JP7035614B2

JP7035614B2 - 画像センサシステム及び画像センサ

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Description

本発明は、工場の製造ラインなどで利用される画像センサシステム及び画像センサに関する。

工場の製造ラインにおいては、製造物の検査や管理を自動化ないし省力化するために、画像センサと呼ばれるシステムが多用されている。従来は、カメラと画像処理装置とをケーブルで接続する構成が一般的であったが（特許文献１参照）、最近では、カメラと画像処理装置を一体化し、単一の装置で撮像から画像処理まで行えるようにした処理一体型画像センサも登場している。このような処理一体型画像センサは「スマートカメラ」とも呼ばれており、照明やレンズが一体となっているものもある。

特開２００７－２１４６８２号公報

画像センサで安定した検査を行うためには、撮像環境、検査対象や目的などに応じて、照明・レンズ・撮像素子の機種（種類）や仕様・性能を最適化することが望ましい。そこでスマートカメラを提供するメーカは、従来は、照明・レンズ・撮像素子など機種（種類）や仕様・性能を少しずつ変えた多数の製品をラインナップし、ユーザーが最適なスペックのものを選択できるようにしていた。

ところが、工場のＩｏＴ化が加速する中でスマートカメラの適用範囲が拡大し、多様化するユーザーニーズを網羅するような製品バリエーションの提供が困難になってきている。また、商品競争の中で競合との差異化のためにそれぞれの顧客の嗜好性に合わせたマスカスタマイゼーションや季節限定商品の提供の拡大、スマートフォンに代表されるデジタル機器の商品のライフサイクルの短命化など、検査対象の変更が短いサイクルで入ることで検査に合わせて最適となるように照明・レンズなどを部分的に変更するニーズも増加している。そこで近年、照明、レンズ、撮像素子をそれぞれモジュール化し、ユーザー側で照明、レンズ、撮像素子を自由に組み合わせられるようにした、いわゆるモジュラー構造のスマートカメラが登場している。このようなスマートカメラは、照明モジュール、レンズモジュール、撮像素子モジュール等を備えている。照明モジュールは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子を有しており、発光素子の発光を用いて製造物等の対象物を照らしている。照明モジュールは、使用年数とともに光量の劣化が起きる。そのため、照明モジュールを使い続けると、使用開始時と同一の設定値で照明モジュールを使用していても、照明モジュールの明るさが変わってしまうおそれがある。

従来のスマートカメラでは、照明モジュール、レンズモジュール、撮像素子モジュール等を備えた状態であるシステム全体の劣化を監視することが可能であるが、モジュール個別の劣化を監視することができていない。また、ＰＤ（Photodiode）を用いて照明モジュールの光量を監視することが考えられるが、照明モジュールの基板にＰＤを設置する必要があるため、コストアップ及び基板面積の拡大等の問題が発生する。

このような状況に鑑み、本発明は、照明モジュールの劣化を監視するための技術を提供することを目的とする。

本発明では、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明の第一側面は、光を発する発光部及び不揮発性のメモリを有する照明モジュールと、前記発光部に通電した際の電気的パラメータ値及び前記発光部に通電された時間を累積した累積通電時間を含む第１データ又は前記発光部に通電された電気的パラメータ値に前記累積通電時間を掛けた値を含む第２データを前記メモリに記憶する処理部と、を有する画像センサと、前記メモリから前記第１データ又は前記第２データを取得し、前記第１データ又は前記第２データに基づいて前記発光部の寿命を予測する予測部と、を備えることを特徴とする画像センサシステムである。

この構成によれば、発光部に通電した際の電気的パラメータ値及び発光部に通電された時間を累積した累積通電時間を照明モジュールの不揮発性のメモリから取得し、電気的パラメータ値及び累積通電時間に基づいて発光部の寿命を予測することができる。この構成によれば、発光部に通電された電気的パラメータ値に累積通電時間を掛けた値を照明モジュールの不揮発性のメモリから取得し、発光部に通電された電気的パラメータ値に累積通電時間を掛けた値に基づいて発光部の寿命を予測することができる。これにより、ユーザーは、発光部の寿命を認識することができ、発光部の寿命の予測結果に基づいて、照明モジュールの点検、交換時期を検討することができる。照明モジュールの点検、交換時期を検討することができるため、照明モジュールの不具合の発生を未然に防ぐための予防保全を行うことができる。したがって、照明モジュールの劣化の監視が可能な画像センサシステムが提供される。

