特許 6492220 測定システムおよび測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6492220

(24)【登録日】2019年3月8日

(45)【発行日】2019年3月27日

(54)【発明の名称】測定システムおよび測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01J 1/02 20060101AFI20190318BHJP

   G01M 11/00 20060101ALI20190318BHJP

【ＦＩ】

   G01J1/02 F

   G01M11/00 T

【請求項の数】10

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2018-180546(P2018-180546)

(22)【出願日】2018年9月26日

【審査請求日】2018年10月18日

【早期審査対象出願】

(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】大久保 和明

(72)【発明者】

【氏名】菊池 正博

【審査官】 塚本 丈二

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０２−０４８８３０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５９−０６０２２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１９８９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１２０２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／１２２６７４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１７／０９８０５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０３２０３７１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｊ １／００−１／６０

Ｇ０１Ｍ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに対向する位置に形成された入射窓および試料窓を有する積分器と、
前記試料窓から所定距離だけ離れた位置に形成された観測窓を通じて、前記積分器の照度を測定する受光器と、
前記積分器内の前記試料窓と前記観測窓とを結ぶ光学経路上に配置されたバッフルと、
前記受光器から出力される測定値を処理することで光学特性を算出する処理装置とを備え、
前記入射窓は、前記積分器の外部に配置された第１の光源からの光の前記積分器内への導入と遮断とを選択可能に構成されており、
前記試料窓は、反射率が既知の拡散反射部材と第２の光源とを選択的に装着可能に構成されている、測定システム。

【請求項2】

前記処理装置は、
前記試料窓に前記拡散反射部材が装着されるとともに、前記第１の光源として標準光源からの光が前記入射窓を通じて前記積分器内に導入される第１の状態において、前記受光器から出力される第１の測定値と、
前記試料窓に前記第２の光源として試料光源が装着されるとともに、前記入射窓を通じた前記積分器内への光が遮断される第２の状態において、前記受光器から出力される第２の測定値とに基づいて、前記試料光源の光学特性を算出する、請求項１に記載の測定システム。

【請求項3】

前記入射窓と前記第１の光源との間に配置される、開口面積が既知のアパーチャーをさらに備える、請求項２に記載の測定システム。

【請求項4】

前記処理装置は、
前記試料窓に前記第２の光源として標準光源が装着されるとともに、前記入射窓を通じた前記積分器内への光が遮断される第１の状態において、前記受光器から出力される第１の測定値と、
前記試料窓に前記拡散反射部材が装着されるとともに、前記第１の光源として試料光源からの光が前記入射窓を通じて前記積分器内に導入される第２の状態において、前記受光器から出力される第２の測定値とに基づいて、前記試料光源の光学特性を算出する、請求項１に記載の測定システム。

【請求項5】

前記処理装置は、前記試料光源の光学特性として、前記試料光源の全光束を算出する、請求項２〜４のいずれか１項に記載の測定システム。

【請求項6】

自己吸収補正用光源をさらに備え、
前記処理装置は、前記自己吸収補正用光源が点灯している状態において前記受光器から出力される測定値に基づく自己吸収補正処理を実行する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の測定システム。

【請求項7】

前記積分器は、全球型の積分空間を有する積分球からなる、請求項１〜６のいずれか１項記載の測定システム。

【請求項8】

前記積分器は、半球型の積分空間を有する積分半球と、前記積分半球の開口を塞ぐ平面ミラーとからなる、請求項１〜６のいずれか１項記載の測定システム。

【請求項9】

測定システムおよび標準光源を用意するステップを備え、前記測定システムは、互いに対向する位置に形成された入射窓および試料窓を有する積分器と、前記試料窓から所定距離だけ離れた位置に形成された観測窓を通じて、前記積分器の照度を測定する受光器と、前記積分器内の前記試料窓と前記観測窓とを結ぶ光学経路上に配置されたバッフルとを含み、
前記試料窓に反射率が既知の拡散反射部材が装着されるとともに、前記積分器の外部に配置した前記標準光源からの光が前記入射窓を通じて前記積分器内に導入される第１の状態において、前記受光器から出力される第１の測定値を取得するステップと、
前記試料窓に試料光源が装着されるとともに、前記入射窓を通じた前記積分器内への光が遮断される第２の状態において、前記受光器から出力される第２の測定値を取得するステップと、
前記第１の測定値および前記第２の測定値に基づいて、前記試料光源の光学特性を算出するステップとを備える、測定方法。

【請求項10】

測定システムおよび標準光源を用意するステップを備え、前記測定システムは、互いに対向する位置に形成された入射窓および試料窓を有する積分器と、前記試料窓から所定距離だけ離れた位置に形成された観測窓を通じて、前記積分器の照度を測定する受光器と、前記積分器内の前記試料窓と前記観測窓とを結ぶ光学経路上に配置されたバッフルとを含み、
前記試料窓に前記標準光源が装着されるとともに、前記入射窓を通じた前記積分器内への光が遮断される第１の状態において、前記受光器から出力される第１の測定値を取得するステップと、
前記試料窓に反射率が既知の拡散反射部材が装着されるとともに、試料光源からの光が前記入射窓を通じて前記積分器内に導入される第２の状態において、前記受光器から出力される第２の測定値を取得するステップと、
前記第１の測定値および前記第２の測定値に基づいて、前記試料光源の光学特性を算出するステップとを備える、測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、全光束などの光学特性を測定できる測定システムおよび測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

試料光源の全光束を測定するための装置および方法が開発されている。特に、ＬＥＤ（light emitting diode）光源に適した装置および方法が開発されている。

【0003】

例えば、非特許文献１は、全光束測定用積分球を用いた全光束の測定方法を規定している（ｐ．９−１１などを参照）。

【0004】

非特許文献１によれば、全光束が値付けされた標準ＬＥＤを被測定ＬＥＤと積分球内の同じ位置で点灯することが規定されている。この場合、２πの配光特性をもつ標準ＬＥＤを用意する必要がある。現在、ＪＣＳＳ（Japan Calibration Service System）の下で供給されている標準ＬＥＤの波長範囲は３８０−８００ｎｍである。現在のＪＣＳＳの下では、３８０ｎｍ以下の紫外領域を波長範囲に含む放射束標準光源、および、８００ｎｍ以上の赤外領域を波長範囲に含む放射束標準光源は、存在しない。

【0005】

そのため、３８０−８００ｎｍ以外の波長範囲を有する試料光源の全光束を測定する場合には、分光放射照度標準光源（典型的には、２５０−２５００ｎｍの波長範囲）を用いる以外にトレーサビリティを確保する方法はない。

【0006】

分光放射照度標準光源を用いて、試料光源の全光束を測定する方法がいくつか開発されている。分光放射照度標準光源を用いる全光束の測定方法の一例として、積分球の外部に分光放射照度標準光源を配置する構成が提案されている。

【0007】

非特許文献２は、分光放射照度標準電球を積分球の外部に配置した全光束ＬＥＤ校正装置を開示する。同様に、非特許文献３は、面積既知のアパーチャーが壁面に設けられた積分球の外部に分光放射照度標準電球を配置したＬＥＤの全光束測定方法を開示する。

【0008】

また、非特許文献４は、積分球において検出器から１３５°の位置に形成された開口に、制限アパーチャーを通じて外部光源からの光を導入する構成を開示する（ｐ．３０−３１などを参照）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0009】

【非特許文献1】日本工業規格ＪＩＳ Ｃ８１５２−１：２０１２「照明用白色発光ダイオード（ＬＥＤ）の測光方法−第１部：ＬＥＤパッケージ」

【非特許文献2】「ＬＥＤの全光束測定の効率化を実現−新方式に基づく全光束ＬＥＤ校正装置の開発−」，ＴＩＲＩ Ｎｅｗｓ ２００９年５月号，地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター，［ｏｎｌｉｎｅ］https://www.iri-tokyo.jp/uploaded/attachment/2602.pdf（２０１８年９月３日検索）

