光源空间光分布参数在线快速测量系统研究

摘要

优秀的照明设计可为使用者提供良好的视觉环境，不仅有助于提高环境舒适性和安全性，还可通过合理光分配实现照明节能。而光源的空间光分布特性是照明设计的基础，也是实现设计效果的关键前提。目前，固态照明逐渐占据市场主流，由于固态光源生产工艺的复杂性，其空间光分布参数的一致性存在一定的问题。而业内缺乏空间光分布参数的快速测量系统，光源产品在出厂时无法进行此参数的全检，不能在质检环节将存在光分布问题的产品及时淘汰。针对此问题，本文设计开发了一套可用于在线快速检测的空间光分布测量系统。
　　测量系统包括光信息的快速获取和转换两个硬件模块。其中，光源空间光分布信息通过布置在半球形上的框体采集，并利用光纤本身作为导光介质，传输至光电传感器进行光信息转换。利用扫描仪的核心器件即线阵光电传感器进行光电信息探测与转换，设计了相应的器件驱动和数据采集程序。在搭建的硬件基础上，对系统性能进行了详细分析，包括在理想情况和存在系统误差时光信息传输与转换的理论模型。在此基础上，提出使用标准光源定标矫正的数据处理方法，可计算得到每根光纤对应的光强，即光源的空间光分布参数。
　　基于以上设计，开发了光源空间光分布快速测量的试验样机。利用样机对多颗LED光源样品进行了光分布参数测量，包括同一批次的正常样品以及存在污染、划伤等缺陷导致光分布异常的样品。通过与标准测量仪器的实验结果对比，表明本样机可实现光分布参数异常产品的筛选，能用于光源产品的在线实时快速检测。此外，在样机进行光分布参数绝对值测量方面进行了探究，由于存在光谱响应差异，样机在绝对值测量方面尚存在一定的局限性。

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1 绪 论

1.1照明设计与光分布

1.2光源光分布检测标准与检测仪器发展现状

1.3 课题研究的意义及主要内容

2 光源空间光分布参数与基本测量原理

2.1相关光度学参数

2.2 光源光分布参数基本测量原理

2.3本章小结

3 测量系统的设计

3.1 测量系统设计思路

3.2光信息获取模块设计

3.3 光信息转换模块设计

3.4 测量系统整体结构设计

3.5本章小结

4 系统分析与数据处理

4.1 光能量传输与误差分析

4.2 数据处理

4.3 本章小结

5 系统实用性实验分析

5.1光源一致性筛选

5.2光分布参数绝对值测量

5.3 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

附录 A．授权和受理发明专利