(57)【要約】【課題】本発明は、色度値を適切に検査することができる光検査装置を提供する。【解決手段】  本発明は、分光測定部１２で測定した波長ごとの光強度を数値演算処理により校正する校正部１３と、校正部１３で校正した波長ごとの光強度を色度値に変換する色度変換部１４と、色度変換部１４で変換した色度値と予め定めてある検査基準とを比較して発光製品の良否を判定する判定部１５とを備える光検査装置１０である。校正部１３は、発光製品の検査前に、基準光源の既知光強度と基準光源を分光測定部１２で測定した場合に得られる測定光強度とにより乗算定数を演算する乗算定数演算部１３１と、発光製品の検査前に、基準光源の既知光強度と乗算定数を乗算した測定光強度との差分値を波長ごとに演算する差分演算部１３２と、発光製品の検査時に、分光測定部１２で測定した発光製品の光強度に乗算定数を乗算し差分値を加算する加算演算部１３３とを含む。【選択図】図１
2013152145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光製品の良否を検査する光検査装置であって、
前記発光製品からの光を分光する分光部と、前記分光部で分光した光を受光する受光部とを含む分光測定部と、
前記分光測定部で測定した波長ごとの光強度を、数値演算処理により校正する校正部と、
前記校正部で校正した波長ごとの光強度を、色度座標での色度値に変換する色度変換部と、
前記色度変換部で変換した色度値と、予め定めてある検査基準とを比較して、前記発光製品の良否を判定する判定部と
を備え、
前記校正部は、
前記発光製品の検査前に、基準光源の既知光強度と、前記基準光源を前記分光測定部で測定した場合に得られる測定光強度とにより乗算定数を演算する乗算定数演算部と、
前記発光製品の検査前に、前記基準光源の前記既知光強度と、前記乗算定数を乗算した前記測定光強度との差分値を波長ごとに演算する差分演算部と、
前記発光製品の検査時に、前記分光測定部で測定した前記発光製品の光強度に前記乗算定数を乗算し、前記差分値を加算して、前記発光製品の光強度を校正する加算演算部と
を含む、光検査装置。
【請求項２】
前記乗算定数は、波長に依らず一定値である、請求項１に記載の光検査装置。
【請求項３】
前記乗算定数演算部は、前記基準光源の前記既知光強度の最大値と、前記基準光源の前記測定光強度の最大値とが一致するように前記乗算定数を演算する、請求項２に記載の光検査装置。
【請求項４】
前記分光部は、波長ごとの受光感度が略一定である、請求項１に記載の光検査装置。
【請求項５】
前記加算演算部は、前記分光測定部で測定した前記発光製品の光強度に前記乗算定数を乗算せず、
前記校正部は、前記乗算定数演算部で演算した前記乗算定数により、前記基準光源の前記既知光強度の最大値と、前記基準光源の前記測定光強度の最大値とが一致するように前記受光部の出力を調整する、請求項１に記載の光検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光検査装置に関し、特に、測定誤差を数値演算処理により校正する光検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間の眼が識別可能な色度差は、白色の場合、色度座標（ｘ，ｙ）で±０．０１程度であると言われている。白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）において、励起光の波長や光強度のばらつき、蛍光体の塗布量のばらつきなどに起因する製造ばらつきは、現在のところ、これより大きい。そのため、白色ＬＥＤの生産工場や白色ＬＥＤを用いた液晶テレビなどの応用製品の生産工場では、白色ＬＥＤの色度値を高速に検査することで品質を管理している。このような検査には、光検査装置が利用されている。
【０００３】
光検査装置では、検査対象である発光製品の波長ごとの光強度を測定し、公知の変換式に基づいて、波長ごとの光強度から色度値を演算する。色度値としては、一般に、ＸＹＺ表色系における三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚや色度座標（ｘ，ｙ）が用いられる。求めた色度値が予め定められた検査基準を満たすか否かによって、発光製品の良否が判定される。
【０００４】
以下、波長ごとの光強度から色度座標（ｘ，ｙ）を演算する方法について、図９〜図１１を参照しながら簡単に説明する。
【０００５】
図９は、白色ＬＥＤの波長ごとの光強度を示す図である。
図９に示す波長ごとの光強度Ｉ（λ）（λは波長）をもつ白色ＬＥＤは、青色に発光する半導体素子と、青色の励起光を緑色や赤色に変換する蛍光体を用いたものである。光強度Ｉ（λ）は、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長の範囲を１ｎｍ幅に分割しており、青色の範囲である４４０ｎｍ付近に急峻なピークをもち、緑色の範囲である５３０ｎｍ付近および赤色の範囲である６４０ｎｍ付近に比較的緩やかなピークをもつ。
【０００６】
図１０は、ＸＹＺ表色系の等色関数ｘ（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）を示す図である。
図１１は、ＸＹＺ表色系の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを求める演算過程を説明する図である。
