(57)【要約】【課題】発光素子の動的な性能を検査できる安価な発光素子検査装置を提供する。【解決手段】発光素子検査装置は、点滅画像取得手段と、点灯画像計数手段と、消灯画像計数手段と、特性計算手段とを有する。点滅画像取得手段は、発光素子の点滅画像を所定期間にわたって取得する。点灯画像計数手段は、上記の所定期間における点滅画像の中から発光素子が点灯している点灯画像の数を計数する。消灯画像計数手段は、上記の所定期間における点滅画像の中から発光素子が消灯している消灯画像の数を計数する。特性計算手段は、計数した点灯画像の数と消灯画像の数とに基づいて、発光素子の特性を計算する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子の点滅画像を所定期間にわたって取得する点滅画像取得手段と、
前記点滅画像の中から前記発光素子が点灯している点灯画像の数を計数する点灯画像計数手段と、
前記点滅画像の中から前記発光素子が消灯している消灯画像の数を計数する消灯画像計数手段と、
前記点灯画像の数と前記消灯画像の数とに基づいて、前記発光素子の特性を計算する特性計算手段と
を有することを特徴とする発光素子検査装置。
【請求項２】
前記特性計算手段が、
前記所定期間における前記点灯画像の数を、点滅画像の総数で除した結果に基づいて、前記発光素子の点滅周期に対する点灯時間の割合であるデューティ比を計算する
ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子検査装置。
【請求項３】
前記点滅画像取得手段が色分離手段を有する
ことを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の発光素子検査装置。
【請求項４】
前記特性計算手段が、
前記色分離手段で分離した色ごとに前記発光素子の特性を計算する
ことを特徴とする請求項３に記載の発光素子検査装置。
【請求項５】
前記点滅画像取得手段と前記発光素子との間に帯域透過フィルターを有する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光素子検査装置。
【請求項６】
発光素子の点滅画像を所定期間にわたって取得し、
前記点滅画像の中から前記発光素子が点灯している点灯画像の数を計数し、
前記点滅画像の中から前記発光素子が消灯している消灯画像の数を計数し、
前記点灯画像の数と前記消灯画像の数とに基づいて、前記発光素子の特性を計算する
ことを特徴とする発光素子検査方法。
【請求項７】
前記所定期間における前記点灯画像の数を、点滅画像の総数で除した結果に基づいて、前記発光素子の点滅周期に対する点灯時間の割合であるデューティ比を計算する
ことを特徴とする請求項６に記載の発光素子検査方法。
【請求項８】
前記点滅画像を色分離して取得する
ことを特徴とする請求項６または７のいずれかに記載の発光素子検査方法。
【請求項９】
前記点滅画像を色分離した色ごとに前記発光素子の特性を計算する
ことを特徴とする請求項８に記載の発光素子検査方法。
【請求項１０】
発光素子の点滅画像を所定期間にわたって取得するステップと、
前記点滅画像の中から前記発光素子が点灯している点灯画像の数を計数するステップと、
前記点滅画像の中から前記発光素子が消灯している消灯画像の数を計数するステップと、
前記点灯画像の数と前記消灯画像の数とに基づいて、前記発光素子の特性を計算するステップと
を有することを特徴とする発光素子検査プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子検査装置および発光素子検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤ（Lｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を始め、点滅動作を行う発光素子が広く用いられている。このような発光素子は、常時通電型の白熱電球や蛍光灯と異なり、パルス駆動で利用されることが多い。パルス駆動にすることにより、発熱を抑えたり、明るさを調節可能にしたりするメリットが得られる。なお、以降、点滅動作を行う発光素子をＬＥＤで代表させて説明を行う。
【０００３】
ＬＥＤの明るさの調整方法には、大別すると、電流を調整するアナログ方式と、パルス幅変調方式（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）の２つがある。ＰＷＭでは、デューティ比（オン時間とオフ時間の割合）を調整することで明るさを制御している。アナログ方式の検査では、連続点灯した時の輝度や色味を測定するといった静的な検査を行えば良いが、ＰＷＭ制御における性能の検査では、時間的に変動する動的性能の検査が必要になる。
