基準光源
【課題】微弱な光を安定して均一に面発光することができる基準光源を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ５から発した光を導光部材４で導光させ、第一光出射面４１から前方に出射すると共に、導光部材４を介してＬＥＤ５と対向するように設けたＳＰＤ６により検出する。そして、検出した発光量に基づき制御部９でＬＥＤ５から発する光の光量を制御する。ここで、第一減光フィルタ１０Ａ、マイクロレンズアレイ１３、第一拡散板１４、第二減光フィルタ１５及び第二拡散板１６を、第一光出射面４１上にて当該第一光出射面４１から遠ざかる方向にこの順で設けることで、第一光出射面４１から出射した光を、ＳＰＤ６で検出する光の光量よりも小さくなるように減光すると共に拡散する。
【解決手段】ＬＥＤ５から発した光を導光部材４で導光させ、第一光出射面４１から前方に出射すると共に、導光部材４を介してＬＥＤ５と対向するように設けたＳＰＤ６により検出する。そして、検出した発光量に基づき制御部９でＬＥＤ５から発する光の光量を制御する。ここで、第一減光フィルタ１０Ａ、マイクロレンズアレイ１３、第一拡散板１４、第二減光フィルタ１５及び第二拡散板１６を、第一光出射面４１上にて当該第一光出射面４１から遠ざかる方向にこの順で設けることで、第一光出射面４１から出射した光を、ＳＰＤ６で検出する光の光量よりも小さくなるように減光すると共に拡散する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基準光源に関し、特に、例えば遅延発光を計測する光検出器のキャリブレーションに用いられる基準光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、化学物質等の環境要因が生物の生長等に影響を及ぼすことが知られている。環境要因の影響の程度を評価する評価方法として、例えば以下の特許文献１には、藻類から発せられる遅延発光を計測することにより評価を行うものが開示されている。遅延発光とは、藻類等の光合成機能を有する生物（光合成サンプル）に対して光を照射した際に、当該光によるエネルギーにより、光合成色素から蛍光発光が生じる現象である。
【０００３】
この評価方法では、まず、同一の培養から得られる藻類試料を用いて、環境要因を含まない対照試料と、環境要因を含む曝露試料とをそれぞれ調製する。続いて、対照試料からの遅延発光（遅延蛍光）の光量と、曝露資料からの遅延発光の光量とをそれぞれ計測する。そして、計測した各光量について時間的変化の特徴点の経過時間を算出し、これら経過時間の比較値を求めることにより、環境要因の影響の程度を評価する。このような評価方法によれば、短時間で環境要因の影響の程度を評価することが可能である。
【０００４】
また、上述したような評価方法では、通常、対照試料からの遅延発光の計測と曝露試料からの遅延発光の計測とは、藻類試料の培養から遅延発光の計測までの時間を同一にして行われる。そのため、複数の光検出器を使用し、これら遅延発光の計測を別々の光検出器で同時に行う必要がある。よって、複数の光検出器の特性（感度、分光特性、ダーク、ユニフォミティ等）に機差があると評価を正確に行えないおそれがあるため、複数の光検出器に対しその特性が同程度となるよう予めキャリブレーションを行う必要がある。
【０００５】
ここで、藻類は水の中に分散して存在していることから、対照試料及び曝露試料からの遅延発光は立体的に発光点が分散している発光で受光器側から見ると面状に発光（面発光）するものとなる。従って、上記キャリブレーションを行う場合、対照試料及び曝露試料からの遅延発光と同様に、面発光を行う基準光源が必要となる。この点、面発光を行う光源として、例えば、液晶表示装置（液晶パネル）のバックライトとして使用される面光源装置（バックライトユニット）が知られている（例えば、下記特許文献２〜６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第二００５／０６２０２７号パンフレット
【特許文献２】特開２００５−９１５２６号公報
【特許文献３】特開２０１１− １０２８４８号公報
【特許文献４】特開２０１０−２４４７３０号公報
【特許文献５】特開２００９−７６３２９号公報
【特許文献６】特開２００７− １１５５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、藻類からの遅延発光は微弱な光であるため、遅延発光を計測する光検出器のキャリブレーションに使用する基準光源には、微弱な光を均一に面発光することが求められる。加えて、キャリブレーションを精度よく行うため、基準光源は、微弱な光を所定期間に亘り安定して発光する必要がある。しかしながら、上述した面光源装置は、藻類からの遅延発光に比べ強い光を発するものであり、当該光を微弱な光量レベルで安定させるよう制御することは困難である。従って、上述した面光源装置を基準光源として使用したとしても、微弱な光を安定して発光できず、その結果、キャリブレーションを精度よく行えないおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、微弱な光を安定して均一に面発光することができる基準光源を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る基準光源は、所定方向に向けて光を面状に発光する基準光源であって、所定方向を光の出射方向とする光出射面を有する導光部材と、所定方向と交差する方向における導光部材の一方側に設けられ、導光部材に向けて発光する発光部と、所定方向と交差する方向における導光部材の他方側に設けられ、導光部材を介して発光部と対向する受光面を有する受光部と、受光部で検出された光の光量に基づいて、発光部から発せられる光の光量を制御する制御部と、導光部材の光出射面上に設けられ、導光部材の光出射面から出射された光を拡散させると共に、当該光の光量を受光部で検出される光の光量よりも小さくなるように減光させる光出射部と、を備えたこと、を特徴とする。
【００１０】
この本発明の基準光源においては、発光部から導光部材に向けて発せられた光は、導光部材で導かれて光出射面から所定方向に出射される共に、導光部材で導かれて受光部で受光され、これにより、発光部から発せられる光の光量が制御部により制御される。導光部材の光出射面から出射された光は、光出射部によって拡散されると共に受光部で検出される光の光量よりも小さい光量となるように減光され、その結果、最終的に微弱な光となって外部へ面発光されることとなる。ここで、発光部と受光部とは導光部材を介して対向するように設けられているため、発光部から発せられた光が受光部により検出されやすい。よって、受光部で大きな光量の光を検出し、制御部で大きな光量に基づき発光部を制御することができるため、発光部で発せられる光の光量を安定して制御することが可能となる。従って、本発明によれば、微弱な光を安定して均一に面発光することが可能となる。
【００１１】
また、光出射部は、減光作用を有し、且つ光反射性を有する第一減光部と、光拡散作用を有する第一光拡散部と、減光作用を有する第二減光部と、光拡散作用を有する第二光拡散部と、を有し、第一減光部、第一光拡散部、第二減光部及び第二光拡散部は、所定方向に沿って、導光部材の光出射面から遠ざかる方向にこの順で積層されるように配置されていることが好ましい。この場合、導光部材の光出射面から出射された光は、第一減光部、第一光拡散部、第二減光部、及び第二光拡散部を順に通過することによって減光されると共に拡散されることとなる。このとき、第一減光部が光反射性を有することから、光出射面から出射された光の一部が第一減光部材によって導光部材内へ反射されて、受光部により検出される。そのため、受光部は一層大きな光量の光を検出することができる。
【００１２】
また、上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、第一減光部は、導光部材の光出射面の一部に設けられており、第一光拡散部は、方向性を持った光拡散を行なうマイクロレンズアレイと、光拡散作用を有する光拡散物質が内部に分散された拡散板と、を含み、マイクロレンズアレイ及び拡散板は、所定方向に沿って、導光部材の光出射面から遠ざかる方向にこの順で積層されるように配置されている構成が挙げられる。
【００１３】
また、上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、第一減光部は、導光部材の光出射面の全面に設けられており、第一光拡散部は、マイクロレンズアレイを含む構成が挙げられる。
【００１４】
また、第一光拡散部、第二減光部及び第二光拡散部は、所定方向を出射方向とする光出射面をそれぞれ有し、導光部材の光出射面の面積、第一光拡散部の光出射面の面積、第二減光部の光出射面の面積、及び第二光拡散部の光出射面の面積は、この順に大きくされていることが好ましい。この場合、導光部材の光出射面から出射された光が拡がるのを好適に利用して面発光させることができ、当該拡がる光を遮光リング等を設けて遮光する必要性を低減することが可能となる。
【００１５】
また、導光部材と第一光拡散部との間、第一光拡散部と第二減光部との間、及び、第二減光部と第二光拡散部との間の少なくとも１箇所における外縁部には、光を遮光する遮光部が設けられていることが好ましい。この場合、導光部材の光出射面から出射された光が、第一光拡散部、第二減光部及び第二光拡散部を通過する際、当該光がこれら各部位の間から漏れるのを一層抑制することができる。
【００１６】
また、導光部材における光出射面の反対面には、光反射性を有する反射部が設けられていることが好ましい。この場合、導光部材で導光される光を反射部により導光部材内へと確実に反射させることができる。その結果、一層大きな光量を受光部で検出することができ、発光部で発せられる光の光量を一層安定して制御することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、微弱な光を安定して均一に面発光することができる基準光源を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基準光源の前方側を示す斜視図である。
【図２】図１の基準光源の後方側を示す斜視図である。
【図３】図１の基準光源を示す分解斜視図である。
【図４】図１中のIV−IV線に沿っての断面図である。
【図５】図１の基準光源の制御部を示す概念図である。
【図６】図１の制御部の動作を示すフローチャートである。
【図７】図１の基準光源を用いてキャリブレーションを行う光検出器を示す概略図である。
【図８】図１の基準光源の発光量を示すグラフである。
【図９】比較形態に係る基準光源の発光量を示すグラフである。
【図１０】図１の基準光源における発光の安定性を示す結果及び比較形態に係る基準光源における発光の安定性を示す結果である。
【図１１】図１の基準光源による発光を示す分布図である。
【図１２】比較形態に係る基準光源による発光を示す分布図である。
【図１３】図１の基準光源を用いてキャリブレーションを行った光検出器の特性を示すグラフである。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る基準光源を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明の基準光源に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２０】
図１は本発明の第１実施形態に係る基準光源の前方側を示す斜視図、図２は図１の基準光源の後方側を示す斜視図、図３は図１の基準光源を示す分解斜視図、図４は図１中のIV-IV線に沿っての断面図である。図１〜４に示すように、基準光源１Ａは、例えば藻類からの遅延発光を計測する光検出器Ｐ（図７参照）のキャリブレーションに用いられるものであり、前方（所定方向）に向けて微弱な光を面状に発光（面発光）する。図３に示すように、基準光源１Ａは、筐体２、基板３、導光部材４、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光部）５、ＳＰＤ（Silicon PhotoDiode：受光部）６、反射板（反射部）７、光出射部８Ａ、及び制御部９を備えている。
【００２１】
筐体２は、基準光源１Ａの外囲を成すものであり、略直方体状を呈している。筐体２は、その大きさが例えば６０ｍｍ×３２ｍｍ×１２ｍｍ程度とされている。筐体２の長手方向一方側（図示右側）には、前後方向に貫く断面円形状の貫通孔２１Ａが設けられている。貫通孔２１Ａは、導光部材４及び光出射部８Ａを収容するための孔であり、図４に示すように、光出射部８Ａの外形に応じて前後方向に沿って直径が断続的に変化する段状を呈している。
【００２２】
筐体２の後面２３には、基板３を嵌合させるためのものとして、当該後面２３よりも若干狭い領域を有する矩形状の凹部２２が設けられている。この凹部２２の底面には、ＬＥＤ５、ＳＰＤ６、制御部９、及び蓄電部３２（後述）等の電子部品を収容するための凹部（不図示）がさらに設けられている。筐体２は、例えば樹脂等で形成することができ、本実施形態では黒色の樹脂により形成されている。
