光特性ムラ測定装置及び光特性ムラ測定方法
【課題】光特性ムラを短時間で高精度に測定することができる光特性ムラ測定装置を提供する。
【解決手段】撮像部１１０は、ＬＥＤ実装基板２００−１に配列されたＬＥＤ光源２１１を同時に撮像すると共に、各測定点Ｐから入射された光の特性値として、ＸＹＺ表色系のｘ値及びｙ値をそれぞれ検出する。パーソナルコンピュータは、光放射角に応じて定められた角度補正マトリクスを用いて、それぞれのＬＥＤ光源２１１に対応する光特性値を、基準となる放射角に対応する値に補正する。ＬＥＤ光源２１１の特性値を放射角に応じて補正するため、複数のＬＥＤ光源２１１を同時に撮像するにも拘わらず、正確な光特性値を得ることができる。
【解決手段】撮像部１１０は、ＬＥＤ実装基板２００−１に配列されたＬＥＤ光源２１１を同時に撮像すると共に、各測定点Ｐから入射された光の特性値として、ＸＹＺ表色系のｘ値及びｙ値をそれぞれ検出する。パーソナルコンピュータは、光放射角に応じて定められた角度補正マトリクスを用いて、それぞれのＬＥＤ光源２１１に対応する光特性値を、基準となる放射角に対応する値に補正する。ＬＥＤ光源２１１の特性値を放射角に応じて補正するため、複数のＬＥＤ光源２１１を同時に撮像するにも拘わらず、正確な光特性値を得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光特性値のムラ（輝度ムラや色度ムラ等）を測定する光特性ムラ測定装置及び光特性ムラ測定方法に関する。本発明は、例えば、照明器用ＬＥＤ(Light Emitting Diode) 実装基板等の、光特性ムラの測定に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
照明装置や表示装置等の光特性ムラを測定、評価する技術としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものが知られている（特許文献１の段落［００６４］等参照）。
【０００３】
特許文献１の色ムラ測定装置では、まず、スクリーン２１にカラーパターンを表示する。そして、このカラーパターンを撮像装置３で撮像する。
【０００４】
続いて、検査対象測定位置５１と色度と、比較測定位置５２の色度とを検出する。
【０００５】
その後、これら測定位置５１、５２の色度差を算出し、この色度差に基づいて、色度ムラを評価する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１３９３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、従来の評価方法では、測定対象物（特許文献１の例では、スクリーン）の複数の測定位置を、１台の撮像装置で同時に撮像して、色度ムラの評価に使用している。
【０００８】
しかしながら、このような方法では、撮像装置に受光される光の放射角が、測定位置毎に相違することになる。
【０００９】
例えば測定対象物の中央点を通る法線上に撮像装置を配置した場合、この撮像装置は、中央点からの放射光（すなわち、法線方向に放射された光）と、測定対象物の端部からの放射光（すなわち、法線に対して斜めの方向に放射された光）とを同時に受光して比較することになる。
【００１０】
このため、このような評価方法では、測定位置毎に測定条件が異なることになって、色度ムラを正確に評価することができない場合がある。例えば、ＬＥＤ等の光指向性が高い発光源では、法線方向に放射された光と斜め方向に放射された光とで、輝度や色度が大きく異なる。このため、例えば蛍光灯用ＬＥＤ実装基板等において、中央点に配置された発光素子の放射光と、端部に配置された発光素子の放射光とを、同一の撮像装置で同時に測定・比較しても、輝度ムラや色度ムラを精度良く評価することはできない。
【００１１】
これに対して、測定対象物の一端側から他端側に撮像装置を相対移動させながら撮像を行うこととすれば、一行分の全ての測定位置の放射光を同一の角度から撮像することが可能である。しかし、この方法は、撮像装置又は測定対象物を移動させながら順次撮像を行っていく必要があるので、測定時間が長くなるという新たな欠点を招く。
【００１２】
本発明の課題は、光特性ムラを短時間で高精度に測定することができる光特性ムラ測定装置及び光特性ムラ測定方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る光特性ムラ測定装置は、測定対象物の表面に配列された複数の測定点を撮像して、該測定点から入射された光の特性値を検出する撮像部と、前記測定点から前記撮像部へ入射される光の放射角に応じて定められた補正用データを記憶する記憶部と、前記補正用データを用いて、それぞれの前記測定点に対応する前記特性値を、基準となる前記放射角に対応する値に補正する補正演算部とを有する。
【００１４】
本発明の光特性ムラ測定装置は、上記構成に加えて、前記補正用データは、前記放射角を変化させながら配光測定用光源の前記特性値をそれぞれ測定し、これら複数の測定結果を用いて、前記基準となる放射角における前記測定結果と他の放射角における前記測定結果との比をそれぞれ演算することで生成されることとすることができる。
【００１５】
本発明の光特性ムラ測定装置は、上記構成に加えて、いずれか２個の前記測定点に対応する前記測定結果及び前記放射角を用いて、他のいずれかの前記測定点に対応する前記補正用データを演算することとすることができる。
【００１６】
本発明の光特性ムラ測定装置は、前記撮像部が、同一の前記測定対象物の同一列の全ての前記測定点を同時に撮像する構成とすることができる。
【００１７】
本発明の光特性ムラ測定装置は、上記構成に加えて、前記測定対象物の前記測定点を、一列又は複数列ずつ順次撮像する構成とすることができる。
【００１８】
本発明の光特性ムラ測定装置は、上記構成に加えて、前記基準となる放射角が前記測定点の列毎に設けられ、当該列毎に前記特性値が補正されることとすることができる。
【００１９】
本発明に係る光特性ムラ測定方法は、測定対象物の表面に配列された複数の測定点を撮像部で撮像して、該測定点から入射された光の特性値を検出する撮像ステップと、前記測定点から前記撮像部へ入射される光の放射角に応じて定められた補正用データを用いて、それぞれの前記測定点に対応する前記特性値を、基準となる前記放射角に対応する値に補正する補正演算ステップとを有する。
【００２０】
本発明の光特性ムラ測定方法は、上記構成に加えて、前記補正用データは、前記放射角を変化させながら配光測定用光源の前記特性値をそれぞれ測定し、これら複数の測定結果を用いて、前記基準となる放射角における前記測定結果と他の放射角における前記測定結果との比をそれぞれ演算することで生成されることとすることができる。
【００２１】
本発明の光特性ムラ測定方法は、上記構成に加えて、いずれか２個の前記測定点に対応する前記測定結果及び前記放射角を用いて、他のいずれかの前記測定点に対応する前記補正用データを演算することとすることができる。
【００２２】
本発明の光特性ムラ測定方法は、上記構成に加えて、前記撮像ステップを、同一の前記測定対象物の同一列の全ての前記測定点を同時に撮像するステップとすることができる。
【００２３】
本発明の光特性ムラ測定方法は、上記構成に加えて、前記撮像ステップを、前記測定対象物の前記測定点を、一列又は複数列分ずつ順次撮像するステップとすることができる。
【００２４】
本発明の光特性ムラ測定方法は、上記構成に加えて、前記基準となる放射角が前記測定点の列毎に設けられ、当該列毎に前記特性値が補正されることとすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、測定対象物の表面に直線状に配列された測定点の光特性値を、同一の放射角に対応する値に補正することができる。従って、本発明によれば、撮像部の位置や方向を変更せずに各測定点を撮像するにも拘わらず、光特性ムラを高精度に測定することができる。従って、本発明によれば、光特性ムラを短時間で高精度に測定することができる。
【００２６】
本発明によれば、補正用データとして、基準となる放射角における光特性測定結果と他の放射角における光特性測定結果との比を使用することにより、簡単な演算処理によって光特性の補正を行うことができる。
