JP2012225858A - Inspection device for light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光装置の検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection device for a light emitting device.
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)。
Conventionally, light from an LED element is imaged, a video signal of the imaged light is converted into a digital signal, and the digital signal data is compared with a predetermined reference value to determine whether or not it is within a predetermined threshold range An inspection apparatus that inspects the display color or the like of the emitted light of the LED element by determining the above is known (for example, see Patent Document 1).
In addition, an inspection method is known in which an organic LED display is caused to emit light, two images are picked up by an imaging device, and luminance uniformity of the organic LED display is measured from the images (see, for example, Patent Document 2).
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)。 By the way, in recent years, the surface of the LED element is covered with a phosphor particle layer, and a white color is generated by a color mixture of light emitted from the LED element and light emitted from the phosphor particle layer after absorbing the light of the LED element and converting the wavelength. A light-emitting device that obtains system light is widely used (see, for example, Patent Document 3).
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。
In the light emitting device described in
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。 Therefore, an object of the present invention is to provide a light-emitting element inspection apparatus capable of simultaneously inspecting light emitted from the front surface of a light-emitting element and light emitted from a side surface of the light-emitting element.
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。
In order to solve the above problems, according to the present invention,
A light-emitting device inspection device that measures the luminance and chromaticity of light emitted from the front and side surfaces of a light-emitting element provided in the light-emitting device, and inspects the presence or absence of color unevenness of the emitted light,
A diffusing member installed opposite to the light emitting device and installed at a position where the light emitted from the front surface of the light emitting element and the light emitted from the side surface of the light emitting element can be separated and projected,
A light receiver for receiving the light projected on the diffusion member;
A control device for calculating brightness and chromaticity of light based on a light reception result by the light receiver;
An inspection apparatus for a light emitting device is provided.
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。 According to the present invention, the diffusion member is installed at a position where the light emitted from the front surface of the light emitting element and the light emitted from the side surface of the light emitting element can be separately projected, and the light projected on the diffusion member is Since a light receiving device is provided and a control device is provided for calculating the luminance and chromaticity of the received light, the luminance and chromaticity of the light emitted from the front surface of the light emitting element and the side surface of the light emitting element are emitted. The brightness and chromaticity of the light can be measured simultaneously. Thereby, it is possible to easily inspect whether or not color unevenness occurs in the emitted light of the light emitting device.
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。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated using drawing. However, although various technically preferable limitations for implementing the present invention are given to the embodiments described below, the scope of the invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.
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。
As shown in FIG. 1, the
The
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)。
The
In the present embodiment, a blue LED element is used as the
A
The
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。
The
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。
The
For example, a CCD camera is preferably used as the
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。
The
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。
The
The
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。
Next, a light emitting element inspection method using the
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)。
First, the
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)。
Next, the
Next, the light of the
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。
Imaging data of the imaged light of the
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。
Finally, the calculated brightness and chromaticity of the
Thereby, the inspection process by the
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。
According to the above embodiment, the diffusing
Further, the
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。
In addition, since the camera lens unit 21 of the
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。
In addition, the
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。
In the illustrated example, the
<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。
<
Next,
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。
The
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。
As shown in FIG. 5, the
Note that the surface of the
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。
As described above, according to the
<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。
<
Subsequently, a second modification of the
The
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。
The
In addition, the
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。
As described above, according to the
Further, since the
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
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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。 A light-emitting device inspection device that measures the luminance and chromaticity of light emitted from the front and side surfaces of a light-emitting element provided in the light-emitting device, and inspects the presence or absence of color unevenness of the emitted light,
A diffusing member installed opposite to the light emitting device and installed at a position where the light emitted from the front surface of the light emitting element and the light emitted from the side surface of the light emitting element can be separated and projected,
A light receiver for receiving the light projected on the diffusion member;
A control device for calculating brightness and chromaticity of light based on a light reception result by the light receiver;
An inspection apparatus for a light-emitting device, comprising:
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JP2020522323A (en) * | 2017-06-07 | 2020-07-30 | オミクロン−レーザーエイジ レーザープロダクト ゲーエムベーハー | Method and apparatus for calibrating the light source of a medical device |
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2011
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