(57)【要約】      （修正有）【課題】光源の配光特性をより高い精度で測定できる配光特性測定装置および配光特性測定方法を提供する。【解決手段】配光特性測定装置１００は、第１の軸に沿って光源２を回転させるための第１の回転機構と、第１の軸と直交する第２の軸上に設けられた検出部４０と、光源からの光を検出部へ導くためのアーム２２と、第２の軸に沿ってアームを回転させるための第２の回転機構とを含む。アームは、第２の軸に直交しかつ光源の中心を通る仮想平面上に設けられ、光源からの光の光路を変換する第１の光路変換部３０と、第１の光路変換部によって光路を変換された光を導く導光路と、第２の軸の軸上に設けられ、導光路を経て入射した光を第２の軸と平行な方向に射出する第２の光路変換部とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源の配光特性を測定するための配光特性測定装置であって、
第１の軸に沿って前記光源を回転させるための第１の回転機構と、
前記第１の軸と直交する第２の軸上に設けられた検出部と、
前記光源からの光を前記検出部へ導くためのアームと、
前記第２の軸に沿って前記アームを回転させるための第２の回転機構とを備え、
前記アームは、
前記第２の軸に直交しかつ前記光源の中心を通る仮想平面上に設けられ、前記光源からの光の光路を変換する第１の光路変換部と、
前記第１の光路変換部によって光路を変換された光を導く導光路と、
前記第２の軸の軸上に設けられ、前記導光路を経て入射した光を前記第２の軸と平行な方向に射出する第２の光路変換部とを含む、配光特性測定装置。
【請求項２】
前記アームは、前記光源について前記第１の光路変換部とは反対側に設けられ、前記光源から前記第１の光路変換部とは反対側に射出される光を吸収するための光吸収部をさらに含む、請求項１に記載の配光特性測定装置。
【請求項３】
前記第２の軸と平行であって、前記第２の光路変換部からより遠い位置にある第３の軸に沿って、前記光源を回転させるための第３の回転機構をさらに備える、請求項１に記載の配光特性測定装置。
【請求項４】
前記第２の光路変換部は、前記導光路に接続されるとともに、前記第２の軸の軸上に取出窓が設けられた積分球を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の配光特性測定装置。
【請求項５】
前記第２の光路変換部は、前記第２の軸の軸上に設けられたミラーを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の配光特性測定装置。
【請求項６】
前記検出部は、分光測定装置を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の配光特性測定装置。
【請求項７】
光源の配光特性を測定するための配光特性測定方法であって、
第１の軸に沿って前記光源を所定角度に配置するステップと、
第１の軸と直交する第２の軸上に設けられた検出部へ前記光源からの光を導くためのアームを、前記第１の軸と直交する第２の軸に沿って回転させるステップとを備え、前記アームは、前記第２の軸に直交しかつ前記光源の中心を通る仮想平面上に設けられ、前記光源からの光の光路を変換する第１の光路変換部と、前記第１の光路変換部によって光路を変換された光を導く導光路と、前記第２の軸の軸上に設けられ、前記導光路を経て入射した光を前記第２の軸と平行な方向に射出する第２の光路変換部とを含み、
前記検出部で前記光源からの光を測定するステップを備える、配光特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源の配光特性を測定するための配光特性測定装置および配光特性測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源から射出される光の特性の一つとして、配光特性が知られている。配光特性は、光源による光度（あるいは、輝度）の空間分布を意味する。配光特性としては、絶対値配光および相対値配光のいずれもが使用される。絶対値配光は、光度の絶対値の空間分布を測定したものであり、光源が発生する全光束を求めるような場合などに利用される。一方、相対値配光は、光度の相対値の空間分布を測定したものであり、配光パターンを求めるような場合などに利用される。一般的に、複雑な配光パターンを有する光源や、その特性が未知の光源について、その配光特性を測定することは、容易ではない。このような配光特性の測定方法や測定装置に関して、以下のような先行技術が知られている。
【０００３】
このような配光特性測定装置の一形態として、特開昭５８−１１７４２２号公報（特許文献１）、特開昭６０−１８７８２５号公報（特許文献２）、および特開２０００−２５８２４６号公報（特許文献３）は、光源の周囲に複数の受光素子を配置した構成を開示する。さらに、特開昭５７−０９０１２１号公報（特許文献４）は、複数の受光素子からなる受光部を光源の周りを回転可能にした構成を開示する。
【０００４】
配光特性測定装置の別形態として、特開昭６２−２５０３２５号公報（特許文献５）、特開平０７−２９４３２８号公報（特許文献６）、および特開２００３−２４７８８８号公報（特許文献７）は、光源と受光部との間の光路にミラーを配置し、このミラーの光源に対する相対位置を順次異ならせて測定を行う構成を開示する。
