光度学基本知识
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第一章 光度学基础
顶光/脚光
• 含义：被摄体顶部的光 • 含义：被摄体下方的光 线，高度超过60°以上。 线，光源低于视线。
• 特点：被摄体上亮下暗， • 特点：与顶光形成的照 即水平面亮度高于垂直 明效果相反，能造成人 面的亮度，反差较大， 物的阴险感，因此很少 可以产生浓重阴影。拍 用脚光作为人物拍摄的 摄人物时，头顶、额头、 照明光线。 鼻梁和颧骨发亮，而眼 窝、鼻下、嘴巴等会处 于阴影之中。
几种光计量单位的比较
• 从不同角度表达了物体的光学特性
–照度：指每单位面积所接收的光通量数，用 以描述被摄体受照表面被照的程度。单位为 勒克斯（lux）。光照度表示被照表面接受 的光通量密度，用来衡量被照面的照明情况；
–亮度：指物体发光或反光表面在人眼观察方 向的明亮程度，单位为坎德拉每平方米 （cd/m2）。光亮度则表示发光体单位表面 积上的发光强度，它表明了一个物体的明亮 程度。
顺侧光（前侧光）/正侧光
• 含义：与被摄物的正前 方成45°角左右，常用 于拍摄人和物。 • 特点：投影落在物体的 斜后方，被摄体的受照 面明多暗少，被摄体的 立体感、空间感和质感 得以很好的表现，也形 成了丰富的影调层次。 • 含义：与被摄物的正前 方成90°角。
• 特点：使被摄物体出现 阴阳面：一面受光，另 一面阴暗，反差十分强 烈；物体有明显的横线 投影，有利于表现物体 的立体感和质感，一般 不宜拍摄人像。
• 不发光物体在接受光线后表面呈现的明亮程度 也称为亮度。在电视拍摄时，主要指后者。 • 亮度有两类单位：
–单位面积上的发光强度来表示：尼特；1尼 特=1坎德拉/平方米
–单位面积上发出的光通量来表示：熙提；1 熙提=1流明/平方米 • 物体的亮度既与本身性质有关，也与光源的照 度有关。同一物体，照度越大，亮度越大；不
光度学基本知识共70页文档
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
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。
光度学1
第二章
晒 版
一、光度学基础
辐射能： 1. 辐射能 ： 辐射体向四周辐射时发出的全 部能量。 单位： 部能量。（单位：焦耳 J） 2.辐射通量：单位时间通过某一面积的辐射能 2.辐射通量： 辐射通量 量大小， 表示。 单位： 量大小，用Фe表示。 （单位：瓦 W） 3.光通量： 3.光通量：辐射能中能引起人眼光剌激的那 光通量 一部分辐射通量称为光通量， 表示。 一部分辐射通量称为光通量，用Ф表示。 单位： Lm） （单位：流明 Lm）
4.发光强度： 4.发光强度： 发光强度 a)立体角： a)立体角：一个任意形状的封闭锥面所包含的空间称为立 立体角 体角， 表示。 单位：球面度Sr Sr） 体角，用Ω表示。 （单位：球面度Sr） 若以锥顶为球心， 若以锥顶为球心，以R为半径作一球面，则此锥体的边界在 为半径作一球面， 球面上所截的面积S除以半径的平方即为立体角的大小， 球面上所截的面积S除以半径的平方即为立体角的大小， Ω= S/ R2 R2 R
s.cosi)
i
面光源（ ） 面光源（S） S.cosi
仓库100200lx食堂200lx卫生间100lx起居室300lx办公室500lx建筑物走道50lx楼梯100lx停车场车道100lx距地面85cm测量值距地面20cm测量值房间照度达到100勒克斯距地面85cm白炽灯发光效率比15流明瓦20瓦平方米日光灯发光效率比60流明瓦55瓦平方米在对颜色进行严格的评价对比时照度要调到2000500lx一般性观察可使用500125lx光源为50
球的表面积=4πR 球的表面积=4πR2
b)发光强度：当光源线度与光源的光照距离相比 发光强度： 发光强度 可以忽略不计时，光源可视作点光源。 可以忽略不计时，光源可视作点光源。点光源沿 某一方向在单位立体角内所发出的光通量称为发 光强度， 表示。（单位 表示。（单位： 光强度，用I表示。（单位：坎德拉 cd） ） I= Ф/ 注：光源灯管的线度小于光照距离的十分之一 光源可作为点光源。 时，光源可作为点光源。 若光在各个方向上辐射光通量是均匀的，则整个 若光在各个方向上辐射光通量是均匀的， 空间的平均发光强度为常数。 空间的平均发光强度为常数。 I= Ф/ 4π
晒 版
一、光度学基础
辐射能： 1. 辐射能 ： 辐射体向四周辐射时发出的全 部能量。 单位： 部能量。（单位：焦耳 J） 2.辐射通量：单位时间通过某一面积的辐射能 2.辐射通量： 辐射通量 量大小， 表示。 单位： 量大小，用Фe表示。 （单位：瓦 W） 3.光通量： 3.光通量：辐射能中能引起人眼光剌激的那 光通量 一部分辐射通量称为光通量， 表示。 一部分辐射通量称为光通量，用Ф表示。 单位： Lm） （单位：流明 Lm）
