JP2014020952A - 光学特性測定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光学特性測定装置は、内壁に反射面を有する半球部と、半球部の開口を塞ぐように配置され、半球部の内壁側に反射面を有する平面部とを含む。平面部は、半球部の実質的な曲率中心を含む範囲に光源を装着するための第1の窓を含む。半球部および平面部の少なくとも一方は、所定の規則性をもって配置された、半球部の内部から光を取り出すための複数の第2の窓を含む。
【選択図】図5
Description
本実施の形態に従う光学特性測定装置では、複数の観測窓が設けられた積分空間を用いて測定を行なう。複数の観測窓を設けることで、測定対象の光源の大きさに依存して生じる照度のばらつきを均一化する。すなわち、複数の観測窓を設けることで、受光感度の異方性を低減する。
まず、本発明に関連する光学特性測定装置について説明する。図1は、本発明の関連技術に従う半球型の積分器を含む光学特性測定装置1の外観を示す模式図である。
(1.装置構成)
図5は、実施の形態1に従う光学特性測定装置2の外観を示す模式図である。図6は、実施の形態1に従う光学特性測定装置2に含まれる積分器100の断面構造を示す模式図である。
次に、上述の実施の形態1に従う光学特性測定装置2により感度の異方性が緩和されることをシミュレーションにより検証した結果を示す。図7は、図5に示す光学特性測定装置2における受光感度の異方性をシミュレーションするための光学モデルを示す図である。図8は、図7に示す光学モデルにおける受光感度の異方性の一例を示す図である。図7および図8のシミュレーションにおいても、光源10を構成する発光素子の配光が相対的に狭い場合を想定する。図8には、図4に示す関連技術に従う光学特性測定装置1でのシミュレーション結果をあわせて示す。
実施の形態1に従う光学特性測定装置1は、半球部102と平面部106とで構成された積分器100を含む。積分器100では、平面部106に近接した、半球部102の曲面上に、半球部102の実質的な曲率中心Oに関して対向するように観測窓110および120が配置される。これらの観測窓110および120を介して測定される照度の合成値を用いることで、受光感度の異方性を低減できる。すなわち、半球部102の曲率中心Oから離れた位置にある光源についても、より正確に、その光学特性を測定できる。言い換えれば、光源窓104に装着された光源10の位置の偏りによって生じる、半球部102の内壁における空間的な照度ムラに起因する測定誤差を低減できる。
上述の実施の形態1においては、半球部102に、2つの観測窓110および120が設けられている光学特性測定装置2について例示した。受光感度の異方性を緩和するためには、より多くの観測窓を設けてもよい。以下、半球部に4つの観測窓が設けられた光学特性測定装置3について例示する。
上述の実施の形態1および第1変形例においては、対向配置された一対の観測窓が1つまたは複数設けられた構成について例示した。但し、受光感度の異方性を緩和するための規則性を有していれば、観測窓を対向配置しなくともよい。以下、半球部に3つの観測窓が対称性をもって配置された光学特性測定装置4について例示する。
上述の実施の形態1ならびに第1変形例および第2変形例においては、半球部102に観測窓が複数設けられた構成について例示した。但し、観測窓を設ける位置は半球部102に限られない。以下、平面部に2つの観測窓が対称性をもって配置された光学特性測定装置5について例示する。
上述の実施の形態1および第1〜第4変形例においては、光ファイバを介して導かれる光を合波部によって結合した上で、1つの受光部を用いて光学特性を測定する構成について例示した。これに対して、積分器に設けられた観測窓の数と同数の受光部を配置するとともに、それぞれの受光部による測定結果を統計処理(典型的には、平均化処理)を行なうことで、光源10についての光学特性の測定を行なってもよい。すなわち、前処理として、積分器から取り出された光を光学的に結合するのではなく、後処理として、積分器から取り出されたそれぞれの光についての測定結果を電子的に結合してもよい。
(1.装置構成)
上述の実施の形態1およびその変形例では、半球型の積分器を含む光学特性測定装置について例示した。しかしながら、本願発明者らが想到した新たな技術思想は、一般的な積分球を含む光学特性測定装置にも適用可能である。以下では、積分球に本願発明に係る技術思想を適用した実施形態について例示する。
次に、上述の実施の形態2に従う光学特性測定装置2により感度の異方性が緩和されることをシミュレーションにより検証した結果を示す。図15は、図13および図14に示す光学特性測定装置6における受光感度の異方性をシミュレーションするための光学モデルを示す図である。図15のシミュレーションにおいても、光源10を構成する発光素子10−1および10−2の配光が相対的に狭い場合を想定する。
実施の形態2に従う光学特性測定装置6は、内部から光を取り出すための開口である観測窓210および220が設けられた積分球200を含む。これらの観測窓210および220を介して測定される照度の合成値を用いることで、受光感度の異方性を低減できる。すなわち、積分球200の中心軸AX2から離れた位置にある光源についても、より正確に、その光学特性を測定できる。言い換えれば、光源窓204に装着された光源10の位置の偏りによって生じる、積分球200の内壁における空間的な照度ムラに起因する測定誤差を低減できる。
図13および図14に示す実施の形態2に従う光学特性測定装置6に対しても、上述の実施の形態1の各変形例と同様の変形が可能である。すなわち、観測窓の数や位置についても、受光感度の異方性を低減できれば、どのようなものであってもよい。
本実施の形態に従う光学特性測定装置によれば、光源の位置に依存した受光感度の異方性の影響を低減できる。積分空間に対して比較して大きな光源であっても、より正確にその全光束などを測定できる。
Claims (8)
- 内壁に反射面を有する半球部と、
前記半球部の開口を塞ぐように配置され、前記半球部の内壁側に反射面を有する平面部とを備え、
前記平面部は、前記半球部の実質的な曲率中心を含む範囲に光源を装着するための第1の窓を含み、
前記半球部および前記平面部の少なくとも一方は、所定の規則性をもって配置された、前記半球部の内部から光を取り出すための複数の第2の窓を含む、光学特性測定装置。 - 前記複数の第2の窓は、前記半球部の頂点および実質的な曲率中心を通る直線に関して、対称的に配置される、請求項1に記載の光学特性測定装置。
- 前記複数の第2の窓は、前記半球部の頂点および実質的な曲率中心を通る直線に関して対向する一対の窓を含む、請求項1または2に記載の光学特性測定装置。
- 前記複数の第2の窓は、前記半球部に配置され、
前記半球部は、前記第2の窓の視野に関連付けられるとともに、前記半球部の実質的な曲率中心により近い位置に配置されたバッフルを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学特性測定装置。 - 前記複数の第2の窓を介して前記半球部の内部の光を受光するための受光部をさらに備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学特性測定装置。
- 前記複数の第2の窓と前記受光部とを光学的に接続する導光部をさらに備え、
前記導光部は、前記複数の第2の窓のそれぞれからの光を結合する合波部を含む、請求項5に記載の光学特性測定装置。 - 光学特性測定装置であって、
光源を装着するための第1の窓が形成されるとともに、内壁に反射面を有する球体を備え、
前記球体は、前記球体の中心および前記第1の窓の中心を通る直線に関して、対称的に配置された、前記球体の内部から光を取り出すための複数の第2の窓を含む、光学特性測定装置。 - 前記複数の第2の窓を介して前記球体の内部の光を受光する受光部をさらに備える、請求項7に記載の光学特性測定装置。
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