【００２７】
本発明によれば、２個の測定点に対応する測定結果及び放射角を用いて他の測定点に対応する補正用データを演算することにより、補正用データの生成を簡単化することができる。
【００２８】
本発明によれば、同一の測定対象物の同一列の全ての測定点を同時に撮像することにより、撮像に要する時間を短縮することができる。
【００２９】
本発明によれば、測定対象物の測定点を一列又は複数列ずつ順次撮像することにより、全ての測定点を同時に撮像する場合と比較して、光村測定装置の電源容量を低減することができる。
【００３０】
本発明によれば、基準となる放射角を測定点の列毎に設け、列毎に特性値を補正することにより、列毎の光特性ムラを簡単な演算で求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施の形態に係る光特性ムラ測定装置の要部構成を概念的に示す斜視図である。
【図２】実施の形態に係る光特性ムラ測定装置の要部構成を概念的に示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図３】実施の形態に係る光特性ムラ測定装置の要部構成を概念的に示すブロック図である。
【図４】実施の形態に係る配光測定装置の構成を示す概念図である。
【図５】実施の形態に係る配光測定装置の測定結果の一例を示す表である。
【図６】実施の形態における光特性測定結果の一例を示す表である。
【図７】実施の形態における光特性測定結果を補正した結果の一例を示す表である。
【図８】実施の形態における補正結果を用いて光特性ムラを評価した結果の一例を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３３】
図１は、この実施の形態に係る光特性ムラ測定装置の要部構成を概念的に示す視図である。図２は、かかる光特性ムラ測定装置の要部構成を概念的に示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。また、図３は、かかる光特性ムラ測定装置の要部構成を示すブロック図である。
【００３４】
図１乃至図３に示したように、この実施の形態の光特性ムラ測定装置１００は、撮像部１１０と、パーソナルコンピュータ１２０とを備えている。この実施の形態では、光特性ムラ測定装置１００を用いて、測定対象物２００の光特性値を測定する。
【００３５】
撮像部１１０は、測定対象物２００の表面に配列された複数の測定点Ｐ（−２ −２）〜Ｐ（２ ２）を撮像して、これら測定点から入射された光の特性値を検出する。
【００３６】
この実施の形態では、撮像部１１０として、ＸＹＺカメラを使用する。ＸＹＺカメラとは、撮像データを、ＸＹＺ表色系の三刺激値として生成するカメラである。ＸＹＺ表色系とは、国際照明委員会（ＣＩＥ）で承認された標準表色系であり、ＲＧＢ表色系よりも人間の視覚に近い表色系であるとされている。但し、撮像部として、例えばＲＧＢカメラ等、他の種類の撮像装置を使用することもできる。
【００３７】
撮像部１１０は、撮像画像から各測定点の光特性値を検出して、外部へ出力する。この実施の形態では、光特性値として、ＸＹＺ表色系の三刺激値であるＸ値、Ｙ値、Ｚ値の成分比のうち、ｘ（＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ））及びｙ（＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ））を測定する。
【００３８】
パーソナルコンピュータ１２０は、撮像部１１０からで取得されたｘ値及びｙ値を入力して、補正処理を施す。このために、パーソナルコンピュータ１２０は、記憶部１２１と補正演算部１２２とを備えている。
【００３９】
記憶部１２１は、各測定点Ｐ（−２ −２）〜Ｐ（２ ２）に対応する補正用データを記憶している。補正用データは、各測定点から撮像部１１０に達する光の放射角に応じて決定される。補正用データの詳細については、後述する。
【００４０】
補正演算部１２２は、補正用データを用いて、測定された特性値（ｘ値及びｙ値）を補正する。この補正により、この実施の形態では、全ての測定点Ｐ（−２ −２）〜Ｐ（２ ２）の光特性値を、基準となる放射角で放射された光の特性値に変換する。補正演算の詳細については、後述する。
【００４１】
測定対象物２００としては、例えば、ＬＥＤ照明器用のＬＥＤ実装基板が採用される。この実施の形態では、複数本（ここでは５本とする）のＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５が一体に作製されたものを、測定対象物２００とする。ＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５には、それぞれ、多数のＬＥＤ光源２１１が設けられている。この実施の形態では、これらのＬＥＤ光源２１１のうちの任意のＬＥＤ光源２１１を選択して、測定点Ｐ（−２ −２）〜Ｐ（２ ２）とした。測定点の数が多いほど、光特性のばらつきを精密に測定することができる。各ＬＥＤ光源２１１は、１個のＬＥＤ素子から構成されていても良いし、２個或いはそれ以上のＬＥＤ素子から構成されていても良い。
【００４２】
なお、後述するように、この実施の形態では、測定対象物２００の各ＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５に対して、個別に光特性ムラを評価する。そして、ＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５は、かかる評価の後で切断されて、良品であると評価されたもののみが製品として採用される。
【００４３】
図４は、この実施の形態で使用する配光測定装置４００の構成を示す概念図である。後述するように、この配光測定装置４００は、補正用データ（この実施の形態では角度補正マトリクス）の生成に使用される。
【００４４】
図４に示したように、この配光測定装置４００は、光源支持部４１０と計測部４２０とを備えている。
【００４５】
光源支持部４１０は、水平方向に回転する水平回転ステージ４１１を備えている。水平回転ステージ４１１の回転中心には、直立アーム４１２が固定されている。更に、直立アーム４１２の上端部には、垂直方向に回転する垂直回転ステージ４１３が固定されている。垂直回転ステージ４１２の回転中心には、補正値測定用のＬＥＤ光源４０１が支持される。ＬＥＤ光源４０１としては、測定対象物２００（すなわち、ＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５）に使用されるＬＥＤ素子と同じ種類のものが使用される。
【００４６】
一方、計測部４２０は、水平方向に移動可能なＸＹステージ４２１を備えている。ＸＹステージ４２１には、直立アーム４２２が固定されている。更に、直立アーム４２２の上端には、受光器４２３が支持されている。受光器４２３は、ＬＥＤ光源４０１の放射光を受光する。受光器４２３が受光した光は、光ファイバ４２４を介して、分光器４２５に入力される。分光器４２５は、周波数毎の光センサ（図示せず）を備えており、入力光を光電変換する。かかる光電変換によって生成された電気信号は、信号線４２６を介して、パーソナルコンピュータ４２７に送られる。パーソナルコンピュータ４２７は、入力信号に基づいてＸＹＺ表色系の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを検出し、さらに、これらの値Ｘ、Ｙ、Ｚからｘ値及びｙ値を演算する。
【００４７】
この配光測定装置４００によれば、回転ステージ４１１，４１２を回転させて、ＬＥＤ光源４０１の傾きを変化させることにより、該ＬＥＤ光源４０１の所望の放射角（測定対象物２００に設けられた測定点Ｐ（−２ −２）〜Ｐ（２ ２）の水平方向放射角φ、垂直方向放射角θに対応する放射角）についての光特性を測定することができる。
【００４８】
次に、この実施の形態に係る装置を用いて光特性ムラを評価する手順を説明する。
【００４９】
後述するように、この実施の形態では、ＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５毎に、個別に、光特性（ここではｘ値及びｙ値）を測定して補正する。
