JP4542648B2

JP4542648B2 - Photometric device

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Publication number: JP4542648B2
Application number: JP27630799A
Authority: JP
Inventors: 裕之福井; 典夫石川
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: JP2001100023A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照度計、輝度計、色彩計、写真撮影用露出計、紫外線強度計、黄疸計などの測光機器の受光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
測光機器の受光装置は、その測光機器の測定目的に応じた所定の分光応答度特性を有するように設計される。例えば、照度計や輝度計の受光装置では、ＣＩＥ（国際照明委員会）で規定された人間の視感を代表する標準分光視感効率Ｖ(λ)に近似した分光応答度特性を有することが求められ、色彩計の受光装置では、ＣＩＥで規定された等色関数ｘ(λ)，ｙ(λ)，ｚ(λ)に近似した分光応答度特性を有することが求められる。なお、一般に等色関数を表わす記号としてバー付きのものが用いられるが、便宜上、バーを省略している。
【０００３】
このような所望の分光応答度特性を実現する手段として、従来、分光方式およびフィルタ方式の２つの方式が知られている。
【０００４】
分光方式は、プリズムや回折格子などの分光素子を用いて測定対象の放射束を分光し、波長ごとの光強度を光電変換素子で測定し、所望の分光応答度特性によって決定される波長ごとの重み係数を乗じて演算により出力値を得るものである。分光方式は、一般に分光特性的に高精度の測定が可能であるが、高価になるとともに、分光素子への光路スペースの確保が必要となるため、小型化には不利となる。
【０００５】
なお、分光素子としては、透過主波長λｉ(ｉ＝１，２，…，ｎ)のｎ種類の狭帯域バンドパスフィルタを互いに隣接させて１枚の透明基板上に配設して構成したフィルタユニットを用いて、各バンドパスフィルタの透過光を個別の受光センサで受光するマルチバンドパスフィルタ方式も知られている。このマルチバンドパスフィルタ方式は、プリズムや回折格子を用いる場合に比べて光路スペースが小さくてすむ。しかし、フィルタユニットのサイズを一定のままで波長分解能を向上しようとすると、バンドパスフィルタの個数が増加するため各フィルタの面積が小さくなり、信号レベルの低下を招くことになり、逆に、信号レベルを確保しつつ波長分解能を向上しようとすると、フィルタユニットのサイズが大きくなるという問題がある。
【０００６】
一方、フィルタ方式は、所定の分光透過率特性を有する光学フィルタ（色フィルタ）を透過した光束を所定の分光応答度特性を有する光電変換素子で受光して測定するものである。
【０００７】
光学フィルタとして、色ガラスフィルタ、アセテート染色フィルタ、ゼラチンフィルタ、蒸着干渉フィルタなどが用いられ、光電変換素子として、シリコンフォトセル、ゲルマニウムフォトセル、サーモパイル、焦電素子、光電子増倍管などが用いられる。
【０００８】
フィルタ方式における受光装置としての分光応答度特性は、光学フィルタの分光透過率特性と光電変換素子の分光応答度特性との積によって決まる。光電変換素子の分光応答度特性は、使用する素子の種類によってほぼ決まってしまうため、フィルタ方式において受光装置としての目標とする分光応答度特性は、光学フィルタの分光透過率特性の調整によって得ることになる。
【０００９】
光学フィルタを使用して所望の分光透過率特性を得るための方法として、原理的に、加法混色法および減法混色法の２種類が知られている。
【００１０】
加法混色法は、例えば図１２に示すように、分光透過率Ｔ１λの光学フィルタＦ１を透過した光束と分光透過率Ｔ２λの光学フィルタＦ２を透過した光束とを加色して所望の合成分光透過率Ｔλを得るものである。
【００１１】
加法混色法では、一般に、図１３に示すように、光学フィルタＦ１，Ｆ２を透過した光束を積分球Ｐ１により混ぜ合わせて光電変換素子Ｐ２に入射させることにより、色むらによる測定誤差を防止するようにしている。ところが、積分球を用いると、受光装置が大型化するので測光機器としての構成が複雑になる上に、積分球の形状の差によって分光応答度に差が生じたり機差が生じ易くなり、さらに受光光量が減少することにより測定の再現性が低下してしまう。
【００１２】
そこで、従来は、減法混色法がよく用いられている。減法混色法は、図１４に示すように、分光透過率Ｔ１λ，Ｔ２λの光学フィルタＦ１，Ｆ２を重ね合わせ、放射束を光学フィルタＦ１，Ｆ２に連続して透過させることにより、所望の合成分光透過率Ｔλを得るものである。
【００１３】
しかし、光学フィルタの種類が限られているため、減法混色法のみを用いて所望の分光応答度特性を有する光学フィルタを精度良く構成するのは、非常に困難であった。
【００１４】
フィルタ方式は、全波長域に亘って目的とする分光応答度特性に精度良く合わせ込むのは困難で、分光特性的には分光方式に劣るが、分光方式に比べて構成が簡素で、安価かつ小型の受光装置が実現できるため、一般に、小型で安価な測光機器では、分光方式ではなくてフィルタ方式が採用されることが多い。しかし、フィルタ方式においても、小型で安価という特徴を維持したままで、更に分光特性を向上することが望まれている。
【００１５】
そこで、従来、フィルタ方式で加法混色法の原理を利用した照度計の受光部が提案されている（特開昭６３−１５４９２０号公報）。この受光部は、分光透過率の異なる複数種類の棒状フィルタを遮光支持板に挿入して並べ、その構成割合を変えることで受光部としての分光応答度を標準比視感度（標準分光視感効率）に合致させるようにしたものである。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の特開昭６３−１５４９２０号公報記載の受光部では、分光応答度を標準分光視感効率に精度良く合致させるためには多数の棒状フィルタを並べることが必要になるため、棒状フィルタを保持する遮光支持板の構成が複雑で、実際の製造が容易でなく、量産性が非常に劣るとともに、フィルタ部分が大型化してしまうことになる。また、受光部へ入射する放射束のうち、棒状フィルタに入射する放射束以外は遮光支持板によって遮光されてしまうため、受光部全体としての感度が低下してしまう。しかも、上記受光部を構成する棒状フィルタの各種類の構成割合を決定するのに試行錯誤的な手段を採用せざるを得ないため、設計を行うのが容易ではない。
【００１７】
本発明は、上記光学フィルタを備え、所望の分光応答度特性を容易に、かつ精度良く得られる測光機器の受光装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、光学フィルタと、この光学フィルタを透過した放射束が受光面に入射する位置に配置された光電変換素子とを備えた測光機器の受光装置であって、上記光学フィルタは、フィルタ基板が互いに分光透過率特性の異なる少なくとも２つの領域に所定の面積比率で分割されてなり、一の領域以外の領域は上記フィルタ基板全体に分散配置された複数の小領域の集まりで構成され、上記一の領域は上記複数の小領域を除く残りの領域で構成され、上記少なくとも２つの領域のそれぞれは異なる所定の波長範囲の光を透過する分光透過率特性を有し、前記光電変換素子は、上記光学フィルタの少なくとも２つの異なる領域を透過した放射束を前記面積比率で受光し、前記放射束の強度に応じた電気信号を出力すること、を特徴としている。
【００１９】
この構成によれば、例えば、フィルタ基板が互いに分光透過率特性の異なる３つの領域に所定の面積比率で分割されてなる光学フィルタの場合には、一の領域以外の第１、第２の領域は、それぞれフィルタ基板全体に分散配置された複数の小領域の集まりで構成され、上記一の領域である第３の領域は、第１、第２の領域を構成する上記複数の小領域を除く残りの領域で構成されていることから、この光学フィルタ全体の分光透過率特性は、第１、第２、第３の領域の分光透過率特性と各領域の面積比率とで決まることになる。従って、小領域の個数や各小領域の面積を変更することにより、光学フィルタ全体の分光透過率特性として所望の特性が容易に、かつ精度良く得られることとなる。
【００２０】
そして、受光装置全体の分光応答度特性は、光学フィルタの分光透過率特性と、光電変換素子の分光応答度特性とによって決まるが、光学フィルタの分光透過率特性として所望の特性が容易に、かつ精度良く得られるので、受光装置全体の分光応答度特性として所望の特性が容易に、かつ精度良く得られることとなる。
【００２１】
なお、上記小領域は、フィルタ基板全体にほぼ均一に分散して配置されていることが好ましい。これによって、入射する放射束の偏りによる影響を殆ど無視できるレベルにすることが可能になる。
【００２２】
また、上記小領域は、フィルタ基板に孔を穿設したり、表面に薄膜を形成することによって得ることができる。また、上記一の領域に薄膜を形成し、一の領域以外の１つの領域を構成する小領域は元のフィルタ基板のままとし、当該１つの領域以外の領域にそれぞれ異なる分光透過率特性を有する薄膜を形成するようにしてもよい。また、薄膜を形成して領域を構成する場合には、フィルタ基板として、全波長域に亘って一定の透過率特性を有する透明基板を用いてもよい。
【００２３】
また、前記小領域、微小孔または微小面積の薄膜は、フィルタ基板全体にほぼ均一に分散して配置されていることが好ましい。これによって、光電変換素子の受光面における照度分布、すなわち受光面に入射する放射束の偏りによる出力電気信号レベルの誤差を殆ど無視できるレベルにすることが可能になる。
【００２４】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の測光機器の受光装置において、前記複数の小領域は、所定の分光透過率特性を有する光学フィルタからなるフィルタ基板全体に分散して穿設された複数の微小孔により構成されていることを特徴としている。
【００２５】
