JP2002195882A

JP2002195882A - 発光体検査装置

Info

Publication number: JP2002195882A
Application number: JP2000397299A
Authority: JP
Inventors: Yukio Tsuneki; 幸男常木; Keiichi Sano; 恵一佐野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2002-07-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ＬＥＤなどの検査工程での実用性に優れて、か
つ虚報率の低い検査品質の安定した発光体検査装置を提
供することにある。【解決手段】検査対象のＬＥＤ３１Ａ，３１Ｂの発光を
検出し、発光状態を判定するＬＥＤセンサユニット２
と、最終的判定を行なうテスタコントローラ１とからな
るＬＥＤ発光体検査装置が開示されている。ＬＥＤセン
サユニット２は、各光フィルタ２２Ａ，２２Ｂにより得
られる複数の輝度値の比率と予め設定される判定用閾値
とに基づいて、発光体の発光状態を判定する。各光フィ
ルタ２２Ａ，２２Ｂは、異なる発光色に対応するフィル
タ特性を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に発光ダイオー
ドからなる発光体の発光状態を検査するための発光検査
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばパーソナルコンピュータな
どの電子機器では、電源表示やステータス表示などの各
種の表示器として、発光ダイオード（ＬＥＤ）を代表と
する発光体が使用されている。電子機器の製造工程で
は、各種の検査工程の中に、ＬＥＤの検査工程も含まれ
ている。

【０００３】ＬＥＤ検査工程では、作業者の目視による
検査方法から画像認識処理を利用した自動検査方法な
ど、各種の検査方法が実施、開発、提案がなされてい
る。近年では、コンピュータを使用し、検査効率や実用
性が優れている専用の検査装置の開発が推進されてい
る。

【０００４】具体的には、ＬＥＤを発光させたときの発
光色をカラーのＣＣＤカメラ等を使用した検出部と、コ
ンピュータを使用した検査・判定部とからなる検査装置
が提案されている（例えば特開平１１−２０１８６８号
公報を参照）。この検査装置は、検出部で検出された発
光色と、予め設定された基準表示色とを照合することに
より、検査対象のＬＥＤの良否判定を行なう方式であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のＬＥＤ検査方法
において、作業者の目視による視覚検査方法では、作業
者の熟練度や技能で左右されるため、安定した検査品質
（検査精度）を確保することは困難である。また、画像
認識処理を利用した自動検査方法では、画像処理に長時
間を要したり、画像比較データの精度に依存することか
ら虚報率（誤った検査結果の発生率）が高くなるなど、
実用化には問題が多い。

【０００６】さらに、前述の検査装置は、基準表示色と
いう絶対値を基準とした判定方法であるため、検査対象
のＬＥＤ毎に光度のばらつきが大きい場合、ＬＥＤの良
否判定結果の精度が低下し、結果的に虚報率が高くなる
という問題がある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、ＬＥＤなどの検
査工程での実用性に優れて、かつ虚報率の低い検査品質
の安定した発光体検査装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、検査対象の発
光体（例えばＬＥＤ）の異なる発光色に対応するフィル
タ特性（有効波長の光を透過する特性）を有する複数の
光フィルタを使用し、各光フィルタにより得られる複数
の輝度値の比率と予め設定される判定用閾値とに基づい
て、発光体の発光状態（良否）を検査する発光体検査装
置に関する。

【０００９】具体的には，本発明の検査装置は、検査対
象の発光体を発光させる手段と、発光体の異なる発光色
に対応するフィルタ特性を有する複数の光フィルタを有
し、発光体の発光に応じて当該各光フィルタを透過した
光の有効波長に応じた複数の輝度値を検出するためのセ
ンサ手段と、センサ手段により検出された複数の輝度値
の比率及び予め用意された判定用閾値を使用して、検査
対象の発光体の発光状態を検査する検査手段とを備えて
いる。

