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  • 来源:创业找项目
  • 时间:2018-05-06
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  • 篇一:光通量

    光通量

    光通量测试仪(积分求)

    光通量(luminous flux)指人眼所能感觉到的辐射功率,它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。由于人眼对不同波长光的相对视见率不同,所以不同波

    长光的辐射功率相等时,其光通量并不相等。

    例如,当波长为555×10-9米的绿光与波长为650×10-9米的红光辐射功率相等时,前者的光通量为后者的10倍。

    光通量的单位为“流明”。光通量通常用Φ来表示,在理论上其单位相当于电学单位瓦特,因视觉对此尚与光色有关。所以依标准光源及正常视力度量单位采用“流明”,符号:lm 。

    1.光通量是每单位时间到达、离开或通过曲面的量。

    2.光通量是灯泡发出亮光的比率。

    2.流明 (lm) 是国际单位体系 (SI) 和美国单位体系 (AS) 的光通量单位。如果将光作为穿越空间的粒子(即光子),那么到达曲面的光束的光通量与 1 秒钟时间间隔内撞击曲面的粒子数成一定比例。

    3.光通量的物理表达式为:

    式中: K:光敏度、感光度(类比:胶卷的感光度)、人眼对于彩色的感知能力 K = 683.002 lm/W。 K值使光通量的单位与辐射功率的单位得到统一。

    λ:波长,事实上人眼只对波长位于380nm~780nm的可见光有反应,习惯上我们把低于380nm的光波称为紫外线(Ultraviolet,简称UV), 把高于780nm的光波称为红

    外线(Infrared,简称IR),这一点也反映在了视见函数V(λ)中。

    V(λ):称为人眼相对光谱敏感度曲线,亦作视见函数曲线,是总结了众多针对人眼的测试经验而得到的,它描述了人眼对不同波长的光的反应强弱。

    人体应用 光源的辐射能通量;对人眼所引起视觉的物理量。即单位时间内某一波段内的辐射能量与该波段的相对视见率的乘积。人眼对不同波段的光,视见率不同;故不同波段的光辐射功率相等,而光通量不等。

    人眼对亮度的敏感程度与颜色有关,在整个可见光范围内并不是均匀的.可以用相对敏感函数曲线进行描述.

    在环境明亮时,人眼对于波长X=555nm(环境黑暗时为507nm)的光线最为敏感,我们定义这时的相对视敏度Vs(555)=1.当X为其它值时,Vs(X)均小于1.如果对于某一波长X的单色光,其辐射功率为P(X),相对视敏函数为Vs(X),则可以定义光通量为Y(X)=P(X)*Vs(X)。

    当P(X)以瓦为单位时,Y(X)的单位为光瓦.只有当X=555nm时,1瓦光辐射功率产生683lm(流明)的光通量

    光强

    光强是发光强度的简称。表示光源在单位立体角内光通量的多少。

    发光强度是指光源在指定方向上的单位立体角内发出的光通量,也就是说光源向空间某一方向辐射的光通密度。符号用I表示,国际单位是candela(坎德拉)简写cd。光强代表了光源在不同方向上的辐射能力。通俗的说发光强度就是光源所发出的光的强弱程度。

    亮度

    亮度是指发光体(反光体)表面发光(反光)强弱的物理量。人眼从一个方向观察光源,在这个方向上的光强与人眼所“见到”的光源面积之比,定义为该光源单位的亮度,即单位投影面积上的发光强度。亮度用符号L表示,亮度的单位是坎德拉/平方米(cd/m2) 。

    光源的明亮程度与发光体表面积有关系,同样的光强的情况下,发光面积大,则暗,反之则亮。

    亮度与发光面的方向也有关系,同一发光面在不同的方向上其亮度值也是不同的,通常是按垂直于视线的方向进行计量的。

    如在电视机照明中,如果要降低被摄物的亮度,尤其是人物脸部,正常的做法是把灯的距离拉远一些,或者在灯前加上柔光纸,以减轻光线的强度

    色温

    色温(colo(u)r temperature)是表示光源光色的尺度,单位为K(开尔文)。色温是在摄影、录象、出版等领域具有重要应用。光源的色温是通过对比它的色彩和理论的热黑体辐射体来确定的。热黑体辐射体与光源的色彩相匹配时的开尔文温度就是那个光源的色温,它直接和普朗克黑体辐射定律相联系。

