Soilse - Teicneolaíocht Soilsithe Dominating
Dá mbeadh aon cheist ann riamh an mbeadh soilse mar theicneolaíocht soilsithe chomh ceannasach sin, féach timpeall. Tá siad beagnach i ngach áit. Ó tháscairí caighdeánacha ar threalamh steirió, ríomhairí glúine agus bréagáin go soilse tráchta, comharthaí athraitheacha teachtaireachta agus soilsiú ngluaisteán, tá fás pléascach tagtha ar stiúir le roinnt blianta anuas agus níl aon deireadh leo. Tá go leor de seo mar gheall ar na leibhéil gile atá ag dul i méid i gcónaí le hábhair nua agus próisis monaraithe wafer chomh maith le teacht soilse gorm agus bán le haghaidh RGB (Dath Iomlán) agus feidhmchláir soilsithe ginearálta. De réir mar a thagann ardú ar leibhéal na sofaisticiúlachta chun soilse a úsáid, méadaíonn an gá le tomhais chruinne ar airíonna optúla na soilse. Bhí mé sa tionscal Optoelectronics le beagnach 25 bliain anois agus baineann an cineál ceiste is coitianta a chuirtear orm i gcónaí le tomhas stiúir. . Déanfar sonraí an tomhais optúla sa neamhshuim seo a roinnt ina cheithre ábhar ar leithligh ach idirghaolmhara. Is iad sin: Cainníochtaí fótaiméadracha, cainníochtaí radaiméadracha, cainníochtaí Tonnfhad nó Crómatachta agus ar deireadh cainníochtaí Dronuilleacha nó Goniometric. Cé gur féidir leabhar iomlán a scríobh go héasca ar aonaid, ar chaighdeáin agus ar mhodheolaíochtaí tástála an mhéid thuas, féachfaidh mé le hachoimre a dhéanamh ar na réimsí spéise is coitianta agus is bunúsaí.
Photometry
Níl sa fhótaiméadracht ach tomhas solais sa speictream infheicthe (thart ar 380nm-770nm). Seo solas a fheiceann súil nocht bhreathnadóir daonna ar an meán. Tá go leor cineálacha éagsúla aonad fótaiméadrach ann mar nits (cd / m2), lux (lumen / m2), footcandles (lumen / ft2), stilb (cd / cm2) srl. Tá siad seo go léir bunaithe ar dhá bhunchaighdeán fótaiméadrach, an LUMEN agus an CANDELA. Is é an Candela an t-aonad déine lonrúil, ar féidir é a shainiú mar an méid flosc lonrúil (cumhacht lonrúil iomlán a astaítear ó fhoinse agus arna shloinneadh mar lumens) in aghaidh an aonaid uillinn sholadaigh i dtreo ar leith. Is féidir an Lumen a shainiú mar an flosc lonrúil a astaítear in uillinn aonaid sholadach ó fhoinse pointe aonfhoirmeach arb é 1 candela a déine lonrúil. (1 candela=1 lumen / steradian) Tá sé tábhachtach freisin an sainmhíniú ar steradian a thuiscint, is é sin an uillinn sholadach (cón) i lár sféir dar ga “r” a théann thar limistéar “r2” ar dhromchla an sféar. (Féach figiúr 1) Is é achar dromchla sféir 4π r2; dá bhrí sin, tá 4π steradánach ag sféar. Tomhaistear an chuid is mó de na soilse caighdeánacha a sholáthraítear inniu i candelas, áfach, mar gheall ar an éileamh méadaitheach ar stiúir mar athsholáthar ar ghealbhruthach sa mhargadh soilsithe ginearálta, is minic a úsáidtear an Lumen anois mar aonad tomhais d’aschur solais. Taispeántar modh simplí chun tiontú ó Candela go Lumens i bhFíor 2 (thíos). Céim 1.) Faigh Uillinn Sholadach an stiúir w=π * (θ1 / 2) 2 w=π (25) 2, ag glacadh leis gurb é leath-uillinn LED 25 ° w=π (.43633) 2, athraigh céimeanna go raidianacha .598 Céim 2.) Ríomh Lumens f=Iv * wf=2.00 * .598, ag glacadh leis gurb é 2000mcd f=1.196 Lumens an gile LED Cé gur féidir ríomhanna eimpíreacha a dhéanamh chun go leor cineálacha éagsúla aonad fótaiméadrach a thiontú, d’fhéadfadh go mbeadh an luach tomhaiste iarbhír difriúil ó an luach ríofa