专利名称：测光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使来自测定对象物的光线分光而测定各波长的光线的亮度等的测定 装置的改进。
背景技术：
在现有技术中周知一种测光 装置，其使来自测定对象物的光线的波长分光而测定 它的各个波长的亮度等。作为现有技术的测光装置，利用衍射光栅使来自测定对象物的光线按波长分开， 并由作为受光部的固体摄像器件来接收按各波长分开的光线，根据来自该固体摄像器件的 输出测定各波长的光线的亮度、色度等。在现有测光装置中，即便在光线没有入射到受光部的各受光元件的情况，也会有 暗电流因热噪声而从固体摄像器件输出(暗电流输出)。因而，提出一种构成为进行多次测定的测光装置，在来自测定对象物的光线并不 入射到受光部的状态下，检测来自固体摄像器件的暗电流输出，随后，使来自测定对象物的 光线入射在受光部而检测来自固体摄像器件的测光输出，通过运算求出该测光输出与暗电 流输出的差分，从而通过去除暗电流输出修正来自各受光元件的测光输出。此外，还提出一种同时测定结构的测光装置，在受光部的端部设置罩体，并使来自 测定对象物的光线不入射到由所述罩体包覆的受光元件上，同时检测来自由罩体包覆的受 光元件的暗电流输出与来自没有由罩体包覆的各受光元件的测光输出，而且修正来自各受 光元件的测光输出(例如，参照专利文献1)。专利文献1 日本特开昭58-158528号公报
发明内容
然而，作为其结构为进行多次测定的测光装置，尽管能够精密测定，但是不当之处 是测定较耗费时间。在同时测定的结构的测光装置中，尽管可以实现测定速度的提高，然而其不当之 处在于必须给受光部设置罩体且必须改变受光部的结构。此外，从各受光元件输出的暗电 流未必一样，即便是一律扣除来自被罩体包覆的受光元件的暗电流输出并通过修正求出测 光输出，也未必可以准确去除暗电流输出，因而从精密测定的观点来看是现有不足之一。本发明的目的涉及一种测光装置，其不仅不用改变现有受光部的结构，并且既可 抑制测定精度的降低，还可获得实现测定速度的提高的效果。本发明的测光装置，其特征在于，包括对来自测定对象物的光线进行分光并进行 测光的分光测光光学系统；接收由该分光测光光学系统按波长分开的光线的受光部；根据 该受光部的测光输出来运算测光特性的运算电路，所述分光测光光学系统具有把来自测 定对象物的光线变换成平行光束的准直透镜；按波长使通过了该准直透镜的光束分解的波 长分解元件；使按波长分解了的各光束分别聚集在所述受光部的集光透镜；阻隔与可视光相比短波长一侧的光线的截止滤光器，所述受光部具有分别接收按波长分开了的光线的多 个受光元件，所述多个受光元件与被分开的光线的指定的波长的位置对应而沿恒定方向排 列，而且，所述多个受光元件排列在与由所述截止滤光器阻隔的短波长一侧的光线对应的 位置上，配置在与由所述截止滤光器阻隔的短波长一侧的光线对应的位置上的受光元件的 输出作为暗电流输出加以使用，在所述运算电路中设置有修正电路，该修正电路使用所述 暗电流输出来修正配置在与相较于被阻隔的短波长一侧的光线而言的长波长一侧的波长 的光线相对应的位置上的各受光元件产生的测光输出。在本发明的测光装置中，优选的是，所述截止滤光器设置在准直透镜之前，该截止 滤光器是用来修正各波长的敏感度的有色玻璃滤光器。在本发明的测光装置中，优选的是，所述截止滤光器设置在准直透镜之后，该截止 滤光器是用来修正各波长的敏感度的有色玻璃滤光器。此外，在本发明的测光装置中，优选的是，所述截止滤光器阻隔波长在380nm以下 的光线。而且，本发明的测光装置优选的是所述修正电路连接有存储部，该存储部对各个 受光元件保存下述输出比，即配置在与由所述截止滤光器阻隔的短波长一侧的光线相对 应的位置上的受光元件的暗电流输出，与在配置在与相较于被阻隔的短波长一侧的光线而 言的长波长一侧的各波长的光线相对应的位置上的各受光元件的输出、并且是在该各受光 元件不受到光照的状况下借助测定所求出的输出的之比；所述修正电路根据上述之比，求 出配置在与相较于短波长一侧的光线而言长波长一侧的各波长的光线对应的位置上的各 受光元件的暗电流输出。通过本发明，不仅不用改变现有受光部的结构，并且既可抑制测定精度的降低，还 可获得实现测定速度的提高的效果。