    色温是表示光源光谱质量最通用的指标。一般用Tc表示。色温是按绝对黑体来定义的,光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时,此时黑体的温度就称此光源的色温。低色温光源的特征是能量分布中,红辐射相

    三种色温的荧光灯光谱

    对说要多些,通常称为“暖光”;色温提高后,能量分布中,蓝辐射的比例增加,通常称为“冷光”。一些常用光源的色温为:标准烛光为1930K(开尔文温度单位);钨丝灯为2760-2900K;荧光灯为3000K;闪光灯为3800K;中午阳光为5600K;电子闪光灯为6000K;蓝天为12000-18000K。

    在讨论彩色摄影用光问题时,摄影家经常提到“色温”的概念。色温究竟是指什么?

    我们知道,通常人眼所见到的光线,是由7种色光的光谱所组成。但其中有些光线偏蓝,有些则偏红,色温就是专门用来量度和计算光线的颜色成分的方法,是19世纪末由英国物理学家洛德·开尔文所创立的,他制定出了一整套色温计算法,而其具体确定的标准是基于以一黑体辐射器所发出来的波长。

    色温(ColorTemperature)是高档显示器一个性能指标。我们知道,光源发光时会产生一组光谱,用一个纯黑体产生出同样的光谱时所需要达到的某一温度,这个温度就是该光源的色温。现在的15英寸以上数控显示器肯定带有色温调节功能,通过该功能(一般有9300K、6500K、5000K三个选择)可以使显示器的色彩能够满足高标准工作要求。高档产品中有些还支持色温线性调整功能。

    光源的颜色常用色温这一概念来表示。光源发射光的颜色与黑体在某一温度下辐射光色相同时,黑体的温度称为该光源的色温。在黑体辐射中,随着温度不同,光的颜色各不相同,黑体呈现由红——橙红——黄——黄白——白——蓝白的渐变过程。某个光源所发射的光的颜色,看起来与黑体在某一个温度下所发射的光颜色相同时,黑体的这个温度称为该光源的色温。“黑体”的温度越高,光谱中蓝色的成份则越多,而红色的成份则越少。例如,白炽灯的光色是暖白色,其色温表示为2700K,而日光色荧光灯的色温表示方法则是6000K。

    某些放电光源,它发射光的颜色与黑体在各种温度下所发射的光颜色都不完全相同。所以在这种情况下用“相关色温”的概念。光源所发射的光的颜色与黑体在某一温度下发射的光的颜色最接近时,黑体的温度就称为该光源的相关色温。

    光源色温不同,光色也不同,带来的感觉也不相同:

    <3300K 温暖(带红的白色) 稳重、温暖

    3000-5000K 中间(白色) 爽快

    >5000K 清凉型(带蓝的白色) 冷

    色温与亮度:高色温光源照射下,如亮度不高则给人们有一种阴冷的气氛;低色温光源照射下,亮度过高会给人们有一种闷热感觉。光色的对比:在同一空间使用两种光色差很大的光源,其对比将会出现层次效果,光色对比大时,在获得亮度层次的同时,又可获得光色的层次。

    开尔文认为,假定某一纯黑物体,能够将落在其上的所有热量吸收,而没有损失,同时又能够将热量生成的能量全部以“光”的形式释放出来的话,它产生辐射最大强度的波长随温度变化而变化。例如,当黑体受到的热力相当于500—550℃时,就会变成暗红色(某红色波长的辐射强度最大),达到1050一1150℃时,就变成黄色……因而,光源的颜色成分是与该黑体所受的温度相对应的。色温通常用开尔文温度(K)来表示,而不是用摄氏温度单位。打铁过程中,黑色的铁在炉温中逐渐变成红色,这便是黑体理论的最好例子。通常我们所用灯泡内的钨丝就相当于这个黑体。色温计算法就是根据以上原理,用K来对应表示物体在特定温度辐射时最大波长的颜色。

    根据这一原理,任何光线的色温是相当于上述黑体散发出同样颜色时所受到的“温度”。颜色实际上是一种心理物理上的作用,所有颜色印象的产生,是由于时断时续的光谱在眼睛上的反应,所以色温只是用来表示颜色的视觉印象。

