CN104236858A - 一种长条型led光组件的光色空间分布的测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长条型LED光组件的光色空间分布的测试装置及测试方法，测试装置包括暗箱内设有色度探头或三色探头、光阑板、测试夹具、驱动装置；光阑板设置在色度探头或三色探头与测试夹具之间，其上设有供光线通过的光孔；色度探头或三色探头通过光阑板上的光孔与安装在测试夹具上的待测光组件相对，前述测试夹具设有可驱动光组件定轴旋转的转动机构。测试方法，在暗箱中，将光组件绕其轴线作定轴旋转；同时沿其轴线作直线运动，使光组件的两个端部先后通过其轴线正对的光孔。本发明的优点是：可自动对光组件的多个发光面进行色度数据采集，结构简单、成本低、测试效率高、通用性好；检测精度高，可代替人工，降低劳动强度，降低人工成本。

Description

一种长条型LED光组件的光色空间分布的测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及一种长条型LED光组件检测设备，尤其涉及一种长条型LED光组件色度空间分布测试装置及测试方法。

背景技术

随着发光半导体的技术发展及热处理技术的进步，发光半导体逐渐代替第一、二代光源，从户外亮化过渡到家庭照明、光电显示等领域，尤其长条型白色LED光组件将代替白炽灯成为未来家居照明的主流光源。目前，工业化的白光LED主要有二种方法，一是采用RGB三色光的LED芯片混合而成；二是采用蓝色LED芯片加黄色荧光粉混合成白光（只有部分加入红色及绿色荧光粉来改善光色）。由于LED芯片的光强分布不均匀，多芯片的位置上的光混合不一致，以及目前的灌封点胶工艺导致荧光粉层的涂布不均匀，导致目前白光器件的色度空间分布存在不均匀性。

长条型LED光组件，典型代表为长条型的LED光组件的家居照明的应用以至于其除了光通量、空间光度分布等指标外，色度空间分布也为极其重要。美国能量之星标准IES LM79-2008和中国国家标准GB/T24824-2009都有提到LED色度空间分布的测量要求，但对于长条型的LED光组件的色度空间的测试方法尚未提及。因此，提出一种长条型的LED光组件的色度空间分布测试方法来评估长条型的LED光组件的色度均匀性指标。

长条型的LED光组件不同于常规的LED光源，不再适合使用以前的测试装置和测试方法去检测。长条型的LED光组件的色度空间分布测试领域的空白，导致对评价白光长条型LED光组件质量指标很困难，不利于及时发现产品质量问题，行业内亟待解决这个问题。

发明内容

为了填补长条型的LED光组件色度空间分布测试方面的空白，本发明提供一种长条型LED光组件的光色空间分布的测试方法及装置，以满足LED行业的测试要求。

为实现上述目的，本发明采取的方案是：一种长条型LED光组件的光色空间分布的测试装置，包括可密封的暗箱，其特征是：暗箱内设有色度探头或收集并传输长条型LED光组件所发出的光线的三色探头、至少一块防止杂光干涉的光阑板、放置待测长条型LED光组件的测试夹具、驱动测试夹具沿长条型LED光组件的轴向作直线运动的驱动装置；光阑板设置在色度探头或三色探头与测试夹具之间，其上设有供光线通过的光孔；色度探头或三色探头通过光阑板上的光孔与安装在测试夹具上的待测长条型LED光组件相对，前述测试夹具设有可驱动长条型LED光组件定轴旋转的转动机构。暗箱可保证长条型LED光组件与外部光源隔绝，不会受到外部光源的干涉。通过色度探头或三色探头可将长条型LED光组件的发光信号收集并传输给光谱仪。

