구형 반사 코팅 및 LED 조명의 설치 위치 통합에 대한 광학 매개 변수의 테스트 정확도 연구

적분구로 광속을 측정하는 동안 일반 광원과 비교하여 LED 광원의 광속 테스트 정확도는 테스트 장비에 큰 어려움을 안겨주었습니다. 한편, LED 광원은 다른 일반 광원보다 뛰어난 직사 특성을 가지고 있습니다. 일반적으로 전체 공간의 모든 방향에서 균일하게 조명을 방출하지 않습니다. 이 기능은 LED의 직사광선이 표면에 고르지 않게 분포되도록 합니다. 적분 구, 검출기의 다른 반사 특성에 대해 LED의 다른 직접 반사광을 직접 유발합니다. 검출기 포트와 배플의 위치가 고정되어 있기 때문에 다양한 반사율 분포가 신호 변동으로 직접 나타납니다. 기존의 측정 시스템에서도 순방향 발산각이 다른 LED, 방향이 다른 동일한 LED, 같은 방향의 위치가 다른 등의 경우에도 공칭 광속이 동일하더라도 실제 측정값에도 큰 차이가 나타납니다. 고객이 검증한 결과에 따르면 기존의 LED 측정 시스템에서 LED 배치 방향이 광속 측정 결과에 미치는 영향은 종종 50% 이상(다른 방향에서 측정된 동일한 LED의 최대 신호와 최소 신호의 차이) ).

다른 조명 각도의 다른 LED를 측정할 때 적분구 표면의 분포가 다르기 때문에 검출기의 직접 반사율 분포가 달라지므로 두 측정 간의 정확도 차이에 직접적인 영향을 미칩니다. 그림과 같이:

한편, LED 측정 시스템은 일반적으로 할로겐 램프를 표준 광원으로 사용합니다. 표준광원은 LED조명과는 외관, 광분포, 분광특성 면에서 완전히 다릅니다. 따라서 자기흡수계수로 그 차이를 보정해야 한다.

LED의 방향성이 테스트 정확도에 영향을 미치는 중요한 이유 중 하나는 적분구의 내부 표면 반사 특성에 중점을 둡니다. 일반적인 LED 측정 시스템에서 통합 구형 표면 코팅의 반사율과 램버트 특성은 그다지 만족스럽지 않습니다. 하나는 낮은 반사율이고 다른 하나는 나쁜 난반사 특성입니다. 적분구 표면의 낮은 반사율의 한 가지 결과는 LED의 직접 조명이 몇 번 반사된 후 점차 감소한다는 것입니다. 광 혼합의 전체 과정에서 직접 조명과 직접 반사광이 큰 비율을 차지하며 지배적인 역할을 합니다. 그러나 일부 조건에서는 반사율이 낮은 재료가 배플 뒤쪽의 감지기에 강한 그림자 효과를 생성합니다. 부정확한 측정을 초래하는 것은 반사광과 그림자 효과뿐입니다.

또한 확산 반사율이 낮으면 신호 감쇠가 심각하게 발생합니다. 측정하는 동안 적분구 내부의 빛이 연속적으로 반사되고 반사가 매번 감소하기 때문에 광도에 대한 반사율의 높거나 낮은 영향은 다중 반사 후에 강화될 수 있습니다. 예를 들어 볼에서 빛을 15번 반사하면 두 반사율 차이가 5%이면 신호 감쇠가 두 배 이상일 수 있습니다. 그러나 적분구 내부의 반사율 차이는 그 이상입니다.

현재 LED 테스트 시스템은 LED 표준 조명을 표준 광원으로 사용하지 않고 측정 중에 안정적인 드라이버로 보정된 할로겐을 사용합니다. 표준 광원의 모양과 테스트된 LED는 매우 다양하기 때문에 LED 고정구의 빛 흡수 효과 및 표준 광원의 장착 위치와 테스트된 LED의 차이는 결과의 측정 정확도에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. .

Lisun 개발 한 IS-*MA 테스트 홀드 베이스가 있는 새로운 디자인 통합 영역. 전통적인 통합 영역의 "대량 조립" 생산 기술과 비교하여, IS-*MA는 4π 또는 2π 구면 구조에 완전히 부합하는 형태의 적분구를 생산하기 위해 몰딩 기술을 채택했으며, 높은 반사율과 확산 반사율의 코팅을 사용했으며, 조명 장치의 개방 위치가 검출기를 향하도록 설계했습니다. 이번 개선으로 방향성이 강한 LED를 사용하거나 극단적인 조건에 LED를 배치하는 등 극한 조건에서도 측정 결과는 여전히 양호한 일관성을 유지한다.

LPCE-2 시스템은 보정된 할로겐 램프를 표준 광원으로 사용합니다. 측정된 LED와 표준 램프의 클램프 차이가 측정 결과에 미치는 영향을 보상하기 위해 대체 솔루션으로 임시 보조 램프를 사용할 수 있습니다. LPCE-2 시스템은 위에서 설명한 대로 LED 측정 정확도 문제를 특별히 테스트합니다. 테스트 조건은 다음과 같습니다. 고휘도 녹색 5LED를 채택했으며 전력은 약 0.35W, 방출 각도는 약 30°입니다.

LPCE-2 시스템은 그림 III에 표시된 가능한 LED 배치 위치를 나타내는 XNUMX개의 측정 위치를 사용합니다.

그림 III LED의 다른 배치 위치

루멘과 LED 배치 사이의 관계는 그림 IV와 같습니다. 테스트 결과 LED가 디텍터 개구부를 향하거나 역방향으로 향하는 가장 극단적인 경우에도 광속 측정 결과는 여전히 5% 미만으로 매우 좋은 테스트 결과입니다. 실제 응용에서는 LED가 이러한 극단적인 상황에 놓이지 않기 때문에 일반적으로 테스트에 간단한 테스트 픽스처를 사용합니다. 포지셔닝 오차를 포함한 경우 동일 위치에서의 광속 측정 결과 오차는 0.1% 미만입니다. 그러나 LED 광속 측정 반복성의 테스트 오류는 실제 테스트 중에 0.1%보다 훨씬 적습니다.

그림 IV LED의 다른 측정 위치에 대한 루멘 값

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