特許 5881458 光源支持装置およびそれを用いた光放射特性測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5881458

(24)【登録日】2016年2月12日

(45)【発行日】2016年3月9日

(54)【発明の名称】光源支持装置およびそれを用いた光放射特性測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01J 1/00 20060101AFI20160225BHJP

   F21V 19/02 20060101ALI20160225BHJP

【ＦＩ】

   G01J1/00 E

   F21V19/02 200

【請求項の数】6

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2012-36087(P2012-36087)

(22)【出願日】2012年2月22日

(65)【公開番号】特開2013-170974(P2013-170974A)

(43)【公開日】2013年9月2日

【審査請求日】2015年1月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000206967

【氏名又は名称】大塚電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】白岩 久志

(72)【発明者】

【氏名】鎌田 剛史

【審査官】 蔵田 真彦

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０３−０７４３３１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特許第０９５９９７（ＪＰ，Ｃ２）

【文献】 国際公開第２０１１／０７４７２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０３２８６７２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０８−１１４４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 藤原靖郎他，蛍光灯の配光測定と照明設計，日立評論，１９５６年，別冊第17号，99-108

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｊ １／００−１／６０

Ｇ０１Ｍ １１／００−１１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベース部と、
前記ベース部を第１の軸について回転可能に支持する第１の支持部と、
前記ベース部の両端にそれぞれ接続され、前記第１の軸と平行な方向に延在する第１および第２のアーム部と、
前記第１および第２のアーム部の互いに対向するそれぞれの位置に設けられた一対の第２の支持部とを備え、
前記一対の第２の支持部は、
支持する被測定光源を前記第１の軸とは直交する第２の軸について回転可能に構成され、
前記一対の第２の支持部が被測定光源の両端を支持する第１の測定モードと、一方の第２の支持部が被測定光源を支持する第２の測定モードとを選択可能に構成され、
前記第１および第２のアーム部のうち少なくとも一方は、前記ベース部に対して着脱自在に構成される、光源支持装置。

【請求項2】

前記第１の支持部は、前記ベース部の長手方向が、前記第１の軸に直交するとともに互いにも直交する２つの軸に対して、それぞれ平行になる２つの位置に、前記ベース部をそれぞれ固定可能に構成される、請求項１に記載の光源支持装置。

【請求項3】

前記第１の支持部は、前記ベース部の長手方向が、前記被測定光源からの光を受光する受光部と前記第１の軸の軸中心とを結ぶ直線に対して直交する位置、および、当該直線に平行になる位置、のそれぞれにおいて前記ベース部を固定可能に構成される、請求項１に記載の光源支持装置。

【請求項4】

前記ベース部は、前記第１のアーム部と第２のアーム部との間の距離を伸縮可能にするスライド機構を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光源支持装置。

【請求項5】

前記一対の第２の支持部は、支持する被測定光源に電源を供給可能に構成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光源支持装置。

【請求項6】

光放射特性測定装置であって、
被測定光源が装着される光源支持部と、
前記被測定光源からの光を受光する受光部とを備え、
前記光源支持部は、
ベース部と、
前記ベース部を第１の軸について回転可能に支持する第１の支持部と、
前記ベース部の両端にそれぞれ接続され、前記第１の軸と平行な方向に延在する第１および第２のアーム部と、
前記第１および第２のアーム部の互いに対向するそれぞれの位置に設けられた一対の第２の支持部とを含み、
前記一対の第２の支持部は、
支持する被測定光源を前記第１の軸とは直交する第２の軸について回転可能に構成され、
前記一対の第２の支持部が被測定光源の両端を支持する第１の測定モードと、一方の第２の支持部が被測定光源を支持する第２の測定モードとを選択可能に構成され、
前記第１および第２のアーム部のうち少なくとも一方は、前記ベース部に対して着脱自在に構成される、光放射特性測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光源から照射される光の放射特性測定に向けられた光源支持装置およびそれを用いた光放射特性測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

光源の性能を評価する一つの指標として、光の放射特性測定が知られている。このような光放射特性測定の典型例として、配光特性が挙げられる。配光特性とは、光源の光度の空間分布を意味する。このような配光特性としては、絶対値配光および相対値配光のいずれもが使用される。絶対値配光は、光度の絶対値の空間分布を測定したものであり、光源が発生する全光束を求めるような場合などに利用される。一方、相対値配光は、光度の相対値の空間分布を測定したものであり、配光パターンを求めるような場合などに利用される。一般的に、複雑な配光パターンを有する光源や、その光学特性などが未知の光源について、配光特性を測定することは、容易ではない。

【0003】

このような配光測定に関して、例えば、特開平０５−２８１０２３号公報（特許文献１）、特開２００５−１７２６６５号公報（特許文献２）、および特開２００９−１５０７９１号公報（特許文献３）は、光源からの光度を、予め定められた照射空間の複数の異なる位置において同時に測定する構成を開示する。これらの先行技術に開示される構成では、光源の全方位についての配光特性を測定できない。

【0004】

特開２０００−２５８２４６号公報（特許文献４）は、配光特性そのものを測定するのではないが、全光束を測定する構成を開示する。この構成では、光源を中心とした半径Ｒの球を想定し、その球面を複数の経線で分割し、その一つの経線と当該経線と隣り合う経線で分割された面を複数の緯度で分割したそれぞれの分割面空間にそれぞれ受光器が配置される。そして、光源が相対的に回転することで、当該光源の全光束が測定される。

