眼視覺(jué) 保護(hù)視力LED照度亮度及其他

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1、眼，視覺(jué)， 保護(hù)視力，LED 照度，亮度及其他 ? ? ? 人眼所能見到的光頻譜落在可見光范圍(約400~700nm波長(zhǎng))，眼睛能感知顏色主要憑借錐細(xì)胞，錐細(xì)胞內(nèi)含藍(lán)綠紅三種視光素。為什么多看綠光能保護(hù)眼睛的原因在于綠光的波長(zhǎng)同時(shí)落在藍(lán)綠紅三種視光素吸收光譜的波峰下緣(亦即三種視光素所受到的總和刺激感應(yīng)較少)，所以也就達(dá)到"休息"的效果摟。 ? 再來(lái)說(shuō)到視力，這是個(gè)比較籠統(tǒng)的字眼， 因?yàn)榕c視力相關(guān)聯(lián)的因子包括：水晶體的曲率、視網(wǎng)膜的靈敏度、視神經(jīng)的健全等等， ? 事實(shí)上綠光在這里的影響很小。 因?yàn)楦鞣N顏色對(duì)光的吸收和反射各不相同 紅色對(duì)光線反射是67%

2、 黃色是65% 綠色則是47% 青色只反射36% ? 由于紅色和黃色對(duì)光線反射較強(qiáng) 因此容易產(chǎn)生耀光和刺眼 綠色和青色對(duì)光線的吸收和反射都比較適中 所以對(duì)人體的神經(jīng)系統(tǒng) 大腦皮質(zhì)及眼睛里的視網(wǎng)膜組織比較適應(yīng) ? 例如青草和綠樹 不僅能吸收強(qiáng)光中對(duì)眼睛有害的紫外線 同時(shí)還能減少因強(qiáng)光對(duì)眼睛所產(chǎn)生的耀眼 在你緊張的學(xué)習(xí)或長(zhǎng)時(shí)間工作之后 倚在窗口眺望遠(yuǎn)處的樹木 緊張的神經(jīng)就會(huì)頓時(shí)放松 眼睛的疲勞也很快就消失了 所以?？淳G看遠(yuǎn) 對(duì)眼睛是有保護(hù)作用的 ? 需要注意的是:綠色對(duì)眼睛有好處，并不是指綠色本身對(duì)眼睛有什么好處，而是說(shuō)遠(yuǎn)眺大自然的景物可緩解眼

3、睛的疲勞狀態(tài)。如果看33厘米以內(nèi)的東西，即使是綠色的，對(duì)眼睛也沒(méi)有益處。 ? =========================================================================================== ? ??? 數(shù)百年來(lái)人類視覺(jué)系統(tǒng)的進(jìn)化已經(jīng)與天然光相適應(yīng)。天然光是人們最適應(yīng)的光源，所以人們用于照明的燈光應(yīng)盡量接近天然光，這樣的照明人們才感到舒適，也是最衛(wèi)生的。眼衛(wèi)生對(duì)人造照明燈光的要求有以下幾個(gè)方面。 ? 光通量 ? 　　光源（燈泡）的光通量是它每秒鐘發(fā)出可見光的能量。燈光要有足夠的光通量，使被照讀物有足夠的明亮為

4、人眼感受。光通量的物理單位是流明（lm）。燈發(fā)出的光通量是燈的主要指標(biāo)之一。燈的功率越大，光通量就越大，通常它的光效也越高。 ? ? 照度 ? 　　當(dāng)燈光照亮一物體時(shí)，該受照物體能使人感覺(jué)到的明亮或暗淡。人感到物體很亮是因?yàn)槭苷瘴矬w得到的光通量很大，照度也越大。照度是該受照物體單位面積上得到的光通量數(shù)，它的單位是勒克斯（lx，lm/ m2）。 各種照明工程，照明設(shè)施都要以受照物體的照度為一個(gè)重要指標(biāo)。這指標(biāo)是隨著社會(huì)的發(fā)展、人們生活水平的提高而變化的。譬如對(duì)中小學(xué)教室的照明，是指教室里課桌上的照度，國(guó)際照明委員會(huì)有明確規(guī)定的指標(biāo)。我國(guó)對(duì)此也有指標(biāo)，即要求達(dá)到一定的照度。此標(biāo)準(zhǔn)是我

5、國(guó)在1987 年發(fā)表的，比較低。目前一些發(fā)達(dá)國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)最低為300lx，正常的照度應(yīng)為500 lx。在一些特殊的教室和實(shí)驗(yàn)室里要求照度達(dá)到750 lx。我國(guó)目前的照明標(biāo)準(zhǔn)明顯低于這些標(biāo)準(zhǔn)。 ? ??? 人眼能看清一個(gè)字體或物體與“人眼對(duì)字體、圖、線”的張角（視角）有關(guān)。人眼在觀察物體或閱讀書籍時(shí)，眼睛在不斷運(yùn)動(dòng)著，促使每個(gè)被觀察的物體或字體成像在中央凹上，以便使對(duì)象看得最清楚。因?yàn)橥ǔＴ谥醒氚继?，人眼的分辨本領(lǐng)最高。在不同照度下，人眼能分辨看清字體的張角變化很大，見表3 數(shù)據(jù)是在白光照射下，用同樣的環(huán)境、人眼分別適應(yīng)各個(gè)照度以后、觀察時(shí)間不受限制的情況下測(cè)得的。在低照度下分

6、辨角很大，也就不容易看清楚細(xì)小字筆的字體。在高照度下分辨角降低，細(xì)小的字體就能不太費(fèi)力看清楚了。在滿月的照度（照度約0. 1 lx）下，人眼的分辨角是3'，而在燈光照度500 lx 下分辨角降低到0. 7'。相比之下，人眼的分辨本領(lǐng)可提高4. 3倍?？梢?，人們?cè)跓艄庀麻喿x時(shí)，照度的提高看小字就不費(fèi)力，人眼不易感到疲勞，也就不易對(duì)視覺(jué)損傷，不易近視。 ? 　　大家知道，學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間和近距離的閱讀和寫字，用眼疲勞又得不到足夠的休息，就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生視力下降，晚上在家里讀書、做功課，照明條件不好，照度不夠，同樣也會(huì)造成學(xué)生視力下降。 ? ? 閃爍 ?　對(duì)燈光要求穩(wěn)定。燈光的不穩(wěn)定有二個(gè)概念，一

7、個(gè)是一般的燈光不穩(wěn)定——燈光忽亮忽暗。在這種環(huán)境下，人們會(huì)感覺(jué)很難過(guò)。這里講的是另一個(gè)概念，就是目前社會(huì)上正在討論的，由于電源工作頻率引起燈的光通量的波動(dòng)問(wèn)題——閃爍問(wèn)題。閃爍效應(yīng)是指由于光通量周期變化時(shí)人眼的主觀感覺(jué)效應(yīng)。我們常用的普通鎢絲燈泡是用50 Hz 220V 電源把燈絲通電燒亮而發(fā)光的。普通直管或環(huán)形熒光燈是用50 Hz 電源串聯(lián)了電感鎮(zhèn)流器點(diǎn)燃的放電燈。而緊湊型節(jié)能燈是用30 kHz 電子鎮(zhèn)流器點(diǎn)燃的放電燈。這些燈是否會(huì)發(fā)射50 Hz 或30 kHz 變化的光通量，出現(xiàn)50 Hz 和30 kHz 的閃爍現(xiàn)象？社會(huì)上流行的保健燈就是針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，提出要用直流電源或20 kHz 以上

