JPH042891B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レンズ式の輝度計測装置に関するも
のである。

従来例の構成とその問題点 近年、輝度計測の分野においては、低輝度レベ
ルの計測が増大し、しかも計測対象にくらべその
周辺輝度が大きい計測対象の輝度を精度よく計測
することが要求されている。

以下、従来の輝度計測装置について説明する。
第３図は従来の輝度計測装置の概略図を示すもの
であり、１は計測対象、２は対物レンズ、３は受
光器、４は計測視野を決めるアパーチヤである。
計測対象１の像が対物レンズ２によりアパーチヤ
４面上に形成され、アパーチヤ４で制限された計
測視野内の光を受光器３に導き、光電変換され計
測対象の輝度を計測する。しかしながら、上記の
ような構成の輝度計測装置では、計測対象１の輝
度L₁が低い場合、計測対象１の周辺に存在する
高輝度部分の影響が無視できなくなることがあ
る。第３図において、計測対象１の周辺に輝度
Lnなる発光面１ａが存在したとする。結像系で
は、発光面１ａの像はアパーチヤ４でカツトさ
れ、受光器３の出力には発光面１ａの影響を受け
ない。

しかし、対物レンズ２では対物レンズに入射し
た光が第１図で５に示す矢印方向に対物レンズ表
面で反射され、さらに内部ではレンズ材料粒子に
より散乱される。そして、散乱光の一部はアパー
チヤ４を通つて受光器３に到達し、輝度計測時の
誤差となる。計測対象１が対物レンズ２によりア
パーチヤ４面上に結像されたときの像面照度を
Ed₁とし、発光面１ａからの光で対物レンズ２で
散乱され、アパーチヤ４面に到達する光による照
度をEdnとする。散乱光による像面照度は実際に
は、計測対象１を含む周辺の発光面（２次発光面
も含む） すべての合計値 〓ⁿ Ednとなる。

従来は、計測対象１の輝度L₁が視野内において 比較的高い場合が多く、 その結果、Ed₁≫ 〓ⁿ Ednなる関係が成立し、 この対物レンズ２内の散乱による計測誤差は無視
できる程度であつた。しかし、計測対象１の輝度
L₁が低くなり、発光面１ａの輝度Lnが高くなつ
てくると、 〓ⁿ EdnがEd₁に対して無視できなくなり、 正確な輝度計測ができなくなる。

この問題点を改善するために、対物レンズに遮
光筒を取り付け計測対象外からの入射光を低減す
ることが行なわれていたが、この構成では、計測
対象から遠くはなれた発光面に対しては若干の効
果があるものの、計測対象の近傍に高輝度発光面
があつたときは、計測誤差を除去できなかつた。

発明の目的 本発明は、上記従来の問題点を解消するもので
あり、計測対象を含む周辺に発光面があつた場合
でも輝度値を正確に計測できる輝度計測装置を提
供することを目的とする。

発明の構成 本発明の輝度計測装置は、輝度計測系の対物レ
ンズに視野内からの直接光を受光しないように配
置した第２の受光器と、第２の受光器出力から輝
度計測光学系内で生ずる光幕輝度値を求める光幕
輝度変換部と、輝度計測系の計測輝度値から光幕
輝度値を減ずる減算回路とを備えた構成であり、
対物レンズ内の入射光による散乱光を第２の受光
器で計測し、この計測値をもとにして輝度計測値
を補正して正確な輝度計測ができるものである。

実施例の説明 第１図は本発明の実施例における輝度計測装置
の構成図であり、第２図は同受光部分の詳細図で
ある。第１図、第２図において、６は計測対象、
７は対物レンズ、８は対物レンズ７の側面に取付
けられた遮光筒１５に設けられた第２の受光器、
９はアパーチヤ、１０は第１の受光器、１１は第
２の増幅器、１２は第１の増幅器、１３は光幕輝
度係数発生部１３ｂと乗算器１３ａからなる光幕
輝度変換部、１４は減算回路、１５ａは遮光スリ
ツトである。

以上の構成要素からなる本実施例の輝度計測装
置において、以下その動作を説明する。

計測対象６は、対物レンズ７でアパーチヤ９上
に結像され、アパーチヤ９で制限された視野内の
光のみが第１の受光器１０で電気信号に変換され
る。ここで、計測対象６の輝度をL₁とすると、
計測対象６によるアパーチヤ９上の像面照度Ed₁
は、 Ed₁＝（L₁） ………(1) となり、輝度L₁の関数として与えられる。計測
対象６の周辺に輝度Lnなる発光面が存在すると
き、この発光面から出た光が対物レンズ７内で散
乱し、アパーチヤ９面上に光幕となつて加算され
る。すなわち、像面照度Edは Ed＝Ed₁＋ 〓ⁿ Edn ＝（L₁）＋ 〓ⁿ （Ln） ………(2) となる。(2)式で第２項目は計測対象の周辺からの
光のうち対物レンズ７に入射するものすべてにつ
いて加算したものである。なお、計測対象６から
の光による光幕輝度も存在するが、この値は計測
対象輝度にくらべて十分小さく問題とならない。

