特許 6395792 白熱ランプ劣化診断装置およびそれを備えた検査機器およびシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6395792

(24)【登録日】2018年9月7日

(45)【発行日】2018年9月26日

(54)【発明の名称】白熱ランプ劣化診断装置およびそれを備えた検査機器およびシステム

(51)【国際特許分類】

   H05B 37/03 20060101AFI20180913BHJP

   H05B 37/02 20060101ALI20180913BHJP

   H05B 39/04 20060101ALI20180913BHJP

   G01M 11/00 20060101ALI20180913BHJP

【ＦＩ】

   H05B37/03 E

   H05B37/02 G

   H05B39/04

   G01M11/00 T

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-232757(P2016-232757)

(22)【出願日】2016年11月30日

(65)【公開番号】特開2018-92714(P2018-92714A)

(43)【公開日】2018年6月14日

【審査請求日】2017年11月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】307011510

【氏名又は名称】株式会社熊平製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】太田 剛

【審査官】 山崎 晶

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０３７２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１９５１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２４９５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２４７９３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３７／０３ − ３９／１０

Ｇ０１Ｍ １１／００ − １１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

劣化診断対象の白熱ランプの発光を受光する受光部と、
前記受光部により受光された光が入射され、当該入射された光の近赤外領域におけるスペクトルを計測する分光器と、
前記分光器により計測されたスペクトルを微分および平滑処理して微分スペクトルを生成する微分部と、
前記微分部により生成された前記白熱ランプの微分スペクトルに基づいて前記白熱ランプの劣化を診断する劣化診断部とを備えた白熱ランプ劣化診断装置。

【請求項2】

前記劣化診断部が、前記微分部により生成された前記白熱ランプの微分スペクトルと劣化のない白熱ランプおよび大きく劣化した白熱ランプの各微分スペクトルとの相関性を求め、前記微分部により生成された前記白熱ランプの微分スペクトルが、劣化のない白熱ランプの微分スペクトルよりも大きく劣化した白熱ランプの微分スペクトルの方により相関していれば、劣化診断対象の白熱ランプが劣化していると診断するものである請求項１に記載の白熱ランプ劣化診断装置。

【請求項3】

前記微分スペクトルが、元のスペクトルを２回微分した２次微分スペクトルである請求項２に記載の白熱ランプ劣化診断装置。

【請求項4】

前記微分スペクトルが、元のスペクトルを３回以上微分した高次微分スペクトルであり、
前記劣化診断部が、前記高次微分スペクトルの特徴のみに基づいて前記白熱ランプの劣化を診断するものである請求項１に記載の白熱ランプ劣化診断装置。

【請求項5】

前記劣化診断部が、前記高次微分スペクトルの変動幅が所定値よりも小さければ、前記白熱ランプが劣化していると診断するものである請求項４に記載の白熱ランプ劣化診断装置。

【請求項6】

前記白熱ランプがハロゲンランプである請求項１ないし５のいずれかに記載の白熱ランプ劣化診断装置。

【請求項7】

白熱ランプと、
前記白熱ランプの劣化診断を行う請求項１ないし６のいずれかに記載の白熱ランプ劣化診断装置と、
前記白熱ランプ劣化診断装置の受光部および分光器により受光されて計測された、前記白熱ランプの光が照射された試料からの透過光および／または反射光のスペクトルに基づいて、前記試料に含まれる成分を分析する成分分析部と、
前記白熱ランプ劣化診断装置の受光部が前記白熱ランプの光を直接受光するときに前記白熱ランプ劣化診断装置による白熱ランプ劣化診断を実行し、前記白熱ランプ劣化診断装置により前記白熱ランプの劣化が診断された場合にランプ交換を通知する制御部とを備えた検査機器。

【請求項8】

請求項７に記載の検査機器と、
前記検査機器およびその他の機器とネットワークを介して接続され、これら機器を一元管理する中央管理装置とを備えたシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、白熱ランプの劣化を診断する装置およびそのような白熱ランプ劣化診断装置を備えた検査機器およびシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

分光分析を行う各種検査機器において光源として白熱ランプが用いられる。白熱ランプは、窒素やアルゴンなどの不活性ガスが封入されたガラス球内のフィラメントに通電することでフィラメントから輻射されるジュール熱を発光に利用するランプである。特にハロゲンランプは小型で光束も大きくできることから、各種検査機器の光源としてよく用いられる。

