JPH052084B2 - - Google Patents

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JPH052084B2
JPH052084B2 JP60030814A JP3081485A JPH052084B2 JP H052084 B2 JPH052084 B2 JP H052084B2 JP 60030814 A JP60030814 A JP 60030814A JP 3081485 A JP3081485 A JP 3081485A JP H052084 B2 JPH052084 B2 JP H052084B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は測光器に関し、特に温度等の環境変化
による受光素子の特性変化を補償した測光器に関
する。
〔従来技術〕
従来の測光器は、特に微弱光の測定を行うもの
においては、受光素子として光電子放出型受光素
子である光電子倍増管いわゆるホトマルが使用さ
れている。
ホトマルは高感度である反面、温度変化等によ
る特性変化が大きく、これが測定に影響を及ぼす
ことがある。そのため、受光素子としてホトマル
を使用する測光器においては、測光の直前に標準
光源を用いて測光器を校正することによつてホト
マルの特性変化が測光値に与える影響を排除しあ
るいは低減させている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述の従来の測光器においては、環境変化によ
るホトマルの影響を排除しあるいは低減させるた
め、校正に使用する標準光源を準備しなければな
らないことが煩わしいことであることはもちろ
ん、測定直前の校正作業そのものも煩わしいもの
である。
さらに、標準光源は一般にガス入りタングステ
ン電球であり、経時による劣化を避けることがで
きず、これを使用して長期間にわたり高精度に測
光を行うことが困難である問題があつた。
本発明は上記従来の問題に鑑みなされたもので
あつて、環境変化による受光素子の特性変化の測
光への影響を排し、かつ長期間にわたり高精度の
測光を行うことができる測光器を提供することを
目的とする。
〔発明の構成〕
本発明は上記目的を達成するため以下の構成上
の特徴を有する。すなわち、本発明は、第１受光
部と、第１受光部より感度特性の安定している第
２受光部と、参照用光源を含み制御部からの制御
信号によつて被測定物からの光を第１受光部へ、
また参照用光源からの光を第１受光部及び第２受
光部へ導く光学部と、測定者の指示に従い被測定
物からの光を上記光学部の第１受光部へ導かせる
第１制御信号、及び参照用光源からの光を上記第
１受光部及び第２受光部へ導かせる第２制御信号
を出力する制御部と、目盛り定め用の標準光源の
理想の測定量として予め入力される測定量Pr、
標準光源を被測定物とした際の標準光源の光によ
る第１受光部の出力Dr、目盛り定めの際の参照
用光源の光による第１受光部の出力Dpo、目盛り
定めの際の参照用光源の光による第２受光部の出
力Dsoを記憶する記憶部と、被測定物からの光に
よる第１受光部の出力Dm、測定の際の参照用光
源の光による第１受光部の出力Dpt、測定の際の
参照用光源の光による第２受光による第２受光部
の出力Dst、及び上記記憶部から読み出したDr.
DPo.Dsoを受け取り、被測定物の測光量の測定
値Pmを Pm＝Pr×Dpp・Dst／Dpt・Dsp×Dm／Dr の演算により求める演算部とから構成されること
を特徴とするものである。
〔発明の原理〕
上記構成の本発明において、目盛り定めの際、
まず、記憶部が標準光源の測光量Prを記憶する。
測光器が光度測定を目的とするのであれば測光量
Prは輝度値と、また照度測定を目的とするので
あれば測光量Prは照度値という具合に測光器の
測光対象によつて定まる。続いて、参照用光源を
点灯するとともに、制御部の制御により参照用光
源からの光束が第１受光部及び第２受光部に導か
れるように光学部を制御して、この時の第１受光
部と第２受光部の出力Dpo，Dsoを記憶部が記憶
する。
さらに、参照用光源を消灯して標準光源を点灯
するとともに、制御部により標準光源からの光束
