CN103616167A - 一种背光源发光均匀性自动检测*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种背光源发光均匀性自动检测***，其特征在于，包括：一暗室腔，所述暗室腔前侧设有一个腔门，两侧面底部对称设有两窗口，用于流水线框架传送待测背光源；一驱动接口；一控制面板；一光探测器；一机械组件；一标记组件；以及一运算控制模块，连接所述驱动接口、控制面板、光探测器、机械组件和标记组件，进行数据的采集和实时控制。本发明光探测器可上下前后左右自由移动，采用可编程驱动接口，兼容性好，可设置不同参数对不同待测背光源进行测试，流水线作业方便快捷。

Description

一种背光源发光均匀性自动检测***

技术领域

本发明涉及背光源检测领域，尤其是一种背光源发光均匀性自动检测***。

背景技术

背光源是位于液晶显示器（LCD）背后的一种光源，它的发光效果将直接影响到液晶显示模块（LCM）视觉效果。液晶显示器本身并不发光，它显示图形或字符是它对光线调制的结果。

常见的背光源有点状光源（LED）、线状光源（CCFL、HCFL）、面状光源（VFD、EL、OLED、FED），其中像点状光源及线状光源还需要导光板转化为面光源，以保证背光源整体的均匀性。

LCD等技术常常要用上背光源，背光源的好坏直接影响到LCD屏整机的性能，背光源的不均匀性也就意味着后期红、绿、蓝三基色的不均匀，造成画面不同区域的色差，甚至白平衡失衡，这也是背光源发光均匀性检测的意义所在。

现有工业背光源均匀性检测往往是采用半自动检测或者人工检测，这两种方法效率低、不精确，所以有必须采用机械替代人工。现有光源检测技术有，但是针对背光源均匀性检测的技术也很少，故针对背光源均匀性检测的发明有其必要性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种背光源发光均匀性自动检测***，通过光探测器分时采集待测背光源不同区域的光强信息，判断其均匀性。

本发明采用以下方案实现：一种背光源发光均匀性自动检测***，其特征在于，包括：

一暗室腔，所述暗室腔前侧设有一个腔门，两侧面底部对称设有两窗口，用于流水线框架传送待测背光源；

一驱动接口，设置于所述流水线框架上，用于连接所述待测背光源；

一控制面板，设置于所述暗室腔外侧，用于显示及设置工作模式和参数；

一光探测器，用于采集所述待测背光源的发光数据；

一机械组件，用于固定及移动所述光探测器，使所述光探测器能够上下前后左右移动；

一标记组件，用于标记所述待测背光源合格与否；以及

一运算控制模块，连接所述驱动接口、控制面板、光探测器、机械组件和标记组件，进行数据的采集和实时控制。

在本发明一实施例中，所述机械组件包括：

一第一轨道结构，所述第一轨道结构包括四个互相平行并固定于所述暗室腔两内侧的轨道，且其方向为竖直方向；

一第二轨道结构，所述第二轨道结构包括两个互相平行并铰接于所述第一轨道结构上的轨道，且其方向为水平方向，所述第二轨道结构在所述第一轨道结构上能够上下滑动；所述第二轨道结构上包含限位器，所述限位器用于调节和固定所述第二轨道结构的竖直位置；

一第三轨道结构，铰接于所述第二轨道结构上，能够沿第二轨道结构左右移动；以及

一臂，所述光探测器固定于所述臂上，所述臂铰接于所述第三轨道结构上并且能够在所述第三轨道结构上前后移动。

在本发明一实施例中，当所述待测背光源接入所述驱动接口，并经所述流水线框架传送进所述暗室腔，所述运算控制模块根据设置的工作模式，电信号经所述驱动接口传输给所述待测背光源，所述待测背光源被分为若干区域分时工作，所述光探测器采集不同区域的发光信息并移交所述运算控制模块分析处理，所述运算控制模块根据分析结果控制所述标记组件标记所述待测背光源合格与否。

