[发明专利]光学测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及能够对来自光源的总光通量进行测量的光学测量装置。

背景技术

光学测量装置中的总光通量测量装置，是以圆柱光源即总光通量标准电灯泡为标准而能够测量显示器等面发光源的总光通量的装置。现有典型的总光通量测量装置具有完全积分球，其在内壁面涂敷了硫酸钡等完全漫反射材料。作为测量对象的试样灯被配置于积分球的中心，其光通量经由积分球的球面上形成的观测窗进行光通量测量。在观测窗和试样灯之间设置有遮光板，以使来自试样灯的光不直接射入观测窗。通过使用这种球形光通量计，对总光通量的值进行已知的总光通量标准电灯泡和试样灯的比较测量，能够求出试样灯的总光通量。

球形光通量计需要在积分球的中心部将试样灯点亮，因此需要在积分球中心部固定试样的支承件。但是，由于该支承件和灯自身的光吸收会导致测量误差，从而需要对支承件涂敷与在积分球内壁面涂敷的涂料同样的涂料。

有一种方法：在积分球壁面使自吸收测量用光源点亮，根据在支承件和试样灯于积分球内具有时和没有时的光度计的输出之比，求出它们的自吸收率。但是，现实中，灯支承件大多兼作灯点亮用的配线的配线管而被固定于积分球，因此，只能求出试样灯自吸收率(JIS C7607-1991、测光标准用放电灯的总光通量测量方法、附属书修正系数的求法2.在灯的形状、尺寸的不同下的自吸收的修正系数K2的测量方法)。

另一方面，试样灯的光强分布(配光：luminous intensity distribution)及光谱分布等与总光通量标准光源的光强分布及光谱分布等不同，因此，灯支承件及试样灯的自吸收就是不能忽视的值。

为了解决这种问题，已经提出了具备半球和平面镜的新的总光通量测量装置(特许文献1)。

特许文献1公示的装置，如图8所示，通过准备积分半球2并在该积分半球2的开口部覆盖平面镜3而被制成，该积分半球2在其内壁涂敷了硫酸钡等光漫反射面1。在平面镜3中的位于积分半球的曲率中心的部分设置有开口5，并且被测量光源4插入该开口5。通过在积分半球2的内部将被测量光源4点亮，积分半球2的内壁和被测量光源4的虚像由平面镜3产生。其结果，在与积分半球2相同半径的积分球的内部就得到被测量光源4和该被测量光源4的虚像被点亮的状态。这样，通过光检测器6可以测量由被测量光源4和被测量光源的虚像构成的两个光源的总光通量。

根据该装置，由于灯支承件(点灯夹具)8位于积分空间的外侧，因此，灯支承件8所产生的自吸收不影响总光通量测量值。因此，在灯支承件8的自吸收的修正等繁杂的工序没有的状态下，可得到高测量精度。另外，由于积分空间是整个积分球的一半，所以光检测器6的受光窗的照度达到2倍，从而得到总光通量测量中的S/N的提高。

特许文献1：日本国特开平6-167388号公报(参照图1)

但是，在图8的结构中，遮断来自被测量光源4的直接光的遮光板7也必须遮断来自被测量光源4的虚像的直接光。因此，如后所述，与在整个积分球内只点亮被测量光源4的场合相比而遮光板7需要2倍以上的大小。积分球内部的遮光板7遮断积分球内的反射光的光路的一部分，且遮光板自身也有光的吸收，因此，存在与整球的积分球中的灯支承件同样使测量误差增大的问题。

下面，详细说明应用积分球的测量原理、和由遮光板的自吸收所引起的误差。

首先参照图9说明积分球的测量原理。图9是用于通过平面模型说明积分球的原理的图。

假设在半径r的积分球的中心配置光源4，从光源4对角度为α的方向的积分球壁微小面A以光度I₀(α)进行照射。这时，积分球壁微小面A的照度Ea用数学式1表示。

(数学式1)

E_a＝I₀(α)/r²

在积分球内壁以反射率ρ产生完全漫反射，并且内壁面上的微小面A的面积设为dS的情况下，由微小面A反射的光通量φ_a用数学式2表示。

(数学式2)

φ_a＝ρ·E_a·dS

将相对于微小面A的法线而角度为θ的方向的积分球壁面上的微小面设为B。由于微小面A是完全光漫反射面，因此自微小面A沿面B方向的光度I_a(θ)用数学式3表示。

(数学式3)

I_a(θ)＝φ_a·cosθ/π