JP4530429B1 - Ｌｅｄ検査方法及びｌｅｄ検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のＬＥＤを撮像してＬＥＤの表示色及び点灯・消滅状態の検査を行う場合の検査精度を向上させるＬＥＤ検査方法及びＬＥＤ検査装置を提供することができる。
【解決手段】プリント基板１６等に実装された複数のＬＥＤ１５の各点灯パターンにおける消灯状態を表わす消灯色を黒色として設定して、各点灯パターンにおける各ＬＥＤ１５の表示色の検査のみならず、各ＬＥＤ１５の点灯状態・消灯状態の検査も一度の撮像により行えるようにする。これにより複数のＬＥＤ１５の表示色及び点灯・消灯状態が適正であるか否かの検査を高精度で高速で効率的に行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）検査方法及びＬＥＤ検査装置に関する。

電子機器等では、画像、文字、数字、動作状態、情報等を表示するために複数のＬＥＤを所望の表示色で点灯、消灯させる表示装置が用いられる場合がある。

このような表示装置の製造工程においては、表示装置が有する各ＬＥＤが、所望の表示色で表示されるか否かの検査が行われる。この検査装置の一例として、特許文献１に示す装置がある。この検査装置は、表示装置の発光するＬＥＤをＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等の撮像装置により撮像して、その撮像画像に基づいて表示色を検出して、予め設定された表示色と照合して検査を行うものである。

また、表示装置のＬＥＤが配置された電子回路において、短絡が生じた場合には、本来消灯していなければならない箇所のＬＥＤが点灯してしまい、断線が生じた場合には、本来点灯すべき箇所のＬＥＤが点灯せずに、所望の表示を行うことができなくなる。
このため、表示装置の各ＬＥＤが、それぞれの点灯パターンにおいて、所望通りに点灯、消灯されるか否かの検査も行われる。この点灯・消灯状態の検査は、上述した表示色の検査とは別の工程で、例えば人の目による点灯目視により行われていた。

特開平１１−２０１８６８号公報

しかしながら、上述した表示装置の各ＬＥＤの表示色、及び、点灯・消灯状態の検査は、別々の工程で行われていたので、二度手間となり、効率的でないという問題があった。
また、回路短絡による異常点灯は、回路に流れる電流により非常に暗く僅かに点灯する場合もあるので、各ＬＥＤの点灯・消灯状態の検査を目視で行うと、見落としてしまう可能性があった。また、人の目により複雑な点灯パターンを検査する場合には、時間がかかってしまうという問題があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、複数のＬＥＤの表示色及び点灯・消灯状態の検査を高精度で高速で効率的に行うことができるＬＥＤ検査方法及びＬＥＤ検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のＬＥＤ検査方法は、
複数のＬＥＤの表示色及び点灯・消灯状態を検査するためのＬＥＤ検査方法であって、
各点灯パターンにおける前記複数のＬＥＤからの光をそれぞれ導光する導光工程と、
前記導光工程でそれぞれ導光した前記複数のＬＥＤからの光を撮像する工程と、
前記撮像工程で撮像した画像信号を輝度信号及び色信号からなるビデオ信号に変換し、該輝度信号及び色信号をデジタル信号に変換することによりそれぞれ階調化した輝度成分及び色成分に係る階調値を、前記ＬＥＤの表示色の輝度成分及び色成分それぞれについて予め所定の階調値として定めた基準値、及び、前記ＬＥＤの消灯状態における消灯色として設定した黒色の輝度成分及び色成分それぞれについて予め所定の階調値の範囲として定めた基準値と比較する検査工程とを有することを特徴とする。

また、前記導光工程では、前記複数のＬＥＤからの光を、前記複数のＬＥＤそれぞれに対応して配置された光ファイバを介して導光するようにしてもよい。

また、前記撮像工程では、前記複数のＬＥＤのうち所定の輝度よりも輝度の高いＬＥＤからの光を減光フィルタを介して撮像するようにしてもよい。

また、前記減光フィルタは、前記複数のＬＥＤからの光の入射方向と直交する方向に移動可能であるようにしてもよい。

本発明のＬＥＤ検査装置は、
複数のＬＥＤの表示色及び点灯・消灯状態を検査するためのＬＥＤ検査装置であって、
各点灯パターンにおける前記複数のＬＥＤからの光をそれぞれ導光する導光手段と、
前記導光手段でそれぞれ導光した前記複数のＬＥＤからの光を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した画像信号を輝度信号及び色信号からなるビデオ信号に変換し、該輝度信号及び色信号をデジタル信号に変換することによりそれぞれ階調化した輝度成分及び色成分に係る階調値を、前記ＬＥＤの表示色の輝度成分及び色成分それぞれについて予め所定の階調値として定めた基準値、及び、前記ＬＥＤの消灯状態における消灯色として設定した黒色の輝度成分及び色成分それぞれについて予め所定の階調値の範囲として定めた基準値と比較する検査手段とを備えたことを特徴とする。

