(57)【要約】【課題】撮像手段により撮像した際に、周囲の光ファイバの影響を受けずに正確な測定を可能とする。【解決手段】発光体の光を伝達する複数の光ファイバ１１０と、該複数の光ファイバ１１０の端面を一度に撮像するためのＣＣＤイメージセンサ１１６と、前記複数の光ファイバ１１０のうち基準点となる光ファイバ１１０−１の周囲に配置された他の光ファイバから出力される光によって、前記ＣＣＤイメージセンサ１１６により撮像された画像における前記基準点となる光ファイバ１１０−１の端面相当部分の画像が受ける影響を補正するための補正手段と、を備えて発光体の発光特性測定装置を構成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光体の光を伝達する複数の光ファイバと、
該複数の光ファイバの端面を一度に撮像するための撮像手段と、
前記複数の光ファイバのうち特定の光ファイバの周囲に配置された他の光ファイバから出力される光によって、前記撮像手段により撮像された画像における前記特定の光ファイバの端面相当部分の画像が受ける影響を補正するための補正手段と、を備えた
ことを特徴とする発光体の発光特性測定装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記撮像手段がＣＣＤイメージセンサである、
ことを特徴とする発光体の発光特性測定装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記発光体は試験空間内に配置されており、前記複数の光ファイバによって前記発光体の光が試験空間外へと伝達されている
ことを特徴とする発光体の発光特性測定装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記補正手段が、前記特定の光ファイバと前記周囲に配置された他の光ファイバとの間に設けられた観測点における測定値をもとに補正する補正手段である
ことを特徴とする発光体の発光特性測定装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記観測点が、前記特定の光ファイバから等距離に複数設けられている
ことを特徴とする発光体の発光特性測定装置。
【請求項６】
請求項４において、
前記観測点が、前記特定の光ファイバから異なる距離に複数設けられている
ことを特徴とする発光体の発光特性測定装置。
【請求項７】
試験空間内に配置された発光体の光を複数の光ファイバによって試験空間外へと伝達する工程と、
前記複数の光ファイバにより伝達された光を撮像手段により一度に撮像する工程と、
前記複数の光ファイバのうち特定の光ファイバの周囲に配置された光ファイバから出力される光によって、前記撮像手段により撮像された画像における前記特定の光ファイバの端面相当部分の画像が受ける影響を補正する工程と、を含む
ことを特徴とする発光体の発光特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光体の発光特性を測定するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来図５及び図６記載の発光素子の検査装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この検査装置は、検査対象のセル（発光体：例えば２ｍｍ角）８が搭載されたパネル（例えば５０ｍｍ角）６が、複数枚ずつ収容される複数台（図では４台）の恒温槽（試験空間）３１〜３４と、各セル８の光を恒温槽３１〜３４外に導くための、複数本の光ファイバ４１が束ねられたファイババンドル４０と、該ファイババンドル４０で導かれた光を恒温槽３１〜３４外で検知するためのカラーＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ４２と、該カラーＣＣＤカメラ４２の出力を処理して輝度値Ｂ及び色度を計算する画像処理装置４４と、各セル８毎に設けられた、電源モジュール５０と、各電源モジュール５０を制御するための電源モジュール制御回路５２と、測定対象となるチャネルを選択して、対応する電源モジュール５０から駆動電源を与えるためのチャネルセレクタ５４と、該チャネルセレクタ５４で選択されたセル８の駆動電圧（Ｖ）、電流（Ｉ）を測定する電気特性計測器５６と、前記恒温槽３１〜３４を制御する集中管理コントローラ６０と、これらを制御するパソコン（ＰＣ）６２とを備えている。
