CN205175664U - 一种led数码管的光电检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种LED数码管的光电检测系统，包括暗箱、滑动导轨、导轨驱动模块、绝缘载具、图像获取模块、LED驱动模块、主控模块、图像处理模块和电性能测试模块；所述图像获取模块、所述导轨驱动模块、所述LED驱动模块、所述主控模块、所述图像处理模块和所述电性能测试模块均设置在所述暗箱内。本实用新型的LED数码管的光电检测系统对LED数码管的光电性能检测的速度快、准确度高；加快了LED数码管的上下料速度，便于操作；LED数码管的电连接性能更稳定，检测更为准确。

Description

一种LED数码管的光电检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种光电检测系统，特别是涉及一种LED数码管的光电检测系统。

背景技术

在LED制造领域，需要对已制造完成的LED数码管进行批量化的生产检测，检测LED数码管的电气性能、功能参数、外观等。然而，对于LED数码管而言，除检测前述性能外，还需要对LED数码管的光性能参数进行检测。

目前技术情况下，电子元器件制造过程中的前端工序，如晶片的固定、晶片的焊接等，都已由自动化机器来完成，而电子元器件的检测工序，自动化程度较低，尤其是针对部分领域的电子元器件或非标准封装的电子元器件。

非标准封装的电子元器件难以实现自动化检测的主要原因是，这些电子元器件的外形和引脚尺寸不规则，不同种类的器件之间封装差异性大，而自动化机器需要首先对被测对象的特征进行提炼和学习，才能实现标准化和重复性的检测动作，但被测对象特征的不确定性使提炼和学习的难度大大增加。

具体地，现有技术中对非标准封装的LED数码管大都采用人工检测或专用设备检测。其中，检测包括电性能检测及光性能检测。电性能检测在业界已非常成熟，主要通过仪器测量LED器件的电压电流特性。

光性能的人工检测，即点亮LED数码管后，靠人工肉眼来判断各项光学参数是否符合要求。依靠人工及肉眼观测的检测项目，存在主观性和检测结果的不一致性，同时，这些检测项目对检测人员的技能要求很高，检测人员需要经过较长期的学习和训练才能上岗。因此，现有技术中的LED数码管光电性能的人工检测方法不仅检测效率低、准确性差，耗费的人力大，而且对检测人员的技能要求高，检测时间长容易造成检测人员的疲劳损伤及检测准确性的降低。

光性能的专用设备检测，即采用专用的亮度测试仪器进行检测。这需要逐个点亮每个管芯，并通过人工操作逐个测试和记录每个LED数码管的光学特性。用这样的方法测试一个器件需要很长的时间，一般是用于样品测试研究，而完全无法用于批量生产制造过程，亮度测试仪器成本较高，无法测试色度指标、杂质指标等，且利用率低。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种LED数码管的光电检测系统及能够对LED数码管的光电性能进行自动化的检测，满足对批量LED数码管光电性能的检测需求。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种LED数码管的光电检测系统，包括暗箱、滑动导轨、导轨驱动模块、绝缘载具、图像获取模块、LED驱动模块、主控模块、图像处理模块和电性能测试模块；所述图像获取模块、所述导轨驱动模块、所述LED驱动模块、所述主控模块、所述图像处理模块和所述电性能测试模块均设置在所述暗箱内；所述暗箱用于为LED数码管的光电检测提供工作环境；所述绝缘载具用于并排地承载若干个待测LED数码管；所述滑动导轨设置在所述绝缘载具下方，用于带动所述绝缘载具上的若干个待测LED数码管进出所述暗箱；所述导轨驱动模块用于驱动滑动导轨进出暗箱；以及在所述主控模块的控制下，根据当前待测LED数码管与检测工作位间的位置偏差，将当前待测LED数码管移动至检测工作位；所述LED驱动模块与所述主控模块相连，用于在所述主控模块的控制下，驱动点亮位于检测工作位上的当前待测LED数码管；所述图像获取模块与所述主控模块相连，用于获取当前被测LED数码管的图像信息；所述图像处理模块与所述图像获取模块和所述主控模块相连，用于在当前被测LED数码管上电前，对图像获取模块所获取的当前被测LED数码管的图像信息进行处理，获取当前被测LED数码管的位置信息；在当前被测LED数码管上电后，对图像获取模块所获取的LED数码管的图像信息进行处理，获取被测LED数码管的光学性能信息；所述电性能测试模块与所述LED驱动模块和所述主控模块相连，用于获取被测LED数码管的电学性能信息；所述主控模块用于根据当前被测LED数码管上电前当前被测LED数码管的位置信息，获得该位置信息与检测工作位间的位置偏差，并传送至所述导轨驱动模块；以及根据所述图像处理模块和所述电性能测试模块的测试结果，判断被测LED数码管是否为良品。

