DIN 5032-9-2015 Photometry - Part 9 Measurement of the photometric quantities of incoherent emitting semiconductor light sources《光度测定 第9部分 非相干发射的半导体光源的光度量的测量》.pdf

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1、Januar 2015DEUTSCHE NORMDIN-Normenausschuss Lichttechnik (FNL)Preisgruppe 18DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 17.180.20; 29.140.99!%=gE“2266834www.din.deDDIN

2、5032-9Lichtmessung Teil 9: Messung der lichttechnischen Gren von inkohrentstrahlenden HalbleiterlichtquellenPhotometry Part 9: Measurement of the photometric quantities of incoherent emitting semiconductorlight sourcesPhotomtrie Partie 9: Mesurage des grandeurs photomtriques des semi-conducteur sour

3、ceslumineuses mettant une lumire incohrenteAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 43 SeitenDIN 5032-9:2015-01 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich .4 2 Normative Verweisungen 4 3 Begriffe .5 3.1 Allgemeine Begriffe .5 3.2 Bemessungsbedingungen

4、 und Bemessungsmerkmale 8 3.3 Elektrische Eigenschaften und Gren 9 3.4 Thermische Eigenschaften und Gren 11 3.5 Geometrische Eigenschaften und Gren . 14 3.6 Optische Gren . 17 3.7 Alterungsverhalten . 22 4 Spezielle Gren fr Halbleiterlichtquellen . 23 4.1 Allgemeines . 23 4.2 (O)LED-Messgeometrien 2

5、3 4.2.1 Allgemeines . 23 4.2.2 Dem Messobjekt beigeordnetes Koordinatensystem . 24 4.2.3 Flchendefinitionen bei (O)LED 25 4.2.4 Leuchtdichteverteilung 27 4.3 Photometrische Gren . 27 4.3.1 Gemittelte LED-Messgren 27 4.4 Farbmetrische Kenngren . 29 4.4.1 Farbort . 29 4.4.2 hnlichste Farbtemperatur cp

6、T und Zuordnungsabstand cpd 845-03-50 . 29 4.4.3 Dominante Wellenlnge und Farbreinheit 29 5 Messverfahren . 29 5.1 Allgemeines . 29 5.2 Messsysteme fr Integrale von Verteilungen 31 5.2.1 Spektral bewertende Messsysteme 31 5.2.2 Flchenintegrierende Messsysteme . 32 5.2.3 Richtungsintegrierende Messsy

7、steme . 32 5.3 Anforderungen an die elektrische Stromversorgung . 34 5.4 Puls-Dauermessung . 34 5.4.1 Allgemeines . 34 5.4.2 Korrelation zwischen Puls- und Dauerbetrieb . 34 5.4.3 Bestimmung der Werte von Bemessungsgren . 34 5.5 Modulation . 35 5.6 Rckfhrung 35 5.6.1 Rckfhrung durch Kalibrierung 35

8、5.6.2 Rckfhrung durch Prfung 35 5.6.3 Intrinsische Normale 36 5.6.4 Photometrische Normale . 36 5.6.5 Validierung und Qualifizierung 37 5.7 Kenngren fr Leuchten mit Halbleiterlichtquellen 37 5.7.1 Allgemeines . 37 5.7.2 Lichtausbeute verschiedener Halbleiterlichtquellen 38 5.7.3 Bestimmung des Nennl

9、ichtstroms von (O)LED-Leuchten . 38 Anhang A (informativ) Kontinuierlicher und Pulsbetrieb 39 Literaturhinweise . 43 DIN 5032-9:2015-01 3 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Arbeitsausschuss NA 058-00-03 AA Photometrie“ des DIN-Normenausschusses Lichttechnik (FNL) erarbeitet. Es wird auf die Mglichkei

10、t hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokumentes Patentrechte berhren knnen. Das DIN ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Die Normenreihe DIN 5032 Lichtmessung besteht aus folgenden Teilen: Teil 1: Photometrische Verfahren Teil 2: Betrieb e

11、lektrischer Lampen und Messung der zugehrigen Gren Teil 3: Mebedingungen fr Gasleuchten Teil 4: Messungen an Leuchten Teil 7: Klasseneinteilung von Beleuchtungsstrke- und Leuchtdichtemegerten Teil 8: Datenblatt fr Beleuchtungsstrkemegerte Teil 9: Messung der lichttechnischen Gren von inkohrent strah

12、lenden Halbleiterlichtquellen DIN 5032-9:2015-01 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt fr optische Messungen an Halbleiterlichtquellen soweit diese inkohrente optische Strahlung emittieren. Halbleiterlichtquellen im Sinne dieser Norm sind einzelne Leuchtdioden (Licht emittierende Dioden) der Arten L

