CN103575508A - 光学特性测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光学特性测量装置，包括内壁具有反射面的半球部以及平面部，该平面部被配置成堵塞半球部的开口，在半球部的内壁侧具有反射面。平面部包括第一窗，该第一窗用于在包含半球部的实质的曲率中心的范围内安装光源。半球部和平面部中的至少一方包括多个第二窗，该多个第二窗以具有规定的规则性的方式进行配置，用于从半球部的内部取出光。

Description

光学特性测量装置
技术领域
本发明涉及一种适合于测量面光源等的光学特性测量装置。
背景技术
近年来，LED(Light Emitting Diode：发光二极管)、EL(Electro Luminescence：电致发光)等新光源的开发快速发展。作为评价这种光源的性能的指标，在很多情况下使用总光通量(lm：流明)。
在测量这种光源的总光通量的情况下，通常使用积分球(球形光通量计)，该积分球是将硫酸钡、PTFE(polytetrafluoroethylene：聚四氟乙烯)等漫反射材料涂敷到内壁面的中空的球。在使用积分球的测量方法中，使配置于其中心的光源点亮，从该光源发射的光在内壁面反复反射，由此内壁面的照度均匀化。利用均匀化的内壁面的照度与光源的总光通量成比例这一情况来计算光源的总光通量。
然而，在使用积分球的测量方法中，在积分球内部的中心配置光源，因此由于用于支承光源的结构物的光吸收、用于防止从光源向受光部的直接入射的挡板的光吸收以及光源本身的光吸收等，会产生测量误差。
例如，根据JIS C8152：2007“照明用白色发光二极管(LED)的测光方法”，推荐使用求出光源的自吸收校正系数的方法。但是，在该方法中，无法校正用于支承光源的结构物和挡板的光吸收。
在日本特开平06-167388号公报和日本特开2009-103654号公报中公开了半球型的光通量计。根据该半球型的光通量计，不需要用于支承光源的结构物，因此能够避免结构物的光吸收所产生的影响。另外，在半球型的光通量计中，如日本特开2009-103654号公报公开的那样，还能够通过简单的结构来实现对光源自吸收所引起的误差的校正。
发明内容
例如，通过将多个发光元件配置成阵列状能够构成面光源。本申请的发明者们发现了以下新的问题：在处于面光源的中央部的发光元件与处于端部的发光元件之间，相对于观测窗的位置关系不同，在测量这种面光源时会产生测量误差。
本发明是为了解决这种新的问题而完成的，其目的在于提供一种适合于测量面光源等的光学特性测量装置。
按照本发明的某一局面的光学特性测量装置具备：半球部，其内壁具有反射面；以及平面部，其被配置成堵塞半球部的开口，在半球部的内壁侧具有反射面。平面部包括第一窗，该第一窗用于在包含半球部的实质的曲率中心的范围内安装光源。半球部和平面部中的至少一方包括多个第二窗，该多个第二窗以具有规定的规则性的方式进行配置，用于从半球部的内部取出光。
优选的是，多个第二窗被配置成相对于通过半球部的顶点和实质的曲率中心的直线对称。
优选的是，多个第二窗包括相对于通过半球部的顶点和实质的曲率中心的直线相对置的一对窗。
优选的是，多个第二窗配置于半球部，半球部包括挡板，该挡板与第二窗的视场相关联，并且配置于更接近半球部的实质的曲率中心的位置。
优选的是，光学特性测量装置还包括受光部，该受光部用于通过多个第二窗来接收半球部的内部的光。
优选的是，光学特性测量装置还包括导光部，该导光部将多个第二窗与受光部光学连接。导光部包括合成部，该合成部将来自多个第二窗各自的光结合。
按照本发明的另一局面的光学特性测量装置具备球体，在该球体形成有用于安装光源的第一窗，并且该球体的内壁具有反射面。球体包括多个第二窗，该多个第二窗被配置成相对于通过球体的中心和第一窗的中心的直线对称，用于从球体的内部取出光。
优选的是，光学特性测量装置还包括受光部，该受光部用于通过多个第二窗来接收球体的内部的光。
根据与附图相关联地理解的关于本发明的以下详细说明可知本发明的上述和其它目的、特征、局面以及优点。
附图说明
图1是表示按照本发明的关联技术的包含半球型的积分器的光学特性测量装置的外观的示意图。
图2A和2B是表示在图1示出的光学特性测量装置中被测量的光源的一例的示意图。
图3是表示用于对图1示出的光学特性测量装置中的受光灵敏度的各向异性进行模拟的光学模型的图。
图4是表示图3示出的光学模型中的受光灵敏度的各向异性的一例的图。
图5是表示按照实施方式1的光学特性测量装置的外观的示意图。
图6是表示按照实施方式1的光学特性测量装置所包含的积分器的截面结构的示意图。
图7是表示用于对图5示出的光学特性测量装置中的受光灵敏度的各向异性进行模拟的光学模型的图。
图8是表示图7示出的光学模型中的受光灵敏度的各向异性的一例的图。
图9是表示按照实施方式1的第一变形例的光学特性测量装置的外观的示意图。
图10是表示按照实施方式1的第二变形例的光学特性测量装置的外观的示意图。
