(57)【要約】【課題】発光素子の正面から出射される光と発光素子の側面から出射される光とを同時に検査する。【解決手段】発光装置１００に設けられたＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａ及び側面１０３ｂから出射される光の輝度及び色度を測定して、出射光の色むらの有無を検査する発光装置の検査装置２００であって、発光装置１００に対向して配置され、ＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａから出射される光と、ＬＥＤ素子１０３の側面１０３ｂから出射される光とを分離して投影できる位置に設置される拡散部材１と、拡散部材１に投影された光を受光する受光器２と、受光器２による受光結果に基づいて光の輝度及び色度を算出する制御装置３と、を備えている。【選択図】図１
2012225858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光装置に設けられた発光素子の正面及び側面から出射される光の輝度及び色度を測定して、出射光の色むらの有無を検査する発光装置の検査装置であって、
前記発光装置に対向して配置され、前記発光素子の正面から出射される光と、前記発光素子の側面から出射される光とを分離して投影できる位置に設置される拡散部材と、
前記拡散部材に投影された光を受光する受光器と、
前記受光器による受光結果に基づいて光の輝度及び色度を算出する制御装置と、
を備えることを特徴とする発光装置の検査装置。
【請求項２】
前記受光器の受光部に設けられるレンズは交換可能であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置の検査装置。
【請求項３】
前記受光器の受光部には広角レンズが設けられることを特徴する請求項１又は２に記載の発光装置の検査装置。
【請求項４】
前記受光器は、前記発光装置の光の出射方向に対して直交する方向及び平行な方向に移動するための移動機構を有することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の発光装置の検査装置。
【請求項５】
前記発光装置と前記拡散部材との間に設けられ、前記発光素子の正面から出射されて前記拡散部材に入射する光と、前記発光素子の側面から出射されて前記拡散部材に入射する光とを仕切る仕切部材を更に備えることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の発光装置の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤ素子からの光を撮像し、撮像した光のビデオ信号をデジタル信号に変換し、当該デジタル信号データを予め定められた基準値と比較して所定の閾値の範囲内であるか否かを判別することにより、ＬＥＤ素子の出射光の表示色等を検査する検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、有機ＬＥＤディスプレイを発光させて撮像装置にて２枚の画像を撮像し、画像から有機ＬＥＤディスプレイの輝度均一性を測定する検査方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
ところで、近年、ＬＥＤ素子の表面を蛍光体粒子層で被覆し、ＬＥＤ素子が出射する光と、蛍光体粒子層がＬＥＤ素子の光を吸収し波長変換して出射する光との混色により、白色系の光を得る発光装置が広く用いられている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４５３０４２９号公報
【特許文献２】特表２００８−５１３９６８号公報
【特許文献３】特開平１１−０４０８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献３に記載されているような発光装置においては、ＬＥＤ素子の正面（上面）と側面とにおいて蛍光体粒子層の膜厚が均一でない場合がある。このような場合、ＬＥＤ素子の正面から出射される光の光量とＬＥＤ素子の側面から出射される光の光量が異なり、ＬＥＤ素子の出射光に色むらが生じる。したがって、色むらの有無等を特定するには、ＬＥＤ素子の正面から出射される光及びＬＥＤ素子の側面から出射される光のそれぞれに対して検査を行う必要があり、複数回の検査が要求される。
【０００６】
そこで、本発明は、主に、発光素子の正面から出射される光と発光素子の側面から出射される光とを同時に検査できる発光素子の検査装置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】
【０００７】
上記課題を解決するため本発明によれば、
発光装置に設けられた発光素子の正面及び側面から出射される光の輝度及び色度を測定して、出射光の色むらの有無を検査する発光装置の検査装置であって、
前記発光装置に対向して配置され、前記発光素子の正面から出射される光と、前記発光素子の側面から出射される光とを分離して投影できる位置に設置される拡散部材と、
前記拡散部材に投影された光を受光する受光器と、
前記受光器による受光結果に基づいて光の輝度及び色度を算出する制御装置と、
を備えることを特徴とする発光装置の検査装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、発光素子の正面から出射される光と発光素子の側面から出射される光とを分離して投影できる位置に拡散部材が設置されており、拡散部材に投影された光を受光する受光器が設けられ、受光した光の輝度及び色度を算出する制御装置が設けられているので、発光素子の正面から出射される光の輝度及び色度と発光素子の側面から出射される光の輝度及び色度とを同時に測定することができる。これにより、当該発光装置の出射光に色むらが生じているか否かを容易に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る検査装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】検査装置の拡散部材の断面図及び正面図である。
