总光通量测量装置以及总光通量测量方法

专利名称：总光通量测量装置以及总光通量测量方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测量从对象物放射出的总光通量的总光通量测量装置以及 总光通量测量方法，特别涉及一种适用于测量棒状发光体所放射出的总光通量的结构。
背景技术：
以往，使用总光通量(Im 流明(lumen))作为评价使用于照明器具等的光源的性 能的指标。作为以更高的精确度测量该总光通量的装置，已知使用了积分球的球形光通量 计。在该球形光通量计中，将点亮的光源配置于积分球内，利用涂敷在积分球内壁的漫反射 材料(例如，硫酸钡、PTFE (polytetraf luoroethylene 聚四氟乙烯)等)使来自该光源的 光束反复反射。通过该反复反射，积分球内壁面的照度变得均勻。基于该积分球内壁面的 照度与光源的总光通量成比例，通过测量积分球内壁面的照度并且将该测量值与预先获取 到的利用标准光源测量出的照度进行比较，来算出来自测量对象的光源的总光通量。作为与这种球形光通量计有关的先行技术，日本特开平07-146175号公报公开了 一种具备积分球和积分球冷却装置的总光通量测量装置。该总光通量测量装置的目的在 于，通过在使所要测量的灯以恒定功率点亮时将积分球冷却在特定温度，来进行稳定且精 确度高的测量。另外，在日本特开平06-167388号公报中公开了一种使用半球型的积分球的光通 量计，该半球型的积分球由积分半球和平面镜构成，该积分半球在半球状的内壁上涂敷有 光漫射材料，该平面镜通过上述积分半球的内部半球的曲率中心，覆盖上述积分半球的开 口部。通过使用上述的球形光通量计，对于直管荧光灯那样的棒状光源也能够测量总光 通量。但是，在这种情况下，需要将积分球的内侧直径设为光源长度的1.2倍以上。这是由 于光源的发光部越接近积分球壁面，在壁面反射的反射光越会重新入射到光源本身而形成 影子，其结果是测量值产生误差。例如，当想要测量一般在学校、办公室等处使用的40W(瓦特)的直管荧光灯的总 光通量时，由于该直管荧光灯的纵长方向的长度约为1. 2m,因此需要内侧直径为1. 5m以上 的积分球。进一步地，一般在车站等处使用的IlOW的直管荧光灯的纵长方向的长度达到约 2. 4m，因此为了测量这种直管荧光灯的总光通量，需要内侧直径为3m以上的大型积分球。因而，在评价荧光灯这种棒状光源的总光通量时存在如下情况，需要相对大型的 积分球，在制作、搬运等方面费时费力且需要成本，并且难以确保用于设置该积分球的足够 空间。

发明内容
本发明是为了解决这种问题而完成的，其目的在于提供一种能够利用更小型的结 构来更准确地测量总光通量的总光通量测量装置以及总光通量测量方法。按照本发明的一个方面的总光通量测量装置包含主体，其构成为能够安装作为棒状发光体的对象物；积分部，其具有用于使对象物沿纵长方向贯通该积分部的第一孔和 第二孔；相对移动机构，其用于在对象物贯通积分部的状态下使对象物和积分部相对移动； 测量部，其用于通过观测窗来测量积分部内的照度，该观测窗被设置于积分部的与第一孔 和第二孔不同的位置处；以及处理部，其用于根据由测量部在如下情况下测量出的照度来 算出对象物所放射出的总光通量，该情况是使对象物和积分部相对移动以使对象物全部的 发光面都曾暴露于积分部的内部空间。优选积分部包括半球部，其在内壁面具有光漫反射层；以及平面镜，其被配置成 封住半球部的开口。更优选第一孔被设置于平面镜上的半球部的实际曲率中心处，第二孔被设置于平 面镜的法线与半球部的交点处，该法线通过设置有第一孔的位置。更优选本总光通量测量装置还包括筒状的限制部，该限制部用于限制对象物要暴 露于积分部的内部空间的发光面，限制部与第二孔连通，并且在暴露于积分部的内部空间 的面上具有反射层。更优选限制部构成为使暴露于积分部的内部空间的对象物的发光面的纵长方向 上的长度为半球部的半径的5/6以下。或者，优选积分部包括球体部，其在内壁面具有光漫反射层；以及挡板，其被设 置于对象物的发光面与观测窗之间。本总光通量测量装置还包括筒状的第一限制部和第 二限制部，该第一限制部和第二限制部用于限制对象物要暴露于积分部的内部空间的发光 面，第一限制部与第一孔连通，并且在暴露于积分部的内部空间的面上具有反射层，第二限 制部与第二孔连通，并且在暴露于积分部的内部空间的面上具有反射层。