(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長毎に切り替え可能であって複数種類の波長毎のソーラシミュレータ級の強い光が出力可能な光源と、
該光源からの光出力を透過する動的透過率が確定している複数種類の動的透過率を有する回転円板又は開口板と、
該回転円板又は開口板を透過した光を受光する前記波長毎の切り替えに対応して切り替え可能に設けられた複数種類の波長毎の基準ディテクタとを備え、
波長毎の、前記基準ディテクタにおいて検出された受光量に対する、前記回転円板又は開口板を透過した光を受光する未知ディテクタで検出された受光量を取得して、前記未知ディテクタのリニアリティを検査する
ことを特徴とするリニアリティ検査装置。
【請求項２】
複数種類の波長の光を有し、光量が可変のソーラシミュレータ級の強い光が出力可能な光源と、
波長毎に前記光源からの光を透過可能なバンドパスフィルタと、
該バンドパスフィルタを透過した光を受光する前記波長毎に切り替え可能に設けられた複数種類の波長毎の基準ディテクタとを備え、
波長毎の、前記基準ディテクタにおいて検出された受光量に対する、前記バンドパスフィルタを透過した光を受光する未知ディテクタで検出された受光量を取得して、前記未知ディテクタのリニアリティを検査する
ことを特徴とするリニアリティ検査装置。
【請求項３】
前記基準ディテクタは、発光源からの光出力を動的透過率が確定した複数種類の動的透過率を有する回転円板又は開口板を透過して受光したディテクタのうち、リニアリティを有するディテクタを基準ディテクタの候補ディテクタとし、前記候補ディテクタのうち、前記動的透過率に対する動的平均透過率がリニアリティを有するディテクタである
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のリニアリティ検査装置。
【請求項４】
前記光源が、パルス光源型ソーラシミュレータ又は定常光源型ソーラシミュレータである
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つの請求項に記載のリニアリティ検査装置。
【請求項５】
波長毎に切り替え可能であって複数種類の波長毎のソーラシミュレータ級の強い光が出力可能な光源と、
該光源からの光出力を透過する動的透過率が確定している複数種類の動的透過率を有する回転円板又は開口板と、
該回転円板又は開口板を透過した光を受光する前記波長毎の切り替えに対応して切り替え可能に設けられた複数種類の波長毎の基準ディテクタと、
前記回転円板又は開口板を透過した光を受光する未知ディテクタとを有し、
前記光源からある波長の光を出力し、前記ある波長の光をある動的透過率を有する前記回転円板又は開口板を透過し、前記ある波長に対応するある基準ディテクタで受光検出する第１の工程と、
前記光源から前記ある波長の光を出力し、前記ある波長の光を前記ある動的透過率を有する前記回転円板又は開口板を透過し、前記ある波長の光を未知ディテクタで受光検出する第２の工程と、
前記第１の工程及び第２の工程において、前記ある動的透過率を他の異なる動的透過率を有する回転円板又は開口板に逐次代えて、前記第１の工程及び第２の工程を繰り返す第３の工程と、
前記第１及び第３の工程において得られた基準ディテクタにおいて検出された受光量に対する、前記第２及び第３の工程において得られた前記未知ディテクタにおいて検出された受光量を取得し、前記未知ディテクタのリニアリティを検査する第４の工程と、
前記光源から出力されるある波長の光を他の異なる波長の光に逐次代えて、前記第１ないし第４の工程を繰り返す第５の工程とからなる
ことを特徴とするリニアリティ検査方法。
【請求項６】
波長毎に切り替え可能であって複数種類の波長毎のソーラシミュレータ級の強い光が出力可能な光源と、
該光源からの光出力を透過する動的透過率が確定している複数種類の動的透過率を有する回転円板又は開口板と、
該回転円板又は開口板を透過した光を受光する前記波長毎の切り替えに対応して切り替え可能に設けられた複数種類の波長毎の基準ディテクタと、
前記回転円板又は開口板を透過した光を受光する未知ディテクタとを有し、
前記光源からある波長の光を出力し、前記ある波長の光をある動的透過率を有する前記回転円板又は開口板を透過し、前記ある波長に対応するある基準ディテクタと前記未知ディテクタとで同時に受光検出する第１の工程と、
前記第１の工程において、前記ある動的透過率を他の異なる動的透過率を有する回転円板又は開口板に逐次代えて、前記第１の工程を繰り返す第２の工程と、
前記第１及び第２の工程において得られた基準ディテクタにおいて検出された受光量に対する、前記第１及び第２の工程において得られた前記未知ディテクタにおいて検出された受光量を取得し、前記未知ディテクタのリニアリティを検査する第３の工程と、
前記光源から出力されるある波長の光を他の異なる波長の光に逐次代えて、前記第１ないし第３の工程を繰り返す第４の工程とからなる
ことを特徴とするリニアリティ検査方法。
【請求項７】
複数種類の波長の光を有し、光量が可変のソーラシミュレータ級の強い光が出力可能な光源と、
波長毎に前記光源からの光を透過可能なバンドパスフィルタと、
該バンドパスフィルタを透過した光を受光する前記波長毎に切り替え可能に設けられた複数種類の波長毎の基準ディテクタと、
