CN114323567A

CN114323567A - 一种光电探测器测试装置及测试方法

Info

Publication number: CN114323567A
Application number: CN202111682135.7A
Authority: CN
Inventors: 杨正官; 魏冬寒; 孙平如; 苏宏波; 杨丽敏
Original assignee: Shenzhen Jufei Optoelectronics Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Jufei Optoelectronics Co Ltd
Priority date: 2021-12-31
Filing date: 2021-12-31
Publication date: 2022-04-12

Abstract

本发明涉及一种光电探测器测试装置及测试方法，将光电探测器的输入光功率与转换电流之间的关系曲线转换为第二光源输入电流与光电探测器转换电流之间的关系曲线，使得光电探测器的线性度测试不再依赖于光源的光功率数值，因此在测试过程中省略了光源标定设备的使用，在不使用光源标定设备的情况下实现了光电探测器线性度的评估，显著降低了光电探测器线性度测评的成本。另外，在本申请提供的光电探测器测试装置中同时设置了第一光源与第二光源，在利用光源向光电探测器提供同等照度的前提下，利用第一光源分担了第二光源原本需要提供的光功率，避免第二光源以高光功率工作时容易出现光衰的问题，提升了线性度测试的精确度。

Description

一种光电探测器测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种光电探测器测试装置及测试方法。

背景技术

光电探测器是利用具有光电效应的材料制成的将光辐射信号转变成电信号的传感器，光照强度越大其光电流越大，无光照时其几乎是一个绝缘体。其在军事和国民经济的各个领域均有广泛用途：目例如工业自动化领域、智能穿戴领域、导弹制导领域、光测量和探测领域、火焰探测领域、通信领域等。

线性度是光电探测器的一项重要指标，目前在测试光电探测器的线性度时，最常用的方法是预先采用专门的光源标定设备来标定光源的光功率，然后在避光条件下检测光电探测器在光源不同光强下的输出电流，绘制光强-电流曲线，从而根据光强-电流曲线评估光电探测器的线性度。不过光源标定设备的结构复杂、成本高昂，并不适用光电探测器产品初期的特性验证研究。

因此，如何降低光电探测器线性度测试的成本是目前亟需解决的问题。

发明内容

鉴于上述相关技术的不足，本申请的目的在于提供一种光电探测器测试装置及测试方法，旨在解决目前光电探测器线性度测评成本过高的问题。

本申请提供一种光电探测器测试装置，其特征在于，包括封闭的测试暗箱、第一光源、第二光源以及调节机构；第一光源、第二光源以及被测试的光电探测器均设置于测试暗箱内；调节机构包括被配置为调节光电探测器与第二光源的相对位置的第二调节机构；

在对光电探测器进行测试时，第一光源被配置为在第一固定位置处按定值电流工作发光，以向光电探测器提供固定亮度；第二光源被配置为在第二固定位置处按可调电流工作发光，以向光电探测器提供线性变化的亮度，可调电流的调节区间为第二光源的输出光功率与其输入电流呈线性关系的电流区间；光电探测器在固定亮度与线性变化的亮度的叠加激发下输出转换电流，以供确定转换电流与可调电流的关系曲线，并基于关系曲线获取光电探测器的线性度测试结果。

上述光电探测器测试装置在对光电探测器进行测试时，第一光源在第一固定位置处按照定值电流工作，因此第一光源向光电探测器提供的光强是固定的，而第二光源在第二固定位置处按可调电流工作发光，可调电流的调整区域包含于第二光源的输出光功率与其输入电流呈线性关系的线性电流区间，因此第二光源向光电探测器提供的光强是线性变化的。总的来说，第一光源与第二光源叠加给光电探测器的光照强度是线性变化的，换言之，光电探测器的输入是线性变化的，在这种情况下，只需要确定转换电流与可调电流的关系曲线，就能基于该关系曲线获取光电探测器的线性度测试结果。这种测试方案将光电探测器的输入光强与转换电流之间的关系曲线转换为第二光源输入电流与光电探测器转换电流之间的关系曲线，使得光电探测器的线性度测试不再依赖于光源的光强数值，也即不再依赖于光源的光功率数值，因此在测试过程中省略了光源标定设备的使用，在不使用光源标定设备的情况下实现了光电探测器线性度的评估，显著降低了光电探测器线性度测评的成本。另外，在本申请提供的光电探测器测试装置中同时设置了第一光源与第二光源，在利用光源向光电探测器提供同等照度的前提下，利用第一光源分担了第二光源原本需要提供的光功率，避免第二光源以高光功率工作时容易出现光衰的问题，提升了线性度测试的精确度。

在一种示例中，调节机构还包括被配置为调节第一光源与光电探测器间相对位置的第一调节机构。

上述光电探测器测试装置中，还设置了调节第一光源与光电探测器间相对位置的第一调节机构，在测试过程要求第一光源向光电探测器提供某种固定光照强度的情况下，通过第一调节机构调节第一光源与光电探测器之间的相对位置，可以更容易满足要求，提升了测试的方便程度。

