KR20090056858A - 광학 특성 측정 장치 - Google Patents

Abstract

제어 수단은 수광부(26)로부터의 검출 출력을 기초로 하여 입사하는 측정광의 광량을 판단하여, 수광부(26)에 입사하는 광량이 소정의 하한값보다 작은 경우에는, 광필터부(22)에 있어서의 감광률을 보다 작은 값으로 절환하고, 수광부(26)에 입사하는 광량이 소정의 상한값보다 큰 경우에는, 광필터부(22)에 있어서의 감광률을 보다 큰 값으로 절환한다.

광학 특성 측정 장치, 광필터부, 수광부, 검출기, 광파이버

Description

광학 특성 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING OPTICAL PROPERTY}

본 발명은 발광체로부터의 광을 분광 측정하는 광학 특성 측정 장치에 관한 것으로, 특히 측정 가능 휘도 범위를 확대시키기 위한 기술에 관한 것이다.

최근의 청색 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode)의 개발 및 양산화 기술의 확립 등에 수반하여, 청색 LED를 사용하여 파장 대역이 넓은 광을 발생하는 백색 LED가 실용화되고 있다. 이 백색 LED는 발광 효율이 높아, 종래의 적색 LED 등에 비교하여 높은 휘도를 실현한다.

그런데, LED의 생산 라인에서는, 실제로 제조한 LED를 점등한 후에 밝기나 색조를 측정하여, 당해 제품의 불량 여부를 판단하는 검사 공정이 존재한다. 이와 같은 검사 공정에서는 측정 대상이 되는 LED(발광체)로부터 소정 거리만큼 이격된 위치에 측정 장치를 배치하고, 당해 위치에 있어서 측정되는 광을 기초로 하여 그 불량 여부가 판단된다.

예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제2002-195882호 공보에는 검사 대상의 발광을 검출하여, 발광 상태를 판정하는 LED 센서 유닛과, 최종적 판정을 행하는 테스터 컨트롤러로 이루어지는 LED 발광체 검사 장치가 개시되어 있다. 이 LED 발광 체 검사 장치는 발광체의 상이한 발광색에 대응하는 필터 특성을 갖는 복수의 광필터를 사용하여 광의 유효 파장값에 따른 복수의 휘도값을 검출한다.

발광체의 색조까지 포함하여 평가하기 위해서는, 일본 특허 출원 공개 제2002-195882호 공보에 개시된 바와 같은 복수의 광필터를 사용하는 구성이 아니라, 광강도의 분광 분포를 측정한 후에, 국제 조명 위원회(CIE : Commission International del'Eclairange)가 규정하는 XYZ 표색계에 있어서의 3자극값 등을 사용하여 평가하는 것이 바람직하다.

고효율화나 대형화 등의 기술 개발에 의해, 특히 백색 LED의 발광 휘도는 점점 높아지고 있다. 한편, 실제 생산 라인에서는, 상대적으로 발광 휘도가 낮은 소형의 LED 등도 제조하고 있는 경우가 많다. 그로 인해, 동일한 측정 장치를 사용하여, 상대적으로 발광 휘도가 높은 LED와 상대적으로 발광 휘도가 낮은 LED를 각각 측정할 필요성이 발생하고 있다. 그러나, 분광 검출부에 있어서의 측정 가능 휘도 범위(다이나믹 레인지)에 비교하여, 측정 대상이 되는 발광체 중, 발광 휘도가 높은 것과 발광 휘도가 낮은 것 사이의 차(비)가 커지는 경우가 있다. 그와 같은 경우에는, 측정 장치와 검사 대상의 발광체(LED)와의 사이를 동일 거리로 유지한 상태로, 모든 발광체의 광학 특성을 측정할 수는 없다. 즉, 발광 휘도가 높은 발광체를 측정하기 위해, 측정 장치와 검사 대상의 발광체와의 사이의 거리를 상대적으로 크게 하면, 발광 휘도가 낮은 발광체의 측정 정밀도가 저하된다는 문제가 발생하고, 발광 휘도가 낮은 발광체를 측정하기 위해, 측정 장치와 검사 대상의 발광체와의 사이의 거리를 상대적으로 작게 하면, 분광 검출부에서 오버 레인지 등의 문제가 발생한다.

그래서, 측정 장치와 검사 대상의 발광체와의 거리를 발광 휘도에 따라서 변경한 후에 측정을 행하거나, 혹은 발광체에 부여하는 전류값 등을 저감시켜 휘도를 억제한 상태로 측정을 행하는 등의 방법도 고려된다. 그러나, 전자의 방법에 대해서는, 측정 장치의 위치를 변경하는 것에 수반하여 재교정이 필요해져 작업이 번잡화된다. 또한, 후자의 방법에 대해서는, 공급 전류를 저감시킴으로써 발광체(LED)의 발광 특성이 변화되므로, 본래의 광학 특성을 정확하게 평가할 수는 없다.

본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적은 발광체로부터의 광을 분광 측정할 때에, 그 다이나믹 레인지를 용이하게 확대시킬 수 있는 광학 특성 측정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 국면에 따르는 광학 특성 측정 장치는 광에 포함되는 각 파장 성분의 강도에 따른 신호를 출력하는 분광 검출부와, 발광체로부터의 광을 분광 검출부로 유도하는 도광부와, 도광부로부터 분광 검출부까지의 광 경로 상에 배치되어, 투과되는 광의 감광률을 복수로 절환 가능한 광필터부와, 광필터부에 있어서의 감광률을 제어하기 위한 제어 수단을 포함한다. 제어 수단은 분광 검출부로부터 출력되는 신호를 기초로 하여 분광 검출부에 입사하는 광량을 판단하고, 분광 검출부에 입사하는 광량이 소정의 하한값보다 작은 경우에는, 광필터부에 있어서의 감광률을 보다 작은 값으로 절환하고, 분광 검출부에 입사하는 광량이 소정의 상한값보다 큰 경우에는, 광필터부에 있어서의 감광률을 보다 큰 값으로 절환한다.

바람직하게는, 광학 특성 측정 장치는 분광 검출부로부터 출력되는 신호를 기초로 하여 발광체의 밝기 및 색도 좌표의 적어도 한쪽을 산출하는 연산 수단을 더 포함한다. 연산 수단은 광필터부에 있어서의 복수의 감광률의 각각에 대응시켜 미리 저장된 복수의 보정 계수 중, 광필터부에서 선택 중인 감광률에 대응하는 보정 계수를 사용하여 신호를 보정한다.

바람직하게는, 광필터부는 서로 투과율이 상이한 복수의 영역이 형성된 판 형상 부재와, 제어 수단으로부터의 지령에 따라서 판 형상 부재를 분광 검출부로 입사하는 광의 광축에 대해 수직 방향으로 구동하는 구동부를 포함한다.

더욱 바람직하게는, 판 형상 부재는 공통의 글래스 기판 상에 서로 투과율이 상이한 복수의 영역이 형성되어 구성된다.

더욱 바람직하게는, 분광 검출부는 광필터부를 투과한 후의 광이 입사하는 회절 격자와, 회절 격자에 의해 발생한 회절광을 수광하는 수광부를 포함한다. 판 형상 부재는 그 판면이 회절 격자에 입사하는 광의 광축의 수직면에 대해, 0이 아닌 소정 각도로 배치된다.

바람직하게는, 광학 특성 측정 장치는 생산 라인 상을 연속적으로 반송되는 복수의 발광체를 차례로 측정하도록 구성된다. 제어 수단은 전회의 측정 시에 사용된 광필터부에 있어서의 감광률을 초기값으로 하여 사용한다.

본 발명의 이점은 발광체로부터의 광을 분광 측정할 때에, 그 다이나믹 레인지를 용이하게 확대시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은 첨부한 도면과 관련지어 이해되는 본 발명에 관한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 발명에 따르면, 발광체로부터의 광을 분광 측정할 때에, 그 다이나믹 레인지를 용이하게 확대시킬 수 있는 광학 특성 측정 장치를 제공할수 있다.

