光度学中几个重要概念
阐述光度学的基本概念
阐述光度学的基本概念1.1光度学的基本概念在电磁辐射中可见光只占有很窄的波段。
光度学是来讨论可见辐射的测量和传播。
光度学里所用单位是以人眼的响应为基础的。
本文將介绍光度学的一些相应的单位【1】【2】，和常用单位。
1.1.1光通量通常用光的功率来表示光源在单位时间内发射的光能量的大小，单位为（W/nm）。
辐射通量这个概念可用于所有光谱段的光与辐射。
但人眼对不同波长的光的视觉灵敏度V（入）是不同的，对波长小于380纳米和大于780纳米之间的这部分不可见光，V（入）=0。
因此将光源发射的辐射通量能够引起人眼视觉的这部分能量称为光通量。
通常用积分球法来测量LED的光通量，被测的LED器件发射出的光辐射经积分球壁的多次反射后，产生了和光通量成比例的均匀面出光度，被球壁上的探测器测量到；同时在球内的漫射屏挡住了光线，不让探测器去直接接收被测器件的光辐射。
1.1.2发光强度由于辐射的发光体在空间发出的光通量是不均匀的，大小也是不同的，所以为了表示辐射体在不同方向上光通量的分布特性，需要引入光通量角密度这个概念：光源在特定方向上很小的立体角元内所包含的光通量dΦ与立体角dΩ的比值，称为这个方向上的光强，单位为坎德拉。
LED光强的检测可以分为近场与远场两种情况，在远场的条件下，并且LED 光源的尺寸与光探测器的面积到离光探测器距离相比足够小，LED光源可看做点光源。
此时，光探测器表面光照度E遵循距离平方反比的定理。
在近场的条件下，测量LED时所需要的距离d相对就较短，光源相对尺寸太大，或是探测器表面和光源构成的角度太大了，此时，光探测器测量的光强取决于测量的条件。
照射在离LED有一定距离的光探测器的光通量Φ与探测器所构成的立体角Ω的比值，就是平均发光强度。
发光强度空间分布图仅规定了一个平面，半角强度常定义为发光强度等于最大发光强度一半位置构成的角度，让被测发光二极管绕顶点旋转，也可以让探测器以d为半径旋转，此测量法不仅适用于LED，同样也适用于对称的LED灯具的检测。
光度学与色度学基本概念及应用 LCD LCM LED 背光
光源的色度指标 色温 显色性 颜色的三个心理特征 明度 色调 彩度 混色及颜色匹配
颜色与光谱
颜色 波长范围(nm) 红 620-780 橙 590-620 黄 560-590 黄绿 530-560 绿 500-530 青 470-500 兰 430-470 紫 380-430
常用LED颜色对照表
由于同一个颜色样品在不同的光源下可能使人眼产生不同的色彩感觉， 而在日光下物体显现的颜色是最准确的。因此，可以用日光标准（参 照光源），将白炽灯、荧光灯、钠灯等人工光源（待测光源）与其比 较，显示同色能力的强弱叫做该人工光源的显色性。
我国国家标准“光源显色性评价方法GB5702-85”中规定用普朗克辐射 体（色温低于5000K）和组合日光（色温高于5000K）做参照光源。
R G B (C) (R) (G) (B) RG B RG B RG B r (R) g (G) b(B)
r g b 1
对标准白光：
R G B 1
rw gw bw 1/ 3
CIE1931-RGB真实三原色表色系统
546.1 nm b 435.8 nm
三原色色度单位量值确定
CIE规定，当三原色与亮度为5.6508 cd/m2 的等能白光 E 相匹配时，各原色各具有一个色 度学单位，即：
(R) 1.0000 cd/m (B) 0.0601 cd/m
2 2
(G) 4.5907 cd/m
dS d 2 r
发光强度
（Luminous intensity or angular intensity 单位：Candla (cd)）
点光源在某方向上单位立体角内的光通量，记作 Iv，即
光度学基本概念
Me
Me d e ds
d e
Ee
Ee d e ds
d e
A ds
A ds
单位：瓦每平方米（W/m2） 单位：瓦每平方米（W/m2） 不管向哪个方向辐射，描述辐射体表面不同位置 上单位面积的辐射特性