8、的高頻電源點(diǎn)燈，可以防止燈的閃爍。認(rèn)為用直流電源或高頻電源點(diǎn)燈時(shí)，光通量不會(huì)波動(dòng)，對(duì)人眼沒(méi)有影響。 ? 　　我們說(shuō)天然光是理想、無(wú)閃爍的照明光。照明燈光也應(yīng)穩(wěn)定、無(wú)閃爍。如果人們長(zhǎng)期在不穩(wěn)定或受一定頻率調(diào)制的燈光下工作、讀書，眼睛當(dāng)然會(huì)感到疲勞。人的視覺(jué)系統(tǒng)由眼睛、視覺(jué)神經(jīng)以及人腦所組成。閃爍首先會(huì)造成眼睛疲勞、酸痛，如果長(zhǎng)期遭遇嚴(yán)重時(shí)，也會(huì)造成頭痛、心煩、緊張、甚至心動(dòng)過(guò)速。問(wèn)題是這種感覺(jué)是在人們不知不覺(jué)的情況下發(fā)生，而且會(huì)長(zhǎng)期累積起來(lái)的。因此，閃爍效應(yīng)要引起人們的警惕。要研究在怎樣的頻率、什么條件下，這種效應(yīng)會(huì)引起影響，使人染上燈光疲勞綜合癥。 ? 　　首先要問(wèn)用頻率為50 Hz

9、或30 kHz 的電源點(diǎn)燈，燈發(fā)出的光通量是否也是以50 Hz 和30 kHz 波動(dòng)呢？ 我們知道，普通鎢絲燈發(fā)光是通過(guò)用電源對(duì)鎢絲通電，把它燒熱到2000 ℃以上而熾熱發(fā)光的，這種光是穩(wěn)定的。 熒光燈有二個(gè)電極，在電極上加上50 Hz 變化的交變電壓，激發(fā)燈內(nèi)氣體放電而直接發(fā)的光，其中主要是汞發(fā)的紫外光（254 nm）和藍(lán)、綠、黃色等的可見光，而紫外光又激發(fā)了燈管內(nèi)壁上的熒光粉而發(fā)射了藍(lán)、綠、紅色光，這些光合并起來(lái)成為我們看到的白光。當(dāng)用30 kHz 電子鎮(zhèn)流器點(diǎn)燃熒光燈時(shí)，同樣也會(huì)看到白光的。 ? 　　那么熒光燈直接發(fā)的紫外光、藍(lán)、綠、黃色光是在50 Hz 和30 kHz 交變電場(chǎng)

10、作用下發(fā)的光，這些光通量是否也是按50 Hz 和30 kHz 變化呢？熒光粉發(fā)的光是受50 Hz 和30 kHz 變化的紫外光去激發(fā)的，這種光是否也是按50 Hz 或30 kHz 變化呢？回答是肯定的。 ? 　　閃爍的光對(duì)人眼的視覺(jué)感受有一個(gè)視覺(jué)殘留效應(yīng)。這個(gè)效應(yīng)是關(guān)系到當(dāng)光通量變化時(shí)，人眼視覺(jué)是否跟得上光通量變化的問(wèn)題。我們知道，人眼視覺(jué)是有惰性的。當(dāng)光通量變化慢的時(shí)候，人眼會(huì)看到它在變化。而當(dāng)光通量變化很快的時(shí)候，人眼就感受不出它在變化。對(duì)一般通常的人來(lái)說(shuō)，這個(gè)殘留效應(yīng)的時(shí)間0.04 s。也就是只有當(dāng)光通量變化時(shí)間大于這個(gè)時(shí)間時(shí)人才會(huì)感到光在變化的，即燈光有閃爍現(xiàn)象。 ? 　　另外

11、，光通量變化對(duì)人眼視覺(jué)的影響還與光通量變化的深度（即明暗差度）有關(guān)，與光通量的波峰和波谷值之差有關(guān)。有一個(gè)系數(shù)叫“光通量波動(dòng)深度FFD”，可以用來(lái)定量測(cè)量光通量變化的深度。當(dāng)FFD 大于25%時(shí)，閃爍會(huì)對(duì)人的視覺(jué)產(chǎn)生損傷。FFD 越大，損傷就越大。研究發(fā)現(xiàn)，如果光線明暗變化頻率很高，變化時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于人眼視覺(jué)殘留時(shí)間，即使明暗差再大，甚至達(dá)到100%，對(duì)人眼也不會(huì)有影響，因?yàn)槿搜鄹杏X(jué)不出光線明暗變化。用現(xiàn)代的視覺(jué)調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)時(shí)空信息和視覺(jué)特性可知，人眼的分辨本領(lǐng)有一個(gè)截止頻率（臨界融合頻率CMF）。因?yàn)楣庑畔⒌恼{(diào)制在向神經(jīng)信息轉(zhuǎn)換和向大腦中樞傳遞有一個(gè)時(shí)間過(guò)程，其頻率上限

12、在50 Hz 左右。當(dāng)空間頻率超過(guò)100 Hz 時(shí)，人眼已不能分辨，所以頻率大于100 Hz的光通量變化不會(huì)對(duì)視覺(jué)器官產(chǎn)生明顯影響。 ? 　　對(duì)于熒光粉發(fā)的光，我們認(rèn)為在熒光燈中常用熒光粉的余輝時(shí)間為幾個(gè)毫秒，即千分之幾秒。如果熒光粉受激發(fā)光的余輝還沒(méi)有衰減到一定深度前，第二次激發(fā)又發(fā)生了，那么熒光粉發(fā)的光就沒(méi)有閃爍感覺(jué)了。這就要求電源頻率大于熒光粉發(fā)光的衰減頻率，即電源頻率應(yīng)大于10 kHz。這樣熒光粉發(fā)的光通量將不會(huì)隨著電源電壓變化而變化，自然也就沒(méi)有閃爍感覺(jué)了。對(duì)于頻率低的熒光燈，閃爍現(xiàn)象依舊存在。綜合起來(lái)，人眼感到燈光閃爍現(xiàn)象的頻率最低約為100 Hz，光通量波動(dòng)深度效應(yīng)小于25%

13、。 ? 　　目前市場(chǎng)上，無(wú)閃爍光源有二種。一種是直流燈，用直流電源點(diǎn)的燈；另一種是高頻燈，用高頻電子鎮(zhèn)流器點(diǎn)的燈。對(duì)于這些“無(wú)閃爍光源”，我們?nèi)砸M(jìn)一步分析其有效性。因?yàn)橹绷鳠艏釉跓羯系氖侵绷麟妷?，如果工作電流是脈動(dòng)的，紋波較大。100Hz 的紋波也會(huì)造成燈光的閃爍，同時(shí)這種整燈的功率因數(shù)僅為0.5，其高次電流諧波是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和EMC 的要求還是個(gè)問(wèn)題。如果在電路中使用功率因數(shù)校正電路會(huì)出現(xiàn)電磁輻射問(wèn)題、整燈光效下降、成本提高。況且對(duì)直流供電的熒光燈要有特殊的電極結(jié)構(gòu)，否則會(huì)出現(xiàn)電泳現(xiàn)象。這也是直流燈長(zhǎng)期不能實(shí)現(xiàn)的原因。 ? 　　至于高頻燈，這種燈的電流是被一種與濾波電壓波形相似的