根据上述的LED数码管的光电检测系统，其中：所述导轨驱动模块包括驱动皮带和驱动电机。

根据上述的LED数码管的光电检测系统，其中：所述LED驱动模块包括探针和探针驱动模块，所述探针用于在所述探针驱动模块的驱动下，实现与检测工作位上的当前待测LED数码管的管脚的接触与断开。

根据上述的LED数码管的光电检测系统，其中：所述图像获取模块位于检测工作位的上方，包括相机和光源。

进一步地，根据上述的LED数码管的光电检测系统，其中：所述相机采用CCD相机或CMOS相机。

根据上述的LED数码管的光电检测系统，其中：所述电性能测试模块与所述主控模块共同设置在一块PCB板上。

根据上述的LED数码管的光电检测系统，其中：还包括显示模块，所述显示模块与所述主控模块相连，用于显示当前若干个被测LED数码管是否为良品。

进一步地，根据上述的LED数码管的光电检测系统，其中：所述显示模块采用液晶屏、LED数码管或者指示灯。

如上所述，本实用新型的LED数码管的光电检测系统，具有以下有益效果：

(1)对LED数码管的光电性能检测的速度快、准确度高；

(2)加快了LED数码管的上下料速度，便于操作；

(3)LED数码管的电连接性能更稳定，检测更为准确。

附图说明

图1显示为本实用新型的LED数码管的光电检测系统的外部结构示意图；

图2显示为本实用新型的LED数码管的光电检测系统的内部结构示意图。

元件标号说明

1暗箱

2滑动导轨

3导轨驱动模块

4绝缘载具

5图像获取模块

51相机

52光源

6LED驱动模块

7LED数码管

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

参照图1和图2，本实用新型的LED数码管的光电检测系统包括暗箱1、滑动导轨2、导轨驱动模块3、绝缘载具4、图像获取模块5、LED驱动模块6、主控模块(图中未示出)、图像处理模块(图中未示出)和电性能测试模块(图中未示出)。图像获取模块5、导轨驱动模块3、LED驱动模块6、主控模块、图像处理模块和电性能测试模块均设置在暗箱1内。

暗箱1用于为LED数码管7的光电检测提供工作环境。

绝缘载具4用于并排地承载若干个待测LED数码管7。优选地，若干个待测LED数码管7并排地放置在绝缘载具4上。其中，若干个待测LED数码管7可以在制造的前道工序中即由胶带连接成条，放置在绝缘载具上，待光电检测完毕后，再切割为独立的LED数码管。需要说明的是，绝缘载具4上承载的待测LED数码管可以是单个，也可以是多个。绝缘载具4具有与LED数码管两排管脚之间的间距相匹配的安装尺寸。

滑动导轨2设置在绝缘载具4下方，用于带动绝缘载具4上的若干个待测LED数码管7进出暗箱1。

导轨驱动模块3用于驱动滑动导轨2进出暗箱1；以及在主控模块的控制下，根据当前待测LED数码管与检测工作位间的位置偏差，将当前待测LED数码管移动至检测工作位。优选地，导轨驱动模块3包括驱动皮带和驱动电机。由于导轨驱动模块3的设置，能够实现对当前待测LED数码管的自动对准功能，故对待测LED数码管在绝缘载具上的排列间隙就没有严格的要求，从而便于LED数码管的光电检测的准确执行。

LED驱动模块6与主控模块相连，用于在主控模块的控制下，驱动点亮位于检测工作位上的当前待测LED数码管7。具体地，LED驱动模块6包括探针和探针驱动模块。探针用于在探针驱动模块的驱动下，与检测工作位上的当前待测LED数码管的管脚相接触，以驱动点亮当前待测LED数码管；在检测结束后，在探针驱动模块的驱动下，断开与检测工作位上的当前待测LED数码管的管脚连接，以进行下一次的检测。

图像获取模块5与主控模块相连，用于获取当前被测LED数码管的图像信息。具体地，在当前待测LED数码管上电之前，需要获取其图像信息，以便得到其当前位置信息；在当前待测LED数码管上电之后，需要获取其图像信息，以便获取其光学性能信息。其中，图像获取模块位于检测工作位的上方，包括相机51和光源52。优选地，相机51采用CCD相机或CMOS相机。光源52为高均匀性光源。

图像处理模块与图像获取模块5和主控模块相连，用于在当前被测LED数码管7上电前，对图像获取模块所获取的当前被测LED数码管的图像信息进行处理，获取当前被测LED数码管的位置信息；在当前被测LED数码管7上电后，对图像获取模块所获取的LED数码管7的图像信息进行处理，获取被测LED数码管7的光学性能信息。其中，光学性能信息包括LED数码管发光的亮度均匀性、色度均匀性、亮度分档、色度分档、是否漏光、是否有杂质以及是外壳是否有划痕等信息。

