特許 6014428 測光装置

(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】6014428

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】測光装置

(51)【国際特許分類】

   G01J 1/02 20060101AFI20161011BHJP

   G01J 3/36 20060101ALI20161011BHJP

【ＦＩ】

   G01J1/02 F

   G01J3/36

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-196825(P2012-196825)

(22)【出願日】2012年9月7日

(65)【公開番号】特開2014-52278(P2014-52278A)

(43)【公開日】2014年3月20日

【審査請求日】2015年7月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000227180

【氏名又は名称】日置電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075638

【弁理士】

【氏名又は名称】倉橋 暎

(74)【代理人】

【識別番号】100169155

【弁理士】

【氏名又は名称】倉橋 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】丸山 知行

(72)【発明者】

【氏名】成沢 二三男

【審査官】 塚本 丈二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１３３８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１１５６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２６９１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｊ １／００−１／６０

Ｇ０１Ｊ ３／００−３／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

拡散光学系としての積分球を備え、
前記積分球は、測定対象光源からの光が入射する入射部開口と、前記積分球の内壁面で拡散された拡散光が光検出部へと出射する検出部開口とを有し、
前記光検出部は、前記検出部開口に近接して、前記積分球からの拡散光を分光する分光手段と、前記分光手段に隣接して、前記分光手段により分光された光が入射する複数の光電変換素子とを有し、前記測定対象光源の特性を測定する測光装置において、
前記各光電変換素子から出力される前記測定対象光源からの前記入射光の強度に応じた量の電荷を蓄積してその蓄積した電荷の量を電圧値に変換して出力する積分回路と、
前記積分回路から出力される電圧値及び前記積分回路が前記電荷を蓄積する積分時間に基づいて前記測定対象光源からの前記入射光の強度を演算する制御手段と、
前記測定対象光源からの前記入射光を検知するための、前記光検出部の前記光電変換素子とは異なる光検知センサであって、前記積分球の前記入射部開口と対向した位置に形成された開口に設置された光検知センサと、前記光検知センサからの出力電流を電圧波形に変換するトランスインピーダンスアンプとを有する前記測定対象光源からの前記入射光の周波数を検知するための周波数検知手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記周波数検知手段からの前記電圧波形に基づき前記測定対象光源からの前記入射光の周期を算出し、前記積分回路が前記電荷を蓄積する積分時間を、前記周期の整数倍に合わせて前記入射光の強度を求め、前記測定対象光源の特性を測定することを特徴とする測光装置。

【請求項2】

前記入射部開口には、拡散透過板を設置することを特徴とする請求項１に記載の測光装置。

【請求項3】

拡散光学系としての積分球を備え、
前記積分球は、測定対象光源からの光が入射する、拡散透過板が設置された入射部開口と、前記積分球の内壁面で拡散された拡散光が光検出部へと出射する検出部開口とを有し、
前記光検出部は、前記検出部開口に近接して、前記積分球からの拡散光を分光する分光手段と、前記分光手段に隣接して、前記分光手段により分光された光が入射する複数の光電変換素子とを有し、前記測定対象光源の特性を測定する測光装置において、
前記各光電変換素子から出力される前記測定対象光源からの前記入射光の強度に応じた量の電荷を蓄積してその蓄積した電荷の量を電圧値に変換して出力する積分回路と、
前記積分回路から出力される電圧値及び前記積分回路が前記電荷を蓄積する積分時間に基づいて前記測定対象光源からの前記入射光の強度を演算する制御手段と、
前記測定対象光源からの前記入射光を検知するための、前記光検出部の前記光電変換素子とは異なる光検知センサであって、前記積分球の前記入射部開口に設置された前記拡散透過板の前記測定対象光源とは反対側に設置された光検知センサと、前記光検知センサからの出力電流を電圧波形に変換するトランスインピーダンスアンプとを有する前記測定対象光源からの前記入射光の周波数を検知するための周波数検知手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記周波数検知手段からの前記電圧波形に基づき前記測定対象光源からの前記入射光の周期を算出し、前記積分回路が前記電荷を蓄積する積分時間を、前記周期の整数倍に合わせて前記入射光の強度を求め、前記測定対象光源の特性を測定することを特徴とする測光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光源としての、蛍光灯、電球、ＬＥＤ照明装置、ＬＥＤ素子、などの色度、演色性などを測定する測光装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば、蛍光灯、電球、ＬＥＤ照明装置、ＬＥＤ素子などの測定対象光源からの光の特性を測定する測光装置として、種々の装置が提案されている。特に、斯かる測定対象光源、即ち、発光体の製造ラインでは、発光体が初期のスペクトルや強度で発光することを確認するために測光装置にて発光体の光測定が行われている。

