(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
点発光源から発せられた光を投影する投影面を有する拡散部材と、
前記投影面を撮像する撮像部と、
前記点発光源から発せられた光が前記投影面に照射されている時に前記撮像部によって撮像された前記投影面の映像の輝度分布を前記点発光源の配光分布に変換する変換式を用いて、前記輝度分布から前記配光分布を導出する演算部と、
前記点発光源と前記拡散部材との間に設けられ、前記点発光源との対向部分に開口を有する遮光マスクと
を備えた配光計測装置。
【請求項２】
前記変換式は、前記投影面の前記点発光源からの位置情報を利用して、前記撮像部で撮像された映像の輝度分布を前記点発光源の配光分布に変換する
請求項１に記載の配光計測装置。
【請求項３】
前記拡散部材は、平行光を入射させたときの出射光の直線透過成分が出射光の配光特性において無視できる程度に小さい拡散度合いとなっている
請求項２に記載の配光計測装置。
【請求項４】
前記拡散部材の拡散度合いは、完全拡散となっている
請求項３に記載の配光計測装置。
【請求項５】
前記投影面は、前記点発光源の光軸と直交する平坦面、前記点発光源の光軸と斜めに交差する傾斜面、または、前記点発光源の光軸を回転軸としたときに回転対称となっている曲面の一部で構成されている
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の配光計測装置。
【請求項６】
前記投影面が前記点発光源の光軸と直交する平坦面で構成され、
前記演算部は、以下の式を用いて前記点発光源の配光分布を導出する
請求項３または請求項４に記載の配光計測装置。
ＦＦＰ（θ，φ）＝ＴＦ（Ｒ，φ）×ｈ2／ｃｏｓ3θ
θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｒ／ｈ）
ＦＦＰ（θ，φ）：前記点発光源の配光分布
ＴＦ（Ｒ，φ）：前記点発光源から発せられた光が前記投影面を照射することにより前記投影面に生じる投影像
φ：前記投影像内の任意の箇所と前記点発光源とを結ぶ線分を、前記点発光源を含む平面に投影したときの線分と、前記点発光源を含む平面にＸＹ座標軸を設定したときのＸ軸とのなす角
Ｒ：前記投影面のうち前記点発光源の光軸が通過する点から前記投影像内の任意の箇所までの距離
ｈ：前記点発光源から前記投影面までの距離
【請求項７】
前記投影面が前記点発光源の光軸と斜めに交差する傾斜面で構成され、
前記演算部は、以下の式を用いて前記点発光源の配光分布を導出する
請求項３または請求項４に記載の配光計測装置。
ＦＦＰ（θ，φ）＝ＴＦ（Ｘsl，ｙ）×ｈ（Ｘsl）2／ｃｏｓ3θ
ｈ（Ｘsl）＝ｈ1−Ｘsl×ｓｉｎα
Ｘsl＝ｈ×ｔａｎθ×ｃｏｓφ／ｃｏｓα
ｙ＝ｈ×ｔａｎθ×ｓｉｎφ
ＦＦＰ（θ，φ）：前記点発光源の配光分布
ＴＦ（Ｘsl，ｙ）：前記点発光源から発せられた光が前記投影面を照射することにより前記投影面に生じる投影像
θ：前記投影像内の任意の箇所と前記点発光源とを結ぶ線分と、前記点発光源の光軸とのなす角
φ：前記投影像内の任意の箇所と前記点発光源とを結ぶ線分を、前記点発光源を含む平面に投影したときの線分と、前記点発光源を含む平面にＸＹ座標軸を設定したときのＸ軸とのなす角
ｈ：前記投影面の法線のうち前記点発光源を通過する線が前記投影面を通過する点から前記点発光源の光軸に垂直に下ろした線分が前記点発光源の光軸と交差する点と、前記点発光源との距離
ｈ1：前記投影面のうち前記点発光源の光軸が通過する点と、前記点発光源との距離
α：前記投影面と、前記点発光源を含む平面とのなす角
【請求項８】
前記投影面が前記点発光源の光軸を回転軸としたときに回転対称となっている球面の一部で構成され、
前記点発光源は、前記球面の中心点に配置され、
前記演算部は、以下の式を用いて前記点発光源の配光分布を導出する
請求項３または請求項４に記載の配光計測装置。
ＦＦＰ（θ，φ）＝ＴＦ（Ｒ（θ），φ）
Ｒ（θ）＝ｒ×ｓｉｎθ
ＦＦＰ（θ，φ）：前記点発光源の配光分布
ＴＦ（Ｒ（θ），φ）：前記点発光源から発せられた光が前記投影面を照射することにより前記投影面に生じる投影像
θ：前記投影像内の任意の箇所と前記点発光源とを結ぶ線分と、前記点発光源の光軸とのなす角
φ：前記投影像内の任意の箇所と前記点発光源とを結ぶ線分を、前記点発光源を含む平面に投影したときの線分と、前記点発光源を含む平面にＸＹ座標軸を設定したときのＸ軸とのなす角
ｒ：前記球面の半径
【請求項９】
前記投影面が前記点発光源の光軸を回転軸としたときに回転対称となっている球面の一部で構成され、
前記点発光源は、前記球面の中心点よりも前記投影面寄りに配置され、
前記演算部は、以下の式を用いて前記点発光源の配光分布を導出する
請求項３または請求項４に記載の配光計測装置。
ＦＦＰ（θ，φ）＝ＴＦ（Ｒ（θ），φ）
Ｒ（θ）＝ｒ×ｓｉｎ（ａｒｃｃｏｓ（ｈ（θ）＋Δｒ）／ｒ）
ＦＦＰ（θ，φ）：前記点発光源の配光分布
ＴＦ（Ｒ（θ），φ）：前記点発光源から発せられた光が前記投影面を照射することにより前記投影面に生じる投影像
θ：前記投影像内の任意の箇所と前記点発光源とを結ぶ線分と、前記点発光源の法線とのなす角
φ：前記投影像内の任意の箇所と前記点発光源とを結ぶ線分を、前記点発光源を含む平面に投影したときの線分と、前記点発光源を含む平面にＸＹ座標軸を設定したときのＸ軸とのなす角
ｒ：前記球面の半径
ｈ（θ）：前記投影像内の任意の箇所から前記点発光源の光軸に垂直に下ろした線分が前記点発光源の光軸と交差する点と、前記点発光源との距離
Δｒ：前記球面の中心点と、前記点発光源との距離
【請求項１０】
前記点発光源は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップ、前記ＬＥＤチップが内蔵されたＬＥＤパッケージ、前記ＬＥＤチップが実装されたデバイス上のＬＥＤチップ、前記ＬＥＤパッケージが実装されたデバイス上のＬＥＤパッケージ、複数のＬＥＤ素子が形成されたウェハ上の１つのＬＥＤ素子、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）チップ、前記ＯＬＥＤチップが内蔵されたＯＬＥＤパッケージ、前記ＯＬＥＤチップが実装されたデバイス上のＯＬＥＤチップ、前記ＯＬＥＤパッケージが実装されたデバイス上のＯＬＥＤパッケージ、複数のＯＬＥＤ素子が形成されたウェハ上の１つのＯＬＥＤ素子、ＬＤ（Laser Diode）チップ、前記ＬＤチップが内蔵されたＬＤパッケージ、前記ＬＤチップが実装されたデバイス上のＬＤチップ、前記ＬＤパッケージが実装されたデバイス上のＬＤパッケージ、または複数のＬＤ素子が形成されたウェハ上の１つのＬＤ素子である