この構成によれば、微小孔に入射する放射束は透過率１００％で通過し、微小孔以外の部分に入射する放射束は所定の分光透過率で透過するので、この光学フィルタ全体の分光透過率特性は、所定の分光透過率特性から微小孔の部分と微小孔以外の部分の面積比率とで決まる。従って、微小孔の個数や各微小孔の面積を変更することにより、光学フィルタ全体の分光透過率特性として所望の特性が容易に、かつ精度良く得られることとなる。
【００２６】
なお、微小孔は、フィルタ基板全体にほぼ均一に分散して配置されていることが好ましい。これによって、入射する放射束の偏りによる影響を殆ど無視できるレベルにすることが可能になる。
【００２７】
また、請求項３の発明は、請求項１に記載の測光機器の受光装置において、前記複数の小領域は、所定の分光透過率特性を有する光学フィルタからなるフィルタ基板の表面全体に分散して形成された複数の微小面積の薄膜により構成されており、上記薄膜は上記分光透過率特性と異なる少なくとも１つの分光透過率特性を有するものであることを特徴としている。
【００２８】
この構成によれば、この光学フィルタ全体の分光透過率特性は、上記所定の分光透過率特性と、薄膜が形成されていない部分の面積比率と、薄膜の分光透過率特性と、当該分光透過率特性を有する薄膜の面積比率、すなわち複数種類の薄膜が形成されている場合には各分光透過率特性を有するそれぞれの薄膜の面積比率とで決まる。従って、薄膜の個数、種類や微小面積を変更することにより、光学フィルタ全体の分光透過率特性として所望の特性が容易に、かつ精度良く得られることとなる。
【００２９】
なお、フィルタ基板として、全波長域に亘って一定の透過率特性を有する透明基板を用いてもよい。
【００３０】
また、微小面積の薄膜は、フィルタ基板全体にほぼ均一に分散して配置されていることが好ましい。これによって、入射する放射束の偏りによる影響を殆ど無視できるレベルにすることが可能になる。
【００３１】
また、請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の測光機器の受光装置において、さらに、所定の分光透過率特性を有する少なくとも１枚の光学フィルタを備え、上記光電変換素子は、請求項１〜３のいずれかに記載の光学フィルタおよび上記少なくとも１枚の光学フィルタを透過した放射束が受光面に入射する位置に配置されていることを特徴としている。
【００３２】
この構成によれば、所定の分光透過率特性を有する１枚または複数枚の光学フィルタを更に備えることによって、この光学フィルタと、請求項１〜３のいずれかに記載の光学フィルタと、光電変換素子との組合せにより、受光装置全体の分光応答度特性として所望の特性が更に容易に、かつ、精度良く得られることとなる。
【００３３】
なお、請求項１〜４の発明において、放射束としては、可視域、紫外域および赤外域の放射束に適用することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は本発明に係る光学フィルタの第１実施形態を示す図で、（ａ）は同実施形態である光学フィルタの平面図、（ｂ）は同光学フィルタを備えた受光部の側面図である。
【００３５】
図１（ｂ）に示すように、受光部１０は、光学フィルタ１および光電変換素子５からなる。この光学フィルタ１は、図１（ａ）に示すように、分光透過率特性ｆ(λ)を有するフィルム状の光学フィルタ（本実施形態では例えばアセテートフィルタ）からなるフィルタ基板２全体に複数の微小孔３がほぼ均一に分散して穿設されて構成されている。なお、微小孔３の面積は、光電変換素子５の受光面の面積に比べて十分小さいものに設定されている。
【００３６】
そして、図１（ｂ）に示すように、この光学フィルタ（以下「多孔光学フィルタ」という。）１に放射束４が入射すると、フィルタ基板２の部分に入射した放射束４１は分光透過率ｆ(λ)で透過し、微小孔３の部分に入射した放射束４２はそのまま通過（すなわち透過率１００％）して、それぞれ光電変換素子（本実施形態では例えばシリコンフォトセル）５の受光面に入射し、入射した放射束の強度に応じた電気信号（本実施形態では例えば電流）が光電変換素子５から出力される。
【００３７】
すなわち、フィルタ基板２を透過した放射束４１と、微小孔３を通過した放射束４２とは、光電変換素子５において、それらの面積比で加算されることになるため、電気的に加法混色が行われることとなる。
【００３８】
ここで、図２を用いて、多孔光学フィルタ１の分光透過率特性について説明する。図２に示すように、微小孔３の半径をｒとし、孔間隔をＰとすると、１つの微小孔３の面積は（π・ｒ^２）であるので、正方形の単位面積（Ｐ^２）における微小孔３以外のフィルタ基板２の部分の面積は（Ｐ^２−π・ｒ^２）になる。従って、多孔光学フィルタ１全体の分光透過率特性Ｆ(λ)は、
Ｆ(λ)＝ｆ(λ)・{(Ｐ^２−π・ｒ^２)／Ｐ^２}＋(π・ｒ^２／Ｐ^２)…(１)
となる。
【００３９】
このように、多孔光学フィルタ１の分光透過率特性Ｆ(λ)は、フィルタ基板２の分光透過率特性ｆ(λ)に対して、微小孔３の半径ｒおよび孔間隔Ｐをパラメータとして、計算で容易に求められることとなる。
【００４０】
また、光電変換素子５の分光応答度特性をｄ(λ)とすると、多孔光学フィルタ１および光電変換素子５からなる受光部全体の分光応答度特性Ｓ(λ)は、
Ｓ(λ)＝Ｆ(λ)・ｄ(λ) …(２)となる。
【００４１】
図３、図４は微小孔の面積比率をパラメータとしたときの多孔光学フィルタの分光透過率特性の一例を示す図である。
【００４２】
図３は細実線（面積比率０％）で示す分光透過率特性を有するシャープカットフィルタに対して面積比率10％，20％，40％，80％の微小孔を穿設したときの特性変化を示している。同図から分かるように、透過率が０％の波長範囲（480nm以下）の透過率が微小孔の面積比率に比例して上昇しており、それに応じて500nm近傍における透過率特性変化の傾斜が緩やかになっている。
【００４３】
図４は細実線（面積比率０％）で示す分光透過率特性を有するバンドパスフィルタ（青フィルタ）に対して面積比率10％，20％，40％，80％の微小孔を穿設したときの特性変化を示している。同図から分かるように、図３と同様に、透過率が０％の波長範囲の透過率が微小孔の面積比率に比例して上昇しており、それに応じて半値幅が広がっている。
【００４４】
このように、第１実施形態によれば、多孔光学フィルタ１のフィルタ基板２に穿設する微小孔３の半径および孔間隔をパラメータとして分光透過率特性を計算で容易に求めることができる。従って、所望の分光透過率特性を有する多孔光学フィルタ１を作成する際に、試行錯誤を行うことなく、計算で容易に設計することができる。また、微小孔３の面積比率に応じて僅かに異なる分光透過率特性を得ることができるので、実質的に光学フィルタの特性の種類を増すこととなり、分光透過率特性の設計の自由度を増すことができる。
【００４５】
また、フィルム状のフィルタ基板２を用いているので、パンチング等により微小孔３を穿設する加工が容易に行うことができる。従って、多孔光学フィルタ１を容易に製造することができ、これによって、量産性に富み、かつ安価な光学フィルタを実現することができる。
【００４６】
また、多孔光学フィルタ１は、フィルタ基板２に、光電変換素子５の受光面に比べて十分小さい多数の微小孔３をほぼ均一に分散して穿設して構成され、全フィルタ領域を透過した放射束を光電変換素子５の単一の受光面で受光するようにしたので、積分球による光学的な加法混色と等価な効果が、電気的に達成することができる。従って、積分球を備えていないので、受光部１０として、小型化が可能になる。また、分光応答度の差や機差が生じたり、受光光量が低下するなどの積分球を備えることによる欠点を解消することができる。
【００４７】
（第２実施形態）
図５は本発明に係る光学フィルタの第２実施形態を示す図である。図５（ａ）において、同第２実施形態である光学フィルタ（以下「薄膜光学フィルタ」という。）１１は、基板（本実施形態では例えば透明基板）１２の表面に対して、第１実施形態の微小孔に相当する部分以外に薄膜１３を形成したもので、薄膜光学フィルタ１１を透過した放射束は、第１実施形態と同様に、光電変換素子（図示省略）の受光面に入射するようにしている。薄膜１３は、塗料の印刷や、合成樹脂や金属類の蒸着などによって形成すればよい。
【００４８】
なお、薄膜１３の形成領域は、図５（ｂ）に示すように、逆でもよい。すなわち、基板１２上に多孔パターンが形成されたマスクをセットした状態で印刷または蒸着によって薄膜１３を形成し、マスクを除去することによって、微小面積の薄膜１３が基板１２上に分散配置された薄膜光学フィルタ１１を容易に製造することができる。
【００４９】
図５（ｂ）において、薄膜１３の半径をｒとし、間隔をＰとし、薄膜１３の分光透過率特性をｆ(λ)とし、基板１２の透過率をｔとすると、薄膜光学フィルタ１１の分光透過率特性Ｆ(λ)は、
Ｆ(λ)＝ｔ・{ｆ(λ)・π・ｒ^２／Ｐ^２＋(Ｐ^２−π・ｒ^２)／Ｐ^２}…(３)
となる。このように、薄膜光学フィルタ１１の分光透過率特性Ｆ(λ)は、基板１２の透過率ｔおよび薄膜１３の分光透過率特性ｆ(λ)に対して、薄膜１３の半径ｒおよび間隔Ｐをパラメータとして、計算で容易に求めることができる。
【００５０】
また、光電変換素子の分光応答度特性をｄ(λ)とすると、薄膜光学フィルタ１１および光電変換素子からなる受光部全体の分光応答度特性Ｓ(λ)は、上記式(２)と同様になる。
【００５１】
このように、第２実施形態によれば、薄膜光学フィルタ１１の基板１２に形成する薄膜１３の半径および間隔をパラメータとして分光透過率特性を計算で容易に求めることができる。従って、所望の分光透過率特性を有する薄膜光学フィルタ１１を作成する際に、試行錯誤を行うことなく、計算で容易に設計することができる。また、薄膜１３の面積比率に応じて僅かに異なる分光透過率特性を得ることができるので、実質的に光学フィルタの特性の種類を増すこととなり、分光透過率特性の設計の自由度を増すことができる。
【００５２】
また、印刷や蒸着等により薄膜１３を形成する加工は容易に行うことができるので、薄膜光学フィルタ１１を容易に製造することができ、これによって、量産性に富み、かつ安価な光学フィルタを実現することができる。
【００５３】
