光學(xué)特性測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種光學(xué)特性測量裝置，包括內(nèi)壁具有反射面的半球部以及平面部，該平面部被配置成堵塞半球部的開口，在半球部的內(nèi)壁側(cè)具有反射面。平面部包括第一窗，該第一窗用于在包含半球部的實質(zhì)的曲率中心的范圍內(nèi)安裝光源。半球部和平面部中的至少一方包括多個第二窗，該多個第二窗以具有規(guī)定的規(guī)則性的方式進行配置，用于從半球部的內(nèi)部取出光。
【專利說明】光學(xué)特性測量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適合于測量面光源等的光學(xué)特性測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，LED(Light Emitting Diode:發(fā)光二極管)、EL (Electro Luminescence:電致發(fā)光)等新光源的開發(fā)快速發(fā)展。作為評價這種光源的性能的指標，在很多情況下使用總光通量(1111:流明)。
[0003]在測量這種光源的總光通量的情況下，通常使用積分球(球形光通量計)，該積分球是將硫酸鋇、PTFE(polytetrafIuoroethylene:聚四氟乙烯)等漫反射材料涂敷到內(nèi)壁面的中空的球。在使用積分球的測量方法中，使配置于其中心的光源點亮，從該光源發(fā)射的光在內(nèi)壁面反復(fù)反射，由此內(nèi)壁面的照度均勻化。利用均勻化的內(nèi)壁面的照度與光源的總光通量成比例這一情況來計算光源的總光通量。
[0004]然而，在使用積分球的測量方法中，在積分球內(nèi)部的中心配置光源，因此由于用于支承光源的結(jié)構(gòu)物的光吸收、用于防止從光源向受光部的直接入射的擋板的光吸收以及光源本身的光吸收等，會產(chǎn)生測量誤差。
[0005]例如，根據(jù)JIS C8152:2007 “照明用白色發(fā)光二極管(LED)的測光方法”，推薦使用求出光源的自吸收校正系數(shù)的方法。但是，在該方法中，無法校正用于支承光源的結(jié)構(gòu)物和擋板的光吸收。
[0006]在日本特開平06-167388號公報和日本特開2009-103654號公報中公開了半球型的光通量計。根據(jù)該半球型的光通量計，不需要用于支承光源的結(jié)構(gòu)物，因此能夠避免結(jié)構(gòu)物的光吸收所產(chǎn)生的影響。另外，在半球型的光通量計中，如日本特開2009-103654號公報公開的那樣，還能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)對光源自吸收所引起的誤差的校正。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]例如，通過將多個發(fā)光元件配置成陣列狀能夠構(gòu)成面光源。本申請的
【發(fā)明者】們發(fā)現(xiàn)了以下新的問題:在處于面光源的中央部的發(fā)光元件與處于端部的發(fā)光元件之間，相對于觀測窗的位置關(guān)系不同，在測量這種面光源時會產(chǎn)生測量誤差。
[0008]本發(fā)明是為了解決這種新的問題而完成的，其目的在于提供一種適合于測量面光源等的光學(xué)特性測量裝置。
[0009]按照本發(fā)明的某一局面的光學(xué)特性測量裝置具備:半球部，其內(nèi)壁具有反射面；以及平面部，其被配置成堵塞半球部的開口，在半球部的內(nèi)壁側(cè)具有反射面。平面部包括第一窗，該第一窗用于在包含半球部的實質(zhì)的曲率中心的范圍內(nèi)安裝光源。半球部和平面部中的至少一方包括多個第二窗，該多個第二窗以具有規(guī)定的規(guī)則性的方式進行配置，用于從半球部的內(nèi)部取出光。
[0010]優(yōu)選的是，多個第二窗被配置成相對于通過半球部的頂點和實質(zhì)的曲率中心的直線對稱。[0011]優(yōu)選的是，多個第二窗包括相對于通過半球部的頂點和實質(zhì)的曲率中心的直線相
對置的一對窗。
[0012]優(yōu)選的是，多個第二窗配置于半球部，半球部包括擋板，該擋板與第二窗的視場相關(guān)聯(lián)，并且配置于更接近半球部的實質(zhì)的曲率中心的位置。
[0013]優(yōu)選的是，光學(xué)特性測量裝置還包括受光部，該受光部用于通過多個第二窗來接收半球部的內(nèi)部的光。
[0014]優(yōu)選的是，光學(xué)特性測量裝置還包括導(dǎo)光部，該導(dǎo)光部將多個第二窗與受光部光學(xué)連接。導(dǎo)光部包括合成部，該合成部將來自多個第二窗各自的光結(jié)合。
[0015]按照本發(fā)明的另一局面的光學(xué)特性測量裝置具備球體，在該球體形成有用于安裝光源的第一窗，并且該球體的內(nèi)壁具有反射面。球體包括多個第二窗，該多個第二窗被配置成相對于通過球體的中心和第一窗的中心的直線對稱，用于從球體的內(nèi)部取出光。
[0016]優(yōu)選的是，光學(xué)特性測量裝置還包括受光部，該受光部用于通過多個第二窗來接收球體的內(nèi)部的光。
[0017]根據(jù)與附圖相關(guān)聯(lián)地理解的關(guān)于本發(fā)明的以下詳細說明可知本發(fā)明的上述和其它目的、特征、局面以及優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是表示按照本發(fā)明的關(guān)聯(lián)技術(shù)的包含半球型的積分器的光學(xué)特性測量裝置的外觀的示意圖。
[0019]圖2A和2B是表示在圖1示出的光學(xué)特性測量裝置中被測量的光源的一例的示意圖。
[0020]圖3是表示用于對圖1示出的光學(xué)特性測量裝置中的受光靈敏度的各向異性進行模擬的光學(xué)模型的圖。
[0021]圖4是表示圖3示出的光學(xué)模型中的受光靈敏度的各向異性的一例的圖。
[0022]圖5是表示按照實施方式I的光學(xué)特性測量裝置的外觀的示意圖。
