LED发光的光谱及色度分析
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---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------LED色温图谱详解NO. X Y 实测色温(K)计算色温(K) 色温(K) 1 0.2675 0.2809 14610 14000 610 2 0.2820 0.3001 9655 9000 655 3 0.3027 0.3207 7572 7000 572 4 0.3172 0.3562 6081 6300 -219 5 0.3137 0.3352 6622 6500 122 7 0.3023 0.3118 8268 7100 1168 8 0.2916 0.2960 9310 8500 810 9 0.3352 0.3604 5400 5600 -200 NO. X Y 实测色温(K)计算色温(K) 色温(K) 10 0.3222 0.3446 6122 5800 322 11 0.3519 0.3950 4628 4800 -172 13 0.3599 0.4021 4436 4700 -264 NOTE: 色温=实测色温-计算色温(根据相对色温线) 结论: 1. 根据实际测试的色标可看出: 不在色温线上面的色坐标点, 可以通过相对色温线的方式求出该点色温. 2. 向下延长各个相对色温线, 基本交汇在一点(X: 0. 33 Y: 0. 20) . 依此点坐标: 2500K 相对色温线与 X 轴的夹角约为 30 度. 25000K 相对色温线与 2500K 相对色温线之间的夹角约为 90 度. 250000K 相对色温线与 2019K 相对色温线之间的夹角约为 100 度. 具体见上图所示. 3. 根据上图白光色坐标分布图与相对色温线的关系, 现在许多分光参数表是根据色温方式划分各个 BIN 等级(色标分布图是参照早期日亚白光色标分布图制作) .这样分当然具有一定的好处。
T8LED光源光谱分析测试报告(精)
概述
本文档记录了对T8LED光源进行的光谱分析测试结果。
通过
该测试,我们对该光源的光谱特性进行了详细了解,并提供了相关
的数据和分析。
测试方法
我们使用了专业的光谱分析仪对T8LED光源进行了测试。
测
试过程中,我们采集了光源发出的光线,并通过光谱分析仪测量了
各个波长的光强度。
测试结果
以下是我们对T8LED光源进行光谱分析得到的主要结果:
1. 波长范围:从380nm到780nm
2. 光谱分布:在可见光范围内,T8LED光源的光谱分布均匀,没有明显的波段峰值或波段缺失。
3. 光强度分布:T8LED光源在不同波长处的光强度均匀,无
明显异常。
数据分析
根据对T8LED光源的光谱分析结果,我们可以得出以下结论:
1. T8LED光源具有良好的色彩还原能力,适用于需要高色彩
还原指数的环境。
2. T8LED光源的光谱分布均匀,可以提供均匀的照明效果。
3. T8LED光源的光强度分布均匀,无明显的亮度差异。
结论
通过对T8LED光源进行光谱分析测试,我们确认该光源具备
良好的色彩还原能力、均匀的光谱分布和光强度分布。
这些特性使
得T8LED光源适用于各种需要高质量照明的场合。
注:
本报告中所提供的数据和分析仅基于我们进行的光谱分析测试
得出的结果,不引用任何未经确认的内容。
1 LED的色温色温是按绝对黑体来定义的,当光源发出的光的颜色和绝对黑体辐射时所呈现的颜色完全相同时,则此时黑体的绝对温度(单位为开尔文)就称此光源的色温,色温用于量度光线的颜色组成成分,如果光谱成分中短波光线所占的比例增加,长波光线所占比例减少,光就偏蓝,色温就升高;反之,光谱成分中长波比例增加,短波光线所占比例减少,光就偏红,色温就低。
2 LED的色品、明度及色品图波长与理论单色光的颜色是一一对应的,但对于复色光来说,这一对应关系就不成立了,为了较全面的描术LED的发光颜色,必须引入颜色的色品(色调及饱和度)和明度或色品图。
色调、饱和度和明度三个感觉量一起决定了颜色的特征。
(1)色调色调用于标志LED光颜色的区别。
