专利名称：灯泡检测装置及其检测方法
技术领域：
本发明涉及一种灯泡检测装置及其检测方法，并且尤其是涉及一种在不点灯的情况下，根据灯泡的影像检测灯泡是否合格的灯泡检测装置及其检测方法。
背景技术：
目前数字投影机的生产厂商，对于灯泡的主要检验标准偏重于使用寿命、亮度等规格，而对于亮度均匀度(brightness uniformity，以下简称亮均)却少有明确的规定。然而亮均却是衡量投影机性能优劣的一项重要指标，其中灯泡工作面的亮度分布是影响投影机亮均的最重要的因素。所以要提高投影机的投影质量，就有必要针对灯泡的亮均将灯泡进行分类，以适用于不同的机种。
目前传统对于灯泡亮均的检测，需要将灯泡点亮后，将灯泡的亮点投影在检测板上以检测光强分布。理论上检测板上的光强分布，应该是以焦点为中心成对称分布的一个圆，其中亮度最大的点为热点(hot spot)。但是，实际上批量生产的灯泡的反射灯罩和灯泡电极，必然与理论值间存在一定的偏差，各灯泡之间会存在些许差异。这些差异会引起光线走向不同，即光强分布发生变化，影响到灯泡的亮均，进而影响投影机的投影质量。因此，传统上是通过亮点在检测板上分布的均匀情形，来判断灯泡亮均的质量。然而，这种灯泡点灯检测的方式必须反复进行灯泡的拆装、点亮等动作，在逐一检测时消耗相当多的工时。而且灯泡点亮后，常常会发生烧毁而无法修复的情形从而造成损失。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是提供一种在不点灯的情况下，根据灯泡旋转一角度前后的影像，检测灯泡是否合格的灯泡检测装置及其检测方法。
根据本发明的目的，提出一种灯泡检测装置，包括定位机构及感光元件。定位机构用以固定灯泡，灯泡具有第一参考物及第二参考物，第一参考物及第二参考物连成参考轴线。感光元件用以摄取灯泡的第一影像，当灯泡以参考轴线为转轴旋转一角度后，感光元件摄取灯泡的第二影像。通过比对第一影像及第二影像，判断灯泡是否合格。
根据本发明的另一目的，提出一种灯泡检测方法，包括下列步骤首先，定位灯泡，灯泡具有第一参考物及第二参考物，第一参考物及第二参考物形成参考轴线；接着，摄取灯泡的第一影像；然后，记录第一影像；接着，以参考轴线为转轴将灯泡旋转一角度；然后，摄取灯泡的第二影像；接着，记录第二影像；然后，比对第一影像及第二影像，以判断灯泡是否合格。
为让本发明的上述目的、特征、和优点能更加显而易见，下文特举一优选实施例，并结合所附图式，作详细说明如下
图1示出了本发明一优选实施例的一种灯泡检测装置的示意图；
图2A及图2B分别示出了图1中的定位装置及灯泡旋转前及旋转后的示意图；图3示出了本发明的灯泡检测装置的感光元件、比对单元、显示单元及记录单元的连结方块图；图4示出了本发明一优选实施例的一种灯泡检测装置及连结本体的示意图；图5示出了本发明的灯泡检测方法流程图；以及图6A至图6B示出了本发明的灯泡检测方法的影像比较的示意图。
具体实施例方式
请参照图1，其示出了本发明一优选实施例的一种灯泡检测装置的示意图。灯泡检测装置包括定位机构120及感光元件140。定位机构120用以固定灯泡130，灯泡130具有第一参考物132及第二参考物134，第一参考物132及第二参考物134连成一参考轴线135。本实施例中，第一参考物132为灯泡130的阴极，第二参考物134为灯泡130的阳极，灯泡130为反射型短弧汞灯。感光元件140可以是电荷耦合元件(charge coupled device，CCD)、互补金氧半导体(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)感光元件、数字照相机(digital camera)或数字摄影机(digital videorecorder)。
请另外同时参照图2A及图2B，其分别示出了图1中的定位装置及灯泡旋转前及旋转后的示意图。如图2A所示，定位装置120具有推块122，定位装置120是通过推块122将灯泡130紧抵在基准面124及126上以固定灯泡130。当感光元件140摄取灯泡130的第一影像之后，灯泡130以参考轴线135为转轴旋转角度θ，如图2B所示。接着，再以感光元件140摄取灯泡130的第二影像。通过比对第一影像及第二影像，可以判断灯泡130是否合格。本实施例中，角度θ优选地为90度。