13、ED (anorganisch) und OLED (organisch) sowie Kombinationen aus mehreren Objekten derselben Art in verschiedenen zwei- oder dreidimensionalen Strukturen, die hier als Arrays, Cluster, Module, Lampen und Leuchten unterschieden und namentlich festgelegt werden. Insbesondere werden die geometrischen Anor

14、dnungen, die elektrischen und thermischen Betriebs-bedingungen und die Messung der Werte von photometrischen, farbmetrischen und spektralradiometrischen Gren behandelt. In dieser Norm werden darber hinaus neue Messgren und zugehrende Mess-verfahren definiert mit denen die besonderen Eigenschaften de

15、r Halbleiterlichtquellen beschrieben und die eingeschrnkten Messmglichkeiten bei ihrer Herstellung bercksichtigt werden. Diese Norm befasst sich nicht mit Halbleiterstrahlern fr kohrente optische Strahlung (Laser) und auch nicht mit Grenzwerten zur Bewertung der Strahlungssicherheit. Sie kann und so

16、ll aber verwendet werden soweit der Betrieb, die Ausrichtung und allgemein die Messverfahren fr die Werte optischer Eigenschaften betroffen sind.1)Diese Norm gilt nicht fr die mit Hilfe von Halbleiterlichtquellen erzeugte Beleuchtung. Die Eigenschaften von Halbleiterlichtquellen unterscheiden sich w

17、eitgehend von denen der Glh-, Halogen- und Entladungslampen. Ihr Betrieb und die Messung ihrer optischen Eigenschaften erfordert es, zustzliche Begriffe zu definieren und besondere Messbedingungen und Messgren anzugeben. Diese Ergnzungen und ihre Abgrenzung zu bestehenden Angaben und Festlegungen we

18、rden in dieser Norm angegeben. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt

19、 die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 5032-1:1999, Lichtmessung Teil 1: Photometrische Verfahren DIN 5032-7, Lichtmessung Teil 7: Klasseneinteilung von Beleuchtungsstrke- und Leuchtdichte-megerten DIN EN 13032-1:2012-06, Licht und Beleuchtung Mess

20、ung und Darstellung photometrischer Daten von Lampen und Leuchten Teil 1: Messung und Datenformat; Deutsche Fassung EN 13032-1:2004+A1:2012 DIN EN ISO/IEC 17025, Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz von Prf- und Kalibrierlaboratorien CIE 13.3, Verfahren zur Messung und Kennzeichnung der Farbwie

21、dergabe-Eigenschaften von Lichtquelle2)CIE S 017; CIE ILV:2011, Internationales Wrterbuch der Lichttechnik2)1) Die Lampensicherheitsnorm DIN EN 62471(VDE 0837-471):2009-03: Photobiologische Sicherheit von Lampen und Lampensystemen“ soll auf LEDs angewandt werden, um sie definierten Risikogruppen zuz

22、uordnen. Ausnahmen sind LEDs fr Lichtwellenleiterkommunikationssysteme und fr Freiraumbertragung (LEDs im infraroten Wellenlngenbereich), die zur Zeit der Drucklegung dieser Norm zustzlich nach der Lasersicherheitsnorm DIN EN 60825-1 (VDE 0837-1):2008: Sicherheit von Lasereinrichtungen Teil 1: Klass

23、ifizierung von Anlagen und Anforderungen“ klassifiziert werden mssen. 2) Zu beziehen ber die CIE Internationale Beleuchtungskommission. DIN 5032-9:2015-01 5 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach CIE S 017; CIE ILV:2011 und die folgenden Begriffe. 3.1 Allgemeine Begrif

24、fe 3.1.1 Halbleiterlichtquelle unabhngig von weiteren Bauteilen fr mechanischen Einbau, elektrische Versorgung oder Khlung betrachtete LED-Lichtquelle oder OLED-Lichtquelle Anmerkung 1 zum Begriff: Im Folgenden wird auch die in der Praxis gelufige Bezeichnung (O)LED“ verwendet. Die spezifischen Beze

25、ichnungen LED und OLED werden vorgezogen, wenn Unterschiede der Eigenschaften von LEDs und OLEDs wesentlich sind oder hervorgehoben werden sollen. Anmerkung 2 zum Begriff: Hufig wird statt Halbleiterlichtquelle die weiter gefasste Bezeichnung Halbleiterstrahler verwendet. Sie bezieht Strahlungsquell