图1是表示本发明所述测光装置的结构的概况的说明图；图2是表示本发明所述截止滤光器的透射率的光学特性图；图3是本发明所述受光部的俯视图；图4是表示从本发明所述的各受光元件的线路输出的暗电流输出的一例的说明 图。附图标记说明1测定对象物2测光装置4受光部6运算电路4a受光元件15分光测光光学系统26有色玻璃 滤光器(截止滤光器)27准直透镜28衍射光栅(波长分解元件)
30修正电路
具体实施例方式下面，一边参照附图一边说明本发明所述的测光装置的实施方式。实施例 图1是表示本发明所述测光装置例如分光放射计的结构的概况的说明图。在图1 中，1是液晶面板、信号灯、冷阴极管、引导灯、LED等测定对象物，2是测光装置。测光装置2具有接收自测定对象物1的光线的光学系统3、受光部4和电路部5。 电路部5具有基于受光部4的测光输出而对测光特性(测色数据(亮度、色度、色温))进 行运算的运算电路6、AC电源7、DC-DC电源8、IXD显示器9、操作键10、外部同步输入连接 器11、A/D转换器12、CXD模拟PCB((XD模拟印刷电路板)13。运算电路6由例如CPU构成。AC电源7、DC-DC电源8用于给运算电路6提供电 力，操作键10用于向运算电路6输入测光所要求的各种指令。IXD显示器9用于显示测光 特性和其它指令。外部同步输入连接器11用于以与测定对象物1的发光相同步的方式指 示测定的定时。CCD模拟PCB13用于模拟输出受光部4的测光输出。A/D转换器12用于把 该模拟输出转换成数字输出并输入给运算电路6。光学系统3大体由对准光学系统14和分光测光光学系统15构成。对准光学系统 14大体由物镜16、带孔反射镜17、全反射镜18、中继透镜19、20、取景快门21、目镜22构成。 来自测定对象物1的光线通过物镜16被引导给带孔反射镜17，借助该带孔反射镜17反射 而引导至全反射镜18。引导至该全反射镜18的光线，通过中继透镜19、20而中继到与测定 对象物1共轭的位置1，被中继到该共轭的位置1的测定对象物1的像经过目镜22而被测 定者对准到。取景快门21具有如下作用，即可防止在测定超低亮度的测定对象物1时，夕卜 光从目镜22的一侧经过中继透镜20、19、全反射镜18、带孔反射镜17而混入分光测光光学 系统15中。分光测光光学系统15既具有与对准光学系统14共用的物镜16、带孔反射镜17， 还具有中继透镜23、光纤束24、塔式板25、有色玻璃滤光器26、准直透镜27、衍射光栅28、 集光透镜29。带孔反射镜17具有开口 17a。该带孔反射镜17用于调整明亮度。在此处，预备 有四种带孔反射镜，图1中表示的是其中之一的带孔反射镜17被插入在分光测光光学系统 15的光路之中的状况。中继透镜23将测定对象物1的像形成在光纤束24的入射端面24a。光纤束24 起到将来自测定对象物1的光线混合并消除它的偏振光的功能。塔式板25具有透明开口 25a、10倍减光的ND滤光器25b、100倍减光的ND滤光器25c、遮光部25d，并起到调整从光 纤束24的出射端面24b出射的光的光量的功能。准直透镜27的焦点在光纤束24的出射 端面24b的位置，并具有把从该光纤束24出射的光线变换成平行光束的作用。