1、功 率 因 素 (Power Factor) 功 率 因 素 是 实 际 消 耗 的 功 率 与 电 力 供 给 容 量 之 比 值 .所 以 功 率 因 素 越 高 ,电 力 在 传 输 过程 中 即 可 减 少 无 谓 的 损 失 并 提 高 电 力 的 利 用 率色温：色温：光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时，黑体的温度称为该光源的色温。因为大部分光源所发出的光皆通称为白光，故光源的色表温度或相关色温度即用以指称其光色相对白的程度，以量化光源的光色表现。根据 Max Planck 的理论，将一具完全吸收与放射能力的标准黑体加热，温度逐渐升高光度亦随之改变；CIE 色座标上的
2、黑体曲线（Black body locus）显示黑体由红 橙红黄黄白白蓝白的过程。黑体加温到出现与光源相同或接近光色时的温度，定义为该光源的相关色温度，称色温，以绝对温 K（Kelvin ，或称开氏温度）为单位（ K=+273.15 ） 。因此，黑体加热至呈红色时温度约 527即 800K，其他温度影响光色变化。光色愈偏蓝，色温愈高；偏红则色温愈低。一天当中画光的光色亦随时间变化：日出后 40 分钟光色较黄，色温 3,000K；正午阳光雪白，上升至 4,800-5,800K，阴天正午时分则约 6,500K；日落前光色偏红，色温又降至纸 2,200K。其他光源的相关色温度。因相关色温度事实上是以
3、黑体辐射接近光源光色时，对该光源光色表现的评价值，并非一种精确的颜色对比，故具相同色温值的二光源，可能在光色外观上仍有些许差异。仅冯色温无法了解光源对物体的显色能力，或在该光源下物体颜色的再现如何。不同光源环境的相关色温度 光源 色温北方晴空 8000-8500k阴天 6500-7500k夏日正午阳光 5500k金属卤化物灯 4000-4600k下午日光 4000k冷色荧光灯 4000-5000k高压汞灯 3450-3750k暖色荧光灯 2500-3000k卤素灯 3000k钨丝灯 2700k高压钠灯 1950-2250k蜡烛光 2000k一些常见的例子： 1700 K: 火柴光 1850 K
4、: 蜡烛 2800 K: 钨灯 (白炽灯) 3350 K: 演播室“CP“灯 3400 K: 演播室台灯, 照相泛光灯（不是闪光灯）, 等. 4100 K: 月光 5000 K: 日光 5500 K: 平均日光, 电子闪光 (因厂商而异) 5770 K: 有效太阳温度 6420 K: 氙弧灯 6500 K: 日光 9300 K: 电视屏幕（模拟） 5000K 和 6500K 的黑体的颜色分别接近于普通 D50 和 D65 的发光物，这通常用于颜色再现的场合（摄影、出版，等等）。 灯泡的功率 (20 或 100 瓦)似乎能够改变其色彩，但其实只会改变它的光度，而我们的眼睛对这个非常敏感，颜色看起
5、来就不同了。 对于基于黑体的光线，蓝色比红色更“热”，红色其实是更“冷” 的颜色。这跟我们传统的认知不一样，大家都把蓝色跟“冷色”联系在一起，红色跟“暖色”联系在一起。这种传统概念其实是从其他方面演化来的，比较凉的水、冰看起来是蓝色，火、加热的金属的色调是偏红。相反的是，这恰恰证明了红色是所有可见光中最“冷”的颜色红色是随着金属温度升高放射出来的第一个颜色。观察一下普通白炽灯泡，白炽灯发出的橘色光贯穿了它们的一生，白炽灯泡灯丝熔断的一刹那，发出的光线显而易见的有些偏蓝熔断的一刹那间，灯丝比以往热得多，灯泡玻璃上的焦痕就是个证据。 在非正式场合，“色温“ 也可以代表“ 白平衡”。请注意，色温只涉
6、及一个变量（以热力学温标 K做单位），而白平衡同时牵涉到两个（红色值、蓝色值）。 在摄影术领域中，另一种表现色温的数量叫做 mired（迈尔德，逆标色温，用色温的倒数来标志温度的单位）。就很简单的一套公式就能在色温和 mired 之间换算。（关于换算的公式，以及采用 mired 的原因，请参照 mired 条目） 光色的应用名称 说明 暖色光暖色光的色温在 3300K 以下，暖色光与白炽灯相近，红光成分较多，能给人以温暖，健康，舒适的感受。适用与家庭，住宅，宿舍，宾馆等场所或温度比较低的地方。 冷白色光又叫中性色，它的色温在 3300K 到 5300K 之间，中性色由于光缐柔和，使人有愉快，舒