また、薄膜光学フィルタ１１は、基板１２に、光電変換素子の受光面に比べて十分小さい多数の薄膜１３をほぼ均一に分散して形成することにより構成され、または、逆に、光電変換素子の受光面に比べて十分小さい多数の小領域の透明部分をほぼ均一に分散して形成し、この透明部分以外の領域に薄膜１３を形成することにより構成され、いずれも、全フィルタ領域を透過した放射束を光電変換素子の単一の受光面で受光するようにしたので、積分球による光学的な加法混色と等価な効果が、電気的に達成することができる。従って、積分球を備えていないので、受光部として、小型化が可能になる。また、分光応答度の差や機差が生じたり、受光光量が低下するなどの積分球を備えることによる欠点を解消することができる。
【００５４】
（第３実施形態）
図６は本発明に係る測光機器の受光装置の一実施形態である照度計の受光部を示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は分解斜視図である。なお、図１と同一物には同一符号を付し、説明を省略する。
【００５５】
この照度計（測光機器）の受光部（受光装置）２０は、拡散球２１、フィルタホルダ２２、第１フィルタ（本実施形態では例えばガラスフィルタ）２３、多孔光学フィルタ１、第２フィルタ（本実施形態では例えばガラスフィルタ）２４、マスク２５および光電変換素子５から構成されている。
【００５６】
拡散球２１は、照度計として要求される基本性能の１つである斜入射光特性を良好にするための半球状の拡散部材、フィルタホルダ２２は、第１フィルタ２３、多孔光学フィルタ１および第２フィルタ２４を保持するための部材、マスク２５は、アパーチャ２５ａにより光電変換素子５に入射する放射束を制限する部材である。
【００５７】
ここで、第１フィルタ２３の分光透過率特性をf1(λ)とし、第２フィルタ２４の分光透過率特性をf2(λ)とし、多孔光学フィルタ１の分光透過率特性をＦ(λ)とし、光電変換素子５の分光応答度特性をｄ(λ)とし、受光部２０全体の分光応答度特性Ｓ(λ)とする。
【００５８】
このとき、受光部２０全体の分光応答度特性Ｓ(λ)は、
Ｓ(λ)＝f1(λ)・f2(λ)・Ｆ(λ)・ｄ(λ) …(４)
と表わされる。
【００５９】
そして、本実施形態では、この受光部２０全体の分光応答度特性Ｓ(λ)が、
Ｓ(λ)≒Ｖ(λ) …(５)
となるように設計されている。なお、Ｖ(λ)はＣＩＥで規定されている標準分光視感効率である。
【００６０】
次に、受光部２０の分光応答度特性Ｓ(λ)の設計について説明する。まず、多孔光学フィルタ１を用いない従来の設計手法について説明する。図７はフィルタおよび光電変換素子のみを用いて、受光部の分光応答度特性Ｓ(λ)を設計する場合の手法を説明するための図、図８はフィルタの板厚と誤差量との関係を示す図である。
【００６１】
この場合、通常は、フィルタなどの放射吸収層への入射放射強度と透過放射強度の関係を表わすLambert−Beerの法則を用いてフィルタの板厚を調整することによって、分光応答度特性の設計を行う。
【００６２】
なお、Lambert−Beerの法則とは、透明で均一な媒体内を通過する放射量（光量）がどのように減衰するかを記述するもので、媒体への入射放射量（光量）をＩ_０、媒体の吸収係数をｂとすると、厚さｘの媒体を通過する放射量（光量）Ｉは、
Ｉ＝Ｉ_０・exp(−ｂ・ｘ)
で与えられるという法則である。
【００６３】
実際のフィルタ設計においては、ある厚さｘ_０のガラスフィルタの分光透過率Ｔ(λ，ｘ_０)を測定しておけば、Lambert−Beerの法則を各波長に適用することにより、任意の厚さｘのガラスフィルタの分光透過率Ｔ(λ，ｘ)を計算で求めることができる。
【００６４】
例えば図７（ａ）に示すように、第１、第２フィルタ３１，３２および光電変換素子５を重ね合わせ、図７（ｂ）に示すように、標準分光視感効率Ｖ(λ)に近似する分光応答度特性Ｓ(λ)の受光部３０を構成する。
【００６５】
この分光応答度特性Ｓ(λ)は、
Ｓ(λ)＝f31(λ)・f32(λ)・ｄ(λ) …(６)
と表わされる。ただし、f31(λ)，f32(λ)は第１、第２フィルタ３１，３２の分光透過率特性である。
【００６６】
このとき、第１、第２フィルタ３１，３２および光電変換素子５の組合せにおいて、第１、第２フィルタ３１，３２の種々の板厚に対する分光透過特性f31(λ)，f32(λ)をLambert−Beerの法則を用いて算出し、分光応答度特性Ｓ(λ)を求め、標準分光視感効率Ｖ(λ)に対する誤差量fsを算出する。そして、図８に示すように、種々の板厚と誤差量fsとの関係を求めておき、誤差量fsが最小になる板厚の組合せを求めることによって、フィルタの設計を行う。
【００６７】
ここで、誤差量fsは、ＪＩＳ（日本工業規格）のＣ1609−1993に規定されている可視域相対分光応答度特性（標準分光視感効率からの外れ）を表わすパラメータで、下記式(７)で定義されている。
fs＝[{Σ|Ｓ'(λ)rel−Ｖ(λ)|・Δλ}／{ΣＶ(λ)Δλ}]×100（％）…(７)
なお、Ｓ'(λ)relは、
Ｓ'(λ)rel＝{ΣＰ(λ)_Ａ・Ｖ(λ)・Δλ}／{ΣＰ(λ)_Ａ・Ｓ(λ)rel・Δλ}・Ｓ(λ)rel …(８)
で表わされる。
【００６８】
また、Ｓ(λ)relは相対分光応答度、Ｐ(λ)_Ａは温度2856Ｋの黒体放射の相対分光分布、Δλは測定波長間隔（5nm）で、Σの積算はλ＝380nm〜780nmの範囲で行うようになっている。
【００６９】
図８に戻って、誤差量fsが最小になる板厚の組合せを検討すると、第１フィルタ３１の板厚が1.45mm、第２フィルタ３２の板厚が1.64mmのときに、fs＝6.14％で最小となる。
【００７０】
図９に、この組合せによる相対分光応答度Ｓ(λ)と標準分光視感効率Ｖ(λ)との比較を示す。同図から明らかなように、誤差量fsを更に低減するためには、450〜510nmの波長範囲の応答度を低下させ、510〜550nmの範囲の応答度を増大させる必要がある。しかし、450〜550nmの波長範囲のみの特性を好適に補正するような分光透過特性を有するフィルタは従来存在しなかった。
【００７１】
そこで、本実施形態では、図６に示すように、シャープカットフィルタからなるフィルタ基板２に微小孔３を分散配置してなる多孔光学フィルタ１を備えており、この多孔光学フィルタ１として、図１０に示すような分光透過率特性を有するものを採用している。これによって、450〜510nmの波長範囲の応答度を低下させている。ところが、これだけでは510〜550nmの波長範囲の応答度も低下してしまうことになる。
【００７２】
そこで、第１フィルタ３１（図７）の板厚を少しだけ薄くして透過率を増大させたものを第１フィルタ２３（図６）として採用し、これによって、510〜550nmの波長範囲の応答度を増大させている。なお、第２フィルタ２４（図６）としては、第２フィルタ３２（図７）と同一の板厚のものを採用している。
【００７３】
このように、第３実施形態によれば、多孔光学フィルタ１の微小孔３の面積比率と第１フィルタ２３の板厚とで最適の組合せを求めることによって、図９において標準分光視感効率Ｖ(λ)からの外れ量が大きい450〜550nmの波長範囲の特性を適正に補正して、図１１に示すように、標準分光視感効率Ｖ(λ)に精度良く近似する分光応答度特性を得ることができ、受光部２０全体として所望の分光応答度特性を得ることができる。図１１の例では、誤差量fs≒３％となり、ＪＩＳのＣ1609−1993に規定される可視域相対分光応答度特性として、精密級を実現することができた。
【００７４】
なお、上記説明では、多孔光学フィルタ１の採用に伴って、第１フィルタ２３（図６）の板厚のみを変化させ、第２フィルタ２４（図６）の板厚は変化させていないが、第１、第２フィルタ２３，２４の特性によっては、両者の板厚を変化させて多孔光学フィルタ１も含めた全体としての分光透過率特性の最良バランスを求めることが必要となる場合がある。このような場合でも、第１、第２フィルタ２３，２４も、多孔光学フィルタ１も、全てのフィルタ要素について分光透過率特性を計算で求めることができるので、第１、第２フィルタ２３，２４の板厚と多孔光学フィルタ１の微小孔の面積比率とをパラメータとして、計算で分光応答度特性を容易に設計することができるとともに、所望の分光応答度特性が得られる板厚および面積比率を高精度で求めることができる。
【００７５】
なお、本発明は、上記第１〜第３実施形態に限られず、例えば以下に示すような変形形態（１）〜（７）を採用することができる。
【００７６】
（１）上記第１、第３実施形態では多孔光学フィルタ１（図１、図６）としてアセテートフィルタからなるフィルタ基板２を用いており、上記第３実施形態では、第１、第２フィルタ２３，２４（図６）として色ガラスフィルタを用いているが、これらに限られず、それぞれ、色ガラスフィルタ、アセテート染色フィルタ、ゼラチンフィルタ、蒸着干渉フィルタなどを用いることができる。
【００７７】
（２）上記各実施形態では、光電変換素子５（例えば図１）として、シリコンフォトセルを用いているが、これに限られず、ゲルマニウムフォトセル、サーモパイル、焦電素子、光電子増倍管などを用いることができる。
【００７８】
（３）上記各実施形態では、微小孔３（図１）および薄膜１３（図５（ｂ））からなる小領域の形状を円形としているが、これに限られず、任意の形状でもよく、また、全ての小領域が同一形状である必要はない。また、それぞれ小領域を規則的に格子状に配列しているが、これに限られない。
【００７９】
すなわち、この微小孔または薄膜からなる小領域については、光電変換素子５の受光面の面積（図６ではアパーチャ２５ａの面積）に対して十分小さい面積の小領域が、受光面の全範囲に亘ってほぼ均一に分散配置されていればよい。これによって、光電変換素子５の受光面における放射照度分布（受光面への入射放射束の偏り）による出力電気信号レベルの誤差、すなわち測光機器における測定誤差を殆ど無視できるレベルにすることができる。
【００８０】
（４）上記第２実施形態では、薄膜光学フィルタ１１は、基板１２として透過率ｔの透明基板上に薄膜１３を形成したものとしているが、これに限られず、基板１２として、分光透過率特性がｔ(λ)の光学フィルタからなるフィルタ基板を用いてもよい。この変形形態によれば、薄膜光学フィルタ１１の分光透過率特性Ｆ(λ)は、
Ｆ(λ)＝ｔ(λ)・{ｆ(λ)・π・ｒ^２／Ｐ^２＋(Ｐ^２−π・ｒ^２)／Ｐ^２}…(９)
となる。
【００８１】