【００５０】
例えば、ＬＥＤ実装基板２００−１については、測定点Ｐ（−２ −２）、Ｐ（−１ −２）、Ｐ（０ −２）、Ｐ（１ −２）及びＰ（２ −２）の光特性をそれぞれ測定する。そして、これらのうち、測定点Ｐ（−２ −２）、Ｐ（−１ −２）、Ｐ（１ −２）及びＰ（２ −２）の測定結果を、基準となる測定点Ｐ（０ −２）に対応する値に補正する。すなわち、測定点Ｐ（−２ −２）、Ｐ（−１ −２）、Ｐ（１ −２）及びＰ（２ −２）の測定結果は、Ｐ（０ −２）に対応する放射角の光特性値に補正される。この結果、ＬＥＤ実装基板２００−１の光特性バラツキが正確に評価できるようになる。
【００５１】
他のＬＥＤ実装基板２００−２〜２００−５も同様であり、垂直方向の角度θが０゜の測定点Ｐ（０ −１）、Ｐ（０ ０）、Ｐ（０ １）、Ｐ（０ ２）に対応させて他の測定点の測定結果を補正することで、光特性バラツキが正確に評価できるようになる。
【００５２】
このように、この実施の形態では、垂直方向の放射角θが０゜である各測定点Ｐ（０ −２）、Ｐ（０ −１）、Ｐ（０ ０）、Ｐ（０ １）、Ｐ（０ ２）に対応する放射角を、「基準となる放射角」とする。
【００５３】
以下、具体的な測定、補正方法の一例を説明する。
【００５４】
最初に、角度補正マトリクス（本願発明の補正用データ）の生成方法を説明する。
【００５５】
角度補正マトリクスの生成に際しては、まず、配光測定装置４００を用いて、補正値測定用ＬＥＤ光源４０１の角度を変えながら、光特性値（ｘ値及びｙ値）を測定する。
【００５６】
この実施形態では、水平方向の放射角がφ＝−２０゜、−１０゜、０゜，１０゜，２０゜且つ垂直方向の放射角θ＝−２０゜、−１０゜、０゜，１０゜，２０゜の場合それぞれの組み合わせについて三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚの測定を行い、その測定結果からｘ値及びｙ値を算出した。
【００５７】
次に、この測定結果を用いて、角度補正マトリクスを作成する。
【００５８】
この実施の形態では、ｘ値及びｙ値のそれぞれについて、基準となる放射角における値と他の放射角における値との比を示すマトリクス値を求めて、補正用データとする。
【００５９】
上述の説明から解るように、この実施の形態では、（φ，θ）＝（０゜，−２０゜）、（０゜，−１０゜）、（０゜，０゜）、（０゜，１０゜）、（０゜，２０゜）を基準放射角として使用する。
【００６０】
ここでは、ＬＥＤ実装基板２００−３（図１参照）の角度補正マトリクスを作成する場合（すなわち、基準放射角が（φ，θ）＝（０゜，０゜）の場合）を例に採って説明する。
【００６１】
測定点Ｐ（１ ０）及びＰ（２ ０）の補正を行うための角度補正マトリクスは、以下のような演算式を用いて算出される。
【００６２】
下式において、Ａは（φ，θ）＝（０゜，１０゜）の時のｘ値及びｙ値を示すマトリクス要素であり、Ｂは（φ，θ）＝（０゜，２０゜）の時のｘ値及びｙ値を示すマトリクス要素であり、Ｃは（φ，θ）＝（０゜，０゜）の時のｘ値及びｙ値をＣを示すマトリクス要素である。これらのマトリクス要素において、ｘａ，ｘｂ，ｘｃは、配光測定装置４００で求められた、（φ，θ）＝（０゜，１０゜），（０゜，２０゜），（０゜，０゜）の時のｘ値である。また、ｙａ，ｙｂ，ｙｃは、配光測定装置４００で求められた、（φ，θ）＝（０゜，１０゜），（０゜，２０゜），（０゜，０゜）の時のｙ値である。
【００６３】
これらのマトリクス要素を下式に代入し、さらに、図５の表で示したｘ値及びｙ値を代入することにより、以下のような、２行２列の角度補正マトリクスΔＣを求めることができる。このマトリクスにより、（φ，θ）＝（０゜，１０゜）に対応するｘ値、ｙ値の測定結果と、（φ，θ）＝（０゜，２０゜）に対応するｘ値、ｙ値の測定結果とを、同時に補正することができる。
【００６４】
同様にして、（φ，θ）＝（０゜，−１０゜）に対応するｘ値、ｙ値の測定結果と（φ，θ）＝（０゜，−２０゜）に対応するｘ値、ｙ値の測定結果とを同時に補正するための角度補正マトリクスを作成する。
【００６５】
また、φ＝０゜以外の場合の角度補正マトリクスも、同様にして生成することができる。
【００６６】
なお、以下のようにして、配光測定装置４００で測定していない水平方向放射角φについての角度補正マトリクスを作成することも可能である。
【００６７】
例えば、φ＝０のときの角度補正マトリクスをΔＣ０、φ＝１０゜のときの角度補正マトリクスをΔＣ１０とすると、これらの角度補正マトリクスΔＣ０、ΔＣ１０は、下式のように表すことができる。
【００６８】
そして、以下のような演算により、φ＝５゜の時の角度補正マトリクスΔＣ５を求めることができる。
【００６９】
これと同様にして、測定していない鉛直方向放射角θの角度補正マトリクスを演算することも可能である。
【００７０】
このようにして、角度補正マトリクスの一部を演算で求めることにより、当該角度補正マトリクスを求める処理を簡単にすることができる。但し、光特性ムラの信頼性を向上させるためには、測定結果から求めた角度補正マトリクスが多い方が望ましい。
【００７１】
以上のようにして得られた角度補正マトリクスは、パーソナルコンピュータ１２０の記憶部１２１（図３参照）に格納される。
【００７２】
この実施の形態では、マトリクスを用いて角度補正マトリクスを作成したので、補正演算処理（後述）を簡単にすることができる。
【００７３】
なお、ここでは、マトリクス形式の角度補正マトリクスを作成したが、例えば、ｘ値及びｙ値のそれぞれについて、基準放射角の値と他の放射角の値との比を単純に演算することによって、角度補正マトリクスを得ることも可能である。
【００７４】
次に、この実施の形態に係る光特性ムラ測定装置１００（図１〜図３参照）を用いて測定対象物２００の光特性ムラを測定する手順について説明する。
【００７５】
上述のように、この実施の形態では、測定対象物２００としてＬＥＤ照明器用ＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５を用い、また、光特性としてＸＹＺ表色系のｘ値及びｙ値を測定する。
【００７６】
まず、基準となる測定対象物２００の法線方向に位置するように撮像部１１０を配置する。
【００７７】
このとき、この撮像部１１０の位置及び方向は、かかる法線方向に測定点Ｐ（０ ０）から放射したＬＥＤ光が垂直に入射されるように、調整される。
【００７８】
更に、この撮像部１１０の距離等は、測定点Ｐ（−２ −２）〜Ｐ（２ ２）から放射される光の入射角が、上述の角度補正マトリクスの放射角（水平方向放射角φ及び垂直方向放射角θ）と一致するように調整される。
【００７９】
続いて、測定対象物２００のうち、最左段のＬＥＤ実装基板２００−１に実装されたＬＥＤが点灯される。そして、このＬＥＤ実装基板２００−１の放射光が、撮像部１１０に撮像される。その後、ＬＥＤ実装基板２００−１のＬＥＤが消灯される。
【００８０】
撮像部１１０は、各画素への入射光から、ＸＹＺ表色系のｘ値及びｙ値を検出する。図６は、この検出結果の一例を示す表である。図６において、ＬＥＤ実装基板１〜５は、図１のＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５に対応する（図７及び図８において同じ）。
【００８１】
そして、撮像部１１０は、各画素に対応するｘ値及びｙ値を、パーソナルコンピュータ１２０の補正演算部１２２に送る。
【００８２】
補正演算部１２２は、各画素に対応するｘ値及びｙ値等の情報に基づいて、ＬＥＤ実装基板２００−１の測定点Ｐ（−２ −２）、Ｐ（−１ −２）、Ｐ（０ −２）、Ｐ（１ −２）、Ｐ（２ −２）を特定する。そして、特定された各測定点のうち、測定点Ｐ（−２ −２）、Ｐ（−１ −２）、Ｐ（１ −２）及びＰ（２ −２）のｘ値及びｙ値を、以下のようにして補正する。
【００８３】
この補正演算において、補正演算部１２２は、まず、記憶部１２１から、対応する角度補正マトリクスを読み出す。ここでは、φ＝−２０゜に対応する角度補正マトリクスΔＣａ，ΔＣｂが読み出される。
【００８４】