【非特許文献3】「ＬＥＤの全光束測定法の開発」，銭衛東，小方冲，星野房雄，滝上昌孝，河本康太郎，照明学会 全国大会講演論文集，２００８，４１巻，平成２０年度（第４１回）照明学会 全国大会講演論文集，セッションＩＤ １２６，ｐ．１２６，公開日 ２００８／１１／１４

【非特許文献4】"NIST Measurement Services: Photometric Calibration", Yoshihiro Ohno, Optical Technology Division Physics Laboratory National Institute of Standards and Technology Gaithersburg, MD 20899, July 1997

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本願発明者らは、鋭意研究の結果、非特許文献２−４に開示される、積分球の外部に分光放射照度標準光源を配置する構成において生じ得る潜在的な課題を新たに発見した。本発明の一つの目的は、本願発明者らが発見した新たな課題を解決できる測定システムおよび測定方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明のある局面に従う測定システムは、互いに対向する位置に形成された入射窓および試料窓を有する積分器と、試料窓から所定距離だけ離れた位置に形成された観測窓を通じて、積分器の照度を測定する受光器と、積分器内の試料窓と観測窓とを結ぶ光学経路上に配置されたバッフルと、受光器から出力される測定値を処理することで光学特性を算出する処理装置とを含む。入射窓は、積分器の外部に配置された第１の光源からの光の積分器内への導入と遮断とを選択可能に構成されている。試料窓は、反射率が既知の拡散反射部材と第２の光源とを選択的に装着可能に構成されている。

【0012】

処理装置は、試料窓に拡散反射部材が装着されるとともに、第１の光源として標準光源からの光が入射窓を通じて積分器内に導入される第１の状態において、受光器から出力される第１の測定値と、試料窓に第２の光源として試料光源が装着されるとともに、入射窓を通じた積分器内への光が遮断される第２の状態において、受光器から出力される第２の測定値とに基づいて、試料光源の光学特性を算出するようにしてもよい。

【0013】

測定システムは、入射窓と第１の光源との間に配置される、開口面積が既知のアパーチャーをさらに含んでいてもよい。

【0014】

処理装置は、試料窓に第２の光源として標準光源が装着されるとともに、入射窓を通じた積分器内への光が遮断される第１の状態において、受光器から出力される第１の測定値と、試料窓に拡散反射部材が装着されるとともに、第２の光源として試料光源からの光が入射窓を通じて積分器内に導入される第２の状態において、受光器から出力される第２の測定値とに基づいて、試料光源の光学特性を算出するようにしてもよい。

【0015】

処理装置は、試料光源の光学特性として、試料光源の全光束を算出してもよい。
測定システムは、自己吸収補正用光源をさらに含んでいてもよい。処理装置は、自己吸収補正用光源が点灯している状態において受光器から出力される測定値に基づく自己吸収補正処理を実行するようにしてもよい。

【0016】

積分器は、全球型の積分空間を有する積分球からなるようにしてもよい。
積分器は、半球型の積分空間を有する積分半球と、積分半球の開口を塞ぐ平面ミラーとからなるようにしてもよい。

【0017】

本発明の別の局面に従う測定方法は、測定システムおよび標準光源を用意するステップを含む。測定システムは、互いに対向する位置に形成された入射窓および試料窓を有する積分器と、試料窓から所定距離だけ離れた位置に形成された観測窓を通じて、積分器の照度を測定する受光器と、積分器内の試料窓と観測窓とを結ぶ光学経路上に配置されたバッフルとを含む。測定方法は、試料窓に反射率が既知の拡散反射部材が装着されるとともに、積分器の外部に配置した標準光源からの光が入射窓を通じて積分器内に導入される第１の状態において、受光器から出力される第１の測定値を取得するステップと、試料窓に試料光源が装着されるとともに、入射窓を通じた積分器内への光が遮断される第２の状態において、受光器から出力される第２の測定値を取得するステップと、第１の測定値および第２の測定値に基づいて、試料光源の光学特性を算出するステップとを含む。

【0018】

本発明のさらに別の局面に従う測定方法は、測定システムおよび標準光源を用意するステップを含む。測定システムは、互いに対向する位置に形成された入射窓および試料窓を有する積分器と、試料窓から所定距離だけ離れた位置に形成された観測窓を通じて、積分器の照度を測定する受光器と、積分器内の試料窓と観測窓とを結ぶ光学経路上に配置されたバッフルとを含む。測定方法は、試料窓に標準光源が装着されるとともに、入射窓を通じた積分器内への光が遮断される第１の状態において、受光器から出力される第１の測定値を取得するステップと、試料窓に反射率が既知の拡散反射部材が装着されるとともに、試料光源からの光が入射窓を通じて積分器内に導入される第２の状態において、受光器から出力される第２の測定値を取得するステップと、第１の測定値および第２の測定値に基づいて、試料光源の光学特性を算出するステップとを含む。

【発明の効果】

【0019】

本発明のある局面によれば、本願発明者らが発見した新たな課題を解決できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の背景技術に従う測定方法を説明するための模式図である。

【図2】実施の形態１に従う測定システムの概略構成および測定方法を説明するための模式図である。

【図3】実施の形態１に従う測定システムを用いた測定処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図4】実施の形態１の変形例に従う測定システムの概略構成および測定方法を説明するための模式図である。

【図5】実施の形態１の変形例に従う測定システムを用いた測定処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図6】実施の形態２に従う測定システムの概略構成および測定方法を説明するための模式図である。

【図7】実施の形態２に従う測定システムを用いた測定処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図8】実施の形態２の変形例に従う測定システムの概略構成および測定方法を説明するための模式図である。

【図9】実施の形態２の変形例に従う測定システムを用いた測定処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図10】実施の形態３に従う測定システムの概略構成および測定方法を説明するための模式図である。

【図11】実施の形態３の変形例に従う測定システムの概略構成および測定方法を説明するための模式図である。

【図12】実施の形態４に従う測定システムの概略構成および測定方法を説明するための模式図である。

【図13】実施の形態４の変形例に従う測定システムの概略構成および測定方法を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

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返さない。

【0022】

＜Ａ．背景技術および課題＞
まず、背景技術の概要および背景技術における課題について説明する。

【0023】

図１は、本発明の背景技術に従う測定方法を説明するための模式図である。図１に示す構成は、非特許文献２および非特許文献３に開示される構成に相当する。すなわち、図１には、積分球の外部に配置された標準光源４０からの光を積分球内に導入する光学系を示す。図１（Ａ）には、標準光源４０を用いた校正時の光学系を示し、図１（Ｂ）には、試料光源３０に対する測定時の光学系を示す。

【0024】

図１（Ａ）を参照して、本発明の背景技術に従う測定システム２００は積分球１を含む。積分球１には、入射窓１２および観測窓１４が形成されている。入射窓１２の近傍には精密アパーチャー１３が配置されており、観測窓１４には受光器２０が配置されている。

【0025】

入射窓１２を積分球１の外部に配置された標準光源４０からの光が通過する。標準光源４０は、分光放射照度標準光源であり、典型的には、分光放射照度標準電球および分光放射照度標準重水素ランプなどが用いられる。

【0026】

一般的に、分光放射照度標準光源には、光源から校正光軸方向に５００ｍｍ離れた位置における分光放射照度Ｐ（μＷ／ｃｍ^２）が値付けられている。測定システム２００において、分光放射照度標準光源である標準光源４０が値付けされている位置（一般的には、５００ｍｍ）に精密アパーチャー１３が配置される。精密アパーチャー１３は、開口面積Ａ（ｃｍ^２）が精密に定義された開口部を有している。すなわち、測定システム２００においては、開口面積が既知の精密アパーチャー１３が入射窓１２と標準光源４０との間に配置される。

【0027】

標準光源４０から精密アパーチャー１３を通過して積分球１内に入射する光の放射束Φ_ＳＴは、以下の（１）式のように算出できる。

【0028】

Φ_ＳＴ＝Ｐ×Ａ ・・・（１）
積分球１内に入射した放射束は、積分球１の入射窓１２に対向する積分球１の内壁にスポット状の照射面を形成する。積分球１内の照射面で反射した放射束は、積分球１の内壁で多重反射することにより、積分球１の内壁に一定の放射照度を生じさせる。

