CN109633489B - Led蓝光危害亮度测试和蓝光泄漏预测的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种LED蓝光危害亮度测试和蓝光泄漏预测的装置，包括测试系统和瞄准系统。测试系统依次包括物镜、带孔反射镜、透镜、差分式蓝光危害系数加权光路和光电池；差分式蓝光危害系数加权光路由正反两套色散系统组成，物镜、透镜、第一色散元件、分布式衰减片、第二色散元件、光电池的光学中心和带孔反射镜的孔与光源在同一光轴上或共轭，所述的物镜的出射光线通过带孔反光镜的孔入射在透镜上，所述的透镜的出射光线入射在第一色散元件上，所述的衰减片紧贴在第二色散元件；瞄准系统的带孔反光镜的反射光线入射到反光镜上，反光镜的反射光线通过延时透镜组和针孔滤波器入射至二元面，二元面将光分别聚焦形成两个焦点用CCD分别记录。
Description
技术领域
本发明涉及光电检测方法，尤其涉及一种LED蓝光危害亮度测试和蓝光泄漏预测的方法及其装置。
背景技术
蓝光危害已经成为LED灯具产品必须注意的一个问题。目前一般采用出厂检测的方法控制，检测标准是GB／T 20145-2006，国外标准是CIE S 009/E:2002、IEC/TR62471-2-2009、 IEC/TR 62778-2012。实质是灯具的光功率谱加权蓝光危害加权系数，得到蓝光危害亮度，根据蓝光危害亮度的大小来判断是否合格，可见，准确测量蓝光危害亮度，具有重要的理论意义和应用价值。
专利“一种蓝光加权辐射亮度的测量装置及其方法201510825104.0”提出采用分布式衰减的方法得到带蓝光危害加权函数的光度量，该方法通过设计分布式衰减片实现自带蓝光加权系数，测量出蓝光危害亮度。但是该装置没有准确的对焦和瞄准系统，因此，人为粗大误差比较明显，测量值精度不高。同时，该设备无法预测LED灯具蓝光泄漏的时间。
发明内容
发明目的。
本发明所采用的技术方案。
本发明公开了一种LED蓝光危害亮度测试和蓝光泄漏预测的装置，包括测试系统，瞄准系统和预测系统：
所述的测试系统依次包括物镜、带孔反射镜、透镜、差分式蓝光危害系数加权光路和光电池；差分式蓝光危害系数加权光路由正反两套色散系统组成，色散系统包括第一色散元件、分布式衰减片、第二色散元件，所述的光电池上连接有电压表，所述的物镜、透镜、第一色散元件、分布式衰减片、第二色散元件、光电池的光学中心和带孔反射镜的孔与光源在同一光轴上或共轭，所述的物镜的出射光线通过带孔反射镜的孔入射在透镜上，所述的透镜的出射光线入射在第一色散元件上，所述的分布式衰减片紧贴在第二色散元件；
所述的瞄准系统依次包括带孔反射镜、延时透镜组、针孔滤波器，二元面和两个CCD；所述的带孔反射镜的反射光线入射到反射镜上，所述的反射镜的反射光线通过延时透镜组和针孔滤波器入射至二元面，二元面将光分别聚焦形成两个焦点；两个CCD分别记录这两个焦点。
更优选的是，二元面将光分别聚焦在+1.5D和-1.5D处。
更优选的是，对光源和系统，均标贴唯一性标识。
更优选的是，还包括预测系统，先用蓝光危害亮度测试系统，对待测LED灯具进行测量，所测量的结果上传云端，每隔一定时间测量一次，过程循环重复。
本发明提出的一种LED蓝光危害亮度测试和蓝光泄漏预测的方法，按照S1校准步骤、S2测量步骤以及S3预测步骤执行：
S1校准步骤包括：
1）选择一只蓝光危害亮度为L1标准灯放置光源处，调节带孔反射镜沿着反射镜平面平行移动，光反射至瞄准光路，使得两CCD上光斑大小相同；
2）保持仪器不动，调节带孔反射镜沿着反射镜平面平行归位，使得标准灯发出的光从孔中进入测试系统，经透镜依次平行进入第一色散元件、分布式衰减片，第二色散元件至到光电池，当两路光电池电压相同时，从电压表中读取示数为U1；
S2测量步骤包括：
1）将待测光源放置在光源处，调节带孔反射镜沿着反射镜平面平行移动，使得光反射至瞄准光路，使得两CCD上光斑大小相同；
2）保持仪器不动，调节带孔反射镜沿着反射镜平面平行归位，轻微对称移动分布式衰减片，当两路光电池电压相同时，从电压表中读取示数为U2；
3）计算待测光源的蓝光加权辐射亮度为U2
L1/U1；
S3预测步骤：
先用蓝光危害亮度测试系统，对待测LED灯具进行测量，所测量的结果上传云端，每隔一定时间测量一次，过程循环重复。
