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1、LED常用术语及光电特性,福建蓝天光电科技有限公司内部培训教材,建设节约型社会 请用LED,中国蓝天,2015/12/11,课程结构,第一部分：LED的常用术语 LED光通量光照度光强半强度角（发光角度）色温色品坐标显色性光效率光谱分布图第二部分：LED的常见光电特性1、电特性11正向电压（VF）12反向电流（IR）2、光特性21光强和半强角度22光通量、发光效率23光衰度,第一部分：LED的常用术语,术语：,是英文ight Emiting iode的简写，中文译作发光二极管，顾名思义发光二极管是一种可以将电能转化为光能的电子器件，具有二极管的特性。发光二极管依据所发射的光线辐射不同，可以分为
2、可见发光二极管、红外发光二极管、紫外发光二极管三种。一般我们所指的发光二极管是指可见发光二极管。,波长示意图,可见光波长：380780nm,常见七种光色与波长对照表,术语：光通量 v,LED光学窗口中每秒钟所发出的光量的 总和。注1：光通量表示发光体LED发光的多少，发光愈多流明数愈大；注2：光通量用单位流明（Lumen，简写Lm）计量表示，如：12Lm。,概念澄清：1、光通量是指“光的”，所以我们只能说“阳光的光通量”，而不能说是“那块石头的光通量”。2、光通量永远和截面捆绑在一起（比如说：光学窗口），也就是说这个量和面积相关。如：650流明的17寸显示器实际是在说“在该17寸显示器的可视面
3、积上的光通量为650流明”，“1200流明的投影仪”“在该投影仪镜头截面上的光通量为1200流明”。,光通量示意图,假设有一理想探照灯L，它发出的光只在C这个光锥里前进，没有散射，没有损耗。现在让我们在这个光锥上切两个截面S1、S2。那么，S1上光通量和S2上的光通量什么关系？【这两个截面上的光通量是完全相等的】因为：在单位时间内，全部通过S1的光都将通过S2。,光通量测量示意图,积分球,LED灯,但是！如果L就是我们的闪光灯（眼睛），我们把一个物体（比如说一幅画）摆在S1那里，跟摆在S2那里是显然不同的！越远越暗！就是说，S1上有那么多光子蜂拥而过，到S2还是那么多光子，但是明显变稀稀拉拉了
4、嘛！所以，只有光通量这个概念是不够的。我们常常更迫切的需要知道，在一幅画那么大一块地方，到底有多少光通过了呢？这样就引申出了另一个概念：照度。,术语：照度 E,又称为光照度，指发光体照射在被照物体单位面积上的光通量。计算公式为：Ev/S式中：S 表示被照物体的面积，单位为平方米（m2）注1：照度用勒克斯（Lux，简写Lx）计量表示，如：500Lux。,概念澄清：1、光照度是表明物体被照明程度的物理量。光照度与照明光源、被照表面及光源在空间的位置有关，大小与光源的光强和光线的入射角的余玄成正比，而与光源至被照物体表面的距离的平方成反比。光照度可用照度计直接测量。被光均匀照射的物体，在1平方米面积
5、上所得的光通量是1流明时，它的照度是1勒克斯。有时为了充分利用光源，常在光源上附加一个反射装置，使得某些方向能够得到比较多的光通量，以增加这一方向被照面上的照度。例如摄像、摄影照明灯、手电筒和汽车前灯等都装有反光镜；2、只有光才有照度，“石头的照度为XXX勒克斯”的说法是错误的，正确的说法是：LED灯照射在石头上的照度为XXX勒克斯；,3、平方反比定律：距离增x倍，光变暗1/x2。实验：将投影机的位置往远离屏幕的方向移动，图画将变暗。,对于上图，假设S2到L的距离是S1到L距离的一倍，用用初中几何应该能算出来，S2截面的面积是S1的四倍。但是，S1上的光通量和S2是一样的。光通量除面积，发现什
