專利名稱：照明單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及照明單元，特別是基于LED的照明單元。
背景技術(shù)：
大多數(shù)用于線掃描成像的傳統(tǒng)照明系統(tǒng)使用線性延伸的光源。與任何外部光源結(jié)合的線性光纖多色線轉(zhuǎn)換器代表了常規(guī)的系統(tǒng)。圖1示出了廣泛使用的并且商業(yè)上可負(fù)擔(dān)的基于光纖的線性光源。來自燈1的光穿過包括熱鏡2和濾光輪3的光學(xué)器件并且進(jìn)入光纖束4的一端。 光纖束包括多個(gè)光纖。光纖束中的光纖的另一端沿著虛擬線9彼此分開放置，以提供多色線照明。燈電源和功率控制硬件模塊5控制燈1的照明強(qiáng)度并為其提供電源電壓。濾光輪和硬件6對(duì)應(yīng)用多個(gè)分立的濾色器中的哪個(gè)濾色器進(jìn)行控制。

實(shí)用新型內(nèi)容一種對(duì)電氣對(duì)象(object)進(jìn)行照明的方法，該方法可包括用傳感器測(cè)量實(shí)際的光圖案，該光圖案是通過激勵(lì)發(fā)光二極管的多色線中的多色發(fā)光二極管而獲得的，該發(fā)光二極管的多色線包括被設(shè)置為發(fā)射不同顏色的光的發(fā)光二極管；確定當(dāng)應(yīng)用時(shí)會(huì)在檢查平面上產(chǎn)生期望的光圖案的發(fā)光二極管的多色線中的發(fā)光二極管的期望的顏色和亮度值；并且在檢查被檢查電氣對(duì)象的過程中，通過應(yīng)用期望的顏色和亮度值對(duì)至少部分位于檢查平面內(nèi)的被檢查的電氣對(duì)象區(qū)域進(jìn)行照明。一種對(duì)被檢查的電氣對(duì)象進(jìn)行照明的方法，該方法可以包括激勵(lì)發(fā)光二極管的多色線中的多個(gè)發(fā)光二極管；測(cè)量由發(fā)光二極管的多色線形成的光圖案的至少一個(gè)照明參數(shù)；并且改變發(fā)光二極管的多色線中的至少一個(gè)發(fā)光二極管的至少一個(gè)控制特性，以提供期望的光圖案。一種激勵(lì)發(fā)光二極管的多色線的方法，該方法可以包括確定由發(fā)光二極管的多色線形成的期望的光圖案；并控制發(fā)光二極管的多色線中的發(fā)光二極管，以基本上獲得期望的光圖案?！N照明單元，其可以包括光學(xué)器件，位于發(fā)光二極管的多色線和被檢查的電氣對(duì)象之間；控制器，用來基于當(dāng)應(yīng)用時(shí)會(huì)在檢查平面上產(chǎn)生期望的光圖案的期望的顏色和亮度值，控制發(fā)光二極管的多色線中的發(fā)光二極管；其中期望的顏色和亮度值是基于表示實(shí)際光圖案的測(cè)量結(jié)果確定的，該實(shí)際光圖案通過激勵(lì)發(fā)光二極管的多色線中的多個(gè)發(fā)光二極管獲得；以及由控制器控制的所述發(fā)光二極管的多色線，用于對(duì)至少部分位于檢查平面內(nèi)的被檢查的電氣對(duì)象的區(qū)域進(jìn)行照明。由于不同顏色部件(它們是頻譜不重疊的)的加色(additive)特性，它們的線性組合允許只通過選擇合適的調(diào)光因子來產(chǎn)生期望的照明頻譜。這種方法將寬頻譜光源完全替換為濾光輪機(jī)械裝置和電子裝置。此外，多色線的發(fā)光二極管可以立即提供更多期望的照明“顏色”，而不用將時(shí)間和金錢花費(fèi)在新的“外來的”濾光器。[0009]一種照明單元，包括發(fā)光二極管的多色線，該發(fā)光二極管的多色線包括多個(gè)被設(shè)置為發(fā)射不同顏色的光的發(fā)光二極管，其特征是該照明單元還包括用于測(cè)量實(shí)際的光圖案的光傳感器；以及與所述光傳感器和所述發(fā)光二極管的多色線中的發(fā)光二極管相連接的控制器，用于從所述光傳感器接收亮度和/或光信息，控制所述發(fā)光二極管的多色線中的發(fā)光二極管。優(yōu)選地，將所述控制器設(shè)置成用于控制所述發(fā)光二極管的多色線中的所述發(fā)光二極管以在被檢查的電氣對(duì)象的區(qū)域上獲得均勻亮度的照明，其中所述區(qū)域比所述發(fā)光二極管的多色線長。優(yōu)選地，所述發(fā)光二極管的多色線包括連續(xù)發(fā)光二極管和脈沖發(fā)光二極管。優(yōu)選地，將每一個(gè)發(fā)光二極管設(shè)置成發(fā)出多種顏色的光。

