JP4404597B2 - 配光検査装置および配光検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、配光スクリーンに照射された車両灯具等の配光をＣＣＤカメラ等の画像取得手段により画像として取得し画像処理装置で画像処理することで配光の適否を判定する配光検査装置および配光検査方法に関する。

この種の従来技術としては種々の提案があるが、下記特許文献１では、図８に示すように、車両１の前方にヘッドランプ１ａの配光を照射する配光スクリーン２を配置し、車両１の側方に配置した撮像装置３で配光スクリーン２上の配光を撮像し、画像処理装置４により分析処理することで、予め設定されている適正配光パターンと一致するか否かがわかるようになっている。

また、下記特許文献２では、図９に示すように、ヘッドランプ１ａの前方にハーフミラー６を配置し、ハーフミラー６を挟んで配光スクリーン７と画像形成用ＣＣＤカメラ８を互いに正対するように配置し、ハーフミラー６で反射されて側方の配光スクリーン７に映ったヘッドランプ１ａの配光をＣＣＤカメラ８で撮像し、その画像を画像処理装置（図示せず）で分析処理することで配光パターンの設定パターンとのズレがわかるようになっている。
特開２００１-２５５２３７号 特開平１０-３００６３３号

しかし、前記した第１の従来技術（特許文献１）では、装置を配置するための広い場所を必要とし、さらに、撮像装置３は配光スクリーン２に対し正対できず、配光スクリーン２に対して斜めから配光の画像を取得するため、それだけ検査の精度が悪いという問題がある。

また、第２の従来技術（特許文献２）では、ハーフミラー６が必要で、さらにＣＣＤカメラ８の配置位置が制約される等、装置構造が複雑となるという問題がある。

本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、車両用灯具の配光の適否を高精度で判定できる簡潔な構造の配光検査装置および配光検査方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に係る配光検査装置においては、検査対象である車両用灯具と、前記灯具の前方に配置されて灯具の配光が照射される配光スクリーンと、前記配光スクリーンに照射された灯具の配光を画像として取得する画像取得手段と、前記画像取得手段により取得した画像を分析処理する画像処理部および前記画像処理部で処理された画像データを設定基準データと比較して配光の適否を判定する判定制御部を具備する検査装置本体と、を備えた車両用灯具の配光検査装置であって、前記車両用灯具を、ランプボディとレンズカバーで画成された灯室内に光源である複数の発光素子を収容した構造とし、前記配光スクリーンを半透過スクリーンで構成するとともに、前記画像取得手段を、前記配光スクリーンを挟んで前記車両用灯具に正対するように配置した。

（作用）検査対象（車両用灯具）と画像取得手段が配光スクリーン(半透過スクリーン)を挟んで正対して配置された構造で、装置全体が簡潔かつコンパクトとなる。画像取得手段は、半透過スクリーンに照射された検査対象（車両用灯具）の配光パターンを画像として取得（スクリーン裏面に透けて映る検査対象（車両用灯具）の配光パターンを画像として取得）することになるが、画像取得手段は、検査対象（車両用灯具）および半透過スクリーンに対し正対しているので、検査対象（車両用灯具）の配光に対応する正確な画像を取得できる。

なお、画像処理部および判定制御部は、例えば、画像処理装置に内蔵されたマイクロプロセッサで構成する。また、半透過スクリーンとしては、スクリーン裏面側に透けて映る配光パターンの明暗境界が鮮明となって画像処理部による画像処理がし易いという点から、例えば光透過率６０％の乳白色のアクリル板が好ましい。

また、前記配光スクリーンを、前記車両用灯具と前記画像取得手段間の側方に移動可能に構成するとともに、前記画像取得手段を、前記車両用灯具の発光素子自体の発光を画像として取得できる構成とした。

（作用）配光スクリーンを車両用灯具と画像取得手段間の側方に移動させた形態（灯具と画像取得手段との間に配光スクリーンがない形態）にして検査を行う場合は、画像取得手段により灯具の発光素子自体の発光が画像として取得され、この画像は画像処理部により分析処理され、画像処理部で処理された画像データは、判定制御部によって設定基準データと比較されることで、発光素子点灯の適否が判定される。

また、前記画像取得手段をＣＣＤカメラで構成し、前記ＣＣＤカメラが前記半透過スクリーンを介して灯具の配光を画像として取得する場合は、前記ＣＣＤカメラの受光面を構成するエリアセンサにおける前記灯具の配光画像の形成に寄与する縦方向及び横方向の画素数に基づいて、前記判定制御部が灯具の配光としての適否を判定するように構成した。

（作用）ＣＣＤカメラの受光面であるエリアセンサは、画素が碁盤目状に多数配列された構成で、光を受光した画素が受光量に比例した大きさの電流を出力するように構成されている。そして、半透過スクリーンを介した灯具の配光または半透過スクリーンを介さない発光素子の発光がＣＣＤカメラの受光面であるエリアセンサに入射（結像）すると、エリアセンサを構成する各画素から受光量に比例した大きさの電流が出力されるので、閾値以上の出力となる画素が画像処理部により分析されて、灯具の配光画像（配光スクリーンに透けて映る配光パターンの画像）または発光素子の発光画像が形成される。

