CN103487611A - 用于测试led阵列光源性能的夹具及夹具组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于测试LED阵列光源性能的夹具及夹具组合件。该夹具包括：底板10和基板30；变角度连接杆20，包括截旋在一起的第一连接杆20a和第二连接杆20b；其中，第一连接杆20a的顶部和第二连接杆20b的底部分别与基板30和底板10相连，且第一连接杆20a和第二连接杆20b其中之一可相对于其中另一沿两者的中心轴线旋转。本发明夹具能够使光源或探测元件阵列准确的被固定在需要的角度并能保证角度固定进行各种光电性能测试。

Description

用于测试LED阵列光源性能的夹具及夹具组件

技术领域

本发明涉及光源性能测试技术领域，尤其涉及一种用于测试LED阵列光源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阵列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阵列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可见光通信中阵列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。市面上现有的个别LED阵列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。同时，现有夹具多用于单颗或小功率LED光源的光电性能测试，大功率和LED阵列形式的测试夹具还处于自行设计研发的状态。基于以上所述，用于LED阵列光源夹具的设计和测试方法的研究对于精确测量RGB三基色或LED阵列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LED阵列光源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LED阵列光源性能的夹具。该夹具包括：底板10和基板30；变角度连接杆20，包括截旋在一起的第一连接杆20a和第二连接杆20b；其中，第一连接杆20a的顶部和第二连接杆20b的底部分别与基板30和底板10相连，且第一连接杆20a和第二连接杆20b其中之一可相对于其中另一沿两者的中心轴线旋转。

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：第一夹具和第二夹具，其中，该第一夹具和第二夹具均为如权利要求1的夹具，第一夹具和第二夹具共用同一底板；其中，底板上下两端均标有距离刻度值，该刻度值刻蚀、绘制或粘贴在底板10上；底板10上分布底板孔洞阵列11，该孔洞阵列中的每一孔洞呈圆形，第一夹具和第二夹具的变角度连接杆分别固定与该底板孔洞阵列中的相应孔洞。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明用于测试LED阵列光源性能的夹具具有以下有益效果：

(1)上述夹具能够使光源或探测元件阵列准确的被固定在需要的角度并能保证角度固定进行各种光电性能测试。

(2)上述夹具中的SMA连接件可以方便的放置和拆卸LED光源或光电二极管，并能保证这些器件在测试中的稳定性和放置位置的统一性，方便实现任意间距的LED阵列光源性能测试的要求。

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

(4)上述夹具可以测量LED阵列光源在水平变角度下的光电特性，同时实现RGB LED(红绿蓝三基色LED芯片)混白光光源性能和通信带宽的测试，完成在不同光通量条件下RGB三基色LED阵列光源多色多路传输测试，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。

(5)所述的LED阵列光电性能测试夹具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阵列光学性能测试。

附图说明

图1为根据本发明实施例的用于测试LED阵列光源性能的夹具的结构示意图；

图2为图1夹具SMA连接件的细节框图；

图3为根据本发明实施例的用于测试LED阵列光源性能的夹具组件的结构示意图。

【主要元件】

10-底板；

   11-底板孔洞阵列；

20-变角度连接杆；

   20a-第一连接杆；  20b-第二连接杆；

30-基板；

   31a-卡扣  31b-SMA接口；  32-基板孔洞阵列。

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LED阵列光源性能的夹具及夹具组件。该夹具可以测量LED阵列光源在水平变角度下的光电特性，同时实现在不同光通量条件下RGB三基色LED阵列光源多色多路的光电性能测试；并且可以根据设计需要在该夹具的基板上安装任意数量及任意间距LED阵列光源进行测试。底板可以改变发射器和接收器之间的距离，全面测试LED阵列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LED阵列光源性能的夹具。请参照图1，该夹具包括：基板30；底板10；底板孔洞阵列11，分布于底板10上，该孔洞阵列中的每一孔洞呈圆形，在厚度方向上贯穿上述底板10；基板阵列32，分布于基板30上，该孔洞阵列中的每一孔洞均为SMA标准旋口，且呈圆形，在厚度方向上贯穿上述基板30，SMA接口31b固定在该底板孔洞阵列，卡扣31a固定在该SMA接口31b上；变角度连接杆20，包括两截旋在一起的第一连接杆20a和第二连接杆20b，其中，第一连接杆20a的顶部和第二连接杆20b的底部分别于底板10和基板30相连，且第一连接杆和第二连接杆其中之一可相对于其中另一沿两者的中心轴线旋转。

