【GB国家标准】 LED产品空间颜色分布测量方法

ICS29.140.40
中华人民共和国国家标准
GB/T36979—2018
LED产品空间颜色分布测量方法
Measuring method of spatial distribution ofcolorcharacteristics for LED products2018-12-28发布
国家市场监督管理总局
中国国家标准化管理委员会
2019-07-01实施
GB/T36979—2018
规范性引用文件
术语和定义
4颜色的表示
色度参数
空间色度分布
空间平均色度参数
空间颜色非均勾性
标准光色和色容差范围
测量条件
实验室要求
环境温度
表面温度（tp点温度）
空气流动
测量电压及测量电流
被测LED产品的工作姿态.
测量前的稳定
6颜色测量设备
积分球-光谱辐射计（光谱辐射计作为探测器）6.1
分布光谱辐射计（光谱辐射计作为探测器）6.3
积分球的要求
中.电临
6.4分布光谱辐射计的旋转工作台要求6.5光谱辐射计要求
指定方向的色度参数测量
平均色度参数测量
积分球-光谱辐射计方法
8.2分布光谱辐射计方法
9空间颜色不均匀性测量….
10校准与溯源
积分球-光谱辐射计的定标，
10.2分布光谱辐射计的定标
附录A（资料性附录）光谱辐射强度测量距离确定附录B（资料性附录）角度扫描模式采样间隔的确定
附录C（资料性附录）
参考文献
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由中国轻工业联合会提出。本标准由全国照明电器标准化技术委员会（SAC/TC224)归口。GB/T36979—2018
本标准起草单位：上海时代之光照明电器检测有限公司、杭州远方光电信息股份有限公司、广东省东莞市质量监督检测中心、杭州远方检测校准技术有限公司、广东省照明学会、中关村半导体照明工程研发及产业联盟、杭州华普永明光电股份有限公司、广州计量检测技术研究院。本标准主要起草人：潘建根、王晔、施晓红、李本亮、李倩、陈聪、李自力、阮军、黄建明、汪立文1
1范围
LED产品空间颜色分布测量方法
GB/T36979—2018
本标准规定了照明用白光LED灯、白光LED模块和白光LED灯具（以下统称为“LED产品”）的颜色参数表示方式以及平均颜色和空间颜色分布的测量方法。本标准适用于照明用白光LED产品。本标准不包含LED封装和OLED（有机发光二极管）产品，但上述产品在遇到类似问题时，可以参考本标准。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件GB/T2900.65—2004电工术语照明GB/T9468一2008灯具分布光度测量的一般要求GB/T24826一2016普通照明用LED产品和相关设备术语和定义ISO11664-1：2007/CIES014-1：2007色度第1部分：CIE标准颜色观察者（ColorimetryPart l: CIE standard colorimetric observers)ISO11664-2:2007/CIES014-2:2006CIE standard illuminants)
第2部分：CIE标准照明体（Colorimetry一Part2：色度
ISO11664-3：2012/CIES014-3：2011色度第3部分：CIE三刺激值（Colorimetry—Part3：CIEtristimulus values)
测量和规范光源显色特性的方法（MethodofmeasuringandspecifyingcolourCIE13.31995
rendering properties of light sources)CIE15—2004色度学（Colorimetry）3术语和定义
