、点光源が上方のみに光を放射するような光源である場合には、受光手段の個数をさらに削除することもできる。
　また、実施例１～４において、分光検出手段５の構成を、レンズ５ａを用いて光学的に構成したが、例えば、受光手段としてイメージセンサを使用することにより、図８に示すように受光手段３Ａ’～３Ｆ’からの出力を電気的に合成する加算器５ｄを用いて電気的に構成してもよいし、図９に示すように例えば受光手段３Ｆ’からの出力を５倍増幅する増幅器５ｅ、加算器５ｄを用いて電気的に構成してもよい。
　また、実験例において、光源の色温度を取り上げて説明したが、光源の分光分布データ、ならびに該分光分布データから求められる色度および演色評価数などの光学データに関しても、同様の実験結果が得られることは言うまでもない。
１　測定装置
１’　測定装置
２　光源
３　受光部
３’　受光部
３Ａ～３Ｌ　受光手段（光ファイバー）
３Ａ’～３Ｆ’　受光手段（イメージセンサ）
４　受光手段支持手段（光ファイバー支持手段）
４’　受光手段支持手段（イメージセンサ支持手段）
５　分光検出手段
５’　分光検出手段
５ａ　レンズ
５ｂ　分光器
５ｃ　減衰器
５ｄ　加算器
５ｅ　増幅器
６　光学特性解析手段
６ａ　データ算出部
６ａ１　第１のデータ算出部
６ａ２　第２のデータ算出部
６ｂ　データ比較部
６ｃ　比較結果表示部
７　検査装置
８　搬送手段
９　光ファイバー支持手段（筐体）
９ａ　開口
２０　光源
２０ａ　光軸
２１　積分球
２１ａ　積分球半部
２２　遮蔽板
２３　自己吸収補正用光源
２４　遮蔽板
２５　積分半球
２６　遮蔽板
２７　自己吸収補正用光源
２８　遮蔽板
３０　受光手段
３０ａ　受光部
７０　検査装置
８０　搬送手段
８１　昇降機構
８２　開口
Ｄ　仮想正１２面体
Ｈ　仮想正６面体
Ｉ　仮想正２０面体
Ｏ　仮想正８面体
Ｔ　仮想正４面体

Claims (12)

  1. 　光源の光学特性を測定するための測定装置であって、
    　前記光源から放射される光を直接受光する複数の受光手段と、
    　前記各受光手段を支持する受光手段支持手段と、
    　前記各受光手段の出力を検出することによって、前記光源の分光スペクトル情報を抽出する分光検出手段と、
    　前記分光検出手段から抽出された前記分光スペクトル情報を演算処理することによって、前記光源の光学特性を解析する光学特性解析手段と、を備え、
    　前記各受光手段は、前記光源から放射される光を直接受光する受光部をそれぞれ有し、前記各受光部のうち少なくとも２つが、前記光源を仮想球体の中心に配置させた場合の、当該仮想球体に内接する仮想正多面体の各面の面中心、各辺の中点または各頂点に対応する位置もしくはこれらのいずれかの組み合わせに対応する位置に、配置されていることを特徴とする測定装置。
  2. 　前記各受光部のうちの少なくとも1つが、前記光源の光軸上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
  3. 　前記分光検出手段は、前記受光手段の出力を合成した状態で検出することによって、前記分光スペクトル情報を抽出することを特徴とする請求項１または２に記載の測定装置。
  4. 　前記各受光手段のうちで同じ光量の光を受光するグループがある場合、前記分光検出手段は、前記グループ内においてこれらの受光手段の中から１つの代表の受光手段の出力を、前記グループ内の受光手段の個数に応じて重み付けするとともに、前記グループに属さない他の各受光手段の出力と合成した状態で検出することによって、前記分光スペクトル情報を抽出することを特徴とする請求項１または２に記載の測定装置。
  5. 　前記光学特性解析手段は、
    　前記分光検出手段から抽出された前記分光スペクトル情報を取り込んで演算処理して、前記光源に関する分光分布データを算出するとともに、該分光分布データをさらに演算処理することによって得られる前記光源に関する光学データを算出するデータ算出部と、
    　前記データ算出部で算出された前記分光分布データおよび前記光学データのうちの一方またはそれら両方を、予め設定された基準データと比較するデータ比較部と、
    　前記データ比較部の比較結果を表示する比較結果表示部と、からなることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の測定装置。
  6. 　前記光学データは、前記光源の色に関するものであって、色度、色温度および演色評価数のうちの少なくとも１つに関するデータであることを特徴とする請求項５に記載の測定装置。
  7. 　請求項１～６のいずれかに記載の測定装置と、
    　前記光源を前記仮想球体の中心に搬送する搬送手段と、
    　前記各受光部を収容するとともに、前記搬送手段が通過するための開口を有する筐体と、を備えた光源の光学特性を検査するための検査装置。
  8. 　光源の光学特性の測定方法であって、
    　（ａ）前記光源と、前記光源から放射される光を直接受光する受光部を有する複数の受光手段と、前記各受光手段を支持する受光手段支持手段と、を準備するステップと、
    　（ｂ）前記光源を仮想球体の中心に配置するステップと、
    　（ｃ）前記各受光手段の受光部のうち少なくとも２つを、前記仮想球体に内接する仮想正多面体の各面の面中心、各辺の中点または各頂点に対応する位置もしくはこれらのいずれかの組み合わせに対応する位置に、配置するステップと、
    　（ｄ）前記光源を発光させるステップと、
    　（ｅ）前記各受光手段の出力を検出して、前記光源の分光スペクトル情報を抽出するステップと、
    　（ｆ）前記分光スペクトル情報を演算処理して、前記光源の光学特性を解析するステップと、を備えることを特徴とする測定方法。
  9. 　前記ステップ（ｃ）において、各受光部のうちの少なくとも1つを、前記光源の光軸上に配置することを特徴とする請求項８に記載の測定方法。
  10. 　前記ステップ（ｅ）において、前記各受光手段の出力を合成した状態で検出して、前記分光スペクトル情報を抽出することを特徴とする請求項８または９に記載の測定方法。
  11. 　前記ステップ（ｅ）において、前記各受光部のうちで同じ光量の光を受光するグループがある場合、前記グループ内においてこれらの受光部の中から１つの代表の受光部で受光した光の出力を、前記グループ内の受光手段の個数に応じて重み付けするとともに、前記グループに属さない他の各受光部で受光した光の出力と合成した状態で検出して、前記分光スペクトル情報を抽出することを特徴とする請求項８または９に記載の測定方法。
  12. 　前記ステップ（ｆ）は、前記分光スペクトル情報を演算処理して、前記光源に関する分光分布データを算出するとともに、該分光分布データをさらに演算処理することによって得られる前記光源に関する光学データを算出するステップと、前記光学データを予め設定された基準データと比較するステップと、前記分光分布データおよび前記光学データのうちの一方またはそれら両方を、予め設定された基準データと比較するステップと、これらの比較結果を表示するステップとを含むことを特徴とする請求項８～１１のいずれかに記載の測定方法。
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