在本发明一实施例中，所述运算控制模块含有合格均匀背光源的参考数据，所述运算控制模块将所述光探测器采集的发光信息与所述合格均匀背光源的参考数据进行对比，以判定所述待测背光源合格与否。

在本发明一实施例中，所述运算控制模块直接根据所述待测背光源与所述光探测器间距离、所述待测背光源尺寸大小、所述光探测器有效面积信息计算各个分块区域光强理论值，以判定所述待测背光源合格与否。

在本发明一实施例中，所述均匀性自动检测***能够与现有检测***构成流水线，节省成本。

在本发明一实施例中，所述待测背光源是面光源或点光源阵列。

在本发明一实施例中，所述驱动接口为可编程接口，根据待测背光源种类和型号的不同，设置驱动接口电压、I/O口条数信息以方便不同待测背光源的兼容。

在本发明一实施例中，所述待测背光源尺寸为4英寸～100英寸，所述暗室腔尺寸设定大于所述待测背光源尺寸。

在本发明一实施例中，通过编程控制将所述待测背光源分为若干区域分别进行测试其发光效果。

本发明的显著优点在于待测背光源可以自由分区检测，并且光探测器可上下前后左右自由移动，采用可编程驱动接口，兼容性好，可设置不同参数对不同待测背光源进行测试，流水线作业方便快捷。

附图说明

图1是本发明提供的一种背光源发光均匀性自动检测***整体结构图。

图2是本发明中机械组件结构示意图。

图3是本发明中待测背光源分块示意图。

图4是本发明光探测器探头与待测背光源位置关系图。

图示说明：11-暗室腔，111-腔门，112-窗口，12-驱动接口，13-控制面板，14-光探测器，15-机械组件，151-第一轨道结构，152-第二轨道结构，153-第三轨道结构，154-臂，16-标记组件，17-运算控制模块，18-流水线框架，19-待测背光源。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。在图中，腔体、轨道、流水线等机械装置为简化模型，不应该被认为严格放映其参数、几何尺寸。在此，参考图是本发明的理想化实施例的示意图，本发明所示的实施例不应该被认为仅限于图中所示的区域的特定形状，而是包括所得到的形状，比如制造引起的偏差。在本实施例中部分配件，图中的表示是示意性的，但这不应该被认为限制本发明的范围。

如图1所示，本发明提供一种背光源发光均匀性自动检测***，包括：

一暗室腔11，所述暗室腔11前侧设有一个腔门111，暗室腔11两侧面底部对称设有两窗口112，用于流水线框架18传送待测背光源19；

一驱动接口12，设置于所述流水线框架18上，用于连接所述待测背光源19；

一控制面板13，设置于所述暗室腔11外侧，用于显示及设置工作模式和参数；

一光探测器14，用于采集所述待测背光源19的发光数据；

一机械组件15，用于固定及移动所述光探测器14，使所述光探测器14可上下前后左右自由移动；

一标记组件16，用于标记所述待测背光源19合格与否；以及

一运算控制模块17，连接所述驱动接口12、控制面板13、光探测器14、机械组件15和标记组件16，进行数据的采集和实时控制。

如图2所示，所述机械组件15包括：

一第一轨道结构151，所述第一轨道结构151包括四个互相平行并固定于所述暗室腔11两内侧的轨道，且其方向为竖直方向；

一第二轨道结构152，所述第二轨道结构152包括两个互相平行并铰接于所述第一轨道结构151上的轨道，且其方向为水平方向，所述第二轨道结构152在所述第一轨道结构151上能够上下滑动；所述第二轨道结构152上包含限位器（图中未示出），所述限位器用于调节和固定所述第二轨道结构152的竖直位置；