[0023]圖6是表示按照實施方式I的光學(xué)特性測量裝置所包含的積分器的截面結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0024]圖7是表示用于對圖5示出的光學(xué)特性測量裝置中的受光靈敏度的各向異性進行模擬的光學(xué)模型的圖。
[0025]圖8是表示圖7示出的光學(xué)模型中的受光靈敏度的各向異性的一例的圖。
[0026]圖9是表示按照實施方式I的第一變形例的光學(xué)特性測量裝置的外觀的示意圖。
[0027]圖10是表示按照實施方式I的第二變形例的光學(xué)特性測量裝置的外觀的示意圖。
[0028]圖11是表示按照實施方式I的第三變形例的光學(xué)特性測量裝置的外觀的示意圖。
[0029]圖12是表示按照實施方式I的第三變形例的光學(xué)特性測量裝置所包含的積分器的截面結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0030]圖13是表示按照實施方式2的光學(xué)特性測量裝置的外觀的示意圖。
[0031]圖14是表示按照實施方式2的光學(xué)特性測量裝置所包含的積分球的截面結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0032]圖15是表示用于對圖13和14示出的光學(xué)特性測量裝置中的受光靈敏度的各向異性進行模擬的光學(xué)模型的圖。
[0033]圖16是表示按照實施方式2的一個變形例的光學(xué)特性測量裝置的外觀的示意圖。
[0034]附圖標記說明
[0035]1、2、3、4、5、6、7:光學(xué)特性測量裝置；10:光源;10-1、10_2:發(fā)光元件；100、100A、100B、100C、400:積分器;102、402:半球部;102a、106a、200a:反射面;104、204、404:光源窗;106、406:平面部;108、116、126、136、146、156、166、176、186、208、216、226、408:光纖；109、109A、109B、109C、209、209A:合成部;110、120、130、140、150、160、170、180、210、220、410:觀測窗;112、122、132、142、152、162、172、212、412:取出部;114、124、134、144、154、164、214、414:擋板；200、200A:積分球；300:受光部；350:控制部。
【具體實施方式】
[0036]參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。此外，對圖中的相同或者相當部分附加相同的附圖標記而不反復(fù)進行其說明。
[0037][A.概要]
[0038]在按照本實施方式的光學(xué)特性測量裝置中，使用設(shè)置有多個觀測窗的積分空間來進行測量。通過設(shè)置多個觀測窗，使依賴于測量對象光源的大小而產(chǎn)生的照度的偏差均勻化。即，通過設(shè)置多個觀測窗，降低受光靈敏度的各向異性。
[0039][B.關(guān)聯(lián)技術(shù)和問題]
[0040]首先，說明與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的光學(xué)特性測量裝置。圖1是表示按照本發(fā)明的關(guān)聯(lián)技術(shù)的包含半球型的積分器的光學(xué)特性測量裝置I的外觀的示意圖。
[0041]參照圖1，光學(xué)特性測量裝置I包括半球型的積分器400、用于接收積分器400內(nèi)部的光的受光部300以及用于控制受光部300的控制部350。測量對象光源10 (被測量光源)被安裝到設(shè)置于積分器400的光源窗404。由于光源10點亮而產(chǎn)生的光在積分器400內(nèi)部反復(fù)進行反射，由此積分器400的內(nèi)壁面的照度均勻化。通過測量該均勻化的照度來計算來自光源10的總光通量。
[0042]更具體地說，積分器400包括內(nèi)壁具有反射面的半球部402以及平面部406，該平面部406被配置成堵塞半球部402的開口，在半球部402的內(nèi)壁側(cè)具有反射面。半球部402具有漫反射層作為其內(nèi)壁的反射面。代表性地是通過涂敷或者噴射硫酸鋇、PTFE(polytetrafIuoroethylene:聚四氟乙烯)等漫射材料來形成漫反射層。另一方面，平面部406在半球部402的內(nèi)壁側(cè)具有進行鏡面反射(正反射)的鏡面反射層。
[0043]平面部406的鏡面反射層與半球部402的內(nèi)壁相對配置，由此生成半球部402的虛像。平面部406被配置成通過半球部402的曲率中心。通過平面部406生成的虛像為具有固定的曲率的半球狀。當將由半球部402的內(nèi)壁定義的積分空間(實像)與由平面部406生成的虛像組合時，能夠得到與使用了球狀積分器的情況實質(zhì)上相同的照度分布。
[0044]在半球部402設(shè)置有觀測窗410以及與觀測窗410連通的取出部412，該觀測窗410是用于從半球部402的內(nèi)部取出光的開口。取出部412通過作為導(dǎo)光單元的光纖408與受光部300光學(xué)連接。受光部300測量通過觀測窗410、取出部412以及光纖408的路徑而引導(dǎo)出的光。
[0045]在半球部402的內(nèi)壁設(shè)置有擋板414，該擋板414用于防止來自光源10的光直接入射到觀測窗410。擋板414形成陰影使得在從觀測窗410起的視場內(nèi)不含光源10。
[0046]圖1示出的光學(xué)特性測量裝置I典型地適合于面光源等的總光通量測量等。圖2A和2B是表示在圖1示出的光學(xué)特性測量裝置I中被測量的光源10的一例的示意圖。作為光源10，假設(shè)如圖2A所示那樣在方形狀的基板上陣列狀地配置了多個發(fā)光元件(典型地是LED)的光源、如圖2B所示那樣在圓狀的基板上陣列狀地配置了多個發(fā)光元件的光源。
[0047]作為這種光源10的測量內(nèi)容，存在從光源10發(fā)射的總光通量的測量以及從各個發(fā)光元件(LED)發(fā)射的光通量的測量。在對各個發(fā)光元件進行測量的情況下，使構(gòu)成光源10的發(fā)光元件每次一個地依次點亮來進行測量?；蛘撸€存在對從屬于各列的發(fā)光元件群發(fā)射的光通量進行測量的情況。