优选本总光通量测量装置还包括至少一个受光部，该至少一个受光部用于测量从 存在于积分部的外部的对象物的发光面放射出的光的亮度，处理部根据至少一个受光部的 亮度测量结果校正对象物的发光特性变动来算出总光通量。优选相对移动机构逐步改变对象物与积分部的相对位置，每次改变与暴露于积分 部的内部空间的对象物的发光面的纵长方向上的长度相同的距离，处理部通过对在对象物 与积分部的各相对位置处测量出的照度进行累计来算出总光通量。按照本发明的其它方面的总光通量测量方法具有将作为棒状发光体的对象物安 装在测量装置上的步骤。测量装置包含积分部，其具有用于使对象物沿纵长方向贯通该积 分部的第一孔和第二孔；以及测量部，其用于通过观测窗来测量积分部内的照度，该观测窗 被设置于积分部的与第一孔和第二孔不同位置处。本总光通量测量方法还具有以下步骤 在对象物贯通积分部的状态下，使对象物和积分部相对移动以使对象物全部的发光面都会 暴露于积分部的内部空间；在多个相对位置处使用测量部来测量照度；以及根据在上述多 个相对位置处测量出的多个照度来算出对象物所放射出的总光通量。以与附图相关联来进行理解的、与本发明有关的下面的详细说明来明确本发明的 上述以及其它目的、特征、方面以及优点。


图1是表示按照本发明的实施方式1的总光通量测量装置的概要结构的示意图。图2是表示图1所示的积分部和测量器的更详细的结构的示意图。
图3是用于说明图2所示的限制部所起到的降低测量误差的效果的示意图。图4和图5是用于说明按照本发明的实施方式1的总光通量测量装置中的测量过 程的图。图6是表示按照本发明的实施方式1的处理部中的控制结构的示意图。图7是表示按照本发明的实施方式1的总光通量测量方法的处理过程的流程图。图8是表示按照本发明的实施方式2的积分部和测量器的更详细的结构的示意 图。附图标记说明1 半球部；la、31a 光漫反射层；2 平面镜；3、4、27、28 试样孔；5、29 观测窗； 6、6A、6B 遮光筒；10,30 积分部；11,12 点亮夹具；13 移动轨道；20 主体；21 测量器； 22 驱动台；32 挡板；23 光纤；24 导出耦合器；25、26 受光部；31 整球部；40 框架； 50 处理部；100 总光通量测量装置；500 指令生成部；501 乘法器；502 累积器；503 加 法器；504 寄存器；505 乘法器；506 校正系数算出部；507 选择器；508 除法器；509 寄 存器；OBJ 对象物。
具体实施例方式参照附图来详细说明本发明的实施方式。此外，对图中的同一或相应的部分附加 同一附图标记，不重复其说明。[实施方式1]参照图1，按照本实施方式的总光通量测量装置100包含配置于框架40上的主 体20。主体20构成为能够安装作为棒状发光体的测量对象的光源(以下也称为“对象物 0BJ")。此外，在下面的说明中，例示了直管荧光灯作为棒状发光体的典型例，但是利用本发 明所涉及的总光通量测量装置100来测量总光通量的对象物不限于直管荧光灯。例如，也 能够适用于在纵长方向上配置有多个LED (Light Emitting Diode:发光二极管)等发光元 件的光源等。更具体地说，主体20具有点亮夹具11和12。点亮夹具11和12被相对置地配置 于相距规定距离的位置处，并且各点亮夹具11和12的端面上设置有用于对直管荧光灯供 电的连接器。因此，当在点亮夹具11与点亮夹具12之间安装作为对象物OBJ的直管荧光 灯时，开始向该直管荧光灯供电。此外，为了能够自如地安装多种尺寸(长度)的直管荧光 灯，也可以采用用于变更点亮夹具11与点亮夹具12之间的相隔距离的机构。具体地说，在 点亮夹具11和12中的至少一个上事先设置汽缸等伸缩机构，根据对象物OBJ的长度使该 伸缩机构动作，由此能够对多种长度的直管荧光灯测量总光通量。总光通量测量装置100还包含积分部10，其具有用于使对象物OBJ沿纵长方向 贯通积分部10的一对试样孔(图2的附图标记3和4)；以及测量器21，其用于通过观测窗 (图2的附图标记5)来测量积分部10内的照度，该观测窗在积分部10上被设置在与所设 置的一对试样孔不同的位置处。参照图2来说明积分部10和测量器21的详细结构。如图2所示，按照本实施方 式的积分部10是半球型的光积分器。更具体地说，积分部10包括半球部1，其在内壁面 上具有光漫反射层Ia ；以及圆板状的平面镜2，其被配置为封住半球部1的开口。典型地是
