(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、前記発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材と、前記光束制御部材から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する方法であって、以下の評価工程Ｂを含む、面光源装置における光束制御部材の配光特性の評価方法。
［評価工程Ｂ］
１個の前記発光素子と、１個の前記光束制御部材と、前記光拡散部材とを有し、前記面光源装置を模した模擬装置を用い、
前記模擬装置において、前記光束制御部材を前記発光素子の上に配置した状態で、前記光拡散部材の出射面を撮像し、前記出射面における第１の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布について、前記発光素子の光軸と前記出射面との交点を通り、かつ前記出射面と平行な直線上の輝度に対応する多項式近似関数を算出する工程と、
前記多項式近似関数に対応する近似曲線の所定の点における１階微分値および２階微分値に基づいて、前記面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
【請求項２】
発光素子と、前記発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材と、前記光束制御部材から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する方法であって、以下の評価工程Ａおよび評価工程Ｆを含む、面光源装置における光束制御部材の配光特性の評価方法。
［評価工程Ａ］
１個の前記発光素子と、１個の前記光束制御部材と、前記光拡散部材とを有し、前記面光源装置を模した模擬装置を用い、
前記模擬装置において、前記光束制御部材を前記発光素子の上に配置した状態で、前記光拡散部材の出射面を撮像し、前記出射面における第１の輝度分布を得る工程と、
前記光束制御部材を取り外した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第２の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布の所定の点における輝度と、前記第１の輝度分布の所定の点に対応する前記第２の輝度分布の所定の点における輝度とを比較して、前記面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
［評価工程Ｆ］
前記第１の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布において輝度が所定値以上である領域の径と、前記第１の輝度分布における前記発光素子の光軸および前記出射面の交点と最大輝度の点との間隔とに基づいて、前記面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
【請求項３】
発光素子と、前記発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材と、前記光束制御部材から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する方法であって、以下の評価工程Ａ、評価工程Ｂ、評価工程Ｃ、評価工程Ｄ、評価工程Ｅおよび評価工程Ｆからなる群から選択される少なくとも１つの評価工程を含む、面光源装置における光束制御部材の配光特性の評価方法。
［評価工程Ａ］
１個の前記発光素子と、１個の前記光束制御部材と、前記光拡散部材とを有し、前記面光源装置を模した模擬装置を用い、
前記光束制御部材を前記発光素子の上に配置した状態で、前記光拡散部材の出射面を撮像し、前記出射面における第１の輝度分布を得る工程と、
前記光束制御部材を取り外した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第２の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布の所定の点における輝度と、前記第１の輝度分布の所定の点に対応する前記第２の輝度分布の所定の点における輝度とを比較して、前記面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
［評価工程Ｂ］
前記第１の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布について、前記発光素子の光軸と前記出射面との交点を通り、かつ前記出射面と平行な直線上の輝度に対応する多項式近似関数を算出する工程と、
前記多項式近似関数に対応する近似曲線の所定の点における１階微分値および２階微分値に基づいて、前記面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
［評価工程Ｃ］
前記第１の輝度分布を得る工程と、
前記多項式近似関数を算出する工程と、
前記近似曲線の所定の範囲内における１階微分値の分布および２階微分値の分布に基づいて、前記面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
［評価工程Ｄ］
前記第１の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布において、前記光軸と前記出射面との交点を中心とする円上の輝度の分布に基づいて、前記面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
［評価工程Ｅ］
前記第１の輝度分布を得る工程と、
前記多項式近似関数を算出する工程と、
前記近似曲線上の２点間を結ぶ直線の傾斜に基づいて、前記配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
［評価工程Ｆ］
前記第１の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布において輝度が所定値以上である領域の径と、前記第１の輝度分布における前記発光素子の光軸および前記出射面の交点と最大輝度の点との間隔とに基づいて、前記配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
【請求項４】
発光素子と、前記発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材と、前記光束制御部材から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する光束制御部材の評価装置であって、
１個の前記発光素子と、１個の前記光束制御部材と、前記光拡散部材とを有し、前記面光源装置を模した模擬装置の前記光拡散部材の出射面を撮像して、前記出射面における輝度分布を得る撮像部と、
前記撮像部を制御するとともに、前記撮像部により得られた前記輝度分布に基づき、以下の評価工程Ｂを実施する処理部と、
を有する、面光源装置における光束制御部材の配光特性の評価装置。
［評価工程Ｂ］
前記模擬装置において、前記光束制御部材を前記発光素子の上に配置した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第１の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布について、前記発光素子の光軸と前記出射面との交点を通り、かつ前記出射面と平行な直線上の輝度に対応する多項式近似関数を算出する工程と、
前記多項式近似関数に対応する近似曲線の所定の点における１階微分値および２階微分値に基づいて、前記配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
【請求項５】
発光素子と、前記発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材と、前記光束制御部材から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する面光源装置における光束制御部材の配光特性の評価装置であって、
１個の前記発光素子と、１個の前記光束制御部材と、前記光拡散部材とを有し、前記面光源装置を模した模擬装置の前記光拡散部材の出射面を撮像して、前記出射面における輝度分布を得る撮像部と、
