光通量計及總光通量的測量方法

文檔序號：5841876閱讀：437來源：國知局

專利名稱：光通量計及總光通量的測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于測量被測量光源所產生的總光通量的光通量計及使用該光通量計的總光通量的測量方法，特別涉及一種適于測量來自面光源的總光通量的結構。
背景技術：
作為用于測量光源的總光通量的代表性裝置，已知有包括積分球的球形光通量計。積分球在其內表面涂敷有漫
反射才才泮牛(侈寸^口石克酸4貝、PTFE(polytetrafluoroethylene: 聚
四氟乙燁)等)。在該積分球內配置凈皮測量光源，通過使該#皮測量光源所產生的光束在其內表面重復反射，使積分球內表面的照度均勻。球形光通量計是利用該均勻的照度與被測量光源的總光通量成比例的光通量計。通常，通過這種球形光通量計所測量的總光通量為相對值，因此通過比較產生的總光通量與使用已知的總光通量標準光源的情況下的測量結果(標準值)，來測量被測量光源的總光通量的絕對值。
在這種球形光通量計中，無法避免用于在積分球內配置被測量光源的支撐結構物、用于防止從被測量光源直接向用于測量照度的受光部入射光的遮蔽板(baffle)等引起的光吸收。另外，被測量光源自身也吸收光。
"曰本工業(yè)標準JIS C-8152:照明用白色發(fā)光二極管(LED) 的測光方法，，中，公開有對這種光吸收使用用于校正被測量光源的自吸收的系數(shù)。設置自吸收測量用光源(代表性的白色 LED(Light Emitting Diode:發(fā)光二極管))使得所產生的直接光不入射到受光部，通過在將被測量光源配置在積分球內的情況和不將被測量光源配置在積分球內的情況下分別取得由來自自吸收測量用光源的光束所產生的受光部的輸出之比，來算出該自吸收校正系數(shù)。然而，該方法無法校正支撐結構物、遮蔽板等引起的光吸收。
因此，為了避免這種由支撐結構物等引起的光吸收的影
響，提出了特開平06-167388號公報所公開那樣的半球形光通量計(下面也稱作"半球光通量計")。該半球光通量計具備代替積分球、在半球狀的內壁涂敷漫反射材料的積分半球；以及設置成鏡面覆蓋積分半球的開口部的平面反射鏡。而且，將被測量光源設置在平面反射鏡的中心使得其中心與積分半球的內部半球的曲率中心一致。
根據這種結構，被測量光源與通過平面反射鏡產生的被測量光源的虛像存在于積分球內(積分半球與積分半球的虛像的合成空間)。即平面反射鏡和積分半球能夠實現(xiàn)宛若被測量光源在積分球內空間中沒有固定光源的支撐結構物地點亮的狀態(tài)，因此能夠避免點亮工具等的支撐結構物所引起的光束吸收。
然而，即使使用上述半球光通量計也無法避免被測量光源自身的光吸收。特別在使用半球光通量計的情況下，由于被測量光源安裝在平面反射鏡側，因此能夠將發(fā)光面積較大的面光源作為被測量光源。這種情況下，也存在不能忽略被測量光源自身引起的光吸收的量的情況。
因此，在為了校正這種被測量光源自身的光吸收而設置了如上所述的自吸收測量用光源的情況下，可能產生新的問題。即在設置了自吸收測量用光源的情況下，該自吸收測量用光源的虛像也存在于積分球內。如上所述，需要設置遮蔽板等使得來自自吸收測量用光源的直接光不入射到受光部，而要避免從自吸收測量用光源及其虛像向受光部入射直接光，將導致遮蔽板相對地變大。其結果是由于該遮蔽板和自吸收測量用光源引起的積分球內的照度不均等，可能產生新的測量誤差。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供一種能夠校正被測量光源等引起的光吸收的半球形的光通量計及使用該光通量計的總光通量的測量方法。
根據本發(fā)明的一個側面，提供一種用于測量被測量光源所
產生的總光通量的光通量計。光通量計包括半球部，在其內表面形成有光漫反射層；板狀反射鏡，其配置為通過半球部的實際的曲率中心，并且堵塞半球部的開口部；受光部，其用于測量半球部內表面的照度；以及校正光源，其產生校正光束。反射鏡包括第一窗部，其形成在包括半球部的實際的曲率中心的區(qū)域，并且能夠安裝被測量光源使得其產生的光束向半球部的內表面照射；以及第二窗部，其形成在離開第一窗部規(guī)定距離的位置上。校正光源，其被配置為通過第二窗部向半球部內表面照射校正光束。
