LED光源可行性研究报告（精选13篇）
1.LED光源可行性研究报告 篇一
一、LED是什么?
答:
LED是英文Light Emitting Diode，即发光二极管，是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光。LED可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色等可见光。第一个商用二极管产生于1960年，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。
二、LED有哪些光学特性?
答:
1.LED发出的光既不是单色光，也不是宽带光，而介于二者之间。
2.LED光源似点光源又非点光源。
3.LED发出光的颜色随空间方向不同而不同。
4.恒流操作下的LED的结温强烈影响着正向电压VF。
三、LED的发光机理和工作原理有哪些?
答:世纪光电 188 7331 1450，全彩点光源，模组，软硬灯条，灯串已经控制器。
发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结，因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。
四、LED为什么是第四代光源(绿色照明)?
答:
三、按电光源的发光机理分类。
第一代光源:电阻发光如白炽灯。
第二代光源:电弧和气体发光如钠灯。
第三代光源:荧光粉发光如荧光灯。
第四代光源:固态芯片发光如LED。
五、LED有哪几种构成方式?
答:世纪光电 188 7331 1450，全彩点光源，模组，软硬灯条，灯串已经控制器。LED 因其颜色不同,而其化学成份不同
如红色 ：铝-铟-镓-磷化物
绿色和蓝色: 铟-镓-氮化物
白色和其它色都是用RGB三基色按适当的比例混合而成的。
LED 的制造过程类似于半导体，但加工的精度不如半导体，目前成本仍然较高。
六、LED有哪几种封装方式?
答:
1、引脚式（Lamp）LED封装。
2、表面组装（贴片）式（SMT－LED）封装。
3、板上芯片直装式（COB）LED封装。
4、系统封装式（SiP）LED封装。
5、晶片键合和芯片键合。
七、各种颜色的发光波长是多少?
答:目前国内常用几种颜色的超高亮LED的光谱波长分布为460-636nm,波长由短到长依次呈现为蓝色、绿色、黄绿色、黄色、黄橙色、红色。常见几种颜色LED的典型峰值波长是： 蓝色—470nm；
蓝绿色—505nm；
绿色—525nm；
黄色—590nm；
橙色—615nm；
红色—625nm；
八、LED有哪几种分类方法?
答： 世纪光电 188 7331 1450，全彩点光源，模组，软硬灯条，灯串已经控制器。
4．按发光强度和工作电流分：
按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED（发光强度<10mcd）；超高亮度的LED（发光强度>100mcd）；把发光强度在10～100mcd间的叫高亮度发光二极管。一般LED的工作电流在十几mA至几十mA,而低电流LED的工作电流在2mA以下（亮度与普通发光管相同）。
除上述分类方法外，还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。
1．按发光管发光颜色分：
可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。另外,有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。
根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管用于做指示灯。
2．按发光管出光面特征分：
按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1；把φ5mm的记作T-1（3/4）；把φ4.4mm的记作T-1（1/4）。
由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类：
（1）高指向性：一般为尖头环氧封装，或是带金属反射腔封装，且不加散射剂。半值角为5°-20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用，或与光检出器联用以组成自动检测系统。
（2）标准型：通常作指示灯用，其半值角为20°-45°。
（3）散射型：这是视角较大的指示灯，半值角为45°-90°或更大，散射剂的量较大。
3．按发光二极管的结构分：
按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。
2.LED光源可行性研究报告 篇二
快速成形技术(Rapid Prototyping,RP)是一种基于数字化的新型成形技术,其叠层累加的思想突破了传统的加工模式,是制造技术领域的一次重大突破。某些液态树脂材料被特定波长的光束照射时,因发生聚合反应,而具有迅速地从液态变成固态的特性。利用树脂的这种特性,逐层、有选择地固化液态树脂,成形三维实体的方法称之为立体光固化快速成形法(Stereo Lithography Apparatus,SLA)。
紫外光固化的发展离不开紫外光源,可以说,紫外光源的特性,如波长、光强、光源体积、工作条件、功率、价格等等,是制约紫外光固化快速成形技术发展的关键因素之一。目前,用于光固化快速成形设备中的紫外光源分为两类:高端快速成形设备大都采用紫外激光器,如美国3D Systems Corporation公司的快速成形设备;低端快速成形设备采用紫外灯,如西安交通大学研发的CPS快速成形设备[1]。
激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性等优点,是进行材料加工的理想光源。快速成形设备中常用的紫外激光光源包括氦镉(He–Cd)激光器(325 nm)、氩离子(Ar+)激光器(351~364 nm)、N2激光器(337 nm)、二极管泵浦Nd:YOV4三倍频激光器(355 nm)等。但激光系统(包括激光器、冷却器、电源和外光路)的价格及维护费用昂贵,导致快速成形设备的制造成本和使用成本过高,在一定程度上限制了紫外光固化快速成形技术的推广。另一方面,紫外灯以其价格优势占据了紫外光固化快速成形设备的低端市场。尽管紫外灯的成本较低,但其使用寿命短、光束质量差,且环境污染较严重。
随着LED(Light Emitting Diode,LED)材料生长技术的发展和制备工艺的完善,商品化LED的发光效率几乎每十年提高一个数量级,其性能的提高推动了LED的应用发展,从汽车车灯到白光照明,从全彩色大屏幕显示到多媒体信息存储等,应用范围日益广泛。相对激光器和汞灯等传统光源,LED具有成本低、体积小、无环境污染、耗电量低、寿命长等优点,其内在特征决定了它有较高的性价比。虽然目前已出现基于LED的新型紫外光固化用点光源产品,但这类产品不足之处在于输出光束光斑较大,无法满足光固化快速成形加工工艺的要求。为此,针对我国光固化快速成形的现状,面向各类院校和中小企业教育、研发需求,本研究设计了一个基于单片紫外LED(Ultraviolet Light Emitting Diode,UV LED)的光源系统,应用于光固化快速成形设备。
1 光固化快速成形中的光源系统
对不同波长的光,光敏树脂有不同的吸收率。基于光固化成形机理,光源辐射出的光线应与光敏树脂的光吸收谱线相匹配,使光敏树脂同光线相互作用而发生光化学反应、引发固化成形。由于大部分光敏剂在紫外区的光系数较大,较低的光能量密度就可使树脂固化,所以光固化成形工艺通常采用波长范围一般为250~380 nm,光波输出功率大于20 mW,工作状态为连续波的紫外光源。
在光固化成形中,光敏树脂对紫外光的吸收遵循Beer-Lambert定律[2],即:紫外光的能量密度E随着透射深度的增加呈指数衰减。理论及试验表明,只有当液态光敏树脂接受的紫外线能量密度E超过一定的阈值EC后,才会产生凝胶(凝胶态是液态和固态之间的临界状态),固化深度Cd与EC的关系可写成[3]:
式中:Dp为光敏树脂的透射深度,定义为光能量密度衰减为入射能量密度的1/e时的深度。Dp越小,表明单位体积树脂对紫外光吸收越多。Emax为树脂表面最大能量密度,其与光源功率PL、扫描速度Vs、固化面上光点半径ω0及固化阈值EC之间满足:
进一步化简,固化深度Cd:
固化的线宽Lw:
对于光固化快速成形系统,只有当固化深度大于固化层厚度时,相邻两层之间才能有效地粘结,否则,制件层间会产生剥离,影响制件精度,甚至导致制件失败。式(3)~式(4)表明,固化深度,扫描线宽与扫描速度、固化面上聚焦光斑的大小及功率等指标有关。扫描速度快,树脂固化需要的光功率大;光斑大,则树脂固化深度浅,扫描线宽。因此,紫外光源系统是紫外光固化快速成形设备的重要组成部分,其光学技术指标,如聚光能力、均匀性、光斑大小等,将直接影响到树脂固化的最终效果。
2 光固化快速成形中的紫外LED光源系统设计
LED实质上是利用半导体材料制作的正向偏置的P-N结二极管[4],当P-N结两端注入正向电流时,注入的非平衡载流子(电子-空穴对)在扩散过程中复合发光。与激光不同,这种发射过程属于自发发射过程,发射的是非相干光。
本研究设计了一个基于单片紫外LED的光源系统,应用于光固化快速成形设备。在25℃环境温度下,所选LED芯片的波长在360~370 nm范围,且典型波长为365 nm波段;发光面尺寸为1 mm×1 mm,发散角为±60°左右;在500 mA工作电流驱动下,发射的光功率为110~154 mW。
所设计的单片紫外LED光源系统示意框图如图1所示,光源系统主要由电路部分和光学部分组成,其中电路部分包括光源的驱动电路;光学部分则具体包括光源耦合系统、整形聚焦系统。
如前所述,UV LED光学系统的特性将直接决定着树脂固化成形质量及效率。结合所研发的新型光固化快速成形设备的特点,该UV LED光源应满足以下技术指标:
1)树脂固化面上的光功率≥20 mW,光斑直径D≤0.3 mm;
2)光源系统结构紧凑,体积小,距液面工作距离≥5 mm;
3)光源功率可调;
4)光源系统稳定,且能长时间运行。
2.1 基于单片LED的光学整形聚焦系统设计
严格意义上讲,LED是面光源。为简化设计,结合所选LED芯片特点,本研究近似地将LED芯片看成是类点光源,LED与聚焦系统直接耦合,采用多透镜系统对光源进行整形聚焦。
由于单片UV LED的发散角偏大,且光功率相对较低,为满足光固化快速成形工艺的要求,所设计的单片UV LED聚焦系统是一个大数值孔径、短焦距的光学系统。如图2,单片UV LED发出的光束先经倒置的非球面聚焦透镜扩束成平行光,再经第二片非球面透镜、第三片透镜聚焦于工作面。非球面透镜有很好的光学性能,引入的球差小,能很好地校正波前误差,无需在光学系统中加入特殊元件进行象差校正。使用非球面透镜能使光学系统大大简化,在小尺寸条件下设计出性能较好、结构简单的高精度透镜结构。
通过Zemax光学设计软件[5],光源系统的数值孔径NA≥0.5,聚焦光斑直径D≤0.3 mm,焦距为5 mm,树脂固化面上的光功率≥30 mW。光学系统的材料采用紫外通用的高透过率石英玻璃,且为减小菲涅尔反射损耗,各镜双面均镀365 nm光学增透膜。
2.2 LED光源驱动系统设计
光固化成形为材料的叠层累加工艺,系统的运行时间长达数十小时,因此,光源驱动系统应保证LED芯片长时间发射出功率稳定、波长稳定的紫外光束。
研究表明,LED的工作特性,特别是长时间运行时的工作特性如波长、功率等受控制电流、环境温度等的影响较大。一方面,LED为电流驱动型器件,其输出特性不仅跟本身的材料、工艺有着紧密的联系,驱动电流的稳定性也将直接影响波长和输出功率的稳定性;另一方面,LED芯片的工作物质是P-N结,其特点是易受温度影响,对温度变化敏感。温度升高不仅使输出功率下降,而且影响波长的稳定性。通常,工作温度的不稳定是LED性能恶化、寿命减少的主要因素,只有提供恒定的工作温度,才能保证LED芯片具有稳定的输出功率和最大的工作效率。
如图3所示,本研究所设计的恒稳控制系统由UV LED控制器及其外围电路组成,主要完成对温度、功率的采样、计算;对外部控制指令的接收和处理。为保证LED芯片运行于恒温环境,本研究采用半导体电致冷器TEC(Thermoelectric Cooling,TEC)作为LED芯片温度调节的执行器件。TEC依据帕尔帖效应工作,通过控制电流的方向实现TEC致冷和加热;通过电流大小的改变,控制TEC致冷量和加热量。TEC具有体积小、致冷效率高、无污染等特点,特别适用于有限空间的致冷。数字式温度传感器对UV LED芯片进行温度检测,当检测温度小于设定温度值时,通过驱动电路使TEC致热;当检测信号大于设定温度值时,通过驱动电路使TEC致冷,从而实现UV LED芯片的恒温控制。光敏二极管用于对光功率进行检测,实时调整工作电流,实现对LED的恒功率控制。
试验表明,此驱动系统实现了对单片UV LED芯片的恒稳控制,树脂固化面上的光波长、功率稳定,达到了预期指标,满足光固化快速成形工艺的要求。
3 结论
本研究对紫外LED光源在光固化快速成形设备上的应用进行了探讨,并将所设计的单片UV LED光源系统应用于华中科技大学材料科学与工程学院快速成形中心所研发的紫外光固化快速成形设备上,光源实验装置见图4。结果表明,采用本研究设计的紫外LED光源,光强分布均匀稳定、能够满足紫外光固化过程对光源的指标要求,具有可操作性。
该单片紫外LED光源系统具有结构简单的突出优点,采用优化的光学聚焦系统,使发散角≥100°的LED光束聚焦,且树脂固化面上的光功率≥30 mW,光斑直径D≤0.3 mm。该系统设计已获国家发明专利授权[6]。
对紫外LED光源在光固化快速成形中的应用研究刚起步,受目前紫外LED芯片技术参数(特别是功率大小)的限制,所设计的基于单片LED光源系统聚焦后的光斑大小尚不能与激光光源聚焦后的光斑大小媲美;同时,因聚焦面上功率较弱,导致制件加工速度较慢。未来,提高LED光源功率,以便进行高速光固化成形的方法有两个,其一,增加LED芯片的数量,采用阵列结构,配合先进的耦合技术,在树脂固化面上获得较高功率的紫外光;其二,随着LED技术的发展,高功率的紫外LED芯片问世。
与配置激光器、汞灯等光源的光固化成形设备相比,以LED为光源的成形机在保证一定制件精度和速度的基础上,具有低设备造价和低运行成本的突出特点,具有较高的性能价格比。它的研制和开发,为快速成形技术的发展提供了一个新的思路,有助于推动快速成形技术在我国的研究和应用。
参考文献
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[2]Chartier T,Hinczewski C,Corbel S.UV Curable systems for tape casting[J].Journal of the European Ceramic Society(S0955-2219),1999,19:67-74.