4.发光强度： 4.发光强度： 发光强度 a)立体角： a)立体角：一个任意形状的封闭锥面所包含的空间称为立 立体角 体角， 表示。 单位：球面度Sr Sr） 体角，用Ω表示。 （单位：球面度Sr） 若以锥顶为球心， 若以锥顶为球心，以R为半径作一球面，则此锥体的边界在 为半径作一球面， 球面上所截的面积S除以半径的平方即为立体角的大小， 球面上所截的面积S除以半径的平方即为立体角的大小， Ω= S/ R2 R2 R
s.cosi)
i
面光源（ ） 面光源（S） S.cosi
仓库100200lx食堂200lx卫生间100lx起居室300lx办公室500lx建筑物走道50lx楼梯100lx停车场车道100lx距地面85cm测量值距地面20cm测量值房间照度达到100勒克斯距地面85cm白炽灯发光效率比15流明瓦20瓦平方米日光灯发光效率比60流明瓦55瓦平方米在对颜色进行严格的评价对比时照度要调到2000500lx一般性观察可使用500125lx光源为50
球的表面积=4πR 球的表面积=4πR2
b)发光强度：当光源线度与光源的光照距离相比 发光强度： 发光强度 可以忽略不计时，光源可视作点光源。 可以忽略不计时，光源可视作点光源。点光源沿 某一方向在单位立体角内所发出的光通量称为发 光强度， 表示。（单位 表示。（单位： 光强度，用I表示。（单位：坎德拉 cd） ） I= Ф/ 注：光源灯管的线度小于光照距离的十分之一 光源可作为点光源。 时，光源可作为点光源。 若光在各个方向上辐射光通量是均匀的，则整个 若光在各个方向上辐射光通量是均匀的， 空间的平均发光强度为常数。 空间的平均发光强度为常数。 I= Ф/ 4π
2.6光度学基础
5
3，发光强度
• 发光强度指光源在某方向目的单位立体角dΩ内 dv 发出的光通量dΦv ,即 Iv= 。 d • 发光强度是光度学基本量，也是国际单位制中 七个基本量（长度 m、 质量 kg、 时间 s 、电 流 A 、热力学温度 K 、发光强度 cd 、物质的 量 mol）之一。 • 发光强度的单位是坎德拉，单位符号cd。 • 加反光装置可增加某一方向上的发光强度。
• 光亮度表示光源单位面积上向某方向的发光强度。单位 是cd/m2 。 • 亮度反应了眼睛对物体表面反射光的强弱感觉。
11
常见物体的亮度
12
6、反射比与反射光能损失
• 光垂直照射到两种介质的光滑界面时，在发生折射的同时 ，会须一小部分反射回原介质。没通过界面的反射光，形 成光能损失。 • 反射的光通量与入射的光通量之比称为反射比。
各种场所照度标准参考表——医院
照度(lux) 10000～ 5000 1500～750 场所 视机能检查(眼科明室) 开刀房
750～300
诊疗室,治疗室,制药室,配药室,药局室,解剖室,病理细菌室,急 救室,产房,
院长室,办公室,护士室,会议室
300～150
病房,药品室,病床看书,换药,骨折石膏包扎,婴房,记录室,候诊 室,会诊室
24
25
n n 用ρ表示，ρ= n ' n 反射光能损失与界面两侧的介质 折射率有关。 • 在镜片加工工艺中，通过在镜片的表面镀防反膜，即增透 膜，来降低反射损失。
'
2
13
7，光度学与视觉
7.1光强度与视力
光强度一定时，不同人的视力感觉不同。
14
7.2光照度与视力
• 改善照度的均匀和强弱，能有 效预防和克服视疲劳，降低屈 光不正的发生率。
光度学基础
光 通 量 损 失 ：F＝（1 ）F0
19
d1
d2
dA1
dA2
r
dF1
L1
cosq1dA1d1
L1
cosq1dA1
dA2
cosq2
r2
dF 2
L2
cos q 2 dA2 d 2
L2
cosq2dA2
dA1
cosq1
r2
dF1 dF 2
L1 L2
结论 光在元光管内传播，光束亮度不变
光度学基础
12
四、光束经界面反射和折射后的亮度
dF Lcosi d dA
L sin2 U＝
n' 2 n2
L sin2 U
( dA 1
dA' 2
＝ y' ＝ n sinU )
y n' sinU'
16
二、轴外像点的光照度
出瞳
EM'
n' 2 n2
L
sin
2
U
' M
D’
w’ w’
光度学基础
M’
像面 U’
A’
当UM’ 较小时：
l0’
sinU
' M
tgU
'＝
M
D' 2
cos w'
5
二、光学量
光度学基础
1、光通量Fv
流 [明]（lm）
标度可见光对人眼的视觉刺激程度的量。
2、光出射度Mv
流 [明]每平方米（lm/m2）
光源单位发光面积发出的光通量——光源的光出
射度
Mv
dF v dA
3、光照度Ev 勒 [克斯]（lx） 1lx＝1lm/m2
光度学基础
光度学基础光度学是研究光的流动和光能的传播的科学，也是物理学的一个分支。
