光照度Ev，单位lux
辐射亮度Ee，单位W/m 2
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光亮度Lv单位 lm/m 2
辐射度量与光度量
有关光度量的几个定义
1、光量（Qv）：光的数量，单位：lm·s quantity of light
2、光通量（Qv）：光源在单位时间内发出的光量的总和，单位：lm luminous flux
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光照度的实例数值
辐射度量与光度量
场景描述 无月亮的夜晚，光在地面上产生的光照度
满月时，地面上产生的光照度 事业部办公桌面照度
夏天太阳不直接照到露天的地面照度 正午露天地面的照度
光照度（lux） 0.0003 0.2 200
1000～10000 100000
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辐射度量与光度量
有关辐射的几个定义
1、辐射能（Qe）： 以辐射形式发射、传播或接受的能量，单位J，焦耳； radiant energy
2、辐射通量（Φe）：又称辐射功率(radiant power)，以辐射形式发射、传播或接 radiant flux 收的功率，单位W，瓦；Φe=dQe/dt；即单位时间内接受的辐 射能；
辐射度量与光度量的对应和转换
辐射量与光度量都是与能量有关的量。
辐射量是物理的、客观的，
辐射能与光
表示某辐射源客观上发射出的辐射能的大小；
光度量是生理的，主观的， 表示人的视觉系统主观上感受到的那部分光辐射能的强 度，只针对可见光范围内的辐射能量。
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辐射度量与光度量
波长与光谱分布
光谱及相对光谱能量分布
LED白光光谱
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波长与光谱分布
光谱及相对光谱能量分布
白光LED光谱
LED冷白光光谱
LED暖白光光谱
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LED白光+红光光谱
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紫光激发RGB三色荧光粉
波长与光谱分布
几种波长定义
峰值波长λP(Peak-emission Wavelength) ：光谱辐射功率最大的值所对 应的波长 光谱半波宽Δλ (Full Width Half Maximum，FWHM)：峰值发射波长的辐 射功率的1/2所对应两波长的间隔。
相混合而匹配出来的颜色，这个光谱色就是颜色的主波长。
主波长就是表示你在参照光源下看到的颜色。 同一光线有不同的主波长，因为参照光源的不同。 主波长的测试仪器采用的是行业统一的标准参照光源。
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波长与光谱分布
单色光的波长
通过峰值波长λP、光谱半波宽Δλ、主波长λD 等数值可以准确的表述和 评价某一单色光的特性，如颜色、色纯度等。
医学领域 LED红外线波长
760～3000
850nm 940nm
中间红外线区 nm
远红外线区 nm
3000～5000
8000～14000
3000～4000 3000～30000
4000～10000
30000～ 1000000
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辐射度量与光度量
平面角和立体角
A
αl
or
白光为混合光，只用波长能否准确表示白光的特性？
否
为此引进几个色度学概念： 色温Tc、相关色温CCT、色坐标（x、y）、1931CIE-XYZ系统色品图、显色指数CRI等
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目录
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辐射度量与光度量
2
波长与光谱
3
色品图与色温
4
色坐标分档
5
显色指数
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线光谱：由狭窄谱线组成的光谱，低压汞灯、低压钠灯发射的为线光谱。
1.0
相对光谱辐射功率
0.8
0.6 0.4
2
0 380
500
780
波 长 λ (nm)
低压钠灯相对光谱能量分布图
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波长与光谱分布
光谱及相对光谱能量分布
LED光谱： LED光辐射光谱分布有其独特的一面。它不是单色光（如激 光），也不是宽光谱辐射（如白炽灯），而是介于两者之间：有几十纳米 的带宽。
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色品图与色温
CIE
CIE:国际照明委员会 CIE: 法语 Commission Internationale de L‘Eclairage 的缩写
