JP3421299B2 - 輝度の視野角依存性ならびに場所依存性測定装置及びその測定方法 - Google Patents
輝度の視野角依存性ならびに場所依存性測定装置及びその測定方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はノートＰＣ（パソコ
ン）、携帯端末等に用いられる液晶表示装置あるいはそ
の半製品を対象とし、その放射光輝度の角度依存及び場
所依存性を同時に測定する装置及びその方法に関する。
ン）、携帯端末等に用いられる液晶表示装置あるいはそ
の半製品を対象とし、その放射光輝度の角度依存及び場
所依存性を同時に測定する装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の放射角度輝度分布測定装置とし
て、例えば特開平６−９４５１５号公報に記載されたよ
うな図１５，図１６，図１７の装置がある。図１５中、
４１はＬＣＤ（Liquid Crystal Display，液晶表示）
パネル、４１ａは発光領域である画素、４２は光源、４
３は光強度測定器を表している。図１６中、４４は設置
台、４５はレンズ、４６はＣＣＤアレイを、図１７中、
４７はＣＣＤ（Charge Couple Device，電荷結合素
子）を表している。なお、本明細書で同じ参照符号を使
用したものは同じもの又は相当するものを表している。
て、例えば特開平６−９４５１５号公報に記載されたよ
うな図１５，図１６，図１７の装置がある。図１５中、
４１はＬＣＤ（Liquid Crystal Display，液晶表示）
パネル、４１ａは発光領域である画素、４２は光源、４
３は光強度測定器を表している。図１６中、４４は設置
台、４５はレンズ、４６はＣＣＤアレイを、図１７中、
４７はＣＣＤ（Charge Couple Device，電荷結合素
子）を表している。なお、本明細書で同じ参照符号を使
用したものは同じもの又は相当するものを表している。
【０００３】図１５の従来装置では、放射角度輝度分布
は、光源４２からの光が当っているＬＣＤパネル４１上
の画素４１ａが放射する光を、画素４１ａを中心として
円周方向に光強度測定器４３を回転させて、測定する放
射角度に対応した位置で放射光の輝度を光強度測定器４
３で測定することにより、輝度分特性を得ている。
は、光源４２からの光が当っているＬＣＤパネル４１上
の画素４１ａが放射する光を、画素４１ａを中心として
円周方向に光強度測定器４３を回転させて、測定する放
射角度に対応した位置で放射光の輝度を光強度測定器４
３で測定することにより、輝度分特性を得ている。
【０００４】図１６の従来装置では、画素４１ａの放射
光はレンズ４５によって平行光線に換えられ、ＣＣＤア
レイ４６に入射する。画素４１ａの放射方向依存特性
は、ＣＣＤアレイ４３上の位置依存性として得られる。
光はレンズ４５によって平行光線に換えられ、ＣＣＤア
レイ４６に入射する。画素４１ａの放射方向依存特性
は、ＣＣＤアレイ４３上の位置依存性として得られる。
【０００５】図１５，図１６の輝度の角度分布測定装置
は、輝度の角度分布特性を測定することが目的である
が、液晶表示装置の製造工場では、発光領域の線欠陥や
表示ムラを評価するための測定装置として、図１７の輝
度分布測定装置が広く使用されている。図１７ではＬＣ
Ｄパネル４１の画素４１ａから出た光をレンズ４５でＣ
ＣＤ４６上に集光する。
は、輝度の角度分布特性を測定することが目的である
が、液晶表示装置の製造工場では、発光領域の線欠陥や
表示ムラを評価するための測定装置として、図１７の輝
度分布測定装置が広く使用されている。図１７ではＬＣ
Ｄパネル４１の画素４１ａから出た光をレンズ４５でＣ
ＣＤ４６上に集光する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図１５の従来装置は、
角度分解能が、光強度測定器４３の入射側のレンズ口径
で決まり、分解能を上げるためには、上記レンズ口径を
小さくする必要があった。また図１６の従来装置では、
ＣＣＤアレイ４６を動かす必要がなく簡便ではあるが、
分解能を上げるため、ＣＣＤの画素密度を上げると、一
画素に入射する光の強度が減少するという問題点があ
る。また広い範囲の視野角依存性を求めるためには大口
径のレンズを必要とし、測定装置が高価なものになって
しまうため現実的ではない。
角度分解能が、光強度測定器４３の入射側のレンズ口径
で決まり、分解能を上げるためには、上記レンズ口径を
小さくする必要があった。また図１６の従来装置では、
ＣＣＤアレイ４６を動かす必要がなく簡便ではあるが、
分解能を上げるため、ＣＣＤの画素密度を上げると、一
画素に入射する光の強度が減少するという問題点があ
る。また広い範囲の視野角依存性を求めるためには大口
径のレンズを必要とし、測定装置が高価なものになって
しまうため現実的ではない。
【０００７】さらに、図１７の従来装置は、ＣＣＤ４７
上に結像するＬＣＤパネルの各画素の情報に、角度依存
性が含まれているため、正確な情報が得られないという
問題点が存在する。すなわち、ＬＣＤパネルから出射さ
れる光の強度に角度依存性があるために、画素間の輝度
ムラを評価するためには同じ方向に放射した光で評価す
ることが理想であるが、図１７の装置では、ＣＣＤ４７
に入射する液晶パネルの周辺部の情報は中心部からＣＣ
Ｄに入射する情報と比較して斜め方向に出射した光の情
報が大きく寄与している。そのため、たとえ輝度の出射
角度分布が中心と周辺で同一であっても図１７の従来装
置ではＬＣＤパネル４１の中心と周辺で異なったＣＣＤ
出力になる可能性があり、図１７の従来装置は輝度ムラ
の評価装置として改善すべき課題を有している。
上に結像するＬＣＤパネルの各画素の情報に、角度依存
性が含まれているため、正確な情報が得られないという
問題点が存在する。すなわち、ＬＣＤパネルから出射さ
れる光の強度に角度依存性があるために、画素間の輝度
ムラを評価するためには同じ方向に放射した光で評価す
ることが理想であるが、図１７の装置では、ＣＣＤ４７
に入射する液晶パネルの周辺部の情報は中心部からＣＣ
Ｄに入射する情報と比較して斜め方向に出射した光の情
報が大きく寄与している。そのため、たとえ輝度の出射
角度分布が中心と周辺で同一であっても図１７の従来装
置ではＬＣＤパネル４１の中心と周辺で異なったＣＣＤ
出力になる可能性があり、図１７の従来装置は輝度ムラ
の評価装置として改善すべき課題を有している。
【０００８】本発明は、分解能をあげるためにＣＣＤの
画素密度を上げた場合に、集光装置によりＣＣＤの１画
素に集光される光をなるべく多してＣＣＤの感度低下を
防止すると共に、集光装置の集光作用に起因する測定精
度の低下を防止して、角度分解能を向上することを目的
とする。分解能を落すことのない、輝度角度分布測定装
置及び測定方法を提供することを目的とする。また、発
光領域と集光用レンズもしくは集光用反射鏡との位置関
係が変化した場合において補正して、正確なデータが得
られる測定装置および方法を提供することを目的とす
る。
画素密度を上げた場合に、集光装置によりＣＣＤの１画
素に集光される光をなるべく多してＣＣＤの感度低下を
防止すると共に、集光装置の集光作用に起因する測定精
度の低下を防止して、角度分解能を向上することを目的
とする。分解能を落すことのない、輝度角度分布測定装
置及び測定方法を提供することを目的とする。また、発
光領域と集光用レンズもしくは集光用反射鏡との位置関
係が変化した場合において補正して、正確なデータが得
られる測定装置および方法を提供することを目的とす
る。
【０００９】また、集光装置の集光用レンズまたは反射
鏡等の光学素子及び撮像装置を移動する機構を設けるこ
とによって、従来使用された大口径のレンズの使用を不
要とし、使用する撮像デバイスの数をなるべく減らした
測定装置を提供することを目的とする。また、角度依存
性の情報をパネル上のある位置に対してのみ得るのでは
なく、データ処理によってすべての画素についての放射