【0005】

特開昭６２−２５０３２５号公報（特許文献５）、特開平０７−２９４３２８号公報（特許文献６）、および特開２００３−２４７８８８号公報（特許文献７）は、上述のような全光束を測定する構成に対して、光源からの光度を測定したい位置にミラーを設けて、当該ミラーを介して配光特性を測定する構成を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平０５−２８１０２３号公報

【特許文献2】特開２００５−１７２６６５号公報

【特許文献3】特開２００９−１５０７９１号公報

【特許文献4】特開２０００−２５８２４６号公報

【特許文献5】特開昭６２−２５０３２５号公報

【特許文献6】特開平０７−２９４３２８号公報

【特許文献7】特開２００３−２４７８８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上述の先行技術に開示される構成および方法では、測光距離や光源の種類・大きさに制限があり汎用性が低いといった課題、ならびに、装置が複雑化および大型化するといった課題などがあった。

【0008】

本発明の目的は、上述のような先行技術に開示される構成や方法とは異なる、光放射特性測定に向けられた新規な光源支持装置およびそれを用いた光放射特性測定装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明のある局面に従う光源支持装置は、ベース部と、ベース部を第１の軸について回転可能に支持する第１の支持部と、ベース部の両端にそれぞれ接続され、第１の軸と平行な方向に延在する第１および第２のアーム部と、第１および第２のアーム部の互いに対向するそれぞれの位置に設けられた被測定光源を支持するための一対の第２の支持部とを含む。一対の第２の支持部は、支持する被測定光源を第１の軸とは直交する第２の軸について回転可能に構成される。第１および第２のアーム部のうち少なくとも一方は、ベース部に対して着脱自在に構成される。

【0010】

好ましくは、第１の支持部は、ベース部の長手方向が第２の軸と平行になる状態でベース部を固定可能に構成される。

【0011】

好ましくは、第１の支持部は、ベース部の長手方向が第１および第２の軸のいずれとも直交する第３の軸と平行になる状態でベース部を固定可能に構成される。

【0012】

好ましくは、ベース部は、第１のアーム部と第２のアーム部との間の距離を伸縮可能にするスライド機構を含む。

【0013】

好ましくは、一対の第２の支持部は、支持する被測定光源に電源を供給可能に構成される。

【0014】

本発明の別の局面に従う光放射特性測定装置は、被測定光源が装着される光源支持部と、被測定光源からの光を受光する受光部とを含む。光源支持部は、ベース部と、ベース部を第１の軸について回転可能に支持する第１の支持部と、ベース部の両端にそれぞれ接続され、第１の軸と平行な方向に延在する第１および第２のアーム部と、第１および第２のアーム部の互いに対向するそれぞれの位置に設けられた被測定光源を支持するための一対の第２の支持部とを含む。一対の第２の支持部は、支持する被測定光源を第１の軸とは直交する第２の軸について回転可能に構成される。第１および第２のアーム部のうち少なくとも一方は、ベース部に対して着脱自在に構成される。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、先行技術に開示される構成や方法とは異なる、光放射特性測定に向けられた新規な光源支持装置およびそれを用いた光放射特性測定装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】配光特性の測定に係る空間座標系を説明するための図である。

【図2】本発明の実施の形態に従う光放射特性測定装置の全体構成を示す斜視図である。

【図3】本発明の実施に従う光放射特性測定装置を用いた測定準備および測定動作を説明するための図である。

【図4】本発明の実施に従う光放射特性測定装置を用いた測定準備および測定動作を説明するための図である。

【図5】本発明の実施に従う光放射特性測定装置を用いた測定準備および測定動作を説明するための図である。

【図6】本発明の実施に従う光放射特性測定装置を用いた測定準備および測定動作を説明するための図である。

【図7】本発明の実施に従う光放射特性測定装置を用いた測定準備および測定動作を説明するための図である。

【図8】本発明の実施に従う光放射特性測定装置を用いた測定準備および測定動作を説明するための図である。

【図9】本発明の実施に従う光放射特性測定装置を用いた測定準備および測定動作を説明するための図である。

【図10】本発明の実施に従う光放射特性測定装置における測光距離を説明するための図である。

【図11】本発明の実施に従う光放射特性測定装置における測光距離を説明するための図である。

【図12】本発明の実施の形態に従う処理装置のハードウェア構成を示す概略図である。

【図13】本発明の実施の形態に従う光源支持装置の電気的構成を示す概略図である。

【図14】本発明の実施の形態に従う測定装置を用いてサンプル光源の配光特性を測定する手順を示すフローチャートである。

【図15】本発明の実施の変形例に従う光源支持装置の構成を示す斜視図である。

【図16】本発明の実施の変形例に従う光源支持装置の構成を示す斜視図である。

【図17】本発明の実施の変形例に従う光源支持装置の構成を示す斜視図である。

【図18】本発明の実施の変形例に従う光源支持装置の構成を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0018】

＜Ａ．光放射特性測定＞
本実施の形態に従う光放射特性測定装置（以下、単に「測定装置」とも称す。）は、光源を中心とする所定の空間座標系における複数の位置での光度をそれぞれ測定することで、光源の光度の空間分布を取得する。以下では、光放射特性の典型例として、各種の光源についての配光特性を測定する例について説明する。

