LED基礎(chǔ):12個LED重要性能指標(biāo)
(六)發(fā)光強度(I、Intensity):單位坎德拉,即cd。光源在給定方向的單位立體角中發(fā)射的光通量定義為光源在該方向的(發(fā))光強(度),發(fā)光強度是針對點光源而言的,或者發(fā)光體的大小與照射距離相比比較小的場合。這個量是表明發(fā)光體在空間發(fā)射的會聚能力的??梢哉f,發(fā)光強度就是描述了光源到底有多“亮”,因為它是光功率與會聚能力的一個共同的描述。發(fā)光強度越大,光源看起來就越亮,同時在相同條件下被該光源照射后的物體也就越亮,因此,早些時候描述手電都用這個參數(shù)。
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LED的發(fā)光強度
現(xiàn)在LED也用這個單位來描述,比如某LED是15000的,單位是mcd,1000mcd=1cd,因此15000mcd就是15cd。之所以LED用毫cd(mcd)而不直接用cd來表示,是因為以前最早LED比較暗,比如1984年標(biāo)準(zhǔn)5mm的LED其發(fā)光強度才0.005cd,因此才用mcd表示。
用發(fā)光強度來表示“亮度”的缺點是,如果管芯完全一樣的兩個LED,會聚程度好的發(fā)光強度就高。因此,用戶在購買LED的時候不要只關(guān)注高I值,還要看照射角度。很多高I值的LED并非提高自身的發(fā)射效率來達(dá)到,而是把鏡頭加長照射角度變窄而實現(xiàn),這盡管對LED手電有用,但可觀察角度也受限。另外,同樣的管芯LED,直徑5mm的I值就比3mm的大一倍多,但只有直徑10mm的1/4,因為透鏡越大會聚特性就越好。
(七)LED光通量(F,F(xiàn)lux):單位流明,即lm。光源在單位時間內(nèi)發(fā)射出的光量稱為光源的發(fā)光通量。同樣,這個量是對光源而言,是描述光源發(fā)光總量的大小的,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(即光源的光線向四面八方以相同的密度發(fā)射),則F=4πI。也就是說,若光源的I為1cd,則總光通量為4π=12.56lm。與力學(xué)的單位比較,光通量相當(dāng)于壓力,而發(fā)光強度相當(dāng)于壓強。要想被照射點看起來更亮,我們不僅要提高光通量,而且要增大會聚的手段,實際上就是減少面積,這樣才能得到更大的強度。
要知道,光通量也是人為量,對于其它動物可能就不一樣的,更不是完全自然的東西,因為這種定義完全是根據(jù)人眼對光的響應(yīng)而來的。
人眼對不同顏色的光的感覺是不同的,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的光,為683流明。這個是最大的光轉(zhuǎn)換效率,也是定標(biāo)值,因為人眼對555nm的光最敏感。對于其它顏色的光,比如650nm的紅色,1W的光僅相當(dāng)于73流明,這是因為人眼對紅光不敏感的原因。對于白色光,要看情況了,因為很多不同的光譜結(jié)構(gòu)的光都是白色的。例如LED的白光、電視上的白光以及日光就差別很大,光譜不同。
以常用白光LED流明列舉來說:0.06W→3-5LM,0.2W→13-15LM,1W→60-80LM。(僅供參考)
(八)LED光照度(E,Illuminance):單位勒克斯即lx(以前叫l(wèi)ux)。1流明的光通量均勻分布在1平方米表面上所產(chǎn)生的光照度。
(九)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;光源的顯色性是由顯色指數(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,如:高壓鈉燈顯色指數(shù)Ra=23,熒光燈管顯色指數(shù)Ra=60—90。
●顯色分兩種:
-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。
-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。
(十)眩光:視野內(nèi)有亮度極高的物體或強烈的亮度對比,則可以造成視覺不舒適稱為眩光,眩光是影響照明質(zhì)量的重要因素。
(十一)LED的使用壽命:LED在一般說明中,都是可以使用50,000小時以上,還有一些生產(chǎn)商宣稱其LED可以運作100,000小時左右。這方面主要的問題是,LED并不是簡單的不再運作而已,它的額定使用壽命不能用傳統(tǒng)燈具的衡量方法來計算。實際上,在測試LED使用壽命時,不會有人一直呆在旁邊等著它停止運作。不過,還是有其他方法來測算LED的使用壽命。LED之所以持久,是因為它不會產(chǎn)生燈絲熔斷的問題。LED不會直接停止運作,但它會隨著時間的流逝而逐漸退化。
有預(yù)測表明,高質(zhì)量LED在經(jīng)過50,000小時的持續(xù)運作后,還能維持初始燈光亮度的60%以上。假定LED已達(dá)到其額定的使用壽命,實際上它可能還在發(fā)光,只不過燈光非常微弱罷了。要想延長LED的使用壽命,就有必要降低或完全驅(qū)散LED芯片產(chǎn)生的熱能。熱能是LED停止運作的主要原因。
(十二)LED發(fā)光角度:二極管發(fā)光角度也就是其光線散射角度,主要靠二極管生產(chǎn)時加散射劑來控制,有三大類:
(1)高指向性。一般為尖頭環(huán)氧封裝,或是帶金屬反射腔封裝,且不加散射劑。發(fā)光角度5°—20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或與光檢出器聯(lián)用以組成自動檢測系統(tǒng)。
(2)標(biāo)準(zhǔn)型。通常作指示燈用,其發(fā)光角度為20°-45°。
(3)散射型。這是視角較大的指示燈,發(fā)光角度為45°-90°或更大,散射劑的量較大。
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