【0003】

白熱ランプは、使用するにつれフィラメントが昇華してだんだん細くなる、あるいは、ガラス球の密封が壊れて空気が流入することでガラス球内が不純物で汚損されてフィラメントに高い発光負荷がかかることで、最終的にフィラメントが断線する。したがって、各種検査機器において光源としての白熱ランプがこのようなフィラメントの断線により突然使用できなくなる事態を回避するために、白熱ランプの劣化状態を診断し、推奨交換時期よりも前であってもある程度劣化が進んだ白熱ランプは予備的に交換することが重要である。

【0004】

白熱ランプに関するものではないが、下記特許文献１には、エキシマランプのスペクトル形状の時間的変化から当該エキシマランプの寿命を判定する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６−３００７０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

これまで白熱ランプの劣化診断はフィラメントに通電される電流に基づいて行うのが一般的であった。しかし、このようなフィラメント電流に基づく劣化診断方法では、フィラメントの細線化が相当程度進まないと異常が検出されないため、白熱ランプが劣化していることが診断されてから実際にフィラメントが断線するまでの時間が短いという問題がある。このため、各種検査機器において白熱ランプが劣化していると診断されてからランプ交換の準備をする間もなく白熱ランプが切れることも起こり得る。こうした事態を回避するために、時間的余裕を持って白熱ランプの劣化診断を下すことが求められるところである。

【0007】

上記問題に鑑み、本発明は、白熱ランプの劣化状態を早期に検出することができる白熱ランプ劣化診断装置およびそのような白熱ランプ劣化診断装置を備えた検査機器およびシステムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一局面に従った白熱ランプ劣化診断装置は、劣化診断対象の白熱ランプの発光を受光する受光部と、前記受光部により受光された光が入射され、当該入射された光の近赤外領域におけるスペクトルを計測する分光器と、前記分光器により計測されたスペクトルを微分および平滑処理して微分スペクトルを生成する微分部と、前記微分部により生成された前記白熱ランプの微分スペクトルに基づいて前記白熱ランプの劣化を診断する劣化診断部とを備えたものである。

【0009】

この構成によれば、白熱ランプの微分スペクトルを使用することで、露光時間の違いや個々の白熱ランプの発光強度などに起因するスペクトル強度の違いに影響されることなく、白熱ランプの劣化状態を反映した特徴的なスペクトル形状を観察することができ、白熱ランプの劣化状態を早期に検出することができる。

【0010】

前記劣化診断部が、前記微分部により生成された前記白熱ランプの微分スペクトルと劣化のない白熱ランプおよび大きく劣化した白熱ランプの各微分スペクトルとの相関性を求め、前記微分部により生成された前記白熱ランプの微分スペクトルが、劣化のない白熱ランプの微分スペクトルよりも大きく劣化した白熱ランプの微分スペクトルの方により相関していれば、劣化診断対象の白熱ランプが劣化していると診断するものであってもよい。この場合、前記微分スペクトルが、元のスペクトルを２回微分した２次微分スペクトルであってもよい。

【0011】

これによると、劣化診断対象の白熱ランプの劣化状態が劣化のない白熱ランプおよび大きく劣化した白熱ランプのいずれに近いかといった相対的な評価により、白熱ランプの劣化状態を早期に検出することができる。また、白熱ランプのスペクトルを２回微分することで、白熱ランプの劣化状態を反映した特徴的なスペクトル形状を観察することができる。

【0012】

前記微分スペクトルが、元のスペクトルを３回以上微分した高次微分スペクトルであってもよく、前記劣化診断部が、前記高次微分スペクトルの特徴のみに基づいて前記白熱ランプの劣化を診断するものであってもよい。

【0013】

これによると、劣化のない白熱ランプおよび大きく劣化した白熱ランプとの相対的な評価を行うことなく、白熱ランプの高次微分スペクトル単独で白熱ランプの劣化状態を早期に検出することができる。

【0014】

前記劣化診断部が、前記高次微分スペクトルの変動幅が所定値よりも小さければ、前記白熱ランプが劣化していると診断するものであってもよい。

【0015】

これによると、劣化が進んだ白熱ランプの高次微分スペクトルは変動幅が小さくなる傾向にあるため、当該変動幅を基準にして白熱ランプの劣化状態を早期に検出することができる。