【００２３】
図３に戻り、基板３は、ＬＥＤ５、ＳＰＤ６、制御部９、及び蓄電部３２等の電子部品を固定して電気的に接続するものである。基板３は、筐体２の後面２３よりやや小さい略矩形板状を呈しており、上記筐体２の凹部２２に嵌められている。この基板３の前面は、電子部品が固定される基板面３１となっている。基板面３１において長手方向他方側には、基準光源１Ａを駆動する電力を蓄電するための蓄電部３２が設けられている。基板３の後面には、蓄電部３２と対応する位置に、外部から蓄電部３２に電力を取り込むための電極３３が設けられている（図２参照）。ここでの基板３は、基板面３１上から光が漏れることを抑制すべく、黒色とされている。
【００２４】
導光部材４は、ＬＥＤ５から発せられた光を導光して、面状の光にするためのものである。導光部材４は、略円板状を呈しており、貫通孔２１Ａの後部に収容されている（図４参照）。この導光部材４の主面としての前面は、第一光出射面４１とされている。第一光出射面４１は、前後方向を法線方向とする平面となっており、前方を出射方向として光を出射（面出射）する。
【００２５】
また、導光部材４は、その側面（円周面）に光入射面４２及び第二光出射面４３を有している。光入射面４２は、ＬＥＤ５で発光された光を導光部材４内に取り込むための面であり、第二光出射面４３は、導光部材４で導光した光をＳＰＤ６に向けて出射するための面である。これら光入射面４２と第二光出射面４３とは、基板３の長手方向において互いに対向しており、側面における互いに平行な二平面部を構成する。導光部材４は、光透過性を有する材料で形成することができる。導光部材４において、第一光出射面４１、光入射面４２及び第二光出射面４３を除く外面には、内部から外部に向かう光を内部に向けて反射する反射材が塗布されている。
【００２６】
このような導光部材４においては、その光入射面４２から入射した光が内部で表面反射されて、略均一に広がる。そして、この広がった光の一部が第一光出射面４１から前方に向けて面状に出射されると共に、その他部が第二光出射面４３からＳＰＤに向けて出射される。
【００２７】
図４に示すように、ＬＥＤ５は、基板面３１上において長手方向（すなわち前後方向と交差する方向）における導光部材４の一方側に設けられている。このＬＥＤ５は、導光部材４の光入射面４２に対して離間配置されており、光入射面４２に向けて発光する。ＬＥＤ５は、制御部９に接続されており、制御部９から印加される電圧値に基づいて発光する。ＬＥＤ５からの発光量は、例えば、フォトンカウンティングによる計測で１０９〜１０１２（Ｓ−１）程度とされている。なお、フォトンカウンティングによる計測の値は、発光量がフォトンカウンティングの検出範囲を超えるような場合には、計測換算値として求めることができる。例えば、４桁減光するフィルターを通した光がフォトンカウンティングでは１０５（Ｓ−１）ならその光は１０９（Ｓ−１）となる。
【００２８】
ＳＰＤ６は、基板面３１上において長手方向における導光部材４の他方側に設けられており、受光面６１を有している。受光面６１は、第二光出射面４３と対向するように、つまり、導光部材４を介してＬＥＤ５と対向するように設けられている。このＳＰＤ６は、導光部材４の第二光出射面４３に対して離間配置されており、導光部材４で導光されて第二光出射面４３から出射された光を受光する。
【００２９】
また、ＳＰＤ６は、制御部９に接続されており、受光した光の光量に応じた電流値を制御部９へ出力する。ここでのＳＰＤ６では、受光する光の光量を増大させるべく、受光面６１が比較的広いものとされている。ＳＰＤ６が受光可能な光量のレベルは、例えば、フォトンカウンティングによる計測で１０８〜１０１１（Ｓ−１）程度とされている。
【００３０】
反射板７は、導光部材４の内部から外部に向かう光を内部に向けて反射するものである。反射板７は、導光部材４の直径と略同等の円板状を呈しており、導光部材４の後面（第一光出射面４１の反対面）４４に配設されている。この反射板７により、導光部材４内において後面４４から出射しようとする光が、第一光出射面４１に向けて反射されると共に、第二光出射面４３を介してＳＰＤ６に向けて反射される。反射板７は、光を反射する性質である光反射性を有する材料で形成することができ、例えば基板面３１上にメッキ加工を施すことで形成することができる。
【００３１】
光出射部８Ａは、導光部材４の第一光出射面４１から出射された光を拡散すると共に、第一光出射面４１から出射された光の光量をＳＰＤ６で検出される光の光量よりも小さくなるように減光する。光出射部８Ａは、貫通孔２１Ａに収容されており、導光部材４の第一光出射面４１と対向するように当該第一光出射面４１上（導光部材４の前方）に設けられている。
【００３２】
この光出射部８Ａは、第一減光フィルタ（第一減光部）１０Ａ、第一マイクロプリズムシート１１、第二マイクロプリズムシート１２、マイクロレンズアレイ１３、第一拡散板１４、第二減光フィルタ（第二減光部）１５、及び第二拡散板（第二光拡散部）１６を備えている。これら第一減光フィルタ１０Ａ、第一マイクロプリズムシート１１、第二マイクロプリズムシート１２、マイクロレンズアレイ１３、第一拡散板１４、第二減光フィルタ１５、及び第二拡散板１６は、前後方向に沿って、第一光出射面４１から遠ざかる方向にこの順で積層されるように配設されている。
【００３３】
第一減光フィルタ１０Ａは、導光部材４の第一光出射面４１から出射された光を減光して透過させる機能と、当該光を導光部材４の内部に向けて反射する機能とを有している。この第一減光フィルタ１０Ａは、前方から見て略三日月状を呈しており（図３参照）、第一光出射面４１におけるＬＥＤ５側の部分に積層されている。これにより、第一減光フィルタ１０Ａは、第一光出射面４１のＬＥＤ５近傍部分にて出射される光を、減光及び反射する。第一減光フィルタ１０Ａの前面は、前後方向に垂直な面となっており、前方を出射方向とする光出射面とされている。第一減光フィルタ１０Ａとしては、減光作用及び光反射性を有するものを使用することができ、ここでは、例えばマジックミラーフィルムが用いられている。
【００３４】
第一マイクロプリズムシート１１は、第一光出射面４１から出射された光及び第一減光フィルタ１０Ａを通過した光を前方に集光し、その前方向の輝度を向上させる。第一マイクロプリズムシート１１は、導光部材４の直径よりも若干大きな直径の円板状を呈しており、第一光出射面４１の前方に同軸で配置されている。第一マイクロプリズムシート１１の前面は、前後方向に垂直な面となっており、前方を出射方向とする光出射面１１ａとされている。この第一マイクロプリズムシート１１の前面及び後面には、光を集光して輝度を向上させるための縞状のパターンが形成されている。
【００３５】
第二マイクロプリズムシート１２は、第一マイクロプリズムシート１１を通過した光を前方に集光し、その前方向の輝度を向上させる。第二マイクロプリズムシート１２は、第一マイクロプリズムシート１１の直径と略同等の円板状を呈しており、第一マイクロプリズムシート１１の前方に同軸で配置されている。第二マイクロプリズムシート１２の前面は、前後方向に垂直な面となっており、前方を出射方向とする光出射面１２ａとされている。
【００３６】
この第二マイクロプリズムシート１２としては、第一マイクロプリズムシート１１と同様なものを用いることができ、その前面及び後面には、同様な縞状のパターンが形成されている。なお、本実施形態では、第一マイクロプリズムシート１１及び第二マイクロプリズムシート１２は、その前面及び後面における上記縞状のパターンが互いに略直交するように配置されており、これにより、光を集光して輝度を向上させる効果が一層向上されている。
【００３７】
マイクロレンズアレイ１３は、方向性を持った光拡散を行なう光学素子であり、ここでは第二マイクロプリズムシート１２を通過した光を拡散させて面状に均一化する光学素子である。マイクロレンズアレイ１３は、第二マイクロプリズムシート１２と略同様な直径の円板状を呈しており、第二マイクロプリズムシート１２の前方に同軸で配置されている。マイクロレンズアレイ１３の前面は、前後方向に垂直な面となっており、前方を出射方向とする光出射面１３ａとされている。
【００３８】
このマイクロレンズアレイ１３の後面（すなわち光入射面）には、微細な凹凸によるサーフェース・レリーフホログラムパターンが設けられており、μｍ単位の微細なレンズを集積したような効果が得られるようになっている。これにより、マイクロレンズアレイ１３は、光を拡散する作用である光拡散作用を有している。
【００３９】
第一拡散板１４は、スリガラス状となっており、マイクロレンズアレイ１３を通過した光を藻類の遅延発光に似せるために、当該光を内部で拡散（内部拡散）するものである。第一拡散板１４は、マイクロレンズアレイ１３よりもやや小さい直径の円板状を呈しており、マイクロレンズアレイ１３の前方に同軸で配置されている。第一拡散板１４の前面は、前後方向に垂直な面となっており、前方を出射方向とする光出射面１４ａとされている。
【００４０】
この第一拡散板１４は、透過性を有する材料の内部に光拡散物質を分散させることで形成されている。これにより、第一拡散板１４は、第一光出射面４１から出射された光の拡散点がその面内に並ばないように、第一光出射面４１から出射された光を内部拡散し、分散点自体をばらつかせることが可能となっている。なお、本実施形態では、マイクロレンズアレイ１３及び第一拡散板１４が、第一光拡散部として機能する。
【００４１】
第二減光フィルタ１５は、第一拡散板１４を通過した光を微弱な光にするために、当該光を減光するものである。第二減光フィルタ１５は、第一拡散板１４及びマイクロレンズアレイ１３よりも大きな直径の円板状を呈しており、第一拡散板１４の前方に同軸で配置されている。第二減光フィルタ１５の前面は、前後方向に垂直な面となっており、前方を出射方向とする光出射面１５ａとされている。第二減光フィルタ１５としては、減光作用を有するものを使用することができ、ここでは、例えばゼラチンフィルターが用いられている。
【００４２】
第二拡散板１６は、第二減光フィルタ１５を通過した光を藻類の遅延発光に似せるために、当該光を内部拡散するものである。第二拡散板１６は、第二減光フィルタ１５よりも大きな直径の円板状を呈しており、第二減光フィルタ１５の前方に配置されている。第二拡散板１６の前面は、前後方向に垂直な面となっており、前後方向を出射方向とする光出射面１６ａとされている。光出射面１６ａは、外部に露出しており、基準光源１Ａにおける光出射面を構成する。第二拡散板１６としては、第一拡散板１４と同様なものを使用することができる。
【００４３】
制御部９は、ＳＰＤ６により検出された光の光量に基づいて、ＬＥＤ５の発光量を制御するものである。図５は、図１の基準光源の制御部を示す概念図である。図５に示すように、制御部９は、ＩＶ変換器９１及びコンパレータ９２を有している。ＩＶ変換器９１は、電流値を電圧値に変換するものであり、ＳＰＤ６及びコンパレータ９２に接続されている。
【００４４】
ＩＶ変換器９１は、ＳＰＤ６から入力した電流値を電圧値に変換し、変換した電圧値を出力値Ｘとしてコンパレータ９２に出力する。コンパレータ９２は、ＬＥＤ５の発光量を決定するものであり、ＬＥＤ５に接続されている。コンパレータ９２は、比較基準値Ｙを記憶しており、ＩＶ変換器から入力した出力値Ｘと、比較基準値Ｙとに基づいて、ＬＥＤ５に印加する電圧値を決定する。コンパレータ９２は、決定した電圧値をＬＥＤ５に印加する。
【００４５】
また、基準光源１Ａにおいて光出射部８Ａを構成する各部材の間には、その外縁部に円環状の遮光リング（遮光部）Ｒ１〜Ｒ６が配置されて遮光されている。具体的には、遮光リングＲ１は、導光部材４と第一マイクロプリズムシート１１との間の外周側に位置し、その一部が第一光出射面４１よりも径方向外側に突出するように設けられている。
【００４６】
遮光リングＲ２は、第一マイクロプリズムシート１１と第二マイクロプリズムシート１２との間の外周側に位置し、その一部が光出射面１１ａよりも径方向外側に突出するように設けられている。遮光リングＲ３は、第二マイクロプリズムシート１２とマイクロレンズアレイ１３との間の外周側に位置し、その一部が光出射面１２ａよりも径方向外側に突出するように設けられている。
【００４７】
遮光リングＲ４は、マイクロレンズアレイ１３と第一拡散板１４との間の外周側に位置し、その一部が光出射面１３ａよりも径方向外側に突出するように設けられている。遮光リングＲ５は、第一拡散板１４と第二減光フィルタ１５との間の外周側に位置し、その一部が光出射面１４ａよりも径方向外側に突出するように設けられている。遮光リングＲ６は、第二減光フィルタ１５と第二拡散板１６との間の外周側に位置し、その一部が光出射面１５ａよりも径方向外側に突出するように設けられている。
【００４８】
また、第二拡散板１６の光出射面１６ａにおける外縁部には、その一部が光出射面１５ａよりも径方向外側に突出するように円環状の遮光リング（遮光部）Ｒ７が設けられている。これにより、貫通孔２１Ａと第二拡散板１６の側面との間から光が漏れることが抑制されている。遮光リングＲ１〜Ｒ７は、例えば黒色の樹脂等により形成することができる。
