LED最大辐亮度测量装置的制作方法

本专利涉及一种光辐射测量装置，尤其涉及一种LED最大辐亮度测量装置。

背景技术：

光源和灯具与人类生活息息相关，但照明产品的不当曝辐可能会产生多种光生物危害。随着LED照明灯具的广泛普及，人们对于“蓝光危害”这种LED光源所突出具有的光生物安全性的关注也变得日益强烈。LED光源的生产厂商急需一种便捷的检测仪器完成对蓝光危害安全性的认证，而消费者则希望能够通过相关仪器快速检测其所处的照明环境是否安全。然而，根据相关标准所研制的光生物安全检测仪器，是针对任意类型的灯具进行全部种类的光生物安全性测试，因此存在体积大、速度慢、不便于日常使用等缺点。

本专利涉及的一种LED最大辐亮度测量装置，其主要目的是用于LED蓝光危害的快速检测方法中，LED最大有效辐亮度的检测。因为在LED蓝光危害检测方法中，要求测量LED最大有效辐亮度，涉及到两个方面的问题：一是需要寻找LED产生最大辐亮度的方向，使其正对亮度计镜头；二是国标中规定，在LED产生最大辐亮度的方向上，需要在LED产生500lx照度处，对LED辐亮度进行检测。本专利涉及的一种LED最大辐亮度测量装置，充分利用LED的配光曲线通常呈对称性的特性，能够大幅简化LED蓝光危害测量中最大辐亮度测量系统，实现对LED最大辐亮度的快速便捷测量。

技术实现要素：

本专利的目的，是为了解决在LED蓝光危害测量中，“寻找LED产生最大辐亮度的方向”和“在LED产生500lx照度处，对LED辐亮度进行测量”这两个问题，提供一种简化、快速、便捷的LED最大辐亮度测量装置。

为实现上述目的，本专利采用如下技术方案：

1、一种LED最大辐亮度测量装置，其装置包括：可移动光学平台模块(1)，其包括四个子模块：电动旋转台1-1、电动平移台1-2、第一步进电机驱动模块1-3，第二步进电机驱动模块1-4，亮度测量模块2，照度反馈测量模块3，控制模块4。所述的电动旋转台1-1和电动平移台1-2中心轴线位于同一条直线上；被检测LED置于电动旋转台1上，与电动旋转台1-1同角度、同步转动；所述亮度测量模块2和照度反馈测量模块3置于电动平移台1-2上，与电动平移台1-2同行程、同步移动，且亮度测量模块2的镜头最前端与照度反馈测量模块3处于同一空间垂直面内，紧邻并排排列，并与被检测光线方向相垂直；电动旋转台1-1携带被检测LED在空间内按照一定角度间隔转动，在某角度处被检测LED发出的光被照度反馈测量模块3检测到后，根据照度反馈控制电动平移台1-2移动至产生500lx照度处，亮度测量模块2在此处对被检测LED的亮度进行测量；所述的第一步进电机驱动模块1-3控制所述电动旋转台1-1的转动方向和角度，并与供电系统相连接；所述的第二步进电机驱动模块1-4控制所述电动平移台1-2的移动方向和行程，并与供电系统相连接；所述的控制模块4采集所述照度反馈测量模块3所测量的照度值，向第一步进电机驱动模块1-3和第二步进电机驱动模块1-4发送控制信息，并与供电系统相连接。

2、所述的电动旋转台1-1最小步进角度为1°，沿顺时针或逆时针方向均可连续转动。

3、所述的电动平移台1-2最小步进距离为0.2mm，最大行程不少于200mm。

4、所述的步进电机驱动模块1-3、1-4采用步进电机驱动芯片，工作电压直流10V-35V，输出电流不超过3A。

5、所述的亮度测量模块2采用成像辐亮度计，测量波长范围覆盖300-700nm。

6、所述的照度反馈测量模块3采用数字光强度传感器，照度测量范围覆盖0-65535lx。

7、所述的控制模块4采用单片机或FPGA。

本专利的优点在于：

1、针对LED蓝光危害中辐亮度检测，操作方便，检测速度快；

2、所使用的基本器材十分常见，无需特别加工，使测量装置总成本降低；

3、使用本测量装置可以拓展其他光学参数的测量，如光源辐照度、亮度、照度、色温、色坐标等光度学、色度学参数，实现一套装置多种用途。

附图说明

图1为本专利的主要测量仪器之间的位置关系和信息关系图。

图2为本专利的可移动光学平台模块及其子模块的关系图。

图3为本专利的供电系统与相关模块之间的关系图。

图4为本专利所述的电动旋转台和电动平移台之间的位置示意及亮度测量模块和照度测量模块之间的位置示意图。

图5为本专利所述的亮度测量模块和照度测量模块之间的位置示意图。

图中1表示可移动光学平台模块，1-1表示电动旋转台，1-2表示电动平移台，1-3表示第一步进电机驱动模块，1-4表示第二步进电机驱动模块，2表示亮度测量模块，3表示照度反馈测量模块，4表示控制模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本专利作进一步描述，在此仅用本专利的示意性实施例及其说明来解释本专利，但并不作为对本专利的限定。