が第１受光部に導かれるように光学部を制御し
て、この時の第１受光部の出力Drを記憶する。
次に、測光に際しては、まず、参照用光源を点
灯するとともに、制御部の制御により参照用光源
からの光束が第１受光部及び第２受光部に導かれ
るように光学部を制御して、この時の第１受光部
と第２受光部の出力Dpt，Dstを演算部に入力す
る。さらに、参照用光源を消灯し、一方被測定部
からの光束が第１受光部に導かれるように制御部
により光学部を制御して、この時の第１受光部の
出力Dmを演算部に入力する。
演算部は、さらに記憶部に記憶されている参照
用光源からの光束による第１受光部及び第２受光
部の出力Dpo，Dso、並びに標準光源の光度Pr及
び標準光源からの光による第１受光部の出力Dr
を読取る。
ところで上記出力Dr、Dm、Dpo、Dpt、Dso、
及びDstは、以下の通り示される。
Dr＝Pr×K1 ……(1) Dm＝Pm×K1×（１＋α） ……(2) Dpp＝PLED×K2 ……(3) Dpt＝P′LED×K2×（１＋α） ……(4) Dsp＝PLED×K3 ……(5) Dst＝P′LED×K3 ……(6) ここで、 PLED：目盛り定めの際のLEDの測光量 P′LED：測光時のLEDの測光量 K1，K2，K3：装置固有の光学系及び電気系とで
決まる比例定数α：ドリフト係数 従つて、式(1)、式(2)より被測定物の測光量Pm
は Pm＝Pr×Dm／Dr×１／（１＋α） ……(7) で示される。
また、式(3)、式(4)より １／（１＋α）＝Dpp／Dpt・Dst／Dsp ……(8) が得られる。
従つて、式(7)へ式(8)を代入すると被測定物の測
光量Pmは Pm＝Pr×Dm／Dr×Dpp・Dst／Dpt・Dsp ……(9) で示される。演算部は入力されたデータにより式
(9)の演算を行い、ドリフト係数αの影響を受けず
に被測定物の測光量を求める。
〔第１実施例〕 本発明の第１実施例の測光器は、第１図に示す
ように、被測定部に対向した対物レンズ２と、対
物レンズ２の光軸４上であつて、対物レンズ２の
後方焦点位置に孔６を位置させて斜設した孔あき
ミラー８と、孔あきミラー８の後方に配置され、
光軸４上に該光軸４を遮るように挿入された挿入
位置１０と実線で示す退避位置とに揺動可能な可
動ミラー１２と、同じく光軸４上の可動ミラー１
２の後方に配置された第１受光部であるホトマル
１４とを有する。測光器はまた、孔あきミラー８
の反射光軸１６にミラー１８、１対のリレーレン
ズ２０及び接眼レンズ２２を有する。
測光器はさらに、孔あきミラーとホトマル１４
との間において光軸４と直交しかつ退避位置の可
動ミラー１２を垂直に通過する光軸２４上に、光
軸４を挟んで、参照用光源であるLED２６と第
２受光部であるシリコンフオトダイオード（以下
SPDという）２８とを対向させて備えている。
ここで、可動ミラー１２は、光軸４上の挿入位置
１０にあるときは、その反射面が光軸２４と交わ
らない位置にあり、従つて、LED２６から発せ
られた光の大部分のものはSPD２８に到達し、
残りの僅かの部分が可動ミラー１２によつて反射
されてホトマル１４に到達する。これは受光部の
感度差を考慮したものである。
第１実施例の測光器の制御系は、第２図に示す
ように、ホトマル１４の出力は増幅器５０によつ
て増幅された後マルチプレクサ５２に入力され、
同様にSPD２８の出力も増幅器５４により増幅
された後マルチプレクサ５２に入力される。マル
チプレクサ５２はCPU５６の制御によりホトマ
ル１４及びSPD２８の出力をA/Dコンバータ５
８に入力し、A/Dコンバータ５８は入力された
信号をデジタル信号に変えてメモリー５９に入力
する。
一方、CPU５６は、以下に詳細に説明する作
動によつて、ドライバー６０を介してLED２６
を点灯するとともに、ドライバー６４を介してミ
ラーモータ６６を回動させて可動ミラー１２を揺
動させる。CPU５６はまた、記憶部５９に記憶
された目盛り定め時のホトマル１４及びSPD２
８の出力並びに同じく記憶部５９に記憶されてい
る測光時のホトマル１４及びSPD２８の出力を
受取り式(4)を演算して被測光部の光度Pmを求め
て表示器７０で表示する。
第１実施例の測光器の目盛り定め時の作動は、
