JP5984594B2

JP5984594B2 - 発光素子選択装置、発光素子選択方法および発光素子選択プログラム

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Publication number: JP5984594B2
Application number: JP2012200354A
Authority: JP
Inventors: 絵里桑原; 矢原　寛之; 寛之矢原; 研治鮫島; 貴行中尾
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2016-09-06
Anticipated expiration: 2032-09-12
Also published as: JP2014056922A

Description

本発明は、複数の半導体発光素子を用いた光源モジュールを製造するに際し、製造対象の機種に用いる半導体発光素子を選択するための発光素子選択装置、発光素子選択方法および発光素子選択プログラムに関するものである。

従来、レーザダイオードまたはＬＥＤなどの複数の半導体発光素子（以下、発光素子と称す）を用いた光源モジュールは、発光素子の個体差により光出力が変動する。また、当該光源モジュールにおいては順方向電圧も同様に変動する。これらの変動幅は発光素子の製造工程において検査、選別されるが、選別範囲を厳しくすると目的の範囲に入る発光素子の入手性が悪化し、製造コストが高くなる。

さらに、複数の発光素子が組み合わされるため、光源モジュールの光出力と順方向電圧の変動幅の累積値が大きくなる。順方向電圧の変動幅により、ある一定の電流値における発光素子の消費電力の変動範囲が決まる。このため、発光素子の発熱量の累積値も変動する。

光源モジュールの設計においては、この発光素子を複数組み合わせた場合の光出力と順方向電圧値と発熱量のそれぞれの積算値を考慮する必要がある。例えば、光出力の変動幅を考慮して設計すると、変動幅の最小値においても設計値を満足するように発光素子の個数または駆動電流を増やす必要がある。結果として、光出力の積算値の変動幅が大きくなると、発光素子の個数を増やすことになり、製造コストが増大する。電流を増やして対応した場合、光源モジュールの寿命が短くなるという問題が起こる。

順方向電圧値についても同様に、変動幅が大きくなった場合は電源電圧の最大値を高く設計する必要がある。このため、電源が大型化し製造コストが増大する。発光素子の発熱量の積算値についても、変動幅が増大すると同様に、放熱器の寸法と重量が増加することになる。

例えば、特許文献１には、白色ＬＥＤを組み合わせた光源モジュールにおいて、相関色温度と色偏差の個数分布がそれぞれ正規分布に従う場合、複数の相関色温度の区分と複数の色偏差の区分に分けたＬＥＤを組み合わせ、組み合わせて完成した光源モジュールの相関色温度と色偏差を所定の偏差に収める方法が開示されている。さらに、特許文献１には、この方法が光度、電気特性等に応用が可能であることが示されている。

また、特許文献２には、白色ＬＥＤを組み合わせた光源モジュールにおいて、複数の色温度区分に分けたＬＥＤを組み合わせて、さらに複数の光強度区分に分けて組み合わせることで光強度と色温度の偏差を目標の区分内に抑える方法が開示されている。

また、特許文献３には、白色ＬＥＤを組み合わせた光源モジュールにおいて、色度座標のｘ座標とｙ座標をそれぞれ区分に分け、光源モジュールの合成光を色度座標中の分布を目標区分内に抑える方法が開示されている。さらに、特許文献３には、組み合わせ時に光源モジュールに使用されるＬＥＤの数と在庫数を常時考慮することで、ＬＥＤの使用効率を改善できることが開示されている。

特開２００９−１５８９０３号公報特開２００８−１４７５６３号公報特許第４８８４５６６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、ＬＥＤの分布が変動した場合に所定の範囲に偏差を収めることができないという問題があった。また、特許文献２に記載の方法では、ＬＥＤの使用数の異なる複数の光源モジュールが生産される場合、生産が後になる機種ほど使用可能なＬＥＤが限定されてしまうという問題があった。さらに、特許文献３に記載の方法では、これらの問題を解決しているが、ＬＥＤの組み合わせ方については、目標区分に属するＬＥＤの個数と、他の区分に属するＬＥＤの個数との個数比率で決定されており、完成した光源モジュールの変動範囲は区分の制約を受けていた。

そこで、本発明は、発光素子を複数用いた光源モジュールにおいて、発光素子を組み合わせた後の光源モジュールの光出力と順方向電圧の偏差を小さくしながら、発光素子の在庫が残らないようにし、かつ、完成した光源モジュールの変動範囲について区分の制約を受けずに設定可能な技術を提供することを目的とする。

