KR20200035366A - 측정 시스템 및 측정 방법 - Google Patents

Abstract

측정 시스템은, 서로 대향하는 위치에 형성된 입사창 및 시료창을 갖는 적분기와, 시료창으로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치에 형성된 관측창을 통해서, 적분기의 조도를 측정하는 수광기와, 적분기 내의 시료창과 관측창을 연결하는 광학 경로 상에 배치된 배플과, 수광기로부터 출력되는 측정값을 처리함으로써 광학 특성을 산출하는 처리 장치를 포함한다. 입사창은, 적분기의 외부에 배치된 제 1 광원으로부터의 광의 적분기 내로의 도입과 차단을 선택할 수 있게 구성되어 있다. 시료창은, 반사율을 이미 알고 있는 확산 반사 부재와 제 2 광원을 선택적으로 장착할 수 있게 구성되어 있다.

Description

측정 시스템 및 측정 방법{MEASUREMENT SYSTEM AND MEASUREMENT METHOD}

본 발명은 전광속 등의 광학 특성을 측정할 수 있는 측정 시스템 및 측정 방법에 관한 것이다.

시료 광원의 전광속을 측정하기 위한 장치 및 방법이 개발되어 있다. 특히, LED (light emitting diode) 광원에 적합한 장치 및 방법이 개발되어 있다.

예를 들어, 일본 공업 규격 JIS C8152-1 : 2012 「조명용 백색 발광 다이오드 (LED) 의 측광 방법-제 1 부 : LED 패키지」(문헌 1) 는, 전광속 측정용 적분구를 사용한 전광속의 측정 방법을 규정하고 있다 (p.9 ∼ 11 등을 참조).

상기 문헌 1 에 의하면, 전광속의 값이 정해진 표준 LED 를 피측정 LED 와 적분구 내의 동일 위치에서 점등하는 것이 규정되어 있다. 이 경우, 2π 의 배광 특성을 갖는 표준 LED 를 준비할 필요가 있다. 현재, JCSS (Japan Calibration Service System) 하에서 공급되고 있는 표준 LED 의 파장 범위는 380 ∼ 800 ㎚ 이다. 현재의 JCSS 하에서는, 380 ㎚ 이하의 자외 영역을 파장 범위에 포함하는 방사속 표준 광원, 및 800 ㎚ 이상의 적외 영역을 파장 범위에 포함하는 방사속 표준 광원은 존재하지 않는다.

그 때문에, 380 ∼ 800 ㎚ 이외의 파장 범위를 갖는 시료 광원의 전광속을 측정하는 경우에는, 분광 방사 조도 표준 광원 (전형적으로는, 250 ∼ 2500 ㎚ 의 파장 범위) 을 사용하는 것 이외에 트레이서빌리티를 확보하는 방법은 없다.

분광 방사 조도 표준 광원을 사용하여, 시료 광원의 전광속을 측정하는 방법이 몇 가지인가 개발되어 있다. 분광 방사 조도 표준 광원을 사용하는 전광속의 측정 방법의 일례로서, 적분구의 외부에 분광 방사 조도 표준 광원을 배치하는 구성이 제안되어 있다.

「LED 의 전광속 측정의 효율화를 실현-신방식에 기초하는 전광속 LED 교정 장치의 개발-」, TIRI News 2009년 5월호, 지방 독립행정법인 토쿄 도립 산업기술연구센터, [online] https://www.iri-tokyo.jp/uploaded/attachment/2602.pdf (2018년 9월 3일 검색) (문헌 2) 는, 분광 방사 조도 표준 전구를 적분구의 외부에 배치한 전광속 LED 교정 장치를 개시한다. 마찬가지로, 「LED 의 전광속 측정법의 개발」, 치엔 웨이동, 오가타 후카시, 히로시노 후사오, 타키우에 마사타카, 코모토 코타로, 조명학회 전국대회 강연 논문집, 2008, 41권, 2008년 (제 41 회) 조명학회 전국대회 강연 논문집, 세션 ID 126, p.126, 공개일 2008/11/14 (문헌 3) 은, 면적을 이미 알고 있는 애퍼처가 벽면에 형성된 적분구의 외부에 분광 방사 조도 표준 전구를 배치한 LED 의 전광속 측정 방법을 개시한다.

또, "NIST Measurement Services : Photometric Calibrations", Yoshihiro Ohno, Optical Technology Division Physics Laboratory National Institute of Standards and Technology Gaithersburg, MD 20899, July 1997 (문헌 4) 는, 적분구에 있어서 검출기로부터 135°의 위치에 형성된 개구에, 제한 애퍼처를 통해서 외부 광원으로부터의 광을 도입하는 구성을 개시한다 (p.30 ∼ 31 등을 참조).

본원 발명자들은, 예의 연구한 결과, 상기의 문헌 2 ∼ 4 에 개시되는, 적분구의 외부에 분광 방사 조도 표준 광원을 배치하는 구성에 있어서 발생할 수 있는 잠재적인 과제를 새롭게 발견하였다. 본 발명의 하나의 목적은, 본원 발명자들이 발견한 새로운 과제를 해결할 수 있는 측정 시스템 및 측정 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 어느 국면에 따른 측정 시스템은, 서로 대향하는 위치에 형성된 입사창 및 시료창을 갖는 적분기와, 시료창으로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치에 형성된 관측창을 통해서, 적분기의 조도를 측정하는 수광기와, 적분기 내의 시료창과 관측창을 연결하는 광학 경로 상에 배치된 배플과, 수광기로부터 출력되는 측정값을 처리함으로써 광학 특성을 산출하는 처리 장치를 포함한다. 입사창은, 적분기의 외부에 배치된 제 1 광원으로부터의 광의 적분기 내로의 도입과 차단을 선택할 수 있게 구성되어 있다. 시료창은, 반사율을 이미 알고 있는 확산 반사 부재와 제 2 광원을 선택적으로 장착할 수 있게 구성되어 있다.

처리 장치는, 시료창에 확산 반사 부재가 장착됨과 함께, 제 1 광원으로서 표준 광원으로부터의 광이 입사창을 통해서 적분기 내에 도입되는 제 1 상태에 있어서, 수광기로부터 출력되는 제 1 측정값과, 시료창에 제 2 광원으로서 시료 광원이 장착됨과 함께, 입사창을 통한 적분기 내로의 광이 차단되는 제 2 상태에 있어서, 수광기로부터 출력되는 제 2 측정값에 기초하여, 시료 광원의 광학 특성을 산출하도록 해도 된다.

측정 시스템은, 입사창과 제 1 광원 사이에 배치되는, 개구 면적을 이미 알고 있는 애퍼처를 추가로 포함하고 있어도 된다.

처리 장치는, 시료창에 제 2 광원으로서 표준 광원이 장착됨과 함께, 입사창을 통한 적분기 내로의 광이 차단되는 제 1 상태에 있어서, 수광기로부터 출력되는 제 1 측정값과, 시료창에 확산 반사 부재가 장착됨과 함께, 제 2 광원으로서 시료 광원으로부터의 광이 입사창을 통해서 적분기 내에 도입되는 제 2 상태에 있어서, 수광기로부터 출력되는 제 2 측정값에 기초하여, 시료 광원의 광학 특성을 산출하도록 해도 된다.

처리 장치는, 시료 광원의 광학 특성으로서, 시료 광원의 전광속을 산출해도 된다.

측정 시스템은, 자기 흡수 보정용 광원을 추가로 포함하고 있어도 된다. 처리 장치는, 자기 흡수 보정용 광원이 점등되어 있는 상태에 있어서 수광기로부터 출력되는 측정값에 기초하는 자기 흡수 보정 처리를 실행하도록 해도 된다.

적분기는, 전구형 (全球型) 의 적분 공간을 갖는 적분구로 이루어지도록 해도 된다.

적분기는, 반구형 (半球型) 의 적분 공간을 갖는 적분 반구와, 적분 반구의 개구를 막는 평면 미러로 이루어지도록 해도 된다.

본 발명의 다른 국면에 따른 측정 방법은, 측정 시스템 및 표준 광원을 준비하는 스텝을 포함한다. 측정 시스템은, 서로 대향하는 위치에 형성된 입사창 및 시료창을 갖는 적분기와, 시료창으로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치에 형성된 관측창을 통해서, 적분기의 조도를 측정하는 수광기와, 적분기 내의 시료창과 관측창을 연결하는 광학 경로 상에 배치된 배플을 포함한다. 측정 방법은, 시료창에 반사율을 이미 알고 있는 확산 반사 부재가 장착됨과 함께, 적분기의 외부에 배치한 표준 광원으로부터의 광이 입사창을 통해서 적분기 내에 도입되는 제 1 상태에 있어서, 수광기로부터 출력되는 제 1 측정값을 취득하는 스텝과, 시료창에 시료 광원이 장착됨과 함께, 입사창을 통한 적분기 내로의 광이 차단되는 제 2 상태에 있어서, 수광기로부터 출력되는 제 2 측정값을 취득하는 스텝과, 제 1 측정값 및 제 2 측정값에 기초하여, 시료 광원의 광학 특성을 산출하는 스텝을 포함한다.

본 발명의 또 다른 국면에 따른 측정 방법은, 측정 시스템 및 표준 광원을 준비하는 스텝을 포함한다. 측정 시스템은, 서로 대향하는 위치에 형성된 입사창 및 시료창을 갖는 적분기와, 시료창으로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치에 형성된 관측창을 통해서, 적분기의 조도를 측정하는 수광기와, 적분기 내의 시료창과 관측창을 연결하는 광학 경로 상에 배치된 배플을 포함한다. 측정 방법은, 시료창에 표준 광원이 장착됨과 함께, 입사창을 통한 적분기 내로의 광이 차단되는 제 1 상태에 있어서, 수광기로부터 출력되는 제 1 측정값을 취득하는 스텝과, 시료창에 반사율을 이미 알고 있는 확산 반사 부재가 장착됨과 함께, 시료 광원으로부터의 광이 입사창을 통해서 적분기 내에 도입되는 제 2 상태에 있어서, 수광기로부터 출력되는 제 2 측정값을 취득하는 스텝과, 제 1 측정값 및 제 2 측정값에 기초하여, 시료 광원의 광학 특성을 산출하는 스텝을 포함한다.

이 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은, 첨부한 도면과 관련해서 이해되는 이 발명에 관한 다음의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.

