(57)【要約】【課題】光放射物体の放射特性を詳細かつ容易で正確に測定可能な放射特性測定システム及び放射特性測定方法を提供することを目的とする。【解決手段】光を伝搬させる複数のファイバと、前記複数のファイバの一端側を固定する固定部材を有する測定部と、前記複数のファイバの他端側と接続される分光イメージングユニットとを備え、前記固定部材は、前記複数のファイバの一端側の先端を、測定対象である光放射物体に向けて光放射物体から所定距離離れた位置で角度を変えて固定し、前記分光イメージングユニットは、２次元のセンサを備えた無収差分光器であり、前記複数のファイバから入射した光を分光して前記センサに結像させて、画像情報として出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を伝搬させる複数のファイバと、前記複数のファイバの一端側を固定する固定部材を有する測定部と、前記複数のファイバの他端側と接続される分光イメージングユニットとを備え、
前記固定部材は、前記複数のファイバの一端側の先端を、測定対象である光放射物体に向けて光放射物体から所定距離離れた位置で角度を変えて固定し、
前記分光イメージングユニットは、２次元のセンサを備えた無収差分光器であり、前記複数のファイバから入射した光を分光して前記センサに結像させて、画像情報として出力することを特徴とする放射特性測定システム。
【請求項２】
請求項１に記載の放射特性測定システムにおいて、
前記画像情報は、前記複数のファイバを前記固定部材に固定した角度ごとに、波長に対する光量の情報が含まれることを特徴とする放射特性測定システム。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の放射特性測定システムにおいて、
処理装置を備え、前記処理装置は、前記分光イメージングユニットから出力された画像情報を受信して放射特性を解析することを特徴とする放射特性測定システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の放射特性測定システムにおいて、
前記複数のファイバは、７本以上であり、７箇所以上の異なる角度で測定することを特徴とする放射特性測定システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の放射特性測定システムにおいて、
前記光放射物体と前記分光イメージングユニットの前記センサまでの間に、通過する光の光量を下げるフィルタを備えることを特徴とする放射特性測定システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の放射特性測定システムにおいて、
前記光放射物体と前記ファイバの間にレンズを備え、前記光放射物体の光が前記レンズを介して前記ファイバに入射することを特徴とする放射特性測定システム。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の放射特性測定システムにおいて、
前記測定部は、測定対象のディスプレイに対して相対的に横方向及び縦方向に移動可能に構成されていることを特徴とする放射特性測定システム。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の放射特性測定システムにおいて、
前記複数のファイバの一端側の先端は、１つの垂直平面において、測定対象である光放射物体に向けて放射状に固定されていることを特徴とする放射特性測定システム。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の放射特性測定システムにおいて、
前記複数のファイバの一端側の先端は、角度を変えた複数の垂直平面において、それぞれ測定対象である光放射物体に向けて放射状に固定されていることを特徴とする放射特性測定システム。
【請求項１０】
請求項３に記載の放射特性測定システムにおいて、
前記処理装置と前記分光イメージングユニットは、一体に構成されていることを特徴とする放射特性測定システム。
【請求項１１】
光を伝搬させる複数のファイバと、前記複数のファイバの一端側を固定する固定部材を有する測定部と、前記複数のファイバの他端側と接続され２次元のセンサを備えた無収差分光器である分光イメージングユニットとを用いる放射特性測定方法であって、
光放射物体からの光を、前記固定部材により一端側の先端が光放射物体に向けて異なる角度に固定された前記複数のファイバに入射させるステップと、
前記複数のファイバで光を伝搬させて前記分光イメージングユニットに入射させるステップと
前記分光イメージングユニットで入射した光を分光して前記センサに結像させるステップと、
前記結像した光の情報を画像情報として出力するステップとを有することを特徴とする放射特性測定方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の放射特性測定方法において、
処理装置を用いて、前記分光イメージングユニットから出力された画像情報を受信して放射特性を解析するステップを有することを特徴とする放射特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射特性測定システム及び放射特性測定方法に関し、特に、放射する光の配光特性を測定可能な放射特性測定システム及び放射特性測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光を放射する光放射物体としては、例えば、ＬＥＤやＥＬ素子等の光源があり、その指向性の情報を測定することが必要な場合が多々存在する。例えば、航空照明等では、ＬＥＤによっては、指向性の高いものが求められたり、逆に、指向性が低くしてできる限り全体的に照明がなされる光源が求められたりする。さらに、色情報あるいは分光情報としては、より正確な色値の光を出力されるように厳密さが求められる場合がある。
【０００３】
さらに、ディスプレイにおいては、液晶、ＥＬ素子を用いたものに関しては、斜めから見た時の視認性を高めることが要求され、角度依存性の少ない（すなわち指向性の低い）ディスプレイの開発が求められる場合がある。したがって、ディスプレイの開発と品質管理に関して、光源の分光特性のみならず、配光特性が同時に調査できる等の詳細な放射特性を測定できることは重要である。
【０００４】
一方、従来から、光源に対する測定方法は存在する。例えば、特許文献１には、積分球を用いて光を導き、その光を分光して検出する測光装置について記載されている。また、特許文献２には、３つのカメラを用いて、光源からの光を撮像する技術について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１３７７８９号公報
【特許文献２】特開２０１３−２１７６５１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】平松光夫、「特集：バイオと光  発芽根からの極微弱発光」、Ｏ  ｐｌｕｓ  Ｅ、１９９２年、ＮＯ．１４９、ｐ．１０５−１０８