【０００７】
図１１に示す３つの関数｛Ｉ（λ）×ｘ（λ）｝，｛Ｉ（λ）×ｙ（λ）｝，｛Ｉ（λ）×ｚ（λ）｝はそれぞれ、図９に示す波長ごとの光強度Ｉ（λ）と、図１０に示す等色関数ｘ（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）とを波長ごとに乗算して求められる。そして、ＸＹＺ表色系の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚはそれぞれ、関数｛Ｉ（λ）×ｘ（λ）｝，｛Ｉ（λ）×ｙ（λ）｝，｛Ｉ（λ）×ｚ（λ）｝を波長について積分することで、以下の式（１ａ）〜式（１ｃ）で求められる。ｋは６８３ｌｍ／Ｗで与えられる定数である。
【０００８】
Ｘ＝ｋ∫｛Ｉ（λ）×ｘ（λ）｝ｄλ                              ・・・（１ａ）
Ｙ＝ｋ∫｛Ｉ（λ）×ｙ（λ）｝ｄλ                              ・・・（１ｂ）
Ｚ＝ｋ∫｛Ｉ（λ）×ｚ（λ）｝ｄλ                              ・・・（１ｃ）
ＸＹＺ表色系の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚと色度座標（ｘ，ｙ）での色度値ｘ，色度値ｙの間には、以下の式（２ａ），式（２ｂ）が成り立つ。
【０００９】
ｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）                                          ・・・（２ａ）
ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）                                          ・・・（２ｂ）
このようにして求められる色度値を高精度に検査するためには、基準光源を使用して光検査装置を校正してやる必要がある。
【００１０】
具体的に、特許文献１に、基準光源を使用して校正する分光測定装置が開示してある。特許文献１に記載する分光測定装置では、波長ごとの光強度が既知である校正用の基準光源を用いて、既知である波長ごとの光強度と、基準光源を当該分光測定装置で測定した場合に得られる受光部の出力電圧との間に成立する方程式を解くことにより、各受光素子の分光感度を求めて校正に使用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭６２−２８９７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
波長ごとの光強度が既知である基準光源を高精度の分光測定装置で測定して得られる波長ごとの光強度（以下、既知光強度Ｐ（λ）という）は、測定誤差が小さく信頼性が高いと考えられるため、光検査装置の校正の基準とする。
【００１３】
基準光源を光検査装置で測定して得られる波長ごとの光強度（以下、測定光強度Ｑ（λ）という）を、基準とする既知光強度Ｐ（λ）と比較することで、光検査装置の分光測定部が有する誤差を抽出することができる。
【００１４】
特許文献１に示すような従来の光検査装置では、測定光強度Ｑ（λ）を既知光強度Ｐ（λ）と比較する方法として、各波長における光強度の比を用いる。各波長における光強度の比を比例係数α（λ）として、以下の式（３）のように求める。
【００１５】
α（λ）＝Ｐ（λ）／Ｑ（λ）                                      ・・・（３）
発光製品を測定する際には、基準光源を用いて求めた比例係数α（λ）を、発光製品を光検査装置で測定して得られる波長ごとの光強度（以下、発光製品光強度Ｒ（λ）とする）に波長ごとに乗算することで校正する。校正後の光強度Ｒα（λ）は、以下の式（４）で表される。
【００１６】
Ｒα（λ）＝α（λ）×Ｒ（λ）                                    ・・・（４）
しかしながら、従来の光検査装置は、波長に依存する比例係数α（λ）のみを用いて校正するため、白色ＬＥＤのように波長により光強度が急峻に変化する発光製品を検査する場合、校正により誤差がむしろ大きくなってしまうことがあった。光検査装置は、校正により誤差が大きくなり良品を不良品と判定してしまったり不良品を良品と判定してしまったりすると、発光製品の色度値を適切に検査することができないという問題があった。
【００１７】
それゆえに、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、発光製品の色度値を適切に検査することができるように校正することが可能な光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】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、光検査装置は、発光製品からの光を分光する分光部と、分光部で分光した光を受光する受光部とを含む分光測定部と、分光測定部で測定した波長ごとの光強度を、数値演算処理により校正する校正部と、校正部で校正した波長ごとの光強度を、色度座標での色度値に変換する色度変換部と、色度変換部で変換した色度値と、予め定めてある検査基準とを比較して、発光製品の良否を判定する判定部とを備える。校正部は、発光製品の検査前に、基準光源の既知光強度と、基準光源を分光測定部で測定した場合に得られる測定光強度とにより乗算定数を演算する乗算定数演算部と、発光製品の検査前に、基準光源の既知光強度と、乗算定数を乗算した測定光強度との差分値を波長ごとに演算する差分演算部と、発光製品の検査時に、分光測定部で測定した発光製品の光強度に乗算定数を乗算し、差分値を加算して、発光製品の光強度を校正する加算演算部とを含む。