【００４９】
なお、基準光源１Ａは、外部からの入力に基づいて発光量を設定することが可能とされている。すなわち、例えばコンピュータを基準光源１Ａの制御部９に接続することにより、基準光源１Ａの発光量が所望に可変される。ちなみに、コンパレータ９２の比較基準値Ｙは、設定された発光量に応じて適宜変更される。
【００５０】
次に、基準光源１Ａの動作について説明する。
【００５１】
ＬＥＤ５が導光部材４の光入射面４２に向けて発光し、導光部材４内に光が入射すると、入射した光は、導光部材４で表面反射を繰り返して導光すると共に、導光部材４の外周面に塗布された反射材及び反射板７により反射され、その一部の光が第一光出射面４１から前方に向けて面状に出射される。そして、第一光出射面４１から出射された光の大部分は、第一マイクロプリズムシート１１へそのまま向かい、第一光出射面４１から出射された残りの光は、第一減光フィルタ１０Ａを通過し減光された上で、第一マイクロプリズムシート１１に向かう。
【００５２】
続いて、第一マイクロプリズムシート１１へ向かった光は、第一マイクロプリズムシート１１及び第二マイクロプリズムシート１２をこの順に通過し、前方に集光されて前方向輝度が向上される。第一マイクロプリズムシート１１及び第二マイクロプリズムシート１２を通過した光は、マイクロレンズアレイ１３を通過し、面状に拡散される。マイクロレンズアレイ１３を通過した光は、第一拡散板１４を通過し、その分散点がばらつく。
【００５３】
続いて、第一拡散板１４を通過した光は、第二減光フィルタ１５を通過し、減光されて微弱な光になる。第二減光フィルタ１５を通過した光は、第二拡散板１６を通過し、その分散点がばらつく。そして、第二拡散板１６を通過した光は、前向に向けて面状に発光される。以上により、最終的に、基準光源１Ａから微弱な光が前方に向けて面発光されることとなる。
【００５４】
このとき、第一光出射面４１から出射された光は、導光部材４と第一マイクロプリズムシート１１との間、第一マイクロプリズムシート１１と第二マイクロプリズムシート１２との間、第二マイクロプリズムシート１２とマイクロレンズアレイ１３との間、マイクロレンズアレイ１３と第一拡散板１４との間、第一拡散板１４と第二減光フィルタ１５との間、第二減光フィルタ１５と第二拡散板１６との間、及び、第二拡散板１６の前面を通過する際、遮光リングＲ１〜Ｒ７により遮光され、側方から漏れることが抑制される。
【００５５】
また、上述した面発光と同時に、ＬＥＤ５から導光部材４内に入射した光は、導光部材４で表面反射を繰り返しながら導光すると共に、導光部材４の外周面に塗布された反射材、第一減光フィルタ１０Ａ、及び反射板７により反射され、第二光出射面４３からＳＰＤ６に向けて出射される。そして、第二光出射面４３から出射された光の光量が、ＳＰＤ６により検出される。
【００５６】
ＳＰＤ６は、検出した光量を、電流値として制御部９のＩＶ変換器９１に出力する。ＩＶ変換器９１は、ＳＰＤ６から入力された電流値を電圧値に変換し、変換した電圧値を出力値Ｘとしてコンパレータ９２に出力する。図６に示すように、コンパレータ９２は、ＩＶ変換器９１から出力値Ｘが入力されると（ステップＳ１０）、出力値Ｘと比較基準値Ｙとを比較する（ステップＳ１２）。
【００５７】
上記ステップＳ１２において出力値Ｘが比較基準値Ｙよりも大きい場合、コンパレータ９２は、ＬＥＤ５に印加する電力値を現在の電力値よりも低く決定する（ステップＳ１４）。一方、上記ステップＳ１２において出力値Ｘと比較基準値Ｙとが互いに等しい場合、コンパレータ９２は、ＬＥＤ５に印加する電力値を変更しない（ステップＳ１６）。他方、上記ステップＳ１２において出力値Ｘが比較基準値Ｙよりも小さい場合、コンパレータ９２は、ＬＥＤ５に印加する電力値を現在の電力値よりも高く決定する（ステップＳ１８）。
【００５８】
続いて、コンパレータ９２は、決定した電圧値をＬＥＤ５に印加して、ＬＥＤ５の発光量を制御する。その結果、ＬＥＤ５からの発光量が安定するようにＬＥＤ５が制御され、基準光源１Ａから発光される微弱な光が安定したものとなる。
【００５９】
次に、基準光源１Ａを用いて光検出器のキャリブレーションを行う方法について説明する。まず、基準光源１Ａを用いてキャリブレーションを行う光検出器について説明する。図７は、本発明の実施形態に係る基準光源を用いてキャリブレーションを行う光検出器を示す概略図である。
【００６０】
図７に示すように、光検出器Ｐ（増倍型光検出器：Photo Multiplier Tube）は、藻類試料から調製された試料（光合成サンプルとも言う）からの遅延発光を検出する装置であり、計測ユニット１００内に設けられている。計測ユニット１００は、光検出器Ｐの他、試料設置部１１０、集光光学系１２０、励起光源１３０、透過光源１４０、透過光検出器１５０、第一シャッタ１６０、及び第二シャッタ１７０を備えている。これらの構成要素は、筐体１８０に収容されている。
【００６１】
試料設置部１１０は、計測対象である試料を設置するための部分であり、試料室Ｋ内に配置されている。試料室Ｋは、扉の開閉によって試料の出し入れが可能であり、扉を閉めると外部からの光が遮断される暗箱になっている。試料設置部１１０は、光合成サンプルを試料として入れたセルを設置可能なように構成されている。なお、試料設置部１１０は、筐体１８０外から送液ポンプ等により試料を導入できるように構成されてもよい。
【００６２】
光検出器Ｐは、試料への励起光の照射によって生じる遅延発光を受光し、受光した遅延発光を、その光強度（発光量）に応じた電気信号に変換し、印加電圧に応じた電気信号を出力値として不図示の演算ユニット等に出力する。光検出器Ｐは、例えば、光電子増倍管やアンバランシェフォトダイオードなど、増倍型光検出器を用いて構成される。集光光学系１２０は、試料への励起光の照射によって発生する微弱な遅延発光を集光し、集光した遅延発光を光検出器Ｐに導くように設けられている。
【００６３】
励起光源１３０は、試料設置部１１０に設置された試料に光（励起光）を照射する。励起光源１３０は、植物の光合成に有効な光波長（２８０〜８００ｎｍ）を放射可能であればよく、例えば、発光ダイオード、半導体レーザー素子又は電球が用いられる。透過光源１４０は、試料に透過光を照射し、透過光検出器１５０は、試料を透過した透過光や散乱光を計測する。
【００６４】
第一シャッタ１６０は、集光光学系１２０及び光検出器Ｐと試料室Ｋとを光的に分画するために、集光光学系１２０と試料設置部１１０との間に開閉自在に設けられている。第一シャッタ１６０を閉じることで、励起光源１３０や透過光源１４０からの光が集光光学系１２０及び光検出器Ｐに直接入射することを防止でき、集光光学系等の構成部品の発光（残光）を防ぐことができる。
【００６５】
第二シャッタ１７０は、励起光源１３０と試料室Ｋとを光的に分画するために、励起光源１３０と試料設置部１１０との間に開閉自在に設けられている。第二シャッタ１７０を閉じることで、励起光源１３０から試料設置部１１０に照射される光を遮断すると共に、励起光源１３０を消灯した直後に生じる僅かな残光が試料設置部１１０に照射されるのを防ぐことができる。
【００６６】
このような光検出器Ｐを複数用いて複数の試料の遅延発光を同時計測する場合、光検出器Ｐの出力特性の個体差が問題になる。例えば、光検出器Ｐでは、印加電圧などの動作条件が同じでも、光入力に対する出力値（ゲイン）、検出上限、及び検出下限等の出力特性に個体差が生じることがある。これに対し、遅延発光は光強度が極めて小さい微弱な発光であり、且つ、遅延発光の光強度は経時的に４〜５桁の範囲で変化し、励起光の照射停止後の数秒間での変化が大きいため、複数の光検出器Ｐの出力特性に個体差があると、計測値にばらつきが生じやすい。なお、印加電圧とは、理想的な出力特性が得られる光入力の光強度の範囲を調節するために、光検出器Ｐ毎に調整された電圧である。
【００６７】
そこで、遅延発光の計測を行う前に、複数の光検出器Ｐの個体差を小さくすべく、複数の光検出器Ｐごとに基準光源１Ａを用いて次のキャリブレーションを実施する。すなわち、まず、電極３３を介して蓄電部３２に電力を予め充電した後、基準光源１Ａからの発光量を藻類からの遅延発光の光量の範囲内で設定する。続いて、設定した発光量の光を基準光源１Ａから面発光させた状態で、当該基準光源１Ａを試料設置部１１０に直ちにセットする。なお、基準光源１Ａからの発光量は、光検出器Ｐにより光の入力が無い状態（ダーク）を計測し、光の入力が無いにも拘らず光検出器Ｐから出力される誤差値（ダーク値）の影響を考慮して決定してもよい。
【００６８】
続いて、第二シャッタ１７０を閉じ、この状態で基準光源１Ａからの発光量を光検出器Ｐにより計測する。そして、このような光検出器Ｐによる計測を、基準光源１Ａからの発光量を変えて複数回行う。得られた複数の計測値に基づいて、光検出器Ｐにおける入力（基準光源１Ａからの発光量）に対する出力（計測値）の特性を求める。
【００６９】
求めた特性が予め定められた所定範囲内に収まってない場合、印加電圧により光検出器Ｐを調節し、上述した光検出器Ｐによる計測を再び繰り返す。一方、求めた特性が予め定められた所定範囲内に収まっている場合、キャリブレーションを終了する。これにより、複数の光検出器Ｐの特性を予め定められた所定特性に揃えることが可能となる。
【００７０】
ところで、藻類からの遅延発光の光量は、例えば、フォトンカウンティングによる計測で１０６（Ｓ−１）以下程度のものであり、非常に小さいのに対し、上述したように、ＬＥＤ５からの発光量は、例えばフォトンカウンティングによる計測で１０９〜１０１２（Ｓ−１）程度と大きいものとなっている。そのため、ＬＥＤ５から発せられた光を導光部材４の第一光出射面４１からそのまま外部に面出射すると、面出射する光の光量が藻類からの遅延発光の光量に比べて大きすぎてしまう。従って、藻類からの遅延発光に似せるため、基準光源１Ａから外部に面出射される光は、例えばフォトンカウンティングによる計測で１０６（Ｓ−１）以下程度の微弱光とされることが求められ、よって、ＬＥＤ５から発せられた光は、光出射部８Ａによって例えば１／１０００以下に減光される必要がある。
【００７１】
この点、本実施形態に係る基準光源１Ａでは、上述した構成を採用することにより、基準光源１Ａから外部に面出射される光の光量をＬＥＤ５から発せられる光の光量の１／１０００以下まで減光することが可能となっている。つまり、基準光源１Ａによれば、例えばフォトンカウンティングによる計測で、藻類からの遅延発光の光量と同程度（１０３〜１０６（Ｓ−１）程度）の微弱光を面出射することが可能となる。
【００７２】
また、本実施形態では、上述したように、ＬＥＤ５とＳＰＤ６とが導光部材４を介して対向するように設けられているため、ＬＥＤ５からＳＰＤ６に直接向かう光が増加してＳＰＤ６はＬＥＤ５から発せられた光を検出しやすくなり、より大きな光量を検出することができる。加えて、第一減光フィルタ１０Ａ及び反射板７により導光部材４内で光を反射させることで、ＳＰＤ６により大きな光量を検出することができる。従って、制御部９により大きな光量に基づいてＬＥＤ５を制御することができ、ＬＥＤ５の発光量を安定させることができる。その結果、本実施形態によれば、微弱光を安定して均一に面発光することができる。
【００７３】
図８は図１の基準光源からの発光量を示すグラフ、図９は比較形態に係る基準光源からの発光量を示すグラフ、図１０は図１の基準光源の発光の安定性を示す結果及び比較形態に係る基準光源の発光の安定性を示す結果である。図８中における各データは、光検出器Ｐを用いて、発光量の異なる３個体の上記実施形態（基準光源１Ａ）の光量を各々計測したものである。同様に、図９中における各データは、光検出器Ｐを用いて、発光量の異なる３個体の比較形態に係る基準光源の光量を各々計測したものである。
【００７４】
なお、各計測では、計測時間を６００秒間としている。また、比較形態に係る光源としては、第一減光フィルタ１０Ａ及びマイクロレンズアレイ１３を有さない光源としている。また、図１０中の安定性Ｓ（％）は、図８，９の各結果に基づき下式（１）により算出したものである。この安定性Ｓは、１００（％）に近いほど発光の安定性が高いことを示している。
【数１】
但し、
ＡＳ（Ｓ−１）：計測開始後０．１〜１０秒の間の計測値の平均値
ＡＥ（Ｓ−１）：計測開始後５９０．１〜６００秒の間の計測値の平均値
【００７５】
図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、基準光源１Ａにおける発光量の経時変化（全体的な傾きや振幅）は、すべての設定値において小さいことがわかる。また、図１０における実施形態の（ａ）〜（ｃ）に示すように、基準光源１Ａからの発光は、全ての設定値において安定性が高くなっている。一方、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、比較形態における発光量の経時変化は、基準光源１Ａからの発光量に比して大きいことがわかる。また、図１０における比較形態の（ａ），（ｃ）に示すように、比較形態に係る光源からの発光は、必ずしも安定性が高いものにはならない。以上の結果、本実施形態では微弱な光が所定期間に亘り安定して均一に面発光されることを確認することができる。
