一種led面陣光源均勻度測量裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種LED面陣光源均勻度測量裝置，屬于LED面陣光源測量領(lǐng)域，目的在于解決目前采用選點測試的方法對LED面陣光源進行測量，均勻度測量準確性難以保證，且采用其對LED面陣光源進行調(diào)節(jié)時，需要耗費大量的人力、物力和時間的問題。該LED面陣光源均勻度測量裝置包括直線運動機構(gòu)、檢測裝置、模擬信號采集器、控制系統(tǒng)。采用本實用新型，能夠在較短時間內(nèi)時掃描檢測完LED面陣光源在整個輻照面積內(nèi)的光能量，檢測快速、效率高，處理結(jié)果準確，且檢測結(jié)果直觀、可視。
【專利說明】
一種LED面陣光源均勻度測量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及機電領(lǐng)域，尤其是LED面陣光源測量領(lǐng)域，具體為一種LED面陣光源均勻度測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]LED面陣光源是一種新型的、節(jié)能環(huán)保的燈源，其被廣泛應(yīng)用于光固化、曝光機、醫(yī)療等各個行業(yè)。LED面陣光源一般由多個LED點光源通過矩陣排列的方式組合而成，其在一定輻照區(qū)域內(nèi)的光能量值為多個LED燈珠所發(fā)出的光線能量照射或疊加的總和，而這個區(qū)域內(nèi)的光能量均勻性則取決于各個LED燈珠的一致性。
[0003]由于燈珠本身存在差異，以及加工件誤差、裝配誤差等的存在，導(dǎo)致LED面陣光源的不同區(qū)域內(nèi)，LED燈珠所照射或疊加的能量并不完全一致。對于LED面陣光源而言，能量的均勻性是一項非常重要的指標，直接影響著LED面陣光源的使用性能。如對于在曝光機上使用的紫外LED面陣光源，廠家一般要求其均勻度至少為85%以上，只有滿足這個指標，才能盡可能地避免因曝光過度或曝光不良使電路板出現(xiàn)斷路、斷橋的缺陷。
[0004]目前，大部分曝光機的使用廠家對LED面陣光源均勻度的測量仍采用以前測量傳統(tǒng)燈源的方式，即25點(或9點)測量方式。所謂的25點(或9點)測量方式，是指在燈源有效照射區(qū)域內(nèi)，在四周和中間均勻地、隨機選擇25點(或9點)作為測試點，并從測試的能量數(shù)值中篩選出最大值和最小值，用最小值比最大值所得到的百分數(shù)即LED面陣光源的均勻度。而LED面陣光源生產(chǎn)商(如
【申請人】)在設(shè)備出廠前，會選取更多的測試點(選擇50、80、100等更多測試點)進行測量，以確保設(shè)備的真實性、有效性。
[0005]對于傳統(tǒng)的曝光機燈源，其光線是由一個點光源或條形光源所發(fā)出的，本身光路再經(jīng)過各種光學(xué)器件的整合過濾，能量的均勻性受光源的影響不大，采用這種隨機選點的測量方式基本是可行的。
[0006]而對于LED面陣光源，其是由多個LED燈珠陣列而成。因LED燈珠本身或加工件誤差，使得每一個點的能量都存在差別，再加上測量時環(huán)境、人為的因素，以及因多次測量使燈源長時間點亮，造成燈源可能存在不確定的能量衰減等因素，采用隨機選點的測量方式就很難找出實際能量的最高點和最低點。另一方面，對LED面陣光源生產(chǎn)商而言，盡管LED燈珠可以等距地陣列在面陣光源上，但受各種因素影響，如果不對LED燈珠進行調(diào)整，面陣光源輻照面內(nèi)能量的均勻度一般只有70%左右。若采用選點測試的方法對LED面陣光源進行調(diào)節(jié)，則需要耗費大量的人力、物力，使得生產(chǎn)周期大幅延長。
[0007]因此，本實用新型旨在提供一種可用于測量LED面陣光源能量均勻度的設(shè)備及其方法，以使其使用效果達到最優(yōu)。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型的發(fā)明目的在于:針對目前采用選點測試的方法對LED面陣光源進行測量，均勻度測量準確性難以保證，且采用其對LED面陣光源進行調(diào)節(jié)時，需要耗費大量的人力、物力和時間的問題，提供一種LED面陣光源均勻度測量裝置。本實用新型能夠用于LED面陣光源能量均勻度的測試，測試結(jié)果更具真實性和客觀性，且檢測快速、效率高、測定結(jié)果準確、直觀。同時，本實用新型使得LED面陣光源均勻度的調(diào)節(jié)變得更方便、簡易可行，有效提高LED面陣光源的均勻度。