在一种示例中，第一光源、第二光源以及光电探测器均设置于测试暗箱的内壁上；光电探测器与第二光源均位于测试暗箱的第一内壁上，且与测试暗箱中与第一内壁相对的第二内壁上设置有反光层，反光层被配置为对测试暗箱内射向自身的光线进行反射，以使第二光源发出的光射向光电探测器。

上述光电探测器测试装置中，第二光源与光电探测器设置在测试暗箱的同侧内壁上，第二光源发出的光通过反光层的反射照射到光电探测器上，相较于将第二光源设置在光电探测器相对的一侧，第二光源发出的光直射到光电探测器上的情况，增大了第二光源光强最弱位置到光强最强位置的范围，这样可以使得同样距离下光强的变化更小，有利于提升测试过程中调整第二光源的调节精度。

在一种示例中，第二调节机构被配置为调节第二光源在第一内壁上的位置，且在第二调节机构的调节范围内，第二光源的至少一个位置与反光层相对。

上述光电探测器测试装置中，第二调节机构调节第二光源与光电探测器相对位置实际上是通过调节第二光源在第一内壁上的位置实现，这样可以避免光电探测器移动而导致第一光源提供给光电探测器的亮度发生变化，提升测试结果的精确性与可靠性。

在一种示例中，第一光源设置于第二内壁上。

上述光电探测器测试装置中，因为第一光源设置在光电探测器的对侧，所以，第一光源的光在不经反射的情况下也可以照射到光电探测器上，可以提升第一光源输出光能照射到光电探测器的比例，这样在要求第一光源向光电探测器提供某一固定光强的情况下，第一光源以一个较小的输入电流工作就可以达到该目的，有利于减小第一光源出现光衰的概率。

在一种示例中，调节机构还包括第一调节机构，第一调节机构被配置为通过调节第一内壁与第二内壁之间的距离来调节第一光源与光电探测器之间的相对位置。

在一种示例中，第一光源包括至少两颗LED芯片，第二光源由一颗LED芯片构成；或，第一光源与第二光源各由一颗LED芯片构成。

基于同样的发明构思，本申请还提供一种光电探测器测试方法，应用于上述任一项的光电探测器测试装置，光电探测器测试方法包括：

确定光电探测器需要被测试的转换电流目标区间；

启动第一光源并关闭第二光源，调整第一光源，直至光电探测器输出的转换电流小于等于转换电流目标区间的下限为止；

在第二光源的线性电流区间中选择一个电流值作为测试过程中第二光源的最大输入电流，线性电流区间为第二光源的输出光功率与其输入电流呈线性关系的电流区间；

控制第二光源按照最大输入电流工作，并通过第二调节机构调节第二光源与光电探测器的相对位置，直至光电探测器输出的转换电流大于等于转换电流目标区间的上限为止；

在调节区间内调整第二光源的输入电流，并记录对应工作电流下光电探测器输出的转换电流，调节区间的下限不低于线性电流区间的下限，上限为最大输入电流；

确定转换电流与第二光源输入电流间的关系曲线，并基于关系曲线获取光电探测器的线性度测试结果。

上述光电探测器测试方法中，一方面通过调整第一光源，使得第一光源单独工作的情况下光电探测器得以输出转换电流目标区间的下限。在此基础上，只要叠加第二光源按照可调电流工作时向光电探测器提供的光照强度，就可以使得光电探测器的输出电流增大。另一方面，通过在第二光源的线性电流区间中选择一个电流值作为测试过程中第二光源的最大输入电流，并且通过调节第二光源与光电探测器的相对位置，使得光电探测器的输出的转换电流大于等于转换电流目标区间的上限，并固定此时第二光源与光电探测器的相对位置。在后续过程中，只让第二光源工作在基于其线性电流区间与该最大输入电流确定的可调区间内，就能保证光源向光电探测器提供的光照强度线性变化，且光电探测器输出的转换电流的区间包含要求测试的转换电流目标区间，这样就可以让测试人员根据转换电流与第二光源输入电流之间的关系曲线实现对光电探测器在转换电流目标区间中线性度的评估，在不使用光源标定设备的情况下实现对光电探测器线性度的评估，降低光电探测器线性度测评的成本。同时，利用第一光源分担了第二光源原本需要提供的光功率，避免第二光源出现光衰，提升了光电探测器线性度测试的精确度。

在一种示例中，基于关系曲线获取光电探测器的线性度测试结果包括：

根据关系曲线确定光电探测器在转换电流目标区间中的线性度变化率；

根据线性度变化率评估光电探测器在转换电流目标区间中的线性度。

上述光电探测器测试方法中，基于转换电流与第二光源输入电流之间的关系曲线确定了光电探测器在转换电流目标区间中的线性度变化率，所以只要线性度变化率为0，则说明光电探测器具有良好的线性度，这样可以更直观地展现光电探测器的线性度测试结果。

