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LED的光通量與照度和光強的關(guān)系

更新時間:2021-10-12  點擊次數(shù):3189次

    LED的光通量是表示光源整體亮度的指標(biāo)。單位為lm(流明)。在表示照明光源的明亮程度時經(jīng)常使用。是參考人眼的靈敏度(視覺靈敏度)來表示光源放射光亮度的物理量。具體數(shù)值為各向同性的發(fā)光強度為1cd(堪德拉)的光源在1sr(立體弧度)的立體角內(nèi)放射的光通量為1lm。此處的sr為立體角的單位,表示從球面向球心截取的面積為半徑(r)的2次方(r2)的圓錐體的頂角。

  光強是表示光通量立體角密度的指標(biāo)。單位為cd。多在表示顯示用LED等的眩光時使用。其定義為:發(fā)射540×1012Hz(波長555nm)頻率單色光,在一定方向的光線發(fā)射強度為1/683W/sr的光源,在該方向的光強就定義為1cd

  亮度是表示從光源及反射面和透射面等二次光源向觀測者發(fā)出的光的強度指標(biāo)。單位為cd/m2。與光通量一樣,是結(jié)合人眼的靈敏度表示的物理量。大多在表示液晶面板和PDP等顯示器畫面的亮度時使用。

  照度是表示照射到平面上的光的亮度指標(biāo)。單位為lx(勒克司),有時也標(biāo)記為lm/m2。是指光源射向平面狀物體的光通量中,每單位面積的光通量。用于比較照明器具照射到平面上的明亮程度。

光通量,顧名思義,就是光通過的量,單位流明Lm。
現(xiàn)在它是光學(xué)中的基本單位,定義(簡化):波長為555nm,輻射量為1瓦時,光通量為683流明。
(
)強度:點光源在給定方向上,單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量,單位坎德拉(Cd)。

()照度:投射在單位面積上的光通量,單位勒克司Lx。
(
)亮度:離開、到達(dá)或者穿過某一表面,單位立體角、單位投影面積上的光通量,單位尼特nt。

 

轉(zhuǎn)換關(guān)系.png

光通量與照度和光強的關(guān)系

  光通量、光強、亮度和照度的關(guān)系簡單歸納如下:光通量除以單位立體角等于光強;光通量除以單位面積等于照度,光強除以單位面積等于亮度。

照明常用參數(shù):光通量,照度,光強等參數(shù)介紹

1967年法國第十三屆國際計量大會規(guī)定了以 坎德拉、坎德拉/平方米、流明、勒克斯分別作為發(fā)光強度、光亮度、光通量和光照度等的單位,為統(tǒng)一工程技術(shù)中使用的光學(xué)度量單位有重要意義。為使您了解和使用便利,以下將有關(guān)知識做一簡單介紹:

1. 燭光、國際燭光、坎德拉(candela)的定義

在每平方米101325牛頓的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,面積等于1/60平方厘米的絕對黑體"(即能夠吸收全部外來光線而毫無反射的理想物體),在純鉑(Pt)凝固溫度(約2042K1769℃)時,沿垂直方向的發(fā)光強度為1 坎德拉。并且,燭光、國際燭光、坎德拉 三個概念是有區(qū)別的,不宜等同。從數(shù)量上看,60 坎德拉等于58.8國際燭光,亥夫納燈的1燭光等于0.885國際燭光或0.919坎德拉。

2. 發(fā)光強度與光亮度

 發(fā)光強度簡稱光強,國際單位是candela(坎德拉)簡寫cd。Lcd是指光源在一定方向的單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量。光源輻射是均勻時,則光強為I=F/ΩΩ為立體角,單位為球面度(sr,F為光通量,單位是流明,對于點光源由I=F/4 。光亮度是表示發(fā)光面明亮程度的,指發(fā)光表面在一定方向的發(fā)光強度與垂直且一定方向的發(fā)光面的面積之比,單位是坎德拉/平方米。對于一個漫散射面,盡管各個方向的光強和光通量不同,但各個方向的亮度都是相等的。電視機的熒光屏就是近似于這樣的漫散射面,所以從各個方向上觀看圖像,都有相同的亮度感。

以下是部分光源的亮度值:單位cd/m2

太陽:1.5*10 ;日光燈:(5—10*103;月光(滿月):2.5*103;黑白電視機熒光屏:120左右;彩色電視機熒光屏:80左右。

3. 光通量與流明

 光源所發(fā)出的光能是向所有方向輻射的,對于在單位時間里通過某一面積的光能,稱為通過這一面積的輻射能通量。各色光的頻率不同,眼睛對各色光的敏感度也有所不同,即使各色光的輻射能通量相等,在視覺上并不能產(chǎn)生相同的明亮程度,在各色光中,黃、綠色光能激起最大的明亮感覺。如果用綠色光作水準(zhǔn),令它的光通量等于輻射能通量,則對其它色光來說,激起明亮感覺的本領(lǐng)比綠色光為小,光通量也小于輻射能通量。光通量的單位是流明,是英文lumen的音譯,簡寫為lm。絕對黑體在鉑的凝固溫度下,從5.305*103cm2面積上輻射出來的光通量為1lm。為表明光強和光通量的關(guān)系,發(fā)光強度為1坎德拉的點光源在單位立體角(1球面度)內(nèi)發(fā)出的光通量為1六名。一只40W的日光燈輸出的光通量大約是2100流明。

單位:流明(lm)

  ~=一燭光(1cd)的光源在一立體弧度角內(nèi)所發(fā)出的光通量。
  ~
燭光=每小時燃燒7.776克標(biāo)準(zhǔn)燭所發(fā)出的光.

~流明也可以定義為:在空氣中波長為555nm,1/683W輻射通量相等的光通量。

關(guān)系式

  φ=4 π I
  (1
燭光=4 π 流明 = 12.56 流明)
  (1cd = 4 π lm = 12.56 lm)

4. 光照度與勒克斯

  光照度可用照度計直接測量。光照度的單位是勒克斯,是英文lux的音譯,也可寫為lx。被光均勻照射的物體,在1平方米面積上得到的光通量是1流明時,它的照度是1勒克斯。有時為了充分利用光源,常在光源上附加一個反射裝置,使得某些方向能夠得到比較多的光通量,以增加這一被照面上的照度。例如汽車前燈、手電筒、攝影燈等。

  以下是各種環(huán)境照度值:單位lux

黑夜:0.001—0.02;月夜:0.02—0.3;陰天室內(nèi):5—50;陰天室外:50—500;晴天室內(nèi):100—1000;夏季中午太陽光下的照度:約為10*9次方;閱讀書刊時所需的照度:50—60;家用攝像機標(biāo)準(zhǔn)照度:1400。

①單位:
    • 
勒克斯(lux)=流明/平方米
    • 
幅透(phot)=流明/平方厘米
    • 
米燭光:距離一燭光的光源一米處的點被照體表面上的照度。

②關(guān)系式

    照度=光強/距離2

    E=I/r2
    r
為光源到被照物表面的距離

③公式

    E=dφ/dA
    dA
為被照體單位面積

    當(dāng)被照體傾斜,與光束成θ夾角時:

    E=dφcosθ/dA


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