TWI443311B - Optical characteristic detection device - Google Patents

Description

光學特性檢測裝置

本發明係關於檢測從發光體發出之光的光學特性檢測裝置，尤其是關於用以擴大可測定照度範圍之技術。

隨著近年的藍色發光二極體(LED)的開發及量產化技術之確立，將使用藍色LED產生波長帶域廣的光之白色LED加以實用化。上述白色LED發光效率高，相較於傳統的紅色LED，其實現較高的照度。

但是，在LED的生產線上，具有檢查程序，將實際上製造出來的LED點亮之後，檢測其亮度或色調，以判斷該製品之良窳。在此種檢查程序中，在距離作為檢測對象的LED(發光體)特定距離之位置上配置檢測裝置，依據在該位置上檢測到的光來判斷其良窳。

例如，在特開2002-195882號公報中揭露LED發光體檢查裝置，其包括：檢出檢測對象之發光並判斷發光狀態的LED檢測單元，以及執行最終判斷的檢測控制器。該LED發光體檢查裝置使用具有對應於發光體之不同發光色之過濾特性之複數個濾光片，對應於光的有效波長檢出複數之照度值。

為了評價包含發光體的色調，不使用如特開2002-195882號公報所揭露之複數的濾光片的構成，而在檢測光強度之分光分佈之後，使用國際照明委員會(CIE：Commission International del’Eclairange)所規定之XYZ表色系中的三刺激值等較佳。

由於高效率化或大型化等的技術開發，使得特別是白色LED的發光照度更為提高。另一方面，實際的生產線中，多半也製造發光照度相對較低的小型LED等。因此，必須要使用同一個檢測裝置，分別檢測發光照度相對較高的LED和發光照度相對較低的LED。但是，相較於分光檢測部中的可檢測照度範圍(動態範圍，dynamic range)，檢測對象之發光體中，發光照度高者和發光照度低者之間的差常常是比較大的。在此種情況下，在檢測裝置和檢測對象發光體(LED)之間維持同樣距離的狀態下，無法檢測所有發光體之光學特性。亦即，為了檢測發光照度高的發光體，使得檢測裝置和檢查對象發光體之間的距離相對較大的話，則會產生發光照度低的發光體的檢測精確度降低的問題；而為了檢測發光照度低的發光體，使得檢測裝置和檢查對象發光體之間的距離相對較小的話，則會產生分光檢出部超過範圍的問題。

因此，有考慮到將檢測裝置和檢查對象發光體之距離對應於發光照度變更之後再執行檢測，或者在降低供給發光體的電流值以抑制其照度的狀態下執行檢測之方法。但是，就前者的方法而言，隨著檢測裝置的位置變更，必須要執行再校正而使操作繁複。另外，就後者的方法而言，因為是藉由減低供給電流來改變發光體(LED)的發光特性，所以無法正確地評估其原來的光學特性。

本發明為解決上述問題，其目的在於提供一種光學特性檢測裝置，其在分光檢測發光體發出的光時，能夠容易地擴大其動態範圍。

依據本發明的一種光學特性檢測裝置，其包括：分光檢出部，其對應於光中所包含之各波長成分的強度輸出信號；導光部，其將發光體發出的光導向該分光檢出部；濾光部，其設置於從該導光部到該分光檢出部的光路徑上，可以對透過的光的減光率執行複數種切換；及控制裝置，其係用以控制該濾光部之減光率。控制裝置，依據從該分光檢出部輸出的信號，判斷入射該分光檢出部的光量，當入射該分光檢出部的光量較既定之下限值小的情況下，將該濾光部的減光率切換到更小的值，當入射該分光檢出部的光量較既定之上限值大的情況下，將該濾光部的減光率切換到更大的值。

以此為佳；光學特性檢測裝置，更包括：計算裝置，其依據從該分光檢出部輸出的信號，計算出該發光體的亮度及色度座標中至少一者。該計算裝置，從該濾光部中複數之各減光率所對應之事先儲存的複數之修正係數中，使用對應於該濾光部中選用的減光率之修正係數，以修正該信號。

以此為佳；濾光部包括：板狀元件，其形成透過率相異的複數個區域；驅動部，其對應於該控制裝置發出的指令，將該板狀元件在相對於入射到該分光檢出部之光的光軸為垂直之方向上驅動。

更以此為佳；該板狀元件構成為：在共通的玻璃基板上形成形成透過率相異的複數個區域。

更以此為佳；該分光檢出部包含：透過該濾光部之光入射之繞射光柵；受光部其接收由該繞射光柵產生之反射光；該板狀元件配置為，其板面相對於入射該繞射光柵之光的光軸之垂直面，係為非零之既定角度。

以此為佳；該光學特性檢測裝置係構成為，依序檢測生產線上連續運送之複數個該發光體，該控制裝置係將前次檢測時使用之該濾光部的減光率使用作為初期值。本發明之優點為，在分光檢測從發光體發出的光時，能夠容易地擴大其動態範圍。

由下述說明及所附圖式當可瞭解本發明之上述及其他的目的、特徵、實施例及優點。

較佳實施型態說明

參照圖式，詳細說明本發明之實施型態。另外，圖中同一個或相當的部分，則標示以同一符號，並且不重複說明。

<裝置整體構成>

第1圖顯示依據本發明實施型態之光學特性檢測裝置的外觀圖。

參見第1圖，本發明實施型態之光學特性檢測裝置1，代表性地，用以檢測在生產線10上連續搬運之複數個發光體OBJ的亮度或色調等光學特性。在此，所謂之亮度，係指發光體OBJ的照度或光度，所謂色調，則指發光體OBJ的色度座標、主波長、刺激純度、相關色溫度等。本實施型態之光學特性檢測裝置1，係適用於發光二極體(LED)或平板顯示器(Flat Panel Display，FPD)等的檢測，但在以下之說明中，係例示以LED為檢測對象之發光體OBJ之構成作為代表。