（５）上記第２実施形態では、薄膜１３を１種類としているが、これに限られず、互いに異なる分光透過率特性を有する複数種類の薄膜を形成するようにしてもよい。これによって、更に、異なる分光透過率特性を有する薄膜光学フィルタ１１を実現することができる。
【００８２】
（６）上記第３実施形態では、多孔光学フィルタ１を１枚のみ用いているが、これに限られず、異なる分光透過率特性を有する多孔光学フィルタ１を複数枚用いてもよい。また、多孔光学フィルタ１に代えて、薄膜光学フィルタ１１を用いるようにしてもよい。
【００８３】
（７）上記第３実施形態では、測光機器の受光装置として照度計の受光部を例にした場合について説明しているが、これに限られず、輝度計、色彩計、写真撮影用露出計、紫外線強度計、黄疸計などの測光機器一般の受光装置に適用することができる。
【００８４】
すなわち、上記第３実施形態では、受光部２０（図６）全体の分光応答度特性として、標準分光視感効率Ｖ(λ)に近似させるようにした例について説明したが、これに限られず、例えばＣＩＥの等色関数ｘ(λ)，ｙ(λ)，ｚ(λ)に近似させるような場合に適用することができ、その他の分光応答度特性に対しても適用することができる。なお、一般に等色関数を表わす記号としてバー付きのものが用いられるが、便宜上、バーを省略している。
【００８５】
更に、上記各実施形態では、測定対象が可視光の場合を例にして説明しているが、これに限られず、紫外域や赤外域などの放射束一般に対して適用することができる。この場合には、光電変換素子として、これらの放射束に対して感度を有するものを用いればよい。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、光学フィルタと、この光学フィルタを透過した放射束が受光面に入射する位置に配置された光電変換素子とを備えた測光機器の受光装置であって、上記光学フィルタは、フィルタ基板が互いに分光透過率特性の異なる少なくとも２つの領域に所定の面積比率で分割されてなり、一の領域以外の領域は上記フィルタ基板全体に分散配置された複数の小領域の集まりで構成され、上記一領域は上記複数の小領域を除く残りの領域で構成され、上記少なくとも２つの領域のそれぞれは異なる所定の波長範囲の光を透過する分光透過率特性を有し、前記光電変換素子は、上記光学フィルタの少なくとも２つの異なる領域を透過した放射束を面積比率で受光し、前記放射束の強度に応じた電気信号を出力するので、小領域の個数や各小領域の面積を変更することにより、光学フィルタ全体の分光透過率特性として所望の特性を容易に、かつ精度良く得ることができる。
【００８７】
また、受光装置全体の分光応答度特性は、光学フィルタの分光透過率特性と、光電変換素子の分光応答度特性とによって決まるが、光学フィルタの分光透過率特性として所望の特性が容易に、かつ精度良く得られるので、受光装置全体の分光応答度特性として所望の特性を容易に、かつ精度良く得ることができる。
【００８８】
また、請求項２の発明によれば、前記複数の小領域は、所定の分光透過率特性を有する光学フィルタからなるフィルタ基板全体に分散して穿設された複数の微小孔により構成されているので、この光学フィルタ全体の分光透過率特性は、所定の分光透過率特性から微小孔の部分と微小孔以外の部分の面積比率とで決まることから、微小孔の個数や各微小孔の面積を変更することにより、光学フィルタ全体の分光透過率特性として所望の特性を容易に、かつ精度良く得ることができる。
【００８９】
また、請求項３の発明によれば、前記複数の小領域は、所定の分光透過率特性を有する光学フィルタからなるフィルタ基板の表面全体に分散して形成された複数の微小面積の薄膜により構成されており、上記薄膜は上記分光透過率特性と異なる少なくとも１つの分光透過率特性を有するものであるので、薄膜の個数、種類や微小面積を変更することにより、光学フィルタ全体の分光透過率特性として所望の特性を容易に、かつ精度良く得ることができる。
【００９０】
また、請求項４の発明によれば、所定の分光透過率特性を有する１枚または複数枚の光学フィルタを更に備えることによって、この光学フィルタと、請求項１〜３のいずれかに記載の光学フィルタと、光電変換素子との組合せにより、受光装置全体の分光応答度特性として所望の特性を更に容易に、かつ精度良く得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学フィルタの第１実施形態を示す図で、（ａ）は同実施形態である光学フィルタの平面図、（ｂ）は同光学フィルタを備えた受光部の側面図である。
【図２】多孔光学フィルタの微小孔の形状や間隔を説明する図である。
【図３】微小孔の面積比率をパラメータとしたときの多孔光学フィルタの分光透過率特性の一例を示す図である。
【図４】微小孔の面積比率をパラメータとしたときの多孔光学フィルタの分光透過率特性の一例を示す図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は本発明に係る光学フィルタの第２実施形態を示す図である。
【図６】本発明に係る測光機器の受光装置の一実施形態である照度計の受光部を示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は分解斜視図である。
【図７】フィルタおよび光電変換素子のみを用いて、受光部の分光応答度特性を設計する場合の手法を説明するための図である。
【図８】フィルタの板厚と誤差量との関係を示す図である。
【図９】図７による相対分光応答度と標準分光視感効率との比較を示す図である。
【図１０】図６に用いられる多孔光学フィルタの分光透過率特性を示す図である。
【図１１】第３実施形態による相対分光応答度と標準分光視感効率との比較を示す図である。
【図１２】加法混色法を説明する図である。
【図１３】加法混色法で用いられる積分球を示す図である。
【図１４】減法混色法を説明する図である。
【符号の説明】
１多孔光学フィルタ
２フィルタ基板
３微小孔
５光電変換素子
１０，２０受光部
１１薄膜光学フィルタ
１２基板
１３薄膜
２３第１フィルタ
２４第２フィルタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a light receiving device for a photometric device such as an illuminance meter, a luminance meter, a color meter, a photo exposure meter, a UV intensity meter,In placeIt is related.
[0002]
[Prior art]
  The light receiving device of the photometric device is designed to have a predetermined spectral response characteristic according to the measurement purpose of the photometric device. For example, a light receiving device such as a luminometer or luminance meter may have a spectral response characteristic approximate to a standard spectral luminous efficiency V (λ) representing human visual sensation prescribed by the CIE (International Commission on Illumination). Therefore, the light receiving device of the colorimeter is required to have a spectral response characteristic approximate to the color matching functions x (λ), y (λ), and z (λ) defined by the CIE. In general, symbols with bars are used as symbols representing color matching functions, but the bars are omitted for convenience.
[0003]
  Conventionally, as a means for realizing such a desired spectral response characteristic, two methods of a spectral method and a filter method are known.
[0004]
  The spectroscopic method uses a spectroscopic element such as a prism or a diffraction grating to split the radiant flux to be measured, measures the light intensity for each wavelength with a photoelectric conversion element, and determines the wavelength for each wavelength determined by the desired spectral response characteristics. An output value is obtained by multiplication by a weighting factor. In general, the spectroscopic method can measure with high accuracy in terms of spectroscopic characteristics, but it is expensive and requires an optical path space to the spectroscopic element, which is disadvantageous for miniaturization.