도 1(A) 및 도 1(B) 는, 본 발명의 배경 기술에 따른 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2(A) 및 도 2(B) 는, 실시형태 1 에 따른 측정 시스템의 개략 구성 및 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3 은, 실시형태 1 에 따른 측정 시스템을 사용한 측정 처리 순서의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 4(A) 및 도 4(B) 는, 실시형태 1 의 변형예에 따른 측정 시스템의 개략 구성 및 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 5 는, 실시형태 1 의 변형예에 따른 측정 시스템을 사용한 측정 처리 순서의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 6(A) 및 도 6(B) 는, 실시형태 2 에 따른 측정 시스템의 개략 구성 및 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7 은, 실시형태 2 에 따른 측정 시스템을 사용한 측정 처리 순서의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 8(A) 및 도 8(B) 는, 실시형태 2 의 변형예에 따른 측정 시스템의 개략 구성 및 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 9 는, 실시형태 2 의 변형예에 따른 측정 시스템을 사용한 측정 처리 순서의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 10(A) 및 도 10(B) 는, 실시형태 3 에 따른 측정 시스템의 개략 구성 및 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 11(A) 및 도 11(B) 는, 실시형태 3 의 변형예에 따른 측정 시스템의 개략 구성 및 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 12(A) 및 도 12(B) 는, 실시형태 4 에 따른 측정 시스템의 개략 구성 및 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 13(A) 및 도 13(B) 는, 실시형태 4 의 변형예에 따른 측정 시스템의 개략 구성 및 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다.

본 발명의 실시형태에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 도면 중의 동일 또는 상당 부분에 대해서는, 동일 부호를 붙여 그 설명은 반복하지 않는다.

＜A. 배경 기술 및 과제＞

먼저, 배경 기술의 개요 및 배경 기술에 있어서의 과제에 대하여 설명한다.

도 1(A) 및 도 1(B) 는, 본 발명의 배경 기술에 따른 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 도 1(A) 및 도 1(B) 에 나타내는 구성은, 문헌 2 및 문헌 3 에 개시되는 구성에 상당한다. 즉, 도 1(A) 및 도 1(B) 에는, 적분구의 외부에 배치된 표준 광원 (40) 으로부터의 광을 적분구 내에 도입하는 광학계를 나타낸다. 도 1(A) 에는, 표준 광원 (40) 을 사용한 교정시의 광학계를 나타내고, 도 1(B) 에는, 시료 광원 (30) 에 대한 측정시의 광학계를 나타낸다.

도 1(A) 를 참조하여, 본 발명의 배경 기술에 따른 측정 시스템 (200) 은 적분구 (1) 를 포함한다. 적분구 (1) 에는, 입사창 (12) 및 관측창 (14) 이 형성되어 있다. 입사창 (12) 의 근방에는 정밀 애퍼처 (13) 가 배치되어 있고, 관측창 (14) 에는 수광기 (20) 가 배치되어 있다.

입사창 (12) 을 적분구 (1) 의 외부에 배치된 표준 광원 (40) 으로부터의 광이 통과한다. 표준 광원 (40) 은, 분광 방사 조도 표준 광원이며, 전형적으로는, 분광 방사 조도 표준 전구 및 분광 방사 조도 표준 중수소 램프 등이 사용된다.

일반적으로, 분광 방사 조도 표준 광원에는, 광원으로부터 교정 광축 방향으로 500 mm 떨어진 위치에 있어서의 분광 방사 조도 (P) (μW/㎠) 의 값이 정해져 있다. 측정 시스템 (200) 에 있어서, 분광 방사 조도 표준 광원인 표준 광원 (40) 의 값이 정해져 있는 위치 (일반적으로는 500 ㎜) 에 정밀 애퍼처 (13) 가 배치된다. 정밀 애퍼처 (13) 는, 개구 면적 (A) (㎠) 이 정밀하게 정의된 개구부를 가지고 있다. 즉, 측정 시스템 (200) 에 있어서는, 개구 면적을 이미 알고 있는 정밀 애퍼처 (13) 가 입사창 (12) 과 표준 광원 (40) 사이에 배치된다.

표준 광원 (40) 으로부터 정밀 애퍼처 (13) 를 통과하여 적분구 (1) 내에 입사되는 광의 방사속 (Φ_ST) 은, 이하의 (1) 식과 같이 산출할 수 있다.

Φ_ST ＝ P × A … (1)

적분구 (1) 내에 입사된 방사속은, 적분구 (1) 의 입사창 (12) 에 대향하는 적분구 (1) 의 내벽에 스폿상의 조사면을 형성한다. 적분구 (1) 내의 조사면에서 반사된 방사속은, 적분구 (1) 의 내벽에서 다중 반사됨으로써, 적분구 (1) 의 내벽에 일정한 방사 조도를 일으킨다.

수광기 (20) 에는, 관측창 (14) 을 통해서, 적분구 (1) 내에 존재하는 광의 일부가 입사된다. 보다 구체적으로는, 수광기 (20) 의 검출부의 전단에는, 확산 투과 부재 (22) 가 배치된다. 확산 투과 부재 (22) 는, 수광기 (20) 에서 수광되는 광의 경사 입사광 특성이 코사인 법칙을 만족하도록 하는 것을 목적으로 하여 배치된다. 이로써, 수광기 (20) 는, 관측창 (14) 을 통해서, 적분구 (1) 의 내벽에 생기는 방사 조도의 크기에 따른 측정값을 출력하게 된다.

적분구 (1) 의 내벽에 형성된 스폿상의 조사면으로부터의 1 차 반사광이 수광기 (20) 에 직접 입사되는 것은, 측정 오차 요인이 된다. 그 때문에, 스폿상의 조사면과 수광기 (20) 사이에, 수광기 (20) 에 광이 직접 입사되는 것을 방지하기 위한 배플 (6) 이 배치된다.

도 1(A) 에 나타내는 바와 같이, 표준 광원 (40) 을 배치했을 때의 수광기 (20) 의 측정값 (I_ST) 이 표준 광원 (40) 으로부터의 방사속 (Φ_ST) 과 대응지어 격납된다.

다음으로, 도 1(B) 를 참조하여, 표준 광원 (40) 및 정밀 애퍼처 (13) 대신에, LED 등의 시료 광원 (30) 이 입사창 (12) 에 장착된다. 그리고, 시료 광원 (30) 을 점등했을 때의 수광기 (20) 의 측정값 (I_SMP) 이 취득된다. 표준 광원 (40) 에 대하여 취득된 측정값 (I_ST) 및 방사속 (Φ_ST) 을 사용하여, 시료 광원 (30) 의 방사속 (Φ_SMP) 은, 이하의 (2) 식과 같이 산출된다.

Φ_SMP ＝ Φ_ST × I_SMP/I_ST … (2)

시료 광원 (30) 으로부터 방사되는 광이 수광기 (20) 에 직접 입사되는 것은, 측정 오차 요인이 된다. 그 때문에, 시료 광원 (30) 이 장착되는 입사창 (12) 과 수광기 (20) 사이에, 수광기 (20) 에 광이 직접 입사되는 것을 방지하기 위한 배플 (8) 이 배치된다.

도 1(A) 및 도 1(B) 에 나타내는 바와 같이, 표준 광원 (40) 을 사용한 교정시 및 시료 광원 (30) 에 대한 측정시 중 어느 경우에 있어서도, 적분구 (1) 내의 구조를 동일하게 할 필요가 있다. 즉, 배플 (6) 및 배플 (8) 은, 어느 경우에도 적분구 (1) 내에 존재하게 된다.

여기에서, 측정 대상이 되는 시료 광원 (30) 의 배광 특성은 여러 가지이다. 본원 발명자들은, 시료 광원 (30) 의 배광 특성에 따라서는, 시료 광원 (30) 으로부터 방사되는 광이 미광이 되어 측정 오차를 일으킬 수 있다고 하는 새로운 과제를 알아냈다. 즉, 시료 광원 (30) 으로부터 방사되고 배플 (6) 에서 반사된 광이 수광기 (20) 에 직접 입사됨으로써, 측정 오차를 일으킬 수 있다.

이와 같이, 문헌 2 및 문헌 3 에 개시되는 측정 방법에 있어서는, 적분구 (1) 의 외부에 배치된 표준 광원 (40) (분광 방사 조도 표준 광원) 으로부터의 광을 적분구 (1) 내에 도입하는 광학계를 채용한다. 이 광학계에 있어서는, 교정시에는, 외부에 배치된 표준 광원 (40) 으로부터 적분구 (1) 내에 도입된 광을 적분구 (1) 의 내벽에서 반사시킨 것을 방사속 표준으로 하고 있는데, 측정시에는, 표준 광원 (40) 으로부터의 광이 반사되는 조사면과는 상이한 위치에, 시료 광원 (30) 이 배치된다. 이 결과, 적분구 (1) 에 있어서 광속이 입사되는 위치에 의존하는 공간 응답도 분포 함수 (SRDF : Spatial Response Distribution Function) 가 동일하게는 되지 않고, 이 결과, 측정 오차를 일으킬 수 있다.

본원 발명자들은, 상기 서술한 바와 같은 새로운 과제 및 그 원인 등에도 기초하여, 적분구 (1) 에 있어서 광속이 입사되는 위치를 교정시 및 측정시에 있어서 실질적으로 동일하게 할 수 있는 측정 시스템을 발명하기에 이르렀다.

＜B. 실시형태 1＞

먼저, 실시형태 1 에 따른 측정 시스템 (100A) 에 대하여 설명한다.

(b1 : 구조)

도 2(A) 및 도 2(B) 는, 실시형태 1 에 따른 측정 시스템 (100A) 의 개략 구성 및 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 도 2(A) 에는, 표준 광원 (40) 을 사용한 교정시의 광학계를 나타내고, 도 2(B) 에는, 시료 광원 (30) 에 대한 측정시의 광학계를 나타낸다.

도 2(A) 및 도 2(B) 를 참조하여, 측정 시스템 (100A) 은, 전구형의 적분기인 적분구 (2) 와, 처리 장치 (150) 를 포함한다. 적분구 (2) 는, 전구형의 적분 공간을 가지고 있다. 이하에서는, 적분구 (2) 를 전구형의 적분기의 일례로 하여 설명한다.

적분구 (2) 는, 그 내벽에 광 확산 반사층을 가지고 있으며, 광 확산 반사층에서의 광의 다중 반사에 의해, 전구형의 적분 공간을 형성한다. 광 확산 반사층은, 전형적으로는, 황산바륨 또는 PTFE (polytetrafluoroethylene) 등의 광 확산 재료를 도포 또는 분사함으로써 형성된다.

적분구 (2) 에는, 입사창 (12), 관측창 (14) 및 시료창 (16) 이 형성되어 있다. 입사창 (12) 및 시료창 (16) 은, 적분구 (2) 내에 있어서 서로 대향하는 위치에 형성되어 있다.

