DE102009005552A1 - Apparatus for testing radial symmetry of radiation of side emitting LEDs used in headlamp of motor vehicle, has evaluation device evaluating measuring signals of sensors during electrical contacting of LEDs with respect to radial symmetry - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Prüfung der Radialsymmetrie der Abstrahlung seitlich emittierender Leuchtdioden (LEDs) gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 14.The The invention relates to a device and a method for testing the radial symmetry of the emission of laterally emitting light-emitting diodes (LEDs) according to the preamble of claim 1 and of Claim 14.
Durch
die
Eine solche LED wird beispielsweise in Leuchten für Kraftfahrzeuge verwendet. Die LED strahlt dabei ihr Licht in einen beispielsweise symmetrisch um die optische Achse der LED herum angeordneten Reflektor, der das Licht dann in Richtung einer gewünschten Abstrahlrichtung der Leuchte umlenkt. Bei einer solchen Leuchte ist ein gleichmäßiges Erscheinungsbild erwünscht, bei dem die LED in der Leuchte nicht punktförmig wahrgenommen wird. Hierzu ist eine gleichmäßige Lichtverteilung erforderlich, bei der das Licht von der LED aus Richtung der optischen Achse der LED betrachtet mit hoher Intensität homogen um die optische Achse verteilt in den Reflektor eingestrahlt wird.A Such LED is used for example in lights for motor vehicles used. The LED emits its light into one, for example reflector arranged symmetrically around the optical axis of the LED, the light then in the direction of a desired direction of emission the light deflects. In such a lamp is a uniform Appearance desired, in which the LED in the lamp is not perceived punctiform. This is a uniform Light distribution required, where the light from the LED off Direction of the optical axis of the LED considered with high intensity homogeneously distributed around the optical axis in the reflector becomes.
Um dieser und ähnlichen Anforderungen gerecht zu werden, muss sichergestellt sein, dass solche seitlich emittierende LEDs eine gleichmäßige, radiale Lichtverteilung bzw. eine hohe Radialsymmetrie der Abstrahlung aufweisen.Around this and similar requirements must be met be sure that such side emitting LEDs a uniform, radial light distribution or a have high radial symmetry of the radiation.
Handelsübliche Sorter, wie sie beispielsweise zur Qualitätskontrolle üblicher, hauptsächlich in Richtung der optischen Achse abstrahlender LEDs verwendet werden, sind zu einer solchen Überprüfung nicht geeignet, da sie nicht in der Lage sind, eine seitliche Abstrahlung in mehreren Raumrichtungen zu erfassen und zu bewerten.commercial Sorters, such as those commonly used for quality control, mainly radiating in the direction of the optical axis LEDs are used to such a review not suitable because they are unable to provide lateral radiation to record and evaluate in several spatial directions.