作为上述方案的改进，前述暗箱内侧表面覆盖有对光线的具有吸收作用的涂层。从而保持暗箱里面相对黑暗的环境

作为上述方法的进一步说明，前述转动机构驱动长条型LED光组件定轴旋转的角度为-180°~+180°。

优选地，前述光阑板数量为2块，该2块光阑板相对位置可调地平行设置在暗箱内。

前述测试夹具夹持长条型LED光组件两端部的夹头为上下结构。

一种长条型LED光组件的光色空间分布的测试方法，其特征在于它包括以下步骤：

（1）    将待测长条型LED光组件、色度探头或收集并传输长条型LED光组件所发出的光线的三色探头置于暗箱中； 

（2）    将色度探头或三色探头收集的光信号输送送至光谱仪，将光谱仪与外部计算机相连，将所测的光谱数据在计算机中进行处理；

（3）    将待测的长条型LED光组件固定的测试夹具中；

（4）    在色度探头或三色探头和待测的长条型LED光组件之间的光路上设置有防止杂光干涉的光阑板，光阑板上设有供光线通过的光孔；色度探头或三色探头与光阑板上的光孔的连线垂直于长条型LED光组件的纵向轴线；

（5）    色度探头或三色探头与光阑板上的光孔的连线正对长条型LED光组件的一端；

（6）    将长条型LED光组件按角度为-180°~+180°绕其轴线作定轴旋转；同时沿其轴线作直线运动，使长条型LED光组件的两个端部先后通过其轴线正对的光孔。

 

作为上述测试方法的另一种形式，步骤（6）为，将长条型LED光组件按角度为-180°~+180°作定轴旋转；光阑板与色度探头或三色探头一起沿长条型LED光组件的轴线一端向轴线另一端作直线运动，直到运动到轴线的另一端为止。

或者，步骤（6）为，将光阑板与色度探头或三色探头一起按角度为-180°~+180°绕长条型LED光组件旋转；同时，光阑板与色度探头或三色探头一起沿长条型LED光组件的轴线一端向轴线另一端作直线运动，直到运动到轴线的另一端为止。

或者，步骤（6）为，将光阑板与色度探头或三色探头一起按角度为-180°~+180°绕长条型LED光组件旋转；同时，同时长条型LED光组件沿其轴线作直线运动，使长条型LED光组件的两个端部先后通过其轴线正对的光孔。

优选地，前述直线运动为垂直的升降运动或水平的直线运动。

测试原理：传统半导体的发射光是覆盖整个半球区域，类似点光源，其光色空间分布都是采用球坐标系来评估，光源绕着其自身的光色度中心自转达到整个角度区域内选择合适的角度间隔进行测量。 长条型LED光组件可以看作由一个个点光源叠加成线光源，且其出射光线不再是覆盖半球面，而是圆柱面或者半柱面（可以是圆柱面任意一个弧度的柱面），不能作为点光源或者似点光源来进行测试，故不能采用传统的测试方法去评估其的光色电空间分布。根据长条型LED光组件的发光分布规律，其光线是绕着发光体的中心轴向四周辐射，故应该选择柱坐标系作为该测试光源色度缝补的几何体系。该柱坐标几何体系，以该器件的中心轴线为原点，定义其中心轴为C轴，定义绕C轴的平面为γ平面，γ平面的半径为I轴，表示该器件的色度值，则该器件的色度表达式为I=f(C，γ) ，其色度值会随着柱坐标系的 这两个变量变化而变化。

本发明的优点是：可自动对长条型LED光组件的多个发光面进行色度数据采集，结构简单、成本低、测试效率高、通用性好；检测精度高，可代替人工，降低劳动强度，降低人工成本。