最好是第一窗部構成為能夠沿著與反射鏡的鏡面相同的面安裝大小與第一窗部的開口區(qū)域相同的校正用反射鏡。光通量計還包括校正系數(shù)算出部，其根據第一照度和第二照度算出被測量光源的光吸收所引起的校正系數(shù)，其中，所述第一照度為在第一窗部安裝非發(fā)光狀態(tài)的被測量光源、并且校正光源是發(fā)光狀態(tài)的情況下所測量的照度，所述第二照度為在第一窗部安裝校正用反射鏡、并且在校正光源是發(fā)光狀態(tài)的情況下所測量的照度。
更好的是還具備總光通量算出部，其根據在第一窗部安裝發(fā)光狀態(tài)的被測量光源的情況下所測量的第三照度和校正系數(shù)，算出被測量光源產生的總光通量。
更好的是校正光源構成為通過第二窗部向半球部內表面照射的校正光通量成為預先規(guī)定值?？偣馔克愠霾扛鶕谝?照度、第三照度、校正系數(shù)、和校正光通量，算出被測量光源所產生的總光通量的絕對值。
最好是受光部包括能夠對不同波長測量半球部的內表面的照度的分光部。校正系數(shù)算出部對不同波長算出校正系數(shù)。
最好是受光部通過形成在半球部或反射鏡上的第三窗部來測量照度。光通量計還包括遮蔽部，該遮蔽部被配置在第一窗部到第三窗部的if各徑上。
根據本發(fā)明的另一側面，提供一種用于測量被測量光源所產生的總光通量的測量方法。測量方法包括準備光通量計的步
驟。光通量計包括在其內表面形成光漫反射層的半球部、和配置為通過半球部的實際的曲率中心、并且堵塞半球部的開口部的板狀反射鏡。反射鏡具有第一窗部、和形成在離第一窗部規(guī)定距離的位置上的第二窗部。測量方法還包括沿著與反射鏡的鏡面相同的面對第一窗部安裝大小與第一窗部的開口區(qū) 域相同的校正用反射鏡的步驟；通過第二窗部向半球部的內表面照射校正光束的步驟；測量半球部的內表面的照度作為第一照度的步驟；以及在第一窗部安裝被測量光源使得其光束的產生方向朝向半球部的內表面的步驟。測量光源維持非發(fā)光狀態(tài)。
測量方法還包括通過第二窗部向半球部的內表面照射校正光束的步驟；測量半球部的內表面的照度作為第二照度的步驟；根據第一照度和第二照度算出被測量光源的光吸收所引起的校正系數(shù)的步驟；使被測量光源為發(fā)光狀態(tài)，測量半球部內表面的照度作為第三照度的步驟；以及根據第三照度和校正系數(shù)算出被測量光源所產生的總光通量的步驟。
本發(fā)明的優(yōu)點在于能夠校正由被測量光源等引起的光吸收。
根據結合附圖進行理解的、與本發(fā)明有關的下面的詳細說明可以明確本發(fā)明的上述以及其他目的、特^正、側面以及優(yōu)點。

圖l是表示本發(fā)明的第一實施方式所涉及的光通量計的外觀圖的圖。
圖2是表示本發(fā)明的第一實施方式所涉及的光通量計的剖面結構的概要圖。
圖3是用于說明被測量光源的非安裝狀態(tài)的概要圖。
圖4是表示本發(fā)明的第一實施方式所涉及的控制部中的控制結構的概要圖。
圖5A 圖5C是示意性地表示使用本發(fā)明的第一實施方式所涉及的光通量計的測量方式的圖。
圖6是表示使用本發(fā)明的第一實施方式所涉及的光通量計的總光通量的測量所涉及的處理過程的流程圖。
圖7是表示白色LED的代表性結構的剖面圖。
圖8是表示本發(fā)明的第二實施方式所涉及的光通量計的剖面結構的概要圖。
圖9是表示本發(fā)明的第二實施方式所涉及的控制部中的控制結構的概要圖。
圖IO是表示使用本發(fā)明的第二實施方式所涉及的光通量計的總光通量的測量所涉及的處理過程的流程圖。
圖ll是本發(fā)明的第三實施方式所涉及的受光部的代表性的概要結構圖。附圖標記說明
1:半球部；la:光漫反射層；2:光源窗；3:反射鏡；4: 照明窗；6:觀測窗；7、 7A:受光部；8:遮蔽部；9、 9A:校正光源；10、 10A:控制部；11:光源保存部；12:才交正用反射鏡；13:聚光光學系；71:衍射光柵；72:檢測部；100、 100A: 光通量計；102:基座部；104:;旋轉軸；111:選擇部；112、 113、 114:緩沖部；115:除法部；116、 116A:總光通量算出部；200:陽極^ 202:陰極；206、 216:焊線；208:透鏡；210: 密封劑；212: LED芯片；214:銀膏；OBJ:被測量光源。
具體實施例方式
參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。此外，對圖中相同或相當部分附加相同標記，不重復其說明。 [第一實施方式〗 <裝置結構>
參照圖1，本發(fā)明的第一實施方式所涉及的光通量計100由半球部l和配置為堵塞該半球部l的開口部的圓板狀反射鏡3構成。另外，半球部1通過旋轉軸104旋轉自由地與基座部102連結。
