LED和LED燈具全空間分布光度測量技術

<div id="textboxContent" class="content_body kc02"> <p>摘要：LED這一新興光源在光學特性、燈具設計和照明應用等方面與傳統光源有很大的差別，遠距離下測得的空間光強分布不足以完全表征LED或LED燈具的空間光度特性，這給LED和LED燈具開發和應用帶來了挑戰。隨著近年來測光技術的長足發展，光源和燈具的全空間分布光度測量成為可能，它能為LED和LED燈具提供空間各方向的亮度分布、光強分布和全空間任意截面的照度分布等詳盡的空間光度量。本文將要點介紹LED和LED燈具的全空間分布光度測量技術以及實現該技術的有經驗設備。<br />　　關鍵詞：LED，LED燈具，近場分布光度計，亮度，光強分布、光線追蹤<br /><strong>1. LED和LED燈具的特點<br /></strong>　　隨著半導體照明的進一步快速和深入發展，LED在道路照明、室內照明、汽車燈、手提燈具等多個領域等到了越來越廣泛的應用，而同時，業界對LED燈具的二次光學設計以及利用LED燈具的空間光度數據進行照明設計的要求也越來越高。<br />　　就單顆封裝LED而言，由于透鏡作用不能將其簡單地視作點光源[1]，LED燈具通常由多顆LED組成，LED燈具一般具有復雜的幾何外形和出光面;在距離燈具較遠處和較近處的光分布會存在明顯的差別，并且某些部位還會由于亮度高而產生嚴重的眩光。上述很多LED和LED燈具的空間光分布特點是傳統的光強分布所不能表征的。<br />　　<strong>2. 全空間分布光度學概述</strong><br />　　為了完全表征上述LED和LED燈具的空間光分布特性，需要使用全空間光度學為真實的光源建立模型。在全空間分布光度學中，用戶能夠了解光源或燈具的光從哪里出來，射向哪個方向，各光線的通量是多少，在空間任意距離下任一截面內的照度分布，以及從不同方向觀察光源或燈具的亮度分布，如圖1所示。<br /> </p> <p align="center"><img src="http://image.alighting.cn/upfile/2010/3/25/2010032504150017_new.JPG" border="0" alt="" /></p> <p align="center">典型大功率LED</p> <p align="center"><img src="http://image.alighting.cn/upfile/2010/3/25/2010032504151811_new.JPG" border="0" alt="" /></p> <p align="center">該大功率LED的光線分布</p> <p align="center"><img src="http://image.alighting.cn/upfile/2010/3/25/2010032504153359_new.JPG" border="0" alt="" /></p> <p align="center">用該LED設計成小LED燈具</p> <p align="center">圖1：全空間分布光度參量示意圖<br /> </p> <p>　　<strong>3. 全空間分布光度的測量方法</strong><br />　　全空間分布光度的測量包括近場測量、遠距離測量以及軟件的校準和推導計算。遠距離測量與傳統方法相似，在距光源或燈具較遠處測量其照度和光強值。近場分布光度計是全空間分布光度測量的關鍵，近場分布光度計由分布光度計和具有2維CCD陣列的成像亮度計組成，成像亮度計能夠通過一次取樣測得光源或燈具在某一方向的發光平面內各點的亮度值。<br />　　<strong>3.1 亮度分布</strong><br />　　如圖2所示，在旋轉軸驅動下，近場分布光度計中的成像亮度計繞被測光源轉動，在包圍被測光源的球面上測量被測光源在各方向的亮度分布。通過亮度分布可以直觀地得到LED和LED燈具在給定角度下的亮度分布，并進而可以得到該角度下的發光面面積、非常大亮度和平均亮度等信息。該方法能夠方便準確地測量出LED路燈閃亮面積。<br /> </p> <p align="center"><img src="http://image.alighting.cn/upfile/2010/3/25/2010032504160762_new.JPG" border="0" alt="" /></p> <p align="center">成像亮度計在包圍球面上測量亮度分布</p> <p align="center"><img src="http://image.alighting.cn/upfile/2010/3/25/201003250416454_new.JPG" border="0" alt="" /></p> <p align="center">LED路燈的76°方向亮度(閃亮面積)</p> <p align="center">圖2：近場分布光度計的亮度分布測量</p> <p>　　<strong>3.2 光線分布</strong><br />　　根據亮度分布推導出光線分布，通過軟件生成數百萬條光線，每根光線都包括起點位置、方向向量和通量[2]。<br /> </p> <p align="center"><img src="http://image.alighting.cn/upfile/2010/3/25/2010032504171460_new.JPG" border="0" alt="" /></p> <p align="center">亮度分布測量示意圖</p> <p align="center"><img src="http://image.alighting.cn/upfile/2010/3/25/2010032504173329_new.JPG" border="0" alt="" /></p> <p align="center">將像元變換到C坐標系</p> <p align="center"><img src="http://image.alighting.cn/upfile/2010/3/25/2010032504180339_new.JPG" border="0" alt="" /></p> <p align="center">D坐標系和S坐標系</p> <p align="center">圖3：近場光度計光線分布計算的坐標系</p> <p align="center"> </p> <p align="center">本文來自：海洋王配光中心編制。<br /> </p> <script type="text/javascript"></script> <p>來源：http://www.wr.hywgs.com</p> </div> <!-- <hr /> 【聲明】以上內容只代表BOKEE.NET用戶的個人觀點，不代表BOKEE.NET觀點，也不構成任何投入資金或其他建議，BOKEE.NET并不為其版權負責。轉載請注明出處。如果您發現本網站上有侵犯您的知識產權的文章，請發信至<a href="mailto:editor@bokee.net">editor@bokee.net</a>。 -->