14、包絡(luò)波所調(diào)制的高頻工作電流。只有當(dāng)鎮(zhèn)流器直流電源的電壓紋波很小時(shí)，燈電流的包絡(luò)調(diào)制才很小，熒光燈發(fā)的光通量才穩(wěn)定，否則高頻電子鎮(zhèn)流器的燈光也仍會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。 ? ? 顯色性 ? ? 　光源的顯色性是物體受光源照明后物體顏色的復(fù)原性。我們知道，在太陽(yáng)光照下，人們能看到五顏六色的物體，這是因?yàn)樘?yáng)光包含了各種顏色（不同波長(zhǎng)）的光，非常豐富，可以把物體的任何顏色都復(fù)原出來(lái)為人眼看到。而各種燈發(fā)射的是不同顏色的光，因此它們復(fù)原物體顏色的本領(lǐng)就不同?？梢杂蔑@色指數(shù)Ra 來(lái)定量表示光源的顏色復(fù)原性。光源的顯色指數(shù)可以根據(jù)光源所發(fā)不同顏色的光通量進(jìn)行計(jì)算。通常是以太陽(yáng)的顯色指數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)，取為100

15、。燈的顯色指數(shù)越高，它能復(fù)原物體顏色的本領(lǐng)就越強(qiáng)。 ? 　　高壓汞燈主要發(fā)射藍(lán)紫光，在高壓汞燈下人臉青白很難看，這是因?yàn)槿四樀姆奂t肉色不能被汞燈發(fā)的藍(lán)紫光復(fù)原。用顯色指數(shù)差的燈光去照明看書，就很難看清彩色圖片和線條了。 ? ? 色溫 ? 　　一個(gè)光源能發(fā)射多種顏色的光，不同顏色光的通量也不同。對(duì)于光源的這種性質(zhì)，除可以用上述的顯色指數(shù)表示以外，還可以用色溫來(lái)表示。如果一個(gè)光源發(fā)光的顏色和一定溫度的黑體（標(biāo)準(zhǔn)光源）發(fā)光的顏色相同，那么該黑體的溫度就為該光源的顏色溫度（簡(jiǎn)稱色溫Tc）。色溫用絕對(duì)溫標(biāo)K 表示。 ? 　　從視覺(jué)生理學(xué)來(lái)看，顯色性好、色溫較高的天然光是最理想的閱讀光。

16、天然光的色溫較高。在高色溫?zé)艄庹彰飨鹿ぷ髯x書，由于其中藍(lán)光成分多，使人的“醒覺(jué)度”高，人有“日出而作”的感覺(jué)，比較興奮，不易感覺(jué)疲勞。而普通照明燈的光顯色性好，但燈的光色偏紅，色溫偏低，猶如日落時(shí)的天然光。當(dāng)人們用這種燈照明閱讀時(shí)，會(huì)有“日落而息”的感覺(jué)，這會(huì)使人意識(shí)因疲勞而應(yīng)放松需要休息。人眼的分辨本領(lǐng)也會(huì)下降，即不容易分辨出兩條靠得很近的細(xì)線。這時(shí)當(dāng)不自覺(jué)地用勁去閱讀時(shí)，人眼也容易疲勞而受傷害。 ? ? 光源的光譜 ? 　　光譜是光源發(fā)出不同顏色的光通量的綜合表征。光源的顯色性、色溫都是由它的光譜決定的。天然光的光譜包含了各種顏色的光是連續(xù)光譜。可是一般的人造光源中只有普通照明燈

17、泡是屬于這一類。而熒光燈的光譜主要決定于熒光粉發(fā)的可見光，配有不同熒光粉的熒光燈會(huì)發(fā)出不同的光譜，它們具有不同的光效、顯色性和色溫。對(duì)閱讀照明有用的光譜主要是可見光譜，是從藍(lán)紫光到紅光，波長(zhǎng)為380 ～ 780 nm。這也是國(guó)際照明界公認(rèn)的測(cè)量照明用燈的主要光譜范圍。最近有人提出“保健燈”的光譜范圍是400 ～ 650 nm，他們把380 ～ 400 nm和650 ～ 780 nm 的光譜抑制了，這樣不僅會(huì)使整燈的成本提高、光效降低，而且可能會(huì)影響藍(lán)紫色的顯色性能。 ? 　　**個(gè)別照明節(jié)能燈和無(wú)極燈會(huì)發(fā)射紫外光（254nm），這是不允許的，因?yàn)檫@種UVC 紫外光是殺菌消毒的主要光線，受它

18、長(zhǎng)時(shí)間輻照會(huì)對(duì)人眼的角膜產(chǎn)生有害損傷。這問(wèn)題應(yīng)引起有關(guān)方面的注意。 ? ? 照明均勻度 ? 現(xiàn)有光源都是有一定體積大小的發(fā)光體，而不是大面積的光源，這種光源容易產(chǎn)生眩光或陰影。當(dāng)用這種光源時(shí)，被照桌上的照度不均勻，人們會(huì)不知不覺(jué)地在不同照度下閱讀工作，也會(huì)造成人眼的疲勞。為此應(yīng)靠燈具來(lái)改善整燈照度的均勻分布。這樣整燈的光通量會(huì)減少，光效會(huì)下降，桌面的照度也下降，所以理想的照明燈的發(fā)光面積大，發(fā)光均勻。 ? ? ? 調(diào)光 ? 　　人眼的視覺(jué)效應(yīng)是由很多復(fù)雜的因素構(gòu)成，而且因人而異。燈光亮度是其中一個(gè)很重要的因素，即使對(duì)同一個(gè)人，在不同年齡、不同情緒、不同環(huán)境下，對(duì)燈光都有不

19、同的要求和反應(yīng)。閱讀燈光的最佳亮度就會(huì)因人而異。燈光太亮、太暗都會(huì)使人眼肌肉疲勞。而可調(diào)光亮度的燈能補(bǔ)償這些差異，因此燈具最好具有調(diào)光機(jī)構(gòu)。這樣才能使人們?cè)谑孢m的光照下進(jìn)行工作和學(xué)習(xí)，減輕疲勞、提高效率。 ? 其他 ? 　　環(huán)境光（背景光）、閱讀工作時(shí)間和閱讀距離以及姿態(tài)都會(huì)影響視覺(jué)健康。 ? ? ======================================================================= 一些愛(ài)好者對(duì)光度學(xué)的一些基本概念比較模糊，比如到底什么是亮度？衡量亮度的單位是什么？如何測(cè)量亮度？ ? 我們將試圖以不失嚴(yán)格性的情況下盡

20、量通俗的回答這些問(wèn)題，同時(shí)給出四個(gè)量之間的關(guān)系和轉(zhuǎn)換算法。 ? 光度學(xué)與光相關(guān)的常用量有4個(gè)： 發(fā)光強(qiáng)度、 光通量、 照度、 亮度。 ? ? ? 這4個(gè)量盡管是相關(guān)的，但是不同的，不能相混。正像壓力、重力、壓強(qiáng)、質(zhì)量是不同的物理量一樣。 ? ? 1、發(fā)光強(qiáng)度（I），單位坎德拉，即cd。 定義：光源在給定方向的單位立體角中發(fā)射的光通量定義為光源在該方向的(發(fā))光強(qiáng)(度)， 解釋：發(fā)光強(qiáng)度是針對(duì)點(diǎn)光源而言的，或者發(fā)光體的大小與照射距離相比比較小的場(chǎng)合。這個(gè)量是表明發(fā)光體在空間發(fā)射的會(huì)聚能力的。可以說(shuō)，發(fā)光強(qiáng)度就是描述了光源到底有多“亮”，因?yàn)樗枪夤β逝c會(huì)聚能力的一個(gè)