【００７６】
図１１は図１の基準光源からの発光を示す分布図、図１２は比較形態に係る基準光源からの発光を示す分布図である。図１１中における分布図は、上記基準光源１Ａから面発光された光をフォトカウンター（浜松ホトニクス社製 ＡＲＧＵＳ−５０）によりフォトカウンティングし、得られた光量を積算することで求められている。同様に、図１２中における分布図は、上記比較形態に係る光源から面発光された光をフォトカウンティングし、得られた光量を積算することで求められている。なお、図１１，１２中においては、発光量を変えた３種類の分布図を示しており、明部ほど発光量が大きい（暗部ほど発光量が小さい）ことを示している。
【００７７】
図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、基準光源１Ａでは、すべての設定値を通して円形状の光出射面１６ａ（図１参照）内において発光量が略均一になっていることがわかる。一方、図１２（ｂ），（ｃ）に示すように、比較形態に係る光源では、円形状の光出射面内において中心部よりも外縁付近で発光量が高くなっており、発光量は均一になっていない。以上の結果、本実施形態では微弱な光が均一に面発光されることを確認することができる。
【００７８】
また、本実施形態では、上述したように、光拡散作用を有する光拡散物質が内部に分散された第一拡散板１４及び第二拡散板１６を備えていることから、第一光出射面４１から出射された光が第一拡散板１４及び第二拡散板１６を通過する際、その内部に分散された光拡散物質により分散点をばらつかせることができる。よって、基準光源１Ａから面発光される光を、藻類による遅延発光に好適に似せることができる。
【００７９】
また、本実施形態では、上述したように、導光部材４の後面４４に反射板７が設けられているため、一層大きな光量をＳＰＤ６で検出することができ、微弱光を一層安定して均一に面発光することができる。また、上述したように、光を遮光する遮光リングＲ１〜Ｒ７が設けられているため、導光部材４の第一光出射面４１から前方へ出射された光が前方に行くに従って過度に拡がった場合でも、当該光が外部へ漏れるのを確実に抑制することができる。
【００８０】
図１３は図１の基準光源を用いてキャリブレーションを行った光検出器の特性を示すグラフである。図１３中の各データは、異なる３つの光検出器Ｐについて上記基準光源１Ａを用いてキャリブレーションを行い、同一の試料からの遅延発光を計測したものである。図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態では、異なる３つの光検出器Ｐそれぞれにおいて、その特性を互いに略同一にできたことがわかる。これにより、複数の光検出器の特性を略同一に揃えることが可能であり、良好なキャリブレーションが可能であることを確認できる。
【００８１】
なお、導光部材４の第一光出射面４１においてＬＥＤ５の近傍部分では、ＬＥＤ５から光が届きやすいため、他の部分に比べて大きい光量の光が出射されやすい。この点、上述したように、本実施形態では、第一光出射面４１のＬＥＤ５の近傍部分に減光作用及び反射作用を有する第一減光フィルタ１０Ａが設けられているため、第一光出射面４１において出射される光の光量分布を一層均一化することができる。
【００８２】
次に、本発明の第２実施形態に係る基準光源について説明する。図１４は、本発明の第２実施形態に係る基準光源を示す断面図である。図１４に示すように、本実施形態に係る基準光源１Ｂが第１実施形態に係る基準光源１Ａ（図４参照）と異なる点は、光出射部８Ａに代えて光出射部８Ｂを備えた点、導光部材４の後面（第一光出射面４１の反対面）４４側に減光膜１０Ｃを備えた点である。
【００８３】
光出射部８Ｂは、貫通孔２１Ｂに収容されており、導光部材４の第一光出射面４１と対向するように当該第一光出射面４１上に設けられている。この光出射部８Ｂは、減光膜（第一減光部）１０Ｂ、マイクロレンズアレイ１７（第一光拡散部）、減光フィルタ（第二減光部）１８、及び拡散板（第二光拡散部）１９を備えており、これらは、前後方向に沿って、第一光出射面４１から遠ざかる方向にこの順で積層されるように配設されている。
【００８４】
減光膜１０Ｂは、導光部材４の第一光出射面４１から出射された光を減光すると共に、第一光出射面４１から出射された光を導光部材４の内部に向けて反射するものである。この減光膜１０Ｂは、第一光出射面４１上に全面に設けられている。ここでの減光膜１０Ｂとしては、例えば、減光作用及び反射作用を有する材料を第一光出射面４１上に蒸着させることで形成されている。
【００８５】
マイクロレンズアレイ１７は、減光膜１０Ｂを通過した光を面状に均一にするために当該光を拡散させるものであり、減光膜１０Ｂの前方に配置されている。マイクロレンズアレイ１７の前面は、前後方向に垂直な面となっており、前後方向を出射方向とする光出射面１７ａとされている。このマイクロレンズアレイ１７は、導光部材４よりも大きな直径の円板状を呈しており、光出射面１７ａの面積は、導光部材４の第一光出射面４１の面積よりも大きくされている。マイクロレンズアレイ１７としては、例えば第１実施形態に係るマイクロレンズアレイ１３と同様なものを使用することができる。
【００８６】
減光フィルタ１８は、マイクロレンズアレイ１７を通過した光を微弱な光にするために当該光を減光するものであり、マイクロレンズアレイ１７の光出射面１７ａに設けられている。減光フィルタ１８の前面は、前後方向に垂直な面となっており、前後方向を出射方向とする光出射面１８ａとされている。この減光フィルタ１８はマイクロレンズアレイ１７よりも大きな直径の円板状を呈しており、光出射面１８ａの面積は、マイクロレンズアレイ１７の光出射面１７ａの面積よりも大きくされている。減光フィルタ１８としては、例えば第１実施形態に係る第二減光フィルタ１５と同様なものを使用することができ、マイクロレンズアレイ１７と拡散板１９との間に蒸着させることで配置することができる。
【００８７】
拡散板１９は、減光フィルタ１８を通過した光を藻類の遅延発光に似せるために当該光を内部拡散するものであり、減光フィルタ１８の光出射面１８ａに設けられている。拡散板１９の前面は、前後方向に垂直な面となっており、前後方向を出射方向とする光出射面１９ａとされている。この拡散板１９は、減光フィルタ１８よりも大きな直径の円板状を呈しており、光出射面１９ａの面積は、減光フィルタ１８の光出射面１８ａの面積よりも大きくされている。拡散板１９の光出射面１９ａは、外部に露出しており、基準光源１Ｂにおける光出射面を構成する。拡散板１９としては、第１実施形態に係る第一拡散板１４と同様なものを使用することができる。
【００８８】
減光膜１０Ｃは、導光部材４の後面４４と反射板７との間に設けられており、反射板７に達する光を減光し、導光部材４へむけて反射するものである。ここでの減光膜１０Ｃとしては、上述の減光膜１０Ｂと同様に、例えば、減光作用及び反射作用を有する材料を後面４４上に蒸着させることで形成されている。なお、導光部材４において、第一光出射面４１、光入射面４２、第二光出射面４３及び後面４４を除く外面には、第一実施形態と同様に、内部から外部に向かう光を内部に向けて反射する反射材が塗布されている。
【００８９】
以上、本実施形態においても、上記第１実施形態と略同様な効果を奏する。加えて、上述したように、減光膜１０Ｂが導光部材４の第一光出射面４１の全面に設けられていることから、減光膜１０Ｂにより導光部材４内に反射させる光の光量を増加することができ、ＳＰＤ６にて受光される光の光量を増加することができるため、面発光する光が一層安定するようにＬＥＤ５を制御することができる。
【００９０】
また、本実施形態では、上述したように、導光部材４の第一光出射面４１の面積、マイクロレンズアレイ１７の光出射面１７ａの面積、減光フィルタ１８の光出射面１８ａの面積、及び拡散板１９の光出射面１９ａの面積がこの順に大きくされている。このように、基準光源１Ｂの光出射方向である前方に行くに従って光出射面４１，１７ａ，１８ａ，１９ａが拡がるように構成されているため、導光部材４の第一光出射面４１から出射された光が前方へ行くに従って拡がるのを好適に利用して面発光させることができ、遮光リング等を設けて当該光の拡がりを遮光する必要性を低減することが可能となる。その結果、部品点数を減らすことができる。
【００９１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。
【００９２】
例えば、上記第１実施形態では、第二減光フィルタ１５と第二拡散板１６との間に、光拡散作用を有するシート（拡散板）をさらに設けてもよい。また、上記第１実施形態は、場合によっては、第一マイクロプリズムシート１１、第二マイクロプリズムシート１２、反射板７を備えなくてもよい。
【００９３】
また、上記実施形態では、光入射面４２及び第二光出射面４３を除く導光部材４の全面に、光反射性を有する蒸着膜を設けてもよい。この場合、ＳＰＤ６にて受光される光の光量を例えば数十％増加させることができる。また、上記実施形態では、発光部としてＬＥＤ５を備えたが、発光部としては、光を発光するものであれば種々の光学素子を用いることができる。また、上記実施形態では、受光部としてＳＰＤ６を備えたが、受光部としては、光を受光するものであれば種々の光学素子を用いることができる。
【００９４】
なお、上記実施形態は、ＬＥＤ５から発せられた光を例えば１／１０００以下に減光し、基準光源１Ａから面発光される光をフォトンカウンティングによる計測で１０６（Ｓ−１）以下程度の微弱光としたが、これに限定されるものではない。例えば、上記実施形態は、面発光される光に余裕幅をもたせるため、当該光の上限値をフォトンカウンティングによる計測で１０７（Ｓ−１）としてもよい。この場合、ＬＥＤ５から発せられた光は例えば１／１００に減光される。
【符号の説明】
【００９５】
１Ａ，１Ｂ…基準光源、４…導光部材、５…ＬＥＤ（発光部）、６…ＳＰＤ（受光部）、７…反射板、８Ａ，８Ｂ…光出射部、９…制御部、１０Ａ…第一減光フィルタ（第一減光部）、１０Ｂ…減光膜（第一減光部）、１３…マイクロレンズアレイ（第一光拡散部）、１４…第一拡散板（第一光拡散部）、１５…第二減光フィルタ（第二減光部）、１６…第二拡散板（第二光拡散部）、１７…マイクロレンズアレイ（第一光拡散部）、１７ａ…光出射面、１８…減光フィルタ（第二減光部）、１８ａ…光出射面、１９…拡散板（第二光拡散部）、１９ａ…光出射面、４１…第一光出射面（光出射面）、６１…受光面、Ｒ１〜Ｒ８…遮光リング（遮光部）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基準光源に関し、特に、例えば遅延発光を計測する光検出器のキャリブレーションに用いられる基準光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、化学物質等の環境要因が生物の生長等に影響を及ぼすことが知られている。環境要因の影響の程度を評価する評価方法として、例えば以下の特許文献１には、藻類から発せられる遅延発光を計測することにより評価を行うものが開示されている。遅延発光とは、藻類等の光合成機能を有する生物（光合成サンプル）に対して光を照射した際に、当該光によるエネルギーにより、光合成色素から蛍光発光が生じる現象である。
【０００３】
この評価方法では、まず、同一の培養から得られる藻類試料を用いて、環境要因を含まない対照試料と、環境要因を含む曝露試料とをそれぞれ調製する。続いて、対照試料からの遅延発光（遅延蛍光）の光量と、曝露資料からの遅延発光の光量とをそれぞれ計測する。そして、計測した各光量について時間的変化の特徴点の経過時間を算出し、これら経過時間の比較値を求めることにより、環境要因の影響の程度を評価する。このような評価方法によれば、短時間で環境要因の影響の程度を評価することが可能である。
【０００４】
また、上述したような評価方法では、通常、対照試料からの遅延発光の計測と曝露試料からの遅延発光の計測とは、藻類試料の培養から遅延発光の計測までの時間を同一にして行われる。そのため、複数の光検出器を使用し、これら遅延発光の計測を別々の光検出器で同時に行う必要がある。よって、複数の光検出器の特性（感度、分光特性、ダーク、ユニフォミティ等）に機差があると評価を正確に行えないおそれがあるため、複数の光検出器に対しその特性が同程度となるよう予めキャリブレーションを行う必要がある。
【０００５】
ここで、藻類は水の中に分散して存在していることから、対照試料及び曝露試料からの遅延発光は立体的に発光点が分散している発光で受光器側から見ると面状に発光（面発光）するものとなる。従って、上記キャリブレーションを行う場合、対照試料及び曝露試料からの遅延発光と同様に、面発光を行う基準光源が必要となる。この点、面発光を行う光源として、例えば、液晶表示装置（液晶パネル）のバックライトとして使用される面光源装置（バックライトユニット）が知られている（例えば、下記特許文献２〜６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第二００５／０６２０２７号パンフレット
