בניגוד למקורות אור מסורתיים, מדידת שטף האור של מקור האור LED מהווה אתגר גדול לדיוק הציוד בתהליך מדידת שטף האור באמצעות הכדור המשלב. מצד אחד, בהשוואה למקורות אור מסורתיים, ללדים בדרך כלל יש כיווניות חזקה יותר ולא יפלטו אור באופן אחיד בכל החלל. תכונה זו הופכת את חלוקת האור הישירה של ה-LED על פני הכדור המשלב ללא אחיד. חלוקה לא אחידה זו תגרום לאור הישיר של נוריות LED שונות להיות בעלי מאפייני השתקפות שונים של הגלאי. מכיוון שמיקום הגלאי ומיקום הבלאט קבועים, הביצועים הישירים של התפלגות השתקפות שונות הם תנודת האות. במערכת בדיקה נפוצה, נוריות עם זוויות פליטות אור שונות שונות, ולאותה LED יש אותה פליטה במיקומים שונים בכיווני מיקום שונים. גם אם שטף האור המדורג זהה; הערך הנמדד בפועל שונה. על פי תוצאת האימות של הלקוח', כיוון מיקום ה-LED של מערכת בדיקת ה-LED הרגילה משפיע תמיד על תוצאת מדידת שטף האור ביותר מ-50% (ההבדל בין האות המקסימלי לאות המינימלי של אותו LED נמדד בכיוונים שונים)
כאשר מודדים זוויות פולטות אור שונות של נוריות LED שונות, להתפלגות ההשתקפויות הישירות יש השפעות שונות על הגלאי בשל ההבדל בחלוקת המשטח הפנימי של הכדור המשלב, אשר משפיע ישירות על ההבדל בדיוק המדידה (כפי שמוצג ב- איור 1)
איור 1: לזוויות הארה שונות יש השפעות שונות על מדידת LED
שפר את הדיוק של מבחן שטף האור של LED בכדור המשלב
מצד שני, מערכות בדיקת LED משתמשות בדרך כלל במנורות הלוגן טונגסטן כמקורות אור סטנדרטיים. בהשוואה לנוריות LED, המנורות הסטנדרטיות בהן נעשה שימוש שונות מאוד במראה, במאפייני חלוקת התאורה ובמאפיינים הספקטרליים. לכן יש לתקן את ההבדל בין השניים על ידי מקדם הספיגה.
לְנַתֵחַ:
מאפייני ההשתקפות הפנימיים של הכדור המשלב הם אחד הגורמים המרכזיים שגורמים לכיוון ה-LED להשפיע על דיוק המדידה. במערכת הבדיקה הרגילה של LED, מאפייני ההחזר והלמברטיאניים של ציפוי פני השטח של הכדור המשלב אינם אידיאליים. סיבה אחת היא רפלקטיביות נמוכה, והסיבה השנייה היא מאפייני השתקפות מפוזרים גרועים. התוצאה של רפלקטיביות נמוכה של משטח הכדור המשלב היא שהאור הישיר של ה-LED הוא תוצאה שהאור הישיר של ה-LED מוחלש בהדרגה לאחר מספר השתקפויות. עם זאת, בכל תהליך ערבוב האור, אור מוקרן ישיר ואור מוחזר מהווים חלק גדול, שהוא דומיננטי. במקרים מסוימים, לחומרים בעלי השתקפות נמוכה תהיה השפעת צל חזקה על החלק האחורי של בדיקת הבלבול. עם זאת, השפעת האור והצל של השתקפות הקו הישר היא שגורמת למדידה לא מדויקת.
בנוסף, ההחזר המפוזר הנמוך יותר ישפיע ברצינות על הנחתה של האות. בתהליך מדידת האור האור מוחזר מספר פעמים בכדור המשלב, וכל השתקפות תייצר הנחתה מסוימת, אך השפעת ההחזר על עוצמת האור מתחזקת לאחר השתקפויות מרובות. לדוגמה, אם האור המוחזר מוחזר 15 פעמים בכדור המשלב, אם יש הבדל של 5% בין ההחזרים, הנחתת האות עשויה להיות יותר מכפולה. למעשה, ההבדל ברפלקטיביות של הספירה המשלבת חורג בהרבה מנקודה זו.