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[5]ZEMAX Development Corporation.Zemax Optical Design Program[Z].
3.LED光源可行性研究报告 篇三
【关键词】LED，DLP；SPI接口控制，控制电路
【中图分类号】O213.1【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0383-01
前言
对于LED结构，优化散热方式，能大大提高 LED的单管功率和单位瓦数输出光通量，结合本身具有的那些显著优点，LED逐渐为市场所接纳。但国内和国际对LED光源的开发处于基本的研究阶段，目前还没有出现以LED光源背投电视驱动电路的产品。可见，良好的开发DLP背投电视的LED光源照明系统在现在的市场上有很大的发展空间，同时在一定程度上可促进我国自主知识产权的研究。
1.LED光源的DLP控制系统研究现状
目前，国内外的很多厂家使用德州仪器的DSP部件在实时处理系统信息时运用LED技术的DLP产品，在温度确定的情况下一定程度的提高DLP控制系统的稳定性、亮度和可靠性。LED技术可与DLP技术实现快速的有机结合，DMD和LED的高速性能，可实现色彩的随意排列，并能加深图像的颜色，增加亮度，使整体效果得到提高。LEP的快速交换技术，利用单个的DMD设备可达到多重色彩配置的要求，提高系统的灵活性。LED需要将光从DMD镜面准确而反射出去不需要极化过程。光线利用率极高，能大大减少发热，并且使亮度最大化效率也能达最大程度。
2.LED光源的系统结构和SPI接口控制
FPGA控制处理、色度监控、温度监控、LED驱动模块及电压电流监控构成了LED驱动的五个系统。将使R、G、B三个LED的驱动控制成为现实，避免了LED出现温度过高、色域变化大、电流电压不稳定所造成的系统关闭和系统恢复时不必要的调整。（见图1）
通信或者交换信息是在串行方式下完成的。其中同步串行外设的接口spl（serialperipheralBus）总线，能使master（主控器）与多个slave（受控器）连接。前端FORMATER与后端驱动电路的连接是在SPI串行的总线接口的作用下实现连接的，master（DDP302l）以SPI信号线为基点，进行LED电流信息的接受和传送，处理后的电流信息以数据形式发到DA控制模块。通过对其电流电压的实时监控，可以避免LED异常工作，转换后的数据传经过A/D系统的处理最终传输给FPGA。FPGA是电压电流的处理模块，它可以检测出超出负荷的电压和电流，并进行合理的处置。颜色的色点会受到色移的影响，而且对其他系统也在一定程度上收到色移的影响。色度传感器对LED的输出波长变化实时监测，并能及时反馈，之后通过刀D将转换后的数字信号及时传送给FPGA。
3.LED光源监控电路的设计
为了确保LED在其额定的电流和电压下工作正常，对电压和电流进行实时监控是十分必要的。照明系统的温度会随着运行时间的增加而增高，同时，LED的性能会受到其影响，出现主波长变化和光通量减小的现象。因此，实施相应的处理措施避免该现象是很有必要性的。一些方法可一定程度额避免这种现象，例如尽快关闭系统或换相对更高亮度水平的现色点，在主波增长的同时对每个LED的亮度值进行重新精确的计算，以确保温度升高对其产生的不良影响，使其实现目标色点化。
近几年来，随着科学技术的不断进步逐渐出现了关于显色域标准的相关规定，本文所研制以LED光源为基础的DLP投影显示器是一种扩色域的显示器。若想使图像信息准确显示出来，就必须对此进行动态LED发光色域调整并在此基础上满足队L制式的显示标准。
3.1 LED光源热度监控管理系统的设计
控制LED发光性能和稳定性的关键是控制LED晶粒的热稳定性。针对于将光能集中到小型显示设备及其他各种应用，超出系统光学径角的各种光都是无法使用的，严重的可造成温度的增加和系统能源的浪费。为了避免此现象，将系统的光学径角和光的发散形状结构有机结合，将热从晶粒中扩散出去，提高热效率。这已成为了LED的产生和可用性的必然选择。
色移是高温带来的另一个影响。PN链接伴随着温度变化，这对其输出的波长会造成10nnl以上的偏移。该影响会作用到整个系统的白点（白点是其他颜色混合而成的），而且会影响该颜色的色点。为了从根本上解决色移的问题，LED需要保持一个较低的运行功率，另一方面系统需要具有极高的热稳定性。
3.2 LED色度监控电路的设计
电脑显示器、电视、投影机构成了彩色显示器的主要应用成分，一般情况下，一个重要的考察指标是显示强度，通常采用显示器三基色的色品坐标在色品图上构成的三角形面积来进行描述的。
随着社会的进步，科技的发展，近几年来，有些产品在显色域上逐渐超出了有关标准的指标。在本文当中，DLP依靠LED光源的投影显示器实则是具有较广色域的显示器。大多数显示器采用LED光源进行大出队L制式的色域。其中，显示器主要有俩种工作方式即有时序显示和三基色同时显示。显示是将三种基色在给定的要求下的有效投影并显示，经过合理的彩色图像合成在最后出现在屏幕上。另一种则是时序显示，这种情况是将二基色图像按照时间的前后分别显示在屏幕上，利用了人眼生理上的视觉暂留特性，合成彩色完美的图像。
结论
DLP是一种新型技术，利用光学半导体现象产生数字式多光源显示，具有独立首创的特点。另外，它吸收了LED照明技术的优点，其显示的优良性能在一定程度上已经能和灯泡的系统相比较。通过对新一代亮度LED技术的研究，结合有效的检查反馈系统，利用LED照明已成为DLP高清电视在现阶段的优先选择，这是目前该技术的核心成分。
参考文献
[1] 张鸣杰.基于LED光源的DLP投影系统中实时色域校准[D].华东师范大学，2008
[2] 朱兵.基于LED光源的DLP控制系统研究[D].华东师范大学，2008.