【0019】

先に、配光特性の測定およびそれに用いられる空間座標系について説明する。図１は、配光特性の測定に係る空間座標系を説明するための図である。

【0020】

配光特性の測定に関する規格として、日本工業規格は、ＪＩＳ Ｃ８１０５−５：２０１１「照明器具−第５部：配光測定方法」を定めている。また、国際照明委員会（ＣＩＥ：Commission Internationale de l’Eclairage）は、ＣＩＥ １２１−ＳＰ１：２００９「The Photometry and Goniophotometry of Luminaires - Supplement 1: Luminaires for Emergency Lighting」を定めている。いずれの規格においても、配光特性の測定に係る３種類の空間座標系が定義されている。

【0021】

より具体的には、図１に示すように、ｘｙ座標系（ＣＩＥ規格では、Ａ−Ｐｌａｎｅ）、αβ座標系（ＣＩＥ規格では、Ｂ−Ｐｌａｎｅ）、θφ座標系（ＣＩＥ規格ではＡ−Ｐｌａｎｅ）が定義されている。いずれの空間座標系においても、被測定光源（対象の照明器具）の発光面と直交し、その発光中心を通過する照明器具の基準軸を中心として、空間上の各座標値が定義される。

【0022】

ｘｙ座標系（Ａ−Ｐｌａｎｅ）では、照明器具の基準軸と直交する鉛直方向に極軸を定義し、基準軸と極軸とからなる座標系上の角度をｘと定義し、基準軸および極軸のいずれとも直交する第３の軸と基準軸とからなる座標系上での角度をｙと定義する。そして、空間座標系上の各位置がこの角度ｘおよびｙを用いて定義される。

【0023】

αβ座標系（Ｂ−Ｐｌａｎｅ）では、照明器具の基準軸と直交する水平方向に極軸を定義し、基準軸と極軸とからなる座標系上の角度をαと定義し、基準軸および極軸のいずれとも直交する第３の軸と基準軸とからなる座標系上での角度をβと定義する。そして、空間座標系上の各位置がこの角度αおよびβを用いて定義される。すなわち、ｘｙ座標系（Ａ−Ｐｌａｎｅ）とαβ座標系（Ｂ−Ｐｌａｎｅ）とは、極軸の定義される方向のみが異なっている。

【0024】

θφ座標系（Ｃ−Ｐｌａｎｅ）では、照明器具の基準軸と同じ方向に極軸を定義し、基準軸（極軸）とのなす角度をθと定義し、基準軸（極軸）を中心とする角度をφと定義する。そして、空間座標系上の各位置がこの角度θおよびφを用いて定義される。

【0025】

図１に示されるように、いずれの空間座標系についても、被測定光源（対象の照明器具）の発光面および測光中心を基準として定義される。そのため、いずれかの空間座標系で測定された配光特性から他の空間座標系の配光特性を導出することもできる。すなわち、以下に示すような変換式を用いることで、ある空間座標系での配光特性を用いて他の空間座標系での配光特性を導出できる。

【0026】

【表1】

【0027】

したがって、図１に示すいずれか１つの空間座標系で配光特性を測定すれば、他の空間座標系での配光特性が必要になった場合であっても、変換式を用いて適宜変換することができる。

【0028】

＜Ｂ．全体構成＞
次に、本実施の形態に従う測定装置の全体構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態に従う光放射特性測定装置１の全体構成を示す斜視図である。図２を参照して、測定装置１は、光源支持装置１００と、受光装置２００とを含む。後述するように、受光装置２００により検出された検出結果を処理する処理装置をさらに設けてもよい。

【0029】

測定装置１においては、配光特性の測定対象となる被測定光源（以下、「サンプル光源」とも称す。）を光源支持装置１００に装着し、さらに光源支持装置１００が装着されたサンプル光源を予め定められた回転軸について予め定められた角度ずつ順次回転させることで、サンプル光源と受光装置２００との間の相対的な位置関係が順次変化する。このように相対的な位置関係を順次変化させることで、光源の光度の空間分布を測定する。

【0030】

サンプル光源の種類は制限されることなく、白熱球、蛍光灯、ＬＥＤ（Light Emitting Device）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）などの各種の光源に適用できる。さらに、光源支持装置１００は、直管型の蛍光灯といった管状光源だけではなく、白熱球、蛍光球、ＬＥＤ球のような球状光源などを測定することもできる。この点については、後述する。さらに、ＬＥＤや有機ＥＬのような面光源をサンプル光源とすることもできる。

【0031】

図１を参照して、光源支持装置１００は、ベース部２０と、ベース部２０と一体的に形成される固定アーム部３０と、ベース部２０から着脱することができる着脱可能アーム部４０とを含む。これらの部材は、支持台１０上に設けられた回転支持部１２を介して、鉛直回転軸Ａｘ１を中心として回転可能に取り付けられる。すなわち、光源支持装置１００は、ベース部２０を第１の軸である鉛直回転軸Ａｘ１について回転可能に支持する回転支持部１２を含む。

【0032】

固定アーム部３０および着脱可能アーム部４０の先端には、それぞれサンプル光源を回転可能に支持する固定治具３２および４２がそれぞれ設けられる。固定治具３２および４２の両方、または固定アーム部３０に設けられた固定治具３２を用いて、サンプル光源が固定される。後述するように、固定治具３２および４２は、点灯治具としての機能を兼ねており、配光特性の測定中は、サンプル光源を点灯するための電力を供給する。

