LED基础知识-光学单位和计算
光学基础知识及LED基础知识
光学基础知识及LED基本理论第一部分LED基本理论知识（一）LED发光原理发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。
因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。
此外，在一定条件下，它还具有发光特性。
在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。
进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如图1所示。
图1假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。
除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。
发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。
由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。
理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Ｅg有关，即λ≈1240/Eg（mm）式中Eg的单位为电子伏特（eV）。
若能产生可见光（波长在380nm紫光～780nm红光），半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。
比红光波长长的光为红外光。
现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。
（二）LED的特性1．极限参数的意义（1）允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。
超过此值，LED发热、损坏。
（2）最大正向直流电流IFm：允许加的最大的正向直流电流。
超过此值可损坏二极管。
（3）最大反向电压VRm：所允许加的最大反向电压。
超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。
（4）工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。
低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。
2．电参数的意义（1）光谱分布和峰值波长：某一个发光二极管所发之光并非单一波长，其波长大体按图2所示。
光度学单位的基础LED模板课件
四个单位的图示:
1.光通量
光通量:看得见的 光辐射功率 单位:瓦
光通量的单位:流明(lm) 眼睛视网膜上的视觉细胞
明视觉:锥体细胞 >3cd/m2. 暗视觉:杆体细胞<0.003cd/m2.
明视觉,中间视觉和暗视觉说明
两种视觉细胞的光谱光视效率是不同的. 分别是光谱光视效率V(λ)和V’(λ)曲线
视网膜上的视觉细胞:
眼睛感觉到 的光功率 ---要经过“过滤” “过滤系数”见右.
一.光度学的单位
度量光的强弱(大小)和方向的一门科学. 基本单位:
光通量--------发光体的 发光强度-----发光体的 亮度------发光体
反射体----受照体照明后的反 射光
照度-----------受照体的
S=1.7•1.7=2.9mm2. L=I0/2.9mm2 ∽106cd/m2.
三.绝对光度法与相对光度法的比较 1.绝对光度法
2.相对光度法
3.两者的差异 往往绝对光度法测量的数据可能低: 对光输出与环境温度敏感的光源特别
明显. 荧光灯管放入灯具内后的光通输出低于/高于
样本上的标称光通值,
谢 谢!!
发光强度I的定义: 单位立体角中的光通量.单位(cd):
1cd(坎特拉) = 1lm/1sr ∴ dΦ=I(θ)dω, Φ= ∫ I(θ)dω 立体角ω:
包围空间一点的空 间角度:
常用光强的介绍: 探照灯:~106cd 一般功率的投光灯:几万---几十万cd 路灯(400W):~5000cd 矿灯:1200cd 烛光:1cd. LED(白光):XX-XXXmcd(毫cd)
特别节能的几种灯具: (1)下射筒灯
(2)线槽灯､橱柜灯
(3)球泡灯
LED光学单位基本换算
LED光学单位基本换算1967年法国第十三届国际计量大会规定了以坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分别作为发光强度、光亮度、光通量和光照度等的单位，为统一工程技术中使用的光学度量单位有重要意义。
为了解和使用便利，以下将有关知识做一简单介绍：名称单位符号定义光强度 cd 坎德拉(Candela) I = F/Ω光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。
光亮度 cd/m2表示发光面明亮程度的，指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比。