前記撮像部を制御するとともに、前記撮像部により得られた前記輝度分布に基づき、以下の評価工程Ａおよび評価工程Ｆを実施する処理部と、
を有する、面光源装置における光束制御部材の配光特性の評価装置。
［評価工程Ａ］
前記模擬装置において、前記光束制御部材を前記発光素子の上に配置した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第１の輝度分布を得る工程と、
前記光束制御部材を取り外した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第２の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布の所定の点における輝度と、前記第１の輝度分布の所定の点に対応する前記第２の輝度分布の所定の点における輝度とを比較して、前記面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
［評価工程Ｆ］
前記第１の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布において輝度が所定値以上である領域の径と、前記第１の輝度分布における前記発光素子の光軸および前記出射面の交点と最大輝度の点との間隔とに基づいて、前記配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
【請求項６】
発光素子と、前記発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材と、前記光束制御部材から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する面光源装置における光束制御部材の配光特性の評価装置であって、
１個の前記発光素子と、１個の前記光束制御部材と、前記光拡散部材とを有し、前記面光源装置を模した模擬装置の前記光拡散部材の出射面を撮像して、前記出射面における輝度分布を得る撮像部と、
前記撮像部を制御するとともに、前記撮像部により得られた前記輝度分布に基づき、以下の評価工程Ａ、評価工程Ｂ、評価工程Ｃ、評価工程Ｄ、評価工程Ｅおよび評価工程Ｆからなる群から選択される少なくとも１つの評価工程を実施する処理部と、
を有する、面光源装置における光束制御部材の配光特性の評価装置。
［評価工程Ａ］
前記模擬装置において、前記光束制御部材を前記発光素子の上に配置した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第１の輝度分布を得る工程と、
前記光束制御部材を取り外した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第２の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布の所定の点における輝度と、前記第１の輝度分布の所定の点に対応する前記第２の輝度分布の所定の点における輝度とを比較して、前記面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
［評価工程Ｂ］
前記模擬装置において、前記第１の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布について、前記発光素子の光軸と前記出射面との交点を通り、かつ前記出射面と平行な直線上の輝度に対応する多項式近似関数を算出する工程と、
前記多項式近似関数に対応する近似曲線の所定の点における１階微分値および２階微分値に基づいて、前記配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
［評価工程Ｃ］
前記第１の輝度分布を得る工程と、
前記多項式近似関数を算出する工程と、
前記近似曲線の所定の範囲内における１階微分値の分布および２階微分値の分布に基づいて、前記配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
［評価工程Ｄ］
前記第１の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布において、前記光軸と前記出射面との交点を中心とする円上の輝度の分布に基づいて、前記配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
［評価工程Ｅ］
前記第１の輝度分布を得る工程と、
前記多項式近似関数を算出する工程と、
前記近似曲線上の２点間を結ぶ直線の傾斜に基づいて、前記面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
［評価工程Ｆ］
前記第１の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布において輝度が所定値以上である領域の径と、前記第１の輝度分布における前記発光素子の光軸および前記出射面の交点と最大輝度の点との間隔とに基づいて、前記面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
【請求項７】
発光素子と、前記発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材と、前記光束制御部材から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する面光源装置における光束制御部材の配光特性の評価プログラムであって、１個の前記発光素子と、１個の前記光束制御部材と、前記光拡散部材とを有する前記面光源装置を模した模擬装置の前記光拡散部材に対向して配置された撮像部を接続されたコンピュータに以下の評価工程Ｂを実行させる、面光源装置における光束制御部材の配光特性の評価プログラム。
［評価工程Ｂ］
前記模擬装置において、前記光束制御部材を前記発光素子の上に配置した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第１の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布について、前記発光素子の光軸と前記出射面との交点を通り、かつ前記出射面と平行な直線上の輝度に対応する多項式近似関数を算出する工程と、
前記多項式近似関数に対応する近似曲線の所定の点における１階微分値および２階微分値に基づいて、前記面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
【請求項８】
発光素子と、前記発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材と、前記光束制御部材から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する面光源装置における光束制御部材の配光特性の評価プログラムであって、１個の前記発光素子と、１個の前記光束制御部材と、前記光拡散部材とを有する前記面光源装置を模した模擬装置の前記光拡散部材に対向して配置された撮像部を接続されたコンピュータに以下の評価工程Ａおよび評価工程Ｆを実行させる、面光源装置における光束制御部材の配光特性の評価プログラム。
［評価工程Ａ］
前記模擬装置において、前記光束制御部材を前記発光素子の上に配置した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第１の輝度分布を得る工程と、
前記光束制御部材を取り外した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第２の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布の所定の点における輝度と、前記第１の輝度分布の所定の点に対応する前記第２の輝度分布の所定の点における輝度とを比較して、前記面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
［評価工程Ｆ］
前記第１の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布において輝度が所定値以上である領域の径と、前記第１の輝度分布における前記発光素子の光軸および前記出射面の交点と最大輝度の点との間隔とに基づいて、前記面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
【請求項９】