【００１０】このような構成の検査装置であれば、作業
者の熟練度や技能に左右されない自動的な検査方法であ
るため、安定かつ効率的な検査工程を実現できる。ま
た、画像認識処理等を利用しないため、高速な検査処理
が可能である。さらに、検査対象の発光体の光度にばら
つきがある場合でも、絶対値である判定用閾値以外に輝
度値の比率を参照する検査方法であるため、当該ばらつ
きを吸収して虚報率の低い安定した良否判定を実現でき
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施の形態を説明する。

【００１２】図１は、本実施形態に関係するＬＥＤ検査
装置の構成を示すブロック図であり、図３は同実施形態
のＬＥＤセンサユニットの構成を示すブロック図であ
る。

【００１３】（ＬＥＤ検査装置の構成）同実施形態の検
査装置は、図１に示すように、大別してテスタコントロ
ーラ１と、ＬＥＤセンサユニット２とから構成されてい
る。テスタコントローラ１は、検査装置全体の制御を実
行し、後述するように、テストプログラムの起動を制御
したり、また予め用意されている自動テストルーチンを
実行し、最終的なＬＥＤの良否判定を実行する。ＬＥＤ
センサユニット２は、検査対象であるＬＥＤ（ここでは
発光色が異なる２個のＬＥＤ３１Ａ，３１Ｂとする）か
ら発光された光を入力し、輝度値の検出処理及び発光色
の判定処理を実行する（図３を参照）。

【００１４】同実施形態では、検査対象であるＬＥＤ３
１Ａ，３１Ｂは、パーソナルコンピュータに使用される
プリント回路基板（ＰＣＢ）３に、当該コンピュータの
ＣＰＵ３０と共に実装されている。ＣＰＵ３０は、例え
ばプリンタ・インターフェース４を介してテスタコント
ローラ１２に接続し、当該テスタコントローラ１２から
のコマンドに応じて予め記憶しているテストプログラム
を起動する。ＣＰＵ３０は、テストプログラムの実行に
より、検査対象であるＬＥＤ３１Ａ，３１Ｂの一方又は
両方を、電源回路３２を制御して発光させる。ＬＥＤ３
１Ａ，３１Ｂは発光色が異なり、それぞれ例えば赤色Ｌ
ＥＤ及び緑色ＬＥＤを想定する。

【００１５】（ＬＥＤセンサユニット）ＬＥＤセンサユ
ニット２は、テスタコントローラ１と連動して電源供給
がなされて起動し、ＬＥＤ３１Ａ，３１Ｂの発光を自動
認識する機能を有する。ＬＥＤセンサユニット２は大別
して、後述する１チップ・マイクロコンピュータ（以下
ＭＰＵと表記する）２０、異なる光フィルタ特性（有効
波長の光を透過する特性）を有する複数の光フィルタ２
１Ａ，２１Ｂ、及びフォトＩＣ２２Ａ，２２Ｂを有す
る。

【００１６】光フィルタ２１ＡはＬＥＤ３１Ａに対応
し、当該赤色光を透過するフィルタ特性を有する。一
方、光フィルタ２１ＢはＬＥＤ３１Ｂに対応し、当該緑
色光を透過するフィルタ特性を有する。フォトＩＣ２２
Ａ，２２Ｂはそれぞれ光フィルタ２１Ａ，２１Ｂに対応
し、フォトダイオード及びアンプを有し、検知した輝度
値に対応する検知電流を出力する。これらの各検知電流
は、抵抗を有する電圧変換回路２３Ａ，２３Ｂにより電
圧値に変換されて、ＭＰＵ２０に送られる。

【００１７】ＭＰＵ２０は、シリアルデータ線５を介し
てテスタコントローラ１に接続されている。ＭＰＵ２０
は、図３に示すように、Ａ／Ｄコンバータ２６を有し、
入力側回路である電圧変換回路２３Ａ，２３Ｂから電圧
値に変換された輝度値を入力して、ディジタル値に変換
する。電圧変換回路２３Ａ，２３Ｂは、コネクタ２５及
びフレキシブルケーブル２４を介してフォトＩＣ２２
Ａ，２２Ｂに接続されている。