GB/T2900.652004,GB/T94682008GB/T248262016.ISO11664-1:2007/CIES014-1:2007、ISO11664-2:2007/CIES014-2:2006、ISO11664-32012/CIES014-3:2011,CIE13.3—1995、CIE15一2004界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
总光谱辐射通量
ttotal spectral radiant fluxLED产品在全几何空间（4元立体角）内的总辐射通量Φ。的光谱密集度【见式（1）。P..x)
注：单位为瓦特每纳米（w·nm-）。3.2
光谱辐射照度
spectral irradiance
投射到面上一点的包含该点的面元上的光谱辐射通量除以该面元面积dA［见式（2)]。(1）
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注：单位为瓦特每平方米纳米（W·m-2·nm-\）。3.3
光谱辐射强度
da ?dA
spectral radiant intensity (of an LED product)（2)
离开LED产品的、在包含给定方向的立体角元d2内传播的光谱辐射通量除以该立体角元[见式(3)]。
注：单位为瓦特每球面度纳米（w·sr-1·nm-1）3.4
tp点tp-point
LED模块表面的指定位置点，性能温度t，和tpmax在该点测量。3.5
空间平均色品坐标
spatially averaged chromaticity coordinate··（3）
LED产品发出的在全儿何空间（4元立体角）内所有光束的平均色品坐标，标识为（T。，y。）或(u..v,)。
注1：下标a表示平均值。
注2：对于仅有前射光的定向LED产品，可仅考察其在发光的半球（2元立体角）内光束的平均色品坐标。3.6
空间平均显色指数
spatially averaged color rendering indexLED产品发出的在全几何空间（4元立体角）内所有光束的平均显色指数，具体为空间平均一般显色指数R.和空间平均特殊显色指数Rga。注1：下标中，后面的a表示平均值注2：对于仅有前射光的定向LED产品，可仅考察其在发光的半球（2元立体角）内光束的平均显色指数3.7
空间平均相关色温
spatially averaged correlated color temperatureLED产品发出的在全几何空间（4元立体角）内所有光束的平均相关色温，标识为Tc.a。注：对于仅有前射光的定向LED产品，可仅考察其在发光的半球（2元立体角）内光束的平均相关色温。3.8
信号积分区间
signal integration interval
分布光谱辐射计在进行一次光谱信号积分测量时旋转的角度间隔。3.9
操作间隔
operationinterval
分布光谱辐射计测量时，相邻两个信号积分区间之间的间隔角度。4颜色的表示
色度参数
色度参数包括色品坐标（.y)或（u，u'）、一般显色指数R、特殊显色指数R。和相关色温（CCT）显色指数的计算应依据CIE13.3—1995。色品坐标（r，y）和（u，u）和相关色温的计算应依据CIE15一2004。2
4.2空间色度分布
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LED产品的空间色度分布使用角度解析的色品坐标u（O，@），（O，）、角度解析的相关色温Tc(.g）和角度解析的一般显色指数R。(o，s）和特殊显色指数R（，p)来表示。注：（9，)用于表示给定方向的角度坐标，（9，）=（0，0)时为LED产品的基准轴方向，为给定方向与基准轴的夹角-9为方位角
4.3空间平均色度参数
空间平均色度参数包括空间平均色品坐标（Ty）或（u，）、空间平均显色指数（空间平均一般显色指数R.、空间平均特殊显色指数R)和空间平均相关色温Tc.。除非特殊说明，以上参数可分别简写为色品坐标、显色指数、特殊显色指数R。和相关色温，用于表征LED产品的整体色度参数。4.4空间颜色非均匀性