発光素子と、前記発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材と、前記光束制御部材から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する面光源装置における光束制御部材の配光特性の評価プログラムであって、１個の前記発光素子と、１個の前記光束制御部材と、前記光拡散部材とを有する前記面光源装置を模した模擬装置の前記光拡散部材に対向して配置された撮像部を接続されたコンピュータに以下の評価工程Ａ、評価工程Ｂ、評価工程Ｃ、評価工程Ｄ、評価工程Ｅおよび評価工程Ｆからなる群から選択される少なくとも１つの評価工程を実行させる、面光源装置における光束制御部材の配光特性の評価プログラム。
［評価工程Ａ］
前記模擬装置において、前記光束制御部材を前記発光素子の上に配置した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第１の輝度分布を得る工程と、
前記光束制御部材を取り外した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第２の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布の所定の点における輝度と、前記第１の輝度分布の所定の点に対応する前記第２の輝度分布の所定の点における輝度とを比較して、前記面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
［評価工程Ｂ］
前記第１の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布について、前記発光素子の光軸と前記出射面との交点を通り、かつ前記出射面と平行な直線上の輝度に対応する多項式近似関数を算出する工程と、
前記多項式近似関数に対応する近似曲線の所定の点における１階微分値および２階微分値に基づいて、前記面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
［評価工程Ｃ］
前記第１の輝度分布を得る工程と、
前記多項式近似関数を算出する工程と、
前記近似曲線の所定の範囲内における１階微分値の分布および２階微分値の分布に基づいて、前記面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
［評価工程Ｄ］
前記第１の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布において、前記光軸と前記出射面との交点を中心とする円上の輝度の分布に基づいて、前記面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
［評価工程Ｅ］
前記第１の輝度分布を得る工程と、
前記多項式近似関数を算出する工程と、
前記近似曲線上の２点間を結ぶ直線の傾斜に基づいて、前記面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
［評価工程Ｆ］
前記第１の輝度分布を得る工程と、
前記第１の輝度分布において輝度が所定値以上である領域の径と、前記第１の輝度分布における前記発光素子の光軸および前記出射面の交点と最大輝度の点との間隔とに基づいて、前記面光源装置における前記光束制御部材の配光特性を評価する工程と、
を有する、評価工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面光源装置における光束制御部材の配光特性の評価方法、評価装置および評価プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置などの透過型画像表示装置では、バックライトとして直下型の面光源装置を使用することがある。近年、光源として複数の発光素子を有する、直下型の面光源装置が使用されるようになってきている。
【０００３】
たとえば、直下型の面光源装置は、基板、複数の発光素子、複数の光束制御部材（拡散レンズ）および光拡散部材（拡散板）を有する。複数の発光素子は、基板上にマトリックス状に配置されている。発光素子の上には、発光素子から出射された光を基板の面方向に拡げる光束制御部材が配置されている。光束制御部材から出射された光は、光拡散部材により拡散され、被照射部材（例えば液晶パネル）を面状に照らす。このように光源として発光素子を使用することで、面光源装置の小型化、低電力化などを実現することができる。
【０００４】
一方、複数の発光素子を有する表示装置における各発光素子の点灯状態を検査する方法が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１には、プリント基板に実装された複数の発光素子の点灯パターンを撮像して、得られたデータから各発光素子の点灯状態を検査する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２６６４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
面光源装置には、被照射部材を均一に照射することが要求される。面光源装置の照射ムラを低減するためには、光束制御部材の配光特性が非常に重要である。光束制御部材の配光特性に応じて、発光素子の数および配置、光拡散部材の光学特性などを選択することで、照射ムラの少ない面光源装置を製造することができる。
【０００７】
しかしながら、これまで、発光素子を光源とする面光源装置に使用されることを前提とした光束制御部材の配光特性の評価方法はなかった。このため、面光源装置に使用するための部品として、光束制御部材が良品であるか否かを効率よく評価することもできなかった。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、発光素子を光源とする面光源装置に使用される光束制御部材の配光特性を個別に評価することができる、光束制御部材の評価方法、評価装置および評価プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光束制御部材の評価方法は、発光素子と、前記発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材と、前記光束制御部材から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する面光源装置における、前記光束制御部材の配光特性を評価する方法であって、以下の評価工程Ｂを含むことを特徴とする。
［評価工程Ｂ］
前記光束制御部材を前記発光素子の上に配置した状態で、前記光拡散部材の出射面を撮像し、前記出射面における第１の輝度分布を得る工程と；前記第１の輝度分布について、前記発光素子の光軸と前記出射面との交点を通り、かつ前記出射面と平行な直線上の輝度に対応する多項式近似関数を算出する工程と；前記多項式近似関数に対応する近似曲線の所定の点における１階微分値および２階微分値に基づいて、前記光束制御部材の配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
【００１０】
本発明の光束制御部材の評価方法は、発光素子と、前記発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材と、前記光束制御部材から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する面光源装置における、前記光束制御部材の配光特性を評価する方法であって、以下の評価工程Ａおよび評価工程Ｆを含むことを特徴とする。
［評価工程Ａ］
前記光束制御部材を前記発光素子の上に配置した状態で、前記光拡散部材の出射面を撮像し、前記出射面における第１の輝度分布を得る工程と；前記光束制御部材を取り外した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第２の輝度分布を得る工程と；前記第１の輝度分布の所定の点における輝度と、前記第１の輝度分布の所定の点に対応する前記第２の輝度分布の所定の点における輝度とを比較して、前記光束制御部材の配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
［評価工程Ｆ］
前記第１の輝度分布を得る工程と；前記第１の輝度分布において輝度が所定値以上である領域の径と、前記第１の輝度分布における前記発光素子の光軸および前記出射面の交点と最大輝度の点との間隔とに基づいて、前記光束制御部材の配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