由于灯泡130以第一参考物132(如阴极)及第二参考物134(如阳极)所连成的参考轴线135为转轴旋转，若灯泡130为合格灯泡，表示第一参考物132(如阴极)及第二参考物134(如阳极)之间相对位置及距离应该固定不变。不管灯泡130沿着参考轴线135旋转多少角度，第一影像及第二影像的第二参考物134(如阳极)的影像之间相对位置及距离应该也是固定不变的。所以，如果第一影像及第二影像中的第二参考物134(如阳极)的影像之间的相对位置及距离固定不变时，即可判断灯泡130合格。如果第一影像及第二影像中的第二参考物134(如阳极)的影像之间的相对位置及距离有改变时，即可判断灯泡130不合格。
另外，灯泡130进一步包括反射灯罩136，参考轴线135实质上与反射灯罩136的反射中心轴线平行，反射灯罩136的开口面向感光元件140，感光元件140通过反射灯罩136摄取灯泡130的第一影像及第二影像。反射灯罩136可以具有抛物反射面，也可以具有半椭圆球反射面。在此根据成像原理，以反射灯罩136作为成像元件，第一参考物132及第二参考物134为成像物，通过反射灯罩136在感光元件140上成像。因此不论是反射灯罩136或是第一参考物132及第二参考物134制造时出现瑕疵，都会影响成像的位置和形状，亦即成像可以整体反映出灯泡130的质量特征。通过这些质量特征，可以对各个灯泡进行不点灯的检测。
请参照图3，其示出了本发明的灯泡检测装置的感光元件、比对单元、显示单元及记录单元的连结方块图。灯泡检测装置进一步可包括比对单元340。比对单元340与感光元件310电连接，比对单元340用以比对第一影像及第二影像，而判断灯泡130是否合格。另外，灯泡检测装置进一步可包括显示单元330。显示单元330与感光元件310电连接，显示单元330用以显示第一影像及第二影像，而供使用者进行人工比对并检测灯泡130是否合格。其中，显示单元330例如为显示器，比对单元340例如为在计算机上执行比对程序的比对系统。使用者可以固定第一影像中参考物的位置，例如以第一参考物132做为基准点，同时记录第二参考物134的坐标；接着固定第二影像中第一参考物132的位置，同时记录第二参考物134的坐标。通过比对两次坐标的位置，可以判断灯泡130旋转后第二参考物134的偏移量。当偏移量小于一上限时，判断灯泡130为合格；当偏移量大于或等于上述的上限时，判断灯泡130为不合格。或者是，当偏移量小于或等于上述的上限时，判断灯泡130为合格；当偏移量大于上述的上限时，判断灯泡130为不合格。
如图3所示，灯泡检测装置进一步可包括记录单元320，感光元件310分别与记录单元320及显示单元330电连接。因此，感光元件310可以摄取第一影像及第二影像，传送至记录单元320记录后，再送至比对单元340进行比对。也可以将第一影像及第二影像显示在显示单元330上，供使用者进行人工比对。比对单元340是以比对第一影像及第二影像中，第一参考物132及第二参考物134之间的第一距离及第二距离的差值是否小于一公差的方式，判断灯泡130是否合格。其中公差可以根据检测人员设定一上限。当差值小于上述的公差时，判定灯泡130为合格；当差值大于或等于上述的公差时，判定灯泡130为不合格。或者是，当差值小于或等于公差时，判定灯泡130为合格；当差值大于上述的公差时，判定灯泡130为不合格。虽然本实施例的定位机构120以推块122、基准面124及126为例作说明，但定位机构120可以是任意的夹持机构或扣接机构的设计。
此外，灯泡检测装置100进一步可包括透镜组150，设置于灯泡130及感光元件140之间，感光元件140通过透镜组150放大和缩短光路并摄取第一影像及第二影像。本实施例中，透镜组150为凸透镜，具有放大和缩短光路的作用，可以使灯泡检测装置100的整体体积缩小，并将成像放大使检测更为方便。定位机构120、感光元件140、透镜组150等进一步可通过连结本体对应设置。
请参照图4，其示出了本发明一优选实施例的一种灯泡检测装置及连结本体的示意图。定位机构120设置于本体180的顶部，感光元件140设置于本体180的底部，透镜组150设置于本体180上，并位于灯泡130及感光元件140之间。
此外，灯泡检测装置100进一步可包括调节机构160，用以调节感光元件140，使感光元件140能以清晰的影像质量摄取灯泡130的第一影像及第二影像。
当图2A的基准面124、126固定灯泡130时，调节感光元件140、透镜组150和灯泡130之间的夹角，以及透镜组150及感光元件140之间的距离。当可以摄取到灯泡130的第一参考物132(如阴极)及第二参考物134(如阳极)的清晰且放大的影像时，固定感光元件140及透镜组150。之后以90度顺序旋转灯泡至少2次。经过2次成像，可以全面反映出反射灯罩136和第一参考物132(如阴极)与第二参考物134(如阳极)的特性。