參照圖l和圖2，在半球部l的內表面(內壁)形成光漫反射層 la 。通過涂敷或噴涂代表性的硫酸鋇、 PTFE(polytetrafluoroethylene)等光漫射材料來形成該光漫反射層la。
圓板狀反射鏡3被配置為通過半球部1的實際的曲率中心、并且堵塞半球部l的開口部。此外，半球部l的曲率中心代表性地意味著半球部l的內表面?zhèn)鹊那手行?。另外，反射鏡3的反射面(鏡面)5至少形成在半球部1的內表面?zhèn)取?br> 并且，在反射鏡3上形成能夠連通半球部1內表面?zhèn)群屯獠總戎g的光源窗2和照明窗4 。光源窗2主要是用于安裝被測量光源OBJ的開口，形成在包括反射鏡3的圓板中心點的區(qū)域。換句話說，光源窗2形成在包括半球部1的實際的曲率中心的區(qū)域。此外，為了測量來自被測量光源OBJ的總光通量，最好使被測量光源OBJ的中心與半球部l的曲率中心一致，如果能夠以這種狀態(tài)安裝被測量光源OBJ，則光源窗2可以是任何形狀。
此外，對纟皮測量光源OBJ沒有任何限定，但是優(yōu)選測量來自LED(Light Emitting Diode:發(fā)光二極管)單元、平板顯示器等面光源的總光通量。
在此，說明本實施方式所涉及的光通量計100的測量原理。被測量光源0BJ產生的光束主要向半球部1的內表面照射。另一方面，反射鏡3使由半球部1反射后入射的、來自被測量光源OBJ 的光束反射，并且生成半球部l的內表面的虛像。如上所述，由于反射鏡3構成為通過半球部1的曲率中心，因此形成于反射鏡3 和半球部l之間的空間變成具有固定曲率的半球。因此，通過該半球部l的內表面、和反射鏡3生成的虛像，能夠得到與實際使用球體的積分球的情況相等的照度分布。換句話說，能夠視為像在球體的積分球內存在相互對稱配置的兩個被測量光源O B J 的發(fā)光面。通過這種虛像，半球部l的內表面的照度被均勻化，能夠根據該均勻化的照度值算出被測量光源OBJ的總光通量。
即，只要能夠將反射鏡3和半球部1之間形成的空間、與由反射鏡3生成的該空間的虛像結合的狀態(tài)視作球體即可。因此， "半球部的實際的曲率中心"是如下概念除了半J求部1的真正的曲率中心之外，還包括如上所述能夠得到與使用球體的積分球的情況實際上相等的照度分布的附近位置。
另一方面，照明窗4是用于向半球部l的內表面照射來自用于測量自吸收的校正光源9的光束的開口。照明窗4形成在離開光源窗2規(guī)定距離的位置上。此外，最好是盡可能抑制來自校正光源9的光束向被測量光源的OBJ的發(fā)光面直接入射。
隔著反射鏡3在半球部1的外側與照明窗4連通地配置光源保存部ll。在光源保存部ll的內部配置4交正光源9，來自校正光源9的光束通過照明窗4照射到半^^部1的內表面。如后所述，該校正光源9是用于算出被測量光源OBJ的光吸收所引起的校正系數(shù)的自吸收測量用光源。此外，下面為了與^f皮測量光源OBJ 產生的光束進行區(qū)別，也將校正光源9產生的光束稱作"校正光束"。在此，如圖2所示，校正光束的光軸實際上相當于通過照明窗4的與反射鏡3的圓板面垂直的線。通常被測量光源OBJ在積分球內的自吸收校正的目的在于，校正被測量光源OBJ產生的光在積分球的內表面重復反射并再次入射到被測量光源O B J 而被吸收的成分。因此，需要校正光束與被測量光源OBJ產生的光同樣地，在積分球內部重復反射的過程中入射到被測量光源OBJ。在校正光束不在積分球的內表面反射、而直接入射到被測量光源OBJ中的情況下，變得與測量被測量光源OBJ的光通量時產生自吸收的照明條件不同，自吸收校正會產生誤差。然而，如本實施方式所涉及的光通量計100那樣，采用通過在與反射鏡3相同的圓板面的不同位置上分別形成的窗2 、 4向垂直于該圓板面的方向照射光束的結構，由此能夠抑制通過照明窗4照射的校正光束直接入射到被測量光源OBJ。由此，能夠抑制測量誤差。
由受光部7通過形成在半球部1或者反射鏡3中任何一個上的觀測窗6檢測半球部1內部的照度。在圖2所示結構中，代表性地在離開照明窗4的半球部1的內表面形成觀測窗6。這是為了抑制來自校正光源9的校正光束源直接入射到受光部7。代替以上，也可以在反射鏡3上形成觀測窗6。并且，為了抑制來自被測量光源OBJ的光束直接入射到受光部7，在從被測量光源OBJ到觀測窗6的通路上形成遮蔽部8。此外，為了抑制遮蔽部8自身引起的光吸收，遮蔽部8最好是相對增大其表面的反射率。
控制部10構成為接收由受光部7測量的表示半球部1的內表面的照度的信號。而且，控制部10根據與該測量得到的照度相應的輸出，算出被測量光源OBJ的自吸收校正系數(shù)、來自被測量光源OBJ的總光通量。
