一种led颜色矢量测试方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种LED颜色矢量测试方法及装置，包括采用光谱仪对待测LED的色温进行测量，其在常规定距离色温随角度分布测试方法的基础上，增加变测试距离的测试项目，在极坐标上得到不同测试距离下的色温随极角、方位角变化球面。其通过排序方法得到近场颜色矢量，用于指导LED器件结构的改善，并通过色容差方法得到远场颜色矢量，从而得到颜色矢量均匀性指标，进一步描述了LED光源在测试方向上的颜色均匀性。其以现有设备为基础，增加了测试距离联动运动模块、遮光结构以及夹具沿轴向调整结构，可广泛用于各种LED发光器件的颜色矢量测试领域。
【专利说明】-种LED颜色矢量测试方法及装置
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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】
[0006] 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。
[0007] 本发明通过下述技术方案实现：
[0008] -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；
[0009] 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； [0010] 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；
[0011] 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 ;
[0012] 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。
[0013] 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I. 5mm 的螺纹孔。
[0014] 一种LED颜色矢量测试方法，包括如下步骤：
[0015] 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 平台使极角从〇°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；
[0016] 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 ：
[0017]
【权利要求】
1. 一种LED颜色矢量测试装置，其特征在于：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。
2. 根据权利要求1所述的LED颜色矢量测试装置，其特征在于：凸台（4)直径为30_。
3. 根据权利要求1或2所述的LED颜色矢量测试装置，其特征在于：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。
4. 一种LED颜色矢量测试方法，其特征在于包括如下步骤： 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 ：
上式中，Θ为极角J为方位角；si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： .V1, .V2) ^ ?>' · ΑΤ(φ,.ν,, ,ν2) (式 2) 上式中，S为色容差系数，与颜色矢量精度有关，取值范围为〇到1; 连接色温随极角变化曲线上满足色容差范围的坐标点，得到远场色温矢量集合，再对 远场色温矢量的模求取平均值除以测试距离范围，便得到颜色矢量均匀性指标；颜色矢量 均匀性描述了单位测试距离下的色温改变量，进一步为LED光源的颜色分布均匀性给出判 断依据，其表达式为：
上式中，R为颜色矢量均匀性，单位K/mm ; W为在方位角％时的颜色矢量；r (Si, si+1) 为测试距离在Si和si+1之间的颜色矢量取模后平均值；Λ s为测试距离范围。
【文档编号】G01J3/46GK104390707SQ201410686228
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】李宗涛, 汤勇, 余彬海, 丁鑫锐, 李家声, 万珍平 申请人:华南理工大学