光通量 lm 流明 (Lumen) F 单位时间里通过某一面积的光能，称为通过这一面积的辐射能通量。
绝对黑体在铂的凝固温度下，从5.305*103cm2面积上辐射出来的光通量为1lm。
为表明光强和光通量的关系，发光强度为1cd的点光源在单位立体角（1球面度）内发出的光通量为1lm。
光照度 lx 勒克斯 (Lux) 被光均匀照射的物体，距离该光源1米处，在1m2面积上得到的光通量是1lm时，它的照度是1lux。
习称“烛光米”。
1. 烛光、国际烛光、坎德拉（candela）的定义在每平方米101325牛顿的标准大气压下，面积等于1/60平方厘米的绝对“黑体”（即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体），在纯铂（Pt）凝固温度（约2042K获1769℃）时，沿垂直方向的发光强度为1 坎德拉。
并且，烛光、国际烛光、坎德拉三个概念是有区别的，不宜等同。
从数量上看，60 坎德拉等于58.8国际烛光，亥夫纳灯的1烛光等于0.885国际烛光或0.919坎德拉。
2. 发光强度与光亮度（cd/m2）发光强度简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd。
Lcd是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量。
光源辐射是均匀时，则光强为I=F/Ω，Ω为立体角，单位为球面度（sr）,F为光通量，单位是流明，对于点光源由I=F/4 。
光亮度是表示发光面明亮程度的，指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比，单位是坎德拉/平方米。
光学基本知识及LED基本知识
光学基础知识及LED基本理论第一部分LED基本理论知识（一）LED发光原理发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。
因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。
此外，在一定条件下，它还具有发光特性。
在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。
进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如图1所示。
图1假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。
除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。
发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。
由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。
理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Ｅg有关，即λ≈1240/Eg（mm）式中Eg的单位为电子伏特（eV）。
若能产生可见光（波长在380nm紫光～780nm红光），半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。
比红光波长长的光为红外光。
现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。
（二）LED的特性1．极限参数的意义（1）允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。
超过此值，LED发热、损坏。
（2）最大正向直流电流IFm：允许加的最大的正向直流电流。
超过此值可损坏二极管。
（3）最大反向电压VRm：所允许加的最大反向电压。
超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。
（4）工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。
低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。
2．电参数的意义（1）光谱分布和峰值波长：某一个发光二极管所发之光并非单一波长，其波长大体按图2所示。
LED中基本知识概述及计算方法
一. LED显示屏的特点：亮度高，目前户外单灯的亮度已超过6,000mcd;功耗低，具有较高的光电转换效率;寿命长，LED寿命长达200,000小时以上;响应速度快，ns级，无余灰;低电压低电流驱动，易于与计算机接口;屏幕尺寸可大可小，最大可以作到300m2;视角大，室内屏视角大于±60度，室外屏视角大于±80度;视距可通过选择不同直径与不同点距的产品来调整，小到几十厘米，大到几百米均可满足要求;组态灵活，简单到数码显示，复杂到全彩色视屏都有不同种类的产品可以满足要求，室内室外都有相应的产品;易与计算机接口，支持软件丰富。
