LED測定分光装置用ステージ
光度/配光測定システム SLST-001
LED素子（砲弾型、SMD型など）を対象にCarlZeiss社製分光器を使用して、CIEコンディションBに準拠した光度測定、またはその配置を保持しながらの配光特性の測定を行います。
電流・電圧・温度コントロールはもちろんのこと、1パルス・連続パルスなど様々な条件下での測定を可能としており、分光放射強度・光度・配光特性の測定に加え、色度・演色性・相関色温度など各種評価を同時に行います。また、電気特性としては順電流・順電圧・逆電流・逆電圧の測定を可能としております。
光度プローブ
CIEコンディションBに則り、径または対角10mm以下のサンプルを対象として、受光面までの距離を100mmに設定しております。温調器付きサンプルホルダ
ペルチェ式の温調器です。設定範囲10～80℃(結露なきこと)、温度精度0.1℃でサンプルの温度コントロールを行います。サンプル位置合わせ光学系
左右に位置合わせ用レーザーと照明用LEDが配置され、中心にはサンプルモニタリング用CCDカメラが搭載されております。CCDカメラでモニタリングを行いながら、左右から照射されるレーザービームのクロスポイントにサンプル位置を合わせます。XYZ手動ステージ
マイクロメーターステージでサンプル位置の微調整を行います。β回転ステージ・θ回転ステージ
β軸は光度プローブを、θ軸はサンプルをそれぞれ回転させることにより光度の配光特性を測定します。測定機能/パルス測定
パルス測定：
1パルス測定は弊社独自の機能で、トリガを用いて分光器の露光時間とパルスのタイミングを同期させる測定手法です。DC点灯では点灯時間と共にLEDの温度が上昇し、測定ごとにLEDの測定条件が変わってしまい一定にならないことがあります。各測定角における比率が重要な配光測定においてこれは問題となります。それに対し1パルス測定では、LEDの温度上昇を防ぎ、測定毎の条件を一致させ、正しい配光特性を評価することが可能となります。
同期タイミングは右図の通りで、パルス発生の流れは以下のとおりです。
１，ユーザー任意のタイミングで「測定」ボタンが押されると、分光器内部の露光準備ができたところでトリガを発信
２，トリガ信号を受けた電源が、ソース・ディレイ時間(Tds)後にパルス幅(Tw)のパルスを発生
２，トリガ信号を受けた電源が、ソース・ディレイ時間(Tds)後にパルス幅(Tw)のパルスを発生
バースト測定：
バースト測定も弊社独自の機能で、一回のパルス内で分光器の連続露光を行います。タイミングは1パルス測定と変わりませんが、1つのパルス幅に対して指定回数（バースト回数）の露光を行います。
これによりパルス点灯時のLEDの立ち上がり立ち下がりの特性を評価することができます。
連続パルス測定：
一回の露光時間内でLEDを連続パルス点灯させます。パルスのデューティー比を変えることにより、スペクトルの形状を変えずに光量調節を行うことができます。
配光測定
CIEコンディションBに規定のサンプル-受光面間の距離100mmを保ちながら、光度プローブを±100度、サンプルを±90度回転させることでLEDの配光特性の測定を行います。
サンプルは常に上向きで固定させ、プローブを回転させる構造は弊社独自のものです。この構造により、上昇するLEDの温度条件を安定させながら測定することが可能となります。
プローブ側を回転させる構造は、使用するバンドルファイバーが曲げによる透過率特性の変化がないためにできることであり、透過率特性に角度依存が生じる単芯ファイバーではできないことです。
サンプルは常に上向きで固定させ、プローブを回転させる構造は弊社独自のものです。この構造により、上昇するLEDの温度条件を安定させながら測定することが可能となります。
プローブ側を回転させる構造は、使用するバンドルファイバーが曲げによる透過率特性の変化がないためにできることであり、透過率特性に角度依存が生じる単芯ファイバーではできないことです。
システム構成
分光装置仕様
