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公開番号2021196258
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211227
出願番号2020102778
出願日20200615
発明の名称光測定装置
出願人日置電機株式会社
代理人個人
主分類G01J 1/02 20060101AFI20211129BHJP(測定;試験)
要約【課題】光測定装置(拡散光学系)に対する被測定光の入射方向の相違の測定結果に対する影響を十分に軽減する。
【解決手段】受光センサ20a,20a,20b,20b(複数の光電変換部)を備えると共に、受光センサ20a,20aが、出射部13における出射孔13hの縁部を含む仮想平面Fo(第1の仮想平面)と直交すると共に出射孔13hの重心13oを通過する矢印B0の向き(第1の仮想直線)に沿って見たときに、矢印B0と直交する実線Lr(第2の仮想直線)を挟んで互いに離間するように配置されると共に、受光センサ20b,20bが、矢印B0の向きに沿って見たときに、実線Lrを挟んで互いに離間するように配置され、データ生成部が、実線Lrを挟んで配置された受光センサ20a,20aの検出信号の信号レベルを合計し、かつ受光センサ20b,20bの検出信号の信号レベルを合計して信号レベルデータを生成する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
被測定光の入射量に応じた検出信号を出力する光電変換部と、
前記被測定光を拡散させる拡散光学系と、
前記拡散光学系において拡散させられた前記被測定光の通過が可能な光通過孔が形成された光通過孔形成部と、
前記検出信号に基づいて当該検出信号の信号レベルを特定可能な信号レベルデータを生成するデータ生成部とを備え、
前記信号レベルデータに基づいて前記被測定光についての予め規定された光学的パラメータを測定可能に構成された光測定装置であって、
複数の前記光電変換部を備えると共に当該各光電変換部のうちの少なくとも2つの当該光電変換部が、前記光通過孔形成部における前記光通過孔の縁部を含む第1の仮想平面と直交すると共に当該光通過孔の重心を通過する第1の仮想直線に沿って見たときに、当該第1の仮想直線と直交する第2の仮想直線を挟んで互いに離間するように配置され、
前記データ生成部は、前記第2の仮想直線を挟んで配置された前記少なくとも2つの光電変換部のそれぞれの前記検出信号の信号レベルを合計して前記信号レベルデータを生成する光測定装置。
続きを表示(約 880 文字)【請求項2】
前記データ生成部は、前記検出信号としての電流信号を電圧信号に変換するI/V変換部と、前記電圧信号を前記信号レベルデータに変換するA/D変換部とを備えると共に、当該I/V変換部に複数の前記電流信号が入力されて当該複数の電流信号における電流値の合計値に対応する電圧値の前記電圧信号が当該I/V変換部から出力されるように構成されている請求項1記載の光測定装置。
【請求項3】
前記第2の仮想直線を挟んで互いに離間するように配置された前記少なくとも2つの光電変換部は、光検出特性が互いに等しい当該光電変換部でそれぞれ構成されると共に、前記光通過孔を通過した前記被測定光が前記第2の仮想直線に対する一方の側に配置された当該光電変換部のうちの少なくとも1つ、および当該第2の仮想直線に対する他方の側に配置された当該光電変換部のうちの少なくとも1つに入射するようにそれぞれ配置されている請求項1または2記載の光測定装置。
【請求項4】
前記少なくとも2つの光電変換部が、前記第2の仮想直線を基準線として線対称の位置に配置されている請求項1から3のいずれかに記載の光測定装置。
【請求項5】
前記少なくとも2つの光電変換部が、前記第1の仮想直線と前記第2の仮想直線との交点を基準点として点対称の位置に配置されている請求項1から3のいずれかに記載の光測定装置。
【請求項6】
前記光電変換部としての第1の光電変換部および当該光電変換部としての第2の光電変換部の少なくとも一方を複数備えて当該少なくとも一方が前記第2の仮想直線を挟んで互いに離間するように配置されると共に、当該第1の光電変換部の測定対象波長範囲内の分光感度と当該第2の光電変換部の測定対象波長範囲内の分光感度との比が当該測定対象波長範囲内の各波長の前記被測定光毎に相違するように当該第1の光電変換部および当該第2の光電変換部のいずれか、または双方に光学フィルタが配設されている請求項1から5のいずれかに記載の光測定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、被測定光を拡散光学系において拡散させて光通過孔形成部の光通過孔を通過させた後に光電変換部に入射させ、被測定光の受光量に応じて光電変換部から出力される検出信号に基づいて被測定光についての予め規定された光学的パラメータを測定可能に構成された光測定装置に関するものである。
続きを表示(約 2,600 文字)【背景技術】
【0002】
この種の光測定装置として、出願人は、被測定光についての波長(重心波長)や放射量などの光学的パラメータを測定可能な光測定装置を下記の特許文献に開示している。この光測定装置は、拡散光学系(積分球)、受光部、I/V変換部、A/D変換部および処理部などを備えて構成されている。
【0003】