它研究光的性质、光的产生、传播、相互作用以及光与物质之间的相互作用等方面的内容。
在光度学中，我们关注的是光的强度、光的波长、光的频率以及光的速度等基本特性。
光的强度是指光的能量在单位时间内通过单位面积的流量，也就是单位时间内光通过的功率。
在国际单位制中，光的强度的单位是瓦特/平方米(W/m²)。
光的强度是光度学中最基本的量度，它可以用来描述光源的亮度。
当光的强度增大时，我们感觉到的亮度也会增加。
光的波长是指光波在传播过程中一个完整波动所需的距离。
在光度学中，我们常用纳米米(nm)来表示光的波长。
不同波长的光会引起不同的视觉效果，例如红光的波长较长，而紫光的波长较短。
光的波长还与光的颜色有关，我们常见的七彩光谱就是由不同波长的光组成的。
光的频率是指单位时间内光波的震动次数。
光的频率与光的波长有关系，它们之间的关系可以用光速来计算。
光速是光在真空中传播的速度，它是一个常数，约为每秒30万公里。
光的频率和波长满足一个简单的关系，即频率乘以波长等于光速。
因此，当光的波长变长时，光的频率会相应变小。
光的速度是光度学中非常重要的一个特性。
光的速度是自然界中最快的速度，它在真空中的数值约为每秒30万公里。
光的速度在不同介质中会发生变化，通常情况下，光在介质中的传播速度会比在真空中的传播速度慢。
这是因为光在介质中会与介质中的原子或分子相互作用，导致传播速度减小。
除了以上几个基本特性外，光度学还研究光与物质之间的相互作用。
光与物质之间的相互作用可以分为吸收、反射、折射和散射等几种形式。
当光通过物质时，物质会吸收光的能量，这就是光的吸收现象。
当光遇到物体表面时，一部分光会被物体表面反射回来，这就是光的反射现象。
当光从一种介质传播到另一种介质时，光的传播方向会发生改变，这就是光的折射现象。
当光通过物质时，光与物质中的微粒相互作用，导致光的传播方向发生随机改变，这就是光的散射现象。
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]
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按照使用目的可以分为：
功能性灯具
装饰性灯具
p/ 3
光度学基础知识 灯具定义 灯具又称照明器，其主要作用是照明。
在我们的日常生活中，可以看见多种多样的灯，而灯具的分 类也是多种多样的。
按照使用位置可以分为： 室内灯具
室外灯具
p/ 4
光度学基础知识
灯具本身的基本作用是提供与光源 的电气连接，但还有许多其它的重 要功能如光源的防护、适宜的机械 特性、壳体的防护要求、电气安全 要求、热要求、标志要求和光度功 能要求。
投光类灯具还可以根据其光束的宽窄分为：窄光束；宽光束；中 等光束等。 一般来说： 窄 光 束：光束角<20° 中等光束：光束角：20°～40° 宽 光 束：光束角：>40°
p/ 8
光度学的几个基本概念
下面我们先来介绍一下光度学的一些基本概念 平面角和立体角
平面角的单位 叫弧度，1弧 度是半径为1 米的园上，1
Ι = dΦ/dΩ 单位：cd 1cd＝1lm/1sr
实际光源或灯具各方向的发光强度不同。为了描述其发光的空间 分布特性，需要用发光强度分布曲线（又叫配光曲线）来表示。 它是照明计算和设计的一个重要依据。
常见光源发光强度（cd）： 太阳，2.8E27 高亮手电，10000
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照度
光度学基础知识
p/ 55
V H
直角坐标配光曲线
p/ 56
投光灯光度特性的三个定义
半峰发散角——在选定的通过最大光强的平面上，两个为50%最大光强的光 强之间的夹角
半峰边角——在选定的通过最大光强的平面上，最大光强与50%最大光强之 间的夹角
灯的有效光束——光强大于或等于10%最大光强的所有光束称灯具的有效 光束(IES定义)
光度学基本知识 与
报告解读
p/ 1
内容提要
1. 光度学基础知识 灯具定义及分类 照度
2. 灯具坐标系
Type C Type B
光通量 亮度
Type A
3.灯具光度测试报告解读
室内灯具
投光灯
发光强度 常用的光度测量定律
路灯
p/ 2
光度学基础知识
灯具定义 灯具又称照明器，其主要作用是照明。
在我们的日常生活中，可以看见多种多样的灯具，而灯具的 分类也是多种多样的。
距60W台灯60cm桌面，300LUX；
黄昏室内，10LUX；
夜间路灯，0.1LUX；
p/ 12
亮度
亮度（L，Luminance），单位尼特，即nit，或cd/m2。 定义：光源体在某一方向上,每单位投影面积上所发出的光强。
光源体在某一方向上,每单位投影面积上所 发出的光强。
常见发光体的亮度（尼特）：
余弦立方定律
光源
O
h
D
式中：I—点光源射向该点的光强；