21、共同的描述。發(fā)光強(qiáng)度越大，光源看起來(lái)就越亮，同時(shí)在相同條件下被該光源照射后的物體也就越亮，因此，早些時(shí)候描述手電都用這個(gè)參數(shù)。 ?? 現(xiàn)在LED也用這個(gè)單位來(lái)描述，比如某LED是15000的，單位是mcd，1000mcd=1cd，因此15000mcd就是15cd。 ?? 之所以LED用毫cd（mcd）而不直接用cd來(lái)表示，是因?yàn)橐郧白钤鏛ED比較暗，比如1984年標(biāo)準(zhǔn)5mm的LED其發(fā)光強(qiáng)度才0.005cd，因此才用mcd表示，現(xiàn)在LED都很厲害了，但還是沿用原來(lái)的說(shuō)法。 　　用發(fā)光強(qiáng)度來(lái)表示“亮度”的缺點(diǎn)是，如果管芯完全一樣的兩個(gè)LED，會(huì)聚程度好的發(fā)光強(qiáng)度就高。因此，購(gòu)買LED的時(shí)候

22、不要一味追求高I值，還要看照射角度。很多高I值的LED并非提高自身的發(fā)射效率來(lái)達(dá)到，而是把鏡頭加長(zhǎng)照射角度變窄來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這盡管對(duì)LED手電有用，但可觀察角度也受限。另外，同樣的管芯LED，直徑5mm的I值就比3mm的大一倍多，但只有直徑10mm的1/4，因?yàn)橥哥R越大會(huì)聚特性就越好。 　　之所以用發(fā)光強(qiáng)度來(lái)表示手電或LED，是因?yàn)樵谙嗤嚯x下對(duì)被照射地的照度是與這個(gè)成正比的。特別的說(shuō)，距離1m的lx就是cd值。但是，很多場(chǎng)合下我們需要照射面積大一些，所以只用發(fā)光強(qiáng)度這一特性還不能全面反應(yīng)手電的能力。比如，同樣的筒身，換個(gè)大頭（大反光杯）則I值馬上增大許多。因此，很多情況下我們用光通量（單位流明

23、，見下）來(lái)表示手電了。 ? 以上我們說(shuō)“亮”和“亮度”時(shí)帶了引號(hào)，是因?yàn)檫@是我們常規(guī)說(shuō)的亮度，并非光度學(xué)嚴(yán)格意義上的亮度，這一單位后面會(huì)展開。 ? ? 常見光源發(fā)光強(qiáng)度（cd）： ---------------------------------- 太陽(yáng)，2.8E 高亮手電，10000 5mm超高亮LED，15 ? ? ? ? 2、光通量（F），單位流明，即lm。 定義：光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出的光量稱為光源的發(fā)光通量 解釋：同樣，這個(gè)量是對(duì)光源而言，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 　　對(duì)于各向同性的光（即光源的光線

24、向四面八方以相同的密度發(fā)射），則 F = 4πI。也就是說(shuō)，若光源的I為1cd，則總光通量為4π =12.56 lm。與力學(xué)的單位比較，光通量相當(dāng)于壓力，而發(fā)光強(qiáng)度相當(dāng)于壓強(qiáng)。要想被照射點(diǎn)看起來(lái)更亮，我們不僅要提高光通量，而且要增大會(huì)聚的手段，實(shí)際上就是減少面積，這樣才能得到更大的強(qiáng)度。 　　要知道，光通量也是人為量，對(duì)于其它動(dòng)物可能就不一樣的，更不是完全自然的東西，因?yàn)檫@種定義完全是根據(jù)人眼對(duì)光的響應(yīng)而來(lái)的。 　　人眼對(duì)不同顏色的光的感覺(jué)是不同的，此感覺(jué)決定了光通量與光功率的換算關(guān)系。對(duì)于人眼最敏感的555nm的黃綠光，1W = 683 lm，也就是說(shuō)，1W的功率全部轉(zhuǎn)換成波長(zhǎng)為555n

25、m的光，為683流明。這個(gè)是最大的光轉(zhuǎn)換效率，也是定標(biāo)值，因?yàn)槿搜蹖?duì)555nm的光最敏感。對(duì)于其它顏色的光，比如650nm的紅色，1W的光僅相當(dāng)于73流明，這是因?yàn)槿搜蹖?duì)紅光不敏感的原因。對(duì)于白色光，要看情況了，因?yàn)楹芏嗖煌墓庾V結(jié)構(gòu)的光都是白色的。例如LED的白光、電視上的白光以及日光就差別很大，光譜不同。 至于電光源的發(fā)光效率，是另外一個(gè)相關(guān)的話題，是說(shuō)1W的電功率到底能轉(zhuǎn)化成多少光通量。如果全部轉(zhuǎn)換成555nm的光，那就是每瓦683流明。但如果有一半轉(zhuǎn)換成555nm的光，另一半變成熱量損失了，那效率就是每瓦341.5流明。白熾燈能達(dá)到1W=20 lm就很不錯(cuò)了，其余的都成為熱量或紅外線

26、了。測(cè)量一個(gè)不規(guī)則發(fā)光體的光通量，要用到積分球，比較專業(yè)而復(fù)雜。 ? ? 常見發(fā)光的大致效率（流明/瓦） --------------------------------- 白熾燈，15 白色LED，80-100 日光燈，80 太陽(yáng)，94 鈉燈，80-120 ? ? ? 3、光照度（E），單位勒克斯即lx（以前叫l(wèi)ux）。 定義：1流明的光通量均勻分布在1平方米表面上所產(chǎn)生的光照度 解釋：光照度是對(duì)被照地點(diǎn)而言的，但又與被照射物體無(wú)關(guān)。一個(gè)流明的光，均勻射到1平米的物體上，照度就是1 lx。照度的測(cè)量，用照度表，或者叫勒克斯表、lux表。事實(shí)上，照度是最容易測(cè)量的

27、了（相對(duì)其它三個(gè)量），照度表很便宜就可以買到（幾百元）。為了保護(hù)眼睛便于生活和工作，在不同場(chǎng)所下到底要多大的照度都有規(guī)定，例如機(jī)房不得低于200 lx。陽(yáng)光下的照度是自然界里面很大的也很常見的了，為11萬(wàn)lx左右 ，房間桌面照度為100勒克司。 ? ? 常見照度（勒克司）： ----------------------------------- 陽(yáng)光直射（正午）下，110,000 陰天室外，1000 商場(chǎng)內(nèi)，500 陰天有窗室內(nèi)，100 普通房間燈光下，100 滿月照射下，0.2 ? ? ? ? 4、亮度（L），單位尼特，即nt。 定義：?jiǎn)挝还庠疵娣e在法線方向上

28、，單位立體角內(nèi)所發(fā)出的光流 解釋：這個(gè)是最容易被誤解的概念了。亮度是針對(duì)光源而言，而且不是對(duì)點(diǎn)光源，是對(duì)面光源而言的。無(wú)論是主動(dòng)發(fā)光的還是被動(dòng)（反射）發(fā)光的。亮度是一塊比較小的面積看起來(lái)到底有多 “亮”的意思。這個(gè)多“亮”，與取多少面積無(wú)關(guān)，但為了均勻，我們把面積取得比較小，因此才會(huì)出現(xiàn)“這一點(diǎn)的亮度”這樣的說(shuō)法。事實(shí)上，點(diǎn)光源是沒(méi)有亮度概念的。另外，發(fā)光面的亮度與距離無(wú)關(guān)，但與觀察者的方向有關(guān)。說(shuō)一個(gè)手電很“亮”，并不是說(shuō)該手電的亮度高（因?yàn)槭蛛娛菦](méi)有亮度概念的），而是說(shuō)其發(fā)光強(qiáng)度大，或者是說(shuō)被它照射的物體亮。說(shuō)一個(gè)星星（點(diǎn)光源）很亮，并非是說(shuō)其亮度高，而是說(shuō)其星等高而已。亮度不僅取決于光

29、源的光通量，更取決于等價(jià)發(fā)光面積和發(fā)射的會(huì)聚程度。比如激光指示器，盡管其功率很小，但可會(huì)聚程度非常高，因此亮度非常高。 ? 常見發(fā)光體的亮度（尼特）： ----------------------------------------- 紅色激光指示器，20,000,000,000 太陽(yáng)表面，2,000,000,000 白熾燈燈絲，10,000,000 陽(yáng)光下的白紙，30,000 人眼能習(xí)慣的亮度，3,000 滿月表面，2,500 人眼能比較好的分辨出顏色的亮度，1 滿月下的白紙，0.07 無(wú)月夜空，0.0001 ? ? ? ? 5、一個(gè)綜合計(jì)算的例子。 ?