6、么了没有？灯L在S1截面上的照度是S2截面上的四分之一。,以下是各种环境照度值：单位 lux 黑夜 0.001-0.02 月夜 0.02-0.3 阴天室内 5-50 阴天室外 50-500 晴天室内 100-1000 夏季中午太阳光下的照度 约为109 阅读书刊时所需的照度 50-60 电视演播室所需照度 300 2000 家用摄像机所需最小照度 0.3-1 家用摄像机标准照度 1400 办公室要求照度 20-100,到目前为止，我们谈论了两个量，光通量和照度。有趣的是，这两个量都是描述“一个受光面”的，缺了另一类很关键的情形“一个发光面”。显然，我们还需要描述发光物体明暗的物理量。让我们再回
7、头看一看图中的灯L有多亮：,灯L在锥角C中的光通量不变，如果使用光通量除以锥形角度，就可以得到发光体在某一特定方向上单位角度上的发光强度。,术语：光强 Iv,指发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量。计算公式为：Ivv/式中：表示立体角注1：光强用坎德拉（candela，记为cd）计量表示。概念澄清：1、考虑一个点光源P，沿某一方向r取一立体角为d细光锥，当这个光锥里的光通量为d时，我们定义点光源P沿方向r的发光强度为Iv=d/d。单位立体角内的光通量为发光强度。2、对于发光体而言，如果某一方向A的光强值大于另一方向上B的光强值，则A方向上的光强对人眼的刺激强于B方向上的光强对人眼的刺激。
8、,立体角,将弧度表示平面角度的定义“弧长除以半径”，扩展到三维空间中，即：立体角的定义为“球面面积与半径平方的比值”。,45,特定角度,单位立体角,光强示意图,用极坐标表示光强空间分布图形（上）,角度,相对光通量,用极坐标表示光强空间分布图形（下）,最大发光强度,零度光强值,术语：半强度角1/2,在发光强度空间分布图形中，最大发光强度大于最大强度一半时构成的角度。如图：,最大发光强度,最大发光强度的1/2,术语：色温 T,光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射温度相同时，黑体的温度称为该光源的色温。,概念澄清：1、所谓黑体是指入射的电磁波全部被吸收，既没有反射，也没有透射(当然黑体仍然要向外辐
9、射)，呈现黑色，故名为黑体。显然自然界不存在真正的黑体，但许多地物是较好的黑体近似(在某些波段上)。2、黑体在加热的情况下，会辐射出不同的颜色（如将铁器加温，将由铁本色转变为红色），随着温度升高、光色也随着改变，黑体辐射光色依次显示由红橙红黄黄白白蓝白的过程。黑体加温到出现与光源相同或接近光色时的温度，定义为该光源的相关色温度，称色温，以绝对温K（Kelvin，或称开氏温度）为单位（K=+273.15）。,3、光色愈偏蓝，色温愈高；偏红则色温愈低。4、因相关色温度事实上是以黑体辐射接近光源光色时，对该光源光色表现的评价值，并非一种精确的颜色对比，故具相同色温值的二光源，可能在光色外观上仍有些许
10、差异。仅凭色温无法了解光源对物体的显色能力，或在该光源下物体颜色的再现如何。5、光源色温不同，光色也不同，如白炽灯,其色温在3300K,给人一种温暖的感觉；如荧光灯,其色温在5000-7000K，给人一种稳重的感觉；色温在9000K以上给人一种冷的感觉。如表：,白色,爽快的气氛,白色(正),9000K,7000-,绝对黑体示意图,术语：色品坐标,以不同位置的点表示各种色品的平面图。1931年由国际照明委员会(CIE)制定，也称CIE色品图。概念澄清：1、色品可用三个属性描述：色调亮度饱和度；2、CIE色品图有很大实用价值，任何颜色，不论是光源色还是表面色，都可在色品图中标定出来。,图中x坐标是