【０００５】
配光特性測定装置の別形態として、特開平０９−２６４７８１号公報（特許文献８）は、光源を回転および移動させつつ測定を行う構成を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−１１７４２２号公報
【特許文献２】特開昭６０−１８７８２５号公報
【特許文献３】特開２０００−２５８２４６号公報
【特許文献４】特開昭５７−０９０１２１号公報
【特許文献５】特開昭６２−２５０３２５号公報
【特許文献６】特開平０７−２９４３２８号公報
【特許文献７】特開２００３−２４７８８８号公報
【特許文献８】特開平０９−２６４７８１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＪＩＳ  Ｃ  ８１０５−５：２０１１「照明器具−第５部：配光測定方法」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したような先行技術文献に開示される構成では、以下のような課題がある。
まず、特開昭５８−１１７４２２号公報（特許文献１）、特開昭６０−１８７８２５号公報（特許文献２）、および特開２０００−２５８２４６号公報（特許文献３）に開示されるような構成は、複数の受光素子が必要となり装置が大型化するという課題がある。また、配光特性測定としての分光測定が難しいという課題がある。
【０００９】
次に、特開昭５７−０９０１２１号公報（特許文献４）に開示されるような構成は、測定精度が低下するという課題がある。具体的には、配光特性測定として分光測定を行う場合、スリット、回折格子、受光素子などの光学部品を含む分光測定装置を採用する必要があるが、この分光測定装置が移動することで、その内部の光学部品のアライメントに影響を与える。この結果、波長設定や分光応答の精度が低下する。そのため、測定精度の観点からは、光源の周りを分光測定装置が回転する構成を採用することは難しい。
【００１０】
特開昭６２−２５０３２５号公報（特許文献５）および特開２００３−２４７８８８号公報（特許文献７）に開示される構成においても、受光部が回転することから、測定精度の観点から課題がある。また、特開平０７−２９４３２８号公報（特許文献６）に開示される構成は、分光測定が難しいという課題がある。
【００１１】
さらに、２０１１年に制定されたＪＩＳ  Ｃ  ８１０５−５：２０１１「照明器具−第５部：配光測定方法」（非特許文献１）では、「配光測定中に照明器具を回転させる又は点灯姿勢を変化させる配光測定装置は、照明器具の回転、又は点灯姿勢の変化が配光特性に実質的に影響を及ぼさない照明器具に対してだけ用いることができる」とされている。そのため、点灯姿勢が配光特性に影響を与える可能性のある光源については、光源の点灯姿勢を維持したまま配光特性の測定を行う必要がある。この観点からは、特開平０９−２６４７８１号公報（特許文献８）に開示される構成は、すべての光源に適用することができない。
【００１２】
本発明の目的は、光源の配光特性をより高い精度で測定できる配光特性測定装置および配光特性測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のある局面に従えば、光源の配光特性を測定するための配光特性測定装置が提供される。配光特性測定装置は、第１の軸に沿って光源を回転させるための第１の回転機構と、第１の軸と直交する第２の軸上に設けられた検出部と、光源からの光を検出部へ導くためのアームと、第２の軸に沿ってアームを回転させるための第２の回転機構とを含む。アームは、第２の軸に直交しかつ光源の中心を通る仮想平面上に設けられ、光源からの光の光路を変換する第１の光路変換部と、第１の光路変換部によって光路を変換された光を導く導光路と、第２の軸の軸上に設けられ、導光路を経て入射した光を第２の軸と平行な方向に射出する第２の光路変換部とを含む。
【００１４】
好ましくは、アームは、光源について第１の光路変換部とは反対側に設けられ、光源から第１の光路変換部とは反対側に射出される光を吸収するための光吸収部をさらに含む。
【００１５】
好ましくは、配向特性測定装置は、第２の軸と平行であって、第２の光路変換部からより遠い位置にある第３の軸に沿って、光源を回転させるための第３の回転機構をさらに含む。
【００１６】
好ましくは、第２の光路変換部は、導光路に接続されるとともに、第２の軸の軸上に取出窓が設けられた積分球を含む。
【００１７】
好ましくは、第２の光路変換部は、第２の軸の軸上に設けられたミラーを含む。
好ましくは、検出部は、分光測定装置を含む。
【００１８】
本発明の別の局面に従えば、光源の配光特性を測定するための配光特性測定方法が提供される。配光特性測定方法は、第１の軸に沿って光源を所定角度に配置するステップと、第１の軸と直交する第２の軸上に設けられた検出部へ光源からの光を導くためのアームを、第１の軸と直交する第２の軸に沿って回転させるステップと、検出部で光源からの光を測定するステップとを含む。アームは、第２の軸に直交しかつ光源の中心を通る仮想平面上に設けられ、光源からの光の光路を変換する第１の光路変換部と、第１の光路変換部によって光路を変換された光を導く導光路と、第２の軸の軸上に設けられ、導光路を経て入射した光を第２の軸と平行な方向に射出する第２の光路変換部とを含む。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、光源の配光特性をより高い精度で測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態１に従う測定装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１に従う測定装置の断面構成を示す模式図である。
