LED基礎(chǔ)知識：光色的測量（圖解）
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三、LED的光輻射安全性測試與評價
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試的研究，并與國家電光源檢測中心共同起草了非相干光源的光生物安全性國家標準。目前，浙大三色在LED的光輻射安全測試方面又取得新的進展，為Philips公司進行了照明LED測試工作，研究完成了具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的LED輻射安全檢測系統(tǒng)。下面以我們做的測試實例介紹一下LED光輻射安全性測試與評價的大體過程。
1、被測白光LED
?。?）LED工作條件
燈管電流0.417A，電壓12V直流，功率5W。
（2）實物圖與光譜分布
圖10：被測LED實物與光譜分布
2、表觀光源的測試
如圖11所示，我們利用表觀光源測試系統(tǒng)對白光LED進行了測試，上述9幅圖是在0度（正對）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)該按各個方向進行光安全的測試評價，但是本文為簡單起見只對0度方向的情況進行測試評價（因為該方向光輸出最強），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的光色測量。
1、現(xiàn)行的照明評價
現(xiàn)行的照明評價主要是根據(jù)幾個主要光學(xué)基本量：光通量、光亮度、光強度和光照度等來進行評價，其中前三個基本量主要用于光源的評價，光照度則是對光源光輻射作用面的評價。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國際照明委員會（CIE）認可光譜光視效率函數(shù)V（λ）與對應(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
人眼的生物物理機理非常復(fù)雜，不同情況下對光刺激的響應(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際效果。如圖13所示：同一個光源在明視覺和暗視覺下對人眼造成的刺激值明顯不同。另外，國內(nèi)現(xiàn)行的照明評價缺乏對光生物安全性的考慮，這可能會對人體造成不同程度的危害。
3、解決方法
?。?）測試方法與儀器
采用全光譜法測得LED的光譜分布，如圖11所示，利用光譜儀進行分光測試。
（2）評價方法
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)，得到被測光源光輻射在對應(yīng)視覺條件下的實際照明效果。例如，暗視覺時采用暗視覺光譜光是效率函數(shù)，明視覺時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)危害種類的采用對應(yīng)的效果函數(shù)加權(quán)LED光譜分布數(shù)據(jù)得到實際危害效果。
總之，LED照明評價應(yīng)該符合人體實際的生物物理需求。
五、總結(jié)與展望
第一、LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開LED的光色測量技術(shù)，而為了適應(yīng)LED的照明應(yīng)用，未來的光色測量技術(shù)應(yīng)該有新的突破。
第二、LED照明與光色測量應(yīng)該以人為本，一切以適應(yīng)人類的實際要求為導(dǎo)向。
第三、當(dāng)前任務(wù)：
?。?）加強人體相關(guān)的生物學(xué)基礎(chǔ)理論的研究，促進學(xué)科的交叉合作。
?。?）與國際接軌，加快規(guī)范性文件的制定與實施，努力并積極地參與CIE、IEC等國際知名組織的活動。
?。?）加大科研投入，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的光色測量儀器。
?。?）加強各類測試技術(shù)的研究，培養(yǎng)專業(yè)的測試人員，并加快提高質(zhì)檢機構(gòu)的裝備水平和檢測能力。
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