JPH09167863A - 発光素子の外観検査方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光素子のレンズ面の異物や傷などの異常を
自動化による画像処理により精度高く検査することがで
きる発光素子の外観検査方法およびその装置を提供す
る。 【解決手段】 （ａ）ＬＥＤ１の輝度を輝度測定器６に
より測定し、（ｂ）該ＬＥＤの輝度に応じてＬＥＤに印
加する電力をコントローラ７により調整することにより
該ＬＥＤの輝度を一定にし、（ｃ）該ＬＥＤの発光面側
からカメラ３により画像データを読み取り、（ｄ）該画
像データを画像処理装置４により処理することにより前
記ＬＥＤの発光面の異常の有無を検査することを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は発光ダイオード（以
下、ＬＥＤという）などの発光素子の発光面であるレン
ズ部の異物や気泡、傷などの異常の有無を検査する発光
素子の外観検査方法およびその装置に関する。さらに詳
しくは、カメラにより画像データを読み取り画像処理を
することにより自動的に外観検査をする場合に、異常の
有無を精度高く検査することができる発光素子の外観検
査方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、たとえばＬＥＤはリードフレーム
上にＬＥＤチップをダイボンディングし、さらにワイヤ
ボンディングをしたのち、透明なエポキシ樹脂などを用
いてポッティング成形などによりモールドされて製造さ
れる。この際、発光面側は光が集束しやすいように球面
状に形成され、レンズ効果をもたせている。光はその球
面部から放射されるため、発光面である球面部に異物が
付着または混入したり、樹脂内に気泡が生じたり、傷が
つくと、光が乱反射したり吸収され、発光量が低下す
る。そのため、発光面にこれらの異常がないか外観検査
が行われる。

【０００３】これらの発光素子の従来の外観検査の方法
は、たとえば図３（ａ）に示されるように、ＬＥＤ１に
電源２により電流を流してＬＥＤ１を発光させ、その発
光面側からたとえばカメラ３によりＬＥＤ１の発光面の
画像データを読み取る。その後、画像処理装置４により
画像データを処理し、異常の有無を検査する。このカメ
ラ３により画像データを読み取る際にＬＥＤ１を点灯さ
せるのは、明るくした方が傷などの異常を認識しやすい
からである。

【０００４】しかし、ＬＥＤ１はその製造過程において
発光効率や光吸収率などが変動し、同じ電流値で点灯さ
せても、その明るさ、すなわち輝度がばらつく。たとえ
ばＬＥＤランプ用のＬＥＤ１において１０ｍＡの電流を
流した場合、輝度が２〜２５ｍｃｄ（ミリカンデラ）程
度にばらつく。ＬＥＤ１の輝度がばらつくと、カメラ３
で画像データを読み取る場合、その認識の程度に差が出
てくる。すなわち、輝度が大きくて明るすぎる場合は、
図３（ｂ）に示されるように異物や傷が小さく認識され
るが、輝度が適当な場合（図３（ｃ））や輝度が小さす
ぎて暗い場合（図３（ｄ））は、同じ大きさの異物や傷
が段々と大きく認識され、輝度が小さすぎる場合には実
際の異物や傷以外にも異物や傷があるように認識され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
画像処理による外観検査では、ＬＥＤの輝度により異物
や傷を正確に認識することができず、不良品にすべきも
のを良品としたり、輝度が低い場合には良品を不良品と
判定することがあり、完全な自動化で検査をすることが
できず、精度の高い外観検査をすることができないとい
う問題がある。

【０００６】本発明は、このような問題を解決し、発光
素子のレンズ面の異物や傷などの異常の有無を自動化に
よる画像処理により精度高く検査することができる発光
素子の外観検査方法およびその装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による発光素子の
外観検査方法は、（ａ）発光素子の輝度を測定し、
（ｂ）該発光素子の輝度に応じて印加する電力を調整す
ることにより該発光素子の輝度を一定にし、（ｃ）該発
光素子の発光面側からカメラにより画像データを読み取
り、（ｄ）該画像データを画像処理することにより前記
発光素子の発光面の異常の有無を検査することを特徴と
する。

【０００８】前記発光面の異常の有無を検査した発光素
子を前記測定された輝度に応じて分類することが、輝度
による分類と外観検査とを同時にすることができるた
め、工数削減となり好ましい。