そして、下記の演算を行うことにより、測定点Ｐ（０ −２）、Ｐ（０ −１）、Ｐ（０ １）、Ｐ（０ ２）の補正演算が行われる。なお、下式において、ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４は測定点Ｐ（０ −２）、Ｐ（０ −１）、Ｐ（０ １）、Ｐ（０ ２）のｘ値、ｙ１，ｙ２，ｙ３，ｙ４は測定点Ｐ（０ −２）、Ｐ（０ −１）、Ｐ（０ １）、Ｐ（０ ２）のｙ値である。
【００８５】
このようにして、最上段のＬＥＤ実装基板２００−１の各測定点Ｐ（０ −２）〜Ｐ（０ ２）に対する補正演算が終了する。
【００８６】
これらの補正演算結果は、ＬＥＤ実装基板２００−１の各測定点Ｐ（−２ −２）〜Ｐ（２ ２）に対応するＬＥＤ光源２１１を、基準放射角（すなわち、（φ，θ）＝（０゜，−２０゜）の方向）から測定したときのｘ値及びｙ値に相当する。従って、これらの補正演算結果を測定点間で比較することにより、ｘ値及びｙ値の光特性ムラを正確に評価することができる。また、各測定点Ｐ（−２ −２）〜Ｐ（２ ２）の撮像を同時に行うので、短時間で光り特性ムラの評価を行うことができる。
【００８７】
次に、二番目以降のＬＥＤ実装基板２００−２〜２００−５についても、ＬＥＤ光源２１１が順次点灯されて、ＬＥＤ実装基板２００−１の場合と同様の撮像や補正演算処理等が行われる。図７は、このようにしてｘ値及びｙ値（図７参照）を補正した値の一例である。
【００８８】
その後、各ＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５の補正後の光特性値について、基準となる放射角に対応する値（θ＝０゜のときのｘ値及びｙ値）とその他の値との差をそれぞれ演算する。これにより、ＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５毎の、光特性ムラを評価することができる。図８は、この演算の結果を示す表である。
【００８９】
この実施の形態では、水平方向放射角φ毎に角度補正マトリクスを作成するので、二番目以降のＬＥＤ実装基板２００−２〜２００−５について撮像を行う時も、撮像部１１０の位置や角度を調整する必要が無い。従って、この実施の形態によれば、ｘ値及びｙ値のムラ評価を、短時間で正確に行うことができる。
【００９０】
また、全てのＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５のＬＥＤ光源２１１を同時に点灯させるのでは無く、１個ずつ順次点灯させて撮像することにより、光特性ムラ測定装置の電源容量を小さく抑えることができる。
【００９１】
但し、全てのＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５のＬＥＤ光源２１１を同時に点灯させることとしても良い。更には、ＬＥＤ実装基板を所定本数（二本以上）ずつ順次点灯させることとしても良い。これらの場合には、測定時間を更に短縮することができる。
【００９２】
更に、各ＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５毎に複数回ずつ撮像を行い、これら撮像で得られたｘ値及びｙ値の合計を補正演算部１２２で補正した結果を用いて、光特性ムラの評価を行っても良い。これにより、さらに信頼性の高い評価を行うことができる。
【００９３】
本発明によれば、光特性値をＸＹＺ表色系のｘ値及びｙ値としたので、人間の視覚に合わせた光特性ムラの測定を行うことができる。
【００９４】
なお、この実施の形態では、ＬＥＤ照明器用ＬＥＤ実装基板の光特性ムラ評価に本発明を適用する場合を説明したが、これに限らず、光の放射、反射、透過等を行う装置であれば、そのような装置の光特性ムラ評価にも適用することができる。
【００９５】
この実施の形態では、水平方向放射角φ及び鉛直方向放射角θを０゜、±１０゜、±２０゜としたが、これらの角度は任意である。但し、角度の間隔を細かくするほど、光特性ムラの精度を向上させることができる。
【００９６】
この実施形態では、ＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５を横方向に並べて、縦方向の列毎に基準となる測定点を設け、該縦方向の列毎に光特性ムラを測定・評価することとしたが、横方向の列毎に光特性ムラを測定・評価してもよい。また、基準となる測定点を、複数列毎に設けることや、測定対象物２００全体で１個のみ設けて、複数列単位或いは測定対象物２００全体の光特性ムラを測定・評価することも可能である。
【００９７】
この実施の形態では、ＸＹＺ表色系のｘ値及びｙ値を評価したが、本発明は、例えばＲＧＢ表色系の三原色や輝度等、他の光特性の評価にも適用できる。
【符号の説明】
【００９８】
１００ 光特性ムラ測定装置
１１０ 撮像部
１２０，４２７ パーソナルコンピュータ
１２１ 記憶部
１２２ 補正演算部
２００ 測定対象物
２００−１〜２００−５ ＬＥＤ実装基板
２１１ ＬＥＤ光源
４００ 配光測定装置
４０１ 補正値測定用ＬＥＤ光源
４１０ 光源支持部
４１１ 水平回転ステージ
４１２，４２２ 直立アーム
４１３ 垂直回転ステージ
４２０ 計測部
４２１ ＸＹステージ
４２３ 受光器
４２４ 光ファイバ
４２５ 分光器
４２６ 信号線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光特性値のムラ（輝度ムラや色度ムラ等）を測定する光特性ムラ測定装置及び光特性ムラ測定方法に関する。本発明は、例えば、照明器用ＬＥＤ(Light Emitting Diode) 実装基板等の、光特性ムラの測定に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
照明装置や表示装置等の光特性ムラを測定、評価する技術としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものが知られている（特許文献１の段落［００６４］等参照）。
【０００３】
特許文献１の色ムラ測定装置では、まず、スクリーン２１にカラーパターンを表示する。そして、このカラーパターンを撮像装置３で撮像する。
【０００４】
続いて、検査対象測定位置５１と色度と、比較測定位置５２の色度とを検出する。
【０００５】
その後、これら測定位置５１、５２の色度差を算出し、この色度差に基づいて、色度ムラを評価する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１３９３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、従来の評価方法では、測定対象物（特許文献１の例では、スクリーン）の複数の測定位置を、１台の撮像装置で同時に撮像して、色度ムラの評価に使用している。
【０００８】
しかしながら、このような方法では、撮像装置に受光される光の放射角が、測定位置毎に相違することになる。
【０００９】
例えば測定対象物の中央点を通る法線上に撮像装置を配置した場合、この撮像装置は、中央点からの放射光（すなわち、法線方向に放射された光）と、測定対象物の端部からの放射光（すなわち、法線に対して斜めの方向に放射された光）とを同時に受光して比較することになる。
【００１０】
このため、このような評価方法では、測定位置毎に測定条件が異なることになって、色度ムラを正確に評価することができない場合がある。例えば、ＬＥＤ等の光指向性が高い発光源では、法線方向に放射された光と斜め方向に放射された光とで、輝度や色度が大きく異なる。このため、例えば蛍光灯用ＬＥＤ実装基板等において、中央点に配置された発光素子の放射光と、端部に配置された発光素子の放射光とを、同一の撮像装置で同時に測定・比較しても、輝度ムラや色度ムラを精度良く評価することはできない。
【００１１】
これに対して、測定対象物の一端側から他端側に撮像装置を相対移動させながら撮像を行うこととすれば、一行分の全ての測定位置の放射光を同一の角度から撮像することが可能である。しかし、この方法は、撮像装置又は測定対象物を移動させながら順次撮像を行っていく必要があるので、測定時間が長くなるという新たな欠点を招く。
【００１２】
