专利名称：Led光源综合发光特性检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学检测技术领域，特别是一种LED光源综合发光特性检测装置。
背景技术：
LED是一种由半导体材料制成的固体发光器件，也是一种典型的新型"绿色"高效光源， 它具有效率高、耗电低、寿命长、响应速度快等优点，再加上其体积小、耐震动、可靠耐用、 适合量产，能够满足多种照明和显示的应用需求。
在LED应用产品从设计、生产、检测到进入市场的各个环节中，都希望能够准确可靠的 检测LED光源的特性和质量。国际标准CIE 127—1997"Measurement of LEDs"和中国光学光 电子行业协会光电器件专业分会制定的行业标准"半导体发光二极管测试方法"等标准，规定 了LED的通用测试方法，检测内容包括LED的电学特性参数、光度参数、色度参数等，这 是LED及其应用产品特性检测的基础。其中电学特性参数主要有电压、电流、功率等，光度 参数主要包括光强、光通量、发光光谱、光强空间分布等，色度参数包括主波长、色温、色 坐标、色纯度等。
目前对这些LED光源发光特性进行检测的专用检测仪器性能相对单一， 一般一台检测仪 器只能完成其中的1-2项参数，使整个LED光源综合发光特性的检测需要依靠多台不同的检 测仪器分别完成。这就需要将待测LED光源样品装卸多次，而且测试周期较长，测试程序复 杂，测试结果的准确性和可靠性都不高。
对于LED及LED应用产品，也需要在生产流程中进行在线检测和质量控制。目前光强 与发光光谱、光通量与发光光谱、以及光强筛选等已经分别实现了在线检测，但是由于不同 特性检测仪器的结构差异，同时进行光强空间分布检测需要较长的检测时间，还无法进行更 全面的LED光源综合发光特性的在线连续检测。 发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种LED光源综合发光特性检测装置，以克服 现有检测仪器性能单一、完成整个LED光源综合发光特性检测需要依赖于多台仪器等缺陷。
为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的 一种LED光源综合发 光特性检测装置，包括检测样品座、LED特性检测装置，其特征在于还包括导轨、测控装 置和数据处理器；检测样品座设置在导轨上，沿导轨设置至少两个检测工位，每一检测工位 上均安装有LED特性检测装置；所述检测样品座在测控装置的控制下沿导轨移动；LED特性
检测装置对固定在检测样品座上的样品进行检测，并将检测信号传输至测控装置；数据处理 器从测控装置中读取检测信号并对其进行分析处理。样品在检测样品座的带动下沿导轨移动； 在测控装置的控制下，样品每经过一个检测支架下方时都停下来，待位于该检测支架上的LED 特性检测装置采集完相应的检测信号后，测控装置再控制样品沿导轨继续移动，达到下一个 检测支架下方进行相应的检测数据采集，从而完成综合发光特性的在线连续检测。
上述LED光源综合发光特性检测装置进一步设有基架，导轨和检测工位设置在该基架 上；每一检测工位上还设有一检测支架，LED特性检测装置安装在检测支架上。
所述测控装置包括控制电路、信号采集电路、数量与检测支架数量一致的定位传感器， 每一检测支架上设有一个定位传感器；控制电路分别与定位传感器、导轨、数据处理器连接； 信号采集电路与LED特性检测装置和数据处理器连接。数据处理器为设有测控软件的计算 机。
所述导轨包括滑块和轨道；其中滑块设置在轨道上并与检测样品座连接，检测样品座与 滑块一起沿轨道移动。
所述检测工位设有三个，检测支架包括第一检测支架、第二检测支架和第三检测支架； LED特性检测装置由不同的LED光源发光特性的测试仪器组成，包括固定在第一检测支架上 的光强计和摄像机、固定在第二检测支架上的积分球、固定在第三检测支架上的光强度空间 分布特性快速检测仪，其中积分球的通光孔上分别安装光度计和光谱仪的检测探头。
所述第二检测支架的两侧设有移动导轨，可带动积分球上下移动，也可带动积分球左右 翻转。
所述检测样品座装备有LED光源安装夹具或接口，以及与驱动恒流源相连接的电极。 所述的LED光源综合发光特性连续测试装置，即可作为一套独立的连续测试装置，也可 连接配置在相关的生产流水线中进行在线测试。在该装置基础上进行一些变化，采用其中的 部分测试项目，或者增加一些测试仪器扩展测试项目，但只要不离开本实用新型的精神和范 围，均属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