h—光源离该平面的高度；
θ—平面法线与入射光线的夹角；
I E
lθ
l — OA长度。
根据照度的余弦定律
E=
I l2
×cosθ
A
将 l =h/cosθ带入
E= I × cosθ= I ×cos3θ
l2
h2
p/ 17
下面回到配光曲线的测量上来 不同光源、灯具向空间各个方向射出的光通量是很不一样的。 空间图最能直观地描绘光分布的特性．方法是把各个方向上测得的光强， 以一条条矢径的形式画在一个球坐标系上。 假定光源就在坐标系的极点上，这些矢量合起来就构成了“光分布体”。
定义：表面上一点的照度是入射在包含该点面元上的光通量dφ 除以该面元面积dS之商。 单位 （lx）
单位为勒克斯（lx），1lx=1lm/m2
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
普通房间灯光下，100
满月照射下，0.2
烛光（20cm远处），10～15LUX。
E
I I=E·l2
p/ 14
常用的光度测量定律
照度的平方反比定律
Ω=
S l2
I
Ι = dΦ/dΩ
n E= I
dΩ
ds
l2
垂直于光线传播方向的照度与光源 在该方向的光强成正比，与光源到表面 的距离的平方成反比。
注意：只有点光源才符 合距离平方反比定律。 (测试距离不应少于灯 具出光口面最大尺寸的 10倍。)
p/ 37
平面等照度曲线：连结测量截面上等照度的点的曲线。
p/ 38
图中粉色点代表了只 有一盏灯的时候，水 平照度值为最大照度 值一半的点。 最大距高比即为： S/2H
p/ 39
光通比 上射光通比=
灯具的上射总光通 灯具总光通
灯具的下射总光通 下射光通比= 灯具总光通
p/ 40
室内灯具型号划分表
眩光程度主要与灯具发光面大小、发光面的亮度、背景亮度、 视看方向和位置有关，因此在灯具设计时一定要考虑限制灯具的 亮度。
一般情况下人们在室内眼睛停留最多的位置是水平方向，因此 灯具在60°~90°区域内最易受眩光影响。一般产生直接眩光的 区域为45°~90°区域内。
p/ 46
灯具评价：室内灯的主要评价参数
p/ 25
p/ 26
Type A
p/ 27
• A型坐标 • A型坐标系统的说明如图。极轴在竖直方向。
竖直半平面内的角度数据叫做α角度，到此 平面的垂直角度是A角度。使用（A， α ） 坐标指示球面上的某点。 α 0 ° 在赤道圈上。 灯具口面通常瞄准点（0，0），并且α 0 ° 平面垂直于灯具口面。 α角度的范围是从-90 ° 至90 ° 。A角度范围从-180 ° 到180 ° ， -90 ° 将在最低点，90 ° 在最高点。汽车车 灯光度数据通常使用Type A坐标系
太阳表面，2,000,000,000
白炽灯灯丝，10,000,000
阳光下的白纸，30,000
眼能习惯的亮度，3,000
满月表面，2,500
人眼能比较好的分辨出颜色的亮度，1
满月下的白纸，0.07
无月夜空，0.0001
p/ 13
常用光度学单位及其相互关系
Φ
光通量Φ（lm） 光强I（cd） 照度E（lx）
型号 名称
A
直接型
B
半直接型
C
均匀扩散型
D
半间接型
E
间接型
光通比
上半球 0～10 10～40 40～60 60～90 90～100
下半球 100～90 90～60 60～40 40～10 10～0
p/ 41
p/ 42
p/ 43
照度距离图表
p/ 44
眩光：
亮度限制曲线是CIE推荐的作为评价室内一般灯具直接眩光的标准和方法。
灯具的光强通常在许多平面中测得。在各式各样可能的 测试平面中，有三种平面系统已被证明特别有用。
p/ 18
p/ 19
Type C
p/ 20
• Type C坐标 在Type C坐标系统中，极轴是垂直的，如图 所示。在垂直半平面测量的角度是γ角度， 以及到此半平面的水平角度是C角度。灯具 发光口面通常瞄准坐标系中的（C0，γ0）点。 γ角度范围从0° （最低点）到180° （最高 点）。C平面在角度范围从0° 到360° ，如 图所示。在光度学中C0参考平面位置，通常 是平行于灯具的辅助轴线。C型光度数据目 前是最流行的并得到广泛的承认。大多数光 度数据，包括室内灯和路灯，使用Type C格 式。
RHOCC天花板反射系数，RHOW墙壁反射系数，RCR房间系数
p/ 51
室内灯具概算
平均照度=光源光通量×灯具数量×CU ×维护系数 /(长×宽) 灯具数量=平均照度×长×宽/(光源光通量× CU ×维护系数)
p/ 52
室内灯具概算
p/ 53
在报告的最后，会附上光强数据表。
p/ 54
投光灯 直角坐标配光曲线 等光强曲线
而一般情况下，用户最关心的是这一盏灯是否能够照亮我们希望它照 亮的地方，不照亮它不该照亮的地方。其次便是它是否使我们感觉舒 适。
而这可以由配光曲线和眩光等参数所描述，这也就说明了我们为什么 要测量配光曲线。
什么是配光曲线？