[3] 汪敏，夏咸军.新型LED背光源技术及应用[J].光电子技术，2005，25（4）：267-270
[4] 王蔚生，邱藕，毛敏等.采用LED光源DLP背投电视光学引擎的研究[J].现代显示，2006，（70）：22-26
4.LED光源可行性研究报告 篇四
和可行性分析报告
一、项目概况
1、项目名称(LED全彩户外显示屏)
2、投资项目基本情况
LED显示屏是除电视传媒、印刷类传媒（如报纸、三面翻、杂志、喷绘广告等）的第三大新兴传媒载体。是目前广告客户充分认可的新主流广告载体。因此投资LED显示屏就是投资未来。公航旅文化传媒公司如想完成打造全媒体传媒布局的战略目标就必须加如入到LED广告传媒行列，依托集团本身固有资源、网络和资金支持率先成为业内行业引领者。
二、LED全彩户外显示屏市场调查概况
1、国内状况
我国LED显示屏产业起步于上世纪90年代初，一直以相当快的速度在平稳地发展，进入21世纪以来，每年以15%-20%的幅度递增。在发展中，LED显示屏逐步应用于社会的许多领域，且已形成了LED显示屏比较稳定的市场，而且还在快速增长。LED显示屏是全球迅速发展起来的新型显示产品，以使用寿命长、环境适应能力强、性价比高、使用成本低等特点，迅速成长为平板显示的主流产品。目前LED显示屏在中国发达城市已成为一种新型媒体，发布信息以公益服务与商业广告相结合的内容为主。大到北京王府井、上海南京路，小到某 些地方的市政广场都有LED显示屏，但是中西部城市LED显示屏商业化的操作目前还不成熟。
2、**状况
**市自2008年以来借助西部崛起的国家政策，一步步的改善原有的面貌，逐渐形成一片新的景象。本身又拥有丰富的能源和旅游资源，经济发展势头强劲，**相比甘肃其他城市拥有比较强大的高消费人群和高消费行业，如宾馆酒店业、汽车销售业、服装首饰业、家装建材业等等。这些行业都需要广告的支持才能快速发展。而LED显示屏的特点很适合为这些行业做广告宣传。目前北京上海等一线城市已有多家以LED显示屏为主业发展完善的文化传媒公司，如郁金香传媒公司和凤凰传媒，年收益千万以上。**目前已有的经营LED显示屏的公司大多不够专业、经营不善、亏损严重。主要原因第一是没有专业的营销团队。第二，没有庞大的资金支持。第三是没有丰富的广告资源。我公司在这三方面已经明显优于其他公司。我们有能力也有实力做到**首家专业经营LED显示屏的文化传媒公司。**现已在主要交通路段设立了一些显示屏，但还有更多有利地段没有设置。所以在**发展LED显示屏作为传播广告的新媒体是很有市场潜力的。
3、LED显示屏产业系国家鼓励支持发展的高新技术节能环保产业
LED显示屏在未来10年内都会得到风投资本的青睐。国内各大电子产业巨头也纷纷在国内布局，争取占得先手。2008年奥运会、2009年祖国60年大庆和2010年上海市博会，再到刚结束的2014年足球世界杯，LED清晰的广场大屏幕、流光的活动彩灯、美观的街道 亮化工程，达到强烈的吸引眼球的广告效果。LED节能、美观、环保等优势本身就散发着的广告效应和品牌魅力，对客户有着的凝聚力和说服力。
三、LED全彩户外显示屏的特点
1、优势：
具有影音视频功能的广告展示设备，外观新颖独特，其面积可随意调整，是具有播放视音频广告节目的强势媒体。全国很多城市都鼓励使用LED显示屏，因为会提升城市的现代感和科技感形象。能带来巨大的社会效益和经济效益。户外全彩LED显示屏广泛应用于大型公共场所，商业圈，大卖场。它具有如下特点：更换广告内容简捷方便，超大画面、超强视觉，亮度高，寿命长；色彩丰富，显示方式变化多样；可提升城市形象，丰富城市居民文化生活，居民更易接受；广告具有变换性、强制性、针对性、实效性等特点，自办节目可随时播放。
2、劣势：
前期投入大，技术要求高，受外界环境尤其是日光影响大，管理相对比较复杂。难以形成规模效应，作为新媒体广告客户投放广告还有一个逐渐接受的过程。
四、户外全彩LED屏投资分析
以民安大厦为例，现LED显示屏制作安装市场竞争激烈，价格从每平方4000元-15000元不等，如果我们选择国产品牌中高端档次，清晰度为P16，性价比较高的品牌，平均价格在每平米8000元-10000元。如拟建设一块100㎡的单价为每平米9000元的LED全彩广告屏： 屏体单价9000元/㎡×100㎡=90万元。总体框架预计15万元左右。场地租赁费用每年5-10万元。
机房设置：租赁、电脑、音响、空调、配电预计5万元左右。城建设置审批管理费预计5万元左右。总计：120万元左右。
五、LED户外显示屏收益分析
广告基本报价：每个广告建议每天播放100次。
预设价格：**市主要地段LED屏的平均报价为每秒0.5元。一条15秒的广告一次播放的价格7.5元，一天播放的价格就是750。以民安大厦为例：此屏位于**市中心地带，日均人流50万以上。播放时间：每天从早上8点到晚上8点，共计13个小时。播出广告时间约50%,为6个小时。6个小时可播放15秒的广告1440次，如每个客户要求每天播放次数为100次，那么一天可播放10个广告左右。如每个客户以包年的形式播放广告，南广什字LED显示屏一年的平均价格在15万左右。一年播放10个广告，全年的LED广告屏广告收入在150万左右，减去每年电费40万左右，维护费5万元左右，外立面租金5万左右，年盈利可达100万左右，一年到两年便可以收回成本。显示屏的寿命一般在5-7年左右，以后每年每块显示屏纯盈利可达100万左右。初步推算，一块100㎡（初步投资120万元）LED显示屏在寿命期内可为公司盈利300-500万左右。
六、户外LED显示屏运营方式
主要采用组合式滚动播出，每天从早8点到晚8点播出，共计12个小时。节目内容包括时事新闻、企业介绍、地方介绍、公益广告、商业广告等，内容丰富、灵活。如在**市主要黄金地段多点设置LED显示屏，采取多点联播，传播效果更佳，对客户将具有极大的吸引力。
七、LED显示屏的使用损耗评估
选择有实力的工厂合作可以享受到二年以上的保修服务。正常情况下LED的使用寿命可以达到100000小时，在做好防护和保存的情况下完全可以保证显示屏的安全合理使用5年以上。5年以后根据工厂工程师对显示屏的实际情况进行评估后可以进行折旧处理，通过将其分拆成不同大小的屏体折价出售，大概可以回收投资额的20%-40%。
八、LED显示屏在选址主要影响因素：
1、日人流量及车流量；
2、商业圈是否成熟；
3、受众人群是否有针对性；
4、客户是否愿意在此处投放广告；
5、显示屏不能面朝南，以利于播放效果。
九、目前存在的主要困难
1、由于**市今年申评全国卫生和文明城市，LED显示屏存在一定的光污染和声污染，执法局也多次接到市民投诉。经到城市执法局了解，今年LED显示屏暂时停止审批。因此，发展LED显示屏广告业务时间 目前难以确定。
2.在LED显示屏建设选址方面存在一定困难。**市现有的位置比较好的外立面大部分已建有LED显示屏。没有建成的位置较好的外立面租赁方一般提出的租金过高或条件过于苛刻。
十、项目可行性论证结论
作为一种新兴的展播载体，投资LED显示屏市场固然存在一定的风险，但其中蕴藏的商机却不容小觑，更为重要的是它符合公航旅文化传媒公司打造全方位广告业务的目标，LED显示屏将逐渐取代投影、喷绘等形式。提前进入就意味着抢占了市场的制高点，从而为公司的发展开辟了一片蓝海。同时，我们也看到今年由于受政策影响，目前实施户外LED显示屏存在较大困难，甚至一定时间内无法实施。
但经对投资价值、市场前景、实际困难等进行综合分析，我们建议我们公司根据相关政策及市场实际情况，还是要积极推进，灵活处理，采取多种措施，逐步进入LED显示屏广告业务，占领LED显示屏广告市场一定的份额。
十、下一步工作计划
计划初步选定南关十字民安大厦和广场东口平凉路与农民巷交叉路口两处位置开展位置商谈和手续报批工作的突破口，以了解熟悉LED大屏市场运营和手续报批程序，锻炼相关业务人员，积累工作经验，起到练兵的作用，为下一步正式开展LED大屏广告业务打好基础。
1、什字 大厦。
优势：地处十字路口，交通便利，人车流量大，地理位置优越，可做广告范围广。周围环境良好，适于做品牌形象、旅游景点、酒店等广告。全天无阳光直射，播放效果好，节省成本。
劣势：经初步了解，该位置产权目前归人社厅，下一步人社厅要将该位置产权移交至别的单位，给目前位置商谈造成困难。
2、巷交叉路口
优势：地处市中心，具有良好的餐饮及服饰商业圈，日人流量大，购买力强，娱乐设施及项目丰富，有驻足空间，适合做品牌形象宣传，服饰业及餐饮业宣传广告。具有良好的广告客服资源。
5.LED光源可行性研究报告 篇五
中国绿色节能环保网 点击数：715 发布时间：2009年10月12日 来源：
一、节能减排工作的重要性和紧迫性
据国际权威人士预测,二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。被称为第四代光源。LED发展历史仅几十年,但在照明领域的应用还是新技术,其发光效率在逐步提高,LED应用市场更加广泛,特别是在全球能源紧缺备受各国各界关注的背景下,LED绿色照明市场前景引起全球高度瞩目。被业界认为未来二十年它将替代白炽灯、荧光灯及钨丝灯成为最大最具潜力的市常节能减排是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措,是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择,对于调整经济结构、转变增长方式、提高人民生活质量、维护中华民族长远利益,具有极其重要而深远的意义。也是我国对国际社会应该承担的责任。我们要充分认识节能减排工作的重要性和紧迫性。照明在全球能源消费中占了20%。我国户外道路照明约占整个照明用电量的30%,节电新能源与节能降耗是全世界所追求的目标,是必然的朝阳产业。据统计,２００６年全球太阳能产值为１２４亿美元,２００８年将增长到２６０亿美元,到２０１０年预计为４２２亿美元,平均年增长３６％。ＬＥＤ半导体照明,具有节能(比传统节能灯节能８０％以上)特点,可全面替代现有的公用照明和家用照明,若全国80%照明使用LED产品,每年可节约三峡电站一年的发电量847亿度。市场规模将达到５万亿元之多。道路照明对LED而言是个崭新的大市场.数字革命时代迎来６大朝阳产业：基础创新与原理创新、软件产业、新能源产业、节能降耗产业、基础材料和新型元器件、电子制造专用设备。基础创新、原理创新仍将是经济发展的强大动力,通过基础创新,原理创新,将颠覆产业结构和产品结构。中国产业要想不亦步亦趋地跟着发达国家走,必须进行产业的基础创新、原理创新,大力发展基础产业。国际照明委员会主席弗朗西茨.汉斯伯杰在海峡两岸光电论坛暨产业对接会上称对LED用于道路照明的前景看好,认为中国走在了LED照明技术应用的前列。
节能减排是中国可持续发展的必然选择,节能减排是应对资源稀缺与环境承载能力有限的挑战的必然选择。近年来,我国的资源环境问题日益突出,节能减排形势十分严峻。在资源稀缺与环境承载能力有限的情况下,传统的高投入、高消耗、高排放、低效率的增长方式已经走到了尽头。不加快转变经济发展方式,资源难以支撑,环境难以容纳,社会难以承受,科学发展难以实现。节能减排是遵循人类社会发展规律和顺应当今世界发展潮流的战略举措。工业革命以来,世界各国尤其是西方国家经济的飞速发展是以大量消耗能源资源为代价的,并且造成了生态环境的日益恶化。有关研究表明,过去50年全球平均气温上升的原因,90%以上与人类使用石油等燃料产生的温室气体增加有关,由此引发了一系列生态危机。节约能源资源,保护生态环境,已成为世界人民的广泛共识。保护生态环境,发达国家应该承担更多的责任。发展中国家也要发挥后发优势,避免走发达国家“先污染、后治理”的老路。对于我国来讲,进一步加强节能减排工作,既是对人类社会发展规律认识的不断深化,也是积极应对全球气候变化的迫切需要,是树立负责任的大国形象、走新型工业化道路的战略选择。财政部、国家发展改革委从今年起在全国实施高效照明产品推广财政补贴政策。补贴采取间接补贴方式,由企业按中标协议供货价格减去财政补贴(大宗用户按中标协议供货价格30％、城乡居民按50％给予补贴)后的价格销售给用户,中央财政直接将财政应补贴的资金划拨推广企业。这是我国首次运用财政补贴手段支持涉及广大消费者的终端节能产品推广,也是财政补贴节能产品推广机制的创新。以全面推动节能减排环保事业的发展。目前,照明消耗占整个电力消耗的20%,因此大大降低照明用电是节省能源的重要途径。为了实现这一目标,业界有识之士以研究开发出许多节能照明器具。LED以高光效、长寿命、节电安全其固有的优越性,吸引着世界的目光,美国、日本、欧盟等国及台湾地区,针对新世纪绿色照明LED新光源,进行实用性研究并取得新成果。近年来,日本日亚化工、丰田和成、SONY、佳友电工都已有LED照明产品问世。世界著名照明电器公司飞利浦、欧司朗、GE等也投入大量人力、物力、财力进行LED照明产品的研究开发和生产。台湾目前LED产量仅次于日本列美国之前.二、LED路灯照明运用的优势分析