附图说明

图1为长条型LED光组件的光色空间分布的测试装置的结构示意图。

图2为长条型LED光组件和色度探头或三色探头测试时的第一种相对运动关系示意图（图中箭头表示运动方向）。

图3为长条型LED光组件和色度探头或三色探头测试时的第二种相对运动关系示意图（图中箭头表示运动方向）。

图4为长条型LED光组件和色度探头或三色探头测试时的第三种相对运动关系示意图（图中箭头表示运动方向）。

图5为长条型LED光组件和色度探头或三色探头测试时的第四种相对运动关系示意图（图中箭头表示运动方向）。

图中的标号说明：1、暗箱  2、色度探头   3、长条型LED光组件   4、光阑板   5、光孔  6、测试夹具  7、驱动装置  8、转动机构。

具体实施方式

下面结合附图和优选的具体实施方式，对本发明及其有益技术效果进行进一步详细说明。

参见图1 ，长条型LED光组件3的光色空间分布的测试装置包括可密封的暗箱1，暗箱1内设有色度探头2或收集并传输长条型LED光组件3所发出的光线的三色探头、2块防止杂光干涉的光阑板4、放置待测长条型LED光组件3的测试夹具6、驱动测试夹具6沿长条型LED光组件3的轴向作直线运动的驱动装置7；光阑板4设置在色度探头2或三色探头与测试夹具6之间，其上设有供光线通过的光孔5；色度探头2或三色探头通过光阑板4上的光孔5与安装在测试夹具6上的待测长条型LED光组件3相对，前述测试夹具6设有可驱动长条型LED光组件3定轴旋转的转动机构8。暗箱1内侧表面覆盖有对光线的具有吸收作用的涂层，转动机构8驱动长条型LED光组件3定轴旋转的角度为-180°~+180°。光阑板42块光阑板4相对位置可调地平行设置在暗箱1内。

该测试装置设置有电源，可以通过夹具为该长条型LED光组件3提供恒流/稳压驱动以保持正常工作状态。在色度探头2或三色探头与被测长条型LED光组件3中的光阑板4具有挡住非探头直对的光线进入，防止其他方向的光线干扰。该装置中的色度探头2或三色探头可以与光谱仪连接，以获取被测光源在正对探头方向的光线颜色参数。

测试装置在整个测试过程中，色度探头2或三色探头入射面与长条型LED光组件3成垂直关系且保持一定的距离，以确保所有光线都是直射进色度探头2或三色探头。色度探头2或三色探头的色度数据获取和运动机构的运动是可以由控制系统实现同步，即坐标系上的每个点的色度值都与坐标系一一对应。

测试夹具6夹持长条型LED光组件3两端部的夹头为上下结构。

参见图2~图5 ，一种长条型LED光组件3的光色空间分布的测试方法，其特征在于它包括以下步骤：

（1）    将待测长条型LED光组件3、色度探头2或收集并传输长条型LED光组件3所发出的光线的三色探头置于暗箱1中； 

（2）    将色度探头2或三色探头收集的光信号输送送至光谱仪，将光谱仪与外部计算机相连，将所测的光谱数据在计算机中进行处理；

（3）    将待测的长条型LED光组件3固定的测试夹具6中；

（4）    在色度探头2或三色探头和待测的长条型LED光组件3之间的光路上设置有防止杂光干涉的光阑板4，光阑板4上设有供光线通过的光孔5；色度探头2或三色探头与光阑板4上的光孔5的连线垂直于长条型LED光组件3的纵向轴线；

（5）    色度探头2或三色探头与光阑板4上的光孔5的连线正对长条型LED光组件3的一端；

（6）    将长条型LED光组件3按角度为-180°~+180°绕其轴线作定轴旋转；同时沿其轴线作直线运动，使长条型LED光组件3的两个端部先后通过其轴线正对的光孔5。目的是使色度探头2或三色探头获得其整个圆柱面上出射的光线

作为等同替换，步骤（6）可以改为，将长条型LED光组件3按角度为-180°~+180°作定轴旋转；光阑板4与色度探头2或三色探头一起沿长条型LED光组件3的轴线一端向轴线另一端作直线运动，直到运动到轴线的另一端为止。

或者，步骤（6）还可以改为，将光阑板4与色度探头2或三色探头一起按角度为-180°~+180°绕长条型LED光组件3旋转；同时，光阑板4与色度探头2或三色探头一起沿长条型LED光组件3的轴线一端向轴线另一端作直线运动，直到运动到轴线的另一端为止。

或者，步骤（6）为，将光阑板4与色度探头2或三色探头一起按角度为-180°~+180°绕长条型LED光组件3旋转；同时，同时长条型LED光组件3沿其轴线作直线运动，使长条型LED光组件3的两个端部先后通过其轴线正对的光孔5。

优选地，直线运动为垂直的升降运动或水平的直线运动。

 

测试结果表示：该测试方法的数据来源计算机控制色度探头2或三色探头及相关运动装置而获得，是被测长条型LED光组件3的发光空间面的坐标的变化的色度表示值，可经过处理之后的结果以图形、表格或文字输出。图形可以是关于该被测长条型LED光组件3发光面的多维显示图，也可以是沿被测器件中心切面的二维图形。

