源，后來各種光色的LED在交通信號(hào)燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。以12英寸的紅色交通信號(hào)燈為例，在美國(guó)本來是采用長(zhǎng)壽命，低光效的140瓦白熾燈作為光源，它產(chǎn)生2000流明的白光。經(jīng)紅色濾光片后，光損失90%,只剩下200流明的紅光。而在新設(shè)計(jì)的燈中，Lumileds公司采用了 18個(gè)紅色LED光源，包括電路損失在內(nèi)，共耗電14瓦，即可產(chǎn)生同樣的光效。
[0177]汽車信號(hào)燈也是LED光源應(yīng)用的重要領(lǐng)域。1987年，我國(guó)開始在汽車上安裝高位剎車燈，由于LED響應(yīng)速度快(納秒級(jí))，可以及早讓尾隨車輛的司機(jī)知道行駛狀況，減少汽車追尾事故的發(fā)生。
[0178]另外，LED燈在室外紅、綠、藍(lán)全彩顯示屏，匙扣式微型電筒等領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。
[0179]參數(shù)介紹LED的光學(xué)參數(shù)中重要的幾個(gè)方面就是:光通量、發(fā)光效率、發(fā)光強(qiáng)度、光強(qiáng)分布、波長(zhǎng)。
[0180]發(fā)光強(qiáng)度和光強(qiáng)分布
LED發(fā)光強(qiáng)度是表征它在某個(gè)方向上的發(fā)光強(qiáng)弱，由于LED在不同的空間角度光強(qiáng)相差很多，隨之而來我們研究了 LED的光強(qiáng)分布特性。這個(gè)參數(shù)實(shí)際意義很大，直接影響到LED顯示裝置的最小觀察角度。比如體育場(chǎng)館的LED大型彩色顯示屏，如果選用的LED單管分布范圍很窄，那么面對(duì)顯示屏處于較大角度的觀眾將看到失真的段像。而且交通標(biāo)志燈也要求較大范圍的人能識(shí)別。
[0181]波長(zhǎng)
對(duì)于LED的光譜特性我們主要看它的單色性是否優(yōu)良，而且要注意到紅、黃、藍(lán)、綠、白色LED等主要的顏色是否純正。因?yàn)樵谠S多場(chǎng)合下，比如交通信號(hào)燈對(duì)顏色就要求比較嚴(yán)格，不過據(jù)觀察我國(guó)的一些LED信號(hào)燈中綠色發(fā)藍(lán)，紅色的為深紅，從這個(gè)現(xiàn)象來看我們對(duì)LED的光譜特性進(jìn)行專門研究是非常必要而且很有意義的。
[0182]檢測(cè)普通發(fā)光二極管的檢測(cè)
(I)用萬用表檢測(cè)。利用具有XlOkQ擋的指針式萬用表可以大致判斷發(fā)光二極管的好壞。正常時(shí)，二極管正向電阻阻值為幾十至200kQ，反向電阻的值為如果正向電阻值為O或?yàn)閏?，反向電阻值很小或?yàn)?，則易損壞。這種檢測(cè)方法，不能實(shí)質(zhì)地看到發(fā)光管的發(fā)光情況，因?yàn)閄lOkQ擋不能向LED提供較大正向電流。
[0183]如果有兩塊指針萬用表(最好同型號(hào)）可以較好地檢查發(fā)光二極管的發(fā)光情況。用一根導(dǎo)線將其中一塊萬用表的“ + ”接線柱與另一塊表的接線柱連接。余下的筆接被測(cè)發(fā)光管的正極（P區(qū))，余下的“+”筆接被測(cè)發(fā)光管的負(fù)極（N區(qū))。兩塊萬用表均置XlOkQ擋。正常情況下，接通后就能正常發(fā)光。若亮度很低，甚至不發(fā)光，可將兩塊萬用表均撥至ΧΙπιΩ若，若仍很暗，甚至不發(fā)光，則說明該發(fā)光二極管性能不良或損壞。應(yīng)注意，不能一開始測(cè)量就將兩塊萬用表置于X ΙπιΩ，以免電流過大，損壞發(fā)光二極管。
[0184](2)外接電源測(cè)量。用3V穩(wěn)壓源或兩節(jié)串聯(lián)的干電池及萬用表(指針式或數(shù)字式皆可)可以較準(zhǔn)確測(cè)量發(fā)光二極管的光、電特性。為此可按段10所示連接電路即可。如果測(cè)得VF在I. 4?3V之間，且發(fā)光亮度正常，可以說明發(fā)光正常。如果測(cè)得VF=O或VF?3V,且不發(fā)光，說明發(fā)光管已壞。