입사창 (12) 은, 적분구 (2) 의 외부에 배치된 표준 광원 (40) 으로부터 방사되는 광을 적분구 (2) 내에 도입하기 위한 개구이다. 입사창 (12) 의 근방에는 정밀 애퍼처 (13) 가 배치된다. 도 2(A) 에 나타내는 표준 광원 (40) 을 사용한 교정시에는, 적분구 (2) 의 외부에 배치된 표준 광원 (40) 으로부터의 광이, 입사창 (12) 및 정밀 애퍼처 (13) 를 통해서 적분구 (2) 내에 입사된다. 도 2(B) 에 나타내는 시료 광원 (30) 에 대한 측정시에는, 입사창 (12) 에 차광 덮개 (42) 가 장착된다.

이와 같이, 입사창 (12) 은, 적분구 (2) 의 외부에 배치된 표준 광원 (40) (혹은 후술하는 시료 광원 (34)) 으로부터의 광의 적분구 (2) 내로의 도입과 차단을 선택할 수 있게 구성되어 있다.

표준 광원 (40) 은, 미리 지정된 기관에 의해 광학 특성값이 정해진 광원이다. 실시형태 1 에 있어서는, 표준 광원 (40) 은, 분광 방사 조도 표준 광원이며, 전형적으로는, 분광 방사 조도 표준 전구나 분광 방사 조도 표준 중수소 램프 등이 사용된다. 실시형태 1 에 있어서는, 표준 광원 (40) 은, 2π 의 배광 특성을 가지고 있는 것으로 한다. 또한, 이하의 실시형태에 있어서도 마찬가지이다.

관측창 (14) 은, 시료창 (16) 으로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치에 형성되어, 적분구 (2) 내의 조도를 측정하기 위한 개구이다. 관측창 (14) 을 통해서, 수광기 (20) 가 적분구 (2) 와 연통된다. 수광기 (20) 는, 관측창 (14) 을 통해서, 적분구 (2) 의 조도를 측정한다. 보다 구체적으로는, 수광기 (20) 는, 적분구 (2) 의 내벽에 생기는 방사 조도의 크기에 따른 측정값을 출력한다. 도 2(A) 및 도 2(B) 에는, 적분구 (2) 에 수광기 (20) 가 직접 배치되어 있는 구성예를 나타내지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어, 관측창 (14) 과 수광기 (20) 사이를 광파이버 등에 의해 광학적으로 접속함으로써, 수광기 (20) 를 적분구 (2) 로부터 떨어진 위치에 배치해도 된다. 이하에 설명하는 다른 실시형태에 있어서도 마찬가지이다.

시료창 (16) 은, 적분구 (2) 내에 있어서 실질적으로 광속을 발생시키는 부분에 상당한다. 도 2(A) 에 나타내는 표준 광원 (40) 을 사용한 교정시에는, 시료창 (16) 에는 확산 반사 부재 (50) 가 장착된다. 도 2(B) 에 나타내는 시료 광원 (30) 에 대한 측정시에는, 시료창 (16) 에는 시료 광원 (30) 이 장착된다. 통상적으로, 시료 광원 (30) 은 여러 가지 크기를 가지고 있기 때문에, 시료 광원 (30) 은, 시료창 (16) 에 장착하기 위한 지지 부재 (32) 상에 배치된다.

이와 같이, 시료창 (16) 은, 반사율 (ρ) 을 이미 알고 있는 확산 반사 부재 (50) 와 시료 광원 (30) (혹은 후술하는 표준 광원 (44)) 을 선택적으로 장착할 수 있게 구성되어 있다.

시료창 (16) 에 장착되는 확산 반사 부재 (50) 로부터의 1 차 반사광 또는 시료 광원 (30) 으로부터의 직접광이 수광기 (20) 에 입사되는 것을 방지하기 위한 배플 (6) 이 배치된다. 배플 (6) 은, 적분구 (2) 내의 시료창 (16) 과 관측창 (14) 을 연결하는 광학 경로 상에 배치되어 있다. 배플 (6) 은, 수광기 (20) 의 시야 내에 시료창 (16) 이 포함되지 않는 크기 및 위치에 형성된다.

처리 장치 (150) 는, 수광기 (20) 로부터 출력되는 측정값을 처리함으로써, 시료 광원 (30) 의 광학 특성을 산출한다. 처리 장치 (150) 는, 전형적으로는, 범용 컴퓨터에 의해 실현된다. 범용 컴퓨터에 의해 실현되는 경우, 프로세서가 하드 디스크 등의 스토리지에 인스톨되어 있는 프로그램을 메모리에 전개하여 실행함으로써, 처리 장치 (150) 가 실현된다. 처리 장치 (150) 에 필요한 기능의 일부 또는 전부를 전용의 하드와이어드 회로 (hard-wired circuit) 에 의해 실현해도 된다.

실시형태 1 에 있어서는, 시료 광원 (30) 의 광학 특성으로서, 시료 광원 (30) 의 전광속 (lm) 을 산출하는 예에 대하여 설명하지만, 이것에 한정되지 않고, 시료 광원 (30) 의 방사속 (W) 을 산출하도록 해도 된다. 후술하는 다른 실시형태 및 각 변형예에 대해서도 마찬가지이다.

(b2 : 교정시의 광학계)

다음으로, 도 2(A) 를 참조하여, 표준 광원 (40) 을 사용한 교정시의 광학계에 대하여 설명한다. 표준 광원 (40) 을 사용한 교정시에 있어서는, 표준 광원 (40) 으로부터 방사되는 광을, 정밀 애퍼처 (13) 를 통해서 적분구 (2) 내에 도입한다. 전형적으로는, 표준 광원 (40) 은, 입사창 (12) 및 시료창 (16) 의 각 중심을 통과하는 광축 (AX1) 상에 배치된다.

일반적으로, 분광 방사 조도 표준 광원에는, 광원으로부터 교정 광축 방향으로 500 ㎜ 떨어진 위치에 있어서의 분광 방사 조도 (P) (μW/㎠) 의 값이 정해져 있다. 측정 시스템 (100A) 에 있어서, 분광 방사 조도 표준 광원인 표준 광원 (40) 의 값이 정해져 있는 위치 (일반적으로는 500 ㎜) 에 정밀 애퍼처 (13) 가 배치된다. 정밀 애퍼처 (13) 는, 개구 면적 (A) (㎠) 이 정밀하게 정의된 개구부를 가지고 있다.

표준 광원 (40) 으로부터 정밀 애퍼처 (13) 를 통과하여 적분구 (2) 내에 입사되는 광의 방사속 (Φ_ST) 은, 이하의 (3) 식과 같이 산출할 수 있다.

Φ_ST ＝ P × A … (3)

적분구 (2) 내에 입사된 방사속은, 적분구 (2) 의 입사창 (12) 에 대향하는 시료창 (16) 에 장착된 확산 반사 부재 (50) 에 스폿상의 조사면을 형성한다.

확산 반사 부재 (50) 는, 반사율을 이미 알고 있는 확산 반사판이며, 반사율 표준으로서 기능한다. 확산 반사 부재 (50) 는, 표준 광원 (40) 으로부터 방사되는 광이 형성하는 스폿상의 조사면을 전부 포함하는 크기의 것이 사용된다. 즉, 형성되는 스폿상의 조사면이 확산 반사 부재 (50) 로부터 넘쳐나지 않게 구성된다.

확산 반사 부재 (50) 의 반사율을 ρ 로 하면, 확산 반사 부재 (50) 에 의해 반사되어 적분구 (2) 내에 생기는 방사속 (Φ_R) 은, 이하의 (4) 식과 같이 산출할 수 있다.

Φ_R ＝ ρ × Φ_ST ＝ ρ × P × A … (4)

즉, 도 2(A) 에 나타내는 광학계에 있어서는, 방사속 (Φ_R) 을 갖는 방사속 표준 광원을 시료창 (16) 에서 점등한 것과 동일한 상태라고 볼 수 있다. 시료창 (16) 으로부터 방사되는 방사속은, 적분구 (2) 의 내벽에서 다중 반사함으로써, 적분구 (2) 의 내벽에는 일정한 방사 조도를 일으킨다.

(b3 : 측정시의 광학계)

다음으로, 도 2(B) 를 참조하여, 시료 광원 (30) 에 대한 측정시의 광학계에 대하여 설명한다. 시료 광원 (30) 에 대한 측정시에 있어서는, 시료 광원 (30) 이 적분구 (2) 내에 배치된다. 즉, 확산 반사 부재 (50) 대신에, 시료 광원 (30) 이 시료창 (16) 에 장착된다. 여러 가지 크기의 시료 광원 (30) 에 대응하기 위해, 시료창 (16) 에 대한 장착에 적합하게 한 지지 부재 (32) 가 사용된다. 시료 광원 (30) 은 지지 부재 (32) 에 장착된 다음에, 시료 광원 (30) 및 지지 부재 (32) 가 시료창 (16) 에 장착된다. 도 2(B) 에 나타내는 상태에서, 시료 광원 (30) 은 점등된다.

또, 입사창 (12) 에는 차광 덮개 (42) 가 장착된다. 차광 덮개 (42) 의 장착에 의해, 적분구 (2) 의 외부로부터의 광이 차단된다. 그 때문에, 적분구 (2) 내에는, 시료 광원 (30) 으로부터 방사되는 방사속만이 존재하게 된다.

시료 광원 (30) 으로부터 방사되는 방사속 중, 수광기 (20) 로 향하는 성분은 배플 (6) 에서 반사되어, 수광기 (20) 에 직접 입사되는 것이 방해된다.

도 2(B) 에 나타내는 상태에서 시료 광원 (30) 을 점등했을 때에 취득되는 수광기 (20) 의 측정값을 I_SMP 로 하면, 표준 광원 (40) 에 대하여 취득된 측정값 (I_ST) 및 방사속 (Φ_ST), 그리고, 확산 반사 부재 (50) 의 반사율 (ρ) 을 사용하여, 시료 광원 (30) 의 방사속 (Φ_SMP) 은, 이하의 (5) 식과 같이 산출된다.

Φ_SMP ＝ ρ × Φ_ST × I_SMP/I_ST … (5)

또한, (5) 식에 따라 산출되는 방사속 (Φ) 에 최대 시감 효과도 (K) [lm/W] 를 곱함으로써, 시료 광원 (30) 의 전광속을 측정할 수 있다. 즉, 시료 광원 (30) 의 전광속 (Φ_{LM, SMP}) [lm] 은, 이하의 (6) 식과 같이 산출된다.

Φ_{LM, SMP} ＝ K × Φ_SMP … (6)

(b4 : 측정 처리 순서)

다음으로, 실시형태 1 에 따른 측정 시스템 (100A) 을 사용한 측정 처리 순서에 대하여 설명한다.