【図３】検査装置の制御構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】検査装置による検査処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】変形例１に係る検査装置を説明する図であって、検査装置の拡散部材及び仕切部材を示す断面図である。
【図６】変形例２に係る検査装置を説明する図であって、検査装置の拡散部材及び仕切部材を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１１】
図１に示すように、検査装置２００は、発光装置１００のＬＥＤ素子１０３に対向して配置される拡散部材１、拡散部材１に投影された光を撮像する受光器２等を備えている。更に、検査装置２００は、各種処理を行う制御装置３を備えている。
検査装置２００は、発光装置１００を検査対象とし、発光装置１００に設けられたＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａから出射される光の輝度及び色度と、ＬＥＤ素子１０３の側面１０３ｂから出射される光の輝度及び色度と、を同時に測定し、当該発光装置１００の出射光の色むらの有無を検査する検査装置である。
【００１２】
発光装置１００は、図２に示す通り、断面凹状のパッケージ１０１を有している。パッケージ１０１の凹部（底部）には直方体状のＬＥＤ素子（発光素子）１０３が配置されている。ＬＥＤ素子１０３はその背面がパッケージ１０１に対して固定されており、正面１０３ａ及び側面１０３ｂからそれぞれ光を出射する。ここでは、１つのパッケージ１０１に対して、１つのＬＥＤ素子１０３が設けられる構成を図示しているが、１つのパッケージ１０１の凹部に複数のＬＥＤ素子１０３が設けられていても良い。
本実施形態では、ＬＥＤ素子１０３として青色ＬＥＤ素子を用いている。青色ＬＥＤ素子は、例えばサファイア基板上にｎ−ＧａＮ系クラッド層、ＩｎＧａＮ発光層、ｐ−ＧａＮ系クラッド層、及び透明電極を積層してなる。
パッケージ１０１の凹部にはＬＥＤ素子１０３の周囲を封止するように波長変換部１０６が形成されている。波長変換部１０６は、ＬＥＤ素子１０３から出射される所定波長の光を、これとは異なる波長の光に変換する部分である。波長変換部１０６には、ＬＥＤ素子１０３からの所定波長の光により励起され励起波長とは異なる波長の蛍光を出射する蛍光体粒子が含有されている。
このように構成された発光装置１００は治具４により所定位置に固定され（図１参照）、制御装置３に接続されている（図３参照）。
【００１３】
拡散部材１は、矩形状に形成された透光性の板状部材である。この拡散部材１は、図２（ａ）に示すように、発光装置１００に対向して配置されており、ＬＥＤ素子１０３から出射される光は拡散部材１に取り込まれる。この拡散部材１は、ＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａから出射される光とＬＥＤ素子１０３の側面１０３ｂから出射される光とが分離して投影されるような位置に配置されている。例えば、ＬＥＤ素子１０３が２００μｍ角に形成され、パッケージ１０１の高さ方向（ＬＥＤ素子１０３の側面１０３ｂに平行な方向）の長さが２ｍｍに形成され、パッケージ１０１の幅方向（ＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａに平行な方向）の長さが３ｍｍに形成されている場合、拡散部材１は、発光装置１００の正面から２ｍｍ以内の位置に配置されている。なお、図示例においては、拡散部材１は、発光装置１００の正面に接する位置（発光装置１００の正面から０ｍｍの位置）に配置されている。これにより、図２（ｂ）に示すように、拡散部材１の正面において、拡散部材１の中心部にはＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａから出射される光が投影され、その周囲にはＬＥＤ素子１０３の側面１０３ｂから出射される光が投影されることとなる。図２（ｂ）においては、ＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａから出射される光の光量と側面１０３ｂから出射される光の光量とが異なり、色むらを生じている場合について図示している。
【００１４】
受光器２は、カメラレンズ部（受光部）２１を有し、当該カメラレンズ部２１を発光装置１００に向けて配置されている。受光器２は、ＬＥＤ素子１０３から出射されて拡散部材１に取り込まれ投影された光を撮像する。受光器２は、その撮像データを制御装置３に転送する。
受光器２としては、例えば、ＣＣＤカメラが好適に使用される。受光器２のカメラレンズ部２１には、例えば、標準レンズ、マクロレンズ、広角レンズ等が装着され、レンズは適宜交換可能となっている。発光装置１００に複数のＬＥＤ素子１０３が設けられている場合、カメラレンズ部２１のレンズを広角レンズに交換することで、複数のＬＥＤ素子１０３を同時に撮像することができ、検査時間を短縮できる。
【００１５】