【0003】

例えば、特許文献１には、本願添付の図６に記載するように、拡散光学系としての積分球２を備え、測定対象光源の特性を測定する測光装置１を開示している。この測定装置１にて、光検出部３は、積分球２の検出部開口２３に近接して配置されており、入射部開口２２には、拡散透過板４を設置した構成とされる。斯かる構成の測定装置は、測定対象光源（被試験光）１００の入射角度が変化しても高精度に被試験光の色度、照度などを高精度に測定することが可能である。

【0004】

例えば、ＬＥＤ照明装置に使用されるＬＥＤには、直流電源又は交流電源で駆動されるタイプのものがある。交流電源で駆動されるタイプは、通常、交流電源の周波数の２倍の周波数に同期して発光強度が周期的に変化している。このため、測光装置の積分時間を可変した場合、発光強度の周期的な変化により積分時間を十分に長くして強度を平均化しなければ測定値が安定しないという課題がある。特に、積分時間を交流の１周期よりも短くしたときには測定値が安定せず測定精度が悪くなる。交流で駆動される蛍光灯などの光の強度を測定する時にも同様の課題がある。

【0005】

特許文献２には、光源の変調周期の影響を受けず、より短い時間で安定して測定できる測定装置を記載している。この測定装置では、予め既知の光源の変調周期に対して積分時間や測定回数を制御し、積分時間や測定回数によって決まる時間が光源の変調周期の整数倍とされる。

【0006】

一方、近年、例えばＬＥＤ照明装置などにおいては、例えば特許文献３に記載するように、ある周波数で変調され、デューティ比を変更して明るさ、即ち、輝度（発光量）及び色度（色相、色温度）などを変更することが行われ、また、普及し始めている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１０−１３３８３３号公報

【特許文献2】特開２０１２−２６９１５号公報

【特許文献3】特開２０１２−１４６６３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上記特許文献２に記載の測定装置は、予め設定された変動周期（変動周波数）が５０〜１２０Ｈｚの光源に対しては、光源の変調周期の影響を受けず、より短い時間で安定して測定できる。十分長い測定時間を設定することにより測定値は安定するが、過渡的な変化の測定にはより短い時間での測定が必要となる。

【0009】

一方、変調周波数は、ＬＥＤ照明等のメーカ或いは商品によって異なることがあり、特許文献２に記載する測定装置では、予め設定された変調周期に対してしか安定して測定できない。また、ＬＥＤ照明の変調では、人間のちらつきを感じないように、変調周波数は、１０ｋＨｚなどの高い周波数が採用されている。また、上記特許文献２の測定装置では、電流測定が積分方式であるために、１０ｋＨｚなどの高い変調周波数を検出することはできない。

【0010】

そこで、本発明の目的は、高速変調されている光源でも、変調周期の影響を受けずに安定して光測定が可能な測光装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的は本発明に係る測光装置にて達成される。要約すれば、本発明の一態様によれば、
拡散光学系としての積分球を備え、
前記積分球は、測定対象光源からの光が入射する入射部開口と、前記積分球の内壁面で拡散された拡散光が光検出部へと出射する検出部開口とを有し、
前記光検出部は、前記検出部開口に近接して、前記積分球からの拡散光を分光する分光手段と、前記分光手段に隣接して、前記分光手段により分光された光が入射する複数の光電変換素子とを有し、前記測定対象光源の特性を測定する測光装置において、
前記各光電変換素子から出力される前記測定対象光源からの前記入射光の強度に応じた量の電荷を蓄積してその蓄積した電荷の量を電圧値に変換して出力する積分回路と、
前記積分回路から出力される電圧値及び前記積分回路が前記電荷を蓄積する積分時間に基づいて前記測定対象光源からの前記入射光の強度を演算する制御手段と、
前記測定対象光源からの前記入射光を検知するための、前記光検出部の前記光電変換素子とは異なる光検知センサであって、前記積分球の前記入射部開口と対向した位置に形成された開口に設置された光検知センサと、前記光検知センサからの出力電流を電圧波形に変換するトランスインピーダンスアンプとを有する前記測定対象光源からの前記入射光の周波数を検知するための周波数検知手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記周波数検知手段からの前記電圧波形に基づき前記測定対象光源からの前記入射光の周期を算出し、前記積分回路が前記電荷を蓄積する積分時間を、前記周期の整数倍に合わせて前記入射光の強度を求め、前記測定対象光源の特性を測定することを特徴とする測光装置が提供される。

