JP6432262B2 - Luminous flux measuring apparatus and luminous flux measuring method - Google Patents
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Description
本発明は、光束測定の対象物から放射される光束を測定するための光束測定装置、及び光束測定方法に関する。 The present invention relates to a light beam measuring apparatus and a light beam measuring method for measuring a light beam emitted from an object for light beam measurement.
従来から、照明器具等に用いられる光源の性能を評価する指標として、全光束(lm:ルーメン)が用いられてきた。この全光束をより高い精度で測定する装置として、積分球を用いた球形光束計が知られている。この球形光束計では、点灯した光源を積分球内に配置し、その光源からの光束を積分球内壁に塗布された拡散反射材料(例えば、硫酸バリウムやPTFE(polytetrafluoroethylene)等)で繰返し反射させる。この繰返しの反射によって、積分球内壁面の照度は均一化する。この積分球内壁面の照度が光源の全光束に比例することを利用して、積分球内壁面の照度を測定すると共に、この測定値を、予め取得しておいた標準光源により測定される照度と比較することで、測定対象の光源からの全光束を求める。 Conventionally, the total luminous flux (lm: lumen) has been used as an index for evaluating the performance of a light source used in a lighting fixture or the like. As a device for measuring the total luminous flux with higher accuracy, a spherical luminous meter using an integrating sphere is known. In this spherical light meter, a light source that is lit is placed in an integrating sphere, and a light beam from the light source is repeatedly reflected by a diffuse reflection material (for example, barium sulfate or PTFE (polytetrafluoroethylene)) applied to the inner wall of the integrating sphere. Due to this repeated reflection, the illuminance on the inner wall surface of the integrating sphere is made uniform. Using the fact that the illuminance of the inner wall of the integrating sphere is proportional to the total luminous flux of the light source, the illuminance of the inner wall of the integrating sphere is measured, and this measured value is measured with the previously acquired standard light source. To obtain the total luminous flux from the light source to be measured.
積分球を用いた光束測定装置として、例えば特許文献1に光放射パターン測定装置が開示されている。この光放射パターン測定装置800は、図8に示すように、測定対象WKを、互いに異なる放射角度θで取り囲むように配設された複数の受光部830a〜830eと、各受光部に入射する光を、それぞれ検出するための検出器840とを備えている。
As a light flux measuring device using an integrating sphere, for example,
一方で、積分球を用いず、配光測定データから全光束を求める方法として、球帯係数法が知られている(非特許文献1、2)。軸対称な配光を持つ光源では、数断面の配光を測定することにより、球帯係数法でその前光束を求めることができる(非特許文献3)。配光とは、光源より発する光度の空間分布(角度分布)であり、光度は、微小立体角に含まれる光束である。したがって、光度を全立体角(全空間)に対して積分したものが全光束となる。軸対称な配光を持つ光源では、その対称軸を含む平面内の配光が得られれば、図9に示す球帯の面積が得られ、それらの球帯を積分することにより全光束が得られる。この立体角の積分を図10に示す。光源を中心とした球体の表面積として、対称軸に垂直な断面で帯状に分割して求めた面積が、鉛直方向からの傾斜角θ方向の球帯係数であり、光源のθ方向の光度との積が、球帯で表される光源に張る立体角を通過する光束である。したがって、この球帯を足し合わせて全立体角である球としたものが全光束となる。すなわち、球の表面積を区分求積するのが球帯係数法である。
On the other hand, the spherical zone coefficient method is known as a method for obtaining total luminous flux from light distribution measurement data without using an integrating sphere (
球帯係数は光度と無関係な値であり、予め計算しておくことができる。図11Aにθを10°おき、図11Bにθを5°おきにした球帯係数を示す。なお、実際の光源は鉛直軸に対して完全な対称でないため、配光測定を水平角0°、90°、180°、270°等の複数の垂直断面に対して実施し、それぞれの断面に対して球帯係数法で全光束を求め、これらを平均して光源の全光束を求めている。
The spherical zone coefficient is a value unrelated to the luminous intensity, and can be calculated in advance. FIG. 11A shows a spherical zone coefficient in which θ is set every 10 °, and FIG. 11B shows θ set every 5 °. Since the actual light source is not completely symmetric with respect to the vertical axis, the light distribution measurement is performed on a plurality of vertical cross sections such as
しかしながら、球帯係数法では図12に示すように、θを変えながら、各位置で光源からの光度を繰り返し測定し、得られた光度に所定の球帯係数を乗算する必要があり、処理が複雑になるという問題があった。一方で、近年発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)等の照明が普及し、これらの全光束を迅速に測定したいという需要も高まっており、簡易的な光束の測定方法が求められていた。 However, in the spherical zone coefficient method, as shown in FIG. 12, it is necessary to repeatedly measure the luminous intensity from the light source at each position while changing θ, and to multiply the obtained luminous intensity by a predetermined spherical zone coefficient. There was a problem of becoming complicated. On the other hand, in recent years, illumination such as light emitting diodes (LEDs) has become widespread, and there is an increasing demand for quickly measuring all the luminous fluxes, and a simple luminous flux measurement method has been demanded.