本实用新型提出的LED光源综合发光特性检测装置，有效解决了目前LED检测仪器所 普遍存在的集成度低、检测程序复杂等问题，发光特性综合检测能力更为全面，并有效实现 了在线连续检测功能，使之兼具科学分析仪器和在线检测设备的可行性，体现出综合、自动、 集成、连续、在线的突出优点，大大提高了检测仪器的集成度和自动化水平，縮短了检测时 间，简化了测试程序，丰富了检测数据信息，扩展了检测能力，有效保证了检测数据和结果 的可靠性和正确性。
本实用新型适用于所有LED、 LED光源、LED应用产品的综合发光特性的在线连续检 测，也适用于其它照明光源和灯具综合发光特性的在线连续检测。
图1为本实用新型的系统连接示意图； 图2为本实用新型的系统结构示意图； 图3为本实用新型的光强检测工位结构图； 图4为本实用新型的积分球检测工位结构图； 图5为本实用新型的光强空间分布检测工位(内部)结构图； 图6为本实用新型的检测流程图。
具体实施方式
以下结合附图具体说明-
如图l、图2所示，本实用新型包括基架l、导轨2、检测样品座4、检测支架3、 LED 特性检测装置5、测控装置6和数据处理器，其中数据处理器为设有测控软件的计算机7。检 测样品座设置在导轨上，导轨2和检测支架3安装在基架1上，沿导轨的横向方向还设有至 少两个检测工位，每一检测工位上架设一检测支架，每一检测支架上均安装有LED特性检测装置。
测控装置6包括控制电路62、信号采集电路63、数量与检测支架数量一致的定位传感器 61，每一检测支架3上设有一个定位传感器61;控制电路62分别与定位传感器61、导轨2、 计算机7连接；信号采集电路63与LED特性检测装置5和计算机7连接。检测样品座4在 测控装置6的控制下沿导轨2移动；LED特性检测装置5对固定在检测样品座4上的样品进 行检测，并将检测信号传输至测控装置6;计算机7从测控装置中读取检测信号并对其进行 分析处理。导轨2包括滑块21和轨道22，以及设置在轨道22—端的电机23，其中滑块21 设置在轨道22上并与检测样品座4连接，检测样品座4与滑块21 —起，在电机23的驱动下 沿轨道22移动。
本实施例在导轨2上共设计采用了3个测试工位，测试工位之一是基于光强测试，测试 工位之二是基于积分球测试，测试工位之三是基于空间分布测试。对应地在每一检测工位的 上方分别安装了一个检测支架，检测支架3包括第一检测支架31、第二检测支架32和第三 检测支架33。 LED特性检测装置5包括固定在第一检测支架31上的光强计52和CCD摄像 机56、固定在第二检测支架32上的积分球53、固定在第三检测支架33上的光强度空间分布 特性快速检测仪57，其中积分球53的通光孔上分别安装光度计54和光谱仪55的检测探头。 综合测试的发光特性包括发光图像、光强、光通量、发光光谱、光强空间分布等光度参数， 主波长、色温、色坐标、色纯度等色度参数，电压、电流、功率等电学参数，以及与测试时 间相关的老化特性等。
待测的LED光源样品8安装在测试样品座3上，测试样品座3放置在导轨2上的移动 滑块21上，并通过导轨中的电机23带动，沿着导轨的轨道22前后移动，并在测控装置6、 带测控软件的计算机7的控制下，待测LED光源8依次经过不同的检测工位，由LED特性 检测装置5中的各种检测仪器进行不同发光特性的连续检测，测控装置6中的定位传感器61 和控制电路62相互配合，用于控制检测样品座的自动运行和保证精确走位。设有测控软件的 计算机7可通过RS232、 485或USB接口与检测仪器连接，也可通过信号采集电路63多通 道采集检测信号，进行汇总处理、计算分析和结果显示，实现LED光源综合发光特性的在线 连续检测。
本实施例中导轨2采用直线导轨，驱动电机22采用变频电机，在计算机的控制下驱动检 测样品座4沿导轨前后直线移动，依次经过导轨上的3个检测工位。定位传感器61采用光电 传感器，通过光电信号精确检测，控制检测样品座依次准确停止在3个检测工位的检测位置 上，待测的LED光源8通过检测样品座3的电极与驱动恒流源52连接，被上电点亮，进行 发光特性检测。
如图3所示，检测工位一是基于光强检测，在第一检测支架31上分别安装光强计51和 CCD摄像机56。光强计安装在发光轴线方向上，通过上下移动检测支架调整检测距离。包括 按C正规定的两种标准测试LED光源的平均发光强度，检测距离分别是100和316mm。 CCD 摄像机可选择安装不同位置，从不同角度记录该LED光源的外观和发光图像。
