1. 亮度色度基本概念
光通量是指人眼所能感覺到的輻射功率。單位是:流明(lm)
發光強度簡稱光強,國際單位是candela(坎德拉)簡寫cd,其他單位有燭光,支光。1cd即1000mcd是指單色光源(頻率540X10^12HZ)的光,在給定方向上(該方向上的輻射強度為(1/683)瓦特/球面度)的單位立體角發出的光通量。
亮度是指單位面積內的明亮程度,即單位面積上的發光強度。單位:坎德拉(cd)
輻射度是指沿輻射方向、單位面積、單位立體角上的輻射通量。
照度是被攝主體表面面積上受到的光通量。
輻照度是指單位時間內投射到單位面積上的輻射能量。
測定光強的儀器稱為光度計,采用光電管將光能轉化為電能后、測定光電流值可得到光強大小的相對值,通過校正即得到光強值。必須注意的是,由于光電管所用的光電材料(即探頭)的光譜靈敏區的限制,所測得的光強只是該光譜靈敏區范圍內的值。使用光度計測得光強后,就很容易求算得曝光量,因為在光強不隨時間變化的情況下,曝光量等于光強和曝光時間的乘積(曝光量=光強X曝光時間)。
色溫:當絕對黑體在某一特定絕對溫度下,其輻射的光譜與某一光源的光譜具有相同的特征,則絕對黑體的這一特定溫度就定義為該光源的色溫。單位是:開爾文(K)。色溫并非是光源本身的實際溫度,而是用來表征其光譜特性的參量。
色度的概念包括:色度坐標,色溫、主波長、色純度。通常采用x,y或u,v色度坐標圖,色度坐標圖上任一點均可表示一種顏色。色度坐標圖上有一條色溫曲線,色溫曲線上附近點的色溫為相關色溫。色度坐標圖上中央有一個白光點E,假設色度坐標圖上有另一點B,連接EB,并延長EB與譜線軌跡交于點C,則C點對應的波長即B點的主波長,色純度等于EB與EC長度的比值。
目前LED以及LED照明產品可分為以下三種類型:
低功率LEDs—經典的注塑型或者SMD型封裝
大功率LEDs—目前比較流行的高亮度封裝形式,具有散熱設計
固體照明光源(SSL)—基于大功率LEDs組成的光源
各種類型的大小功率LEDs 固體照明光源(SSL)
3.不同的配置可以適應以下不同光源的光學參數測試:
通過測角儀,進行光通量的角度分析
基于積分球的總光通量測試
基于平方反比定律的發光強度測試
這些測試的傳感器可以是一個光度探測器,三刺激值設備,光譜輻射計或者影像亮度計。光譜分析技術的應用可了解到更多的被測器件信息,能有效降低測試的不確定性,因為它是直接采用顏色適配函數。因此這種技術正變得越來越重要,并且成為LED測試首選手段之一。
目前測試LED的標準主要是針對小功率LEDs的CIE 127:2007以及針對大功率LED和固態光源的IES LM-79兩個文件。
4.JET提供的LED光強光通量測量解決方案
4.1基于測角儀測量角分辨率光通量
測角儀與近場測角儀用于測試LEDs發光角度分布(即光學分布曲線—發光強度的角度分布)。這種測試耗費比較多的時間,但提供更全面的光源數據。積分數值如光通量與輻射通量將通過光分布數據的綜合算出。顏色數值應該是整個立體角的平均值計算出來的(IES LM-79)
常見的光度計或者三刺激值探測器用于這類型的測試。如果需要額外測試光譜輻射的分布,光譜輻射計如specbos 1211可作為測角儀的一個探測器來使用。因為其高靈敏度,所以每一步的測試時間足夠短。設備可以裝配一個遠程擴散器(光纖擴展的擴散器),因此配置會非常靈活。

Goniometer mit specbos 1211 Source: http://www.olino.org/us
4.2基于積分球的總的光通量測試
如果覺得測角儀測試速度很慢,并且只需要知道總的積分數值(產線應用)就可以了,那么使用積分球是一個很好的選擇。積分球包括最少兩部分—一部分用于樣品,另部分用于探測器。探測器為輻射通量而校準,但基本是測試球內表面照度的。積分球要滿足下面要求以保證所有的曲面都具有相同的照度(測試區域的照度值將代表整個球的照度值):
探測接口處與球直徑比值最大1:3;
忽略樣品與樣品接口或者輔助燈的光線自吸收;
內涂層具有高的反射與漫射系數(BaSO4);
符合CIE 127:2007以及IES LM-79所定義的其他流明測試條件;
根據標準,存在三種不同的積分球測試配置:
2π配置:樣品放置在積分球內表面—可以用于LEDs這樣沒有反向光線。經常用于單顆LED與LED陣列
4π配置:樣品通過接口,放置在積分球內部中央—常用于固體照明光源,必須使用輔助燈以補償樣品與連接器的光吸收。
部分光通量測試配置:樣品被安置于樣品接口一定距離處—在接口前一個精確孔徑定義為一個立體角。

沒有反向照射的LEDs測試幾何示意圖 (2π 配置)