そして、ＣＣＤカメラが半透過スクリーンを介して灯具の配光を画像として取得する場合は、画像処理画部により、配光画像の形成に寄与する縦方向及び横方向の画素数）が求められ、判定制御部は、これ（配光画像の形成に寄与する縦方向及び横方向の画素数）を予め設定されている基準値（基準配光画像データに対応する縦方向及び横方向の基準画素数）と比較することで、灯具の配光としての適否を判定する。

特に、画像処理部で分析処理された配光画像データ（スクリーンを介した灯具の配光画像データ）を予め設定されている基準データ（灯具の基準配光画像データ）と比較する方法としては、灯具の配光画像の形成に寄与する画素の総数や配光画像の全体形状で比較することも可能であるが、灯具の配光画像の形成に寄与する縦方向及び横方向の画素数だけで正確な比較が可能であるし、このように構成することで判定制御部にかかる負担（負荷）もそれだけ少ないし、処理時間も短時間となる。

前記画像取得手段をＣＣＤカメラで構成し、前記ＣＣＤカメラが前記スクリーンを介さずに灯具の発光素子の発光自体を画像として取得する場合は、前記ＣＣＤカメラの受光面を構成するエリアセンサにおける前記灯具の発光素子対応領域のそれぞれについて発光素子の発光画像の形成に寄与する画素数に基づいて、前記判定制御部が発光素子の点灯・不点灯を判定するように構成した。

（作用）画像処理部で分析処理された発光画像データ（スクリーンを介さない灯具の発光素子の発光画像データ）を予め設定されている基準データ（発光素子の基準発光画像データ）と比較する方法としては、発光素子の発光画像の形成に寄与する画素の総数や発光画像の全体形状で比較することも可能であるが、発光素子対応領域のそれぞれについての発光画像の形成に寄与する画素数だけで正確な比較が可能であるし、このように構成することで判定制御部にかかる負担（負荷）もそれだけ少ないし、処理時間も短時間となる。

さらに、発光素子対応領域毎に適否が判別されるので、どの発光素子が不点灯であるかがわかるとともに、一部の発光素子の不点灯をもって灯具の点灯不良と判定できる。

また、所定位置の発光素子の光量が低くても灯具全体としては適性という場合もあるので、発光素子対応領域ごとに設定基準値を変えることで、発光素子点灯検査の自由度を拡大できる。

請求項２においては、請求項１に記載の配光検査装置において、前記ＣＣＤカメラを、左右方向および前後方向に移動可能なスライドプレート上に互いに並行に配置された、灯具配光検査専用ＣＣＤカメラおよび発光素子点灯検査専用ＣＣＤカメラで構成した。

（作用）発光素子の点灯検査を行う場合は、点灯検査専用ＣＣＤカメラの光軸と灯具中心軸とが一致するように灯具をセットし、半透過スクリーンを側方（灯具とカメラ間の側方）に退避させた形態で、点灯検査を行う。点灯検査に引き続いて、灯具の配光検査を行う場合は、配光検査専用ＣＣＤカメラをその光軸が灯具中心軸と一致しかつ灯具との距離が適正距離となるようにスライドプレートを移動させるとともに、半透過スクリーンを灯具の前方に移動させた上で、配光検査を行う。なお、１台のＣＣＤカメラで配光検査と点灯検査を共用させることも可能であるが、点灯検査の際の撮像対象である発光素子の発光と、配光検査の際の撮像対象である半透過スクリーンを介した灯具の配光（配光スクリーンに透けて映る灯具の配光パターン）とは光束密度がそれぞれ大きく異なるため、点灯検査と配光検査とでその都度ＣＣＤカメラにおける入射光量調整用の絞りを調整する（切り替える）必要があるが、それぞれの検査に専用のＣＣＤカメラを設けることで、それぞれのカメラの絞りを一旦調整しておけば、以後は絞りを調整する必要がない。

また、スライドプレートを移動させることで、灯具配光検査専用ＣＣＤカメラおよび発光素子点灯検査専用ＣＣＤカメラを左右方向および前後方向に移動させることができ、大きさの異なる検査対象（車両用灯具）にも簡単に対応できるとともに、それぞれのカメラを独立して駆動させる構造の場合に比べてＣＣＤカメラの駆動機構（スライドプレートの移動機構）も簡潔となる。