본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 도면 중 동일 또는 상당 부분에 대해서는, 동일 부호를 붙여 그 설명은 반복하지 않는다.

<장치 전체 구성>

도1은 본 발명의 실시 형태를 따르는 광학 특성 측정 장치(1)의 외관도를 도시하는 도면이다.

도1을 참조하여, 본 발명의 실시 형태를 따르는 광학 특성 측정 장치(1)는, 대표적으로, 생산 라인(10) 상을 연속적으로 반송되는 복수의 발광체(OBJ)의 밝기나 색조 등의 광학 특성을 측정한다. 여기서, 밝기라 함은, 발광체(OBJ)의 휘도나 광도 등을 의미하고, 색조라 함은, 발광체(OBJ)의 색도 좌표, 주파장, 자극 순도, 상관 색 온도 등을 의미한다. 본 실시 형태를 따르는 광학 특성 측정 장치(1)는 발광 다이오드(LED : Light Emitting Diode)나 플랫 패널 디스플레이(FPD : Flat Panel Display) 등의 측정에 적용할 수 있으나, 이하의 설명에서는 대표적으로 LED를 측정 대상의 발광체(OBJ)로 하는 구성에 대해 예시한다.

생산 라인(10)에서는 측정 대상의 발광체(OBJ)가 소정의 반송 방향으로 일정 속도 혹은 간헐적으로 반송되고 있고, 광학 특성 측정 장치(1)는 이 생산 라인(10) 상의 소정 위치(측정 위치)에 있어서 발광체(OBJ)의 광학 특성을 측정한다. 또한, 측정 위치 및 그 직전의 위치(점등 준비 위치)에는, 도시하지 않은 전력 공급 장치가 발광체(OBJ)인 LED의 저면에 연결되어 LED가 점등 상태로 된다. 그리고, 이 점등 상태의 LED에 대해 측정이 행해진다. 또한, 광학 특성 측정 장치(1)가 배치되는 위치는 일반적으로 LED의 제조 라인의 출하 전이나 제조 도중의 각 검사 공정이다.

광학 특성 측정 장치(1)는 검출기(2)와 정보 처리 장치(100)를 포함한다. 검출기(2)는 생산 라인(10)의 측정 위치의 상방 등에 배치된 광취출부(6)와 광파이버(4)를 개재하여 접속되어 있다. 그리고, 광파이버(4)가 발광체(OBJ)로부터의 광(이하 「측정광」이라고도 칭함)을 검출기(2)로 유도한다.

검출기(2)는, 후술하는 바와 같이 발광체(OBJ)로부터의 측정광을 분광하여, 그에 포함되는 각 파장 성분의 강도에 따른 신호(검출 출력)를 포함하는 측정 데이터를 정보 처리 장치(100)로 출력한다. 특히, 본 실시 형태를 따르는 검출기(2)는, 후술하는 바와 같이 통과하는 광의 감광률을 복수로 절환 가능한 광필터부를 포함하고 있어, 이 광필터부에 있어서의 감광률을 적절하게 선택함으로써, 측정 가능 휘도 범위(다이나믹 레인지)를 확대한다. 즉, 발광체(OBJ)로부터의 휘도가 상 대적으로 높은 경우에는, 감광률을 상대적으로 높게 설정하고, 발광체(OBJ)로부터의 휘도가 상대적으로 낮은 경우에는, 감광률을 상대적으로 낮게 설정함으로써, 광강도를 검출하기 위한 포토다이오드 어레이 등의 수광부를 적절한 감도 범위에서 이용한다. 이에 의해, 발광체(OBJ)의 휘도에 관계 없이, 적절한 검출 정밀도를 유지할 수 있다.

정보 처리 장치(100)는 검출기(2)로부터의 측정 데이터를 기초로 하여 발광체(OBJ)의 광학 특성을 산출한다. 정보 처리 장치(100)는, 대표적으로 컴퓨터에 의해 실현된다. 즉, 정보 처리 장치(100)는 FD(Flexible Disk) 구동 장치(111) 및 CD-ROM(Compact Disk-Read 0nly Memory) 구동 장치(113)를 탑재하는 컴퓨터 본체(101)와, 모니터(102)와, 키보드(103)와, 마우스(104)로 이루어진다. 그리고, 컴퓨터 본체(101)가 미리 저장된 프로그램을 실행함으로써, 정보 처리 장치(100)에 관한 광학 특성의 산출 처리를 실현한다. 이 정보 처리 장치(100)의 기능 구성에 대해서는 후술한다.

<검출기의 구성>

도2는 본 발명의 실시 형태를 따르는 검출기(2)의 개략적인 기능 블럭도이다. 도3은 본 발명의 실시 형태를 따르는 검출기(2)의 주요부 구조를 도시하는 사시도이다.

도2를 참조하여, 검출기(2)는 슬릿(20)과, 광필터부(22)와, 회절 격자(24)와, 수광부(26)와, AD(Analog to Digital) 변환기(28)와, 컨트롤러(30)를 포함한다.

슬릿(20)과, 광필터부(22)와, 회절 격자(24)는 광파이버(4)에 의해 유도된 발광체(OBJ)로부터의 측정광의 광축(Ax) 상에 배열된다. 따라서, 발광체(OBJ)로부터 발해진 측정광은 광취출부(6) 및 광파이버(4)를 전파하여, 우선 슬릿(20)을 통과한다. 슬릿(20)은 소정의 검출 분해능을 실현하기 위해, 광속 직경(크기)을 조정한다. 일례로서, 슬릿(20)의 각 슬릿 폭은 0.2 ㎜ 내지 0.05 ㎜ 정도로 설정된다. 그리고, 슬릿(20)을 통과한 후의 측정광은 광필터부(22)로 입사한다. 또한, 광필터부(22)는 슬릿(20)을 통과한 후의 측정광의 수렴 위치와 대략 일치하는 위치에 배치된다.

광필터부(22)는 투과하는 광의 감광률을 복수로 절환 가능하게 구성된다. 광필터부(22)에 있어서의 감광률은 후술하는 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라서 선택된다.

또한, 광필터부(22)를 통과한 후의 측정광은 광축(Ax) 상을 전파하여 회절 격자(24)로 입사한다. 회절 격자(24)는 입사되는 측정광을 회절시킴으로써 분광되어, 각 회절광을 수광부(26)로 유도한다. 대표적으로, 회절 격자(24)는 브레이즈드 홀로그래픽(Blazed Holographic)형으로 불리는 반사형의 회절 격자이고, 소정의 파장 간격마다의 회절광이 대응하는 각 방향으로 반사되도록 구성된다.

수광부(26)는 측정광에 포함되는 각 파장 성분의 강도를 검출하여, 그 검출된 강도에 따른 전기 신호(검출 출력)를 AD 변환기(28)로 출력한다. 수광부(26)는 대표적으로 포토다이오드 등의 검출 소자를 어레이 형상으로 배치한 포토다이오드 어레이(PDA : Photo Diode Array), 혹은 매트릭스 형상으로 배치된 CCD(Charged Coupled Device) 등으로 이루어진다. 일례로서, 수광부(26)는 380 ㎚ 내지 980 ㎚의 범위에서 512개의 주파수 성분의 강도에 따른 신호를 출력한다.

또한, 회절 격자(24) 및 수광부(26)는 본원에 있어서의 「분광 검출부」에 상당하고, 측정광의 검출 파장 범위 및 검출 파장 간격 등에 따라서 적절하게 설계된다.

다음에, 도3을 참조하여 검출기(2)의 주요부 구조에 대해 설명한다. 상술한 바와 같이, 측정광의 광 경로인 광축(Ax) 상에는 슬릿(20)과, 광필터부(22)와, 회절 격자(24)가 배열된다.