本発明に係る発光素子選択装置は、複数の発光素子が実装される光源モジュールを特定する機種情報と、前記光源モジュールに実装される前記発光素子の個数を示す発光素子個数情報と、前記光源モジュールの属すべき目標の光出力範囲および順方向電圧範囲を示す目標範囲と、前記発光素子の光出力および順方向電圧の区分を記憶する生産モジュール情報記憶部と、前記光源モジュールの積算光出力および積算順方向電圧が前記目標範囲に属するように、前記発光素子個数情報で示される個数の前記発光素子を任意の前記区分から選択して組み合わせ、各前記組み合わせに係る前記発光素子の区分と個数を示す組み合わせ情報を記憶する組み合わせ情報記憶部と、各前記区分ごとに属する前記発光素子の在庫数を記憶する在庫情報記憶部と、前記機種情報から特定される光源モジュールを対象として、当該光源モジュールに係る前記組み合わせ情報のうちから、当該組み合わせ情報に基づく前記発光素子における全使用数に対する各前記区分ごとの使用数の占める割合を示すパターン比率情報と、前記在庫情報記憶部に記憶された前記発光素子における全区分の在庫数に対する各前記区分ごとの在庫数の占める割合を示す在庫分布比率情報とを用いて最も生産数量の多くなる組み合わせ情報を選択し、当該組み合わせ情報に基づいて、実装候補とする発光素子を選択する実装候補発光素子選択部とを備えたものである。

本発明によれば、実装候補発光素子選択部は、機種情報から特定される光源モジュールを対象として、当該光源モジュールに係る組み合わせ情報のうちから、当該組み合わせ情報に基づく発光素子における全使用数に対する各区分ごとの使用数の占める割合を示すパターン比率情報と、在庫情報記憶部に記憶された発光素子における全区分の在庫数に対する各区分ごとの在庫数の占める割合を示す在庫分布比率情報とを用いて最も生産数量の多くなる組み合わせ情報を選択し、当該組み合わせ情報に基づいて、実装候補とする発光素子を選択する。

したがって、発光素子の在庫を使用して生産される光源モジュールの機種全体の発光素子の利用率を高くすることができる。よって、過剰な在庫を保有しなくても、必要な数の機種の生産を行うことができる。また、発光素子単体の光出力の偏差と順方向電圧の偏差の影響を回避し、設定された目標範囲内に積算光出力および積算順方向電圧を入れることができる。これにより、光出力において、最悪値を考慮して発光素子の個数または駆動電流を増やすなどの必要がなくなる。また、順方向電圧においても、最悪値を考慮して電源電圧の最大値を大きくする必要がなくなる。さらに、目的範囲は、区分の制約を受けることなく設定することができるため、完成した光源モジュールの変動範囲を区分の制約を受けずに設定可能となる。

実施の形態１に係る発光素子選択装置のハードウェア構成を示す図である。（ａ）受け入れコンピュータの内部構成を示す図である。（ｂ）払い出しコンピュータの内部構成を示す図である。受け入れコンピュータの動作を示すフローチャートである。払い出しコンピュータの動作を示すフローチャートである。発光素子の光出力および順方向電圧の区分の一例を示す図である。組み合わせ情報更新処理を示すフローチャートである。実装候補発光素子選択処理を示すフローチャートである。実施の形態２に係る発光素子選択装置のハードウェア構成を示す図である。（ａ）実施の形態３に係る発光素子選択装置における発光素子の特性値から導出される相関関数を示す図である。（ｂ）相関関数を分割して設定された発光素子の別の区分を示す図である。実施の形態３に係る発光素子選択装置における発光素子の別の区分の一例を示す図である。

＜実施の形態１＞
本発明の実施の形態１について、図面を用いて以下に説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る発光素子選択装置のハードウェア構成を示す図であり、図２（ａ）は、受け入れコンピュータ１の内部構成を示す図であり、図２（ｂ）は、払い出しコンピュータ５の内部構成を示す図である。発光素子選択装置は、受け入れコンピュータ１と、発光素子収納部４と、払い出しコンピュータ５とを備えている。受け入れコンピュータ１と、発光素子収納部４と、払い出しコンピュータ５は、有線接続または無線接続されている。

受け入れコンピュータ１は、光源モジュール製造のために部品メーカからの購入などにより入荷された発光素子の特性値である光出力情報および順方向電圧情報を入力するための入力装置２を備えている。また、受け入れコンピュータ１は、在庫情報記憶部１１と、生産モジュール情報記憶部１２と、組み合わせ情報記憶部１３とを備えている。