第３Ａ図に示すように、まず、可動ミラー１２を
第１図に点線１０で示す光軸４上の位置に移動さ
せ、LED２６を点灯させる。続いて、LED２６
から発した光によるホトマル１４及びSPD２８
の出力Dpo，Dsoを検出してこれを記憶部５９で
記憶する。
次に、可動ミラー１２を光軸４から離脱させて
第１図に実線で示す位置へ移動させ、またLED
２６を消灯する。次に、標準光源を点灯させてこ
れを照準し、この時のホトマル１４の出力Drを
検出して記憶部５９で記憶する。さらに、標準光
源の測光量（理論値）Prが入力されて記憶部５
９で記憶される。
一方、測光時の作動は、第３Ｂ図に示すよう
に、まず、可動ミラー１２を第１図に点線１０で
示す光軸４上の位置に移動させ、LED２６を点
灯させる。続いて、LED２６から発せられた光
によるホトマル１４及びSPD２８の出力Dpo，
Dsoを検出してこれを記憶部５９で記憶する。
次に、可動ミラー１２を光軸４から離脱させて
第１図に実線で示す位置へ移動させ、またLED
２６を消灯させる。次に、被測定部を照準し、そ
の時のホトマル１４の出力Dmを検出して記憶部
５９で記憶する。続いて、記憶部５９からDpo，
Dst，Dpt及びDsoを読出してドリフト補正値 Ｒ＝（Dpo・Dst）／（Dpt・Dso）を演算する。
さらに、記憶部５９からPr及びDrを読出し、Pm
＝Pr×Ｒ×(Dm/Dr)を演算し、これを表示する。
続いて、測定が終了したか否かが判別され、終了
であると判別されない場合は測定開始のステツプ
に戻り、終了が判別されると測定が終了する。
〔第２実施例〕 本発明の第２実施例の測光器は第４図に示され
るが、第１実施例と同一の構成については同一の
符号を付してその説明を省略する。第２実施例の
測光器は、光軸４上の孔あきミラー８とホトマル
１４との間に、リレーレンズ５０、分光器５２、
シヤツタ５４及び参照光光学部５６が配置されて
いる。リレーレンズ５０は孔あきミラー８の孔６
と分光器５２の入口スリツト５８とを共役関係に
する。分光部５２は、入口スリツト５８、入口ス
リツト５８を通過した光軸４を反射するミラー６
０，６０、回折格子モータ（図示せず）によつて
回動させられる平面回折格子ミラー６６、入口ス
リツト５８に焦点を有し平面回折格子６６による
反射前後の光軸４を反射する凹面鏡６８、及び出
口スリツト７０を有する。平面回折格子ミラー６
６には凹面鏡６８で反射された平行光束が入射す
る。シヤツタ５４はシヤツタモータ７２によつて
開閉され、光軸４に沿つて進んで来る光束を通過
させ又は遮断する。
参照光光学部５６は、光軸４を挟んでLED７
４とSPD７６を対向させて配置して構成され、
LED７４とSPD７６とを結ぶ光軸８０は光軸４
と直交せず、SPD７６がLED７４よりもホトマ
ル１４に近づいて位置決めされている。参照光光
学部５６はまた、光軸８０を軸線とした円筒形ハ
ウジング８４を有し、その円筒部に光軸４に沿つ
て進む光束の通過口８２を設けている。そして、
LED７４が点灯すると、LED７４から発した光
の多くのものはSPD７６に到達し、一方ごく一
部の光はハウジング８４によつて反射されてホト
マル１４に到達する。
第２実施例の測光器の制御部は、第５図に示す
ように、ホトマル１４の出力が増幅器５０によつ
て増幅された後マルチプレクサ５２に入力され、
同様にSPD７６の出力も増幅器１００によつて
増幅された後マルチプレクサ５２に入力される。
マルチプレクサ５２はCPU１１０の制御により
ホトマル１４及びSPD７６の出力をA/Dコンバ
ータ５８に入力し、A/Dコンバータ５８は入力
された信号をデジタル信号に変えてRAM１０２
に入力する。
一方、CPU１１０は、以下に詳細に説明する
作動によつて、ドライバー１１２を介してLED
６２を点灯するとともに、トライバー１１６を介
して回折格子ミラーモータ（図示せず）を回動さ
せる。出口スリツト７０は回折格子ミラー６６の
特定の反射方向の光、すなわち特定の波長の光だ
けを通過させる作用をなし、ドライバー１１６に
よる回折格子ミラーモータの回動により回折格子
ミラー６６の回転角を変えることによつて所定の
波長の光だけをホトマル１４に到達させる。
CPU１１０はまた、ドライバー１１８を介し
てシヤツタモータ７２を回動させてシヤツタ５４
