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      LED照明跨越紫外到紅外波譜

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      人氣:-發表時間:2018-09-21 14:19【

      LED照明產品設計師、開發商和集成商,可以利用眾多的LED產品,它們的光譜范圍已經跨越紫外、可見光和紅外光譜。

      摩爾定律的早期預測指出,集成電路(IC)上晶體管的數量,每兩年翻一番。大約在2000年的時候,在發光二極管(LED)方面也有類似摩爾定律的預測:每個LED單元的光通量每十年增長30倍,而單位光通量的成本每十年下降10倍。正如人們所預測的那樣,在消費、科研和機器視覺應用中所使用的LED器件,其光譜范圍已經跨越紫外光(UV)、可見光及紅外(IR)波段,這使得白熾燈和鹵素燈的應用大大減少。

      今天,很多公司制造光譜跨越UV到IR波段的LED芯片和板上芯片(COB)模塊,這些公司包括Cree(www.cree.com)、Lumileds(www.lumileds.com)、Nichia(www.nichia.co.jp)、SemiLEDs(www.semileds.com)和Osram Opto Semiconductors(www.osram.com)等。

      然而,希望基于這樣的設備構建OEM產品的設計師可能會發現,許多供應商提供的可供選擇的LED外觀形狀妨礙了他們的開發任務。意識到這一點,由90家公司合作成立了Zhaga聯盟(www.zhagastandard.org),旨在實現LED光引擎、LED模塊和LED陣列元件的標準化。為了消除諸如物理尺寸等特性的任意和不必要的變化,Zhaga聯盟已經開發出了一套稱之為“Books”的接口規范,其定義了元件具備互換性所必需的條件。希望對于為機器視覺和圖像處理市場開發照明系統的開發者而言,這套規范能讓他們以更有效和更具成本效益的方式開發產品。

      評估LED

      在為任何特定的照明產品選擇LED時,照明組件開發人員仍必須要評估這些器件的光度和/或輻射度參數。LED制造商以不同的方式詳細說明他們的LED組件。盡管諸如輻射通量、輻射強度和輻射率等輻射測量,能夠提供這些器件發射的絕對功率(或能量)信息,但是基于發光強度的光度量是由光譜發光效率函數來衡量的,其代表了人眼對給定波長的光的敏感度。因此,雖然UV和IR LED通常以輻射功率(以瓦為單位)來表征,但是在可見光譜中發射的光,通常以光通量或流明(lm)來表征。

      雖然機器視覺照明產品開發人員使用分光光度計評估他們使用的組件,但是部署LED照明產品必須要充分考慮其應用場合。充分考慮應用所需的波長以及需要照亮的目標物體,將確保照明方案能夠顯示所需要的信息,并且確定選擇什么樣的相機來捕獲圖像。根據被照明目標物體的不同,入射的紫外光、可見光或紅外光可能會被目標物體吸收或反射、透過目標物體或在目標物體表面引發偏振或衍射。入射光能量也可能引發物體發射熒光。

      LED照明產品具有不同的配置,以增強相機捕獲的物體圖像的對比度。雖然漫射背光被用于視覺系統,以捕獲在明亮背景后顯現出的物體輪廓,但是前向照明技術包括亮視場技術,用于照亮漫射、非反射物體和暗場(低角度)照明,以突出顯示物體的表面缺陷。

      這種背光源、亮場和暗場照明產品,提供多種不同的形狀和波長,以滿足特定機器視覺應用的需求。市場上的背光源產品較多,如Microscan公司的Edge to Edge背光源系列,其模塊化的設計可以配置成不同尺寸的多種光源。

      通常使用亮場照明、擴散平面、同軸或圓頂產品,來為需要成像的反射性、拋光或有光澤的物體提供照明。在某些情況下,聚光燈或環形燈可配備漫射器來完成這項任務。有時候,使用同軸入射光或圓頂燈可以實現所需的對比度。

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