TWI428573B - Method for detecting the mixed state of light - emitting diode light source - Google Patents

Method for detecting the mixed state of light - emitting diode light source Download PDF

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Description

模擬發光二極體光源混光狀態之檢測方法
本發明係關於一種發光二極體(Light Emitting Diode；以下簡稱「LED」)檢測方法，特別是指一種模擬LED光源混光狀態之檢測方法，係利用軟體方面之改良模擬複數個LED單元出光透過擴散片後所展現之混光狀態。
按，隨著發光二極體(Light Emitting Diode；以下簡稱「LED」)技術成熟發展且價格持續下降，以LED取代冷陰極管作為大尺寸面板之背光源的趨勢勢必逐漸成型。在實際應用上，由於LED屬於點狀光源，作為背光源使用時常會以多個LED封裝為一長條狀的LED燈條(LED Light Bar)，並將多個LED燈條黏著於面板四周使用。
目前，上述LED燈條在出貨前的檢驗階段，為了模擬實際應用在面板成品中的光線表現，會透過至少一擴散片(Diffuser Film)使待測LED燈條之出光經混光後分佈成均勻的面光源，再利用一單點式光色度量測裝置進行檢測。在檢測一待測LED燈條時，該待測LED燈條上之多個不同區段會依序通電發亮，以供單點式光色度量測裝置在不同區段互不干擾的情況下，量測各區段之個別光強度與光色度值，以供比對而藉以查驗該待測LED燈條是否為均勻發光之良品。
進一步解釋上述檢驗流程，請參閱第一圖與第一A圖，其係本發明習知技術中LED燈條檢驗方法之作動示意圖。如圖，LED燈條100可區分為一區段A與一區段B，各區段中之LED單元1係相互電性連結。實際進行檢測時，係在LED燈條100上披覆一擴散片200。首先通電點亮區段A之LED單元1，供單點式光色度量測裝置300對區段A之LED單元1透過擴散片200之出光擷取一第一光強度與一第一色度值；接著，通電點亮區段B之LED單元1，並移動單點式光色度量測裝置300擷取一第二光強度與一第二色度值。比對第一光強度、第一色度值、第二光強度與第二色度值是否在合格規範內，即可判斷該LED燈條100是否表現符合標準。
上述檢驗作法的優點是，無須對待測LED燈條上每一個LED個別檢測，即可確保整個LED燈條透過擴散片之光線表現符合檢驗標準。但是，為了因應擴散片之混光作用會造成不同LED燈條之出光相互干擾的問題，上述檢驗作法變得必須以區段為單位逐步通電發亮進行檢查，使檢驗過程變得相當耗時、效率不彰。
若欲同時檢測大量的待測LED燈條，勢必要克服複數個待測LED燈條同時點亮後，其光線透過擴散片後漫射而均勻混合，導致無法個別辨識檢驗的問題。本發明之發明人即針對此問題，苦心研發一種具新穎性之模擬LED光源混光狀態之檢測方法，應用於LED燈條之檢驗時，可一次性檢測大量待測LED燈條，大幅提高檢驗效率，達到縮短製程之功效。
有鑒於在習知技術中，存在如上述LED燈條之檢驗效率無法提升之難題，本發明係提供一種模擬LED光源混光狀態之檢測方法，可同時檢測複數個LED燈條，並排除該複數個LED燈條透過擴散片出光後會互相混雜干擾影響檢驗的問題，獲得各LED燈條之一正確的混光狀態光強度資料。
本發明之模擬LED光源混光狀態之檢測方法為了解決習知技術之問題，所採用之技術手段係透過至少一擴散片對一LED單元單獨擷取一擴散光場場型。其中，所述之LED單元為一最佳標準樣品(Golden Sample)。接著，將該擴散光場場型正規化(Normalize)為一標準擴散光場場型。
對複數個LED燈條所包含之複數個LED單元共同擷取一共同檢測影像，並偵測該共同檢測影像中各LED單元之一座標以及對應該座標之一光強度資料。根據該等座標與光強度資料，可將標準擴散光場場型套用於各LED單元，計算出各LED單元之一光擴散狀態模擬影像。分別將該等光擴散狀態模擬影像加總，可計算出各LED燈條之一混光狀態光強度資料。
在本發明之一較佳實施例中，係利用一影像擷取裝置擷取該共同檢測影像。且所述各LED單元之一座標，係指各LED單元之一法線出光點之座標。在將標準擴散光場場型套用於各LED單元時，係將各LED單元之該法線出光點之座標所對應之光強度資料，代入該標準擴散光場場型之一中心座標。
相較於習知技術中，LED燈條混光狀態之檢測方法相當耗時而不具效率，本發明之模擬LED光源混光狀態之檢測方法，可配合面板成品之規格事先製出一適配之標準擴散光場場型，在無擴散片的狀況下同時對大量LED單元共同擷取一共同檢測影像，再將標準擴散光場場型套用於各LED單元，計算出各LED單元之一光擴散狀態模擬影像；如此一來，無需考量LED燈條透過擴散片出光後之均光作用，而可一次性檢測複數個LED燈條與其所包含之LED單元，亦可適用長直條以外各種形狀之LED燈條，除此之外，本發明之檢測方法能夠在一次的測量過程中就得到LED燈條的整體光強度分佈數據(profile)，相較於習知技術必須對每一個LED單元所處位置逐一量測後才能得到LED燈條的整體光強度分佈數據，量測過程亦簡化許多。
本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。
本發明係關於一種發光二極體(Light Emitting Diode；以下簡稱「LED」)檢測方法，特別是指一種模擬LED光源混光狀態之檢測方法。以下茲列舉本發明之一較佳實施例以說明，然熟習此項技藝者皆知此僅為舉例，而並非用以限定發明本身。有關此較佳實施例之內容詳述如下。
