JP5346250B2 - 発光機器の検査装置、発光機器の検査システムおよび発光機器の検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、光を発する検査対象物の発光特性を検査する発光機器の検査装置、発光機器の検査システムおよび発光機器の検査方法に関する。

従来から、光を発する検査対象物の発光特性を検査する検査装置として、検査対象物から放射された光を撮像して単位領域あたりの受光量および発光領域の面積を求める装置が知られている。従来の検査装置は、検査対象物の発光面を含む領域を複数の小領域に分割して小領域ごとにスポット計測を行い、各小領域の受光量を測定することによって、発光領域の２次元分布を求める。つまり、従来の検査装置は、発光領域の２次元分布を求めるために、上記スポット計測を繰り返す。

なお、上記のような検査装置とは別に、原稿画像を読み取るための光源の光量を検査する画像読取装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開昭６３−０７８６６１号公報

しかしながら、従来の検査装置には、検査対象物の発光領域の２次元分布を求めるためにスポット計測を繰り返すことから、検査対象物の検査時間が長くなるという問題があった。その結果、量産ラインで検査対象物を検査することが難しかった。

本発明は上記の点に鑑みて為され、本発明の目的は、検査対象物の検査時間を短縮するとともに検査対象物の良否を精度よく判定することができる発光機器の検査装置、発光機器の検査システムおよび発光機器の検査方法を提供することにある。

請求項１に係る発光機器の検査装置の発明は、光を発するランプユニットと当該ランプユニットが装着され当該ランプユニットに電圧印加して当該ランプユニットを発光させる本体部とで構成される検査対象物に対して、前記ランプユニットの発光特性を検査する発光機器の検査装置であって、前記ランプユニットが装着され当該ランプユニットに電圧印加して当該ランプユニットを発光させるマスタ部と、前記ランプユニットの発光面を一括して撮像するエリアセンサである撮像部と、前記撮像部で撮像された撮像画像を２値化処理して２値化画像を作成し当該２値化画像を用いて発光領域を抽出する画像処理部と、前記ランプユニットが前記マスタ部に装着された場合に前記撮像画像において前記発光領域の外郭部で囲まれた領域内の予め設定された単位領域の受光量に対応する第１の濃淡値と、前記発光領域の面積値とを用いて、前記マスタ部装着時の前記ランプユニットの発光特性を検査し、前記ランプユニットの良否を判定する第１の判定部と、前記第１の判定部で不良品ではないと判定された前記ランプユニットが前記本体部に装着された場合に前記撮像部で撮像された前記撮像画像において前記単位領域の受光量に対応する第２の濃淡値の最大値と、前記第１の濃淡値の最大値とを用いて、前記本体部装着時の前記ランプユニットの発光特性を検査し、前記本体部の良否を判定する第２の判定部とを備えることを特徴とする。

請求項２に係る発光機器の検査装置の発明は、請求項１の発明において、前記本体部から前記ランプユニットに印加される印加電圧の大きさを調整する電圧調整部を備え、前記本体部は、前記電圧調整部の指示によって前記ランプユニットに印加する印加電圧の大きさを制御する電圧制御部を有し、前記第２の判定部は、前記第１の濃淡値の最大値に対する前記第２の濃淡値の最大値の相対値から、前記印加電圧を調整するための電圧調整値を求め、当該電圧調整値が前記電圧調整部の調整範囲外である場合、前記本体部が不良品であると判定することを特徴とする。

請求項３に係る発光機器の検査装置の発明は、請求項２の発明において、前記電圧調整部は、前記電圧調整値が前記調整範囲内である場合、前記印加電圧を変更するように前記電圧制御部に指示することを特徴とする。

請求項４に係る発光機器の検査装置の発明は、請求項３の発明において、前記電圧調整部からの指示に応じて前記電圧制御部で前記印加電圧が変更された場合に前記撮像部で撮像された前記撮像画像において前記単位領域ごとの第３の濃淡値の最大値を用いて、前記本体部装着時の前記ランプユニットの発光特性を検査し、前記検査対象物の良否を判定する第３の判定部を備えることを特徴とする。

請求項５に係る発光機器の検査装置の発明は、請求項１〜４のいずれか１項の発明において、前記第１の判定部は、前記発光領域の全領域が撮像領域内に含まれているか否かを判定し、前記発光領域の全領域が前記撮像領域内に含まれているときに、前記単位領域ごとの第１の濃淡値と前記発光領域の面積値とを用いて、前記マスタ部装着時の前記ランプユニットの発光特性を検査し、前記ランプユニットの良否を判定することを特徴とする。

請求項６に係る発光機器の検査装置の発明は、請求項５の発明において、前記第１の判定部は、前記発光領域の外郭部のすべてが前記撮像領域内に含まれている場合、前記発光領域の全領域が前記撮像領域内に含まれていると判定することを特徴とする。

請求項７に係る発光機器の検査装置の発明は、請求項５の発明において、前記第１の判定部は、前記発光領域の重心が予め設定された領域内に含まれている場合、前記発光領域の全領域が前記撮像領域内に含まれていると判定することを特徴とする。

請求項８に係る発光機器の検査装置の発明は、請求項１〜７のいずれか１項の発明において、前記撮像部に入射される光量を減少させる減光フィルタを備えることを特徴とする。

請求項９に係る発光機器の検査装置の発明は、請求項１〜８のいずれか１項の発明において、前記撮像部は、露光時間が前記ランプユニットの発光時間以上であることを特徴とする。

