JP6432262B2

JP6432262B2 - 光束測定装置及び光束測定方法

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Publication number: JP6432262B2
Application number: JP2014202213A
Authority: JP
Inventors: 芳紀山路; 真也松岡
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2018-12-05
Anticipated expiration: 2034-09-30
Also published as: JP2016070834A

Description

本発明は、光束測定の対象物から放射される光束を測定するための光束測定装置、及び光束測定方法に関する。

従来から、照明器具等に用いられる光源の性能を評価する指標として、全光束（ｌｍ：ルーメン）が用いられてきた。この全光束をより高い精度で測定する装置として、積分球を用いた球形光束計が知られている。この球形光束計では、点灯した光源を積分球内に配置し、その光源からの光束を積分球内壁に塗布された拡散反射材料（例えば、硫酸バリウムやＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）等）で繰返し反射させる。この繰返しの反射によって、積分球内壁面の照度は均一化する。この積分球内壁面の照度が光源の全光束に比例することを利用して、積分球内壁面の照度を測定すると共に、この測定値を、予め取得しておいた標準光源により測定される照度と比較することで、測定対象の光源からの全光束を求める。

積分球を用いた光束測定装置として、例えば特許文献１に光放射パターン測定装置が開示されている。この光放射パターン測定装置８００は、図８に示すように、測定対象ＷＫを、互いに異なる放射角度θで取り囲むように配設された複数の受光部８３０ａ〜８３０ｅと、各受光部に入射する光を、それぞれ検出するための検出器８４０とを備えている。

一方で、積分球を用いず、配光測定データから全光束を求める方法として、球帯係数法が知られている（非特許文献１、２）。軸対称な配光を持つ光源では、数断面の配光を測定することにより、球帯係数法でその前光束を求めることができる（非特許文献３）。配光とは、光源より発する光度の空間分布（角度分布）であり、光度は、微小立体角に含まれる光束である。したがって、光度を全立体角（全空間）に対して積分したものが全光束となる。軸対称な配光を持つ光源では、その対称軸を含む平面内の配光が得られれば、図９に示す球帯の面積が得られ、それらの球帯を積分することにより全光束が得られる。この立体角の積分を図１０に示す。光源を中心とした球体の表面積として、対称軸に垂直な断面で帯状に分割して求めた面積が、鉛直方向からの傾斜角θ方向の球帯係数であり、光源のθ方向の光度との積が、球帯で表される光源に張る立体角を通過する光束である。したがって、この球帯を足し合わせて全立体角である球としたものが全光束となる。すなわち、球の表面積を区分求積するのが球帯係数法である。

球帯係数は光度と無関係な値であり、予め計算しておくことができる。図１１Ａにθを１０°おき、図１１Ｂにθを５°おきにした球帯係数を示す。なお、実際の光源は鉛直軸に対して完全な対称でないため、配光測定を水平角０°、９０°、１８０°、２７０°等の複数の垂直断面に対して実施し、それぞれの断面に対して球帯係数法で全光束を求め、これらを平均して光源の全光束を求めている。

特開２００５−１７２６６５号公報特許４９３２０４５号公報

照明学会編「光の計測マニュアル」２０８頁（１９９０）ＪＩＳＣ８１０５−５：２０１４照明器具−第５部：配光測定方法大久保和明「光源、ディスプレイの光計測の基礎と応用３−発光デバイスの配光測定−」液晶，第１５巻第１号４４頁（２０１１）

しかしながら、球帯係数法では図１２に示すように、θを変えながら、各位置で光源からの光度を繰り返し測定し、得られた光度に所定の球帯係数を乗算する必要があり、処理が複雑になるという問題があった。一方で、近年発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）等の照明が普及し、これらの全光束を迅速に測定したいという需要も高まっており、簡易的な光束の測定方法が求められていた。

本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の目的の一は、積分球を利用せずに光束を迅速に測定可能な光束測定装置及び光束測定方法を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

