Messtechnische Bewertung weißer LED-Leuchten

Since LEDs (Light Emitting Diode) become more and more important in general lighting, there is a growing demand for a thorough characterization of modern lamps and luminaires. Therefore, new measurement and presentation methods as well as technical key figures need to be developed. This thesis deals with the gonio-spectroradiometric measurement of the angular dependent spectral power distribution of phosphor-converted white LED luminaires. These luminaires show significant angular dependent colour shifts. The chosen measuring distance between the device under test and the spectroradiometer allows the display of the spectral behavior of the luminaires in far-field. Colour shifts on illuminated surfaces in real-life applications can be understood. For the evaluation of angular dependent colour shifts, threshold and tolerance values of previous research have been summarized and compared to the threshold values of current standardization for LED luminaires. Hence, application-specific threshold values for the object of study were derived. In order to present and evaluate the homogeneity of the spatial colour distribution, a two-dimensional Cartesian diagram is recommended which shows the maximal colour distance relating to the main beam direction depending on the spherical distance further allowing a spatial comprehension of the maximal colour distance. This diagram should be part of the technical datasheets of LED luminaires. Mit dem Einzug der LED (engl. Light Emitting Diode) in die Allgemeinbeleuchtung wächst der Bedarf an einer vollständigen Charakterisierung moderner Lampen und Leuchten. Dies erfordert die Entwicklung neuer Mess- und Darstellungsmethoden sowie die Ableitung geeigneter Kennzahlen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird die winkelabhängige spektrale Verteilung von weißen leuchtstoffkonvertierten LED-Leuchten gonio-spektralradiometrisch gemessen, da sich bei LED-Leuchten zum Teil starke winkelabhängige Farbunterschiede zeigen. Durch den gewählten Messabstand zwischen Testobjekt und Spektralradiometer kann das spektrale Verhalten der Leuchten im Fernfeld abgebildet werden. Die Farbverläufe auf beleuchteten Flächen in der realen Anwendung lassen sich dadurch nachvollziehen. Zur Bewertung der winkelabhängigen Farbunterschiede werden Schwellen- und Toleranzwerte bisheriger Forschungsarbeiten zusammengefasst und mit den Schwellenwerten der aktuellen Normung für LED-Leuchten verglichen. Daraus werden anwendungsspezifische Schwellenwerte für den Untersuchungsgegenstand dieser Arbeit abgeleitet. Zur Darstellung und Bewertung der Homogenität der Farbverteilung wird ein zweidimensionales kartesisches Diagramm empfohlen, das den maximalen Farbabstand in Bezug zur Hauptausstrahlrichtung in Abhängigkeit des sphärischen Abstands abbildet und somit eine Zuordnung des maximalen Farbabstands im Raum ermöglicht. Eine Ergänzung technischer Datenblätter von LED-Leuchten um dieses Diagramm wäre denkbar.