【0012】

本発明の一実施態様によると、前記入射部開口には、拡散透過板を設置する。

【0014】

本発明の他の態様によると、
拡散光学系としての積分球を備え、
前記積分球は、測定対象光源からの光が入射する、拡散透過板が設置された入射部開口と、前記積分球の内壁面で拡散された拡散光が光検出部へと出射する検出部開口とを有し、
前記光検出部は、前記検出部開口に近接して、前記積分球からの拡散光を分光する分光手段と、前記分光手段に隣接して、前記分光手段により分光された光が入射する複数の光電変換素子とを有し、前記測定対象光源の特性を測定する測光装置において、
前記各光電変換素子から出力される前記測定対象光源からの前記入射光の強度に応じた量の電荷を蓄積してその蓄積した電荷の量を電圧値に変換して出力する積分回路と、
前記積分回路から出力される電圧値及び前記積分回路が前記電荷を蓄積する積分時間に基づいて前記測定対象光源からの前記入射光の強度を演算する制御手段と、
前記測定対象光源からの前記入射光を検知するための、前記光検出部の前記光電変換素子とは異なる光検知センサであって、前記積分球の前記入射部開口に設置された前記拡散透過板の前記測定対象光源とは反対側に設置された光検知センサと、前記光検知センサからの出力電流を電圧波形に変換するトランスインピーダンスアンプとを有する前記測定対象光源からの前記入射光の周波数を検知するための周波数検知手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記周波数検知手段からの前記電圧波形に基づき前記測定対象光源からの前記入射光の周期を算出し、前記積分回路が前記電荷を蓄積する積分時間を、前記周期の整数倍に合わせて前記入射光の強度を求め、前記測定対象光源の特性を測定することを特徴とする測光装置が提供される。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、高速変調されている光源でも、変調周期の影響を受けずに安定して光測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１（ａ）は、本発明に係る測光装置の一実施例の概略構成図であり、図１（ｂ）は、周波数検知手段の一実施例の電気的構成を示す概略図である。

【図2】図２（ａ）は、本発明に係る測光装置の電気的構成を示すブロック図であり、図２（ｂ）は、積分回路の一実施例の電気的構成を示す概略図である。

【図3】図３（ａ）は、測定対象光源の調光装置の電気的構成の一例を示すブロック図であり、図３（ｂ）は、調光装置の具体的回路構成の一例を示しており、図３（ｃ）は、変調周波数の一例を示す概略図である。

【図4】本発明に係る測光装置の他の実施例の概略構成図である。

【図5】本発明に係る測光装置の他の実施例の概略構成図である。

【図6】従来の測光装置の一例を示す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係る測光装置を図面に則して更に詳しく説明する。

【0018】

実施例１
（測光装置の概略構成）
図１（ａ）を参照して、本発明に係る測光装置１の一実施例の概略構成を説明する。

【0019】

本実施例によると、測光装置１は、図６を参照して説明した特許文献１に記載する測定装置と同様の構成とされ、拡散光学系としての積分球２を備えている。積分球２は、内部が球面状の中空２０とされ、中空２０の球面（内面）２１は拡散反射コーティングを施し、拡散反射フィルム又は拡散反射層を有している。フィルム或いは反射層は、硫酸バリウムなどとされるコーティング剤を充填するか、又は、スプレーして形成される。

【0020】

更には、積分球２は、例えば、ポリテトラフッ化エチレン、ポリクロロトリフッ化エチレン、ポリクロロフッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニルなどとされる、適宜に焼結したフッ素樹脂の固体ブロックで形成することもできる。

【0021】

本実施例では、積分球２は、図１（ａ）にて、その左側位置に測定対象光源１００からの光が入射する入射部開口２２と、積分球２の下側位置に積分球２の内壁面２１で拡散された拡散光が光検出部３へと出射する検出部開口２３とを有する。

【0022】

本実施例における積分球２の具体的寸法、形状、材質の一例を挙げれば次の通りである。

【0023】

本実施例にて、積分球２は、フッ素樹脂、特に、ＰＴＦＥ（ポリテトラフッ化エチレン）の固体ブロックで作製し、中空球面２１の直径（Ｄ）は６０ｍｍであった。入射部開口２２は、直径（ｄ１）が２０ｍｍであり、検出部開口２３は、直径（ｄ２）が１３ｍｍとした。