画像センサシステムにおいて、前記発光部は複数の電気的パラメータ値で動作可能であり、前記処理部は、前記発光部に通電した際の複数の前記電気的パラメータ値及び複数の前記電気的パラメータ値毎の前記累積通電時間を含む第３データ又は前記発光部に通電された複数の前記電気的パラメータ値に複数の前記電気的パラメータ値毎の前記累積通電時間をそれぞれ掛けた値を含む第４データを前記メモリに記憶し、前記予測部は、前記メモリから前記第３データ又は前記第４データを取得し、前記第３データ又は前記第４データに基づいて前記発光部の寿命を予測してもよい。この構成によれば、発光部に通電した際の複数の電気的パラメータ値及び複数の電気的パラメータ値毎の累積通電時間に基づいて発光部の寿命を予測することができる。この構成によれば、発光部に通電された複数の電気的パラメータ値に複数の電気的パラメータ値毎の累積通電時間をそれぞれ掛けた値に基づいて発光部の寿命を予測することができる。これにより、発光部の寿命の予測精度が向上し、ユーザーは、発光部の寿命をより正確に認識することができる。

画像センサシステムにおいて、前記処理部は、第１閾値以上の前記電気的パラメータ値及び前記第１閾値以上の前記電気的パラメータ値についての前記累積通電時間を含む第５データ又は第２閾値以上の前記電気的パラメータ値に前記第２閾値以上の前記電気的パラメータ値についての前記累積通電時間を掛けた値を含む第６データを前記メモリに記憶し、前記予測部は、前記メモリから前記第５データ又は前記第６データを取得し、前記第５データ又は前記第６データに基づいて前記発光部の寿命を予測してもよい。この構成によれば、第１閾値以上の電気的パラメータ値及び第１閾値以上の電気的パラメータ値についての累積通電時間がメモリに記憶される。この構成によれば、第２閾値以上の電気的パラメータ値に第２閾値以上の電気的パラメータ値についての累積通電時間を掛けた値がメモリに記憶される。そのため、メモリへの書き込み回数を減らすことができ、メモリの書き込み回数の限界までの到達期間を延ばすことができる。

画像センサシステムにおいて、前記処理部は、前記第１データ又は前記第２データを所定の時間間隔で前記メモリに記憶してもよい。画像センサシステムにおいて、前記第３デ
ータ又は前記第４データを所定の時間間隔で前記メモリに記憶してもよい。画像センサシステムにおいて、前記第５データ又は前記第６データを所定の時間間隔で前記メモリに記憶してもよい。これらの構成によれば、データが所定の時間間隔でメモリに記憶されるため、メモリへの書き込み回数を減らすことができ、メモリの書き込み回数の限界までの到達期間を延ばすことができる。

本発明の第二側面は、光を発する発光部及び不揮発性のメモリを有する照明モジュールと、前記発光部に通電した際の電気的パラメータ値及び前記発光部に通電された時間を累積した累積通電時間を含む第１データ又は前記発光部に通電された電気的パラメータ値に前記累積通電時間を掛けた値を含む第２データを前記メモリに記憶する制御部と、前記メモリから前記第１データ又は前記第２データを取得し、前記第１データ又は前記第２データに基づいて前記発光部の寿命を予測する予測部と、を備えることを特徴とする画像センサである。

この構成によれば、発光部に通電した際の電気的パラメータ値及び発光部に通電された時間を累積した累積通電時間を照明モジュールの不揮発性のメモリから取得し、電気的パラメータ値及び累積通電時間に基づいて発光部の寿命を予測することができる。この構成によれば、発光部に通電された電気的パラメータ値に累積通電時間を掛けた値を照明モジュールの不揮発性のメモリから取得し、発光部に通電された電気的パラメータ値に累積通電時間を掛けた値に基づいて発光部の寿命を予測することができる。これにより、ユーザーは、発光部の寿命を認識することができ、発光部の寿命の予測結果に基づいて、照明モジュールの点検、交換時期を検討することができる。したがって、照明モジュールの劣化の監視が可能な画像センサが提供される。

本発明によれば、照明モジュールが有するメモリを用いて照明モジュールの劣化を監視するための技術を提供することができる。

図１は、画像センサシステムの構成を模式的に示すブロック図である。図２（Ａ）は、画像センサの外観を模式的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、画像センサを分解した状態を模式的に示す斜視図である。図３は、本体メモリに記憶されたテーブルの一例を示す図である。

＜適用例＞
まず、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１は、画像センサシステムの構成を模式的に示すブロック図である。画像センサシステムは、画像センサ１及び外部装置２を備える。画像センサ１は、撮像系として、照明部１０、レンズ部１１、撮像部１２を備える。照明部１０は、発光部２０及び不揮発性のメモリ２１を有する。発光部２０は、図示しない電源からの電力供給を受けて発光する少なくとも一つの発光素子を有する。発光素子は、例えば、ＬＥＤである。照明部１０は、発光部２０が出射する光を用いて、画像センサ１の視野内の被写体（検査対象など）を照明するデバイスである。また、画像センサ１は、処理系として、本体メモリ１３、処理部１４、入出力Ｉ／Ｆ１５を備える。処理部１４は、制御部の一例である。処理部１４は、撮像系の制御を行うと共に、入出力Ｉ／Ｆ１５を介した外部装置とのデータ送受信等を行う。処理部１４は、発光部２０に通電した際の電気的パラメータ値及び発光部２０に通電された時間を累積した累積通電時間を含む第１データを本体メモリ１３に記憶する。電気的パラメータ値は、電流値、電圧値、ＶＦ（順方向電圧）値、抵抗値の一つ以上を含む。処理部１４は、発光部２０に通電した際の電気的パラメータ値に累積通電時間を掛けた値を含む第２データを本体メモリ１
３に記憶する。処理部１４は、任意のタイミング又は所定の時間間隔で、第１データ又は第２データをメモリ２１に記憶する。処理部１４は、任意のタイミングで、第１データ又は第２データをメモリ２１から取得する。外部装置２からの要求に応じて、処理部１４は、第１データ又は第２データをメモリ２１から取得してもよい。