前記バンドパスフィルタを透過した光を受光する未知ディテクタとを有し、
前記光源からある光量の光を出力し、前記ある光量の光を前記バンドパスフィルタによってある波長の光を透過し、前記ある波長に対応するある基準ディテクタで受光検出する第１の工程と、
前記光源からある光量の光を出力し、前記ある光量の光を前記バンドパスフィルタによって前記ある波長の光を透過し、前記ある波長の光を前記未知ディテクタで受光検出する第２の工程と、
前記第１の工程及び第２の工程において、前記光源から出力される前記ある光量を他の異なる光量に逐次代えて、前記第１の工程及び第２の工程を繰り返す第３の工程と、
前記第１及び第３の工程において得られた基準ディテクタにおいて検出された受光量に対する、前記第２及び第３の工程において得られた前記未知ディテクタにおいて検出された受光量を取得し、前記未知ディテクタのリニアリティを検査する第４の工程と、
前記バンドパスフィルタを他の波長を透過させるバンドパスフィルタに逐次代えて、前記第１ないし第４の工程を繰り返す第５の工程とからなる
ことを特徴とするリニアリティ検査方法。
【請求項８】
複数種類の波長の光を有し、光量が可変のソーラシミュレータ級の強い光が出力可能な光源と、
波長毎に前記光源からの光を透過可能なバンドパスフィルタと、
該バンドパスフィルタを透過した光を受光する前記波長毎に切り替え可能に設けられた複数種類の波長毎の基準ディテクタと、
前記バンドパスフィルタを透過した光を受光する未知ディテクタとを有し、
前記光源からある光量の光を出力し、前記ある光量の光を前記バンドパスフィルタによってある波長の光を透過し、前記ある波長に対応するある基準ディテクタと前記未知ディテクタとで同時に受光検出する第１の工程と、
前記第１の工程において、前記光源から出力される前記ある光量を他の異なる光量に逐次代えて、前記第１の工程を繰り返す第２の工程と、
前記第１及び第２の工程において得られた基準ディテクタにおいて検出された受光量に対する、前記第１及び第２の工程において得られた前記未知ディテクタにおいて検出された受光量を取得し、前記未知ディテクタのリニアリティを検査する第３の工程と、
前記バンドパスフィルタを他の波長を透過させるバンドパスフィルタに逐次代えて、前記第１ないし第３の工程を繰り返す第４の工程とからなる
ことを特徴とするリニアリティ検査方法。
【請求項９】
前記光源が、パルス光源型ソーラシミュレータ又は定常光源型ソーラシミュレータである
ことを特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれか１つの請求項に記載のリニアリティ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアリティ検査装置及びリニアリティ検査方法に係わり、具体的には、ソーラシミュレータ等の強い光の分光放射スペクトルを測定する分光放射計等のディテクタのリニアリティを検査するリニアリティ検査装置及びリニアリティ検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽電池の開発用に、ソーラシミュレータのスペクトルや太陽光スペクトルを測定する必要性が増えてきているが、太陽電池の変換効率などの性能を正確に評価するためには、ソーラシミュレータから放射される分光放射スペクトルを正確に測定することのできる分光放射計等のディテクタが必要とされている。
【０００３】
更に、最近のソーラシミュレータは、従来の定常光型に替わりパルス光型が多く使用されるようになり、パルス光型ソーラシミュレータについても、その分光分布をパルスが発光する短時間の内に正確に測定することのできる分光放射計が必要とされている。すなわち、パルス光型ソーラシミュレータのスペクトル測定には、従来の定常光型ソーラシミュレータにおける分光放射計のスペクトル測定のリニアリティ検査の他に、パルス応答性、パルス点灯時の光強度リニアリティ、露光時間リニアリティなどの検査が必要である。
【０００４】
しかし、従来は、パルス光型ソーラシミュレータにおいて、分光放射計のリニアリティを検査するリニアリティ検査装置は存在していなかった。つまり、分光放射計自体が正確に測定できているか否かを、検査できる装置が今まで無く、このような分光放射計評価のための検査装置の実現が待ち望まれていた。
【０００５】
特許文献１には、分光ではない一般光の光量計測装置及びその方法が提案されている。同装置及び方法によれば、一般光の光量の定量評価のために値付けされたアッテネータを既存のものとし、これを用いて入射光の値付けを行うことが記載されている。一方、分光放射測定においては、波長特性が無く広い減衰範囲において減衰率が把握されたアッテネータやパルス光にも対応できるアッテネータが必要とされるが、そのようなアッテネータについては記載されていない。
また、特許文献２には、可変光減衰器を用いて、細い光路中に置かれたカムの回転角を変えることによって減衰率を変えることが記載されているが、この減衰器は基本的に細い光路を持つ平行光線には適用できても、本発明が対象とする試料光源とディテクタが共に一定の広がりを持つような光学系には適用することはできない。
【０００６】