以下分别对本实施例用于测试LED阵列光电性能的夹具各个部分进行详细说明。

底板10

底板10为所述的LED阵列光电性能测试夹具中的支撑部件。其为表面涂有绝缘材料的金属材质基板，水平放置使用，具有一定质量和宽度。所述的底板10带有标准光学测试接口的等距底板孔洞阵列11，用于安装连接杆20。此外，在底板10的上下两端均标有距离刻度值，该刻度值可以是刻蚀、绘制或粘贴在底板10上。

需要说明的是，该底板10单纯作为发射元件夹具或接收元件夹具使用时，该距离刻度值可以省略。

变角度连接杆20

第一连接杆20a和第二连接杆20b为两截不锈钢或铝制的圆柱短杆，通过旋口连接在一起，二者可相对转动。在第一连接杆20a的底端和第二连接杆20b的顶端分别标记有0度到90度的角度值，两截连接杆20a和20b分别向相反的方向旋转实现水平180度角度变换。通过第二连接杆21b的底端的外螺纹可以与底板10上等距孔洞11的内螺纹相匹配，从而连接杆21b的下端旋接于底板10的上表面。

基板30

基板30同样为表面涂有绝缘材料的金属材质基板，其主体布满射频SMA标准接口的基板孔洞阵列32。在基板30的底部具有螺纹旋口。连接杆20a上端的外螺纹与该螺纹旋口的内螺纹相匹配。连接杆20a的上端螺接于基板30，以支撑基板30。

卡扣31a和SMA接口31b

请参照图2，卡扣31a和SMA接口31b组成了SMA连接组件，作为基板30上固定器件的部件。所述的卡扣31a为一片带有齿形孔洞的金属材质卡扣，用于固定住LED封装体的一个管脚。所述的SMA接口31b为标准的射频SMA口，带有外螺纹，可通过基板孔洞阵列32内表面的内螺纹旋在基板30上，利用射频线可以实现SMA接口31b与后端驱动电路的连接。

如图1所示，当本实施例的夹具作为可见光通信系统中发射器夹具时，只需将LED阵列光源的两个封装管脚分别插入两个卡扣31a上的齿形孔洞中，便可以固定住LED封装体的管脚。通过SMA接口31b的射频连线口部分与后端驱动电路进行连接。

利用若干SMA连接件(卡扣31a和SMA接口31b)，实现任意数量或任意距离的LED阵列光源或光电二极管的拼接，从而进行的不同尺寸的LED阵列光电性能的测试。其中，每两个卡扣31a均可以安装一个LED光源或者光电二极管，后端均可通过SMA接口31b与电路相连，可实现LED阵列光源或者光电二极管阵列分别控制或同步控制。

以光电二极管为例，该光电二极管可以如LED一样固定在基板孔洞阵列11中的一个孔洞中，即将光电二极管阵列的两个封装管脚分别插入两个卡扣31a上的齿形孔洞中，便可固定。同样，通过SMA接口31b的射频连线口部分，即可实现接收信号与后端测试设备的连接。

然而，需要说明的是，采用卡扣31a和SMA接口31b的SMA连接件只是本发明一个优选实施例而已，本发明还可以采用其他的方式来固定LED或光电二极管，例如，对于LED而言，该夹具还包括：金属材质压片，其一端固定在所述基板(30)上，另一端用于压住LED封装支架的一个管脚；对于光电二极管而言，光探测器也可以直接固定于变角度连接杆20上。

本实施例中，通过两截连接杆的相互旋转并和角度刻度值结合，能够使光源或探测元件阵列准确的被固定在需要的角度或任意角度下，从而完成LED阵列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。

至此，本实施例用于测试LED阵列光源性能的夹具介绍完毕。

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3，两个上述实施例中所述夹具的第二连接杆21b可以分别旋在底板10上。其中之一为发射器夹具，另一为接收器夹具。此接收器夹具第一连接杆21a的上端旋接了一个底部带有螺旋接口的商用集成光电探测器33。

本实施例中，此发射器夹具的基板30上安装有若干RGB三基色LED光源，利用若干SMA连接件(卡扣31a和SMA接口31b)，实现了任意数量或任意距离的阵列光源拼接。通过SMA接口31b与电路相连，实现了RGB LED阵列光源分别控制或同步控制。通过改变两截连接杆20a和20b之间的角度，实现了水平180度变角度光学性能测试和在不同光通量条件下RGB三基色LED阵列光源多色多路光电性能测试。

同时，底板10可以改变发射器和接收器之间的距离，可以测试LED阵列光源变距离的光电性能参数和距离的关系。所述的基板30和底板10上的基板孔洞阵列32和底板孔洞阵列11分别为标准射频和标准光学测试接口，方便连接杆20a和20b的安装和拆卸；同时，便于实现任意数量或任意间距的LED阵列光源性能测试的要求。

至此，已经结合附图对本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LED阵列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)底板10可以使用现有的商用光学测试平台代替，便于使用，也能够较好的完成各种光电测试，并保证一定的准确性和可靠性。