処理部１４は、メモリ２１から取得した第１データ又は第２データを外部装置２に任意のタイミングで送信する。外部装置２は、第１データ又は第２データを受信し、受信した第１データ又は第２データに基づいて、発光部２０の寿命の予測を行う。また、処理部１４は、メモリ２１から取得した第１データ又は第２データに基づいて、発光部２０の寿命の予測を行ってもよい。発光部２０の寿命の予測結果は、外部装置２の表示装置に表示される。このように、照明部１０のメモリ２１に電気的パラメータ値及び累積通電時間を記憶し、電気的パラメータ値及び累積通電時間に基づいて発光部２０の寿命の予測が行われることで、ユーザーは、照明部１０の点検、交換時期を検討することができる。また、照明部１０のメモリ２１に電気的パラメータ値に累積通電時間を掛けた値を記憶し、電気的パラメータ値に累積通電時間を掛けた値に基づいて発光部２０の寿命の予測が行われることで、ユーザーは、照明部１０の点検、交換時期を検討することができる。このように、画像センサ１が備える複数のモジュールの一つである照明モジュール（照明部１０）の劣化の監視が可能である。

［第１実施形態］
＜画像センサの構成＞
図１、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を参照して、本発明の第１実施形態に係る画像センサシステムを説明する。図１は、画像センサシステムの構成を模式的に示すブロック図である。図２（Ａ）は、画像センサの外観を模式的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、画像センサを分解した状態を模式的に示す斜視図である。

画像センサ１は、例えば工場の製造ラインなどに設置され、画像を利用したさまざまな処理に利用される装置である。画像センサ１は、視覚センサ（vision sensor）や視覚シ
ステム（vision system）などとも呼ばれる。第１実施形態の画像センサ１は、撮像系と
処理系とが一体となった処理一体型の画像センサ（いわゆるスマートカメラ）である。

この画像センサ１は、撮像系として、照明部１０、レンズ部１１、撮像部１２を備える。照明部１０は、画像センサ１の視野内の被写体（検査対象など）を照明するデバイスであり、例えば、レンズ部１１の周囲に配列された複数の発光素子（ＬＥＤなど）により構成される。レンズ部１１は、被写体の光学像を撮像部１２に結像する光学系であり、例えば、ピント調整、絞り、ズームなどの機能を有する光学系が用いられる。撮像部１２は、光電変換によって画像データを生成・出力するデバイスであり、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子により構成される。

また、画像センサ１は、処理系として、本体メモリ１３、処理部１４、入出力Ｉ／Ｆ１５を備える。処理部１４は、撮像系から取り込まれた画像データに対する画像処理（例えば、前処理、特徴量抽出など）、画像処理の結果に基づく各種処理（例えば、検査、文字認識、個体識別など）、入出力Ｉ／Ｆ１５を介した外部装置２とのデータ送受信、外部装置２へ出力するデータの生成、外部装置２から受信したデータに対する処理、撮像系や入出力Ｉ／Ｆ１５の制御などを行うデバイスである。処理部１４は、発光部２０に通電した際の電流値及び累積通電時間を本体メモリ１３及びメモリ２１に記憶する。以下では、処理部１４が、電気的パラメータ値の一例である電流値を本体メモリ１３及びメモリ２１に記憶する場合の例について説明するが、この例に限らず、処理部１４は、電圧値、ＶＦ値、抵抗値を本体メモリ１３及びメモリ２１に記憶してもよい。本体メモリ１３には、発光部２０に通電した際の電流値（以下、単に「電流値」と称する。）及び累積通電時間が一
時的に記憶される。本体メモリ１３は、揮発性メモリであってもよいし、不揮発性メモリであってもよい。本体メモリ１３のデータ容量は任意である。

処理部１４は、例えば、プロセッサ及びメモリなどで構成され、メモリに格納されたプログラムをプロセッサが読み込み、実行することによって、上述した各種処理が実現される。なお、処理部１４の機能のうちの一部又は全部を、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどで実現してもよいし、外部の装置によって提供されてもよい。入出力Ｉ／Ｆ１５は、外部装置２との間でデータの送受信を行う通信インターフェイスである。例えば、入出力Ｉ／Ｆ１５は、ＰＬＣや管理用端末（コンピュータ）と接続するためのネットワークインターフェイス、他のセンサやコントローラと接続するためのパラレルインターフェイスなどを含んでもよい。