【0029】

受光器２０には、観測窓１４を通じて、積分球１内に存在する光の一部が入射する。より具体的には、受光器２０の検出部の前段には、拡散透過部材２２が配置される。拡散透過部材２２は、受光器２０で受光される光の斜入射光特性が余弦則を満たされることを目的として配置される。これにより、受光器２０は、観測窓１４を通じて、積分球１の内壁に生じる放射照度の大きさに応じた測定値を出力することになる。

【0030】

積分球１の内壁に形成されたスポット状の照射面からの一次反射光が受光器２０に直接入射することは、測定誤差要因となる。そのため、スポット状の照射面と受光器２０との間に、受光器２０へ光が直接入射することを防止するためのバッフル６が配置される。

【0031】

図１（Ａ）に示すように、標準光源４０を配置したときの受光器２０の測定値Ｉ_ＳＴが標準光源４０からの放射束Φ_ＳＴと対応付けて格納される。

【0032】

次に、図１（Ｂ）を参照して、標準光源４０および精密アパーチャー１３に代えて、ＬＥＤなどの試料光源３０が入射窓１２に装着される。そして、試料光源３０を点灯したときの受光器２０の測定値Ｉ_ＳＭＰが取得される。標準光源４０について取得された測定値Ｉ_ＳＴおよび放射束Φ_ＳＴを用いて、試料光源３０の放射束Φ_ＳＭＰは、以下の（２）式のように算出される。

【0033】

Φ_ＳＭＰ＝Φ_ＳＴ×Ｉ_ＳＭＰ／Ｉ_ＳＴ ・・・（２）
試料光源３０から放射される光が受光器２０に直接入射することは、測定誤差要因となる。そのため、試料光源３０が装着される入射窓１２と受光器２０との間に、受光器２０へ光が直接入射することを防止するためのバッフル８が配置される。

【0034】

図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、標準光源４０を用いた校正時および試料光源３０に対する測定時のいずれにおいても、積分球１内の構造を同一にする必要がある。すなわち、バッフル６およびバッフル８は、いずれの場合にも積分球１内に存在することになる。

【0035】

ここで、測定対象となる試料光源３０の配光特性は様々である。本願発明者らは、試料光源３０の配光特性によっては、試料光源３０から放射される光が迷光となって測定誤差を生じ得るという新たな課題を見出した。すなわち、試料光源３０から放射されてバッフル６で反射した光が受光器２０に直接入射することで、測定誤差を生じ得る。

【0036】

このように、非特許文献２および非特許文献３に開示される測定方法においては、積分球１の外部に配置された標準光源４０（分光放射照度標準光源）からの光を積分球１内に導入する光学系を採用する。この光学系においては、校正時には、外部に配置された標準光源４０から積分球１内に導入された光を積分球１の内壁で反射させたものを放射束標準としているが、測定時には、標準光源４０からの光が反射する照射面とは異なる位置に、試料光源３０が配置される。この結果、積分球１において光束が入射する位置に依存する空間応答度分布関数（ＳＲＤＦ：Spatial Response Distribution Function）が同一とはならず、この結果、測定誤差を生じ得る。

【0037】

本願発明者らは、上述したような新たな課題およびその原因などにも基づいて、積分球１において光束が入射する位置を校正時および測定時において実質的に同一にできる測定システムを発明するに至った。

【0038】

＜Ｂ．実施の形態１＞
まず、実施の形態１に従う測定システム１００Ａについて説明する。

【0039】

（ｂ１：構造）
図２は、実施の形態１に従う測定システム１００Ａの概略構成および測定方法を説明するための模式図である。図２（Ａ）には、標準光源４０を用いた校正時の光学系を示し、図２（Ｂ）には、試料光源３０に対する測定時の光学系を示す。

【0040】

図２（Ａ）および図２（Ｂ）を参照して、測定システム１００Ａは、全球型の積分器である積分球２と、処理装置１５０とを含む。積分球２は、全球型の積分空間を有している。以下では、積分球２を全球型の積分器の一例として説明する。

【0041】

積分球２は、その内壁に光拡散反射層を有しており、光拡散反射層での光の多重反射によって、全球型の積分空間を形成する。光拡散反射層は、典型的には、硫酸バリウムまたはＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）などの光拡散材料を塗布または吹付けることによって形成される。

【0042】

積分球２には、入射窓１２、観測窓１４および試料窓１６が設けられている。入射窓１２および試料窓１６は、積分球２内において互いに対向する位置に形成されている。

【0043】

入射窓１２は、積分球２の外部に配置された標準光源４０から放射される光を積分球２内に導入するための開口である。入射窓１２の近傍には精密アパーチャー１３が配置される。図２（Ａ）に示す標準光源４０を用いた校正時には、積分球２の外部に配置された標準光源４０からの光が、入射窓１２および精密アパーチャー１３を通じて積分球２内に入射する。図２（Ｂ）に示す試料光源３０に対する測定時には、入射窓１２に遮光蓋４２が装着される。

【0044】

このように、入射窓１２は、積分球２の外部に配置された標準光源４０（あるいは、後述の試料光源３４）からの光の積分球２内への導入と遮断とを選択可能に構成されている。

【0045】

標準光源４０は、予め指定された機関によって光学特性値が値付けされた光源である。実施の形態１においては、標準光源４０は、分光放射照度標準光源であり、典型的には、分光放射照度標準電球および分光放射照度標準重水素ランプなどが用いられる。実施の形態１においては、標準光源４０は、２πの配光特性を有しているものとする。なお、以下の実施の形態においても同様である。

【0046】

観測窓１４は、試料窓１６から所定距離だけ離れた位置に形成されて、積分球２内の照度を測定するための開口である。観測窓１４を通じて、受光器２０が積分球２と連通される。受光器２０は、観測窓１４を通じて、積分球２の照度を測定する。より具体的には、受光器２０は、積分球２の内壁に生じる放射照度の大きさに応じた測定値を出力する。図２（Ａ）および図２（Ｂ）には、積分球２に受光器２０が直接配置されている構成例を示すが、これに限らず、例えば、観測窓１４と受光器２０との間を光ファイバなどにより光学的に接続することで、受光器２０を積分球２から離れた位置に配置してもよい。以下に説明する他の実施の形態おいても同様である。

【0047】

試料窓１６は、積分球２内において実質的に光束を発生させる部分に相当する。図２（Ａ）に示す標準光源４０を用いた校正時には、試料窓１６には拡散反射部材５０が装着される。図２（Ｂ）に示す試料光源３０に対する測定時には、試料窓１６には試料光源３０が装着される。通常、試料光源３０は様々な大きさを有しているので、試料光源３０は、試料窓１６に装着するための支持部材３２上に配置される。

【0048】

このように、試料窓１６は、反射率ρが既知の拡散反射部材５０と試料光源３０（あるいは、後述の標準光源４４）とを選択的に装着可能に構成されている。

【0049】

試料窓１６に装着される拡散反射部材５０からの一次反射光または試料光源３０からの直接光が受光器２０に入射することを防止ためのバッフル６が配置される。バッフル６は、積分球２内の試料窓１６と観測窓１４とを結ぶ光学経路上に配置されている。バッフル６は、受光器２０の視野内に試料窓１６が含まれないような大きさおよび位置に設けられる。

【0050】

処理装置１５０は、受光器２０から出力される測定値を処理することで、試料光源３０の光学特性を算出する。処理装置１５０は、典型的には、汎用コンピュータによって実現される。汎用コンピュータによって実現される場合、プロセッサがハードディスクなどのストレージにインストールされているプログラムをメモリに展開して実行することで、処理装置１５０が実現される。処理装置１５０に必要な機能の一部または全部を専用のハードワイヤード回路で実現してもよい。

【0051】

実施の形態１においては、試料光源３０の光学特性として、試料光源３０の全光束（ｌｍ）を算出する例について説明するが、これに限らず、試料光源３０の放射束（Ｗ）を算出するようにしてもよい。後述する他の実施の形態および各変形例についても同様である。