在生產線10中，檢測對象之發光體OBJ在既定的方向上以一定的速度或間斷地搬運，光學特性檢測裝置1檢測在該生產線10上之特定位置(檢測位置)上的發光體OBJ的光學特性。再者，在檢測位置以及在其之前的位置(亮燈準備位置)上，電力供給裝置(圖未顯示)和視為發光體OBJ的LED的底面連接，使得LED為亮燈的狀態。而且，對該亮燈狀態的LED執行檢測。再者，光學特性檢測裝置1所配置的位置，一般係為LED的生產線之出貨前或製造途中的各檢查程序。

光學特性檢測裝置1包括檢出器2和資訊處理裝置100。檢出器2透過光纖4連接於配置在生產線10之檢測位置上方等的光取出部6。而且，光纖4將發光體OBJ發出的光(以下亦稱之為「檢測光」)導向檢出器2。

如後所述，檢出器2將發光體OBJ發出的檢測光加以分光，將包含其中各波長成分之強度所對應之信號(檢出輸出)的檢測資料輸出至資訊處理裝置100。尤其是，本實施型態的檢出器2，如後所述，包含能夠以複數方式切換通過之光的減光率的濾光部，藉由適當地選擇該濾光部的減光率，就能夠擴大可檢測的照度範圍(動態範圍)。亦即，發光體OBJ發出的照度相對較高的情況下，將減光率設定為相對較低，藉此，能夠在適當的感度範圍使用檢測光強度之光二極體陣列等的受光部。藉此，不論發光體OBJ的照度如何，都能夠維持適當的檢測精確度。

資訊處理裝置100，依據從檢出器2而來的檢測資料，計算出發光體OBJ的光學特性。資訊處理裝置100可以代表性地由電腦實現。亦即，資訊處理裝置100係由下列構成：裝有軟碟(FD)驅動裝置111及CD-ROM驅動裝置113的電腦本體101、螢幕102、鍵盤103、滑鼠104。而且，藉由使電腦本體101執行事先儲存之程式，能夠在資訊處理裝置100實現上述光學特性之計算處理。該資訊處理裝置100的功能構成容後再敘。

<檢出器的構成>

第2圖顯示依據本發明實施型態之檢出器2的功能方塊圖。第3圖顯示依據本發明實施型態之檢出器2的重要構造之立體圖。

參見第2圖，檢出器2包括：縫隙20、濾光部22、繞射光柵24、受光部26、AD(Analog to Digital)轉換器28、控制器30。

縫隙20、濾光部22、及繞射光柵24係配置於由光纖4引導之發光體OBJ發出的檢測光之光軸Ax上。因此，從 發光體OBJ發出的檢測光，傳送光取出部6及經過光纖4，並先通過縫隙20。縫隙20係調整光束徑(尺寸)，以使得能夠實現特定的檢測分解能。例如，縫隙20的各縫隙寬度設定為0.2mm~0.05mm左右。而且，通過縫隙20之後的檢測光，入射到濾光部22。而且，濾光部22配置於通過縫隙20之後的檢測光的收束位置大約一致的位置。

濾光部22係構成為，能夠以複數方式切換透過之光的減光率。在濾光部22的減光率，係依據後述之控制器30的指令而選擇。

而且，通過濾光部22之後的檢測光，在光軸Ax上傳送並入射到繞射光柵24。繞射光柵24藉由將入射的檢測光繞射以使其分光，並將各繞射光導向受光部26。以此為代表：繞射光柵24為稱之為炫耀全像(Blazed Holographic)型的反射型之繞射光柵，其構成為使得每個特定的波長間隔的繞射光反射到對應之各方向。

受光部26，檢出包含於檢測光的各波長成分之強度，將對應於該檢出的強度的電氣信號(檢出輸出)輸出到AD轉換器28。以此為代表：受光部26由將光二極體等的檢出元件配置為陣列狀之光二極體陣列(PDA)、或者配置為矩陣狀的CCD構成。例如，受光部26輸出在380nm~980nm的範圍內512個周波數成分之強度所對應之信號。

再者，繞射光柵24及受光部26，相當於本案中的「分光檢出部」，其係對應於檢測光的檢出波長範圍及檢出波長間隔等而適當設計。

繼之，參照第3圖說明檢出器2的重要部分之構造。如上所述，在檢測光之光路徑之光軸Ax上，配置了縫隙20、濾光部22、繞射光柵24。

濾光部22可以配置為，在基座元件212之縫隙20側，可動元件204可以在垂直於光軸Ax的方向上滑動。該可動元件204係構成為，可以沿著設置於基座元件212之沿著滑動方向延伸的引導元件210上滑動。該可動元件204構成為，能夠透過回復彈簧206和基座元件212連結，並承受線性致動器208的推壓。回復彈簧206，係對於可動元件204施加使其向著紙面右方滑動之力。另一方面，線性致動器208依據控制器30(第2圖)的指令，在可動元件204的滑動方向上移動。藉由該回復彈簧206和線性致動器208的協同運作，可動元件204滑動到對應於線性致動器208的移動量之位置。