【０００４】
このように構成することで、各恒温槽３１〜３４内に配置されるセル８の光は、光ファイバ４１を介して恒温槽外へと導かれる。その結果、光ファイバ４１（ファイババンドル４０）の出力側に配置されるカラーＣＣＤカメラ４２によって、複数台の恒温槽３１〜３４内にそれぞれ収容された複数のセル８の光を一度に検知することが可能となっている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３１１２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載される検査装置は、所定条件（例えば高温・高圧）の恒温槽から、光ファイバによって恒温槽外へとセルの光を導いた上で、ＣＣＤカメラによって撮像した画像を基に測定をすることで、より簡易且つ正確な（恒温槽に光学安定性が保証されない測定用窓等を設けることなく測定可能という意味において正確な）測定が可能となっていた。又、複数の発光体の光をそれぞれ別の光ファイバで導いた上で、ＣＣＤカメラによって光ファイバの束（光ファイババンドル）の端面を一度に（同時に）撮像し検知測定するため、大量の発光体の測定を短時間で処理することが可能であった。
【０００７】
しかしながら、複数の光ファイバをＣＣＤカメラによって一度に撮像して検知していることに起因して、必ずしも正確な測定が出来ていないという問題点が存在していたことが判明した。
【０００８】
本発明は、かかる問題点を解決するべくなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、発光体の光を伝達する複数の光ファイバと、該複数の光ファイバの端面を一度に撮像するための撮像手段と、前記複数の光ファイバのうち特定の光ファイバの周囲に配置された他の光ファイバから出力される光によって、前記撮像手段により撮像された画像における前記特定の光ファイバの端面相当部分の画像が受ける影響を補正するための補正手段、を備えて発光体の発光特性測定装置を構成することによって、上記課題を解決するものである。
【００１０】
例えば、複数の光ファイバの中に、（相対的に）特に強い光を伝達する光ファイバが存在するような場合には、当該強い光を伝達する光ファイバの影響により、周りに配置される光ファイバから出力される光の特性が、実際と異なった値として撮像手段に認識されてしまうという不具合が存在することを発明者は知得した。勿論、それ程強い光でない場合であっても、程度差こそあれ、同様の影響が発生し得る。これは、ＣＣＤイメージセンサ等の撮像手段特有のノイズ（例えばスミア等）に起因するものと考えられる。
【００１１】
より具体的に説明すると、ＣＣＤイメージセンサの撮像域の中で、光ファイバに相当する部分の測定値は、当該光ファイバから出力されている光の測定値となる。一方で、光ファイバは所定の間隔を空けてバンドル化されて配置されているため、当該間隔部分から光が出力されることは無く、理論的には当該部分の測定値は「０」となるはずである。
【００１２】
しかしながら、イメージセンサ特有のノイズ（例えばスミア等）により、理論的には測定値が「０（明るさ０）」となるべき部分においても、周囲の影響を受けて測定値は「０」とならず、ある程度の数値（ある程度の明るさ）をもって測定されてしまう。更には、この間隔部分を越えて、隣接する光ファイバの配置位置においても何らかの影響を及ぼしていることも十分に考えられる。この影響は、特にＣＣＤイメージセンサを利用した際に顕著に現れることも確認された。
【００１３】
これらの事実に着目した発明者は、この特性を逆手にとって、理論上測定値が「０」となるべきこの間隔部分の測定値を利用して、本来の測定対象たる光ファイバ部分の測定値を補正し、より正確な測定値を得ることが可能となった。
