CN104697752B - 一种扫描式光源测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扫描式光源测试系统，包括光学测试圆盘、驱动机构、传输机构和机架；所述光学测试圆盘、驱动机构和传输机构均设置在机架上；所述驱动机构驱动传输机构带动光学测试圆盘沿待测光源长度方向进行扫描；所述光学测试圆盘包括圆盘本体和设置于圆盘本体的圆弧面上的光电传感器。本发明的装置可以快速准确测试各种光源的光通量和光强分布曲线，扫描式的测试装置可以方便与工厂的生产线或者测试线进行结合，到达生产测试一体化进行。

Description

一种扫描式光源测试系统

技术领域

本发明涉及一种在线扫描式光源光强分布和光通量测试系统。

背景技术

自从2003年启动国家半导体照明工程以来，我国半导体照明产业取得了长足的发展，半导体照明封装、应用产品发展势头尤为强劲。但由于LED应用产品的诸多发光特性使其检测方法上与传统光源和灯具存在很大差异，使得半导体照明产品的检测尤其是在线检测受到挑战。

在线检测主要有冷态测量和热态测量两种方式，目前较为常见的在线测试大都采用冷态测量方法。半导体照明产品的冷态测量有一些难以克服的弊端，无法准确标示产品在正常工作状态时的产品特性，这是由于LED冷态的色温、效能等参数与热态时是不同的。

因此，LED冷态测量虽然可以在产品规格上得以标示较高的效能，但并没有完全反映产品真实工作状态时的性能，然而热态测量所提供的规格能确保与使用者的使用经验一致，故能赢得消费者的信心。作为行业发展的重要环节，如果这些问题得不到妥善解决，势必会严重影响行业的健康发展。

光源的光强分布曲线和光通量都是应用时的重要参数，是评价光源的重要指标。目前测试光源光通量的方法有两种：一种是通过积分球，将被测光源置于相应规格的积分球内，让发光光源发出的光均匀分布，然后通过标准灯和被测灯两次测量照度的对比，计算得到光通量；另一种是通过分布光度计测量，通过测试光源在空间的光强或照度分布，并对全空间积分得到总光通量。为了测量空间不同方向上的光强，分布光度计通常需要一个用于支撑和定位灯具或光源以及光度探头的机械装置，并且使灯具与探头在空间范围内相对旋转或移动，光度探头同时获取数据并处理。

对于积分球测试光通量，由于需要标准灯校准，若被测样品的光谱分布和光强分布与常用标准灯存在较大差异，会带来较大的测量误差。尤其是LED灯具产品的发光存在明显的空间颜色不均匀性，LED产品的特殊的发光性能对于积分球光通量的精确测量极具挑战。

分布光度计系统是一种精密的光学测试设备，对测试距离、测试角度、测试环境中的杂散光和光度测量的精度都要较高的要求。首先对于发光强度的测量是通过测量某一定距离上的照度，根据光度学的距平方反比定律计算光强值的。

即：I(C,r)＝E(C,r)*R2(C,r)，其中：I为测试方向上的光强，E为探测器光电接收面的照度，R为测试距离。但是对于许多灯具，尤其是LED灯具，近场的光度定律不适用，CIE文件对此作了明确的规定，灯具的光度测试距离应足够大，通常采用两种测量距离:宽光束灯具为12m～15m，窄光束高强度灯为30m～35m，保证远场测量精度。其次，分布光度计测试的是灯具在各个方向上的光度数据，对其旋转和定位系统的角度精度有较高的要求，包含角度精度、轴线精度、反光镜面形精度等。最后，杂散光是分布光度测量中影响测试精度最重要的因素之一，需要标准的暗室测试环境，测试时要严格控制环境的杂散光。

综上所述，积分球测试和分布光度计受测试方法和设备尺寸的限制，基本上只能在实验室条件下测量，要正确测试被测光源的光通量和光强分布曲线，又要考虑测试的效率和测试设备的操作方便性，要适应生产线快速测试和被测光源的安装方便，现有的测试装置很难满足生产线的测试需求。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种能快速准确且受限制少，适合工业生产检测用的扫描式光源测试系统。