[0048]本申請的
【發(fā)明者】們發(fā)現(xiàn)了以下新的問題:在處于光源10的中央部的發(fā)光元件與處于光源10的端部的發(fā)光元件之間，相對于觀測窗410的位置關(guān)系不同，由此，在測量光源10時會產(chǎn)生測量誤差。例如，本申請的
【發(fā)明者】們發(fā)現(xiàn)了以下新的問題:對于陣列狀地安裝了多個發(fā)光元件的光源10，在使各發(fā)光元件依次點亮來測量各自的總光通量的情況下，SP使從各發(fā)光元件發(fā)射的總光通量相互相同，測量值也依賴于發(fā)光元件的安裝位置而不同。gp，本申請的
【發(fā)明者】們發(fā)現(xiàn)了以下新的問題:受光靈敏度會存在各向異性。
[0049]本申請的
【發(fā)明者】們對這種新的問題，使用以下光學(xué)模型通過模擬進行了分析。圖3是表示用于對圖1示出的光學(xué)特性測量裝置I中的受光靈敏度的各向異性進行模擬的光學(xué)模型的圖。圖4是表示圖3示出的光學(xué)模型中的受光靈敏度的各向異性的一例的圖。
[0050]在圖3不出的光學(xué)模型中，假設(shè)構(gòu)成光源10的發(fā)光兀件10-1和10-2的配光相對窄的情況。當按每個發(fā)光元件的位置來計算在半球部402的壁面產(chǎn)生的一次反射光直接照明觀測窗410而產(chǎn)生的照度時，可知依賴于發(fā)光元件的位置而變動。具體地說，當將半球部402的半徑設(shè)為r而將距半球部402的曲率中心O的距離X設(shè)為各發(fā)光元件的位置時，向受光部300輸入的光(一次反射光和漫射光)如圖4所不那樣。在此，已經(jīng)設(shè)為來自發(fā)光兀件的總光通量相互相同。這樣，向受光部300輸入的光(觀測窗410處的照度)依賴于發(fā)光元件的位置而不同。
[0051]當更詳細地進行解說時，受光部300同時接收一次反射光和漫射光。在半球型的積分器400的內(nèi)壁反復(fù)反射的光(漫射光)不依賴于發(fā)光元件的位置而是固定的。另一方面，從一次反射光來看，其強度(照度)依賴于發(fā)光元件的位置而變動，因此受光部300的輸出也依賴于發(fā)光元件的位置而變動。這樣，考慮照度發(fā)生變動的原因是由于將觀測窗410設(shè)置于平面部406附近而產(chǎn)生的靈敏度的各向異性。
[0052]本申請的
【發(fā)明者】們研究了這種新的問題，想到了以下新的技術(shù)思想:通過設(shè)置多個觀測窗，能夠緩和這種靈敏度的各向異性。以下，說明將這種技術(shù)思想具體化的幾個實施方式。以下說明的實施方式嚴格來說是例示，本申請的發(fā)明的技術(shù)范圍并不限定于這些。
[0053][C.實施方式I]
[0054](1.裝置結(jié)構(gòu))
[0055]圖5是表示按照實施方式I的光學(xué)特性測量裝置2的外觀的示意圖。圖6是表示按照實施方式I的光學(xué)特性測量裝置2所包含的積分器100的截面結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0056]參照圖5和圖6，光學(xué)特性測量裝置2包括半球型的積分器100、用于接收積分器100內(nèi)部的光的受光部300以及用于控制受光部300的控制部350。[0057]更具體地說，積分器100包括內(nèi)壁具有反射面102a的半球部102以及平面部106，該平面部106被配置成堵塞半球部102的開口，在半球部102的內(nèi)壁側(cè)具有反射面106a。典型地說，半球部102的反射面102a由漫反射層構(gòu)成，該漫反射層例如是通過涂敷或者噴射硫酸鋇、PTFE等漫射材料而形成的。平面部106的反射面106a由通過鋁蒸鍍等形成的鏡面反射(正反射)層構(gòu)成。平面部106被配置成半球部102的實質(zhì)的曲率中心O位于其表面上。
[0058]在積分器100的平面部106上，在包含半球部102的實質(zhì)的曲率中心O的范圍內(nèi)設(shè)置有用于安裝測量對象光源10的光源窗104。在該光源窗104上典型地是安裝面光源等光源10。按照實施方式I的光學(xué)特性測量裝置2適合于面光源等的光學(xué)特性(例如，總光通量)的測量，但是并不限定于此，還能夠?qū)δ軌虬惭b到光源窗104的任意光源測量光學(xué)特性。
[0059]如參照圖1進行說明的那樣，通過光源10點亮而產(chǎn)生的光在積分器100內(nèi)部反復(fù)進行反射，由此積分器100的內(nèi)壁面的照度均勻化。測量該均勻化的照度來計算來自光源10的總光通量。這樣，通過將內(nèi)壁具有反射面102a的半球部102和具有反射面106a的平面部106組合，能夠得到與使用了球體積分器的情況實質(zhì)上相同的照度分布。S卩，積分器100構(gòu)成為將形成在平面部106和半球部102之間的空間與通過平面部106生成的該空間的虛像組合的狀態(tài)被視作球體。因此，“半球部102的實質(zhì)的曲率中心”是以下概念:除了半球部102的所有曲率中心O以外，還包括上述那樣能夠得到與使用了球體積分球的情況實質(zhì)上相等的照度分布的附近位置。
[0060]在半球部102上設(shè)置有觀測窗110和120以及與觀測窗110和120分別連通的取出部112和122，該觀測窗110和120是用于從積分器100的內(nèi)部取出光的開口。取出部112通過作為導(dǎo)光單元的光纖116與受光部300光學(xué)連接，并且取出部122通過作為導(dǎo)光單元的光纖126與受光部300光學(xué)連接。更具體地說，光纖116和126在合成部109中結(jié)合成一個之后，通過光纖108與受光部300光學(xué)連接。合成部109將通過光纖116引導(dǎo)出的光與通過光纖126引導(dǎo)出的光結(jié)合，由此使兩者平均化(積分)。這種合成部109典型地是使用捆束多個光纖的Y型光纖等來構(gòu)成。
