一种LED芯片模组缺陷检测装置的制作方法

本实用新型涉及三维测量和工业检测领域，具体涉及一种基于二维、三维技术融合的LED芯片模组缺陷检测装置。

背景技术：

目前，国内外主流的LED显示屏检测主要是通过机器视觉技术检测完全封装好的LED屏幕，以判断其成像效果的好坏。然而LED 显示屏成像的缺陷种类较多，不仅仅是色度和亮度不均匀这种面缺陷问题，还包括点缺陷和线缺陷等问题，而且目前对于LED屏的检测还缺乏统一的缺陷检测标准；另外，采用成像检测方式，一旦检测出的LED屏为不合格品，就会导致LED屏直接整体报废，造成资源浪费和经济损失。此外，对于目前市场上的新型LED芯片模组，行业内更加缺乏统一的检测标准和方案，目前仅依靠人工用显微镜检测，有些特定的缺陷还必须由有经验的操作者通过眼睛来检测完成，因此无法实现准确的测量和判断，不良率高、漏检率高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种LED芯片模组缺陷检测装置和方法，以解决现有技术中存在的上述缺陷或缺陷之一。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种LED芯片模组缺陷检测装置，包括用于承载LED芯片模组的载板、用于采集LED芯片模组上表面二维图像的第一图像采集装置、和用于采集LED芯片模组下表面二维图像的第二图像采集装置；

所述第一图像采集装置设于所述载板上方，所述第二图像采集装置设于所述载板下方；

所述第一图像采集装置、第二图像采集装置分别包括各自的：驱动机构、设于驱动机构上的相机和设于相机镜头前方的环形光源，所述环形光源与相机镜头同轴线设置；所述驱动机构带动相机及环形光源同步运动，实现LED芯片模组表面二维图像采集；

所述载板的上方还设有用于采集LED芯片模组三维轮廓图像的扫描仪；所述扫描仪设置在第一图像采集装置的驱动机构上，在所述驱动机构的带动下与相机及环形光源同步运动；

所述第一图像采集装置、第二图像采集装置和扫描仪分别与PLC（可编程逻辑控制器）通信连接，所述PLC根据LED芯片模组表面二维图像判断LED芯片模组二维平面缺陷，根据三维轮廓图像判断LED芯片模组三维缺陷。

进一步，所述驱动机构包括：X轴直线导轨、Y轴直线导轨、X轴驱动电机和Y轴驱动电机；

所述X轴直线导轨通过第一滑块与所述Y轴直线导轨滑动连接，所述相机通过第二滑块与所述X轴直线导轨滑动连接；

所述X轴驱动电机驱动第二滑块带动相机沿X轴方向平移，所述Y轴驱动电机驱动第一滑块带动所述X轴直线导轨沿Y轴方向平移，从而实现相机沿Y轴方向平移。

进一步，所述Y轴直线导轨设有两根，所述X轴直线导轨的两端通过所述第一滑块分别支撑于两Y轴直线导轨上。

进一步，所述LED芯片模组缺陷检测装置，还包括安装平台，所述安装平台中设有供所述载板通过的传送平台，所述传送平台的两侧设有驱动载板移动的传送带。

进一步，所述传送平台与所述Y轴直线导轨相平行。

进一步，所述传送平台的入口处还设有光电传感器，所述光电传感器与PLC通信连接，当载板进入传送平台时，所述光电传感器触发，PLC输出控制第一图像采集装置、第二图像采集装置和扫描仪开始进行图像采集。

进一步，所述扫描仪为三维激光扫描仪。

为达到上述目的，本实用新型还提供了一种LED芯片模组缺陷检测方法，所述方法包括如下步骤：

分别采集LED芯片模组的上表面二维图像、下表面二维图像；

根据上表面二维图像、下表面二维图像分别检测LED芯片模组的正、反面二维平面缺陷；

采集LED芯片模组的三维轮廓图像；

根据三维轮廓图像判断LED芯片模组的三维缺陷。

进一步，所述LED芯片模组缺陷检测方法还包括：

根据所述LED芯片模组的上表面二维图像计算偏移量，根据偏移量调整扫描仪位置；

采用位置调整后的扫描仪采集所述三维轮廓图像。

进一步，所述三维缺陷的判断方法包括：

根据三维轮廓图像的轮廓数据计算LED芯片模组上胶体与外部黑色固封框的高度差；

根据高度差判断LED芯片模组的三维缺陷。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益技术效果为：本实用新型通过相机拍摄二维图像可以有效检测正面漏焊和异物、背面针脚粘连和弯曲等表面缺陷，并通过三维激光扫描仪可以检测正面塑胶胶多胶少的三维缺陷；同时，二维图像可以解决三维扫描的定位问题，确保扫描仪每次扫描的都是同一位置，方便轮廓数据的处理，提高了检测效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例的LED芯片模组缺陷检测装置结构的示意图；

图2是本实用新型实施例的LED芯片模组缺陷检测装置结构的另一示意图；

图3是本实用新型实施例的LED芯片模组缺陷检测装置的工作流程图。

图中，1扫描仪；2相机；3环形光源；4光电传感器；5计算机；6安装平台；7线性模组；8 PLC；9载板；10驱动电机；11传送平台。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

在本实用新型的实施例中，待检测的LED芯片模组缺陷主要包括：1.正面塑胶的胶多胶少，2.胶体内部的漏焊和异物，3.背面引脚的粘连和变形。其中，胶多胶少的检测指标为：胶体与外部黑色固封框的高度差是否为0.02mm。

如图1-2所示，是本实用新型实施例提供的LED芯片模组缺陷检测装置，该装置包括：安装平台6、传送平台11、第一线性模组7-A、第二线性模组7-B、第三线性模组7-C、第四线性模组7-D、第五线性模组7-E和第六线性模组7-F。