本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の目的の一は、積分球を利用せずに光束を迅速に測定可能な光束測定装置及び光束測定方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve such conventional problems. An object of the present invention is to provide a light flux measuring apparatus and a light flux measuring method capable of quickly measuring a light flux without using an integrating sphere.
以上の目的を達成するために、本発明の一の側面に係る光束測定装置によれば、球帯係数法に基づき、測定対象物からの光束を測定するための光束測定装置であって、測定対象物を保持平面上に保持するための治具と、前記治具と接合され、該治具との接合面に、半球状に窪ませた半球面を形成しており、該半球面が形成する球の中心に、前記治具の保持平面上に保持された測定対象物を配置させるための本体部と、前記本体部の半球面上であって、該半球面が形成する球の中心を通りかつ前記保持平面と直交する第一切断面と交差する第一円弧上に、該球の中心と前記半球面の中心とを通る軸線と所定の傾斜角度θをなす位置に開口された複数の開口孔に各々近接して配置され、該開口孔で検出された測定対象物の発光を受光するための受光手段とを備え、各開口孔の開口面積を、傾斜角度θにおける球帯係数と対応するサイズに予め設定する。 In order to achieve the above object, according to a light beam measuring apparatus according to one aspect of the present invention, a light beam measuring apparatus for measuring a light beam from an object to be measured based on the spherical zone coefficient method, A jig for holding an object on a holding plane, and a hemispherical surface formed into a hemispherical shape are formed on the joint surface with the jig, and the hemispherical surface is formed. A main body for placing the measurement object held on the holding plane of the jig at the center of the sphere, and a hemispheric surface of the main body, the center of the sphere formed by the hemisphere A plurality of apertures that are opened at positions that form a predetermined inclination angle θ with an axis passing through the center of the sphere and the center of the hemisphere on a first arc that passes through and intersects a first cross section orthogonal to the holding plane. A receiver for receiving the light emitted from the object to be measured, which is arranged close to each of the opening holes and detected in the opening holes. And means, the opening area of each opening hole, preset to a size corresponding to the spherical zone coefficient in the inclination angle theta.
上記構成によれば、各開口孔毎に受光手段を設けると共に、予め球帯係数の重み付けと対応させた面積に開口させることで、測定対象物からの発光を受光した光度に球帯係数を乗算させることなく、一度の測定で光束を得ることができ、光束測定を簡素化できる。これにより、積分球を利用することなく、配光特性を簡単に測定可能な光束測定が実現される。 According to the above configuration, the light receiving means is provided for each opening hole, and the light intensity received from the measurement object is multiplied by the ball zone coefficient by opening the light in the area corresponding to the weight of the ball zone coefficient in advance. Therefore, the light flux can be obtained by one measurement, and the light flux measurement can be simplified. As a result, light flux measurement that can easily measure the light distribution characteristic without using an integrating sphere is realized.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
(実施の形態1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below is an example for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the following. Further, the present specification by no means specifies the members shown in the claims to the members of the embodiments. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, and are merely explanations. It is just an example. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Furthermore, in the following description, the same name and symbol indicate the same or the same members, and detailed description thereof will be omitted as appropriate. Furthermore, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are configured by the same member and the plurality of elements are shared by one member. It can also be realized by sharing.