光度学基础 五、辐射亮度 辐射体表面某点附近，在某一指定方向上单位立体角内单位 投影面积上发出的辐射通量 符号：
x l x x2 1
P
l2
K e 15 100 119.36cd 4 4
x
l
令OP x, 则l x 2 1, cos
I ( x / x 2 1) 代入E公式得E x2 1
l2
2
要使B点光照度最大，令 整理化简后得1 2 x 2 0 x 0.7071m
o
光度学基础 二、立体角的计算 假定一个圆锥面的半顶角为 ，求该圆锥所包含的立体角大小。 以r为半径作一圆球，假定在圆球上取一个 d 对应的环带，环带宽度为 rd ，环带半径 为 r sin ，所以环带长度为2r sin ，环带总 面积为
ds rd 2r sin 2r 2 sin d d 它对应的立体角为 ds 2 sin d 2d cos r2 将上式积分得
代回发光强度表示式， 若
I 683V ( ) I e
K ( )表示辐射通量中有多少可以转变为光通量。
I 1cd d 1sr 则 d Id 1 流明（lm）
光度学基础 4、连续光谱的光通量计算 有了光谱光视效能后，光通量公式可写成
d CV ( )d e K ( )d e
§6-5
一、光照度公式
假定点光源照明微小平面ds，ds离开光源距离为l，表面法线 方向与照明方向成 ，若光源在此方向上发光强度为I，求光 源在ds上的光照度。
光照度
在光度学中是没有“光强”这样一个概念的。
常用的光学量概念有发光强度、光照度、光出射度和光亮度。
“光强”只是一个通俗的说法，很难说对应哪一个光度学概念。
以上所说的几个概念都是有严格的物理定义的：发光强度：光源在单位立体角内发出的光通量，单位是坎德拉，即每球面度1流明。
光照度：被照明面单位面积上得到的光通量，单位是勒克斯，即每平方米1流明。
光出射度：光源单位面积上发出的光通量，单位与光照度相同。
光亮度：单位面积上沿法线方向的发光强度，或称单位面积在其法线方向上单位立体角内发出的光通量，单位是尼特，即每平方米每球面度1流明。
由于发光强度、光亮度与方向有关，容易推导出：各个方向上光亮度相同的光源其发光强度是方向的余弦函数，在法线方向上发光强度最大，称为余弦辐射体，也叫朗伯光源。
各个方向上发光强度都相等的光源其光亮度就是不等的。
发光强度、光出射度和光亮度都是表示光源的发光的发光特性的。
楼上所说考虑太阳到地球距离的平方是将太阳当成点光源，利用地面上的照度计算太阳的发光强度。
而把太阳朝向地球的这一面作为一个面光源，再除以这个面积就是太阳在与地球连线方向的光亮度。
当然这与太阳直接发光的发光强度或光亮度相比是有下降的，因为太阳光经过大气还要衰减的。
这些光学量都用到光通量，光通量是与辐射能通量相对应的光学量，因为光是一种电磁辐射。
不同波长的电磁波1瓦的辐射能通量所相当的光通量是不一样的，换算到光通量要考虑人眼的光谱灵敏度曲线，即人眼对不同波长同样的辐射能通量所感受到的光是不一样的，如红外光、微波、紫外光等人眼是看不见的，而400nm到760nm波长的可见光是人眼能看得见的。
在物理光学中也提到“光强”，是用麦克斯韦方程组解出光的电矢量，电场强度的平方就是物理光学中的光强，主要用于计算干涉、衍射效应得到的图形。
在光学各相关学科中光强度是一个比较含糊的概念，不同的分支有不同的说法，有的等同于发光强度，有的等同于光照度，有的等同于光亮度。
光度学在视光中的应用
光度学在视光中的应用
光度学在视光中的应用主要体现在以下几个方面：
1. 亮度测量：光度学可以帮助测量视光仪器发出的光的亮度，从而确保患者在使用视光仪器时能够获得足够的光线。
例如，在验光配镜过程中，通过测量眼镜片的亮度，可以确定眼镜片的反射率，从而帮助医生更好地了解患者的视觉需求。
2. 光照度测量：光照度是衡量视光仪器发出的光的亮度的指标之一。
通过测量光照度，可以帮助医生更好地了解患者的视觉需求，从而为其提供更加个性化的配镜方案。