【非特許文献２】宇佐史、稲場文男、「特集  期待される微弱光計測とその応用  生物フォトンイメージング」、ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ、１９９５年、Ｎｏ６、ｐ．１３６−１４１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の積分球を用いた場合では、偏光、ビーム強度分布、入射角度などが平均化（均一化）された後の光が光検出器に照射される。このため、光源に対する情報は１つの情報として入力されるため、角度毎の特性等、光源の細かい特性を調べることはできない。
【０００８】
また、特許文献２では、測定点ごとに、それぞれ異なるカメラを用いて撮像しているため、撮影点を増やしていくにはカメラの数を増やす必要がある。このため、撮影点を増やすことは、装置も大きくなると共にコスト的にも高くなる。さらに、カメラで撮像された画像を合成するために、それぞれのカメラで撮影された画像を用いているため、処理にかなりの負担がかかることが想定される。これらのことから、特許文献２の開示の内容では、光源の特性を詳細に調べるには限界がある。
【０００９】
また、この他の方法として、試料に対して、違った角度から測定できるように、例えば分光器の光ファイバプローブを、その試料に対して、円弧上に回転移動させ、角度を機械的に変える事により、試料から放射した光を、様々な角度から捉える様な装置も考えられる。しかし、このような装置の場合、機械的にアームを動かし、ファイバを動かした後、一旦止めて測定し、また動かして、止めて測定する等、各々の角度位置において測定する必要がある。したがって、この方法による測定の場合、時間がかかると共に、分光情報と配光情報を同時測定する事が出来ない等の問題が生じる。また、光ファイバプローブを角度変更のアームに取り付ける手法であれば、角度を変更するたびに、光ファイバの曲がり度合いが変更される事になるため、厳密には、角度を変更するたびに、光ファイバ内で微小な光変動が生じる問題が生じる。さらに、光ファイバのみをアームに取り付けるのではなく、分光器全体をアームに取り付け、あるいは光源をアームに取りつけ、調べる手法も考えられるが、この場合、筐体全体が大きくなる等の問題が生じる。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みて、光放射物体の放射特性を詳細かつ容易で正確に測定可能な放射特性測定システム及び放射特性測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、代表的な本発明の放射特性測定システムの一つは、光を伝搬させる複数のファイバと、前記複数のファイバの一端側を固定する固定部材を有する測定部と、前記複数のファイバの他端側と接続される分光イメージングユニットとを備え、  前記固定部材は、前記複数のファイバの一端側の先端を、測定対象である光放射物体に向けて光放射物体から所定距離離れた位置で角度を変えて固定し、前記分光イメージングユニットは、２次元のセンサを備えた無収差分光器であり、前記複数のファイバから入射した光を分光して前記センサに結像させて、画像情報として出力することを特徴とする。
【００１２】
さらに本発明の放射特性測定方法の一つは、光を伝搬させる複数のファイバと、前記複数のファイバの一端側を固定する固定部材を有する測定部と、前記複数のファイバの他端側と接続され２次元のセンサを備えた無収差分光器である分光イメージングユニットとを用いる放射特性測定方法であって、光放射物体からの光を、前記固定部材により一端側の先端が光放射物体に向けて異なる角度に固定された前記複数のファイバに入射させるステップと、前記複数のファイバで光を伝搬させて前記分光イメージングユニットに入射させるステップと前記分光イメージングユニットで入射した光を分光して前記センサに結像させるステップと、前記結像した光の情報を画像情報として出力するステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、放射特性測定システム及び放射特性測定方法において、光放射物体の放射特性を詳細かつ容易で正確に測定することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の放射特性測定システムにおける測定側の構成例を示す概略図である。
【図２】本発明の放射特性測定システムにおける分光イメージングユニットの一例を示す透視斜視図である。
【図３】本発明の放射特性測定システムにおける処理装置側の構成例を示す概略図である。
【図４】本発明の放射特性測定システムにおける放射特性の測定結果の第１の例を示す図である。
【図５】本発明の放射特性測定システムにおける放射特性の測定結果の第２の例を示す図である。
【図６】本発明の放射特性測定システムにおける放射特性の測定結果の第３の例を示す図である。
【図７】本発明の放射特性測定システムにおいてフィルタを分光イメージングユニット側に用いた場合の例を示す分光イメージングユニットの斜視図である。
【図８】本発明の放射特性測定システムにおいてフィルタを分光イメージングユニット側に用いた場合の例を示す分光イメージングユニットの要部断面図である。
【図９】本発明の放射特性測定システムにおいてフィルタの変形例を示すフィルタの正面図である。
【図１０】本発明の放射特性測定システムにおいてフィルタを測定部側に用いた場合の例を示す測定部の正面図である。
【図１１】本発明の放射特性測定システムにおいてレンズを測定部に用いた場合の例を示す測定部の断面図であり、（ａ）がレンズを用いない場合、（ｂ）がレンズを用いて平行な入射とした場合、（ｃ）がレンズを用いて鋭角な入射とした場合を示す。
【図１２】本発明の放射特性測定システムにおいてディスプレイの測定例を示す図である。
【図１３】本発明の放射特性測定システムにおいて測定部の他の例を示す図である。
【図１４】本発明の放射特性測定システムにおける分光処理装置の構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するための形態を説明する。
【００１６】
（全体構成）
図１は、本発明の放射特性測定システムにおける測定側の構成例を示す概略図である。図２は、本発明の放射特性測定システムにおける分光イメージングユニットの一例を示す透視斜視図である。図３は、本発明の放射特性測定システムにおける処理装置側の構成例を示す概略図である。なお、図１では、ファイバ１５の分光イメージングユニット２０に対する接続は右側半分について省略している。
【００１７】
図１、３に示すように、放射特性測定システム１は、測定部１０、ファイバ１５、分光イメージングユニット２０、処理装置３０を備えている。放射特性測定システム１は、測定対象である光放射物体１００の配光特性や分光特性等の放射特性を測定する。ここで、光放射物体１００とは、何らかの光を発する物体であり、ＬＥＤやＥＬ素子等の光源を含むものであると供に、後述するように、極微弱発光や蛍光、燐光等も含む概念である。さらに、光は、可視光線だけでなく、赤外線・紫外線も含めたものである。これらの放射特性は本発明の構成を用いて測定することが可能である。