Durch
die
Durch
die
Der bekannte Sensor ist zwar grundsätzlich geeignet, die Radialsymmetrie der Abstrahlung seitlich emittierender LEDs zu überprüfen. Er weist jedoch den Nachteil auf, dass seine Verwendung eine komplizierte Handhabung der zu überprüfenden LEDs mit einer Vielzahl einzelner, zeitaufwändiger Ablauf- bzw. Bewegungsschritte je LED zur Folge hat. So muss jede einzelne LED dem Sensor zunächst zugeführt werden, anschließend in den Linsenkörper eingetaucht werden und dann die LED elektrisch kontaktiert werden, bevor die eigentliche Überprüfung stattfinden kann. Nach der Überprüfung muss die elektrische Kontaktierung der LED aufgehoben werden, die LED aus dem Linsenkörper zurückgezogen werden und anschließend die LED abgeführt werden. Die Ablauf- bzw. Bewegungsschritte sind außerdem dahingehend diskontinuierlich, dass jeder Ablauf- bzw. Bewegungsschritt aufgrund der komplizierten Handhabung der LEDs einzeln und mit eigens hierfür vorgesehenen, getrennten Einrichtungen durchgeführt werden muss. Die Durchführung dieser Ablauf- bzw. Bewegungsschritte ist daher sehr zeitaufwändig und erfordert darüber hinaus für jeden einzelnen Ablauf- bzw. Bewegungsschritt eigene Einrichtungen, die sich nur schwer oder gar nicht beispielsweise in einen kontinuierlichen Prozess einbinden lassen. Der Sensor ist daher nicht zur Verwendung beispielsweise bei einer Qualitätskontrolle im unmittelbaren Anschluss an eine Produktionsanlage geeignet, bei der alle hergestellten LEDs überprüft werden sollen. Insbesondere durch die zur Durchführung der einzelnen Ablauf- bzw. Bewegungsschritte erforderlichen komplexen und kostspieligen Vereinzelungseinrichtungen, Greifer, Aktuatoren, etc. besteht darüber hinaus ein hohes Ausfallrisiko, was bei dem angeführten Beispiel einen Stillstand der gesamten Produktionsanlage zur Folge hätte. Auch lassen die notwendigen Vereinzelungseinrichtungen, Greifer, Aktuatoren, etc. keine Ansatzpunkte zur Nutzung von Synergien in einen kontinuierlichen Prozess erkennen.Although the known sensor is fundamentally suitable for checking the radial symmetry of the emission of laterally emitting LEDs. However, it has the disadvantage that its use has a complicated handling of the LEDs to be checked with a large number of individual, time-consuming expiration or movement steps per LED result. Thus, each individual LED must first be supplied to the sensor, then immersed in the lens body and then the LED contacted electrically, before the actual review can take place. After the check, the electrical contact of the LED must be removed, the LED should be withdrawn from the lens body and then the LED should be removed. The flow or movement steps are also discontinuous in that each expiration or movement step due to the complicated handling of the LEDs must be carried out individually and with dedicated, separate facilities. The execution of these sequence or movement steps is therefore very time-consuming and also requires for each individual flow or movement step own facilities that can be difficult or impossible to integrate, for example, in a continuous process. The sensor is therefore not suitable for use, for example, in a quality control immediately after a production plant in which all produced LEDs are to be checked. In addition, due to the complex and costly separating devices, grippers, actuators, etc. required for carrying out the individual sequence or movement steps, there is also a high risk of failure, which would lead to a standstill of the entire production system in the example given. The necessary separating devices, grippers, actuators, etc. also leave no starting points for the use of synergies in a continuous Pro recognize it.
Durch
die
Das bekannte Verfahren und die bekannte Anordnung ein sehr zeitaufwändiges Abfahren sämtlicher relevanter Raumrichtungen erforderlich. Dies ist zu zeitaufwändig zur Integration beispielsweise zur Qualitätskontrolle in einem oder im Anschluss an einen Produktionsprozess. Das Verfahren ist damit nur zur stichprobenartigen Qualitätskontrolle geeignet.The known method and the known arrangement a very time-consuming Departure of all relevant spatial directions required. This is too time consuming for integration, for example Quality control in or after one Production process. The method is thus only for random sampling Quality control suitable.
