JP2008070198A - Apparatus and method for measuring light radiation pattern of light-emitting body - Google Patents
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Description
本発明は、発光体の光放射パターン測定装置及び測定方法に関する。 The present invention relates to a light emission pattern measuring device and a measuring method for a light emitter.
有機EL素子等の面発光デバイスの場合、通常、その光放射パターン(配光パターン)が、ランバーシアン分布に近似されることが広く知られている。 In the case of a surface emitting device such as an organic EL element, it is widely known that the light emission pattern (light distribution pattern) is usually approximated to a Lambertian distribution.
この分布は、発光面の法線方向(正面方向とも称する)からの角度(放射角度と称する)θで定義できるため、例えばθ=0の法線方向のみに配置した検出器で発光面の輝度を測定した上で、次に示す分布式(1)に当て嵌めることにより、角度θにおける輝度(I)や、その空間的総和である光束の値の推定が可能であり、このような装置は、既に市販されている。 Since this distribution can be defined by an angle (referred to as a radiation angle) θ from the normal direction (also referred to as the front direction) of the light emitting surface, for example, the luminance of the light emitting surface with a detector disposed only in the normal direction of θ = 0. Is applied to the following distribution equation (1) to estimate the luminance (I) at the angle θ and the value of the luminous flux that is the spatial sum, such an apparatus: Is already commercially available.
I=Io cosθ …(1) I = Io cos θ (1)
ここで、Ioは、法線方向(正面方向:θ=0)への発光強度である。 Here, Io is the light emission intensity in the normal direction (front direction: θ = 0).
近年、発光素子は、そのエネルギー効率を改善するために、素子構造や素子で使用している材料に工夫が加えられ、光放射パターンが、ランバーシアン分布から外れて、例えば指向性が正面方向に強くなったり、或いは正面方向に弱くなったりする場合がある。このような場合、ランバーシアン分布を前提として推定した値は必ずしも正確な値を示さないことになる。 In recent years, in order to improve the energy efficiency of light-emitting elements, the device structure and materials used in the elements have been devised, and the light emission pattern deviates from the Lambertian distribution, for example, directivity is in the front direction. It may become strong or weak in the front direction. In such a case, the value estimated on the assumption of the Lambertian distribution does not necessarily indicate an accurate value.
一方、発光素子の光放射パターンを直接測定する方法も提案されている。例えば特許文献1には、図3に示すように、集光レンズ6側(即ち検知部側)を固定しておき、電気的発光素子3の発光部4を回転ステージ2で回転させて集光レンズ6に対する発光部4の配置角度を変位させつつ測定を行なうことが記載されており、このような装置も市販されている。
On the other hand, a method for directly measuring the light emission pattern of the light emitting element has also been proposed. For example, in Patent Document 1, as shown in FIG. 3, the condensing lens 6 side (that is, the detection unit side) is fixed, and the
図3から明らかなように、特許文献1に記載されている測定装置を含め、従来は、電気的発光素子3における発光部4のうち一部のみを検知(測定)していた。しかしながらこの方法は、後述する理由により測定結果が必ずしも正確な値とならない(同一条件下での比較ができない)という問題が存在することが判明した。
As is apparent from FIG. 3, conventionally, only a part of the
本発明はかかる問題点を解消し、発光体の配置角度に関わらず正確な光放射パターンを測定できる測定装置及びその方法を提供することをその課題としている。 It is an object of the present invention to provide a measuring apparatus and method for solving such problems and measuring an accurate light radiation pattern regardless of the arrangement angle of the light emitter.
本発明は、試験空間内に配置された発光体の光を検知するための検知手段と、該検知手段に対する前記発光体の配置角度を変位可能なステージユニットと、を備えた発光体の光放射パターン測定装置であって、前記発光体の配置角度に関わらず、常に、前記検知手段による検知域が前記発光体の発光部分全体を含むような構成とすることによって、上記課題を解決するものである。 The present invention relates to light emission of a light emitter comprising: detection means for detecting light of a light emitter arranged in a test space; and a stage unit capable of changing an arrangement angle of the light emitter relative to the detection means. In the pattern measuring device, the above-described problem is solved by adopting a configuration in which the detection area by the detection means always includes the entire light emitting portion of the light emitter regardless of the arrangement angle of the light emitter. is there.