在一种示例中，若调节机构还包括被配置为调节第一光源与光电探测器间相对位置的第一调节机构；调整第一光源，直至光电探测器输出的转换电流为转换电流目标区间的下限为止包括：

控制第一光源以一定值电流工作，并通过第一调节机构调节第一光源与光电探测器的相对位置，直至光电探测器输出的转换电流为转换电流目标区间的下限为止。

上述光电探测器测试方法中，利用第一调节机构调节第一光源与光电探测器间相对位置，从而实现对第一光源向光电探测器提供的光照强度的调节，在测试过程要求第一光源向光电探测器提供某种固定光照强度的情况下，通过第一调节机构调节第一光源与光电探测器之间的相对位置，可以更容易满足要求，提升了测试的便捷度。

附图说明

图1为本发明一可选实施例中提供的光电探测器测试装置的一种结构示意图；

图2为本发明一可选实施例中提供的光电探测器测试装置的另一种结构示意图；

图3为本发明一可选实施例中提供的待测试的光电探测器设置于光电探测器测试装置内的一种示意图；

图4为本发明一可选实施例中提供的光电探测器测试装置的又一种结构示意图；

图5为本发明一可选实施例中示出的当第二光源与光电探测器位于同侧，借助反光板进行反光实现测试的方案中，测试暗箱内光照强度变化的一种示意图；

图6为本发明一可选实施例中示出的当第二光源与光电探测器设置在对侧实现测试的方案中，测试暗箱内光照强度变化的一种示意图；

图7为本发明另一可选实施例中提供的光电探测器测试方法的一种流程示意图；

图8为本发明另一可选实施例中提供的调节第一光源的一种流程示意图；

图9为本发明另一可选实施例中示出的三个光电探测器的线性度变化率的曲线示意图。

附图标记说明：

10-光电探测器测试装置；11-第一光源；12-第二光源；13-测试暗箱；14-反光层；20-光电探测器测试装置；30-光电探测器；40-光电探测器测试装置。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

为了解决目前对光电探测器进行线性度测试时依赖于光源标定设备对光源光功率的标定流程，导致光电探测器线性度测试成本高昂的问题，本申请希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。

本申请一可选实施例：

本实施例首先提供一种光电探测器测试装置，请参见图1示出的该光电探测器测试装置10的一种结构示意图：

光电探测器测试装置10包括第一光源11、第二光源12以及测试暗箱13、调节机构(图1中未示出)。

在本实施例中，第一光源11与第二光源12中至少一个可以为LED光源，根据实际测试需求，LED光源发出的光的颜色可以是红光、绿光、蓝光、白光或其他任意一种颜色的光。在一些示例中，第一光源11与第二光源12各自由一颗LED芯片构成，或者也可以第一光源11以两颗或多颗LED芯片构成，而第二光源12由一颗LED芯片构成。在本实施例中，第二光源12至少应该有一段线性电流区间，这里所谓的“线性电流区间”是指第二光源12输出的光功率与其输入电流呈线性关系的输入电流的区间。一个线性电流区间由一个上限(该线性电流区间的最大电流值)与一个下限(该线性电流区间的最小电流值)表征。当然，在一些示例中，第二光源12与第一光源11各自分别具有至少一个线性电流区间。

第一光源11与第二光源12均设置于测试暗箱13内，测试暗箱13是封闭的箱体，并且测试暗箱13的箱壁具有遮光性，能够阻止外界的光影响光电探测器100的测试，也能避免测试暗箱13中光源发出的光射到外界。在图1中，测试暗箱13的纵剖面呈长方形，对应地测试暗箱13整体可以为长方体。但本实施例中不对测试暗箱13的具体形态进行限制，在其他一些示例中，测试暗箱13也可以具有其他形态，其纵剖面也不限于长方形，例如可以为正方形、梯形、平行四边形等。

在本实施例的一些示例中，测试暗箱13中设置有用于固定第一光源11与第二光源12的支架或者是装载机构，第一光源11与第二光源12被装配在支架或装载机构上，悬在测试暗箱13的中间。还有一些示例中，第一光源11与第二光源12中的至少一个设置在测试暗箱13的内壁上，例如在图1中，第一光源11与第二光源12均设置在测试暗箱13的内壁上。当然，还有一些示例中，第一光源11与第二光源12中的一个固定在测试暗箱13的内壁上，另一个则固定在支架或者是装载机构上。

