LED光学在线分析仪的应用场合都有哪些?
如何使用”涵测光电(HanOpticSens)”的LED分析仪,解决工业现场LED测试中的疑难杂症?
首先我们以一款4色RGBW灯珠参数为例,在工业现场一般只需测量3个光学参数:
1,光强mcd,低亮LED灯一般会用mcd,超高亮LED一般会用流明LM,比如照明类白光LED;2,R-G-B灯的主波长(Dominant Wavelength),但白光一般不能用DoWave表征颜色;
3,白光(W)的色坐标xy或相关色温(CCT),但R-G-B等彩色光不能用CCT表征;
有一个常识,任何颜色的光都可以用CIE1931-xy表征,因为主波长和CCT都是采用xy计算出来的数据,xy是衡量LED色差的最精确的一个色度参数;
至于LED的峰值波长,以及白光的显色指数Ra等光谱数据,必须采用光谱仪才能测量,在工业现场批量一致性测量要求下,为了成本考虑,一般不会选用成本高昂的光谱仪;使用”涵测光电(HanOpticSens)”的LED分析仪足够能满足工业现场的LED光度测量需求;


针对市面上常用的LED光学测量仪器的优缺点对比,列表如下:
序号 | 参数特性 | 涵测光电(HanOpticSens) 多通道LED分析仪 | 实验室级 光谱仪+积分球 | 实验室级 成像式色度计 | 工业相机 | 手持照度计 |
1 | 光学原理 | 多通道光电二极管 | 光栅分光+CMOS | 科研级CMOS +XYZ滤光片转轮 | 普通CMOS | 单通道光电二极管 |
2 | 光学数据准确度 | 较高 | 最高 | 较高 | 较低 | 较低 |
3 | 线性度 | 较高 | 最高 | 较高 | 较低 | 较低 |
4 | 稳定性 | 很稳定(可选配不同的测量探头提高稳定性) | 最稳定(有积分球理想环境) | 较稳定 | 不稳定 | 较稳定 |
5 | 软件使用 | 提供SDK, 可以脱离官方调试软件程控采集数据 | 需要仪器商的配套软件启动后使用 | 需要仪器商的配套软件启动后使用 | 需要自己开发相机程序 | 数显/无软件 |
6 | 第三方集成开发难度 | 特别容易集成开发 | 开发难度高 | 开发难度高 | 看开发人员软件水平 | 一般不能集成 |
7 | 通信方式 | 串口和网口同时支持的字符串通信, 也可切换成Modbus-RTU/TCP通信协议 | 需和官方软件交互测量结果 | 需和官方软件交互测量结果 | 自己开发 | 无 |
8 | 测量速度 | 快 | 慢 | 慢 | 快 | 慢 |
9 | 适合的使用场景 | 工业现场多颗LED一致性测量, 汽车照明灯板的测量, RGB氛围灯的校色 以及光导条的色差检测 | 实验室手动测量LED灯具样件, 数据精度最高 | 实验室手动测量LED灯具样件, 比如显示屏,汽车导光灯条的亮度分布 | 某些面发光物体的形状缺陷检测, 但光学数据测量不准, 比如外壳上的字符灯 | 民用商用场合, 简易测量一下照明场合的 光照度 |
10 | 不适合的使用场景 | 实验室级数据精度要求的测量场合, 图像级轮廓识别的测量场合 | 工业现场多颗LED灯珠测量, | 工业现场PCBA上的LED灯珠测量 | 对光度数据有精度要求的测量场合 | 工业现场LED测量场合 |
11 | 是否有闪烁测量功能flick | 有 (可多通道自动捕获周期闪烁的LED频率 周期等数据flick) | 无 | 无 | 需要自己开发难度大 | 无 |
12 | 是否有流水测量功能edge | 有 (可多通道自动捕获30次LED亮灭 边沿edge的时间戳) | 无 | 无 | 需要自己开发难度大 | 无 |
13 | 是否支持 更换采光头 | 支持 | 无 | 不支持 | 不支持 | 不支持 |
14 | 单台采购成本 | 较低(光纤系列偏低,TRUES光电系列稍高) 多通道,整体性价比最高 | 较高(看品牌,国产一般5万以上, 国外一般10万以上) | 最高(看品牌,国产一般18万以上, 国外一般30万以上) | 较低(1万以下) | 最低(千元以下) |
工业现场常见的LED测量场景,以及采用”涵测光电(HanOpticSens)”LED分析仪解决的方案逻辑如下列表:
序号 | LED在线测量场景描述 (自动化测量机台) | 解决方案逻辑 | 选型建议 | 备注 |
1 | 普通电子产品上的PCBA-LED指示灯, 要求能分辨颜色和亮度 | 常规光纤系列的LED分析仪即可,采用r_chroma指令读取数据 | LBB-XYZ系列主机 +光纤采光头 | Led Black Box缩写是LBB |
2 | 普通电子产品外壳上极弱光LED测量, 要求能分辨颜色和亮度 | 光纤系列高灵敏款LED分析仪,可能需要配合提高曝光时间和gain增益, 采用r_chroma指令读取数据 | LBB-XYZ730系列主机 +高透过率光纤采光头 | |