【0052】

（ｂ２：校正時の光学系）
次に、図２（Ａ）を参照して、標準光源４０を用いた校正時の光学系について説明する。標準光源４０を用いた校正時においては、標準光源４０から放射される光を、精密アパーチャー１３を通じて積分球２内に導入する。典型的には、標準光源４０は、入射窓１２および試料窓１６の各中心を通過する光軸ＡＸ１上に配置される。

【0053】

一般的に、分光放射照度標準光源には、光源から校正光軸方向に５００ｍｍ離れた位置における分光放射照度Ｐ（μＷ／ｃｍ^２）が値付けられている。測定システム１００Ａにおいて、分光放射照度標準光源である標準光源４０が値付けされている位置（一般的には、５００ｍｍ）に精密アパーチャー１３が配置される。精密アパーチャー１３は、開口面積Ａ（ｃｍ^２）が精密に定義された開口部を有している。

【0054】

標準光源４０から精密アパーチャー１３を通過して積分球２内に入射する光の放射束Φ_ＳＴは、以下の（３）式のように算出できる。

【0055】

Φ_ＳＴ＝Ｐ×Ａ ・・・（３）
積分球２内に入射した放射束は、積分球２の入射窓１２に対向する試料窓１６に装着された拡散反射部材５０にスポット状の照射面を形成する。

【0056】

拡散反射部材５０は、反射率が既知の拡散反射板であり、反射率標準として機能する。拡散反射部材５０は、標準光源４０から放射される光が形成するスポット状の照射面をすべて含むような大きさのものが用いられる。すなわち、形成されるスポット状の照射面が拡散反射部材５０から溢れないように構成される。

【0057】

拡散反射部材５０の反射率をρとすれば、拡散反射部材５０で反射されて積分球２内に生じる放射束Φ_Ｒは、以下の（４）式のように算出できる。

【0058】

Φ_Ｒ＝ρ×Φ_ＳＴ＝ρ×Ｐ×Ａ ・・・（４）
すなわち、図２（Ａ）に示される光学系においては、放射束Φ_Ｒをもつ放射束標準光源を試料窓１６で点灯したのと同じ状態であるとみなすことができる。試料窓１６から放射される放射束は、積分球２の内壁で多重反射することにより、積分球２の内壁には一定の放射照度を生じさせる。

【0059】

（ｂ３：測定時の光学系）
次に、図２（Ｂ）を参照して、試料光源３０に対する測定時の光学系について説明する。試料光源３０に対する測定時においては、試料光源３０が積分球２内に配置される。すなわち、拡散反射部材５０に代えて、試料光源３０が試料窓１６に装着される。様々な大きさの試料光源３０に対応するために、試料窓１６への装着に適合された支持部材３２が用いられる。試料光源３０は支持部材３２に装着された上で、試料光源３０および支持部材３２が試料光源３０に装着される。図２（Ｂ）に示される状態で、試料光源３０は点灯される。

【0060】

また、入射窓１２には遮光蓋４２が装着される。遮光蓋４２の装着により、積分球２の外部からの光が遮断される。そのため、積分球２内には、試料光源３０から放射される放射束のみが存在することになる。

【0061】

試料光源３０から放射される放射束のうち、受光器２０に向かう成分はバッフル６で反射されて、受光器２０に直接入射することが妨げられる。

【0062】

図２（Ｂ）に示される状態で試料光源３０を点灯したときに取得される受光器２０の測定値Ｉ_ＳＭＰをすると、標準光源４０について取得された測定値Ｉ_ＳＴおよび放射束Φ_ＳＴ、ならびに、拡散反射部材５０の反射率ρを用いて、試料光源３０の放射束Φ_ＳＭＰは、以下の（５）式のように算出される。

【0063】

Φ_ＳＭＰ＝ρ×Φ_ＳＴ×Ｉ／Ｉ_０ ・・・（５）
さらに、（５）式に従って算出される放射束Φに最大視感効果度Ｋ［ｌｍ／Ｗ］を乗じることで、試料光源３０の全光束を測定できる。すなわち、試料光源３０の全光束Φ_{ＬＭ，ＳＭＰ}［ｌｍ］は、以下の（６）式のように算出される。

【0064】

Φ_{ＬＭ，ＳＭＰ}＝Ｋ×Φ_ＳＭＰ ・・・（６）
（ｂ４：測定処理手順）
次に、実施の形態１に従う測定システム１００Ａを用いた測定処理手順について説明する。

【0065】

図３は、実施の形態１に従う測定システム１００Ａを用いた測定処理手順の一例を示すフローチャートである。図３を参照して、まず、積分球２を含む測定システム１００Ａおよび標準光源４０が用意される（ステップＳ１００）。標準光源４０の分光放射照度（分光放射照度Ｐ）は既知である。

【0066】

続いて、積分球２の試料窓１６に拡散反射部材５０（反射率ρ）が装着される（ステップＳ１０２）。また、標準光源４０と精密アパーチャー１３との位置関係が調整される（ステップＳ１０４）。そして、標準光源４０を点灯させる（ステップＳ１０６）とともに、標準光源４０が点灯された状態で受光器２０から出力される測定値（測定値Ｉ_ＳＴ）が取得される（ステップＳ１０８）。測定値の取得後、標準光源４０は消灯される。

【0067】

ステップＳ１０２〜Ｓ１０８の処理手順は、標準光源４０を用いた校正処理に相当する。この校正処理においては、試料窓１６に拡散反射部材５０が装着されるとともに、標準光源４０からの光が入射窓１２を通じて積分球２内に導入される第１の状態において、受光器２０から出力される第１の測定値（測定値Ｉ_ＳＴ）が取得される。

【0068】

続いて、試料窓１６に装着されている拡散反射部材５０に代えて、試料光源３０が装着される（ステップＳ１１２）。また、入射窓１２に遮光蓋４２が装着される（ステップＳ１１４）。そして、試料光源３０を点灯させる（ステップＳ１１６）とともに、試料光源３０が点灯された状態で受光器２０から出力される測定値（測定値Ｉ_ＳＭＰ）が取得される（ステップＳ１１８）。測定値の取得後、試料光源３０は消灯される。

【0069】

処理装置１５０は、ステップＳ１０８において取得された測定値Ｉ_ＳＴおよびステップＳ１１８において取得された測定値Ｉ_ＳＭＰを用いて、試料光源３０の全光束を算出する（ステップＳ１２０）。

【0070】

ステップＳ１１２〜Ｓ１２０の処理手順は、試料光源３０に対する測定処理に相当する。この測定処理においては、試料窓１６に試料光源３０が装着されるとともに、入射窓１２を通じた積分球２内への光が遮断される第２の状態において、受光器２０から出力される第２の測定値（測定値Ｉ_ＳＭＰ）が取得される。そして、処理装置１５０は、試料光源３０の光学特性としての全光束を算出する。そして、処理は終了する。

【0071】

図３には、典型例として、標準光源４０を用いた校正処理に引き続いて、試料光源３０に対する測定処理を実行する処理手順を示したが、２つの処理の実行順序はこれに限定されない。例えば、試料光源３０に対する測定処理を先に実行した上で、標準光源４０を用いた校正処理を実行してもよい。また、複数の試料光源３０の全光束を測定しなければならない場合も多く、この場合には、試料光源３０に対する測定処理毎に標準光源４０を用いた校正処理を実行する必要はなく、例えば、先に、標準光源４０を用いた校正処理を実行した後に、複数の試料光源３０に各々に対する測定処理を順序実行するようにしてもよい。この点については、以下に説明する他の実施の形態についても同様である。

【0072】

（ｂ５：利点）
実施の形態１に従う測定システム１００Ａによれば、標準光源４０を用いた校正処理、および、試料光源３０に対する測定処理のいずれにおいても、放射束が発生する位置を実質的に同一に維持できる。そのため、両処理の間で空間応答度分布関数を実質的に同一に維持できるので、測定誤差の発生を低減できる。

【0073】

また、実施の形態１に従う測定システム１００Ａによれば、積分球２内に配置されるバッフルの数を低減できるので、積分球２内の光吸収による誤差要因を低減できる。

【0074】

＜Ｃ．実施の形態１の変形例＞
実施の形態１の変形例として、実施の形態１に従う測定システム１００Ａに対して、光源の自己吸収補正を可能にした測定システム１００Ｂについて説明する。