6通过涂敷或喷涂硫酸钡、PTFE等光漫射材料来形成光漫反射层la。平面镜2被配置成通过 半球部1的实际曲率中心0，并且封住半球部1的开口部。在此，半球部1的实际曲率中心 0具有代表性的是指半球部1的内面侧的几何学上的中心。另外，平面镜2上形成有试样孔3，该试样孔3使半球部1的内部空间与半球部1 的外部之间连通。该试样孔3被设置于平面镜2上的半球部1的实际曲率中心处。另外， 在半球部1的与试样孔3相对置的位置处形成有试样孔4，该试样孔4使半球部1的内部空 间与半球部1的外部之间连通。更具体地说，该试样孔4被设置于平面镜2的法线中的通 过了设置有试样孔3的位置的法线与半球部1的交点处。按照本实施方式的积分部10，使来自配置于其内部空间的对象物OBJ的光束在其 内壁面上反复反射。通过该反复反射，积分部10的内壁面的照度变得均勻。此外，该均勻 的照度是与来自对象物OBJ的(局部的)总光通量成比例的值。即，即使是半球型的积分 部10也起到与以往的积分球同样的功能。下面说明其理由。从配置于积分部10的内部空间的对象物OBJ放射出的光束中的一部分光束入射 到半球部1的内壁面(光漫反射层la)而在此进行漫反射。另一方面，剩下的光束入射到 平面镜2而在此进行镜面反射。此时，平面镜2光学形成半球部1的内壁面的虚像。如上 所述，平面镜2被配置为通过半球部1的实际曲率中心0，因此在平面镜2与半球部1之间 形成具有固定曲率的半球空间。因此，通过由半球部1的内壁面(光漫反射层la)所定义 的半球空间内的实像和平面镜2所形成的虚像，能够得到实质上与使用了球体的积分球的 情况相等的照度分布。换言之，能够视为如同在球体的积分球内从被配置为互相对称的两 个对象物OBJ分别放射出光束，因此按照本实施方式的半球型的积分部10作为与以往的积 分球同样的光积分器而发挥功能。因而，上述的“半球部1的实际曲率中心0”是指如下的概念除了是半球部1的 真正的曲率中心的情况以外，还包括附近位置，该附近位置是能够如上所述那样得到实质 上与使用了球体积分球的情况相等的照度分布的位置。平面镜2上设置有用于测量积分部10的内壁面的照度的观测窗5。观测窗5使半 球部1的内部空间与半球部1的外部之间连通。并且，在半球部1的外侧，以与观测窗5连 通的方式设置有导出耦合器24。观测窗5观测规定的视场角范围所包含的半球部1的内壁 面的照度，通过导出耦合器24导出与所观测到的该照度相应的光。并且，通过导出耦合器 24从积分部10导出的光在光纤23中进行传播，被引导到测量器21。此外，也可以将观测窗5设置在半球部1的任意位置处。但是，在这种情况下，需 要使对象物OBJ不会直接进入观测窗5的视场范围。测量器21测量通过光纤23输入的光的照度，并将该输出向处理部50输出。此外， 也可以采用检测整个测量波长范围的照度的测量器作为测量器21，或者也可以采用能够按 波长检测照度的光谱型测量器作为测量器21。在采用光谱型测量器的情况下，能够测量考 虑了对象物OBJ的波长依赖性的总光通量。并且，在积分部10的内部空间设置有相当于限制部的遮光筒6，该遮光筒6用于对 对象物OBJ的发光面(发光部)暴露于积分部10的内部空间进行限制。遮光筒6的筒内 与试样孔4连通，并且在暴露于积分部10的内部空间的面上具有反射层。更具体地说，遮 光筒6的外表面被加工成镜面，并且遮光筒6构成为其内径从试样孔4向平面镜2逐渐变细的截头圆锥状。这是为了减少来自遮光筒6的筒内部分、即未暴露于积分部10的内部空 间的部分的光束漏入到积分部10的内部空间。此外，也可以采用能够减少来自未暴露于积 分部10的内部空间的部分的光束漏入的其它替代手段。遮光筒6用于将对象物OBJ的发光面(发光部)配置于由积分部10的内部空间 内的实像和与该内部空间对应的虚像形成的光学的球状空间的中心部。即，遮光筒6通过 使对象物OBJ的发光面(发光部)与积分部10的壁面以及其虚像的壁面相距规定距离来 降低测量误差。参照图3，考虑对象物OBJ的发光面(发光部)接近半球部1的内壁面的情况。例 如，当从对象物OBJ放射出的光束Ll入射到半球部1的内壁面(光漫反射层la)时，其一 部分漫反射光L2被反射到与对象物OBJ不同的方向，另外的漫反射光L3重新入射到对象 物0BJ。