在圖2所示結構中，照明窗4和光源窗2處于同一平面上，因此來自校正光源9的光束無法直接入射到被測量光源OBJ的發(fā)光面。如上所述，被測量光源OBJ的自吸收是被測量光源OBJ 產生的光在積分球的內表面重復反射并再次入射到被測量光源 OBJ被吸收所引起的，因此光學上，在照明窗4和光源窗2的間隔較近時，能夠使來自照明窗4的光與從光源窗2發(fā)出的光近似。
<自吸收校正系數(shù)的算出過程>
下面使用圖2和圖3說明在本實施方式所涉及的光通量計 100中算出被測量光源OBJ的自吸收校正系數(shù)a的過程。
參照圖3，光源窗2構成為除了能夠安裝被測量光源OBJ之外，還能夠沿著與反射鏡3的鏡面相同的面安裝大小與光源窗2 的開口區(qū)域相同的校正用反射鏡12 。即在光源窗2中沒有安裝被測量光源OBJ的狀態(tài)下，代替被測量光源OBJ而將校正用反射鏡 12安裝在光源窗2中。因而，包括光源窗2的區(qū)域的反射鏡3圓板面的整個面(除照明窗4的部分)形成反射面(鏡面)。在如圖3所示的狀態(tài)下，由來自校正光源9的校正光束產生的、由受光部7檢測出的照度與排除了被測量光源OBJ的自吸收影響的標準值相當。而且，在將圖2所示的被測量光源OBJ不點亮地進行安裝的狀態(tài)下，用該標準值將由來自校正光源9的校正光束產生的、由受光部7檢測出的照度歸一化，由此能夠算出被測量光源OBJ 的自吸收校正系數(shù)a。
即，當將在圖3的狀態(tài)下與由校正光束產生的照度相應的來自受光部7的輸出值設為io，將在圖2的狀態(tài)下與由校正光束產生的照度相應的來自受光部7的輸出值設為h時，能夠用下式表示被測量光源OBJ的自吸收校正系數(shù)a。
<formula>formula see original document page 14</formula>
并且，能夠使用該自吸收校正系數(shù)a才交正由被測量光源OBJ 產生的光束所產生的照度，使用該校正后的照度測量被測量光源OBJ的總光通量。
具體地說，在考慮自吸收校正系數(shù)a的情況下的被測量光源OBJ的總光通量cp、和由受光部7檢測出的照度Ed之間的邏輯關系如下。
<formula>formula see original document page 14</formula>
其中，r是半球部l的曲率中心到內表面的半徑，p是半球部 l的內表面的反射率，這些值都是已知的。另外，id是將校正光源9設為非發(fā)光狀態(tài)、并且將被測量光源OBJ設為發(fā)光狀態(tài)的情況下的來自受光部7的輸出值。
即，被測量光源OBJ的總光通量(p與自吸收校正系數(shù)a和來自受光部7的輸出值id之積成比例。實際上，很難正確地測量由受光部7檢測出的絕對照度，因此通過將所產生的總光通量與預先已知的總光通量標準光源的測量結果進行比較，來間接地測量被測量光源O B J的總光通量。
<控制結構〉
參照圖4,本發(fā)明的第一實施方式所涉及的控制部10作為其功能包括選擇部lll、緩沖部112、 113、 114、除法部115以及總光通量算出部116。選擇部lll根據來自用戶等的狀態(tài)輸入將來自受光部7的輸出值有選#^也輸出到緩沖部112、 113、 114中的某一個。在此，狀態(tài)輸入代表性地包括以下三種情況。
(1) 在光源窗2上安裝有被測量光源OBJ，并且只有校正光源 9是發(fā)光狀態(tài)
(2) 在光源窗2上安裝有校正用反射鏡12,并且只有校正光源9是發(fā)光狀態(tài)
(3) 在光源窗2上安裝有被測量光源OB J，并且只有被測量光源OBJ是發(fā)光狀態(tài)
即，用戶在設定為如上述圖2或者圖3所示的狀態(tài)之后，將與各狀態(tài)相應的狀態(tài)輸入提供給控制部10。
在作為狀態(tài)輸入而輸入上述(l)的情況下，緩沖部112接收從選擇部lll輸出的受光部7的輸出值，并作為輸出值h保持輸出。另外，在作為狀態(tài)輸入而輸入上述(2)的情況下，緩沖部113 接收從選擇部lll輸出的受光部7的輸出值，并作為輸出值io保持輸出。并且，在作為狀態(tài)輸入而輸入上述(3)的情況下，緩沖部114接收從選擇部111輸出的受光部7的輸出值，并作為輸出值 id保持輸出。此外，各緩沖部112、 113、 114也可以構成為包括噪聲除去電路、平均化電路。
除法部115用從緩沖部112輸出的輸出值h除以從緩沖部 113輸出的輸出值io,將其商作為自吸收校正系數(shù)a向總光通量算出部116輸出。