11、红原色的比例，y坐标是绿原色的比例，代表蓝原色的坐标z可由xyz1推出，图中弧线上的各点代表纯光谱色，此弧线称为光谱轨迹。中心点C代表白色，相当于中午太阳光的颜色，其色品坐标为x0.3101，y0.3162。,专业LED测试软件上的色品图,术语：显色性 Ra,表示物体在光下颜色与基准光（太阳光）照明时颜色的偏离程度。光源的显色性用显色指数表示。注1：要正确地表现物体本来的颜色需使用显色指数较高的光源。,Ra75,Ra95,概念澄清：1、由于同一个颜色样品在不同的光源下可能使人眼产生不同的色彩感觉，而在日光下物体显现的颜色是最准确的。因此，可以用日光标准（参照光源），将白炽灯、荧光灯、钠灯等人工
12、光源（待测光源）与其比较，显示同色能力的强弱叫做该人工光源的显色性。2、显色性指数最高为100。显色性指数的高低，就表示物体在待测光源下“变色”和“失真”的程度。例如，在日光下观察一副画，然后拿到高压汞灯下观察，就会发现，某些颜色已变了色，如：粉色变成了紫色，蓝色变成了蓝紫色。因此，在高压汞灯下，物体失去了真实颜色，如果在黄色光的低压钠灯底下来观察，则蓝色会变成黑色，颜色失真更厉害，显色指数更低。光源的显色性是由光源的光谱能量分布决定的。3、Ra值为10075 显色优良 7550 显色一般 50以下 显色性差,术语：光效率,指电光源发出的光通量和它用电功率之比，是评价电光源用电效率最主要的技术
13、参数。光源单位用电功率发出的光通量越大、则电能转换为光能的效率越高，即光效越高。计算公式为：v/EP 注1：光效率用流明/瓦（Lm/W）表示。注2：用电功率等于电压乘以电流（V*I）。注3：每一消耗1W电力时输出的光通量愈多，就表示光源效率愈高，亦即愈省电。,注4：LED的能耗较小，随着技术的进步，将成为一种新型的节能照明光源。目前白光LED的光效已经达到70lm/W，超过了普通白炽灯的水平，且有人按现在 LED的技术发展速度预测，到2010年，白光LED的光效可以达到100lm/W，而到2015年，白光LED的光效有可能达到 150200lm/W，远远超过了现在所有照明光源的光效。此外，现在
14、广泛使用的荧光灯、汞灯等光源中含有危害人体健康的汞，这些光源的生产过程和废弃的灯管都会造成对环境的污染。LED则没有这些问题，是一种“清洁”的环保光源。,术语：光谱能量分布图,每种光源都可以依其波长组成而在图上显示出其光谱能量的分布状况。注1：光源是一种复合光，其所含的每一种色光（波长）均含有一定的能量；注2：光谱：除了单色光，任何光经过棱镜就会产生折射分离，分成不动颜色（波长或光粒子的能级）的光。这种包含了不同颜色的光的构成就叫做光谱。,分光辐射度计原理图,光源经过左边的隙缝和透镜变成平行光束，投向棱镜的入射平面，当入射光通过棱镜时，由于折射，使不同波长的色光，以不同的角度弯折，从棱镜的入射
15、平面射出。任何一种分解后的光谱色光在离开棱镜时，仍保持为一束平行光，再由右边的透镜聚光，通过隙缝射在光电接收器上转换为电能。如果右边的隙缝是可以移动的，就可以把光谱中任意一种谱色挑选出来，所以，在光电接收器上记录的是光谱中各种不同波长色光的辐射能。,几种常用光源的光谱能量分布图,日光光谱能量分布图,真彩荧光灯光谱能量分布图,三基色荧光灯光谱能量分布图,白光LED光谱能量分布图,第二部分：LED的基本光电特性,电特性：正向电压 VF,通过发光二极管的为正向电流时，在两极间产生的电压降。注1：正向电压用伏特（V）表示；注2：正向电压大小与通过发光二极管的正向电流成正相关，因此，在实际测量时应先明确