入力装置２は、一次元または二次元バーコード読取装置からなり、入荷された個々の発光素子の本体または梱包材料に記されたバーコードから情報を読み取る。また、バーコードの破損、またはバーコードが添付されていない場合に入力が可能なように、受け入れコンピュータ１は、キーボード３などの入力手段を備えている。ここで、発光素子の光出力および順方向電圧は予め測定され、特性値を示す情報がバーコードとして発光素子に記されている。なお、特性値を入力する入力装置２に対して、性能検査装置または製造メーカから電子データでもたらされるオンライン情報を入力してもよい。

生産モジュール情報記憶部１２は、複数の発光素子が実装される光源モジュールを特定する機種情報（例えば、製品型番）と、機種情報ごとに光源モジュールに実装される発光素子の個数を示す発光素子個数情報と、機種情報ごとに光源モジュールの属すべき目標の光出力範囲および順方向電圧範囲を示す目標範囲と、発光素子の光出力および順方向電圧の区分を記憶する。

組み合わせ情報記憶部１３は、光源モジュールの積算光出力および積算順方向電圧が目標範囲に属するように、発光素子個数情報で示される個数の発光素子を任意の区分から選択して組み合わせ、各組み合わせに係る発光素子の区分と個数を示す組み合わせ情報を記憶する。在庫情報記憶部１１は、各区分ごとに属する発光素子の在庫数を記憶する。

発光素子収納部４は、自動倉庫によって構成され、受け入れコンピュータ１の制御により発光素子の受け入れを自動的に行うとともに、払い出しコンピュータ５の制御により発光素子の払い出しを自動的に行う。発光素子収納部４は、受け入れコンピュータ１が指示する区分に対応する複数の収納部を備えている。発光素子が入荷した時点で生産モジュール情報記憶部１２が参照され、どの区分に収納するべきかが決定される。

払い出しコンピュータ５は、入力装置６とキーボード７を備えている。また、払い出しコンピュータ５は、実装候補発光素子選択部１４を備えている。

実装候補発光素子選択部１４は、機種情報から特定される光源モジュールを対象として、当該光源モジュールに係る組み合わせ情報のうちから、当該組み合わせ情報に基づく発光素子における全使用数に対する各前記区分ごとの使用数の占める割合を示すパターン比率情報と、在庫情報記憶部１１に記憶された発光素子における全区分の在庫数に対する各区分ごとの在庫数の占める割合を示す在庫分布比率情報との一致度が最も高い組み合わせ情報を選択する。そして、実装候補発光素子選択部１４は、当該組み合わせ情報に基づいて、実装候補とする発光素子を選択する。

払い出しコンピュータ５は、ある機種の光源モジュールを製造するときに、生産モジュール情報記憶部１２と組み合わせ情報記憶部１３を参照し、実装候補発光素子選択部１４から出力される選択情報を用いて必要な個数の発光素子をどの区分から何個払い出すかを算出する。ここで、在庫情報記憶部１１と、生産モジュール情報記憶部１２と、組み合わせ情報記憶部１３と、実装候補発光素子選択部１４は、例えばＣＰＵおよびメモリなどのハードウェアと、このハードウェアと協働して動作する所定のソフトウェアにより実現される。なお、以下において、単にＣＰＵというときは、受け入れコンピュータ１または払い出しコンピュータ５に備わるＣＰＵ、あるいはこれらの上位システム（図示省略）に備わるＣＰＵを指す。

次に、図３を用いて、受け入れコンピュータ１の動作を説明する。図３は、受け入れコンピュータ１の動作を示すフローチャートである。発光素子が入荷したときに、受け入れコンピュータ１の動作が開始され、入力装置２またはキーボード３から、発光素子の特性値（光出力および順方向電圧）が入力される（ステップＳ１）。ＣＰＵは、生産モジュール情報記憶部１２に記憶された発光素子の特性値の区分を参照し、入力された発光素子の特性値に基づいて、決められた区分に分類する（ステップＳ２）。

より具体的には、ＣＰＵは、入力装置２から入力された発光素子のバーコードに示される情報から、光出力および順方向電圧を取得し、予め設定された区分の中のどの区分に該当するかを検索し、入荷した発光素子の収納先を決定する。ＣＰＵは、在庫情報記憶部１１に記憶された当該区分に係る在庫数を加算することで在庫数を更新し（ステップＳ３）、この動作を終了する。