また、従来の分光放射計測システムは、通常太陽光に比べて非常に弱い試料光源を用いて行われてきた。そのため、計測対象をソーラシミュレータの光とした場合に、太陽光と同程度の強い光の範囲においても、分光放射計がリニアリティを持って計測される否かの検証は不十分であった。
【０００７】
従来の波長毎の分光放射計のリニアリティの検査方法としては、透過率が違う複数のＮＤフィルタやバンドパスフィルタを使用する方法があるが、いずれも次に示す欠点があった。まず、ＮＤフィルタを使用する方法は、ＮＤフィルタの透過率に波長依存性があり、また、面内分布の斑があるために高精度の測定には適していない。また、バンドパスフィルタを使用する方法は、リファレンスと成りうるハロゲン光の様なブロードな光源については、リニアリティは計測できるが、狭い波長範囲に輝線があるキセノン光源のリニアリティ計測には、不適当である。しかし、ソーラシミュレータにおける分光放射計による正確な測定を行うためには、定常光型又はパルス光型のソーラシミュレータの双方について、分光放射計のリニアリティ等の特性を把握しておくことは、不可欠である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−０９３２４９号公報
【特許文献２】特開２００２−１７４７８１号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ａ  Ｐｈｏｔｏｃｅｌ  Ｌｉｎｅａｒｉｔｙ  Ｔｅｓｔｅｒ  Ｃ．Ｌ．Ｓａｎｄｅｒｓ  １９６２  ＰＬＩＥＤ  ＯＰＴＩＣＳ
【非特許文献２】メッシュ型減光フィルタによる低放射照度分光標準光源の検討照明学会誌  Ｖｏｌ．９３ Ｎｏ．２  ２００９  論文号ｐ９１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、ソーラシミュレータ等の強い光の分光放射スペクトルを測定する分光放射計等のディテクタのリニアリティを検査するリニアリティ検査装置及びリニアリティ検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、波長毎に切り替え可能であって複数種類の波長毎のソーラシミュレータ級の強い光が出力可能な光源と、該光源からの光出力を透過する動的透過率が確定している複数種類の動的透過率を有する回転円板又は開口板と、該回転円板又は開口板を透過した光を受光する前記波長毎の切り替えに対応して切り替え可能に設けられた複数種類の波長毎の基準ディテクタとを備え、波長毎の、前記基準ディテクタにおいて検出された受光量に対する、前記回転円板又は開口板を透過した光を受光する未知ディテクタで検出された受光量を取得して、前記未知ディテクタのリニアリティを検査することを特徴とするリニアリティ検査装置である。 
請求項２記載の発明は、複数種類の波長の光を有し、光量が可変のソーラシミュレータ級の強い光が出力可能な光源と、波長毎に前記光源からの光を透過可能なバンドパスフィルタと、該バンドパスフィルタを透過した光を受光する前記波長毎に切り替え可能に設けられた複数種類の波長毎の基準ディテクタとを備え、波長毎の、前記基準ディテクタにおいて検出された受光量に対する、前記バンドパスフィルタを透過した光を受光する未知ディテクタで検出された受光量を取得して、前記未知ディテクタのリニアリティを検査することを特徴とするリニアリティ検査装置である。
請求項３記載の発明は、前記基準ディテクタは、発光源からの光出力を動的透過率が確定した複数種類の動的透過率を有する回転円板又は開口板を透過して受光したディテクタのうち、リニアリティを有するディテクタを基準ディテクタの候補ディテクタとし、前記候補ディテクタのうち、前記動的透過率に対する動的平均透過率がリニアリティを有するディテクタであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のリニアリティ検査装置である。
請求項４記載の発明は、前記光源が、パルス光源型ソーラシミュレータ又は定常光源型ソーラシミュレータであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つの請求項に記載のリニアリティ検査装置である。
請求項５記載の発明は、波長毎に切り替え可能であって複数種類の波長毎のソーラシミュレータ級の強い光が出力可能な光源と、該光源からの光出力を透過する動的透過率が確定している複数種類の動的透過率を有する回転円板又は開口板と、該回転円板又は開口板を透過した光を受光する前記波長毎の切り替えに対応して切り替え可能に設けられた複数種類の波長毎の基準ディテクタと、前記回転円板又は開口板を透過した光を受光する未知ディテクタとを有し、前記光源からある波長の光を出力し、前記ある波長の光をある動的透過率を有する前記回転円板又は開口板を透過し、前記ある波長に対応するある基準ディテクタで受光検出する第１の工程と、前記光源から前記ある波長の光を出力し、前記ある波長の光を前記ある動的透過率を有する前記回転円板又は開口板を透過し、前記ある波長の光を未知ディテクタで受光検出する第２の工程と、前記第１の工程及び第２の工程において、前記ある動的透過率を他の異なる動的透過率を有する回転円板又は開口板に逐次代えて、前記第１の工程及び第２の工程を繰り返す第３の工程と、前記第１及び第３の工程において得られた基準ディテクタにおいて検出された受光量に対する、前記第２及び第３の工程において得られた前記未知ディテクタにおいて検出された受光量を取得し、前記未知ディテクタのリニアリティを検査する第４の工程と、前記光源から出力されるある波長の光を他の異なる波長の光に逐次代えて、前記第１ないし第４の工程を繰り返す第５の工程とからなることを特徴とするリニアリティ検査方法である。