大功率LED新光源的问世,就是对上百年传统照明理论颠覆性的技术创新,它低能耗、长寿命、绿色环保的半导体照明技术将当之无愧地成为最具发展潜力的照明替代产品。
1、大功率LED路灯的寿命长
对这个大家十分关注的焦点问题,正如许多国内外专家和公司的产品宣传画册所描述的5-10万小时,并持乐观态度,其实,大功率LED路灯的寿命取决于以下几点：
(1)LED光源的芯片质量,光衰减值。
(2)LED的封装质量.一致性及可靠性。
(3)LED作为冷光源,但LED半导体本身会产生热。LED的散热,保证LED的良好工作条件。
(4)电源、恒流驱动的寿命质量保证。
2、节能效率高
照明工程是个系统工程,不管是明视照明还是气氛照明都是通过电能转换成光,再通过灯具投影,使某一个局部的被照面达到一定的照度、均匀度、显色性,多个被照面的局部合成一个完整的照明工程,不能简单的用功耗来比较,而是要通过综合、全面的分析进行比较。
3、常规灯具与半导体LED照明灯具的差异化
灯具是光源、电源、灯罩和其他附件等装配组合而成的照明器具,它又是用来控制光源、光线投照的方式,同时又能起到保护光源,提高照明效率的照明工具。常规路灯照明灯具主要由灯壳体、光源腔、电器室等组成。因其有足够的壳体空间及活性炭和泡沫硅橡胶的密封安装散热,保证了光源的工作条件。其光源腔的防护等级IP65、电器室的防护等级IP45。常规路灯照明只要保证此防护条件,可以做成任意形状,我国的常规道路照明灯具设计精彩纷呈,真是显现出白天观景、夜晚观灯的景象。而半导体LED路灯的面世,其光源的长寿命独特性,具有易合理配光的优越性,色温的可变性,显色指数高的优势,低电压、电流的光源供电具备了高效节能的发展趋势。对于LED应用于路灯有先天的优势,其优势在于：
(1)LED作为点光源,如果设计合理,很大程度上可以直接解决传统球状光源必须依靠光发射来解决的二次取光及光损耗问题；
(2)对光照射面的均匀度可控,理论上可以做到在目标区域内完全均匀,这也能避免传统光源灯下亮现象中的光浪费；
(3)色温可选,这样在不同场合的应用中,也是提高效率、降低成本的一个重要途径；
(4)LED路灯的光学合理性配光 LED与传统的照明灯不同,它具有点光源、高亮度、窄光束输出等特点。做LED路灯首先要考虑把有限的光通量充分的利用到有效的照射范围,路灯要求的是路面照明效果,超出路面的空地不是路灯照明的有效范围。因此,有效的控制光线的分布范围,使发光管发出的光成为一个长条形光带沿路面方向铺展,同时也要兼顾眩光的产生,是对LED新型灯具的设计人员提出的更高要求。
三、节电效益计算
1、安装LED路灯后产生的节电效益包括下列五个方面：光源功率减少的节电效益；线路损耗减少的节电效益；变压器损耗减少的节电效益；运行维护管理费用减少的经济效益；对于新建道路由于照明功效率减少、变压器容量减少、开关设备容量减少、电缆截面减少、以及安装运输费用减少所带来的经济效益。
2、照明灯具的功率、线路损耗、变压器损耗由当地质量技术监督局测定,并作为节电效益计算的依据。
3、运行维护费用的减少包括原高压钠灯灯泡损耗减少,运行维护人员减少等,可参考历年的开支情况。
4、节电效益一般是按合同签订时的电价为计算依据,若合同期内电价若有增减变动,合同中确定的节电效益不变。有关采用半导体照明的节电效益,可参考东莞LED路灯的测试效果：
(1)按东莞市政府的规定,采用的半导体照明灯其节能必须在60% 以上,也就是照明用电至少应减少60%；若按全市的路灯10万盏计,道路照明用电超过1.5亿KWH,故每年可节约电能0.9亿KWH。
(2)由于半导体照明光源的使用寿命长,运行维护费用将大大减少,据统计资料分析,400W钠灯,改用150WLED灯后,每年可节约250元的运行维护费用,250W钠灯改用100WLED灯后,每年可节约150元的运行维护费用,10万盏路灯计仅运行费用每年节约1,500万元。
(3)若将每年节约的0.9亿KWH电能用于其它工业项目,按万元的GDP能耗为1.36吨标准煤,每度电燃烧0.35KG标准煤,则可创造2.3亿GDP。
(4)节约用电相当于电厂可减少0.9亿KWH的发电量,可减少煤的燃烧,减少二氧化碳和二氧化硫的排放,可减少对大气的污染,节电0.9亿KWH的电量,可减少3.15万吨标准煤的燃烧,可减少2,700吨二氧化硫的排放。
(5)节能指标计算(每天按12小时计算)：
每年节约电能=365天*12小时*(0.5度-0.16度)=1489.2度
每年节约电费=1489.2度*0.8元/度=1191.36元
经过LED路灯改造后,每盏灯每年节约电费1191.36元。如果整条路路面都采用LED路灯那么每年将为国家节省大量的电能,就经济效益而言,节省了大量的金钱。
四、LED技术进步空间依然很大。
LED在景观照明已得到广泛的应用,但在路灯照明领域它还是个新生事物。国际照明委员会也在制定相应的技术规范并积极研究准备出台国际标准,这项技术的成熟还有发展空间：
1、LED照明技术还需要不断完善,继续提高它的可靠性,如整流控制系统的集成化,光源散热速度提升等,2、进一步减少光衰；
3、减少让人感到不太舒服的炫光；
4、要降低制造成本；
5、组织产学研联动进行这一领域自主知识产权的研发,将上游高附加值的光源原材料及加工设备关键技术控制在手,才是我国LED广泛大规模运用春天的到来时机。
五、LED道路及隧道照明项目运行
灯具首先是严格按照国家制订的建设标准来建设,也充分考虑到高效、节能。为了深入贯彻落实科学发展观,加快建设节能型社会,促进经济又快又好发展,政府在节能降耗以及实施路灯节电改造等方面做了大量工作,也制定了很多政策和措施。目前,市政照明管理的路灯,基本上都带着照明节电器,设置到夜晚12点以后,当人流量、车流量稀少的时候,发光的亮度已经降低了30%。我们认为在LED照明的应用推广上,也应循序渐进,代表未来方向的LED路灯同传统高压钠灯结合一起使用,不失为务实的办法,建议:
1、政府应先安排在一路段更换安装LED照明,与原有路灯作三个月的对照比较测试,得出实际的节能效果。
2、然后再选择一个有代表性的地区,作为能源合同管理模式改造路人的试点镇,取得经验后再大面积推广。
3、以点带面,逐步推开
(1)将每年新增路段的路灯优先使用LED路灯；
(2)将代表城市形象的大道要道、各大高新开发区等,可优先安排更换；
(3)耗电大户的主厂区道路、(4)地铁、隧道安全系数高,可安装隧道灯。
五、huayu-power大功率LED路灯灯具
6.LED光源又一应用领域 篇六
这些光里面我们刑事技术工作中经常使用的确实是白光、紫光、篮光。LED是英文light emitting diode (发光二极管) 的缩写, 是20世纪中期发展起来的新技术。它依靠半导体异质结中的电子通过势垒产生的能量迁越直接发光。LED运用冷光源、眩光小、无辐射、多变换、寿命长 (可达十万小时) 。日常中LED以家庭照明和亮化工程为主, 目前有情景照明和情调照明的说法, 其本质是一致的。由于LED的大量使用, LED越来越进入了我们刑事技术人员的视线。作为一名基层刑事技术人员我在实际工作中, 在大胆引入, 从最初简单现场照明到现在实验室光源使用, 从最初的单颜色光使用到现在多种颜色光使用等等经过大量LED应用工作, 我发现其在很多方面具有多波段光源的效果和能力, 所以我坚信应用于痕迹物证的发现提取检验鉴定将是LED的又一广泛领域。我结合自己的实验情况和市场情况将LED如何能应用与痕迹物证的发现、显现、固定、提取及检验鉴定工作介绍如下:我在日常工作中进行了大量的实验, 下面是我在一组实验时使用多波段光源拍照的指纹与使用LED光源拍照的指纹对比照片图1磁带盒上橙色荧光粉末刷显, 多波段光源紫光下指纹照片。
图2磁带盒上橙色荧光粉末刷显, LED (偏紫光) 下指纹照片。
经过细致对着观察, 我们不难发现两种光源下拍照的指纹从色差、阴影、细节特征反应上效果相近, 总体效果上差别不明显, 都具备进一步检验鉴定条件。从这一组照片中我们可以看出在指纹的发现、显现、固定提取及检验鉴定工作中LED可以取得多波段光源的效果。我们再结合市场上两种光源的价格, 发现他们的差距巨大, 多波段光源价格低的上万, 高的数十万, 而LED光源多数都在数十、数百元, 就是我们有特殊要求, 在向经销商或厂家提出后, 都能按我们要求做出相应光源, 上千元基本上就能满足我们的要求。价格无论怎么说都是一大优势, 特别对基层刑事技术人员来说更是不可抗拒的。
综上所述, LED光源如果替代多波段光源使用具备如下的优势:a.不用散热装置, 进一步减轻了光源重量;b.在多波段光源基础上每个单色光光源可分几档进一步调整光照强度;c.光源做到了随时开关;d.使用寿命大幅度增加, 多波段光源使用寿命1万小时, LED光源使用寿命10万小时, 是多波段光源的10倍;e.LED光源价格仅需多波段光源的十分之一。
摘要：刑事技术工作对光源的需求非常普遍, 无论是在现场勘查中还是在实验室中都需要大量使用光源。多波段光源以其强大的功能和对刑事技术的实用性受到刑事技术工作人员的广泛青睐, 但是其昂贵的价格对基层刑事技术人员是一个艰难的门槛。做为一名基层的刑事技术人员工作中一直想找到一种可以取得多波段光源效果而又价格便宜的光源, 经过大量的考察和实验, 我们发现LED可以取得相应的效果, 价格更是只有多波段光源的十分之一。
关键词：LED,替代,多波段光源
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7.LED光源在照明中的应用 篇七
摘要： LED是21世纪令人瞩目的光源，具有广阔的照明前景。首先对LED光源的原理、发展概况、特点等做了介绍，然后重点阐述其在照明领域的应用及发展趋势，最后说明了LED在路面照明中的应用并做了总结展望。
关键词：LED光源；照明；光效；节能
中图分类号：TN312+.8文献标识码：B
The Application of LED in The Lighting
WU Shu-mei1，HUO Yan－ming1，XU Mei2，FENG Li－hua3，TAN Jun－ting1
（1. Hebei University of Science & Technology,，Shijiazhuang 050018.China；2. Hebei University of Technology，Tianjin 300130，China；3.Hebei Banking School，Shijiazhuang 050081，China）
Abstract:LED is impressive light source in the 21st century, which has broad prospects in the lighting. The text firstly introduces LED light source about principle, the development, features and so on,and then chiefly focuses on the LED's application and development trends in the area of lighting, finally explains the application of the LED in lighting of the road ,in the same time,makes a summary and gives outlook.