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の配光計測装置。
【請求項１１】
前記点発光源に電力を印加して前記点発光源を発光させる電源装置をさらに備えた
請求項１０に記載の配光計測装置。
【請求項１２】
前記点発光源に励起光を照射して前記点発光源を発光させる励起光源をさらに備えた
請求項１０に記載の配光計測装置。
【請求項１３】
前記励起光源は、前記点発光源の発光光の発光波長とは異なる波長の励起光を出力する
請求項１２に記載の配光計測装置。
【請求項１４】
前記撮像部と前記拡散部材との間に、前記点発光源からの光を透過し、前記励起光を遮断する波長選択フィルタをさらに備えた
請求項１３に記載の配光計測装置。
【請求項１５】
前記撮像部は、分光機能を有する
請求項１３または請求項１４に記載の配光計測装置。
【請求項１６】
前記点発光源は、光透過部材の下面に所定の光を照射することにより前記光透過部材に形成された発光スポット、または光反射部材の上面に所定の光を照射することにより前記光反射部材に形成された発光スポットである
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の配光計測装置。
【請求項１７】
点発光源から発せられた光を投影する投影面を有する拡散部材と、前記投影面を撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像された映像を処理する演算部と、前記点発光源と前記拡散部材との間に設けられ、前記点発光源との対向部分に開口を有する遮光マスクとを備えた装置の前記演算部において、前記点発光源から発せられた光が前記投影面に照射されている時に前記撮像部によって撮像された前記投影面の映像の輝度分布を前記点発光源の配光分布に変換する変換式を用いて、前記輝度分布から前記配光分布を導出する
配光計測方法。
【請求項１８】
点発光源から発せられた光を投影する投影面を有する拡散部材と、前記投影面を撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像された映像を処理する演算部と、前記点発光源と前記拡散部材との間に設けられ、前記点発光源との対向部分に開口を有する遮光マスクとを備えた装置において、前記点発光源から発せられた光が前記投影面に照射されている時に前記撮像部によって撮像された前記投影面の映像の輝度分布を前記点発光源の配光分布に変換する変換式を用いて、前記輝度分布から前記配光分布を導出することを前記演算部に実行させる
配光計測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点発光原の配向分布を計測する配光計測装置、配光計測方法および配光計測プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
点発光原を扱う際、一点から発した光の向かっていく方向およびその光度が、配光もしくはＦＦＰ（Far Field Pattern)と定義される。球座標系（極座標系）における受光光度の絶対量をＦＦＰabs（θ，φ）とすると、極（θ＝０°，φ＝０°）の受光光度の絶対量ＦＦＰabs（０，０）で規格化した相対光度がＦＦＰ（θ，φ）となる（図１１）。
【０００３】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の固体発光素子においては、そのプロセス要因から個々の形状もしくは特性にバラツキが発生することが経験的に知られている。バラツキの発生する特性の１つとしてＦＦＰ（θ，φ）が挙げられる。ＦＦＰ（θ，φ）の計測には、従来から、ポイント検出機を球状に変位させてＦＦＰ（θ，φ）を計測するＳｗｉｎｇ  Ａｒｍ（Ｇｏｎｉｏ）方式が一般的に用いられている。また、Ｇｏｎｉｏ方式の他には、例えば、ｆ−θレンズやフレネルレンズ等のレンズによる光屈折法を用いた方式が用いられる場合もある（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−３２０２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、Ｇｏｎｉｏ方式では、ＦＦＰ（θ，φ）の計測時にθおよびφ方向のメカ動作を伴うことから、計測点ごとに計測時間を要し、多点計測に不向きであるという問題があった。また、特許文献１に記載の方式では、レンズ等が専用設計となり、高価になりがちであるばかりか、θ＝０°〜±４５°程度の狭い範囲でしか配光を計測できないという問題があった。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡易な方法で、短時間で広い範囲の配光特性を計測することの可能な配光計測装置、配光計測方法および配光計測プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の配光計測装置は、点発光源から発せられた光を投影する投影面を有する拡散部材と、投影面を撮像する撮像部と、撮像部で撮像された映像を処理する演算部とを備えたものである。演算部は、点発光源から発せられた光が投影面に照射されている時に撮像部によって撮像された投影面の映像の輝度分布を点発光源の配光分布に変換する変換式を用いて、撮像した映像の輝度分布から点発光源の配光分布を導出するようになっている。
【０００８】
本発明の配光計測方法は、点発光源から発せられた光を投影する投影面を有する拡散部材と、投影面を撮像する撮像部と、撮像部で撮像された映像を処理する演算部とを備えた装置の演算部において、点発光源から発せられた光が投影面に照射されている時に撮像部によって撮像された投影面の映像の輝度分布を点発光源の配光分布に変換する変換式を用いて、撮像した映像の輝度分布から点発光源の配光分布を導出するものである。
【０００９】
本発明の配光計測プログラムは、点発光源から発せられた光を投影する投影面を有する拡散部材と、投影面を撮像する撮像部と、撮像部で撮像された映像を処理する演算部とを備えた装置の演算部において、点発光源から発せられた光が投影面に照射されている時に撮像部によって撮像された投影面の映像の輝度分布を点発光源の配光分布に変換する変換式を用いて輝度分布から配光分布を導出することを演算部に実行させるものである。
【００１０】
本発明の配光計測装置、配光計測方法および配光計測プログラムでは、点発光源から発せられた光が投影面に照射されている時に撮像部によって撮像された投影面の映像の輝度分布を点発光源の配光分布に変換する変換式を用いて、撮像した映像の輝度分布から点発光源の配光分布が導出される。つまり、本発明では、カメラをスイングさせたり、専用設計のレンズ等を設置したりするなど、複雑かつ高価な設備を使用しないで、撮像部で投影面を撮像するだけで点発光源の配光分布が導出される。