광필터부(22)는 베이스 부재(212)의 슬릿(20)측에, 가동 부재(204)가 광축(Ax)에 대해 수직 방향으로 슬라이드 가능하게 배치된다. 이 가동 부재(204)는, 베이스 부재(212)에 설치된 슬라이드 방향으로 연장되는 가이드 부재(210)를 따라서 슬라이드 가능하게 구성된다. 이 가동 부재(204)는 복귀 스프링(206)을 통해 베이스 부재(212)에 연결되는 동시에, 리니어 액추에이터(208)로부터의 압박을 받도록 구성된다. 복귀 스프링(206)은 가동 부재(204)를 종이면 우측 방향으로 슬라이드시키기 위한 힘을 부여한다. 한편, 리니어 액추에이터(208)는 컨트롤러(30)(도2)로부터의 지령에 따라서, 가동 부재(204)의 슬라이드 방향으로 이동한다. 이 복귀 스프링(206)과 리니어 액추에이터(208)의 협동에 의해, 가동 부재(204)는 리니어 액추에이터(208)의 이동량에 따른 위치로 슬라이드한다.

가동 부재(204)는 슬라이드에 수반하여 광축(Ax)과 교차하는 영역을 포함하는 절결부가 형성되어 있고, 이 절결부에는 판 형상의 필터 어레이(202)가 장착된 다. 또한, 베이스 부재(212)의 광축(Ax)을 포함하는 처리 범위에도 절결부(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 따라서, 광축(Ax) 상에 존재하는 광필터부(22)의 구성 요소로서는, 필터 어레이(202)만이 된다.

필터 어레이(202)는 공통의 글래스 기판 상에 서로 투과율이 상이한 복수의 영역(202a, 202b, 202c)이 형성되어 있다.

도4는 도3에 도시하는 필터 어레이(202)의 구성도이다.

도4를 참조하여, 본 실시 형태를 따르는 필터 어레이(202)에는 일례로서, 3개의 영역(202a, 202b, 202c)이 형성되어 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 본 발명에 관한 검출기에서는, 복수의 필터를 선택 가능하게 구성되어 있으면 되고, 그 필터의 수는 제한되지 않는다. 더욱 구체적으로는, 필터 어레이(202)는 공통의 글래스 기판(203) 상에 아무런 가공도 하지 않은 영역(202a)과, 단계적으로 투과율을 상이하게 한 영역(202b, 202c)이 형성되어 있다. 따라서, 영역(202a)의 투과율은 글래스 기판(203) 자체의 투과율에 상당하고, 본 실시 형태에서는 상대적으로 투과율이 높은 글래스 기판(203)이 사용되므로, 영역(202a)의 감광률은 실질적으로 0에 상당한다. 한편, 영역(202b 및 202b)은 일례로서 각각 투과율 5 ％(ND5) 및 투과율 0.2 ％(ND 0.2)로 가공되어 있다. 따라서, 영역(202b 및 202b)의 감광률은 각각 1/20 및 1/500이 된다.

도3에 도시한 바와 같이, 필터 어레이(202)를 장착한 가동 부재(204)가 광축(Ax)에 대해 수직 방향으로 슬라이드함으로써, 필터 어레이(202)에 형성된 영역(202a, 202b, 202c) 중 광축(Ax)과 교차하는 영역이 절환된다. 즉, 측정광이 영 역(202a, 202b, 202c) 중 어떤 영역을 투과할지에 따라서, 그 감광률을 상이하게 할 수 있다.

여기서, 감광률을 실질적으로 0으로 한 경우[영역(202a)이 선택된 경우]라도, 측정광은 글래스 기판(203)을 투과하게 된다. 즉, 영역(202a, 202b, 202c) 중 어느 것이 선택되었다고 해도, 측정광이 적어도 글래스 기판(203)을 투과한다. 그로 인해, 글래스 기판(203)의 두께를, 소정의 투과율을 실현하기 위해 행하는 가공 폭에 비교하여 크게 함으로써, 감광률의 절환에 수반하는 측정광의 광학적인 경로 길이의 변동을 적게 할 수 있다.

또한, 공통의 글래스 기판(203)에 의해 형성된 필터 어레이(202)를 슬라이드하는 것만으로, 감광률을 절환할 수 있으므로, 절환 구조를 실현하기 위한 공간을 작게 할 수 있다.

또한, 필터 어레이(202)를 회절 격자(24)에 입사하는 측정광의 광축(Ax)의 수직면에 대해, 0이 아닌 소정 각도로 배치하는 것이 바람직하다. 이는, 회절 격자(24)에 의해 회절되는 측정광의 일부가, 광축(Ax)을 측정광과 역방향으로 전파하여 필터 어레이(202)로 입사하고, 또한 필터 어레이(202)에서 반사되어 회절 격자(24)로 재입사하는 경우가 있다. 이와 같이, 측정광의 일부가 필터 어레이(202)와 회절 격자(24) 사이를 다중 반사함으로써, 측정 오차가 발생할 수 있다. 이와 같은 오차 요인을 배제하기 위해, 측정광이 회절 격자(24)에 의해 반사되어 발생하는 복귀광의 필터 어레이(202)에 의한 반사되는 방향을 광축(Ax)으로부터 어긋나게 하는 것이 유효하다.

도5는 본 발명의 실시 형태를 따르는 광필터부(22)에 있어서의 필터 어레이(202)의 설치 상태를 설명하기 위한 도면이다. 도6은 도5에 도시하는 필터 어레이(202)에 의해 반사되는 복귀광의 광학 경로를 설명하기 위한 도면이다.

도5를 참조하여, 가동 부재(204)는 그 판면이 측정광의 광축(Ax)의 수직면과 실질적으로 일치하도록 배치된다. 그리고, 필터 어레이(202)는 가동 부재(204)의 판면, 즉 광축(Ax)의 수직면에 대해 0이 아닌 소정 각도(θ)로 유지된다.

도6은 수평 방향에서 본 측정광 및 그 측정광에 의해 발생하는 복귀광의 광학 경로를 도시한다. 회절 격자(24)에 입사된 측정광은 회절 격자(24)에 의해 회절되어, 그 회절광(다차광)의 일부가 복귀광으로서, 광축(Ax)을 역방향으로 전파하여 필터 어레이(202)에 입사한다. 여기서, 필터 어레이(202)를 소정 각도(θ)로 배치함으로써, 필터 어레이(202)에 입사된 복귀광 중, 필터 어레이(202)에서 반사되는 성분은 광축(Ax)으로부터 소정 각도(θ)만큼 상이한 방향으로 전파한다. 그 결과, 필터 어레이(202)에서 반사된 복귀광이 회절 격자(24)로 재입사되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 소정 각도(θ)는 필터 어레이(202)와 회절 격자(24) 사이의 거리나, 회절 격자(24)의 초점 거리 등을 기초로 하여 필터 어레이(202)에서 반사된 복귀광이 회절 격자(24)로 재입사되지 않는 적절한 각도로 설정된다. 현실적으로는, 5° 내지 15° 정도가 바람직하다.

도5에 도시한 바와 같이, 필터 어레이(202)가 가동 부재(204)의 슬라이드축을 중심으로 하여 소정의 경사각을 유지하도록 구성되므로, 필터 어레이(202) 중 어떤 필터가 선택된 경우라도, 필터 어레이(202)와 광축(Ax)과의 각도의 관계는 유지된다. 그로 인해, 선택되는 필터에 관계 없이, 회절 격자(24)에 입사하는 측정광의 조건을 동일하게 할 수 있어, 필터 절환에 수반하는 오차 발생을 억제할 수 있다.

또한, 필터 어레이가 판 형상이므로, 필터 어레이(202)를 가동 부재(204)에 장착할 때에 1개소의 가공[대표적으로, 카운터보어<counterbore>(오목)부의 형성]을 행하면 되어, 가공 처리를 간소화할 수 있다.