空间颜色的非均勾性用CIE1976均勾色品标度图中所有测量角度的色品坐标与空间平均色品坐标在色品图上的最大偏差来表示，即Au。4.5标准光色和色容差范围
LED产品在白光范围内的标准光色包括F6500、F5000、F4000、F3500、F3000、F2700和P2700，其色品坐标（r，y）和相关色温Tc由表1给出。对于采用非标准色坐标的灯，其额定值则应由制造商或销售商给定。
LED产品的色容差范围由N步色匹配标准偏差（SDCM)MacAdam椭圆表示，色差范围具体由式(4)确定。
gnAz2+2g12ArAy+g22Ay2=N2
式中：
Ar、Ay——对于标准色光色品坐标的偏差。（4)
不同的标准光色的系数g11-812和g22如表2所示。色差允值范围为椭圆形区域，0是椭圆的长轴与轴之间的角度，c和6分别是1步SDCM椭圆的长半轴和短半轴。这些参数由g11g12和gz2决定，如表3所示。
色容差范围（SDCM的步数）由具体产品的性能标准规定。表1白光标准光色对应色品坐标值（x+y）和相关色温T。颜色
关于系数g11g12和g22采用表2中的数值。0.313
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白光标准光色对应系数g11g12和g22gn
86X101
56×104
39.5×104
38×104
39×104
44×104
44×104
对于、a和b，采用表3中的数值
59°37
52°58
53°10
57°17
57°17
-40×10
-25X104
-21.5×104
-20×104
—19.5×104
-18.6×104
-18.6×10
白光标准光色对应0、a和b
45×104
28×10+
26×10+
25×10+
27.5×104
27×10*
27×10*
注：LED产品的色容差有时使用四边形表示的方法，其标准色光和容差范围参见标准ANSIC78.377—2015。5
测量条件
实验室要求
测量应在环境（如烟、尘、水汽和振动）对测量参数的影响可忽略不计的房间内进行。相对湿度应不超过65%。使用分布光谱辐射测量时应屏蔽杂散光。环境温度
测量的环境温度应为25℃土1.2℃，为了满足这个容差要求，温度计的测量结果应在接受区间内。
示例：温度测量的不确定度是0.2℃（k=2)，接受区间将是士1.0℃；若温度测量不确定度更大，则接受区间将更小。环境温度的测试点应靠近受试样品周围。使用积分球时，温度计的感应部分应放置在球内，与受试样品相同高度。如果受试样品安装于2元积分球顶部，温度计的感应部分可安装在球内靠近受试样品高度的位置。温度测量不应被受试样品的直射光影响，应安装挡板阻挡直射光照到感应部分。室内空调和加热器的位置设置应使气流和辐射热量不直接传达至受试样品或温度感应器。应注意使温度计和其外壳不干扰光线的测量路径。4
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注：空气温度可以用所有简便适合的温度计类型，比中玻璃温度计、热电偶和热敏电阻。可用抛光金属外壳罩在温度计外表面反射辐射（但需用挡屏，必要时，阻止反射光线到达探头）。5.3表面温度（tp点温度）
除了按环境温度设计的LED模块以外，LED模块的所有测试参数应出具额定性能温度t，下的报告。
测量到的温度应在土2.5C容差范围内。为了符合此要求，温度测试的结果应位于接受区间内。示例：当表面温度测量的不确定度为0.5℃（k=2），可接受区间为土2.0C。如果不确定度更大，接受区间需更小注1：温度计校准不确定度可以小至0.2℃，但在某些情况下，表面温度的测量加进了温度计表面热接触的部分，导致测量不确定度升至2.0℃。