【0033】

このように、光源支持装置１００は、ベース部２０の両端にそれぞれ接続され、第１の軸である鉛直回転軸Ａｘ１と平行な方向に延在する、固定アーム部３０および着脱可能アーム部４０を含む。さらに、光源支持装置１００は、固定アーム部３０および着脱可能アーム部４０の互いに対向するそれぞれの位置に設けられたサンプル光源を支持するための一対の支持部である固定治具３２および４２を含む。そして、固定治具３２および４２は、支持するサンプル光源を鉛直回転軸Ａｘ１とは直交する水平回転軸Ａｘ２について回転できるように構成される。

【0034】

本実施の形態に従う光源支持装置１００は、少なくとも着脱可能アーム部４０は、ベース部２０に対して着脱自在になっている。これにより、直管型の蛍光灯といった管状のサンプル光源を測定するような場合には、固定アーム部３０および着脱可能アーム部４０の両方がサンプル光源を支持し、球状のサンプル光源を測定するような場合には、固定アーム部３０のみがサンプル光源を支持する。その上で、ベース部２０を鉛直回転軸Ａｘ１について回転させることで、サンプル光源と受光装置２００との相対的な位置関係を最適化できる。

【0035】

固定アーム部３０についてもベース部２０から着脱できるように構成してもよい。この場合には、必要な側のアーム部を取り外すことになる。両方のアーム部を着脱可能にすることで、不使用時に光源支持装置１００をコンパクトに収納できる。

【0036】

受光装置２００は、支持台９０と、支持台９０上に配置された受光ユニット９２とを含む。支持台９０は、サンプル光源の基準軸Ａｘ３上に受光ユニット９２が位置するように、高さを調整する。

【0037】

受光ユニット９２は、サンプル光源からの照射された光の光度を検出する。受光ユニット９２としては、フォトダイオードのような光の強度を検出するようなデバイスを採用してもよいし、波長毎の強度（スペクトル）を検出するための分光検出器を採用してもよい。また、受光ユニット９２は、光を収集するためのレンズ系などを含む。

【0038】

受光ユニット９２で検出された検出結果は、対応する相対位置を示す情報と関連付けて順次格納される。このような空間座標系の各座標値における検出値の対応付けにより、配光特性が測定される。受光ユニット９２で検出された検出結果を処理する装置については、後述する。

【0039】

＜Ｃ．測定準備および測定動作＞
次に、本実施の形態に従う測定装置１を用いて、直管型の蛍光灯（サンプル光源ＳＭＰ１）および球状光源（サンプル光源ＳＭＰ２）のそれぞれについて、配光特性を取得する際の測定準備および測定動作について、図３〜図９を参照して説明する。

【0040】

図３〜図９は、本発明の実施に従う光放射特性測定装置１を用いた測定準備および測定動作を説明するための図である。

【0041】

（ｃ１：サンプル光源ＳＭＰ１（Ｂ−ｐｌａｎｅでの測定））
まず、図３および図４を参照して、サンプル光源ＳＭＰ１を測定する場合の手順について説明する。測定装置１においては、管状光源であるサンプル光源ＳＭＰ１は、図１に示すαβ座標系（Ｂ−ｐｌａｎｅ）で測定される。すなわち、鉛直回転軸Ａｘ１についてベース部２０を回転することで角度αが変化し、水平回転軸Ａｘ２についてサンプル光源ＳＭＰ１を回転することで角度βが変化する。

【0042】

図３に示すように、まず、サンプル光源ＳＭＰ１を測定する場合には、着脱可能アーム部４０がベース部２０に装着された状態で、固定治具３２と固定治具４２との間にサンプル光源ＳＭＰ１が装着される。そして、電源が供給されてサンプル光源ＳＭＰ１が点灯状態におかれる。このとき、支持台９０上に配置された受光ユニット９２は、鉛直回転軸Ａｘ１および水平回転軸Ａｘ２のいずれとも直交する基準軸Ａｘ３上に配置される。

【0043】

続いて、図４に示すように、サンプル光源ＳＭＰ１を、鉛直回転軸Ａｘ１および水平回転軸Ａｘ２についてそれぞれΔαおよびΔβずつ所定順序に従って回転するとともに、各回転位置において受光ユニット９２での検出結果を記録する。

【0044】

すべての相対的な位置関係での検出結果の測定が完了すると、配光特性（Ｂ−Ｐｌａｎｅ）が出力される。なお、必要に応じて、他の座標系で定義される配光特性を導出してもよい。

【0045】

図３および図４に示すように、管状光源であるサンプル光源ＳＭＰ１を測定する場合には、水平回転軸Ａｘ２が、サンプル光源ＳＭＰ１の長手方向が鉛直回転軸Ａｘ１および基準軸Ａｘ３のいずれとも直交する軸と一致する（平行になる）必要がある。そのため、回転支持部１２は、ベース部２０の長手方向が水平回転軸Ａｘ２と平行になる状態でベース部２０を固定できるようにすることが好ましい。

【0046】

（ｃ２：サンプル光源ＳＭＰ２（Ｃ−ｐｌａｎｅでの測定））
続いて、図５〜図９を参照して、サンプル光源ＳＭＰ２を測定する場合の手順について説明する。測定装置１においては、球状のサンプル光源ＳＭＰ２は、図１に示すθφ座標系（Ｃ−ｐｌａｎｅ）で測定される。すなわち、鉛直回転軸Ａｘ１についてベース部２０を回転することで角度αが変化し、水平回転軸Ａｘ２についてサンプル光源ＳＭＰ２を回転することで角度φが変化する。