3 | 普通电子产品较亮LED,且仅检测亮灭的简易测量要求, 要求成本低 | 光纤系列且仅能测量亮度的仪器,采用r_lux指令读取亮度数据 | LBB-LTD光纤系列主机 +普通光纤线 | 这款选型成本最低 |
4 | 普通电子产品LED,且有高速闪烁,呼吸灯,流水测量要求的, 汽车PCBA-LED灯板高速流水捕获 | 光纤系列高速款LED分析仪,每款仪器的最小曝光时间有差异, 如果闪烁速度很慢,任何一款主机都能满足测量要求 | 强光用LBB-XYZ460系列 弱光用LBB-XZY730系列 同时选配光纤采光头 | 曝光时间指令w_ft |
5 | 普通电子产品上白光LED色温(CCT)测量,兼顾成本要求 | 光纤系列中色度测量精度更高CIE系列主机,采用r_chroma指令读取数据 | LBB-CIE530系列主机 | CIE系列注意w_system_samp 指令的配置 |
6 | 网口灯珠的颜色(主波长)测量 | 光纤系列中色度测量精度更高CIE系列主机,采用r_chroma指令读取数据 | LBB-CIE530系列主机 | |
7 | 汽车上PCBA-LED裸灯板的光度测量, 要求能较精确测量颜色和流明, 能程控静态点亮类型的LED | 光纤系列中色度测量精度更高CIE系列主机,采用r_chroma指令读取数据 | LBB-CIE530系列主机 | |
8 | 手机闪光照明灯特定距离下的照度LUX分布,色温CCT测量, 对光学数据有较高要求 | 要用TRUES外置光电照度探头测量,采用r_chroma指令读取数据 | LBB-TRUES系列主机 +外置光电照度探头 | TRUES系列注意w_system_samp 指令的配置 |
9 | 照明灯具光度测量,比如可变色温白光照明灯, RGB可调色照明灯,透射筒灯 | 如果客户仅做单点测量,建议要用单探头PROBE30-CL照度系列, 如果要测量多个点,建议用LBB_TRUES系列 | PROBE30-CLxxx系列 或者LBB-TRUES照度探头系列 | |
10 | 投影类型的灯具照度分布测量, 以及照度分布均匀性测量 | 要用TRUES外置光电照度探头测量,采用r_chroma指令读取数据 | LBB-TRUES系列主机 +外置光电照度探头 | 一般最少采用9宫格分布点数 测量照度分布 |
11 | 汽车大灯导光条/氛围灯导光条的多点色差检测 | 有电脑参与的设备用LBB-TRUES外置光电探头,配合仿形高稳定性采光头, 无电脑参与的设备用带触摸屏的TRUES主机, 可以在触摸屏上配置光学数据上下限,独立自动测量 | LBB-TRUES系列主机 或者OneTouch-TRUES系列主机 +外置仿形光电探头 | |
12 | RGB氛围灯的校色和测量 比如汽车氛围灯和智能音响上的圆环氛围灯 | 要用TRUES外置光电流明探头测量,可以提前校准真实的流明和xy值, 后续采用r_chroma指令读取真实Yxy数据进行精确校准 | LBB-TRUES系列主机 +外置光电流明探头 | 注意w_target_type指令的配置 |
13 | 单颗LED-需要和PLC-DIO或AO交互,例如LED分拣机, 识别双色LED的管脚,没有工控机参与的自动化测量设备 | 用单通道光纤系列LED探头即可,可以选择DIO,AIO,RS485三合一接口(DAS)交互, 可以提前学习7组颜色,通过3DO编码输出 | PROBE30-DAS-F1.xxx 具体要看速度和精度的要求 | 依然支持RS485通信, 支持一键学习 |
14 | 多颗LED-需要和PLC-DIO交互测量结果, 没有工控机参与的自动化测量设备 | 用带触摸屏的多通道光纤系列主机,可以在触摸屏上配置光学数据上下限, 独立自动测量,通过DIO和PLC交互 | 普通要求用OneTouch-XYZ系列 高精度要求用OneTouch-CIE系列 | 全程无需电脑参与 |
15 | 多颗LED-需要和PLC-DIO交互测量结果, 也有工控机参与的自动化测量设备,兼容成本考虑 | 用不带触摸屏的光纤系列的主机,采用官方调试软件 提前配置好数据上下限后再脱机运行, 通过DIO和PLC交互 | 较亮LED用LBB-DIO-XYZ930 极弱LED用LBB-DIO-XYZ730 | 一般需要电脑软件配置一次门限 |
16 | ICT机台,通过TTL电平的DIO交互, 频率输出表征LED颜色亮度, 比如ICT-3070, TR5001等常见品牌设备 | 针对市面上常用的ICT测量机台, 有专门的多通道光纤系列LED测试仪主机, 通过20P-2.54mm牛角与ICT主机交互 | LBB-ICT-XYZ系列 | 最大支持40CHL, 最多支持6个地址位输入选择 |
17 | ICT机台,单通道LED测试,低成本考虑 | 单通道Smart-LEDS小板,上面集成了一颗光学传感器, 3跟探针固定到针板上去, 输出占空比和频率可调节的PWM信号, 可以简单的表征主波长和相对亮度 | Smart-LEDS系列 | 需要注意LED的间距,不能小于12mm |