JP4684259B2 - 蛍光ランプ検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、バックライト等に用いられる蛍光ランプを検査するための蛍光ランプ検査装置を含む技術分野に属する。

蛍光ランプは、例えば、液晶表示装置等のバックライト等として用いられ、筒状のガラス管の内周面に蛍光塗膜が形成されてなるものである。

かかる蛍光ランプの製造に際して、何らかの理由により、蛍光塗膜が剥離してしまったり、極端に薄くなってしまったりすることがある。このため、蛍光塗膜の形成後において、蛍光塗膜が正常に形成されているか否かの検査を行う必要がある。従来の検査装置としては、蛍光ランプに対して光を照射するとともに、ランプから反射した光を受光し、受光した光の出力に基づいて、蛍光塗膜の良及び不良を判定するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、当該検査装置は、光を照射する照射手段と、反射光を撮像する撮像機構とを備える。検査に際しては、照射手段が蛍光塗膜の検査面に対して所定の照射角で光を照射し、撮像機構は、当該蛍光塗膜の検査面から反射光を撮像する。ここで、蛍光塗膜に異常がなければ、反射光は所定以上の輝度となり、前記撮像機構は所定の出力を得ることができる。一方で、蛍光塗膜が剥離したり、極端に薄かったりと異常な部分がある場合には、反射光は暗くなり、前記撮像機構は所定の出力未満の出力を得ることとなる。つまり、受光した光の輝度が所定出力未満であった場合には、蛍光塗膜を不良と判断することとしている。
特開昭５７−８３０号公報

しかしながら、上記従来技術を利用して蛍光ランプの検査を行うと、検査面たる蛍光塗膜のみならず、ガラス管表面においても光が正反射してしまうおそれがある。その結果、蛍光塗膜に剥離等の異常があったとしても、反射光が比較的明るいものとなってしまい、所定出力の光が受光されてしまうことが起こり得る。この場合、異常があるにも関わらず、異常がないものと判断されてしまい、結果として、検査精度の低下を招いてしまうことが懸念される。

本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、蛍光ランプの蛍光塗膜の検査において、検査精度の飛躍的な向上を図ることができる蛍光ランプ検査装置を提供することにある。

以下、上記目的を解決するのに適した各手段につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果を付記する。

手段１．筒状のガラス管の内周面に蛍光塗膜が形成されてなる蛍光ランプを検査するための蛍光ランプ検査装置であって、
前記蛍光ランプに対して所定の光を照射する照射手段と、
前記蛍光ランプを挟んで前記照射手段とは反対側に設けられ、光の照射された前記蛍光ランプを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で得られた画像データに基づき、前記蛍光塗膜の不良の有無を判定する判定手段とを備え、
前記判定手段は、少なくとも前記画像データに基づく輝度値が所定の基準輝度値以上であることに基づき不良と判定することを特徴とする蛍光ランプ検査装置。

上記手段１によれば、蛍光ランプに対して所定の光を照射する照射手段と、蛍光ランプを挟んで前記照射手段とは反対側に設けられ、光の照射された蛍光ランプを撮像する撮像手段とを備える。すなわち、前記撮像手段は、蛍光ランプを透過した光を撮像することとなる。そして、判定手段は、当該画像データに基づき、蛍光塗膜の不良の有無を判定する。ところで、照射手段から照射された光は、該照射手段側の蛍光塗膜にて拡散し、撮像手段側の蛍光塗膜にて内部へ向けて反射する。ここで、正常に蛍光塗膜が形成されている部位を撮像した場合には、上記のように拡散光が内部へ向けて反射することとなるため、当該部位は比較的暗く撮像され、画像データに基づく輝度値は、所定の基準輝度値未満の比較的低い値となる。一方で、蛍光塗膜に剥離や薄膜等の異常部位がある場合には、当該異常部位から前記拡散光が透過することとなるため、当該異常部位は比較的明るく撮像され、画像データに基づく輝度値は、所定の基準輝度値以上の高い値となる。すなわち、異常部位（不良部）は明部として、正常部位（良部）は暗部として明確に区別することができる。そのため、ガラス管表面の反射光の影響を受けてしまう従来技術と比較して、飛躍的に検査精度の向上を図ることができる。

手段２．筒状のガラス管の内周面に蛍光塗膜が形成されてなる蛍光ランプを検査するための蛍光ランプ検査装置であって、
前記蛍光ランプに対して所定の光を照射する照射手段と、
前記蛍光ランプを挟んで前記照射手段とは反対側に設けられ、光の照射された前記蛍光ランプを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で得られた画像データに基づき、前記蛍光塗膜の不良の有無を判定する判定手段とを備え、
前記判定手段は、
前記画像データの各画素の輝度値と所定の基準輝度値とを比較し、前記画素の輝度値が前記基準輝度値以上である場合を不良部、前記画素の輝度値が前記基準輝度値未満である場合を良部として二値化する処理と、
前記不良部についての塊処理とを実行可能であるとともに、
前記塊処理に基づいて算出された前記不良部の面積が、所定の基準面積以上である場合に、前記蛍光塗膜を不良と判定することを特徴とする蛍光ランプ検査装置。