【特許文献２】特開２００５−９１５２６号公報
【特許文献３】特開２０１１− １０２８４８号公報
【特許文献４】特開２０１０−２４４７３０号公報
【特許文献５】特開２００９−７６３２９号公報
【特許文献６】特開２００７− １１５５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、藻類からの遅延発光は微弱な光であるため、遅延発光を計測する光検出器のキャリブレーションに使用する基準光源には、微弱な光を均一に面発光することが求められる。加えて、キャリブレーションを精度よく行うため、基準光源は、微弱な光を所定期間に亘り安定して発光する必要がある。しかしながら、上述した面光源装置は、藻類からの遅延発光に比べ強い光を発するものであり、当該光を微弱な光量レベルで安定させるよう制御することは困難である。従って、上述した面光源装置を基準光源として使用したとしても、微弱な光を安定して発光できず、その結果、キャリブレーションを精度よく行えないおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、微弱な光を安定して均一に面発光することができる基準光源を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る基準光源は、所定方向に向けて光を面状に発光する基準光源であって、所定方向を光の出射方向とする光出射面を有する導光部材と、所定方向と交差する方向における導光部材の一方側に設けられ、導光部材に向けて発光する発光部と、所定方向と交差する方向における導光部材の他方側に設けられ、導光部材を介して発光部と対向する受光面を有する受光部と、受光部で検出された光の光量に基づいて、発光部から発せられる光の光量を制御する制御部と、導光部材の光出射面上に設けられ、導光部材の光出射面から出射された光を拡散させると共に、当該光の光量を受光部で検出される光の光量よりも小さくなるように減光させる光出射部と、を備えたこと、を特徴とする。
【００１０】
この本発明の基準光源においては、発光部から導光部材に向けて発せられた光は、導光部材で導かれて光出射面から所定方向に出射される共に、導光部材で導かれて受光部で受光され、これにより、発光部から発せられる光の光量が制御部により制御される。導光部材の光出射面から出射された光は、光出射部によって拡散されると共に受光部で検出される光の光量よりも小さい光量となるように減光され、その結果、最終的に微弱な光となって外部へ面発光されることとなる。ここで、発光部と受光部とは導光部材を介して対向するように設けられているため、発光部から発せられた光が受光部により検出されやすい。よって、受光部で大きな光量の光を検出し、制御部で大きな光量に基づき発光部を制御することができるため、発光部で発せられる光の光量を安定して制御することが可能となる。従って、本発明によれば、微弱な光を安定して均一に面発光することが可能となる。
【００１１】
また、光出射部は、減光作用を有し、且つ光反射性を有する第一減光部と、光拡散作用を有する第一光拡散部と、減光作用を有する第二減光部と、光拡散作用を有する第二光拡散部と、を有し、第一減光部、第一光拡散部、第二減光部及び第二光拡散部は、所定方向に沿って、導光部材の光出射面から遠ざかる方向にこの順で積層されるように配置されていることが好ましい。この場合、導光部材の光出射面から出射された光は、第一減光部、第一光拡散部、第二減光部、及び第二光拡散部を順に通過することによって減光されると共に拡散されることとなる。このとき、第一減光部が光反射性を有することから、光出射面から出射された光の一部が第一減光部材によって導光部材内へ反射されて、受光部により検出される。そのため、受光部は一層大きな光量の光を検出することができる。
【００１２】
また、上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、第一減光部は、導光部材の光出射面の一部に設けられており、第一光拡散部は、方向性を持った光拡散を行なうマイクロレンズアレイと、光拡散作用を有する光拡散物質が内部に分散された拡散板と、を含み、マイクロレンズアレイ及び拡散板は、所定方向に沿って、導光部材の光出射面から遠ざかる方向にこの順で積層されるように配置されている構成が挙げられる。
【００１３】
また、上記作用効果を好適に奏する構成として、具体的には、第一減光部は、導光部材の光出射面の全面に設けられており、第一光拡散部は、マイクロレンズアレイを含む構成が挙げられる。
【００１４】
また、第一光拡散部、第二減光部及び第二光拡散部は、所定方向を出射方向とする光出射面をそれぞれ有し、導光部材の光出射面の面積、第一光拡散部の光出射面の面積、第二減光部の光出射面の面積、及び第二光拡散部の光出射面の面積は、この順に大きくされていることが好ましい。この場合、導光部材の光出射面から出射された光が拡がるのを好適に利用して面発光させることができ、当該拡がる光を遮光リング等を設けて遮光する必要性を低減することが可能となる。
【００１５】
また、導光部材と第一光拡散部との間、第一光拡散部と第二減光部との間、及び、第二減光部と第二光拡散部との間の少なくとも１箇所における外縁部には、光を遮光する遮光部が設けられていることが好ましい。この場合、導光部材の光出射面から出射された光が、第一光拡散部、第二減光部及び第二光拡散部を通過する際、当該光がこれら各部位の間から漏れるのを一層抑制することができる。
【００１６】
また、導光部材における光出射面の反対面には、光反射性を有する反射部が設けられていることが好ましい。この場合、導光部材で導光される光を反射部により導光部材内へと確実に反射させることができる。その結果、一層大きな光量を受光部で検出することができ、発光部で発せられる光の光量を一層安定して制御することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、微弱な光を安定して均一に面発光することができる基準光源を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基準光源の前方側を示す斜視図である。
【図２】図１の基準光源の後方側を示す斜視図である。
【図３】図１の基準光源を示す分解斜視図である。
【図４】図１中のIV−IV線に沿っての断面図である。
【図５】図１の基準光源の制御部を示す概念図である。
【図６】図１の制御部の動作を示すフローチャートである。
【図７】図１の基準光源を用いてキャリブレーションを行う光検出器を示す概略図である。
【図８】図１の基準光源の発光量を示すグラフである。
【図９】比較形態に係る基準光源の発光量を示すグラフである。
【図１０】図１の基準光源における発光の安定性を示す結果及び比較形態に係る基準光源における発光の安定性を示す結果である。
【図１１】図１の基準光源による発光を示す分布図である。
【図１２】比較形態に係る基準光源による発光を示す分布図である。
【図１３】図１の基準光源を用いてキャリブレーションを行った光検出器の特性を示すグラフである。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る基準光源を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明の基準光源に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２０】
図１は本発明の第１実施形態に係る基準光源の前方側を示す斜視図、図２は図１の基準光源の後方側を示す斜視図、図３は図１の基準光源を示す分解斜視図、図４は図１中のIV-IV線に沿っての断面図である。図１〜４に示すように、基準光源１Ａは、例えば藻類からの遅延発光を計測する光検出器Ｐ（図７参照）のキャリブレーションに用いられるものであり、前方（所定方向）に向けて微弱な光を面状に発光（面発光）する。図３に示すように、基準光源１Ａは、筐体２、基板３、導光部材４、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光部）５、ＳＰＤ（Silicon PhotoDiode：受光部）６、反射板（反射部）７、光出射部８Ａ、及び制御部９を備えている。
【００２１】
筐体２は、基準光源１Ａの外囲を成すものであり、略直方体状を呈している。筐体２は、その大きさが例えば６０ｍｍ×３２ｍｍ×１２ｍｍ程度とされている。筐体２の長手方向一方側（図示右側）には、前後方向に貫く断面円形状の貫通孔２１Ａが設けられている。貫通孔２１Ａは、導光部材４及び光出射部８Ａを収容するための孔であり、図４に示すように、光出射部８Ａの外形に応じて前後方向に沿って直径が断続的に変化する段状を呈している。
【００２２】
筐体２の後面２３には、基板３を嵌合させるためのものとして、当該後面２３よりも若干狭い領域を有する矩形状の凹部２２が設けられている。この凹部２２の底面には、ＬＥＤ５、ＳＰＤ６、制御部９、及び蓄電部３２（後述）等の電子部品を収容するための凹部（不図示）がさらに設けられている。筐体２は、例えば樹脂等で形成することができ、本実施形態では黒色の樹脂により形成されている。
【００２３】
図３に戻り、基板３は、ＬＥＤ５、ＳＰＤ６、制御部９、及び蓄電部３２等の電子部品を固定して電気的に接続するものである。基板３は、筐体２の後面２３よりやや小さい略矩形板状を呈しており、上記筐体２の凹部２２に嵌められている。この基板３の前面は、電子部品が固定される基板面３１となっている。基板面３１において長手方向他方側には、基準光源１Ａを駆動する電力を蓄電するための蓄電部３２が設けられている。基板３の後面には、蓄電部３２と対応する位置に、外部から蓄電部３２に電力を取り込むための電極３３が設けられている（図２参照）。ここでの基板３は、基板面３１上から光が漏れることを抑制すべく、黒色とされている。
【００２４】
導光部材４は、ＬＥＤ５から発せられた光を導光して、面状の光にするためのものである。導光部材４は、略円板状を呈しており、貫通孔２１Ａの後部に収容されている（図４参照）。この導光部材４の主面としての前面は、第一光出射面４１とされている。第一光出射面４１は、前後方向を法線方向とする平面となっており、前方を出射方向として光を出射（面出射）する。
【００２５】
また、導光部材４は、その側面（円周面）に光入射面４２及び第二光出射面４３を有している。光入射面４２は、ＬＥＤ５で発光された光を導光部材４内に取り込むための面であり、第二光出射面４３は、導光部材４で導光した光をＳＰＤ６に向けて出射するための面である。これら光入射面４２と第二光出射面４３とは、基板３の長手方向において互いに対向しており、側面における互いに平行な二平面部を構成する。導光部材４は、光透過性を有する材料で形成することができる。導光部材４において、第一光出射面４１、光入射面４２及び第二光出射面４３を除く外面には、内部から外部に向かう光を内部に向けて反射する反射材が塗布されている。
【００２６】
このような導光部材４においては、その光入射面４２から入射した光が内部で表面反射されて、略均一に広がる。そして、この広がった光の一部が第一光出射面４１から前方に向けて面状に出射されると共に、その他部が第二光出射面４３からＳＰＤに向けて出射される。
【００２７】
図４に示すように、ＬＥＤ５は、基板面３１上において長手方向（すなわち前後方向と交差する方向）における導光部材４の一方側に設けられている。このＬＥＤ５は、導光部材４の光入射面４２に対して離間配置されており、光入射面４２に向けて発光する。ＬＥＤ５は、制御部９に接続されており、制御部９から印加される電圧値に基づいて発光する。ＬＥＤ５からの発光量は、例えば、フォトンカウンティングによる計測で１０９〜１０１２（Ｓ−１）程度とされている。なお、フォトンカウンティングによる計測の値は、発光量がフォトンカウンティングの検出範囲を超えるような場合には、計測換算値として求めることができる。例えば、４桁減光するフィルターを通した光がフォトンカウンティングでは１０５（Ｓ−１）ならその光は１０９（Ｓ−１）となる。
【００２８】
ＳＰＤ６は、基板面３１上において長手方向における導光部材４の他方側に設けられており、受光面６１を有している。受光面６１は、第二光出射面４３と対向するように、つまり、導光部材４を介してＬＥＤ５と対向するように設けられている。このＳＰＤ６は、導光部材４の第二光出射面４３に対して離間配置されており、導光部材４で導光されて第二光出射面４３から出射された光を受光する。
【００２９】
また、ＳＰＤ６は、制御部９に接続されており、受光した光の光量に応じた電流値を制御部９へ出力する。ここでのＳＰＤ６では、受光する光の光量を増大させるべく、受光面６１が比較的広いものとされている。ＳＰＤ６が受光可能な光量のレベルは、例えば、フォトンカウンティングによる計測で１０８〜１０１１（Ｓ−１）程度とされている。
【００３０】