mar gheall ar éagsúlacht i dtréithe radaíochta spásúla an stiúir. I bhformhór na gcásanna, tá an ríomh eimpíreach cruinn go leor. Taispeántar tiontaithe fótaméadracha breise i bhfigiúr 3. Cé go bhfuil iliomad tiontú eile ann, mar shampla candela go nit nó lambert go candela, níl aon fhachtóir iolraithe díreach éasca ann is féidir a úsáid. D’fhéadfadh go mbeadh faisnéis mar limistéar na foinse agus / nó an bhrathadóra, nó an fad tomhais agus na tréithe uilleach ag teastáil. Is féidir le tomhas fótaiméadrach soilse stiúir a bheith níos ealaíne ná eolaíocht bheacht. Tá saincheisteanna éagsúla céimseata, leictreachais agus cóimeála ann a d’fhéadfadh dul i bhfeidhm go mór ar airíonna optúla soilse. Toisc nach bhfuil aon dá stiúir díreach mar an gcéanna tá céimeanna ann a chuirfidh go mór le cruinneas do thomhais. Ina measc seo tá: Níl siad teoranta dóibh:
Eolas ar lárionad optúil astaíochtaí solais LED vs lárionad meicniúil. Nuair a chuirtear soilse i ngnáth-daingneán tástála, is gnách go gcuirtear ar bhealach é chun glacadh leis go bhfuil an solas ag teacht ó lár meicniúil na feiste. Ní minic a tharlaíonn sé seo. (Féach figiúr 4) Is minic a chlaonann an t-ionad optúil 5 ° nó níos mó ón ionad meicniúil LED. Cé go bhféadfadh sé seo nach mbeadh mórán fadhbanna ag baint le gairis a thomhas le huillinn féachana leathan mar 40 ° nó níos mó, maidir le gairis uillinne cúng, is féidir leis na difríochtaí idir léamha a bheith suntasach. (Ba chóir a thabhairt faoi deara gurb é moladh CIE (Commission Internationale de l’Eclairage) ais mheicniúil an stiúir a úsáid seachas an ais optúil mar thagairt tomhais)
An t-aschur a thomhas ag eatramh ama ar leith nó nuair a chobhsaítear é. Nuair a dhéantar an stiúir a fhuinneamh ar dtús, méadaíonn teocht an acomhal mar gheall ar an gcumhacht leictreach a ídítear. (Cinntear teocht acomhal an stiúir le Tj=Ta + (Vf * If) * Rth (ja)) Féadfaidh sé roinnt soicind nó cúpla nóiméad a thógáil sula mbeidh cothromaíocht theirmeach agus luach cobhsaithe bainte amach ag aschur an tsolais. Ní hionann laghdú 5-20% nó níos mó ar aschur. Ní díghrádú buan é seo agus rachaidh sé chun dí-fhuinnimh. Is minic nach mbíonn sé praiticiúil fanacht ar feadh tréimhsí fada ama nuair is gá tástáil a dhéanamh ar go leor soilse, dá bhrí sin, is minic a bhunaítear eatramh ama socraithe mar 5 shoicind cé nach féidir an t-aschur a chobhsú.
Tá árachas na teochta comhthimpeallaí comhsheasmhach le linn na tástála. Is gnách go n-athraíonn soilse i gile agus dath le teocht. De réir mar a ardóidh an teocht, laghdaíonn an t-aschur agus aistríonn an dath i dtreo foirceann níos airde an speictrim. Déanfar cur leis seo sa phlé Colorimetry.
Úsáid foinse reatha tairiseach i gcónaí. Is féidir leis an voltas ar aghaidh (Vf) de stiúir luainiú ó fheiste go feiste, dá bhrí sin, má úsáidtear soláthar cumhachta caighdeánach nó foinse voltais, b’fhéidir nach bhfaighidh gach stiúir an sruth céanna.
Úsáid socrú tástála atá in-atáirgthe go héasca. D’fhéadfadh go mbeadh socruithe ilchasta breá le haghaidh tomhais de chineál saotharlainne, áfach, nuair a bhíonn tástáil ag teastáil ó go leor soilse, gach ceann acu le stíleanna pacáiste éagsúla, uillinneacha féachana, dathanna srl., Córas is féidir a mhodhnú go tapa agus ailíniú comhionann na haise meicniúla á árachú agus an brathadóir a ráthú i gcónaí feiceann an chuid chéanna den chón astaíochta.