請求項１０に係る発光機器の検査装置の発明は、高輝度キセノン光源であるランプユニットと当該ランプユニットが装着され当該ランプユニットに電圧印加して当該ランプユニットを発光させる本体部とで構成される検査対象物に対して、前記ランプユニットの発光特性を検査する発光機器の検査装置であって、前記ランプユニットが装着され当該ランプユニットに電圧印加して当該ランプユニットを発光させるマスタ部と、前記本体部から前記ランプユニットに印加される印加電圧の大きさを調整する電圧調整部と、前記ランプユニットの発光面を一括して撮像するエリアセンサである撮像部と、前記撮像部で撮像された撮像画像を２値化処理して２値化画像を作成し当該２値化画像を用いて発光領域を抽出する画像処理部とを備えるとともに、予め設定された第１の基準濃淡範囲と、予め設定された基準面積範囲とを記憶する記憶部と、前記ランプユニットが前記マスタ部に装着された場合に前記画像処理部で抽出された前記発光領域の全領域が前記撮像画像内に含まれているか否かを判定し、前記発光領域の全領域が前記撮像画像内に含まれているときに、前記撮像画像において前記発光領域の外郭部で囲まれた領域内において予め設定された単位領域ごとの第１の濃淡値と、前記発光領域の面積値とを算出し、前記第１の濃淡値が前記第１の基準濃淡範囲内であるとともに前記発光領域の面積値が前記基準面積範囲内である場合に、前記ランプユニットが不良品ではないと判定する第１の判定部と、前記第１の判定部で不良品ではないと判定された前記ランプユニットが前記本体部に装着された場合に前記撮像部で撮像された前記撮像画像において前記単位領域ごとの第２の濃淡値を算出し、前記第１の濃淡値の最大値に対する前記第２の濃淡値の最大値の相対値から、前記印加電圧を調整するための電圧調整値を求め、当該電圧調整値が前記電圧調整部の調整範囲内である場合、前記本体部が不良品ではないと判定する第２の判定部とを備えることを特徴とする。

請求項１１に係る発光機器の検査システムの発明は、請求項１〜１０のいずれか１項の発光機器の検査装置を複数備え、各発光機器の検査装置は、他の発光機器の検査装置との前記撮像画像の濃淡ばらつきを補正するために予め設定された補正係数を用いて前記第１の濃淡値および前記第２の濃淡値を補正し、補正後の第１の濃淡値を新たな第１の濃淡値とし、補正後の第２の濃淡値を新たな第２の濃淡値とする補正部を備えることを特徴とする。

請求項１２に係る発光機器の検査方法の発明は、光を発するランプユニットと当該ランプユニットが装着され当該ランプユニットに電圧印加して当該ランプユニットを発光させる本体部とで構成される検査対象物に対して、撮像機能を有する撮像部と、画像処理機能を有するコンピュータとを用いて、前記ランプユニットの発光特性を検査する発光機器の検査方法であって、前記ランプユニットに電圧印加して当該ランプユニットを発光させるマスタ部に装着された当該ランプユニットの発光面を前記撮像部が撮像する第１のステップと、前記第１のステップで撮像された第１の撮像画像を２値化処理して２値化画像を作成し当該２値化画像を用いて第１の発光領域を抽出する第２のステップと、前記第１の撮像画像において前記第１の発光領域の外郭部で囲まれた領域内の予め設定された単位領域ごとの第１の濃淡値と前記第１の発光領域の面積値とを用いて、前記マスタ部装着時の前記ランプユニットの発光特性を検査し、前記ランプユニットの良否を判定する第３のステップと、前記第３のステップで不良品ではないと判定され前記本体部に装着された前記ランプユニットの発光面を前記撮像部が撮像する第４のステップと、前記第４のステップで撮像された第２の撮像画像において前記単位領域ごとの第２の濃淡値の最大値と、前記第１の濃淡値の最大値とを用いて、前記本体部装着時の前記ランプユニットの発光特性を検査し、前記本体部の良否を判定する第５のステップとを有することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、撮像部がエリアセンサであることによって、スポット計測を繰り返して発光面の２次元分布を求める場合に比べて、ランプユニットの発光面の撮像が１回ですむので、検査時間を短縮することができる。また、請求項１の発明によれば、ランプユニットがマスタ部に装着されているときにおける単位領域の受光量に対応する第１の濃淡値と発光領域の面積値とを用いてランプユニットの良否を判定し、ランプユニットが本体部に装着されているときにおける単位領域の受光量に対応する第２の濃淡値の最大値と上記第１の濃淡値の最大値とを用いて本体部の良否を判定することによって、ランプユニットと本体部とで構成される検査対象物の良否を精度よく判定することができる。

請求項２の発明によれば、第２の濃淡値の最大値が第１の濃淡値の最大値に比べて調整できないほどにずれていた場合、第２の判定部で本体部が不良品であると判定されるので、電圧調整部による無駄な電圧調整を防止することができる。

請求項３の発明によれば、本体部からランプユニットへの印加電圧の大きさを調整することによって、本体部に装着されたランプユニットの発光特性が所定条件を満たすようにすることができるので、ランプユニットが装着される本体部の歩留まりを向上させることができる。

請求項４の発明によれば、本体部からランプユニットへの印加電圧を調整した後に、第３の判定部がランプユニットの発光特性を再検査することによって、検査対象物の良否を最終判定することができる。

請求項５の発明によれば、ランプユニットの発光領域の位置ばらつきが大きい場合に、発光領域の全領域が撮像領域内に含まれていることを判定することによって、ランプユニットの良否判定の精度を高めることができる。

請求項６の発明によれば、発光領域の外郭部のすべてが撮像領域内に含まれていることを確認することによって、発光領域の全領域が撮像領域内に含まれていることを確実に判定することができる。

請求項７の発明によれば、発光領域の重心が例えば撮像領域の中心付近にあることを確認することによって、発光領域の全領域が撮像領域内に含まれていることを簡単に判定することができる。

請求項８の発明によれば、撮像部に入射される光量を減少させる減光フィルタを備えることによって、撮像部の受光素子に入る光量の飽和を防止することができる。

請求項９の発明によれば、撮像部の露光時間をランプユニットの発光時間以上にすることによって、ランプユニットからの光をすべて撮像部で取り込むことができる。

請求項１０の発明によれば、撮像部がエリアセンサであることによって、スポット計測を繰り返して発光面の２次元分布を求める場合に比べて、ランプユニットの発光面の撮像が１回ですむので、検査時間を短縮することができる。また、請求項１の発明によれば、ランプユニットがマスタ部に装着されているときにおける単位領域の受光量に対応する第１の濃淡値と発光領域の面積値とを用いてランプユニットの良否を判定し、ランプユニットが本体部に装着されているときにおける単位領域の受光量に対応する第２の濃淡値の最大値と上記第１の濃淡値の最大値とを用いて本体部の良否を判定することによって、ランプユニットと本体部とで構成される検査対象物の良否を精度よく判定することができる。

請求項１１の発明によれば、各発光機器の検査装置において、発光機器の検査装置ごとに設定された補正係数を用いて第１の濃淡値および第２の濃淡値を補正することによって、発光機器の検査装置間の検査ばらつきを低減することができる。