以下將參照附圖僅以舉例的方式描述本發(fā)明更多的細(xì)節(jié)、方案和實(shí)施例。在附圖中，采用相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)識(shí)相同或功能類似的元件。附圖中的元件用來進(jìn)行簡化和清楚的說明，而未必是按比例繪制的。圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的基于光纖器件的線性光源。圖2A-C分別示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的實(shí)際的光圖案、期望的光圖案以及不同發(fā)光二極管的亮度；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)；圖4-6示出了根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例的方法；和圖7A和圖7B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
提供發(fā)光二極管的多色線。多色線包括多個(gè)顏色發(fā)光二極管(color light emitting diode)，每一個(gè)能發(fā)出亮度和頻譜(顏色)可控的光。發(fā)光二極管的多色線可以是自動(dòng)掃描光學(xué)儀器的一部分，該自動(dòng)掃描光學(xué)儀器可以用于不同的產(chǎn)業(yè)，例如印刷電路板產(chǎn)業(yè)、晶片產(chǎn)業(yè)，等等?？梢詼y(cè)量沿著多色線的光的亮度并且可以使用屬多色線的不同發(fā)光二極管的亮度來補(bǔ)償(被檢查對(duì)象的平面上的)實(shí)際顏色和亮度分布和期望的顏色和亮度分布之間的偏差。該測(cè)量可以包括對(duì)透明對(duì)象、非透明對(duì)象進(jìn)行照明或甚至在不存在被檢查對(duì)象時(shí)對(duì)傳感器進(jìn)行照明。實(shí)際顏色和亮度分布可以被跟隨發(fā)光二極管的多色線的光學(xué)器件影響。例如，可以控制發(fā)光二極管亮度，以沿著(發(fā)光二極管的多色線的)較長尺寸提供空間上調(diào)整的照明功率輪廓(profile)，從而補(bǔ)償成像光學(xué)器件邊緣漏失效應(yīng)(edge drop-out effect)，例如眾所周知的cos~4低，如圖2A中的曲線110所示?？梢钥刂瓢l(fā)光二極管11的亮度，以(在發(fā)光二極管的多色線上)提供亮度分布， 如圖2B中的曲線120所示。結(jié)果_(通過光學(xué)器件后的)檢查平面上的光亮度分布是均勻的(平直曲線)_如圖2C中的曲線130所示。光學(xué)器件30可以具有傳遞函數(shù)，該傳遞函數(shù)具有作為特定物鏡特性、光學(xué)放大、F 值等的函數(shù)的輪廓退化。該傳遞函數(shù)可以隨著時(shí)間改變并且可能因照明(例如不同材料反射)或成像模式的不同而不同。不同發(fā)光二極管的空間和顏色參數(shù)可以是(通過控制器20)電子可編程的，并且服從于校準(zhǔn)過程?？刂破?0可以應(yīng)用平場(chǎng)校正算法。形成發(fā)光二極管的多色線10的發(fā)光二極管(LEDs) 11可以從市場(chǎng)上可買到的發(fā)光二極管中選擇，并且應(yīng)該以高光效、長壽命、易管理性和有獨(dú)立發(fā)光二極管控制能力為特征。發(fā)光二極管11可以由控制器20控制，該控制器20可以從光傳感器100接收亮度
和/或光信息。發(fā)光二極管的多色線可以具有有細(xì)長形狀，可以利用連續(xù)發(fā)射發(fā)光二極管、脈沖發(fā)光二極管及其結(jié)合?？梢砸赃B續(xù)方式或以脈沖方式激勵(lì)發(fā)光二極管11?？梢詫l(fā)光二極管的亮度選擇為高，以便使能具有已知靈敏度的光傳感器100，從而以較高的掃描率得到足夠的光信息?？梢圆捎盟浼夹g(shù)、風(fēng)冷技術(shù)、散熱元件等來冷卻發(fā)光二極管11。發(fā)光二極管的多色線應(yīng)當(dāng)包括至少兩種(并且常規(guī)為3或4種)不同顏色的發(fā)光二極管。發(fā)光二極管可以發(fā)出單色或多色的光。利用多色發(fā)光二極管可以簡化發(fā)光二極管的控制方案-因?yàn)椴恍枰獜亩鄠€(gè)不同的發(fā)光二極管得到照明的期望顏色。