请参照图5，其示出了本发明的灯泡检测方法流程图，并以图1的灯泡检测装置为例做说明。灯泡检测方法200包括下列步骤首先，如步骤210，定位灯泡130。灯泡检测装置中，灯泡130具有第一参考物132及第二参考物134，第一参考物132及第二参考物134连成参考轴线135。其中第一参考物132为阴极，第二参考物134为阳极。
接着，如步骤220，摄取灯泡130的第一影像。
然后，如步骤230，记录第一影像。
接着，如步骤240，以参考轴线135为转轴将灯泡130旋转一角度。其中角度优选地为90度。
然后，如步骤250，摄取灯泡130的第二影像。
接着，如步骤260，记录第二影像。
然后，如步骤270，比对第一影像及第二影像，以判断灯泡130是否合格。
然而本领域技术人员，可知本实施例的灯泡检测方法200并不限于此。例如，步骤270中，进一步可包括比对第一影像及第二影像中，第一参考物132及第二参考物134之间的第一距离及第二距离的差值是否小于一公差，以判断灯泡130是否合格。当偏移量小于或等于公差上限时，判断灯泡130为合格。请同时参照图6A至图6B，其示出了本发明的灯泡检测方法的影像比较的示意图。如图6A所示，首先，将第一参考物132的影像尖端对准坐标中心位置，并将第二参考物134的影像前端坐标a记录下来。接着，如第6B图所示。将灯泡130旋转后，再将第一参考物132的影像尖端对准坐标中心位置，并将第二参考物134的影像前端坐标b记录下来。根据a、b两坐标值可以得到第二参考物134的偏移量，并将偏移量与设定的公差作比较，可判断灯泡130是否合格。
此外，步骤270中，进一步可包括显示第一影像及第二影像的步骤，以供使用者比对而判断灯泡130是否合格。使用者可以固定第一影像中的参考物的位置，例如以第一参考物132做为基准点，同时记录第二参考物134的坐标；接着固定第二影像中第一参考物132的位置为基准点，同时记录第二参考物134的坐标。藉由比对两次坐标的位置，可以判断灯泡130旋转后第二参考物134的偏移量。当偏移量小于上限时，判断灯泡130为合格。或者是，使用者可以直接目视第一影像及第二影像中的第二参考物134(如阳极)的影像之间相对位置及距离是否有改变，进而判断灯泡130是否合格。
另外，步骤220中，进一步可包括通过灯泡130的反射灯罩136摄取灯泡130的第一影像的步骤。参考轴线135实质上与反射灯罩136的反射中心轴线平行。
此外，步骤250中，进一步可包括通过反射灯罩136摄取灯泡130的第二影像的步骤。
另外，灯泡检测方法200进一步可包括下列步骤将第一影像中第一参考物132的影像对准一参考坐标；接着，记录第二参考物134的第一坐标。然后，在步骤240之后，将第二影像中第一参考物132的影像对准参考坐标；接着，记录第二参考物134的第二坐标；然后，比对第一坐标及第二坐标，以判断灯泡是否合格。
在上述的比对第一影像及第二影像的步骤中，可进一步包括下列步骤根据第一坐标与第二坐标，以得到第一坐标及第二坐标之间的偏移量；然后，判断偏移量是否小于一上限，以判断灯泡是否合格。
本发明上述实施例所公开的灯泡检测装置及其检测方法，其在不点灯的状况下，根据灯泡旋转一角度前后的影像检测灯泡是否合格。本发明可以迅速安全的分辨出灯泡的等级，有效节省检测的工时，且不会将灯泡烧毁而造成损失。整套检测工具只需要一套感光元件和定位机构即可完成，十分经济。经过有效检测的灯泡，可以确实改善投影机画面的亮均，提高生产线的合格率。通过影像比对的方式做检测，可以减少人为因素的干扰，较为客观。此外，通过影像的比对，也可检查出灯泡阴极及阳极是否有断裂、或是遭到水银附着等状况发生。整套检测方法，可以用于进料检验(input qualitycontrol，IQC)或工程复查，相当实用。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内可作各种的改动与修改，因此本发明的保护范围应以所附的权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种灯泡检测装置，包括定位机构，用以固定灯泡，所述灯泡具有第一参考物及第二参考物，所述第一参考物及所述第二参考物形成一参考轴线；以及感光元件，用以摄取所述灯泡的第一影像；当所述灯泡以所述参考轴线为转轴旋转一角度后，所述感光元件摄取所述灯泡的第二影像，通过比对所述第一影像及所述第二影像，判断所述灯泡是否合格。
2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括比对单元，用以比对所述第一影像及所述第二影像，判断所述灯泡是否合格。