角度依存特性データを得ることができ、任意の角度方向
から見た場合のパネルの欠陥や輝度ムラが精度良く評価
できるための測定装置を提供することを目的とする。
鏡等の光学素子及び撮像装置を移動する機構を設けるこ
とによって、従来使用された大口径のレンズの使用を不
要とし、使用する撮像デバイスの数をなるべく減らした
測定装置を提供することを目的とする。また、角度依存
性の情報をパネル上のある位置に対してのみ得るのでは
なく、データ処理によってすべての画素についての放射
角度依存特性データを得ることができ、任意の角度方向
から見た場合のパネルの欠陥や輝度ムラが精度良く評価
できるための測定装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、測定対象物面上における発光領域の放射
方向の光を集光装置で集光し、集光された光の実像を撮
像装置の受光面で結像させ、集光装置、撮像装置及び測
定対象物を相対的に移動させることにより発光領域にお
ける輝度の視野角依存性ならびに場所依存性を測定する
輝度の視野角依存性ならびに場所依存性測定装置及びそ
の測定方法測定装置において、発光領域から放射された
光を受光する集光装置の受光光学素子面を発光領域から
見込む立体角を所定の値に保持しながら移動させる機構
と、撮像装置を発光領域の実像を形成する位置に配置し
て、撮像装置を集光装置の移動にともなって移動させる
機構と、測定対象物面上の発光画素領域からレーザ光を
前記受光光学素子の光軸から傾けて、集光装置を介して
撮像装置に結像させた光を測定することにより、前記受
光光学素子の光軸からの角度を変数とする集光関数をあ
らかじめ導出し、この導出された集光装置の集光関数を
記憶する記憶領域と、撮像装置により測定された発光領
域の輝度視野角依存データと集光関数とに基づいて発光
領域の視野角依存データを演算する回路装置と、測定対
象の特性、特性分布及び評価結果を表示する表示装置と
を具備した構成とする。
に、本発明は、測定対象物面上における発光領域の放射
方向の光を集光装置で集光し、集光された光の実像を撮
像装置の受光面で結像させ、集光装置、撮像装置及び測
定対象物を相対的に移動させることにより発光領域にお
ける輝度の視野角依存性ならびに場所依存性を測定する
輝度の視野角依存性ならびに場所依存性測定装置及びそ
の測定方法測定装置において、発光領域から放射された
光を受光する集光装置の受光光学素子面を発光領域から
見込む立体角を所定の値に保持しながら移動させる機構
と、撮像装置を発光領域の実像を形成する位置に配置し
て、撮像装置を集光装置の移動にともなって移動させる
機構と、測定対象物面上の発光画素領域からレーザ光を
前記受光光学素子の光軸から傾けて、集光装置を介して
撮像装置に結像させた光を測定することにより、前記受
光光学素子の光軸からの角度を変数とする集光関数をあ
らかじめ導出し、この導出された集光装置の集光関数を
記憶する記憶領域と、撮像装置により測定された発光領
域の輝度視野角依存データと集光関数とに基づいて発光
領域の視野角依存データを演算する回路装置と、測定対
象の特性、特性分布及び評価結果を表示する表示装置と
を具備した構成とする。
【００１１】上記集光装置の受光光学素子を１個若しく
は複数のレンズ又は凹面鏡とし、更に集光装置が受光光
学素子とする平面反射鏡又は凹面反射鏡とこれらいずれ
かの反射鏡から反射された光を集光するレンズとを含む
構成としても良い。
は複数のレンズ又は凹面鏡とし、更に集光装置が受光光
学素子とする平面反射鏡又は凹面反射鏡とこれらいずれ
かの反射鏡から反射された光を集光するレンズとを含む
構成としても良い。
【００１２】又、発光領域から集光装置の受光光学素子
の受光面、受光光学素子を構成するレンズ若しくは反射
鏡を見込む立体角が集光装置の入射面の移動によって変
動する場合には、発光領域から受光面の中心に向いた方
向の依存性として得られた撮像装置出力を集光装置の受
光光学素子の受光面が特定の位置にある時の立体角の相
対値で割ることによって補正する回路を追加する構成に
すると良い。
の受光面、受光光学素子を構成するレンズ若しくは反射
鏡を見込む立体角が集光装置の入射面の移動によって変
動する場合には、発光領域から受光面の中心に向いた方
向の依存性として得られた撮像装置出力を集光装置の受
光光学素子の受光面が特定の位置にある時の立体角の相
対値で割ることによって補正する回路を追加する構成に
すると良い。
【００１３】本発明の輝度の視野角依存性並びに場所依
存性の測定方法は、測定対象物面上における発光領域の
放射方向の光を集光装置で集光し、撮像装置の受光面で
発光領域の実像を結像させて、集光装置及び測定対象物
を移動させることにより発光領域の輝度の視野角依存性
並びに場所依存性の測定方法であって、発光領域から放
射された光を受光する集光装置の前記受光光学素子の受
光面を発光領域から見込む立体角を所定の値に保ちなが
ら移動させるとともに、撮像装置も集光装置の移動に伴
って、発光領域の実像を形成する位置に移動させて発光
領域の輝度を測定し、撮像装置により測定された発光領
域の輝度視野角依存データと、測定対象物面上の発光領
域からレーザ光を前記受光光学素子の光軸から傾けて、
集光装置を介して撮像装置に結像させた光を測定するこ
とにより、前記受光光学素子の光軸からの角度を変数と
する集光関数をあらかじめ導出し、この導出された集光
関数とに基づいて発光領域の視野角依存データを演算し
て測定する方法である。
存性の測定方法は、測定対象物面上における発光領域の
放射方向の光を集光装置で集光し、撮像装置の受光面で
発光領域の実像を結像させて、集光装置及び測定対象物
を移動させることにより発光領域の輝度の視野角依存性
並びに場所依存性の測定方法であって、発光領域から放
射された光を受光する集光装置の前記受光光学素子の受
光面を発光領域から見込む立体角を所定の値に保ちなが
ら移動させるとともに、撮像装置も集光装置の移動に伴
って、発光領域の実像を形成する位置に移動させて発光
領域の輝度を測定し、撮像装置により測定された発光領
域の輝度視野角依存データと、測定対象物面上の発光領
域からレーザ光を前記受光光学素子の光軸から傾けて、
集光装置を介して撮像装置に結像させた光を測定するこ
とにより、前記受光光学素子の光軸からの角度を変数と
する集光関数をあらかじめ導出し、この導出された集光
関数とに基づいて発光領域の視野角依存データを演算し
て測定する方法である。
【００１４】本発明の上記方法において、発光領域から
集光装置の受光光学素子の受光面を見込む立体角が集光
装置の受光光学素子受光面の移動によって変動する場合
には、発光領域から受光面の中心に向いた方向の依存性
として得られた撮像装置出力を集光装置の受光光学素子
の受光面が特定の位置にある時の立体角の相対値で割る
ことによって補正するステップを追加すと良い。
集光装置の受光光学素子の受光面を見込む立体角が集光
装置の受光光学素子受光面の移動によって変動する場合
には、発光領域から受光面の中心に向いた方向の依存性
として得られた撮像装置出力を集光装置の受光光学素子
の受光面が特定の位置にある時の立体角の相対値で割る
ことによって補正するステップを追加すと良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を説明する前に、
図２〜図５により本発明の測定原理を説明する。簡単の
ために一次元関数で説明する。図２において、ＬＣＤパ
ネル１面に対する法線方向からθ傾いた角度方向をθの
方向と定義すると、発光領域（画素）２から角度依存性
を持った放射光強度ｇ(θ)が、θの方向に配置された集
光関数ｌ(θ)（ｌ：アルファヘ゛ットのＬの小文字）のレンズ４
によって発光領域２の実像をＣＣＤ５上に結像すると
き、ＣＣＤ５の測定出力ｒ(θ)は次の（１）式で表され
る。ただし、＊は重畳積分を表す。式中の集光関数ｌ
(θ)の定義及び実測から求める方法は後述する。
図２〜図５により本発明の測定原理を説明する。簡単の
ために一次元関数で説明する。図２において、ＬＣＤパ