【００１１】
本発明において、上記の変換式が、例えば、撮像部で撮像された映像を構成する微小領域ごとに２次元座標を割り当てるとともに、個々の微小領域の２次元座標の、点発光源からの位置情報を導出し、導出した位置情報を利用して、撮像部で撮像された映像の輝度分布を点発光源の配光分布に変換するようになっている。
【００１２】
また、本発明において、投影面は、例えば、点発光源の光軸と直交する平坦面、点発光源の光軸と斜めに交差する傾斜面、または、点発光源の光軸を回転軸としたときに回転対称となっている曲面（例えば、球面、放物面など）の一部で構成されている。
【００１３】
ここで、投影面が点発光源の光軸と直交する平坦面で構成されている場合には、演算部は、例えば、以下の式を用いて点発光源の配光分布を導出するようになっている。
ＦＦＰ（θ，φ）＝ＴＦ（Ｒ，φ）×ｈ2／ｃｏｓ3θ
θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｒ／ｈ）
ＦＦＰ（θ，φ）：点発光源の配光分布
ＴＦ（Ｒ，φ）：点発光源から発せられた光が投影面を照射することにより投影面に生じる投影像
φ：投影像内の任意の箇所と点発光源とを結ぶ線分を、点発光源を含む平面に投影したときの線分と、点発光源を含む平面にＸＹ座標軸を設定したときのＸ軸とのなす角
Ｒ：投影面のうち点発光源の光軸が通過する点から投影像内の任意の箇所までの距離
ｈ：点発光源から投影面までの距離
【００１４】
また、投影面が点発光源の光軸と斜めに交差する傾斜面で構成されている場合には、演算部は、例えば、以下の式を用いて点発光源の配光分布を導出するようになっている。
ＦＦＰ（θ，φ）＝ＴＦ（Ｘsl，ｙ）×ｈ（Ｘsl）2／ｃｏｓ3θ
ｈ（Ｘsl）＝ｈ1−Ｘsl×ｓｉｎα
Ｘsl＝ｈ×ｔａｎθ×ｃｏｓφ／ｃｏｓα
ｙ＝ｈ×ｔａｎθ×ｓｉｎφ
ＦＦＰ（θ，φ）：点発光源の配光分布
ＴＦ（Ｘsl，ｙ）：点発光源から発せられた光が投影面を照射することにより投影面に生じる投影像
θ：投影像内の任意の箇所と点発光源とを結ぶ線分と、点発光源の光軸とのなす角
φ：投影像内の任意の箇所と点発光源とを結ぶ線分を、点発光源を含む平面に投影したときの線分と、点発光源を含む平面にＸＹ座標軸を設定したときのＸ軸とのなす角
ｈ：投影面の法線のうち点発光源を通過する線が投影面を通過する点から点発光源の光軸に垂直に下ろした線分が点発光源の光軸と交差する点と、点発光源との距離
ｈ1：投影面のうち点発光源の光軸が通過する点と、点発光源との距離
α：投影面と、点発光源を含む平面とのなす角
【００１５】
また、投影面が点発光源の光軸を回転軸としたときに回転対称となっている球面の一部で構成されており、かつ点発光源が球面の中心点に配置されている場合には、演算部は、例えば、以下の式を用いて点発光源の配光分布を導出するようになっている。
ＦＦＰ（θ，φ）＝ＴＦ（Ｒ（θ），φ）
Ｒ（θ）＝ｒ×ｓｉｎθ
ＦＦＰ（θ，φ）：点発光源の配光分布
ＴＦ（Ｒ（θ），φ）：点発光源から発せられた光が投影面を照射することにより投影面に生じる投影像
θ：投影像内の任意の箇所と点発光源とを結ぶ線分と、点発光源の光軸とのなす角
φ：投影像内の任意の箇所と点発光源とを結ぶ線分を、点発光源を含む平面に投影したときの線分と、点発光源を含む平面にＸＹ座標軸を設定したときのＸ軸とのなす角
ｒ：球面の半径
【００１６】
また、投影面が点発光源の光軸を回転軸としたときに回転対称となっている球面の一部で構成されており、かつ点発光源が球面の中心点よりも投影面寄りに配置されている場合には、演算部は、例えば、以下の式を用いて点発光源の配光分布を導出するようになっている。
ＦＦＰ（θ，φ）＝ＴＦ（Ｒ（θ），φ）
Ｒ（θ）＝ｒ×ｓｉｎ（ａｒｃｃｏｓ（ｈ（θ）＋Δｒ）／ｒ）
ＦＦＰ（θ，φ）：点発光源の配光分布
ＴＦ（Ｒ（θ），φ）：点発光源から発せられた光が投影面を照射することにより投影面に生じる投影像
θ：投影像内の任意の箇所と点発光源とを結ぶ線分と、点発光源の法線とのなす角
φ：投影像内の任意の箇所と点発光源とを結ぶ線分を、点発光源を含む平面に投影したときの線分と、点発光源を含む平面にＸＹ座標軸を設定したときのＸ軸とのなす角
ｒ：球面の半径
ｈ（θ）：投影像内の任意の箇所から点発光源の光軸に垂直に下ろした線分が点発光源の光軸と交差する点と点発光源との距離
Δｒ：球面の中心点と、点発光源との距離
【発明の効果】
【００１７】
本発明の配光計測装置、配光計測方法および配光計測プログラムによれば、複雑かつ高価な設備を使用しないで、撮像部で投影面を撮像するだけで点発光源の配光分布を導出することができるようにしたので、簡易な方法で、短時間で広い範囲の配光特性を計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る配光計測装置の概略構成を表す図である。
【図２】図１の拡散板の拡散度合いについて説明するための概念図である。
【図３】図１の配光計測装置における配光分布の導出方法について説明するための模式図である。
【図４】図１の拡散板に入射する光の入射角と反射率との関係の一例を表す特性図である。
【図５】図１の拡散板が斜め配置されているときの配向分布の導出方法について説明するための模式図である。
【図６】図１の拡散板が球面状となっているときの拡散度合いについて説明するための概念図である。
【図７】図６の拡散板を用いた配光計測装置における配光分布の導出方法について説明するための模式図である。
【図８】図６の拡散板の点発光原との位置関係を変更した配光計測装置における配光分布の導出方法について説明するための模式図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る配光計測装置の概略構成を表す図である。
【図１０】図９の配光計測装置の一変形例を表す図である。
【図１１】ＦＦＰについて説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（図１〜図８）
電力印加によって点発光原を発光させている例
２．第２の実施の形態（図９，図１０）
励起光の印加によって点発光原を発光させている例
【００２０】
＜１．第１の実施の形態＞
[構成]