Keywords: LED lighting; luminescence efficiency; energy conservation
LED光源在照明领域的应用，是半导体发光材料技术高速发展及"绿色照明"概念逐步深入人心的产物。"绿色照明"是国外照明领域在上世纪80年代末提出的新概念，我国"绿色照明工程"的实施始于1996年。实现这一计划的重要步骤就是要发展和推广高效、节能照明器具，节约照明用电，减少环境及光污染，建立一个优质高效、经济舒适、安全可靠以及有益环境的照明系统。
1 LED简介
半导体发光二极管（light emitting diode，LED） 是半导体照明的核心, 其发光原理如图1 所示, 在pn 结正向偏置条件下,通过注入到器件有源区的电子空穴对自发复合辐射, 将电能转化为光能，即产生可见光。
1.1 LED的发展历史及研究现状
1964年首先出现红光LED，之后出现黄光LED。直到1994年，蓝光、绿光LED才研制成功。1996年由日本Nichia公司（日亚）成功开发出白光LED。随着LED发光效率和光能量的提高，目前LED已在科研和生产领域得到了广泛的应用。尤其是近年来高光效、高亮度的白光LED的开发成功，使得LED在照明领域的应用成为可能。目前，世界各国均加紧提高LED光效方面的研究，在不远的将来其发光效率将有更大的提高（如表1所示2007年底各国白光LED技术指标）。曾经有人指出，高亮度LED将是人类继爱迪生发明白炽灯泡后，最伟大的发明之一。
1.2 LED光源的特点
1.2.1 LED光源节能环保
LED光源属于一次光源，在发光的过程中，电能直接变为了光能， LED灯作为新光源，在与普通白炽灯（二次光源）保持同样亮度下，其耗电量仅为后者的十分之一，因此能耗小。随着技术的进步，它将成为一种新型的照明光源。人们按现在LED技术发展的速度预测，到2010~2015年，白光LED的光效将达到150~200lm/W 。远远超过所有照明光源的光效。此外，现在使用的白炽灯工作的过程中，发出过多的热量，影响环境温度；而现在广泛使用的荧光灯、汞灯等光源中含有危害人体健康的汞，这样在发光过程和废弃的灯管都会对人的健康和环境造成危害。而LED则没有这些问题，是一种无污染的光源。
1.2.2 LED光源使用寿命长，响应快
一般来讲，普通白炽灯的寿命约为1，000hr，荧光灯寿命约10,000hr，而LED的寿命可达到100,000hr，可见其寿命长得多。LED发光的响应快，它的响应时间为ns级，荧光灯为0.1ms，日光灯一般为ms级。
1.2.3体积小、结构牢固
LED是用环氧树脂封装固态光源，其结构既不像白炽灯有玻璃泡、灯丝等易损坏部件，也不像荧光灯有体积大的灯管和附件，它是一种全固体结构，能经得起震动、冲击而不至损坏，而且体积也相对较小，重量轻，成本低。
由上述可知，LED光源是一种绿色照明光源，现在已经成为当今各国研究的焦点。
2LED光源在照明中的应用
2.1应用现状及发展趋势
LED光源除了大量用于各种电器装置、仪器仪表、设备的显示外，主要集中在照明领域，包括：
（1）景观照明市场。主要用于重要建筑、街道、商业中心、名胜古迹、庭院、草坪、休闲娱乐场所的装饰照明，以及集装饰与广告为一体的商业照明。在政府的推动下，功耗低的LED，在用电量巨大的景观照明市场中具有很强的市场竞争力，因此LED照明已经越来越多地应用到景观照明市场中。随着2008年北京奥运会和2010年上海世博会的陆续申办成功，北京、上海等主要的举办城市加大了对景观照明的投入，受此影响，2007年LED用于景观照明的市场规模达到21.2亿元。目前，LED照明景观市场正从一级城市快速向二级、三级城市扩展。
（2）汽车市场。LED被称为第4代汽车光源，虽然一次性投入较高，但拥有白炽灯无法比拟的优点，如LED车灯具有无延迟、节能、长寿、低热、抗震、色纯度高等诸多特点，已成为钨丝灯、卤素灯的必然取代产品。每台车内部应用如仪表板、阅读灯，外部应用则为尾灯、煞车灯、方向灯、头灯等。汽车用照明是目前LED照明发展最快的应用市场，海拉作为汽车灯具领域的领先者, 一直将车灯技术作为一个重要的研究课题, 如今海拉已为新一代凯迪拉克凯雷德白金版成功开发出全LED前照灯, 此产品将会在2008年夏天投入量产。
（3）交通灯市场。由于红、黄、绿光LED有亮度高、寿命长、省电等优点，在交通信号灯市场的需求大幅增加。厦门市自2000年采用第一座LED交通信号灯后，如今全市100多座交通信号灯已有近70%更换为LED；上海市则明文规定，新上的交通信号灯一律采用LED。
（4）专用普通照明。如便携式照明(手电筒、头灯)、低照度照明(廊灯、门牌灯、庭用灯)、阅读照明(飞机、火车、汽车的阅读灯)、显微镜灯、照相机闪光灯、台灯、路灯等。
（5）安全照明。由于LED光源具有抗震性、耐候性、密封性好，以及热辐射低、体积小、便于携带等特点，可广泛应用于防爆、野外作业、矿山、军事行动等特殊工作场所或恶劣工作环境之中。如矿灯、防爆灯、应急灯、安全指标灯。
（6）特种照明。如军用照明灯(无红外辐射)、医用手术灯(无热辐射)、农作物和花卉专用照明灯等。
随着LED技术的迅猛发展，其发光效率的逐步提高，LED的应用市场将更加广泛，特别在全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，LED在照明市场的前景更备受全球瞩目。
2.2应用中存在的问题
虽然LED照明的应用领域在不断扩大，但在照明普及应用方面仍存在一些问题：
一是光通量有待提高。LED 的光效与高强度气体放电灯相比仍有较大差距，采用LED 作为照明光源，必须可以发出更多的光，必须具有更高的能量转换效率，目前世界各国均加紧了对提高LED 发光效率方面的研究。
二是LED发出的光与自然光仍有一定的差距。白炽灯具有非常强的黄色光的成分，给人一种温暖的感觉。而白光LED发出的白光带有蓝色光的成分，在这种光的照明下，与自然光有较大差距。
三是产品的一致性、可靠性有待提高。由于照明灯具需由多个LED 单体组成，其参数离散性是一个重要的技术问题。除了通过预选、分类，尽量保证一致性以外，还必须设计合理的灯具结构(包括LED 单体的排列和位置布局)和研究合适的驱动电路，防止偶然产生的能量集中而烧毁部分LED。此外由于照明灯具由多个LED组成，要考虑其散热问题，以免影响灯具的性能和寿命。
四是价格较高。这也是影响LED照明普及的重要原因。如表2所示。
3 LED光源在路面照明中的应用
随着大功率LED成本的不断降低， 以及LED路灯的如下优点：节能环保，节省能源70%；对光照面的均匀度可控，理论上可以做到在目标区域内完全均匀，可避免传统光源"灯下亮"现象中的光浪费；维护成本低，大功率LED光源可以正常使用10年不用更换，而传统高压钠灯平均1年半就要更换一次；显色性好，LED的显色指数高（75~80），路面更明亮，而高压钠灯光谱窄，显色性差（20~40），感觉路面昏暗。LED灯具逐步替代传统灯具已成为可能。LED光源在道路照明中的应用已成为近年来半导体照明行业的热点。
2006 年10 月, 国家"十一五"863 计划"半导体照明工程"重大项目正式启动。我国半导体照明产业正在进入自主创新、实现跨越式发展的重大历史机遇期。我国出现了好多示范性路灯照明案例，节能效果很明显。
不仅我国积极研发LED路灯，并进行示范引导使用，世界各国都在极力推广LED路灯的使用，如表3所示。LED 城市照明行动(LED City 社区)于2007 年2 月启动，旨在促使各个城市在部署节能照明时加强合作和提高效率。每个示范区都为当地带来巨大的能源节约，并满足其经济需求。例如，密歇根大学所在的密歇根州阿恩阿波尔市有12.5 万人，最近该市安装1，000 多个LED 路灯。每个耗电56 W的LED 灯可以连续使用10 年，来代替耗电120 W且使用寿命只有两年的灯泡，这使阿恩阿波尔市的公共照明能耗减半，每年的温室效应气体排放减少2，425 吨，这相当于400 辆汽车上路一年排放的尾气数量。
虽然各国都在大力推广环保节能的LED路灯，但是还仅仅局限于一些示范工程，光效与成本仍然是制约其广泛应用的主要因素。有待于LED光效的进一步提高。
4 结语
随着LED 技术的迅猛发展，其发光效率的逐步提高，造价逐步降低，LED 的应用市场将更加广泛，特别是在全球能源短缺的背景下，LED 光源在照明市场的应用前景备受瞩目，在我们大家的共同努力下，LED光源必将成为21世纪的主导光源。
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8.LED光源三基色混色实验方案 篇八
为此我们借鉴色度学和分光仪器原理，利用红绿蓝三种光谱颜色的发光二极管（LED）光源，自行设计了简便易行的演示实验用于课堂演示，可以使学生直观的观察到三基色相加混合产生不同色彩的效果.本教具能加深学生对光谱学知识的理解，同时激发学生探索物理学原理的兴趣.
1实验方案
三基色混合实验需要使用红绿蓝三种光谱颜色光源.根据色度学原理，所有颜色均可由红（700 nm）、绿（546 nm）、蓝（435 nm）三种颜色混合相加生成，这三种颜色被称为三基色.
将红、绿、蓝3个光源通过调焦投射在白色墙面或白纸上，使之在投射面上形成3个颜色的圆形光斑.调整光源入射角度，使投射面上的圆形光斑逐渐重叠，形成如
便可以在光斑重叠区域看到光谱混合出来的，包括白色在内的多种颜色.例如红色光斑与绿色光斑重叠区变为黄色，红色与蓝色光斑重叠区变为品（紫）色.
同时我们还可以观察到颜色的补色：当一定量的颜色A与颜色B 可相加混合成白色时，我们说颜色A与颜色B互为补色.例如，从图1中可以看到：红+青=白， 红、青互为补色；绿+品=白，绿、品互为补色； 蓝+黄=白，黄、蓝互为补色.
