中古超低輝度分光放射計の在庫・価格

超低輝度分光放射計は、発光面や反射面から届く光の分光放射輝度を波長ごとに測り、その分光データから輝度・色度・相関色温度などを算出する望遠型の分光測定器である。一般的な分光放射計よりも暗い対象に感度を寄せて設計されているのが特徴で、代表的な製品では測定角2°における下限が0.001 cd/m²前後、高感度な機種では0.0005 cd/m²程度に達する。測定角を小さく切り替えると上限側が広がり、0.1°では数十万cd/m²まで測れるため、1台で8桁を超える輝度範囲を扱える。
光学系は、対物レンズで測定対象を結像させ、接眼ファインダーで視野を確認しながら、絞りで切り出した測定角内の光だけを分光部へ導く構成が一般的である。分光部は回折格子で光を波長ごとに分け、電子冷却したリニアアレイセンサで380〜780 nmの可視域を一括受光するポリクロメータ方式が主流で、スペクトル半値幅は5〜8 nm程度、波長精度は±0.3 nm程度が目安となる。得られた分光放射輝度に等色関数を掛けて積分し三刺激値を求めるため、フィルタ式の色彩輝度計に比べ、LEDや有機ELのような狭帯域で特殊なスペクトルの光源でも色度の誤差が出にくい。
低輝度で精度を確保するうえでの課題は、センサの暗電流と読み出しノイズ、光学系内部の迷光である。センサを電子冷却して暗電流を抑え、積分時間を長く取り、遮光状態の暗信号を差し引くことで微弱な信号を取り出す。その代償として対象が暗いほど測定時間が延び、極低輝度では1回に数分を要することもある。高速モードを備えた機種では0.005 cd/m²程度を十数秒で測れるものもあり、開発用途と生産ラインの検査とで使い分けられている。精度の目安は輝度±2%、色度(x,y)±0.002程度だが、低輝度域ほど繰返し性が悪くなるため、仕様書で輝度帯ごとの繰返し精度を確認しておくとよい。
用途の中心はディスプレイの評価である。液晶や有機ELなどの黒表示の輝度・色度、コントラスト比、配光特性、温度特性の測定に使われる。白が数百cd/m²で黒が0.001 cd/m²を下回るパネルではコントラストが数十万対1を超えるため、黒側を正しく測れる超低輝度対応の分光放射計が評価の基準装置として求められる。このほか、自動車のインストルメントパネルや操作パネルなど微小な発光部の輝度・色度、交通標識や信号機、各種特殊光源の評価にも用いられる。
実務上は、測定角と測定距離の組み合わせで測定スポットの大きさが決まる点に注意したい。最短測定距離が350 mm程度の機種であれば、2°で直径12 mm前後、0.1°で1 mm弱がおおよその目安となる。黒の測定では周囲の白表示や室内光が迷光として値を押し上げやすいため、暗室環境やフードの使用が重要になる。PWM調光やフレーム駆動で明滅する光源では、点灯周波数への同期測定や積分時間の設定を誤ると値がばらつく。偏光依存性は代表的な仕様で輝度1%以下程度だが、液晶のように偏光した光を測る場合は意識しておく必要がある。使用温度範囲は5〜30℃程度と狭めで、ウォームアップと定期的な校正も欠かせない。