配光曲线又叫发光强度分布曲线，是描述光源或灯具发光的空间分布 特性的一条曲线。
米长的圆弧对 圆心所张的角。
A A
l
o
α r
B
(a)
α= l r
A＇
s
Ωo
r
(b)
Ω= S r2
立体角的单位叫 球面度（sr）， 1球面度是半径 为1米的球面上， 1平方米的球面
对球心所张的立 体角。
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光通量
光度学基础知识
光通量是光源在单位时间内发出的光量，也即为辐射通量（或辐 射功率）能够被人眼视觉系统所感受的那部分有效当量。
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室内灯具利用系数
房间系数 ＲＣＲ（Room Cavity Ratio） 室内照明计算是把房间看作直六面体，能表征房间尺
寸的表式就是室空间比（室指数）。越是低而宽敞的房子， 可得到的光通利用率越高，越是狭而高的房间，光通利用 率越低。
RCR=5hRC(L+W)/L*W
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室内灯具利用系数
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Type B
p/ 29
Type A
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灯具光度测试报告解读
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室内灯具
光通比与灯具类型 配光曲线 眩光 室内灯利用系数 概算曲线
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报告基本信息p/ 35源自p/ 36最大光强
½ 最大光强
[C0~180]LEFT指的是 C180面 [C90~270]LEFT指的 是C270面
功能性灯具
装饰性灯具
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光度学基础知识 灯具定义 灯具又称照明器，其主要作用是照明。
在我们的日常生活中，可以看见多种多样的灯，而灯具的分 类也是多种多样的。
按照使用位置可以分为： 室内灯具
室外灯具
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光度学基础知识
灯具本身的基本作用是提供与光源 的电气连接，但还有许多其它的重 要功能如光源的防护、适宜的机械 特性、壳体的防护要求、电气安全 要求、热要求、标志要求和光度功 能要求。
投光类灯具还可以根据其光束的宽窄分为：窄光束；宽光束；中 等光束等。 一般来说： 窄 光 束：光束角<20° 中等光束：光束角：20°～40° 宽 光 束：光束角：>40°
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光度学的几个基本概念
下面我们先来介绍一下光度学的一些基本概念 平面角和立体角
平面角的单位 叫弧度，1弧 度是半径为1 米的园上，1
Ι = dΦ/dΩ 单位：cd 1cd＝1lm/1sr
实际光源或灯具各方向的发光强度不同。为了描述其发光的空间 分布特性，需要用发光强度分布曲线（又叫配光曲线）来表示。 它是照明计算和设计的一个重要依据。
常见光源发光强度（cd）： 太阳，2.8E27 高亮手电，10000
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照度
光度学基础知识
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V H
直角坐标配光曲线
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投光灯光度特性的三个定义
半峰发散角——在选定的通过最大光强的平面上，两个为50%最大光强的光 强之间的夹角
半峰边角——在选定的通过最大光强的平面上，最大光强与50%最大光强之 间的夹角
灯的有效光束——光强大于或等于10%最大光强的所有光束称灯具的有效 光束(IES定义)
光度学基本知识 与
报告解读
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内容提要
1. 光度学基础知识 灯具定义及分类 照度
2. 灯具坐标系
Type C Type B
光通量 亮度
Type A
3.灯具光度测试报告解读
室内灯具
投光灯
发光强度 常用的光度测量定律
路灯
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光度学基础知识
