LED产品发光亮度有3种单位,分别是照度单位勒克司(Lux)、光量单位流明(Lumen;lm)、发光强度单位烛光(Candle power;CD),3种单位各自有适合使用的领域,但是在数值上是互通的。
“mcd”:光通量的空间密度,即单位立体角的光通量,叫发光强度,是衡量光源发光强弱的量,其中文名称为“坎德拉”,符号就是“cd”。前面那个“m”是词头,是千分之一的意思(就像长度单位,中文名称为“米”,其符号为“m”,前面再加一个“m”成为“mm”,就变成千分之一米,也就是毫米了),所以“mcd”的中文读法为“毫坎德拉”。
流明瓦”:单位时间光源向空间发出的使人产生光感觉的能量称为“光通量”,其单位就是“流明”。“流明瓦”是“流明/瓦”的读法,是指光源所发出的光通量与它所消耗的电功率之比,即光源的发光效率。
照度”:是指被光源照亮的物体,其单位面积上通过的光通量,通俗地说,就是物体被照亮的程度。单位是“勒克斯”,其符号为“Lx 。
1 CD(烛光)表示完全辐射的物体,在白金凝固点温度下,每六十分之一平方厘米(cm)面积的发光强度。适合用在主动发光体采用,如白炽灯、LED等
1L(流明)指1 CD烛光照射在距离为1厘米(cm),面积为1平方厘米(cm)的平面上的光通量。适合用反射或穿透型的物体采用光通量单位流明在摄影领域。
1 Lux(勒克司)表示指1 Lm光量均匀分布在1平方米(M)面积上的照度。一般用于摄影等领域
一般而言,单一LED的发光强度以CD为单位,并配上视角参数,而LED的发光强度从各位数mCD到5,000mCD不等。厂商在标示LED单一产品时,其发光强度规格是说LED在20mA电流下点亮时,最佳视角上和中心位置上发光强度最大点的发光强度。
对于LED显示屏这种主动发光体一般采用CD/平方米作为发光强度单位,并配合观察角度为辅助参数,其等效于屏体表面的照度单位勒克司;将此数值与屏体有效显示面积相乘,得到整个屏体的在最佳视角上的发光强度,假设屏体中每个像素的发光强度在相应空间内恒定,则此数值可被认为也是整个屏体的光通量。一般室外LED显示屏须达到4000CD/平方米以上的亮度才可在日光下有比较理想的显示效果。普通室内LED,最大亮度在700~2000 CD/平方米左右。
光是一种电磁波,具有与无线电波一样的本质。它的波长区间从几个纳米(1nm=10-9m)到1毫米(mm)左右。人眼可见的只是其中一部分,我们称其为可见光,可见光的波长范围为380nm~780nm,可见光波长由短到长分为紫光397~424 nm、兰424~455nm、青455~492nm、绿493~575nm、黄575~585nm、橙585~647nm、红647~723nm。波长比紫光短的称为紫外光,波长比红光长的称为红外光。红外光线的波长在780nm~1000μm之间,位于无线电波与可见光之间。
色温colo(u)r temperature
表示光源光谱质量最通用的指标。色温是按绝对黑体来定义的,光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时,此时黑体的温度就称此光源的色温。低色温光源的特征是能量分布中,红辐射相对说要多些,通常称为“暖光”;色温提高后,能量分布中,蓝辐射的比例增加,通常称为“冷光”。一些常用光源的色温为:标准烛光为1930K(开尔文温度单位);钨丝灯为2760-2900K;荧光灯为3000K;闪光灯为3800K;中午阳光为5400K;电子闪光灯为6000K;蓝天为12000-18000K。
3000K 黄色光,强穿透力; 4200K 白中带黄 ; 5000K 光全白,欧规最高色温
6000K 光全白,略带蓝色; 6500K 阳光下的白天 ; 7000—8000K 白中明显带蓝; 8000K以上 蓝光穿透力极差
第一代电光源:白炽灯(卤钨灯)
白炽灯是由强大的电流形成自由电子,使钨丝升温产生热辐射而发光,钨丝的温度达2000℃左右,白炽灯使大部分电能转变为热辐射,只有少部分电能转变为光能,通常用每瓦特(W)电能转变成光的通量流明(lm/w)来表示总光通量和总辐射通量之比,称为发光效率(lm/w),15瓦白炽灯的发光效率为8 lm/w,100瓦白炽灯为15lm/w,卤钨灯的发光效率可达30 lm/w,但寿命较短,白炽灯的使用寿命在2000小时以内。
第二代电光源:荧光灯(日光灯、节能灯)
荧光灯是低压气体在电场作用下被电离,电离的气体原子发射紫外光并激发管壁上的三基色荧光粉,发射荧光,包括日光灯、节能灯、紧凑型节能灯等,荧光灯的发光效率在30~60 lm/w之间,常用的紧凑型节能灯为55 lm/w左右,高效荧光灯可达80lm/w,荧光灯的寿命在6000~8000小时,标称1万小时。由于荧光灯含汞,玻璃含铅,都有污染,废弃物不可回收。
第三代电光源:高强度气体放电灯(HID)
高强度气体放电灯是充满高压放电的气体发光,可以是各种惰性气体,金属蒸气或它们的离子、分子气体,发光效率可达60~80 lm/w,寿命为1000~3000小时。
第四代电光源:半导体发光二极管(LED)
半导体发光二极管(Light Emitting Diode,缩写成LED),是由P型半导体和N型半导体组成的晶片,它们之间形成的过渡层叫P—N结,当P—N结加正向电压时有电流注入,电子和空穴复合而发光。LED晶片的体积很小,通常只有几十到几百微米见方,属于固态光源,选择适当匹配的材料和制造工艺,电能大部分可转变成光能,理论上发光效率可达400 lm/w,工作状态稳定,可靠性高,寿命超过10万小时,但是目前LED实际发光效率还不到100 lm/w。
将LED与普通白炽灯、螺旋节能灯及T5三基色荧光灯进行对比,结果显示:普通白炽灯的光效为12lm/W,寿命小于2000小时,螺旋节能灯的光效为60lm/W,寿命小于8000小时,T5荧光灯则为96lm/W,寿命大约为10000小时,而直径为5毫米的白光LED为20~28lm/W,寿命可大于100000小时,市面上目前销售的白色LED的发光效率最大为162lm/W,目标是250lm/W
