CN103808496A - Led光源阵列投影测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种LED光源阵列投影测试装置，该LED光源阵列投影测试装置包括：扩束元件，位于被测试LED光源阵列的光路后端；投影元件，位于扩束元件的光路后端；以及投影面，位于投影元件的光路后端；其中，被测试LED光源阵列发出的光束经由扩束元件进行扩束放大后，由投影元件投影至投影面，被测试LED阵列中的单颗LED光源与投影面上的位置具有对应关系。本发明LED光源阵列投影测试装置仅使用透镜和反射镜即可将光源点阵模块通过类似投影的方式呈现在任意平面上，目测即可快速找到故障点，装置结构简单，测试过程方便快捷、成本较低。

Description

LED光源阵列投影测试装置

技术领域

本发明涉及照明和显示领域，尤其涉及一种LED光源阵列投影测试装置。

背景技术

在倡导节能环保低碳生活的今天，发光二极管(LED)在照明、显示和通信领域有着越来越广泛的应用。从而对高功率密度的LED照明光源和高密度小间距LED显示屏的需求也持续增多。

高功率密度的LED照明光源是为了满足市场对于大功率照明光源的需求而衍生出的一种小尺寸高功率的LED新型封装形式。它的出现解决了大功率光源尺寸庞大且成本高的缺点，由于其高度集成化且成本较低的特点，将会成为室内外、特殊场合中大功率照明光源发展的必然趋势。

同样，高清小间距LED显示屏功能强大，相较于市场一般高密度显示屏而言，具有多项突破性优势。其最大亮点在于低亮度、高灰度和高刷新率的表现。高密度小间距LED显示产品的未来市场应用前景广泛，不仅能够满足大型会议中心、电影院、写字楼等公共服务场所对高端大屏幕电视的需求，而且在军事、公共安全、能源、交通、广电等特定行业的专业应用中也有巨大的需求潜力，预计未来产品销售将出现爆发式增长态势。

然而，不论是高功率密度LED照明光源或是高清小间距LED显示屏，其特点都是LED芯片尺寸较小且集成度较高，从而对封装工艺的要求更高。由于目前LED集成封装主要依靠金线连接，所以在高密度LED产品的成品率上还存在一定的不足。同时，这两类高密度LED产品在开启状态下亮度都较高无法用眼睛观察坏点数量及位置。这就导致产品初期不能进行简易的人工筛选，从而增加设备成本和产品生产和交货的时间。

现有的LED光源阵列测试装置构造复杂、成本较高，并且测试方法不易操作，因而寻找一种构造简单，并且能够准确发现LED光源阵列中故障点的装置成为本领域从业人员亟待解决的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种构造简单、操作简便的LED光源阵列投影测试装置。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种LED光源阵列投影测试装置，该LED光源阵列投影测试装置包括：扩束元件310，位于被测试LED光源阵列210的光路后端；投影元件410，位于扩束元件310的光路后端；以及投影面500，位于投影元件410的光路后端；其中，被测试LED光源阵列210发出的光束经由扩束元件310进行扩束放大后，由投影元件410投影至投影面500，被测试LED阵列210中的单颗LED光源与投影面上的位置具有对应关系，该确定位置的投影情况反映该单颗LED光源的工作状况。

优选地，本发明LED光源阵列投影测试装置中，扩束元件310为凸透镜。

优选地，本发明LED光源阵列投影测试装置中，投影元件410为反射镜。

优选地，本发明LED光源阵列投影测试装置中，投影面500为投影幕布、墙壁、天花板或地面。

优选地，本发明LED光源阵列投影测试装置还包括：光源固定装置220，被测试LED光源阵列210固定在该光源固定装置220上；扩束元件固定装置320，扩束元件310固定于该扩束元件固定装置320上；以及投影元件固定装置420，投影元件410固定于该投影元件固定装置420的上。