尚、「塊処理」としては、二値化処理されたデータの不良部について連結成分を特定する処理（ブロック認識）と、それぞれの連結成分についてのラベル付けするラベリング処理とが行われる。ブロック認識としては、例えば、比較的大きな不良部の塊の近傍に存在する微小な不良部を当該比較的大きな塊の一部であると判定したり、極微小な不良部を誤差と考え、ラベル付けの対象から除外したりする処理等が挙げられる。

上記手段２によれば、基本的には上記手段１と同様の作用効果が奏される。加えて、本手段２においては、判定手段は、撮像手段によって得られた画像データの各画素に対して所定の基準輝度値を閾値として、良部及び不良部で二値化する処理を行う。加えて、当該判定手段は、二値化されたデータの不良部に対して塊処理を実行し、当該塊処理に基づいて算出された不良部の面積を基に、蛍光塗膜の不良を判定する。このため、画像データに存在する誤差等を補正した上で判定がなされることとなり、検査精度の一層の向上を図ることができる。

さらに、本手段２によれば、判定手段は、塊処理に基づいて算出された不良部の面積が所定の基準面積以上である場合に、蛍光塗膜を不良と判定する。すなわち、不良部が存在するとともに、当該不良部の面積が前記基準面積以上である場合に、蛍光塗膜を不良と判定する。これにより、実際の使用に支障のある蛍光ランプに限って不良品とみなすことができる等、実情に沿った検査を実現することができる。

手段３．前記基準輝度値は、検査対象となる部位に前記蛍光塗膜が形成されていない場合における画像データに基づく輝度値の直下の値に設定され、
前記判定手段は、前記塊処理に基づいて算出された前記不良部の面積が所定の基準面積以上である場合に、前記蛍光塗膜の欠け不良と判定することを特徴とする手段２に記載の蛍光ランプ検査装置。

尚、「検査対象となる部位に前記蛍光塗膜が形成されていない場合における画像データに基づく輝度値」とは、蛍光塗膜の「欠け」を検出するための閾値を定める際に基準となる輝度値であり、例えば、次のような方法で算出した輝度値をいう。すなわち、蛍光ランプの蛍光塗膜の一部を予め剥離させる（欠けさせる）とともに、当該剥離させた部位の反対側から照射手段で所定の光を照射する。そして、透過した光を撮像し、当該撮像によって得られた画像データのうち、剥離部位の各画素の輝度値を平均することで算出した輝度値などが該当する。

上記手段３によれば、基準輝度値が、検査対象となる部位に蛍光塗膜が形成されていない場合における画像データに基づく輝度値の直下の値に設定されている。すなわち、比較的高い輝度値が基準輝度値として設定され、当該基準輝度値が閾値とされた上で画像データの二値化が行われる。従って、画像データに基づく輝度値が、基準輝度値よりも高い場合には、蛍光塗膜が存在しないとみなすことができ、欠け不良に関する誤判定が行われにくくなる。その結果、蛍光塗膜の一部に剥離等が生じている部位、すなわち蛍光塗膜に「欠け」が生じている部位を精度よく検出することができ、ひいては検査精度の更なる向上を図ることができる。

手段４．筒状のガラス管の内周面に蛍光塗膜が形成されてなる蛍光ランプを検査するための蛍光ランプ検査装置であって、
前記蛍光ランプに対して所定の光を照射する照射手段と、
前記蛍光ランプを挟んで前記照射手段とは反対側に設けられ、光の照射された前記蛍光ランプを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で得られた画像データに基づき、前記蛍光塗膜の不良の有無を判定する判定手段を備え、
前記判定手段は、
前記画像データの各画素の輝度値と所定の第１の基準輝度値及び当該第１の基準輝度値より低い第２の基準輝度値とを比較し、前記画素の輝度値が前記第１の基準輝度値以上である場合を第１不良部、前記画素の輝度値が前記第２の基準輝度値以上前記第１の基準輝度値未満である場合を第２不良部、前記画素の輝度値が前記第２の基準輝度値未満である場合を良部とする処理と、
前記第１不良部及び前記第２不良部についての塊処理とを実行可能であるとともに、
前記第１の基準輝度値は、検査対象となる部位に前記蛍光塗膜が形成されていない場合における画像データに基づく輝度値の直下の値に設定され、
さらに、前記判定手段は、
前記塊処理に基づいて算出された前記第１不良部の面積が所定の第１の基準面積以上である場合に、前記蛍光塗膜を欠け不良と判定し、
前記塊処理に基づいて算出された前記第２不良部の面積が所定の第２の基準面積以上である場合に、前記蛍光塗膜を膜厚不良と判定することを特徴とする蛍光ランプ検査装置。

尚、「第１の基準輝度値」は、上記手段３における「基準輝度値」と同様の概念である。

上記手段４によれば、上記手段３と同様に蛍光塗膜の欠け不良を判定することができる。加えて、本手段４では、前記第１の基準輝度値より小さい所定の第２の基準輝度値以上、前記第１の基準輝度値未満の輝度値を有する画素を第２不良部とする処理がなされる。そして、塊処理に基づいて算出された前記第２不良部の面積が、所定の第２の基準面積以上である場合に、蛍光塗膜が不良と判定される。そのため、蛍光塗膜のうち、「欠け」には至っていないものの、膜厚が正常よりも薄くなってしまっている部位（「膜薄部位」という）を膜厚不良として精度よく検出することができる。結果として、欠け不良のみならず、膜厚不良についても精度よく検出を行うことができる。

