LED照明、光源、标准与测量培训

1、LED 照明、光源、标准与测量知识第一部分 几个基本概念光度学、色度学基本知识 1 光度学1.1 光 光是一种波长比较短的电磁波电磁波，电磁波又称电电磁辐射磁辐射，是一种特殊形态的能量，用波长（）或频率（f）表示。（ c/f c3105km/s)1.2 光辐射 波长在1nm1mm范围内的电磁辐射称为光学辐射，简称光辐射 紫外辐射： 1nm380nm 可见辐射： 380nm780nm(可见光） 红外辐射： 780nm1mm 1.3.1 光和辐射 可见辐射作用于人眼,使人有明亮的光感觉-可见辐射的一种生理效应。 光感觉是一种复杂的物理（可见辐射）生理心理过程。 1.3.2 光度学 用人类视觉器官的

2、生理特性约定的规范评价光辐射与光视效应的一门学科。1.3.3 辐射度学 对光辐射本身进行定量评价的一门学科，主要研究光学辐射引起的各种物理，化学和生物效应。1.4 光与视觉1.4.1 人的视觉系统 人眼-视神经-大脑 锥状细胞：明视觉环境（几个cd/m2） 识别明暗，辨别颜色； 杆状细胞：暗视觉环境（百分之几个cd/m2） 识别明暗，不能分辨颜色；1.4.2 视功能定义：观察者在其视场中发觉和验证物体细部时的速度和准确度的能力。 视力随被观察物体的亮度增加而增加，直到3000cd/m2以上达到峰值，亮度过高，则感到刺眼而无法分辨物体了。 看清楚观察对象，需要一定反应时间，提高亮度，可降低反应时

3、间，亮度过低，延长观察时间也不会改善视力。1.4.3 视觉适应 当环境的明暗发生剧烈变化时，眼睛的生理状态 不能立即随之变化，使得视力降低，并感到不适应，需经过一段时间适应这种变化。a）从明亮昏暗：锥状细胞杆状细胞 适应时间较长，完全适应到暗视觉约需 30 min。b）从昏暗明亮：杆状细胞锥状细胞 适应时间较短，锥状细胞视觉功能恢复很快，完全适应到明视觉仅需 1 min。c）特殊照明场所的照明设计必须充分考虑人眼的亮度适应特性。（比如高速路隧道照明）如： （1）暗室入口 （2）较长隧道 暗 白天：明 明 明 夜晚： 暗 暗 措施：加强照明过渡照明基本照明 调光控制 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 光度学基本量1.5.1 光通量：符号为，单位是流明（lm）光源在单位时间内发出的光量=dQ/dt 单位：流明（lm）总光通量4立体角射束通量给定立体角（立体角：用于表示空间范围的几何量。它指一个任意锥面所包围的空间。单位：球面度（sr）。整个球面对球心所张的立体角为4 （sr）。） 1.5.2 发光强度v点光源向给定方向发出的单位立体角内的光通量I=d /d 单位:坎德拉（cd）发光强度分布曲线（配光曲线）：实际光源或灯具各个方向的发光强度不同为表述其发光的空间分布特性配光曲线。 1.5.3 发光亮度（亮度或辉度） 光源发光表面上某一点处的亮度是该面元ds在给定方

5、向上的发光强度与该面元在垂直于该方向的平面上的正交投影面积之商。 L=d I /(ds cos) 单位:坎德拉/米2（cd/m2） 当发光面与给定方向垂直时， cos1 则上式为： L=d I /ds 亮度在工程中应用一般情况下，亮度被定义来反映人类的主观明亮感觉。 比如：隧道照明中，隧道路面的亮度，与发光强度和地面材料（路面反射、路面材料吸光的多少？）有关。 隧道灯（光源），隧道路面和隧道？我们需要哪里明亮？当然是隧道路面和隧道！我们看到的路面其实是路面反射的光线。 隧道照明要求：一般亮度要求2cd/m2； 工程现场粗约对照：1cd/m2与15lx相当1.5.4 光照度v入射任一面积的光通量与该面积大小之比。 E= d /ds 单位：流明/米2 (lm/m 2) 专用单位名称：勒克斯（lux或lx）v注：1.5.11.5.3发光体（光源） 1.5.4被照射表面。1.6 光度学基本定律v1.6.1 距离平方反比定律v点光源在某方向垂直于该方向的面元上建立的照度与光源在该方向的发光强度成正比，与光源到面元距离的平方成反比。 光源 照度计 r E=I/r2 国际单位制：E：lx I：cd r：m 工程应用：知道某点的照度可以推测另一点的照度。 例：测得某光源在5米处的照度为30