請求項１２の発明によれば、撮像部がエリアセンサであることによって、スポット計測を繰り返して発光面の２次元分布を求める場合に比べて、ランプユニットの発光面の撮像が１回ですむので、検査時間を短縮することができる。また、請求項１の発明によれば、ランプユニットがマスタ部に装着されているときにおける単位領域の受光量に対応する第１の濃淡値と発光領域の面積値とを用いてランプユニットの良否を判定し、ランプユニットが本体部に装着されているときにおける単位領域の受光量に対応する第２の濃淡値の最大値と上記第１の濃淡値の最大値とを用いて本体部の良否を判定することによって、ランプユニットと本体部とで構成される検査対象物の良否を精度よく判定することができる。

実施形態１に係る検査装置の構成を示すブロック図である。 同上に係る検査対象物を示し、（ａ）が外観図、（ｂ）がランプユニットの詳細図、（ｃ）がランプユニットからの光を示す図である。 同上に係る検査装置の撮像画像を示す図である。 同上に係る検査装置が受光した光強度を示す図である。 同上に係る検査装置において発光領域の位置判定を説明する図である。 同上に係る検査装置を用いた検査方法のフローチャートである。 同上に係る検査装置において発光領域の位置判定の変形例を説明する図である。 実施形態２に係る検査システムの構成を示すブロック図である。

（実施形態１）
実施形態１に係る発光機器の検査装置（以下「検査装置」という）１は、図１に示すように、光を発するランプユニットＢを有する検査対象物Ａに対して、ランプユニットＢの発光特性を検査して、検査対象物Ａの良否を判定する。ランプユニットＢの発光特性とは、ランプユニットＢから放射された光の光量や発光領域などをいう。

検査対象物Ａは、上記ランプユニットＢと、ランプユニットＢが装着される本体部Ｃとで構成されている。検査対象物Ａは、例えば人体に対して光を照射する美容機器や健康器具などである。以下、本実施形態では、光放射面をユーザの肌に直接接触させて上記ユーザの肌に光を短時間照射して肌を美しくする（抑毛効果を含む）美容機器を検査対象物Ａとして説明する。図２（ａ）には、上記美容機器である検査対象物Ａの外観が示されている。

ランプユニットＢは、図２（ｂ）に示すように、閃光を発する高輝度キセノン光源（以下「光源」という）Ｂ１と、光源Ｂ１の放射方向に設けられた反射板Ｂ２と、反射板Ｂ２のうち光の放射側（図２（ｂ）の上側）に設けられたレンズＢ３とを備えている。ランプユニットＢは、本体部Ｃに対して脱着可能である。

光源Ｂ１から放射された光の一部は、図２（ｃ）に示すように、反射板Ｂ２で反射することがない直射光Ｌ１（図２（ｃ）の実線）としてレンズＢ３を透過し、受光面Ｂ４を照射する。一方、光源Ｂ１から放射された光の残りは、反射板Ｂ２で反射した反射光Ｌ２（図２（ｃ）の破線）としてレンズＢ３を透過し、受光面Ｂ４を照射する。なお、受光面Ｂ４は、検査時では検査装置１の撮像部２（図１参照）であり、美容機器として実際に使用される場合ではユーザの肌である。

本体部Ｃは、図１に示すように、ランプユニットＢに電圧印加して、ランプユニットＢを発光させる。本体部Ｃは、ランプユニットＢに印加する印加電圧の大きさを制御する電圧制御部Ｃ１と、ランプユニットＢを発光させるために動作する発光回路Ｃ２と、ランプユニットＢが装着される装着部Ｃ３とを備えている。ランプユニットＢが装着部Ｃ３に装着されると、電圧制御部Ｃ１は、発光回路Ｃ２を動作させて、ランプユニットＢに電圧印加し、ランプユニットＢを発光させる。

本実施形態の検査対象物Ａは、上述したように、ランプユニットＢの光放射面をユーザの肌に直接接触させる機器である。したがって、検査対象物Ａの検査項目としては、抑毛に必要な光強度が十分な範囲で得られているか、安全レベルを超えて発光する領域がないか、発光強度不足になっていないかの３つが少なくとも必要である。

続いて、検査装置１について説明する。検査装置１は、撮像機能を有する撮像部２と、撮像部２の光入力側に取り付けられた減光フィルタ３と、ランプユニットＢに電圧を印加するマスタ部４と、画像処理機能を有する処理装置５と、表示機能を有する表示装置６と、ユーザが操作するときに用いられる操作入力装置７とを備えている。

撮像部２は、ランプユニットＢの発光面を一括して撮像するＣＣＤエリアセンサである。本実施形態のＣＣＤエリアセンサは、例えば１０００万画素以上の高画素センサである。撮像部２の露光時間は、ランプユニットＢの発光時間以上である。図３には、ランプユニットＢの発光面を撮像したときの撮像画像２１が示されている。減光フィルタ３は、ランプユニットＢと撮像部２との間に設けられ、撮像部２に入射される光量を減少させる。

図１に示すマスタ部４は、ランプユニットＢに印加する印加電圧の大きさを制御する電圧制御部４１と、ランプユニットＢを発光させるために動作する発光回路４２と、ランプユニットＢが装着される装着部４３とを備えている。ランプユニットＢが装着部４３に装着されると、電圧制御部４１は、発光回路４２を動作させて、ランプユニットＢに電圧印加し、ランプユニットＢを発光させる。

処理装置５は、画像取込部５１と、画像処理部５２と、記憶部５３と、第１の判定部５４と、第２の判定部５５と、電圧調整部５６と、第３の判定部５７と、画像出力部５８と、入力インタフェース５９とを備えている。処理装置５のうち画像処理部５２と第１の判定部５４と第２の判定部５５と電圧調整部５６と第３の判定部５７とは、コンピュータの演算部に構成され、プログラムに基づいて動作する。

