一种led数码管的光电检测系统及其方法
【专利摘要】本发明提供一种LED数码管的光电检测系统及其方法，包括光学探测模块、暗箱、可切换工装板、工装板驱动模块、LED切换驱动模块、主控模块、图像处理模块和电性能测试模块；所述光学探测系统设置在所述暗箱内，包括相机、光学镜头和光源；所述暗箱设置在所述可切换工装板上支；所述可切换工装板置于所述暗箱的下方和所述工装板驱动模块的上方；所述工装板驱动模块与所述主控模块相连；所述LED切换驱动模块与所述主控模块相连；所述图像处理模块与所述光学探测系统和所述主控模块相连；所述电性能测试模块与所述主控模块相连。本发明的LED数码管的光电检测系统及其方法对LED数码管的光电性能检测的速度快、准确度高、操作方便，成本较低。
【专利说明】一种LED数码管的光电检测系统及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光电检测系统及其方法，特别是涉及一种LED数码管的光电检测 系统及其方法。
【背景技术】
[0002] 在LED制造领域，需要对已制造完成的LED数码管进行批量化的生产检测，检测 LED数码管的电气性能、功能参数、外观等。然而，对于LED数码管而言，除检测前述性能外， 还需要对LED数码管的光性能参数进行检测。
[0003] 目前技术情况下，电子元器件制造过程中的前端工序，如晶片的固定、晶片的焊接 等，都已由自动化机器来完成，而电子元器件的检测工序，自动化程度较低，尤其是针对部 分领域的电子元器件或非标准封装的电子元器件。
[0004] 非标准封装的电子元器件难以实现自动化检测的主要原因是，这些电子元器件的 外形和引脚尺寸不规则，不同种类的器件之间封装差异性大，而自动化机器需要首先对被 测对象的特征进行提炼和学习，才能实现标准化和重复性的检测动作，但被测对象特征的 不确定性使提炼和学习的难度大大增加。
[0005] 具体地，现有技术中对非标准封装的LED数码管大都采用人工检测或专用设备检 测。检其中，检测包括电性能检测及光性能检测。电性能检测在业界已非常成熟，主要通过 仪器测量LED器件的电压电流特性。
[0006] 光性能的人工检测，即点亮LED数码管后，靠人工肉眼来判断各项光学参数是否 符合要求。依靠人工及肉眼观测的检测项目，存在主观性和检测结果的不一致性，同时， 这些检测项目对检测人员的技能要求很高，检测人员需要经过较长期的学习和训练才能上 岗。因此，现有技术中的LED数码管光电性能的人工检测方法不仅检测效率低、准确性差， 耗费的人力大，而且对检测人员的技能要求高，检测时间长容易造成检测人员的疲劳损伤 及检测准确性的降低。
[0007] 光性能的专用设备检测，即采用专用的亮度测试仪器进行检测。这需要逐个点亮 每个管芯，并通过人工操作逐个测试和记录每个LED数码管的光学特性。用这样的方法测 试一个器件需要很长的时间，一般是用于样品测试研究，而完全无法用于批量生产制造过 程，亮度测试仪器成本较高，无法测试色度指标、杂质指标等，且利用率低。
【发明内容】
[0008] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种LED数码管的光电检 测系统及其方法，能够对LED数码管的光电性能进行自动化的检测，满足对少量LED数码管 光电性能的检测需求。
[0009] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种LED数码管的光电检测系统， 包括光学探测模块、暗箱、可切换工装板、工装板驱动模块、LED切换驱动模块、主控模块、图 像处理模块和电性能测试模块；所述光学探测系统设置在所述暗箱内，包括相机、光学镜头 和光源，用于获取点亮后的被测LED数码管的图像信息；所述暗箱设置在所述可切换工装 板上，用于为所述光学探测系统提供工作环境；所述可切换工装板置于所述暗箱的下方和 所述工装板驱动模块的上方，用于可切换地放置被测LED数码管；所述工装板驱动模块与 所述主控模块相连，用于在所述主控模块的控制下驱动所述可切换工装板进行位置切换； 所述LED切换驱动模块与所述主控模块相连，用于在所述主控模块的控制下驱动点亮所述 暗箱正对的工作位上的被测LED数码管；所述图像处理模块与所述光学探测系统和所述 主控模块相连，用于对所述光学探测系统所获取的点亮后的LED数码管的图像信息进行处 理，获取被测LED数码管的光学性能信息；所述电性能测试模块与所述主控模块相连，用于 获取被测LED数码管的电学性能信息；所述主控模块用于根据所述图像处理模块和所述电 性能测试模块的测试结果，判断被测LED数码管是否为良品。
