De rol en voorzorgsmaatregelen van LED-lichtbronnen in visuele systemen

Het machine vision systeem bestaat voornamelijk uit drie delen: beeldacquisitie, beeldverwerking en -analyse, en output of weergave. Beeldacquisitie is de kern van machine vision, en het beeldacquisitiesysteem bestaat uit drie delen: lichtbron, lens en camera. Of de selectie en verlichting van de lichtbron redelijk is of niet, kan direct minstens 30% van de beeldkwaliteit beïnvloeden. De lichtbron is dus een zeer belangrijk onderdeel van het machine vision systeem. De rol die het kan spelen in machine vision systemen:

• Verlicht het doelwit en verhoog de helderheid van het doelwit,
• Meetkenmerken benadrukken en algoritmen voor beeldverwerking vereenvoudigen;
• Omgevingslichtinterferentie overwinnen, beeldstabiliteit garanderen en de signaal-ruisverhouding van het beeld verbeteren;
• De positionerings-, meet- en herkenningsnauwkeurigheid van het visionsysteem verbeteren, evenals de werksnelheid van het systeem;
• De complexiteit van het systeemontwerp verminderen en het beeldeffect vormen dat het meest gunstig is voor beeldverwerking;

De stabiliteit en kwaliteit van LED-lichtbronlampen zijn cruciaal voor de warmteafvoer van de lamp zelf. De warmteafvoer van hoog-heldere LED-lichtbronlampen die momenteel op de markt zijn, maakt vaak gebruik van natuurlijke warmteafvoer, en het effect is niet ideaal. Als de LED-lichtbron de warmte niet goed kan afvoeren, zal ook de levensduur ervan worden beïnvloed. Daarom moet u bij het gebruik van LED-lichtbronnen op de volgende punten letten:

1. De impact van warmte op hoog-heldere LED-lichtbronnen

Warmte is geconcentreerd in een chip met een zeer klein formaat, en de temperatuur van de chip stijgt, wat leidt tot een ongelijke verdeling van thermische spanning, een afname van de lichtgevende efficiëntie van de chip en de fosfor-lasing-efficiëntie; wanneer de temperatuur een bepaalde waarde overschrijdt, neemt de uitvalsnelheid van het apparaat exponentieel toe. Statistieken tonen aan dat voor elke 2°C temperatuurstijging van een component de betrouwbaarheid met 10% daalt. Wanneer meerdere LED-lichtbronnen dicht op elkaar zijn gerangschikt om een wit lichtverlichtingssysteem te vormen, is het probleem van warmteafvoer ernstiger. Het oplossen van het thermisch managementprobleem is de primaire voorwaarde geworden voor de toepassing van hoog-heldere LED-lichtbronnen.

2. De relatie tussen chipgrootte en warmteafvoer

De meest directe manier om de helderheid van een power LED-lichtbron te verbeteren, is door het ingangsvermogen te verhogen. Om verzadiging van de actieve laag te voorkomen, moet de grootte van de pn-overgang dienovereenkomstig worden vergroot; het verhogen van het ingangsvermogen zal onvermijdelijk de junctietemperatuur verhogen, waardoor de kwantum efficiëntie afneemt. De toename van het vermogen per buis hangt af van het vermogen van het apparaat om warmte van de pn-overgang af te voeren. Bij het handhaven van hetzelfde chipmateriaal, structuur, verpakkingsproces, stroomdichtheid op de chip en equivalente warmteafvoeromstandigheden, zal de junctietemperatuur blijven stijgen als alleen de grootte van de chip wordt vergroot.

3. Thermisch management is het belangrijkste probleem bij de toepassing van hoog-heldere LED-lichtbronnen.

Aangezien de p-type dotering van Groep III-nitriden wordt beperkt door de oplosbaarheid van de Mg-acceptor en de hoge startenergie van de gaten, wordt er bijzonder gemakkelijk warmte gegenereerd in het p-type gebied, en deze warmte moet door de gehele structuur passeren om te worden afgevoerd op de koellichaam; de warmteafvoerpaden van LED-apparaten zijn voornamelijk thermische geleiding en thermische convectie; het extreem lage thermische geleidingsvermogen van het saffier substraatmateriaal veroorzaakt een toename van de thermische weerstand van het apparaat, wat resulteert in een ernstig zelfverhittingseffect, dat een verwoestende impact heeft op de prestaties en betrouwbaarheid van het apparaat.