【0024】

本発明にて、積分球２は、上記寸法、形状、材質、に限定されるものではない。ただし、一般的な推奨条件によれば、積分球２は、次の条件を満足することにより良好な性能を発揮し得る。

【0025】

つまり、本実施例にて、積分球２における、直径Ｄとされる球面（内壁面）２１の全表面積をＡ、入射部開口部２２の開口面積をＡ１、検出部開口部２３の開口面積をＡ２としたとき、
Ａ１＋Ａ２≦Ａ×５％
を満足するのがよい。

【0026】

本実施例の測光装置１では、図１（ａ）に示すように、入射開口２２の領域を全面的に覆って、拡散透過板４が固定部材４１により積分球２に固定される。拡散透過板４としては、シグマ光機株式会社製のオパール型拡散板が好適に使用される。

【0027】

尚、拡散透過板４は、図１（ａ）に一点鎖線にて示すように、直径ｄ１とされる入射開口２２内のいずれかの位置に設置することも可能である。この場合は、拡散透過板４の設置位置は、積分球２の内壁面２１に隣接した位置の方が好ましい。

【0028】

また、本実施例の測光装置１は、積分球２の外側で且つ検出部開口２３に近接して光検出部３が配置される。光検出部３は、積分球２からの拡散光を分光する分光手段３１と、分光手段３１に隣接して配置され、分光手段３１により分光された光が入射する複数の光電変換素子（フォトダイオード）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎから成る光電変換素子列３２とを備えている。分光手段３１と光電変換素子列３２とは、光電センサ（即ち、光検出器）３Ａを構成している。

【0029】

上記構成の本実施例の測光装置１によれば、拡散光学系は積分球２とされ、そのため、積分球２に入射する測定対象光源１００からの入射角（θ）が変化しても、極端に変化しない限りにおいては、分光手段３１や光電変換素子列３２への入射角分布や光量が変化することは少ない。

【0030】

分光手段３１は、図２（ａ）に示すように、各光電変換素子（フォトダイオード）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎに対応して設置された光フィルタｆ１、ｆ２、・・・ｆｎとすることもできるが、本実施例によると、リニアバリアブルフィルタ（以後、「ＬＶＦ」という。）とされる。

【0031】

ＬＶＦは、バンドパスフィルタの中心波長が位置により連続的に変化する部材であり、従って、フィルタは１種類製作すればよく、従来の干渉フィルタアレイのような、光電変換素子列への貼り付け作業も必要とはしない。また、バンドパスの中心波長が連続的に変化しているため、位置ズレの影響は干渉フィルタに比べると小さい。

【0032】

ＬＶＦは、透過スペクトルの半値幅は中心波長に比例する。例えば、中心波長の１〜２％である。４００〜８００ｎｍまでの特性で考えると、４００ｎｍ付近では半値幅が４０ｎｍ（中心波長の１％）、８００ｎｍ付近では半値幅が８０ｎｍとなる。つまり、４００〜５００ｎｍ付近では半値幅が狭く、５００ｎｍ以降では半値幅を広くすることが可能であり、光電変換素子列３２は均等間隔でよい。

【0033】

本実施例にて、分光手段３１としてのＬＶＦは、波長範囲３８０ｎｍ〜７２０ｎｍとされる、米国ＪＤＳＵ社製のリニアバリアブルフィルタを使用した。また、検出部開口２３からＬＶＦ３１までの距離（Ｌ）は、１０ｍｍとされ、このＬＶＦ３１に１ｍｍ以下にて密着して光電変換素子列３２を配置した。

【0034】

光電変換素子列３２は、本実施例では、１６個の光電変換素子（フォトダイオード）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６からなるフォトダイオードアレーを使用した。つまり、本実施例では、１６個の光電変換素子（フォトダイオード）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６を備えたフォトダイオードアレー３２により、３８０ｎｍ〜７２０ｎｍまで２０ｎｍピッチでピークを持つ１６個の受光信号Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、・・・Ｓ１６（λ）が測定値として得られる。なお、光電変換素子Ｓの数は、１６個に限定されるものではなく、所望により、これ以外の個数とすることもできる。

【0035】

更に、本実施例によれば、測光装置１には、本発明の特徴部をなす、測定対象光源１００がある高い周波数で変調され、デューティ比を変更して明るさが変更された場合においてもその高い変調周波数を検知することのできる周波数検知手段５が設けられる。

