CN1760688A - 发光元件光学特性自动化测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种发光元件光学特性自动化测试系统及方法，主要是将一台光学特性提取装置以一个固定的半径始终面对待测的发光元件持续旋绕，再把旋绕的周期分为测量段与非测量段落，并且利用非测量段让待测元件旋转或更换待测元件，简化提取装置的承载装置运动状态，不但可以配合自动化流程进行持续的元件测试，并且让所述测试系统的整体结构简单、动作迅速，又能广角度测量而不失精确，充分弥补市面上缺乏全面符合市场需求的高速测试发光元件仪器的遗憾。

Description

发光元件光学特性自动化测试系统及方法

技术领域

本发明涉及一种自动化测试系统及方法，特别是涉及一种测试发光元件光学特性系统及方法。

背景技术

发光二极管(LED)近日产值大幅增长，并已广泛使用于消费性电子产品、汽车照明，及交通号志等。且在节约能源及环保的共识之下，发光二极管符合省电、环保特性也逐渐受到大家的重视。然而，面对不断提升的产能需求、市场激烈竞争，及照明科技产业朝向高功率、高品质，及高产能发展的要求下，技术层次的提升已非企业营运追求提升的唯一管道。由于现今产品差异的关键不只在于功能及价格的异同，同时还包括产品品质。例如上述以发光二极管所组成的照明设备，若发生有缺陷的发光二极管将会使所述照明设备的主体效能降低。因此，测试工艺成品率或产品品质也是促成产品成败的重要关键。

目前测试的内容针对发光二极管的封装体、萤光粉涂布是否均匀，及发光二极管的相关构件位置而做出整体发光特性的控制。

如图1所示，现有测试系统在颜色、亮度对角度的变化测量是把一台光测量仪器12置于一个测角仪1上，再以手动或马达驱动的方式对一个放置在一个固定座11的待测发光二极管2进行测量。然而，由于所述光测量仪器12的测量结果是经由一段具有固定长度的传输线13传输，因此当所述光测量仪器12到达所述传输线13的长度极限时必需反向回转，使所述测角仪1有测角的范围限制。且所述测角仪1主要是以角度精准为主要诉求，尤其除移动外，还要考虑将近回转点时要减速、停止、及反向加速，使得测量仪器12整体运动速度过慢，以现有技术来说，所述已知的测试系统通常须要数分钟才能完成一个发光二极管的测量。且所述测角仪1也无法配合自动化流程，造成测量作业不具时效性，而无法符合高品质下的高效能。

另有一种以自动化达成高产能的测试系统，参阅台湾专利公告第553389号“发光二极体测试机台之自动化结构”，利用一个固定的检测头对位于所述检测头相对下方的一个发光二极管进行测试，借此可快速的还换所述发光二极管。由于一般发光二极管的发光源通常不是刚好位于封装体的中心，所述测试方法只以单一方位测试所述发光二极管，一方面如果测试位置偏离主要光轴，造成的误差相当严重；另方面，即使对准光轴测量，也仍然无法获得例如主要发光张角等重要资料；更不能确保所述发光二极管在各角度的光学特性均匀一致。因此，所述已知的测试系统虽然可以提高测量速度，却无法提供同样良好的检验品质。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效率的发光元件光学特性自动化测试方法。

本发明的另一个目的是提供一种能全面检验发光元件各角度发光情况的发光元件光学特性自动化测试方法。

本发明的再一个目的是提供一种承载装置结构简单的发光元件光学特性自动化测试系统。

本发明的又一个目的是提供一种测量速度快的发光元件光学特性自动化测试系统。

本发明的又另一个目的是提供一种测量角度广泛的发光元件光学特性自动化测试系统。

本发明的方法特征在于：所述测试方法包含：a)使所述发光元件滞留在一个测试区域一段预定时间；b)将一个第一光学特性提取装置以一个固定的半径始终面对所述测试区域持续旋绕，并依据所述发光元件的光学特性将所述感测装置的旋绕路径划分为一个可量得光学特性的测量段，及一个无法量得光学特性的非测量段；及c)使所述第一光学特性提取装置运行至所述测量段，并记录所述感测装置所量得的光学特性。

本发明的系统特征在于：所述测试系统包含：一台旋转装置，及一台第一光学特性提取装置。所述旋转装置包括一个绕一条通过所述测试区域的轴线持续旋转的承载单元，而所述第一光学特性提取装置固定在所述承载装置上并始终面对所述测试区域，以用于测量所述发光元件的光学特性，且所述第一光学特性提取装置的旋绕路径可依据所述发光元件的光学特性而划分出一个可量得光学特性的测量段，及一个无法量得光学特性的非测量段。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明发光元件光学特性自动化测试方法及系统进行详细说明：