对象物OBJ的表面不一定使用漫反射材料或镜面反射材料，因此重新入射到对象 物OBJ的漫反射光L3会被对象物OBJ吸收。S卩，对象物OBJ本身成为影，其结果是会使测 量值产生误差。因此，在本实施方式中，通过使用遮光筒6，能够使对象物OBJ实质上离开积分空 间的壁面，由此减少上述那样由于对象物OBJ本身的光吸收而产生测量误差。此外，优选构成为暴露于积分部10的内部空间的对象物OBJ发光面的纵长方向上 的长度在半球部1的半径的5/6以下。即，当使用图2所示的对象物OBJ的暴露距离La和 遮光筒6的实质长度Lb来表现时，优选适当设计对象物OBJ的暴露距离La和遮光筒6的 长度 Lb 等以使 La/ (La+Lb) ^ 5/6。再次参照图1，总光通量测量装置100还包含驱动台22，其用于使积分部10和测 量器21沿移动轨道13移动。在此，积分部10和测量器21成一体地固定于驱动台22上。 驱动台22按照来自后述的处理部50的指令，沿移动轨道13在轴方向上移动。更具体地说， 使积分部10和测量器21沿将对象物OBJ安装在点亮夹具11和12上时的该对象物OBJ的 纵长方向移动。即，用于向对象物OBJ供电的点亮夹具11和12形成在通过设置于积分部 10上的一对试样孔的中心的直线上，在将对象物OBJ安装在点亮夹具11和12上的情况下， 点亮夹具11、对象物OBJ以及点亮夹具12被配置于一条直线上。即，驱动台22和移动轨道13相当于相对移动机构，该相对移动机构用于在对象物 OBJ贯通积分部10的状态下使对象物OBJ与积分部10相对移动。在按照本实施方式的总光通量测量装置100中，根据在如下情况下由测量器21测 量出的照度来算出对象物OBJ所放射出的总光通量，该情况是使对象物OBJ与积分部10相 对移动而使对象物OBJ实质上所有的发光面都曾暴露于积分部10的内部空间。S卩，在将对 象物OBJ配置为从试样孔3到试样孔4贯通积分部10之后，测量对象物OBJ位于积分部10 的内部空间的部分的光通量，接着使积分部10相对于对象物OBJ进行相对移动，同样地测 量对象物OBJ位于积分部10的内部空间的部分的光通量。这样，通过使对象物OBJ的发光 面适量地顺次移动并且对测量出的光通量进行累积，来算出对象物OBJ的总光通量。总光通量测量装置100还包含处理部50。处理部50是负责与上述的总光通量的 测量有关的各种控制和运算处理的部分。典型地，通过将用于提供按照本实施方式的总光 通量测量方法的程序安装在通用的个人计算机中来提供处理部50。这种情况下的硬件结构 是公知的，因此在此不对其进行详细说明。或者，也可以将由处理部50提供的功能的全部
8或一部分以专用硬件来实现。总光通量测量装置100还包含受光部25和26，该受光部25和26用于测量从存在 于积分部10的外部的对象物OBJ发光面放射出的光的亮度。典型地，受光部25和26由光 电二极管、CCD (Charge Coupled Device 电荷耦合器件)等构成，其测量出的亮度值被发送 到处理部50。处理部50根据该受光部25和26的亮度测量结果校正对象物OBJ的发光特 性变动，来算出来自对象物OBJ的总光通量。即，在按照本实施方式的总光通量测量装置中，对象物OBJ的一部分包含于积分 部10的内部，因此该包含部分的放热特性恶化。因此，有可能对象物OBJ的最冷点温度产生 变动(典型地是上升)而来自对象物OBJ的光通量减少。在此，在直管荧光灯等的情况下， 由最冷点温度变动引起的发光特性变动能够视为在整个发光面都出现，因此通过监视来自 对象物OBJ的亮度的变动，能够检测对象物OBJ的发光特性的变动。因此，通过根据该亮度 的变动对所测量出的照度(与光通量成比例)进行校正，能够以更高的精确度测量对象物 OBJ的总光通量。此外，关于按照本实施方式的总光通量测量装置100，如果在各相对位置处没有干 扰光进入积分部10的内部空间以及没有光束从积分部10的内部空间漏出，则能够准确地 测量对象物OBJ的总光通量，因此并非必须从外部遮蔽(遮光)对象物0BJ。然而，在要如上 述那样校正对象物OBJ的发光特性变动的情况下，在受光部25和26中需要以更高的精确 度来测量亮度，因此优选采用能够从外部空间对对象物OBJ进行遮光的结构作为框架40。接着，参照图4和图5来说明按照本实施方式的总光通量测量装置的测量过程。