【0016】

また、本発明の別の一局面に従った検査機器は、白熱ランプと、前記白熱ランプ劣化診断装置と、前記白熱ランプ劣化診断装置の受光部および分光器により受光されて計測された、前記白熱ランプの光が照射された試料からの透過光および／または反射光のスペクトルに基づいて、前記試料に含まれる成分を分析する成分分析部と、前記白熱ランプ劣化診断装置の受光部が前記白熱ランプの光を直接受光するときに前記白熱ランプ劣化診断装置による白熱ランプ劣化診断を実行し、前記白熱ランプ劣化診断装置により前記白熱ランプの劣化が診断された場合にランプ交換を通知する制御部とを備えたものである。

【0017】

これによると、受光部および分光器を白熱ランプの劣化診断用途にも試料の検査用途にも使用することができる。また、試料の検査を実施していない期間に白熱ランプの劣化診断を行うことができる。

【0018】

また、本発明の別の一局面に従ったシステムは、前記検査機器と、前記検査機器およびその他の機器とネットワークを介して接続され、これら機器を一元管理する中央管理装置とを備えたものである。

【0019】

これによると、検査機器がシステムに統合された場合において、検査機器において白熱ランプが劣化していることが診断されたときにランプ交換の必要性を中央管理装置において確認することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によると、白熱ランプの劣化状態を早期に検出することができる。このため、白熱ランプを備えた検査機器において劣化した白熱ランプを時間的余裕をもって交換することができる。また、推奨交換時期の到達前に予備的に白熱ランプを交換する必要がなくなり、推奨交換時期を過ぎても劣化の診断が下されるまで白熱ランプを使用し続けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】特定の波長領域における白熱ランプのスペクトル例を示す図

【図2】図１のスペクトルを２回微分および平滑化処理した２次微分スペクトル例を示す図

【図3】劣化診断対象の白熱ランプの２次微分スペクトルと劣化のない白熱ランプおよび大きく劣化した白熱ランプの各２次微分スペクトルとの相関性の時間変化を説明する図

【図4】図１のスペクトルを３回微分および平滑化処理した高次微分スペクトル例を示す図

【図5】図１のスペクトルを４回微分および平滑化処理した高次微分スペクトル例を示す図

【図6】第１の実施形態に係る白熱ランプ劣化診断装置のブロック図

【図7】第１の実施形態に係る白熱ランプ劣化診断装置による白熱ランプ劣化診断処理のフローチャート

【図8】第２の実施形態に係る白熱ランプ劣化診断装置のブロック図

【図9】第２の実施形態に係る白熱ランプ劣化診断装置による白熱ランプ劣化診断処理のフローチャート

【図10】第３の実施形態に係る検査機器のブロック図

【図11】第４の実施形態に係るシステムのブロック図

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

【0023】

なお、発明者は、当業者が本発明を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。また、図面に描かれた各部材の寸法、厚み、細部の詳細形状などは実際のものとは異なることがある。

【0024】

≪白熱ランプ劣化診断の原理≫
まず、本発明に至った背景となる白熱ランプ劣化診断の原理について説明する。ここでいう白熱ランプとは、窒素やアルゴンなどの不活性ガスが封入されたガラス球内のフィラメントに通電することでフィラメントから輻射されるジュール熱を発光に利用するランプのことをいう。白熱ランプの代表例としてハロゲンランプが挙げられる。なお、以下で言及する白熱ランプはハロゲンランプのことを想定しているが、本発明の適用範囲はハロゲンランプに限定されずにクリプトンランプなどにも適用可能である。

【0025】

（白熱ランプのスペクトル観察）
図１は、特定の波長領域（例えば、７００［ｎｍ］〜８００［ｎｍ］）における白熱ランプのスペクトル例を示す図である。図１に示したように、白熱ランプのスペクトル強度は、白熱ランプが劣化していないときには比較的高いが、劣化が進むにつれ徐々に減少する。特に、白熱ランプのスペクトルの形状は、当初山状形状であったものが白熱ランプの劣化が進むにつれ次第になだらかな形状へと変化する。このように、白熱ランプの劣化の進行は、スペクトル強度の減少および形状の平坦化として観察される。しかし、スペクトル強度は露光時間や白熱ランプの発光強度などに応じて直流成分がオフセットとして加わるため、露光時間の違いおよび個々の発熱ランプの発光強度の違いなどによって計測されるスペクトル強度が違ってくる。したがって、計測されたスペクトル強度から直ちに白熱ランプの劣化を診断することは難しい。