總光通量算出部116將從緩沖部114輸出的輸出值id乘以從除法部115輸出的自吸收校正系數(shù)a得到的值作為與被測量光源 OBJ的總光通量(l)相應的相對值進行輸出。此外，總光通量算出部116也可以在進一步乘以與其對應的、與光通量計100的設計常數(shù)相應的系數(shù)后算出輸出值。<點亮姿勢〉
如圖l所示，在本實施方式所涉及的光通量計100中，半5求部l構成為自由^t轉，因此能夠連續(xù)改變^L測量光源OBJ的點亮姿勢，容易地進行總光通量測量。
參照圖5A 圖5C，在預先取得自吸收校正系數(shù)oc的基礎上，將被測量光源OBJ安裝在光源窗2上，按適當?shù)男D角度依次設定半球部1 ，依次在各旋轉角度下測量被測量光源OBJ的總光通量。由于被測量光源OBJ的種類不同，發(fā)光性能根據其點亮姿勢而不同，本實施方式所涉及的光通量計100能夠更迅速地評價這種被測量光源OBJ的發(fā)光性能。此外，作為發(fā)光性能根據點亮姿勢而不同的理由之一，已知有由于被測量光源OBJ的力文熱特性根據點亮姿勢而不同而被測量光源OBJ的內部溫度不同的情形。
<測量過程>
參照圖6,說明使用本發(fā)明的第一實施方式所涉及的光通量計10 0的總光通量測量所涉及的處理過程。
首先，用戶在準備光通量計100之后，在光源窗2上安裝校正用反射鏡12(步驟S100),使校正光源9發(fā)光(步驟S102)。而且，用戶向控制部10輸入表示上述的"(2)在光源窗2上安裝有校正用反射鏡12,并且只有校正光源9是發(fā)光狀態(tài)"的選擇指令，由此，控制部10將此時從受光部7輸出的值作為輸出值i o臨時保存 (步驟S104)。
接著，用戶在光源窗2上安裝被測量光源OBJ(步驟S106), 使校正光源9發(fā)光(步驟S108)。而且，用戶向控制部10輸入表示上述的"(l)在光源窗2上安裝有被測量光源OBJ,并且只有校正光源9是發(fā)光狀態(tài)"的選擇指令。由此，控制部10將此時從受光部7輸出的值作為輸出值h臨時保存(步驟SllO)。并且，控制部10通過用輸出值h除以輸出值io算出自吸收校
正系數(shù)a(步驟S112)?？刂撇?0保存該算出的自吸收校正系數(shù)a。
接著，在光源窗2上安裝有被測量光源OBJ的狀態(tài)下，用戶將校正光源9設為非發(fā)光狀態(tài)，并且使被測量光源OBJ發(fā)光(步驟S114)。而且，用戶向控制部10輸入表示上述的"(3)在光源窗 2上安裝有被測量光源OBJ，且只有被測量光源OBJ是發(fā)光狀態(tài)" 的選擇指令。由此，控制部10算出作為此時從受光部7輸出的值的輸出值id乘以在步驟S112中算出的自吸收校正系數(shù)a的值，作為被測量光源OBJ的總光通量(相對值)輸出(步驟S116)。
之后，在需要在其它點亮姿勢下進行測量的情況下(步驟 S118是YES的情況)，用戶將半球部l設定在規(guī)定的旋轉角度(步驟S120)，使控制部10執(zhí)行步驟S116以后的處理。
與此相對，在不需要在其它點亮姿勢下進行測量的情況下 (步驟S118是NO的情況)，結束測量處理。
<變形例>
在上述的第一實施方式所涉及的光通量計中，沒有特別限定校正光源9的種類，但是根據被測量光源OBJ的種類，存在作為校正光源9最好使用與被測量光源OBJ相同種類的光源的情況。
例如，在熒光水銀燈中，在水銀燈的外管的內表面?zhèn)韧糠?有熒光體，發(fā)射水銀燈自身所產生的光和接受該光的一部分而由焚光體所產生的熒光。通常，水銀燈的輝線光譜包括254nm、 365nm的紫外線，在該紫外線在半球部l的內表面等處漫反射的過程中，能夠再次入射到熒光水銀燈的熒光體。因此，由于從熒光水銀燈一次發(fā)射的紫外線而產生熒光體再次發(fā)光的"再激勵現(xiàn)象"。另外，在使用白色LED的情況下也同樣會產生"再激勵現(xiàn)象"。參照圖7，白色LED包括在作為引線架的陰極202上、夾住銀膏214配置的LED芯片212。另外，除了陰極202之夕卜，白色LED 還包括同樣作為引線架的陽極200。而且，LED芯片212通過焊線206與陽極200電連接，并且通過焊線216與陰極202電連接。
封。而且，通過將包括LED芯片212和密封劑210的整體封裝成炮彈形狀來構成透鏡208。
從該LED芯片212發(fā)射的光照射到作為熒光體的密封劑 210。而且，密封劑210所產生的熒光通過透鏡208漫反射發(fā)射。在此，在通常的白色LED中，作為LED芯片2124吏用藍色發(fā)光 LED，作為熒光體使用YAG(釔鋁石榴石)熒光體。從白色LED 也發(fā)射LED芯片212所發(fā)射的藍色成分光的一部分，但是該藍色成分光在半球部l的內表面等處漫反射的過程中，可能再次入射到密封劑210中。因此，由于白色LED—次發(fā)射的光而產生熒光體再次發(fā)光的"再激勵現(xiàn)象"。
