TWI390771B - Test equipment for light emitting diode lights - Google Patents

Description

發光二極體車燈之測試設備

本發明係關於一種發光二極體車燈之測試設備，尤指一種適用於檢測發光二極體車燈模組之設備。

以現今一般技術而言，車燈模組的檢驗工作仍交由傳統的人力來進行，其包括檢驗車燈模組是否有該亮而未亮之燈泡、顏色是否正確、或裝配位置是否有偏差等明顯瑕疵之檢驗。然而，以傳統人員眼力檢驗的方式具有相當多之缺點，如其不僅浪費人力、又耗時費力、再且每一人員之判斷標準不一致、且人員因長時間重複相同的檢驗工作，容易對檢驗人員的視力造成不良影響。再且，以人工的檢驗方式僅能針對視覺上能觀測到的部份進行檢測，其細節部份如亮度大小、佈設位置等細微瑕疵並無法進行檢測。

再者，隨著環保節能減碳的意識逐漸高漲，車燈模組內的燈泡也逐漸被發光二極體(LED)所取代。然而，一般車燈模組內發光二極體的數量又往往以複數個來同時進行發光顯示。據此，又增加人工眼力檢測的負擔、及產生更大之限制，其主要係因亮度對人員視力的影響更大，且又更難察覺其中具瑕疵之亮度不足、位置偏差、甚至斷路燒毀未亮之發光二極體。

然而，雖然目前發光二極體產業中似有針對其光學性質檢驗的檢測設備，惟其僅在還是裸晶階段或是封裝後以感測器進行量測其光學特性。對於車燈模組而言並不適用，主要因係車燈模組的檢驗通常都在已組裝完成後，其連同透明的塑膠外殼進行檢測，故習知發光二極體的檢測設備並無法提供合適且準確之檢測結果。

由此可知，如何達成一種可節省人力、操作簡易、檢測快速、設備整體效率高、又不會影響操作人員之視力健康，更可針對車燈模組細部光學性質、及電流電壓性質進行檢測之發光二極體車燈之測試設備，實在是產業上的一種迫切需要。

本發明之主要目的係在提供一種發光二極體車燈之測試設備，俾能取代人工目檢、簡化品檢程序、又能提升效率。再者，可針對車燈模組之整體亮度、及電流值進行檢測，並且又可對車燈模組內單一發光二極體之亮度、位置、顏色進行檢測。

本發明為一種發光二極體車燈之測試設備，包括：一檢測容室、至少一影像擷取裝置、一顯示裝置、一控制器、以及一電源模組。其中，檢測容室容置有至少一發光二極體車燈模組。而至少一影像擷取裝置包括有一攝像鏡頭，其攝像鏡頭朝向檢測容室之至少一發光二極體車燈模組。此外，控制器分別與至少一影像擷取裝置、顯示裝置電性 連接。其控制器是控制並檢測至少一影像擷取裝置拍攝至少一發光二極體車燈模組之一待測圖像，且控制器又輸出一顯示訊號至顯示裝置。另外，電源模組是與檢測容室內之至少一發光二極體車燈模組、控制器電性連接。

其中，控制器可更包括有一電流檢出單元，而電流檢出單元係用以檢出檢測容室內之至少一發光二極體車燈模組之電流值。其主要可藉由檢測車燈模組之電流值來判斷並排除發光二極體是否有慢亮、閃爍、或配線錯誤等情況。當然，本發明同樣亦可藉由檢測車燈模組之電壓值來進行判斷。

此外，本發明之控制器可包括一記憶體，而記憶體內儲存一標準圖像、及一標準電流值。其控制器擷取至少一影像擷取裝置傳來之待測圖像，並據以分別與記憶體中之標準圖像進行分析比對。又控制器更擷取電流檢出單元傳來之電流值，並據以分別與記憶體中之標準電流值進行分析比對。亦即本發明之控制器可直接將擷取到的待測圖像、及電流值與預存於記憶體內之標準品的標準圖像、及標準電流值進行比對分析，完全無須人工介入判斷，其檢測準確度、及可靠性高。