[0061]這樣，光學(xué)特性測量裝置2包括受光部300，該受光部300用于通過多個觀測窗110和120接收積分器100內(nèi)部的光。另外，光學(xué)特性測量裝置2包括將多個觀測窗110和120與受光部300光學(xué)連接的連接部(光纖116和126以及光纖108)。該連接部包括將來自多個觀測窗110和120各自的光結(jié)合的合成部109。S卩，由多個觀測窗110和120各自捕捉到的光通過光纖等導(dǎo)光單元被引導(dǎo)到受光部300。
[0062]在半球部102的內(nèi)壁設(shè)置有與觀測窗110和120的視場相關(guān)聯(lián)并且被配置于更接近半球部102的實質(zhì)的曲率中心O的位置處的擋板114和124。更具體地說，擋板114和124防止來自光源10的光直接入射到觀測窗110和120。S卩，擋板114和124形成陰影使得從觀測窗110和120起的視場內(nèi)不含光源10。換言之，擋板114和124妨礙受光部300直接接收來自光源10的光。
[0063]受光部300測量觀測窗110和120處的照度，例如計算光源10的總光通量。受光部300可以至少測量特定波長的照度，也可以測量相對照度譜。受光部300包括衍射光柵以及與衍射光柵光學(xué)地相關(guān)聯(lián)的線傳感器等。通過采用能夠進行分光測量的受光部300，除了總光通量以外，還能夠進行色度、相關(guān)色溫、演色性這種作為光源的性能的評價等。
[0064]控制部350對受光部300提供測量開始、處理內(nèi)容等的指示，并且將受光部300的測量結(jié)果等輸出到外部。此外，也可以由控制部350執(zhí)行計算光源10的總光通量的計算本身。典型地是由通用計算機實現(xiàn)控制部350。即，控制部350由處理器、存儲器、硬盤這種組件構(gòu)成。通過由處理器執(zhí)行程序來在光學(xué)特性測量裝置2中實現(xiàn)所需的各種處理。
[0065]在圖5和圖6示出的按照實施方式I的光學(xué)特性測量裝置2中，作為一例，在半球部102上設(shè)置有兩個觀測窗110和120。這些觀測窗110和120以具有規(guī)定的規(guī)則性的方式進行配置，以從積分器100內(nèi)部取出光。更具體地說，相對于半球部102的中心軸AXlJ!測窗110和觀測窗120被設(shè)置于相互相對置的位置處。即，觀測窗110和120被配置成相對于通過半球部102的頂點和實質(zhì)的曲率中心0的直線(中心軸AXl)對稱。
[0066]換言之，在以下位置處設(shè)置觀測窗110和120，該位置是垂直于半球部102的中心軸AXl的面與半球部102交叉的位置，且是相對于半球部102的中心軸AXl形成點対稱的位置。
[0067](2.通過模擬進行的效果驗證)
[0068]接著，示出通過模擬對通過按照上述實施方式I的光學(xué)特性測量裝置2而靈敏度的各向異性得到緩和進行驗證所得到的結(jié)果。圖7是表示用于對圖5示出的光學(xué)特性測量裝置2中的受光靈敏度的各向異性進行模擬的光學(xué)模型的圖。圖8是表示圖7示出的光學(xué)模型中的受光靈敏度的各向異性的一例的圖。在圖7和圖8的模擬中，也假設(shè)構(gòu)成光源10的發(fā)光元件的配光相對窄的情況。在圖8中一井示出以圖4示出的按照關(guān)聯(lián)技術(shù)的光學(xué)特性測量裝置I進行模擬的結(jié)果。
[0069]在按照關(guān)聯(lián)技術(shù)的光學(xué)特性測量裝置I中，僅設(shè)置有ー個觀測窗410，在該情況下，如圖8所示，在距曲率中心0相當于直徑的20%的距離的位置處，輸入到受光部300的光變動1.5%左右。與此相對，在按照實施方式I的光學(xué)特性測量裝置2中，以相對于半球部102的曲率中心0相對置的方式設(shè)置有兩個觀測窗110和120。通過采用這種結(jié)構(gòu)，如圖8所示，距曲率中心0相當于直徑的20%的距離的位置處的輸入到受光部300的光的變動被抑制在為0.3%以內(nèi)。
[0070]另外，從距曲率中心0相當于直徑的35%的距離的位置處的輸入到受光部300的光的變動來看，可知在按照關(guān)聯(lián)技術(shù)的光學(xué)特性測量裝置I中為3%左右，與此相對，在按照實施方式I的光學(xué)特性測量裝置2中被抑制在1%以內(nèi)。
[0071](3.總結(jié))
[0072]按照實施方式I的光學(xué)特性測量裝置2包括由半球部102和平面部106構(gòu)成的積分器100。在積分器100中，在接近平面部106的半球部102的曲面上以相對于半球部102的實質(zhì)的曲率中心0相對置的方式配置觀測窗110和120。使用通過這些觀測窗110和120測量出的照度的合成值，由此能夠降低受光靈敏度的各向異性。即，對于處于遠離半球部.102的曲率中心0的位置的光源，也能夠更準確地測量其光學(xué)特性。換言之，能夠減小由于安裝到光源窗104的光源10的位置偏差而產(chǎn)生的、由半球部102內(nèi)壁的空間照度不均所引起的測量誤差。
[0073]另外，在按照實施方式I的光學(xué)特性測量裝置2中，從觀測窗110和120分別取出的光在合成部109中被在光學(xué)上平均化(積分)，因此能夠采用與設(shè)置了ー個觀測窗的情況相同的受光處理。
[0074][D.實施方式I的第一變形例]
[0075]在上述實施方式I中，例示了在半球部102設(shè)置了兩個觀測窗110和120的光學(xué)特性測量裝置2。為了緩和受光靈敏度的各向異性，也可以設(shè)置更多的觀測窗。以下，例示在半球部設(shè)置了四個觀測窗的光學(xué)特性測量裝置3。
[0076]圖9是表示按照實施方式I的第一變形例的光學(xué)特性測量裝置3的外觀的示意圖。參照圖9，光學(xué)特性測量裝置3包括半球型的積分器100A、用于接收積分器100A內(nèi)部的光的受光部300以及用于控制受光部300的控制部350。
[0077]更具體地說，積分器100A包括內(nèi)壁具有反射面的半球部102以及平面部106，該平面部106被配置成堵塞半球部102的開口，在半球部102的內(nèi)壁側(cè)具有反射面。平面部106被配置成半球部102的實質(zhì)的曲率中心O位于其表面上。積分器100A除了觀測窗的數(shù)量以外，具有與圖5示出的積分器100相同的結(jié)構(gòu)，因此不反復(fù)進行與共通部分有關(guān)的詳細說明。
