一种LED在线检测装置的制作方法

本实用新型涉及LED检测领域，具体涉及一种LED在线检测装置，特别涉及一种LED模组的缺陷检测和光色电性能在线检测的装置。

背景技术：

近几年来，LED模组市场随着LED照明应用的热潮得到迅速发展，并在通用照明、户外广告、植物照明以及汽车照明等各个领域广泛应用。LED模组即通过将多个LED芯片按照一定规则排列起来并进行封装，再加上一些电学或热学处理组装而成。然而随着LED模组的推广，逐渐浮现的一个问题就是LED模组之间的光色一致性难以保证的问题。研究发现，导致LED模组之间的光色一致性差的主要原因即是组成LED模组的LED芯片之间的光色不一致所导致，而实际生产应用中LED芯片的光学特性往往会因为芯片材料设计以及工艺制作等多方面因素限制从而难以得到较好的保证。而对于汽车照明以及户外广告应用场合，如果组成LED模组的LED芯片之间存在严重的光色差异或者外观缺陷等将不仅影响产品整体的照明效果，而且对于产品的外观形象产生不利影响。因此，在投入市场前，对LED模组的光色一致性进行100％在线检测、以及对组成LED模组的LED芯片进行缺陷检测非常重要。

目前，集成LED模组的缺陷检测和光色电在线检测功能的设备还未出现，例如公告号为CN103252320A、CN2042088190U以及CN105449450U的专利均只是公开了对COB LED模组的在线检测方案，都没有针对模组的发光缺陷以及外观缺陷等进行检测，同时，以上公开专利只适用于COB LED模组的形式，不能满足目前市场上多种多样LED模组形式的需要，如LED联排灯、LED光源板等。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种针对各种形式LED模组的在线检测装置，可同时满足LED模组的光色电在线检测和缺陷检测功能，进而全面提高LED模组产品的良品率。

本实用新型通过以下技术方案实现：一种LED在线检测装置，包括进料口、出料口、缺陷检测装置、光电测量装置、一个或以上的供电装置以及用来驱动被测对象至所述缺陷检测装置和光电测量装置处实现缺陷检测和光电性能检测的传送装置，其中所述的光电测量装置包括光学测量装置和电连接测量装置。

本实用新型创新性地将LED模组缺陷检测装置和光电测量装置集合在一起，不仅可以实现LED模组中所有芯片的发光缺陷以及外观缺陷检测，而且可以对LED模组的光色一致性进行100％在线检测；在测试中，被测对象首先安装于入料口处，进而通过传送装置分别驱动至缺陷检测设备和光电测量装置处进而实现缺陷检测和光色电性能检测，具有测试速度快，测试功能全面的特点，为产业界LED模组的质量控制提供了有效的手段。

本实用新型还可以通过以下技术方案进一步限定和完善：

作为一种技术方案，所述的缺陷检测装置为图像采集装置；作为优先，所述的图像采集装置为工业相机。通过工业相机对组成LED模组的LED芯片外观以及表面发光情况进行图像采集，并通过数据分析处理单元对采集图像进行分析处理从而对LED模组的外观缺陷和发光缺陷给出判定。在缺陷检测时，被测对象通过供电装置实现点亮。

作为一种技术方案，所述的供电装置通过接触式电极探针对被测对象供电。本方案中所述的供电装置包括电源和与电源连接的电极探针，通过电极探针接触被测对象供电电极进而点亮被测对象。在应用中可根据实际测试需要设置一个或一个以上的供电电源。作为优选，本方案中共设置两个供电装置，其中一个供电装置与缺陷检测装置匹配设置，另一个供电装置与光电测量装置匹配设置；此外，在实际操作中，供电装置的供电方式也可根据不同测试对象实施不同的供电方案，如针对串联式的LED模组电源板，则通过一对电极探针接触电源板的供电电极进行供电；而对于每颗LED芯片独立供电的非串联式LED模组阵列，则可以设计多组探针与每个LED芯片的供电电极接触，并通过程控电源按时序控制方式为每对电极探针供电进而实现LED芯片的点亮。

作为一种技术方案，还包括用于实现电极探针位置移动的机械臂。机械臂设置的目的是为了实现电极探针在测试平面内任意指定位置的移动。在实际测试中，被测对象的形状以及大小是不同的，通过机械臂可将电极探针移动到被测对象相应的供电电极位置。本方案中机械臂可以为相互正交设置的滑轨，或者为在滑轨和旋转单元的组合。当机械臂为正交设置的滑轨时，通过控制两个滑轨的运动将电极探针移动到待测平面的任意指定位置；当机械臂为滑轨和旋转单元的组合时，通过旋转单元将滑轨移动到待测位置所在的角度位置，进一步通过电极探针在滑轨上的运动到达指定坐标位置。

作为一种技术方案，所述的光电测量装置包括积分球和光谱仪；所述积分球球壁上设有测量窗口和对应于被测对象测量区域的采样窗口，其中光谱仪设置在测量窗口的出射光路上。实际测试中，被测对象通过传送装置驱动至积分球的采样窗口处，并通过对应的供电装置实现点亮，由设置在积分球上的光谱仪对被测对象出射光的光色参数实现测量。在本方案中，积分球的采样窗口大小与被测对象的大小相匹配。

作为上述技术方案的优选，所述积分球球壁上还设有用于被测对象位置识别的机器视觉定位装置。由于被测对象的实际放置位置会因为人工操作等原因与预期的位置产生一定偏差，从而导致电极探针不能按照预先设定位置准确对准被测对象的供电电极。机器视觉定位装置的采用可以允许被测对象放置位置有一定的误差，通过机器视觉定位装置对被测对象的实际放置位置准确定位、分析和重新定位，进而控制机械臂的移动和电极探针的移动最终使电极探针准确移动到被测对象的供电电极处实现供电。