次に、図４を用いて、払い出しコンピュータ５の動作を説明する。図４は、払い出しコンピュータ５の動作を示すフローチャートを示す図である。最初に、ＣＰＵは、機種の生産計画を示す情報を読み込む（ステップＳ１１）。ここで、機種の生産計画を示す情報は、例えば、生産される光源モジュールの機種名と、その機種の必要生産数とを含む情報である。

次に、ＣＰＵは、生産モジュール情報記憶部１２に記憶された機種情報を読み込み（ステップＳ１２）、光源モジュールを生産するために必要な発光素子の個数と、目標範囲を決定する（ステップＳ１３）。すなわち、ＣＰＵは、機種情報に対応して記憶されている発光素子の個数と目標範囲を読み込む。そして、ＣＰＵは、組み合わせ情報記憶部１３に記憶された発光素子の組み合わせ情報を読み込み（Ｓ１４）、最も生産数量の多い組み合わせを算出し、その組み合わせ情報を選択する（ステップＳ１５）。ここで、最も生産数量の多い組み合わせとは、図７に示す最も一致度の高い組み合わせのことである。

ＣＰＵは、選択された組み合わせ情報に基づいて、実装候補とする発光素子を選択し、発光素子の払い出しを指示する（ステップＳ１６）。ここでは、例えば、１つ、または所定の個数の光源モジュールを生産するために必要な発光素子が払い出される。ＣＰＵは、払い出しコンピュータの画面に、払い出し個数を表示させる（ステップＳ１７）。具体的には、どの区分から何個の発光素子が払い出されるかが表示される。

ＣＰＵは、在庫情報記憶部１１に記憶された在庫数から、払い出される発光素子の個数を区分ごとに減算し（ステップＳ１８）、光源モジュールが必要生産数に到達したか、または、発光素子の在庫減により生産が不能になったかどうかを判定する（ステップＳ１９）。Ｓ１９においてＹｅｓの場合、この動作を終了する。一方、Ｓ１９においてＮｏの場合、ＣＰＵは、１つ、または所定の個数の光源モジュールを生産するために必要な発光素子の払い出しを指示し（ステップＳ１６）、以降のステップを繰り返す。

なお、払い出しコンピュータ５は、実装候補発光素子選択部１４から出力される選択情報をオンライン情報に代えて、自動で発光素子を取り出す装置に出力してもよい。或いは、払い出しコンピュータ５は、プリンタに接続され、このプリンタに生産指示書類を出力させてもよい。

次に、図５と図６を用いて、組み合わせ情報更新処理を説明する。図５は、発光素子の光出力および順方向電圧の区分の一例を示す図であり、図６は、組み合わせ情報更新処理を示すフローチャートである。最初に、発光素子の光出力および順方向電圧の区分について説明する。

図５に示すように、例えば、光出力０．３〜０．５Ｗ、０．５〜０．７Ｗ、０．７〜０．９Ｗの３区分の区分名をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃとし、順方向電圧２．８〜３．０Ｖ、３．０〜３．２Ｖ、３．２Ｖ〜３．４Ｖの３区分の区分名をそれぞれ１，２，３とする。そして、光源モジュールに使用する発光素子の数を４個とした場合、組み合わせ総数は９の４乗＝６５６１通りとなる。

目標範囲における積算光出力を２．０〜２．８Ｗ、積算順方向電圧を１２．０〜１２．８Ｖとした場合、区分（Ａ−１）に属する発光素子を２個、区分（Ｃ−３）に属する発光素子を２個使用して光源モジュールを製造すれば、完成した光源モジュールは目標範囲に入る。

ここで、目標範囲の幅については、設定した区分幅に対して広く調整することで使用できない発光素子を低減することが可能になる。さらに、設定した区分幅に対して狭く調整することで完成した光源モジュールの積算光出力と積算順方向電圧の変動幅の標準偏差を小さくすることができる。また、区分をより細かくすることで、より目標範囲を狭くすることも可能である。区分数は自由に設定することができ、図５に示す区分数によらない。

次に、受け入れコンピュータ１により実行される組み合わせ情報更新処理を説明する。新たに発光モジュールの機種情報、発光素子個数情報および目標範囲が設定されたとき、あるいは発光素子の区分が設定されたときに、組み合わせ情報更新処理が実行される。

図６に示すように、ＣＰＵは、生産モジュール情報記憶部１２に記憶された機種情報を読み込み（ステップＳ２１）、光源モジュールの生産に必要な発光素子の個数と目標範囲を決定する（ステップＳ２２）。すなわち、ＣＰＵは、機種情報に対応して記憶されている発光素子の個数と目標範囲を読み込む。ＣＰＵは、当該光源モジュールに対して全ての組み合わせ情報を生成し（ステップＳ２３）、生成された組み合わせ情報のうちから１組の組み合わせ情報を選択し、組み合わせ情報（組み合わせた結果）が目標範囲内かどうかを判定する（ステップＳ２４）。