更优选的是，S3具体方法为:从云端下载数据，包括时间、温度和蓝光危害亮度，至电脑，电脑通过计算，得到蓝光危害亮度变化率随温度和时间的变化规律，再根据LED灯具所在地区温度变化规律，或年气候资料，通过运算得到何时蓝光危害亮度超出限值，即出现蓝光泄漏。
本发明所产生的技术效果。
（1）本发明的瞄准系统，采用二元衍射面，将光分别成像在两个焦点，通过比较两个焦点的图像清晰度，来确定是否聚焦在共轭的测试系统光电池上。
（2）本发明的测试系统，将光路一分为二，一路送到正向排列的蓝光危害亮度测量系统，另一路送到反向排列的蓝光危害亮度测量系统，当两路值一样时，说明分布式衰减片位置准确，色散系统匹配蓝光危害加权系数准确，大大减轻了位置移动和温度带来的影响，减小了测量操作难度，提升了测量值的精度。
（3）本发明的预测系统，对LED灯具和蓝光危害测量装置，均标贴唯一性标识，可以是一维码、二维码、也可以是编号。做到测量可溯源。
（4）本发明测量结果上传云端，包括时间，灯具和测量设备唯一性标识，云端自动通过网络数据采集和记录气象信息，或采集实际点灯环境温度信息。
（5）本发明设计APP，自动连接云端数据，采用软件拟合蓝光危害亮度随时间的变化曲线，得到：温度与变化速度的关系，蓝光危害变化曲线，这两者结合，预测蓝光泄漏出现的时间。
附图说明
图1为蓝光加权辐射亮度的测量装置的结构图。
图2为差分光路14结构图。
图3为三棱镜色散原理图。
图4为测试场景图。
图5为测量流程图。
附图标记：
1、光源 2、物镜 3、带孔反射镜 4、透镜； 5、第一色散元件 6、分布式衰减片7、第二色散元件； 8、光电池 9、电压表 10、反射镜 11、延时透镜组 12、针孔滤波器13、目镜、 14差分光路。
具体实施方式
实施例
（1）蓝光危害亮度测量系统：
一种蓝光加权辐射亮度的测量装置，包括测试系统和瞄准系统，所述的测试系统依次包括物镜、带孔反射镜、透镜、差分式蓝光危害系数加权光路和光电池。
差分式蓝光危害系数加权光路由正反两套色散系统组成，色散系统包括第一色散元件、衰减片、第二色散元件，所述的光电池上连接有电压表，所述的物镜、透镜、第一色散元件、衰减片、第二色散元件、光电池的光学中心和带孔反射镜的孔与光源在同一光轴上或共轭，所述的物镜的出射光线通过带孔反射镜的孔入射在透镜上，所述的透镜的出射光线入射在第一色散元件上，所述的衰减片紧贴在第二色散元件，所述的瞄准系统依次包括反射镜、延时透镜组、针孔滤波器，二元面和两个CCD。所述的带孔反射镜的反射光线入射到反射镜上，所述的反射镜的反射光线通过延时透镜组和针孔滤波器入射至二元面，二元面将光分别聚焦在+1.5D和-1.5D处，形成两个焦点。两个CCD分别记录这两个焦点。
图1为本发明一种蓝光加权辐射亮度的测量装置的结构示意图。差分光路14结构如图2所示，用CCD记录+1.5D和-1.5D焦平面的光斑，若两光斑大小相同，若无二元面，则待测光源将聚集在0D焦平面。
如图3为三棱镜色散原理图。光路（1）（2）上下结构相反，采用光电池（图1）分别测量（1）（2）两路光的强弱。
本发明测量包括校准和测量两部分，校准步骤包括：
1）选择一只蓝光危害亮度为L1标准灯放置光源处，调节带孔反射镜沿着反射镜平面平行移动，使得光反射至瞄准光路，使得两CCD上光斑大小相同；
2）保持仪器不动，调节带孔反射镜沿着反射镜平面平行归位，使得标准灯发出的光从孔中进入测试系统，经透镜依次平行进入第一色散元件、分布式衰减片，第二色散元件至到光电池，当（1），（2）两路光电池电压相同时，从电压表中读取示数为U1；
测量步骤包括：
1）将待测光源放置在光源处，调节带孔反射镜沿着反射镜平面平行移动，使得光反射至瞄准光路，使得两CCD上光斑大小相同；
2）保持仪器不动，调节带孔反射镜沿着反射镜平面平行归位，轻微对称移动分布式衰减片，当（1），（2）两路光电池电压相同时，从电压表中读取示数为U2；
3）计算待测光源的蓝光加权辐射亮度为U2
L1/U1。
（2）预测系统：
如图4所示，预测蓝光泄漏的时间是建立在蓝光危害亮度测量的基础上的。其测量过程是，先用蓝光危害亮度测试系统，对待测LED灯具进行测量，所测量的结果上传云端，每隔一定时间测量一次，例如每周测量一次，这个过程是循环的，重复的。如图5测量流程图。