【0026】

（２次微分スペクトルの参照）
図２は、図１のスペクトルを２回微分および平滑化処理した２次微分スペクトル例を示す図である。図２からわかるように、特定の波長領域において、劣化のない白熱ランプおよびわずかに劣化した白熱ランプの２次微分スペクトルは極大点および極小点を持つ変化をするのに対して、大きく劣化した白熱ランプの２次微分スペクトルはほぼ単調に増大する。すなわち、白熱ランプの２次微分スペクトルの形状は、当初極大点および極小点をもつ曲線であったものが白熱ランプの劣化が進むにつれて極大点および極小点がなくなってほぼ単調増加する形状へと変化する。

【0027】

すなわち、白熱ランプのスペクトルを２回微分することで、白熱ランプの劣化状態を反映した特徴的なスペクトル形状を観察することができる。また、スペクトルを微分することで、露光時間の大小や白熱ランプの発光強度などに起因する直流成分を排除することができるという利点がある。そこで、劣化診断対象の白熱ランプの２次微分スペクトルが、劣化のない白熱ランプの２次微分スペクトルおよび大きく劣化した白熱ランプの２次微分スペクトルのどちらに近似しているかを評価することで、当該劣化診断対象の白熱ランプの劣化を診断することができる。

【0028】

図３は、劣化診断対象の白熱ランプの２次微分スペクトルと劣化のない白熱ランプの２次微分スペクトルおよび大きく劣化した白熱ランプの２次微分スペクトルのそれぞれとの相関性の時間変化を示す説明する図である。劣化診断対象の白熱ランプの劣化がほとんど進んでいない初期段階では（図３上段の「劣化：なし」）、劣化診断対象の白熱ランプの２次微分スペクトルと劣化のない白熱ランプの２次微分スペクトルとの相関性Ａは、劣化診断対象の白熱ランプの２次微分スペクトルと大きく劣化した白熱ランプの２次微分スペクトルとの相関性Ｂに勝っている。劣化診断対象の白熱ランプの劣化が進むと（図３中段の「劣化：中」）相関性Ａと相関性Ｂとがほぼ等しくり、さらに劣化診断対象の白熱ランプの劣化が進むと（図３下段の「劣化：大」）相関性Ｂが相関性Ａに勝るようになる。

【0029】

したがって、劣化のない白熱ランプの２次微分スペクトルおよび大きく劣化した白熱ランプの２次微分スペクトルをサンプルデータとしてあらかじめ用意しておき、劣化診断対象の白熱ランプの２次微分スペクトルとこれらサンプルデータとの相関性Ａ，Ｂを求め、さらにこれら相関性Ａ，Ｂを互いに比較することで、当該劣化診断対象の白熱ランプの劣化状態を診断することができる。

【0030】

（高次微分スペクトルの参照）
白熱ランプのスペクトルのさらに高次の微分スペクトルからはまた別の特徴が観察される。図４は、図１のスペクトルを３回微分および平滑化処理した高次微分スペクトル例を示す図である。図４からわかるように、特定の波長領域において、劣化のない白熱ランプの３次微分スペクトルおよびわずかに劣化した白熱ランプの３次微分スペクトルはいずれも比較的大きく変動するのに対して、大きく劣化した白熱ランプの３次微分スペクトルの変動幅は小さい。すなわち、白熱ランプの３次微分スペクトルの形状は、当初山状形状であったものが白熱ランプの劣化が進むにつれて平坦な形状へと変化する。

【0031】

図５は、図１のスペクトルを４回微分および平滑化処理した高次微分スペクトル例を示す図である。図５からわかるように、特定の波長領域において、劣化のない白熱ランプの４次微分スペクトルおよびわずかに劣化した白熱ランプの４次微分スペクトルはいずれも正値の極大点および負値の極小点を持つ変化をするのに対して、大きく劣化した白熱ランプの４次微分スペクトルはほとんど変動せずにほぼゼロになる。すなわち、白熱ランプの４次微分スペクトルの形状は、当初正値の極大点および負値の極小点をもつ曲線であったものが白熱ランプの劣化が進むにつれて極大点および極小点がなくなってほぼゼロに収束する。

【0032】

すなわち、白熱ランプのスペクトルを３回以上微分した高次微分スペクトルを使用することで、劣化診断対象の白熱ランプの高次微分スペクトルと劣化のない白熱ランプおよび大きく劣化した白熱ランプの各高次微分スペクトルとの相関性を評価することなく、劣化診断対象の白熱ランプの高次微分スペクトルのみに基づいて、当該劣化診断対象の白熱ランプの劣化状態を診断することができる。