2仪器选择
传统的三色光源是采用标准白光光源加红绿蓝三色滤色镜得到，光源的光谱特性由滤色镜保证，实验中需要的光学元件多，实验光路较复杂，不适应中学课堂演示.为此我们选择新型光源——发光二极管 （LED）作为三基色光源.与白炽钨灯泡及普通荧光节能灯相比，LED以其体积小、发热量低、耗电量小等诸多优点被广泛应用.
红光LED的峰值波长约为 629 nm，绿光LED的峰值波长约为 511 nm，蓝光LED的峰值波长为约458 nm，与三基色要求的光谱波长基本接近，可以满足三基色混色实验的要求.
由于目前市场上能够很容易买到包含调节透镜组的LED光源电筒，可以进一步简化实验设备，很容易的在投射屏上投射出合适大小的光圈.图3为LED光源电筒光圈效果，这大大降低了混色演示实验操作难度.
9.LED光源可行性研究报告 篇九
韩国汉城半导体公司即今天的首尔半导体早在2005年已发明可以用交流直接驱动使其发光的AC LED, 其次是美国III-N Technology, 3N技术开发MOCVD生长技术基础上的氮化镓衬底, 可以增进照明和传感器的应用, 并降低成本和提高生产效率。对大大小小的硅发光二极管提供6英寸生产技术。3N发明的单芯片交流发光二极管 (AC LED) , 建立了全面的专利组合, 以保护和改善技术, 牢固地确立其专有的地位, 是首屈一指的大规模商业化生产的交流发光二极管产品。我国台湾省“工业技术研究院”2008年也完成可产业化生产并有实际应用系统方案的AC LED产品, 可直接插电于60Hz或更高频率的AC 110V交流电压使其交流发光, 应用于指示灯、霓虹灯、低瓦数照明灯, 能有效解决现有LED无法直接在交流源下使用, 造成产品应用成本较高的缺点。台湾工研院的On Chip AC LED (片上AC LED) 因此获得素有美国产业创新奥斯卡奖之称的2008年R&D 100 Award大奖。现在全世界只有美国、韩国与中国台湾有此技术, 台湾工研院开发出白光、蓝光及绿光AC LED的制程技术, 不仅与国际同步, 也是全球领先者之一。
AC LED灯具的优点
与白炽灯、卤素灯、荧光日光灯、荧光节能灯、直流LED灯相比, AC LED灯具有更节能省电、更长寿、更有能效的高性价比。AC LED发光省去了成本不菲的AC/DC转换器和恒流源。交流LED与现有的照明灯具性能比较如表1所示。
AC LED光源超细晶粒采用特殊交错的矩阵排列
AC LED光源的重大技术突破是超细LED晶粒在封装时的特殊排列组合技术, 同时利用LED PN结的二极管特性兼作整流, 半导体制程在其中扮演着相当重要的角色。ACLED通过半导体制程整合成一堆微小晶粒, 采用交错的矩阵式排列工艺, 并加入桥式电路至芯片设计, 使AC电流可双向导通, 实现发光。晶粒的排列如图2所示, 左图是AC LED晶粒采用交错的矩阵式排列示意图, 右小图是实际AC LED晶粒排列照片, AC LED晶粒在接上交流后通体发光, 因此只需要二根引线导入交流源即能发光工作。
AC LED光源的工作原理
AC LED光源的工作原理如图3, 将一堆LED微小晶粒采用交错的矩阵式排列工艺均分为五串, AC LED晶粒串组成类似一个整流桥, 整流桥的两端分别联接交流源, 另两端联接一串LED晶粒, 交流的正半周沿蓝色通路流动, 3串LED晶粒发光, 负半周沿绿色通路流动, 又有3串LED晶粒发光, 四个桥臂上的LED晶粒轮番发光, 相对桥臂上的LED晶粒同时发光, 中间一串LED晶粒因共用而一直在发光。在60Hz的交流中会以每秒60次的频率轮替点亮。整流桥取得的直流是脉动直流, LED的发光也是闪动的, LED有断电余辉续光的特性, 余辉可保持几十微秒, 因人眼对流动光点记忆是有惰性的, 结果人眼对LED光源的发光+余辉的工作模式解读是连续在发光。LED有一半时间在工作, 有一半时间在休息, 因而发热得以减少40%~20%。因此AC LED的使用寿命较DC LED长。
AC LED成熟的产品如首尔半导体用于AC110V的AX3201、AX3211和用于220V的AX3221、AX3231。用于AC110V功率在3.3W~4W, 工作电流40mA;用于AC220V功率在3.3W-4W, 工作电流20m A (图4) 。LED晶粒直接邦定在铜铝基板上。引脚如图5所示。
AC LED的典型应用技术
AC LED的典型应用电原理图如图6所示, 它十分简单, 在AC LED两端分别串入正温度系数热敏电阻PTC, 和限流电阻R1、R2、R3, 接上110V或220V交流即可进入照明工作。
LED在大批量生产时, 其阻抗有一定的离散性, AC LED也如此, 为便于下游厂家的大批量应用, LED光源生产厂商在出厂时对批量生产的产品按阻抗分档, 客户在使用时可按LED光源厂家提供的VF分档表查用相应阻值的限流电阻, 如表2所示是AX3221/AX3231的VF分档与限流电阻表。
AC LED的发展
AC LED在家用电力上的方便性, 不需要像DC LED一样另外得帮灯具装上一个交流转直流的转换器, 不但节省了这颗转换器的成本, 也避免LED光源本身还没坏, 但转换器却先坏掉的窘境。交直流转换器可说是一种随着时间会老化、坏掉的电子元器件, 其寿命比LED光源本身更短, 故目前很多LED灯具坏掉, 并不是LED光源寿命已尽, 而是LED灯具使用的交直流转换器先坏掉了。AC LED还有一个特性, 就是因为其工艺采用交错的矩阵式排列, 是轮流点亮的, 在60Hz的交流中会以每秒60次的频率轮替点亮, 也让AC LED的使用寿命较DC LED长。
不过, AC LED现阶段有两个缺点, 其一是发光效率并没有DC LED高, 这是因为DC LED发展目前是主流, AC LED刚刚起步。但AC LED的发光效率是可以追上, 甚至超过DC LED的。其二是AC LED有触电的风险。故AC LED如果要应用在LED照明灯具上, 应避免金属鳍片的裸露, 而应是间接地把热带走, 这也就是发展新的充液LED固态照明灯具的设计核心概念。
AC LED刚刚步入成长期, 目前在发光亮度、功率等方面还不够理想, 但AC LED的应用简便、无需变压转换器和恒流源, 以及低成本、高效率已显现强大的生命力。A C LED的技术在飞跃发展, 要不了几年, 高亮度、大功率、低成本的产品将大量面世。
-PTC:PRG1888471MB1RB (470W) -R1, R2, R3:建议电阻大于1/2W
摘要：综述ACLED的发展, 从技术的角度对ACLED的结构、原理、应用技术进行分析, 通过ACLED灯具与其它光源灯具的优势比较, 说明其强大生命力。
关键词：ACLED光源,晶粒,交错矩阵式,排列
参考文献
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10.LED光源在影视剧拍摄中的运用 篇十
LED就是发光二极管,通电之后发光,利用LED可以调配出任何颜色的光源。LED光源作为领先于世界前列的先进光源,被应用到各行各业。工程师把LED光源和其它很多的高科技术结合起来,研发了许多的新型的高新产品。与LED光源技术结合的最紧密的一项产业之一就要数电子产品行业。现代的电视都开始广泛的运用了LED显示屏,手机的屏幕也加入LED技术。当然这只是少数几个例子而已,还有很多的方面都在利用LED光源, 其中最具代表性的就是影视剧的拍摄。LED光源被广泛的应用到影视剧的拍摄中,比如影视的舞台布景上。
LED光源与众不同的特点以及其在影视剧拍摄中的优势
1.LED光源体型不大,方便携带, 热量辐射小
LED光源相较于其他的光源来说, 它的发光体积很小但是却可以发出大面积的光源,这样在应用中就会很方便。因为在拍摄影视剧的时候,不可能一直在室内的演播厅或影视基地内拍摄, 很多时候我们必须到室外去拍摄外景。这时就需要携带光源,LED光源的小体型,就十分方便我们携带。而且它的热量辐射小,对人体的伤害小,对机器的伤害也相对较小。
2.LED光源的形状可以根据具体情 况和个人的喜爱自由制定
这对于在影视拍摄过程中的舞台布景有重大的作用,利用LED光源来进行舞台布景,可以使舞台的布景效果更加丰富真实,增强影视剧的拍摄效果。因为利用LED电子显示屏来做舞台的布景,可以更简洁方便,也可以收到更好的效果。
3.LED光源比一般的光源更加节省能量,绿色环保,而且同样的单位时间内使用的时间也比其它的光源长
在能源日益紧缺的今天,节省能源又绿色环保的LED光源是人们的福音。LED光源能够节省大量的能量,我们在影视剧的拍摄中就节省了LED光源设备的能量补充时间,节省了能量也就相当于节约了成本。而且它的使用时间也比其它的光源要长,使影视剧的拍摄更加顺利,这样也可以减少对光源设备进行保护和维修的时间和成本。
4.LED光源运用在影视剧拍摄中, 可以取得比一般光源更好的色彩效果
其它的光源在影视剧的拍摄中不是太模糊就是太明亮,有些光源还会造成人物和场景的失真。而LED光源色彩丰富,也很真实,确保了影视剧的拍摄的色彩效果。而且LED光源在影视剧的舞台布景上的丰富色彩,给人造成一种现实的真实感,让观众有身临其境的感觉,容易调动观众的情感,增强与观众的互动。
5.使用起来更加简单,更加安全, 对它的维护也更方便简单
以前的大部分光源在进行调控时, 需要通过可控硅来调节,比较麻烦。而LED光源则是使用电子调控,操作起来十分方便,而且也更加的安全。LED光源都采用了特殊的材料进行防护,可以很好的防潮、防水、防虫、防摔、防震。所以在影视剧拍摄时就可以减少光源设备的损耗,节省的人力和财力,在很大程度上节省了影视剧的制作成本。
LED光源在影视剧拍摄中存在的缺点及改进的方法
11.LED光源可行性研究报告 篇十一
关键词 LED；LD；气体光源；半导体光源
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1671-489X（2009）06-0102-02
LED、LD with Lamp-house of Physics Experimentation//Li Ping, Zhang Mingxuan
Abstract The lamp-house of the physics experimentation includes incandescent lamp, sodium lamp, mercurial lamp and He-Ne laser. Due to LED, LD′ s technology has progressed, the scopes of lamp-house are taking place are taking place a huge change. LED, LD’s lamp-house has entered into market of experiment for high illuminant efficiency, small volume，long life and low price, it will replace traditional lamp-house. The article introduce characteristic of Semiconductor lamp-house, and then we discuss the application in experiment scopes.