在第一光源11与第二光源12均设置在测试暗箱13内壁的情况下，二者可以设置在测试暗箱13的同一内壁上，也可以设置在测试暗箱13不同的内壁上，例如：请结合图2所示，在本实施例的一些示例提供的光电探测器测试装置20中，第一光源11与第二光源12均设置在测试暗箱13的顶壁上。可以理解的是，在其他一些示例中，两个光源也可以同时设置在测试暗箱13的其他内壁上，例如底壁或者是四个侧壁中的某一个上。另一些示例中，第一光源11与第二光源12设置在测试暗箱13中两个相对的内壁上，分别是第一内壁以及与第一内壁相对的第二内壁，请继续参见图1，在图1中，第一光源11设置在测试暗箱13的顶壁上，而第二光源12设置在测试暗箱13的底壁上，所以在该示例中，第一内壁为顶壁，第二内壁为底壁。毫无疑义的是，第一光源11与第二光源12的位置也可以互换，或者第一光源11与第二光源12也可以分别位于测试暗箱13两个相对的侧壁上。还有一些示例中，第一光源11与第二光源12设置在测试暗箱13两个相邻的内壁上，例如可以是顶壁与侧壁，也可以是侧壁与底壁，还可以是任意两个相邻的侧壁。

在利用光电探测器测试装置10对光电探测器进行测试时，光电探测器也会被置于测试暗箱13中，如图3所示，待测试的光电探测器30设置在测试暗箱13的底壁上，在这种情况下，光电探测器30与第二光源12处于同一内壁上，与第一光源11处于相对的两个内壁上。在本实施例其他一些示例中，光电探测器30也可以设置在第一光源11所在的内壁上，与第二光源12设置在不同的内壁上。还有一些示例中，第一光源11、第二光源12二者处于相同的内壁上，光源与光电探测器30分别处于两个相对的内壁上，例如请参见图2所示。还有一些示例中，第一光源11、第二光源12以及光电探测器30三者处于相同的内壁上。

在本实施例中，在正式对光电探测器30进行测试的过程中，第一光源11用于在第一固定位置处按照定值电流I₁发光，从而向测试暗箱13内部提供固定亮度，应当明白的是，第一光源11在不同时刻向测试暗箱13提供的亮度固定，那么第一光源11对测试暗箱13中任意位置的光照强度也是固定不变的，因此，第一光源11可以向光电探测器30提供固定亮度。第二光源12则需要在第二固定位置处按照可调电流I2工作发光，从而向测试暗箱13内部提供线性变化的亮度，其中可调电流的调整区间为第二光源12的输出光功率与其输入电流呈线性关系的电流区间，因此，可调电流I₂的调整区间可以为第二光源12的线性电流区间，也可以为第二光源12线性电流区间的真子集，换言之，可调电流I₂的调整区间包含于第二光源12的线性电流区间。在第一光源11与第二光源12共同提供的亮度(固定亮度叠加线性变化的亮度)的激发下，光电探测器30将输出转换电流I_L。通过记录不同I₂对应的，可以绘制出光电探测器30输出的转换电流I_L与I₂第二光源12的可调电流之间的关系曲线，根据该关系曲线就可以获取光电探测器30的线性度测试结果。

为了对光电探测器测试装置的测试原理进行说明，这里将线性变化的亮度的最小值与固定亮度的叠加值定义为Qmin，将线性变化的亮度的最小值与固定亮度的叠加值定义为Qmax，如果光电探测器30在Qmin～Qmax的输入亮度区间中是线性的，那么在可调电流I₂线性变化的过程中，光电探测器30输出的转换电流I_L也应该是线性变化的。本实施例就是将光电探测器30的输入光功率与输出的转换电流I_L之间的关系转换为可调电流I₂与转换电流I_L之间的关系，所以，在本实施例所提供的光电探测器测试方案中，并不需要确定光电探测器30的输入光功率，也即不需要对光源进行功率标定。自然对光电探测器30进行测试是也并不需要计算上面所提到的Qmin与Qmax的值。

需要说明的是，正式对光电探测器30进行测试时，第二光源12在第二固定位置处工作，这并不意味着第二光源12在测试暗箱13内的位置在任何情况下都不能改变；同样地，第一光源11在第一固定位置处按照定值电流I₁工作，这也并不意味着第一光源11在测试暗箱13中的位置或者第一光端11的输入电流不支持改变。事实上，本实施例中提出的光电探测器测试方案可以粗略地分为两个阶段：其中一个阶段可以被称为测试准备阶段，另一个阶段则可以被称为测试阶段。在测试准备阶段中，需要确定出第一光源11与第二光源12在测试阶段所处的位置，也即确定出第一固定位置与第二固定位置；还需要确定出第一光源11在测试阶段的所采用的定值电流I₁，以及出第二光源12的可调电流的调节区间。