(2)卡扣31a可用可动式的金属材质压片代替，其一端固定在基板30上，一端用于压住LED封装支架的一个管脚，拆装也较为方便。

(3)所述的LED阵列光电性能测试夹具，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，本发明只详述了其用于3dB带宽测试中，同样也可用于其它电学测试，例如：响应时间、响应速率的测试。

综上所述，LED阵列光电性能测试夹具可以测量LED阵列光源在水平变角度180度下的光电特性，同时实现RGB LED混白光光源性能和通信带宽的测试，完成在不同光通量条件下LED阵列光源多色多路传输测试，能够保证每次测量的准确性和可靠性。利用若干SMA连接件(卡扣和SMA接口)，实现任意数量或任意距离的LED阵列光源或光电二极管的拼接，从而进行的不同尺寸LED阵列光电性能的测试。同时，底板可以改变发射器和接收器之间的距离，保证全面测试可见光通信系统中LED阵列光源变距离的光电性能参数和距离的关系。所述的底板孔洞阵列和基板孔洞阵列都是标准光学和射频测试接口，方便连接杆的安装和拆卸，更可以轻易的实现LED光源任意距离阵列的光电性能测试要求。

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 (10)

1.一种用于测试LED阵列光源性能的夹具，其特征在于，包括：

底板(10)和基板(30)；

变角度连接杆(20)，包括截旋在一起的第一连接杆(20a)和第二连接杆(20b)；

其中，所述第一连接杆(20a)的顶部和所述第二连接杆(20b)的底部分别与所述基板(30)和底板(10)相连，且第一连接杆(20a)和第二连接杆(20b)其中之一可相对于其中另一沿两者的中心轴线旋转。

2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述第一连接杆(20a)和第二连接杆(20b)通过旋口连接在一起，二者可相对转动。

3.根据权利要求2所述的夹具，其特征在于，所述第一连接杆(20a)的底端和所述第二连接杆(20b)的顶端分别标记有0度到90度的角度值，两者分别向相反的方向旋转实现水平180度角度变换。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的夹具，其特征在于：

所述第一连接杆(20a)的顶端与所述基板(30)螺接；

所述第二连接杆(20b)的底端与所述底板(10)螺接；

所述第一连接杆(20a)和第二连接杆(20b)为两截不锈钢或铝制的圆柱短杆；

所述底板(10)和基板(30)为表面涂有绝缘材料的金属材质基板。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的夹具，其特征在于，还包括：

基板孔洞阵列(32)，分布于所述基板(30)上，该SMA孔洞阵列中的每一孔洞呈圆形，在厚度方向上贯穿所述基板(30)；

至少两个SMA连接组件，该SMA连接组件包括：

SMA接口(31b)固定在该SMA孔洞阵列中的一个孔洞；

卡扣(31a)固定在该SMA接口(31b)上。

6.根据权利要求5所述的夹具，其特征在于：

作为发射元件夹具，LED的两个管脚分别插入两个SMA连接件卡扣的齿形孔洞中；

作为接收元件夹具，光电二极管的两个管脚分别两个SMA连接件卡扣的齿形孔洞中。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的夹具，其特征在于：

作为接收元件夹具，光探测器(33)固定于所述变角度连接杆20上；或

作为发射元件夹具，还包括：金属材质压片，其一端固定在所述基板(30)上，另一端用于压住LED封装支架的一个管脚。

8.一种夹具组合件，其特征在于，包括：

第一夹具和第二夹具，其中，该第一夹具和第二夹具均为如权利要求1所述的夹具，所述第一夹具和第二夹具共用同一底板；

其中，所述底板上下两端均标有距离刻度值，该刻度值刻蚀、绘制或粘贴在所述底板(10)上；所述底板(10)上分布底板孔洞阵列(11)，该孔洞阵列中的每一孔洞呈圆形，所述第一夹具和第二夹具的变角度连接杆分别固定与该底板孔洞阵列中的相应孔洞。

9.根据权利要求8所述的夹具组合件，其特征在于，所述第一夹具作为发射元件夹具，所述第二夹具作为接收元件夹具。

10.根据权利要求9所述的夹具组合件，其中，

所述接收元件夹具中，光探测器(33)固定于所述基板上；

所述发射元件夹具，还包括：

基板孔洞阵列(32)，分布于所述基板(30)上，该SMA孔洞阵列中的每一孔洞呈圆形，在厚度方向上贯穿所述基板(30)；

至少两个SMA连接件，该SMA连接件包括：SMA接口(31b)固定在该SMA孔洞阵列中的一个孔洞；卡扣(31a)固定在该SMA接口(31b)上，LED的两个管脚分别插入两个SMA连接件卡扣的齿形孔洞中。

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