또한, 도5 및 도6에서는, 필터 어레이(202)를, 그 저변을 중심으로 하여 경사지게 하는 구성, 즉 종이면 상하 방향으로 경사지게 하는 구성에 대해 예시하였으나, 그 측변을 중심으로 하여 경사지게 하는 구성, 즉 종이면 좌우 방향으로 경사지게 하는 구성을 채용해도 된다. 본질적으로는, 필터 어레이(202)와 회절 격자(24) 사이의 다중 반사를 회피할 수 있으면 된다.

다시, 도2를 참조하여 AD 변환기(28)는 수광부(26)로부터의 전기 신호를 디지털 신호로 변환하고, 이 변환 후의 디지털 신호를 컨트롤러(30)로 출력한다.

컨트롤러(30)는 정보 처리 장치(100)(도1)와의 사이에서 데이터 통신 가능하게 구성되는 동시에, 후술하는 바와 같이, 광필터부(22)에 있어서의 감광률의 절환을 제어한다. 또한, 컨트롤러(30)는 수광부(26)의 노광 시간(게이트 타임) 등의 동작 파라미터를 설정한다. 그리고, 컨트롤러(30)는 광필터부(22)에 있어서의 감광률의 절환이 완료되면, 수광부(26)에서 검출되는 검출 출력을 포함하는 측정 데이터를 소정 주기로 정보 처리 장치(100)로 송신한다. 또한, 이 측정 데이터의 송 신 주기는 수msec 내지 수백msec이다.

도7은 본 발명의 실시 형태를 따르는 검출기(2)로부터 정보 처리 장치(100)로 송신되는 측정 데이터의 데이터 구조의 일례를 도시하는 도면이다.

도7을 참조하여, 측정할 때마다 송신되는 측정 데이터의 데이터 구조는 ID 저장부(301)와, 측정값 저장부(302)와, 측정 정보 저장부(303)를 포함한다. ID 저장부(301)에는 각 측정을 특정하기 위한 ID 번호가 저장된다. 이 ID 번호는 대표적으로 측정에 수반하여 증가되는 수이다. 측정값 저장부(302)에는 수광부(26)로부터 출력되는 각 파장 성분의 강도를 나타내는 값이 파장에 대응된 채널마다에 저장된다. 또한, 도7에서는 512 채널의 신호가 수광부(26)로부터 출력되는 경우를 도시한다. 측정 정보 저장부(303)는 각 측정에 있어서의 측정 파라미터가 저장되고, 대표적으로 수광부(26)의 게이트 타임(노광 시간)의 값, 측정 주기에 상당하는 저장 타임의 값, 광필터부(22)에 있어서의 감광률을 특정하는 필터 번호 등이 저장된다.

<정보 처리 장치의 구성>

도8은 본 발명의 실시 형태를 따르는 정보 처리 장치(100)의 하드웨어 구성을 도시하는 개략 구성도이다.

도8을 참조하여, 컴퓨터 본체(101)는 도1에 도시하는 FD 구동 장치(111) 및 CD-ROM 구동 장치(113)에 추가하여, 서로 버스에 의해 접속된, CPU(Central Processing Unit)(105)와, 메모리(106)와, 고정 디스크(107)와, 검출기 인터페이스부(I/F)(109)를 포함한다.

FD 구동 장치(111)에는 FD(112)가 장착 가능하고, CD-ROM 구동 장치(113)에는 CD-ROM(114)이 장착 가능하다. 상술한 바와 같이, 본 실시 형태를 따르는 정보 처리 장치(100)는 CPU(105)가 메모리(106) 등의 컴퓨터 하드웨어를 사용하여 프로그램을 실행함으로써 실현된다. 일반적으로, 이와 같은 프로그램은 FD(112)나 CD-ROM(114) 등의 기록 매체에 저장되거나, 또는 네트워크 등을 통해 유통된다. 그리고, 이와 같은 프로그램은 FD 구동 장치(111)나 CD-ROM 구동 장치(113) 등에 의해 기록 매체로부터 판독되어, 기억 장치인 고정 디스크(107)에 일단 저장된다. 또한, 고정 디스크(107)로부터 메모리(106)로 판독되어, CPU(105)에 의해 실행된다.

CPU(105)는 프로그램된 명령을 차례로 실행함으로써, 각종 연산을 실시하는 연산 처리부이다. 메모리(106)는 CPU(105)에서의 프로그램 실행에 따라서, 각종 정보를 일시적으로 기억한다.

검출기 인터페이스부(109)는 컴퓨터 본체(101)와 검출기(2)(도1) 사이의 데이터 통신을 중개하기 위한 장치이고, 검출기(2)로부터 송신된 측정 데이터를 나타내는 전기 신호를 수신하여 CPU(105)가 처리 가능한 데이터 형식으로 변환되는 동시에, CPU(105)가 출력한 지령 등을 전기 신호로 변환하여 검출기(2)로 송출한다.

컴퓨터 본체(101)에 접속되는 모니터(102)는 CPU(105)에 의해 산출되는 측정 대상의 발광체(OBJ)의 밝기나 색조 등의 산출 결과를 표시하기 위한 표시 장치이며, 일례로서 LCD(Liquid Crystal Display)나 CRT(Cathode Ray Tube) 등으로 구성된다.

마우스(104)는 클릭이나 슬라이드 등의 동작에 따른 사용자로부터의 지령을 접수한다. 키보드(103)는 입력되는 키에 따른 사용자로부터의 지령을 접수한다.

또한, 컴퓨터 본체(101)에는 필요에 따라서, 프린터 등의 다른 출력 장치가 접속되어도 좋다.

<검출기의 제어 구조>

도9는 본 발명의 실시 형태를 따르는 검출기(2)의 컨트롤러(30)에 있어서의 제어 구조를 도시한 개략도이다.

도9를 참조하여, 컨트롤러(30)는 수신부(311)와, 송신부(312)와, 버퍼부(313)와, 판단부(314)와, 필터 선택부(315)와, 설정부(316)를 그 기능으로서 포함한다.

버퍼부(313)는 수광부(26)(도2)에서 측정된 측정값(분광 분포)을 일시적으로 저장한다.

판단부(314)는 광필터부(22)에서 현재 선택 중인 필터가 적절한지 여부를 판단하기 위해, 버퍼부(313)에 저장되는 측정값을 기초로 하여 수광부(26)에 입사하는 측정광의 광량을 평가한다. 구체적으로는, 판단부(314)는 버퍼부(313)에 저장되는 측정값의 대표값(일례로서, 각 파장 성분 중 최대의 강도값)이 소정의 하한값으로부터 소정의 상한값까지의 범위에 존재하는지 여부를 판단한다. 그리고, 판단부(314)는 측정값의 대표값이 소정의 하한값보다 작은 경우에는 수광부(26)에 입사하는 측정광의 광량이 부족하다고 판단하여, 그 취지를 필터 선택부(315)로 출력한다. 한편, 판단부(314)는 측정값의 대표값이 소정의 상한값보다 큰 경우에는, 수광부(26)에 입사하는 측정광의 광량이 과잉이라고 판단하여, 그 취지를 필터 선택 부(315)로 출력한다.

또한, 판단부(314)는 수광부(26)에 입사하는 측정광의 광량이 적절하다고 판단한 경우(하한값과 상한값 사이에 있는 경우)에는, 버퍼부(313)에 저장되어 있는 측정값을 송신부(312)로 출력한다.

또한, 측정값의 대표값으로서는, 각 파장 성분의 평균값이나 중간값 등을 사용해도 된다. 또한, 상술한 바와 같이 상한값 및 하한값 등의 임계값을 사용하여 판단하는 방법으로 한정되지 않고, 수광부(26)에 입사하는 측정광의 광량이 적절한지 여부를 판단할 수 있으면 어떤 방법을 사용해도 된다.

