光亮度和光照度是一回事嗎？光亮度和光照度怎么測？

什么是光亮度？什么是光照度？光亮度是光源在垂直其輻射傳輸方向上單位面積單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量，其單位為cd/m2。光照度的定義是單位面元上光源照射的光通量，其單位為lx（勒克斯）。光亮度和光照度都是表示光能光通量的光學(xué)參數(shù)，那么光亮度和光照度是一回事嗎？光亮度和光照度怎么測？本文為大家作了介紹。

什么是光亮度？

光亮度表示每單位面積上的發(fā)光強(qiáng)度，即Lv=dIv/dS。亮度的單位為坎德拉每平方米（cd/m2）。上式中的面積，應(yīng)理解為一個(gè)面在觀察方向上的正投影面積。因此，若觀察方向與該面的法線夾角為θ時(shí)，上式將變?yōu)椋篖v=dIv/dScosθ。

所以，光源的光亮度可定義為：在表面一點(diǎn)處的面元在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度，除以該面元在垂至于給定方向的平面上的正投影面積。

由于Iv=dΦv/dΩ，故有Lv=d2Φv/dΩdScosθ，這個(gè)公式是光亮度的較通用的定義式。由該式可知，亮度不僅可用來描述一個(gè)發(fā)光面，而且還可以用來描述光路中的任意一個(gè)截面，如一個(gè)透鏡的有效面積、一個(gè)光闌所截的面積或一個(gè)象的面積等。此外，還可以用亮度來描述一束光，光束的亮度等于這個(gè)光束所包含的光通量除以這束光的橫截面和這束光的立體角。

什么是光照度？

光照度是物體表面被照明程度。或物體單位表面上所得到的光通量。即E=Φ/s。通常當(dāng)光源大小比其到被照射面的距離r小很多時(shí)，被照面的照度E和該面與光源間的距離平方成反比，即服從下列定律：E=Icosα/r2。式中I為發(fā)光強(qiáng)度，α為被照面的法線與其中心到光源連線間的夾角。在國際單位制中，照度單位為勒克斯，簡稱勒，符號為lx。

光亮度和光照度是一回事嗎？

通俗地說，亮度是物體表面明亮的程度。對于發(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，無論光線從何方射來，只要投射到物體上的光能量相同，對照度的影響都相同。

光亮度和光照度測量方法：

1.光源亮度測量方法

一般光源的光亮度不僅與測量方法有關(guān)，而且與表面的位置有關(guān)。為了測量方便，常在發(fā)光面前加一光闌，以測定光闌所限制部分的發(fā)光面在水平方向的光亮度。如需要測定發(fā)光面其他部分的光亮度，可以改變光闌和探測器的位置。下面介紹一種由光源成像的光照度來確定光源亮度的方法。這種方法可以用于測量不可接近的發(fā)光體（如高溫發(fā)光體）和光照度很低的情況。

如上圖所示，若發(fā)光面積A1經(jīng)過透鏡D成像為面積A2。發(fā)光面及其像與透鏡D的距離分別為r1和r2，S為透鏡D的面積，τ為透鏡的透射比。如果r1和r2比A1和A2的尺寸大很多，則發(fā)光面向透鏡D發(fā)射并透過D的光通量為：

像的照度為：

由透鏡的成像關(guān)系得：

所以亮度為：

2.光源照度測量方法

照度測量是最流行的光度測量形式。一般都用物理照度計(jì)，即用光電探測器代替人眼的光電式照度計(jì)。

照度計(jì)的測量原理較簡單，整個(gè)探測器所接收的光通量除以探測器的面積，即為所測的照度，即E=Φ/A。

由于光電探測器的光譜靈敏度分布不同于人眼的光譜光視效率V（λ），故一般的照度計(jì)在探測器前都裝有V（λ）濾光器。一個(gè)照度計(jì)是由帶V（λ）濾光器的光電探測器及電子放大和讀數(shù)系統(tǒng)所組成。過去廣泛采用硒光電池為探測器，這是因?yàn)樗墓庾V靈敏度比其他探測器更接近人眼的光譜光視效率V（λ）的緣故。但由于硅光電元件的靈敏度、穩(wěn)定性和壽命均較硒光電池為高，故近年來多采用硅光電池或硅光電二極管代替硒光電池作照度計(jì)的探測器件。

由于光電探測器所產(chǎn)生的光電流正比于所接收的光通量，測量時(shí)須將照度計(jì)的光敏表面與被測照度的表面重合，并盡量垂直于光的照射方向。所以讀數(shù)系統(tǒng)可直接指示出所測的照度值。

一般照度計(jì)的測量精度為10%左右，高精度的照度計(jì)可達(dá)3%～4%。

光亮度和光照度測量儀器：

測試亮度的儀器叫亮度計(jì)。對于大多數(shù)本身不發(fā)光的物體，它的亮度實(shí)際是物體表面反射光的強(qiáng)度，因此用于攝影測光的亮度計(jì)又稱為反射式測光表。測試照度的儀器叫照度計(jì)，由于物體表面的照度是由入射光確定的，測定照度就是測量入射光的強(qiáng)度，因此在攝影測光中照度計(jì)又稱為入射式測光表。測光表是攝影專用的儀器，它們與通用的亮度計(jì)或照度計(jì)又略有不同：多數(shù)測光表用光圈、快門速段顯示測量結(jié)果，通用的亮度與照度計(jì)則用亮度、照度的物理單位（如尼特、勒克斯等）指示測量值。