【００１９】
好ましくは、乗算定数は、波長によらず一定値である。
好ましくは、乗算定数演算部は、基準光源の既知光強度の最大値と、基準光源の測定光強度の最大値とが一致するように乗算定数を演算する。
【００２０】
好ましくは、分光部は、波長ごとの受光感度が略一定である。
好ましくは、加算演算部は、分光測定部で測定した発光製品の光強度に乗算定数を乗算せず、校正部は、乗算定数演算部で演算した乗算定数により、基準光源の既知光強度の最大値と、基準光源の測定光強度の最大値とが一致するように受光部の出力を調整する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る光検査装置によれば、基準光源の既知の光強度と測定して得られた光強度との間に生じた誤差のうち、波長に依存しない誤差として乗算定数を算出し、波長に依存する誤差として差分値を算出する。そして、本発明に係る光検査装置は、波長に依存しない乗算定数を用いて、発光製品を測定した値を校正することで、白色ＬＥＤのように波長により光強度が急峻に変化する発光製品を検査する場合であっても、発光製品の色度値を適切に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係る光検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光検査装置において、検査方法の処理の流れを示す検査フローチャートである。
【図３】基準光源の既知の波長ごとの光強度と、基準光源を本発明の実施の形態に係る光検査装置で測定した場合に得られる波長ごとの光強度との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る光検査装置において、基準光源の既知の波長ごとの光強度と、基準光源を測定した場合に得られる波長ごとの光強度から求めた差分値を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る光検査装置において、検査対象である発光製品の波長ごとの光強度と、校正後の波長ごとの光強度との関係を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る光検査装置において、三刺激値を演算する過程で生じる誤差を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る光検査装置において、検査対象である発光製品を検査して得られた色度座標での色度値の誤差を示す図である。
【図８】分光測定部の波長ごとの受光感度を示す図である。
【図９】白色ＬＥＤの波長ごとの光強度を示す図である。
【図１０】ＸＹＺ表色系の等色関数ｘ（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）を示す図である。
【図１１】ＸＹＺ表色系の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを求める演算過程を説明する図である。
【図１２】従来の光検査装置において、比例係数が波長に依存する様子を示す図である。
【図１３】従来の光検査装置において、検査対象である発光製品の波長ごとの光強度と、校正後の波長ごとの光強度との関係を示す図である。
【図１４】従来の光検査装置において、検査対象である発光製品を検査して得られた色度座標での色度値の誤差を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（実施の形態）
光源を光検査装置で検査して得られる波長ごとの光強度（以下、スペクトルとも言う）には、当該光検査装置の分光測定部に由来する誤差（分光測定部の誤差）と、測定者が任意に設定した測定条件に由来する誤差（測定条件の誤差）とが含まれている。
【００２４】
分光測定部の誤差は、分光部の分光素子の波長分解能、分光素子の表面反射などで発生する迷光、受光部の受光素子の受光感度の広がり、受光素子の感度ばらつき、分光測定部の組み立て時の構成部品の取り付けばらつきなどに起因する。分光測定部の誤差は、光検査装置の出荷時には概ね定まったものである。
【００２５】
測定条件の誤差は、光源および受光部の設置条件（光源や受光部の位置や傾き、光源と受光部との距離や配置など）、光源の制御情報（光源に印加する電圧値や制限電流値など）、受光部の制御情報（受光素子の露光時間や増幅器の増幅率など）などに起因する。測定条件の誤差は、測定者が任意に調整することが可能である。
【００２６】
このような要因で生じる誤差には、波長により誤差が大きくなったり小さくなったりする波長に依存する誤差と、波長によらず一定の誤差が生じるような波長に依存しない誤差とに区別することができる。なお、波長によらず一定の誤差は、測定される波長の範囲のすべての範囲において一定の誤差を生じる場合に限定されるものではなく、測定される波長の範囲を複数の範囲に分け、それぞれの範囲において一定の誤差を生じる場合であってもよい。