ネル１面に対する法線方向からθ傾いた角度方向をθの
方向と定義すると、発光領域（画素）２から角度依存性
を持った放射光強度ｇ(θ)が、θの方向に配置された集
光関数ｌ(θ)（ｌ：アルファヘ゛ットのＬの小文字）のレンズ４
によって発光領域２の実像をＣＣＤ５上に結像すると
き、ＣＣＤ５の測定出力ｒ(θ)は次の（１）式で表され
る。ただし、＊は重畳積分を表す。式中の集光関数ｌ
(θ)の定義及び実測から求める方法は後述する。
【数１】
【００１６】重畳積分＊は、畳み込みまたは接合積（Ｃ
ＯＮＶＯＬＵＴＩＯＮ）とも言われ、その定義は例え
ば、岩波全書 NO.229、森口繁一他著「数学公式２(級数
・フーリエ解析)」岩波書店(1957),第２６５頁に記載さ
れているとおりである。また、光の変調成分がレンズを
通過した後の結像位置において、レンズの広がり関数
(上記の集光関数に相当)との重畳積分が行われること
は、例えば文献：S.G. Chamberlain他 ＩＥＥＥ Transa
ction ＥＤ−２５ pp.145-154(1978)に記載されてい
る。
ＯＮＶＯＬＵＴＩＯＮ）とも言われ、その定義は例え
ば、岩波全書 NO.229、森口繁一他著「数学公式２(級数
・フーリエ解析)」岩波書店(1957),第２６５頁に記載さ
れているとおりである。また、光の変調成分がレンズを
通過した後の結像位置において、レンズの広がり関数
(上記の集光関数に相当)との重畳積分が行われること
は、例えば文献：S.G. Chamberlain他 ＩＥＥＥ Transa
ction ＥＤ−２５ pp.145-154(1978)に記載されてい
る。
【００１７】ここで言う集光関数の定義は、次のような
ものである。すなわち、発光領域からの光をレンズ等の
光学系で実像位置に結像させる時、基準となる方向（輝
度を測定する方向）と角度θをなす方向の光のエネルギ
ーが、実像位置に集光される相対的な割合とする。例え
ば、光源とレンズの距離及びレンズの径で決まるある角
度範囲（δ）内の光がすべて実像位置に集光するなら
ば、ｌ(θ)は次の（２）式で表せる。
ものである。すなわち、発光領域からの光をレンズ等の
光学系で実像位置に結像させる時、基準となる方向（輝
度を測定する方向）と角度θをなす方向の光のエネルギ
ーが、実像位置に集光される相対的な割合とする。例え
ば、光源とレンズの距離及びレンズの径で決まるある角
度範囲（δ）内の光がすべて実像位置に集光するなら
ば、ｌ(θ)は次の（２）式で表せる。
【数２】
【００１８】また、レンズの周辺で、レンズ表面で反射
されるなどの理由でレンズを透過しない光の成分が存在
する場合には、ｌ(θ)は例えば次の（３）式で近似でき
る。但しσは定数である。
されるなどの理由でレンズを透過しない光の成分が存在
する場合には、ｌ(θ)は例えば次の（３）式で近似でき
る。但しσは定数である。
【数３】
【００１９】（１）式の両辺のフーリエ変換を行なえば
次の（４），（５）式の関係が得られる。ここで、２つ
の関数の重畳積分をフーリエ変換すると、それぞれの関
数におけるフーリエ変換の積になることは、フーリエ変
換の重要な定理であって、上記岩波全書No.229の同一箇
所においても「たたみこみの定理」として記載されてい
る。ただし、Ｆ[r(θ)]は r(θ)のフーリエ変換を表し
ている。
次の（４），（５）式の関係が得られる。ここで、２つ
の関数の重畳積分をフーリエ変換すると、それぞれの関
数におけるフーリエ変換の積になることは、フーリエ変
換の重要な定理であって、上記岩波全書No.229の同一箇
所においても「たたみこみの定理」として記載されてい
る。ただし、Ｆ[r(θ)]は r(θ)のフーリエ変換を表し
ている。
【数４】
【００２０】ｇ(θ)はＦ[ｇ(θ)]の逆フーリエ変換であ
るから、（５）式を逆フーリエ変換する次の（６）式で
ｇ(θ)は求められる。ただし、Ｆ-1[ ]は［ ］内の
式の逆フーリエ変換を表わしている。（６）式により、
ＣＣＤの実測値ｒ(θ)とレンズの集光関数ｌ(θ)とか
ら、レンズの集光効果を除去した輝度分布ｇ(θ)を求め
ることができる。
るから、（５）式を逆フーリエ変換する次の（６）式で
ｇ(θ)は求められる。ただし、Ｆ-1[ ]は［ ］内の
式の逆フーリエ変換を表わしている。（６）式により、
ＣＣＤの実測値ｒ(θ)とレンズの集光関数ｌ(θ)とか
ら、レンズの集光効果を除去した輝度分布ｇ(θ)を求め
ることができる。
【数５】
【００２１】次に、レンズの集光関数 ｌ(θ) の導出方
法を述べる。図３は、レーザ光源９の位置の実像が、レ
ンズ４によってＣＣＤ５の受光面上のＣＣＤ素子６に結
像している。レーザ光源９を傾けることにより、レーザ
光１０はレンズ光軸からの角度θ内で方向を変えること
ができる。レンズ４の集光関数ｌ(θ)は上記のθの角度
でレンズに入射する光の透過率であるから、ＣＣＤ出力
の上記レーザ光の角度θ依存性を測定することによって
求められる。
法を述べる。図３は、レーザ光源９の位置の実像が、レ
ンズ４によってＣＣＤ５の受光面上のＣＣＤ素子６に結
像している。レーザ光源９を傾けることにより、レーザ
光１０はレンズ光軸からの角度θ内で方向を変えること
ができる。レンズ４の集光関数ｌ(θ)は上記のθの角度
でレンズに入射する光の透過率であるから、ＣＣＤ出力
の上記レーザ光の角度θ依存性を測定することによって
求められる。
【００２２】これは数学的には（４）式の輝度分布ｇ
(θ)がδ関数（ディラックのデルタ関数）である場合に
近似でき、δ関数のフーリエ変換が定数（前記岩波全
書、第２７３頁参照）であるから次の（７），（８）式
が成立する。（８）式により、図３の輝度実測値ｒ(θ)
からレンズの集光関数ｌ(θ)のθ依存性が求められる。
更に、正面方向のレンズ透過率の絶対値測定から、ｌ
(θ)の値が決定される。
(θ)がδ関数（ディラックのデルタ関数）である場合に
近似でき、δ関数のフーリエ変換が定数（前記岩波全
書、第２７３頁参照）であるから次の（７），（８）式
が成立する。（８）式により、図３の輝度実測値ｒ(θ)
からレンズの集光関数ｌ(θ)のθ依存性が求められる。
更に、正面方向のレンズ透過率の絶対値測定から、ｌ
(θ)の値が決定される。
【数６】
【００２３】図４はレンズ集光関数を求めた演算例であ
る。図３のレーザ光源９による放射光が、図４（ａ）の
輝度分布が非常に狭い角度範囲（レーザ光源９からレン
ズ４をみる角度範囲）で、ＣＣＤが受光する測定出力
ｒ（θ）は図４（ｂ）の分布でで測定される。図４
（ｃ）に示したレンズの集光関数 ｌ（θ）は図４
（ｂ）の測定データと同一の形状をしていることが判
る。
る。図３のレーザ光源９による放射光が、図４（ａ）の
輝度分布が非常に狭い角度範囲（レーザ光源９からレン
ズ４をみる角度範囲）で、ＣＣＤが受光する測定出力
ｒ（θ）は図４（ｂ）の分布でで測定される。図４
（ｃ）に示したレンズの集光関数 ｌ（θ）は図４
（ｂ）の測定データと同一の形状をしていることが判
る。
【００２４】図５はレンズの集光関数ｌ（θ）を使用し
て輝度分布を演算して求めた例を示す。例えば、ある発
光領域の角度依存の輝度分布ｇ(θ)が、図５（a）に示
した分布で、集光関数 ｌ(θ)が図５（b）であるレンズ
を集光装置として使用したとき、ＣＣＤ測定出力は図５
（ｃ）のようになまった輝度分布になる。これは、レン
ズがある角度範囲内の光を集めて、これをＣＣＤに入射
するからである。しかし、レンズの集光関数 ｌ(θ)が
図５（ｂ）のように分かっていれば、（６）式の演算に
よって図５（ｄ）の輝度分布ｇ’（θ)が求まる。これ
は図５（a）の輝度分布と同一の分布特性を示してい
る。このように（６）式の演算によると、レンズの集光
作用に起因する輝度分布の測定精度の低下を無くして、
輝度分布が正確に求められることが分かる。
て輝度分布を演算して求めた例を示す。例えば、ある発
光領域の角度依存の輝度分布ｇ(θ)が、図５（a）に示
した分布で、集光関数 ｌ(θ)が図５（b）であるレンズ
を集光装置として使用したとき、ＣＣＤ測定出力は図５