【0033】

以下、上述の白熱ランプ劣化診断を実施する白熱ランプ劣化診断装置について詳細に説明する。

【0034】

≪第１の実施形態≫
図６は、第１の実施形態に係る白熱ランプ劣化診断装置のブロック図である。第１の実施形態に係る白熱ランプ劣化診断装置１０は、白熱ランプ１００のスペクトルを２回微分した２次微分スペクトルを参照して白熱ランプ１００の劣化状態を診断する装置である。

【0035】

図６に示したように、白熱ランプ劣化診断装置１０は、受光部１１と、分光器１２と、制御ユニット１１０とを備えている。制御ユニット１１０は、制御部１１１、微分部１１２、劣化診断部１１３を備えている。具体的には、制御ユニット１１０は、図略のＣＰＵ、ハードディスクドライブ、メモリ、Ａ／Ｄ変換ボードなどを備えており、これら構成要素から制御部１１１、微分部１１２、劣化診断部１１３が構成される。例えば、制御部１１１、微分部１１２、劣化診断部１１３はコンピュータプログラムとしてメモリに記憶されており、ＣＰＵがメモリから当該コンピュータプログラムを読み出して実行することで制御部１１１、微分部１１２、劣化診断部１１３が実現される。あるいは、制御部１１１、微分部１１２、劣化診断部１１３は専用のハード回路またはハード回路とソフトウェアの組み合わせであってもよい。

【0036】

受光部１１は、白熱ランプ１００の光１０１を受光する。受光部１１により受光された光１０１は、図略の光ファイバーを通じて分光器１２に入射される。なお、受光部１１において適当な箇所に、白熱ランプ１０から受光した光１０１の近赤外領域の光を透過させてそれ以外の領域の光を減衰させる光学フィルターを設けるとよい。

【0037】

分光器１２は、受光部１１より入射された光１０２の近赤外領域におけるスペクトル１０３を計測する。より詳細には、分光器１２は、図略のスリット、コリメーティングミラー、分光素子（具体的にはプリズムまたはグレーティング）、アレイ検出器（具体的にはＣＭＯＳセンサーまたはリニアＣＣＤアレイ）、電子回路などを備える。このうち、アレイ検出器は、分光素子により分光された光を電気信号に変換する。スペクトル１０３は当該電気信号により表される。

【0038】

制御部１１１は、白熱ランプ劣化診断装置１０の全体の制御を司る。例えば、制御部１１１は、分光器１２に制御信号１０４を送って分光器１２の露光時間などを調整する。

【0039】

微分部１１２は、分光器１２からスペクトル１０３を表す電気信号を受け、当該スペクトル１０３を２回微分して２次微分スペクトルを生成する。なお、微分部１１２は、微分演算の後に平滑化処理を行ってもよい。これにより、２次微分スペクトルに含まれる高周波ノイズを除去することができる。

【0040】

劣化診断部１１３は、微分部１１２により生成された白熱ランプ１００の２次微分スペクトルに基づいて白熱ランプ１００の劣化を診断する。より詳細には、劣化診断部１１３は、サンプルデータとして劣化のない白熱ランプの２次微分スペクトル１０５および大きく劣化した白熱ランプの２次微分スペクトル１０６を参照して、微分部１１２により生成された２次微分スペクトルとこれらサンプルデータとの相関性を求め、微分部１１２により生成された２次微分スペクトルが、劣化のない白熱ランプの２次微分スペクトルよりも大きく劣化した白熱ランプの２次微分スペクトルの方により相関していれば（図３中の「劣化：大」の状態）、白熱ランプ１００が劣化していると診断する。

【0041】

なお、上記サンプルデータは、白熱ランプ劣化診断装置１０に実装された図略の不揮発性メモリなどに書き換え可能に記憶しておいてもよいし、白熱ランプ劣化診断装置１０がネットワークに接続可能な場合にはネットワーク上のサーバーなどから都度取得するようにしてもよい。

【0042】

次に、第１の実施形態に係る白熱ランプ劣化診断装置１０による白熱ランプ劣化診断処理について説明する。図７は、第１の実施形態に係る白熱ランプ劣化診断装置１０による白熱ランプ劣化診断処理のフローチャートである。