根据图1和图2所示，LED最大辐亮度测量装置相关的实验仪器或器材，包括可移动光学平台模块1、亮度测量模块2、照度反馈测量模块3、控制模块4，其中可移动光学平台模块包括电动旋转台1-1、电动平移台1-2、第一步进电机驱动模块1-3、第二步进电机驱动模块1-4。待检测的LED光源需放置在电动旋转台1-1上，并与其同角度、同步转动；亮度测量模块2、照度反馈测量模块3需放置在电动平移台1-2上，并与其同行程、同步移动。控制模块4通过线路与电动旋转台1-1、电动平移台1-2及照度反馈测量模块3相连接，接收照度反馈测量模块3所测量的照度信息，并控制电动旋转台1-1、电动平移台1-2的移动方向、角度或行程。

根据图3所示，电动旋转台1-1需与第一步进电机驱动模块1-3相连接，电动平移台1-2需与第二步进电机驱动模块1-4相连接。供电系统分别向第一步进电机驱动模块1-3、第二步进电机驱动模块1-4和控制模块4供电。

根据图4所示，电动旋转台1-1和电动平移台1-2中心轴线位于同一条直线上，照度反馈测量模块3与亮度测量模块2的镜头最前端处于同一空间垂直面内。

根据图5所示，照度反馈测量模块3与亮度测量模块2的镜头应紧邻并排排列，并应与被检测光线方向相垂直。

下面以一种典型的器材选型和应用场景为例，具体分析LED最大辐亮度测量装置的使用方法。

在一种典型的应用场景中，可移动光学平台模块1中的装置，电动旋转台1-1采用ZT201ER100电动旋转台，电动平移台1-2采用CBX1204-100电动平移台，第一步进电机驱动模块1-3、第二步进电机驱动模块1-4均采用TB6560步进电机驱动板。亮度测量模块2采用柯尼卡美能达LS150手持式亮度计，可直接读取测量的亮度值。照度反馈测量模块3采用数字光强度传感器BH1750FVI照度检测模块。控制模块4采用AT89051单片机开发板套件，用于控制可移动光学平台模块的移动，读取并显示照度模块检测的照度值。

通常LED在2π空间内发光，因此，也只需要在这2π空间内对LED最大辐亮度进行测量。

其测量过程分为初级模式和精确模式两种。

初级测量模式步骤如下：

1、将LED发光面所在2π空间的0°角与平移台、旋转台中心线重合。

2、此时，用照度计对光源照度进行检测，如照度<490lx，则平移台向接近旋转台方向移动20mm，如照度>510lx，则平移台向远离旋转台方向移动20mm，直到所测照度处在490lx-510lx范围内，平移台不再移动位置，并记录此时亮度计检测到的光源亮度值。

3、将LED向发光面所处2π空间方向旋转10°，并重复步骤2，直到完成2π空间内的测量。

此时已经记录了2π空间内每隔10°的亮度值。

精确测量模式步骤如下：

1、将初级测量模式中测到的亮度峰值所在角度为中心的10°的角度区间下限对应的角度，与平移台、旋转台中心线重合。

2、此时，用照度计对光源照度进行检测，如照度<500lx，则平移台向接近旋转台方向移动2mm，如照度>500lx，则平移台向远离旋转台方向移动2mm，直到所测照度为500lx时，平移台不再移动位置，并记录此时亮度计检测到的光源亮度值。

3、将LED向初级测量模式中测到的亮度峰值所在角度为中心的10°的角度区间上限方向旋转1°，并重复步骤2，直到完成此10°角度区间内的测量。

4、若在初步测量模式中测到多个亮度峰值，则对应每个亮度峰值重复步骤1-3，比较测量结果中亮度的最大值，即为LED亮度最大值。

测量得到LED亮度最大值后，再根据视觉效能函数，推算LED辐亮度最大值。

以上所述，仅为本专利较好的具体实施方式，但本专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本专利揭露的技术范围内，根据本专利所述系统及其实施方法所做的同等变化及修饰，都应涵盖在本专利的保护范围之内。因此，本专利的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。