（ｃ）のようになまった輝度分布になる。これは、レン
ズがある角度範囲内の光を集めて、これをＣＣＤに入射
するからである。しかし、レンズの集光関数 ｌ(θ)が
図５（ｂ）のように分かっていれば、（６）式の演算に
よって図５（ｄ）の輝度分布ｇ’（θ)が求まる。これ
は図５（a）の輝度分布と同一の分布特性を示してい
る。このように（６）式の演算によると、レンズの集光
作用に起因する輝度分布の測定精度の低下を無くして、
輝度分布が正確に求められることが分かる。
【００２５】図６は本発明の測定装置の模式図を示して
いる。４ＬＭはレンズ，ミラー等光学系の集光装置で、
１１はＣＣＤ５等の撮像装置を移動させる撮像装置移動
機構、１２は集光装置４ＬＭを移動させる集光装置移動
機構、１３はステージ移動機構、１４は光源制御装置、
１５は駆動制御装置、１６はＡ／Ｄ変換装置、１７は入
力制御装置、１８はメモリ、１９は表示装置、２０はデ
ータ処理装置を表している。
いる。４ＬＭはレンズ，ミラー等光学系の集光装置で、
１１はＣＣＤ５等の撮像装置を移動させる撮像装置移動
機構、１２は集光装置４ＬＭを移動させる集光装置移動
機構、１３はステージ移動機構、１４は光源制御装置、
１５は駆動制御装置、１６はＡ／Ｄ変換装置、１７は入
力制御装置、１８はメモリ、１９は表示装置、２０はデ
ータ処理装置を表している。
【００２６】データ処理装置２０は、Ｆ［ｒ（θ）］及
びＦ［ｌ（θ）］のフーリエ変換を行うフーリエ変換演
算回路２１、Ｆ［ｒ（θ）］／Ｆ［ｌ（θ）］の商演算
を行う商演算回路２２、Ｆ-1［Ｆ［ｒ（θ）］／Ｆ［ｌ
（θ）］］の逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換演算
回路２３，求められた輝度分布演算値ｇ(θ)を評価する
評価回路２４を具備している。メモリ１８は、集光関数
ｌ（θ），入光補正量Ω（０）／Ω（θ）を記憶し、撮
像装置の輝度測定データｒ（ｘ，ｙ，θ），輝度分布演
算値ｇ（θ），その評価値を記憶する。表示装置１８
は、メモリに記憶された量を表示し、ＬＣＤパネル１等
の測定対象物の製造工程での特性検査及び原因究明に際
して利用する。なお、データ処理装置として、ＣＰＵを
使用しても良い。
びＦ［ｌ（θ）］のフーリエ変換を行うフーリエ変換演
算回路２１、Ｆ［ｒ（θ）］／Ｆ［ｌ（θ）］の商演算
を行う商演算回路２２、Ｆ-1［Ｆ［ｒ（θ）］／Ｆ［ｌ
（θ）］］の逆フーリエ変換を行う逆フーリエ変換演算
回路２３，求められた輝度分布演算値ｇ(θ)を評価する
評価回路２４を具備している。メモリ１８は、集光関数
ｌ（θ），入光補正量Ω（０）／Ω（θ）を記憶し、撮
像装置の輝度測定データｒ（ｘ，ｙ，θ），輝度分布演
算値ｇ（θ），その評価値を記憶する。表示装置１８
は、メモリに記憶された量を表示し、ＬＣＤパネル１等
の測定対象物の製造工程での特性検査及び原因究明に際
して利用する。なお、データ処理装置として、ＣＰＵを
使用しても良い。
【００２７】図７は本発明の測定方法例をフロー図で示
している。図６，図７により本発明の動作を説明する。
駆動制御装置１５は指令ｘ，ｙ，φにより、ステージ３
上の測定対象物（ＬＣＤパネル等）の発光領域座標
（ｘ，ｙ）又は該座標に対する回転角φをステージ移動
機構１３に指令する。ステージ移動機構１３はステージ
３を移動、回転させて、測定する発光領域（画素）を位
置決めする。発光領域の位置決め後、輝度分布を測定す
る角度θを集光装置移動機構１２に角度θを指令し、集
光装置移動装置１２は測定対象物上の発光領域の法線か
らの角度（視野角度）がθの測定位置に集光装置４ＬＭ
を移動させる。同じく、撮像装置移動機構１１も角度θ
の指令を受けて発光領域の実像が結像する位置に撮像装
置５を移動させる。
している。図６，図７により本発明の動作を説明する。
駆動制御装置１５は指令ｘ，ｙ，φにより、ステージ３
上の測定対象物（ＬＣＤパネル等）の発光領域座標
（ｘ，ｙ）又は該座標に対する回転角φをステージ移動
機構１３に指令する。ステージ移動機構１３はステージ
３を移動、回転させて、測定する発光領域（画素）を位
置決めする。発光領域の位置決め後、輝度分布を測定す
る角度θを集光装置移動機構１２に角度θを指令し、集
光装置移動装置１２は測定対象物上の発光領域の法線か
らの角度（視野角度）がθの測定位置に集光装置４ＬＭ
を移動させる。同じく、撮像装置移動機構１１も角度θ
の指令を受けて発光領域の実像が結像する位置に撮像装
置５を移動させる。
【００２８】撮像装置５は、角度θ付近の集光装置によ
り集光された光を受光し、これを電気信号に変換して出
力し、Ａ／Ｄ変換装置１６はこれをデジタル信号に変換
する。入力制御装置１７はこれを測定データｒ（ｘ，
ｙ，θ）としてメモリ１８に送り、メモリ１８はこれを
記憶する。（以上、ステップＳ１）
り集光された光を受光し、これを電気信号に変換して出
力し、Ａ／Ｄ変換装置１６はこれをデジタル信号に変換
する。入力制御装置１７はこれを測定データｒ（ｘ，
ｙ，θ）としてメモリ１８に送り、メモリ１８はこれを
記憶する。（以上、ステップＳ１）
【００２９】次に、別の角度θに対応する位置に集光装
置４ＬＭ，撮像装置５を移動させ、更に、ステージ３を
Ｘ方向，Ｙ方向に移動させ、又は角度φ回転させて、別
の角度θの、別の発光領域の放射光輝度を撮像装置５で
測定する。（ステップＳ３）輝度分布を測定する測定点
における放射光の測定が全て終了すると輝度分布を求め
る演算処理に移行する。（ステップＳ２）
置４ＬＭ，撮像装置５を移動させ、更に、ステージ３を
Ｘ方向，Ｙ方向に移動させ、又は角度φ回転させて、別
の角度θの、別の発光領域の放射光輝度を撮像装置５で
測定する。（ステップＳ３）輝度分布を測定する測定点
における放射光の測定が全て終了すると輝度分布を求め
る演算処理に移行する。（ステップＳ２）
【００３０】メモリ１８から測定データｒ（θ），集光
装置の集光関数ｌ（θ）を読み取り、フーリエ変換演算
回路２１によりｒ（θ），ｌ（θ）をフーリエ変換し
（ステップＳ４）、商演算回路２２でＦ［ｒ（θ）］／
Ｆ［ｌ（θ）］を演算し（ステップＳ５）、逆フーリエ
変換演算回路２３によりＦ-1［Ｆ［ｒ（θ）］／Ｆ［ｌ
（θ）］］を演算して輝度分布ｇ（θ）を求める。（ス
テップＳ６） この演算を（ｘ，ｙ，φ）の位置データを変更して全測
定点データについて演算する。（ステップＳ７，Ｓ８）
装置の集光関数ｌ（θ）を読み取り、フーリエ変換演算
回路２１によりｒ（θ），ｌ（θ）をフーリエ変換し
（ステップＳ４）、商演算回路２２でＦ［ｒ（θ）］／
Ｆ［ｌ（θ）］を演算し（ステップＳ５）、逆フーリエ
変換演算回路２３によりＦ-1［Ｆ［ｒ（θ）］／Ｆ［ｌ
（θ）］］を演算して輝度分布ｇ（θ）を求める。（ス
テップＳ６） この演算を（ｘ，ｙ，φ）の位置データを変更して全測
定点データについて演算する。（ステップＳ７，Ｓ８）
【００３１】なお、集光装置４ＬＭの位置の移動によ
り、発光領域から集光装置に入射する光量が変動する場
合は、入射量の変動に対して補正する入光補正量Ω
（０）／Ω（θ）を測定データｒ（θ）に乗じて、フー
リエ変換演算回路２１でフーリエ変換する。（詳しくは
後述する。）
り、発光領域から集光装置に入射する光量が変動する場
合は、入射量の変動に対して補正する入光補正量Ω
（０）／Ω（θ）を測定データｒ（θ）に乗じて、フー
リエ変換演算回路２１でフーリエ変換する。（詳しくは
後述する。）
【００３２】演算により得られた被評価領域の輝度分布
ｇ（θ）を視野角特性として、撮像装置の受光面での実
像情報を前記特定領域の近傍の特性分布として表示装置
１９に表示する。（ステップＳ９） さらに、被評価領域でのｇ（θ）を視野角特性として評
価しきい値と比較し、被評価領域での同じ視野角の輝度
を比較して輝度むらを検査評価することにより、被評価
領域での発光領域（画素）に欠陥があるかどうか判断
し、これらを表示装置１９に表示する。（ステップＳ１
０）
ｇ（θ）を視野角特性として、撮像装置の受光面での実