生产成本的不断下降，价格越来越被更多人们所接受。
二. LED显示产品可广泛应用于：交通、广告、新闻、体育、金融、证券。
在商业领域，各商场都可采用LED显示屏作为商业广告和顾客引导的媒体。
电子显示屏已成为显示商场档次的标志之一。
三. LED显示屏的分类：根据应用场地区分，可分为室内屏(基本单位为模块或数码管)及户外屏(单灯)和半户外显示屏。
根据基色区分，可以分为单色屏、双基色屏(红、绿色，同时发光时显示黄色)、全彩色屏(红、绿、蓝三基色)和伪彩显示屏。
根据功能区分，可分为A ：条屏：LED窗帘屏、LED通透屏、LED镂空屏、LED网格形屏、LED灯条彩幕显示屏、LED条状显示屏等,B : 图文屏:以显示文字、符号、图片为主C :视屏:D :数码屏:仪器仪表显示数字的，不做为我们的参考E ：点阵数码混合屏：表贴型，只显示汉字、数字、图片等四. 汉字都是16*16(最小单位)点阵。
即四个模块可以显示一个汉字。
五. 室内LED显示屏的构成：模块→单元板→→LED显示屏六. 户外LED显示屏构成LED单灯→模组→→箱体→→LED显示屏→套件七. LED显示屏安装方式：贴墙式，屋顶式，镶墙式，吊挂式，落地式，立柱式一、基础知识概要1.LED显示屏专业术语解释1 ：什么是LED?LED是发光二极管的英文缩写(Light emitting diode),显示屏行业所说的“LED”，特指能发出可见光波段的LED;2 :什么是像素?LED显示屏的最小发光像素，同普通电脑显示器中说的“像素”含义相同;3：什么是像素距(点间距) ?由一个像素点中心到另一个像素点中心的距离;4：什么是LED显示模块?由若干个显示像素组成的，结构上独立、能组成LED显示屏的最小单元。
LED照度计算方法
LED照度计算方法在计算LED灯的照度时，可以使用以下的方法进行计算。
首先，需要了解照度的概念和单位。
照度表示的是单位面积上的光通量，单位为勒克斯（Lux），是国际标准制定的一种衡量光照强度的单位。
计算LED灯的照度，我们需要考虑以下几个因素：1. 光源的总光通量：光源的总光通量表示的是光源发出的总辐射能量，单位为流明（Lumen）。
这是一个关键的参数，可以从LED灯的产品规格中获得。
2.光源的均匀度：光源的均匀度表示的是光照在目标区域内的分布情况。
如果光源的光线比较集中，那么照度会随着距离的增加而逐渐降低。
而如果光源的光线较为均匀，那么照度在目标区域内的分布就会比较均匀。
在实际应用中，通常会考虑使用透镜或反射器来调整光源的光线分布。
3.照明设计的高度和角度：照明设计的高度和角度也会对照度产生影响。
通常情况下，照明设备会具有特定的方向性，例如聚光灯或者洒光灯。
在计算照度时，需要考虑光源的方向性以及光照目标的大小和位置。
基于以上的因素，下面给出一种简单的计算方法：步骤1：根据LED灯的产品规格，确定光源的总光通量（单位：流明）。
步骤2：了解目标照明区域的尺寸和形状，将其转换为平方米。
步骤3：根据光源的均匀度，考虑照明设计中的其他因素，适当调整总光通量。
步骤4：按照以下公式计算照度：照度=总光通量/目标照明区域的面积（单位：勒克斯）例如，假设LED灯的总光通量为1000流明，目标照明区域的面积为10平方米，那么照度的计算如下：照度=1000流明/10平方米=100勒克斯需要注意的是，这个方法是一个简单的计算方法，没有考虑光源的方向性和照明设计的复杂性。
在实际的照明设计中，还需要考虑更多的因素，例如光源的色温和显色指数、目标照明场景的要求等等。
此外，也可以使用照度计等专业设备来测量实际的照度数值。
led屏计算公式
led屏计算公式一、LED屏相关概念。
1. 像素。
- 像素是LED屏显示的基本单元。
LED屏由许多像素点组成，每个像素点可以独立控制发光颜色和亮度等参数。
2. 分辨率。
- 分辨率是指屏幕图像的精密度，是指显示器所能显示的像素的多少。
例如，常见的1920×1080分辨率，表示屏幕横向有1920个像素，纵向有1080个像素。
二、LED屏面积相关计算公式。
1. 单块模组面积计算。
- 如果已知LED模组的长和宽（单位为毫米），模组面积（S_模组）计算公式为：S_模组=长×宽。
- 例如，某LED模组长为320mm，宽为160mm，则其面积S_模组=320×160 = 51200mm^2。
2. 整屏面积计算。
- 当使用多个模组拼接成LED屏时，如果横向使用n个模组，纵向使用m个模组，且单个模组面积为S_模组，则整屏面积（S_整屏）计算公式为：S_整屏=n×m× S_模组。
- 假设使用上述模组，横向拼接10个，纵向拼接6个，则整屏面积S_整屏=10×6×51200 = 3072000mm^2。
三、LED屏像素间距相关计算。
1. 像素间距定义。
- 像素间距（Pitch）是指相邻两个像素中心之间的距离，单位通常为毫米。
2. 根据像素间距计算每平方米像素数量。
- 每平方米像素数量（N）的计算公式为：N=(1000000)/(Pitch^2)。