また、前記導光手段は、前記複数のＬＥＤそれぞれに対応して配置された光ファイバであるようにしてもよい。

また、前記撮像手段は、前記複数のＬＥＤのうち所定の輝度よりも輝度の高いＬＥＤからの光量を減少させる減光フィルタを備えるようにしてもよい。

また、前記減光フィルタは、前記複数のＬＥＤからの光の入射方向と直交する方向に移動可能であるようにしてもよい。

また、前記撮像手段は、
複数のポートを有し、該複数のポートのうち所定のポートに対応して前記減光フィルタが配置され、前記複数のポートには前記光ファイバを選択的に挿通可能であり、
検査対象に応じて交換が可能であるファイバブロックを備えるようにしてもよい。

本発明によれば、複数のＬＥＤの表示色及び点灯・消灯状態の検査を高精度で高速で効率的に行うＬＥＤ検査方法及びＬＥＤ検査装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係るＬＥＤ検査装置を表わす外観図である。 本発明の実施の形態に係るＬＥＤ検査装置を構成する画像判定コントローラ及びカメラユニットのシステム構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るＬＥＤ検査装置を構成するカメラユニットを表わす概略構成図である。 本発明の実施の形態に係るＬＥＤ検査装置を構成するカメラユニットに減光フィルタを配置して撮像する場合の説明図である。 本発明の実施の形態に係るＬＥＤ検査装置における検査マスターデータの生成、格納までの検査手順を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るＬＥＤ検査装置における生成した検査マスターデータと検査データとを比較して検査する検査手順を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

＜装置構成＞
ＬＥＤ検査装置は、複数の発光体であるＬＥＤの各点灯パターンにおける表示色（輝度成分（Ｙ）、色成分（ＵＶ））及び点灯・消灯状態が適正であるか否かを検査して、それぞれのＬＥＤの良否の判定を行う装置である。
ＬＥＤ検査装置１は、図１に示すように、画像判定コントローラ１０と、カメラユニット１１と、表示装置１２と、光ファイバ１３と、検査制御ユニット１４とを備えている。

画像判定コントローラ１０は、カメラユニット１１から出力される画像信号を基に複数のＬＥＤ１５の各点灯パターンにおける表示色及び点灯・消灯状態を判別する。
画像判定コントローラ１０では、輝度成分及び色成分に係る所定の検査マスターデータを予め生成することができ、この検査マスターデータを格納することができる。

また、画像判定コントローラ１０では、各点灯パターンにおいて、ＬＥＤ１５の消灯状態における消灯色を黒色として設定して、検査マスターデータを予め生成することにより、ＬＥＤ１５の点灯・消灯状態の判別を可能にする。
ＬＥＤ１５の点灯・消灯状態を判別することにより、ＬＥＤ１５が配置された電子回路において短絡、断線が生じたこと等を検知することができる。すなわち、複数のＬＥＤ１５が実装されたプリント基板１６上等で短絡が生じた場合には、本来消灯状態にあるべきＬＥＤ１５が点灯してしまい、断線が生じた場合には、本来点灯するべきＬＥＤ１５が点灯せずに非導通であることから、短絡、断線を検知することができる。

画像判定コントローラ１０は、格納した検査マスターデータとカメラユニット１１から出力される画像信号を比較することでＬＥＤ１５の表示色及び点灯・消灯を判別する。また、画像判定コントローラ１０は、ＬＥＤ１５の表示色（輝度成分及び色成分）の測定結果を液晶表示装置等でなる表示装置１２に対して数値或いは具体的な色表現で出力可能となっている。なお、画像判定コントローラ１０によるＬＥＤ１５の輝度成分及び色成分に係る判別の詳細については後述する。

カメラユニット１１は、導光手段である光ファイバ１３を介して導光したＬＥＤ１５の光を撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）１１１（図２、図３、図４）を有する。なお、本実施の形態では、撮像手段としてＣＣＤ１１１を用いているがＣＭＯＳ等の撮像素子を用いても構わない。カメラユニット１１は、画像判定コントローラ１０と通信可能に接続されており、ＣＣＤ１１１で撮像した画像信号をビデオ信号として画像判定コントローラ１０に出力する。また、カメラユニット１１は、画像判定コントローラ１０からカメラ制御信号を受信して、シャッタースピード、ゲイン調整等のカメラ設定を変更することができ、ＣＣＤ１１１から取り込むＬＥＤ１５の光量の調整等が可能となっている。なお、具体的には本実施の形態では、画像判定コントローラ１０とカメラユニット１１は、カメラ制御信号及びビデオ信号を通信ケーブルを介してやり取りする。

カメラユニット１１では、ＣＣＤ１１１と複数の光ファイバ１３の照射側の端部とを対向するように配置して、ＣＣＤ１１１で光ファイバ１３から導光したＬＥＤ１５の光を撮像する。光ファイバ１３の照射側の端部のＣＣＤ１１１側には拡散フィルタ１１８（図３）が配置されており、ＣＣＤ１１１で撮像するＬＥＤ１５からの光の受光範囲を十分に確保している。
また、カメラユニット１１には、検査対象である複数のＬＥＤ１５の光の輝度、点灯・消灯パターン及び配置に応じて、減光フィルタ１１６ＡをＣＣＤ１１１と光ファイバ１３との間に配設可能であり、配設した場合には検査精度の向上を図ることができる。これについての詳細は後述する。