另外，本發明之控制器可將待測圖像、及標準圖像經下列計算式(1)以計算出一整體區域亮度分數，並輸出至顯示裝置顯示。亦即本發明之控制器可評核比較標準品與待測車燈模組中每一顯示區域之亮度，據以判斷其亮度是否足夠，而其計算式(1)如下： (1)整體區域亮度分數=(255-abs(標準圖像之灰階圖層的平均灰階值一待測圖像之灰階圖層的平均灰階值))/2；其中，abs係指絕對值。

再且，本發明之控制器可將待測圖像、及標準圖像經下列計算式(2)以計算出一發光二極體單點之亮度分數，並輸出至顯示裝置顯示。亦即本發明之控制器可評核比較標準品與待測車燈模組中每一發光二極體單點之亮度，據以判斷其每一發光二極體是否正常運作、及其亮度是否足夠，而其計算式(2)如下：(2)發光二極體單點亮度分數=(255-abs(標準圖像各點之灰階圖層的平均灰階值-待測圖像各點之灰階圖層的平均灰階值))/2；其中，abs係指絕對值。

又，本發明之控制器可將待測圖像、及標準圖像經下列計算式(3)以計算出一發光二極體單點之紅色分數，經下列計算式(4)以計算出一發光二極體單點之綠色分數，經下列計算式(5)以計算出一發光二極體單點之藍色分數，並將發光二極體單點之紅色分數、發光二極體單點之綠色分數、及發光二極體單點之藍色分數經下列計算式(6)以計算出一發光二極體單點之顏色分數，並輸出至顯示裝置顯示。亦即本發明之控制器可評核比較標準品與待測車燈模組中每一發光二極體單點之顏色，據以判斷其每一發光二極體之顏色是否正確，而上述計算式(3)、(4)、(5)、及(6)分別如下： (3)發光二極體單點之紅色分數=(255-abs(標準圖像各點之紅色圖層的平均色階值-待測圖像各點之紅色圖層的平均色階值))/2; (4)發光二極體單點之綠色分數=(255-abs(標準圖像各點之綠色圖層的平均色階值-待測圖像各點之綠色圖層的平均色階值))/2; (5)發光二極體單點之藍色分數=(255-abs(標準圖像各點之藍色圖層的平均色階值一待測圖像各點之藍色圖層的平均色階值))/2; (6)發光二極體單點之顏色分數=min(發光二極體單點之紅色分數，發光二極體單點之綠色分數，發光二極體單點之藍色分數)；其中，abs係指絕對值，min係指最小值。

而且，本發明之控制器可將待測圖像、及標準圖像經下列計算式(7)以計算出一待測圖像各點之平均重心、及一標準圖像各點之平均重心，並將待測圖像各點之平均重心、及標準圖像各點之平均重心經下列計算式(8)以計算出一發光二極體單點之位置分數，並輸出至顯示裝置顯示。亦即本發明之控制器可評核比較標準品與待測車燈模組中每一發光二極體單點之位置，據以判斷其每一發光二極體之佈設位置、或角度是否有所偏移，而上述計算式(7)、及(8)分別如下：(7)平均重心=(X軸平均值,Y軸平均值)；其中，X軸平均值=Σ各點X軸座標值/各點數目；Y軸平均值=Σ各點Y軸座標值/各點數目； (8)發光二極體單點之位置分數=((待測圖像之X軸平均值/標準圖像之X軸平均值)＋(待測圖像之Y軸平均值/標準圖像之Y軸平均值))*50。

較佳的是，檢測容室可更包括有一車燈治具，而其車燈治具可為檢測容室之底面開設有一開口，其車燈治具主要係檢測時用以固定待測車燈模組。另外，本發明之至少一影像擷取裝置之攝像鏡頭並可選擇式地移行於車燈治具下方與側邊之間。亦即，本發明之影像擷取裝置可移動於車燈模組下任一特定區域、或任一側邊角度之位置進行拍攝。