請求項３においては、請求項１または２に記載の配光検査装置において、前記車両用灯具のランプボディとレンズカバーを超音波溶接で固着するように構成した。

（作用）車両用灯具は、発光素子を収容したランプボディに対しレンズカバーを超音波溶接（超音波振動溶着）により固定することで組み立てられていることから、超音波溶接の際の振動や発熱によって、発光素子への給電路を構成するハンダ溶接部が剥離したり発光素子内のボンディングワイヤが破断するなどして電気配線が断線したり、発光素子の結晶構造が変形するなどの悪影響が発生している惧れがあるが、製品である車両用灯具内の発光素子の一部に欠陥があるかどうかを肉眼で判別することは困難である。また、仕向け国毎に配光角が異なる発光素子を収容するように設計された２種類の仕様の車両用灯具がある場合で、製品である灯具がいずれの仕向国仕様であるかを肉眼で判別することは困難である。しかし、請求項１〜３のいずれかに記載の配光検査装置で検査することで、灯具の配光の適否（いずれの仕向国仕様かの判別）または／および灯具の点灯の適否（点灯しない発光素子の存在）を簡単に判定できる。
また、請求項４に係る配光検査方法においては、検査対象である車両用灯具と、前記灯具の前方に配置されて灯具の配光が照射される配光スクリーンと、前記配光スクリーンに照射された灯具の配光を画像として取得する画像取得手段であるＣＣＤカメラと、前記ＣＣＤカメラにより取得した画像を分析処理する画像処理部および前記画像処理部で処理した画像データを設定基準データと比較して配光の適否を判定する判定制御部を具備する画像処理装置本体と、を備え、
前記車両用灯具は、ランプボディとレンズカバーで画成された灯室内に光源である複数の発光素子を収容した構造で、
前記配光スクリーンは、半透過スクリーンで構成されるとともに、前記ＣＣＤカメラは、前記配光スクリーンを挟んで前記車両用灯具に正対するように配置されて、前記判定制御部は、前記配光スクリーン裏面に透けて映る配光の画像データに基づいて配光の適否を判定する配光検査方法であって、
前記配光スクリーンは、前記車両用灯具とＣＣＤカメラ間の側方に移動可能に構成されるとともに、前記ＣＣＤカメラは、前記車両用灯具の発光素子の発光自体を画像として取得できるように構成され
前記ＣＣＤカメラが前記配光スクリーンを介して灯具の配光を画像として取得する場合は、前記判定制御部は、前記ＣＣＤカメラの受光面を構成するエリアセンサにおける前記灯具の配光画像の形成に寄与する縦方向及び横方向の画素数に基づいて、灯具の配光としての適否を判定し、
前記ＣＣＤカメラが前記配光スクリーンを介さずに灯具の発光素子の発光を画像として取得する場合は、前記配光スクリーンを前記車両用灯具と前記画像取得手段間の側方に移動させた形態で、
前記判定制御部は、前記ＣＣＤカメラの受光面を構成するエリアセンサにおける前記灯具の発光素子対応領域のそれぞれについて発光素子の発光画像の形成に寄与する画素数に基づいて、発光素子の点灯・不点灯を判定するように構成した。

請求項１に係る配光検査装置によれば、画像取得手段により検査対象（車両用灯具）の配光に対応する正確な画像を取得できるので、検査対象（車両用灯具）の配光の適否を画像処理により高精度に検査できる簡潔かつコンパクトな配光検査装置が提供される。

また、発光素子点灯の適否検査を灯具の配光検査と併せて、または単独で行うことができる。

また、配光検査を短時間で行うことが可能な安価な配光検査装置が提供される。

また、配光検査のみならず、点灯検査も短時間で行うことが可能な安価な配光検査装置が提供される。また、発光素子毎に基準値を設定できるので、それだけ自由度の高い発光素子点灯検査が可能になる。

請求項２によれば、配光検査と点灯検査とでＣＣＤカメラにおける入射光量調整用の絞りを調整する煩わしさがなく、それだけ検査をスムーズに遂行できる。

また、大きさの異なる車両用灯具についても使用できるので、検査対象の汎用性にも優れている。

請求項３によれば、本発明の配光検査装置で検査することで、灯具の配光の適否（いずれの仕様かの判別）または／および灯具の点灯の適否（点灯しない発光素子の存在）を簡単に判定できるので、超音波溶接されたランプボディとレンズカバーで画成された灯室内に複数の発光素子を収容する車両用灯具の検査に非常に有効である。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。

図１〜図７は本発明の実施例を示し、図１は本発明の実施例である車両用灯具の配光検査装置の全体構成を示すブロック図、図２（ａ）は、同装置の検査対象である自動二輪車用テールアンドストップランプの正面図、（ｂ）は同ランプの水平断面図（図２（ａ）に示す線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図）、図３は同装置の検査対象であるランプと配光スクリーンとＣＣＤカメラの配置を示す平面図、図４は同装置の検査対象であるランプと配光スクリーンとＣＣＤカメラの配置を示す縦断面図（図３に示す線ＩＶ−ＩＶに沿う断面図）、図５はＬＥＤ点灯（不灯）検査時のモニタ画面を示す図、図６はランプ配光検査時のモニタ画面を示す図で、（ａ）は配光角７０度のＬＥＤ仕様のランプの点灯検査時のモニタ画面を示す図、（ｂ）は配光角１００度のＬＥＤ仕様のランプの点灯検査時のモニタ画面を示す図、図７は配光検査装置による灯具のＬＥＤ点灯検査およびランプ配光検査の処理フローを示す図である。

これらの図において、本実施例に係る配光検査装置は、検査対象（車両用灯具）である自動二輪車用テールアンドストップランプ（以下、ランプという。）１０と、ランプ１０の配光が照射される配光スクリーン２０と、ランプ１０のスクリーン２０を介しての配光，ランプ１０の光源の発光をそれぞれ撮像する画像取得手段である一対のＣＣＤカメラ３０Ｂ，３０Ａと、ＣＣＤカメラ３０Ａ，３０Ｂで撮像した画像を分析処理する画像処理部および分析処理した画像データを予め設定されている基準データと比較して適否の判定を行う判定制御部であるマイクロプロセッサ（以下、ＣＰＵという）４２を具備した画像処理装置本体４０と、画像処理装置本体４０で分析処理した画像データをその判定結果とともに画像として表示するモニター５０と、画像処理装置本体４０（のＣＰＵ４２）に接続されて、配光検査装置を構成する各機器の動作を総合的に制御するシーケンサ（ＰＣＬ）４４で主として構成されている。