【００２７】
本発明の実施の形態に係る光検査装置では、波長に依存しない誤差と、波長に依存する誤差とを考慮して、発光製品を測定した値を校正することで、発光製品の色度値を適切に検査することができる光検査装置を提供する。以下、本発明の実施の形態に係る光検査装置について、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施の形態に係る光検査装置の構成を示すブロック図である。光源１は、スペクトルが既知である基準光源または検査対象である発光製品である。検査対象である発光製品とは、白色ＬＥＤなどの発光素子や発光素子を用いた応用製品である。
【００２９】
図１に示す光検査装置１０は、制御部１１、分光測定部１２、校正部１３、色度変換部１４、判定部１５、データ保管部１６を備える。分光測定部１２は、導光部１２１、分光部１２２、受光部１２３を含む。校正部１３は、乗算定数演算部１３１、差分演算部１３２、加算演算部１３３を含む。データ保管部１６は、既知光強度保管部１６１、校正係数保管部１６２、検査基準保管部１６３、判定結果保管部１６４を含む。校正係数保管部１６２は、乗算定数保管部１６２ａと差分保管部１６２ｂとを有する。
【００３０】
制御部１１は、測定者により予め設定された光源１の制御情報に基づき、光源１に印加する電圧値または電流値、電源を投入するタイミングなどを制御し、光源１を発光させる。また、制御部１１は、測定者により予め設定された受光部１２３の制御情報に基づき、分光測定部１２を制御して、分光測定部１２に光源１の光を分光および受光させる。さらに、制御部１１は、分光測定部１２、校正部１３、色度変換部１４、判定部１５、データ保管部１６が、各種データを互いに送受信するなど連動して動作するよう制御する。
【００３１】
分光測定部１２は、光源１が放射した光を波長ごとに分光し、得られたスペクトルを電気信号に変換して校正部１３に送信する。
【００３２】
導光部１２１は、光ファイバなどの導光素子（図示しない）を有し、光源１が放射した光を取り込み、取り込んだ光を減衰させることなく分光部１２２に導く。
【００３３】
分光部１２２は、回折格子、プリズム、光学フィルタなどの分光素子（図示しない）を有し、導光部１２１を通じて取り込んだ光を分光する。
【００３４】
受光部１２３は、フォトダイオードアレイなどの配列された複数の受光素子（図示しない）と増幅器（図示しない）とを有し、受光素子の露光時間や増幅器の増幅率などの制御部１１に設定された制御情報に基づき、分光部１２２が分光した光を電気信号に変換して校正部１３に送信する。
【００３５】
校正部１３は、受光部１２３から受信した光源１のスペクトルに対し、さまざまな数値演算処理をして、スペクトルを校正する。
【００３６】
乗算定数演算部１３１は、既知光強度保管部１６１に保管された、基準光源の既知のスペクトル（基準光源の既知光強度）（以下、既知光強度Ｐ（λ）とも言う）と、受光部１２３から受信した、基準光源を分光測定部１２で測定した場合に得られるスペクトル（基準光源の測定光強度）（以下、測定光強度Ｑ（λ）とも言う）に対し、後述する乗算定数を求める演算をする。
【００３７】
差分演算部１３２は、受光部１２３から受信した測定光強度Ｑ（λ）と、既知光強度保管部１６１に保管した既知光強度Ｐ（λ）に対し、乗算定数保管部１６２ａに保管した乗算定数を用いて差分演算を行い、その結果を差分保管部１６２ｂに送信する。
【００３８】
加算演算部１３３は、受光部１２３から受信した、発光製品を分光測定部１２で測定した場合に得られるスペクトル（発光製品の光強度）（以下、発光製品光強度Ｒ（λ）とも言う）に対し、乗算定数保管部１６２ａに保管した乗算定数と、差分保管部１６２ｂに保管した差分値とを用いて加算演算を行い、その結果を色度変換部１４に送信する。
【００３９】
色度変換部１４は、加算演算部１３３から受信したスペクトルを色度値（色度座標での色度値）に変換し、変換結果を判定部１５に送信する。
【００４０】
判定部１５は、色度変換部１４から受信した色度値と、検査基準保管部１６３に予め保管した検査基準とを比較して発光製品の良否を判定し、判定結果を判定結果保管部１６４に送信する。
【００４１】
データ保管部１６は、校正部１３の数値演算処理や判定部１５の判定に用いるさまざまなデータを供給したり、校正部１３の演算結果や判定部１５の判定結果を保管したりする。
【００４２】
既知光強度保管部１６１は、既知光強度Ｐ（λ）を保管し、制御部１１の制御に応じて乗算定数演算部１３１や差分演算部１３２に送信する。
【００４３】
校正係数保管部１６２は、校正部１３が演算した演算結果を保管する。
乗算定数保管部１６２ａは、乗算定数演算部１３１が演算した乗算定数を保管し、制御部１１の制御に応じて差分演算部１３２や加算演算部１３３に送信する。
【００４４】
差分保管部１６２ｂは、差分演算部１３２が演算した差分値を保管し、制御部１１の制御に応じて加算演算部１３３に送信する。
【００４５】
検査基準保管部１６３は、発光製品の良否の判定に用いる検査基準を保管し、制御部１１の制御に応じて判定部１５に送信する。
【００４６】
判定結果保管部１６４は、判定部１５が発光製品の良否を判定した結果を保管する。
以下、光検査装置１０での検査方法について、図２を参照しながら説明する。
【００４７】
図２は、本発明の実施の形態に係る光検査装置１０において、検査方法の処理の流れを示す検査フローチャートである。