【００１８】
図１に示すように、測定部１０は、ファイバ１５の一端を光放射物体１００へ向けて固定できるように、正面から見て半円筒形状に形成された固定部材１１で形成されている。半円筒は、円筒中心に沿って所定の厚さを備えている。ここで、測定点である光放射物体１００が半円筒形状の中心となる。固定部材１１はファイバ１５の一端を直線上に固定するためのガイド部１２が形成されている。ガイド部１２は、ファイバ１５を挿入する貫通孔により形成することができる。また、このとき、溝を形成して、溝に沿ってファイバ１５を固定して蓋をする等の構成としてもよい。
【００１９】
固定部材１１の内周部１１ａは、正面から見て光放射物体１００を中心とした半円形状である。また、固定部材１１の外周部１１ｂも、正面から見て光放射物体１００を中心とした半円形状とすることができ、内周部１１ａよりも大きい半径で形成されている。内周部１１ａと外周部１１ｂの間にはガイド部１２が貫通して形成されている。ガイド部１２は直線で形成されその延長線上に光放射物体１００が位置するようにする。すなわち、ガイド部１２より、ファイバ１５の一端側の先端が、所定距離だけ直線状に固定され、ファイバ１５の一端の延長線上に光放射物体１００が位置することになる。図１では、内周部１１ａから外周部１１ｂに向けてすべて直線で形成されている。ガイド部１２は、固定部材１１の内周部１１ａ側から放射状に複数の角度で形成されている。図１の例では、ガイド部１２は、７．５°毎の等角度間隔で２３個形成されている。
【００２０】
ファイバ１５は、光を伝搬させるための光ファイバであり、一端が光放射物体１００からの光を入射できるように測定部１０に配置されている。入射側の先端では、測定部１０の固定部材１１に固定されて、所定距離以上の直線部を設けられている。ファイバ１５は、複数設けられており、固定部材１１のガイド部１２の数だけ配置することもできる。図１の例では、２３本のファイバ１５を使用している例を示し、ガイド部１２内にすべて設置されている。そして、ファイバ１５の先端は固定部材１１の内周部１１ａの内周面付近に配置される。また、ファイバ１５の入射側の先端側側面では、研磨により平らな先端面を形成することができる。この研磨は固定部材１１と共に行ってもよい。これにより、ファイバ１５の一端側の先端部と、固定部材１１の内周部１１ａの面は一致する。
【００２１】
固定部材１１の材質としては、アルミ等の金属や樹脂を採用できる。また、固定部材１１のガイド部１２周りの構成を別の材質とすることも可能である。例えば、固定部材１１の本体は、アルミの材質としておき、ファイバ１５を固定するガイド部１２の孔又は溝を備える部分は、ステンレスによる材質にする等である。これにより、ファイバ１５先端の研磨をガイド部１２周りの材質と共に、やりやすくできると共に、ファイバ１５周りの強度を高めることが可能である。また、ファイバ１５は、石英ファイバ又は多成分ファイバとすることができる。
【００２２】
このように構成することで、図１に示す様に、測定部１０では、ファイバ１５の先端が光放射物体１００に向けて、１つの垂直平面において放射状に配置される。ファイバ１５を設置する方向である、光放射物体１００を中心として垂直方向に対する角度θはファイバ１５ごとに、それぞれ異なることになる。また、光放射物体１００から、ファイバ１５の先端までの距離は、距離ｒとして一定にすることができる。これにより、いずれの角度においても、光放射物体１００からの距離を同じ条件として光を入射させて放射特性を測定することができる。
【００２３】
また、ファイバ１５の配置の数は、例えば、７以上、さらには１０以上、さらには、２０以上、さらには３０以上、さらには６０以上、さらには１００以上と増やしていくことで、より細かい情報を取得することができる。このとき等角度間隔で配列することで、角度毎に分かり易く光放射物体１００の放射の特性を調べることができる。例えば、隣り合うファイバの設置角度の差が１０°以内、さらには、７．５°以内、さらには５°以内、さらには３°以内、さらには１．５°以内、さらには１°以内と狭めればそれだけ、角度毎の特性を細かく調べることができる。なお、図１の例では、ファイバ１５は、７．５°毎の等角度間隔で２３本を使用しており、ガイド部１２にすべて固定されている。
【００２４】
複数のファイバ１５の他端は、分光イメージングユニット２０へ接続される。このとき、分光イメージングユニット２０と一方向に並んで接続され、光放射物体１００からの光を分光イメージングユニット２０へ出射する。そして、この並び方は、ファイバ１５の一端において、θが０°方向に設置されたファイバ１５の他端が真ん中となり、右横に行くに従い、ファイバ１５の一端において、θが０°から増える方向に設置されたファイバ１５の他端が並んで接続されている。また、真ん中から左横に行くに従い、ファイバ１５の一端において、θが０°から減る方向（マイナス方向）に設置されたファイバ１５の他端が並んで接続されている。
【００２５】
図２に示すように、分光イメージングユニット２０は、複数のファイバ１５の他端と接続されており、組合せ凸レンズ２１、プリズム２２、グレーティング２３、プリズム２４、組合せ凸レンズ２５、センサ２６を長手方向にこの順で備えている無収差分光器である。また、分光イメージングユニット２０は、画像処理部２７を備えており、センサ２６で受光した情報を画像情報とする等の処理を行う。
【００２６】
複数のファイバ１５は、分光イメージングユニット２０と接続されるが、複数のファイバ１５の他端の先端は、２次元のセンサ２６の上下の中心の位置で横方向に並ぶように設定される。そして、これらは、光学精度高く設定されており、横方向の中心が０度となる。そして、図１で示した角度θについて、例えば、２次元のセンサ２６に対して向かって左側が−９０°、右側が＋９０°に割りあてられ、０度とその間は、例えば、＋４５°、−４５°の様に、等間隔の角度情報が、角度に応じて等間隔距離で割り当てられる様になっている。
【００２７】
プリズム２２は、垂直面２２ｂがグレーティング２３側で、斜面２２ａが組合せ凸レンズ２１側の向きで配置されている。プリズム２４は、垂直面２４ｂがグレーティング２３側で、斜面２４ａが組合せ凸レンズ２５側の向きで配置されている。プリズム２２、２４は、角度補正用のプリズムである。グレーティング２３は、波長分散のためのグレーティングである。センサ２６は２次元の光センサである。例えば、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳ等、シリコンやＩｎＧａＡｓを材料としたモノクロカメラによるセンサを適用できる。ここでのモノクロカメラの本体は、画像処理部２７に相当する。
【００２８】
