日本半导体照明标准解读

日本四团体共同制定的《照明用白色测光方法通则》为目前唯一针对照明用白光发光二极管所制定的测量标准，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。白光标准出炉随着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，如光通量、光强度及色度测量，否则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测量标准，但由于封装种类繁多，性能也各不相同，所以也有协会针对不同用途的制定新的测量标准以国际照明委员会；为例，其在年大幅修订原有的测量技术文件，但因诸多争议，仍有诸多测量问题待解决，而由美国能源部所主导，其配合固态照明产品的推广进程，由美国国家标准学会与北美照明学会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，（本报上期版文章已经对此进行介绍），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，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、日本照明委员会、日本照明器具工业会以及日本电球工业会在年已订出四团体共同标准《照明用白色测光方法通则》，成为目前唯一针对照明用白光所订定的测量标准，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，四团体于年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，其认为将测量目标限定于照明用白光，以限定与标准比较的测量方法能有效提升测量精度，且对于标准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，则一律使用积分球测量，并在修订版中增加色度、相关色温；、显色性指数；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制定的规范，但其对于小型的模块光强度的测量也纳入规范，对于小型模块而言，其不一定适用于标准条件所规定的平均光强度的测量方法。照明用白光定义明确此标准与其它的相关标准最大的不同在对于“照明用白光”作出很明确的定义。根据本标准的解释，所谓的“照明用白光”其测量光通量或平均光强度的光色，须满足光谱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（～）以内；以及相关色温在均匀色度；坐标上，与普朗克轨迹的偏差量须小于这三项条件。值得注意的是，在此定义中，三色将被排除在照明用白光的范围之外，事实上，在本标准的附件的解释中，照明白光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（～）左右为考虑，然其参考目前白光的实际发展技术，故将相关色温的范围设定成从（～）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，故测量的难度较大。因此，对于标准应具备的结构、性能、再现性均须作出规定。在此标准中，标准主要分为光强度测量及光通量测量两种见表，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，由于在光强度测量方法中，待测机械轴对准测光器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封装当作标准形式；至于光通量测量用标准，由于考虑到全光通量的测量规定，因此使用可防止朝后方发出光线，且光强度较为均匀的金属罐型封装当作标准形式。值得注意的是，此处两种形式的标准，都是使用氮化铟镓系列的芯片配合钇铝石榴石荧光粉所制成的白光，其对应在定义项中针对照明用白光所述之无欠缺波长的部分。由于标准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℃外，为减少的初期变动，建议最好使用已经过小时以上恒流如毫安驱动的标准，标准之环境温度须控制在℃。在修订版内，其在附件中增加温控插槽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，到达热平衡状态的时间希望至少在分钟以上后进行点灯测量。



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