Árachas go ndéantar gach trealamh a chothabháil agus a chalabrú i gceart
Radiometry
Tagraíonn radiometry do radaíocht iomlán nó do thomhas an tsolais go léir cibé acu sa speictream infheicthe, infridhearg nó ultraivialait. Is é an bhata (W) aonad bunúsach na cumhachta optúla radamhéadrach (Radiant Power). Is aonad glan é an bhata toisc go bhfuil sé neamhspleách ar thonnfhad. Tá an oiread cumhachta agus bhata amháin de sholas infheicthe i bhata amháin de sholas infridhearg. Is iad téarmaí radioméadracha eile a thomhaistear go coitianta déine radanta (Watts / Steradian), Ionradaíocht (W / m2) agus Radiance (W / m2 sr). Is é an príomh-mhodh chun cumhacht radanta iomlán / flosc lonrúil a thomhas trí sféar comhtháite a úsáid. (Féach figiúr 5) Tomhaiseann an sféar comhtháite solas a astaítear ón stiúir i ngach treo. De ghnáth bíonn na tomhais seo neamhspleách ar uillinn féachana agus ní bhíonn siad faoi réir míchruinneas tomhais uilleach a fheictear agus iad ag tástáil go fótiméadrach, ach is féidir earráidí a dhéanamh fós. Úsáidtear trastomhais sféir thart ar 3 agus 6 orlach go forleathan. Má tá cruinneas criticiúil, is fearr na cineálacha trastomhais níos mó mar gheall ar chóimheas fabhrach limistéar an sféir le méid an stiúir agus na gcalafort, áfach, cailltear déine freisin. Foinse mhór earráide tomhais ba ea an áit a bhfuil an stiúir suite sa sféar comhtháthaithe. Deirtear sa tsonraíocht is déanaí a ghlac an CIE, Foilseachán 127, gur chóir go mbeadh pacáiste iomlán an stiúir taobh istigh den sféar ar a dtugtar 2 thomhas flosc lonrúil. Ba cheart na réamhchúraimí céanna a úsáidtear chun soilse a thomhas go fótaiméadrach a leanúint agus tomhais radioméadracha á ndéanamh. Mar is amhlaidh le tiontú fótaiméadrach, tá iliomad tiontaithe radioméadracha ann is féidir i bhfianaise na faisnéise cuí. Is gnách go mbíonn luachanna radioméadracha de dhíth le haghaidh feidhmchlár a úsáidtear i dteannta le brathadóir grianghraf mar in optaic shnáithíneach, scanadh nó braite.
Dathmhéadracht
Tugtar Colorimetry ar thomhas eolaíoch agus ar chainníochtú dath LED. De ghnáth tugtar a aonaid mar chomhordanáidí crómatachta nó i dtonnfhad. Tá dearcadh dath an-chasta toisc go mbraitheann sé ní amháin ar airíonna fisiciúla éagsúla an tsolais ach freisin ar rudaí mar rudaí máguaird, airíonna meicniúla na bhfeistí, freagairt súl an lucht féachana chomh maith lena staid shíceolaíoch. Tá caighdeáin bunaithe ag an CIE chun solas infheicthe a thomhas mar a bhaineann sé leis an “bhfreagairt chaighdeánach ar shúil dhaonna.” Bunaíodh an cuar caighdeánach breathnóra seo mar a thugtar air den chéad uair i 1931 (féach figiúr 6a). Ón gcuar seo, faightear na luachanna tristimulus chun dath a shainiú go cruinn. Tá an córas tristimulus X, Y, Z bunaithe ar an toimhde gur teaglaim de thrí dhath bunscoile gach dath; dearg, glas agus gorm. Díorthaítear Léaráid Chromaticity CIE 1931 (féach figiúr 6b) ó na luachanna tristimulus mar a leanas: x=X / (X + Y + Z) nó x=Dearg / (Dearg {{6} } Glas + Gorm) y=Y / (X + Y + Z) nó y=Glas / (Dearg + Glas + Gorm) Ó ( x + y + z)=1, an tríú ais, z=1 - (x + y)