発明者は、従来例のように電気的発光素子3における発光部4のうち一部のみを検知(測定)している場合に、回転ステージ2によって発光部4を有する電気的発光素子3を回転させると、配置角度によって実質的に検知(測定)している面積(発光部4の面積)が異なる(S5<S6<S7)ということを見出した。
The inventor rotates the
そこで発明者は、上記のような構成を採用することによって、発光体の配置角度が変位した場合でも、常に発光体(の発光部分)全体を検知できるようにして、配置角度によって実質的な検知範囲(検知面積)が変化してしまうことを防止している。 Therefore, the inventor adopts the above-described configuration so that even when the arrangement angle of the light emitter is displaced, the entire light emitter (the light emitting portion thereof) can always be detected, and the substantial detection is performed according to the arrangement angle. The range (detection area) is prevented from changing.
更に、前記試験空間内に配置された前記発光体の光を受光して、前記検知手段へと導く光ファイバを備え、前記発光体の配置角度に関わらず、常に、前記光ファイバによる受光域が前記発光体の発光部分全体を含んでいるような構成とすれば、試験空間と検知手段とを分離することが可能となる。これにより、例えば、試験空間内を特殊な条件下(暗室、高温・高圧等)にすることが容易となる。 Furthermore, an optical fiber that receives the light of the light emitter arranged in the test space and guides it to the detecting means is provided, and a light receiving area by the optical fiber is always provided regardless of the arrangement angle of the light emitter. If it is set as the structure which includes the whole light emission part of the said light-emitting body, it will become possible to isolate | separate test space and a detection means. Thereby, for example, it becomes easy to place the test space under special conditions (dark room, high temperature, high pressure, etc.).
又、前記検知手段をポリクロメータで構成すれば、発光体のスペクトルの放射角度依存性の測定が可能で、正確な輝度・色度座標の放射パターン特性の測定が可能になる。 If the detecting means is constituted by a polychromator, it is possible to measure the radiation angle dependency of the spectrum of the illuminant, and to accurately measure the radiation pattern characteristics of the luminance / chromaticity coordinates.
又、発光体として有機エレクトロルミネッセンス素子を測定すれば、有機エレクトロルミネッセン素子の特徴である視野角の広さ(光放射パターン特性)を簡易且つ正確に測定することが可能となる。 Further, when an organic electroluminescence element is measured as a light emitter, it is possible to easily and accurately measure the width of the viewing angle (light emission pattern characteristics) that is a feature of the organic electroluminescence element.
又、本発明は、見方を変えれば、試験空間内に配置された発光体の光を受光して前記試験空間外部へと導く光ファイバと、該光ファイバにより導かれた光を検知するための検知手段と、前記光ファイバに対する前記発光体の配置角度を変位可能なステージユニットと、を備えた測定装置を用いた発光体の光放射パターン測定方法であって、測定中常に、前記光ファイバによる受光域内に前記発光体の発光部分全体が含まれるように前記発光体の配置角度を変位させることを特徴とする発光体の光放射パターン測定方法として捉えることも可能である。 In another aspect of the present invention, an optical fiber that receives light from a light emitter disposed in the test space and guides the light to the outside of the test space, and light detected by the optical fiber is detected. A light emission pattern measuring method for a light emitter using a measuring device comprising a detecting means and a stage unit capable of displacing the arrangement angle of the light emitter with respect to the optical fiber, wherein the optical fiber always uses the optical fiber during measurement. It is also possible to grasp as a light emission pattern measurement method of a light emitter characterized in that the arrangement angle of the light emitter is displaced so that the entire light emitting portion of the light emitter is included in the light receiving area.
本発明を適用することにより、発光体の検知手段に対する配置角度に関わらず、光放射パターン(配光パターン)を正確に測定することができる。 By applying the present invention, the light emission pattern (light distribution pattern) can be accurately measured regardless of the arrangement angle of the light emitter with respect to the detection means.
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。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施形態の一例である光放射パターン測定装置100の全体構成図であり、図2は、本発明にかかる光放射パターン測定装置100の撮像域と発光体との関係を示した図である。 FIG. 1 is an overall configuration diagram of a light emission pattern measuring apparatus 100 as an example of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the relationship between an imaging area and a light emitter of the light radiation pattern measuring apparatus 100 according to the present invention. FIG.