图11是表示按照实施方式1的第三变形例的光学特性测量装置的外观的示意图。
图12是表示按照实施方式1的第三变形例的光学特性测量装置所包含的积分器的截面结构的示意图。
图13是表示按照实施方式2的光学特性测量装置的外观的示意图。
图14是表示按照实施方式2的光学特性测量装置所包含的积分球的截面结构的示意图。
图15是表示用于对图13和14示出的光学特性测量装置中的受光灵敏度的各向异性进行模拟的光学模型的图。
图16是表示按照实施方式2的一个变形例的光学特性测量装置的外观的示意图。
附图标记说明
1、2、3、4、5、6、7：光学特性测量装置；10：光源；10-1、10-2：发光元件；100、100A、100B、100C、400：积分器；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：光纤；109、109A、109B、109C、209、209A：合成部；110、120、130、140、150、160、170、180、210、220、410：观测窗；112、122、132、142、152、162、172、212、412：取出部；114、124、134、144、154、164、214、414：挡板；200、200A：积分球；300：受光部；350：控制部。
具体实施方式
参照附图详细说明本发明的实施方式。此外，对图中的相同或者相当部分附加相同的附图标记而不反复进行其说明。
[A．概要]
在按照本实施方式的光学特性测量装置中，使用设置有多个观测窗的积分空间来进行测量。通过设置多个观测窗，使依赖于测量对象光源的大小而产生的照度的偏差均匀化。即，通过设置多个观测窗，降低受光灵敏度的各向异性。
[B．关联技术和问题]
首先，说明与本发明相关联的光学特性测量装置。图1是表示按照本发明的关联技术的包含半球型的积分器的光学特性测量装置1的外观的示意图。
参照图1，光学特性测量装置1包括半球型的积分器400、用于接收积分器400内部的光的受光部300以及用于控制受光部300的控制部350。测量对象光源10(被测量光源)被安装到设置于积分器400的光源窗404。由于光源10点亮而产生的光在积分器400内部反复进行反射，由此积分器400的内壁面的照度均匀化。通过测量该均匀化的照度来计算来自光源10的总光通量。
更具体地说，积分器400包括内壁具有反射面的半球部402以及平面部406，该平面部406被配置成堵塞半球部402的开口，在半球部402的内壁侧具有反射面。半球部402具有漫反射层作为其内壁的反射面。代表性地是通过涂敷或者喷射硫酸钡、PTFE(polytetrafluoroethylene：聚四氟乙烯)等漫射材料来形成漫反射层。另一方面，平面部406在半球部402的内壁侧具有进行镜面反射(正反射)的镜面反射层。
平面部406的镜面反射层与半球部402的内壁相对配置，由此生成半球部402的虚像。平面部406被配置成通过半球部402的曲率中心。通过平面部406生成的虚像为具有固定的曲率的半球状。当将由半球部402的内壁定义的积分空间(实像)与由平面部406生成的虚像组合时，能够得到与使用了球状积分器的情况实质上相同的照度分布。
在半球部402设置有观测窗410以及与观测窗410连通的取出部412，该观测窗410是用于从半球部402的内部取出光的开口。取出部412通过作为导光单元的光纤408与受光部300光学连接。受光部300测量通过观测窗410、取出部412以及光纤408的路径而引导出的光。
在半球部402的内壁设置有挡板414，该挡板414用于防止来自光源10的光直接入射到观测窗410。挡板414形成阴影使得在从观测窗410起的视场内不含光源10。
图1示出的光学特性测量装置1典型地适合于面光源等的总光通量测量等。图2A和2B是表示在图1示出的光学特性测量装置1中被测量的光源10的一例的示意图。作为光源10，假设如图2A所示那样在方形状的基板上阵列状地配置了多个发光元件(典型地是LED)的光源、如图2B所示那样在圆状的基板上阵列状地配置了多个发光元件的光源。
作为这种光源10的测量内容，存在从光源10发射的总光通量的测量以及从各个发光元件(LED)发射的光通量的测量。在对各个发光元件进行测量的情况下，使构成光源10的发光元件每次一个地依次点亮来进行测量。或者，还存在对从属于各列的发光元件群发射的光通量进行测量的情况。
本申请的发明者们发现了以下新的问题：在处于光源10的中央部的发光元件与处于光源10的端部的发光元件之间，相对于观测窗410的位置关系不同，由此，在测量光源10时会产生测量误差。例如，本申请的发明者们发现了以下新的问题：对于阵列状地安装了多个发光元件的光源10，在使各发光元件依次点亮来测量各自的总光通量的情况下，即使从各发光元件发射的总光通量相互相同，测量值也依赖于发光元件的安装位置而不同。即，本申请的发明者们发现了以下新的问题：受光灵敏度会存在各向异性。