手段５．前記第２の基準面積は、前記第１の基準面積より大きいことを特徴とする手段４に記載の蛍光ランプ検査装置。

蛍光塗膜に「欠け」が生じている場合には、当該「欠け」によって、蛍光ランプの一部が発光しないこととなってしまう。そのため、「欠け」の面積が比較的小さな場合であっても、蛍光ランプを不良と判定することが望ましい。一方で、蛍光塗膜に膜薄部位が存在するものの、「欠け」が生じていない場合には、その膜薄部位の面積が比較的小さい場合であれば、その周囲の正常部位の発光によっては膜薄部位による影響がほとんどないケースもある。従って、歩留まりの向上という観点からは、膜薄部位が存在する場合であっても、当該部位が比較的大きな場合に限って、蛍光塗膜を不良と判定することが望ましい。

この点、上記手段５によれば、第２の基準面積は、第１の基準面積より大きく設定される。すなわち、蛍光塗膜に「欠け」が生じている場合には、その「欠け」の面積が比較的小さなときであっても、不良と判定される。一方で、蛍光塗膜に膜薄部位が存在している場合には、当該膜薄部位の面積が比較的大きいときにのみ、不良と判定される。その結果、蛍光塗膜の欠け不良及び膜厚不良に対して適切な判定を行うことができ、ひいては生産性の低下を抑制することができる。

手段６．前記照射手段は、波長が４００ｎｍ以上の光のみを照射することを特徴とする手段１乃至５のいずれかに記載の蛍光ランプ検査装置。

ここで、「波長が４００ｎｍ以上の光のみ」とあるのは、紫外領域の波長を有する光を発光しないこと、すなわち照射手段によって発光される光には、紫外線が含まれていないことを意味するものである。

蛍光ランプは、蛍光塗膜に紫外線が照射されることで発光するものである。従って、照射手段として、紫外線を含む光を発光する照射手段を用いると、照射手段からの紫外線によって蛍光塗膜自身が発光してしまうことがある。この結果、良部（暗部）と不良部（明部）との輝度差が小さくなってしまい、検査精度が低下してしまうおそれがある。

これに対して、上記手段６によれば、照射手段で発光される光には、紫外領域の波長を有する光が含まれない。このため、蛍光塗膜が紫外線によって発光してしまうことを防止でき、良部と不良部との輝度差を比較的大きなものとすることができる。その結果、検査精度の更なる向上を図ることができる。

手段７．前記蛍光ランプを周方向に回転させる回転手段と、
前記撮像手段と前記蛍光ランプとを、前記蛍光ランプの長手方向に沿って相対移動させる相対移動手段とを備えることを特徴とする手段１乃至６のいずれかに記載の蛍光ランプ検査装置。

一般に、蛍光塗膜は、管状のガラス管の内周面に形成されるものである。ここで、蛍光ランプの外周面の一方から照射手段で光を照射し、当該照射手段の反対側に位置する撮像手段で光の照射された蛍光ランプを撮像する場合、蛍光塗膜のうち撮像手段側の部位（撮像手段と対向する部位）に関しては画像データを得ることができる。ところが、蛍光塗膜のうち、当該対向部位の背面や側面に位置する部位に関しては、画像データを得ることができない。これに対して、蛍光ランプの周囲に撮像手段を複数設けることも考えられるが、コストの増大を招いてしまい、装置が大がかりとなってしまう。

この点、上記手段７によれば、蛍光ランプを周方向に回転させる回転手段が備えられる。従って、蛍光ランプを回転させることで、１つの撮像手段によって、蛍光塗膜を周方向に沿って検査することができる。その結果、コストの増大等の抑制を図ることができる。

また、一般に、蛍光ランプは、長手方向に長いものである。このため、１つの撮像手段を用いて、蛍光ランプ全体を撮像した場合、撮像手段によって得られた画像データのうち、検査対象たる蛍光ランプの占める面積は非常に小さなものとなってしまう。その結果、本来不良として判定されるべき部位が、良部と判定されてしまうおそれがあり、結果として、検査精度の低下を招いてしまうおそれがある。一方で、蛍光ランプの長手方向に沿って、複数の撮像手段を設けたり、分解能に優れた撮像手段を用いたりすることも考えられるが、やはりコストの増大を招いてしまい、装置が大がかりとなってしまう。

これに対して、本手段７においては、撮像手段と蛍光ランプとを蛍光ランプの長手方向に沿って相対移動させる相対移動手段が設けられている。従って、１つの撮像手段で蛍光塗膜の長手方向全体を検査できるとともに、撮像手段によって撮像される画像データのうち、蛍光ランプの占める面積を比較的大きくすることができる。その結果、コストの増大等を一層抑制しつつ、検査精度の向上を図ることができる。