複数のファイバ１５からの光線は、図２に示される様に、組合せ凸レンズ２１、プリズム２２、グレーティング２３、プリズム２４を通して、分散され、最後に組合せ凸レンズ２５を通して、＋１次光あるいは、−１次光の光が水平にセンサ２６に集光される様に設計されている。このように、分光イメージング光学系にて、センサ２６に集光される。
【００２９】
また、分光イメージングユニット２０は、ある波長範囲に分散されるように光学設計されている。例えば可視領域の分光イメージングユニットの場合、波長の範囲が３８０ｎｍ〜７８０ｎｍは２次元センサ縦軸の端から端まで、またがるように設計される。このため、それぞれの波長の光は、それぞれの波長位置に合致したセンサ位置に集光される様になっている。
【００３０】
さらに、グレーティング２３の選択、プリズム２４の形状、組合せ凸レンズ２１、２５の形状を、分光器設計理論に則って、設計を行うことにより、センサ２６に投影できる光の波長帯域を上記以外にも変更できる。例えば紫外域については、２００〜４００ｎｍのもの、近赤外域に関しては、６００〜１１００ｎｍ、１０００〜１７００ｎｍ、１３００〜２２００ｎｍ、１０００〜２５００ｎｍ等の設計が可能である。また、より波長範囲を広くとった、３００〜１１００ｎｍ等の設計も可能である。ただし、測定する波長範囲が広い場合は、センサの飽和の対応として、後述するフィルタにより、光強度の調整を行い有効に測定することができる。
【００３１】
センサ２６は、例えば、紫外〜可視の場合は、波長の範囲が２００ｎｍ〜８００ｎｍの場合はシリコン（Ｓｉ）系のものを用い、また、波長の範囲が６００〜１１００ｎｍなどの場合もＳｉ系のものを用いることができる。また、波長の範囲が１０００〜２５００ｎｍの場合は、例えば、ＩｎＧａＡｓ系のセンサを用いることができる。上述より短い波長帯の紫外域の場合は、例えば、ダイアモンド薄膜系を用い、上述より長い赤外域の場合については、例えば、ＭＣＴ系を用いることができる。
【００３２】
このように分光イメージングユニット２０によって、空間情報が保存される。波長毎のエネルギー情報は、波長毎に分解されて、２次元のセンサ２６に収斂される形をとる。分光イメージングユニット２０内で、ファイバ１５の入射ポイント（角度）の空間情報が保存されるため、結果的に、角度毎に波長分散された信号量を捉えることが可能になる。ここでは、ファイバ１５は測定部１０において、角度ごとに設置されているため、センサ２６に結像される二次元画像は、横方向は角度毎の情報となり、縦方向はその角度に対する波長ごとの光の光量を調べることができる。このように、角度毎に波長分散された信号量を捉えることが可能になる。
【００３３】
図３に示すように、分光イメージングユニット２０と処理装置３０は、接続線３１を介して接続されている。ここでの接続線３１により、分光イメージングユニット２０から処理装置３０へデータを転送するためのケーブルである。このデータの転送は、カメラインターフェイスであるＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）、ＧｉＧＥまたは、カメラリンク等を使用することができる。そして、分光イメージングユニット２０の画像処理部２７から、センサ２６で受光した画像情報が処理装置３０へ送られる。なお、接続線３１に換えて無線による通信方式でも適用することができる。
【００３４】
処理装置３０は、分光イメージングユニット２０のセンサ２６が取得した情報に基づき、光放射物体１００の放射特性と解析することができる装置である。例えば、パソコン等のデータ処理を行えるコンピュータを適用でき、このコンピュータにプログラムを導入して、そのための処理を行わせる。センサ２６で捉えた、角度毎の分光データは、処理装置３０内部の処理部で処理される。ここで、処理部は、ＣＰＵ等のマクロプロセッサやメモリ等で構成される。処理装置３０のＯＳは、Ｗｉｎｄｏｗｓ、ＭＡＣＯＳ、ＵＮＩＸ（登録商標）等を適用でき、適用するプログラムに使用するプログラミング言語もＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ、Ｃ＋＋等でよい。ここで、処理装置３０は、画像処理部２７よりも高い信号処理を行うことができるものを適用できる。
【００３５】
処理装置３０は、表示部３０ａを備えていてもよく、ここに放射特性の測定結果等を表示させる。表示部３０ａは、例えば、液晶や有機ＥＬ等によるディスプレイが適用できる。また、表示部３０ａは、別体でもよい。また、処理装置３０は、記憶部を内部に備えていてもよく、ここに、画像処理部２７からの画像データや放射特性の解析結果を記憶させる。記憶部としては、例えば、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）やＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）等、必要に応じて様々な方式の記憶装置が適用される。
【００３６】
また、処理装置３０は、タブレット、スマートフォン等でも適用できる。この場合のＯＳはそのハードの準じた一般的なもの（アンドロイドやｉＯＳ等）を使用でき、適用するプログラムに使用するプログラミング言語も上述した言語を含む標準的なものを適用できる。図３に示すように、分光イメージングユニット２０と無線でデータの転送が可能なタブレット３５やスマートフォン３６を、処理装置３０として使用することも可能である。
【００３７】
上記のような構成により、光放射物体１００からの光は、固定部材１１に角度を異ならせて固定された複数のファイバ１５の一端側の先端から入射し、その光は複数のファイバ１５を伝わって、他端から分光イメージングユニット２０へ入射する。分光イメージングユニット２０では、入射した光を分光してセンサ２６に結像し、処理装置３０に画像情報として送る。処理装置３０では、その情報をもとに角度毎の放射特性の解析が可能となる。
【００３８】
このように、複数のファイバ１５の一端側の先端をそれぞれの角度で固定するため、測定値の変動がなく、且つ、同時に複数角度位置の分光情報を取得することが可能となる。加えて、小型で精度の高い放射特性測定システム１として構成することができる。例えば、光放射物体１００がＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）であれば、ＬＥＤの配光特性や分光特性等の放射特性を時間差なく調べることができる。また、ＬＥＤ以外にも、光源系のものを光放射物体１００として全て放射特性を測定することができる。
【００３９】
（測定結果の例）
図４は、本発明の放射特性測定システムにおける放射特性の測定結果の第１の例を示す図である。
【００４０】
図４（ａ）は、センサ２６で取得し、画像処理部２７で画像化した表示例を示す図である。横軸が角度になり、縦軸が波長となる。このとき、角度に対する波長の光量が異なるためこれを解析することができる。横軸は中央が図１で示したθ＝０°での結果を示しており、右に行くに従いθが増え右端が９０°を示す。また、中心から左に行くに従いθが減り左端が−９０°を示している。例えば、４５°であれば、θ＝４５°で設置されたファイバ１５からの光の強度がその縦方向に波長ごとに示される。