【図３】図２に示す水平回転ステージのより詳細な構成を示す断面図である。
【図４】実施の形態１に従う測定装置の電気的構成を示す模式図である。
【図５】実施の形態１に従う処理装置のハードウェア構成を示す概略図である。
【図６】実施の形態１の変形例に従う測定装置の断面構成を示す模式図である。
【図７】実施の形態２に従う測定装置の断面構成を示す模式図である。
【図８】実施の形態３に従う測定装置の断面構成を示す模式図である。
【図９】本実施の形態に従う測定装置を用いて配光特性を測定する際の回転角の時間的変化を示す模式図である。
【図１０】本実施の形態に従う測定装置を用いて配光特性を測定する際の処理手順を説明するための図である。
【図１１】本実施の形態に従う測定装置を用いて配光特性を測定する際の処理手順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】
【００２１】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２２】
本実施の形態に従う配光特性測定装置（以下、単に「測定装置」とも称す。）は、測定対象の光源（以下、単に「光源」とも称す。）を中心とする所定の空間座標系における複数の位置での光度（あるいは、分光光度）をそれぞれ測定することで、配光特性を取得する。すなわち、本実施の形態に従う測定装置は、光源の配光特性を測定する。光源の種類は制限されることなく、白熱球、蛍光灯、ＬＥＤ（Light Emitting Device）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）などの各種の光源に適用できる。なお、測定対象の光源は、サンプル光源と称されることもある。
【００２３】
［実施の形態１］
＜１．装置構成＞
まず、実施の形態１に従う測定装置１００の装置構成について説明する。図１は、実施の形態１に従う測定装置１００の全体構成を示す斜視図である。図２は、実施の形態１に従う測定装置１００の断面構成を示す模式図である。
【００２４】
図１および図２を参照して、測定装置１００において、第１回転軸ＡＸ１に沿って光源２が回転可能に配置されるとともに、第１回転軸ＡＸ１と直交する第２回転軸ＡＸ２に沿ってアーム２２が回転可能に配置される。検出部４０は、第１回転軸ＡＸ１に沿った回転角θと第２回転軸ＡＸ２に沿った回転角φとの組合せが順次変更されるのに伴って、各測定位置での光源２から射出された光の光学特性を順次検出する。このように、測定装置１００は、光源２に対する測定位置の位置関係を順次変化させることで、光源２の配光分布を測定する。
【００２５】
具体的には、測定装置１００は、ベース部４と、ベース部４に設けられた第１支持柱１０および第２支持柱２０とを含む。
【００２６】
第１支持柱１０には、第１回転軸ＡＸ１に沿って光源２を回転させるための回転機構が設けられている。より具体的には、第１支持柱１０には、その先端に光源２が装着される水平回転ステージ１２と、水平回転ステージ１２を保持するハウジング１４が設けられている。水平回転ステージ１２は、図示しない点灯治具などを含み、光源２を点灯させるための電源などを供給する。水平回転ステージ１２は、パルスモータなどの角度変位を高精度に制御できる駆動部を含む。
【００２７】
第２支持柱２０は、第２回転軸ＡＸ２に沿ってアーム２２を回転させるための回転機構が設けられている。より具体的には、第２支持柱２０には、アーム２２を回転可能に支持する垂直回転ステージ２８と、検出部４０とが設けられている。検出部４０は、垂直回転ステージ２８についてアーム２２とは反対側の第２回転軸ＡＸ２上に設けられている。アーム２２は、いずれの回転角φに位置している場合であっても、光源２からの光を検出部４０へ導く。
【００２８】
垂直回転ステージ２８の内部には、入射光学系３８が設けられており、アーム２２の回転角φに依存することなく、アーム２２の反対側の面と光学的に連通した状態を維持する。垂直回転ステージ２８は、パルスモータなどの角度変位を高精度に制御できる駆動部を含む。
【００２９】
アーム２２は、略Ｌ字形状を有しており、その先端に光源２からの光の光路を変換する光路変換部３０を含む。光路変換部３０は、光源２からの光を受光する受光部として機能する。一例として、光路変換部３０は、入射した光の光路を９０°変換するミラー３１を有する。この９０°光路変換用のミラー３１に限らず、プリズムなどの各種の光学部品を用いて実現してもよい。測定誤差を低減する観点からは、ミラー３１の視野３２を光源２を含む範囲に制限することが好ましい。
【００３０】
光路変換部３０は、アーム２２の回転角φに依存することなく、その視野３２が常に光源２を含むように配置される。すなわち、光路変換部３０は、第２回転軸ＡＸ２に直交しかつ光源２の中心を通る仮想平面上（図１に示す光軸ＡＸＶおよび第１回転軸ＡＸ１を含む、第２回転軸ＡＸ２に直交する平面）に設けられる。実施の形態１において、光路変換部３０は、入射した光源２からの光の光路を第２回転軸ＡＸ２と平行な方向に変換する。
