对LED SST-300车照灯钓鱼灯而言,色温均匀性是怎么样

2018年07月26日

 

 双光源激光炮SST-300  LED汽车前照灯作为LED在车灯领域的最高端应用,尚处于起步阶段。一方面,投影灯大功率 LED作为前照灯的一种新型光源,本身需要攻克的基本技术难点有很多,所以目前开发精力主要集中在实现良好的远近光光型分布、总光通量的输出表现、灯具的散热方案、控制技术、外观造型上。另一方面,国内外关于摄像灯SST-300

双光源激光炮SST-300 LED前照灯的标准仅涉及到颜色范围、颜色稳定性和显色性指标,对使用过程中的视觉舒适性鲜有研究。人眼长时间在混合色温下观察事物,容易引起视觉疲劳等不舒适感,有研究表明混合色温的车灯对目标的探测率低于单一色温的车灯,因此色温的不均匀性将会对驾驶安全产生影响。另外,色温均匀性较差的LED前照灯在主观评价时会占明显劣势,它还会影响到车灯的美观性与舒适性。

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在评价灯具的色温均匀性时,我们最先想到的就是利用分布式光度计测试投影灯大功率LED远近光灯的空间色温分布。我们选取了一个LED前照灯作为测试样品,测试结果表明该灯无论近光还是远光在色温均匀性方面表现均不理想。首先,远近光灯的最大色温点与最小色温差距分别大于1600K和1300K。一些研究中提出,人眼极端可分辨的色温最低可达50-100K,我们测得色温差值数据是其10倍之多,如此严重的色温离散性是始料未及的。从远近光的空间色温分布图中可观察到Gamma角方向上,0度到30度范围的色温均值要高于0到-30°范围内的色温,而在这个区域内,0-10度范围内的色温明显高于其他区域。这与前照灯的出光角度有关,前照灯的投射目标是行驶路面,所以中心光强会水平向下偏离10°左右。

  由于前照灯的光束角又十分窄,主光束角以外的色温往往不被实际使用。基于上述现象,我们认为在分布式光度计上测得的前照灯色温分布不能直观的反映其色温分布规律。于是,我们转而观察该灯具在测试屏上的色温分布情况。

  在评价前照灯色温均匀性时,我们参考了背光的均匀性测试方法,也就是将光型投射到一定距离的测试屏幕上,以一定的间隔采集测试点上的色温值。结果显示,近光灯的色温最大差为725K,远光灯为642K。这两个数值均比先前测试的空间色温发布差小了一半,同样的,色温的标准差也是之前测试值的一半。这与两者的测试有效数据和样本数量有关,不同色温的光线在测试屏上相互叠加也会减少极端色温值的出现。虽然不均匀性没有那么严重,但从另一个角度反映了前照灯色温不均匀现象的存在。

有一些现象值得我们注意,最大色温点与最小色温点均处于光斑的边缘如果将测试屏幕上的色温分布分成纵向与纵向的区块,计算他们的平均色温,则会发现:中间区域的色温高于边缘区域,其中间区域的色温均匀性也要高于边缘区域。如果我们计算某一圆周范围内的色温离散性,会发现4个器件色温标准差随着圆周半径的扩大逐步加大,该趋势近似线性。说明色温随着测试范围的扩大其均匀性越差。

  色温的标准差曲线在测试范围扩大到发光面边缘时出现明显的陡增,说明器件的边缘处有明显的色温离散性。3号器件的离散度最大,其属于COB封装样件,它的荧光粉涂覆均匀性工艺难度较大。整体观察,随着功率的增大, 器件的整体色温均会增大。两个器件的边缘色温变化趋势较一致,而靠近中心的色温趋势变化较大,三号器件特别明显。上述现象的原因可能有两点:首先,当功率增加时,发光效率降低,更多的热量被放出导致荧光粉激发黄绿光的能力下降,整体色温变大。一般来说器件PN结的温度是这个LED温度的最高点所在,而芯片一般位于封装结构的几何中心附近。所以发光表面的中心区域色温变化受温度影响更明显。其次LED芯片的输出光波长会随注入电流、温度和时间的影响而变化,发生 “蓝移”,激发波长发生改变导致整体色温变化。

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