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る配光計測装置１の概略構成を表すものである。この配光計測装置１は、例えば、図１に示したように、カメラ１０、カメラレンズ２０、拡散板３０、遮光マスク４０、変位計５０、ＸＹＺθステージ６０、Ｘステージ７０，８０、および制御部９０を備えたものである。ＸＹＺθステージ６０上には、被計測対象物である点発光原１００が載置されている。この配光計測装置１は、図示しないが、点発光原１００に電力を印加して点発光原１００を発光させる電源装置（例えば、電力源と、点発光原１００の電極に接触可能なプローブとを備えた装置）をさらに備えている。なお、カメラ１０は、本発明の「撮像装置」の一具体例に相当する。また、拡散板３０は、本発明の「拡散部材」の一具体例に相当する。
【００２１】
点発光原１００は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップ、ＬＥＤチップが内蔵されたＬＥＤパッケージ、ＬＥＤチップが実装されたデバイス上のＬＥＤチップ、ＬＥＤパッケージが実装されたデバイス上のＬＥＤパッケージ、または、複数のＬＥＤ素子が形成されたウェハ上の１つのＬＥＤ素子である。点発光原１００は、例えば、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）チップ、ＯＬＥＤチップが内蔵されたＯＬＥＤパッケージ、ＯＬＥＤチップが実装されたデバイス上のＯＬＥＤチップ、ＯＬＥＤパッケージが実装されたデバイス上のＯＬＥＤパッケージ、または、複数のＯＬＥＤ素子が形成されたウェハ上の１つのＯＬＥＤ素子であってもよい。また、点発光原１００は、例えば、ＬＤ（Laser Diode）チップ、ＬＤチップが内蔵されたＬＤパッケージ、ＬＤチップが実装されたデバイス上のＬＤチップ、ＬＤパッケージが実装されたデバイス上のＬＤパッケージ、または複数のＬＤ素子が形成されたウェハ上の１つのＬＤ素子であってもよい。
【００２２】
カメラ１０は、後述の投影面３０Ａを撮像し、投影面３０Ａの映像を取得するものである。具体的には、カメラ１０は、点発光原１００から発せられた光が投影面３０Ａに照射されている時に投影面３０Ａを撮像し、投影面３０Ａの映像（輝度分布情報）を取得するものである。カメラ１０は、例えば配光計測装置１の筐体などに固定されており、撮像時に位置を変位させることはない。具体的には、カメラ１０は、点発光原１００の光軸ＡＸ上に配置（固定）されている。カメラ１０は、例えば、複数の受光画素が２次元配列された受光面を有する固体撮像素子と、固体撮像素子からの出力信号を映像信号に変換して外部に出力する信号処理回路とを含んで構成されている。上記の固体撮像素子は、例えば、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)イメージセンサまたはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサからなる。上記の信号処理回路は、例えば、ＡＤＣ（Ａ−Ｄコンバータ）や、ＤＳＰ(デジタルシグナルプロセッサ)などを含んで構成されている。カメラレンズ２０は、例えば、ＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサ用に設計された汎用レンズである。カメラレンズ２０も、カメラ１０と同様に、点発光原１００の光軸ＡＸ上に配置（固定）されている。
【００２３】
拡散板３０は、点発光原１００から発せられた光を投影する投影面３０Ａを有する拡散部材である。拡散板３０は、平行光を入射させたときの出射光の直線透過成分が出射光の配光特性において無視できる程度に小さい拡散度合いとなっている。拡散板３０の拡散度合いは、例えば、図２（Ａ）〜（Ｃ）に例示したように、平行光Ｌ1を入射角θin＝０°，４５°，６０°で入射させたときに、入射角θinに拘わらず、出射光Ｌ2の直線透過成分が出射光Ｌ2の配光特性において無視できる程度に小さくなっている、つまり完全拡散（もしくは概ね完全拡散）となっていることが好ましい。拡散板３０は、例えば、拡散粒子の配合されたアクリル樹脂もしくはポリカーボネート樹脂などによって構成されている。なお、拡散板３０は、オパール拡散ガラスによって構成されていてもよい。拡散板３０は、例えば、図１、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、平板状となっており、投影面３０Ａが平坦面となっている。また、拡散板３０（または投影面３０Ａ）は、例えば、点発光原１００を含む平面（ＸＹ平面）と平行となるように、つまり、点発光原１００の光軸ＡＸと直交するように配置されている。
【００２４】
遮光マスク４０は、例えば、ＸＹＺθステージ６０の上面での反射光や拡散板３０の下面での反射光がカメラ１０に入射するのを低減するものである。遮光マスク４０は、例えば、可視光の波長帯の光を吸収する性質を有する材料を含んで構成されており、点発光原１００との対向領域に、点発光原１００から発せられた光を通過させる開口を有している。変位計５０は、点発光源１００から投影面３０Ａまでの距離を計測するものであり、例えば、レーザ変位計や、画像処理によりその距離を推定する装置などによって構成されている。
【００２５】
ＸＹＺθステージ６０は、点発光原１００の位置、特に投影面３０Ａに対する点発光原１００の位置を調整するものである。ＸＹＺθステージ６０は、例えば、図１に示したように、Ｘステージ６１、Ｙステージ６２、Ｚステージ６３およびθステージ６４によって構成されている。Ｘステージ６１は点発光原１００をＸ軸方向に変位させるものであり、Ｙステージ６２は点発光原１００をＹ軸方向に変位させるものであり、Ｚステージ６３は点発光原１００をＺ軸方向に変位させるものである。また、θステージ６４は点発光原１００をＸＹ面内においてθ方向に変位させるものである。Ｘステージ７０は、拡散板３０の位置をＸ軸方向に変位させるものである。Ｘステージ７０は、例えば、ＸＹＺθステージ６０上に点発光原１００を載置する際には拡散板３０を後退させ、点発光原１００の配光特性を計測する際には拡散板３０を点発光原１００上に移動させるようになっている。Ｘステージ８０は、変位計５０の位置をＸ軸方向に変位させるものである。
【００２６】
制御部９０は、配光計測装置１のメカ的な動作を制御するとともに、点発光原１００の配光特性を計測する際の演算を行うものである。制御部９０は、例えば、図１に示したように、演算部９１および配光計測プログラム９２を含んで構成されている。演算部９１は、例えば、プログラムの命令を解釈し、実行するためのもので、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit ）を含んで構成されている。配光計測プログラム９２は、例えば、図示しない記憶部に記憶されている。なお、制御部９０は、配光計測装置１と一体に形成されていてもよいが、配光計測装置１とは別体で形成されていてもよい。例えば、制御部９０がパーソナルコンピュータからなり、配光計測装置１と有線または無線で通信可能に構成されていてもよい。ただし、この場合には、配光計測装置１は、別体で形成された制御部９０との間で、有線または無線を介して制御信号等をやり取り可能なインターフェースを備えていることが必要となる。
