測光装置
【課題】蛍光灯、電球、ＬＥＤ素子などの測定対象光源からの光の特性を、例えば、光源の色度、照度、演色性、波長、パワーなどをより簡易で、迅速に測定することのできる測光装置を提供する。
【解決手段】各光センサＳ１〜Ｓｎの分光感度特性を元に、各光センサＳ１〜Ｓｎの信号に重み付け係数を掛けて加算する演算部１０２は、測光装置の分光感度特性を、第一の組の重み付け係数を掛けて等色関数に近似した出力特性として、測定対象光源の色度を測定し、また、測光装置の分光感度特性を、第二の組の重み付け係数を掛けて演色性測定の試験色の分光放射輝度率と等色関数の積に合致させて、測定対象光源及び基準光源の色度を測定し、測定対象光源の演色性を測定する。
【解決手段】各光センサＳ１〜Ｓｎの分光感度特性を元に、各光センサＳ１〜Ｓｎの信号に重み付け係数を掛けて加算する演算部１０２は、測光装置の分光感度特性を、第一の組の重み付け係数を掛けて等色関数に近似した出力特性として、測定対象光源の色度を測定し、また、測光装置の分光感度特性を、第二の組の重み付け係数を掛けて演色性測定の試験色の分光放射輝度率と等色関数の積に合致させて、測定対象光源及び基準光源の色度を測定し、測定対象光源の演色性を測定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源としての、蛍光灯、電球、ＬＥＤ照明、ＬＥＤ素子、ＬＤ、ＬＣＤ（液晶ディスプレー）などの色度、照度、演色性、波長、パワーなどを測定する測光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、蛍光灯、電球、ＬＥＤ素子などの測定対象光源からの光の特性を測定する測光装置として、種々の装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、入射光を拡散する拡散板と、複合光学フィルタとフォトダイオードから成る光センサとを備えた色彩測定器が開示されている。この色彩測定器では、入射光は、拡散板により拡散され、複数の光センサに照射される。各光センサは、それぞれ異なった分光感度特性を有している。各分光感度特性に適当な係数を掛けて足し合わせることにより、国際照明委員会（略称ＣＩＥ）が規定する等色関数（ｘ、ｙ、ｚ）に近似した出力特性を持つセンサを実現させている。
【０００４】
従って、特許文献１の色彩測定器では、得られた近似等色関数（ｘ、ｙ、ｚ）の出力値を基に入射光の色度、照度などを測定することができる。
【０００５】
また、特許文献２には、積分球から出射された測定光を測定する測定部を備えた測光装置を開示している。この測光装置の光測定部では、測定光をスリットで制限し、レンズ系で平行光にして透過型回折格子を通過させ、複数の光電変換素子を備えた光電変換手段に照射される。以後の処理は、上記特許文献１と同様にして得られた近似等色関数（ｘ、ｙ、ｚ）の出力値を基に測定光の特性を測定することができる。
【０００６】
ここで、図１４を参照して、従来行われている、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８７２６に規定する光源の演色性評価方法について説明する。
【０００７】
ステップ（１）：
測定対象光源に対して、３８０〜７８０ｎｍの範囲を５ｎｍステップで分光特性を、一般的には、回折格子とラインセンサを組み合わせたポリクロメータと呼ばれる測定器にて測定する。
【０００８】
ステップ（２）：
国際照明委員会（略称ＣＩＥ）が規定する等色関数を用いて、下記式１で示す三刺激値（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を求め、次いで、下記式２で示す測定対象光源の色度（ｕ、ｖ）を計算する。
【０００９】
【数１】
【００１０】
【数２】
【００１１】
ステップ（３）：
上記ステップ（２）にて得られた色度（ｕ、ｖ）を用いて、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８７２５に従って相関色温度（°Ｋ）を求める。
【００１２】
ステップ（４）：
ステップ（３）にて求められた相関色温度より基準光源の分光スペクトルを決定する。
【００１３】
ステップ（５）：
ステップ（４）の分光スペクトルを用いて、ステップ（２）と同様にして基準光源の色度（ｕ、ｖ）を求める。
【００１４】
ステップ（６）：
ステップ（１）で測定した「測定対象光源の分光特性」、或いは、ステップ（４）で決めた「基準光源の分光特性」と、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８７２６で規定されている試験色の分光放射輝度率を用いて、測定対象光源或いは基準光源で試験色を照らしたときの試験色の色度を求める。
【００１５】
【数３】
【００１６】
【数４】
【００１７】
ステップ（７）、（８）、（９）：
ステップ（６）以降の、ステップ（７）（色順応補正）、ステップ（８）（均等色度空間への変換）、ステップ（９）（演色評価の算出）は、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８７２６で規定された方法に従って行う。
【００１８】
上述のように、従来の光源の演色性評価方法においては、上記ステップ（１）にて測定対象光源の３８０〜７８０ｎｍの範囲での５ｎｍステップの分光特性を測定するには、高価で大型な分光光度計、例えば、ポリクロメータが必要となる。
【００１９】
そこで、上記特許文献１、２に示す測光装置を使用すれば、上記ステップ（１）における測定対象光源の分光特性が極めて効率良く、測定可能とされ、ステップ（２）〜（５）で求められていた、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ、及び、色度ｕ、ｖが効率良く求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開平９−４９７６５号公報
【特許文献２】特開２００２−１３９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、分光光度計やポリクロメータを使用した場合であっても、上記ステップ（６）における、測定対象光或いは基準光で試験色を照らしたときの試験色の色度を求める際には、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８７２６で規定されている試験色の分光放射輝度率を用いて、上記式４を計算する必要がある。この作業は、煩雑である。
【００２２】
そこで、蛍光灯、電球、ＬＥＤ素子などの測定対象光源からの光の特性を、例えば、上述のような光源の演色性を、より簡易で、迅速に、測定する測光装置が希求されている。
【００２３】
本発明の目的は、蛍光灯、電球、ＬＥＤ素子などの測定対象光源からの光の特性を、例えば、光源の色度、照度、演色性、波長、パワーなどをより簡易で、迅速に測定することのできる測光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的は本発明に係る測光装置にて達成される。要約すれば、本発明の第一の態様によれば、測定対象光源からの光が入射する入射開口部と、入射光を拡散する拡散光学系と、拡散光が出射する出射開口部とを有した測光装置において、
前記出射開口に近接して、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有した光センサが複数個配列された光検出部と、
前記各光センサの分光感度特性を元に、前記各光センサの信号に重み付け係数を掛けて加算する演算部と、
種類の異なる複数の組の前記重み付け係数を記憶した記憶部と、
を備え、前記演算部は、前記記憶部に記憶した所定の重み付け係数を使用して前記測光装置の分光感度特性を所定の分光感度特性とし、光源の特性を測定することを特徴とする測光装置が提供される。
【００２５】
本発明の第二の態様によれば、測定対象光源からの光が入射する入射開口部と、入射光を拡散する拡散光学系と、拡散光が出射する出射開口部とを有した測光装置において、
前記出射開口に近接して、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有した光センサが複数個配列された光検出部と、
前記各光センサの分光感度特性を元に、前記各光センサの信号に重み付け係数を掛けて加算する演算部と、
種類の異なる複数の組の前記重み付け係数を記憶した記憶部と、
を備え、前記演算部は、
前記測光装置の分光感度特性を、前記記憶部に記憶した第一の組の重み付け係数を掛けて等色関数に近似した出力特性として、前記測定対象光源の色度を測定し、
前記測光装置の分光感度特性を、前記記憶部に記憶した第二の組の重み付け係数を掛けて演色性測定の試験色の分光放射輝度率と等色関数の積に合致させて、前記測定対象光源の色度を測定し、
前記測定対象光源の演色性を測定することを特徴とする測光装置が提供される。
【００２６】
本発明の第三の態様によれば、測定対象光源からの光が入射する入射開口部と、入射光を拡散する拡散光学系と、拡散光が出射する出射開口部とを有した測光装置において、
前記出射開口に近接して、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有した光センサが複数個配列された光検出部と、
前記各光センサの分光感度特性を元に、前記各光センサの信号に重み付け係数を掛けて加算する演算部と、
種類の異なる複数の組の前記重み付け係数を記憶した記憶部と、
を備え、前記演算部は、
前記測光装置の分光感度特性を、前記記憶部に記憶した所定の組の重み付け係数を掛けて太陽電池の分光感度特性に合致させ、前記測定対象光源である太陽の日射量を測定することを特徴とする測光装置が提供される。
【００２７】
本発明の第四の態様によれば、測定対象光源からの光が入射する入射開口部と、入射光を拡散する拡散光学系と、拡散光が出射する出射開口部とを有した測光装置において、
前記出射開口に近接して、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有
した光センサが複数個配列された光検出部と、
前記各光センサの分光感度特性を元に、前記各光センサの信号に重み付け係数を掛けて加算する演算部と、
種類の異なる複数の組の前記重み付け係数を記憶した記憶部と、
を備え、前記演算部は、
前記測光装置の分光感度特性を、前記記憶部に記憶した所定の組の重み付け係数を掛けてクロロフィル又はフィトクロムが吸収する光の分光感度特性に合致させ、前記測定対象光源の特性を測定することを特徴とする測光装置が提供される。
【００２８】
本発明の一実施態様によれば、前記光センサは、リニアバリアブルフィルタと光電変換素子列を備えている。
【００２９】
本発明の他の実施態様によれば、前記拡散光学系は、積分球を備え、前記入射開口部に拡散透過板を備えている。
【００３０】
本発明の他の態様によれば、前記積分球は、フッ素樹脂の固体ブロックを使用して、内部が球面状の中空とされる積分球ブロックを作製し、前記積分球ブロックの外周囲は、前記入射開口部及び出射開口部を除いて反射板で囲包する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、例えば、光源の色度、照度、演色性、波長、パワーなどを、より簡易で、迅速に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る測光装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】光電変換素子列による相対分光感度を示す図である。
【図３】本発明に係る測光装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示す本発明に係る測光装置の概略構成図である。
【図５】従来装置における被試験光の入射角度と各光電変換素子上の強度分布を示す図である。
【図６】本発明に係る測光装置における被試験光の入射角度と各光電変換素子上の強度分布を示す図である。
【図７】本発明に係る測光装置の他の実施例の概略構成図である。
【図８】本発明に係る測光装置の他の実施例の概略構成図である。
【図９】本発明に係る測光装置の他の実施例の概略構成図である。
【図１０】本発明に係る測光装置の他の実施例の概略構成図である。
【図１１】本発明に係る測光装置の他の実施例の概略構成図である。
【図１２】等色関数を示す図である。
【図１３】等色関数と近似等色関数を示す図である。
【図１４】光源の演色性評価方法について説明する工程図である。
【図１５】等色関数と試験色の分光放射輝度率との積を説明する図である。
【図１６】測光装置に設定した、一つの太陽電池セルの近似分光感度特性を示す図である。
【図１７】測光装置に設定した、他の太陽電池セルの近似分光感度特性を示す図である。
【図１８】測光装置に設定した、一つの植物のクロロフィルの近似分光感度特性を示す図である。
【図１９】測光装置に設定した、一つの植物のフィトクロムの近似分光感度特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係る測光装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３４】
実施例１
先ず、本発明に係る測光装置１の全体構成例について説明する。
【００３５】
図１に、本発明に係る測光装置１の第一の実施例を示す。
【００３６】
本実施例によると、測光装置１は、拡散光学系としての積分球２を備えている。積分球２は、内部が球面状の中空２０とされ、中空２０の球面（内面）２１は拡散反射コーティングを施し、拡散反射フィルム又は拡散反射層を有している。フィルム或いは反射層は、硫酸バリウムなどとされるコーティング剤を充填するか、又は、スプレーして形成される。
【００３７】
更には、積分球２は、例えば、ポリテトラフッ化エチレン、ポリクロロトリフッ化エチレン、ポリクロロフッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニルなどとされる、適宜に焼結したフッ素樹脂の固体ブロックで形成することもできる。
【００３８】
本実施例では、積分球２は、その左側位置に測定対象光源１００からの光が入射する入射開口部２２と、積分球２の下側位置に積分球２の内壁面２１で拡散された拡散光が光検出部３へと出射する検出部開口、即ち、出射開口部２３とを有する。