- 例如，像素间距为P = 3mm，则每平方米像素数量N=(1000000)/(3^2)≈111111个。
四、LED屏亮度相关计算（简单介绍）1. 亮度概念。
- LED屏亮度通常用尼特（nit）来衡量，表示单位面积上的发光强度。
2. 整屏亮度计算（近似）。
LED光学参数范文
LED光学参数范文LED（Light Emitting Diode）是一种半导体器件，其通过电流激发导致光发射，并具有较高的发光效率、较长的使用寿命和较低的能耗等特点。
在使用LED时，我们需要了解一些基本的光学参数，以进行光学设计和选型。
以下将详细介绍LED的几个重要的光学参数。
1. 发光强度（luminous intensity）：发光强度是指光源在特定方向上发出的光功率的比例，通常以单位立体角内的总光通量表示。
发光强度的单位是坎德拉（candela，cd），其中1坎德拉等于1流明/球面度。
发光强度可以用于确定光线的方向性和亮度，是用于表达光源亮度强弱的常用量。
2. 光通量（luminous flux）：光通量是指光源在特定时间内发出的总光功率，其单位是流明（lumen，lm）。
光通量表示光源的总亮度，是衡量光源亮度的重要参数。
对于LED来说，光通量与发光强度的关系可以通过光强度分布曲线和立体角之间的积分来确定。
3. 光照度（illuminance）：光照度指在受照物体上的单位面积上的光通量，其单位是勒克斯（lux，lx）。
光照度是衡量照明强度的重要参数，可以用于确定光源的照明效果。
4. 光投射角（beam angle）：光投射角指的是光源在发射光线时的有效角度范围。
对于LED来说，光投射角可以用来描述光的发散性质，即指定从光源中心线处开始测量的角度范围，使得该部分发出的光线的强度达到峰值亮度的一定比例。
光投射角直接影响光源的照明范围和覆盖区域。
5. 光衰减（light attenuation）：光衰减是指光的强度随着传播距离的增加而逐渐减弱的现象。
对于LED来说，光衰减是一个重要的光学参数。
LED的光衰减与材料、结构、温度等因素有关，而且不同颜色的LED光衰减速率也会有所不同。
光衰减对于光源的使用寿命、光亮度和颜色一致性都有着重要影响。
6. 色温（color temperature）：色温是指光源的颜色特性，其单位是开尔文（Kelvin，K）。
LED相关光学术语解释_换算关系&常用光学术语解释
LED相关光学术语 (2)LED几个光学术语的解释以及换算关系 (4)光学系统的名词解释 (5)LED相关光学术语照度：照度(Luminosity)指物体被照亮的程度，采用单位面积所接受的光通量来表示，表示单位为勒克斯(Lux,lx)，1 勒克斯等于1流明(lm)的光通量均匀分布于 1㎡面积上的光照度。
照度是以垂直面所接受的光通量为标准，若倾斜照射则照度下降。
为了对照度的量有一个感性的认识，下面举一例进行计算，一只100W的白炽灯，其发出的总光通量约为1200Lm，若假定该光通量均匀地分布在一半球面上，则距该光源1m和5m处的光照度值可分别按下列步骤求得：半径为1m的半球面积为2π×1^2=6.28 ㎡，距光源1m处的光照度值为：1200Lm/6.28 m2=191Lux。
同理，半径为5m的半球面积为:2π×5^2=157㎡，距光源5m处的光照度值为：1200Lm/157 ㎡=7.64Lux。
起居间所需之照明照度为150－300Lux；一般书房照度为100Lux，但阅读时所需之照明照度则为600Lux。
一般情况：夏日阳光下为10万Lux；阴天室外为1万Lux；室内日光灯为100Lux；距60W台灯60cm桌面为300Lux 。
亮度：亮度是指物体明暗的程度，定义是单位面积的发光强度。
单位是堪德拉每平米(cd/㎡)或称nits，亮度是指发光体（反光体）表面发光（反光）强弱的物理量。
人眼从一个方向观察光源，在这个方向上的光强与人眼所“见到”的光源面积之比，定义为该光源单位的亮度，即单位投影面积上的发光强度。
发光强度：指光源的明亮程度，发光强度简称光强，国际单位是candela（坎德拉）简写cd，1000mcd=1cd，其他单位有烛光，支光。
1cd是指单色光源（波长0.550微米）的光，在给定方向上的单位立体角内发出的发光强度。
光源辐射是均匀时，则光强为I=F/Ω，（Ω为立体角，单位为球面度（sr）, F为光通量，单位是流明），对于点光源由I=F/4发光强度是针对点光源而言的，或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。
LED光电参数基础知识
LED光电参数基础知识LED（Light Emitting Diode）是一种半导体光源，具有高效、低能耗、长寿命、快速响应速度等特点，广泛应用于照明、显示、通信、传感等领域。
LED的光电参数是指其在工作状态下所具备的光学和电学性能指标。
第一个光电参数是光通量（Luminous Flux），单位是流明（lm）。
光通量是用来衡量LED产生的光能的总量，表征了LED的亮度。
LED的亮度与光通量成正比，通常用于照明领域的LED灯具性能评估。
第二个光电参数是光效（Luminous Efficacy），单位是流明/瓦（lm/W）。