【００１１】
本発明の光束制御部材の評価方法は、発光素子と、前記発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材と、前記光束制御部材から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する面光源装置における、前記光束制御部材の配光特性を評価する方法であって、以下の評価工程Ａ、評価工程Ｂ、評価工程Ｃ、評価工程Ｄ、評価工程Ｅおよび評価工程Ｆからなる群から選択される少なくとも１つの評価工程を含むことを特徴とする。
［評価工程Ａ］
前記光束制御部材を前記発光素子の上に配置した状態で、前記光拡散部材の出射面を撮像し、前記出射面における第１の輝度分布を得る工程と；前記光束制御部材を取り外した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第２の輝度分布を得る工程と；前記第１の輝度分布の所定の点における輝度と、前記第１の輝度分布の所定の点に対応する前記第２の輝度分布の所定の点における輝度とを比較して、前記光束制御部材の配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
［評価工程Ｂ］
前記第１の輝度分布を得る工程と；前記第１の輝度分布について、前記発光素子の光軸と前記出射面との交点を通り、かつ前記出射面と平行な直線上の輝度に対応する多項式近似関数を算出する工程と；前記多項式近似関数に対応する近似曲線の所定の点における１階微分値および２階微分値に基づいて、前記光束制御部材の配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
［評価工程Ｃ］
前記第１の輝度分布を得る工程と；前記多項式近似関数を算出する工程と；前記近似曲線の所定の範囲内における１階微分値の分布および２階微分値の分布に基づいて、前記光束制御部材の配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
［評価工程Ｄ］
前記第１の輝度分布を得る工程と；前記第１の輝度分布において、前記光軸と前記出射面との交点を中心とする円上の輝度の分布に基づいて、前記光束制御部材の配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
［評価工程Ｅ］
前記第１の輝度分布を得る工程と；前記多項式近似関数を算出する工程と；前記近似曲線上の２点間を結ぶ直線の傾斜に基づいて、前記配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
［評価工程Ｆ］
前記第１の輝度分布を得る工程と；前記第１の輝度分布において輝度が所定値以上である領域の径と、前記第１の輝度分布における前記発光素子の光軸および前記出射面の交点と最大輝度の点との間隔とに基づいて、前記配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
【００１２】
本発明の光束制御部材の評価装置は、発光素子と、前記発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材と、前記光束制御部材から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する面光源装置における、前記光束制御部材の配光特性を評価する光束制御部材の評価装置であって、前記光拡散部材の出射面を撮像して、前記出射面における輝度分布を得る撮像部と、前記撮像部を制御するとともに、前記撮像部により得られた前記輝度分布に基づき、以下の評価工程Ｂを実施する処理部とを有することを特徴とする。
［評価工程Ｂ］
前記光束制御部材を前記発光素子の上に配置した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第１の輝度分布を得る工程と；前記第１の輝度分布について、前記発光素子の光軸と前記出射面との交点を通り、かつ前記出射面と平行な直線上の輝度に対応する多項式近似関数を算出する工程と；前記多項式近似関数に対応する近似曲線の所定の点における１階微分値および２階微分値に基づいて、前記配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
【００１３】
本発明の光束制御部材の評価装置は、発光素子と、前記発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材と、前記光束制御部材から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する面光源装置における、前記光束制御部材の配光特性を評価する光束制御部材の評価装置であって、前記光拡散部材の出射面を撮像して、前記出射面における輝度分布を得る撮像部と、前記撮像部を制御するとともに、前記撮像部により得られた前記輝度分布に基づき、以下の評価工程Ａおよび評価工程Ｆを実施する処理部とを有することを特徴とする。
［評価工程Ａ］
前記光束制御部材を前記発光素子の上に配置した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第１の輝度分布を得る工程と；前記光束制御部材を取り外した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第２の輝度分布を得る工程と；前記第１の輝度分布の所定の点における輝度と、前記第１の輝度分布の所定の点に対応する前記第２の輝度分布の所定の点における輝度とを比較して、前記光束制御部材の配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
［評価工程Ｆ］
前記第１の輝度分布を得る工程と；前記第１の輝度分布において輝度が所定値以上である領域の径と、前記第１の輝度分布における前記発光素子の光軸および前記出射面の交点と最大輝度の点との間隔とに基づいて、前記配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
【００１４】
本発明の光束制御部材の評価装置は、発光素子と、前記発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材と、前記光束制御部材から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する面光源装置における、前記光束制御部材の配光特性を評価する光束制御部材の評価装置であって、前記光拡散部材の出射面を撮像して、前記出射面における輝度分布を得る撮像部と、前記撮像部を制御するとともに、前記撮像部により得られた前記輝度分布に基づき、以下の評価工程Ａ、評価工程Ｂ、評価工程Ｃ、評価工程Ｄ、評価工程Ｅおよび評価工程Ｆからなる群から選択される少なくとも１つの評価工程を実施する処理部とを有することを特徴とする。
［評価工程Ａ］
前記光束制御部材を前記発光素子の上に配置した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第１の輝度分布を得る工程と；前記光束制御部材を取り外した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第２の輝度分布を得る工程と；前記第１の輝度分布の所定の点における輝度と、前記第１の輝度分布の所定の点に対応する前記第２の輝度分布の所定の点における輝度とを比較して、前記光束制御部材の配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
［評価工程Ｂ］
前記第１の輝度分布を得る工程と；前記第１の輝度分布について、前記発光素子の光軸と前記出射面との交点を通り、かつ前記出射面と平行な直線上の輝度に対応する多項式近似関数を算出する工程と；前記多項式近似関数に対応する近似曲線の所定の点における１階微分値および２階微分値に基づいて、前記配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
［評価工程Ｃ］
前記第１の輝度分布を得る工程と；前記多項式近似関数を算出する工程と；前記近似曲線の所定の範囲内における１階微分値の分布および２階微分値の分布に基づいて、前記配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
