LED灯具光学基础知识
LED光学基础
功率因素(Power Factor)功率因素是实际消耗的功率与电力供给容量之比值.所以功率因素越高,电力在传输过程中即可减少无谓的损失并提高电力的利用率色温：色温：光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时，黑体的温度称为该光源的色温。
因为大部分光源所发出的光皆通称为白光，故光源的色表温度或相关色温度即用以指称其光色相对白的程度，以量化光源的光色表现。
根据Max Planck的理论，将一具完全吸收与放射能力的标准黑体加热，温度逐渐升高光度亦随之改变；CIE色座标上的黑体曲线（Black body locus）显示黑体由红——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）。
因此，黑体加热至呈红色时温度约527℃即800K，其他温度影响光色变化。
光色愈偏蓝，色温愈高；偏红则色温愈低。
一天当中画光的光色亦随时间变化：日出后40分钟光色较黄，色温3,000K；正午阳光雪白，上升至4,800-5,800K，阴天正午时分则约6,500K；日落前光色偏红，色温又降至纸2,200K。
其他光源的相关色温度。
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差异。
仅冯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。
不同光源环境的相关色温度一些常见的例子：1700 K: 火柴光1850 K: 蜡烛2800 K: 钨灯(白炽灯)3350 K: 演播室"CP"灯3400 K: 演播室台灯, 照相泛光灯（不是闪光灯）, 等...4100 K: 月光5000 K: 日光5500 K: 平均日光, 电子闪光(因厂商而异)5770 K: 有效太阳温度6420 K: 氙弧灯6500 K: 日光9300 K: 电视屏幕（模拟）5000K和6500K的黑体的颜色分别接近于普通D50和D65的发光物，这通常用于颜色再现的场合（摄影、出版，等等）。
《LED灯基础知识》PPT课件
一、什么是LED灯
• LED是英文light emitting diode的缩写,即：光线激发二极 管,属于一种半导体元器件.发光二极管的核心部分是由p型 半导体和n型半导体组成的晶片,在p型半导体和n型半导体 之间有一个过渡层,称为p-n结.在某些半导体材料的PN结 中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能 量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能.PN结 加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光.这种利用注入 式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称LED.当 它处于正向工作状态时<即两端加上正向电压>,电流从 LED阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同 颜色的光线,光的强弱与电流有关.打个比方,LED就像一个 汉堡,可以发光的材料是夹层中的"肉饼",而上下的电极就是 夹肉的面包.
• 11.发光效率高：发热小,90%的电能转化为可见光〔普通 白炽灯80%的电能转化为热能,仅有20%电能转化为光能〕
二、LED光源的优点
• 12.安全系数高：所需电压、电流较小,发热较小,不产生安 全隐患,于矿场等危险场所.〔LED使用低压直流电即可驱 动,对使用环境要求较低〕
• 13.市场潜力大：低压、直流供电,电池、太阳能供电,于边 远山区及野外照明等缺电、少电场所.
• 2.按发光二极管的结构分：有全环氧包封、金属底座环氧 封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构.
四、LED的分类
• 3.按发光管出光面特征分：圆灯、方灯、矩形、面发光管、 侧向管、表面安装用微型管等.圆形灯按直径分为φ2mm、 φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等.国外通 常把φ3mm的发光二极管记作T-1；把φ5mm的记作T-1 〔3/4〕；把φ4.4mm的记作T-1〔1/4〕.