可動元件204設有缺口部，其包含隨著滑動而和光軸Ax交叉的區域，該缺口部裝設板狀的濾光片陣列202。再者，在基座元件212之包含光軸Ax的處理範圍中也設有缺口部(圖未顯示)。因此，存在於光軸Ax上之濾光部22的構成要素，就只有濾光片陣列202。

濾光片陣列202，上形成了在共通的玻璃基板上透過率相異之複數個區域202a,202b,202c。

第4圖顯示第3圖所示之濾光片陣列的構成圖。

參見第4圖，本實施型態之濾光片陣列202之一例為形成3個區域202a,202b,202c。再者，如後所述，只要能夠選擇複數個濾光片之構成即可，並不限定其濾光片之數量。具體言之，濾光片陣列202上形成了：在共通的玻璃基板上不作任何加工的區域202a、及透過率階段性相異的區域202b、202c。因此，區域202a的透過率，係相當於玻璃基板203本身的透過率，因為在本實施型態中係使用透過率相對較高的玻璃基板203，所以，區域202a的減光率實際上相當於0。另一方面，區域202b及202c加工為其減光率分別為例如透過率5%(ND5)及透過率0.2%(ND0.2)。因此，區域202b及202c的減光率分為為1/20及1/500。

如第3圖所示，裝設了濾光片陣列202的可動元件204在垂直於光軸Ax的方向上滑動，藉此，能夠切換形成於濾光片陣列202之區域202a,202b,202c中和光軸Ax交叉的區域。亦即，藉由使檢測光通過區域202a,202b,202c中任一者，能夠使其減光率不同。

在此，在減光率實際上為0的情況(選擇區域202a的情況)，檢測光係透過玻璃基板203。亦即，不管是選擇了區域202a,202b,202c中哪一個，檢測光至少都要透過玻璃基板203。因此，藉由使玻璃基板203的厚度比用以實現特定透過率而執行之加工寬度要大，就能夠使得隨著減光率的切換而造成之光學之路徑長的變動變少。

再者，藉由使得由共通的玻璃基板203形成之濾光片陣列202滑動，就能夠切換減光率，所以，能夠使得用以實現切換構造之空間變小。

再者，以此為佳：將濾光片陣列202配置為相對於入射到繞射光柵24之檢測光的光軸Ax之垂直面之非零的特定角度。此係因為，在繞射光柵24繞射之檢測光的一部份，會在光軸Ax上與檢測光反方向傳送並入射於濾光片陣列202，然後再於濾光片陣列202反射並再次入射濾光片陣列202。如此，檢測光的一部份在濾光片陣列202和繞射光柵24之間多重反射，而產生檢測誤差。為了排除此種誤差原因，可將檢測光在繞射光柵24反射而產生之反射光由濾光片陣列202反射之方向和光軸Ax偏離。

第5圖顯示說明本發明實施型態之濾光部22中濾光片陣列202的安裝狀態的圖。第6圖係用以說明第5圖所示之濾光片陣列202所反射回來的光之光學路徑的圖。

參見第5圖，可動元件204係配置為其板面和檢測光之光軸Ax的垂直面實際上為一致。而且，相對於可動元件204的板面(亦即光軸Ax的垂直面)，濾光片陣列202維持在非零之特定角度θ。

第6圖顯示從水平方向看到的檢測光及該檢測光所產生之反射光的光學路徑。入射到繞射光柵24的檢測光，由繞射光柵24繞射，該繞射光(多次光)的一部份成為反射光，在光軸Ax之放方向傳送並入射濾光片陣列202。在此，藉由將濾光片陣列202配置於特定角度θ，射入到濾光片陣列202的反射光中，在濾光片陣列202被反射的成分，係在與光軸Ax相異特定角度θ的方向上傳送。其結果為，能夠抑制在濾光片陣列202反射之反射光再次入 射到繞射光柵24。

再者，特定角度θ係依據濾光片陣列202和繞射光柵24之間的距離，或者繞射光柵24的焦距等，設定為適當角度，以使得在濾光片陣列202反射之反射光不會再次入射繞射光柵24。實際上，以5度~15度左右為佳。

如第5圖所示，濾光片陣列202係構成為以可動元件204的滑動軸為中心並保持在特定的傾斜角，所以，不管是選擇濾光片陣列202中哪一個濾光片的情況，都能夠維持濾光片陣列202和光軸Ax的角度之關係。因此，不論選擇之濾光片為何，能夠使入射於繞射光柵24的檢測光的條件相同，並能夠抑制隨著濾光片之切換而發生之誤差。

再者，因為濾光片陣列為板狀，所以，將濾光片陣列202裝設在可動元件204時，只要執行1處的加工(代表言之，為凹槽部的形成)即可，能夠簡化加工處理。

再者，在第5圖及第6圖中係例示，使濾光片陣列202以其底邊為中心傾斜的構成，亦即，在紙面上下方向上傾斜之構成，但以其側邊為中心使其傾斜的構成亦可，亦即，在紙面左右方向上使其傾斜之構成。基本上，能夠避免濾光片陣列202和繞射光柵24之間的多重反射即可。

再參照第2圖，AD轉換器28將從受光部26接收的電氣信號轉換為數位信號，並將該轉換後的數位信號輸出到控制器30。

控制器30，係構成為可以和資訊處理裝置100(圖1)之間進行資料通信，並且，如後所述，控制濾光部22中減光率的切換。再者，控制器30，設定如受光部26的曝光時間(gate time)等的動作參數。而且，控制器30，當其結束濾光部22中的減光率的切換之後，依既定的週期，將包含受光部26檢出之檢出輸出的檢測資料傳送到資訊處理裝置100。再者，該檢測資料的傳送週期，係為數msec～數100msec之間。