[0078]在半球部102設(shè)置有觀測窗110、120、130、140以及與觀測窗110、120、130、140分別連通的取出部112、122、132、142，該觀測窗110、120、130、140是用于從積分器100A內(nèi)部
取出光的開口。
[0079]在半球部102的內(nèi)壁還設(shè)置有與觀測窗110、120、130、140的視場分別相關(guān)聯(lián)并且被配置于更接近半球部102的實質(zhì)的曲率中心O的位置處的擋板114、124、134、144。更具體地說，擋板114、124、134、144防止來自光源10的光直接入射到觀測窗110、120、130、140。
[0080]取出部112、122、132、142通過作為導(dǎo)光單元的光纖116、126、136、146分別與受光部300光學(xué)連接。更具體地說，光纖116、126、136、146在合成部109A中結(jié)合成一個之后，通過光纖108與受光部300光學(xué)連接。合成部109A將通過光纖116、126、136、146引導(dǎo)出的各個光彼此結(jié)合，由此使這些光平均化(積分)。這種合成部109A典型地是使用捆束多個光纖的Y型光纖等來構(gòu)成。
[0081]這樣，在光學(xué)特性測量裝置3中，受光部300通過多個觀測窗110、120、130、140來接收積分器100A內(nèi)部的光。光學(xué)特性測量裝置3包括將多個觀測窗110、120、130、140與受光部300光學(xué)連接的連接部(光纖116、126、136、146和光纖108)。該連接部包括將來自多個觀測窗110、120、130、140各自的光結(jié)合的合成部109A。即，由多個觀測窗110、120、130、140各自捕捉到的光通過光纖等導(dǎo)光單元被弓I導(dǎo)到受光部300。
[0082]在圖9示出的按照實施方式I的第一變形例的光學(xué)特性測量裝置3中，在半球部102設(shè)置有四個觀測窗110、120、130、140。這些觀測窗110、120、130、140以具有規(guī)定的規(guī)則性的方式進行配置，以從積分器100A的內(nèi)部取出光。更具體地說，相對于半球部102的中心軸AXl,觀測窗110和觀測窗120被設(shè)置于相互相對置的位置處,觀測窗130和觀測窗140被設(shè)置于相互相對置的位置處。即，積分器100A具有相對于通過半球部102的頂點和實質(zhì)的曲率中心O的直線(中心軸AXl)相對置的一對觀測窗(觀測窗110與觀測窗120的組以及觀測窗130與觀測窗140的組)。
[0083]換言之，觀測窗110、120、130、140被配置在以下位置處，該位置是垂直于半球部102的中心軸AXl的面與半球部102的交線上的位置，鄰接的某兩個位置相對于半球部102的中心軸AXl形成的角與另外的鄰接的兩個位置相對于半球部102的中心軸AXl形成的角相互一致(在圖9中為90° )。在圖9示出的示例中，通過觀測窗110和觀測窗120的光軸與通過觀測窗130和觀測窗140的光軸正交。
[0084]在實施方式I的第一變形例中，與實施方式I相比，設(shè)置了更多的觀測窗，因此能夠進一步降低受光靈敏度的各向異性。由此，對于處于遠離半球部102的曲率中心O的位置處的光源，也能夠更準確地測量其光學(xué)特性。換言之，能夠進一步減小由于安裝到光源窗104的光源10的位置偏差而產(chǎn)生的、由半球部102內(nèi)壁的空間照度不均所引起的測量誤差。
[0085][E.實施方式I的第二變形例]
[0086]在上述實施方式I和第一變形例中，例示了將相對配置的一對觀測窗設(shè)置一個或者多個的結(jié)構(gòu)。但是，如果具有用于緩和受光靈敏度的各向異性的規(guī)則性，則也可以不將觀測窗相對配置。以下，例示在半球部以具有對稱性的方式配置三個觀測窗的光學(xué)特性測量裝置4。
[0087]圖10是表示按照實施方式I的第二變形例的光學(xué)特性測量裝置4的外觀的示意圖。參照圖10，光學(xué)特性測量裝置4包括半球型的積分器100B、用于接收積分器100B內(nèi)部的光的受光部300以及用于控制受光部300的控制部350。
[0088]更具體地說，積分器100B包括內(nèi)壁具有反射面的半球部102以及平面部106，該平面部106被配置成堵塞半球部102的開口，在半球部102的內(nèi)壁側(cè)具有反射面。平面部106被配置成半球部102的實質(zhì)的曲率中心O位于其表面上。積分器100B除了觀測窗的數(shù)量以外，具有與圖5示出的積分器100相同的結(jié)構(gòu)，因此不反復(fù)進行與共通部分有關(guān)的詳細說明。
[0089]在半球部102設(shè)置有觀測窗110、150、160以及與觀測窗110、150、160分別連通的取出部112、152、162，該觀測窗110、150、160是用于從半球部102內(nèi)部取出光的開口。
[0090]在半球部102的內(nèi)壁還設(shè)置有與觀測窗110、150、160的視場分別相關(guān)聯(lián)并且被配置于更接近半球部102的實質(zhì)的曲率中心O的位置處的擋板114、154、164。更具體地說，擋板114、154、164防止來自光源10的光直接入射到觀測窗110、150、160。
[0091]取出部112、152、162通過作為導(dǎo)光單元的光纖116、156、166分別與受光部300光學(xué)連接。更具體地說，光纖116、156、166在合成部109B中結(jié)合成一個之后，通過光纖108與受光部300光學(xué)連接。合成部109B將通過光纖116、156、166引導(dǎo)出的各個光彼此結(jié)合，由此使這些光平均化(積分)。這種合成部109B典型地是使用捆束多個光纖的Y型光纖等來構(gòu)成。
[0092]這樣，在光學(xué)特性測量裝置4中，受光部300通過多個觀測窗110、150、160接收積分器100B內(nèi)部的光。光學(xué)特性測量裝置4包括將多個觀測窗110、150、160與受光部300光學(xué)連接的連接部(光纖116、156、166和光纖108)。該連接部包括將來自多個觀測窗110、150、160各自的光結(jié)合的合成部109B。S卩，由多個觀測窗110、150、160各自捕捉到的光通過光纖等導(dǎo)光單元被引導(dǎo)到受光部300。