この場合、拡散光学系は、光測定装置に対する被測定光の入射方向の相違が測定結果に及ぼす影響を軽減するための光学的要素である。具体的には、拡散光学系が積分球で構成されている上記の光測定装置では、入射部の入射孔から入射した被測定光を積分球内で拡散させた後に出射部の出射孔から出射させることにより、入射孔に対する被測定光の入射方向(すなわち、光測定装置に対する被測定光の入射方向)が基準の入射方向(積分球の設計時に被測定光の入射方向として想定した方向)と相違したとしても、出射孔からの被測定光の出射方向や出射量が、被測定光を基準の入射方向で入射させたときと同程度となるように構成されている。
【0004】
また、入射部の入射孔は、積分球内への被測定光の入射量を規定量に制限することができるように開口形状や大きさが規定されており、出射部の出射孔は、積分球内で拡散された被測定光の出射量や、出射された被測定光を受光可能な範囲(領域)を制限することができるようにその開口形状や大きさが規定されている。さらに、受光部は、各波長毎の分光感度を相違させるための光学フィルタおよび光電変換部を有する一対の受光センサと、測定対象波長範囲を規定するための光学フィルタとを備え、上記の出射孔から出射された被測定光を受光可能に配置されている。
【0005】
この光測定装置による測定処理に際しては、拡散光学系(積分球)において拡散されて出射孔から出射された被測定光が受光部における一対の受光センサによって受光されることで両受光センサの光電変換部から被測定光の受光レベルに応じた検出信号がそれぞれ出力される。この検出信号が、I/V変換部においてI/V変換されてA/D変換部に入力され、A/D変換部によって検出信号の信号レベルを特定可能な検出信号データが生成されて処理部に入力される。また、処理部は、入力された検出信号データに基づき、両受光センサ(両光電変換部)の検出信号の信号レベルをそれぞれ特定すると共に、特定した両信号レベルの比に基づいて被測定光の波長などを演算(測定)する。以上により、被測定光についての一連の測定処理が完了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開2020−030050号公報(第6−19頁、第1−3図)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところが、出願人が上記特許文献に開示している光測定装置には、以下の改善すべき課題がある。具体的には、出願人が開示している光測定装置では、光測定装置に対する被測定光の入射方向の相違に関する影響を軽減するために、受光部に受光させる前に被測定光を拡散させるための拡散光学系(積分球)を備えると共に、拡散光学系(積分球)に対する被測定光の入射量を入射孔の形状や大きさの規定によって好適に制限し、かつ拡散光学系(積分球)からの被測定光の出射量や出射された被測定光の受光可能範囲を出射孔の形状や大きさの規定によって制限する構成が採用されている。
【0008】
ここで、図14に示す積分球2xは、この種の光測定装置において採用される拡散光学系の一例である。この積分球2xでは、積分球本体11xに設けられた入射部12xの入射孔12hxから入射させた被測定光を積分球本体11x内で拡散させた後に出射部13xの出射孔13hxから受光部3xに向けて出射させることで、入射孔12hxに対する被測定光の入射方向(すなわち、光測定装置に対する被測定光の入射方向)が基準の入射方向(矢印A0xの向き)と僅かに相違したとしても、出射孔13hxからの被測定光の出射方向や出射量(すなわち、受光部3xによる被測定光の受光量)が、入射孔12hxに対して被測定光を基準の入射方向で入射させたときと同程度となるように構成されている。
【0009】
この場合、この積分球2xでは、出射部13xにおける出射孔13hxの縁部を含む仮想平面Foxと直交する方向(図14,15に示す矢印B0xと並行な向き)が、出射孔13hxからの被測定光の基準の出射方向となるように構成されている。また、この積分球2xを備えて構成された光測定装置では、図15に示すように、受光部3xにおける受光センサ20ax,20bxの受光面が、上記の仮想平面Foxと平行な仮想平面Frxと面一となるように(受光センサ20ax,20bxの受光面が仮想平面Frx内に位置するように)積分球2xに対して受光部3xが配置されている。しかしながら、このような積分球2xを採用し、かつ上記のように受光部3xを積分球2xに対して配置したとしても、出射孔13hxから出射された被測定光の仮想平面Frx上の各部における受光量は完全に均一とはならない。
【0010】
具体的には、まず、出射孔13hxの形状や大きさの規定により、図14〜16に示すように、仮想平面Frxにおいて出射孔13hxと対向する領域Boxよりも外側では、出射部13xにおける出射孔13hxの周囲の部位によって被測定光が遮られるため、被測定光が全く受光されない。また、積分球本体11x内での被測定光の拡散があらゆる方向に対して均一とはならないため、例えば、入射孔12hxに対して基準の入射方向(図14に示す矢印A0xの向き)で被測定光が入射させられたときには、図16に示すように、上記の仮想平面Foxと直交すると共に出射孔13hxの重心13ox(図14,15参照)を通過する矢印B0xに沿った仮想直線と仮想平面Frxとの交点である位置ro0xにおいて被測定光の受光量が最も多くなり、位置ro0xから離間するほど受光量が減少する状態となる。
(【0011】以降は省略されています)

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