이와 같이, 판단부(314)는 측정 대상의 발광체(OBJ)의 휘도에 의존하여 변동되는 측정광의 광량의 적절 여부를 판단하여, 적절한 필터가 선택되도록 필터 선택부(315)로 판단 결과를 출력한다.

필터 선택부(315)는 판단부(314)로부터의 판단 결과에 따라서, 적절한 필터(감광률)가 선택되도록 필터 선택 지령을 광필터부(22)로 출력한다. 구체적으로는, 필터 선택부(315)는 판단부(314)에 있어서 수광부(26)에 입사하는 측정광의 광량이 부족하다고 판단되면, 더 많은 측정광을 수광부(26)에 입사시키도록, 더욱 감광률이 작은 필터로 절환하기 위한 필터 선택 지령을 출력한다. 한편, 필터 선택부(315)는 판단부(314)에 있어서 수광부(26)에 입사하는 측정광의 광량이 과잉이라고 판단되면, 수광부(26)에 입사하는 측정광을 억제하도록 더욱 감광률이 큰 필터로 절환하기 위한 필터 선택 지령을 출력한다. 또한, 필터 선택부(315)는 현재 선택 중인 필터를 특정하기 위한 정보(필터 번호)를 송신부(312)로 출력한다.

이와 같이, 필터 선택부(315)는 수광부(26)에 입사하는 측정광의 광량을, 수광부(26)의 검출 감도에 적합한 값으로 유지하도록 광필터부(22)에 있어서의 필터를 선택한다.

또한, 필터 선택부(315)는 정보 처리 장치(100)로부터 송신되는 교정 시 필터 지정에 응답하여 지정된 필터로 절환한다. 이는, 교정 시에는 광필터부(22)에 포함되는 필터별로 보정 계수를 산출할 필요가 있으므로, 상술한 바와 같은 필터의 자동 절환 기능을 무효화하기 위해서이다.

설정부(316)는 사용자 입력이나 정보 처리 장치(100)로부터 송신되는 각종 설정 등에 따라서 수광부(26)에 있어서의 동작 파라미터를 설정 또는 변경한다. 구체적으로는, 설정부(316)는 수광부(26)의 노광 시간(게이트 타임)이나 측정 주기 등을 설정 또는 변경한다. 또한, 설정부(316)는 이 수광부(26)에 대해 설정한 동작 파라미터를 포함하는 측정 정보를 송신부(312)로 출력한다.

송신부(312)는 수광부(26)에 있어서 측정된 측정값과, 설정부(316)로부터의 수광부(26)의 설정값을 포함하는 측정 데이터를 작성하여, 정보 처리 장치(100)로 소정 주기로 송신한다.

수신부(311)는 정보 처리 장치(100)로부터 교정 시 필터 지정이나 각종 설정을 수신하여, 그 수신된 설정값을 필터 선택부(315)나 설정부(316)로 출력한다.

<검출기에 있어서의 처리 순서>

도10은 본 발명의 실시 형태를 따르는 검출기(2)에 있어서의 처리 순서를 도시하는 흐름도이다. 또한, 도10에 도시하는 처리는 검출기(2)의 컨트롤러(30)에 의해 실행된다.

도10을 참조하여, 컨트롤러(30)는 전원이 투입되면, 광필터부(22)에 대해 미리 정해진 초기값에 대응하는 필터를 선택시킨다(스텝 S100). 그리고, 컨트롤러(30)는, 측정 개시 지령이 부여되었는지 여부를 판단한다(스텝 S102). 이 측정 개시 지령은 측정 위치에 측정 대상의 발광체(OBJ)가 도착하면, 정보 처리 장치(100)나 생산 라인을 관리하는 라인 제어 장치(도시하지 않음)로부터 부여된다. 측정 개시 지령이 부여되지 않으면(스텝 S102에 있어서 아니오), 컨트롤러(30)는 측정 개시 지령이 부여될 때까지 기다린다.

측정 개시 지령이 부여되면(스텝 S102에 있어서 예), 컨트롤러(30)는 측정 대상의 발광체(OBJ)로부터의 광의 측정을 실행한다(스텝 S104). 구체적으로는, 수광부(26)에서 검출되는 측정값(분광 분포)의 판독이 개시된다.

계속해서, 컨트롤러(30)는 검출된 측정값을 기초로 하여 수광부(26)에 입사하는 측정광의 광량이 적절한지 여부를 판단한다(스텝 S106). 즉, 수광부(26)는 검출된 측정값의 대표값이 소정의 하한값으로부터 상한값까지의 범위에 존재하는지 여부를 판단한다.

수광부(26)에 입사하는 측정광의 광량이 부족하다고 판단된 경우(스텝 S106에 있어서 「부족」), 즉 측정값의 대표값이 소정의 하한값보다 작다고 판단된 경우에는, 컨트롤러(30)는 광필터부(22)에서 현재 선택 중인 필터보다 감광률이 더 작은 필터를 선택 가능한지 여부를 판단한다(스텝 S108).

광필터부(22)에서 현재 선택 중인 필터보다 감광률이 더 작은 필터를 선택 가능하지 않은 경우(스텝 S108에 있어서 아니오의 경우)에는, 컨트롤러(30)는 측정 에러를 출력하고(스텝 S110), 처리는 스텝 S102로 복귀된다. 또한, 측정 에러 출력으로서는, 측정값로서는 있을 수 없는 수치(예를 들어, 마이너스 값)를 정보 처리 장치(100)로 송신해도 된다.

이에 대해, 광필터부(22)에서 현재 선택 중인 필터보다 감광률이 더 작은 필터를 선택 가능한 경우(스텝 S108에 있어서 예의 경우)에는, 컨트롤러(30)는 광필터부(22)에서 선택 중인 필터를 더욱 감광률이 작은 것으로 절환하고(스텝 S112), 처리는 스텝 S104로 복귀된다.

한편, 수광부(26)에 입사하는 측정광의 광량이 과잉이라고 판단된 경우(스텝 S106에 있어서 「과잉」), 즉 측정값의 대표값이 소정의 상한값보다 크다고 판단된 경우에는, 컨트롤러(30)는 광필터부(22)에서 현재 선택 중인 필터보다 감광률이 더 큰 필터를 선택 가능한지 여부를 판단한다(스텝 S114).

광필터부(22)에서 현재 선택 중인 필터보다 감광률이 더 큰 필터를 선택 가능하지 않은 경우(스텝 S114에 있어서 아니오의 경우)에는, 컨트롤러(30)는 측정 에러를 출력하고(스텝 S116), 처리는 스텝 S102로 복귀된다.

이에 대해, 광필터부(22)에서 현재 선택 중인 필터보다 감광률이 더 큰 필터를 선택 가능한 경우(스텝 S114에 있어서 예의 경우)에는, 컨트롤러(30)는 광필터부(22)에서 선택 중인 필터를 더욱 감광률이 큰 것으로 절환하고(스텝 S118), 처리는 스텝 S104로 복귀된다.

수광부(26)에 입사하는 측정광의 광량이 적절하다고 판단된 경우(스텝 S106 에 있어서 예), 즉 측정값의 대표값이 소정의 하한값으로부터 상한값의 범위에 존재한다고 판단된 경우에는, 컨트롤러(30)는 현재 선택 중인 필터 번호와 함께, 직전에 검출된 측정값을 정보 처리 장치(100)로 송신한다(스텝 S120). 그리고, 컨트롤러(30)는 현재 선택 중인 필터 번호를 새로운 초기값으로 갱신한 후에(스텝 S122), 처리는 스텝 S102로 복귀된다. 즉, 전회의 측정 시에 사용된 필터가 다음 회의 측정의 초기값으로서 사용된다. 이는, 일반적인 생산 라인에서는, 소위 로트 단위로 제품이 제조되는 경우가 많고, 제품 종별의 변경 타이밍(임의의 로트와 다른 로트의 경계 위치)에 있어서, 필터 절환이 행해진 후에는, 동일 로트의 제품이 연속될 것이라 예상된다. 그로 인해, 전회의 측정에 있어서 사용된 필터를 그대로 후속의 측정에 있어서도 사용하는 것이 측정 효율의 관점에서 바람직하다고 생각되기 때문이다.

