(57)【要約】【課題】光学素子によって拡散される光を精度よく測定する。【解決手段】光源９から出射される光を拡散する光学素子としての拡散透過板１０を有する測光装置１は、拡散透過板１０を繰り返し駆動する駆動機構１１と、拡散透過板１０によって拡散された光を電気信号に変換する検出回路３０Ｒ、３０Ｇ又は３０Ｂと、を備える。そして測光装置１は、拡散透過板１０を繰り返し駆動する駆動周期に基づいて検出回路３０Ｒ、３０Ｇ又は３０Ｂから出力される電気信号を平滑化し、平滑化された値に基づいて光源９から出射される光を測定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射される光を拡散する光学素子と、
前記光学素子を繰り返し駆動する駆動機構と、
前記光学素子によって拡散された光を電気信号に変換する受光回路と、
前記光学素子を繰り返し駆動する駆動周期に基づいて前記受光回路から出力される前記電気信号を平滑化する平滑手段と、
前記平滑手段によって平滑化された値に基づいて前記光源から出射される光を測定する測定手段と、
を備える測光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の測光装置であって、
前記光源は、前記光を所定の発光周期で出射し、
前記平滑手段が前記電気信号を平滑化するための期間は、前記駆動周期以上の値であり、かつ、前記発光周期の整数倍の値である、
測光装置。
【請求項３】
請求項２に記載の測光装置であって、
前記期間は、前記駆動周期と前記発光周期との最小公倍数の整数倍の値である、
測光装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の測光装置であって、
前記平滑手段は、前記期間を連続して設定し、
前記測定手段は、前記期間ごとに前記平滑手段によって平滑化された値に基づいて前記光を測定する、
測光装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の測光装置であって、
互いに異なる分光透過特性を有する複数の色フィルタをさらに備え、
前記色フィルタごとに前記受光回路がそれぞれ配置され、
前記測定手段は、前記受光回路の各々から出力される前記電気信号に基づいて前記光源から出射される光の色を測定する、
測光装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の測光装置であって、
前記平滑手段によって平滑化された値は、前記電気信号を積分した積分値又は前記電気信号を平均化した平均値である、
測光装置。
【請求項７】
請求項２から４までのいずれか１項に記載の測光装置であって、
前記受光回路は、
光の強度に応じて電荷を出力する受光素子と、
前記受光素子からの電荷を蓄積して出力する積分回路と、を含み、
前記平滑手段は、前記積分回路の蓄積時間及び出力回数の積が前記期間と一致するように前記積分回路の動作を制御する、
測光装置。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか１項に記載の測光装置であって、
前記光源は、レーザ光を前記光学素子に出射し、
前記駆動機構は、前記光学素子によって拡散されたレーザ光のスペックルを低減させるように前記光学素子を繰り返し駆動する、
測光装置。
【請求項９】
光を拡散する光学素子を備える測光装置の制御方法であって、
前記光学素子を繰り返し駆動する駆動ステップと、
前記光学素子によって拡散された光を電気信号に変換する変換ステップと、
前記光学素子を繰り返し駆動する駆動周期に基づいて前記電気信号を平滑化する平滑ステップと、
前記平滑化された値に基づいて前記光学素子に出射される光を測定する測定ステップと、
を備える測光装置の制御方法。
【請求項１０】
光を拡散する光学素子を備える測光装置を制御するコンピュータに、
前記光学素子を繰り返し駆動する手順と、
前記光学素子によって拡散された光を電気信号に変換する手順と、
前記光学素子を繰り返し駆動する駆動周期に基づいて前記電気信号を平滑化する手順と、
