JP6695994B2 - 照明装置の、少なくとも２つのｌｅｄを含むモジュールを検査するための方法およびｉｃｔ装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置の、少なくとも２つのＬＥＤを含むＬＥＤモジュールを検査するための方法に関する。

同様に、本発明は、本発明による方法を用いて、照明装置の、少なくとも２つのＬＥＤを含むモジュールを検査するためのＩＣＴ装置であって、ＬＥＤの測定点および／またははんだ個所に接触接続するためのコンタクト手段を有するＩＣＴアダプタ手段と、少なくとも１つの電流源と、少なくとも１つの電気的な測定装置と、を備えたＩＣＴ装置に関する。

特に自動車の分野におけるＬＥＤ光モジュールは、それらが使用される前に、機能性についての診断が行われなければならない。このことは、基板にＬＥＤ、また必要に応じて別の構成部材を実装した後の機能検査の際に、光モジュールにおける個々のＬＥＤの状態を明らかにするモニタリングを行わなければならないことを意味している。個々の光モジュールは、多くの場合、列状に配置された複数のＬＥＤから成る。そのような一連のＬＥＤの診断は、従来技術によれば、電流／電圧測定を介して実現される。測定された電圧が所定の限界値を上回るか、または下回ると、誤動作が生じていると診断され、また必要な措置が講じられ、例えば相応のモジュールが欠陥品として識別される。

しかしながら、ＬＥＤの電気的なパラメータの測定だけを基礎とするこの種の診断測定は電気的な機能しか反映再現しない。光モジュールの光学的な領域においてエラーが発生した場合には、そのエラーを診断することができず、したがってまた、欠陥のあるモジュールを排除することができないか、もしくは故障しているものとしてマークすることができない。光モジュールの実際の光学的な機能を評価する、従来技術による診断の可能性は、完成後のＩＣＴ（In Circuit Test）テストもしくはＥＯＬ（End Of Line）テストにおけるＬＥＤの光学的な検査である。この検査においては、外部の光検出器に接続されているガラスファイバモジュールを用いて、またはカメラベースのシステムを用いて処理が行われる。このシステムの欠点は、調達コストが高いこと、また通常の場合このシステムにおいては、機能しているか否かの検査しか実施されないことから、診断の可能性が限定的でしかないことである。

US 2012/319586 Al DE 10 2004 056705 Al US 2012/063121 Al US 4797609A

本発明の課題は、ＬＥＤ光モジュールのＬＥＤの信頼性の高い検査を廉価に実施する方法を提供することである。同様に、本発明の課題は、高いコストを要することなく製造することができる、相応の方法の実施に適したＩＣＴ装置を提供することである。