3. 对比度测量：对比度是衡量视光仪器发出的光的亮度和暗度的指标之一。
在验光配镜过程中，通过测量眼镜片的对比度，可以帮助医生更好地了解患者的视觉需求，从而为其提供更加个性化的配镜方案。
总的来说，光度学在视光中的应用广泛且重要，为患者提供了更个性化的配镜方案，并确保了患者在使用视光仪器时能够获得足够的光线。
发光强度、光通量、光效、照度、亮度的简单介绍(精)
0、前言
光度学与光相关的常用量有4个：发光强度、光通量、照度、亮度。这4个量尽管是相关的，但为不同的，不能相混。正像压力、重力、压强、质量是不同的物理量一样。
1、发光强度（I、Intensity），单位坎德拉，即cd。（是点光源的固有属性，表征光线的汇聚能力）
定义：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)，解释：发光强度是针对点光源而言的，或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。这个量是表明发光体在空间发射的会聚能力的。可以说，发光强度就是描述了光源到底有多“亮”，因为它是光功率与会聚能力的一个共同的描述。发光强度越大，光源看起来就越亮，同时在相同条件下被该光源照射后的物体也就越亮，因此，早些时候描述手电都用这个参数。
3.8mx6.5m，有12个20W的日光灯管，桌面照度为400勒克司。
常见照度（勒克司）：
阳光直射（正午）下，110,000
阴天室外，1000
商场内，500
阴天有窗室内，100
普通房间灯光下，100
满月照射下，0.2
简单的计算原理（实际很复杂，涉及微积分自己网上了解即可）
照度E=（光通量L/（照射面积S*垂直距离的平方））*COS3θ（夹角为垂直光线与照射面法线夹角）
定义：单位光源面积在法线方向上，单位立体角内所发出的光流，也叫单位面积发光面的光照强度。坎德拉/平米
光度学的几个基本概念
光度学的几个基本概念0、前言经常发现一些爱好者对对光度学的一些基本概念比较模糊，比如到底什么是亮度？衡量亮度的单位是什么？如何测量亮度？本文将试图以不失严格性的情况下尽量通俗的回答这些问题，因此，文中列举了大量的例子，同时给出四个量之间的关系和转换算法，这也是大多数光学书里所没有的。
光度学与光相关的常用量有4个：发光强度、光通量、照度、亮度。
这4个量尽管是相关的，但为不同的，不能相混。
正像压力、重力、压强、质量是不同的物理量一样。
1、发光强度（I、Intensity），单位坎德拉，即cd。
定义：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)，解释：发光强度是针对点光源而言的，或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。
这个量是表明发光体在空间发射的会聚能力的。
可以说，发光强度就是描述了光源到底有多“亮”，因为它是光功率与会聚能力的一个共同的描述。
发光强度越大，光源看起来就越亮，同时在相同条件下被该光源照射后的物体也就越亮，因此，早些时候描述手电都用这个参数。
现在LED也用这个单位来描述，比如某LED是15000的，单位是mcd，1000mcd=1cd，因此15000mcd就是15cd。
之所以LED用毫cd（mcd）而不直接用cd来表示，是因为以前最早LED比较暗，比如1984年标准5mm的LED其发光强度才0.005cd，因此才用mcd表示，现在LED都很厉害了，但还是沿用原来的说法。
用发光强度来表示“亮度”的缺点是，如果管芯完全一样的两个LED，会聚程度好的发光强度就高。
因此，购买LED的时候不要一味追求高I值，还要看照射角度。
很多高I值的LED并非提高自身的发射效率来达到，而是把镜头加长照射角度变窄来实现的，这尽管对LED手电有用，但可观察角度也受限。