一第三轨道结构153，铰接于所述第二轨道结构152上，能够沿第二轨道结构152左右移动；以及

一臂154，所述光探测器14固定于所述臂154上，所述臂154铰接于所述第三轨道结构153上并且能够在所述第三轨道结构153上前后移动。

值得一提的是所述机械组件15还应该包含必要的驱动设备（如电机）、线路连接、固定锁紧配件、限位器等，在本实施例中简化了。

当所述待测背光源接入所述驱动接口，并经所述流水线框架传送进所述暗室腔，所述运算控制模块根据用户所设置的工作模式，电信号经所述驱动接口传输给所述待测背光源，所述待测背光源被分为若干区域分时工作（利用所述机械组件可控制光探测器上下前后左右自由移动，可根据不同待测背光源，选择不同的位置进行检测），所述光探测器采集不同区域的发光信息并移交所述运算控制模块分析处理，所述运算控制模块根据分析结果控制所述标记组件标记所述待测背光源合格与否。

优选的，所述运算控制模块含有合格均匀背光源的参考数据，所述运算控制模块将所述光探测器采集的发光信息与所述合格均匀背光源的参考数据进行对比（发光均匀性误差±1%～±5%），以判定所述待测背光源合格与否，值得一提的是所述的背光源参考数据为标准背光源测试所得，或者为经验值所得。

值得一提的是，所述运算控制模块也可以是直接根据所述待测背光源与所述光探测器间距离、所述待测背光源尺寸大小、所述光探测器有效面积等信息计算各个分块区域光强理论值（发光均匀性误差±1%～±5%），以判定所述待测背光源合格与否。

$E={\∫\∫}_{(x1,y1)}^{(x2,y2)}\frac{2\mathrm{\πL}(1-\sqrt{\frac{x^2+y^2+h^2-r^2}{x^2+y^2+h^2}})}{x^2+y^2+h^2}\mathrm{dxdy},$ 其中：L为辐射亮度，即待测背光源的一个分块的实际亮度，E为辐照度，即光探测器测得亮度，r为光探测器的有效半径，h为光探测器与背光源间距。其推导如下：

根据距离平方反比定律得：

又∵辐射亮度为L的各向同性面积元在张角为α的圆锥内所发射的辐射通量为：

$\mathrm{d\φ}=4\mathrm{\πL}{\sin }^2\frac{\mathrm{\α}}{4}\mathrm{dxdy}---\left(2\right),$

如图4所示，根据光探测器探头与待测背光源几何与位置关系得：

$\sin \frac{\mathrm{\α}}{2}=\frac{r}{R}---\left(3\right),$

R²=x²+y²+h²  （4），

其中，φ为点光源辐射通量，R为光探测器探头与待测光源上的微元距离。

联立（1）、（2）、（3）、（4）得： $E={\∫\∫}_{(x1,y1)}^{(x2,y2)}\frac{2\mathrm{\πL}(1-\sqrt{\frac{x^2+y^2+h^2-r^2}{x^2+y^2+h^2}})}{x^2+y^2+h^2}\mathrm{dxdy},$

优选的，所述均匀性自动检测***能够与其他现有检测***构成流水线，节省成本；所述待测背光源是面光源或点光源阵列；所述驱动接口为可编程接口，根据待测背光源种类和型号的不同，设置驱动接口电压、I/O口条数等信息以方便不同待测背光源的兼容；所述待测背光源尺寸为4英寸～100英寸，所述暗室腔尺寸设定略大于所述待测背光源尺寸。

可以通过编程控制将所述待测背光源分为若干区域分别进行测试其发光效果（用户可以根据需求，对所述待测背光源进行阵列分块）。如图3所示，所述待测背光源被分为4×4个阵列。

本实施例的工作原理描述如下：所述机械组件调节所述光探测器上下移动调节其高度，所述待测背光源连接驱动接口，所述流水线将待测背光源送入暗室腔中，所述待测背光源受运算控制模块控制进行分区域工作，所述机械组件带动所述光探测器逐块移动，分别测得待测背光源各个区域的光照数据，并判断待测背光源是否均匀。

本发明将待测背光源分为若干块，分别驱动各个块发光并由光探测器采集其光照强度信息，由内部运算控制模块分析待测背光源发光均匀性，筛选出不合格品。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种背光源发光均匀性自动检测***，其特征在于，包括：

一暗室腔，所述暗室腔前侧设有一个腔门，两侧面底部对称设有两窗口，用于流水线框架传送待测背光源；

一驱动接口，设置于所述流水线框架上，用于连接所述待测背光源；

一控制面板，设置于所述暗室腔外侧，用于显示及设置工作模式和参数；

一光探测器，用于采集所述待测背光源的发光数据；

一机械组件，用于固定及移动所述光探测器，使所述光探测器能够上下前后左右移动；

一标记组件，用于标记所述待测背光源合格与否；以及

一运算控制模块，连接所述驱动接口、控制面板、光探测器、机械组件和标记组件，进行数据的采集和实时控制。

2.根据权利要求1所述的一种背光源发光均匀性自动检测***，其特征在于：所述机械组件包括：

一第一轨道结构，所述第一轨道结构包括四个互相平行并固定于所述暗室腔两内侧的轨道，且其方向为竖直方向；

一第二轨道结构，所述第二轨道结构包括两个互相平行并铰接于所述第一轨道结构上的轨道，且其方向为水平方向，所述第二轨道结构在所述第一轨道结构上能够上下滑动；所述第二轨道结构上包含限位器，所述限位器用于调节和固定所述第二轨道结构的竖直位置；

一第三轨道结构，铰接于所述第二轨道结构上，能够沿第二轨道结构左右移动；以及

一臂，所述光探测器固定于所述臂上，所述臂铰接于所述第三轨道结构上并且能够在所述第三轨道结构上前后移动。

3.根据权利要求1所述的一种背光源发光均匀性自动检测***，其特征在于：当所述待测背光源接入所述驱动接口，并经所述流水线框架传送进所述暗室腔，所述运算控制模块根据设置的工作模式，电信号经所述驱动接口传输给所述待测背光源，所述待测背光源被分为若干区域分时工作，所述光探测器采集不同区域的发光信息并移交所述运算控制模块分析处理，所述运算控制模块根据分析结果控制所述标记组件标记所述待测背光源合格与否。

4.根据权利要求3所述的一种背光源发光均匀性自动检测***，其特征在于：所述运算控制模块含有合格均匀背光源的参考数据，所述运算控制模块将所述光探测器采集的发光信息与所述合格均匀背光源的参考数据进行对比，以判定所述待测背光源合格与否。

5.根据权利要求3所述的一种背光源发光均匀性自动检测***，其特征在于：所述运算控制模块直接根据所述待测背光源与所述光探测器间距离、所述待测背光源尺寸大小、所述光探测器有效面积信息计算各个分块区域光强理论值，以判定所述待测背光源合格与否。

6.根据权利要求1所述的一种背光源发光均匀性自动检测***，其特征在于：所述均匀性自动检测***能够与现有检测***构成流水线，节省成本。

7.根据权利要求1所述的一种背光源发光均匀性自动检测***，其特征在于：所述待测背光源是面光源或点光源阵列。

8.根据权利要求1所述的一种背光源发光均匀性自动检测***，其特征在于：所述驱动接口为可编程接口，根据待测背光源种类和型号的不同，设置驱动接口电压、I/O口条数信息以方便不同待测背光源的兼容。

9.根据权利要求1所述的一种背光源发光均匀性自动检测***，其特征在于：所述待测背光源尺寸为4英寸~100英寸，所述暗室腔尺寸设定大于所述待测背光源尺寸。

10.根据权利要求1所述的一种背光源发光均匀性自动检测***，其特征在于：通过编程控制将所述待测背光源分为若干区域分别进行测试其发光效果。

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