【００３１】
アーム２２は、さらに、光路変換部３０に接続される光ファイバ２６と、光ファイバ２６に接続される積分球２４とを含む。光ファイバ２６は、光路変換部３０によって光路を変換された光を導く導光路に相当する。光ファイバ２６は、１つまたは複数の固定具２７によって、アーム２２の表面に固定されている。積分球２４は、導光路である光ファイバ２６を経て入射した光を第２回転軸ＡＸ２と平行な方向に射出する光路変換部に相当する。すなわち、光路変換部は、導光路である光ファイバ２６に接続されるとともに、第２回転軸ＡＸ２上に取出窓が設けられた積分球２４を含む。
【００３２】
積分球２４の内面には、硫酸バリウムなどの拡散反射剤からなる拡散反射層２５が形成されている。そのため、光ファイバ２６を経て積分球２４に入射した光は、積分球２４内で積分（平均化）され、その積分された光は、入射光学系３８を経て検出部４０へ入射する。
【００３３】
図３は、図２に示す垂直回転ステージ２８のより詳細な構成を示す断面図である。図３を参照して、垂直回転ステージ２８は、アーム２２および積分球２４を第２回転軸ＡＸ２に沿って回転させるための水平回転軸２８２と、水平回転軸２８２を回転駆動するためのパルスモータ２８４とを含む。水平回転軸２８２の中心には、入射光学系３８が貫通している。入射光学系３８は、積分球２４と検出部４０とを光学的に接続する。アーム２２および積分球２４の回転によって入射光学系３８が影響を受けないように、入射光学系３８と水平回転軸２８２の内面との間には、ベアリング２８６が設けられる。なお、入射光学系３８は、入射する光を集光するためのレンズ系などを含んでもよい。
【００３４】
再度図１および図２を参照して、検出部４０は、入射光学系３８を経て入力される光の光学特性を検出する。検出部４０としては、フォトダイオードのような光の強度を検出するための受光素子を採用してもよいし、波長毎の強度（スペクトル）を検出するための分光測定装置を採用してもよい。
【００３５】
検出部４０によって取得された測定結果は、処理装置３００へ出力される。処理装置３００は、測定装置１００における測定位置（典型的には、回転角θと回転角φとの組合せ）に関連付けて、測定結果を順次格納する。そして、処理装置３００は、順次格納した測定結果から光源２の配光特性を算出する。
【００３６】
なお、アーム２２の光路変換部３０が設けられる端とは逆側の端には、カウンタウエイト３４が設けられることが好ましい。これは、垂直回転ステージ２８によるアーム２２の回転時に、過重の偏りが生じないようにするためである。
【００３７】
＜２．電気的構成＞
次に、実施の形態１に従う測定装置１００の電気的構成について説明する。
【００３８】
図４は、実施の形態１に従う測定装置１００の電気的構成を示す模式図である。図４を参照して、測定装置１００は、第１回転軸ＡＸ１に沿って光源２を回転させるための回転機構の一部として、パルスモータ１２４とパルスモータコントローラ１２６とを含む。また、測定装置１００は、第２回転軸ＡＸ２に沿ってアーム２２を回転させるための回転機構の一部として、パルスモータ２８４とパルスモータコントローラ２８６とを含む。パルスモータ１２４および２８４は、それぞれパルスモータコントローラ１２６および２８６からの駆動パルスのパルス数に比例して回転位置（位相）を変化させる。
【００３９】
さらに、測定装置１００は、パルスモータコントローラ１２６および２８６から出力される駆動パルスをカウントするパルスカウンタ３５０を含む。パルスカウンタ３５０は、パルスモータコントローラ１２６および２８６からそれぞれ出力される駆動パルスのパルス数を積算し、その積算値が処理装置３００によって予め設定された測定条件を満たすと、検出部４０に対して、測定開始を指示するトリガを出力する。この測定条件としては、例えば、アーム２２の回転角が５°ずつ増加するといった条件が考えられる。
【００４０】
図４に示す電気的構成の動作としては、以下のようになる。まず、処理装置３００から出力される駆動指令１および駆動指令２に従って、パルスモータコントローラ１２６および２８６は、パルスモータ１２４および２８４にそれぞれ対応する駆動パルスを与える。パルスモータ１２４は、与えられた駆動パルスに応じた角度だけ光源２を回転させる。同様に、パルスモータ２８４は、与えられた駆動パルスに応じた角度だけ（あるいは、駆動パルスに応じた速度で）アーム２２を回転させる。パルスカウンタ３５０は、パルスモータコントローラ１２６および２８６の駆動パルスをカウントし、光源２およびアーム２２の回転角を監視する。例えば、パルスカウンタ３５０は、アーム２２が所定角度（例えば、５°）だけ移動するたびに、測定開始を指示するトリガを検出部４０へ出力する。検出部４０は、入力されたトリガ信号に応答して、予め設定された露光時間にわたって測定を行い、当該設定された露光時間が経過すると測定を終了する。そして、検出部４０は、その測定結果を処理装置３００へ出力する。
【００４１】