注2：依据相关额定寿命的声称，LED模块额定性能温度可能不只一个数值。注3：一旦LED模块被安装进引擎或灯具，它的t，点可能接触不到，制造商或委托人可选择指明当前温度监测点以及给出这点温度和性能温度的关系，或者在样品上进行特殊的制备允许到达t点。应注意确保温度计及其外壳不干扰光测量的路径。表面温度测量的设备不应影响受试样品的热表现，同时确保受试样品表面和温度计之间有良好的热接触。5.4空气流动
试验时LED产品周围的空气运动会降低工作温度，使其光输出受到影响。引起空气运动的原因有气流、空调或测量设备上样品的移动。样品周围空气的运动速度应不超过0.25m“s-1。注1：积分球关闭时可以满足以上要求，除非球内安装风力空气温度控制，这种情况下要求特性的描述。关闭积分球时会造成样品表面的气流，因此必要时在关闭球后使样品稳定一会儿后再进行测量。注2：对于温度偏差非常灵敏的LED设备要求更低的气流速率（比如低于0.10m/s）。注3：分布光谱辐射计测试时，移动样品位置的气流速度无法满足上述要求时，需要进行相应的修正，5.5测量电压及测量电流
待测LED产品应工作在额定供电电压，或者额定供电电流（DC电流输人的LED模块）下。允差区间：AC电压RMS（均方根）士0.4%：DC电压士0.2%。对于DC电流输人的LED模块，DC电流士0.2%。为了符合此要求，测试结果应位于接受区间内，如果AC电压测量不确定度为0.2%，则接受区间为土0.2%
若额定供电电压指定为一个范围，测试电压应根据合适的产品标准来选定。AC伏特表和安培表的校准不确定度应小于或等于0.2%。DC伏特表和安培表的校准不确定度应小于或等于0.1%。AC功率计或者功率分析仪的校准不确定度应小于或等于0.5%。带宽至少为100kHz。当声称不具有显著高频组分（5kHz或者30kHz）时，允许采用较低带宽（分别为5kHz或者30kHz）
注1：LED产品中可能存在或者不存在显著高频组分（>5kHz）.取决于辅助机构（控制器，调光器等）的使用。对于能够产生显著高频组分的LED控制器，带宽为100kHz可能也未必足够，此时可选用满足这种特殊情况的功率分析仪（如1MHz带宽）。
所有供电电流的导线和连接头均应安全固定并且有足够低的阻抗。测试电路应符合相关的IEC灯标准。应采用4线测量方法。对于LED灯具，连接端为电压测量的参考点。测量功率消耗非常小的LED器件时，应当保证电压表或功率计的阻抗足够大以避免由电流泄漏缠身的误差。电压测量电路的内部阻抗应至少为1M2。
注2：某些DUT具有高阻抗，因此必要时需引人具有更高内部阻抗的测量设备DC功率的测量可以通过采用合适的设备直接获得或者从测得的电压和电流中得到。AC供电电源应有正弦电压波形。当连接DUT并接通时，供电网络（供电单元、导线和连接器）电压的总谐波失真GB/T36979—2018
（THD)应不超过1.5%。如果被测量DUT的功率因数高于0.9，则THD可超过1.5%但不应超过3%DC供电电压的AC组分（RMS值）不应超过DC电压的0.5%。5.6被测LED产品的工作姿态
除非另有指定，LED产品应工作在自由空气中，且位于灯头垂直朝上的工作姿态；当宣称该LED产品设计在某一特定姿态下使用时，在所有测试中该IED产品都应保持设计工作姿态。如若不能符合本要求，则应将测量校正至指定工作姿态下。LED模块如果其温度设置并维持在性能温度t下，则可以在任意姿态下工作。示例：
可采用辅助光度计方法校正光度测量，辅助光度计监视被测LED产品在某一固定方向的相对光强度。本方法中，用参考值与辅助光度计在各个不同工作姿态下的测量值的比值作为测量校正因子。参考值由光源处于指定工作姿态并达到稳定后辅助光度计的测量值来表示。辅助光度计与被测LED产品的相对位置关系在整个测试过程中保持不变，注1：一个灯具可通过线或者具有低热导率的支撑材料如聚四氟乙烯悬挂在空气中。任何测量，均应报告器件的工作姿态。注2：LED的发光过程并不会受到姿态的影响（相对于重力）。但是，LED灯和LED灯具的姿态变化会导致器件内LED热状态的改变，进而影响器件的光输出。5.7测量前的稳定