可以將發(fā)光二極管的光學(xué)特性設(shè)計(jì)成符合系統(tǒng)光學(xué)器件(CCD、成像光學(xué)器件、常規(guī)或熒光成像概念等等)。每一個(gè)顏色部件可以是能夠獨(dú)立管理的。從相同的有效區(qū)域?qū)γ恳活伾考蛉魏晤伾考慕M合進(jìn)行輻射。多色線的多色發(fā)光二極管可以是受控的發(fā)光二極管(發(fā)光二極管亮度)，以提供空間均勻性。發(fā)射的光通量應(yīng)當(dāng)在(照明的)有效區(qū)域的較長尺寸上表現(xiàn)出功率和角度分布的均勻性，從而從高反射(鏡面)和擴(kuò)散無光澤(diffusive matt)(朗伯(Lambertian)) 表面均提供均勻的反射。角孔徑應(yīng)當(dāng)與照明塊設(shè)計(jì)的輸入數(shù)字孔徑相符，以提供最大的耦合效率和靈活性。多色線的發(fā)光二極管被連接到控制電路，控制電路可以控制每一個(gè)發(fā)光二極管 (或發(fā)光二極管組)的顏色和功率。例如，每一個(gè)顏色部件的光功率是被單獨(dú)控制的發(fā)射二極管，該發(fā)射二極管具有可能的最大的調(diào)光比(動(dòng)態(tài)范圍)。由于不同顏色部件(它們是頻譜不重疊的)的加色(additive)特性，它們的線性組合允許只通過選擇合適的調(diào)光因子來產(chǎn)生期望的照明頻譜。這種方法將寬頻譜光源完全替換為濾光輪機(jī)械裝置和電子裝置。此外，多色線的發(fā)光二極管可以立即提供更多期望的照明“顏色”，而不用將時(shí)間和金錢花費(fèi)在新的“外來的”濾光器。圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)電氣對(duì)象進(jìn)行照明的方法400。方法400以步驟410開始，在該步驟中由傳感器測(cè)量通過激勵(lì)發(fā)光二極管的多色線中的多個(gè)顏色發(fā)光二極管獲得的實(shí)際光圖案。多色線包括被設(shè)置為發(fā)出不同顏色的光的發(fā)光二極管。步驟420跟隨步驟410，在步驟420中確定當(dāng)應(yīng)用時(shí)會(huì)在檢查平面上產(chǎn)生期望的光圖案的發(fā)光二極管的多色線中的發(fā)光二極管的期望的顏色和亮度值。[0037]步驟420可以包括為至少兩個(gè)不同照明場(chǎng)景確定期望的顏色和亮度值，所述場(chǎng)景的顏色彼此不同?？梢栽O(shè)計(jì)不同的照明場(chǎng)景來檢測(cè)不同類型的缺陷。步驟420還可以包括確定期望的顏色和亮度值，以便在檢查平面上實(shí)現(xiàn)均勻的功率分布和均勻的角度分布。步驟430跟隨步驟420，在該步驟中通過采用期望的顏色和亮度值，在被檢查的電氣對(duì)象的檢查期間，對(duì)至少部分地位于檢查平面內(nèi)的被檢查的電氣對(duì)象的區(qū)域進(jìn)行照明。所述照明可以使用發(fā)光二極管的多色線中的連續(xù)的發(fā)光二極管和脈沖發(fā)光二極管。所述照明在控制每一個(gè)發(fā)光二極管發(fā)出的顏色時(shí)可以利用發(fā)光二極管的多色線， 其中每一個(gè)發(fā)光二極管被設(shè)置為發(fā)出多種顏色的光。步驟430可以包括采用期望的顏色和亮度值，以便在被檢查的電氣對(duì)象區(qū)域上獲得均勻亮度的照明，其中該區(qū)域比發(fā)光二極管的多色線長。期望顏色和亮度值的應(yīng)用對(duì)光學(xué)器件的傳遞函數(shù)的非均勻性進(jìn)行補(bǔ)償，該光學(xué)器件位于發(fā)光二極管的多色線和被檢查的電氣對(duì)象之間。步驟420可以包括確定發(fā)出顏色輻射以提供期望光圖案的發(fā)光二極管的多色線中的不同的發(fā)光二極管的調(diào)光因子?？梢远啻沃貜?fù)步驟430，以便對(duì)被檢查的電氣對(duì)象的不同區(qū)域進(jìn)行照明和成像。這可能涉及相對(duì)于光學(xué)器件移動(dòng)電氣的被檢查對(duì)象。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通過激勵(lì)多色線中的多色發(fā)光二極管來照明被檢查的電氣對(duì)象的方法500。方法500以激勵(lì)多色發(fā)光二極管線中的多個(gè)發(fā)光二極管的步驟510開始。