(Embodiment 1)
本発明の実施の形態1に係る光束測定装置100の例を図1に示す。この図に示す光束測定装置100は、測定対象物WKを保持平面62上に保持するための治具60と、この治具60と接合され、治具60との接合面に、半球状に窪ませた半球面12を形成した本体部10とを備える。半球面12がなす球のほぼ中心点に、測定対象物WKが位置するように予め治具60と本体部10の接合位置が位置決めされている。また本体部10の半球面12には、複数の開口孔14を形成している。各開口孔14は、本体部10の半球面12上であって、この半球状が形成する球の中心点を通りかつ保持平面62と直交する第一切断面と交差する第一円弧上に、この球の中心と半球面12の中心とを結ぶ線である軸線と所定の傾斜角度θをなす位置に開口されている。また各開口孔14の開口面積は、傾斜角度θにおける球帯係数に応じた大きさに形成されている。
An example of a light
さらに各開口孔14には、この開口孔14を検出面として、測定対象物WKの発光を配光測定データとして検出するための受光手段30が設けられている。さらにまた各受光手段30は、検出手段40に統合して接続されている。さらに検出手段40は、必要に応じて出力手段50と接続されている。
Further, each
この光束測定装置100は、球帯係数法に基づき、治具60に配置された測定対象物WKからの光束を測定する。すなわち、各開口孔14毎に受光手段30を設けると共に、予め球帯係数の重み付けと対応させた面積に開口させることで、測定対象物WKからの発光を受光した光度に球帯係数を乗算させることなく、一度の測定で光束を得ることができ、光束測定を簡素化できる。これにより、積分球を利用することなく、配光特性を簡単に測定可能な光束測定が実現される。なお測定対象物WKとしては、例えばLEDのような発光装置が挙げられる。特に、比較的配光特性が均一な点光源に対して効果的に光束測定を行うことができる。以下、各部材について詳述する。
(治具60)
The light
(Jig 60)
治具60は、測定対象物WKを保持するため部材である。具体的には、図1に示すように、本体部10と連結されて、本体部10の半球状が形成する球の中心に測定対象物WKを配置させるように構成される。また治具60は、本体部10と接続するための接続部材を備えている。接続部材は、ポスやねじ等が利用できる。特に本体部10は、後述するように治具60との接合面において半球状に窪ませた半球面12を形成しているので、半球面12以外の領域で接合するよう、半球面12の周囲に接続部材を設けることが好ましい。
The
また、治具60を本体部10と連結した状態で、測定対象物WKが半球状をなす球の中心点とほぼ一致するように、予め本体部10と治具60を位置決めした状態で接合されるように設計される。図1の断面図に示す例では、治具60は保持平面62を含む本体部10との接合面を平面状とし、この接合平面が、球を二分割する平面となるように調整している。さらにこの保持平面62の内、測定対象物WKを配置する部分に保持窪み64を設けている。保持窪み64に測定対象物WKを配置させた状態で、図1の部分拡大図に示すように、測定対象物WKの発光面が、接合面の平面と略一致するように設計される。これにより、測定対象物WKの発光面を、半球状の中心点と一致させて、正確な光束測定が実現される。なお保持窪み64への測定対象物WKの固定は、両面テープや狭持機構等、既知の保持機構が適宜利用できる。
In addition, in a state where the
なお図1の治具60は、円柱状軸体66の端面に保持平面62を接続し、この円柱状軸体66及び保持平面62の周囲をさらに被覆部材68で覆っている。円柱状軸体は、保持平面を接続すると共に、測定対象物を点灯させるための電力を供給する通電機構が必要に応じて付加されている。被覆部材68を黒色とすることで光を吸収し、光の散乱等を抑制している。ただ、被覆部材の構造はこの例に限られず、例えば黒幕状のシート等で被覆したり、あるいは円柱状軸体と保持平面を黒色に着色して、被覆部材を省略してもよい。また装置全体を暗所に設置して、同様に被覆部材を省略してもよい。
(本体部10)
1 has a holding
(Main body 10)
本体部10は、図1及び図2に示すように、平面視を円盤状とし、また一方の面(底面側)に半球状の窪みを形成している。窪みを設けた面は、接続部材を用いて治具60と連結される。図2Cの底面図に示す例では、四隅にポス穴を設けて、治具60をポスの嵌合により接続している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
本体部10の半球面12は、その表面を光吸収性の膜で被覆することが好ましい。これにより、半球面12での光の反射を抑制して、正確な光度の測定が可能となる。あるいは、光の散乱を抑制する表面処理を施してもよい。例えば、金属の表面を黒色に表面処理する。あるいはまた、黒色の樹脂製としてもよい。
(開口孔14)
The
(Opening hole 14)
また本体部10は、半球面12上に複数の開口孔14を開口している。各開口孔14は、半球状が形成する球の中心点を通り、かつ保持平面62と直交する第一切断面と交差する第一円弧上に、球の中心と半球面12の中心を通る軸線と所定の傾斜角度θをなす位置に開口されている。また各開口孔14は円形とする。
Further, the
測定対象物の発光が示す光束分布が対称であると想定した場合、開口孔14は、好ましくは第一円弧上であって、軸線との傾斜角度θが0°〜90°の範囲に形成する。いいかえると、0°〜−90°の範囲には設けないことが好ましい。片側のみを測定して、測定しない側は同様であると推定することで、測定手段を一方の側に偏在させたコンパクトな光束測定装置を実現できる。なお、非対称な光束分布を示す測定対象物の測定や、より高精度な光束測定を対象とする場合は、開口孔14の傾斜角度θを0°〜±90°の範囲として、計180°の範囲で光束測定を実現できることはいうまでもない。
