[发明专利]灯具空间色度与光强分布的快速测量装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED测量技术领域，特别涉及一种灯具空间色度与光强分布的快速测量装置与方法。

背景技术

LED（Light-emitting diode，发光二极管）具有高光效、单色性好、响应快、固态、安全、环保、长寿命等诸多显著优点，已成为继白炽灯、荧光灯和高强度气体放电灯之后的第四代光源，其取代传统照明光源已大势所趋，LED照明产品的大规模批量化生产时代已经到来。为保证产品的出厂质量，必须进行性能测量。作为一款照明应用产品，衡量其工作状态的最主要指标为在一定电流驱动下产品的照明光学参数，即空间光强分布与总光通量。首先是空间光强分布，也称为灯具的配光曲线，描述了灯具在空间各个方向上的光强强弱。对于空间光强分布测量，现有的标准测量方法为利用空间光强分布测试仪，通过转动灯具或反射镜获取灯具在全空间各方位角下的照度分布。由于测量过程中需要进行机械转动，且测量的方位角较多，整体测量效率低下，仅单灯测量将花费半小时以上，且测量前的安装工作亦需要花费较多时间。对于大批量的工业化生产而言，采用传统的标准测量方法，不可能满足快速与在线测量的产业线需求。其次是灯具的总光通量，指光源在球面立体角内的光通量总和，反映了灯具的发光能力，为计算灯具光效的必要参数。若要精确地测量绝对光通量，需要用经过标定的探测器系统，可采用分布光强测试系统，也可采用“积分球＋探测器”的方式来测量的。就LED灯具而言，一般为LED阵列组成的面光源，自身长度或面积较大，需要体积很大的积分球才能满足测量准确性的需求，而这往往很高的成本。另外，在进行积分球测量时，安装与拆卸过程往往比较繁琐，若进行大量产品的测量，需频繁开关积分球，测量效率非常低下，在批量化生产中不可能实现。

由以上分析可知，现有的标准测量方法耗时长，完全不能满足工业化批量化生产检测工作的需求。在产品在线检测方面，现有一种灯具总光通量快速测量的方法，即将待测灯具置于太阳能电池板构成的空间内，利用电池板的光电转换功能获得近似的灯具总光通量。但以上设计有所不足，具体表现在：

1.产品的主要目的是测量总光通量，由于太阳能电池板面积较大，该系统不能完成空间光强分布的测量；

2.对于不同类型的灯具，必须进行不同的封闭空间结构设计，而太阳能电池板因面积较大，给设计带来一些困难。譬如，由于太阳能电池板为矩形板，封闭空间必须为立方体或柱形结构，不能保证灯具发出的光线垂直于电池板入射，且对于每块电池板的入射角度均不相同，为数据处理带来较大困难；

3.系统需要采用多片太阳能电池板，每片均需要进行独立的数据采集，拼接的太阳能电池板越多，需要进行的数据采集通道也越多，直接导致数据采集系统复杂，并大幅提升了总体系统的成本；

虽然采用太阳能电池板系统可近似测得灯具的总光通量，并可实现在线快速测量，但由于以上功能性和成本问题，目前很少有企业采用。

针对以上问题，急需一种LED灯具在线快速测量装置与方法，在获取灯具的空间光强分布、总光通量以及色度信息时，同时进一步降低整套系统成本，且整套系统还可根据不同类型的灯具测量做自由调整，更加符合实际在线测量的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种LED灯具在线快速测量装置与方法，在获取灯具的空间光强分布、总光通量以及色度信息时，同时进一步降低整套系统成本，且整套系统还可根据不同类型的灯具测量做自由调整，更加符合实际在线测量的需求。

本发明的目的之一是提出一种灯具空间色度与光强分布的快速测量装置；本发明的目的之二是提出一种灯具空间色度与光强分布的快速测量方法。

本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的灯具空间色度与光强分布的快速测量装置，包括框体、光纤束、待测灯具置放座、成像系统、光电图像探测器、控制器和数据处理装置；

所述待测灯具置放座设置于框体内部中央，所述光纤束用于传输框体内部待测灯具发出的光线，所述成像系统将光纤束导出的光点图成像于所述的光电图像探测器，所述控制器获取光电图像探测器的像素数据信号后输入到数据处理装置中进行数据处理。

进一步，所述框体为半封闭框体，所述半封闭框体为半球形或柱形，所述框体围成腔室的容积大于待测灯具的体积，所述待测灯具置放座设置于框体内中心处。

进一步，所述光纤束的一端呈点阵式布置于框体上，并朝向待测灯具发光面的中心处。

进一步，所述光电图像探测器为CCD或CMOS探测器。