CN103487610A

CN103487610A - 用于测试器件光电性能的夹具及夹具组件

Info

Publication number: CN103487610A
Application number: CN201310432147.3A
Authority: CN
Inventors: 裴艳荣; 杨华; 赵丽霞; 王军喜; 李晋闽
Original assignee: Institute of Semiconductors of CAS
Current assignee: Institute of Semiconductors of CAS
Priority date: 2013-09-22
Filing date: 2013-09-22
Publication date: 2014-01-01

Abstract

本发明提供了一种用于测试器件光电性能的夹具及夹具组件。该夹具包括：滑动基座10；变角度底盘30，呈圆形板状结构，具有角度标识；第一支架40，呈垂直于所述变角度底盘30所在平面的平板结构，其下方固定三角标志41，该三角标志41的尖端朝向所述变角度底盘30的角度标识；以及连接杆20，其下端固定于所述滑动基座10，其上端穿过所述变角度底盘30，螺接于所述第一支架40的底部；其中，所述变角度底盘30固定于所述连接杆20，所述第一支架40以所述连接杆为轴，可旋转地位于所述变角度底盘30上。本发明夹具能够使光源或是探测器准确的被固定在需要的角度或任意角度下进行测试。

Description

用于测试器件光电性能的夹具及夹具组件

技术领域

本发明涉及半导体光源测试技术领域，尤其涉及一种用于测试器件光电性能的夹具及夹具组件。

背景技术

随着现代固态照明技术的快速发展，LED越来越多的应用于显示，信号传输和照明领域。基于半导体照明的可见光通信技术以其带宽高、无电磁污染、安全性好、功耗低、无须新增专用网络和频率许可证、具有一定的移动性、以及与半导体照明相结合所带来的节能和环保等优点，将成为网络用户终端的接入方式之一，并且随着半导体照明技术的进一步发展和半导体照明的日渐普及，有可能成为网络终端的主要接入方式。从而，可见光通信系统的普及将推动快速响应发光二级管(LED)制造的发展。目前，亚洲、欧洲、美洲等国对于可见光通信技术已经高度重视，并进行了相应的研究且成果卓越。我国大陆对白光LED室内无线光通信的研究起步比国外晚，更多的研究还处于跟踪报道阶段。

伴随可见光通信技术的发展，可见光源LED的光电特性也备受各国关注，对于高带宽高响应速率LED芯片的需求越来越强烈。很多企业或公司涉及的可见光通信方向研究，大部分集中在通信信道、调制解调方式、发射接收端电路和通信系统的方法等方面的研究，没有关于可见光通信系统中光源光电性能测试的专利，更没有用于LED光源测试的夹具相关信息。然而，在可见光通信系统中，LED光源自身的光电特性对于通信带宽、速率的影响极其显著。基于此种情形，一种能够精确测量LED光源在光通信系统中光电性能的发射、接收器夹具及测试方法显得格外重要。

目前，专门针对LED可见光通信中光源性能的测试夹具还没有相关的研究和相应的专利信息。市面上现有的LED光源光电性能测试夹具多为特定仪器所带的特制夹具，不能通用于其他测试设备；而且这些夹具普遍具有无法改变被测LED光源的测试角度、距离、不方便安装和替换等缺点，对于LED支架的形状、大小等也有各种特殊的要求。基于以上所述，用于可见光通信系统中的光电性能夹具的设计和测试方法的研究对于精确测量LED光源光电特性的准确性和数据的可靠性有直接的影响。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种用于测试器件光电性能的夹具及夹具组件。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种用于测试器件光电性能的夹具。该夹具包括：滑动基座10；变角度底盘30，呈圆形板状结构，具有角度标识；第一支架40，呈垂直于所述变角度底盘30所在平面的平板结构，其下方固定三角标志41，该三角标志41的尖端朝向所述变角度底盘30的角度标识；以及连接杆20，其下端固定于所述滑动基座10，其上端穿过所述变角度底盘30，螺接于所述第一支架40的底部；其中，所述变角度底盘30固定于所述连接杆20，所述第一支架40以所述连接杆为轴，可旋转地位于所述变角度底盘30上。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种夹具组合件，该夹具组合件包括：可变距离底座12，其长度方向标记有刻度值；以及两个如上所述的夹具，其中，该两夹具的滑动基座10为在所述可变距离底座12的长度方向滑动的活动基座。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明用于测试器件光电性能的夹具及夹具组件具有以下有益效果：

(1)上述夹具能够使光源或是探测器准确的被固定在需要的角度或任意角度下进行测试，从而完成LED光源在不同光通量条件下的性能测试，并能够保证每次测量的准确性和可靠性，分析数据时可以综合多种变量的多点测试结果，使结果更全面更有研究价值；