【0075】

図４は、実施の形態１の変形例に従う測定システム１００Ｂの概略構成および測定方法を説明するための模式図である。図４（Ａ）には、標準光源４０を用いた校正時の光学系を示し、図４（Ｂ）には、試料光源３０に対する測定時の光学系を示す。

【0076】

図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照して、測定システム１００Ｂは、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示される測定システム１００Ａに比較して、積分球２内に自己吸収補正用光源６０およびバッフル６２がさらに設けられている。バッフル６２は、自己吸収補正用光源６０からの光が受光器２０、精密アパーチャー１３、および拡散反射部材５０に直接入射することを防止できる大きさおよび位置に設けられる。

【0077】

自己吸収補正用光源６０は、測定時において試料光源３０または標準光源４０に生じる自己吸収による測定誤差の補正に用いられる。すなわち、処理装置１５０は、自己吸収補正用光源６０が点灯している状態において受光器２０から出力される測定値に基づく自己吸収補正処理を実行する。自己吸収補正処理の詳細については後述する。

【0078】

実施の形態１の変形例において、積分球２の外部に配置される標準光源４０の自己吸収は、拡散反射部材５０の反射率ρが積分球２の内壁に形成された拡散反射層の平均反射率と同等またはそれ以上であれば、実質的に無視できる。そのため、以下の説明では、試料光源３０に生じる自己吸収を補正することを想定している。但し、標準光源４０に生じる自己吸収についても補正するようにしてもよい。

【0079】

次に、実施の形態１の変形例に従う測定システム１００Ｂを用いた測定処理手順について説明する。

【0080】

図５は、実施の形態１の変形例に従う測定システム１００Ｂを用いた測定処理手順の一例を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートに含まれる処理のうち、図３に示すフローチャートと同一の処理については、同一のステップ番号を付している。

【0081】

図５を参照して、まず、積分球２を含む測定システム１００Ｂおよび標準光源４０が用意される（ステップＳ１００）。標準光源４０の分光放射照度（分光放射照度Ｐ）は既知である。

【0082】

続いて、積分球２の試料窓１６に拡散反射部材５０（反射率ρ）が装着される（ステップＳ１０２）。また、標準光源４０と精密アパーチャー１３との位置関係が調整される（ステップＳ１０４）。そして、標準光源４０を点灯させる（ステップＳ１０６）とともに、標準光源４０が点灯された状態で受光器２０から出力される測定値（測定値Ｉ_ＳＴ）が取得される（ステップＳ１０８）。測定値の取得後、標準光源４０は消灯される。ステップＳ１０２〜Ｓ１０８の処理手順は、標準光源４０を用いた校正処理に相当する。

【0083】

続いて、標準光源４０を消灯した状態で自己吸収補正用光源６０を点灯させる（ステップＳ１２２）とともに、自己吸収補正用光源６０が点灯された状態で受光器２０から出力される測定値（測定値Ｉ_ＳＴ＿１）が取得される（ステップＳ１２４）。ステップＳ１２２およびＳ１２４は、自己吸収補正処理の一部に相当する。

【0084】

続いて、試料窓１６に装着されている拡散反射部材５０に代えて、試料光源３０が装着される（ステップＳ１１２）。また、入射窓１２に遮光蓋４２が装着される（ステップＳ１１４）。そして、試料光源３０を点灯させる（ステップＳ１１６）とともに、試料光源３０が点灯された状態で受光器２０から出力される測定値（測定値Ｉ_ＳＭＰ）が取得される（ステップＳ１１８）。測定値の取得後、試料光源３０は消灯される。

【0085】

続いて、試料光源３０を消灯した状態で自己吸収補正用光源６０を点灯させる（ステップＳ１２６）とともに、自己吸収補正用光源６０が点灯された状態で受光器２０から出力される測定値（測定値Ｉ_{ＳＭＰ＿１}）が取得される（ステップＳ１２８）。ステップＳ１２６およびＳ１２８は、自己吸収補正処理の一部に相当する。

【0086】

処理装置１５０は、ステップＳ１０８において取得された測定値Ｉ_ＳＴおよびステップＳ１１８において取得された測定値Ｉ_ＳＭＰを用いて、試料光源３０の全光束を算出する（ステップＳ１２１）。

【0087】

具体的な手順としては、ステップＳ１２４において取得された測定値Ｉ_ＳＴ＿１およびステップＳ１２８において取得された測定値Ｉ_{ＳＭＰ＿１}を用いて、自己補正係数αが以下の（７）式のように算出される。

【0088】

α＝Ｉ_ＳＴ，１／Ｉ_{ＳＭＰ，１} ・・・（７）
（７）式に従って算出される自己補正係数αを、上述の（６）式に従って算出される全光束Φ_{ＬＭ，ＳＭＰ}に乗じることで、自己吸収を補正した後の試料光源３０の全光束を算出できる。

【0089】

ステップＳ１１２〜Ｓ１１８，Ｓ１２１の処理手順は、試料光源３０に対する測定処理に相当する。そして、処理は終了する。

【0090】

図５には、典型例として、標準光源４０を用いた校正処理の後に、標準光源４０についての自己吸収補正処理を実行し、続いて、試料光源３０に対する測定処理および試料光源３０についての自己吸収補正処理を実行する処理手順を示したが、これらの処理の実行順序はこれに限定されない。例えば、試料光源３０に対する測定処理および試料光源３０についての自己吸収補正処理を先に実行した上で、標準光源４０を用いた校正処理および標準光源４０についての自己吸収補正処理を実行してもよい。また、複数の試料光源３０の全光束を測定しなければならない場合も多く、この場合には、試料光源３０に対する測定処理毎に標準光源４０を用いた校正処理および標準光源４０についての自己吸収補正処理を実行する必要はなく、例えば、先に、標準光源４０を用いた校正処理および標準光源４０についての自己吸収補正処理を実行した後に、複数の試料光源３０に各々に対する測定処理および試料光源３０についての自己吸収補正処理を順序実行するようにしてもよい。この点については、以下に説明する他の実施の形態についても同様である。

【0091】

実施の形態１の変形例に従う測定システム１００Ｂによれば、上述の実施の形態１に従う測定システム１００Ａにおける利点に加えて、測定時に試料光源３０に生じ得る自己吸収を補正して、より正確な全光束測定が可能となる。

【0092】

＜Ｄ．実施の形態２＞
次に、実施の形態２として、実施の形態１に従う測定システム１００Ａにおける標準光源４０と試料光源３０との配置位置を実質的に入れ替えた構成について説明する。

【0093】

（ｄ１：構造）
図６は、実施の形態２に従う測定システム１００Ｃの概略構成および測定方法を説明するための模式図である。図６（Ａ）には、標準光源４４を用いた校正時の光学系を示し、図６（Ｂ）には、試料光源３４に対する測定時の光学系を示す。

【0094】

実施の形態２に従う測定システム１００Ｃは、典型的には、レーザ光源のようなビーム状の光を放射する光源を試料光源３４とするような場合に好適である。実施の形態２においては、ビーム状の光を放射する試料光源３４であっても、２πの配光特性をもつ標準光源４４を用いて全光束などを測定できる。

【0095】

実施の形態２に従う測定システム１００Ｃの構成は、上述の実施の形態１に従う測定システム１００Ａと同様であるので、各部材の詳細な説明については繰返さない。但し、精密アパーチャー１３については必ずしも配置する必要はない。

【0096】

（ｄ２：校正時の光学系）
次に、図６（Ａ）を参照して、標準光源４４を用いた校正時の光学系について説明する。標準光源４４を用いた校正時においては、試料窓１６には標準光源４４が装着される。実施の形態２においては、標準光源４４は、全光束が値付けされた全光束標準光源であり、典型的には、ＬＥＤなどの２πの配光特性をもつ発光体が用いられる。

【0097】

通常、標準光源４４の大きさと試料窓１６の大きさとを適合させるために、標準光源４４は、試料窓１６に装着するための支持部材４６上に配置される。

【0098】

また、入射窓１２には遮光蓋４２が装着される。遮光蓋４２の装着により、積分球２の外部からの光が遮断される。そのため、積分球２内には、標準光源４４から放射される放射束のみが存在することになる。