应在被测LED产品达到稳定状态后开始测量。当被测LED产品在至少15min内其光输出和电功率的最大读数和最小读数间的差异小于最小读数的0.5%时，认为其已经达到稳定。如若LED产品表现出较大的波动·且LED灯在45min或者LED灯具在150min内还未达到稳定状态，可以开始测量但同时应将观测到的波动加以记录。然而，如果读数并非随意波动，而是观测到测量值缓慢降低，此时只有当达到稳定标准时才可开始测量。6颜色测量设备
6.1积分球-光谱辐射计（光谱辐射计作为探测器）用于测量LED产品的总光谱辐射通量（单位：W·nm-1），并计算得到空间平均颜色参数，包括色品标，相关色温、显色指数等
积分球-光谱辐射计的组成包括：一积分球，可以由两个半球组合而成，用于反射和混合被测产品发出的光色，要求详见6.3；一光谱辐射仪及电参数测量仪及电源，用于接收及处理光色数据及输出结果，要求详见6.5。6.2分布光谱辐射计（光谱辐射计作为探测器）用于测量LED产品的空间光谱辐射照度或者空间光谱辐射强度，得到总光谱辐射通量、空间平均颜色参数以及空间颜色均匀性等参数。分布光谱辐射计由旋转工作台和光谱辐射计组成：旋转工作台夹持被测LED产品并按照一定的角度间隔转动样品或转动探测器来测量被测样品所发出的光的系统，要求详见6.4；一光谱辐射仪及电参数测量仪及电源，用于接收及处理光色数据及输出结果，要求详见6.5将光谱辐射计安装在旋转工作台上，在整个光束主要的覆盖空间区域内按照一定的角度间隔采集光辐射数据。
6.3积分球的要求
GB/T36979—2018
积分球内壁的涂层应当具备漫反射、高反射、无光谱选择性且没有荧光性，涂层的反射率宜大于90%。
积分球的尺寸应足够大以避免由于挡板以及被测LED产品本身导致的积分球响应分布不均勾而产生的较大误差，具体要求为：当被测LED产品安装在积分球中心时（4元法），被测LED产品的总表面积不应超过积分球内壁总面积的2%；当被测LED产品安装在积分球开口时（2元法），开口直径不应超过积分球直径的1/3。
当线型LED产品安装在积分球中心时（4元法），它的长轴应与探测器探头到积分球中心连线共轴，这样挡板的尺寸可以最小。
积分球内的光源固定装置以及辅助设备的尺寸应尽可能的小。所有积分球内的挡板连同受试设备的支撑结构都应尽可能的涂有高反射率的涂层。注：朝向探测器一边的挡板的反射率可以较低，涂层也可以与积分球一样。积分球系统应有足够的机械重复性，要求在开启和关闭积分球后的重复性应在土0.5%以内，且应纳人总不确定度计算中。
积分球系统（包括测量设备）在两次校准期间的响应度应具有足够高的稳定性，具体要求：除非积分球在每次使用前都校准过，否则积分球应在合适的时间间隔重新校准，以保证在校准间隔时间内，积分球系统的响应度漂移量低于0.5%。应采用与被测LED产品有相似光强分布的标准灯校准积分球系统（如全方向性或定向型）。标准灯与被测LED产品的光强分布差异应纳入不确定度计算中。积分球应配备有辅助灯以实施自吸收测量，辅助灯应可发射覆盖整个可见光波长范围的辐射。辅助灯也应该有挡板，使其直射光线不会照射到探测器口或被测样品。6.4分布光谱辐射计的旋转工作台要求分布光谱辐射计的旋转工作台的一般要求详见GB/T9468一2008，扫描角度范围应能覆盖整个LED产品发射光的角度，角度精度应在土0.5°以内，角度显示分辨率应为0.1°或更高。由于机械装置（如支承光源的灯臂）遮挡光源发射光的角度区域（称为死角）不应超过0.1sr（约10°半径的锥角），否则应予以校正。在测量过程中应保持被测LED产品的热平衡，LED产品的工作姿态变化以及位置的变化都会影响热平衡
注：反射镜中心的C型旋转工作台，被测LED产品要在大空间范围内运动，上下环境温差会影响热平衡，此时可对该位置变化产生的影响进行校正，并纳人不确定度评估中，可参照5.6采用与被测LED产品相对位置保持不变的辅助光度计进行校正。