Key wordsLED；LD；lamp-house of gas；lamp-house of solid
Author’s address
1 Hebei Normal University, Shijiazhuang, 050016
2 Shijiazhuang University, Shijiazhuang, 050035
物理实验中采用的白炽灯、纳光灯、低压汞灯和氦氖激光器等传统气体光源[1]，通常采用镇流器或变压器及倍压电路来控制真空器件发光，光源不仅体积大，而且发光效率低，寿命短，价格贵。
随着半导体LED（ Light Emitting Diode 发光二极管）、LD（Laser Diode激光二极管）技术的飞速发展，由LED、LD组成的半导体光源，功能上不仅完全可以取代传统气体光源，构成点光源、线光源、面光源、漫反射光源、平行光源和频闪光源。而且，由于半导体光源构造的特殊性，其实验效果更优于传统的气体光源。半导体光源还有体积小，发光效率高，寿命长，价格低等优点。下面笔者就LED、LD半导体光源取代气体光源进行探讨。
1 点光源和平行光源
LED包括了红、橙、黄、绿、蓝及白等多种颜色，LED、LD都有一个相对光强度最大处，与之对应的波长叫峰值波长，用λp表示。
LED的光谱分布[2]：1）蓝色InGaN、GaN材料，λp=460 nm～465 nm；2）绿色GaPN材料，λp=550 nm；3）黄色 LnGaN、Gap材料，λp=570 nm～590 nm；4）红色 GaPZn-O材料，λp= 680 nm～700 nm。
LD 光谱的峰值波长为650 nm 。
从LED、LD的峰值波长范围，可以看出它们具有非常好的单色性。LED、LD作为单色光源，完全可以满足干涉、衍射等物理实验的要求。白色LED则可以代替白炽灯作复色光源。
1.1 点光源LED、LD的发光体——晶片的面积仅为10.12 mil（1 mil=0.0254 平方毫米），更接近于“点”，而且LD亮度很高，所以LED和LD更适合作点光源，实验效果远好于白炽灯[3-4]。
具体应用时，还需对LED、LD做一些改造。生产厂家为了使光线更集中，用环氧树脂封装LED、LD时，在它的发光体——晶片前加装了一个小凸透镜。LED、LD作为点光源使用时，首先要小心地锯掉这个小透镜，露出晶片这个“点”，并轻轻将断面打磨光滑，然后将LED、LD固定在一个支架上。再根据实验需要，构建不同的电路，如图1所示，这样一个点光源就做好了。其中，电阻R1=200 Ω，可变电阻R2=1 K，电源电压为3 V。调整可变电阻R2改变通过LED、LD的电流，可以方便控制点光源的发光强度，以适应不同实验环境的需要，这也是传统气体光源做不到的。不同位置测量到LD光束的光强值见表1，从表中可以看出，去掉小透镜后，光源完全可以满足各种实验要求。
1.2 平行光源取一个凸透镜，将上述点光源固定在透镜焦点上，即组成一个平行光源。光束的直径大小，可以通过换用不同焦距的透镜来实现，以满足不同实验的要求。焦距越长，则光束的直径越大。
还可以直接使用半导体LD激光器（镜片和透镜位置已调好），作为平行光源。测量标称值功率为1.5 mw～2 mw，工作电压3ｖ的半导体LD激光器，出口处功率略大于2 mw，在距离出口1.5 m处激光功率仍保持在2 mw，完全达到了氦氖激光器光的输出强度。但由于LD激光器使用的透镜焦距很短，所以光束很细，通常可以使用扩束器来扩大光束直径。
2 面光源和漫反射光源
2.1 面光源LED光色柔和，无眩光。目前国际上出现大晶片LED，晶片面积可达40 mil。取一块30 mm×40 mm的电路板，为使光分布更均匀，选取多个“贴片式”大晶片LED[5]，并将它们集中安装在一起，组成一个高密度阵列面，并将电路（图2所示）的其他部分安装完成。这就组成了一个极好的面光源。
由于光源的面积大，光强分布均匀，所以实验效果比传统气体光源要好的多。用LED作光源还有一个好处，根据不同的实验要求，采用不同的封装工艺，可以直接影响光的指向，能精确控制光型及发光角度[6]。
2.2 漫反射光源如果在LED阵列面前加一块毛玻璃，既可得到一个漫反射光源，也可以直接将LED前小透镜用砂纸磨毛，省去毛玻璃。另外，可以通过调整电路中的电压，达到控制光源亮度的目的。电路中R1=30 K；R2=10 K；R3=200 Ω；晶体三极管采用9013；电源电压为6 V～12 V。
3 频闪光源
频闪光源通常用来拍摄运动物体，对其运动轨迹进行分析[5，7-8]。LED、LD响应速度很快，响应时间从使用角度来看，就是LED、LD点亮与熄灭所延迟的时间。不同材料的LED响应时间也有一定的差异，如GaAs、GaAsP、GaAlAs其响应时间＜10-9 S，GaP为10-7 S[9]。因此它们可用在10 MHZ～100 MHZ高频系统。利用LED极高的响应速度，可制成非常好的频闪光源，比现有旧式频闪光源的体积小很多，而亮度更大。可以做成闪光灯式样，与数码照相机直接连接，用于教学演示实验十分方便。由于LED、LD是低压供电，使用时会更方便和安全。
将多个高亮度LED安装在电路板上（电路如图3所示），组成的一个发光阵列。利用低频信号发生器作为电源，将这个发光阵列连接到其功率输出端。调整信号发生器的频率，即可改变光源的发光时间间隔，调整信号发生器的输出功率，可以改变光源亮度。在暗背景下，打开频闪光源，用数码相机可以拍摄物体的运动轨迹（如自由落体、平抛等），并可以同时通过投影仪在大屏幕显示轨迹图像，使结果一目了然。如果需要更强的照明，可采用大功率LED（单个1 W以上），同时，也需在信号发生器输出端新增一个功放电路，以提供足够能量给LED组成发光阵列。
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12.LED光源可行性研究报告 篇十二
根据GB/T 5698-2001《颜色术语》中的定义, 显色性是与参考标准光源相比较, 光源显现物体颜色的特性。通俗的讲, 显色性是指光源对物体颜色的还原能力, 它影响人眼对物体颜色的判断, 是评价照明质量的一项重要指标。一般来说我们在显色性好的光源下看到的物体颜色接近于在日光下看到的该物体的颜色。由于人眼对于物体的分辨和判断主要通过物体轮廓和颜色细节两个方面来实现, 对颜色的真实还原使我们能更好地发现物体和环境中不同的颜色细节, 因而可以更好的分辨物体和周围环境, 这在机动车驾驶中尤其重要。对于颜色细节的分辨不仅可以帮助我们更好地看清各种交通信号、警示标志, 也可对路面情况、路边物体或行人更好地进行预判, 提高行车的安全性。由于LED光源的发光光谱与传统光源有很大区别, 因而LED光源显色性的要求显得十分必要。
2 传统光源显色性的评价方法
目前, 光源显色性的主流评价方法是国际照明委员会 (CIE) 提出的以检验色样在参照光源和待测光源照明下总的色位移作为评价光源显色性的方法, 即色偏离比较法, 它采用显色指数 (CRI) 表征光源的显色性。
这种方法最关键的内容是检验色样和参照光源的选择。
2.1 检验色样
CIE采用了一套由14种标准实验颜色组成的检验色样, 其中1～8号色样为常见颜色, 饱和度适中, 明度值接近相等, 用于一般显色指数计算, 另外补充了6种专门用于特殊显色指数计算的检验色样, 分别是深红、深黄、深绿、深蓝、白种人的肤色及叶绿色, 如图1所示。
这种检验色样的选择, 是考虑到对常见颜色的显色性决定实际使用中光源在大多数应用场合的表图1 CRI标准检验色样现, 至于在特殊场合尤其是对于高饱和度色彩的表现能力, 其与一般显色指数的示值偏离较大。
2.2 参照光源
当待测光源相关色温不高于5 000 K时, 采用普朗克辐射体作为参照光源, 待测光源的色温高于5 000 K时则采用标准照明体D作为参照光源, 接近于普朗克辐射体的2 856 K的A光源和接近日光时相的6 500 K的D光源的相对光谱功率分布见图2。
从图2可以看出, 这两种参考光源的光谱分布区别是非常大的, 因此如果采用CIE推荐的CRI评价体系评价显色性的话, 需要加以注意。
3 白光LED显色性评价方法
白光LED的光谱与传统光源光谱有很大区别, 在使用CIE推荐的CRI方法评价光源显色性时存在表征不准确的问题, 主要体现在人眼对显色性的判断与CRI指数数值偏离, 甚至出现显色指数低的LED比显色指数高的LED具有更好显色性的情况。
C IE177:2007《白光LED显色性》介绍了对于白光LED显色性研究的最新进展, 由美国国家标准与技术研究院提出的色度品质法 (CQS) 是其中的典型代表, 它也采用了色偏离比较法, 但在检验色样选择上采取了一套由15种高饱和颜色组成的新的检验色样, 如图3所示。
图3 CQS标准检验色样
这种检验色样的选择主要是考虑对可见光谱区间380～780 nm中各波段都有较好的显色性, 这样对于混合颜色的显色性也能相应的得到保障。
但CIE对于新型显色性评价体系的要求是必须有大量的实验验证, 同时新型的显色性评价体系不仅应适用于像LED这样的新型光源, 也应适用于传统光源, 因此目前CQS等新型显色性评价体系还处于试验阶段。
4 汽车用LED前照灯显色性要求
4.1 红色比显色性评价方法
GB 25991-2010《汽车用LED前照灯》中对显色性的要求为LED前照灯或LED模块的显色性应满足光谱最低红光成分要求:
上式中:Ee (λ) 为发光光谱能量, 单位为瓦 (W) ;V (λ) 为光谱视见函数, 无量纲;λ为波长, 单位为纳米 (nm) 。
从上可知, 在汽车用LED前照灯标准中采用的显色性评价方法 (简称红色比方法) 与照明的主流方法是完全不同的, 它来源于欧洲经济委员会 (ECE) 汽车法规最新修订的内容, 采用这种评价方法的主要原因是:在汽车用LED前照灯的领域中, 最为关注的是光源发出的光线照到交通控制材料后反射回人眼的情况, 由于红色警示标准在驾驶环境中居于最重要的地位, 因此主要考察从红色逆反射材料反射回来的光线的比率, 红光成分高的光源显然在这方面的表现要更好, 采用红色比作为显色指数评价方法在现阶段具有重要的现实意义。
4.2 红色比显色性评价方法的适用性
目前, 汽车用LED前照灯标准中采用的红色比的显色性评价方法适用于现有对红色警示标志的重点关注, 但需要注意红色比只能说明对红色逆反射材料的反射率高, 而且由于红色比方法不像CRI等方法采用与自然光相近的A光源和D光源作为参照光源与被测光源进行比较, 反射回来进入人眼的颜色与该材料在日光下的颜色可能存在很大差别, 这种差别并不能通过红色比参数来体现。
