JP5279684B2 - Ｌｅｄ駆動回路、発光装置、画像検査装置、分析装置、ｌｅｄ駆動回路の故障検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ駆動回路、発光装置、画像検査装置、分析装置、ＬＥＤ駆動回路の故障検査方法に関するものである。

従来、容器内の液面レベルが許容範囲内に収まっているか否かを検査する技術として、下記特許文献１に記載の技術が提案されている。下記特許文献１では、検査対象物にＸ線を放射して画像を撮影し、その画像に基づき液面レベルを測定する。検査対象物が光を透過する場合には、Ｘ線に代えてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの発光部材から光を照射して画像を撮影し、その画像に基づき液面レベルを測定することもできる。

一方、複数のＬＥＤを点灯させるＬＥＤ駆動回路に関する技術として、下記特許文献２に記載のようなものがある。特許文献２では、複数のＬＥＤと電流制限抵抗が直列に接続された直列点灯回路を複数並列に接続した回路構成を設け、その並列接続回路に直流電圧を供給することにより各ＬＥＤを点灯している。

特開２００６−２１４７２５号公報 特開２０００−６７３８６号公報

ＬＥＤを用いて液面を照らして液面レベルを検査する場合、光源面の光強度を均一にすることが好ましい。しかし、ＬＥＤは有寿命品であるため、断線故障などにより点灯することができなくなってしまう可能性がある。

このとき、上記特許文献２のように、複数のＬＥＤを直列接続した回路構成を用いて光源面を形成している場合、１個のＬＥＤが断線故障するとその列のＬＥＤが全て消灯してしまうので、いずれのＬＥＤが断線故障したのか特定するために手間を要する。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ＬＥＤ駆動回路の故障箇所を容易に特定する技術を提供するとともに、そのＬＥＤ駆動回路を用いた発光装置、画像検査装置、分析装置を提供することを目的とする。

本発明に係るＬＥＤ駆動回路は、複数のＬＥＤを縦横方向の格子状に接続したマトリクス状の回路構成を有し、いずれの方向に電流を流すかを切り替えることができる。

本発明に係るＬＥＤ駆動回路によれば、縦方向に電流を流した場合と横方向に電流を流した場合の双方で光量が少ない部分が故障していることが分かるので、電流方向を切り替えるのみで故障箇所を容易に特定することができる。

実施の形態１に係るＬＥＤ駆動回路１００の構成図である。 ＬＥＤ駆動回路１００の故障箇所を検出する手順を説明する図である。 実施の形態３におけるＬＥＤ１１の構成を示す側断面図である。 実施の形態４に係る発光装置２００の構成図である。 拡散板２４０の機能を説明する図である。 実施の形態６に係る画像検査装置３００の構成図である。 実施の形態７に係る化学分析装置５００の構成図である。 分注チップ５１０が吸引した試料５２０または試薬５３０の液面レベル（液面高さ）Ｈを測定する手順を説明する図である。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ駆動回路１００の構成図である。ＬＥＤ駆動回路１００は、ＬＥＤ１１、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１２、電流制限抵抗１３を有する。

ＬＥＤ１１は、複数個が直列（図１の縦方向）に接続されて直列ＬＥＤ回路を構成する。図１では６個のＬＥＤ１１を直列接続した例を示した。さらにこの直列ＬＥＤ回路を複数並列（図１の横方向）に接続し、マトリクス状のＬＥＤ回路を構成している。図１では３列並列接続した例を示した。ＬＥＤの直列接続数や並列接続数は１例であり、実際の個数は適宜定めてよい。

ＦＥＴ１２は、上述の直列ＬＥＤ回路において各ＬＥＤの前後に配置されている。直列接続されたＬＥＤ１１の前後のＦＥＴ１２が導通すると、図１の縦方向に電流が流れる。

ＦＥＴ１２は、各直列ＬＥＤ回路を並列方向（図１の横方向）に架橋するようにして、各ＬＥＤを図１の横方向に接続する位置にも別途配置されている。並列接続されたＬＥＤ１１の前後のＦＥＴ１２が導通すると、図１の横方向に電流が流れる。

電流制限抵抗１３は、図１の縦方向と横方向それぞれの入口部分に設けられており、縦方向および横方向それぞれの電流を調整する役割を有する。各電流制限抵抗１３の一端には電圧＋Ｖが印加され、もう一端は各行各列のＦＥＴ１２に接続されている。