30、 一個(gè)普通40瓦的白熾燈泡，其發(fā)光效率大約是每瓦10流明，因此可以發(fā)出400流明的光。我們可以認(rèn)為燈泡在空間上發(fā)光是均勻的，那么距離該燈泡1米處，其照度為400/12.56=32勒克司。其中12.56 = 4π，就是半徑1米的球體的表面積（已經(jīng)假設(shè)400流明的光是均勻分布在這個(gè)球體上的）。再假設(shè)被照射物體是某種綠色漫反射的，反射率是15%，那么，這個(gè)綠色物體被照射后就成為被動(dòng)發(fā)光的，其表面亮度是15% * 32 / π = 1.5尼特。 ? ? 問(wèn)1、如何把LED的光會(huì)聚到一點(diǎn)？ 答，這是不可能的。光學(xué)上有個(gè)定律，叫做像的亮度永遠(yuǎn)不大于光源的亮度。LED是有發(fā)光面積的，因此有亮度，要是

31、把全部或者大部分光會(huì)聚成很小的區(qū)域，其亮度就超過(guò)LED本身的亮度了，因此是不可能的。為了盡可能的會(huì)聚，只能增大反光碗/聚光鏡的尺度。用組合透鏡或者其它辦法無(wú)濟(jì)于事。 ? ? 問(wèn)2，照度和被照物體的亮度有什么關(guān)系？ 答，亮度=反射率*照度/π ? ? 問(wèn)3，如何測(cè)量手電或者LED的發(fā)光強(qiáng)度？ 答，在黑暗中把照度表的探頭放到地上，距離1米處的把手電或LED向下照射測(cè)得照度的勒克司值，就是其發(fā)光強(qiáng)度的cd值。 ? ? 問(wèn)4，如何用照度計(jì)測(cè)量亮度？ 答，亮度計(jì)和照度計(jì)是兩個(gè)東西，不能直接替代的。亮度計(jì)是測(cè)量發(fā)光體的亮度的，而照度計(jì)是測(cè)量被照射地點(diǎn)的照度的。但是，如果想知道比

32、較大一些面積的發(fā)光體比如燈箱的亮度，同時(shí)這個(gè)物體觸手可得，那么可以用照度計(jì)的探頭直接貼在發(fā)光體上， 讀出勒克司值后再乘上一個(gè)系數(shù)，就是亮度的尼特值 ? 問(wèn)5，如何測(cè)量一個(gè)燈泡的發(fā)光效率？ 答，可以用照度表，黑天在室外找一個(gè)相對(duì)較暗且空曠的地點(diǎn)，需要一個(gè)比較穩(wěn)定的電源和照度表?？諘绲哪康氖遣灰蟹瓷涔庹丈涞秸斩缺砩?，因此測(cè)試時(shí)身體盡量遠(yuǎn)離燈泡和照度表，照度表表頭距離燈泡中心1m處測(cè)得照度值為E，則效率 = 4 * π * E / N，結(jié)果單位是流明/瓦，其中N為燈泡功率 ? 例如燈泡為N=40W，讀數(shù)為E=35.0 lx，那么效率就是 12.56 * 35 / 40 = 11流明/瓦

33、 ? ? ? ? ? 物體的顏色 人們感知的物體顏色涉及到色彩學(xué)、光學(xué)、化學(xué)及生理學(xué)等不同學(xué)科。 ? 色溫的定義 色溫指的是光波在不同的能量下，人類眼睛所感受的顏色變化。 在色溫的計(jì)算上，是以 K 為單位，黑體幅射的 0° K= 攝氏 -273 ° C 做為計(jì)算的起點(diǎn)。 將黑體加熱，隨著能量的提高，便會(huì)進(jìn)入可見光的領(lǐng)域，例如，在 2800 ° K 時(shí)，發(fā)出的色光和燈泡相同，我們便說(shuō)燈泡的色溫是 2800 ° K。 可見光領(lǐng)域的色溫變化，由低色溫至高色溫是由橙紅 --> 白 --> 藍(lán)。 ? 色溫的特性 1. 在高緯度的地區(qū)，色溫較高，所見到的顏色偏藍(lán)。 2.

34、在低緯度的地區(qū)，色溫較低，所見到的顏色偏紅。 ? ( <---- 低色溫 ------------------ 高色溫 ----> ) ? 3. 在一天之中，色溫亦有變化，當(dāng)太陽(yáng)光斜射時(shí)，能量被( 云層、空氣 )吸收較多，所以色溫較低。當(dāng)太陽(yáng)光直射時(shí)，能量被吸收較少，所以色溫較高。 ? 4. Windows 的 sRGB 色彩模型是以 6500 ° K 做為標(biāo)準(zhǔn)色溫，以 D65 表示之。 ? 5. 清晨的色溫大約在 4400 ° K。 ? 6. 高山上色溫大約在 6000 ° K。 ? ? ? 顯色性 ??? 光源的顯色性是由顯色指數(shù)來(lái)表明，它表示物體在光下顏色比

35、基準(zhǔn)光（太陽(yáng)光）照明時(shí)顏色的偏離能較全面反映光源的顏色特性。 ? 顯色分兩種： ? 忠實(shí)顯色： 能正確表現(xiàn)物質(zhì)本來(lái)的顏色需使用顯色指數(shù)(Ra)高的光源，其數(shù)值接近100，顯色性最好。 ? 效果顯色：要鮮明地強(qiáng)調(diào)特定色彩，表現(xiàn)美的生活可以利用加色法來(lái)加強(qiáng)顯色效果。 ? 采用低色溫光源照射，能使紅色更鮮艷； ? 采用中色溫光源照射，使藍(lán)色具有清涼感； 采用高色溫光源照射，使物體有冷的感覺(jué)。 ? 顯色指數(shù)（Ra） ? 表征在特定條件下，經(jīng)某光源照射的物體所產(chǎn)生的心理感官顏色與該物體在標(biāo)準(zhǔn)光源照射下的心理顏色相符合的程度的參數(shù)。 ? ? ? ? 三 光的色學(xué)性質(zhì) 1

36、666 年，英國(guó)科學(xué)家牛頓第一個(gè)揭示了光的色學(xué)性質(zhì)和顏色的秘密。他用實(shí)驗(yàn)說(shuō)明太陽(yáng)光是各種顏色的混合光，并發(fā)現(xiàn)光的顏色決定于光的波長(zhǎng)。下表列出了在可見光范圍內(nèi)不同波長(zhǎng)光的顏色。 ? 不同波長(zhǎng)光線的顏色 為對(duì)光的色學(xué)性質(zhì)研究方便，將可見光譜圍成一個(gè)圓環(huán)，并分成九個(gè)區(qū)域（見圖），稱之為顏色環(huán)。顏色環(huán)上數(shù)字表示對(duì)應(yīng)色光的波長(zhǎng)，單位為納米（ nm），顏色環(huán)上任何兩個(gè)對(duì)頂位置扇形中的顏色，互稱為補(bǔ)色。例如，藍(lán)色（ 435 ～ 480nm ）的補(bǔ)色為黃色（ 580 ～ 595nm ）。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)色光還具有下列特性： （ l ）互補(bǔ)色按一定的比例混合得到白光。如藍(lán)光和黃光混合得到的是白光。同理，青光