(2)支架方便安装与拆卸，可以实现任意数量LED拼接矩阵的光电性能测试。

(3)可变距离底座可以改变发射器和接收器之间的距离，全面测试LED光源通信带宽等电学参数和距离的关系。

(4)所述的光电性能测试夹具和测试方法也可以配合其他可见光通信系统中的器件光学检测进行一系列的LED光源光学性能测试。

附图说明

图1是解释实施例的LED光电性能测试夹具的详细连接框图；

图2是示出了根据本发明实施例的LED可见光通信系统的光电性能测试夹具作为发射元件夹具的详细连接图；

图3是示出了根据本发明实施例的LED可见光通信系统的发射及接收元件夹具与可变距离底座的详细连接图。

【主要元件】

10-滑动基座；

11-可调旋钮； 12-可变距离底座；

20-连接杆；

21a,21b-旋钮；

30-变角度底盘；

40-第一支架；

41-三角标志； 42-金属焊盘；

43-SMA接口； 44-可活动式金属材质压片。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。

本发明提供一种用于测试器件光电性能的夹具。该夹具可以测量LED光源变角度的光电特性，支架可以实现任意数量LED光源拼接矩阵的测试；可变距离底座可以改变发射器和接收器之间的距离，全面测试LED光源通信带宽等电学参数和距离的关系。

在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种用于测试器件光电性能的夹具。请参照图1，该夹具包括：滑动基座10；变角度底盘30，呈圆形板状结构，其靠近边缘的位置具有角度标识；第一支架40，呈垂直于变角度底盘30所在平面的平板结构，其下方固定三角标志41，该三角标志41的尖端朝向变角度底盘30的角度标识；连接杆20，其下端固定于滑动基座10上，其上端穿过变角度底盘30，螺接于第一支架40的底部。

以下分别对本实施例用于测试LED光电性能夹具的各个组成部分进行详细说明。

滑动基座10

滑动基座10作为夹具整体的支撑部件，其上表面具有螺纹旋口。

连接杆20

连接杆20为不锈钢或铝制的圆柱长杆，其两端具有外螺纹。该连接杆下端的外螺纹与滑动底座10上表面螺纹旋口的内螺纹相匹配，从而连接杆20的下端螺接于滑动基座10的上表面。

此外，连接杆20为高度可调连接杆，其侧面有调节位置和松紧固定的旋钮21a，21b。其中，旋钮21a用于调节第一支架40相对于连接杆20的松紧度。旋钮21b用于调节连接杆20相对于滑动底座10的松紧度。

变角度底盘30

变角度底盘30为塑料材质且有一定厚度和平整度的圆形平板，连接杆20贯穿该变角度底盘30，且该变角度底盘30固定在连接杆20上。

在边缘位置标有360度的角度值，类似量角器设计。该角度值可以是刻蚀、绘制或粘贴在变角度底盘30上。

第一支架40

第一支架40包括相互绝缘的两块铝制基板和一块绝缘板。两块绝缘的铝基板左右拼接后粘接在所述的有一定厚度的绝缘板上，此绝缘板的侧边有拼接用的凹槽。在第一支架40中绝缘板的底部具有螺纹旋口。连接杆20上端的外螺纹与该螺纹旋口的内螺纹相匹配。连接杆20的上端在穿过变角度底盘30后，螺接于第一支架40，以支撑第一支架40，并且第一支架40可以相对于变角度底盘30转动。

请参照图1，第一支架40还包括三角标志41。该三角标志40固定于第一支架40，且朝向垂直于支架所在平面的变角度底盘30的方向。由于变角度底盘30固定，且其边缘位置设置有角度值，在支架40相对于变角度底盘30转动时，通过该三角标志41的指向，可以很清楚的得知第一支架40具体的转动角度。优选的三角标志41为塑料材质。

请参照图1，两块铝制基板的外侧分别具有SMA接口43，其通过焊接工艺焊接在第一支架40上，用于连接LED光源所需的电源或其他测试引线。

如图1所示，当本实施例的夹具作为LED可见光通信系统中的接收元件夹具时，只要将探测光源的光电二极管直接焊接在第一支架40左右两部分正面的金属焊盘42上，再将正负极通过SMA接口43引出，与后端测试设备连接。

请参照图2，当本实施例的夹具作为LED可见光通信系统中的发射元件夹具时，还包括：两个固定LED光源用的可活动式金属材质压片44，分别位于第一支架40左右两部分的铝制基板上。对于每一金属材质压片44而言，其一端通过焊接工艺固定在第一支架40的正面的金属焊盘42上，一端用于压住LED封装支架的一个管脚，可以上下活动，方便LED光源的安装和拆卸。通过所述的SMA接口43，利用射频导线可以将LED阵列光源的正负极分别引出连接光源的驱动控制电路及电源。

本实施例中，能够使光源或是探测器准确的被固定在需要的角度或任意角度下进行测试，从而完成LED光源在不同光通量条件下的性能测试，并能够保证每次测量的准确性和可靠性，分析数据时可以综合多种变量的多点测试结果，使结果更全面更有研究价值。

在本发明的另一个优选实施例中，该夹具还包括：若干个支架，该若干个支架和上述第一支架40通过其后绝缘板侧边的凹槽滑动扣合在一起，构成支架阵列，并通过第一支架40固定在连接杆20的上方。其中，每一个支架均可以安装LED光源或者光电二极管。

