1、CIE 127:2007LED 测量方法是由 CIE 的技术委员会 TC 2-45“LED 的测量”负责研究与撰写的，它是对 CIE 127:1997 的修订与更新，并且取代了 CIE 127:1997。CIE 127:1997 是在大功率 LED 技术普及之前发布的，自发布以来，LED 技术取得了巨大进步，尤其是包括白光在内的多色彩的大功率 LED 出现，使得 LED 检测技术出现了很大的变化。CIE 127:2007 对这些变化进行了反映，同时推荐了更为有效的、可复制性更强的 LED 检测方法。CIE 127:2007 仅对单一的 LED 的检测方法进行规定，并不涵盖 LED 串或 LED
2、 阵列以及使用 LED 的灯具，也不包含诸如有机发光二极管(OLED)在内的大面积表面发光体。CIE 127:2007 主要涉及进行实验室校准时，LED 的光度测量、辐射度测量以及色度测量，并不涉及有其它考虑的生产线上的测量程序。以下就部分主要内容进行介绍：1. 光强(Luminous intensity)光强(I)即光源中发出的光通量(dV)与指定方向立体角(d)之间的商：I = dV / d (1)也许公式(1)让人觉得仅仅对给定方向的每立体角的光通量进行测量即可，但实际情况要复杂得多。光强的概念要求对点光源进行假设，或者至少有一个尺寸足够小的光源，小到在和光源及检测器之间的距离相比时足以
3、对其进行忽略，以及，至少大体上要求测量应该在立体角的非常小的单元上进行。许多 LED 在发光体上存在一个扩展区域，因此很难将其视作一个点光源。除此之外，LED 的封装常常也包含透镜，使得发光的有效中心有所移动。2. 照度(Illuminace)照度 EV(, )，由来自某方向(, )的光源在距离 d 上在与该方向正交的表面上产生的，它与该方向的光强 IV (, )是相关的，见以下公式：EV (, ) = IV (, ) / d2 (2)公式(2)假设该距离足够大，以使得光源可以有效地作为点光源，并且检测器所对的角度足够小，以使得照度均匀。该公式还可以表述为：IV (, ) = EV(, ) *
4、 d2 (3)这是所有光强实际测量的基础。所实际测量的量是光度计表面的照度，强度可以根据公式(3)将照度乘以与光源距离的平方。然而，如果需要精确测量光强，不仅光源的相对尺寸和检测器所对的角度要小，而且能够测量光源和光度计之间的精确距离也是非常重要的。LED 有效发光中心的实际位置由于其透镜或整体的扩散性而难以把握，因此距离也通常通过对 LED 封装上的任意位置的测量而确定。3. 平均 LED 强度(Averaged LED Intensity)在 LED 的测量中，CIE 引入了平均 LED 强度(Averaged LED luminous intensity 或 Averaged LED r
5、adiant intensity，简称为 Averaged LED Intensity)的概念。在测量中，设定了用于 LED 测量的 CIE 标准条件 A 和条件 B 两种情形。对于在这些条件下进行的平均 LED 强度的测定，引入了 ILED A 和 ILED B 两个符号，它们既可用于辐射度量值，也可用于光度量值(例如 ILED A e，ILED B v)。两种条件均包含了对具有 100 mm2 面积(相当于直径大约为 11.3 mm)的圆形入口孔的检测器的使用。LED 应被置于面向检测器的地方，并被调整为 LED的机械轴通过检测器孔径的中心。正是 LED 和检测器之间的距离构成了条件 A和
6、条件 B 之间的差异。这个距离是：对于 CIE 标准条件 A：316 mm，以及对于 CIE 标准条件 B：100 mm。在两种情况下，距离都是通过 LED 前面尖端到光度计或辐射度计的入口孔平面的距离来测量的。如果检测器被校准为用于照度，则平均 LED 强度可以用以下公式进行计算：ILED v = EV * d2 (4)在上面公式中，EV 为由检测器测量的平均照度(单位勒克斯)，d 为距离(单位米)。对于条件 A，d = 0.316 m;对于条件 B，d = 0.100 m。对于平均 LED 强度测量，有如下的替代方法：受检测的 LED 被校准为与同一类型的参考 LED(类似的光谱分布)相比
7、较。参考 LED 必须被校准为和受测量的 LED 有同样的几何形(CIE 条件 A 或条件 B)。受测 LED 的平均 LED 强度 ILED(单位：cd)可由以下公式获得：ILED,test = (ytest / yref) * ILED, ref (5)在公式(5)中，ILED,test 和 ILED, ref 分别为参考 LED 和受测 LED 的平均LED 强度。ytest 和 yref 分别为参考 LED 和受测 LED 的光度信号。用这一替代测量方法，就没有必要进行光谱非匹配校正，测量过程也非常简单。但是，如果许多不同型号的受测 LED 进行测试，则相应需要许多不同型号的标准 LE