另外，同样的管芯LED，直径5mm的I值就比3mm的大一倍多，但只有直径10mm的1/4，因为透镜越大会聚特性就越好。
光度学四个光度名词讲解
光通量=4πlm=12.566lm
光通量F(lm)定义 定义 光通量
定义：标准蜡烛1面度角光通量 1lm=标准蜡烛F /4π。 光通量F；单位lm。
用途：主要用于衡量光源能力， 一支60W白炽灯约750lm。
特征： 没有方向概念，没有密度 概念, 是区域片总和值。
照度E(lx)定义 定义 照度
定义：标准蜡烛1米处照度L=1lx。 得公式 ：E=F/A 式中：F光通量 ； A面积；单位平方米 m2。 式意义；照度定义为流明每平方米。 用途：主要用于衡量照明能力
亮度L(cd/m2 )定义 亮度 定义
定义：距离标准蜡烛1米处设个屏幕，从远处对着 烛光 方向看屏幕亮度=1/π cd/m2。 （注）
用途：主要用于衡量屏幕亮度 距离1m
特征：有方向概念，（有发光角度概念）， 有密度概念, 是点数值。
注：面发光
定义小结
为了便于记忆：设光强1cd点光源外套半径1米圆球。
亮度Ｌ（ 亮度Ｌ（cd/m2 ）看到马路上一排路灯， Ｌ（ 近的比远的亮？
正确答案是一样亮。视觉对物体远近在视网膜成像有 尺寸改变亮度无变化。
四种单位可否换算：有否先决条件？ 四种单位可否换算 如何换算？
先决条件是近似点光源可以换算： 已知光强cd和发光角度求光通量。
F= I 2π (α /180 ) 2 。 α < 180 o ; F= I 2π(２- ((360-α) /180)2 )。 α > 180 o ; 式中F光通量；I光强： α 发光角度：单位度o 。
概念
在说明四个光度单位前，设想一下如果是你应该如何来衡 量光的度值。
光的多少称 光通量
就如日常生活衡量钱币的多少单位是元一样 ，衡量光多少 的单位是光通量 lm。 可以讲600lm灯泡比150lm灯泡光多发光 450lm。 光通量 F (Luminous flux) 单位： lm (lumen)（读流明）
光度学的几个基本概念
0、前言经常发现一些爱好者对对光度学的一些基本概念比较模糊，比如到底什么是亮度？衡量亮度的单位是什么？如何测量亮度？本文将试图以不失严格性的情况下尽量通俗的回答这些问题，因此，文中列举了大量的例子，同时给出四个量之间的关系和转换算法，这也是大多数光学书里所没有的。
光度学与光相关的常用量有4个：发光强度、光通量、照度、亮度。
这4个量尽管是相关的，但为不同的，不能相混。
正像压力、重力、压强、质量是不同的物理量一样。
1、发光强度（I、Intensity），单位坎德拉，即cd。
定义：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)，解释：发光强度是针对点光源而言的，或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。
这个量是表明发光体在空间发射的会聚能力的。
可以说，发光强度就是描述了光源到底有多“亮”，因为它是光功率与会聚能力的一个共同的描述。
发光强度越大，光源看起来就越亮，同时在相同条件下被该光源照射后的物体也就越亮，因此，早些时候描述手电都用这个参数。
现在LED也用这个单位来描述，比如某LED是15000的，单位是mcd，1000mcd=1cd，因此15000mcd就是15cd。
之所以LED用毫cd（mcd）而不直接用cd来表示，是因为以前最早LED比较暗，比如1984年标准5mm的LED其发光强度才0.005cd，因此才用mcd表示，现在LED都很厉害了，但还是沿用原来的说法。
用发光强度来表示“亮度”的缺点是，如果管芯完全一样的两个LED，会聚程度好的发光强度就高。
因此，购买LED的时候不要一味追求高I值，还要看照射角度。
很多高I值的LED并非提高自身的发射效率来达到，而是把镜头加长照射角度变窄来实现的，这尽管对LED手电有用，但可观察角度也受限。