ここで、実施の形態１に従う処理装置３００について説明する。図５は、実施の形態１に従う処理装置３００のハードウェア構成を示す概略図である。図５を参照して、処理装置３００は、典型的にはコンピュータによって実現される。具体的には、処理装置３００は、オペレーティングシステム（ＯＳ：Operating System）を含む各種プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）３０２と、ＣＰＵ３０２でのプログラムの実行に必要なデータを一時的に記憶するメモリ３１２と、ＣＰＵ３０２で実行されるプログラムを不揮発的に記憶するハードディスク（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）３１０とを含む。また、ハードディスク３１０には、後述するような処理を実現するためのプログラムが予め記憶されており、このようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３１４によって、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）３１４ａなどから読取られる。あるいは、ネットワークインターフェイス（Ｉ／Ｆ）３０６を介してサーバ装置などからネットワーク経由で受信したプログラムを、ハードディスク３１０へ格納するように構成してもよい。
【００４２】
ＣＰＵ３０２は、Ｉ／Ｏ（Input Output）ユニット３１６を介して、検出部４０からの測定結果を受信するとともに、図４に示す各エレメントへ駆動指令や測定条件を与える。
【００４３】
ＣＰＵ３０２は、キーボードやマウスなどからなる入力部３０８を介してユーザなどからの指示を受け取るとともに、プログラムの実行によって算出される配光特性などをディスプレイ３０４などへ出力する。
【００４４】
処理装置３００に搭載される機能の一部または全部を専用のハードウェアで実現してもよい。
【００４５】
＜３．利点＞
実施の形態１に従う測定装置１００において、光源２は、測定装置１００の独立した第１支持柱１０の水平回転ステージ１２に取り付けられる。垂直回転ステージ２８の回転中心に積分球２４が配置されるとともに、積分球２４からアーム２２の先端部までを光学的に接続する光ファイバ２６が配置される。光ファイバ２６は、固定具２７によって、アーム２２に固定されている。アーム２２の先端部に設けられたミラー３１がその視野内の光源２を臨む。積分球２４は、垂直回転ステージ２８を貫通する入射光学系３８を介して、光源２からの光を検出部４０へ導く。
【００４６】
このような構成を採用することで、積分球２４は、垂直回転ステージ２８とともに回転するが、検出部４０側にある入射光学系３８と接続される積分球２４の取出窓は、その位置を変化させない。光ファイバを回転するアームに固定する構成では、アームの回転によって光ファイバに回転方向のねじれやストレスが発生し、これによって測定精度が低下する場合があるが、実施の形態１に従う構成では、アーム２２が回転しても、光ファイバ２６には、ねじれやストレスが生じない。そのため、測定精度の低下を防止できる。
【００４７】
また、光源２の点灯姿勢は一定に維持されるため、放熱条件の変化などによる測定中の光特性の変化を防止できる。
【００４８】
実施の形態１においては、光源２を回転させる水平回転ステージ１２が設けられる第１支持柱１０と、検出部４０が配置される垂直回転ステージ２８が設けられる第２支持柱２０とが互いに独立している。そのため、両者が干渉することなく、垂直回転ステージ２８のアーム２２を連続的に一方向に回転させることができる。これによって、測定位置に対応する回転角に到達する度に垂直回転ステージ２８を停止させることなく連続的な測定を行うことができ、測定時間を短縮化できる。
【００４９】
［実施の形態１の変形例］
上述の実施の形態１においては、導光路を経て入射した光を第２回転軸ＡＸ２と平行な方向に射出する光路変換部として、積分球２４を採用した構成について例示したが、別の光学部品を用いてもよい。その一例として、９０°光路変換用ミラーを用いる例を説明する。
【００５０】
図６は、実施の形態１の変形例に従う測定装置１００Ａの断面構成を示す模式図である。図６に示す測定装置１００Ａは、図２に示す実施の形態１に従う測定装置１００に比較して、積分球２４に代えて光路変換部５０が採用されている点が異なっている。その他の構成については、実施の形態１に従う測定装置１００と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【００５１】
光路変換部５０は、導光路である光ファイバ２６を経て入射した光の光路を９０°変換し、垂直回転ステージ２８を貫通する入射光学系３８を介して検出部４０へ導く。より具体的には、光路変換部５０は、９０°光路変換用のミラー５２を有する。光ファイバ２６の射出側の光軸と入射光学系３８の光軸との交点を中心として、ミラー５２が設けられる。このように、本変形例において、光路変換部５０は、第２回転軸ＡＸ２上に設けられたミラー５２を含む。
【００５２】
本変形例においても、上述の実施の形態１と同様の利点を得られる。それに加えて、積分球２４を採用する場合に比較して、構造をより簡素化できる。
【００５３】
［実施の形態２］