【００４１】
図４（ｂ）は、図４（ａ）で取得した画像を、角度ごとに示した波長に対する光量のグラフの一例である。各角度において、縦方向の直線である基準線ｓから対応する太線Ｌが離れた分だけ光量が多くなることを示す。図４（ｂ）では、−６７．５°、−４５°、−２２．５°、０°、２２．５°、４５°、６７．５°の例を示している。なお、これに限らず、ファイバ１５の数を多くして測定角度を増やすことができる。例えば、ＬＥＤの測定として、一般的な白色のＬＥＤの測定を行った場合、図４（ｂ）に示すように、青色励起用のピークと、蛍光帯のピーク（例えばＹＡＧ）が２つ現われ、２峰性の形状を示す。また、角度によって放射特性が違い、例えば０度における出力は大きく、角度が寝てくるにつれて、信号量が下がってくる状況を示している。
【００４２】
図４（ｃ）は、光の強さを角度毎の距離で表した図の一例である。この図の下側の左右中心が光放射物体に相当する点ｐであり、ここを光放射物体の位置と想定している。この点ｐの縦方向を０°として、これに対して図１の測定角度θと同じ角度をつけて、角度毎にｐ点から延びる矢印で表している。角度θが０°から増えるに従いｐ点を中心に矢印が同じ角度で右に傾き、角度θが０°から減るに従いｐ点を中心に矢印が同じ角度で左に傾く。このとき、ｐ点からの矢印の長さが光の強さを表し、長くなるに従い光が強くなることを示す。これらを結んだ外形線ｇを示すことで、全体として光がどの方向にどの程度の強さを示しているかを知ることができる。図４（ｃ）の図は、後述するように波長毎に示すことができる。
【００４３】
図４（ｄ）は、可視光線の波長の範囲３８０ｎｍ〜７８０ｎｍにおいて、角度ごとに示した波長に対する光の強さを表すグラフの一例あり、斜視図的に分かり易く示している。各角度ごとの直線である基準線Ｓに対して曲線Ｃの高さが光量の値を示している。図４（ｄ）では、−６７．５°、−４５°、−２２．５°、０°、２２．５°、４５°、６７．５°の例を示している。なお、これに限らず、ファイバ１５の数を多くして測定角度を増やすことができる。また、横線Ｔに対する曲線Ｒを示すことができ、ここでの曲線Ｒは横線Ｔの位置に相当する波長における、角度に対する光の強さを表すグラフである。横線Ｔに対して基準線Ｓ方向に沿った距離がその角度に対する光の強さを表す。
【００４４】
図５は、本発明の放射特性測定システムにおける放射特性の測定結果の第２の例を示す図である。
【００４５】
図５（ａ）は、図４（ｃ）で説明した図を波長ごとに表した一例である。波長ごとに外形線ｇは異なることが示される。
【００４６】
図５（ｂ）は、図５（ａ）で示した波長毎の外形線を重ね合わせた図である。これにより、波長毎に光の強度が放射する角度に対してどんな傾向を示すかが１つの図で理解することができる。
【００４７】
図６は、本発明の放射特性測定システムにおける放射特性の測定結果の第３の例を示す図である。
【００４８】
図６（ａ）は、各角度において、右側にｘｙ色度図と左側に明るさ情報Ｙを示した一例である。これらはＸＹＺ表色系におけるものであり、ｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）、ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）で表される。さらに、明るさ情報Ｙは、ＸＹＺ色空間のＹをそのまま明るさ情報として採用したものである。これらは、図４（ｄ）で示された、各角度における、波長に対する光の強さの関係より、等色関数を用いて求めることができる。図６（ａ）は、角度θ＝−４５°、−２２．５°、０°、２２．５°、４５°の例を示している。なおＥは、ｘｙ色度図の無彩色を表した中心を示す。図６（ａ）のように、見る角度の違いによる色値の違いを表現することが可能になる。
【００４９】
図６（ｂ）は、ｘｙ色度図における、角度毎における無彩色の中心をプロットしたグラフの一例である。これらは、図６（ａ）のＥに相当する点となる。このグラフから、ｘｙ色度図の中心が角度毎にどのように変化しているかを表すことができる。
【００５０】
図４〜６で示したこのような解析は、処理装置３０の処理部で行うことができ、これらは、処理装置３０の表示部３０ａで表示させることができる。これにより、光放射物体１００の放射特性を角度ごとに詳しく知ることができる。
【００５１】
（フィルタを用いた例）
図７は、本発明の放射特性測定システムにおいてフィルタを分光イメージングユニット側に用いた場合の例を示す分光イメージングユニットの斜視図であり、図８は、本発明の放射特性測定システムにおいてフィルタを分光イメージングユニット側に用いた場合の例を示す分光イメージングユニットの要部断面図である。ここで、図８は水平面で切断して上部から見た図となっている。
【００５２】
光放射物体１００の分光分布測定において、光放射物体１００からの光強度が強すぎる場合は、センサ２６が測定範囲を超えて飽和してしまう可能性がある。この場合、光量が適度な範囲に入るように、光学的な対処が必要となる。このとき、フィルタを用いることにより対処することができる。例えば、ＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタを試料である光放射物体１００と、センサ２６の間のどこかに介在させる方法等である。複数のファイバ１５に対してフィルタを用いることで、それらのすべての光量を同一箇所において減光することが可能となる。これにより、効率よく光量の調整を行うことができる。
【００５３】
これらの１つの手法として、図７、８に示すように、分光イメージングユニット２０に接続するファイバ１５の他端の先端と、分光イメージングユニット２０の組合せ凸レンズ２１との間に、フィルタ５０を設ける構成が挙げられる。フィルタ５０は、通過する光の光量を下げる作用があるフィルタであり、例えば上述したＮＤフィルタを適用できる。
【００５４】
フィルタ５０は板状の矩形形状であり、フィルタ５０の横方向の幅は、横方向に並んだ複数のファイバ１５の全幅よりも広く設定される。図８に示すように、分光イメージングユニット２０の入射側壁面２８には開口部２８ａが設けられており、ここから複数のファイバ１５からの光が組合せ凸レンズ２１へ入射する。この開口部２８ａの横方向両側には、入射側壁面２８から内部に延びてさらに直角に向かい合う方向に延びる枠５５が設けられている。枠５５は、水平断面を上から見てＬ字形状となっている。これにより、入射側壁面２８の内部側で、互いに向かい合あって上下方向に延びる溝が形成される。この枠５５で形成される両側の溝にフィルタ５０の両側を入れることで、フィルタ５０を上下方向に摺動可能とさせる構成とすることができる。フィルタ５０は、上方向から枠５５の溝に挿入でき、下方向にスライドさせることで、ファイバ１５の先端と組合せ凸レンズ２１との間で、フィルタ５０を通過する全ての光に対して作用させることができる。また、フィルタ５０を上方向に取り外せば、フィルタ５０を作用させない構成とすることができる。