カメラユニット１１においてＣＣＤ１１１の前面には、ベイヤ配列されたカラーフィルタが配設されており、撮像したＬＥＤ１５からの光をＲＧＢに対応する画像信号として取得する。ここで、本実施の形態においてカメラユニット１１は、ＣＣＤ１１１で取得したＲＧＢに対応する画像信号をＮＴＳＣ（National Television System Committee）方式のビデオ信号に変換して画像判定コントローラ１０に出力する。ＮＴＳＣ方式のビデオ信号は、輝度信号（Ｙ信号）及び色信号（Ｃ信号：輝度信号と青色成分の差分信号（Ｕ信号）と、輝度信号と赤色成分の差分信号（Ｖ信号）とを加算したもの）からなる信号であり、本実施の形態に係るＬＥＤ検査装置は輝度成分及び色成分を判別するものであるため、カメラユニット１１においてビデオ信号に変換して出力することで処理の効率化を図っている。

光ファイバ１３は、ＬＥＤ１５の光をカメラユニット１１まで導光する。光ファイバ１３は検査対象である複数のＬＥＤ１５の数に応じて複数用意される。光ファイバ１３は、照射側の一端がカメラユニット１１と結合してＣＣＤ１１１に向けて光を照射するように配置され、他端がＬＥＤ１５と対向されてＬＥＤ１５からの光を導光するように配置される。光ファイバ１３は、その指向特性により予め定められた角度の範囲において光を受光するものであるため、隣接する他のＬＥＤ１５からの光や外光の影響を受けにくく検査対象の光を安定して受光できる。また、光ファイバ１３は、上下方向からの受光のみならず、横方向や斜め方向からの受光も可能であるため、検査対象であるＬＥＤ１５の配置構成によらず柔軟に検査を行うことを可能とする。また、光ファイバ１３を用いることにより、検査対象であるＬＥＤ１５が実装されたプリント基板１６が大型である場合もカメラユニット１１の画角の調整等をする必要もないため、装置構成を小型化できる。

検査制御ユニット１４は、検査対象である複数の発光体であるＬＥＤ１５を搭載する。ＬＥＤ１５は典型的にはプリント基板１６に複数実装されたかたちで検査制御ユニット１４に搭載される。この場合、検査制御ユニット１４はプリント基板１６と電気的に接続することができ、プリント基板１６に実装された各ＬＥＤ１５の発光の制御、具体的には各点灯パターンでの点灯・消灯、点灯方式の変更（スタティック点灯、ダイナミック点灯、発光色の変更等）等の制御を行うことができる。本実施の形態では、画像判定コントローラ１０と検査制御ユニット１４が通信可能に接続されており、検査制御ユニット１４からの制御信号を基に、画像判定コントローラ１０の制御を行うように構成されている。

ＬＥＤ１５は、検査対象として上述のように検査制御ユニット１４に搭載される。本実施の形態において、ＬＥＤ１５はプリント基板１６に複数実装されるかたちで検査制御ユニット１４に搭載され、それぞれのＬＥＤ１５に光ファイバ１３が配される。また、本実施の形態に係るＬＥＤ検査装置では、ＬＥＤ１５の種別として低輝度から高輝度のもの、単色及びフルカラーのものが複数あることを想定しており、カメラユニット１１の一度の撮像で複数のＬＥＤ１５の光をまとめて撮像することで瞬時に検査を行うことを想定している。なお、ここではＬＥＤ１５がプリント基板１６に複数実装された実装状態で検査を行う例を挙げているが、本実施の形態に係るＬＥＤ検査装置では、この他の態様の検査も可能である。例えば、製品の完成状態で複数のＬＥＤ１５をまとめて検査することもできる。具体的な製品としては、例えば７セグメントディスプレイ、パチンコ台、車両のブレーキ、蛍光灯等が挙げられる。

次に、カメラユニット１１及び画像判定コントローラ１０のシステム構成について図２を用いて説明する。
カメラユニット１１は、ＣＣＤ１１１、ＡＧＣアンプ（オートゲインコントロール・アンプ）１１２、ＹＣ変換回路１１３、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１１４、通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）１１５を有する。また、カメラユニット１１には、必要に応じて減光フィルタ１１６Ａが設けられる。

ＣＣＤ１１１は、ＬＥＤ１５の光を導光した光ファイバ１３からの光を、必要に応じて、減光フィルタ１１６Ａを介して受光し、ビデオ信号を出力する。ＡＧＣアンプ１１２は、ゲインを変更する増幅器であり、設定されたゲインに応じてＣＣＤ１１１からの画像信号を増幅する。ＡＧＣアンプ１１２は、画像判定コントローラ１０からのカメラ制御信号に応じてゲインの調整が可能となっている。

ＹＣ変換回路１１３は、ＣＣＤ１１１及びＡＧＣアンプ１１２を介して出力された画像信号をＹ信号及びＣ信号に変換しビデオ信号として、通信インタフェース１１５から通信ケーブルを介して画像判定コントローラ１０に出力する。タイミングジェネレータ１１４は、ＣＣＤ１１１のシャッタースピードを調整するための制御信号をＣＣＤ１１１に対して出力する。この場合、タイミングジェネレータ１１４は、画像判定コントローラ１０から出力されたカメラ制御信号を基に制御を行う。通信インタフェース１１５は、画像判定コントローラ１０と通信を行うためのインタフェースであり、通信ケーブルを介して画像判定コントローラ１０からのカメラ制御信号を入力し、またＹＣ変換回路１１３からのビデオ信号を画像判定コントローラ１０に出力する。

