JPS6363847B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、発光器（発光ダイオード、電球な
ど）の光軸にずれがあるか否かを検査する光軸検
査装置に関するものである。

ここでいう光軸とはJISZ8120〔光学用語〕で定
義されているように、“光学系の光源、レンズ、
絞りなどの中心を連ねる直線”であり、発光器の
光軸について、丸型形状の発光ダイオードにて説
明すると、発光ダイオードは、光源となるチツプ
と、このチツプをモールドし、かつ発光面がレン
ズ形状となす透明樹脂体とで構成され、チツプの
中心と透明樹脂体のレンズ部の中心とを連ねる直
接（以下発光器の光軸という）が、レンズ部の焦
点を通る軸線と一致する場合に、ずれのない理想
的な光軸となる。しかしながら発光ダイオードは
構成部品の寸法公差、製造治具の寸法公差や設定
位置のばらつき等による、発光器の光軸とレンズ
焦点を通る軸線とにずれ（以下光軸のずれとい
う）が生じることがある。

発光器の視認性は光軸上が最もよく光軸のずれ
が生じると、光軸上の光度が弱く、暗くなつて視
認性が悪くなる。このように、発光体の光軸、例
えば発光ダイオードの光軸がずれているか否かを
調べるには、発光ダイオードに電流を流して発光
状態とし、人がその正面から目視してその良否を
判定している。

しかしながら、このような検査方法には次のよ
うな欠点がある。

(1) 人間の目を常に発光ダイオードの真正面に位
置させることが難しいため、誤判定し易い。

(2) 複数の検査員または検査員のその目の体調に
より判定が変るため、品質が一定でなくなる。

(3) 人間の目では可視光だけが検査可能で、可視
光以外（赤外）の発光ダイオードの検査はでき
ない。

(4) 点灯した発光ダイオードを直接見るため、目
の疲労が激しく、疲労による誤判定を生じ易く
なる。

(5) 明るい発光ダイオード（光度の強いもの）は
眩しいため、チツプの位置を確認し難く、誤判
定の原因となる。

(6) 人手による検査のため、処理能力が低く、検
査に時間がかかる。

本発明の目的は、ダイオードなどの光軸検査を
精度良く、かつ高能率で行うことができる発光器
の光軸検査装置を提供することにある。

本発明は、所定の大きさに形成してその中心部
にホトトランジスタを取付けた遮光板を拡散板の
中心部に取付け、光軸にずれがあるか否かを検査
する発光器の発光による遮光板中心の照度が一定
になるようホトトランジスタの出力電圧の負帰還
によつて発光器の電流を制御する一方、前記拡散
板の背後にビデオカメラを設置して拡散板に移る
投光像を検出し、その映像信号を処理して光軸ず
れが規格値範囲内にあるか否かを判定するように
している。

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示すもので、１は
光軸にずれがあるか否かを検査すべき発光ダイオ
ード、２はホトトランジスタ、３はこのホトトラ
ンジスタ２を中心部に取付けた遮光板、４はこの
遮光板３を中心部に取付けた拡散板である。即ち
ホトトランジスタ２、遮光板３及び拡散板４はそ
の中心軸を同一としており、この中心軸上に発光
ダイオード１をセツトする。また、前記遮光板３
はその直径を光軸ずれ規格限度の発光ダイオード
の投光の範囲より少々小さい値とし、規格限度値
未満の良品の発光ダイオードの投光は略遮光する
ようにしており、拡散板４は、その直径が遮光板
３より大きく形成されている。

５は前記拡散板４の背後に中心軸が一致するよ
うに配置したビデオカメラで、発光ダイオード１
の発光が拡散板４に投光されたとき、その投写を
捉えるためのものである。

６は照度調整回路で、発光ダイオード１の電流
を負帰還制御することにより拡散板４の中心の照
度を一定にする回路である。発光ダイオード１の
光軸ずれが小さい程、遮光板３の中心に光が集ま
り、その照度が大きいので、ホトトランジスタ２
の出力電圧V_Fは大きくなり、発光ダイオード１
のフイードバツク電流I_Fは小さくなる。逆に、発
光ダイオード１の光軸ずれが大きい程、遮光板３
の中心から光が離れて、その照度は小さくなり、
ホトトランジスタ２の出力電圧V_Fが小さくなつ
て、発光ダイオード１のフイードバツク電流はI_F
は大きくなる。この負帰還により、ホトトランジ
スタ２の出力電圧V_Fが一定になるように発光ダ
イオード１のフイードバツク電流I_Fが制御され、
遮光板３の中心の照度が一定になる。

７は同期信号発生回路で、前記ビデオカメラ５
への外部同期信号Vsyncとサンプリングクロツク
φを同期させて出力する。

８は前記ビデオカメラ５からの映像出力信号
V₀を二値化映像信号V′₀に変換する二値化増幅
器、９はこの増幅器８からの二値化映像信号V′₀
と前記同期信号発生回路７からのサンプリングク
ロツクφを受けて、面積や周囲長などの画像処理
の特徴抽出方法にて測定し、測定値信号DATA
を出力する演算部、１０はこの演算部からの測定
値信号DATAが光軸ずれ規格限度値に対応する
設定値より小さければ良品、大きれば不良品と判
定する判定部、１１はこの判定部１０の判定結果
を表示する表示部、１２は検査のためのタイミン
グをとる制御部であつて、外部からの検査開始信
号S₀を受けて、前記照度調整回路６への動作開始
信号S₁、同期信号発生回路７、二値化増幅器８、
演算部９、判定部１０、表示部１１により構成さ
れた測定部Ａへの動作開始信号S₂、外部への検査
終了信号S₃を出力する。