[0093]在圖10示出的按照實施方式I的第二變形例的光學(xué)特性測量裝置4中，在半球部102設(shè)置有三個觀測窗110、150、160。這些觀測窗110、150、160以具有規(guī)定的規(guī)則性的方式進行配置，以從積分器100B內(nèi)部取出光。更具體地說，積分器100B具有被配置成相對于通過半球部102的頂點和實質(zhì)的曲率中心O的直線(中心軸AXl)具有相互對稱性的觀測窗 110、150、160。[0094]換言之,觀測窗110、150、160被配置在以下位置處,該位置是垂直于半球部102的中心軸AXl的面與半球部102的交線上的位置，鄰接的某兩個位置相對于半球部102的中心軸AXl形成的角與另外的鄰接的兩個位置相對于半球部102的中心軸AXl形成的角相互一致(在圖10中為120° )。
[0095]在實施方式I的第二變形例中，與實施方式I相比，設(shè)置更多的觀測窗，因此能夠進一步降低受光靈敏度的各向異性。由此，對于處于遠離半球部102的曲率中心O的位置處的光源，也能夠更準確地測量其光學(xué)特性。換言之，能夠進一步減小由于安裝到光源窗104的光源10的位置偏差而產(chǎn)生的、由半球部102內(nèi)壁的空間照度不均所引起的測量誤差。
[0096][F.實施方式I的第三變形例]
[0097]在上述實施方式I以及第一變形例和第二變形例中，例示了在半球部102設(shè)置了多個觀測窗的結(jié)構(gòu)。但是，設(shè)置觀測窗的位置并不限定于半球部102。以下，例示在平面部以具有對稱性的方式配置兩個觀測窗的光學(xué)特性測量裝置5。
[0098]圖11是表示按照實施方式I的第三變形例的光學(xué)特性測量裝置5的外觀的示意圖。圖12是表示按照實施方式I的第三變形例的光學(xué)特性測量裝置5所包含的積分器100C的截面結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0099]參照圖11和圖12，光學(xué)特性測量裝置5包括半球型的積分器100C、用于接收積分器100C內(nèi)部的光的受光部300以及用于控制受光部300的控制部350。
[0100]更具體地說，積分器100C包括內(nèi)壁具有反射面的半球部102以及平面部106，該平面部106被配置成堵塞半球部102的開口，在半球部102的內(nèi)壁側(cè)具有反射面。平面部106被配置成半球部102的實質(zhì)的曲率中心O位于其表面上。積分器100C除了觀測窗的位置以外，具有與圖5示出的積分器100相同的結(jié)構(gòu)，因此不反復(fù)進行與共通部分有關(guān)的詳細說明。
[0101]在平面部106設(shè)置有觀測窗170和180以及與觀測窗170和180分別連通的取出部172和182，該觀測窗170和180是用于從積分器100C內(nèi)部取出光的開口。在積分器100C中，不需要設(shè)置與觀測窗170和180相關(guān)聯(lián)的擋板。這是由于觀測窗170和180與光源10處于同一平面上，因此即使沒有擋板，也能夠防止來自光源10的光直接入射到觀測窗170和180。此外，為了進一步減少干擾光，優(yōu)選設(shè)置擋板。
[0102]取出部172和182通過作為導(dǎo)光單元的光纖176和186分別與受光部300光學(xué)連接。更具體地說，光纖176和186在合成部109C中結(jié)合成一個之后，通過光纖108與受光部300光學(xué)連接。合成部109C將通過光纖176和186引導(dǎo)出的各個光彼此結(jié)合，由此使這些光平均化(積分)。這種合成部109C典型地是使用捆束多個光纖的Y型光纖等來構(gòu)成。
[0103]這樣，在光學(xué)特性測量裝置5中，受光部300通過多個觀測窗170和180接收積分器100C內(nèi)部的光。光學(xué)特性測量裝置5包括將多個觀測窗170和180與受光部300光學(xué)連接的連接部(光纖176和186以及光纖108)。該連接部包括將來自多個觀測窗170和180各自的光結(jié)合的合成部109C。S卩，由多個觀測窗170和180各自捕捉到的光通過光纖等導(dǎo)光單元被引導(dǎo)到受光部300。
[0104]在圖11和圖12示出的按照實施方式I的第三變形例的光學(xué)特性測量裝置5中，在平面部106設(shè)置有兩個觀測窗170和180。這些觀測窗170和180以具有規(guī)定的規(guī)則性的方式進行配置，以從積分器100C內(nèi)部取出光。更具體地說，相對于半球部102的中心軸AXl，觀測窗170和觀測窗180被設(shè)置于相互相對置的位置處。即，積分器100C具有相對于通過半球部102的頂點和實質(zhì)的曲率中心O的直線(中心軸AXl)相對置的觀測窗(觀測窗170和觀測窗180)。
[0105]在實施方式I的第三變形例中，與實施方式I相比，不需要設(shè)置擋板，因此不存在擋板的光吸收，能夠?qū)崿F(xiàn)誤差更小的光學(xué)特性的測量。
[0106]并且，作為實施方式I的第三變形例的進一步的變形例，如在上述實施方式I的第一變形例和第二變形例中說明的那樣，還能夠采用在平面部106上在每次分離90°的位置處配置四個觀測窗的結(jié)構(gòu)、在平面部106上在每次分離120°的位置處配置三個觀測窗的
結(jié)構(gòu)等。
[0107]并且，還能夠采用在平面部106配置多個觀測窗并且在半球部102也配置多個觀測窗的結(jié)構(gòu)。
[0108][G.實施方式I的第四變形例]
[0109]在上述實施方式I和第一至第三變形例中，例示了在通過合成部將通過光纖引導(dǎo)出的光結(jié)合之后使用一個受光部來測量光學(xué)特性的結(jié)構(gòu)。與此相對，也可以配置數(shù)量與設(shè)置于積分器的觀測窗的數(shù)量相同的受光部，并且對各個受光部的測量結(jié)果進行統(tǒng)計處理(典型地是平均化處理)，由此進行與光源10有關(guān)的光學(xué)特性的測量。即，也可以不是作為預(yù)處理將從積分器取出的光進行光學(xué)結(jié)合，而是作為后處理將與從積分器取出的各個光有關(guān)的測量結(jié)果進行電子結(jié)合。
