Messen von Strahlendaten an LED und Produktionsmesstechnik für LED-Baugruppen

Transkript

1 Messen von Strahlendaten an LED und Produktionsmesstechnik für LED-Baugruppen Franz Schmidt 8. Ilmenauer Lichttag

2 Gliederung Einleitung: Messaufgaben an LED und LED- Baugruppen Strahlendatenmessung an LED Nahfeldgoniophotometer, ortsaufgelöste Lichtmesstechnik Produktionsmesstechnik Bestückungskontrolle, Gleichförmigkeit, Farbkoordinaten Seite 2

3 LED Applikationen Signalisierung Beleuchtung Seite 3

4 Design von LED-Baugruppen Design von Reflektoren Linsen Lichtleiter Seite 4

5 Messen, Prüfen bei der Produktion Symbole eines Lenkradschalters Foto (links), Farbmessbild (mitte), Helligkeitswerte eines Symbols in Pseudocolorierung (rechts) Seite 5 Farbbild eines Symbols (links); Leuchtdichtekomponente (mitte); dominante Wellenlänge (berechnet für jedes Pixel, rechts)

6 Nahfeldgoniophotometrie Messen von Strahlendaten bevorzugt für Design von LED-Baugruppen Seite 6

7 Design optischer Baugruppen Reflektorentwicklung Lichteinkopplung in Lichtleiter ortsaufgelöste Leuchtdichte-/Farbdaten erforderlich! Seite 7

8 Messung der Lichtstärke I LED A,B nach CIE 127 CIE Empfehlung Abstand LED Beleuchtungsstärkemesser Raumwinkel Winkel Condition A 316 mm 0,001 sr 2 Condition B 100 mm 0,01 sr 6,5 Seite 8

9 Ausgangsdaten Strahlendaten d I( ) I(, ) d I(, ) L( x, y,, ) ( x, y, z,, ) Seite 9

10 Prinzip Nahfeldgoniophotometer Jedes Pixel liefert eine Richtungs- und Intensitätsinformation Strahl Strahlendatensatz - komplette Beschreibung der Ausstrahlungscharakteristik ca. 1 Milliarde Strahlen Seite 10

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12 RiGO 801 Nahfeldgoniophotometer Messung von Lichtstärkeverteilungen weit innerhalb der photometrischen Grenzentfernung Kompaktes Meßsystem Messung von LEDs, Lampen und Leuchten bis 2000 mm Seite 12

13 Leuchtdichte- und Farbmesskameras LMK LMK 98-4 LMK 98-4 Light LMK 98-4 Color LMK 98-3 Color LMK mobile Seite 13

14 LED-Goniophotometer Strahlendaten LED ausgerichtet LVK 3D - Darstellung Seite 14

15 Weiße LED farbige Strahlen Blaue LED + gelber Phosphor RGB 3-Chip LED Seite 15

16 spektrale Strahldichte (W/(m²*sr*nm)) LED Modul weiß Farbbild 7 fach logarithmisch 1 0,003 (1000h, I=18.2 ma, TA=35 C) 0,9 0,8 0,002 0,002 t LW541C Min-LW541C Max-LW541C 0,7 0,6 0,5 OG530 BG25 0,001 0,4 0,3 LED weiß 0,001 0,2 0,1 0, Lambda (nm) Seite 16

17 Ray-files Seite 17

18 Design von LED-Baugruppen durch Simulation Design von Reflektoren Linsen Lichtleiter Seite 18

19 Produktionsmesstechnik Messungen an LED und LED-Baugruppen Seite 19

20 Fertigungsmesstechnik für LED-Baugruppen Messaufgaben Bestückungskontrolle Lage, Farbe, Intensität, Ausrichtung (Schielen) Seite 20

21 Gleichzeitige Erfassung mehrerer LED LED-Modul Streuscheibe Seite 21

22 Bestückungskontrolle Seite 22

23 Farbmesskamera mit Farbfilterrad Prinzip Realisierung Die Daten für die einzelnen Farbkanäle werden zeitlich nacheinander erfasst. Seite 23

24 rel. spekt. Empfindlichkeit Spektrale Anpassung 1,8 1,6 1,4 1,2 x2 y2 z2 V' CL xk yk zk V'k CL 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, Lambda (nm) Seite 24

25 rel. spekt. Empfindlichkeit 1-Chip-Farbkamera LMK CFA CCD-Farbmatrizen aus Konsumerbereich - Digitale Fotoapparate - Camcorder Die Daten für die einzelnen Farbkanäle werden örtlich parallel in Makropixeln erfasst. Die Farbfilter befinden sich auf den Pixeln. 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Charge C11 ICX085AK (50 Sensoren) C11-G2 C11-G1 C11-R C11-B Seite 25 0, Lambda (nm)

26 Farbkoordinaten von LED in x - y und in r - g 0,9 1 0,8 0,9 0,7 0,8 0,6 0,5 0,4 0,3 y über x 20 nm y über x 10 nm y über x 40 nm 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 r über g 20nm r über g 10nm r über g 40nm 0,2 0,2 0,1 0, ,2 0,4 0,6 0, ,2 0,4 0,6 0,8 1 Farbkoordinaten x,y im Norm- Farbraum für simulierte LED (monochrom) Farbkoordinaten r,g im Farbraum der CFA-Matrix für simulierte LED (monochrom) Transformation erforderlich Seite 26

27 Farbkoordinate x, y Farbkoordinaten LED Band Tagfahrscheinwerfer Farbkoordinaten 0,36 Ausschnitt 0,355 0,35 0,345 x y Farbkoordinaten (x,y) der einzelnen LED 0,34 0, LED Nr. Seite 27

28 LED-Leuchtdichte- und Farb-Normale Seite 28

29 Messungen für Nachtdesign Symbole eines Lenkradschalters Foto (links), Farbmessbild (mitte), Helligkeitswerte eines Symbols in Pseudocolorierung (rechts) Seite 29 Farbbild eines Symbols (links); Leuchtdichtekomponente (mitte); dominante Wellenlänge (berechnet für jedes Pixel, rechts)

30 Symbolchecker Als produktionsbegleitende Licht- und Farbmesstechnik kann der Symbolchecker die unterschiedlichsten Prüfaufgaben im Bereich Nachtdesign/, z.b. Leuchtdichte- und Farbmessung an Schaltern, Tastaturen, Kombiinstrumenten und Displays ausführen. Seite 30

31 Ambientes Licht Leuchtdichten im Bereich mcd/m² 1 Cd/m² Hohe Anforderungen an Messbereich Ambientes Licht im Innenraum eines Fahrzeuges (Armlehne in der Tür) Seite 31

32 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Seite 32