一种小型分布式光色度计的设计

　　引言

　　作为固体光源的发光二极管(light　emitting　diode，LED)，真正点燃了“绿色照明”的光辉，被认为是21世纪最有价值的新光源，将取代白炽灯和日光灯成为照明市场的主导，使照明技术面临一场新的革命，从而一定程度上改善人类的生产和生活方式。

　　目前一般用于LED照明产品的是大功率白光LED，其主要是利用蓝色LED芯片和黄色荧光粉光转换，即直接在芯片表面涂覆荧光粉和硅胶混合体， 由于涂覆的荧光粉粉层厚度很难控制，所以出现出射光空间颜色分布不均匀现象，即在不同的方向上的发光颜色不相同。LED灯具一般由多颗LED组成，荧光粉 紧贴芯片发热源，温升导致荧光粉性能劣化，灯具散热不均匀也会使得各区域温度不一致，从而导致各区域LED发光颜色产生差别，出现较为明显的空间颜色不均 匀现象[1]。这种现象会严重影响照明效果，对室内照明的影响尤为严重，因此对LED灯具空间颜色不均匀性的表征和测量是十分必要的[2]。随着LED的 发展逐步由室外照明进入室内照明并进入应用领域，美国能源之星标准IES　LM79-2008[3]以及中国国家标准GB/T24824-2009[4] 都对LED的相关色温及色品坐标的空间分布提出了具体要求，因此研究开发一种小型分布式光度和色度测量专用检测仪器很有必要，可以快速同步测量出LED光 源的光度和色度空间分布情况。

　　1　测量原理

　　传统的卧式分布光度计，在测试灯具或光源的(空间)光强分布和总光通量中应用非常广泛，该系统采用光度探头保持不动，被测光源或灯具则绕自身的 光度中心自转，在发射光达到整个角度区域内选择合适的角度间隔进行测量，如图1所示。文中小型分布式光色度计的色度分布测量是在原有分布光度计上安装色度 测量装置，把光度色度探头进行集成，替换原有的光度探头，以实现同步测量光强分布和色度分布功能。

　　2　系统设计

　　2. 1小型双轴精密控制结构

　　该控制结构由电机驱动垂直轴旋转，小型灯具安装在垂直轴线和水平轴线的交点，因此需要设置两个方向旋转的转台，并使该转台的垂直轴线固定，水平 轴线可以移动，探测器被固定在离灯具一定距离的位置上，如图2所示。由电机驱动垂直轴旋转，光探头测量灯具在水平面上各方向的发光强度或照度值，由此可以 获得灯具在平面上的发光强度或照度的分布曲线。当一个平面测量完毕，由电机驱动水平轴使灯具转过一个设定的角度，然后再测量当前平面上的发光强度或照度值 并获得分布曲线。因此，随着灯具水平轴的间歇运动和垂直轴往复旋转，最终可以实现灯具在各个方向上的发光强度或照度的分布特性的测量。在图2和图3所采用 的旋转灯具测试方案中，水平轴由双柱支撑，灯具可以在B平面(或A平面)上测量。A平面是由一组平面组成，这一组平面的相交线经过光度测量中心，平行于反 光面，并垂直于光源的假设轴线。如图3所示。