上述の課題を解決するために、本発明は、冒頭で述べたような方法を提供し、この方法においては、本発明によれば、モジュールのＬＥＤの少なくとも１つのペアが選択され、このペアの２つのＬＥＤが光導波体を介して光学的に相互に接続され、ペアの２つのＬＥＤのうちの一方のＬＥＤが、少なくとも１つの電流源に接続され、２つのＬＥＤのうちの他方のＬＥＤが、少なくとも１つの電気的な測定装置に接続され、２つのＬＥＤのうちの一方のＬＥＤには、所定の電流強度で給電が行われ、２つのＬＥＤのうちの他方のＬＥＤにおいて生じた物理的な変化が測定され、さらにペアの２つのＬＥＤにおける給電と測定が入れ替えられ、少なくとも１回の測定において測定装置を用いて求められた値が設定可能な範囲外にある場合には、モジュールが欠陥のあるものとして識別される。
特に本発明の第１の視点において、以下の方法が提供される。
照明装置の、少なくとも２つのＬＥＤを含むＬＥＤモジュールを検査するための方法において、
モジュールのＬＥＤの少なくとも１つのペアを選択し、
前記ペアの２つのＬＥＤのうちの一方のＬＥＤを少なくとも１つの電流源に接続し、前記２つのＬＥＤのうちの他方のＬＥＤを少なくとも１つの電気的な測定装置に接続し、
前記２つのＬＥＤのうちの前記一方のＬＥＤに所定の電流強度で給電を行い、前記２つのＬＥＤのうちの前記他方のＬＥＤにおいて生じた物理的な変化を測定し、
さらに、前記ペアの２つのＬＥＤにおける給電と測定を入れ替え、
少なくとも１回の測定において前記測定装置を用いて求められた値が設定可能な範囲外にある場合には、前記モジュールを欠陥のあるものとして識別すること、
１つのペアの２つのＬＥＤを、光導波体を介して光学的に相互に接続すること、
を特徴とする、方法。
より詳しくは、前記第１の視点において、照明装置の、少なくとも２つのＬＥＤを含むＬＥＤモジュールを検査するための方法において、
モジュールのＬＥＤの少なくとも１つのペアを選択し、
前記ペアの２つのＬＥＤのうちの一方のＬＥＤを少なくとも１つの電流源に接続し、前記２つのＬＥＤのうちの他方のＬＥＤを少なくとも１つの電気的な測定装置に接続し、
前記２つのＬＥＤのうちの前記一方のＬＥＤに所定の電流強度で給電を行い、前記２つのＬＥＤのうちの前記他方のＬＥＤにおいて生じた物理的な変化を測定し、
さらに、前記ペアの２つのＬＥＤにおける給電と測定を入れ替え、
少なくとも１回の測定において前記測定装置を用いて求められた値が設定可能な範囲外にある場合には、前記モジュールを欠陥のあるものとして識別すること、
当該検査では、基板上に配置され、選択されたペアのＬＥＤを、前記電流源および前記測定装置に接続させると共にそれらのＬＥＤを光学的に接続させるためにＩＣＴアダプタ手段を使用し、それらのＬＥＤの測定点および／またははんだ個所との接触接続を行うと共に光導波体を介して光学的な接続を確立すること、但し１つのペアの２つのＬＥＤは、１つの光導波体を介して光学的に相互に接続されること、を特徴とする。
更に本発明の第２の視点において、前記方法を用いて、照明装置の、少なくとも２つのＬＥＤを含むモジュールを検査するためのＩＣＴ装置であって、前記ＬＥＤの測定点および／またははんだ個所に接触接続するためのコンタクト手段を有するＩＣＴアダプタ手段と、少なくとも１つの電流源と、少なくとも１つの電気的な測定装置と、を備えたＩＣＴ装置において、
前記ＩＣＴアダプタ手段は、１つのペアの２つのＬＥＤをペアごとに光学的に接続するために少なくとも１つの光導波体を有することを特徴とする、ＩＣＴ装置が提供される。
なお、特許請求の範囲に付記した図面参照符号は専ら発明の理解を助けるためのものであり、本発明を図示の態様に限定することは意図していない。

なお、本発明のさらなる好適な構成は、従属請求項に記載されている。
本発明な好適な構成は、２つより多くのＬＥＤを備えたＬＥＤモジュールにおいて、方法ステップがＬＥＤの考えられるすべてのペアに適用されることを特徴とする。

また、ＬＥＤのペアを１つより多く備えたＬＥＤモジュールにおいて、２つまたはそれ以上の光導波体が、それぞれ２つのＬＥＤを光学的に接続するために使用されるということも有利であると考えられる。

さらに、基板上に配置されたＬＥＤの、少なくとも１つの電流源および少なくとも１つの測定装置への接続に関して、ＬＥＤの測定点および／またははんだ個所との接触接続のために、また光導波体を介して光学的な接続を確立するために、ＩＣＴアダプタが使用される場合には、特に好適である。