【００１８】さらに、ＭＰＵ２０は、後述する輝度値の
検出処理及び発光色の判定処理を実行する演算部２８、
各種の処理結果を格納するためのメモリ（ＲＡＭ）２
７、及びシリアルデータ線５２に接続してデータやコマ
ンドの入出力を行なうためのＩ／Ｏポート２９を有す
る。

【００１９】図７は、前記のＬＥＤセンサユニット２の
構造を示す図である。同図（Ａ）は平面図であり、同図
（Ｂ）は側面図である。

【００２０】（ＬＥＤ検査動作）以下図２、図４、図５
の各フローチャート及び図６を参照して、同実施形態の
ＬＥＤ検査動作を説明する。まず、図２のフローチャー
トを参照して、概略的動作を説明する。

【００２１】テスタコントローラ１の電源が投入される
と、テスタコントローラ１は制御プログラムが起動し
て、ＬＥＤ検査動作を開始する（ステップＳ１）。これ
に伴って、ＬＥＤセンサユニット２の電源がＯＮとなる
（図５のステップＳ２０）。

【００２２】さらに、検査対象のＬＥＤ３１Ａ，３１Ｂ
が実装されたＰＣＢ３に電源が投入されると、ＣＰＵ３
０は動作可能状態となる（ステップＳ２）。そして、テ
スタコントローラ１からのコマンドに応じて、ＣＰＵ３
０のＬＥＤテストプログラムが起動する（ステップＳ
３）。ここで、ＣＰＵ３０には、テスタコントローラ１
からＬＥＤテストプログラムがダウンロードされるよう
な構成でもよい。

【００２３】テスタコントローラ１は、制御プログラム
に含まれる自動テストルーチンを実行し、ＬＥＤセンサ
ユニット２に対して各種のコマンドを送信したり、ＬＥ
Ｄセンサユニット２からデータやステータスを受信する
（ステップＳ４）。そして、テスタコントローラ１は、
ＬＥＤセンサユニット２からの判定結果に基づいて、最
終的な検査、即ち検査対象のＬＥＤ３１Ａ，３１Ｂが正
常に動作したか否かの良否判定を実行する（ステップＳ
５）。テスタコントローラ１は、最終的検査結果が正常
でない場合には、所定の処理を実行する（ステップＳ５
のＮＯ）。

【００２４】テスタコントローラ１は、図４に示すよう
に、自動テストルーチンを実行することにより、検査対
象のＬＥＤ３１Ａ，３１Ｂの点灯ＯＦＦを確認して、オ
フセット値の取得コマンドをＬＥＤセンサユニット２に
送信する（ステップＳ１０，Ｓ１１）。オフセット値
は、ＬＥＤセンサユニット２での検出処理により得られ
る輝度値の補償値である。

【００２５】次に、テスタコントローラ１は、ＣＰＵ３
０２対してコマンドを送信して、検査対象のＬＥＤ３１
Ａ，３１Ｂを点灯（発光）させる（ステップＳ１２）。
ここで、テスタコントローラ１は、ＬＥＤ３１Ａ，３１
Ｂをそれぞれ発光させる場合、及び両者を同時に発光さ
せる場合がある。テスタコントローラ１は、イニシャラ
イズ・コマンドをＬＥＤセンサユニット２に送信し、後
述する自己診断テストを実行させる（ステップＳ１
３）。この後、テスタコントローラ１は、ＬＥＤセンサ
ユニット２からＬＥＤセンサステータス（ユニット２の
状態）及びＬＥＤ発光ステータス（判定結果）を受信す
る（ステップＳ１４，Ｓ１５）。そして、テスタコント
ローラ１は、受信結果と予め用意した期待値とを比較
し、当該比較結果に基づいて最終的なＬＥＤの良否判定
処理を実行する（ステップＳ１６，Ｓ１７）。