また、受光器２は移動機構２２を有しており、当該移動機構２２により受光器２は、発光装置１００の光の出射方向（図１において矢印で示す方向）に対して直交する方向（図１において上下方向、図１紙面に対して垂直な方向）及び平行な方向（図１において左右方向）に移動可能となっている。これにより、ＬＥＤ素子１０３が受光器２のファインダーに収まりきらない大きさであっても、移動機構２２により受光器２の移動させることで、拡散部材１に投影された出射光を撮像することができ、検査時間を短縮できる。
【００１６】
以上の構成を具備する検査装置２００には、図３に示す制御装置３（ＰＣ）が設けられている。図３に示す通り、制御装置３には、受光器２及び発光装置１００等が接続されている。
制御装置３は、これらの部材の動作をソフト制御するようになっており、制御装置３へのキー入力により、移動機構２２による受光器２の移動、発光装置１００の点灯、受光器２からの撮像データの取得、取得した撮像データに基づく各種処理等を行うことができるようになっている。制御装置３は、受光器２から撮像データを取得すると、図２（ｂ）に示すように、取得した撮像データに基づいて、拡散部材１に投影された光を所定サイズのマス目に区切り、各マス目毎に輝度及び色度を算出する。図２（ｂ）に示すマス目のサイズ及び形状は、一例であってこれに限られるものではなく、マス目のサイズ及び形状は適宜任意に設定可能である。
【００１７】
続いて、図４を参照しながら、検査装置２００を用いた発光素子の検査方法について説明する。
【００１８】
始めに、検査対象である発光装置１００を治具４に固定する。検査対象となる発光装置１００に設けられたＬＥＤ素子１０３の個数などの条件を制御装置３に入力し、これに基づき移動機構２２により受光器２の移動等を行う。また、ＬＥＤ素子１０３のサイズや個数などに応じて最適なレンズを選択し、選択したレンズを受光器２のカメラレンズ部２１に装着する（ステップＳ１）。
【００１９】
次に、発光装置１００のＬＥＤ素子１０３を発光させる（ステップＳ２）。これにより、ＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａ及び側面１０３ｂから光が出射される。ＬＥＤ素子１０３から出射された光は拡散部材１に取り込まれ、ＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａから出射される光と側面１０３ｂから出射される光とが分離して投影される。
次に、受光器２により拡散部材１に投影されたＬＥＤ素子１０３の光を撮像する（ステップＳ３）。
【００２０】
撮像したＬＥＤ素子１０３の光の撮像データを受光器２から取得する（ステップＳ４）。図２（ｂ）に示すように、取得した撮像データに基づいて、拡散部材１に投影された光を所定形状のマス目に区切り、各マス目毎に輝度及び色度を算出する（ステップＳ５）。これにより、ＬＥＤ素子１０３正面１０３ａから出射された光の輝度及び色度と、ＬＥＤ素子１０３の側面１０３ｂから出射された光の輝度及び色度と、を得ることができる。
【００２１】
最後に、算出したＬＥＤ素子１０３の光の輝度及び色度を、各マス目毎に予め入力された基準値データと比較する（ステップＳ６）。算出した値と基準値との差を算出し、当該比較結果を所定の出力手段（例えば、画像表示部（図示略））に出力する（ステップＳ７）。
これにより、検査装置２００による検査処理を終了する。
【００２２】
以上の本実施形態によれば、ＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａから出射される光とＬＥＤ素子１０３の側面１０３ｂから出射される光とを分離して投影できる位置に拡散部材１が設けられており、拡散部材１に投影された光を撮像する受光器が設けられ、受光器による撮像データに基づいて光の輝度及び色度を算出する制御装置３が設けられているので、ＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａから出射される光と側面１０３ｂから出射される光を同時に検査することができる。これにより、ＬＥＤ素子１０３の出射光に色むらが生じているか否かを容易に確認することができる。
また、制御装置３は、受光器２から得た撮像データに基づいて、拡散部材１に投影された光をマス目に区切り、各マス目毎に輝度及び色度を算出するので、検査対象である発光装置１００のうちの何れの部分で色むらが生じているかを容易に確認することができる。
【００２３】
また、受光器２のカメラレンズ部２１には広角レンズを設けることができるので、発光装置１００に複数のＬＥＤ素子１０３が設けられている場合であっても、複数のＬＥＤ素子１０３の各出射光を同時に撮像して、検査を行うことができる。したがって、検査対象となる発光装置１００に複数のＬＥＤ素子１０３が設けられている場合であっても、検査に長時間を要しない。
【００２４】
また、受光器２は、移動機構２２により発光装置１００の光の出射方向に対して直交する方向及び平行な方向に移動可能となっているので、ＬＥＤ素子１０３が受光器２のファインダーに収まりきらない大きさであっても、移動機構２２により受光器２を移動させることで、ＬＥＤ素子１０３の出射光を撮像でき検査に要する時間を短縮することができる。
【００２５】
なお、図示例では、発光装置１００、拡散部材１及び受光器２が水平方向に並んで配置されているが、これは単なる一例であってこれに限られるものではない。即ち、拡散部材１がＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａから出射される光と側面１０３ｂから出射される光とを分離して投影することができる位置に配置され、受光器２が拡散部材１に投影される光を撮像できる位置に配置されていれば、何れの配置であっても良い。例えば、発光装置１００が上向きに設置され、拡散部材１及び受光器２が発光装置１００の上方に並んで設置されるような配置であっても良い。