이와 같이, 컨트롤러(30)는 수광부(26)에 입사하는 측정광의 광량이 적절해지도록 광필터부(22)에 있어서의 감광률을 절환해 가고, 측정광의 광량이 적절해진 경우에 검출된 측정값을 정보 처리 장치(100)로 송신한다. 그로 인해, 정보 처리 장치(100)에서는 측정 대상의 발광체(OBJ)의 광학 특성을 적절하게 산출할 수 있다.

<정보 처리 장치의 제어 구조>

도11은 본 발명의 실시 형태를 따르는 정보 처리 장치(100)에 있어서의 제어 구조를 도시하는 개략도이다.

도11을 참조하여, 정보 처리 장치(100)는 보정부(422) 및 산출부(123)를 포 함하는 연산부(121)와, 교정 제어부(126)와, 보정 계수 파일(124)과, 표준 데이터 파일(127)을 그 기능으로서 포함한다. 또한, 연산부(121) 및 교정 제어부(126)의 기능은 미리 고정 디스크(107) 등에 저장된 프로그램이 메모리(106)에 전개된 후에 CPU(105)에 의해 실행됨으로써 실현된다. 또한, 보정 계수 파일(124) 및 표준 데이터 파일(127)은 고정 디스크(107) 또는 메모리(106)의 비휘발성 영역 등에 저장된다.

보정 계수 파일(124)에는 검출기(2)의 광필터부(22)에서 선택 가능한 각 필터에 대응한 복수의 보정 계수 테이블이 미리 저장되어 있다. 이 복수의 보정 계수 테이블은 필터 번호에 의해 특정 가능하게 되어 있다. 이 각 보정 계수 테이블에는 측정값(분광 분포)에 포함되는 파장 성분에 대응하여, 그 파장 성분과 동일한 수의 보정 계수(교정 계수)가 규정되어 있다. 일례로서, 측정값에 512 채널의 데이터가 포함되어 있는 경우에는, 각 보정 계수 테이블에도 512개의 보정 계수(교정 계수)가 규정된다.

연산부(121)는 검출기(2)의 광필터부(22)에서 선택 중인 필터(감광률)에 대응하는 보정 계수 테이블을 사용하여 발광체(OBJ)의 밝기나 색도 등의 광학 특성을 산출한다.

더욱 구체적으로는, 보정부(122)는 검출기(2)로부터 송신되는 측정 데이터에 포함되는 필터 번호를 기초로 하여 보정 계수 파일(124)로부터 대응하는 보정 계수 테이블을 선택한다. 그리고, 보정부(122)는 이 선택된 보정 계수 테이블의 각 보정 계수를 측정값의 대응하는 성분에 곱함으로써, 보정 후의 측정값을 산출한다. 그리고, 이 보정 후의 측정값은 산출부(123)로 부여된다.

산출부(123)는 이 보정 후의 측정값을 기초로 하여 발광체(OBJ)의 밝기나 색도 등의 광학 특성을 산출한다. 산출부(123)에서 산출되는 광학 특성의 대표예로서는, 3자극값, 색도 좌표, 주파장(Dominant), 자극 순도(Purity), 상관 색온도 및 편차(Duv), 연색성 평가수 등을 들 수 있다. 이들 측정 항목은 주로 XYZ 표색계를 기초로 하여 규정된다.

XYZ 표색계는 이하와 같은 연산식을 따라서 산출되는 3자극값(X, Y, Z)을 사용하여 규정된다.

상기 식과 같이, 3자극값(X, Y, Z)의 산출에는 측정값(분광 분포)이 필요하고, 산출부(123)는 가시 영역(380 ㎚ 내지 780 ㎚)에 있는 각 파장 성분의 강도에 대응하는 등색 함수의 값을 곱한 값을 적산한다. 이 3자극값(X, Y, Z)의 산출 방법은 JIS Z 8724 「색의 측정 방법-광원색」으로서 정해져 있다.

도12는 국제 조명 위원회(CIE)에 의해 정해져 있는 등색 함수를 도시하는 도 면이다. 도12를 참조하여, 등색 함수는 인간의 눈에 있어서의 분광 감도를 표현한 것에 상당한다.

3자극값(X, Y, Z) 중, 자극값(Y)의 값은 발광체(OBJ)의 밝기에 상당하는 값이다. 또한, 상기 식에 있어서, 정수(k)는 수광부(26) 등에 있어서의 검출 게인을 고려한 값으로, 「Y」의 값이 실제로 측정되는 밝기의 절대값과 일치하도록 미리 설정된다.

또한, 3자극값(X, Y, Z) 중, 자극값(X) 및 자극값(Y)의 값은 색도 좌표를 산출하기 위해 사용된다. 색도 좌표(x, y)는 이하와 같은 연산식에 따라서 산출된다.

색도 좌표(x, y)는 XYZ 표색계의 횡축 방향의 값과 종축 방향의 값을 나타낸다. 이 색도 좌표(x, y)의 산출 방법은 JIS Z 8724 「색의 측정 방법-광원색」으로서 정해져 있다. 색도 좌표의 산출 방법으로서는, CIE 1960 UCS나 CIE 1976 UCS에 의해서도 다른 산출 방법이 정해져 있어, 이들 산출 방법을 사용해도 된다.

이와 같이, 산출부(123)는 검출기(2)에서 검출된 측정값을 기초로 하여 3자극값(X, Y, Z)을 산출함으로써, 측정 대상의 발광체(OBJ)의 밝기(kY) 및 색도 좌표(x, y)의 적어도 한쪽을 산출한다. 또한, 산출부(123)는 상술한 등색 함수나 정수(k)를 미리 저장한다.

주파장은 XYZ 표색계에 규정된 색도도 중, 색도 좌표(x, y)의 y좌표의 값에 대응하는 파장에 상당하고, 발광체(OBJ)의 색의 차이를 의미한다. 자극 순도는 원점의 좌표와 색도 좌표(x, y)의 거리에 상당하고, 발광체(OBJ)의 색의 농도를 의미한다. 이 주파장 및 자극 순도의 산출 방법은 JIS Z 8701 「색의 표시 방법-XYZ 표색계 및 X10Y10Z10 표색계」로서 정해져 있다.

상관 색온도 및 편차(Duv)는 각각 발광체(OBJ)의 색에 가장 근사한 흑체의 온도 및 흑체의 온도에 대한 편차를 의미하고, JIS Z 8725 「광원의 분포 온도 및 색온도ㆍ상관 색온도의 측정 방법」으로서 정해져 있다.

연색성 평가수는 발광체(OBJ)의 연색성을 평가하는 것으로, JIS Z 8726 「광원의 연색성 평가 방법」으로서 정해져 있다.

<광학 특성의 산출 처리 순서>

도13은 본 발명의 실시 형태를 따르는 정보 처리 장치(100)에 있어서의 광학 특성(19)의 산출 처리 순서를 도시하는 흐름도이다. 또한, 도13에 도시하는 처리는, 대표적으로, CPU(105)가 미리 고정 디스크(107) 등에 저장된 프로그램이 실행됨으로써 실현된다.

도13을 참조하여, CPU(105)는 검출기(2)로부터 측정 데이터를 수신하였는지 여부를 판단한다(스텝 S200). 측정 데이터를 수신하고 있지 않으면(스텝 S200에 있어서 아니오), CPU(105)는 측정 데이터를 수신할 때까지 기다린다.

