照明用白色led测光方法通则（日本）

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日本四团体共同制定的《照明用白色led测光方法通则》为目前唯一针对照明用白光发光二极管(led)所制定的测量标准，本文将对其内容进行介绍及分析，以供读者及有关产、学、研部门参考。
白光led标准出炉随着led研发技术的突飞猛进，已被许多人视为充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，使原本适用于传统光源光学特性测量的方式未必适用于led,如光通量(luminousflux)、光强度(luminousintensity)及色度(chromaticity)测量，否则led的测量精度及准度都将成问题。因此，全球各大标准协会均修订或是新增led测量标准，但由于led封装种类繁多，性能也各不相同，所以也有协会针对不同用途的led制定新的测量标准以国际照明委员会(commissioninternationaledel’eclairagecie)为例，其在2007年大幅修订原有的led测量技术文件cie-127，但因诸多争议，仍有诸多测量问题待解决，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，由美国国家标准学会(ansi)与北美照明学会(iesna)所组成的标准制定小组，正在进行固态照明灯具相关测试标准的制订，其中包括旋光性量测、色度量测以及寿命评估等标准，但这些标准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单体无法由这些标准的规范来作测量。
我国近年来也致力于半导体发光器件标准的推动，在政府的支持下，已推出半导体发光器件测试方法，而其它相关标准也正在进行审议中。
然而在照明用白光led标准的推动方面，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)、日本照明器具工业会(jil)以及日本电球工业会(jel)在2004年已订出四团体共同标准《照明用白色led测光方法通则》，成为目前唯一针对照明用白光led所订定的测量标准，其在初版时就已率先制订数项未曾规范过的项目，如标准led之制造、小型模块光强度的测量法以及寿命评估方式等。
有鉴于led的测量方式有所进展且标准的内容仍有扩充空间，四团体于2006年3月公布此标准的修订版，增加且修订原先的标准内容，在色度学的量测以及光通量的量测方式等作出更详细的规范。然基于谨慎的心态，有许多部分仍然是被放在附属部分而非实际标准的一部分，不过，其在相关规范的说明仍十分详细，就现阶段国际所能查到的led标准文献，此标准可说是内容最完整的规范。在目前产业界仍然缺乏适当的通用led测量规范情况下，该标准将会是一个非常重要的参考依据。下面重点介绍此标准的重要规定，以及修订版的增补部分。
适用范围限于照明用白光led该标准在一开始的标题上，就已宣告适用范围仅限于照明用白光led,其认为将测量目标限定于照明用白光led,以限定与标准led比较的测量方法能有效提升测量精度，且对于标准led的内容作出很详细的规定。在光强度的测量部分，则依照国际照明委员会所规定的标准条件进行测量;在光通量的测量部分，则一律使用积分球(integratingsphere)测量，并在修订版中增加色度、相关色温(correlatedcolortemperature;cct)、显色性指数(colorrenderingindex;cri)等的测量方法，且原则上使用积分球作为其入射光学系统。
本标准主要是针对单体led制定的规范，但其对于小型的led模块光强度的测量也纳入规范，对于小型led模块而言，其不一定适用于cie标准条件所规定的平均led光强度的测量方法。
照明用白光led定义明确此标准与其它led的相关标准最大的不同在对于“照明用白光led”作出很明确的定义。根据本标准的解释，所谓的“照明用白光led”其测量光通量或平均光强度的光色，须满足光谱(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分;相关色温的范围在(2500~10000)k以内;以及相关色温在cie1960均匀色度(uniformchromaticityscale;ucs)坐标上，与普朗克轨迹(planckianlocus)的偏差量(duv)须小于0.02这三项条件。
值得注意的是，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，在本标准的附件的解释中，照明白光led的定义是颇有争议的项目，在相关色温的规定上，由于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。
光强度/光通量为两大量测方式由于目前并无规范统一的led封装形状、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测量的难度较大。因此，对于标准led应具备的结构、性能、再现性均须作出规定。
在此标准中，标准led主要分为光强度测量及光通量测量两种(见表1)，其依据测量特性的不同而有不同的设计概念。举例来说，光强度测量用的标准led,由于在光强度测量方法中，待测led机械轴(mechanicalaxis)对准测光器(photodetector)是很重要的一项校正因素，因此在该标准中采用机械轴容易对准的子弹型(lamp)封装当作标准形式;至于光通量测量用标准led,由于考虑到全光通量的测量规定，因此使用可防止朝led后方发出光线，且光强度较为均匀的金属罐型(to-can)封装当作标准形式。值得注意的是，此处两种形式的标准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分。
由于标准led是测量时重要的参考依据，故此标准希望在尽量减少周边环境的影响下，将光学及电气特性的不稳定性降至最低，以达到所期望之再现性的要求。本标准除了限制测量环境温度变动须小于2℃外，为减少led的初期变动，建议最好使用已经过100小时以上恒流(如20毫安)驱动的标准led,标准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(希望至少在5分钟以上)后进行点灯测量。