本実施例の配光検査装置による検査対象であるランプ１０は、図２に示すように、ランプボディ１１とレンズカバー１２で画成された灯室Ｓ内に、光源である複数（例えば２１個）の白色ＬＥＤ１４を収容した構造で、ＬＥＤ１４は、平板状のプリント配線基板１３に搭載されて、互いに略等間隔に離間するように配置されている。符号１５は、クリアーなレンズカバー１２の内側に設けられた、光拡散用レンズとして機能しかつ透過光をランプの機能色である赤色にするための赤色インナーレンズである。

ランプ１０は、ＬＥＤ１４を搭載したプリント配線板１３およびインナーレンズ１５をランプボディ１１内に収容固定した後、ランプボディ１１の周縁部にレンズカバー１２を超音波溶着により固定されることで組み立てられている。このため、超音波溶接の際の振動や発熱によって、ＬＥＤ１４への給電路を構成するハンダ溶接部が剥離したりＬＥＤ１４内のボンディングワイヤが破断するなどして電気配線が断線したり、ＬＥＤの結晶構造が変形するなどの悪影響が発生している惧れがあるが、製品であるランプ１０内のＬＥＤ１４の一部に欠陥があるかどうかを肉眼で判別することは到底困難なことである。

また、ランプ１０の光源の仕様として、仕向国に対応するように、例えば１００度の配光角をもつＬＥＤ仕様のものと、７０度の配光角をもつＬＥＤ仕様のものの２種類があり、ＬＥＤ１４のプリント配線板１３への搭載工程やランプ１０の組み立て工程においてＬＥＤ搭載プリント配線板を取り違える惧れがある。そして、ランプの配光中央部における光量は、配光角７０度のＬＤＥ仕様の方が配光角１００度のＬＥＤ仕様よりも大きいが、これを肉眼で判断することは困難である。即ち、製品であるランプがいずれの仕様のものかを肉眼で判別することは困難である。

このように、出荷前の製品であるランプ１０について、ＬＥＤ１４の一部に欠陥があるかどうか（点灯しないＬＥＤ１４があるかどうか）、さらにはランプの配光中央部の光量からＬＥＤ仕様が適正かどうか（ＬＥＤの対応違いか否か）の検査を行うことが必要になる。

そして、図３，４に示すように、ランプ１０は、検査装置本体フレームＦの所定位置に治具（図示せず）を介して固定されるようになっており、配光スクリーン２０は、ランプ１０の配光を照射できるように、ランプ１０の前方に正対して配置されている。そして、配光スクリーン２０は、照射されたランプの配光をスクリーン２０の裏側からＣＣＤカメラ３０Ｂで撮像できるように、光をある程度透過できる半透過スクリーンで構成されており、スクリーン２０の裏面側に映る配光パターンの明暗境界が鮮明で、ＣＣＤカメラ３０Ｂによる画像の取得および画像処理装置本体４０による画像処理がし易いように、スクリーン２０としては、例えば光透過率６０％乳白色のアクリル板が好ましい。

また、配光スクリーン２０は、エアシリンダで構成した昇降機構２４（図４参照）により装置本体フレームＦ対し上下方向移動可能に構成されて、必要に応じてランプ１０の前方に配置された形態と、図４仮想線で示すように、ランプ１０前方の下方に配置された形態（退避された形態）とを択一的にとることができる。即ち、配光スクリーン（半透過スクリーン）２０を介した配光をＣＣＤカメラ３０Ｂで撮像して行うランプ配光検査以外に、ランプ１０のＬＥＤ１４の発光をＣＣＤカメラ３０Ａで撮像して行うＬＥＤ点灯検査があり、ＬＥＤ点灯検査では、ランプ配光検査において不可欠である配光スクリーン２０が邪魔になるので、ランプ１０とＣＣＤカメラ３０Ａ，３０Ｂ間から退避した位置にスクリーン２０を移動できるようになっている。

即ち、ランプ１０と正対する位置に設けられているＣＣＤカメラ３０Ａ，３０Ｂの一方のカメラ３０Ｂは、スクリーン２０に照射されたランプ１０の配光（スクリーン２０を介してランプ１０の配光）を撮像するランプ配光検査専用のＣＣＤカメラであり、他方のカメラ３０Ａは、ランプ１０のＬＥＤ１４の発光を撮像（ランプ１０の配光を直接撮像）するＬＥＤ点灯検査専用のＣＣＤカメラである。

そして、ＣＣＤカメラ３０Ａ，３０Ｂは、サーボモータ駆動方式のスライド機構３４により前後方向（図３左右方向、図４左右方向）および左右方向（図３上下方向、図４紙面垂直方向）に移動できるスライドプレート３６上に、それぞれのカメラの光軸が平行となるように左右に離間して載置固定されており、ランプ１０の中心軸Ｌと２台のカメラ３０Ａ，３０Ｂの光軸とは同一平面上となるように設定されている。