を開閉させ、、分光部５２から射出された光を任
意に遮断又は通過させる。CPU１１０はさらに、
RAM１０２に記憶された目盛り定め時のホトマ
ル１４及びSPD７６の出力並びい同じくRAM１
０２に記憶されている測光時の特定波長の光に係
るホトマル１４及びSPD７６の出力を受取り、
所望波長について式(4)を演算して被測光部の光度
Pmを求めて表示器７０で表示する。
第２実施例の測光器の目盛り定め時の作動は、
第６Ａ図に示すように、まず、シヤツタ５４を閉
じかつLED７４を点灯させる。続いて、LED２
６から発せられた光束によるホトマル１４及び
SPD７６の出力Dpo，Dsoを検出してこれを
RAM１０２で記憶する。
次に、シヤツタ５４を開き、LED７４を消灯
する。次に、標準光源を点灯させてこれを照準
し、一方回折格子ミラーモータを回動させて回折
格子ミラー６６を所定位置（波長λに相当する）
に回動させ、この時のホトマル１４の出力Dr
（λ）を検出してRAM１０２で記憶する。
続いて、所望波長の測定が終了したか否かが判
断され、終了していない場合には、回折格子ミラ
ーモータ駆動のステツプに進み、該モータが一定
角度回動させられて、新しい波長についてホトマ
ル１４の出力Dr（λn′）が検出されてRAM１０２
によつて記憶される。そして、すべての所望波長
の測定が終了すると、各波長λについて標準光源
の測光量（理論値）Pr（λ）が入力されてRAM
１０２で記憶される。
一方、測光時の作動は、第６Ｂ図に示すよう
に、まず、シヤツタ５４を閉じかつLED７４を
点灯させる。続いて、LED７４から発せられた
光によるホトマル１４及びSPD７６の出力Dpo，
Dsoを検出してこれをRAM１０２で記憶する。
次に、シヤツタ５４を開き、LED７４を消灯
する。次に、被測定部を照準し、回折格子ミラー
モータを駆動させて回折格子ミラー６６を所定傾
斜角度にして所定波長の光がホトマル１４に到達
するようにし、この時のホトマル１４の出力Ds
（λ）を検出してこれをRAM１０２で記憶する。
続いて、所望波長の測定が終了したか否かが判
断され、終了していない場合には、回折格子ミラ
ーモータ駆動のステツプに進み、該モータが一定
角度回動させられて、、新しい波長についてホト
マル１４の出力Dr（λ′）が検出されてRAM１０
２によつて記憶される。
所望波長の測定が終了すると、続いて、RAM
１０２からDpo，Dst，Dpt及びDsoを読出してド
リフト補正値Ｒ＝（Dpo・Dst）／（Dpt・Dso）
を演算する。さらに、RAM１０２から各波長に
ついてPr（λ），Dr（λ）を読出し、 Ps（λ）＝Pr（λ）×Ｒ×｛Ds（λ）／Dr（λ）｝を
演算し、これを表示する。
続いて、全測定が終了したか否かが判別され、
終了であると判別されない場合測定開始のステツ
プに戻り、終了が判別されると測定が終了する。
〔発明の効果〕
本発明は以上説明したように、予め高感度受光
素子により測定して記憶した標準光源の光度と、
環境変化による影響の少ない第２の受光素子の特
性とを記憶し、これらの記憶値を基準にして上記
高感度受光素子と第２の受光素子の出力とを比較
することにより上記高感度受光素子の出力を補正
するように構成されるから、環境変化の測定への
影響を排除し、しかも長期間にわたり高精度の測
光を行うことができる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１実施例の測光器の光学
図、第２図は第１実施例の測光器の制御系のブロ
ツク図、第３図は第１実施例の測光器の作動のフ
ローチヤート図、第４図は本発明の第２実施例の
測光器の光学図、第５図は第２実施例の測光器の
制御系のブロツク図、第６図は第２実施例の測光
器の作動のフローチヤート図である。 ２……対物レンズ、８……孔あきミラー、１２
……可動ミラー、１４……ホトマル、２６……
LED、２８……SPD、６６……回折格子ミラー、
６８……凹面鏡。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 第１受光と、 第１受光部より感度特性の安定している第２受
    光部と、 参照用光源を含み制御部からの制御信号によつ