すなわち、回転手段及び相対移動手段を備えることで、コストの増大等を招くことなく、細長い蛍光ランプの蛍光塗膜の全域を精度よく検査することができるのである。

手段８．前記照射手段は、並列状態にある複数の前記蛍光ランプに対して所定の光を同時に照射可能であり、
前記撮像手段は、前記各蛍光ランプに対応して１つずつ設けられていることを特徴とする手段１乃至７のいずれかに記載の蛍光ランプ検査装置。

上記手段８によれば、照射手段によって、並列状態にある複数の蛍光ランプに対して光を照射することができる。従って、複数の照射手段を設けることなく、１つの照射手段で複数の蛍光ランプの検査を実行することができ、ひいては装置の複雑化を防止することができる。また、複数の蛍光ランプを同時に検査することができるため、生産効率の向上を図ることができる。

加えて、複数の蛍光ランプに対して１つの撮像手段を設けることとすると、検査精度の低下を防止するためには、分解能に優れた撮像手段を用いる必要があり、結果として、コストの増大を招いてしまうおそれがある。これに対して、本手段８では、各蛍光ランプに対応して１つずつ撮像手段が設けられる。その結果、分解能に優れた撮像手段を用いることなく、精度よく検査することができるとともに、コストの増大をより一層抑制することができる。

以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。

まず、図２，３に基づいて、検査対象としての蛍光ランプ１１について説明する。蛍光ランプ１１は、管状のガラス管１２と、当該ガラス管１２の内周面に形成された蛍光塗膜１３とを備えている。

次に、蛍光ランプ１１を検査するための蛍光ランプ検査装置１について説明する。図１に示すように、蛍光ランプ検査装置１は、照射手段として面発光光源２と、撮像手段としてカメラ３と、画像処理装置４とを備えている。

ここで、複数本の前記蛍光ランプ１１は、図示しない対の保持手段によって、各両端部が保持され、水平方向に延び、かつ、所定間隔を隔てた並列状態で検査に供されるようになっている。また、当該保持手段をガラス管１１の長手方向へ移動させることで、蛍光ランプ１１をその長手方向に沿って搬送可能な相対移動手段としての移動手段（図示せず）が設けられている。当該移動手段によって、蛍光ランプ１１は、蛍光ランプ検査装置１の前記面発光光源２とカメラ３との間を、前記水平状態、並列状態を維持しつつ間欠的に移動させられるようになっている。さらに、本実施形態では、両保持手段の先端部（蛍光ランプ１１の保持部）を所定回転角度毎に同期して回転可能な図示しない回転手段が備えられている。当該回転手段によって、蛍光ランプ１１は自身の周方向に所定回転角度毎に回転可能となっている。併せて、検査完了毎に前記複数本の蛍光ランプ１１をその長手方向に直交する方向に搬送させるべく前記保持手段を移動させる搬送手段（図示せず）が備えられている。

さて、前記面発光光源２は、蛍光ランプ１１の下方から所定の光を照射するものである。当該面発光光源２は、多数のＬＥＤ１４を具備しており、当該ＬＥＤ１４からの光が透明板２１を介して上方に照射されるようになっている。加えて、面発光光源２は、蛍光ランプ１１の搬送経路に沿って設けられているとともに、並列状態に支持されている複数の蛍光ランプ１１の長手方向全域に対して、光を照射できるようになっている。

さらに、本実施形態において、面発光光源２（ＬＥＤ１４）は、４００ｎｍ以上の波長の光のみを発光するものとされている。換言すれば、当該面発光光源２（ＬＥＤ１４）からは、紫外領域の波長を有する光が発光されないように構成されている。

かかる面発光光源２から照射された光は、蛍光塗膜１３のうち面発光光源２と対向する部位で略均一に拡散されることとなる（図２，３参照）。従って、かかる拡散光が、蛍光塗膜１３のうち後述のカメラ３が位置する側、すなわち蛍光塗膜１３のうち検査対象となる側へと照射されることとなる。

カメラ３は、蛍光ランプ１１を挟んで前記面発光光源２とは反対側に設けられ、レンズ１５で集光し、光の照射された蛍光ランプ１１の検査対象面を撮像できるようになっている。加えて、当該カメラ３は、検査対象となる複数の各蛍光ランプ１１に対してそれぞれ１台ずつ設けられている。本実施形態において、撮像された画像データは、後述する画像処理装置４へと送信される。尚、当該画像データは、輝度に関する濃淡イメージデータである。

図１に示すように、画像処理装置４は、画像メモリ５と、演算装置６と、表示部７と、出力部８と、カメラタイミング制御手段９とを備えている。

画像メモリ５は、画像データを記憶するものであり、前記各カメラ３で撮像され、送信された画像データをデジタル形式に変換した上で記憶したり、後述する二値化イメージデータを記憶したりするものである。本実施形態においては、各カメラ３に対応してそれぞれ画像メモリ５が設けられている。すなわち、各蛍光ランプ１１に関する画像データ等は、それぞれの画像メモリ５に対して個別に記憶されるようになっている。