本实施例中，支架方便安装与拆卸，可以实现任意数量LED拼接矩阵的光电性能测试。

根据本发明的另一个方面，还提供一种夹具组合件。请参照图3，该夹具组合件包括：

可变距离底座12，其长度方向标记有刻度值，其为金属材质，具有一定质量和宽度；

可调旋钮11，其位于上述滑动基座10的侧边，为调节滑动基座10相对于可变距离底座12位置和松紧固定的旋钮；

两个上述实施例中所述的夹具，该两个夹具的滑动基座10为可在上述可变距离底座12的长度方向滑动的活动基座，其中，该两个夹具中，其中之一为发射元件夹具，其中另一为接收元件夹具。

本实施例中，发射元件夹具和接收元件夹具的相对角度可以通过改变第一支架40和变角度底盘30之间的角度实现。通过装在第一支架40底部的三角标志41指向的变角度底盘30上的360度刻度值，来确定测量时发射元件夹具和接收元件夹具之间的角度。一方面可以使角度固定，确保数据结果的准确；也可变换每次测试的角度，全面测量各个特殊角度时被测光源的光电特性。同时，根据测试要求依照可变距离底座12上的刻度值改变发射元件夹具和接收元件夹具的距离，可以测试可见光通信系统中LED光源变距离的光电性能参数。

至此，已经结合附图对本发明多个实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明用于测试器件光电性能的夹具及夹具组件有了清楚的认识。

此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施方式中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域的普通技术人员可对其进行简单地熟知地替换，例如：

(1)可变距离底座可以利用高精度的探针实验台替代，能够更好地保证测试的准确性和可靠性。由于此探针台价格较高，所以本发明中未使用；

(2)第一支架和其他支架中，铝制基板的材料也可以用其他导热率高的金属材料来代替，例如铜；

(2)测试器件光电性能的夹具及夹具组件，可应用于各类可见光通信系统中测量LED光源光学和电学性能的测试中，例如：响应时间、响应速率的测试。

综上所述，本发明提供一种用于测试器件光电性能的夹具及夹具组件。该夹具可以测量LED光源变角度的光电特性，同时实现LED矩阵光源光电特性的测试，完成LED光源在不同光通量条件下的性能测试；支架可以实现任意数量LED光源拼接矩阵的测试；同时，可变距离底座可以改变发射器和接收器之间的距离，全面测试LED光源通信带宽等电学参数和距离的关系。利用本发明中的测试方法，可实现单颗LED或拼接矩阵LED光源的光电性能及通信性能的测试。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于测试器件光电性能的夹具，其特征在于，包括：

滑动基座(10)；

变角度底盘(30)，呈圆形板状结构，具有角度标识；

第一支架(40)，呈垂直于所述变角度底盘(30)所在平面的平板结构，其下方固定三角标志(41)，该三角标志(41)的尖端朝向所述变角度底盘(30)的角度标识；以及

连接杆(20)，其下端固定于所述滑动基座(10)，其上端穿过所述变角度底盘(30)，螺接于所述第一支架(40)的底部；

其中，所述变角度底盘(30)固定于所述连接杆(20)，所述第一支架以所述连接杆为轴，可旋转地位于所述变角度底盘(30)上。

2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于：所述角度标识刻蚀、绘制或粘贴在变角度底盘(30)靠近边缘的位置。

3.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述三角标志(41)的材质为塑料。

4.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述第一支架包括：

绝缘板，所述连接杆(20)的上端螺接于该绝缘板的底部；

左右并排设置且相互绝缘的两块金属基板，分别固定于所述绝缘板上，两者的外侧分别具有SMA接口(43)。

5.根据权利要求4所述的夹具，其特征在于，所述绝缘板的侧边有拼接用的凹槽；

所述夹具还包括：若干个与所述第一支架(40)结构相同的支架，该若干个支架和所述第一支架(40)通过其绝缘板侧边的凹槽滑动扣合在一起，构成支架阵列，并共同通过所述第一支架(40)固定在所述连接杆(20)的上方。

6.根据权利要求4所述的夹具，其特征在于，该夹具为接收元件夹具，光电二极管的两管脚分别焊接于所述两块金属基板上，该光电二极管的正负极通过所述SMA接口(43)引出。

7.根据权利要求4所述的夹具，其特征在于，该夹具为发射元件夹具，还包括：

两金属材质压片(44)，分别位于所述第一支架(40)两块金属基板上，对于每一金属材质压片(44)而言，其一端焊接于金属基板上，另一端可上下活动，用于压住LED封装支架的一个管脚；

其中，所述LED光源的正负极通过所述SMA接口(43)引出连接光源的驱动控制电路及电源。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的夹具，其特征在于，所述连接杆为高度可调的连接杆。

9.一种夹具组合件，其特征在于，包括：

可变距离底座(12)，其长度方向标记有刻度值；以及

两个如权利要求1至8中任一项所述的夹具，其中，该两夹具的滑动基座(10)为在所述可变距离底座(12)的长度方向滑动的活动基座。

10.根据权利要求9所述的夹具组合件，其特征在于，所述两个夹具中，其中之一为接收元件夹具，其中另一为发射元件夹具。