画像取込部５１は、撮像部２の出力側に接続され、撮像部２で撮像された撮像画像２１（図３参照）を取り込む。

画像処理部５２は、画像取込部５１で取り込まれた撮像画像２１の全画素の濃淡値をそれぞれ算出する。

画像処理部５２は、画像取込部５１で取り込まれた撮像画像２１を２値化処理して２値化画像を作成する。具体的には、画像処理部５２は、各画素の濃淡値と適宜選択される閾値とを比較し、濃淡値が閾値以上の画素を白色に変換し、濃淡値が閾値未満の画素を黒色に変換する。上記のように変換された各画素を用いて、画像処理部５２は、２値化画像を作成する。その後、画像処理部５２は、上記２値化画像を用いて発光領域Ｍ（図４参照）を抽出する。なお、上記閾値は、発光領域Ｍと他の領域とを分離できるような値に選択される。例えば各画素を濃淡値の大きさの順に並び替えた濃淡ヒストグラム（濃度ヒストグラム）を用いて、閾値が設定される。

記憶部５３には、予め設定された第１の基準濃淡範囲と、予め設定された基準面積範囲と、予め設定された第３の基準濃淡範囲とが記憶されている。

第１の判定部５４は、ランプユニットＢがマスタ部４に装着されている場合において、ランプユニットＢの発光特性を検査し、ランプユニットＢの良否を判定する。具体的には、第１の判定部５４は、位置判定機能と、第１の濃淡値算出機能と、第１の最大値抽出機能と、濃淡値判定機能と、面積値算出機能と、面積値判定機能とを有している。

まず、位置判定機能について説明する。第１の判定部５４は、ランプユニットＢがマスタ部４に装着されたときに画像処理部５２で抽出された発光領域Ｍの外郭部Ｍ１のすべてが撮像領域内に含まれているか否かを判定することによって、発光領域Ｍの全領域が撮像領域内に含まれているか否かを判定する。発光領域Ｍの全領域が撮像領域内に含まれている場合（図５（ａ）参照）、第１の判定部５４は、受光量のピーク位置Ｍ２を検出することができる。一方、発光領域Ｍの全領域が撮像領域内に含まれていない場合（図５（ｂ）参照）、第１の判定部５４は、位置Ｍ３をピーク位置Ｍ２として誤検出する場合がある。発光領域Ｍの全領域が撮像領域内に含まれていない場合、第１の判定部５４は、ランプユニットＢが不良品であると判定する。

ここで、発光領域Ｍの外郭部Ｍ１の抽出方法について説明する。第１の判定部５４は、例えばプリューウィットフィルタ（Prewitt filter）やソーベルフィルタ（Sobel filter）などの微分フィルタを用いて以下のような微分演算を行う。本実施形態では３×３微分フィルタを用いる。上記微分フィルタでは、上段において左から順に画素Ａ、画素Ｂ、画素Ｃとし、中段において左から順に画素Ｄ、画素Ｅ、画素Ｆとし、下段において左から順に画素Ｇ、画素Ｈ、画素Ｉとする。第１の判定部５４は、微分フィルタの中心画素Ｅを着目画素とし、画素Ｅに隣接する８画素（以下「８近傍」という）Ａ〜Ｄ，Ｆ〜Ｉの濃淡値を用いてＸ方向（横方向）の濃淡変化ΔＸと縦方向（Ｙ方向）の濃淡変化ΔＹとを以下の式１と式２とによって求める。第１の判定部５４は、画素ごとに濃淡値と微分フィルタの係数との積を求め、求めた積の総和をΔＸおよびΔＹとする。式１および式２において、Ａ〜Ｈは対応する画素の濃淡値を示す。
ΔＸ＝（Ａ＋Ｄ＋Ｇ）−（Ｃ＋Ｆ＋Ｉ）（式１）
ΔＹ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）−（Ｇ＋Ｈ＋Ｉ）（式２）
第１の判定部５４は、画素Ｅの近傍領域における濃淡変化を表わす微分絶対値ａｂｓ（Ｅ）を式３によって求める。
ａｂｓ（Ｅ）＝（ΔＸ^２＋ΔＹ^２）^１／２（式３）
式３から明らかなように、微分絶対値ａｂｓ（Ｅ）は、画素Ｅの近傍領域における濃淡値の変化率を表わす。つまり、微分絶対値ａｂｓは、撮像画像２１の画素の濃淡変化が大きい部位ほど大きくなる。その後、第１の判定部５４は、撮像画像２１の画素を順次走査し、微分絶対値ａｂｓが規定値以上である画素をエッジ画素とし、連続する複数のエッジ画素を外郭部Ｍ１として抽出する。

続いて、第１の濃淡値算出機能について説明する。第１の判定部５４は、発光領域Ｍの全領域が撮像領域内に含まれている場合（図５（ａ）参照）、後述する各区画の平均濃淡値を算出する。

本実施形態では、撮像画像２１が１０００万画素のＣＣＤエリアセンサで撮像された画像であるため、第１の判定部５４が１画素ごとに濃淡値を算出すると、情報量が膨大になる。本実施形態では、５０画素×５０画素という複数の画素の集まりを１区画とし、区画ごとに、区画内の平均濃淡値が算出される。つまり、第１の判定部５４は、２６７２画素×４０００画素の撮像画像２１を、５０画素×５０画素を１区画として５３×８０個の区画に分割し、各区画ごとに区画内の各画素の濃淡値の平均値（以下「平均濃淡値」という）を算出する。各区画の平均濃淡値のうち、発光領域Ｍ内にある区画の平均濃淡値を第１の濃淡値という。上記１区画（５０画素×５０画素）は、本発明の「予め設定された単位領域」に相当する。なお、撮像画像２１の全領域を複数の区画に分割したときに端数（余り）が発生した場合、撮像画像２１の両端にある画素を均等に除外すればよい。

第１の判定部５４は、各区画の平均濃淡値を算出した後、第１の最大値抽出機能として、平均濃淡値の最大値（以下「第１の最大濃淡値」という）を抽出する。

続いて、濃淡値判定機能について説明する。第１の判定部５４は、図４に示すように、第１の最大濃淡値（最大光強度、図４のＸ１）が濃淡上限値（図４の光強度Ｐｍａｘ）以下であるか否かを判定する（図４参照）。濃淡上限値とは、第１の基準濃淡範囲の上限値である。第１の最大濃淡値が濃淡上限値を超える場合（図４の場合）、第１の判定部５４は、ランプユニットＢが不良品であると判定する。