(傾斜角度)
When it is assumed that the luminous flux distribution indicated by the light emission of the measurement object is symmetric, the
(Inclination angle)
開口孔14を半球面12上に形成する傾斜角度θは、一定の間隔で変化させる。図2の例では35°のピッチとしており、θ1=0°、θ2=35°、θ3=70°の3箇所に開口孔1414a、14b、14cをそれぞれ開口させている。
The inclination angle θ for forming the
さらに、各傾斜角度毎に開口させた開口孔14a、14b、14cの開口面積は、傾斜角度θにおける球帯係数と対応するサイズとしている。球帯係数は、「JIS C 8105−5:2014 照明器具−第5部:配光測定方法」(非特許文献1)で定められているとおり、光度と無関係な値であり、傾斜角度毎に予め計算しておくことができる。一例として、傾斜角度の変化幅を3°ピッチ、5°ピッチ、10°ピッチ、35°ピッチのそれぞれについて、球帯係数を演算した結果を図3のグラフに示す。また、35°ピッチの場合の球帯係数と、0°の球帯係数を基準(1.00倍)としたときの開口面積の倍率、及び開口孔の半径と面積を図4の表に示す。例えば傾斜角度0°のとき、球帯係数は0.29となる。開口孔の半径は、半球面12のサイズにも依存する。図1の例では、半球面12のなす球の半径を34mmとしており、傾斜角度θ1(=0°)の位置で開口された開口孔14aの半径を4mm(*これはどのようにして決まるのでしょうか。)とすると、開口孔14aの開口面積は4mm×4mm×円周率≒50.3mm2となる。なお、開口孔14aの半径は、半球状の外径と球帯係数の関係から、各開口孔の受光部が重ならないように設定される。
Furthermore, the opening areas of the opening holes 14a, 14b, and 14c opened at each inclination angle have a size corresponding to the spherical zone coefficient at the inclination angle θ. The spherical zone coefficient is a value that is unrelated to the luminous intensity as defined in “JIS C 8105-5: 2014 Lighting Fixture-Part 5: Light Distribution Measurement Method” (Non-Patent Document 1), and for each inclination angle. It can be calculated in advance. As an example, the graph of FIG. 3 shows the result of calculating the ball coefficient for each of the change width of the inclination angle of 3 ° pitch, 5 ° pitch, 10 ° pitch, and 35 ° pitch. The table of FIG. 4 shows the spherical zone coefficient in the case of 35 ° pitch, the magnification of the opening area when the spherical zone coefficient of 0 ° is used as a reference (1.00 times), and the radius and area of the opening hole. . For example, when the tilt angle is 0 °, the spherical zone coefficient is 0.29. The radius of the opening hole also depends on the size of the
次に、開口孔14aに基づいて、開口孔14bの面積を求める。図4によれば、開口孔14bの球帯係数は、開口孔14aの球帯係数を基準としたときの倍率が7.45である。ここで、積分球を用いた場合の光度の計算は、基準となる開口孔14aと同じ開口面積で開口された、傾斜角度θ2=35°の位置での開口孔にて測定された光度を、7.45倍することで得られる。この乗算を行うことなく光度を求めるには、いいかえると従来の積分球を使用しないで光度を求めるには、傾斜角度θ2=35°の開口孔14bで、θ1=0°の開口孔14bで受光する光量の7.45倍の光を採り入れればよい。すなわち、開口孔14bで必要な総開口面積を求めると50.3mm2×7.45≒374.6mm2となる。図2Cの例では、開口孔14bは2箇所に開口されているので、各開口孔14bの面積は、374.6mm2÷2=187.3mm2となる。よって、その半径は、√(187.3mm2÷円周率)≒7.72mmと求められる。
Next, the area of the
同様に傾斜角度θ3=70°の開口孔14cを演算すると、倍率が12.21であることから、必要な総開口面積は50.3mm2×12.21≒613.8mm2となり、各開口孔14cの開口面積はその1/2の306.9mm2となる。よってその半径は、√(306.9mm2÷円周率)≒9.88mmと計算される。
Similarly, when the
