一种MiniLED响应时间的光学检测装置的制作方法

一种miniled响应时间的光学检测装置
技术领域
1.本实用新型涉及显示屏检测设备技术领域，尤其涉及一种miniled响应时间的光学检测装置。


背景技术：

2.显示技术是人机交互中最重要的一个分支，从材料、面板再到显示应用，都有众多优秀企业在这个领域长期耕耘。显示技术升级换代速度非常快，短短几十年来，crt显示器已经退隐江湖，液晶曾经一统天下，现在oled方兴未艾，而miniled和microled等新方向也颇吸引眼球。次毫米发光二极管(miniled),凭借其高分辨率、高亮度、高对比度、广色域的特点，而且更加轻薄、节能,已逐步成为显示屏行业关注的新热点。
3.响应时间的长短是评价显示屏产品好坏的一个重要因素，它将会严重影响用户的观感体验，响应时间越长，则用户的观感体验就会越差。根据视频电子标准协会(vesa)所规定的响应时间标准，即初始亮度与目标亮度相差百分之九十的到达时间。所以在实际检测过程中，我们只需去测量miniled从一个亮度级别h变化到另一个亮度级别l从10％变化到90％所用的上升时间t1,以及miniled从亮度级别l变化到亮度级别h从90％变化到10％所用的下降时间t2，将t1和t2两者相加，就能得到我们所要的响应时间。测试原理虽然简单，目前市面上对miniled响应时间的测试装置还比较少，而且在精度方面也没有做的很好。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种操作简便、精度高，适用于各种场合的miniled响应时间的光学检测装置。
5.本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：本实用新型提供了一种miniled响应时间的光学检测装置，所述检测装置主要包括光电检测模块、光路结构、光电信号转换模块、运放放大模块、数据采集模块、usb通信模块和电源管理模块；所述光电信号转换模块和所述光电检测模块均与所述光路结构相连；所述运放放大模块与所述光电信号转换模块相连；所述数据采集模块与所述运放放大模块相连；所述usb通信模块与所述光电检测模块、所述数据采集模块均相连；所述电源管理模块用于分配、管理整个检测装置的能量资源。
6.进一步地，所述光电检测模块主要由工业镜头和定位相机组成，所述光电检测模块的功能是捕捉图像信号，并将检测到的图像信号返回上位机，方便测试者观察和调距，保证定位准确，为miniled响应时间做好准备工作。所述的工业镜头优选为超微距工业镜头，它具有高分辨率、高反差、低像差以及色彩还原准确等特点，可以更为清晰地呈现出拍摄对象的细节和质地，也就是说可以使图像信号更加清晰平滑，减少误差，提高检测精度。
7.进一步地，所述光路结构包括微型t台、透镜套筒和光学镜片组；所述光路结构，其主要功能是确保进光量的稳定性，保证信号的传输不间断，并通过光学镜片组，将多余的图像信号反射到定位相机，便于测试者调试镜头以捕捉到清晰的图像信息。所述透镜套筒为
反射镜片透镜套筒；一般来说，由于miniled的产品工艺规格所限，其发光直径大概为0.1mm，光从工业镜头射入，到达反射镜片，而反射镜片上带有0.3mm的小孔，由小孔成像原理可知，光可以完全射入透镜套筒，被定位相机和光电信号转换模块捕捉到。
8.进一步地，所述光电信号转换模块主要由光电倍增管组成，光电倍增管是一种灵敏度极高，响应时间极快的光学探测器件，能够及时进行光电信号的转换，保证数据传输的时效性；并将转换出来的电信号通过运放放大模块放大后传送到数据采集模块。所述光电倍增管的响应时间优选为2.2纳秒，就是说其采样频率大概为450mhz。又因为miniled的产品特性，它的响应时间大概为100ns。根据香农采样定理可得，要保证所采集到的信号准确清晰，则采样频率要大于等于信号频率的两倍。在申请中，采集频率约为450mhz，信号频率大约为10mhz，完全符合理论要求，因此该检测装置可以达到纳秒级别的精度要求。
9.进一步地，所述运放放大模块是对光电信号转换模块的输出信号进行放大，便于数据的采集和处理；所述运放放大模块的主控芯片是ad8033。
10.进一步地，所述数据采集模块包括数据采集卡，所述数据采集卡优选高频采集卡，能够采集高频信号且不失真；所述数据采集模块主要用于采集信号，进行模数转换，将信号波形传输到上位机做进一步分析，通过算法处理，可在软体上显示测量结果。
11.进一步地，所述usb通信模块采用usb串口通讯协议，能与上位机进行连接，主要是为了方便数据采集模块和光电检测模块能与上位机的及时通信，进行人机交互，便于测试者操作。
12.进一步地，所述电源管理模块，对整个装置电源的统筹兼顾，保证装置能量资源的分配合理，也是为了减少一些不要的接线，使得整个装置的布局更加合理美观。所述电源管理模块主要包括两路变压电路，一路为24v转5v降压电路，另一路为24v转15v降压电路；5v电路是用来给usb通信模块和数据采集模块供电的，15v是给光电信号转换模块和运放放大模块供电的。