[0185]紅外發(fā)光二極管的檢測(cè)
由于紅外發(fā)光二極管，它發(fā)射I?3μπι的紅外光，眼看不到。通常單只紅外發(fā)光二極管發(fā)射功率只有數(shù)mW，不同型號(hào)的紅外LED發(fā)光強(qiáng)度角分布也不相同。紅外LED的正向壓降一般為I. 3?2. 5V。正由于其發(fā)射的紅外光人眼看不見，所以利用上述可見光LED的檢測(cè)法只能判定其PN結(jié)正、反向電學(xué)特性是否正常，而無法判定其發(fā)光情況正常否。為此，最好準(zhǔn)備一只光敏器件(如2CR、2DR型硅光電池)作接收器。用萬用表測(cè)光電池兩端電壓的變化情況。來判斷紅外LED加上適當(dāng)正向電流后是否發(fā)射紅外光。
[0186]測(cè)量原理光強(qiáng)度
把光強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)燈，LED和配有V ( λ )濾光片的硅光電二極管安裝和調(diào)試在光具座上，特別是嚴(yán)格地調(diào)燈絲位置，LED發(fā)光部位及接受面位置。
[0187]先用光強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)燈校準(zhǔn)硅光電二極管，C=E/S 式中 Rs=Is/Ds
Ds是標(biāo)準(zhǔn)燈與接受器之間的距離，I s是標(biāo)準(zhǔn)燈的光強(qiáng)度，R s是標(biāo)準(zhǔn)燈的響應(yīng)。
[0188]Et=C · R t式中E t是被測(cè)LED的照度，R t是被測(cè)LED的響應(yīng)，則LED的光強(qiáng)度I t 為：I t=E t · Dt
式中Dt是LED與接受面之距離。
[0189]對(duì)于LED來講，其發(fā)光面是圓蓋形狀的，光分布是很特殊的，所以在不同的測(cè)量距離下，光強(qiáng)值會(huì)變化，偏離距離平方反比定律，即使固定了測(cè)量距離，但是由于接受器接受面積不同，其光強(qiáng)值也會(huì)變化。因此，為了提高測(cè)量精度，應(yīng)該把測(cè)量距離和接受面積大小相對(duì)地給予固定為好。例如，測(cè)量距離按照GIE推薦采用316mm，接受器面積固定為IOX 10mm。在同一測(cè)量距離下，LED轉(zhuǎn)角不同，其光強(qiáng)也相應(yīng)地有變化，因此為了獲得最佳值，最好讀出最大讀數(shù)R t為佳。
[0190]光通量
光通量測(cè)量在變角光度計(jì)的轉(zhuǎn)臺(tái)上進(jìn)行，轉(zhuǎn)臺(tái)上安轉(zhuǎn)了 LED，該轉(zhuǎn)臺(tái)在其水平面上繞著垂直軸旋轉(zhuǎn)±90度，LED在垂直面上繞著測(cè)光軸旋轉(zhuǎn)360度。在水平面上和垂直面上的轉(zhuǎn)角的控制是通過步進(jìn)馬達(dá)來實(shí)現(xiàn)的。轉(zhuǎn)臺(tái)在導(dǎo)軌上隨意移動(dòng)，當(dāng)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)燈時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)應(yīng)離開導(dǎo)軌。
[0191]測(cè)量時(shí)大轉(zhuǎn)盤在水平面上繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，步進(jìn)角度為0.9°，正方向90°，反方向90°。LED自身也在旋轉(zhuǎn)，在每一個(gè)水平角度下，垂直平面上每隔18°進(jìn)行一次信號(hào)采集，轉(zhuǎn)完360°之后共采集到20個(gè)數(shù)據(jù)，按下式計(jì)算總光通量。
[0192]如果大盤旋轉(zhuǎn)0°?90°時(shí)，小盤轉(zhuǎn)0°?360°即可。但是大盤旋轉(zhuǎn)O°?90°時(shí)，有可能LED安裝不均勻（不對(duì)稱）而引起誤差，因此最好的解決辦法是大盤轉(zhuǎn)一 90°?0°?90°，小盤仍然轉(zhuǎn)0°?360°，把大盤0°?90°和一 90°?0°兩個(gè)范圍內(nèi)絕對(duì)值相等的角度上的照度值取平均值來作為0° 發(fā)光二極管