【0036】

本実施例によると、周波数検知手段５は、上記光検出部３の光電変換素子Ｓとは異なる、例えばフォトダイオード（光電変換素子）とされる光検知センサ５０と、この光検知センサ５０からの出力電流を電圧波形に変換する高速動作可能なトランスインピーダンスアンプ５１とを有している。トランスインピーダンスアンプ５１は、例えば、図１（ｂ）に示すような回路構成とされ、増幅回路５１ａと、増幅回路５１ａの入力と出力との間に接続された負帰還抵抗５１ｂ及び容量５１ｃとを有し、光検知センサ５０から発生した電流を電圧に変換して出力する。勿論、トランスインピーダンスアンプ５１の構成は、上記構成に限定されるものではなく、当業者には周知の種々の構成が可能である。

【0037】

周波数検知手段５を構成する光検知センサ５０は、測定対象光源１００からの入射光を検知し得るのであれば、積分球２の内部の任意の位置に開口部を形成し、この開口部を介して入射光を検知し得るように配置することができる。

【0038】

しかしながら、周波数検知手段５を構成するトランスインピーダンスアンプ５１は、光が弱くなるに従って、その周波数特性が低下する傾向にある。従って、図１（ａ）に示すように、積分球２には、測定対象光源１００からの光が入射する入射部開口２２と対向した積分球２の右側位置に検出部開口２４を形成し、この検出部開口２４に光検知センサ５０が設けられる。これにより、光検知センサ５０は、測定対象光源１００からの入射光を直接に受光することができ、測定光も大きくなり、より高速な変調光までも測定可能となる。検出部開口２４は、本実施例では直径（ｄ３）が５ｍｍとされた。

【0039】

図２（ａ）は、本実施例における測光装置１の電気的構成の一実施例を示すブロック図である。

【0040】

本実施例によると、複数の、例えば１６個のフォトダイオード（光電変換素子）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎ（Ｓ１６）から成る光電変換素子列３２からの受光信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器１０１と、Ａ／Ｄ変換器１０１にて変換された受光信号を受信する制御手段（ＣＰＵ）１０２とを備えている。

【0041】

更に説明すると、本発明によると、発光強度が周期的に変化する光源の光の強度を測定するために、積分回路Ｍ（Ｍ１、Ｍ２、・・・Ｍｎ）が設けられる。本実施例では、１６個のフォトダイオード（光電変換素子）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎ（Ｓ１６）に対応して積分回路Ｍ１、Ｍ２、・・・Ｍｎ（Ｍ１６）が設けられており、対応するフォトダイオード（光電変換素子）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６から入力する電荷を蓄積してその蓄積した電荷の量を電圧値に変換して出力する。図２（ｂ）に、積分回路Ｍの一例を示す。

【0042】

図２（ｂ）にて、積分回路Ｍは、演算増幅器１１及び可変容量部１２を有し、演算増幅器１１の入出力間に可変容量部１２が接続されている。演算増幅器１１は、その反転入力端子が図示するように、入力端子となり、非反転端子が基準電位となるグランド電位に接続されている。可変容量部１２は、コンデンサ１３ａ、１３ｂ、及び、容量用スイッチ１４ｏ，１４ａ、１４ｂを有している。この可変容量部１２は、容量用スイッチ１４ｏ、直列接続されたコンデンサ１３ａ及び容量量スイッチ１４ａ、並びに、直列接続されたコンデンサ１３ｂ及び容量量スイッチ１４ｂ同士が並列に接続されて構成されている。容量用スイッチ１４ｏ、１４ａ、１４ｂは、ＣＰＵ１０２による開閉制御により開閉動作する。容量用スイッチ１４ｏ、１４ａ、１４ｂは、所望する応答速度で開閉動作し、漏れ電流の少ないものであることが好ましい。

【0043】

可変容量部１２は、容量用スイッチ１４ａ、１４ｂの各々の開閉状態により容量値が可変に設定される。また、可変容量部１２は、容量用スイッチ１４ｏを閉状態にすると、それまで可変容量部１２に蓄積されていた電荷が放電する。

【0044】

コンデンサ１３ａ、１３ｂの容量値は、フォトダイオードＳの検出感度や受光する光の強度、所望する測定時間などに基づいて適宜定める。一例としてコンデンサ１３ａの容量値を１００ｐＦ、コンデンサ１３ｂの容量値を１０００ｐＦとする。容量用スイッチ１４ａのみが閉に制御されると可変容量部１２の容量値は１００ｐＦになり、容量用スイッチ１４ｂのみが閉に制御されると可変容量部１２の容量値は１０００ｐＦになる。