Zusammengefasst kann festgestellt werden, dass es aus dem Stand der Technik zwar bekannt ist, die Radialsymmetrie der Abstrahlung seitlich emittierender LEDs zu überprüfen, der Stand der Technik aber nicht geeignet ist, eine solche Überprüfung beispielsweise zur Qualitätskontrolle am Ende einer laufenden Produktionseinrichtung bzw. innerhalb eines Produktionsprozesses nicht nur stichprobenartig, sondern an jeder hergestellten LED mit vertretbarem Aufwand durchzuführen. Sofern der Stand der Technik hierfür angewandt werden würde, wäre dies einerseits sehr zeitaufwändig und erforderte zum anderen komplizierte Ablaufbewegungen.Summarized It can be stated that it is from the state of the art though is known, the radial symmetry of the emission side emitting LEDs check the state of the art though not suitable, such a review, for example for quality control at the end of an ongoing production facility or within a production process, not just random, but to perform on any manufactured LED with reasonable effort. If the state of the art would be used for this, on the one hand, this would be very time consuming and required on the other hand, complicated procedural movements.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Prüfung der Radialsymmetrie der Abstrahlung seitlich emittierender LEDs zu entwickeln, welche vorzugsweise eine vollständige und schnelle Prüfung einer großen Anzahl von LEDs z. B. im Rahmen einer Qualitätskontrolle z. B. im Anschluss an einen Herstellungsprozess ermöglichen.Of the Invention is therefore the object of a device as well a method for testing the radial symmetry of the radiation to develop laterally emitting LEDs, which preferably a complete and quick examination of a large one Number of LEDs z. B. in the context of a quality control z. B. following a manufacturing process.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14.The Task is solved by a device with the features of claim 1 or by a method having the features of the claim 14th
Ein erster Gegenstand der Erfindung betrifft demnach eine Vorrichtung zur Prüfung der Radialsymmetrie der Abstrahlung seitlich emittierender LEDs. Eine solche Vorrichtung umfasst erfindungsgemäß:
- – eine symmetrische Anordnung von jeweils der Intensität des Lichts der LEDs proportionale Messsignale erzeugenden Sensoren um eine durch einen Mittelpunkt hindurchführende Mittelachse herum;
- – eine LEDs z. B. einzeln oder in Gruppen nacheinander zumindest entlang eines durch den Mittelpunkt hindurchführenden Abschnitts einer Transportbahn derart transportierende Transporteinrichtung, dass jede LED oder jede Gruppe von LEDs zumindest während ihres Passierens des Mittelpunkts mit ihrer optischen Achse parallel zur Mittelachse ausgerichtet ist bzw. in Richtung der Mittelachse steht;
- – eine die jeweils den Mittelpunkt passierenden, von der Transporteinrichtung transportierten LEDs oder Gruppen von LEDs zumindest während deren Passage des Mittelpunkts elektrisch kontaktierende Kontaktiereinrichtung;
- – eine mit den Sensoren und mit der Kontaktiereinrichtung verbundene, die einzelnen Messsignale der Sensoren während der elektrischen Kontaktierung der sich jeweils im Mittelpunkt befindenden LED oder Gruppe von LEDs im Hinblick auf deren Radialsymmetrie der Abstrahlung beispielsweise durch Vergleich der einzelnen Messsignale mit- bzw. untereinander auswertenden Auswerteeinrichtung.
- - A symmetrical arrangement of each of the intensity of the light of the LED proportional measuring signals generating sensors around a passing through a center center axis around;
- - a LEDs z. B. individually or in groups successively at least along a passing through the center portion of a transport path transporting device such that each LED or group of LEDs is aligned at least during their passing of the center with its optical axis parallel to the central axis or in the direction of the central axis stands;
- - One each passing the midpoint, transported by the transport device LEDs or groups of LEDs at least during their passage of the center electrically contacting contacting device;
- - An associated with the sensors and with the contacting, the individual measurement signals of the sensors during the electrical contacting of each located in the center LED or group of LEDs with respect to their Radialsymmetrie the radiation, for example, by comparing the individual measurement signals mit- or evaluating each other evaluation.
Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich insbesondere dadurch, dass mit der vorliegenden Lösung eine standardmäßige Prüfung der Radialsymmetrie der Abstrahlung beispielsweise sämtlicher in einem Produktionsprozess hergestellter, seitlich emittierender LEDs beispielsweise im unmittelbaren Anschluss an deren Herstellung möglich ist.advantages The invention over the prior art arise in particular, that with the present solution a standard test of radial symmetry the radiation, for example, of all in a production process produced, laterally emitting LEDs, for example, in the immediate Connection to their production is possible.