対物レンズ７に入射した光は、対物レンズ７内
であらゆる方向へ散乱され、この散乱光により対
物レンズ自体が均一に輝いた状態、すなわち２次
的な発光面（輝度面）となる。この輝度面から出
た光が、アパーチヤ９、第１の受光器１０に到達
して、(2)式の第２項を形成し計測対象輝度の真の
測定を妨げる。第２図で、第２の受光器８は、対
物レンズ７の側面７ａに複数個の遮光スリツト１
５ａを有した遮光筒１５を介して取付けられてお
り、第２図ａで示すような視野周辺からの直接光
が第２の受光器８に直接入射しないように構成さ
れている。また、遮光筒１５の長さや遮光スリツ
トの数、第２の受光器への入射光面積を制御した
り、第２の受光器８の光軸と輝度計測系の光軸と
のなす角θを＜90゜とすれば、上記直接光の防止
が確実にできる。この結果、第２の受光器８への
入射光は対物レンズ７内で散乱により生ずる光幕
輝度面からの光のみを受光することができる。す
なわち、第２の受光器８では、対物レンズ７内光
幕輝度によつて第１の受光器１０上に生ずる照度
レベルに比例した値を計測することができる。

次に、第１の受光器１０は第１の増幅器１２で
電圧信号に変換される。実施例では、演算増幅器
の電流−電圧変換回路を用いた例を示している。
一方、第２の受光器８は第２の増幅器１１で電圧
信号に変換される。実施例では、演算増幅器の電
流−電圧変換回路を用いた例を示している。第２
の増幅器１１の出力は光幕輝度変換部１３に送ら
れる。光幕輝度変換部１３の光幕輝度係数発生部
１３ｂは第２の受光器８の出力値を第１の受光器
１０上に生ずる光幕輝度に変換する比例定数を発
生する。そして光幕輝度変換部１３は、この光幕
輝度係数発生部１３ｂからの信号と、第２の増幅
器１１の出力とを乗算して
〓ⁿ Ednを出力する。

この 〓ⁿ Ednは第１の受光器１０に入射する 光幕輝度値を表わすものである。

次に、減算回路１４では、第１の増幅器１２か
らの出力、すなわち輝度計測系の輝度信号から光
幕輝度信号を減算する。第１の増幅器１２の出力
は計測対象の輝度真値L_Tと、光幕輝度値L_Bとの
加算値であり、一方光幕輝度変換部１３の出力が
光幕輝度L_Bであることから減算回路１４の出力
は計測対象輝度の真値L_Tを表わす。実施例では
減算回路として演算増幅器の差動増幅回路を用い
た例を示している。

以上のように、本実施例によれば、輝度計測系
内対物レンズの側面に対物レンズ内の散乱光のみ
を計測する第２の受光器と、この第２の受光器出
力をもとに対物レンズ内における光幕輝度を算出
する光幕輝度変換部と、計測輝度から光幕輝度を
減算する減算回路とを設けることにより、計測対
象の周囲の発光面からの入射光による計測誤差を
なくすることができる。。

なお、実施例において光幕輝度変換部１３は乗
算器１３ａを用いた例を示したが、増幅度が変化
するような増幅器を用いても実現できる。この場
合、第２の増幅器１１と光幕輝度変換部１３を１
つにまとめることができる。

発明の効果 本発明の輝度計測装置は、第２の受光器と、光
幕輝度変換部と、減算回路を設けることにより光
幕輝度を第１の受光器から得られる計測対象輝度
から減算することができるため、計測対象輝度が
その周辺輝度よりも低い場合、輝度計測光学系内
で生ずる光幕輝度を除去し、計測対象の輝度を正
確に計測することができその効果は大なるものが
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における輝度計測装置
の構成図、第２図は同受光部分の詳細図、第３図
は従来の輝度計測装置の概略図である。 ７……対物レンズ、８……第２の受光器、１０
……第１の受光器、９……アパーチヤ、１１……
第２の増幅器、１２……第１の増幅器、１３……
光幕輝度変換部、１４……減算回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 対物レンズ、計測対象視野を制限するアパー
   チヤ、第１の受光器および第１の増幅器からなる
   輝度計測系と、輝度計測系内対物レンズに視野内
   からの直接光を受光しないように配置した第２の
   受光器と、第２の受光器からの信号を増幅する第
   ２の増幅器と、第２の増幅器出力から対物レンズ
   内で生ずる散乱光幕を求める光幕輝度変換部と、
   前記輝度計測系出力から前記光幕輝度変換部出力
   を減算する減算回路とから構成した輝度計測装
   置。