請求項６記載の発明は、波長毎に切り替え可能であって複数種類の波長毎のソーラシミュレータ級の強い光が出力可能な光源と、該光源からの光出力を透過する動的透過率が確定している複数種類の動的透過率を有する回転円板又は開口板と、該回転円板又は開口板を透過した光を受光する前記波長毎の切り替えに対応して切り替え可能に設けられた複数種類の波長毎の基準ディテクタと、前記回転円板又は開口板を透過した光を受光する未知ディテクタとを有し、前記光源からある波長の光を出力し、前記ある波長の光をある動的透過率を有する前記回転円板又は開口板を透過し、前記ある波長に対応するある基準ディテクタと前記未知ディテクタとで同時に受光検出する第１の工程と、前記第１の工程において、前記ある動的透過率を他の異なる動的透過率を有する回転円板又は開口板に逐次代えて、前記第１の工程を繰り返す第２の工程と、前記第１及び第２の工程において得られた基準ディテクタにおいて検出された受光量に対する、前記第１及び第２の工程において得られた前記未知ディテクタにおいて検出された受光量を取得し、前記未知ディテクタのリニアリティを検査する第３の工程と、前記光源から出力されるある波長の光を他の異なる波長の光に逐次代えて、前記第１ないし第３の工程を繰り返す第４の工程とからなることを特徴とするリニアリティ検査方法である。
請求項７記載の発明は、複数種類の波長の光を有し、光量が可変のソーラシミュレータ級の強い光が出力可能な光源と、波長毎に前記光源からの光を透過可能なバンドパスフィルタと、該バンドパスフィルタを透過した光を受光する前記波長毎に切り替え可能に設けられた複数種類の波長毎の基準ディテクタと、前記バンドパスフィルタを透過した光を受光する未知ディテクタとを有し、前記光源からある光量の光を出力し、前記ある光量の光を前記バンドパスフィルタによってある波長の光を透過し、前記ある波長に対応するある基準ディテクタで受光検出する第１の工程と、前記光源からある光量の光を出力し、前記ある光量の光を前記バンドパスフィルタによって前記ある波長の光を透過し、前記ある波長の光を前記未知ディテクタで受光検出する第２の工程と、前記第１の工程及び第２の工程において、前記光源から出力される前記ある光量を他の異なる光量に逐次代えて、前記第１の工程及び第２の工程を繰り返す第３の工程と、前記第１及び第３の工程において得られた基準ディテクタにおいて検出された受光量に対する、前記第２及び第３の工程において得られた前記未知ディテクタにおいて検出された受光量を取得し、前記未知ディテクタのリニアリティを検査する第４の工程と、前記バンドパスフィルタを他の波長を透過させるバンドパスフィルタに逐次代えて、前記第１ないし第４の工程を繰り返す第５の工程とからなることを特徴とするリニアリティ検査方法である。
請求項８記載の発明は、複数種類の波長の光を有し、光量が可変のソーラシミュレータ級の強い光が出力可能な光源と、波長毎に前記光源からの光を透過可能なバンドパスフィルタと、該バンドパスフィルタを透過した光を受光する前記波長毎に切り替え可能に設けられた複数種類の波長毎の基準ディテクタと、前記バンドパスフィルタを透過した光を受光する未知ディテクタとを有し、前記光源からある光量の光を出力し、前記ある光量の光を前記バンドパスフィルタによってある波長の光を透過し、前記ある波長に対応するある基準ディテクタと未知ディテクタとで同時に受光検出する第１の工程と、前記第１の工程において、前記光源から出力される前記ある光量を他の異なる光量に逐次代えて、前記第１の工程を繰り返す第２の工程と、前記第１及び第２の工程において得られた基準ディテクタにおいて検出された受光量に対する、前記第１及び第２の工程において得られた前記未知ディテクタにおいて検出された受光量を取得し、前記未知ディテクタのリニアリティを検査する第３の工程と、前記バンドパスフィルタを他の波長を透過させるバンドパスフィルタに逐次代えて、前記第１ないし第３の工程を繰り返す第４の工程とからなることを特徴とするリニアリティ検査方法である。
請求項９記載の発明は、前記光源が、パルス光源型ソーラシミュレータ又は定常光源型ソーラシミュレータであることを特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれか１つの請求項に記載のリニアリティ検査方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ソーラシミュレータの分光放射計等の未知ディテクタのリニアリティを正確に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係わる、分光放射計などのディテクタ（以下、未知ディテクタという）のリニアリティを検査するリニアリティ検査装置の構成を示す図である。
【図２】高精度のリニアリティを有する基準ディテクタ１２を確定するための装置である。
【図３】図２と同一の装置である。
【図４】設定開口率と測定して得られた静的開口率との関係を示す表である。
【図５】測定された動的透過率を示す表である。