減光フィルタ１１６Ａは、ＮＤ（Neutral Density）フィルタとも呼ばれ、中性濃度フィルタの意味で、様々な濃さのグレーで構成されたフィルタであり、色に影響なく光学系レンズ１１７（図３、図４）に入る光量を減少させて調節する役目を持つ。具体的には、光量を1／２にするＮＤ２、１／４にするＮＤ４、１／８にするＮＤ８等がある。

次に、画像判定コントローラ１０は、Ａ／Ｄ変換回路１０１、通信インタフェース（通信Ｉ／Ｆ）１０２、入力装置１０４、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０５、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０６、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０７を有する。

Ａ／Ｄ変換回路１０１は、カメラユニット１１のＹＣ変換回路１１３から出力されたビデオ信号をＹ／Ｃ分離し、分離したＹ信号及びＣ信号をデジタル信号に変換する。詳しくは、８ビットＡＤ変換により、Ｙ信号につき２５６階調のデジタル信号、Ｕ信号につき２５６階調のデジタル信号、Ｖ信号につき２５６階調のデジタル信号（Ｃ信号につき６５５３６階調のデジタル信号）に変換する。通信インタフェース１０２は、外部機器とのデータや信号のやり取りを行うインタフェースであり、ＣＰＵ１０５の制御により、カメラユニット１１に対するカメラ制御信号、表示装置１２に対する画像信号等を出力する。また、通信インタフェース１０２は、カメラユニット１１からのビデオ信号を入力し、ＣＰＵ１０５の制御によりＡ／Ｄ変換回路１０１に出力する。

入力装置１０４は、例えばスイッチ等で構成される操作部であって、操作部からの指示をＣＰＵ１０５に出力する。ＣＰＵ１０５は、画像判定コントローラ１０を統括的に制御する中央処理装置であり、ＲＯＭ１０６は、ＣＰＵ１０５が各種処理に用いるプログラムを格納する。ＣＰＵ１０５がＲＯＭ１０６に格納されたプログラムを実行する際は、ＲＡＭ１０７を作業領域として用いる。本実施の形態においてＣＰＵ１０５は、主に画像判定に係る処理を実行する。この場合ＣＰＵ１０５は、ＲＯＭ１０６に格納された専用プログラムを実行し、必要なデータについて、Ａ／Ｄ変換回路１０１で変換された画像信号（デジタル信号）の格納や輝度及び色、点灯・消灯状態の判定等の制御を行う。

＜カメラユニットの構成＞
ここでカメラユニット１１のより具体的な構造について図３を用いて説明する。カメラユニット１１において、ＣＣＤ１１１の被写体側には、接写リングを介して光学系レンズ１１７が配される。光学系レンズ１１７の前面（被写体側）には、拡散フィルタ１１８及びファイバブロック１１９が設けられ、ファイバブロック１１９には複数の光ファイバ１３の照射側の端部がそれぞれ複数のポートに挿通するかたちで集約されている。
ファイバブロック１１９の複数のポートは規則的に配列されており、各ポートには例えば１〜１００までの領域座標が予め割り付けられている。画像判定コントローラ１０により、検査対象となるＬＥＤ１５の輝度成分、色成分、種類、数等に応じて、領域座標が割り付けられたポートのうちどのポートを用いるか等を選択することができる。
このような構成により、ＣＣＤ１１１はファイバブロック１１９を被写体として撮像を行うことで、拡散フィルタ１１８を介して拡散された検査対象である複数のＬＥＤ１５の光を撮像することが可能となっている。
なお、ファイバブロック１１９は、検査対象となるＬＥＤ１５の態様に応じて交換が可能である。

カメラユニット１１は、複数のＬＥＤ１５の光をまとめて撮像して画像信号を取得するものである。このような場合、撮像する複数のＬＥＤ１５の光の輝度、点灯・消灯パターン及び配置によっては、正確な画像信号を取得できない場合がある。そのため、カメラユニット１１は、必要に応じて、減光フィルタ１１６ＡをＣＣＤ１１１と光ファイバ１３との間に設置して複数のＬＥＤ１５の光を撮像する。

減光フィルタ１１６Ａは、支持板１１６Ａ１、１１６Ａ２を介して、光の入射方向及び入射方向と直交する方向（図３において紙面上下方向及び紙面左右、直交方向）に移動可能に設けられる。
支持板１１６Ａ１は、減光フィルタ１１６Ａを着脱可能に支持し、案内構造を備えた支持板１１６Ａ２において光の入射方向と直交する方向に移動可能に支持される。また、支持板１１６Ａ２は、カメラユニット１１の側壁において光の入射方向に移動可能に支持される。これにより、減光フィルタ１１６Ａを、必要に応じてファイバブロック１１９における任意のポート上に配置できるようになっている。