本申请的发明者们对这种新的问题，使用以下光学模型通过模拟进行了分析。图3是表示用于对图1示出的光学特性测量装置1中的受光灵敏度的各向异性进行模拟的光学模型的图。图4是表示图3示出的光学模型中的受光灵敏度的各向异性的一例的图。
在图3示出的光学模型中，假设构成光源10的发光元件10-1和10-2的配光相对窄的情况。当按每个发光元件的位置来计算在半球部402的壁面产生的一次反射光直接照明观测窗410而产生的照度时，可知依赖于发光元件的位置而变动。具体地说，当将半球部402的半径设为r而将距半球部402的曲率中心O的距离X设为各发光元件的位置时，向受光部300输入的光(一次反射光和漫射光)如图4所示那样。在此，已经设为来自发光元件的总光通量相互相同。这样，向受光部300输入的光(观测窗410处的照度)依赖于发光元件的位置而不同。
当更详细地进行解说时，受光部300同时接收一次反射光和漫射光。在半球型的积分器400的内壁反复反射的光(漫射光)不依赖于发光元件的位置而是固定的。另一方面，从一次反射光来看，其强度(照度)依赖于发光元件的位置而变动，因此受光部300的输出也依赖于发光元件的位置而变动。这样，考虑照度发生变动的原因是由于将观测窗410设置于平面部406附近而产生的灵敏度的各向异性。
本申请的发明者们研究了这种新的问题，想到了以下新的技术思想：通过设置多个观测窗，能够缓和这种灵敏度的各向异性。以下，说明将这种技术思想具体化的几个实施方式。以下说明的实施方式严格来说是例示，本申请的发明的技术范围并不限定于这些。
[C．实施方式1]
(1．装置结构)
图5是表示按照实施方式1的光学特性测量装置2的外观的示意图。图6是表示按照实施方式1的光学特性测量装置2所包含的积分器100的截面结构的示意图。
参照图5和图6，光学特性测量装置2包括半球型的积分器100、用于接收积分器100内部的光的受光部300以及用于控制受光部300的控制部350。
更具体地说，积分器100包括内壁具有反射面102a的半球部102以及平面部106，该平面部106被配置成堵塞半球部102的开口，在半球部102的内壁侧具有反射面106a。典型地说，半球部102的反射面102a由漫反射层构成，该漫反射层例如是通过涂敷或者喷射硫酸钡、PTFE等漫射材料而形成的。平面部106的反射面106a由通过铝蒸镀等形成的镜面反射(正反射)层构成。平面部106被配置成半球部102的实质的曲率中心O位于其表面上。
在积分器100的平面部106上，在包含半球部102的实质的曲率中心O的范围内设置有用于安装测量对象光源10的光源窗104。在该光源窗104上典型地是安装面光源等光源10。按照实施方式1的光学特性测量装置2适合于面光源等的光学特性(例如，总光通量)的测量，但是并不限定于此，还能够对能够安装到光源窗104的任意光源测量光学特性。
如参照图1进行说明的那样，通过光源10点亮而产生的光在积分器100内部反复进行反射，由此积分器100的内壁面的照度均匀化。测量该均匀化的照度来计算来自光源10的总光通量。这样，通过将内壁具有反射面102a的半球部102和具有反射面106a的平面部106组合，能够得到与使用了球体积分器的情况实质上相同的照度分布。即，积分器100构成为将形成在平面部106和半球部102之间的空间与通过平面部106生成的该空间的虚像组合的状态被视作球体。因此，“半球部102的实质的曲率中心”是以下概念：除了半球部102的所有曲率中心O以外，还包括上述那样能够得到与使用了球体积分球的情况实质上相等的照度分布的附近位置。
在半球部102上设置有观测窗110和120以及与观测窗110和120分别连通的取出部112和122，该观测窗110和120是用于从积分器100的内部取出光的开口。取出部112通过作为导光单元的光纤116与受光部300光学连接，并且取出部122通过作为导光单元的光纤126与受光部300光学连接。更具体地说，光纤116和126在合成部109中结合成一个之后，通过光纤108与受光部300光学连接。合成部109将通过光纤116引导出的光与通过光纤126引导出的光结合，由此使两者平均化(积分)。这种合成部109典型地是使用捆束多个光纤的Y型光纤等来构成。
这样，光学特性测量装置2包括受光部300，该受光部300用于通过多个观测窗110和120接收积分器100内部的光。另外，光学特性测量装置2包括将多个观测窗110和120与受光部300光学连接的连接部(光纤116和126以及光纤108)。该连接部包括将来自多个观测窗110和120各自的光结合的合成部109。即，由多个观测窗110和120各自捕捉到的光通过光纤等导光单元被引导到受光部300。
在半球部102的内壁设置有与观测窗110和120的视场相关联并且被配置于更接近半球部102的实质的曲率中心O的位置处的挡板114和124。更具体地说，挡板114和124防止来自光源10的光直接入射到观测窗110和120。即，挡板114和124形成阴影使得从观测窗110和120起的视场内不含光源10。换言之，挡板114和124妨碍受光部300直接接收来自光源10的光。