【００３９】
本実施例における積分球２の具体的寸法、形状、材質の一例を挙げれば次の通りである。
【００４０】
本実施例にて、積分球２は、フッ素樹脂、特に、ＰＴＦＥ（ポリテトラフッ化エチレン）の固体ブロックで作製し、中空球面２１の直径（Ｄ）は６０ｍｍであった。入射開口部２２は、直径（ｄ１）が２０ｍｍであり、出射開口部２３は、直径（ｄ２）が１３ｍｍとした。
【００４１】
本発明にて、積分球２は、上記寸法、形状、材質、に限定されるものではない。ただし、一般的な推奨条件によれば、積分球２は、次の条件を満足することにより良好な性能を発揮し得ることが分かった。
【００４２】
つまり、本実施例にて、積分球２における、直径Ｄとされる球面（内壁面）２１の全表面積をＡ、入射部開口部２２の開口面積をＡ１、検出部開口部２３の開口面積をＡ２としたとき、
Ａ１＋Ａ２≦Ａ×５％
を満足するのがよい。
【００４３】
本実施例の測光装置１は、積分球２の外側で且つ出射開口部２３に近接して光検出部３が配置される。光検出部３は、積分球２からの拡散光を分光する分光手段３１と、分光手段３１に隣接して配置され、分光手段３１により分光された光が入射する複数の光電変換素子（フォトダイオード）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎから成る光電変換素子列３２とを備えている。分光手段３１と光電変換素子列３２とは、光センサ（即ち、光検出器）３Ａを構成している。
【００４４】
上記構成の本実施例の測光装置１によれば、拡散光学系は積分球２とされ、そのため、後述するように、積分球２に入射する測定対象光源１００からの入射角（θ）（図４参照）が変化しても、極端に変化しない限りにおいては、分光手段３１や光電変換素子列３２
への入射角分布や光量が変化することは少ない。
【００４５】
本実施例によると、分光手段３１は、リニアバリアブルフィルタ（以後、「ＬＶＦ」という。）とされる。
【００４６】
ＬＶＦは、バンドパスフィルタの中心波長が位置により連続的に変化する部材であり、従って、フィルタは１種類製作すればよく、従来の干渉フィルタアレイのような、光電変換素子列への貼り付け作業も必要とはしない。また、バンドパスの中心波長が連続的に変化しているため、位置ズレの影響は干渉フィルタに比べると小さい。
【００４７】
ＬＶＦは、透過スペクトルの半値幅は中心波長に比例する。例えば、中心波長の１〜２％である。４００〜８００ｎｍまでの特性で考えると、４００ｎｍ付近では半値幅が４０ｎｍ（中心波長の１％）、８００ｎｍ付近では半値幅が８０ｎｍとなる。つまり、４００〜５００ｎｍ付近では半値幅が狭く、５００ｎｍ以降では半値幅を広くすることが可能であり、光電変換素子列３２は均等間隔でよい。
【００４８】
上述のように、本実施例によれば、従来使用しているスリットや光ファイバなどを使用してはいない。従って、本実施例の測光装置１によれば、出射開口部２３から分光手段３１に入射する光束は、制限されず、光検出部３の感度を高くすることができる。
【００４９】
本実施例にて、分光手段３１としてのＬＶＦは、波長範囲３８０ｎｍ〜７２０ｎｍとされる、米国ＪＤＳＵ社製のリニアバリアブルフィルタを使用した。また、出射開口部２３からＬＶＦ３１までの距離（Ｌ）は、１０ｍｍとされ、このＬＶＦ３１に１ｍｍ以下にて密着して光電変換素子列３２を配置した。
【００５０】
光電変換素子列３２は、本実施例では、１６個の光電変換素子（フォトダイオード）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６からなるフォトダイオードアレーを使用した。つまり、本実施例では、１６個の光電変換素子（フォトダイオード）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６を備えたフォトダイオードアレー３２により、図２に示すように、３８０ｎｍ〜７２０ｎｍまで２０ｎｍピッチでピークを持つ１６個の受光信号Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、・・・Ｓ１６（λ）が測定値として得られる。なお、光電変換素子Ｓの数は、１６個に限定されるものではなく、所望により、これ以外の個数とすることもできる。
【００５１】
図３は、本実施例における測光装置１の電気的構成の一実施例を示すブロック図である。
【００５２】
本実施例によると、１６個（ｎ＝１６）のフォトダイオード（光電変換素子）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６から成る光電変換素子列３２からの受光信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器１０１と、Ａ／Ｄ変換器１０１にて変換された受光信号を受信する制御手段（ＣＰＵ）１０２とを備えている。又、詳しくは後述する記憶手段、即ち、ＲＡＭ１０３、ＲＯＭ１０４を備えている。
【００５３】
上述のように、本実施例の測光装置１によれば、スリット又は光ファイバを使用することはない。従って、分光手段３１に入射する光束は制限されることがなく、測定装置１の感度を高くすることができる。このことは、積分球を使用する測光装置においては特に重要である。
【００５４】
つまり、一般に、積分球を使用する測光装置は、直接光を検出する場合と比較して光量減衰が大きく、測定装置の感度を高くすることは、測定精度を向上させる上から、極めて重要である。
【００５５】
本実施例の測光装置１は、入射開口部２２に拡散透過板４が設置された点に特徴を有している。以下に、本実施例の特徴部である拡散透過板４を有する構成について説明する。
【００５６】
測光装置１において、拡散光学系として積分球２を使用した場合には、測定対象光源１００からの直接光を検出する場合と異なり、被試験光の偏光、ビーム強度分布、入射角度などが平均化（均一化）されて、光電変換素子列３２を備えた光検出器３Ａを照射する。
【００５７】
その結果、光検出器３Ａの測定誤差要因となる入射位置依存性、入射角依存性、偏光依存性などが軽減され、より高精度の測定が可能となる。
【００５８】
しかし、積分球２を使用しても、図４に示すように、積分球２に入射する被試験光の入射角度（θ）が極端に変化した場合には、例えば、入射角度（θ）が１０°以上に変化した場合には、光分布に偏りが生じる。
【００５９】
そのために、従来、分光手段３１として使用されている、所謂、入射角依存性を有した分光手段であるリニアバリアブルフィルタ、バンドパスフィルターアレー、回折格子、又は、ダイクロイックミラーアレーを使用した光検出器３Ａは、本実施例のように、受光素子３２を透過波長が異なる複数の光電変換素子Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎで構成した場合には、被試験光の入射角度（θ）によって複数の光電変換素子Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎ上の光量が変化して測定値が変化する。
【００６０】
そこで、本実施例では、図１及び図４に示すように、入射開口部２２の領域を全面的に覆って、拡散透過板４が固定部材４１により積分球２に固定される。拡散透過板４としては、シグマ光機株式会社製のオパール型拡散板が好適に使用される。
【００６１】
尚、拡散透過板４は、図１に一点鎖線にて示すように、直径ｄ１とされる入射開口部２２内のいずれかの位置に設置することも可能である。この場合は、拡散透過板４の設置位置は、積分球２の内壁面２１に隣接した位置の方が好ましい。
【００６２】
図５は、拡散透過板４を使用しない場合の、被試験光の入射角度（θ）と、光電変換素子列３２を構成する１６個の各光電変換素子Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６上の強度分布との関係を示す図である。図６は、本実施例に従って拡散透過板４を使用した場合の、被試験光の入射角度（θ）と、光電変換素子列３２を構成する各光電変換素子Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６上の強度分布との関係を示す図である。
【００６３】
図５から、積分球２の光入射開口部２２に拡散透過板４がない場合には、積分球２に入射する光束の角度（θ）が変化すると、透過波長が異なる各光電変換素子Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６に照射する光量が入射角度によって変化することが分かる。
【００６４】
これに対して、図６から分かるように、本実施例に従って構成される測光装置１では、拡散透過板４を積分球２の光入射開口部２２に固定することで、積分球２に入射する被試験光が拡散されて入射し、被試験光の入射角度（θ）が変化しても、透過波長が異なる各光電変換素子に照射する光束分布は偏りが生じず、均一である。
【００６５】
従って、本実施例の測光装置１によれば、被試験光の入射角度θが変化しても高精度に被試験光のパワーや色度を高精度に測定することが可能である。
【００６６】
実施例２
次に、本発明の測光装置１の第二の実施例について説明する。本実施例にて、測光装置
１の全体構成は、図１に示す実施例１の測光装置と同じ構成とされ、ただ、分光手段３１と光電変換素子列３２で構成される光検出器３Ａの構成において異なる。従って、測光装置の全体構成については、実施例１の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。以下に、本実施例の特徴部であるＬＶＦについて説明する。
【００６７】
実施例１で説明したように、ＬＶＦを利用することで、４００〜５００ｎｍ付近では半値幅が狭く、５００ｎｍ以降では半値幅を広くすることが可能であり、光電変化素子列３２における各光電変換素子Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎは、均等間隔で良い。
【００６８】
そこで、本実施例では、分光手段３１として、中心波長の変化率が変わるＬＶＦを利用することによって、フィルタ（ＬＶＦ）３１と光電変換素子列３２からなる光検出器３Ａによる検出を、中心波長ピッチが４００〜５００ｎｍ付近では狭く、５００ｎｍ以降では広く設計することで、フィルタと光電変換素子からなる光センサの数を最小にすることができ、しかも、少ない光センサにて等色関数への近似精度を向上させることが可能である。
【００６９】
実施例３
図７に、本発明の測光装置１の第三の実施例を示す。本実施例にて、測光装置１の全体構成及び積分球２は、実施例１の測光装置１及び積分球２と同じ構成とされ、ただ、光検出部３の構成が異なるのみである。従って、積分球２及び測光装置１の全体構成については、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例１の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【００７０】
本実施例の光検出部３は、積分球２からの拡散光が、スリット３３及びレンズ３４を介して平行光とされた後、光検出器３Ａへと照射される。光検出器３Ａは、例えば、回折格子などとされる分光手段３１と、分光手段３１に隣接して、分光手段３１により分光された光が入射する光電変換素子列３２とを備えている。
【００７１】
このような測光装置１においても、実施例１で説明した積分球２は、極めて有効であり、実施例１と同様の作用効果を達成し得る。
【００７２】
更に、本実施例にて、光検出部３は、分光手段３１として、入射角依存性を有した分光手段であるバンドパスフィルターアレー又はダイクロイックミラーアレーを使用することも可能である。この場合も、上記構成の積分球２は、極めて有効であり、実施例１と同様の作用効果を達成し得る。
【００７３】
実施例４
図８に、本発明の測光装置１の第四の実施例を示す。本実施例にて、測光装置１の全体構成及び光検出部３は、図１に示す実施例１の測光装置１及び光検出部３と同じ構成とされ、ただ、積分球２の構成が異なるのみである。従って、光検出部３及び測光装置１の全体構成については、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例１の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【００７４】
本実施例では、積分球ブロック２Ａの外周囲は、入射開口部２２及び出射開口部２３を除いて反射板５で囲包する。反射板５は、球面内部２０からの漏れ光を、再度球面内部２０に反射させる。反射板５は、好ましくは拡散反射板とされる。
【００７５】
本実施例における積分球２の具体的寸法、形状、材質の一例を挙げれば次の通りである。
【００７６】
本実施例にて、積分球ブロック２Ａは、フッ素樹脂、特に、ＰＴＦＥ（ポリテトラフッ化エチレン）の固体ブロックで作製し、中空内面の直径（Ｄ）は６０ｍｍとした。入射開口部２２は、直径（ｄ１）が２０ｍｍであり、出射開口部２３は、直径（ｄ２）が１３ｍｍであった。
【００７７】
また、このような形状の積分球ブロック２Ａは、本実施例では、一辺の長さ（Ｗ）が７０ｍｍの立方体形状とされた。ただし、本発明にて、積分球２は、これらの寸法、形状、材質、に限定されるものではない。
【００７８】
尚、上述したように、一般に、積分球２は、次の条件を満足することにより良好な性能を得る。
【００７９】
つまり、本実施例においても、積分球２における、直径Ｄとされる球面（内壁面）２１の全表面積をＡ、入射部開口部２２の開口面積をＡ１、検出部開口部２３の開口面積をＡ２としたとき、
Ａ１＋Ａ２≦Ａ×５％
を満足するのがよい。
【００８０】
積分球ブロック２Ａは、本実施例では、産業用に一般的に使用されているＰＴＦＥ（密度２．１〜２．３ｇ／ｃｍ3）を使用した。
【００８１】
更に説明すると、上述したように、積分球ブロック２Ａに一般の産業用で利用されているＰＴＦＥを使用すると、ＰＴＦＥの中空球面２１に入射した光は、ＰＴＦＥの表面で拡散反射する光以外にＰＴＦＥを透過する光が存在する。
【００８２】
積分球ブロック２Ａから入射光が漏れると、光検出部３、即ち、分光手段３１と光電変換素子列３２にて構成される光センサ（即ち、光検出器）へ照射する拡散反射光が減り測定の感度が落ちる。
【００８３】
この対策として、本実施例では、積分球ブロック２Ａの周囲に、反射板５、好ましくは、拡散反射板５を取付け、積分球２からの漏れ光を、再度積分球２の球面内部２０に反射させる。