また、配光検査専用ＣＣＤカメラ３０Ｂではスクリーン２０に映る配光パターンが、点灯検査専用のＣＣＤカメラ３０Ａではランプ１０のレンズカバー１２を通して見えるＬＥＤ１４の発光が、それぞれのＣＣＤカメラの受光面（エリアセンサ）に結像するように構成されている。ＣＣＤカメラ３０Ａ，３０Ｂの受光面は、画素が碁盤目状に多数配列されたエリアセンサで構成され、光を受光した画素が受光量に比例した大きさの電流を出力するように構成されている。なお、ＣＣＤカメラ３０Ａ，３０Ｂのそれぞれの受光面（エリアセンサ）への入射光は、光量調整絞り（図示せず）により適切な光量に設定されている。

画像処理装置本体４０は、Ａ／Ｄコンバータ，画像メモリ４１，Ｄ／Ａコンバータ，画像処理部および判定制御部として機能するＣＰＵ４２を内蔵して構成され、ＣＰＵ４２には、処理の種類やパラメータをＣＰＵ４２に指令し処理結果に対する解析転送データの記録管理を行うシーケンサ４４と、画像処理結果を判定結果とともに画像情報として出力する画像出力表示部であるモニタ５０が接続されている。

画像処理部であるＣＰＵ４２は、画像の空間フィルタ処理等をする前処理と、濃度階調変換やフィルタリングや特徴抽出等の演算を行う。すなわち、対象画像の２値化のための面積、番号付け、収縮、膨張等の、細線化のための前処理をなし、ついで閾値の設定により重心、エッジ抽出のためのフィルタ掛け、２値化像の輪郭の取り出しなどの機能をもつ。

そして、光がＣＣＤカメラ３０Ａ，３０Ｂの受光面であるエリアセンサに入射（結像）すると、エリアセンサを構成する各画素から受光量に比例した大きさの電流が出力されるので、画像処理部であるＣＰＵ４２は、閾値以上の出力となる画素を分析して画像データ（ＣＣＤカメラ３０Ｂを用いる配光検査の際はランプ１０の配光画像、ＣＣＤカメラ３０Ａを用いるＬＥＤ点灯検査の際はＬＥＤ１４の発光画像）を形成し、モニタ５０に画像データ（配光検査ではランプの配光画像データ、点灯検査ではＬＥＤの発光画像データ）として出力する。

例えば、ＣＣＤカメラ３０Ｂを介して取り込まれたランプ１０の配光画像は、画像処理部であるＣＰＵ４２により分析処理されるが、配光角７０度のＬＥＤ仕様のランプと配光角１００度のＬＥＤ仕様のランプとでは、配光角の小さいＬＥＤ仕様のランプ方が配光の中心光度が高くなるので、モニタ５０の画面上では、配光角７０度のＬＥＤ仕様のランプの配光画像（ランプ中心部の配光画像）は図６（ａ）符号Ａ１、配光角１００度のＬＥＤ仕様のランプの配光画像（ランプ中心部の配光画像）は図６（ｂ）符号Ａ２に示す形状として表示される。

さらに、画像処理部であるＣＰＵ４２は、ＣＣＤカメラ３０Ｂの受光面を構成するエリアセンサにおけるランプの配光画像の形成に寄与する縦方向及び横方向の画素数を求める。即ち、図６（ａ），（ｂ）に示すように、形成された配光画像Ａ１，Ａ２の中心位置Ｏ１，Ｏ２における横方向長さＬｘ１，Ｌｘ２および配光画像の中心Ｏ１，Ｏ２から左右方向に所定距離ｄだけ離間する位置ｘ１，ｘ２における縦方向長さＬｙ１，Ｌｙ２（エリアセンサにおける配光画像の形成に寄与する画素群の中心を通る横方向の画素数および同画素群の中心から左右方向に所定距離だけ離間する位置における縦方向の画素数）を求める。具体的には、中心位置Ｏ１，Ｏ２における横長矩形状枠Ｃ１と配光画像Ａ１，Ａ２とが交差する左右の座標間の距離Ｌｘ１，Ｌｘ２と、ｘ１，ｘ２位置における縦長矩形状枠Ｃ２と配光画像Ａ１，Ａ２とが交差する上下の座標間の距離Ｌｙ１，Ｌｙ２を求める。

一方、ＣＣＤカメラ３０Ａを介して取り込まれたＬＥＤ１４の発光画像は、画像処理部であるＣＰＵ４２により分析処理されることで、モニタ５０の画面上には、図５に示すように、ＬＥＤ１４に対応する位置の周辺に点光源が点在するように表示される。

さらに、判定制御部であるＣＰＵ４２において、ＣＣＤカメラ３０Ａの受光面を構成するエリアセンサにおけるＬＥＤ対応領域のそれぞれについてＬＥＤ１４の発光画像の形成に寄与する画素数が求められる。即ち、図５実線で示す矩形枠ＢはそれぞれＬＥＤ対応領域を示しており、矩形枠Ｂで囲まれた各ＬＥＤ対応領域には所定レベル以上の光度位置が点光源として表示される。なお、図５破線で示す矩形枠Ｂで囲まれたＬＥＤ対応領域には、所定レベル以上の点光源が見られず不点灯であることがわかる。そして、矩形枠Ｂで囲まれた各ＬＥＤ対応領域毎において、所定レベル以上の出力となる画素数が演算される。