图1是以往发光元件光学特性测试系统的立体组合图，说明利用一个测角仪对一个发光元件进行测试。

图2是本发明发光元件光学特性自动化测试系统的第一优选实施例的侧视图。

图3是图2的正视图。

图4是本发明发光元件光学特性自动化测试方法的优选实施例的流程图。

图5是一台第一光学提取装置的角度及一个发光元件的角度分别对时间的关系图。

图6是本发明发光元件光学特性自动化测试系统的第二优选实施例的侧视组合图，说明一个承载单元为一个旋转圆盘。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的两个优选实施例的详细说明中，将可清楚的理解。

为了方便说明，在以下的实施例中，相同的元件以相同标号表示。

如图2所示，本发明发光元件光学特性自动化测试系统的第一优选实施例用于对一个自动化流程中通过一台送料装置(图中未示出)移动的发光元件3进行测试，所述发光元件3在本优选实施中为一个发光二极管。所述送料装置可以一条直线通过或来回折返的方式将一个待测试的发光元件3运送至一个测试区域，而所述测试系统包含一台旋转装置4、一台第一光学提取装置5、一台第二光学提取装置6、一台校正装置7，及一台位置读取装置(图未示)。

所述旋转装置4包括一个沿一条轴线40与所述测试区域间隔排列的转体41及一个由所述转体41延伸而出，并由一个驱动马达411驱动而绕所述轴线40持续旋转的承载单元42。所述承载单元42包括一个第一旋臂421及一个与所述第一旋臂421位置对称的第二旋臂422。

所述第一光学特性提取装置5固定在所述第一旋臂421上并始终面对所述测试区域，用于测量所述发光元件3的颜色或亮度等光学特性。所述第一光学特性提取装置5在本优选实施中包含一个具有一个导光单元53的测量仪54，及一个可用于传送所述测量仪54的分析结果的水银开关55。所述导光单元53在本优选实施中为一个外加镜头的光纤，然在实际应上也可为一个外加雾面镜的光纤，而所述测量仪54在实施上可选用一台热像摄影机或一个感光元件。

所述第二光学特性提取装置6在本优选实施例中为一台摄影机，其固定在所述第二旋臂422上并始终面对所述测试区域，以用于提取所述发光元件3的影像，用以分析整体光学系统特性。以发光二极管为例，通过分析所述第二光学特性提取装置6所提取的影像，可精确辨识所述发光二极管的发光源相对于封装体的位置。

配合参阅图3，所述校正装置7在本优选实施例中为一个模拟所述发光元件4的标准光学特性元件，用于校正所述第一光学特性提取装置5有关颜色或亮度等光学特性的读值。

此外，本发明发光元件光学特性自动化测试系统还包含一台设于所述旋转装置4上的位置读取装置(图未示)，用以读取所述第一光学特性提取装置5在旋绕路径上的位置，例如：光学尺。

如图6所示，本发明发光元件光学特性自动化测试系统的第二优选实施例与所述第一优选实施例不同处在于所述承载装置42在第二优选实施例中为一个旋转圆盘，而所述第一、第二光学提取装置5、6则相对称地设于所述承载装置42表面。

要注意的是，上述的测试系统也可依产品的测试需求排除所述第二光学提取装置6与第二旋臂422，或校正装置7而独立制作、贩卖以节省成本。当排除所述第二旋臂时，为降低所述转体41因配重不对称而产生的震动与磨损，可在所述承载单元42上加装适当的配重装置。

如图2、3，及图4所示，通过所述第一、第二优选实施例进行发光元件3光学特性自动化测试方法，其包含步骤80~86。

步骤80是将所述待测试的发光元件3以一条直线通过或来回折返的方式运送至所述测试区域。

步骤81是将所述发光元件3停留于所述测试区域一段预定时间，使其相对于所述第一光学特性提取装置5而言呈静止状态。在实际应用上亦可降低所述发光元件3的移动速度，使其相对于所述第一光学特性提取装置5而言近乎静止。

步骤82是将所述第一光学特性提取装置5以一个固定的半径始终面对所述测试区域在一个平面上持续旋绕，并依据上述划分出所述测量段51及所述非测量段52，而当所述第一光学特性提取装置5运行至所述测量段51时执行步骤83。

步骤83包括依序进行的步骤831及步骤832。所述步骤831记录所述第一光学特性提取装置5在每一度所量得的光学特性，而所述步骤832利用所述位置读取装置读取所述第一光学特性提取装置5在所述测量段51的位置。

步骤84当所述第一光学特性提取装置5运行至所述非测量段52时，进行针对测试需求而选择是否执行步骤85或直接执行步骤86。

步骤85包括依序执行的步骤851、步骤852，及步骤853。所述步骤851将所述发光元件3绕一条通过自身且平行于所述平面的轴线30旋转一个预定角度α。配合参阅图5，56代表所述第一光学特性提取装置5运行时的旋转角度，循环重复的I、II、III、IV，及V分别代表所述第一光学特性提取装置5在运行轨迹上的不同位置，57则代表所述发光元件3只在所述第一光学特性提取装置5运行至所述非测量段52时旋转一个角度α。所述步骤852利用所述校正装置7校正所述第一光学特性提取装置5。所述步骤853利用所述第二光学特性提取装置6提取所述发光元件3的影像。