本实施例提供的光电探测器测试装置中还设置有调节机构，调节机构中包括用于调节第二光源12与光电探测器30之间相对位置的第二调节机构(图中未示出)，可以理解的是，第二调节机构可以通过改变第二光源12的位置来改变第二光源12与光电探测器30之间的相对位置，也可以通过改变光电探测器30的位置来改变第二光源12与光电探测器30之间的相对位置，甚至还可以同时改变第二光源12与光电探测器30的位置，从而实现二者间相对位置的改变。不过，可以理解的是，如果第二调节机构改变了光电探测器30在测试暗箱13中的位置，则光电探测器30与第一光源11之间的相对位置也必然被改变，这样通常会导致第一光源11提供给光电探测器30的光照强度也被改变，因此，在本实施例的一些示例中，第二调节机构调节的是第二光源12在测试暗箱13中的位置。

在本实施例的一些示例中，调节机构还包括第一调节机构，第一调节机构用于调整第一光源11与光电探测器30之间的相对位置。同样地，从理论上来说第一光源11与光电探测器30之间的相对位置可以通过改变第一光源11与光电探测器30中至少一个的位置来实现。在本实施例中，第一光源11的提供的固定亮度先于第二固定位置以及第二光源12可调电流的调节区间被确定，也即是在第一固定位置被确定之后才确定第二固定位置的，因此，即便在改变第一光源11与光电探测器30相对位置的过程中导致光电探测器30的位置变化，也不会影响到测试的进行。故，在实际应用中第一调节机构调节第一光源11的位置或者是调节光电探测器30的位置来改变二者相对位置都是可行的。在本实施例的部分示例中，第一光源11与光电探测器30分别位于测试暗箱13两个相对的内壁上，在这种情况下，第一调节机构可以通过调节两个相对内壁之间的距离来改变第一光源11与光电探测器30之间的相对位置，显然，在这种情况下，第一光源11与光电探测器30在对应内壁上的位置并未改变，但测试暗箱13的容积、形态会发生变化。

在第二光源12与光电探测器30分别设置在测试暗箱13相对的两个内壁的光电探测器测试装置中，该可以设置反光层，例如，请参见图4：在光电探测器测试装置40中，光电探测器30与第二光源12设置在测试暗箱13的第一内壁(图4中是指测试暗箱13的底壁，不过其他示例中也可以是指底壁以外的内壁)上，反光层14设置在与第一内壁相对的第二内壁(图4中是指测试暗箱13的顶壁)上，反光层14可以对测试暗箱13内射向该反光层14自身的光进行反射，而反光层14与光电探测器30位于相对的两个内壁上，因此，通过反射可以使得光射向光电探测器30，所以，在反光层14的作用下第二光源12发出的光得以通过反射射向光电探测器30。在本实施例的一些示例中，反光层14可以是装配固定在测试暗箱13内壁上的反光板，例如金属板、白色塑胶板等，也可以是涂覆在测试暗箱13内壁上的反光涂层，例如铝层、银层等。

反光层14沿着第一内壁的投影方向在第一内壁上的正投影面积大于第二光源12沿着第一内壁的投影方向在第一内壁上的正投影面积，在本实施例的一些示例中，在第二调节机构的调节范围内，第二光源12的至少一个位置与反光层14相对，还有一些示例中，在第二调节机构的调节范围内，第二光源12的所有位置与反光层14相对。这里所说的位置相对是指反光层14在沿着第一内壁的投影方向在第一内壁上的正投影覆盖第二光源12所在的区域。部分示例中，反光层14仅设置在第二光源12对侧的内壁上，还有一些示例中，反光层14除了设置在第二光源12对侧的内壁上以外，还可以设置在其他内壁上，甚至还有一些示例中，测试暗箱14的每一个内壁上均设置有反光层14。

可以理解的是，相较于将第二光源12与光电探测器30设置在相对两侧，基于光的直射实现测试的做法，将第二光源12与光电探测器30设置在同侧并利用反光层14进行反射来实现测试的做法中，在测试准备阶段中第二调节机构确定第二固定位置时对第二光源12的位置调节范围更大，调节精度更高，理由如下：

假定当第二光源12与光电探测器30设置在同侧时，光电探测器30位于第二光源12的右侧，如图5所示，并且在这种情况下不考虑测试暗箱13自身及其内部其他部件对光的反射，仅考虑第二光源12所发出的光在反光层14上的反射；当第二光源12与光电探测器30设置在相对的两侧时，第二光源12与光电探测器30的位置相对，如图所示，并且在这种情况下不考虑测试暗箱13自身及其内部部件对光的反射，仅考虑光的直射。在图5中第二光源12发出的光线A1从第一内壁的O1点处沿着垂直于第一内壁的方向出射，经过反光层14的反射后，射向第一内壁的a1处，所以a1就是第二光源12发出的光在第一内壁上的光照最强处；第二光源12发出的光线A2是沿第二光源12最大出光角度射出的光线，光线A2射向反光层14后反射回第一内壁的a2处，所以a2就是第二光源12发出的光在第一内壁上的光照最弱处(应当理解的是，第二光源12发出的光在第一内壁上的光照最弱处不只一个，但因为前面假定了光电探测器30设置在第二光源12的右侧，因此图5中仅考虑了位于第二光源12正右方的一个光照最弱处)，从a1到a2就是当第二光源12与光电探测器30设置在同侧且利用反光层14情况下，第二光源12发出的光在第一内壁上光照最强处到光照最弱处的距离d1，也是利用第二调节机构调节第二光源12的位置寻找第二固定位置时的可调节距离范围。