反射板７は、導光部材４の内部から外部に向かう光を内部に向けて反射するものである。反射板７は、導光部材４の直径と略同等の円板状を呈しており、導光部材４の後面（第一光出射面４１の反対面）４４に配設されている。この反射板７により、導光部材４内において後面４４から出射しようとする光が、第一光出射面４１に向けて反射されると共に、第二光出射面４３を介してＳＰＤ６に向けて反射される。反射板７は、光を反射する性質である光反射性を有する材料で形成することができ、例えば基板面３１上にメッキ加工を施すことで形成することができる。
【００３１】
光出射部８Ａは、導光部材４の第一光出射面４１から出射された光を拡散すると共に、第一光出射面４１から出射された光の光量をＳＰＤ６で検出される光の光量よりも小さくなるように減光する。光出射部８Ａは、貫通孔２１Ａに収容されており、導光部材４の第一光出射面４１と対向するように当該第一光出射面４１上（導光部材４の前方）に設けられている。
【００３２】
この光出射部８Ａは、第一減光フィルタ（第一減光部）１０Ａ、第一マイクロプリズムシート１１、第二マイクロプリズムシート１２、マイクロレンズアレイ１３、第一拡散板１４、第二減光フィルタ（第二減光部）１５、及び第二拡散板（第二光拡散部）１６を備えている。これら第一減光フィルタ１０Ａ、第一マイクロプリズムシート１１、第二マイクロプリズムシート１２、マイクロレンズアレイ１３、第一拡散板１４、第二減光フィルタ１５、及び第二拡散板１６は、前後方向に沿って、第一光出射面４１から遠ざかる方向にこの順で積層されるように配設されている。
【００３３】
第一減光フィルタ１０Ａは、導光部材４の第一光出射面４１から出射された光を減光して透過させる機能と、当該光を導光部材４の内部に向けて反射する機能とを有している。この第一減光フィルタ１０Ａは、前方から見て略三日月状を呈しており（図３参照）、第一光出射面４１におけるＬＥＤ５側の部分に積層されている。これにより、第一減光フィルタ１０Ａは、第一光出射面４１のＬＥＤ５近傍部分にて出射される光を、減光及び反射する。第一減光フィルタ１０Ａの前面は、前後方向に垂直な面となっており、前方を出射方向とする光出射面とされている。第一減光フィルタ１０Ａとしては、減光作用及び光反射性を有するものを使用することができ、ここでは、例えばマジックミラーフィルムが用いられている。
【００３４】
第一マイクロプリズムシート１１は、第一光出射面４１から出射された光及び第一減光フィルタ１０Ａを通過した光を前方に集光し、その前方向の輝度を向上させる。第一マイクロプリズムシート１１は、導光部材４の直径よりも若干大きな直径の円板状を呈しており、第一光出射面４１の前方に同軸で配置されている。第一マイクロプリズムシート１１の前面は、前後方向に垂直な面となっており、前方を出射方向とする光出射面１１ａとされている。この第一マイクロプリズムシート１１の前面及び後面には、光を集光して輝度を向上させるための縞状のパターンが形成されている。
【００３５】
第二マイクロプリズムシート１２は、第一マイクロプリズムシート１１を通過した光を前方に集光し、その前方向の輝度を向上させる。第二マイクロプリズムシート１２は、第一マイクロプリズムシート１１の直径と略同等の円板状を呈しており、第一マイクロプリズムシート１１の前方に同軸で配置されている。第二マイクロプリズムシート１２の前面は、前後方向に垂直な面となっており、前方を出射方向とする光出射面１２ａとされている。
【００３６】
この第二マイクロプリズムシート１２としては、第一マイクロプリズムシート１１と同様なものを用いることができ、その前面及び後面には、同様な縞状のパターンが形成されている。なお、本実施形態では、第一マイクロプリズムシート１１及び第二マイクロプリズムシート１２は、その前面及び後面における上記縞状のパターンが互いに略直交するように配置されており、これにより、光を集光して輝度を向上させる効果が一層向上されている。
【００３７】
マイクロレンズアレイ１３は、方向性を持った光拡散を行なう光学素子であり、ここでは第二マイクロプリズムシート１２を通過した光を拡散させて面状に均一化する光学素子である。マイクロレンズアレイ１３は、第二マイクロプリズムシート１２と略同様な直径の円板状を呈しており、第二マイクロプリズムシート１２の前方に同軸で配置されている。マイクロレンズアレイ１３の前面は、前後方向に垂直な面となっており、前方を出射方向とする光出射面１３ａとされている。
【００３８】
このマイクロレンズアレイ１３の後面（すなわち光入射面）には、微細な凹凸によるサーフェース・レリーフホログラムパターンが設けられており、μｍ単位の微細なレンズを集積したような効果が得られるようになっている。これにより、マイクロレンズアレイ１３は、光を拡散する作用である光拡散作用を有している。
【００３９】
第一拡散板１４は、スリガラス状となっており、マイクロレンズアレイ１３を通過した光を藻類の遅延発光に似せるために、当該光を内部で拡散（内部拡散）するものである。第一拡散板１４は、マイクロレンズアレイ１３よりもやや小さい直径の円板状を呈しており、マイクロレンズアレイ１３の前方に同軸で配置されている。第一拡散板１４の前面は、前後方向に垂直な面となっており、前方を出射方向とする光出射面１４ａとされている。
【００４０】
この第一拡散板１４は、透過性を有する材料の内部に光拡散物質を分散させることで形成されている。これにより、第一拡散板１４は、第一光出射面４１から出射された光の拡散点がその面内に並ばないように、第一光出射面４１から出射された光を内部拡散し、分散点自体をばらつかせることが可能となっている。なお、本実施形態では、マイクロレンズアレイ１３及び第一拡散板１４が、第一光拡散部として機能する。
【００４１】
第二減光フィルタ１５は、第一拡散板１４を通過した光を微弱な光にするために、当該光を減光するものである。第二減光フィルタ１５は、第一拡散板１４及びマイクロレンズアレイ１３よりも大きな直径の円板状を呈しており、第一拡散板１４の前方に同軸で配置されている。第二減光フィルタ１５の前面は、前後方向に垂直な面となっており、前方を出射方向とする光出射面１５ａとされている。第二減光フィルタ１５としては、減光作用を有するものを使用することができ、ここでは、例えばゼラチンフィルターが用いられている。
【００４２】
第二拡散板１６は、第二減光フィルタ１５を通過した光を藻類の遅延発光に似せるために、当該光を内部拡散するものである。第二拡散板１６は、第二減光フィルタ１５よりも大きな直径の円板状を呈しており、第二減光フィルタ１５の前方に配置されている。第二拡散板１６の前面は、前後方向に垂直な面となっており、前後方向を出射方向とする光出射面１６ａとされている。光出射面１６ａは、外部に露出しており、基準光源１Ａにおける光出射面を構成する。第二拡散板１６としては、第一拡散板１４と同様なものを使用することができる。
【００４３】
制御部９は、ＳＰＤ６により検出された光の光量に基づいて、ＬＥＤ５の発光量を制御するものである。図５は、図１の基準光源の制御部を示す概念図である。図５に示すように、制御部９は、ＩＶ変換器９１及びコンパレータ９２を有している。ＩＶ変換器９１は、電流値を電圧値に変換するものであり、ＳＰＤ６及びコンパレータ９２に接続されている。
【００４４】
ＩＶ変換器９１は、ＳＰＤ６から入力した電流値を電圧値に変換し、変換した電圧値を出力値Ｘとしてコンパレータ９２に出力する。コンパレータ９２は、ＬＥＤ５の発光量を決定するものであり、ＬＥＤ５に接続されている。コンパレータ９２は、比較基準値Ｙを記憶しており、ＩＶ変換器から入力した出力値Ｘと、比較基準値Ｙとに基づいて、ＬＥＤ５に印加する電圧値を決定する。コンパレータ９２は、決定した電圧値をＬＥＤ５に印加する。
【００４５】
また、基準光源１Ａにおいて光出射部８Ａを構成する各部材の間には、その外縁部に円環状の遮光リング（遮光部）Ｒ１〜Ｒ６が配置されて遮光されている。具体的には、遮光リングＲ１は、導光部材４と第一マイクロプリズムシート１１との間の外周側に位置し、その一部が第一光出射面４１よりも径方向外側に突出するように設けられている。
【００４６】
遮光リングＲ２は、第一マイクロプリズムシート１１と第二マイクロプリズムシート１２との間の外周側に位置し、その一部が光出射面１１ａよりも径方向外側に突出するように設けられている。遮光リングＲ３は、第二マイクロプリズムシート１２とマイクロレンズアレイ１３との間の外周側に位置し、その一部が光出射面１２ａよりも径方向外側に突出するように設けられている。
【００４７】
遮光リングＲ４は、マイクロレンズアレイ１３と第一拡散板１４との間の外周側に位置し、その一部が光出射面１３ａよりも径方向外側に突出するように設けられている。遮光リングＲ５は、第一拡散板１４と第二減光フィルタ１５との間の外周側に位置し、その一部が光出射面１４ａよりも径方向外側に突出するように設けられている。遮光リングＲ６は、第二減光フィルタ１５と第二拡散板１６との間の外周側に位置し、その一部が光出射面１５ａよりも径方向外側に突出するように設けられている。
【００４８】
また、第二拡散板１６の光出射面１６ａにおける外縁部には、その一部が光出射面１５ａよりも径方向外側に突出するように円環状の遮光リング（遮光部）Ｒ７が設けられている。これにより、貫通孔２１Ａと第二拡散板１６の側面との間から光が漏れることが抑制されている。遮光リングＲ１〜Ｒ７は、例えば黒色の樹脂等により形成することができる。
【００４９】
なお、基準光源１Ａは、外部からの入力に基づいて発光量を設定することが可能とされている。すなわち、例えばコンピュータを基準光源１Ａの制御部９に接続することにより、基準光源１Ａの発光量が所望に可変される。ちなみに、コンパレータ９２の比較基準値Ｙは、設定された発光量に応じて適宜変更される。
【００５０】
次に、基準光源１Ａの動作について説明する。
【００５１】
ＬＥＤ５が導光部材４の光入射面４２に向けて発光し、導光部材４内に光が入射すると、入射した光は、導光部材４で表面反射を繰り返して導光すると共に、導光部材４の外周面に塗布された反射材及び反射板７により反射され、その一部の光が第一光出射面４１から前方に向けて面状に出射される。そして、第一光出射面４１から出射された光の大部分は、第一マイクロプリズムシート１１へそのまま向かい、第一光出射面４１から出射された残りの光は、第一減光フィルタ１０Ａを通過し減光された上で、第一マイクロプリズムシート１１に向かう。
【００５２】
続いて、第一マイクロプリズムシート１１へ向かった光は、第一マイクロプリズムシート１１及び第二マイクロプリズムシート１２をこの順に通過し、前方に集光されて前方向輝度が向上される。第一マイクロプリズムシート１１及び第二マイクロプリズムシート１２を通過した光は、マイクロレンズアレイ１３を通過し、面状に拡散される。マイクロレンズアレイ１３を通過した光は、第一拡散板１４を通過し、その分散点がばらつく。
【００５３】
続いて、第一拡散板１４を通過した光は、第二減光フィルタ１５を通過し、減光されて微弱な光になる。第二減光フィルタ１５を通過した光は、第二拡散板１６を通過し、その分散点がばらつく。そして、第二拡散板１６を通過した光は、前向に向けて面状に発光される。以上により、最終的に、基準光源１Ａから微弱な光が前方に向けて面発光されることとなる。
【００５４】
このとき、第一光出射面４１から出射された光は、導光部材４と第一マイクロプリズムシート１１との間、第一マイクロプリズムシート１１と第二マイクロプリズムシート１２との間、第二マイクロプリズムシート１２とマイクロレンズアレイ１３との間、マイクロレンズアレイ１３と第一拡散板１４との間、第一拡散板１４と第二減光フィルタ１５との間、第二減光フィルタ１５と第二拡散板１６との間、及び、第二拡散板１６の前面を通過する際、遮光リングＲ１〜Ｒ７により遮光され、側方から漏れることが抑制される。
【００５５】
また、上述した面発光と同時に、ＬＥＤ５から導光部材４内に入射した光は、導光部材４で表面反射を繰り返しながら導光すると共に、導光部材４の外周面に塗布された反射材、第一減光フィルタ１０Ａ、及び反射板７により反射され、第二光出射面４３からＳＰＤ６に向けて出射される。そして、第二光出射面４３から出射された光の光量が、ＳＰＤ６により検出される。
【００５６】
ＳＰＤ６は、検出した光量を、電流値として制御部９のＩＶ変換器９１に出力する。ＩＶ変換器９１は、ＳＰＤ６から入力された電流値を電圧値に変換し、変換した電圧値を出力値Ｘとしてコンパレータ９２に出力する。図６に示すように、コンパレータ９２は、ＩＶ変換器９１から出力値Ｘが入力されると（ステップＳ１０）、出力値Ｘと比較基準値Ｙとを比較する（ステップＳ１２）。
【００５７】
上記ステップＳ１２において出力値Ｘが比較基準値Ｙよりも大きい場合、コンパレータ９２は、ＬＥＤ５に印加する電力値を現在の電力値よりも低く決定する（ステップＳ１４）。一方、上記ステップＳ１２において出力値Ｘと比較基準値Ｙとが互いに等しい場合、コンパレータ９２は、ＬＥＤ５に印加する電力値を変更しない（ステップＳ１６）。他方、上記ステップＳ１２において出力値Ｘが比較基準値Ｙよりも小さい場合、コンパレータ９２は、ＬＥＤ５に印加する電力値を現在の電力値よりも高く決定する（ステップＳ１８）。
【００５８】