受光部300测量观测窗110和120处的照度，例如计算光源10的总光通量。受光部300可以至少测量特定波长的照度，也可以测量相对照度谱。受光部300包括衍射光栅以及与衍射光栅光学地相关联的线传感器等。通过采用能够进行分光测量的受光部300，除了总光通量以外，还能够进行色度、相关色温、演色性这种作为光源的性能的评价等。
控制部350对受光部300提供测量开始、处理内容等的指示，并且将受光部300的测量结果等输出到外部。此外，也可以由控制部350执行计算光源10的总光通量的计算本身。典型地是由通用计算机实现控制部350。即，控制部350由处理器、存储器、硬盘这种组件构成。通过由处理器执行程序来在光学特性测量装置2中实现所需的各种处理。
在图5和图6示出的按照实施方式1的光学特性测量装置2中，作为一例，在半球部102上设置有两个观测窗110和120。这些观测窗110和120以具有规定的规则性的方式进行配置，以从积分器100内部取出光。更具体地说，相对于半球部102的中心轴AX1，观测窗110和观测窗120被设置于相互相对置的位置处。即，观测窗110和120被配置成相对于通过半球部102的顶点和实质的曲率中心O的直线(中心轴AX1)对称。
换言之，在以下位置处设置观测窗110和120，该位置是垂直于半球部102的中心轴AX1的面与半球部102交叉的位置，且是相对于半球部102的中心轴AX1形成点对称的位置。
(2．通过模拟进行的效果验证)
接着，示出通过模拟对通过按照上述实施方式1的光学特性测量装置2而灵敏度的各向异性得到缓和进行验证所得到的结果。图7是表示用于对图5示出的光学特性测量装置2中的受光灵敏度的各向异性进行模拟的光学模型的图。图8是表示图7示出的光学模型中的受光灵敏度的各向异性的一例的图。在图7和图8的模拟中，也假设构成光源10的发光元件的配光相对窄的情况。在图8中一并示出以图4示出的按照关联技术的光学特性测量装置1进行模拟的结果。
在按照关联技术的光学特性测量装置1中，仅设置有一个观测窗410，在该情况下，如图8所示，在距曲率中心O相当于直径的20%的距离的位置处，输入到受光部300的光变动1.5%左右。与此相对，在按照实施方式1的光学特性测量装置2中，以相对于半球部102的曲率中心O相对置的方式设置有两个观测窗110和120。通过采用这种结构，如图8所示，距曲率中心O相当于直径的20%的距离的位置处的输入到受光部300的光的变动被抑制在为0.3%以内。
另外，从距曲率中心O相当于直径的35%的距离的位置处的输入到受光部300的光的变动来看，可知在按照关联技术的光学特性测量装置1中为3%左右，与此相对，在按照实施方式1的光学特性测量装置2中被抑制在1%以内。
(3．总结)
按照实施方式1的光学特性测量装置2包括由半球部102和平面部106构成的积分器100。在积分器100中，在接***面部106的半球部102的曲面上以相对于半球部102的实质的曲率中心O相对置的方式配置观测窗110和120。使用通过这些观测窗110和120测量出的照度的合成值，由此能够降低受光灵敏度的各向异性。即，对于处于远离半球部102的曲率中心O的位置的光源，也能够更准确地测量其光学特性。换言之，能够减小由于安装到光源窗104的光源10的位置偏差而产生的、由半球部102内壁的空间照度不均所引起的测量误差。
另外，在按照实施方式1的光学特性测量装置2中，从观测窗110和120分别取出的光在合成部109中被在光学上平均化(积分)，因此能够采用与设置了一个观测窗的情况相同的受光处理。
[D．实施方式1的第一变形例]
在上述实施方式1中，例示了在半球部102设置了两个观测窗110和120的光学特性测量装置2。为了缓和受光灵敏度的各向异性，也可以设置更多的观测窗。以下，例示在半球部设置了四个观测窗的光学特性测量装置3。
图9是表示按照实施方式1的第一变形例的光学特性测量装置3的外观的示意图。参照图9，光学特性测量装置3包括半球型的积分器100A、用于接收积分器100A内部的光的受光部300以及用于控制受光部300的控制部350。
更具体地说，积分器100A包括内壁具有反射面的半球部102以及平面部106，该平面部106被配置成堵塞半球部102的开口，在半球部102的内壁侧具有反射面。平面部106被配置成半球部102的实质的曲率中心O位于其表面上。积分器100A除了观测窗的数量以外，具有与图5示出的积分器100相同的结构，因此不反复进行与共通部分有关的详细说明。
在半球部102设置有观测窗110、120、130、140以及与观测窗110、120、130、140分别连通的取出部112、122、132、142，该观测窗110、120、130、140是用于从积分器100A内部取出光的开口。