【図６】あるディテクタにおける静的開口率に対して動的透過率の関係を示すグラフである。
【図７】複数の動的透過率候補の平均値から確定した動的透過率を示す表である。
【図８】確定した動的透過率に対する基準ディテクタの候補となるディテクタの動的平均透過率を示すグラフである。
【図９】実際に回転円板を回転して得られる時間的な動的透過率の変化を示す図である。
【図１０】複数の未知ディテクタについて、回転円板を回転した時の基準ディテクタの平均出力値に対する未知ディテクタの平均出力値の関係を示すグラフである。
【図１１】回転円板の開孔の配置例を示す図である。
【図１２】移動ステージ上に設置し左右に動かして光を透過させる均一な開口板の構成を示す図である。
【図１３】複数の未知ディテクタについて、開口板を左右に移動した時の基準ディテクタの平均出力値に対する未知ディテクタの平均出力値の関係を示すグラフである。
【図１４】第２の実施形態に係わる、未知ディテクタのリニアリティを検査するリニアリティ検査装置の構成を示す図である。
【図１５】第３の実施形態に係わる、未知ディテクタのリニアリティを検査するリニアリティ検査装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１の実施形態を図１〜図１３を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係わる、分光放射計などのディテクタ（以下、未知ディテクタという）のリニアリティを検査するリニアリティ検査装置の構成を示す図である。
このリニアリティ検査装置は、ソーラシミュレータ等の強い光の各波長の光量の変化に対して比例した出力が得られるか、つまり、リニアリティを有するかを検査する装置である。  
同図において、リニアリティ検査装置における、分光放射計やフォトダイオードアレー、ＣＣＤカメラなどのディテクタを、正しく評価するために必要な光源（１〜ｎ）２の条件は、測定したい波長毎に安定で、光強度も調節でき、パルス光型ソーラシミュレータの様なパルス発光も検査できることが必要である。また、基準ディテクタ（１〜ｎ）１２に必要な条件としては、分光放射計やフォトダイオードアレー、ＣＣＤカメラなどのディテクタと比較できる、安定で、強い光に対するリニアリティが有り、パルス光に対しても十分な応答性を有することが不可欠である。
【００１５】
同図に示すように、光源選択ステージ１には、強い光の必要な波長帯の発光が可能なＬＥＤ又はＬＤ（レーザーダイオード）からなる光源（１〜ｎ）２が載せられている。光源（１〜ｎ）２は、各波長に対応して設けられ、従来の光量安定性の良いとされていたハロゲンランプに代えて、現在、光源中では最も安定でかつ発光効率に優れ、消費電力の少ないＬＥＤを用い、波長帯によってはこれに替わるものとしてＬＤを用いる。光源（１〜ｎ）２の中から、光源選択ステージ１を移動して検査に必要な波長帯の光源を選ぶ。ＬＥＤやＬＤは、点灯時の通電による温度上昇によって、光の出力や波長が変動しないように、温度コントローラ３によって付属の温調器（１〜ｎ）４で温度を一定に保ち、強い光出力を、ＬＥＤ又はＬＤコントローラ５を用いて、必要な値に調節する。また、光源（１〜ｎ）２の発光時間は、パルス信号発生装置６を用いて、光強度を一定に保ちつつ必要な時間だけ発光させる。パルス光を用いる検査の場合は、基準ディテクタ（１〜ｎ）１２の前の光路中に設置した高速光シャッタ７の開閉時間をシャッタコントローラ８で制御して必要なパルス幅を得ることもできる。また、光源（１〜ｎ）２と高速光シャッタ７との間には、光源（１〜ｎ）２からの光量を可変するために、異なる既知の減衰率毎に取り替え可能な回転円板９または開口板を配置する。回転円板９または開口板は回転円板または開口板コントローラ１０によって回転または移動制御される。
【００１６】
基準ディテクタ１２は、受光部切替えステージ１１に載せた波長感度領域毎の複数の基準ディテクタ（１〜ｎ）１２の中から選択し、受光部切替えステージ１１の移動により、高速シャッタ７の後に置く。各基準ディテクタ（１〜ｎ）１２は、それぞれプリアンプ（１〜ｎ）１３と温度コントローラ１４によって温度を一定に保つためのディテクタ用温調器（１〜ｎ）１５を備え、応答の安定性、リニアリティ性、パルス応答性において、検査対象である分光放射計などの未知ディテクタ１６に比べて数倍の性能を持つものを用意する。例えば、測定時間安定性を調べる場合、基準ディテクタ（１〜ｎ）１２の求められる測定仕様は、時間安定性についていえば、１時間での変動が１％以内である場合、基準ディテクタ（１〜ｎ）１２として５倍の性能を取るとすれば、５時間での変動が０．２％以内のものを用意する。
【００１７】
選択された基準ディテクタ（１〜ｎ）１２の出力は、Ａ／Ｄ変換器１７を介してコンピュータ１８に入力され、記録される。なお、迷光を遮断するために、装置全体を破線で示した暗箱１９で覆う。更に、温度を一定に保つために必要に応じて、装置全体に温調を掛けるか装置全体を恒温槽に入れて、検査を行なう。
【００１８】