如图2所示，有色玻璃滤光器26发挥一系列作用，比方说具有修正各波长的敏感 度的作用、以及作为阻隔与可视光相比短波长一侧例如在波长380nm以下的短波长一侧的 光的截止滤光器发挥作用。该有色玻璃滤光器26的透射率按波长设定。衍射光栅28具有作为波长分解元件的功能，波长分解元件使通过了准直透镜27的光束按波长分解。集光透镜29具有使按波长分解的各光束分别聚集到受光部4的作用。如图3所示，受光部4呈长方形状，且沿横向具有η个受光元件例如128个、256个、 512个、1024个等，沿纵向具有m个受光元件例如128个、256个、512个、1024个等。在此处， 横向方向的受光元件4a是与被分开的光线的指定的波长的位置相对应而沿恒定方向排列 的受光元件。纵向的受光元件4a集中在一起形成一条线路(1 7 4 >)，与各波长的位置相 对应的每条线路的输出，经过A/D转换器12而输入到运算电路6中。该受光部4 (受光元 件)包括配置在与由有色玻璃滤光器26阻隔的短波长 一侧的光线对应的位置上的受光元 件。例如，在图3中表示有四条线路的受光元件4a，所述四条线路的受光元件4a配置在与 波长在380nm以下的短波长一侧的光线相对应的位置上，配置在与由所述有色玻璃滤光器 26阻隔的短波长一侧的光线对应的位置上的受光元件4a的各线路所产生的输出作为暗电 流输出来使用。在运算电路6中设置有修正电路30。修正电路30连接有存储部31，所述存储部 31对各个受光元件4a保存下述输出比，即配置在与由有色玻璃滤光器26阻隔的短波长 一侧的光线相对应的位置上的受光元件4a的暗电流输出、与配置在与长波长一侧的各波 长的光线(该光线相较于被有色玻璃滤光器26阻隔的短波长一侧的光线而言)相对应的 位置上的各受光元件4a的输出之间的比，并且是与在该各受光元件4a不受到光照的状况 下借助测定所求出的输出之间的比。为了使配置在与长波长一侧的各波长的光线(该光线相较于由有色玻璃滤光器 26阻隔的短波长一侧的光线而言)相对应的位置上的各受光元件4a处于不受到光照的状 况，例如把测光装置2配置在暗室内，由此同时测定受光部4的各受光元件4a的输出。各受光元件4a的各线路的暗电流输出如图4所示，每个受光元件4a存在波动、或 者是受光部4的每个个体存在波动。预先通过测定来求出所述各受光元件4a的暗电流输 出。若将配置在与由有色玻璃滤光器26阻隔的短波长一侧的光线相对应的位置上的受光 元件4a的线路的暗电流输出取为Xtl,用于可视光的实际测光的受光元件4a(即配置在与 并不被有色玻璃滤光器26阻隔的波长的光线相对应的位置上的受光元件4a)的线路之中 的例如某一线路的暗电流输出取为X，则其比为Χ/%。该数值比Χ/%以对应着各线路的方 式被存储在存储部31。修正电路30根据数值比Χ/%求出每一个受光元件4a的线路的暗 电流输出。在这里，若将某一测定时的来自某个受光元件(其由附图标记4b表示)的线路的 测光输出取为y，将在该测定时的来自以附图标记4b表示的受光元件的线路的暗电流输出 取为y’，将在该测定时的与被阻隔的短波长一侧的光线相对应的受光元件的线路的暗电流 输出取为y”，公式记为y，= y” X (X/X0)，则修正电路30根据上述公式，对在某一测定时刻下对各受光元件4a的每一条线 路的修正后的暗电流输出y’进行运算，并借助暗电流输出y’修正来自各受光元件4a的线 路的测光输出y，从而算出精密的测光特性。像这样进行修正，则即便在各受光元件4a的线路的暗电流输出存在波动的情况 下，也可以进行准确修正。此外，即便在由于热噪声而使暗电流输出存在变动的情况下，也 能够进行准确修正。