其中，图像处理模块通过一定的定位算法来根据图像获取模块获取的当前待测LED数码管的图像信息，获取当前待测LED数码管的位置信息。由于相应的定位算法在本领域已经为成熟的技术，故在此不再赘述。

电性能测试模块与LED驱动模块6和主控模块相连，用于获取被测LED数码管7的电学性能信息。具体地，电学性能信息包括LED数码管的正向电压值、反向漏电值、开路信息、短路信息。通常，电性能测试模块与主控模块共同设置在一块PCB板上。

主控模块用于根据当前被测LED数码管上电前当前被测LED数码管的位置信息，获得该位置信息与检测工作位间的位置偏差，并传送至导轨驱动模块；以及根据图像处理模块和电性能测试模块的测试结果，判断被测LED数码管是否为良品。

优选地，本实用新型的LED数码管的光电检测系统中还包括显示模块(图中未示出)，与主控模块相连，用于显示当前若干个被测LED数码管是否为良品，以便检测人员准确地进行分拣。具体地，显示模块优先采用液晶屏进行缺陷信息的显示，也可以采用LED数码管，也可以采用指示灯。当被测LED数码管为良品时，缺陷指示显示为绿色；当被测LED数码管为缺陷品时，缺陷指示显示为红色。

具体地，本实用新型的LED数码管的光电检测系统的检测过程包括以下步骤：

步骤S1、在处于暗箱外的绝缘载具上并排地放置若干个待测LED数码管。

步骤S2、启动导轨驱动模块，驱动滑动导轨进入暗箱，以带动绝缘载具上的若干个待测LED数码管逐个进入暗箱。

步骤S3、图像获取模块获取绝缘载具上当前待测LED数码管的图像信息，并传送图像处理模块以获取当前待测LED数码管的位置信息，主控模块根据当前待测LED数码管的图像信息，获取该位置信息与检测工作位间的位置偏差，并传送至导轨驱动模块；导轨驱动模块将当前待测LED数码管移动至检测工作位。

步骤S4、LED驱动模块在主控模块的控制下，驱动点亮位于检测工作位上的当前待测LED数码管。

步骤S5、图像获取模块获取点亮后的当前被测LED数码管的图像信息，图像处理模块对所获取的点亮后的LED数码管的图像信息进行处理，获取LED数码管的光学性能信息；电性能测试模块获取被测LED数码管的电学性能信息。

步骤S6、主控模块根据被测LED数码管的光学性能信息和电学性能信息判断被测LED数码管是否为良品。

当需要测量下一个LED数码管时，导轨驱动模块驱动滑动导轨向暗箱移动，从而进行下一个LED数码管的光电检测。当绝缘载具上的所有LED数码管均检测完毕后，在导轨驱动模块的驱动下，将绝缘载具移出暗箱，以进行下一轮的LED数码管的光电检测。

下面详细阐述一下LED数码管的光学性能信息的获取。

亮度不均，是指同一个器件上某些笔段与此器件所有笔段的亮度平均值偏差大于一定的数值。即这些笔段过亮或者过暗了。在检测亮度不均时，为了与人眼视觉有一定的匹配度，笔段之间亮度的比较需要遵循一定的策略。这个策略包括：

A)不同颜色的笔段之间，无需比较；只比较同一颜色之间的不均；

B)不同面积的笔段之间，无需比较；只比较相似面积笔段之间的不均

C)对用户使用感官影响可忽略的，无需比较。例如：专用数码管上特定图案。

判断LED数码管的亮度时，需要根据对LED数码管品质的要求来设定检测不均的档位参数。档位与亮度差异的转换关系为如表1所示，可用以下公式表示：亮度差异度＝档位*5％。当某个笔段的亮度比平均亮度小或者大，并且亮度差异大于所设置档位后，就被判断为亮度不均。

表1、亮度差异与档位的关系

档位数值	差异度
		1	5％
2	10％
		3	15％
4	20％
		5	25％
……	每档步长5％
		10	50％

色度不均，是指同一个器件上不同笔段之间的色度有偏差，并且偏差大于一定的数值。与亮度对比策略一样，用户可以通过修改良品的标准图像笔段的分组情况，对比相同颜色、相似面积笔段的色度值。

判断LED数码管色度时，还需要根据对LED数码管品质的要求来设定检测不均的档位参数。通常来说，色度包括三种定标的方式：1)角度；2)波长；3)色坐标。每种方式的步长和范围如表2所示。