优选地，本发明LED光源阵列投影测试装置中，光源固定装置包括：光源基座221；第一连接杆222，其顶端具有外螺纹，并且其长度可调；底盘223，为中心具有圆孔的板，其所在平面与第一连接杆222的方向垂直；以及支架224，呈板状，其下表面开设与第一连接杆222上部外螺纹相匹配的内螺纹，其前表面具有固定被测试LED光源阵列的固定件；其中，第一连接杆222的下端固定在光源基座221上，其上端向上延伸，穿过底盘223中部的圆孔，螺接于支架224的下表面，固定件为金属材质的夹片，该夹片通过焊接或旋接方式固定在支架224的前表面。

优选地，本发明LED光源阵列投影测试装置中，扩束元件固定装置320包括：透镜基座321；第二连接杆322，其下端固定在透镜基座321上且长度可调，其顶端具有外螺纹；固定扩束元件310的扩束元件夹具323，其下方开设与第二连接杆322上部外螺纹相匹配的内螺纹；其中，第二连接杆322的下端固定于透镜基座321，上端向上延伸，螺接于扩束元件夹具323的底部。

优选地，本发明LED光源阵列投影测试装置中，投影元件固定装置420包括：反射镜基座421；变角度连接杆422，其上下两端各装有一个可360度旋转的球形旋转接头，下端的球形旋转接头固定于反射镜基座421，上端的球形旋转结构具有外螺纹；固定投影元件的投影元件夹具423，其下方开设与变角度连接杆上部球形旋转接头外螺纹相匹配的内螺纹；其中，变角度连接杆422的下端固定于反射镜基座421，其上端向上延伸，螺接于投影元件夹具423的底部。

优选地，本发明LED光源阵列投影测试装置还包括：光学滑轨100，光源固定装置220、扩束元件固定装置320、投影元件固定装置420均位于该光学滑轨100上，并可沿该光学滑轨前后移动。

优选地，本发明LED光源阵列投影测试装置中，被测试LED光源阵列为全彩RGB LED光源阵列、双基色LED光源阵列或单基色光源阵列。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明LED光源阵列投影测试装置具有以下有益效果：

(1)仅使用透镜和反射镜即可将光源点阵模块通过类似投影的方式呈现在任意平面上，目测即可快速找到故障点，装置结构简单，测试过程方便快捷成本较低；

(2)通过类似投影的方式，避免了光源在点亮环境下无法直视。同时，能够快速准确的找到故障点，标记并更换；

(3)通过变角度连接杆，可利用投影元件360度旋转将光源成像在180度任意平面内，非常便于操作；

(4)装置方便安装与拆卸简单灵活，可以实现任意尺寸LED光源阵列投影的缺陷测试。

附图说明

图1A为根据本发明实施例LED光源阵列投影测试装置的结构示意图；

图1B为图1所示LED光源阵列投影测试装置的原理示意图；

图2为图1A和图1B所示LED光源阵列投影测试装置中被测试光源与光源固定装置的结构示意图；

图3为图1A和图1B所示LED光源阵列投影测试装置中扩束元件及扩束元件固定装置的结构示意图；

图4为图1A和图1B所示LED光源阵列投影测试装置中投影元件及投影元件固定装置的结构示意图。

【本发明主要元件符号说明】

100-光学滑轨；

210-LED光源阵列；

220-光源固定装置；

221-光源基座；222-第一连接杆；223-底盘；224-支架；

224a、224b-夹片；

310-扩束元件；

320-扩束元件固定装置；

321-透镜基座；322-第二连接杆；323-透镜夹具；

410-投影元件；

420-投影元件固定装置；

421-反射镜基座；422-变角度连接杆；423-反射镜夹具；

500-投影面。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。

本发明LED光源阵列投影测试装置通过透镜将光源发出的光线通过类似投影的方式呈现，能够克服现有技术测试装置测试复杂且成本较高、不易操作等问题，适用于单色、双基色、全彩的各种间距LED显示、照明和通信点阵模块。

在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种LED光源阵列投影测试装置。图1A为根据本发明实施例LED光源阵列投影测试装置的结构示意图。图1B为图1所示LED光源阵列投影测试装置的原理示意图。请参照图1A和图1B，本实施例LED光源阵列投影测试装置包括：