第7圖顯示依據本發明實施型態之從檢出器傳送到資訊處理裝置100之檢測資料的資料構造之一例的圖。

參照第7圖，每次檢測所傳送之檢測資料的資料構造包含：ID儲存部301、檢測值儲存部302、檢測資訊儲存部303。在ID儲存部301中，儲存用以界定各檢測之ID號碼。代表性地說，該ID號碼為隨著檢測而增加之數。在檢測值儲存部302中，針對對應於波長之每個頻道，儲存從受光部26輸出之顯示各波長成分之強度的值。再者，在第7圖中，顯示從受光部26輸出512頻道的信號的情況。檢測資訊儲存部303儲存各檢測中的檢測參數，代表性地說，受光部26的曝光時間(gate time)的值、相當於檢測週期之儲存時間的值、界定濾光部22中減光率的濾光片號碼等。

<資訊處理裝置的構成>

第8圖顯示依據本發明實施型態的資訊處理裝置100之硬體構成的概略構成圖。依據本發明實施型態的資訊處理裝置100之硬體構成的概略構成圖。

參見第8圖，電腦本體101除了第1圖所示之FD驅動裝置111及CD-ROM驅動裝置113之外，還包含彼此之間以匯流排連接之CPU105、記憶體106、固定碟107、檢出器介面(I/F)部109。

在FD驅動裝置111上可以安裝FD112，在CD-ROM驅動裝置113上可以安裝CD-ROM114。如上所述，本實施型態之資訊處理裝置100，係藉由以CPU105使用記憶體106等的電腦硬體，執行程式來實現。一般而言，這種程式，係儲存於FD112或CD-ROM114等儲存媒體中，或者透過網路而流通。而且，此種程式係藉由FD驅動裝置111或CD-ROM驅動裝置113等從儲存媒體中讀取出來，並暫時儲存在儲存裝置固定碟107中。然後，從固定碟107讀取到記憶體106中，再由CPU105執行之。

CPU105係為，藉由依序執行程式化的指令，而執行各種演算之演算處理部。記憶體106係對應於CPU105中的程式執行，暫時儲存各種資訊。

檢出器介面(I/F)部109。係為用以仲介電腦本體101和檢出器2(第1圖)之間的資料通信之裝置，接收表示從檢出器2傳送之檢測資料的電氣信號，並將其轉換為CPU105可以處理的資料形式，並且，將CPU105輸出的指令等轉換為電氣信號並傳送到檢出器2。

連接於電腦本體101的螢幕102係為，顯示由CPU105算出之檢測對象的發光體OBJ的亮度或色調等的算出結果之裝置，其一例為，由LCD或CRT等構成。

滑鼠104對應於按壓(click)或拖曳(slide)等的動作，接收使用者下達的指令。鍵盤103係對應於輸入的按鍵，接收由使用者下達的指令。

再者，也可以因應需要，將印表機等其他的輸出裝置連接於電腦本體101。

<檢出器的控制構造>

第9圖顯示依據本發明實施型態的檢出器的控制器中的控制構造之概略圖。

參見第9圖，控制器30包含下列元件之功能：收信部311、送信部312、緩衝部313、判斷部314、濾光片選擇部315、設定部316。

緩衝部313係暫時儲存在受光部26(第2圖)檢測得到之檢測值(分光分佈)。

判斷部314，係依據儲存於緩衝部313中的檢測值，評估入射受光部26的檢測光之光量，以判斷在濾光部22中目前被選取之濾光片是否適當。具體言之，判斷部314判斷儲存於緩衝部313的檢測值之代表值(例如，各波長成分中最大的強度值)是否在既定的下限值到既定的上限值之間的範圍內。繼之，判斷部314，在檢測值之代表值低於既定的下限值的情況下，判斷入射到受光部26的檢測光之光量不足，並將該訊息輸出到濾光片選擇部315。另一方面，判斷部314，在檢測值之代表值高於既定的上限值的情況下，判斷入射到受光部26的檢測光之光量過多，並將該訊息輸出到濾光片選擇部315。

再者，判斷部314，在判斷入射到受光部26的光量為適當的情況下(在下限值和上限值之間的情況)，將儲存在緩衝部313的檢測值傳送到送信部312。

再者，檢測值之代表值，也可以使用各波長成分的平均值或中間值。另外，也不限定使用如上述之使用上限值和下限值之閾值的判斷方法，只要是能夠判斷入射到受光部26的光量是否為適當，使用何種方法均可。

如上述，判斷部314，判斷隨著檢測對象之發光體OBJ的照度而變動之檢測光的光量是否適當，並將判斷結果輸出至濾光片選擇部315，以選擇適當的濾光片。

濾光片選擇部315，對應於判斷部314的判斷結果，將濾光片選擇指令輸出至濾光部22，以選取適當的濾光片(減光率)。具體言之，濾光片選擇部315，當在判斷部314判斷為入射到受光部26的檢測光的光量不足時，輸出用以切換到減光率更小的濾光片之濾光片選擇指令，以使得更多的檢測光入射到受光部26。另一方面，濾光片選擇部315，當在判斷部314判斷為入射到受光部26的檢測光的光量過多時，輸出用以切換到減光率更大的濾光片之濾光片選擇指令，以抑制檢測光入射到受光部26。再者，濾光片選擇部315將用以界定目前被選取之濾光片的資訊(濾光片號碼)輸出到送信部312。