［評価工程Ｄ］
前記第１の輝度分布を得る工程と；前記第１の輝度分布において、前記光軸と前記出射面との交点を中心とする円上の輝度の分布に基づいて、前記配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
［評価工程Ｅ］
前記第１の輝度分布を得る工程と；前記多項式近似関数を算出する工程と；前記近似曲線上の２点間を結ぶ直線の傾斜に基づいて、前記光束制御部材の配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
［評価工程Ｆ］
前記第１の輝度分布を得る工程と；前記第１の輝度分布において輝度が所定値以上である領域の径と、前記第１の輝度分布における前記発光素子の光軸および前記出射面の交点と最大輝度の点との間隔とに基づいて、前記光束制御部材の配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
【００１５】
本発明の光束制御部材の評価プログラムは、発光素子と、前記発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材と、前記光束制御部材から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する面光源装置における、前記光束制御部材の配光特性を評価する光束制御部材の評価プログラムであって、撮像部を接続されたコンピュータに以下の評価工程Ｂを実行させることを特徴とする。
［評価工程Ｂ］
前記光束制御部材を前記発光素子の上に配置した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第１の輝度分布を得る工程と；前記第１の輝度分布について、前記発光素子の光軸と前記出射面との交点を通り、かつ前記出射面と平行な直線上の輝度に対応する多項式近似関数を算出する工程と；前記多項式近似関数に対応する近似曲線の所定の点における１階微分値および２階微分値に基づいて、前記光束制御部材の配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
【００１６】
本発明の光束制御部材の評価プログラムは、発光素子と、前記発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材と、前記光束制御部材から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する面光源装置における、前記光束制御部材の配光特性を評価する光束制御部材の評価プログラムであって、撮像部を接続されたコンピュータに以下の評価工程Ａおよび評価工程Ｆを実行させることを特徴とする。
［評価工程Ａ］
前記光束制御部材を前記発光素子の上に配置した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第１の輝度分布を得る工程と；前記光束制御部材を取り外した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第２の輝度分布を得る工程と；前記第１の輝度分布の所定の点における輝度と、前記第１の輝度分布の所定の点に対応する前記第２の輝度分布の所定の点における輝度とを比較して、前記光束制御部材の配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
［評価工程Ｆ］
前記第１の輝度分布を得る工程と；前記第１の輝度分布において輝度が所定値以上である領域の径と、前記第１の輝度分布における前記発光素子の光軸および前記出射面の交点と最大輝度の点との間隔とに基づいて、前記光束制御部材の配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
【００１７】
本発明の光束制御部材の評価プログラムは、発光素子と、前記発光素子から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材と、前記光束制御部材から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散部材とを有する面光源装置における、前記光束制御部材の配光特性を評価する光束制御部材の評価プログラムであって、撮像部を接続されたコンピュータに以下の評価工程Ａ、評価工程Ｂ、評価工程Ｃ、評価工程Ｄ、評価工程Ｅおよび評価工程Ｆからなる群から選択される少なくとも１つの評価工程を実行させることを特徴とする。
［評価工程Ａ］
前記光束制御部材を前記発光素子の上に配置した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第１の輝度分布を得る工程と；前記光束制御部材を取り外した状態で、前記出射面を撮像し、前記出射面における第２の輝度分布を得る工程と；前記第１の輝度分布の所定の点における輝度と、前記第１の輝度分布の所定の点に対応する前記第２の輝度分布の所定の点における輝度とを比較して、前記光束制御部材の配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
［評価工程Ｂ］
前記第１の輝度分布を得る工程と；前記第１の輝度分布について、前記発光素子の光軸と前記出射面との交点を通り、かつ前記出射面と平行な直線上の輝度に対応する多項式近似関数を算出する工程と；前記多項式近似関数に対応する近似曲線の所定の点における１階微分値および２階微分値に基づいて、前記光束制御部材の配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
［評価工程Ｃ］
前記第１の輝度分布を得る工程と；前記多項式近似関数を算出する工程と；前記近似曲線の所定の範囲内における１階微分値の分布および２階微分値の分布に基づいて、前記光束制御部材の配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
［評価工程Ｄ］
前記第１の輝度分布を得る工程と；前記第１の輝度分布において、前記光軸と前記出射面との交点を中心とする円上の輝度の分布に基づいて、前記光束制御部材の配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
［評価工程Ｅ］
前記第１の輝度分布を得る工程と前記多項式近似関数を算出する工程と前記近似曲線上の２点間を結ぶ直線の傾斜に基づいて、前記光束制御部材の配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
［評価工程Ｆ］
前記第１の輝度分布を得る工程と前記第１の輝度分布において輝度が所定値以上である領域の径と、前記第１の輝度分布における前記発光素子の光軸および前記出射面の交点と最大輝度の点との間隔とに基づいて、前記光束制御部材の配光特性を評価する工程とを有する、評価工程。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、発光素子を光源とする面光源装置に使用される光束制御部材の配光特性を個別に評価することができる。したがって、本発明によれば、光束制御部材が良品であるか否かを効率よく評価することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態に係る光束制御部材の評価装置の模式図である。
【図２】表示部に表示される画面の一例を示す図である。
【図３】図３Ａおよび図３Ｂは、評価工程Ｂを説明するための図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｈは、評価工程Ｃにおいて「適合」と評価された光束制御部材と、「警告」と評価された光束制御部材とを比較するための図である。
【図５】評価工程Ｄを説明するための図である。
【図６】評価工程Ｅを説明するための図である。
【図７】評価工程Ｆを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施の形態に係る光束制御部材の評価装置２０の模式図である。まず、本実施の形態の光束制御部材の評価装置２０について説明する前に、評価対象である光束制御部材１２が組み込まれた面光源装置を模した模擬装置１０について説明する。
【００２２】
模擬装置１０は、発光素子１１と、発光素子１１から出射された光の進行方向を制御する光束制御部材１２と、光束制御部材１２から出射された光を拡散させつつ透過させる光拡散部材１３と、発光素子１１、光束制御部材１２および光拡散部材１３を所定の位置に位置決めする筐体１４とを有する。