一方、第１の最大濃淡値が濃淡上限値以下である場合、第１の判定部５４は、発光領域Ｍの外郭部Ｍ１で囲まれた領域において、すべての第１の濃淡値（光強度）が第１の基準濃淡範囲（図４の光強度（Ｐｍａｘ−Ｐｍｉｎ））内であるか否かを判定する。いずれかの第１の濃淡値が第１の基準濃淡範囲外である場合（図４のＸ２）、第１の判定部５４は、ランプユニットＢが不良品であると判定する。上記より、発光領域Ｍが環状（ドーナツ状）になっている場合（図４の非発光領域Ｎがある場合）も、ランプユニットＢは不良品と判定される。

次に、面積値算出機能および面積値判定機能について説明する。図１に示す第１の判定部５４は、すべての第１の濃淡値が第１の基準濃淡範囲内である場合、面積値算出機能として、発光領域Ｍ（図５（ａ）参照）の面積値（以下「発光面積値」という）を算出する。その後、第１の判定部５４は、面積値判定機能として、発光面積値が基準面積範囲内であるか否かを判定する。発光面積値が基準面積範囲内である場合、第１の判定部５４は、ランプユニットＢが不良品ではないと判定する。一方、発光面積値が基準面積範囲外である場合、第１の判定部５４は、ランプユニットＢが不良品であると判定する。なお、濃淡値判定機能と面積値判定機能の組み合わせを第１の良否判定機能とする。

上記より、第１の判定部５４は、すべての第１の濃淡値が第１の基準濃淡範囲内であるとともに発光面積値が基準面積範囲内である場合、ランプユニットＢが不良品ではないと判定する。つまり、上記の場合、ランプユニットＢは良品と判定される。

第２の判定部５５は、第１の判定部５４で良品と判定されたランプユニットＢが本体部Ｃに装着された場合において、ランプユニットＢの発光特性を検査し、本体部Ｃの良否を判定する。具体的には、第２の判定部５５は、第２の濃淡値算出機能と、第２の最大値抽出機能と、電圧調整値算出機能と、第２の良否判定機能とを有している。

まず、第２の濃淡値算出機能および第２の最大値抽出機能について説明する。第２の濃淡値算出機能として、第２の判定部５５は、ランプユニットＢが本体部Ｃに装着された後に撮像部２で撮像された撮像画像２１（図３参照）から各区画（単位領域）ごとに区画内の各画素の濃淡値の平均値を算出する。各画素の濃淡値の平均値を第２の濃淡値とする。その後、第２の最大値抽出機能として、第２の判定部５５は、第２の濃淡値の最大値（以下「第２の最大濃淡値」という）を抽出する。

続いて、電圧調整値算出機能について説明する。第２の判定部５５は、第１の最大濃淡値に対する第２の最大濃淡値の相対値として、第１の最大濃淡値に対する第２の最大濃淡値の比率、または第１の最大濃淡値と第２の最大濃淡値との差分を求める。上記相対値はアナログ値である。第２の判定部５５は、上記相対値を量子化して、本体部ＣからランプユニットＢへの印加電圧を調整するための電圧調整値を求める。つまり、電圧調整値は、電圧制御部Ｃ１が印加電圧の大きさを制御するための指示値である。上記相対値を量子化して求めた離散値が電圧調整値となる。

続いて、第２の良否判定機能について説明する。第２の判定部５５は、電圧調整値が後述の電圧調整部５６の調整範囲外である場合、本体部Ｃが不良品であると判定する。一方、電圧調整値が電圧調整部５６の調整範囲内である場合、第２の判定部５５は、本体部Ｃが良品であると判定する。

電圧調整部５６は、本体部ＣからランプユニットＢに印加される印加電圧の大きさを調整する。第２の判定部５５で求められた電圧調整値が調整範囲内である場合、電圧調整部５６は、上記電圧調整値に応じて、上記印加電圧を変更するように電圧制御部Ｃ１に指示する。

第３の判定部５７は、電圧調整部５６からの指示に応じて電圧制御部Ｃ１で印加電圧が変更された場合に、本体部Ｃに装着されたランプユニットＢの発光特性を検査し、検査対象物Ａの良否を判定する。具体的には、第３の判定部５７は、第３の濃淡値算出機能と、第３の最大値抽出機能と、第３の良否判定機能とを有している。

まず、第３の濃淡値算出機能および第３の最大値抽出機能について説明する。第３の濃淡値算出機能として、第３の判定部５７は、電圧調整部５６からの指示に応じて電圧制御部Ｃ１で印加電圧が変更された後に撮像部２で撮像された撮像画像２１（図３参照）から各区画（単位領域）ごとに区画内の各画素の濃淡値の平均値を算出する。各画素の濃淡値の平均値を第３の濃淡値とする。その後、第３の最大値抽出機能として、第３の判定部５７は、第３の濃淡値の最大値（以下「第３の最大濃淡値」という）を抽出する。

なお、第３の判定部５７の第３の濃淡値算出機能は、第１の判定部５４の第１の濃淡値判定機能および第２の判定部５５の第２の濃淡値判定機能と共通のハードウェアで構成されていてもよいし、別々のハードウェアで構成されていてもよい。また、第３の判定部５７の第３の最大値抽出機能も、第１の判定部５４の第１の最大値抽出機能および第２の判定部５５の第２の最大値抽出機能と共通のハードウェアで構成されていてもよいし、別々のハードウェアで構成されていてもよい。

続いて、第３の良否判定機能について説明する。第３の判定部５７は、第３の最大濃淡値が第３の基準濃淡範囲内である場合、検査対象物Ａが良品であると判定する。一方、第３の最大濃淡値が第３の基準濃淡範囲外である場合、第３の判定部５７は、検査対象物Ａが不良品であると判定する。

画像出力部５８には、表示装置６が接続されている。表示装置６は、撮像画像２１（図３参照）や２値化画像を表示したり、第１〜３の判定部５４，５５，５７の判定結果を表示したりする。また、入力インタフェース５９には、ユーザが操作するときに用いられる操作入力装置７が接続されている。ユーザによる操作入力装置７への操作に応じた入力情報は、入力インタフェース５９を介して、処理装置５に取得される。

次に、本実施形態に係る検査装置１を用いた発光機器の検査方法について図６を用いて説明する。検査装置１は、後述の発光領域Ｍの面積が実用に十分な照射範囲であるか否か、発光領域Ｍ内の照射量が設定範囲内であるか否かを検査する。