37、和橙光混合得到的也是白光； （ 2 ）顏色環(huán)上任何一種顏色都可以用其相鄰兩側(cè)的兩種單色光，甚至可以從次近鄰的兩種單色光混合復(fù)制出來(lái)。如黃光和紅光混合得到橙光。較為典型的是紅光和綠光混合成為黃光； （ 3 ）如果在顏色環(huán)上選擇三種獨(dú)立的單色光。就可以按不同的比例混合成日常生活中可能出現(xiàn)的各種色調(diào)。這三種單色光稱為三原色光。光學(xué)中的三原色為紅、綠、藍(lán)。這里應(yīng)注意，顏料的三原色為紅、黃、藍(lán)。但是，三原色的選擇完全是任意的； （ 4 ）當(dāng)太陽(yáng)光照射某物體時(shí)，某波長(zhǎng)的光被物體吸取了，則物體顯示的顏色（反射光）為該色光的補(bǔ)色。如太陽(yáng)光照射到物體上對(duì)，若物體吸取了波長(zhǎng)為 400 ～ 435ntn 的紫

38、光，則物體呈現(xiàn)黃綠色。這里應(yīng)該注意：有人說(shuō)物體的顏色是物體吸收了其它色光，反射了這種顏色的光。這種說(shuō)法是不對(duì)的。比如黃綠色的樹葉，實(shí)際只吸收了波長(zhǎng)為 400 ～ 435urn 的紫光，顯示出的黃綠色是反射的其它色光的混合效果，而不只反射黃綠色光。 ? ? ? ? ============================================================================================== ? ? ? 1.???? 發(fā)光強(qiáng)度(光度)的含義是什么? ? 答：發(fā)光強(qiáng)度（光度，I）定義為:點(diǎn)光源在某一方向上的發(fā)光強(qiáng)度

39、，即是發(fā)光體在單位時(shí)間內(nèi)所射出的光量，也簡(jiǎn)稱為光度，常用單位為燭光（cd，坎德拉），一個(gè)國(guó)際燭光的定義為以鯨魚油脂制成的蠟燭每小時(shí)燃燒120格冷（grain）所發(fā)出的光度，一格冷等于0.0648克 ? 2.發(fā)光強(qiáng)度(光度)的單位是什么? ? 答：發(fā)光強(qiáng)度常用單位為燭光（cd，坎德拉），國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)燭光（lcd）的定義為理想黑體在鉑凝固點(diǎn)溫度（1769℃）時(shí)，垂直于黑體（其表面積為1m2）方向上的60萬(wàn)分之一的光度，所謂理想黑體是指物體的放射率等于1，物體所吸收的能量可以全部放射出去，使溫度一直保持均勻固定，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)燭光（candela）與舊標(biāo)準(zhǔn)燭光（candle）的互換關(guān)系為 1can

40、dela=0.981candle? ? 3.什么叫做光通量?光通量的單位是什么? ? 答：光通量（φ）的定義是：點(diǎn)光源或非點(diǎn)光源在單位時(shí)間內(nèi)所發(fā)出的能量,其中可產(chǎn)生視覺(jué)者（人能感覺(jué)出來(lái)的輻射通量）即稱為光通量。光通量的單位為流明（簡(jiǎn)寫lm），1流明（lumen或lm）定義為一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)燭光的光源在單位立體弧角內(nèi)所通過(guò)的光通量，由于整個(gè)球面面積為4πR2，所以一流明光通量等于一燭光所發(fā)出光通量的1/4π，或者說(shuō)球面有4π,因此按照流明的定義可知一個(gè)cd的點(diǎn)光源會(huì)輻射4π流明，即φ（流明）=4πI（燭光），假定△Ω為很小的立體弧角，在△Ω立體角內(nèi)光通量△φ，則有△φ=△ΩI ? 4

41、.一英尺燭光的含義是什么? ? 答：一英尺燭光是指距離一燭光的光源（點(diǎn)光源或非點(diǎn)光源）一英尺遠(yuǎn)而與光線正交的面上的光照度，簡(jiǎn)寫為1ftc（1 lm/ft2，流明/英尺2），即每平方英尺內(nèi)所接收的光通量為1流明時(shí)的照度，并且1ftc=10.76 lux ? 5.一米燭光的含義是什么? ? 答：一米燭光是指距離一燭光的光源（點(diǎn)光源或非點(diǎn)光源）一米遠(yuǎn)而與光線正交的面上的光照度，稱為勒克斯（lux，也有寫成lx），即每平方公尺內(nèi)所接收的光通量為1流明時(shí)的照度（流明/米2） ? 6. 1 lux的含義是什么？ ? 答：每平方公尺內(nèi)所接收的光通量為1流明時(shí)的照度 ? 7

42、.照度的含義是什么? ? 答：照度（E）的定義為：被照物體單位受照面積上所接受的光通量，或者說(shuō)受光照射的物體在單位時(shí)間內(nèi)每單位面積上所接受的光度，單位以米燭光或英尺燭光（ftc）表示 ? 8.照度與光度、距離之間有什么關(guān)系? ? 答：照度與光度、距離間的關(guān)系是：E(照度)=I(光度)/r2(距離平方) ? 9.被照體的照度大小與哪些因素有關(guān)? ? 答：被照體的照度與光源的發(fā)光強(qiáng)度及被照體和光源之間的距離有關(guān)，而與被照體的顏色、表面性質(zhì)及表面積大小無(wú)關(guān) ? 坎德拉是在101325Pa壓力下，處于鉑凝固溫度的黑體的1／600000m2表面在垂直方向上的光強(qiáng)度．

43、? 黑體是一種假想的能量輻射源，在評(píng)價(jià)其他輻射源時(shí)，用它作為比較光源和參考光源，它是一種其輻射僅依賴于溫度的輻射體．這樣的一種物體，它能夠在任何溫度下將輻射到它表面上的任何波長(zhǎng)的能量全部吸收．換言之，在輻射體的任何溫度下，絕對(duì)黑體光譜吸收率都等于1． ? 根據(jù)物理學(xué)的表現(xiàn)形式，完全的發(fā)光體也就是完全的黑體． ? CIE: 是國(guó)際照明委員會(huì)的簡(jiǎn)稱 ? 相關(guān)色溫 Correlated Color Temperature)：光源發(fā)射的光與黑體在某一溫度下輻射的光顏色最接近，則黑體的溫度就稱為該光源發(fā)射的光的相關(guān)色溫，單位為K。 ? 輻射強(qiáng)度 (Radiant Intensity)：

44、在給定方向上包含該方向的立體角元內(nèi)輻射源所發(fā)出的輻射通量dφ除以該立體角元dΩ，單位為W/Sr。 ? 輻射亮度 (Radiance)：輻射源面上一點(diǎn)在給定方向上包含該點(diǎn)的面元dA的輻射強(qiáng)度dI除以該面元在垂直于給定方向的平面上的正投影面積，單位為/Sr?m2。 ? 輻射照度 (Irradiance)：在輻射接收面上一點(diǎn)的輻射照度E等于投射在包括該點(diǎn)的一個(gè)面元上的輻射通量dφ除以該面元的面積dA，單位為W/m2。 ? 發(fā)光強(qiáng)度 (Luminous Intensity)：光源在給定方向上包含該方向，的立體角元內(nèi)所發(fā)出的光通量dφ除以該立體角元dΩ，單位為cd。俗稱 ? 坎德拉 (c