26、en fr kohrente Strahlung und fr Strahlung auerhalb des sichtbaren Spektralbereiches (Licht) mit ein und ist daher in dieser Norm unangemessen. 3.1.1.1 LED-Lichtquelle einzelne LED oder Kombination aus mehreren LEDs BEISPIEL LED-Array ohne weitere mechanisch, elektronisch oder thermisch wirksame Baut

27、eile fr Einbau, Versorgung oder Khlung 3.1.1.1.1 anorganische Licht emittierende Diode LED Leuchtdiode Einzelhalbleiterbauelement mit einem PN-bergang, das durch Anregung mit einem elektrischen Strom eine inkohrente optische Strahlung aussendet und das nicht in getrennte funktionsfhige Komponenten z

28、erlegt werden kann BEISPIEL 1 Surface Mounted Technology (SMT) -Leuchtdioden BEISPIEL 2 5 mm Radial-Leuchtdioden Anmerkung 1 zum Begriff: Eine (diskrete) LED enthlt mindestens einen oder mehrere LED-Chip(s). Anmerkung 2 zum Begriff: Eine LED ist mit elektrischen Kontakten versehen, die auch der mech

29、anischen Befestigung dienen knnen. Anmerkung 3 zum Begriff: Eine LED kann in der Regel nicht ohne Zwischenschalten weiterer elektronischer Bauelemente (z. B. eines Betriebsgerts) direkt an das Stromversorgungsnetz angeschlossen werden. Anmerkung 4 zum Begriff: Die optischen Eigenschaften von diskret

30、en LEDs werden im Wesentlichen vom Strom durch den PN-bergang bestimmt. Daher werden diskrete LEDs in der Regel mit konstanter oder gepulster Stromversorgung betrieben. QUELLE: IEV 521-04-02 und IEV 845-04-40 modifiziert Begriffe wurden kombiniert 3.1.1.1.2 LED-Chip Halbleiterchip mit mindestens ein

31、em PN-bergang, der durch Anregung mit einem elektrischen Strom eine inkohrente optische Strahlung berwiegend im sichtbaren Bereich (Licht) aussendet DIN 5032-9:2015-01 6 Anmerkung 1 zum Begriff: Der Chip beinhaltet neben dem PN bergang auch dessen Trger und schliet die mgliche Bedeckung mit einem Le

32、uchtstoff ein. Anmerkung 2 zum Begriff: Im thermischen Regime muss bei schnellen Temperaturnderungen zwischen den Temperaturen des PN-bergangs, seines Trgers und des Leuchtstoffes unterschieden werden. 3.1.1.2 OLED-Lichtquelle einzelne OLED-Kachel oder Kombination aus mehreren OLED-Kacheln BEISPIEL

33、OLED-Cluster ohne weitere mechanisch, elektronisch oder thermisch wirksame Bauteile fr Einbau, Versorgung oder Khlung. 3.1.1.2.1 organische Licht emittierende Diode OLED flchiges Halbleiterbauteil, welches bei Anregung durch einen elektrischen Strom Licht emittiert und aus mindestens einer funktiona

34、len organischen Schicht besteht, die zwischen zwei Elektroden eingebettet ist, davon mindestens eine transparent Anmerkung 1 zum Begriff: Diese Definition ist unabhngig vom Vorhandensein von Gehuse und Anschlssen, vom Material des Trgersubstrats und von optischen Einrichtungen (z. B. zur Auskoppelun

35、g oder zur Konvertierung der Strahlung). Meist werden aber Trgersubstrat, Verkapselung und optionale Elemente zur Verbesserung der Lichtauskopplung dazugerechnet. 3.1.1.2.2 OLED-Stack innerer Teil einer OLED, in dem das Licht erzeugt wird Anmerkung 1 zum Begriff: Ein OLED-Stack besteht aus bereinand

36、er liegenden groflchigen Schichten, deren beide ueren an die Stromversorgung anzuschlieen sind und von denen wenigstens eine transparent ist 3.1.1.2.3 OLED-Kachel kleinste, mechanisch nicht weiter zerlegbare, Licht emittierende Einheit einer OLED-Lichtquelle Anmerkung 1 zum Begriff: Die OLED Kachel

37、kann aus mehreren OLED Segmenten bestehen. Sind mehrere OLED Segmente vorhanden, so kann die OLED Kachel zu deren getrennter elektrischen Versorgung mehrere Kontakte besitzen. Anmerkung 2 zum Begriff: Die Stromzufhrung bei OLEDs (insbesondere bei der transparenten Schicht) fhrt zu Verlusten, die dur

38、ch Aufteilung in OLED-Segmente und OLED-Zellen verringert werden knnen. 3.1.1.2.4 OLED-Zelle Licht emittierende Flche eines OLED-Segmentes, die nicht durch Stromzufhrungen strukturiert wird Anmerkung 1 zum Begriff: Alle OLED-Zellen eines OLED-Segmentes werden elektrisch gemeinsam versorgt. 3.1.1.3 L