【００２６】（ＬＥＤセンサユニット２の動作）ＬＥＤ
センサユニット２は、前述したように、テスタコントロ
ーラ１の電源ＯＮに連動して、電源がＯＮとなる（ステ
ップＳ２０）。ＭＰＵ２０は、電源ＯＮ直後のリセット
動作に続いて、テスタコントローラ１からのイニシャラ
イズ・コマンドに従って自己診断テスト処理を実行する
（ステップＳ２１）。この自己診断テストでエラーを検
出すると、ＭＰＵ２０は所定のエラー処理ルーチンに移
行する（ステップＳ２２のＹＥＳ）。

【００２７】自己診断テストが正常に終了した場合に
は、ＭＰＵ２０は、フォトＩＣ２２Ａ，２２Ｂ、電圧変
換回路２３Ａ，２３Ｂ、及びＡ／Ｄコンバータ２６を経
由して、ＬＥＤ３１Ａ，３１Ｂの発光に伴う輝度値を設
定回数分だけ読み込む（ステップＳ２３，Ｓ２４）。Ｍ
ＰＵ２０は、テスタコントローラ１から受信したオフセ
ット値を読み込んだ輝度値から引いて補償し、後述する
判定方法により、検査対象のＬＥＤ３１Ａ，３１Ｂの発
光状態（正常に点灯した場合をＯＮとし、そうでなけれ
ばＯＦＦとする）を判定する（ステップＳ２５，Ｓ２
６）。ＭＰＵ２０は、判定結果をＲＡＭ２７の所定エリ
アに格納する（ステップＳ２７）。そして、テストコン
トローラ１からのコマンド受信に応じて、ＭＰＵ２０
は、ユニット２のステータス及び判定結果であるＬＥＤ
発光ステータスを、Ｉ／Ｏポート２９及びシリアルデー
タ線５を介してテスタコントローラ１に送信する（ステ
ップＳ２８のＹＥＳ，Ｓ２９）。

【００２８】（判定方法）図６は、ＭＰＵ２０が検査対
象のＬＥＤ３１Ａ，３１Ｂの発光状態（ＯＮまたはＯＦ
Ｆ）を判定する時の判定方法を説明するための概念図で
ある。

【００２９】図６において、ＬＥＤ３１Ａの発光色（例
えば赤色）を発光色１とし、ＬＥＤ３１Ｂの発光色（例
えば緑色）を発光色２とする。

【００３０】Ｖ11，Ｖ12は、ＬＥＤ３１Ａの発光、即ち
発光色１に対する光の輝度値（電圧変換値のディジタル
値）を意味する。即ち、Ｖ11は、発光色１に対応するフ
ィルタ特性を有する光フィルタ２１Ａを透過した光の輝
度値である。また、Ｖ12は、発光色２に対応するフィル
タ特性を有する光フィルタ２１Ｂを透過した光の輝度値
である。

【００３１】一方、Ｖ21，Ｖ22は、ＬＥＤ３１Ｂの発
光、即ち発光色２に対する光の輝度値（電圧変換値のデ
ィジタル値）を意味する。即ち、Ｖ21は、発光色２に対
応するフィルタ特性を有する光フィルタ２１Ｂを透過し
た光の輝度値である。また、Ｖ22は、発光色１に対応す
るフィルタ特性を有する光フィルタ２１Ａを透過した光
の輝度値である。

【００３２】さらに、Ｖ31，Ｖ32は、ＬＥＤ３１ＡとＬ
ＥＤ３１Ｂの同時発光、即ち発光色１，２に対する光の
輝度値（電圧変換値のディジタル値）を意味する。即
ち、Ｖ31は、発光色１に対応するフィルタ特性を有する
光フィルタ２１Ａを透過した光の輝度値である。また、
Ｖ32は、発光色２に対応するフィルタ特性を有する光フ
ィルタ２１Ｂを透過した光の輝度値である。