16、正向电流的大小。,电特性：反向电流 IR,加在发光二极管两端的为反向电压时，流过发光二极管的电流大小。注1：反向电流一般使用微安（uA）表示；注2：反向电流大小与发光二极管的反向电压正相关，因此，在实际测量时应先明确反向电压的大小。,光特性：光强与半强角度,参见术语“光强”与“半强角度”。,光特性：光通量与发光效率,参见术语“光通量”及“发光效率”。,光特性：光衰度,LED在使用过程中，光强会随着时间的推移而逐渐衰减。基本原理：通过测量LED灯使用前后的光强大小，计算前后光强值的比率，计算公式为：WIV2/IV1式中：W 表示光衰度IV1 表示LED灯使用前的光强IV2 表示LED灯使用后的光
17、强具体可参见：寿命测试规范,、书籍是全世界的营养品。生活里没有书籍，就好像没有阳光；智慧里没有书籍，就好像鸟儿没有翅膀莎士比亚2、书籍使人变得思想奔放。革拉特珂夫3、书籍是造就灵魂的工具雨果4、经验丰富的人读书用两只眼睛，一只眼睛看到纸面上的话，另一只眼睛看到纸的背面。歌德5、我扑在书籍上，就好像饥饿的人扑在面包上。高尔基6、书籍是巨大的力量。列宁7、书人类发出的最美妙的声音。莱文8、生活在我们这个世界里，不读书就完全不可能了解人。高尔基9、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。颜真卿10、书是良药，善读之可以医愚。刘向11、读书破万卷，下笔如有神。杜甫12、在你渴望时，它前来给予详细指教，但是从不
18、纠缠不休。比切13、书籍是少年的食物，它使老年人快乐，也是繁荣的装饰和危难的避难所，慰人心灵。在家庭成为快乐的种子，在外也不致成为障碍物，但在旅行之际，却是夜间的伴侣西塞罗14、过去一切时代的精华尽在书中。卡莱尔15、书籍并不是没有生命的东西，它包藏着一种生命的潜力，与作者同样地活跃。不仅如此，它还像一个宝瓶，把作者生机勃勃的智慧中最纯净的精华保存起来弥尔顿16、每一本书都是一个用黑字印在白纸上的灵魂，只要我的眼睛、我的理智接触了它，它就活起来了。高尔基17、读一本好书，就是和许多高尚的人谈话。笛卡尔18、读书之于头脑，好比运动之于身体。爱迪生19、书籍乃世人积累智慧之长明灯寇第斯20、光阴给
19、我们经验，读书给我们知识。奥斯特洛夫斯基21、读书有三到，谓心到，眼到，口到。朱熹22、书籍是青年人不可分离的生命伴侣和导师。高尔基23、和书籍生活在一起，永远不会叹气。罗曼罗兰24、书籍是最好的朋友。当生活中遇到任何困难的时候，你都可以向它求助，它永远不会背弃你都德25、书籍通过心灵观察世界的窗口。住宅里没有书，犹如房间没有窗户。威尔逊26、读一本好书，象交了一个益友。臧克家27、读万卷书，行万里路。刘彝15)时间一天天过去，有时觉得它漫长难熬，有时却又感到那么短促;有时愉快幸福，有时又悲伤惆怅。一天与一天不同，一日和一日有别，仿佛一昼夜之间也有春夏秋冬之分。;阿;巴巴耶娃16)世界上最快而
20、又最慢，最长而又最短，最平凡而又最珍贵，最容易被人忽视，而又最令人后悔的就是时间。;高尔基17)在人类生活中，时间刹那而过，它的本体是处于一个流动状态中，知觉是昏钝的，整个肉体的构成是易腐朽的，灵魂是一个疾转之物，运气是很难预料的，名望是缺乏见识的东西。;马尔库;奥勒留18)时间就是金钱，而且对用它来计算利益的人来说，是一笔巨大的金额。;狄更斯19)时间会刺破青春表面的彩饰，会在美人的额上掘深沟浅槽;会吃掉稀世之珍!天生丽质，什么都逃不过他那横扫的镰刀。;莎士比亚20)浪费别人的时间等于是谋财害命，浪费自己的时间等于是慢性自杀。;列宁关于描写时间的名人名言1)时间是衡量事业的标准。;培根2)生
21、命是短促的，然而尽管如此，人们还是有时间讲究礼仪。;爱献生3)历史孕育了真理，它能和时间抗衡，把遗闻旧事保藏下来。它是往昔的迹象，当代的鉴戒，后世的教训。;塞万提斯4)时间是由分秒积成的，善于利用零星时间的人，才会做出更大的成绩来。;华罗庚5)时间是人类发展的空间。;马克思6)在无限的时间的河流里，人生仅仅是微小又微小的波浪。;郭小川7)重复言说多半是一种时间上的损失。;培根8)开诚布公与否和友情的深浅，不应该用时间的长短来衡量。;巴尔扎克9)真正的敏捷是一件很有价值的事。因为时间是衡量事业的标准，如金钱是衡量货物的标准。;弗;培根10)正当利用时间!你要理解什么，不要舍近求远。;歌德11)人