[0110]根據(jù)實施方式I的第四變形例，能夠進一步提高計算與光源10有關(guān)的光學(xué)特性時的統(tǒng)計處理的自由度。例如，也可以在對與通過各個觀測窗而取出的光有關(guān)的測量結(jié)果乘以與光源10的形狀等相應(yīng)的加權(quán)系數(shù)之后計算光學(xué)特性。
[0111][H.實施方式2]
[0112](1.裝置結(jié)構(gòu))
[0113]在上述實施方式I及其變形例中，例示了包含半球型的積分器的光學(xué)特性測量裝置。然而，本申請的
【發(fā)明者】們想到的新的技術(shù)思想還能夠應(yīng)用于包含一般的積分球的光學(xué)特性測量裝置。以下，例示對積分球應(yīng)用本申請的發(fā)明所涉及的技術(shù)思想的實施方式。
[0114]圖13是表示按照實施方式2的光學(xué)特性測量裝置6的外觀的示意圖。圖14是表示按照實施方式2的光學(xué)特性測量裝置6所包含的積分球200的截面結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0115]參照圖13和圖14，光學(xué)特性測量裝置6包括積分球200、用于接收積分球200內(nèi)部的光的受光部300以及用于控制受光部300的控制部350。測量對象光源10 (被測量光源)被安裝到設(shè)置于積分球200的光源窗204。
[0116]更具體地說，積分球200的內(nèi)壁具有反射面200a。積分球200的反射面200a由例如通過涂敷或者噴射硫酸鋇、PTFE等漫射材料而形成的漫反射層構(gòu)成。在積分球200設(shè)置有觀測窗210和220以及與觀測窗210和220分別連通的取出部212和222，該觀測窗210和220是用于從積分球200內(nèi)部取出光的開口。這樣，積分球200是形成有用于安裝光源10的光源窗204并且內(nèi)壁具有反射面200a的球體。
[0117]在積分球200的內(nèi)壁設(shè)置有與觀測窗210和220的視場分別相關(guān)聯(lián)并且被配置于更接近光源10的位置處的擋板214和224。更具體地說，擋板214和224防止來自光源10的光直接入射到觀測窗210和220。[0118]取出部212和222通過作為導(dǎo)光單元的光纖216和226分別與受光部300光學(xué)連接。更具體地說，光纖216和226在合成部209中結(jié)合成一個之后，通過光纖208與受光部300光學(xué)連接。合成部209將通過光纖216和226弓丨導(dǎo)出的各個光彼此結(jié)合，由此使這些光平均化(積分)。這種合成部209典型地是使用捆束多個光纖的Y型光纖等來構(gòu)成。
[0119]這樣，在光學(xué)特性測量裝置6中，受光部300通過多個觀測窗210和220來接收積分球200內(nèi)部的光。光學(xué)特性測量裝置6包括將多個觀測窗210和220與受光部300光學(xué)連接的連接部(光纖216和226以及光纖208)。該連接部包括將來自多個觀測窗210和220各自的光結(jié)合的合成部209。S卩，由多個觀測窗210和220各自捕捉到的光通過光纖等導(dǎo)光單元被引導(dǎo)到受光部300。
[0120]在圖13和圖14示出的按照實施方式2的光學(xué)特性測量裝置6中，在積分球200設(shè)置有兩個觀測窗210和220。這些觀測窗210和220以具有規(guī)定的規(guī)則性的方式進行配置，以從積分球200內(nèi)部取出光。更具體地說，相對于積分球200的中心軸AX2，觀測窗210和觀測窗220被設(shè)置于相互相對置的位置處。即，積分球200包括相對于通過積分球200的中心O和光源窗204的中心的直線(中心軸AX2)對稱地配置的、用于從積分球200內(nèi)部取出光的窗(觀測窗210和220)。
[0121]換言之，觀測窗210和220被設(shè)置于以下位置處，該位置是垂直于積分球200的中心軸AX2的面與積分球200的交線上的位置，相對于積分球200的中心軸AX2相互相對置。從減小擋板的光吸收這種觀點出發(fā)，優(yōu)選在包含積分球200的中心O的水平軸上設(shè)置觀測窗210和220,但是并不必須限定于該位置。例如,可以將觀測窗210和220設(shè)置于包含積分球200的中心O的水平軸的上側(cè)，也可以設(shè)置于下側(cè)。
[0122]其它結(jié)構(gòu)具有與上述光學(xué)特性測量裝置相同的結(jié)構(gòu)，因此不反復(fù)進行與共通部分有關(guān)的詳細說明。
[0123](2.通過模擬進行的效果驗證)
[0124]接著，示出通過模擬對通過按照上述實施方式2的光學(xué)特性測量裝置6而靈敏度的各向異性得到緩和進行驗證所得到的結(jié)果。圖15是表示用于對圖13和圖14示出的光學(xué)特性測量裝置6中的受光靈敏度的各向異性進行模擬的光學(xué)模型的圖。在圖15的模擬中也假設(shè)構(gòu)成光源10的發(fā)光元件10-1和10-2的配光相對窄的情況。
[0125]當假設(shè)圖15示出的光學(xué)模型時，受光靈敏度的各向異性與圖7示出的光學(xué)模型的情況相同。即，在對積分球200設(shè)置觀測窗210的情況下，具有與圖8示出的“關(guān)聯(lián)技術(shù)”的情況相同的受光靈敏度的各向異性。與此相對，通過在積分球200除了設(shè)置觀測窗210以外還設(shè)置觀測窗220，受光靈敏度的各向異性與圖8示出的“實施方式I”的情況同樣地得到改善。
[0126](3.總結(jié))
[0127]按照實施方式2的光學(xué)特性測量裝置6包括設(shè)置有用于從內(nèi)部取出光的開口即觀測窗210和220的積分球200。通過使用通過這些觀測窗210和220測量出的照度的合成值，能夠降低受光靈敏度的各向異性。即，對于處于遠離積分球200的中心軸AX2的位置處的光源，也能夠更準確地測量其光學(xué)特性。換言之，能夠減小由于安裝到光源窗204的光源10的位置偏差而產(chǎn)生的、由積分球200內(nèi)壁的空間照度不均所引起的測量誤差。