此外，本發明之電源模組可更包括有一脈波寬度調變控制器，所謂脈波寬度調變控制係以一般肉眼無法直接觀測之頻率來間斷性供給電流，進而達到節能並能得到較佳之散熱效果，其目前多用於高階車款。再且，本發明透過脈波寬度調變控制器間斷性地供給電流，藉由計數其間斷次數(開關切換次數)，可藉此來偵測發光二極體之使用壽命。故本發明之電源模組除可以一般直流電模式供給電源外，亦可供給經脈波寬度調變控制後之電流。

以下實施例將以發光二極體車燈之測試為例，然而本發明之發光源並非僅限於發光二極體，其亦可為一般燈泡、氙氣燈泡、或其他發光元件等光源。當然，本發明可適用封裝前、及封裝後之發光二極體。再且，本發明之測 試設備同樣可適用於其他發光裝置之檢測，如交通號誌、LED電子看板、LED照明設備等。

請同時參閱圖1、及圖2，其中圖1係本發明一種發光二極體車燈之測試設備一較佳實施例之整體設備示意圖，圖2係本發明一較佳實施例之系統架構圖。圖中顯示有一檢測容室2，其主要用以容置發光二極體車燈模組21。檢測容室2為一密閉容室，其可避免檢測過程中受到其他外在光源影響，進而造成影響檢測結果。而檢測容室2具有一車燈治具22，其為檢測容室2之底面開設之開口。亦即本實施例之車燈治具22係於檢測時用以固定發光二極體車燈模組21，且其發光正面朝向下方主要可避免檢測過程中光線對於操作人員之視力產生不良影響。

此外，圖中顯示有一影像擷取裝置3，其係包括有一攝像鏡頭31，本實施例中影像擷取裝置3為一CCD。而攝像鏡頭31是朝向檢測容室2之發光二極體車燈模組21，亦即發光二極體車燈模組21固定於車燈治具22上，並向下凸露出透明蓋體之發光部份，而攝像鏡頭31便朝向其發光部份。再且，本實施例中影像擷取裝置3之攝像鏡頭31是可選擇式地移行於車燈治具22下方與側邊之間，此即其可移動於車燈模組下任一特定區域、或任一側邊角度之位置進行拍攝檢測。圖中另外顯示有顯示裝置4，主要用以操作並顯示檢測結果。

另外，圖中還顯示有控制器5，其分別與影像擷取裝置3、顯示裝置4電性連接。而控制器5主要用以控制並檢測影 像擷取裝置3拍攝發光二極體車燈模組之一待測圖像，且控制器5又輸出一顯示訊號至顯示裝置4。其中，本實施例之控制器5又包括一記憶體52，而記憶體52內儲存一標準圖像521、及一標準電流值522。其控制器5擷取影像擷取裝置3傳來之待測圖像，並據以分別與記憶體52中之標準圖像521進行分析比對，控制器5更擷取電流檢出單元51傳來之電流值，並據以分別與記憶體52中之標準電流值522進行分析比對。

據此，本實施例主要可透過檢測比較標準品、及待測車燈模組，進而分析運算發光二極體車燈模組中每一顯示區域之亮度、每一發光二極體單點之個別亮度、每一發光二極體單點之個別顏色、每一發光二極體單點佈設之位置或角度。其中分析運算如下所述：(一)發光二極體車燈模組中每一顯示區域之亮度分析，其主要用以判斷每一顯示區域之亮度是否足夠。其中控制器5係以待測圖像、及標準圖像521經下列計算式(1)以計算出一整體區域亮度分數，並輸出至顯示裝置4顯示，上述計算式(1)如下：(1)整體區域亮度分數=(255-abs(標準圖像之灰階圖層的平均灰階值-待測圖像之灰階圖層的平均灰階值))/2；而abs係指絕對值。