本発明の課題は、光特性ムラを短時間で高精度に測定することができる光特性ムラ測定装置及び光特性ムラ測定方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る光特性ムラ測定装置は、測定対象物の表面に配列された複数の測定点を撮像して、該測定点から入射された光の特性値を検出する撮像部と、前記測定点から前記撮像部へ入射される光の放射角に応じて定められた補正用データを記憶する記憶部と、前記補正用データを用いて、それぞれの前記測定点に対応する前記特性値を、基準となる前記放射角に対応する値に補正する補正演算部とを有する。
【００１４】
本発明の光特性ムラ測定装置は、上記構成に加えて、前記補正用データは、前記放射角を変化させながら配光測定用光源の前記特性値をそれぞれ測定し、これら複数の測定結果を用いて、前記基準となる放射角における前記測定結果と他の放射角における前記測定結果との比をそれぞれ演算することで生成されることとすることができる。
【００１５】
本発明の光特性ムラ測定装置は、上記構成に加えて、いずれか２個の前記測定点に対応する前記測定結果及び前記放射角を用いて、他のいずれかの前記測定点に対応する前記補正用データを演算することとすることができる。
【００１６】
本発明の光特性ムラ測定装置は、前記撮像部が、同一の前記測定対象物の同一列の全ての前記測定点を同時に撮像する構成とすることができる。
【００１７】
本発明の光特性ムラ測定装置は、上記構成に加えて、前記測定対象物の前記測定点を、一列又は複数列ずつ順次撮像する構成とすることができる。
【００１８】
本発明の光特性ムラ測定装置は、上記構成に加えて、前記基準となる放射角が前記測定点の列毎に設けられ、当該列毎に前記特性値が補正されることとすることができる。
【００１９】
本発明に係る光特性ムラ測定方法は、測定対象物の表面に配列された複数の測定点を撮像部で撮像して、該測定点から入射された光の特性値を検出する撮像ステップと、前記測定点から前記撮像部へ入射される光の放射角に応じて定められた補正用データを用いて、それぞれの前記測定点に対応する前記特性値を、基準となる前記放射角に対応する値に補正する補正演算ステップとを有する。
【００２０】
本発明の光特性ムラ測定方法は、上記構成に加えて、前記補正用データは、前記放射角を変化させながら配光測定用光源の前記特性値をそれぞれ測定し、これら複数の測定結果を用いて、前記基準となる放射角における前記測定結果と他の放射角における前記測定結果との比をそれぞれ演算することで生成されることとすることができる。
【００２１】
本発明の光特性ムラ測定方法は、上記構成に加えて、いずれか２個の前記測定点に対応する前記測定結果及び前記放射角を用いて、他のいずれかの前記測定点に対応する前記補正用データを演算することとすることができる。
【００２２】
本発明の光特性ムラ測定方法は、上記構成に加えて、前記撮像ステップを、同一の前記測定対象物の同一列の全ての前記測定点を同時に撮像するステップとすることができる。
【００２３】
本発明の光特性ムラ測定方法は、上記構成に加えて、前記撮像ステップを、前記測定対象物の前記測定点を、一列又は複数列分ずつ順次撮像するステップとすることができる。
【００２４】
本発明の光特性ムラ測定方法は、上記構成に加えて、前記基準となる放射角が前記測定点の列毎に設けられ、当該列毎に前記特性値が補正されることとすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、測定対象物の表面に直線状に配列された測定点の光特性値を、同一の放射角に対応する値に補正することができる。従って、本発明によれば、撮像部の位置や方向を変更せずに各測定点を撮像するにも拘わらず、光特性ムラを高精度に測定することができる。従って、本発明によれば、光特性ムラを短時間で高精度に測定することができる。
【００２６】
本発明によれば、補正用データとして、基準となる放射角における光特性測定結果と他の放射角における光特性測定結果との比を使用することにより、簡単な演算処理によって光特性の補正を行うことができる。
【００２７】
本発明によれば、２個の測定点に対応する測定結果及び放射角を用いて他の測定点に対応する補正用データを演算することにより、補正用データの生成を簡単化することができる。
【００２８】
本発明によれば、同一の測定対象物の同一列の全ての測定点を同時に撮像することにより、撮像に要する時間を短縮することができる。
【００２９】
本発明によれば、測定対象物の測定点を一列又は複数列ずつ順次撮像することにより、全ての測定点を同時に撮像する場合と比較して、光村測定装置の電源容量を低減することができる。
【００３０】
本発明によれば、基準となる放射角を測定点の列毎に設け、列毎に特性値を補正することにより、列毎の光特性ムラを簡単な演算で求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施の形態に係る光特性ムラ測定装置の要部構成を概念的に示す斜視図である。
【図２】実施の形態に係る光特性ムラ測定装置の要部構成を概念的に示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図３】実施の形態に係る光特性ムラ測定装置の要部構成を概念的に示すブロック図である。
【図４】実施の形態に係る配光測定装置の構成を示す概念図である。
【図５】実施の形態に係る配光測定装置の測定結果の一例を示す表である。
【図６】実施の形態における光特性測定結果の一例を示す表である。
【図７】実施の形態における光特性測定結果を補正した結果の一例を示す表である。
【図８】実施の形態における補正結果を用いて光特性ムラを評価した結果の一例を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３３】
図１は、この実施の形態に係る光特性ムラ測定装置の要部構成を概念的に示す視図である。図２は、かかる光特性ムラ測定装置の要部構成を概念的に示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。また、図３は、かかる光特性ムラ測定装置の要部構成を示すブロック図である。
【００３４】
図１乃至図３に示したように、この実施の形態の光特性ムラ測定装置１００は、撮像部１１０と、パーソナルコンピュータ１２０とを備えている。この実施の形態では、光特性ムラ測定装置１００を用いて、測定対象物２００の光特性値を測定する。
【００３５】
撮像部１１０は、測定対象物２００の表面に配列された複数の測定点Ｐ（−２ −２）〜Ｐ（２ ２）を撮像して、これら測定点から入射された光の特性値を検出する。
【００３６】
この実施の形態では、撮像部１１０として、ＸＹＺカメラを使用する。ＸＹＺカメラとは、撮像データを、ＸＹＺ表色系の三刺激値として生成するカメラである。ＸＹＺ表色系とは、国際照明委員会（ＣＩＥ）で承認された標準表色系であり、ＲＧＢ表色系よりも人間の視覚に近い表色系であるとされている。但し、撮像部として、例えばＲＧＢカメラ等、他の種類の撮像装置を使用することもできる。
【００３７】
撮像部１１０は、撮像画像から各測定点の光特性値を検出して、外部へ出力する。この実施の形態では、光特性値として、ＸＹＺ表色系の三刺激値であるＸ値、Ｙ値、Ｚ値の成分比のうち、ｘ（＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ））及びｙ（＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ））を測定する。
【００３８】
パーソナルコンピュータ１２０は、撮像部１１０からで取得されたｘ値及びｙ値を入力して、補正処理を施す。このために、パーソナルコンピュータ１２０は、記憶部１２１と補正演算部１２２とを備えている。
【００３９】
記憶部１２１は、各測定点Ｐ（−２ −２）〜Ｐ（２ ２）に対応する補正用データを記憶している。補正用データは、各測定点から撮像部１１０に達する光の放射角に応じて決定される。補正用データの詳細については、後述する。
【００４０】
補正演算部１２２は、補正用データを用いて、測定された特性値（ｘ値及びｙ値）を補正する。この補正により、この実施の形態では、全ての測定点Ｐ（−２ −２）〜Ｐ（２ ２）の光特性値を、基準となる放射角で放射された光の特性値に変換する。補正演算の詳細については、後述する。