[0010] 根据上述的LED数码管的光电检测系统，其中：所述相机采用CCD相机或CMOS相 机。
[0011] 根据上述的LED数码管的光电检测系统，其中：所述可切换工装板为长条形，左右 两侧分别设置有测试工作位，每个工作位上用于放置若干个被测LED数码管，且两侧的工 作位能够实现左右切换。
[0012] 根据上述的LED数码管的光电检测系统，其中：所述可切换工装板为转盘式，在转 盘上每隔一定角度设置有测试工作位，每个工作位用于放置若干个被测LED数码管，通过 转动转盘能够实现工作位的切换。
[0013] 根据上述的LED数码管的光电检测系统，其中：所述工装板驱动模块采用电机驱 动，或者采用气缸驱动，或者直接通过人工进行推动。
[0014] 根据上述的LED数码管的光电检测系统，其中：所述光学性能信息包括被测LED数 码管发光的亮度均匀性、色度均匀性、亮度分档、色度分档、是否漏光、是否有杂质以及是外 壳否有划痕。
[0015] 根据上述的LED数码管的光电检测系统，其中：所述电学性能信息包括被测LED数 码管的正向电压值、反向漏电值、开路信息、短路信息。
[0016] 根据上述的LED数码管的光电检测系统，其中：还包括显示模块，与所述主控模块 相连，用于显示被测LED数码管是否为良品。
[0017] 进一步地，根据上述的LED数码管的光电检测系统，其中：所述显示模块采用数码 管或者指示灯。
[0018] 同时,本发明还提供一种根据上述LED数码管的光电检测系统的光电检测方法， 包括以下步骤：
[0019] 步骤S1、在处于暗箱外的可切换工装板上的工作位上放置被测LED数码管；
[0020] 步骤S2、启动工装板驱动模块将可切换工装板上放置有被测LED数码管的工作位 移动到暗箱内；
[0021] 步骤S3、LED切换驱动模块在主控模块的控制下将LED数码管测试所需要的激励 源切换到暗箱内的工作位上，并切断对暗箱外工作位的激励；
[0022] 步骤S4、光学探测模块获取点亮后的被测LED数码管的图像信息，图像处理模块 对所获取的点亮后的LED数码管的图像信息进行处理，获取LED数码管的光学性能信息；电 性能测试模块获取被测LED数码管的电学性能信息；
[0023] 步骤S5、主控模块根据被测LED数码管的光学性能信息和电学性能信息判断被测 LED数码管是否为良品。
[0024] 如上所述，本发明的LED数码管的光电检测系统及其方法，具有以下有益效果：
[0025] (1)对LED数码管的光电性能检测的速度快、准确度高；
[0026] (2)操作方便；
[0027] (3)成本较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0028] 图1显示为本发明的LED数码管的光电检测系统的框架结构示意图；
[0029] 图2显示为本发明的LED数码管的光电检测系统的外部结构示意图；
[0030] 图3显示为本发明的LED数码管的光电检测系统的外部结构示意图；
[0031] 图4显示为本发明的LED数码管的光电检测系统的内部结构示意图；
[0032] 图5显示为本发明的LED数码管的光电检测方法的流程图。
[0033] 元件标号说明
[0034] 1 暗箱
[0035] 21 相机
[0036] 22 光学镜头
[0037] 23 光源
[0038] 3 可切换工装板
[0039] 4 工装板驱动模块
[0040] 5 LED切换驱动模块
[0041] 6 主控模块
[0042] 7 图像处理模块
[0043] 8 电性能测试模块
【具体实施方式】
[0044] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0045] 需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想， 遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘 制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可 能更为复杂。
[0046] 参照图1-图4,本发明的LED数码管的光电检测系统包括光学探测模块、暗箱1、 可切换工装板3、工装板驱动模块4、LED切换驱动模块5、主控模块6、图像处理模块7和电 性能测试模块8。
[0047] 其中，光学探测系统设置在暗箱1内，包括相机21、光学镜头22和光源23，用于获 取点亮后的被测LED数码管的图像信息。优选地，相机21采用CCD相机或CMOS相机。光 源23为高均匀性光源。