LED光学知识2021年更新版
LED光学知识2020.121提纲1.发光角度的概念；2.道路照明中的一些常见术语；3.光源、光学结构、光学指标之间的关系；4.实现控光的几种典型方式；5.道路照明的配光类型；6.透镜的材质介绍及其透光率；7.SHINE常用透镜类型;01Part one发光角度的概念定义：LED灯具的发光角度，一般也称为光束角，指LED产品点亮后发光范围的大小。
◇CIE（国际照明委员会）建议光束角为50%最大光强的矢径夹角。
（默认以CIE为标准）◇IES（北美照明工程协会）则建议光束角为10%最大光强的矢径夹角举例：以下发光角度为64.9°02Part two道路照明中的一些常见术语➢城市道路分为快速路、主干路、次干路、支路、居住区道路。
快速路，是指双向行车道、中央设有分隔带、进出口全部采用立体交叉控制，为城市中大量、长距离和快速交通服务。
主干路，连接城市各主要分区的干路，采取机动车与非机动车分隔形式，如三幅路或四幅路。
次干路，与主干路结合组成路网起集散交通作用的道路。
支路，次干路与居住区道路之间的连接道路一、道路的分类居住区路，居住区内的道路及主要供行人和非机动车通行的街巷。
按照灯杆长度主要分为：常规照明，高杆照明。
常规照明灯具安装在高度通常为15m 以下的灯杆上，按一定间距有规律地连续设置在道路的一侧、两侧或中间分车带上进行照明的一种方式。
采用这种照明方式时，灯具的纵轴垂直于路轴，使灯具所发出的大部分光射向道路的纵轴方向。
高杆照明一组灯具安装在高度等于或大于20m 的灯杆上进行大面积照明的一种照明方式。
➢灯按是否截光，把灯具分为以下四类：•全截光型灯具full cut-off luminaire（符合所有国家）•截光型灯具cut-off luminaire（巴西市场的门槛）•半截光型灯具semi-cut-off luminaire（竞标最低要求）•非截光型灯具non-cut-off luminaire➢Full cut-offA luminaire light distribution wherezero candela intensity occurs at or above an angle of 90°above nadir.100 (10 percent) at or above a vertical angle 80°above nadir. This applies to all lateral angles around the luminaire.A luminaire light distribution where the can-dela per 1000 lamp lumens does not numerically exceed 25 (2.5 percent) at or above an angle of 90°above nadir.100 (10 percent) at or above a vertical angle 80°above nadir. This applies to all lateralangles around the luminaire.A luminaire light distribution where the candela per 1000 lamp lumens does not numerically exceed 50 (5 percent) at or above an angle of90°above nadir.200 (20 percent) at or above a vertical angle 80°above nadir. This applies to all lateral anglesaround the luminaire.A luminaire light distribution where there is no candela limitation in the zone abovemaximum candela.四、维护系数maintenance factor定义：在照明装置使用一定时期之后，在规定表面上的平均照度或平均亮度与该装置在相同条件下新安装时在同一表面上所得到的平均照度或平均亮度之比。
LED相关知识介绍
LED制备工艺简介
颚式粉碎
球磨式粉碎
粉碎操作
辊式粉碎
气流粉碎
LED制备工艺简介
后处理工序操作：
（1）分散：利用行星式球磨机 或辊磨机进行球磨分散。 （2）水筛：以水为介质，将荧 光粉打成粉浆后全部过350目尼龙筛。 （3）水洗：用纯水将粉体表面 可溶性杂质洗去。 （4）干燥：鼓风干燥箱120℃干 燥12±2h。
x+y+z=1
LED用荧光粉基本知识介绍
光通量：单位时间内发出的光（可见光）量。光通量的用符号Φ 表示，单位为流 明(lm)。由于人眼对不同波长的电磁波具有不同的灵敏度，我们不能直接用光源 的辐射功率或辐射通量来衡量光能量，必须采用以人眼对光的感觉量为基准的单 位--光通量来衡量。 发光强度：点光源在给定方向上，单位立体角内发出的光通量，符号用I表示， 单位为Cd（坎德拉）单位立体角为球体表面积除以半径的平方。
光学与照明基本知识介绍
光的质量指标
1.光效：
光通量，光强
2.光的色温：
3.显色性： 4. 寿命
色温
显色指数
光学与照明基本知识介绍
光学与照明基本知识介绍
一些实际例子：
光学与照明基本知识介绍
光学与照明基本知识介绍
光学与照明基本知识介绍