| 分光装置モデル | SolidLambda CCD UV-NIR |
|---|---|
| 対象波長域 | 200～900nm |
| ファイバーコネクタ | SMAコネクタ |
| 波長精度 | 0.5nm |
| 波長分散 | 0.8nm/1素子 |
| 波長温度依存 | <0.01nm /℃ |
| 半値分解能 | 3nm |
| 検出素子 | 冷却型2次元CCD 裏面入射タイプ |
| 素子数 | 1044×64素子 |
| S/N比 | 10,000：1 |
| 分光器内部搭載 | USBエレクトロニクス回路・電動シャッター・CCD専用温度コントローラ・温度制御回路・ロジック回路・AD変換回路・電源回路・放熱回路・放熱ファン |
校正・トレーサビリティー体系図
型式「SolidLambdaCCD LEDMonitorPlus」で行う校正は、可視（近赤外）領域にハロゲン標準光源、紫外領域にキセノン標準光源を使用しております。
システム仕様
| モデル | SLST-001 |
|---|---|
| 定電流・定電圧電源 | 電流範囲：±2A ・ 電圧範囲：±100V 最小パルス幅：1ms※仕様により可変 |
| θ軸自動ステージ | 回転角：±90度 ・ 最小移動分解能：0.1度 ステップ：1、5、10、15度 |
| β軸自動ステージ | 回転角：±100度 ・ 最小移動分解能：0.1度 ステップ：1、5、10、15度 |
| サンプル手動ステージ | XY軸 移動量：±6.5mm Z軸 移動量：±5.0mm |
| サンプルホルダ | 対象：LED素子 ※砲弾型/SMD型等仕様により可変 |
| ペルチェ式温調器 | 設定温度範囲：10～80℃（結露なきこと）・ 温度精度：0.1℃ |
| 位置合わせ光学部 | 方式：クロスレーザービーム方式 サンプル部モニタ：CCDカメラ、液晶モニタ付き |
| 光度プローブ | 方式：CIEコンディションB 測定最小光度：0.05mcd以下 校正：可視領域(オプションにて紫外対応) |
| 光ファイバー | 材質：石英（紫外～可視用） 太さ：φ0.6バンドル・長さ：4m |
| 温調器コントローラ | 冷却・加熱能力：最大25V/6.5A インターフェイス：USB |
測定項目
- 分光放射強度(uW/sr・nm)
- 光度(mcd)
- 放射強度(uW/sr)
- 配光プロファイル(%)
- 半値全角(°)
- ピーク角(°)
- 色度xy、u'v'
- 相関色温度(K)
- 色温度偏差Δuv
- 主波長(nm)
- 純刺激度(%)
- ピーク波長(nm)
- 演色性(Ra、R1-R15)
- 電流(A)、電圧(V)
- 有効電力(W)
- 温度調節、読み取り(℃)
- ジャンクション温度(℃)
- ステージ自動制御 θ、β軸
- 電源リモート制御
輝度（照度）自動マッピング測定システム SLST-002
ディスプレイや照明などの面積を持つ光源を対象に、CarlZeiss社製分光器を使用して、輝度・照度のマッピング測定を行います。
アクチュエーターの可動量はX軸600mm・Z軸400mmで、Z軸側に搭載されるプローブを600×400エリア内で移動させ、任意のポイント数で多点測定を行います。
プローブは輝度プローブと紫外可視用拡散版を用いた照度プローブがあり、付け替え可能です。輝度プローブ－サンプル間の距離は1,000mmとし、測定スポット径φ10mmで、位置決め機構にはリバースパスレーザーポインタを使用しております（位置決め精度±1mm以内）。
プローブは輝度プローブと紫外可視用拡散版を用いた照度プローブがあり、付け替え可能です。輝度プローブ－サンプル間の距離は1,000mmとし、測定スポット径φ10mmで、位置決め機構にはリバースパスレーザーポインタを使用しております（位置決め精度±1mm以内）。
出荷時にはNIST検定済みの標準光源で校正を行います。輝度プローブは可視領域の感度補正、照度プローブは可視領域に加えオプションで紫外領域の感度補正も行っており、トレーサビリティの取れた絶対値算出を行います。