前記平滑化された値に基づいて前記光学素子に出射される光を測定する手順と、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から出射される光を測定する測光装置及びその制御方法、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、測光装置として、液晶プロジェクタ等から出力された光を透過型の白色板を介して計測する計測器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０４３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の測光装置は、例えばレーザ光を出射する光源の測定を行うことも可能である。しかしながら、レーザ光のように可干渉性の高い光は、白色板のような光学素子によって拡散されると、その拡散光の中にスペックルと呼ばれる明暗の斑点模様が生じる場合がある。このような場合に、受光素子によって強度斑のある拡散光の一部が受光されると、拡散光中の受光面の位置によって出射光の測定値が変わってしまうため、正しい測定を行うことが難しかった。
【０００５】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、光学素子によって拡散される光を精度よく測定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様によれば、測光装置は、光源から出射される光を拡散する光学素子と、前記光学素子を繰り返し駆動する駆動機構と、前記光学素子によって拡散された光を電気信号に変換する受光回路とを備える。さらに測光装置は、前記光学素子を繰り返し駆動する駆動周期に基づいて前記受光回路から出力される電気信号を平滑化する平滑手段と、前記平滑手段によって平滑化された値に基づいて前記光源から出射される光を測定する測定手段とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
この態様によれば、光学素子を繰り返し駆動することにより、光学素子において入射光が拡散されることで生じ得る光の斑が、受光回路の受光面で時間的に分散される。そして光学素子の駆動周期に基づいて受光回路の出力信号を平滑化することにより、受光面において時間的に分散された拡散光の光量が的確に検出されることになるので、光源から出射される光を精度よく測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態における測光装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、光学素子で拡散された光に生じるスペックルの一例を示す概念図である。
【図３】図３は、光学素子の駆動周期に基づく積分回路の蓄積時間及び平滑処理のゲート期間の設定例を示すタイムチャートである。
【図４】図４は、変調光を測定する場合のゲート期間の設定例を示すタイムチャートである。
【図５】図５は、測光装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図６】図６は、本実施形態における測光装置の制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態における測光装置１の構成を示すブロック図である。
【００１１】
測光装置１は、光源９の特性を測定する測定装置であり、例えば、光源９から出射される光の強度、輝度、色度又は分光分布などを測定する。測光装置１は、例えば、照度計、色彩計（色差計）又は分光放射計などにより実現される。
【００１２】
本実施形態では、光源９が可干渉性の高いレーザ光を出射し、測光装置１が光源９から出射されるレーザ光の色を測定する。測光装置１は、拡散透過板１０と、駆動機構１１と、色フィルタ群２０と、検出回路群３０と、Ａ／Ｄ変換器４０と、制御部５０と、記憶部６０と、操作部７０と、表示部９０と、を備える。
【００１３】
拡散透過板１０は、光源９から出射される出射光を拡散する光学素子を構成する。拡散透過板１０は、光源９の出射光を拡散して透過する板状の拡散部材であり、例えば白色板により実現される。
【００１４】
なお、拡散透過板１０の形状は板状に限らず、シート状又はフィルム状などにより形成されてもよい。また、拡散透過板１０の代わりに、入射光を拡散して反射する拡散反射板を用いてもよい。拡散透過板１０にて入射光が拡散された拡散光は、色フィルタ群１２に入射される。
【００１５】