【００１４】
ここでの補正は、種々の態様が考えられるが、例えば、前記特定の光ファイバの位置から等距離にある複数の観測点の観測値に基づいて補正したり、又、前記特定の光ファイバの位置から異なる距離にある複数の観測点の観測値に基づいて補正する手法などが考えられる。
【００１５】
又、前記発光体を試験空間内に配置し、前記複数の光ファイバによって前記発光体の光を試験空間外へと伝達するような構成とすれば、特定の条件（例えば高温・高圧）の下での発光体の発光特性が測定可能となる。
【００１６】
なお、測定対象となる発光体は種々のものが想定できるが、特に有機エレクトロルミネッセンス（以下単に「有機ＥＬ」という場合がある。）素子のエージング（経年変化：輝度低下）試験等に好適である。
【００１７】
又、本発明は、試験空間内に配置された発光体の光を複数の光ファイバによって試験空間外へと伝達する工程と、前記複数の光ファイバにより伝達された光を撮像手段により一度に撮像する工程と、前記複数の光ファイバのうち特定の光ファイバの周囲に配置された光ファイバから出力される光によって、前記撮像手段により撮像された画像における前記特定の光ファイバの端面相当部分の画像が受ける影響を補正する工程と、を含む発光体の発光特性測定方法としても捕らえることができ、上記同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明を適用することにより、周囲の光ファイバから出力される光の影響を受けることなく、正確な測定が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態の一例を示した発光体の発光特性測定装置１００の全体構成図であり、図２は、図１における矢示II部周辺（ＣＣＤイメージセンサと光ファイバの関係）を示した模式図であり、図３は、ＣＣＤイメージセンサの映像（光ファイババンドルの端面の映像）を示す模式図であり、図４は、図３における基準点（詳細は後述）周辺の拡大図である。
【００２１】
[発光特性測定装置の構成]
発光特性測定装置１００の全体構造は、背景技術で説明した検査装置と略同一である。ここでは重複する部分も含め再度説明する。
【００２２】
発光特性測定装置１００は、有機ＥＬ素子（発光体）１４０が配置される複数の恒温槽（試験空間）１２１、１２２、１２３、１２４を備えている。この各恒温槽１２１〜１２４内には、複数の有機ＥＬ素子を配置することが可能とされている。又、当該有機ＥＬ素子のエージング（経年変化）試験を行なうために、恒温槽外部よりも高温・高圧の条件とされている。各恒温槽１２１〜１２４内の諸条件は、各恒温槽１２１〜１２４に接続された恒温槽集中管理コントローラ１２０によって管理されている。
【００２３】
各恒温槽１２１〜１２４内に配置される有機ＥＬ素子１４０には、それぞれ対応する電源モジュール１５４が接続されており、この電源モジュール１５４によって電力（発光のための電力）が供給される。各電源モジュール１５４は、電源モジュール制御回路１５６によって制御されている。電源モジュール１５４からの電力は、チャネルセレクタ１５０によって適宜選択されて有機ＥＬ素子１４０へと供給される。又、チャネルセレクタ１５０には、電機特性計測器１５２が接続されており、有機ＥＬ素子１４０に供給されている電流値（Ｉ）及び電圧値（Ｖ）を計測することが可能である。
【００２４】
又、各恒温槽１２１〜１２４内に配置される有機ＥＬ素子１４０の各々に対して、少なくとも１本の光ファイバ１１０が設置されている。この光ファイバ１１０の入力側端面は、有機ＥＬ素子１４０の発光を受光できる位置に配置されている。例えば、有機ＥＬ素子１４０の真正面（即ち垂直方向）から光を受けるような配置でもよいし、所定の角度から受光するように配置されていてもよい。これは測定しようとする発光特性の種類などにより、適宜変更することが可能である。なお、図示はしていないが、各光ファイバ１１０は、ホルダによって正確に保持された上で配置されている。
【００２５】