【０００４】
このようなＰＷＭ特性の検査では、特許文献１に開示されているように、ＬＥＤの点滅周期より十分に短いサンプリング周期で、輝度のサンプリングを行うのが一般的である。そして取得した輝度を時刻順にプロットすることで、輝度の動的特性を計測し、各種の特性が規格を満たしているか検査することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−０４８９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のような一般的な検査方法では、高速なサンプリングを行うために、高価な装置が必要になるという問題点があった。
【０００７】
例えば、人間が視認するための光源にＬＥＤを用いる場合を考える。残像効果により、人間の目の時間分解能は５０［ｍｓ］〜１００［ｍｓ］とされるので、ＬＥＤの点灯時間としては１００［ｍｓ］程度となる。これに対し、十分短いサンプリング周期を実現するには、サンプリング周期を３３［ｍｓ］程度にしなければならない。ところが、カメラでこれを実現しようとすると、工業用カメラ以上の高速サンプリングのカメラが必要となる。
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、発光素子の動的な性能を検査できる安価な発光素子検査装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、発光素子検査装置は、点滅画像取得手段と、点灯画像計数手段と、消灯画像計数手段と、特性計算手段とを有する。点滅画像取得手段は、発光素子の点滅画像を所定期間にわたって取得する。点灯画像計数手段は、上記の所定期間における点滅画像の中から発光素子が点灯している点灯画像の数を計数する。消灯画像計数手段は、上記の所定期間における点滅画像の中から発光素子が消灯している消灯画像の数を計数する。特性計算手段は、計数した点灯画像の数と消灯画像の数とに基づいて、発光素子の特性を計算する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果は、発光素子の動的な性能を検査できる安価な発光素子検査装置を提供できることである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態の発光素子検査装置を示すブロック図である。
【図２】第２の実施形態の発光素子検査装置を示すブロック図である。
【図３】第２の実施形態の動作を説明するタイミングチャートである。
【図４】第２の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図５】第３の実施形態の発光素子検査装置を示すブロック図である。
【図６】第４の実施形態の発光素子検査装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお各図面の同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する場合がある。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の発光素子検査装置を示すブロック図である。発光素子検査装置は、点滅画像取得手段１と、点灯画像計数手段２と、消灯画像計数手段３と、特性計算手段４とを有する。
【００１４】
点滅画像取得手段１は、発光素子の点滅画像を所定期間にわたって取得する。
【００１５】
点灯画像計数手段２は、上記の所定期間における点滅画像の中から発光素子が点灯している点灯画像の数を計数する。
【００１６】
消灯画像計数手段３は、上記の所定期間における点滅画像の中から発光素子が消灯している消灯画像の数を計数する。
【００１７】
特性計算手段４は、計数した点灯画像の数と消灯画像の数とに基づいて、発光素子の特性を計算する。
【００１８】
以上の構成とすることにより、サンプリングが低速の安価な撮像装置を用いて、発光素子の動的な特性の検査を行うことができる。
【００１９】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態の発光素子検査装置１０００を示すブロック図である。発光素子検査装置１０００は、ハードウェアとして、コンピュータ１００と、記憶装置２００と、カメラ３００とを有する。
【００２０】