光放射パターン測定装置100は、試験空間としての暗室114と、該暗室114内から外部へと光を導くことができる光ファイバ102と、当該光ファイバ102によって暗室114の外部へと導かれた光を検知するための検知手段(詳細は後述)と、当該測定装置全体を制御する制御PC140とを備えている。
The light emission pattern measuring apparatus 100 includes a dark room 114 as a test space, an
試験空間である暗室114の内部には、試験対象となる発光体150が配置される。この発光体150は、例えば、有機エレクトロルミネッセンス(以下単に「有機EL」という)素子を始め、LEDなど、様々な発光体が想定できる。有機EL素子の場合であれば、有機EL素子の特徴である視野角の広さ(光放射パターン特性)を簡易且つ正確に測定することが可能となる。暗室114内に配置される発光体は、Zステージ120及びXYステージ122によって正確な測定位置へと調整することが可能である。又、θステージ124によって、発光体の配置角度θ(後述する検知手段に対する配置角度θ)を自由に変位させることが可能となっている。又、暗室114の外部には直流電源130が設けられ、当該直流電源130から発光体150に対して電力が供給可能とされている。又、前述したZステージ120、XYステージ122、θステージ124は、ステージコントローラ126によって正確にコントロールされている。
Inside the dark room 114, which is a test space, a
暗室114内に配置された発光体150の発光面に対向するように、光ファイバ102が配設されている。この光ファイバ102は、例えば図示せぬホルダによって正確に位置決めされた上で固定されている。この光ファイバ102は、必要に応じて光学レンズなどを介して、暗室114内に配置された発光体150の発光部151全体を捉えることが可能とされている(図2参照)。即ち、発光体150の発光部151全体が光ファイバ102の受光域内となるように光ファイバ102が配置されている。
The
光ファイバ102は、シャッタ104を介してポリクロメータ108に接続されており、発光体150のスペクトル特性を制御PC140に伝達可能とされている。又、シャッタ104にはI/Oユニット106が接続されており、シャッタ104の開閉が制御されている。更にこのI/Oユニット106は、制御PC140によってコントロールされている。なお、前述したステージコントローラ126も当該制御PC140によってコントロールされている。
The
なお、本実施形態では、検知手段であるポリクロメータ108に加えて、シャッタ104、I/Oユニット106が一体となって全体として検知機構を構成している。
In this embodiment, the
次に光放射パターン測定装置100の作用について説明する。 Next, the operation of the light emission pattern measuring apparatus 100 will be described.
測定対象である発光体150を暗室114内に設置した後、Zステージ120及びXYステージ122によって発光体150を正確な測定位置へと調整する。又、θステージ124によって、光ファイバ102の入力側端面に対しての配置角度θが90°となるように(即ち、発光体150の真正面に光ファイバ102の入力側端面が存在するように)調整する。
After the illuminant 150 to be measured is installed in the dark room 114, the illuminant 150 is adjusted to an accurate measurement position by the
次に、直流電源130から発光体150に対して電力を供給し、当該発光体150を発光させる。この段階では、シャッタ104は閉じられている。続いてシャッタ104を開くと共に、θステージ124を稼動させることによって発光体150の配置角度θを徐々に変位させつつ(例えば±90°)、所定の配置角度θ(例えば1°ずつ)毎に発光体150の発光強度を測定する。全ての配置角度θにおいて発光強度を測定すれば、発光体150の光放射パターン(配光パターン)としてのデータを取得することができる。
Next, electric power is supplied from the
このとき、当該光放射パターン測定装置100においては、光ファイバ102の受光域(ポリクロメータ108の検知域)αが、常に、発光体150の発光部151全体を捉えている。即ち、図2(A)に示したように、発光体150の発光部151の配置角度θが0°の状態で、発光部151全体が光ファイバ102の受光域α内に収まっている。又、図2(B)に示すように、発光部151の配置角度θが45°である場合にも、受光域αの中に発光部151全体が収まっている。更に図2(C)に示すように、発光部151の配置角度θが60°の場合にも、受光域α内に発光部151全体が収まっている。
At this time, in the light emission pattern measuring apparatus 100, the light receiving area (detection area of the polychromator 108) α of the
このように、発光体150(の発光部151)の配置角度θに関わらず、常に、発光体150の発光部151が受光域α内に存在していることによって、実質的に測定している発光部151の面積が変化することはなく(S1=S2=S3)、同一条件下での正確な測定が可能となる。
As described above, the measurement is made substantially by the fact that the
なお、本実施形態においては、試験空間と検知手段とを光ファイバによって接続することで、物理的に分離して構成していた。このような構成を採用することによって、試験空間内を特殊な条件下(暗室、高温・高圧等)にすることが容易となっていた。又、試験空間や検知手段のそれぞれの設計自由度が大きくなるというメリットも備えている。もちろん、光ファイバを用いずに試験空間と検知手段とが一体的な構成を採用することを可能である。 In the present embodiment, the test space and the detection means are physically separated by connecting with an optical fiber. By adopting such a configuration, it was easy to make the test space into special conditions (dark room, high temperature, high pressure, etc.). In addition, there is a merit that the design freedom of each of the test space and the detection means is increased. Of course, it is possible to adopt a configuration in which the test space and the detection means are integrated without using an optical fiber.