このように、傾斜角度のピッチが決まると、基準位置の開口面積と球帯係数から、各傾斜角度の開口孔の半径が決定される。そして、このように開口孔を球帯係数に応じて開口面積を変化させておくことで、従来必要であった傾斜角度毎に測定された光度に対し、球帯係数を乗算する処理を省くことができる。すなわち、従来の方法では、図12に示すように開口孔814の大きさを等しくし、各位置で光度を測定し、その後、各位置で得られた光度に、該位置の傾斜角度に応じた球帯係数を乗算して、さらにこれを加算することで光束を求めていた。この方法であれば、開口孔の数だけ測定対象物を点灯させて、光度を測定する必要があり、測定回数が増える上、乗算と加算の処理に時間がかかるという問題があった。あるいは、開口孔に設けた光ファイバ毎にPD等の半導体受光素子を設けることで、一度の測定で各位置の光度を測定できるが、この場合は光ファイバの数だけ受光素子が必要となり、装置が複雑化して高コストになるという問題があった。また各受光素子で乗算処理が必要なため、その処理の負荷は変わらない。
Thus, when the pitch of the inclination angle is determined, the radius of the opening hole at each inclination angle is determined from the opening area at the reference position and the ball zone coefficient. Then, by changing the opening area of the aperture hole in accordance with the spherical zone coefficient in this way, it is possible to omit the process of multiplying the luminous intensity measured for each inclination angle, which was conventionally required, by the spherical zone coefficient. Can do. That is, in the conventional method, as shown in FIG. 12, the size of the
これに対して本実施の形態によれば、球帯係数に応じた大きさに予め開口面積を形成しておくことで、この開口孔で検出された光度は、球帯係数が乗算された光量と等しい値となるので、このまま光束の計算に利用できるという利点が得られる。このため、測定対象物を一度発光させるだけで、各位置の光度測定を行うことができ、測定回数が一回で済み、測定時間の短縮を実現できる利点が得られる。また、各開口孔に設けた受光手段30である光ファイバ31を束ねて、一の受光素子で光度を測定すれば足りるので、受光素子の数を少なくして構成を簡素化できる利点も得られる。さらに、球帯係数を各開口孔毎に乗算する演算処理を省くこともでき、低負荷、高速で安価に光束測定が実現されるという優れた利点が得られる。
(受光手段30)
On the other hand, according to the present embodiment, by forming an opening area in a size corresponding to the ball zone coefficient in advance, the light intensity detected in this aperture hole is the light quantity multiplied by the ball zone coefficient. Therefore, there is an advantage that it can be used for calculation of the luminous flux as it is. For this reason, it is possible to measure the luminous intensity at each position only by emitting light once on the measurement object, and the advantage is that the number of measurements is one and the measurement time can be shortened. Further, since it is sufficient to bundle the
(Light receiving means 30)
各開口孔14には、受光手段30が配置される。受光手段30は、検出面で検出された測定対象物WKの発光を配光測定データとして検出する。このような受光手段30には、光ファイバ31等が好適に利用できる。
The light receiving means 30 is disposed in each
なお、本明細書においては形成されたすべての開口孔14に受光手段30を設ける構成について説明している。ただ、すべての開口孔に受光手段を設けずとも、一部の開口孔に受光手段を設けないよう構成してもよい。
(検出手段40)
In addition, in this specification, the structure which provides the light-receiving means 30 in all the formed opening holes 14 is demonstrated. However, the light receiving means may not be provided in all the opening holes, or the light receiving means may not be provided in some of the opening holes.