本發明之模擬LED光源混光狀態之檢測方法應用於同時檢測複數個LED單元。所述LED單元可為LED晶片組件，並且以複數個為一組，組合成複數個LED燈條(LED light bar)。所述LED燈條應用於平面顯示器面板之背光源，故須進行光線混光狀態之檢測。
請參閱第二圖至第二B圖。第二圖係本發明中擴散光場影像之示意圖；第二A圖係本發明中擴散光場場型之一維示意圖；第二B圖係本發明中標準擴散光場場型之示意圖。
本發明之模擬LED光源混光狀態之檢測方法之首先步驟，為透過至少一擴散片(Diffuser Film)對該複數個LED單元中之至少一者單獨擷取一擴散光場影像11，以分析出一擴散光場場型。較佳者，所述之至少一LED單元為一最佳標準樣品(Golden Sample)。或者，亦可對該等LED單元中複數者分別擷取一擴散光場影像。所擷取之該等擴散光場影像求取平均後亦可分析出一符合需求之擴散光場場型。
如第二A圖所示，擴散光場場型具有一中心座標(該中心座標之X軸座標係標示為X1)。接著，如第二B圖所示，將該擴散光場場型正規化(Normalize)為一標準擴散光場場型。
請參閱如第三圖所顯示之LED燈條之示意圖。本發明之LED光源混光狀態之檢測方法，係在獲得該標準擴散光場場型之後，利用一影像擷取裝置(未繪製)對該複數個LED燈條100所包含之複數個LED單元1共同擷取一如第三A圖所示之共同檢測影像12。
由共同檢測影像12中，偵測各LED單元1之一座標以及對應該座標之一光強度資料，以獲得如第三B圖所顯示之LED單元之座標與光強度資料之表格圖。其中，該座標係指各LED單元1之一法線出光點之座標，法線出光點通常為各LED單元1之最亮出光點。
根據該等LED單元1之座標與所對應之光強度資料，可將該標準擴散光場場型套用於該等LED單元1中之每一者，以獲得各LED單元1之一光擴散狀態模擬影像。所謂套用，係將各LED單元1之法線出光點之座標所對應之光強度資料，代入該標準擴散光場場型之中心座標，以由標準擴散光場場型計算出該LED光擴散狀態模擬影像。該光擴散狀態模擬影像實際上係為電腦數值資料，可以透過影像或數值之方式在電腦中呈現，此為本技術領域中具有通常知識者所熟知。
獲得該等LED單元1中每一者之光擴散狀態模擬影像之後，可進行個別加總，據以計算出如第四圖所顯示之LED燈條之混光狀態光強度資料。如圖，混光狀態光強度資料13模擬呈現出LED燈條100透過擴散片出光的混光情形。實際操作上，此混光狀態光強度資料13已可相當近似地模擬出實際光線混光情形。
藉由本發明之LED光源混光狀態之檢測方法，在檢測軟體上加以改良，可以克服複數個LED燈條100透過擴散片出光後光線相互混合，難以正確檢驗之問題，一次檢測大量LED燈條100，效率遠勝於目前習知技術所使用的檢驗方法，具有相當之進步功效。
接著，為了進一步推廣本發明所揭露之技術，以下將進一步將本發明較佳實施例所揭露之技術彙整為一簡易流程圖，以便在所屬技術領域中具有通常知識者更容易記憶。
請參閱第五圖，其係本發明較佳實施例之簡易流程圖。在本發明之LED光源混光狀態之檢測方法中，首先，透過至少一擴散片對一LED單元單獨擷取一擴散光場場型(步驟101)。接著，將該擴散光場場型正規化為一標準擴散光場場型(步驟102)。
利用一電荷耦合元件(Charge-Coupled Device;CCD)對該等LED單元共同擷取一共同檢測影像，其中，該等LED單元係組成複數個LED燈條(步驟103)。由該共同檢測影像中，偵測各LED單元之一法線出光點之一座標，以及對應該座標之一光強度資料(步驟104)。根據該等座標與光強度資料，將標準擴散光場場型套用於各LED單元，以計算出各LED單元之一光擴散狀態模擬影像(步驟105)。
最後，藉由該等各LED單元之光擴散狀態模擬影像，計算出各LED燈條100之一混光狀態光強度資料13(步驟106)。
除此之外，在實際應用上，使用者可以於影像擷取裝置於朝向該等LED單元之一側設置至少一第一濾光片、至少一第二濾光片與至少一第三濾光片，且該第一濾光片、該第二濾光片以及該第三濾光片，係分別對應CIE配色函數(Color-Matching Functions)所規範之三刺激值，之一X濾光片、一Y濾光片以及一Z濾光片；其中，CIE配色函數係由國際照明委員會(International Commission of Illumination)於西元1931年所制定，係依標準觀測者(standard observer)之人眼描述而將所有色度以三種刺激值X,Y與Z呈現。
如此一來，只要於檢測時將第二濾光片切換至影像擷取裝置與該等LED單元之間，所測得之混光狀態光強度資料13即可代表各LED燈條之亮度值，再綜合上利用第一濾光片與第三濾光片所測得之混光狀態光強度資料13，即可計算出代表各LED燈條之色度值，關於利用CIE配色函數計算出色度值之方法係為所屬技術領域中具有通常知識者所熟知之技術，在此則不多做贅述。
藉由上述之本發明實施例可知，本發明確具產業上之利用價值。惟以上之實施例說明，僅為本發明之較佳實施例說明，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者當可依據本發明之上述實施例說明而作其它種種之改良及變化。然而這些依據本發明實施例所作的種種改良及變化，當仍屬於本發明之發明精神及界定之專利範圍內。
100．．．LED燈條
1．．．LED單元
11．．．擴散光場影像
12．．．共同檢測影像
13．．．混光狀態光強度資料
A．．．區段
B．．．區段
X1．．．中心座標
第一圖與第一A圖　係顯示本發明習知技術中LED燈條檢驗方法之作動示意圖；
第二圖　係顯示本發明中擴散光場影像之示意圖；
第二A圖　係顯示本發明中擴散光場場型之一維示意圖；
第二B圖　係顯示本發明中標準擴散光場場型之示意圖；
第三圖　係顯示LED燈條之示意圖；
第三A圖　係顯示共同檢測影像之示意圖；
第三B圖　係顯示LED單元之座標與光強度資料之表格圖；
第四圖　係顯示LED燈條之混光狀態光強度資料之示意圖；以及
第五圖　係顯示本發明較佳實施例之簡易流程圖。