駆動機構１１は、拡散透過板１０によって拡散された光の領域に生じる強度斑（ノイズ）を視覚的に低減するために、拡散透過板１０を繰り返し駆動する。この駆動周期は、例えば数十Ｈｚ（ヘルツ）から数百Ｈｚまでの周波数に設定される。駆動機構１１は、例えばスペックルリデューサにより実現される。
【００１６】
駆動機構１１は、例えば、拡散透過板１０を光軸に対して直交するように駆動してもよく、または、拡散透過板１０を光軸に沿って駆動してもよい。或いは、拡散透過板１０を回転駆動してもよい。本実施形態の駆動機構１１は、拡散透過板１０の入射面に対して少なくとも面内方向に拡散透過板１０を振動させる。
【００１７】
色フィルタ群２０は、互いに異なる所定の分光透過特性を有する複数の色フィルタ２０Ｒ、２０Ｇ及び２０Ｂにより構成される。色フィルタ群２０は、拡散透過板１０と検出回路群３０との間に配置される。
【００１８】
色フィルタ２０Ｒは拡散光の赤色成分を透過し、色フィルタ２０Ｇは拡散光の緑色成分を透過し、色フィルタ２０Ｂは、拡散光の青色成分を透過する。すなわち、色フィルタ２０Ｒ、２０Ｇ及び２０Ｂの各々は、拡散透過板１０による拡散光を分光して透過する。
【００１９】
検出回路群３０は、色フィルタ群２０によって拡散光が分光された三色光を電気信号に変換する複数の検出回路３０Ｒ、３０Ｇ及び３０Ｂにより構成される。すなわち、検出回路３０Ｒ、３０Ｇ及び３０Ｂは、拡散光を電気信号に変換する受光回路を構成する。検出回路群３０の各々は、受光素子３１及び積分回路３２を備える。
【００２０】
受光素子３１は、光の強度に応じて電荷を出力する。受光素子３１は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はフォトダイオードなどにより実現される。本実施形態の受光素子３１については、受光面（検出面）に入射する入射光の強度（パワー）が増加するほど、受光素子３１から出力される電荷が増加する。
【００２１】
検出回路３０Ｒの受光素子３１は、色フィルタ２０Ｒからの赤色光を受光面で受けることにより、赤色光の強度に比例した大きさの電流である光電流を出力する。同様に、検出回路３０Ｇの受光素子３１は、色フィルタ２０Ｇからの緑色光に応じた電流を出力し、検出回路３０Ｂの受光素子３１は、色フィルタ２０Ｂからの青色光に応じた電流を出力する。
【００２２】
積分回路３２は、受光素子３１から出力される光電流を蓄積し、蓄積した値を検出信号として出力する。光電流の蓄積時間は、制御部５０の指令に従って、受光素子３１への入射光の強度に応じて設定される。具体的には、入射光の強度が増加するほど、積分回路３２の蓄積時間が短くなる。蓄積時間は、例えば０．１ｍｓから１ｓまでの間で変化する。
【００２３】
入射光の強度Ｐ［Ｗ］は、受光素子３１の感度Ｋ[Ａ／Ｗ]と、積分回路３２の容量Ｃと、積分回路４の出力電圧Ｖと、蓄積時間Ｔとに基づいて、次式（１）のように求められる。
【００２４】
（数１）
Ｐ＝Ｃ×Ｖ／（Ｋ×Ｔ）                      ・・・（１）
【００２５】
例えば、積分回路３２は、入射光の強度Ｐに応じて容量Ｃを変更可能な可変容量部が演算増幅器の入出力間に接続されて構成される。この可変容量部は、三つのスイッチ同士が並列に接続され、二つのスイッチの各々にコンデンサが直列接続される。三つのスイッチの開閉によって容量が変更される。三つのスイッチの開閉は、制御部５０により制御される。
【００２６】
Ａ／Ｄ変換器４０は、色光ごとに積分回路３２から出力されるアナログの検出信号をそれぞれデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器４０は、積分回路３２の各々の検出信号を並列にＡ／Ｄ変換を行うものでもよく、時分割によりＡ／Ｄ変換を行うものであってもよい。
【００２７】
制御部５０は、Ａ／Ｄ変換器４０を介して検出回路群３０から出力される検出信号に基づいて光源９の出射光を測定する光測定処理を実行するコントローラである。制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、入出力インターフェース、及びこれらを相互に接続するバスにより構成される。
【００２８】
制御部５０は、記憶部６０から上述の光測定処理を実行するためのプログラムを読み出してＣＰＵに実行させることにより、入出力インターフェースを介して測光装置１を総括的に制御する。制御部５０は、ノイズ処理部５１及び測定部５２を備える。