続いて、コンパレータ９２は、決定した電圧値をＬＥＤ５に印加して、ＬＥＤ５の発光量を制御する。その結果、ＬＥＤ５からの発光量が安定するようにＬＥＤ５が制御され、基準光源１Ａから発光される微弱な光が安定したものとなる。
【００５９】
次に、基準光源１Ａを用いて光検出器のキャリブレーションを行う方法について説明する。まず、基準光源１Ａを用いてキャリブレーションを行う光検出器について説明する。図７は、本発明の実施形態に係る基準光源を用いてキャリブレーションを行う光検出器を示す概略図である。
【００６０】
図７に示すように、光検出器Ｐ（増倍型光検出器：Photo Multiplier Tube）は、藻類試料から調製された試料（光合成サンプルとも言う）からの遅延発光を検出する装置であり、計測ユニット１００内に設けられている。計測ユニット１００は、光検出器Ｐの他、試料設置部１１０、集光光学系１２０、励起光源１３０、透過光源１４０、透過光検出器１５０、第一シャッタ１６０、及び第二シャッタ１７０を備えている。これらの構成要素は、筐体１８０に収容されている。
【００６１】
試料設置部１１０は、計測対象である試料を設置するための部分であり、試料室Ｋ内に配置されている。試料室Ｋは、扉の開閉によって試料の出し入れが可能であり、扉を閉めると外部からの光が遮断される暗箱になっている。試料設置部１１０は、光合成サンプルを試料として入れたセルを設置可能なように構成されている。なお、試料設置部１１０は、筐体１８０外から送液ポンプ等により試料を導入できるように構成されてもよい。
【００６２】
光検出器Ｐは、試料への励起光の照射によって生じる遅延発光を受光し、受光した遅延発光を、その光強度（発光量）に応じた電気信号に変換し、印加電圧に応じた電気信号を出力値として不図示の演算ユニット等に出力する。光検出器Ｐは、例えば、光電子増倍管やアンバランシェフォトダイオードなど、増倍型光検出器を用いて構成される。集光光学系１２０は、試料への励起光の照射によって発生する微弱な遅延発光を集光し、集光した遅延発光を光検出器Ｐに導くように設けられている。
【００６３】
励起光源１３０は、試料設置部１１０に設置された試料に光（励起光）を照射する。励起光源１３０は、植物の光合成に有効な光波長（２８０〜８００ｎｍ）を放射可能であればよく、例えば、発光ダイオード、半導体レーザー素子又は電球が用いられる。透過光源１４０は、試料に透過光を照射し、透過光検出器１５０は、試料を透過した透過光や散乱光を計測する。
【００６４】
第一シャッタ１６０は、集光光学系１２０及び光検出器Ｐと試料室Ｋとを光的に分画するために、集光光学系１２０と試料設置部１１０との間に開閉自在に設けられている。第一シャッタ１６０を閉じることで、励起光源１３０や透過光源１４０からの光が集光光学系１２０及び光検出器Ｐに直接入射することを防止でき、集光光学系等の構成部品の発光（残光）を防ぐことができる。
【００６５】
第二シャッタ１７０は、励起光源１３０と試料室Ｋとを光的に分画するために、励起光源１３０と試料設置部１１０との間に開閉自在に設けられている。第二シャッタ１７０を閉じることで、励起光源１３０から試料設置部１１０に照射される光を遮断すると共に、励起光源１３０を消灯した直後に生じる僅かな残光が試料設置部１１０に照射されるのを防ぐことができる。
【００６６】
このような光検出器Ｐを複数用いて複数の試料の遅延発光を同時計測する場合、光検出器Ｐの出力特性の個体差が問題になる。例えば、光検出器Ｐでは、印加電圧などの動作条件が同じでも、光入力に対する出力値（ゲイン）、検出上限、及び検出下限等の出力特性に個体差が生じることがある。これに対し、遅延発光は光強度が極めて小さい微弱な発光であり、且つ、遅延発光の光強度は経時的に４〜５桁の範囲で変化し、励起光の照射停止後の数秒間での変化が大きいため、複数の光検出器Ｐの出力特性に個体差があると、計測値にばらつきが生じやすい。なお、印加電圧とは、理想的な出力特性が得られる光入力の光強度の範囲を調節するために、光検出器Ｐ毎に調整された電圧である。
【００６７】
そこで、遅延発光の計測を行う前に、複数の光検出器Ｐの個体差を小さくすべく、複数の光検出器Ｐごとに基準光源１Ａを用いて次のキャリブレーションを実施する。すなわち、まず、電極３３を介して蓄電部３２に電力を予め充電した後、基準光源１Ａからの発光量を藻類からの遅延発光の光量の範囲内で設定する。続いて、設定した発光量の光を基準光源１Ａから面発光させた状態で、当該基準光源１Ａを試料設置部１１０に直ちにセットする。なお、基準光源１Ａからの発光量は、光検出器Ｐにより光の入力が無い状態（ダーク）を計測し、光の入力が無いにも拘らず光検出器Ｐから出力される誤差値（ダーク値）の影響を考慮して決定してもよい。
【００６８】
続いて、第二シャッタ１７０を閉じ、この状態で基準光源１Ａからの発光量を光検出器Ｐにより計測する。そして、このような光検出器Ｐによる計測を、基準光源１Ａからの発光量を変えて複数回行う。得られた複数の計測値に基づいて、光検出器Ｐにおける入力（基準光源１Ａからの発光量）に対する出力（計測値）の特性を求める。
【００６９】
求めた特性が予め定められた所定範囲内に収まってない場合、印加電圧により光検出器Ｐを調節し、上述した光検出器Ｐによる計測を再び繰り返す。一方、求めた特性が予め定められた所定範囲内に収まっている場合、キャリブレーションを終了する。これにより、複数の光検出器Ｐの特性を予め定められた所定特性に揃えることが可能となる。
【００７０】
ところで、藻類からの遅延発光の光量は、例えば、フォトンカウンティングによる計測で１０６（Ｓ−１）以下程度のものであり、非常に小さいのに対し、上述したように、ＬＥＤ５からの発光量は、例えばフォトンカウンティングによる計測で１０９〜１０１２（Ｓ−１）程度と大きいものとなっている。そのため、ＬＥＤ５から発せられた光を導光部材４の第一光出射面４１からそのまま外部に面出射すると、面出射する光の光量が藻類からの遅延発光の光量に比べて大きすぎてしまう。従って、藻類からの遅延発光に似せるため、基準光源１Ａから外部に面出射される光は、例えばフォトンカウンティングによる計測で１０６（Ｓ−１）以下程度の微弱光とされることが求められ、よって、ＬＥＤ５から発せられた光は、光出射部８Ａによって例えば１／１０００以下に減光される必要がある。
【００７１】
この点、本実施形態に係る基準光源１Ａでは、上述した構成を採用することにより、基準光源１Ａから外部に面出射される光の光量をＬＥＤ５から発せられる光の光量の１／１０００以下まで減光することが可能となっている。つまり、基準光源１Ａによれば、例えばフォトンカウンティングによる計測で、藻類からの遅延発光の光量と同程度（１０３〜１０６（Ｓ−１）程度）の微弱光を面出射することが可能となる。
【００７２】
また、本実施形態では、上述したように、ＬＥＤ５とＳＰＤ６とが導光部材４を介して対向するように設けられているため、ＬＥＤ５からＳＰＤ６に直接向かう光が増加してＳＰＤ６はＬＥＤ５から発せられた光を検出しやすくなり、より大きな光量を検出することができる。加えて、第一減光フィルタ１０Ａ及び反射板７により導光部材４内で光を反射させることで、ＳＰＤ６により大きな光量を検出することができる。従って、制御部９により大きな光量に基づいてＬＥＤ５を制御することができ、ＬＥＤ５の発光量を安定させることができる。その結果、本実施形態によれば、微弱光を安定して均一に面発光することができる。
【００７３】
図８は図１の基準光源からの発光量を示すグラフ、図９は比較形態に係る基準光源からの発光量を示すグラフ、図１０は図１の基準光源の発光の安定性を示す結果及び比較形態に係る基準光源の発光の安定性を示す結果である。図８中における各データは、光検出器Ｐを用いて、発光量の異なる３個体の上記実施形態（基準光源１Ａ）の光量を各々計測したものである。同様に、図９中における各データは、光検出器Ｐを用いて、発光量の異なる３個体の比較形態に係る基準光源の光量を各々計測したものである。
【００７４】
なお、各計測では、計測時間を６００秒間としている。また、比較形態に係る光源としては、第一減光フィルタ１０Ａ及びマイクロレンズアレイ１３を有さない光源としている。また、図１０中の安定性Ｓ（％）は、図８，９の各結果に基づき下式（１）により算出したものである。この安定性Ｓは、１００（％）に近いほど発光の安定性が高いことを示している。
【数１】
但し、
ＡＳ（Ｓ−１）：計測開始後０．１〜１０秒の間の計測値の平均値
ＡＥ（Ｓ−１）：計測開始後５９０．１〜６００秒の間の計測値の平均値
【００７５】
図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、基準光源１Ａにおける発光量の経時変化（全体的な傾きや振幅）は、すべての設定値において小さいことがわかる。また、図１０における実施形態の（ａ）〜（ｃ）に示すように、基準光源１Ａからの発光は、全ての設定値において安定性が高くなっている。一方、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、比較形態における発光量の経時変化は、基準光源１Ａからの発光量に比して大きいことがわかる。また、図１０における比較形態の（ａ），（ｃ）に示すように、比較形態に係る光源からの発光は、必ずしも安定性が高いものにはならない。以上の結果、本実施形態では微弱な光が所定期間に亘り安定して均一に面発光されることを確認することができる。
【００７６】
図１１は図１の基準光源からの発光を示す分布図、図１２は比較形態に係る基準光源からの発光を示す分布図である。図１１中における分布図は、上記基準光源１Ａから面発光された光をフォトカウンター（浜松ホトニクス社製 ＡＲＧＵＳ−５０）によりフォトカウンティングし、得られた光量を積算することで求められている。同様に、図１２中における分布図は、上記比較形態に係る光源から面発光された光をフォトカウンティングし、得られた光量を積算することで求められている。なお、図１１，１２中においては、発光量を変えた３種類の分布図を示しており、明部ほど発光量が大きい（暗部ほど発光量が小さい）ことを示している。
【００７７】
図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、基準光源１Ａでは、すべての設定値を通して円形状の光出射面１６ａ（図１参照）内において発光量が略均一になっていることがわかる。一方、図１２（ｂ），（ｃ）に示すように、比較形態に係る光源では、円形状の光出射面内において中心部よりも外縁付近で発光量が高くなっており、発光量は均一になっていない。以上の結果、本実施形態では微弱な光が均一に面発光されることを確認することができる。
【００７８】
また、本実施形態では、上述したように、光拡散作用を有する光拡散物質が内部に分散された第一拡散板１４及び第二拡散板１６を備えていることから、第一光出射面４１から出射された光が第一拡散板１４及び第二拡散板１６を通過する際、その内部に分散された光拡散物質により分散点をばらつかせることができる。よって、基準光源１Ａから面発光される光を、藻類による遅延発光に好適に似せることができる。
【００７９】
また、本実施形態では、上述したように、導光部材４の後面４４に反射板７が設けられているため、一層大きな光量をＳＰＤ６で検出することができ、微弱光を一層安定して均一に面発光することができる。また、上述したように、光を遮光する遮光リングＲ１〜Ｒ７が設けられているため、導光部材４の第一光出射面４１から前方へ出射された光が前方に行くに従って過度に拡がった場合でも、当該光が外部へ漏れるのを確実に抑制することができる。
【００８０】
図１３は図１の基準光源を用いてキャリブレーションを行った光検出器の特性を示すグラフである。図１３中の各データは、異なる３つの光検出器Ｐについて上記基準光源１Ａを用いてキャリブレーションを行い、同一の試料からの遅延発光を計測したものである。図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態では、異なる３つの光検出器Ｐそれぞれにおいて、その特性を互いに略同一にできたことがわかる。これにより、複数の光検出器の特性を略同一に揃えることが可能であり、良好なキャリブレーションが可能であることを確認できる。
【００８１】
なお、導光部材４の第一光出射面４１においてＬＥＤ５の近傍部分では、ＬＥＤ５から光が届きやすいため、他の部分に比べて大きい光量の光が出射されやすい。この点、上述したように、本実施形態では、第一光出射面４１のＬＥＤ５の近傍部分に減光作用及び反射作用を有する第一減光フィルタ１０Ａが設けられているため、第一光出射面４１において出射される光の光量分布を一層均一化することができる。
【００８２】
次に、本発明の第２実施形態に係る基準光源について説明する。図１４は、本発明の第２実施形態に係る基準光源を示す断面図である。図１４に示すように、本実施形態に係る基準光源１Ｂが第１実施形態に係る基準光源１Ａ（図４参照）と異なる点は、光出射部８Ａに代えて光出射部８Ｂを備えた点、導光部材４の後面（第一光出射面４１の反対面）４４側に減光膜１０Ｃを備えた点である。
【００８３】