首先，如图4所示，将对象物OBJ安装在点亮夹具11与点亮夹具12之间并使其点 亮。然后，老炼(ageing)到来自对象物OBJ的光通量稳定为止。在该初始状态下，积分部 10被设置在仅点亮夹具11暴露于其内部空间的位置处。在来自对象物OBJ的光通量稳定之后，由受光部25和26分别测量对象物OBJ的 亮度，将其测量结果存储为稳定时的亮度(基准值)。然后，开始测量来自对象物OBJ的总 光通量。S卩，通过从处理部50对驱动台22提供指令，来逐步改变对象物OBJ与积分部10 的相对位置，每次改变与暴露于积分部10的内部空间的对象物OBJ发光面的纵长方向上的 长度(图2所示的暴露距离La)相同的距离。因此，如图5所示，积分部10从纸面左侧向 纸面右侧逐步移动。然后，在各相对位置处，由测量器21来测量积分部10内的照度。此时，顺次移动 积分部10以使对象物OBJ的发光面适量地暴露于积分部10的内部空间。换言之，对驱动 台22依次提供指令，使得当将由测量器21分别测量了照度的对象物OBJ的暴露面连接在 一起时，实质上与对象物OBJ所具有的整个发光面一致。然后，通过对在对象物OBJ与积分 部10的各相对位置处测量出的照度进行累积来算出来自对象物OBJ的总光通量。此外，在根据由测量器21测量出的照度来算出来自对象物OBJ的总光通量的情况 下，需要事先使用相同的积分部10和测量器21对产生已知光通量的标准光源进行测量，获 取根据该已知光通量与所测量出的照度的关系而算出的换算式(换算系数)。即，预先获 取照度与光通量之间的换算系数，使用该换算系数，根据所测量出的照度来算出对象物OBJ 的光通量。
如上所述，在测量器21测量积分部10内的照度时，使受光部25和26测量对象物 OBJ的亮度。然后，根据由受光部25和/或26测量出的亮度来校正对应的来自测量器21 的测量结果(来自对象物OBJ的与光通量成比例的照度)。此外，根据积分部10的位置不 同而存在在各受光部的视场范围内不包含对象物OBJ而是包含积分部10等的情况，为了在 这种情况下也能够准确地获取对象物OBJ的亮度而设置受光部25和26。此外，只要是能够 不受积分部10位置的影响而适当地测量来自对象物OBJ的亮度的结构，受光部的数量不限 于两个。图6是表示按照本发明的实施方式1的处理部50中的控制结构的示意图。参照 图6，处理部50以由测量器21测量出的照度E和由受光部25和/或26测量出的亮度L作 为输入，输出对象物OBJ的总光通量Φ。更具体地说，处理部50包含指令生成部500、乘法 器501和505、累积器502以及校正系数算出部506作为其控制结构。指令生成部500生成用于逐步改变对象物OBJ与积分部10之间的相对位置的移 动指令，并依次输出到驱动台22。此外，该移动指令可以是表示移动轨道13上的绝对位置 的信息，也可以是表示驱动台22的各步中的移动量(位置偏差)的信息。乘法器501对由测量器21测量出的照度E乘以用于校正对象物OBJ的发光特性 变动的校正系数Kl。此外，乘法器501根据来自指令生成部500的触发，检测对象物OBJ与 积分部10的相对位置发生变化的定时来进行动作。然后，乘法器501将所算出的校正后的 照度(KlXE)输出到累积器502。累积器502对从乘法器501输出的校正后的照度进行累积。此外，累积器502在 从乘法器501进行了某些输出的定时进行动作。更具体地说，累积器502包含加法器503 以及寄存器504。寄存器504在测量开始时接受复位信号而将其值清零，并且保存测量过程 中的累积值。当从乘法器501输出新的校正后的照度时，加法器503从寄存器504读取此 前的累积值，与该新输出的校正后的照度相加，之后将该相加后的累积值保存到寄存器504 中。乘法器505通过对寄存器504所保存的(校正后的)照度的累积值乘以预先获取 的换算系数Κ2来算出对象物OBJ的总光通量Φ。如上所述，使用产生已知光通量的标准光 源来预先获取换算系数Κ2。此外，也可以在测量对象物OBJ之后算出该换算系数Κ2。校正系数算出部506算出用于校正对象物OBJ的发光特性变动的校正系数Kl。具 体地说，校正系数算出部506包含选择器507、除法器508以及寄存器509。选择器507将 由受光部25和/或26测量出的亮度输出到除法器508和寄存器509中的某一个。S卩，在 初始状态下，将由受光部25和/或26测量出的亮度保存到寄存器509中，在之后进行测量 时，将测量出的亮度输出到除法器508。