まず、ランプユニットＢがマスタ部４に装着される。上記ランプユニットＢの発光面を撮像部２が撮像する（図６のＳ１）。ステップＳ１は、本発明の第１のステップに相当する。続いて、画像処理部５２が、ステップＳ１で撮像された第１の撮像画像の全画素の濃淡値をそれぞれ算出し、２値化処理して２値化画像を作成し、発光領域Ｍ（図４参照）を抽出する（Ｓ２）。ステップＳ２は、本発明の第２のステップに相当する。

その後、第１の判定部５４が、ステップＳ１で撮像された第１の撮像画像から各区画（単位領域）ごとに平均濃淡値を算出し、さらに第１の最大濃淡値を抽出する。第１の最大濃淡値が基準上限値以下である場合、第１の判定部５４は、発光領域Ｍ内のすべての第１の濃淡値が第１の濃淡範囲内であるか否かを判定する（Ｓ３）。いずれかの第１の濃淡値が第１の濃淡値範囲内ではない場合、第１の判定部５４は、ランプユニットＢが不良品であると判定する（Ｓ１２）。一方、すべての第１の濃淡値が第１の濃淡範囲内である場合、第１の判定部５４は、発光面積値が基準面積範囲内であるか否かを判定する（Ｓ４）。発光面積値が基準面積範囲内である場合、第１の判定部５４は、ランプユニットＢが良品であると判定する。一方、発光面積値が基準面積範囲内ではない場合、第１の判定部５４は、ランプユニットＢが不良品であると判定する（Ｓ１２）。ステップＳ３，Ｓ４は、本発明の第３のステップに相当する。

その後、良品と判定されたランプユニットＢは、マスタ部４から取り外され、本体部Ｃに装着される。上記ランプユニットＢの発光面を撮像部２が撮像する（Ｓ５）。ステップＳ５は、本発明の第４のステップに相当する。

その後、第２の判定部５５は、ステップＳ５で撮像された第２の撮像画像から各区画（単位領域）ごとに第２の濃淡値を算出し、第２の最大濃淡値を算出する。続いて、第２の判定部５５は、第１の最大濃淡値に対する第２の最大濃淡値の相対値から電圧調整値を作成し、電圧調整値が調整範囲内であるか否かを判定する（Ｓ６）。ステップＳ６は、本発明の第５のステップに相当する。電圧調整値が調整範囲内ではない場合、第２の判定部５５は、本体部Ｃが不良品であると判定する（Ｓ１２）。一方、電圧調整値が調整範囲内である場合、第２の判定部５５は、印加電圧の調整が必要であるか否かを検討する（Ｓ７）。印加電圧の調整が不要である場合、第２の判定部５５は、本体部Ｃが良品であると判定する（Ｓ１１）。印加電圧の調整が必要である場合、電圧調整部５６は、本体部ＣからランプユニットＢへの印加電圧を調整するように電圧制御部Ｃ１に指示する（Ｓ８）。

ところで、電圧調整部５６によって本体部ＣからランプユニットＢへの印加電圧が調整された場合、ほとんどのランプユニットＢの発光特性は正常になる。しかし、電圧調整値がアナログ値ではなく段階値（ステップ値）であるため、実際の印加電圧と目標の印加電圧とでずれが生じる場合がある。したがって、本実施形態の検査装置１は、検査対象物Ａを最終判定するために、以下のステップを実行する。

ステップＳ８が実行された後、ランプユニットＢが本体部Ｃに装着されたまま、上記ランプユニットＢの発光面を撮像部２が撮像する（Ｓ９）。

その後、第３の判定部５７は、ステップＳ９で撮像された第３の撮像画像から第３の最大濃淡値を算出し、第３の最大濃淡値が第３の基準濃淡範囲内であるか否かを判定する（Ｓ１０）。第３の最大濃淡値が第３の基準濃淡範囲内である場合、第３の判定部５７は、検査対象物Ａが良品であると判定する（Ｓ１１）。一方、第３の最大濃淡値が第３の基準濃淡範囲内ではない場合、第３の判定部５７は、検査対象物Ａが不良品であると判定する（Ｓ１２）。

以上、本実施形態によれば、撮像部２がエリアセンサであることによって、スポット計測を繰り返して発光面の２次元分布を求める場合に比べて、ランプユニットＢの発光面の撮像が１回ですむので、検査時間を短縮することができる。

また、本実施形態によれば、ランプユニットＢがマスタ部４に装着されているときにおける単位領域の受光量に対応する第１の濃淡値と発光領域Ｍの面積値とを用いてランプユニットＢの良否を判定し、ランプユニットＢが本体部Ｃに装着されているときにおける単位領域の受光量に対応する第２の濃淡値の最大値（第２の最大濃淡値）と第１の濃淡値の最大値（第１の最大濃淡値）とを用いて本体部Ｃの良否を判定することによって、ランプユニットＢと本体部Ｃとで構成される検査対象物Ａの良否を精度よく判定することができる。

さらに、本実施形態によれば、第２の最大濃淡値が第１の最大濃淡値に比べて調整できないほどずれていた場合、第２の判定部５５で本体部Ｃが不良品であると判定されるので、電圧調整部５６による無駄な電圧調整を防止することができる。

また、本実施形態によれば、本体部ＣからランプユニットＢへの印加電圧の大きさを調整することによって、本体部Ｃに装着されたランプユニットＢの発光特性が所定条件を満たすようにすることができるので、ランプユニットＢが装着される本体部Ｃの歩留まりを向上させることができる。

さらに、本実施形態によれば、本体部ＣからランプユニットＢへの印加電圧を調整した後に、第３の判定部５７がランプユニットＢの発光特性を再検査することによって、検査対象物Ａの良否を最終判定することができる。

また、本実施形態によれば、撮像部２に入射される光量を減少させる減光フィルタ３を備えることによって、撮像部２のＣＣＤ素子（受光素子）に入る光量の飽和を防止することができる。特に、ランプユニットＢからの光が閃光のような単位時間あたりの光エネルギーが高い場合に効果的である。

さらに、本実施形態によれば、撮像部２の露光時間をランプユニットＢの発光時間以上にすることによって、ランプユニットＢからの光をすべて撮像部２で取り込むことができる。