灯具定义 灯具又称照明器，其主要作用是照明。
在我们的日常生活中，可以看见多种多样的灯具，而灯具的 分类也是多种多样的。
距60W台灯60cm桌面，300LUX；
黄昏室内，10LUX；
夜间路灯，0.1LUX；
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亮度
亮度（L，Luminance），单位尼特，即nit，或cd/m2。 定义：光源体在某一方向上,每单位投影面积上所发出的光强。
光源体在某一方向上,每单位投影面积上所 发出的光强。
常见发光体的亮度（尼特）：
余弦立方定律
光源
O
h
D
式中：I—点光源射向该点的光强；
h—光源离该平面的高度；
θ—平面法线与入射光线的夹角；
I E
lθ
l — OA长度。
根据照度的余弦定律
E=
I l2
×cosθ
A
将 l =h/cosθ带入
E= I × cosθ= I ×cos3θ
l2
h2
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下面回到配光曲线的测量上来 不同光源、灯具向空间各个方向射出的光通量是很不一样的。 空间图最能直观地描绘光分布的特性．方法是把各个方向上测得的光强， 以一条条矢径的形式画在一个球坐标系上。 假定光源就在坐标系的极点上，这些矢量合起来就构成了“光分布体”。
定义：表面上一点的照度是入射在包含该点面元上的光通量dφ 除以该面元面积dS之商。 单位 （lx）
单位为勒克斯（lx），1lx=1lm/m2
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
普通房间灯光下，100
满月照射下，0.2
烛光（20cm远处），10～15LUX。
E
I I=E·l2
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常用的光度测量定律
照度的平方反比定律
Ω=
S l2
I
Ι = dΦ/dΩ
n E= I
dΩ
ds
l2
垂直于光线传播方向的照度与光源 在该方向的光强成正比，与光源到表面 的距离的平方成反比。
注意：只有点光源才符 合距离平方反比定律。 (测试距离不应少于灯 具出光口面最大尺寸的 10倍。)
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平面等照度曲线：连结测量截面上等照度的点的曲线。
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图中粉色点代表了只 有一盏灯的时候，水 平照度值为最大照度 值一半的点。 最大距高比即为： S/2H
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光通比 上射光通比=
灯具的上射总光通 灯具总光通
灯具的下射总光通 下射光通比= 灯具总光通
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室内灯具型号划分表
眩光程度主要与灯具发光面大小、发光面的亮度、背景亮度、 视看方向和位置有关，因此在灯具设计时一定要考虑限制灯具的 亮度。
一般情况下人们在室内眼睛停留最多的位置是水平方向，因此 灯具在60°~90°区域内最易受眩光影响。一般产生直接眩光的 区域为45°~90°区域内。
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灯具评价：室内灯的主要评价参数
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Type A
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• A型坐标 • A型坐标系统的说明如图。极轴在竖直方向。
竖直半平面内的角度数据叫做α角度，到此 平面的垂直角度是A角度。使用（A， α ） 坐标指示球面上的某点。 α 0 ° 在赤道圈上。 灯具口面通常瞄准点（0，0），并且α 0 ° 平面垂直于灯具口面。 α角度的范围是从-90 ° 至90 ° 。A角度范围从-180 ° 到180 ° ， -90 ° 将在最低点，90 ° 在最高点。汽车车 灯光度数据通常使用Type A坐标系
太阳表面，2,000,000,000
白炽灯灯丝，10,000,000
阳光下的白纸，30,000
眼能习惯的亮度，3,000
满月表面，2,500
人眼能比较好的分辨出颜色的亮度，1
满月下的白纸，0.07
无月夜空，0.0001
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常用光度学单位及其相互关系
Φ