[0048] 暗箱1设置在可切换工装板3上，用于为光学探测系统提供工作环境。
[0049] 可切换工装板3置于暗箱1的下方和工装板驱动模块4的上方，用于可切换地放 置被测LED数码管。在本发明的一个优选实施例中，可切换工装板为长条形，左右两侧分别 设置有测试工作位，每个工作位上可以放置若干个被测LED数码管。优选地，可放置1-3个 LED数码管，以满足小批量LED数码管的检测需求。检测时，将可切换工装板滑动到左侧时， 操作人员在左侧工作位上放置待测器件，而右侧的工作位上的LED数码管进入到暗箱进行 检测；当工装板滑动到右侧时，右侧的工作位从暗箱中滑出，工作人员可以拔出右侧工作位 上的已测LED数码管，而左侧工作位上的LED数码管进入暗箱进行检测，从而通过左右切换 实现LED数码管的检测。在本发明的另一个优选实施例中，可切换工装板为转盘式，在转盘 上每隔一定角度设置有测试工作位，每个工作位上可以放置若干个被测LED数码管。优选 地，可放置1-3个LED数码管，以满足少量LED数码管的检测需求。检测时，转动可切换工 装板使得放置有LED数码管的工作位进入暗箱进行检测，操作人员可以在其他工作位上放 置待测器件；当暗箱内的LED数码管检测完毕后，转动可切换工装板，将放置有LED数码管 的工作位转入暗箱进行检测，从而可通过转动转盘实现LED数码管的检测。
[0050] 工装板驱动模块4与主控模块6相连，用于在主控模块6的控制下驱动可切换工 装板3进行位置切换。优选地，工装板驱动模块4可以采用电机驱动，也可以采用气缸驱动， 或者没有动力系统直接人工进行推动。
[0051] LED切换驱动模块5与主控模块6相连，用于在主控模块6的控制下驱动点亮暗箱 正对的工作位上的被测LED数码管。具体地，LED切换驱动模块5将被测LED数码管所需 的激励源切换到暗箱正对的工作位上。具体地，LED切换驱动模块是一个电子开关阵列，可 将主控模块发出的激励源根据需要切换到测试工作位上被测LED数码管的管脚上。激励源 是指驱动LED数码管点亮的电路模块，其由主控模块6控制。
[0052] 图像处理模块7与光学探测模块和主控模块6相连，用于对光学探测系统所获取 的点亮后的LED数码管的图像信息进行处理，获取被测LED数码管的光学性能信息。其中， 光学性能信息包括LED数码管发光的亮度均匀性、色度均匀性、亮度分档、色度分档、是否 漏光、是否有杂质以及是外壳是否有划痕等息。
[0053] 电性能测试模块8与主控模块6相连，用于获取被测LED数码管的电学性能信息。 具体地，电学性能信息包括LED数码管的正向电压值、反向漏电值、开路信息、短路信息。通 常，电性能测试模块与主控模块6共同设置在一块PCB板上。
[0054] 主控模块6用于根据图像处理模块7和电性能测试模块8的测试结果，判断被测 LED数码管是否为良品。
[0055] 优选地，本发明的LED数码管的光电检测系统中还包括显示模块（图中未示出）， 与主控模块相连，用于显示当前被测LED数码管是否为良品，以便检测人员准确地进行分 拣。具体地，显示模块可以采用LED数码管，，也可以采用指示灯。当被测LED数码管为良 品时，LED数码管无显示，或指示灯显示为绿色；当被测LED数码管为缺陷品时，LED数码管 显示缺陷类型或指示灯显示为红色。
[0056] 具体地，如图5所示，本发明的LED数码管的光电检测方法包括以下步骤：
[0057] 步骤S1、在处于暗箱外的可切换工装板上的工作位上放置被测LED数码管。
[0058] 步骤S2、启动工装板驱动模块，将可切换工装板上放置有被测LED数码管的工作 位移动到暗箱内。
[0059] 步骤S3、LED切换驱动模块在主控模块的控制下将LED数码管测试所需要的激励 源切换到暗箱内的工作位上，并切断对暗箱外工作位的激励。
[0060] 步骤S4、光学探测模块获取点亮后的被测LED数码管的图像信息，图像处理模块 对所获取的点亮后的LED数码管的图像信息进行处理，获取LED数码管的光学性能信息；电 性能测试模块获取被测LED数码管的电学性能信息。
[0061] 步骤S5、主控模块根据被测LED数码管的光学性能信息和电学性能信息判断被测 LED数码管是否为良品。
[0062] 当需要测量下一个LED数码管时，在暗箱外的工作位上插入待测LED数码管，切换 可切换工装板，将待测LED数码管切换暗箱内，已测LED数码管切换到暗箱外，从而进行下 一次LED数码管的光电检测。
[0063] 下面详细阐述一下LED数码管的光学性能信息的获取。