한편, 측정 데이터를 수신하고 있으면(스텝 S200에 있어서 예), CPU(105)는 측정 데이터로부터 필터 번호를 추출하여, 당해 필터 번호에 대응하는 보정 계수 테이블을 판독한다(스텝 S202). 그리고, CPU(105)는 측정 데이터에 포함되는 측정값에 보정 계수 테이블을 곱함으로써 측정값을 보정한다(스텝 S204). 또한, CPU(105)는 보정 후의 측정값을 기초로 하여 상술한 바와 같은 측정 대상의 발광체(OBJ)의 광학 특성을 산출한다(스텝 S206). 또한, 산출되는 광학 특성의 항목은 사용자에 의해 선택되도록 해도 된다.

최종적으로, CPU(105)는 산출한 측정 대상의 발광체(OBJ)의 광학 특성을 모니터(102)나 도시하지 않은 프린터 등으로 출력한다(스텝 S208).

<보정 계수 테이블의 갱신 처리 순서>

다시, 도11을 참조하여, 보정 계수 파일(124)에는 검출기(2)의 광필터부(22)에 있어서 절환 가능한 각 필터에 대응한 보정 계수 테이블이 미리 저장된다. 즉, 이들 보정 계수 테이블은 검출기(2)를 교정함으로써 산출된다. 교정 제어부(126)는 교정 시에 이들 보정 계수 테이블의 작성 또는 갱신을 행한다. 구체적으로는, 교정 제어부(126)는 사용자 등으로부터의 교정 지령을 받으면, 검출기(2)의 광필터부(22)에서 특정한 필터가 선택되도록 교정 시 필터 지정을 출력한다. 그리고, 교정 제어부(126)는 사용자에 의한 교정 조작에 의해 얻어지는 측정값과, 표준 데이터 파일(127)에 미리 저장되는 표준 스펙트럼을 비교하여, 보정 계수 테이블을 작성 또는 갱신한다. 이하에서는, 교정 처리로서, (1) 에너지 교정 및 (2) 파장 교정에 대해 예시한다.

(1) 에너지 교정

에너지 교정은 검출기(2)의 수광부(26)에 있어서의 수광 감도(게인)의 파장 의존성을 보정하기 위한 처리이다.

도14는 에너지 교정을 행할 때의 순서를 설명하기 위한 도면이다.

도14를 참조하여, 표준 램프(12)를 준비하는 동시에, 광취출부(6)에 투과 확산 캡(8)을 장착한다. 그리고, 표준 램프(12)와 투과 확산 캡(8)의 선단부와의 사이의 거리를 소정의 기준 거리(예를 들어, 500 ㎜)로 설정한다. 이 투과 확산 캡(8)은 표준 램프(12)로부터 조사되는 광을 균일화한 후, 광취출부(6)에 입사시키기 위한 부재이다. 표준 램프(12)로부터 방사되는 조도는 기지(旣知)이고, 당해 기준 거리에 있어서의 표준값(스펙트럼)이 표준 데이터 파일(127)(도11)에 미리 저장되어 있다.

도15는 에너지 교정 시에 측정된 데이터의 일례를 도시하는 도면이다.

도15를 참조하여, 에너지 교정 계수는 표준 램프(12)를 측정하여 얻어지는 측정값과, 표준 데이터 파일(127)에 미리 저장된 표준값과의 비율로서 산출된다. 교정 제어부(126)(도11)는 이와 같은 에너지 교정 계수를 각 파장 성분에 대해 산출한다. 또한, 교정 제어부(126)는 산출한 에너지 교정 계수를 기초로 하여 해당 시점에 있어서 검출기(2)의 광필터부(22)에서 선택 중인 필터 번호에 대응한 보정 계수 테이블을 작성 또는 갱신한다. 마찬가지로, 광필터부(22)에서 선택 가능한 필터의 수만큼, 에너지 교정이 행해진다.

또한, 보정부(122)(도11)는 실측값에 보정 계수 테이블을 곱함으로써 보정을 행하므로, 보정 계수 테이블은, 도15에 도시하는 에너지 교정 계수의 역수에 상당하는 값이 된다.

이상과 같은 에너지 교정은 검출기(2)의 광필터부(22)에서 선택 가능한 필터의 수만큼 행할 필요가 있어, 경년 변화 등을 고려하여 소정 주기로 행하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시 형태에 따르는 정보 처리 장치(100)에 있어서, 교정 제어부(126) 및 표준 데이터 파일(127)을 반드시 탑재해 둘 필요는 없고, 교정 시에는 교정용의 별도의 장치를 검출기(2)에 접속하여, 이 별도의 장치에 의해 산출된 보정 계수 테이블의 데이터를 보정 계수 파일(124)에 저장하도록 해도 된다.

(2) 파장 교정

파장 교정은 수광부(26)로부터 출력되는 검출 출력의 파장 영역에 있어서의 편차를 보정하기 위한 처리이다.

파장 교정을 행하는 경우에는, 참조 광원으로서, 다수의 기지의 휘선 스펙트럼을 포함하는 광을 발생하는 수은 램프, 네온 램프, 수은ㆍ네온 램프 등을 사용한다.

도16은 수은ㆍ네온 램프로부터 발생하는 광의 스펙트럼을 도시하는 도면이다. 도16에 도시한 바와 같이, 수은ㆍ네온 램프로부터는, 다수의 휘선 스펙트럼을 포함하는 광이 방사되고, 이들 휘선 스펙트럼과 수광부(26)로부터 출력되는 검출 출력을 대응함으로써, 파장 영역에 있어서의 차이를 보정할 수 있다.

이와 같은 수광부(26)를 구성하는 각 수광 소자(채널)에 대응되는 파장을 규정한 파장 테이블에 대해서도 보정 계수 파일(124)에 저장된다. 보정부(122)(도11)는 이 파장 테이블을 기초로 하여 수광부(26)로부터 출력되는 각 채널의 검출 출력에 대응하는 파장을 결정한다. 또한, 파장 테이블에 대해서도 광필터부(22)에서 선택 가능한 필터마다 저장하는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 보정부(122)는 광필터부(22)에서 선택되는 필터에 따라서, 대응의 파장테이블을 사용하여 파장 교정을 행한다.

<제1 변형예>

상술한 실시 형태에 있어서는, 판 형상의 필터 어레이(202)를 광축(Ax)에 대해 수직 방향으로 슬라이드시킴으로써, 감광률을 복수로 절환하는 구성에 대해 예시하였으나, 소위 필터 휠을 사용하는 구성을 채용해도 된다.

필터 휠의 구성으로서는, 광축(Ax)에 평행한 회전축을 따라서 회전 가능한 휠(원판)을 설치하여, 서로 투과율이 상이한 복수의 영역을 이 휠의 둘레 방향에 형성한다. 그리고, 컨트롤러로부터의 지령에 따라서 휠을 회전 구동함으로써, 광축(Ax)에 교차하는 영역을 변경함으로써 감광률을 절환한다.

<제2 변형예>

상술한 실시 형태에 있어서는, 별체의 검출기(2) 및 정보 처리 장치(100)로 구성되는 광학 특성 측정 장치(1)에 대해 예시하였으나, 검출기(2) 및 정보 처리 장치(100)의 기능과 동일한 장치로서 구성해도 된다.

<제3 변형예>

본 발명에 관한 프로그램은 컴퓨터의 오퍼레이팅 시스템(OS)의 일부로서 제공되는 프로그램 모듈 중, 필요한 모듈을 소정의 배열로 소정의 타이밍으로 호출하여 처리를 실행시키는 것이라도 좋다. 그 경우, 프로그램 자체에는 상기 모듈이 포함되지 않고 0S와 협동하여 처리가 실행된다. 이와 같은 모듈을 포함하지 않는 프로그램도 본 발명에 관한 프로그램에 포함될 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 프로그램은 다른 프로그램의 일부에 조립되어 제공되는 것이라도 좋다. 그 경우에도, 프로그램 자체에는 상기 다른 프로그램에 포함되는 모듈이 포함되지 않고, 다른 프로그램과 협동하여 처리가 실행된다. 이와 같은 다른 프로그램에 조립된 프로그램도 본 발명에 관한 프로그램에 포함될 수 있다.

