光源的光通量怎么理解?光源的光通量表示光源在單位時(shí)間內發(fā)射出的光量,單位為流明(lm)。這個(gè)量是對光源而言,用來(lái)描述光源發(fā)光總量的大小。本文對標準光源的光通量的要求及光源光通量的測定方法做了介紹。
光源的光通量怎么理解?
光通量指人眼所能感覺(jué)到的輻射功率,它等于單位時(shí)間內某一波段的輻射能量和該波段的相對視見(jiàn)率的乘積。由于人眼對不同波長(cháng)光的相對視見(jiàn)率不同,所以不同波長(cháng)光的輻射功率相等時(shí),其光通量并不相等。
光通量的單位為“流明”。光通量通常用中來(lái)表示,這是反應人眼對光線(xiàn)強弱反應的一個(gè)主觀(guān)單位。因視覺(jué)對此尚與光色有關(guān)。所以依標準光源及正常視力度量單位采用“流明”,符號:lm??梢赃@樣理解光通量:光通量是每單位時(shí)間到達、離開(kāi)或通過(guò)曲面的光能量。
流明(lm)是國際單位體系(SI)和美國單位體系(AS)的光通量單位。如果將光作為穿越空間的粒子(即光子),那么到達曲面的光束的光通量與1秒鐘時(shí)間間隔內撞擊曲面的粒子數成一定比例。
光通量的物理表達式為:
式中:
K:光敏度、感光度(類(lèi)比:膠卷的感光度)、在較大的光強下,人眼對于 555nm的單色光的感知能力K=683.002lm/W。K值使光通量的單位與輻射功率的單位得到統一。
λ:波長(cháng),事實(shí)上人眼只對波長(cháng)位于380nm-780nm的可見(jiàn)光有反應,習慣上我們把波長(cháng)小于380nm的光波稱(chēng)為紫外線(xiàn),把波長(cháng)大于780nm的光波稱(chēng)為紅外線(xiàn),這一點(diǎn)也反映在了視見(jiàn)函數V(λ)中。
V(λ):稱(chēng)為人眼相對光譜敏感度曲線(xiàn),亦作視見(jiàn)函數曲線(xiàn),是總結了眾多針對人眼的測試經(jīng)驗而得到的,它描述了人眼對不同波長(cháng)的光的主觀(guān)感受的強弱。
標準光源的光通量有什么要求?
對于標準光源的光通量,目前還沒(méi)明確的相關(guān)規定。當然如果標準光源的光通量過(guò)低,那么光線(xiàn)暗淡,人們的對色效果也不好,反之,標準光源的光通量過(guò)高,就會(huì )讓被測物體表面產(chǎn)生強烈的反射光線(xiàn),也不利于顏色的觀(guān)察。所以標準光源的光通量應該保持在合適的范圍內。
根據ISO3664:2000對標準光源的相關(guān)要求規定,標準光源光照強度必須符合以下條件:
光源通過(guò)反射照射在被觀(guān)察物體表面上的亮度應達到2000Lux(+/-500Lux)。被照表面在1m×1m的范圍內,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(guò)透射照射在被觀(guān)察物體表面上的亮度應達到1270cd/m2(+/-320cd/m2)
顯示器的亮度應達到>75cd/m2。
雖然沒(méi)有明確指出標準光源的光通量,但是用戶(hù)可以根據照度要求,反推出標準光源的光通量要求。
怎么測光源的光通量?
光源光通量的測量方法有兩種:球形光度計法和分布式光度計法。球形光度計法為相對測量方法,測量設備結構簡(jiǎn)單,測量速度快,在國內檢測行業(yè)得到了大量應用,但受標準燈尺寸和光強的限制,測量不確定度大,越來(lái)越難以滿(mǎn)足各級計量檢定機構對光源總光通量的測量示值穩定性和精度要求;分布式光度計法為絕對測量方法,絕對測量方法較之相對測量方法擁有更高的計量學(xué)價(jià)值,更適合作為光源總光通量的基準測量方法。光源總光通量的常用計算方法有三種:球帶法、盧素圖法、等立體角法,一般采用球帶算法計算光源的總光通量。
由式I=dΦ/dΩ可得光強與光通量之間存在如下關(guān)系:
如上圖所示,立體角可表示為:
將立體角公式代入光強與光通量之間的關(guān)系式后,就可得計算總光通量的公式如下:
對于軸對稱(chēng)光源:
如上圖所示,將球面劃分為n個(gè)大小相等的球帶,各球帶的發(fā)光強度值可分別表示為I1,I2,……In,由上面總光通量計算式可推導得各球帶的光通量如下:
總光通量為: