利用积分球测量LED和固态照明

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本文描述了使用集成球的固态照明（SSL）和LED产品的精确测量固态照明（SSL）和LED产品的方法。根据CIE 127：2007的建议，详细介绍了完整的程序，包括吸收校正，校准和LED测量。

特别关注使用Admesy钨宽带参考标准与传统校准程序相比校准程序的改进。最后，提出了保证LED测量精度和一致性的建议。

一个典型的带积分球的LED测量过程包括三个步骤:

• 校准测试设置
• 被测器件的吸收校正(DUT)
• 实际测量。

测量设置

为了进行快速和精确的LED和SSL测量，建议采用如图1所示的集成球体设置(CIE 127: 2007)。

如图所示，使用用于测量LED（4）的光纤柔性电缆（3）连接积分球（1）和光谱仪（2）。为了吸收校正，可能需要连接辅助灯（5）的进一步校正。

几个参考标准灯所要求的发光和光谱通量校准，如CIE 127．This Admesy test setup is designed for luminous flux (lm) measurements, and offers information with regards to X, Y, Z parameters as well as x,y, u’,v’, CCT, CRI and spectral distribution and dominant and peak wavelength.

图1所示。为LED测量集成球体测试设置。

积分球用于在空间上分布由LED发射的单向辐射进入均匀辐射。

根据LED的属性，必须选择一个合适的球体。与小球体相比，大球体改善了光的分布，这是因为球体中物体引起的相对较小的几何误差。表1提供了Admesy球体和典型应用的概述。

表1。承认整合领域和应用

模型	直径	辅助灯	应用	DUT的类型
1	75mm.	没有	•生产	•标准单led
2	150毫米	是的	•生产 •实验室	•标准单led •高功率LED
3.	250毫米	是的	•实验室，CIE 127符合2π测量	•标准单led •高功率LED •小型LED模块

导致测量过程

图2显示了三个步骤领导测量程序左列为使用多个参考标准光源的基于CIE 127的球面设置校正程序，右列为使用一个参考标准光源的Admesy校正程序，该参考标准光源具有改进的蓝色光谱响应和余弦校正器。

下一步是根据CIE 127过程配备有辅助灯的球体的夹具吸收校正和DUT。最后执行实际的LED测量过程。

图2。完整的LED测量程序概述，包括CIE 127: 2007定义的校准程序(左栏)和Admesy程序(右栏)，吸收校正和测量。

CIE 127 & Admesy校准程序

CIE 127 LED球设置校准程序有两个阶段:

1. 球面光谱响应的光谱波长校正
2. 用于补偿钨参比标准品蓝光响应差和LED典型空间分布的绝对光通量校准。

InMeSy在一步中改进了校准程序：

使用蓝色增强宽带参考标准(蓝色差区域补偿)和余弦校正器(空间LED分布)进行光谱校准。

光谱和空间分布

根据CIE 127，下一步是使用LED参考标准来根据其空间和光谱分布校准LED设置。根据CIE 127的说法，根据LED的广泛变化，重要的是保持大量LED参考标准。

对于需要测量的每个LED类型，需要相应的LED参考标准进行校准。在光谱偏差方面，与较长波长相比，钨参考标准（图3）的光谱分布在蓝色区域中显示了相对低的光谱强度。因此，在较短的波长区域中，信号噪声比是非最佳的。

在该区域中的白色和蓝色LED的测量（图4）具有差的信号噪声比率差，可能导致测量结果不准确。使用LED参考标准校准的另一个原因是因为LED的典型空间分布。

图3。用于CIE 127标定步骤1的宽带钨参比标准的光谱分布

图4。用于CIE 127校准步骤2的(白色)LED参考标准的光谱分布

图5。Admesy增强宽带钨参比标准的光谱分布

Admesy设计了一个强化卤素参考标准使用余弦校正器和蓝色过滤器来克服校准程序和时间和成本高效的LED测量中的所有不便。

该参考标准结合了CIE 127推荐的两种校正步骤。由于集成了蓝光平衡滤波器，形成了高度平衡的光谱分布(图5)，从而提高了短波段的信噪比。这使得对蓝色和白色led的精确测量成为可能。此外，余弦校正器允许最佳的朗伯分布，以匹配空间分布的广阔范围的led。一个参考标准就足够校准积分球装置，而不是维持多个参考标准。

测量程序的备注

高速测量，如生产设置，可能不像实验室测量那样复杂。为了确保生产测量的准确性和一致性，根据CIE 127: 2007的建议，列出了一些备注，其中包括:

• 用于灰尘和污垢的控制球
• 光谱仪的控制校准（日期）
• 参考标准的控制校准(日期):由于最大使用寿命
• 控制标准品校准前的稳定时间
• 控制电源(电流，电压，AC/ DC，波形)
• 控制测量参数:即测量积分时间、分辨率
• 控制环境温度和试验环境的湿度。CIE 127：2007，除非另有说明，否则25°C的环境温度
• 控制环境照明（没有环境光应该进入球体）
• 在测量过程中控制LED的位置(见下面的例子)。

图6。不希望的情况(左)光束受到障碍物的影响。理想情况(右)光束不受任何障碍物的影响。

图7。通常不希望出现的情况(左)，LED的光在球体外泄漏。理想的情况(右)，所有从LED发出的光进入球。

图8。LED和/或夹具的组件可以吸收光线。

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