该测试方法采用分割的思想，即将长条型LED光组件3分割成若干个点光源，把每个点光源的色度分布都测试出来，再由所有测试结果叠加形成其的色度空间分布。每个分割出来的点光源都可以采用点光源在传统的球坐标系中C=0°时的γ平面进行测试，再把每个分割出来的点光源的γ平面色度分布沿着圆柱的中心轴叠加就会形成长条型LED光组件3的柱坐标体系的色度空间分布。

根据上述说明书及具体实施例并不对本发明构成任何限制，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变形，也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种长条型LED光组件的光色空间分布的测试装置，包括可密封的暗箱，其特征是：暗箱内设有色度探头或收集并传输长条型LED光组件所发出的光线的三色探头、至少一块防止杂光干涉的光阑板、放置待测长条型LED光组件的测试夹具、驱动测试夹具沿长条型LED光组件的轴向作直线运动的驱动装置；光阑板设置在色度探头或三色探头与测试夹具之间，其上设有供光线通过的光孔；色度探头或三色探头通过光阑板上的光孔与安装在测试夹具上的待测长条型LED光组件相对，前述测试夹具设有可驱动长条型LED光组件定轴旋转的转动机构。

2.如权利要求1所述的长条型LED光组件的光色空间分布的测试装置，其特征是：所述暗箱内侧表面覆盖有对光线的具有吸收作用的涂层。

3.如权利要求1所述的长条型LED光组件的光色空间分布的测试装置，其特征是：所述转动机构驱动长条型LED光组件定轴旋转的角度为-180°~+180°。

4.如权利要求1~3任一项所述的长条型LED光组件的光色空间分布的测试装置，其特征是：所述光阑板数量为2块，该2块光阑板相对位置可调地平行设置在暗箱内。

5.如权利要求4所述的长条型LED光组件的光色空间分布的测试装置，其特征是：所述测试夹具夹持长条型LED光组件两端部的夹头为上下结构。

6.一种长条型LED光组件的光色空间分布的测试方法，其特征在于它包括以下步骤：

（1）    将待测长条型LED光组件、色度探头或收集并传输长条型LED光组件所发出的光线的三色探头置于暗箱中； 

（2）    将色度探头或三色探头收集的光信号输送送至光谱仪，将光谱仪与外部计算机相连，将所测的光谱数据在计算机中进行处理；

（3）    将待测的长条型LED光组件固定的测试夹具中；

（4）    在色度探头或三色探头和待测的长条型LED光组件之间的光路上设置有防止杂光干涉的光阑板，光阑板上设有供光线通过的光孔；色度探头或三色探头与光阑板上的光孔的连线垂直于长条型LED光组件的纵向轴线；

（5）    色度探头或三色探头与光阑板上的光孔的连线正对长条型LED光组件的一端；

（6）    将长条型LED光组件按角度为-180°~+180°绕其轴线作定轴旋转；同时沿其轴线作直线运动，使长条型LED光组件的两个端部先后通过其轴线正对的光孔。

7.如权利要求6所述的长条型LED光组件空间色度分布测试方法，其特征是：步骤（6）为，将长条型LED光组件按角度为-180°~+180°作定轴旋转；同时光阑板与色度探头或三色探头一起沿长条型LED光组件的轴线一端向轴线另一端作直线运动，直到运动到轴线的另一端为止。

8.如权利要求6所述的长条型LED光组件空间色度分布测试方法，其特征是：步骤（6）为，将光阑板与色度探头或三色探头一起按角度为-180°~+180°绕长条型LED光组件旋转；同时，光阑板与色度探头或三色探头一起沿长条型LED光组件的轴线一端向轴线另一端作直线运动，直到运动到轴线的另一端为止。

9.如权利要求6所述的长条型LED光组件空间色度分布测试方法，其特征是：步骤（6）为，将光阑板与色度探头或三色探头一起按角度为-180°~+180°绕长条型LED光组件旋转；同时，同时长条型LED光组件沿其轴线作直线运动，使长条型LED光组件的两个端部先后通过其轴线正对的光孔。

10.如权利要求6所述的长条型LED光组件空间色度分布测试方法，其特征是：所述直线运动为垂直的升降运动或水平的直线运动。