光ファイバ１１０は各恒温槽１２１〜１２４から外部へと敷設され、自身の出力側端面付近でバンドラ１１２によって１本に結束固定されている。これにより複数の（例えば８１本の：図３参照）の光ファイバ１１０がバンドル化されている。ここでは、各々の光ファイバ１１０が直接隣の光ファイバと接触しておらず、互いに縦横に所定の隙間を有する態様で等間隔に配列されたうえでバンドル化されている（図３及び図４参照）。なお、本実施形態では、光ファイバ１１０の出力側端面付近でのみバンドラ１１２によって結束されているが、より入力側に近い位置から結束するような構成としても良い。そのように構成すれば、複数の光ファイバ１１０の取り回し及び管理が容易となる。又、本実施形態では、各光ファイバ１１０は、光学的特性が均一化されたものが使用されており、光ファイバ自体によって光の伝達特性に差が生じることが無いように配慮されている。
【００２６】
バンドラ１１２によって結束された光ファイバ１１０の出力側にはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ（撮像手段）１１６が配置されており、バンドル化された光ファイバ１１０の出力側端面を撮像することが可能とされている。又、このＣＣＤイメージセンサ１１６の前面、即ち、当該センサ１１６とバンドル化された光ファイバ１１０の出力側端面の間には、光学レンズ１１４が配置されている。その結果、ＣＣＤイメージセンサ１１６がバンドル化された光ファイバ１１０の出力側端面全体を捉えることができ、且つ、効率よく光を受けることが可能となっている。本実施形態においては、当該光学レンズ１１４と光ファイバ１１０とが光経路を構成している。なお、この光学レンズ１１４は、必ずしも独立して存在するものでなくともよい。
【００２７】
又、ＣＣＤイメージセンサ１１６は、測定しようとする発光特性等に応じて、カラー、モノクロの種類を問わずに利用することが可能である。
【００２８】
ＣＣＤイメージセンサ１１６には、画像処理装置１１８が接続されており、ＣＣＤイメージセンサ１１６によって撮像された画像を、輝度、色度等の所定の発光特性情報へと変換することが可能とされている。即ち、恒温槽１２１〜１２４内での実際の発光と、光経路（光ファイバ１１０＋光学レンズ１１４）を介してＣＣＤイメージセンサ１１６で捉えられる光が輝度・色度等の観点で正確に対応するように光学レンズ１１４の色収差等が補正される。但し、ここでの補正はあくまでも「（特定の）光経路の入口側と出口側の対応付けのための補正」である。
【００２９】
又、前述した電源モジュール制御回路１５６、電気特性計測器１５２、恒温槽集中管理コントローラ１２０及び画像処理装置１１８のいずれもが、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）１３０に接続されており、各部の状態や測定結果を表示することができ、又、各部へ指令を出すことも可能とされている。
【００３０】
[発光特性測定装置の作用]
次に、発光特性測定装置の作用について説明する。
【００３１】
恒温槽１２１〜１２４内に測定対象となる有機ＥＬ素子１４０が配置されると、各恒温槽１２１〜１２４の内部環境が所定の条件（高温・高圧）にコントロールされる。これは、恒温槽集中管理コントローラ１２０によって集中的に管理されている。
【００３２】
次にチャネルセレクタ１５０によって、通電される有機ＥＬ素子１４０が選択された後（例えば、一部の有機ＥＬ素子に通電したり、全部の有機ＥＬ素子に通電する等用途に応じて適宜に選択される。）、電源モジュール１５４から有機ＥＬ素子１４０に対して電力が供給される。ここでの供給態様は、電源モジュール制御回路１５６によって制御されており、例えば、常に一定の電圧値（Ｖ）で供給したり、所定のタイミングで電圧値（Ｖ）を変化させながら供給される。
【００３３】
電力の供給を受けた有機ＥＬ素子１４０は、供給された電力に応じて発光する。この発光は、ホルダ（図示しない）により保持された光ファイバ１１０の入力側端面から当該光ファイバ１１０を介して恒温槽１２１〜１２４外へと導かれる。
【００３４】