39、ED-Segment OLED-Segment Teil einer OLED-Kachel oder Teil eines LED-Moduls aus LED-Chips Anmerkung 1 zum Begriff: Segmente werden gelegentlich durch separate Stromkreise versorgt. Bei OLEDs kann dieser Flchenanteil durch nichtleuchtende Bereiche (Stromzufhrungen) erkennbar in OLED-Zellen unterteilt s

40、ein. 3.1.1.4 LED-Modul OLED-Modul eine oder mehrere LED- oder OLED-Lichtquellen enthaltende Einheit, die zustzlich optisch wirksame Bestandteile beinhalten kann und neben elektrischen auch thermische Anschlsse bereitstellt DIN 5032-9:2015-01 7 BEISPIEL Thermische Anschlsse sind Flchen zum Anschluss

41、an einen Khlkrper. Anmerkung 1 zum Begriff: Die Ausfhrungsformen von Modulen knnen hinsichtlich ihrer elektrischen Betriebsbedingungen unterschieden werden. Angaben ber zulssige Betriebsbedingungen stellt der Hersteller zur Verfgung. Anmerkung 2 zum Begriff: Module knnen in standardisierter oder nic

42、ht-standardisierter Ausfhrung vorliegen. 3.1.1.4.1 LED-Modul mit eingebautem Betriebsgert OLED-Modul mit eingebautem Betriebsgert Modul mit zustzlich zu den Halbleiterlichtquellen beinhalteten elektronischen Bauteilen, die den direkten oder indirekten Anschluss an das elektrische Stromversorgungsnet

43、z erlauben Anmerkung 1 zum Begriff: Direkter Anschluss“ bedeutet die Verbindung des Moduls mit dem Stromversorgungsnetz ohne Zwischenschaltung weiterer, zum Betrieb erforderlicher elektronischer Bauelemente. Anmerkung 2 zum Begriff: Bei einem indirekten Anschluss“ des Moduls befindet sich zwischen d

44、em Modul und dem Stromversorgungsnetz mindestens ein weiteres Betriebsgert, das zum Betrieb des Moduls erforderlich ist Anmerkung 3 zum Begriff: Die Stromversorgung kann aus Gleichspannungen bis 250 V oder Wechselspannungen bis 1 000 V mit Frequenzen von 50 Hz oder 60 Hz bestehen. 3.1.1.4.2 LED-Modu

45、l ohne eingebautes Betriebsgert OLED-Modul ohne eingebautes Betriebsgert Modul, das ohne die Zwischenschaltung von Betriebsgerten direkt an das Stromversorgungsnetz angeschlossen werden kann BEISPIEL LED-Chip Anordnungen, bei denen die Chips innerhalb des Moduls so verschaltet sind, dass sie ohne we

46、itere Betriebsgerte an das Stromversorgungsnetz angeschlossen werden knnen. 3.1.2 LED-Lampe OLED-Lampe Elektrolumineszenz-Lampe gem IEV 845-07-49 mit LED- oder OLED-Lichtquelle Anmerkung 1 zum Begriff: Eine LED-Lampe enthlt in der Regel ein eingebautes Betriebsgert und ist mit einem standardisierten

47、 Sockel direkt an das Stromversorgungsnetz anschliebar. Anmerkung 2 zum Begriff: Eine (O)LED-Lampe ist ein (O)LED-Modul mit standardisiertem Sockel und eingebautem Betriebsgert und kann direkt an das Stromversorgungsnetz angeschlossen werden. 3.1.3 LED-Leuchte OLED-Leuchte Leuchte gem IEV 845-10-01,

48、 die mit Halbleiterlichtquellen bestckt wird Anmerkung 1 zum Begriff: (O)LED-Leuchten knnen Bestandteil des thermischen Managements der (O)LED-Lichtquellen sein. In diesem Fall wird die Lichtausbeute und Effizienz der (O)LED-Lichtquellen auch von der Leuchte beeinflusst. Anmerkung 2 zum Begriff: (O)

49、LED-Leuchten knnen Betriebsgerte zum Betrieb standardisierter oder nicht-standardisierter (O)LED-Module beinhalten. 3.1.3.1 LED-Leuchte mit wechselbaren LED-Lichtquellen OLED-Leuchte mit wechselbaren OLED-Lichtquellen Leuchte, die wechselbare (O)LED-Lichtquellen in standardisierter oder nicht-standardisierter Ausfhrung aufnimmt DIN 5032-9:2015-01 8 Anmerkung 1 zum Begr