光出射部８Ｂは、貫通孔２１Ｂに収容されており、導光部材４の第一光出射面４１と対向するように当該第一光出射面４１上に設けられている。この光出射部８Ｂは、減光膜（第一減光部）１０Ｂ、マイクロレンズアレイ１７（第一光拡散部）、減光フィルタ（第二減光部）１８、及び拡散板（第二光拡散部）１９を備えており、これらは、前後方向に沿って、第一光出射面４１から遠ざかる方向にこの順で積層されるように配設されている。
【００８４】
減光膜１０Ｂは、導光部材４の第一光出射面４１から出射された光を減光すると共に、第一光出射面４１から出射された光を導光部材４の内部に向けて反射するものである。この減光膜１０Ｂは、第一光出射面４１上に全面に設けられている。ここでの減光膜１０Ｂとしては、例えば、減光作用及び反射作用を有する材料を第一光出射面４１上に蒸着させることで形成されている。
【００８５】
マイクロレンズアレイ１７は、減光膜１０Ｂを通過した光を面状に均一にするために当該光を拡散させるものであり、減光膜１０Ｂの前方に配置されている。マイクロレンズアレイ１７の前面は、前後方向に垂直な面となっており、前後方向を出射方向とする光出射面１７ａとされている。このマイクロレンズアレイ１７は、導光部材４よりも大きな直径の円板状を呈しており、光出射面１７ａの面積は、導光部材４の第一光出射面４１の面積よりも大きくされている。マイクロレンズアレイ１７としては、例えば第１実施形態に係るマイクロレンズアレイ１３と同様なものを使用することができる。
【００８６】
減光フィルタ１８は、マイクロレンズアレイ１７を通過した光を微弱な光にするために当該光を減光するものであり、マイクロレンズアレイ１７の光出射面１７ａに設けられている。減光フィルタ１８の前面は、前後方向に垂直な面となっており、前後方向を出射方向とする光出射面１８ａとされている。この減光フィルタ１８はマイクロレンズアレイ１７よりも大きな直径の円板状を呈しており、光出射面１８ａの面積は、マイクロレンズアレイ１７の光出射面１７ａの面積よりも大きくされている。減光フィルタ１８としては、例えば第１実施形態に係る第二減光フィルタ１５と同様なものを使用することができ、マイクロレンズアレイ１７と拡散板１９との間に蒸着させることで配置することができる。
【００８７】
拡散板１９は、減光フィルタ１８を通過した光を藻類の遅延発光に似せるために当該光を内部拡散するものであり、減光フィルタ１８の光出射面１８ａに設けられている。拡散板１９の前面は、前後方向に垂直な面となっており、前後方向を出射方向とする光出射面１９ａとされている。この拡散板１９は、減光フィルタ１８よりも大きな直径の円板状を呈しており、光出射面１９ａの面積は、減光フィルタ１８の光出射面１８ａの面積よりも大きくされている。拡散板１９の光出射面１９ａは、外部に露出しており、基準光源１Ｂにおける光出射面を構成する。拡散板１９としては、第１実施形態に係る第一拡散板１４と同様なものを使用することができる。
【００８８】
減光膜１０Ｃは、導光部材４の後面４４と反射板７との間に設けられており、反射板７に達する光を減光し、導光部材４へむけて反射するものである。ここでの減光膜１０Ｃとしては、上述の減光膜１０Ｂと同様に、例えば、減光作用及び反射作用を有する材料を後面４４上に蒸着させることで形成されている。なお、導光部材４において、第一光出射面４１、光入射面４２、第二光出射面４３及び後面４４を除く外面には、第一実施形態と同様に、内部から外部に向かう光を内部に向けて反射する反射材が塗布されている。
【００８９】
以上、本実施形態においても、上記第１実施形態と略同様な効果を奏する。加えて、上述したように、減光膜１０Ｂが導光部材４の第一光出射面４１の全面に設けられていることから、減光膜１０Ｂにより導光部材４内に反射させる光の光量を増加することができ、ＳＰＤ６にて受光される光の光量を増加することができるため、面発光する光が一層安定するようにＬＥＤ５を制御することができる。
【００９０】
また、本実施形態では、上述したように、導光部材４の第一光出射面４１の面積、マイクロレンズアレイ１７の光出射面１７ａの面積、減光フィルタ１８の光出射面１８ａの面積、及び拡散板１９の光出射面１９ａの面積がこの順に大きくされている。このように、基準光源１Ｂの光出射方向である前方に行くに従って光出射面４１，１７ａ，１８ａ，１９ａが拡がるように構成されているため、導光部材４の第一光出射面４１から出射された光が前方へ行くに従って拡がるのを好適に利用して面発光させることができ、遮光リング等を設けて当該光の拡がりを遮光する必要性を低減することが可能となる。その結果、部品点数を減らすことができる。
【００９１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。
【００９２】
例えば、上記第１実施形態では、第二減光フィルタ１５と第二拡散板１６との間に、光拡散作用を有するシート（拡散板）をさらに設けてもよい。また、上記第１実施形態は、場合によっては、第一マイクロプリズムシート１１、第二マイクロプリズムシート１２、反射板７を備えなくてもよい。
【００９３】
また、上記実施形態では、光入射面４２及び第二光出射面４３を除く導光部材４の全面に、光反射性を有する蒸着膜を設けてもよい。この場合、ＳＰＤ６にて受光される光の光量を例えば数十％増加させることができる。また、上記実施形態では、発光部としてＬＥＤ５を備えたが、発光部としては、光を発光するものであれば種々の光学素子を用いることができる。また、上記実施形態では、受光部としてＳＰＤ６を備えたが、受光部としては、光を受光するものであれば種々の光学素子を用いることができる。
【００９４】
なお、上記実施形態は、ＬＥＤ５から発せられた光を例えば１／１０００以下に減光し、基準光源１Ａから面発光される光をフォトンカウンティングによる計測で１０６（Ｓ−１）以下程度の微弱光としたが、これに限定されるものではない。例えば、上記実施形態は、面発光される光に余裕幅をもたせるため、当該光の上限値をフォトンカウンティングによる計測で１０７（Ｓ−１）としてもよい。この場合、ＬＥＤ５から発せられた光は例えば１／１００に減光される。
【符号の説明】
【００９５】
１Ａ，１Ｂ…基準光源、４…導光部材、５…ＬＥＤ（発光部）、６…ＳＰＤ（受光部）、７…反射板、８Ａ，８Ｂ…光出射部、９…制御部、１０Ａ…第一減光フィルタ（第一減光部）、１０Ｂ…減光膜（第一減光部）、１３…マイクロレンズアレイ（第一光拡散部）、１４…第一拡散板（第一光拡散部）、１５…第二減光フィルタ（第二減光部）、１６…第二拡散板（第二光拡散部）、１７…マイクロレンズアレイ（第一光拡散部）、１７ａ…光出射面、１８…減光フィルタ（第二減光部）、１８ａ…光出射面、１９…拡散板（第二光拡散部）、１９ａ…光出射面、４１…第一光出射面（光出射面）、６１…受光面、Ｒ１〜Ｒ８…遮光リング（遮光部）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に向けて光を面状に発光する基準光源であって、
前記所定方向を光の出射方向とする光出射面を有する導光部材と、
前記所定方向と交差する方向における前記導光部材の一方側に設けられ、前記導光部材に向けて発光する発光部と、
前記所定方向と交差する方向における前記導光部材の他方側に設けられ、前記導光部材を介して前記発光部と対向する受光面を有する受光部と、
前記受光部で検出された光の光量に基づいて、前記発光部から発せられる光の光量を制御する制御部と、
前記導光部材の光出射面上に設けられ、前記導光部材の光出射面から出射された光を拡散させると共に、当該光の光量を前記受光部で検出される光の光量よりも小さくなるように減光させる光出射部と、を備えたことを特徴とする基準光源。
【請求項２】
前記光出射部は、
減光作用を有し、且つ光反射性を有する第一減光部と、
光拡散作用を有する第一光拡散部と、
減光作用を有する第二減光部と、
光拡散作用を有する第二光拡散部と、を有し、
前記第一減光部、前記第一光拡散部、前記第二減光部及び前記第二光拡散部は、前記所定方向に沿って、前記導光部材の光出射面から遠ざかる方向にこの順で積層されるように配置されていること、を特徴とする請求項１記載の基準光源。
【請求項３】
前記第一減光部は、前記導光部材の光出射面の一部に設けられており、
前記第一光拡散部は、方向性を持った光拡散を行なうマイクロレンズアレイと、光拡散作用を有する光拡散物質が内部に分散された拡散板と、を含み、
前記マイクロレンズアレイ及び前記拡散板は、前記所定方向に沿って、前記導光部材の光出射面から遠ざかる方向にこの順で積層されるように配置されていること、を特徴とする請求項２記載の基準光源。
【請求項４】
前記第一減光部は、前記導光部材の光出射面の全面に設けられており、
前記第一光拡散部は、マイクロレンズアレイを含むこと、を特徴とする請求項２記載の基準光源。
【請求項５】
前記第一光拡散部、前記第二減光部及び前記第二光拡散部は、前記所定方向を出射方向とする光出射面をそれぞれ有し、
前記導光部材の光出射面の面積、前記第一光拡散部の光出射面の面積、前記第二減光部の光出射面の面積、及び前記第二光拡散部の光出射面の面積は、この順に大きくされていること、を特徴とする請求項２〜４の何れか一項記載の基準光源。
【請求項６】
前記導光部材と前記第一光拡散部との間、前記第一光拡散部と前記第二減光部との間、及び、前記第二減光部と前記第二光拡散部との間の少なくとも１箇所における外縁部には、光を遮光する遮光部が設けられていること、を特徴とする請求項２〜５の何れか一項記載の基準光源。
【請求項７】
前記導光部材における光出射面の反対面には、光反射性を有する反射部が設けられていること、を特徴とする請求項１〜６の何れか一項記載の基準光源。
【請求項１】
所定方向に向けて光を面状に発光する基準光源であって、
前記所定方向を光の出射方向とする光出射面を有する導光部材と、
前記所定方向と交差する方向における前記導光部材の一方側に設けられ、前記導光部材に向けて発光する発光部と、
前記所定方向と交差する方向における前記導光部材の他方側に設けられ、前記導光部材を介して前記発光部と対向する受光面を有する受光部と、
前記受光部で検出された光の光量に基づいて、前記発光部から発せられる光の光量を制御する制御部と、
前記導光部材の光出射面上に設けられ、前記導光部材の光出射面から出射された光を拡散させると共に、当該光の光量を前記受光部で検出される光の光量よりも小さくなるように減光させる光出射部と、を備えたことを特徴とする基準光源。
【請求項２】
前記光出射部は、
減光作用を有し、且つ光反射性を有する第一減光部と、
光拡散作用を有する第一光拡散部と、
減光作用を有する第二減光部と、
光拡散作用を有する第二光拡散部と、を有し、
前記第一減光部、前記第一光拡散部、前記第二減光部及び前記第二光拡散部は、前記所定方向に沿って、前記導光部材の光出射面から遠ざかる方向にこの順で積層されるように配置されていること、を特徴とする請求項１記載の基準光源。
【請求項３】
前記第一減光部は、前記導光部材の光出射面の一部に設けられており、
前記第一光拡散部は、方向性を持った光拡散を行なうマイクロレンズアレイと、光拡散作用を有する光拡散物質が内部に分散された拡散板と、を含み、
前記マイクロレンズアレイ及び前記拡散板は、前記所定方向に沿って、前記導光部材の光出射面から遠ざかる方向にこの順で積層されるように配置されていること、を特徴とする請求項２記載の基準光源。
【請求項４】
前記第一減光部は、前記導光部材の光出射面の全面に設けられており、
前記第一光拡散部は、マイクロレンズアレイを含むこと、を特徴とする請求項２記載の基準光源。
【請求項５】
前記第一光拡散部、前記第二減光部及び前記第二光拡散部は、前記所定方向を出射方向とする光出射面をそれぞれ有し、
前記導光部材の光出射面の面積、前記第一光拡散部の光出射面の面積、前記第二減光部の光出射面の面積、及び前記第二光拡散部の光出射面の面積は、この順に大きくされていること、を特徴とする請求項２〜４の何れか一項記載の基準光源。
【請求項６】
前記導光部材と前記第一光拡散部との間、前記第一光拡散部と前記第二減光部との間、及び、前記第二減光部と前記第二光拡散部との間の少なくとも１箇所における外縁部には、光を遮光する遮光部が設けられていること、を特徴とする請求項２〜５の何れか一項記載の基準光源。
【請求項７】
前記導光部材における光出射面の反対面には、光反射性を有する反射部が設けられていること、を特徴とする請求項１〜６の何れか一項記載の基準光源。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１３】
【図１４】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１３】
【図１４】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１１３６３５（Ｐ２０１３−１１３６３５Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５８１０１（Ｐ２０１１−２５８１０１）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
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