【0047】

図５に示すように、まず、サンプル光源ＳＭＰ２を測定する場合には、着脱可能アーム部４０がベース部２０から取り外される。そして、図６および図７に示すように、着脱可能アーム部４０がベース部２０から取り外された状態で、ベース部２０が鉛直回転軸Ａｘ１について回転される。すなわち、水平回転軸Ａｘ２は、サンプル光源の基準軸Ａｘ３と一致する（平行になる）。

【0048】

そして、図８に示すように、固定治具３２にサンプル光源ＳＭＰ２が装着される。そして、電源が供給されてサンプル光源ＳＭＰ２が点灯状態におかれる。このとき、支持台９０上に配置された受光ユニット９２は、鉛直回転軸Ａｘ１と直交する基準軸Ａｘ３（水平回転軸Ａｘ２と一致する）上に配置される。

【0049】

さらに、図９に示すように、サンプル光源ＳＭＰ２を、鉛直回転軸Ａｘ１および水平回転軸Ａｘ２についてそれぞれΔθおよびΔφずつ所定順序に従って回転するとともに、各回転位置において受光ユニット９２での検出結果を記録する。

【0050】

すべての相対的な位置関係での検出結果の測定が完了すると、配光特性（Ｃ−Ｐｌａｎｅ）が出力される。なお、必要に応じて、他の座標系で定義される配光特性を導出してもよい。

【0051】

図９に示すように、球状のサンプル光源ＳＭＰ２を測定する場合には、水平回転軸Ａｘ２が、基準軸Ａｘ３と一致する（平行になる）必要がある。そのため、回転支持部１２は、ベース部２０の長手方向が基準軸Ａｘ３（鉛直回転軸Ａｘ１および水平回転軸Ａｘ２のいずれとも直交する軸）と平行になる状態でベース部２０を固定できるようにすることが好ましい。

【0052】

＜Ｄ．測定距離＞
上述した日本工業規格ＪＩＳ Ｃ８１０５−５：２０１１においては、配光特性を測定中の測光距離（サンプル光源から受光ユニット９２までの距離）は、一定にすべきであることが規定されている。そして、この測光距離は、サンプル光源（照明器具）の発光面の最大寸法の５倍以上が望ましいとされている。例えば、１．２ｍの蛍光灯の配光特性を測定する場合の測光距離は、６ｍ以上とすることが好ましい。

【0053】

但し、この発光面の最大寸法の５倍という条件は、光源から照射される光のビームの開きが１２０％であっても、光度の誤差を１％以下にできるという仮定で決定されたものである。そのため、サンプル光源が集光性の配光特性を有する場合には、発光面の最大寸法の５倍では不十分であり、より長い測光距離が必要になる。

【0054】

本実施の形態に従う測定装置１では、光源支持装置１００に装着されるサンプル光源の基準軸Ａｘ３上に受光ユニット９２が存在するという条件さえ満たせば、任意の測光距離の位置に受光装置２００を配置できる。

【0055】

図１０および図１１は、本発明の実施に従う光放射特性測定装置１における測光距離を説明するための図である。

【0056】

図１０（ａ）を参照して、管状光源であるサンプル光源ＳＭＰ１の配光特性を測定する場合には、サンプル光源ＳＭＰ１の長さの５倍以上となる距離Ｌ１だけ離して、光源支持装置１００と受光装置２００とが配置される。この距離Ｌ１は、サンプル光源ＳＭＰ１の長さにも依存するが、例えば、１２ｍ程度にすることが好ましい。

【0057】

光源支持装置１００と受光装置２００との間の測光距離が長くなると、その光学経路上に本来意図しない部分で反射した迷光成分が混入することがある。なお、図１０に示す光学系は暗室内に配置されるが、迷光成分は生じ得る。このような迷光成分が測定誤差の要因となり得る。そのため、光源支持装置１００と受光装置２００との間の光学経路上に、遮光板２２０−１，２２０−２，２２０−３を設けることが好ましい。

【0058】

これに対して、サンプル光源ＳＭＰ１の配光特性が測定する場合に比較して、球状のサンプル光源ＳＭＰ２の配光特性を測定する場合の測光距離はより短くてよい。すなわち、図１０（ｂ）に示すように、距離Ｌ１より短い距離Ｌ２だけ離して、光源支持装置１００と受光装置２００とが配置される。この距離Ｌ２は、サンプル光源ＳＭＰ２の直径などにも依存するが、例えば、２ｍ程度にすることが好ましい。

【0059】

図１０には、サンプル光源の分光光度を測定可能な構成を示す。すなわち、受光ユニット９２には、分光光度計９４が接続されており、各座標値において測定された検出結果（スペクトル）が処理装置３００へ出力される。

【0060】

なお、配置スペースの関係上、図１０（ａ）に示すような距離Ｌ１（例えば、１２ｍ）もの測光距離を確保できない場合も多いと想定される。このような場合には、図１１に示すように、配置スペースを遮光板２７２で区画するとともに、ミラー２６２および２６４を適宜配置して、測光距離を確保するようにしてもよい。この例では、測定装置１を配置するエリア、受光ユニット９２（受光装置２００）を配置するエリア、および処理装置３００を配置するエリアの３区画に配置スペースを区切り、サンプル光源からのビームをミラー２６２および２６４でそれぞれ伝搬方向を変えていくことで、（２×距離Ｌ３＋距離Ｌ４）の測光距離を確保できる。例えば、一辺の距離Ｌ５＝１５ｍで、他辺の距離Ｌ６＝６ｍの配置スペースがあれば、距離Ｌ３＝１０．５ｍおよび距離Ｌ４＝３ｍを確保できるので、測光距離としては約２４ｍを確保できる。この測光距離によれば、直径ｌが２．４ｍ程度のサンプル光源の光放射特性（配光特性）を十分に高い精度で測定できる。

