智能手機紅外傳感器積分球模塊化設(shè)計

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)出的光線不能直接到達球壁AB處，同時球壁ED處的漫反射光線也不能直接經(jīng)過窗口而射向光探測器。為了使光探測的測量值準確并接近人眼視覺函數(shù)，除要求探測器具有良好的線性響應(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)只研究可見光，現(xiàn)代光學(xué)已擴展到對全波段電磁波的研究。光是一種電磁波，在物理學(xué)中，電磁波由電動力學(xué)中的麥克斯韋方程組描述；同時，光具有波粒二象性，需要用量子力學(xué)表達。積分球內(nèi)光源的均勻性對于實驗結(jié)果至關(guān)重要。智能手機紅外傳感器積分球模塊化設(shè)計

積分球是一個內(nèi)壁涂有白色漫反射材料的空腔球體，又稱光度球，光通球等。 球壁上開一個或幾個窗孔，用作進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。氧化鎂涂層在可見光譜范圍內(nèi)的光譜反射比都在99%以上，這樣，進入積分球的光經(jīng)過內(nèi)壁涂層多次反射，在內(nèi)壁上形成均勻照度。LED太陽光模擬器單色光源積分球作為光學(xué)測量工具，廣泛應(yīng)用于光源均勻性檢測。

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。第二部分是一個無量綱的量，可以被稱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說明了球體倍增因子的幅度及其對開口端系數(shù)和球體表面反射率的相關(guān)關(guān)系。預(yù)測積分球內(nèi)部光通量密度的一種簡化直觀的方法可能是簡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單直觀的方法大一個數(shù)量級。一個方便的經(jīng)驗法則是，對于大多數(shù)真實積分球(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。這是因為在這種情況下，積分球的尺寸將直接影響到光的散射和反射效果，以及光場的均勻性。為了達到理想的測量效果，需要根據(jù)實際應(yīng)用場景選擇合適的積分球直徑。Greg McKee是美國***制造積分球的Labsphere公司的系統(tǒng)業(yè)務(wù)部門主管，回復(fù)道：決定積分球較小尺寸的幾個主要因素:要測量的燈的物理尺寸(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，或者是被測量的長燈長度的兩倍。實際上，1到3米的積分球用于較常見的白熾燈和緊湊型熒光燈的光通量測量。2米或更大的球體通常用于測量500瓦或更大的光源。積分球的內(nèi)壁材料能夠?qū)⒐饩€均勻地反射到球內(nèi)各個方向，實現(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，主要包括以下幾個方面：光源光通量、色溫、光效等參數(shù)的測量：積分球可用于測試光源的光通量、色溫、光效等參數(shù)。其基本原理是光通過采樣口被積分球收集，在積分球內(nèi)部經(jīng)過多次反射后非常均勻地散射在積分球內(nèi)部。使用積分球來測量光通量時，可使得測量結(jié)果更為可靠，積分球可降低并除去由光線地形狀、發(fā)散角度、及探測器上不同位置地響應(yīng)度差異所造成地測量誤差。反射率和透射率的測量：積分球可用于測量物體的反射率和透射率。通過將待測物體放置在積分球的出光口處，可以測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。色度測量：積分球可用于測量物體的顏色。通過測量待測物體在各種波長下的反射光的強度，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所提供照明。積分球還可以用于光源的校準，通過將光源放置在球內(nèi)，可以消除光源的方向性。太陽光模擬太陽光模擬器測試方法

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

反射率和透射率，積分球的較大用途是測量漫射或散射材料的反射率和透射率。該測量方法簡單，可定量表征材料（如薄膜，建筑玻璃，混濁液體）。在反射率測量中，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，為擋板探測器提供信號。在透射率測量中，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，向擋板探測器提供信號。智能手機紅外傳感器積分球模塊化設(shè)計