第１実施形態の画像センサ１は、モジュラー構造を有しており、図２（Ｂ）に示すように、センサ本体１６に対して、照明部１０・レンズ部１１・撮像部１２の３つのモジュールを選択して組み付ける構造となっている。各々のモジュールは、例えば、ネジ締結などによりセンサ本体１６に固定され、ユーザー側で自由にモジュールの取り付け／取り外しが可能である。

照明部（照明モジュール）１０としては、例えば、白色照明／赤色照明／赤外光照明のように照明光の波長が異なるものや、発光素子の配置や光量や発光パターンが異なるものなど、複数種類のモジュールが用意される。また、１つのモジュールに赤、青、緑、赤外などの複数種類の光源（ＬＥＤなど）を設け、各光源の発光を制御することで、赤、青、緑、赤外以外の波長の光（例えば白、紫、ピンクなど）を照射可能な照明モジュールを用いてもよい。この種の照明はマルチカラー照明などと呼ばれる。レンズ部（レンズモジュール）１１としては、例えば、手動操作あるいはアクチュエータなどを用いて自動でピントを調整できる機能を有するモジュール、狭視野／広視野のように視野が異なるモジュール、ズーム機能をもつモジュールなど、複数種類のモジュールが用意される。また、撮像部（撮像ジュール）１２としては、例えば、画素数、フレームレート、シャッター方式（ローリングシャッター／グローバルシャッター）などが異なる、複数種類のモジュールが用意される。ユーザーは、画像センサ１の用途や要求スペックにあわせて、適切なモジュールを適宜組み合わせることが可能である。

照明部１０は、光を発する発光部２０を有する。発光部２０は、図示しない電源からの電力供給を受けて発光する少なくとも一つの発光素子を有する。発光素子は、例えば、ＬＥＤである。発光部２０に通電される電流値は可変であり、発光部２０は複数の電流値で動作可能である。発光部２０に流れる電流値に応じて照明部１０の明るさが異なる。発光部２０に対する通電制御（電流値の切り替え、通電のオン／オフなど）は処理部１４によって行われる。処理部１４は、発光部２０に通電された電流値毎の累積通電時間を本体メモリ１３に記憶する。すなわち、処理部１４は、変更前の電流値、変更後の電流値、変更前の電流値についての累積通電時間及び変更後の電流値についての累積通電時間を本体メモリ１３に記憶する。例えば、処理部１４は、図３に示すようなテーブル１００を本体メモリ１３に記憶してもよい。図３は、本体メモリ１３に記憶されたテーブル１００の一例を示す図である。テーブル１００の左のフィールドには、複数の電流値が記憶されている。図３に示すように、複数の電流値は、それぞれ一定の範囲内の値であってもよい。また、複数の電流値は、それぞれ一定値であってもよい。テーブル１００の右のフィールドには、複数の電流値毎の累積通電時間が記憶されている。例えば、工場出荷時における累積通電時間を０ｈとし、照明部１０に電源が供給された後から複数の電流値及び複数の電流値毎の累積通電時間がカウントアップされる。

処理部１４は、複数の電流値及び複数の電流値毎の累積通電時間（以下、単に「複数の
累積通電時間」と称する。）を含むデータをメモリ２１に記憶する。この場合、処理部１４は、本体メモリ１３に一時保存されたデータをメモリ２１に書き込む。例えば、本体メモリ１３に図３のテーブル１００が記憶されている場合、処理部１４は、図３のテーブル１００をメモリ２１に書き込む。処理部１４は、メモリ２１への書き込みが終了した場合、本体メモリ１３のデータを消去してもよい。メモリ２１としては、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＦｅＲＡＭ、ＭＲＡＭなどを用いることができ、データ容量は任意である。

処理部１４は、複数の電流値及び複数の累積通電時間を所定の時間間隔でメモリ２１に記憶してもよい。具体的には、処理部１４は、単位時間当たりの複数の電流値及び単位時間当たりの複数の累積通電時間を所定の時間間隔でメモリ２１に記憶してもよい。例えば、処理部１４は、１時間当たりの複数の電流値及び１時間当たりの複数の累積通電時間を１時間毎にメモリ２１に記憶してもよい。メモリ２１には書き込み回数の限界（寿命）があるため、データを所定の時間間隔でメモリ２１に記憶することで、メモリ２１への書き込み回数を減らすことができる。これにより、メモリ２１の書き込み回数の限界までの到達期間を延ばすことができる。例えば、ＥＥＰＲＯＭの書き込み回数の限界は１０万回程度である。１時間毎にデータをＥＥＰＲＯＭに記憶すると、ＥＥＰＲＯＭの書き込み回数の限界までの到達時間は約７年間になる。また、処理部１４は、複数の電流値及び複数の累積通電時間を任意のタイミングでメモリ２１に記憶してもよい。