7、适，安详的感受。适用与商店，医院，办公室，饭店，餐厅，候车室等场所。 冷色光又叫日光色，它的色温在 5300K 以上，光源接近自然光，有明亮的感觉，使人精力集中。适用与办公室，会议室，教室，绘图室，设计室，图书馆的阅览室，展览橱窗等场所。 照度：照度：单位勒克斯 对同一个光源来说，光源离光照面越远，光照面上的照度越小；光源离光照面越近，光照面上的照度越大。光源与光照面距离一定的条件下，垂直照射与斜射比较，垂直照射的照度大；光线越倾斜，照度越小。 亮度：单位尼特 亮度在物理学上是一个较复杂的概念，它的定义是指(被照物体)单位面积上的发光强度，其度量单位是“尼特”。 就是说，光源照在物体上强弱用照
8、度表示，物体反射光到眼里强弱用亮度表示。同灯同距照在白纸和黑纸上，照度相同，亮度不同。 照度*反射率就叫亮度。光照度 E 勒克斯/Lm/m2 发光体照射在被照物体单位面积上的光通量 光亮度 L 尼特/cd/m2 光源在特定方向的单位投影面在单位立体角中发射的光通量 照度是反映光照强度的一种单位，其物理意义是照射到单位面积上的光通量，照度的单位是每平方米的流明（Lm）数，也叫做勒克斯（Lux）： 1Lux=1Lm/平方米上式中，Lm 是光通量的单位，其定义是纯铂在熔化温度（约 1770）时，其 1/60 平方米的表面面积于 1 球面度的立体角内所辐射的光量。 为了对照度的量有一个感性的认识，下面
9、举一例进行计算，一只 100W 的白炽灯，其发出的总光通量约为 1200Lm，若假定该光通量均匀地分布在一半球面上，则距该光源 1m 和5m 处的光照度值可分别按下列步骤求得： 半径为 1m 的半球面积为 212=6.28 平方米 距光源 1m 处的光照度值为： 1200Lm/6.28 平方米=191Lux 同理、半径为 5m 的半球面积为:252=157 平方米 距光源 5m 处的光照度值为： 1200Lm/157 平方米=7.64Lux 可见，从点光源发出的光照度是遵守平方反比律的。1LUX 大约等于 1 烛光在 1 米距离的照度，我们在摄像机参数规格中常见的最低照度（MINIMUM.IL
10、LUMINATION），表示该摄像机只需在所标示的 LUX 数值下，即能获取清晰的影像画面，此数值越小越好，说明 CCD 的灵敏度越高。同样条件下，黑白摄像机所需的照度远比尚须处理色彩浓度的彩色摄像机要低 10 倍。一般情况：夏日阳光下为 100，000LUX；阴天室外为 10000LUX；室内日光灯为100LUX；距 60W 台灯 60CM 桌面为 300LUX；电视台演播室为 1000LUX；黄昏室内为 10LUX；夜间路灯为 0.1LUX；烛光（20CM 远处）1015LUX。大功率 LED 透镜的分析与应用LED 透镜即与 LED 联系在一起的密切相关的透镜，其他如照相机、望远镜等透镜
11、不属于本文讲解范围，本文着重讲解 PMMA 材料的二次聚光大功率 LED 透镜。一，LED 透镜的材料种类：1 硅胶透镜；a. 因为硅胶耐温高（也可以过回流焊），因此常用直接封装在 LED 芯片上；b. 一般硅胶透镜体积较小，直径 3-10mm；2, PMMA 透镜a. 光学级 PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯，俗称：亚克力）b .塑胶类材料，优点：生产效率高（可以通过注塑完成）；透光率高（3mm 厚度时穿透率 93%左右）；缺点：耐温 70%（热变形温度 90 度）；3 PC 透镜a. 光学级 Polycarbonate（简称 PC）聚碳酸酯b. 塑胶类材料，优点：生产效率高（可以通过注塑完成）；
