Badanie dokładności testu parametru optycznego przy integracji sferycznej powłoki odblaskowej i pozycji montażowej oświetlenia LED

Podczas pomiaru strumienia świetlnego ze sferą całkującą, w porównaniu ze zwykłym źródłem światła, dokładność testu strumienia świetlnego źródła światła LED stanowiła ogromne wyzwanie dla urządzeń testujących. Z jednej strony źródła światła LED charakteryzują się znakomitymi charakterystykami bezpośrednimi niż inne zwykłe źródła światła. Zwykle nie emitowałoby światła równomiernie we wszystkich kierunkach na całej przestrzeni. Ta cecha sprawia, że ​​bezpośrednie światło LED rozprowadzane jest nierównomiernie na powierzchni integrująca sfera, co bezpośrednio powoduje różne bezpośrednie odbicia światła LED dla różnych charakterystyk odblaskowych czujki. Ponieważ położenie portu detektora i przegrody jest stałe, różne rozkłady współczynnika odbicia są bezpośrednio przedstawiane jako fluktuacje sygnału. W konwencjonalnym systemie pomiarowym rzeczywista wartość pomiaru również wykazuje duże różnice dla diod LED o różnym kącie rozbieżności do przodu, tej samej diodzie LED o różnych orientacjach, różnych położeniach w tym samym kierunku i innych, nawet jeśli nominalny strumień świetlny jest taki sam. Zgodnie z wynikami zweryfikowanymi przez klienta, w konwencjonalnym układzie pomiarowym diod LED wpływ kierunku rozmieszczenia diod LED na wyniki pomiarów strumienia świetlnego często przekracza 50% (różnica między maksymalnym a minimalnym sygnałem tej samej diody mierzonym w różnych kierunkach ).

Podczas pomiaru różnych diod LED o różnym kącie świecenia, inny rozkład na powierzchni integrującej się kuli powoduje, że wpływ bezpośredniego rozkładu odbicia na detektor jest różny, a zatem bezpośrednio wpływa na różnicę dokładności między dwoma pomiarami. Jak pokazano na zdjęciu:

Z drugiej strony system pomiarowy LED zwykle wykorzystuje lampę halogenową jako standardowe źródło światła. Standardowe źródło światła różni się całkowicie od świateł LED pod względem wyglądu, rozkładu światła lub charakterystyki widmowej. Dlatego różnicę należy skorygować o współczynnik sam absorpcji.

Jednym z ważnych powodów kierunkowości LED jest wpływ skupienia na dokładność testowania na charakterystykę odbicia wewnętrznej powierzchni kuli całkującej. We wspólnym systemie pomiarowym LED zarówno współczynnik odbicia, jak i komory charakterystyczne dla zintegrowanego powlekania powierzchni kuli nie są bardzo zadowalające. Jednym z nich jest niski współczynnik odbicia, drugi to złe właściwości odbicia rozproszonego. Jednym z rezultatów niskiego współczynnika odbicia na powierzchni integrującej się kuli jest bezpośrednie oświetlenie diody LED stopniowo zanikające po kilkukrotnym odbiciu. W całym procesie mieszania światła bezpośrednie oświetlenie i bezpośrednie światło odbite stanowią dużą część i odgrywają dominującą rolę. Jednak w niektórych warunkach materiał o niskim współczynniku odbicia wytworzy silny efekt cienia na detektorze z tyłu przegrody. Niedokładne pomiary skutkują jedynie odbitym efektem światła i cienia.

Co więcej, niższy współczynnik rozproszenia będzie poważnie powodować tłumienie sygnału. Podczas pomiaru, ponieważ ciągłe odbicie światła wewnątrz integrującej się kuli i odbicie zanikają za każdym razem, wpływ wysokiego lub niskiego współczynnika odbicia na natężenie światła można wzmocnić po wielokrotnych odbiciach. Odbijając światło w kuli 15 razy, na przykład, jeśli obie różnice odbicia wynoszą 5%, tłumienie sygnału może być podwójne lub więcej. Jednak różnica współczynnika odbicia w sferze całkującej jest znacznie większa.

Obecnie w systemie testowym LED nie zastosowano standardowego światła LED jako standardowego źródła światła, lecz skalibrowany halogen ze stabilnym sterownikiem podczas pomiaru. Ze względu na wygląd standardowego źródła światła i testowanej diody LED jest bardzo różna, efekt absorpcji oprawy LED na światło oraz różnica między pozycją montażu standardowego źródła światła a testowaną diodą LED, które są ważnymi czynnikami wpływającymi na dokładność pomiaru wyników .

Lisun opracował a IS-*MA nowy projekt integrujący kulę z podstawą uchwytu testowego. W porównaniu z technologią produkcji „masowego montażu” tradycyjnej sfery integrującej, IS-*MA przyjął technologię formowania w celu wytworzenia kuli całkującej, której kształt jest w pełni zgodny ze strukturą sferyczną 4π lub 2π, zastosował powłokę o wysokim współczynniku odbicia i odbiciu rozproszonym oraz zaprojektował położenie otwarcia opraw bezpośrednio w stronę detektora. Dzięki temu udoskonaleniu, nawet w ekstremalnych warunkach, w których stosuje się diody LED o bardzo dużej kierunkowości lub umieszczone diody LED w ekstremalnych warunkach, wyniki pomiarów są nadal utrzymywane na dobrej spójności.

LPCE-2 system wykorzystuje skalibrowaną lampę halogenową jako standardowe źródło światła. W międzyczasie dostępna jest lampa pomocnicza dla alternatywnych rozwiązań, które służą do kompensacji wpływu różnicy zacisków mierzonej diody LED i lampy standardowej na wyniki pomiaru. LPCE-2 system specjalnie testuje problem z dokładnością pomiaru diod LED, jak opisano powyżej. Warunki testowe są następujące: przyjęcie zielonej diody LED 5 o wysokiej jasności, której moc wynosi około 0.35 W, kąt emisji wynosi około 30°.

LPCE-2 system wykorzystuje dziewięć pozycji pomiarowych, reprezentujących możliwą pozycję umieszczenia diody LED pokazaną na rysunku III.

Ryc. III Różne położenie umiejscowienia diody LED

Zależność między prześwitem a rozmieszczeniem diod LED przedstawia rysunek IV. Z wyników testu, nawet w najbardziej ekstremalnym przypadku, która dioda LED zmierza w kierunku otwarcia detektora, lub z powrotem w kierunku otwarcia detektora, wynik pomiaru strumienia świetlnego jest nadal mniejszy niż 5%, co jest bardzo dobrym wynikiem testu. W praktycznym zastosowaniu, ponieważ dioda LED nie byłaby umieszczona w takiej ekstremalnej sytuacji, zwykle używa ona prostego urządzenia testowego do testowania. W przypadku uwzględnienia błędu pozycjonowania błąd wyników pomiaru strumienia świetlnego w tej samej pozycji jest mniejszy niż 0.1%. Jednak błąd testowy powtarzalności pomiaru strumienia świetlnego LED jest znacznie mniejszy niż 0.1% podczas rzeczywistego testu.

Rysunek IV Wartość prześwitu dla różnych pozycji pomiaru LED

Tagi:IS-*MA , LPCE-2(LMS-9000) , LPCE-3