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日本出台白光LED测量标准
发布时间:2016-05-30        浏览次数:35        返回列表

    因为尺度LED是丈量时重要的参考依据,故此尺度但愿在尽量减少周边环境的影响下,将光学及电气特性的不不乱性降至最低,以达到所期望之再现性的要求。本 尺度除了限制丈量环境温度变动须小于2℃外,为减少LED的初期变动,建议最好使用已经由100小时以上恒流(如20毫安)驱动的尺度LED,尺度LED 之环境温度须控制在25℃。在修订版内,其在附件4中增加温控插槽(Socket)(为具有芯片温度控制功能的点灯治具)说明,其要求在恒定电流的情况 下,LED到达热平衡状态的时间(但愿至少在5分钟以上)后进行点灯丈量。

  在此尺度中,尺度LED主要分为光强度丈量及光通量丈量两种(见表1),其依据丈量特性的不同而有不同的设计概念。举例来说,光强度丈量用的尺 度LED,因为在光强度丈量方法中,待测LED机械轴(Mechanical Axis)对准测光器(Photo Detector)是很重要的一项校正因素,因此在该尺度中采用机械轴轻易对准的枪弹型(Lamp)封装当作尺度形式;至于光通量丈量用尺度LED,因为 考虑到全光通量的丈量划定,因此使用可防止朝LED后方发出光线,且光强度较为平均的金属罐型(TO-Can)封装当作尺度形式。值得留意的是,此处两种 形式的尺度LED,都是使用氮化铟镓(InGaN)系列的芯片配合钇铝石榴石(YAG)荧光粉所制成的白光LED,其对应在定义项中针对照明用白光LED 所述之无欠缺波长的部门。


  光强度/光通量为两大量测方式因为目前并无规范同一的LED封装外形、尺寸及配光特性,而是依各种目的产生不同的设计构造,故LED丈量的难度较大。因此,对于尺度LED应具备的结构、机能、再现性均须作出划定。


  值得留意的是,在此定义中,RGB三色LED将被排除在照明用白光LED的范围之外,事实上,在本尺度的附件的解释中,照明白光LED的定义是 颇有争议的项目,在相关色温的划定上,因为此处针对的是一般照明,故一开始是以与日光灯同程度(相关色温为(2700~8000)K左右)为考虑,然其参 考目前白光LED的实际发展技术,故将相关色温的范围设定成从(2500~10000)K的范围内。


  照明用白光LED定义明确此尺度与其它LED的相关尺度最大的不同在对于“照明用白光LED”作出很明确的定义。根据本尺度的解释,所谓的“照 明用白光LED”其丈量光通量或均匀光强度的光色,须知足光谱(Spectrum)几乎涵盖可见光领域的全部范围,且其中不能有欠缺的部门;相关色温的范 围在(2500~10000)K以内;以及相关色温在CIE 1960平均色度(Uniform Chromaticity Scale;UCS)坐标上,与普朗克轨迹(Planckian Locus)的偏差量(Duv)须小于0.02这三项前提。


  本尺度主要是针对单体LED制定的规范,但其对于小型的LED模块光强度的丈量也纳入规范,对于小型LED模块而言,其不一定合用于CIE尺度前提所划定的均匀LED光强度的丈量方法。


  合用范围限于照明用白光LED该尺度在一开始的标题上,就已宣告合用范围仅限于照明用白光LED,其以为将丈量目标限定于照明用白光LED,以 限定与尺度LED比较的丈量方法能有效晋升丈量精度,且对于尺度LED的内容作出很具体的划定。在光强度的丈量部门,则依照国际照明委员会所划定的尺度前 提进行丈量;在光通量的丈量部门,则一律使用积分球(Integrating Sphere)丈量,并在修订版中增加色度、相关色温(Correlated Color Temperature;CCT)、显色性指数(Color Rendering Index;CRI)等的丈量方法,且原则上使用积分球作为其入射光学系统。


  有鉴于LED的丈量方式有所进展且尺度的内容仍有扩充空间,四集团于2006年3月宣布此尺度的修订版,增加且修订原先的尺度内容,在色度学的 量测以及光通量的量测方式等作出更具体的规范。然基于谨严的心态,有很多部门仍旧是被放在附属部门而非实际尺度的一部门,不外,其在相关规范的说明仍十分 具体,就现阶段国际所能查到的LED尺度文献,此尺度可说是内容最完整的规范。在目前工业界仍旧缺乏适当的通用LED丈量规范情况下,该尺度将会是一个非 常重要的参考依据。下面重点先容此尺度的重要划定,以及修订版的补充部门。

  然而在照明用白光LED尺度的推动方面,进展最快的国家是日本,其中日本照明学会(JIES)、日本照明委员会(JCIE)、日本照明用具产业 会(JIL)以及日本电球产业会(JEL)在2004年已订出四集团共同尺度《照明用白色LED测光方法通则》,成为目前独一针对照明用白光LED所订定 的丈量尺度,其在第一版时就已率先制订数项未曾规范过的项目,如尺度LED之制造、小型模块光强度的丈量法以及寿命评估方式等。


  我国近年来也致力于半导体发光器件尺度的推动,在政府的支持下,已推出半导体发光器件测试方法,而其它相关尺度也正在进行审议中。


  白光LED尺度出炉跟着LED研发技术的突飞猛进,已被很多人视为布满潜力的新世代主要照明光源,然而LED具有与传统照明光源截然不同的空间 发光特性,使原本合用于传统光源光学特性丈量的方式未必合用于LED,如光通量(Luminous Flux)、光强度(Luminous Intensity)及色度(Chromaticity)丈量,否则LED的丈量精度及准度都将成题目。因此,全球各大尺度协会均修订或是新增LED丈量 尺度,但因为LED封装种类繁多,机能也各不相同,所以也有协会针对不同用途的LED制定新的丈量尺度以国际照明委员会(Commission Internationale de lEclairage;CIE)为例,其在2007年大幅修订原有的LED丈量技术文件CIE-127,但因诸多争议,仍有诸多丈量题目待解决,而由 美国能源部(DOE)所主导,其配合固态照明产品的推广进程,由美国国家尺度学会(ANSI)与北美照明学会(IESNA)所组成的尺度制定小组,正在进 行固态照明灯具相关测试尺度的制订,其中包括旋光性量测、色度量测以及寿命评估等尺度,但这些尺度的特点在于其内容是将固态照明灯具视作一整体来评价,也 就是说,LED单体无法由这些尺度的规范来作丈量。


日本四集团共同制定的《照明用白色LED测光方法通则》为目前独一针对照明用白光发光二极管(LED)所制定的丈量尺度,本文将对其内容进行先容及分析,以供读者及有关产、学、研部分参考。