次に、減光フィルタ１１６Ａを配置する場合について図４を用いて説明する。図４は、検査対象であるＬＥＤ１５Ａ，１５Ｂが検査制御ユニット１４に搭載されている状態を示しており、これらのＬＥＤ１５Ａ，１５Ｂの光の輝度差が大きいものとする（例えばＬＥＤ１５Ａの輝度が１００００ｍｃｄ、ＬＥＤ１５Ｂの輝度が３００ｍｃｄ）。

ＬＥＤ１５は高輝度になるにつれて、白色に近づくためにその正確な色を取り込むためには、光量を絞って輝度を抑えて撮像する必要があるが、高輝度のＬＥＤ１５Ａのために光量を絞ってしまうと、低輝度のＬＥＤ１５Ｂは元々の発光量が低いために、ＣＣＤ１１１に十分な光が取り込めなくなってしまう。
本実施の形態のＬＥＤ検査装置１では、各点灯パターンにおいて、消灯するＬＥＤ１５を黒色（消灯色）として設定して、ＬＥＤ１５の表示色のみならず点灯・消灯状態の判別もするので、低輝度のＬＥＤ１５Ｂからの光を十分にＣＣＤ１１１に取り込めないと、低輝度のＬＥＤ１５Ｂの点灯と消灯の判別が困難になってしまう。

このようにＬＥＤ１５の表示色及び点灯・消灯状態をともに判別する本実施の形態に特有の問題を解決するために、本実施の形態に係るカメラユニット１１では、ＣＣＤ１１１と光ファイバ１３の照射側の端部との間に減光フィルタ１１６Ａを配置し、所定の輝度よりも輝度の高い高輝度のＬＥＤ１５Ａからの光量を減少させて調節して撮像を行うようにする。
より詳しくは、減光フィルタ１１６Ａは、ファイバブロック１１９の所定の輝度よりも高いＬＥＤ１５Ａに対応するポートに配置される。光ファイバ１３を用いてＬＥＤ１５の光を導光する態様では、所定のＬＥＤ１５に対応する光ファイバ１３を明確に区別できるため、減光フィルタ１１６Ａを必要に応じて正確かつ容易に配置することができる。
なお、本実施の形態では減光フィルタ１１６Ａをファイバブロック１１９のポートに支持板１１６Ａ１を移動させて設けるが、これに代えて、減光フィルタ１１６Ａを所定のポートに直接付設するようにしても構わない。
また、減光フィルタ１１６Ａが所定のポートに対応して配置されたファイバブロック１１９を予め用意しておいて、複数のＬＥＤ１５それぞれに対応する光ファイバ１３の照射側の端部をファイバブロック１１９のポートに選択的に挿通させるようにしてもよい。

そして、カメラユニット１１で、ＬＥＤ１５Ａ，１５Ｂの各点灯パターンにおいて、減光フィルタ１１６Ａを介して基準となるマスター基板の高輝度のＬＥＤ１５Ａからの光量を減少させて調節して撮像するとともに、低輝度のＬＥＤ１５Ｂについては直接撮像し、これを基に検査マスターデータを画像判定コントローラ１０で生成し格納しておく。なお、マスター基板はＬＥＤ１５の検査をする上で基準となるＬＥＤ１５を実装したものであり、基準とする輝度成分及び色成分の検査マスターデータを取得するためのものである。

検査マスターデータを生成した後は、カメラユニット１１で、マスター基板における場合と同様に、検査対象となるプリント基板１６上のＬＥＤ１５Ａ，１５Ｂを各点灯パターンにおいて撮像して、画像信号を画像判定コントローラ１０に出力し、先に生成した検査マスターデータと比較する。これにより、本実施の形態に係るＬＥＤ検査装置１では、ＬＥＤ１５Ａ，１５Ｂの光の輝度成分及び色成分、点灯・消灯の状態が適正であるかどうかを判断する。なお、検査マスターデータは、所定のＬＥＤ１５の光に対する適正な輝度成分及び色成分の範囲を定めたものであり、光がこの所定の閾値内にある場合に適正であると判断するためのものである。
また、減光フィルタ１１６Ａの種類の選択に関しては、減光フィルタ１１６Ａを設けるＬＥＤ１５の光の予め定められた輝度成分の情報を基に、光量の減少の度合いを考慮して適宜選択するようにする。例えば、ＬＥＤ１５間の輝度差が２倍の場合にはＮＤ２、輝度差が４倍の場合にはＮＤ４、輝度差が８倍の場合にはＮＤ８の減光フィルタ１１６Ａを用いるようにするとよい。

＜ＬＥＤ検査装置における検査手順＞
次に、本実施の形態に係るＬＥＤ検査装置における検査手順を図５及び図６を用いて説明する。先ず図５を用いて検査マスターデータの生成、格納までの手順を説明する。

先ずステップＳ５０１においては、画像判定領域を設定する。すなわち、検査対象となる複数のＬＥＤ１５に対応する光ファイバ１３を全て撮像できるように、画像判定コントローラ１０により、ファイバブロック１１９において領域座標が割り付けられたポートの中から所望のポートを選択して撮像範囲を設定する。