光学滑轨100；

光源固定装置220，位于光学滑轨100上，被测试LED光源阵列210固定在该光源固定装置上方；

扩束元件310，位于被测试LED光源阵列210的光路后端；

扩束元件固定装置320，位于光学滑轨100上，扩束元件310固定于该扩束元件固定装置320上方；

投影元件410，位于扩束元件310的光路后端；

投影元件固定装置420，位于光学滑轨100上，投影元件410固定于该投影元件固定装置420的上方；

投影面500，位于投影元件410的光路后端；

其中，被测试LED光源阵列发出的光束经由扩束元件310进行扩束放大后，由投影元件410投影至投影面500，所述被测试LED阵列中的单颗LED光源与投影面上的位置具有对应关系，该确定位置的投影情况反映该单颗LED光源的工作状况。

以下分别对本实施例LED光源阵列投影测试装置的各个组成部分进行详细说明。

被测试LED光源阵列

本实施例中，被测试LED光源阵列为全彩RGB LED光源阵列，或是双基色、单色LED光源阵列。光源的阵列形状可为圆形、方形矩阵或是长方形阵列；主要的测试对象为小微间距的LED光源阵列。

除了光源阵列之外，本实施例的LED光源阵列投影测试装置还可以测试白光LED阵列、LED点光源(其同样包括多个LED单颗光源)等类型的光源。

扩束元件

本实施例中，扩束元件310为凸透镜。被测试LED光源阵列发出的光，经由该凸透镜后汇聚，将发散的光源阵列光线聚拢；同时实现放大功能，将光源阵列中的LED光源阵列图像(包括位置、形状、状态等)放大呈现。

除了凸透镜之外，该扩束元件还可以采用具有光束发散功能的其他光学元件等。

投影元件

本实施例中，投影元件410为反射镜，经由扩束后的光被该投影元件投影至偏离光轴的另一侧，以节约空间，拉长投影的距离。并且，该反射镜的角度可以旋转，从而可以随意改变投影的位置，便于实现任意空间的投影测试功能。

除了反射镜之外，该投影元件还可以为其他具有投影性质的元件。

投影面

本实施例中，投影面500为投影幕布。

但在本发明中，并不对投影面的类型进行限制。该投影面也可以是墙壁、天花板、地面等，并不局限于专门的投影幕布。

光学滑轨

光学滑轨100用于保证LED光源阵列、扩束元件310与投影元件410位于同一高度且同一光轴上。在该光学滑轨100的长度方向标记有刻度值，其为金属材质，具有一定质量和宽度。需要说明的是，该光学滑轨并不是实现本发明所必须的，在能够保证LED光源阵列、扩束元件310与投影元件410相应位置的前提下，该光学滑轨可以省略。

光源固定装置

光源固定装置220位于光学滑轨100上，用于固定被测试LED阵列。图2为图1A和图1B所示LED光源阵列投影测试装置中被测试光源与光源固定模块的结构示意图。请参照图1A和图2，光源固定装置220包括：

光源基座221，位于所述光学滑轨100上，并可沿该光学滑轨100前后移动；

第一连接杆222，其下端固定在光源基座221上且长度可调，其顶端具有外螺纹；

底盘223，为中心具有圆孔的方形板，其所在平面与第一连接杆222的方向垂直；

支架224，呈方形板状，其下表面开设与第一连接杆222上部外螺纹相匹配的内螺纹，其前表面具有用于固定被测试LED光源阵列的固定件；

其中，第一连接杆222向上延伸，穿过底盘223中部的圆孔，支架224螺接于连接杆222的顶端。

底盘223为塑料材质且有一定厚度和面积的方形平板。第一连接杆222贯穿该底盘223，且该底盘223固定在第一连接杆222上。此外，第一连接杆222上固定的底盘223也可以拆下分开使用。同时，底盘223可用于放置光源的驱动、控制及小型电源电路等电子元件。

支架224为铝制且有一定厚度的平板结构，包括两个固定光源点阵模块的金属材质夹片(224a、224b)。两个夹片通过焊接或是旋接方式固定在所述支架1的上表面对应位置上，且两个夹片之间的间距、位置可调。支架224的底部具有螺纹旋口。连接杆222上端的外螺纹与该螺纹旋口的内螺纹相匹配。连接杆222的上端在穿过底盘223后，螺接于支架224，以支撑支架224，并且支架224可以相对于底盘223转动。

扩束元件固定装置

扩束元件固定装置320位于光学滑轨上，用于固定扩束元件。图3为图1A和图1B所示LED光源阵列投影测试装置中扩束元件及扩束元件固定装置的结构示意图。请参照图1A和图3，该扩束元件固定装置320包括：

透镜基座321，位于所述光学滑轨100上，光源基座221的后方，其同样可沿光学滑轨100前后移动；

第二连接杆322，其下端固定在透镜基座321上且长度可调，其顶端具有外螺纹，其材质和形状与第一连接杆222相同。

透镜夹具323，用于固定透镜，其下方开设与第二连接杆322上部外螺纹相匹配的内螺纹；

其中，第二连接杆322的下端固定于透镜基座321，向上延伸，螺接于透镜夹具的底部。

投影元件固定装置

投影元件固定装置420位于光学滑轨上，用于固定投影元件。图4为图1A和图1B所示LED光源阵列投影测试装置中投影元件及投影元件固定装置的结构示意图。请参照图1A和图4，该投影元件固定装置420包括：

反射镜基座421，位于所述光学滑轨100上，透镜基座321的后方，其同样可沿光学滑轨100前后移动；

变角度连接杆422，其上下两端装有两个可以360度旋转的球形旋转接头，下端的旋转接头固定于所述反射镜基座421。

反射镜夹具423，用于固定反射镜，其下方开设与变角度连接杆422上部球形旋转接头外螺纹相匹配的内螺纹；

其中，变角度连接杆422的下端固定于反射镜基座321，其上端向上延伸，螺接于反射镜夹具423的底部。

本实施例中，LED光源阵列发出的光线通过扩束元件310后汇聚，之后通过投影元件410的反射作用，可以实现将点光源利用类似投影的方式在投影面500上呈现出成比例放大的光源阵列内部结构，从而目测即可发现光源点阵模块的缺陷位置和问题。变角度连接杆422上下端的360度旋转的球形旋转接头，能够改变反光镜的角度和位置，可实现将光源投影到想要的任一位置平面上。通过改变改变连接杆222的长度，从而微调LED光源阵列210与扩束元件310、投影元件410之间的相对高度，呈现完整的光源内部图像。而通过旋转改变支架224和底盘223的相对角度，可全面观察和检测光源点阵模块的坏点数量及位置，保证了检测数据的全面性。同时，可根据检测要求依照光学滑轨100上的刻度值改变LED光源阵列210与扩束元件310、投影元件410之间的距离，调节投影图像的清晰度，保证检测的准确性。

至此，已经结合附图对本发明的一个实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明用于光源阵列投影测试方法及装置有了清楚的认识。

此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施方式中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域的普通技术人员可对其进行简单地熟知地替换，例如：将带刻度的底座改成滑轨对透镜进行距离变换，实现对光线的发散；更换所述测试装置中各个部件的材质、形状和大小等。

综上所述，本发明提供一种用于光源阵列投影测试方法及装置。该装置可以快速且准确的检测点亮状态下高功率密度的LED照明光源阵列和小微尺寸的LED显示模块的缺陷等问题。测试方法为光源发出的光线通过扩束元件后汇聚，之后通过投影元件反射作用，可以实现将点光源利用类似投影的方式呈现出成比例放大的光源阵列内部结构，从而目测即可发现光源点阵模块的缺陷位置和问题。变角度连接杆上下端的360度旋转的球形旋转接头，能够改变投影元件的角度和位置，可实现将光源投影到想要的任一位置平面上。该装置操作简单、成本低且实用性较强，适合各类LED相关科研及企业使用。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LED光源阵列投影测试装置，其特征在于，包括：

扩束元件(310)，位于被测试LED光源阵列(210)的光路后端；

投影元件(410)，位于所述扩束元件(310)的光路后端；以及

投影面(500)，位于所述投影元件(410)的光路后端；

其中，所述被测试LED光源阵列(210)发出的光束经由所述扩束元件(310)进行扩束放大后，由所述投影元件(410)投影至所述投影面(500)，所述被测试LED阵列(210)中的单颗LED光源与所述投影面上的确定位置具有对应关系，该确定位置的投影情况反映该单颗LED光源的工作状况。

2.根据权利要求1所述的LED光源阵列投影测试装置，其特征在于，所述扩束元件(310)为凸透镜。

3.根据权利要求1所述的LED光源阵列投影测试阵列，其特征在于，所述投影元件(410)为反射镜。

4.根据权利要求1所述的LED光源阵列投影测试阵列，其特征在于，所述投影面(500)为投影幕布、墙壁、天花板或地面。

5.根据权利要求1所述的LED光源阵列投影测试装置，其特征在于，还包括：

光源固定装置(220)，所述被测试LED光源阵列(210)固定在该光源固定装置(220)上；

扩束元件固定装置(320)，所述扩束元件(310)固定于该扩束元件固定装置(320)上；以及

投影元件固定装置(420)，所述投影元件(410)固定于该投影元件固定装置(420)的上。

6.根据权利要求5所述的LED光源阵列投影测试装置，其特征在于，所述光源固定装置包括：

光源基座(221)；

第一连接杆(222)，其顶端具有外螺纹，并且其长度可调；

底盘(223)，为中心具有圆孔的板，其所在平面与所述第一连接杆(222)的方向垂直；以及

支架(224)，呈板状，其下表面开设与所述第一连接杆(222)上部外螺纹相匹配的内螺纹，其前表面具有固定所述被测试LED光源阵列的固定件；

其中，所述第一连接杆(222)的下端固定在所述光源基座(221)上，其上端向上延伸，穿过所述底盘(223)中部的圆孔，螺接于所述支架(224)的下表面，所述固定件为金属材质的夹片，该夹片通过焊接或旋接方式固定在所述支架(224)的前表面。

7.根据权利要求5所述的LED光源阵列投影测试装置，其特征在于，所述扩束元件固定装置(320)包括：

透镜基座(321)；

第二连接杆(322)，其下端固定在所述透镜基座(321)上且长度可调，其顶端具有外螺纹；

固定所述扩束元件(310)的扩束元件夹具(323)，其下方开设与所述第二连接杆(322)上部外螺纹相匹配的内螺纹；

其中，所述第二连接杆(322)的下端固定于所述透镜基座(321)，上端向上延伸，螺接于所述扩束元件夹具(323)的底部。

8.根据权利要求5所述的LED光源阵列投影测试装置，其特征在于，所述投影元件固定装置(420)包括：

反射镜基座(421)；

变角度连接杆(422)，其上下两端各装有一个可360度旋转的球形旋转接头，下端的球形旋转接头固定于所述反射镜基座(421)，上端的球形旋转结构具有外螺纹；

固定所述投影元件的投影元件夹具(423)，其下方开设与变角度连接杆上部球形旋转接头外螺纹相匹配的内螺纹；

其中，变角度连接杆(422)的下端固定于所述反射镜基座(421)，其上端向上延伸，螺接于所述投影元件夹具(423)的底部。

9.根据权利要求2所述的LED光源阵列投影测试装置，其特征在于，还包括：

光学滑轨(100)，所述光源固定装置(220)、扩束元件固定装置(320)、投影元件固定装置(420)均位于该光学滑轨(100)上，并可沿该光学滑轨前后移动。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的LED光源阵列投影测试装置，其特征在于，所述被测试LED光源阵列为全彩RGB LED光源阵列、双基色LED光源阵列或单基色光源阵列。

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