以上の目的を達成するために、本発明の一の側面に係る光束測定装置によれば、球帯係数法に基づき、測定対象物からの光束を測定するための光束測定装置であって、測定対象物を保持平面上に保持するための治具と、前記治具と接合され、該治具との接合面に、半球状に窪ませた半球面を形成しており、該半球面が形成する球の中心に、前記治具の保持平面上に保持された測定対象物を配置させるための本体部と、前記本体部の半球面上であって、該半球面が形成する球の中心を通りかつ前記保持平面と直交する第一切断面と交差する第一円弧上に、該球の中心と前記半球面の中心とを通る軸線と所定の傾斜角度θをなす位置に開口された複数の開口孔に各々近接して配置され、該開口孔で検出された測定対象物の発光を受光するための受光手段とを備え、各開口孔の開口面積を、傾斜角度θにおける球帯係数と対応するサイズに予め設定する。

上記構成によれば、各開口孔毎に受光手段を設けると共に、予め球帯係数の重み付けと対応させた面積に開口させることで、測定対象物からの発光を受光した光度に球帯係数を乗算させることなく、一度の測定で光束を得ることができ、光束測定を簡素化できる。これにより、積分球を利用することなく、配光特性を簡単に測定可能な光束測定が実現される。

実施の形態１に係る光束測定装置を示す垂直断面図である。図２Ａは図１に示す本体部の平面図、図２Ｂは図２ＡのｃＢ−ｃＢ線における垂直断面図、図２Ｃは図２Ａの底面図、図２Ｄは図２ＡのｃＤ−ｃＤ線における垂直断面図である。傾斜角度θを３°、５°、１０°、３５°ピッチとしたときの球帯係数の変化を示すグラフである。傾斜角度θを３５°ピッチとしたときの球帯係数と開口孔の開口面積の変化率、面積等を示す表である。図１に示す本体部の開口孔部分を示す拡大断面図である。変形例に係る光束測定装置の受光手段を示す斜視図である。図７Ａは実施の形態２に係る光束測定装置の本体部の平面図、図７Ｂは図７Ａの底面図である。従来の光放射パターン測定装置を示す斜視図である。球帯係数法における空間モデルを示す斜視図である。光源の配光と球帯の立体角を示す斜視図である。図１１Ａは傾斜角θを１０°おきとした球帯係数、図１１Ｂはθを５°おきとした球帯係数を示す表である。球帯係数法における受光部の検出位置を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
（実施の形態１）

本発明の実施の形態１に係る光束測定装置１００の例を図１に示す。この図に示す光束測定装置１００は、測定対象物ＷＫを保持平面６２上に保持するための治具６０と、この治具６０と接合され、治具６０との接合面に、半球状に窪ませた半球面１２を形成した本体部１０とを備える。半球面１２がなす球のほぼ中心点に、測定対象物ＷＫが位置するように予め治具６０と本体部１０の接合位置が位置決めされている。また本体部１０の半球面１２には、複数の開口孔１４を形成している。各開口孔１４は、本体部１０の半球面１２上であって、この半球状が形成する球の中心点を通りかつ保持平面６２と直交する第一切断面と交差する第一円弧上に、この球の中心と半球面１２の中心とを結ぶ線である軸線と所定の傾斜角度θをなす位置に開口されている。また各開口孔１４の開口面積は、傾斜角度θにおける球帯係数に応じた大きさに形成されている。

さらに各開口孔１４には、この開口孔１４を検出面として、測定対象物ＷＫの発光を配光測定データとして検出するための受光手段３０が設けられている。さらにまた各受光手段３０は、検出手段４０に統合して接続されている。さらに検出手段４０は、必要に応じて出力手段５０と接続されている。

この光束測定装置１００は、球帯係数法に基づき、治具６０に配置された測定対象物ＷＫからの光束を測定する。すなわち、各開口孔１４毎に受光手段３０を設けると共に、予め球帯係数の重み付けと対応させた面積に開口させることで、測定対象物ＷＫからの発光を受光した光度に球帯係数を乗算させることなく、一度の測定で光束を得ることができ、光束測定を簡素化できる。これにより、積分球を利用することなく、配光特性を簡単に測定可能な光束測定が実現される。なお測定対象物ＷＫとしては、例えばＬＥＤのような発光装置が挙げられる。特に、比較的配光特性が均一な点光源に対して効果的に光束測定を行うことができる。以下、各部材について詳述する。
（治具６０）