輝度プローブ
可視領域校正済みのプローブで、ワーキングディスタンス1,000mm、スポット径Φ10mmとなっております。
照度プローブ
紫外領域用の石英プローブと可視領域用のオパール板の付け替え方式となっております。位置決めの際はレンズプローブに付け替えてリバースパスレーザーポインタ機構を使用します。
位置決め機構
レーザーポインタを使用して、輝度測定時にはピント合わせを、照度測定時には位置確認を行います。
システム構成
システム仕様
| モデル | SLST-002 |
|---|---|
| X軸自動ステージ | ストローク：600mm・最小ステップ：0.01mm |
| Z軸自動ステージ | ストローク：400mm・最小ステップ：0.01mm |
| 輝度プローブ | ワーキングディスタンス：1,000mm 測定スポット径：φ10mm 測定位置決め用光学系：リバースパスレーザーポインタ 位置決め精度：±1mm以内 校正：可視領域校正済み |
| 照度プローブ | 拡散板：紫外可視拡散板(紫外領域用石英と可視領域用オパール板の付け替え方式) 測定位置決め用光学系：リバースパスレーザーポインタ 校正：可視領域校正済み（オプションにて紫外対応） |
| 光ファイバー | 材質：紫外～可視用石英 太さ：φ0.6mmバンドル・長さ：4m |
| ステージコントローラ | モータタイプ：サーボモータ 軸数：2軸 インターフェイス：RS-232C |
分光装置の仕様、校正については光度/配光測定システム SLST-001の項を参照のこと
測定項目
- 分光放射輝度(uW/sr・m2・nm)
- 分光放射照度(uW/m2・nm)
- 輝度(cd/m2)
- 照度(lux)
- 放射輝度(uW/sr・m2)
- 放射照度(uW/m2)
- 色度xy、u'v'
- 相関色温度(K)
- 色温度偏差Δuv
- 主波長(nm)
- 純刺激度(%)
- ピーク波長(nm)
- 半値幅(nm)
- 演色性(Ra、R1-R15)
照度マトリクス測定システム SLST-003
照明モジュールなどの光源を対象に、CarlZeiss社製分光器を使用して、照度分布の測定を行います。
着磁ON/OFFレバー式マグネットにアタッチされる照度プローブを、移動式マトリクスステージ内で移動させることによりマトリクス状に照度の分布を測定することができます。
マトリクスステージの大きさは1,200×800mmで、罫線として5cm刻みの主線、1cm刻みの副線が引かれています。また、キャスターが側面にも底面にも配置されているので、垂直方向に立てることも水平方向に寝かせることも可能です。
位置決め機構にはリバースパスレーザーポインタを使用しており、照度プローブの感度補正は可視領域に加え、オプションにて紫外領域も対応しております。
マトリクスステージの大きさは1,200×800mmで、罫線として5cm刻みの主線、1cm刻みの副線が引かれています。また、キャスターが側面にも底面にも配置されているので、垂直方向に立てることも水平方向に寝かせることも可能です。
位置決め機構にはリバースパスレーザーポインタを使用しており、照度プローブの感度補正は可視領域に加え、オプションにて紫外領域も対応しております。
照度プローブ
紫外領域用の石英プローブと可視領域用のオパール板の付け替え方式となっております。また、位置決めの際はレンズプローブに付け替えてリバースパスレーザーポインタ機構を使用します。
システム仕様
| モデル | SLST-003 |
|---|---|
| 照度プローブ | 拡散板：紫外可視拡散板(紫外領域用石英と可視領域用オパール板の付け替え方式) 固定：着磁ON/OFFレバー式マグネット 測定位置決め用光学系：リバースパスレーザーポインタ 位置決め精度：±1mm以内 校正：可視領域校正済み（オプションにて紫外対応） |
| 光ファイバー | 材質：紫外～可視用石英 太さ：φ0.6mmバンドル・長さ：4m |