次に、測定時に生じる迷光成分を低減できる構成について例示する。図７は、実施の形態２に従う測定装置１００Ｂの断面構成を示す模式図である。図７を参照して、実施の形態２に従う測定装置１００Ｂは、図２に示す実施の形態１に従う測定装置１００に比較して、光源２から射出された光を吸収するための光吸収部６０をさらに含む点が異なっている。その他の構成については、実施の形態１に従う測定装置１００と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【００５４】
なお、光吸収部６０および光吸収部６０を支持する支持部材６２は、アーム２２と一体的に構成されてもよいし、アーム２２に対して着脱可能に構成されてもよい。アーム２２に対して着脱可能に構成された場合には、図２および図６に示すカウンタウエイト３４に代えて、光吸収部６０および支持部材６２を装着可能に構成してもよい。
【００５５】
光吸収部６０は、主として、光源２から射出される光のうち、光路変換部３０とは反対側に射出される光を吸収する。言い換えれば、光吸収部６０に入射した光は、その内部で反射することなく、吸収される。光吸収部６０は、光路変換部３０の視野３２の光吸収部６０が存在する位置における断面範囲を含むように配置することが好ましい。これにより、光源２から光路変換部３０が存在する向きとは異なる向きに射出された光が、何らかの部位で反射し、光路変換部３０に入射するような現象を低減できる。すなわち、光路変換部３０に入射する迷光成分（誤差成分）を低減できる。
【００５６】
このように、垂直回転ステージ２８の回転軸に関して、光路変換部３０（光源２からの光を受光する受光部）の反対側に、光吸収部６０を設けることで、測定誤差の要因となる迷光成分を低減できる。
【００５７】
この光吸収部６０としては、入射した光を吸収できる構成であれば任意の構成を採用できるが、例えば、コーン状の光トラップなどを用いて実現できる。このように、実施の形態２に従う測定装置１００Ｂにおいて、アーム２２は、光源２について光路変換部３０とは反対側に設けられ、光源２から光路変換部３０とは反対側に射出される光を吸収するための光吸収部６０を含む。
【００５８】
実施の形態２によれば、上述の実施の形態１と同様の利点が得られるとともに、測定誤差の要因となる迷光成分を低減できるので、測定精度を高めることができる。
【００５９】
光吸収部６０および支持部材６２をアーム２２に対して着脱可能に構成することで、例えば、光源２の種類（発光面積）に応じて、光吸収部６０の種類を異ならせるようにしてもよい。さらに、上述した実施の形態１の変形例に対しても、上述したような光吸収部６０を設けるように構成してもよい。
【００６０】
［実施の形態３］
上述の実施の形態１およびその変形例、ならびに実施の形態２においては、光源２が設けられる支持柱と、光路変換部３０（受光部）および検出部４０が設けられる支持柱とが互いに独立した構成を例示した。これに対して、実施の形態３においては、光源２、光路変換部３０（受光部）および検出部４０が同一の支持柱に設けられている構成について例示する。
【００６１】
図８は、実施の形態３に従う測定装置２００の断面構成を示す模式図である。図８を参照して、実施の形態３に従う測定装置２００において、光源２は、第１回転軸ＡＸ１に沿って回転可能に配置されるとともに、第１回転軸ＡＸ１と直交する第３回転軸ＡＸ３に沿って回転可能に配置される。より具体的には、光源２は、その発光中心が第１回転軸ＡＸ１と第３回転軸ＡＸ３との交点と実質的に一致するように配置される。ここで、第２回転軸ＡＸ２と第３回転軸ＡＸ３とは平行である。
【００６２】
図８に示すような構成を採用することで、受光部である光路変換部３０と光源２との間の距離Ｌを一定に保つことができる。この構成によって、受光部である光路変換部３０の回転角にかかわらず、光源２の点灯姿勢を一定に維持できる。
【００６３】
具体的には、測定装置２００において、アーム２２の先端部には、第２垂直回転ステージ７０が設けられている。さらに、アーム２２には、第２垂直回転ステージ７０を介して、その先端に光源２が装着される水平回転ステージ８０と、水平回転ステージ８０を支持する支持部材９０とが設けられている。支持部材９０は、略Ｌ字形状を有しており、第２垂直回転ステージ７０によって第３回転軸ＡＸ３に沿って回転可能に配置される。さらに、光源２は、水平回転ステージ８０によって第１回転軸ＡＸ１に沿って回転可能に配置される。なお、水平回転ステージ８０は、図示しない点灯治具などを含み、光源２を点灯させるための電源などを供給する。
【００６４】
その他の構成については、実施の形態１に従う測定装置１００と同様であるので、詳細な説明は繰返さない。
【００６５】
アーム２２が第２回転軸ＡＸ２に沿って回転すると、それに伴って、支持部材９０も第３回転軸ＡＸ３に沿って回転する。この支持部材９０の回転角は、アーム２２の回転によって生じる光源２の点灯姿勢の変化を打ち消すように決定される。例えば、吊り下げでの使用が想定されている光源については、常に重力下向きを向くような点灯姿勢が維持される。これによって、測定中における放熱条件の変化などによる光特性の変化を防止できる。
【００６６】
実施の形態３に従う測定装置２００は、第２回転軸ＡＸ２と平行であって、受光部である光路変換部３０からより遠い位置にある第３回転軸ＡＸ３に沿って、光源２を回転させるための第２垂直回転ステージ７０（回転機構）をさらに含む。このように、測定装置２００では、垂直回転ステージ２８の受光部が設けられる先端部とは反対側の先端部に、第２垂直回転ステージ７０を設けるとともに、第２垂直回転ステージ７０に光源２を回転させるための水平回転ステージ８０が設けられる。処理装置３００は、垂直回転ステージ２８の回転と連動して、光源２の点灯姿勢を一定に保つように第２垂直回転ステージ７０を制御する。