22、的全部本领无非是耐心和时间的混合物。;巴尔扎克12)生命的长短以时间来计算，生命的价值以贡献来计算。;裴多菲13)敢于浪费哪怕一个钟头时间的人，说明他还不懂得珍惜生命的全部价值。;达尔文14)有了朋友，生命才显出它全部的价值;一个人活着是为了朋友;保持自己生命的完整，不受时间侵蚀，也是为了朋友。友谊要像爱情一样才温暖人心，爱情要像友谊一样才牢不可破。;穆尔;约翰15)从不浪费时间的人，没有工夫抱怨时间不够。;杰弗逊16)不善于利用时间的人，总是首先抱怨没有时间，因为他把时间都耗费在穿吃睡和聊天上，去考虑该做什么，而只是什么也不去做。;拉布吕耶尔17)时间给勤劳者留下串串的果实，而给懒汉只留下一
23、头白发和空空的双手。;高尔基18)在时间的大钟上，只有两个字;现在。;莎士比亚19)好事总是需要时间，不付出大量的心血和劳动是做不成大事的。想吃核桃，就是得首先咬开坚硬的果壳。;格里美尔斯豪森20)合理安排时间，就等于节约时间。培根描写时间的名人名言推荐1)不管饕餮的时间怎样吞噬着一切，我们要在这一息尚存的时候，努力博取我们的声誉，使时间的镰刀不能伤害我们。;莎士比亚2)少壮不努力，老大徒伤悲。;长歌行3)实际上，没有一种社会形态能够阻止社会所支配的劳动时间以这处或那种方式调整生产。;马克思4)我们若要生活，就该为自己建造一种充满感受思索和行动的时钟，用它来代替这个枯燥单调以愁闷来扼杀心灵，带
24、有责备意味和冷冷地滴答着的时间。;高尔基5)在老年时，会有许多闲暇的时间，去计算那过去的日子，把我们手里永久丢失了的东西，在心里爱抚着。;泰戈尔6)在历史急剧转变的关头，往往连先进的政党也会在相当的一段时间内不能理解新的局势而复旧的口号，这些口号在昨天是正确要在已成的事业中逗留着！-巴斯德（法国）我从不想未来，它来得太快。-爱因斯坦（美国）等你们六十岁的时候，你们就会珍惜由你们支配的每一个钟头了。-爱因斯坦（美国）世界上，宇宙中，有多少难解的谜啊还是抓紧时间工作吧！-爱因斯坦（美国）即使上帝也无法改变过去。-亚里士多德（希腊）最有希望的成功者，并不是才干出众的人而是那些最善于利用每一时机去发掘
25、开拓的人。-苏格拉底（希腊）当许多人在一条路上徘徊不前时，他们不得不让开一条大路，让那珍惜时间的人赶到他们的前面去。-苏格拉底（希腊）一生没有虚过，可以愉快地死，如同一天没有虚过，可以安眠！-达芬奇（意大利）希望是永远达不到的，因此，人才希望，追求希望。-富兰克林（美国）从事一项事情，先要决定志向，志向决定之后就要全力以赴毫不犹豫地去实行。-富兰克林（美国）希望是生命的源泉，失去它生命就会枯萎。-富兰克林（美国）以希望为生的人，将绝食而死。-富兰克林（美国）每个人都有一不的理想，这种理想决定着他的努力判断的方向。就在这个意义上，我从来不把安逸和享乐看做是生活目的的本身-这种基础，我叫它猪栏的理想。照亮我的道路，并且不断地给我新的勇气去愉快地正视生活的理想，是善、美、真。-爱因斯坦（美国）无论何时，不管怎样，我也绝不允许自己有一点灰心丧气。-爱迪生（美国）对我来说，信念意味着不担心。-杜威（美国）希望贯穿一切，临死也不会抛弃我们。-波普（美国）希望永远在人的胸膛汹涌。人要经常感觉不是现在幸福，而是就要幸福了。-波普（美国）毫无理想而又优柔寡断是一种可悲的心理。-培根（英国）只有知道了通往今天的路，我们才能清楚而明智地规划未来。-斯蒂文生（英国）,