    在色温上的喜好是因人而定的,这跟我们日常看到景物景色有关,例如在接近赤道的人,日常看到的平均色温是在11000K(8000K(黄昏)~17000K(中午)),所以比较喜欢高色温(看起来比较真实),相反的,在纬度较高的地区(平均色温约6000K)的人就比较喜欢低色温的(5600K或6500K),也就是说如果您用一台高色温的电视去表现北极的风景,看起来就感觉偏青;相反的若您用低色温的电视去看亚热带的风情,您会感觉有点偏红,

    色温是人眼对发光体或白色反光体的感觉,这是物理学。生理学与心理学的综合复杂因素的一种感觉,也是因人而异的。色温在电视(发光体)或摄影(反光体)上是可以用人为的方式来改变的,例如在摄影上我们用3200K的白炽热灯(3200K),但我们在镜头上加上红色滤光镜滤通过一点红光线使照片看起来色温低一点;相同的道理,我们也可以在电视上减少一点红色(但减太多多少也会影响到正常红色的表现)让画面看起来色温高一点。

    摄影

    彩色胶片的设计,一般是根据能够真实地记录出某一特定色温的光源照明来进行的,分为5500K日光型、3400K强灯光型和3200K钨丝灯型多种。因而,摄影家必须懂得采用与光源色温相同的彩色胶卷,才会得到准确的颜色再现。如果光源的色温与胶卷的色温互相不平衡,就要靠滤光镜来提升或降低光源的色温,使与胶卷的色温相匹配,才会有准确的色彩再现。 通常,两种类型的滤光镜用于平衡色温。一种是带红色的81系列滤光镜,另一种是带微蓝色的82系列滤

    滤光镜

    光镜。前者在光线太蓝时(也就是在色温太高时)使用:而后者是用来对付红光,以提高色温的。82系列滤光镜使用的机会不如81系列的多。事实上,很多摄影家的经验是,尽量增加色温,而不是降低色温。用一枚淡黄滤光镜拍摄最平常的日落现象,会产生极其壮观的效果。美国一位摄影家的经验是,用微红滤光镜可在色温高达8000K时降低色温,而用蓝滤光镜可使日光型胶卷适用于低达4400K的色温条件。平时,靠使用这些滤光镜几乎可以在白天的任何时候进行拍摄,并取得自然的色调。但是,在例外的情况下,当色温超出这一范围之外时,就需要用色彩转换滤光镜,如琥珀色的85B滤光镜,可使高达19000K的色温适合于日光型胶卷。相反,使用灯光型胶卷配以82系列的滤光镜,可使色温下降到2800K。

    光圈

    倘若需要用日光型胶片在用钨丝灯照明的条件下拍摄时,还可以用80滤光镜。如果当时不用TTL曝光表测光的话,须增加2级光圈,以弥补光线的损失。而当用灯光型胶片在日光条件下拍摄时,就需用85B滤光镜,需要增加2/3级光圈。

    然而,目前市场上通用的滤光镜代号十分混乱,不易识别,并不是所有的制造厂商都用标准的代号和设计。因此,在众多的滤光镜中,选出一个合适的滤光镜是不容易的。为了把滤光镜分类的混乱状况系统化,使选择滤光镜的工作简化,加拿大摄影家施瓦茨介绍了国际上流行的标定光源色温的新方法。

    显示屏

    电视或者显示屏的色温是如何界定的呢?因为在中国的景色一年四季平均色温约在8000K~9500K之间,所以电视台在节目的制作都以观众的色温为9300K去摄影的。但是欧美因为平时的色温和我们有差异,以一年四季的平均色温约6000K为制作的参考的,所以我们再看那些外来的片子时,就会发现5600K~6500K最适合观看。当然这种差异使我们也会因此觉得猛的看到欧美的电脑或者电视的屏幕时感觉色温偏红,偏暖,有些不大适应。

    色温定位

    日光灯

    如何准确地进行色温定位?这就需要使用到“色温计”啦。一般情况下,正午10点至下午2点,晴朗无云的天空,在没有太阳直射光的情况下,标准日光大约在5200~5500°K。新闻摄影灯的色温在3200°K;一般钨丝灯、照相馆拍摄黑白照片使用的钨丝灯以及一般的普通灯泡光的色温大约在 2800°K;由于色温偏低,所以在这种情况下拍摄的照片扩印出来以后会感到色彩偏黄色。而一般日光灯的色温在7200~8500°K左右,所以在日光灯下拍摄的相片会偏青色。这都是因为拍摄环境的色温与拍摄机器设定的色温不对造成的。一般在扩印机上可以进行调整。但如果拍摄现场有日光灯也有钨丝灯的情况,我们成为混合光源,这种片子很难进行调整。

