色彩照度计在LED灯具测量中的应用
发布日期： 泛科科技
由于具有与传统照明光源截然不同的空间发光特性，原本适用传统光源的测量方法(method)如光通量、光强度及光效的测量，已不能满足对LED照明产品(Product)的品质控制（control)。 针对LED照明产品在颜色方面测量的要求，国内外各大标准起草者和协会已对LED的色度、相关色温、显色指数等要求增补入列。如美国国家标准照明组提出的《固态照明产品的色度指标》被作为能源之星项目评估灯具光色的重要参考，致力LED研究（research)的几个团体最早也提出了《照明用白色LED测光方法通则》，对的白光LED的发展(Develop)有明确指导。我国在LED照明灯具的光度和色度检测要求目前(Nowadays)没有相关的国家标准规定，但一些地方性标准的出台，给LED灯具厂家在颜色品控和研发（研制开发）上提供重要参考。
由于中国政府对节能环保的LED照明的推广，十城万盏计划的实施，各地对LED路灯的评测项目(xiàng mù)陆续进行，深圳、等地的LED路灯项目对光色度检测也提起了很大重视。led灯发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。
目前，针对整个LED灯具或发光面积大的LED灯泡，其光度和色度的检测与单颗LED截然不同，LED灯具面积较大，发光方向性强，在实际照明环境中，我们更关心灯盘或灯管的照度、均匀度、亮度，灯具在点亮后温度与颜色的变化以及灯具对人眼感觉的影响，所以用照度计或亮度计测量安装后灯具的色度和光度是常用的方法。
与传统照明灯具相比，LED灯具发光特性的不同主要表现为：
1）LED灯盘由许多单颗LED组成，不同颗粒间一致性不同容易导致（使产生，促成）亮度和色温有差异；
2）即使同一批次的单颗LED也会产生色度和主波长飘移，从而引起灯具整体的色度和照度不均匀；
3）LED发光有很强的方向性，一般LED发光是中间亮、两侧暗；灯具的光学设计至关重要；
4）LED灯在点亮后颜色和亮度会随温度升高发生变化，所以随着时间的推移，LED灯具会出现色温偏移、亮度和色温不均匀等现象。
在实验室，一般可通过积分球或分布式光度计进行测量，但这无法替代灯具在现场安装后的实地测量。而现场的实地测量就要求能有一款小巧、方便携带，同时测量准确的照度、亮度和色温测量计。
在半导体照明工程技术研究中心举办的LED路灯测试大赛中，柯尼卡美能达生产的色温照度计CL-200就因为满足了上述要求，而且发挥了重要的作用！为现场的实地测量提供了准确而高效的测量数据（data)！
轻巧的色度和色温测量(cè liáng)计CL-200A，LED照明色彩测量的理想工具
2010年8月，百年光学（optics）产品老店柯尼卡美能达针在CL-200的基础上，针对LED市场推出了新一代的色彩照度计CL-200A，一款既可以用于测量整个LED灯具也可以测量单颗LED照度和色度、色温的便携轻巧型仪器。
老产品CL-200已经在传统照明行业拥有广泛的客户。新品CL-200A对传感器技术作了改进，使之与CIE制定的人眼视觉匹配函数非常吻合，保证了测量的精度，尤其在测量LED等非连续性发光光谱的光源时；同时CL-200A在CL-200的基础上增加了LED常用的色纯度和主波长测定功能。CL-200A还可以通过配套电脑软件（Software）评定LED的等级，方便直观地为工程师对提供LED灯具光度和色度参考。
作为全球领先的光学（optics）测量专家，柯尼卡美能达的新品色彩照度计可用于LED光源或者投影仪光源的照度、色度、色温、主波长和色纯度等参数(parameter)测量，为全球众多LED灯具和LED模组以及投影仪生产(Produce)商的设计研发部门和生产部门提供了可靠的测量工具。led台灯就是以LED即发光二极管为光源的台灯，LED是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。其使用的LED照明技术是第三代照明技术。LED台灯使用产生的蓝光会对眼睛造成伤害，但也有一系列优点。
对从事LED照明灯具设计和舞台射灯研发的人员来说，CL-200A也是理想的测量工具。为了更好地了解照明环境及舞台空间的色温、色度、照度等数据，以指定空间内光度和色度的分配，实现二次配光设计，方便工程人员与LED灯具供应商作进一步的数据沟通，使用CL-200A进行测量无疑是为灯具研发工程师提供精准的灯光改良参照，也为照明工程调光提供了惬意的设计方向。