【００８４】
この結果、光検出部３へと照射する拡散光量が増え、感度の低下を改善することができる。また、雰囲気光などの外乱光が積分球２の外部から漏れ込まないように、反射板５は周囲の光を遮断することにも利用できる。
【００８５】
本実施例では、反射板５としては、アルミ製の反射板を使用した。特に、拡散反射板としては、古河電工製の超微細発泡光反射板（ＭＣＰＥＴ）を使用した。
【００８６】
上記構成の立方体形状とされる積分球ブロック２Ａの、入射開口部２２及び出射開口部２３を除く全外周囲に、上記構成の反射板（拡散反射板）５を貼り付け、反射板５の効果を実験により確認した。
【００８７】
その結果、一般の産業用に利用するＰＴＦＥ（密度２．１〜２．３ｇ／ｃｍ3）を使用
して積分球を作製した場合であっても、反射板５として、上記拡散反射板を使用した場合には、光検出部（照射面）３上の光量が１．６倍向上した。上記アルミ製の反射板を使用した場合であっても、１．２倍向上した。
【００８８】
これは、球面内面２１が硫化バリウムで塗布された一般の積分球と同等な光量であった
。
【００８９】
このように、上記構成の本実施例の積分球２によれば、一般の産業用に使用されているＰＴＦＥブロックを利用することによって作製することができ、安価である。また、周囲に反射板を固定することで、拡散反射光が増えて、一般の積分球と同等な特性が達成できる。更に、反射板は外乱光の影響をなくすことにも効果がある。
【００９０】
実施例５
図９に、本発明の測光装置の第五の実施例を示す。本実施例にて、測光装置１の全体構成及び積分球２は、図８に示す実施例４の測光装置１及び積分球２と同じ構成とされ、ただ、光検出部３の構成が異なるのみである。従って、積分球２及び測光装置１の全体構成については、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例４の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【００９１】
本実施例の光検出部３は、積分球２からの拡散光が、スリット３３及びレンズ３４を介して平行光とされた後、光検出器３Ａへと照射される。光検出器３Ａは、例えば、回折格子などとされる分光手段３１と、分光手段３１に隣接して、分光手段３１により分光された光が入射する光電変換素子列３２とを備えている。
【００９２】
このような測光装置１においても、本実施例の積分球２は、極めて有効であり、実施例４と同様の作用効果を達成し得る。
【００９３】
実施例６
図１０に、本発明の測光装置１の第六の実施例を示す。本実施例にて、測光装置１の全体構成は、図８に示す実施例４の測光装置１と同じ構成とされ、ただ、入射開口部２２に拡散透過板４が配置された点でのみ異なる。従って、測光装置１の全体構成については、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例４の説明を援用し、詳しい説明は省略する。又、拡散透過板４の構成及び機能は、実施例１で説明したとおりである。
【００９４】
また、実施例１で説明したと同様に、拡散透過板４は、図１０に一点鎖線にて示すように、直径ｄ１とされる入射開口２２内のいずれかの位置に設置することも可能である。この場合は、拡散透過板４の設置位置は、積分球２の内壁面２１に隣接した位置の方が好ましい。
【００９５】
本実施例の測光装置１もまた、実施例１と同様に、光検出器３Ａの測定誤差要因となる入射位置依存性、入射角依存性、偏光依存性などが軽減され、より高精度の測定が可能となる。
【００９６】
実施例７
図１１に、本発明の測光装置の第七の実施例を示す。本実施例にて、測光装置１の全体構成及び積分球２は、図１０に示す実施例６の測光装置１及び積分球２と同じ構成とされ、ただ、光検出部３の構成が異なるのみである。従って、積分球２及び測光装置１の全体構成については、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例６の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【００９７】
本実施例の光検出部３は、積分球２からの拡散光が、スリット３３及びレンズ３４を介して平行光とされた後、光検出器３Ａへと照射される。光検出器３Ａは、例えば、回折格子などとされる分光手段３１と、分光手段３１に隣接して、分光手段３１により分光された光が入射する光電変換素子列３２とを備えている。
【００９８】
このような測光装置１においても、本実施例の積分球２は、極めて有効であり、実施例４と同様の作用効果を達成し得る。
【００９９】
実施例８
次に、上述した実施例の測光装置１の具体的使用態様について説明する。本実施例では、上記実施例１で説明した構成の測光装置１を使用し、光源の演色性を測定するものとして説明する。
【０１００】
本実施例にて、分光手段３１としてのＬＶＦは、波長範囲３８０ｎｍ〜７２０ｎｍとされる、米国ＪＤＳＵ社製のリニアバリアブルフィルタを使用した。また、出射開口部２３からＬＶＦ３１までの距離距離（Ｌ）は、１０ｍｍとされ、このＬＶＦ３１に１ｍｍ以下にて密着して光電変換素子列３２を配置した。
【０１０１】
光電変換素子列３２は、本実施例では、１６個（ｎ＝１６）の光電変換素子（フォトダイオード）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６からなるフォトダイオードアレーを使用した。つまり、本実施例では、光センサ３Ａを構成する１６個の光電変換素子（フォトダイオード）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６を備えたフォトダイオードアレー３２は、図２に示すように、３８０ｎｍ〜７２０ｎｍまで２０ｎｍピッチでピークを持つ１６個の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、・・・Ｓ１６（λ）を持ち、光センサ３Ａ、即ち、各光電変換素子は１６個の測定値ＳＤ１、ＳＤ２、・・・ＳＤ１６を出力する。なお、光電変換素子の数（ｎ）は、１６個に限定されるものではなく、所望により、これ以外の個数とすることもできる。
【０１０２】
図３を参照して説明したように、本実施例における測光装置１は、１６個のフォトダイオード（光電変換素子）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６から成る光電変換素子列３２からの受光信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器１０１と、Ａ／Ｄ変換器１０１にて変換された受光信号を受信する制御手段（ＣＰＵ）１０２とを備えている。
【０１０３】
本実施例によると、制御手段１０２は、Ａ／Ｄ変換器１０１から送信される各光電変換素子の測定値ＳＤ１、ＳＤ２、・・・ＳＤ１６をＲＡＭ１０３に保存する。ＲＯＭ１０４には、以下に説明するように、種類の異なる複数組の重み付け係数、即ち、本実施例では、第１の組のａ１〜ａｎ（本例ではｎ＝１６）、ｂ１〜ｂｎ（本例ではｎ＝１６）、ｃ１〜ｃｎ（本例ではｎ＝１６）、第２の組のｅ１〜ｅｎ（本例ではｎ＝１６）、ｆ１〜ｆｎ（本例ではｎ＝１６）、ｇ１〜ｇｎ（本例ではｎ＝１６）、・・・・・・を格納している。本実施例では、試験色の種類は１５種類（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１５）あるため、前記第２の組の重み付け係数は、４５種類（１５×３）となる。
【０１０４】
制御手段１０２は、演算部を備えており、本実施例の測定装置１は、演算部により測定光の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを測定することができる。
【０１０５】
つまり、本実施例にて、演算部は、ＲＡＭ１０３に保存されている上記各光電変換素子の測定値ＳＤ１、ＳＤ２、・・・ＳＤ１６、及び、ＲＯＭ１０４に保存されている三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ毎の上記重み付け係数ａ１〜ａｎ（本例ではｎ＝１６）、ｂ１〜ｂｎ（本例ではｎ＝１６）、ｃ１〜ｃｎ（本例ではｎ＝１６）を用いて、本実施例の三刺激値測定値は下記式のように求められる。
Ｘ＝a1・SD1＋a2・SD2＋・・・・・・・・＋a16・SD16
Ｙ＝b1・SD1＋b2・SD2＋・・・・・・・・＋b16・SD16
Ｚ＝c1・SD1＋c2・SD2＋・・・・・・・・＋c16・SD16
【０１０６】
本実施例の近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）は、各光電変換素子の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、・・・Ｓ１６（λ）と、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ毎の重み付け係数ａ１〜ａｎ（本例ではｎ＝１６）、ｂ１〜ｂｎ（本例ではｎ＝１６）、ｃ１〜ｃｎ（本例ではｎ＝１６）を用いて、下記式のように表わされる。
ｘ’（λ）＝ＳΣ（λ）＝a1・S1(λ)＋a2・S2(λ)＋・・・・・・＋a16・S16(λ)
ｙ’（λ）＝ＳΣ（λ）＝b1・S1(λ)＋b2・S2(λ)＋・・・・・・＋b16・S16(λ)
ｚ’（λ）＝ＳΣ（λ）＝c1・S1(λ)＋c2・S2(λ)＋・・・・・・＋c16・S16(λ)
【０１０７】
上記重み付け係数ａ１〜ａｎ（本例ではｎ＝１６）、ｂ１〜ｂｎ（本例ではｎ＝１６）、ｃ１〜ｃｎ（本例ではｎ＝１６）は、近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）であるＳΣ（λ）と、等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）との差が最小となるように、最小二乗法によって求められる。
【０１０８】
上記重み付け係数を求める工程は、例えば、上述の特許文献２（特開２００２−１３９８１号公報）などに記載されており、当業者には周知である。従って、これ以上の説明は省略する。
【０１０９】
図１２に等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）を示し、図１３に、等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）と、等色関数に近似した近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）を示す。
【０１１０】
上述にて理解されるように、本実施例の測定装置１は、制御手段１０２の演算部により測定光の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを測定することができ、得られた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに基づいて、測定対象光源１００の色度ｕ、ｖを算出することができる。基準光源の色度ｕ、ｖは、基準光源は５ｎｍのデータがあるのでＪＩＳ通りに実施して求める。
【０１１１】
つまり、図１４に示す、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８７２６に規定する光源の演色性評価方法における、「測定対象光源の色度」、及び、「基準光源の色度」を求めることができる。
【０１１２】
更に、本実施例によれば、ステップ（６）に記載する工程における、「測定対象光源下での試験色の色度」、及び、「基準光源下で試験色の色度」をもまた容易に且つ迅速に、高精度にて求めることができる。
【０１１３】
従来、上述のステップ（６）では、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８７２６で規定されている試験色の分光放射輝度率を用いて、測定対象光、或いは、基準光で試験色を照らしたときの試験色の色度を求めている。
【０１１４】
つまり、測定対象光源で照らされた試験色の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚは、下記式５（上記式３と同じ）にて求める。この三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに基づいて、下記式６により試験色の色度ｕ、ｖを算出する。
【０１１５】
【数５】
【０１１６】
【数６】
【０１１７】
これに対して、本実施例では、測光装置１の分光感度特性を、記憶部ＲＯＭ１０４に記憶した上述の第二の組の重み付け係数ｅ１〜ｅ１６、ｆ１〜ｆ１６、ｇ１〜ｇ１６、・・・・（１５種類×３＝４５種類）を掛けて演色性測定の試験色の分光放射輝度率と等色関数の積に合致させて、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを求め、測定対象光源下での試験色の色度ｕ、ｖを計算する。
【０１１８】
図１５を参照すると、等色関数ｘ（λ）と、試験色Ｎｏ．１の分光放射輝度率β（λ）とを掛けて得られる分光感度特性Ｃｘ（λ）が示される。
【０１１９】
即ち、測光装置１の分光感度特性Ｓ（λ）と上記分光感度特性Ｃｘ（λ）、Ｃｙ（λ）、Ｃｚ（λ）との差が最小となるように最小二乗法によって上記第二の組の重み付け係数ｅ１〜ｅ１６、ｆ１〜ｆ１６、ｇ１〜ｇ１６、・・・・・を求める。そして、上述のように、ＲＯＭ１０４に格納しておく。
【０１２０】
本実施例によれば、上述したように測光装置１における光センサ３Ａを構成する１６個の光電変換素子Ｓ１〜Ｓ１６からの測定値（出力）をＳＤ１〜ＳＤ１６とすると、測定対象光源で照らされた試験色Ｎｏ．１の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚは、
Ｘ＝e1・SD1＋e2・SD2＋・・・・・・・・＋e16・SD16
Ｙ＝f1・SD1＋f2・SD2＋・・・・・・・・＋f16・SD16
Ｚ＝g1・SD1＋g2・SD2＋・・・・・・・・＋g16・SD16
で表わされる。制御手段１０２の演算部は、求められた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚの出力値に基づき、上記式６により、測定対象光源下での試験色の色度ｕ、ｖを計算する。
【０１２１】
