標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量是多少？怎么測光源光通量？

評價標(biāo)準(zhǔn)光源的光學(xué)性能指標(biāo)有很多，其中常見就有光通量。光通量是光源在單位時間內(nèi)發(fā)射出來的并被人敢知的所有輻射能稱為發(fā)光通量，簡稱光通量，單位是流明是lm。這個量是對光源而言的，是描述光源發(fā)光總量的大小，與光功率等價。那么，標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量是多少？怎么測光源光通量？下文為大家做了介紹。

光源光通量的含義：

按照國際照明委員會（CIE）規(guī)定，把在標(biāo)準(zhǔn)人眼視覺下，光源表面輻射通量的導(dǎo)出量定義為光通量。在光學(xué)中光通量符號用Φ來表示，單位是流明（lm）。光通量和輻射通量之間的關(guān)系為：

式中，Km為最大光譜光視效能值，大小為683lm/W；V（λ）為國際照明委員會（CIE）規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)光譜光視效率函數(shù)；Φeλ為輻射通量的光譜密集度；λ為光譜光視效率。

通俗來講，光通量為光源導(dǎo)通后發(fā)出的光的數(shù)量。以人眼感應(yīng)亮度的能力為衡量指標(biāo)，光源光通量越大，那么在光源輻射下，人眼感應(yīng)亮度的能力就越明顯。一般來說，不同波長光源的光通量是不相等的。

標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量是多少？

對于標(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，人們的對色效果也不好，反之，標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量過高，就會讓被測物體表面產(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。

光源光通量的測量方法：

光通量的測試主要有兩種方法，即分布光度法與積分球法。

分布光度法采用分布光度計測量光源發(fā)光強(qiáng)度的空間分布，再由此計算得出光源的總光通量。這種方法原則上對各種光源均適用，且在儀器的角度精度、探測器的精度足夠高時，能達(dá)到很高的光通量測試精度。但這意昧著昂貴且體積很大的設(shè)備，同時長達(dá)數(shù)小時的測量時間。這些特點，使得分布光度計法測試光源的光通量主要在國家級的計量機(jī)構(gòu)使用，同時主要針對較大功率的傳統(tǒng)光源與燈具。

積分球法采用積分球加光度計來實現(xiàn)，即將被測光源與總光通量已知的標(biāo)準(zhǔn)燈進(jìn)行比較而求得總光通量的方法。這種方法簡單易行，在傳統(tǒng)光源的測量中被廣泛采用。但積分球法測試光通量是建立在多個理論近似的基礎(chǔ)上的，即忽略球內(nèi)任何物體（包括光源本身、支撐桿等）對光線的吸收、球壁開口無限小、球壁處的光度探測器的光譜靈敏度與V（I）完全匹配等。對

于傳統(tǒng)光源，由于光通量較大而可以采用較大直徑的積分球、發(fā)出光的空間分布接近朗伯體、光譜為連續(xù)光譜或連續(xù)光譜與脈沖光譜的混合光譜，使得光通量測試誤差足夠小而可以被接受。

光源光通量和光照度的關(guān)系：

照度表示被照面上接受的光的強(qiáng)弱，是單位面積上所得到的光通量。

如果要想求出距離一個光源rm處的光照度，可以設(shè)想一個以光源為中心、半徑為rm的球面，球面內(nèi)側(cè)接受的光通量是均勻的，這個球面的面積A為A=4π·r2，照度 E等于光通量除以面積，即E=Фv/A=Фv/4π·r2（lx）。

例如，一個發(fā)光強(qiáng)度為1cd的點光源，均勻發(fā)出的光通量為4πl(wèi)m，距離這個點光源1m位置的照度為1lx。距離這個點光源2m位置的照度則為（1/4）1x。

反之，如果已知照度E和被照面積A，也可以求出光通量Фv=EA，光通量等于照度乘以面積。如果被照面積上照度是不均勻的，可把被照面積劃分為多個小面積△A1……△An，測出每個小面積上的照度E1……En，用近似公式計算，即每個小面積與其上的照度相乘，再全相加得到光通量。

如果劃分的 n 個小面積其面積全相等，則：Фv=A [（E1+……+En）/n]。

這是常用的計算投影機(jī)光通量的方法，平均照度乘以投影面積。例如，如果平均照度為10001x，投影面積為3m2，簡單相乘可知光通量為30001m。

光源光通量和光強(qiáng)度的關(guān)系：

光度學(xué)中最基本的單位是發(fā)光強(qiáng)度，單位為坎德拉（cd），它是國際單位制中7個基本單位之一。其定義為555nm的單色輻射在給定方向上的輻射強(qiáng)度為1/683W·sr時，在該方向上的發(fā)光強(qiáng)度為1cd。

光通量的單位為流明（lm），它是發(fā)光強(qiáng)度為1cd的均勻點光源在單位立體角（1sr）內(nèi)發(fā)出的光通量。

如果光源為點光源，并且是均勻發(fā)光體，那么光強(qiáng)（I）與光通量（Φ）符合距離反比平方定律。距離平方反比定律來自于點光源向空間發(fā)射球面波的特性，即點光源在傳播方向某點的輻照度與該點到點光源的距離平方成反比。

在任一錐立體角內(nèi)，假設(shè)在傳輸路徑上沒有光能損失或分束，那么點光源向空間發(fā)出的輻射通量是不變的。然而位于球心的均勻點光源所張開的立體角所截的表面積卻和球半徑的平方成正比，這樣在球面上的輻照度就和點光源到該面的距離平方成反比，即：Φ=4πI。