?90°內(nèi)的值。
[0193]LED總光通量測(cè)量的第二種方法是積分求法。此方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，但測(cè)量精度不高。LED的總光通量計(jì)算方法如下，先計(jì)算離積分球入射窗口（入射窗口面積A)1距離上標(biāo)準(zhǔn)燈(光強(qiáng)值I s)進(jìn)入積分球內(nèi)的光通量ΦS，Φs=I s · A /I 2
讀出接收器上的光電流信號(hào)i s，然后把LED置于窗口上，讀出相應(yīng)的接收器光電流信號(hào)it，則LED的總光通量Φ為：
Φ?=?ν?8Φ8 · K式中K為色修正系數(shù)。
[0194]測(cè)量方法
發(fā)光二極管的光譜功率分布測(cè)量，目的是掌握LED的光譜特性和色度，再者是為了對(duì)已測(cè)得的LED的光度量值進(jìn)行修正。
[0195]在測(cè)量LED光譜功率分布時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)，一個(gè)是在與標(biāo)準(zhǔn)光譜輻照度進(jìn)行比較時(shí)由于標(biāo)準(zhǔn)燈的光譜輻強(qiáng)度比LED強(qiáng)得多，為了避免這個(gè)問題，最好在標(biāo)準(zhǔn)燈前加一個(gè)中性濾光片，使它的光譜輻強(qiáng)度接近于LED。
[0196]LED的光譜寬度很窄，為了準(zhǔn)確地描繪LED的光譜分布輪廓，最好采用窄帶波長(zhǎng)寬度的單色儀進(jìn)行測(cè)量，波長(zhǎng)間隔為Inm為好。
[0197]按下式計(jì)算LED的光譜功率分布E t。
[0198]Et λ =Es λ .It λ/Is λ。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.可提高顯色性的大型車載LED顯示多屏聯(lián)動(dòng)控制裝置色溫和亮度沒關(guān)系，而亮度和流明值有關(guān) 來看幾個(gè)相關(guān)概念: 光通量(Im) 由于人眼對(duì)不同波長(zhǎng)的電磁波具有不同的靈敏度，我們不能直接用光源的輻射功率或輻射通量來衡量光能量，必須采用以人眼對(duì)光的感覺量為基準(zhǔn)的單位光通量來衡量；光通量用符號(hào)Φ表示，單位為流明(Im)； 發(fā)光強(qiáng)度(cd) 光通量是說明某一光源向四周空間發(fā)射出的總光能量；不同光源發(fā)出的光通量在空間的分布是不同的；發(fā)光強(qiáng)度的單位為坎德拉，符號(hào)為Cd，它表示光源在某單位球面度立體角(該物體表面對(duì)點(diǎn)光源形成的角)內(nèi)發(fā)射出的光通量；I cd = I lm/1 sr (sr:立體角的球面度單位)。
2.可提高顯色性的大型車載LED顯示多屏聯(lián)動(dòng)控制裝置是表示眼睛從某一方向所看到物體發(fā)射光的強(qiáng)度；單位為坎德拉/平方米[cd/m2]，符號(hào)為L(zhǎng)，表明發(fā)光體在特定方向單位立體角單位面積內(nèi)的光通量，它等于I平方米表面上發(fā)出I坎德拉的發(fā)光強(qiáng)度； 色溫(Color Temperature ) 當(dāng)光源所發(fā)出的光的顏色與黑體在某一溫度下輻射的顏色相同時(shí)，黑體的溫度就稱為該光源的色溫，用絕對(duì)溫度K (開爾文，開氏度=攝氏度+ 273.15 )表示； 顯色性(Color rendering property) 原則上，人造光線應(yīng)與自然光線相同，使人的肉眼能正確辨別事物的顏色，當(dāng)然，這要根據(jù)照明的位置和目的而定； 光源對(duì)于物體顏色呈現(xiàn)的程度稱為顯色性；通常叫做〃顯色指數(shù)〃(Ra);顯色性是指事物的真實(shí)顏色(其自身的色澤)與某一標(biāo)準(zhǔn)光源下所顯示的顏色關(guān)系；Ra值的確定，是將DIN6169標(biāo)準(zhǔn)中定義的8種測(cè)試顏色在標(biāo)準(zhǔn)光源和被測(cè)試光源下做比較，色差越小則表明被測(cè)光源顏色的顯色性越好； Ra值為100的光源表示，事物在其燈光下顯示出來的顏色與在標(biāo)準(zhǔn)光源下一致； 