治具６０は、測定対象物ＷＫを保持するため部材である。具体的には、図１に示すように、本体部１０と連結されて、本体部１０の半球状が形成する球の中心に測定対象物ＷＫを配置させるように構成される。また治具６０は、本体部１０と接続するための接続部材を備えている。接続部材は、ポスやねじ等が利用できる。特に本体部１０は、後述するように治具６０との接合面において半球状に窪ませた半球面１２を形成しているので、半球面１２以外の領域で接合するよう、半球面１２の周囲に接続部材を設けることが好ましい。

また、治具６０を本体部１０と連結した状態で、測定対象物ＷＫが半球状をなす球の中心点とほぼ一致するように、予め本体部１０と治具６０を位置決めした状態で接合されるように設計される。図１の断面図に示す例では、治具６０は保持平面６２を含む本体部１０との接合面を平面状とし、この接合平面が、球を二分割する平面となるように調整している。さらにこの保持平面６２の内、測定対象物ＷＫを配置する部分に保持窪み６４を設けている。保持窪み６４に測定対象物ＷＫを配置させた状態で、図１の部分拡大図に示すように、測定対象物ＷＫの発光面が、接合面の平面と略一致するように設計される。これにより、測定対象物ＷＫの発光面を、半球状の中心点と一致させて、正確な光束測定が実現される。なお保持窪み６４への測定対象物ＷＫの固定は、両面テープや狭持機構等、既知の保持機構が適宜利用できる。

なお図１の治具６０は、円柱状軸体６６の端面に保持平面６２を接続し、この円柱状軸体６６及び保持平面６２の周囲をさらに被覆部材６８で覆っている。円柱状軸体は、保持平面を接続すると共に、測定対象物を点灯させるための電力を供給する通電機構が必要に応じて付加されている。被覆部材６８を黒色とすることで光を吸収し、光の散乱等を抑制している。ただ、被覆部材の構造はこの例に限られず、例えば黒幕状のシート等で被覆したり、あるいは円柱状軸体と保持平面を黒色に着色して、被覆部材を省略してもよい。また装置全体を暗所に設置して、同様に被覆部材を省略してもよい。
（本体部１０）

本体部１０は、図１及び図２に示すように、平面視を円盤状とし、また一方の面（底面側）に半球状の窪みを形成している。窪みを設けた面は、接続部材を用いて治具６０と連結される。図２Ｃの底面図に示す例では、四隅にポス穴を設けて、治具６０をポスの嵌合により接続している。

本体部１０の半球面１２は、その表面を光吸収性の膜で被覆することが好ましい。これにより、半球面１２での光の反射を抑制して、正確な光度の測定が可能となる。あるいは、光の散乱を抑制する表面処理を施してもよい。例えば、金属の表面を黒色に表面処理する。あるいはまた、黒色の樹脂製としてもよい。
（開口孔１４）

また本体部１０は、半球面１２上に複数の開口孔１４を開口している。各開口孔１４は、半球状が形成する球の中心点を通り、かつ保持平面６２と直交する第一切断面と交差する第一円弧上に、球の中心と半球面１２の中心を通る軸線と所定の傾斜角度θをなす位置に開口されている。また各開口孔１４は円形とする。

測定対象物の発光が示す光束分布が対称であると想定した場合、開口孔１４は、好ましくは第一円弧上であって、軸線との傾斜角度θが０°〜９０°の範囲に形成する。いいかえると、０°〜−９０°の範囲には設けないことが好ましい。片側のみを測定して、測定しない側は同様であると推定することで、測定手段を一方の側に偏在させたコンパクトな光束測定装置を実現できる。なお、非対称な光束分布を示す測定対象物の測定や、より高精度な光束測定を対象とする場合は、開口孔１４の傾斜角度θを０°〜±９０°の範囲として、計１８０°の範囲で光束測定を実現できることはいうまでもない。
（傾斜角度）