【００５５】
図９は、本発明の放射特性測定システムにおいてフィルタの変形例を示すフィルタの正面図である。
【００５６】
図７、８で示した、フィルタ５０は透過率が一定でもよいが、図９に示すような可動フィルタ部材６０を用いて透過率が徐々に変わっていく構成のものも適用できる。可動フィルタ部材６０は、フィルタ６１をフィルタ取付フレーム６３の開口部分に取り付ける。フィルタ６１は、上下方向で透過率が変化していくフィルタであり、図９では、上に行くほど透過率が低くなる構成のフィルタの例を示している。フィルタ６１は板状の矩形形状であり、フィルタ６１の横方向の幅は、横方向に並んだ複数のファイバ１５の全幅よりも広く設定される。フィルタ６１は、例えば上述したＮＤフィルタを適用できる。フィルタ取付フレーム６３の上部は、上部フレーム６２として、フィルタ取付フレーム６３よりも厚さを厚くしたり、幅を広げたりして手で持ちやすくする構成としてもよい。
【００５７】
可動フィルタ部材６０は、図９に示すように、ファイバ１５の位置に対して、上下に移動させると、フィルタ６１を通過するファイバ１５からの光の透過率を変更することができる。すなわち、固定したファイバ１５の位置に対して、可動フィルタ部材６０を上に移動させれば、フィルタ６１の透過率は上がり、通過する光の減光量は小さくなる。また、可動フィルタ部材６０を下に移動させれば、フィルタ６１の透過率は下がり、通過する光の減光量は大きくなる。このようにして、透過率を調整することで、複数のファイバ１５からの光量を同量ずつ変更していくことが可能である。可動フィルタ部材６０の取付は、例えば、図８で説明した枠５５の溝に入れて上下にスライドして、ふさわしい位置で固定する構成とすることができる。また、可動フィルタ部材６０が上下方向に移動させる電動機構等により自動で動く構成としてもよい。
【００５８】
このような構成により、光量を変更した解析をすることで、様々な光強度の光放射物体１００に対する測定が可能となる。これにより、光放射物体１００の正確な放射特性の測定をすることができる。
【００５９】
図１０は、本発明の放射特性測定システムにおいてフィルタを測定部側に用いた場合の例を示す測定部の正面図である。図１０では、ファイバ１５の一端側がガイド部１２に放射状に１０°の間隔で計１７本、設置されている例を示している。
【００６０】
図１０に示すように、測定部１０における固定部材１１の内周部１１ａに沿ってフィルタ７０を設置する。フィルタ７０の外周部７０ａは、正面から見て内周部１１ａに沿った半円形状となる。一方、フィルタ７０の内周部７０ｂは、外周部７０ａよりも半径が小さい半円形状である。これら、外周部７０ａ及び内周部７０ｂの中心は、固定部材１１の半円筒形状の中心と同じであり、そこに光放射物体１００が位置するようになる。また、フィルタ７０は中心にそって所定の厚さを備えている。そして、ガイド部１２の光放射物体１００側の開口部側にフィルタ７０が配置されるようにする。これにより、フィルタ７０は一定の厚さをもって、光放射物体１００とファイバ１５の一端側の先端との間に設けられるように構成される。
【００６１】
このような構成とすることで、測定部１０側でファイバ１５に入射するすべての光の光量を同じように下げることができ、センサ２６が検知する光強度を調整することができる。
【００６２】
（レンズを用いた例）
図１１は、本発明の放射特性測定システムにおいてレンズを測定部に用いた場合の例を示す測定部の断面図であり、（ａ）がレンズを用いない場合、（ｂ）がレンズを用いて平行な入射とした場合、（ｃ）がレンズを用いて鋭角な入射とした場合を示す。ここで、図１１の各図は、放射状のガイド部１２を有する面の垂直断面を示す。図１１では、ファイバ１５の一端側の先端がガイド部１２に放射状に１０°の間隔で計１７本、設置されている例を示している。なお、ファイバ１５の一端側の先端側側面では、固定部材１１の内周部１１ａと共に研磨をして固定部材１１の内周部１１ａの面と一致させてもよい。
【００６３】
図１１（ａ）に示すようにレンズを使用しない場合は、固定部材１１の内周部１１ａに位置するファイバ１５の一端側の先端で光放射物体１００からの光が入射する。このとき入射する光は、ファイバ１５固有の入射角αの範囲で光が入射することになる。このため、光放射物体１００との直線の光だけでなく、入射角αの範囲の光が入射して分光イメージングユニット２０で分光されることになる。
【００６４】
図１１（ｂ）に示すようにレンズ８１を固定部材１１の内周部１１ａより内側に設置する。このレンズ８１は、内周部１１ａよりも距離ｄ１だけ内側に、ファイバ１５先端ごとに設置されている。すなわち、レンズ８１は、ファイバ１５の一端側の先端よりも距離ｄ１だけ光放射物体１００側に設けられていることになる。レンズ８１は、ファイバ１５やガイド部１２毎に設置されており、図１１（ｂ）では、１０°毎に１７個のレンズ８１が設置されている。ここで、光放射物体１００からのレンズ８１の設置距離は、内周部１１ａの内径をｒとした場合、半径（ｒ−ｄ１）で表すことができる。また、レンズ８１は、凸レンズであり、光放射物体１００からの光をファイバ１５の設置方向に対して平行にするように屈折率が決められて形成されている。このため、内周部１１ａにおけるファイバ１５先端では、光放射物体１００からの半径方向の光のみを直線的に平行に入射することができる。
【００６５】
図１１（ｃ）では、レンズ８２を固定部材１１の内周部１１ａより内側に設置する。このレンズ８２は、内周部１１ａよりも距離ｄ２だけ内側に、ファイバ１５先端ごとに設置されている。すなわち、レンズ８２は、ファイバ１５の一端側の先端よりも距離ｄ２だけ光放射物体１００側に設けられていることになる。レンズ８２は、ファイバ１５やガイド部１２毎に設置されており、図１１（ｃ）では、１０°毎に１７個のレンズ８１が設置されている。ここで、光放射物体１００からのレンズ８２の設置距離は、内周部１１ａの内径をｒとした場合、半径（ｒ−ｄ２）で表すことができる。また、レンズ８２は、凸レンズであり、光放射物体１００からの光を集束するように形成されている。このため、内周部１１ａにおけるファイバ１５先端では、光放射物体１００からの光を集束して入射することができる。ここで、図１１（ｃ）のレンズ８２は、図１１（ｂ）のレンズ８１よりも屈折率が高く形成されている。また、図１１（ｃ）の距離ｄ２は、図１１（ｂ）の距離ｄ１より長く形成されている。
【００６６】
このようにして、ファイバ１５に入る光の範囲を調節することにより、光放射物体１００の放射特性を測定対象に応じて、より正確に測定することができる。
【００６７】
（ディスプレイの測定構成）
図１２は、本発明の放射特性測定システムにおいてディスプレイの測定例を示す図である。ここでは、上述した測定部１０と複数のファイバ１５で接続される分光イメージングユニット２０を用いて、ディスプレイ２００の測定を行う例を示している。
【００６８】
ディスプレイは、正面からだけでなく、少し傾けた状態で見る場合もある。このため、ディスプレイにおけるそれぞれの位置での放射特性について放射方向の角度を変えた測定結果が必要になる。さらに、いかに綺麗な映像を表現できるかの評価ができること等も重要になってくる。