基準光源で照らされた試験色に対しては（基準光源は５ｎｍのデータがあるので）ＪＩＳ通りに実施して、色度ｕ、ｖを計算する。
【０１２２】
他の試験色Ｎｏ．２〜Ｎｏ．１５に対しても同様の手順で測定対象光源で照らされた試験色の三刺激値及び色度ｕ、ｖを求める。
【０１２３】
従って、本実施例の測光装置１によれば、上記ステップ（６）における、測定対象光源で照らした試験色の色度、及び、基準光源で照らした試験色の色度を容易に且つ迅速に求めることができる。
【０１２４】
次いで、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８７２６の規定に従って、図１４のステップ（７）における試料光源の色度及び試料光源による試験色の色度に対する色順応補正、ステップ（８）における均等空間への変換、及び、ステップ（９）における演色評価数の算出が行われる。ステップ（７）、（８）、（９）等は、当業者には周知であり、これ以上の説明は省略する。
【０１２５】
実施例９
次に、上述した実施例の測光装置１を使用して、太陽電池セルに対する自然太陽下の放射照度（日射量）を測定する場合について説明する。本実施例では、上記実施例１で説明した構成の測光装置１を使用するものとして説明する。
【０１２６】
従来、太陽電池セルの特性を屋外試験にて測定するためには、太陽の放射照度が不明であるために、被測定対象の太陽電池セルと同じ分光感度を持つ太陽電池セル（二次基準太陽電池セル）を用意する必要がある。
【０１２７】
製造メーカ、型番などが違う複数の太陽電池セルを評価する場合には、二次基準太陽電池セルが複数必要となる。従って、種類を変更する度に、測定装置の放射測定部に二次基準太陽電池セルを設置し直す必要がある。
【０１２８】
そこで、本発明に従った構成の測光装置１にて放射測定部を構成する。
【０１２９】
つまり、本実施例にて、実施例８にて説明したと同様に、分光手段３１としてのＬＶＦは、波長範囲３００ｎｍ〜１２００ｎｍとされるリニアバリアブルフィルタを使用した。また、出射開口部２３からＬＶＦ３１までの距離距離（Ｌ）は、１０ｍｍとされ、このＬＶＦ３１に１ｍｍ以下にて密着して光電変換素子列３２を配置した。
【０１３０】
光電変換素子列３２は、本実施例では、１６個（ｎ＝１６）の光電変換素子（フォトダイオード）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６からなるフォトダイオードアレーを使用した。つまり、本実施例では、１６個の光電変換素子（フォトダイオード）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６を備えたフォトダイオードアレー３２は、３００ｎｍ〜１２００ｎｍまで５６ｎｍピッチでピークを持つ１６個の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、・・・Ｓ１６（λ）を持つ。なお、光電変換素子の数（ｎ）は、１６個に限定されるものではなく、所望により、これ以外の個数とすることもできる。
【０１３１】
図３を参照して説明したように、本実施例における測光装置１は、１６個のフォトダイオード（光電変換素子）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６から成る光電変換素子列３２からの受光信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器１０１と、Ａ／Ｄ変換器１０１にて変換された受光信号を受信する制御手段（ＣＰＵ）１０２とを備えている。
【０１３２】
本実施例によると、制御手段１０２は、Ａ／Ｄ変換器１０１から送信される各光電変換素子の測定値ＳＤ１、ＳＤ２、・・・・・ＳＤ１６をＲＡＭ１０３に保存する。ＲＯＭ１０４には、以下に説明するように、種類の異なる複数組の重み付け係数ｈ１〜ｈｎ（本例ではｎ＝１６）、ｉ１〜ｉｎ（本例ではｎ＝１６）、・・・・・を格納している。
【０１３３】
制御手段１０２は、演算部を備えており、本実施例にて演算部は、ＲＡＭ１０３に保存されている各光電変換素子の測定値ＳＤ１、ＳＤ２、・・・・・ＳＤ１６、及び、ＲＯＭ１０４に保存されている前記複数組のうちの選択された一つの組の重み付け係数、例えば、重み付け係数ｈ１〜ｈ１６を用いて、所望の太陽電池の分光感度特性Ｓｓ（λ）に近似した分光感度特性Ｓｓｓ（λ）によって、太陽の放射照度Ｔを求めることができる。
【０１３４】
つまり、所望の太陽電池で測定した太陽の放射照度Ｔは、下記式
Ｔ＝h1・SD1+h2・SD2+・・・・・・・・・+h16・SD16
で求められる。
【０１３５】
本実施例の近似分光感度特性Ｓｓｓ（λ）は、各光電変換素子の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、・・・Ｓ１６（λ）と、重み付け係数ｈ１〜ｈ１６を用いて、下記式のように表わされる。
Ｓｓｓ（λ）＝ＳΣ（λ）＝h1・S1(λ)＋h2・S2(λ)＋・・・・・・＋h16・S16(λ)
【０１３６】
上記重み付け係数ｈ１〜ｈ１６は、近似分光感度特性Ｓｓｓ（λ）であるＳΣ（λ）と、所望の太陽電池セルの分光感度特性Ｓｓ（λ）との差が最小となるように、最小二乗法によって求められる。
【０１３７】
上記重み付け係数ｈ１〜ｈ１６を求める工程は、上述のように、当業者には周知である。従って、これ以上の説明は省略する。
【０１３８】
このようにして、複数の太陽電池セルについて、近似の分光感度特性を実現し得る複数組の重み付け係数ｈ１〜ｈ１６、ｉ１〜ｉ１６、・・・・を算出し、装置内の記憶手段ＲＯＭ１０４に格納しておく。
【０１３９】
図１６及び図１７に、異なる分光感度特性を有した二つの異なる太陽電池セルに対する近似分光感度特性を示す。
【０１４０】
このように、本実施例の測光装置によれば、ユーザが希望する二次基準太陽電池セルの重み付け係数を呼び出し、測光装置の分光感度特性を二次基準太陽電池セルの感度に近似させることができる。
【０１４１】
そのため、本実施例によれば、重み付け係数を変えるだけで、所望の二次基準太陽電池セル相当品を実現できる。つまり、複数の二次基準電池セルを保有する必要がなくなる。また、二次基準太陽電池セルを交換、即ち、設置し直すなどの手間もなくなる。
【０１４２】
更には、メーカ、型番が不明な場合、分光感度を測定しても同等の二次基準太陽電池セルを用意できない場合がある。この場合にも、分光感度さえ分かれば重み付け係数を算出することは可能であり、二次基準太陽電池セル相当品を用意することができ、極めて好便である。
【０１４３】
実施例１０
次に、上述した実施例の測光装置１を使用して、測定対象光源中に植物の成長に必要な光がどの程度含まれているかを測定する場合について説明する。本実施例では、上記実施例１で説明した構成の測光装置１を使用するものとして説明する。
【０１４４】
本実施例によると、実施例９と同様に、制御手段１０２は、Ａ／Ｄ変換器１０１から送信される各光電変換素子の測定値ＳＤ１、ＳＤ２、・・・・・ＳＤ１６をＲＡＭ１０３に
保存する。ＲＯＭ１０４には、以下に説明するように、種類の異なる複数組の重み付け係数ｐ１〜ｐｎ（本例ではｎ＝１６）、ｑ１〜ｑｎ（本例ではｎ＝１６）、・・・・・を格納している。
【０１４５】
制御手段１０２は、演算部を備えており、本実施例にて演算部は、ＲＡＭ１０３に保存されている各光電変換素子の測定値ＳＤ１、ＳＤ２、・・・・・ＳＤ１６、及び、ＲＯＭ１０４に保存されている前記複数組のうちの選択された一つの組の重み付け係数、例えば、重み付け係数ｐ１〜ｐ１６を用いて、クロロフィルが吸収し得る光の分光感度特性Ｓｐ（λ）に近似した分光感度特性Ｓｐｐ（λ）によって、照射されている光量Ｗを求めることができる。
【０１４６】
つまり、クロロフィルが吸収し得る光量Ｗは、下記式
Ｗ＝p1・SD1+p2・SD2+・・・・・・・・・+p16・SD16
で求められる。
【０１４７】
本実施例の近似分光感度特性Ｓｐｐ（λ）は、各光電変換素子の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、・・・Ｓ１６（λ）と、重み付け係数ｐ１〜ｐ１６を用いて、下記式のように表わされる。
Ｓｐｐ（λ）＝ＳΣ（λ）＝p1・S1(λ)+p2・S2(λ)+・・・・・・・+p16・S16(λ)
【０１４８】
上記重み付け係数ｐ１〜ｐ１６は、近似分光感度特性Ｓｐｐ（λ）であるＳΣ（λ）と、所望のクロロフィルが吸収し得る光の分光感度特性Ｓｐ（λ）との差が最小となるように、最小二乗法によって求められる。
【０１４９】
上記重み付け係数ｐ１〜ｐ１６を求める工程は、上述のように、当業者には周知である。従って、これ以上の説明は省略する。
【０１５０】
このようにして、複数の植物について、そのクロロフィルの分光感度に対する近似の分光感度特性を実現し得る種類の異なる複数組の重み付け係数ｐ１〜ｐ１６、ｑ１〜ｑ１６・・・・・を算出し、装置内の記憶手段に格納しておく。
【０１５１】
図１８には、異なる分光感度特性を有するクロロフィルａ、ｂ、ｃなどの型のうちクロロフィルｂに対する近似分光感度特性Ｓｐｐ（λ）を示す。
【０１５２】
従って、本実施例の測光装置によれば、ユーザが希望する植物のクロロフィルの重み付け係数を呼び出し、測光装置の分光感度特性を所望のクロロフィルの感度に近似させることができる。
【０１５３】
そのため、本実施例によれば、重み付け係数を変えるだけで、複数種類の植物のクロロフィル相当品を実現できる。
【０１５４】
また、図１９には、異なる分光感度特性を有するフィトクロムのＰｆｒ型に対する近似分光感度特性Ｓｔｔ（λ）を示す。フィトクロム（phytochrome）は植物や真菌、細菌、
シアノバクテリアに含まれる色素タンパク質である。フィトクロムは、赤色光吸収型（Ｐｒ型）と遠赤色光吸収型（Ｐｆr型）の間を可逆的に光変換することで、それぞれ光を受
容する。
【０１５５】
本実施例の測光装置によれば、クロロフィルに対してと同様に、このようなフィトクロムに対してもフィトクロムの分光感度に対する近似の分光感度特性Ｓｔｔ（λ）を実現し得る重み付け係数ｔ１〜ｔ１６などを算出し、装置内の記憶手段に格納しておき、必要に応じて、ユーザが希望するフィトクロムの重み付け係数（例えば、ｔ１〜ｔ１６）を呼び
出し、測光装置の分光感度特性を所望のフィトクロムの感度に近似させることができる。
【０１５６】
従って、本実施例によれば、重み付け係数を変えるだけで、フィトクロム相当品を実現できる。
【符号の説明】
【０１５７】
１ 測光装置
２ 積分球
２０ 中空
２１ 中空球面（内面）
２２ 入射部開口
２３ 検出部開口
３ 光検出部
３Ａ 光センサ（光検出器）
３１ リニアバリアブルフィルタ、回折格子（分光手段）
３２ 光電変換素子列
３３ スリット
３４ レンズ系
４ 拡散透過板
１００ 測定対象光源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源としての、蛍光灯、電球、ＬＥＤ照明、ＬＥＤ素子、ＬＤ、ＬＣＤ（液晶ディスプレー）などの色度、照度、演色性、波長、パワーなどを測定する測光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、蛍光灯、電球、ＬＥＤ素子などの測定対象光源からの光の特性を測定する測光装置として、種々の装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、入射光を拡散する拡散板と、複合光学フィルタとフォトダイオードから成る光センサとを備えた色彩測定器が開示されている。この色彩測定器では、入射光は、拡散板により拡散され、複数の光センサに照射される。各光センサは、それぞれ異なった分光感度特性を有している。各分光感度特性に適当な係数を掛けて足し合わせることにより、国際照明委員会（略称ＣＩＥ）が規定する等色関数（ｘ、ｙ、ｚ）に近似した出力特性を持つセンサを実現させている。
【０００４】
従って、特許文献１の色彩測定器では、得られた近似等色関数（ｘ、ｙ、ｚ）の出力値を基に入射光の色度、照度などを測定することができる。
【０００５】
また、特許文献２には、積分球から出射された測定光を測定する測定部を備えた測光装置を開示している。この測光装置の光測定部では、測定光をスリットで制限し、レンズ系で平行光にして透過型回折格子を通過させ、複数の光電変換素子を備えた光電変換手段に照射される。以後の処理は、上記特許文献１と同様にして得られた近似等色関数（ｘ、ｙ、ｚ）の出力値を基に測定光の特性を測定することができる。
【０００６】
ここで、図１４を参照して、従来行われている、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８７２６に規定する光源の演色性評価方法について説明する。
【０００７】
ステップ（１）：
測定対象光源に対して、３８０〜７８０ｎｍの範囲を５ｎｍステップで分光特性を、一般的には、回折格子とラインセンサを組み合わせたポリクロメータと呼ばれる測定器にて測定する。
【０００８】
ステップ（２）：
国際照明委員会（略称ＣＩＥ）が規定する等色関数を用いて、下記式１で示す三刺激値（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を求め、次いで、下記式２で示す測定対象光源の色度（ｕ、ｖ）を計算する。
【０００９】
【数１】
【００１０】
【数２】
【００１１】
ステップ（３）：
上記ステップ（２）にて得られた色度（ｕ、ｖ）を用いて、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８７２５に従って相関色温度（°Ｋ）を求める。
【００１２】
ステップ（４）：
ステップ（３）にて求められた相関色温度より基準光源の分光スペクトルを決定する。
【００１３】
ステップ（５）：
ステップ（４）の分光スペクトルを用いて、ステップ（２）と同様にして基準光源の色度（ｕ、ｖ）を求める。
【００１４】
ステップ（６）：
ステップ（１）で測定した「測定対象光源の分光特性」、或いは、ステップ（４）で決めた「基準光源の分光特性」と、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８７２６で規定されている試験色の分光放射輝度率を用いて、測定対象光源或いは基準光源で試験色を照らしたときの試験色の色度を求める。
【００１５】
【数３】
【００１６】
【数４】
【００１７】
ステップ（７）、（８）、（９）：
