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相比力傳统的卤素燈和氙气燈，LED具备独到的上風，如寿命长，發光效力高，相應速率快，體积小，設 计可塑性强等。近几年来，LED已逐步被利用在汽車前照燈中，特别是在高端車型中。但是，與傳统光源比拟， LED車燈也有必需斟酌的怪异問题，光色機能即是此中一個首要方面。因為其自己發光特征和温度影响，LED 車燈极易呈現色彩漂移和空間色彩不平均的征象，這些征象不但仅會影响全部車體的外观，也會带来平安 隐患。本文将重點阐發LED車燈的特征和不良光色機能的成因，先容相干尺度中對車燈光色機能的请求，
并探究LED車燈光色機能的丈量方案。
關头词：LED車燈，空間色彩不平均性，相干尺度，丈量方案。
LatestStandardandMeasurementTechnologiesonTheSpatialColorNonuniformityofLEDAutoLamps
Yan Huang'shengu¹ZhjunGuo²Jiangen Pan²
1EVERFINE Institute of Optoelectronics
2EVERFINE Photo-E-Info Co., Ltd.
Abstract
In comparison with conventional lamps such as Halogen Lamp and High Intensity Discharge,LED has the unusual strengths with long lifetime, high eficiency, fast response, small size, high plasticity and so on.In the last few years, LED applied for auto headlamps in gradually and especially for luxury autos.However, the compare between LED lamps and conventional lamps, LED also has the unusual problem to consider. The photochromic performance is an important part of them.Due to the spccial characteristics of luminesence and temperture influence, LED auto lamp casiliy to appear the spactial color nonuniformity and color drif. These apperances not only bring the satety problem ,but also influence the auto apperance.
This paper will major introduce the spatial color distribution of LED characterstics, and analyze the reasons of poor photochromic performance. The color specification requirements of LED auto lamps will be introduced in relatived standards and discuss the measurement methods of LED color performance.
Keywords: LED auto lamps, spatial color nonuniformity,mlb戰績, relevant standards, measurement solutions.
1.媒介
LED是一種将電能直接转化為光能的半导體器件，初期在車仪表等批示燈上得到開端利用，跟着LED技能 的突飞大進，LED已遍及利用于汽車仪表背照明、操作開關、顶燈、浏览燈、門锁燈等車内照明上。比年来， 特别在部門高端車型中，LED已逐步被利用到汽車前照燈中，如初次利用LED作為大燈的雷克萨斯的 LS600h/LS600hL車型，奥迪R8等。跟着LED本钱的低落和技能的成长， 一些中端型汽車也渐渐采纳LED作為 車前大燈的照明装配。
與傳统光源比拟，LED具备较多上風，比方，寿命长，今朝LED的声称寿命达上万小時乃至更高，象征着 在整車的設計寿射中LED元件都不必要改换，比拟之下，氙气燈的寿命仅為3000小時摆布，而卤素燈的寿命 则更短；LED抗震性强，不容易破裂，可以或许很好的合适各類情况；另外一個LED的庞大上風在于LED元件體积小， 紧凑便于安插和造型設計減肥茶, ，可以极大知足汽車廠商在設計上的需求，冲破曩昔燈光體系對造型立异的束厄局促， 令人們可以具有更具备立异的汽車產物。
2.前照燈的相干尺度
國際上汽車燈光尺度重要有两大體系， 一是欧洲的ECE系统，另外一個是美國的SAE系统，今朝我國的汽 車燈光尺度以ECE系统作為参照。
尺度中，除對前照燈的配光機能提出了明白過细的请求外，也對車燈的色彩等提出了请求。比力典范 的是在GB25991-2010《汽車用LED前照燈》的尺度中，對光色有以下划定：LED前照燈的光色應為白色。在 显色性方面，尺度请求LED红光成份在全部可见光范畴内的含量要知足大于即是0.05,值得注重的是，丈量 應在最少两個標的目的长進行，即近光50V和远光HV點长進行丈量。
此外，SAE尺度對赤色，黄色，蓝色、白色等燈光的色品坐標也有着严酷的划定，必需落鄙人图所示的區 域范畴内。現實上，利用LED作為光源的汽車前照燈极易呈現光色漂移和空間色彩不平均的征象，要包管 色品坐標彻底落在所请求的范畴内，空間色彩的丈量犹如空間光度散布丈量同样需要。[1,2]
图1色品图上响應的區域范畴
若是節制不妥，空間色彩不平均不但仅會影响全部車體的外观，并且會带来平安隐患。空間色彩不平均 是指光源或燈具在空間各個標的目的上所發出的光色彩纷歧致的征象，司機在不平均的光色中驾驶會有不恬静感。
3.LED車燈的空間色彩不平均性問题
因為LED分歧于一些傳统的燈源，這讓LED的產物评估和相干技能質量檢测成為核心，特别是LED燈源 存在空間色彩不平均性的問题。