    て被測定物からの光を第１受光部へ、また参照用
    光源からの光を第１受光部及び第２受光部へ導く
    光学部と、 測定者の指示に従い被測定物からの光を上記光
    学部の第１受光部へ導かせる第１制御信号、及び
    参照用光源からの光を上記第１受光部及び第２受
    光部へ導かせる第２制御信号を出力する制御部
    と、 目盛り定め用の標準光源の理想の測光量として
    予め入力される測光量Pr、標準光源を被測定物
    とした際の標準光源の光による第１受光部の出力
    Dr、目盛り定めの際の参照用光源の光による第
    １受光部の出力Dpo、目盛り定めの際の参照用光
    源の光による第２受光部の出力Dsoを記憶する記
    憶部と、 被測定物からの光による第１受光部の出力
    Dm、測定の際の参照用光源の光による第１受光
    部の出力Dpt、測定の際の参照用光源の光による
    第２受光部の出力Dst、及び上記記憶部から読み
    出したDr.Dpo.Dsoを受け取り、被測定物の測光
    量の測定値Pmを Pm＝Pr×Dpo・Dst／Dpt・Dso×Dm／Dr の演算により求められる演算部とから構成される
    ことを特徴とする測定器。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の測光器におい
    て、上記記憶部は、目盛り定めのための標準光源
    の測光量Prを目盛り定め前に記憶し、目盛り定
    めの際に標準光源の光による第１受光部の出力
    Dr並びに参照用光源の光による第１受光部の出
    力Dpo及び第２受光部の出力Dsoを記憶すること
    を特徴とする測光器。 ３ 特許請求の範囲第２項に記載の測光器におい
    て、上記記憶部は、不揮発性メモリで構成されて
    いることを特徴とする測光器。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の測光器におい
    て、上記光学部は、上記制御部からの第２制御信
    号に応じて参照用光源を点灯し、上記第１制御信
    号に応じて被測定物からの光を第１受光部へ導か
    せる第１光路を形成し、さらに上記第２制御信号
    に応じて参照用光源からの光を第１受光部へ導か
    せる第２光路と第２受光部へ導かせる第３光路と
    を形成することを特徴とする測光器。 ５ 特許請求の範囲第４項に記載の測光器におい
    て、上記光学部は、可動ミラーを含み、この可動
    ミラーは上記第１制御信号を受け取ると上記第２
    及び第３光路を遮閉して第１光路を形成し、上記
    第２制御信号を受け取ると上記第１光路を遮閉し
    て第２第３光路を形成することを特徴とする測光
    器。 ６ 特許請求の範囲第４項に記載の測光器におい
    て、上記光学部は、第１光路中にシヤツター部を
    含み、このシヤツター部は上記第１制御信号のタ
    イミングにより第１光路を形成し、上記第２制御
    信号のタイミングにより第２光路を形成すること
    を特徴とする測光器。 ７ 特許請求の範囲第１項に記載の測光器におい
    て、上記光学部は、上記第１光路中に分光器を含
    むことを特徴とする測光器。 ８ 特許請求の範囲第７項に記載の測光器におい
    て、上記記憶部が記憶する目盛り定めのための標
    準光源の測光量Pr、及びこの標準光源の光によ
    る第１受光部の出力Dr、並びに被測定物からの
    光による第１受光部の出力Dmは、分光データで
    あることを特徴とする測光器。 ９ 特許請求の範囲第１項に記載の測光器におい
    て、上記光学部は、第２受光部に導く参照用光源
    からの光が第１受光部に導く参照用光源からの光
    よりも多いことを特徴とする測光器。 １０ 特許請求の範囲第９項に記載の測光器にお
    いて、第１受光部が光電子増倍管であり、第２受
    光部がシリコンホトダイオードであり、また参照
    用光源がLEDであることを特徴とする測光器。
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