도 3 은, 실시형태 1 에 따른 측정 시스템 (100A) 을 사용한 측정 처리 순서의 일례를 나타내는 플로차트이다. 도 3 을 참조하여, 먼저, 적분구 (2) 를 포함하는 측정 시스템 (100A) 및 표준 광원 (40) 이 준비된다 (스텝 S100). 표준 광원 (40) 의 분광 방사 조도 (분광 방사 조도 (P)) 는 이미 알고 있다.

계속해서, 적분구 (2) 의 시료창 (16) 에 확산 반사 부재 (50) (반사율 (ρ)) 가 장착된다 (스텝 S102). 또, 표준 광원 (40) 과 정밀 애퍼처 (13) 의 위치 관계가 조정된다 (스텝 S104). 그리고, 표준 광원 (40) 을 점등시킴 (스텝 S106) 과 함께, 표준 광원 (40) 이 점등된 상태에서 수광기 (20) 로부터 출력되는 측정값 (측정값 (I_ST)) 이 취득된다 (스텝 S108). 측정값의 취득 후, 표준 광원 (40) 은 소등된다.

스텝 S102 ∼ S108 의 처리 순서는, 표준 광원 (40) 을 사용한 교정 처리에 상당한다. 이 교정 처리에 있어서는, 시료창 (16) 에 확산 반사 부재 (50) 가 장착됨과 함께, 표준 광원 (40) 으로부터의 광이 입사창 (12) 을 통해서 적분구 (2) 내에 도입되는 제 1 상태에 있어서, 수광기 (20) 로부터 출력되는 제 1 측정값 (측정값 (I_ST)) 이 취득된다.

계속해서, 시료창 (16) 에 장착되어 있는 확산 반사 부재 (50) 대신에, 시료 광원 (30) 이 장착된다 (스텝 S112). 또, 입사창 (12) 에 차광 덮개 (42) 가 장착된다 (스텝 S114). 그리고, 시료 광원 (30) 을 점등시킴 (스텝 S116) 과 함께, 시료 광원 (30) 이 점등된 상태에서 수광기 (20) 로부터 출력되는 측정값 (측정값 (I_SMP)) 이 취득된다 (스텝 S118). 측정값의 취득 후, 시료 광원 (30) 은 소등된다.

처리 장치 (150) 는, 스텝 S108 에 있어서 취득된 측정값 (I_ST) 및 스텝 S118 에 있어서 취득된 측정값 (I_SMP) 을 사용하여, 시료 광원 (30) 의 전광속을 산출한다 (스텝 S120).

스텝 S112 ∼ S120 의 처리 순서는, 시료 광원 (30) 에 대한 측정 처리에 상당한다. 이 측정 처리에 있어서는, 시료창 (16) 에 시료 광원 (30) 이 장착됨과 함께, 입사창 (12) 을 통한 적분구 (2) 내로의 광이 차단되는 제 2 상태에 있어서, 수광기 (20) 로부터 출력되는 제 2 측정값 (측정값 (I_SMP)) 이 취득된다. 그리고, 처리 장치 (150) 는, 시료 광원 (30) 의 광학 특성으로서의 전광속을 산출한다. 그리고, 처리는 종료된다.

도 3 에는, 전형예로서, 표준 광원 (40) 을 사용한 교정 처리에 이어서, 시료 광원 (30) 에 대한 측정 처리를 실행하는 처리 순서를 나타냈지만, 2 개의 처리의 실행 순서는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 시료 광원 (30) 에 대한 측정 처리를 먼저 실행한 다음에, 표준 광원 (40) 을 사용한 교정 처리를 실행해도 된다. 또, 복수의 시료 광원 (30) 의 전광속을 측정해야 하는 경우도 많아, 이 경우에는, 시료 광원 (30) 에 대한 측정 처리마다 표준 광원 (40) 을 사용한 교정 처리를 실행할 필요는 없다. 이 경우에는, 예를 들어, 먼저, 표준 광원 (40) 을 사용한 교정 처리를 실행한 후에, 복수의 시료 광원 (30) 에 각각에 대한 측정 처리를 순서대로 실행하도록 해도 된다. 이러한 점에 대해서는, 이하에 설명하는 다른 실시형태에 대해서도 마찬가지이다.

(b5 : 이점)

실시형태 1 에 따른 측정 시스템 (100A) 에 의하면, 표준 광원 (40) 을 사용한 교정 처리, 및 시료 광원 (30) 에 대한 측정 처리 중 어느 것에 있어서도, 방사속이 발생하는 위치를 실질적으로 동일하게 유지할 수 있다. 그 때문에, 양 처리 사이에서 공간 응답도 분포 함수를 실질적으로 동일하게 유지할 수 있기 때문에, 측정 오차의 발생을 저감시킬 수 있다.

또, 실시형태 1 에 따른 측정 시스템 (100A) 에 의하면, 적분구 (2) 내에 배치되는 배플의 수를 저감시킬 수 있기 때문에, 적분구 (2) 내의 광 흡수에 의한 오차 요인을 저감시킬 수 있다.

＜C. 실시형태 1 의 변형예＞

실시형태 1 의 변형예로서, 실시형태 1 에 따른 측정 시스템 (100A) 에 대해, 광원의 자기 흡수 보정을 가능하게 한 측정 시스템 (100B) 에 대하여 설명한다.

도 4(A) 및 도 4(B) 는, 실시형태 1 의 변형예에 따른 측정 시스템 (100B) 의 개략 구성 및 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 도 4(A) 에는, 표준 광원 (40) 을 사용한 교정시의 광학계를 나타내고, 도 4(B) 에는, 시료 광원 (30) 에 대한 측정시의 광학계를 나타낸다.

도 4(A) 및 도 4(B) 를 참조하여, 측정 시스템 (100B) 은, 도 2(A) 및 도 2(B) 에 나타내는 측정 시스템 (100A) 과 비교하여, 적분구 (2) 내에 자기 흡수 보정용 광원 (60) 및 배플 (62) 이 추가로 형성되어 있다. 배플 (62) 은, 자기 흡수 보정용 광원 (60) 으로부터의 광이 수광기 (20), 정밀 애퍼처 (13), 및 확산 반사 부재 (50) 에 직접 입사되는 것을 방지할 수 있는 크기 및 위치에 형성된다.

자기 흡수 보정용 광원 (60) 은, 측정시에 있어서 시료 광원 (30) 또는 표준 광원 (40) 에 생기는 자기 흡수에 의한 측정 오차의 보정에 사용된다. 즉, 처리 장치 (150) 는, 자기 흡수 보정용 광원 (60) 이 점등되어 있는 상태에 있어서 수광기 (20) 로부터 출력되는 측정값에 기초하는 자기 흡수 보정 처리를 실행한다. 자기 흡수 보정 처리의 상세한 내용에 대해서는 후술한다.

실시형태 1 의 변형예에 있어서, 적분구 (2) 의 외부에 배치되는 표준 광원 (40) 의 자기 흡수는, 확산 반사 부재 (50) 의 반사율 (ρ) 이 적분구 (2) 의 내벽에 형성된 확산 반사층의 평균 반사율과 동등 또는 그 이상이면, 실질적으로 무시할 수 있다. 그 때문에, 이하의 설명에서는, 시료 광원 (30) 에 생기는 자기 흡수를 보정하는 것을 상정하고 있다. 다만, 표준 광원 (40) 에 생기는 자기 흡수에 대해서도 보정하도록 해도 된다.

다음으로, 실시형태 1 의 변형예에 따른 측정 시스템 (100B) 을 사용한 측정 처리 순서에 대하여 설명한다.

도 5 는, 실시형태 1 의 변형예에 따른 측정 시스템 (100B) 을 사용한 측정 처리 순서의 일례를 나타내는 플로차트이다. 도 5 에 나타내는 플로차트에 포함되는 처리 중, 도 3 에 나타내는 플로차트와 동일한 처리에 대해서는, 동일한 스텝 번호를 붙이고 있다.

도 5 를 참조하여, 먼저, 적분구 (2) 를 포함하는 측정 시스템 (100B) 및 표준 광원 (40) 이 준비된다 (스텝 S100). 표준 광원 (40) 의 분광 방사 조도 (분광 방사 조도 (P)) 는 이미 알고 있다.

계속해서, 적분구 (2) 의 시료창 (16) 에 확산 반사 부재 (50) (반사율 (ρ)) 가 장착된다 (스텝 S102). 또, 표준 광원 (40) 과 정밀 애퍼처 (13) 의 위치 관계가 조정된다 (스텝 S104). 그리고, 표준 광원 (40) 을 점등시킴 (스텝 S106) 과 함께, 표준 광원 (40) 이 점등된 상태에서 수광기 (20) 로부터 출력되는 측정값 (측정값 (I_ST)) 이 취득된다 (스텝 S108). 측정값의 취득 후, 표준 광원 (40) 은 소등된다. 스텝 S102 ∼ S108 의 처리 순서는, 표준 광원 (40) 을 사용한 교정 처리에 상당한다.

계속해서, 표준 광원 (40) 을 소등한 상태에서 자기 흡수 보정용 광원 (60) 을 점등시킴 (스텝 S122) 과 함께, 자기 흡수 보정용 광원 (60) 이 점등된 상태에서 수광기 (20) 로부터 출력되는 측정값 (측정값 (I_{ST_1})) 이 취득된다 (스텝 S124). 스텝 S122 및 S124 는, 자기 흡수 보정 처리의 일부에 상당한다.

계속해서, 시료창 (16) 에 장착되어 있는 확산 반사 부재 (50) 대신에, 시료 광원 (30) 이 장착된다 (스텝 S112). 또, 입사창 (12) 에 차광 덮개 (42) 가 장착된다 (스텝 S114). 그리고, 시료 광원 (30) 을 점등시킴 (스텝 S116) 과 함께, 시료 광원 (30) 이 점등된 상태에서 수광기 (20) 로부터 출력되는 측정값 (측정값 (I_SMP)) 이 취득된다 (스텝 S118). 측정값의 취득 후, 시료 광원 (30) 은 소등된다.

계속해서, 시료 광원 (30) 을 소등한 상태에서 자기 흡수 보정용 광원 (60) 을 점등시킴 (스텝 S126) 과 함께, 자기 흡수 보정용 광원 (60) 이 점등된 상태에서 수광기 (20) 로부터 출력되는 측정값 (측정값 (I_{SMP_1})) 이 취득된다 (스텝 S128). 스텝 S126 및 S128 은, 자기 흡수 보정 처리의 일부에 상당한다.