(Detecting means 40)
各受光手段30は、検出手段40に纏められる。検出手段40には、CCDや受光素子(PD)等の半導体受光素子が好適に用いられる。また、各開口孔に受光端面を位置させた受光手段の出力端面を複数纏めて接続した共通の検出手段とすることが好ましい。特に受光手段30を光ファイバ31として、検出手段40をPDとする構成では、複数本の光ファイバ31を束ねて、その出射端面をPDと光学的に結合することで、一のPDでもって同時に光束を検出でき、構成を極めて簡素化できる利点が得られる。
(出力手段50)
Each light receiving means 30 is collected in the detecting
(Output means 50)
検出手段40は、出力手段50と接続されている。出力手段50は、受光手段30で受光され、検出手段40で纏めて加算された光束を、外部に出力する。例えば光束を数値で表示させるディスプレイや7セグメント表示器等が利用できる。特に本実施の形態によれば、従来のように各開口孔に設けられた受光手段30で得られた配光測定データ群の個々の要素に対して、各検出面の角度に応じた球帯係数を乗じ、積分することにより測定対象物からの光束を演算する処理を、大幅に軽減することができる。
(拡散板70)
The detection means 40 is connected to the output means 50. The output means 50 outputs the light beam received by the light receiving means 30 and added together by the detecting means 40 to the outside. For example, a display for displaying the luminous flux numerically, a 7-segment display, or the like can be used. In particular, according to the present embodiment, for each element of the light distribution measurement data group obtained by the light receiving means 30 provided in each opening hole as in the prior art, a spherical band corresponding to the angle of each detection surface The process of calculating the luminous flux from the measurement object by multiplying and integrating the coefficient can be greatly reduced.
(Diffusion plate 70)
また、各検出孔には、拡散板70を配置することが好ましい。このようにすることで、検出孔に採り入れられて検出面に入光される光を均一化することができる。特に受光手段30である光ファイバ31は一定方向の光しか入光できないところ、拡散板70で均一化することで光ファイバ31の端面で入光し易くできる。
Moreover, it is preferable to arrange | position the
また光ファイバ31の端面は、図5の断面図に示すように、拡散板70から、この拡散板70の面積及び光ファイバ31の受光許容角度に応じた距離だけ離間させることが好ましい。このようにすることで、拡散板70の全面で受光された光を光ファイバ31の端面から入射させることが可能となる。
(変形例)
Further, as shown in the cross-sectional view of FIG. 5, the end face of the
(Modification)
なお、以上の例では受光手段として同じ径の光ファイバを使用している。ただ、光ファイバの端面の面積を、球帯係数に応じた面積に形成することもできる。例えば図6に示す変形例に係る光束測定装置100’の底面図に示すように、受光手段30’として複数本の光ファイバ31を束ねることで、開口孔14に表出される端面の面積を調整することができる。この場合は、光ファイバ31の端面で直接受光させることができるので、拡散板を不要とできる。
In the above example, an optical fiber having the same diameter is used as the light receiving means. However, the area of the end face of the optical fiber can be formed to an area corresponding to the spherical zone coefficient. For example, as shown in the bottom view of the light
なお治具60と本体部10の姿勢は、測定対象物WKを保持する保持平面62を水平姿勢とするよりも、鉛直姿勢とすることが好ましい。このようにすることで、例えば治具に測定対象物を載置する際にゴミや埃等の異物が発生しても、測定対象物を水平面に置く場合と比べ、このような異物が測定対象物の発光面に付着して、測定の精度が低下する事態を回避できる。
In addition, it is preferable that the attitude | position of the jig |
さらに開口孔14も、受光手段30の検出面が鉛直下方側に向く姿勢とすることが好ましい。具体的には、開口孔14を上方に開口させず、できるだけ下方側、好ましくは水平姿勢から鉛直下方の間、すなわち水平面との角度が0°〜90°となるように開口させる。このようにすることで、開口孔14に配置される受光手段30の検出面が、水平面から鉛直下方側となる姿勢に固定されるので、検出面にゴミや埃が付着する事態を回避できる。
Furthermore, it is preferable that the
このようにすることで、図1の断面図に示すように、本体部10と治具60を接合した状態で測定対象物WKは縦向きに保持され、また各受光手段30は検出面が横〜下向きに配置され、光学部材に埃等の異物が付着する事態を回避して、光束測定精度を向上できる。特に従来の積分球を利用した光束測定方法では、積分球の内面で光を反射させて光束を測定することから、積分球の表面にゴミや埃等の異物が入り込むと、光量が弱くなり測定精度が低下するという問題があった。これに対して本実施の形態によれば、測定対象物や開口孔に異物が付着し難い姿勢としたことで、このような問題を回避して光束測定結果の信頼性を高めることができる。
By doing so, as shown in the cross-sectional view of FIG. 1, the measurement object WK is held vertically while the
実施の形態1においては、開口孔14すなわち受光手段30は、図2に示すように第一円弧上に加えて、これと交差する第二円弧上にも設けている。すなわち、図2Cの底面図に示すように、開口孔14を第一円弧上に加えて、これと交差する第二円弧上にも開口させている。いいかえると、半球面12の平面視における中心から0°と90°の半径上に、開口孔を形成している。具体的には、本体部10の半球面12の中心を通り、第一切断面と直交する第二切断面と半球面12とが交差する第二円弧上にも、軸線と所定の傾斜角度θをなす位置に開口された複数の第二開口孔15を各々画成している。この光束測定装置100は、第一切断面で得られた光束と、第二切断面で得られた光束とを平均した光束を、検出手段40で加算して測定結果として出力部から出力する。このようにすることで、測定対象物が軸対称な配光を持たない場合でも、垂直な方向で各々得られた光束を平均して、全光束を得ることができる。例えばLEDの場合は、光束が真円でなく、若干楕円となることから、このように平面視2方向に光束を測定した光束測定を利用することで、より正確な光度の取得が可能となる。