不同光源只ission spectrum)物体发光直接产生的光谱。
峰值波长 （Peak wavelength） 符号λ P 主波长 （domain wavelength） 符号λd 能够更准确的反映它的颜色
半峰宽 FWHM
LED用荧光粉基本知识介绍
色坐标：就是指他的颜色在CIE色度图 上的色度坐标值，主要反应了LED光 源所表现出来的物理颜色，色坐标比 用色温表示的颜色更加精准，清楚。
LED灯具基础知识培训(培训资料)
光效
指灯具消耗单位电能所发出的光通 量，单位是流明/瓦（Lm/W）， 用于衡量LED灯具的节能性能。
发光角度
指LED灯具发光强度的空间分布角 度，一般分为窄角、中角、宽角等 ，影响灯具的照明范围和均匀度。
色温、显色指数等视觉性能参数
色温
指灯具发出光线的颜色倾向，以 绝对温度K为单位表示，分为暖 白、正白、冷白等，影响照明环
国内外法规标准差异
对比分析国内外LED灯具法规标准在 技术要求、测试方法、标识要求等方 面的差异，帮助企业更好地应对国际 贸易壁垒。
产品认证体系及其重要性
产品认证体系介绍
详细介绍国内外LED灯具产品认证体系，如中国质量认证中心（CQC）的LED照明产品认 证、美国保险商试验所（UL）的LED灯具安全认证等。
REPORTING
LED灯具定义与分类
定义
LED灯具是一种利用发光二极管 （LED）作为光源的照明设备， 具有高效、节能、环保、寿命长 等优点。
分类
根据使用场合和功能，LED灯具 可分为室内照明、室外照明、景 观照明、特殊照明等类型。
LED灯具发展历程
早期阶段
20世纪60年代，LED诞生，但早期 LED只能发出微弱的红光，且价格昂 贵，主要应用于指示灯等领域。
LED封装的主要作用
保护芯片不受外界环境的影响，同时提供合适的电气连接 和光学特性，使LED灯具能够正常工作并发挥最佳性能。
LED封装的主要类型
包括引脚式封装、表面贴装式封装、功率型封装等，以及 这些封装类型的优缺点和适用范围。
LED封装技术的发展趋势
随着LED技术的不断进步，封装技术也在不断发展，如新 型材料的应用、封装结构的优化等，以提高LED灯具的性 能和降低成本。
这些LED光学基础知识，别说你都懂
这些LED光学基础知识，别说你都懂这些 LED 光学基础知识，别说你都懂演讲 | 黄健整理 | AbbyLED光学基础知识篇LED由于体积⼩，耗电量低，⾼亮度，低热量，节能等诸多优势迅速发展，被各领域所应⽤。
什么是光？光，即⼀种电磁辐射。
光的电磁波谱从 UV 到 IR可见光：介于 UV 和 IR 之间的⾮常狭窄频段光谱可被分解成⼀系列独⽴的波长，不同的波长让我们看到了不同的颜⾊光术语的定义辐射度考虑的是整个辐射的能量；⽽光度学是⼈类眼睛能觉察到的辐射。
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。
亮度的单位是坎德拉 / 平⽅⽶（ cd/m2）亮度是⼈对光的强度的感受。
它是⼀个主观量与亮度不同的，由物理定义的客观的相应的量是光强。
这两个量在⼀般的⽇常⽤语中往往被混淆。
⾊温（ colour temperature ）是表⽰光源光⾊的尺度，单位为 K（开尔⽂）。
光源的⾊温是通过对⽐它的⾊彩和理论的热⿊体辐射来确定的。
热⿊体辐射体与光源的⾊彩相匹配时的开尔⽂温度就是那个光源的⾊温。
相关⾊温是指与具有相同亮度刺激的颜⾊最似⿊体辐射体的温度，⽤ K ⽒温度表⽰。
如标准光源 D65 的相关⾊温为 6500K。
⾊温与相关⾊温对⽐不同⾊温光⾊表现不同时间段的⾊温值光源对物体的显⾊能⼒称为显⾊性，是通过与同⾊温的参考或基准光源（⽩炽灯或画光）下物体外观颜⾊的⽐较。
显⾊指数系数 (Kaufman)仍为⽬前定义光源显⾊性评价的普遍⽅法。
常⽤光源的⾊温与 CRI 值近场光学测试篇LED照明光学整体决绝⽅案什么是近场光源？光源的在不同⾓度下各位置的能量和颜⾊的分布情况。
⼀般的数据⽂件包含上千幅不同⾓度拍摄的光源图像，光源⽂件可⽣成和导⼊到模拟软件中，如： Zemax ，Light Tools , Trace Pro…远场和近场模拟的对⽐光学模拟⽐较远场和近场光源数据模拟的配光曲线⾄少有2°的差异为什么要进⾏近场测量？对于光学⼯程师（LED 封装、模块和灯具）：①提⾼光线追击模拟；②提⾼光学仿真精度；③减少设计时间和成本；对于 LED 制造商的⽣产⼚家：①有助于了解和提升 LED 性能；空间亮度的实际分布空间颜⾊分布（不同⾓度的光谱分布）空间和不同⾓度的颜⾊均匀性②为客户开发出有创意的产品；③ RSM 已经成为⾏业标准，具有⾏业先进性，提⾼销售过程中市场竞争⼒；还有：光学如何在LED封装中使⽤？如何在 LED模组和灯具中使⽤？近场测试设备的关键因素有哪些？LED 上下游对近场测试的需求有哪些？为什么含光谱数据的光源近场数据如此重要？这些问题你都知道答案了吗？。
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 灯具技术光学基础知识 2018-1-12
灯具技术基础知识内部技术手册（培训教材）目录一、术语glossary二、世界各国电压概况voltage三、常用光源lamp-house四、灯头lampholder五、镇流器ballast六、灯具分类class七、灯具标志marking本培训资料如有同标准不符之处，一切以标准为准。