处理过程是，从云端下载数据，包括时间、温度和蓝光危害亮度，至电脑，电脑通过计算，得到蓝光危害亮度变化率随温度和时间的变化规律，采用指数拟合方法，得到蓝光危害亮度随时间和温度变化的数学表达式。再根据LED灯具所在地区温度变化规律，或年气候资料，通过数学运算得到何时蓝光危害亮度超出限值，即出现蓝光泄漏。
本发明的结构与已申请专利（对比专利）相比，在结构上差异如下：
瞄准系统中，采用二元衍射面，将光分别成像在两个焦点。这样的目的是，本发明通过比较两个焦点的图像清晰度，来确定是否聚焦在共轭的测试系统光电池上。而对比专利只能采用目视观察的方法，误差大。
测试系统中，将光路一分为二，一路送到正向排列的蓝光危害亮度测量系统，另一路送到反向排列的蓝光危害亮度测量系统，当光电池测量的两路值一样时，说明两路对称，分布式衰减片位置与光谱位置对准了，大大减轻了因为温度变化，振动带来的光谱位置差异的影响，提升了测量精度。如果两路光电池测量的值不相同，就对称移动分布式衰减片，使得相同，再测量蓝光危害亮度值。
Claims (6)
1.一种LED蓝光危害亮度测试和蓝光泄漏预测的装置，其特征在于：包括测试系统和瞄准系统；
所述的测试系统依次包括物镜（2）、带孔反射镜（3）、透镜（4）、差分式蓝光危害系数加权光路和光电池；差分式蓝光危害系数加权光路由正反两套色散系统组成，色散系统包括第一色散元件（5）、分布式衰减片（6）、第二色散元件（7），所述的光电池（8）上连接有电压表（9），所述的物镜（2）、透镜（4）、第一色散元件（5）、分布式衰减片（6）、第二色散元件（7）、光电池（8）的光学中心和带孔反射镜（3）的孔与光源（1）在同一光轴上或共轭，所述的物镜（2）的出射光线通过带孔反射镜（3）的孔入射在透镜（4）上，所述的透镜（4）的出射光线入射在第一色散元件（5）上，所述的分布式衰减片（6）紧贴在第二色散元件（7）；
所述的瞄准系统依次包括反射镜（10）、延时透镜组（11）、针孔滤波器（12），二元面和两个CCD；所述的带孔反射镜（3）的反射光线入射到反射镜（10）上，所述的反射镜(10)的反射光线通过延时透镜组和针孔滤波器入射至二元面，二元面将光分别聚焦形成两个焦点；两个CCD分别记录这两个焦点。
2.根据权利要求1所述的LED蓝光危害亮度测试和蓝光泄漏预测的装置，其特征在于：二元面将光分别聚焦在+1.5D和-1.5D处。
3.根据权利要求1所述的LED蓝光危害亮度测试和蓝光泄漏预测的装置，其特征在于：对光源和系统，均标贴唯一性标识。
4.根据权利要求3所述的LED蓝光危害亮度测试和蓝光泄漏预测的装置，其特征在于：还包括预测系统，先用蓝光危害亮度测试系统，对待测LED灯具进行测量，所测量的结果上传云端，每隔一定时间测量一次，过程循环重复。
5.一种LED蓝光危害亮度测试和蓝光泄漏预测的方法，其特征在于使用权利要求1-4任一所述系统，按照S1校准步骤、S2测量步骤以及S3预测步骤执行：
S1校准步骤包括：
1）选择一只蓝光危害亮度为L1标准灯放置光源处，调节带孔反射镜（3）沿着反射镜（10）平面平行移动，光反射至瞄准光路，使得两CCD上光斑大小相同；
2）保持仪器不动，调节带孔反射镜（3）沿着反射镜（10）平面平行归位，使得标准灯发出的光从孔中进入测试系统，经透镜依次平行进入第一色散元件、分布式衰减片，第二色散元件至到光电池，当两路光电池电压相同时，从电压表中读取示数为U1；
S2测量步骤包括：
1）将待测光源放置在光源处，调节带孔反射镜沿着反射镜平面平行移动，使得光反射至瞄准光路，使得两CCD上光斑大小相同；
2）保持仪器不动，调节带孔反射镜沿着反射镜平面平行归位，轻微对称移动分布式衰减片，当两路光电池电压相同时，从电压表中读取示数为U2；
3）计算待测光源的蓝光加权辐射亮度为U2
L1/U1；
S3预测步骤：
先用蓝光危害亮度测试系统，对待测LED灯具进行测量，所测量的结果上传云端，每隔一定时间测量一次，过程循环重复。
6.根据权利要求5所述的LED蓝光危害亮度测试和蓝光泄漏预测的方法，其特征在于S3具体方法为:从云端下载数据，包括时间、温度和蓝光危害亮度，至电脑，电脑通过计算，得到蓝光危害亮度变化率随温度和时间的变化规律，再根据LED灯具所在地区温度变化规律，或年气候资料，通过运算得到何时蓝光危害亮度超出限值，即出现蓝光泄漏。
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