另外，同样的管芯LED，直径5mm的I值就比3mm的大一倍多，但只有直径10mm 的1/4，因为透镜越大会聚特性就越好。
之所以用发光强度来表示手电或LED，是因为在相同距离下对被照射地的照度是与这个成正比的。
光度学,色度学基础知识
光度学基本知识
即得
I cosα I ' cosα ' + 2 R R '2 4 I = 60cd , cosα = ; I ' = 48cd 6 12 cosα ' = 122 + 62 − 42 E=
(
R = 6, R' = 122 + 62 − 42
(
)
)
最后得
60 × 4 48 × 12 E= + = 1.385lx 3 3 6 164
其中 :[C]——某一特定颜色 , 即被匹配的颜色 ; [R]、[G] 、[B]——红、绿、蓝三原色 ; r 、 g 、 b ——红、绿、蓝二原色的比例系数 , 以表示相对刺激量 ; ≡——表示匹配关系 , 即在视觉上颜色相同 , 而不是指能量或光谱成分相同
三原色系数相加等于 1, 即 r+g+b=1
饱和度= 单色光流明数/（单色光流明数+白光流明数）
明度 用它来标志颜色的明亮程度。用颜色的总流明数表示。 色调和饱和度合称色品，是颜色的色度学特征；亮度是颜色的光度学 特征。色调、饱和度和明度这三个感觉量一起决定了颜色的特征。
色度学基本知识
四、表色系统
表色系统可分为两大类。一类是以彩色的三个特性为依据 , 即按色 调、明度和饱和度来分类 ; 另一类是以三原色说为依据 , 即任一给定 的颜色可以用三种原色按一定比例混合而成。在此 , 简单介绍一下后 一类表色系统——三色分类系统。该系统是以进行光的等色实验结果 为依据、由三刺激表示的体系。用的最广泛的是 CIE 表色系统。 视觉器官对剌激具有特殊的综合能力 , 即无论受单一波长的单色光刺 激还是受一束包含各种波长的复合光剌激 , 眼睛都只产生一种颜色感 受。研究证明 , 光谱的全部颜色可用红、绿、蓝三种光谱波长的光按 不同比例混合而成。用不同比例的上述三种原色相加混合成一种颜 色 , 用颜色方程可表达为 [C]≡r[R]+g[G]+b[B]
显示屏光学基础知识
(三)、色度学的应用
1、色域定义 RGB色坐标围成的面积与标准色域的比例。
(三)、色度学的应用
2、色域含义 2.1为何RGB里面的颜色都可以显示?
色光混合定律决定的。
2.2如何提高色域面积比例? 提高RGB三色的色纯度。理想情况是RGB只有一个波长， 此 时的面积最大。但此时的亮度非常低，实际使用的时候要平衡 颜色与亮度的关系
（一）色度学定义：人眼对颜色感觉规律的一门科学 。
（二）色度学基础定律 （三）色度学应用
(二)、色度学基础定律
1、RGB三原色 任何一种颜色都可有RGB混合得到，但 不是直接的色光混和，需多种混合方式。
CIE 1931 三原色波长：700nm 546.1nm 435.8nm
(二)、色度学基础定律
6、屏前光亮度与屏后光照度、光机光通量的换算关系
理解屏幕的增益的概念后屏前光亮度与屏后光照度、光机 光通量的换算关系如下：
屏前亮度
屏光幕机面光积通量*π* 屏幕增益
屏后照度 π
* 屏幕增益
（三）、Gamma曲线
Gamma曲线的由来：人眼对亮度的感知是不线性的。 为了校正不线性关系，增加gamma曲线来校正这种不线性， 使灰阶线性过渡。 人眼亮度分辨力的感知情况如下图所示：
(三)、色度学的应用
3、颜色调整方法HSG 3.1 HSG定义
人眼对颜色的主官感受可分为： H-色调； S-饱和度； G-亮度 模型如右图所示：
(三)、色度学的应用
3、颜色调整方法HSG 3.2 HSG是通过对信号的调整来调整显示的颜色。
UHP灯泡机芯的颜色调整，LED机芯的基色的调整都是采 用HSG调整的。
Ω-----弧度立体角 立体角的定义：
光度学基本概念
发光体某点在给定方向上的发光 特性。
光度学基础
计算举例：有一均匀磨砂球形灯,直径为17cm,光通量为2000lm,求该 灯的光亮度.
解:根据光亮度与发光强度的关系来求.