組み合わせ情報が目標範囲内である場合（ステップＳ２４においてＹｅｓ）、組み合わせ情報記憶部１３に記憶された組み合わせ情報を更新する（ステップＳ２５）。より具体的には、ＣＰＵは、積算光出力が目標範囲に入り、かつ、積算順方向電圧の合計が区分範囲に入る組み合わせ情報を選択して記憶させる。なお、発光素子は直列に繋ぐものとする。一方、組み合わせ情報が目標範囲内でない場合（ステップＳ２４においてＮｏ）、次の１組の組み合わせ情報を選択する（ステップＳ２４）。

そして、ＣＰＵは、全ての組み合わせ情報について、目標範囲内となる組み合わせ情報かどうかの判定を完了した場合（ステップＳ２６においてＹｅｓ）、この処理を終了する。一方、ＣＰＵは、全ての組み合わせ情報について、目標範囲内となる組み合わせ情報かどうかの判定を完了していない場合（ステップＳ２６においてＮｏ）、次の１組の組み合わせ情報を選択する（ステップＳ２４）。

次に、図７を用いて、払い出しコンピュータ５により実行される実装候補発光素子選択処理を説明する。図７は、実装候補発光素子選択処理を示すフローチャートである。ＣＰＵは、在庫情報記憶部１１に記憶された発光素子における全区分の在庫数に対する各区分ごとの在庫数の占める割合を示す在庫分布比率情報を算出する（ステップＳ３１）。具体的には、在庫分布比率情報は（各区分の在庫数）/（全在庫数）で算出され、各選別区分について算出される。

ＣＰＵは、組み合わせ情報記憶部１３に記憶された組み合わせ情報を１組読み出し、当該組み合わせ情報に基づく発光素子における全使用数に対する各区分ごとの使用数の占める割合を示すパターン比率情報を算出する（ステップＳ３２）。具体的には、パターン比率情報はその組み合わせ情報における（各区分の使用数）/（全使用数）で算出される。

ＣＰＵは、下記の式から評価関数Ｓを算出し（ステップＳ３３）、在庫分布比率情報とパターン比率情報の一致度を評価関数Ｓにより評価し、最も一致度が高い組み合わせかどうかを判定する（ステップＳ３４）。ここで、最も一致度が高い組み合わせとは、図４に示した最も生産数量の多い組み合わせのことである。よって、図４のステップＳ１５において、最も生産数量の多い組み合わせの算出は、評価関数Ｓにより算出される。

ＣＰＵは、これまでに評価された在庫分布比率情報とパターン比率情報の一致度と比較して、ステップＳ３４において評価された一致度が最も高い組み合わせの場合（ステップＳ３４においてＹｅｓ）、当該組み合わせ情報を選択する（ステップＳ３５）。一方、ＣＰＵは、ステップＳ３４において評価された一致度が最も高い組み合わせではない場合（ステップＳ３４においてＮｏ）、ステップＳ３６へ移行する。

ＣＰＵは、全ての組み合わせ情報について評価関数Ｓを算出し、一致度の評価を完了した場合（ステップＳ３６においてＹｅｓ）、この処理を終了する。そして、ＣＰＵは、最も一致度の高い組み合わせ情報を選択結果として出力し、払い出し指示を出す。ここで、ＣＰＵは、払い出した時点で、在庫情報記憶部１１に記憶された在庫数から区分ごとに減算することで在庫数を更新する。この時点で在庫がなくなった場合は処理を停止する。発光素子を入荷した場合、ＣＰＵは、在庫分布比率情報を再度算出し（ステップＳ３１）、以降のステップを実行する。

一方、ＣＰＵは、全ての組み合わせ情報について一致度の評価を完了していない場合（ステップＳ３６においてＮｏ）、ステップＳ３２へ移行し、組み合わせ情報記憶部１３に記憶された組み合わせ情報を１組読み出し、パターン比率情報を算出する。

なお、組み合わせ後の精度をさらに高めるために、第２の目標範囲を設定し、ここで積算光出力および積算順方向電圧を再度算出し、第２の目標範囲に属さない場合は別の発光素子を選択して再度算出する処理を入れてもよい。また、評価関数については補正式を追加し、特定の区分の選択確率を調整するなどしてもよい。