因而，除了自吸收現(xiàn)象外，為了校正如上所述的再激勵現(xiàn) 象引起的測量誤差，作為校正光源9最好是使用與被測量光源 OBJ相同種類的光源。在此，"相同種類的光源"意味著校正光源9所產生的光的波長成分(波譜)與被測量光源OBJ所產生的光的波長成分(波譜)實際上是等效的，不需要使兩光源完全相同。
作為校正光源9通過使用如上所述的與被測量光源0 B J相同種類的光源，能夠算出考慮自吸收現(xiàn)象和再激勵現(xiàn)象的自吸收校正系數(shù)a。此外，自吸收校正系數(shù)a的算出過程和總光通量的測量過程與上述的各個過程相同，因此不重復詳細的說明。
根據本實施方式，在圓板狀反射鏡3上相互離開規(guī)定距離地形成光源窗2和照明窗4，在光源窗2上安裝被測量光源0BJ,窗4向半球部1的內表面照射。由此，能夠抑制來自校正光源9 的校正光束直接入射到被測量光源OBJ，其結果是不需要在半球部l的內部設置用于抑制4交正光束直4妻向^皮測量光源OBJ入射的遮蔽板。因此，維持簡單結構就能夠校正被測量光源OBJ 的光吸收(自吸收)引起的誤差，高精度地測量總光通量。
另外，根據本實施方式，半球部l構成為自由旋轉，因此能夠保持將被測量光源OBJ安裝在反射鏡3上的狀態(tài)，容易地進行各種點亮姿勢下的總光通量測量。
在上述的第一實施方式中，示例出輸出與被測量光源OBJ 的總光通量相應的相對值的結構，但是通過嚴密設定從校正光源向半球部1的內表面照射的光束，也能夠經過一次測量取得#皮測量光源O B J的總光通量的絕對值。
參照圖8,本發(fā)明的第二實施方式所涉及的光通量計100A 是在上述的第一實施方式所涉及的光通量計100中追加聚光光學系13，并且分別用4交正光源9A和控制部10A4戈替才交正光源9 和控制部10的光通量計。其它部位與光通量計100相同，因此不重復詳細的說明。
校正光源9A由將其產生的光的光度設計為預先規(guī)定值的光度標準光源構成。光度是指單位立體角相當?shù)墓馔?，因此?通過正確設計校正光源9A所發(fā)射的立體角(開口面積)，能夠任意決定從校正光源9 A向半球部1的內表面照射的標準光通量。
更具體地說，在校正光源9A和照明窗4的光軸上配置聚光光學系13，通過恰當?shù)毓鈱W設計該聚光光學系13,能夠決定校正光源9A所產生的光束中通過照明窗4向半球部1照射的標準光束。為了更正確地決定標準光束，最好是通過與預先決定的標準燈的比較等來進行校正。此外，為了盡可能減小照明窗4的大小，最好是將聚光光學系13設計為使來自校正光源9A的校正光束在照明窗4聚集。
而且，在光源窗2上安裝有校正用反射鏡12、并且只有校正光源9A是發(fā)光狀態(tài)的情況下，根據由來自校正光源9A的校正光束(標準光通量cpo)產生的照度，將從受光部7輸出的輸出值設為i。，在光源窗2上安裝有被測量光源OBJ、并且只有被測量光源OBJ是發(fā)光狀態(tài)的情況下，將從受光部7輸出的輸出值設為" 時，被測量光源OBJ的總光通量cp變成如下。
cp= cp0xaxid/i0
此外，通過與上述相同的過程算出自吸收校正系數(shù)a。由此，才艮據本實施方式所涉及的光通量計100A,不進行與
總光通量標準光源的比較測量，就能夠經過一次測量來測量被
測量光源OBJ的總光通量的絕對值。 <控制結構>
參照圖9,本發(fā)明的第二實施方式所涉及的控制部10 A作為其功能包括選擇部lll、緩沖部112、 113、 114、除法部115以及總光通量算出部116A。除了總光通量算出部116A之外的其它功能模塊與上述的圖4所示的控制部10的控制結構相同，因此不重復詳細的說明。
總光通量算出部116A根據從緩沖部114輸出的輸出值id、從除法部115輸出的自吸收校正系數(shù)a、從校正光源9A向半球部1 的內部照射的標準光通量cpo、以及從緩沖部113輸出的輸出值 io,算出被測量光源OBJ的總光通量cp。
具體地說，總光通量算出部116A按照上述的計算式((p= cpoXaxid/i。)算出總光通量cp。此外，根據校正光源9A的設計值預
先設定標準光通量(po ° <測量過程>參照圖IO說明使用本發(fā)明的第二實施方式所涉及的光通量計100A的總光通量測量所涉及的處理過程。此外，對于圖10所示步驟中，進行與圖6所示流程圖中的步驟實際相同處理的步驟標記相同的參照編號。
