led知識
一、 LED 的優(yōu)點
(1)高節(jié)能
節(jié)能能源無污染即為環(huán)保。直流驅(qū)動,超低功耗(單管0.03~0.06W)電光功率轉(zhuǎn)換接近100%,相同照明效果比傳統(tǒng)光源
節(jié)能80%以上。
(2)壽命長
LED 光源也被稱為長壽燈,意為永不熄滅的燈。 LED 光源為固體冷光源,用環(huán)氧樹脂封裝,燈體內(nèi)也沒有松動的部分,
不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點,使用壽命可達(dá)6萬~10萬小時,比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上。
(3)多變幻
LED 光源可利用紅、綠、藍(lán)三基色原理,在計算機技術(shù)控制下使三種顏色具有256級灰度并任意混合,即可產(chǎn)生
256x256x256=16777216種顏色,形成不同光色的組合變化多樣,可實現(xiàn)豐富多彩的動態(tài)變化效果及各種圖像。
(4)利環(huán)保
LED 光源的環(huán)保效果更佳。光譜中沒有紫外線和紅外線,既沒有熱量,也沒有輻射,眩光小,而且廢棄物可回收,
沒有污染,不含汞元素;冷光源,可以安全觸摸,屬于典型的綠色照明光源
(5)高新尖
與傳統(tǒng)光源單調(diào)的發(fā)光效果相比, LED 光源是低壓微電子產(chǎn)品,其成功融合了計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)、
嵌入式控制技術(shù)等,所以也是數(shù)字信息化產(chǎn)品,是半導(dǎo)體光電器件"高新尖"技術(shù),具有在線編程、無限升級、靈活多變的特
點。
(6)體積小
LED 基本上是塊很小的芯片被封裝在環(huán)氧樹脂里,所以它非常小、非常輕。
(7)高亮度、低熱量
LED 光源比 HID 或白熾燈的熱輻射更小。
二、 led知識,LED 光參數(shù)介紹
LED 光學(xué)參數(shù)中重要的幾個方面就是:光通量、光照度、發(fā)光強度、發(fā)光效率、光強分布、光亮度、顯色性、色溫、光束角
。
(1)光通量
點光源或非點光源在單位時間內(nèi)所發(fā)出的能量,其中可產(chǎn)生視覺者(人能感覺出來的輻射通量)即稱為光通量( p )。光通量
的單位為流明( Im ),1lm定義為一國際標(biāo)準(zhǔn)燭光的光源在單位立體弧角內(nèi)所通過的光通量。
這個量是對光源而言,是描述光源發(fā)光總量大小的,與光功率等價。光源的光通量越大,則發(fā)出的光線越多。
對于各向同性的光,則 F =4r1。也就是說,若光源的 I 為1cd,則光通量為4元12.56lm。與力學(xué)的單位相比,光通量相當(dāng)
于壓力,而發(fā)光強度相當(dāng)于壓強。若想被照射點看起來更亮,則不僅要提高光通量,而且還要增加會聚的手段,實際上就是
減小面積,這樣才能得到更大的強度。
光通量也是人為量,因為它完全是根據(jù)人眼對光的響應(yīng)而來的。
人眼對不同顏色光的感覺是不同的,此感覺決定了光通量與光功率的換算關(guān)系。對于人眼最敏感的555nm的黃綠光,
1W=683lm。也就是說,1W的功率全部轉(zhuǎn)換成波長為555nm的黃綠光,為683 lm 。這是最大的光轉(zhuǎn)換效率,也是定標(biāo)值
,因為人眼對555nm的光最敏感。對于其他顏色的光,比如650nm的紅光,1W相當(dāng)于73lm,這是因為人眼對紅光不敏感。
對于白光則要看情況,因為很多不同的光譜結(jié)構(gòu)的光都是白色的。
(2)光照度
可用照度計直接測量。光照度的單位是勒克斯,英文是 lux 或 lx 。被光均勻照射的物體,在1m2面積上得到的光通量是
1lm時,它的照度是11x。
