LED和其他光源

LED和其他光源

在各行业设备的设计和运行中,光源具有重要的作用。从飞机用航空背光电子设备到医疗设备用发光组件,照明亮度、色度、色温及均匀性对于传递视觉信息或帮助用户完成关键任务意义重大。举例来说,飞机驾驶舱内的照明必须足够且分布正确,以使飞行员在飞行时能够看清重要仪表。色度也发挥着不为人知但至关重要的作用。在不同的照明色度和温度下,器官和组织的显色效果会影响外科医生从视觉上区分色差的能力,这种色差意味着不同的组织类型和健康状况。医疗设备及其他健康护理设备的照明必须符合特定色度和色温范围的要求,以确保视觉信息不会被误解。

为了实现每种光源的预期性能,制造商需要测量每种光源的亮度特性,LED灯、卤素灯和白炽灯的亮度特性各不相同。测量解决方案可以帮助设计人员设计出满足特定应用的光的输出需求,其中包括发射角度、色度、反射度、对比度和发光图样。瑞淀用于光源设计和生产的测量解决方案可以采集光源输出的完整且精确的三维空间测量值(创建标准IES、EULUMDAT (LDT)和瑞淀光源模型™(RSM)文件),使用者可以将这些测量值导出以供在光学设计软件中使用。瑞淀光源测量系统可测量亮度、照度、发光强度、色度、相关色温(CCT)等,以确定光源设计符合规格,无制造缺陷,且分装正确。

瑞淀的光源测量解决方案采用ProMetric®成像色度计和亮度计,可对数百万个数据点进行最快速、最全面的评估,确保所有光源符合企业内部规格要求并满足客户期望。

有关瑞淀光源检测解决方案的特性描述

瑞淀光源测量解决方案涵盖了光源亮度和色度测量技术,包括测角系统(从特定的角度测量光源)和非测角 系统(测量亮度或整体照明模式)。这些系统可应用于设计和质量控制,以完成光源制造的所有阶段,其中包括光源建模、表征和线上生产。选择使用测角系统还是非测角系统执行光源测量,取决于测量空间限制以及需要采集的测量数据范围或类型。下面介绍瑞淀的测角和非测角解决方案。

测角解决方案:近场测量

瑞淀的测角解决方案采用测角仪(SIG-400适用于LED和小型灯具)通过近场测量方法对光源进行建模。测角仪可测量光源的亮度(Lv)和发光强度分布(坎德拉),充分考虑空间原点和光线发射角度,确保全面了解在任何距离下看到的光源输出。成像系统可以测量光源的精确空间位置和角度,因此光源(比如:LED)的尺寸会影响照明模式,进而会影响测量数据。

测角系统生成射线集数据,可以快速输出IES、EULUMDAT(LDT)和瑞淀光源模型™(RSM)文件(或者用于测量统一眩光值(UGR)的亮度数据)。IES、LDT和RSM文件有助于照明设计,使用者可以将文件导出到常见的光学设计光线追踪软件中(比如ASAP®、FRED®、LightTools®、LucidShape®、Opticad®、OSLO®、OpticStudio™(ZEMAX)、SimuLux®、SPEOS®、TracePro®、Photopia™和IES TM-25)。

近场测量系统的特色:

  • 将测角系统(比如:瑞淀测角仪)与成像色度计或亮度计(比如:瑞淀ProMetric成像系统)搭配使用
    • SIG-400 经过专门设计的测角仪,可用于测量小型光源(比如:单个LED)
  • 创建光源的完整空间和角度输出模型
  • 进行约1,500次测量,输出完整的表征
  • 测量空间要求不高(<5m)
  • 利用瑞淀光源模型(RSM)文件可推断远场分布(或射线追踪)数据
     

  

测角仪(左)示例,使用成像系统在给定的角度下测量大型光源的完整空间输出。测量图(右)示例,光源角度发光强度分布的雷达图(以伪色彩标度显示)以及突出显示强度图横截面的极坐标图。