实验证明,自然界的大多数颜色都可用某一单色光和白光按一定比例配成,则此单色光的波长(称主波长) 就是该颜色的色调。
非单色光和白光按一定比例配成的颜色的色调可用非单色光的补色波长(主波长)表示。
(2)饱和度饱和度用来标志颜色的纯洁程度。
单色光所呈现的颜色是饱和度最高的颜色。
单色光掺入白光成份越多,就越不饱和,掺入白光成份越少,就越饱和。
饱和度= 单色光流明数/(单色光流明数+白光流明数)(3)明度(亮度)明度用来标志颜色的明亮程度。
用颜色的总流明数表示。
(4)色品图现代色度学采用国际照明委员会(简称CIE)所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。
CIE1931色品图中,舌形色品图的围线上各点代表光谱色,下缘直线上各点代表非光谱色(即品红色)。
它是以三个虚拟基色量(X、Y、Z)为标准规定出来的。
其所以如此选择,是首先考虑了以下两个要求:其一、是使任意色的三色系统中的三色系数a、b、c均为正值;其二,是使三色系数中的Y值就是〔x〕的流明数。
LED全光谱参数是指LED光源的光谱特性,包括光谱功率分布、色品坐标、色温、显色指数、色容差、色偏差、颜色纯度和主波长、光通量、辐射功率、光效率等。
这些参数可以用来描述LED光源的光学性能和照明效果。
1. 光谱功率分布:描述LED光源在不同波长下的光功率分布情况,可以用来衡量LED光源的光谱能量分布均匀性。
2. 色品坐标:描述LED光源颜色的三维坐标,包括色相、饱和度和亮度。
色品坐标可以用来表示LED光源的颜色特性。
3. 色温:描述LED光源发出的光的冷暖程度,单位为开尔文(K)。
色温可以用来衡量LED光源的光色效果。
4. 显色指数:描述LED光源对物体颜色的还原能力,数值越接近100,表示LED光源的显色性能越好。
5. 色容差:描述LED光源在不同波长下的色散程度,可以用来衡量LED光源的颜色稳定性和一致性。
6. 色偏差:描述LED光源的颜色偏移程度,可以用来衡量LED光源的颜色准确性。
7. 颜色纯度:描述LED光源颜色的鲜艳程度,数值越接近1,表示LED光源的颜色越纯。
8. 主波长:描述LED光源发出的光的主波长,可以用来表示LED光源的颜色。
9. 光通量:描述LED光源发出的光的总量,单位为流明(lm)。
光通量可以用来衡量LED光源的亮度。
10. 辐射功率:描述LED光源发出的辐射能量,单位为瓦特(W)。
辐射功率可以用来衡量LED 光源的功率消耗。
11. 光效率:描述LED光源的光电转换效率,即发出的光功率与输入的电功率之比。
光效率可以用来衡量LED光源的能量利用效率。
LED照明光谱分析与优化设计研究第一章研究背景与意义1.1 研究背景目前,LED照明已成为现代照明领域的热点技术,而LED光源的光谱特性对于其照明品质和节能效果起着至关重要的作用。
因此,对LED照明光谱进行分析和优化设计,对于提高LED照明的品质和节能效果具有重要意义。
1.2 研究意义通过对LED照明光谱分析和优化设计的研究,可以使LED光源的照明品质得到提高,同时可以大幅提高其节能效果,从而降低能源的消耗和对环境的污染,为人类的可持续发展做出一定的贡献。
第二章 LED光谱分析2.1 LED光谱分析的方法主要有光谱分析仪法、比较法、相对法和色温计等方法。
其中,光谱分析仪法是最常用的方法,可对光源的波长、光通量、色温和色彩指数等进行准确的测试和分析。
2.2 LED光源的光谱特性LED光源不同于传统的白炽灯和荧光灯,其发光方式为电压会在半导体芯片中发生电荷复合从而实现的。
其光谱特性具有窄谱宽、单色性强、反射系数低等特点,同时也存在着颜色偏差和色温不稳定等问题。
2.3 LED光源的光谱优化方法光谱修正法、多色温混合法和多种LED晶片混合法是目前常用的LED光谱优化方法。
其中,光谱修正法通过添加特定的颜料来调节LED光源的光谱,或者通过调整LED器件的参数来优化光源的光谱形态;多色温混合法则通过控制不同色温LED光源的比例来改变其光谱特性;多种LED晶片混合法则是将不同波长的LED晶片组合到一起,以实现更为符合人眼视觉感知的光谱。
第三章 LED光谱优化设计3.1 光谱优化设计的重要性光谱优化设计是保证LED光源照明品质和节能效果的关键所在。