光效是指LED发出的可见光功率与其输入电功率之比，衡量了LED在发光过程中能源的利用效率。
光效越高，表示同样的发光效果下，LED消耗的电能越少。
第三个光电参数是色温（Color Temperature），单位是开尔文（K）。
色温是表示光源发出的光的颜色的参数，它定义了光源在照射下产生的感觉颜色。
色温越低，光色呈现出暖白色或黄色；色温越高，光色呈现出冷白色或蓝色。
第四个光电参数是色坐标（Color Coordinates），用于描述光源发出的光的色彩，由色度坐标x和y来表示。
色坐标可以通过测量光源的光谱特性来确定，不同色坐标代表了不同的色彩。
除了光电参数，LED还有一些重要的电学参数。
第一个电学参数是额定电流（Rated Current），单位是毫安（mA）。
额定电流是LED在正常工作时所需的电流，超过额定电流会导致LED工作不稳定或烧毁。
第二个电学参数是正向电压（Forward Voltage），单位是伏特（V）。
正向电压是指通过LED时所需的电压，不同类型和颜色的LED正向电压也会有所不同。
第三个电学参数是反向电压（Reverse Voltage），单位是伏特（V）。
反向电压是指在LED不正常工作时，通过LED时所能承受的最大电压。
超过反向电压会导致LED损坏。
第四个电学参数是耐受电流（Maximum Forward Current），单位是毫安（mA）。
LED的基本术语解释及光通量换算关系
LED的基本术语解释及光通量换算关系V代表电压。
F代表正向。
I代表电流。
R代表反向。
WL代表波长。
故：VF代表正向电压，一般小功率led红、黄、橙、黄绿的vf是1.8-2.4v，纯绿、蓝、白的vf是3.0-3.6v。
IF是正向电流，一般小功率led的IF都是20mA。
IR是反向电流，一般是在5v的反向电压下面测量，分小于10uA（微安），小于5uA和0uA几个档次。
WL是光的波长，可见光分别有各自的波长，不同的波长对应不同的颜色，如红光一般是615-650nm（纳米），蓝光一般是450-475nm。
白光由于是蓝色芯片＋荧光粉调制而成，所以无波长，以色温来衡量（3000k以下偏黄。
3000k－7000k正白，7000k以上偏蓝）。
LED的Vf值是什么意思?它的大小对LED有什么影响?vf是正向电压的意思，但是不一定正向电压越大，正向电流越大。
你看只要是小功率led的承认书上面都会有一个vf值，有一个If值，不管vf值是多大，（红、黄、黄绿、橙一般为1.8v－2.4v，白、蓝、翠绿一般为3.0v-3.6v）。
If都是20mA。
这两者是相辅相成的。
比如2颗白光，一颗是3.0v，20mA，一颗是3.4v，20mA，意思就是说第一颗灯，你给它3.0v的电压，流过它的电流就是正常额定电流20mA，但是第二颗灯，你要给它3.4v 的电压，流过它的电流才是20mA。
在这里Vf和If没有成正比；但是一颗黄灯和一颗白灯比，比如黄灯的电压是2.0v，白灯的电压是3.3v，这颗黄灯在2.0v的电压下和这颗白灯在3.3v的电压下流过它们的电流是一样的，都是20mA，在这里Vf和If并不成正比。
所以只有是专指同一颗灯的情况下Vf和If才是绝对成正比的。
你在使用的时候不管Vf是多大，只要控制流过所有灯的电流为20mA就ok了LED基本术语光通量(lm)：光源每秒钟发出可见光量之总和。
例如一个100瓦（w）的灯泡可产生1500lm，一支40瓦（w）的日光灯可产生3500lm的光通量。
LED四大常用物理量
LED四大常用物理量光通量: 是指人眼所能感觉到的辐射功率，它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。
单位为流明: lm照度: 可用照度计直接测量。
光照度的单位是勒克斯，是英文lux的音译，也可写为lx。
被光均匀照射的物体，在1平方米面积上得到的光通量是1流明时，它的照度是1勒克斯,即1 lx=1 lm/m2光照度E（勒克斯：lux）：光源照射在光接收面上一点处的面元上的光通量dΦV与该面元面积dS的比值。
计算公式：Ev=dφv/dφs对于点光源，若在某一个方向上光强为I，则距离r处的照度为：E=I/r2 光强: 为一光源在给定方向上的发光强度，单位candela，即坎德拉，简称坎、cd。
亮度: 单位光源面积在法线方向上，单位立体角内所发出的光流，单位尼特，ntLED又称二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件。
那么LED灯具有那么优势呢？主要表现在以下四个方面一、高效节能低压驱动,超低功耗（单管0.05W）.发光功率转换接近98%发上,LED灯具比传统节能照明灯具节能60%-80%以上,并且安装灵活方便,耐用可靠。
二、绿色环保光线无紫外线无红外线,无辐射,光照效果柔和,无频闪,可频启,属于真正的绿色环保照明光源,LED照明不发热.不含汞和氙等有害元素,利于回收和二次利用。
