CN206113857U - 一种测量平面led荧光粉涂层体积的*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测量平面LED荧光粉涂层体积的***，包括上位机、多位置线激光发射控制模块、运动控制模块及摄像机视觉控制处理模块，所述多位置线激光发射控制模块包括多位置线激光发射控制器及多位置线激光发射器；所述运动控制模块包括电机控制箱、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、多位置线激光发射器旋转固定装置、摄像机旋转固定装置、水平单运动轨道及电动精密载物台；所述摄像机视觉控制处理模块包括相互连接的摄像机与摄像机视觉控制处理器；本实用新型的检测设备简单，可操作性强，便于投入实际生产环境。

Description

一种测量平面LED荧光粉涂层体积的***

技术领域

本实用新型涉及视觉检测和图像处理领域，具体涉及一种测量平面LED荧光粉涂层体积的***。

背景技术

白光LED常通过在芯片表面涂覆荧光粉激发获得白光。荧光粉涂覆的体积对白光LED的发光效果有着很大的影响。国外垄断全自动荧光粉涂覆设备生产技术导致购买价格高昂，而国内大多采用点胶和印刷工艺获得产品品质较差，所以对LED的生产质量检测在生产研究中具有较大意义。其中，荧光粉涂层体积检测是保证高质量白光LED生产、减少次品的关键环节之一。

目前，荧光粉涂覆体积检测的一些方法主要是通过人眼观察涂覆厚度来判别涂覆量，进而确定产品是否生产要求。这种检测方法效率低、精度不够且耗费大量人力物力资源，在追求高精度快速度的生产中，无法满足工业需求。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型提供一种测量平面LED荧光粉涂层体积的***。

本实用新型采用如下技术方案：

一种测量平面LED荧光粉涂层体积的***，包括上位机、多位置线激光发射控制模块、运动控制模块及摄像机视觉控制处理模块；

所述多位置线激光发射控制模块包括线激光发射控制器及多位置线激光发射器；

所述运动控制模块包括电机控制箱、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、多位置线激光发射器旋转固定装置、摄像机旋转固定装置、水平单运动轨道及电动精密载物台；

所述摄像机视觉控制处理模块包括相互连接的摄像机与摄像机视觉控制处理器；

所述电机控制箱分别与第一、第二及第三伺服电机连接，所述第一伺服电机与水平单运动轨道连接，所述电动精密载物台随着水平单运动轨道上运动，所述待检测LED芯片放在电动精密载物台上；所述第三伺服电机与多位置线激光发射器旋转固定装置连接，所述多位置线激光发射器及多位置线激光发射控制器固定在多位置线激光发射器旋转固定装置上，所述多位置线激光发射控制器与多位置线激光发射器连接；

所述第二伺服电机与摄像机旋转固定装置连接，所述摄像机固定在摄像机旋转固定装置上；所述上位机分别与多位置线激光发射控制器、电机控制箱及摄像机视觉控制处理器连接；

初始状态时，多位置线激光发射器的发射激光与摄像机的摄像头平行。

还包括环形电源，所述环形光源固定在摄像机上，且位于摄像机镜头的正下方。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型利用多位置线激光扫描法对涂覆荧光粉涂层体积进行检测，检测速度较快；

(2)本实用新型的检测设备简单，可操作性强，便于投入实际生产环境；

(3)本方法检测精度较高，保证了高质量白光LED的生产；

(4)本方法采用多位置线激光扫描法，涂覆厚度及涂层体积计算公式较简单。

附图说明

图1是本实用新型测量***的结构示意图；

图2是本实用新型的检测流程图；

图3是本实用新型测量***的连接图；

图4是本实用新型中摄像机的位置变化示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1、图2及图4所示，一种测量平面LED荧光粉涂层体积的***，包括上位机、多位置线激光发射控制模块、运动控制模块及摄像机视觉控制处理模块；

所述多位置线激光发射控制模块包括多位置线激光发射控制器及多位置线激光发射器4；

所述运动控制模块包括电机控制箱、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、多位置线激光发射器旋转固定装置、摄像机旋转固定装置、水平单运动轨道1及电动精密载物台3；

所述摄像机视觉控制处理模块包括相互连接的摄像机5与摄像机视觉控制处理器及环形光源，所述环形光源6固定在摄像机5上，且位于摄像机镜头的正下方；

所述电机控制箱分别与第一、第二及第三伺服电机连接，所述第一伺服电机7与水平单运动轨道连接，所述电动精密载物台随着水平单运动轨道1运动，所述待检测LED芯片2放在电动精密载物台上，辅助配合实现多位置线激光目的；

所述第三伺服电机与多位置线激光发射器旋转固定装置连接，所述多位置线激光发射器及多位置线激光发射控制器固定在多位置线激光发射器旋转固定装置上，所述多位置线激光发射控制器与多位置线激光发射器连接，实现获取多位置线激光的目的。

多位置线激光发射器是一种可以通过上位机设定参数使线激光入射至LED荧光粉涂层任意位置，且可以调节激光发射次数、单次发射线激光时长及时间间隔的装置。

所述第二伺服电机与摄像机旋转固定装置连接，所述摄像机固定在摄像机旋转固定装置上，从而调整摄像机位置、进行采图和图像处理；

所述上位机分别与多位置线激光发射控制器、电机控制箱及摄像机视觉控制处理器连接；

初始状态时，多位置线激光发射器的发射激光与摄像机的摄像头平行。

上位机发出命令给电机控制箱，第三伺服电机驱动控制多位置线激光发射器旋转固定装置，调整线激光发射角度，同时控制摄像机旋转固定装置调节位置，使得发射激光的方向与摄像头方向平行。电动精密载物台具有水平单运动轨道，伺服电机控制电动精密载物台从左往右移动，在涂层左侧边缘、中部、右侧边缘三个位置之间稍作停顿。多位置线激光发射器、多位置线激光发射控制器与电动精密载物台配合，调整发射线激光的时间间隔、时间长度及发射次数，使得发射光线可以入射至上述三个位置。