(二)每一發光二極體單點之個別亮度分析，其主要用以判斷每一發光二極體是否正常發光運作、且其亮度是否足夠。其中控制器5係以待測圖像、及標準圖像521經下列計 算式(2)以計算出一發光二極體單點之亮度分數，並輸出至顯示裝置4顯示，上述計算式(2)如下：(2)該發光二極體單點亮度分數=(255-abs(該標準圖像各點之灰階圖層的平均灰階值-該待測圖像各點之灰階圖層的平均灰階值))/2；而abs係指絕對值。

(三)每一發光二極體單點之個別顏色分析，其主要用以判斷每一發光二極體之顏色是否正確，其中控制器5係以待測圖像、及標準圖像521經下列計算式(3)以計算出一發光二極體單點之紅色分數，經下列計算式(4)以計算出一發光二極體單點之綠色分數，經下列計算式(5)以計算出一發光二極體單點之藍色分數，並將發光二極體單點之紅色分數、發光二極體單點之綠色分數、及發光二極體單點之藍色分數經下列計算式(6)以計算出一發光二極體單點之顏色分數，並輸出至顯示裝置4顯示，上述計算式(3)、(4)、(5)、及(6)分別如下：(3)發光二極體單點之紅色分數=(255-abs(標準圖像各點之紅色圖層的平均色階值-待測圖像各點之紅色圖層的平均色階值))/2; (4)發光二極體單點之綠色分數=(255-abs(標準圖像各點之綠色圖層的平均色階值-待測圖像各點之綠色圖層的平均色階值))/2; (5)發光二極體單點之藍色分數=(255-abs(標準圖像各點之藍色圖層的平均色階值-待測圖像各點之藍色圖層的平均色階值))/2; (6)發光二極體單點之顏色分數=min(發光二極體單點之紅色分數，發光二極體單點之綠色分數，發光二極體單點之藍色分數)；其中，abs係指絕對值，min係指最小值。

(四)每一發光二極體單點之位置分析，其主要用以判斷每一發光二極體裝配之位置、或角度是否有所偏移。其中，控制器5首先判斷待測圖像中每一發光二極體之發光點是否為有效像素，亦即判斷每一點之像素灰階值是否大於平均灰階值，若大於即為有效像素。接著有效像素之待測圖像、及標準圖像521經下列計算式(7)以計算出一待測圖像各點之平均重心、及一標準圖像521各點之平均重心，並將待測圖像各點之平均重心、及標準圖像521各點之平均重心經下列計算式(8)以計算出一發光二極體單點之位置分數，並輸出至顯示裝置4顯示，上述計算式(7)、及(8)分別如下：(7)平均重心=(X軸平均值,Y軸平均值)；其中，X軸平均值=Σ各點X軸座標值/各點數目；Y軸平均值=Σ各點Y軸座標值/各點數目；(8)發光二極體單點之位置分數=((待測圖像之X軸平均值/標準圖像之X軸平均值)＋(待測圖像之Y軸平均值/標準圖像之Y軸平均值))*50。

再請繼續參閱圖1、及圖2，本實施例之控制器5除上述可檢測亮度、顏色、位置之外，又可檢測電流值。主要係控制器5具有一電流檢出單元51，其電流檢出單元51係用以檢出檢測容室2內之發光二極體車燈模組21之電流值。然而，檢測電流之主要目的係用以判斷並排除發光二極體是 否有慢亮、閃爍、或配線錯誤等情況。當然，並非僅以檢測電流為限，本實施例亦可藉由檢測車燈模組之電壓值來達成相同之目的。

其中，圖中又顯示一電源模組6，其與檢測容室2內之發光二極體車燈模組、及控制器5電性連接，主要用以供給電源。而本實施例之電源模組6更具有一脈波寬度調變控制器61(PWM, Pulse Width Modulation)，即本實施例之電源模組除可以一般直流電模式供給電源外，亦可供給經脈波寬度調變控制後之電流。

