LED常用術(shù)語及光電特性福建藍天光電科技有限公司內(nèi)部培訓(xùn)教材建設(shè)節(jié)約型社會請用LED中國★藍天2015/12/11課程結(jié)構(gòu)第一部分：LED的常用術(shù)語

LED→光通量→光照度→光強→半強度角（發(fā)光角度）→色溫→色品坐標(biāo)→顯色性→光效率→光譜分布圖第二部分：LED的常見光電特性1、電特性1．1正向電壓（VF）1．2反向電流（IR）2、光特性2．1光強和半強角度2．2光通量、發(fā)光效率2．3光衰度

第一部分：

LED的常用術(shù)語術(shù)語：ＬＥＤ是英文ＬightEmitingＤiode的簡寫，中文譯作發(fā)光二極管，顧名思義發(fā)光二極管是一種可以將電能轉(zhuǎn)化為光能的電子器件，具有二極管的特性。發(fā)光二極管依據(jù)所發(fā)射的光線輻射不同，可以分為可見發(fā)光二極管、紅外發(fā)光二極管、紫外發(fā)光二極管三種。一般我們所指的發(fā)光二極管是指可見發(fā)光二極管。

波長示意圖可見光波長：380——780nm常見七種光色與波長對照表術(shù)語：光通量ΦvLED光學(xué)窗口中每秒鐘所發(fā)出的光量的總和。注1：光通量表示發(fā)光體LED發(fā)光的多少，發(fā)光愈多流明數(shù)愈大；注2：光通量用單位流明（Lumen，簡寫Lm）計量表示，如：12Lm。概念澄清：1、光通量是指“光的”，所以我們只能說“陽光的光通量”，而不能說是“那塊石頭的光通量”。2、光通量永遠和截面捆綁在一起（比如說：光學(xué)窗口），也就是說這個量和面積相關(guān)。如：650流明的17寸顯示器——實際是在說“在該17寸顯示器的可視面積上的光通量為650流明”，“1200流明的投影儀”——“在該投影儀鏡頭截面上的光通量為1200流明”。光通量示意圖假設(shè)有一理想探照燈L，它發(fā)出的光只在C這個光錐里前進，沒有散射，沒有損耗?，F(xiàn)在讓我們在這個光錐上切兩個截面S1、S2。那么，S1上光通量和S2上的光通量什么關(guān)系？【這兩個截面上的光通量是完全相等的】因為：在單位時間內(nèi)，全部通過S1的光都將通過S2。光通量測量示意圖積分球LED燈但是！如果L就是我們的閃光燈（眼睛），我們把一個物體（比如說一幅畫）擺在S1那里，跟擺在S2那里是顯然不同的！越遠越暗！就是說，S1上有那么多光子蜂擁而過，到S2還是那么多光子，但是明顯變稀稀拉拉了嘛！所以，只有光通量這個概念是不夠的。我們常常更迫切的需要知道，在一幅畫那么大一塊地方，到底有多少光通過了呢？這樣就引申出了另一個概念：照度。術(shù)語：照度度E又稱為光照度，指發(fā)光體體照射在被被照物體單單位面積上上的光通量量。計算公式式為：E＝Φv/S式中：S表表示被照照物體的的面積，，單位為為平方米米（m2）注1：照照度用勒勒克斯（（Lux，簡寫寫Lx））計量表表示，如如：500Lux。概念澄清清：1、光照照度是表表明物體體被照明明程度的的物理量量。光照照度與照照明光源源、被照照表面及及光源在在空間的的位置有有關(guān)，大大小與光光源的光光強和光光線的入入射角的的余玄成成正比，，而與光光源至被被照物體體表面的的距離的的平方成成反比。。光照度度可用照照度計直直接測量量。被光均勻勻照射的的物體，，在1平平方米面面積上所所得的光光通量是是1流明明時，它它的照度度是1勒勒克斯。