【００４１】
測定対象物２００としては、例えば、ＬＥＤ照明器用のＬＥＤ実装基板が採用される。この実施の形態では、複数本（ここでは５本とする）のＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５が一体に作製されたものを、測定対象物２００とする。ＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５には、それぞれ、多数のＬＥＤ光源２１１が設けられている。この実施の形態では、これらのＬＥＤ光源２１１のうちの任意のＬＥＤ光源２１１を選択して、測定点Ｐ（−２ −２）〜Ｐ（２ ２）とした。測定点の数が多いほど、光特性のばらつきを精密に測定することができる。各ＬＥＤ光源２１１は、１個のＬＥＤ素子から構成されていても良いし、２個或いはそれ以上のＬＥＤ素子から構成されていても良い。
【００４２】
なお、後述するように、この実施の形態では、測定対象物２００の各ＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５に対して、個別に光特性ムラを評価する。そして、ＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５は、かかる評価の後で切断されて、良品であると評価されたもののみが製品として採用される。
【００４３】
図４は、この実施の形態で使用する配光測定装置４００の構成を示す概念図である。後述するように、この配光測定装置４００は、補正用データ（この実施の形態では角度補正マトリクス）の生成に使用される。
【００４４】
図４に示したように、この配光測定装置４００は、光源支持部４１０と計測部４２０とを備えている。
【００４５】
光源支持部４１０は、水平方向に回転する水平回転ステージ４１１を備えている。水平回転ステージ４１１の回転中心には、直立アーム４１２が固定されている。更に、直立アーム４１２の上端部には、垂直方向に回転する垂直回転ステージ４１３が固定されている。垂直回転ステージ４１２の回転中心には、補正値測定用のＬＥＤ光源４０１が支持される。ＬＥＤ光源４０１としては、測定対象物２００（すなわち、ＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５）に使用されるＬＥＤ素子と同じ種類のものが使用される。
【００４６】
一方、計測部４２０は、水平方向に移動可能なＸＹステージ４２１を備えている。ＸＹステージ４２１には、直立アーム４２２が固定されている。更に、直立アーム４２２の上端には、受光器４２３が支持されている。受光器４２３は、ＬＥＤ光源４０１の放射光を受光する。受光器４２３が受光した光は、光ファイバ４２４を介して、分光器４２５に入力される。分光器４２５は、周波数毎の光センサ（図示せず）を備えており、入力光を光電変換する。かかる光電変換によって生成された電気信号は、信号線４２６を介して、パーソナルコンピュータ４２７に送られる。パーソナルコンピュータ４２７は、入力信号に基づいてＸＹＺ表色系の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを検出し、さらに、これらの値Ｘ、Ｙ、Ｚからｘ値及びｙ値を演算する。
【００４７】
この配光測定装置４００によれば、回転ステージ４１１，４１２を回転させて、ＬＥＤ光源４０１の傾きを変化させることにより、該ＬＥＤ光源４０１の所望の放射角（測定対象物２００に設けられた測定点Ｐ（−２ −２）〜Ｐ（２ ２）の水平方向放射角φ、垂直方向放射角θに対応する放射角）についての光特性を測定することができる。
【００４８】
次に、この実施の形態に係る装置を用いて光特性ムラを評価する手順を説明する。
【００４９】
後述するように、この実施の形態では、ＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５毎に、個別に、光特性（ここではｘ値及びｙ値）を測定して補正する。
【００５０】
例えば、ＬＥＤ実装基板２００−１については、測定点Ｐ（−２ −２）、Ｐ（−１ −２）、Ｐ（０ −２）、Ｐ（１ −２）及びＰ（２ −２）の光特性をそれぞれ測定する。そして、これらのうち、測定点Ｐ（−２ −２）、Ｐ（−１ −２）、Ｐ（１ −２）及びＰ（２ −２）の測定結果を、基準となる測定点Ｐ（０ −２）に対応する値に補正する。すなわち、測定点Ｐ（−２ −２）、Ｐ（−１ −２）、Ｐ（１ −２）及びＰ（２ −２）の測定結果は、Ｐ（０ −２）に対応する放射角の光特性値に補正される。この結果、ＬＥＤ実装基板２００−１の光特性バラツキが正確に評価できるようになる。
【００５１】
他のＬＥＤ実装基板２００−２〜２００−５も同様であり、垂直方向の角度θが０゜の測定点Ｐ（０ −１）、Ｐ（０ ０）、Ｐ（０ １）、Ｐ（０ ２）に対応させて他の測定点の測定結果を補正することで、光特性バラツキが正確に評価できるようになる。
【００５２】
このように、この実施の形態では、垂直方向の放射角θが０゜である各測定点Ｐ（０ −２）、Ｐ（０ −１）、Ｐ（０ ０）、Ｐ（０ １）、Ｐ（０ ２）に対応する放射角を、「基準となる放射角」とする。
【００５３】
以下、具体的な測定、補正方法の一例を説明する。
【００５４】
最初に、角度補正マトリクス（本願発明の補正用データ）の生成方法を説明する。
【００５５】
角度補正マトリクスの生成に際しては、まず、配光測定装置４００を用いて、補正値測定用ＬＥＤ光源４０１の角度を変えながら、光特性値（ｘ値及びｙ値）を測定する。
【００５６】
この実施形態では、水平方向の放射角がφ＝−２０゜、−１０゜、０゜，１０゜，２０゜且つ垂直方向の放射角θ＝−２０゜、−１０゜、０゜，１０゜，２０゜の場合それぞれの組み合わせについて三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚの測定を行い、その測定結果からｘ値及びｙ値を算出した。
【００５７】
次に、この測定結果を用いて、角度補正マトリクスを作成する。
【００５８】
この実施の形態では、ｘ値及びｙ値のそれぞれについて、基準となる放射角における値と他の放射角における値との比を示すマトリクス値を求めて、補正用データとする。
【００５９】
上述の説明から解るように、この実施の形態では、（φ，θ）＝（０゜，−２０゜）、（０゜，−１０゜）、（０゜，０゜）、（０゜，１０゜）、（０゜，２０゜）を基準放射角として使用する。
【００６０】
ここでは、ＬＥＤ実装基板２００−３（図１参照）の角度補正マトリクスを作成する場合（すなわち、基準放射角が（φ，θ）＝（０゜，０゜）の場合）を例に採って説明する。
【００６１】
測定点Ｐ（１ ０）及びＰ（２ ０）の補正を行うための角度補正マトリクスは、以下のような演算式を用いて算出される。
【００６２】
下式において、Ａは（φ，θ）＝（０゜，１０゜）の時のｘ値及びｙ値を示すマトリクス要素であり、Ｂは（φ，θ）＝（０゜，２０゜）の時のｘ値及びｙ値を示すマトリクス要素であり、Ｃは（φ，θ）＝（０゜，０゜）の時のｘ値及びｙ値をＣを示すマトリクス要素である。これらのマトリクス要素において、ｘａ，ｘｂ，ｘｃは、配光測定装置４００で求められた、（φ，θ）＝（０゜，１０゜），（０゜，２０゜），（０゜，０゜）の時のｘ値である。また、ｙａ，ｙｂ，ｙｃは、配光測定装置４００で求められた、（φ，θ）＝（０゜，１０゜），（０゜，２０゜），（０゜，０゜）の時のｙ値である。
【００６３】
これらのマトリクス要素を下式に代入し、さらに、図５の表で示したｘ値及びｙ値を代入することにより、以下のような、２行２列の角度補正マトリクスΔＣを求めることができる。このマトリクスにより、（φ，θ）＝（０゜，１０゜）に対応するｘ値、ｙ値の測定結果と、（φ，θ）＝（０゜，２０゜）に対応するｘ値、ｙ値の測定結果とを、同時に補正することができる。
【００６４】
同様にして、（φ，θ）＝（０゜，−１０゜）に対応するｘ値、ｙ値の測定結果と（φ，θ）＝（０゜，−２０゜）に対応するｘ値、ｙ値の測定結果とを同時に補正するための角度補正マトリクスを作成する。
【００６５】
また、φ＝０゜以外の場合の角度補正マトリクスも、同様にして生成することができる。
【００６６】
