CN202676612U

CN202676612U - 一种用于测试led电路芯片的装置

Info

Publication number: CN202676612U
Application number: CN 201220362892
Authority: CN
Inventors: 潘中良; 陈翎
Original assignee: South China Normal University
Current assignee: South China Normal University
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2022-07-19

Abstract

本实用新型公开了一种用于测试LED电路芯片的装置，其包括控制单元、照明系统、工作台和CCD视频信号采集装置；控制单元与CCD视频信号采集装置连接，CCD视频信号采集装置和照明系统分别位于工作台的上方，该装置通过把被测LED芯片放置于二维工作台上，CCD摄像机对LED芯片进行视频信号的采集，从所采集的视频信号中提取出多幅LED芯片图像，使用中值滤波、直方图均衡化、图像分割等对LED芯片图像进行处理，把所获取的被测的LED芯片的图像与无故障的LED芯片的图像进行比较，来判定被测的LED芯片是否存在缺陷，并获得缺陷的类型。利用本实用新型，可以对LED芯片的一些常见缺陷进行检测，能够发现有缺陷的LED芯片，可以减低生产成本，并提高LED芯片产品的质量。

Description

一种用于测试LED电路芯片的装置

技术领域

本实用新型属于LED芯片测试的范围，特别涉及一种用于测试LED电路芯片的装置。

背景技术

LED发光二极管（Light Emitting Diode）是一种半导体固体发光器件，具有功耗低、节能、环保、寿命长、使用简便、无污染等优点，已成为应用很广泛的显示器件之一。近年来，随着LED性能的逐步提高，LED的品种不断增多而价格则稳步下降，因此被广泛应用于背光源、普通照明、城市夜景等多个领域。另一方面，随着LED应用的迅速发展，对LED产品的要求越来越高，对产品的光电性质的要求越来越苛刻，因此对LED产品的基本元件即LED芯片需要进行多种特性与参数的测试，以确保LED芯片的质量达到要求。

在LED芯片的生产与制造过程中，需要涉及光刻、腐蚀、淀积、剥离、镀膜、切割等多种工艺步骤，在这些步骤中由于工艺参数的微小变化或污染物的影响等因素，会导致LED芯片中一些缺陷的产生，例如，在LED芯片的表面常见的缺陷有附着的固体颗粒、金属污染、有机污染、崩边、缺角、斑点、裂痕和划痕等，这些都会对LED芯片的功能造成较大的影响。检测并剔除这些表面缺陷是LED芯片生产过程中的一个重要环节。

对LED芯片的检测，目前人们已研制成功了一些自动化的测试设备，这些设备主要是用于对LED芯片发光的亮度、颜色、以及电流和电压等参数进行测试；对LED芯片中的缺陷，例如金属污染、有机污染、崩边、缺角、斑点、裂痕和划痕等，仍需要测试人员对其中的一些缺陷进行人工检测，因此劳动强度大，效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于测试LED电路芯片的装置，以检测LED芯片的表面划痕、几何边界、斑点、裂痕、电极缺损等多种类型的缺陷。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种用于测试LED电路芯片的装置，包括控制单元、照明系统、工作台和CCD视频信号采集装置；其中，控制单元与CCD视频信号采集装置连接，CCD视频信号采集装置和照明系统分别位于工作台的上方；

所述的控制单元为计算机系统，优选为嵌入式计算机系统；

所述的嵌入式计算机系统包括嵌入式处理器、存储器模块、显示模块和嵌入式操作系统；

所述的嵌入式处理器优选为S3C2440A嵌入式ARM微处理器；

所述的存储器模块存储有视频信号采集、图像增强、图像分割和测试结果处理等多个程序；优选为包含Flash存储器和SDRAM存储器；

所述的Flash存储器优选为AMD公司的AM29LVl60D存储器；

所述的SDRAM存储器优选为将两片HY57V561620存储芯片并联得到；

所述的显示模块优选为5.7英寸彩色CSTN液晶显示器；

所述的嵌入式操作系统优选为Windows CE5.0软件；

所述的控制单元还包括以太网接口或USB接口中的一种或两种，可用于将控制单元与其他计算机系统连接，实现数据的传输与通信；

所述的照明系统产生合适的光源即光线照明，保证CCD视频信号采集装置能获得具有足够对比度和清晰度的LED芯片图像，优选为LED红色环形光源；

所述的工作台优选为二维工作台；

所述的二维工作台优选设置在导轨上；

所述的用于测试LED电路芯片的装置还包括电机和平台控制器；控制单元、平台控制器、电机与导轨依次相连；控制单元发出指令控制平台控制器，平台控制器控制电机，电机驱动导轨运行的方向，从而平台控制器最终控制二维工作台的运行方向；