請參閱圖3係本發明發光二極體車燈之測試設備一較佳實施例之標準電壓、電流設定流程圖。本實施例之標準電壓、電流設定主要可分為自動標準電壓及電流值設定、或手動標準電壓及電流值設定二種方式。其中，自動標準電壓及電流值設定步驟(步驟S705)如下，首先放入標準品(步驟S710)，接上電源及相關控制線路後，便依CCD順序切換燈號(步驟S715)，如切換大燈、小燈、方向燈、煞車燈等。再來分別量測各段電壓及電流(步驟S720)，又記錄各段電壓及電流為標準值(步驟S725)。然後，設定各段電壓及電流標準範圍(最大及最小值)(步驟S730)，亦即品檢中良品預設之電壓及電流範圍，最後儲存並結束設定(步驟S745)。然而，手動標準電壓及電流值設定步驟(步驟S735)係直接輸入設定各段電壓標準值及電流標準值(步驟S740)後，再儲存並結束設定(步驟S745)即完成設定。

請參閱圖4係本發明發光二極體車燈之測試設備一較佳實施例之標準圖像設定流程圖。其設定主要步驟如下，首先放入標準品(步驟S805)，接上電源及相關控制線路後，接著依CCD順序切換燈號，並分別取標準圖像(步驟S810)，如切換大燈、小燈、方向燈、煞車燈等，並分別取得其圖像等。再來，設定各檢查區域(步驟S815)，如方向燈區域、或煞車燈區域等。最後，儲存並結束設定(步驟S820)即完成設定。

請參閱圖5本發明發光二極體車燈之測試設備一較佳實施例之測試流程圖。其主要步驟如下，首先放入待測發光二極體車燈模組(步驟S905)，接上電源及相關控制線路後，接著依CCD順序切換燈號，並取待測圖像(步驟S910)，如切換大燈、小燈、方向燈、煞車燈等，並分別取得其待測圖像等。又，量測各段電壓、電流(步驟S915)。接著，將擷取到的待測圖像、及電壓電流值分別與標準圖像、及標準電壓電流值進行分析比對(步驟S920)。其分析比對的方法如前所述。再來，儲存分析比對結果(步驟S925)，並同時判斷是否再進行測試，或直接結束(步驟S930)，若再繼續進行測試則回到步驟S910，若直接結束則顯示裝置顯示結果並結束檢測(步驟S935)。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

2‧‧‧檢測容室

21‧‧‧發光二極體車燈模組

22‧‧‧車燈治具

3‧‧‧影像擷取裝置

31‧‧‧攝像鏡頭

4‧‧‧顯示裝置

5‧‧‧控制器

51‧‧‧電流檢出單元

52‧‧‧記憶體

521‧‧‧標準圖像

522‧‧‧標準電流值

6‧‧‧電源模組

61‧‧‧脈波寬度調變控制器

圖1係本發明一較佳實施例之整體設備示意圖。

圖2係本發明一較佳實施例之系統架構圖。

圖3係本發明一較佳實施例之標準電壓、電流設定流程圖。

圖4係本發明一較佳實施例之標準圖像設定流程圖。

圖5係本發明一較佳實施例之測試流程圖。

2‧‧‧檢測容室

21‧‧‧發光二極體車燈模組

22‧‧‧車燈治具

3‧‧‧影像擷取裝置

31‧‧‧攝像鏡頭

4‧‧‧顯示裝置

5‧‧‧控制器

51‧‧‧電流檢出單元

52‧‧‧記憶體

521‧‧‧標準圖像

522‧‧‧標準電流值

6‧‧‧電源模組

61‧‧‧脈波寬度調變控制器

Claims (10)

