LED光_色_电参数综合性能分析测试原理与仪器

LED光、色、电参数综合性

能分析测试原理与仪器

(杭州远方仪器有限公司技术中心　杭州　310053)

摘　要

光色电综合性能是LE D的主要技术指标,LE D光色电综合性能的准确快速测量,对LE D研发、制造具有重要意义。本文介绍了LE D光色电综合性能分析测试原理和仪器的主要技术指标,仪器满足CIE推荐标准条件。

关键词　光色电综合性能参数、LE D、准确快速测量、CIE推荐标准条件

1　概述

LE D行业在高速发展,LE D应用日趋广泛。特别

由于近年来紫光LE D LE D的研制成功,使得

LE D将有可能成为21世纪最有前途的光源。由于

LE D行业的快速发展,竞争的不断加剧,LE D品质受

到了前所未有的重视,尤其是在大屏幕显示、LE D照

明光源等对颜色要求较高的场合,品质控制的难度和

重要性均显得特别突出。快速、准确测量LE D光色

电性能的综合分析测试仪行业需求较大,但我国一直

依赖进口,成本很高,对行业发展十分不利。最近远

方公司在解析美国、德国等先进LE D测试仪基础上,

根据CIE推荐的标准条件和国内行业标准,研发LE D 光色电综合性能分析测试仪。

2　基本原理

图1所示为LE D光色电综合性能分析测试仪器原理图,从集数控DC恒流电源

、数控DC恒压电压、光学多通道快速分析仪和小型分布式光度计于一体。仪器可自动切换被测LE D的供电电源,当被测LE D 切换到恒流源时,仪器可测试其正向工作电流和正向工作电压,此时电流可以数控设定。当被测LE D切换到恒压源时,仪器可测试其反向电压和反向电流,

此时电压可以数控设定。被测LE D在-90°～+90°范围内自动扫描,自动扫描间隔最小可达011°,通过自动扫描,仪器可测试LE D的法向光强、最大光强、光束角、偏差角、光强分布曲线(配光曲线)、等效光通量、等效光通量效率、等效辐射效率、等效辐射功率效率。当被测LE D扫描到一定位置时,被测LE D光谱被光学多通道快速分析仪(OMA)拍摄,仪器通过对光谱的分析测量可测得LE D的色品坐标(x,y),峰值发射波长λp、光谱辐射带宽Δλ、色纯度(purity)、主波长λd、相关色温T c和显色性指数Ra和相对光强功率分布等色度参数。

图1　LE D光色电综合性能分析测试原理图

3　主要技术指标

11恒流源电流调节范围:0～10010mA(特殊可供0～99919mA);21恒流源稳定度:011%;31恒流源电压输出能力:20V;41恒压源电压调节范围:0～20010V;51恒压源稳定度:011%;61恒压源电流输出能力:1000μA;71电压、电流均四位数显,准确度012级;81光度测量满足CIE条件A或B;91光度探测器等级:一级V(λ)修正;101光强测量准确度:一级;111光强分布角度扫描范围:-90°～+90°;121角度扫描最小间隔:011°;131光谱(波长)测量范围:380～780nm;141波长分辨率:013nm;151波长准确度:1nm; 161可测光度色度项目:(1)色品坐标(x,y);(2)峰值发射波长λp;(3)主波长λd;(4)光谱辐射带宽Δλ;(5)色纯度(purity);(6)相关色温T c;(7)显色性指数Ra;

(8)相对光谱分布;(9)法向光强;(10)最大光强;(11)偏差角;(12)光束角(25%、50%、75%等多种光强束角);(13)光强分布曲线(配光曲线);(14)等效光通量;(15)等效光通量效率;(16)等效辐射功率;(17)等效辐射功率效率。

4　影响测试结果的关键技术因素

在LE D测试中经常出现测不准的情况,除了LE D自身的稳定性、可复现性和环境温度等测试方法上的原因外,仪器在下列几方面的技术性能十分关键:

(1)高精度的恒流源

恒流源必须具有较高稳定度和电流测量准确度。

(2)光度探测器的V(λ)修正水平

光度探测器的光谱灵敏度响应曲线S(λ)必须进行严格修正,以使其符合CIE1931人眼光视光效函数V(λ),CIE规定了用f1值评价其修正程度,即

f1=

∫∞0|S3(λ)-V(λ)|dλ

∫∞0V(λ)dλ×100%(1) S3(λ)=

∫∞0P S(λ)・V(λ)・dλ

∫∞0P S(λ)・S(λ)・dλ×S(λ)(2)

当光度探测器光谱灵敏度曲线S(λ)被严格修正为V (λ),即S(λ)=V(λ),(λ=380nm～780nm)时,那么f1=0。因此,f1值越小越好,一级V(λ)探测器的f1值要求小于5%。

(3)光强分布的角度精度

由于LE D光源是一个方向性很强的光源,光束角一般较小,因此转角的间隔和准确性会严重影响测试结果,012°以上的角度精度能确保测试结果的准确度。

(4)颜色测量

由于LE D的发光波长是半导体材料决定的,因此一般厂家对颜色重视程度不高,但是在LE D大屏幕显示和白光照明光源的应用中,对LE D的颜色要求十分苛刻,若测试仪器精度不高,很难达到控制品质的目的。

5　结论

按本文原理设计的仪器已研制成功,它就是远方LE D630系统,该系统完全满足了CIE推荐标准条件和行业标准,现有仪器技术指标已高于国内有关行业标准的要求。

(本文编辑　赵革)

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