    综上所述,拍摄期间对色温的考量、设定以及调整就显得非常重要。无论你是使用传统相机

    篇二:光通量与光功率之关系

    光通量的单位。发光强度为1坎德拉(cd)的点光源,在单位立体角(1球面度)内发出的光通量为“1流明”。英文缩写(lm)。

    所谓的流明简单来说,就是指蜡烛一烛光在一公尺以外的所显现出的亮度.一个普通40瓦的白炽灯泡,其发光效率大约是每瓦10流明,因此可以发出400流明的光. 40瓦的白炽灯220伏时,光通量为340流明。光通量是描述单位时间内光源辐射产生视觉响应强弱的能力,单位是流明,也叫明亮度。

    投影仪表示光通量的单位是ansi流明,ansi流明是美国国家标准化协会制定的测量投影仪光通量的标准,它测量屏幕"田"字形九个交叉点上的各点照度,乘以面积,再求九点的平均值,即为该投影仪的ansi流明。流明值越高表示越亮,明亮度越高则在投影时就不需要关灯。

    ansi为american national standards institute(美国国家标准局)的缩写。

    详细介绍

    同样,这个量是对光源而言,是描述光源发光总量的大小的,与光功率等价。光源的光通量越大,则发出的光线越多。

    对于各向同性的光(即光源的光线向四面八方以相同的密度发射),则 f = 4πi。也就是说,若光源的i为1cd,则总光通量为4π =12.56 lm。与力学的单位比较,光通量相当于压力,而发光强度相当于压强。要想被照射点看起来更亮,我们不仅要提高光通量,而且要增大会聚的手段,实际上就是减少面积,这样才能得到更大的强度。

    要知道,光通量也是人为量,对于其它动物可能就不一样的,更不是完全自然的东西,因为这种定义完全是根据人眼对光的响应而来的。

    人眼对不同颜色的光的感觉是不同的,此感觉决定了光通量与光功率的换算关系。

    对于人眼最敏感的555nm的黄绿光,1w = 683 lm,也就是说,1w的功率全部转换成波长为555nm的光,为683流明。这个是最大的光转换效率,也是定标值,因为人眼对555nm的光最敏感。对于其它颜色的光,比如650nm的红色,1w的光仅相当于73流明,这是因为人眼对红光不敏感的原因。对于白色光,要看情况了,因为很多不同的光谱结构的光都是白色的。例如led的白光、电视上的白光以及日光就差别很大,光谱不同。

    至于电光源的发光效率,是另外一个相关的话题,是说1w的电功率到底能转化成多少光通量。如果全部转换成555nm的光,那就是每瓦683流明。但如果有一半转换成555nm的光,另一半变成热量损失了,那效率就是每瓦341.5流明。白炽灯能达到1w=20 lm就很不错了,其余的都成为热量或红外线了。测量一个不规则发光体的光通量,要用到积分球,比较专业而复杂。

    常见发光的大致效率(流明/瓦)

    白炽灯,15

    白色led,20

    日光灯,50

    太阳,94

    钠灯,120

    参照下列“荧光灯计算”公式:

    各种光源灯具的实际效率:

    LED计算:80*0.95*0.85*0.9=58.14流明/瓦

    荧光灯计算:80*0.65*0.6*0.6=18.72流明/瓦

    普通灯泡计算:20*0.6*0.6=7.2流明/瓦

    高压钠灯计算:100*0.5*0.55*0.51=14流明/瓦

    可见,LED灯具实际效率是一般荧光灯的3倍,是普通白炽灯泡的8倍,是高压钠灯的4倍。

    即:LED灯与节能灯与白炽灯之间功率可换算为:5W=14W=40W,3W=9W=30W

    光通量指人眼所能感觉到的辐射能量,它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。由于人眼对不同波长光的相对视见率不同,所以不同波长光的辐射功率相等时,其光通量并不相等。例如,当波长为55510-7米的绿光与波长为6510-6米的红光辐射功率相等时,前者的光通量为后者的10倍。光通量的单位为“流明”。光通量通常用φ来表示,在理论上其功率可用瓦特来度量,但因视觉对此尚与光色有关。所以度量单位采用,依标准光源及正常视力另定之“流明”来度量光通量。符号:lm