ステップ（６）以降の、ステップ（７）（色順応補正）、ステップ（８）（均等色度空間への変換）、ステップ（９）（演色評価の算出）は、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８７２６で規定された方法に従って行う。
【００１８】
上述のように、従来の光源の演色性評価方法においては、上記ステップ（１）にて測定対象光源の３８０〜７８０ｎｍの範囲での５ｎｍステップの分光特性を測定するには、高価で大型な分光光度計、例えば、ポリクロメータが必要となる。
【００１９】
そこで、上記特許文献１、２に示す測光装置を使用すれば、上記ステップ（１）における測定対象光源の分光特性が極めて効率良く、測定可能とされ、ステップ（２）〜（５）で求められていた、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ、及び、色度ｕ、ｖが効率良く求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開平９−４９７６５号公報
【特許文献２】特開２００２−１３９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、分光光度計やポリクロメータを使用した場合であっても、上記ステップ（６）における、測定対象光或いは基準光で試験色を照らしたときの試験色の色度を求める際には、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８７２６で規定されている試験色の分光放射輝度率を用いて、上記式４を計算する必要がある。この作業は、煩雑である。
【００２２】
そこで、蛍光灯、電球、ＬＥＤ素子などの測定対象光源からの光の特性を、例えば、上述のような光源の演色性を、より簡易で、迅速に、測定する測光装置が希求されている。
【００２３】
本発明の目的は、蛍光灯、電球、ＬＥＤ素子などの測定対象光源からの光の特性を、例えば、光源の色度、照度、演色性、波長、パワーなどをより簡易で、迅速に測定することのできる測光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的は本発明に係る測光装置にて達成される。要約すれば、本発明の第一の態様によれば、測定対象光源からの光が入射する入射開口部と、入射光を拡散する拡散光学系と、拡散光が出射する出射開口部とを有した測光装置において、
前記出射開口に近接して、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有した光センサが複数個配列された光検出部と、
前記各光センサの分光感度特性を元に、前記各光センサの信号に重み付け係数を掛けて加算する演算部と、
種類の異なる複数の組の前記重み付け係数を記憶した記憶部と、
を備え、前記演算部は、前記記憶部に記憶した所定の重み付け係数を使用して前記測光装置の分光感度特性を所定の分光感度特性とし、光源の特性を測定することを特徴とする測光装置が提供される。
【００２５】
本発明の第二の態様によれば、測定対象光源からの光が入射する入射開口部と、入射光を拡散する拡散光学系と、拡散光が出射する出射開口部とを有した測光装置において、
前記出射開口に近接して、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有した光センサが複数個配列された光検出部と、
前記各光センサの分光感度特性を元に、前記各光センサの信号に重み付け係数を掛けて加算する演算部と、
種類の異なる複数の組の前記重み付け係数を記憶した記憶部と、
を備え、前記演算部は、
前記測光装置の分光感度特性を、前記記憶部に記憶した第一の組の重み付け係数を掛けて等色関数に近似した出力特性として、前記測定対象光源の色度を測定し、
前記測光装置の分光感度特性を、前記記憶部に記憶した第二の組の重み付け係数を掛けて演色性測定の試験色の分光放射輝度率と等色関数の積に合致させて、前記測定対象光源の色度を測定し、
前記測定対象光源の演色性を測定することを特徴とする測光装置が提供される。
【００２６】
本発明の第三の態様によれば、測定対象光源からの光が入射する入射開口部と、入射光を拡散する拡散光学系と、拡散光が出射する出射開口部とを有した測光装置において、
前記出射開口に近接して、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有した光センサが複数個配列された光検出部と、
前記各光センサの分光感度特性を元に、前記各光センサの信号に重み付け係数を掛けて加算する演算部と、
種類の異なる複数の組の前記重み付け係数を記憶した記憶部と、
を備え、前記演算部は、
前記測光装置の分光感度特性を、前記記憶部に記憶した所定の組の重み付け係数を掛けて太陽電池の分光感度特性に合致させ、前記測定対象光源である太陽の日射量を測定することを特徴とする測光装置が提供される。
【００２７】
本発明の第四の態様によれば、測定対象光源からの光が入射する入射開口部と、入射光を拡散する拡散光学系と、拡散光が出射する出射開口部とを有した測光装置において、
前記出射開口に近接して、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有
した光センサが複数個配列された光検出部と、
前記各光センサの分光感度特性を元に、前記各光センサの信号に重み付け係数を掛けて加算する演算部と、
種類の異なる複数の組の前記重み付け係数を記憶した記憶部と、
を備え、前記演算部は、
前記測光装置の分光感度特性を、前記記憶部に記憶した所定の組の重み付け係数を掛けてクロロフィル又はフィトクロムが吸収する光の分光感度特性に合致させ、前記測定対象光源の特性を測定することを特徴とする測光装置が提供される。
【００２８】
本発明の一実施態様によれば、前記光センサは、リニアバリアブルフィルタと光電変換素子列を備えている。
【００２９】
本発明の他の実施態様によれば、前記拡散光学系は、積分球を備え、前記入射開口部に拡散透過板を備えている。
【００３０】
本発明の他の態様によれば、前記積分球は、フッ素樹脂の固体ブロックを使用して、内部が球面状の中空とされる積分球ブロックを作製し、前記積分球ブロックの外周囲は、前記入射開口部及び出射開口部を除いて反射板で囲包する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、例えば、光源の色度、照度、演色性、波長、パワーなどを、より簡易で、迅速に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る測光装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】光電変換素子列による相対分光感度を示す図である。
【図３】本発明に係る測光装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示す本発明に係る測光装置の概略構成図である。
【図５】従来装置における被試験光の入射角度と各光電変換素子上の強度分布を示す図である。
【図６】本発明に係る測光装置における被試験光の入射角度と各光電変換素子上の強度分布を示す図である。
【図７】本発明に係る測光装置の他の実施例の概略構成図である。
【図８】本発明に係る測光装置の他の実施例の概略構成図である。
【図９】本発明に係る測光装置の他の実施例の概略構成図である。
【図１０】本発明に係る測光装置の他の実施例の概略構成図である。
【図１１】本発明に係る測光装置の他の実施例の概略構成図である。
【図１２】等色関数を示す図である。
【図１３】等色関数と近似等色関数を示す図である。
【図１４】光源の演色性評価方法について説明する工程図である。
【図１５】等色関数と試験色の分光放射輝度率との積を説明する図である。
【図１６】測光装置に設定した、一つの太陽電池セルの近似分光感度特性を示す図である。
【図１７】測光装置に設定した、他の太陽電池セルの近似分光感度特性を示す図である。
【図１８】測光装置に設定した、一つの植物のクロロフィルの近似分光感度特性を示す図である。
【図１９】測光装置に設定した、一つの植物のフィトクロムの近似分光感度特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明に係る測光装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３４】
実施例１
先ず、本発明に係る測光装置１の全体構成例について説明する。
【００３５】
図１に、本発明に係る測光装置１の第一の実施例を示す。
【００３６】
本実施例によると、測光装置１は、拡散光学系としての積分球２を備えている。積分球２は、内部が球面状の中空２０とされ、中空２０の球面（内面）２１は拡散反射コーティングを施し、拡散反射フィルム又は拡散反射層を有している。フィルム或いは反射層は、硫酸バリウムなどとされるコーティング剤を充填するか、又は、スプレーして形成される。
【００３７】
更には、積分球２は、例えば、ポリテトラフッ化エチレン、ポリクロロトリフッ化エチレン、ポリクロロフッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニルなどとされる、適宜に焼結したフッ素樹脂の固体ブロックで形成することもできる。
【００３８】
本実施例では、積分球２は、その左側位置に測定対象光源１００からの光が入射する入射開口部２２と、積分球２の下側位置に積分球２の内壁面２１で拡散された拡散光が光検出部３へと出射する検出部開口、即ち、出射開口部２３とを有する。
【００３９】
本実施例における積分球２の具体的寸法、形状、材質の一例を挙げれば次の通りである。
【００４０】
本実施例にて、積分球２は、フッ素樹脂、特に、ＰＴＦＥ（ポリテトラフッ化エチレン）の固体ブロックで作製し、中空球面２１の直径（Ｄ）は６０ｍｍであった。入射開口部２２は、直径（ｄ１）が２０ｍｍであり、出射開口部２３は、直径（ｄ２）が１３ｍｍとした。
【００４１】
本発明にて、積分球２は、上記寸法、形状、材質、に限定されるものではない。ただし、一般的な推奨条件によれば、積分球２は、次の条件を満足することにより良好な性能を発揮し得ることが分かった。
【００４２】
つまり、本実施例にて、積分球２における、直径Ｄとされる球面（内壁面）２１の全表面積をＡ、入射部開口部２２の開口面積をＡ１、検出部開口部２３の開口面積をＡ２としたとき、
Ａ１＋Ａ２≦Ａ×５％
を満足するのがよい。
【００４３】
本実施例の測光装置１は、積分球２の外側で且つ出射開口部２３に近接して光検出部３が配置される。光検出部３は、積分球２からの拡散光を分光する分光手段３１と、分光手段３１に隣接して配置され、分光手段３１により分光された光が入射する複数の光電変換素子（フォトダイオード）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎから成る光電変換素子列３２とを備えている。分光手段３１と光電変換素子列３２とは、光センサ（即ち、光検出器）３Ａを構成している。
【００４４】
上記構成の本実施例の測光装置１によれば、拡散光学系は積分球２とされ、そのため、後述するように、積分球２に入射する測定対象光源１００からの入射角（θ）（図４参照）が変化しても、極端に変化しない限りにおいては、分光手段３１や光電変換素子列３２
への入射角分布や光量が変化することは少ない。
【００４５】
本実施例によると、分光手段３１は、リニアバリアブルフィルタ（以後、「ＬＶＦ」という。）とされる。
【００４６】
ＬＶＦは、バンドパスフィルタの中心波長が位置により連続的に変化する部材であり、従って、フィルタは１種類製作すればよく、従来の干渉フィルタアレイのような、光電変換素子列への貼り付け作業も必要とはしない。また、バンドパスの中心波長が連続的に変化しているため、位置ズレの影響は干渉フィルタに比べると小さい。
【００４７】
ＬＶＦは、透過スペクトルの半値幅は中心波長に比例する。例えば、中心波長の１〜２％である。４００〜８００ｎｍまでの特性で考えると、４００ｎｍ付近では半値幅が４０ｎｍ（中心波長の１％）、８００ｎｍ付近では半値幅が８０ｎｍとなる。つまり、４００〜５００ｎｍ付近では半値幅が狭く、５００ｎｍ以降では半値幅を広くすることが可能であり、光電変換素子列３２は均等間隔でよい。
【００４８】
上述のように、本実施例によれば、従来使用しているスリットや光ファイバなどを使用してはいない。従って、本実施例の測光装置１によれば、出射開口部２３から分光手段３１に入射する光束は、制限されず、光検出部３の感度を高くすることができる。
【００４９】
本実施例にて、分光手段３１としてのＬＶＦは、波長範囲３８０ｎｍ〜７２０ｎｍとされる、米国ＪＤＳＵ社製のリニアバリアブルフィルタを使用した。また、出射開口部２３からＬＶＦ３１までの距離（Ｌ）は、１０ｍｍとされ、このＬＶＦ３１に１ｍｍ以下にて密着して光電変換素子列３２を配置した。
【００５０】
光電変換素子列３２は、本実施例では、１６個の光電変換素子（フォトダイオード）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６からなるフォトダイオードアレーを使用した。つまり、本実施例では、１６個の光電変換素子（フォトダイオード）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６を備えたフォトダイオードアレー３２により、図２に示すように、３８０ｎｍ〜７２０ｎｍまで２０ｎｍピッチでピークを持つ１６個の受光信号Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、・・・Ｓ１６（λ）が測定値として得られる。なお、光電変換素子Ｓの数は、１６個に限定されるものではなく、所望により、これ以外の個数とすることもできる。
【００５１】
図３は、本実施例における測光装置１の電気的構成の一実施例を示すブロック図である。
【００５２】
本実施例によると、１６個（ｎ＝１６）のフォトダイオード（光電変換素子）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６から成る光電変換素子列３２からの受光信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器１０１と、Ａ／Ｄ変換器１０１にて変換された受光信号を受信する制御手段（ＣＰＵ）１０２とを備えている。又、詳しくは後述する記憶手段、即ち、ＲＡＭ１０３、ＲＯＭ１０４を備えている。
