點光源

是理想化為質點點光源。點光源是抽象化了的物理概念，為了把物理問題的研究簡單化。

點光源是一種新型的裝飾燈，主要應用於樓體招牌，KTV酒吧等户外點綴使用。

可用作準平行光學系統的光源，替代鹵素燈。

點光源是理想化為質點點光源。點光源是抽象化了的物理概念，為了把物理問題的研究簡單化。

而平行光源又稱為方向光（Directional Light），是一組沒有衰減的平行的光線，類似太陽光的效果。目標平行光產生一個圓柱狀的平行照射區域，是一種與目標聚光燈相似的“平行光束”。目標平行光主要用於模擬陽光、探照燈、激光光束等效果。

LED即發光二極管，是利用半導體同質PN結、異質PN結、金屬-半導體（MS）結、金屬-絕緣體-半導體（MIS）結制成的發光器件。其工作原理以及某些電學特性與一般晶體二極管相同，但是，使用的晶體材料不同。LED包括可見光、不可見光、激光等不同類型，生活中常見的為可見光LED。發光二極管的發光顏色決定於所用材料，有黃、綠、紅、橙、藍、紫、青藍、白、全綵等多種顏色，可以製成長方形、圓形等各種形狀。LED具有壽命長，體小量輕，耗電量小（節能），成本低等優點，且工作電壓低，發光效率高，發光響應時間極短，工作温度範圍寬，光色純，結構牢固（抗衝擊、耐振動），性能穩定可靠等一系列特性，倍受人們的青睞。

由於LED的發光體接近“點”光源，燈具設計較為方便，但是，若作為大面積顯示時，電流和功耗都較大。LED一般可用於電子設備的指示燈、數碼管、顯示板等顯示器件和光電耦合器件，也常用於光通信等，以及建築物輪廓，遊樂園，廣告牌，街道，舞台等場所的裝飾 ^[1]  。

LED的特性參數：

1、電氣特性

包括伏安特性、允許功耗、響應時間、電容-電壓特性等。

2、光學性能特性

包括光譜特性、配光特性等，主要為亮度或流明值、光衰、失效率、光效、一致性以及光學分佈特性等。通常採用峯值波長和半亮度，描述光譜特性的光譜分佈。

3、熱特性

反映結温變化、熱阻等與熱相關的特性。

採用高亮度LED為光源，長壽命，低功能，壓鑄鋁燈體，PC燈罩，綠色環保。

宛如天上的星星，給人無限遐想。

運用點陣組合原理，採用LED電腦數字程控器系統，實現了不同類型的動畫（Gif、Flash）、點陣文字、圖形（JPG、BMP）、及各種燈光效果。

LED光源作為新一代光源，與白熾燈、高壓鈉燈等傳統熱輻射和氣體放電光源相比，有着很大的不同，當前的LED光源在照明方面具有以下一些優點：

(1)體積小

LED光源與傳統光源相比體積小、重量輕，可以製作成各種形狀的器件，便於各種燈具和設備的佈置與設計，適應性強，適用範圍廣。

(2)環保性能好

由於LED光源在生產過程中無需添加金屬汞，因此LED廢棄後，不會造成汞污染，且其廢棄物幾乎可以全部回收利用，不僅節約了資源，還保護了環境。

(3)安全穩定

LED光源使用低壓直流電就可以驅動，一般供電電壓在6~24V之間，因此安全性能比較好，特別適用於公共場所。另外在外界環境較好的條件下，LED光源比傳統光源的光衰小、壽命長，即使頻繁開關，也不影響其使用壽命。

(4)抗震、抗衝擊性能好

LED光源的基本結構是一塊電致發光的半導體材料，置於一個有引線的架子上，然後四周用環氧樹脂密封，在結構上沒有玻璃外殼，不需要像白熾燈或者熒光燈那樣在燈管內抽成真空或衝入特定氣體。因此，LED光源的抗震、抗衝擊性能良好，給其生產、運輸、使用各環節帶來了便利。

(5)指向性強

與傳統光源相比，LED光源發出的光線是定向的，從LED發出的大部分光線能直接射向被照面，利用率遠高於傳統光源。

(6)響應時間快

白熾燈的響應時間為毫秒級，LED光源的響應時間則為納秒級。因此，廣泛應用於交通信號及汽車信號燈領域。

(7)發光效率較高

隨着LED照明技術的發展，LED光源的發光效率已經由原來的不到10lm/W提高到100lm/W以上，且其發光效率仍有較大提高的潛力。

(8)光色豐富

LED光源通過改變電流、化學修飾、單色光混合等方法，可以實現可見光波段各種顏色的發光和變色，即使對於白光LED也可以製作成各種色温的光源。因此，在室內裝飾照明和景觀照明中具有明顯的優勢。