各ＦＥＴ１２は、制御信号が印加されることによって導通する。ＬＥＤ駆動回路１００に「Ｈ」レベルの制御信号が印加されると、上述の直列ＬＥＤ回路を構成するＬＥＤ１１の前後のＦＥＴ１２が導通する。直列ＬＥＤ回路を架橋する並列接続方向のＦＥＴ１２には、ＮＯＴ回路１４で反転された「Ｌ」レベルの制御信号が印加されるため、これらのＦＥＴ１２は導通しない。ＬＥＤ駆動回路１００に「Ｌ」レベルの制御信号が印加されると、直列ＬＥＤ回路を架橋する並列接続方向のＦＥＴ１２が導通し、直列ＬＥＤ回路を構成するＬＥＤ１１の前後のＦＥＴ１２は導通しない。これらの動作により、縦方向に電流を流すか横方向に電流を流すかを、制御信号によって切り替えることができる。

本実施の形態１における「縦接続スイッチ」は、直列ＬＥＤ回路を構成するＬＥＤ１１の前後のＦＥＴ１２が相当する。「横接続スイッチ」は、直列ＬＥＤ回路を並列接続方向に架橋するＦＥＴ１２が相当する。

以上、本実施の形態１に係るＬＥＤ駆動回路１００の構成を説明した。次に、ＬＥＤ駆動回路１００を構成するＬＥＤ１１の故障箇所を検出する手順を、図２および下記（故障箇所検出手順：ステップ１）〜（故障箇所検出手順：ステップ４）で説明する。

図２は、ＬＥＤ駆動回路１００の故障箇所を検出する手順を説明する図である。回路構成は図１と同様である。ここでは図２中のＬＥＤ１１ａが断線故障して消灯したものと仮定する。ＬＥＤ１１ａが故障すると、図２の縦方向に電流を流しているときは列３１内の全てのＬＥＤ１１が消灯し、横方向に電流を流しているときは行３２内の全てのＬＥＤ１１が消灯する。

（故障箇所検出手順：ステップ１）
ＬＥＤ１１ａが断線故障すると、列３１または行３２が消灯するため、ＬＥＤ駆動回路１００全体としての光量が低下する。例えば、ＬＥＤ駆動回路１００が光を放射する対向側にカメラ等の撮影装置をあらかじめ配置しておき、撮影画像の輝度が低下した旨を把握することにより、ＬＥＤ１１ａの消灯を検出することができる。撮影画像の輝度が低下したことは、目視確認によって検出してもよいし、コンピュータによる画像処理などによって自動的に検出してもよい。

（故障箇所検出手順：ステップ２）
ＬＥＤ１１ａの消灯を検出した後、ＬＥＤ駆動回路１００に「Ｈ」レベルの制御信号を印加して図２の縦方向に電流を流す。ＬＥＤ１１ａが断線故障していると、列３１内のＬＥＤ１１が全て消灯するため、撮影画像の列３１に相当する部分のみが暗くなる。これにより、列３１内のいずれかのＬＥＤ１１が故障している旨を特定することができる。撮影画像の列３１に相当する部分のみが暗くなっていることは、目視確認によって検出してもよいし、コンピュータによる画像処理などによって自動的に検出してもよい。

（故障箇所検出手順：ステップ３）
ＬＥＤ駆動回路１００に「Ｌ」レベルの制御信号を印加して、図２の横方向に電流を流す。ＬＥＤ１１ａが断線故障していると、行３２内のＬＥＤ１１が全て消灯するため、撮影画像の行３２に相当する部分が暗くなる。これにより、行３２内のいずれかのＬＥＤ１１が故障している旨を特定することができる。撮影画像の行３２に相当する部分のみが暗くなっていることは、目視確認によって検出してもよいし、コンピュータによる画像処理などによって自動的に検出してもよい。

（故障箇所検出手順：ステップ４）
ステップ３とステップ４の結果を重ね合わせることにより、列３１と行３２が交差している箇所のＬＥＤ１１ａが故障していることが分かる。これは、ステップ３とステップ４における撮影画像を目視比較することによって行ってもよいし、コンピュータによる画像処理などによって自動的に行ってもよい。例えば、ステップ３とステップ４における撮影画像を重ね合わせ、最も暗くなっている部分におけるＬＥＤ１１が故障しているものと判断することができる。
以上、本実施の形態１において、ＬＥＤ駆動回路１００を構成するＬＥＤ１１の故障箇所を検出する手順を説明した。

以上の説明では、縦横方向に通電しているときの撮影画像を重ね合わせることで故障箇所を特定することを説明したが、縦方向の故障位置と横方向の故障位置を特定できれば、その他の方法を用いて故障箇所を特定してもよい。例えば、電流制限抵抗１３の両端電圧を測定してコンピュータ等の演算装置に通知し、演算装置はこの両端電圧が急激に変化したときにその行または列でＬＥＤ１１の故障が発生したものと判断してもよい。