像情報を前記特定領域の近傍の特性分布として表示装置
１９に表示する。（ステップＳ９） さらに、被評価領域でのｇ（θ）を視野角特性として評
価しきい値と比較し、被評価領域での同じ視野角の輝度
を比較して輝度むらを検査評価することにより、被評価
領域での発光領域（画素）に欠陥があるかどうか判断
し、これらを表示装置１９に表示する。（ステップＳ１
０）
【００３３】［実施例１］次に、本発明の実施例につい
て説明する。図１（ａ）には、本発明の実施例１に相当
する輝度分布測定装置の鳥瞰図が示され、図１(b)には
ステージ部の断面図が示されている。図１(a)中、１は
測定対象物であるＬＣＤパネル、２は発光領域である液
晶画素、３はＬＣＤパネルを移動させるステージ、４は
集光装置の受光・集光光学素子であるレンズ、５は撮像
装置であるＣＣＤ装置、６はＣＣＤ素子、７は発光領域
（ＬＣＤ画素）２の放射光を表している。図１(ｂ)中、
８は光源を表している。
て説明する。図１（ａ）には、本発明の実施例１に相当
する輝度分布測定装置の鳥瞰図が示され、図１(b)には
ステージ部の断面図が示されている。図１(a)中、１は
測定対象物であるＬＣＤパネル、２は発光領域である液
晶画素、３はＬＣＤパネルを移動させるステージ、４は
集光装置の受光・集光光学素子であるレンズ、５は撮像
装置であるＣＣＤ装置、６はＣＣＤ素子、７は発光領域
（ＬＣＤ画素）２の放射光を表している。図１(ｂ)中、
８は光源を表している。
【００３４】図１(a)のＣＣＤ５は、ＬＣＤパネル１の
画素２の座標（ｘ，ｙ）に対応するＣＣＤ素子６
（ｘ’，ｙ’）エリア内に、レンズ４による画素２の実
像が結像するように配置されている。発光領域である画
素２の光軸上に対応するＣＣＤ素子である。図１(a)の
実施例１では、レンズ４は集光装置移動装置１２により
ステージ平面と平行に（Ｌ方向）、輝度を測定する角度
θの例えばθａ，θｂに対応した位置に移動するが、Ｃ
ＣＤ素子６のエリア内にＬＣＤパネル上の画素２の実像
を結ばせるためにＣＣＤ５も、撮像装置移動装置１１に
よりステージ平面とほぼ平行に（Ｓ方向）移動される。
両者の移動距離は異なる。
画素２の座標（ｘ，ｙ）に対応するＣＣＤ素子６
（ｘ’，ｙ’）エリア内に、レンズ４による画素２の実
像が結像するように配置されている。発光領域である画
素２の光軸上に対応するＣＣＤ素子である。図１(a)の
実施例１では、レンズ４は集光装置移動装置１２により
ステージ平面と平行に（Ｌ方向）、輝度を測定する角度
θの例えばθａ，θｂに対応した位置に移動するが、Ｃ
ＣＤ素子６のエリア内にＬＣＤパネル上の画素２の実像
を結ばせるためにＣＣＤ５も、撮像装置移動装置１１に
よりステージ平面とほぼ平行に（Ｓ方向）移動される。
両者の移動距離は異なる。
【００３５】しかし、本発明では、ＣＣＤ（撮像装置）
上に液晶パネルの実像を結ばせた状態でレンズ（集光装
置）とＣＣＤを移動するということが必要条件であっ
て、例えば後述する他の実施例からも明らかなように、
ＣＣＤ５，レンズ４がステージ３と平行に移動すること
に限定されない。
上に液晶パネルの実像を結ばせた状態でレンズ（集光装
置）とＣＣＤを移動するということが必要条件であっ
て、例えば後述する他の実施例からも明らかなように、
ＣＣＤ５，レンズ４がステージ３と平行に移動すること
に限定されない。
【００３６】ＬＣＤパネルの輝度分布ｇ(θ)は（６）式
から求めることができる。被評価領域（測定画素）から
レンズを見込む角度の変化がわずかな場合には、レンズ
が基準の方向（例えばθ＝０の場合）の集光関数ｌ(θ)
で各θにおける集光関数ｌ(θ)を近似的に使用しても実
用上差し支えない。
から求めることができる。被評価領域（測定画素）から
レンズを見込む角度の変化がわずかな場合には、レンズ
が基準の方向（例えばθ＝０の場合）の集光関数ｌ(θ)
で各θにおける集光関数ｌ(θ)を近似的に使用しても実
用上差し支えない。
【００３７】測定系の機構の都合上、ＣＣＤから測定さ
れるデータの角度θの範囲が限られている場合、例え
ば、−β＜θ＜βの場合、それ以外の角度領域における
測定データｒ(θ)の値は得られないが、フーリエ変換の
計算において、未測定領域の放射光の値がどうであって
も、−β＋α＜θ＜β−α の範囲での放射輝度の値は
正確に求めることができる。ここで、αは図２，図３に
示すようにレンズの半径に相当する角度範囲である。
れるデータの角度θの範囲が限られている場合、例え
ば、−β＜θ＜βの場合、それ以外の角度領域における
測定データｒ(θ)の値は得られないが、フーリエ変換の
計算において、未測定領域の放射光の値がどうであって
も、−β＋α＜θ＜β−α の範囲での放射輝度の値は
正確に求めることができる。ここで、αは図２，図３に
示すようにレンズの半径に相当する角度範囲である。
【００３８】また、図１(ａ)の実施例では、レンズ４が
移動する従い、ＣＣＤ５は、その面上にパネルの実像が
結ばれるという条件を保持しながら移動する。従って、
ＣＣＤ上の座標（ｘ’，ｙ’）における信号量は、常に
ＬＣＤパネル上のある座標の情報を反映していることに
なり、レンズ４の移動領域で決定される範囲内のあらゆ
る角度方向での放射光の情報を、ＬＣＤパネルのすべて
の画素座標について得ることができる。
移動する従い、ＣＣＤ５は、その面上にパネルの実像が
結ばれるという条件を保持しながら移動する。従って、
ＣＣＤ上の座標（ｘ’，ｙ’）における信号量は、常に
ＬＣＤパネル上のある座標の情報を反映していることに
なり、レンズ４の移動領域で決定される範囲内のあらゆ
る角度方向での放射光の情報を、ＬＣＤパネルのすべて
の画素座標について得ることができる。
【００３９】更に、図１（ａ）のステージ３をステージ
移動機構１３により回転（角度φ）させると、ＣＣＤ
５、レンズ４の移動機構は一方向の往復で良いという、
機構設計上の利点がある。
移動機構１３により回転（角度φ）させると、ＣＣＤ
５、レンズ４の移動機構は一方向の往復で良いという、
機構設計上の利点がある。
【００４０】［実施例２］図８には、本発明の実施例２
に相当する輝度分布装置が鳥瞰図で示されている。図８
中、測定対象点である発光領域２からレンズ４を見込む
角が一定のまま集光装置移動機構１２により受光・集光
光学素子のレンズ４は発光領域２を中心に回転移動（Ｌ
方向）され、それに伴ってＣＣＤ５も撮像装置移動機構
１１により発光領域２を中心にＣＣＤ５上に発光領域の
実像を形成したまま回転（Ｓ方向）移動される例であ
る。ＬＣＤパネル１の発光領域２の輝度分布ｇ(θ)は、
実施例１と同様に（６）式から求めるが、その際の角度
θの集光関数 ｌ(θ)は、図６のような、発光領域から
レンズを見込む角度は一定なので、レンズ４の位置に関
わりなく一定であり、測定データの精度が高い。
に相当する輝度分布装置が鳥瞰図で示されている。図８
中、測定対象点である発光領域２からレンズ４を見込む
角が一定のまま集光装置移動機構１２により受光・集光
光学素子のレンズ４は発光領域２を中心に回転移動（Ｌ
方向）され、それに伴ってＣＣＤ５も撮像装置移動機構
１１により発光領域２を中心にＣＣＤ５上に発光領域の
実像を形成したまま回転（Ｓ方向）移動される例であ
る。ＬＣＤパネル１の発光領域２の輝度分布ｇ(θ)は、
実施例１と同様に（６）式から求めるが、その際の角度
θの集光関数 ｌ(θ)は、図６のような、発光領域から
レンズを見込む角度は一定なので、レンズ４の位置に関
わりなく一定であり、測定データの精度が高い。
【００４１】更に、図８のステージ３をステージ移動機
構１３により回転（角度φ）させると、ＣＣＤ５、レン
ズ４の移動機構は一方向の往復で良いという、機構設計
上の利点がある。
構１３により回転（角度φ）させると、ＣＣＤ５、レン
ズ４の移動機構は一方向の往復で良いという、機構設計
上の利点がある。
【００４２】［実施例３］実施例１では、発光領域２か
らレンズ４を見込む角度がレンズ４の移動にともない変
化している。しかしこの場合にも次に述べる輝度の補正
を行なうことによって、より精度の高い評価を行なうこ