安装平台6为中间区域掏空的结构。

第三线性模组7-C和第四线性模组7-D沿Y轴方向相对平行地固定安装在所述安装平台6上方且分别安装在所述安装平台6中间掏空区域的两侧，第五线性模组7-E和第六线性模组7-F沿Y轴方向相对平行地固定安装在所述安装平台6下方且分别安装在所述安装平台6中间掏空区域的两侧，同时，第三线性模组7-C与第五线性模组7-E相对于安装平台6对称设置，第四线性模组7-D与第六线性模组7-F相对于安装平台6对称设置。

第三线性模组7-C、第四线性模组7-D、第五线性模组7-E和第六线性模组7-F各自包括Y轴直线导轨、可移动设置在Y轴直线导轨上的第一滑块，和驱动第一滑块移动的驱动电机10。

第一线性模组7-A跨接在第三线性模组7-C和第四线性模组7-D上的两个第一滑块上，第三线性模组7-C和第四线性模组7-D的两个驱动电机10驱动两个第一滑动移动从而带动第一线性模组7-A沿Y轴方向移动。第二线性模组7-B跨接在第五线性模组7-E和第六线性模组7-F的两个第一滑块上，第五线性模组7-E和第六线性模组7-F的两个驱动电机10驱动两个第二滑块移动从而带动第二线性模组7-B沿Y轴方向移动。

传送平台11用于输送LED芯片模组，传送平台11以与X轴平行的方式安装在所述安装平台6中且位于上、下两对线性模组7之间，使得传送平台9能够在安装平台6的中间掏空区域范围内输送LED芯片模组。传送平台1两侧设有传送带，传送带上设有载板9，载板9用于承载LED芯片模组。传动平台11还包括一个驱动电机10，传送带在该驱动电机10的驱动下带动载板9移动，从而输送LED芯片模组。

第一线性模组7-A和第二线性模组7-B各自包括X轴直线导轨、可移动设置在X轴直线导轨上的第二滑块，以及驱动第二滑块移动的驱动电机10。

第一线性模组7-A的第二滑块上安装有：扫描仪1、相机2和位于相机2镜头前方的环形光源3，所述环形光源3与相机2镜头同轴线设置，扫描仪1、相机2和环形光源3能够在第二滑块的带动下沿X轴方向运动，并且能够在第三线性模组7-C和第四线性模组7-D的两个第一滑块的带动下沿Y轴方向运动，所述相机2用于采集LED芯片模组上表面二维图像，扫描仪1用于采集LED芯片模组三维轮廓图像。

第二线性模组7-B的第二滑块上安装有：相机2和位于相机2镜头前方的环形光源3，所述环形光源3与相机2镜头同轴线设置，相机2和环形光源3能够在第二滑块的带动下沿X轴方向运动，并且能够在第五线性模组7-E和第六线性模组7-F的两个第一滑块的带动下沿Y轴方向运动，所述相机2用于采集LED芯片模组下表面二维图像。

本实用新型实施例的扫描仪1为三维激光扫描仪，相机2为高分辨率相机。

所述六个线性模组7的六个驱动电机10、所述驱动传送带的驱动电机10、两个相机2和扫描仪3分别与PLC通信连接，PLC又与计算机5相连接。

传送平台11的入口处还设有光电传感器4，当载板9进入传送平台时，所述光电传感器4用于感测载板9并触发两个相机2拍摄LED芯片模组表面二维图像，所述光电传感器4与PLC 8通信连接。

如图3所示，是本实用新型实施例的LED芯片模组缺陷检测装置的工作流程，具体步骤如下：

启动装置，载板9在传送带的带动下开始输送待检测LED芯片模组；

当载板9进入传送平台时，光电传感器4感测载板9并触发安装平台6上、下方的两个相机2；

两个相机2拍摄LED芯片模组的上表面二维图像和下表面二维图像，并将拍摄到的上表面二维图像和下表面二维图像传送至计算机5；

计算机5对所拍摄的上表面二维图像和下表面二维图像进行数字图像处理，检测判断LED芯片模组上存在的正、反面二维平面缺陷；其中，正面漏焊和异物、背面引脚粘连和变形等表面缺陷可以通过基于模板匹配或者多阈值分割的区域特征判断，也可以通过机器学习进行图像预处理-特征向量提取-分类训练-模型检测的方式实现，具体需要根据产品和检测的需求采取不同的检测方式；

计算机5根据所拍摄的上表面二维图像计算扫描仪1与LED芯片模组的位置偏移量，并将所述偏移量发送给PLC 8；所述偏移量的计算依据不同的待检产品特征有所不同，例如，可以通过LED芯片模组边缘的圆形区域定位，找到圆心，计算每次圆心的偏移量，发送给PLC 8；

PLC 8根据所述偏移量控制第一线性模组7-A沿Y轴方向的移动和扫描仪1沿X轴方向的移动，从而调整扫描仪1的位置；

采用位置调整后的扫描仪1扫描LED芯片模组，获得LED芯片模组的三维轮廓图像；

根据三维轮廓图像的轮廓数据计算LED芯片模组上胶体与外部黑色固封框的高度差，判断LED芯片模组存在的三维缺陷；

根据检测出的二维平面缺陷和三维缺陷，综合判断LED芯片模组是否合格。

采用二维与三维技术融合的方式，通过相机拍摄二维图像可以有效检测正面漏焊和异物、背面针脚粘连和弯曲等表面缺陷；通过三维激光扫描仪可以检测胶多胶少的三维缺陷。

以上已以较佳实施例公布了本实用新型，然其并非用以限制本实用新型，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。