【００２９】
ノイズ処理部５１は、拡散透過板１０を繰り返し駆動する駆動周期に基づいて、検出回路群３０から出力される電気信号を平滑化する平滑手段を構成する。
【００３０】
本実施形態のノイズ処理部５１は、拡散透過板１０によって拡散光中に生じるノイズ、特にスペックルを低減するように、検出回路群３０からの検出信号を平滑化する平滑処理を実行する。拡散光中のスペックルについては図２を参照して後述する。
【００３１】
ノイズ処理部５１は、光測定処理の開始を指示する操作を受け付けると、拡散透過板１０の駆動情報を記憶部６０から取得し、駆動情報に示された駆動周期を駆動機構１１に指示する。これにより、駆動機構１１は、その駆動周期で拡散透過板１０を振動させる。
【００３２】
ノイズ処理部５１は、平滑処理において、検出回路群３０からの検出信号を積分したり、検出信号に対してローパスフィルタ処理又は平均化処理を施したりすることにより、検出信号の平滑化を行う。平均化処理としては、例えば、単純平均処理（相加平均処理）や移動平均処理などが挙げられる。
【００３３】
以下では、平滑処理を実行する期間のことをゲート期間と称する。このゲート期間は、検出回路群３０の各々から時系列に出力される電圧値を連続して平滑化する期間である。ゲート期間は、拡散光中に生じるノイズが拡散透過板１０の駆動によって時間的に分散されるように、すなわち人間の視覚と同じ感度となるように、拡散透過板１０の駆動周期に基づいて定められる。
【００３４】
測定部５２は、ノイズ処理部５１によって検出信号が平滑化された平滑値に基づいて、光源９から出射される出射光の測定を行う測定手段を構成する。平滑値としては、例えば、積分値又は平均値などが挙げられる。
【００３５】
例えば、ノイズ処理部５１が、積分回路３２の出力電圧を示す検出信号の平均値を出力する場合を想定する。この場合には、測定部５２は、式（１）に従って、積分回路３２の出力電圧Ｖの平均値と、積分回路３２の容量Ｃ及び蓄積時間Ｔと、受光素子３１の感度Ｋとから入射光の強度Ｐを算出する。
【００３６】
本実施形態の測定部５２は、ノイズ処理部５１から出力される三色光の平滑値に基づいて、光源９の出射光の色を測定する。例えば、測定部５２は、三色光の平滑値を取得し、これらを所定の演算式又はテーブルに適用してＲＧＢの三刺激値を演算する。測定部１７１は、演算した三刺激値の比から光源９の出射光の色度及び明るさを算出し、これらを測定結果として記憶部６０に記録する。
【００３７】
記憶部６０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）により構成される。記憶部６０には、あらかじめ定められた光測定処理を実行するためのプログラムが記憶されている。すなわち、記憶部６０は、制御部５０によって実行されるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。
【００３８】
操作部７０は、測定条件の設定操作や光測定処理の開始及び停止などを指定する各種の操作スイッチを備えている。操作部７０は、これらの操作に応じた操作信号を制御部５０に出力する。例えば、拡散透過板１０の駆動周期やノイズ処理部５１における平滑処理のゲート期間などを設定する操作が操作部７０にて受け付けられると、その設定値は記憶部８０に記録される。
【００３９】
表示部９０は、制御部５０の指令に従って、光測定処理の設定内容や測定結果などを表示する。
【００４０】
次に、拡散透過板１０の拡散光に現れるスペックルを低減する手法について図２乃至図４を参照しながら説明する。
【００４１】
図２は、拡散透過板１０の拡散光に現れるスペックルを説明するための図である。
【００４２】
ＬＥＤ(Light Emitting Diode)や、蛍光灯、電球などから出射される光は、一般的に可干渉性が低いため、拡散透過板１０によって均一に拡散されやすい。
【００４３】
一方、光源９から出射される光が可干渉性の高い光（コヒーレント光）のような場合は、図２に示すように、拡散透過板１０によって拡散された光の照射領域９１に、明暗の斑点模様が現れる。明るい部分が白色で示され、暗い部分が黒色で示されている。このような斑点模様が現れることをスペックル（スペックルノイズ）という。