光通量Φ（lm） 光强I（cd） 照度E（lx）
型号 名称
A
直接型
B
半直接型
C
均匀扩散型
D
半间接型
E
间接型
光通比
上半球 0～10 10～40 40～60 60～90 90～100
下半球 100～90 90～60 60～40 40～10 10～0
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照度距离图表
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眩光：
亮度限制曲线是CIE推荐的作为评价室内一般灯具直接眩光的标准和方法。
灯具的光强通常在许多平面中测得。在各式各样可能的 测试平面中，有三种平面系统已被证明特别有用。
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Type C
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• Type C坐标 在Type C坐标系统中，极轴是垂直的，如图 所示。在垂直半平面测量的角度是γ角度， 以及到此半平面的水平角度是C角度。灯具 发光口面通常瞄准坐标系中的（C0，γ0）点。 γ角度范围从0° （最低点）到180° （最高 点）。C平面在角度范围从0° 到360° ，如 图所示。在光度学中C0参考平面位置，通常 是平行于灯具的辅助轴线。C型光度数据目 前是最流行的并得到广泛的承认。大多数光 度数据，包括室内灯和路灯，使用Type C格 式。
RHOCC天花板反射系数，RHOW墙壁反射系数，RCR房间系数
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室内灯具概算
平均照度=光源光通量×灯具数量×CU ×维护系数 /(长×宽) 灯具数量=平均照度×长×宽/(光源光通量× CU ×维护系数)
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室内灯具概算
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在报告的最后，会附上光强数据表。
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投光灯 直角坐标配光曲线 等光强曲线
而一般情况下，用户最关心的是这一盏灯是否能够照亮我们希望它照 亮的地方，不照亮它不该照亮的地方。其次便是它是否使我们感觉舒 适。
而这可以由配光曲线和眩光等参数所描述，这也就说明了我们为什么 要测量配光曲线。
什么是配光曲线？
配光曲线又叫发光强度分布曲线，是描述光源或灯具发光的空间分布 特性的一条曲线。
米长的圆弧对 圆心所张的角。
A A
l
o
α r
B
(a)
α= l r
A＇
s
Ωo
r
(b)
Ω= S r2
立体角的单位叫 球面度（sr）， 1球面度是半径 为1米的球面上， 1平方米的球面
对球心所张的立 体角。
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光通量
光度学基础知识
光通量是光源在单位时间内发出的光量，也即为辐射通量（或辐 射功率）能够被人眼视觉系统所感受的那部分有效当量。
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室内灯具利用系数
房间系数 ＲＣＲ（Room Cavity Ratio） 室内照明计算是把房间看作直六面体，能表征房间尺
寸的表式就是室空间比（室指数）。越是低而宽敞的房子， 可得到的光通利用率越高，越是狭而高的房间，光通利用 率越低。
RCR=5hRC(L+W)/L*W
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室内灯具利用系数
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Type B
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Type A
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灯具光度测试报告解读
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室内灯具
光通比与灯具类型 配光曲线 眩光 室内灯利用系数 概算曲线
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报告基本信息p/ 35源自p/ 36最大光强
½ 最大光强
[C0~180]LEFT指的是 C180面 [C90~270]LEFT指的 是C270面