如上述，濾光片選擇部315，選擇在濾光部22的濾光片，以使得入射到受光部26的光量維持在適合受光部26的檢出感度之值。

另外，濾光片選擇部315，因應從資訊處理裝置100送來的校正時濾光片指定，而切換到被指定之濾光片。此係因為，在校正時，必須要針對濾光部22的各濾光片分別計算其修正係數，而必須使上述之濾光片自動切換功能失效。

設定部316，對應於使用者輸入或從資訊處理裝置100傳來的各種設定等，而設定或變更受光部26中的動作參數。具體言之，設定部316設定或變更受光部26的曝光時間(gate time)或檢測週期等。另外，設定部316，將包含上述對受光部26設定的動作參數之檢測資訊輸出到送信部312。

送信部312，產生包含在受光部26檢測出的檢測值，以及從設定部316傳來的受光部26的設定值之檢測資料，並依既定週期將之傳送到資訊處理裝置100。

收信部311，接收從資訊處理裝置100傳來的校正時濾光片指定或各種設定，並將上述已接收之設定值輸出到濾光片選擇部315或設定部316。

<檢出器之處理程序>

第10圖顯示依據本發明實施型態之檢出器的處理程序之流程圖。再者，第10圖所示之處理，係由檢出器2的控制器30執行。

參見第10圖，控制器30，當電源輸入時，針對濾光部22選擇對應於預設之初期值的濾光片(步驟S100)。繼之，控制器30判斷是否被下達檢測開始指令(步驟S102)。該檢測開始指令，係在檢測對象之發光體OBJ到達檢測位置時，由資訊處理裝置100或管理生產線的生產線控制裝置(圖未顯示)發出。若沒有下達檢測開始指令(在步驟S102中的「否」)，則控制器30繼續等待直到接收到檢測開始指令。

當下達檢測開始指令之後(在步驟S102中的「是」)，控制器30執行檢測對象之發光體OBJ所發出的光之檢測(步驟S104)。具體言之，開始擷取在受光部26檢出之檢測值(分光分佈)。

繼之，控制器30依據已檢出的檢測值，判斷入射到受光部26的光量是否為適當(步驟S106)。亦即，受光部26判斷已檢出的檢測值之代表值是否在既定的下限值到既定的上限值之間的範圍內。

在入射到受光部26的檢測光之光量不足的情況下(在步驟S106中的「不足」)，亦即，在判斷檢測值之代表值低於既定的下限值的情況下，控制器30，判斷是否可能選擇比濾光部22目前被選取之濾光片的減光率還低的濾光片(步驟S108)。

在不可能選擇比濾光部22目前被選取之濾光片的減光率還低的濾光片的情況下(在步驟S108中的「否」)，控制器30輸出檢測錯誤(步驟S110)，該處理回到步驟S102。再者，也可以將不可能作為檢測值之數值(例如，負值)傳送到資訊處理裝置100，以作為檢測錯誤輸出。

相對於此，在可能選擇比濾光部22目前被選取之濾光片的減光率還低的濾光片的情況下(在步驟S108中的「是」的情況)，控制器30，切換到比濾光部22目前被選取之濾光片的減光率還低的濾光片(步驟S112)，該處理回到步驟S104。

另一方面，在入射到受光部26的檢測光之光量過多的情況下(在步驟S106中的「過多」)，亦即，在判斷檢測值之代表值高於既定的上限值的情況下，控制器30，判斷是否可能選擇比濾光部22目前被選取之濾光片的減光率還高的濾光片(步驟S114)。

在不可能選擇比濾光部22目前被選取之濾光片的減光率還高的濾光片的情況下(在步驟S114中的「否」)，控制器30輸出檢測錯誤(步驟S116)，該處理回到步驟S102。

相對於此，在可能選擇比濾光部22目前被選取之濾光片的減光率還高的濾光片的情況下(在步驟S114中的「是」)，控制器30切換到比濾光部22目前被選取之濾光片的減光率還高的濾光片(步驟S118)，該處理回到步驟S104。

在入射到受光部26的檢測光之光量適當的情況下(在步驟S106中的「是」)，亦即，在判斷檢測值之代表值在既定的下限值和上限值之間的範圍中的情況下，控制器30，將目前被選取之濾光片號碼，連同剛才檢測出的檢測值一起傳送到資訊處理裝置100(步驟S120)。繼之，控制器30，將目前被選取之濾光片號碼更新為新的初期值之後(步驟S122)，處理回到步驟S102。亦即，前一次檢測時所使用的濾光片係作為下一次檢測的初期值。此係因為，在一般的生產線中，多以批次單位來製造產品，在產品種類變更的時間點(某一批次和其他批次的邊界位置)，執行濾光片切換之後，可以預期同一批次的產品會連續通過。因此，就檢測效率而言，前一次的檢測中所使用的濾光片，在後續檢測中也繼續使用應該是較佳的。

如上述，控制器30切換濾光部22中的減光率，以使得射入受光部26的檢測光的光量適當，並將檢測光的光量適當的情況下所檢出的檢測值傳送到資訊處理裝置100。因此，在資訊處理裝置100中，能夠適當地計算出檢測對象之發光體OBJ的光學特性。