【００２７】
配光計測プログラム９２は、点発光原１００の配光特性の計測のための一連の手順を演算部９１に実行させるためのものである。以下に、この一連の手順の詳細について説明する。
【００２８】
[配光特性の計測手順]
配光特性の計測を行うにあたって、まず、ユーザがＸＹＺθステージ６０上に点発光原１００を載置する。例えば、ユーザは、Ｘステージ７０で拡散板３０を後退させ、ＸＹＺθステージ６０上の所定の位置に点発光原１００を載置し、Ｘステージ７０で拡散板３０を点発光原１００上に移動させる。次に、ユーザは、拡散板３０と点発光原１００との距離が所定の値となるように、ＸＹＺθステージ６０を変位させる。その後、ユーザが、配光計測プログラム９２を起動する。
【００２９】
すると、演算部９１は、配光計測プログラム９２の実行を開始する。具体的には、演算部９１は、まず、カメラ１０に対して所定の補正を実行する。演算部９１は、例えば、カメラ１０の受光面全域において同一輝度が同一値として正しく捉えられるようにするために、シェーディング補正等を実行する。演算部９１は、さらに、例えば、カメラ１０の出力信号に含まれ得るオフセットレベルを除去できるようにするために、オフセットレベルを計測する。具体的には、演算部９１は、点発光原１００が非発光である時にカメラ１０に投影面３０Ａを撮像させ、それによって得られた映像データをオフセットデータとして記憶部に保存する。なお、演算部９１は、後のステップで、点発光原１００を点灯させ、点発光原１００から発せられる光が投影面３０Ａに照射されている時にカメラ１０に投影面３０Ａを撮像させ、それによって映像データを得た際には、この映像データからオフセットデータを差し引くことにより、オフセットレベルの除去された映像データを得る。
【００３０】
次に、演算部９１は、点発光原１００を点灯させる。例えば、演算部９１は、図示しないが、点発光原１００に電力を印加して点発光原１００を発光させる電源装置（電力源と、点発光原１００の電極に接触可能なプローブとを備えた装置）のプローブを点発光原１００の電極に接触させ、点発光原１００に電力を供給することにより、点発光原１００を発光させる。このとき、点発光原１００の発光は、例えば、ＥＬ（Electro Luminescence）発光である。続いて、演算部９１は、点発光原１００から発せられる光が投影面３０Ａに照射されている時にカメラ１０に投影面３０Ａを撮像させ、それによって発光時の映像データを得る。このとき得られる映像データは、点発光原１００から発せられた光が投影面３０Ａを照射することにより投影面３０Ａに生じる２次元の投影像（Transfer Function像）であり、投影面３０Ａの輝度分布情報を含んでいる。以下では、この映像データをＴＦ（Ｒ，θ）と表現する。なお、Ｒ、θについては、下記の変換式の説明に併せて説明するものとする。
【００３１】
次に、演算部９１は、投影面３０Ａの映像の輝度分布（ＴＦ（Ｒ，θ））を点発光原１００の配光分布（ＦＦＰ（θ，φ））に変換する変換式を用いて、ＴＦ（Ｒ，θ）からＦＦＰ（θ，φ）を導出する。具体的には、演算部９１は、下記の式（１）を用いて、ＴＦ（Ｒ，θ）からＦＦＰ（θ，φ）を導出する。このとき、演算部９１は、投影面３０Ａの点発光原１００からの位置情報を利用して、ＴＦ（Ｒ，θ）からＦＦＰ（θ，φ）を導出する。
ＦＦＰ（θ，φ）＝ＴＦ（Ｒ，φ）×ｈ2／ｃｏｓ3θ…（１）
【００３２】
ここで、θは、本実施の形態では、ａｒｃｔａｎ（Ｒ／ｈ）に相当している。Ｒは、投影面３０Ａのうち点発光原１００の光軸ＡＸが通過する点から投影像（または投影面３０Ａ）内の任意の箇所までの距離である。φは、投影像（または投影面３０Ａ）内の任意の箇所と点発光原１００とを結ぶ線分を、点発光原１００を含む平面（ＸＹ平面）に投影したときの線分と、点発光原１００を含む平面（ＸＹ平面）にＸＹ座標軸を設定したときのＸ軸とのなす角である。なお、φの値は、Ｘ軸を基準に反時計回りに大きくなるものとする。ｈは、点発光原１００から投影面３０Ａまでの距離である。
【００３３】
このように、本実施の形態では、カメラ１０による投影面３０Ａの撮像だけで、点発光原１００の配光分布（ＦＦＰ（θ，φ））が得られる。なお、このようにして得られた点発光原１００の配光分布（ＦＦＰ（θ，φ））は、Ｇｏｎｉｏ方式で得られる配光分布とほぼ一致する。
【００３４】
ところで、点発光原１００から発せられた光の全てが投影面３０Ａを透過する訳ではない。点発光原１００から発せられた光のうち所定の角度以上の角度で投影面３０Ａに入射する光の大部分が、投影面３０Ａで反射される。例えば、拡散板３０が拡散ガラスからなる場合、空中から拡散ガラスに入射する光は、例えば、図４に示したように、入射角が概ね６０°を超えたあたりから、反射率が急激に増大し始める。一方で、入射角に対する反射率の変化が小さい角度領域が存在している。例えば、図４では、０°以上６０°以下の範囲では、入射角に対する反射率の変化が小さくなっている。このことから、投影面３０Ａが平坦面となっている場合には、入射角に対する反射率の変化が小さい角度領域における配光特性を計測することが好ましい。なお、入射角に対する反射率の変化が大きい角度領域についても配光特性を計測する場合には、発光時の映像データ（ＴＦ（Ｒ，θ））に対して、反射率変化による輝度の変化を補償する補正を行うことが好ましい。
【００３５】
[効果]
本実施の形態では、点発光原１００から発せられた光が投影面３０Ａに照射されている時にカメラ１０によって撮像された投影面３０Ａの映像の輝度分布（ＴＦ（Ｒ，θ））を点発光原１００の配光分布（ＦＦＰ（θ，φ））に変換する変換式（式（１））を用いて、撮像した映像の輝度分布（ＴＦ（Ｒ，θ））から点発光原１００の配光分布（ＦＦＰ（θ，φ））が導出される。つまり、本実施の形態では、カメラ１０をスイングさせたり、専用設計のレンズ等を設置したりするなど、複雑かつ高価な設備を使用しないで、カメラ１０で投影面３０Ａを撮像するだけで点発光源１００の配光分布（ＦＦＰ（θ，φ））が導出される。従って、簡易な方法で、短時間で広い範囲の配光特性を計測することができる。
【００３６】
また、本実施の形態において、発光時の映像データ（ＴＦ（Ｒ，θ））に対して、反射率変化による輝度の変化を補償する補正を行うようにした場合には、さらに広い範囲の配光特性を計測することができる。
【００３７】
[第１の実施の形態の変形例]
（第１変形例）