寄存器509保存对象物OBJ稳定时的亮度(基准 值)Ls。与由测量器21进行照度E的测量同步地，除法器508用寄存器509所保存的亮度 (基准值)Ls除以由受光部25和/或26测量出的亮度L来算出校正系数Kl ( = Ls/L)。此 外，为了即使受光部25或26的视场范围与积分部10相干扰也能够获取正确的亮度，也可 以还包含选择器，该选择器用于从由受光部25测量出的亮度和由受光部26测量出的亮度 中选择其值较大的亮度。图7是表示按照本发明的实施方式1的总光通量测量方法的处理过程的流程图。 参照图7，首先，处理部50获取用于将由测量器21测量出的照度换算为对象物OBJ的光通量的换算系数(步骤S2)。具体地说，处理部50读取预先登记的换算系数或向用户索求换 算系数的输入。或者，也可以如上述那样使用标准光源来算出换算系数。接着，用户将要测量总光通量的对象物OBJ安装在点亮夹具11与点亮夹具12之 间(步骤S4)，老炼到来自对象物OBJ的光通量稳定为止(步骤S6)。此外，设为积分部10 处于初始位置(图4所示的仅点亮夹具11暴露于其内部空间的位置)。当老炼完成时，用 户对处理部50提供测量开始指令。处理部50当接收到来自用户的测量开始指令时，将由受光部25和/或26测量出 的亮度保存为对象物OBJ稳定时的亮度(基准值)Ls (步骤S8)。然后，处理部50对驱动台22提供移动指令，使积分部10移动到对象物OBJ的从 始端到规定距离的发光面暴露于积分部10的内部空间的位置处(步骤S10)。接着，处理 部50获取由测量器21测量出的照度(步骤S12)，并且获取由受光部25和26测量出的亮 度(步骤S14)。然后，处理部50根据在步骤S14中获取到的亮度以及在步骤S8中获取到 的亮度(基准值)Ls来算出校正系数Kl (步骤S16)，根据该校正系数Kl校正在步骤S12中 获取到的照度，将校正后的该照度保存为初始的累积值(步骤S18)。之后，处理部50对驱动台22提供移动指令，使积分部10移动与暴露于积分部10 的内部空间的对象物OBJ发光面的纵长方向上的长度(图2所示的暴露距离La)相应的距 离(步骤S20)。接着，处理部50获取由测量器21测量出的照度(步骤S22)，并且获取由 受光部25和26测量出的亮度(步骤S24)。然后，处理部50根据在步骤S24中获取到的亮 度以及在步骤S8中获取到的亮度(基准值)Ls来算出校正系数Kl (步骤S26)。处理部50 根据该校正系数Kl校正在步骤S22中获取到的照度，将校正后的该照度与此前时刻的累积 值相加，保存为新的累积值(步骤S28)。并且，处理部50判断对象物OBJ的发光面的终端是否包含在积分部10的内部空 间内(步骤S30)。即，判断对象物OBJ所具有的全部发光面是否都已暴露于积分部10的 内部空间。在积分部10的内部空间内不包含对象物OBJ的发光面的终端的情况(在步骤 S30中为“否”的情况)下，再次重复步骤S20之后的处理。与此相对地，在对象物OBJ的发光面的终端包含在积分部10的内部空间内的情况 (在步骤S30中为“是”的情况)下，处理部50判断为对象物OBJ所具有的全部暴露面的测 量已完成，对当前时刻的累积值乘以用于将照度换算为光通量的换算系数，并作为对象物 OBJ的总光通量输出(步骤S32)。然后，处理结束。根据本发明的实施方式1，通过采用半径为30cm左右的积分部，在实际应用中就 能够以足够的精确度来测量总光通量。因此，按照本实施方式的总光通量测量装置所占据 的长度能够抑制在积分部的半径(例如30cm左右)以及附属设备的长度与对象物OBJ的 纵长方向的长度相加的程度。即，不需要采用将整个对象物包含在内的相对较大的光积分 器，与以往的结构相比，能够将光积分器的大小缩小到1/5 1/10。并且，由于使用半球型 的积分器，因此即使是同一半径，与球形的积分器相比也能够使整体大小为1/2。因此，能够 实现更小型的总光通量测量装置。根据本发明的实施方式1，由于采用半球型的积分器，因此能够将观测窗设置在来 自对象物OBJ的光束不会直接入射的位置处。因此，不需要在对象物OBJ的发光面到观测 窗之间设置遮光板(挡板)。即，当设置这种挡板时，光吸收的影响相对变大而对测量精确度不利，而在按照本实施方式的总光通量测量装置中，不需要设置这种挡板。