【0061】

＜Ｅ．処理装置＞
次に、本実施の形態に従う処理装置３００について説明する。

【0062】

図１２は、本発明の実施の形態に従う処理装置３００のハードウェア構成を示す概略図である。図１２を参照して、処理装置３００は、典型的にはコンピュータによって実現される。具体的には、処理装置３００は、オペレーティングシステム（ＯＳ：Operating System）を含む各種プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）３０２と、ＣＰＵ３０２でのプログラムの実行に必要なデータを一時的に記憶するメモリ３１２と、ＣＰＵ３０２で実行されるプログラムを不揮発的に記憶するハードディスク（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）３１０とを含む。また、ハードディスク３１０には、後述するような処理を実現するためのプログラムが予め記憶されており、このようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３１４によって、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）３１４ａなどから読取られる。あるいは、ＣＰＵ３０２は、サーバ装置などからネットワークインターフェイス（Ｉ／Ｆ）３０６を介してネットワークを経由してプログラムを受信し、それをハードディスク３１０へ格納してもよい。

【0063】

ＣＰＵ３０２は、Ｉ／Ｏ（Input Output）ユニット３１６を介して、受光装置２００により検出された検出結果を受信し、また光源支持装置１００へ各種の制御指令を与える。

【0064】

ＣＰＵ３０２は、キーボードやマウスなどからなる入力部３０８を介してユーザなどからの指示を受け取るとともに、プログラムの実行によって算出される配光特性などをディスプレイ３０４などへ出力する。

【0065】

処理装置３００に搭載される機能の一部または全部を専用のハードウェアで実現してもよい。

【0066】

＜Ｆ．電気的構成＞
次に、本実施の形態に従う光源支持装置１００の電気的構成について説明する。

【0067】

図１３は、本発明の実施の形態に従う光源支持装置１００の電気的構成を示す概略図である。図１３を参照して、光源支持装置１００は、固定治具３２および４２をそれぞれ回転駆動するモータ３４および４４と、サンプル光源と電気的に接続されてサンプル光源に電力を供給するためのコネクタ３６および４６とをさらに含む。モータ３４およびコネクタ３６は、固定アーム部３０の固定治具３２の内部または周辺に配置される。同様に、モータ４４およびコネクタ４６は、着脱可能アーム部４０の固定治具４２の内部または周辺に配置される。着脱可能アーム部４０をベース部２０へ着脱可能にするためのコネクタ６０が接合部に設けられる。

【0068】

光源支持装置１００は、ベース部２０を回転駆動するモータ１４をさらに含む。モータ１４は、回転支持部１２の内部に配置される。

【0069】

モータ１４，３４，４４は、回転角を高精度に制御できるように、回転位置（位相）を制御できるステッピングモータなどが好ましい。

【0070】

光源支持装置１００は、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）５０と、モータドライバ５２，５４，５６と、光源駆動部５８とをさらに含む。通信インターフェイス５０は、処理装置３００からの制御指令をデコードして、モータドライバ５２，５４，５６および光源駆動部５８に対して、内部コマンドを与える。

【0071】

モータドライバ５２，５４，５６は、通信インターフェイス５０からの内部コマンドに従って、モータ１４，３４，４４を駆動する。光源駆動部５８は、通信インターフェイス５０からの内部コマンドに従って、サンプル光源を点灯するための電力を生成する。そして、光源駆動部５８は、コネクタ３６および４６を介してサンプル光源へ電力を供給する。このように、サンプル光源を支持するための一対の支持部である固定治具３２および４２は、支持するサンプル光源に電源を供給することができる。

【0072】

＜Ｇ．測定手順＞
次に、本実施の形態に従う測定装置１を用いてサンプル光源の配光特性を測定する手順について説明する。以下では、一例として、鉛直回転軸Ａｘ１を主として回転しつつ、水平回転軸Ａｘ２を従として回転させることで、配光特性を算出する処理例について説明する。

【0073】

図１４は、本発明の実施の形態に従う測定装置１を用いてサンプル光源の配光特性を測定する手順を示すフローチャートである。図１４を参照して、ユーザは、配光特性を測定する光源の種類に応じて、図３および図４に示すαβ座標系（Ｂ−Ｐｌａｎｅ）での測定モード、および図７〜図９に示すθφ座標系（Ｃ−Ｐｌａｎｅ）での測定モードのいずれかを選択する（ステップＳ１００）。

【0074】

αβ座標系（Ｂ−Ｐｌａｎｅ）での測定モードを選択すると（ステップＳ１００において「Ｂ−Ｐｌａｎｅ」の場合）、ユーザは、ベース部２０をその長手方向が水平回転軸Ａｘ２と平行になる状態にセットする（ステップＳ１０２）。続いて、ユーザは、サンプル光源を固定治具３２および４２に装着し（ステップＳ１０４）、続いてサンプル光源を点灯する（ステップＳ１０６）。