<資訊處理裝置的控制構造>

第11圖顯示依據本發明實施型態的資訊處理裝置中的控制構造之概略圖。

參見第11圖，資訊處理裝置100包含下列元件之功能：包含修正部122及算出部123的演算部121、校正控制部126、修正係數檔案124、以及標準資料檔案127。再者，演算部121和校正控制部126的功能，係由儲存於固定碟107等之程式在記憶體106展開之後再由CPU 105執行而實現。另外，修正係數檔案124和標準資料檔案127，係儲存於固定碟107或記憶體106等非揮發性區域中。

修正係數檔案124中，事先儲存了檢出器2的濾光部22中可選取之各濾光片所對應之複數個修正係數表。該複數個修正係數表可以由率光率號碼來界定。上述各修正係數表中，對應於包含在檢測值(分光分佈)中的波長成分，規定和該波長成分相同數量的修正係數(校正係數)。例如，在檢測值中包含512頻道之資料的情況下，各修正係數表中也規定了512個修正係數(校正係數)。

演算部121，係使用檢出器2之濾光部22中被選取的濾光片(減光率)所對應之修正係數表，計算出發光體OBJ的亮度或色調之光學特性。

更具體言之，修正部122，依據從檢出器2傳送之檢測資料中所包含的濾光片號碼，從修正係數檔案124中選擇對應之修正係數表。然後，修正部122，藉由將該被選取之修正係數表的各修正係數乘以檢測值之對應成分，而計算出修正後的檢測值。繼之，該修正後的檢測值被傳送到算出部123。

算出部123依據該修正後的檢測值，計算出發光體OBJ的亮度或色調等光學特性。三刺激值、色度座標、主波長(Dominant)、刺激純度(Purity)、相關色溫度及偏差Duv、演色性評價數等，可作為在在算出部123算出的光學特性之代表例。這些檢測項目主要係依據XYZ表色系規定之。

XYZ表色系，係使用依據如下述之演算式而算出的三刺激值(X,Y,Z)來規定。

但是，St(λ):發光體之Δλ間隔的分光分佈之值

(λ),(λ),(λ):XYZ表色系終的等色係數

Δλ：用於三刺激值演算之波長間隔

k：定值

如上式，三刺激值(X,Y,Z)的計算必須要有檢測值(分光分佈)，算出部123計算出乘以可視範圍(380nm~780nm)中各波長成分的強度所對應之等色係數之值的數值。該三刺激值(X,Y,Z)的算出方法，可以訂為JIS Z 8724「色的檢測方法-光源色」。

第12圖顯示由國際照明委員會(CIE)所訂的等色系數之圖。參見第12圖，等色係數係相當於表現人類眼中之分光感度者。

三刺激值(X,Y,Z)中，刺激值Y之值係為相當於發光體OBJ的亮度之值。再者，在上式中，定值k為，考慮到受光部26等中的檢出增益之值，「Y」的值係事先設定為和實際測定之亮度之絕對值一致。

另外，三刺激值(X,Y,Z)中，刺激值Z及刺激值Y的值係用於計算色度座標。色度座標(x,y)係依據下式算出。

色度座標(x,y)係表示XYZ表色系的橫軸方向的值和縱軸方向的值。該色度座標(x,y)的算出方法係定為JIS Z 8724「色的檢測方法-光源色」。CIE 1960 UCS或CIE 1976 UCS也訂有其他的算出方法作為色度座標的算出方法，也可以使用這些方法。

如上述，算出部123依據在檢出器2檢出的檢測值，算出三刺激值(X,Y,Z)，藉此，能夠算出檢測對象之發光體OBJ的亮度(kY)及色度座標(x,y)中至少一者。另外，算出部123預先儲存上述的等色係數或定值k。

主波長為，在XYZ表色系規定之色度圖中，對應於y座標之值的波長，其表示發光體OBJ的顏色之相異。刺激純度為，相當於原點之座標和色度座標(x,y)的距離，其表示發光體OBJ的顏色之濃度。該主波長和刺激純度的計算方法，可以定為JIS Z 8701「色的表示方法-XYZ表色系及X10Y10Z10表色系」。

相關色溫度及偏差Duv係表示，最近似各發光體OBJ的顏色的黑的溫度及對黑體溫度的偏差，其可以定為JIS Z 8725「光源的分佈溫度及色溫度/相關色溫度的檢測方法」。

演色性評價數係為，評價發光體OBJ的演色性之物，其可以定為JIS Z 8726「光源的演色性評價方法」。

<光學特性之算出處理程序>

第13圖顯示依據本發明實施型態之資訊處理裝置100中光學特性計算處理程序的流程圖。而且，代表言之，第13圖所示之處理係由，CPU105執行事先儲存在固定碟107中的程式而實現。

參見第13圖，CPU105判斷是否接收從檢出器2傳來的檢測資料(步驟S200)。若沒有接收到檢測資料(步驟S200中「否」)，則CPU105等待直到收到檢測資料為止。

另一方面，若有接收到檢測資料(步驟S200中「是」)，則CPU105從檢測資料中抽出濾光片號碼，讀取該濾光片號碼對應之修正係數表(步驟S202)。然後，CPU105將包含於檢測資料中的檢測值乘以修正係數表，藉此以修正檢測值(步驟S204)。而且，CPU105依據修正後的檢測值，計算出如上述之檢測對象之發光體OBJ的光學特性(步驟S206)。再者，已算出的光學特性之項目，也可以由使用者選擇。