三、超长寿命耐震性能强,防尘性能强,低能耗,所需电压电流小,低热量,发光热量少,不产生安全隐患,安全系数高,LED照明属于固体发光源,环氧树脂封装,发光体部分不易松动.不存在灯丝易烧,热沉积,高光衰等缺点,使用寿命可达3万到5万小时,是普通灯泡的30倍,相当于不间断照明三年时间。
四、应用范围家居照明,天花筒灯,办公照明,小区照明,商场超市,档口商铺,酒楼酒店,酒吧,咖啡厅,西餐厅,娱乐场所,家庭小夜灯,节日气氛用灯.太阳能照明应用,城市亮化美化工程等应用广泛。
光通量(lm)：光源每秒钟发出可见光量之总和。
LED光电参数基础知识
12
欧洲EST色容差考核标准
Color Indication F 6500 F 5000 F 4000 F 3500 F 3000 F 2700
CCT 6400 5000 4040 3450 2940 2720
x 0.313 0.346 0.380 0.409 0.440 0.463
y 0.337 0.359 0.380 0.394 0.403 0.420
白光产生（红(R),绿(G),蓝(B)三色
9
色坐标
用不同的三色(RGB)系统去讨论颜色规律问题，需要换算，极不方便。 为了标准统一化，CIE还公布了标准三色系统〔X〕、〔Y〕、〔Z〕 x= X/(X+Y+Z), y= Y/(X+Y+Z); X+Y+Z = 1， z=1-(x+y) 国际照明委员会(简称CIE)还规定的一套颜色测量原理、 数据和计算方法，称为 CIE标准色度学系统。在这个系统中，CIE1931色品图它占有相当重要的地位。 它明确表示了颜色视觉的基本规律以及颜色混合的一般规律，是色度学的实际 应用工具。很多有关色度学的计算和延伸都是由此出发的。
13
美国能源之星色容差考核标准
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主波长 （Dominant wavelength — λd (nm)）
用某一光谱颜色按一定比例与一个确定的参照光源（如CIE标准光源 A、B、C，等能光源E，标准照明体D65）相混合而匹配出样品色，该 光谱色的波长就是样品的主波长。单位：nm。 标准照明体 A ：代表完全辐射体在 2856K 发出的光 （ X0=109.87 ， Y0=100.00 ， Z0=35.59 ）； 标准照明体 B ：代表相关色温约为 4874K 的直射阳光 （ X0=99.09 ， Y0=100.00 ， Z0=85.32 ）； 标准照明体 C ：代表相关色温大约为 6774K 的平均日光，光色近 似阴天天空的日光 （ X0=98.07 ， Y0=100.00 ， Z0=118.18 ）； 标准照明体 D65 ：代表相关色温大约为 6504K 的日光 （ X0=95.05 ， Y0=100.00 ， Z0=108.91 ）；
光学基础知识及LED基础知识
光学基础知识及LED基本理论第一部分LED基本理论知识（一）LED发光原理发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。
因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。
此外，在一定条件下，它还具有发光特性。
在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。
进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光，如图1所示。
图1假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。
除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。
发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。
由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。
理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Ｅg有关，即λ≈1240/Eg（mm）式中Eg的单位为电子伏特（eV）。
若能产生可见光（波长在380nm紫光～780nm红光），半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。
比红光波长长的光为红外光。
现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。
（二）LED的特性1．极限参数的意义（1）允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。
超过此值，LED发热、损坏。
（2）最大正向直流电流IFm：允许加的最大的正向直流电流。
超过此值可损坏二极管。
（3）最大反向电压VRm：所允许加的最大反向电压。
超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。
（4）工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。