在图6中，第二光源12发出的光线B1从第二内壁的O2点处沿着垂直于第二内壁的方向出射，射向第一内壁的b1处，所以，b1就是第二光源12发出的光在第一内壁上的光照最强处。第二光源12发出的光线B2是沿第二光源12最大出光角度射出的光线，光线B2射向第一内壁的b2处，所以b2就是第二光源12发出的光在第一内壁上的光照最弱处。从b1到b2就是当第二光源12与光电探测器30设置在相对两侧的情况下，第二光源12发出的光在第一内壁上光照最强处到光照最弱处的距离d2，也是利用第二调节机构调节第二光源12的位置寻找第二固定位置时的可调节距离范围。很明显，d1大于d2，因此，在a1至a2之间，单位距离上光强变化相对较小；在b1至b2之间，单位距离上光强变化相对较大。所以，第二调节机构在前一情况下的调节精度会高于在后一情况下的调节精度。

本实施例提供的光电探测器测试装置，通过将光电探测器的输入光功率与输出的转换电流I_L之间的关系转换为可调电流I₂与转换电流I_L之间的关系，这样可以避免在对光电探测器进行线性度测试时进行光源光功率标定的过程，自然也就不需要为了测试过程准备光源标定设备，降低了光电探测器线性度测试的成本，也简化了线性度测试的流程，非常适于在产品研发初期的验证。

本申请另一可选实施例：

本实施例提供一种光电探测器测试方法，该方法应用于前述实施例任一示例所提供的光电探测器测试装置，请参见图7示出的该光电探测器测试方法的流程示意图：

S702：确定光电探测器需要被测试的转换电流目标区间。

在本实施例中，光电探测器的转换电流目标区间是从光电探测器输出的转换电流限定测试的目标范围，例如，如果针对一光电探测器的转换电流目标区间为[I_Lmin，I_Lmax]，那么就意味着对该光电探测器进行测试的目标是期望知道在光电探测器输出的转换电流在I_Lmin～I_Lmax的范围内时，该光电探测器输入光功率与输出转换电流之间的线性度如何。所以，实际对光电探测器进行测试时，测试的转换电流测试区间至少应该包括该转换电流目标区间，即转换电流测试区间的下限小于等于转换电流目标区间的下限，同时，转换电流测试区间的上限大于等于转换电流目标区间的上限。通常情况下，光电探测器的转换电流目标区间可以由测试人员根据测试需求、测试目标等进行设置。

S704：启动第一光源并关闭第二光源，调整第一光源，直至光电探测器输出的转换电流小于等于转换电流目标区间的下限为止。

确定光电探测器需要被测试的转换电流目标区间并将需要测试的光电探测器置于光电探测器测试装置中以后，可以启动第一光源，但此时第二光源并不启动，仍处于关闭状态下。第一光源开启后，调整第一光源以便通过第一光源单独发出的光使得光电探测器的输出的转换电流小于等于I_Lmin。

可以理解的是，在调整第一光源来调整光电探测器输出的转换电流时，可以调整第一光源的输入电流，也可以调整第一光源与光电探测器之间的相对位置。如果光电探测器测试装置中没有设置第一调节机构，则只能通过调整第一光源的输入电流来调整光电探测器输出的转换电流。如果光电探测器测试装置中设置有第一调节机构，则可以调整第一光源的输入电流与第一光源相对与光电探测器的相对位置中的至少一个来调整光电探测器输出的转换电流。在本实施例的一种示例中参照了图8示出的流程示意图来调整第一光源：

S802：控制第一光源以一定值电流工作。

在本实施例中，定值电流I₁可以是第一光源线性电流区间中的电流值，也可以不是其线性电流区间中的电流值。

S804：通过第一调节机构调节第一光源与光电探测器的相对位置。

在本实施例的一些示例中，第一光源设置在测试暗箱的第二内壁上，而光电探测器设置在第一内壁上，在这种情况下，第一调节机构可以通过调节两个内壁之间的距离来调节第一光源与光电探测器的相对位置。当然，其他一些示例中也可以直接调节第一光源和/或光电探测器在测试暗箱中的位置来改变第一光源与光电探测器的相对位置。