步骤86包括依序执行的步骤861、步骤862，及步骤863。所述步骤861替换所述发光元件3，而所述步骤862与所述步骤852相同，且所述步骤863也与所述步骤853相同。

要注意的是，上述的测试方法必需配合所述第一优选实施例实际使用时所包含的构件，当所述第一优选实施例没有增设所述位置读取装置时，所述步骤832不执行，当所述第一优选实施例排除所述校正装置7时，所述步骤852、862不执行，而当所述第一优选实施例排除所述第二光学特性提取装置6时，所述步骤853、863不执行。

归纳上述，本发明发光元件光学特性自动化测试系统及方法利用针对所述发光元件3持续旋绕的所述第一光学特性提取装置5，使在测试过程当中可选择地旋转或替换所述发光元件3，所以能达成兼具高品质及高产能的测试方法，因此确实可达到发明的目的。

Claims (20)

1、一种发光元件光学特性自动化测试方法，用于对一个移动中的发光元件进行测试，其特征在于所述方法包含：

a)使所述发光元件滞留于一个测试区域一段预定时间；

b)将一台第一光学特性提取装置以一个固定的半径始终面对所述测试区域持续旋绕，并依据所述发光元件的光学特性将所述第一光学特性提取装置的旋绕路径划分为一个可量得光学特性的测量段，及一个无法量得光学特性的非测量段；以及

c)使所述第一光学特性提取装置运行至所述测量段时记录所述第一光学特性提取装置所量得的光学特性。

2、如权利要求1所述的测试方法，其特征在于：

所述步骤b)中所述第一光学特性提取装置在一个平面旋绕，且所述测试方法还包含步骤d)使所述第一光学特性提取装置运行至所述非测量段时将所述发光元件绕一条通过自身且平行于所述平面的轴线旋转一个预定角度，同时重复步骤c)。

3、如权利要求1所述的测试方法，其特征在于：

还包含步骤e)使所述第一光学特性提取装置运行至所述非测量段，以另一个发光元件替换所述发光元件，并重复步骤a)、b)及步骤c)。

4、如权利要求2或3所述的测试方法，其特征在于：

步骤d)或e)还包括校正所述第一光学特性提取装置。

5、如权利要求1所述的测试方法，其特征在于：

所述步骤c)还包括使一台第二光学特性提取装置运行至所述测量段时提取所述发光元件的影像。

6、如权利要求1所述的测试方法，其特征在于：

还包含步骤f)读取所述第一光学特性提取装置的位置。

7、一种发光元件光学特性自动化测试系统，用于对一个自动化流程中移动的发光元件进行测试，且所述自动化流程界定一个供所述发光元件接受测试的测试区域，其特征在于所述系统包含：

一台旋转装置，并包括一个绕一条通过所述测试区域的轴线持续旋转的承载单元；以及

一台第一光学特性提取装置，固定在所述承载装置上并始终面对所述测试区域，以用于测量所述发光元件的光学特性，且所述第一光学特性提取装置的旋绕路径可依据所述发光元件的光学特性而划分出一个可量得光学特性的测量段，及一个无法量得光学特性的非测量段。

8、如权利要求7所述的测试系统，其特征在于：

所述旋转装置还包括一个沿所述轴线与所述测试区域间隔排列的转体，且所述承载单元包含一个第一旋臂。

9、如权利要求7所述的测试系统，其特征在于：

所述旋转装置还包括一个沿所述轴线与所述测试区域间隔排列的转体，且所述承载单元为一个几何中心固定在所述转体的旋转圆盘。

10、如权利要求7所述的测试系统，其特征在于：

所述第一光学特性提取装置为一个具有一个导光单元的测量仪。

11、如权利要求10所述的测试系统，其特征在于：

所述导光单元为一个外加镜头的光纤。

12、如权利要求10所述的测试系统，其特征在于：

所述导光单元为一个外加雾面镜的光纤。

13、如权利要求7所述的测试系统，其特征在于：

所述测量仪为一台热像摄影机。

14、如权利要求7所述的测试系统，其特征在于：

所述测量仪为一个感光元件。

15、如权利要求7所述的测试系统，其特征在于：

所述测试系统还包含一台设于所述承载单元并用于提取影像的第二光学特性提取装置。

16、如权利要求15所述的测试系统，其特征在于：

所述第二光学特性提取装置为一台摄影机。

17、如权利要求7所述的测试系统，其特征在于：

所述测试系统还包含一台设于所述旋转装置并用于读取所述第一光学特性提取装置的位置的位置读取装置。

18、如权利要求17所述的测试系统，其特征在于：

所述位置读取装置为一个光学尺。

19、如权利要求7所述的测试系统，其特征在于：

所述测试系统还包含一台用于校正所述第一光学特性提取装置的校正装置。

20、如权利要求7所述的测试系统，其特征在于：

所述旋转装置还包括一台设于所述承载单元并用于降低所述转体震动与磨损的配重装置。

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