처리 장치 (150) 는, 스텝 S108 에 있어서 취득된 측정값 (I_ST), 스텝 S118 에 있어서 취득된 측정값 (I_SMP), 스텝 S124 에 있어서 취득된 측정값 (I_{ST_1}), 및 스텝 S128 에 있어서 취득된 측정값 (I_{SMP_1}) 을 사용하여, 시료 광원 (30) 의 전광속을 산출한다 (스텝 S121).

구체적인 순서로는, 스텝 S124 에 있어서 취득된 측정값 (I_{ST_1}) 및 스텝 S128 에 있어서 취득된 측정값 (I_{SMP_1}) 을 사용하여, 자기 보정 계수 (α) 가 이하의 (7) 식과 같이 산출된다.

α ＝ I_{ST_1}/I_{SMP_1} … (7)

(7) 식에 따라 산출되는 자기 보정 계수 (α) 를, 상기 서술한 (6) 식에 따라 산출되는 전광속 (Φ_{LM, SMP}) 을 곱함으로써, 자기 흡수를 보정한 후의 시료 광원 (30) 의 전광속을 산출할 수 있다.

스텝 S112 ∼ S118, S121 의 처리 순서는, 시료 광원 (30) 에 대한 측정 처리에 상당한다. 그리고, 처리는 종료된다.

도 5 에는, 전형예로서, 표준 광원 (40) 을 사용한 교정 처리 후에, 표준 광원 (40) 에 대한 자기 흡수 보정 처리를 실행하고, 계속해서, 시료 광원 (30) 에 대한 측정 처리 및 시료 광원 (30) 에 대한 자기 흡수 보정 처리를 실행하는 처리 순서를 나타냈지만, 이들 처리의 실행 순서는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 시료 광원 (30) 에 대한 측정 처리 및 시료 광원 (30) 에 대한 자기 흡수 보정 처리를 먼저 실행한 다음에, 표준 광원 (40) 을 사용한 교정 처리 및 표준 광원 (40) 에 대한 자기 흡수 보정 처리를 실행해도 된다. 또, 복수의 시료 광원 (30) 의 전광속을 측정해야 하는 경우도 많아, 이 경우에는, 시료 광원 (30) 에 대한 측정 처리마다 표준 광원 (40) 을 사용한 교정 처리 및 표준 광원 (40) 에 대한 자기 흡수 보정 처리를 실행할 필요는 없어, 예를 들어, 먼저, 표준 광원 (40) 을 사용한 교정 처리 및 표준 광원 (40) 에 대한 자기 흡수 보정 처리를 실행한 후에, 복수의 시료 광원 (30) 에 각각에 대한 측정 처리 및 시료 광원 (30) 에 대한 자기 흡수 보정 처리를 순서대로 실행하도록 해도 된다. 이 점에 대해서는, 이하에 설명하는 다른 실시형태에 대해서도 마찬가지이다.

실시형태 1 의 변형예에 따른 측정 시스템 (100B) 에 의하면, 상기 서술한 실시형태 1 에 따른 측정 시스템 (100A) 에 있어서의 이점에 더하여, 측정시에 시료 광원 (30) 에 생길 수 있는 자기 흡수를 보정하여, 보다 정확한 전광속 측정이 가능해진다.

＜D. 실시형태 2＞

다음으로, 실시형태 2 로서, 실시형태 1 에 따른 측정 시스템 (100A) 에 있어서의 표준 광원 (40) 과 시료 광원 (30) 의 배치 위치를 실질적으로 뒤바꾼 구성에 대하여 설명한다.

(d1 : 구조)

도 6(A) 및 도 6(B) 는, 실시형태 2 에 따른 측정 시스템 (100C) 의 개략 구성 및 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 도 6(A) 에는, 표준 광원 (44) 을 사용한 교정시의 광학계를 나타내고, 도 6(B) 에는, 시료 광원 (34) 에 대한 측정시의 광학계를 나타낸다.

실시형태 2 에 따른 측정 시스템 (100C) 은, 전형적으로는, 레이저 광원과 같은 빔상의 광을 방사하는 광원을 시료 광원 (34) 으로 하는 경우에 바람직하다. 실시형태 2 에 있어서는, 빔상의 광을 방사하는 시료 광원 (34) 이라 하더라도, 2π 의 배광 특성을 갖는 표준 광원 (44) 을 사용하여 전광속 등을 측정할 수 있다.

실시형태 2 에 따른 측정 시스템 (100C) 의 구성은, 상기 서술한 실시형태 1 에 따른 측정 시스템 (100A) 과 동일하기 때문에, 각 부재의 상세한 설명에 대해서는 반복하지 않는다. 단, 정밀 애퍼처 (13) 에 대해서는 반드시 배치할 필요는 없다.

(d2 : 교정시의 광학계)

다음으로, 도 6(A) 를 참조하여, 표준 광원 (44) 을 사용한 교정시의 광학계에 대하여 설명한다. 표준 광원 (44) 을 사용한 교정시에 있어서는, 시료창 (16) 에는 표준 광원 (44) 이 장착된다. 실시형태 2 에 있어서는, 표준 광원 (44) 은, 전광속의 값이 정해진 전광속 표준 광원이며, 전형적으로는, LED 등의 2π 의 배광 특성을 갖는 발광체가 사용된다.

통상적으로, 표준 광원 (44) 의 크기와 시료창 (16) 의 크기를 적합하게 하기 위해, 표준 광원 (44) 은, 시료창 (16) 에 장착하기 위한 지지 부재 (46) 상에 배치된다.

또, 입사창 (12) 에는 차광 덮개 (42) 가 장착된다. 차광 덮개 (42) 의 장착에 의해, 적분구 (2) 의 외부로부터의 광이 차단된다. 그 때문에, 적분구 (2) 내에는, 표준 광원 (44) 으로부터 방사되는 방사속만이 존재하게 된다.

(d3 : 측정시의 광학계)

다음으로, 도 6(B) 를 참조하여, 시료 광원 (34) 에 대한 측정시의 광학계에 대하여 설명한다. 시료 광원 (34) 에 대한 측정시에 있어서는, 시료 광원 (34) 이 적분구 (2) 의 외부에 배치된다. 즉, 입사창 (12) 으로부터 차광 덮개 (42) 가 떼어내어지고, 시료창 (16) 및 입사창 (12) 을 통과하는 광축 (AX2) 을 따라 시료 광원 (34) 이 배치된다.

또, 표준 광원 (40) 대신에, 확산 반사 부재 (50) 가 시료창 (16) 에 장착된다. 확산 반사 부재 (50) 의 반사율 (ρ) 은 이미 알고 있다. 확산 반사 부재 (50) 는, 시료 광원 (34) 으로부터 방사되는 광이 형성하는 조사면을 전부 포함하는 크기의 것이 사용된다. 즉, 형성되는 시료 광원 (34) 에 의한 조사면이 확산 반사 부재 (50) 로부터 넘쳐나지 않게 구성된다.

도 6(A) 에 나타내는 상태에서 표준 광원 (44) 을 점등했을 때에, 표준 광원 (44) 으로부터 적분구 (2) 내에 방사되는 전광속을 Φ_{LM, ST} [lm] 로 하고, 수광기 (20) 의 측정값을 I_SMP 로 한다.

한편, 도 6(B) 에 나타내는 상태에서 시료 광원 (34) 을 점등했을 때에, 시료 광원 (34) 으로부터 확산 반사 부재 (50) 에 조사되는 전광속을 Φ_{LM, SMP} [lm] 로 한다. 또, 시료 광원 (34) 을 점등했을 때에 취득된 수광기 (20) 의 측정값을 I_SMP 로 한다.

시료 광원 (30) 으로부터의 광이 확산 반사 부재 (50) 에 의해 반사되어 적분구 (2) 내에 생기는 전광속 (Φ_{LM, SMP, R}) 은, 이하의 (8) 식과 같이 산출할 수 있다.

Φ_{LM, SMP, R} ＝ ρ × Φ_{LM, SMP} … (8)

따라서, 표준 광원 (44) 을 사용한 교정시에 있어서 취득된 측정값 (I_ST), 및 시료 광원 (34) 에 대한 측정시에 있어서 취득된 측정값 (I_SMP) 을 사용하여, 시료 광원 (34) 의 전광속 (Φ_{LM, SMP}) 은, 이하의 (9) 식과 같이 산출된다.

Φ_{LM, SMP} ＝ 1/ρ × Φ_{LM, ST} × I/I₀ … (9)

이상과 같은 처리에 의해, 시료 광원 (34) 의 전광속을 측정할 수 있다.

(d4 : 측정 처리 순서)

다음으로, 실시형태 2 에 따른 측정 시스템 (100C) 을 사용한 측정 처리 순서에 대하여 설명한다.

도 7 은, 실시형태 2 에 따른 측정 시스템 (100C) 을 사용한 측정 처리 순서의 일례를 나타내는 플로차트이다. 도 7 을 참조하여, 먼저, 적분구 (2) 를 포함하는 측정 시스템 (100C) 및 표준 광원 (44) 이 준비된다 (스텝 S200). 표준 광원 (44) 의 전광속은 이미 알고 있다.

계속해서, 적분구 (2) 의 시료창 (16) 에 표준 광원 (44) 이 장착된다 (스텝 S202). 또, 적분구 (2) 의 입사창 (12) 에 차광 덮개 (42) 가 장착된다 (스텝 S204). 그리고, 표준 광원 (44) 을 점등시킴 (스텝 S206) 과 함께, 표준 광원 (44) 이 점등된 상태에서 수광기 (20) 로부터 출력되는 측정값 (측정값 (I_ST)) 이 취득된다 (스텝 S208). 측정값의 취득 후, 표준 광원 (44) 은 소등된다.

스텝 S202 ∼ S208 의 처리 순서는, 표준 광원 (44) 을 사용한 교정 처리에 상당한다. 이 교정 처리에 있어서는, 시료창 (16) 에 표준 광원 (44) 이 장착됨과 함께, 입사창 (12) 을 통한 적분구 (2) 내로의 광이 차단되는 제 1 상태에 있어서, 수광기 (20) 로부터 출력되는 제 1 측정값 (측정값 (I_ST)) 이 취득된다.

계속해서, 시료창 (16) 에 장착되어 있는 표준 광원 (44) 대신에, 확산 반사 부재 (50) 가 장착된다 (스텝 S212). 또, 시료 광원 (34) 과 입사창 (12) 및 시료창 (16) 의 위치 관계가 조정된다 (스텝 S214). 그리고, 시료 광원 (34) 을 점등시킴 (스텝 S216) 과 함께, 시료 광원 (34) 이 점등된 상태에서 수광기 (20) 로부터 출력되는 측정값 (측정값 (I_SMP)) 이 취득된다 (스텝 S218). 측정값의 취득 후, 시료 광원 (34) 은 소등된다.