【００６９】
図１２の例では、測定部１０の固定部材１１は、少なくとも下部の測定位置が開口した直方体のカバー８５に覆われている。そして、測定部１０と分光イメージングユニット２０の間は、複数のファイバ１５が接続されているが、これらのファイバ１５は、チューブ８８内にまとめられている。チューブ８８の長さは、ディスプレイ２００の測定範囲に十分足りる長さとなっている。このとき、測定部１０の下側をディスプレイ２００上に配置して測定することが可能である。これにより固定部材１１の中心付近の光放射物体の放射特性を測定することができる。また、測定部１０はディスプレイ２００に対して相対的に横方向及び縦方向に移動可能に構成することで、ディスプレイ２００全体の放射特性の測定ができる。
【００７０】
測定部１０をディスプレイ２００上で、ディスプレイ２００の横方向（図１２のＸ１方向）及び縦方向（図１２のＹ１方向）に順番に動かしていくことで、ディスプレイ２００の各位置の放射特性を調べることができる。例えば、縦方向の位置を固定してディスプレイ２００の横方向の全体を調べたら、縦方向を少しずらして、さらに、その縦方向の位置で横方向の全体を調べることを繰り返すことで、ディスプレイ２００全体で各位置の放射特性を調べることができる。さらに、図１２の方向では横方向の垂直平面における放射特性を調べているが、測定部１０の向きを９０°変えることにより、縦方向の垂直平面における放射特性も同様に調べることができる。ディスプレイ２００で一度に測定する範囲は、例えば、１ピクセル毎でも可能であるが、５×５ピクセル毎、１０×１０ピクセル毎とある程度の範囲で測定することにより、測定時間を短くすることができると共に、放射特性の傾向を調べることが可能となる。
【００７１】
また、測定部１０をディスプレイ２００に対して相対的に自動で動かして測定する機構とすることもできる。例えば、測定部１０がディスプレイ２００上で横方向及び縦方向に移動可能な機構を設けて、上述したような手順により自動でディスプレイ２００上の各位置について放射特性を測定していく方法である。また、測定部１０を固定して、ディスプレイ２００を横方向及び縦方向に動かす機構として、ディスプレイ２００上の各位置について放射特性を測定していく方法でもよい。このようにすることで、手間をかけずに正確にディスプレイ２００全体にわたって、放射特性を測定することが可能である。ディスプレイは基本的に発光をするため、各種のディスプレイについて測定することができる。例えば、液晶ディスプレイや、有機ＬＥ（有機エレクトロルミネッセンス）によるもの、プラズマディスプレイ等である。
【００７２】
（測定部の他の例）
図１３は、本発明の放射特性測定システムにおいて測定部の他の例を示す図である。
【００７３】
図１３では、上述した測定部１０に換えて測定部９０とした場合の例について説明する。測定部９０は、固定部材９１として肉厚のある半球部材を使用しており、内部は半球状の空洞となっている。そして、半球の中心に光放射物体１００を配置するようにして測定を行う。複数のファイバ１５は、固定部材９１に形成されるガイド部９２に案内されて、ファイバ１５の一端の先端が、光放射物体１００から一定距離を置いて、光放射物体１００へ向けた方向に直線状に固定されている。この固定は、ファイバ１５の先端から所定距離だけガイド部９２により固定されている。ガイド部９２は例えば円筒状の部材で内部にファイバ１５を固定する等の構成を適用できる。
【００７４】
ファイバ１５の先端の固定角度は、図１３に示すように、測定点である光放射物体１００の位置を中心として、垂直軸に対する角度θ１と水平面上で横方向の軸に対する角度θ２の２つの角度で設定される。図１３の例ではθ１が、−６７．５°、−４５°、−２２．５°、０°、２２．５°、４５°、６７．５°であり、θ２が、０°、４５°、９０°、１３５°である例を示している。これにより、全部で２５個のガイド部９２が設けられており、２５本のファイバ１５を使用している。また、これらの角度間隔はさらに狭めることが可能である。例えば、隣り合うファイバの設置角度の差が、角度θ１やθ２において、１０°以内、さらには、７．５°以内、さらには５°以内、さらには３°以内、さらには１．５°以内、さらには１°以内と狭めればそれだけ、角度毎の特性を細かく調べることができる。このとき、各角度θ１、θ２において、等角度間隔で配列することで、角度毎に分かり易く光放射物体１００の放射の特性を調べることができる。
【００７５】
図１３では、ファイバ１５の他端側の図示は省略しているが、図１、２と同様に分光イメージングユニット２０に接続される。また、分光イメージングユニット２０と処理装置３０の構成も図３と同様である。
【００７６】
このような構成とすることで、ファイバ１５の先端の固定角度を三次元的に配置することが可能となる。このため、１つの垂直平面だけでなく、光放射物体１００を中心として角度を変えた複数の垂直平面において、光放射物体１００に向けて放射状に固定されたファイバ１５により放射特性を測定することが可能となる。これにより、光放射物体１００からの様々な方向の放射角に対する放射特性を一度に調べることができる。
【００７７】
（分光処理装置について）
図１４は、本発明の放射特性測定システムにおける分光処理装置の構成例を示す概略図である。図１４では、上述した分光イメージングユニット２０と処理装置３０を一体に構成した場合の変形例を示している。
【００７８】
分光処理装置４０は、分光イメージング部４１、センサ４２、画像処理部４３、メイン処理部４４、表示部４５、記憶部４６を備えている。分光処理装置４０は、複数のファイバ１５の他端と接続されている。なお、ファイバ１５や測定部１０の構成は上記で説明した構成と同様である。
【００７９】
分光イメージング部４１は、図２で説明した組合せ凸レンズ２１、プリズム２２、グレーティング２３、プリズム２４、組合せ凸レンズ２５を含む構成である。ファイバ１５から入力された光は、組合せ凸レンズ２１、プリズム２２、グレーティング２３、プリズム２４、組合せ凸レンズ２５を通して、センサ４２に結像される。この点は、分光イメージングユニット２０と同様の構成である。
【００８０】
センサ４２は、センサ２６と同様であり、２次元の光センサである。
【００８１】
画像処理部４３は、画像処理部２７と同様であり、センサ４２で受光した情報を画像情報する処理等行い、メイン処理部４４へ情報を転送する。
【００８２】
メイン処理部４４は、処理装置３０内部の処理部に相当して、ＣＵＰ等のマクロプロセッサやメモリ等で構成される。メイン処理部４４は、センサ４２が取得した情報に基づき、光放射物体１００の放射特性と解析する。必要に応じて情報を表示部４５へ表示させる。
【００８３】
表示部４５は、処理装置３０の表示部３０ａに相当し、メイン処理部４４で解析した放射特性の測定結果等を表示させる。表示部４５は、例えば、液晶や有機ＥＬ等によるディスプレイが適用できる。
【００８４】