開口孔１４を半球面１２上に形成する傾斜角度θは、一定の間隔で変化させる。図２の例では３５°のピッチとしており、θ₁＝０°、θ₂＝３５°、θ₃＝７０°の３箇所に開口孔１４１４ａ、１４ｂ、１４ｃをそれぞれ開口させている。

さらに、各傾斜角度毎に開口させた開口孔１４ａ、１４ｂ、１４ｃの開口面積は、傾斜角度θにおける球帯係数と対応するサイズとしている。球帯係数は、「ＪＩＳＣ８１０５−５：２０１４照明器具−第５部：配光測定方法」（非特許文献１）で定められているとおり、光度と無関係な値であり、傾斜角度毎に予め計算しておくことができる。一例として、傾斜角度の変化幅を３°ピッチ、５°ピッチ、１０°ピッチ、３５°ピッチのそれぞれについて、球帯係数を演算した結果を図３のグラフに示す。また、３５°ピッチの場合の球帯係数と、０°の球帯係数を基準（１．００倍）としたときの開口面積の倍率、及び開口孔の半径と面積を図４の表に示す。例えば傾斜角度０°のとき、球帯係数は０．２９となる。開口孔の半径は、半球面１２のサイズにも依存する。図１の例では、半球面１２のなす球の半径を３４ｍｍとしており、傾斜角度θ₁（＝０°）の位置で開口された開口孔１４ａの半径を４ｍｍ（＊これはどのようにして決まるのでしょうか。）とすると、開口孔１４ａの開口面積は４ｍｍ×４ｍｍ×円周率≒５０．３ｍｍ²となる。なお、開口孔１４ａの半径は、半球状の外径と球帯係数の関係から、各開口孔の受光部が重ならないように設定される。

次に、開口孔１４ａに基づいて、開口孔１４ｂの面積を求める。図４によれば、開口孔１４ｂの球帯係数は、開口孔１４ａの球帯係数を基準としたときの倍率が７．４５である。ここで、積分球を用いた場合の光度の計算は、基準となる開口孔１４ａと同じ開口面積で開口された、傾斜角度θ₂＝３５°の位置での開口孔にて測定された光度を、７．４５倍することで得られる。この乗算を行うことなく光度を求めるには、いいかえると従来の積分球を使用しないで光度を求めるには、傾斜角度θ₂＝３５°の開口孔１４ｂで、θ₁＝０°の開口孔１４ｂで受光する光量の７．４５倍の光を採り入れればよい。すなわち、開口孔１４ｂで必要な総開口面積を求めると５０．３ｍｍ²×７．４５≒３７４．６ｍｍ²となる。図２Ｃの例では、開口孔１４ｂは２箇所に開口されているので、各開口孔１４ｂの面積は、３７４．６ｍｍ²÷２＝１８７．３ｍｍ²となる。よって、その半径は、√（１８７．３ｍｍ²÷円周率）≒７．７２ｍｍと求められる。

同様に傾斜角度θ₃＝７０°の開口孔１４ｃを演算すると、倍率が１２．２１であることから、必要な総開口面積は５０．３ｍｍ²×１２．２１≒６１３．８ｍｍ²となり、各開口孔１４ｃの開口面積はその１／２の３０６．９ｍｍ²となる。よってその半径は、√（３０６．９ｍｍ²÷円周率）≒９．８８ｍｍと計算される。