また、本実施形態によれば、ランプユニットＢの発光領域Ｍの位置ばらつきが大きい場合に、発光領域Ｍの全領域が撮像領域内に含まれていることを判定することによって、ランプユニットＢの良否判定の精度を高めることができる。このとき、発光領域Ｍの外郭部Ｍ１のすべてが撮像領域内に含まれていることを確認することによって、発光領域Ｍの全領域が撮像領域内に含まれていることを確実に判定することができる。

さらに、本実施形態のようにランプユニットＢが閃光を発する場合に、ランプユニットＢによる１回の発光で撮像部２が発光面を一括して撮像することができるので、検査対象物Ａの検査時間の短縮により効果的である。

なお、本実施形態の変形例として、第１の判定部５４は、位置判定機能として、図７に示すように発光領域Ｍの重心Ｇを求め、上記重心Ｇを用いて、発光領域Ｍの全領域が撮像領域内に含まれているか否かを判定してもよい。図７（ａ）に示すように重心Ｇが予め設定された領域Ｇ１内に含まれる場合、第１の判定部５４は、発光領域Ｍの全領域が撮像領域内に含まれていると判定する。図７（ｂ）に示すように発光領域Ｍの重心Ｇが領域Ｇ１外である場合、第１の判定部５４は、発光領域Ｍの全領域が撮像領域内に含まれていないと判定する。以下の実施形態２においても同様である。

ここで、発光領域Ｍの重心Ｇの求め方について説明する。第１の判定部５４は、実施形態１の方法によって、いくつか（ｎ個）のエッジ画素を抽出する。その後、第１の判定部５４は、ｎ個のエッジ画素の座標（ａ１，ｂ１），（ａ２，ｂ２）・・・（ａｎ，ｂｎ）から、発光領域Ｍの重心Ｇの座標（ｘ，ｙ）を、ｘ＝（ａ１＋ａ２＋・・・＋ａｎ）／ｎ、ｙ＝（ｂ１＋ｂ２＋・・・＋ｂｎ）／ｎとして算出する。

上記変形例によれば、発光領域Ｍの重心Ｇが撮像領域の中心付近（領域Ｇ１内）にあることを確認することによって、発光領域Ｍの全領域が撮像領域内に含まれていることを簡単に判定することができる。

また、本実施形態では、撮像画像２１を複数の区画に分割し、各区画ごとに区画内の各画素の濃淡値の平均値を第１の濃淡値として求めているが、本実施形態の変形例として、各画素の濃淡値をそれぞれ第１の濃淡値としてもよい。変形例の場合、１つの画素の領域が、本発明の「予め設定された単位領域」に相当する。上記変形例は、各区画ごとに濃淡値の平均値を求める必要がないため、撮像画像２１の画素数が少ない場合に有効である。

（実施形態２）
実施形態２では、図８に示すように、複数（図示例では６台）の検査装置１，１・・・を備える検査システムＳについて説明する。なお、実施形態１と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。

同種の検査対象物Ａの検査に対して複数の検査装置１，１・・・を用いる場合、複数の検査装置１，１・・・間で撮像部２の感度や減光フィルタ３にばらつきがあるため、複数の検査装置１，１・・・間で撮像画像２１（図３参照）の濃淡値のばらつきが発生する。

そこで、本実施形態では、図８に示すように、各検査装置１は、撮像部２と減光フィルタ３とマスタ部４と処理装置５と表示装置６と操作入力装置７とを実施形態１の検査装置１と同様に備えるとともに、補正係数を用いて第１の濃淡値、第２の濃淡値および第３の濃淡値を補正する補正部８をさらに備えている。補正係数は、他の検査装置１との撮像画像２１の濃淡ばらつきを補正するために、各検査装置１ごとに予め設定された係数である。補正部８では、補正後の第１の濃淡値が新たな第１の濃淡値となり、補正後の第２の濃淡値が新たな第２の濃淡値となり、補正後の第３の濃淡値が新たな第３の濃淡値となる。なお、補正部８は、処理装置５の画像処理部５２と第１の判定部５４と第２の判定部５５と電圧調整部５６と第３の判定部５７とともに、コンピュータの演算部に構成され、プログラムに基づいて動作する。

以上、本実施形態によれば、各検査装置１において、検査装置１ごとに設定された補正係数を用いて第１の濃淡値、第２の濃淡値および第３の濃淡値を補正することによって、検査装置１，１・・・間の検査ばらつきを低減することができる。

１ 検査装置
２ 撮像部
３ 減光フィルタ
４ マスタ部
５ 処理装置
５２ 画像処理部
５３ 記憶部
５４ 第１の判定部
５５ 第２の判定部
５６ 電圧調整部
５７ 第３の判定部
８ 補正部
Ａ 検査対象物
Ｂ ランプユニット
Ｂ１ 高輝度キセノン光源
Ｃ 本体部
Ｃ１ 電圧制御部
Ｓ 検査システム

Claims (12)