最後，CPU105，已算出的檢測對象之發光體OBJ的光學特性輸出到螢幕102或印表機(圖未顯示)(步驟S208)。

<修正係數表的更新處理程序>

再次參見第11圖，在修正係數檔案124中，事先儲存在檢出器2的濾光部22中可切換之各濾光片所對應之修正係數表。亦即，這些修正係數表係藉由校正檢出器2而算出。校正控制部126，在校正時，產生或更新這些修正係數表。具體言之，校正控制部126，當其由使用者等接收到校正指令時，輸出校正時濾光片指定，以在檢出器2的濾光部22選取特定之濾光片。而且，校正控制部126，比較由使用者的校正操作而得到的檢測值以及標準資料檔案127中事先儲存之標準光譜，以產生或更新修正係數表。以下例示(1)能量校正及(2)波長校正，以作為校正處理之例。

(1)能量校正

能量校正為，用以修正檢出器2的受光部26中受光感度(增益)的波長依存性之處理。

第14圖係為用以說明執行電力校正時的程序之圖。

參見第14圖，準備標準燈12，並且在光取出部6上裝設透過擴散帽8。而且，將標準燈12和透過擴散帽8的尖端之間的距離設定為特定之基準距離(例如，500mm)。該透過擴散帽8係為，將從標準燈12照射之光加以均一化之後，使其入射光取出部6的元件。從標準燈12發出的照度為已知，該基準距離中的標準值(光譜)事先儲存在標準資料檔案127中。

第15圖顯示電力校正時測定之資料的一例之圖。

參見第15圖，能量校正係數為檢測標準燈12而得到的檢測值，以及標準資料檔案127中事先儲存之標準值的比率。校正控制部126(第11圖)，係針對各波長成分計算上述之能量校正係數。而且，校正控制部126，依據已算出的能量校正係數，產生或更新在該時間點之檢出器2的濾光部22中被選擇的濾光片號碼所對應之修正係數表。同樣地，能量校正僅執行在濾光部22可選擇之濾光片的數量。

再者，修正部122(第11圖)，係藉由將實測值乘以修正係數表而執行修正，因此，修正係數表係為相當於第15圖所示之能量校正係數的倒數之值。

如上述之能量校正，必須要執行檢出器2的濾光部22之可選擇的濾光片的數量，考量到經年變化等而以特定週期執行為佳。

再者，在本實施型態之資訊處理裝置100中，並非一定要裝設校正控制部126及標準資料檔案127，在校正時將校正用之其他的裝置和檢出器2連接，將由上述之其他裝置算出的修正係數表的資料儲存在修正係數檔案124中亦可。

(2)波長校正

波長校正為，用以修正從受光部26輸出的檢出輸出的波長範圍中的偏差的處理。

在執行波長校正的情況下，使用產生包含數種已知的照度光譜的光之水銀燈、電虹燈、水銀/電虹燈等，以作為參考光源。

第16圖為顯示水銀/電虹燈產生之光的光譜的圖。如第16圖所示，從水銀/電虹燈發出包含數種照度光譜的光，藉由將這些照度光譜和從受光部26輸出的檢出輸出對應，即可修正在波長範圍中的偏差。

規定對應於構成受光部26之各受光元件(頻道)之波長的波長表，亦儲存於修正係數檔案124中。修正部122(第11圖)依據該波長表，決定從受光部26輸出之各頻道的檢出輸出所對應之波長。而且，針對在濾光部22可選擇之各濾光片，儲存其波長表較佳。在此情況下，修正部122，依據在濾光部22被選擇的濾光片，使用對應的波長表，以執行波長校正。

<變形例1>

在上述的實施型態中係例示了：係使板狀的濾光片陣列202在垂直於光軸Ax的方向上滑動，藉此以切換複數種減光率之構成，但是亦可採用所謂的濾光片輪。

濾光片輪的構成為，設有可以沿著平行於光軸Ax的回轉軸湖轉之輪(圓板)，在此輪之圓周方向上形成具有相互不同之透過率的複數個區域。而且，藉由對應於控制器傳來的指令而將輪回轉區域，而變更和光軸Ax交叉的區域，藉此以切換減光率。

<變形例2>

在上述的實施型態中係例示了：由個別的檢出器2和資訊處理裝置100構成之光學特性檢測裝置1，但是，檢出器2和資訊處理裝置100的功能也可以構成為同一個裝置。

<變形例3>

本發明之程式係可以為，從提供作為電腦的操作系統(OS)的一部份的程式模組中，以既定的順序在既定的時間點呼叫必要的模組以執行處理。在此情況下，程式本身不包含上述模組而和作業系統協同執行處理。像這樣的不包含模組的程式也可以包含於本發明之程式中。

而且，本發明的程式也可以提供為組合於其他的程式的一部份。在此情況下，程式本身也不包含上述其他程式中的模組，而和其他的程式協同執行處理。此種組合於其他的程式中的程式，也可以包含於本發明之程式中。

再者，也可以用專用的硬體來構成藉由本發明的程式而實現的功能的一部份或全部。

依據本實施型態，切換配置於檢測光的光學路徑上的濾光片之後，再執行檢測，以使得入射到受光部的檢測光的光量為適合於該受光部的檢出感度之值。藉此，即使在使用於能夠讓發光照度不同的複數種類之發光體OBJ通過的生產線的情況下，也能夠適當地檢測各發光體OBJ的光學特性。再者，依據本實施型態的檢出器，依據受光部檢出的檢測值，而選擇適當的濾光片，所以，無須要使用者操作，就能夠容易地擴大動態範圍。

另外，依據本實施型態，使得形成了透過率相異的複數區域之板狀的濾光片陣列在垂直於檢測光之光軸的方向滑動，藉此，能夠切換減光率，因此，能夠縮小實現切換構造的空間，並且簡化其構造。