また、本実施の形態１では、電流の向きを切り替えるスイッチとしてＦＥＴ１２を用いたが、同等の機能を発揮することができるその他のデバイス等を用いることもできる。例えばＦＥＴ以外の半導体スイッチングデバイスを用いることが考えられる。

なお、ＬＥＤ１１の故障を検出するための上述の各ステップは、例えばＬＥＤ駆動回路１００を使用していないときに実施してもよいし、光を照射する妨げにならなければＬＥＤ駆動回路１００の使用中に実施してもよい。

以上のように、本実施の形態１に係るＬＥＤ駆動回路１００は、複数のＬＥＤ１１を格子状に接続してなり、制御信号を切り替えることによってＦＥＴ１２を縦方向または横方向に導通させ、電流の向きを縦横に切り替えることができる。これにより、電流方向を切り替えるのみで、消灯している部分が交差する箇所のＬＥＤ１１が故障している旨を容易に検出することができる。

また、本実施の形態１に係るＬＥＤ駆動回路１００は、上述の直列ＬＥＤ回路を構成するＬＥＤ１１を縦方向に接続するＦＥＴ１２と、直列ＬＥＤ回路を横方向に架橋するように接続するＦＥＴ１２とを備える。これにより、同一のＬＥＤ１１を縦方向点灯時にも横方向点灯時にも兼用することができ、少ない個数のＬＥＤ１１で縦横方向に通電方向を切り替えることができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１で説明した手法を用いてＬＥＤ駆動回路１００の故障箇所を特定した後、故障しているＬＥＤ１１を他のＬＥＤ１１に速やかに切り替えることが望ましい。例えば、各ＬＥＤ１１に２つの発光素子を持たせておき、一方の発光素子が消灯したとき他方の発光素子を即座に通電させるように、各ＬＥＤ１１を構成しておくことが考えられる。

発光素子の切り替えは、ＬＥＤ１１内の電気回路によって自動的に行われるようにしてもよいし、個々のＬＥＤ１１に対して個別に制御信号を出力して発光素子を切り替えられるようにしてもよい。

本実施の形態２の構成を採用した場合、各ＬＥＤ１１のコストは高くなるが、ＬＥＤ駆動回路１００を速やかに故障状態から復帰させることができる利点がある。

＜実施の形態３＞
実施の形態２では、予備の発光素子を設けておくことによって、故障したＬＥＤ１１を故障していない状態に速やかに復帰させることを説明した。本発明の実施の形態３では、これに代えて、またはこれと併用して、発光素子を容易に着脱することのできる構成をＬＥＤ１１に導入し、故障したＬＥＤ１１を速やかに復帰させることを説明する。ＬＥＤ駆動回路１００の構成は、実施の形態１〜２と同様である。

図３は、本実施の形態３におけるＬＥＤ１１の構成を示す側断面図である。ＬＥＤ１１は、ＬＥＤ素子４１、ＬＥＤ素子用アタッチメント４４、ソケット４５を有する。ＬＥＤ素子４１として、例えばＫｉｎｇｂｒｉｇｈｔ製ＫＰＫ３０２０ＰＷＣ−Ａを用いることができる。

ＬＥＤ素子４１の側面の切欠部４９に接するように、アタッチメント４４のアーム４２を嵌め込む。切欠部４９はＬＥＤ素子４１の電極となっており、バネ構造のアーム４２により、アノード側、カソード側からＬＥＤ素子４１をそれぞれ押さえて固定する。ＬＥＤ素子４１の電極が羽構造となっている場合でも側面から押さえることが可能である。また、その場合アーム４２は羽構造の上方向から押さえても構わない。

アタッチメント４４の２対のアーム４２は、それぞれピン４３と導通している。ソケット４５には、アタッチメント４４のピン４３をそれぞれ基板上の直流電源配線４７およびグラウンド配線４８に接続するため、２本のピン４６が設けられている。

アタッチメント４４を基板側ソケット４５に嵌め込むと、ソケット側のピン４６と導通する。ソケット４５は位置決め用の凸部を有し、基板上に設けられた位置決め用穴と嵌めあうことでＬＥＤの位置ズレを最小限とすることができる。
以上のようなアタッチメント４４とソケット４５により、故障したＬＥＤを容易に着脱して交換することができる。