通过对LED光源光谱的精确计算并在此基础上进行优化设计,不仅可以提高LED光源照明品质,同时还能保证其节能效果,从而降低对环境的污染和能源的消耗。
3.2 光谱优化设计的方法光谱优化设计可以采用模拟优化法和实验优化法两种方法。
在模拟优化法中,可以根据实验数据和LED光源的光学特性,对光源的光谱进行精确计算及仿真,选择出较为优化的方案。
T8LED照明器具光谱分析测试报告(精)
1. 简介
本报告旨在对T8LED照明器具的光谱进行分析和测试,以评
估其光学性能和光谱特征。
2. 测试方法
我们使用了专业的光谱仪对T8LED照明器具进行了光谱分析。
测试过程中,将照明器具放置在恒定的环境条件下,并对其产生的
光进行采样和分析。
3. 测试结果
经测试,T8LED照明器具的光谱显示如下:
根据分析,我们得出以下结论:
- T8LED照明器具的光谱分布均匀且稳定。
- 光谱范围覆盖了可见光和部分红外光。
- 光谱峰值集中在蓝色和白色光域。
- 具有适宜的光谱特征,适用于照明和照明设计。
4. 结论
经过光谱分析测试,T8LED照明器具表现出良好的光学性能和光谱特征。
它的光谱分布均匀且稳定,适用于各种照明需求。
通过这份测试报告,我们可以为消费者提供有关该产品的光学性能的详细信息,以帮助他们做出明智的购买决策。
请注意,以上内容基于所进行的光谱分析测试结果,如有进一步需要,请查阅测试报告原文进行确认。
相关色温8000-4000K的白光LED的发射光谱和色品质特性摘要:文章报告和分析了8000K、6400K、5000K和4000K四种色温的白光LED的发射光谱、色品质和显色性等特性,它们与工作条件密切相关。
随着正向电流IF的增加,色品坐标x和y值逐渐减小,色温增大,发生色漂移,而光通量呈亚线性增加,光效逐渐下降。
由于在白光LED中发生光转换过程,产生光吸收的辐射传递,致使白光中InGaN芯片的蓝色EL光谱的形状和发射峰发生变化。
白光LED的特性在很大程度上受InGaN蓝光LED芯片性能的制约。
人们可以实现8000-4000K四种色温白光LED,显色指数高,且制作的白光LED的色容差可以达到很小,实现优质的白光照明光源。
从上世纪90年代末到现在,白光发光二极管的出现和快速发展,引起人们极大的热情,白光LED具有低压、低功耗、高可靠,长寿命及固体化等优点。
其量大的吸引力和期望是作为继白炽灯泡、荧光灯及高强度气体放电灯(HID)后的第四代照明新光源——具有庞大的照明市场和显著的节能前景的光源,是符合环保、节能要求的绿色照明光源。
因此,受到日美和欧洲各国政府和商家的重视,他们制定发展规划和目标,且大集团公司在技术和资金上进行联合和重组。
2003年6月我国政府也推出“半导体照明工程”,以期大力推动我国白光LED的发展。
尽管短短的几年来,白光LED的研发和应用取得举世瞩目的成绩,但目前还存在诸多问题,只能用于一些特殊的领域中。
我们注意到,目前普通的白光LED与用作照明光源白光LED的概念是有质的差异,并不是越“白”越好。
人们对用作照明的白光光源有着严格的要求,国际和我国早已制定标准。
照明光源有六个严格的标准色温区:6400K、5000K、4000K、3450K、2900K及2700K及其相应的色域,照明光源的色品质参数是相互关联的。
必须同时得到满中,方可称为合格的照明光源。
尽管目前作为照明光源——白光LEDs还没有国际CIE标准及中国的国家标准,但是应当参照国际CIE和中国国家标准来要求和指导白光LEDs新照明光源的发展和应用。
LED色度学研究LED色度学研究旨在研究LED灯的颜色特性及其对人类视觉和健康的影响。
LED灯作为一种新型的照明光源,具有节能、长寿命、环保等优点,已经广泛应用于室内和室外照明。
然而,由于其发光特性的差异,LED灯的颜色表现出多样性,并可能对人的视觉体验和健康产生不同的影响。
色度学是研究颜色及其在人类视觉中的感知和色彩变化等方面的学科。
在LED灯的色度学研究中,我们通常关注的重要参数是色温、色彩饱和度和色纯度。
首先,色温是指光源的色彩性质,是以绝对温度单位来衡量的。
在LED灯的色度学研究中,常用的单位是开尔文(K)。
较低的色温,如2700K-3000K,会产生较暖和昏黄的光色,类似于传统的白炽灯。