【００５３】
上述のように、本実施例の測光装置１によれば、スリット又は光ファイバを使用することはない。従って、分光手段３１に入射する光束は制限されることがなく、測定装置１の感度を高くすることができる。このことは、積分球を使用する測光装置においては特に重要である。
【００５４】
つまり、一般に、積分球を使用する測光装置は、直接光を検出する場合と比較して光量減衰が大きく、測定装置の感度を高くすることは、測定精度を向上させる上から、極めて重要である。
【００５５】
本実施例の測光装置１は、入射開口部２２に拡散透過板４が設置された点に特徴を有している。以下に、本実施例の特徴部である拡散透過板４を有する構成について説明する。
【００５６】
測光装置１において、拡散光学系として積分球２を使用した場合には、測定対象光源１００からの直接光を検出する場合と異なり、被試験光の偏光、ビーム強度分布、入射角度などが平均化（均一化）されて、光電変換素子列３２を備えた光検出器３Ａを照射する。
【００５７】
その結果、光検出器３Ａの測定誤差要因となる入射位置依存性、入射角依存性、偏光依存性などが軽減され、より高精度の測定が可能となる。
【００５８】
しかし、積分球２を使用しても、図４に示すように、積分球２に入射する被試験光の入射角度（θ）が極端に変化した場合には、例えば、入射角度（θ）が１０°以上に変化した場合には、光分布に偏りが生じる。
【００５９】
そのために、従来、分光手段３１として使用されている、所謂、入射角依存性を有した分光手段であるリニアバリアブルフィルタ、バンドパスフィルターアレー、回折格子、又は、ダイクロイックミラーアレーを使用した光検出器３Ａは、本実施例のように、受光素子３２を透過波長が異なる複数の光電変換素子Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎで構成した場合には、被試験光の入射角度（θ）によって複数の光電変換素子Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎ上の光量が変化して測定値が変化する。
【００６０】
そこで、本実施例では、図１及び図４に示すように、入射開口部２２の領域を全面的に覆って、拡散透過板４が固定部材４１により積分球２に固定される。拡散透過板４としては、シグマ光機株式会社製のオパール型拡散板が好適に使用される。
【００６１】
尚、拡散透過板４は、図１に一点鎖線にて示すように、直径ｄ１とされる入射開口部２２内のいずれかの位置に設置することも可能である。この場合は、拡散透過板４の設置位置は、積分球２の内壁面２１に隣接した位置の方が好ましい。
【００６２】
図５は、拡散透過板４を使用しない場合の、被試験光の入射角度（θ）と、光電変換素子列３２を構成する１６個の各光電変換素子Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６上の強度分布との関係を示す図である。図６は、本実施例に従って拡散透過板４を使用した場合の、被試験光の入射角度（θ）と、光電変換素子列３２を構成する各光電変換素子Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６上の強度分布との関係を示す図である。
【００６３】
図５から、積分球２の光入射開口部２２に拡散透過板４がない場合には、積分球２に入射する光束の角度（θ）が変化すると、透過波長が異なる各光電変換素子Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６に照射する光量が入射角度によって変化することが分かる。
【００６４】
これに対して、図６から分かるように、本実施例に従って構成される測光装置１では、拡散透過板４を積分球２の光入射開口部２２に固定することで、積分球２に入射する被試験光が拡散されて入射し、被試験光の入射角度（θ）が変化しても、透過波長が異なる各光電変換素子に照射する光束分布は偏りが生じず、均一である。
【００６５】
従って、本実施例の測光装置１によれば、被試験光の入射角度θが変化しても高精度に被試験光のパワーや色度を高精度に測定することが可能である。
【００６６】
実施例２
次に、本発明の測光装置１の第二の実施例について説明する。本実施例にて、測光装置
１の全体構成は、図１に示す実施例１の測光装置と同じ構成とされ、ただ、分光手段３１と光電変換素子列３２で構成される光検出器３Ａの構成において異なる。従って、測光装置の全体構成については、実施例１の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。以下に、本実施例の特徴部であるＬＶＦについて説明する。
【００６７】
実施例１で説明したように、ＬＶＦを利用することで、４００〜５００ｎｍ付近では半値幅が狭く、５００ｎｍ以降では半値幅を広くすることが可能であり、光電変化素子列３２における各光電変換素子Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓｎは、均等間隔で良い。
【００６８】
そこで、本実施例では、分光手段３１として、中心波長の変化率が変わるＬＶＦを利用することによって、フィルタ（ＬＶＦ）３１と光電変換素子列３２からなる光検出器３Ａによる検出を、中心波長ピッチが４００〜５００ｎｍ付近では狭く、５００ｎｍ以降では広く設計することで、フィルタと光電変換素子からなる光センサの数を最小にすることができ、しかも、少ない光センサにて等色関数への近似精度を向上させることが可能である。
【００６９】
実施例３
図７に、本発明の測光装置１の第三の実施例を示す。本実施例にて、測光装置１の全体構成及び積分球２は、実施例１の測光装置１及び積分球２と同じ構成とされ、ただ、光検出部３の構成が異なるのみである。従って、積分球２及び測光装置１の全体構成については、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例１の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【００７０】
本実施例の光検出部３は、積分球２からの拡散光が、スリット３３及びレンズ３４を介して平行光とされた後、光検出器３Ａへと照射される。光検出器３Ａは、例えば、回折格子などとされる分光手段３１と、分光手段３１に隣接して、分光手段３１により分光された光が入射する光電変換素子列３２とを備えている。
【００７１】
このような測光装置１においても、実施例１で説明した積分球２は、極めて有効であり、実施例１と同様の作用効果を達成し得る。
【００７２】
更に、本実施例にて、光検出部３は、分光手段３１として、入射角依存性を有した分光手段であるバンドパスフィルターアレー又はダイクロイックミラーアレーを使用することも可能である。この場合も、上記構成の積分球２は、極めて有効であり、実施例１と同様の作用効果を達成し得る。
【００７３】
実施例４
図８に、本発明の測光装置１の第四の実施例を示す。本実施例にて、測光装置１の全体構成及び光検出部３は、図１に示す実施例１の測光装置１及び光検出部３と同じ構成とされ、ただ、積分球２の構成が異なるのみである。従って、光検出部３及び測光装置１の全体構成については、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例１の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【００７４】
本実施例では、積分球ブロック２Ａの外周囲は、入射開口部２２及び出射開口部２３を除いて反射板５で囲包する。反射板５は、球面内部２０からの漏れ光を、再度球面内部２０に反射させる。反射板５は、好ましくは拡散反射板とされる。
【００７５】
本実施例における積分球２の具体的寸法、形状、材質の一例を挙げれば次の通りである。
【００７６】
本実施例にて、積分球ブロック２Ａは、フッ素樹脂、特に、ＰＴＦＥ（ポリテトラフッ化エチレン）の固体ブロックで作製し、中空内面の直径（Ｄ）は６０ｍｍとした。入射開口部２２は、直径（ｄ１）が２０ｍｍであり、出射開口部２３は、直径（ｄ２）が１３ｍｍであった。
【００７７】
また、このような形状の積分球ブロック２Ａは、本実施例では、一辺の長さ（Ｗ）が７０ｍｍの立方体形状とされた。ただし、本発明にて、積分球２は、これらの寸法、形状、材質、に限定されるものではない。
【００７８】
尚、上述したように、一般に、積分球２は、次の条件を満足することにより良好な性能を得る。
【００７９】
つまり、本実施例においても、積分球２における、直径Ｄとされる球面（内壁面）２１の全表面積をＡ、入射部開口部２２の開口面積をＡ１、検出部開口部２３の開口面積をＡ２としたとき、
Ａ１＋Ａ２≦Ａ×５％
を満足するのがよい。
【００８０】
積分球ブロック２Ａは、本実施例では、産業用に一般的に使用されているＰＴＦＥ（密度２．１〜２．３ｇ／ｃｍ3）を使用した。
【００８１】
更に説明すると、上述したように、積分球ブロック２Ａに一般の産業用で利用されているＰＴＦＥを使用すると、ＰＴＦＥの中空球面２１に入射した光は、ＰＴＦＥの表面で拡散反射する光以外にＰＴＦＥを透過する光が存在する。
【００８２】
積分球ブロック２Ａから入射光が漏れると、光検出部３、即ち、分光手段３１と光電変換素子列３２にて構成される光センサ（即ち、光検出器）へ照射する拡散反射光が減り測定の感度が落ちる。
【００８３】
この対策として、本実施例では、積分球ブロック２Ａの周囲に、反射板５、好ましくは、拡散反射板５を取付け、積分球２からの漏れ光を、再度積分球２の球面内部２０に反射させる。
【００８４】
この結果、光検出部３へと照射する拡散光量が増え、感度の低下を改善することができる。また、雰囲気光などの外乱光が積分球２の外部から漏れ込まないように、反射板５は周囲の光を遮断することにも利用できる。
【００８５】
本実施例では、反射板５としては、アルミ製の反射板を使用した。特に、拡散反射板としては、古河電工製の超微細発泡光反射板（ＭＣＰＥＴ）を使用した。
【００８６】
上記構成の立方体形状とされる積分球ブロック２Ａの、入射開口部２２及び出射開口部２３を除く全外周囲に、上記構成の反射板（拡散反射板）５を貼り付け、反射板５の効果を実験により確認した。
【００８７】
その結果、一般の産業用に利用するＰＴＦＥ（密度２．１〜２．３ｇ／ｃｍ3）を使用
して積分球を作製した場合であっても、反射板５として、上記拡散反射板を使用した場合には、光検出部（照射面）３上の光量が１．６倍向上した。上記アルミ製の反射板を使用した場合であっても、１．２倍向上した。
【００８８】
これは、球面内面２１が硫化バリウムで塗布された一般の積分球と同等な光量であった
。
【００８９】
このように、上記構成の本実施例の積分球２によれば、一般の産業用に使用されているＰＴＦＥブロックを利用することによって作製することができ、安価である。また、周囲に反射板を固定することで、拡散反射光が増えて、一般の積分球と同等な特性が達成できる。更に、反射板は外乱光の影響をなくすことにも効果がある。
【００９０】
実施例５
図９に、本発明の測光装置の第五の実施例を示す。本実施例にて、測光装置１の全体構成及び積分球２は、図８に示す実施例４の測光装置１及び積分球２と同じ構成とされ、ただ、光検出部３の構成が異なるのみである。従って、積分球２及び測光装置１の全体構成については、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例４の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【００９１】
本実施例の光検出部３は、積分球２からの拡散光が、スリット３３及びレンズ３４を介して平行光とされた後、光検出器３Ａへと照射される。光検出器３Ａは、例えば、回折格子などとされる分光手段３１と、分光手段３１に隣接して、分光手段３１により分光された光が入射する光電変換素子列３２とを備えている。
【００９２】
このような測光装置１においても、本実施例の積分球２は、極めて有効であり、実施例４と同様の作用効果を達成し得る。
【００９３】
実施例６
図１０に、本発明の測光装置１の第六の実施例を示す。本実施例にて、測光装置１の全体構成は、図８に示す実施例４の測光装置１と同じ構成とされ、ただ、入射開口部２２に拡散透過板４が配置された点でのみ異なる。従って、測光装置１の全体構成については、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例４の説明を援用し、詳しい説明は省略する。又、拡散透過板４の構成及び機能は、実施例１で説明したとおりである。
【００９４】
また、実施例１で説明したと同様に、拡散透過板４は、図１０に一点鎖線にて示すように、直径ｄ１とされる入射開口２２内のいずれかの位置に設置することも可能である。この場合は、拡散透過板４の設置位置は、積分球２の内壁面２１に隣接した位置の方が好ましい。
【００９５】
本実施例の測光装置１もまた、実施例１と同様に、光検出器３Ａの測定誤差要因となる入射位置依存性、入射角依存性、偏光依存性などが軽減され、より高精度の測定が可能となる。
【００９６】
実施例７
図１１に、本発明の測光装置の第七の実施例を示す。本実施例にて、測光装置１の全体構成及び積分球２は、図１０に示す実施例６の測光装置１及び積分球２と同じ構成とされ、ただ、光検出部３の構成が異なるのみである。従って、積分球２及び測光装置１の全体構成については、同じ構成及び機能をなす部材には同じ参照番号を付し、実施例６の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【００９７】
本実施例の光検出部３は、積分球２からの拡散光が、スリット３３及びレンズ３４を介して平行光とされた後、光検出器３Ａへと照射される。光検出器３Ａは、例えば、回折格子などとされる分光手段３１と、分光手段３１に隣接して、分光手段３１により分光された光が入射する光電変換素子列３２とを備えている。
【００９８】
このような測光装置１においても、本実施例の積分球２は、極めて有効であり、実施例４と同様の作用効果を達成し得る。
【００９９】
実施例８
次に、上述した実施例の測光装置１の具体的使用態様について説明する。本実施例では、上記実施例１で説明した構成の測光装置１を使用し、光源の演色性を測定するものとして説明する。
【０１００】
