技术挑战

测试VR传感器需要红、绿、蓝 (RGB) 光源。

图1 VR工作室的男孩

该仪器需要满足：光谱输入可控制，具有非常高的亮度水平且5cm2 开口端具有很高的均匀性。该均匀光源还必须适合特定的、空间有限的工作空间。

图2 VR

客户要求Labsphere（蓝菲光学）设计和开发一种红、绿、蓝 (RGB) 积分球均匀面光源。亮度分布要求至少由 30% 的红色（150,000 尼特）、60% 的绿色（300,000 尼特）和 10% 的蓝色（50,000 尼特）组成。总而言之，在可见光谱区域内亮度 >500,000 尼特。在正常查看光栅图和离轴 ±30° 的 5cm² 亮度开口端上必须有 98% 或更高的亮度均匀性。该解决方案需要有一个带有 NIST 可溯源校准的嵌入式人眼视觉探测器，以监测开口端的亮度。客户要求结构紧凑，且开口上方和周围的严格垂直限制。

图3 蓝菲光学RGB积分球光源结构图

Labsphere 的解决方案

该RGB 积分球均匀光源设计核心是对开口端的亮度级别的满足。物理结构设计需保证结构紧凑的基础上，同时满足发光开口端亮度均匀性要求。

图4 蓝菲光学RGB积分球光源3D图

为了提供强光输出亮度级别，Labsphere 采用内部为高反射漫反射材料 Spectralon®（>99% 的可见光反射率）的小型积分球。光引擎采用Labsphere 设计的 RGB LED 阵列集群。光引擎接口允许其自身与积分球之间的有效耦合。积分球内部包含光引擎、光孔径和光电探测器开口孔径，以监测系统高动态范围内的亮度。光引擎配备了 100W 热电冷却器，以补偿光引擎产生的热量并保持稳定性和可重复性。校准是在 Labsphere（蓝菲光学）先进的辐射测量/光度测量实验室中进行的，校准结果可溯源至 NIST。均匀性映射采用机器人控制自动化的高分辨率成像色度计进行采集的。 

图5 RGB积分球光源开口端光源输出

图6 光谱图

规格参数

Red Luminance：210k nits 

Green Luminance： 260k nits 

Blue Luminance：86k nits 

Normal Uniformity：98% 

Angular Uniformity： 99%