在半球部102的内壁还设置有与观测窗110、120、130、140的视场分别相关联并且被配置于更接近半球部102的实质的曲率中心O的位置处的挡板114、124、134、144。更具体地说，挡板114、124、134、144防止来自光源10的光直接入射到观测窗110、120、130、140。
取出部112、122、132、142通过作为导光单元的光纤116、126、136、146分别与受光部300光学连接。更具体地说，光纤116、126、136、146在合成部109A中结合成一个之后，通过光纤108与受光部300光学连接。合成部109A将通过光纤116、126、136、146引导出的各个光彼此结合，由此使这些光平均化(积分)。这种合成部109A典型地是使用捆束多个光纤的Y型光纤等来构成。
这样，在光学特性测量装置3中，受光部300通过多个观测窗110、120、130、140来接收积分器100A内部的光。光学特性测量装置3包括将多个观测窗110、120、130、140与受光部300光学连接的连接部(光纤116、126、136、146和光纤108)。该连接部包括将来自多个观测窗110、120、130、140各自的光结合的合成部109A。即，由多个观测窗110、120、130、140各自捕捉到的光通过光纤等导光单元被引导到受光部300。
在图9示出的按照实施方式1的第一变形例的光学特性测量装置3中，在半球部102设置有四个观测窗110、120、130、140。这些观测窗110、120、130、140以具有规定的规则性的方式进行配置，以从积分器100A的内部取出光。更具体地说，相对于半球部102的中心轴AX1，观测窗110和观测窗120被设置于相互相对置的位置处，观测窗130和观测窗140被设置于相互相对置的位置处。即，积分器100A具有相对于通过半球部102的顶点和实质的曲率中心O的直线(中心轴AX1)相对置的一对观测窗(观测窗110与观测窗120的组以及观测窗130与观测窗140的组)。
换言之，观测窗110、120、130、140被配置在以下位置处，该位置是垂直于半球部102的中心轴AX1的面与半球部102的交线上的位置，邻接的某两个位置相对于半球部102的中心轴AX1形成的角与另外的邻接的两个位置相对于半球部102的中心轴AX1形成的角相互一致(在图9中为90°)。在图9示出的示例中，通过观测窗110和观测窗120的光轴与通过观测窗130和观测窗140的光轴正交。
在实施方式1的第一变形例中，与实施方式1相比，设置了更多的观测窗，因此能够进一步降低受光灵敏度的各向异性。由此，对于处于远离半球部102的曲率中心O的位置处的光源，也能够更准确地测量其光学特性。换言之，能够进一步减小由于安装到光源窗104的光源10的位置偏差而产生的、由半球部102内壁的空间照度不均所引起的测量误差。
[E．实施方式1的第二变形例]
在上述实施方式1和第一变形例中，例示了将相对配置的一对观测窗设置一个或者多个的结构。但是，如果具有用于缓和受光灵敏度的各向异性的规则性，则也可以不将观测窗相对配置。以下，例示在半球部以具有对称性的方式配置三个观测窗的光学特性测量装置4。
图10是表示按照实施方式1的第二变形例的光学特性测量装置4的外观的示意图。参照图10，光学特性测量装置4包括半球型的积分器100B、用于接收积分器100B内部的光的受光部300以及用于控制受光部300的控制部350。
更具体地说，积分器100B包括内壁具有反射面的半球部102以及平面部106，该平面部106被配置成堵塞半球部102的开口，在半球部102的内壁侧具有反射面。平面部106被配置成半球部102的实质的曲率中心O位于其表面上。积分器100B除了观测窗的数量以外，具有与图5示出的积分器100相同的结构，因此不反复进行与共通部分有关的详细说明。
在半球部102设置有观测窗110、150、160以及与观测窗110、150、160分别连通的取出部112、152、162，该观测窗110、150、160是用于从半球部102内部取出光的开口。
在半球部102的内壁还设置有与观测窗110、150、160的视场分别相关联并且被配置于更接近半球部102的实质的曲率中心O的位置处的挡板114、154、164。更具体地说，挡板114、154、164防止来自光源10的光直接入射到观测窗110、150、160。
取出部112、152、162通过作为导光单元的光纤116、156、166分别与受光部300光学连接。更具体地说，光纤116、156、166在合成部109B中结合成一个之后，通过光纤108与受光部300光学连接。合成部109B将通过光纤116、156、166引导出的各个光彼此结合，由此使这些光平均化(积分)。这种合成部109B典型地是使用捆束多个光纤的Y型光纤等来构成。