＜実施の形態４＞
本発明の実施の形態４では、ＬＥＤ駆動回路１００を構成するＬＥＤ１１が故障している間の光量を補償する発光装置２００の構成と動作例を説明する。

図４は、本実施の形態４に係る発光装置２００の構成図である。本実施の形態４に係る発光装置２００は、ＬＥＤ光源２１０、ＣＣＤカメラ２２０、故障検査部２３０、拡散板２４０を備える。以下、各構成要素の機能について説明する。

ＬＥＤ光源２１０は、実施の形態１〜３いずれかで説明したＬＥＤ駆動回路１００を備え、ＬＥＤ１１が発する光をＣＣＤカメラ２２０に向けて照射する。マトリクス状に配置されたＬＥＤ１１を用いるＬＥＤ駆動回路１００を採用することにより、ＬＥＤ光源２１０は、平行光線を生成する面光源として用いることができる。

ＣＣＤカメラ２２０は、ＬＥＤ光源２１０が照射する光を対向側から撮影し、故障検査部２３０に撮影画像を出力する。撮影画像の形式は任意でよいが、故障検査部２３０をコンピュータ等の演算装置によって実現する場合は、コンピュータが処理し易い画像データ形式で出力することが好ましい。ＣＣＤカメラ以外の撮影装置を用いてもよい。

故障検査部２３０は、ＣＣＤカメラ２２０が出力する撮影画像を受け取り、実施の形態１で説明した手法を用いて、ＬＥＤ駆動回路１００の故障箇所を検出する。また、故障検査を行うに際して、ＬＥＤ駆動回路１００の電流の向きを縦横に切り替える。故障検査部２３０は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアを用いて構成することもできるし、マイコンやＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のような演算装置とその動作を規定するソフトウェアを用いて構成することもできる。

拡散板２４０は、ＬＥＤ光源２１０とＣＣＤカメラ２２０の間に配置され、ＬＥＤ光源２１０が照射する光を拡散して面内の光量を均一化する。なお、ＬＥＤ光源２１０の光源面との間の距離を可変する図示しない駆動機構を備える。拡散板２４０の働きについては、後述の図５で改めて説明する。

図５は、拡散板２４０の機能を説明する図である。ここでは、ＬＥＤ光源２１０と拡散板２４０を側面から見た模式図を示した。以下、図５の各図について説明する。

図５（ａ）は、ＬＥＤ駆動回路１００が故障していない状態における光量の分布を示している。この状態では、ＬＥＤ光源２１０の中央付近の光量が最も多くなる。拡散板２４０は、その面内で光を拡散させ、面内の光量を均一化する。なお図５では、以降の比較のため拡散前の光量分布のみを示した。

図５（ｂ）は、上から２番目のＬＥＤ１１が故障したときの光量分布を示す。この状態では、ＬＥＤ光源２１０の上方の光量が不足しがちになる。拡散板２４０の働きによってある程度は光量分布が均一化されるが、完全に不均一が解消されるわけではない。

図５（ｃ）は、図５（ｂ）の状態の下で拡散板２４０を前方に移動させ、ＬＥＤ光源２１０と拡散板２４０の間の距離を広げた状態を示す。この状態では、各ＬＥＤ１１が発する光が互いに重なり合う部分が図５（ｂ）よりも大きくなり、拡散板２４０の面内における光量分布の不均一がやや解消されている。この状態でさらに拡散板２４０の働きによって光を拡散させることにより、光量分布の不均一をさらに解消することができる。

なお、拡散板２４０の位置調整は、ユーザが手動で行ってもよいし、故障検査部２３０がＬＥＤ駆動回路１００の故障を検出した時点で故障検査部２３０が拡散板２４０の位置を移動させる機構を稼動させて所定距離前方に移動させてもよい。

また、ＬＥＤ駆動回路１００を構成するＬＥＤ１１が故障している間の光量を補償する必要がない場合は、拡散板２４０を設けず、故障検査部２３０がＬＥＤ駆動回路１００の故障を検出するのみの構成としてもよい。以下の実施の形態でも同様である。

あるいは、拡散板２４０を用いて光量を補償することに代えて、消灯したＬＥＤ１１の周辺のＬＥＤ１１の発光強度を強くし、光量不足を補償するようにしてもよい。この場合は、例えば電流制限抵抗１３をデジタル可変抵抗としておき、故障検査部２３０の指示により電流制限抵抗１３の抵抗値を下げ、ＬＥＤ１１に流す電流値を上げて発光強度を上げるようにすればよい。以下の実施の形態でも同様である。