【００４８】
まず、既知光強度Ｐ（λ）を既知光強度保管部１６１に保管する（Ｓ１０１）。既知光強度Ｐ（λ）とは、基準光源のスペクトルを、光検査装置１０と比べて高精度に測定したもので、たとえば、国際規格に基づく認定を受けた試験所や校正機関が保有する高精度の分光測定装置を用いて測定したものである。既知光強度Ｐ（λ）は信頼性が高い測定値であるため、光検査装置１０の校正の基準として使用する。
【００４９】
次に、制御部１１は、測定者が予め設定した基準光源の制御情報に基づき、基準光源に電圧を印加し、基準光源を発光させる（Ｓ１０２）。基準光源の制御情報とは、基準光源に印加する電圧値や制限電流値、基準光源に電源を投入するタイミングやその長さなどである。
【００５０】
続いて、制御部１１は、測定者が予め設定した受光部１２３の制御情報に基づき、分光測定部１２を制御し、測定光強度Ｑ（λ）を取得する（Ｓ１０３）。受光部１２３の制御情報とは、受光部１２３の露光時間や露光を開始するタイミング、増幅器の増幅率などである。
【００５１】
次に、乗算定数演算部１３１は、ステップＳ１０１で既知光強度保管部１６１に保管した既知光強度Ｐ（λ）と、ステップＳ１０３で取得した測定光強度Ｑ（λ）とを用いて、乗算定数Ａを求める（Ｓ１０４）。乗算定数Ａは波長によらず一定値であり、具体的に、測定光強度Ｑ（λ）の最大値と既知光強度Ｐ（λ）の最大値とが一致するように定められる。すなわち、既知光強度Ｐ（λ），測定光強度Ｑ（λ）が最大値をとる波長をそれぞれλｐ，λｑとすると、乗算定数Ａは以下の式（５）で表される。
【００５２】
Ａ＝Ｐ（λｐ）／Ｑ（λｑ）                                        ・・・（５）
続いて、ステップＳ１０４で求めた乗算定数Ａを乗算定数保管部１６２ａに保管する（Ｓ１０５）。
【００５３】
次に、差分演算部１３２は、ステップＳ１０３で取得した測定光強度Ｑ（λ）にステップＳ１０４で求めた乗算定数Ａを乗算したものと、ステップＳ１０１で既知光強度保管部１６１に保管した既知光強度Ｐ（λ）との差分を演算することにより、差分値β（λ）を求める（Ｓ１０６）。差分値β（λ）は、以下の式（６）で表される。
【００５４】
β（λ）＝Ｐ（λ）−Ａ×Ｑ（λ）                                  ・・・（６）
続いて、ステップＳ１０６で求めた差分値β（λ）を差分保管部１６２ｂに保管する（Ｓ１０７）。
【００５５】
このようにして求めた差分値β（λ）を用いて、以下のように発光製品光強度Ｒ（λ）を校正する。
【００５６】
まず、発光製品の検査基準を検査基準保管部１６３に保管する（Ｓ１０８）。検査基準は、発光製品の種類、用途、ランクなどに応じて定められる色度値の許容範囲であり、一般に、ＸＹＺ表色系における三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚや色度座標（ｘ，ｙ）で表される。発光製品を光検査装置１０で検査して得られる色度値が検査基準を満たす場合、発光製品を良品と判定し、満たさない場合、不良品と判定する。
【００５７】
次に、制御部１１は、測定者が予め設定した発光製品の制御情報に基づき、発光製品に電源を投入し、発光製品を発光させる（Ｓ１０９）。発光製品の制御情報は、発光製品に印加する電圧値や制限電流値、発光製品に電源を投入するタイミングやその長さなどであり、ステップＳ１０２で設定した基準光源の制御情報と同一でもよいが、一般には相違する。
【００５８】
続いて、制御部１１は、測定者が予め設定した受光部１２３の制御情報に基づき、分光測定部１２を制御し、発光製品光強度Ｒ（λ）を取得する（Ｓ１１０）。受光部１２３の制御情報は、受光部１２３の露光時間や露光を開始するタイミング、増幅器の増幅率などであり、ステップＳ１０３で設定した受光部１２３の制御情報と同一でもよいが、一般には相違する。
【００５９】
次に、加算演算部１３３は、ステップＳ１１０で取得した発光製品光強度Ｒ（λ）に、ステップＳ１０５で乗算定数保管部１６２ａに保管した乗算定数Ａを乗算して、さらに、ステップＳ１０７で差分保管部１６２ｂに保管した差分値β（λ）との加算を演算することにより、校正後の光強度Ｒβ（λ）を求める（Ｓ１１１）。校正後の光強度Ｒβ（λ）は、以下の式（７）で表される。
【００６０】
Ｒβ（λ）＝Ａ×Ｒ（λ）＋β（λ）                                ・・・（７）
次に、色度変換部１４が、校正後の光強度Ｒβ（λ）を、検査基準保管部１６３に保管された検査基準と同一の形式の色度値に変換する（Ｓ１１２）。色度値への変換は、図９〜図１１を用いて、式（１ａ）〜式（１ｃ）および式（２ａ），式（２ｂ）で説明したように行う。
【００６１】
次に、判定部１５は、ステップＳ１１２で変換した色度値と、ステップＳ１０８で検査基準保管部１６３に保管した検査基準とを比較し、発光製品の良否を判定する（Ｓ１１３）。
【００６２】
最後に、ステップＳ１１３で求めた判定結果を判定結果保管部１６４に保管する（Ｓ１１４）。このとき、判定結果に限らず、ステップＳ１１１で求めた校正後の光強度Ｒβ（λ）やステップＳ１１２で求めた色度値、ステップＳ１０９で使用した発光製品の制御情報なども、あわせて判定結果保管部１６４に保管してもよい。
【００６３】