처리 장치 (150) 는, 스텝 S208 에 있어서 취득된 측정값 (I_ST) 및 스텝 S218 에 있어서 취득된 측정값 (I_SMP) 을 사용하여, 시료 광원 (34) 의 전광속을 산출한다 (스텝 S220). 스텝 S212 ∼ S220 의 처리 순서는, 시료 광원 (34) 에 대한 측정 처리에 상당한다. 이 측정 처리에 있어서는, 시료창 (16) 에 확산 반사 부재 (50) 가 장착됨과 함께, 시료 광원 (34) 으로부터의 광이 적분구 (2) 내에 도입되는 제 2 상태에 있어서, 수광기 (20) 로부터 출력되는 제 2 측정값 (측정값 (I_SMP)) 이 취득된다. 그리고, 처리 장치 (150) 는, 시료 광원 (30) 의 광학 특성으로서의 전광속을 산출한다. 그리고, 처리는 종료된다.

(d5 : 이점)

실시형태 2 에 따른 측정 시스템 (100C) 에 의하면, 표준 광원 (44) 을 사용한 교정 처리, 및 시료 광원 (34) 에 대한 측정 처리 중 어느 것에 있어서도, 광속이 발생하는 위치를 실질적으로 동일하게 유지할 수 있다. 그 때문에, 양 처리 사이에서 공간 응답도 분포 함수를 실질적으로 동일하게 유지할 수 있기 때문에, 측정 오차의 발생을 저감시킬 수 있다.

또, 실시형태 2 에 따른 측정 시스템 (100C) 에 의하면, 적분구 (2) 내에 배치되는 배플의 수를 저감시킬 수 있기 때문에, 적분구 (2) 내의 광 흡수에 의한 오차 요인을 저감시킬 수 있다.

또, 실시형태 2 에 따른 측정 시스템 (100C) 에 의하면, 레이저 광원과 같은 빔상의 광을 방사하는 광원의 전광속의 측정을 용이화할 수 있다.

＜E. 실시형태 2 의 변형예＞

실시형태 2 의 변형예로서, 실시형태 2 에 따른 측정 시스템 (100C) 에 대해, 광원의 자기 흡수 보정을 가능하게 한 측정 시스템 (100D) 에 대하여 설명한다.

도 8(A) 및 도 8(B) 는, 실시형태 2 의 변형예에 따른 측정 시스템 (100D) 의 개략 구성 및 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 도 8(A) 에는, 표준 광원 (44) 을 사용한 교정시의 광학계를 나타내고, 도 8(B) 에는, 시료 광원 (34) 에 대한 측정시의 광학계를 나타낸다.

도 8(A) 및 도 8(B) 를 참조하여, 측정 시스템 (100D) 은, 도 6(A) 및 도 6(B) 에 나타내는 측정 시스템 (100C) 과 비교하여, 적분구 (2) 내에 자기 흡수 보정용 광원 (60) 및 배플 (62) 이 추가로 형성되어 있다. 배플 (62) 은, 자기 흡수 보정용 광원 (60) 으로부터의 광이 수광기 (20) 및 확산 반사 부재 (50) 에 직접 입사되는 것을 방지할 수 있는 크기 및 위치에 형성된다.

자기 흡수 보정용 광원 (60) 및 배플 (62) 에 대해서는, 도 4(A) 및 도 4(B) 에 나타내는 측정 시스템 (100B) 에 있어서 채용되는 자기 흡수 보정용 광원 (60) 및 배플 (62) 과 실질적으로 동일하기 때문에, 여기에서는, 상세한 설명은 반복하지 않는다.

측정 시스템 (100D) 에 있어서, 적분구 (2) 의 외부에 배치되는 시료 광원 (34) 의 자기 흡수는, 확산 반사 부재 (50) 의 반사율 (ρ) 이 적분구 (2) 의 내벽에 형성된 확산 반사층의 평균 반사율과 동등 또는 그 이상이면, 실질적으로 무시할 수 있다.

그 때문에, 이하의 설명에서는, 시료 광원 (34) 에 생기는 자기 흡수를 보정하는 것을 상정하고 있다. 단, 표준 광원 (44) 에 생기는 자기 흡수에 대해서도 보정하도록 해도 된다.

다음으로, 실시형태 2 의 변형예에 따른 측정 시스템 (100D) 을 사용한 측정 처리 순서에 대하여 설명한다.

도 9 는, 실시형태 2 의 변형예에 따른 측정 시스템 (100D) 을 사용한 측정 처리 순서의 일례를 나타내는 플로차트이다. 도 9 에 나타내는 플로차트에 포함되는 처리 중, 도 7 에 나타내는 플로차트와 동일한 처리에 대해서는, 동일한 스텝 번호를 붙이고 있다.

도 9 를 참조하여, 먼저, 적분구 (2) 를 포함하는 측정 시스템 (100D) 및 표준 광원 (44) 이 준비된다 (스텝 S200). 표준 광원 (44) 의 전광속은 이미 알고 있다.

계속해서, 적분구 (2) 의 시료창 (16) 에 표준 광원 (44) 이 장착된다 (스텝 S202). 또, 적분구 (2) 의 입사창 (12) 에 차광 덮개 (42) 가 장착된다 (스텝 S204). 그리고, 표준 광원 (44) 을 점등시킴 (스텝 S206) 과 함께, 표준 광원 (44) 이 점등된 상태에서 수광기 (20) 로부터 출력되는 측정값 (측정값 (I_ST)) 이 취득된다 (스텝 S208). 측정값의 취득 후, 표준 광원 (44) 은 소등된다. 스텝 S202 ∼ S208 의 처리 순서는, 표준 광원 (44) 을 사용한 교정 처리에 상당한다.

계속해서, 표준 광원 (44) 을 소등한 상태에서 자기 흡수 보정용 광원 (60) 을 점등시킴 (스텝 S222) 과 함께, 자기 흡수 보정용 광원 (60) 이 점등된 상태에서 수광기 (20) 로부터 출력되는 측정값 (측정값 (I_{ST_1})) 이 취득된다 (스텝 S224). 스텝 S222 및 S224 는, 자기 흡수 보정 처리의 일부에 상당한다.

계속해서, 시료창 (16) 에 장착되어 있는 표준 광원 (44) 대신에, 확산 반사 부재 (50) 가 장착된다 (스텝 S212). 또, 시료 광원 (34) 과 입사창 (12) 및 시료창 (16) 의 위치 관계가 조정된다 (스텝 S214). 그리고, 시료 광원 (34) 을 점등시킴 (스텝 S216) 과 함께, 시료 광원 (34) 이 점등된 상태에서 수광기 (20) 로부터 출력되는 측정값 (측정값 (I_SMP)) 이 취득된다 (스텝 S218). 측정값의 취득 후, 시료 광원 (34) 은 소등된다.

계속해서, 시료 광원 (34) 을 소등한 상태에서 자기 흡수 보정용 광원 (60) 을 점등시킴 (스텝 S226) 과 함께, 자기 흡수 보정용 광원 (60) 이 점등된 상태에서 수광기 (20) 로부터 출력되는 측정값 (측정값 (I_{SMP_1})) 이 취득된다 (스텝 S228). 스텝 S226 및 S228 는, 자기 흡수 보정 처리의 일부에 상당한다.

처리 장치 (150) 는, 스텝 S208 에 있어서 취득된 측정값 (I_ST), 스텝 S218 에 있어서 취득된 측정값 (I_SMP), 스텝 S224 에 있어서 취득된 측정값 (I_{ST_1}), 및 스텝 S228 에 있어서 취득된 측정값 (I_{SMP_1}) 을 사용하여, 시료 광원 (34) 의 전광속을 산출한다 (스텝 S221). 스텝 S221 에 있어서의 전광속의 산출 처리는, 상기 서술한 실시형태 1 의 변형예에 있어서의 처리와 동일하기 때문에, 상세한 설명은 반복하지 않는다.

스텝 S212 ∼ S218, S221 의 처리 순서는, 시료 광원 (34) 에 대한 측정 처리에 상당한다. 그리고, 처리는 종료된다.

실시형태 2 의 변형예에 따른 측정 시스템 (100D) 에 의하면, 상기 서술한 실시형태 2 에 따른 측정 시스템 (100C) 에 있어서의 이점에 더하여, 측정시에 표준 광원 (44) 에 생길 수 있는 자기 흡수를 보정하여, 보다 정확한 전광속 측정이 가능해진다.

＜F. 실시형태 3＞

다음으로, 실시형태 3 으로서, 실시형태 1 에 따른 측정 시스템 (100A) 에 있어서의 전구형의 적분구 (2) 대신에, 반구형의 적분기를 사용하는 구성에 대하여 설명한다.

(f1 : 구조)

도 10(A) 및 도 10(B) 는, 실시형태 3 에 따른 측정 시스템 (100E) 의 개략 구성 및 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 도 10(A) 에는, 표준 광원 (40) 을 사용한 교정시의 광학계를 나타내고, 도 10(B) 에는, 시료 광원 (30) 에 대한 측정시의 광학계를 나타낸다.

도 10(A) 및 도 10(B) 를 참조하여, 측정 시스템 (100E) 은, 적분 반구 (4) 와, 처리 장치 (150) 를 포함한다.

적분 반구 (4) 는, 평면 미러 (5) 에 의해 개구가 막힘으로써, 그 내부에 반구형의 적분 공간을 형성한다. 이하에서는, 적분 반구 (4) 와 평면 미러 (5) 의 조합을 반구형의 적분기의 일례로 하여 설명한다. 적분 반구 (4) 는 반구형의 적분 공간을 가지고 있으며, 평면 미러 (5) 는 적분 반구 (4) 의 개구를 막도록 배치되어 있다.

적분 반구 (4) 는, 그 내벽에 광 확산 반사층을 가지고 있으며, 광 확산 반사층에서의 광의 다중 반사에 의해, 전구형의 적분 공간을 형성한다. 광 확산 반사층은, 전형적으로는, 황산바륨 또는 PTFE 등의 광 확산 재료를 도포 또는 분사함으로써 형성된다.

한편, 평면 미러 (5) 는, 원판상으로 형성되고, 적분 반구 (4) 의 실질적인 곡률 중심을 통과하도록 배치된다. 평면 미러 (5) 는, 적분 반구 (4) 의 내면측에 경면 반사 (정반사 및 확산 반사) 되는 광 확산 반사층을 가지고 있다. 평면 미러 (5) 의 광 확산 반사층이 적분 반구 (4) 의 내부를 향하여 배치됨으로써, 적분 반구 (4) 에 대한 허상이 생성된다. 적분 반구 (4) 의 내부에 정의되는 공간 (실상) 과, 평면 미러 (5) 에 의해 생성되는 허상을 조합하면, 전구형의 적분을 사용한 경우와 실질적으로 동일한 조도 분포를 얻을 수 있다.