本実施例にて、分光手段３１としてのＬＶＦは、波長範囲３８０ｎｍ〜７２０ｎｍとされる、米国ＪＤＳＵ社製のリニアバリアブルフィルタを使用した。また、出射開口部２３からＬＶＦ３１までの距離距離（Ｌ）は、１０ｍｍとされ、このＬＶＦ３１に１ｍｍ以下にて密着して光電変換素子列３２を配置した。
【０１０１】
光電変換素子列３２は、本実施例では、１６個（ｎ＝１６）の光電変換素子（フォトダイオード）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６からなるフォトダイオードアレーを使用した。つまり、本実施例では、光センサ３Ａを構成する１６個の光電変換素子（フォトダイオード）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６を備えたフォトダイオードアレー３２は、図２に示すように、３８０ｎｍ〜７２０ｎｍまで２０ｎｍピッチでピークを持つ１６個の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、・・・Ｓ１６（λ）を持ち、光センサ３Ａ、即ち、各光電変換素子は１６個の測定値ＳＤ１、ＳＤ２、・・・ＳＤ１６を出力する。なお、光電変換素子の数（ｎ）は、１６個に限定されるものではなく、所望により、これ以外の個数とすることもできる。
【０１０２】
図３を参照して説明したように、本実施例における測光装置１は、１６個のフォトダイオード（光電変換素子）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６から成る光電変換素子列３２からの受光信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器１０１と、Ａ／Ｄ変換器１０１にて変換された受光信号を受信する制御手段（ＣＰＵ）１０２とを備えている。
【０１０３】
本実施例によると、制御手段１０２は、Ａ／Ｄ変換器１０１から送信される各光電変換素子の測定値ＳＤ１、ＳＤ２、・・・ＳＤ１６をＲＡＭ１０３に保存する。ＲＯＭ１０４には、以下に説明するように、種類の異なる複数組の重み付け係数、即ち、本実施例では、第１の組のａ１〜ａｎ（本例ではｎ＝１６）、ｂ１〜ｂｎ（本例ではｎ＝１６）、ｃ１〜ｃｎ（本例ではｎ＝１６）、第２の組のｅ１〜ｅｎ（本例ではｎ＝１６）、ｆ１〜ｆｎ（本例ではｎ＝１６）、ｇ１〜ｇｎ（本例ではｎ＝１６）、・・・・・・を格納している。本実施例では、試験色の種類は１５種類（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１５）あるため、前記第２の組の重み付け係数は、４５種類（１５×３）となる。
【０１０４】
制御手段１０２は、演算部を備えており、本実施例の測定装置１は、演算部により測定光の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを測定することができる。
【０１０５】
つまり、本実施例にて、演算部は、ＲＡＭ１０３に保存されている上記各光電変換素子の測定値ＳＤ１、ＳＤ２、・・・ＳＤ１６、及び、ＲＯＭ１０４に保存されている三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ毎の上記重み付け係数ａ１〜ａｎ（本例ではｎ＝１６）、ｂ１〜ｂｎ（本例ではｎ＝１６）、ｃ１〜ｃｎ（本例ではｎ＝１６）を用いて、本実施例の三刺激値測定値は下記式のように求められる。
Ｘ＝a1・SD1＋a2・SD2＋・・・・・・・・＋a16・SD16
Ｙ＝b1・SD1＋b2・SD2＋・・・・・・・・＋b16・SD16
Ｚ＝c1・SD1＋c2・SD2＋・・・・・・・・＋c16・SD16
【０１０６】
本実施例の近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）は、各光電変換素子の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、・・・Ｓ１６（λ）と、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚ毎の重み付け係数ａ１〜ａｎ（本例ではｎ＝１６）、ｂ１〜ｂｎ（本例ではｎ＝１６）、ｃ１〜ｃｎ（本例ではｎ＝１６）を用いて、下記式のように表わされる。
ｘ’（λ）＝ＳΣ（λ）＝a1・S1(λ)＋a2・S2(λ)＋・・・・・・＋a16・S16(λ)
ｙ’（λ）＝ＳΣ（λ）＝b1・S1(λ)＋b2・S2(λ)＋・・・・・・＋b16・S16(λ)
ｚ’（λ）＝ＳΣ（λ）＝c1・S1(λ)＋c2・S2(λ)＋・・・・・・＋c16・S16(λ)
【０１０７】
上記重み付け係数ａ１〜ａｎ（本例ではｎ＝１６）、ｂ１〜ｂｎ（本例ではｎ＝１６）、ｃ１〜ｃｎ（本例ではｎ＝１６）は、近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）であるＳΣ（λ）と、等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）との差が最小となるように、最小二乗法によって求められる。
【０１０８】
上記重み付け係数を求める工程は、例えば、上述の特許文献２（特開２００２−１３９８１号公報）などに記載されており、当業者には周知である。従って、これ以上の説明は省略する。
【０１０９】
図１２に等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）を示し、図１３に、等色関数ｘ（λ）、ｙ（λ）、ｚ（λ）と、等色関数に近似した近似等色関数ｘ’（λ）、ｙ’（λ）、ｚ’（λ）を示す。
【０１１０】
上述にて理解されるように、本実施例の測定装置１は、制御手段１０２の演算部により測定光の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを測定することができ、得られた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに基づいて、測定対象光源１００の色度ｕ、ｖを算出することができる。基準光源の色度ｕ、ｖは、基準光源は５ｎｍのデータがあるのでＪＩＳ通りに実施して求める。
【０１１１】
つまり、図１４に示す、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８７２６に規定する光源の演色性評価方法における、「測定対象光源の色度」、及び、「基準光源の色度」を求めることができる。
【０１１２】
更に、本実施例によれば、ステップ（６）に記載する工程における、「測定対象光源下での試験色の色度」、及び、「基準光源下で試験色の色度」をもまた容易に且つ迅速に、高精度にて求めることができる。
【０１１３】
従来、上述のステップ（６）では、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８７２６で規定されている試験色の分光放射輝度率を用いて、測定対象光、或いは、基準光で試験色を照らしたときの試験色の色度を求めている。
【０１１４】
つまり、測定対象光源で照らされた試験色の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚは、下記式５（上記式３と同じ）にて求める。この三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに基づいて、下記式６により試験色の色度ｕ、ｖを算出する。
【０１１５】
【数５】
【０１１６】
【数６】
【０１１７】
これに対して、本実施例では、測光装置１の分光感度特性を、記憶部ＲＯＭ１０４に記憶した上述の第二の組の重み付け係数ｅ１〜ｅ１６、ｆ１〜ｆ１６、ｇ１〜ｇ１６、・・・・（１５種類×３＝４５種類）を掛けて演色性測定の試験色の分光放射輝度率と等色関数の積に合致させて、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを求め、測定対象光源下での試験色の色度ｕ、ｖを計算する。
【０１１８】
図１５を参照すると、等色関数ｘ（λ）と、試験色Ｎｏ．１の分光放射輝度率β（λ）とを掛けて得られる分光感度特性Ｃｘ（λ）が示される。
【０１１９】
即ち、測光装置１の分光感度特性Ｓ（λ）と上記分光感度特性Ｃｘ（λ）、Ｃｙ（λ）、Ｃｚ（λ）との差が最小となるように最小二乗法によって上記第二の組の重み付け係数ｅ１〜ｅ１６、ｆ１〜ｆ１６、ｇ１〜ｇ１６、・・・・・を求める。そして、上述のように、ＲＯＭ１０４に格納しておく。
【０１２０】
本実施例によれば、上述したように測光装置１における光センサ３Ａを構成する１６個の光電変換素子Ｓ１〜Ｓ１６からの測定値（出力）をＳＤ１〜ＳＤ１６とすると、測定対象光源で照らされた試験色Ｎｏ．１の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚは、
Ｘ＝e1・SD1＋e2・SD2＋・・・・・・・・＋e16・SD16
Ｙ＝f1・SD1＋f2・SD2＋・・・・・・・・＋f16・SD16
Ｚ＝g1・SD1＋g2・SD2＋・・・・・・・・＋g16・SD16
で表わされる。制御手段１０２の演算部は、求められた三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚの出力値に基づき、上記式６により、測定対象光源下での試験色の色度ｕ、ｖを計算する。
【０１２１】
基準光源で照らされた試験色に対しては（基準光源は５ｎｍのデータがあるので）ＪＩＳ通りに実施して、色度ｕ、ｖを計算する。
【０１２２】
他の試験色Ｎｏ．２〜Ｎｏ．１５に対しても同様の手順で測定対象光源で照らされた試験色の三刺激値及び色度ｕ、ｖを求める。
【０１２３】
従って、本実施例の測光装置１によれば、上記ステップ（６）における、測定対象光源で照らした試験色の色度、及び、基準光源で照らした試験色の色度を容易に且つ迅速に求めることができる。
【０１２４】
次いで、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８７２６の規定に従って、図１４のステップ（７）における試料光源の色度及び試料光源による試験色の色度に対する色順応補正、ステップ（８）における均等空間への変換、及び、ステップ（９）における演色評価数の算出が行われる。ステップ（７）、（８）、（９）等は、当業者には周知であり、これ以上の説明は省略する。
【０１２５】
実施例９
次に、上述した実施例の測光装置１を使用して、太陽電池セルに対する自然太陽下の放射照度（日射量）を測定する場合について説明する。本実施例では、上記実施例１で説明した構成の測光装置１を使用するものとして説明する。
【０１２６】
従来、太陽電池セルの特性を屋外試験にて測定するためには、太陽の放射照度が不明であるために、被測定対象の太陽電池セルと同じ分光感度を持つ太陽電池セル（二次基準太陽電池セル）を用意する必要がある。
【０１２７】
製造メーカ、型番などが違う複数の太陽電池セルを評価する場合には、二次基準太陽電池セルが複数必要となる。従って、種類を変更する度に、測定装置の放射測定部に二次基準太陽電池セルを設置し直す必要がある。
【０１２８】
そこで、本発明に従った構成の測光装置１にて放射測定部を構成する。
【０１２９】
つまり、本実施例にて、実施例８にて説明したと同様に、分光手段３１としてのＬＶＦは、波長範囲３００ｎｍ〜１２００ｎｍとされるリニアバリアブルフィルタを使用した。また、出射開口部２３からＬＶＦ３１までの距離距離（Ｌ）は、１０ｍｍとされ、このＬＶＦ３１に１ｍｍ以下にて密着して光電変換素子列３２を配置した。
【０１３０】
光電変換素子列３２は、本実施例では、１６個（ｎ＝１６）の光電変換素子（フォトダイオード）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６からなるフォトダイオードアレーを使用した。つまり、本実施例では、１６個の光電変換素子（フォトダイオード）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６を備えたフォトダイオードアレー３２は、３００ｎｍ〜１２００ｎｍまで５６ｎｍピッチでピークを持つ１６個の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、・・・Ｓ１６（λ）を持つ。なお、光電変換素子の数（ｎ）は、１６個に限定されるものではなく、所望により、これ以外の個数とすることもできる。
【０１３１】
図３を参照して説明したように、本実施例における測光装置１は、１６個のフォトダイオード（光電変換素子）Ｓ１、Ｓ２、・・・Ｓ１６から成る光電変換素子列３２からの受光信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器１０１と、Ａ／Ｄ変換器１０１にて変換された受光信号を受信する制御手段（ＣＰＵ）１０２とを備えている。
【０１３２】
本実施例によると、制御手段１０２は、Ａ／Ｄ変換器１０１から送信される各光電変換素子の測定値ＳＤ１、ＳＤ２、・・・・・ＳＤ１６をＲＡＭ１０３に保存する。ＲＯＭ１０４には、以下に説明するように、種類の異なる複数組の重み付け係数ｈ１〜ｈｎ（本例ではｎ＝１６）、ｉ１〜ｉｎ（本例ではｎ＝１６）、・・・・・を格納している。
【０１３３】
制御手段１０２は、演算部を備えており、本実施例にて演算部は、ＲＡＭ１０３に保存されている各光電変換素子の測定値ＳＤ１、ＳＤ２、・・・・・ＳＤ１６、及び、ＲＯＭ１０４に保存されている前記複数組のうちの選択された一つの組の重み付け係数、例えば、重み付け係数ｈ１〜ｈ１６を用いて、所望の太陽電池の分光感度特性Ｓｓ（λ）に近似した分光感度特性Ｓｓｓ（λ）によって、太陽の放射照度Ｔを求めることができる。
【０１３４】
つまり、所望の太陽電池で測定した太陽の放射照度Ｔは、下記式
Ｔ＝h1・SD1+h2・SD2+・・・・・・・・・+h16・SD16
で求められる。
【０１３５】
本実施例の近似分光感度特性Ｓｓｓ（λ）は、各光電変換素子の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、・・・Ｓ１６（λ）と、重み付け係数ｈ１〜ｈ１６を用いて、下記式のように表わされる。
Ｓｓｓ（λ）＝ＳΣ（λ）＝h1・S1(λ)＋h2・S2(λ)＋・・・・・・＋h16・S16(λ)
【０１３６】
上記重み付け係数ｈ１〜ｈ１６は、近似分光感度特性Ｓｓｓ（λ）であるＳΣ（λ）と、所望の太陽電池セルの分光感度特性Ｓｓ（λ）との差が最小となるように、最小二乗法によって求められる。
【０１３７】