可提高顯色性的大型車載LED顯示多屏聯(lián)動(dòng)控制裝置的自身優(yōu)勢(shì)，主要應(yīng)用于以下幾大方面: 顯示屏、交通訊號(hào)顯示光源的應(yīng)用LED燈具有抗震耐沖擊、光響應(yīng)速度快、省電和壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種室內(nèi)、戶外顯示屏，分為全色、雙色和單色顯示屏，全國(guó)共有100多個(gè)單位在開發(fā)生產(chǎn)；交通信號(hào)燈主要用超高亮度紅、綠、黃色LED，因?yàn)椴捎肔ED信號(hào)燈既節(jié)能，可靠性又高，所以在全國(guó)范圍內(nèi)，交通信號(hào)燈正在逐步更新?lián)Q代，而且推廣速度快，市場(chǎng)需求量很大，是個(gè)很好的市場(chǎng)機(jī)會(huì)； 可提高顯色性的大型車載LED顯示多屏聯(lián)動(dòng)控制裝置以高效側(cè)發(fā)光的背光源最為引人注目，LED作為L(zhǎng)CD背光源應(yīng)用，具有壽命長(zhǎng)、發(fā)光效率高、無干擾和性價(jià)比高等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于電子手表、手機(jī)、BP機(jī)、電子計(jì)算器和刷卡機(jī)上，隨著便攜電子產(chǎn)品日趨小型化，LED背光源更具優(yōu)勢(shì)，因此背光源制作技術(shù)將向更薄型、低功耗和均勻一致方面發(fā)展；LED是手機(jī)關(guān)鍵器件，一部普通手機(jī)或小靈通約需使用10只LED器件，而一部彩屏和帶有照相功能的手機(jī)則需要使用約20只LED器件；現(xiàn)階段手機(jī)背光源用量非常大，一年要用35億只LED芯片；可提高顯色性的大型車載LED顯示多屏聯(lián)動(dòng)控制裝置它具有很多優(yōu)點(diǎn)，諸如:體積小LED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面，所以它非常小，非常輕；耗電量低 LED耗電相當(dāng)?shù)停绷黩?qū)動(dòng)，超低功耗(單管0.03-0.06瓦)，電光功率轉(zhuǎn)換接近30% ; —般來說LED的工作電壓是2-3.6V，工作電流是0.02-0.03A ;這就是說，它消耗的電能不超過0.1W，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能近80%。
3.使用壽命長(zhǎng)，有人稱LED光源為長(zhǎng)壽燈；它為固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積等缺點(diǎn)，在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合?，使用壽命可達(dá)6萬到10萬小時(shí)，比傳統(tǒng)光源壽命長(zhǎng)10倍以上高亮度、低熱量，ED使用冷發(fā)光技術(shù)，發(fā)熱量比普通照明燈具低很多。
【專利摘要】本發(fā)明全新可提高顯色性的大型車載LED顯示多屏聯(lián)動(dòng)控制裝置的光二極管出光處摻或不摻散射劑、有色還是無色，上述各種顏色的發(fā)光二極管還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型；散射型發(fā)光二極管適合于做指示燈用。
【IPC分類】G09F9-33, G09G3-32
【公開號(hào)】CN104715688
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310673774
【發(fā)明人】周曉蕾
【申請(qǐng)人】上海雷盤電子科技有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2013年12月12日