45、d)：發(fā)光強(qiáng)度單位?？驳吕前l(fā)出頻率為540×1012Hz輻射的光源在給定方向的發(fā)光強(qiáng)度；該光源在此方向的輻射強(qiáng)度為1/683W/Sr。 ? 光通量 (Luminous Flux)：能夠被人的視覺(jué)系統(tǒng)所感受到的那部分光輻射功率的大小，單位為lm。 ? 照度 (I luminance)： 表面上一點(diǎn)的光照度是入射在包含該點(diǎn)的面元上的光通量dφ除以該面元面積dA。照度的公制單位是lx(lm/m2)，英制單位為fc(lm/ft2)。? 1lx=0.0929fc?? 1fc=10.76lx ? 出光度 (Luminous Exultance)：?jiǎn)挝幻娣e上發(fā)出的光通量，單位是lm/m2。

46、? 亮度 (Luminance)： 在給定方向上， 每單位面積上的發(fā)光強(qiáng)度。亮度的公制單位是cd/m2(也稱Nit)，英制單位是fL(1/π×cd/ft2)。 ? 1cd/m2=0.2919fL?? 1fL=3.426cd/m2 ? CIE標(biāo)準(zhǔn)光度觀察者(CIE Standard Photometric Obse-rver)：相對(duì)光譜響應(yīng)曲線符合明視覺(jué)V(λ)函數(shù)或者暗視覺(jué)V"(λ)函數(shù)的理想觀察者。 ? 朗伯發(fā)射面 (Lambertian Surface)：在某一方向上的發(fā)光強(qiáng)度等于這個(gè)面垂直方向上的發(fā)光強(qiáng)度乘以方向角的余弦，這樣的發(fā)光面稱為朗伯發(fā)射面或朗伯體，有時(shí)也叫均勻漫射

47、面或均勻漫射體，還常被稱做余弦漫射體。朗伯發(fā)射面的出光度與亮度的關(guān)系為M=πL。 ? 說(shuō)明： 發(fā)光強(qiáng)度，是衡量顯示屏亮度的重要指標(biāo)，單位是坎德拉 (cd)。 ? 光通量，是投影系統(tǒng)的主要指標(biāo)之一，單位是(我們所說(shuō)的流明) lm。 ? 顯色指數(shù)（Ra） ? 光源的顯色性是指光源能否正確地顯現(xiàn)物體顏色的性能，光源顯色的 ? 標(biāo)準(zhǔn)就是物體在月光下所呈現(xiàn)的顏色。 ? 光源的光譜能量分布決定了光源的顯色性，日光、白熾光都是連續(xù)光譜。因而與日光、白熾光源相似的連續(xù)光譜的光源都有較好的顯色性。 ? 為了對(duì)光源的顯色性進(jìn)行定量比較，引入顯色指數(shù)的概念，一般用日光和極近似日光光譜的人

48、工光源做為標(biāo)準(zhǔn)光源，以顯色指數(shù)最高為100表示。 ? 光照度（lx）勒克斯 ? 1勒克斯等于1流明均勻分布在1平方米的表在面上所產(chǎn)生的照度。 ? 1 lx =1 lm/m2 （單位面積內(nèi)所入射光的量） ? 發(fā)光效率﹕發(fā)光效率簡(jiǎn)稱光效。光效就是燈每消耗1瓦電能所發(fā)出的光通量，單位是（lm/w）。 ? 理論計(jì)算表明，1瓦能量如果全部轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢曇姾瘮?shù)最高的555nm波長(zhǎng)的光時(shí)，光效可達(dá)680lm/w。 ? 可見光光譜：380nm∽760nm ? 光通量: 光源輻射的能量包括紫外、可見、紅外能量。不同的光源、光譜能量分布也不同。 ? 由于人眼對(duì)各種不同波長(zhǎng)的視覺(jué)靈敏度

49、不同，故不能直接用光源的輻射 能量（瓦）來(lái)衡量光能的大小，必須用人眼對(duì)光的相對(duì)感覺(jué)量為基準(zhǔn)，這個(gè)量就稱為光通量，單位為（lm）。 ? 在國(guó)際單位制中，光度學(xué)的基本單位是光強(qiáng)度，流明是導(dǎo)出單位。 ? 流明的定義是: 具有均勻光強(qiáng)度1坎德拉的均勻發(fā)光點(diǎn)光源，它發(fā)出的總光通量就是4π流明。 ? ? ? LED基礎(chǔ)知識(shí) ? ??? LED是Light Emitting Diode 的縮寫，中文譯為“發(fā)光二極管”，是一種可以將電能轉(zhuǎn)化為光能的電子器件具有二極管的特性。目前不同的發(fā)光二極管可以發(fā)出從紅外到藍(lán)間不同波長(zhǎng)的光線，還有在藍(lán)光LED上涂上熒光粉，將藍(lán)光轉(zhuǎn)化成白光的白光LED。

50、 ? ??? LED的色彩與工藝：制造LED的材料不同，可以產(chǎn)生具有不同能量的光子，借此可以控制LED所發(fā)出光的波長(zhǎng)，也就是光譜或顏色。歷史上第一個(gè)LED所使用的材料是砷(As)化鎵(Ga) ,發(fā)出的光線為紅外光譜。另一種常用的LED材料為磷(P)化鎵(Ga)，發(fā)出的光線為綠光。 ? ??? 由于制造采用了鎵、砷、磷三種元素，所以俗稱這些LED為三元素發(fā)光管。而GaN（氮化鎵）的藍(lán)光 LED 、GaP 的綠光 LED和GaAs紅外光LED，被稱為二元素發(fā)光管。而目前最新的工藝是用混合鋁(Al)、鈣(Ca) 、銦(In)和氮(N)四種元素的AlGaInN 的四元素材料制造的四元素LED，

51、可以涵蓋所有可見光以及部份紫外光的光譜范圍。 ? 發(fā)光強(qiáng)度： ? ??? 發(fā)光強(qiáng)度的衡量單位有照度單位（勒克司Lux）、光通量單位（流明Lumen）、發(fā)光強(qiáng)度單位（燭光　Candle power）， ? 1CD（燭光）指完全輻射的物體，在白金凝固點(diǎn)溫度下，每六十分之一平方厘米面積的發(fā)光強(qiáng)度。 ? 1L（流明）指1 CD燭光照射在距離為1厘米，面積為1平方厘米的平面上的光通量。 ? 1Lux（勒克司）指1L的光通量均勻地分布在1平方米面積上的照度。 ? ??? 一般主動(dòng)發(fā)光體采用發(fā)光強(qiáng)度單位燭光　CD，如白熾燈、LED等；反射或穿透型的物體采用光通量單位流明L，如LCD

52、投影機(jī)等；而照度單位勒克司Lux，一般用于攝影等領(lǐng)域。三種衡量單位在數(shù)值上是等效的，但需要從不同的角度去理解。比如：如果說(shuō)一部LCD投影機(jī)的亮度（光通量）為1600流明，其投影到全反射屏幕的尺寸為60英寸（1平方米），則其照度為1600勒克司，假設(shè)其出光口距光源1厘米，出光口面積為1平方厘米，則出光口的發(fā)光強(qiáng)度為1600CD。而真正的LCD投影機(jī)由于光傳播的損耗、反射或透光膜的損耗和光線分布不均勻，亮度將大打折扣，一般有50％的效率就很好了。 ? ??? 實(shí)際使用中，光強(qiáng)計(jì)算常常采用比較容易測(cè)繪的數(shù)據(jù)單位或變向使用。對(duì)于LED顯示屏這種主動(dòng)發(fā)光體一般采用CD／平方米作為發(fā)光強(qiáng)度單位，并配合