次に、ステップＳ５０２において、画像判定コントローラ１０は、ＣＰＵ１０５の制御により、ＬＥＤ１５の光の輝度成分の閾値及び色成分の閾値を設定する。ここで本実施の形態では、輝度成分を２５６階調で表現し、色成分を６５５３６階調で表現するため、この階調のそれぞれの範囲において光の輝度成分及び色成分の閾値を設定しておく。
また、ＬＥＤ１５の各点灯パターンにおける消灯状態を表わす消灯色を黒色として設定し、この消灯色に該当する輝度成分及び色成分の閾値も設定しておく。
具体的には、ＬＥＤ１５の消灯状態を表わす消灯色の黒色は、Ｙ信号（輝度成分）が２５６階調中０〜３０階調であり、かつ、ＵＶ信号（色成分）がともに２５６階調中１２８±１５階調である（ＵＶ座標の中心を黒とする。）と定義して設定する。
よって、ＬＥＤ１５の点灯状態は、Ｙ信号（輝度成分）が２５６階調中３１階調以上に該当する場合として定義される。
これにより、本来消灯すべきＬＥＤ１５の異常な点灯状態や本来点灯すべきＬＥＤ１５の異常な消灯状態を検出することができ、ＬＥＤ１５が所望どおりの点灯状態または消灯状態であるかを検査することができる。
なお、消灯色としての黒色の設定は、Ａ／Ｄ変換回路１０１の分解能や検査対象などによって適宜決定される。

次に、ステップＳ５０３において、検査制御ユニット１４により、検査の基準となるマスター基板における複数のＬＥＤ１５を各点灯パターンで点灯させ、点灯パターンごとに検査制御ユニット１４から画像判定コントローラ１０に対して制御信号（Ｉ／Ｏ信号等）を出力する。

次に、ステップＳ５０４において、画像判定コントローラ１０は、ＣＰＵ１０５の制御により、ＬＥＤ１５の点灯パターンごとに、通信インタフェース１０２からカメラユニット１１に対してカメラ制御信号を出力して、各点灯パターンにおけるＬＥＤ１５からの光を、受光、導光した光ファイバ１３、ファイバブロック１１９、及び、必要に応じて減光フィルタ１１６Ａを介してＣＣＤ１１１でそれぞれ撮像し、ＬＥＤ１５の全点灯パターンについて撮像する。

次に、ステップＳ５０５では、カメラユニット１１において、ＣＣＤ１１１及びＡＧＣアンプ１１２を介して出力された各点灯パターンにおけるＬＥＤ１５の光のビデオ信号がＹＣ変換回路１１３によりＹ信号及びＣ信号からなるビデオ信号に変換される。次に、画像判定コントローラ１０は、カメラユニット１１から、Ｙ信号及びＣ信号からなるビデオ信号に変換されたアナログ信号を受信する。

次に、ステップＳ５０６において、画像判定コントローラ１０は、カメラユニット１１から出力されたビデオ信号をＡ／Ｄ変換回路１０１を介してデジタル信号に変換する。より詳しくは、ビデオ信号に含まれるＹ信号から２５６階調で表現される輝度成分を示すデジタル信号を生成し、Ｃ信号から６５５３６階調で表現される色成分を示すデジタル信号を生成する。ここでは輝度成分をＹ信号から表現でき、色成分をＣ信号から生成するため、効率的な変換が可能になっている。

次に、ステップＳ５０７において、画像判定コントローラ１０は、ステップＳ５０６で変換したデジタル信号を基に、ＣＰＵ１０５の制御により基準値となる検査マスターデータを生成する。なお、ＬＥＤ１５の全点灯パターンについて検査マスターデータは生成される。
検査マスターデータは、ステップＳ５０２で設定した、階調の各範囲におけるＬＥＤ１５の光に対する輝度成分及び色成分の閾値を基に、撮像したＬＥＤ１５の光に対応する輝度成分及び色成分の基準を定めたものである。ここで、減光フィルタ１１６Ａを介して撮像されたＬＥＤ１５の画像信号は、特性を変化されて階調化されることになり、これに応じた閾値が検査マスターデータにおいて設定される。

次に、ステップＳ５０８において、画像判定コントローラ１０は、ＣＰＵ１０５の制御により、ステップＳ５０７で生成した検査マスターデータをＲＯＭ１０６に格納しておく。

以上が、本実施の形態に係るＬＥＤ検査装置における検査マスターデータの生成手順である。なお、ステップＳ５０６ではアナログ信号（Ｙ信号、Ｃ信号）をデジタル階調化し、ステップＳ５０７ではデジタル階調化されたデータを検査マスターデータとして生成するようにしている。これは表示装置１２等で色を表示する際にカラーパレット表現をし易くするためである。

次に、生成した検査マスターデータと検査データとを比較してＬＥＤ１５の表示色及び点灯・消灯を検査する手順を図６を用いて説明する。

先ずステップＳ６０１において、画像判定コントローラ１０は、ＣＰＵ１０５の制御により検査マスターデータをＲＯＭ１０６から読み出す。

次に、ステップＳ６０２において、検査制御ユニット１４により、検査対象となるプリント基板１６上の複数のＬＥＤ１５を各点灯パターンにて点灯させ、点灯パターンごとに検査制御ユニット１４から画像判定コントローラ１０に対して制御信号（Ｉ／Ｏ信号等）を出力する。