【００２６】
＜変形例１＞
続いて、図５を参照しながら、検査装置２００の変形例１について説明する。なお、変形例１に係る検査装置にあっては、以下に説明する構成以外の構成は上記実施形態の検査装置２００と略同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００２７】
変形例１に係る検査装置２００は、拡散部材１、受光器２及び制御装置３の他に、仕切部材６を備えている。
【００２８】
図５に示すように、仕切部材６は、発光装置１００と拡散部材１との間に設けられ、ＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａから出射されて拡散部材１に入射する光と、ＬＥＤ素子１０３の側面１０３ｂから出射されて拡散部材１に入射する光とを仕切るように配置されている。即ち、仕切部材６は、四角筒形状に形成され、拡散部材１の両面のうち発光装置１００の対向面に立設しており、その先端部がＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａと側面１０３ｂとの境界部分に到達するまで延びている。つまり、仕切部材６は、ＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａを取り囲むように配置されている。これにより、ＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａから出射されて拡散部材１に入射する光と、側面１０３ｂから出射されて拡散部材１に入射する光とを仕切ることができ、正面１０３ａから出射される光と側面１０３ｂから出射される光とを拡散部材１に分離して投影させることができる。
なお、仕切部材６の表面には鏡面加工処理が施されていても良い。この場合、ＬＥＤ素子１０３から出射される光の一部が仕切部材６に反射されることで、ＬＥＤ素子１０３から出射される光の大部分が拡散部材１に取り込まれ、発光装置１００に対する検査精度を向上させることができる。
【００２９】
以上のように、変形例１に係る検査装置２００によれば、ＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａから出射される光と側面１０３ｂから出射される光とが仕切部材６によって仕切られて拡散部材１に取り込まれるので、ＬＥＤ素子１０３に対する色むらの有無の検査精度を更に向上させることができる。
【００３０】
＜変形例２＞
続いて、図６を参照しながら、検査装置２００の変形例２について説明する。なお、変形例２に係る検査装置にあっては、以下に説明する構成以外の構成は上記変形例１に係る検査装置２００と略同様であるので、その詳細な説明は省略する。
変形例２に係る検査装置２００は、上記変形例１に係る検査装置２００とは仕切部材７の形状が異なっている。
【００３１】
仕切部材７は、四角筒形状に形成され、拡散部材１の両面のうちＬＥＤ素子１０３の対向面に立設しており、その先端部はＬＥＤ素子１０３から離れている。即ち、拡散部材１に設置される仕切部材７の基端部から仕切部材７の先端部までの長さは、パッケージ１０１の高さ方向（ＬＥＤ素子１０３の側面１０３ｂに平行な方向）の長さの１／２以下となっている。また、仕切部材７は、ＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａ及び側面１０３ｂの境界部と仕切部材７の先端部とを結ぶ直線と、ＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａとがなす角度θ（図６参照）が２０〜３０°となるように配置されている。これにより、ＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａから出射されて拡散部材１に入射する光と、ＬＥＤ素子１０３の側面１０３ｂから出射されて拡散部材１に入射する光とを仕切ることができ、正面１０３ａから出射される光と側面１０３ｂから出射される光とを拡散部材１に分離して投影させることができる。
また、仕切部材７の形状は四角筒形状であるものとしたが、ＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａから出射されて拡散部材１に入射する光と、ＬＥＤ素子１０３の側面１０３ｂから出射されて拡散部材１に入射する光とを仕切ることができれば、円筒形状又は多角筒形状であっても良い。
【００３２】
以上のように、変形例２に係る検査装置２００によれば、ＬＥＤ素子１０３の正面１０３ａから出射される光と側面１０３ｂから出射される光とが仕切部材６によって仕切られて拡散部材１に取り込まれるので、ＬＥＤ素子１０３に対する色むらの有無の検査精度を更に向上させることができる。
また、仕切部材７がＬＥＤ素子１０３から離れて配置されているので、仕切部材７がＬＥＤ素子１０３周辺に結線されている電極線に触れないようにすることができ、ＬＥＤ素子１０３の発光が阻害されることを抑制できる。
【符号の説明】
【００３３】
１  拡散部材
２  受光器
３  制御装置
４  治具
６  仕切部材
７  仕切部材
２１  カメラレンズ部
２２  移動機構
１００  発光装置
１０１  パッケージ
１０３  ＬＥＤ素子（発光素子）
１０３ａ  正面
１０３ｂ  側面
１０６  波長変換部
２００  検査装置
【図１】
2012225858.tif 000003
【図２】
2012225858.tif 000004
【図３】
2012225858.tif 000005
【図４】
2012225858.tif 000006
【図５】
2012225858.tif 000007
【図６】
2012225858.tif 000008