מערכת בדיקת ה-LED הנוכחית לא שימשה כ-LED רגיל כמקור אור סטנדרטי. בתהליך המדידה, אנו עדיין בוחרים להשתמש במנורת הלוגן טונגסטן סטנדרטית כמקור האור הסטנדרטי. מכיוון שהמבנה החיצוני של המנורה הסטנדרטית ושל ה-LED הנמדד שונה מאוד, כולל אפקט קליטת האור של מחזיק מנורת ה-LED וההבדל בין מיקום התקנת המנורה הסטנדרטי למיקום התקנת LED, כל אלו הם גורמים חשובים המשפיעים על דיוק תוצאות הבדיקה.
פִּתָרוֹן:
ספקטרומטר LPCE-2&מגבר; מערכת בדיקת LED המשלבת כדור היא מערכת בדיקת LED שפותחה על ידי Shanghai Lisun Electronics, העומדת במלואה בדרישות LM-79 ו-CIE, ופותרת ביעילות את הפגמים השונים של מערכת בדיקת LED המסורתית.
בהשוואה לטכנולוגיית ההרכבה והייצור המסורתית בקנה מידה גדול של שילוב כדורים, Lisun Electronics מאמצת טכנולוגיית יציקה חד פעמית לייצור כדורים משלבים, וצורתה תואמת לחלוטין את המבנה הכדורי של 4π או 2π. Lisun Electronic Integrating Sphere משתמש גם בציפויים בעלי החזר וקצב דיפוזיה גבוהים, כך שמיקום הפתיחה של המנורה מתוכנן ליישר קו עם מיקום הגלאי. גם אם אתה משתמש ב-LED בעל כיווניות גבוהה או משתמש במצב מיקום בתנאים קיצוניים, שיפור זה שומר על תוצאות הבדיקה בעקביות טובה.
LPCE-2 משתמש במנורת הלוגן טונגסטן סטנדרטית כמנורה סטנדרטית בשילוב מנורת עזר אופציונלית כדי למדוד את השפעת ההפרש בין מחזיק מנורת ה-LED למחזיק המנורה הסטנדרטי על תוצאות הבדיקה. מנורה סטנדרטית זו כוילה בקפדנות על ידי מעבדת הכיול האלקטרוני של Lisun; ניתן לאתר את תוצאות הבדיקה ל-NIM.
לאור הדיוק של תוצאות בדיקת LED הנ"ל, מערכת הבדיקה LPCE-2 משמשת לבדיקות מתאימות. תנאי הבדיקה הם כדלקמן: נעשה שימוש ב-5 נוריות LED ירוקות בעלות בהירות גבוהה, ההספק הוא כ-0.35W וזווית ההארה היא כ-30°. מערכת הבדיקה LPCE-2 משמשת עבור 9 עמדות מדידה, המצביעות בהתאמה על מצבי מיקום LED אפשריים, כפי שמוצג באיור 3.
איור 2: מצבי מיקום LED שונים
לסיכום:
הקשר בין שטף האור הנמדד למצב ה-LED מוצג באיור 4 ובאיור 5. מתוצאות הבדיקה ניתן לראות כי גם במקרה הקיצוני ביותר, כאשר ה-LED ממוקם לפני ואחרי פתיחת הגלאי , ערך השיא של תוצאת בדיקת שטף האור הוא עדיין פחות מ-5%. זו תוצאת בדיקה טובה מאוד. בתהליך הבדיקה בפועל, השגיאה החוזרת של מדידת שטף האור של LED היא הרבה פחות מ-0.1%. ניתן לראות כי תוצאות הבדיקה של מערכת הבדיקה LPCE-2 אמינות ויציבות, ויכולות לספק ערבות אמינה. מערכת סטנדרטית זו לא רק תומכת מאוד בפיתוח וייצור של נוריות, אלא היא גם בחירה אידיאלית למדידת ביצועים אופטיים בתעשיית ה-LED.
איור 3: שטף זוהר התואם למצבי בדיקת LED שונים
איור 4: הקשר בין מיקום בדיקת LED לשטף האור