CL-200A完全符合关于非有害接触物质的欧洲RoHS标准，以五号碱性或充电电池为电源，设计便携轻巧，可帮助测量(cè liáng)人员简便实现户外测量作业。下面让我们了解下色彩照度计CL-200A的功能及其应用：
我们可以用色彩照度计CL-200A的测量什么？
1) 照度值
2）相关色温 CCT
3）xy色坐标 ， u’v’色坐标 ，三刺激值
4）主波长
5）色纯度
6）单灯混色充分度
7）批次间灯具的色差
8）透镜配光效果评估
如何在品控和研发中应用CL-200A？
色彩照度计 CL-200A 的主要功能
1 适用于白光LED的品质控制
为了很好地混合白光，通常会用LED发散的蓝光和磷发出的黄光混合。但由于LED发出的蓝光谱线分布较广，容易导致混合出的白光不稳定。因此，LED灯通常会使用多个LED组合而成，有利于颜色的混合和稳定。
通常同一批次的LED发光的辐射曲线会有所偏移，而且LED在蓝光波段能量较集中，与传统(chuán tǒng)光源相比，LED色度与主波长的偏移误差明显增大。针对这一特性，CL-200A可以更好地测出误差，协助研发（研制开发）工程师解决（solve）LED在颜色表现方面的问题。无论是单颗LED和磷的色度，还是最后装配起来的白色LED灯，CL-200A都可以对其色彩输出质量进行精确的评估。
常规应用：
1） 测量每个LED的发光特性并划分等级
2） 测量磷的发光特性并划分等级
3） 根据不同等级的LED和磷(P)，组合成（解释:由几个部分合并成一个整体)期望的白光
4） 检测输出的光线质量并配成白色LED灯
2 可拆卸的测量探头
仪器的测量探头可从主机身上拆卸下来，并通过一根连接线与主机相连，这样可使测量探头单独进入积分球、暗室、检测系统等装置。机身可选配一套适配器和连接线，最多可连30个探头同时测量，方便测量灯具的照度均匀度。
3 内置LED评级功能
CL-200A配置（dispose）的数据管理软件CL-S10w可针对LED行业中最为关心的颜色变化，提供一个量化数据和评级的功能（function）。led灯珠PN结的端电压构成一定势垒，当加正向偏置电压时势垒下降，P区和N区的多数载流子向对方扩散。由于电子迁移率比空穴迁移率大得多，所以会出现大量电子向P区扩散，构成对P区少数载流子的注入。这些电子与价带上的空穴复合，复合时得到的能量以光能的形式释放出去。这就是PN结发光的原理。让操作人员在掌握颜色数据基础上对LED进行色品评级，对灯具的光斑进行测量，方便对多个LED灯在色坐标、色温、色纯度等方面进行综合对比，为研发人员了解(Find out)灯具的光度和色度表现提供了重要参数。
4 多点测量及用户校准功能
CL-200A最多可扩展连接30个测量探头同时进行多点测量。另外，用户校准的功能可使测量数据更接近理想的目标值。CL-200A可通过单点校准或RGB校准进行用户校准。
柯尼卡美能达为客户提供精确的光学传感技术和解决方案，除了有适用于LED照明的色彩照度计CL-200A，还有适用于照明亮度和色度方面检测(检查并测试)的分光辐射色彩亮度计CS-2000、色彩亮度计CS-200、CS-100A等。柯尼卡美能达专注为客户提升光学测量的重要价值。
CL-200A应用案例
下面，我们来介绍Longman international Group使用CL-200A测定光斑色度的案例，通过测定光斑的色度值x,y，计算灯具RGB的混光充分度指标SDC，即色品标准方差。
Longman Lighting根据内部制定的测量(cè liáng)标准SDC, 以圆形LED灯具为例，在距离灯具中心1-2米处放置一个大尺寸黑屏，灯光垂直投影在黑屏上产生圆弧形光斑。以光斑中心为最大光强点，从中心向外缘光强从100%-0%递减，在圆周内5%照度梯度范围内按照不同照度梯度和每个象限上均匀（jūn yún)取8个点，并分别用CL-200A测每个点的色度值，然后用SDC公式计算RGB的混色充分度比例。
对非圆形LED灯具，灯具垂直投射在黑屏上产生光斑，透过在不同的光束角和测量距离，在1平米的黑屏上等分取11×11=121个点，并用CL-200A测定每个点的色度值，然后根据SDC公式计算RGB混光充分度比例。以下是SDC计算方法和对其他类型灯具的测量方法：
SDC 的定义：
Full 指整体混合的效果，F指颜色的数量，θ指颜色的次序