【０００９】本発明の発光素子の外観検査装置は、発光
素子に一定電力を印加する電源および該発光素子の輝度
を測定する輝度測定器と、該輝度測定器の出力により前
記発光素子の輝度が一定になるように該発光素子に印加
する電力を調整するコントローラと、該コントローラを
介して電力が印加され発光する前記発光素子の発光面側
から画像データを読み取るカメラと、該カメラからの画
像データを画像処理し異常の有無を検査する画像処理装
置とからなっている。

【００１０】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の発光素子の外観
検査方法およびその装置について、図面を参照しながら
説明をする。

【００１１】図１は本発明の発光素子の外観検査方法を
説明する概略図である。図１において、１〜４は図３と
同じ部分を示し、５はＬＥＤ１の輝度を測定するために
ＬＥＤ１を点灯させる電源、６はたとえばピンダイオー
ド、電流増幅器などからなる輝度測定器、７は輝度測定
器６からの情報によりＬＥＤ１が一定の輝度になるよう
にＬＥＤ１に流す電流（電力）を調整して印加するコン
トローラである。なお、１ａはリードフレームのフレー
ム枠で、このフレーム枠１ａを図１の矢印Ａの方向に順
次移動させながら輝度測定および外観検査を連続して行
うことができるようになっている。すなわち、ＬＥＤ１
はリードフレームの状態でＬＥＤチップのダイボンディ
ング、ワイヤボンディング、透明樹脂によるポッティン
グ成形などの組み立てが行われ、リードフレームのフレ
ーム枠から一定の位置に複数個のＬＥＤが連続して形成
されている。このリードフレームからＬＥＤ１のリード
の１本は切り離され、他方の１本はリードフレームのフ
レーム枠に連結された状態で外観検査に供されているた
め、フレーム枠を順次送ることにより複数個のＬＥＤを
連続的に検査することができる。

【００１２】ＬＥＤ１は前述のように、製造段階の発光
効率や光吸収率などのバラツキにより、同じ電圧、電流
（電力）を印加してもその明るさ（輝度）が一定にはな
らず、バラツキが生じる。そのため、製品としてはここ
のＬＥＤ１の輝度測定を行い、輝度に応じて分類され、
出荷されている。前述のように、ＬＥＤ１のレンズ面の
外観検査を画像処理により自動的に行うと、そのＬＥＤ
１の輝度により異物や傷などの画像データの信頼性が低
下し、正確な外観検査をすることができない。

【００１３】本発明ではこの不都合を無くするため、ま
ず電源５により一定の電力を印加したときのＬＥＤ１の
輝度を測定し、その輝度に応じてコントローラ７により
ＬＥＤ１に印加する電流（電力）を調整し、ＬＥＤ１の
輝度を一定にし、カメラ３によりＬＥＤ１の表面の状態
の画像データを読み取る。すなわち、一般にＬＥＤ１な
どの発光素子は印加する電流と輝度（光度）との間には
両対数グラフで比例関係があり、一定の入力での輝度を
測定することによりその輝度から一定の輝度にするため
の電流を逆算することができる。そのため、コントロー
ラ７によりその電流がＬＥＤ１に供給されることによ
り、ＬＥＤ１は一定の輝度になる。この一定の輝度のＬ
ＥＤ１の画像データをＣＣＤカメラなどのカメラ３によ
り読み取り、その画像データを画像処理装置４により処
理することにより、異物、傷、泡などの有無やその大き
さを判断してその良否を正確に判定することができる。

【００１４】前述のように、フレーム枠１ａに多数のＬ
ＥＤ１が連結されているため、その状態で外観検査を行
うことにより、自動化による連続的検査をすることがで
きる。すなわち、輝度測定器６およびＬＥＤ１を点灯さ
せる電源５からなる輝度測定部と、カメラ３、画像処理
装置４、およびコントローラ７からなる外観検査部とを
それぞれ一定の場所に設置しておき、ＬＥＤ１がそれぞ
れの位置を通過できるようにフレーム枠１ａを移動させ
ることにより順次検査をすることができる。