L I dsn
I
2000 4
159.15cd
dsn
R灯2
( 0.17 )2 2
2.27 102
d
ds
cos l2
d
Ids cos l2
E
I
cos l2
光照度公式
光度学基础
注意：公式是在点光源情况下导出的，对于发光面积和照明距离 相比很小的情况也可以用。发光面积大时，如日光灯在室内照明 ，就不能用了；但室外用日光灯，在远距离照度又可以应用。
问题：同样一间屋子，用60W钨丝灯比用40W钨丝灯照明显 得亮？
光度学基础
概述
▲ 光学系统是一个传输辐射能量的系统 ▲ 能量传输能力的强弱，影响像的亮暗
▲光度学：在人眼视觉的基础上，研究可见 光的测试计量计算的学科 ▲辐射度学：研究电磁波辐射的测试计量计 算的学科
光度学基础
§6-1 立体角的意义和它在光度学中的应用
一、立体角的意义和单位
平面上的角：
1弧度
光度学基础
光，在某一方向上辐射强度Ie 上的发光强度为1cd。
1 683
(W
/
sr
)
，则发光体在此方向
1cd c 1 1 W / sr 683
c 683(cd sr ) W
代回发光强度表示式， I 683V ()Ie
若 I 1cd d 1sr
01-光度学和色度学
第二章光度学和色度学
电子工程学院光电子技术系
1
光度学与色度学
主要内容
人眼视觉系统 光度学 色度学
重点与难点
视觉现象 视觉模型 光度学的重要概念 色度学的几个定义
主要内容
2.1 人的视觉特性 2.2 光度学
2.3 色度学
2.4 颜色模型
3
2.1 人的视觉特性
有限的视见光谱域
有限的视见灵敏域
② 视觉范围与分辨力
视觉范围：人眼所能感觉到的亮度范围即能分辨最大和最小亮度比。这一范 围非常宽（109:1），但是人眼并不能同时感受这样宽的亮度范围。一般，在 人眼适应了某一平均的亮度环境后，他所能感受的亮度范围要小的多。平均 亮度适中时1000:1，平均亮度较高或较低时10:1，平均100:1，电影亮度范围 100:1，显像管亮度范围30:1。
亮度的衡量有两种不同单位 A－以每单位面积上的发光强度来表示的。尼特 1尼特＝1cd/m2 B- 以每单位面积发出的光通量来表示的。朗伯 1朗伯＝1lm/cm2
43
2.2 光度学
44
2.2 光度学
一些实际情况下的光照度值（单位：lx）
45
2.2 光度学
46
2.2 光度学
对比度（contrast） 图像中最大亮度Bmax与最小亮度Bmin之比。
对比度不变，就能给人以真实的感觉；
人眼不能感觉出来的亮度差别在重现图像时不必精确地复制
出来。
18
2. 视觉现象
④ 主观亮度感觉与客观亮度的关系： S=klnB+k0 （与人耳的听觉规律很相似） B（实际亮度） 0 0 t S亮度感觉 t1 t2 t3 t
《光度学基本知识》课件
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光的反射定律：光在两种介质的交 界面发生反射，入射角等于反射角
光的全反射定律：当光从一种介质进 入另一种折射率较大的介质时，如果 入射角大于临界角，光将全部反射回 原介质
光的反射定律：光在两种介质的界面上，从一种介质进入另一种介质时，会发生反射现象。
反射定律的内容：入射角等于反射角，即入射光线与反射光线在同一平面内，入射光线与反射 光线的夹角相等。
光的折射定律可以用斯涅尔定律来描述，即光在两种不同介质中的传播速度与介质的折射率成正比。
光的折射定律在实际生活中有很多应用，例如光学仪器、光纤通信等。 光的折射定律还可以用来解释一些自然现象，例如彩虹、海市蜃楼等。
光的吸收定律是光度学的基本定律之一，描述了光与物质相互作用的过程。 光的吸收定律表明，当光通过物质时，一部分光会被物质吸收，另一部分光会穿过物质。 光的吸收程度与物质的性质、光的波长、光的强度等因素有关。 光的吸收定律在光学、光电子学、光化学等领域有着广泛的应用。
光度学的基本应用
照明设计原则：满足视觉需求，提高工作效率 照明设计方法：根据空间功能、环境特点选择合适的照明方式 照明设计要点：考虑光源、灯具、照度、色温等因素 照明设计应用：办公室、商场、住宅、学校等不同场所的照明设计
曝光控制：通过调整光圈、快门速度和ISO值来控制曝光量
构图技巧：运用三分法、对称法、引导线等构图技巧来增强照片的视觉效果
投影仪：利用光 学原理，将图像 投影到屏幕上， 实现大屏幕显示
光度计：用于测量光强的仪器 光度计原理：利用光电效应，将光强转换为电信号 光度计分类：照度计、亮度计、色度计等 光度计应用：照明设计、摄影、电影制作等领域