非测角解决方案:远场测量

瑞淀的非测角解决方案采用成像色度计或亮度计,通过远场测量方法测量光源。在远场分布测量中,可以将ProMetric成像系统安装在三脚架上,并面向水平平面,以测量投射在墙壁上或穿过漫射器的光线。这使成像系统能够采集照度分布数据,并通过单次测量计算光源的发光强度。这种测量方法可以应用在实验室或生产线上的指定测量空间。测量值包括发光强度(cd),即给定方向上的光通量(lm)。远场测量系统可测量由光源投射的光束图形,因此灯具本身(比如:LED灯带)的尺寸不会像在近场测量场景中那样影响测量数据。

非测角系统生成照明设计的IES文件和位图文件(由成像系统采集)。IES文件有利于照明设计,可导出至常见的光学设计光线追踪软件(比如ASAP®、FRED®、LightTools®、LucidShape®、Opticad®、OSLO®、OpticStudio™(ZEMAX)、SimuLux®、SPEOS®、TracePro®、Photopia™和 IES TM-25)。

远场测量系统的特色:

  • 仅使用成像色度计亮度计
  • 测量任何光源的照度分布(光束图形)(光源尺寸对光束图形的测量无任何影响)
  • 通过单次测量输出光源的完整特性
  • 可作为量产运营中的质量保证
  • 可将光线投射到墙壁或屏幕上以测量光线(光源反射)
  • 通过漫射器测量光线(光源传播)
     



非测角测量设置示例:使用成像色度计测量从墙壁或屏幕上反射的(左)或通过漫射器漫射的(右)光源光束图形。

测量图像显示了成像系统从前照灯投射到墙壁上的光线中采集的分布图形(在瑞淀PM-HL™ 前照灯评估软件中以伪色彩标度显示)。


LED阵列的直接测量

LED的制造必须完全符合色度、亮度和色温方面的设计规范。瑞淀ProMetric成像色度计和亮度计将先进的光学滤光片(与CIE配色函数无与伦比的匹配)和拥有专利ProMetric标定技术相结合,可通过单个图像提供最准确、最完整的测量数据。这些系统充分利用基于图像的紧凑型系统的速度和空间效率(非常适合量产线),并且能够同时测量LED阵列、PCB或背光组件(比如背光设备(BLU))和LED灯条中安装的数百或数千个小型光源。
 



瑞淀TrueTest™ Software在线上质量检测期间测量LED阵列的强度和色度。

瑞淀解决方案比较:光源测量系统
 

  近场或远场 解决方案 测量方法 数据集 文件输出 所需时间 典型测量时间 典型应用
测角 近场 SIG-400(光源成像测角仪™) 将成像系统相对于光源旋转,以采集光源在所有角度下的测量数据。
  • 亮度和色度(空间分辨率)
  • 发光强度
  • 给定距离下的照度
  • 光线追踪
  • 近场分布
  • 统一眩光值(UGR)
  • 远场分布 (光线追踪)
  • 瑞淀光源模型™ (RSM) 文件
  • IES 文件
  • EULUMDAT (LDT)文件
< 2 m 1-4 小时 用于实验室和研发应用的光源建模
非测角 远场 ProMetric® 成像系统 将来自光源的光线投射到墙壁或屏幕上,并使用成像色度计或亮度计进行测量
  • 照度
  • 发光强度
  • 远场分布
  • 总光通量
  • IES 文件
  • 位图文件
~光源的10倍大小 1-2 秒 实验室或生产环境下小型到大型光源的质量评估测试
直接测量 使用成像色度计或亮度计直接测量单一光源或光源阵列
  • 亮度
  • 色度
  • 相关色温 (CCT)
  • 位图文件
< 1 m 1-2 秒 LED、LED阵列和背光组件(比如:LED灯带)的生产级测试

相关链接:

网络研讨会:提高LED、其他光源和显示成像的色度测量精度