CN104964741A

CN104964741A - 光源光度与色度空间分布特性测试方法与装置

Info

Publication number: CN104964741A
Application number: CN201410796277.XA
Authority: CN
Inventors: 梁秉文
Original assignee: Suzhou Dong Shan Low-Light Photoelectricity Technology Corp Ltd
Current assignee: Suzhou Dong Shan Low-Light Photoelectricity Technology Corp Ltd
Priority date: 2014-12-18
Filing date: 2014-12-18
Publication date: 2015-10-07

Abstract

一种光源光度与色度空间分布特性测试方法及装置。该方法包括：提供呈环形均匀分布在一平面上的复数光采集探测模块，且在测试时将待测试光源设置于该环形的圆心处；向所述光源提供工作电流使其正常工作；驱使所述光源或该复数光采集探测模块按设定速度绕沿径向穿过所述环形的圆心的轴线旋转，并以该复数光采集探测模块实时或在设定时刻检测所述光源的光强和/或光色参数；以数据处理单元接收和处理该复数光采集探测模块输出的检测数据，由此探知待测试光源的光色空间分布特性。藉由本发明可以迅速完成光源的光强、光色的空间分布特性测试，操作简单，效率高，成本低，且测试结果更为准确，同时所需设备结构简单，易于小型化，使用维护方便。

Description

光源光度与色度空间分布特性测试方法与装置

技术领域

本发明涉及一种光源光度与色度空间分布特性测试方法，尤其是一种基于光纤扫描的光源光度与色度空间分布特性测试方法及装置，属于光源测试技术领域。

背景技术

发光二极管(LED)是作为一种新型光源，相对白炽灯等传统光源具有功耗小、寿命长、体积小、重量轻、工作电压低、发光响应时间短，光色纯等一系列特性，已广泛应用在指示灯、显示屏、交通信号灯等诸多领域。但现有LED通常存在光强空间分布不均匀和不对称的特性。

传统LED光强空间分布特性的测试主要采用的是光源配光曲线测试。最常见的测量配光曲线的方法是采用一个光度探测器，可选择光源不动，光度探测器围绕它旋转扫描，也可选择光度探测器不动，光源围绕一个固定中心点旋转，被测LED或单元探测器旋转一周才能获取被测LED的一条光强分布二维曲线，而测试点一般设置有数十个，因此一条配光曲线的测试就需要较长的时间，如果测量三维空间的光强分布，则测试点将多达数百乃至数千个（通常为72×72个），测试时间漫长（3-8 小时以上），测试精度难以保证，且所需设备昂贵，成本高昂。虽然诸如CN 101566500A等专利提出了一些新的LED光强空间分布特性测试方法，但其仍然无法快速、准确的实现LED空间光色分布特性测试。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光源光度与色度空间分布特性测试方法与装置，以实现半导体光源光色空间分布特性的快速、高效、准确的测试，从而克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种光源光度与色度空间分布特性测试方法，其包括：

提供呈环形均匀分布在一平面上的复数光采集探测模块，且在测试时将待测试光源设置于该环形的圆心处，

向待测试光源提供工作电流使待测试光源正常工作，

驱使待测试光源或该复数光采集探测模块按设定速度绕沿径向穿过所述环形的圆心的轴线旋转180°，并以该复数光采集探测模块实时或在设定时刻检测待测试光源的光强和/或光色参数，

以数据处理单元接收和处理该复数光采集探测模块输出的检测数据，由此探知待测试光源的光色空间分布特性。

在一实施方案之中，该测试方法进一步包括：

待测试光源或该复数光采集探测模块每绕所述轴线旋转过设定角度，即以该复数光采集探测模块检测待测试光源的光强和/或光色参数。

在一优选实施方案之中，该测试方法进一步包括：

待测试光源或该复数光采集探测模块每绕所述轴线旋转过Φ度后，即以该复数光采集探测模块检测待测试光源的光强和/或光色，其中Φ=180°/n，n为大于或等于36的正整数。

