1、LED 照明、光源、標準與測量知識第一部分 幾個基本概念光度學、色度學基本知識 1 光度學1.1 光 光是一種波長比較短的電磁波電磁波，電磁波又稱電電磁輻射磁輻射，是一種特殊形態的能量，用波長（）或頻率（f）表示。（ c/f c3105km/s)1.2 光輻射 波長在1nm1mm范圍內的電磁輻射稱為光學輻射，簡稱光輻射 紫外輻射： 1nm380nm 可見輻射： 380nm780nm(可見光） 紅外輻射： 780nm1mm 1.3.1 光和輻射 可見輻射作用于人眼,使人有明亮的光感覺-可見輻射的一種生理效應。 光感覺是一種復雜的物理（可見輻射）生理心理過程。 1.3.2 光度學 用人類視覺器官的

2、生理特性約定的規范評價光輻射與光視效應的一門學科。1.3.3 輻射度學 對光輻射本身進行定量評價的一門學科，主要研究光學輻射引起的各種物理，化學和生物效應。1.4 光與視覺1.4.1 人的視覺系統 人眼-視神經-大腦 錐狀細胞：明視覺環境（幾個cd/m2） 識別明暗，辨別顏色； 桿狀細胞：暗視覺環境（百分之幾個cd/m2） 識別明暗，不能分辨顏色；1.4.2 視功能定義：觀察者在其視場中發覺和驗證物體細部時的速度和準確度的能力。 視力隨被觀察物體的亮度增加而增加，直到3000cd/m2以上達到峰值，亮度過高，則感到刺眼而無法分辨物體了。 看清楚觀察對象，需要一定反應時間，提高亮度，可降低反應時

3、間，亮度過低，延長觀察時間也不會改善視力。1.4.3 視覺適應 當環境的明暗發生劇烈變化時，眼睛的生理狀態 不能立即隨之變化，使得視力降低，并感到不適應，需經過一段時間適應這種變化。a）從明亮昏暗：錐狀細胞桿狀細胞 適應時間較長，完全適應到暗視覺約需 30 min。b）從昏暗明亮：桿狀細胞錐狀細胞 適應時間較短，錐狀細胞視覺功能恢復很快，完全適應到明視覺僅需 1 min。c）特殊照明場所的照明設計必須充分考慮人眼的亮度適應特性。（比如高速路隧道照明）如： （1）暗室入口 （2）較長隧道 暗 白天：明 明 明 夜晚： 暗 暗 措施：加強照明過渡照明基本照明 調光控制 白天隧道入口白天隧道出口白天

4、隧道出口夜晚隧道入口 1.5 光度學基本量1.5.1 光通量：符號為，單位是流明（lm）光源在單位時間內發出的光量=dQ/dt 單位：流明（lm）總光通量4立體角射束通量給定立體角（立體角：用于表示空間范圍的幾何量。它指一個任意錐面所包圍的空間。單位：球面度（sr）。整個球面對球心所張的立體角為4 （sr）。） 1.5.2 發光強度v點光源向給定方向發出的單位立體角內的光通量I=d /d 單位:坎德拉（cd）發光強度分布曲線（配光曲線）：實際光源或燈具各個方向的發光強度不同為表述其發光的空間分布特性配光曲線。 1.5.3 發光亮度（亮度或輝度） 光源發光表面上某一點處的亮度是該面元ds在給定方

5、向上的發光強度與該面元在垂直于該方向的平面上的正交投影面積之商。 L=d I /(ds cos) 單位:坎德拉/米2（cd/m2） 當發光面與給定方向垂直時， cos1 則上式為： L=d I /ds 亮度在工程中應用一般情況下，亮度被定義來反映人類的主觀明亮感覺。 比如：隧道照明中，隧道路面的亮度，與發光強度和地面材料（路面反射、路面材料吸光的多少？）有關。 隧道燈（光源），隧道路面和隧道？我們需要哪里明亮？當然是隧道路面和隧道！我們看到的路面其實是路面反射的光線。 隧道照明要求：一般亮度要求2cd/m2； 工程現場粗約對照：1cd/m2與15lx相當1.5.4 光照度v入射任一面積的光通量與該面積大小之比。 E= d /ds 單位：流明/米2 (lm/m 2) 專用單位名稱：勒克斯（lux或lx）v注：1.5.11.5.3發光體（光源） 1.5.4被照射表面。1.6 光度學基本定律v1.6.1 距離平方反比定律v點光源在某方向垂直于該方向的面元上建立的照度與光源在該方向的發光強度成正比，與光源到面元距離的平方成反比。 光源 照度計 r E=I/r2 國際單位制：E：lx I：cd r：m 工程應用：知道某點的照度可以推測另一點的照度。 例：測得某光源在5米處的照度為30