实现本发明目的的技术方案是一种扫描式光源测试系统，包括光学测试圆盘、驱动机构、传输机构和机架；所述光学测试圆盘、驱动机构和传输机构均设置在机架上；所述驱动机构驱动传输机构带动光学测试圆盘沿待测光源长度方向进行扫描；所述光学测试圆盘包括圆盘本体和设置于圆盘本体的圆弧面上的光电传感器。

所述光学测试圆盘的圆盘本体的弧度A为0°～360°；所述圆盘本体的圆弧面上均匀设置B个光电传感器，B为自然数，大于1，相邻光电传感器之间的角度为A/(B-1)；所述每个光电传感器固定在PCB板上。

所述每个光电传感器前部均安装有光阑，光阑孔的尺寸确保光电传感器只采集A/(B-1)角度内的光线数据。

所述圆盘本体的弧度为300°，圆弧面上以10°间隔设置31个光电传感器。

所述圆盘本体的圆弧面上设置1个光电传感器，光电探测器在旋转电机的驱动下自转0°～360°，并且圆盘本体进行直线扫描运行。

所述圆盘本体的圆弧面上设置1个光电传感器，圆盘本体在旋转电机的驱动下自转0°～360°

所述光电传感器为硅光电池。

所述圆盘本体由前后两块面板紧固而成。

所述光学测试圆盘还包括设置于圆盘本体上的数据采集屏蔽壳。

所述驱动机构为电机；所述传输机构包括滚珠丝杠和线缆拖链。

采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益的效果：(1)本发明的装置可以快速准确测试各种光源的光通量和光强分布曲线，扫描式的测试装置可以方便与工厂的生产线或者测试线进行结合，到达生产测试一体化进行。

(2)本发明可以是光学测试圆盘上分布多个光电传感器，也可以是只装一个光电传感器由圆盘进行旋转，无论采用哪种方式，光学测试圆盘都可以对光源进行全方位的扫描，测试结果更准确。

(3)根据本发明进行测试得到的光强分布图，还可以及时且准确地知道类似于日光灯式的条状灯具的坏灯位置。因此可以对产品进行分级和合格评判，利用数据库存储每根灯管的检测数据，方便查询，并对不合格灯管有针对性的分析研究，从而为产品生产提供改进依据。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明的实施例1的结构示意图。

图2为图1中的光学测试圆盘的结构示意图。

图3为图1中的光阑、光电传感器的结构示意图

图4为本发明的实施例2的结构示意图。

附图中标号为：

光学测试圆盘1、圆盘本体11、光电传感器12、PCB板13、光阑14、数据采集屏蔽壳15、驱动机构2、传输机构3、滚珠丝杠31、线缆拖链32、机架4。

具体实施方式

(实施例1)

见图1，本实施例的一种扫描式光源测试系统，包括光学测试圆盘1、驱动机构2、传输机构3和机架4；光学测试圆盘1、驱动机构2和传输机构3均设置在机架4上；驱动机构2驱动传输机构3带动光学测试圆盘1沿待测光源长度方向进行扫描；光学测试圆盘1包括圆盘本体11和设置于圆盘本体11的圆弧面上的光电传感器12。驱动机构2为电机；传输机构包括滚珠丝杠31和线缆拖链32。光学测试圆盘1通过连接组件与滚珠丝杠31相连，电机带动滚珠丝杠31运动，使得光学测试圆盘1沿滚珠丝杠31进行扫描运动，得到光强测试数据，线缆拖链32保护数据采集线随着光学测试圆盘1一起运动，并将测量结果传输到PC机上进行数据分析和处理。