【００２３】
筐体１４は、上面が開放された箱形の部材である。筐体１４の底面の中央には、発光素子１１を位置決めするための第１凹部が形成されている。また、第１凹部の周囲には、光束制御部材１２を位置決めするための第２凹部が形成されている。また、筐体１４の開口部には、光拡散部材１３を位置決めするための第３凹部が形成されている。
【００２４】
まず、発光素子１１を第１凹部に嵌めることで、発光素子１１を筐体１４の底面の中央に固定する。そして、光束制御部材１２の裏面に形成された脚部を第２凹部に嵌めることで、光束制御部材１２を発光素子１１の上に配置する。また、光拡散部材１３を第３凹部に嵌めることで、光拡散部材１３を光束制御部材１２の上に配置する。これにより、各部材の位置が固定されるため、毎回同じ条件で光束制御部材１２の評価を行うことができる。
【００２５】
次に、本実施の形態に係る光束制御部材の評価装置２０について説明する。
【００２６】
図１に示されるように、本実施の形態に係る光束制御部材の評価装置２０は、撮像部２１と、撮像部２１に接続された処理部２２とを有する。処理部２２は、例えば、本発明の光束制御部材の評価プログラムがインストールされた、ワークステーションやパーソナルコンピュータなどの汎用コンピュータである。
【００２７】
撮像部２１は、模擬装置１０の光拡散部材１３の出射面（撮像部２１側の面）を撮像して、出射面における輝度分布を入力する。入力された輝度分布は、電子データに変換され、処理部２２に出力される。撮像部２１は、例えば、処理部２２と通信可能なカメラなどである。
【００２８】
処理部２２は、撮像部２１を制御するとともに、撮像部２１から入力した電子データ（光拡散部材１３の出射面の輝度分布）を利用して各評価工程（後述）を実行する。処理部２２は、入力部２３、記録部２４、演算部２５、制御部２６および表示部２７を有する。
【００２９】
入力部２３は、例えば、キーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチなどである。入力部２３は、ユーザによる入力に応じた操作信号を制御部２６に出力する。
【００３０】
記録部２４は、例えば、記録媒体およびその読み取り装置から構成される。記録媒体の例には、ＲＯＭやＲＡＭなどのＩＣメモリや、内蔵または外部接続されたハードディスク、メモリーカードやＵＳＢメモリなどの可搬型記録媒体などが含まれる。記録部２４には、評価装置２０を動作させるためのプログラムや、光束制御部材１２を評価するための基準データなどが記録される。また、記録部２４には、撮像部２１から入力した電子データ（光拡散部材１３の出射面の輝度分布）を利用して評価工程を実行する評価プログラムも記録される。
【００３１】
演算部２５は、例えばＣＰＵなどにより実現される。演算部２５は、撮像部２１より入力した電子データ（光拡散部材１３の出射面の輝度分布）に関する様々な演算を実行する。たとえば、演算部２５は、多項式近似関数の算出（後述）や、多項式近似関数の１階微分関数および２階微分関数の算出（後述）などを行う。
【００３２】
制御部２６は、例えばＣＰＵなどにより実現される。制御部２６は、入力部２３から入力した操作信号や、記録部２４に記録されているプログラムなどに基づいて、評価装置２０を構成する各部への指示やデータの転送を行い、評価装置２０の全体の動作を統括的に制御する。
【００３３】
表示部２７は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示装置である。たとえば、表示部２７には、図２に示される画面が表示される。
【００３４】
図２は、表示部２７に表示される測定画面３０の一例を示す図である。測定画面３０には、評価プログラムの起動状態や測定結果、評価結果などが表示される。また、測定画面３０の表示内容に基づいてユーザが適宜入力を行うことで、ユーザは評価装置２０に各種指示を出すことができる。
【００３５】
図２に示されるように、測定画面３０は、測定対象切り替え領域３１、単一画像取得ボタン３２、画像表示領域３３、連続画像取得ボタン３４、中心位置調整ボタン３５、測定開始ボタン３６、データ表示領域３７、出力選択領域３８、近似曲線表示領域３９、微分値表示領域４０、評価結果表示領域４１、表示色切り替え領域４２を含む。
【００３６】
測定対象切り替え領域３１は、測定対象が基準（マスター）となる光束制御部材１２であるのか、評価対象（ターゲット）となる光束制御部材１２であるのかを切り替えるための領域である。単一画像取得ボタン３２は、光拡散部材１３の出射面の画像を１枚取得するためのボタンである。画像表示領域３３は、取得した出射面の画像（輝度分布）を表示する領域である。連続画像取得ボタン３４は、光拡散部材１３の出射面の画像を連続で取得するためのボタンである。中心位置調整ボタン３５は、取得する出射面の画像の中心位置を調整するためのボタンである。測定開始ボタン３６は、光束制御部材１２に対する測定および評価を開始するためのボタンである。データ表示領域３７は、測定結果の数値などを表示する領域である。出力選択領域３８は、保存するデータの内容を選択する領域である。近似曲線表示領域３９は、測定データから算出された多項式近似関数に対応する近似曲線を表示する領域である。微分値表示領域４０は、前記多項式近似関数を微分（１階微分または２階微分）して得られる微分関数（導関数）に対応する曲線を表示する領域である。評価結果表示領域４１は、光束制御部材１２の評価結果を表示する領域である。表示色切り替え領域４２は、画像表示領域３３の表示色を切り替えるための領域である。
【００３７】
次に、本実施の形態に係る光束制御部材の評価装置２０の一連の動作について説明する。
【００３８】
光束制御部材の評価装置２０の主な動作は、１）撮像部２１の初期設定を行う初期設定工程と、２）評価の基準となる基準データを取得する基準データ取得工程と、３）光束制御部材１２の評価を行う評価工程とに大別される。以下、各工程について説明する。
【００３９】
１）初期設定工程
初期設定工程では、撮像部２１の設定を調整する。具体的には、筐体１４に発光素子１１のみを設置した状態（光束制御部材１２および光拡散部材１３を設置しない状態）で、連続画像取得ボタン３４をクリックして、撮像部２１により発光素子１１の発光面を撮像する。そして、撮像データにおける最大輝度および最小輝度を求め、これらの値が所定の範囲内に入るように、撮像部２１の感度および露光時間を調整する。また、発光素子１１の発光面の中心位置（最大輝度の点）を撮像データから決定し、中心位置調整ボタン３５により発光素子１１の発光面の中心と撮像部２１の撮像領域の中心を一致させる。これにより、撮像部２１の撮像領域の中心と、発光素子１１の光軸とが一致する。
【００４０】
２）基準データ取得工程
基準データ取得工程では、基準となる光束制御部材１２（マスター）の配光特性を測定して、光束制御部材１２を評価するための基準値を取得する。具体的には、測定対象切り替え領域３１を「マスター」に切り替えるとともに、筐体１４に発光素子１１、基準となる光束制御部材１２および光拡散部材１３を設置する。そして、測定開始ボタン３６をクリックして、基準値となる各パラメータを取得する。得られた各パラメータは、記録部２４に記録される。
【００４１】
３）評価工程
評価工程では、評価対象の光束制御部材１２（ターゲット）の配光特性を測定して、光束制御部材１２の配光特性を評価する。具体的には、測定対象切り替え領域３１を「ターゲット」に切り替えるとともに、筐体１４に発光素子１１、評価対象の光束制御部材１２および光拡散部材１３を設置する。そして、測定開始ボタン３６をクリックして、各測定値を取得するとともに、対応する基準値と比較して、光束制御部材１２の配光特性を評価する。評価工程では、評価基準となる基準値を、基準データ取得工程で得られた基準値、または別途設定された基準値から選択することができる。
【００４２】
本実施の形態に係る光束制御部材の評価装置２０は、以下の評価工程Ａ、評価工程Ｂ、評価工程Ｃ、評価工程Ｄ、評価工程Ｅおよび評価工程Ｆによる評価を行うことができる。本実施の形態に係る光束制御部材の評価装置２０では、これらの６つの評価工程を自由に組み合わせることができる。たとえば、光束制御部材の評価装置２０は、評価工程Ｂのみを実行してもよいし、評価工程Ａおよび評価工程Ｆを実行してもよい。したがって、ユーザは、任意の評価工程を用いて光束制御部材１２を評価することができる。