上記重み付け係数ｈ１〜ｈ１６を求める工程は、上述のように、当業者には周知である。従って、これ以上の説明は省略する。
【０１３８】
このようにして、複数の太陽電池セルについて、近似の分光感度特性を実現し得る複数組の重み付け係数ｈ１〜ｈ１６、ｉ１〜ｉ１６、・・・・を算出し、装置内の記憶手段ＲＯＭ１０４に格納しておく。
【０１３９】
図１６及び図１７に、異なる分光感度特性を有した二つの異なる太陽電池セルに対する近似分光感度特性を示す。
【０１４０】
このように、本実施例の測光装置によれば、ユーザが希望する二次基準太陽電池セルの重み付け係数を呼び出し、測光装置の分光感度特性を二次基準太陽電池セルの感度に近似させることができる。
【０１４１】
そのため、本実施例によれば、重み付け係数を変えるだけで、所望の二次基準太陽電池セル相当品を実現できる。つまり、複数の二次基準電池セルを保有する必要がなくなる。また、二次基準太陽電池セルを交換、即ち、設置し直すなどの手間もなくなる。
【０１４２】
更には、メーカ、型番が不明な場合、分光感度を測定しても同等の二次基準太陽電池セルを用意できない場合がある。この場合にも、分光感度さえ分かれば重み付け係数を算出することは可能であり、二次基準太陽電池セル相当品を用意することができ、極めて好便である。
【０１４３】
実施例１０
次に、上述した実施例の測光装置１を使用して、測定対象光源中に植物の成長に必要な光がどの程度含まれているかを測定する場合について説明する。本実施例では、上記実施例１で説明した構成の測光装置１を使用するものとして説明する。
【０１４４】
本実施例によると、実施例９と同様に、制御手段１０２は、Ａ／Ｄ変換器１０１から送信される各光電変換素子の測定値ＳＤ１、ＳＤ２、・・・・・ＳＤ１６をＲＡＭ１０３に
保存する。ＲＯＭ１０４には、以下に説明するように、種類の異なる複数組の重み付け係数ｐ１〜ｐｎ（本例ではｎ＝１６）、ｑ１〜ｑｎ（本例ではｎ＝１６）、・・・・・を格納している。
【０１４５】
制御手段１０２は、演算部を備えており、本実施例にて演算部は、ＲＡＭ１０３に保存されている各光電変換素子の測定値ＳＤ１、ＳＤ２、・・・・・ＳＤ１６、及び、ＲＯＭ１０４に保存されている前記複数組のうちの選択された一つの組の重み付け係数、例えば、重み付け係数ｐ１〜ｐ１６を用いて、クロロフィルが吸収し得る光の分光感度特性Ｓｐ（λ）に近似した分光感度特性Ｓｐｐ（λ）によって、照射されている光量Ｗを求めることができる。
【０１４６】
つまり、クロロフィルが吸収し得る光量Ｗは、下記式
Ｗ＝p1・SD1+p2・SD2+・・・・・・・・・+p16・SD16
で求められる。
【０１４７】
本実施例の近似分光感度特性Ｓｐｐ（λ）は、各光電変換素子の分光感度特性Ｓ１（λ）、Ｓ２（λ）、・・・Ｓ１６（λ）と、重み付け係数ｐ１〜ｐ１６を用いて、下記式のように表わされる。
Ｓｐｐ（λ）＝ＳΣ（λ）＝p1・S1(λ)+p2・S2(λ)+・・・・・・・+p16・S16(λ)
【０１４８】
上記重み付け係数ｐ１〜ｐ１６は、近似分光感度特性Ｓｐｐ（λ）であるＳΣ（λ）と、所望のクロロフィルが吸収し得る光の分光感度特性Ｓｐ（λ）との差が最小となるように、最小二乗法によって求められる。
【０１４９】
上記重み付け係数ｐ１〜ｐ１６を求める工程は、上述のように、当業者には周知である。従って、これ以上の説明は省略する。
【０１５０】
このようにして、複数の植物について、そのクロロフィルの分光感度に対する近似の分光感度特性を実現し得る種類の異なる複数組の重み付け係数ｐ１〜ｐ１６、ｑ１〜ｑ１６・・・・・を算出し、装置内の記憶手段に格納しておく。
【０１５１】
図１８には、異なる分光感度特性を有するクロロフィルａ、ｂ、ｃなどの型のうちクロロフィルｂに対する近似分光感度特性Ｓｐｐ（λ）を示す。
【０１５２】
従って、本実施例の測光装置によれば、ユーザが希望する植物のクロロフィルの重み付け係数を呼び出し、測光装置の分光感度特性を所望のクロロフィルの感度に近似させることができる。
【０１５３】
そのため、本実施例によれば、重み付け係数を変えるだけで、複数種類の植物のクロロフィル相当品を実現できる。
【０１５４】
また、図１９には、異なる分光感度特性を有するフィトクロムのＰｆｒ型に対する近似分光感度特性Ｓｔｔ（λ）を示す。フィトクロム（phytochrome）は植物や真菌、細菌、
シアノバクテリアに含まれる色素タンパク質である。フィトクロムは、赤色光吸収型（Ｐｒ型）と遠赤色光吸収型（Ｐｆr型）の間を可逆的に光変換することで、それぞれ光を受
容する。
【０１５５】
本実施例の測光装置によれば、クロロフィルに対してと同様に、このようなフィトクロムに対してもフィトクロムの分光感度に対する近似の分光感度特性Ｓｔｔ（λ）を実現し得る重み付け係数ｔ１〜ｔ１６などを算出し、装置内の記憶手段に格納しておき、必要に応じて、ユーザが希望するフィトクロムの重み付け係数（例えば、ｔ１〜ｔ１６）を呼び
出し、測光装置の分光感度特性を所望のフィトクロムの感度に近似させることができる。
【０１５６】
従って、本実施例によれば、重み付け係数を変えるだけで、フィトクロム相当品を実現できる。
【符号の説明】
【０１５７】
１ 測光装置
２ 積分球
２０ 中空
２１ 中空球面（内面）
２２ 入射部開口
２３ 検出部開口
３ 光検出部
３Ａ 光センサ（光検出器）
３１ リニアバリアブルフィルタ、回折格子（分光手段）
３２ 光電変換素子列
３３ スリット
３４ レンズ系
４ 拡散透過板
１００ 測定対象光源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象光源からの光が入射する入射開口部と、入射光を拡散する拡散光学系と、拡散光が出射する出射開口部とを有した測光装置において、
前記出射開口に近接して、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有した光センサが複数個配列された光検出部と、
前記各光センサの分光感度特性を元に、前記各光センサの信号に重み付け係数を掛けて加算する演算部と、
種類の異なる複数の組の前記重み付け係数を記憶した記憶部と、
を備え、前記演算部は、前記記憶部に記憶した所定の重み付け係数を使用して前記測光装置の分光感度特性を所定の分光感度特性とし、光源の特性を測定することを特徴とする測光装置。
【請求項２】
測定対象光源からの光が入射する入射開口部と、入射光を拡散する拡散光学系と、拡散光が出射する出射開口部とを有した測光装置において、
前記出射開口に近接して、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有した光センサが複数個配列された光検出部と、
前記各光センサの分光感度特性を元に、前記各光センサの信号に重み付け係数を掛けて加算する演算部と、
種類の異なる複数の組の前記重み付け係数を記憶した記憶部と、
を備え、前記演算部は、
前記測光装置の分光感度特性を、前記記憶部に記憶した第一の組の重み付け係数を掛けて等色関数に近似した出力特性として、前記測定対象光源の色度を測定し、
前記測光装置の分光感度特性を、前記記憶部に記憶した第二の組の重み付け係数を掛けて演色性測定の試験色の分光放射輝度率と等色関数の積に合致させて前記測定対象光源の色度を測定し、
前記測定対象光源の演色性を測定することを特徴とする測光装置。
【請求項３】
測定対象光源からの光が入射する入射開口部と、入射光を拡散する拡散光学系と、拡散光が出射する出射開口部とを有した測光装置において、
前記出射開口に近接して、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有した光センサが複数個配列された光検出部と、
前記各光センサの分光感度特性を元に、前記各光センサの信号に重み付け係数を掛けて加算する演算部と、
種類の異なる複数の組の前記重み付け係数を記憶した記憶部と、
を備え、前記演算部は、
前記測光装置の分光感度特性を、前記記憶部に記憶した所定の組の重み付け係数を掛けて太陽電池の分光感度特性に合致させ、前記測定対象光源である太陽の日射量を測定することを特徴とする測光装置。
【請求項４】
測定対象光源からの光が入射する入射開口部と、入射光を拡散する拡散光学系と、拡散光が出射する出射開口部とを有した測光装置において、
前記出射開口に近接して、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有した光センサが複数個配列された光検出部と、
前記各光センサの分光感度特性を元に、前記各光センサの信号に重み付け係数を掛けて加算する演算部と、
種類の異なる複数の組の前記重み付け係数を記憶した記憶部と、
を備え、前記演算部は、
前記測光装置の分光感度特性を、前記記憶部に記憶した所定の組の重み付け係数を掛けてクロロフィル又はフィトクロムが吸収する光の分光感度特性に合致させ、前記測定対象
光源の特性を測定することを特徴とする測光装置。
【請求項５】
前記光センサは、リニアバリアブルフィルタと光電変換素子列を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の測光装置。
【請求項６】
前記拡散光学系は、積分球を備え、前記入射開口部に拡散透過板を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の測光装置。
【請求項７】
前記積分球は、フッ素樹脂の固体ブロックを使用して、内部が球面状の中空とされる積分球ブロックを作製し、前記積分球ブロックの外周囲は、前記入射開口部及び出射開口部を除いて反射板で囲包したことを特徴とする請求項６に記載の測光装置。
【請求項１】
測定対象光源からの光が入射する入射開口部と、入射光を拡散する拡散光学系と、拡散光が出射する出射開口部とを有した測光装置において、
前記出射開口に近接して、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有した光センサが複数個配列された光検出部と、
前記各光センサの分光感度特性を元に、前記各光センサの信号に重み付け係数を掛けて加算する演算部と、
種類の異なる複数の組の前記重み付け係数を記憶した記憶部と、
を備え、前記演算部は、前記記憶部に記憶した所定の重み付け係数を使用して前記測光装置の分光感度特性を所定の分光感度特性とし、光源の特性を測定することを特徴とする測光装置。
【請求項２】
測定対象光源からの光が入射する入射開口部と、入射光を拡散する拡散光学系と、拡散光が出射する出射開口部とを有した測光装置において、
前記出射開口に近接して、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有した光センサが複数個配列された光検出部と、
前記各光センサの分光感度特性を元に、前記各光センサの信号に重み付け係数を掛けて加算する演算部と、
種類の異なる複数の組の前記重み付け係数を記憶した記憶部と、
を備え、前記演算部は、
前記測光装置の分光感度特性を、前記記憶部に記憶した第一の組の重み付け係数を掛けて等色関数に近似した出力特性として、前記測定対象光源の色度を測定し、
前記測光装置の分光感度特性を、前記記憶部に記憶した第二の組の重み付け係数を掛けて演色性測定の試験色の分光放射輝度率と等色関数の積に合致させて前記測定対象光源の色度を測定し、
前記測定対象光源の演色性を測定することを特徴とする測光装置。
【請求項３】
測定対象光源からの光が入射する入射開口部と、入射光を拡散する拡散光学系と、拡散光が出射する出射開口部とを有した測光装置において、
前記出射開口に近接して、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有した光センサが複数個配列された光検出部と、
前記各光センサの分光感度特性を元に、前記各光センサの信号に重み付け係数を掛けて加算する演算部と、
種類の異なる複数の組の前記重み付け係数を記憶した記憶部と、
を備え、前記演算部は、
前記測光装置の分光感度特性を、前記記憶部に記憶した所定の組の重み付け係数を掛けて太陽電池の分光感度特性に合致させ、前記測定対象光源である太陽の日射量を測定することを特徴とする測光装置。
【請求項４】
測定対象光源からの光が入射する入射開口部と、入射光を拡散する拡散光学系と、拡散光が出射する出射開口部とを有した測光装置において、
前記出射開口に近接して、それぞれ感度波長領域が制限された異なる分光感度特性を有した光センサが複数個配列された光検出部と、
前記各光センサの分光感度特性を元に、前記各光センサの信号に重み付け係数を掛けて加算する演算部と、
種類の異なる複数の組の前記重み付け係数を記憶した記憶部と、
を備え、前記演算部は、
前記測光装置の分光感度特性を、前記記憶部に記憶した所定の組の重み付け係数を掛けてクロロフィル又はフィトクロムが吸収する光の分光感度特性に合致させ、前記測定対象
光源の特性を測定することを特徴とする測光装置。
【請求項５】
前記光センサは、リニアバリアブルフィルタと光電変換素子列を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の測光装置。
【請求項６】
前記拡散光学系は、積分球を備え、前記入射開口部に拡散透過板を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の測光装置。
【請求項７】
前記積分球は、フッ素樹脂の固体ブロックを使用して、内部が球面状の中空とされる積分球ブロックを作製し、前記積分球ブロックの外周囲は、前記入射開口部及び出射開口部を除いて反射板で囲包したことを特徴とする請求項６に記載の測光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１１−１４５２７４（Ｐ２０１１−１４５２７４Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９９１７１（Ｐ２０１０−９９１７１）
【出願日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【出願人】（０００２２７１８０）日置電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【出願人】（０００２２７１８０）日置電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
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