또한, 본 발명에 관한 프로그램에 의해 실현되는 기능의 일부 또는 전부를 전용의 하드웨어에 의해 구성해도 된다.

본 실시 형태에 따르면, 수광부에 입사하는 측정광의 광량이 당해 수광부의 검출 감도에 적합한 값이 되도록, 측정광의 광학 경로 상에 배치한 필터를 절환한 후에 측정을 행한다. 이에 의해, 발광 휘도가 상이한 복수 종류의 발광체(OBJ)를 반송할 수 있는 생산 라인에 적용한 경우라도, 적절하게 각 발광체(OBJ)의 광학 특성을 측정할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 따르는 검출기는 수광부에서 검출된 측정값을 기초로 하여 적절한 필터를 선택하므로, 사용자 조작을 필요로 하지 않고, 용이하게 다이나믹 레인지를 확대시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 서로 투과율이 상이한 복수의 영역이 형성된 판 형상의 필터 어레이를 측정광의 광축에 대해 수직 방향으로 슬라이드시킴으로써, 감광률을 절환할 수 있으므로, 절환 구조를 실현하기 위한 공간을 작게 할 수 있는 동시에, 그 구조를 간소화할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따르면, 판 형상의 필터 어레이가 측정광의 광축의 수 직면에 대해, 0이 아닌 소정 각도로 배치된다. 본 구성에 의해, 측정 오차의 요인이 되는 필터 어레이와 회절 격자 사이의 다중 반사를 억제할 수 있어, 측정 정밀도를 높일 수 있다.

본 발명을 상세하게 설명하여 나타냈으나, 이는 예시를 위한 것일 뿐이며, 한정되어서는 안되고, 발명의 범위는 첨부한 청구범위에 의해 해석되는 것이 명백하게 이해될 것이다.

도1은 본 발명의 실시 형태를 따르는 광학 특성 측정 장치의 외관도를 도시하는 도면.

도2는 본 발명의 실시 형태를 따르는 검출기의 개략의 기능 블럭도.

도3은 본 발명의 실시 형태를 따르는 검출기의 주요부 구조를 도시하는 사시도.

도4는 도3에 도시하는 필터 어레이의 구성도.

도5는 본 발명의 실시 형태를 따르는 광필터부에 있어서의 필터 어레이의 설치 상태를 설명하기 위한 도면.

도6은 도5에 도시하는 필터 어레이에 의해 반사되는 복귀광의 광학 경로를 설명하기 위한 도면.

도7은 본 발명의 실시 형태를 따르는 검출기로부터 정보 처리 장치로 송신되는 측정 데이터의 데이터 구조의 일례를 도시하는 도면.

도8은 본 발명의 실시 형태를 따르는 정보 처리 장치의 하드웨어 구성을 도시하는 개략 구성도.

도9는 본 발명의 실시 형태를 따르는 검출기의 컨트롤러에 있어서의 제어 구조를 도시하는 개략도.

도10은 본 발명의 실시 형태를 따르는 검출기에 있어서의 처리 순서를 도시하는 흐름도.

도11은 본 발명의 실시 형태를 따르는 정보 처리 장치에 있어서의 제어 구조 를 도시하는 개략도.

도12는 국제 조명 위원회(CIE)에 의해 정해져 있는 등색 함수를 도시하는 도면.

도13은 본 발명의 실시 형태를 따르는 정보 처리 장치에 있어서의 광학 특성의 산출 처리 순서를 도시하는 흐름도.

도14는 에너지 교정을 행할 때의 순서를 설명하기 위한 도면.

도15는 에너지 교정 시에 측정된 데이터의 일례를 도시하는 도면.

도16은 수은ㆍ네온 램프로부터 발생하는 광의 스펙트럼을 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 광학 특성 측정 장치

2 : 검출기

4 : 광파이버

5 : 투과율

6 : 광취출부

8 : 투과 확산 캡

10 : 생산 라인

12 : 표준 램프

20 : 슬릿

22 : 광필터부

24 : 회절 격자

26 : 수광부

28 : 변환기

30 : 컨트롤러

100 : 정보 처리 장치

101 : 컴퓨터 본체

102 : 모니터

103 : 키보드

104 : 마우스

106 : 메모리

107 : 고정 디스크

109 : 검출기 인터페이스(I/F)부

111 : FD 구동 장치

113 : CD-ROM 구동 장치

121 : 연산부

122 : 보정부

123 : 산출부

124 : 보정 계수 파일

126 : 교정 제어부

127 : 표준 데이터 파일

202 : 필터 어레이

202a, 202b, 202c : 영역

203 : 글래스 기판

204 : 가동 부재

208 : 리니어 액추에이터

210 : 가이드 부재

212 : 베이스 부재

301 : 저장부

302 : 측정값 저장부

303 : 측정 정보 저장부

311 : 수신부

312 : 송신부

313 : 버퍼부

314 : 판단부

3l5 : 필터 선택부

316 : 설정부

OBJ : 발광체

Claims (6)

1. 광에 포함되는 각 파장 성분의 강도에 따른 신호를 출력하는 분광 검출부와,

   발광체로부터의 광을 상기 분광 검출부로 유도하는 도광부와,

   상기 도광부로부터 상기 분광 검출부까지의 광 경로 상에 배치되어, 투과되는 광의 감광률을 복수로 절환 가능한 광필터부와,

   상기 광필터부에 있어서의 감광률을 제어하기 위한 제어 수단을 구비하고,

   상기 제어 수단은 상기 분광 검출부로부터 출력되는 신호를 기초로 하여 상기 분광 검출부에 입사하는 광량을 판단하여, 상기 분광 검출부에 입사하는 광량이 소정의 하한값보다 작은 경우에는, 상기 광필터부에 있어서의 감광률을 보다 작은 값으로 절환하고, 상기 분광 검출부에 입사하는 광량이 소정의 상한값보다 큰 경우에는, 상기 광필터부에 있어서의 감광률을 보다 큰 값으로 절환하는 광학 특성 측정 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 분광 검출부로부터 출력되는 신호를 기초로 하여 상기 발광체의 밝기 및 색도 좌표의 적어도 한쪽을 산출하는 연산 수단을 더 구비하고,

   상기 연산 수단은 상기 광필터부에 있어서의 복수의 감광률의 각각에 대응시켜 미리 저장된 복수의 보정 계수 중, 상기 광필터부에서 선택 중인 감광률에 대응하는 보정 계수를 사용하여 상기 신호를 보정하는 광학 특성 측정 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 광필터부는,

   서로 투과율이 상이한 복수개의 영역이 형성된 판 형상 부재와,

   상기 제어 수단으로부터의 지령에 따라서, 상기 판 형상 부재를 상기 분광 검출부로 입사하는 광의 광축에 대해 수직 방향으로 구동하는 구동부를 포함하는 광학 특성 측정 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 판 형상 부재는 공통의 글래스 기판 상에 서로 투과율이 상이한 복수의 영역이 형성되어 구성되는 광학 특성 측정 장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 분광 검출부는,

   상기 광필터부를 투과한 후의 광이 입사되는 회절 격자와,

   상기 회절 격자에 의해 발생한 회절광을 수광하는 수광부를 포함하고,

   상기 판 형상 부재는 그 판면이 상기 회절 격자에 입사하는 광의 광축의 수직면에 대해, 0이 아닌 소정 각도로 배치되는 광학 특성 측정 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 특성 측정 장치는 생산 라인 상을 연속적으로 반송되는 복수의 상기 발광체를 차례로 측정하도록 구성되고,

   상기 제어 수단은 전회의 측정 시에 사용된 상기 광필터부에 있어서의 감광률을 초기값으로서 사용하는 광학 특성 측정 장치.

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