LED和LED燈具全空間分布光度測量技術(shù)

摘要：LED這一新興光源在光學(xué)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(kāi)發(fā)和應用帶來(lái)了挑戰。隨著(zhù)近年來(lái)測光技術(shù)的長(cháng)足發(fā)展，光源和燈具的全空間分布光度測量成為可能，它能為L(cháng)ED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。
　1. LED和LED燈具的特點(diǎn)

　　隨著(zhù)半導體照明的進(jìn)一步快速和深入發(fā)展，LED在道路照明、室內照明、汽車(chē)燈、手提燈具等多個(gè)領(lǐng)域等到了越來(lái)越廣泛的應用，而同時(shí)，業(yè)界對LED燈具的二次光學(xué)設計以及利用LED燈具的空間光度數據進(jìn)行照明設計的要求也越來(lái)越高。

　　就單顆封裝LED而言，由于透鏡作用不能將其簡(jiǎn)單地視作點(diǎn)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(huì )存在明顯的差別，并且某些部位還會(huì )由于亮度高而產(chǎn)生嚴重的眩光。上述很多LED和LED燈具的空間光分布特點(diǎn)是傳統的光強分布所不能表征的。

　　2. 全空間分布光度學(xué)概述

　　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(xué)為真實(shí)的光源建立模型。在全空間分布光度學(xué)中，用戶(hù)能夠了解光源或燈具的光從哪里出來(lái)，射向哪個(gè)方向，各光線(xiàn)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(guān)察光源或燈具的亮度分布，如圖1所示。

典型大功率LED

該大功率LED的光線(xiàn)分布

用該LED設計成小LED燈具

圖1：全空間分布光度參量示意圖

　3. 全空間分布光度的測量方法

　　全空間分布光度的測量包括近場(chǎng)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(chǎng)分布光度計是全空間分布光度測量的關(guān)鍵，近場(chǎng)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(guò)一次取樣測得光源或燈具在某一方向的發(fā)光平面內各點(diǎn)的亮度值。