1. 一種發光二極體車燈之測試設備，包括：一檢測容室，係容置有至少一發光二極體車燈模組；至少一影像擷取裝置，係包括有一攝像鏡頭，該攝像鏡頭朝向該檢測容室之該至少一發光二極體車燈模組；一顯示裝置；一控制器，分別與該至少一影像擷取裝置、該顯示裝置電性連接，該控制器控制並檢測該至少一影像擷取裝置拍攝該至少一發光二極體車燈模組之一待測圖像，且該控制器又輸出一顯示訊號至該顯示裝置；以及一電源模組，係與該檢測容室內之該至少一發光二極體車燈模組、該控制器電性連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體車燈之測試設備，其中，該控制器更包括有一電流檢出單元，該電流檢出單元係用以檢出該檢測容室內之該至少一發光二極體車燈模組之電流值。
3. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體車燈之測試設備，其中，該控制器包括一記憶體，該記憶體內儲存一標準圖像、及一標準電流值，該控制器擷取該至少一影像擷取裝置傳來之該待測圖像，並據以分別與該記憶體中之該標準圖像進行分析比對，該控制器更擷取該電流檢出單元傳來之該電流值，並據以分別與該記憶體中之該標準電流值進行分析比對。
4. 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體車燈之測試設備，其中，該控制器係以該待測圖像、及該標準圖像經下列計算式(1)以計算出一整體區域亮度分數，並輸出至該顯示裝置顯示，上述計算式(1)如下：(1)該整體區域亮度分數=(255-abs(該標準圖像之灰階圖層的平均灰階值-該待測圖像之灰階圖層的平均灰階值))/2；其中，abs係指絕對值。
5. 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體車燈之測試設備，其中，該控制器係以該待測圖像、及該標準圖像經下列計算式(2)以計算出一發光二極體單點之亮度分數，並輸出至該顯示裝置顯示，上述計算式(2)如下：(2)該發光二極體單點亮度分數=(255-abs(該標準圖像各點之灰階圖層的平均灰階值-該待測圖像各點之灰階圖層的平均灰階值))/2；其中，abs係指絕對值。
6. 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體車燈之測試設備，其中，該控制器係以該待測圖像、及該標準圖像經下列計算式(3)以計算出一發光二極體單點之紅色分數，經下列計算式(4)以計算出一發光二極體單點之綠色分數，經下列計算式(5)以計算出一發光二極體單點之藍色分數，並將該發光二極體單點之紅色分數、該發光二極體單點之綠色分數、及該發光二極體單點之藍色分數經下列計算式 (6)以計算出一發光二極體單點之顏色分數，並輸出至該顯示裝置顯示，上述計算式(3)、(4)、(5)、及(6)分別如下：(3)該發光二極體單點之紅色分數=(255-abs(該標準圖像各點之紅色圖層的平均色階值-該待測圖像各點之紅色圖層的平均色階值))/2; (4)該發光二極體單點之綠色分數=(255-abs(該標準圖像各點之綠色圖層的平均色階值-該待測圖像各點之綠色圖層的平均色階值))/2; (5)該發光二極體單點之藍色分數=(255-abs(該標準圖像各點之藍色圖層的平均色階值-該待測圖像各點之藍色圖層的平均色階值))/2; (6)該發光二極體單點之顏色分數=min(該發光二極體單點之紅色分數，該發光二極體單點之綠色分數，該發光二極體單點之藍色分數)；其中，abs係指絕對值，min係指最小值。
7. 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體車燈之測試設備，其中，該控制器係以該待測圖像、及該標準圖像經下列計算式(7)以計算出一待測圖像各點之平均重心、及一標準圖像各點之平均重心，並將該待測圖像各點之平均重心、及該標準圖像各點之平均重心經下列計算式(8)以計算出一發光二極體單點之位置分數，並輸出至該顯示裝置4顯示，上述計算式(7)、及(8)分別如下：(7)平均重心=(X軸平均值，Y軸平均值)；其中，X軸平均值=Σ各點X軸座標值/各點數目； Y軸平均值=Σ各點Y軸座標值/各點數目；(8)該發光二極體單點之位置分數=((該待測圖像之X軸平均值/該標準圖像之X軸平均值)＋(該待測圖像之Y軸平均值/該標準圖像之Y軸平均值))*50。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體車燈之測試設備，其中，該檢測容室更包括有一車燈治具，該車燈治具係該檢測容室之底面開設有一開口。
9. 如申請專利範圍第8項所述之發光二極體車燈之測試設備，其中，該至少一影像擷取裝置之該攝像鏡頭並可選擇式地移行於該車燈治具下方與側邊之間。
10. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體車燈之測試設備，其中，該電源模組更包括有一脈波寬度調變控制器。