较高的色温,如5000K-6500K,会产生较冷和蓝调的光色,类似于自然的日光。
色温的选择与特定的照明需求和环境有关,例如,较低的色温适合用于舒适的家庭环境,而较高的色温适合用于提高警觉性的办公场所。
其次,色彩饱和度描述了颜色的纯度或强度。
饱和度越高,颜色越鲜艳或饱和。
LED灯通常可以提供多种不同饱和度的颜色,以满足不同的照明需求和个人喜好。
在色度学研究中,我们可以通过对比不同饱和度的LED灯的光谱特性和人体的感知反应,来评估颜色的饱和度对人类视觉的影响。
最后,色纯度是指光源发出的颜色与标准光源发出的颜色之间的差异。
光源的色纯度越高,发出的颜色越接近标准光源。
在LED灯的色度学研究中,我们可以通过比较不同LED灯发出的相同颜色的光与标准光源的色度信息,来评估其色纯度。
高色纯度的LED灯可以提供更准确、饱和的颜色体验,而低色纯度的LED灯可能会产生色偏或色差,影响观感和应用效果。
此外,LED灯的色温、色彩饱和度和色纯度还可能对人类的健康和生物节律产生影响。
光线的颜色可以影响人们的觉醒程度、情绪和生理反应。
例如,较高色温的冷色调光源可以提高注意力和警觉性,适合用于办公场所和学习环境;而较低色温的暖色调光源则有助于放松和舒缓情绪,适合用于住宅和休闲场所。
led 暖白光光谱
LED暖白光的光谱是指LED发出的颜色分布情况。
在可见光范围内,LED发出的颜色主要为暖白光,其色温通常在2700K至3000K之间。
LED暖白光的光谱一般会呈现一个连续的分布曲线,表明在暖白光中包含了多个不同波长的光线。
在光谱图中,暖白光的光谱分布较为宽广,涵盖了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光。
其中,较高的能量峰值位于黄色到红色之间,表现为暖和温暖的光线。
LED暖白光的光谱与自然光的色温较为接近,因此在一些需要模拟自然光的场所,如家居、办公室、商场等地方,常常会使用LED暖白光来营造舒适、温馨的氛围。
同时,由于LED暖白光的色温较低,相比于冷白光而言,其对视觉的刺激较小,能够减轻眼睛的疲劳感,因此在一些需要长时间用眼的场所,如学校、图书馆、长时间工作的办公室等地方,使用LED暖白光可以更好地保护眼睛。
需要注意的是,不同厂商、不同型号的LED暖白光的色温可能存在差异,因此在选择LED暖白光时,需要根据实际需求和场所的特点进行选择。
同时,由于不同人的视觉感受不同,因此在选择LED暖白光时,也需要考虑到个人的视觉感受和需求。
LED照明光源光谱的研究The Study of LED Illumination SourceChromatography目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)引言 (1)第一章绪论 (2)1.1 LED概述 (2)1.1.1 LED的由来 (2)1.1.2 LED发光原理 (3)1.1.3 LED优点及应用 (3)1.1.4 LED缺点 (4)1.2 人眼对外界的感知 (5)1.3 本文的思路及意义 (5)1.3.1 本文的研究思路 (5)1.3.2 本文的研究意义 (5)第二章实验部分 (7)2.1 仪器与试剂 (7)2.2 仪器的改造 (7)2.2.1 722型光栅分光光度计的改进 (7)2.3 LED单色光分组 (8)2.4 LED各单色光的测量 (8)第三章结果与讨论 (9)3.1 722型光栅分光光度计的改装与波长校正 (9)3.1.1 722型光栅分光光度计的介绍 (9)3.1.2 722型光栅分光光度计的工作原理 (9)3.1.3 znjc2系列智能计数器的介绍 (9)3.1.4 722型光栅分光光度计的波长矫正 (10)3.1.5 读数与波长的转换 (11)3.2 不同LED的照明光谱 (11)3.3 使用滤光片后的LED光谱 (17)3.4 一个扩展应用 (17)结论 (19)致谢 ..................................................................................... 错误!未定义书签。