Weitere Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich unter Anderem dadurch, dass die Vorrichtung ohne komplizierte Ablaufbewegungen ausführende Einrichtungen auskommt. Als Transporteinrichtung genügt beispielsweise eine Scheibe oder ein Rad oder ein die LEDs vorzugsweise stehend transportierendes Transportband, in das die LEDs beispielsweise stehend mit ihren Kontaktfüßen eingesetzt werden können und in das darüber hinaus bereits elektrische Leiterbahnen der Kontaktiereinrichtung integriert sein können, mit denen die Kontaktfüße der LEDs bei deren Einsetzen in das Transportband in Kontakt gebracht werden können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine schnelle Messzeit bzw. eine kurze Prüfdauer und dadurch eine 100% Kontrolle im Anschluss an eine Produktionsanlage mit entsprechender Klassifizierung der hergestellten LEDs.Further Advantages of the invention over the prior art arise, among other things, that the device without complicated Expiry movements executing institutions. When Transport device is sufficient, for example, a disc or a wheel or the LEDs, preferably vertically transporting Conveyor, in which the LEDs, for example, standing with their Contact feet can be used and in the already more electrical tracks of the Contacting device can be integrated, with which the contact feet of the LEDs when they are inserted in the conveyor belt can be brought into contact. The Device according to the invention allows a fast measuring time or a short test duration and thereby a 100% control following a production plant with appropriate Classification of the manufactured LEDs.
Vorzugsweise arbeitet die Transporteinrichtung getaktet, wobei sich eine einzelne LED oder eine Gruppe von LEDs zwischen zwei aufeinander folgenden Takten im Mittelpunkt der symmetrischen Anordnung befindet und währenddessen mittels der Kontaktiereinrichtung elektrisch kontaktiert wird.Preferably the transport device operates clocked, with a single LED or a group of LEDs between two consecutive Clocks located in the center of the symmetrical arrangement and while is contacted electrically by means of the contacting device.
Die Transporteinrichtung kann zumindest mit den einzelnen oder Gruppen von LEDs zumindest zeitweilig elektrisch verbundene Leiterbahnen umfassen, welche Teil der Kontaktiereinrichtung sind.The transport device can at least with the individual or groups of LEDs comprise at least temporarily electrically connected interconnects, which are part of the contacting device.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht einen senkrecht zur Mittelachse runden oder mehreckigen Querschnitt der symmetrischen Anordnung vor. Der mehreckige Querschnitt kann beispielsweise sechs- oder achteckig sein. Die symmetrische Anordnung weist so eine besonders kostengünstig verwirklichbare, einfache Geometrie auf.A advantageous embodiment of the invention Device sees a perpendicular to the central axis round or polygonal Cross-section of the symmetrical arrangement before. The polygonal cross section may be six or octagonal, for example. The symmetrical Arrangement thus has a particularly inexpensive feasible, simple Geometry on.
Besonders bevorzugt verläuft die Transportbahn in einer Ebene. Besonders bevorzugt verläuft wenigstens der durch den Mittelpunkt hindurchführende Abschnitt der Transportbahn in einer Ebene.Especially Preferably, the transport path runs in a plane. Especially Preferably, at least that passes through the center passing section of the transport path in a plane.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Transportbahn bzw. zumindest derjenige Abschnitt der Transportbahn, entlang dem die Transporteinrichtung die LEDs transportiert, frei von Umkehrpunkten ist. Dadurch kann die Transporteinrichtung entlang der gesamten Transportbahn verlaufen und darüber hinaus besonders kostengünstig, einfach und ausfallsicher, beispielsweise in Form eines Transportbands, eines sich drehenden Rads oder einer drehenden Scheibe verwirklicht werden.A particularly advantageous embodiment of the invention Device provides that the transport path or at least the one Section of the transport path, along which the transport device the LEDs are transported, free of reversal points. This can the transport device run along the entire transport path and moreover, particularly inexpensive, simple and Fail-safe, for example in the form of a conveyor belt, a rotating wheel or a rotating disk.