【００４３】
［評価工程Ａ］
評価工程Ａでは、光束制御部材１２を装着していない状態における、模擬装置１０の光拡散部材１３の出射面の輝度と、光束制御部材１２を装着している状態における、模擬装置１０の光拡散部材１３の出射面の輝度とを比較する。評価工程Ａを行うことで、光束制御部材１２の透過率異常の有無について評価することができる。すなわち、ロット間で光束制御部材１２の透過率が異なる場合、正規化（無次元化）を行った後の波形ではロット間の透過率の差異を認識することができないが、評価工程Ａを行うことで、発光素子１１単体から出射される光量に対する光束制御部材１２を透過した光量を把握することが可能となり、その結果、ロット間の透過率の差異を評価することができる。
【００４４】
評価工程Ａは、光束制御部材１２を発光素子１１の上に配置した状態における第１の輝度分布を得るＡ１工程と、光束制御部材１２を取り外した状態における第２の輝度分布を得るＡ２工程と、第１の輝度分布の所定の点における輝度と第２の輝度分布の所定の点における輝度を比較するＡ３工程とを有する。
【００４５】
Ａ１工程では、模擬装置１０に光束制御部材１２を装着した状態で、光拡散部材１３の出射面を撮像部２１で撮像し、光拡散部材１３の出射面における第１の輝度分布を得る。
【００４６】
Ａ２工程では、模擬装置１０から光束制御部材１２を取り外した状態で、光拡散部材１３の出射面を撮像部２１で撮像し、光拡散部材１３の出射面における第２の輝度分布を得る。
【００４７】
Ａ３工程では、Ａ１工程で得られた第１の輝度分布の任意の点と、Ａ２工程で得られた第２の輝度分布の任意の点（第１の輝度分布の任意の点に対応する点）の輝度とを比較する。比較する点の数は、１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。たとえば、第２の輝度分布の任意の点に対する、第１の輝度分布の任意の点の輝度の比が所定の範囲内の場合は、光束制御部材１２は「適合」と評価され、評価結果表示領域４１には「適合」と表示される。一方、輝度の比が所定の範囲外の場合は、光束制御部材１２は「警告」と評価され、評価結果表示領域４１には「警告」と表示される。
【００４８】
ここで「適合」とは、光束制御部材１２を面光源装置に組み込んだ場合に、被照射部材を面状に均一に照射することができることを示す。また、「警告」とは、光束制御部材１２を面光源装置に組み込んだ場合に、被照射部材を面状に均一に照射することができないおそれがあること、または光束制御部材１２を再評価する必要があることを示す。
【００４９】
［評価工程Ｂ］
評価工程Ｂでは、光拡散部材１３の出射面の任意の点における輝度変化について評価する。評価工程Ｂを行うことで、任意の点における輝度変化が所定の値の範囲内にあるか否か、または任意の点における輝度変化とマスターの対応部位における輝度変化との差異がどの程度かを評価することができる。
【００５０】
図３は、評価工程Ｂを説明するための図である。図３Ａは、多項式近似関数（後述）に対応する近似曲線を示すグラフである。図３Ａにおいて、横軸は、撮像領域の中心（発光素子１１の光軸と光拡散部材１３の出射面との交点）からの距離を示している。縦軸は、最大輝度を「１００」としたときの相対輝度を示している。図３Ｂは、図３Ａに示される多項式近似関数の微分関数（１階微分および２階微分）に対応する曲線を示すグラフである。図３Ｂにおいて、曲線Ａは、１階微分関数に対応する曲線であり、曲線Ｂは、２階微分関数に対応する曲線である。図３Ａに示されるグラフは、近似曲線表示領域３９に表示される。また、図３Ｂに示されるグラフは、微分値表示領域４０に表示される。
【００５１】
評価工程Ｂは、第１の輝度分布を得るＢ１工程と、第１の輝度分布について多項式近似関数を算出するＢ２工程と、多項式近似関数に対応する近似曲線の所定の点における１階微分値および２階微分値に基づいて、光束制御部材１２の配光特性を評価するＢ３工程とを有する。第１の輝度分布を得るＢ１工程は、前述のＡ１工程と同じ工程であるので説明を省略する。
【００５２】
Ｂ２工程では、第１の輝度分布について、発光素子１１の光軸と光拡散部材１３の出射面との交点を通り、かつ光拡散部材１３の出射面と平行な直線（すなわち撮像領域の中心を通る任意の直線）上の各点における輝度を抽出する。そして、抽出された各点の輝度の値を用いて最小二乗法を行い、前記直線上の輝度に対応する多項式近似関数を算出する。
【００５３】
Ｂ３工程では、Ｂ２工程で算出された多項式近似関数の任意の点について、１階微分および２階微分を行う。算出された１階微分値および２階微分値が所定の値の範囲内の場合、光束制御部材１２は「適合」と評価され、評価結果表示領域４１には「適合」と表示される。一方、１階微分値または２階微分値のうち少なくとも一方が所定の値の範囲外の場合、光束制御部材１２は「警告」と評価され、評価結果表示領域４１には「警告」と表示される。
【００５４】
［評価工程Ｃ］
評価工程Ｃでは、光拡散部材１３の出射面の任意の範囲における輝度変化について評価する。評価工程Ｃを行うことで、光拡散部材１３の出射面における輝度変化の滑らかさ（急激な変化があるか否か）について評価することができる。
【００５５】
評価工程Ｃは、第１の輝度分布を得るＣ１工程と、第１の輝度分布について多項式近似関数を算出するＣ２工程と、多項式近似関数に対応する近似曲線の所定の範囲内における１階微分値および２階微分値の分布に基づいて、光束制御部材１２の配光特性を評価するＣ３工程と、を有する。第１の輝度分布を得るＣ１工程は、前述のＡ１工程と同じ工程であるので説明を省略する。多項式近似関数を算出するＣ２工程は、前述のＢ２工程と同じ工程であるので説明を省略する。
【００５６】
Ｃ３工程では、近似曲線の任意の範囲内における１階微分値（傾斜）の分布および２階微分値（傾斜の変化度）の分布を求める。得られた１階微分値（傾斜）の分布および２階微分値（傾斜の変化度）の分布が所定の値の範囲内であれば、光束制御部材１２は「適合」と評価され、評価結果表示領域４１には「適合」と表示される。一方、傾斜の分布および傾斜の変化度の分布のうち少なくとも一方が、所定の値の範囲外であった場合には、光束制御部材１２は「警告」と評価され、評価結果表示領域４１には「警告」と表示される。
【００５７】
図４は、評価工程Ｃにおいて「適合」と評価された光束制御部材１２と、「警告」と評価された光束制御部材１２とを比較するための図である。図４Ａは、「適合」と評価された光束制御部材１２についての第１の輝度分布を示す画像である。図４Ｂは、図４Ａに示されるＢ−Ｂ線上の輝度を示すグラフである。図４Ｃは、図４Ｂに示される曲線の近似曲線を示すグラフである。図４Ｄは、図４Ｃに示される近似曲線の１階微分値および２階微分値を示すグラフである。図４Ｅは、「警告」と評価された光束制御部材１２についての第１の輝度分布を示す画像である。図４Ｆは、図４Ｅに示されるＢ−Ｂ線上の輝度を示すグラフである。図４Ｇは、図４Ｆに示される曲線の近似曲線を示すグラフである。図４Ｈは、図４Ｇに示される近似曲線の１階微分値および２階微分値を示すグラフである。図４Ｂ〜Ｄおよび図４Ｆ〜Ｈにおいて、横軸は、撮像領域の中心からの距離を示しており、縦軸は、相対輝度または微分値を示している。
【００５８】
図４Ｅに示されるように、「警告」と評価される光束制御部材１２を使用した場合、第１の輝度分布を示す画像において、リング状に明るい部分（または暗い部分）が現れることがある（図４Ａと比較参照）。このような輝度ムラの発生は、好ましくない。そして、第１の輝度分布において中心点を通る直線上の輝度を比較すると、図４Ｇのグラフにおいて円で示されるように、「警告」と評価される光束制御部材１２を使用した場合、輝度が急激に変化する点があることがわかる（図４Ｃと比較参照）。また、図４Ｅと図４Ｆを比較すると、輝度の急激な変化とリングの境界とが一致することがわかる。したがって、輝度の急激な変化の有無を調べることで、輝度ムラの発生の有無を知ることができる。
【００５９】
本発明者は、輝度の急激な変化の有無を調べる方法として、輝度変化を示す多項式近似関数を１階微分および２階微分する方法を考案した。微分関数を算出する前に、多項式近似関数を算出するのは、輝度の実測値に含まれるノイズを除去するためである。ノイズを除去する方法としては、移動平均法などさまざまな方法があるが、輝度の変化点が失われてしまう方法は好ましくない。そこで、本発明者は、最小二乗法を用いて多項式近似関数を算出し、この多項式近似関数を微分することで、輝度の急激な変化の有無を調べることとした。
【００６０】