演算装置６は、蛍光塗膜１３の「良」及び「不良」を判定する判定手段１７を有するものであってＣＰＵによって具現化される。加えて、当該演算装置６は、前記判定手段１７においてなされた蛍光塗膜１３の検査結果を後述する表示部７及び出力部８へと伝送する。ここで、前記判定手段１７において蛍光塗膜１３が「不良」であると判定された場合には、前記検査結果に加え、蛍光塗膜１３のうち不良部位の位置情報が、前記表示部７及び出力部８へと伝送されるようになっている。

さらに、判定手段１７においては、蛍光塗膜１３の「欠け不良」を判定する欠け不良検査処理と、蛍光塗膜１３の「膜厚不良」を判定する膜厚不良検査処理とが実行されるようになっている。尚、当該欠け不良検査処理及び膜厚不良検査処理の手順については、後に詳述することとする。

表示部７は、前記演算装置６から送信された検査結果（「良」或いは「不良」）等をモニタ１６上に表示するためのものである。ここで、蛍光塗膜１３が「不良」と判定された場合には、検査結果として「不良」と表示するとともに、蛍光塗膜１３のうち不良部位の位置情報がモニタ１６に表示されるようになっている。

出力部８は、前記演算装置６から送信された検査結果を、図示しない情報収集用メモリに送信したり、前記検査結果を基に前記搬送手段等を制御したりするものである。

前記情報収集用メモリには、少なくとも蛍光塗膜１３に不良が発生した場合における不良部位の位置情報が記憶されるようになっている。当該情報収集用メモリに記憶された不良部位の位置情報を解析することで、不良発生頻度の高い部位を特定可能となっている。これにより、蛍光塗膜１３の形成に際して不良発生頻度の低減を図るための措置を効果的に講ずることができるようになっている。

さらに、出力部８は、送信された検査結果が「不良」であった場合には、前記搬送手段を制御し、「不良」と判定された蛍光ランプ１１を所定の不良品収容部（図示せず）へと移送するようになっている。

カメラタイミング制御手段９は、各カメラ３が撮像する画像データを、各画像メモリ５に取り込むタイミングを制御するものである。かかるタイミングは、前記演算装置６からの信号に基づいて制御されている。

次に、前記欠け不良検査処理による蛍光塗膜１３の検査手順について、図１及び図４を用いて説明する。

当該欠け不良検査処理においては、主として前記演算装置６によって、図４に示すような欠け不良検査処理ルーチンが実行される。

まず、ステップＳ１において、第１の二値化処理が行われる。より詳しくは、画像メモリ５に記憶された画像データの各画素の輝度値と所定の第１の基準輝度値とを比較し、前記画素の輝度値が前記第１の基準輝度値以上である場合には第１不良部とする一方で、第１の基準輝度値未満である場合には第１不良部ではないものとして、前記画像データを第１の二値化イメージデータに変換するものである。当該第１の二値化イメージデータは、前記画像メモリ５に記憶される。

尚、本実施形態において、前記第１の基準輝度値として、予め算出した所定輝度値の直下の値が設定されている。ここで、前記所定輝度値は、例えば、次のように算出される。すなわち、蛍光ランプ１１の蛍光塗膜１３の一部を予め剥離させる（欠けさせる）とともに、当該剥離させた部位の反対側から前記面発光光源２で光を照射する。そして、透過した光をカメラ３で撮像し、当該撮像された画像データのうち、剥離部位の各画素の輝度値を平均した値が、所定輝度値として算出される。

次に、ステップＳ２において、画像メモリ５に記憶された第１の二値化イメージデータの第１不良部に対して塊処理を実行する。塊処理としては、第１の二値化イメージデータの第１不良部について連結成分を特定する処理と、当該第１不良部の連結成分に対してラベル付けを行うラベル付け処理とがある。

次いで、ステップＳ３では、特定された第１不良部の連結成分の面積Ｓｘをカメラ３の画素に応じたドット数で算出する。

そして、ステップＳ４では、算出された第１不良部の面積Ｓｘと予め設定された第１の基準面積Ｐｘとを比較する。そして、第１不良部の面積Ｓｘが第１の基準面積Ｐｘ未満である場合には、ステップＳ５に移行し、良判定を行う。一方で、第１不良部の面積Ｓｘが第１の基準面積Ｐｘ以上である場合には、ステップＳ６に移行し、欠け不良判定を行う。尚、前記第１の基準面積Ｐｘは、比較的小さな面積に設定されている。

このように、欠け不良検査処理ルーチンでは、蛍光塗膜１３に「欠け」が存在する場合には、比較的小さな面積であっても、「欠け不良」と判定される。

次に、前記膜厚不良検査処理による蛍光塗膜１３の検査手順について、図１及び図５を用いて説明する。

当該該膜厚不良検査処理においては、主として演算装置６によって、図５に示すような膜厚不良検査処理ルーチンが実行される。

まず、ステップＳ１１において、第２の二値化処理が行われる。より詳しくは、画像データのうち前記第１不良部をマスキング処理等により除外した画像データの各画素の輝度値と所定の第２の基準輝度値とを比較する。そして、当該画素の輝度値が前記第２の基準輝度値以上である場合には第２不良部とし、前記第２の基準輝度値未満である場合には良部として、前記画像データを第２の二値化イメージデータに変換するものである。当該第２の二値化イメージデータは、前記画像メモリ５に記憶される。但し、前記第２の基準輝度値は、前記第１の基準輝度値より小さい値に設定されている。