光ファイバ１１０によって、恒温槽１２１〜１２４の外へと導かれた光は、バンドル化された光ファイバ１１０の出力側端面から出力される。この出力された光は、光学レンズ１１４を介してＣＣＤイメージセンサ１１６に入り、電気信号へと変換され、更に画像処理された後、測定結果がＰＣ１３０のモニタに表示される（更にはプリントアウトされる）。
【００３５】
当該測定装置１００においては、この一連の流れの中で、ＣＣＤイメージセンサ１１６に撮像された画像における各々の光ファイバ１１０に相当する部分の測定値が補正された上で、ＰＣ１３０から出力される。即ち、周囲の光ファイバの影響が補正された上で、ＰＣ１３０から出力される。なお、当該補正は、以下で詳細に説明する方法によって取得された補正係数によって補正される（具体的には画像処理装置１１８からの信号（検知結果）から当該補正係数（減算値）を減じる）。又、本実施形態においての当該補正は、画像処理装置１１８からの信号（検知結果）に対してＰＣ１３０によって補正を行なっている。その他にも、例えば、画像処理装置１１８自体で補正が行なわれるような構成としてもよい。
【００３６】
[補正方法]
バンドル化された光ファイバ１１０の出力側端面を、光学レンズ１１４を介してＣＣＤイメージセンサ１１６によって撮像すると、例えば図３に示したような画像となる。各光ファイバ１１０は、前述した通り、バンドラ１１２によって等間隔に配列されている（ここでは縦横にそれぞれ９本ずつ合計８１本の光ファイバ１１０がバンドル化されている）。
【００３７】
例えば、ＣＣＤイメージセンサ１１６でバンドル化された光ファイバ１１０の端面（出力側端面）を撮像すると、撮像域αの中で、光ファイバ１１０に相当する部分の測定値は、各光ファイバ１１０から出力されている光の値となる。
【００３８】
一方で、各光ファイバ１１０は所定の間隔を空けて配置されているため、当該間隔部分（具体的にはバンドラ１１２）から光が出力されることは無く、理論的には当該部分の測定値は「０」となるはずである。
【００３９】
しかしながら、ＣＣＤイメージセンサ１１６特有のノイズ（例えばスミア等）により、本来測定値が「０（明るさ０）」となるべき部分においても、周囲の影響を受けて測定値は「０」とならず、ある程度の数値（ある程度の明るさ）をもって測定されてしまうことが起こってしまう。
【００４０】
その結果、ＣＣＤイメージセンサ１１６で撮像した場合には、各光ファイバ１１０から実際に出力されている光に加えて、周囲の光が影響し（影響値）、実際の出力値よりも大きな出力値として認識されてしまう。
【００４１】
本発明では、このような周囲の光の影響をキャンセルするべく、以下の方法により補正を行なっている。
【００４２】
以下、測定値が補正される光ファイバを「基準点」として説明する。
【００４３】
図４（Ａ）に示したように、基準点１１０−１の周囲には複数の光ファイバ１１０が配置されている。そこで、当該基準点１１０−１と直近に配置される８つの光ファイバ１１０との間に複数の観測点ＯＰを設ける。本実施形態では、基準点１１０−１の上下左右方向且つ等距離（ｄ１）となる位置に、４つの観測点ＯＰ１〜ＯＰ４が設けられている。これらの観測点ＯＰ１〜ＯＰ４における測定値と、基準点１１０−１から各観測点ＯＰ１〜ＯＰ４までの距離の値（ｄ１）を利用して、基準点１１０−１に影響する明るさを算出することができる。
【００４４】
例えば、各観測点ＯＰ１〜ＯＰ４のそれぞれの測定値が１０カンデラ、２０カンデラ、１０カンデラ、１４カンデラであったとすると、基準点に影響する明るさ（影響値）は、
（１０＋２０＋１０＋１４）÷４×基準点から観測点までの距離に基づく係数…（１）
の計算式で求めることができる。ここで「基準点から観測点までの距離に基づく係数」というのは、予め別途実測して求めておく必要がある。例えば、基準点となる光ファイバ１１０−１に光が伝達されず、且つ、周囲の１つの光ファイバ１１０に光を伝達した状態を、ＣＣＤイメージセンサ１１６で撮像し、基準点１１０−１と光が伝達されている光ファイバ１１０との間に観測点を設ける。当該観測点の距離（基準点からの距離：例えば２ｍｍ）は予め測定しておき、当該観測点の測定値（例えば１０カンデラ）と基準点１１０−１の測定値（例えば２カンデラ）を比較すれば、当該距離（２ｍｍ）に基づく係数は、２÷１０＝０．２となる。このようにして、様々な距離の係数を取得しておけばよい。