见图1，光学测试圆盘1的圆盘本体11的弧度A为300°；圆盘本体11通过前后两块钣金件用螺钉进行紧固，可以减少光源其他部分杂散光对测量结果的影响，圆盘本体11的圆弧面上均匀设置31个光电传感器12。在圆盘本体11上设计走线位置，使得电路接线美观、有序、稳定。圆盘本体11上的数据采集屏蔽壳15与圆盘本体11用螺钉固定，保证了扫描时采集数据的稳定性。光电传感器12通过螺钉与圆盘本体11安装面进行固定安装，光电传感器12采集得到的光强数据通过屏蔽线传输到数据采集系统，数据采集系统通过电缆线传输至PC进行数据处理和分析。

见图2，每个光电传感器12焊接固定在PCB板13上。每个光电传感器12前部均安装有光阑14，光阑孔的尺寸确保光电传感器12只采集10°角度内的光线数据。光电传感器12为硅光电池。PCB板13通过螺钉固定在光阑14的前面板上，光阑14的前后面板用螺钉进行紧固，光电传感器12上所接受到的光能量为光源通过光阑后进入的光线，保证了对目标光源的测量以及减少杂散光，保证测试数据的准确性和稳定性。

(实施例2)

本实施例2为第一种旋转型扫描型测试系统，如图4所示，光电传感器12通过螺钉固定在圆盘本体11上，在旋转电机驱动下，光电探测器12在旋转电机的驱动下自转0°～360°，并且圆盘本体11进行直线扫描运行，扫描完成后，可以得到光源整个立体角范围内的光强分布情况。

(实施例3)

本实施例3为另一种旋转型扫描型测试系统，光电传感器12通过螺钉固定在圆盘本体11上，在旋转电机驱动下，圆盘本体11进行0°～360°自转，进行扫描并且同时由驱动机构驱动沿待测光源长度方向进行扫描，扫描完成后，可以得到光源整个立体角范围内的光强分布情况。

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 (8)

1.一种扫描式光源测试系统，其特征在于：包括光学测试圆盘(1)、驱动机构(2)、传输机构(3)和机架(4)；所述光学测试圆盘(1)、驱动机构(2)和传输机构(3)均设置在机架(4)上；所述驱动机构(2)驱动传输机构(3)带动光学测试圆盘(1)沿待测光源长度方向进行扫描；所述光学测试圆盘(1)包括圆盘本体(11)和设置于圆盘本体(11)的圆弧面上的光电传感器(12)；所述圆盘本体(11)由前后两块面板紧固而成。

2.根据权利要求1所述的一种扫描式光源测试系统，其特征在于：所述光学测试圆盘(1)的圆盘本体(11)的弧度A为0°～360°；所述圆盘本体(11)的圆弧面上均匀设置B个光电传感器(12)，B为自然数，大于1，相邻光电传感器(12)之间的角度为A/(B-1)；每个所述光电传感器(12)固定在PCB板(13)上。

3.根据权利要求2所述的一种扫描式光源测试系统，其特征在于：所述每个光电传感器(12)前部均安装有光阑(14)，光阑孔的尺寸确保光电传感器(12)只采集A/(B-1)角度内的光线数据。

4.根据权利要求3所述的一种扫描式光源测试系统，其特征在于：所述圆盘本体(11)的弧度为300°，圆弧面上以10°间隔设置31个光电传感器(12)。

5.根据权利要求1所述的一种扫描式光源测试系统，其特征在于：所述圆盘本体(11)的圆弧面上设置1个光电传感器(12)，光电传感器(12)在旋转电机的驱动下自转0°～360°，并且圆盘本体(11)进行直线扫描运行。

6.根据权利要求1所述的一种扫描式光源测试系统，其特征在于：所述圆盘本体(11)的圆弧面上设置1个光电传感器(12)，圆盘本体(11)在旋转电机的驱动下自转0°～360°。

7.根据权利要求6所述的一种扫描式光源测试系统，其特征在于：所述光学测试圆盘(1)还包括设置于圆盘本体(11)上的数据采集屏蔽壳(15)。

8.根据权利要求7所述的一种扫描式光源测试系统，其特征在于：所述驱动机构(2)为电机；所述传输机构包括滚珠丝杠(31)和线缆拖链(32)。