这样，在光学特性测量装置4中，受光部300通过多个观测窗110、150、160接收积分器100B内部的光。光学特性测量装置4包括将多个观测窗110、150、160与受光部300光学连接的连接部(光纤116、156、166和光纤108)。该连接部包括将来自多个观测窗110、150、160各自的光结合的合成部109B。即，由多个观测窗110、150、160各自捕捉到的光通过光纤等导光单元被引导到受光部300。
在图10示出的按照实施方式1的第二变形例的光学特性测量装置4中，在半球部102设置有三个观测窗110、150、160。这些观测窗110、150、160以具有规定的规则性的方式进行配置，以从积分器100B内部取出光。更具体地说，积分器100B具有被配置成相对于通过半球部102的顶点和实质的曲率中心O的直线(中心轴AX1)具有相互对称性的观测窗110、150、160。
换言之，观测窗110、150、160被配置在以下位置处，该位置是垂直于半球部102的中心轴AX1的面与半球部102的交线上的位置，邻接的某两个位置相对于半球部102的中心轴AX1形成的角与另外的邻接的两个位置相对于半球部102的中心轴AX1形成的角相互一致(在图10中为120°)。
在实施方式1的第二变形例中，与实施方式1相比，设置更多的观测窗，因此能够进一步降低受光灵敏度的各向异性。由此，对于处于远离半球部102的曲率中心O的位置处的光源，也能够更准确地测量其光学特性。换言之，能够进一步减小由于安装到光源窗104的光源10的位置偏差而产生的、由半球部102内壁的空间照度不均所引起的测量误差。
[F．实施方式1的第三变形例]
在上述实施方式1以及第一变形例和第二变形例中，例示了在半球部102设置了多个观测窗的结构。但是，设置观测窗的位置并不限定于半球部102。以下，例示在平面部以具有对称性的方式配置两个观测窗的光学特性测量装置5。
图11是表示按照实施方式1的第三变形例的光学特性测量装置5的外观的示意图。图12是表示按照实施方式1的第三变形例的光学特性测量装置5所包含的积分器100C的截面结构的示意图。
参照图11和图12，光学特性测量装置5包括半球型的积分器100C、用于接收积分器100C内部的光的受光部300以及用于控制受光部300的控制部350。
更具体地说，积分器100C包括内壁具有反射面的半球部102以及平面部106，该平面部106被配置成堵塞半球部102的开口，在半球部102的内壁侧具有反射面。平面部106被配置成半球部102的实质的曲率中心O位于其表面上。积分器100C除了观测窗的位置以外，具有与图5示出的积分器100相同的结构，因此不反复进行与共通部分有关的详细说明。
在平面部106设置有观测窗170和180以及与观测窗170和180分别连通的取出部172和182，该观测窗170和180是用于从积分器100C内部取出光的开口。在积分器100C中，不需要设置与观测窗170和180相关联的挡板。这是由于观测窗170和180与光源10处于同一平面上，因此即使没有挡板，也能够防止来自光源10的光直接入射到观测窗170和180。此外，为了进一步减少干扰光，优选设置挡板。
取出部172和182通过作为导光单元的光纤176和186分别与受光部300光学连接。更具体地说，光纤176和186在合成部109C中结合成一个之后，通过光纤108与受光部300光学连接。合成部109C将通过光纤176和186引导出的各个光彼此结合，由此使这些光平均化(积分)。这种合成部109C典型地是使用捆束多个光纤的Y型光纤等来构成。
这样，在光学特性测量装置5中，受光部300通过多个观测窗170和180接收积分器100C内部的光。光学特性测量装置5包括将多个观测窗170和180与受光部300光学连接的连接部(光纤176和186以及光纤108)。该连接部包括将来自多个观测窗170和180各自的光结合的合成部109C。即，由多个观测窗170和180各自捕捉到的光通过光纤等导光单元被引导到受光部300。
在图11和图12示出的按照实施方式1的第三变形例的光学特性测量装置5中，在平面部106设置有两个观测窗170和180。这些观测窗170和180以具有规定的规则性的方式进行配置，以从积分器100C内部取出光。更具体地说，相对于半球部102的中心轴AX1，观测窗170和观测窗180被设置于相互相对置的位置处。即，积分器100C具有相对于通过半球部102的顶点和实质的曲率中心O的直线(中心轴AX1)相对置的观测窗(观测窗170和观测窗180)。
在实施方式1的第三变形例中，与实施方式1相比，不需要设置挡板，因此不存在挡板的光吸收，能够实现误差更小的光学特性的测量。
并且，作为实施方式1的第三变形例的进一步的变形例，如在上述实施方式1的第一变形例和第二变形例中说明的那样，还能够采用在平面部106上在每次分离90°的位置处配置四个观测窗的结构、在平面部106上在每次分离120°的位置处配置三个观测窗的结构等。
并且，还能够采用在平面部106配置多个观测窗并且在半球部102也配置多个观测窗的结构。
[G．实施方式1的第四变形例]