首先，用戶在準備光通量計100A之后，在光源窗2上安裝校正用反射鏡12(步驟S100),向控制部10A輸入標準光通量cpo 的值之后(步驟SIOI)，使校正光源9A發(fā)光(步驟S102)。而且，用戶向控制部10A輸入表示上述的"(2)在光源窗2上安裝有校正用反射鏡12,并且只有校正光源9A是發(fā)光狀態(tài)"的選擇指令。由此，控制部IOA將此時從受光部7輸出的值作為輸出值io臨時保存(步驟S104)。
接著，用戶在光源窗2上安裝被測量光源OBJ(步驟S106)，使校正光源9A發(fā)光(步驟S108)。而且，用戶向控制部10A輸入表示上述的"(l)在光源窗2上安裝有被測量光源OBJ，并且只有校正光源9A是發(fā)光狀態(tài)"的選擇指令。由此，控制部10A將此時從受光部7輸出的值作為輸出值h臨時保存(步驟S110)。
并且，控制部10A通過用輸出值h除以輸出值io算出自吸收校正系數(shù)a(步驟S112)?？刂撇?0A保存該自吸收4交正系數(shù)a。
接著，在光源窗2上安裝有被測量光源OBJ的狀態(tài)下，用戶將校正光源9 A設為非發(fā)光狀態(tài)，并且使被測量光源O B J發(fā)光(步驟S114)。而且，用戶向控制部10A輸入表示上述的"(3)在光源窗2上安裝有被測量光源OBJ，并且只有被測量光源OBJ是發(fā)光狀態(tài)"的選擇指令。由此，控制部10A對作為此時從受光部7輸出的值的輸出值id乘以在步驟SIOI中輸入的標準光通量cpo和在步驟S112中算出的自吸收校正系數(shù)a,并且除以在步驟S104中保存的輸出值i。，并將其結果作為被測量光源OBJ的總光通量輸出(步驟S117)。之后，在需要在其它點亮姿勢下進行測量的情況下(步驟
S118是YES的情況)，用戶將半球部l設定在規(guī)定的旋轉角度(步驟S120), 4吏控制部10A執(zhí)行步驟S117以后的處理。
與此相對，在不需要在其它點亮姿勢下進行測量的情況下 (步驟S118是NO的情況)，結束測量處理。
其它結構與上述的第一實施方式所涉及的光通量計100相同，因此不重復詳細的說明。
根據本實施方式，除了上述的第一實施方式中的優(yōu)點之
外，由于從校正光源9A向半球部1的內表面照射的光通量是預先已知的，因此能夠經過1次測量取得被測量光源O B J的總光通量的絕對值。因此，能夠實現(xiàn)測量時間的縮短及測量過程的簡化。
在上述的第一和第二實施方式中，示例出使用檢測照度的絕對值的受光部的結構，但是也可以使用能夠檢測不同波長的照度的分光型受光部。
參照圖ll,本發(fā)明的第三實施方式所涉及的分光型的受光部7A包括反射型衍射光柵71,其配置在通過觀測窗6從半球部l提取的光的光軸上；以及;f企測部72，其接收由衍射光柵71
向對應的各方向反射，代表性地由光柵等構成。檢測部72輸出與被衍射光柵71分光的反射光所包括的各波長成分的光強度相應的電信號。檢測部72代表性地由將光電二極管等檢測元件配置成陣列狀的光電二極管陣列、配置成矩陣狀的CCD(Charged Coupled Device:電荷耦合器件)等構成。
通過這種結構，從受光部7A輸出與不同波長的照度相應的輸出值i (X)。在與該受光部7 A連接的本實施方式所涉及的控制部中，對不同波長算出自吸收校正系數(shù)。即，在本實施方式所
涉及的控制部中，當將在圖3的狀態(tài)下根據校正光束從受光部 7A輸出的輸出值設為io(X)、將在圖2的狀態(tài)下與校正光束相應的從受光部7輸出的輸出值設為ii( i)時，能夠以下式表示被測量光源OBJ的不同波長的自吸收校正系數(shù)a(X)。
)= i"人)/ i0(X)
并且，在4吏用該自吸收校正系數(shù)a(X)校正由^皮測量光源OBJ 所產生的光束產生的照度的基礎上，使用該校正后的照度能夠對不同波長測量被測量光源O B J的總光通量。
其它結構、自吸收校正系數(shù)的算出過程以及總光通量的測量過程等與上述的第一以及第二實施方式相同，因此不重復詳
細的i兌明。
根據本實施方式，除了上述的第一實施方式中的優(yōu)點之外，即使在被測量光源O B J的光吸收(自吸收)具有波長依賴性的情況下，也能夠恰當?shù)匦Ｕ撟晕找鸬恼`差。由此，能夠更高精度地測量被測量光源O B J的總光通量。
雖然詳細說明示出了本發(fā)明，但這僅是用于示例，并不是限定本發(fā)明，應當明確理解發(fā)明范圍由所附的權利要求范圍來
權利要求