另外，对于与受到阻隔的短波长一侧的光线相对应的受光元件4a的线路的暗电 流输出Xtl,也可以使用多个线路的暗电流输出的平均值。例如，在图3中短波长一侧的四条 线路作为与由有色玻璃滤光器26阻隔的波长的光线相对应的线路而被表示，但是，在这种 情况下，可以求出这四条线路的暗电流输出总和，把该暗电流输出总和除以4后得到的数 值作为平均暗电流输出来使用。
在上述实施例中，作为受光元件使用了 CCD的固体摄像器件，不过可以使用其它 CMOS等受光元件。此外，在本实施例中，使用阻隔短波长一侧的波长的滤波器并利用了测定 波长的短波长一侧的领域，从而获得暗电流输出，但是也可采用如下结构，即使用阻隔测 定波长的长波长一侧的波长(例如大约在780nm以上的波长、或者是大约在830nm以上的 波长)的滤光器来检测暗电流输出并进行修正。而且，还可以利用带通滤光器、使用短波长 一侧和长波长一侧两方来检测暗电流输出，进而用于修正。此外，截止滤光器也可以配置在 准直透镜之后。
权利要求
1.一种测光装置，其特征在于，包括对来自测定对象物的光线进行分光并进行测光的分光测光光学系统； 接收由该分光测光光学系统按波长分开的光线的受光部； 根据该受光部的测光输出来运算测光特性的运算电路， 所述分光测光光学系统具有把来自测定对象物的光线变换成平行光束的准直透镜； 按波长使通过了该准直透镜的光束分解的波长分解元件； 使按波长分解了的各光束分别聚集在所述受光部的集光透镜； 阻隔与可视光相比短波长一侧的光线的截止滤光器， 所述受光部具有分别接收按波长分开的光线的多个受光元件， 所述多个受光元件与被分开的光线的指定的波长的位置对应而沿恒定方向排列，而 且，所述多个受光元件排列在与由所述截止滤光器阻隔的短波长一侧的光线对应的位置 上，配置在与由所述截止滤光器阻隔的短波长一侧的光线对应的位置上的受光元件的输 出作为暗电流输出加以使用，在所述运算电路中设置有修正电路，该修正电路使用所述暗电流输出来修正配置在与 相较于被阻隔的短波长一侧的光线而言的长波长一侧的波长的光线相对应的位置上的各 受光元件产生的测光输出。
2.根据权利要求1所述的测光装置，其特征在于，所述截止滤光器设置在准直透镜之 前，该截止滤光器是用来修正各波长的敏感度的有色玻璃滤光器。
3.根据权利要求1所述的测光装置，其特征在于，所述截止滤光器设置在准直透镜之 后，该截止滤光器是用来修正各波长的敏感度的有色玻璃滤光器。
4.根据权利要求1或2所述的测光装置，其特征在于，所述截止滤光器阻隔波长在 380nm以下的光线。
5.根据权利要求1 3中任一项所述的测光装置，其特征在于，所述修正电路连接有存 储部，该存储部对各个受光元件保存下述输出比，即配置在与由所述截止滤光器阻隔的短 波长一侧的光线相对应的位置上的受光元件的暗电流输出，与配置在与相较于被阻隔的短 波长一侧的光线而言的长波长一侧的各波长的光线相对应的位置上的各受光元件的输出、 并且是在该各受光元件不受到光照的状况下借助测定所求出的输出的之比；所述修正电路 根据上述之比，求出配置在与相较于短波长一侧的光线而言长波长一侧的各波长的光线相 对应的位置上的各受光元件的暗电流输出。
全文摘要
测光装置(2)的受光部(4)包括配置在与由截止滤光器(26)阻隔的短波长一侧的光线对应的位置上的受光元件(4a)，配置在与截止滤光器(26)阻隔的短波长一侧的光线对应的位置上的受光元件(4a)的输出作为暗电流输出来使用。在运算电路(6)中设置有修正电路(30)，该修正电路(30)使用暗电流输出来修正配置在与相较于被阻隔的短波长一侧的光线而言的长波长一侧的波长的光线相对应的位置上的各受光元件(4a)产生的测光输出。
文档编号G01J3/36GK102007389SQ20098011317
公开日2011年4月6日 申请日期2009年3月30日 优先权日2008年4月15日
发明者井崎雄三, 鹤冈政义 申请人:株式会社拓普康