基準ディテクタ（１〜ｎ）１２としては、リニアリティ特性が未知の未知ディテクタ１６のリニアリティを検査するためには、強い光に対して極めて高精度のリニアリティを有する基準ディテクタを準備しなければならない。基準ディテクタ１２を準備するために必要なものは、光源、異なる既知の減衰率を持つ減光板としての回転円板または開口板、基準ディテクタ１２として確定されるべきディテクタの３つである。これらが、それぞれ満たすべき要件は、次の通りである。（１）光源は、検査したい波長において光の強度が一定であることである。これに適した光源としてはＬＥＤやＬＤを用いる。（２）回転円板または開口板は、均一な穴が明けられ、等速回転又は等速移動させられることである。（３）基準ディテクタ１２として確定されるべきディテクタは、波長毎にある光量範囲において高精度のリニアリティを有することである。
【００１９】
図２及び図３は、高精度のリニアリティを有する基準ディテクタ１２を確定するための装置である。なお、図２と図３は同じ装置を示しており、図３は図２に示した回転円板が見やすいよう傾斜して示したものである。図２に示すように、この装置は、強い光が出力可能なＬＥＤ、ＬＤ等からなる光源２０、回転円板２１、基準ディテクタ１２として確定されるべきディテクタ２２相互の位置関係を示しており、これら３者は一定距離を隔てて設置される。
【００２０】
次に、高精度のニアリティを有する基準ディテクタ１２の確定法について説明する。
まず、均一な分布を有する複数種類の開口率を有する回転円板２１を用意する。例えば、設定開口率（開口面積比の％）が、１、２、５、１０、２０、５０、７０％の回転円板２１を用意する。ここで、設定開口率とは、回転円板２１に穴を開ける場合の目標とする開口率である。これらの異なる設定開口率を有する回転円板２１に平行光を当てて、スキャナで開口率を測り、これを静的開口率とする。図４は、設定開口率と測定して得られた静的開口率との関係を示す表である。
【００２１】
次に、各種のディテクタ２２（紫外、可視光用はＳｉ、ホトマル、赤外用はＩｎＧａＡｓ、Ｇｅ、パイロ、ＨｇＣｄＴｅなど）の中から１つのディテクタ２２を選び、回転円板２１を静的開口率の低い方から１つずつ選ぶ。図２において、光源２０から放射された光を、回転円板２１を等速に回転し、ディテクタ２２において光強度を複数回測定して、回転円板無しの光強度に対する回転円板ありの場合の光強度の比から動的透過率を求める。同様にして、同一のディテクタ２２における全ての静的開口率の異なる回転円板２１の動的透過率を求める。図５は、測定された動的透過率を示す表である。
【００２２】
図６は、あるディテクタ２２に対し、横軸に回転円板２１の静的開口率を、縦軸に動的透過率を取りプロットしたグラフの例である。
このグラフの例は、あるディテクタ２２における静的開口率に対する動的透過率が９９．５％以上の直線状にプロットでき、１次相関が高いことを示している。
このように横軸の静的開口率と縦軸の動的透過率間の１次相関が高い時は、そのディテクタ２２による回転円板２１の動的透過率として採用し、１次相関が低ければ、そのディテクタ２２の結果は、採用しない。
【００２３】
図７は、上記と同様の測定を、全ての各種のディテクタ２２について行い、複数の動的透過率候補の平均値から確定した動的透過率を示す表である。これによって、全ての各種のディテクタ２２に対応する全ての回転円板２１の動的透過率が確定する。
【００２４】
次に、動的透過率が確定した回転円板２１を回転し、基準ディテクタ１２の候補となる全てのディテクタ２２を用いて、動的平均透過率を求める。
図８は、横軸に確定した動的透過率、縦軸に基準ディテクタ１２の候補となるディテクタ２２の動的平均透過率を示すグラフである。直線上に乗っているディテクタを基準ディテクタ１２の候補として採用する。ここで、動的平均透過率とは、実際に回転円板２１を回転して動的透過率を測定した場合、図９に示すように、ディテクタで測定される出力は波打つ様に変化するため、ある一定時間における波打って変化する動的透過率の平均値である。ここで、１％、１０％の双方とも、透過率が一定でなく変化する理由は、回転円板内の個々の穴径がばらついていること、および各瞬間に光路中に存在する穴の数が回転により変化することにある。しかし、光源が安定で時間を十分に取る限り、これらの透過率の時間平均値は一定になる。つまり、正確な穴径の円板を作ること、さらに各瞬間における光路中に存在する穴の数を一定に保つことは難しいが、回転円板を回転させた時の透過率を時間を十分に取り平均した値を平均透過率として採用すれば、その値は正確かつ再現性があるものとなる。さらに、ディテクタを何種も設け、上記の方法で回転円板の平均透過率を測定すれば、多くのディテクタ出力値から、十分な精度で透過率を決定できるから、これを回転円板の平均透過率として採用することができる。
【００２５】
図８に示す結果から、基準ディテクタ１２の候補となる全てのディテクタ２２のうち、動的透過率の平均値が回転円板２１の動的透過率に１番近いディテクタを基準ディテクタ１２として採用する。図８においては、ディテクタ１とディテクタ３を基準ディテクタ１２として採用し、ディテクタ２は採用しない。ディテクタ４は、ディテクタ３のリニアリティに比べて微小なずれがある。このように、動的回転透過率が動的透過率よりずれていても、ずれ量が許容できる範囲の場合は、測定値の補正表を作る。実際の分光放射測定時に、この測定値の補正表を用いて測定値を校正する。その結果、ディテクタ４についても、入射光強度に対して補正された出力はリニアリティを有することになる。このような一連の処理を行うことによって、基準ディテクタ（１〜ｎ）１２を確定する。