1. 一種光通量計，用于測量從被測量光源產生的總光通量，該光通量計具備半球部，在其內表面形成光漫反射層；板狀反射鏡，其被配置成通過上述半球部的實際的曲率中心，并且堵塞上述半球部的開口部；受光部，其用于測量上述半球部的內表面的照度；以及校正光源，其產生校正光束，其中，上述反射鏡包括第一窗部，其形成在包括上述半球部的實際的曲率中心的區(qū)域，并且能夠安裝上述被測量光源使得其所產生的光束向上述半球部的內表面照射；以及第二窗部，其形成在離上述第一窗部規(guī)定距離的位置上，上述校正光源被配置成通過上述第二窗部向上述半球部的內表面照射上述校正光束。
2. 根據權利要求l所述的光通量計，其特征在于，上述第一窗部構成為能夠沿著與上述反射鏡的鏡面相同的面安裝與上述第一窗部的開口區(qū)域相同大小的校正用反射鏡，上述光通量計還具備校正系數(shù)算出部，該校正系數(shù)算出部根據第一照度和第二照度算出上述被測量光源的光吸收所引起的校正系數(shù)，其中，上述第一照度是在上述第一窗部安裝非發(fā) 光狀態(tài)的上述被測量光源、并且上述校正光源是發(fā)光狀態(tài)的情況下所測量得到的照度，上述第二照度是在上述第一窗部安裝上述校正用反射鏡、并且上述校正光源是發(fā)光狀態(tài)的情況下所測量得到的照度。
3. 根據權利要求2所述的光通量計，其特征在于，還具備總光通量算出部，該總光通量算出部根據在上述第一窗部安裝發(fā)光狀態(tài)的上述被測量光源的情況下所測量得到的第三照度、和上述校正系數(shù)，算出從上述被測量光源產生的總光通量。
4. 根據權利要求3所述的光通量計，其特征在于，上述校正光源構成為通過上述第二窗部向上述半球部的內表面照射的上述校正光束的量為預先規(guī)定的值，上述總光通量算出部根據上述第一照度、上述第三照度、上述校正系數(shù)、和上述校正光束的量算出從上述被測量光源產生的總光通量的絕對值。
5. 根據權利要求2所述的光通量計，其特征在于，上述受光部包括能夠按波長測量上述半球部的內表面的照度的分光部，上述校正系數(shù)算出部按波長算出上述校正系數(shù)。
6. 根據權利要求l所述的光通量計，其特征在于，上述受光部通過形成在上述半球部或上述反射鏡上的第三窗部來測量上述照度，上述光通量計還具備遮蔽部，該遮蔽部^皮配置在從上述第一窗部到上述第三窗部的路徑上。
7. —種總光通量的測量方法，用于測量從被測量光源產生的總光通量，該總光通量的測量方法包括準備光通量計的步驟，上述光通量計包含有在其內表面形成有光漫反射層的半球部、以及配置成通過上述半球部的實際的曲率中心、并且堵塞上述半球部的開口部的板狀反射鏡，上述反射鏡具有第一窗部、以及形成在離開上述第一窗部規(guī)定距離的位置上的第二窗部，還包括以下步驟在上述第一窗部上沿著與上述反射鏡的鏡面相同的面安裝與上述第一窗部的開口區(qū)域相同大小的校正用反射鏡的步驟；通過上述第二窗部向上述半球部的內表面照射校正光束的步驟；測量上述半球部的內表面的照度作為第一照度的步驟；以及在上述第一窗部上安裝上述被測量光源使得其光束的產生方向朝向上述半球部的內表面的步驟，上述被測量光源維持非發(fā)光狀態(tài)，上述總光通量測量方法還具備通過上述第二窗部向上述半球部的內表面照射4交正光束的步驟；測量上述半球部的內表面的照度作為第二照度的步驟；根據上述第一照度和上述第二照度算出上述被測量光源的光吸收所引起的校正系數(shù)的步驟；將上述被測量光源設為發(fā)光狀態(tài)，測量上述半球部的內表面的照度作為第三照度的步驟；以及根據上述第三照度和上述校正系數(shù)算出從上述被測量光源產生的總光通量的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及光通量計及總光通量的測量方法。在反射鏡(3)上形成能夠連通半球部(1)的內表面?zhèn)群屯獠總戎g的光源窗(2)及照明窗(4)。光源窗(2)主要是用于安裝被測量光源(OBJ)的開口。照明窗(4)是用于向半球部(1)的內表面照射來自用于測量自吸收所使用的校正光源(9)的光束的開口。根據在光源窗(2)上安裝有非發(fā)光狀態(tài)的被測量光源(OBJ)的情況下由校正光束所產生的照度、和在光源窗(2)上安裝有校正用反射鏡的情況下由校正光束所產生的照度，算出被測量光源(OBJ)的自吸收校正系數(shù)。
文檔編號G01J1/00GK101419091SQ20081017323
公開日2009年4月29日申請日期2008年10月24日優(yōu)先權日2007年10月25日
發(fā)明者大久保和明申請人:大電子株式會社

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