【0045】

積分回路Ｍは、可変容量部１２で可変設定された容量値をＣとして、そこに蓄積された電荷の量をＱとすると、Ｑ／Ｃに応じた電圧値Ｖを出力する。このため、容量値Ｃを小さく設定した方が、同じ光強度でも大きな電圧値Ｖが出力される。従って、入射光強度が弱く光検出感度を高くしたいときには容量値Ｃを小さく設定し、入射光強度が強く光検出感度を低くしたいときには、容量値Ｃを大きく設定する。また、電荷を蓄積する積分時間Ｔを長くした方が、同じ光強度でも大きな電圧値Ｖが出力され、光検出感度を大きくできる。

【0046】

可変容量部１２の容量Ｃ、積分回路４の出力電圧Ｖ、積分時間Ｔから入射光の強度は次式で求められる。
入射光の強度＝Ｋ×Ｃ×Ｖ／Ｔ （１）
ここでＫは、フォトダイオードＳの感度で決まる値である。

【0047】

積分時間Ｔで測定を複数回行って、入射光の強度を平均化する場合、測定回数をａとし、各測定における電圧値をＶ₁、Ｖ₂・・・Ｖ_aとすると、平均化した入射光の強度は次式で求められる。
平均化した入射光の強度＝Ｋ×Ｃ×（Ｖ₁＋Ｖ₂＋・・・＋Ｖ_a）／（ａ×Ｔ） （２）

【0048】

なお、本実施例では、２つのコンデンサ１３ａ、１３ｂで容量値を可変する構成を例示したが、容量可変幅をさらに大きくしたり、設定の変化幅をより細かく可変したりするために、並列接続するコンデンサ１３及びスイッチ１４の数を２つよりもさらに多く設けてもよい。また、容量を可変する必要がなければ、可変容量部１２に換えて、１つのコンデンサ及び放電用の容量用スイッチ１４₀を並列接続したものを備えて、容量値を固定してもよい。

【0049】

図２（ａ）に示すように、積分回路Ｍ１〜Ｍｎの出力端子は、各々Ａ／Ｄ変換器１０１に接続されている。Ａ／Ｄ変換器１０１は、積分回路Ｍ１〜Ｍｎから各々入力されるアナログ信号の電圧値を、デジタル信号に変換して出力する。Ａ／Ｄ変換器１０１の出力端子は、ＣＰＵ１０２に接続されている。

【0050】

ＣＰＵ１０２には、Ａ／Ｄ変換器１０１の他に、記憶部１０３、表示部１０４、操作部１０５、タイマ１０６、及び上記積分回路Ｍ１〜Ｍｎが接続されており、測光装置１の動作を統括的に制御する。記憶部１０３は、ＣＰＵ６の動作用プログラムや各種設定値や測定条件などを記憶するフラッシュＲＯＭ１０３ａ、及び測定値や演算値などを記録するＲＡＭ１０３ｂを有している。表示部１０４は、一例として液晶ディスプレイで構成されて、測定値を表示したり、各種設定画面などを表示したりする。操作部１０５は、一例として操作ボタンなどで構成されて、測定者によって操作して数値入力したり、各種動作モードを選択操作したりする。タイマ１０６は、経過時間を計測可能なものであり、積分回路Ｍにおける積分時間Ｔや放電時間などの時間の経過を別個に計測する。

【0051】

また、上述したように、ＣＰＵ１０２には、周波数検知手段５のトランスインピーダンスアンプ５１からの電圧波形信号が入力され、該信号を基に、測定対象光源駆動手段の周波数を算出する。

【0052】

（測定対象光源の駆動）
次に、図３（ａ）、（ｂ）を参照して、測定対象光源１００の駆動手段を構成する調光装置２００について説明する。

【0053】

図３（ａ）は、測定対象光源１００である、例えばＬＥＤ照明装置における照明光の輝度（発光量）及び色度（色相、色温度）が変更可能である調光装置の一例の概略構成をブロック図で示しており、図３（ｂ）は、その具体的回路構成の一例を示す。