とができる。
らレンズ４を見込む角度がレンズ４の移動にともない変
化している。しかしこの場合にも次に述べる輝度の補正
を行なうことによって、より精度の高い評価を行なうこ
とができる。
【００４３】図１(a)中、レンズの位置を法線からの角
度θで表した時、レンズの位置がθaの時のＣＣＤ出力
をＰ0、その時のレンズを見込む立体角をΩ0（単位：ス
テラジアン）とし、レンズの位置がθbの時のＣＣＤ出
力をＰ1、その時のレンズ４の受光面を見込む立体角を
Ω1とした時、 レンズ位置θaを基準とした場合におけ
るＣＣＤ出力Ｐ1の補正後の値Ｐ1’は、次の（９）式で
表せる。この（９）式により、見込み角Ωの減少によ
る、レンズ４に入射する光量の減少の補正が行われ、測
定の精度が向上する。なお、立体角については、例えば
寺沢寛一著「自然科学者のための数学概論（増訂版）」
岩波書店(1983)，第１０８頁〜第１１１頁を参照された
い。
度θで表した時、レンズの位置がθaの時のＣＣＤ出力
をＰ0、その時のレンズを見込む立体角をΩ0（単位：ス
テラジアン）とし、レンズの位置がθbの時のＣＣＤ出
力をＰ1、その時のレンズ４の受光面を見込む立体角を
Ω1とした時、 レンズ位置θaを基準とした場合におけ
るＣＣＤ出力Ｐ1の補正後の値Ｐ1’は、次の（９）式で
表せる。この（９）式により、見込み角Ωの減少によ
る、レンズ４に入射する光量の減少の補正が行われ、測
定の精度が向上する。なお、立体角については、例えば
寺沢寛一著「自然科学者のための数学概論（増訂版）」
岩波書店(1983)，第１０８頁〜第１１１頁を参照された
い。
【数７】
【００４４】この補正方法は、図１(a)の実施例に限定
されず、発光領域に対する集光装置４ＬＭの１個又は複
数のレンズ、反射鏡等の受光光学素子の見込み角が測定
中に変化する場合には、有効である。
されず、発光領域に対する集光装置４ＬＭの１個又は複
数のレンズ、反射鏡等の受光光学素子の見込み角が測定
中に変化する場合には、有効である。
【００４５】［実施例４］図９には、本発明の実施例４
に相当する輝度分布測定装置の鳥瞰図が示されている。
図９中の２５は平面又は凹面反射鏡を表している。図９
の集光装置は、平面又は凹面反射鏡２５とレンズ４とを
含んでいる。この実施例では、平面又は凹面反射鏡２５
が集光光学素子である。ＣＣＤ５は、ＬＣＤパネル１上
の発光領域２の画素座標（ｘ，ｙ）の実像が、反射鏡２
５及びレンズ４によって、ＣＣＤ受光面上の画素座標
（ｘ，ｙ）に対応するＣＣＤ素子６（ｘ’，ｙ’）エリ
ア内に結像するように配置される。放射光の角度のθ
ａ，θｂに対応して反射鏡２５が集光装置移動機構１２
により移動回転（Ｍ方向）されるが、レンズ４及びＣＣ
Ｄ５は移動させなくてもよい例である。
に相当する輝度分布測定装置の鳥瞰図が示されている。
図９中の２５は平面又は凹面反射鏡を表している。図９
の集光装置は、平面又は凹面反射鏡２５とレンズ４とを
含んでいる。この実施例では、平面又は凹面反射鏡２５
が集光光学素子である。ＣＣＤ５は、ＬＣＤパネル１上
の発光領域２の画素座標（ｘ，ｙ）の実像が、反射鏡２
５及びレンズ４によって、ＣＣＤ受光面上の画素座標
（ｘ，ｙ）に対応するＣＣＤ素子６（ｘ’，ｙ’）エリ
ア内に結像するように配置される。放射光の角度のθ
ａ，θｂに対応して反射鏡２５が集光装置移動機構１２
により移動回転（Ｍ方向）されるが、レンズ４及びＣＣ
Ｄ５は移動させなくてもよい例である。
【００４６】ＬＣＤパネルの発光領域の輝度分布ｇ(θ)
は、実施例１と同じく（６）式から求められる。この実
施例の集光関数 ｌ(θ)は、評価箇所である発光領域
（ｘ，ｙ）から放射された光に対する、反射鏡２５での
反射率と、レンズ４での透過率との積が、反射鏡２５中
心と評価箇所・画素座標（ｘ，ｙ）とを結ぶ直線からの
角度ずれθが変化した場合のθ依存性である。しかし、
上記反射率，レンズの透過率ともに１であると近似して
も実質的になんら問題なく、ｌ(θ)は（２）式に示した
ような矩形の関数で近似できる。この実測は図３に示し
たようにレーザ光を用いて行なう。
は、実施例１と同じく（６）式から求められる。この実
施例の集光関数 ｌ(θ)は、評価箇所である発光領域
（ｘ，ｙ）から放射された光に対する、反射鏡２５での
反射率と、レンズ４での透過率との積が、反射鏡２５中
心と評価箇所・画素座標（ｘ，ｙ）とを結ぶ直線からの
角度ずれθが変化した場合のθ依存性である。しかし、
上記反射率，レンズの透過率ともに１であると近似して
も実質的になんら問題なく、ｌ(θ)は（２）式に示した
ような矩形の関数で近似できる。この実測は図３に示し
たようにレーザ光を用いて行なう。
【００４７】［実施例５］図１０には、本発明の実施例
５に相当する輝度分布測定装置の鳥瞰図が示されてい
る。実施例４のＣＣＤ５が移動されないのに対して、こ
の実施例５では、ＣＣＤ５は反射鏡２５の角度θａ，θ
ｂの移動回転（Ｍ方向）に対応して、撮像移動機構１１
により直線移動（Ｓ方向）させられる例である。この実
施例５は、レンズ４等の光学設計の自由度が増すという
利点がある。
５に相当する輝度分布測定装置の鳥瞰図が示されてい
る。実施例４のＣＣＤ５が移動されないのに対して、こ
の実施例５では、ＣＣＤ５は反射鏡２５の角度θａ，θ
ｂの移動回転（Ｍ方向）に対応して、撮像移動機構１１
により直線移動（Ｓ方向）させられる例である。この実
施例５は、レンズ４等の光学設計の自由度が増すという
利点がある。
【００４８】［実施例６］図１１には、実施例６に相当
する輝度分布測定装置の鳥瞰図が示されている。実施例
５では、反射鏡又は凹面反射鏡２５がＬＣＤの真上に近
い場所の角度θが小さい領域においては発光領域（画
素）２に対応するＣＣＤ素子６のエリア内に結像集光レ
ンズ４を使用しても画素に対応するＣＣＤ素子６のエリ
ア内に結像しにくい。このため、この領域に移動する
と、反射鏡又は凹面反射鏡２５をγ角度方向に傾けてや
や回転させ、放射光の反射方向をＣＣＤ５の方向に向け
て、発光領域（画素）２に対応するＣＣＤ素子６のエリ
ア内に結像させるようにした実施例である。図９の実施
例４においても、角度θが小さい領域で反射鏡又は凹面
反射鏡２５を傾けることにより、角度θが小さい領域で
も正確に輝度を測定できる。
する輝度分布測定装置の鳥瞰図が示されている。実施例
５では、反射鏡又は凹面反射鏡２５がＬＣＤの真上に近
い場所の角度θが小さい領域においては発光領域（画
素）２に対応するＣＣＤ素子６のエリア内に結像集光レ
ンズ４を使用しても画素に対応するＣＣＤ素子６のエリ
ア内に結像しにくい。このため、この領域に移動する
と、反射鏡又は凹面反射鏡２５をγ角度方向に傾けてや
や回転させ、放射光の反射方向をＣＣＤ５の方向に向け
て、発光領域（画素）２に対応するＣＣＤ素子６のエリ
ア内に結像させるようにした実施例である。図９の実施
例４においても、角度θが小さい領域で反射鏡又は凹面
反射鏡２５を傾けることにより、角度θが小さい領域で
も正確に輝度を測定できる。
【００４９】［実施例７］図１２には、本発明の実施例
７に相当する輝度分布測定装置の鳥瞰図が示されてい
る。図中２６は凹面反射鏡を表している。図９の実施例
６における集光装置の反射鏡２５を凹面反射鏡２６に代
え、この凹面反射鏡２６を受光・集光光学素子とするこ
とにより、レンズ４を省略した例である。この実施例７
のように 凹面反射鏡２６を使用した場合には、集光用
のレンズが省略できるという利点がある。この実施例に
おける集光装置の集光関数ｌ（θ）は凹面反射鏡２６の
角度θに対する反射率特性で表せる。
７に相当する輝度分布測定装置の鳥瞰図が示されてい
る。図中２６は凹面反射鏡を表している。図９の実施例
６における集光装置の反射鏡２５を凹面反射鏡２６に代
え、この凹面反射鏡２６を受光・集光光学素子とするこ
とにより、レンズ４を省略した例である。この実施例７
のように 凹面反射鏡２６を使用した場合には、集光用
のレンズが省略できるという利点がある。この実施例に
おける集光装置の集光関数ｌ（θ）は凹面反射鏡２６の