【0043】

ステップＳ１：受光部１１が白熱ランプ１００の光１０１を受光し、分光器１２が受光部１１から入射された光１０２のスペクトルを計測する。

【0044】

ステップＳ２：微分部１１２が分光器１２から受けたスペクトル１０３を２回微分して２次微分スペクトルを生成する。

【0045】

ステップＳ３：劣化診断部１１３が、微分部１１２により生成された白熱ランプ１００の２次微分スペクトルと劣化のない白熱ランプの２次微分スペクトル１０５との相関性Ａ、および微分部１１２により生成された白熱ランプ１００の２次微分スペクトルと大きく劣化した白熱ランプの２次微分スペクトル１０６との相関性Ｂを求める。

【0046】

ステップＳ４：劣化診断部１１３が、相関性Ａと相関性Ｂとを比較する。

【0047】

ステップＳ５：相関性Ａが相関性Ｂよりも小さい場合、ステップＳ６へ進む。逆に相関性Ｂが相関性Ａよりも大きい場合、ステップＳ７へ進む。

【0048】

ステップＳ６：劣化診断部１１３が、白熱ランプ１００が劣化していると診断する。例えば、劣化診断部１１３は、白熱ランプ１００の交換を促すメッセージを適当な形態で表示する。

【0049】

ステップＳ７：劣化診断部１１３が、白熱ランプ１００が劣化していないと診断する。すなわち、白熱ランプ１００に交換の必要性がないため、劣化診断部１１３はこれ以上何もすることなく白熱ランプ劣化診断処理が終了する。

【0050】

なお、ステップＳ３において、劣化診断部１１３は回帰分析を行って相関係数を計算して相関性Ａ，Ｂを求める必要はない。例えば、劣化診断部１１３は、微分部１１２により生成された白熱ランプ１００の２次微分スペクトルとサンプルデータとの誤差二乗和または誤差絶対値和を計算し、その値を相関性Ａ，Ｂとして用いるようにしてもよい。これにより、相関性算出に要する計算量を削減することができる。なお、誤差二乗和または誤差絶対値和を用いる場合、図３に示した例とは逆に値が小さいほど相関性が高くなるため、ステップＳ５のＹＥＳおよびＮＯの分岐が入れ替わる点に注意すべきである。

【0051】

以上のように、第１の実施形態によると、白熱ランプ１００の２次微分スペクトルを使用することで、露光時間の違いや個々の白熱ランプの発光強度などに起因するスペクトル強度の違いに影響されることなく、白熱ランプ１００の劣化状態を早期に診断することができる。また、劣化診断対象の白熱ランプ１００の劣化状態が劣化のない白熱ランプおよび大きく劣化した白熱ランプのいずれに近いかといった相対的な評価により、白熱ランプ１００の劣化状態を早期に診断することができる。

【0052】

≪第２の実施形態≫
図８は、第２の実施形態に係る白熱ランプ劣化診断装置のブロック図である。第２の実施形態に係る白熱ランプ劣化診断装置１０は、白熱ランプ１００のスペクトルを３回以上微分した高次微分スペクトルを参照して白熱ランプ１００の劣化状態を診断する装置である。装置構成は第１の実施形態とほぼ同じであるため、以下では第１の実施形態と異なる点を重点的に説明する。

【0053】

微分部１１２は、分光器１２からスペクトル１０３を表す電気信号を受け、当該スペクトル１０３を３回以上微分して高次微分スペクトルを生成する。なお、微分部１１２は、微分演算の後に平滑化処理を行ってもよい。これにより、高次微分スペクトルに含まれる高周波ノイズを除去することができる。

【0054】

劣化診断部１１３は、微分部１１２により生成された白熱ランプ１００の高次微分スペクトルのみに基づいて白熱ランプ１００の劣化を診断する。より詳細には、劣化診断部１１３は、微分部１１２により生成された高次微分スペクトルの変動幅が所定値よりも小さければ、白熱ランプ１００が劣化していると診断する。すなわち、第２の実施形態では、劣化診断部１１３は、劣化のない白熱ランプの高次微分スペクトルおよび大きく劣化した白熱ランプの高次微分スペクトルといったサンプルデータを参照する必要がない。

【0055】

次に、第２の実施形態に係る白熱ランプ劣化診断装置１０による白熱ランプ劣化診断処理について説明する。図９は、第２の実施形態に係る白熱ランプ劣化診断装置１０による白熱ランプ劣化診断処理のフローチャートである。