なお、以下のようにして、配光測定装置４００で測定していない水平方向放射角φについての角度補正マトリクスを作成することも可能である。
【００６７】
例えば、φ＝０のときの角度補正マトリクスをΔＣ０、φ＝１０゜のときの角度補正マトリクスをΔＣ１０とすると、これらの角度補正マトリクスΔＣ０、ΔＣ１０は、下式のように表すことができる。
【００６８】
そして、以下のような演算により、φ＝５゜の時の角度補正マトリクスΔＣ５を求めることができる。
【００６９】
これと同様にして、測定していない鉛直方向放射角θの角度補正マトリクスを演算することも可能である。
【００７０】
このようにして、角度補正マトリクスの一部を演算で求めることにより、当該角度補正マトリクスを求める処理を簡単にすることができる。但し、光特性ムラの信頼性を向上させるためには、測定結果から求めた角度補正マトリクスが多い方が望ましい。
【００７１】
以上のようにして得られた角度補正マトリクスは、パーソナルコンピュータ１２０の記憶部１２１（図３参照）に格納される。
【００７２】
この実施の形態では、マトリクスを用いて角度補正マトリクスを作成したので、補正演算処理（後述）を簡単にすることができる。
【００７３】
なお、ここでは、マトリクス形式の角度補正マトリクスを作成したが、例えば、ｘ値及びｙ値のそれぞれについて、基準放射角の値と他の放射角の値との比を単純に演算することによって、角度補正マトリクスを得ることも可能である。
【００７４】
次に、この実施の形態に係る光特性ムラ測定装置１００（図１〜図３参照）を用いて測定対象物２００の光特性ムラを測定する手順について説明する。
【００７５】
上述のように、この実施の形態では、測定対象物２００としてＬＥＤ照明器用ＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５を用い、また、光特性としてＸＹＺ表色系のｘ値及びｙ値を測定する。
【００７６】
まず、基準となる測定対象物２００の法線方向に位置するように撮像部１１０を配置する。
【００７７】
このとき、この撮像部１１０の位置及び方向は、かかる法線方向に測定点Ｐ（０ ０）から放射したＬＥＤ光が垂直に入射されるように、調整される。
【００７８】
更に、この撮像部１１０の距離等は、測定点Ｐ（−２ −２）〜Ｐ（２ ２）から放射される光の入射角が、上述の角度補正マトリクスの放射角（水平方向放射角φ及び垂直方向放射角θ）と一致するように調整される。
【００７９】
続いて、測定対象物２００のうち、最左段のＬＥＤ実装基板２００−１に実装されたＬＥＤが点灯される。そして、このＬＥＤ実装基板２００−１の放射光が、撮像部１１０に撮像される。その後、ＬＥＤ実装基板２００−１のＬＥＤが消灯される。
【００８０】
撮像部１１０は、各画素への入射光から、ＸＹＺ表色系のｘ値及びｙ値を検出する。図６は、この検出結果の一例を示す表である。図６において、ＬＥＤ実装基板１〜５は、図１のＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５に対応する（図７及び図８において同じ）。
【００８１】
そして、撮像部１１０は、各画素に対応するｘ値及びｙ値を、パーソナルコンピュータ１２０の補正演算部１２２に送る。
【００８２】
補正演算部１２２は、各画素に対応するｘ値及びｙ値等の情報に基づいて、ＬＥＤ実装基板２００−１の測定点Ｐ（−２ −２）、Ｐ（−１ −２）、Ｐ（０ −２）、Ｐ（１ −２）、Ｐ（２ −２）を特定する。そして、特定された各測定点のうち、測定点Ｐ（−２ −２）、Ｐ（−１ −２）、Ｐ（１ −２）及びＰ（２ −２）のｘ値及びｙ値を、以下のようにして補正する。
【００８３】
この補正演算において、補正演算部１２２は、まず、記憶部１２１から、対応する角度補正マトリクスを読み出す。ここでは、φ＝−２０゜に対応する角度補正マトリクスΔＣａ，ΔＣｂが読み出される。
【００８４】
そして、下記の演算を行うことにより、測定点Ｐ（０ −２）、Ｐ（０ −１）、Ｐ（０ １）、Ｐ（０ ２）の補正演算が行われる。なお、下式において、ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４は測定点Ｐ（０ −２）、Ｐ（０ −１）、Ｐ（０ １）、Ｐ（０ ２）のｘ値、ｙ１，ｙ２，ｙ３，ｙ４は測定点Ｐ（０ −２）、Ｐ（０ −１）、Ｐ（０ １）、Ｐ（０ ２）のｙ値である。
【００８５】
このようにして、最上段のＬＥＤ実装基板２００−１の各測定点Ｐ（０ −２）〜Ｐ（０ ２）に対する補正演算が終了する。
【００８６】
これらの補正演算結果は、ＬＥＤ実装基板２００−１の各測定点Ｐ（−２ −２）〜Ｐ（２ ２）に対応するＬＥＤ光源２１１を、基準放射角（すなわち、（φ，θ）＝（０゜，−２０゜）の方向）から測定したときのｘ値及びｙ値に相当する。従って、これらの補正演算結果を測定点間で比較することにより、ｘ値及びｙ値の光特性ムラを正確に評価することができる。また、各測定点Ｐ（−２ −２）〜Ｐ（２ ２）の撮像を同時に行うので、短時間で光り特性ムラの評価を行うことができる。
【００８７】
次に、二番目以降のＬＥＤ実装基板２００−２〜２００−５についても、ＬＥＤ光源２１１が順次点灯されて、ＬＥＤ実装基板２００−１の場合と同様の撮像や補正演算処理等が行われる。図７は、このようにしてｘ値及びｙ値（図７参照）を補正した値の一例である。
【００８８】
その後、各ＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５の補正後の光特性値について、基準となる放射角に対応する値（θ＝０゜のときのｘ値及びｙ値）とその他の値との差をそれぞれ演算する。これにより、ＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５毎の、光特性ムラを評価することができる。図８は、この演算の結果を示す表である。
【００８９】
この実施の形態では、水平方向放射角φ毎に角度補正マトリクスを作成するので、二番目以降のＬＥＤ実装基板２００−２〜２００−５について撮像を行う時も、撮像部１１０の位置や角度を調整する必要が無い。従って、この実施の形態によれば、ｘ値及びｙ値のムラ評価を、短時間で正確に行うことができる。
【００９０】
また、全てのＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５のＬＥＤ光源２１１を同時に点灯させるのでは無く、１個ずつ順次点灯させて撮像することにより、光特性ムラ測定装置の電源容量を小さく抑えることができる。
【００９１】
但し、全てのＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５のＬＥＤ光源２１１を同時に点灯させることとしても良い。更には、ＬＥＤ実装基板を所定本数（二本以上）ずつ順次点灯させることとしても良い。これらの場合には、測定時間を更に短縮することができる。
【００９２】
更に、各ＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５毎に複数回ずつ撮像を行い、これら撮像で得られたｘ値及びｙ値の合計を補正演算部１２２で補正した結果を用いて、光特性ムラの評価を行っても良い。これにより、さらに信頼性の高い評価を行うことができる。
【００９３】
本発明によれば、光特性値をＸＹＺ表色系のｘ値及びｙ値としたので、人間の視覚に合わせた光特性ムラの測定を行うことができる。
【００９４】
なお、この実施の形態では、ＬＥＤ照明器用ＬＥＤ実装基板の光特性ムラ評価に本発明を適用する場合を説明したが、これに限らず、光の放射、反射、透過等を行う装置であれば、そのような装置の光特性ムラ評価にも適用することができる。
【００９５】
この実施の形態では、水平方向放射角φ及び鉛直方向放射角θを０゜、±１０゜、±２０゜としたが、これらの角度は任意である。但し、角度の間隔を細かくするほど、光特性ムラの精度を向上させることができる。
【００９６】
この実施形態では、ＬＥＤ実装基板２００−１〜２００−５を横方向に並べて、縦方向の列毎に基準となる測定点を設け、該縦方向の列毎に光特性ムラを測定・評価することとしたが、横方向の列毎に光特性ムラを測定・評価してもよい。また、基準となる測定点を、複数列毎に設けることや、測定対象物２００全体で１個のみ設けて、複数列単位或いは測定対象物２００全体の光特性ムラを測定・評価することも可能である。