以蓝色芯片激发黄色荧光粉为技术基础的LED白光技术是目前照明用LED白光技术的主流, 该种技术生产的白光LED的光谱功率分布如图4所示, 由于其光谱功率分布相对连续, 其特殊显色指数CRI1=79.2、CRI2=88.2、CRI3=88.8、CRI4=75.5、CRI5=79.2、CRI6=88.2、CRI7=88.8、CRI8=75.5, 一般显色指数Ra=80, 这意味着对于常见颜色的显色性较好, 但采用一般显色指数Ra的评价方式是对1～8号颜色的显色性的平均, 无法对红色波段显色性进行准确评价, 并可能误导用户, 因此采用红色比来做判定, 经计算红色比为0.076, 满足GB 25991-2010的要求。
但对于另外一种白光LED技术, 即采用RGB三种单色芯片混光形成白光的LED光源 (光谱功率分布见图5) 来说, CRI1=-19.5、CRI2=28.7、CRI3=84.0、CRI4=-15.2、CRI5=-19.5、CRI6=28.7、CRI7=84.0、CRI8=-15.2, 一般显色指数Ra=10, 由于它的光谱主要能量在红绿蓝三个峰值, 对于常见颜色的显色性非常不理想, 经计算红色比kred为0.376, 采用红色比方法虽然可以体现LED在红色部分的显色能力, 但却无法表明该技术在其他颜色上显色性的缺陷, 不利于全面描述光源显色性的情况。
从上述示例可以看出, 红色比考核的是对红色警示标志的显色能力, 对于其他颜色没有体现, 在具体使用红色比参数时, 应结合对其他颜色的显色能力进行综合考虑, 以免出现严重的缺陷。
4结语
13.LED光源可行性研究报告 篇十三
关键词：环境温度；控制装置；二维控温
中图分类号： S24文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）01-0365-03
收稿日期：2014-03-03
基金项目：国家自然科学基金（编号：61178048、61275169、61178081）；国家社会科学基金（编号：BFA110049）；天津职业技术师范大学基金（编号：KJY11-10、KYQD13022）。
作者简介：吴兴利（1960—），男，天津人，高级工程师，主要从事机械制造及其自动化研究。E-mail：wxl600724@163.com。
通信作者：梁帆，博士，讲师。E-mail：bachelormd10@163.com。 为了我国农业的可持续发展、为了满足人们对食品数量和质量的需求，高产、优质、低耗、高效的现代化农业的发展已经突显得格外重要。随着社会经济的发展和生活质量的提高，人们对“安全饮食”“健康饮食”问题日益关注，保证日常人们能吃到健康、优质、新鲜的蔬菜越来越成为一种社会需求，特别是礁石岛屿、高寒高海拔哨所和潜艇士兵，常年吃不到新鲜的蔬菜，在此背景下“LED智能植物生长柜”应运而生。智能植物生长柜根据植物生长发育的需要，通过传感器技术、嵌入式技术等控制各种环境参数（如柜内的温度、湿度、光照度等）使植物在外界不适宜生长的情况下，人为创造适应其生长的环境，达到早熟、优质、高产的目的。在众多环境参数中，温度这一参数显得格外重要，因为温度影响着植物生长发育中一系列暗反应，而暗反应则是一系列酶促反应过程[1]，这一系列酶促反应直接影响着植物的光合作用和呼吸作用[2]，如若控制不善使温度过高或过低，会导致植物产生冷害、冻害、高温危害，这些危害会导致叶片细胞间隙结冰[3]或二氧化碳吸收受阻[4]从而影响到植物进行光合作用，甚至导致其死亡。
温控系统在我们的生活中也得到了广泛的应用，例如冰箱使用的氨吸收方式制冷[5]，空调多采用溴化锂吸收式制冷机[6]，等。虽然温控系统在植物生长柜中的应用起步较晚但也有了很大的发展，例如日本生产的植物生长箱温度可按昼夜规律逐时变化[7]，加拿大生产的植物生长箱可实现数月甚至数年的自动控制[8]。而我国在温度控制方面还处于初级阶段，鉴于此，本试验设计一种精确控温系统，用于LED绿色新光源植物生长柜。
1材料与方法
智能植物生长柜中温度控制装置的工作环境与培养室内的空调系统工作环境完全不同，因为箱体保温层相对于室内种植的墙体保温层单薄，箱体本身结构紧凑无法装载较大的调控能力较强的温控设备，导致柜内工作温度对柜体内外的温差十分敏感，此外，不同的植物对于温度的要求也各不相同，所以能否根据不同植物的生长要求对温度控制装置进行设定，并且能保证很高的温控精度要求就成了设计温度控制装置的重中之重。本温控系统在保留现有温控装置优点的前提下采用二维控温法。
1.1温度控制系统硬件结构
智能植物生长柜温度控系统使用多个远红外碳纤维加热管、轴流风机和一台三洋冷藏展示柜自带制冷装置，对植物生长柜内部进行加热制冷操作，并通过温度传感器，对柜体内温度进行实时监测并将数据传输到显示屏上，以便操作人员及时掌握柜体内温度变化（图1）。
本系统结构包括控制器、温度检测模块、加热装置、制冷装置、触摸屏，其中控制器采用低功耗微控制器Atmega16单片机，温度检测模块采用华控兴业生产的CO2-T100 温湿度CO2一体变送器，加热装置采用奥世朗品牌的远红外碳纤维加热管，制冷装置采用三洋两门封闭式冷藏展示柜SRM-CD471自带制冷装置，此控制系统可在保证温度恒定的前提下根据不同植物，对温度进行二阶控温，并保证系统运行稳定，柜体内部温度均匀，升、降温迅速、准确，且不受柜体外部温度干扰。本控制系统见图2。
1.2温控制装置软件设计
1.2.1传感器数据处理软件中采用中值滤波算法对传感器进行数据处理，中值滤波是基于排序统计理论的一种能有效抑制噪声的非线性信号处理技术，中值滤波的基本原理是将数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值代替，从而消除孤立的噪声点。因在此控制系统中温控波形为一条围绕中轴上下波动的波形，所以中值滤波算法完全适合用于此系统设计，中值滤波输出公式：g（x，y）=med{f（x-k，y-l），（k，l∈W），其中，f（x，y）、g（x，y）分别为原始值和处理后值。
1.2.2系统控制算法控制是系统的核心，在传统的控制领域里，控制系统动态模式的精确与否是影响控制优劣的最主要关键，系统动态的信息越详细，则越能达到精确控制的目的。然而，对于复杂的系统，由于变量太多，往往难以正确地描述系统的动态模型，于是人们便利用各种方法来简化系统动态，以达成控制的目的，但却不尽理想。因此本系统以模糊数学来处理这些控制问题[9-10]。软件中采用模糊控制，模糊控制就是利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法。本系统中，将最理想温度值设为t0，测量值记作t（K），误差作为模糊控制的输入变量，则（K）= t0- t（K），u变量为控制变量。
描述输入、输出变量的语言值的模糊子集为{NB，NS，O，PS，PB}，其中NB=负大，NS=负小，O=零，PS=正小，PB=正大。
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1.3试验方法
以油菜为实验对象，因为油菜苗期时间长，占总生育期的1/3～1/2，不易培养，且对环境温度变化较为敏感，有一定代表性，品种为先优7号，以此观察环境温度对油菜生长的影响。
根据植物生长与温度的特殊关系，我们对温度的控制采用独创的二维控温法，即温度按照昼夜规律逐时变化的同时还根据植物生育阶段的不同逐期变化，我们根据油菜在不同生长阶段对环境温度的要求设定温度，如表2和图5所示。
使用A、B 2台LED智能植物生长柜作对比试验，A柜搭载具有二维控温功能的温控装置，B柜使用市场上购买的温控装置。其他参数设置：光照度0～3 000 lx、湿度（65±2）%、二氧化碳浓度700～1 000 μmol/L、根部温度15～23 ℃等2柜均相同。将油菜幼苗从育苗室中取出， 放入水槽上面表2二维温控时间表
时间温度（℃）发芽出苗期苗期蕾薹期开花期角果发育成熟期06：00—17：0018～22 14～18 15～20 12～14 16～18 17：00—21：0024～2618～20 22～25 14～18 18～22 21：00—06：0010～18 10～14 6～10 10～12 14～16
的定植板中，水槽中加入营养液进行水培，试验周期为30 d。
2结果与分析
经过为期30 d的对比试验，在A柜生长的油菜在植株高度、叶片长度、叶片宽度、叶片氮素含量、叶片叶绿素含量以及叶片叶面温度几个参数方面均高于B柜中生长的油菜（表3、图6）。
表3不同LED智能植物生长柜中油菜生长参数
7
3讨论
温度对植物生长的影响是综合的，它既可以通过影响光合、呼吸、蒸腾等代谢过程，也可以通过影响有机物的合成和运输等代谢过程来影响植物的生长，由于参与代谢活动的酶的活性在不同温度下有不同的表现，所以温度对植物生长的影响也具有最低、最适和最高温度三基点[9]。植物只能在最低温度与最高温度范围内生长。植物生长的最适温度，就是指植物生长最快的温度，但这并不是植物生长最健壮的温度。因为在最适温度下，植物体内的有机物消耗过多，植株反而长得细长柔弱。因此在生产实践上培育健壮植株，常常要求温度低于最适温度。由于不同的植物生长的温度三基点不同，即便是同一种植物因品种差异温度三基点也略有不同，所以温度控制装置是否能稳定生长柜内温度就显得十分重要。
本试验设计的具有二维控温功能的温控系统在保留原有温控装置优点的基础上进一步提高了其稳定性、灵敏度和可操作性，根据植物生长的不同阶段提供其最适合生长的环境温度。通过验证，装有本温控系统的LED智能植物生长柜有利于油菜的生长发育。参考文献：
[1]张其德. 温度对植物光合作用的影响[J]. 植物杂志，1989（3）：28-30.
[2]张广会. 基于模糊控制的中央空调节能群控系统研发[D]. 广州：华南理工大学，2012.
[3]张俊. 温度对油菜生长的影响[J]. 安徽农学通报，2009，15（10）：138，146.
[4]吴韶辉，蔡妙珍，石学根. 高温对植物叶片光合作用的抑制机理[J]. 现代农业科技，2010（15）：16-18.
[5]杨思文. 氨水吸收式制冷机的基础理论与设计[J]. 流体机械，1990（10）：59-60.
[6]戴永庆. 溴化锂吸收式制冷技术及应用[M]. 北京：机械工业出版社，1996.
[7]陈春，何国庚，郑贤德，等. 日光型植物生长环境试验箱制冷系统工作稳定性分析研究[J]. 制冷学报，1996（4）：26-30.
[8]欧进萍，张吉礼. 作用模糊子集推理方法的研究与应用[J]. 模糊系统与数学，2000，14（3）：58-65.
[9]张慧，乌兰巴干. 生态环境对植物生长的影响及其环境的监测[J]. 农村牧区机械化，2011（4）：47-48.
[10]韩庆文，尚淑敏，朱颖合. 基于模糊控制的认知无线电路由选择策略[J]. 计算机应用研究，2011，28（1）：262-264.柏建彩，丁启朔，陈青春，等. 农田原状土壤压实测试系统的设计及操作方法[J]. 江苏农业科学，2015，43（1）：368-370.
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