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標(biāo)準(zhǔn)光源光度學(xué)性能指標(biāo)有哪些?評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)光源的性能指標(biāo)有很多,其中包括光度學(xué)指標(biāo)和色度學(xué)指標(biāo)。色度學(xué)指標(biāo)一般包括色溫和顯色性,光學(xué)學(xué)指標(biāo)一般包括光通量、照度、亮度等。那么,標(biāo)準(zhǔn)光源對(duì)照度、亮度、光通量等有什么要求?下文為大家作了介紹,感興趣的朋友可以了解一下!
1.光通量Φv
光通量描述的是人眼的視覺刺激程度,單位為流明(lm)。
2.光照度Ev
光照度描述的是受照面單位面積上所接收到的光通量,假設(shè)受照面面積為dA的區(qū)域上接收到的光通量的值為dΦv,則光照度Ev可以表示為:Ev=dΦv/dA。
光照度的單位名稱為勒克斯(lx),即流明每平方米(lm/m2)。
3.光強(qiáng)Iv
光源在某一方向上,在立體角元dΩ內(nèi)發(fā)出的光通量dΦv與這個(gè)立體角元的比值,稱為光源在該方向上的光強(qiáng),即:Iv=dΦv/dΩ。
即,光源的光強(qiáng)是光源在單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量。光強(qiáng)單位為坎德拉(cd),是國(guó)際單位七個(gè)基本量之一。
4.光亮度Lv
面積為dA的發(fā)光面在θ方向上的光亮度Lv等于元面積dA在θ方向的發(fā)光強(qiáng)度Iv與該面元面積在垂直于該方向平面上的投影cosθdA之比:Lv=Iv/cosθdA,即Lv=dΦv/cosθdAdΩ。光亮度的單位為坎德拉每平方米(cd/m2)。
對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量,目前還沒明確的相關(guān)規(guī)定。當(dāng)然如果標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量過低,那么光線暗淡,人們的對(duì)色效果也不好,反之,標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量過高,就會(huì)讓被測(cè)物體表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的反射光線,也不利于顏色的觀察。所以標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量應(yīng)該保持在合適的范圍內(nèi)。
根據(jù)ISO3664:2000對(duì)標(biāo)準(zhǔn)光源的相關(guān)要求規(guī)定,標(biāo)準(zhǔn)光源光照強(qiáng)度必須符合以下條件:
光源通過反射照射在被觀察物體表面上的亮度應(yīng)達(dá)到2000Lux(+/-500Lux)。被照表面在1m×1m的范圍內(nèi),任一點(diǎn)的照度不得低于被照表面中心照度的75%。
光源通過透射照射在被觀察物體表面上的亮度應(yīng)達(dá)到1270cd/m2(+/-320cd/m2)
顯示器的亮度應(yīng)達(dá)到>75cd/m2。
雖然沒有明確指出標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量,但是用戶可以根據(jù)照度要求,反推出標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量要求。
光通量的單位為流明(lm),它是發(fā)光強(qiáng)度為1cd的均勻點(diǎn)光源在單位立體角(1sr)內(nèi)發(fā)出的光通量。
如果光源為點(diǎn)光源,并且是均勻發(fā)光體,那么光強(qiáng)(I)與光通量(Φ)符合距離反比平方定律。距離平方反比定律來(lái)自于點(diǎn)光源向空間發(fā)射球面波的特性,即點(diǎn)光源在傳播方向某點(diǎn)的輻照度與該點(diǎn)到點(diǎn)光源的距離平方成反比。
在任一錐立體角內(nèi),假設(shè)在傳輸路徑上沒有光能損失或分束,那么點(diǎn)光源向空間發(fā)出的輻射通量是不變的。然而位于球心的均勻點(diǎn)光源所張開的立體角所截的表面積卻和球半徑的平方成正比,這樣在球面上的輻照度就和點(diǎn)光源到該面的距離平方成反比,即:Φ=4πI。
發(fā)光強(qiáng)度和照度之間存在一定的關(guān)系,發(fā)光強(qiáng)度是指光源發(fā)出的光強(qiáng),而照度則是指光源發(fā)出的光在某一方向上的光強(qiáng)。發(fā)光強(qiáng)度是指光強(qiáng)度的大小,而照度則是指光強(qiáng)度的分布。發(fā)光強(qiáng)度越大,照度也越大,反之亦然。因此,發(fā)光強(qiáng)度和照度之間的關(guān)系是相互影響的,一個(gè)影響另一個(gè)。
此外,發(fā)光強(qiáng)度和照度也受到發(fā)光物體的形狀和大小的影響。發(fā)光物體的形狀越復(fù)雜,發(fā)光強(qiáng)度和照度的差異越大;發(fā)光物體的大小越大,發(fā)光強(qiáng)度和照度也越大。
發(fā)光強(qiáng)度和照度之間存在一定的關(guān)系,發(fā)光強(qiáng)度越大,照度也越大,發(fā)光物體的形狀和大小也會(huì)影響發(fā)光強(qiáng)度和照度。
通俗地說(shuō),亮度是物體表面明亮的程度。對(duì)于發(fā)光體,亮度表明了它表面發(fā)光的本領(lǐng),主要與它的發(fā)光特性有關(guān);對(duì)于本身不發(fā)光的物體,它的亮度不僅與照亮它的光源的特性有關(guān),還與物體自身的表面特性有關(guān)。例如在同樣的光線下,反射率小的黑絲絨亮度低,反射率高的白紙亮度高。照度表明物體表面被光源照明的程度,即單位時(shí)間內(nèi)投射到物體單位表面上光能量的多少。因此亮度與照度的第一個(gè)重要區(qū)別是:亮度與物體自身的表面特性有關(guān)。照度僅由光源的特性(強(qiáng)弱、遠(yuǎn)近、投射角)確定,與被照明物體的表面特性無(wú)關(guān)。
亮度與照度的第二個(gè)區(qū)別是方向性。亮度是有方向的量,談?wù)撃滁c(diǎn)的亮度還必須同時(shí)指明測(cè)試或觀察的方向。例如點(diǎn)亮的手電筒從正面看比斜看亮得多,劣質(zhì)的黑板在教室的某些位置會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的反光。照度是無(wú)方向的量,物體上某處的照度是周圍環(huán)境投射到該處所有光線之和,無(wú)論光線從何方射來(lái),只要投射到物體上的光能量相同,對(duì)照度的影響都相同。