LED光学基础

功率因素(Power Factor)

功率因素是实际消耗的功率与电力供给容量之比值.所以功率因素越高,电力在传输过程中即可减少无谓的损失并提高电力的利用率

色温：

色温：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。

因为大部分光源所发出的光皆通称为白光，故光源的色表温度或相关色温度即用以指称其光色相对白的程度，以量化光源的光色表现。根据Max Planck的理论，将一具完全吸收与放射能力的标准黑体加热，温度逐渐升高光度亦随之改变；CIE色座标上的黑体曲线（Black body locus）显示黑体由红——橙红——黄——黄白——白——蓝白的过程。黑体加温到出现与光源相同或接近光色时的温度，定义为该光源的相关色温度，称色温，以绝对温K （Kelvin，或称开氏温度）为单位（K=℃+273.15）。因此，黑体加热至呈红色时温度约527℃即800K，其他温度影响光色变化。

光色愈偏蓝，色温愈高；偏红则色温愈低。一天当中画光的光色亦随时间变化：日出后40分钟光色较黄，色温3,000K；正午阳光雪白，上升至4,800-5,800K，阴天正午时分则约6,500K；日落前光色偏红，色温又降至纸2,200K。其他光源的相关色温度。

因相关色温度事实上是以黑体辐射接近光源光色时，对该光源光色表现的评价值，并非一种精确的颜色对比，故具相同色温值的二光源，可能在光色外观上仍有些许差异。仅冯色温无法了解光源对物体的显色能力，或在该光源下物体颜色的再现如何。

不同光源环境的相关色温度

一些常见的例子：

1700 K: 火柴光

1850 K: 蜡烛

2800 K: 钨灯(白炽灯)

3350 K: 演播室"CP"灯

3400 K: 演播室台灯, 照相泛光灯（不是闪光灯）, 等...

4100 K: 月光

5000 K: 日光

5500 K: 平均日光, 电子闪光(因厂商而异)

5770 K: 有效太阳温度

6420 K: 氙弧灯

6500 K: 日光

9300 K: 电视屏幕（模拟）

5000K和6500K的黑体的颜色分别接近于普通D50和D65的发光物，这通常用于颜色再现的场合（摄影、出版，等等）。

灯泡的功率(20或100瓦)似乎能够改变其色彩，但其实只会改变它的光度，而我们的眼睛对这个非常敏感，颜色看起来就不同了。

对于基于黑体的光线，蓝色比红色更“热”，红色其实是更“冷”的颜色。这跟我们传统的认知不一样，大家都把蓝色跟“冷色”联系在一起，红色跟“暖色”联系在一起。这种传统概念其实是从其他方面演化来的，比较凉的水、冰看起来是蓝色，火、加热的金属的色调是偏红。相反的是，这恰恰证明了红色是所有可见光中最“冷”的颜色——红色是随着金属温度升高放射出来的第一个颜色。观察一下普通白炽灯泡，白炽灯发出的橘色光贯穿了它们的一生，白炽灯泡灯丝熔断的一刹那，发出的光线显而易见的有些偏蓝——熔断的一刹那间，灯丝比以往热得多，灯泡玻璃上的焦痕就是个证据。

在非正式场合，"色温" 也可以代表“白平衡”。请注意，色温只涉及一个变量（以热力学温标K 做单位），而白平衡同时牵涉到两个（红色值、蓝色值）。

在摄影术领域中，另一种表现色温的数量叫做mired（迈尔德，逆标色温，用色温的倒数来标志温度的单位）。就很简单的一套公式就能在色温和mired之间换算。（关于换算的公式，以及采用mired的原因，请参照mired条目）

光色的应用

照度：

照度：单位勒克斯

对同一个光源来说，光源离光照面越远，光照面上的照度越小；光源离光照面越近，光照面上的照度越大。光源与光照面距离一定的条件下，垂直照射与斜射比较，垂直照射的照度大；光线越倾斜，照度越小。

亮度：单位尼特

亮度在物理学上是一个较复杂的概念，它的定义是指(被照物体)单位面积上的发光强度，其度量单位是“尼特”。

就是说，光源照在物体上强弱用照度表示，物体反射光到眼里强弱用亮度表示。同灯同距照在白纸和黑纸上，照度相同，亮度不同。

照度*反射率就叫亮度。

光照度 E 勒克斯/Lm/m2 发光体照射在被照物体单位面积上的光通量

光亮度 L 尼特/cd/m2 光源在特定方向的单位投影面在单位立体角中发射的光通量

照度是反映光照强度的一种单位，其物理意义是照射到单位面积上的光通量，照度的单位是每平方米的流明（Lm）数，也叫做勒克斯（Lux）：1Lux=1Lm/平方米上式中，Lm 是光通量的单位，其定义是纯铂在熔化温度（约1770℃）时，其1/60平方米的表面面积于1球面度的立体角内所辐射的光量。

为了对照度的量有一个感性的认识，下面举一例进行计算，一只100W的白炽灯，其发出的总光通量约为1200Lm，若假定该光通量均匀地分布在一半球面上，则距该光源1m和5m 处的光照度值可分别按下列步骤求得：半径为1m的半球面积为2π×12=6.28平方米距光源1m处的光照度值为： 1200Lm/6.28平方米=191Lux同理、半径为5m的半球面积

为:2π×52=157平方米距光源5m处的光照度值为： 1200Lm/157平方米=7.64Lux

可见，从点光源发出的光照度是遵守平方反比律的。

1LUX大约等于1烛光在1米距离的照度，我们在摄像机参数规格中常见的最低照度（MINIMUM.ILLUMINATION），表示该摄像机只需在所标示的LUX数值下，即能获取清晰的影像画面，此数值越小越好，说明CCD的灵敏度越高。同样条件下，黑白摄像机所需的照度远比尚须处理色彩浓度的彩色摄像机要低10倍。

一般情况：夏日阳光下为100，000LUX；阴天室外为10000LUX；室内日光灯为100LUX；距60W台灯60CM桌面为300LUX；电视台演播室为1000LUX；黄昏室内为10LUX；夜间路灯为0.1LUX；烛光（20CM远处）10～15LUX。