版本：2018-1-12（初稿）编写：叶晓军一、术语glossary1、灯具：凡是能够分配、透出或转变一个或多个光源发出的光线的一种器具、并包括支承、固定和保护光源必需的部件、但不包括光源本身，以及必需的电路辅助装置和将它们与电源连接的设备。
2、普通灯具：对带电部分提供保护，但没有特殊的防尘防固体异物和防水等级的灯具。
3、可移动式灯具：正常使用时，灯具连接电源后能从一处移到另一处的灯具。
4、固定式灯具：不能很方便的从一处移到另一处的灯具，即这种灯具只能借助于工具才能移动。
5、嵌入式灯具：制造商指定完全或部分嵌入安装表面的灯具。
6、眩光：在一个照明环境中，当某光源或物体的亮度比眼睛已适应的亮度大得多时，人就会有眩目或耀眼的感觉，此种现象称为眩光。
眩光会造成不舒适或（和）可见度下降。
前者称为不舒适眩光，后者称为失能眩光。
直接眩光是由观察者视场中的明亮和发光体（如光源发出的光或灯具输出的光）引起的，而观察者在光泽的表面中看到发光体的像（如建筑物大厅光滑的大理石地面反射的强烈灯影）时，则会产生间接眩光。
轻微的眩光使人心神烦乱，严重的眩光则使人深感不舒适。
所以在各种环境照明中，必须考虑如何避免眩光的产生。
7、灯具效率：灯具输出的总光通量与灯具内所有光源发射出的总光通量之比，一般用百分数表示。
8、灯具的配光或光强分布：用曲线或表格表示灯具在空间各方向的光输出强度分布值称为灯具的配光曲线或光分布曲线，它是表征灯具的重要特性参数。
9、平均照度：规定照明表面上的照度平均值。
10、光通量单位：流明（lm）：光源在单位时间内发出的光量总和称为光源的光通量。
LED照明光学入门
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2. LED 辐射光的特性 (1)芯片全反射临界角 LED 器件向外辐射出的光是来向其有源层即MQW层,也 即其PN结。若它是GaN材料,折射率为3.6,若向空气中发 射光,空气折射率为1,于是可求其全反射的临界角θc为： θc=arcsin(n1/n2) 式中：n1=1 n2=3.6 θc=16.26°。 为90°半平面的18％,有82％的光反射回芯片内部,外 量子效率低于20％。
• 2、日光灯
• （1）无格栅日光灯（灯管加反光座）是一个朗伯型配光， 如下图所示，即光线沿法线两边对称分布，随着角度的增 加光强减弱。
• （2）格栅日光灯 加置反射罩和分光罩 的日光灯，称格栅灯。它 是用于室内照明，要求被 照面照度分布均匀的配光， 即蝙蝠型配光分布（路灯 市参照它配光的）
• （3）射灯 射灯市窄光束投光灯， 即灯的辐射光束角小于 40 °的配光的灯，一 般为15 °、20 °等。 例如PAR灯、MR-16射 灯等，即为射灯。
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由(1)式定义ρτ和α三个系数,即： 反射系数 ρ=Φρ/ Φi； 透射系数 τ=Φτ/Φi； 吸收系数 α=Φα/Φi 图3-1示出光在二种介质 中传播的示意图。 利用反射、透射特性,可 用于照明设计中对光进 行控制和分配。
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2. 光的折射定律
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• 1. LED发光强度的空间分布—配光曲线 • 光源的发光强度在空间的分布用极坐标来表示时，将极
坐标矢量未端连成的曲线称为极坐标配光曲线，简称配光 曲线。如下图所视：
• •
2. 如何读解配光曲线 实际土,光源的辐射光的分布是一三维分布 即立体分布。可以将平面分布,即极坐标配 光曲线沿着法线旋转360°即可。但一般只 关心两个相互正交的平面的配光曲线,即： • 0°---180°的面和 • 90°---227°的面。 • 这二个平面如同用刀将一只西瓜切了互相 垂直的二刀形成的平面。
LED灯具光学知识
LED路灯工程实例
同一条路，高压钠灯和LED灯具（蝙蝠翼配光）的对比
LED灯具光学知识
一、照明基础知识和道路照明的主要名词术语
（一）、光的术语（光度量）
1、照明的术语
光源 光通量(lm)
眼睛
光强(cd)
亮度(Cd/m2)
照度（lux）
图1
一、照明基础知识和道路照明的主要名词术语
（二）、光的术语（光度量）
名称
单位
光通（量）
流明
lm
（Lumen）
光强
烛光
cd
(Candeia)
图3
一、配光曲线图例分析
配光曲线从它的对称性质来说可以分为：轴向对称、对称和非 对称3种。
投光类灯具还可以根据其光束的宽窄分为：窄光束；宽光束； 中等光束等。 一般来说： 窄 光 束：光束角<20° 中等光束：光束角：20°～40° 宽 光 束：光束角：>40°
例1：管形荧光灯的配光曲线(两剖面形成的曲线)
1. 传统路灯屋边照明过多浪费 2. 传统路灯的灯间不匹配形成照明暗区
路灯配光曲线
(一）传统高压钠灯的对称配光
高压钠灯效果（圆形光斑，不均匀）
路灯配光曲线
(三）LED灯具蝙蝠翼，非对称配光
路灯配光曲线
(三）LED灯具蝙蝠翼，非对称配光
特殊光学设计的路灯形成照明光带
路灯配光曲线
(三）LED灯具蝙蝠翼，非对称配光
3、显色性：
光源对于物体颜色呈现的程度。（如下图）
一、照明基础知识和道路照明的主要名词术语
4、色温：