また、シーケンサ４４は、検査の種類（ランプの配光検査とＬＥＤの点灯検査）に応じてスライド機構３４を駆動し、スライドプレート３６を移動させて、ＣＣＤカメラ３０Ａ，３０Ｂをランプ１０に正対する所定位置にする。図３において、実線で示す位置はランプ配光灯検査の時のカメラ位置、仮想線で示す位置は、ＬＥＤ点灯検査の時のカメラ位置を示す。

また、判定制御部であるＣＰＵ４２は、ランプ１０の配光検査の場合（ＣＣＤカメラ３０Ｂからランプ１０の配光画像データが入力される場合）には、この配光画像データの横方向長さＬｘおよび縦方向長さＬｙを、予め設定されることで画像メモリ４１に格納されている基準配光画像に対応する基準横方向長さＬｘａおよび基準縦方向長さＬｙａ（基準配光画像に対応する縦方向及び横方向の基準画素数）と比較し、基準長さ以上（Ｌｘ≧Ｌｘａ，Ｌｙ≧Ｌｙａ）か否かでランプ１０の配光としての適否を判定する。即ち、画像処理部であるＣＰＵ４２により形成された配光画像の横（縦）方向長さＬｘ（Ｌｙ）が基準横方向長さＬｘａ（Ｌｙａ）以上のときは、測定位置を示す細長い矩形枠Ｃ１，Ｃ２を緑色で表示するとともに、モニタ５０の画面右上に緑色でＯＫの文字表示をする（図６（ａ）参照）。一方、配光画像の横（縦）方向長さＬｘ（Ｌｙ）が基準横方向長さＬｘａ（Ｌｙａ）未満のときは、測定位置を示す細長い矩形枠Ｃ１（Ｃ２）を赤色で表示するとともに、モニタ５０の画面右上に赤色でＮＧの文字表示をする（図６（ｂ）参照）。

また、判定制御部であるＣＰＵ４２は、ＬＥＤ点灯検査の場合（ＣＣＤカメラ３０ＡからＬＥＤ１４の発光画像データが入力される場合）には、この発光画像データ（各ＬＥＤ対応領域における画素数）を、予め設定されることで画像メモリ４１に格納されている各ＬＥＤ点灯基準画素数と比較し、ＬＥＤ点灯基準画素数以上か否かで、ランプ１０の配光としての適否を判定する。即ち、各ＬＥＤ対応領域がＬＥＤ点灯基準画素数以上であれば、それぞれの矩形枠Ｂを緑色（図５における実線で示す。）で表示し、全てのＬＥＤ対応領域においてＬＥＤ点灯基準画素数以上の場合には、モニタ５０の画面右上に緑色でＯＫの文字表示をする。一方、ＬＥＤ対応領域がＬＥＤ点灯基準画素数未満であれば、矩形枠Ｂを赤色（図５における破線で示す。）で表示し、ＬＥＤ対応領域の一箇所でもＬＥＤ点灯基準画素数未満の場合には、モニタ５０の画面右上に赤色でＮＧの文字表示をする（図５参照）。

次に、本実施例の配光検査装置によるＬＥＤ点灯検査およびランプ配光検査の処理フローを図７に基づいて説明する。なお、ランプ配光検査は、ＬＥＤ１４が配光角７０度のＬＥＤ仕様を基準ランプとして、適正か否か、即ち、誤って配光角１００度のＬＥＤ仕様となっていないかを判別する対応違い検査として説明する。

まず、検査項目としてＬＥＤの点灯検査が選択されると、ステップＳ１において、カメラ３０Ａがランプ１０の前方所定位置（図３，４仮想線位置）まで移動するとともに、スクリーン２０が退避した位置（図４仮想線位置）となる。そして、カメラ３０ＡによりＬＥＤ１４の発光画像が撮像され、画像処理装置本体４０（のＣＰＵ４２）には、分析処理した発光画像データ、即ちＬＥＤ対応エリア毎に閾値以上の出力となる画素の総数（発光画像の形成に寄与する画素の総数）がＣＰＵ４２に取り込まれる。ついで、ステップＳ２では、画像メモリ４１に格納されている基準ランプに基づく判定基準（ＬＥＤ対応エリア毎における基準画素数）がＣＰＵ４２に取り込まれる。そして、ステップＳ３において、ＣＰＵ４２は、この発光画像データを判定基準と比較し、全てのＬＥＤ対応エリアにおいて基準画素数が判定基準以上か否かを判別する。ステップＳ３においてＹＥＳ・ＮＯいずれの場合も、モニタ５０にＬＥＤ対応エリアを示す矩形枠Ｂが表示されるが、基準画素数をクリアするＬＥＤ対応エリアの矩形枠Ｂは緑色で、基準画素数をクリアしないＬＥＤ対応エリアの矩形枠Ｂは赤色で表示される。ステップＳ３においてＮＯの場合（一箇所所以上のＬＥＤ対応エリアにおいて基準画素数をクリアしない場合）は、ステップＳ４に移行し、モニタ５０には赤色のＮＧマークも表示されて、処理が終了する。これにより、ランプ１０（のＬＥＤ）の点灯が不適切であり、不良品であることがわかる。