このように、傾斜角度のピッチが決まると、基準位置の開口面積と球帯係数から、各傾斜角度の開口孔の半径が決定される。そして、このように開口孔を球帯係数に応じて開口面積を変化させておくことで、従来必要であった傾斜角度毎に測定された光度に対し、球帯係数を乗算する処理を省くことができる。すなわち、従来の方法では、図１２に示すように開口孔８１４の大きさを等しくし、各位置で光度を測定し、その後、各位置で得られた光度に、該位置の傾斜角度に応じた球帯係数を乗算して、さらにこれを加算することで光束を求めていた。この方法であれば、開口孔の数だけ測定対象物を点灯させて、光度を測定する必要があり、測定回数が増える上、乗算と加算の処理に時間がかかるという問題があった。あるいは、開口孔に設けた光ファイバ毎にＰＤ等の半導体受光素子を設けることで、一度の測定で各位置の光度を測定できるが、この場合は光ファイバの数だけ受光素子が必要となり、装置が複雑化して高コストになるという問題があった。また各受光素子で乗算処理が必要なため、その処理の負荷は変わらない。

これに対して本実施の形態によれば、球帯係数に応じた大きさに予め開口面積を形成しておくことで、この開口孔で検出された光度は、球帯係数が乗算された光量と等しい値となるので、このまま光束の計算に利用できるという利点が得られる。このため、測定対象物を一度発光させるだけで、各位置の光度測定を行うことができ、測定回数が一回で済み、測定時間の短縮を実現できる利点が得られる。また、各開口孔に設けた受光手段３０である光ファイバ３１を束ねて、一の受光素子で光度を測定すれば足りるので、受光素子の数を少なくして構成を簡素化できる利点も得られる。さらに、球帯係数を各開口孔毎に乗算する演算処理を省くこともでき、低負荷、高速で安価に光束測定が実現されるという優れた利点が得られる。
（受光手段３０）

各開口孔１４には、受光手段３０が配置される。受光手段３０は、検出面で検出された測定対象物ＷＫの発光を配光測定データとして検出する。このような受光手段３０には、光ファイバ３１等が好適に利用できる。

なお、本明細書においては形成されたすべての開口孔１４に受光手段３０を設ける構成について説明している。ただ、すべての開口孔に受光手段を設けずとも、一部の開口孔に受光手段を設けないよう構成してもよい。
（検出手段４０）

各受光手段３０は、検出手段４０に纏められる。検出手段４０には、ＣＣＤや受光素子（ＰＤ）等の半導体受光素子が好適に用いられる。また、各開口孔に受光端面を位置させた受光手段の出力端面を複数纏めて接続した共通の検出手段とすることが好ましい。特に受光手段３０を光ファイバ３１として、検出手段４０をＰＤとする構成では、複数本の光ファイバ３１を束ねて、その出射端面をＰＤと光学的に結合することで、一のＰＤでもって同時に光束を検出でき、構成を極めて簡素化できる利点が得られる。
（出力手段５０）

検出手段４０は、出力手段５０と接続されている。出力手段５０は、受光手段３０で受光され、検出手段４０で纏めて加算された光束を、外部に出力する。例えば光束を数値で表示させるディスプレイや７セグメント表示器等が利用できる。特に本実施の形態によれば、従来のように各開口孔に設けられた受光手段３０で得られた配光測定データ群の個々の要素に対して、各検出面の角度に応じた球帯係数を乗じ、積分することにより測定対象物からの光束を演算する処理を、大幅に軽減することができる。
（拡散板７０）

また、各検出孔には、拡散板７０を配置することが好ましい。このようにすることで、検出孔に採り入れられて検出面に入光される光を均一化することができる。特に受光手段３０である光ファイバ３１は一定方向の光しか入光できないところ、拡散板７０で均一化することで光ファイバ３１の端面で入光し易くできる。

また光ファイバ３１の端面は、図５の断面図に示すように、拡散板７０から、この拡散板７０の面積及び光ファイバ３１の受光許容角度に応じた距離だけ離間させることが好ましい。このようにすることで、拡散板７０の全面で受光された光を光ファイバ３１の端面から入射させることが可能となる。
（変形例）

なお、以上の例では受光手段として同じ径の光ファイバを使用している。ただ、光ファイバの端面の面積を、球帯係数に応じた面積に形成することもできる。例えば図６に示す変形例に係る光束測定装置１００’の底面図に示すように、受光手段３０’として複数本の光ファイバ３１を束ねることで、開口孔１４に表出される端面の面積を調整することができる。この場合は、光ファイバ３１の端面で直接受光させることができるので、拡散板を不要とできる。

