[發明專利]一種高亮度LED光軸檢測裝置及光軸偏移的檢測方法

有效

• 申請號: 201210330215.0
• 申請日: 2012-09-10
• 公開（公告）號: CN102854000A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 張靈;朱振峰
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明是一種高亮度LED光軸檢測裝置及光軸偏移的檢測方法，屬于光電測試技術領域。

背景技術

LED是由LED芯片及一定曲率半徑的透鏡所組成的一個發光系統。比如在定量探測傳感器中，要利用到LED發光二極管的光輸出特性,?使其制作的光電傳感器有較高的靈敏度,其中很重要的一點是要使LED的光軸與透鏡系統的機械軸一致,?才能得到較大的輸出。另外，有些場合在使用中可能需要LED燈的光軸具有一定角度的偏移（偏光軸LED管），如顯示屏，這樣的顯示屏在獲取同等光強情況下可以減小LED電流，在現實中有一定的意義。因此有必要對其光軸進行測量。

目前的光電傳感器已將光源、探測器和信號處理電路做成一體,?此時芯片與透鏡尺寸可比擬。這樣芯片上的發光面就不能再被看成一個點,?而應看成一個面。LED發光面上各點的發光強度如何,?哪一點最強,?是很值得研究的。由于在LED燈的工業生產中難免會有各種各樣的偏差，可是討論LED發光強度分布是將其看成一個點來處理的。然而當把LED光面看成一個面的時候,?LED發光強度最強的一點(在光軸上)就需要比較精確的測量了。因為只有發光最強的方向與透鏡的軸向在一條線上,?才可得到最大輸出。

目前國內對LED燈光軸測量的有效工具比較少，或者方法比較繁瑣，因此研究如何有效地檢測LED光軸的方法很有必要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種設計合理，結構簡單，方便實用的高亮度LED光軸檢測裝置。

本發明的另一目的在于提供一種能有效地檢測出LED的光軸偏移，且能直觀地顯示結果的高亮度LED光軸偏移的檢測方法。本發明可解決工業生產或者特殊應用中對LED挑選麻煩的問題。

本發明的技術方案是:?本發明的高亮度LED光軸檢測裝置，包括有用于裝設高亮度LED的LED燈放置底座、光強分布獲取裝置、FPGA控制芯片組、USB傳輸電路、上位機，其中光強分布獲取裝置裝設在LED燈放置底座的旁側、且能獲取高亮度LED光強的位置上，FPGA控制芯片組驅動光強分布獲取裝置獲取LED光強分布的圖像數據，且FPGA控制芯片組通過USB傳輸電路將采集到的數據實時地上傳到上位機。

上述光強分布獲取裝置為CCD芯片組。

上述USB傳輸電路通過USB總線將采集到的數據實時地上傳到上位機。

本發明高亮度LED光軸偏移的檢測方法，包括有如下步驟：

1）高亮度LED直射光強分布圖像數據的采集；

2）對光強數據進行處理，分析LED光軸的偏移。

上述步驟2）對光強數據進行處理的方法包括如下步驟：

11）設LED燈放置底座中高亮度LED與光強分布獲取裝置中CCD芯片組的CCD感光面之間的距離為確定值l，光強分布獲取裝置中CCD芯片組中的CCD相鄰像元的距離為a,b；

12）測量并確定一個高亮度LED的機械軸位置，測量時LED機械軸位置由LED的機械中心O來確定，為確定LED的機械中心O的準確位置，采用多次測量取平均的方法，待測LED的光軸位置D（A、B、C）也采用相應的方法；

13）根據步驟11）中確定值l、a和b以及步驟12）中的位置O、D確定的光軸偏移量r得出LED光軸偏移角度α。

上述步驟12）中測量并確定一個高亮度LED的機械軸位置時，記錄并存儲起來以便在顯示時標記出來作為后續LED光軸檢測的參照。

上述步驟13）中在用作LED揀選時，首先利用l和a、b的值，以位置O為圓心作出圓M，表示光軸位置偏移的容忍范圍，檢測時當被檢測LED光軸位置為D（A、B、C），B、C和D在圓M內為合格品，A在圓M外為不合格品。

上述步驟12）中由上位機對接收到的幀計數來判斷該幀是否為有效幀，保留有效幀為第4到第8幀，上位機將接收到的5幀LED光強分布圖像數據分別存儲起來計算出每個幀的光強中心，然后綜合各幀光強中心使用平均的方法得到該LED的光軸位置。