Die Transportbahn kann zumindest abschnittsweise in einem Kreisbogen verlaufen bzw. die Transporteinrichtung die LEDs zumindest abschnittsweise in einem Kreisbogen transportieren.The Transport path can at least partially in a circular arc run or the transport device, the LEDs at least partially transport in a circular arc.
Die Transportbahn kann auch eine Kreisbahn sein. Die Transporteinrichtung kann hierbei eine Scheibe, ein Rad oder dergleichen umfassen, an deren Außenumfang die LEDs zumindest über einen Abschnitt der Kreisbahn transportiert werden. Liegt eine durch die Scheibe gebildete Ebene normal zur Mittelachse, werden die LEDs z. B. auf dem Umfang in axialer Richtung stehend transportiert. Liegt eine durch die Scheibe gebildete Ebene parallel zur Mittelachse, werden die LEDs auf dem Umfang in radialer Richtung liegend transportiert. Ebenso ist eine windschiefen Anordnung von Scheibenachse zur Mittelachse denkbar. Dadurch kann durch die Transporteinrichtung mit einfachen Mitteln ein komplexer Bewegungsablauf verwirklicht werden, bei dem z. B. auf einem Zubringerband liegende LEDs aufgegriffen, emporgehoben, mit ihrer optischen Achse parallel zur Mittelachse ausgerichtet werden und anschließend z. B. in einen oder mehrere Sortiertrichter abgeworfen werden.The Transportation path can also be a circular path. The transport device may in this case include a disc, a wheel or the like, to the outer circumference of the LEDs at least one Section of the circular path to be transported. Is one by the Disc formed plane normal to the central axis, the LEDs become z. B. transported on the circumference in the axial direction standing. Is a plane formed by the disc parallel to the central axis, the LEDs are transported lying on the circumference in the radial direction. Likewise, a skewed arrangement of disc axis to the central axis conceivable. As a result, by the transport device with simple Means a complex sequence of movements are realized, in which z. B. on a feeder belt LEDs picked up, lifted, aligned with its optical axis parallel to the central axis and then z. B. in one or more sorting funnel be dropped.
Vorzugsweise verläuft zumindest der durch den Mittelpunkt führende Abschnitt der Transportbahn entlang einer Geraden.Preferably At least that runs through the center Section of the transport path along a straight line.
Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die symmetrische Anordnung in einem Hohlraum mit vorzugsweise geschwärzten Wänden angeordnet ist, wobei der durch den Mittelpunkt führende Abschnitt der Transportbahn durch Schlitze bzw. Öffnungen in den Hohlraum hinein und wieder aus dem Hohlraum heraus verläuft bzw. führt.A Another preferred embodiment of the invention Device provides that the symmetrical arrangement in one Cavity with preferably blackened walls is arranged, with the leading through the center Section of the transport path through slots or openings into the cavity and again out of the cavity or leads.
Ein zweiter Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Radialsymmetrie der Abstrahlung seitlich emittierender LEDs. Ein solches Verfahren umfasst erfindungsgemäß die Verfahrensschritte:
- – symmetrisches Anordnen von jeweils der Intensität des Lichts der LEDs proportionale Messsignale erzeugenden Sensoren um eine durch einen Mittelpunkt hindurchführende Mittelachse herum;
- – Transportieren von LEDs z. B. einzeln oder in Gruppen nacheinander zumindest entlang eines durch den Mittelpunkt hindurchführenden Abschnitts einer Transportbahn auf eine Art und Weise, so dass jede LED oder jede Gruppe von LEDs zumindest während ihres Passierens des Mittelpunkts mit ihrer optischen Achse parallel zur Mittelachse ausgerichtet ist bzw. in Richtung der Mittelachse steht;
- – Elektrisches Kontaktieren der jeweils den Mittelpunkt passierenden LEDs oder Gruppen von LEDs zumindest während deren Passage des Mittelpunkts;
- – Auswertung der Messsignale der Sensoren während des elektrischen Kontaktierens der sich jeweils im Mittelpunkt befindenden LED oder Gruppe von LEDs im Hinblick auf deren Radialsymmetrie der Abstrahlung.