【0056】

ステップＳ１１：受光部１１が白熱ランプ１００の光１０１を受光し、分光器１２が受光部１１から入射された光１０２のスペクトルを計測する。

【0057】

ステップＳ１２：微分部１１２が分光器１２から受けたスペクトル１０３を３回以上微分して高次微分スペクトルを生成する。

【0058】

ステップＳ１３：劣化診断部１１３が、微分部１１２により生成された白熱ランプ１００の高次微分スペクトルの変動幅を求める。当該変動幅は、特定の波長領域における高次微分スペクトルの最大値と最小値との差として計算することができる。

【0059】

ステップＳ１４：劣化診断部１１３が、白熱ランプ１００の高次微分スペクトルの変動幅と所定値とを比較する。

【0060】

ステップＳ１５：変動幅が所定値よりも小さい場合、ステップＳ１６へ進む。逆に変動幅が所定値よりも大きい場合、ステップＳ１７へ進む。

【0061】

ステップＳ１６：劣化診断部１１３が、白熱ランプ１００が劣化していると診断する。例えば、劣化診断部１１３は、白熱ランプ１００の交換を促すメッセージを適当な形態で表示する。

【0062】

ステップＳ１７：劣化診断部１１３が、白熱ランプ１００が劣化していないと診断する。すなわち、白熱ランプ１００に交換の必要性がないため、劣化診断部１１３はこれ以上何もすることなく白熱ランプ劣化診断処理が終了する。

【0063】

以上のように、第２の実施形態によると、劣化のない白熱ランプおよび大きく劣化した白熱ランプのサンプルデータが不要であり、白熱ランプ１００の高次微分スペクトル単独で白熱ランプ１００の劣化状態を早期に検出することができる。

【0064】

≪第３の実施形態≫
白熱ランプの光を用いた分光分析により各種検査を行う検査機器に第１の実施形態または第２の実施形態に係る白熱ランプ劣化診断装置１０を組み込むことで、当該検査機器において白熱ランプの劣化診断を行うことができるようになる。

【0065】

図１０は、第３の実施形態に係る検査機器のブロック図である。第３の実施形態に係る検査機器は、ボトル、ビン、缶などの容器に入った液体物（試料の一例）を容器に入ったままで検査する液体検査装置である。より詳しくは、第３の実施形態に係る液体検査装置２０は、容器内の液体物に関して、エタノールやガソリンなどの可燃性液体、爆発物原料、不正薬物などの含有状況を検査する装置である。

【0066】

液体検査装置２０は、白熱ランプ１００と、受光部１１と、分光器１２と、制御ユニット２１０と、表示部２１、通信インターフェイス２２とを備えている。制御ユニット２１０は、制御部２１１、成分分析部２１２、微分部１１２、劣化診断部１１３を備えている。具体的には、制御ユニット２１０は、図略のＣＰＵ、ハードディスクドライブ、メモリ、Ａ／Ｄ変換ボードなどを備えており、これら構成要素から制御部２１１、成分分析部２１２、微分部１１２、劣化診断部１１３が構成される。例えば、制御部２１１、成分分析部２１２、微分部１１２、劣化診断部１１３はコンピュータプログラムとしてメモリに記憶されており、ＣＰＵがメモリから当該コンピュータプログラムを読み出して実行することで制御部２１１、成分分析部２１２、微分部１１２、劣化診断部１１３が実現される。あるいは、制御部２１１、成分分析部２１２、微分部１１２、劣化診断部１１３は専用のハード回路またはハード回路とソフトウェアの組み合わせであってもよい。

【0067】

上記構成の液体検査装置２０において、受光部１１、分光器１２、微分部１１２、劣化診断部１１３は上記の白熱ランプ劣化診断装置１０の構成要素でもある。すなわち、白熱ランプ劣化診断装置１０と液体検査装置２０とで受光部１１および分光器１２が共用される。

【0068】

受光部１１は、白熱ランプ１００の光１０１が照射された容器２００内の液体物２０１からの透過光および／または反射光１０１Ａを受光する。分光器１２は、受光部１１より入射された光１０２の近赤外領域におけるスペクトルを計測する。

【0069】

成分分析部２１２は、分光器１２からスペクトルを取得して分析し、容器２００内の液体物２０１に関して、エタノールやガソリンなどの可燃性液体、爆発物原料、不正薬物などの含有状況を検査する。すなわち、成分分析部２１２は、検査対象の液体物２０１の吸収スペクトルを分析することにより液体物２０１に含まれる各種成分を特定する。なお、具体的な検査方法は特許第５２０７４６２や特開２０１６−８０４０３号公報に開示されているのでそちらを参照されたい。