| 移動式マトリクスステージ | 大きさ：1,200×800mm 材質：木枠（薄鉄板） 位置決め：罫線（主線：5cm刻み、副線：1cm刻み） キャスター：垂直/水平両取付可 |
分光装置の仕様、校正については光度/配光測定システム SLST-001の項を参照のこと
測定項目
- 分光放射照度(uW/m2・nm)
- 照度(lux)
- 放射照度(uW/m2)
- 色度xy、u'v'
- 相関色温度(K)
- 色温度偏差Δuv
- 主波長(nm)
- 純刺激度(%)
- ピーク波長(nm)
- 半値幅(nm)
- 演色性(Ra、R1-R15)
積分球測定システム SLST-004
LED素子やモジュールなどの光源を対象に、CarlZeiss社製分光器を使用して、全光束測定を行います。
サンプルホルダーに搭載されるペルチェ式温調器を用いてサンプルの対温度特性や、電気特性（順電流・順電圧・逆電流・逆電圧）など各種評価を可能としております。
高感度高分解能分光器 SolidLambda CCD を使用することで、最小0.005lm（積分球サイズ6inchにおいて）までの微弱光を測定することができ、S/N 比 10,000：1（NDフィルタ併用で1,000,000：1）の非常に低ノイズ・高分解能なスペクトル検出を可能としております。
高感度高分解能分光器 SolidLambda CCD を使用することで、最小0.005lm（積分球サイズ6inchにおいて）までの微弱光を測定することができ、S/N 比 10,000：1（NDフィルタ併用で1,000,000：1）の非常に低ノイズ・高分解能なスペクトル検出を可能としております。
サンプルホルダー
ペルチェ式の温調器が搭載されており、設定範囲は10～80℃（結露なきこと）、温度精度0.1℃以内でサンプルの温度コントロールを行います。対応するサンプル形状は、砲弾型やSMD型などの素子タイプですが、積分球の径を大きくすることにより基板実装タイプやモジュールタイプの測定も可能です。
ターンテーブル・スライダー
サンプルホルダーのベースがターンテーブル・スライダーになっているためサンプル取り付けが容易です。積分球
コーティング剤は硫酸バリウムで、自己吸収光源として2Wハロゲンランプが付属しております。写真は6インチですが他のサイズも選べます。温調器を使用しての耐温度特性や、印加電圧を制御して電気特性の評価を行います。設定項目例：
電圧(V) vs. 全光束(lm)、電流密度(A/cm2) vs. 電力効率(lm/W)、VF、IF、VR、電圧(V) vs. 電流密度(A/cm2)、温度(℃) vs. 各測定項目
システム構成
システム仕様
| モデル | SLST-004 |
|---|---|
| 積分球 | 大きさ：6インチ※仕様により可変 内部材質：硫酸バリウム 自己吸収測定光源：ハロゲンランプ（2W） |
| ペルチェ式温調器 | 設定温度範囲：10～80℃(結露なきこと) ・ 温度精度：0.1℃以内 |
| 温調器コントローラ | 冷却/加熱能力：最大24V/6.5A インターフェイス：USB |
| 光ファイバー | 材質：石英(紫外/可視用) 太さ：φ0.6mmバンドル ・ 長さ：2m |
| 定電圧・定電流電源 | 電流範囲：±2A・電圧範囲：±100V 最小パルス幅：1ms※仕様により可変 |
分光装置の仕様、校正については光度/配光測定システム SLST-001の項を参照のこと
測定項目
- 全光束(lm)
- 放射束(W)
- 分光放射束(W/nm)
- 色度xy、u'v'
- 相関色温度(K)
- 色温度偏差Δuv
- 主波長(nm)
- 純刺激度(%)
- ピーク波長(nm)
- 半値全幅(nm)
- 演色性(Ra、R1-R15)
- 電流(A)、電圧(V)
- 有効電力(W)
- 温度調節、読み取り(℃)
- 電圧 vs 全光束
- 電流密度 vs 電力効率
- 電圧 vs 電流密度
- 温度 vs 上記測定項目
- 電源リモート制御