低于或高于此温度范围，发光二极管将不能正常工作，效率大大降低。
2．电参数的意义（1）光谱分布和峰值波长：某一个发光二极管所发之光并非单一波长，其波长大体按图2所示。
LED灯-光学知识
LED灯-光学基本知识1光（light ）光的本质是电磁波, 是整个电磁波谱中极小范围的一部分光是能量的一种形态；光是电磁波辐射到人的眼睛，经视觉神经转换为光线，即能被肉眼看见的那部份光谱。
这类射线的波长范围在380 到760nm 之间，仅仅是电磁辐射光谱非常小的一部份。
温度远远高于50Hz 工作时的温度，从而产生更高色温的白色色表和更好的显色性。
2、光通量（光束）Φ光源发射并被人的眼睛接收的能量之和为光通量。
一般情况下，同类型的灯的功率越高，光通量也越大。
例如：一只40W 的普通白炽灯的光通量为350---470lm，而一只40W 的普通直管形荧光灯的光通量为2800lm 左右，为白炽灯的6--8 倍。
3、照度(illuminance)单位被照面上接收到的光通量称为照度。
如果每平方米被照面上接收到的光通量为 1 （lm），则照度为1（Lux）。
单位：勒克斯（Lux）。
勒克斯（lux）相当于被照面上光通量为 1 流明（lm）时的照度。
夏季阳光强烈的中午地面照度约5000 lux ，冬天晴天时地面照度约为2000 lux ，晴朗的月夜地面照度约0.2 lux 。
4、亮度（luminance ）光源在某一方向上的亮度是光源在该方向上的单位投影面积、单位立体角中发射的光通量。
如果我们把每一物体都视为光源的话，那么亮度就是描述光源光亮的程度，而照度正好是把每一物体都作为被照物体，用一块木板来举例说明，当一定光束照到木板时我们讲木板有多少照度，然后木板将多少光束反射到人眼，就称为木板的多少亮度，那么有如下式子：亮度等于照度乘以反射率。
在同一房间同一位置一块白布和一块黑布的照度是相同的，而亮度是不同的。
5、光效（luminous efficacy of light source ）光源所发出的总光通量与该光源所消耗的电功率（瓦）的比值，称为该光源的光效。
单位：流明/ 瓦（lm/W发光效率只表示光源的效率，与将光源安装到照明器具上后器具的整体效率（综合效率）是不同的概念。
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LED基础知识:光学单位和计算
1．前言
在LED的应用领域里，光强和光功率是两个很重要的指标参数。
了解这些指标参数是如何被测量，被何种仪器方式测量以及它们的单位是非常基础和重要的。
本文解释了主要的光学单位并提供了简单的计算方法。
2．颜色
当日光穿透棱镜时，光线被分为7种颜色：紫色，青色，蓝色，绿色，黄色，橙色和红色。
由于这些颜色无法被进一步细分，因此被认为是单色光。
可见光谱是由波长逐步增加的单色光排列组成的。
如图一所示，单色光可以被定义为单一的波长。
与之相比较的是图二中白色LED 所描述的光谱。
3．辐射计和光度计的测定
1)辐射线在几何学里被定义为随着时间变化的光能（紫外?红外）。
2)光度测定受控于辐射量和人眼对可见光的敏感度。
4．功率
3）光功率：光源单位时间内发出的总能量。
（瓦特）
发光效率对人眼可见光的感知度没有关系和影响。
举例来说，1个瓦特的紫外线光谱能量人眼是看不见的。
4）光强：光功率中人眼敏感的因素。
（流明）
（用光谱效能整合的光功率）
5．发光效率和人类的眼睛
人类的眼睛至少能感知到波长为380-780奈米的磁性光谱,而最为敏感的光波长为555奈米.眼睛的敏感曲线图如下图3所示.CIE(国际照明协会)在1924年采用标准的光谱发光效率图.
注意:
1）这个图在白天使用是有效的.
2）夜视时507 nm是另一个峰值.
3）眼睛的敏感度能够和下面的例子联系起来.
眼睛对470 nm蓝光的感知度只有555 nm绿光的1/10.
也就是说1 mw的470 nm和555 nm的光,绿光比蓝光要亮10倍.
6．辐射量和光通量的关系
光通量是由辐射量，标准发光效率和最大光谱发光效率相乘的结果来确定。
公式如下：
*Km（最大光谱发光效率）在人类视觉可见区域555 nm时为683 lm/w。
因此，光通量=Km×Φe(λ) ×V(λ)。
光通量的简单计算（流明）
1）单色光
a.555 nm（绿光）辐射量：1 watt
683×1×10ˉ³[w]×1.000 = 0.683 [lm]
b.波长：600 nm 辐射功率：3 mw
波长为600 nm的标准发光效率系数是0.631。
（由图1）
c.光通量为：
683×3×10ˉ³[w]×0.631 = 1.292919 [lm]
2）波长的分布
LED的光谱分布，是个肉眼可见光波长380-780 nm辐射功率的积分再乘以最大光谱发光效率。
结果如下柱状图所示。
7．立体角和光强
光强是点光源在某一方向立体角内光通量的大小。
（单位：cd=坎德拉）
立体角（弧度：sr）是一个固定的角度。
1)立体角被定义为在一个被r²分开的半径r的球体上的区域。
2)光强是点光源在某一方向立体角内光通量的大小。
cd=lm/sr.