上記実施の形態では、拡散板３０（または投影面３０Ａ）は、点発光原１００の光軸ＡＸと直交するように配置されていたが、例えば、図５（Ａ），（Ｂ）に示したように、点発光原１００の光軸ＡＸと斜めに交差するように配置されていてもよい。なお、以下では、拡散板３０（または投影面３０Ａ）が、Ｘ軸と斜めに交差するとともに、Ｙ軸と平行となるように配置されているものとする。さらに、カメラ１０は、点発光原１００の光軸ＡＸ上に配置（固定）されておらず、例えば、拡散板３０（または投影面３０Ａ）の法線上に配置（固定）されているものとする。拡散板３０（または投影面３０Ａ）およびカメラ１０が上述したような構成となっている場合には、演算部９１は、下記の式（２）〜式（５）を用いて、ＴＦ（Ｘsl，ｙ）からＦＦＰ（θ，φ）を導出する。このとき、演算部９１は、投影面３０Ａの点発光原１００からの位置情報を利用して、ＴＦ（Ｘsl，ｙ）からＦＦＰ（θ，φ）を導出する。
ＦＦＰ（θ，φ）＝ＴＦ（Ｘsl，ｙ）×ｈ（Ｘsl）2／ｃｏｓ3θ…（２）
ｈ（Ｘsl）＝ｈ1−Ｘsl×ｓｉｎα…（３）
Ｘsl＝ｈ×ｔａｎθ×ｃｏｓφ／ｃｏｓα…（４）
ｙ＝ｈ×ｔａｎθ×ｓｉｎφ…（５）
【００３８】
ここで、ＴＦ（Ｘsl，ｙ）は、点発光源１００から発せられた光が、斜めに傾いた投影面３０Ａを照射することにより投影面３０Ａに生じる投影像である。θは、本変形例では、投影像（または投影面３０Ａ）内の任意の箇所と点発光源１００とを結ぶ線分と、点発光源１００の光軸ＡＸとのなす角である。ｈは、本変形例では、投影面３０Ａの法線のうち点発光源１００を通過する線が投影面３０Ａを通過する点から点発光源１００の光軸ＡＸに垂直に下ろした線分が点発光源１００の光軸ＡＸと交差する点と、点発光源１００との距離である。ｈ1は、投影面３０Ａのうち点発光源１００の光軸ＡＸが通過する点と、点発光源１００との距離である。
【００３９】
なお、本変形例においても、入射角に対する反射率の変化が大きい角度領域についても配光特性を計測する場合には、発光時の映像データ（ＴＦ（Ｘsl，ｙ））に対して、反射率変化による輝度の変化を補償する補正を行うことが好ましい。
【００４０】
（第２変形例）
また、上記実施の形態では、拡散板３０は板状となっていたが、湾曲していてもよい。拡散板３０は、例えば、図６（Ａ）〜（Ｃ）、図７に示したように、球状となっていてもよい。なお、図７には、作図の便宜上、拡散板３０の一部を切り抜いたものが示されている。このとき、拡散板３０は、平行光を入射させたときの出射光の直線透過成分が出射光の配光特性において無視できる程度に小さい拡散度合いとなっている。拡散板３０の拡散度合いは、例えば、図６（Ａ）〜（Ｃ）に例示したように、平行光Ｌ1を入射角θin＝０°，４５°，６０°で入射させたときに、入射角θinに拘わらず、出射光Ｌ2の直線透過成分が出射光Ｌ2の配光特性において無視できる程度に小さくなっている、つまり完全拡散（もしくは概ね完全拡散）となっていることが好ましい。拡散板３０は、例えば、拡散粒子の配合されたアクリル樹脂もしくはポリカーボネート樹脂などによって構成されている。なお、拡散板３０は、オパール拡散ガラスによって構成されていてもよい。
【００４１】
投影面３０Ａは、点発光源１００の光軸ＡＸを回転軸としたときに回転対称となっている曲面の一部で構成されている。投影面３０Ａは、例えば、点発光源１００の光軸ＡＸを回転軸としたときに回転対称となっている放物面もしくは球面の一部で構成されている。投影面３０Ａが、点発光源１００の光軸ＡＸを回転軸としたときに回転対称となっている球面の一部で構成されると共に、拡散板３０（または投影面３０Ａ）が、点発光原１００が球面の中心点となるように配置されることが好ましい。拡散板３０がそのような好ましい構成になっている場合には、演算部９１は、下記の式（６），（７）を用いて、ＴＦ（Ｒ，θ）からＦＦＰ（Ｒ（θ），φ）を導出する。このとき、演算部９１は、投影面３０Ａの点発光原１００からの位置情報を利用して、ＴＦ（Ｒ（θ），φ）からＦＦＰ（θ，φ）を導出する。
ＦＦＰ（θ，φ）＝ＴＦ（Ｒ（θ），φ）…（６）
Ｒ（θ）＝ｒ×ｓｉｎθ…（７）
【００４２】
ここで、ＴＦ（Ｒ（θ），φ）は、点発光源１００から発せられた光が、球状の投影面３０Ａを照射することにより投影面３０Ａに生じる投影像である。θは、本変形例では、投影像（または投影面３０Ａ）内の任意の箇所と点発光源１００とを結ぶ線分と、点発光源１００の光軸ＡＸとのなす角である。ｒは、球面の半径である。
【００４３】
このように、投影面３０Ａが、点発光源１００の光軸ＡＸを回転軸としたときに回転対称となっている球面の一部で構成され、拡散板３０（または投影面３０Ａ）が、点発光原１００が球面の中心点となるように配置されている場合には、点発光原１００から発せられた光は全て、入射角に対する反射率の変化が小さい角度領域で入射することになる。これにより、点発光原１００から発せられた光のほとんど全てが投影面３０Ａを透過する。従って、発光時の映像データ（ＴＦ（Ｒ（θ），φ））に対して、反射率変化による輝度の変化を補償する補正を行わなくても、０°から９０°までの配光特性を正確に計測することが可能となる。
【００４４】
（第３変形例）
また、上記第２変形例では、拡散板３０（または投影面３０Ａ）が、点発光原１００が球面の中心点となるように配置されている場合について説明されていたが、例えば、図８（Ａ），（Ｂ）に示したように、点発光原１００が球面の中心点よりも投影面３０Ａ寄りとなるように配置されていてもよい。なお、図８（Ａ）には、作図の便宜上、拡散板３０の一部を切り抜いたものが示されている。点発光原１００が、点発光原１００が球面の中心点よりも投影面３０Ａ寄りとなるように配置されている場合には、演算部９１は、下記の式（８），（９）を用いて、ＴＦ（Ｒ（θ），φ）からＦＦＰ（θ，φ）を導出する。このとき、演算部９１は、投影面３０Ａの点発光原１００からの位置情報を利用して、ＴＦ（Ｒ（θ），φ）からＦＦＰ（θ，φ）を導出する。
ＦＦＰ（θ，φ）＝ＴＦ（Ｒ（θ），φ）…（８）
Ｒ（θ）＝ｒ×ｓｉｎ（ａｒｃｃｏｓ（ｈ（θ）＋Δｒ）／ｒ）…（９）
【００４５】
ここで、ｈ（θ）は、投影像（または投影面３０Ａ）像内の任意の箇所から点発光原１００の光軸ＡＸに垂直に下ろした線分が点発光原１００の光軸ＡＸと交差する点と、点発光原１００との距離である。Δｒは、球面の中心点と、点発光原１００との距離である。
【００４６】