本発明の別の優れた構成では、光導波体の両端部がセンタリングされて、ＬＥＤの少なくとも１つのペアの２つのＬＥＤの電気−光学活性領域の近傍領域に移動される。

測定装置を用いて電流および／または電圧が測定される場合には特に有利である。

上記の課題は、ＩＣＴアダプタ手段がそれぞれ２つのＬＥＤを光学的に接続するための少なくとも１つの光導波体を有する、冒頭で述べたようなＩＣＴ装置を用いて解決される。

ここで、少なくとも１つの光導波体が光ファイバ線として形成されている場合には有利である。

別の優れた変化態様では、少なくとも１つの光導波体が光導性のＵ字状のロッドとして形成されている。

また、基板上に配置されたＬＥＤに対して２つまたはそれ以上の光導波体が設けられている場合には好適である。

特に優れた構成では、測定装置が電流／電圧測定装置である。

以下では、図面に図示されている例示的な実施形態（実施例）に基づいて、本発明を別の利点と共に詳細に説明する。

ＬＥＤモジュールを、プリント回路基板と、その上方に位置している、本発明によるＩＣＴ測定装置のＩＣＴアダプタと共に斜視図で示す。 図１と同様の図であるが、しかしながらＩＣＴアダプタがプリント回路基板まで降下されて接触接続されている状態の図を示す。 直列に接続されている４つのＬＥＤの検査を概略的な回路図で示す。 ４つのＬＥＤを備えたモジュールの検査の１つのステップを側面図で示す。 ４つのＬＥＤを備えたモジュールの検査の１つのステップを平面図で示す。 ４つのＬＥＤを備えたモジュールの検査の１つのステップを側面図で示す。 ４つのＬＥＤを備えたモジュールの検査の１つのステップを平面図で示す。 ４つのＬＥＤを備えたモジュールの検査の１つのステップを側面図で示す。 ４つのＬＥＤを備えたモジュールの検査の１つのステップを平面図で示す。

図１は、この例では、プリント回路基板３上に配置されており、かつ導体路４を介して相互に接続された４つのＬＥＤ２−１，２−２，２−３および２−４を有するＬＥＤモジュール１を示す。ＬＥＤは一般的に、またここに図示されているように直列に接続されている。その種のＬＥＤモジュールを、特に、車両投光器（ヘッドライト）において使用することができる。

上記において既に説明したように、ＬＥＤモジュールは使用前に、適切に機能しているかについて検査されなければならない。このために、いわゆるＩＣＴ（In Circuit Test）ないし適切なアダプタ手段を備えた相応のＩＣＴ装置が使用され、それらのうち、図１には本発明による方法の実施に適したＩＣＴアダプタ５が示されている。

例として示されているＩＣＴアダプタ５は、ここでは５つの測定ピン６−１〜６−５と、この図では下方に向いており、また光の入射ないし光の出射のための大抵は平坦な端面を備えた２つのＵ字状の光導体（光導波体）７−１，７−２と、を有する。

測定ピン６−１〜６−５および光導体７−１，７−２は、概略的に図示されている支持体８に固定されており、またＩＣＴアダプタ５をＬＥＤモジュール１に接触させると、光導体７−１，７−２を用いてそれぞれ２つのＬＥＤ２−１，２−２ないし２−３，２−４を光学的に相互に接続することができるように配置されている。この接触については図２を参照されたい。この接触された位置において、測定ピン６−１〜６−５は、導体路４の測定点９−１〜９−５に当接する。所望の電気的な接触を保証するために、測定点は、場合によっては設けられているソルダレジストから露出されていなければならない。測定ピン６−１〜６−５は、もちろん導電性材料から形成されており、また後述するようにして、少なくとも１つの電流源および少なくとも１つの電気的な測定装置に接続されている。

ＩＣＴアダプタ５は、ＬＥＤモジュール１を検査するために、確実な電気的な接触を保証するには十分な所定の力でモジュール１に押し付けられる。この際、Ｕ字状の光導体７−１，７−２の端面は、必ずしもＬＥＤと物理的に接触している必要はないが、センタリングされてＬＥＤの電気−光学活性領域の近傍領域には到達しているべきである。