前述の通り、図４Ｃおよび図４Ｇは、最小二乗法を用いて算出した多項式近似関数に対応する近似曲線である。また、図４Ｄおよび図４Ｈは、図４Ｃおよび図４Ｇに示される近似曲線の１階微分値および２階微分値を示すグラフである。図４Ｄおよび図４Ｈにおいて、曲線Ａは、１階微分関数に対応する曲線であり、曲線Ｂは、２階微分関数に対応する曲線である。これらのグラフからわかるように、輝度の急激な変化点で、２階微分値（傾斜変化度）が大きく変化していることがわかる（図４Ｈ参照）。したがって、２階微分値（傾斜変化度）が所定の範囲内になければ、図４Ｅに示されるような輝度ムラが発生する可能性が高いと判断して、光束制御部材１２は「警告」と評価される。
【００６１】
［評価工程Ｄ］
評価工程Ｄでは、光拡散部材１３の出射面において発光素子１１の光軸と出射面との交点を中心とする任意の円上の輝度変化について評価する。評価工程Ｄを行うことで、配光特性の回転対称性について評価することができる。
【００６２】
図５は、評価工程Ｄを説明するための図であり、第１の輝度分布における任意の円上の輝度変化を示すグラフである。図５に示されるグラフでは、任意の円上の各点の輝度を中心（原点）からの距離で示している。すなわち、中心の相対輝度は「０」であり、外周側の相対輝度は「１００」である。また、図５に示されるグラフでは、原点に対する角度が、第１の輝度分布の中心に対する角度と一致する。
【００６３】
評価工程Ｄは、第１の輝度分布を得るＤ１工程と、第１の輝度分布において、発行素子１１の光軸と出射面との交点を中心とする任意の円上の輝度の分布に基づいて、配光特性を評価するＤ２工程とを有する。第１の輝度分布を得るＤ１工程は、前述のＡ１工程と同じ工程であるので説明を省略する。
【００６４】
Ｄ２工程では、発行素子１１の光軸と出射面との交点を中心とする任意の円上の輝度を抽出する。そして、任意の円について、抽出された輝度の分布が所定の値の範囲内の場合は、光束制御部材１２は「適合」と評価され、評価結果表示領域４１には「適合」と表示される。一方、抽出された輝度の分布が所定の値の範囲外の場合は、光束制御部材１２は「警告」と評価され、評価結果表示領域４１には「警告」と表示される。
【００６５】
図５のグラフには、第１の輝度分布における任意の円（例えば、中心から半径４０ｍｍの円）上の輝度を示す実線Ｃが示されている。この実線Ｃは、ほぼ円形であるが、一部に欠けている箇所がある。これは、第１の輝度分布における当該円上において、特定箇所の輝度が小さいことを示している。輝度変化が無い場合は、真円となり、輝度変化が大きいほど真円ではなくなる。上記Ｄ２工程は、この実線Ｃがどの程度真円に近いかを評価しているとも考えられる。
【００６６】
［評価工程Ｅ］
評価工程Ｅでは、光拡散部材１３の出射面における任意の２点間の輝度変化について評価する。光拡散部材１３の出射面における輝度変化の大きさについて評価することができる。
【００６７】
図６は、評価工程Ｅを説明するための図である。図６において、横軸は、撮像領域の中心（発光素子１１の光軸と光拡散部材１３の出射面との交点）からの距離を示している。縦軸は、最大輝度を「１００」としたときの相対輝度を示している（図３Ａと同様）。
【００６８】
評価工程Ｅは、第１の輝度分布を得るＥ１工程と、多項式近似関数を算出するＥ２工程と、近似曲線上の２点間の輝度変化に基づいて、光束制御部材１２の配光特性を評価するＥ３工程とを有する。第１の輝度分布を得るＥ１工程は、前述のＡ１工程と同じ工程であるので説明を省略する。多項式近似関数を算出するＥ２工程は、前述のＢ２工程と同じ工程であるので説明を省略する。
【００６９】
Ｅ３工程では、任意の２点間における輝度変化の割合が、所定の値の範囲内であれば、光束制御部材１２は「適合」と評価され、評価結果表示領域４１には「適合」と表示される。すなわち、図６に示されるグラフにおいて、任意の２点間におけるΔｙをΔｘで除した値（２点間の傾斜に相当する）が所定の値の範囲内の場合は、光束制御部材１２は「適合」と評価され、評価結果表示領域４１には「適合」と表示される。一方、任意の２点間におけるΔｙをΔｘで除した値が所定の値の範囲外であった場合は、光束制御部材１２は「警告」と評価され、評価結果表示領域４１には「警告」と表示される。
【００７０】
［評価工程Ｆ］
評価工程Ｆでは、光拡散部材１３の出射面において輝度が所定値以上である領域の径と、光拡散部材１３の出射面と発光素子１１の光軸との交点と最大輝度の点との間隔について評価する。評価工程Ｆを行うことで、光束制御部材１２の配光角度および配光方向の位置ずれについて評価することができる。
【００７１】
図７は、評価工程Ｆを説明するための図である。図７において、横軸は、撮像領域の中心（発光素子１１の光軸と光拡散部材１３の出射面との交点）からの距離を示している。縦軸は、最大輝度を「１００」としたときの相対輝度を示している（図３Ａと同様）。
【００７２】
評価工程Ｆは、第１の輝度分布を得るＦ１工程と、第１の輝度分布において、光拡散部材１３の出射面において輝度が所定値以上である領域の径と、光拡散部材１３の出射面と発光素子１１の光軸との交点（撮像領域の中心）と最大輝度の点との間隔とに基づいて、光束制御部材の配光特性を評価するＦ２工程とを有する。第１の輝度分布を得るＦ１工程は、前述のＡ１工程と同じ工程であるので説明を省略する。
【００７３】
Ｆ２工程では、第１の輝度分布において、光拡散部材１３の出射面において輝度が所定値以上である領域の径Ｌを算出する（図７参照）。また、Ｆ２工程では、撮像領域の中心と最大輝度の点との間隔Ｄを算出する（図７参照）。そして、算出された径Ｌおよび間隔Ｄが所定の値の範囲内の場合は、光束制御部材１２は「適合」と評価され、評価結果表示領域４１には「適合」と表示される。一方、径Ｌおよび間隔Ｄのうち少なくとも一方が、所定の値の範囲外の場合は、光束制御部材１２は「警告」と評価され、評価結果表示領域４１には「警告」と表示される。
【００７４】
光束制御部材の評価装置２０は、記録部２４に記録されたデータ（例えば、第１の輝度分布）に基づいて光束制御部材１２の配光特性を評価することができる。したがって、光束制御部材の評価装置２０は、過去に入力したデータや、遠隔地から転送されたデータを利用して光束制御部材１２の配光特性を評価することができる。また、光束制御部材の評価装置２０は、測定結果や評価結果などを任意のルール（ファイル名やフォルダ名など）に基づき自動で保存することもできる。
【００７５】
また、光束制御部材の評価装置２０では、表示色切り替え領域４２を利用して画像表示領域３３の色彩を変更することができる。たとえば、予め各表示色モードのカラーパレット（２５６階調）を複数種類作製しておくことで、表示画像の色彩を瞬時に切り替えることができる。また、評価結果に伴う効果音の設定およびメッセ−ジも任意に設定することができる。効果音は、予め組み込まれた音でなくでも、自由に登録することができる。メッセージの文字、文字色および背景色も自由に設定することができる。
【００７６】
［効果］
以上のように、本実施の形態の光束制御部材の評価方法、評価装置および評価プログラムは、光束制御部材の配光特性を個別に評価することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の光束制御部材の評価方法、評価装置および評価プログラムは、光束制御部材の配光特性を個別に評価することができるため、例えば、液晶表示装置のバックライトや一般照明などに適用する光束制御部材の評価に有用である。
【符号の説明】
【００７８】
１０  模擬装置
１１  発光素子
１２  光束制御部材
１３  光拡散部材
１４  筐体
２０  光束制御部材の評価装置
２１  撮像部
２２  処理部
２３  入力部
２４  記録部
２５  演算部
２６  制御部
２７  表示部
３０  測定画面
３１  測定対象切り替え領域
３２  単一画像取得ボタン
３３  画像表示領域
３４  連続画像取得ボタン
３５  中心位置調整ボタン
３６  測定開始ボタン
３７  データ表示領域
３８  出力選択領域
３９  近似曲線表示領域
４０  微分値表示領域
４１  評価結果表示領域
４２  表示色切り替え領域
【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図２】
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【図４】
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