8、D。也许，由于参考 LED 和受测 LED 之间会有细微的光谱分布的差异，也会存在一些光谱非匹配的错误，这应该作为不确定组件来进行衡量。如果在实际中存在许多类(颜色)受测 LED，而很难得到如此多类型的标准 LED，则可运用光谱非匹配校正的方法进行测量。在这类测量中，光谱辐射计(Spectroradiometer)可以安装在用于平均 LED强度测量的光度计的头部，但前提是该光谱辐射计是针对 LED 的测量进行恰当设计的。4. 光通量(Luminous Flux)在 LED 的测量中，光通量分为总光通量(Total Luminous Flux)和部分 LED通量(Partial LED Flux
9、)。总光通量指从光源发射的所有通量，即所有角度(4 球面立体角)上整合的总通量。然而，在某些情况下，发射到某一特定立体角的部分光通量的概念也十分必要，一些无意识的发射角度(例如向后发光)可以忽视。(1) 总光通量总光通量是光源的基础参数。它由光源在 4 球面立体角上的累积光通量所确定。总光通的符号为 或 V，单位为流明。它可以根据整个光源的完整立体角上的所有光强进行确定：(6)或者，可以通过在光源周围环绕的一个封闭的虚拟表面的整体区域所发出的所有光进行确定：(7)上述总光通量，应该包括 LED 发出的所有光通量，其中也包括向后发出的光通量。(2) 部分 LED 通量部分 LED 通量是一个在特
10、定应用情形下才使用的参数。它是指从 LED 发出的通量，该通量仅在一个给定的锥形角(以 LED 的机械轴为中心)内传播，此锥形角由一个尺寸 50 mm 的圆孔决定，其距离从 LED 的尖端开始测量。距离 d 由锥形角度 xo 决定，计算公式为：(8)在公式(8)中，0ox180o。部分 LED 通量的符号为 LED, x，其中 x 的值是锥形角的角度。在对部分LED 通量进行衡量时，任何不在给定锥形角中发出的光都将被忽略。LED 的参考点为 LED 封装的尖端，尽管其并非光发射的有效中心，但它很容易被确定。而LED 真正的有效中心是很难确定的，有时候甚至无法确定。因此选择 LED 封装尖端作为
11、 LED 测量的参考点，是为了测量的简便性和可复制性。为了在测量中获得较好的可复制性，圆孔直径(50 mm)也是固定的。通常，总光通量的概念应该尽量多地使用。部分 LED 通量仅在总光通量无法满足既定应用的需求时才使用。当使用部分 LED 通量时，建议尽量多地使用40o、60o、90o、120o 这样的角度。(3)测量方法光通量的测量方法有两种：测角光度计(Goniophotometer)和积分球(Integrating sphere)。其中，总光通量的测量两种方法均可使用;但部分 LED 通量的测量通常使用积分球法。5. 光谱测量(Spectral Measurement)(1) 与光谱分布
12、相关的参量峰值波长：峰值波长(p)是指光谱分布中的最大波长。一半强度的光谱带宽(Spectral bandwidth at half intensity levels)一半强度的光谱带宽(0.5)是通过当峰值强度降到 50%时，p 两旁的两个波长值 0.5 和 ”0.5 来计算的：0.5 =”0.5 - 0.5 (9)在某些情况下，0.1 的值也使用，即当强度降到最大强度的 10%时，两个波长之间的带宽。一半强度带宽的中心波长一半强度带宽的中心波长(0.5m)即指光谱带宽在 50%水平时两个限制波长 0.5 和 ”0.5 之间中央部位的波长。它可以根据公式 10 来计算：0.5m =1/2(0
13、.5 +”0.5) (10)波长重心光谱分布的波长重心(c)，作为波长重力的中心，根据以下公式来计算：(11)(2) 由光谱分布决定的色度参量主波长带色彩刺激因子的主波长根据以下方法定义：带单色刺激因子的波长，当按照合适比例和特定消除色差的因子混合在一起时，就与彩色刺激因子相匹配。为了符合 LED 的特征，参考的消除色差因子应该是等能量谱，其作为波长功能的光谱能量聚集的刺激因子是恒量，并且具有以下色度坐标：XE = 0.3333，YE = 0.3333。纯度为了描述 LED 发射的纯度，使用了术语激发纯度(Pe)。该参量是 CIE 1931标准色度系统的色度坐标上的两个同一直线上的距离 NC/ND 的比率。第一个距离是代表所涉及的色彩刺激因子的 C 点与代表特点消除色差因子的 N 点之间的距离;第二个距离是 N 点和 D 点之间的距离，D 点是所涉及的色彩刺激因子的主波长的光谱所在地。可以根据公式 12 进行计算：Pe =(y-yn) / (yd-yn)或 Pe =(x-xn) / (xd-xn) (12)公式(12)中，(x, y)、(xn, yn)、(xd, yd)分别代表点 C、N 和 D 的 x, y色度坐标。