所述的电机优选为步进电机或交流伺服电机；

所述的CCD视频信号采集装置包括CCD摄像机和图像采集卡；

所述的CCD摄像机的摄像头优选为PanasonicWV-CP240/G彩色摄像头；

所述的图像采集卡优选为NI公司的IMAQ PCI-1411采集卡。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：本实用新型利用图像处理技术，结合计算机的高速性与高效性，能多方位采集LED电路芯片的图像，能够检测LED芯片的表面划痕、几何边界、斑点、裂痕、电极缺损等多种类型的缺陷，可以在一定程度上解决传统方法中的劳动强度大，效率低的问题。

附图说明

图1是本实用新型的示意图，其中实线箭头为信号走向，虚线箭头为光线走向。

图2是本实用新型中的控制单元的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

本实用新型为一种用于测试LED电路芯片的装置，如图1所示，包括控制单元、照明系统、二维工作台、平台控制器和CCD视频信号采集装置；控制单元分别与平台控制器、CCD视频信号采集装置连接，控制单元提供控制信号给CCD视频信号采集装置，以实现CCD视频信号采集装置对放置于工作台上的LED芯片进行视频信号的采集；CCD视频信号采集装置将采集到的信息输送回控制单元中进行存储、分析以及输出；CCD视频信号采集装置和照明系统分别位于二维工作台的上方，二维工作台设置在导轨上，导轨由交流伺服电机驱动，交流伺服电机由平台控制器进行控制，从而，由控制单元控制的平台控制器最终控制二维工作台的运行方向。照明系统为LED红色环形光源，对LED芯片进行光线照明，保证CCD视频信号采集装置能够采集到具有足够对比度和清晰度的LED芯片图像。CCD视频信号采集装置包含CCD摄像机和图像采集卡，其中CCD摄像机的摄像头为PanasonicWV-CP240/G彩色摄像头，其为一种725(H)×582(V)的彩色图像传感器，水平清晰度480线，信噪比50dB，并具有背光补偿功能；图像采集卡为NI公司的IMAQ PCI-1411采集卡，它具有1路NTSC、PAL、S-Video或CCIR输入，图像的最大分辨率为768×576×32bit，具有板载可编程感兴趣区的局部图像采集能力。

控制单元如图2所示，为嵌入式计算机系统，包括嵌入式处理器、存储器模块、显示模块、嵌入式操作系统、以太网接口和USB接口。嵌入式处理器为微处理器S3C2440A，其为嵌入式ARM微处理器，是Samsung公司采用CMOS工艺生产的16/32位RISC微处理器，主频为400MHz，最高可达533MHz，具有6KB的指令Cache和16KB的数据Cache，以及具有LCD控制器、外部存储器（例如SDRAM）控制器，以及4路DMA控制器等。存储器模块包含Flash存储器和SDRAM存储器，Flash存储器为AMD公司生产的AM29LVl60D，它的容量为2MB，具有16位数据宽度，可以以8位或16位的数据宽度的方式工作；SDRAM存储器是采用两片HY57V561620存储芯片进行并联，构建32位的SDRAM存储器系统，得到共64MB的SDRAM存储空间。显示模块为5.7英寸彩色CSTN液晶显示器（LCD），分辨率为320×240。嵌入式操作系统为Windows CE5.0软件，实现对控制单元的软硬件资源的管理，例如，对视频信号采集、图像增强、图像分割、测试结果输出等程序的管理与运行。控制单元通过以太网接口和USB接口与其他计算机系统连接，实现数据的传输与通信，其中以太网接口是使用CS8900A芯片进行设计，USB接口为使用CY7C68013A芯片进行设计。