【0075】

一方、θφ座標系（Ｃ−Ｐｌａｎｅ）での測定モードを選択すると（ステップＳ１００において「Ｃ−Ｐｌａｎｅ」の場合）、ユーザは、ベース部２０から着脱可能アーム部４０を取り外し（ステップＳ１１２）、ベース部２０をその長手方向が基準軸Ａｘ３と平行になる状態にセットする（ステップＳ１１４）。続いて、ユーザは、サンプル光源を固定治具３２に装着し（ステップＳ１１６）、続いてサンプル光源を点灯する（ステップＳ１１８）。

【0076】

続いて、配光特性の測定が開始される。すなわち、処理装置３００は、鉛直回転軸Ａｘ１および水平回転軸Ａｘ２についての角度がいずれも初期値となるように、回転支持部１２、ならびに、固定治具３２および／または固定治具４２を回転する（ステップＳ１２０）。処理装置３００は、受光装置２００により検出された検出結果を鉛直回転軸Ａｘ１および水平回転軸Ａｘ２についてのそれぞれの角度と関連付けて格納する（ステップＳ１２２）。続いて、処理装置３００は、回転支持部１２を鉛直回転軸Ａｘ１について一定角度だけ回転させる（ステップＳ１２４）。処理装置３００は、回転支持部１２が鉛直回転軸Ａｘ１について一周したか否かを判断する（ステップＳ１２６）。

【0077】

回転支持部１２が鉛直回転軸Ａｘ１について一周していない場合（ステップＳ１２６においてＮＯの場合）には、ステップＳ１２２以下の処理が再度実行される。これに対して、回転支持部１２が鉛直回転軸Ａｘ１について一周している場合（ステップＳ１２６においてＹＥＳの場合）には、処理装置３００は、固定治具３２および／または固定治具４２を水平回転軸Ａｘ２について一定角度だけ回転させる（ステップＳ１２８）。

【0078】

処理装置３００は、固定治具３２および／または固定治具４２が水平回転軸Ａｘ２について一周したか否かを判断する（ステップＳ１３０）。

【0079】

固定治具３２および／または固定治具４２が水平回転軸Ａｘ２について一周していない場合（ステップＳ１３０においてＮＯの場合）には、処理装置３００は、ステップＳ１２２以下の処理が再度実行される。これに対して、固定治具３２および／または固定治具４２が水平回転軸Ａｘ２について一周している場合（ステップＳ１３０においてＹＥＳの場合）には、処理装置３００は、ステップＳ１２２において繰り返し取得された検出結果と対応する座標値とから、配光特性を算出する（ステップＳ１３２）。

【0080】

処理装置３００は、ステップＳ１３２に算出された配光特性を出力する（ステップＳ１３４）。このとき、要求された空間座標系とは異なる空間座標系で配光特性が取得された場合には、要求された空間座標系となるように所定の変換処理を行なった上で、配光特性を出力する。

【0081】

なお、上述のフローチャートでは、鉛直回転軸Ａｘ１を主として回転しつつ、水平回転軸Ａｘ２を従として回転させる処理手順を示したが、それぞれの軸の回転順序などは、適宜設定すればよく、上述した処理手順に限定されるものではない。

【0082】

＜Ｈ．変形例（スライド機構）＞
次に、上述した光源支持装置において、アーム部間の相対的な距離を変更できるようなスライド機構を採用することで、より汎用性を高める構成について説明する。

【0083】

図１５〜図１８は、本発明の実施の変形例に従う光源支持装置１００Ａの構成を示す斜視図である。図１５を参照して、本変形例に従う光源支持装置１００Ａは、上述の光源支持装置１００と比較して、着脱可能アーム部３０Ａおよび着脱可能アーム部４０Ａをベース部２０Ａに沿ってスライド可能になっている点が異なっている。その他の基本的な構成は、光源支持装置１００と同様であるので、その他の部位の詳細な説明は繰り返さない。

【0084】

より具体的には、ベース部２０Ａの両端にスライド部２２および２４が設けられている。スライド部２２および２４によって、着脱可能アーム部３０Ａおよび４０Ａは、水平回転軸Ａｘ２に沿って相対移動できるようになっている。すなわち、ベース部２０Ａは、着脱可能アーム部３０Ａと着脱可能アーム部４０Ａとの間の距離を伸縮可能にするスライド機構（スライド部２２および２４）を含む。

【0085】

スライド部２２とスライド部２４との間では、各々のスライド量が互いに一致するように、例えば、ダブルラック・ピニオン方式を採用することが好ましい。このような方式を採用することで、スライド部２２とスライド部２４との間の中心位置を鉛直回転軸Ａｘ１上に維持することができる。

【0086】

このようなスライド機構を採用することで、図１６に示すように、管状のサンプル光源ＳＭＰ１Ｓの長さが複数存在する場合であっても、その発光面の中心位置を鉛直回転軸Ａｘ１、水平回転軸Ａｘ２および基準軸Ａｘ３の３軸が交わる点と一致させることができる。すなわち、基本的には、どのような長さのサンプル光源ＳＭＰ１Ｓであっても、本来の測定位置に支持することができる。

【0087】

また、球状のサンプル光源ＳＭＰ２を測定する場合にも、発光の中心位置からプラグまでの距離が光源毎に異なる場合がある。このような場合にも、図１７および図１８に示すように、スライド機構を採用することで、発光部の中心位置を、鉛直回転軸Ａｘ１、水平回転軸Ａｘ２および基準軸Ａｘ３の３軸が交わる点と一致させることができる。すなわち、基本的には、どのような長さのサンプル光源ＳＭＰ２Ｓであっても、本来の測定位置に支持することができる。