なお、同一の検査基準をもつ発光製品についてさらに検査を続行する場合、ステップＳ１０１からステップＳ１０８までは省略でき、ステップＳ１０９から続行すればよい。異なる検査基準を持つ発光製品について検査する場合は、ステップＳ１０１からステップＳ１０７までは省略でき、ステップＳ１０８から続行すればよい。
【００６４】
本発明の実施の形態に係る光検査装置１０が、従来の光検査装置と比べて、高精度に色度値を求めることができる理由を、以下に説明する。まず、波長に依存しない乗算定数を乗算する演算処理により色度値を適切に検査することができる理由を、図３〜図５を参照しながら説明する。
【００６５】
図３は、既知光強度Ｐ（λ）と測定光強度Ｑ（λ）との関係を示す図である。
測定光強度Ｑ（λ）を取得したところ、測定光強度Ｑ（λ）は、既知光強度Ｐ（λ）と比べて全体が短波長側に１ｎｍシフトしており、波長λｑで最大値をとったする。さらに、測定光強度Ｑ（λ）の各波長での光強度は、既知光強度Ｐ（λ）の対応する波長での光強度の９０％であったとする。
【００６６】
光検査装置１０では、測定光強度Ｑ（λ）と既知光強度Ｐ（λ）との間に生じる誤差を、波長に依存する誤差と波長に依存しない誤差とに分けて取り扱い、始めに波長に依存しない誤差を校正する。
【００６７】
光検査装置１０では、波長によらず一定値である乗算定数Ａを乗算することで測定光強度Ｑ（λ）の光強度方向（縦軸方向）の校正を行い、その基準として既知光強度Ｐ（λ）の最大値を用いる。すなわち、波長によらず一定値である乗算定数Ａは、以下の式（８）のように、測定光強度Ｑ（λ）のピーク波長λｑにおける光強度Ｑ（λｑ）と、既知光強度Ｐ（λ）のピーク波長λｐにおける光強度Ｐ（λｐ）とが一致するように定められる。
【００６８】
Ａ＝Ｐ（λｐ）／Ｑ（λｑ）＝１／０．９０                          ・・・（８）
続いて、以下の式（９）のように、既知光強度Ｐ（λ）と、乗算定数Ａを乗算した測定光強度Ｑ（λ）との差分を演算することで、差分値β（λ）を得る。波長に依存しない誤差は、波長によらず一定値である乗算定数Ａを乗算することで校正してあるため、差分値β（λ）は、波長に依存する誤差を抽出したものになる。
【００６９】
β（λ）＝Ｐ（λ）−Ａ×Ｑ（λ）                                  ・・・（９）
図４は、本発明の実施の形態に係る光検査装置１０において、測定光強度Ｑ（λ）から求めた差分値β（λ）を示す図である。
【００７０】
このようにして求めた差分値β（λ）を用いて、発光製品光強度Ｒ（λ）を校正する。
発光製品は、一般に、基準光源と異なる種類の光源である。そこで、発光製品も基準光源と同様に青色の波長の範囲にピークをもつ白色ＬＥＤであるが、ピーク波長λｒは、基準光源の既知光強度Ｐ（λ）のピーク波長λｐと比べて、１０ｎｍ短波長側にあったとする。
【００７１】
乗算定数Ａと差分値β（λ）とを以下の式（１０）のように発光製品光強度Ｒ（λ）に演算することで、波長に依存する誤差を校正後の光強度Ｒβ（λ）に正しく反映できる。
【００７２】
Ｒβ（λ）＝Ａ×Ｒ（λ）＋β（λ）                              ・・・（１０）
図５は、本発明の実施の形態に係る光検査装置１０において、発光製品光強度Ｒ（λ）と校正後の光強度Ｒβ（λ）との関係を示す図である。
【００７３】
式（１０）のように、発光製品光強度Ｒ（λ）に乗算定数Ａを乗算することで波長に依存しない誤差を校正し、差分値β（λ）を加算することで波長に依存する誤差を校正できる。また、乗算定数Ａを乗算することで、発光製品光強度Ｒ（λ）に対する差分値β（λ）の相対的な大きさを調整できる。よって、光検査装置１０は、比例係数α（λ）のみを用いて校正する場合に比べて、波長が異なることによる校正への影響を緩和することができる。そのため、光検査装置１０は、白色ＬＥＤのように波長により光強度が急峻に変化する発光製品を検査する場合であっても、校正により誤差が大きくなることを抑えることができる。
【００７４】
以上、図３〜図５を参照して行った説明をまとめると、まず、波長に依存しない乗算定数Ａを用いることで、基準光源の既知光強度Ｐ（λ）と測定光強度Ｑ（λ）との間に生じた波長に依存しない誤差を校正する。次に、差分値β（λ）を求めることで、波長に依存する誤差を抽出できる。そして、検査対象である発光製品の光強度に、乗算定数Ａを乗算し差分値β（λ）を加算することで、波長に依存する誤差と波長に依存しない誤差とを適切に反映させることができるため、光検査装置１０は、従来の光検査装置より発光製品の色度値を適切に検査することができる。
【００７５】
次に、光検査装置１０が、既知光強度Ｐ（λ）と測定光強度Ｑ（λ）との間で差分をとる演算処理により、比を演算する従来の光検査装置と比べて色度値を適切に検査することができる理由を、図６を参照しながら説明する。
【００７６】
図６は、光検査装置１０において、三刺激値を演算する過程で生じる誤差を示す図である。関数ａは、右側の縦軸に対してプロットしてあり、関数ｂと関数ｃとは左側の縦軸に対してプロットしてある。関数ａ〜関数ｃは、同一の発光製品を測定して得られた結果である。
【００７７】
関数ａは、高精度な分光測定装置で測定して得られた光強度Ｊ（λ）と、等色関数ｚ（λ）との波長ごとの積である。関数ａから求めた三刺激値Ｚａは、式（１ｃ）と同様に以下の式（１１ａ）で表される。
【００７８】