作为优选，所述的机器视觉定位装置为相机。通过相机采集被测对象的位置图像，通过数据分析处理单元分析被测对象的mark点位置，建立新的位置坐标系，进而得到被测对象供电电极的实际坐标位置，进而通过控制机械臂将电极探针移动至被测对象实际供电电极位置。本方案中的机器视觉定位装置可以根据需要设置在积分球内部，也可以设置在积分球外部。

作为一种技术方案，还包括用于图像处理和数据分析的数据分析处理单元，所述缺陷检测装置、光电测量装置、机器视觉定位装置均连接至数据分析处理单元。数据分析处理单元对缺陷检测装置的采集图像、光电测量装置的测量数据进行分析处理，进而对被测对象的质量是否合格作出判定；同时数据分析处理单元还可以对机器视觉定位装置采集图像进行处理，通过图像分析获得被测对象的位置。

作为一种技术方案，在装置的出料口处还设有对产品合格或不合格进行标记的标识单元。标识单元设置在本装置的出口处，可以为不同颜色的标记笔，在数据分析处理单元对被测对象的缺陷以及光色电特性作出合格判定之后，通过机械控制单元控制标记单元对合格产品或不合格产品行不同颜色的标记。

作为一种技术方案，本装置还包括一个或以上的机械控制单元。根据实际需要，可以设置一个总的机械控制单元，对传送装置、机械臂和标识单元的运动实现综合控制；此外，也可以设置两个或多个机械控制单元分别对传送装置、机械臂、电极探针以及标识单元的运动分别独立控制。

【附图说明】

附图1为实施例1和2中本实用新型装置的俯视图；

附图2为实施例1和2中本实用新型装置的正视截面图；

附图3为实施例1和2中数据分析处理单元的连接示意图；

附图4为实施例1中供电装置和机械臂示意图；

附图5为实施例2中供电装置和机械臂示意图。

1—缺陷检测装置；2—光电测量装置；2-1—光学测量装置；2-1-1—积分球；2-1-2—光谱仪；2-2—电连接测量装置；3—供电装置；3-1—电极探针；3-2—可调支架；3-3—电源；4—传送装置；5—机械臂；5-1—滑轨；5-2—旋转单元；6—机器视觉定位装置；7—标识单元；8—机械控制单元

【具体实施方式】

实施例1

如图1、2、3和4所示，本实施例公开了一种LED在线检测装置，包括缺陷检测装置1，光电测量装置2，两个供电装置3，传送装置4、机械臂5、机器视觉定位装置6以及标识单元7；其中所述缺陷检测装置1为工业相机；所述光电测量装置2包括光学测量装置2-1和电连接光电测量装置2-2，且所述的光学测量装置2-1为半积分球2-1-1和光谱仪2-1-2的组合，光谱仪2-1-2设置在积分球2-1-1的测量窗口的出射光路上；与此同时，在积分球2-1-1的球壁上还设有机器视觉定位装置6，此处机器视觉定位装置6为相机；本实施例中的两个供电装置3分别与缺陷检测装置1和光电测量装置2匹配设置，且两个供电装置3均通过接触式电极探针3-1为被测对象供电；在实际测试中，电极探针3-1可通过机械臂5移动至被测对象的供电电极位置，需要说明的是，本实施例中的机械臂5为正交设置的滑动滑轨，电极探针3-1可通过这两个滑轨移动至测试平面任何目标位置，此外电极探针3-1可以通过可调支架3-2进行电极探针距离调节和电极探针旋转；本方案还包括机械控制单元8，其中缺陷检测装置1、光电测量装置2和机器视觉定位装置6的测量数据和采集图像均通过数据分析处理单元实现分析处理，同时数据分析处理单元可以进一步根据分析结果对机械控制单元8发出指令指导电极探针3-1、机械臂5和标识单元7的运动。

测试时，被测对象放置在传送装置4的输入端，并通过传送装置4首先驱动至缺陷检测装置1的下方，此时，被测对象通过供电装置3实现点亮并通过缺陷检测装置1采集图像进行外观缺陷检测和发光缺陷检测；在缺陷检测完毕后，被测对象由传送装置3驱动至光电测量装置2的积分球2-1-1的采样窗口处，首先由机器视觉定位装置6对被测对象进行图像定位，进而控制供电装置3的电极探针3-1在机械臂5上运动进而准确移动至被测对象的供电电极位置点亮被测对象，接着分别由光谱仪2-1-2和电连接光电测量装置2-2分别对被测对象的光学参数和电学参数进行检测；在本实施例中，所有的采集图像和测量结果均由数据分析处理单元进行处理，以及根据数据分析结果给出产品合格判定，并发送指令到机械控制端单元8进而通过标识单元7的动作对合格产品和不合格产品进行不同标记。

实施例2

如图1、2、3和5所示，本实施例公开了一种LED在线检测装置，与实施例1唯一不同的是，本实施例中的机械臂5为滑轨5-1和旋转单元5-2的组合，所述的机械臂连接至旋转机构上；在实际应用中，可以通过旋转单元5-2控制滑轨5-1的运动配合电极探针在滑轨5-1上的运动进而将电极探针移动至任意目标供电位置，此外还通过可调支架控制电极探针之间的距离和旋转角度实现不同形状和大小待测对象的供电。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围是由随附的权利要求书还限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。