12、耐温高（130 度以上）；缺点：透光率稍底（87%）；4 玻璃透镜光学玻璃材料，具有透光率高（97%）耐温高等特点，缺点：易碎、非球面精度不易实现、生产效率低、成本高等。二，LED 透镜的应用分类1一次透镜a. 一次透镜是直接封装（或粘合）在 LED 芯片支架上，与 LED 成为一个整体；b. LED 芯片（chip ）按理论发光是 360 度，但实际上芯片在放置于 LED 支架上得以固定及封装，所以芯片最大发光角度是 180 度，另外芯片还会有一些杂散光线，这样通过一次透镜就可以有效收集 chip 的所有光线并可得到如 160 度、140 度、120 度、90 度甚至60 度（不同需要）的出
13、光角度；c. 一次透镜多用 PMMA 或硅胶材料。2二次透镜a 二次透镜与 LED 是两个独立的物体，但它们在应用时确密不可分；b 二次透镜的功能是将 LED 的大角度光（一般为 90-120 度）再次聚光成 5 度至 80度任意想要得到的角度；c 二次透镜材料大都用 PMMA 或玻璃。三，LED 透镜规格分类1 穿透式（凸透镜）a. 当 LED 光线经过透镜的一个曲面（双凸有个曲面）时光线会反生折射而聚光，而且当调整透镜与 LED 之间的距离时角度也会变化（成反比），经过非球面技术设计的曲面光斑将会非常均匀，但因为透镜直径的局限性，透镜侧面的光线得不到利用（漏光）；b一般应用在大角度（40-
14、80 度）聚光，如台灯，路灯，室内灯具等；2 全反射式（锥型或叫杯型）a, 透镜的设计在正前方用穿透式聚光，而锥形面又可以将侧光全部收集并反射出去，而这两种光线的重叠（角度相同）就可得到最完善的光线利用与漂亮的光斑效果；b也可在锥形透镜表面做些改变，可设计成镜面、磨砂面、珠面、条纹面、螺纹面、凸或凹面等而得到不同光斑效果。3，LED 透镜模组a. 是将多个单颗透镜通过注塑完成一个整体的多头透镜，按不同需求可以设计成 3合 1、5 合 1 甚至几十颗合一的透镜模组；b. 此设计有效节省生产成本，实现产品品质的一致性，节省灯具机构空间，更容易实现“大功率”等特点。四，LED 透镜的设计与模具加工1
15、 首先取决于光源（大功率 LED），不同品牌的大功率 LED（例如CREE、lumileds、汉半、欧司朗、艾笛森、长森源等），其芯片结构与封装方式、光线特性等均会有所区别，从而造成同样的透镜搭配不同规格品牌 LED 时会所差异；所以要求有针对性开发（以主流品牌为导向），才能达成实际需要；2 利用光学设计软件（如 Trace pro、CodeV、Zemax 等）设计并进行模拟光学跑光，设计得到相应的光学非球面曲面；3LED 透镜本身属于精密光学配件，故其对模具的精度要求极高，特别是透镜光学曲面的加工精度要达到 0.1m、镜片偏心度要达到 3m 以内。一般对此类高精度模具的加工必须具有以下设备：
16、超精密加工机（例如：PRECITECH NANOFORM 350）、CNC 综合加工机、平面磨床、铣床、CNC 放电加工机、表面轮廓仪等。4 模具最精密的部件在于光学模仁，首先选用专用模仁钢材，完成初胚，镀镍后再用超精密加工机进行非球面技术加工曲面。五，LED 透镜的用料及生产1 LED 透镜作为光学级的产品，对透光性、缩水性要求极高。原材料一般采用高档光学级 PMMA。目前为日本三菱 PMMA 材料为最好（现在的 VH5 与 VH001 质量更高），同样是三菱的南通料就会稍逊一些；2 必须配备万级甚至更高级别的无尘车间，作业人员必须着防静电服装，以及戴手指套、戴口罩等防静电防尘措施，并且定期对车间做检验与清理；3 须有专业的光学注塑机（电动）如法拉克，东洋，海天，佳明等品牌功率在 35T以上，并严格控制注塑温度、时间，降低产品缩水率，绝不能添加水口料重复利用，才能保证产品更符合设计方案；4 产品必须用防静电防尘 PVC 包装，并且须完全密封包装，存放必须注意控制温度与湿度，并且最好不要存放超过一年以上。从以上 LED 透镜的设计与生产过程来看，看似简单的 LED 透镜，从设计到成品，其对软件、硬件的要求都非常高，这也造成了市场上 LED 透镜的价格差异很大。从 LED 照明普及的美好前景来看，透镜做为 LED 照明灯具的配套产品，市场前景也将越来越好。