表2、色度判断中档位方式与步长和范围的关系

档位方式	档位数	步长
			角度	1-180	1度
波长	1-40	1nm
			色坐标	0.01-1	0.01

其中，步长是指档位设定能够达到的最小分辨精度，档位是指进行良品不良品判断的。通过选择其中的一种档位方式，并设置相关的档位值。当某个笔段的色度与平均色度之间的差异大于所设置档位后，就被判断为色度不均。

漏光是指同一个器件上，某些笔段被点亮的同时，其他笔段未被点亮。这种情况下存在未被点亮的笔段的亮度超出了一定数值的情况。这种漏光是来自邻近点亮笔段的透光。

首先需要选择哪些笔段将被点亮。当某个笔段的对比值大于所设置档位对应的数值时，即认为此笔段存在漏光。

判断LED数码管是否漏光时，需要根据对LED数码管品质的要求来设定漏光的档位参数。对比未被点亮笔段的亮度与其他被点亮笔段的亮度，当某个笔段的对比值大于所设置档位对应的数值时，即认为此笔段存在漏光。

杂质是指LED数码管的某些笔段区域内存在杂物。需要根据对LED数码管品质的要求来设定杂质检测的档位参数。

划痕是指LED数码管的壳体上存在被损伤的区域。判断LED数码管的划痕时，需要根据对LED数码管品质的要求来设定划痕检测的档位参数。

综上所述，本实用新型的LED数码管的光电检测系统对LED数码管的光电性能检测的速度快、准确度高；加快了LED数码管的上下料速度，便于操作；LED数码管的电连接性能更稳定，检测更为准确。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种LED数码管的光电检测系统，其特征在于：包括暗箱、滑动导轨、导轨驱动模块、绝缘载具、图像获取模块、LED驱动模块、主控模块、图像处理模块和电性能测试模块；所述图像获取模块、所述导轨驱动模块、所述LED驱动模块、所述主控模块、所述图像处理模块和所述电性能测试模块均设置在所述暗箱内；

所述暗箱用于为LED数码管的光电检测提供工作环境；

所述绝缘载具用于并排地承载若干个待测LED数码管；

所述滑动导轨设置在所述绝缘载具下方，用于带动所述绝缘载具上的若干个待测LED数码管进出所述暗箱；

所述导轨驱动模块用于驱动滑动导轨进出暗箱；以及在所述主控模块的控制下，根据当前待测LED数码管与检测工作位间的位置偏差，将当前待测LED数码管移动至检测工作位；

所述LED驱动模块与所述主控模块相连，用于在所述主控模块的控制下，驱动点亮位于检测工作位上的当前待测LED数码管；

所述图像获取模块与所述主控模块相连，用于获取当前被测LED数码管的图像信息；

所述图像处理模块与所述图像获取模块和所述主控模块相连，用于在当前被测LED数码管上电前，对图像获取模块所获取的当前被测LED数码管的图像信息进行处理，获取当前被测LED数码管的位置信息；在当前被测LED数码管上电后，对图像获取模块所获取的LED数码管的图像信息进行处理，获取被测LED数码管的光学性能信息；

所述电性能测试模块与所述LED驱动模块和所述主控模块相连，用于获取被测LED数码管的电学性能信息；

所述主控模块用于根据当前被测LED数码管上电前当前被测LED数码管的位置信息，获得该位置信息与检测工作位间的位置偏差，并传送至所述导轨驱动模块；以及根据所述图像处理模块和所述电性能测试模块的测试结果，判断被测LED数码管是否为良品。

2.根据权利要求1所述的LED数码管的光电检测系统，其特征在于：所述导轨驱动模块包括驱动皮带和驱动电机。

3.根据权利要求1所述的LED数码管的光电检测系统，其特征在于：所述LED驱动模块包括探针和探针驱动模块，所述探针用于在所述探针驱动模块的驱动下，实现与检测工作位上的当前待测LED数码管的管脚的接触与断开。

4.根据权利要求1所述的LED数码管的光电检测系统，其特征在于：所述图像获取模块位于检测工作位的上方，包括相机和光源。

5.根据权利要求4所述的LED数码管的光电检测系统，其特征在于：所述相机采用CCD相机或CMOS相机。

6.根据权利要求1所述的LED数码管的光电检测系统，其特征在于：所述电性能测试模块与所述主控模块共同设置在一块PCB板上。

7.根据权利要求1所述的LED数码管的光电检测系统，其特征在于：还包括显示模块，所述显示模块与所述主控模块相连，用于显示当前若干个被测LED数码管是否为良品。

8.根据权利要求7所述的LED数码管的光电检测系统，其特征在于：所述显示模块采用液晶屏、LED数码管或者指示灯。