【0054】

本実施例にて調光装置２００は、極性を逆にして並列接続された色度が相互に異なる第１ＬＥＤ１００Ａ及び第２ＬＥＤ１００Ｂを含むＬＥＤ照明装置１００の輝度及び色又は色相を調整可能なものとされる。調光装置２００は、ＬＥＤ駆動手段として、商用交流電源２０１に接続されており、直流生成部としての半波倍電圧整流回路のような整流回路２０２と、クロック生成回路２０３と、デューティ比調整回路２０４と、自励発信回路２０５ａ、パルスデューティ比調整回路２０５ｂなどを備えた自励発振周波数を発生する駆動パルス発生・可変回路（パルス幅調整回路）２０５と、相補トランジスタ２０６ａ、２０６ｂを有するプッシュプル形駆動回路２０６と、を備えている。デューティ比調整回路２０４、パルス幅調整回路２０５などを操作部１０５により調整することにより、所望のパルス数及びパルス幅に応じてパルス状の駆動電流が測定対象光源（ＬＥＤ照明装置）１００に供給される。斯かる構成の調光装置２００は、ＬＥＤの点滅を人が認識できない程度に周波数を、例えば１０ｋＨｚなどに設定することができる。図３（ｃ）は、調光装置２００にて発生された電圧波形の一例を示す。図３（ｃ）にて、周期Ｔｏ＝１／１０ｋＨｚであり、パルス幅はｔとされる。

【0055】

斯かる調光装置２００の構成及び作動態様は、上記特許文献３に記載されるように、当業者には周知であるので、これ以上の詳しい説明は省略する。

【0056】

（測光装置の作動態様）
上記構成とされる本実施例の測光装置１の作動態様について説明する。

【0057】

本実施例の測光装置１において、調光装置２００によるＬＥＤ照明の変調では、人間のちらつきを感じないように、変調周波数は、例えば１０ｋＨｚなどが採用されている。従って、上述したように、本実施例の測光装置１には、色度や演色性測定を行う光電変換素子（フォトダイオード）Ｓ１、Ｓ２・・・Ｓｎとは別個に光検知センサ５０を備えた周波数検知手段５が設置されており、この周波数検知手段５により、測定対象光源１００を駆動する電源（駆動手段）２００の周波数が検知可能とされる。

【0058】

つまり、本実施例によると、周波数検知手段５は、光検知センサ５０からの出力電流をトランスインピーダンスアンプ５１にて電圧波形に変換する。ＣＰＵ１０２は、例えば図３（ｃ）に示すような、トランスインピーダンスアンプ５１からの電圧波形信号に基づいて、周期（周波数）Ｔｏ（パルス幅ｔ）を算出する。

【0059】

本発明によると、各積分回路Ｍの積分時間は、周期Ｔｏの整数倍とされる。従って、ＣＰＵ１０２は、測定制御手段を起動して、積分時間Ｔを周期Ｔｏのｎ周期分（ｎは１以上の整数）、つまり周期Ｔｏのｎ倍（Ｔ＝ｎＴｏ）で制御する。この積分時間Ｔは、予め記憶部１０３に記憶された値で制御する。通常、ｎは１とされるが、ｎ＝１〜１００とすることもできる。

【0060】

この積分時間Ｔ（＝ｎＴｏ）の間、ＣＰＵ１０２は各積分回路Ｍの容量用スイッチ１４ｏを開状態に維持すると共に、可変容量部１２の容量値が記憶部１０３に予め設定された容量値となるように容量用スイッチ１４ａ、１４ｂのいずれかを閉状態に維持する。このようにＣＰＵ１０２が制御することで、受光素子Ｓで発生する電荷量を積分回路Ｍが積分する。

【0061】

ＣＰＵ１０２は、積分のタイミングとしては、光強度がちょうどゼロになった位置から電荷の蓄積（測定）を開始しても良いが、どのようなタイミングで測定を開始したとしても、光強度の変化は周期的に変化するので、積分回路Ｍが蓄積する電荷量は等しくなる。従って、積分値が安定するので、光の強度を安定して精度よく測定することができる。積分時間Ｔが終了したときに、ＣＰＵ１０２は、積分回路Ｍの出力電圧をＡ／Ｄ変換器１０１から読み込んで、演算手段を起動して、その電圧値Ｖ、積分時間Ｔ、及び可変容量部の容量値Ｃから光の強度を演算する（上記式（１）参照）。なお、測定回数は１回でもよいが、放電期間を挟んで複数回同様に測定を行い、それら測定値を測定回数で平均化してもよい（上記式（２）参照）。

【0062】

積分時間、測定回数などは、予め一例として測定時に使用する可能性のある積分時間、測定回数などを記憶部１０３に記憶させておくこともできる。また、測定者は、操作部１０５を操作して積分時間、測定回数などを設定することも可能である。