Ｚａ＝ｋ∫｛Ｊ（λ）×ｚ（λ）｝ｄλ                          ・・・（１１ａ）
関数ｂは、光検査装置１０で検査して得られた光強度と等色関数ｚ（λ）との波長ごとの積を求めたときに、関数ａとの間に生じた誤差Δｂ（λ）である。関数ｃは、従来の光検査装置で検査して得られた光強度と等色関数ｚ（λ）との波長ごとの積を求めたときに、関数ａとの間に生じた誤差Δｃ（λ）である。関数ｂ，関数ｃから求めた三刺激値Ｚｂ，Ｚｃは、以下の式（１１ｂ），式（１１ｃ）で表される。
【００７９】
Ｚｂ＝Ｚａ＋ｋ∫Δｂ（λ）ｄλ                              ・・・（１１ｂ）
Ｚｃ＝Ｚａ＋ｋ∫Δｃ（λ）ｄλ                              ・・・（１１ｃ）
まず、誤差Δｂ（λ）に着目すると、正の部分の面積と負の部分の面積とがほぼ等しいため、誤差Δｂ（λ）の積分値はほぼゼロになる。そのため、三刺激値Ｚｂは三刺激値Ｚａとほぼ等しくなり、精度が高いと言える。一方、誤差Δｃ（λ）は負の部分の面積の方が正の部分の面積より大きいため、積分しても負の値が残ってしまう。
【００８０】
すなわち、本発明の実施の形態に係る光検査装置１０では、校正によりスペクトルに生じる誤差が色度変換の演算の過程で相殺されるため、三刺激値の誤差が低減する。一方、従来の光検査装置においては、誤差が色度変換の演算過程で相殺される割合が小さいため、三刺激値の誤差が低減されにくい。したがって、光検査装置１０の方が、従来の光検査装置より、色度値を適切に検査することができる。
【００８１】
図７は、本発明の実施の形態に係る光検査装置１０において、検査対象である発光製品を検査して得られた色度座標での色度値の誤差を示す図である。
【００８２】
色度値は色度座標（ｘ，ｙ）で表しており、横軸は、色度値ｘの真値と、光検査装置１０で求めた色度値ｘとの差である。縦軸は、色度値ｙの真値と、光検査装置１０で求めた色度値ｙとの差である。色度値ｘおよび色度値ｙの真値とは、光検査装置１０と比べて高精度に色度値を測定可能な分光測定装置で同一の発光製品を測定して得られた色度値である。プロットしてあるのは、光検査装置１０で特定の発光製品（サンプル数は１）を複数回検査（検査回数は５０回）して得られた色度値である。
【００８３】
図７に示す色度値の測定誤差は、色度値ｘは±０．００５０以内にすべて収まっており、色度値ｙも±０．００２０以内にほとんど収まっている。前述のように、人間の眼が識別可能な色度差は、±０．０１程度である。光検査装置１０では、色度値の誤差の最大値が、人間の眼が識別可能な色度差の半分以下になっていることがわかる。
【００８４】
光検査装置１０で色度値を適切に検査することができることを示すために、従来の光検査装置で同一の発光製品を検査して得られた発光製品光強度Ｒ（λ）を比例係数α（λ）を用いて校正し、検査結果の比較を行う。以下に、図１２〜図１４を参照しながら説明する。
【００８５】
従来の光検査装置においても光検査装置１０と同様に、図３に示す測定光強度Ｑ（λ）が得られたとする。従来の光検査装置では、比例係数α（λ）は前述の式（３）で求められる。比例係数α（λ）を用いて発光製品光強度Ｒ（λ）を校正して得られる校正後の光強度Ｒα（λ）は、前述の式（４）で表される。
【００８６】
図１２は、従来の光検査装置において、比例係数α（λ）が波長に依存する様子を示す図である。
【００８７】
図１３は、従来の光検査装置において、発光製品光強度Ｒ（λ）と、校正後の光強度Ｒα（λ）との関係を示す図である。
【００８８】
このようにして求めた校正後の光強度Ｒα（λ）から、前述の式（１ａ）〜式（１ｃ）、および式（２ａ），式（２ｂ）に基づいて色度値を演算する。
【００８９】
図１４は、従来の光検査装置において、検査対象である発光製品を測定した場合に得られた色度座標での色度値の誤差を示す図である。
【００９０】
色度値は色度座標（ｘ，ｙ）で表しており、横軸は、色度値ｘの真値と、従来の光検査装置で求めた色度値ｘとの差である。縦軸は、色度値ｙの真値と、従来の光検査装置で求めた色度値ｙとの差である。色度値ｘおよび色度値ｙの真値とは、従来の光検査装置と比べて高精度に色度値を測定可能な分光測定装置で同一の発光製品を測定して得られた色度値であり、図７での色度値ｘおよび色度値ｙの真値と同じ値である。図１４と、図７に示した光検査装置１０での検査結果とは、同一の発光製品（サンプル数は１）を同一回数検査（検査回数は５０回）して得られたもので、数値演算処理のみが異なる。
【００９１】
図１４に示す測定結果は、色度値ｘの誤差は＋０．００７０から−０．００４０までの範囲に、色度値ｙの誤差は＋０．０１６から−０．０１０までの範囲に分布しており、人間の眼が識別可能な色度差と同程度かそれより大きい誤差が生じてしまっている。
【００９２】
図６を図１４と比べると、本発明の実施の形態に係る光検査装置１０では色度値の誤差が大幅に低減していることがわかる。したがって、光検査装置１０は、従来の光検査装置と比べて、色度値を適切に検査することができると言える。
【００９３】
なお、上記の説明では、乗算定数Ａはすべての波長の範囲で波長によらず一定値であるとしたが、これに限定されるものではなく、波長の範囲を、たとえば、青色、緑色、赤色などのいくつかの波長の範囲に分けて、それぞれの波長の範囲で異なる乗算定数を用いてもよい。
【００９４】
