積分球反射コーティングとLED照明の設置位置に関する光学パラメータの試験精度の研究

積分球による光束の測定では、一般的な光源と比較して、LED光源の光束試験の精度が試験装置に大きな課題を投げかけています。 一方では、LED光源は、他の通常の光源よりも優れた指向性を備えています。 通常、空間全体のすべての方向に均一に照明を放射することはありません。 この機能により、LEDの直接光が表面に不均一に分散されます 積分球、これは、検出器のさまざまな反射特性に対して、LEDのさまざまな直接反射光を直接引き起こします。 検出器ポートとバッフルの位置が固定されているため、異なる反射率分布が信号の変動として直接現れます。 従来の測定システムでは、実際の測定値は、公称光束が同じであっても、異なる前方発散角のLED、異なる方向の同じLED、同じ方向の異なる位置などで大きな違いを示します。 お客様の確認結果によると、従来のLED測定システムでは、光束測定結果に対するLEDの配置方向の影響が50％以上になることが多い（異なる方向で測定した同じLEDの最大信号と最小信号の差） ）。

異なる照明角度の異なるLEDを測定する場合、積分球の表面の異なる分布により、検出器の直接反射率分布の影響が異なるため、XNUMXつの測定間の精度の違いに直接影響します。 写真に示すように：

一方、LED測定システムは通常、標準光源としてハロゲンランプを使用します。 標準光源は、外観、配光、またはスペクトル特性の面でLEDライトとはまったく異なります。 したがって、差は自己吸収係数によって補正する必要があります。

LEDの指向性の重要な理由のXNUMXつは、積分球の内面反射特性に焦点を当てたテスト精度に影響します。 一般的なLED測定システムでは、積分球表面コーティングの反射率特性とランバート特性の両方が十分に満足できるものではありません。 XNUMXつは反射率が低いこと、もうXNUMXつは拡散反射特性が悪いことです。 積分球の表面での低反射率の結果のXNUMXつは、数回の反射の後、LEDの直接照明が徐々に減衰することです。 光の混合のプロセス全体では、直接照明と直接反射光が大きな割合を占め、支配的な役割を果たします。 ただし、条件によっては、反射率の低い素材がバッフルの後ろにある検出器に強い影の効果をもたらします。 不正確な測定につながるのは、反射光と影の効果に他なりません。

さらに、拡散反射率が低いと、信号の減衰が深刻になります。 測定中、積分球内部での光の連続反射と反射が毎回減衰するため、光度に対する高反射率または低反射率の効果は、多重反射後に強化できます。 たとえば、ボールの光を15回反射すると、両方の反射率の差が5％の場合、信号の減衰はXNUMX倍以上になります。 ただし、積分球内部の反射率の差はそれよりもはるかに大きくなります。

現在、LEDテストシステムでは、標準光源としてLED標準光は使用されていませんが、測定中は安定したドライバーで較正されたハロゲンが使用されています。 標準光源の外観とテストされたLEDは大きく異なるため、LEDフィクスチャの光に対する吸収効果、および標準光源とテストされたLEDの取り付け位置の違いは、結果の測定精度に影響するすべての重要な要因です。 。

Lisun 開発した IS-*MA 新設計の統合球とテストホールドベース。 従来の積分球の「大量組立」生産技術に比べ、 IS-*MA社では、4πまたは2πの球面構造に完全準拠した形状の積分球を成形する成形技術を採用し、高反射率と拡散反射率のコーティングを採用し、照明器具の開口位置を検出器の真上に設計しました。 この改良により、指向性の強いLEDを使用したり、極端な条件でLEDを配置したりするような過酷な条件下でも、安定した測定結果が得られます。

LPCE-2 このシステムは、標準光源として校正済みのハロゲンランプを使用します。 一方、補助ランプは、測定結果に対する測定LEDと標準ランプのクランプの違いの影響を補償する代替ソリューションとして利用できます。 LPCE-2 システムは、上記で説明した LED 測定精度の問題を特にテストします。 テスト条件は以下のとおりです。高輝度緑色5LEDを採用し、出力は約0.35W、発光角度は約30°です。

LPCE-2 システムは、図 III に示す LED 配置可能な位置を表す XNUMX つの測定位置を使用します。

図III LEDの異なる配置位置

ルーメンとLED配置の関係は図IVのとおりです。 テスト結果から、LEDが検出器の開口部に向かって、または検出器の開口部に戻る最も極端な場合であっても、光束測定結果は5％未満であり、非常に良いテスト結果です。 実際のアプリケーションでは、LEDはそのような極端な状況として配置されることはないため、一般にテストでは単純なテストフィクスチャを使用します。 位置決め誤差を含む場合、同じ位置での光束の測定結果誤差は0.1％未満です。 ただし、実際のテストでは、LED光束測定の再現性のテストエラーは0.1％を大きく下回っています。

図IV LEDの異なる測定位置のルーメン値

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