一方、ステップＳ３においてＹＥＳの場合は、モニタ５０に緑色のＯＫマークが表示されて、ステップＳ５に移行し、ランプの配光検査が開始する。即ち、ステップＳ５では、ランプ配光検査専用ＣＣＤカメラ３０Ｂがその光軸がランプ１０の中心軸Ｌと一致する所定位置（図４実線位置）まで移動するとともに、配光スクリーン２０が上昇してランプ１０の前方に移動する。さらに、スクリーン２０に映るランプ１０の配光（スクリーン２０を介したランプ１０の配光）がカメラ３０Ｂで撮像され、画像処理装置本体４０（のＣＰＵ４２）には、分析処理した配光画像データ、即ち、閾値以上の出力となる画素に対応するエリアを配光画像データとして、さらにこのランプの配光画像データの中心位置を通る横方向の長さ（画素数）および中心位置の左右に所定距離だけ離間する位置の縦方向の長さ（画素数）もデータとして、ＣＰＵ４２に取り込まれる。例えば、カメラ３０Ｂで取得され、分析処理された画像データが、図６（ｂ）に示すものとすると、ステップＳ６では、画像メモリ４１に格納されている判定基準（図６（ａ）に示す基準配光画像の中心位置における横方向長さ（画素数）および中心から左右に所定距離だけ離間する位置の縦方向長さ（画素数））がＣＰＵ４２に取り込まれる。そして、ステップＳ７において、ＣＰＵ４２は、この配光画像データ（図６（ｂ））を判定基準（図６（ａ））と比較し、この配光画像データが判定基準以上か否か（横方向長さ（画素数）および縦方向長さ（画素数）が判定基準より大きいか否か）を判別する。

ステップＳ７においてＹＥＳ・ＮＯいずれの場合も、モニタ５０には横方向および縦方向の測定位置を示す細長い枠Ｃ１，Ｃ２が表示され、判定基準をクリアする枠は緑色で、判定基準をクリアしない枠は赤色で表示される。ステップＳ７においてＮＯの場合（少なくとも一個所で判定基準をクリアしない場合）は、ステップ４に移行し、図６（ｂ）に示すように、モニタ５０にＮＧマークが表示されて、処理が終了する。これにより、ランプ１０が対応違いである（配光角７０度のＬＥＤ仕様のランプではない）ことがわかる。

一方、ステップＳ７においてＹＥＳの場合（配光画像が横方向長さおよび縦方向長さにおいて判定基準をクリアする場合）は、モニタ５０に表示される横方向および縦方向の測定位置を示す細長い枠Ｃ１，Ｃ２全てが緑色で表示され、併せて緑色のＯＫマークも表示されて、処理が終了する。これにより、ランプ１０のＬＥＤ仕様が適正（配光角７０度のＬＥＤ仕様のランプ）であることがわかる。

なお、前記した実施例では、ＬＥＤ点灯検査およびランプ配光検査のための処理プログラムがシーケンサ４４に内蔵されて構成されているが、画像処理装置本体のＣＰＵ４２にこの処理プログラムを内蔵するように構成してもよい。

また、前記した実施例では、配光スクリーン２０が上下方向に移動できるように構成されているが、左右方向に移動できるように構成してもよい。

また、前記した実施例では、ＣＣＤカメラ３０ＡとＣＣＤカメラ３０Ｂがスライドプレート３６の上に載置されて、一体に移動するように構成されているが、それぞれのカメラを独立して移動させるように構成してもよい。

また、前記した実施例では、ランプ１０のＬＥＤ１４の発光を撮像するＬＥＤ点灯検査専用のＣＣＤカメラ３０Ａと、ランプ配光検査専用のＣＣＤカメラ３０Ｂの２台を使用しているが、１台のＣＣＤカメラを共用するように構成してもよい。

また、前記した実施例では、自動二輪車用テールアンドストップランプのＬＥＤ点灯検査およびランプ配光検査（ＬＥＤ対応違い検査）を行う検査装置として説明したが、自動二輪車用に限らず、複数の発光素子を光源としている標識灯，ヘッドランプその他の車両用灯具の検査にも広く適用できる。

さらに、検査対象としては車両用灯具に限るものではなく、複数の発光素子を光源として用いている種々の発光体の配光検査にも広く適用できる。

本発明の実施例である車両用灯具の配光検査装置の全体構成を示すブロック図である。 （ａ）同装置の検査対象である自動二輪車用テールアンドストップランプの正面図である。 （ｂ）同ランプの水平断面図（図２（ａ）に示す線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図）である。 同装置の検査対象であるランプと配光スクリーンとＣＣＤカメラの配置を示す平面図である。 同装置の検査対象であるランプと配光スクリーンとＣＣＤカメラの配置を示す縦断面図（図３に示す線ＩＶ−ＩＶに沿う断面図）である。 ＬＥＤ点灯検査時のモニタ画面を示す図である。 （ａ）は配光角７０度のＬＥＤ仕様のランプの点灯検査時のモニタ画面を示す図である。 （ｂ）は配光角１００度のＬＥＤ仕様のランプの点灯検査時のモニタ画面を示す図である。 配光検査装置による灯具のＬＥＤ点灯検査およびランプ配光検査の処理フローを示すである。 従来技術（特許文献１）の概要図である。 従来技術（特許文献２）の概要図である。