[0064] 亮度不均，是指同一个器件上某些笔段与此器件所有笔段的亮度平均值偏差大于 一定的数值。即这些笔段过亮或者过暗了。在检测亮度不均时，为了与人眼视觉有一定的 匹配度，笔段之间亮度的比较需要遵循一定的策略。这个策略包括：
[0065] A)不同颜色的笔段之间，无需比较；只比较同一颜色之间的不均；
[0066] B)不同面积的笔段之间，无需比较；只比较相似面积笔段之间的不均 [0067] C)对用户使用感官影响可忽略的，无需比较。例如：专用数码管上特定图案。 [0068] 判断LED数码管的亮度时，需要根据对LED数码管品质的要求来设定检测不均的 档位参数。档位与亮度差异的转换关系为如表1所示，可用以下公式表示：亮度差异度=档 位*5 %。当某个笔段的亮度比平均亮度小或者大，并且亮度差异大于所设置档位后，就被判 断为亮度不均。
[0069] 表1、亮度差异与档位的关系
[0070]
【权利要求】
1. 一种L邸数码管的光电检测系统，其特征在于：包括光学探测模块、暗箱、可切换工 装板、工装板驱动模块、L邸切换驱动模块、主控模块、图像处理模块和电性能测试模块； 所述光学探测系统设置在所述暗箱内，包括相机、光学镜头和光源，用于获取点亮后的 被测LED数码管的图像信息； 所述暗箱设置在所述可切换工装板上，用于为所述光学探测系统提供工作环境； 所述可切换工装板置于所述暗箱的下方和所述工装板驱动模块的上方，用于可切换地 放置被测L邸数码管； 所述工装板驱动模块与所述主控模块相连，用于在所述主控模块的控制下驱动所述可 切换工装板进行位置切换； 所述L邸切换驱动模块与所述主控模块相连，用于在所述主控模块的控制下驱动点亮 所述暗箱正对的工作位上的被测LED数码管； 所述图像处理模块与所述光学探测系统和所述主控模块相连，用于对所述光学探测系 统所获取的点亮后的LED数码管的图像信息进行处理，获取被测LED数码管的光学性能信 息； 所述电性能测试模块与所述主控模块相连，用于获取被测L邸数码管的电学性能信 息； 所述主控模块用于根据所述图像处理模块和所述电性能测试模块的测试结果，判断被 测LED数码管是否为良品。
2. 根据权利要求1所述的L邸数码管的光电检测系统，其特征在于；所述相机采用CCD 相机或CMOS相机。
3. 根据权利要求1所述的L邸数码管的光电检测系统，其特征在于：所述可切换工装 板为长条形，左右两侧分别设置有测试工作位，每个工作位上用于放置若干个被测L邸数 码管，且两侧的工作位能够实现左右切换。
4. 根据权利要求1所述的LED数码管的光电检测系统，其特征在于：所述可切换工装 板为转盘式，在转盘上每隔一定角度设置有测试工作位，每个工作位用于放置若干个被测 L邸数码管，通过转动转盘能够实现工作位的切换。
5. 根据权利要求1所述的L邸数码管的光电检测系统，其特征在于：所述工装板驱动 模块采用电机驱动，或者采用气缸驱动，或者直接通过人工进行推动。
6. 根据权利要求1所述的LED数码管的光电检测系统，其特征在于：所述光学性能信 息包括被测LED数码管发光的亮度均匀性、色度均匀性、亮度分档、色度分档、是否漏光、是 否有杂质W及是外壳否有划痕。
7. 根据权利要求1所述的LED数码管的光电检测系统，其特征在于：所述电学性能信 息包括被测L邸数码管的正向电压值、反向漏电值、开路信息、短路信息。
8. 根据权利要求1所述的L邸数码管的光电检测系统，其特征在于：还包括显示模块， 与所述主控模块相连，用于显示被测L邸数码管是否为良品。
9. 根据权利要求8所述的L邸数码管的光电检测系统，其特征在于：所述显示模块采 用数码管或者指示灯。
10. -种根据权利要求1-9之一所述L邸数码管的光电检测系统的光电检测方法，其特 征在于：包括W下步骤： 步骤SI、在处于暗箱外的可切换工装板上的工作位上放置被测L邸数码管； 步骤S2、启动工装板驱动模块将可切换工装板上放置有被测LED数码管的工作位移动 到暗箱内； 步骤S3、L邸切换驱动模块在主控模块的控制下将L邸数码管测试所需要的激励源切 换到暗箱内的工作位上，并切断对暗箱外工作位的激励； 步骤S4、光学探测模块获取点亮后的被测L邸数码管的图像信息，图像处理模块对所 获取的点亮后的LED数码管的图像信息进行处理，获取LED数码管的光学性能信息；电性能 测试模块获取被测LED数码管的电学性能信息； 步骤S5、主控模块根据被测LED数码管的光学性能信息和电学性能信息判断被测LED 数码管是否为良品。
【文档编号】G01R31/26GK104344944SQ201410572662
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】蔡晓恺 申请人:上海维锐智能科技有限公司