是以绝对温度K（Kelvin）来表示， 乃是将一标准黑体（某种金属）加热， 温度升高至某一程度时颜色开始由深红--浅红---橙黄---白---蓝白---蓝，逐 渐改变，利用这种光色变化的特性，某 光源的光色与黑体的光色相同时，我们 将黑体当时的绝对温度称为该光源之色 温。（如图3）
LED灯具基础知识全解
LED灯具基础知识全解目录一、LED灯具概述 (2)1.1 LED灯具定义 (2)1.2 LED灯具特点 (3)1.3 LED灯具应用领域 (4)二、LED光源基础知识 (5)2.1 LED光源原理 (6)2.2 LED光源结构 (8)2.3 LED光源性能参数 (8)三、LED灯具设计基础 (10)3.1 灯具设计基本原则 (12)3.2 灯具光学设计 (13)3.3 灯具电源设计 (14)四、LED灯具驱动与控制 (16)4.1 常用驱动方式 (17)4.2 驱动器选择与设计 (18)4.3 控制系统原理与应用 (20)五、LED灯具散热与热管理 (22)5.1 散热原理与重要性 (23)5.2 散热设计与优化 (24)5.3 热管理解决方案 (26)六、LED灯具品质评估与测试 (27)6.1 品质评估标准与方法 (28)6.2 功能测试与验证 (30)6.3 耐久性与可靠性测试 (31)七、LED灯具安装与维护 (32)7.1 安装步骤与注意事项 (33)7.2 维护保养指南 (34)7.3 安全操作规范 (35)八、LED灯具发展趋势与创新 (37)8.1 技术创新与发展趋势 (38)8.2 新型材料与工艺应用 (40)8.3 市场需求与挑战分析 (41)一、LED灯具概述LED灯具是一种利用半导体材料发光的照明设备，其工作原理基于当电流通过LED芯片时，光子能量被材料中的电子吸收并跃迁至更高的能级，进而以光的形式释放出来。
由于LED光源具有高效、环保、寿命长以及响应速度快等优点，其在现代照明领域得到了广泛的应用和快速的发展。
LED灯具的设计多样，可以根据不同的需求和用途进行定制，包括功率大小、颜色温度、显色指数、光束方向等参数。
LED灯具还具备智能控制功能，通过与传感器和控制器等设备的结合，可以实现自动调节亮度、定时开关、远程控制等智能化操作。
随着技术的不断进步，LED灯具的成本逐渐降低，产品性能不断提升，其在全球照明市场的地位也越来越重要。
《LED灯具基础知识》PPT课件
检查LED灯具的驱动电源是否正常，如有问题可以更换合适的驱动电 源或联系厂家进行维修或更换。
LED灯具维护保养
05
策略
定期检查项目清单
01
02
03
04
外观检查
检查灯具是否有损坏、变形或 松动现象。
电源线检查
检查电源线是否老化、破损或 无积 尘或杂物影响散热效果。
02
03
早期阶段
20世纪60年代，LED诞生 ，但发光效率低，主要用 于指示灯等。
发展阶段
90年代后，随着技术进步 ，LED发光效率提高，开 始应用于照明领域。
成熟阶段
近年来，LED照明技术不 断成熟，产品种类丰富， 应用领域广泛。
LED灯具应用领域
室内照明
家庭、办公室、商场、 酒店等室内场所的照明
了解LED灯具的质量和品牌
避免选购误区
优质的LED灯具可以提供更好的照明效果和 更长的使用寿命，选择知名品牌和质量有 保障的产品。
不要只看价格忽视质量，不要盲目追求高功 率而忽视光效和舒适度，不要忽视灯具的散 热性能和安全性。
安装前准备工作和步骤详解
确认安装位置和用途
根据实际需求选择合适的安装位置和 用途，如室内照明、室外照明、装饰 照明等。
市场需求持续增长
随着全球照明市场的不断扩大和消费者 对节能环保照明的需求增加，LED灯具
市场前景广阔。
智能化、个性化成为趋势
未来LED灯具将更加注重智能化和个 性化的设计和应用，满足不同消费者
的需求。
技术创新推动产业升级
技术创新将不断推动LED灯具产业的 升级和发展，提高产品的竞争力和附 加值。
绿色环保理念深入人心
LED基础知识培训
主要内容：1. 光学重要的术语2. 三原色3. 光谱图4. 物体的颜色5. LED基础知识照明基本知识名称符号单位说明发通量FLm（流明）光源每秒钟所发出光量之总和，用于表示光源发出的光量。
简单说就是发光量发光强度ICd（坎德拉）光的强度。
在某一特定方向角内所放射光的量。
照度 ELx（勒克司）单位面积内所入射光的量，也就是光能量(lm)除以面积(m2)所得的值，用来表示某一场所的明亮度。
亮度LCd/m2（尼特）从某一方向所看到物体反射光线的强度。
也就是说单位面积时某一方向反射的光之强度。
照度是表示单位面积内入射光的量。
亮度那么是表示眼睛以某方向所看到物体的反射光的强度。
光通量、发光强度、照度、亮度之间的关系图示________________________________________1. 光学重要的术语正如其它所有科技行业一样，照明行业也有其专业术语。
这些特殊的用语和概念可以明确定义光源和灯具的特征，并使测量单位标准化，下面是对其中最重要的术语的说明。
光线和辐射(Light and radiation)光是电磁波辐射(能量从一个物体传播到另一个物体，在传播过程无需任何媒介。
这种能量传播方式被称为辐射)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X围在360到830nm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。
光通量Φ (Luminous flux,Φ)单位：流明(lumen, lm)光源发射并被人的眼睛接收的能量之总和即为光通量（Φ）。