【００４４】
このように、拡散光中にスペックルが現れるような状況で、受光素子３１の受光面が照射領域９１よりも狭い場合には、受光面の位置によって入射光の強度が変わるため、測定誤差が大きくなってしまう。
【００４５】
例えば、可干渉性の高いレーザ光を出射する光源９の測定を行う場合は、レーザ光の拡散透過板１０に対する入射位置、入射角、及びレーザ光の波長などが僅かに変わるだけで、照射領域９１での拡散光の強度分布が変わってしまう。特に、本実施形態のように測光装置１が三刺激値の比から色を測定する場合は、スペックルによる影響が測定誤差に顕著に現れてしまう。
【００４６】
この対策として本実施形態では、駆動機構１１により所定の駆動周期で拡散透過板１０を水平方向又は垂直方向に振動させる。この駆動周期は、人の目で見たときに拡散光中のスペックルが視覚的に気にならなくなるような周期であり、例えば、６０Ｈｚ又は１００Ｈｚなどに設定される。
【００４７】
拡散透過板１０が時間の経過とともに移動することによって拡散光に生じるスペックルパターンが変化するため、互いに異なる多数のスペックルパターンが重畳されることなる。これにより、拡散光中のスペックルが時間的に分散されることになるので、検出回路群３０の各受光面に入射する光量が均一化されるやすくなる。しかしながら、光源９についての測定値を求めるにあたり、拡散透過板１０の駆動周期を考慮しなければ、測定誤差が十分に低減されないことがある。
【００４８】
次に、ノイズ処理部５１による平滑処理のゲート期間を設定する手法について図３及び図４を参照しながら説明する。
【００４９】
図３は、ノイズ処理部５１におけるゲート期間Ｔｇの設定例を示すタイムチャートである。
【００５０】
図３（ａ）は、光源９から出力されるレーザ光の強度を示し、図３（ｂ）は、駆動機構１１による拡散透過板１０の移動量を示し、図３（ｃ）は、平滑処理のゲート期間Ｔｇを示す。図３（ａ）乃至（ｃ）の横軸は、共通の時間軸である。
【００５１】
この例では、図３（ａ）に示すようにレーザ光の強度は一定であり、図３（ｂ）に示すように拡散透過板１０の駆動周期ｔは１０ｍｓである。そして拡散透過板１０の振れ幅は、駆動周期ｔで拡散透過板１０を駆動した際にスペックルが視覚的に見えなくなるように設定されている。
【００５２】
図３（ｃ）に示すように、ゲート期間Ｔｇは、拡散透過板１０の駆動周期ｔと同じ１０ｍｓに設定されている。これにより、拡散透過板１０の振動によってスペックルが時間的に分散された検出信号の平滑値がノイズ処理部５１から出力されることになる。すなわち、ノイズ処理部５１は、拡散光中のスペックルに起因するノイズ成分が低減された平滑値を算出することができる。
【００５３】
仮に、ゲート期間Ｔｇを駆動周期ｔの半周期（１／２）よりも短い時間に設定してしまうと、拡散光中のスペックルパターンの変動が大きく変化する前に、ノイズ処理部５１から平滑値が出力される場合がある。このような場合には、拡散光に生じるスペックルの影響が検出信号の平滑値に残ってしまい、測定精度が低下する。
【００５４】
あるいは、一回の往復運動の復路の途中でゲート期間Ｔｇが終了してしまうと、例えば、拡散透過板１０の折り返し付近で拡散光の強度が最も高くなるような状況では、かえって平滑値の誤差が大きくなってしまう。
【００５５】
したがって、拡散透過板１０の振動によって低減されたスペックルをノイズ処理部５１の平滑値に反映させるには、平滑処理のゲート期間Ｔｇを拡散透過板１０の駆動周期ｔの値以上に長く設定することが好ましい。
【００５６】
特に、ゲート期間Ｔｇを駆動周期ｔの整数倍に設定することにより、拡散透過板１０の振動によって時間的にスペックルが分散された光量を、的確にノイズ処理部５１の出力値に反映させることができる。それゆえ、平滑処理のゲート期間Ｔｇは、例えば、１０ｍｓ、２０ｍｓ又は３０ｍｓなどに設定される。
【００５７】
例えば、ゲート期間Ｔｇが２０ｍｓに設定された場合において、積分回路３２の蓄積時間Ｔが１ｍｓであるときには、ノイズ処理部５１が、積分回路３２の出力電圧Ｖの値を１０回連続して積分する。
【００５８】
このとき、ノイズ処理部５１は、積分回路３２の蓄積時間Ｔと出力回数の積がゲート期間Ｔｇと一致するように、積分回路３２の動作を制御する。これにより、積分回路３２の蓄積時間Ｔ及び出力回数の積とゲート期間Ｔｇとが一致するので、測定精度をさらに高めることができる。