53、觀察角度為輔助參數(shù)，其等效于屏體表面的照度單位勒克司；將此數(shù)值與屏體有效顯示面積相乘，得到整個(gè)屏體的在最佳視角上的發(fā)光強(qiáng)度，假設(shè)屏體中每個(gè)像素的發(fā)光強(qiáng)度在相應(yīng)空間內(nèi)恒定，則此數(shù)值可被認(rèn)為也是整個(gè)屏體的光通量。一般室外LED顯示屏須達(dá)到4000CD／平方米以上的亮度才可在日光下有比較理想的顯示效果。普通室內(nèi)LED，最大亮度在700～2000 CD／平方米左右。 ? 　　 ? ??? 單個(gè)LED的發(fā)光強(qiáng)度以CD為單位，同時(shí)配有視角參數(shù)，發(fā)光強(qiáng)度與LED的色彩沒(méi)有關(guān)系。單管的發(fā)光強(qiáng)度從幾個(gè)mCD到五千mCD不等。LED生產(chǎn)廠商所給出的發(fā)光強(qiáng)度指LED在20mA電流下點(diǎn)亮，最佳視角上及中心位置

54、上發(fā)光強(qiáng)度最大的點(diǎn)。封裝LED時(shí)頂部透鏡的形狀和LED芯片距頂部透鏡的位置決定了LED視角和光強(qiáng)分布。一般來(lái)說(shuō)相同的LED視角越大，最大發(fā)光強(qiáng)度越小，但在整個(gè)立體半球面上累計(jì)的光通量不變。 ? ??? 當(dāng)多個(gè)LED較緊密規(guī)則排放，其發(fā)光球面相互疊加，導(dǎo)致整個(gè)發(fā)光平面發(fā)光強(qiáng)度分布比較均勻。在計(jì)算顯示屏發(fā)光強(qiáng)度時(shí)，需根據(jù)LED視角和LED的排放密度，將廠商提供的最大點(diǎn)發(fā)光強(qiáng)度值乘以30％～90％不等，作為單管平均發(fā)光強(qiáng)度。 ? ??? 一般LED的發(fā)光壽命很長(zhǎng)，生產(chǎn)廠家一般都標(biāo)明為100,000小時(shí)以上，實(shí)際還應(yīng)注意LED的亮度衰減周期，亮度衰減周期與LED生產(chǎn)的材料工藝及生產(chǎn)廠商有很大關(guān)

55、系，一般在經(jīng)濟(jì)條件許可的情況下應(yīng)選用亮度衰減較緩慢的日亞等國(guó)際品牌。 ? 配色、白平衡： ? ??? 白色是紅綠藍(lán)三色按亮度比例混合而成，當(dāng)光線中綠色的亮度為69%，紅色的亮度為21％，藍(lán)色的亮度為10％時(shí)，混色后人眼感覺(jué)到的是純白色。但LED紅綠藍(lán)三色的色品坐標(biāo)因工藝過(guò)程等原因無(wú)法達(dá)到全色譜的效果，而控制原色包括有偏差的原色的亮度得到白色光，稱為配色。 ? 當(dāng)為全彩色LED顯示屏進(jìn)行配色前，為了達(dá)到最佳亮度和最低的成本，應(yīng)盡量選擇三原色發(fā)光強(qiáng)度成大致為3:6:1比例的LED器件組成像素。 ? 白平衡要求三種原色在相同的調(diào)灰值下合成的仍舊為純正的白色。 ? 原色、基色：

56、 ? ??? 原色指能合成各種顏色的基本顏色。色光中的原色為紅、綠、藍(lán)，下圖為光譜表，表中的三個(gè)頂點(diǎn)為理想的原色波長(zhǎng)。如果原色有偏差，則可合成顏色的區(qū)域會(huì)減小，光譜表中的三角形會(huì)縮小，從視覺(jué)角度來(lái)看，色彩不僅會(huì)有偏差，豐富程度減少。 ? ??? LED發(fā)出的紅、綠、藍(lán)光線根據(jù)其不同波長(zhǎng)特性和大致分為紫紅、純紅、橙紅、橙、橙黃、黃、黃綠、純綠、翠綠、藍(lán)綠、純藍(lán)、藍(lán)紫等，橙紅、黃綠、藍(lán)紫色較純紅、純綠、純藍(lán)價(jià)格上便宜很多。三個(gè)原色中綠色最為重要，因?yàn)榫G色占據(jù)了白色中69％的亮度，且處于色彩橫向排列表的中心。因此在權(quán)衡顏色的純度和價(jià)格兩者之間的關(guān)系時(shí)，綠色是著重考慮的對(duì)象。LED照明術(shù)語(yǔ)：

57、 ? 　波長(zhǎng)：光的色彩強(qiáng)弱是可以通過(guò)數(shù)據(jù)來(lái)描述，這種數(shù)據(jù)叫波長(zhǎng)。能見到的光的波長(zhǎng)，范圍在380至780nm之間。單位：納米（nm） ? 　亮度：亮度是指物體明暗的程度，定義是單位面積的發(fā)光強(qiáng)度。單位：尼特（nit） ? 　光強(qiáng)：指光源的明亮程度。也即表示光源在一定方向和范圍內(nèi)發(fā)出的可見光輻射強(qiáng)弱的物理量。單位：燭光（cd） ? 　光通量：光源每秒鐘所發(fā)出的可見光量之總和。單位：流明（Lm） ? 　光效：光源發(fā)出的光通量除以光源的功率。它是衡量光源節(jié)能的重要指標(biāo)。單位：每瓦流明（Lm/w）。 ? 　顯色性：光源對(duì)物體呈現(xiàn)的程度，也就是顏色的逼真程度。通常叫做"顯色

58、指數(shù)"。單位：Ra。 ? 　色溫：光源發(fā)射光的顏色與黑體在某一溫度下輻射光色相同時(shí)，黑體的溫度稱為該光源的色溫。單位：開爾文（k）。 ? 　眩光：視野內(nèi)有亮度極高的物體或強(qiáng)烈的亮度對(duì)比，所造成的視覺(jué)不舒適稱為眩光，眩光是影響照明質(zhì)量的重要因素。 ? 　同步性：兩個(gè)或兩個(gè)以上LED燈在不規(guī)定時(shí)間內(nèi)能正常按程序設(shè)定的同步方式運(yùn)行，同步性是LED燈實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)變化的基本要求。 ? 　防護(hù)等級(jí)：IP防護(hù)等級(jí)是將燈具依其防塵、防濕氣之特性加以分級(jí)，由兩個(gè)數(shù)字所組成，第一個(gè)數(shù)字代表燈具防塵、防止外物侵人的等級(jí)（分0-6級(jí)），第二個(gè)數(shù)字代表燈具防濕氣、防水侵人的密封程度（分0-8級(jí)），數(shù)字越大表示其防護(hù)等級(jí)越高。 ? ? 特別聲明： 1：資料來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)，版權(quán)歸屬原作者 2：資料內(nèi)容屬于網(wǎng)絡(luò)意見，與本賬號(hào)立場(chǎng)無(wú)關(guān) 3：如有侵權(quán)，請(qǐng)告知，立即刪除。