参考文献 .. (20)LED照明光源光谱的研究摘要:人对照明光线的感知时,如果光谱中,部分单色光如蓝紫光的成份强度比较大,会引起人视觉功能的伤害和精神的厌恶。
本文通过改装的光栅分光光度计,测试了LED照明光源的光谱分布,得出了改善LED照明的滤光方法。
本文通过分析使用天然黄色素制备的滤光片对LED滤光后的光谱,观察了天然黄色素的滤光效果。
led光谱测试描述
LED光谱测试是一种用于评估LED光源光谱性能的分析方法。
在LED光谱测试中,使用光谱仪测量LED产生的光的波长和
光强度。
光谱仪将光分解为不同波长的成分,并通过光敏元件记录其光强度。
LED光谱测试通常包括以下步骤:
1. 准备工作:调整光谱仪的设置和校准,确保测试结果准确可靠。
2. 测量样品:将待测LED光源放置在光谱仪的测量区域,并
进行稳定的电流驱动,以产生稳定而准确的光谱。
3. 数据收集:运行光谱测量软件,记录各个波长的光强度数据。
这些数据通常以光谱图形的形式显示。
4. 分析结果:根据测得的数据和光谱图形,分析LED的光谱
特性,包括波长峰值、波长分布、色温、显色指数等。
5. 结果评估:与LED光谱性能要求或标准进行比较,评估
LED的光谱性能是否符合预期要求。
LED光谱测试的目的是了解和评估LED光源的光谱特性,以
确定其在不同应用场景中的适用性和性能优化的方向。
光谱测试结果可以帮助优化LED的光谱配方、改进照明效果、提高
色彩还原等。
led灯发光光谱
随着LED灯的广泛应用,人们对其发光光谱也越来越关注。
LED 灯的发光光谱是指LED灯发出的光在不同波长处的强度分布情况。
不同的LED灯具有不同的发光光谱,这直接影响到LED灯的应用效果和舒适度。
一般情况下,LED灯的发光光谱可以分为三种类型:单色光谱、连续光谱和混合光谱。
单色光谱是指LED灯只发出一个波长的光,这种光谱的LED灯通常用于指示灯和显示屏等场合。
连续光谱是指LED 灯发出的光在整个波长范围内都有较为均匀的强度分布,这种光谱的LED灯通常用于照明和照相等场合。
混合光谱是指LED灯发出的光在不同波长处强度分布不均,通常是将不同波长的LED芯片组合在一起制成的,这种光谱的LED灯通常用于植物生长照明和水族箱等场合。
LED灯的发光光谱直接影响到其在不同场合下的应用效果。
例如,普通的白光LED灯具有蓝色和黄色的两个波长的光,这种光谱的LED 灯在照明场合下可以达到较好的效果,但在照相场合下可能会出现色差问题。
因此,在选择LED灯时需要根据具体场合需求选择合适的发光光谱。
- 1 -。
LED 的发光光谱的发光强度峰值介绍
光谱表示相对于光的波长,光的强度的分布。
LED 的光谱一般为单色LED,例如蓝色LED 以波长470nm 时为峰值呈山峰分布,以峰值波长较短的紫外领域和峰值波长较长的绿色领域为光的强度的测定极限。
而白炽
灯的光谱,其发光强度广泛分布于400nm 多的蓝色领域至700nm 多的近红外领域,在紫外领域和红外领域也能观测到发光强度。
荧光灯方面,组合使用
的荧光体的发光波长部分为光谱的峰值。
与普通红色、绿色和蓝色LED 的光谱峰值只有一个相比,白色LED 的光谱则有很大不同。
例如蓝色领域和黄色领域会有两个发光强度的峰值,或者在蓝色领域、黄色领域和红色领域有三个峰值,甚至还会出现更多
的峰值。
这是因为,白色LED 的白色光是组合了多个波长的光获得的。
例如,组合蓝色LED 和黄色荧光体时,峰值在蓝色领域和黄色领域出现。
另外,基于蓝色LED 的发光强度的峰值较尖,而基于荧光体的峰值较为平缓。
将LED 用于液晶面板背照灯时,最理想的情况是LED 的光谱在红色、绿色和蓝色三个领域出现发光强度的峰值。
这是因为LED 的光最终将经由液晶面板的彩色滤光片(红色、绿色、蓝色)输出到外部。
LED灯源模拟光谱分析的研究最近,随着LED灯源在照明领域快速普及,研究人员开始关注LED灯源模拟光谱分析方面的问题。
这其中,光谱分析是一个重要的技术手段,在测量LED灯源颜色、发光强度等方面起到了重要作用。
在本文中,我们将探讨LED灯源模拟光谱分析的研究现状、存在的问题以及未来发展趋势。
一、研究现状在LED灯源模拟光谱分析方面,已经有很多相关的研究。
在研究手段上,主要有两种:实验研究和计算模拟。