步驟520跟隨步驟510，在步驟520中測(cè)量由發(fā)光二極管的多色線形成的光圖案的至少一個(gè)照明參數(shù)(亮度和/或顏色)。步驟530跟隨步驟520，在步驟530中改變多色線中的發(fā)光二極管的至少一個(gè)控制特性(照明亮度，選擇的顏色)，以提供期望的光圖案。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于激勵(lì)發(fā)光二極管的多色線的方法600。方法600以確定由發(fā)光二極管的多色線形成的期望的光圖案(在亮度分布、顏色或兩者方面)的步驟610開始。步驟620跟隨步驟610，在步驟620中控制發(fā)光二極管的多色線中的發(fā)光二極管，以基本上獲得期望的光圖案。圖7A和圖7B分別示出了系統(tǒng)710和720以及提供被發(fā)光二極管的多色光照明的區(qū)域的指示的圖像輪廓的例子。系統(tǒng)710包括對(duì)向光學(xué)器件反射光的漫反射對(duì)象進(jìn)行照明的發(fā)光二極管的多色線，所述光學(xué)器件包括物鏡和線照相機(jī)。所照明的區(qū)域是矩形的-如系統(tǒng)710之上的輪廓所示。系統(tǒng)720包括對(duì)向光學(xué)器件反射光的鏡面反射對(duì)象進(jìn)行照明的發(fā)光二極管的多色線，所述光學(xué)器件包括物鏡和線照相機(jī)。所照明的區(qū)域不是矩形的-如系統(tǒng)720之上的輪廓所示。在以上的說明中，參照本發(fā)明的實(shí)施例的特定例子對(duì)發(fā)明進(jìn)行了描述。然而，在不背離本發(fā)明在所附的權(quán)利要求書中闡明的更寬的精神和范圍的情況下，顯然可以作出各種變形和改變。 本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，邏輯框之間的邊界僅是說明性的，并且備選實(shí)施例可以合并邏輯框或電路元件或?qū)Σ煌壿嬁蚧螂娐吩M(jìn)行備選的功能分解。
權(quán)利要求1.一種照明單元，包括發(fā)光二極管的多色線，該發(fā)光二極管的多色線包括多個(gè)被設(shè)置為發(fā)射不同顏色的光的發(fā)光二極管，其特征是該照明單元還包括用于測(cè)量實(shí)際的光圖案的光傳感器；以及與所述光傳感器和所述發(fā)光二極管的多色線中的發(fā)光二極管相連接的控制器，用于從所述光傳感器接收亮度和/或光信息，控制所述發(fā)光二極管的多色線中的發(fā)光二極管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明單元，其特征是，將所述控制器設(shè)置成用于控制所述發(fā)光二極管的多色線中的所述發(fā)光二極管以在被檢查的電氣對(duì)象的區(qū)域上獲得均勻亮度的照明，其中所述區(qū)域比所述發(fā)光二極管的多色線長。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明單元，其特征是，所述發(fā)光二極管的多色線包括連續(xù)發(fā)光二極管和脈沖發(fā)光二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明單元，其特征是，將每一個(gè)發(fā)光二極管設(shè)置成發(fā)出多種顏色的光。
專利摘要一種照明單元，包括(i)光學(xué)器件，位于發(fā)光二極管的多色線和被檢查的電氣對(duì)象之間；(ii)控制器，用來基于當(dāng)應(yīng)用時(shí)會(huì)在檢查平面上產(chǎn)生期望的光圖案的期望的顏色和亮度值，控制所述發(fā)光二極管的多色線中的發(fā)光二極管；其中所述期望的顏色和亮度值是基于表示實(shí)際光圖案的測(cè)量結(jié)果確定的，該實(shí)際光圖案通過激勵(lì)所述發(fā)光二極管的多色線中的多個(gè)發(fā)光二極管獲得；以及(iii)由控制器控制的所述發(fā)光二極管的多色線，用于對(duì)至少部分位于所述檢查平面內(nèi)的所述被檢查的電氣對(duì)象的區(qū)域進(jìn)行照明。
文檔編號(hào)H05B37/02GK201986206SQ20092100002
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日
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