S806：判断光电探测器输出的转换电流是否为转换电流目标区间的下限。

若判断结果为是，则结束流程，否则继续执行S804。可以理解的是，如果判断结果为否，说明光电探测器当前输出的转换电流还不满足要求，因此需要继续对第一光源与光电探测器的相对位置进行调整。另外，在图8对应的示例中，转换电流测试区间的下限等于转换电流目标区间的下限，在其他一些示例中，只要光电探测器输出的转换电流小于等于转换电流目标区间的下限即可，并不要求转换电流测试区间的下限等于转换电流目标区间的下限。

S706：在第二光源的线性电流区间中选择一个电流值作为测试过程中第二光源的最大输入电流。

在确定第一光源发出的光让光电探测器输出的转换电流满足要求后，就需要维持第一光源的状态，即不再改变第一光源与光电探测器的相对位置(通常是既不改变第一光源在暗箱中的位置，也不改变光电探测器在暗箱中的位置)，也不再改变第一光源的输入电流，所以第一光源此时所处的位置就是第一固定位置，其当前的输入电流就是定值电流I₁。

随后，可以启动第二光源进行测试准备，在本实施例中，需要预先确定第二光源的线性电流区间，即第二光源的输出光功率与其输入电流呈线性关系的电流区间，这里假定第二光源的线性电流区间为[I_2min，I_2max]。然后从第二光源的线性电流区间中I_2min～I_2max之间选择一个电流值作为第二光源的最大输入电流I_2max’，当第二光源在第二固定位置(此时尚未确定)处以最大输入电流I_2max’工作时，其向光电探测器提供的亮度叠加第一光源向光电探测器提供的固定亮度，可以使得光电探测器输出的转换电流大于等于转换电流目标区间的上限。

S708：控制第二光源按照最大输入电流工作，并通过第二调节机构调节第二光源与光电探测器的相对位置，直至光电探测器输出的转换电流大于等于转换电流目标区间的上限为止。

在确定出第二光源的最大输入电流I_2max’后，可以控制第二光源以最大输入电流I_2max’进行工作，然后通过第二调节机构调节第二光源相对于光电探测器的位置，并在调节过程中不断确定光电探测器输出的转换电流是否大于等于转换电流目标区间的上限，如果光电探测器的输出电流大于等于转换电流目标区间的上限，则说明当前已经找到第二光源的第二固定位置，因此立即控制第二调节结构停止调节；如果光电探测器的输出电流小于转换电流目标区间的上限，则继续进行调节。

S710：在调节区间内调整第二光源的输入电流，并记录对应工作电流下光电探测器输出的转换电流。

确定第二光源的第二固定位置后，就维持第二光源的位置不变，此时，第一光源、第二光源以及光电探测器三者的位置都不能再改变。随后，就在I_2min与I_2max’形成的调节区间中不断调节第二光源的输入电流I₂，并记录对应输入电流下光电探测器输出的转换电流I_L。

S712：确定转换电流与第二光源输入电流间的关系曲线，并基于关系曲线获取光电探测器的线性度测试结果。

获取到第二电源在调节区间之间的每一个输入电流I₂与光电探测器的转换电流I_L之后，就可以确定转换电流I_L与第二光源输入电流I₂间的关系曲线，然后基于该关系曲线获取光电探测器的线性度测试结果。

在本实施例的一些示例中，为了更直观的呈现光电探测器在转换电流目标区间中的线性度，可以计算关系曲线每一处的线性度变化率，例如，点X、Y、Z分别是是该关系曲线上沿着I_L逐渐增大的方向排列的三点，三点的I_L与I₂分别为(I_L1、I₂₁)、(I_L2、I₂₂)、(I_L3、I₂₃)，那么点X与点Y连线的斜率为：

I₂₁’＝△I₂₁/△I_L1＝(I₂₂-I₂₁)/(I_L2-I_L1)

那么点Y与点Z连线的斜率为：

I₂₂’＝△I₂₂/△I_L2＝(I₂₃-I₂₂)/(I_L3-I_L2)

点Y与点Z之间的斜率相对于点X与点Y之间的斜率的变化率，也即线性度变化率为：

I₂₂”＝(I₂₂’-I₂₁’)/I₂₁’

请参见图9，在图9中示出了三个光电探测器各自的线性度变化率的曲线示意图，其中细实线为光电探测器Q的线性度变化率，粗虚线为光电探测器W的线性度变化率，而细虚线为光电探测器R的线性度变化率。从图9中可以看出，光电探测器Q与W在图9示出的转换电流区间中线性度变化率基本始终为0，也即没有线性度变化，故光电探测器Q与W在图9示出的转换电流区间中线性度良好。但光电探测器R在图9示出的转换电流区间的前一段(以转换电流I_L等于35uA为界)中没有线性度变化，后一段中线性度有了变化，所以，光电探测器R在图9示出的转换电流区间的前一段具有良好的线性度，后一段线性度大幅下降。