【0088】

以上のように、スライド機構を採用することで、管状のサンプル光源ＳＭＰ１Ｓについての長手方向の長さ、および球状のサンプル光源ＳＭＰ２についての発光の中心位置からプラグまでの距離などに影響されることなく、複数種類のサンプル光源についての光放射特性を共通の光源支持装置１００を用いて測定できる。

【0089】

＜Ｉ．変形例（温度変化に伴う特性変化に対する補正）＞
一般的に、ＬＥＤや有機ＥＬといった面光源では、発熱量が少ないこともあり、温度変化に伴う光放射特性は生じにくい。これに対して、蛍光灯などでは、点灯時間が長くなったり、周囲環境が変化したりすると、局所的な温度上昇を生じる。このような温度変化に伴って光放射特性も変化し得る。特に、配光特性をより高い精度で測定しようとすると、より多くの測定点でサンプル光源の光度を測定する必要があり、測定時間がより長くなってしまい、その結果サンプル光源に温度変化が生じるという課題がある。

【0090】

そこで、配光特性の測定中において、サンプル光源を予め定めた基本の点灯姿勢に戻してその光度を測定し、その測定された光度を用いて、対応する時間帯での測定値を補正するようにしてもよい。

【0091】

より具体的には、測定開始の初期においてサンプル光源を基本の点灯姿勢に支持するとともに、そのときに測定される光度を補正の基準値とする。そして、所定数の座標値において光源の光度を測定する。これらの所定数の測定後、再度、サンプル光源を基本の点灯姿勢に支持するとともに、その点灯姿勢での光度を測定する。この測定された光度と補正の基準値とから補正係数を算出する。そして、この算出された補正係数を用いて、その前後で測定された光度を補正する。測定された光度が基準値と同一であれば、補正係数はほぼ「１」になるので、基本的には、測定された光度は実質的に補正されない。これに対して、測定された光度が基準値と乖離していれば、補正係数は「１」以外の値になるので、測定された光度は、そのときのサンプル光源の光放射特性に応じた値に補正される。

【0092】

このような補正処理を周期的に行なうことで、配光特性の測定中にサンプル光源の光放射特性が変化した場合であっても、その変化を補正した光度を取得することができる。

【0093】

＜Ｊ．利点＞
本実施の形態に従う光放射特性測定装置１（光源支持装置１００および受光装置２００）によれば、直管型の蛍光灯といった管状のサンプル光源だけではなく、白熱球、蛍光球、ＬＥＤ球のような球状のサンプル光源についても、光放射特性（配光特性）を測定することができる。そのため、サンプル光源の種類別に測定装置を用意する必要がなく、ユーザの経済性および利便性を高めることができる。

【0094】

また、本実施の形態に従う光放射特性測定装置１によれば、測定空間の高さがそれほど必要はなく、装置の配置スペースの高さが３ｍ程度であっても、長さ１．２ｍの蛍光灯の光放射特性（配光特性）を高い精度で測定できる。

【0095】

また、本実施の形態に従う光放射特性測定装置１によれば、光源支持装置１００と受光装置２００との間の距離を自由に調整できるので、サンプル光源から照射される光強度が相対的に小さいものから大きいものまで、多種類のサンプル光源の光放射特性（配光特性）を測定できる。

【0096】

すなわち、本実施の形態に従う光放射特性測定装置１によれば、測光距離や光源の種類・大きさについての制限が少なく、より高い汎用性を実現できる。また、装置構成が簡単なので、全体サイズを小型化できるという利点がある。

【0097】

また、本実施の形態に従う光放射特性測定装置１によれば、光源支持装置１００に装着されたサンプル光源を回転させてその点灯姿勢（特に、重力方向に対する相対的な向き）を変化させることになる。ＬＥＤや有機ＥＬなどの光源では、このような点灯姿勢を変化させることによる影響はほぼ無視できるので、本実施の形態に従う測定方法であっても、測定精度を維持できる。また、点灯姿勢によって光放射特性（配光特性）が時間的に変化するような光源については、上述の変形例において説明した補正処理を追加的に行なうことで、測定精度を維持できる。

【0098】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0099】

１ 光放射特性測定装置（測定装置）、１０，９０ 支持台、１２ 回転支持部、１４，３４，４４ モータ、２０，２０Ａ ベース部、２２，２４ スライド部、３０ 固定アーム部、３０Ａ，４０，４０Ａ 着脱可能アーム部、３２，４２ 固定治具、３６，４６，６０ コネクタ、５０ 通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）、５２，５４，５６ モータドライバ、５８ 光源駆動部、９２ 受光ユニット、９４ 分光光度計、１００，１００Ａ 光源支持装置、２００ 受光装置、２２０ 遮光板、２６２，２６４ ミラー、３００ 処理装置、３０２ ＣＰＵ、３０４ ディスプレイ、３０６ ネットワークインターフェイス（Ｉ／Ｆ）、３０８ 入力部、３１０ ハードディスク、３１２ メモリ、３１４ ＣＤ−ＲＯＭドライブ、３１６ Ｉ／Ｏユニット、Ａｘ１ 鉛直回転軸、Ａｘ２ 水平回転軸、Ａｘ３ 基準軸、ＳＭＰ１Ｓ，ＳＭＰ１，ＳＭＰ２，ＳＭＰ２Ｓ サンプル光源。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】