処理部１４は、閾値以上の電流値及び閾値以上の電流値についての累積通電時間をメモリ２１に記憶してもよい。発光部２０に流れる電流値の大きさによっては、発光部２０の劣化に影響を与えない場合がある。発光部２０の劣化に影響を与えない電流値及び発光部２０の劣化に影響を与えない電流値の累積通電時間をメモリ２１に記憶しないようにすることで、メモリ２１への書き込み回数を減らすことができる。また、メモリ２１に書き込まれるデータ量を減らすことができる。複数の電流値及び複数の累積通電時間が本体メモリ１３に記憶されている場合、処理部１４は、複数の電流値のうち閾値以上の電流値及び閾値以上の電流値についての累積通電時間を本体メモリ１３から抽出し、抽出したデータをメモリ２１に記憶してもよい。処理部１４は、発光部２０に通電された複数の電流値の平均値及び複数の電流値毎の累積通電時間の合計値をメモリ２１に記憶してもよい。これにより、メモリ２１に書き込まれるデータ量を減らすことができる。

処理部１４は、メモリ２１に記憶されたデータを任意のタイミングでメモリ２１から取得する。例えば、処理部１４は、複数の電流値及び複数の累積通電時間を含むデータを任意のタイミングでメモリ２１から取得する。外部装置２からの要求に応じて、処理部１４は、メモリ２１に記憶されたデータをメモリ２１から取得してもよい。例えば、外部装置２からの要求に応じて、処理部１４は、複数の電流値及び複数の累積通電時間を含むデータをメモリ２１から取得してもよい。ユーザーが所望のタイミングで外部装置２を操作することにより、複数の電流値及び複数の累積通電時間を含むデータをメモリ２１から取り出すことが可能である。処理部１４は、メモリ２１から取得したデータを外部装置２に送信する。例えば、処理部１４は、複数の電流値及び複数の累積通電時間を含むデータを外部装置２に送信する。また、外部装置２からの要求に応じて、処理部１４は、本体メモリ１３に保存されたデータを外部装置２に送信してもよい。

外部装置２は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の処理装置、データベース（ＤＢ）等の外部記憶装置、通信インターフェイス、表示装置等を備える。処理装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ及びメモリなどで構成されている。外部装置
２は、メモリ２１に記憶されたデータを画像センサ１から受信する。例えば、外部装置２は、複数の電流値及び複数の累積通電時間を含むデータを画像センサ１から受信する。外部装置２の処理装置は、メモリ２１に記憶されたデータに基づいて、発光部２０の寿命を
予測する。例えば、外部装置２の処理装置は、複数の電流値及び複数の累積通電時間を含むデータに基づいて、発光部２０の寿命を予測する。外部装置２の処理装置は、公知の寿命計算式を用いて、発光部２０の寿命を計算することにより、発光部２０の寿命を予測してもよい。外部装置２の処理装置は、予測部の一例である。外部装置２の処理装置は、発光部２０の寿命予測に用いる他のデータをＤＢから取得してもよい。外部装置２の表示装置に発光部２０の寿命予測の結果が表示されることにより、ユーザーは、発光部２０の寿命を認識することができる。ユーザーは、発光部２０の寿命予測の結果に基づいて、照明部１０の点検、交換時期を検討することができる。このように、第１実施形態によれば、照明部１０の監視が可能である。

例えば、照明部１０への電源供給が開始された後から一定期間が経過した後に画像センサ１から照明部１０を取り外し、取り外した照明部１０を別の画像センサ１に取り付ける場合がある。メモリ２１には、照明部１０への電源供給が開始された後からカウントされた複数の電流値及び複数の累積通電時間が記憶されている。そのため、外部装置２は、照明部１０への電源供給が開始された後から現在に至るまでの間における複数の電流値及び複数の累積通電時間をメモリ２１から取得することができる。このように、第１実施形態の画像センサ１では、照明部１０への電源供給が開始された後にモジュールの組み直しが行われた場合にも、外部装置２は、発光部２０の寿命を予測することができる。

外部装置２の処理装置は、メモリ２１に記憶されたデータに基づいて、発光部２０の状態を判定してもよい。例えば、外部装置２の処理装置は、複数の電流値及び複数の累積通電時間を含むデータに基づいて、発光部２０の状態を判定してもよい。発光部２０の状態として、例えば、発光部２０における所定状態からの光量低下等が挙げられる。外部装置２の処理装置は、公知の劣化計算式を用いて、発光部２０の光出力を計算することにより、発光部２０の状態を判定してもよい。外部装置２の処理装置は、発光部２０の状態の判定に用いる他のデータをＤＢから取得してもよい。外部装置２の表示装置に発光部２０の状態の判定結果が表示されることにより、ユーザーは、発光部２０の状態を認識することができる。ユーザーは、発光部２０の状態の判定結果に基づいて、照明部１０の点検、交換時期を検討することができる。このように、第１実施形態によれば、照明部１０の監視が可能である。