本实施例提供的光电探测器测试方法，让测试人员根据转换电流与第二光源输入电流之间的关系曲线实现对光电探测器在转换电流目标区间中线性度的评估，在不使用光源标定设备的情况下实现对光电探测器线性度的评估，降低光电探测器线性度测评的成本。同时，利用第一光源分担了第二光源原本需要提供的光功率，避免第二光源出现光衰，提升了光电探测器线性度测试的精确度。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种光电探测器测试装置，其特征在于，包括封闭的测试暗箱、第一光源、第二光源以及调节机构；所述第一光源、所述第二光源以及被测试的光电探测器均设置于所述测试暗箱内；所述调节机构包括被配置为调节所述光电探测器与所述第二光源的相对位置的第二调节机构；

在对所述光电探测器进行测试时，所述第一光源被配置为在第一固定位置处按定值电流工作发光，以向所述光电探测器提供固定亮度；所述第二光源被配置为在第二固定位置处按可调电流工作发光，以向所述光电探测器提供线性变化的亮度，所述可调电流的调节区间为所述第二光源的输出光功率与其输入电流呈线性关系的电流区间；所述光电探测器在所述固定亮度与所述线性变化的亮度的叠加激发下输出转换电流，以供确定所述转换电流与所述可调电流的关系曲线，并基于所述关系曲线获取所述光电探测器的线性度测试结果。

2.如权利要求1所述的光电探测器测试装置，其特征在于，所述调节机构还包括被配置为调节所述第一光源与所述光电探测器间相对位置的第一调节机构。

3.如权利要求1所述的光电探测器测试装置，其特征在于，所述第一光源、所述第二光源以及所述光电探测器均设置于所述测试暗箱的内壁上；所述光电探测器与所述第二光源均位于所述测试暗箱的第一内壁上，且与所述测试暗箱中与所述第一内壁相对的第二内壁上设置有反光层，所述反光层被配置为对所述测试暗箱内射向自身的光线进行反射，以使所述第二光源发出的光射向所述光电探测器。

4.如权利要求3所述的光电探测器测试装置，其特征在于，所述第二调节机构被配置为调节所述第二光源在所述第一内壁上的位置，且在所述第二调节机构的调节范围内，所述第二光源的至少一个位置与所述反光层相对。

5.如权利要求3所述的光电探测器测试装置，其特征在于，所述第一光源设置于所述第二内壁上。

6.如权利要求5所述的光电探测器测试装置，其特征在于，所述调节机构还包括第一调节机构，所述第一调节机构被配置为通过调节所述第一内壁与所述第二内壁之间的距离来调节所述第一光源与所述光电探测器之间的相对位置。

7.如权利要求1-6任一项所述的光电探测器测试装置，其特征在于，所述第一光源包括至少两颗LED芯片，所述第二光源由一颗LED芯片构成；或，所述第一光源与所述第二光源各由一颗LED芯片构成。

8.一种光电探测器测试方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7任一项所述的光电探测器测试装置，所述光电探测器测试方法包括：

确定光电探测器需要被测试的转换电流目标区间；

启动所述第一光源并关闭所述第二光源，调整所述第一光源，直至所述光电探测器输出的转换电流小于等于所述转换电流目标区间的下限为止；

在所述第二光源的线性电流区间中选择一个电流值作为测试过程中所述第二光源的最大输入电流，所述线性电流区间为所述第二光源的输出光功率与其输入电流呈线性关系的电流区间；

控制所述第二光源按照所述最大输入电流工作，并通过所述第二调节机构调节所述第二光源与所述光电探测器的相对位置，直至所述光电探测器输出的转换电流大于等于所述转换电流目标区间的上限为止；

在调节区间内调整所述第二光源的输入电流，并记录对应工作电流下所述光电探测器输出的转换电流，所述调节区间的下限不低于所述线性电流区间的下限，上限为所述最大输入电流；

确定所述转换电流与所述第二光源输入电流间的关系曲线，并基于所述关系曲线获取所述光电探测器的线性度测试结果。

9.如权利要求8所述的光电探测器测试方法，其特征在于，所述基于所述关系曲线获取所述光电探测器的线性度测试结果包括：

根据所述关系曲线确定所述光电探测器在所述转换电流目标区间中的线性度变化率；

根据所述线性度变化率评估所述光电探测器在所述转换电流目标区间中的线性度。

10.如权利要求8或9所述的光电探测器测试方法，其特征在于，若所述调节机构还包括被配置为调节所述第一光源与所述光电探测器间相对位置的第一调节机构；所述调整所述第一光源，直至所述光电探测器输出的转换电流为所述转换电流目标区间的下限为止包括：

控制所述第一光源以一定值电流工作，并通过所述第一调节机构调节所述第一光源与所述光电探测器的相对位置，直至所述光电探测器输出的转换电流为所述转换电流目标区间的下限为止。