角度θに対する反射率特性で表せる。
【００５０】［実施例８］図１３には、本発明の実施例
７に相当する輝度分布測定装置の鳥瞰図が示されてい
る。ここでは凹面反射鏡２６が移動し（Ｍ方向）、ＬＣ
Ｄパネル１の真上に近い場所に来た時に、ＣＣＤの位置
を移動（Ｓ方向）させてＬＣＤパネル１に近づけてい
る。これは、測定角度θが小さくなった場合にも、反射
光をＣＣＤ５の画素に対応するエリア内に確実に受光で
きるという利点がある。この方法は、図９の実施例４に
対しても図１３と同様にレンズとＣＣＤをＬＣＤパネル
に近づけるという構成が適用できる。
７に相当する輝度分布測定装置の鳥瞰図が示されてい
る。ここでは凹面反射鏡２６が移動し（Ｍ方向）、ＬＣ
Ｄパネル１の真上に近い場所に来た時に、ＣＣＤの位置
を移動（Ｓ方向）させてＬＣＤパネル１に近づけてい
る。これは、測定角度θが小さくなった場合にも、反射
光をＣＣＤ５の画素に対応するエリア内に確実に受光で
きるという利点がある。この方法は、図９の実施例４に
対しても図１３と同様にレンズとＣＣＤをＬＣＤパネル
に近づけるという構成が適用できる。
【００５１】次に、本発明の集光装置、撮像装置を移動
させる移動機構について説明する。図１４は、図１のよ
うな実施例の集光装置、撮像装置を移動させる集光装置
・撮像装置移動機構例を示している。図１４中、３１は
レンズ移動用レール、３２はレンズ移動用ガイド、３３
はレンズ保持機、３４はレンズ用アーム、３５はＣＣＤ
移動用レール、３６はＣＣＤ移動用ガイド、３７はＣＣ
Ｄアーム、３８はＣＣＤ保持機、３９はレンズ４及びＣ
ＣＤ５の移動を制御するコントローラを表している。こ
の例では、コントローラ３９はＣＣＤ５の測定出力を得
て入力制御装置に出力する機能も有している。ガイド３
２及び３６はそれぞれレール３１，３５の上をコントロ
ーラ３９の指令を受けて移動する。移動に伴い、ガイド
３２，３６はアーム３４，３７をコントローラ３９の指
示で回転させる機能を有する。
させる移動機構について説明する。図１４は、図１のよ
うな実施例の集光装置、撮像装置を移動させる集光装置
・撮像装置移動機構例を示している。図１４中、３１は
レンズ移動用レール、３２はレンズ移動用ガイド、３３
はレンズ保持機、３４はレンズ用アーム、３５はＣＣＤ
移動用レール、３６はＣＣＤ移動用ガイド、３７はＣＣ
Ｄアーム、３８はＣＣＤ保持機、３９はレンズ４及びＣ
ＣＤ５の移動を制御するコントローラを表している。こ
の例では、コントローラ３９はＣＣＤ５の測定出力を得
て入力制御装置に出力する機能も有している。ガイド３
２及び３６はそれぞれレール３１，３５の上をコントロ
ーラ３９の指令を受けて移動する。移動に伴い、ガイド
３２，３６はアーム３４，３７をコントローラ３９の指
示で回転させる機能を有する。
【００５２】図８〜図１３の実施例においても、集光装
置におけるレンズ、反射鏡のいずれか又は両者と撮像装
置とを、所定の測定角度θの変動に対応させて、それぞ
れの移動方向、それぞれの位置に移動させる機構を図１
４と同じような機構で構成することができる。
置におけるレンズ、反射鏡のいずれか又は両者と撮像装
置とを、所定の測定角度θの変動に対応させて、それぞ
れの移動方向、それぞれの位置に移動させる機構を図１
４と同じような機構で構成することができる。
【００５３】
【発明の効果】上述のように、本発明による輝度分布測
定装置及び測定方法は、集光装置における集光用レンズ
透過率の入射角依存性、反射鏡反射率の入射角依存性の
いずれか又は両者（集光関数）を事前に測定しておくこ
とによって、集光装置を使用した測定データを補正する
ことができるので、集光装置を効果的に使用でき、充分
な感度と精度をもった輝度および角度分布が得られる。
また、発光領域と集光用レンズもしくは集光用反射鏡と
の位置関係が変化した場合でも、これに対する光量の変
動を事前に計算することにより、これに対する放射光変
動の補正が可能で、輝度及び角度分布が正確に求められ
る。
定装置及び測定方法は、集光装置における集光用レンズ
透過率の入射角依存性、反射鏡反射率の入射角依存性の
いずれか又は両者（集光関数）を事前に測定しておくこ
とによって、集光装置を使用した測定データを補正する
ことができるので、集光装置を効果的に使用でき、充分
な感度と精度をもった輝度および角度分布が得られる。
また、発光領域と集光用レンズもしくは集光用反射鏡と
の位置関係が変化した場合でも、これに対する光量の変
動を事前に計算することにより、これに対する放射光変
動の補正が可能で、輝度及び角度分布が正確に求められ
る。
【００５４】また、集光用レンズまたは反射鏡を移動す
る機構を設けることによって、大口径のレンズを不要と
し、使用する撮像デバイスの数を最小限にすることがで
きる。さらに、角度依存性の情報を表示（ＬＣＤ）パネ
ル上のある発光領域（画素）の位置に対してのみ得るの
ではなく、すべての発光領域（画素）についての輝度お
よび角度分布を得ることができ、また、評価領域での任
意の角度方向から見た場合における表示パネルの欠陥や
輝度ムラを精度良く検出できるので、表示パネルを正確
に検査評価することができ、加えて、これらの結果を表
示装置で表示して、表示パネルの検査評価を容易に実施
することができる。
る機構を設けることによって、大口径のレンズを不要と
し、使用する撮像デバイスの数を最小限にすることがで
きる。さらに、角度依存性の情報を表示（ＬＣＤ）パネ
ル上のある発光領域（画素）の位置に対してのみ得るの
ではなく、すべての発光領域（画素）についての輝度お
よび角度分布を得ることができ、また、評価領域での任
意の角度方向から見た場合における表示パネルの欠陥や
輝度ムラを精度良く検出できるので、表示パネルを正確
に検査評価することができ、加えて、これらの結果を表
示装置で表示して、表示パネルの検査評価を容易に実施
することができる。
【図１】 本発明の実施例を説明する図である。
【図２】 本発明の原理を説明する図である。
【図３】 本発明に使用する集光関数の導出方法を説
明する図である。
明する図である。
【図４】 集光関数の導出例を示す図である。
【図５】 本発明の原理による演算例を示す図であ
る。
る。
【図６】 本発明の測定装置の模式図である。
【図７】 本発明の測定方法及び評価方法を概念的に
説明するフロー図である。
説明するフロー図である。
【図８】 本発明の他の実施例を説明する図である。
【図９】 反射鏡，レンズを含む集光装置を使用した
本発明の実施例を説明する図である。
本発明の実施例を説明する図である。
【図１０】 反射鏡，レンズを含む集光装置を使用した
他の実施例を説明する図である。
他の実施例を説明する図である。
【図１１】 反射鏡，レンズを含む集光装置を使用した
他の実施例の変形例を説明する図である。
他の実施例の変形例を説明する図である。
【図１２】 凹面反射鏡を含む集光装置を使用した実施
例を説明する図である。
例を説明する図である。
【図１３】 凹面反射鏡を含む集光装置を使用した他の
実施例を説明する図である。
実施例を説明する図である。
【図１４】 本発明の集光装置，撮像装置の移動機構を
１例で説明する図である。
１例で説明する図である。
【図１５】 第１の従来例を説明する図である。
【図１６】 第２の従来例を説明する図である。
【図１７】 第３の従来例を説明する図である。
１ ＬＣＤパネル
２ 発光領域
３ ステージ
４ レンズ
４ＭＬ 集光装置
５ ＣＣＤ（撮像装置）
６ ＣＣＤ素子
１１ 撮像装置移動機構
１２ 集光装置移動機構
１３ ステージ移動機構
１５ 駆動制御装置
１８ メモリ
１９ 表示装置
２０ データ処理装置
２１ フーリエ変換演算回路
２２ 商演算回路
２３ 逆フーリエ変換演算回路
２４ 評価回路
２５ 平面又は凹面反射鏡
２６ 凹面反射鏡
ｇ（θ） 輝度分布
ｒ（θ） ＣＣＤ測定データ
ｌ（θ） 集光装置の集光関数
Ω（０）／Ω（θ） レンズ入光補正量
フロントページの続き
(72)発明者 古瀬 智明
熊本県熊本市黒髪２−39−１ 熊本大学