在上述实施方式1和第一至第三变形例中，例示了在通过合成部将通过光纤引导出的光结合之后使用一个受光部来测量光学特性的结构。与此相对，也可以配置数量与设置于积分器的观测窗的数量相同的受光部，并且对各个受光部的测量结果进行统计处理(典型地是平均化处理)，由此进行与光源10有关的光学特性的测量。即，也可以不是作为预处理将从积分器取出的光进行光学结合，而是作为后处理将与从积分器取出的各个光有关的测量结果进行电子结合。
根据实施方式1的第四变形例，能够进一步提高计算与光源10有关的光学特性时的统计处理的自由度。例如，也可以在对与通过各个观测窗而取出的光有关的测量结果乘以与光源10的形状等相应的加权系数之后计算光学特性。
[H．实施方式2]
(1．装置结构)
在上述实施方式1及其变形例中，例示了包含半球型的积分器的光学特性测量装置。然而，本申请的发明者们想到的新的技术思想还能够应用于包含一般的积分球的光学特性测量装置。以下，例示对积分球应用本申请的发明所涉及的技术思想的实施方式。
图13是表示按照实施方式2的光学特性测量装置6的外观的示意图。图14是表示按照实施方式2的光学特性测量装置6所包含的积分球200的截面结构的示意图。
参照图13和图14，光学特性测量装置6包括积分球200、用于接收积分球200内部的光的受光部300以及用于控制受光部300的控制部350。测量对象光源10(被测量光源)被安装到设置于积分球200的光源窗204。
更具体地说，积分球200的内壁具有反射面200a。积分球200的反射面200a由例如通过涂敷或者喷射硫酸钡、PTFE等漫射材料而形成的漫反射层构成。在积分球200设置有观测窗210和220以及与观测窗210和220分别连通的取出部212和222，该观测窗210和220是用于从积分球200内部取出光的开口。这样，积分球200是形成有用于安装光源10的光源窗204并且内壁具有反射面200a的球体。
在积分球200的内壁设置有与观测窗210和220的视场分别相关联并且被配置于更接近光源10的位置处的挡板214和224。更具体地说，挡板214和224防止来自光源10的光直接入射到观测窗210和220。
取出部212和222通过作为导光单元的光纤216和226分别与受光部300光学连接。更具体地说，光纤216和226在合成部209中结合成一个之后，通过光纤208与受光部300光学连接。合成部209将通过光纤216和226引导出的各个光彼此结合，由此使这些光平均化(积分)。这种合成部209典型地是使用捆束多个光纤的Y型光纤等来构成。
这样，在光学特性测量装置6中，受光部300通过多个观测窗210和220来接收积分球200内部的光。光学特性测量装置6包括将多个观测窗210和220与受光部300光学连接的连接部(光纤216和226以及光纤208)。该连接部包括将来自多个观测窗210和220各自的光结合的合成部209。即，由多个观测窗210和220各自捕捉到的光通过光纤等导光单元被引导到受光部300。
在图13和图14示出的按照实施方式2的光学特性测量装置6中，在积分球200设置有两个观测窗210和220。这些观测窗210和220以具有规定的规则性的方式进行配置，以从积分球200内部取出光。更具体地说，相对于积分球200的中心轴AX2，观测窗210和观测窗220被设置于相互相对置的位置处。即，积分球200包括相对于通过积分球200的中心O和光源窗204的中心的直线(中心轴AX2)对称地配置的、用于从积分球200内部取出光的窗(观测窗210和220)。
换言之，观测窗210和220被设置于以下位置处，该位置是垂直于积分球200的中心轴AX2的面与积分球200的交线上的位置，相对于积分球200的中心轴AX2相互相对置。从减小挡板的光吸收这种观点出发，优选在包含积分球200的中心O的水平轴上设置观测窗210和220，但是并不必须限定于该位置。例如，可以将观测窗210和220设置于包含积分球200的中心O的水平轴的上侧，也可以设置于下侧。
其它结构具有与上述光学特性测量装置相同的结构，因此不反复进行与共通部分有关的详细说明。
(2．通过模拟进行的效果验证)
接着，示出通过模拟对通过按照上述实施方式2的光学特性测量装置6而灵敏度的各向异性得到缓和进行验证所得到的结果。图15是表示用于对图13和图14示出的光学特性测量装置6中的受光灵敏度的各向异性进行模拟的光学模型的图。在图15的模拟中也假设构成光源10的发光元件10-1和10-2的配光相对窄的情况。
当假设图15示出的光学模型时，受光灵敏度的各向异性与图7示出的光学模型的情况相同。即，在对积分球200设置观测窗210的情况下，具有与图8示出的“关联技术”的情况相同的受光灵敏度的各向异性。与此相对，通过在积分球200除了设置观测窗210以外还设置观测窗220，受光灵敏度的各向异性与图8示出的“实施方式1”的情况同样地得到改善。
(3．总结)