(3)發(fā)光強度
發(fā)光強度簡稱光強,國際單位是坎德拉( candela ),英文符號為 cd 。 lcd 是指光源在指定方向的單位立體角內(nèi)發(fā)出的
光通量。光源輻射均勻時,則光強為 I = F /Ω,Ω為立體角,
單位為球面度( sr ); F 為光通量,單位為流明( Im )。點光源為 I = F /4π。
(4)發(fā)光效率
發(fā)光效率就是光通量與電功率之比。發(fā)光效率表征了光源的節(jié)能特性,這是衡量現(xiàn)代光源性能的一個重要指標(biāo)。
單位為流明/瓦( Im / W )。
(5)光強分布
LED 發(fā)光強度是表征它在某個方向上的發(fā)光強弱,由于 LED 在不同的空間角度光強相差很多,所以研究了 LED 的光強分布特性。這個參數(shù)實際意義很大,直接影響到 LED 顯示裝置的最小觀察角度。例如,體育場館的 LED 大型彩色顯示屏,如果選用 LED 單管則分布范圍很窄,面對顯示屏處于較大角度的觀眾將看到失真的圖像。另外,交通標(biāo)志燈也要求較大范圍的人能識別。
(6)光亮度
表示發(fā)光面的明亮程度,指發(fā)光表面在指定方向的發(fā)光強度與垂直且指定方向的發(fā)光面的面積之比,單位是 cd /m2。對于一個漫散射面,盡管各個方向的光強和光通量不同,但各個方向的亮度都是相等的。電視機的熒光屏就是近似于這樣的漫散射面,所以從各個方向觀看圖像,都有相同的亮度。
(7)顯色性
光源對物體本身顏色呈現(xiàn)的程度稱為顯色性,也就是顏色逼真的程度。光源的顯色性由顯色指數(shù)來表明,它表示物體在光下顏色比基準(zhǔn)光(太陽光)照明時顏色的偏離,能較全面反映光源的顏色特性。顯色性高的光源對顏色表現(xiàn)較好,我們所見到的顏色也就接近自然色;顯色性低的光源對顏色表現(xiàn)較差,我們所見到的顏色偏差也就較大。國際照明委員會 CIE 把太陽的顯色指數(shù)定為100。各類光源的顯色指數(shù)各不相同,例如,高壓鈉燈顯色指數(shù) Ra =23,熒光燈管顯色指數(shù)
Ra =60~90。顯色可分為以下兩種。
①忠實顯色:能正確表現(xiàn)物質(zhì)本來的顏色需使用顯色指數(shù)( Ra )高的光源,其數(shù)值接近100,顯色性最好。
②效果顯色:要鮮明地強調(diào)特定色彩,表現(xiàn)美的生活可以利用加色法來加強顯色效果。
(8)色溫
以熱力學(xué)溫度( K )來表示,即將一標(biāo)準(zhǔn)黑體加熱,溫度升高到一定程度時顏色開始由深紅→淺紅→橙黃→白→藍(lán)逐漸
改變,某光源與黑體的顏色相同時,我們將黑體當(dāng)時的熱力學(xué)溫度稱為該光源的色溫。
因相關(guān)色溫事實上是以黑體輻射接近光源光色時,對該光源光色表現(xiàn)的評價值,并非一種精確的顏色對比,故具相同色溫
值的二光源,可能在光色外觀上仍有些許差異。僅憑色溫?zé)o法了解光源對物體的顯色能力,或在該光源下物體顏色的再現(xiàn)能
力。
光源色溫不同,光色也不同:
色溫在3300K以下,光色偏紅給人以溫暖的感覺,有穩(wěn)重的氣氛;
色溫在3000~6000K間,人在此色調(diào)下無特別明顯的視覺心理效果,有爽快的感覺,故稱為"中性"色溫;色溫超過6000K,
光色偏藍(lán),給人以清冷的感覺。
①色溫與亮度:高色溫光源照射下,如亮度不高則給人一種陰氣的氣氛;低色溫光源照射下,亮度過高會給人一種悶熱的感
覺。
②光色的對比:在同一空間使用兩種光色差很大的光源,其對比將會出現(xiàn)層次效果,光色對比大時,在獲得亮度層次的同時,
又可獲得光色的層次。
采用低色溫光源照射,使紅色更鮮艷;
采用中色溫光源照射,使藍(lán)色具有清涼感;
采用高色溫光源照射,使物體有冷的感覺。
(9)標(biāo)準(zhǔn)光源
照明光源對物體的顏色影響很大。不同的光源有著各自的光譜能量分布及顏色,在它們的照射下物體表面呈現(xiàn)的顏色也隨之