3.根据权利要求1所述的装置，进一步包括显示单元，用以显示所述第一影像及所述第二影像，供使用者比对。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其中比对所述第一影像及所述第二影像，通过比对所述第一影像及所述第二影像中所述第一参考物与所述第二参考物之间的第一距离及第二距离的差值是否小于一公差的方式，判断所述灯泡是否合格。
5.根据权利要求1所述的装置，进一步包括透镜组，设置于所述灯泡及所述感光元件之间，所述感光元件通过所述透镜组放大和缩短光路并摄取所述第一影像及所述第二影像。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述灯泡进一步包括反射灯罩，所述参考轴线实质上与所述反射灯罩的反射中心轴线平行，所述反射灯罩的开口面向所述感光元件，所述感光元件通过所述反射灯罩摄取所述灯泡的所述第一影像及所述第二影像。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述反射灯罩具有抛物反射面。
8.根据权利要求6所述的装置，其中所述反射灯罩具有半椭圆球反射面。
9.根据权利要求1所述的装置，进一步包括调节机构，用以调节所述感光元件，使所述感光元件摄取所述灯泡的所述第一影像及所述第二影像。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述感光元件为电荷耦合元件、互补金氧半导体感光元件、数字照相机或数字摄影机。
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一参考物为阴极，所述第二参考物为阳极。
12.根据权利要求1所述的装置，进一步包括记录单元，用以记录所述第一影像及所述第二影像以供比对。
13.根据权利要求1所述的装置，其中所述角度实质上为90度。
14.根据权利要求1所述的装置，其中所述灯泡为反射型短弧汞灯。
15.一种灯泡检测方法，包括定位灯泡，所述灯泡具有第一参考物及第二参考物，所述第一参考物及所述第二参考物形成参考轴线；摄取所述灯泡的第一影像；以所述参考轴线为转轴将所述灯泡旋转一角度；摄取所述灯泡的第二影像；以及比对所述第一影像及所述第二影像，以判断所述灯泡是否合格。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述判断所述灯泡是否合格的步骤进一步包括比对所述第一影像及所述第二影像中，所述第一参考物及所述第二参考物之间的第一距离及第二距离的差值是否小于一公差，以判断所述灯泡是否合格。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述判断所述灯泡是否合格的步骤进一步包括显示所述第一影像及所述第二影像，以供使用者比对而判断所述灯泡是否合格。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述摄取所述灯泡的所述第一影像的步骤进一步包括通过所述灯泡的反射灯罩摄取所述灯泡的所述第一影像，所述参考轴线实质上与所述反射灯罩的反射中心轴线平行。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述摄取所述灯泡的所述第二影像的步骤进一步包括通过所述反射灯罩摄取所述灯泡的所述第二影像。
20.根据权利要求15所述的方法，进一步包括将所述第一影像中所述第一参考物的影像对准参考坐标；记录所述第二参考物的第一坐标；将所述第二影像中所述第一参考物的影像对准所述参考坐标；记录所述第二参考物的第二坐标；以及比对所述第一坐标及所述第二坐标，以判断所述灯泡是否合格。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述判断所述灯泡是否合格的步骤进一步包括根据所述第一坐标与所述第二坐标，得到所述第一坐标及所述第二坐标之间的偏移量；以及判断所述偏移量是否小于上限，以判断所述灯泡是否合格。
22.根据权利要求15所述的方法，进一步包括记录所述第一影像；以及记录所述第二影像。
全文摘要
一种灯泡检测装置，包括定位机构及感光元件。定位机构用以固定灯泡，灯泡具有第一参考物及第二参考物，第一参考物及第二参考物形成一参考轴线。感光元件用以摄取灯泡的第一影像，当灯泡以参考轴线为转轴旋转一角度后，感光元件摄取灯泡的第二影像。通过比对第一影像及第二影像，判断灯泡是否合格。
文档编号G01R31/44GK101059395SQ20061007637
公开日2007年10月24日 申请日期2006年4月20日 优先权日2006年4月20日
发明者宁红娜, 黄学光 申请人:明基电通信息技术有限公司