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標(biāo)準(zhǔn)光源有哪些光度學(xué)指標(biāo)和色度學(xué)指標(biāo)?評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)光源的性能指標(biāo)有很多,其中就包括光度學(xué)指標(biāo)和色度學(xué)指標(biāo)。光度學(xué)指標(biāo)主要包括光通量、光照度、光亮度等,色度學(xué)指標(biāo)主要包括色溫和顯色性。本文對(duì)這些指標(biāo)的具體含義做了詳細(xì)的介紹,對(duì)光源知識(shí)感興趣的朋友可以了解一下!
1.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)。光源的光通量越大,則發(fā)出的光線越多。光通量與工作電流直接有關(guān)。隨著電流增加,光源光通量隨之增大。
2.發(fā)光強(qiáng)度
光源在指定方向上的一個(gè)很小的立體角元dΩ內(nèi)所包含的光通量dφ值,除以這個(gè)立體角元,所得的商就定義為光源在此方向上的發(fā)光強(qiáng)度,以I表示,表達(dá)式為:I=dφ/dΩ。單位是坎德拉,符號(hào)為cd。
發(fā)光強(qiáng)度的概念要求光源是一個(gè)點(diǎn)光源,或者光源的尺寸和探測(cè)器的面積與離光探測(cè)器的距離足夠小。輻射強(qiáng)度的定義和要求與發(fā)光強(qiáng)度類似。
發(fā)光強(qiáng)度常用于說(shuō)明光源或者燈具發(fā)出的光通量在空間各個(gè)方向或在選定方向上的分布密度,是表征發(fā)光器件發(fā)光強(qiáng)弱的重要性能。
3.亮度
在某個(gè)方向上的光強(qiáng)與人眼所見到的光源面積之比,定義為光源在該方向上的亮度。亮度的單位為坎德拉每平米,常用L表示。
4.發(fā)光效率
發(fā)光效率(簡(jiǎn)稱光效)是指一個(gè)光源所發(fā)出的光通量與光源消耗的電功率之比。發(fā)光效率表征了光源的節(jié)能特性,這是衡量現(xiàn)代光源性能的一個(gè)重要指標(biāo)。目前商業(yè)白光LED的光效尚未達(dá)到熒光燈的水平,但早已超過(guò)白熾燈和鹵鎢燈。
5.光照度
在被照物體表面上,單位面積內(nèi)所接收到的光通量稱為光照度(簡(jiǎn)稱照度)。光照度是表征表面被照明程度的量,以E表示,單位為勒克斯(Lx),1Lx=1 lm/m2。公式表示為:E=dφ/dS。
1.色溫
色溫是描述光源光譜質(zhì)量最常用的指標(biāo)。當(dāng)某輻射體與絕對(duì)黑體在可見光區(qū)域具有相同形狀的光譜功率分布時(shí)的溫度,稱為該輻射體的色溫。當(dāng)光源的色度坐標(biāo)位于色度圖上的黑體跡線上時(shí),就把黑體的絕對(duì)溫度定義為該光源的色溫,不同溫度下,絕對(duì)黑體的色度坐標(biāo)是不同的,但是非熱輻射光源,它們的光譜功率分布形式與黑體輻射相差很大,其色度坐標(biāo)不一定落在黑體輻射跡線上,這時(shí)常用相關(guān)色溫來(lái)表示,即在色度圖上,和某一光源的色度坐標(biāo)點(diǎn)相距最近的那個(gè)黑體的絕對(duì)溫度就定義為該光源的相關(guān)色溫。
2.顯色性
光源對(duì)物體的顯色能力稱為顯色性,是通過(guò)與同色溫的白熾燈下觀察到的物體顏色比較得到的。光源發(fā)射的光譜分布決定它的顏色,光譜分布不同,對(duì)各個(gè)顏色的顯色性亦大不相同。相同顏色的光源可以由不同的光譜組成,光源的光譜組成波長(zhǎng)范圍越廣顯色品質(zhì)越好。當(dāng)光源光譜中缺少白熾燈下物體所反射的主波長(zhǎng)時(shí),會(huì)使物體顏色產(chǎn)生明顯的色差,色差程度越大,光源對(duì)該顏色的顯色性也就越差。目前,顯色指數(shù)仍是定義評(píng)價(jià)光源顯色性的普遍方法。
對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量,目前還沒(méi)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(méi)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。
1.D75光源:色溫7500K;顯色指數(shù)95+。
2.D65光源:色溫6500K;顯色指數(shù)95+。
3.D50光源:色溫5000K;顯色指數(shù)95+。
4.CWF光源:色溫4150K;顯色指數(shù)62。
5.U30光源:色溫3000K;顯色指數(shù)85。
6.TL83光源:色溫3000K;顯色指數(shù)85。
7.TL84光源:色溫4100K;顯色指數(shù)85。
8.Inca A光源:色溫2856K;顯色指數(shù)95+。
9.Horizon光源:色溫2300K;顯色指數(shù)95+。
色溫是光源的重要指標(biāo),用來(lái)描述光源本身的顏色。一定的色光具有一定的相對(duì)能量分布:當(dāng)黑體連續(xù)加熱,溫度不斷升高時(shí),它的相對(duì)光譜能量分布的峰值部位將由長(zhǎng)波方向向短波方向變化,其所發(fā)光的顏色的變化順序是紅-黃-白-藍(lán)。同一種顏色,在白熾燈、鹵素?zé)簟⒅形缛展獾炔煌庠凑彰飨?,所表現(xiàn)出來(lái)的顏色是不同的。而這種差異就是由光源的色溫不同造成的。
有關(guān)光源顏色特性的評(píng)價(jià)的另一個(gè)指標(biāo)是光源的顯色性,它研究物體在光源照明下所呈現(xiàn)的顏色效果。光源的光譜分布決定了光源的顯色性,具有連續(xù)光譜分布的光源均有較好的顯色性,如白熾燈、日光等。另外,由特定的色光組成的混合光源也能有很好的顯色性,如波長(zhǎng)為610nm(橙)、540 nm(綠)和450nm(藍(lán))的光譜輻射對(duì)提高光源的顯色性具有特殊效果,所以采用這三種色光以適當(dāng)?shù)谋壤旌纤a(chǎn)生的白光與連續(xù)光譜的白熾燈或日光具有同樣優(yōu)良的顯色性。光源的顯色性影響著人眼所觀察的物體顏色,在顯色性好的光源照明下,物體顏色的失真就會(huì)小。
光源的色溫和顯色性是光源的兩個(gè)重要的顏色指標(biāo)。兩者之間沒(méi)有必然的聯(lián)系,因?yàn)榫哂胁煌庾V分布的光源可能有相同的色溫,但其顯色性可能差別很大。