以上のように、本実施の形態４では、拡散板２４０をＬＥＤ光源２１０の前に設けておき、その位置を調整する。これにより、ＬＥＤ駆動回路１００のＬＥＤ１１が故障してから交換されるまでの間の光量分布を、拡散板２４０の面内で均一化することができる。

＜実施の形態５＞
実施の形態４では、ＬＥＤ駆動回路１００を構成するＬＥＤ１１が故障している間の光量を補償することを説明した。一方、故障検査部２３０がＬＥＤ駆動回路１００の故障を速やかに検出するのみならず、その旨をユーザに速やかに通知してＬＥＤ１１の交換等を促すことが好ましい。そこで本発明の実施の形態５では、ＬＥＤ駆動回路１００の故障箇所を通知することのできる構成と動作例を説明する。その他の構成は、実施の形態４と同様であるため、以下では差異点を中心に説明する。

＜実施の形態５：構成例その１＞
本構成例では、故障検査部２３０に、ＬＥＤ駆動回路１００の故障箇所を画面表示する表示部を設ける。例えば、ＬＥＤ駆動回路１００上のＬＥＤ１１の配置を格子状に画面表示しておき、故障したＬＥＤ１１を特定すると、そのＬＥＤ１１を点滅させる、などの手法で故障箇所をユーザに通知することができる。

＜実施の形態５：構成例その２＞
本構成例では、故障検査部２３０をＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのネットワークに接続する。故障検査部２３０は、ＬＥＤ駆動回路１００の故障箇所を通知する通信パケットを所定の送信先に送信する。例えば電子メール形式で送信するようにすれば、受信側で特別な受信装置などを設ける必要がないので、便宜である。電子メールの内容は、例えば故障したＬＥＤ１１の番号などを記載するとともに、故障を検出した日時などを併せて記載すると、ユーザにとって便宜である。

＜実施の形態５：構成例その３＞
上記構成例その１と構成例その２を組み合わせて用いてもよい。
以上のように、本実施の形態５によれば、故障検査部２３０は、ＬＥＤ駆動回路１００の故障箇所をユーザに通知することができるので、ユーザは故障したＬＥＤ１１を速やかに交換等することができる。

＜実施の形態６＞
本発明の実施の形態６では、実施の形態４〜５で説明した発光装置２００を用いて被検査物の画像を撮影し、画像上で被検査物を検査する画像検査装置の構成を説明する。

図６は、本実施の形態６に係る画像検査装置３００の構成図である。画像検査装置３００は、アーム４２０によってＬＥＤ光源２１０とＣＣＤカメラ２２０の間に移動される被検査物４１０の画像を撮影し、検査画像として提供する装置である。画像検査装置３００は、実施の形態４〜５いずれかで説明した発光装置２００の構成に加え、画像処理部３１０を新たに備える。

ＣＣＤカメラ２２０は、ＬＥＤ光源２１０によって照らされた被検査物４１０の画像を撮影し、故障検査部２３０と画像処理部３１０に出力する。本実施の形態６において、ＣＣＤカメラ２２０は、被検査物４１０の画像を撮影する役割と、ＬＥＤ駆動回路１００の故障を検査するための画像を撮影する役割とを兼ねるが、それぞれの役割毎に別個の撮影装置を設けてもよい。

故障検査部２３０は、ＬＥＤ駆動回路１００の故障を検出したときは、その故障箇所を画像処理部３１０に通知する。

画像処理部３１０は、ＣＣＤカメラ２２０が撮影した被検査物４１０の撮影画像に、拡大・縮小などの必要な画像処理を施し、検査画像として出力する。また、ＬＥＤ駆動回路１００のＬＥＤ１１が故障しているときは、撮影画像のうち故障箇所に相当する部分の周辺の輝度を上げる画像処理を施して光量不足を補償し、検査画像上で被検査物４１０を確認しやすくする。

画像処理部３１０は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアを用いて構成することもできるし、マイコンやＣＰＵのような演算装置とその動作を規定するソフトウェアを用いて構成することもできる。

ユーザは、画像処理部３１０が出力する検査画像を目視確認することによって被検査物４１０を検査することもできるし、検査画像をコンピュータなどの演算装置に入力し、画像処理によって自動的に被検査物４１０を検査することもできる。

なお、ＬＥＤ１１が故障している間の画像補償処理を行う必要がない場合は、必ずしも画像処理部３１０を設けなくともよく、ＣＣＤカメラ２２０が撮影した撮影画像をそのまま検査画像として出力してもよい。以下の実施の形態でも同様である。

以上のように、本実施の形態６によれば、ＬＥＤ駆動回路１００が故障したときは、画像処理部３１０による画像上の補償処理によって光量の不足を補うことができるので、ＬＥＤ１１の故障から交換等までの間の検査を中断することなく継続することができる。