一种半导体光源光色空间分布特性测试装置，其包括：

呈环形均匀分布在一平面上的复数光采集探测模块，用以检测待测试光源的光强和/或光色参数，且在测试时待测试光源设置于该环形的圆心处；

驱动机构，用以驱使待测试光源或该复数光采集探测模块按设定速度绕沿径向穿过所述环形的圆心的轴线旋转180°；

数据处理单元，用以接收和处理该复数光采集探测模块输出的检测数据，并由此探知待测试光源的光色空间分布特性。

在一实施方案之中，所述测试装置进一步还可包括电源模块，至少用以向待测试光源提供工作电流而使待测试光源正常工作。

在一实施方案之中，也可将该复数光采集探测模块固定安装于一环形机构上，且所述环形机构可在所述驱动机构的驱动下绕沿径向穿过所述环形的圆心的轴线自由旋转。

在一实施方案之中，所述光采集探测模块包括光纤。

进一步的，所述光纤还与CCD、CMOS、光开关等元件中的一种或多种配合。

在一较佳实施方案之中，所述光采集探测模块与光开关耦合。

在一实施方案之中，其中每一光纤分别与一光开关耦合。

在一实施方案之中，其中至少两根光纤与一光开关耦合。

在一实施方案之中，所述数据处理单元采用光谱仪。

较之现有技术，通过采用本发明的前述设计，可以在数十分钟乃至数分钟内完成诸如LED等半导体光源的光强、光色的空间分布特性的测试，简单易操作，速度快，效率高，成本低，且测试结果更为准确，同时所需设备结构简单，易于小型化，使用、维护方便。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的阐述。

附图说明

图1是本发明一实施例中半导体光源光色空间分布特性测试装置的结构示意图；

图2是本发明一实施例中半导体光源光色空间分布特性测试装置的原理图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据实际需要而做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

本发明的一个方面提供了一种光源光色空间分布特性测试装置10，请参阅图1-2，其主要包括：

呈环形均匀分布在同一平面上的多个光采集探测模块1（简称“光探测模块”），用以检测待测试光源的光强和/或光色参数，且在测试时待测试光源2（例如LED，但不限于此）优选设置于该环形的圆心处，

驱动机构，用以驱使待测试光源或该多个光采集探测模块按设定速度绕沿径向穿过所述环形的圆心的轴线旋转170°以上，优选为180°，

数据处理单元，用以接收和处理该多个光采集探测模块输出的检测数据，并由此探知待测试光源的光色空间分布特性。

进一步的，在前述的多个光采集探测模块中，任意两个相邻光采集探测模块与所述环形的圆形之间的夹角为360°/m，m为光采集探测模块的数量。

为使对于半导体光源的空间光、色特性的测试结果与半导体光源的真实表现更为一致，一般来说，m的取值越大越好，但考虑到成本、设备结构的复杂度等因素，m取值为72左右时，即可在成本较低，且设备结构较为简单紧凑的基础上，取得较为理想的测试结果。

作为可选的实施方案之一，可将前述的多个光采集探测模块固定安装于一环形机构上，且该环形机构可在驱动机构的驱动下绕沿径向穿过所述环形的圆心的轴线自由旋转，如此可保证该多个光采集探测模块于旋转时的同步性。

当然，作为另一种可行的实施方案，也可令该待测试光源和该多个光采集探测模块同时但沿相反方向旋转，采用这样的方式可在某些情况下提高测试速度。

前述光采集探测模块可采用本领域技术人员已知的各类元件，而作为较为优选的实施方案，可以采用光纤，如此可使该测试装置的结构更为简单紧凑，利于将其小型化、便携化，且可更为高效、准确的截获半导体光源输出的光信号。

其中，各光纤的光信号接收端呈环形均匀分布于半导体光源周围且均指向半导体光源，以接收由半导体光源输出的光信号。

其中，每一光采集探测模块可采用一束光纤中的单根光纤，亦可采用由若干根光纤集束形成的一光纤束，其可依据实际应用之需求而选择。

在一更为优选的实施方案之中，所述光采集探测模块还可与光开关耦合。若以光纤作为光采集探测模块，则，可以将每一光纤或光纤束分别与一光开关耦合，如此可以实现对各光采集探测模块分别进行控制，或者，也可将若干光纤或光纤束与同一光开关耦合。

在一更为优选的实施方案之中，还可将所述光采集探测模块与CCD（Charge-coupled Device，图像控制器）、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体）等光电探测器件配合，以实现对光源空间光色分布特性的测试。

进一步的，所述数据处理单元优选采用光谱仪。

为利于该测试装置在一些非常规的环境中，例如在野外工作，在一些实施方案之中，还可以在该测试装置中设置电源模块，用以向待测试光源、驱动机构、光采集探测模块、数据处理单元等提供工作电流而使其正常工作。

