智能手機(jī)紅外傳感器積分球模塊化設(shè)計(jì)

積分球的擋光板，光源通常放在球中心，擋光板介于燈與窗口之間，擋屏的作用是使燈發(fā)出的光線(xiàn)不能直接到達(dá)球壁A(yíng)B處，同時(shí)球壁ED處的漫反射光線(xiàn)也不能直接經(jīng)過(guò)窗口而射向光探測(cè)器。為了使光探測(cè)的測(cè)量值準(zhǔn)確并接近人眼視覺(jué)函數(shù)，除要求探測(cè)器具有良好的線(xiàn)性響應(yīng)之外，還需要在前面加裝V(λ)濾光器。光學(xué)(optics)，是研究光（電磁波）的行為和性質(zhì)，以及光和物質(zhì)相互作用的物理學(xué)科。傳統(tǒng)的光學(xué)只研究可見(jiàn)光，現(xiàn)代光學(xué)已擴(kuò)展到對(duì)全波段電磁波的研究。光是一種電磁波，在物理學(xué)中，電磁波由電動(dòng)力學(xué)中的麥克斯韋方程組描述；同時(shí)，光具有波粒二象性，需要用量子力學(xué)表達(dá)。積分球內(nèi)光源的均勻性對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果至關(guān)重要。智能手機(jī)紅外傳感器積分球模塊化設(shè)計(jì)

積分球是一個(gè)內(nèi)壁涂有白色漫反射材料的空腔球體，又稱(chēng)光度球，光通球等。 球壁上開(kāi)一個(gè)或幾個(gè)窗孔，用作進(jìn)光孔和放置光接收器件的接收孔。積分球的內(nèi)壁應(yīng)是良好的球面，通常要求它相對(duì)于理想球面的偏差應(yīng)不大于內(nèi)徑的0.2%。球內(nèi)壁上涂以理想的漫反射材料，也就是漫反射系數(shù)接近于1的材料。常用的材料是氧化鎂或硫酸鋇，將它和膠質(zhì)粘合劑混合均勻后，噴涂在內(nèi)壁上。氧化鎂涂層在可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的光譜反射比都在99%以上，這樣，進(jìn)入積分球的光經(jīng)過(guò)內(nèi)壁涂層多次反射，在內(nèi)壁上形成均勻照度。LED太陽(yáng)光模擬器單色光源積分球作為光學(xué)測(cè)量工具，廣泛應(yīng)用于光源均勻性檢測(cè)。

球體倍增因子，輻射度方程分為兩部分。頭一部分近似等于漫射表面的輻射度。第二部分是一個(gè)無(wú)量綱的量，可以被稱(chēng)為球體倍增因子球體倍增因子考慮了多次反射引起的輻射增加。圖1說(shuō)明了球體倍增因子的幅度及其對(duì)開(kāi)口端系數(shù)和球體表面反射率的相關(guān)關(guān)系。預(yù)測(cè)積分球內(nèi)部光通量密度的一種簡(jiǎn)化直觀(guān)的方法可能是簡(jiǎn)單地將入射光通量除以積分球的總表面積。然而，球體倍增因子的效果是，積分球體的輻射度至少比這種簡(jiǎn)單直觀(guān)的方法大一個(gè)數(shù)量級(jí)。一個(gè)方便的經(jīng)驗(yàn)法則是，對(duì)于大多數(shù)真實(shí)積分球(0.94 < p < 0.99;0.02 < f < 0.05)，球體倍增因子在10 ~ 30之間。

如果積分球被用作光源以提供大而均勻的出光面，那么也可能需要大直徑的積分球。這是因?yàn)樵谶@種情況下，積分球的尺寸將直接影響到光的散射和反射效果，以及光場(chǎng)的均勻性。為了達(dá)到理想的測(cè)量效果，需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的積分球直徑。Greg McKee是美國(guó)***制造積分球的Labsphere公司的系統(tǒng)業(yè)務(wù)部門(mén)主管，回復(fù)道：決定積分球較小尺寸的幾個(gè)主要因素:要測(cè)量的燈的物理尺寸(為擋板留出空間)、燈的自吸收性和積分球內(nèi)部溫度。燈具安裝硬件也必須能足夠安裝在里面。另一方面，積分球不能太大，否則它的響應(yīng)性是有限的:理想的直徑是小燈較大尺寸的十倍，或者是被測(cè)量的長(zhǎng)燈長(zhǎng)度的兩倍。實(shí)際上，1到3米的積分球用于較常見(jiàn)的白熾燈和緊湊型熒光燈的光通量測(cè)量。2米或更大的球體通常用于測(cè)量500瓦或更大的光源。積分球的內(nèi)壁材料能夠?qū)⒐饩€(xiàn)均勻地反射到球內(nèi)各個(gè)方向，實(shí)現(xiàn)光的均勻分布。

積分球是一種光學(xué)器件，其內(nèi)部涂有漫反射材料，能夠使入射的光線(xiàn)在球內(nèi)壁發(fā)生多次漫反射，從而得到均勻的照明。積分球有多種用途，主要包括以下幾個(gè)方面：光源光通量、色溫、光效等參數(shù)的測(cè)量：積分球可用于測(cè)試光源的光通量、色溫、光效等參數(shù)。其基本原理是光通過(guò)采樣口被積分球收集，在積分球內(nèi)部經(jīng)過(guò)多次反射后非常均勻地散射在積分球內(nèi)部。使用積分球來(lái)測(cè)量光通量時(shí)，可使得測(cè)量結(jié)果更為可靠，積分球可降低并除去由光線(xiàn)地形狀、發(fā)散角度、及探測(cè)器上不同位置地響應(yīng)度差異所造成地測(cè)量誤差。反射率和透射率的測(cè)量：積分球可用于測(cè)量物體的反射率和透射率。通過(guò)將待測(cè)物體放置在積分球的出光口處，可以測(cè)量出該物體的反射光和透射光的比例，從而得到其反射率和透射率。色度測(cè)量：積分球可用于測(cè)量物體的顏色。通過(guò)測(cè)量待測(cè)物體在各種波長(zhǎng)下的反射光的強(qiáng)度，可以得出該物體的顏色特性。均勻照明：積分球也可用作均勻照明器，為需要均勻照明的場(chǎng)所提供照明。積分球還可以用于光源的校準(zhǔn)，通過(guò)將光源放置在球內(nèi)，可以消除光源的方向性。太陽(yáng)光模擬太陽(yáng)光模擬器測(cè)試方法

積分球與概率論相結(jié)合，可以研究隨機(jī)粒子在球體內(nèi)的分布規(guī)律。智能手機(jī)紅外傳感器積分球模塊化設(shè)計(jì)

反射率和透射率，積分球的較大用途是測(cè)量漫射或散射材料的反射率和透射率。該測(cè)量方法簡(jiǎn)單，可定量表征材料（如薄膜，建筑玻璃，混濁液體）。在反射率測(cè)量中，樣品和參考材料安裝在樣品端口的外部。積分球用于收集和集成總反射輻射度，為擋板探測(cè)器提供信號(hào)。在透射率測(cè)量中，安裝在積分球壁上的樣品由球體外的光源照射。然后，樣品接收到的輻射度被部分反射、部分透射和部分吸收。積分球收集并集成透射組件，向擋板探測(cè)器提供信號(hào)。智能手機(jī)紅外傳感器積分球模塊化設(shè)計(jì)