なお治具６０と本体部１０の姿勢は、測定対象物ＷＫを保持する保持平面６２を水平姿勢とするよりも、鉛直姿勢とすることが好ましい。このようにすることで、例えば治具に測定対象物を載置する際にゴミや埃等の異物が発生しても、測定対象物を水平面に置く場合と比べ、このような異物が測定対象物の発光面に付着して、測定の精度が低下する事態を回避できる。

さらに開口孔１４も、受光手段３０の検出面が鉛直下方側に向く姿勢とすることが好ましい。具体的には、開口孔１４を上方に開口させず、できるだけ下方側、好ましくは水平姿勢から鉛直下方の間、すなわち水平面との角度が０°〜９０°となるように開口させる。このようにすることで、開口孔１４に配置される受光手段３０の検出面が、水平面から鉛直下方側となる姿勢に固定されるので、検出面にゴミや埃が付着する事態を回避できる。

このようにすることで、図１の断面図に示すように、本体部１０と治具６０を接合した状態で測定対象物ＷＫは縦向きに保持され、また各受光手段３０は検出面が横〜下向きに配置され、光学部材に埃等の異物が付着する事態を回避して、光束測定精度を向上できる。特に従来の積分球を利用した光束測定方法では、積分球の内面で光を反射させて光束を測定することから、積分球の表面にゴミや埃等の異物が入り込むと、光量が弱くなり測定精度が低下するという問題があった。これに対して本実施の形態によれば、測定対象物や開口孔に異物が付着し難い姿勢としたことで、このような問題を回避して光束測定結果の信頼性を高めることができる。

実施の形態１においては、開口孔１４すなわち受光手段３０は、図２に示すように第一円弧上に加えて、これと交差する第二円弧上にも設けている。すなわち、図２Ｃの底面図に示すように、開口孔１４を第一円弧上に加えて、これと交差する第二円弧上にも開口させている。いいかえると、半球面１２の平面視における中心から０°と９０°の半径上に、開口孔を形成している。具体的には、本体部１０の半球面１２の中心を通り、第一切断面と直交する第二切断面と半球面１２とが交差する第二円弧上にも、軸線と所定の傾斜角度θをなす位置に開口された複数の第二開口孔１５を各々画成している。この光束測定装置１００は、第一切断面で得られた光束と、第二切断面で得られた光束とを平均した光束を、検出手段４０で加算して測定結果として出力部から出力する。このようにすることで、測定対象物が軸対称な配光を持たない場合でも、垂直な方向で各々得られた光束を平均して、全光束を得ることができる。例えばＬＥＤの場合は、光束が真円でなく、若干楕円となることから、このように平面視２方向に光束を測定した光束測定を利用することで、より正確な光度の取得が可能となる。
（実施の形態２）

ただ、本発明は、開口孔すなわち受光手段を設ける位置を、第一円弧と第二円弧の２つの円弧上とする構成に限られず、３以上の円弧上に設けてもよい。一例として、第三円弧上にも開口孔を開口させた光束測定装置１００を実施の形態２として、図７に示す。ここでは、図７Ｂの底面図に示すように、半球面１２の平面視における中心から０°と４５°と９０°の半径上に、開口孔を形成している。具体的には、第一円弧及び第二円弧上に加えて、本体部１０の半球面１２の中心を通り、第一切断面及び第二切断面とがなす角を等分する第三切断面と半球面１２とが交差する第三円弧上にも、軸線と所定の傾斜角度θをなす位置に、複数の第三開口孔１６を形成している。この光束測定装置１００では、第一切断面、第二切断面、第三切断面でそれぞれ得られた光束を平均した光束を、検出手段４０で加算して出力する。このような構成により、測定対象物が軸対称な配光を持たない場合でも、各切断面で各々得られた光束を平均して、全光束を得ることができる。
（実施の形態３）