以上のように、実施の形態１に係る発光素子選択装置では、実装候補発光素子選択部１４は、機種情報から特定される光源モジュールを対象として、当該光源モジュールに係る組み合わせ情報のうちから、当該組み合わせ情報に基づくパターン比率情報と、在庫分布比率情報とを用いて最も生産数量の多くなる組み合わせ情報を選択し、当該組み合わせ情報に基づいて、実装候補とする発光素子を選択する。

したがって、発光素子の在庫を使用して生産される光源モジュールの機種全体の発光素子の利用率を高くすることができる。よって、過剰な在庫を保有しなくても、必要な数の機種の生産を行うことができる。また、発光素子単体の光出力の偏差と順方向電圧の偏差の影響を回避し、設定された目標範囲内に積算光出力および積算順方向電圧を入れることができる。これにより、光出力において、最悪値を考慮して発光素子の個数または駆動電流を増やすなどの必要がなくなる。また、順方向電圧においても、最悪値を考慮して電源電圧の最大値を大きくする必要がなくなる。

発光素子の駆動電流と電源電圧の最大値を大きくする必要がないため、小型で低コスト、長寿命な光源モジュールの製造およびエネルギー消費量の削減が可能となる。発光素子の在庫を使用して生産される光源モジュールの機種全体の発光素子の利用率を高くすることができるため、歩留りの向上を図ることが可能となる。

目的範囲は、区分の制約を受けることなく設定することができるため、完成した光源モジュールの変動範囲を区分の制約を受けずに設定可能となる。また、目標範囲を任意の範囲に設定する手段を備えるため、完成した光源モジュールの変動範囲を柔軟に設定することができる。

なお、本実施の形態では発光素子を特性値として光出力および順方向電圧を用いて区分に分類しているが、主波長、ピーク波長、配光、電力と光出力で算出できる発光効率、発熱量などの各種特性値を用いて分類してもよい。また、本実施の形態では光出力および順方向電圧の２つの特性値を用いて組み合わせ情報を生成しているが、上記各種特性値のうちの３つ以上の特性値を用いて組み合わせ情報を生成してもよい。

さらに、本発明は、発光素子を複数用いて光源モジュールを組み立てる際に用いるだけでなく、複数の半導体素子を基板に実装する際の発熱量の制御に用いることも可能である。

＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２に係る発光素子選択装置について説明する。図８は、実施の形態２に係る発光素子選択装置のハードウェア構成を示す図である。なお、実施の形態２において、実施の形態１で説明したものと同様構成要素については同一符号を付して説明は省略する。発光素子選択装置は、コンピュータ２１と、発光素子供給部２２と、発光素子特性測定部２３と、発光素子収納部４と、払い出し部２５とを備えている。コンピュータ２１と、発光素子供給部２２と、発光素子特性測定部２３と、発光素子収納部４と、払い出し部２５は、それぞれ接続されている。

ここで、コンピュータ２１は、受け入れコンピュータ１と払い出しコンピュータ５の両方の機能を統合したものであり、コンピュータ２１は、実施の形態１の場合と同様に、在庫情報記憶部１１と、生産モジュール情報記憶部１２と、組み合わせ情報記憶部１３と、実装候補発光素子選択部１４とを備えている。また、発光素子供給部２２と発光素子収納部４と払い出し部２５が自動倉庫を構成している。自動倉庫において、発光素子供給部２２が部品受け付け部分、払い出し部２５が払い出し部分に相当する。

発光素子供給部２２は、光源モジュールに実装される発光素子を供給する。発光素子特性測定部２３は、発光素子供給部２２から供給された発光素子の特性値として光出力および順方向電圧を測定する。発光素子収納部４は、発光素子特性測定部２３により測定された測定値に応じて、発光素子を区分に分けて収納する。払い出し部２５は、実装候補発光素子選択部１４により選択された発光素子を払い出す。

次に、実施の形態２に係る発光素子選択装置の動作を説明する。発光素子特性測定部２３は、投入された発光素子の光出力および順方向電圧を順次測定し、測定値を在庫情報記憶部１１に入力する。コンピュータ２１は、生産モジュール情報記憶部１２を参照し、発光素子を発光素子収納部４のどの区分に収納するかを決定する。

コンピュータ２１は、生産モジュール情報記憶部１２と組み合わせ情報記憶部１３を参照し、実装候補発光素子選択部１４から出力される選択情報を用いて、必要な個数の発光素子をどの区分から何個払い出すかを決定する。そして、コンピュータ２１は、光源モジュール単位に発光素子をトレイに入れて払い出し部２５に払い出させる。

