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技术应用 // 测试技术
LED—照度测量的误差研究
  • GMCI高美测仪
    • 2023-07-31
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照度计最重要的特征之一是与人眼的灵敏度V(λ)相匹配。V(λ)是人眼在日光下的光谱发光效率,在DIN 5031中定义。所需的匹配是通过滤光器来实现的,滤光器的质量决定了精度等级。允许偏差在DIN 5032和DIN EN 13032中针对各个等级进行了规定。V(λ)匹配的允许偏差参考了A类灯(2856 K的白炽灯)。在具有极不连续光谱或极窄带光谱的灯的情况下,误差可能明显更大。具有这些光谱的典型灯包括LED。

在LED的情况下,白光由具有转换涂层(通常是磷)的蓝色LED产生,或者根据RGB原理通过一个红色、一个绿色和一个蓝色LED产生。在这两个过程中,大的光谱分量出现在日光V(λ)下人眼光谱灵敏度的上升或下降边缘。在这些范围内,V(λ)匹配的质量尤其重要,因此建议使用符合DIN 5032-7和DIN EN 13032-1的更精确的B类设备。


当通过在白色和单色LED上进行测量来检查B级和C级照度计时,我们可以看到f´1误差对测量结果的准确性有多么重要。

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如下文所述,用我们的照度计过滤检查了各种白色和彩色LED。为了进行本次调查,使用了两种典型的f´1误差小于3%(对应A类)的滤波器,以及第三种f´l误差为6.5%(对应C类)的滤波器。

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使用9号和36号过滤器,在这两种情况下,f´1误差均小于3%。f´1误差是相对于V(λ)曲线下的总表面积,偏离V(λ。在9号滤波器的情况下,误差几乎完全发生在从400nm到大约500nm的蓝色范围内,而对于36号滤波器,误差均匀分布在整个波长范围上。这两个极端之间的所有可能的变体都可以发生在我们的B(A)类过滤器中。10号滤波器是C类仪表的典型滤波器。正如我们所看到的,在这种情况下,与V(λ)曲线的偏差也在整个波长范围内相对均匀地分布,尽管总体上更大。

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如果现在用这些接收器测量不同的LED,我们会得到以下结果。


用于照明的白色LED

OSRAM暖白色6W是典型的白色LED。它基于带有荧光涂层的蓝色LED的原理。

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正如我们所看到的,这种LED的误差不会随着人眼灵敏度的匹配而改变。对于所有三种滤波器,V(λ)匹配的误差实际上与A类光的误差相同。COB(板上芯片)是另一个白色LED。采用这种设计,蓝色LED直接连接到铝底座上,并覆盖有黄橙色荧光涂层。

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同样使用此LED,f1误差保持不变。这实际上与具有所有三个滤波器的光类型A的误差相同。接下来,我们将研究基于红色、绿色和蓝色三种LED组合的白色LED。可以通过不同地控制三个LED来产生暖白光或冷白光。

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对于这两个白色LED,通过可变地控制一个红色、一个绿色和一个蓝色LED来产生白光,滤波误差相对于光类型A更大,尽管它还不显著。


用于效果照明的彩色LED

在红色、橙色、绿色和蓝绿色LED的情况下,不能检测到f1误差相对于光类型A的偏差。只有蓝色LED构成例外。

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在具有9号滤光器的蓝色LED的情况下,相对于a型光的误差,相当大的差异变得明显。


结论

A/B级和C级照度计与人眼的灵敏度相匹配,非常适合测量用于照明的LED。对于用于LCD背景照明的LED(例如,在汽车仪表板中),误差可能比A型灯的误差大得多。同样,这些结果可以用于GOSSEN亮度计,因为它们使用与照度计相同的滤波器。

附录:错误考虑OLED飞利浦Lumiblade

飞利浦OLED Lumiblade用于照明目的。它的暖白色区域光是由两块玻璃板之间的有机层产生的。

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