次に、ステップＳ１２において、画像メモリ５に記憶された第２の二値化イメージデータの第２不良部に対して塊処理を実行する。本ルーチンにおける塊処理では、前記欠け不良検査処理ルーチンのステップＳ２において第１の二値化イメージデータの第１不良部に対してなされた塊処理と同様の処理が、第２の二値化イメージデータの第２不良部に対してなされることとなる。

次いで、ステップＳ１３では、特定された第２不良部の連結成分の面積Ｓｙをカメラ３の画素に応じたドット数で算出する。

そして、ステップＳ１４では、算出された第２不良部の面積Ｓｙと予め設定された第２の基準面積Ｐｙとを比較する。そして、第２不良部の面積Ｓｙが第２の基準面積Ｐｙ未満である場合には、ステップＳ１５に移行し、良判定を行う。一方で、第２不良部の面積Ｓｙが第２の基準面積Ｐｙ以上である場合には、ステップＳ１６に移行し、膜厚不良判定を行う。尚、前記第２の基準面積Ｐｙは、前記第１の基準面積Ｐｘよりも大きな値に設定されている。

このように、膜厚不良検査処理ルーチンでは、蛍光塗膜１３に膜厚の薄い部分が存在するとともに、当該膜厚の薄い部位が比較的大きな面積である場合に、「膜厚不良」と判定される。

尚、前記回転手段によって蛍光ランプ１１の周方向に沿って検査対象面を変更するとともに、前記移動手段によって蛍光ランプ１１の長手方向に沿って検査対象面を変更することで、蛍光塗膜１３の周面全域に対して欠け不良検査処理及び膜厚不良検査処理の判定が行われるようになっている。

また、蛍光塗膜１３の周面全域の検査終了後、「欠け不良」或いは「膜厚不良」と判定されなかった蛍光ランプ１１は、判定手段１７によって最終的に良品として処理される。一方で、「欠け不良」或いは「膜厚不良」と判定された蛍光ランプ１１は、不良品収容部へと移送される。

以上詳述したように、本実施形態の蛍光ランプ検査装置１によれば、面発光光源２から照射された光は、該面発光光源２側の蛍光塗膜１３にて拡散し、カメラ３側の蛍光塗膜１３にて内部へ向けて反射する。ここで、正常に蛍光塗膜１３が形成されている部位を撮像した場合には、拡散光が内部へ向けて反射することとなるため、当該部位は比較的暗く撮像され、画像データに基づく輝度値は、所定の基準輝度値未満の比較的低い値となる。一方で、蛍光塗膜１３に欠け部１９や薄膜部２０等の異常部位がある場合（図２，３参照）には、当該異常部位から前記拡散光が透過することとなるため、当該異常部位は比較的明るく撮像され、画像データに基づく輝度値は、所定の基準輝度値以上の高い値となる。すなわち、異常部位（不良部）は明部として、正常部位（良部）は暗部として明確に区別することができる。このため、ガラス管１２表面の反射光の影響を受けてしまう従来技術と比較して、飛躍的に検査精度の向上を図ることができる。

また、本実施形態では、面発光光源２側の蛍光塗膜１３にて略均一に拡散した拡散光が、検査対象となるカメラ３側の蛍光塗膜１３に対して照射されるようになっている。ここで、拡散光ではなく、平行光が照射されてしまうと、レンズ１５でうまく集光することができず、検査精度が低下してしまうおそれがある。一方で、拡散板等を設けることによって拡散光を生成することも考えられるが、コストの増大を招いてしまうおそれがある。これに対して、本実施形態では、特別な措置を講ずることなく、検査対象側の蛍光塗膜１３に対して拡散光を照射することができる。その結果、検査精度の一層の向上を図ることができるとともに、コストの増大の抑制を図ることができる。

加えて、判定手段１７は、第１、第２の二値化処理を行うとともに、二値化されたデータの第１、第２不良部に対して塊処理を実行し、当該塊処理に基づいて算出された第１、第２不良部の面積を基に、蛍光塗膜１３の不良を判定する。このため、画像データに存在する誤差等を補正した上で判定がなされることとなり、検査精度の一層の向上を図ることができる。

また、欠け不良検査処理においては、比較的高い輝度値が第１の基準輝度値として設定され、当該第１の基準輝度値が閾値とされた上で画像データの二値化が行われる。従って、欠け不良に関する誤判定が行われにくくなる。その結果、蛍光塗膜１３の一部に剥離等が生じている部位、すなわち蛍光塗膜１３に「欠け」が生じている部位を精度よく検出することができ、ひいては検査精度の更なる向上を図ることができる。

さらに、膜厚不良検査処理においては、前記第１の基準輝度値より小さい所定の第２の基準輝度値以上、前記第１の基準輝度値未満の輝度値を有する画素を第２不良部とする処理がなされる。そして、塊処理に基づいて算出された前記第２不良部の面積が、所定の第２の基準面積以上である場合に、蛍光塗膜１３が不良と判定される。そのため、蛍光塗膜１３のうち、「欠け」には至っていないものの、膜厚が正常よりも薄くなってしまっている部位を膜厚不良として精度よく検出することができる。結果として、欠け不良のみならず、膜厚不良についても精度よく検出を行うことができる。