[0005]
  As the spectroscopic element, a filter constituted by arranging n kinds of narrow-band bandpass filters having transmission main wavelengths λi (i = 1, 2,..., N) adjacent to each other on a single transparent substrate. A multi-band pass filter method is also known in which a unit is used to receive light transmitted through each band-pass filter by an individual light receiving sensor. This multi-band pass filter system requires a smaller optical path space than when a prism or diffraction grating is used. However, when trying to improve the wavelength resolution while keeping the size of the filter unit constant, the number of band-pass filters increases, so the area of each filter decreases, leading to a decrease in signal level. When attempting to improve the wavelength resolution while ensuring the level, there is a problem that the size of the filter unit increases.
[0006]
  On the other hand, the filter method is to measure a light beam transmitted through an optical filter (color filter) having a predetermined spectral transmittance characteristic by receiving it with a photoelectric conversion element having a predetermined spectral response characteristic.
[0007]
  As an optical filter, a colored glass filter, an acetate staining filter, a gelatin filter, a vapor deposition interference filter, or the like is used. As a photoelectric conversion element, a silicon photocell, a germanium photocell, a thermopile, a pyroelectric element, a photomultiplier tube, or the like is used. .
[0008]
  The spectral response characteristic as a light receiving device in the filter system is determined by the product of the spectral transmittance characteristic of the optical filter and the spectral response characteristic of the photoelectric conversion element. Since the spectral response characteristics of photoelectric conversion elements are almost determined by the type of elements used, the spectral response characteristics targeted as a light receiving device in the filter system can be obtained by adjusting the spectral transmittance characteristics of the optical filter. become.
[0009]
  As a method for obtaining a desired spectral transmittance characteristic using an optical filter, two types of additive color mixing method and subtractive color mixing method are known in principle.
[0010]
  For example, as shown in FIG. 12, the additive color mixing method adds a light beam transmitted through an optical filter F1 having a spectral transmittance T1λ and a light beam transmitted through an optical filter F2 having a spectral transmittance T2λ to obtain a desired combined spectral transmittance. Tλ is obtained.
[0011]
  In the additive color mixing method, generally, as shown in FIG. 13, the light beams transmitted through the optical filters F1 and F2 are mixed by the integrating sphere P1 and made incident on the photoelectric conversion element P2, thereby preventing measurement errors due to color unevenness. I have to. However, if an integrating sphere is used, the configuration of the photometric device becomes complicated due to the increase in size of the light-receiving device, and the difference in the spectral response due to the difference in the shape of the integrating sphere is likely to cause a mechanical difference. As the amount of received light decreases, the reproducibility of measurement decreases.
[0012]
  Therefore, conventionally, a subtractive color mixing method is often used. In the subtractive color mixture method, as shown in FIG. 14, optical filters F1 and F2 having spectral transmittances T1λ and T2λ are overlapped, and the radiant flux is continuously transmitted through the optical filters F1 and F2. A rate Tλ is obtained.
[0013]
  However, since the types of optical filters are limited, it is very difficult to accurately configure an optical filter having a desired spectral response characteristic using only the subtractive color mixing method.
[0014]
  The filter method is difficult to accurately match the target spectral response characteristics over the entire wavelength range, and is inferior to the spectroscopic method in terms of spectroscopic characteristics, but the configuration is simpler and less expensive than the spectroscopic method. Since a small light receiving device can be realized, generally, a small and inexpensive photometric device often employs a filter method instead of a spectroscopic method. However, even in the filter system, it is desired to further improve the spectral characteristics while maintaining the characteristics of being small and inexpensive.
[0015]
  Therefore, a light receiving part of an illuminometer that uses the principle of additive color mixing in a filter system has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 63-154920). This light-receiving unit has multiple types of rod-shaped filters with different spectral transmittances inserted and arranged on the light-shielding support plate, and by changing the composition ratio, the spectral response as the light-receiving unit is changed to the standard relative luminous sensitivity (standard spectral luminous efficiency) ).
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
  However, in the conventional light receiving section described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-154920, it is necessary to arrange a large number of rod-shaped filters in order to match the spectral response to the standard spectral luminous efficiency with high accuracy. The structure of the light-shielding support plate for holding the filter is complicated, the actual production is not easy, the mass productivity is very inferior, and the filter portion is enlarged. Further, among the radiant bundles incident on the light receiving part, those other than the radiant bundle incident on the rod-shaped filter are shielded by the light shielding support plate, so that the sensitivity of the entire light receiving part is lowered. In addition, trial and error means must be employed to determine the proportion of each type of rod-shaped filter that constitutes the light receiving section, and thus it is not easy to design.
[0017]
  An object of the present invention is to provide a light receiving device of a photometric instrument that includes the optical filter and can easily and accurately obtain a desired spectral response characteristic.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  The invention of claim 1A light receiving device of a photometric device comprising an optical filter and a photoelectric conversion element arranged at a position where a radiant flux that has passed through the optical filter is incident on a light receiving surface, wherein the optical filter comprises:The filter substrate is divided into at least two regions having different spectral transmittance characteristics from each other at a predetermined area ratio.R,oneThe region other than the region is composed of a collection of a plurality of small regions distributed over the entire filter substrate.oneThe area is composed of the remaining areas excluding the plurality of small areas.Each of the at least two regions has a spectral transmittance characteristic that transmits light in a different predetermined wavelength range, and the photoelectric conversion element has a radiant flux transmitted through at least two different regions of the optical filter as the area. Receiving light at a ratio and outputting an electrical signal according to the intensity of the radiant flux;It is characterized by.
[0019]
  According to this configuration, for example, in the case of an optical filter in which the filter substrate is divided into three regions having different spectral transmittance characteristics from each other at a predetermined area ratio,oneThe first and second regions other than the region are each composed of a collection of a plurality of small regions distributed over the entire filter substrate.oneThe third region is a remaining region excluding the plurality of small regions constituting the first and second regions, so that the spectral transmittance characteristics of the entire optical filter are as follows. This is determined by the spectral transmittance characteristics of the first, second, and third regions and the area ratio of each region. Therefore, by changing the number of small regions and the area of each small region, desired characteristics can be easily and accurately obtained as the spectral transmittance characteristics of the entire optical filter.
[0020]
  The spectral response characteristics of the entire light receiving device are determined by the spectral transmittance characteristics of the optical filter and the spectral response characteristics of the photoelectric conversion element, and the desired characteristics can be easily obtained as the spectral transmittance characteristics of the optical filter, and Since it can be obtained with high accuracy, a desired characteristic can be easily and accurately obtained as the spectral response characteristic of the entire light receiving device.
[0021]
  In addition, it is preferable that the said small area | region is arrange | positioned disperse | distributing substantially uniformly over the whole filter substrate. As a result, the influence of the bias of the incident radiant flux can be reduced to a level that can be almost ignored.
[0022]
  The small area can be obtained by making a hole in the filter substrate or forming a thin film on the surface. Also, aboveoneA thin film is formed in the area ofoneSmall regions constituting one region other than the first region may be left as the original filter substrate, and thin films having different spectral transmittance characteristics may be formed in regions other than the one region. Moreover, when forming a thin film and comprising a area | region, you may use the transparent substrate which has a fixed transmittance | permeability characteristic over the whole wavelength range as a filter substrate.
[0023]
  Moreover, it is preferable that the small regions, micropores, or microarea thin films are disposed substantially uniformly and distributed over the entire filter substrate. As a result, it is possible to reduce the illuminance distribution on the light receiving surface of the photoelectric conversion element, that is, the error in the output electric signal level due to the bias of the radiant flux incident on the light receiving surface.
[0024]
  The invention of claim 2The light receiving device of the photometric device according to claim 1, wherein the plurality of small regions are:The entire filter substrate comprising an optical filter having a predetermined spectral transmittance characteristicMinScattered and drilledMultiple microporesIt is characterized by being composed.
[0025]
  According to this configuration, the radiant flux incident on the microhole passes with a transmittance of 100%, and the radiant flux incident on the portion other than the microhole transmits with a predetermined spectral transmittance. The rate characteristic is determined by the area ratio of the minute hole part and the part other than the minute hole from a predetermined spectral transmittance characteristic. Therefore, by changing the number of micropores and the area of each micropore, desired characteristics can be easily and accurately obtained as the spectral transmittance characteristics of the entire optical filter.
[0026]
  In addition, it is preferable that the micropores are arranged almost uniformly distributed over the entire filter substrate. As a result, the influence of the bias of the incident radiant flux can be reduced to a level that can be almost ignored.
[0027]
  The invention of claim 3The light receiving device of the photometric device according to claim 1, wherein the plurality of small regions are:The entire surface of the filter substrate comprising an optical filter having a predetermined spectral transmittance characteristicMinFormed to be scatteredIt is made up of multiple thin films with a small area.The thin film has at least one spectral transmittance characteristic different from the spectral transmittance characteristic.
[0028]
  According to this configuration, the spectral transmittance characteristics of the entire optical filter include the predetermined spectral transmittance characteristics, the area ratio of the portion where the thin film is not formed, the spectral transmittance characteristics of the thin film, and the spectral transmittance. The ratio of the area of the thin film having characteristics, that is, the area ratio of each thin film having the spectral transmittance characteristics when a plurality of types of thin films are formed. Therefore, by changing the number, type, and minute area of the thin film, desired characteristics can be easily and accurately obtained as the spectral transmittance characteristics of the entire optical filter.
[0029]
  Note that a transparent substrate having a certain transmittance characteristic over the entire wavelength range may be used as the filter substrate.
[0030]
  In addition, it is preferable that the thin film having a small area is arranged in a substantially uniform manner over the entire filter substrate. As a result, the influence of the bias of the incident radiant flux can be reduced to a level that can be almost ignored.