變化。為了統(tǒng)一對顏色的認(rèn)識,首先必須要規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的照明光源。因為光源的顏色與光源的色溫密切相關(guān),所以 CIE 規(guī)定了
四種標(biāo)準(zhǔn)照明體的色溫標(biāo)準(zhǔn)。
國家市場監(jiān)
標(biāo)準(zhǔn)照明體 A :代表完全輻射體在2856K發(fā)出的光( X 。=109.87, Yo =100.00,Z0=35.59);
標(biāo)準(zhǔn)照明體 B :代表相關(guān)色溫約為4874K的直射陽光( Xo =99.09, Yo =100.00, Z =85.32);
標(biāo)準(zhǔn)照明體 C :代表相關(guān)色溫約為6774K的平均日光,光色近似陰天天空的日光(X0=98.07,Y0=100.00,Z0=118.18);
標(biāo)準(zhǔn)照明體D65:代表相關(guān)色溫約為6504K的日光( Xo =95.05, Yo =100.00,20=91標(biāo)準(zhǔn)照明體 D :代表標(biāo)準(zhǔn)照明體D65
以外的其他日光。
CIE 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)照明體是指特定的光譜能量分布,是規(guī)定的光源顏色標(biāo)準(zhǔn)。它并不是必須由一個光源直接提供,也并不一定
用某一光源來實現(xiàn)。為了實現(xiàn) CIE 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)照明體的要求,還必須規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)光源,以具體實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)照明體所要求的光譜能
量分布。 CIE 推薦以下人造光源來實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)照明體的規(guī)定:
標(biāo)準(zhǔn)光源 A :色溫為2856K的充氣螺旋鎢絲燈,其光色偏黃。
標(biāo)準(zhǔn)光源 B :色溫為4874K,由 A 光源加罩 B 型 D - G 液體濾光器組成,光色相當(dāng)于中午日光。
標(biāo)準(zhǔn)光源 C :色溫為6774K,由 A 光源加罩 C 型 D - G 液體濾光器組成,光色相當(dāng)于有云的天空光。
CIE 標(biāo)準(zhǔn)照明體 A 、 B 、 C 由標(biāo)準(zhǔn)光源 A 、 B 、 C 實現(xiàn),但對于模擬典型日光的標(biāo)準(zhǔn)照明體D65,目前 CIE 還沒有推薦
相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)光源。因為它的光譜能量分布在目前還不能由真實的光源準(zhǔn)確地實現(xiàn)。當(dāng)前國際上正在進行與標(biāo)準(zhǔn)照明體D65相
對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)光源的研制工作。
現(xiàn)在研制的三種模擬D65人造光源分別為:帶濾光器的高壓氙弧燈、帶濾光器的白熾燈和熒光
燈。它們的相對光譜能量分布與D65符合,帶濾光器的高壓氙弧燈提供了最好的模擬,帶濾光器的白熾燈在紫外區(qū)的模擬尚
不太理想,熒光燈的模擬較差。為了滿足精細(xì)屏色生產(chǎn)活動的需要,還有采用熒光燈和帶濾器的白熾燈組成的混光光源,稱
為D75光源。其色溫可達(dá)7500K,主要運用在原棉評級等精細(xì)辨色工作中。