次に図３を参照して、本発明による方法を実施するために、ＬＥＤモジュール１およびＩＣＴアダプタが接触された状態から出発して、光導体を介して光学的に接続されている２つのＬＥＤのうちの一方が光源として、また他方が光検出器としてそれぞれ使用されることを詳細に説明する。給電ならびに測定は、測定ピン６−１〜６−５を介して行われる。

本発明は、個々のＬＥＤ間の光学的な経路、図示した例においてはＵ字状の光導体が、機能テストの間に一方のＬＥＤから他方のＬＥＤに光を供給するために配置されるというコンセプトを基礎とする。この際、一方のＬＥＤを光源として使用し、他方のＬＥＤにおいては、フォトダイオードの場合のように、光電流に比例する電圧が生じる。したがって、一方のＬＥＤは順方向において駆動され、半導体のＰＮ接合部においては光子が生成される。それに対し、能動的な給電が行われない他方のＬＥＤにおいては、ＰＮ接合部に入射した光子が電気的なエネルギに変換される。

図３には、１つのモジュール、例えば図１および図２のモジュール１の４つのＬＥＤ２−１，２−２，２−３および２−４の直列回路が示されており、ここでは、ＬＥＤ２−１とＬＥＤ２−２との間に配置された光導体７−１と、ＬＥＤ２−３とＬＥＤ２−４との間に配置された光導体７−２とが概略的に示されている。

測定ピン（複数）、測定点（複数）および導体路（複数）を介して、ＬＥＤの端子を一時的に、概略的に表されている制御装置１０に接続することができ、この制御装置１０は、図示していない切替手段も有しており、それによって相応に選択されたＬＥＤが、少なくとも１つの電気的な測定装置にも接続される。制御装置１０は一般的に、ＬＥＤの給電および測定の全体の経過ならびにＩＣＴアダプタの移動を制御するマイクロコンピュータも有する。

図３に図示した状態においては、ＬＥＤ２−２および２−４が電流源１１−１および１１−２に接続されており、またＬＥＤ２−１および２−３が電気的な測定装置１２−１および１２−２に接続されている。それらの電気的な測定装置１２−１および１２−２は好適には、電圧測定または電流測定のために設計されているか、もしくは電圧測定または電流測定に適したものである。極めて一般的に、ＬＥＤの物理的な変化を測定することができ、例えば入射する光の強度および／または光の入射持続時間に依存する容量（キャパシティ）を測定することができる。

原則として、本発明による方法は、１つのモジュールのＬＥＤ（複数）の少なくとも１つのペアが選択され、図示した例においてはＬＥＤペア２−１，２−２およびＬＥＤペア２−３，２−４が選択され、続いてそのペアの２つのＬＥＤが光導体を介して、ここでは光導体７−１，７−２を介して、光学的に相互に接続されるようにして実施される。

続いて、ペアの２つのＬＥＤのうちの一方、ここではＬＥＤ２−２，２−４が少なくとも１つの電流源１１−１，１１−２に接続され、また２つのＬＥＤのうちの他方、ここではＬＥＤ２−１，２−３が少なくとも１つの電気的な測定装置１２−１，１２−２に接続される。

２つのＬＥＤのうちのそれぞれ一方のＬＥＤ２−２，２−４は、所定の電流強度で給電され、２つのＬＥＤのうちのそれぞれ他方のＬＥＤ２−１，２−３において生じた物理的な変化が測定される。続いて、ペアの２つのＬＥＤにおける給電と測定が入れ替えられ、少なくとも１回の測定において１つまたは複数の測定装置を用いて求められた値、例えば測定された電圧が設定可能な範囲外にある場合には、当該モジュールは欠陥のあるものとして識別される。「範囲」という概念は任意の範囲を含むべきであり、上方に開の（上限のない）範囲または下方に開の（下限のない）範囲も含むべきである。例えば、１つのペアの給電が行われていないＬＥＤにおいて電圧を測定することができ、また測定された電圧値が設定された電圧レベルを下回る場合には、モジュールを欠陥のあるものとして識別することができる。また範囲を非常に狭く選定することもでき、その場合、測定された値はその都度の測定精度内で実際にその値に対応していなければならず、対応していなければ、欠陥のあるモジュールとみなすことができる。