    篇三:光通量与光效的区别

    一)、光效

    光效:即光源每W电功率产生发出的光能量(俗称光通量),单位:流明/瓦特(Lm/w)。光源每W电功率产生的光通量越多,光效越高,亮度越高,节约电能越多。

    (二)、光通量

    电光源产生发出的光能量,称为光通量,单位为流明(Lm)。在某固定的空间内,电光源产生的光通量越充足,人对周围环境的视觉感觉越明亮。

    (三)、光效与光通量区别

    光效与光通量,是两个不同的物理概念。但是,往往产生混淆。

    光效:是表征电光源,将电能转化成光能量效率高低的一个物理量。

    光通量:表征是电光源,按照既定的光效和电功率,产生发出的光能量的总和。

    在实际照明应用设计中,鉴别比较电光源技术性能优劣的时,具有现实直观物理意义的概念应该是:光效。

    (四)、光谱能量分布与可见光比例

    光源产生的光通量中,包含可见光和不可见光。可见光比例高与低,是由光谱能量分布比例决定的。绿色光源的光通量中,光谱能量分布比例是接近于太阳光的,可见光比例高。

    只有可见光比例高,有效视觉光效才能高。绿色光源的总光通量中,可见光比例应是传统光源的3.5--8倍以上。

    可见光比例越高,有效视觉光效越高,有效视觉照度就越高,表明电光源技术性能越先进。

    (五)、有效视觉光效

    光效:是描述光源技术性能优劣的物理概念。但是在实际照明应用设计中,具有现实直观物理意义的概念应该是:有效视觉光效。

    技术理由:

    1、光源产生发出的光通量中,包括可见光、不可见光两部分。可见光是人的眼睛能够感觉到的光,是我们应用于照明所需要的光通量。不可见光,人的眼睛感觉不到。

    2、光源的技术性能不同,光谱能量分布比例不同。产生发出的光通量中,可见光、不可见光两部分的比例是不一样的,并且差异较大。

    3、光源的有用性是照明,照明是为人的眼睛服务的。人的眼睛感觉到光通量,才是真正有积极意义的物理量。

    4、现阶段,用于测量光通量的仪表,如照度计等,其实质就是一个光伏电池。工作原理是将光通量,按照一定的光电函数关系转换成电流值。再按照一定的电流数显函数关系,直观地显示出与光通量对应变化的数字。

    这中光伏电池式的测量光通量的仪表,不能区分可见光、不可见光。只是将接受到的可见光、不可见光,一并显示为一个对应的数字。

    5、现阶段,人们已经形成的测量比较准则,认为测量到的数值越大,光源越亮。实质上这里存在着一个技术概念上的误区。

    6、如果用光效这个物理概念,和现阶段普通的测量光通量的仪表,来描述不同种类光源的光效高低。就必然会出现这样一种反差现象。即:光效(测量到的数值)高的光源,人眼睛感觉到的有效视觉亮度和有效视觉照度,并不高;相反,光效(测量到的数值)低的光源,人眼睛感觉到的有效视觉亮度和有效视觉照度,反而高。

    例如:用同一只测量光通量的仪表,分别去测量高压汞灯和节能灯。这种测量数值与视觉的反差非常显著。用同一只测量光通量的仪表,分别去测量T8日光灯和节能灯。这种测量数值与视觉的反差,也是十分明显

    7、光源用于照明时,可见光才是所需要的光通量。因此,光源所含可见光的多少,是光源有效视觉光效高低的决定因素。我们应该鉴别比较的,也应该是光源所含可见光比例的高低。

    8、为鉴别比较光源所含可见光的比例高低,现在引入有效视觉光效这个物理概念。有效视觉光效:表征的是光源产生发生的光通量中,单位光通量中可见光比例的高低。 在光通量一定时,可见光比例越高,有效视觉光效越高,实际有效视觉照度越高,光源技术性能越先进。

    金卤灯技术太成熟了,生产的厂家太多,价格太透明了,做工程用金卤灯的话赚不了什么大钱。所以现在要推出个大家都不怎么熟悉的所谓“节能高效长寿的”无极灯出来,好赚钱啊。个人是这么理解的。大功率的LED同理。无极灯和LED都需要非常优秀的散热系统,一般厂家生产的灯具根本就达不到散热的要求


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