[0031]
  Claims4The invention ofIn any one of Claims 1-3The light receiving device of the photometric device described above further includes at least one optical filter having a predetermined spectral transmittance characteristic, and the photoelectric conversion element includes the optical filter according to any one of claims 1 to 3 and the at least the optical filter. It is characterized in that the radiant flux transmitted through one optical filter is arranged at a position where it enters the light receiving surface.
[0032]
  According to this configuration, by further including one or a plurality of optical filters having a predetermined spectral transmittance characteristic, the optical filter, the optical filter according to any one of claims 1 to 3, and a photoelectric conversion By combining with the element, a desired characteristic as the spectral response characteristic of the entire light receiving device can be obtained more easily and accurately.
[0033]
  In addition, claims 1 to4In the present invention, the radiant flux can be applied to radiant fluxes in the visible region, ultraviolet region and infrared region.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  (First embodiment)
  1A and 1B are views showing a first embodiment of an optical filter according to the present invention, in which FIG. 1A is a plan view of the optical filter according to the embodiment, and FIG. 1B is a side view of a light receiving unit including the optical filter. is there.
[0035]
  As shown in FIG. 1B, the light receiving unit 10 includes an optical filter 1 and a photoelectric conversion element 5. As shown in FIG. 1A, the optical filter 1 includes a plurality of minute filters on the entire filter substrate 2 made of a film-like optical filter having a spectral transmittance characteristic f (λ) (for example, an acetate filter in this embodiment). The holes 3 are formed by being distributed almost uniformly. The area of the microhole 3 is set to be sufficiently smaller than the area of the light receiving surface of the photoelectric conversion element 5.
[0036]
  As shown in FIG. 1B, when the radiant flux 4 is incident on the optical filter (hereinafter referred to as “porous optical filter”) 1, the radiant flux 41 incident on the filter substrate 2 has a spectral transmittance f. The radiant flux 42 transmitted through (λ) and incident on the portion of the microhole 3 passes through as it is (that is, with a transmittance of 100%) and passes through the light receiving surface of each photoelectric conversion element (for example, a silicon photocell in this embodiment). The photoelectric conversion element 5 outputs an electrical signal (for example, current) according to the intensity of the incident radiant flux.
[0037]
  That is, the radiant flux 41 that has passed through the filter substrate 2 and the radiant flux 42 that has passed through the microhole 3 are added in the area ratio in the photoelectric conversion element 5, so that additive color mixing is electrically performed. Will be done.
[0038]
  Here, the spectral transmittance characteristics of the porous optical filter 1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, when the radius of the microhole 3 is r and the hole interval is P, the area of one microhole 3 is (π · r²), The square unit area (P²The area of the portion of the filter substrate 2 other than the micropores 3²-Π · r²)become. Therefore, the spectral transmittance characteristic F (λ) of the entire porous optical filter 1 is
F (λ) = f (λ) · {(P²-Π · r²) / P²} + (Π · r²/ P²) ... (1)
It becomes.
[0039]
  Thus, the spectral transmittance characteristic F (λ) of the porous optical filter 1 is calculated with respect to the spectral transmittance characteristic f (λ) of the filter substrate 2 using the radius r of the micropores 3 and the hole spacing P as parameters. It will be easily requested.
[0040]
  Further, when the spectral response characteristic of the photoelectric conversion element 5 is d (λ), the spectral response characteristic S (λ) of the entire light receiving unit including the porous optical filter 1 and the photoelectric conversion element 5 is
S (λ) = F (λ) · d (λ) (2)
[0041]
  3 and 4 are diagrams showing an example of spectral transmittance characteristics of the porous optical filter when the area ratio of the micropores is used as a parameter.
[0042]
  Fig. 3 shows the change in characteristics when micropores with an area ratio of 10%, 20%, 40%, and 80% are drilled in a sharp cut filter with spectral transmittance characteristics indicated by a thin solid line (area ratio 0%). Show. As can be seen from the figure, the transmittance in the wavelength range where the transmittance is 0% (480 nm or less) increases in proportion to the area ratio of the micropores, and the slope of the transmittance characteristic change near 500 nm is correspondingly increased. It has become moderate.
[0043]
  Fig. 4 shows a case where micropores with an area ratio of 10%, 20%, 40%, and 80% are drilled in a bandpass filter (blue filter) having spectral transmittance characteristics indicated by a thin solid line (area ratio 0%). The characteristic change is shown. As can be seen from FIG. 3, as in FIG. 3, the transmittance in the wavelength range where the transmittance is 0% increases in proportion to the area ratio of the micropores, and the full width at half maximum increases accordingly.
[0044]
  As described above, according to the first embodiment, the spectral transmittance characteristics can be easily obtained by calculation using the radius and interval of the micropores 3 formed in the filter substrate 2 of the porous optical filter 1 as parameters. Therefore, when creating the porous optical filter 1 having a desired spectral transmittance characteristic, it can be easily designed by calculation without trial and error. Moreover, since slightly different spectral transmittance characteristics can be obtained according to the area ratio of the micropores 3, the types of characteristics of the optical filter are substantially increased, and the degree of freedom in designing the spectral transmittance characteristics is increased. be able to.
[0045]
  Further, since the film-like filter substrate 2 is used, the process of punching the micro holes 3 by punching or the like can be easily performed. Therefore, the porous optical filter 1 can be easily manufactured, and thereby an optical filter that is rich in mass productivity and inexpensive can be realized.
[0046]
  In addition, the porous optical filter 1 is configured such that a large number of micropores 3 that are sufficiently smaller than the light receiving surface of the photoelectric conversion element 5 are formed in the filter substrate 2 so as to be almost uniformly dispersed, and transmitted through the entire filter region. Since the radiant flux is received by the single light-receiving surface of the photoelectric conversion element 5, an effect equivalent to optical additive color mixing using an integrating sphere can be achieved electrically. Therefore, since the integrating sphere is not provided, the light receiving unit 10 can be miniaturized. In addition, it is possible to eliminate the disadvantages caused by providing an integrating sphere such as a difference in spectral response or machine difference or a decrease in the amount of received light.
[0047]
  (Second Embodiment)
  FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the optical filter according to the present invention. In FIG. 5A, an optical filter (hereinafter referred to as “thin film optical filter”) 11 according to the second embodiment is a first embodiment with respect to the surface of a substrate (eg, a transparent substrate in the present embodiment). The thin film 13 is formed in a portion other than the portion corresponding to the microhole, and the radiant flux transmitted through the thin film optical filter 11 is incident on the light receiving surface of the photoelectric conversion element (not shown) as in the first embodiment. I have to. The thin film 13 may be formed by printing of paint, vapor deposition of synthetic resin or metals.
[0048]
  The formation region of the thin film 13 may be reversed as shown in FIG. That is, the thin film 13 is formed by printing or vapor deposition in a state in which a mask having a porous pattern formed on the substrate 12 is set, and the mask is removed, whereby the thin film 13 having a small area is dispersedly arranged on the substrate 12. The optical filter 11 can be easily manufactured.
[0049]
  5B, when the radius of the thin film 13 is r, the interval is P, the spectral transmittance characteristic of the thin film 13 is f (λ), and the transmittance of the substrate 12 is t, the spectrum of the thin film optical filter 11 is obtained. The transmittance characteristic F (λ) is
F (λ) = t · {f (λ) · π · r²/ P²+ (P²-Π · r²) / P²} ... (3)
It becomes. As described above, the spectral transmittance characteristic F (λ) of the thin film optical filter 11 has the radius r and the interval P of the thin film 13 with respect to the transmittance t of the substrate 12 and the spectral transmittance characteristic f (λ) of the thin film 13. As a parameter, it can be easily obtained by calculation.
[0050]
  Further, when the spectral response characteristic of the photoelectric conversion element is d (λ), the spectral response characteristic S (λ) of the entire light receiving unit composed of the thin film optical filter 11 and the photoelectric conversion element is the same as the above formula (2). Become.
[0051]
  As described above, according to the second embodiment, the spectral transmittance characteristic can be easily obtained by calculation using the radius and interval of the thin film 13 formed on the substrate 12 of the thin film optical filter 11 as parameters. Therefore, when creating the thin film optical filter 11 having a desired spectral transmittance characteristic, it can be easily designed by calculation without trial and error. In addition, since slightly different spectral transmittance characteristics can be obtained according to the area ratio of the thin film 13, the types of characteristics of the optical filter are substantially increased, and the degree of freedom in designing the spectral transmittance characteristics is increased. Can do.
[0052]
  In addition, since the process of forming the thin film 13 by printing, vapor deposition, or the like can be easily performed, the thin film optical filter 11 can be easily manufactured, thereby realizing a mass-productive and inexpensive optical filter. can do.
[0053]
  Further, the thin film optical filter 11 is configured by forming a large number of thin films 13 that are sufficiently smaller than the light receiving surface of the photoelectric conversion element on the substrate 12 to be substantially uniformly dispersed, or conversely, the photoelectric conversion element of the photoelectric conversion element. A large number of small areas of transparent areas that are sufficiently smaller than the light-receiving surface are formed to be almost uniformly dispersed, and the thin film 13 is formed in areas other than the transparent areas, both of which are transmitted through the entire filter area. Since the radiant flux is received by a single light receiving surface of the photoelectric conversion element, an effect equivalent to optical additive color mixing using an integrating sphere can be electrically achieved. Therefore, since the integrating sphere is not provided, the light receiving unit can be miniaturized. In addition, it is possible to eliminate the disadvantages caused by providing an integrating sphere such as a difference in spectral response or machine difference or a decrease in the amount of received light.