大学院自然科学研究科内
(72)発明者 廣瀬 諭
熊本県菊池郡西合志町御代志997 株式
会社アドバンスト・ディスプレイ内
(56)参考文献 特開 平７−128186（ＪＰ，Ａ)
特開2000−19012（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−318880（ＪＰ，Ａ)
特開2000−81368（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−54349（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01J 1/00 - 1/06
G01J 1/38
G01J 1/42
G01M 11/00
G01N 21/84 - 21/958
G02F 1/13 101
G09F 9/00 352
G09G 3/18
G09G 3/20 670
G09G 3/36
Claims (6)
- 【請求項１】 測定対象物面上における発光領域の放射
方向の光を集光装置で集光し、集光された光の実像を撮
像装置の受光面で結像させ、集光装置、撮像装置及び測
定対象物を相対的に移動させることにより発光領域にお
ける輝度の視野角依存性ならびに場所依存性を測定する
輝度の視野角依存性ならびに場所依存性測定装置におい
て、 集光装置の発光領域から放射された光を受光する受光光
学素子面を発光領域から見込む立体角を所定の値に保持
しながら移動させる機構と、 撮像装置を発光領域の実像を形成する位置に配置して、
撮像装置を集光装置の移動にともなって移動させる機構
と、測定対象物面上の発光画素領域からレーザ光を前記受光
光学素子の光軸から傾けて、集光装置を介して撮像装置
に結像させたレーザ光を測定することにより、前記受光
光学素子の光軸からの角度を変数とする集光関数を あら
かじめ導出し、この導出された集光装置の集光関数を記
憶する記憶領域と、 撮像装置により測定された発光領域の輝度視野角依存デ
ータと集光関数とに基づいて発光領域の視野角依存デー
タを演算する回路装置と、 測定対象の発光特性、特性分布及び評価結果を表示する
表示装置とを具備することを特徴とする輝度の視野角依
存性ならびに場所依存性測定装置。 - 【請求項２】 集光装置の受光光学素子がレンズ又は凹
面鏡であることを特徴とする請求項１記載の輝度の視野
角依存性ならびに場所依存性測定装置。 - 【請求項３】 集光装置が受光光学素子である平面反射
鏡又は凹面反射鏡とこれらいずれかの反射鏡から反射さ
れた光を集光するレンズとを含むことを特徴とする請求
項１記載の輝度の視野角依存性ならびに場所依存性測定
装置。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３いずれか記載の
輝度の視野角依存性ならびに場所依存性測定装置であっ
て、発光領域から放射された光を受光する集光装置の受
光光学素子、該受光光学素子であるレンズ若しくは反射
鏡を見込む立体角が集光装置の受光面の移動によって変
動する場合には、発光領域から前記受光光学素子の中心
に向いた方向の依存性として得られた撮像装置出力を集
光装置の前記受光光学素子面が特定の位置にある時の立
体角の相対値で割ることによって補正する回路を具備す
ることを特徴とする輝度の視野角依存性ならびに場所依
存性測定装置。 - 【請求項５】 測定対象物面上における発光領域の放射
方向の光を集光装置で集光し、撮像装置の受光面で発光
領域の実像を結像させて、集光装置及び測定対象物を移
動させることにより発光領域における輝度の視野角依存
性ならびに場所依存性の測定方法であって、 集光装置の発光領域から放射された光を受光する受光光
学素子面を発光領域から見込む立体角を所定の値に保ち
ながら移動させるとともに、 撮像装置も集光装置の移動に伴って、発光領域の実像を
形成する位置に移動させて発光領域の輝度を測定し、 撮像装置により測定された発光領域の輝度視野角依存デ
ータと、測定対象物面上の発光領域からレーザ光を前記
受光光学素子の光軸から傾けて、集光装置を介して撮像
装置に結像させた光を測定することにより、前記受光光
学素子の光軸からの角度を変数とする集光関数をあらか
じめ導出し、この導出された集光関数とに基づいて発光
領域の視野角依存データを演算することを特徴とする輝
度の視野角依存性ならびに場所依存性の測定方法。 - 【請求項６】 請求項５記載の輝度の視野角依存性なら
びに場所依存性の測定方法であって、 発光領域から放射された光を受光する集光装置の受光光
学素子面を見込む立体角が集光装置の前記受光光学素子
の移動によって変動する場合には、発光領域から受光面
の中心に向いた方向の依存性として得られた撮像装置出
力を集光装置の前記受光光学素子の受光面が特定の位置
にある時の立体角の相対値で割ることによって補正する
ことを特徴とする輝度の視野角依存性ならびに場所依存
性の測定方法。
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|---|---|---|---|
| JP2000089835A JP3421299B2 (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | 輝度の視野角依存性ならびに場所依存性測定装置及びその測定方法 |
| US09/818,452 US6590643B2 (en) | 2000-03-28 | 2001-03-27 | Method and apparatus for measuring viewing angle characteristic and positional characteristic of luminance |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000089835A JP3421299B2 (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | 輝度の視野角依存性ならびに場所依存性測定装置及びその測定方法 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP2000089835A Expired - Fee Related JP3421299B2 (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | 輝度の視野角依存性ならびに場所依存性測定装置及びその測定方法 |
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| KR100541449B1 (ko) * | 2003-07-23 | 2006-01-11 | 삼성전자주식회사 | 패널검사장치 |
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| JP2007121243A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Sharp Corp | 画像表示パネルの検査装置および検査方法 |
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| KR20120015172A (ko) * | 2010-08-11 | 2012-02-21 | 엘지디스플레이 주식회사 | 표시장치의 검사장치 및 그의 검사방법 |
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| JP6122706B2 (ja) * | 2013-06-14 | 2017-04-26 | 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター | 配光測定装置および配光測定方法 |
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