(9)無閃爍、無紫外線

LED光源採用的是直流供電，發光穩定不閃爍，且光譜主要集中在可見光區域，基本無紫外線或紅外線輻射的干擾，從而可以避免頻閃效應帶來的不利影響，提高人眼舒適性。

(10)亮度可調性好

根據LED光源的發光原理，LED的發光亮度或輸出光通量基本隨電流正向變化。而其工作電流在額定範圍內可大可小，具有良好的可調性，為LED光源實現按需照明、亮度無級控制奠定了基礎。

正是因為LED光源具有以上傳統光源無法比擬的優勢，因此LED光源成為各國照明事業發展的重點和方向。傳統光源 ^[2]  。

LED點光源分為目標點光源（Target Point）和自由點光源（Free Point）兩種類型。

目標點光源可用來向一個目標點投射光線，其光線的分佈屬性有各向同性（isotropic）、聚光燈（spotlight）和網狀（web）三種。

自由點光源的功能和目標點光源一樣，只是沒有目標點，用户可自行變換燈光的方向。同樣，自由點光源也具有上述三種光度控制光線分佈的屬性。

線光源也分為目標線光源（Target Linear）和自由線光源（Free Linear）兩種類型。目標線光源可用來向一個目標物體投射光線，其光線的分佈屬性有漫射（Diffuse）和網狀（Web）兩種。自由線光源的功能和目標線光源一樣，只是沒有目標物體，用户可自行變換燈光的方向。

同樣自由線光源也具有上述兩種光度控制光線分佈的屬性。其中光線的漫射分佈將在某個角度以最大的強度向表面投射光線，隨着角度的傾斜光線強度漸減。Web分佈類型允許用户自定義燈光的發射強度。

點光源 LED 智能航標燈器是煙台航標處 2011 年的科研成果，它採用單顆 LED 作為光源，通過自由曲面側發光透鏡對光路進行控制，實現了低功耗、高射程，低維護量、長壽命，經過技術測試，達到了相關技術標準的要求。自由曲面側發光透鏡與點光源 LED 相匹配的新型航標燈光學系統是該燈器實現的重要的技術創新。

點光源航標燈器為中心焦點航標燈，其燈光顏色必須滿足GB12708-91《航標燈光信號顏色》的要求，根據技術標準JTT761-2009《航標燈通用技術條件》確定其光學技術指標是：

（1）水平配光均勻度：不小於 85%；（2）垂直髮散角：50% 峯值光強處的垂直髮散角不小於 8°（3）燈光射程：不小於 4 海里。

在光源選擇上，不僅要滿足技術標準對光色度的要求，而且還要實現低功耗、高壽命等。根據航標相關技術標準計算，要實現 4 海里照距，發光強度應大於 120cd，根據LED 發光效能水平，一般LED 發光效能都在 100lm/w 以上，2W 以上 LED 即可滿足要求。

經查閲相關資料及比較，選定美國 CREE 公司 XΡ-E 系列 LED 作為該燈器的光源，主要因為該系列 LED 包含白色、綠色、紅色、黃色、藍色等常規顏色，色温完全符合航標技術規範要求，並且發光功率大、應用優點突出。

該光源主要技術參數如下：

（1）發白光，色温：暖白 2600-3700K；正白 4000-5200K；冷白 5000-10000K；（2） 光 通 量：40-114 流 明 / 瓦（LM/W）；（3）正常工作電流 :350mA-700mA，700mA 工作時光通量是 350mA 工作時的 1.65 倍，最大支持 1000mA；（4）典型電壓值 3.3V-3.6V(350mA)，3.6V-3.9V(700mA)；（5） 典 型 視 角 90 °；（6）5 萬 小 時 光 衰 小 於30%(350mA，Tа=25 ℃ )；（7）1000 小 時 光 衰 小 於 0.5%(350mA，Tа=25℃ )；（8）5 萬小時光衰小於 30%(350mA，Tа=25℃ )。

該 LED 光源優點：

（1）體積小、耗電小、發熱小、壽命長、響應速度快、安全低電壓、耐候性好、方向性好等優點；（2）耐高温達 135℃ .，低温 -45℃；（3）使用壽命：使用壽命高達 50000 小時以上；（4）節能：光效高達132Lm/W ^[3]  。