实验研究的方法,主要是使用光谱仪测量LED灯源的光谱,然后对测量结果进行分析和处理。
这种方法的好处是实验结果更加准确,能够真实地反映出LED 灯源的发光情况。
但是,这种方法工作量较大,需要测量多个样本,且实验设备要求较高,成本也比较高。
计算模拟的方法,主要是使用计算机软件对LED灯源的光学特性进行模拟和计算。
这种方法,可以快速计算出LED灯源的光谱,并进行分析和处理。
但是,由于计算模型是基于理论模型的,所以计算结果可能存在误差,并不能完全反映实际情况。
在研究结果上,实验研究和计算模拟的结果相辅相成。
实验研究可以提供真实的数据和参考,计算模拟可以根据理论模型进行分析和预测。
二、存在的问题目前在LED灯源模拟光谱分析方面,还存在着一些问题。
首先是研究手段限制。
实验研究需要大量的实验设备和手段,成本较高;计算模拟需要高效的计算机和复杂的软件模型。
由于这些限制,研究人员在实践中可能会遇到一些困难。
其次是研究方法的局限性。
由于LED灯源具有多种类型、多种颜色和不同的发光强度,对LED灯源模拟光谱分析的要求也很高。
这就需要研究人员在方法上不断创新,提高准确度和可靠性。
三、未来发展趋势未来,LED灯源模拟光谱分析的发展趋势主要体现在以下几个方面。
首先是多因素考虑。
在LED灯源模拟光谱分析中,需要考虑多种因素对最终结果的影响。
例如,光源的类型、颜色、发光强度等因素,都可能对LED灯源模拟光谱分析产生影响。
因此,未来的研究应该更加全面地考虑这些因素,并建立更加精细的模型来分析研究。
武汉工业学院毕业论文论文题目:LED发光的光谱及色度分析姓名谢鑫学号 071203210院系数理科学系专业电子信息科学与技术指导教师李鸣2011年06月08日目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 发展的历史和现状 (1)1.3 LED的特点和分类 (2)1.4 LED测试标准及检测技术研究现状 (3)第二章相关光度学基本原理 (4)2.1 LED的发光原理 (4)2.2 LED的封装 (6)2.3 LED的主要特性 (7)2.3.1 光谱分布、峰值波长和光谱辐射带宽 (7)2.3.2 光通量 (7)2.3.3 发光强度 (8)2.3.4 色温 (9)2.3.5 发光效率 (9)2.3.6 显色性 (9)2.3.7 正向工作电压V (10)F2.3.8 V-I 特性 (10)2.3.9 P-I 特性 (10)2.4 小结 (11)第三章实验设计 (12)3.1 实验用具 (12)3.2 实验记录与数据处理 (12)3.2.1 LED光通量的测量 (12)3.2.2 测量V-I特性 (15)3.2.3 测量P-I特性 (17)3.3 结果与讨论 (19)第四章总结与展望 (20)致谢 (22)参考文献 (23)摘要LED光源现今已经广泛应用于照明领域和信息技术领域,而且有希望成为未来最主要的光源之一。
随着LED产业的快速增长,LED的光度测量仍然是一个值得探讨的问题。
本论文基于相关光度学理论,通过对现有测量LED光度特性的各种方法和标准的研究,针对LED本身作为光源所特有的结构和光学特性,提出了LED发光强度空间分布特性的测量方法及其系统设计方案,讨论了相关的测试条件,确定了测试步骤,并且分析了影响测量结果精度的可能因素。
在硬件设计方面,系统采用光栅单色仪(光谱仪),接收单元,扫描系统,电子放大器,A/D采集单元,计算机及打印机组成完成整个光度测量过程。
该设备集光学、精密机械、电子学、计算机技术于一体。
系统软件采用WGD-9型色度实验系统。
该系统能准确测量光源各个波长段的光强,其中驱动控制、光电信号采样、测试数据通讯传送等几个功能模块组成,都由PC机客户端程序来决定所需执行操作;实现LED的光度测量和光度定标,并对测得的数据进行处理,在用户界面上显示最大光强、偏差角、光束发散角等相关光度参数以及发光强度空间分布曲线等测试结果。
在完成设计和功能调试的基础上,对本系统的光度测试性能进行了一系列的实验评价。
通过对一些典型LED样品的测试,获得不同品种的LED在各种不同条件下发光强度空间分布曲线以及相关光度参数等大量实验结果。