적분 반구 (4) 에는, 입사창 (12), 관측창 (14) 및 시료창 (16) 이 형성되어 있다. 입사창 (12) 및 시료창 (16) 은, 적분 반구 (4) 내에서 서로 대향하는 위치에 형성되어 있다.

입사창 (12) 은, 주로, 적분 반구 (4) 의 외부에 배치된 광원으로부터의 광을 적분 반구 (4) 내에 도입하기 위해 사용된다. 입사창 (12) 의 근방에는 정밀 애퍼처 (13) 가 배치된다.

관측창 (14) 은, 시료창 (16) 으로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치에 형성되어, 적분 반구 (4) 내의 조도를 측정하기 위한 개구이다. 관측창 (14) 을 통해서, 수광기 (20) 가 적분 반구 (4) 와 연통된다. 수광기 (20) 는, 관측창 (14) 을 통해서, 적분 반구 (4) 의 조도를 측정한다. 보다 구체적으로는, 수광기 (20) 는, 적분 반구 (4) 의 내벽에 생기는 방사 조도의 크기에 따른 측정값을 출력한다.

시료창 (16) 은, 적분 반구 (4) 내에서 실질적으로 방사속을 발생시키는 부분에 상당한다. 시료창 (16) 으로부터 발생하는 방사속이 수광기 (20) 에 직접 입사되는 것을 방지하기 위한 배플 (7) 이 배치된다. 배플 (7) 은, 적분 반구 (4) 내의 시료창 (16) 과 관측창 (14) 을 연결하는 광학 경로 상에 배치되어 있다. 배플 (7) 은, 수광기 (20) 의 시야 내에 시료창 (16) 이 포함되지 않는 크기 및 위치에 형성된다.

그 밖의 구성에 대해서는, 도 2(A) 및 도 2(B) 에 나타내는 측정 시스템 (100A) 의 대응하는 구성과 동일하기 때문에, 상세한 설명은 반복하지 않는다.

(f2 : 교정시의 광학계)

다음으로, 도 10(A) 를 참조하여, 표준 광원 (40) 을 사용한 교정시의 광학계에 대하여 설명한다. 표준 광원 (40) 을 사용한 교정시에 있어서는, 표준 광원 (40) 으로부터 방사되는 광을, 정밀 애퍼처 (13) 를 통해서 적분 반구 (4) 내에 도입한다. 전형적으로는, 표준 광원 (40) 은, 입사창 (12) 및 시료창 (16) 의 각 중심을 통과하는 광축 (AX3) 상에 배치된다.

일반적으로, 분광 방사 조도 표준 광원에는, 광원으로부터 교정 광축 방향으로 500 ㎜ 떨어진 위치에 있어서의 분광 방사 조도 (P) (μW/㎠) 의 값이 정해져 있다. 측정 시스템 (100E) 에 있어서, 정밀 애퍼처 (13) 는, 개구 면적 (A) (㎠) 이 정밀하게 정의된 개구부를 가지고 있으며, 분광 방사 조도 표준 광원인 표준 광원 (40) 의 값이 정해져 있는 위치 (일반적으로는 500 ㎜) 에 배치된다.

시료창 (16) 에는 확산 반사 부재 (50) 가 장착된다. 적분 반구 (4) 내에 입사된 방사속은, 시료창 (16) 에 장착된 확산 반사 부재 (50) 에 스폿상의 조사면을 형성한다.

(f3 : 측정시의 광학계)

다음으로, 도 10(B) 를 참조하여, 시료 광원 (30) 에 대한 측정시의 광학계에 대하여 설명한다. 시료 광원 (30) 에 대한 측정시에 있어서는, 시료 광원 (30) 이 적분 반구 (4) 내에 배치된다. 즉, 확산 반사 부재 (50) 대신에, 시료 광원 (30) 이 시료창 (16) 에 장착된다. 여러 가지 크기의 시료 광원 (30) 에 대응하기 위해, 시료창 (16) 에 대한 장착에 적합하게 한 지지 부재 (33) 가 사용된다. 시료 광원 (30) 은 지지 부재 (32) 에 장착된 다음에, 시료 광원 (30) 및 지지 부재 (32) 가 시료창 (16) 에 장착된다.

또, 입사창 (12) 에는 차광 덮개 (42) 가 장착된다. 차광 덮개 (42) 의 장착에 의해, 적분 반구 (4) 의 외부로부터의 광이 차단된다. 그 때문에, 적분 반구 (4) 내에는, 시료 광원 (30) 으로부터 방사되는 방사속만이 존재하게 된다.

시료 광원 (30) 으로부터 방사되는 방사속 중, 수광기 (20) 로 향하는 성분은 배플 (6) 에서 반사되어, 수광기 (20) 에 직접 입사되는 것이 방해된다.

(f4 : 측정 처리 순서)

실시형태 3 에 따른 측정 시스템 (100E) 을 사용한 측정 처리 순서에 대해서는, 상기 서술한 실시형태 1 에 따른 측정 시스템 (100A) 을 사용한 측정 처리 순서 (도 3 등 참조) 와 실질적으로 동일하기 때문에, 실시형태 1 에 있어서 설명한 내용을 여기에 원용한다.

(f5 : 이점)

실시형태 3 에 따른 측정 시스템 (100E) 에 의하면, 상기 서술한 실시형태 1 에 따른 측정 시스템 (100A) 에 있어서의 이점에 더하여, 적분기를 소형화할 수 있어, 측정 시스템 전체를 공간 절약화할 수 있다.

＜G. 실시형태 3 의 변형예＞

실시형태 3 의 변형예로서, 실시형태 3 에 따른 측정 시스템 (100E) 에 대해, 광원의 자기 흡수 보정을 가능하게 한 측정 시스템 (100F) 에 대하여 설명한다.

도 11(A) 및 도 11(B) 는, 실시형태 3 의 변형예에 따른 측정 시스템 (100F) 의 개략 구성 및 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 도 11(A) 에는, 표준 광원 (40) 을 사용한 교정시의 광학계를 나타내고, 도 11(B) 에는, 시료 광원 (30) 에 대한 측정시의 광학계를 나타낸다.

도 11(A) 및 도 11(B) 를 참조하여, 측정 시스템 (100F) 은, 도 10(A) 및 도 10(B) 에 나타내는 측정 시스템 (100E) 과 비교하여, 적분 반구 (4) 내에 자기 흡수 보정용 광원 (60) 및 배플 (62) 이 추가로 형성되어 있다. 자기 흡수 보정용 광원 (60) 및 배플 (62) 에 대해서는, 도 4(A) 및 도 4(B) 에 나타내는 측정 시스템 (100B) 에 있어서 채용되는 자기 흡수 보정용 광원 (60) 및 배플 (62) 과 실질적으로 동일하기 때문에, 여기에서는, 상세한 설명은 반복하지 않는다.

또, 실시형태 3 의 변형예에 따른 측정 시스템 (100F) 을 사용한 측정 처리 순서에 대해서는, 상기 서술한 실시형태 1 의 변형예에 따른 측정 시스템 (100B) 을 사용한 측정 처리 순서 (도 5 등 참조) 와 실질적으로 동일하기 때문에, 실시형태 1 의 변형예에 있어서 설명한 내용을 여기에 원용한다.

실시형태 3 의 변형예에 따른 측정 시스템 (100F) 에 의하면, 상기 서술한 실시형태 3 에 따른 측정 시스템 (100E) 에 있어서의 이점에 더하여, 측정시에 시료 광원 (30) 에 생길 수 있는 자기 흡수를 보정하여, 보다 정확한 전광속 측정이 가능해진다.

＜H. 실시형태 4＞

다음으로, 실시형태 4 로서, 실시형태 2 에 따른 측정 시스템 (100C) 에 있어서의 전구형의 적분구 (2) 대신에, 반구형의 적분기를 사용하는 구성에 대하여 설명한다.

(h1 : 구조)

도 12(A) 및 도 12(B) 는, 실시형태 4 에 따른 측정 시스템 (100G) 의 개략 구성 및 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 도 12(A) 에는, 표준 광원 (44) 을 사용한 교정시의 광학계를 나타내고, 도 12(B) 에는, 시료 광원 (34) 에 대한 측정시의 광학계를 나타낸다.

실시형태 4 에 따른 측정 시스템 (100G) 은, 전형적으로는, 레이저 광원과 같은 빔상의 광을 방사하는 광원을 시료 광원 (34) 으로 하는 경우에 바람직하다.

실시형태 4 에 따른 측정 시스템 (100G) 의 구성은, 상기 서술한 실시형태 3 에 따른 측정 시스템 (100E) 과 동일하기 때문에, 각 부재의 상세한 설명에 대해서는 반복하지 않는다. 단, 정밀 애퍼처 (13) 에 대해서는 반드시 배치할 필요는 없다.

그 밖의 구성에 대해서는, 도 6(A) 및 도 6(B) 에 나타내는 측정 시스템 (100C) 의 대응하는 구성과 동일하기 때문에, 상세한 설명은 반복하지 않는다.

(h2 : 교정시의 광학계)

다음으로, 도 12(A) 를 참조하여, 표준 광원 (44) 을 사용한 교정시의 광학계에 대하여 설명한다. 표준 광원 (44) 을 사용한 교정시에 있어서는, 시료창 (16) 에는 표준 광원 (44) 이 장착된다. 통상적으로, 표준 광원 (44) 의 크기와 시료창 (16) 의 크기를 적합하게 하기 위해, 표준 광원 (44) 은, 시료창 (16) 에 장착하기 위한 지지 부재 (48) 상에 배치된다.

입사창 (12) 에는 차광 덮개 (42) 가 장착된다. 차광 덮개 (42) 의 장착에 의해, 적분 반구 (4) 의 외부로부터의 광이 차단된다. 그 때문에, 적분 반구 (4) 내에는, 표준 광원 (44) 으로부터 방사되는 방사속만이 존재하게 된다.

(h3 : 측정시의 광학계)

다음으로, 도 12(B) 를 참조하여, 시료 광원 (34) 에 대한 측정시의 광학계에 대하여 설명한다. 시료 광원 (34) 에 대한 측정시에 있어서는, 시료 광원 (34) 이 적분 반구 (4) 의 외부에 배치된다. 즉, 입사창 (12) 으로부터 차광 덮개 (42) 가 떼어내어지고, 시료창 (16) 및 입사창 (12) 을 통과하는 광축 (AX4) 을 따라 시료 광원 (34) 이 배치된다. 또, 표준 광원 (40) 대신에, 확산 반사 부재 (50) 가 시료창 (16) 에 장착된다.