【0099】

（ｄ３：測定時の光学系）
次に、図６（Ｂ）を参照して、試料光源３４に対する測定時の光学系について説明する。試料光源３４に対する測定時においては、試料光源３４が積分球２の外部に配置される。すなわち、入射窓１２から遮光蓋４２が取り外され、試料窓１６および入射窓１２を通る光軸ＡＸ２に沿って試料光源３４が配置される。

【0100】

また、標準光源４０に代えて、拡散反射部材５０が試料窓１６に装着される。拡散反射部材５０の反射率ρは既知である。拡散反射部材５０は、試料光源３４から放射される光が形成する照射面をすべて含むような大きさのものが用いられる。すなわち、形成される試料光源３４による照射面が拡散反射部材５０から溢れないように構成される。

【0101】

図６（Ａ）に示される状態で標準光源４４を点灯したときに、標準光源４４から積分球２内に放射される全光束をΦ_{ＬＭ，ＳＴ}［ｌｍ］とし、受光器２０の測定値Ｉ_ＳＭＰをする。

【0102】

一方、図６（Ｂ）に示される状態で試料光源３４を点灯したときに、試料光源３４から拡散反射部材５０に照射される全光束をΦ_{ＬＭ，ＳＭＰ}［ｌｍ］とする。また、試料光源３４を点灯したときに取得された受光器２０の測定値をＩ_ＳＭＰとする。

【0103】

試料光源３０からの光が拡散反射部材５０で反射されて積分球２内に生じる全光束Φ_{ＬＭ，ＳＭＰ，Ｒ}は、以下の（８）式のように算出できる。

【0104】

Φ_{ＬＭ，ＳＭＰ，Ｒ}＝ρ×Φ_{ＬＭ，ＳＭＰ} ・・・（８）
したがって、標準光源４４を用いた校正時において取得された測定値Ｉ_ＳＴ、および、試料光源３４に対する測定時において取得された測定値Ｉ_ＳＭＰを用いて、試料光源３４の全光束Φ_{ＬＭ，ＳＭＰ}は、以下の（９）式のように算出される。

【0105】

Φ_{ＬＭ，ＳＭＰ}＝１／ρ×Φ_{ＬＭ，ＳＴ}×Ｉ／Ｉ_０ ・・・（９）
以上のような処理によって、試料光源３４の全光束を測定できる。

【0106】

（ｄ４：測定処理手順）
次に、実施の形態２に従う測定システム１００Ｃを用いた測定処理手順について説明する。

【0107】

図７は、実施の形態２に従う測定システム１００Ｃを用いた測定処理手順の一例を示すフローチャートである。図７を参照して、まず、積分球２を含む測定システム１００Ｃおよび標準光源４４が用意される（ステップＳ２００）。標準光源４４の全光束は既知である。

【0108】

続いて、積分球２の試料窓１６に標準光源４４が装着される（ステップＳ２０２）。また、積分球２の入射窓１２に遮光蓋４２が装着される（ステップＳ２０４）。そして、標準光源４４を点灯させる（ステップＳ２０６）とともに、標準光源４４が点灯された状態で受光器２０から出力される測定値（測定値Ｉ_ＳＴ）が取得される（ステップＳ２０８）。測定値の取得後、標準光源４４は消灯される。

【0109】

ステップＳ２０２〜Ｓ２０８の処理手順は、標準光源４４を用いた校正処理に相当する。この校正処理においては、試料窓１６に標準光源４４が装着されるとともに、入射窓１２を通じた積分球２内への光が遮断される第１の状態において、受光器２０から出力される第１の測定値（測定値Ｉ_ＳＴ）が取得される。

【0110】

続いて、試料窓１６に装着されている標準光源４４に代えて、拡散反射部材５０が装着される（ステップＳ２１２）。また、試料光源３４と入射窓１２および試料窓１６との位置関係が調整される（ステップＳ２１４）。そして、試料光源３４を点灯させる（ステップＳ２１６）とともに、試料光源３４が点灯された状態で受光器２０から出力される測定値（測定値Ｉ_ＳＴ）が取得される（ステップＳ２１８）。測定値の取得後、試料光源３４は消灯される。

【0111】

処理装置１５０は、ステップＳ２０８において取得された測定値Ｉ_ＳＴおよびステップＳ２１８において取得された測定値Ｉ_ＳＭＰを用いて、試料光源３４の全光束を算出する（ステップＳ２２０）。ステップＳ２１２〜Ｓ２２０の処理手順は、試料光源３４に対する測定処理に相当する。この測定処理においては、試料窓１６に拡散反射部材５０が装着されるとともに、試料光源３４からの光が積分球２内へ導入される第２の状態において、受光器２０から出力される第２の測定値（測定値Ｉ_ＳＭＰ）が取得される。そして、処理装置１５０は、試料光源３０の光学特性としての全光束を算出する。そして、処理は終了する。

【0112】

（ｄ５：利点）
実施の形態２に従う測定システム１００Ｃによれば、標準光源４４を用いた校正処理、および、試料光源３４に対する測定処理のいずれにおいても、光束が発生する位置を実質的に同一に維持できる。そのため、両処理の間で空間応答度分布関数を実質的に同一に維持できるので、測定誤差の発生を低減できる。

【0113】

また、実施の形態２に従う測定システム１００Ｃによれば、積分球２内に配置されるバッフルの数を低減できるので、積分球２内の光吸収による誤差要因を低減できる。

【0114】

また、実施の形態２に従う測定システム１００Ｃによれば、レーザ光源のようなビーム状の光を放射する光源の全光束の測定を容易化できる。

【0115】

＜Ｅ．実施の形態２の変形例＞
実施の形態２の変形例として、実施の形態２に従う測定システム１００Ｃに対して、光源の自己吸収補正を可能にした測定システム１００Ｄについて説明する。

【0116】

図８は、実施の形態２の変形例に従う測定システム１００Ｄの概略構成および測定方法を説明するための模式図である。図８（Ａ）には、標準光源４４を用いた校正時の光学系を示し、図８（Ｂ）には、試料光源３４に対する測定時の光学系を示す。

【0117】

図８（Ａ）および図８（Ｂ）を参照して、測定システム１００Ｄは、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示される測定システム１００Ｃに比較して、積分球２内に自己吸収補正用光源６０およびバッフル６２がさらに設けられている。バッフル６２は、自己吸収補正用光源６０からの光が受光器２０および拡散反射部材５０に直接入射することを防止できる大きさおよび位置に設けられる。

【0118】

自己吸収補正用光源６０およびバッフル６２については、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示される測定システム１００Ｂにおいて採用される自己吸収補正用光源６０およびバッフル６２と実質的に同一であるので、ここでは、詳細な説明は繰返さない。

【0119】

測定システム１００Ｄにおいて、積分球２の外部に配置される試料光源３４の自己吸収は、拡散反射部材５０の反射率ρが積分球２の内壁に形成された拡散反射層の平均反射率と同等またはそれ以上であれば、実質的に無視できる。

【0120】

そのため、以下の説明では、試料光源３４に生じる自己吸収を補正することを想定している。但し、試料光源３４に生じる自己吸収についても補正するようにしてもよい。

【0121】

次に、実施の形態２の変形例に従う測定システム１００Ｄを用いた測定処理手順について説明する。

【0122】

図９は、実施の形態２の変形例に従う測定システム１００Ｄを用いた測定処理手順の一例を示すフローチャートである。図９に示すフローチャートに含まれる処理のうち、図７に示すフローチャートと同一の処理については、同一のステップ番号を付している。

【0123】

図９を参照して、まず、積分球２を含む測定システム１００Ｃおよび標準光源４４が用意される（ステップＳ２００）。標準光源４４の全光束は既知である。

【0124】

続いて、積分球２の試料窓１６に標準光源４４が装着される（ステップＳ２０２）。また、積分球２の入射窓１２に遮光蓋４２が装着される（ステップＳ２０４）。そして、標準光源４４を点灯させる（ステップＳ２０６）とともに、標準光源４４が点灯された状態で受光器２０から出力される測定値（測定値Ｉ_ＳＴ）が取得される（ステップＳ２０８）。測定値の取得後、標準光源４４は消灯される。ステップＳ２０２〜Ｓ２０８の処理手順は、標準光源４４を用いた校正処理に相当する。