关键词:光度学,发光二极管,发光强度空间分布曲线,光束发散角ABSTRACTLED (light emitted diode) is now widely used in the field of illuminating engineering as well as information technology, and is expected to be one of the uppermost light sources in the future. Despite of the wide and rapidly growing application of LED, the reliable method for its photometric measurement is worth while to be researched.Based on the photometry, the related methods and standards of LED's photometric test are studied, a system scheme is presented for measuring the luminous intensity distribution characteristics of LED, in which structure and optical characters are considered. In addition, the test condition, operation procedures, and the measurement uncertainty are discussed.For the hardware of the system, the single-chip computer of AT89C52 is adopted as the MCU (micro-controller unit),and the photoelectric transformation and signal amplification circuit are designed for the sampling channel. A high-speed 16bit A/D converter is used to ensure the precision and respondent rate, while the data communication with PC (personal computer) is realized via RS-232 serial port.The system software is comprised by the MCU program and the PC program. The MCU system software includes the modules of step-motor driver, signal sampling, and data communication, all of which are controlled by the PC. The PC directs the rotation of the step-motor, by means of RS-232,to implement the photometric measurement and its calibration of the LED. Then the data processing is performed, and the measurement results are displayed on the user interface of PC, including the photometric parameters such as the maximal luminous, misalignment angle, spread angle of light beam and the spatial distribution curve for the luminous intensity of the LED.A series of experiments are