因此，防止了 积分部的积分效率降低，其结果是能够提高总光通量的测量精确度。[实施方式2]在上述的实施方式1中，例示了采用半球型的积分部的结构，但是也可以采用整 球型的积分部。下面例示采用该整球型的积分部的结构。按照本发明的实施方式2的总光通量测量装置的概要结构除了积分部的结构以 外，具有与图1所示的按照实施方式1的总光通量测量装置100相同的结构，因此不重复详 细的说明。图8是表示按照本发明的实施方式2的积分部30以及测量器21的较详细的结构 的示意图。参照图8，按照本实施方式的积分部30基本上由整球部31构成，该整球部31在 内壁面上具有光漫反射层31a。与按照上述实施方式1的积分部10的光漫反射层Ia同样 地，通过涂敷或喷涂硫酸钡、PTFE等光漫射材料来形成该光漫反射层31a。整球部31上设 置有一对试样孔27和28，该一对试样孔27和28用于使对象物OBJ沿纵长方向贯通整球部 31。并且，整球部31上设置有观测窗29，该观测窗29被设置于与一对试样孔27和28不同 的位置处。典型地，试样孔27和28被配置于通过整球部31的内面的中心点的直线与整球 部31的各交点处，并且，观测窗29被配置于通过整球部31的内面的中心点且与设置试样 孔27和28的直线正交的直线与整球部31的交点处。按照本实施方式的总光通量测量装置还包含测量器21，该测量器21用于通过该 观测窗29测量积分部30内的照度。测量器21的结构与上述实施方式1相同，因此不重复 详细的说明。另外，在积分部30的内部空间内设置有遮光板(挡板baffle)32，该遮光板 32设置于对象物OBJ的发光面与观测窗29之间。该挡板32用于提高测量精确度，减少来 自对象物OBJ的光束通过观测窗29直接入射到测量器21的情况。并且，积分部30的内部空间内配置有遮光筒6A和6B，该遮光筒6A和6B是用于 对对象物OBJ的发光面(发光部)暴露于积分部30的内部空间进行限制的限制部。遮光 筒6A的筒内与试样孔27连通，并且在暴露于积分部30的内部空间的面上具有反射层。同 样地，遮光筒6B的筒内与试样孔28连通，并且在暴露于积分部30的内部空间的面上具有 反射层。更具体地说，对于遮光筒6A和6B，其外表面被加工为镜面，并且构成为其内径从 试样孔27或28向中心部逐渐变细的截头圆锥状。这是为了减少来自遮光筒6A和6B的筒 内的部分、即未暴露于积分部30的内部空间的部分的光束漏入积分部30的内部空间的情 况。此外，也可以采用能够减少来自未暴露于积分部30的内部空间的部分的光束的漏入的 其它替代手段。配置这种遮光筒6A和6B的理由与在上述的图3中说明的理由相同。即，是为了 通过使对象物OBJ实质上离开积分空间的壁面，来减少由于对象物OBJ本身的光吸收而产 生测量误差。在按照本实施方式的总光通量测量装置中，优选构成为暴露于积分部30的内 部空间的对象物OBJ发光面的纵长方向上的长度在整球部31的直径的5/6以下。使用了按照本实施方式的总光通量测量装置的测量过程、控制结构、处理过程等 与上述实施方式1相同，因此不重复详细的说明。根据本发明的实施方式2，能够采用直径比对象物的纵长方向的长度短的积分部， 因此不需要如以往的总光通量测量装置那样采用将对象物的整体包含在内部空间内的大型积分球。因此，能够实现更小型的总光通量测量装置。[其它方式]在上述的实施方式1和2中，例示了逐步改变对象物与积分部的相对位置、在各相 对位置处测量积分部内的照度的结构，但是也可以连续改变对象物与积分部的相对位置， 并且连续地测量积分部内的照度，根据该测量结果算出总光通量。即，对在连续改变对象物 与积分部的相对位置时连续测量到的照度进行积分，并且以与相对速度有关的系数对该照 度的积分结果标准化，由此能够测量来自对象物的总光通量。在上述的实施方式1和2中，例示了固定对象物OBJ而使积分部移动的结构，但是 也可以固定积分部而使对象物OBJ移动。在上述的实施方式1和2中，例示了根据对象物OBJ的亮度来校正对象物OBJ的发 光特性变动的更优选的结构，但是在测量温度依赖性小的发光体等的总光通量的情况下， 不一定要进行该校正。详细说明并表示了本发明，但是这仅用于例示，并不是进行限定，应该明确地理解 本发明的要旨和范围仅被附加的权利要求限定。
权利要求