- Symmetrically arranging sensors, each generating signals proportional to the intensity of the light of the LEDs, about a central axis passing through a center;
- - Transporting LEDs z. B. individually or in groups successively at least along a passing through the center section of a transport path in a manner such that each LED or group of LEDs is aligned at least during their passage of the center with its optical axis parallel to the central axis or in Direction of the central axis is;
- - electrically contacting each of the center passing LEDs or groups of LEDs at least during their passage of the center;
- - Evaluation of the measurement signals of the sensors during the electrical contacting of each located in the center of the LED or group of LEDs in terms of their radial symmetry of the radiation.
Vorzugsweise erfolgt der Transport der LEDs zumindest entlang des durch den Mittelpunkt hindurchführenden Abschnitts der Transportbahn frei von Umkehrpunkten. Dadurch werden keine komplizierten Einrichtungen zur Handhabung der LEDs während der Prüfung benötigt. Das Verfahren und eine das Verfahren ausführende Vorrichtung sind somit leicht, kostengünstig und ohne hohes Ausfallrisiko wie beim Stand der Technik beispielsweise im Anschluss an einen Produktionsprozess bzw. im Anschluss an eine Produktionsanlage integrierbar.Preferably the transport of the LEDs takes place at least along the center passing section of the transport path free of Reversal points. This will not be complicated facilities needed to handle the LEDs during the test. The method and a method performing the method are thus easy, inexpensive and without high risk of default as in the prior art, for example, following a Production process or integrated after a production plant.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:One Embodiment of an inventive Device is shown in the drawings and will become hereafter explained in more detail. Show it:
Eine
in den
In
einem der in
Jede
dieser acht Photodiodenfelder
Die
Messsignale der einzelnen 8 × 4 Kanäle werden
mit Hilfe beispielsweise einer die Steuerplatine
Die
LEDs
Eine
Prüfung bzw. ein Bewerten der Abstrahlcharakteristik der
seitlich abstrahlenden LEDs
Wichtig
ist hervorzuheben, dass mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung
Die
Anzahl und Anordnung der Sensoren
Wichtig ist hervorzuheben, dass auch eine symmetrische Anordnung von zwei gegenüberliegenden, aus jeweils einem Sensorfeld bestehenden optischen Wänden denkbar ist, wie sie beispielsweise aus der Lichttechnik für die Vermessung von Leuchten bekannt ist. Durch eine mehrseitige symmetrische Anordnung der Sensoren um den Mittelpunkt und eine sich im Mittelpunkt befindliche LED herum, wie oben beschrieben, ist das Ergebnis der Überprüfung jedoch wesentlich genauer, da alle betrachteten Raumwinkel in gleichem Abstand erfasst werden.Important It should be emphasized that even a symmetrical arrangement of two opposite, consisting of one sensor field optical Walls is conceivable, as for example from the lighting technology is known for the measurement of luminaires. By a multi-sided symmetrical arrangement of the sensors around the center and an in-center LED around, as described above, However, the result of the review is essential more precisely, since all considered solid angles are detected at the same distance.
Die Erfindung ist insbesondere im Bereich der Herstellung von seitlich abstrahlenden LEDs gewerblich anwendbar.The Invention is particularly in the field of production of the side radiating LEDs industrially applicable.
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- Vorrichtungcontraption
- 0202
- LEDLED
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- Symmetrische Anordnungsymmetrical arrangement
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- Lichtstrahlbeam of light
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- Keramikkörperceramic body
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