此外，还可在该测试装置中设置其它一些元件，例如稳压模块、散热模块等，这些元件的配置均是本领域技术人员依据实际应用的需要而相应调整的。

进一步的，为提升该测试装置的便携性、稳定性等，还可将前述各组件集成设置于便携式壳体中。

本发明的另一个方面还提供了一种基于前述测试装置的光源光度与色度空间分布特性测试方法，其可以包括：

提供复数光采集探测模块，并将待测试光源设置于由该多个光采集探测模块形成的环形的圆心处，

向待测试光源提供工作电流使待测试光源正常工作，

驱使待测试光源或该复数光采集探测模块按设定速度绕沿径向穿过所述环形的圆心的轴线旋转180°，并以该等光采集探测模块实时或在设定时刻检测待测试光源的光强和/或光色参数，

以数据处理单元接收和处理该等光采集探测模块输出的检测数据，由此探知待测试光源的光色空间分布特性。

在一实施方案之中，该测试方法进一步包括：待测试光源或该复数光采集探测模块每绕所述轴线旋转过设定角度，即以该复数光采集探测模块检测待测试光源的光强和/或光色。

在一优选实施方案之中，该测试方法进一步包括：待测试光源或该复数光采集探测模块每绕所述轴线旋转过Φ度后，即以该复数光采集探测模块检测待测试光源的光强和/或光色参数，其中Φ=180°/n，n优选为正整数，理论上而言，n的取值越大越好，但在实际应用中，考虑到测试时间、测试成本及数据分析量等诸多方面的因素，n优选为36左右，此时可在成本较低，测试效率较高的基础上，取得较为理想的测试结果。

更为具体的，在一典型实施案例中，当n的取值均为36时，则，待测试光源或该复数光采集探测模块每旋转5°，则各光采集探测模块检测一次待测试LED的光强和/或光色参数，当待测试LED旋转180°后，则相当于以该72个光采集探测模块测得了围绕该待测试LED的近似完整球形空间内的光强和/或光色参数，进而可以由此非常精确的探知待测试LED的光色空间分布特性。

显然，利用本发明的测试方案，其测试时间远远小于传统测试方法，可以在数十分钟乃至数分钟内获得测试结果，且测试效率和准确度亦远远优于传统测试方法。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1. 一种光源光度与色度空间分布特性测试方法，其特征在于包括：

向待测试光源提供工作电流使待测试光源正常工作，

2. 根据权利要求1所述的光源光度与色度空间分布特性测试方法，其特征在于还包括：待测试光源或该复数光采集探测模块每绕所述轴线旋转过Φ度后，即以该复数光采集探测模块检测待测试光源的光强和/或光色参数，其中Φ=180°/n，n为大于或等于36的正整数。

3. 根据权利要求1或2所述的光源光度与色度空间分布特性测试方法，其特征在于所述光采集探测模块包括光纤，且所述光纤还与CCD、CMOS、光开关中的任一者或两者以上的组合配合。

4. 根据权利要求3所述的光源光度与色度空间分布特性测试方法，其特征在于，其中每一光纤分别与一光开关耦合，或者，其中至少两根光纤与一光开关耦合。

5. 根据权利要求1、2或4所述的光源光度与色度空间分布特性测试方法，其特征在于，所述数据处理单元采用光谱仪。

6. 一种光源光度与色度空间分布特性测试装置，其特征在于包括：

7. 根据权利要求6所述的光源光度与色度空间分布特性测试装置，其特征在于所述光采集探测模块包括光纤，且所述光纤还与CCD、CMOS、光开关中的任一者或两者以上的组合配合。

8. 根据权利要求7所述的光源光度与色度空间分布特性测试装置，其特征在于，其中每一光纤分别与一光开关耦合，或者，其中至少两根光纤与一光开关耦合。

9. 根据权利要求6-8中任一项所述的光源光度与色度空间分布特性测试装置，其特征在于，该复数光采集探测模块固定安装于一环形机构上，且所述环形机构可在所述驱动机构的驱动下绕沿径向穿过所述环形的圆心的轴线自由旋转。

10. 根据权利要求6-8中任一项所述的光源光度与色度空间分布特性测试方法，其特征在于，所述数据处理单元采用光谱仪。