一种总光通量测量装置，具备主体，其构成为能够安装作为棒状发光体的对象物；积分部，其具有用于使上述对象物沿纵长方向贯通该积分部的第一孔和第二孔；相对移动机构，其用于在上述对象物贯通上述积分部的状态下使上述对象物和上述积分部相对移动；测量部，其用于通过观测窗来测量上述积分部内的照度，该观测窗被设置于上述积分部的与上述第一孔和上述第二孔不同的位置处；以及处理部，其用于根据由上述测量部在如下情况下测量出的照度，算出上述对象物所放射出的总光通量，该情况是使上述对象物和上述积分部相对移动而使上述对象物全部的发光面都曾暴露于上述积分部的内部空间。
2.根据权利要求1所述的总光通量测量装置，其特征在于， 上述积分部包括半球部，其在内壁面具有光漫反射层；以及 平面镜，其被配置成封住上述半球部的开口。
3.根据权利要求2所述的总光通量测量装置，其特征在于，上述第一孔被设置于上述平面镜上的、上述半球部的实际曲率中心处， 上述第二孔被设置于上述平面镜的法线与上述半球部的交点处，该法线通过设置有上 述第一孔的位置。
4.根据权利要求3所述的总光通量测量装置，其特征在于，还具备筒状的限制部，该限制部用于限制上述对象物要暴露于上述积分部的内部空间 的发光面，上述限制部与上述第二孔连通，并且在暴露于上述积分部的内部空间的面上具 有反射层。
5.根据权利要求4所述的总光通量测量装置，其特征在于，上述限制部构成为使暴露于上述积分部的内部空间的上述对象物的发光面的纵长方 向上的长度为上述半球部的半径的5/6以下。
6.根据权利要求1所述的总光通量测量装置，其特征在于， 上述积分部包括球体部，其在内壁面具有光漫反射层；以及挡板，其被设置于上述对象物的发光面与上述观测窗之间，上述总光通量测量装置还具备筒状的第一限制部和第二限制部，该第一限制部和第二 限制部用于限制上述对象物要暴露于上述积分部的内部空间的发光面，上述第一限制部与上述第一孔连通，并且在暴露于上述积分部的内部空间的面上具有 反射层，上述第二限制部与上述第二孔连通，并且在暴露于上述积分部的内部空间的面上具有 反射层。
7.根据权利要求1 6中的任一项所述的总光通量测量装置，其特征在于，还具备至少一个受光部，该至少一个受光部用于测量从存在于上述积分部的外部的上 述对象物的发光面放射出的光的亮度，上述处理部根据上述至少一个受光部的亮度测量结果校正上述对象物的发光特性变动来算出上述总光通量。
8.根据权利要求1 6中的任一项所述的总光通量测量装置，其特征在于，上述相对移动机构逐步改变上述对象物与上述积分部的相对位置，每次改变与暴露于 上述积分部的内部空间的上述对象物的发光面的纵长方向上的长度相同的距离，上述处理部通过对在上述对象物与上述积分部的各相对位置处测量出的照度进行累 积来算出上述总光通量。
9.一种总光通量测量方法，具备以下步骤将作为棒状发光体的对象物安装在测量装置上，上述测量装置包括积分部，其具有用 于使上述对象物沿纵长方向贯通该积分部的第一孔和第二孔；以及测量部，其用于通过观 测窗来测量上述积分部内的照度，该观测窗被设置于上述积分部的与上述第一孔和上述第 二孔不同的位置处，在上述对象物贯通上述积分部的状态下，使上述对象物和上述积分部相对移动以使上 述对象物全部的发光面都会暴露于上述积分部的内部空间；在多个相对位置处使用上述测量部来测量照度；以及根据在上述多个相对位置处测量出的多个照度来算出上述对象物所放射出的总光通
全文摘要
本发明提供一种总光通量测量装置以及总光通量测量方法。在按照本实施方式的总光通量测量装置(100)中，根据在使对象物(OBJ)和积分部(10)相对移动以使对象物(OBJ)实质上全部的发光面暴露于积分部(10)的内部空间的情况下由测量部(21)测量照度的测量结果，来算出对象物(OBJ)所放射出的总光通量。即，在将对象物(OBJ)配置为从一个试样孔到另一个试样孔贯穿积分部(10)之后，测量对象物(OBJ)位于积分部(10)的内部空间的部分的光通量，接着，使积分部(10)相对于对象物(OBJ)相对移动，同样地测量对象物(OBJ)位于积分部(10)的内部空间的部分的光通量。
文档编号G01J1/04GK101893479SQ201010182880
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月21日 优先权日2009年5月22日
发明者三岛俊介, 大久保和明 申请人:大*电子株式会社