さらに、第２の基準面積は、第１の基準面積より大きく設定されている。すなわち、蛍光塗膜１３に「欠け」が生じている場合には、その「欠け」の面積が比較的小さなときであっても、当該蛍光塗膜１３を不良と判定する。一方で、蛍光塗膜１３に膜薄部位が存在している場合には、当該膜薄部位の面積が比較的大きいときにのみ、蛍光塗膜１３を不良と判定する。その結果、蛍光塗膜１３の欠け不良及び膜厚不良に対して適切な不良判定を行うことができ、ひいては生産性の低下を抑制することができる。

加えて、蛍光ランプ１１は、蛍光塗膜１３に紫外線が照射されることで発光するものである。従って、面発光光源２として、紫外線を含む光を発光するものを用いると、面発光光源２からの紫外線によって蛍光塗膜１３自身が発光してしまうことがある。この結果、良部（暗部）と不良部（明部）との輝度差が小さくなってしまい、検査精度が低下してしまうおそれがある。これに対して、本実施形態においては、面発光光源２で発光される光には、紫外領域の波長を有する光が含まれない。このため、蛍光塗膜１３が紫外線によって発光してしまうことを防止でき、良部と不良部との輝度差を比較的大きなものとすることができる。その結果、検査精度の更なる向上を図ることができる。

また、面発光光源２によって、並列状態にある複数の蛍光ランプ１１に対して光が照射されている。従って、複数の照射手段を設けることなく、１つの面発光光源２で複数の蛍光ランプ１１の検査を実行することができ、ひいては装置１の複雑化を防止することができる。また、複数の蛍光ランプ１１を同時に検査することができるため、生産効率の向上を図ることができる。

さらに、各蛍光ランプ１１に対応して１台ずつカメラ３が設けられている。従って、分解能に優れたカメラ３を用いることなく、精度よく検査することができるとともに、コストの増大をより一層抑制することができる。

尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。

（ａ）上記実施形態では、欠け不良判定処理において、画像データを、第１の基準輝度値を閾値として二値化し、膜厚不良判定処理において、画像データのうち第１不良部を除いた部位を、第２の基準輝度値を閾値として二値化することで、第１不良部と第２不良部とを検出している。これに対して、画像データの各画素に対して、その輝度値が、第１の基準輝度値以上である場合を第１不良部、第２の基準輝度値以上第１の基準輝度値未満である場合を第２不良部とする処理を一度に行うことで、欠け不良判定及び膜厚不良判定を１つのルーチンで行うこととしてもよい。また、画像データの各画素に対して、その輝度値が、第２の基準輝度値以上である場合を不良部、第２の基準輝度値未満である場合を良部とし、当該良部を除外した画像データに対して、第１の基準輝度値を閾値として二値化することで、欠け不良部（第１不良部）及び膜厚不良部（第２不良部）を検出することとしてもよい。

（ｂ）上記実施形態では、膜厚不良判定処理において、画像データのうち第１不良部を除いた部位に対して、第２の基準輝度値を閾値として二値化することで、第２不良部を検出しているが、第１不良部を特段除くことなく、同様の画像データに対して、第２の基準輝度値以上第１の基準輝度値未満の範囲内の輝度値を有する画素を第２不良部として検出することとしてもよい。

（ｃ）上記実施形態では、撮像された個々の画像データに対して二値化処理や欠け不良検査処理等がなされている。これに対して、蛍光ランプ１１の外周面の各部位を撮像した複数の画像データを取得するとともに、当該複数の画像データを連結することで、蛍光ランプ１１の外周面全域を平面的に表示した連結画像データを生成し、当該連結画像データに対して二値化処理や欠け不良検査処理等を行うこととしてもよい。

（ｄ）上記実施形態では、第１不良部及び第２不良部の２種類の不良部に区別しているが、２種類の不良部に区別しなくともよい。例えば、所定の基準輝度値以上の部位を単に不良部としてもよい。また、「欠け不良」のみを検査することとしてもよい。この場合には、上記膜厚不良検査処理ルーチンは不要となる。

（ｅ）上記実施形態では、画像処理装置４には、各カメラ３に対応して複数の画像メモリ５が設けられている。これに対して、例えば、所定台数のカメラ３に対して１つの画像メモリ５を設けることとしてもよいし、全てのカメラ３に対して１つの画像メモリ５を設けることとしてもよい。

（ｆ）上記実施形態では、各蛍光ランプ１１に対して１台ずつカメラ３が設けられているが、複数の蛍光ランプ１１に対して１台のカメラ３を設けることとしてもよい。この場合には、分解能に優れたカメラを設けることが、検査精度の低下を防止するという観点から望ましい。

（ｇ）上記実施形態では、相対移動手段は、蛍光ランプ１１を移動させる移動手段で実現されているが、カメラ３を蛍光ランプ１１の長手方向に沿って移動させることで実現することとしてもよい。