图2 LED光學設計结果(左)和LED現實照明结果(右)
LED在内的新型光源和燈具的發光特征與傳统光源的燈具常常存在较大的差别，與傳统照明產物分歧，LED 產物常常是总體化設計且必需举行二次配光，對付照明經常使用的白光LED,常利用蓝光LED和黄绿色荧光粉获得 白光。在某颗LED芯片上方的荧光粉因為工艺的限定散布其實不平均，這将致使在分歧的出光標的目的上蓝光和黄 绿光的夹杂比例產生变革，進而致使LED芯片的空間色彩散布不平均。另有一種致使缘由是由多颗RGB LED 燈珠構成而發生的白光，因為每颗燈珠每發生色彩等差别，也城市發生色彩不平均性問题。
更首要的是，LED對热十分敏感，在高温下LED的光输出和色彩城市產生较大变革，如图3所示。在密闭的車 燈情况中，不但LED光源总體的温度會比力高，并且受散热布局的影响，在分歧區位的LED所處的温度也纷歧样， 這進一步加重了LED車燈的空間色彩不平均征象。
图3 LED随温度產生色彩不平均性变革
钻研發明LED的空間色彩不平均及局部亮渡過高易發生眩光等征象，會影响燈具產物的外观，乃至在照 明中存在平安隐患。以是LED的空間色彩不平均性遭到遍及的存眷，今朝在很多平凡照明用LED尺度中[1,2], 均请求周全考查LED的空間色彩不平均性，LED的空間色彩散布機能愈来愈获得存眷和器重。對車燈的色彩均 匀性请求固然没有平凡照明的高，但現有車燈尺度中仅以两點来丈量评價LED車燈的色彩機能可能存在不足。
4.LED車燈的丈量方案探究與测試成果阐發
平凡照明用LED的空間色彩丈量方案已比力成熟， 一般采纳散布光谱辐射计来實現。散布光谱辐射计 一般由散布光度计和光谱辐射计组合而成，光谱辐射计收集空間各標的目的上的光旌旗燈号，并丈量阐發出色彩参数， 如色坐標、色温、显色指数等。北美IES LM-79和中國GB/T24疏通劑，824尺度中都有较為具體對空間色彩平均性测 量的划定，為進一步實現该丈量的國際尺度化，國際照明委员會(CIE)建立了TC2-74“光辐射源的空間光谱 辐射度學”的技能委员會，今朝该TC的事情希望顺遂，有望在2014年末完成草案初稿。
LED車燈的空間色彩丈量可参考平凡照明光源或燈具的丈量法子，采纳散布光谱辐射计举行丈量與阐發。 散布光谱辐射计一般由散布光度计和高精度快速光谱辐射计構成。對付車燈测試而言，散布光度计一般采纳 高精度A-a散布光度计，图4所示為典范的高精度A-a空間光谱辐射丈量的解决方案，散布光度计的转角精度 為±0.01°。而對光谱辐射计的機能有较高请求；
1) 丈量速率请求高，太长的丈量速率會增长時候本钱；
2) 丈量精度请求高，光谱辐射丈量相干的IES LM-58-13最新版本于2013年末推出，對光谱辐射计的带宽、 杂散光等機能均具备严酷的划定，并请求杂散光的数目级小于10'的范畴内。
3) 较宽的線性動态范畴，特别是丈量產物種類丰硕、產物更新换代快的环境下，只有足够宽的線性動态范 围，才能知足各種LED車燈的丈量需求，如LED前照燈、刹車燈和旌旗燈号燈等。
除装备上的方案外，現實的色彩散布丈量法子也十分首要。CIE TC2-74钻研的重要包含：丈量間隔、扫 描方法和采样距離简直定等内容[4],今朝已有大量钻研功效出台[5,6],這些功效均可以直策應用到LED車燈 的空間色彩平均性丈量中。
图 4 車燈丈量用散布光度计(左)和高精度快速光谱辐射计(右)
LED車燈的空間色彩散布實测成果
為比力LED車燈的現實機能，拔取LED車前照燈和傳统的氙气前照燈，在上述的散布光谱辐射计长進行 丈量。按照實测成果，LED車燈和傳统的氙气燈的色温散布图有很大的區分， 一般氙气車燈的色温差在200K 摆布，而LED車燈色温差则可到达1500K以上。
5.总结
跟着LED車燈的利用趋向的到来，LED的空間色彩不平均性問题已不容轻忽。從测試的成果中，咱們可以 看到LED車燈空間色温散布存在较大差别，具备较為较着的空間色彩不平均性征象，這些征象會给LED車燈 在現實利用中带来影响，于此同時，空間色彩不平均性的丈量也必要引發人們的注重與器重。本文中所先容 的光色空間散布丈量法子和丈量装备结構可以或许周全评價車燈的光度和色度機能，還可觉得LED車燈供给更 正确的数据，為往後的LED車燈的钻研與推行利用有首要意义。
参考文献
[1]SAEJ578-2002 Color Specification
[2] ECE Regualtion NO.112 Unform provisions con通馬桶工具推薦,cerning the approval of motor vehicle headlamps emitting an asy妹妹eterical pssing beam or driving beam or both and equipped with filament lamps
[3]IES LM-79 Electrical and Photometric Measurements of Solid-State Lighting Products
[4] CIE Technical Report TC2-74 Goniospectroradiometry of Optical Radiation Sources Draft 2.0
[5] Jiangen Pan,Sheng Li,Songyuan Ceng,Wangyang Zhang,Distance Dependence in Spatial Chromaticity Measurement, Proceeding of CIE 2012”Lighting Quality and Energy Efficiency”,Hangzhou 2012,426-432(2012).
[6] Sheng Li,Cong Chen,Qian Li, Jiangen Pan, A Novel Continuous Scanning Method for Goniospectroradiometry,
CIE X036-2014 |
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發表於 2023-11-29 16:19:14
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