記憶部４６は、画像処理部４３からの画像データやメイン処理部４４による放射特性の解析結果を記憶させる。記憶部としては、例えば、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）やＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）等、必要に応じて様々な方式の記憶装置が適用される。記憶部４６は、処理装置３０に内蔵した記憶部に相当する。
【００８５】
このような、分光処理装置４０とすることで、パソコン、タブレットなどの標準的な処理装置を用いず、専用ボードをおこし専用機化した装置とすることもできる。専用機にすることで、放射特性の測定に適した、マイクロプロセッサやメモリ等の構成を選択することができる。このとき、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）による構成とすることもできる。
【００８６】
（測定対象の応用例について）
測定対象の応用例として、発光光源として用いられているＬＥＤ、あるいはディスプレイ等の人工的な試料以外にも適用することができる。例えば、皮膚の場合は、自己放射は殆どないが、Ｐｈｏｔｏｎレベルの超微弱光領域まで検出能力を上げると、皮膚からのホトンが出射している事例（文献）がある。これらに対して、どのような方向に対して出射しているか上記の構成により測定することができる。また、食品の場合、いろいろな形態が考えられ、自己放射する試料体の放射特性を測定することができる。さらに、蛍光、燐光の様に一旦、光を試料に照射すると照射光を消した後も、試料からの光を発するものにも適用でき、これらに対しても、上記の構成により、放射特性を測定することができる。さらに、試料からの放射状況について角度特性を含めて調べることが可能なため、例えば、放射特性に角度依存性があるか否かを調べることができる。ここで、角度依存性がある場合、その試料内部の組織構造、組織内部の各物質の存在位置等の精密な調査に対する重要な役割を果たすことができる。これらのような測定対象に対しても光放射物体１００として扱うことで、放射特性を測定することができる。
【００８７】
さらに、植物あるいは生体等の自然物からの発光状況を測定対象として調べることができる。例えば、発芽根からの極微弱発光（非特許文献１）または生体からの発光等（非特許文献２）がある。これらは、例えば植物の場合、モヤシの発芽中の根から放射している光を、一個一個ホトンを捉える様な光学系と回路にて、ホトンカウンティングを行い、それを積算して、画像化したり、あるいは、画像としては扱わずに、出射されるホトンの空間情報を取らずにデータ取得、積算して、ホトン数という形にて、光量として表すものがある。
【００８８】
上述したホトンカウンティングができるようにするために、上述したシリコン系のＣＭＯＳ或いはＣＣＤ等の代わりに、より微弱光を捉えることができる、専用の２次元センサを使うことによって、ホトンカウンティングレベルの極微弱光検出が可能になる。例えば、光電子倍増管やアバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）を用いることにより、測定が可能である。
【００８９】
光電子倍増管の具体例として、例えば、浜松ホトニクス製  Ｍｕｌｔｉａｎｏｄｅ  Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ  Ｔｕｂｅ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ  Ｈ１２４２８  ｓｅｒｉｅｓ  または、Ｈ７５４６Ａ，Ｈ７５４６Ｂなどがある。またより解像度の高い１６×１６ピクセルタイプのＨ９５００，Ｈ９５００−０３等もある。これらは８×８または、１６×１６ピクセルのセンサであり、画素数は少ないものの、空間軸と波長軸を同時に捉えることができる分光イメージングユニットと同時に使用することにより、前述したように角度毎の放射特性と波長情報を同時に測定可能となる。
【００９０】
これらの２次元センサを使うことにより、例えば、光放射性対象物をＬＥＤ等の人工光源ではなく、試料を自然対象物（植物、生体等）として、それの放射特性と分光特性を同時に調べることができる装置が提供できる。
【００９１】
これらは試料からの放射状況について角度特性を含めて調べることが可能なため、例えば、放射特性に角度依存性があるか否かを調べることができる。ここで、角度依存性がある場合、その試料内部の組織構造、組織内部の各物質の精密な調査に対する重要な役割を果たすことができる。
【００９２】
これらのような測定対象物に対しても、光放射物体１００として扱うことで、放射特性を測定することができる。このとき、センサ２６は、光電子倍増管やアバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）を用いたセンサを適用して測定することができる。すなわち、センサ２６としては、シリコン系のＣＭＯＳ或いはＣＣＤ等だけでなく、光電子倍増管やアバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）を用いたセンサも適用することができる。
【００９３】
以上の様に、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、上述した以外の様々な変形例も含まれる。例えば、上記した実施形態に設けられた全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を削除したり、他の構成に置き換えたりすることも可能である。
【００９４】
例えば、図７、８で説明した、フィルタ５０を、複数の透過率の違うフィルタを設置できるように構成して、いずれかのフィルタを選択できる構成として、透過率を異ならして放射特性を測定してもよい。
【００９５】
また、図１３で説明した、半円球の固定部材９１の内面が側に、板厚のある半円球状のフィルタを設けるようにしてもよい。このときのフィルタは、フィルタ７０と同様の特徴があるものである。
【符号の説明】
【００９６】
１        放射特性測定システム
１０、９０      測定部
１１、９１      固定部材
１１ａ    内周部
１１ｂ    外周部
１２、９２      ガイド部
１５      ファイバ
２０      分光イメージングユニット
２６      センサ
３０      処理装置
５０、６１、７０  フィルタ
６０      可動フィルタ部材
８１、８２  レンズ
４０      分光処理装置
１００    光放射物体
２００    ディスプレイ
【図１】
2019027886.tif 000003
【図２】
2019027886.tif 000004
【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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