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28 00lm左右，为白炽灯的6~8倍。
光强l (luminous intensity, I )单位：坎德拉(candela, cd)一般来讲，光线都是向不同方向发射的，并且强度各异。
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。
LED灯具光学基础知识
LED灯具作为一种节能环保产品，未 来将继续推动绿色环保理念的发展 ，促进可持续发展。
02
光学基础知识
光的本质与特性
01
光是一种电磁波
光具有波粒二象性，既可以看 作粒子，也可以看作波动。在 光学中，通常将光视为电磁波
。
02
光的速度
在真空中，光的速度约为 3×10^8米/秒，是宇宙中最快
的速度。
光学设计目标与原则
确保LED灯具满足特定应用场景的照明需 求，如照度、均匀度、眩光控制等。
实现良好的散热设计，保证LED灯具的稳 定性和寿命。
优化光效，提高LED灯具的发光效率，降 低能耗。
考虑成本效益，平衡光学性能与制造成 本。
光源选择与布局
根据应用场景和照明需求选择合适类型和功率的LED光 源。 考虑LED光源的色温、显色指数等光学特性。
根据使用场合和功能，LED灯具可分为室内照明、室外照明、景观照 明、特殊照明等类型。
LED灯具应用领域
室内照明
家庭、办公室、商场、酒店等室内场所 的照明。
室外照明
道路、广场、公园、建筑物等室外场所 的照明。
景观照明
城市夜景、园林景观、建筑立面等景观 场所的照明。
特殊照明
舞台、影视、摄影、医疗等特殊场所的 照明。
室外照明应用实例
道路照明
LED路灯具有高亮度、长 寿命、节能环保等优点， 成为现代城市道路照明的 首选。
景观照明
LED灯具在公园、广场等 公共场所的景观照明中， 可塑造多样化的光影效果 ，提升城市形象。
建筑照明
LED灯具在建筑外墙、轮 廓等部位的照明中，可展 现建筑的美感和立体感。
特殊照明应用实例
健康照明理念
Led照明基础知识-光学篇
深圳市华汇光能科技有限公司
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三、名词解释 ⒈光通量（luminous flux） ： 光源单位时间内发出的光量称为光通量，符号为Φ ，单位是 流明（Lm） ，
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⒈基本概念 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·22 ⒉几何光学基本定律 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·25
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灯具光学基础知识及LED基础基础知识
灯具光学基础知识及LED基本理论培训教材目录一、照明相关的光学基本概念。
1、光与电磁波---------------------------------------- （1）2、光线的基本性质及几何光学的基本定理---------------- （3）3、照明相关的光学单位及术语-------------------------- （4）4、照明质量------------------------------------------ （19）5、灯光照明设计-------------------------------------- （22）6、灯光的表现方式------------------------------------ （23）7、国内建筑照明标准值参考GB 50034-2004--------------- （26）二、LED基础知识。
1、LED发光原理--------------------------------------- (34)2、LED的特性----------------------------------------- (35)3、LED的优点与缺点----------------------------------- (39)4、LED的结构及分类------------------------------------(40)5、LED的应用----------------------------------------- (43)6、发光二极管的检测----------------------------------- (48)编制：审核：（★内部资料，不可外传）本培训资料如有同标准不符之处，一切以标准为准。
参考标准：IEC60598，UL153，UL1598,GB70002010-01-28第一部分照明相关的光学基本概念：一、光与电磁波：光是一种电磁波，它具有电磁波的特性。
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性的一条曲线。
半峰边角：也叫光束角，是指最大光
强所在半平面内，两条1/2最大光强方
向之间的夹角
光束扩散角：最大光强所在半平面内
，两条1/10最大光强方向之间的夹角
。定义杂散光线时引入的概念。