光度学的未来发展
光通量、发光强度、照度、亮度、色温等概念
光通量、发光强度、照度、亮度、色温等概念光通量、发光强度、照度、亮度、色温等概念光通量、发光强度、照度、亮度、色温等概念0、前言光是一种人类眼睛可以见的电磁波（可见光谱），它只是电磁波谱上的一段频谱（波长为380-780nm）。
光是由一种称为光子的基本粒子组成，具有粒子性与波动性，或称为波粒二象性。
衡量灯具发出的光的主要参数有色温、照度、亮度、光通量、显色性、发光效率和发光强度。
光度学与光相关的常用量有4个：光通量、发光强度、照度、亮度。
这4个量尽管是相关的，但为不同的，不能相混。
正像压力、重力、压强、质量是不同的物理量一样。
评价LED质量还有另外3个直指标：显色性、色温和光效。
1、光通量（F，Flux），单位流明（lm）。
（是光源的固有属性，是单位时间内光源辐射的总能量,即光功率）定义：光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通量解释：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。
2、发光强度（I，Intensity），单位坎德拉（cd）。
（是点光源的固有属性，表征光线的汇聚能力）定义：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)，表示光源在某球面度立体角(该物体表面对点光源形成的角）内发射出1lm的光通量。
1cd=1lm/1sr （sr-----立体角的球面度单位）。
1cd定义：在每平方米101325牛顿的标准大气压下，面积等于1/60平方厘米的绝对“黑体”（即能够吸收全部外来光线而毫无反射的理想物体），在纯铂（Pt）凝固温度（约2042K或1769℃）时，沿垂直方向的发光强度为 1 坎德拉（Candela，简写cd）。
光通量-流明-光照度-色温的概念及关系
22、23期介绍投影仪文章都存在将光通量当做亮度的差错，现转载一文：有关发光强度、光通量、照度、亮度的简单介绍光度学与光相关的常用量有4个：发光强度、光通量、照度、亮度。
这4个量尽管是相关的，但为不同的，不能相混。
正像压力、重力、压强、质量是不同的物理量一样。
1、发光强度(I、Intensity)，单位坎德拉，即cd。
定义：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)，解释：发光强度是针对点光源而言的，或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。
这个量是表明发光体在空间发射的会聚能力的。
可以说，发光强度就是描述了光源到底有多“亮”，因为它是光功率与会聚能力的一个共同的描述。
发光强度越大，光源看起来就越亮，同时在相同条件下被该光源照射后的物体也就越亮，因此，早些时候描述手电都用这个参数。
现在LED也用这个单位来描述，比如某LED是15000的，单位是mcd，1000mcd=1cd，因此15000mcd 就是15cd。
之所以LED用毫cd(mcd)而不直接用cd来表示，是因为以前最早LED比较暗，比如1984年标准5mm 的LED其发光强度才0.005cd，因此才用mcd表示，现在LED都很厉害了，但还是沿用原来的说法。
用发光强度来表示“亮度”的缺点是，如果管芯完全一样的两个LED，会聚程度好的发光强度就高。
因此，购买LED的时候不要一味追求高I值，还要看照射角度。
很多高I值的LED并非提高自身的发射效率来达到，而是把镜头加长照射角度变窄来实现的，这尽管对LED手电有用，但可观察角度也受限。
另外，同样的管芯LED，直径5mm的I值就比3mm的大一倍多，但只有直径10mm的1/4，因为透镜越大会聚特性就越好。
之所以用发光强度来表示手电或LED，是因为在相同距离下对被照射地的照度是与这个成正比的。
特别的说，距离1m的lx就是cd值。
但是，很多场合下我们需要照射面积大一些，所以只用发光强度这一特性还不能全面反应手电的能力。
发光强度、 光通量 、照度、亮度的简单介绍
发光强度、光通量、照度、亮度的简单介绍发光强度、光通量、照度、亮度的简单介绍发光强度、光通量、照度、亮度的简单介绍0、前言光度学与光相关的常用量有4个:发光强度、光通量、照度、亮度。
这4个量尽管是相关的，但为不同的，不能相混。
正像压力、重力、压强、质量是不同的物理量一样。
1、发光强度(I、Intensity)，单位坎德拉，即cd。