[0009]本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0010]—種LED面陣光源均勻度測量裝置，包括直線運動機構(gòu)、檢測裝置、模擬信號采集器、控制系統(tǒng)；
[0011]所述直線運動機構(gòu)包括運動支架、設(shè)置在運動支架上的電機、設(shè)置在電機轉(zhuǎn)軸上的主動輪、設(shè)置在運動支架上的第二支架、從動輪、傳送皮帶，所述從動輪設(shè)置在第二支架上且從動輪能相對第二支架轉(zhuǎn)動，所述傳送皮帶設(shè)置在主動輪和從動輪上且主動輪能帶動傳送皮帶相對從動輪轉(zhuǎn)動；
[0012]所述檢測裝置包括檢測支架、設(shè)置在檢測支架上的若干個LED光能量探頭、光電轉(zhuǎn)換電路，所述檢測支架與傳送皮帶相連且傳送皮帶能帶動檢測支架相對運動支架移動，所述LED光能量探頭均布于檢測支架上；
[0013]所述LED光能量探頭與光電轉(zhuǎn)換電路相連，所述光電轉(zhuǎn)換電路與模擬信號采集器相連，所述模擬信號采集器、電機分別與控制系統(tǒng)相連。
[0014]所述直線運動機構(gòu)還包括設(shè)置在運動支架上的位置感應(yīng)器，所述位置感應(yīng)器與控制系統(tǒng)相連。
[0015]所述位置傳感器能夠?qū)z測支架的位置傳遞給控制系統(tǒng)。
[0016]還包括設(shè)置在運動支架上的限位傳感器，所述限位傳感器與控制系統(tǒng)相連。
[0017]所述限位傳感器為一組且限位傳感器分別設(shè)置在運動支架的兩端。
[0018]所述LED光能量探頭包括光敏二極管、設(shè)置在光敏二極管上的濾光片。
[0019]所述LED光能量探頭通過多針插頭與光電轉(zhuǎn)換電路相連。
[0020]所述模擬信號采集器為模擬信號采集模塊USB2851。
[0021]所述模擬信號采集器通過USB端口與控制系統(tǒng)相連。
[0022]采用前述LED面陣光源均勻度測量裝置進行測定的方法，包括如下步驟:
[0023](I)直線運動機構(gòu)帶動檢測裝置運動，檢測裝置中的LED光能量探頭對光源的光照強度進行檢測，檢測值經(jīng)光電轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓信號；
[0024](2)步驟I的電壓信號經(jīng)模擬信號采集器轉(zhuǎn)換成模擬信號值，再將模擬信號值傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)直線運動機構(gòu)的相應(yīng)位置，得到LED面陣光源中各點的光照強度。
[0025]所述步驟I中，LED光能量探頭的電壓范圍為O?10V。
[0026]所述步驟2中，模擬信號值的范圍為O?100000。
[0027]所述步驟2中，模擬信號值的范圍為O?20000。
[0028]所述步驟2中，控制系統(tǒng)以LED面陣光源中光源的位置分別設(shè)定X值、y值，以相應(yīng)光源的強度為z值，建立三維坐標系，得到LED面陣光源的均勻度測定結(jié)果。
[0029]針對前述問題，本實用新型提供一種LED面陣光源均勻度測量裝置。其中，該裝置包括直線運動機構(gòu)、檢測裝置、模擬信號采集器、控制系統(tǒng)，LED光能量探頭與光電轉(zhuǎn)換電路相連，光電轉(zhuǎn)換電路與模擬信號采集器相連，模擬信號采集器、電機分別與控制系統(tǒng)相連。直線運動機構(gòu)帶動檢測裝置運動，檢測裝置檢測的信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓后，通過模擬信號采集器轉(zhuǎn)換成模擬值，并傳遞給控制系統(tǒng)，從而測定出LED面陣光源的均勻度。