【００３３】ＭＰＵ２０は、図３に示すように、ＥＥＰ
ＲＯＭ１００に予め格納された判定用閾値Ｖmin，Ｖt
1，Ｖt2，Ｖt3（Ｖmax）を読出して、判定処理に使用す
る。ここで、テスタコントローラ１から判定用閾値Ｖmi
n，Ｖt1，Ｖt2，Ｖt3（Ｖmax）がＥＥＰＲＯＭ１００に
ダウンロードされる構成でもよい。

【００３４】ＭＰＵ２０は、ＬＥＤ３１Ａの発光（発光
色１）に伴う各光フィルタ２１Ａ，２１Ｂを透過した光
の輝度値Ｖ11，Ｖ12の比率「Ｖ11／Ｖ12」を算出する。
そして、この比率が、図６に示す判定用閾値Ｖt2，Ｖt3
（Ｖmax）の範囲内（Ｖt2＜Ｖ11／Ｖ12＜Ｖt3）であれ
ば、ＭＰＵ２０は、発光色１の点灯、即ちＬＥＤ３１Ａ
の発光ステータスがＯＮであると判定する。同様にし
て、ＬＥＤ３１Ｂの発光（発光色２）に伴う各光フィル
タ２１Ａ，２１Ｂを透過した光の輝度値Ｖ22，Ｖ21の比
率「Ｖ21／Ｖ22」を算出する。そして、この比率が、図
６に示す判定用閾値Ｖmin，Ｖt1の範囲内（Ｖmin＜Ｖ21
／Ｖ22＜Ｖt1）であれば、ＭＰＵ２０は、発光色２の点
灯、即ちＬＥＤ３１Ｂの発光ステータスがＯＮであると
判定する。

【００３５】さらに、ＬＥＤ３１ＡとＬＥＤ３１Ｂの同
時発光（発光色１，２）に伴う各光フィルタ２１Ａ，２
１Ｂを透過した光の輝度値Ｖ31，Ｖ32の比率「Ｖ31／Ｖ
32」を算出する。この比率が、図６に示す判定用閾値Ｖ
t1，Ｖt2の範囲内（Ｖt1＜Ｖ31／Ｖ32＜Ｖt2）であれ
ば、ＭＰＵ２０は、発光色１，２の同時点灯、即ちＬＥ
Ｄ３１ＡとＬＥＤ３１Ｂの同時発光ステータスがＯＮで
あると判定する。

【００３６】なお、ＭＰＵ２０は、各比率がＶmin以
下、またはＶt3（Ｖmax）以上の場合にはユニット２の
異常であると判定し、ユニット２のステータスとしてテ
スタコントローラ１に通知する。

【００３７】以上のように同実施形態の検査装置であれ
ば、テスタコントローラ１とＰＣＢ３に電源が投入され
ると、ほぼ自動的にＬＥＤ検査を実行できる。さらに、
同検査装置は、異なる発光色に対応するフィルタ特性
（有効波長の光を透過する特性）を有する複数の光フィ
ルタを使用し、各光フィルタにより得られる複数の輝度
値の比率と予め設定される判定用閾値とに基づいて、発
光体の発光状態（良否）を判定する。従って、絶対値で
ある判定用閾値だけでなく、複数の輝度値の比率を参照
する判定方法であるため、検査対象のＬＥＤの光度にば
らつきがある場合でも、虚報率を低下させることが可能
となる。また、画像処理などの長時間を要するデータ処
理を必要としないため、相対的に高速のＬＥＤ検査処理
を実現できる。

【００３８】なお、同実施形態は、検査対象としてＬＥ
Ｄを想定したが、別種の発光体の検査装置にも適用する
ことができる。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、作
業者の熟練度や技能に左右されない自動的な検査方法で
あるため、安定かつ効率的な検査工程を実現できる。ま
た、画像認識処理等を利用しないため、高速な検査処理
が可能である。さらに、検査対象の発光体の光度にばら
つきがある場合でも、絶対値である判定用閾値以外に輝
度値の比率を参照する検査方法であるため、当該ばらつ
きを吸収して虚報率の低い安定した良否判定を実現でき
る。従って、実用性に優れて、かつ虚報率の低い検査品
質の安定した発光体検査装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に関するＬＥＤ検査装置の構
成を示すブロック図。

