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什么是光源的光通量?光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光量稱為光源的光通量,通常用符號(hào)Φ表示,單位為流明(lm),光源光通量是表征光源總光輸出的輻射能量,它標(biāo)志器件的性能優(yōu)劣,是描述光源發(fā)光總量的大小的,與光功率等價(jià)。那么,光源的光通量怎么測量?標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量是多少?本文為大家作了介紹,感興趣的朋友可以了解一下!
光通量:指人眼所能感覺到的輻射功率,它等于單位時(shí)間內(nèi)某一波段的輻射能量和該波段的相對(duì)視見率的乘積。由于人眼對(duì)不同波長光的相對(duì)視見率不同,所以不同波長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Ф來表示,這是反應(yīng)人眼對(duì)光線強(qiáng)弱反應(yīng)的一個(gè)主觀單位。因視覺對(duì)此尚與光色有關(guān)。所以依標(biāo)準(zhǔn)光源及正常視力度量單位采用“流明”,符號(hào):lm。可以這樣理解光通量:光通量是每單位時(shí)間到達(dá)、離開或通過曲面的光能量。
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(dá)曲面的光束的光通量與1秒鐘時(shí)間間隔內(nèi)撞擊曲面的粒子數(shù)成一定比例。
光通量的物理表達(dá)式為:
式中:
K:光敏度、感光度,在較大的光強(qiáng)下,人眼對(duì)于555 nm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(tǒng)一。
λ:波長,事實(shí)上人眼只對(duì)波長位于380nm-780nm的可見光有反應(yīng),習(xí)慣上我們把波長小于380nm的光波稱為紫外線,把波長大于780nm的光波稱為紅外線,這一點(diǎn)也反映在了視見函數(shù)V(λ)中。
V(λ):稱為人眼相對(duì)光譜敏感度曲線,亦作視見函數(shù)曲線,是總結(jié)了眾多針對(duì)人眼的測試經(jīng)驗(yàn)而得到的,它描述了人眼對(duì)不同波長的光的主觀感受的強(qiáng)弱。
光通量的測量通常有兩種方法,并且通常在明視覺條件下測試。一種是用積分球收集總的輻射量,然后用已知光通量的標(biāo)準(zhǔn)燈與被測燈作比較,從而得到被測燈的光通量;另一種方法是用分布式光度計(jì)測量被測光源發(fā)光強(qiáng)度的空間分布,計(jì)算后得到光通量。下面主要介紹積分球測量方法:
光通量的測量方法:在積分球內(nèi)用已知光通量的標(biāo)準(zhǔn)燈與被測燈作比較測量,從而定出被測光源的光通量。
用積分球測量光通量,通常采用比較法(代替法),為此需要光通量標(biāo)準(zhǔn)燈。先將標(biāo)準(zhǔn)燈(其光通量為Φs)放入積分球內(nèi),點(diǎn)燃后,在窗口測得的照度Es應(yīng)符合下列式子:
放入待測燈點(diǎn)然后,可測得的照度為Ec為:
比較以上兩個(gè)式子,可得待測光源的光通量為:
采用比較法測量光通量可以大為減少由球壁漫反射層的不均勻性、球壁涂料和窗口材料的非中性(即涂料的漫反射比和窗口的透射比與波長有關(guān))等因素造成的影響,但是不能消除由于標(biāo)準(zhǔn)燈的尺寸和結(jié)構(gòu)與待測燈的不相同而造成的對(duì)球內(nèi)壁漫射光的吸收情況不同的影響,也不能消除標(biāo)準(zhǔn)燈與待測燈的相對(duì)光譜功率分布及空間分布不同產(chǎn)生的影響等等,在測量時(shí)應(yīng)考慮采取修正的辦法。
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。