標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量是多少？怎么測(cè)光源光通量？

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)光源的光學(xué)性能指標(biāo)有很多，其中常見就有光通量。光通量是光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出來(lái)的并被人敢知的所有輻射能稱為發(fā)光通量，簡(jiǎn)稱光通量，單位是流明是lm。這個(gè)量是對(duì)光源而言的，是描述光源發(fā)光總量的大小，與光功率等價(jià)。那么，標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量是多少？怎么測(cè)光源光通量？下文為大家做了介紹。

光源光通量的含義：

按照國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）規(guī)定，把在標(biāo)準(zhǔn)人眼視覺(jué)下，光源表面輻射通量的導(dǎo)出量定義為光通量。在光學(xué)中光通量符號(hào)用Φ來(lái)表示，單位是流明（lm）。光通量和輻射通量之間的關(guān)系為：

式中，Km為最大光譜光視效能值，大小為683lm/W；V（λ）為國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)光譜光視效率函數(shù)；Φeλ為輻射通量的光譜密集度；λ為光譜光視效率。

通俗來(lái)講，光通量為光源導(dǎo)通后發(fā)出的光的數(shù)量。以人眼感應(yīng)亮度的能力為衡量指標(biāo)，光源光通量越大，那么在光源輻射下，人眼感應(yīng)亮度的能力就越明顯。一般來(lái)說(shuō)，不同波長(zhǎng)光源的光通量是不相等的。

標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量是多少？

對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量，目前還沒(méi)明確的相關(guān)規(guī)定。當(dāng)然如果標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量過(guò)低，那么光線暗淡，人們的對(duì)色效果也不好，反之，標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量過(guò)高，就會(huì)讓被測(cè)物體表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的反射光線，也不利于顏色的觀察。所以標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量應(yīng)該保持在合適的范圍內(nèi)。

根據(jù)ISO3664:2000對(duì)標(biāo)準(zhǔn)光源的相關(guān)要求規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)光源光照強(qiáng)度必須符合以下條件：

光源通過(guò)反射照射在被觀察物體表面上的亮度應(yīng)達(dá)到2000Lux(+/-500Lux)。被照表面在1m×1m的范圍內(nèi)，任一點(diǎn)的照度不得低于被照表面中心照度的75%。

光源通過(guò)透射照射在被觀察物體表面上的亮度應(yīng)達(dá)到1270cd/m2(+/-320cd/m2)

顯示器的亮度應(yīng)達(dá)到>75cd/m2。

雖然沒(méi)有明確指出標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量，但是用戶可以根據(jù)照度要求，反推出標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量要求。

光源光通量的測(cè)量方法：

光通量的測(cè)試主要有兩種方法，即分布光度法與積分球法。

分布光度法采用分布光度計(jì)測(cè)量光源發(fā)光強(qiáng)度的空間分布，再由此計(jì)算得出光源的總光通量。這種方法原則上對(duì)各種光源均適用，且在儀器的角度精度、探測(cè)器的精度足夠高時(shí)，能達(dá)到很高的光通量測(cè)試精度。但這意昧著昂貴且體積很大的設(shè)備，同時(shí)長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)的測(cè)量時(shí)間。這些特點(diǎn)，使得分布光度計(jì)法測(cè)試光源的光通量主要在國(guó)家級(jí)的計(jì)量機(jī)構(gòu)使用，同時(shí)主要針對(duì)較大功率的傳統(tǒng)光源與燈具。

積分球法采用積分球加光度計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，即將被測(cè)光源與總光通量已知的標(biāo)準(zhǔn)燈進(jìn)行比較而求得總光通量的方法。這種方法簡(jiǎn)單易行，在傳統(tǒng)光源的測(cè)量中被廣泛采用。但積分球法測(cè)試光通量是建立在多個(gè)理論近似的基礎(chǔ)上的，即忽略球內(nèi)任何物體（包括光源本身、支撐桿等）對(duì)光線的吸收、球壁開口無(wú)限小、球壁處的光度探測(cè)器的光譜靈敏度與V（I）完全匹配等。對(duì)

于傳統(tǒng)光源，由于光通量較大而可以采用較大直徑的積分球、發(fā)出光的空間分布接近朗伯體、光譜為連續(xù)光譜或連續(xù)光譜與脈沖光譜的混合光譜，使得光通量測(cè)試誤差足夠小而可以被接受。

光源光通量和光照度的關(guān)系：

照度表示被照面上接受的光的強(qiáng)弱，是單位面積上所得到的光通量。

如果要想求出距離一個(gè)光源rm處的光照度，可以設(shè)想一個(gè)以光源為中心、半徑為rm的球面，球面內(nèi)側(cè)接受的光通量是均勻的，這個(gè)球面的面積A為A=4π·r2，照度 E等于光通量除以面積，即E=Фv/A=Фv/4π·r2（lx）。

例如，一個(gè)發(fā)光強(qiáng)度為1cd的點(diǎn)光源，均勻發(fā)出的光通量為4πl(wèi)m，距離這個(gè)點(diǎn)光源1m位置的照度為1lx。距離這個(gè)點(diǎn)光源2m位置的照度則為（1/4）1x。

反之，如果已知照度E和被照面積A，也可以求出光通量Фv=EA，光通量等于照度乘以面積。如果被照面積上照度是不均勻的，可把被照面積劃分為多個(gè)小面積△A1……△An，測(cè)出每個(gè)小面積上的照度E1……En，用近似公式計(jì)算，即每個(gè)小面積與其上的照度相乘，再全相加得到光通量。

如果劃分的 n 個(gè)小面積其面積全相等，則：Фv=A [（E1+……+En）/n]。

這是常用的計(jì)算投影機(jī)光通量的方法，平均照度乘以投影面積。例如，如果平均照度為10001x，投影面積為3m2，簡(jiǎn)單相乘可知光通量為30001m。

光源光通量和光強(qiáng)度的關(guān)系：

光度學(xué)中最基本的單位是發(fā)光強(qiáng)度，單位為坎德拉（cd），它是國(guó)際單位制中7個(gè)基本單位之一。其定義為555nm的單色輻射在給定方向上的輻射強(qiáng)度為1/683W·sr時(shí)，在該方向上的發(fā)光強(qiáng)度為1cd。

光通量的單位為流明（lm），它是發(fā)光強(qiáng)度為1cd的均勻點(diǎn)光源在單位立體角（1sr）內(nèi)發(fā)出的光通量。

如果光源為點(diǎn)光源，并且是均勻發(fā)光體，那么光強(qiáng)（I）與光通量（Φ）符合距離反比平方定律。距離平方反比定律來(lái)自于點(diǎn)光源向空間發(fā)射球面波的特性，即點(diǎn)光源在傳播方向某點(diǎn)的輻照度與該點(diǎn)到點(diǎn)光源的距離平方成反比。

在任一錐立體角內(nèi)，假設(shè)在傳輸路徑上沒(méi)有光能損失或分束，那么點(diǎn)光源向空間發(fā)出的輻射通量是不變的。然而位于球心的均勻點(diǎn)光源所張開的立體角所截的表面積卻和球半徑的平方成正比，這樣在球面上的輻照度就和點(diǎn)光源到該面的距離平方成反比，即：Φ=4πI。