次に、第２図に示すタイミングチヤートを参照
しながら動作について述べる。まず、発光ダイオ
ード１を所定の取付位置にセツトする。この制御
部１２へ検査開始信号S₀を与える。この信号S₀の
受信に伴い、制御部１２より照度調整回路６へ動
作開始信号S₁が出力され、照度調整回路６にて遮
光板３の中心の照度、即ちホトトランジスタ２の
出力電圧が設定値となるように制御される。即
ち、光軸ずれの発光ダイオードの投光パターンは
遮光板３の中心に暗部があり、これを一定の照度
とするように発光ダイオードのフイードバツク電
流I_Fが制御されるので、光軸部の投光の範囲は大
きくなる。この投光の範囲は光軸ずれ角に比例す
る。これにより、不良品では、拡散板４に投光さ
れる部分が強調されることになる。

一方、制御部１２より測定部Ａへ測定開始信号
S₂が出力され、ビデオカメラ５にて拡散板４に写
された発光ダイオード１の投光が映像信号V₀に
変換され、二値化増幅器８へ出力される。この信
号V₀はその大きさが閾値V_TH以上あると二値化映
像信号V′₀に変換され、演算部９へ出力される。
演算部９では、二値化映像信号V′₀の白レベルと
同期信号発生回路７からのサンプリングクロツク
φにより面積や周囲長などの画像処理の特徴抽出
方法を用いた測定が行われ、その結果である測定
値信号DATAが判定部１０に出力される。判定
部１０では、測定値信号DATAが光軸ずれ規格
の限度値に対応する設定値と比較され、小さけれ
ば良品、大きければ不良品との判定が行われる。
この結果は表示部１１に表示される。この後、制
御部１２より外部へ検査終了信号S₃が出力され
る。

なお、上記実施例では検査対象を発光ダイオー
ドとしたが、ホトセンサの発光部、電球、自動車
のヘツドランプなどの投光器などにも適用でき
る。

以上詳述した本発明に係る発光器の光軸検査装
置は次のような効果を有する。

(1) ビデオカメラの位置が固定されているので、
従来の人間がLEDの真上の位置にないことに
よる誤判定がない。

(2) 測定結果が画像処理の特徴抽出方法により数
値で表わせるので、検査員によつて異なつてい
た判定基準を同一のもにできる。これにより、
品質の安定化が図れる。

(3) ビデオカメラとして赤外域にも感度のあるも
のを使用すれば、人間の目ではできなかつた赤
外LEDの検査もできる。

(4) ビデオカメラでLEDの投光を見るので、点
灯したLEDを直接人間の目で見るために発生
した目の疲労、およびその疲労による誤判定が
ない。

(5) 明るいLED（高度の強いもの）でもビデオカ
メラを用いるので正確に測定でき、まぶしさに
よる誤判定がない。

(6) ビデオカメラのレンズをかえたり、ビデオカ
メラと拡散板間および拡散板とワーク間の距離
を変える事により、ビデオカメラのモニター範
囲が変えられるので汎用性がある。

(7) 人間の目による検査では１分間に50個程度の
処理であつたが、自動化により１分間に500程
度処理できので、製品の検査費用が安くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る発光器の光軸検査の装置
の一実施例を示すブロツク図、第２図は動作説明
のためのタイミングチヤート図である。 １……発光ダイオード、２……ホトトランジス
タ、３……遮光板、４……拡散板、５……ビデオ
カメラ、６……照度調整回路、７……同期信号発
生回路、８……二値化増幅器、９……演算部、１
０……判定部、１１……表示部、１２……制御
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光軸ずれを検査すべき発光器を中心軸線上に
   セツトしてこの発光器の発光を受光するホトトラ
   ンジスタと、 所定の大きさに形成され、前記ホトトランジス
   タを、中心軸を同一として前面に取付けた遮光板
   と、 長径が前記遮光板の長径より大なる所定の大き
   さに形成され、前記遮光板を、中心軸を同一とし
   て前面に取付けた拡散板と、 前記発光器の発光を受光して出力したホトトラ
   ンジスタの出力電圧を検出し、この出力電圧の大
   きさに応じて前記発光器の電流を負帰還制御させ
   て、前記発光器の発光による遮光板の中心部の照
   度を一定にするように動作する照度調整回路と、 前記拡散板に写る発光器の投光像を検出し、映
   像信号を出力するビデオカメラと、 このビデオカメラの映像信号を得て二値化した
   映像信号を出力する二値化増幅器と、 前記ビデオカメラへの同期信号及びサンプリグ
   クロツクを同期させて出力する同期信号発生回路
   の前記サンプリングクロツクと前記二値化増幅器
   からの二値化映像信号を受けて画像処理の特徴抽
   出方法を用いた測定を行ない、その測定値信号を
   出力する演算部と、 前記演算部からの測定値信号を受けてこの測定
   値信号を光軸ずれ規格限度値に対応する設定値と
   比較して良否を判定する判定部と、 前記判定部の判定結果を表示する表示部と、 外部からの検査開始信号を受けて、前記照度調
   整回路への動作開始信号及び、同期信号発生回
   路、二値化増幅器、演算部、判定部、表示部によ
   り構成された測定部への動作開始信号並びに外部
   への検査終了信号を出力する制御部とを備えてな
   る発光器の光軸検査装置。