如图4所示，检测工位二是基于积分球检测，积分球58固定在该检测工位的第二检测支 架32上，在积分球上的通光孔上分别安装了光度计54和光谱仪55的检测探头，由光度计测 试光通量，光谱仪测试发光光谱，并计算色度参数。
固定积分球的检测支架两侧增加移动导轨，使积分球可以上下移动。测试时积分球自动 落下，使待测的LED光源置于积分球中的测试通孔处，让待测的LED光源发出的光全部进 入积分球。积分球也可采用左右翻转等方式让LED光源置于测试位置处。测试后积分球自动 升起，让待测的LED光源继续向前运动。
如图5所示，所述的检测工位其三是基于光强空间分布特性检测，在第三检测支架33上 安装光强空间分布特性快速检测仪57，采用多路光度探测单元同步检测方法，实现LED光 源的二维光强空间分布特性的一次性快速检测。
本实用新型采用集成、自动、连续检测方法对LED光源综合发光特性进行在线连续检 测，包括以下步骤-
1、 启动本LED光源综合发光特性在线连续检测系统，打开计算机和测试软件，打开所 有的测试仪器，进行初始化和仪器定标；
2、 将待测的LED光源安装在检测样品座上，并进行检测参数设置；
3、 运行检测软件，根据测试要求和参数设置，计算机控制检测样品座在导轨上向前运动， 并在定位传感器的作用下，精确定位在第一检测工位的检测位置上；
4、 待测的LED光源处于点亮状态，第一检测工位的检测仪器同步进行相应的发光特性 检测，驱动电流、检测时间等参数预先设置，检测信号被计算机和检测软件采集、汇总、处 理和分析，只至第一检测工位的发光特性检测完成，停止检测信号的采集； '
5、 计算机控制检测样品座自动启动并在导轨上继续向前运动，并在定位传感器的作用下， 精确定位在第二检测工位的检测位置上；
6、 待测的LED光源处于点亮状态，第二检测工位的检测仪器同步进行发光特性检测， 驱动电流、检测时间等参数预先设置，检测信号被计算机和检测软件采集、汇总、处理、分 析，只至第二检测工位的发光特性检测完成，停止检测信号的采集；
7、 如果还有后续的检测工位，系统将重复上述的5-6检测步骤，只至待测的LED光源 经过所有的检测工位，自动连续完成整个综合发光特性的在线检测过程；
8、 计算机和检测软件对所有的检测数据进行汇总处理和计算分析，多窗口显示检测结果， 并根据用户要求保存测试结果、打印检测报告等。
所述的LED光源综合发光特性在线连续检测系统，即可作为一套独立的检测系统，也可 连接配置在相关的生产流水线中进行在线检测。在该系统基础上进行一些变化，采用其中的 部分检测项目，或者增加一些其他特性检测，但只要不离开本实用新型的精神和范围，均属 于本实用新型权利要求的保护范围之内。
结合图6，对本例中的测试过程描述如下
首先开机，启动本LED光源综合发光特性在线连续检测系统，打开计算机和测试软件7， 打开LED特性检测装置5中的所有检测仪器，进行初始化和仪器定标。然后将待测的LED 光源安装在检测样品座上，通过电极与驱动恒流源连接，同时进行检测参数设置，包括设置 驱动电流和每个工位的测试时间。
然后开始运行检测软件，根据测试要求和参数设置，计算机控制检测样品座开始在导轨
上向前运动，并在定位传感器的作用下，精确定位在第一检测工位的检测位置上。这时，驱 动恒流源给待测的LED光源提供驱动电源，使其处于点亮状态，第一检测工位的检测仪器同 步进行相应的发光特性检测，包括光强计检测平均光强，CCD摄像机记录发光图像，同步检 测驱动电流、电压。电压、电流、光强、时间、发光图像等检测信号被计算机和检测软件多 通道采集、汇总、计算和分析处理，只至达到检测时间停止检测信号的采集，完成第一检测 工位的发光特性检测。
接着计算机控制检测样品座重新移动并在导轨上继续向前运动，并在定位传感器的作用 下，精确定位在第二检测工位的检测位置上。积分球自动落下，使待测的LED光源置于积分 球中的测试通孔处，待测的LED光源处于点亮状态，发出的光全部进入积分球，第二检测工 位的检测仪器同步进行发光特性检测，包括光度计检测光通量，光谱仪检测发光光谱，同步 检测驱动电流、电压。电压、电流、光通量、发光光谱等检测信号被计算机和检测软件多通 道采集、汇总、计算和分析处理，包括计算色度参数，只至达到检测时间停止检测信号的采 集，完成第二检测工位的发光特性检测，积分球自动升起，让待测的LED光源可以继续向前 运动。