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光分布报告解读
照度距离表
灯具工作面上的平均照度：当灯具安装高度为3m，照射范 围直径为1906.63cm，此范围内的平均照度为100.1lx
表5.2.8 博物馆及展览建筑照明标准值
照明标准
表5.2.9 交通建筑照明标准值
照明标准
表5.2.10 无电视转播的体育建筑照度标准值
照明标准
5.2.11 有电视转播的体育建筑照度标准值
31
照明标准
照明功率密度值 单位面积上一般照明的安装功率 当房间或场所的照度值高于或低于本表规定的对应照度值时，其照 明功率密度值应按比例提高或折减。
光分布报告解读 室内灯具利用系数
房间系数 RCR（Room Cavity Ratio） 室内照明计算是把房间看作直六面体，能表征房间尺寸的表式就是室空 间比（室指数）。越是低而宽敞的房子，可得到的光通利用率越高，越 是狭而高的房间，光通利用率越低。
RCR=5hRC(L+W)/L*W L:房间长度；W：房间宽度，hRC房间高度
18
照明术语-光通维持率（光衰）
在正常工作条件下，灯在寿命期间内一特定时间的光通量与该灯的初始光 通量之比，以百分数来表示。随着时间的增加，光源的光通量会下降。有 效寿命就是根据光通维持率定义的。当光通维持率低于50%可视为灯已达 到使用寿命。 国标要求：2000H不小于78%。 国外先进水平：2000H不小于90%。 美国能源之星：40%额定寿命时不小于80% 。
1、光通量 光通量是描述光源发出可见光总量的参数。 即单位时间内发出的可见光的量的总和。 用Φ 表示，单位为流明(Lm)。
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光通量测试原理
光线在积分球球内部被均匀的漫反射， 在球面上形成均匀的光强分布，因此 输出孔所得到的光线为非常均匀的漫 反射光束。 输出强度与输入强度比大约为： 光输出孔面积/积分球内部的表面积。
积分球报告解读
色品坐标xy/uv CIE1931色度图中，色品坐标以x,y表示 CIE1976色度图中，色品坐标以u,v表示
色容差SDCM 表征光色电检测系统的x,y值与标准光源 之间的差别。 ➢色容差实际指测量值偏离目标值的距 离。 ➢色容差的量化一般用椭圆来表征。 （麦克亚当椭圆）
色偏差Duv 代表实际测量值距离标准黑迹曲线的距 离。用u，v坐标定义。
降低（控制）眩光的方式
防散射 “遮蔽”技术
防眩光 “暗光”技术
深藏光源
灯具表面砂状化
各种防眩灯头配件
光分布报告解读 URG眩光曲线
光分布报告解读 室内灯具利用系数
灯具的利用系数是指灯具在规定的条件下送到工作面上的光源光通 量与总光通量之比，所以与照明灯具的设计、安装高度、房间的大小和 反射率的不同相关。
接近于自然光、有明亮的感觉，让人能够精神集中、干净。使用于办 公场所、医院等.
36
积分球报告解读
相关色温
色温/照度对使用者心理的影响
色温低、照度高 闷热 色温低、照度低 舒适
（图C、D） 是自然界光 环境接近的 同样的光质 量，对于人 色温高、照度高 明快 类来说就变 成了日常的 光环境。离 开了日常的 光环境到非 日常的光环 境就会感觉 不愉快。
100000 Lux in the Sun
300 Lux room enter
2500 Lux inside window
10 Lux in the cellar
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照明术语-亮度
4、亮度
表征
的
物理量。是唯一影面积上的光强。符号L，单位是坎德
拉/平方米（cd/m2）
高的利用系数和低的眩光这是照明设计人员追求的重要目标之一， 室内灯具的利用系数是在考虑灯具对工作面的直射照度的贡献上，还考 虑了四壁、顶棚和地板的相互反射对工作面照度的贡献。
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光分布报告解读 室内灯具利用系数
RHOCC天花板反射系数 RHOW墙壁反射系数 RCR房间系数 地板反射系数恒等于20
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R1
淡灰红色
R2
暗灰黄色
R3
饱和黄绿色
R4
中等黄绿色
R5
淡蓝绿色
R6
淡蓝色
R7
淡蓝紫色
R8
淡红紫色
R9
饱和红色(650nm)
R10 饱和黄色
R11 饱和绿色
R12 饱和蓝色
R13 白种人肤色
R14 树叶绿
R15
黄种人肤色
40
积分球报告解读
显色指数
显色性的差异对比
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积分球报告解读
主波长λd：眼睛能看到光源发出的主要光的
发波长是否匹配，另外复色光如白光的λd值
也只是做参考，要判断它的颜色还是要看它
的色坐标或是色温。
半峰带宽FWHM：峰值波长对应发光强度的
一半处的波长之差。对于单色光来说FWHM
值越小，说明晶体的完整性越好。
色纯度：以主波长描述颜色时的一种辅助表
示，定义为待测件色度坐标与E光源色度坐
标直线距离，与E光源至该待测件主波长色
针对不同的RCR系数，和不同的四壁、顶棚反射率系数，我们可以计算 出室内灯具的利用率系数。
60
16
照明术语-亮度