【００５９】
また、図３（ｃ）に示すように、ゲート期間Ｔｇは、隙間なく連続して設けられている。これにより、ゲート期間Ｔｇごとに分散されるスペックルの分散度合いが均一化されやすくなるので、ゲート期間Ｔｇごとに同じような測定条件で拡散光の強度を検出することができる。さらに、連続して同一のゲート期間Ｔｇを設けることにより、光源９自体のレーザ光の揺らぎの影響を低減することができる。したがって、光源９の測定精度を向上させることができる。
【００６０】
次に、他の例としてレーザ光をパルス変調した変調光を出射する光源９の測定を行う場合における平滑処理のゲート期間Ｔｇの設定手法について説明する。
【００６１】
図４は、変調光を測定する場合のゲート期間Ｔｇの設定例を示すタイムチャートである。図４（ａ）乃至（ｃ）の縦軸は、図３（ａ）乃至（ｃ）の縦軸と同一であり、図４（ａ）乃至（ｃ）の横軸は、共通の時間軸である。
【００６２】
この例では、図４（ａ）に示すように、光源９は、所定の発光周期ｘによりレーザ光を出射する。レーザ光の発光周期ｘは、１６．６６ｍｓであり、６０Ｈｚを時間に換算した値である。なお、他の測定条件は、図３で述べた測定条件と同じである。
【００６３】
図４（ｃ）に示すように、平滑処理のゲート期間Ｔｇは、レーザ光の発光周期ｘと拡散透過板１０の駆動周期ｔとの最小公倍数の値に設定されている。具体的には、ゲート期間Ｔｇは、１０ｍｓと１６．６６ｍｓとの最小公倍数の値として５０ｍｓに設定される。
【００６４】
ゲート期間Ｔｇは、図３で述べたように駆動周期ｔ以上の値に設定することが好ましい。しかしながら、レーザ光が変調光であるため、ゲート期間Ｔｇを駆動周期ｔの値に設定したとしても、レーザ光の強度が零（０）になる遮断期間がゲート期間Ｔｇ内に存在する場合には、変調光の強度が低く見積もられる。反対に、ゲート期間Ｔｇ内に遮断期間が存在しない場合には、変調光の強度が高く見積もられてしまう。
【００６５】
そのため、変調光を出射する光源９を測定する場合は、ゲート期間Ｔｇを、駆動周期ｔ以上の値であり、かつ、発光周期ｘの整数倍の値に設定する。これにより、拡散光中のスペックルの影響を低減しつつ、パルス変調に起因する測定誤差が発生するのを抑制するこができる。
【００６６】
特に、発光周期ｘと駆動周期ｔとの最小公倍数の整数倍にゲート期間Ｔｇを設定することにより、パルス変調に起因する測定誤差を低減しつつ、より的確にスペックルを低減することができる。それゆえ、この例では、ゲート期間Ｔｇを、５０ｍｓ、１００ｍｓ又は１５０ｍｓなどに設定することが好ましい。
【００６７】
また、図４（ｃ）に示すように、図３と同様、ゲート期間Ｔｇを隙間なく連続して設けることにより、ほぼ同じ条件で繰り返し測定が行われるので、測定精度を高めることができる。
【００６８】
次に、本実施形態における測光装置１の動作について説明する。
【００６９】
図６は、測光装置１の制御方法の処理手順例を示すフローチャートである。ここでは、光源９から強度が一定のレーザ光が測光装置１に出射されている。
【００７０】
ステップＳ１において制御部５０は、駆動機構１１により拡散透過板１０を繰り返し駆動させる。
【００７１】
本実施形態の制御部５０は、拡散透過板１０を面内方向に６０Ｈｚの駆動周期ｔで振動させる。すなわち、ステップＳ１の処理は、光学素子を繰り返し駆動する駆動ステップを構成する。
【００７２】
ステップＳ２において制御部５０は、検出回路群３０を制御し、拡散透過板１０によって拡散された光を電気信号に変換させる。
【００７３】
本実施形態では、検出回路群３０によって、色フィルタ群２０で分光された三色光がそれぞれ電圧信号に変換される。すなわち、ステップＳ２の処理は、光学素子によって拡散された光の領域の一部を電気信号に変換する変換ステップを構成する。
【００７４】
ステップＳ３において制御部５０は、拡散透過板１０の駆動周期ｔに基づいて、検出回路群３０の各々からの検出信号を平滑化させる。本実施形態の制御部５０は、ゲート期間Ｔｇを拡散透過板１０の駆動周期ｔと同じ値に設定する。
【００７５】
なお、変調光を測定する場合は、ゲート期間Ｔｇを駆動周期ｔとレーザ光の発光周期ｘとの最小公倍数と同じ値に設定する。すなわち、ステップＳ３の処理は、拡散透過板１０の駆動周期ｔに基づいて、ステップＳ２にて変換された期間だけ電気信号を平滑化する平滑ステップを構成する。