应注意旋转工作台中的发射镜本身具有轻微的偏振性，所以在测量偏振光的LED产品的总光谱辐射通量时，会导致测量误差。因此测量这类LED产品，不宜使用带反射镜的分布光谱辐射计，有些反射镜型的分布光谱辐射计可以选择将探测器直接安装在转臂上，面对被测LED产品进行测量。应采取措施来避免分布光谱辐射计的机械结构或其他表面的一次或二次反射光进人光谱辐射计。如果LED产品在测量中的安装方位不同于标准工作方位，或者热平衡受到了影响，则应对测量结果进行校正，并纳人不确定度评估旋转工作台实现的测量距离应符合第7章中的相应要求。6.5光谱辐射计要求
积分球-光谱辐射计和分布光谱辐射计中的光谱辐射计应满足以下要求：7
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波长范围应至少覆盖380nm~780nm；一光谱辐射计的波长最大充许误差为士0.5nm；带宽（半峰全宽）以及扫描间隔应不大于5nm；一光谱辐射计应对辐射输人的每个可见光波长都有线性响应，非线性的影响应纳人不确定度考量中；
光谱辐射计内部的杂散光应纳人不确定度考量中积分球-光谱辐射计中的光谱辐射计人光口需经余弦校正，其f值应小于或等于15%。7指定方向的色度参数测量
LED产品指定方向的色度参数测量应使用分布光谱辐射计测量，计算获得角度解析的色品坐标u（0.9），u（0.p）、角度解析的相关色温Tc（0.）和角度解析的一般显色指数R（0.）和特殊显色指数R（，Φ）。如没有特别规定，则指定方位为LED产品的基准轴方向，即（9，）=（O，O)的方向。在测光暗室中，将被测LED产品夹持在分布光谱辐射计上，使LED产品处于规定的工作姿态，LED产品的光度中心处于分布光谱辐射计的旋转工作台的旋转中心。对于颜额色均勾分布的LED产品，测量可以在任何距离下进行。对于颜色分布不均匀的LED产品，除非另有指定，否则应将光谱辐射强度的测量距离作为颜色参数的测量距离。光谱辐射强度测量要求足够的测试距离，具体分析可参照附录A，对于常见的受试样品，其光谱辐射强度测试距离可参照如下：
受试样品的所有C平面配光形状近似余弦分布（光束角≥90）：≥5×D受试样品的某些C平面的光分布角度范围比余弦分布宽（光束角≥60°）：≥10×D；受试样品的光分布角度范围较窄，光强分布形状陡峭或严格的眩光控制：≥15XD；一受试样品的发光面之间存在较多不发光区域≥15×（D十S）。其中，D为受试样品的最大发光尺寸，S为两个相邻近的发光面之间的最大距离。8平均色度参数测量免费标准下载网bzxz
积分球-光谱辐射计方法
使用积分球-光谱辐射计测量LED产品的总光谱辐射通量，并根据CIE文件计算得到被测LED产品的平均色度参数。
注：使用积分球-光谱辐射计测量空间颜色不均匀性较大的LED产品时，可能会存在较大误差。积分球-光谱辐射计适用于空间颜色分布均匀或者漫透射的产品，比如带乳白罩壳的光源、带扩散板的灯具。积分球-光谱辐射计包括4元和2元两种测量几何。4元法适用于各种发光分布类型的LED产品。被测LED产品以规定的方位安装在积分球中心，如果可能的话，被测LED产品的安装应使落在挡板上的直射光最少。线性光源应使其基准轴与探头和积分球中心的连线共轴。使用放置在同一位置处的光谱辐射通量标准灯校准积分球。2元法只能用于具有半球或定向光分布且无后发射的LED产品，如图1所示。对于2元积分球，安装LED产品的孔径应小于1/3球直径。LED产品应安装于圆孔内侧，使产品前面的边缘和孔边缘平齐（或者可以略进人球内，确保所有出射的光线被包在球内）。开孔边缘和LED产品的间隙用内部为白色的表面覆盖，这样球与外界完全隔离开，使测试可以在普通环境照明的房间内进行，如图2a)所示。如果不便于隔离，可以将间隙保持散开，将积分球处于暗室内进行测试（或至少在开孔周围处置为暗室的环境），不能使外部的光线或反射光线进人球内，如图2b)所示。使受试的LED产品固定于球的支撑材料或结构不将LED产品的热量传导至球壁。应使用一块小挡板阻挡LED产品直射光谱辐射计取样8
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