接着计算机控制检测样品座重新移动并在导轨上继续向前运动，并在定位传感器的作用 下，精确定位在第三检测工位的检测位置上。待测的LED光源处于点亮状态，第二检测工位 的检测仪器进行光强空间分别特性检测，采用31路光度探测单元同步检测LED光源光强空 间分布特性，光度探测器采用硅光电池，以测试样品座上的待测LED光源发光点为圆心，沿 半圆轨迹均匀分布，将接收到的LED光源发出的光信号转换为电信号，并通过多通道光电转 换电路和信号采集电路，输入到系统测试软件进行汇总处理和计算分析，同步检测不同方向 上固定立体角的相对光强空间分布，在很短的时间内一次性得到二维光强空间分布曲线，并 计算发射角。达到检测时间停止检测信号的采集，完成光强空间分布特性检测。
此时待测得LED光源经过3个检测工位，自动连续完成整个综合发光特性的在线检测过 程。计算机和检测软件对所有的检测数据进行汇总处理和计算分析，多窗口显示检测结果， 并根据用户要求保存测试结果、打印检测报告等。
权利要求1.一种LED光源综合发光特性检测装置，包括检测样品座、LED特性检测装置，其特征在于还包括导轨、测控装置和数据处理器；检测样品座设置在导轨上，沿导轨设置至少两个检测工位，每一检测工位上均安装有LED特性检测装置；所述检测样品座在测控装置的控制下沿导轨移动；LED特性检测装置对固定在检测样品座上的样品进行检测，并将检测信号传输至测控装置；数据处理器从测控装置中读取检测信号并对其进行分析处理。
2. 根据权利要求1所述的LED光源综合发光特性检测装置，其特征在于进一步设有 基架，导轨和检测工位设置在该基架上；每一检测工位上还设有一检测支架，LED特性检测 装置安装在检测支架上。
3. 根据权利要求2所述的LED光源综合发光特性检测装置，其特征在于所述测控装 置包括控制电路、信号采集电路、数量与检测支架数量一致的定位传感器，每一检测支架上 设有一个定位传感器；控制电路分别与定位传感器、导轨、数据处理器连接；信号采集电路 与LED特性检测装置和数据处理器连接。
4. 根据权利要求1或2所述的LED光源综合发光特性检测装置，其特征在于所述导 轨包括滑块和轨道；其中滑块设置在轨道上并与检测样品座连接，检测样品座与滑块一起沿 轨道移动。
5. 根据权利要求4所述的LED光源综合发光特性检测装置，其特征在于所述导轨还 包括设置在轨道的一端、驱动检测样品座与滑块沿轨道移动的电机。
6. 根据权利要求2或5所述的LED光源综合发光特性检测装置，其特征在于所述检 测工位设有三个，检测支架包括第一检测支架、第二检测支架和第三检测支架；LED特性检 测装置由不同的LED光源发光特性的测试仪器组成，包括固定在第一检测支架上的光强计和 摄像机、固定在第二检测支架上的积分球、固定在第三检测支架上的光强度空间分布特性快 速检测仪，其中积分球的通光孔上分别安装光度计和光谱仪的检测探头。
7. 根据权利要求1或2或5所述的LED光源综合发光特性检测装置，其特征在于所 述检测样品座装备有LED光源安装夹具或接口，以及与驱动恒流源相连接的电极。
8. 根据权利要求1或2或5所述的LED光源综合发光特性检测装置，其特征在于所 述的数据处理器为设有测控软件的计算机。
9. 根据权利要求6所述的LED光源综合发光特性检测装置，其特征在于所述第二检 测支架的两侧设有移动导轨，可带动积分球上下移动。
10. 根据权利要求6所述的LED光源综合发光特性检测装置，其特征在于所述第二检 测支架可带动积分球左右翻转。
专利摘要本实用新型提出了一种LED光源综合发光特性检测装置，包括检测样品座、LED特性检测装置，其特征在于还包括导轨、测控装置和数据处理器；检测样品座设置在导轨上，沿导轨设置至少两个检测工位，每一检测工位上均安装有LED特性检测装置；所述检测样品座在测控装置的控制下沿导轨移动；LED特性检测装置对固定在检测样品座上的样品进行检测，并将检测信号传输至测控装置；数据处理器从测控装置中读取检测信号并对其进行分析处理。本实用新型解决了目前LED检测仪器所普遍存在的集成度低、检测程序复杂等问题，发光特性综合检测能力更为全面，并有效实现了在线连续检测功能。
文档编号G01M11/02GK201184839SQ20082004697
公开日2009年1月21日 申请日期2008年4月28日 优先权日2008年4月28日
发明者豪 任, 李康业, 王巧彬, 罗宇强 申请人:广州市光机电技术研究院