制定標準是當務之急
要與現有光源競爭,LED需要滿足以下幾個方面的要求:一盞燈需要1000lm以上才能用于照明,1000lm的光通量成本應在2美元以下,每瓦的發光效率應在100lm以上,顯色指數室內照明應大于85,室外照明應大于70。最近Cree已研制出用紅、黃熒光粉的暖白色、高顯色性LED,1mm 2芯片,色溫2780K,顯色指數Ra=92.8,發光效率113lm/W。
LED是半導體器件,其光、電、色的參數均隨器件溫度及環境溫度而變化,散熱性和穩定性有待改進。LED光源沒有確定的光軸與配光曲線,不是嚴格的點光源,發光強度與距離的平方成反比定律不適用,光學參數在不同的角度不同,也就是說不同的高度要用不同的配光。
行業標準滯后,嚴重地阻礙了行業的發展,盡快研究制定標準是當務之急。IEC(國際電工委員會)正在組織研究制定LED照明產品的標準,我們應積極參加。現有色溫的概念、顯色性與顯色指數的概念對LED不大適用,我們正在推動CIE(國際照明委員會)研究修訂國際標準。
LED用于照明指日可待,我們不能因循守舊,按照傳統觀念和前人的老路集體性地盲目跟從,而應該充分發揮LED的光學特性去創造現代照明產品,突破傳統理念,開發適合人們生理和心理需要、安全與健康的照明產品,促進照明理論的變革,推動照明產業的發展。
相關鏈接
關于照明的一些基本概念
1.發光強度
發光強度是國際單位制中7個基本單位之一,發光強度的定義是:發光頻率540GHz(對應空氣中555nm的波長)的單色輻射,在給定方向上輻射強度為1/683W/sr時,光源在該方向上的發光強度規定為1坎德拉(Candela),記作cd,這是客觀物理量的定義。如果用光通量流明表示,在單位立體角內發出1流明的光通量就定義為1個坎德拉(cd),即1cd=1lm/sr,這是主觀物理量,因為光通量流明是與人眼的光譜光視效率有關的主觀量。
2.光效
只用流明/瓦來表示光源的發光效率是不科學的,因為光源發光的不同光譜組合有不同的輻射強度,而人眼對不同光譜輻射有不同的靈敏度,即光譜光視效率。白光LED光源最少要標出相關色溫、顯色指數和發光效率。最近Osram公司還標出色坐標,這才是光學性能參數的正確表示方法,也才有相互比較的可能。關于照明的效率有光源效率、燈具效率、配光的有效利用效率、人眼的視覺效率和心理效率,不能簡單地用LED的發光效率說明LED如何節能。
3.白光LED發光效率的理論極限之爭
關于白光LED發光效率的理論值說法不一,有半導體專家稱400lm/W,有照明專家稱320-350lm/W。根據國際計量委員會關于發光強度的定義:對綠光555nm波長1cd=1/683w/sr,即綠光的理論發光效率可達683lm/W。CIE中國專家葉關榮教授計算等能白光的極限發光效率為182.45lm/W,在犧牲顯色性的情況下,白光的發光效率為200lm/W左右,但等能白光是最嚴的要求,實際光源做不到。因此光源的發光效率在182.45-683lm/W之間,不同光譜組合的發光效率不同。美國集中100多位科學家編著的研究報告中指出白光的理論極限為220lm/W。因此不同顯色指數的白光光源的發光效率之間沒有可比性。
4.照度與色溫(相關色溫)的關系
人眼對亮度和顏色的感覺與環境光(背景光)有關,還和以往的經驗與習慣有關,也和人的心理期望與情感情緒有關。一般正常人在低照度環境下習慣于低色溫,如路燈對路面的照度在100lx以下,相應的色溫在3000K以下,人感覺的舒適度較高,特別是在黑暗的背景下更是如此。室內照明在300lx左右的照明,色溫也在3000K左右,宜用暖色調光源,照明用光源通常色溫在2700K-4800K之間,現在用藍光涂敷黃色熒光粉試制成的白光LED性價比較高,但色域、色容差和顯色性均不理想,相關色溫在7000K左右,不適合做照明光源。 |