英语 International Commission on Illumination CIE创建的目的是要建立一套界定和测量色彩的技术标准 CIE的总部位于奥地利维也纳
3、辐射强度（Ie）：在给定的方向上的立体角元（dΩ ）内，离开点辐射源的辐 radiant intensity dΦe与dΩ 的比值。单位：W/sr；
Ie= dΦe/dΩ；即单位立体角的辐射通量。
S
dΩ
点辐射源的辐射强度
dΦe
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辐射度量与光度量
有关辐射的几个定义
4、辐射出射度（Me）：单位面积辐射源所发射的辐射通量，Me=dΦe/dS，单位:W/m2 radinat exitance
辐射度量与光度量
电磁波频谱——可见光的波长
106nm
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辐射度量与光度量
电磁波频谱——红外线的波长
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辐射度量与光度量
红外线的波段划分
红外线分类
近红外线区 nm
按大气的 三个波段划分
1000～3000
按红外光谱划分 1000～3000
5、辐射亮度（Le）：Le=dIe/dScosθ，单位：W/(sr·m2 ) radiance
6、辐射照度（Ee）：单位面积所接收的辐射通量，Ee=dΦe/dA，单位：W/m2 irradiance
dΦe
dΦe
dΦe
θ
r2
dS
S
S
dΩ dS
dA
A
Me
Le
Ee
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辐射度量与光度量
此图是国际颜色测量的统一标准。
此图是色度学的实际应用工具。
B
(a)
α= l r
A A＇
s
Ωo
平面角和立体角
r
(b)
Ω=
S r2
r 当S= 2 时，S对应的立体角为单位立体角，称为球面度（对应角度），以符号sr表示。
围绕球心O点的总立体角Ω=4π sr；围绕一点光源的立体角就等于4π sr。
在光度学物理量的基本定义中都要引用到立体角这一概念，而且立体角在照明计算中也经常用到
辐射度量与光度量的对应和转换
作为光度量——客观评价的 物理量，必须要规定和使用 世界上认可并适用的标准人 眼和它的光谱灵敏度数值， 这就是目前已被公认的光谱 光效率υ（λ）也称视见函 数
转换公式
υ
1.0
υ（λ）
0.8
0.6
0.4
0.2
0 400 500 600 700 nm
λ
Km 最大光谱光效能= 683 lm/W，对应波长λ=555nm
6、光亮度（Lv）：光源在每单位面积上的发光强度，单位：cd/m 2 luminance
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光通量的实例数值
辐射度量与光度量
光源 60W白炽灯 100W白炽灯 18W节能灯 36W节能灯 100W高压钠灯
光通量（lm） 540 1000 900 2000 10500
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OSRAM SFH4232 红外大功率LED光谱图
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波长与光谱分布
光谱及相对光谱能量分布
各类白光光谱：所有白光都是混合光
1.0
相 对 光 谱 辐 射 功 0.5 率
太阳光
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波长 （nm）
太阳光、白炽灯、白色荧光灯相对光谱能量分布图
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色度学简介
色品图与色温
颜色是由于各种光谱能量对人的视觉系统的刺激而引起的感觉。
色度学是研究颜色视觉机理、颜色测量的一门科学。
色度学在工程中应用的基本方法是通过对人眼的大量研究制定一些适当的标 准，使人们有可能用数学方法来描述由视觉系统得到的感觉——颜色；
应用适当的标准和计算方法就有可能测量颜色，将颜色量化，计算颜色，同时 还可能制造出人们希望的某种颜色。
3、发光强度（Iv）： luminous intensity
光源在特定方向上单位立体角内所发射的光通量， 单位：cd（candela，坎德拉），lm/sr
4、光出射度（Mv）：单位面积光源发出的光通量，单位：lm/m 2 luminous exitance
5、光照度（Ev）：被照物体单位面积接收到的光通量， illuminance 单位：lux（勒克斯），lm/m 2
IEC:国际电工委员会
IEC是世界上成立最早的国际性电工标准化机构，负责 有关电气工程和电子忠诚领域中的国际标准化工作。
IEC的总部位于瑞士的日内瓦
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色品图与色温
1931 CIE-XYZ系统色品图
此图是由1931CIE-RGB系统经线性变换后 获得。 此图是在广泛的实验基础上得到的平 均人眼颜色响应。
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