【図２】同実施形態に関するＬＥＤ検査装置の概略的動
作を説明するためのフローチャート。

【図３】同実施形態のＬＥＤセンサユニットの構成を示
すブロック図。

【図４】同実施形態に関するテスタコントローラの動作
を説明するためのフローチャート。

【図５】同実施形態に関するＬＥＤセンサユニットの動
作を説明するためのフローチャート。

【図６】同実施形態に関するＬＥＤ検査装置の判定方法
を説明するための図。

【図７】同実施形態に関するＬＥＤセンサユニットの構
造を示す図。

【符号の説明】

１…テスタコントローラ２…ＬＥＤセンサユニット３…プリント回路基板（ＰＣＢ）４…プリンタ・インターフェース５…シリアルデータ線２０…ＭＰＵ２１Ａ，２１Ｂ…光フィルタ２２Ａ，２２Ｂ…フォトＩＣ２３Ａ，２３Ｂ…電圧変換回路２６…Ａ／Ｄコンバータ３０…ＣＰＵ３１Ａ，３１Ｂ…ＬＥＤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G020 AA08 DA05 DA13 DA31 DA34 DA63 2G065 AA02 AB28 BA09 BB26 BC03 BC13 BC14 BC16 BC19 BC28 BC33 BC35 BD01 2G086 EE03 5F041 AA46 EE22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検査対象の発光体を発光させる手段と、発光体の異なる発光色に対応するフィルタ特性を有する
複数の光フィルタを有し、前記発光体の発光に応じて当
該各光フィルタを透過した光の有効波長に応じた複数の
輝度値を検出するためのセンサ手段と、前記センサ手段により検出された複数の輝度値の比率及
び予め用意された判定用閾値を使用して、前記検査対象
の発光体の発光状態を検査する検査手段と、を具備した
ことを特徴とする発光体検査装置。
【請求項２】前記センサ手段は、前記各光フィルタか
ら出力される光を輝度電圧値に変換する光電変換手段
と、前記輝度電圧値をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換手
段とを有することを特徴とする請求項１記載の発光体検
査装置。
【請求項３】前記検査手段は、前記輝度値の比率を算
出し、当該輝度値の比率と前記判定用閾値とから前記発
光体の発光色を判定する第１の検査手段と、前記第１の検査手段の判定結果と予め用意した期待値と
を比較して、前記発光体の発光状態に関する最終検査を
実行する第２の検査手段とから構成されていることを特
徴とする請求項１記載の発光体検査装置。
【請求項４】前記発光体は、表示用発光ダイオード部
材であり、当該表示用発光ダイオード部材の発光制御を前記検査手
段からの指示に応じて実行する制御手段と共に、プリン
ト回路基板上に実装されていることを特徴とする請求項
１記載の発光体検査装置。
【請求項５】検査対象の発光ダイオード部材の発光状
態を検査するための制御を実行するテスタコントローラ
と、前記発光ダイオード部材、及び前記テスタコントローラ
からの指示に応じて当該発光ダイオード部材の発光制御
を実行する制御手段を実装しているプリント回路基板
と、発光体の異なる発光色に対応するフィルタ特性を有する
複数の光フィルタを有し、前記発光体の発光に応じて当
該各光フィルタを透過した光の有効波長に応じた複数の
輝度値を検出するためのセンサ手段、及び前記テスタコ
ントローラからも指示に応じて、前記センサ手段により
検出された複数の輝度値の比率を算出し、当該輝度値の
比率と予め用意された判定用閾値とから前記発光体の発
光色を判定するための自動テストルーチンを実行し、当
該判定結果を前記テスタコントローラに送出するセンサ
ユニットと、を具備したことを特徴とする発光体検査装
置。