De ghnáth is iad an ais x agus y amháin a shonraíonn na comhordanáidí crómatachta. Go ginearálta, ní liostálann an chuid is mó de na sonraíochtaí a sholáthraíonn déantúsóirí LED na comhordanáidí crómatachta, ach an tonnfhad buaic agus ceannasach (mura bhfuil an stiúir bán). Faightear an tonnfhad ceannasach, a shonraítear i nanaiméadar, ó na comhordanáidí dathanna a pléadh thuas. Go bunúsach is é an dath a fheictear i ndáiríre ag an tsúil dhaonna. Is é an buaic-tonnfhad an tonnfhad ag an déine speictrim is mó. Is furasta an buaicluach a fháil agus dá bhrí sin is é an luach is coitianta a shonraíonn déantúsóirí LED, áfach, is beag tábhacht phraiticiúil atá leis maidir le feidhmchláir a bhreathnaítear orthu le súil an duine ós rud é go bhféadfadh an tonnfhad céanna a bheith ag dhá stiúir ach is féidir a mheas go bhfuil siad difriúil dathanna. Faoi láthair, is é an modh is cruinne chun dath a thomhas ná trí Spectroradiometer a úsáid. Déanann an gléas seo dáileadh iomlán cumhachta speictrim ar an bhfoinse atá á thomhas óna bhféadtar gach paraiméadar fótaiméadrach, radamhéadrach agus dathmhéadrach a ríomh go matamaiticiúil. Ba cheart go mbeadh cruinneas tonnfhaid an trealaimh níos fearr ná 0.5nm agus b'fhearr le 0.1nm. Mar a luadh cheana, tá roinnt fachtóirí ann a d’fhéadfadh dul i bhfeidhm ar an luach a fhaightear. Ceann acu seo is ea teocht. De réir mar a ardóidh an teocht chomhthimpeallach, déanann tonnfhad an stiúir amhlaidh. Is gnách go mbeidh an méadú seo ó 0.1nm / ° C-0.2nm / ° C ag brath ar an gcineál LED a úsáidtear.
Tréithriú Goniometric / Angular
Is é an t-ábhar deiridh atá le plé ná tréithriú goniometric nó uilleach. Is gléas é Goniometer a thomhaiseann dáileadh spásúil nó patrún radaíochta stiúir (féach figiúr 8). Is féidir é seo a chur i gcrích tríd an mbrathadóir a bhogadh timpeall an stiúir nó tríd an stiúir a chlaonadh fad a bhíonn an brathadóir ina stad. I gceachtar cás, tógtar roinnt tomhais aschuir do gach uillinn de réir mar a dhéantar rothlú ó 0 ° -180 °. Nuair a bheidh sé críochnaithe, faightear próifíl den bhíoma radaithe in eitleán amháin. Glactar leis go minic go bhfuil an patrún radaíochta siméadrach ós rud é go bhfuil an chuid is mó de na soilse cruinn. Is cosúil go léirítear é seo fiú leis na léirithe grafacha ar uillinn féachana a sholáthraíonn go leor déantúsóirí LED. Ní minic a tharlaíonn sé seo. Mar a luadh cheana, is féidir leis na héagsúlachtaí geoiméadracha agus cóimeála a tharlaíonn le linn déantúsaíocht soilse dul i bhfeidhm go mór ar a airíonna optúla. B’fhéidir go mbeidh sé riachtanach scanadh breise a dhéanamh agus iliomad plánaí radhairc a thaifeadadh. Ina theannta sin, tá dhá phatrún radaíochta go bunúsach ag roinnt soilse múnlaithe speisialta amhail an cineál ubhchruthach nó éilipseach (30 ° x 70 ° mar shampla), dá bhrí sin, tá gá le scanadh 0 ° agus 90 ° den fheiste. Mura bhfuil gonaiméadar ar fáil go héasca, is féidir patrún amh-radaíochta a fháil trí bhrathadóir grianghraf a úsáid agus an brathadóir LEDor a rothlú de láimh, na leibhéil aschuir a thaifeadadh agus na pointí sonraí a bhreacadh, áfach, d’fhéadfadh sé seo a bheith an-tedious agus Tógann sé go leor ama . Ba chóir go mbeadh sé soiléir ón méid a pléadh gur féidir le tomhas solais a bheith an-míchruinn i gcomparáid le tréithe leictreacha níos sainiúla eile amhail voltas, sruth nó friotaíocht. Tá go leor fachtóirí ann mar dhath, céimseata feiste, ailíniú an stiúir i daingneán tástála, teocht srl. A fhéadann earráid tomhais a spreagadh. Is minic a dhéantar é a aicmiú mar ealaín níos mó ná eolaíocht. Cé go meastar go bhfuil cruinneas tomhais ± 5% fós caighdeánach agus inghlactha go forleathan sa tionscal, agus aird chúramach á tabhairt air, is féidir cruinneas níos fearr ná ± 2.5% a dhéanamh.