【0070】

制御部２１１は、液体検査装置２０の全体の制御を司る。特に、制御部２１１は、液体検査と白熱ランプ劣化診断を適宜切り替える。例えば、受光部１１により受光される光量が減少することで、制御部２１１は、検査対象の存在を認識して自動的に液体検査を開始し、検査結果を表示部２１に表示させる。

【0071】

一方、制御部２１１は、受光部１１により受光される光量に基づいて、受光部１１が白熱ランプ１００の光を直接受光している、すなわち、検査対象が存在しないと判断すると、微分部１１２および劣化診断部１１３を動作させて白熱ランプ１００の劣化診断を実行する。白熱ランプ１００が劣化していると診断された場合、制御部２１１は、表示部２１にランプ交換のメッセージを表示する。また、制御部２１１は、通信インターフェイス２２を介してランプ交換の通知を外部装置へ送信する。

【0072】

以上のように、第３の実施形態によると、受光部１１および分光器１２を白熱ランプ１００の劣化診断用途にも液体物２０１の検査用途にも使用することができる。また、液体検査を実施していない期間に白熱ランプ１００の劣化診断を行うことができる。

【0073】

なお、液体検査装置２０が複数の白熱ランプ１００を備える場合、制御部２１１は、白熱ランプの劣化診断時に１個ずつ白熱ランプ１００を点灯させるようにしてもよい。これにより、個々の白熱ランプ１００の劣化状態を診断することができる。

【0074】

≪第４の実施形態≫
図１１は、第４の実施形態に係るシステムのブロック図である。第４の実施形態に係るシステムは統合セキュリティシステム３０である。統合セキュリティシステム３０において、上記の液体検査装置２０、入退室管理装置３１、セキュリティゲート管理装置３２、収納庫管理装置３３、録画監視装置３４、中央管理装置３５がネットワーク３６により互いに接続されている。ネットワーク３６はＬＡＮに限られずインターネットをも含み得る。

【0075】

入退室管理装置３１にはＩＣカード認証や生体認証などの認証機３１０が接続されている。入退室管理装置３１は、認証機３１０により本人認証に成功した利用者の入退室を可能にする。

【0076】

セキュリティゲート管理装置３２にはセキュリティゲート３２０が接続されている。セキュリティゲート管理装置３２は、セキュリティゲート３２０により本人認証に成功した利用者のゲート通過を可能にする。

【0077】

収納庫管理装置３３には電気施錠が可能な収納庫３３０が接続されている。収納庫管理装置３３は、収納庫３３０により本人認証に成功した利用者による扉の解錠を可能にする。

【0078】

録画監視装置３４にはカメラ３４０が接続されている。録画監視装置３４は、カメラ３４０により撮像された監視映像を記録する。

【0079】

中央管理装置３５は、液体検査装置２０、入退室管理装置３１、セキュリティゲート管理装置３２、収納庫管理装置３３、録画監視装置３４などの配下の機器と通信してこれら機器から各種情報を収集してこれら機器を一元管理する。例えば、中央管理装置３５は、入退室管理装置３１から入退室者のＩＤ、入退室場所、入退室時間などの情報を取得して蓄積する。

【0080】

また、中央管理装置３５は、配下の機器からアラーム情報を受けて、問題が発生した機器、当該機器の配置場所、トラブル内容などを図略のモニターに表示して監視員に知らせる。例えば、液体検査装置２０において白熱ランプ１００が劣化していると診断された場合、液体検査装置２０から中央管理装置３５へランプ交換の通知が送信される。中央管理装置３５は、液体検査装置２０からランプ交換の通知を受けて、当該液体検査装置２０の配置場所、ランプ交換のメッセージなどを図略のモニターに表示して監視員に知らせる。

【0081】

以上のように、第４の実施形態によると、液体検査装置２０が統合セキュリティシステム２０に統合された場合において、液体検査装置２０において白熱ランプ１００が劣化していることが診断されたときにランプ交換の必要性を中央管理装置３１において確認することができる。

【0082】

以上、本発明における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

【0083】

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

【0084】

また、上述の実施の形態は、本発明における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

【符号の説明】

【0085】

１０ 白熱ランプ劣化診断装置
１００ 白熱ランプ
１１ 受光部
１２ 分光器
１１２ 微分部
１１３ 劣化診断部
２０ 液体検査装置（検査機器の一例）
２０１ 液体物（試料の一例）
２１１ 制御部
２１２ 成分分析部
３０ 統合セキュリティシステム（システムの一例）
３５ 中央管理装置
３６ ネットワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】