与亮度计共享可量测全光通量 - 能源之星LED照明测量标准及检测

　　积分球-亮度计系统所使用的V(λ)亮度计可用以量测全光通量，但对于亮度计探头上的滤片，其光谱响应S(λ)对人眼的明视觉光谱视效函数V(λ)匹配不佳时，将导致量测上的误差，尤其是固态照明为白光光源时，多以蓝光激发黄色荧光粉产生，在蓝光波段的视效函数匹配不佳时，差异的比例就会加大，图5即说明视效函数匹配问题。亮度计探头的光谱响应与V(λ)曲线不匹配的程度，CIE用来表示f’’1，f’’1值越小两者间不匹配的程度越小。另外，使用V(λ)亮度计为侦测探头时，无法进行光色特性的量测。

图5 白光LED多以蓝光激发黄色荧光粉，在蓝光波段(图中箭号表示)处，亮度计探头的视效函数(虚线表示)响应与CIE V(λ)匹配不佳时，差异的比例就会加大。

　　?配光谱仪可消除V(λ)失匹配误差

　　由光度量定义，只要测出被测光源的光谱功率分布，再与V(λ)加权积分，就可以求出相对应的光度量，这种测量光谱光度量的方法为分光法。用分光法可以消除探头的V(λ)失匹配和被测光源与标准光源的光谱功率分布不一致所带来的误差。光源的光谱辐射功率分布由光谱辐射计测量，分光法测量光度量的精度主要取决于光谱辐射计的线性动态范围、重复性、光谱波长误差、杂散光和标定误差等。

　　藉由量得的光源光谱辐射功率分布即可进行光色特性数值的计算，包含色度、相对色温及演色性(CRI)。

　　此类系统必须参照一个有校准到全可见光域分光辐射通量标准灯来进行校正。其量测原理为通过与参照标准ΦREF (λ)比较，可得到被测固态照明产品的总分光辐射通量ΦTEST (λ)，关系式如公式(1)。

………………公式(1)

　　公式(2)中，yTEST (λ)为待测样品在此系统下的光谱辐射计的读值、yREF(λ)为参照标准灯在此系统下的光谱辐射计的读值，α(λ)则为自吸收因子。

………………公式(2)

　　yaux,TEST (λ)为不点亮待测样品，点亮辅助灯，在此系统下的光谱辐射计的读值；yaux,REF (λ)则为不点亮参照标准灯，点亮辅助灯时，在此系统下的光谱辐射计读值。从测得的ΦTEST (λ)(单位：W/奈米)总分光辐射通量，可使用公式(3)计算总光通量 ΦTEST (单位：流明)。

………………公式(3)

　　欲获得光源光型分布信息　非使用配光曲线量测不可

　　配光曲线量测系统可提供待测光源灯具光强度在空间中的分布，进而透过积分运算得到光通量，此时的光通量可经计算得到全光通量、区域光通量的信息。

　　此系统也可支持较大型灯具量测。配光曲线量测系统须有暗房、良好的环境温度控制及避免空气扰动，尤其对于对温度敏感的固态照明灯具尤其重要。因配光曲线仪为量测空间中各点的光强度值再进行运算，相较于积分球，配光曲线量测系统的量测很耗时，但对于必须得知光源光型分布的情况，就不得不使用此系统来量测。

　　配光曲线量测系统所使用的侦测器与前面所述积分球量测系统一样，可搭配亮度计或光谱辐射计进行量测，于是配光曲线仪-亮度计系统及配光曲线仪-光谱辐射计系统应运而生。LM-79特别要求使用亮度计的f’’1须小于3%。不论是哪种系统都是量测灯源各方向的光强度值，再进行积分而得出光通量值。特别的是，若须要得知各角度的颜色分布，如能源之星针对固态照明要求量测各角度的光色差值时，就一定要使用光谱辐射计，才可得知待测灯源的光色特性。

　　C-γ配光曲线仪符合LM-79规范

　　配光曲线仪可分为A-α、B-β、C-γ三种形式，详见图6～8。为确保量测时的光源摆放姿态即为使用时的姿态，仅有C-γ符合需求，LM-79因此规定仅可使用C-γ形式的配光曲线仪。C-γ型配光曲线仪包含移动侦测器探头及移动反光镜的类别。

图6 配光曲线仪A-α量测形式示意图

图7 配光曲线仪B-β量测形式示意图

图8 配光曲线仪C-γ量测形式示意图

　　对于大型灯具，若要符合侦测位置须达最大发光尺寸直径十倍距离远的要求(LM-79第10.0节说明宽发光角光源为五倍，窄角光源须更远)，碍于实际执行空间的限制，便必须使用反光镜。此时应注意镜子本身存在一轻微极化的因素，若量测发出极化光源的固态照明产品的光通量时，就会造成很大的误差，因此推荐使用不带镜子的配光曲线仪。有些配光曲线仪会在旋转背上直接装设侦测器，如此即不须透过反光镜，当然，若灯具过大则无法使用。

图9 配光曲线仪测试光通量示意图

　　此外，也须注意配光曲线仪在环境杂散光的处理。包含灯具光源在机构件上的反光、灯具本体的反光、地面墙面反光等，都应加以评估并使用适当的架构，如在侦测期前装置光陷阱(Light Trap)避免反射杂光进入侦测器，影响量测值。