对点光源来说，如果圆锥的尺寸按照规则的立体角变化，那么通过圆锥体的光通量是相同。
8．照度
照度是点光源的光在单位受照面积的光通量。
(单位:勒克斯,lx)1 lux之照度为1 lumen之光通量均匀分布在面积为一平方米之区域。
举例如下：
图7中，假设a,b和c面积相同（1平方米）。
照度由总光量来表示（如前头）。
距离越远，单位面积内的箭头越少，说明照度越低。
9．单位之间的关系
关于已经提到的光学单位的摘要参照下列的图解
．总结
Kelvin 作开尔文温度计（缩写为“K”）是科学工作中使用很普遍的一种。
Kelvin开氏温度标度是用一种理想气体来确立的，它的零点被称为绝对零度。
根据动力学理论，当温度在绝对零度时，气体分子的动能为零。
为了方便起见。
Kelvin开氏温度计的刻度单位与摄氏温度计上的刻度单位相一致，也就是说，Kelvin开氏温度计上的一度等于摄氏温度计上的一度，水的冰点摄氏温度
计为0℃，Kelvin开氏温度计为273.16°K。
是照明设计的重要内容,照度计算又是照明功能效果计算的重要组成部分。
照度计算的目的是根据所需要的照度值,结合其它已知条件(如照明器型式及布置、房间各个面的反射条件及污染情况等)来决定灯泡的容量或灯的数量。
照度计算方法有利用系数法和逐点计算法(包括平方反比法、等照度曲线法、方位系数法等) 两大类,利用系数法用于计算平均照度与配灯数,逐点计算法用
于计算某点的直射照度。
现将这两种计算方法的特点及使用范围对比如下: 利用系数法利用系数计算此法考虑了直射光及反射光两部分所产生的照度
计算结果为水平面上的平均照度计算室内水平面上的平均照度,特别适用于反射条件好的房间．查概算曲线一般生产及生活用房的灯数概略计算
逐点计算法平方反比法此法只考虑直射光产生的照度,可以计算任意面上
某一点的直射照度采用直射照明器的场所,可直接求出水平面照度等照度曲线法方位系数法，使用线光源的场所,求算任意面上一点的照度
一套速查表格以便使用。
表格相关说明如下:
1. 室形指数RI=W* L/H*(W L) W-房间宽; L-房间长, H-灯具至工作面高度,并
据此室形指数结合灯具配光类型查表得出φ0。
见附表1。
2. 室内顶棚、墙面及地面的反射系数分别为ρC、ρW、ρf,根据实际环境不同可加系数C1修正。
见附表2。
3. 各灯具效率不同, 可加系数C2修正。
见附表3。
附表1
室形指数 RI 直接型配光灯具半直接型配光灯具均匀漫射配光灯具半间接
型配光灯具间接型配光灯具
S<0.9h S<1.3h
0.6 5.38 5.00 5.38 5.38 7.78 8.75
0.8 4.38 3.89 4.38 4.24 6.36 7.00
1.0 3.89 3.41 3.68 3.59 5.39 6.09 1.25 3.41
2.98
3.33 3.11
4.83
5.00
1.5 3.11
2.74
3.04 2.86
4.38 4.83
2.0 2.80 2.46 2.69 2.50 4.00 4.38
2.5 2.64 2.30 2.50 2.30
3.59
4.89
3.0 2.55 2.30 2.37 2.19 3.33 3.68
3.5 2.46 2.12 2.30 2.11 3.18 3.33
4.0 2.37 2.06 2.22 2.03 3.04 3.33
4.5 2.35 2.02 2.17 1.99 2.98 3.26
5.0 2.33 1.97 2.12 1.94 2.92 3.18
附注:S为灯具间距,h为灯具安装高度
直接型照明器允许距高比分类
分类名称距高比s/h
特狭照型S/h≤0.5
狭照型(深照型,集照型) 0.5<S/h≤0.7
中照型(扩散型,余弦型) 0.7<S/h≤1.0
广照型 1.0<S/h≤1.5
特广照型 1.5<S/h
附表2
ρC 0.7 0.6 0.4
ρW 0.5 0.4 0.3
ρf 0.2 0.2 0.2
C1 1 1.08 1.27
附表3
灯具效率 0.7 0.6 0.5
C2 1 1.22 1.47
通过以上表格能进行计算的第一步:查出φ0, C1, C2,第二步代入所需照度E及房间面积A,第三步选择合适的光源及其光通量。
最后得出布灯数量。