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什么是光源的光通量?光源在單位時間內(nèi)發(fā)出的光量稱為光源的光通量,通常用符號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。那么,光源的光通量怎么測量?標準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,它等于單位時間內(nèi)某一波段的輻射能量和該波段的相對視見率的乘積。由于人眼對不同波長光的相對視見率不同,所以不同波長光的輻射功率相等時,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,這是反應人眼對光線強弱反應的一個主觀單位。因視覺對此尚與光色有關。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:光通量是每單位時間到達、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),那么到達曲面的光束的光通量與1秒鐘時間間隔內(nèi)撞擊曲面的粒子數(shù)成一定比例。
光通量的物理表達式為:
式中:
K:光敏度、感光度,在較大的光強下,人眼對于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,事實上人眼只對波長位于380nm-780nm的可見光有反應,習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,這一點也反映在了視見函數(shù)V(λ)中。
V(λ):稱為人眼相對光譜敏感度曲線,亦作視見函數(shù)曲線,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的光的主觀感受的強弱。
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準燈與被測燈作比較,從而得到被測燈的光通量;另一種方法是用分布式光度計測量被測光源發(fā)光強度的空間分布,計算后得到光通量。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)用已知光通量的標準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),為此需要光通量標準燈。先將標準燈(其光通量為Φs)放入積分球內(nèi),點燃后,在窗口測得的照度Es應符合下列式子:
放入待測燈點然后,可測得的照度為Ec為:
比較以上兩個式子,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)等因素造成的影響,但是不能消除由于標準燈的尺寸和結構與待測燈的不相同而造成的對球內(nèi)壁漫射光的吸收情況不同的影響,也不能消除標準燈與待測燈的相對光譜功率分布及空間分布不同產(chǎn)生的影響等等,在測量時應考慮采取修正的辦法。
對于標準光源的光通量,目前還沒明確的相關規(guī)定。當然如果標準光源的光通量過低,那么光線暗淡,人們的對色效果也不好,反之,標準光源的光通量過高,就會讓被測物體表面產(chǎn)生強烈的反射光線,也不利于顏色的觀察。所以標準光源的光通量應該保持在合適的范圍內(nèi)。
根據(jù)ISO3664:2000對標準光源的相關要求規(guī)定,標準光源光照強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達到2000Lux(+/-500Lux)。被照表面在1m×1m的范圍內(nèi),任一點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達到1270cd/m2(+/-320cd/m2)
顯示器的亮度應達到>75cd/m2。
雖然沒有明確指出標準光源的光通量,但是用戶可以根據(jù)照度要求,反推出標準光源的光通量要求。