Claims (9)

  1. 一種模擬發光二極體(Light Emitting Diode；以下簡稱「LED」)光源混光狀態之檢測方法，係應用於同時檢測複數個LED單元，並獲取各LED單元之一混光狀態模擬影像，該模擬LED光源混光狀態之檢測方法包含下列步驟：(a)　透過至少一擴散片(Diffuser Film)對該等LED單元中之至少一者單獨擷取一擴散光場場型；(b)　將該擴散光場場型正規化(Normalize)為一標準擴散光場場型；(c)　對該等LED單元共同擷取一共同檢測影像；(d)　偵測該共同檢測影像中各LED單元之一座標與對應該座標之一光強度資料；以及(e)　根據各LED單元之座標與所對應之光強度資料，將該標準擴散光場場型套用於各LED單元，以計算出各LED單元之上述光擴散狀態模擬影像。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之模擬發光二極體光源混光狀態之檢測方法，其中在該步驟(d)中，該座標係指各LED單元之一法線出光點之座標。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之模擬發光二極體光源混光狀態之檢測方法，其中該步驟(e)更包含一步驟(e1)，其係在將該標準擴散光場場型套用於各LED單元時，將各LED單元之該法線出光點之座標所對應之光強度資料，代入該標準擴散光場場型之一中心座標。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之模擬發光二極體光源混光狀態之檢測方法，其中該LED單元係為一LED晶片組件。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之模擬發光二極體光源混光狀態之檢測方法，其中該等LED單元係組成複數個LED燈條(LED light bar)。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之模擬發光二極體光源混光狀態之檢測方法，其中該步驟(e)更包含一步驟(e2)，其係藉由各LED單元之光擴散狀態模擬影像，計算出各LED燈條之一混光狀態光強度資料。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之模擬發光二極體光源混光狀態之檢測方法，其中在該步驟(a)中，該等LED單元中之至少一者係為一最佳標準樣品(Golden Sample)。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之模擬發光二極體光源混光狀態之檢測方法，其中該步驟(c)更包含一步驟(c1)，其係利用一影像擷取裝置對該等LED單元擷取該共同檢測影像。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之模擬發光二極體光源混光狀態之檢測方法，該影像擷取裝置於朝向該等LED單元之一側處更設置有至少一第一濾光片、至少一第二濾光片與至少一第三濾光片，且該第一濾光片、該第二濾光片以及該第三濾光片，係分別對應CIE配色函數(Color-Matching Functions)所規範之三刺激值。
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