[0030]直線運動機構(gòu)包括運動支架、設(shè)置在運動支架上的電機、設(shè)置在電機轉(zhuǎn)軸上的主動輪、設(shè)置在運動支架上的第二支架、從動輪、傳送皮帶，從動輪設(shè)置在第二支架上且從動輪能相對第二支架轉(zhuǎn)動，傳送皮帶設(shè)置在主動輪和從動輪上且主動輪能帶動傳送皮帶相對從動輪轉(zhuǎn)動。采用帶結(jié)構(gòu)，直線運動機構(gòu)能夠帶動檢測裝置做直線運動，從而對不同位置的LED光源進行測定。
[0031]進一步，還包括設(shè)置在運動支架上的限位傳感器，限位傳感器為一組且限位傳感器分別設(shè)置在運動支架的兩端，該限位傳感器與控制系統(tǒng)相連。采用該結(jié)構(gòu)，當檢測支架經(jīng)過一端的限位傳感器時，控制系統(tǒng)能夠?qū)ED面陣光源打開，當檢測裝置完成測定，檢測支架經(jīng)過另一端的限位傳感器時，控制系統(tǒng)將LED面陣光源關(guān)閉，從而實現(xiàn)LED面陣光源的自動開閉。
[0032]直線運動機構(gòu)還包括設(shè)置在運動支架上的位置感應(yīng)器，位置感應(yīng)器與控制系統(tǒng)相連，通過位置傳感器能夠更加簡單、方便的測定運動支架的位置。
[0033]檢測裝置包括檢測支架、設(shè)置在檢測支架上的若干個LED光能量探頭、光電轉(zhuǎn)換電路，檢測支架與傳送皮帶相連且傳送皮帶能帶動檢測支架相對運動支架移動，LED光能量探頭均布于檢測支架上。檢測裝置上裝有若干個LED光能量探頭，LED光能量探頭的數(shù)量根據(jù)被測量的LED面陣光源上裝配的LED燈珠數(shù)量而定，且LED光能量探頭能檢測LED燈珠所發(fā)出的任何種類的波長。
[0034]LED光能量探頭包括光敏二極管、設(shè)置在光敏二極管上的濾光片。采用該結(jié)構(gòu)，濾光片過濾掉多余的雜波長的光，只允許被檢測LED燈珠所發(fā)出的光譜通過，有效提高測定結(jié)果的準確性。根據(jù)光敏二極管的光電流特性，在一定的光照度范圍內(nèi)，流過光敏二極管的電流與光輻射能量成正比，再將電流信號通過電子電路整理，即可獲得相對應(yīng)的電壓信號；因此，本實用新型采用光電轉(zhuǎn)換電路能夠有效將光輻射能量轉(zhuǎn)換成電壓信號。
[0035]本實用新型的裝置作為LED面陣光源均勻度的測試工具，能一次掃描并采集整個LED面陣光源照射幅面內(nèi)的能量值，通過幾次不同方位的測量，即可完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的隨機選點測試法，使檢測結(jié)果更真實、更全面、更客觀，同時有效提高測定效率，縮短測定時間。
[0036]進一步，本實用新型提供一種采用前述LED面陣光源均勻度測量裝置進行測定的方法。該方法包括如下步驟:(I)直線運動機構(gòu)帶動檢測裝置運動，檢測裝置中的LED光能量探頭對光源的光照強度進行檢測，檢測值經(jīng)光電轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓信號；(2)步驟I的電壓信號經(jīng)模擬信號采集器轉(zhuǎn)換成模擬信號值，再將模擬信號值傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)直線運動機構(gòu)的相應(yīng)位置，得到LED面陣光源中各點的光照強度。
[0037]采用該方法，本實用新型能夠有效模擬顯示每個光探頭的測量結(jié)果(有曲線圖、分布圖)，能清楚顯示每一行的高點、低點，方便LED燈的調(diào)節(jié)，直觀顯示測定結(jié)果。
[0038]綜上所述，本實用新型提供一種LED面陣光源均勻度測量裝置，該裝置中，檢測支架上等距的設(shè)置有單個或多個呈線性排列的并與運動方向垂直的LED光能量探頭，檢測裝置由直線運動機構(gòu)帶動做勻速直線運動并接收LED面陣光源的照射，輻射光照經(jīng)光電轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電壓信號后，再由模擬信號采集器轉(zhuǎn)換成模擬信號值，最后轉(zhuǎn)變成直觀的模擬視圖，使LED面陣光源能量分布更直觀地顯示出來，同時其均勻度也能直接測定出來。采用本實用新型，能夠在較短時間內(nèi)時掃描檢測完LED面陣光源在整個輻照面積內(nèi)的光能量，檢測快速、效率高，處理結(jié)果準確，且檢測結(jié)果直觀、可視。