【００６７】
また、実施の形態３に従う測定装置２００では、実施の形態１に従う測定装置１００に比較して、光源２から受光部までの測光距離を約２倍にできる。そのため、より大きな光源の配光特性を測定できる。
【００６８】
［測定に係る処理手順］
次に、上述した各実施の形態に従う測定装置を用いて光源２の配光特性を測定する際の処理手順について説明する。以下に説明する処理手順は、上述したいずれの測定装置にも適用できる。
【００６９】
上述した測定装置においては、第１回転軸ＡＸ１に沿った回転角θ（光源２の回転角）と第２回転軸ＡＸ２に沿った回転角φ（アーム２２の回転角）との組合せを順次変更し、各測定位置での光源２から射出された光の光学特性を検出する。
【００７０】
典型的な測定手順としては、光源２およびアーム２２の回転角を各測定位置に対応する値に設定し、光源２およびアーム２２が静止した状態で測定を行う。そして、すべての測定位置において、このような測定を行う。
【００７１】
これに対して、少なくともアーム２２については静止することなく一定の角速度で回転させつつ、配光特性を測定してもよい。
【００７２】
図９は、本実施の形態に従う測定装置を用いて配光特性を測定する際の回転角の時間的変化を示す模式図である。図９を参照して、光源２の回転角θ（例えば、０°）を各測定位置に対応する値に設定した状態で、アーム２２を連続的に一回転させる。すなわち、アーム２２の回転角φを０°から３６０°まで一定の角速度で変化させる。このアーム２２の回転角φが所定値（例えば、５°）だけ増加する毎に、検出部４０に対して測定開始を指示するトリガが与えられる。例えば、アーム２２の回転角φが０°，５°，１０°，１５°，…と一致するタイミングで測定開始を指示するトリガが出力される。このトリガが出力されると、検出部４０は、所定時間（露光時間）の間ゲートを開放して、入射する光を受光する。すなわち、検出部４０では、トリガが与えられる毎に受光素子の露光を開始する。
【００７３】
このように、光源２は、所定の角度ごとに停止した状態で、測定が実施される。なお、水平回転ステージ１２による光源２の回転に要する時間が無視できない場合には、アーム２２が一回転する間に、光源２を回転させるようにしてもよい。すなわち、アーム２２が一回転する間に光源２のある回転角θについての測定が実行され、後続の回転中に光源２を所定角度だけ回転させ、さらに後続の回転中に新たな回転角θについての測定が実行される。このような方法を採用することで、垂直回転ステージ２８によるアーム２２の回転を途中で停止する必要がなく、連続的に回転させて測定を行うことができる。
【００７４】
但し、露光時間が相対的に長い場合には、露光の開始時と終了時との間でアーム２２が相対的に大きく回転してしまうこともある。このような場合には、以下のような処理手順を採用することが好ましい。
【００７５】
図１０は、本実施の形態に従う測定装置を用いて配光特性を測定する際の処理手順を説明するための図である。図１０に示すように、アーム２２を一定の角速度で回転させつつ、回転角θが所定値になったタイミングで露光を開始すると、露光終了時には、ある程度の角度ずれが生じることになる。
【００７６】
一方、光源２は、水平回転ステージによって第１回転軸ＡＸ１に沿って回転し、光源２の測定対象の断面は、所定角度ずつ変化することになる。図１０には、光源２の第１回転軸ＡＸ１に沿った回転角θが０°の場合と１８０°の場合とを示す。
【００７７】
光源２の回転角θ＝０°の場合において、第２回転軸ＡＸ２に沿った回転角φが０°および１８０°になったタイミングでそれぞれ露光を開始したとする。同様に、光源２の回転角θ＝１８０°の場合において、第２回転軸ＡＸ２に沿った回転角φが０°および１８０°になったタイミングでそれぞれ露光を開始したとする。回転角θ＝０°の場合と回転角θ＝１８０°の場合との間では、アーム２２の回転に伴って生じる光源２に対する相対移動の向きは反対になる。
【００７８】
したがって、光源２の回転角θ＝０°の場合において、アーム２２の回転角φが０°において露光を開始したときに取得される測定結果と、光源２の回転角θ＝１８０°の場合において、アーム２２の回転角φが１８０°において露光を開始したときに取得される測定結果とを合成した測定結果は、目的の測定位置（この場合には、回転角θ＝０°かつ回転角φ＝０°）を中心とした等角度範囲の積分に相当する。
【００７９】
同様に、光源２の回転角θ＝０°の場合において、アーム２２の回転角φが１８０°において露光を開始したときに取得される測定結果と、光源２の回転角θ＝１８０°の場合において、アーム２２の回転角φが０°において露光を開始したときに取得される測定結果とを合成した測定結果は、目的の測定位置（この場合には、回転角θ＝０°かつ回転角φ＝１８０°）を中心とした等角度範囲の積分に相当する。
【００８０】
このように、測定開始を指示するトリガが出力されて（露光開始）から露光が終了するまでの時間が無視できない場合であっても、光源２の回転角θが１８０°だけ異なる２つの測定結果を合成することで、その時間ずれによる誤差を低減できる。すなわち、本実施の形態に従う測定方法は、互いに対応する複数の測定結果を合成する処理を含む。