上記では、外部装置２の処理装置が、電流値及び累積通電時間に基づいて、発光部２０の寿命の予測を行う例を示した。この例に限らず、外部装置２の処理装置が、電圧値、ＶＦ値、抵抗値から電流値を算出し、電流値及び累積通電時間に基づいて、発光部２０の寿命の予測を行ってもよい。すなわち、外部装置２の処理装置が、電気的パラメータ値及び累積通電時間に基づいて、発光部２０の寿命の予測を行う。外部装置２の処理装置が、複数の電気的パラメータ値及び複数の累積通電時間に基づいて、発光部２０の寿命の予測を行ってもよい。また、外部装置２の処理装置が、複数の電気的パラメータ値及び複数の累積通電時間に基づいて、発光部２０の状態を判定してもよい。

〈寿命予測〉
以下の方法により、発光部２０の寿命の予測が行われてもよい。ＬＥＤの光出力（Ｐ）は、累積通電時間（動作時間）に対して指数関数的に減少し、以下の（式１）によって算出される。

Ｐ_０：ＬＥＤの初期出光力
β：劣化率
ｔ：累積通電時間（動作時間）

（式１）の劣化率（β）は、素子の材料、構造及び使用条件などで異なり、以下の（式２）によって算出される。

β_０：劣化定数
ＩＦ：電流値（動作電流）［Ａ］
Ｅａ：活性化エネルギー［ｅＶ］
ｋ：ボルツマン定数（８．６２×１０^－５）［ｅｖ／Ｋ］
Ｔｊ：発光層の温度［Ｋ］
劣化定数（β_０）はＬＥＤに依存し、活性化エネルギー（Ｅａ）はＬＥＤの材料に依存する。発光層の温度（Ｔｊ）は、ＬＥＤに依存する熱抵抗、消費電力、周囲温度から算出することができる。

外部装置２の処理装置は、（式１）及び（式２）を用いて、電流値及び累積通電時間に基づいて、発光部２０の光出力（Ｐ）を計算する。外部装置２の処理装置は、（式１）及び（式２）を用いて、複数の電流値及び複数の累積通電時間に基づいて、発光部２０の光出力（Ｐ）を計算してもよい。外部装置２の処理装置は、発光部２０の光出力（Ｐ）が基準値以下である場合、発光部２０が寿命に達していると判定する。外部装置２の処理装置は、発光部２０が寿命に達している場合、発光部２０の状態が悪いと判定する。外部装置２の処理装置は、発光部２０の光出力（Ｐ）が基準値を超える場合、発光部２０が寿命に達していないと判定する。外部装置２の処理装置は、発光部２０が寿命に達していない場合、発光部２０の状態が良いと判定する。外部装置２の処理装置は、（式１）を用いて、発光部２０の光出力（Ｐ）が基準値以下となる場合の累積通電時間（ｔ）を算出する。外部装置２の処理装置は、算出された累積通電時間（ｔ）を発光部２０の寿命としてもよい。

＜変形例＞
上記では、外部装置２の処理装置が、メモリ２１から取得した複数の電流値及び複数の累積通電時間を含むデータに基づいて、発光部２０の寿命を予測するが、このような例に限定されない。例えば、処理部１４が、メモリ２１から取得した複数の電流値及び複数の累積通電時間を含むデータに基づいて、発光部２０の寿命を予測してもよい。この場合、処理部１４は、発光部２０の寿命予測に用いる他のデータを外部装置２から受信してもよい。処理部１４は、予測部の一例である。処理部１４は、発光部２０の寿命予測の結果を外部装置２に送信する。外部装置２の表示装置に発光部２０の寿命予測の結果が表示されることにより、ユーザーは、発光部２０の寿命を認識することができる。ユーザーは、発光部２０の寿命予測の結果に基づいて、照明部１０の点検、交換時期を検討することができる。このように、第１実施形態の変形例によれば、照明部１０の監視が可能である。処理部１４は、上記の＜寿命予測＞の方法により、発光部２０の寿命の予測を行ってもよい。

また、処理部１４が、メモリ２１から取得した複数の電流値及び複数の累積通電時間を含むデータに基づいて、発光部２０の状態を判定してもよい。発光部２０の状態として、例えば、発光部２０における所定状態からの光量低下等が挙げられる。この場合、処理部１４は、発光部２０の状態の判定に用いる他のデータを外部装置２から受信してもよい。
処理部１４は、発光部２０の状態の判定結果を外部装置２に送信する。外部装置２の表示装置に発光部２０の状態の判定結果が表示されることにより、ユーザーは、発光部２０の状態を認識することができる。ユーザーは、発光部２０の状態の判定結果に基づいて、照明部１０の点検、交換時期を検討することができる。このように、第１実施形態の変形例によれば、照明部１０の監視が可能である。