図４〜６ないし図４ａ〜６ａの例に基づいて、その種の測定プロセスをより詳細に説明する。

２つより多くのＬＥＤ、ここでもまた図示されているように４つのＬＥＤ２−１，２−２，２−３および２−４を備えたＬＥＤモジュール１に対して、ただ１つの光導体７、ならびに測定装置および電流源だけが必要となるようにするために、ＩＣＴアダプタ５はスライド可能に構成されている。相応に、ここでは、測定装置および電流源と同様に図示されていない４つの測定ピンが使用される。この場合、図面から見て取れるように、光導体７および測定ピンを備えたＩＣＴアダプタ５が、１つのＬＥＤペア（図４および図４ａにおけるＬＥＤ２−１および２−２）から、後続のＬＥＤペア（図５および図５ａにおけるＬＥＤ２−２および２−３、ならび図６および図６ａにおけるＬＥＤ２−３および２−４）へと前進される。有利には、４つの測定ピンおよび１つの光導体のみを用いて、ＬＥＤモジュールの図示した４つのＬＥＤに対して方法を実施することができるように、上記において説明したプリント回路基板３上の測定ピンならびにＬＥＤモジュール１のＬＥＤ２−１，２−２，２−３および２−４は配置されているか、もしくはそれらの間隔は相互に設計（設定）されている（図４ａにおける矢印を参照されたい）。図４ａ、図５ａおよび図６ａにおけるハッチング部は、その都度選択されているＬＥＤペアを表しており、また導体路上の点は、その際に使用される測定ピンの接触接続点を表している。

導体路が相応に設計されている場合、例えば図３から見て取れるように、回路は１つのコンタクトを測定装置および給電部のために共通して使用することができるので、３つの測定ピンのみを使用することも可能である。これによって、例えば、２つのＬＥＤ間の１つのコンタクトを１つの測定ピンに接触接続させ、ＩＣＴアダプタ５外で各測定装置ないし電流源に振り分ける（割り当てる）ことも考えられる。

しかしながらまた、ＬＥＤおよび所属の導体路の配置を、たしかに光導体は１つだけしか必要とされないが、しかしながら複数の測定ピンが必要とされるように構成することもさらに可能である。そのようなケースは、プリント回路基板のレイアウト設計が、図示されているような導体路の経過（配置）を許容しない場合である。同様に、３つまたは４つの測定ピンだけを使用するが、しかしながら複数の光導体を使用することも考えられる。何故ならば、場合によっては、同様にしてＬＥＤモジュール内の複数のＬＥＤが光技術に起因して、規則的な間隔を有していないことも考えられるからである。

図４から図６ａに示されている方法は、構成部材のコストを、アダプタ５においても、制御装置１０においても低く抑えることができるので、特に好適であることが分かる。

各ＬＥＤが光源としても光検出器としても使用される状況は、必然的に、高い欠陥検出率を有する検査の非常に高い信頼性をもたらす。

１ ＬＥＤモジュール
２−１，２−２，２−３，２−４ ＬＥＤ
３ プリント回路基板
４ 導体路
５ ＩＣＴアダプタ、ＩＣＴアダプタ手段
６−１，６−２，６−３，６−４，６−５ 測定ピン
７−１，７−２ 光導体（光導波体）
８ 支持体
９−１〜９−５ 測定点
１０ 制御装置
１１−１，１１−２ 電流源
１２−１，１２−２ 測定装置

Claims (10)