【００９７】
この実施の形態では、ＸＹＺ表色系のｘ値及びｙ値を評価したが、本発明は、例えばＲＧＢ表色系の三原色や輝度等、他の光特性の評価にも適用できる。
【符号の説明】
【００９８】
１００ 光特性ムラ測定装置
１１０ 撮像部
１２０，４２７ パーソナルコンピュータ
１２１ 記憶部
１２２ 補正演算部
２００ 測定対象物
２００−１〜２００−５ ＬＥＤ実装基板
２１１ ＬＥＤ光源
４００ 配光測定装置
４０１ 補正値測定用ＬＥＤ光源
４１０ 光源支持部
４１１ 水平回転ステージ
４１２，４２２ 直立アーム
４１３ 垂直回転ステージ
４２０ 計測部
４２１ ＸＹステージ
４２３ 受光器
４２４ 光ファイバ
４２５ 分光器
４２６ 信号線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物の表面に配列された複数の測定点を撮像して、該測定点から入射された光の特性値を検出する撮像部と、
前記測定点から前記撮像部へ入射される光の放射角に応じて定められた補正用データを記憶する記憶部と、
前記補正用データを用いて、それぞれの前記測定点に対応する前記特性値を、基準となる前記放射角に対応する値に補正する補正演算部と、
を有することを特徴とする光特性ムラ測定装置。
【請求項２】
前記補正用データは、
前記放射角を変化させながら配光測定用光源の前記特性値をそれぞれ測定し、
これら複数の測定結果を用いて、前記基準となる放射角における前記測定結果と他の放射角における前記測定結果との比をそれぞれ演算する、
ことで生成されることを特徴とする請求項１に記載の光特性ムラ測定装置。
【請求項３】
いずれか２個の前記測定点に対応する前記測定結果及び前記放射角を用いて、他のいずれかの前記測定点に対応する前記補正用データを演算することを特徴とする請求項２に記載の光特性ムラ測定装置。
【請求項４】
前記撮像部が、同一の前記測定対象物の同一列の全ての前記測定点を同時に撮像することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光特性ムラ測定装置。
【請求項５】
前記撮像部が、前記測定対象物の前記測定点を、一列又は複数列分ずつ順次撮像することを特徴とする請求項４に記載の光特性ムラ測定装置。
【請求項６】
前記基準となる放射角が前記測定点の列毎に設けられ、当該列毎に前記特性値が補正されることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の光特性ムラ測定装置。
【請求項７】
測定対象物の表面に配列された複数の測定点を撮像部で撮像して、該測定点から入射された光の特性値を検出する撮像ステップと、
前記測定点から前記撮像部へ入射される光の放射角に応じて定められた補正用データを用いて、それぞれの前記測定点に対応する前記特性値を、基準となる前記放射角に対応する値に補正する補正演算ステップと、
を有する光特性ムラ測定方法。
【請求項８】
前記補正用データは、
前記放射角を変化させながら配光測定用光源の前記特性値をそれぞれ測定し、
これら複数の測定結果を用いて、前記基準となる放射角における前記測定結果と他の放射角における前記測定結果との比をそれぞれ演算する、
ことで生成されることを特徴とする請求項７に記載の光特性ムラ測定方法。
【請求項９】
いずれか２個の前記測定点に対応する前記測定結果及び前記放射角を用いて、他のいずれかの前記測定点に対応する前記補正用データを演算することを特徴とする請求項８に記載の光特性ムラ測定方法。
【請求項１０】
前記撮像ステップが、同一の前記測定対象物の同一列の全ての前記測定点を同時に撮像するステップであることを特徴とする請求項７乃至９の何れかに記載の光特性ムラ測定方法。
【請求項１１】
前記撮像ステップが、前記測定対象物の前記測定点を、一列又は複数列分ずつ順次撮像するステップであることを特徴とする請求項１０に記載の光特性ムラ測定方法。
【請求項１２】
前記基準となる放射角が前記測定点の列毎に設けられ、当該列毎に前記特性値が補正されることを特徴とする請求項７乃至１１の何れかに記載の光特性ムラ測定方法。
【請求項１】
測定対象物の表面に配列された複数の測定点を撮像して、該測定点から入射された光の特性値を検出する撮像部と、
前記測定点から前記撮像部へ入射される光の放射角に応じて定められた補正用データを記憶する記憶部と、
前記補正用データを用いて、それぞれの前記測定点に対応する前記特性値を、基準となる前記放射角に対応する値に補正する補正演算部と、
を有することを特徴とする光特性ムラ測定装置。
【請求項２】
前記補正用データは、
前記放射角を変化させながら配光測定用光源の前記特性値をそれぞれ測定し、
これら複数の測定結果を用いて、前記基準となる放射角における前記測定結果と他の放射角における前記測定結果との比をそれぞれ演算する、
ことで生成されることを特徴とする請求項１に記載の光特性ムラ測定装置。
【請求項３】
いずれか２個の前記測定点に対応する前記測定結果及び前記放射角を用いて、他のいずれかの前記測定点に対応する前記補正用データを演算することを特徴とする請求項２に記載の光特性ムラ測定装置。
【請求項４】
前記撮像部が、同一の前記測定対象物の同一列の全ての前記測定点を同時に撮像することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光特性ムラ測定装置。
【請求項５】
前記撮像部が、前記測定対象物の前記測定点を、一列又は複数列分ずつ順次撮像することを特徴とする請求項４に記載の光特性ムラ測定装置。
【請求項６】
前記基準となる放射角が前記測定点の列毎に設けられ、当該列毎に前記特性値が補正されることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の光特性ムラ測定装置。
【請求項７】
測定対象物の表面に配列された複数の測定点を撮像部で撮像して、該測定点から入射された光の特性値を検出する撮像ステップと、
前記測定点から前記撮像部へ入射される光の放射角に応じて定められた補正用データを用いて、それぞれの前記測定点に対応する前記特性値を、基準となる前記放射角に対応する値に補正する補正演算ステップと、
を有する光特性ムラ測定方法。
【請求項８】
前記補正用データは、
前記放射角を変化させながら配光測定用光源の前記特性値をそれぞれ測定し、
これら複数の測定結果を用いて、前記基準となる放射角における前記測定結果と他の放射角における前記測定結果との比をそれぞれ演算する、
ことで生成されることを特徴とする請求項７に記載の光特性ムラ測定方法。
【請求項９】
いずれか２個の前記測定点に対応する前記測定結果及び前記放射角を用いて、他のいずれかの前記測定点に対応する前記補正用データを演算することを特徴とする請求項８に記載の光特性ムラ測定方法。
【請求項１０】
前記撮像ステップが、同一の前記測定対象物の同一列の全ての前記測定点を同時に撮像するステップであることを特徴とする請求項７乃至９の何れかに記載の光特性ムラ測定方法。
【請求項１１】
前記撮像ステップが、前記測定対象物の前記測定点を、一列又は複数列分ずつ順次撮像するステップであることを特徴とする請求項１０に記載の光特性ムラ測定方法。
【請求項１２】
前記基準となる放射角が前記測定点の列毎に設けられ、当該列毎に前記特性値が補正されることを特徴とする請求項７乃至１１の何れかに記載の光特性ムラ測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１１３５８８（Ｐ２０１３−１１３５８８Ａ）
【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２０１１−２５６９２０（Ｐ２０１１−２５６９２０）
【出願日】平成２３年１１月２５日（２０１１．１１．２５）
【出願人】（５０４０９７５９１）株式会社オプトコム (1)
【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】（５０４０９７５９１）株式会社オプトコム (1)
【Ｆターム（参考）】
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