【００４５】
なお、上記では、各観測点ＯＰ１〜ＯＰ４は、基準点１１０−１から等距離に配置されていたが、距離が異なる場合には、各観測点の測定値に当該観測点における基準点からの距離に基づく係数を乗じて算出すればよい。
【００４６】
又、図４（Ｂ）に示したように、基準点１１０−１に対して外側から内側へと向って直線的に等間隔（ｄ２）に配置された複数の観測点ＯＰ５〜ＯＰ８の測定結果を基に、直線式或いは最小二乗法による近似式から、基準点１１０−１に影響する明るさ（影響値）を算出することができる。
【００４７】
例えば、観測点ＯＰ５〜ＯＰ８の測定値が順に、１０カンデラ、８カンデラ、６カンデラ、４カンデラである場合には、直線式により基準点１１０−１への影響値は２カンデラであると推定できる。又、測定値に多少のばらつきがある場合でも、最小二乗法により近似式を求めれば、基準点１１０−１への影響値は簡易に算出できる。
【００４８】
なお、ここでの観測点ＯＰ５〜ＯＰ８及び基準点１１０−１の各間隔は等距離とされているが、これに限らず異なる間隔であっても勿論算出可能である。
【００４９】
このようにして算出された基準点１１０−１に影響を与える明るさ（影響値）を割り出した上で、基準点１１０−１の測定値（ＣＣＤイメージセンサ１１６で撮像された画像における補正前の測定値）から当該影響値を減算（或いは１未満の補正係数を乗算）することで、基準点の本来あるべき測定値を求めることが可能となる。
【００５０】
なお、上記では、１つの基準点１１０−１を補正する具体的な方法について説明したが、基準となる点が複数存在してもよく、基準点毎に同様の方法を利用して補正することが可能である。実際には、バンドル化されている光ファイバ１１０のそれぞれを基準点として、全ての光ファイバについて補正することが望ましい。
【００５１】
又、観測点の位置や数も、上記で説明した実施形態に限定されるものではなく、自由に組み合わせることが可能である。
【００５２】
又、上記の実施形態では、恒温槽１２１〜１２４が存在することを前提としているが、場合によっては（例えば、特殊な条件下で試験する必要がない場合等）、このような恒温槽を設けずとも本発明を構成することは可能である。
【００５３】
更に、チャネルセレクタ１５０や電気特性計測器１５２についても、場合により省略して構成することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子をはじめ、各種フラットディスプレイパネル（例えば、有機ＥＬ、液晶、プラズマ、電子ペーパー等）の発光特性の測定に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態の一例を示した発光体の発光特性測定装置の全体構成図
【図２】図１における矢示II部周辺（ＣＣＤイメージセンサと光ファイバの関係）を示した模式図
【図３】ＣＣＤイメージセンサの映像（光ファイババンドルの端面の映像）を示す模式図
【図４】図３における基準点周辺の拡大図
【図５】特許文献１に記載される発光素子の検査装置
【図６】図５における光ファイバの配線状態を示した模式図
【符号の説明】
【００５６】
１００…発光特性測定装置
１１０…光ファイバ（光経路）
１１２…バンドラ
１１４…光学レンズ（光経路）
１１６…ＣＣＤイメージセンサ
１１８…画像処理装置
１２０…恒温槽集中管理コントローラ
１２１〜１２４…恒温槽
１３０…ＰＣ
１４０…発光体（有機ＥＬ素子）
１５０…チャネルセレクタ
１５２…電機特性計測器
１５４…電源モジュール
１５６…電源モジュール制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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