【００２６】
次に、図１に戻って、確定した基準ディテクタ（１〜ｎ）１２を用いて、未知ディテクタ１６のリニアリティを測定する。
【００２７】
図１において、任意の測定波長に対応する光源（１〜ｎ）２の中から、例えば、光源（１）２を選択する。次に、受光部切り替えステージ１１を切り替えて、確定した基準ディテクタ（１〜ｎ）１２の中から、測定波長に対応する基準ディテクタ（１）１２を選択し、高速光シャッタ７の背後に基準ディテクタ（１）１２を配置する。光源（１）２からの入射光強度を変化させるために、異なる動的透過率を有する回転円板９または開口板を取り替えながら、基準ディテクタ（１）１２において、基準ディテクタ（１）１２の平均出力値を検出する。ここで、回転円板や開口板は先に基準ディテクタを確定する際に使用したもの使用する。次に、受光部切り替えステージ１１を動かして、未知ディテクタ１６を高速光シャッタ７の背後に配置する。基準ディテクタ（１）１２における測定時と同様にして、未知ディテクタ１６の平均出力値を検出する。次に、測定された結果から、基準ディテクタ（１）１２の平均出力値に対する未知ディテクタ１６の平均値とから、未知ディテクタ１６のリニアリティ、つまり入射光強度に対する平均出力値のリニアリティ（直線性）を検査する。
【００２８】
図１０は、例えば、複数の未知ディテクタ（１〜３）１６について、回転円板９を回転した時の基準ディテクタ（１）１２の平均出力値に対する未知ディテクタ（１〜３）１６の平均出力値の関係を示すグラフである。
同図に示すように、未知のディテクタ（１）１６及び（２）１６は、リニアリティを有すると考えられるが、未知のディテクタ（３）１６は、光強度が増すにつれて飽和しており、リニアリティ測定用のディテクタとしては不適であることが分かる。
【００２９】
他の波長についても、光源（２〜ｎ）２の中から、任意の測定波長に対応する光源を選択し、それに対応する基準ディテクタを基準ディテクタ（２〜ｎ）１２の中から選択して、上記と同様の処理を行うことにより、全ての波長について、未知ディテクタ１６のリニアリティを検査することができる。
【００３０】
図１１は、回転円板９、２１の一例を示す図である。同図に示すように、回転円板９、２１上の複数の穴の中心を、回転円板９、２１と中心を共有する正六角形を基にして稠密に並べた複数の正六角形の中心に置き、また正六国形の内接円径および穴径を円板径より十分に小さく取ることにより円板状の複数の穴を通過してディテクタに到達する光の量を回転円板の回転角によらぬ一定値近くに保つことができる。
同図に示すように、実際の回転円板９、２１では、穴はより高密度に開けられており、光源からディテクタへの光路中に含まれる穴は数多く存在するので、回転円板の回転角が変わっても、光を通過させる穴面積の総和は、ほぼ一定となる。即ち、回転円板を減光板と見るとき、その減衰率は、ほぼ一定の値を持つことになる。
【００３１】
なお、図１及び図２において、光源からの光強度を調節するために、回転円板９、２１、を用いる場合について説明したが、回転円板９、２１に代えて、図１２に示すように、左右移動ステージ２３を用いて、均一に開口された開口板２４を左右に動かして透過光を測定するようにしてもよい。                                                
【００３２】
図１３は、例えば、複数の未知ディテクタ（４〜５）１６について、均一に開口された開口板２４を左右に移動した時の基準ディテクタ（１）１２の平均出力値に対する未知ディテクタ（４〜５）１６の平均出力値の関係を示すグラフである。
同図に示すように、未知のディテクタ（４）１６は、リニアリティを有すると考えられるが、未知のディテクタ（５）１６は、光強度が増すにつれて飽和しており、リニアリティ測定用のディテクタとしては不適であることが分かる。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施形態を図１４を用いて説明する。
図１４は、本実施形態に係わる、分光放射計などのディテクタ（以下、未知ディテクタという）のリニアリティを検査するリニアリティ検査装置の構成を示す図である。このリニアリティ検査装置も、未知ディテクタが、ソーラシミュレータ等の強い光の各波長の光量の変化に対して１次的に比例した出力が得られるか、つまり、リニアリティを有するかを検査する装置である。  
同図に示すように、ランプ電源２５によって電力が供給されるランプ光源２６は、ハロゲン光の様なブロードな光を放射する光源であり、基準ディテクタ（１〜ｎ）１２や未知ディテクタ１６における光強度を調節するために、ランプ前後移動用ステージ２７の移動によりランプ光源２５と基準ディテクタ（１〜ｎ）１２及び未知ディテクタ１６との間の距離を調節する。波長の異なる光を選択するために、高速光シャッタ７と基準ディテクタ１２及び未知ディテクタ１６との間にフィルタ切換え器２８によって切り替え可能なバンドパスフィルタ２９を配置する。なお、その他の構成は、図１に示した同符号の構成に対応するので、説明を省略する。
【００３４】
図１４に示したリニアリティ検査装置を用いて、未知のディテクタ１６のリニアリティを検査する方法について説明する。