このように、投影面３０Ａが、点発光源１００の光軸ＡＸを回転軸としたときに回転対称となっている球面の一部で構成され、拡散板３０（または投影面３０Ａ）が、点発光原１００が球面の中心点よりも投影面３０Ａ寄りとなるように配置されている場合にも、点発光原１００から発せられた光が全て、入射角に対する反射率の変化が小さい角度領域で入射するようにすることが可能である。これにより、点発光原１００から発せられた光のほとんど全てが投影面３０Ａを透過するようにすることができる。従って、発光時の映像データ（ＴＦ（Ｒ（θ），φ））に対して、反射率変化による輝度の変化を補償する補正を行わなくても、０°から９０°までの配光特性を正確に計測することも可能である。
【００４７】
なお、例えば、拡散板３０に入射する光の角度（入射角）が６０°以下となるように、Δｒが√３／２×ｒ以下の値に設定されていてもよい。このようにした場合には、点発光原１００から発せられた光がほとんど全て、投影面３０Ａを透過するようになる。また、点発光原１００から発せられた光の一部が投影面３０Ａで反射される場合には、入射角に対する反射率の変化が小さい角度領域における配光特性を計測してもよい。また、発光時の映像データ（ＴＦ（Ｒ（θ），φ））に対して、反射率変化による輝度の変化を補償する補正を行って、入射角に対する反射率の変化が大きい角度領域についても配光特性を計測するようにしてもよい。
【００４８】
＜２．第２の実施の形態＞
[構成]
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る配光計測装置２の概略構成を表したものである。配光計測装置２は、例えば、図９に示したように、波長選択フィルタ１１０と、励起光源１２０と、ファイバ１２１と、集光レンズ１２２とをさらに備えている点で、上記実施の形態およびその変形例に係る配光計測装置１の構成と主に相違する。そこで、以下では、上記実施の形態およびその変形例に係る配光計測装置１との相違点について主に説明し、上記実施の形態およびその変形例に係る配光計測装置１と共通する点についての説明を適宜省略するものとする。
【００４９】
励起光源１２０、ファイバ１２１および集光レンズ１２２は、励起光源１２０から発せられる光を点発光原１００に照射することにより、点発光原１００を発光（具体的にはＰＬ（Photo Luminescence）発光）させるものである。励起光源１２０は、点発光原１００の発光光の発光波長とは異なる波長の励起光を出力するようになっており、例えば、点発光原１００から発せられる光の波長帯よりも短波長の光を発するようになっている。ファイバ１２１は、励起光源１２０から発せられる光を導波させるものである。集光レンズ１２２は、ファイバ１２１で導波させた光を集光して、点発光原１００に照射するものである。
【００５０】
波長選択フィルタ１１０は、点発光原１００から発せられた光を透過し、励起光源１２０から発せられる光の波長帯の光を遮断するものである。例えば、励起光源１２０から発せられる光の波長帯が、点発光原１００から発せられた光の波長帯よりも短波長である場合、波長選択フィルタ１１０は、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）で構成されている。
【００５１】
[配光特性の計測手順]
配光特性の計測を行うにあたっての準備と、ＴＦ（Ｒ，θ）からＦＦＰ（θ，φ）を導出する方法については、上記第１の実施の形態およびその変形例と同様である。本実施の形態では、点発光原１００の点灯方法が上記第１の実施の形態およびその変形例と主に相違している。具体的には、本実施の形態では、点発光源１００に励起光を照射することにより点発光原１００が発光する。さらに、本実施の形態では、カメラ１０の手前に設けられた波長選択フィルタ１１０によって、励起光が選択的に遮断される。
【００５２】
本実施の形態では、上記実施の形態およびその変形例に係る配光計測装置１と同様の変換式を用いて、点発光原１００の配光特性が導出される。例えば、図１に示したように、拡散板３０が平板状となっており、投影面３０Ａが平坦面となっており、かつ拡散板３０（または投影面３０Ａ）が、点発光原１００の光軸ＡＸと直交するように配置されている場合には、演算部９１は、上述の式（１）を用いて、ＴＦ（Ｒ，θ）からＦＦＰ（θ，φ）を導出する。なお、この場合に、入射角に対する反射率の変化が大きい角度領域についても配光特性を計測する場合には、発光時の映像データ（ＴＦ（Ｒ，θ））に対して、反射率変化による輝度の変化を補償する補正を行うことが好ましい。
【００５３】
また、例えば、図５（Ａ），（Ｂ）に示したように、拡散板３０が、点発光原１００の光軸ＡＸと斜めに交差するように配置されていてもよい。このようにした場合には、演算部９１は、上述の式（２）〜式（５）を用いて、ＴＦ（Ｘsl，ｙ）からＦＦＰ（θ，φ）を導出する。なお、この場合にも、入射角に対する反射率の変化が大きい角度領域についても配光特性を計測する場合には、発光時の映像データ（ＴＦ（Ｘsl，ｙ））に対して、反射率変化による輝度の変化を補償する補正を行うことが好ましい。
【００５４】
また、例えば、図７に示したように、投影面３０Ａが、点発光源１００の光軸ＡＸを回転軸としたときに回転対称となっている球面の一部で構成され、拡散板３０（または投影面３０Ａ）が、点発光原１００が球面の中心点となるように配置されている場合には、演算部９１は、上述の式（６），（７）を用いて、ＴＦ（Ｒ（θ），θ）からＦＦＰ（θ，φ）を導出する。
【００５５】
また、例えば、図８（Ａ），（Ｂ）に示したように、投影面３０Ａが、点発光源１００の光軸ＡＸを回転軸としたときに回転対称となっている球面の一部で構成され、拡散板３０（または投影面３０Ａ）が、点発光原１００が球面の中心点よりも投影面３０Ａ寄りとなるように配置されている場合には、演算部９１は、上述の式（８），（９）を用いて、ＴＦ（Ｒ（θ），θ）からＦＦＰ（θ，φ）を導出する。なお、この場合に、入射角に対する反射率の変化が大きい角度領域についても配光特性を計測する場合には、発光時の映像データ（ＴＦ（Ｒ（θ），θ））に対して、反射率変化による輝度の変化を補償する補正を行うことが好ましい。
【００５６】
[効果]
本実施の形態では、上記第１の実施の形態およびその変形例と同様に、点発光原１００から発せられた光が投影面３０Ａに照射されている時にカメラ１０によって撮像された投影面３０Ａの映像の輝度分布（ＴＦ（Ｒ，θ））を点発光原１００の配光分布（ＦＦＰ（θ，φ））に変換する変換式を用いて、撮像した映像の輝度分布（ＴＦ（Ｒ，θ））から点発光原１００の配光分布（ＦＦＰ（θ，φ））が導出される。つまり、本実施の形態でも、カメラ１０をスイングさせたり、専用設計のレンズ等を設置したりするなど、複雑かつ高価な設備を使用しないで、カメラ１０で投影面３０Ａを撮像するだけで点発光源１００の配光分布（ＦＦＰ（θ，φ））が導出される。従って、簡易な方法で、短時間で広い範囲の配光特性を計測することができる。
【００５７】