以上のように、実施の形態２に係る発光素子選択装置では、光源モジュールに実装される発光素子を供給する発光素子供給部２２と、発光素子供給部２２から供給された発光素子の光出力および順方向電圧を測定する発光素子特性測定部２３と、発光素子特性測定部２３により測定された発光素子を、区分に分けて収納する発光素子収納部４と、実装候補発光素子選択部１４により選択された発光素子を払い出す払い出し部２５とをさらに備えた。

したがって、光源モジュールを製造するために必要な発光素子の区分と個数を選択し、選択された発光素子を払い出す工程を１つの装置で実現することができる。

なお、発光素子として、ウエハ状に製膜してダイシングにより割断されたＬＥＤチップ、またはサブマウント状に接着されたレーザダイオード素子を採用してもよい。また、ＬＥＤチップについては、粘着シートに分類して配置することで区分に分けることができる。

＜実施の形態３＞
次に、実施の形態３に係る発光素子選択装置について説明する。図９（ａ），（ｂ）は、実施の形態３に係る発光素子選択装置における発光素子の別の区分の設定方法を示す図であり、図１０は、実施の形態３に係る発光素子選択装置における発光素子の別の区分の一例を示す図である。

実施の形態３に係る発光素子選択装置のハードウェア構成は、実施の形態１または実施の形態２の場合と同様である。実施の形態３においては、発光素子の光出力および順方向電圧の区分に代えて、発光素子の特性値である光出力および発光効率から導出される相関関数を複数の分割領域に分割して設定された別の区分が生産モジュール情報記憶部１２に記憶される。なお、実施の形態３において、実施の形態１，２で説明したものと同様構成要素については同一符号を付して説明は省略する。

図９（ａ）に示すように、複数の発光素子の特性値として光出力および発光効率が測定され、特性値がグラフ化されている。発光素子の光出力と発光効率に相関関係が見られる場合、発光素子選択装置は相関関数を算出する。ここで、特性値を点で示し、算出された相関関数を実線で示す。

図９（ｂ）に示すように、相関関数を複数の分割領域に分割することで区分が設定される。より具体的には、各発光素子の特性値からこの相関関数に垂線を引いた場合の交点、すなわち足を各発光素子に対して算出し、相関関数上のある点から、各発光素子の特性値同士を結ぶ近似曲線上の長さにより区分が設けられる。実施の形態１では、光出力および順方向電圧で構成される二次元の区分に分けていたが、実施の形態２では、各発光素子を近似曲線上の足の位置で決まる区分に分類することで、一次元の区分に分けることができる。

次に、実施の形態３における組み合わせ情報更新処理について、実施の形態１との相違点のみ説明する。ＣＰＵは、機種情報により決定される発光素子個数情報から、全ての組み合わせ情報を算出する。このとき、ＣＰＵは、近似曲線上のある区間を、異なる区分に属する発光素子を組み合わせて作成された光源モジュールの平均値の目標値として設定する。そして、ＣＰＵは、光源モジュールの平均値がこの目標値に属する組み合わせ情報を選択して、組み合わせ情報記憶部１３に記憶させる。

例えば、区分がＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、Ｅの５つであり、発光素子の個数が４個の場合、組み合わせ情報の総数は５の４乗＝６２５通りである。組み合わせて作成された光源モジュールの平均値の目標範囲を区分Ｆとした場合、区分Ａに属する発光素子を２個、区分Ｅに属する発光素子を２個使用して光源モジュールを製造すれば、完成した光源モジュールは目標範囲に属することとなる。

なお、区分数および目標範囲は自由に設定することができ、例に示した区分数、目標範囲によらない。また、発光素子の組み合わせについては、例えば、区分Ａに属する発光素子を１個、区分Ｂに属する発光素子を１個、区分Ｄに属する発光素子を１個、区分Ｅに属する発光素子を１個を使用して光源モジュールを製造してもよく、完成した光源モジュールにおける特性値の平均値が目標範囲に属する組み合わせであれば、例によらない。

目標範囲の幅については、設定した区分幅に対して広く調整することで使用できない発光素子を低減することが可能になる。また、設定した区分幅に対して狭く調整することで完成した光源の積算光出力および積算順方向電圧の変動幅の標準偏差を小さくすることができる。