カメラ３００は、発光素子４００の点滅画像を撮影する。なお発光素子４００は、図示していない点滅制御装置によって、所定の点滅動作を行うことができる。この制御装置は、コンピュータ１００を含んでいても良い。
【００２１】
コンピュータ１００には、点滅画像取得部１１０と、点灯画像計数部１２０と、消灯画像計数部１３０と、特性計算部１４０と、合否判定部１５０とが実装されている。
【００２２】
点滅画像取得部１１０は、カメラ３００が所定時間撮影した画像を、所定のサンプリング周期で取得する。取得した点滅画像は、記憶装置２００の、点滅画像記憶部２１０に記憶する。
【００２３】
点灯画像計数部１２０は、点滅画像取得部１１０が取得した画像のうちで、発光素子４００が点灯している画像の枚数を計数する。点灯、消灯の判定は、例えば、画像の明るさに閾値を設けておき、この閾値以上の明るさの場合を点灯、閾値未満の場合を消灯とすることで、実行することができる。
【００２４】
消灯画像計数部１３０は、点滅画像取得部１１０が取得した画像のうちで、発光素子４００が消灯している画像の枚数を計数する。なお、この計数は、取得した点滅画像の総数から、点灯画像の数を差し引くことで実行することもできる。
【００２５】
特性計算部１４０は、計数した点灯画像の枚数と消灯画像の枚数とに基づいて、所定の特性を計算する。
【００２６】
合否判定部１５０は、特性計算部１４０が計算した特性を、記憶装置２００の規格保持部２２０に保持された規格と比較して、発光素子４００の特性の合否を判定する。
【００２７】
次に、具体的な特性検査の例について説明する。図３は、発光素子４００が点滅動作を行った時の、点灯（ＯＮ）と消灯（ＯＦＦ）の挙動を示すタイミングチャートである。点滅周期をＴ、点灯時間をτｏｎ、消灯時間をτｏｆｆ、サンプリング周期をＴｓ、時間をｔとしている。図３に示すように、タイミングチャートの山がＯＮ、谷がＯＦＦである。この例では、画像取得部１１０は、３００ｍｓの周期Ｔｓでサンプリングを行っている。そして、６ｓ（６０００ｍｓ）の期間に２１回のサンプリングを行っている。このサンプリングとＯＮのタイミングが一致した時に点灯画像が取得される。図３のサンプリング回数の数字が四角で囲まれているのが、点灯画像が取得されたタイミングである。
【００２８】
この例では、２１回サンプリングを行い、３、８、１３、１８回目の計４回で点灯画像が取得されている。この点灯画像の枚数を、取得した点滅画像の総数で割ることにより、デューティ比を計算することができる。ここで、デューティ比とは、点滅周期の間に発光素子が点灯している時間の割合である。この場合は、（デューティ比）＝４／２１＝１９．０％と計算される。
【００２９】
ここで、発光素子のデューティ比の検査規格が、例えば、２０±１０％であれば、この検査は合格と判定される。図示はしていないが、この場合は、例えば、コンピュータ１００の表示部に「良品、デューティ比１９．０％」などのように検査結果を表示しても良い。
【００３０】
枚数比の算出精度を上げるには撮像時間を大きくすれば良い。算出精度は、次式で計算できる。
算出精度＝１００×ｋ／撮像時間［ｓｅｃ］
ここで、ｋはサンプリング周期／点滅周期の定数であり、サンプリング１周期あたりのＬＥＤの点滅回数を表す。図３の例では、算出精度は１０［％］になる。
【００３１】
但し定数ｋは整数としないことで、両者の周期がｋ倍で一致するようにして、入力画像の点灯／消灯に偏りが発生しないようにサンプリングを設定する。例えば、デューティ比５０［％］の点滅はｋ＝１．５とし、点滅に対して一定間隔でサンプリングする。デューティ比１０［％］や９０［％］といった極端な点滅はｋ＝１．１あるいはＫ＝０．９とし、点滅に対してサンプリングのタイミングを徐々に変化させるのが望ましい。
【００３２】
次に、発光素子検査装置１０００の動作について説明する。図４は、この動作を説明するフローチャートである。まず、所定期間の点滅画像を取得する（Ｓ１）。次に、点灯画像の数を計数する（Ｓ２）。次に消灯画像の数を計数する（Ｓ３）。そして点灯画像の枚数と、消灯画像の数に基づいて特性を計算する（Ｓ４）。次にこの特性が規格を満足するか判定する（Ｓ５）。特性を満足していれば（Ｓ５＿Ｙｅｓ）、合格と判定する（Ｓ６）。一方、規格を満足していなければ（Ｓ５＿Ｎｏ）、不合格と判定する。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態によれば、サンプリング速度が低速な安価なカメラを用いても、発光素子の点滅特性の検査を行うことができる。
【００３４】
（第３の実施形態）