【0125】

続いて、標準光源４４を消灯した状態で自己吸収補正用光源６０を点灯させる（ステップＳ２２２）とともに、自己吸収補正用光源６０が点灯された状態で受光器２０から出力される測定値（測定値Ｉ_ＳＴ＿１）が取得される（ステップＳ２２４）。ステップＳ２２２およびＳ２２４は、自己吸収補正処理の一部に相当する。

【0126】

続いて、試料窓１６に装着されている標準光源４４に代えて、拡散反射部材５０が装着される（ステップＳ２１２）。また、試料光源３４と入射窓１２および試料窓１６との位置関係が調整される（ステップＳ２１４）。そして、試料光源３４を点灯させる（ステップＳ２１６）とともに、試料光源３４が点灯された状態で受光器２０から出力される測定値（測定値Ｉ_ＳＭＰ）が取得される（ステップＳ２１８）。測定値の取得後、試料光源３４は消灯される。

【0127】

続いて、試料光源３４を消灯した状態で自己吸収補正用光源６０を点灯させる（ステップＳ２２６）とともに、自己吸収補正用光源６０が点灯された状態で受光器２０から出力される測定値（測定値Ｉ_{ＳＭＰ＿１}）が取得される（ステップＳ２２８）。ステップＳ２２６およびＳ２２８は、自己吸収補正処理の一部に相当する。

【0128】

処理装置１５０は、ステップＳ２０８において取得された測定値Ｉ_ＳＴ、ステップＳ２２４において取得された測定値Ｉ_ＳＴ＿１、ステップＳ２１８において取得された測定値Ｉ_ＳＭＰ、および、ステップＳ２２８において取得された測定値Ｉ_{ＳＭＰ＿１}を用いて、試料光源３４の全光束を算出する（ステップＳ２２１）。ステップＳ２２１における全光束の算出処理は、上述した実施の形態１の変形例における処理と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

【0129】

ステップＳ２１２〜Ｓ２１８，Ｓ２２１の処理手順は、試料光源３４に対する測定処理に相当する。そして、処理は終了する。

【0130】

実施の形態２の変形例に従う測定システム１００Ｄによれば、上述の実施の形態２に従う測定システム１００Ｃにおける利点に加えて、測定時に標準光源４４に生じ得る自己吸収を補正して、より正確な全光束測定が可能となる。

【0131】

＜Ｆ．実施の形態３＞
次に、実施の形態３として、実施の形態１に従う測定システム１００Ａにおける全球型の積分球２に代えて、半球型の積分器を用いる構成について説明する。

【0132】

（ｆ１：構造）
図１０は、実施の形態３に従う測定システム１００Ｅの概略構成および測定方法を説明するための模式図である。図１０（Ａ）には、標準光源４０を用いた校正時の光学系を示し、図１０（Ｂ）には、試料光源３０に対する測定時の光学系を示す。

【0133】

図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）を参照して、測定システム１００Ｅは、積分半球４と、処理装置１５０とを含む。

【0134】

積分半球４は、平面ミラー５により開口を塞がれることで、その内部に半球型の積分空間を形成する。以下では、積分半球４と平面ミラー５との組合せを半球型の積分器の一例として説明する。積分半球４は半球型の積分空間を有しており、平面ミラー５は積分半球４の開口を塞ぐように配置されている。

【0135】

積分半球４は、その内壁に光拡散反射層を有しており、光拡散反射層での光の多重反射によって、全球型の積分空間を形成する。光拡散反射層は、典型的には、硫酸バリウムまたはＰＴＦＥなどの光拡散材料を塗布または吹付けることによって形成される。

【0136】

一方、平面ミラー５は、円板状に形成され、積分半球４の実質的な曲率中心を通るように配置される。平面ミラー５は、積分半球４の内面側に鏡面反射（正反射および拡散反射）する光拡散反射層を有している。平面ミラー５の光拡散反射層が積分半球４の内部に向けて配置されることで、積分半球４についての虚像が生成される。積分半球４の内部に定義される空間（実像）と、平面ミラー５により生成される虚像とを組合せると、全球型の積分を用いた場合と実質的に同じ照度分布を得ることができる。

【0137】

積分半球４には、入射窓１２、観測窓１４および試料窓１６が設けられている。入射窓１２および試料窓１６は、積分半球４内において互いに対向する位置に形成されている。

【0138】

入射窓１２は、主として、積分半球４の外部に配置された光源からの光を積分半球４内に導入するために用いられる。入射窓１２の近傍には精密アパーチャー１３が配置される。

【0139】

観測窓１４は、試料窓１６から所定距離だけ離れた位置に形成されて、積分半球４内の照度を測定するための開口である。観測窓１４を通じて、受光器２０が積分半球４と連通される。受光器２０は、観測窓１４を通じて、積分半球４の照度を測定する。より具体的には、受光器２０は、積分半球４の内壁に生じる放射照度の大きさに応じた測定値を出力する。

【0140】

試料窓１６は、積分半球４内において実質的に放射束を発生させる部分に相当する。試料窓１６から発生する放射束が受光器２０に直接入射することを防止ためのバッフル７が配置される。バッフル７は、積分半球４内の試料窓１６と観測窓１４とを結ぶ光学経路上に配置されている。バッフル７は、受光器２０の視野内に試料窓１６が含まれないような大きさおよび位置に設けられる。

【0141】

その他の構成については、図２に示す測定システム１００Ａの対応する構成と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

【0142】

（ｆ２：校正時の光学系）
次に、図１０（Ａ）を参照して、標準光源４０を用いた校正時の光学系について説明する。標準光源４０を用いた校正時においては、標準光源４０から放射される光を、精密アパーチャー１３を通じて積分半球４内に導入する。典型的には、標準光源４０は、入射窓１２および試料窓１６の各中心を通過する光軸ＡＸ３上に配置される。

【0143】

一般的に、分光放射照度標準光源には、光源から校正光軸方向に５００ｍｍ離れた位置における分光放射照度Ｐ（μＷ／ｃｍ^２）が値付けられている。測定システム１００Ｅにおいて、精密アパーチャー１３は、開口面積Ａ（ｃｍ^２）が精密に定義された開口部を有しており、分光放射照度標準光源である標準光源４０が値付けされている位置（一般的には、５００ｍｍ）に配置される。

【0144】

試料窓１６には拡散反射部材５０が装着される。積分半球４内に入射した放射束は、試料窓１６に装着された拡散反射部材５０にスポット状の照射面を形成する。

【0145】

（ｆ３：測定時の光学系）
次に、図１０（Ｂ）を参照して、試料光源３０に対する測定時の光学系について説明する。試料光源３０に対する測定時においては、試料光源３０が積分半球４内に配置される。すなわち、拡散反射部材５０に代えて、試料光源３０が試料窓１６に装着される。様々な大きさの試料光源３０に対応するために、試料窓１６への装着に適合された支持部材３３が用いられる。試料光源３０は支持部材３２に装着された上で、試料光源３０および支持部材３２が試料光源３０に装着される。

【0146】

また、入射窓１２には遮光蓋４２が装着される。遮光蓋４２の装着により、積分半球４の外部からの光が遮断される。そのため、積分半球４内には、試料光源３０から放射される放射束のみが存在することになる。

【0147】

試料光源３０から放射される放射束のうち、受光器２０に向かう成分はバッフル６で反射されて、受光器２０に直接入射することが妨げられる。

【0148】

（ｆ４：測定処理手順）
実施の形態３に従う測定システム１００Ｅを用いた測定処理手順については、上述の実施の形態１に従う測定システム１００Ａを用いた測定処理手順（図３など参照）と実質的に同一であるので、実施の形態１において説明した内容をここに援用する。

【0149】

（ｆ５：利点）
実施の形態３に従う測定システム１００Ｅによれば、上述の実施の形態１に従う測定システム１００Ａにおける利点に加えて、積分器を小型化でき、測定システム全体を省スペース化できる。