【００１５】図２にこのような輝度測定部１０と、外観
検査部１１とをそれぞれ一定の場所に設置した外観検査
装置の一例のブロック図を示す。図２に示される検査装
置は、ＬＥＤ１の発光面の外観検査だけではなく、この
種の発光素子の検査として通常行われる常温での電気特
性試験（ＤＣテスタによるオープン・ショートチェッ
ク）、ＬＥＤ１の高温（たとえば１２５℃）での電気特
性（ＤＣ特性）を検査するＨ測定、およびＬＥＤ１を輝
度により分類する輝度分類などの検査も連続的に行える
ようにそれぞれの測定・検査部が設けられている。この
ような他の測定・検査部と共に本発明の外観検査を行う
ことにより、本発明の外観検査に用いる輝度測定は、従
来の輝度分類のため測定する輝度測定のデータをそのま
ま利用することができ、輝度測定器を特別に追加する必
要がない。

【００１６】図２において、８はＤＣテスタからなり常
温での電気特性試験をするための常温測定部、９は加熱
炉およびＤＣテスタからなりＬＥＤ１の高温（たとえば
ジャンクション温度が１２０℃）での電気特性を試験す
るＨ測定部で、この測定の後冷却して常温測定部８およ
びＨ測定部９での不良品を排出する。１０は前述の電源
５および輝度測定器６からなる輝度測定部、１１は前述
のカメラ３、画像処理装置４およびコントローラ７から
なる外観検査部、１２は測定を終了したＬＥＤ１をフレ
ーム枠１ａからそれぞれ切り離して分離し、不良品を排
出すると共に輝度測定部１０で測定したそれぞれの輝度
に応じて分類する輝度分類部である。この一連の検査・
測定部が設けられた測定ラインが、たとえば１６ライン
程度設けられ、たくさんのＬＥＤ１の検査を自動化によ
り一度に行うことができる検査装置になっている。この
ように、他の検査部と共に本発明の外観検査装置を設け
ることにより、従来の装置にカメラ３、画像処理装置
４、コントローラ７を追加するだで、新たな輝度検出器
などを必要とせず、最小限の設備で精度の高い外観検査
を自動化により行うことができる。しかも他の検査と同
時に行うことができるため、工数の増加も殆ど生じな
い。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
発光素子によって異なる輝度を有する発光素子のレンズ
面の異常の有無の検査を、一定の輝度の状態でカメラに
よる画像認識により行っているため、異物、傷、泡など
の異常の有無の検査を精度高く行うことができる。その
結果、人間の主観的判断によらず、少ない工数で客観的
に確実に検査をすることができる。

【００１８】また、同じ輝度で測定をするためにあらか
じめ行う輝度の測定は、従来の輝度分類のために行われ
る輝度測定の結果を利用することができるため、とくに
余計な器具や工数を必要とはしない。さらに、従来の輝
度測定の後に外観検査の工程を挿入することにより、従
来の輝度測定や電気特性の検査装置にカメラなどの外観
検査器具を追加するだけで従来の輝度測定などの各検査
と同時に自動化により外観検査を行うことができる。そ
のため、コストアップの要因はなく、自動化によりコス
トダウンを達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の外観検査の方法を説明する概略図であ
る。

【図２】本発明の外観検査を他の電気特性試験などと共
に行う装置のブロック図である。

【図３】従来の発光素子の画像処理による外観検査装置
の概略図である。

【符号の説明】

１ ＬＥＤ ３ カメラ ４ 画像処理装置 ６ 輝度測定器 ７ コントローラ １０ 輝度測定部 １１ 外観検査部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）発光素子の輝度を測定し、（ｂ）
   該発光素子の輝度に応じて印加する電力を調整すること
   により該発光素子の輝度を一定にし、（ｃ）該発光素子
   の発光面側からカメラにより画像データを読み取り、
   （ｄ）該画像データを画像処理することにより前記発光
   素子の発光面の異常の有無を検査することを特徴とする
   発光素子の外観検査方法。
2. 【請求項２】 前記発光面の異常の有無を検査した発光
   素子を前記測定された輝度に応じて分類する請求項１記
   載の発光素子の外観検査方法。
3. 【請求項３】 発光素子に一定電力を印加する電源およ
   び該発光素子の輝度を測定する輝度測定器と、該輝度測
   定器の出力により前記発光素子の輝度が一定になるよう
   に該発光素子に印加する電力を調整するコントローラ
   と、該コントローラを介して電力が印加され発光する前
   記発光素子の発光面側から画像データを読み取るカメラ
   と、該カメラからの画像データを画像処理し異常の有無
   を検査する画像処理装置とからなる発光素子の外観検査
   装置。