(実施の形態2)
In the first embodiment, the
(Embodiment 2)
ただ、本発明は、開口孔すなわち受光手段を設ける位置を、第一円弧と第二円弧の2つの円弧上とする構成に限られず、3以上の円弧上に設けてもよい。一例として、第三円弧上にも開口孔を開口させた光束測定装置100を実施の形態2として、図7に示す。ここでは、図7Bの底面図に示すように、半球面12の平面視における中心から0°と45°と90°の半径上に、開口孔を形成している。具体的には、第一円弧及び第二円弧上に加えて、本体部10の半球面12の中心を通り、第一切断面及び第二切断面とがなす角を等分する第三切断面と半球面12とが交差する第三円弧上にも、軸線と所定の傾斜角度θをなす位置に、複数の第三開口孔16を形成している。この光束測定装置100では、第一切断面、第二切断面、第三切断面でそれぞれ得られた光束を平均した光束を、検出手段40で加算して出力する。このような構成により、測定対象物が軸対称な配光を持たない場合でも、各切断面で各々得られた光束を平均して、全光束を得ることができる。
(実施の形態3)
However, the present invention is not limited to the configuration in which the opening hole, that is, the light receiving means is provided on the two arcs of the first arc and the second arc, but may be provided on three or more arcs. As an example, a light
(Embodiment 3)
あるいは逆に、開口孔すなわち受光手段は、第一円弧上にのみ設けてもよい。特に、測定対象物の光束分布の対称性が高い場合や、それ程の精度を要求されない用途、あるいは簡易的な光束測定といった用途に、好適に利用できる。 Or conversely, the opening hole, that is, the light receiving means may be provided only on the first arc. In particular, it can be suitably used for a case where the symmetry of the light flux distribution of the measurement object is high, a use that does not require such a high degree of accuracy, or a use such as simple light flux measurement.
本発明の光束測定装置及び光束測定方法は、LEDや半導体レーザ(LD)、有機EL等の照明用途やバックライト用途の光源の光束を測定する検査機器として好適に利用できる。 The light flux measuring apparatus and the light flux measuring method of the present invention can be suitably used as an inspection device for measuring the light flux of a light source for illumination use or backlight use such as LED, semiconductor laser (LD), and organic EL.
100、100’、200…光束測定装置
10…本体部
12…半球面
14、14a、14b、14c…開口孔
15…第二開口孔
16…第三開口孔
30、30’…受光手段
31…光ファイバ
40…検出手段
50…出力手段
60…治具
62…保持平面
64…保持窪み
66…円柱状軸体
68…被覆部材
70…拡散板
800…光放射パターン測定装置
830a〜830e…受光部
814…開口孔
840…検出器
WK…測定対象物
DESCRIPTION OF
Claims (9)
測定対象物を保持平面上に保持するための治具と、
前記治具と接合され、該治具との接合面に、半球状に窪ませた半球面を形成しており、該半球面が形成する球の中心に、前記治具の保持平面上に保持された測定対象物を配置させるための本体部と、
前記本体部の半球面上であって、該半球面が形成する球の中心を通りかつ前記保持平面と直交する第一切断面と交差する第一円弧上に、該球の中心と前記半球面の中心とを通る軸線と所定の傾斜角度θをなす位置に開口された複数の開口孔に各々近接して配置され、該開口孔で検出された測定対象物の発光を受光するための受光手段と、
を備え、
各開口孔の開口面積が、傾斜角度θにおける球帯係数と対応するサイズに予め設定されてなることを特徴とする光束測定装置。 A light flux measuring device for measuring a light flux from a measurement object based on the spherical zone coefficient method,
A jig for holding the measurement object on the holding plane;
A hemispherical surface is formed in a hemispherical shape on the joint surface with the jig, and held on the holding plane of the jig at the center of the sphere formed by the hemispherical surface. A main body for placing the measured object,
The center of the sphere and the hemisphere are on a first arc on the hemispherical surface of the main body and passing through the center of the sphere formed by the hemispherical surface and intersecting the first cross section perpendicular to the holding plane. A light receiving means for receiving light emitted from a measurement object that is disposed in proximity to each of a plurality of opening holes that are opened at positions that form a predetermined inclination angle θ with an axis that passes through the center of the opening. When,
With
A luminous flux measuring apparatus, wherein an opening area of each opening hole is preset to a size corresponding to a spherical zone coefficient at an inclination angle θ.