＜実施の形態７＞
本発明の実施の形態７では、実施の形態６で説明した画像検査装置３００を用いて液体の液面高さを測定する化学分析装置の構成と動作例を説明する。

図７は、本実施の形態７に係る化学分析装置５００の構成図である。化学分析装置５００は、試料５２０と試薬５３０を分注して混合し、ある温度で増幅して試料を光学的もしくは電気的に分析する装置である。以下、図７の各構成について説明する。

化学分析装置５００は、実施の形態６で説明した画像検査装置３００と同様の構成に加え、化学分析を行うための構成を備える。また、被検査物４１０に代えて、後述の分注チップ５１０を備える。分注チップ５１０とアーム４２０は、本実施の形態７における「分注装置」に相当する。分注チップ５１０が吸引した液体の液面レベルは、液面測定部５８０によって測定される。

分注装置の分注チップ５１０は、試料５２０と試薬５３０を所定量に分注して反応容器５４０に滴下する。分注チップ５１０による吸引・吐出量が正確でないと、後の分析工程における化学反応等に与える影響が大きくなり、分析結果の信頼性が低下する。そのため、分注する時に液面レベルを測定し、分注量を正確に測定する必要がある。分注量の測定については後述する。

化学分析装置５００は、試料５２０と試薬５３０を分注した後、試料５２０を増幅するための温度調節を行う。これは、ＰＣＲ（Ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ Ｃｈａｉｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ）法のように周期的に温度変化をさせる方法と、ＮＡＳＢＡ（Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ−Ｂａｓｅｄ Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法やＬＡＭＰ（Ｌｏｏｐ−Ｍｅｄｉａｔｅｄ Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法のように、一定の温度を保持する方法がある。ここでは、ＮＡＳＢＡ法を実行する場合を説明する。

ＮＡＳＢＡ法は、１温度のみで増幅可能な恒温増幅法の一つである。本例では，この温度を４１℃とし、インキュベータ５５０を用いて試料５２０を増幅する。増幅した試料５２０は検査部５７０で分析される。

検査部５７０は、フォトダイオードのような受光素子を用いて試料５２０を分析してもよいし、試料５２０の電気的反応により試料５２０を分析しても構わない。例えば、励起光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用い、光照射によって試料５２０が蛍光している状態を受光素子（フォトダイオード）により測定する光学的測定法を用いることができる。

試料５２０と試薬５３０を加えた反応容器５４０に蛍光物質を加え、攪拌機構５６０により混合し、検査部５７０に反応容器５４０を搬送する。検査部５７０において、ＬＥＤを用いて反応容器５４０内の試料を発光させ、その試料量を蛍光信号として測定する。測定された蛍光信号は、データとして外部の画像処理装置（図示せず）に蓄積され、定量分析結果として出力される。

以上、化学分析装置５００の全体構成について説明した。次に、分注チップ５１０が吸引した液体の量を検査画像に基づき測定する手法を説明する。

図８は、分注チップ５１０が吸引した試料５２０または試薬５３０の液面レベル（液面高さ）Ｈを測定する手順を説明する図である。図８を参照しながら、以下の（液面レベル測定手順：ステップ１）〜（液面レベル測定手順：ステップ５）でその手順を説明する。

（液面レベル測定手順：ステップ１）
アーム４２０は、分注チップ５１０を移動させて試料５２０または試薬５３０を分注チップ５１０に吸引させる。これにより、分注チップ５１０は図８（ａ）の状態となる。

（液面レベル測定手順：ステップ２）
アーム４２０は、分注チップ５１０をＬＥＤ光源２１０とＣＣＤカメラ２２０の間に移動させる。このとき、ＣＣＤカメラ２２０から見て、図８（ｂ）に示すように分注チップ５１０の左右いずれか半分のみがＬＥＤ光源２１０と重なるように、分注チップ５１０の位置を調整する。

（液面レベル測定手順：ステップ３）
ＬＥＤ光源２１０より分注チップ５１０を照らし、ＣＣＤカメラ２２０は対向側から分注チップ５１０を撮影する。撮影画像は、液面測定部５８０に出力される。

（液面レベル測定手順：ステップ４）
液面測定部５８０は、撮影画像のうち隣接する画素の輝度成分が急激に変化する箇所を検出することにより、分注チップ５１０の画像を図８（ｂ）に示すような４つの領域に分割する境界線を検出する。具体的には、以下のような手法を適宜組み合わせて用いることができる。