【0150】

＜Ｇ．実施の形態３の変形例＞
実施の形態３の変形例として、実施の形態３に従う測定システム１００Ｅに対して、光源の自己吸収補正を可能にした測定システム１００Ｆについて説明する。

【0151】

図１１は、実施の形態３の変形例に従う測定システム１００Ｆの概略構成および測定方法を説明するための模式図である。図１１（Ａ）には、標準光源４０を用いた校正時の光学系を示し、図１１（Ｂ）には、試料光源３０に対する測定時の光学系を示す。

【0152】

図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）を参照して、測定システム１００Ｆは、図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）に示される測定システム１００Ｅに比較して、積分半球４内に自己吸収補正用光源６０およびバッフル６２がさらに設けられている。自己吸収補正用光源６０およびバッフル６２については、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示される測定システム１００Ｂにおいて採用される自己吸収補正用光源６０およびバッフル６２と実質的に同一であるので、ここでは、詳細な説明は繰返さない。

【0153】

また、実施の形態３の変形例に従う測定システム１００Ｆを用いた測定処理手順については、上述した実施の形態１の変形例に従う測定システム１００Ｂを用いた測定処理手順（図５など参照）と実質的に同一であるので、実施の形態１の変形例において説明した内容をここに援用する。

【0154】

実施の形態３の変形例に従う測定システム１００Ｆによれば、上述の実施の形態３に従う測定システム１００Ｅにおける利点に加えて、測定時に試料光源３０に生じ得る自己吸収を補正して、より正確な全光束測定が可能となる。

【0155】

＜Ｈ．実施の形態４＞
次に、実施の形態４として、実施の形態２に従う測定システム１００Ｃにおける全球型の積分球２に代えて、半球型の積分器を用いる構成について説明する。

【0156】

（ｈ１：構造）
図１２は、実施の形態４に従う測定システム１００Ｇの概略構成および測定方法を説明するための模式図である。図１２（Ａ）には、標準光源４４を用いた校正時の光学系を示し、図１２（Ｂ）には、試料光源３４に対する測定時の光学系を示す。

【0157】

実施の形態４に従う測定システム１００Ｇは、典型的には、レーザ光源のようなビーム状の光を放射する光源を試料光源３４とするような場合に好適である。

【0158】

実施の形態４に従う測定システム１００Ｇの構成は、上述の実施の形態３に従う測定システム１００Ｅと同様であるので、各部材の詳細な説明については繰返さない。但し、精密アパーチャー１３については必ずしも配置する必要はない。

【0159】

その他の構成については、図６に示す測定システム１００Ｃの対応する構成と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

【0160】

（ｈ２：校正時の光学系）
次に、図１２（Ａ）を参照して、標準光源４４を用いた校正時の光学系について説明する。標準光源４４を用いた校正時においては、試料窓１６には標準光源４４が装着される。通常、標準光源４４の大きさと試料窓１６の大きさとを適合させるために、標準光源４４は、試料窓１６に装着するための支持部材４８上に配置される。

【0161】

入射窓１２には遮光蓋４２が装着される。遮光蓋４２の装着により、積分半球４の外部からの光が遮断される。そのため、積分半球４内には、標準光源４４から放射される放射束のみが存在することになる。

【0162】

（ｈ３：測定時の光学系）
次に、図１２（Ｂ）を参照して、試料光源３４に対する測定時の光学系について説明する。試料光源３４に対する測定時においては、試料光源３４が積分半球４の外部に配置される。すなわち、入射窓１２から遮光蓋４２が取り外され、試料窓１６および入射窓１２を通る光軸ＡＸ４に沿って試料光源３４が配置される。また、標準光源４０に代えて、拡散反射部材５０が試料窓１６に装着される。

【0163】

（ｈ４：測定処理手順）
実施の形態４に従う測定システム１００Ｇを用いた測定処理手順については、上述の実施の形態２に従う測定システム１００Ｃを用いた測定処理手順と実質的に同一であるので、実施の形態２において説明した内容をここに援用する。

【0164】

（ｈ５：利点）
実施の形態４に従う測定システム１００Ｇによれば、上述の実施の形態２に従う測定システム１００Ｃにおける利点に加えて、積分器を小型化でき、測定システム全体を省スペース化できる。

【0165】

＜Ｉ．実施の形態４の変形例＞
実施の形態４の変形例として、実施の形態４に従う測定システム１００Ｇに対して、光源の自己吸収補正を可能にした測定システム１００Ｈについて説明する。

【0166】

図１３は、実施の形態４の変形例に従う測定システム１００Ｈの概略構成および測定方法を説明するための模式図である。図１３（Ａ）には、標準光源４４を用いた校正時の光学系を示し、図１３（Ｂ）には、試料光源３４に対する測定時の光学系を示す。

【0167】

図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）を参照して、測定システム１００Ｈは、図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に示される測定システム１００Ｇに比較して、積分半球４内に自己吸収補正用光源６０およびバッフル６２がさらに設けられている。自己吸収補正用光源６０およびバッフル６２については、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示される測定システム１００Ｂにおいて採用される自己吸収補正用光源６０およびバッフル６２と実質的に同一であるので、ここでは、詳細な説明は繰返さない。

【0168】

また、実施の形態４の変形例に従う測定システム１００Ｇを用いた測定処理手順については、上述した実施の形態２の変形例に従う測定システム１００Ｂを用いた測定処理手順（図９など参照）と実質的に同一であるので、実施の形態２の変形例において説明した内容をここに援用する。

【0169】

実施の形態４の変形例に従う測定システム１００Ｆによれば、上述の実施の形態３に従う測定システム１００Ｅにおける利点に加えて、測定時に試料光源３０に生じ得る自己吸収を補正して、より正確な全光束測定が可能となる。

【0170】

＜Ｊ．まとめ＞
本実施の形態に従う測定システムは、光源（標準光源または試料光源）および拡散反射部材を選択可能に装着できる試料窓と、試料窓に対向する位置に外部に配置された光源（標準光源または試料光源）を積分器内に導入するための入射窓とを有する積分器を採用する。これによって、試料窓に装着される光源から放射される光と、同一の試料窓に装着される拡散反射部材に対して外部から導入された光が照射されて放射される光との間で、放射位置を実質的に同一にできる。そのため、校正時と測定時との間で、放射位置が異なることによる誤差の発生を低減でき、測定精度を高めることができる。

【0171】

本実施の形態に従う測定システムは、任意の光源（例えば、ＬＥＤ）および照明器具の全光束を測定する用途などに有益である。また、本実施の形態に従う測定システムは、ＵＶＬＥＤおよびＩＲＬＥＤなどの分光全放射束を測定する用途などに有益である。

【0172】

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】

【0173】

１，２ 積分球、４ 積分半球、５ 平面ミラー、６，７，８，６２ バッフル、１２ 入射窓、１３ 精密アパーチャー、１４ 観測窓、１６ 試料窓、２０ 受光器、２２ 拡散透過部材、３０，３４ 試料光源、３２，３３，４６，４８ 支持部材、４０，４４ 標準光源、４２ 遮光蓋、５０ 拡散反射部材、６０ 自己吸収補正用光源、１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇ，１００Ｈ，２００ 測定システム、１５０ 処理装置、ＡＸ１，ＡＸ２，ＡＸ３，ＡＸ４ 光軸。

【要約】

【課題】従来の測定方法において生じる課題を解決する。
【解決手段】測定システムは、互いに対向する位置に形成された入射窓および試料窓を有する積分器と、試料窓から所定距離だけ離れた位置に形成された観測窓を通じて、積分器の照度を測定する受光器と、積分器内の試料窓と観測窓とを結ぶ光学経路上に配置されたバッフルと、受光器から出力される測定値を処理することで光学特性を算出する処理装置とを含む。入射窓は、積分器の外部に配置された第１の光源からの光の積分器内への導入と遮断とを選択可能に構成されている。試料窓は、反射率が既知の拡散反射部材と第２の光源とを選択的に装着可能に構成されている。
【選択図】図１

【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】