基準ディテクタ１２は、第１の実施形態において説明したと同様の方法によって、確定されている。測定波長を決定し、それに対応するバンドパスフィルタ２９を選定する。次に、受光部切り替えステージ１１を切り替えて、選定されたバンドパスフィルタ２９の背後に、決定された波長に対応する基準ディテクタ（１）１２を配置し、ランプ光源２６からの入射光強度を変化させるために、ランプ前後移動用ステージ２７を基準ディテクタ（１）１２から遠く離れた位置から次第に接近するように移動して、基準ディテクタ（１）１２において、基準ディテクタ（１）１２の平均出力値を検出する。次に、受光部切り替えステージ１１を動かして、未知ディテクタ１６をバンドパスフィルタ２９の背後に配置する。基準ディテクタ（１）１２における測定と同様にして、未知ディテクタ１６の平均出力値を検出する。次に、測定された結果から、未知ディテクタ１６のリニアリティを測定する。つまり入射光強度に対する平均出力値のリニアリティ（直線性）の測定を行う。他の波長についても、バンドパスフィルタ２９を代えて、それに対応する基準ディテクタ１２を基準ディテクタ（２〜ｎ）１２の中から選択して、上記と同様の処理を行うことにより、全ての波長について、未知ディテクタ１６のリニアリティを検査することができる。
【００３５】
図１に示したリニアリティ検査装置において、定常光によるリニアリティ検査は、光源（１〜ｎ）２から一定の光を出力して検査する。パルス光によるリニアリティ検査は、光源（１〜ｎ）２から出力される一定の光を高速光シャッタ７を所定時間開いて検査する。ただし、機械シャッタは高速開閉時間に限界があって、１ｍｓｅｃ以下の短パルス光発生には向かない場合があるので、これに代わるものとして、ＬＥＤやＬＤからなる光源（１〜ｎ）２をパルス点灯させて、短パルス光を発生させて検査を行うことがある。
また、図１４に示したリニアリティ検査装置において、定常光によるリニアリティ検査は、光源２６から一定の光を出力して検査する。パルス光によるリニアリティ検査は、光源２６から出力される一定の光を高速光シャッタ７を所定時間開いて検査する。
【００３６】
次に、本発明の第３の実施形態を図１５を用いて説明する。
図１５は、本実施形態に係わる、分光放射計などのディテクタ（以下、未知ディテクタという）のリニアリティを検査するリニアリティ検査装置の構成を示す図である。このリニアリティ検査装置も、ソーラシミュレータ等の強い光の各波長の光量の変化に対して１次的に比例した出力が得られるか、つまり、リニアリティを有するかを検査する装置である。なお、図１５に示した符号の構成は、図１に示した同符号の構成に対応するので説明を省略する。
第１の実施形態（図１）及び第２の実施形態（図１４）に示したリニアリティ検査装置においては、基準ディテクタ（１〜ｎ）１２と未知ディテクタ１６の測定を交互に行い、同時測定は行っていない例である。これは光源２（１〜ｎ）の時間的安定性が確保されていることが前提となっているからである。しかし、パルス型レーザ光源のように、光強度に時間的変動がある場合は、このような方法でリニアリティ検査を行うことができない場合がある。そのため、図１５に示すように、光源（１〜ｎ）２の均一性が十分ある場合は、基準ディテクタ（１）１２と未知ディテクタ１６、基準ディテクタ（２）１２と未知ディテクタ１６、・・・基準ディテクタ（ｎ）１２と未知ディテクタ１６というように、均一な光の範囲内に基準ディテクタと未知ディテクタとを同時に並べて配置して検査を行う。こうすることにより、時間的に変動のある光源に対しても、同時に測定することにより、基準ディテクタの測定値で規格化することにより未知ディテクタのリニアリティを検査することができる。なお、図１４のリニアリティ検査装置においても、図１５の検査装置と同様の検査装置が適用できることはいうまでもない。
なお、本実施形態において、光源として、パルス型ソーラシミュレータを用いる場合、パルス波形が、時間的に徐々に上昇又は下降する波形（例えば、３角形状に上昇・下降する波形）の場合は、１回の点灯で上昇と下降の２方向に光強度を変化させることができるので、リニアリティ検査を往復の２回分行うことができる。そのため、検査の信頼性を増すことができると共に、１回の発光で光強度を変化させる検査ができるため、検査の所要時間を大幅に短縮することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  光源選択ステージ
２  光源（１〜ｎ）
３  温度コントローラ
４  温調器（１〜ｎ）
５  ＬＥＤ又はＬＤコントローラ
６  パルス信号発生装置
７  高速光シャッタ
８  シャッタコントローラ
９  回転円板
１０  回転円板コントローラ
１１  受光部切替えステージ
１２  基準ディテクタ（１〜ｎ）
１３  プリアンプ（１〜ｎ）
１４  温度コントローラ
１５  ディテクタ用温調器（１〜ｎ）
１６  未知ディテクタ
１７  Ａ／Ｄ変換器
１８  コンピュータ
１９  暗箱
２０  光源
２１  回転円板
２２  ディテクタ
２３  左右移動ステージ
２４  開口板
２５  ランプ電源
２６  ランプ光源
２７  ランプ前後移動用ステージ
２８  フィルタ切換え器
２９  バンドパスフィルタ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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