本発明は、有機ELをはじめ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、電子ペーパー等の所謂フラットディスプレイパネル等の発光体の光放射パターンの測定はもちろん、その他にも、指向性の強い発光体(例えばLEDなど)の光放射パターン測定装置として広く利用することができる。 The present invention not only measures the light emission pattern of light emitters such as so-called flat display panels such as organic EL, liquid crystal displays, plasma displays, and electronic paper, but also has a highly directional light emitter (such as an LED). ) Can be widely used as a light radiation pattern measuring device.
100…光放射パターン(配光パターン)測定装置
102…光ファイバ
104…シャッタ
106…I/Oユニット
108…ポリクロメータ(検知手段)
114…暗室(試験空間)
120…Zステージ
122…XYステージ
124…θステージ
126…ステージコントローラ
130…直流電源
140…制御用PC
150…発光体(有機EL素子)
θ…配置角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Light emission pattern (light distribution pattern) measuring
114 ... Dark room (test space)
120 ...
150 .. Light emitter (organic EL element)
θ ... Arrangement angle
Claims (5)
前記発光体の配置角度に関わらず、常に、前記検知手段による検知域が前記発光体の発光部分全体を含んでいる
ことを特徴とする発光体の光放射パターン測定装置。 A light emission pattern measuring device for a light emitter, comprising: a detection means for detecting light of a light emitter arranged in a test space; and a stage unit capable of displacing an arrangement angle of the light emitter relative to the detection means. There,
Regardless of the arrangement angle of the light emitter, the detection area by the detection means always includes the entire light emitting portion of the light emitter.
更に、前記試験空間内に配置された前記発光体の光を受光して、前記検知手段へと導く光ファイバを備え、
前記発光体の配置角度に関わらず、常に、前記光ファイバによる受光域が前記発光体の発光部分全体を含んでいる
ことを特徴とする発光体の光放射パターン測定装置。 In claim 1,
Furthermore, an optical fiber that receives the light of the light emitter disposed in the test space and guides it to the detection means,
Regardless of the arrangement angle of the light emitter, the light receiving area by the optical fiber always includes the entire light emitting portion of the light emitter.
前記検知手段がポリクロメータである
ことを特徴とする発光体の光放射パターン測定装置。 In claim 1 or 2,
The light emitting pattern measuring device for a light emitter, wherein the detecting means is a polychromator.
前記発光体が有機エレクトロルミネッセンス素子である
ことを特徴とする発光体の光放射パターン測定装置。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
The said light-emitting body is an organic electroluminescent element. The light emission pattern measuring device of a light-emitting body characterized by the above-mentioned.
測定中常に、前記光ファイバによる受光域内に前記発光体の発光部分全体が含まれるように前記発光体の配置角度を変位させる
ことを特徴とする発光体の光放射パターン測定方法。 An optical fiber that receives light from a light emitter disposed in the test space and guides the light to the outside of the test space, detection means for detecting the light guided by the optical fiber, and the light emitter for the optical fiber A stage unit capable of displacing the arrangement angle of the light emitting pattern measurement method of the illuminant using a measuring device comprising:
The method of measuring a light emission pattern of a light emitter, wherein the arrangement angle of the light emitter is displaced so that the entire light emitting portion of the light emitter is always included in a light receiving area of the optical fiber during measurement.
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JP2006248203A JP2008070198A (en) | 2006-09-13 | 2006-09-13 | Apparatus and method for measuring light radiation pattern of light-emitting body |
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Cited By (2)
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US8396385B2 (en) | 2009-04-20 | 2013-03-12 | Ricoh Company, Ltd. | Toner-density calculating method, reflective optical sensor, and image forming apparatus |
US8467065B2 (en) | 2009-08-24 | 2013-06-18 | Ricoh Company, Limited | Reflective optical sensor and image forming apparatus |
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2006
- 2006-09-13 JP JP2006248203A patent/JP2008070198A/en active Pending
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