【００７６】
ステップＳ４において制御部５０は、検出回路群３０の各々の出力信号を平滑化した平滑値に基づいて光源９の出射光を測定する。
【００７７】
本実施形態の制御部５０は、三色光の平滑値を所定の演算式又はテーブルに適用して光源９の分光分布を算出し、その算出値を記憶部６０に測定結果として記録する。すなわち、ステップＳ５の処理は、ステップＳ４にて平滑化された平滑値に基づいて、光源９から出射される光を測定する測定ステップを構成する。
【００７８】
ステップＳ４の処理が終了すると、測光装置１の制御方法についての一連の処理手順が終了する。
【００７９】
なお、上記実施形態では光源９からの光をＲＧＢの三色に分光して測定する構成について説明したが、この構成に限られない。
【００８０】
例えば、図６に示す測光装置２のように光源９からの光を分光することなく測定する構成であっても本実施形態を適用することが可能である。測光装置２において、検出回路３００は、図１に示した検出回路群３０の各々に相当する。その他の構成については、測光装置１の構成と同じであるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００８１】
また、本実施形態では拡散透過板１０によって生じるスペックルの影響を低減する例について説明したが、低減可能な拡散光中の強度斑はスペックルに限られない。例えば、光源９から出射される光がレーザ光ではない場合であっても、光源９から出射される光の特性や、拡散透過板１０の散乱特性などに起因して拡散光中に生じる光の斑に対しても、本実施形態を適用することができる。
【００８２】
次に、本実施形態の作用効果について詳細に説明する。
【００８３】
本実施形態によれば、測光装置２は、光源９から出射される光を拡散する光学素子としての拡散透過板１０と、拡散透過板１０を繰り返し駆動する駆動機構１１と、拡散透過板１０によって拡散された光を電気信号に変換する検出回路３００とを備える。そして測光装置２は、拡散透過板１０を繰り返し駆動する駆動周期ｔに基づいて検出回路３００から出力される検出信号を平滑化する平滑手段としてのノイズ処理部５１と、ノイズ処理部５１によって平滑化された平滑値に基づいて光源９から出射される光を測定する測定手段としての測定部５２と、を備える。
【００８４】
このように、駆動機構１１が拡散透過板１０を繰り返し駆動することにより、拡散透過板１０によって生じる拡散光の斑が時間的に分散されるので、拡散光中のノイズを視覚的に低減することができる。
【００８５】
そして、拡散透過板１０の駆動周期ｔに基づいて検出回路３００からの検出信号を平滑化することにより、検出回路３００の受光面において時間的に充分に分散された拡散光の光量に応じた平滑値を取得することが可能となる。例えば、図３に示したように、拡散透過板１０の駆動周期ｔと同じゲート期間Ｔｇだけ検出信号を平滑化することにより、平滑値に混入する拡散光中のノイズ成分を低減することができる。
【００８６】
したがって、光源９の測定に用いられる検出信号の平滑値に関しては、拡散透過板１０による拡散光のノイズ成分が低減されるので、光源９から出射される光を精度よく測定することができる。
【００８７】
また、本実施形態によれば、図４で述べたように、光を所定の発光周期ｘで出射する光源９を測定する場合における平滑処理のゲート期間Ｔｇは、駆動周期ｔ以上の値であり、かつ、発光周期ｘの整数倍の値である。本実施形態ではノイズ処理部５１が、平滑処理のゲート期間Ｔｇを、駆動周期ｔ以上の値であり、かつ、発光周期ｘの整数倍の値に設定する。ゲート期間Ｔｇは、検出回路３００からの検出信号を連続して平滑化するための期間である。
【００８８】
これにより、拡散光における強度分布の斑が低減されるように検出回路３００からの検出信号を充分に平滑化しつつ、光源９のパルス変調に伴う測定誤差の増加を抑制することができる。
【００８９】
特に、本実施形態によれば、ゲート期間Ｔｇは、駆動周期ｔと発光周期ｘとの最小公倍数の整数倍の値である。本実施形態ではノイズ処理部５１が、駆動周期ｔと発光周期ｘとの最小公倍数の整数倍の値をゲート期間Ｔｇとして設定する。これにより、光源９のパルス変調に伴う測定誤差と、拡散透過板１０での入射光の拡散に起因する測定誤差との両者を的確に低減することができる。