[0128][1.實施方式2的變形例][0129]也能夠?qū)D13和圖14示出的按照實施方式2的光學(xué)特性測量裝置6進行與上述實施方式I的各變形例相同的變形。即，如果能夠降低受光靈敏度的各向異性，則觀測窗的數(shù)量、位置也可以是任意的數(shù)量和位置。
[0130]圖16是表示按照實施方式2的一個變形例的光學(xué)特性測量裝置7的外觀的示意圖。與圖13和圖14示出的光學(xué)特性測量裝置6相比，圖16示出的光學(xué)特性測量裝置7配置了更多的觀測窗。
[0131]參照圖16，光學(xué)特性測量裝置7包括積分球200A、用于接收積分球200A內(nèi)部的光的受光部300以及用于控制受光部300的控制部350。在積分球200A設(shè)置有觀測窗210、220,230,240以及與觀測窗210、220、230、240分別連通的取出部212、222、232、242，該觀測窗210、220、230、240是用于從積分球200A內(nèi)部取出光的開口。
[0132]在積分球200A的內(nèi)壁設(shè)置有與觀測窗210、220、230、240的視場分別相關(guān)聯(lián)并且被配置于更接近光源10的位置處的擋板214、224、234、244。更具體地說，擋板214、224、234,244防止來自光源10的光直接入射到觀測窗210、220、230、240。
[0133]取出部212、222、232、242通過作為導(dǎo)光單元的光纖216、226、236、246分別與受光部300光學(xué)連接。更具體地說，光纖216、226、236、246在合成部209A中結(jié)合成一個之后，通過光纖208與受光部300光學(xué)連接。
[0134]在圖16示出的光學(xué)特性測量裝置7中，與圖13和圖14示出的光學(xué)特性測量裝置6相比，設(shè)置更多的觀測窗，因此能夠進一步降低受光靈敏度的各向異性。
[0135]并且，也可以設(shè)置更多的觀測窗。在該情況下，優(yōu)選以相對于積分球200的中心O相對置的方式設(shè)置一對或者多對觀測窗。
[0136]或者，也可以與圖10同樣地，相對于積分球200的中心軸AX2對稱地配置多個觀測窗。例如，也可以在以下位置處配置觀測窗，該位置在包含積分球200的中心O的水平軸上，鄰接的某兩個位置相對于積分球200的中心軸AX2形成的角與另外的鄰接的兩個位置相對于積分球200的中心軸AX2形成的角相互一致(例如120° )。
[0137]并且，與實施方式I的第四變形例同樣地，也可以采用使用數(shù)量與觀測窗的數(shù)量相同的受光部的結(jié)構(gòu)。
[0138][J.優(yōu)點]
[0139]根據(jù)按照本實施方式的光學(xué)特性測量裝置，能夠降低依賴于光源的位置的受光靈敏度的各向異性的影響。即使是相對于積分空間來說較大的光源，也能夠更準確地測量其總光通量等。
[0140]詳細說明并示出了本發(fā)明，但是這僅是例示，并不是用于限定本發(fā)明，應(yīng)該理解為發(fā)明的范圍由添付的權(quán)利要求書來解釋，這是顯而易見的。
【權(quán)利要求】
1.ー種光學(xué)特性測量裝置，具備: 半球部，其內(nèi)壁具有反射面；以及 平面部，其被配置成堵塞上述半球部的開ロ，在上述半球部的內(nèi)壁側(cè)具有反射面， 其中，上述平面部包括第一窗，該第一窗用于在包含上述半球部的實質(zhì)的曲率中心的范圍內(nèi)安裝光源， 上述半球部和上述平面部中的至少一方包括多個第二窗，該多個第二窗以具有規(guī)定的規(guī)則性的方式進行配置，用于從上述半球部的內(nèi)部取出光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)特性測量裝置，其特征在干， 上述多個第二窗被配置成相對于通過上述半球部的頂點和實質(zhì)的曲率中心的直線對稱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)特性測量裝置，其特征在干， 上述多個第二窗包括相對于通過上述半球部的頂點和實質(zhì)的曲率中心的直線相對置的一對窗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中的任一項所述的光學(xué)特性測量裝置，其特征在干， 上述多個第二窗配置于上述半球部， 上述半球部包括擋板，該擋板與上述第二窗的視場相關(guān)聯(lián)，并且配置于更接近上述半球部的實質(zhì)的曲率中心的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?3中的任一項所述的光學(xué)特性測量裝置，其特征在干， 還具備受光部，該受光部用于通過上述多個第二窗來接收上述半球部的內(nèi)部的光。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)特性測量裝置，其特征在干， 還具備導(dǎo)光部，該導(dǎo)光部將上述多個第二窗與上述受光部光學(xué)連接， 上述導(dǎo)光部包括合成部，該合成部將來自上述多個第二窗各自的光結(jié)合。
7.ー種光學(xué)特性測量裝置，具備球體，在該球體形成有用于安裝光源的第一窗，并且該球體的內(nèi)壁具有反射面， 上述球體包括多個第二窗，該多個第二窗被配置成相對于通過上述球體的中心和上述第一窗的中心的直線對稱，用于從上述球體的內(nèi)部取出光。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)特性測量裝置，其特征在干， 還具備受光部，該受光部用于通過上述多個第二窗來接收上述球體的內(nèi)部的光。
【文檔編號】G01J1/04GK103575508SQ201310030361
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月19日
【發(fā)明者】大久保和明, 白巖久志 申請人:大塚電子株式會社