図５は、本実施形態の発光素子検査装置１０１０を示すブロック図である。ハードウェア構成は、第２の実施形態とほぼ同様であるが、カメラ３１０が、カラーフィルター３１１を備えている点が異なる。すなわち、発光素子検査装置１０１０では、色ごとに分離された画像信号を取得することができる。カラーフィルターは、例えばＲＧＢ（赤緑青）の三色がベイヤー配列をしたものを用いることができる。
【００３５】
また、コンピュータ１０１には、色別点滅画像取得部１１１と、色別点灯画像計数部１２１と、色別消灯画像計数部１３１と、特性計算部１４１と、合否判定部１５１とが実装されている。
【００３６】
点滅画像取得部１１１は、カメラ３１０が所定時間撮影し、色ごとに分離された色別点滅画像を、所定のサンプリング周期で取得する。取得した色別点滅画像は、記憶装置２０１の、色別点滅画像記憶部２１１に記憶する。
【００３７】
色別点灯画像計数部１２１は、色別点滅画像取得部１１１が取得した画像のうちで、色ごとに、発光素子４００が当該色の発光をしている画像の枚数を計数する。
【００３８】
色別消灯画像計数部１３１は、色別点滅画像取得部１１１が取得した画像のうちで、発光素子４００が当該色の発光をしていない画像の枚数を計数する。
【００３９】
特性計算部１４１は、計数した色別点灯画像の枚数と色別消灯画像の枚数とに基づいて、発光色に関する発光素子４００の所定の特性を計算する。
【００４０】
合否判定部１５１は、特性計算部１４１が計算した特性を、記憶装置２００の規格保持部２２１に保持された規格と比較して、発光素子４００の発光色に関する特性の合否を判定する。具体的には、例えば、規定の点滅動作で発光素子を点滅動作差させた時に、赤、青は規格を満足しているが、緑の輝度が足りないとか、点滅周期がある値より短くなると色バランスが規格から外れるといったことを検査することができる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によれば、発光素子の発光色に関する特性の検査も行うことができる。
【００４２】
（第４の実施形態）
図６は、第４の実施形態の発光素子検査装置１０２０を示すブロック図である。発光素子検査装置１０２０の構成は、第２の実施形態の発光素子検査装置１０００とほぼ同じであるが、カメラ３２０の発光素子側にバンドパスフィルター５００を有している点が異なる。バンドパスフィルター５００は、所定の波長帯域の光を透過するフィルターである。このため、カメラ３２０には、バンドパスフィルターを透過する波長帯域の光だけが入射する。
【００４３】
この波長帯域の光について、第２の実施形態と同様の手順により、点滅画像取得部１１２が点滅画像を取得し、点灯画像計数部１２２が点灯画像を計数し、消灯画像計数部１３２が消灯画像を計数する。そいて、計数した点灯画像の枚数と消灯画像の枚数とに基づいて、発光素子４００の、選択した波長帯域に関する特性を検査することができる。さらに、バンドパスフィルター５００を違う波長帯域を透過するものに交換することにより、別の波長帯域に関する発光特性の検査を行うことができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態によれば、サンプリング速度が低速な安価なカメラを用いて、発光素子の波長帯域ごとの特性を検査することができる。
【００４５】
上述した第１乃至第４の実施形態の処理を、コンピュータに実行させるプログラムおよび該プログラムを格納した記録媒体も本発明の範囲に含む。記録媒体としては、例えば、磁気ディスク、磁気テープ、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ、などを用いることができる。
【００４６】
以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１    点滅画像取得手段
２    点灯画像計数手段
３    消灯画像計数手段
４    特性計算手段
１００    コンピュータ
１１０    点滅画像取得部
１２０    点灯画像計数部
１３０    消灯画像計数部
１４０    特性計算部
１５０    合否判定部
２００    記憶装置
２１０    点滅画像記憶部
２２０    規格保持部
３００、３１０    カメラ
３１１    カラーフィルター
４００    発光素子
５００    バンドパスフィルター
１０００、１０１０、１０２０    発光素子検査装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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