前記受光手段が、光ファイバであることを特徴とする光束測定装置。 The light flux measuring device according to claim 1,
The light beam measuring device, wherein the light receiving means is an optical fiber.
前記開口孔に、拡散板を配置してなることを特徴とする光束測定装置。 The light flux measuring device according to claim 2, further comprising:
A light flux measuring apparatus comprising a diffusion plate disposed in the opening hole.
前記光ファイバの端面を、前記拡散板から、該拡散板の面積及び該光ファイバの受光許容角度に応じた距離だけ離間させてなることを特徴とする光束測定装置。 The light flux measuring device according to claim 3,
A light flux measuring apparatus, wherein the end face of the optical fiber is separated from the diffuser plate by a distance corresponding to the area of the diffuser plate and the light receiving allowable angle of the optical fiber.
前記治具が、保持平面を鉛直とする姿勢に保持されており、
さらに前記複数の開口孔は、ここに配置される前記受光手段の検出面が水平面から鉛直下方側を向く姿勢に固定されるよう、開口されてなることを特徴とする光束測定装置。 It is a light beam measuring apparatus as described in any one of Claims 1-4,
The jig is held in a posture in which the holding plane is vertical;
Further, the plurality of aperture holes are opened such that the detection surface of the light receiving means arranged here is fixed in a posture in which the detection surface faces vertically downward from a horizontal plane.
前記開口孔が、半球面の中心の垂直方向との傾斜角度θを、0°、35°、70°で設けられてなることを特徴とする光束測定装置。 The light flux measurement device according to any one of claims 1 to 5,
The luminous flux measuring apparatus, wherein the opening hole is provided with an inclination angle θ with respect to the vertical direction of the center of the hemisphere at 0 °, 35 °, and 70 °.
前記半球面が、表面を光吸収性の膜で被覆されてなることを特徴とする光束測定装置。 The light flux measurement device according to any one of claims 1 to 6,
The luminous flux measuring apparatus characterized in that the hemispherical surface is covered with a light-absorbing film.
測定対象物が発光ダイオードであることを特徴とする光束測定装置。 The light flux measurement device according to any one of claims 1 to 7,
A light flux measuring apparatus, wherein the object to be measured is a light emitting diode.
測定対象物を治具で保持平面上に保持する工程と、
前記治具と接合された本体部の、半球状に窪ませた半球面の内、該半球面が形成する球の中心に、前記治具の保持平面上に保持された測定対象物を配置させ、該測定対象物を発光させ、
前記本体部の半球面上であって、該半球面が形成する球の中心を通りかつ前記保持平面と直交する第一切断面と交差する第一円弧上に、球の中心と前記半球面の中心を通る軸線と所定の傾斜角度θをなす位置に開口された複数の開口孔に各々近接して配置された受光手段でもって、該開口孔で検出された測定対象物の発光を受光させ、複数の開口孔は該傾斜角度θにおける球帯係数と対応するサイズに開口面積を設計され、
各受光手段で得られた光度を加算して光束を出力する工程と
を含むことを特徴とする光束測定方法。 A luminous flux measurement method for measuring a luminous flux from an object to be measured based on the spherical zone coefficient method,
Holding the measurement object on the holding plane with a jig;
The object to be measured held on the holding plane of the jig is arranged at the center of the sphere formed by the hemispherical surface of the hemispherical concave spherical surface of the main body joined to the jig. Illuminate the measurement object
The center of the sphere and the hemispherical surface are on a hemispherical surface of the main body and on a first arc passing through the center of the sphere formed by the hemispherical surface and intersecting a first cross section perpendicular to the holding plane. With light receiving means arranged close to each of a plurality of apertures that are opened at positions that form a predetermined inclination angle θ with an axis passing through the center, the light emission of the measurement object detected in the apertures is received, The plurality of opening holes are designed to have an opening area with a size corresponding to the spherical zone coefficient at the inclination angle θ ,
And adding a luminous intensity obtained by each light receiving means to output a luminous flux.
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