本実施形態における蛍光ランプ検査装置の概略構成を示すブロック図である。 蛍光塗膜に欠けが生じている場合の蛍光ランプ等を示す平面模式図である。 蛍光塗膜に膜の薄い部位が生じている場合の蛍光ランプ等を示す平面模式図である。 本実施形態における欠け不良判定処理ルーチンを示すフローチャートである。 本実施形態における膜厚不良判定処理ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１…蛍光ランプ検査装置、２…照射手段としての面発光光源、３…撮像手段としてのカメラ、１１…蛍光ランプ、１２…ガラス管、１３…蛍光塗膜、１７…判定手段。

Claims (8)

1. 筒状のガラス管の内周面に蛍光塗膜が形成されてなる蛍光ランプを検査するための蛍光ランプ検査装置であって、
   前記蛍光ランプに対して所定の光を照射する照射手段と、
   前記蛍光ランプを挟んで前記照射手段とは反対側に設けられ、光の照射された前記蛍光ランプを撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段で得られた画像データに基づき、前記撮像手段側の前記蛍光塗膜の不良の有無を判定する判定手段とを備え、
   前記判定手段は、少なくとも前記画像データに基づく輝度値が所定の基準輝度値以上である場合に、前記照射手段から照射され前記照射手段側の前記蛍光塗膜にて拡散した光が、前記撮像手段側の不良部から透過したものとして不良と判定することを特徴とする蛍光ランプ検査装置。
2. 筒状のガラス管の内周面に蛍光塗膜が形成されてなる蛍光ランプを検査するための蛍光ランプ検査装置であって、
   前記蛍光ランプに対して所定の光を照射する照射手段と、
   前記蛍光ランプを挟んで前記照射手段とは反対側に設けられ、光の照射された前記蛍光ランプを撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段で得られた画像データに基づき、前記撮像手段側の前記蛍光塗膜の不良の有無を判定する判定手段とを備え、
   前記判定手段は、
   前記画像データの各画素の輝度値と所定の基準輝度値とを比較し、前記画素の輝度値が前記基準輝度値以上である場合に、前記照射手段から照射され前記照射手段側の前記蛍光塗膜にて拡散した光が、前記撮像手段側の不良部から透過したものとして不良部とし、前記画素の輝度値が前記基準輝度値未満である場合に、良部として二値化する処理と、
   前記不良部についての塊処理とを実行可能であるとともに、
   前記塊処理に基づいて算出された前記不良部の面積が、所定の基準面積以上である場合に、前記蛍光塗膜を不良と判定することを特徴とする蛍光ランプ検査装置。
3. 前記基準輝度値は、検査対象となる部位に前記蛍光塗膜が形成されていない場合における画像データに基づく輝度値の直下の値に設定され、
   前記判定手段は、前記塊処理に基づいて算出された前記不良部の面積が所定の基準面積以上である場合に、前記蛍光塗膜の欠け不良と判定することを特徴とする請求項２に記載の蛍光ランプ検査装置。
4. 筒状のガラス管の内周面に蛍光塗膜が形成されてなる蛍光ランプを検査するための蛍光ランプ検査装置であって、
   前記蛍光ランプに対して所定の光を照射する照射手段と、
   前記蛍光ランプを挟んで前記照射手段とは反対側に設けられ、光の照射された前記蛍光ランプを撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段で得られた画像データに基づき、前記蛍光塗膜の不良の有無を判定する判定手段を備え、
   前記判定手段は、
   前記画像データの各画素の輝度値と所定の第１の基準輝度値及び当該第１の基準輝度値より低い第２の基準輝度値とを比較し、前記画素の輝度値が前記第１の基準輝度値以上である場合を第１不良部、前記画素の輝度値が前記第２の基準輝度値以上前記第１の基準輝度値未満である場合を第２不良部、前記画素の輝度値が前記第２の基準輝度値未満である場合を良部とする処理と、
   前記第１不良部及び前記第２不良部についての塊処理とを実行可能であるとともに、
   前記第１の基準輝度値は、検査対象となる部位に前記蛍光塗膜が形成されていない場合における画像データに基づく輝度値の直下の値に設定され、
   さらに、前記判定手段は、
   前記塊処理に基づいて算出された前記第１不良部の面積が所定の第１の基準面積以上である場合に、前記蛍光塗膜を欠け不良と判定し、
   前記塊処理に基づいて算出された前記第２不良部の面積が所定の第２の基準面積以上である場合に、前記蛍光塗膜を膜厚不良と判定することを特徴とする蛍光ランプ検査装置。
5. 前記第２の基準面積は、前記第１の基準面積より大きいことを特徴とする請求項４に記載の蛍光ランプ検査装置。
6. 前記照射手段は、波長が４００ｎｍ以上の光のみを照射することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の蛍光ランプ検査装置。
7. 前記蛍光ランプを周方向に回転させる回転手段と、
   前記撮像手段と前記蛍光ランプとを、前記蛍光ランプの長手方向に沿って相対移動させる相対移動手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の蛍光ランプ検査装置。
8. 前記照射手段は、並列状態にある複数の前記蛍光ランプに対して所定の光を同時に照射可能であり、
   前記撮像手段は、前記各蛍光ランプに対応して１つずつ設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の蛍光ランプ検査装置。
   

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