【００８１】
検出部４０の露光時間は、必要とする感度に応じて調整されるが、光源２の回転角θが１８０°だけ異なる２点間において、露光時間が同じであれば、露光時間に起因する測定精度の低下を防止できる。
【００８２】
図１１は、本実施の形態に従う測定装置を用いて配光特性を測定する際の処理手順を示すフローチャートである。図１１を参照して、ユーザは、光源２を測定装置に装着する（ステップＳ１００）。通常は、安定して点灯するようになるまで光源２を所定期間にわたって点灯状態に維持（エージング）する。
【００８３】
続いて、ユーザは、処理装置３００を操作して測定開始を指示する。すると、処理装置３００は、水平回転ステージ１２に対して制御指令を与えて、第１回転軸ＡＸ１に沿った回転角θが最初の測定位置に対応する角度になるまで光源２を回転させる（ステップＳ１０２）。そして、処理装置３００は、垂直回転ステージ２８に対して制御指令を与えて、アーム２２を一定の角速度で連続的に回転させる（ステップＳ１０４）。
【００８４】
アーム２２の回転角φが測定対象の回転角に到達すると（ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、処理装置３００は、検出部４０に対して、測定開始を指示するトリガを出力する（ステップＳ１０８）とともに、検出部４０からの測定結果を、トリガを出力したタイミングにおける回転角θおよび回転角φと関連付けて格納する（ステップＳ１１０）。アーム２２が一回転するまで、ステップＳ１０６およびＳ１０６〜Ｓ１１０の処理が繰返される。
【００８５】
アーム２２が一回転すると（ステップＳ１１２においてＹＥＳ）、光源２が第１回転軸ＡＸ１に沿って一回転したか否かを判断する（ステップＳ１１４）。光源２が第１回転軸ＡＸ１に沿って一回転していなければ（ステップＳ１１４においてＮＯ）、処理装置３００は、水平回転ステージ１２に対して制御指令を与えて、第１回転軸ＡＸ１に沿った回転角θが次の測定位置に対応する角度になるまで光源２を回転させる（ステップＳ１１６）。そして、ステップＳ１０６以下の処理が繰返される。
【００８６】
光源２が第１回転軸ＡＸ１に沿って一回転していれば（ステップＳ１１４においてＹＥＳ）、処理装置３００は、垂直回転ステージ２８に対して制御指令を与えて、アーム２２の回転を停止させる（ステップＳ１１８）。そして、処理装置３００は、測定処理によって格納された回転角θおよび回転角φと測定結果との組に基づいて、光源２の配光特性を算出する（ステップＳ１２０）。なお、この配光特性の算出処理において、図１０を用いて説明した合成処理などを行ってもよい。そして、処理は終了する。
【００８７】
［結論］
本実施の形態に従う測定装置は、検出部４０に光源２からの光を導く入射光学系の一部として光ファイバ２６を採用する。光ファイバ２６を伝搬する光を、光路変換部を用いて第２回転軸ＡＸ２上に設けられた検出部４０に導くため、光ファイバ２６が固定されているアーム２２を回転させたとしても光ファイバ２６に回転方向のねじれやストレスが発生することを防止できる。これによって、高い測定精度を維持できる。
【００８８】
また、本実施の形態に従う測定装置では、測定中の光源２の点灯姿勢を一定に維持できるので、放熱条件の変化などによる測定中の光特性の変化を防止できる。例えば、ＬＥＤ電球などは、点灯姿勢によって放熱条件が変化し、光特性が変化することになるが、このような測定精度の低下要因を排除できる。
【００８９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９０】
２  光源、４  ベース部、１０  第１支持柱、１２，８０  水平回転ステージ、１４  ハウジング、２０  第２支持柱、２２  アーム、２４  積分球、２５  拡散反射層、２６  光ファイバ、２７  固定具、２８  垂直回転ステージ、３０，５０  光路変換部、３１，５２  ミラー、３２  視野、３４  カウンタウエイト、３８  入射光学系、４０  検出部、６０  光吸収部、６２  支持部材、７０  第２垂直回転ステージ、１００，１００Ａ，１００Ｂ，２００  測定装置、１２４，２８４  パルスモータ、１２６，２８６  パルスモータコントローラ、２８２  水平回転軸、２８６  ベアリング、３００  処理装置、３０２  ＣＰＵ、３０４  ディスプレイ、３０６  ネットワークインターフェイス（Ｉ／Ｆ）、３０８  入力部、３１０  ハードディスク、３１２  メモリ、３１４  ＣＤ−ＲＯＭドライブ、３１６  Ｉ／Ｏユニット、３５０  パルスカウンタ。
【図１】
2014115215.tif 000003
【図２】
2014115215.tif 000004
【図３】
2014115215.tif 000005
【図４】
2014115215.tif 000006
【図５】
2014115215.tif 000007
【図６】
2014115215.tif 000008
【図７】
2014115215.tif 000009
【図８】
2014115215.tif 000010
【図９】
2014115215.tif 000011
【図１０】
2014115215.tif 000012
【図１１】
2014115215.tif 000013