米乐m6官方网站（以下简称“AIST”）物理测量标准研究部高级研究员上门健二、首席研究员木下健一、首席研究员中泽由里亮度标准灯泡。
使用照度计评估照明空间的舒适亮度。照度计（光传感器）是一种常见的测量仪器，内置于智能手机中，用于控制显示器的亮度。出于安全原因，2020年4月之后销售的新车必须配备自动车灯，以消除黄昏时开灯的需要。它配备了当环境照度低于 1000 勒克斯 (lx) 时自动打开头灯的功能。为了从汽车安全管理的角度正确使用照度计，可溯源至国家计量标准准确测量和管理照度（包括进行适当的校准）非常重要。
照度计的校准是由每个销售照度计的制造商和测试机构使用“光度标准灯泡”进行的，“光度标准灯泡”是根据国家测量标准进行可追溯校准的白炽灯泡。然而，全球范围内已不再生产白炽灯泡，发光强度标准灯泡的枯竭已成为一个问题。
AIST 和日亚化学工业株式会社开发了标准光谱 (CIE 标准光源 A)的光源（光源A标准LED）。光源A标准LED不仅满足校准照度计所需的光谱和照度值，而且通过适当稳定LED元件，可以将照明劣化抑制到发光强度标准灯泡的二十分之一左右。因此，我们可以期望延长现场标准光源的校准周期并提高测量精度。
该技术的详细信息将于 2024 年 8 月 16 日公布。测量
照明让我们无论白天黑夜都可以舒适地生活。使用照度计评估照明空间的舒适亮度。智能手机和汽车中还内置了简单的照度计，用于调暗显示屏亮度并控制灯光的开/关。照度是表示照射物体表面的光量的物理量，“最低照度”是根据工作内容和空间使用情况由法律规定的，“推荐照度”是由JIS规定的。照度计是特定测量仪器，它们作为重要且熟悉的测量仪器支撑着我们的生活。此外，正如近年来销售的汽车要求具有自动打开前灯的功能一样，预计照度计和照度传感器的市场规模将因利用光的自动化而持续增长。
要正确使用照度计，必须使用作为照度参考的标准光源进行校准。 “光强度标准灯泡”长期以来一直被用作标准光源，因为它们再现了定义的标准光谱，并且具有明确的测量距离起点。使用光度标准灯泡的亮度计校准系统已在工业界成功运行了很长时间。然而，随着全球白炽灯泡生产的停产，维护该校准系统变得困难。日本国家测量标准组织 AIST 收到了许多照度计制造商和测试机构的请求，要求开发一种能够再现光源 A 光谱并可用于照度计校准的新标准光源。
停止生产发光强度标准灯泡将阻碍整个照明和光传感器行业的发展，因此需要紧急解决方案。为了解决这个问题，AIST 和 Nichia Corporation 开始开发使用 LED 的标准光源。产业技术研究院制定了替代标准灯泡所需的重现光源A光谱的光源照度值等开发目标，并明确了改用LED的优点（改善照明劣化、易于操作等）。开发过程中，联合开发全向标准LED（2021 年 8 月 30 日 AIST 新闻稿)中获得的温度稳定技术和高精度评估技术等基础技术。日亚化学工业株式会社制作了再现光源A光谱的基于LED的标准光源原型，产业技术研究所根据国家计量标准对原型机的性能进行了评估，提供了生产反馈，并结合了日本化学工业技术研究所和日亚化学工业株式会社的技术优势，继续进行光源A标准LED的开发。
光源 与由玻璃灯泡构成的传统白炽灯泡的标准光源不同，标准 LED（图 1a）的结构设计即使掉落也不易破裂，并且不会弄脏发光表面。重现光源 A 光谱的 LED 元件安装在距离尖端最内侧的位置。许多市售的照明用白光LED使用荧光粉，以蓝色LED作为激发光，在黄色区域发光，因此它们的特点是蓝绿色和红色区域的强度较弱。这次实现的LED元件通过添加在蓝绿和红色区域发光的荧光体并通过优化每种荧光体的量来再现光源A的光谱（图1b）。光源 A 标准 LED 在 300 mA 的照明电流和 90 °C 的控制温度下工作，在 1 m 距离处的照度约为 180 lx。
图 1 (a) 光源 A 标准 LED 的外部视图，(b) 光谱
*数字引用或修改自原始论文中的数字。
在LED元件的散热板上贴有用于温度控制的热敏模块和铂电阻温度计，通过保持发光部分的温度恒定，我们实现了标准光源所需的照度稳定性（图2a：开启并稳定后15-20分钟的照度取100％，4年以上波动小于002％（1σ）小时）。我们还进行了环境温度测试，结果表明，参考温度为 23°C 时，照度随环境温度波动的变化小于 004%/°C（图 2b）。
图2 (a) 照度随照明时间的波动，(b) 照度随环境温度变化的波动
*数字引用或修改自原始论文中的数字。
图 3 显示了光源 A 标准 LED 的照明劣化测试结果。常规标准灯泡在点亮20小时左右后，照度值会下降04～05%，因此需要定期到上级校准机构重新校准，例如每点亮20小时后。通过对组装前安装的 LED 元件进行适当的稳定处理（通过大于点灯电流值的电流值的衰退测试），光源 A 标准 LED 能够将照明劣化抑制约 002%/20 小时（约 400 小时劣化测试结果的平均值），约为传统发光强度标准灯泡的 1/20。低光衰的特性不仅使制造商和测试机构比传统的发光强度标准灯泡可以采取更长的校准周期，而且还导致了作为SI基本单位之一的发光强度的不确定度的改善。
图3 发光强度标准灯泡与光源A标准LED的照明劣化比较
*数字引用或修改自原始论文中的数字。
此外，AIST 通过比较使用光源 A 标准 LED 作为标准光源和使用光度标准灯泡时的校准结果，验证了多种市售照度计的有效性，并表明两种校准结果在重复校准的再现性范围内一致。然后我们利用我们拥有的10多个型号的照度计的评估数据，分析了由于光源A标准LED的光谱与光源A不完全匹配而导致的误差。根据我们的分析结果，我们建立了一种分析照度计特性的方法（该方法可能会产生较大误差），以及一种将误差最小化的校正方法。通过一系列分析，我们证明光源 A 标准 LED 可以替代光度标准灯泡。
光源 Nichia Corporation 销售的标准 LED 有助于维护照度计的校准系统。此外，我们还将继续扩大A光源标准LED可校准的照度范围，提高光谱匹配程度，旨在进一步改善光谱匹配带来的误差。产业技术研究院将继续开发精密分光测量技术，以实现使用A光源标准LED的发光强度和照度单位，以改善发光强度的不确定度。
已出版的杂志：测量
论文标题：基于 LED 的标准光源提供 CIE 标准光源 A 用于替代白炽标准灯
作者：Kenji Godo、Kenichi Kinoshita、Yuri Nakazawa、Kohei Ishida、Ai Fujiki、Mako Nikai、Yumiko Niimi、Hideki Teranishi、Tetsuya Nishioka
DOI：101016/jmeasurement2024115479