【0063】

また、測定者は、操作部１０５操作して、積分回路Ｍの可変容量部１２の容量値を設定することができる。可変容量部１２の容量値は、積分回路Ｍごとに設定してもよく、全ての積分回路Ｍで同じ容量値に設定してもよい。ＣＰＵ１０２は、設定された容量値を記憶部１０３に記憶させる。

【0064】

なお、上記実施例では、発光体（測定対象光源１００）としてＬＥＤ照明装置の光を測定した例を示したが、周期的に光の強度が変化するものであれば発光体の種類は限定されず、例えば蛍光灯、ＬＥＤ素子、電球の光を測定してもよい。また、発光体の光は、光強度波形が周期的に強度変化を繰り返す波形であれば、例えば、ノコギリ波のように左右対称形状でない波形であっても測定することができる。

【0065】

本実施例の測光装置は、上記構成とされるので、高速変調されている光源でも、変調周期の影響を受けずに安定して測定できる。

【0066】

上記構成とされる本実施例の測光装置１の一測定作動態様について説明すれば、上述のようにして制御手段１０２にて算出された光強度（受光信号）をＲＡＭ１０３ｂに保存し、ＲＡＭ１０３ｂに保存されている受光信号、及び、ＲＯＭ１０３ａに保存されている重み付け係数を用いて、等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）に近似した等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）を求め、この近似等色関数に基づく三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを算出することができる。

【0067】

制御手段１０２は、上述にて得られた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに基づいて、測定対象光源１００の色度、照度など光源の特性を判断するための測定値を算出する。

【0068】

上記近似等色関数を求める工程、及び、近似等色関数から三刺激値を求める工程は、当業者には周知である。また、本発明の特徴部を構成するものでもないので、これ以上の説明は省略する。

【0069】

実施例２
図４に、本発明に係る測光装置１の第二の実施例を示す。本実施例の測光装置１は、全体構成及び作動は、実施例１の測光装置１と同様とされ、ただ、周波数検知手段５の光検知センサ５０の設置位置が異なるのみである。従って、測光装置１の全体構成及び作動については、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例１の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。

【0070】

本実施例では、周波数検知手段５の光検知センサ５０は、入射部拡散透過板４のすぐ裏面側、即ち、入射部拡散透過板４の測定対象光源１００側とは反対側に取付けられる。

【0071】

斯かる構成により、実施例１の場合と同様に、より大きい光を検出できるので、高速な変調光まで測定可能とされる。

【0072】

本実施例の測光装置も実施例１の場合と同様に、高速変調されている光源でも、変調周期の影響を受けずに安定して測定できる。

【0073】

実施例３
図５に、本発明の測光装置１の第三の実施例を示す。本実施例にて、測光装置１の全体構成及び作動は、実施例１の測光装置１と同じ構成及び作動とされ、ただ、光検出部３の構成が異なるのみである。従って、測光装置１の全体構成及び作動については、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例１の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。

【0074】

本実施例の光検出部３は、積分球２からの拡散光が、スリット３３及びレンズ３４を介して平行光とされた後、光検出器３Ａへと照射される。光検出器３Ａは、例えば、回折格子などとされる分光手段３１と、分光手段３１に隣接して、分光手段３１により分光された光が入射する光電変換素子列３２とを備えている。

【0075】

勿論、本実施例においても、周波数検知手段５の光検知センサ５０は、実施例２と同様に、入射部拡散透過板４のすぐ裏面側、即ち、入射部拡散透過板４の測定対象光源１００側とは反対側に取付けても良いことは勿論である。

【0076】

本実施例の測光装置も実施例１の場合と同様に、高速変調されている光源でも、変調周期の影響を受けずに安定して測定できる。

【符号の説明】

【0077】

１ 測光装置
２ 積分球
２２ 入射部開口
２３、２４ 検出部開口
３ 光検出部
３Ａ 光電センサ（光検出器）
３１ リニアバリアブルフィルタ、回折格子（分光手段）
３２ 光電変換素子列
３３ スリット
３４ レンズ系
４ 拡散透過板
５ 周波数検知手段
５０ 光検知センサ
５１ トランスインピーダンスアンプ
１００ ＬＥＤ照明装置（測定対象光源）
１０１ Ａ／Ｄ変換器
１０２ ＣＰＵ（制御手段）
２００ 調光装置
Ｓ（Ｓ１〜Ｓｎ） フォトダイオード（光電変換素子）
Ｍ（Ｍ１〜Ｍｎ） 積分回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】