在对每一个LED芯片进行检测时，CCD摄像机被固定在二维工作台的上方，二维工作台都要自动运动到CCD摄像机的下方位置，CCD摄像机对放置于二维工作台上的LED芯片进行视频信号的获取。

本实用新型的操作包括如下步骤：

（1）打开本实用新型的电源，启动装置；

（2）将标准的无故障的LED芯片放置于二维工作台上；控制单元发出指令，控制平台控制器驱动交流伺服电机驱动二维工作台的运行，同时CCD摄像机在得到控制单元发出的指令情况下，对LED芯片进行视频信号的采集，输送回控制单元进行存储；从所采集的视频信号中提取出一幅LED芯片图像，通过控制单元对LED芯片图像进行中值滤波、直方图均衡化以及图像分割，对经过图像分割的LED芯片图像进行二值化，得到标准的无故障的LED芯片图像的二值化数据；

（3）将被测的LED芯片放置于二维工作台上；控制单元发出指令，控制平台控制器驱动交流伺服电机驱动二维工作台的运行，同时CCD摄像机在得到控制单元发出的指令情况下，对LED芯片进行视频信号的采集，输送回控制单元进行存储；从所采集的视频信号中提取出一幅LED芯片图像，通过控制单元对LED芯片图像进行中值滤波、直方图均衡化以及图像分割，对经过图像分割的LED芯片图像进行二值化，得到被测LED芯片图像的二值化数据；

（4）将步骤（3）所获取的被测LED芯片图像的二值化数据与步骤（2）得到的标准的无故障的LED芯片图像的二值化数据进行逐点比较，若某一个点对应的值不相同，则说明在该点位置处存在有缺陷；

（5）若存在缺陷，则根据整个缺陷的结构与形状特征，获得缺陷的类型；在控制单元的LCD显示器上输出测试的结果，对有缺陷时，则输出被测LED芯片的缺陷类型与位置；对不存在缺陷时，则输出无缺陷的信息；

（6）把放置于二维工作台上的被测LED芯片取下，把另一个待测的LED芯片放置于二维工作台上；重复进行步骤（3）至步骤（5）。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种用于测试LED电路芯片的装置，其特征在于：包括控制单元、照明系统、工作台和CCD视频信号采集装置；其中，控制单元与CCD视频信号采集装置连接，CCD视频信号采集装置和照明系统分别位于工作台的上方。

2.根据权利要求1所述的用于测试LED电路芯片的装置，其特征在于：

所述的工作台为二维工作台，设置在导轨上；

所述的用于测试LED电路芯片的装置包括电机和平台控制器；控制单元、平台控制器、电机与导轨依次相连。

3.根据权利要求2所述的用于测试LED电路芯片的装置，其特征在于：所述的电机为步进电机或交流伺服电机。

4.根据权利要求2所述的用于测试LED电路芯片的装置，其特征在于：所述的控制单元为嵌入式计算机系统，包括嵌入式处理器、存储器模块、显示模块和嵌入式操作系统。

5.根据权利要求4所述的用于测试LED电路芯片的装置，其特征在于：所述的嵌入式处理器为S3C2440A嵌入式ARM微处理器；

所述的存储器模块中包含Flash存储器和SDRAM存储器；

所述的显示模块为5.7英寸彩色CSTN液晶显示器；

所述的嵌入式操作系统为Windows CE5.0软件。

6.根据权利要求5所述的用于测试LED电路芯片的装置，其特征在于：

所述的Flash存储器为AMD公司的AM29LVl60D存储器；

所述的SDRAM存储器为将两片HY57V561620存储芯片并联得到。

7.根据权利要求6所述的用于测试LED电路芯片的装置，其特征在于：所述的控制单元包括以太网接口或USB接口中的一种或两种。

8.根据权利要求1～7任一项所述的用于测试LED电路芯片的装置，其特征在于：所述的照明系统为LED红色环形光源。

9.根据权利要求8所述的用于测试LED电路芯片的装置，其特征在于：所述的CCD视频信号采集装置包括CCD摄像机和图像采集卡。

10.根据权利要求9所述的用于测试LED电路芯片的装置，其特征在于：所述的CCD摄像机的摄像头为PanasonicWV-CP240/G彩色摄像头；

所述的图像采集卡为NI公司的IMAQ PCI-1411采集卡。