13.进一步地，所述光学检测装置还包括bnc接口和usb接口，所述bnc接口用于连接示波器，将同轴线的一端接入所述bnc接口，另一端接入示波器，便可操作示波器捕捉合适波形，测量计算得出结果；将usb线一端接入所述usb接口，另一端接入上位机，便可实现所述usb接口与上位机之间的连接。
14.本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型提供的miniled响应时间的光学检测装置，具有结构简单、操作简便、轻巧便携、精度高、成本低、便于安装调试，适用于各种场合的光学检测，环境适应性极强等优势；该光学检测装置采用可拆卸式联接，可以装配在其他机台上进行产品测试，大大提高企业的生产效率，减少不必要的人力浪费。
15.此外，该光学检测装置还包括以下几个优点：
16.1)低亮度：由于采用pmt，使其可以采集到超低亮度的变化。(其测试范围：0.1nit～20000nit)。
17.2)精准性：采用微距镜头+定位相机的使用，其实现了实时对位监控，同时通过超微距镜头高倍率放大与测试范围小视场控制，其最小检测直径达到60um，可达到对单个mini led的亮度的检测。
18.3、高速性：本检测装置本身的响应时间为2.2ns，故可以精准的检测到mini led 100ns级别的响应测试要求。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型提供的光学检测装置中各功能模块的结构框图。
21.图2为本实用新型提供的光学检测装置中电源管理模块的电路原理图。
22.图3为本实用新型提供的光学检测装置中运放放大模块的电路原理图。
23.图4为本实用新型提供的光学检测装置中涉及的光路原理图。
24.图5为本实用新型提供的光学检测装置中光路结构的示意图。
25.图6为本实用新型提供的光学检测装置的结构示意图。
26.其中，1-工业镜头；2-前面板；3-底座；4-数据采集卡；5-光路结构；6-后面板；7-电源开关；8-电源接口；9-bnc接口；10-usb接口；11-把手；12-pcb；13-光电信号转换模块；14-电源管理模块；15-光电检测模块；16-运放放大模块；17-数据采集模块；18-usb通信模块；19-光电倍增管；20-定位相机；21-透镜套筒；22-微型t台；23-光学镜片组。
具体实施方式
27.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.实施例
30.如图1所示，一种miniled响应时间的光学检测装置，所述检测装置主要包括光电检测模块15、光路结构5、光电信号转换模块13、运放放大模块16、数据采集模块17、usb通信模块18和电源管理模块14；所述光电信号转换模块13和所述光电检测模块15均与所述光路结构5相连；所述运放放大模块16与所述光电信号转换模块13相连；所述数据采集模块17与所述运放放大模块16相连；所述usb通信模块18与所述光电检测模块15、所述数据采集模块17均相连；所述电源管理模块14用于分配、管理整个检测装置的能量资源。
31.如图4-6所示，所述光电检测模块15主要由工业镜头1和定位相机20组成。所述光路结构5包括微型t台22、反射镜片透镜套筒21和光学镜片组23。所述光电信号转换模块13主要由光电倍增管19组成，所述光电倍增管19的响应时间为2.2纳秒。所述运放放大模块16的主控芯片是ad8033。所述数据采集模块17采用高频数据采集卡4。所述usb通信模块18采
用usb串口通讯协议，进行人机交互。所述电源管理模块14包括两路变压电路，一路为24v转5v降压电路，另一路为24v转15v降压电路；5v电路是用来给usb通信模块18和数据采集模块17供电的，15v是给光电信号转换模块13和运放放大模块16供电的。
32.所述光学检测装置的具体结构如图6所示，包括前面板2、底座3、后面板6，前面板2上设有工业镜头1，后面板6上设有电源开关7、电源接口8、bnc接口9和usb接口10；前面板2和后面板6之间设置数据采集卡4、光路结构5和pcb12，此外，为了便于携带，还设置有把手11。具体使用时，应将驱动信号接入到miniled产品上，使其从一亮度级别h到另一亮度级别l。打开光学检测装置的电源开关7，调节位置，使光学检测装置对准miniled产品，用usb线将上位机与所述光学检测装置的usb接口10相连接，打开定位相机20驱动程序，调节镜头焦距、光圈大小，直至上位机屏幕上出现清晰的图像。打开所述光学检测装置的上位机软件，点击按钮，测得结果。另外，也可以将同轴线的一端接入所述光学检测装置的bnc接口9，另一端接入示波器，操作示波器捕捉合适波形，测量计算得出结果。
33.以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。