定义:光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)，解释:发光强度是针对点光源而言的，或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。
这个量是表明发光体在空间发射的会聚能力的。
可以说，发光强度就是描述了光源到底有多"亮"，因为它是光功率与会聚能力的一个共同的描述。
发光强度越大，光源看起来就越亮，同时在相同条件下被该光源照射后的物体也就越亮，因此，早些时候描述手电都用这个参数。
现在LED也用这个单位来描述，比如某LED是15000的，单位是mcd，1000mcd=1cd，因此15000mcd就是15cd。
之所以LED用毫cd(mcd)而不直接用cd来表示，是因为以前最早LED比较暗，比如1984年标准5mm的LED其发光强度才0.005cd，因此才用mcd表示，现在LED 都很厉害了，但还是沿用原来的说法。
用发光强度来表示"亮度"的缺点是，如果管芯完全一样的两个LED，会聚程度好的发光强度就高。
因此，购买LED的时候不要一味追求高I值，还要看照射角度。
很多高I值的LED并非提高自身的发射效率来达到，而是把镜头加长照射角度变窄来实现的，这尽管对LED手电有用，但可观察角度也受限。
另外，同样的管芯LED，直径5mm的I值就比3mm的大一倍多，但只有直径10mm 的1/4，因为透镜越大会聚特性就越好。
之所以用发光强度来表示手电或LED，是因为在相同距离下对被照射地的照度是与这个成正比的。
特别的说，距离1m的lx就是cd值。
亮度均匀度 光度学
亮度均匀度光度学
亮度均匀度是指显示屏各区域的亮度水平分布情况，通常以屏幕上的区域数量来表示。
它决定了用户在不同区域看到的屏幕亮度的变化程度。
在光度学中，亮度是描述单位面积上发出的光强度的物理量，而光度学则是研究光辐射和视觉感知之间关系的学科。
因此，亮度均匀度是光度学中的一个重要概念，它涉及到视觉感知和光辐射的测量和评价。
在显示技术领域，亮度均匀度是一个重要的性能指标，它影响着用户观看显示屏的舒适度和清晰度。
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1.阐述光度学中几个重要概念（光通量、发光强度、发光亮度与照度）的定义、意义及单
位，并讨论光度学与辐射度学的异同。
答：光通量：○1定义：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。
○2意义：用以衡量按照国际规定的标准人眼视觉特性评价的辐射通量的导出量的多少。
○3单位：（流明）。
发光强度：○1定义：在给定方向上（该方向上的辐射强度为（1/683）（瓦特/球面度））的单位立体角发出的光通量。
○2意义：用以衡量光场中某点的光强指的是通过该点的平均能流密度的大小。
○3单位：（坎德拉）。
发光亮度：○1定义：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。
○2意义：用以衡量是指发光体（反光体）表面发光（反光）强弱的物理量。
○3单位：（坎德拉立方米）。
照度：○1定义：单位面积上所接受可见光的光通量。
○2意义：用于指示光照的强弱和物体表面积被照明程度的量。
○3单位：（勒克斯）。
光度学与辐射度学的异同：相同点：○1研究对象相同：都是光学辐射，且多数为非相干辐射。
○2知识基础相近：都是应用光学的分支。
不同点：○1研究范围不同：辐射度学研究范围为整个电磁辐射谱区；光度学只处理人眼可感知的光，即可见光，波长范围为380～780nm纳米。
○2角标不同：辐射度参量一般用下脚标e表示；光度学参量则用下脚标v表示。
○3常用的度量不同：具体内容见下图。
2.试解释为什么鸡、狗等白天生活的动物在黑夜中看不见物体，而猫头鹰、老鼠等黑夜生
活的动物却能看到物体。
答：鸡狗的视觉细胞中杆状细胞较少，由于杆状细胞的特点是感光灵敏度高，在暗
场所起主要作用，所以她们在黑夜中很难看见物体；而猫头鹰、老鼠的杆状细胞相对多而发达，故能在黑暗中看见物体。
3.通过查阅资料（课本中表1-3），试计算波长分别为440nm，500nm，以及520nm的单
色光在色度图上的坐标。
答：根据表中的数据知，440nm的单色光在色度图上的坐标为（0.3483,0.0230,1.7471）；
500nm的坐标为（0.0049,0.3230,0.2720）；520nm的坐标为（0.0633,0.7100，0.0782）。