[发明专利]一种LED颜色矢量测试方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及LED测量领域，尤其涉及一种LED颜色矢量测试方法及装置。

背景技术

发光二极管(LED)作为新一代的照明光源与白炽灯等传统光源相比，具有寿命长、光效高、节能环保等优点，引起了越来越多制造厂商和研究机构的关注，其研究重点在于改善LED光源的发光效率以及光色品质如光通量、亮度、显色指数等。此外，白光LED的颜色均匀性问题也越来越受到重视，然而行业中仍缺乏有效的颜色均匀性评价标准及测试方法。

目前，研究者和厂商把固定距离下测得的色温随角度分布曲线作为评价LED光源颜色均匀性的依据。但实际上，随着观察者与LED光源距离的改变，在相同角度处所感受到的颜色也会有所区别，也因此LED光源在不同距离处的颜色均匀性也会有所差别。故这种固定距离下获得的色温分布曲线并不能较为完整地描述LED光源的颜色分布，所得出的颜色均匀性评价也是片面的。

此外，现在越来越多的研究者和厂商通过改善LED的芯片结构、荧光粉形貌以及封装形式来改善LED光源的颜色均匀性，而以往的固定距离下获得的色温分布曲线仅能反映在某一球面内LED光源的颜色分布情况，却没办法追踪这个颜色是如何从LED光源得到的，因此测试结果难以用于指导改善LED器件的结构。

综上，现有的规范和规定难以完整描述光源颜色的颜色分布，也难以满足光源颜色均匀性的评价要求，同时，相关测试方法及测试工具的缺失也给研究工作带来极大的不便。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种LED颜色矢量测试方法及装置。其以现有测试设备为基础，增加了测试过程中探测距离的联动功能，与以往的定距离色温随角度分布测试方法不同，能够直观显示LED光源在立体空间的颜色矢量，较为简便地得到LED颜色在空间中的“流动”方向。其远场结果能用于进一步评价LED光源在测试距离方向上的颜色均匀性，近场结果能用于进一步指导改善LED器件结构。

本发明通过下述技术方案实现：

一种LED颜色矢量测试装置，包括依次连接的光谱仪、联动运动测试平台、运动控制模块及恒流控制模块、PC机；PC机通过运动控制模块读取位置数据；光谱仪读取色温数据并传输给PC机；

联动运动测试平台分别连接探测器移动模块、极角移动模块、方位角移动模块；

其中，联动运动测试平台包括方位角旋转平台、极角旋转平台及探测器移动平台组成，并通过运动控制模块实现联动运动；

方位角旋转平台包括具有一个同步带轮旋转机构1的方位角旋转平台，方位角旋转平台上设有通孔3，通孔3用于安装载有LED器件的夹具；方位角旋转平台上具有一凸台4，凸台4上设有用于调整夹具的轴向位置的紧定螺钉2；

测试时，载有LED器件的夹具安装在方位角旋转平台的通孔3上，通过调整凸台4的紧定螺钉2来调整夹具的轴向位置，利用同步带轮旋转机构1实现LED器件方位角的360°旋转。

凸台4直径为30mm。通孔3有三个并贯穿凸台4，呈120°排布；通孔3为1.5mm的螺纹孔。

一种LED颜色矢量测试方法，包括如下步骤：

通过PC机预设参数传输命令到恒流控制模块，点亮LED光源，通过联动运动测试平台使极角从0°旋转到180°，间隔不同角度测量色温值，PC机分别判断LED测试距离及方位角是否满足预设值，若不满足，则重复上一步；

若满足PC机预设值，则把方位角相同，不同测试距离下的LED色温随极角变化曲线进行分组并绘制于同一极坐标系中；随后把各组中的色温随极角变化曲线，以波峰为分界点划分若干区间，按逆时针顺序对同一曲线的区间进行编号。若要测量近场颜色矢量，则对近场测得的同一曲线同一区间上的数据坐标按色温增序编号，并把探测距离不同而编号相同的坐标点相连，得到近场色温矢量集合；若要测量远场颜色矢量，先在同一组中，计算不同探测距离间的平均色温差并设定色容差值。其中，平均色温差等于相同方位角下，不同测试距离的各曲线在相同极角处的色温平均差值，其表达式为：

  (式1)

上式中，θ为极角；为方位角；s1和s2为测试距离；N为测试数据总量；T为色温，单位K。

色容差是在不同测试距离下所得色温的相关性判断参数，以某一测试距离上的色温为判断基准，若下一测试距离上的色温值大小落在色容差范围内，则判断该处色温与上一测试距离上的色温相关，基准色温与相关色温相连可得颜色矢量，色容差的表达式为：

  (式2)