また、近似曲線状の長さで区分を分けることで計算量を減らすことができ、発光素子選択装置の高速処理が可能となる。

以上のように、実施の形態３に係る発光素子選択装置では、発光素子の光出力および順方向電圧の区分に代えて、発光素子の特性値から導出される相関関数を複数の分割領域に分割して設定された別の区分が生産モジュール情報記憶部１２に記憶されるため、一次元の区分を用いて発光素子を分類することができる。

以上の各実施の形態では発光素子選択装置を示したが、本発明は、発光素子選択装置が実行する発光素子選択方法、発光素子選択方法における各工程をコンピュータに実行させる発明素子選択プログラムとして実現されることも考えられる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１１在庫情報記憶部、１２生産モジュール情報記憶部、１３組み合わせ情報記憶部、１４実装候補発光素子選択部、２２発光素子供給部、２３発光素子特性測定部、２５払い出し部。

Claims

複数の発光素子が実装される光源モジュールを特定する機種情報と、前記光源モジュールに実装される前記発光素子の個数を示す発光素子個数情報と、前記光源モジュールの属すべき目標の光出力範囲および順方向電圧範囲を示す目標範囲と、前記発光素子の光出力および順方向電圧の区分を記憶する生産モジュール情報記憶部と、
前記光源モジュールの積算光出力および積算順方向電圧が前記目標範囲に属するように、前記発光素子個数情報で示される個数の前記発光素子を任意の前記区分から選択して組み合わせ、各前記組み合わせに係る前記発光素子の区分と個数を示す組み合わせ情報を記憶する組み合わせ情報記憶部と、
各前記区分ごとに属する前記発光素子の在庫数を記憶する在庫情報記憶部と、
前記機種情報から特定される光源モジュールを対象として、当該光源モジュールに係る前記組み合わせ情報のうちから、当該組み合わせ情報に基づく前記発光素子における全使用数に対する各前記区分ごとの使用数の占める割合を示すパターン比率情報と、前記在庫情報記憶部に記憶された前記発光素子における全区分の在庫数に対する各前記区分ごとの在庫数の占める割合を示す在庫分布比率情報とを用いて最も生産数量の多くなる組み合わせ情報を選択し、当該組み合わせ情報に基づいて、実装候補とする発光素子を選択する実装候補発光素子選択部と、
を備えた、発光素子選択装置。
前記目標範囲を任意の範囲に設定する手段を備える、請求項１記載の発光素子選択装置。
前記光源モジュールに実装される前記発光素子を供給する発光素子供給部と、
前記発光素子供給部から供給された前記発光素子の光出力および順方向電圧を測定する発光素子特性測定部と、
前記発光素子特性測定部により測定された前記発光素子を、前記区分に分けて収納する発光素子収納部と、
前記実装候補発光素子選択部により選択された前記発光素子を払い出す払い出し部と、
をさらに備えた、請求項１記載の発光素子選択装置。
前記発光素子の光出力および順方向電圧の区分に代えて、前記発光素子の特性値から導出される相関関数を複数の分割領域に分割して設定された別の区分が前記生産モジュール情報記憶部に記憶される、請求項１記載の発光素子選択装置。
発光素子選択装置が行う発光素子選択方法であって、
複数の発光素子が実装される光源モジュールを特定する機種情報と、前記光源モジュールに実装される前記発光素子の個数を示す発光素子個数情報と、前記光源モジュールの属すべき目標の光出力範囲および順方向電圧範囲を示す目標範囲と、前記発光素子の光出力および順方向電圧の区分を記憶する工程と、
前記光源モジュールの積算光出力および積算順方向電圧が前記目標範囲に属するように、前記発光素子個数情報で示される個数の前記発光素子を任意の前記区分から選択して組み合わせ、各前記組み合わせに係る前記発光素子の区分と個数を示す組み合わせ情報を記憶する工程と、
各前記区分ごとに属する前記発光素子の在庫数を記憶する工程と、
前記機種情報から特定される光源モジュールを対象として、当該光源モジュールに係る前記組み合わせ情報のうちから、当該組み合わせ情報に基づく前記発光素子における全使用数に対する各前記区分ごとの使用数の占める割合を示すパターン比率情報と、記憶された前記発光素子における全区分の在庫数に対する各前記区分ごとの在庫数の占める割合を示す在庫分布比率情報とを用いて最も生産数量の多くなる組み合わせ情報を選択し、当該組み合わせ情報に基づいて、実装候補とする発光素子を選択する工程と、
を備えた発光素子選択方法。
請求項５記載の発光素子選択方法における各工程をコンピュータに実行させる、発光素子選択プログラム。