【００９０】
また、本実施形態によれば、図３及び図４で述べたように、ノイズ処理部５１は、ゲート期間Ｔｇを連続して設定する。そして測定部５２は、ゲート期間Ｔｇごとにノイズ処理部５１から出力される平滑値に基づいて、光源９の測定値を算出する。これにより、ほぼ同じ条件で測定された光の特性を平均化することができるので、より精度の高い測定を実現することができる。
【００９１】
また、本実施形態によれば、図１に示したように、測光装置１は、拡散透過板１０によって入射光が拡散された拡散光を分光する複数の色フィルタ２０Ｒ、２０Ｇ及び２０Ｂにより構成される色フィルタ群２０をさらに備える。そして色フィルタ群２０の各色光に対応する検出回路群３０が配置され、測定部５２は、検出回路群３０からの三色光の検出信号の平滑値に基づいて光源９の出射光の色に関する色度及び明るさを測定する。
【００９２】
出射光の色を測定する一般的な測光装置においては、三色光の検出信号に基づいて三刺激値が求められ、その三刺激値の比から出射光の色が演算される。このような演算処理が行われるため、拡散光中の斑がノイズとして検出信号に混入すると、三刺激値の各々の誤差が大きくなるだけでなく、三刺激値の関係から得られる測定値の誤差は、三刺激値の誤差が重畳されるように大きくなってしまう。
【００９３】
これに対して本実施形態では、上述のように拡散透過板１０の駆動周期ｔに基づいて検出回路群３０からの検出信号を平滑化することにより、検出信号のノイズ成分が分散されて低減されるので、測定精度を大きく改善することができる。
【００９４】
また、本実施形態によれば、ノイズ処理部５１によって平滑化される平滑値は、検出回路群３０からの検出信号を積分した積分値又は平均化した平均値である。検出信号の積分値又は平均値を用いることにより、拡散透過板１０の駆動によって時間的に分散された拡散光の光量を適切に検出することができる。
【００９５】
また、本実施形態によれば、検出回路群３０の各々は、光の強度に応じて電荷を出力する受光素子３１と、受光素子３１からの電荷を蓄積して出力する積分回路３２と、を含む。そしてノイズ処理部５１は、積分回路３２の蓄積時間Ｔ及び出力回数の積がゲート期間Ｔｇと一致するように積分回路３２の動作を制御する。これにより、積分回路３２の蓄積時間Ｔ及び出力回数の積とゲート期間Ｔｇとのズレに起因する測定誤差を低減することができる。
【００９６】
また、本実施形態によれば、光源９はレーザ光を拡散透過板１０に出射する。そして、ノイズ処理部５１は、拡散透過板１０によって生じるレーザ光のスペックルの影響を低減するように、駆動機構１１により拡散透過板１０を繰り返し駆動させるとともに、その駆動周期ｔに基づいて平滑処理のゲート期間Ｔｇを設定する。これにより、拡散透過板１０によって生じるスペックルが測定結果に与える影響を低減することができる。
【００９７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００９８】
例えば、ノイズ処理部５１は、電気回路によって構成されてもよく、例えば、ノイズ処理部５１の機能を有する電気回路が、検出回路群３０とＡ／Ｄ変換器４０との間、又は積分回路３２の内部に設けられてもよい。
【００９９】
また、測光装置１又は２に光源９の発光周期ｘを検出するセンサを備え、ノイズ処理部５１が、そのセンサの検出値に基づいて、発光周期ｘと駆動周期ｔとの関係からゲート期間Ｔｇを設定してもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１、２  測光装置
１０  拡散透過板（光学素子）
１１  駆動機構
２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ  色フィルタ
３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂ、３００  検出回路（受光回路）
３１  受光素子
３２  積分回路
５１測定部（測定手段）
５２  ノイズ処理部（平滑手段）
Ｓ１〜Ｓ４  制御方法
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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