LED基礎(chǔ)知識(shí)：光色的測(cè)量（圖解）
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三、LED的光輻射安全性測(cè)試與評(píng)價(jià)
近年來，LED的光輻射安全受到越來越多的關(guān)注，因此本文也對(duì)此作一下簡單介紹。
浙江大學(xué)三色儀器有限公司在國內(nèi)首先開展了光輻射安全測(cè)試的研究，并與國家電光源檢測(cè)中心共同起草了非相干光源的光生物安全性國家標(biāo)準(zhǔn)。目前，浙大三色在LED的光輻射安全測(cè)試方面又取得新的進(jìn)展，為Philips公司進(jìn)行了照明LED測(cè)試工作，研究完成了具有中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的LED輻射安全檢測(cè)系統(tǒng)。下面以我們做的測(cè)試實(shí)例介紹一下LED光輻射安全性測(cè)試與評(píng)價(jià)的大體過程。
1、被測(cè)白光LED
?。?）LED工作條件
燈管電流0.417A，電壓12V直流，功率5W。
（2）實(shí)物圖與光譜分布
圖10：被測(cè)LED實(shí)物與光譜分布
2、表觀光源的測(cè)試
如圖11所示，我們利用表觀光源測(cè)試系統(tǒng)對(duì)白光LED進(jìn)行了測(cè)試，上述9幅圖是在0度（正對(duì)）和90度方向上間隔10度拍攝得到的表觀光源像。理論上我們應(yīng)該按各個(gè)方向進(jìn)行光安全的測(cè)試評(píng)價(jià)，但是本文為簡單起見只對(duì)0度方向的情況進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)（因?yàn)樵摲较蚬廨敵鲎顝?qiáng)），其它角度可以此類推。0度方向表觀光源大小為直徑2.5cm的圓斑。
圖11：白光LED表觀光源測(cè)試
LED照明的最終目的是取得最佳的照明效果，而判斷照明效果的好壞也取決于LED的光色測(cè)量。
1、現(xiàn)行的照明評(píng)價(jià)
現(xiàn)行的照明評(píng)價(jià)主要是根據(jù)幾個(gè)主要光學(xué)基本量：光通量、光亮度、光強(qiáng)度和光照度等來進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中前三個(gè)基本量主要用于光源的評(píng)價(jià)，光照度則是對(duì)光源光輻射作用面的評(píng)價(jià)。這些光學(xué)基本量是根據(jù)人眼的生物物理特性得到的一個(gè)國際照明委員會(huì)（CIE）認(rèn)可光譜光視效率函數(shù)V（λ）與對(duì)應(yīng)的輻射度量加權(quán)積分的結(jié)果，滿足關(guān)系：
2、存在的問題與不足
人眼的生物物理機(jī)理非常復(fù)雜，不同情況下對(duì)光刺激的響應(yīng)也不同，大體上可以分為明視覺、暗視覺和中間視覺，其中中間視覺尤其復(fù)雜，因此上述的光譜光視效率并不能確切地表示照明的實(shí)際效果。如圖13所示：同一個(gè)光源在明視覺和暗視覺下對(duì)人眼造成的刺激值明顯不同。另外，國內(nèi)現(xiàn)行的照明評(píng)價(jià)缺乏對(duì)光生物安全性的考慮，這可能會(huì)對(duì)人體造成不同程度的危害。
3、解決方法
（1）測(cè)試方法與儀器
采用全光譜法測(cè)得LED的光譜分布，如圖11所示，利用光譜儀進(jìn)行分光測(cè)試。
（2）評(píng)價(jià)方法
a）照明效果
根據(jù)不同視覺條件采用不同的光譜光視效率函數(shù)加權(quán)LED光譜分布數(shù)據(jù)，得到被測(cè)光源光輻射在對(duì)應(yīng)視覺條件下的實(shí)際照明效果。例如，暗視覺時(shí)采用暗視覺光譜光是效率函數(shù)，明視覺時(shí)采用明視覺光譜光是效率函數(shù)，中間視覺采用中間視覺光譜光是效率函數(shù)。
b）光生物安全性
根據(jù)危害種類的采用對(duì)應(yīng)的效果函數(shù)加權(quán)LED光譜分布數(shù)據(jù)得到實(shí)際危害效果。
總之，LED照明評(píng)價(jià)應(yīng)該符合人體實(shí)際的生物物理需求。
五、總結(jié)與展望
第一、LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開LED的光色測(cè)量技術(shù)，而為了適應(yīng)LED的照明應(yīng)用，未來的光色測(cè)量技術(shù)應(yīng)該有新的突破。
第二、LED照明與光色測(cè)量應(yīng)該以人為本，一切以適應(yīng)人類的實(shí)際要求為導(dǎo)向。
第三、當(dāng)前任務(wù)：
?。?）加強(qiáng)人體相關(guān)的生物學(xué)基礎(chǔ)理論的研究，促進(jìn)學(xué)科的交叉合作。
（2）與國際接軌，加快規(guī)范性文件的制定與實(shí)施，努力并積極地參與CIE、IEC等國際知名組織的活動(dòng)。
（3）加大科研投入，研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的光色測(cè)量儀器。
?。?）加強(qiáng)各類測(cè)試技術(shù)的研究，培養(yǎng)專業(yè)的測(cè)試人員，并加快提高質(zhì)檢機(jī)構(gòu)的裝備水平和檢測(cè)能力。
評(píng)論