符号の説明

１０ 検査対象（車両用灯具）である自動二輪車用テールアンドストップランプ
１１ ランプボディ
１２ レンズカバー
１４ 光源であるＬＥＤ
１５ プリント基板
Ｓ 灯室
２０ 配光スクリーン（半透過スクリーン）
２４ スクリーン昇降機構
３０Ａ 画像取得手段であるＬＥＤ点灯検査専用ＣＣＤカメラ
３０Ｂ 画像取得手段であるランプの配光検査専用ＣＣＤカメラ
３４ スライドプレートのスライド機構
３６ スライドプレート
４０ 画像処理装置本体
４１ 画像メモリ
４２ 画像処理部および判定制御部であるマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）
４４ シーケンサ（ＰＬＣ）
Ａ１ 配光角７０度のＬＥＤの配光画像
Ａ２ 配光角１００度のＬＥＤの配光画像
Ｏ１，Ｏ２ 配光画像の中心
Ｌｘ１，Ｌｘ２ 配光画像の横方向の長さ
Ｌｙ１，Ｌｙ２ 配光画像の縦方向の長さ

Claims (4)

1. 検査対象である車両用灯具と、前記灯具の前方に配置されて灯具の配光が照射される配光スクリーンと、前記配光スクリーンに照射された灯具の配光を画像として取得する画像取得手段であるＣＣＤカメラと、前記ＣＣＤカメラにより取得した画像を分析処理する画像処理部および前記画像処理部で処理した画像データを設定基準データと比較して配光の適否を判定する判定制御部を具備する画像処理装置本体と、を備え、
   前記車両用灯具は、ランプボディとレンズカバーで画成された灯室内に光源である複数の発光素子を収容した構造で、
   前記配光スクリーンは、半透過スクリーンで構成されるとともに、前記ＣＣＤカメラは、前記配光スクリーンを挟んで前記車両用灯具に正対するように配置された配光検査装置であって、
   前記配光スクリーンは、前記車両用灯具とＣＣＤカメラ間の側方に移動可能に構成されるとともに、前記ＣＣＤカメラは、前記車両用灯具の発光素子の発光自体を画像として取得できるように構成され、
   前記ＣＣＤカメラが前記配光スクリーンを介して灯具の配光を画像として取得する場合は、前記判定制御部は、前記ＣＣＤカメラの受光面を構成するエリアセンサにおける前記灯具の配光画像の形成に寄与する縦方向及び横方向の画素数に基づいて、灯具の配光としての適否を判定するように構成され、
   前記ＣＣＤカメラが前記配光スクリーンを介さずに灯具の発光素子の発光を画像として取得する場合は、前記判定制御部は、前記ＣＣＤカメラの受光面を構成するエリアセンサにおける前記灯具の発光素子対応領域のそれぞれについて発光素子の発光画像の形成に寄与する画素数に基づいて、発光素子の点灯・不点灯を判定するように構成されたことを特徴とする配光検査装置。
2. 前記ＣＣＤカメラは、左右方向および前後方向に移動可能なスライドプレート上に互いに並行に配置された、配光検査専用ＣＣＤカメラおよび点灯検査専用ＣＣＤカメラで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の配光検査装置。
3. 前記車両用灯具のランプボディとレンズカバーは超音波溶接で固着されたことを特徴とする請求項１または２に記載の配光検査装置。
4. 検査対象である車両用灯具と、前記灯具の前方に配置されて灯具の配光が照射される配光スクリーンと、前記配光スクリーンに照射された灯具の配光を画像として取得する画像取得手段であるＣＣＤカメラと、前記ＣＣＤカメラにより取得した画像を分析処理する画像処理部および前記画像処理部で処理した画像データを設定基準データと比較して配光の適否を判定する判定制御部を具備する画像処理装置本体と、を備え、
   前記車両用灯具は、ランプボディとレンズカバーで画成された灯室内に光源である複数の発光素子を収容した構造で、
   前記配光スクリーンは、半透過スクリーンで構成されるとともに、前記ＣＣＤは、前記配光スクリーンを挟んで前記車両用灯具に正対するように配置されて、前記判定制御部は、前記配光スクリーン裏面に透けて映る配光の画像データに基づいて配光の適否を判定する配光検査方法であって、
   前記配光スクリーンは、前記車両用灯具とＣＣＤカメラ間の側方に移動可能に構成されるとともに、前記ＣＣＤカメラは、前記車両用灯具の発光素子の発光自体を画像として取得できるように構成され
   前記ＣＣＤカメラが前記配光スクリーンを介して灯具の配光を画像として取得する場合は、前記判定制御部は、前記ＣＣＤカメラの受光面を構成するエリアセンサにおける前記灯具の配光画像の形成に寄与する縦方向及び横方向の画素数に基づいて、灯具の配光としての適否を判定し、
   前記ＣＣＤカメラが前記配光スクリーンを介さずに灯具の発光素子の発光を画像として取得する場合は、前記配光スクリーンを前記車両用灯具と前記画像取得手段間の側方に移動させた形態で、
   前記判定制御部は、前記ＣＣＤカメラの受光面を構成するエリアセンサにおける前記灯具の発光素子対応領域のそれぞれについて発光素子の発光画像の形成に寄与する画素数に基づいて、発光素子の点灯・不点灯を判定することを特徴とする配光検査方法。

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