（液面レベル測定手順：ステップ４：その１）
図８（ｂ）の分注チップ５１０の右上領域は、背後からＬＥＤ光源２１０に照らされているので輝度が高い。図８（ｂ）の分注チップ５１０の左上領域は、背後にＬＥＤ光源２１０が存在しないので、輝度が低い。この輝度差により、分注チップ５１０の右上領域と左上領域の境界線を検出することができる。

（液面レベル測定手順：ステップ４：その２）
図８（ｂ）の分注チップ５１０の右上領域と右下領域を比べると、右下領域には試料５２０または試薬５３０が存在しているため、右上領域よりも輝度が低くなり、または色が異なる。この輝度差または色差により、分注チップ５１０の右上領域と右下領域の境界線を検出することができる。

（液面レベル測定手順：ステップ４：その３）
図８（ｂ）の分注チップ５１０の右下領域は、背後からＬＥＤ光源２１０に照らされているので輝度が高い。図８（ｂ）の分注チップ５１０の左下領域は、背後にＬＥＤ光源２１０が存在しないので、輝度が低い。この輝度差により、分注チップ５１０の右下領域と左下領域の境界線を検出することができる。

（液面レベル測定手順：ステップ５）
液面測定部５８０は、ステップ４の結果により、図８（ｂ）に示すように、分注チップ５１０の画像を４つの領域に分割することができる。これにより、液面の境界線が明確になるので、液面レベルＨを容易に求めることができる。液面レベルＨと試料５２０または試薬５３０の量との関係は、分注チップ５１０の形状からあらかじめ得られるので、液面レベルＨが分かれば試料５２０または試薬５３０の量も分かる。具体的には、液面レベルＨと液体体積との対応関係をデータテーブルなどに記憶させておき、これを参照して液体体積を求めればよい。

以上、本実施の形態７に係る化学分析装置５００について説明した。なお、ＬＥＤ駆動回路１００の故障検出を行うためのステップは、化学検査装置５００を使用していないときに実施してもよいし、図８（ｂ）の右半面のように分注チップ５１０を照射していない領域で電流方向を切り替えて故障検出を行ってもよい。後者の場合は、化学検査装置５００を使用中にＬＥＤ１１が故障した場合でも、速やかに故障箇所を特定できるメリットがある。

以上のように、本実施の形態７によれば、液面レベルＨを検査するための画像検査装置の光源としてＬＥＤ駆動回路１００を用いているので、ＬＥＤ１１が故障しても、速やかに故障箇所を特定し交換するなどの対処を取ることができ、円滑な化学検査に資する。

また、本実施の形態７において、実施の形態４〜５で説明したように、ＬＥＤ１１が故障した際の光量不足を補償する構成を採用すれば、ＬＥＤ１１が故障している間でも化学検査装置５００の検査工程を継続することができる。ただし、液面レベルＨを高精度に測定しなければならない場合には、光量を十分に供給する観点から、故障したＬＥＤ１１を速やかに交換することが望ましい。

＜実施の形態８＞
実施の形態７で説明した化学検査装置５００の１例として、血液検査装置、ＤＮＡ検査装置などが考えられる。これらの検査装置の基本構成は実施の形態７に係る化学検査装置５００と同様であるため、実施の形態７と同様の構成を採用することができる。その他の液体試料を分析する装置に本発明を適用することもできる。

１１、１１ａ：ＬＥＤ、１２：ＦＥＴ、１３：電流制限抵抗、１４：ＮＯＴ回路、３１：列、３２：行、４１：ＬＥＤ素子、４２：アーム、４３：ピン、４４：ＬＥＤ素子用アタッチメント、４５：ソケット、４６：ピン、４７：直流電源配線、４８：グラウンド配線、４９：切欠部、１００：ＬＥＤ駆動回路、２００：発光装置、２１０：ＬＥＤ光源、２２０：ＣＣＤカメラ、２３０：故障検査部、２４０：拡散板、３００：画像検査装置、３１０：画像処理部、４１０：被検査物、４２０：アーム、５００：化学分析装置、５１０：分注チップ、５２０：試料、５３０：試薬、５４０：反応容器、５５０：インキュベータ、５６０：攪拌機構、５７０：検査部、５８０：液面測定部。

Claims (9)