次にステップＳ６０３において、画像判定コントローラ１０は、ＣＰＵ１０５の制御により、ＬＥＤ１５の点灯パターンごとに、通信インタフェース１０２からカメラユニット１１に対してカメラ制御信号を出力して、各点灯パターンにおけるＬＥＤ１５の光を、受光，導光した光ファイバ１３、ファイバブロック１１９、及び、必要に応じて減光フィルタ１１６Ａを介してＣＣＤ１１１でそれぞれ撮像し、ＬＥＤ１５の全点灯パターンについて撮像する。

次に、ステップＳ６０４において、カメラユニット１１において、ＣＣＤ１１１及びＡＧＣアンプ１１２を介して出力されたＬＥＤ１５の光のビデオ信号がＹＣ変換回路１１３によりＹ信号及びＣ信号からなるビデオ信号に変換される。次に、画像判定コントローラ１０は、カメラユニット１１から、Ｙ信号及びＣ信号からなるビデオ信号に変換されたアナログ信号を受信する。

次に、ステップＳ６０５において、画像判定コントローラ１０は、カメラユニット１１から出力されたビデオ信号をＡ／Ｄ変換回路１０１を介してデジタル信号に変換する。より詳しくは、ビデオ信号に含まれるＹ信号から２５６階調で表現される輝度成分を示すデジタル信号を生成し、Ｃ信号から６５５３６階調で表現される色成分を示すデジタル信号を生成する。

次に、ステップ６０６において、画像判定コントローラ１０は、ＣＰＵ１０の制御により検査マスターデータとステップＳ６０５で生成した検査データとを比較し、撮像した各点灯パターンにおけるＬＥＤ１５の光に対応する検査データが所定の閾値の範囲であるか否かを判別し、それぞれのＬＥＤ１５の光について所定の閾値の範囲内である場合はステップＳ６０７に進み（ＯＫ）、そうでない場合はステップＳ６０８に進む（ＮＧ）。
すなわち、ステップ６０６においては、検査マスターデータと検査データを比較することにより、それぞれのＬＥＤ１５が各点灯パターンにおいて、所望の表示色及び所望の点灯・消灯状態で表示されるか否かを判別する。

ステップＳ６０７においては、画像判定コントローラ１０は、ＣＰＵ１０５の制御により通信インタフェース１０２から表示装置１２に対して、各点灯パターンにおけるそれぞれのＬＥＤ１５の表示色及び点灯・消灯状態が適正である旨を示す信号を出力し、表示装置１２は、それぞれのＬＥＤ１５について「ＯＫ表示」をしたり、表示装置１２に備えられたスピーカから適正である旨を示すブザー出力をする。

一方、ステップＳ６０８においては、画像判定コントローラ１０は、ＣＰＵ１０５の制御により通信インタフェース１０２から表示装置１２に対して、各点灯パターンにおけるそれぞれのＬＥＤ１５の表示色及び点灯・消灯状態が適正でない旨を示す信号を出力し、表示装置１２はそれぞれのＬＥＤ１５について「ＮＧ表示」をしたり、スピーカから適正でない旨を示すブザー出力をする。

そして、ステップＳ６０９においては、画像判定コントローラ１０は、ＣＰＵ１０５により表示装置１２に対して各ＬＥＤ１５について測定データの表示、閾値、測定値等の検査結果表示を行う。

このように本実施の形態では、プリント基板１６等に実装された複数のＬＥＤ１５の各点灯パターンにおける消灯状態を表わす消灯色を黒色として設定するようにしたので、各点灯パターンにおける各ＬＥＤ１５の表示色の検査のみならず、各ＬＥＤ１５の点灯状態・消灯状態の検査も一度の撮像により行えるようにしたので、複数のＬＥＤ１５の表示色及び点灯・消灯状態が適正であるか否かの検査を高精度で高速で効率的に行うことができる。

また、本実施の形態では、回路短絡によりＬＥＤ１５が暗く僅かに点灯する場合であっても、検査マスターデータと検査データを比較することにより、高精度で異常点灯を検出することができる。

また、本実施の形態では、プリント基板１６上の複数のＬＥＤ１５が輝度差の大きいＬＥＤ１５Ａ，１５Ｂを含む場合には、高輝度のＬＥＤ１５Ａに関し減光フィルタ１１６Ａを介して検査マスターデータを生成しておくとともに、検査の際にも高輝度のＬＥＤ１５Ａに関し減光フィルタ１１６Ａを介して検査データを取得し、両者を比較することで検査を行い、高輝度のＬＥＤ１５Ａを含めたＬＥＤ１５の良否の判定を一度に行う。
このようにすることで、高輝度のＬＥＤ１５Ａの撮像のために光量を絞る必要がなくなり、低輝度のＬＥＤ１５Ｂの点灯と消灯の判別についても高精度で行うことができる。