按照实施方式2的光学特性测量装置6包括设置有用于从内部取出光的开口即观测窗210和220的积分球200。通过使用通过这些观测窗210和220测量出的照度的合成值，能够降低受光灵敏度的各向异性。即，对于处于远离积分球200的中心轴AX2的位置处的光源，也能够更准确地测量其光学特性。换言之，能够减小由于安装到光源窗204的光源10的位置偏差而产生的、由积分球200内壁的空间照度不均所引起的测量误差。
[I．实施方式2的变形例]
也能够对图13和图14示出的按照实施方式2的光学特性测量装置6进行与上述实施方式1的各变形例相同的变形。即，如果能够降低受光灵敏度的各向异性，则观测窗的数量、位置也可以是任意的数量和位置。
图16是表示按照实施方式2的一个变形例的光学特性测量装置7的外观的示意图。与图13和图14示出的光学特性测量装置6相比，图16示出的光学特性测量装置7配置了更多的观测窗。
参照图16，光学特性测量装置7包括积分球200A、用于接收积分球200A内部的光的受光部300以及用于控制受光部300的控制部350。在积分球200A设置有观测窗210、220、230、240以及与观测窗210、220、230、240分别连通的取出部212、222、232、242，该观测窗210、220、230、240是用于从积分球200A内部取出光的开口。
在积分球200A的内壁设置有与观测窗210、220、230、240的视场分别相关联并且被配置于更接近光源10的位置处的挡板214、224、234、244。更具体地说，挡板214、224、234、244防止来自光源10的光直接入射到观测窗210、220、230、240。
取出部212、222、232、242通过作为导光单元的光纤216、226、236、246分别与受光部300光学连接。更具体地说，光纤216、226、236、246在合成部209A中结合成一个之后，通过光纤208与受光部300光学连接。
在图16示出的光学特性测量装置7中，与图13和图14示出的光学特性测量装置6相比，设置更多的观测窗，因此能够进一步降低受光灵敏度的各向异性。
并且，也可以设置更多的观测窗。在该情况下，优选以相对于积分球200的中心O相对置的方式设置一对或者多对观测窗。
或者，也可以与图10同样地，相对于积分球200的中心轴AX2对称地配置多个观测窗。例如，也可以在以下位置处配置观测窗，该位置在包含积分球200的中心O的水平轴上，邻接的某两个位置相对于积分球200的中心轴AX2形成的角与另外的邻接的两个位置相对于积分球200的中心轴AX2形成的角相互一致(例如120°)。
并且，与实施方式1的第四变形例同样地，也可以采用使用数量与观测窗的数量相同的受光部的结构。
[J．优点]
根据按照本实施方式的光学特性测量装置，能够降低依赖于光源的位置的受光灵敏度的各向异性的影响。即使是相对于积分空间来说较大的光源，也能够更准确地测量其总光通量等。
详细说明并示出了本发明，但是这仅是例示，并不是用于限定本发明，应该理解为发明的范围由添付的权利要求书来解释，这是显而易见的。

Claims (8)

1.一种光学特性测量装置，具备：
半球部，其内壁具有反射面；以及
平面部，其被配置成堵塞上述半球部的开口，在上述半球部的内壁侧具有反射面，
其中，上述平面部包括第一窗，该第一窗用于在包含上述半球部的实质的曲率中心的范围内安装光源，
上述半球部和上述平面部中的至少一方包括多个第二窗，该多个第二窗以具有规定的规则性的方式进行配置，用于从上述半球部的内部取出光。
2.根据权利要求1所述的光学特性测量装置，其特征在于，
上述多个第二窗被配置成相对于通过上述半球部的顶点和实质的曲率中心的直线对称。
3.根据权利要求1所述的光学特性测量装置，其特征在于，
上述多个第二窗包括相对于通过上述半球部的顶点和实质的曲率中心的直线相对置的一对窗。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的光学特性测量装置，其特征在于，
上述多个第二窗配置于上述半球部，
上述半球部包括挡板，该挡板与上述第二窗的视场相关联，并且配置于更接近上述半球部的实质的曲率中心的位置。
5.根据权利要求1～3中的任一项所述的光学特性测量装置，其特征在于，
还具备受光部，该受光部用于通过上述多个第二窗来接收上述半球部的内部的光。
6.根据权利要求5所述的光学特性测量装置，其特征在于，
还具备导光部，该导光部将上述多个第二窗与上述受光部光学连接，
上述导光部包括合成部，该合成部将来自上述多个第二窗各自的光结合。
7.一种光学特性测量装置，具备球体，在该球体形成有用于安装光源的第一窗，并且该球体的内壁具有反射面，
上述球体包括多个第二窗，该多个第二窗被配置成相对于通过上述球体的中心和上述第一窗的中心的直线对称，用于从上述球体的内部取出光。
8.根据权利要求7所述的光学特性测量装置，其特征在于，
还具备受光部，该受光部用于通过上述多个第二窗来接收上述球体的内部的光。
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