浅谈LED检测技术及仪器

浅谈LED检测技术及仪器
摘要：在二十世纪九十年代就诞生了白光的LED，随后大功率、高亮度的LED也
迅猛的发展起来。

尤其是在近些年来，其LED已经被应用至各照明领域中。

LED
光学的特性检测被作为评价照明式LED的主要方式，并得到生产厂商的高度重视。

为此，文章对LED的检测技术以及相关仪器展开探讨。

关键词：LED；检测技术；仪器
在LED光学的特性检测之中包含：对发光强度、光通量、光谱特性（色品的
坐标或相关色温和显色的指数以及主波长等）、空间光强的分布、温度效应所产
生的影响以及表面亮度的多种检测。

基于LED的光源相对其传统光源而言，它具
有一定特殊性质，当前针对LED的光学特性等检测以及仪器逐渐得到发展并完善。

一、浅谈LED检测技术
（一）对发光强度的检测
在传统光源中对发光强度的检测通常是遵照其点光源的距离平方反比定律，
也就是将点光源设为S，发光强度设为l，距离设为r，面向ds面积表面发射光辐射，则表面照度为：E=l/r2。

由于LED具有多样化的形状，故用过其光线追迹就
能够发现：LED所有区域发射出的全部光纤有着很多差异化聚焦点，故LED不可
运用点光源进行描述，为发光强度的检测带去了较大难度。

所以，依照有关文件
的规定，将其分成A、B两种测量条件，它并非严格依照发光强度相关定义予以
测量，实际上可作为平均发光强度完成检测。

（二）对光通量的检测
运用“分布式光度计”对其LED的总光通量实施精准性测量，在测量中为绝对
方法，由于测量仪器比较昂贵，故在工业之中通常使用积分球实现测量。

在积分
球之中主要由任意点（B）的照度（E）所组成，且又由光源C以直接方式照射在
点B之上的Ed（照度）之上与球壁之上发生多次的漫反射相关Ei（照度）。

在其
积分球不同测量的位置中，运用“4π”测量方法将其LED放在积分球的中心位置予
以光通量相关测量，还可将LED放在积分球的球壁，令LED能够直接入射到该求
内“2π”的测量方法。

针对LED实际光通量予以精密的测量，则可运用“辅助灯法”
去校准测量。

（三）对光谱特性的检测
对LED光谱的特性进行检测其主要包含：色品坐标、显色指数和相关色温以
及主波长等实施测量。

依照色度学相关原理，要想更好计算其光源、物体颜色，
就要先测量出进入至人眼光谱的组成部分。

针对色品坐标、相关色温的测量主要
有2中方法：即1.光电积分法，其探测器各相应和空间曲线相吻合，该测量仪器
能够检测出色度坐标和相关色温的颜色参数，其具有较快的测量速度，对发光强度、光通量的检测就是光电积分法。

2.分光广度法，主要测量进入至人眼的光谱
成分，获取其被测物体在不同波长之下光谱的能量值，运用积分的运算方法得到
光谱的三刺激值和色度坐标以及相关色温的参数，该测量属于高精度的一种方法。

（四）对空间光强的分布检测
对空间光强的分布检测所运用方法与光通量的检测方法相同，同样适用“分布
式光度计”完成测量工作。

（五）温度效应所产生的影响
由于LED光学的特性会受到来自温度的影响，其温度对呀产生的影响需借助
恒温设备供应稳定的温度环境进行测量，在多样化温度条件之下予以光学特性的
检测。

经过试验证实，其LED发射的光谱与色品坐标、温度等存在相关性，LED
的发光强度和温度、时间存在相关性。

（六）对表面亮度的检测
表面亮度能够提供给LED在其单位的立体角之中所发射的光通量，其亮度的
检测针对LED屏实际性能的评价十分重要。

通常选用“瞄准式亮度计”完成检测。

由于被测目标能够发射出辐射光，在进入至望远瞄准的信道中被其对准以及定位，就像亮度测量的信道，被其亮度的传感器所接收和测量，而后予以计算并输出亮
度的测量值。

二、LED检测仪器
用于LED检测的仪器分成光电积分法、分光光度法共两种基础类型，针对发
光的强度、表面亮度、光通量、色品颜色、色温等实施测量经常选取具有较快速
度的测量（光电积分法）去完成，但是针对光谱特性的分析，例如：光谱分布和
显色指数等，则需要运用分光光度法去实现。

在二十世纪的八十年代，其SPD、CCD等探测器获取了成功的研制，它们被引进到光度色度相关检测仪器各研究领
域之中，较有力转变了传统式机械扫描检测重要技术，令分光光度等技术得到了
进一步突破与飞跃，从而诞生了数字化快速检测光色仪器，且在二十世纪的九十
年代有了广泛性应用。

积分法光度和色度的检测原理主要是把探测器的光谱相关响应曲线配置成标
准化色度的观察者有关光谱的空间刺激值，此检测仪器能够直接获取至对应光色
参数。

例如：光照度、亮度、光通量和色品坐标以及相关色温，此检测方法具有
的优势就是有简易的系统、较高的性价比、较快的检测速度、较高的可靠性等，
故广泛适用在便携式的光度和色度检测仪器中。

进入至二十世纪的九十年代末，
其结合了数字技术一并研究出“全数字照度计”，其中全数字的传感器具有约4%的匹配精准度，已经达至了国家对照度等级、亮度计的标准，与此同时，将该检测
技术与微型的计算机相关设施，彻底实现了仪器微型化以及对数字信号予以检测
的系统。

该仪器具有典型性，它代替了对模拟信号予以检测的系统，完全转变了监测
仪器的检测方法。

和现今模拟技术进行比较，优势体现在：检测系统没有漂移，
基于对数字传感器的运用，其输出为数字信号，并能够与CPU直接相通，故在其
检测系统之中彻底摒弃了原有传统技术之中的放大器和模拟开关以及A/D等应用
在模拟检测相关系统之中关键部分，彻底客服其检测系统产生漂移的现象，从而
实现了没有漂移的检测；具有较高的检测精度，运用单片计算机作为核心的处理器，在监测数字信号之时有着较高检测的精准度，它比常规运用12位“A/D”具有
更高的检测精准度，并且在采样之中不会产生任何噪声；具有较强的抗干扰能力，基于数字系统存在0、1两种信号，凭借自身优质检测性能，故对其供电电源具
有较低的要求；没有换档误差，运用数字传感器它有着较大动态响应范围，运用
微处理器能够实现直接的检测，所以不需要进行换档操作；相关计算机的软件定标，将定标的系数保存至EEPROM之中，不会由于时间变更而产生变化；RS232
接口，将其应用在计算机相关远程的监控上，运用此技术的检测仪器，能够针对
所有LED的光学特性予以检测，故需要针对此点实施特殊化设计。

伴随技术的发展，已经将LED应用至各领域中，实现了最大化应用，并已经研制出智能检测仪器。

总结：
综上所述对于LED相关监测技术的基本分析，其国家相应计量部门、工业能
够应用常规性的广度和色度以及辐射度有关仪器，同时对LED光色的参数予以测量。

对于LED不同检测技术（光学特性）而言，务必同时具备光学特性的测量特殊性设计，才能满足并适应于LED检测提升精度的重要发展需求。

参考文献：
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