(h4 : 측정 처리 순서)

실시형태 4 에 따른 측정 시스템 (100G) 을 사용한 측정 처리 순서에 대해서는, 상기 서술한 실시형태 2 에 따른 측정 시스템 (100C) 을 사용한 측정 처리 순서와 실질적으로 동일하기 때문에, 실시형태 2 에 있어서 설명한 내용을 여기에 원용한다.

(h5 : 이점)

실시형태 4 에 따른 측정 시스템 (100G) 에 의하면, 상기 서술한 실시형태 2 에 따른 측정 시스템 (100C) 에 있어서의 이점에 더하여, 적분기를 소형화할 수 있어, 측정 시스템 전체를 공간 절약화할 수 있다.

＜I. 실시형태 4 의 변형예＞

실시형태 4 의 변형예로서, 실시형태 4 에 따른 측정 시스템 (100G) 에 대해, 광원의 자기 흡수 보정을 가능하게 한 측정 시스템 (100H) 에 대하여 설명한다.

도 13(A) 및 도 13(B) 는, 실시형태 4 의 변형예에 따른 측정 시스템 (100H) 의 개략 구성 및 측정 방법을 설명하기 위한 모식도이다. 도 13(A) 에는, 표준 광원 (44) 을 사용한 교정시의 광학계를 나타내고, 도 13(B) 에는, 시료 광원 (34) 에 대한 측정시의 광학계를 나타낸다.

도 13(A) 및 도 13(B) 를 참조하여, 측정 시스템 (100H) 은, 도 12(A) 및 도 12(B) 에 나타내는 측정 시스템 (100G) 과 비교하여, 적분 반구 (4) 내에 자기 흡수 보정용 광원 (60) 및 배플 (62) 이 추가로 형성되어 있다. 자기 흡수 보정용 광원 (60) 및 배플 (62) 에 대해서는, 도 4(A) 및 도 4(B) 에 나타내는 측정 시스템 (100B) 에 있어서 채용되는 자기 흡수 보정용 광원 (60) 및 배플 (62) 과 실질적으로 동일하기 때문에, 여기에서는, 상세한 설명은 반복하지 않는다.

또, 실시형태 4 의 변형예에 따른 측정 시스템 (100G) 을 사용한 측정 처리 순서에 대해서는, 상기 서술한 실시형태 2 의 변형예에 따른 측정 시스템 (100D) 을 사용한 측정 처리 순서 (도 9 등 참조) 와 실질적으로 동일하기 때문에, 실시형태 2 의 변형예에 있어서 설명한 내용을 여기에 원용한다.

실시형태 4 의 변형예에 따른 측정 시스템 (100F) 에 의하면, 상기 서술한 실시형태 3 에 따른 측정 시스템 (100E) 에 있어서의 이점에 더하여, 측정시에 시료 광원 (30) 에 생길 수 있는 자기 흡수를 보정하여, 보다 정확한 전광속 측정이 가능해진다.

＜J. 정리＞

본 실시형태에 따른 측정 시스템은, 광원 (표준 광원 또는 시료 광원) 및 확산 반사 부재를 선택할 수 있게 장착할 수 있는 시료창과, 시료창에 대향하는 위치에 외부에 배치된 광원 (표준 광원 또는 시료 광원) 으로부터의 광을 적분기 내에 도입하기 위한 입사창을 갖는 적분기를 채용한다. 이로써, 시료창에 장착되는 광원으로부터 방사되는 광과, 동일한 시료창에 장착되는 확산 반사 부재에 대해 외부로부터 도입된 광이 조사되어 방사되는 광 사이에서, 방사 위치를 실질적으로 동일하게 할 수 있다. 그 때문에, 교정시와 측정시 사이에서, 방사 위치가 상이함에 따른 오차의 발생을 저감시킬 수 있어, 측정 정밀도를 높일 수 있다.

본 실시형태에 따른 측정 시스템은, 임의의 광원 (예를 들어, LED) 및 조명기구의 전광속을 측정하는 용도 등에 유익하다. 또, 본 실시형태에 따른 측정 시스템은, UVLED 및 IRLED 등의 분광 전방사속을 측정하는 용도 등에 유익하다.

본 발명의 실시형태에 대하여 설명하였지만, 이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 청구범위에 의해 나타내어지고, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함될 것이 의도된다.

1, 2 : 적분구,
4 : 적분 반구,
5 : 평면 미러,
6, 7, 8, 62 : 배플,
12 : 입사창,
13 : 정밀 애퍼처,
14 : 관측창,
16 : 시료창,
20 : 수광기,
22 : 확산 투과 부재,
30, 34 : 시료 광원,
32, 33, 46, 48 : 지지 부재,
40, 44 : 표준 광원,
42 : 차광 덮개,
50 : 확산 반사 부재,
60 : 자기 흡수 보정용 광원,
100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F, 100G, 100H, 200 : 측정 시스템,
150 : 처리 장치,
AX1, AX2, AX3, AX4 : 광축.

Claims (10)

1. 서로 대향하는 위치에 형성된 입사창 및 시료창을 갖는 적분기와,
   상기 시료창으로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치에 형성된 관측창을 통해서, 상기 적분기의 조도를 측정하는 수광기와,
   상기 적분기 내의 상기 시료창과 상기 관측창을 연결하는 광학 경로 상에 배치된 배플과,
   상기 수광기로부터 출력되는 측정값을 처리함으로써 광학 특성을 산출하는 처리 장치를 구비하고,
   상기 입사창은, 상기 적분기의 외부에 배치된 제 1 광원으로부터의 광의 상기 적분기 내로의 도입과 차단을 선택할 수 있게 구성되어 있고,
   상기 시료창은, 반사율을 이미 알고 있는 확산 반사 부재와 제 2 광원을 선택적으로 장착할 수 있게 구성되어 있는, 측정 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 처리 장치는,
   상기 시료창에 상기 확산 반사 부재가 장착됨과 함께, 상기 제 1 광원으로서 표준 광원으로부터의 광이 상기 입사창을 통해서 상기 적분기 내에 도입되는 제 1 상태에 있어서, 상기 수광기로부터 출력되는 제 1 측정값과,
   상기 시료창에 상기 제 2 광원으로서 시료 광원이 장착됨과 함께, 상기 입사창을 통한 상기 적분기 내로의 광이 차단되는 제 2 상태에 있어서, 상기 수광기로부터 출력되는 제 2 측정값에 기초하여, 상기 시료 광원의 광학 특성을 산출하는, 측정 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 입사창과 상기 제 1 광원 사이에 배치되는, 개구 면적을 이미 알고 있는 애퍼처를 추가로 구비하는, 측정 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 처리 장치는,
   상기 시료창에 상기 제 2 광원으로서 표준 광원이 장착됨과 함께, 상기 입사창을 통한 상기 적분기 내로의 광이 차단되는 제 1 상태에 있어서, 상기 수광기로부터 출력되는 제 1 측정값과,
   상기 시료창에 상기 확산 반사 부재가 장착됨과 함께, 상기 제 2 광원으로서 시료 광원으로부터의 광이 상기 입사창을 통해서 상기 적분기 내에 도입되는 제 2 상태에 있어서, 상기 수광기로부터 출력되는 제 2 측정값에 기초하여, 상기 시료 광원의 광학 특성을 산출하는, 측정 시스템.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 처리 장치는, 상기 시료 광원의 광학 특성으로서, 상기 시료 광원의 전광속을 산출하는, 측정 시스템.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   자기 흡수 보정용 광원을 추가로 구비하고,
   상기 처리 장치는, 상기 자기 흡수 보정용 광원이 점등되어 있는 상태에 있어서 상기 수광기로부터 출력되는 측정값에 기초하는 자기 흡수 보정 처리를 실행하는, 측정 시스템.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 적분기는, 전구형의 적분 공간을 갖는 적분구로 이루어지는, 측정 시스템.
8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 적분기는, 반구형의 적분 공간을 갖는 적분 반구와, 상기 적분 반구의 개구를 막는 평면 미러로 이루어지는, 측정 시스템.
9. 측정 시스템 및 표준 광원을 준비하는 스텝을 구비하고, 상기 측정 시스템은, 서로 대향하는 위치에 형성된 입사창 및 시료창을 갖는 적분기와, 상기 시료창으로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치에 형성된 관측창을 통해서, 상기 적분기의 조도를 측정하는 수광기와, 상기 적분기 내의 상기 시료창과 상기 관측창을 연결하는 광학 경로 상에 배치된 배플을 포함하고,
   상기 시료창에 반사율을 이미 알고 있는 확산 반사 부재가 장착됨과 함께, 상기 적분기의 외부에 배치한 상기 표준 광원으로부터의 광이 상기 입사창을 통해서 상기 적분기 내에 도입되는 제 1 상태에 있어서, 상기 수광기로부터 출력되는 제 1 측정값을 취득하는 스텝과,
   상기 시료창에 시료 광원이 장착됨과 함께, 상기 입사창을 통한 상기 적분기 내로의 광이 차단되는 제 2 상태에 있어서, 상기 수광기로부터 출력되는 제 2 측정값을 취득하는 스텝과,
   상기 제 1 측정값 및 상기 제 2 측정값에 기초하여, 상기 시료 광원의 광학 특성을 산출하는 스텝을 구비하는, 측정 방법.
10. 측정 시스템 및 표준 광원을 준비하는 스텝을 구비하고, 상기 측정 시스템은, 서로 대향하는 위치에 형성된 입사창 및 시료창을 갖는 적분기와, 상기 시료창으로부터 소정 거리만큼 떨어진 위치에 형성된 관측창을 통해서, 상기 적분기의 조도를 측정하는 수광기와, 상기 적분기 내의 상기 시료창과 상기 관측창을 연결하는 광학 경로 상에 배치된 배플을 포함하고,
    상기 시료창에 상기 표준 광원이 장착됨과 함께, 상기 입사창을 통한 상기 적분기 내로의 광이 차단되는 제 1 상태에 있어서, 상기 수광기로부터 출력되는 제 1 측정값을 취득하는 스텝과,
    상기 시료창에 반사율을 이미 알고 있는 확산 반사 부재가 장착됨과 함께, 시료 광원으로부터의 광이 상기 입사창을 통해서 상기 적분기 내에 도입되는 제 2 상태에 있어서, 상기 수광기로부터 출력되는 제 2 측정값을 취득하는 스텝과,
    상기 제 1 측정값 및 상기 제 2 측정값에 기초하여, 상기 시료 광원의 광학 특성을 산출하는 스텝을 구비하는, 측정 방법.

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