1. 照明装置の、少なくとも２つのＬＥＤ（２−１〜２−４）を含むＬＥＤモジュール（１）を検査するための方法において、
   モジュール（１）のＬＥＤの少なくとも１つのペア（２−１，２−２；２−３，２−４）を選択し、
   前記ペアの２つのＬＥＤのうちの一方のＬＥＤ（２−２；２−４）を少なくとも１つの電流源（１１−１；１１−２）に接続し、前記２つのＬＥＤのうちの他方のＬＥＤ（２−１；２−３）を少なくとも１つの電気的な測定装置（１２−１；１２−２）に接続し、
   前記２つのＬＥＤのうちの前記一方のＬＥＤに所定の電流強度で給電を行い、前記２つのＬＥＤのうちの前記他方のＬＥＤにおいて生じた物理的な変化を測定し、
   さらに、前記ペアの２つのＬＥＤにおける給電と測定を入れ替え、
   少なくとも１回の測定において前記測定装置（１２−１；１２−２）を用いて求められた値が設定可能な範囲外にある場合には、前記モジュール（１）を欠陥のあるものとして識別すること、
   当該検査では、基板（３）上に配置され、選択されたペアのＬＥＤを、前記電流源（１１−１；１１−２）および前記測定装置（１２−１；１２−２）に接続させると共にそれらのＬＥＤを光学的に接続させるためにＩＣＴアダプタ手段（５）を使用し、それらのＬＥＤの測定点および／またははんだ個所との接触接続を行うと共に光導波体（７−１；７−２）を介して光学的な接続を確立すること、但し１つのペアの２つのＬＥＤ（２−１，２−２；２−３，２−４）は、１つの光導波体（７−１；７−２）を介して光学的に相互に接続されること、
   を特徴とする、方法。
2. ２つより多くのＬＥＤ（２−１〜２−４）を備えたＬＥＤモジュール（１）において、請求項１に記載の方法をＬＥＤの考えられるすべてのペアに適用することを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. ＬＥＤ（２−１〜２−４）のペアを１つより多く備えたＬＥＤモジュール（１）において、１つのペアの２つのＬＥＤをペアごとに光学的に接続するために２つまたはそれ以上の光導波体（７−１；７−２）を使用することを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
4. 光導波体（７；７−１，７−２）の両端部をセンタリングして、前記ＬＥＤの少なくとも１つのペアの２つのＬＥＤ（２−１，２−２；２−３，２−４）の電気−光学活性領域の近傍領域に移動させることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 前記測定装置（１２−１，１２−２）を用いて電流および／または電圧を測定することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 請求項１から５までのいずれか１項記載の方法を用いて、照明装置の、少なくとも２つのＬＥＤ（２−１〜２−４）を含むモジュール（１）を検査するためのＩＣＴ装置であって、
   前記ＬＥＤの測定点（９−１〜９−５）および／またははんだ個所に接触接続するためのコンタクト手段（６−１〜６−５）を有するＩＣＴアダプタ手段（５）と、少なくとも１つの電流源（１１−２，１１−２）と、少なくとも１つの電気的な測定装置（１２−１；１２−２）と、を備えたＩＣＴ装置において、
   前記ＩＣＴアダプタ手段（５）は、１つのペアの２つのＬＥＤ（２−１，２−２；２−３，２−４）をペアごとに光学的に接続するために少なくとも１つの光導波体（７；７−１，７−２）を有することを特徴とする、ＩＣＴ装置。
7. 前記少なくとも１つの光導波体は光ファイバ線として形成されていることを特徴とする、請求項６記載のＩＣＴ装置。
8. 前記少なくとも１つの光導波体（７）は光導性のＵ字状のロッドとして形成されていることを特徴とする、請求項６記載のＩＣＴ装置。
9. 基板（３）上に配置されたＬＥＤ（２−１〜２−４）に対して２つまたはそれ以上の光導波体（７−１，７−２）が設けられていることを特徴とする、請求項６から８までのいずれか１項記載のＩＣＴ装置。
10. 前記測定装置（１２−１，１２−２）は電流／電圧測定装置であることを特徴とする、請求項６から９までのいずれか１項記載のＩＣＴ装置。

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