1. 光を発するランプユニットと当該ランプユニットが装着され当該ランプユニットに電圧印加して当該ランプユニットを発光させる本体部とで構成される検査対象物に対して、前記ランプユニットの発光特性を検査する発光機器の検査装置であって、
   前記ランプユニットが装着され当該ランプユニットに電圧印加して当該ランプユニットを発光させるマスタ部と、
   前記ランプユニットの発光面を一括して撮像するエリアセンサである撮像部と、
   前記撮像部で撮像された撮像画像を２値化処理して２値化画像を作成し当該２値化画像を用いて発光領域を抽出する画像処理部と、
   前記ランプユニットが前記マスタ部に装着された場合に前記撮像画像において前記発光領域の外郭部で囲まれた領域内の予め設定された単位領域の受光量に対応する第１の濃淡値と、前記発光領域の面積値とを用いて、前記マスタ部装着時の前記ランプユニットの発光特性を検査し、前記ランプユニットの良否を判定する第１の判定部と、
   前記第１の判定部で不良品ではないと判定された前記ランプユニットが前記本体部に装着された場合に前記撮像部で撮像された前記撮像画像において前記単位領域の受光量に対応する第２の濃淡値の最大値と、前記第１の濃淡値の最大値とを用いて、前記本体部装着時の前記ランプユニットの発光特性を検査し、前記本体部の良否を判定する第２の判定部とを備える
   ことを特徴とする発光機器の検査装置。
2. 前記本体部から前記ランプユニットに印加される印加電圧の大きさを調整する電圧調整部を備え、
   前記本体部は、前記電圧調整部の指示によって前記ランプユニットに印加する印加電圧の大きさを制御する電圧制御部を有し、
   前記第２の判定部は、前記第１の濃淡値の最大値に対する前記第２の濃淡値の最大値の相対値から、前記印加電圧を調整するための電圧調整値を求め、当該電圧調整値が前記電圧調整部の調整範囲外である場合、前記本体部が不良品であると判定する
   ことを特徴とする請求項１記載の発光機器の検査装置。
3. 前記電圧調整部は、前記電圧調整値が前記調整範囲内である場合、前記印加電圧を変更するように前記電圧制御部に指示することを特徴とする請求項２記載の発光機器の検査装置。
4. 前記電圧調整部からの指示に応じて前記電圧制御部で前記印加電圧が変更された場合に前記撮像部で撮像された前記撮像画像において前記単位領域ごとの第３の濃淡値の最大値を用いて、前記本体部装着時の前記ランプユニットの発光特性を検査し、前記検査対象物の良否を判定する第３の判定部を備えることを特徴とする請求項３記載の発光機器の検査装置。
5. 前記第１の判定部は、前記発光領域の全領域が撮像領域内に含まれているか否かを判定し、前記発光領域の全領域が前記撮像領域内に含まれているときに、前記単位領域ごとの第１の濃淡値と前記発光領域の面積値とを用いて、前記マスタ部装着時の前記ランプユニットの発光特性を検査し、前記ランプユニットの良否を判定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光機器の検査装置。
6. 前記第１の判定部は、前記発光領域の外郭部のすべてが前記撮像領域内に含まれている場合、前記発光領域の全領域が前記撮像領域内に含まれていると判定することを特徴とする請求項５記載の発光機器の検査装置。
7. 前記第１の判定部は、前記発光領域の重心が予め設定された領域内に含まれている場合、前記発光領域の全領域が前記撮像領域内に含まれていると判定することを特徴とする請求項５記載の発光機器の検査装置。
8. 前記撮像部に入射される光量を減少させる減光フィルタを備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光機器の検査装置。
9. 前記撮像部は、露光時間が前記ランプユニットの発光時間以上であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光機器の検査装置。
10. 高輝度キセノン光源であるランプユニットと当該ランプユニットが装着され当該ランプユニットに電圧印加して当該ランプユニットを発光させる本体部とで構成される検査対象物に対して、前記ランプユニットの発光特性を検査する発光機器の検査装置であって、
    前記ランプユニットが装着され当該ランプユニットに電圧印加して当該ランプユニットを発光させるマスタ部と、
    前記本体部から前記ランプユニットに印加される印加電圧の大きさを調整する電圧調整部と、
    前記ランプユニットの発光面を一括して撮像するエリアセンサである撮像部と、
    前記撮像部で撮像された撮像画像を２値化処理して２値化画像を作成し当該２値化画像を用いて発光領域を抽出する画像処理部とを備えるとともに、
    予め設定された第１の基準濃淡範囲と、予め設定された基準面積範囲とを記憶する記憶部と、
    前記ランプユニットが前記マスタ部に装着された場合に前記画像処理部で抽出された前記発光領域の全領域が前記撮像画像内に含まれているか否かを判定し、前記発光領域の全領域が前記撮像画像内に含まれているときに、前記撮像画像において前記発光領域の外郭部で囲まれた領域内において予め設定された単位領域ごとの第１の濃淡値と、前記発光領域の面積値とを算出し、前記第１の濃淡値が前記第１の基準濃淡範囲内であるとともに前記発光領域の面積値が前記基準面積範囲内である場合に、前記ランプユニットが不良品ではないと判定する第１の判定部と、
    前記第１の判定部で不良品ではないと判定された前記ランプユニットが前記本体部に装着された場合に前記撮像部で撮像された前記撮像画像において前記単位領域ごとの第２の濃淡値を算出し、前記第１の濃淡値の最大値に対する前記第２の濃淡値の最大値の相対値から、前記印加電圧を調整するための電圧調整値を求め、当該電圧調整値が前記電圧調整部の調整範囲内である場合、前記本体部が不良品ではないと判定する第２の判定部と
    を備えることを特徴とする発光機器の検査装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の発光機器の検査装置を複数備え、
    各発光機器の検査装置は、他の発光機器の検査装置との前記撮像画像の濃淡ばらつきを補正するために予め設定された補正係数を用いて前記第１の濃淡値および前記第２の濃淡値を補正し、補正後の第１の濃淡値を新たな第１の濃淡値とし、補正後の第２の濃淡値を新たな第２の濃淡値とする補正部を備える
    ことを特徴とする発光機器の検査システム。
12. 光を発するランプユニットと当該ランプユニットが装着され当該ランプユニットに電圧印加して当該ランプユニットを発光させる本体部とで構成される検査対象物に対して、撮像機能を有する撮像部と、画像処理機能を有するコンピュータとを用いて、前記ランプユニットの発光特性を検査する発光機器の検査方法であって、
    前記ランプユニットに電圧印加して当該ランプユニットを発光させるマスタ部に装着された当該ランプユニットの発光面を前記撮像部が撮像する第１のステップと、
    前記第１のステップで撮像された第１の撮像画像を２値化処理して２値化画像を作成し当該２値化画像を用いて第１の発光領域を抽出する第２のステップと、
    前記第１の撮像画像において前記第１の発光領域の外郭部で囲まれた領域内の予め設定された単位領域ごとの第１の濃淡値と前記第１の発光領域の面積値とを用いて、前記マスタ部装着時の前記ランプユニットの発光特性を検査し、前記ランプユニットの良否を判定する第３のステップと、
    前記第３のステップで不良品ではないと判定され前記本体部に装着された前記ランプユニットの発光面を前記撮像部が撮像する第４のステップと、
    前記第４のステップで撮像された第２の撮像画像において前記単位領域ごとの第２の濃淡値の最大値と、前記第１の濃淡値の最大値とを用いて、前記本体部装着時の前記ランプユニットの発光特性を検査し、前記本体部の良否を判定する第５のステップと
    を有することを特徴とする発光機器の検査方法。