有時為為了充分分利用光光源，常常在光源源上附加加一個反反射裝置置，使得得某些方方向能夠夠得到比比較多的的光通量量，以增增加這一一方向被被照面上上的照度度。例如如攝像、、攝影照照明燈、、手電筒筒和汽車車前燈等等都裝有有反光鏡鏡；2、只有有光才有有照度，，“石頭頭的照度度為XXX勒克克斯”的的說法是是錯誤的的，正確確的說法法是：LED燈燈照射在在石頭上上的照度度為XXX勒克克斯；3、平方方反比定定律：距離增x倍，光變變暗1/x2。實驗：：將投影影機的位位置往遠遠離屏幕幕的方向向移動，，圖畫將將變暗。。對于上圖圖，假設(shè)設(shè)S2到L的距離是是S1到L距離的一一倍，用用初初中幾何何應(yīng)該能能算出來來，S2截面的面面積是S1的四倍。。但是，，S1上的光通通量和S2是一樣的的。光通通量除面面積，發(fā)發(fā)現(xiàn)什么么了沒有有？燈L在S1截面上的的照度是是S2截面上的的四分之之一。以下是各各種環(huán)境境照度值值：單位位lux黑黑夜夜0.001-0.02月月夜夜0.02-0.3陰陰天室內(nèi)內(nèi)5-50陰陰天室外外50-500晴晴天天室內(nèi)100-1000夏夏季中午午太陽光光下的照照度約約為109閱閱讀讀書刊時時所需的的照度50-60電電視演播播室所需需照度300––2000家家用攝攝像機所所需最小小照度0.3-1家家用用攝像機機標(biāo)準照照度1400辦公室要要求照度度20-100到目前為為止，我我們談?wù)撜摿藘蓚€個量，光光通量和和照度。。有趣的的是，這這兩個量量都是描描述“一個受受光面””的，缺了了另一類類很關(guān)鍵鍵的情形形“一個發(fā)發(fā)光面””。顯然，，我們還還需要描描述發(fā)光光物體明明暗的物物理量。。讓我們再再回頭看看一看圖圖中的燈燈L有多多亮：燈L在錐錐角C中中的光通通量不變變，如果果使用光光通量除除以錐形形角度，，就可以以得到發(fā)發(fā)光體在在某一特特定方向向上單位位角度上上的發(fā)光光強度。。術(shù)語：光光強Iv指發(fā)光體體在特定方向向單位立立體角內(nèi)所發(fā)射射的光通通量。計計算公式式為：Iv＝ΦΦv/ΩΩ式中：Ω表表示立體體角注1：光光強用坎坎德拉（（candela，記記為cd）計量量表示。。概念澄清清：1、考慮慮一個點點光源P，沿某某一方向向r取一一立體角角為dΩΩ細光錐錐，當(dāng)這這個光錐錐里的光光通量為為dΦ時時，我們們定義點點光源P沿方向向r的發(fā)發(fā)光強度度為Iv=dΦ/dΩ。。單位立立體角內(nèi)內(nèi)的光通通量為發(fā)發(fā)光強度度。2、對于于發(fā)光體體而言，，如果某某一方向向A的光光強值大大于另一一方向上上B的光光強值，，則A方方向上的的光強對對人眼的的刺激強強于B方方向上的的光強對對人眼的的刺激。。立體角將弧度表表示平面面角度的的定義““弧長除除以半徑徑”，擴擴展到三三維空間間中，即即：立體體角的定定義為““球面面積積與半徑徑平方的的比值”。45o特定角度度單位立體體角光強示意意圖用極坐標(biāo)標(biāo)表示光光強空間間分布圖圖形（上上）角度相對光通通量用極坐標(biāo)標(biāo)表示光光強空間間分布圖圖形（下下）最大發(fā)光光強度零度光強強值術(shù)語：半半強度角角θ1/2在發(fā)光強強度空間間分布圖圖形中，，最大發(fā)發(fā)光強度度大于最最大強度度一半時時構(gòu)成的的角度。。