［第２実施形態］
第２実施形態について説明する。第２実施形態において、第１実施形態と同一の構成要素については、第１実施形態と同一の符号を付し、その説明を省略する。第２実施形態では、処理部１４は、発光部２０に通電した際の電気的パラメータ値に累積通電時間を掛けた値を本体メモリ１３に記憶する。処理部１４は、発光部２０に通電した際の電流値に累積通電時間を掛けた値を本体メモリ１３に記憶してもよい。本体メモリ１３には、電気的パラメータ値に累積通電時間を掛けた値が一時的に記憶される。処理部１４は、電気的パラメータ値に累積通電時間を掛けた値をメモリ２１に記憶する。また、処理部１４は、複数の電気的パラメータ値に複数の電気的パラメータ値毎の累積通電時間をそれぞれ掛けた値をメモリ２１に記憶する。この場合、処理部１４は、本体メモリ１３に一時保存されたデータをメモリ２１に書き込む。

処理部１４は、閾値以上の電気的パラメータ値に、閾値以上の電気的パラメータ値についての累積通電時間を掛けた値をメモリ２１に記憶してもよい。処理部１４は、発光部２０に通電した際の電気的パラメータ値に累積通電時間を掛けた値を所定の時間間隔でメモリ２１に記憶してもよい。処理部１４は、閾値以上の電気的パラメータ値に、閾値以上の電気的パラメータ値についての累積通電時間を掛けた値を所定の時間間隔でメモリに記憶してもよい。第１実施形態と同様に、メモリ２１への書き込み回数を減らすことができる。また、メモリ２１に書き込まれるデータ量を減らすことができる。処理部１４は、発光部２０に通電された複数の電気的パラメータ値の平均値に累積通電時間の合計値を掛けた値をメモリ２１に記憶してもよい。これにより、メモリ２１に書き込まれるデータ量を減らすことができる。

処理部１４は、メモリ２１に記憶されたデータを任意のタイミングでメモリ２１から取得する。例えば、処理部１４は、電気的パラメータ値に累積通電時間を掛けた値を含むデータを任意のタイミングでメモリ２１から取得する。外部装置２からの要求に応じて、処理部１４は、メモリ２１に記憶されたデータをメモリ２１から取得してもよい。例えば、外部装置２からの要求に応じて、処理部１４は、電気的パラメータ値に累積通電時間を掛けた値を含むデータをメモリ２１から取得してもよい。ユーザーが所望のタイミングで外部装置２を操作することにより、メモリ２１に記憶されたデータをメモリ２１から取り出すことが可能である。処理部１４は、メモリ２１から取得したデータを外部装置２に送信する。例えば、処理部１４は、電気的パラメータ値に累積通電時間を掛けた値を含むデータを外部装置２に送信する。また、外部装置２からの要求に応じて、処理部１４は、本体メモリ１３に保存されたデータを外部装置２に送信してもよい。

外部装置２は、メモリ２１に記憶されたデータを画像センサ１から受信する。例えば、外部装置２は、電気的パラメータ値に累積通電時間を掛けた値を含むデータを画像センサ１から受信する。外部装置２の処理装置は、メモリ２１に記憶されたデータに基づいて、発光部２０の寿命を予測する。例えば、外部装置２の処理装置は、電気的パラメータ値に累積通電時間を掛けた値を含むデータに基づいて、発光部２０の寿命を予測する。外部装置２の処理装置は、電流値に累積通電時間を掛けた値を含むデータに基づいて、発光部２０の寿命を予測してもよい。外部装置２の処理装置は、公知の寿命計算式を用いて、発光部２０の寿命を計算することにより、発光部２０の寿命を予測してもよい。外部装置２の処理装置は、発光部２０の寿命予測に用いる他のデータをＤＢから取得してもよい。外部
装置２の表示装置に発光部２０の寿命予測の結果が表示されることにより、ユーザーは、発光部２０の寿命を認識することができる。ユーザーは、発光部２０の寿命予測の結果に基づいて、照明部１０の点検、交換時期を検討することができる。このように、第２実施形態によれば、照明部１０の監視が可能である。

第１実施形態と同様に、第２実施形態の画像センサ１では、照明部１０への電源供給が開始された後にモジュールの組み直しが行われた場合にも、外部装置２は、発光部２０の寿命を予測することができる。また、外部装置２の処理装置は、メモリ２１に記憶されたデータに基づいて、発光部２０の状態を判定してもよい。例えば、外部装置２の処理装置は、電気的パラメータ値に累積通電時間を掛けた値を含むデータに基づいて、発光部２０の状態を判定してもよい。