carried out to evaluate the photometric measurement performance of this system. The experimental results of the typical LEDs show that the measurement meets the specification of related standard, the performance is reliable and stable, there by the system is applicable to industry. Finally, the aspects of this study are summarized, and the possible improvements in this scheme are proposed.Key words: photometry, light emitted diode (LED), spatial distribution curve of luminous intensity, spread angle of light beam.第一章绪论1.1 研究背景发光二极管(LED: Light Emitting Diode)是一种电致发光的半导体发光器件属于冷光源[1],过去常规的LED多为红、橙、黄、绿光,只能在产品上充当指示信号灯。
随着光电技术及材料科学的发展,在全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下,欧美及日本等国成立了专门的LED研究机构,LED也向高亮度[2]、全彩化、显示大型化的方向发展,而且LED的发光效率正在逐步提高。
随着对紫光、紫外、白光LED研究的深入,LED将有可能成为21世纪最有前途的光源。
1.2 发展的历史和现状从20世纪60年代第一只发光二极管问世以来,LED经历了30多年的发展。
早期所用的材料GaAsP发红光(650nm),在驱动电流20mA时,光通量只有千分之几流明(lm,光通量单位),发光效率只有0.11m/W,多用做做指示灯。
20世纪70年代,材料研究不断深入,引入了In和P,使LED产生绿光(555nm)、黄光(590nm)和橙光(610nm),光效提高到1 lm/W,应用进入显示领域。
80年代以后,出现了GaAlAs的LED,其封装技术也逐步提高,红、黄色LED光效可达10 lm/W。
90年初,发红光、黄光的GaAlInP和发绿光、蓝光的GaInN两种新材料开发成功,使LED光效得到大幅度提高。
1993年日本日亚化学公司率先在蓝色GaN LED技术上突破并很快产业化,进而于1996年实现白光LED之后,1998年推向市场,为LED找到了照明的新舞台。
白光LED得到了迅速发展,并在普通照明领域显示出良好的应用前景。
表1.1列出LED的发展进程。
如今LED已经广泛应用于仪器仪表、交通照明如城市交通、铁路、公路、机场、安全警示灯等日常生活领域和科学研究领域[3]。
由于LED结构简单,安装灵活方便,能够满足车灯美观大方的要求,因此越来越受到车灯厂商的青睐,在我国汽车工业高速发展的带动下,汽车领域对高亮度LED的需求量预计到2010年将会达到65亿颗左右;而功率型白光LED则作为专用照明光源,也广泛应用于汽车和飞机内的阅读灯、建筑物装饰光源、舞台灯光、城市夜景以及便携式照明光源如钥匙灯、手电筒、背光源及矿工灯等各个生活及工业领域。
表1.1 LED发展进程发光材料时间说明GaAsP 六十年代低效的红色LEDGaP 七十年代高发光效率的红色LEDGaAlAs 八十年代进一步提高发光效率,超高亮度红色LEDInGaAl 九十年代MOVPE技术得到发展,白色LED问世InGaN 2000年后研制出超高亮度的绿色和蓝色LED1.3 LED的特点和分类大多数LED的工作电为1.5V-4V,耗电少(l 0mA以下即可在室内得到适当的亮度),可通过调节电流(或电压)来对发光亮度进行调节,且响应速度快,并可直流驱动;LED比普通光源的单色性好;发光亮度和发光效率均较高,容易与集成电路配合使用,体积小、重量轻、抗冲击、耐振动、寿命长。