【附圖說明】
[0039]本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
[0040]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖2為本實用新型的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖3為單個光敏二極管電壓信號輸出電氣原理圖。
[0043]圖4為測定的整面LED面陣光源能量分布示意圖。
[0044]圖5為測定的LED面陣光源單列能量分布示意圖。
[0045]圖中標記:I為直線運動機構(gòu)，2為檢測裝置，3為模擬信號采集器，4為控制系統(tǒng)，5為LED面陣光源，6為運動支架，7為電機，8為LED光能量探頭，9為限位傳感器。
【具體實施方式】
[0046]下面結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細的說明。
[0047]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0048]實施例1
[0049]如圖所示，該LED面陣光源均勻度測量裝置，包括直線運動機構(gòu)、檢測裝置、模擬信號采集器、控制系統(tǒng)。直線運動機構(gòu)包括運動支架、設(shè)置在運動支架上的電機、設(shè)置在電機轉(zhuǎn)軸上的主動輪、設(shè)置在運動支架上的第二支架、從動輪、傳送皮帶，從動輪設(shè)置在第二支架上且從動輪能相對第二支架轉(zhuǎn)動，傳送皮帶設(shè)置在主動輪和從動輪上且主動輪能帶動傳送皮帶相對從動輪轉(zhuǎn)動。檢測裝置包括檢測支架、設(shè)置在檢測支架上的若干個LED光能量探頭、光電轉(zhuǎn)換電路，檢測支架與傳送皮帶相連且傳送皮帶能帶動檢測支架相對運動支架移動，LED光能量探頭均布于檢測支架上。LED光能量探頭與光電轉(zhuǎn)換電路相連，光電轉(zhuǎn)換電路與模擬信號采集器相連，模擬信號采集器、電機分別與控制系統(tǒng)相連。
[0050]本實施例中，還包括設(shè)置在運動支架上、與控制系統(tǒng)相連的限位傳感器，限位傳感器分別設(shè)置在運動支架的兩端。本實施例中，限位傳感器的位置由LED面陣光源實際輻照面的寬度進行調(diào)整。控制系統(tǒng)啟動電機，傳送皮帶帶動檢測支架上的LED光能量探頭開始運動，當LED光能量探頭接觸到LED面陣光源輻照面邊緣時，直線運動機構(gòu)上的限位傳感器產(chǎn)生信號，使LED面陣光源點亮，同時，檢測裝置、模擬信號采集器開始工作。
[0051 ]直線運動機構(gòu)帶動LED光能量探頭繼續(xù)運動，LED光能量探頭將每次感應(yīng)到的不同的光能量變化傳輸給光電轉(zhuǎn)換電路，光電轉(zhuǎn)換電路將變化的光能量信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號，然后由模擬信號采集器采集光電轉(zhuǎn)換電路變化的電壓信號，轉(zhuǎn)換成模擬信號值。最后，模擬信號采集器將模擬信號值傳遞給控制系統(tǒng)處理。本實施例中，控制系統(tǒng)可以以LED面陣光源中光源的位置分別設(shè)定X值、y值，以相應(yīng)光源的強度為z值，建立三維坐標系，得到LED面陣光源的均勻度測定結(jié)果(即直觀的模擬圖像)。當LED光能量探頭運動到LED面陣光源輻照面邊緣時，限位傳感器再次產(chǎn)生信號，使LED面陣光源、光電轉(zhuǎn)換電路、模擬信號采集器關(guān)閉，測量結(jié)束。
[0052]本實施例中，根據(jù)不同的照射面積選取LED光能量探頭的數(shù)量，均勻陣列安裝在檢測支架上，通過一個多針插頭統(tǒng)一控制。本實施例中，光電轉(zhuǎn)換電路如圖3所示，通過選擇相應(yīng)的光敏二級管，將變化的信號通過電子電路整理，獲得O—1V的電壓信號。再將光電轉(zhuǎn)換獲得的多路實時O—1V電壓信號，由模擬信號采集器USB 2851采集模擬信號值。USB 2851通過USB端口與控制系統(tǒng)通訊，以達到能量數(shù)據(jù)的傳輸。