[0054]
  (Third embodiment)
  6A and 6B are diagrams showing a light receiving portion of an illuminometer that is an embodiment of a light receiving device of a photometric device according to the present invention, where FIG. 6A is a cross-sectional view and FIG. 6B is an exploded perspective view. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as FIG. 1, and description is abbreviate | omitted.
[0055]
  The light receiving unit (light receiving device) 20 of the illuminometer (photometric device) includes a diffusion sphere 21, a filter holder 22, a first filter (for example, a glass filter in the present embodiment) 23, a porous optical filter 1, and a second filter (this embodiment). For example, it is composed of a glass filter 24, a mask 25, and a photoelectric conversion element 5.
[0056]
  The diffusing sphere 21 is a hemispherical diffusing member for improving the oblique incident light characteristic, which is one of the basic performances required as an illuminance meter. The filter holder 22 includes the first filter 23, the porous optical filter 1 and the first optical filter. 2 A member for holding the filter 24, the mask 25, is a member for limiting the radiant flux incident on the photoelectric conversion element 5 by the aperture 25a.
[0057]
  Here, the spectral transmittance characteristic of the first filter 23 is f1 (λ), the spectral transmittance characteristic of the second filter 24 is f2 (λ), and the spectral transmittance characteristic of the porous optical filter 1 is F (λ). The spectral response characteristic of the photoelectric conversion element 5 is d (λ), and the spectral response characteristic S (λ) of the entire light receiving unit 20 is assumed.
[0058]
  At this time, the spectral response characteristic S (λ) of the entire light receiving unit 20 is:
S (λ) = f1 (λ) · f2 (λ) · F (λ) · d (λ) (4)
It is expressed as
[0059]
  In this embodiment, the spectral response characteristic S (λ) of the entire light receiving unit 20 is
S (λ) ≈V (λ) (5)
It is designed to be. V (λ) is the standard spectral luminous efficiency defined by CIE.
[0060]
  Next, the design of the spectral response characteristic S (λ) of the light receiving unit 20 will be described. First, a conventional design method that does not use the porous optical filter 1 will be described. FIG. 7 is a diagram for explaining a method of designing the spectral response characteristic S (λ) of the light receiving unit using only the filter and the photoelectric conversion element, and FIG. 8 is a relationship between the plate thickness of the filter and the error amount. FIG.
[0061]
  In this case, the spectral response characteristics are usually designed by adjusting the plate thickness of the filter using Lambert-Beer's law that expresses the relationship between the incident radiation intensity to the radiation absorbing layer such as a filter and the transmitted radiation intensity. Do.
[0062]
  The Lambert-Beer law describes how the amount of radiation (light quantity) passing through a transparent and uniform medium attenuates. The amount of incident radiation (light quantity) to the medium is expressed as I₀If the absorption coefficient of the medium is b, the amount of radiation (light quantity) I passing through the medium of thickness x is
I = I₀・ Exp (−b ・ x)
It is the law that is given by.
[0063]
  In an actual filter design, a certain thickness x₀Spectral Transmittance T (λ, x₀), The spectral transmittance T (λ, x) of a glass filter having an arbitrary thickness x can be obtained by calculation by applying Lambert-Beer's law to each wavelength.
[0064]
  For example, as shown in FIG. 7A, the first and second filters 31 and 32 and the photoelectric conversion element 5 are overlapped to approximate the standard spectral luminous efficiency V (λ) as shown in FIG. 7B. The light receiving unit 30 having the spectral response characteristic S (λ) is configured.
[0065]
  This spectral response characteristic S (λ) is
S (λ) = f31 (λ) · f32 (λ) · d (λ) (6)
It is expressed as However, f31 (λ) and f32 (λ) are spectral transmittance characteristics of the first and second filters 31 and 32, respectively.
[0066]
  At this time, in the combination of the first and second filters 31 and 32 and the photoelectric conversion element 5, the spectral transmission characteristics f31 (λ) and f32 (λ) with respect to various plate thicknesses of the first and second filters 31 and 32 are expressed as Lambert. The spectral response characteristic S (λ) is calculated using the Beer's law, and the error amount fs with respect to the standard spectral luminous efficiency V (λ) is calculated. Then, as shown in FIG. 8, the filter is designed by determining the relationship between various plate thicknesses and the error amount fs, and determining the combination of plate thicknesses that minimizes the error amount fs.
[0067]
  Here, the error amount fs is a parameter indicating the visible relative spectral response characteristic (deviation from the standard spectral luminous efficiency) defined in C1609-1993 of JIS (Japanese Industrial Standards). Defined in
fs = [{Σ | S ′ (λ) rel−V (λ) | · Δλ} / {ΣV (λ) Δλ}] × 100 (%) (7)
  S '(λ) rel is
  S ′ (λ) rel = {ΣP (λ)_A・ V (λ) ・ Δλ} / {ΣP (λ)_A・ S (λ) rel ・ Δλ} ・ S (λ) rel (8)
It is represented by
[0068]
  S (λ) rel is the relative spectral response, P (λ)_AIs the relative spectral distribution of black body radiation at a temperature of 2856K, Δλ is the measurement wavelength interval (5 nm), and Σ is integrated in the range of λ = 380 nm to 780 nm.
[0069]
  Returning to FIG. 8, the combination of the plate thicknesses that minimizes the error amount fs is examined. When the plate thickness of the first filter 31 is 1.45 mm and the plate thickness of the second filter 32 is 1.64 mm, fs = 1.14%. The minimum.
[0070]
  FIG. 9 shows a comparison between the relative spectral response S (λ) and the standard spectral luminous efficiency V (λ) by this combination. As can be seen from the figure, in order to further reduce the error amount fs, it is necessary to reduce the response in the wavelength range of 450 to 510 nm and increase the response in the range of 510 to 550 nm. However, there has been no filter having a spectral transmission characteristic that suitably corrects only the characteristic in the wavelength range of 450 to 550 nm.
[0071]
  Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, a porous optical filter 1 in which micropores 3 are dispersedly arranged in a filter substrate 2 made of a sharp cut filter is provided. Those having spectral transmittance characteristics as shown in FIG. As a result, the response in the wavelength range of 450 to 510 nm is lowered. However, this alone also reduces the response in the wavelength range of 510 to 550 nm.
[0072]
  Therefore, the first filter 31 (FIG. 7) whose thickness is slightly reduced to increase the transmittance is adopted as the first filter 23 (FIG. 6), and thereby the response in the wavelength range of 510 to 550 nm. The degree is increasing. In addition, as the 2nd filter 24 (FIG. 6), the thing of the same board thickness as the 2nd filter 32 (FIG. 7) is employ | adopted.
[0073]
  As described above, according to the third embodiment, the optimum spectral luminous efficiency V in FIG. 9 is obtained by obtaining the optimum combination of the area ratio of the micropores 3 of the porous optical filter 1 and the plate thickness of the first filter 23. As shown in FIG. 11, a spectral response characteristic that approximates the standard spectral luminous efficiency V (λ) with high accuracy is obtained by appropriately correcting the characteristic in the wavelength range of 450 to 550 nm, which has a large deviation from (λ). Thus, the desired spectral response characteristics can be obtained for the entire light receiving unit 20. In the example shown in FIG. 11, the error amount fs is approximately 3%, and the precision class can be realized as the visible relative spectral response characteristic defined in JIS C1609-1993.
[0074]
  In the above description, with the adoption of the porous optical filter 1, only the thickness of the first filter 23 (FIG. 6) is changed, and the thickness of the second filter 24 (FIG. 6) is not changed. Depending on the characteristics of the first and second filters 23 and 24, it may be necessary to change the plate thickness of both to obtain the best balance of the spectral transmittance characteristics as a whole including the porous optical filter 1. Even in such a case, the first and second filters 23 and 24 and the porous optical filter 1 can calculate spectral transmittance characteristics for all filter elements by calculation. Spectral response characteristics can be easily designed by calculation using the plate thickness and the area ratio of the micropores of the porous optical filter 1 as parameters, and the plate thickness and area ratio at which desired spectral response characteristics can be obtained. It can be obtained with high accuracy.
[0075]
  In addition, this invention is not restricted to the said 1st-3rd embodiment, For example, the deformation | transformation forms (1)-(7) as shown below are employable.
[0076]
  (1) In the first and third embodiments, the filter substrate 2 made of an acetate filter is used as the porous optical filter 1 (FIGS. 1 and 6). In the third embodiment, the first and second filters 23 are used. 24 (FIG. 6), a color glass filter is used, but is not limited thereto, and a color glass filter, an acetate dyeing filter, a gelatin filter, a vapor deposition interference filter, and the like can be used.
[0077]
  (2) In each of the above embodiments, a silicon photocell is used as the photoelectric conversion element 5 (for example, FIG. 1), but is not limited to this, and a germanium photocell, a thermopile, a pyroelectric element, a photomultiplier tube, and the like are used. Can be used.
[0078]
  (3) In each of the above embodiments, the shape of the small region consisting of the micropore 3 (FIG. 1) and the thin film 13 (FIG. 5B) is circular, but is not limited to this, and may be any shape, , It is not necessary that all the small regions have the same shape. In addition, the small regions are regularly arranged in a grid pattern, but the present invention is not limited to this.
[0079]
  That is, for the small region composed of the micropores or the thin film, a small region having a sufficiently small area with respect to the area of the light receiving surface of the photoelectric conversion element 5 (the area of the aperture 25a in FIG. 6) covers the entire range of the light receiving surface. As long as it is almost uniformly distributed. As a result, the output electric signal level error due to the irradiance distribution on the light receiving surface of the photoelectric conversion element 5 (bias of the incident radiant flux on the light receiving surface), that is, the measurement error in the photometric device can be made almost negligible.