また、本実施の形態のＬＥＤ検査装置は、検査対象となるＬＥＤ１５がどのような態様であっても、支持板１１６Ａ１，１１６Ａ２を介して減光フィルタ１１６Ａの位置を移動させたり、ファイバブロック１１９の各ポートに光ファイバ１３の照射側の端部を選択的に挿通したり、または、ファイバブロック１１９自体を交換するだけで、検査が可能であるので、汎用性に優れている。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、本実施の形態では、本発明に係るＬＥＤ検査装置を、画像判定コントローラ１０、カメラユニット１１に接続し、画像判定コントローラ１０でカメラユニット１１を制御するようにしたが、画像判定コントローラ１０をパーソナルコンピュータに接続して、パーソナルコンピュータから画像判定コントローラ１０を介してカメラユニット１１を制御するようにしたり、画像判定コントローラ１０からの検査結果の出力をパーソナルコンピュータにおける表示装置に表示する態様としても構わない。

また、本発明では、二種類以上の減光フィルタ１１６Ａを１個のファイバブロック１１９の所定のポートに対応して配置することも可能であり、これにより様々な輝度のＬＥＤ１５の検査が可能になる。

また、本発明では、ＬＥＤ１５の表示色、点灯・消灯状態を検査することにより、ＬＥＤ１５の制限抵抗の値の異常を検出することも可能である。

また、本実施の形態では、図４において、理解しやすくするため便宜上、光の輝度差の大きいＬＥＤ１５Ａ，１５Ｂのみがプリント基板１６に実装されたものを表わしたが、その他のＬＥＤがプリント基板１６に実装された場合に検査することももちろん可能である。

１ ＬＥＤ検査装置
１０ 画像判定コントローラ
１１ カメラユニット
１２ 表示装置
１３ 光ファイバ
１４ 検査制御ユニット
１５ ＬＥＤ
１６ プリント基板
１０１ Ａ／Ｄ変換回路
１０２ 通信インタフェース
１０４ 入力装置
１０５ ＣＰＵ
１０６ ＲＯＭ
１０７ ＲＡＭ
１１１ ＣＣＤ
１１２ ＡＧＣアンプ
１１３ ＹＣ変換回路
１１４ タイミングジェネレータ
１１５ 通信インタフェース
１１６Ａ 減光フィルタ
１１６Ａ１、１１６Ａ２ 支持板
１１７ 光学系レンズ
１１８ 拡散フィルタ
１１９ ファイバブロック

Claims (9)

1. 複数のＬＥＤの表示色及び点灯・消灯状態を検査するためのＬＥＤ検査方法であって、
   各点灯パターンにおける前記複数のＬＥＤからの光をそれぞれ導光する導光工程と、
   前記導光工程でそれぞれ導光した前記複数のＬＥＤからの光を撮像する工程と、
   前記撮像工程で撮像した画像信号を輝度信号及び色信号からなるビデオ信号に変換し、該輝度信号及び色信号をデジタル信号に変換することによりそれぞれ階調化した輝度成分及び色成分に係る階調値を、前記ＬＥＤの表示色の輝度成分及び色成分それぞれについて予め所定の階調値として定めた基準値、及び、前記ＬＥＤの消灯状態における消灯色として設定した黒色の輝度成分及び色成分それぞれについて予め所定の階調値の範囲として定めた基準値と比較する検査工程とを有することを特徴とするＬＥＤ検査方法。
2. 前記導光工程では、前記複数のＬＥＤからの光を、前記複数のＬＥＤそれぞれに対応して配置された光ファイバを介して導光することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ検査方法。
3. 前記撮像工程では、前記複数のＬＥＤのうち所定の輝度よりも輝度の高いＬＥＤからの光を減光フィルタを介して撮像することを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ検査方法。
4. 前記減光フィルタは、前記複数のＬＥＤからの光の入射方向と直交する方向に移動可能であることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ検査方法。
5. 複数のＬＥＤの表示色及び点灯・消灯状態を検査するためのＬＥＤ検査装置であって、
   各点灯パターンにおける前記複数のＬＥＤからの光をそれぞれ導光する導光手段と、
   前記導光手段でそれぞれ導光した前記複数のＬＥＤからの光を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段で撮像した画像信号を輝度信号及び色信号からなるビデオ信号に変換し、該輝度信号及び色信号をデジタル信号に変換することによりそれぞれ階調化した輝度成分及び色成分に係る階調値を、前記ＬＥＤの表示色の輝度成分及び色成分それぞれについて予め所定の階調値として定めた基準値、及び、前記ＬＥＤの消灯状態における消灯色として設定した黒色の輝度成分及び色成分それぞれについて予め所定の階調値の範囲として定めた基準値と比較する検査手段とを備えたことを特徴とするＬＥＤ検査装置。
6. 前記導光手段は、前記複数のＬＥＤそれぞれに対応して配置された光ファイバであることを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ検査装置。
7. 前記撮像手段は、前記複数のＬＥＤのうち所定の輝度よりも輝度の高いＬＥＤからの光量を減少させる減光フィルタを備えたことを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ検査装置。
8. 前記減光フィルタは、前記複数のＬＥＤからの光の入射方向と直交する方向に移動可能であることを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ検査装置。
9. 前記撮像手段は、
   複数のポートを有し、該複数のポートのうち所定のポートに対応して前記減光フィルタが配置され、前記複数のポートには前記光ファイバを選択的に挿通可能であり、
   検査対象に応じて交換が可能であるファイバブロックを備えたことを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ検査装置。

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