[0053]本實施例中，USB2851采集模塊將LED光探頭產(chǎn)生的實時O—1V的電壓信號轉(zhuǎn)換為O—20000的模擬數(shù)值，該數(shù)值與電壓信號一一對應(yīng)(例:電壓信號為5V時，USB 2851采集的數(shù)值為10000)。將獲得的模擬數(shù)值與其它LED能量計測得的數(shù)據(jù)進行對比和標定，即可獲得我們所需要的LED光照能量值。USB 2851采集模塊采集速率為20次/秒，采集精度至少為0.0lV0
[0054]圖4給出了某次整面LED面陣光源能量分布示意圖，圖5給出了某次LED面陣光源單列能量分布示意圖。圖4、圖5中，顏色越深表示能量越低，右側(cè)的數(shù)據(jù)顯示為相應(yīng)的光照能量的平均數(shù)值。
[0055]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種LED面陣光源均勻度測量裝置，其特征在于，包括直線運動機構(gòu)(1)、檢測裝置(2)、模擬信號采集器(3)、控制系統(tǒng)(4); 所述直線運動機構(gòu)(I)包括運動支架(6 )、設(shè)置在運動支架(6 )上的電機(7 )、設(shè)置在電機(7)轉(zhuǎn)軸上的主動輪、設(shè)置在運動支架(6)上的第二支架、從動輪、傳送皮帶，所述從動輪設(shè)置在第二支架上且從動輪能相對第二支架轉(zhuǎn)動，所述傳送皮帶設(shè)置在主動輪和從動輪上且主動輪能帶動傳送皮帶相對從動輪轉(zhuǎn)動； 所述檢測裝置(2)包括檢測支架、設(shè)置在檢測支架上的若干個LED光能量探頭(8)、光電轉(zhuǎn)換電路，所述檢測支架與傳送皮帶相連且傳送皮帶能帶動檢測支架相對運動支架(6)移動，所述LED光能量探頭(8)均布于檢測支架上； 所述LED光能量探頭(8)與光電轉(zhuǎn)換電路相連，所述光電轉(zhuǎn)換電路與模擬信號采集器(3)相連，所述模擬信號采集器(3)、電機(7)分別與控制系統(tǒng)(4)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述LED面陣光源均勻度測量裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在運動支架(6)上的限位傳感器(9)，所述限位傳感器(9)與控制系統(tǒng)(4)相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述LED面陣光源均勻度測量裝置，其特征在于，所述限位傳感器(9)為一組且限位傳感器(9)分別設(shè)置在運動支架(6)的兩端。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項所述LED面陣光源均勻度測量裝置，其特征在于，所述LED光能量探頭(8)包括光敏二極管、設(shè)置在光敏二極管上的濾光片。5.根據(jù)權(quán)利要求1任一項所述LED面陣光源均勻度測量裝置，其特征在于，所述LED光能量探頭(8)通過多針插頭與光電轉(zhuǎn)換電路相連。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述LED面陣光源均勻度測量裝置，其特征在于，所述模擬信號采集器(3)為模擬信號采集模塊USB 2851。7.根據(jù)權(quán)利要求1?3、5、6任一項所述LED面陣光源均勻度測量裝置，其特征在于，所述直線運動機構(gòu)(I)還包括設(shè)置在運動支架(6)上的位置感應(yīng)器，所述位置感應(yīng)器與控制系統(tǒng)(4)相連。
【文檔編號】G01J1/42GK205483497SQ201620148246
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月29日
【發(fā)明人】李炬, 佘瑞峰, 肖麗, 譚輝, 李小蓉, 李松凌, 佘振宇, 溫開芬
【申請人】四川聚能核技術(shù)工程有限公司