標準光源有哪些光度學指標和色度學指標?評價標準光源的性能指標有很多,其中就包括光度學指標和色度學指標。光度學指標主要包括光通量、光照度、光亮度等,色度學指標主要包括色溫和顯色性。本文對這些指標的具體含義做了詳細的介紹,對光源知識感興趣的朋友可以了解一下!
1.光通量
光源在單位時間內發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劣,是描述光源發光總量的大小的,與光功率等價。光源的光通量越大,則發出的光線越多。光通量與工作電流直接有關。隨著電流增加,光源光通量隨之增大。
2.發光強度
光源在指定方向上的一個很小的立體角元dΩ內所包含的光通量dφ值,除以這個立體角元,所得的商就定義為光源在此方向上的發光強度,以I表示,表達式為:I=dφ/dΩ。單位是坎德拉,符號為cd。
發光強度的概念要求光源是一個點光源,或者光源的尺寸和探測器的面積與離光探測器的距離足夠小。輻射強度的定義和要求與發光強度類似。
發光強度常用于說明光源或者燈具發出的光通量在空間各個方向或在選定方向上的分布密度,是表征發光器件發光強弱的重要性能。
3.亮度
在某個方向上的光強與人眼所見到的光源面積之比,定義為光源在該方向上的亮度。亮度的單位為坎德拉每平米,常用L表示。
4.發光效率
發光效率(簡稱光效)是指一個光源所發出的光通量與光源消耗的電功率之比。發光效率表征了光源的節能特性,這是衡量現代光源性能的一個重要指標。目前商業白光LED的光效尚未達到熒光燈的水平,但早已超過白熾燈和鹵鎢燈。
5.光照度
在被照物體表面上,單位面積內所接收到的光通量稱為光照度(簡稱照度)。光照度是表征表面被照明程度的量,以E表示,單位為勒克斯(Lx),1Lx=1 lm/m2。公式表示為:E=dφ/dS。
1.色溫
色溫是描述光源光譜質量最常用的指標。當某輻射體與絕對黑體在可見光區域具有相同形狀的光譜功率分布時的溫度,稱為該輻射體的色溫。當光源的色度坐標位于色度圖上的黑體跡線上時,就把黑體的絕對溫度定義為該光源的色溫,不同溫度下,絕對黑體的色度坐標是不同的,但是非熱輻射光源,它們的光譜功率分布形式與黑體輻射相差很大,其色度坐標不一定落在黑體輻射跡線上,這時常用相關色溫來表示,即在色度圖上,和某一光源的色度坐標點相距最近的那個黑體的絕對溫度就定義為該光源的相關色溫。
2.顯色性
光源對物體的顯色能力稱為顯色性,是通過與同色溫的白熾燈下觀察到的物體顏色比較得到的。光源發射的光譜分布決定它的顏色,光譜分布不同,對各個顏色的顯色性亦大不相同。相同顏色的光源可以由不同的光譜組成,光源的光譜組成波長范圍越廣顯色品質越好。當光源光譜中缺少白熾燈下物體所反射的主波長時,會使物體顏色產生明顯的色差,色差程度越大,光源對該顏色的顯色性也就越差。目前,顯色指數仍是定義評價光源顯色性的普遍方法。
對于標準光源的光通量,目前還沒明確的相關規定。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。
根據ISO3664:2000對標準光源的相關要求規定,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,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,但是用戶可以根據照度要求,反推出標準光源的光通量要求。
1.D75光源:色溫7500K;顯色指數95+。
2.D65光源:色溫6500K;顯色指數95+。
3.D50光源:色溫5000K;顯色指數95+。
4.CWF光源:色溫4150K;顯色指數62。
5.U30光源:色溫3000K;顯色指數85。
6.TL83光源:色溫3000K;顯色指數85。
7.TL84光源:色溫4100K;顯色指數85。
8.Inca A光源:色溫2856K;顯色指數95+。
9.Horizon光源:色溫2300K;顯色指數95+。
色溫是光源的重要指標,用來描述光源本身的顏色。一定的色光具有一定的相對能量分布:當黑體連續加熱,溫度不斷升高時,它的相對光譜能量分布的峰值部位將由長波方向向短波方向變化,其所發光的顏色的變化順序是紅-黃-白-藍。同一種顏色,在白熾燈、鹵素燈、中午日光等不同光源照明下,所表現出來的顏色是不同的。而這種差異就是由光源的色溫不同造成的。
有關光源顏色特性的評價的另一個指標是光源的顯色性,它研究物體在光源照明下所呈現的顏色效果。光源的光譜分布決定了光源的顯色性,具有連續光譜分布的光源均有較好的顯色性,如白熾燈、日光等。另外,由特定的色光組成的混合光源也能有很好的顯色性,如波長為610nm(橙)、540 nm(綠)和450nm(藍)的光譜輻射對提高光源的顯色性具有特殊效果,所以采用這三種色光以適當的比例混合所產生的白光與連續光譜的白熾燈或日光具有同樣優良的顯色性。光源的顯色性影響著人眼所觀察的物體顏色,在顯色性好的光源照明下,物體顏色的失真就會小。
光源的色溫和顯色性是光源的兩個重要的顏色指標。兩者之間沒有必然的聯系,因為具有不同光譜分布的光源可能有相同的色溫,但其顯色性可能差別很大。