再者，依據本實施型態，板狀的濾光片陣列係配置為相對於檢測光的光軸之垂直面呈現非零之特定角度。藉由此種構成，能夠抑制檢測誤差的要因之濾光片陣列和繞射光柵之間的多重反射，並能夠提高檢測精確度。

雖然本發明已詳細說明如上，但此僅為例示，並非用以限定，發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧光學特性檢測裝置

2‧‧‧檢出器

4‧‧‧光纖

5‧‧‧透過率

6‧‧‧光取出部

8‧‧‧透過擴散帽

10‧‧‧生產線

12‧‧‧標準燈

20‧‧‧縫隙

22‧‧‧濾光部

24‧‧‧繞射光柵

26‧‧‧受光部

28‧‧‧AD轉換器

30‧‧‧控制器

100．．．資訊處理裝置

101．．．電腦本體

102．．．螢幕

103．．．鍵盤

104．．．滑鼠

105．．．CPU

106．．．記憶體

107．．．固定碟

109．．．檢出器介面(1/F)部

111．．．FD驅動裝置

112．．．FD

113．．．CD-ROM驅動裝置

114．．．CD-ROM

121．．．演算部

122．．．修正部

123．．．算出部

124．．．修正係數檔案

126．．．校正控制部

127．．．標準資料檔案

202．．．濾光片陣列

202a,202b,202c．．．區域

203．．．玻璃基板

204．．．可動元件

206．．．回復彈簧

208．．．線性致動器

210．．．引導元件

212．．．基座元件

301．．．ID儲存部

302．．．檢測值儲存部

303．．．檢測資訊儲存部

311．．．收信部

312．．．送信部

313．．．緩衝部

314．．．判斷部

315．．．濾光片選擇部

316．．．設定部

OBJ．．．發光體

Ax．．．光軸

第1圖顯示依據本發明實施型態之光學特性檢測裝置的外觀圖。

第2圖顯示依據本發明實施型態之檢出器的功能方塊圖。

第3圖顯示依據本發明實施型態之檢出器的重要構造之立體圖。

第4圖顯示第3圖所示之濾光片陣列的構成圖。

第5圖顯示說明本發明實施型態之濾光部中濾光片陣列的安裝狀態的圖。

第6圖係用以說明第5圖所示之濾光片陣列所反射回來的光之光學路徑的圖。

第7圖顯示依據本發明實施型態之從檢出器傳送到資訊處理裝置之檢測資料的資料構造之一例的圖。

第8圖顯示依據本發明實施型態的資訊處理裝置之硬體構成的概略構成圖。

第9圖顯示依據本發明實施型態的檢出器的控制器中的控制構造之概略圖。

第10圖顯示依據本發明實施型態之檢出器的處理程序之流程圖。

第11圖顯示依據本發明實施型態的資訊處理裝置中的控制構造之概略圖。

第12圖顯示由國際照明委員會(CIE)所訂的等色系數之圖。

第13圖顯示依據本發明實施型態之資訊處理裝置中光學特性計算處理程序的流程圖。

第14圖係為用以說明執行電力校正時的程序之圖。

第15圖顯示電力校正時測定之資料的一例之圖。

第16圖為顯示水銀/霓虹燈產生之光的光譜的圖。

20‧‧‧縫隙

22‧‧‧濾光部

24‧‧‧繞射光柵

26‧‧‧受光部

202‧‧‧濾光片陣列

202a,202b,202c‧‧‧區域

204‧‧‧可動元件

206‧‧‧回復彈簧

208‧‧‧線性致動器

210‧‧‧引導元件

212‧‧‧基座元件

Ax‧‧‧光軸

Claims (5)

1. 一種光學特性檢測裝置，包括：分光檢出部，其對應於光中所包含之各波長成分的強度輸出信號；導光部，其將發光體發出的光導向該分光檢出部；濾光部，其設置於從該導光部到該分光檢出部的光路徑上，包含形成透過率相異的複數個區域的板狀元件，可以對透過的光的減光率執行複數種切換；及控制裝置，其係用以控制該濾光部之減光率；該控制裝置，依據從該分光檢出部輸出的信號，判斷入射該分光檢出部的光量，當入射該分光檢出部的光量較既定之下限值小的情況下，將該濾光部的減光率切換到更小的值，當入射該分光檢出部的光量較既定之上限值大的情況下，將該濾光部的減光率切換到更大的值；其中該分光檢出部包含：透過該濾光部之光入射之繞射光柵；接收由該繞射光柵產生之反射光之受光部；該板狀元件配置為，其板面相對於入射該繞射光柵之光的光軸之垂直面，係為非零之既定角度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學特性檢測裝置，更包括：計算裝置，其依據從該分光檢出部輸出的信號，計算出該發光體的亮度及色度座標中至少一者；該計算裝置，從該濾光部中複數之各減光率所對應之事先儲存的複數之修正係數中，使用對應於該濾光部中選 用的減光率之修正係數，以修正該信號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之光學特性檢測裝置，該濾光部包括：驅動部，其對應於該控制裝置發出的指令，將該板狀元件在相對於入射到該分光檢出部之光的光軸為垂直之方向上驅動。
4. 如申請專利範圍第3項所述之光學特性檢測裝置，該板狀元件構成為：在共通的玻璃基板上形成透過率相異的複數個區域。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之光學特性檢測裝置，該光學特性檢測裝置係構成為，依序檢測生產線上連續運送之複數個該發光體，該控制裝置係將前次檢測時使用之該濾光部的減光率使用作為初期值。