[0080]
  (4) In the second embodiment, the thin film optical filter 11 is formed by forming the thin film 13 on the transparent substrate having the transmittance t as the substrate 12. However, the present invention is not limited to this, and the substrate 12 has a spectral transmittance characteristic. A filter substrate made of an optical filter of t (λ) may be used. According to this modification, the spectral transmittance characteristic F (λ) of the thin film optical filter 11 is
F (λ) = t (λ) · {f (λ) · π · r²/ P²+ (P²-Π · r²) / P²} ... (9)
It becomes.
[0081]
  (5) In the said 2nd Embodiment, although the thin film 13 is made into 1 type, you may make it form not only this but the multiple types of thin film which have mutually different spectral transmittance characteristics. As a result, the thin film optical filter 11 having different spectral transmittance characteristics can be realized.
[0082]
  (6) Although only one porous optical filter 1 is used in the third embodiment, the present invention is not limited to this, and a plurality of porous optical filters 1 having different spectral transmittance characteristics may be used. Further, a thin film optical filter 11 may be used instead of the porous optical filter 1.
[0083]
  (7) In the third embodiment, the case where the light receiving unit of the illuminometer is taken as an example of the light receiving device of the photometric device is described, but the present invention is not limited to this, and a luminance meter, a color meter, a photo exposure meter, The present invention can be applied to general light receiving devices such as ultraviolet intensity meter and jaundice meter.
[0084]
  That is, in the third embodiment, the example in which the spectral response characteristic of the entire light receiving unit 20 (FIG. 6) is approximated to the standard spectral luminous efficiency V (λ) has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to a case where the CIE color matching functions x (λ), y (λ), and z (λ) are approximated, and can also be applied to other spectral response characteristics. In general, symbols with bars are used as symbols representing color matching functions, but the bars are omitted for convenience.
[0085]
  Further, in each of the above embodiments, the case where the measurement target is visible light is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to general radiant fluxes such as an ultraviolet region and an infrared region. In this case, a photoelectric conversion element having sensitivity to these radiant fluxes may be used.
[0086]
【The invention's effect】
  As described above, according to the invention of claim 1,A light receiving device of a photometric device comprising an optical filter and a photoelectric conversion element disposed at a position where a radiant flux that has passed through the optical filter is incident on a light receiving surface,The filter substrate is divided into at least two regions having different spectral transmittance characteristics from each other at a predetermined area ratio.R,oneThe region other than the region is composed of a collection of a plurality of small regions distributed over the entire filter substrate.oneThe area is composed of the remaining areas excluding the plurality of small areas.Each of the at least two regions has a spectral transmittance characteristic that transmits light in different predetermined wavelength ranges, and the photoelectric conversion element has an area ratio of a radiant flux transmitted through at least two different regions of the optical filter. And output an electrical signal according to the intensity of the radiant flux.Therefore, by changing the number of small regions and the area of each small region, desired characteristics can be easily and accurately obtained as the spectral transmittance characteristics of the entire optical filter.
[0087]
  In addition, the spectral response characteristics of the entire light receiving device are determined by the spectral transmittance characteristics of the optical filter and the spectral response characteristics of the photoelectric conversion element. Since it can be obtained with high accuracy, a desired characteristic can be easily and accurately obtained as the spectral response characteristic of the entire light receiving device.
[0088]
  According to the invention of claim 2,The plurality of small areas are:The entire filter substrate comprising an optical filter having a predetermined spectral transmittance characteristicMinScattered and drilledMultiple microporesSince the spectral transmittance characteristic of the entire optical filter is determined by the area ratio of the micropore part and the part other than the microhole from the predetermined spectral transmittance characteristic, the number of micropores and each microscopic filter By changing the area of the hole, a desired characteristic can be easily and accurately obtained as the spectral transmittance characteristic of the entire optical filter.
[0089]
  According to the invention of claim 3,The plurality of small regions are:The entire surface of the filter substrate composed of an optical filter having a predetermined spectral transmittance characteristicMinFormed to be scatteredIt is made up of multiple thin films with a small area.The thin film has at least one spectral transmittance characteristic different from the spectral transmittance characteristic. Therefore, by changing the number, type and micro area of the thin film, the desired spectral transmittance characteristic of the entire optical filter is obtained. Characteristics can be obtained easily and accurately.
[0090]
  Claims4According to the invention, by further including one or a plurality of optical filters having a predetermined spectral transmittance characteristic, this optical filter, the optical filter according to any one of claims 1 to 3, and a photoelectric conversion By combining with the element, desired characteristics can be obtained more easily and accurately as the spectral response characteristics of the entire light receiving device.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are diagrams showing a first embodiment of an optical filter according to the present invention, in which FIG. 1A is a plan view of the optical filter according to the embodiment, and FIG. 1B is a side view of a light receiving unit including the optical filter; It is.
FIG. 2 is a diagram illustrating the shape and interval of micropores in a porous optical filter.
FIG. 3 is a diagram showing an example of spectral transmittance characteristics of a porous optical filter when the area ratio of micropores is used as a parameter.
FIG. 4 is a diagram showing an example of spectral transmittance characteristics of a porous optical filter when the area ratio of micropores is used as a parameter.
FIGS. 5A and 5B are views showing a second embodiment of the optical filter according to the invention. FIGS.
6A and 6B are diagrams showing a light receiving portion of an illuminometer that is an embodiment of a light receiving device of a photometric device according to the present invention, where FIG. 6A is a cross-sectional view, and FIG. 6B is an exploded perspective view.
FIG. 7 is a diagram for explaining a method for designing spectral response characteristics of a light receiving unit using only a filter and a photoelectric conversion element.
FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a plate thickness of a filter and an error amount.
FIG. 9 is a diagram showing a comparison between relative spectral response and standard spectral luminous efficiency according to FIG.
FIG. 10 is a diagram showing spectral transmittance characteristics of the porous optical filter used in FIG. 6;
FIG. 11 is a diagram showing a comparison between relative spectral response and standard spectral luminous efficiency according to the third embodiment.
FIG. 12 is a diagram illustrating an additive color mixing method.
FIG. 13 is a diagram showing an integrating sphere used in the additive color mixing method.
FIG. 14 is a diagram illustrating a subtractive color mixing method.
[Explanation of symbols]
  1 Porous optical filter
  2 Filter substrate
  3 micropores
  5 photoelectric conversion elements
  10, 20 Light receiving part
  11 Thin film optical filter
  12 Substrate
  13 Thin film
  23 First filter
  24 Second filter

Claims

光学フィルタと、この光学フィルタを透過した放射束が受光面に入射する位置に配置された光電変換素子とを備えた測光機器の受光装置であって、
上記光学フィルタは、フィルタ基板が互いに分光透過率特性の異なる少なくとも２つの領域に所定の面積比率で分割されてなり、一の領域以外の領域は上記フィルタ基板全体に分散配置された複数の小領域の集まりで構成され、上記一の領域は上記複数の小領域を除く残りの領域で構成され、上記少なくとも２つの領域のそれぞれは異なる所定の波長範囲の光を透過する分光透過率特性を有し、
前記光電変換素子は、上記光学フィルタの少なくとも２つの異なる領域を透過した放射束を前記面積比率で受光し、前記放射束の強度に応じた電気信号を出力すること、を特徴とする測光機器の受光装置。 A light receiving device of a photometric device comprising an optical filter and a photoelectric conversion element disposed at a position where a radiant flux transmitted through the optical filter is incident on a light receiving surface,
It said optical filter, Ri Na in at least two different regions of spectral transmittance characteristic filter substrate mutually are separated by a predetermined area ratio, the area other than the one region of the plurality which are distributed throughout the filter substrate small The one area is composed of the remaining areas excluding the plurality of small areas, and each of the at least two areas has a spectral transmittance characteristic that transmits light in different predetermined wavelength ranges. And
The photoelectric conversion element receives a radiant flux transmitted through at least two different regions of the optical filter at the area ratio, and outputs an electrical signal corresponding to the intensity of the radiant flux. Light receiving device.

前記複数の小領域は、所定の分光透過率特性を有する光学フィルタからなるフィルタ基板全体に分散して穿設された複数の微小孔により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の測光機器の受光装置。 The plurality of small areas, according to claim 1, characterized in that it is composed of a plurality of minute hole formed by distributed throughout the filter substrate made of an optical filter having a predetermined spectral transmittance characteristics Photosensitive device for photometric equipment .

前記複数の小領域は、所定の分光透過率特性を有する光学フィルタからなるフィルタ基板の表面全体に分散して形成された複数の微小面積の薄膜により構成されており、上記薄膜は上記分光透過率特性と異なる少なくとも１つの分光透過率特性を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の測光機器の受光装置。 The plurality of small regions is constituted by a thin film of a plurality of small area formed by distributed divided over the entire surface of the filter substrate made of an optical filter having a predetermined spectral transmittance characteristic, the thin film is the spectral transmittance 2. The light receiving device for a photometric device according to claim 1, wherein the light receiving device has at least one spectral transmittance characteristic different from the ratio characteristic.

さらに、所定の分光透過率特性を有する少なくとも１枚の光学フィルタを備え、上記光電変換素子は、請求項１〜３のいずれかに記載の光学フィルタおよび上記少なくとも１枚の光学フィルタを透過した放射束が受光面に入射する位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の測光機器の受光装置。Further, the photoelectric conversion device includes at least one optical filter having a predetermined spectral transmittance characteristic, and the photoelectric conversion element emits radiation transmitted through the optical filter according to any one of claims 1 to 3 and the at least one optical filter. The light receiving device for a photometric device according to claim 1, wherein the bundle is disposed at a position where the bundle is incident on the light receiving surface.