Le rôle et les précautions des sources lumineuses LED dans les systèmes visuels

Le système de vision industrielle se compose principalement de trois parties : l'acquisition d'images, le traitement et l'analyse d'images, et la sortie ou l'affichage. L'acquisition d'images est au cœur de la vision industrielle et le système d'acquisition d'images se compose de trois parties : la source de lumière, l'objectif et la caméra. Que la sélection et l'éclairage de la source lumineuse soient raisonnables ou non peuvent affecter directement au moins 30 % de la qualité de l'image. La source lumineuse est donc un élément très important du système de vision industrielle.

1. Illuminez la cible et augmentez la luminosité de la cible,
2. Mettez en valeur les fonctionnalités de mesure et simplifiez les algorithmes de traitement d’image ;
3. Surmontez les interférences de la lumière ambiante, garantissez la stabilité de l'image et améliorez le rapport signal/bruit de l'image ;
4. Améliorer la précision du positionnement, de la mesure et de la reconnaissance du système de vision, ainsi que la vitesse de fonctionnement du système ;
5. Réduisez la complexité de la conception du système et créez l'effet d'imagerie le plus bénéfique pour le traitement de l'image ;

La stabilité et la qualité des lampes à source lumineuse LED sont cruciales pour la dissipation thermique de la lampe elle-même. La dissipation thermique des lampes à source de lumière LED haute luminosité actuellement sur le marché utilise souvent la dissipation thermique naturelle, et l'effet n'est pas idéal. Si la source lumineuse LED ne parvient pas à bien dissiper la chaleur, sa durée de vie sera également affectée. Par conséquent, vous devez faire attention aux points suivants lorsque vous utilisez des sources lumineuses LED :

1. L'impact de la chaleur sur les sources lumineuses LED à haute luminosité

   La chaleur est concentrée dans une puce de très petite taille, et la température de la puce augmente, provoquant une répartition non uniforme de la contrainte thermique, une diminution de l'efficacité lumineuse de la puce et de l'efficacité de l'émission laser au phosphore ; lorsque la température dépasse une certaine valeur, le taux de défaillance de l'appareil augmente de façon exponentielle. Les statistiques montrent que pour chaque augmentation de 2°C de la température des composants, la fiabilité diminue de 10 %. Lorsque plusieurs sources de lumière LED sont disposées de manière dense pour former un système d’éclairage à lumière blanche, le problème de dissipation thermique est plus grave. La résolution du problème de gestion thermique est devenue la condition principale pour l’application de sources lumineuses LED à haute luminosité.

2. La relation entre la taille de la puce et la dissipation thermique

   Le moyen le plus direct d’améliorer la luminosité d’une source lumineuse LED de puissance consiste à augmenter la puissance d’entrée. Afin d'éviter la saturation de la couche active, la taille de la jonction pn doit être augmentée en conséquence ; l'augmentation de la puissance d'entrée augmentera inévitablement la température de jonction, réduisant ainsi l'efficacité quantique. L'augmentation de la puissance d'un tube unique dépend de la capacité de l'appareil à dissiper la chaleur de la jonction pn. Tout en conservant le matériau, la structure, le processus d'emballage existants de la puce, la densité de courant inchangée sur la puce et les conditions de dissipation thermique équivalentes, si la taille de la puce augmente seule, la température de jonction continuera d'augmenter.

3. La gestion thermique est le principal problème dans l’application de sources lumineuses LED à haute luminosité.

   Étant donné que le dopage de type p des nitrures du groupe III est limité par la solubilité de l'accepteur de Mg et l'énergie de démarrage élevée du trou, il est particulièrement facile de générer de la chaleur dans la région de type p, et cette chaleur doit traverser toute la structure pour être dissipée sur le dissipateur thermique ; le chemin de dissipation thermique du dispositif LED est principalement la conduction thermique et la convection thermique ; la conductivité thermique extrêmement faible du matériau du substrat Sapphire entraîne une augmentation de la résistance thermique du dispositif, ce qui entraîne un grave effet d'auto-échauffement, dévastateur pour les performances et la fiabilité du dispositif.