LEDは、紫外から赤外まで、様々な種類の色があります。
白色LEDも、分光分布をみると、様々な波長の光がそれぞれの強度を持っており、
人は、これらの波長が合成された色を感じています。
発光しているLEDの分光分布はどのようにして測定するのでしょうか？
回折格子とCCDやCMOSのラインセンサを用いて分光器を作成し、この分光器
で分光分布を測定します。
以下の分光器の構成図は、米国オーシャンオプティクス社の代理店であるオーシャン
フォトニクス社のホームページからコピーさせていただいた画像です。
分光器構成図
グレーティングは回折格子のことです。
ディテクタはCCDやCMOSラインセンサのことです。
２次光、3次光の除去フィルタは、例えばリニア可変バンドパスフィルタのようなものです。
LVBPF
シリンドリカルレンズはラインセンサに集光するため、センサ方向に長いかまぼこ型をしてい
ます。
右側がセンサの上にシリンドリカルレンズを搭載したものです。
分光器構成図の説明にある通り、SMAコネクタを通して分光器内に導光された光は、多素子の
ディテクタに集光され、素子毎に電圧として出力されます。
各素子は分散された各波長に対応していますので、波長に対応した光の強さが得られます。
これにより分光分布が得られます。
分光器内ではディテクタの出力はCPUで処理を行い、USB I/FでPCに転送されます。
一連の内容をブロックにまとめると以下のようになります。
分光測定システム図
積分球は内面に高反射率の反射材を塗布した球体です。大きさは、用途により、
直径数センチから数メートルのものがあります。
積分球の中でLEDを点灯させると、内面で反射を繰り返し、内面が均一な明るさに
なります。この内面に、光ファイバの先端を設置すると、LEDが発光した光を分光器
へ導光することができます。ただし、光ファイバの先端はLEDからの直接の光を受け
ないようにしないと、正しい測定ができません。そのために、光ファイバとLEDの間
には、積分球と同じ反射材を塗布した遮光板を設置し、均一な光を導光するようにし
ます。