また、本実施の形態においても、発光時の映像データ（ＴＦ（Ｒ，θ））に対して、反射率変化による輝度の変化を補償する補正を行うようにした場合には、さらに広い範囲の配光特性を計測することができる。
【００５８】
[第２の実施の形態の変形例]
例えば、図１０に示したように、上記第２の実施の形態において、カメラ１０の光入射面に分光部１３０が設けられていてもよい。なお、分光部１３０は、カメラ１０と一体に形成されていてもよいし、カメラ１０とは別体で形成されていてもよい。また、カメラ１０の光入射面に分光部１３０が設けられている場合には、例えば、図１０に示したように、波長選択フィルタ１１０が省略されてもよい。
【００５９】
ところで、分光部１３０は、分光部１３０に入射した光を分光するものであり、例えば、分光部１３０に入射した光の像を複数の水平ラインで分割した場合に、全水平ラインに対応した分光光（分光された光）をカメラ１０に出力するようになっている。分光部１３０は、例えば、図示しないが、光入射窓にスリットを有しており、さらに、コリメーションミラー、分光エンジンおよびフォーカシングミラーを内部に有している。このような構成の分光部１３０では、例えば、スリットを通った光は、コリメーションミラーを介して分光エンジンに向かい、分光エンジンで水平１ライン分の光線が分光され、分光光（分光された光）がフォーカシングミラーを介してカメラ１０に入射する。
【００６０】
以上、実施の形態およびその変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００６１】
例えば、上記第１の実施の形態において、点発光原１００は、光透過部材（図示せず）の下面に所定の光を照射することにより光透過部材に形成された発光スポットであってもよい。また、例えば、点発光原１００は、光反射部材（図示せず）の上面に所定の光を照射することにより光反射部材に形成された発光スポットであってもよい。なお、上記の「所定の光」は、例えば、平行光である。
【００６２】
ところで、上記第１および第２の実施の形態において、点発光原１００が、ウェハ上の発光素子（例えば、ＬＥＤ素子、ＯＬＥＤ素子、ＬＤ素子）であった場合、そのウェハ上には、他にも多数の点発光原１００が形成されている。このとき、ユーザが、ウェハ上の複数の点発光原１００の配光特性について連続して計測しようとした場合には、以下のような手順で計測することになる。
【００６３】
まず、ユーザは、ＸＹＺθステージ６０上にウェハを載置したのち、拡散板３０とウェハとの距離が所定の値となるように、ＸＹＺθステージ６０を変位させる。その後、ユーザが、配光計測プログラム９２を起動する。すると、演算部９１は、配光計測プログラム９２の実行を開始する。具体的には、演算部９１は、まず、上記と同様にして、カメラ１０に対して所定の補正を実行したのち、ウェハ上の１つの点発光原１００を点灯させる。続いて、演算部９１は、点発光原１００から発せられる光が投影面３０Ａに照射されている時にカメラ１０に投影面３０Ａを撮像させ、それによって発光時の映像データ（ＴＦ（Ｒ＝Ｒ，θ＝θ））を得る。このときのＴＦ（Ｒ＝Ｒ，θ＝θ）を便宜的にＴＦ1（Ｒ＝Ｒ，θ＝θ）と表記する。次に、演算部９１は、点灯している点発光原１００を消灯させたのち、ＸＹＺθステージ６０を変位させて、ウェハ上の他の点発光原１００を所定の位置に移動させる。続いて、演算部９１は、所定の位置に移動させた点発光原１００を点灯させ、上記と同様にして、発光時の映像データ（ＴＦ（Ｒ＝Ｒ，θ＝θ））を得る。このときのＴＦ（Ｒ＝Ｒ，θ＝θ）を便宜的にＴＦ2（Ｒ＝Ｒ，θ＝θ）と表記する。演算部９１は、これ以降、ウェハ上の残りの点発光原１００について、上記と同様にして、発光時の映像データ（ＴＦi（Ｒ＝Ｒ，θ＝θ））（１≦ｉ≦Ｎ，Ｎは正の整数）を得る。
【００６４】
次に、演算部９１は、既に述べた各種変換式を用いて、上記のようにして収集したＮ個の映像データ（ＴＦi（Ｒ＝Ｒ，θ＝θ））からＮ個の配光分布（ＦＦＰi（θ，φ））を導出する。演算部９１は、このようにして得られたＮ個の配光分布（ＦＦＰi（θ，φ））から、ウェハマップを作成する。なお、ウェハマップとは、半導体のウェハレベルの計測特性をウェハ面内分布（マップ）として表示した図を意味している。一般的には、ＬＥＤウェハでは、軸上光度（ＬＥＤの光軸およびその近傍といった、狭い立体角での光度）をマップ表示（等高線分布表示）し、表示したマップを使って光出力の検査が行われる。
【００６５】
演算部９１は、Ｎ個の配光分布（ＦＦＰi（θ，φ））の中から、例えばユーザによって指定された特定のθmおよびφn（ｍ，ｎは正の整数）における配光データ（Ｎ個のＦＦＰi（θm，φn））を抽出する。さらに、演算部９１は、図示しない表示パネルに、Ｎ個のＦＦＰi（θm，φn）をマップ表示（等高線分布表示）させる。つまり、演算部９１は、軸上に限定されないあらゆる角度におけるウェハ面内分布を表示させることができる。従って、ユーザは、あらゆる角度におけるウェハ面内分布を分析することが可能となる。また、配光計測が広い角度で行われるので、ユーザは、全光束の検査を行うことが可能となり、真の光出力を知ることができる。具体的には、演算部９１は、以下の式を用いて、全光束Ｆｌｕｘを得ることができる。
【数１】
0005565278.tif 000002
【００６６】
ここで、Ωは、計測対象の点発光原１００を中心とした立体角である。Ωｈｐは、立体角を半球とした積分領域である。ＦＦＰabs（（θ，φ）は、球座標系（極座標系）における受光光度の絶対量である。
【符号の説明】
【００６７】
１，２…配光計測装置、１０…カメラ、２０…カメラレンズ、３０…拡散板、３０Ａ…投影面、４０…遮光マスク、５０…変位計、６０…ＸＹＺθステージ、６１…Ｘステージ、６２…Ｙステージ、６３…Ｚステージ、６４…θステージ、７０，８０…ステージ、９０…制御部、９１…演算部、９２…配光計測プログラム、１１０…波長選択フィルタ、１２０…励起光源、１２１…ファイバ、１２２…集光レンズ、１３０…分光部、ＡＸ…光軸。
【図１】
0005565278.tif 000003
【図２】
0005565278.tif 000004
【図３】
0005565278.tif 000005
【図４】
0005565278.tif 000006
【図５】
0005565278.tif 000007
【図６】
0005565278.tif 000008
【図７】
0005565278.tif 000009
【図８】
0005565278.tif 000010
【図９】
0005565278.tif 000011
【図１０】
0005565278.tif 000012
【図１１】
0005565278.tif 000013