1. 複数のＬＥＤを縦横方向の格子状に接続したＬＥＤ回路と、
   前記ＬＥＤ回路に縦方向または横方向いずれに電流を流すかを切り替えるスイッチと、
   前記複数のＬＥＤが発する光を拡散して光量を面内で均一化する拡散板と、
   前記複数のＬＥＤが光を発する向きに沿って前記拡散板の位置を可変する機構と、
   を備え、
   前記スイッチは、
   前記ＬＥＤ回路内で前記複数のＬＥＤを縦方向に接続する縦接続スイッチと、
   前記ＬＥＤ回路内で前記複数のＬＥＤを横方向に接続する横接続スイッチと、
   を有し、
   前記スイッチは、
   前記縦接続スイッチを導通させることによって前記ＬＥＤ回路に縦方向に電流を流し、
   前記横接続スイッチを導通させることによって前記ＬＥＤ回路に横方向に電流を流し、
   前記ＬＥＤは２以上の発光素子を有し、
   発光中の前記発光素子が故障すると他の前記発光素子を発光させる
   ことを特徴とするＬＥＤ駆動回路。
2. 前記ＬＥＤは、嵌め込み式のアタッチメントとソケットによって着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ駆動回路。
3. 請求項１記載のＬＥＤ駆動回路と、
   前記ＬＥＤ駆動回路の故障箇所を特定する故障検査部と、
   を備え、
   前記故障検査部は、
   前記ＬＥＤ回路のうち故障が発生している縦方向の位置と横方向の位置を特定して両者を重ね合わせることにより、故障している前記ＬＥＤの箇所を特定する
   ことを特徴とする発光装置。
4. 前記ＬＥＤ駆動回路が光を発しているときの画像を撮影する撮影部を備え、
   前記故障検査部は、
   前記ＬＥＤ回路に縦方向に電流が流れているときの前記画像と、前記ＬＥＤ回路に横方向に電流が流れているときの前記画像とを重ね合わせ、いずれの場合においても光量が低下している箇所の前記ＬＥＤが故障していると判定する
   ことを特徴とする請求項３記載の発光装置。
5. 前記故障検査部は、故障したと判定した前記ＬＥＤの箇所を画面表示する
   ことを特徴とする請求項３記載の発光装置。
6. 前記故障検査部は、故障したと判定した前記ＬＥＤの箇所を示す通信パケットをネットワークの所定送信先に送信する
   ことを特徴とする請求項３記載の発光装置。
7. 請求項３記載の発光装置と、
   前記発光装置が光を発しているときの画像を撮影する撮影部と、
   前記画像のうち前記故障検査部が故障したと判定した前記ＬＥＤの箇所に相当する画像領域を画像処理補正して輝度を補償する画像処理部と、
   を備えたことを特徴とする画像検査装置。
8. 請求項３記載の発光装置と、
   液体を吸引して分注する分注装置と、
   前記分注装置が液体を吸引した状態の画像を撮影する撮影部と、
   前記画像に基づき前記液体の液面高さを測定する液面測定部と、
   前記液体の特性を分析する検査部と、
   を備え、
   前記発光装置は、
   前記分注チップが液体を吸引した状態で前記分注チップに向けて発光し、
   前記撮影部は、
   前記発光装置が前記分注チップに向けて発光している状態で対向側から前記分注チップの画像を撮影し、
   前記検査部は、その画像に基づき前記液面高さを測定する
   ことを特徴とする分析装置。
9. 複数のＬＥＤを縦横方向の格子状に接続したＬＥＤ回路と、
   前記ＬＥＤ回路に縦方向または横方向いずれに電流を流すかを切り替えるスイッチと、
   前記複数のＬＥＤが発する光を拡散して光量を面内で均一化する拡散板と、
   前記複数のＬＥＤが光を発する向きに沿って前記拡散板の位置を可変する機構と、
   を備え、
   前記スイッチは、
   前記ＬＥＤ回路内で前記複数のＬＥＤを縦方向に接続する縦接続スイッチと、
   前記ＬＥＤ回路内で前記複数のＬＥＤを横方向に接続する横接続スイッチと、
   を有し、
   前記スイッチは、
   前記縦接続スイッチを導通させることによって前記ＬＥＤ回路に縦方向に電流を流し、
   前記横接続スイッチを導通させることによって前記ＬＥＤ回路に横方向に電流を流し、
   前記ＬＥＤは２以上の発光素子を有し、
   発光中の前記発光素子が故障すると他の前記発光素子を発光させる、
   ＬＥＤ駆動回路の故障箇所を検査する方法であって、
   前記ＬＥＤ回路のうち故障が発生している縦方向の位置と横方向の位置を特定するステップと、
   縦方向の故障位置と横方向の故障位置を重ね合わせることにより故障している前記ＬＥＤの箇所を特定するステップと、
   を有することを特徴とするＬＥＤ駆動回路の故障検査方法。

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