＜変形例＞
上記では、外部装置２の処理装置が、メモリ２１から取得したデータに基づいて、発光部２０の寿命を予測するが、このような例に限定されない。処理部１４が、メモリ２１から取得したデータに基づいて、発光部２０の寿命を予測してもよい。例えば、処理部１４が、電気的パラメータ値に累積通電時間を掛けた値を含むデータに基づいて、発光部２０の寿命を予測してもよい。また、処理部１４が、電流値に累積通電時間を掛けた値を含むデータに基づいて、発光部２０の寿命を予測してもよい。この場合、処理部１４は、発光部２０の寿命予測に用いる他のデータを外部装置２から受信してもよい。処理部１４は、発光部２０の寿命予測の結果を外部装置２に送信する。外部装置２の表示装置に発光部２０の寿命予測の結果が表示されることにより、ユーザーは、発光部２０の寿命を認識することができる。ユーザーは、発光部２０の寿命予測の結果に基づいて、照明部１０の点検、交換時期を検討することができる。このように、第２実施形態の変形例によれば、照明部１０の監視が可能である。また、処理部１４が、メモリ２１から取得したデータに基づいて、発光部２０の状態を判定してもよい。例えば、処理部１４が、電気的パラメータ値に累積通電時間を掛けた値を含むデータに基づいて、発光部２０の状態を判定してもよい。

＜その他＞
上記各実施形態は、本発明の構成例を例示的に説明するものに過ぎない。本発明は上記の具体的な形態には限定されることはなく、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記各実施形態では、照明部、レンズ部、撮像部の３つのモジュールを例示したが、画像センサに組み付ける構成要素はこれらに限られない。例えば、光学フィルタ、入出力Ｉ／Ｆ、処理部（プロセッサやメモリ）、表示器などをモジュール化してもよい。なお、スマートカメラの提供形態（納品形態）として、モジュールを個別に提供し、ユーザー側で組み立てを行う形態と、センサ本体に照明モジュールやレンズモジュールを組み込んだ状態で提供する形態とがある。後者の提供形態の場合、ユーザー側での光学条件の調整などが不要となるため、より簡単に画像センサの導入を行うことができるという利点がある。

＜付記＞
［１］光を発する発光部（２０）及び不揮発性のメモリ（２１）を有する照明モジュール（１０）と、前記発光部（２０）に通電した際の電気的パラメータ値及び前記発光部（２０）に通電された時間を累積した累積通電時間を含む第１データ又は前記発光部（２０）に通電した際の電気的パラメータ値に前記累積通電時間を掛けた値を含む第２データを前記メモリ（２１）に記憶する処理部（１４）と、を有する画像センサ（１）と、
前記メモリ（２１）から第１データ又は前記第２データを取得し、前記第１データ又は前記第２データに基づいて前記発光部（２０）の寿命を予測する予測部（２）と、
を備えることを特徴とする画像センサシステム。

［２］光を発する発光部（２０）及び不揮発性のメモリ（２１）を有する照明モジュール（１０）と、
前記発光部（２０）に通電した際の電気的パラメータ値及び前記発光部（２０）に通電された時間を累積した累積通電時間を含む第１データ又は前記発光部（２０）に通電した際の電気的パラメータ値に前記累積通電時間を掛けた値を含む第２データを前記メモリ（２１）に記憶する制御部（１４）と、
前記メモリ（２１）から前記第１データ又は前記第２データを取得し、前記第１データ又は前記第２データに基づいて前記発光部（２０）の寿命を予測する予測部（２）と、
を備えることを特徴とする画像センサ（１）。

１：画像センサ
２：外部装置
１０：照明部
１１：レンズ部
１２：撮像部
１３：本体メモリ
１４：処理部
１５：入出力Ｉ／Ｆ
１６：センサ本体
２０：発光部
２１：メモリ

Claims

光を発し、複数の電流値で動作可能な発光部及び不揮発性のメモリを有する照明モジュールと、前記発光部に通電した際の複数の電気的パラメータ値の平均値に複数の前記電気的パラメータ値毎の前記発光部に通電された時間を累積した累積通電時間の合計値を掛けた値を含む第１データを前記メモリに記憶する処理部と、を有する画像センサと、
前記メモリから前記第１データを取得し、前記第１データに基づいて前記発光部の寿命を予測する予測部と、
を備えることを特徴とする画像センサシステム。
前記処理部は、閾値以上の複数の前記電気的パラメータ値の平均値に前記閾値以上の複数の前記電気的パラメータ値についての前記累積通電時間の合計値を掛けた値を含む第２データを前記メモリに記憶し、
前記予測部は、前記メモリから前記第２データを取得し、前記第２データに基づいて前記発光部の寿命を予測する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像センサシステム。
前記処理部は、前記第１データを所定の時間間隔で前記メモリに記憶する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像センサシステム。
前記処理部は、前記第２データを所定の時間間隔で前記メモリに記憶する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像センサシステム。
光を発し、複数の電流値で動作可能な発光部及び不揮発性のメモリを有する照明モジュールと、
前記発光部に通電した際の複数の電気的パラメータ値の平均値に前記複数の電気的パラメータ値毎の前記発光部に通電された時間を累積した累積通電時間の合計値を掛けた値を含む第１データを前記メモリに記憶する処理を行う制御部と、
前記メモリから前記第１データを取得し、前記第１データに基づいて前記発光部の寿命を予測する予測部と、
を備えることを特徴とする画像センサ。