如圖：：最大發(fā)光光強度最大發(fā)光強度度的1/2術(shù)語：色溫T光源發(fā)射光的的顏色與黑體體在某一溫度度下輻射溫度度相同時，黑黑體的溫度稱稱為該光源的的色溫。概念澄清：1、所謂黑體是指入射射的電磁波全全部被吸收，，既沒有反射射，也沒有透透射(當(dāng)然然黑體仍然要要向外輻射)，呈現(xiàn)黑色，故故名為黑體。顯然自然界界不存在真正正的黑體，但但許多地物是是較好的黑體體近似(在在某些波段上上)。2、黑體在加加熱的情況下下，會輻射出出不同的顏色色（如將鐵器器加溫，將由由鐵本色轉(zhuǎn)變變?yōu)榧t色），，隨著溫度升升高、光色也也隨著改變，，黑體輻射光色色依次顯示由由紅——橙紅——黃——黃白——白——藍白的過程。黑體體加溫到出現(xiàn)現(xiàn)與光源相同同或接近光色色時的溫度，，定義為該光光源的相關(guān)色色溫度，稱色色溫，以絕對對溫K（Kelvin，或稱開氏溫溫度）為單位位（K=℃+273.15）。3、光色愈偏藍，，色溫愈高；；偏紅則色溫溫愈低。4、因相關(guān)色色溫度事實上上是以黑體輻輻射接近光源源光色時，對對該光源光色色表現(xiàn)的評價價值，并非一一種精確的顏顏色對比，故故具相同色溫溫值的二光源源，可能在光光色外觀上仍仍有些許差異異。僅憑色溫溫?zé)o法了解光光源對物體的的顯色能力，，或在該光源源下物體顏色色的再現(xiàn)如何何。5、光源色溫溫不同，光色色也不同，如如白熾燈,其其色溫在3300K,給給人一種溫暖暖的感覺；如如熒光燈,其其色溫在5000--7000K，，給人一種穩(wěn)穩(wěn)重的感覺；；色溫在9000K以上上給人一種冷冷的感覺。如如表：色溫光色氣氛效果>9000K清涼

(帶藍的白色)冷的氣氛7000-9000K白色(正白色)爽快的氣氛5000-7000K白色(微偏黃)穩(wěn)重的氣氛2700-3300K暖色溫暖的氣氛白色爽快的氣氛白色(正)9000K7000-絕對黑體示意意圖術(shù)語：色品坐坐標(biāo)以不同位置的的點表示各種種色品的平面面圖。1931年由國際際照明委員會會(CIE)制定，也稱稱CIE色品品圖。概念澄清：1、色品可用用三個屬性描描述：①色調(diào)調(diào)②亮度③飽飽和度；2、CIE色品圖有很大大實用價值，，任何顏色，，不論是光源源色還是表面面色，都可在在色品圖中標(biāo)標(biāo)定出來。圖中x坐標(biāo)是紅原色色的比例，y坐標(biāo)是綠原色色的比例，代代表藍原色的的坐標(biāo)z可由x＋y＋z＝1推出，圖中弧弧線上的各點點代表純光譜譜色，此弧線線稱為光譜軌軌跡。中心點點C代表白色色，相當(dāng)于中中午太陽光的的顏色，其色色品坐標(biāo)為x＝0.3101，y＝0.3162。專業(yè)LED測測試軟件上的的色品圖術(shù)語：顯色性性Ra表示物體在光光下顏色與基基準光（太陽陽光）照明時時顏色的偏離離程度。光源源的顯色性用用顯色指數(shù)表示。注1：要正確確地表現(xiàn)物體體本來的顏色色需使用顯色色指數(shù)較高的的光源。Ra＝75Ra＞95概念澄清：1、由于同一個顏顏色樣品在不不同的光源下下可能使人眼眼產(chǎn)生不同的的色彩感覺，，而在日光下下物體顯現(xiàn)的的顏色是最準準確的。因此此，可以用日日光標(biāo)準（參參照光源），，將白熾燈、、熒光燈、鈉鈉燈等人工光光源（待測光光源）與其比比較，顯示同同色能力的強強弱叫做該人人工光源的顯顯色性。