また、基準光源の既知光強度Ｐ（λ）の最大値と基準光源の測定光強度Ｑ（λ）の最大値が一致するなど、測定光強度Ｑ（λ）の光強度の大きさを調整する必要がない場合には、乗算定数Ａを用いず、既知光強度Ｐ（λ）と測定光強度Ｑ（λ）の差分値を演算するだけでよい。そうすることで、発光製品の検査時に、乗算定数Ａを発光製品光強度Ｒ（λ）に波長ごとに乗算する演算処理が不要になるため、加算演算部１３３の演算処理量を減らすことができ、より高速に検査が可能な光検査装置１０を実現できる。
【００９５】
また、上記の説明では、既知光強度Ｐ（λ）の最大値と測定光強度Ｑ（λ）の最大値とが一致するように乗算定数Ａを求めたが、これに限定されるものではない。たとえば、既知光強度Ｐ（λ）の最小値と測定光強度Ｑ（λ）の最小値とが一致するように乗算定数Ａを求めてもよい。あるいは、任意の波長λｓにおける既知光強度Ｐ（λｓ）と測定光強度Ｑ（λｓ）とが一致するように、乗算定数Ａを求めてもよい。また、既知光強度Ｐ（λ）の光強度の平均値と測定光強度Ｑ（λ）の光強度の平均値とが一致するように乗算定数Ａを求めてもよい。
【００９６】
また、上記の説明では、式（９）に示したように、測定光強度Ｑ（λ）に乗算定数Ａを乗算して既知光強度Ｐ（λ）との差分値β（λ）を求めたが、これに限定されるものではない。乗算定数Ａは、測定光強度Ｑ（λ）と既知光強度Ｐ（λ）の光強度の大きさが一致するように任意に定めればよい。そのため、たとえば、以下の式（１２ａ）〜式（１２ｃ）で表されるように、測定光強度Ｑ（λ）ではなく既知光強度Ｐ（λ）に乗算定数Ａを乗算して、測定光強度Ｑ（λ）との差分値を演算してもよい。
【００９７】
Ａ＝Ｑ（λｑ）／Ｐ（λｐ）                                    ・・・（１２ａ）
β（λ）＝Ｑ（λ）−Ａ×Ｐ（λ）                              ・・・（１２ｂ）
Ｒβ（λ）＝Ａ×Ｒ（λ）＋β（λ）                            ・・・（１２ｃ）
あるいは、測定光強度Ｑ（λ）と既知光強度Ｐ（λ）に、それぞれ異なる乗算定数を乗算することで光強度の大きさを調整しても構わない。
【００９８】
また、上記の説明では、青色を放射する半導体素子と、青色の励起光を緑色や赤色に変換する蛍光体とを用いて白色を生成する場合について説明をしたが、これに限定されるものではない。
【００９９】
ところで、光検査装置の分光測定部１２は、受光部の材質などにより、一般に波長によって受光感度が異なる。
【０１００】
図８は、分光測定部１２の波長ごとの受光感度を示す図である。図８に示す関数ｄは、ある光検査装置の分光測定部の波長ごとの受光感度、関数ｅは、別の光検査装置の分光測定部の波長ごとの受光感度である。
【０１０１】
関数ｅは波長ごとの受光感度差が最大３倍程度あるのに対し、関数ｄは、関数ｅと比べると波長ごとの受光感度差が小さく、ほぼ一定であると言える。白色ＬＥＤのように、広い波長の範囲に光強度が分布している発光製品を検査する場合、関数ｄのように波長ごとの受光感度がほぼ一定である分光測定部を用いる方が、発光製品の色度値を高精度に検査することができる。
【０１０２】
（変形例）
本発明の実施の形態に係る光検査装置１０では、検査対象の発光製品光強度Ｒ（λ）を校正するにあたり、乗算定数Ａを乗算した後に差分値β（λ）を加算する場合を説明したが、これに限定されるものではない。分光測定部１２と校正部１３とを以下のように制御することで、乗算定数Ａを発光製品光強度Ｒ（λ）に乗算する演算処理を省略することができる。
【０１０３】
乗算定数演算部１３１は、既知光強度Ｐ（λ）の最大値と測定光強度Ｑ（λ）の最大値とが一致するように乗算定数Ａを求めると、受光部１２３に乗算定数Ａを送信する。受光部１２３は、受光素子（図示しない）の露光時間や増幅器（図示しない）の増幅率を乗算定数Ａに応じて変えることで出力電圧を調整する。
【０１０４】
この場合、加算演算部１３３が乗算定数Ａを乗算する演算処理が不要になり、加算演算部１３３の演算処理量を減らすことができる。したがって、より高速に検査が可能な光検査装置１０を実現できる。
【０１０５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０６】
１  光源、１０  光検査装置、１１  制御部、１２  分光測定部、１２１  導光部、１２２  分光部、１２３  受光部、１３  校正部、１３１  乗算定数演算部、１３２  差分演算部、１３３  加算演算部、１４  色度変換部、１５  判定部、１６  データ保管部、１６１  既知光強度保管部、１６２  校正係数保管部、１６２ａ  乗算定数保管部、１６２ｂ  差分保管部、１６３  検査基準保管部、１６４  判定結果保管部。
【図１】
2013152145.tif 000003
【図２】
2013152145.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2013152145.tif 000010
【図９】
2013152145.tif 000011
【図１０】
2013152145.tif 000012
【図１１】
2013152145.tif 000013
【図１２】
2013152145.tif 000014
【図１３】
2013152145.tif 000015
【図１４】
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