4、亮度 表征发光体（反光体）表面发光（反光）强弱 的 物理量。是唯一用眼睛感知的基础照明参数。 定义：单位投影面积上的光强。符号L，单位是坎德 拉/平方米（cd/m2）
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Φ、I、E、L关系
Φ
E
I
名称
符号
公式
光通量
Φ
Id
光强
I
I d
照度
E
E d dA
亮度
L
L dI
dAcos
度坐标距离的百分比
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积分球报告解读
光效
光效 光效，即：发光效率，是光通量与消耗的
电功率的比值。它是光源经济性能的一个 度量值，单位为Lm/W光效越高，表示越节 能。
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光分布报告解读 报告基本信息
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光分布报告解读 光强分布曲线
配光曲线：又叫发光强度分布曲线，
是描述光源或灯具发光的空间分布特
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光分布报告解读 距高比
2米高，2米间距
2米高，3米间距
52
光分布报告解读
亮度限制曲线
亮度限制曲线是CIE推荐的作为评价室内一般灯具直接眩光的标准和方法。
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光分布报告解读 URG眩光曲线
统一眩光值 (UGR) 国际照明委员会（CIE）用于度量处 于视觉环境中的照明装置发出的光对 人眼引起不舒适感主观反应的心理参 量
33
积分球报告解读
相关色温
色温 当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同 时，黑体的温度就称为该光源的色温。单位开尔文（K） 黑体加热时，颜色开始由深红-浅红-橙红-白-蓝逐步变化
相关色温CCT 当光源的色品点不在黑体轨迹上，且光源的色品与某一温度下 的黑体的色品最接近时，该黑体的绝对温度为此光源的相关色 温，简称相关色温。
9
照明术语-光强
2、光强 即：
，是指光源在某一给定方向的
单位立体角内发射的光通量。缩写符号为I ，
单位为坎德拉cd。
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照明术语-光强
2、光强 即： 发光强度 ，是指光源在某一给定方向的 单位立体角内发射的光通量。缩写符号为I ， 单位为坎德拉cd。
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光强测试仪
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照明术语-照度
3、照度
照度是描述
的参数。
它表示某一场所的明亮度，用符号E表示
单位为勒克司lx。
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照明术语-照度
3、照度 照度是描述照射到某一表面的光通量的参数。 它表示某一场所的明亮度，用符号E表示单位 为勒克司lx或lux。
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照明术语-照度
同一时间段，不同区域的不同照度
10000 Lux in the shadow
6000 Lux under marquee
眩光：在视野范围内有亮度极高的物 体或亮度对比过大，或空间和时间上 存在着极端的对比，就可引起不舒适 的视觉，或造成视功能下降，或同时 产生这两种效应的现象。眩光是影响 照明质量的最重要因素。
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光分布报告解读
眩光
按成因分为直接眩光和间接眩光。 按程度可分为失能眩光和不舒适眩光。
光分布报告解读
眩光
• 暖色光：色温在3300K以下。
红色的成分比较多，此光色能给人一种温暖、健康、舒适的感觉。主 要用于家庭、宿舍、宾馆、酒店以及较为寒冷的地方.
• 中性光：色温在3300K~5300K之间。
光线柔和，给人一种愉快、舒适、安详的感觉。主要用于商业场所、 餐厅、学习等.
• 冷色光：色温在5300K以上。
颜色所对应的波长为主波长；在CIE1931色
品图中，从E点向被测物体做延长线与马蹄
形曲线交点对应的波长。
峰值波长λp ：光谱发光强度或辐射功率最大
处所对应的波长。
注：一般对于单色光来说我们是要看λd值，
因为λd值能够更准确的反应它的颜色；λp值
应该更多的用在蓝光激发荧光粉形成白光的
时候，以判断蓝光芯片的λp值与荧光粉的激
长于
的为红外线、无线电等，
短于
的为紫外线、X 射线、宇宙射线等。
可见光部分又可分解成
等七种基本单色光。
2
光的基础知识
光
光是以电磁波的形式传播的，光的传播不需要介质。 可见光的本质是能被人眼所感知的电磁波。 其波长范围380nm~780nm （nm：纳米，长度单位1nm=10-9m）。 长于 780nm 的为红外线、无线电等。 短于 380nm 的为紫外线、X 射线、宇宙射线等。 可见光部分又可分解成红、黄、橙、绿、青、蓝、紫等七种基本单色光。