2、顯色性指指數(shù)最高為100。顯色色性指數(shù)的高高低，就表示示物體在待測測光源下“變變色”和“失失真”的程度度。例如，在在日光下觀察察一副畫，然然后拿到高壓壓汞燈下觀察察，就會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，某些顏色色已變了色，，如：粉色變變成了紫色，，藍色變成了了藍紫色。因因此，在高壓壓汞燈下，物物體失去了"真實"顏色色，如果在黃黃色光的低壓壓鈉燈底下來來觀察，則藍藍色會變成黑黑色，顏色失失真更厲害，，顯色指數(shù)更更低。光源的的顯色性是由由光源的光譜譜能量分布決決定的。3、Ra值為為100～75顯顯色優(yōu)良75～～50顯顯色一般般50以下顯顯色性差差術(shù)語：光效率率η指電光源發(fā)出出的光通量和和它用電功率率之比，是評評價電光源用用電效率最主主要的技術(shù)參參數(shù)。光源單單位用電功率率發(fā)出的光通通量越大、則則電能轉(zhuǎn)換為為光能的效率率越高，即光光效越高。計計算公式為：：η＝Φv/EP注1：光效率率用流明/瓦瓦（Lm/W）表示。注2：用電功功率等于電壓壓乘以電流（（V*I）。。注3：每一消消耗1W電力力時輸出的光光通量愈多，，就表示光源源效率愈高，，亦即愈省電電。注4：LED的能耗耗較小，隨著著技術(shù)的進步步，將成為一一種新型的節(jié)節(jié)能照明光源源。目前白光光LED的光光效已經(jīng)達到到70lm/W，超過了了普通白熾燈燈的水平，且且有人按現(xiàn)在在LED的的技術(shù)發(fā)展速速度預(yù)測，到到2010年年，白光LED的光效可可以達到100lm/W，而到2015年，白白光LED的的光效有可能能達到150～200lm/W，，遠遠超過了了現(xiàn)在所有照照明光源的光光效。此外，，現(xiàn)在廣泛使使用的熒光燈燈、汞燈等光光源中含有危危害人體健康康的汞，這些些光源的生產(chǎn)產(chǎn)過程和廢棄棄的燈管都會會造成對環(huán)境境的污染。LED則沒有有這些問題，，是一種“清清潔”的環(huán)保光源。術(shù)語：光譜能能量分布圖每種光源都可可以依其波長長組成而在圖圖上顯示出其其光譜能量的的分布狀況。。注1：光源是是一種復(fù)合光光，其所含的的每一種色光光（波長）均均含有一定的的能量；注2：光譜：：除了單色光，，任何光經(jīng)過過棱鏡就會產(chǎn)產(chǎn)生折射分離離，分成不動動顏色（波長長或光粒子的的能級）的光光。這種包含含了不同顏色色的光的構(gòu)成成就叫做光譜譜。分光輻射度計計原理圖光源經(jīng)過左邊邊的隙縫和透透鏡變成平行行光束，投向向棱鏡的入射射平面，當(dāng)入入射光通過棱棱鏡時，由于于折射，使不不同波長的色色光，以不同同的角度彎折折，從棱鏡的的入射平面射射出。任何一一種分解后的的光譜色光在在離開棱鏡時時，仍保持為為一束平行光光，再由右邊邊的透鏡聚光光，通過隙縫縫射在光電接接收器上轉(zhuǎn)換換為電能。如如果右邊的隙隙縫是可以移移動的，就可可以把光譜中中任意一種譜譜色挑選出來來，所以，在在光電接收器器上記錄的是是光譜中各種種不同波長色色光的輻射能能。幾種常用光源源的光譜能量量分布圖日光光譜能量量分布圖真彩熒光燈光光譜能量分布布圖三基色熒光燈燈光譜能量分分布圖白光LED光光譜能量分布布圖第二部分：LED的基本本光電特