近日，在第四届国际 mLED 产业生态大会上，光傲科技联合TechnoTeam发表主题演讲，首次系统提出"mLED表征测试进阶路线图"，完整呈现了mLED测试表征从基础测量到数字孪生的五个演进阶段，引发与会专家、嘉宾的高度关注。这五个阶段，将不同的测试表征手法，进行了体系化梳理。不仅适用于mLED，更可应用于所有发光产品的测试表征。
"表征"（Characterization）一词的本义，就是用数据去描述和刻画一个事物的真实属性。表征的广度和深度，决定了我们对事物本质的认知水准。
表征测试技术的演进，本质上是人类认知工具的升级换代，帮助我们从宏观到微观、从现象到本质的发现客观世界的规律。对mLED而言，对其属性了解的越深，越容易做出正确的技术路线选择。光傲科技提出的演进路线图，以光场函数 Φ 的维度变量扩展为主线，勾勒了表征测试从"单点"到"数字孪生"的五级跃迁——每一级跨越，都是向事物本来面貌的一次逼近。表征始于基本光度学物理量，而终极目标，必将是创建mLED的数字孪生体！用一个或多个基本光度学物理量表征，常用做QC判据
这一级别的测试，基本是通行的常规光学测试。数据基本的测试能力。通常有两种情况：- 整体描述：例如光通量Φ （单位：lm）、平均颜色或光谱，通常借助积分球系统进行测量；
- 特定条件下的指标：亮度、照度、光强，以及对应的颜色或光谱。使用这几个指标的时候，必须说明测试条件，否则没有参考意义。具体指标和使用注意事项如下：
光强 I=dφ / dΩ：与测试的方位有关，用光强表征光源特性时，一定要说明测试的方位坐标。亮度L=Φ / ΩAcosθ：与被测试表面的位置，以及测试的角度相关。也就是说，当用亮度来表征光源的时候，除了说明测试的方位坐标外，还要说明测试的点位在光源表面上的位置坐标。照度E= dφ / dA：单位面积接受的光通量，如果使用照度表征mLED，需要说明测试距离和方位，参考光强条件。显然，这种单一维度的物理量，只能对mLED的特性进行笼统的描述，无法提供细节信息。用于质量控制时，简单直接，容易进行快速判别，因此是行业通用的测试手法。当然这些基础指标的突破通常也意味着重大的技术突破。单一平面内的光分布特性：视角相关的光强、亮度、颜色分布。这个平面可以是 （0，180），（90，270），也可以是任意一个平面。
在第一级中，我们提到亮度和光强在表征光源时，需要说明测试的几何条件（方位）。如果将不同方位的值放在一起，就可以获得更多光源的发光特性信息。因此，在基础测量之上引入角度维度，从"一个数"升级为"一条曲线"——表征出光源在不同方位角度下的光强或亮度，以及颜色变化。- 点光源：例如mLED，用光强分布来表示mLED的光型，通常以照度探头围绕光源中心运动，采集到的照度值转换为光强值。
- 相对均匀的光源：例如背光、mLED显示模组，用亮度分布来表示其视角特性。
增加运动控制装置，控制亮度计或照度计，按照设定的位置移动并采集数据并进行数据处理。三维光强分布或亮度颜色分布，可建立简化的基础光型模型
在多个平面分别进行光强分布测试，就可将第二级的单一平面的两维数据，升级到多个平面组成的三维光强分布。这就是光源的远场光强分布模型。也是目前大部分仿真软件在使用的模型。由于并不存在理想的点光源，即使microLED，也有一定物理尺寸和复杂的交叉光线。因此该模型是简化的模型，无法用于精细的光学仿真设计。例如microLED的光整形、侧壁优化等。情形二：基于有一定发光面积的光源，L(x, y)：此时通常以在某一个特定方位获取光源表面得亮度分布数据为主要目标，即 L(x,y)。x、y 表示光源表面上采样点做坐标位置。mLED显示模组通常需要知道每颗LED像素的亮度和色度值，然后进一步修正提升显示的均匀性。情形二，可采用点亮度计在XY平面内扫描测试，或者使用成像亮度计，例如 LMK 6 等一次拍摄获取整个显示区域的亮度分布，同样可以加入光谱或色度信息。光场重构 — Φ(x, y, z, θ, φ, λ)可在虚拟环境下重构近场，数字孪生体核心数据，可用于精确仿真设计，服务数字孪生
这一级是mLED表征技术的一次质的飞跃，融合了第三级中的Φ(θ, φ) 和 L （x,y)数据，可在虚拟空间重构光源的光场！光场模型的基本数据是 光线（Ray Data），这是一个向量数据，包含该条光线出射点位置(x,y,z)、方向(θ,φ)，以及在此方向上的光通量Φ：光源表面上任意位置（x、y、z）在所有方位（θ，φ）上的光线数据的集合，组成了光场文件，在仿真设计领域，通常称之为Ray Set，或Ray File.在测试和表征 mLED时，测量获得的Ray file准确完整地描述了光源性能，无需关心内部结构，无需建立物理模型，并考虑到了产品公差的影响，因此是目前对mLED实际光学特性最完整、最全面的测试表征。近场测试要复杂的多，商业化的产品也比较少，下面的原理图来自德国TechnoTeam，简单的讲，就是从不同方位（θ，Φ）分别采集光源的亮度分布L(x,y)，转换为该方位的光场数据，然后经过融合计算，获得光源的全部空间光场数据。增加时间，甚至热、电等多物理场数据，进入真正的数字孪生世界
在光场重构的基础上进一步纳入热、电、时间等变量，实现真正的数字孪生——虚拟世界与现实世界的全面映射。在光场重构的基础上进一步纳入热、电等数据，实现真正的数字孪生——虚拟世界与现实世界的全面映射。 其核心数据，依然是光场分布。
在mLED场景下，多物理场融合的意义巨大：
结合热场数据：预测LED结温对光输出的影响，评估散热方案对光学性能的耦合效应
结合电场数据：模拟驱动方案对像素均匀性的影响，优化驱动策略
联合仿真：光场 + 热模型 + 电学模型 → 在虚拟环境中完整还原mLED产品的实际工作状态
随着表征阶段的递进，用于描述光源属性的数据量也呈指数级增长。每个阶段的递进，数据量基本是上一级的1000倍左右！无论哪一级的表征，都离不开测量装置，光傲科技可提供覆盖 基础测量、空间切片、远场分布到光场分布四个阶段的所有测量装置。特别是德国 TechnoTeam 公司的 RiGO 801 系列近场分布式光度计，提供最全的光场分布测量产品线。满足微米级尺度的 microLED 到 最大2.2米的大尺寸显示器和灯具的光场测量。<< 滑动查看更多RiGO 近场分布式光度计 >>
以上就是光傲科技为您梳理的发光产品表征测量的5个阶段。JM Insights正打造产业信息交流平台，加交流群请添加微信JM_Insight，敬请注明您所在公司及主营业务，添加后附名片即可。
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