あるいは逆に、開口孔すなわち受光手段は、第一円弧上にのみ設けてもよい。特に、測定対象物の光束分布の対称性が高い場合や、それ程の精度を要求されない用途、あるいは簡易的な光束測定といった用途に、好適に利用できる。

本発明の光束測定装置及び光束測定方法は、ＬＥＤや半導体レーザ（ＬＤ）、有機ＥＬ等の照明用途やバックライト用途の光源の光束を測定する検査機器として好適に利用できる。

１００、１００’、２００…光束測定装置
１０…本体部
１２…半球面
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ…開口孔
１５…第二開口孔
１６…第三開口孔
３０、３０’…受光手段
３１…光ファイバ
４０…検出手段
５０…出力手段
６０…治具
６２…保持平面
６４…保持窪み
６６…円柱状軸体
６８…被覆部材
７０…拡散板
８００…光放射パターン測定装置
８３０ａ〜８３０ｅ…受光部
８１４…開口孔
８４０…検出器
ＷＫ…測定対象物

Claims

球帯係数法に基づき、測定対象物からの光束を測定するための光束測定装置であって、
測定対象物を保持平面上に保持するための治具と、
前記治具と接合され、該治具との接合面に、半球状に窪ませた半球面を形成しており、該半球面が形成する球の中心に、前記治具の保持平面上に保持された測定対象物を配置させるための本体部と、
前記本体部の半球面上であって、該半球面が形成する球の中心を通りかつ前記保持平面と直交する第一切断面と交差する第一円弧上に、該球の中心と前記半球面の中心とを通る軸線と所定の傾斜角度θをなす位置に開口された複数の開口孔に各々近接して配置され、該開口孔で検出された測定対象物の発光を受光するための受光手段と、
を備え、
各開口孔の開口面積が、傾斜角度θにおける球帯係数と対応するサイズに予め設定されてなることを特徴とする光束測定装置。
請求項１に記載の光束測定装置であって、
前記受光手段が、光ファイバであることを特徴とする光束測定装置。
請求項２に記載の光束測定装置であって、さらに、
前記開口孔に、拡散板を配置してなることを特徴とする光束測定装置。
請求項３に記載の光束測定装置であって、
前記光ファイバの端面を、前記拡散板から、該拡散板の面積及び該光ファイバの受光許容角度に応じた距離だけ離間させてなることを特徴とする光束測定装置。
請求項１〜４のいずれか一に記載の光束測定装置であって、
前記治具が、保持平面を鉛直とする姿勢に保持されており、
さらに前記複数の開口孔は、ここに配置される前記受光手段の検出面が水平面から鉛直下方側を向く姿勢に固定されるよう、開口されてなることを特徴とする光束測定装置。
請求項１〜５のいずれか一に記載の光束測定装置であって、
前記開口孔が、半球面の中心の垂直方向との傾斜角度θを、０°、３５°、７０°で設けられてなることを特徴とする光束測定装置。
請求項１〜６のいずれか一に記載の光束測定装置であって、
前記半球面が、表面を光吸収性の膜で被覆されてなることを特徴とする光束測定装置。
請求項１〜７のいずれか一に記載の光束測定装置であって、
測定対象物が発光ダイオードであることを特徴とする光束測定装置。
球帯係数法に基づき、測定対象物からの光束を測定するための光束測定方法であって、
測定対象物を治具で保持平面上に保持する工程と、
前記治具と接合された本体部の、半球状に窪ませた半球面の内、該半球面が形成する球の中心に、前記治具の保持平面上に保持された測定対象物を配置させ、該測定対象物を発光させ、
前記本体部の半球面上であって、該半球面が形成する球の中心を通りかつ前記保持平面と直交する第一切断面と交差する第一円弧上に、球の中心と前記半球面の中心を通る軸線と所定の傾斜角度θをなす位置に開口された複数の開口孔に各々近接して配置された受光手段でもって、該開口孔で検出された測定対象物の発光を受光させ、複数の開口孔は該傾斜角度θにおける球帯係数と対応するサイズに開口面積を設計され、
各受光手段で得られた光度を加算して光束を出力する工程と
を含むことを特徴とする光束測定方法。