电机控制箱需要控制与电动精密载物台运动相关的第一伺服电机、与多位置线激光发射器旋转固定装置运动相关的第三伺服电机、与摄像机旋转固定装置运动相关的第二伺服电机，不同时间段内起到调整载物台移动、摄像机位置调整、多位置线激光发射器旋转固定装置偏转，达到监测效果的作用。

图3为摄像机位置调整说明图，摄像机处于初始位置时，调节摄像头与多位置线激光发射器所发射的激光方向平行，待电动精密载物台从左往右一次移动完成后，摄像头将调节到荧光粉涂层正上方，通过图1中的摄像机视觉控制处理器控制曝光时间和焦距，摄像机并将相关采图信号返回给图1中的摄像机视觉控制处理器进行图像处理。

本平面LED荧光粉涂层体积检测装置的操作及检测过程，包括以下步骤：

1、将未涂覆荧光粉的LED芯片放置到电动精密载物台检测点处，登录上位机***，输入各标准控制参数信息。固定并开启多位置线激光发射器，使线激光发射器以固定角度入射LED模组表面，通过摄像机运动控制器控制摄像机旋转固定装置使得摄像机镜头与多位置线激光发射器入射光方向平行，如图1中P位置。

2、通过设备部件之间的协同配合，第一伺服电机控制电动精密载物台移动，使得入射线激光入射至芯片中间位置，获得未涂覆荧光粉的激光图片，将图片存储，待之后处理获得原始参数。

3、关闭多位置线激光发射器及摄像机，取走未涂覆荧光粉的LED芯片。

4、将完成荧光粉涂覆的LED芯片放置到电动精密载物台检测点处，开启多位置线激光发射器及摄像机，线激光发射角度不变。

5、载物台运动控制模块控制电动精密载物台移动，通过多位置线激光发射控制器设定激光发射时长、间隔及次数，与电动精密载物台移动配合，使得入射线激光入射至涂层左侧边缘、中部、右侧边缘三个位置，如图1中所示Z、R、T位置，获得荧光粉涂覆后的多张激光图片，存储图片，待稍后处理获得中间结果。

6、为了保证去噪效果且减少图像模糊程度，可以采用中值滤波，拍摄时环境亮度较低，激光与图像背景区域亮度差异较大，可以对去噪后的图片进行二值化并利用canny算子获得激光边缘。利用霍夫变换、按列最亮灰度值获取、大于阈值点二次曲线拟合及光心坐标直线拟合等处理，获得步骤2、5的多条线激光中心线。计算步骤2的线激光中心线计算获得芯片厚度，将该芯片厚度作为原始参数，并存储该原始参数。对步骤5获得的多条线激光中心线分别计算总厚度，并将各位置总厚度求平均。将平均总厚度与原始参数比较相减，获得平均涂覆厚度。

7、第三伺服电机控制摄像机旋转固定装置使得摄像机镜头调整到涂层上方，与电动精密载物台平行位置，如图4中X位置，通过摄像机视觉控制处理器控制光源亮度及摄像机拍摄采图，摄像机将相关采图信号返回给图1中的摄像机视觉控制处理器。

8、摄像机视觉控制处理器对步骤7的图片进行图像处理，利用高斯滤波进行去噪处理，通过将图片转换为YCrCb空间，判断像素点色度是否属于设定色度范围内，获得涂覆区域及涂覆面积。并利用步骤6获得的平均涂覆厚度和该涂覆面积，得到涂覆体积。测量所得涂覆体积与预录标准涂覆体积进行对比。

9、上位机显示对比结果和涂覆精度，对不符合标准的涂覆产品进行报警和存储信息。最后将采集图像、处理过程的各个结果、精度结果、是否符合标准等上传到数据库，并将信息反馈给LED荧光粉涂覆机器，以便调整剩余待涂覆芯片的涂覆量。

10、测完毕，关闭多位置线激光发射器及摄像机，退出上位机。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种测量平面LED荧光粉涂层体积的***，其特征在于，包括上位机、多位置线激光发射控制模块、运动控制模块及摄像机视觉控制处理模块；

所述多位置线激光发射控制模块包括多位置线激光发射控制器及多位置线激光发射器；

所述运动控制模块包括电机控制箱、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、多位置线激光发射器旋转固定装置、摄像机旋转固定装置、水平单运动轨道及电动精密载物台；

所述摄像机视觉控制处理模块包括相互连接的摄像机与摄像机视觉控制处理器；

所述电机控制箱分别与第一、第二及第三伺服电机连接，所述第一伺服电机与水平单运动轨道连接，所述电动精密载物台在水平单运动轨道上运动，待检测LED芯片放在电动精密载物台上；

所述第三伺服电机与多位置线激光发射器旋转固定装置连接，所述多位置线激光发射器及多位置线激光发射控制器固定在多位置线激光发射器旋转固定装置上，所述多位置线激光发射控制器与多位置线激光发射器连接；

所述第二伺服电机与摄像机旋转固定装置连接，所述摄像机固定在摄像机旋转固定装置上；所述上位机分别与多位置线激光发射控制器、电机控制箱及摄像机视觉控制处理器连接；

初始状态时，多位置线激光发射器的发射激光与摄像机的摄像头平行。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，还包括环形电源，所述环形光源固定在摄像机上，且位于摄像机镜头的正下方。