光源的光度学性能指标有哪些？光照度和光亮度什么区别？

光源的光度学性能指标有哪些？评价光源性能的光度学指标有很多，其中最为常见的指标就有光强度、光通量、光照度和光亮度，其中光照度用来衡量被照物体表面上被照射的程度，而光亮度用量衡量发光面的明亮程度，都与光通量有关。那么，光照度和光亮度什么区别？本文对光学的光度学性能指标及光照度和光亮度的区别做了介绍。

光源的光度学性能指标介绍：

1.光强度

设某个点光源向各个方向都均匀辐射，则光强可定义为发射到单位立体角dΩ的光通量dФ的比值，即I=dФ/dΩ。光强I的单位为坎（cd）；Ω的单位为球面度（sr）；为光通量，单位为流明（lm）。

光强表示光源在给定方向上的发光强度，单位为坎，坎定义为：光源发出频率为540x10(12)HZ的单色辐射光，且在此指定方向上的辐射强度为1/683W/sr，W为能量单位，由于点光源向四周均匀辐射，而球心对球面总立体角有4π球面度，所以I=Ф/4π。1cd光强的点光源发出的总光通量为4πlm。

2.光通量

光源以电磁波的形式辐射出的光功率称为光通量。光通量是用于度量可见光对人眼的视觉刺激程度的量，与辐射度量中的辐通量对应，单位为流明（lm）。单位流明定义为：发光强度为1cd的均匀点光源在一球面立体角内发射的光通量，即1lm=1cd*sr。流明的测量常以人眼的光感觉来度量其辐射功率。人眼对不同波长、相同辐通量的可见光的敏感程度不同，这表明人的视觉系统对不同波长可见光有不同的相应灵敏度，称为光谱光效率函数。观察场明暗程度不同时，人眼光谱敏感特性稍有不同。国际照明委员会（CIE）根据实验确定两种光谱光效率函数：明视觉光谱光效率函数V（λ）和暗视觉光谱光效率函数V'（λ），函数曲线如下图所示，这里函数值已经归一化。

其中，是在亮视场观察时，最敏感波长为555nm；是在暗视场观察时，最敏感波长为607nm.

对于单一波长的光源来讲，光通量中与辐射功率的关系为：Φ= kP（λ）V（λ）。

式中k=683lm/W，P（λ）为光源辐射功率的波谱分布。在可见光范围内对所有波长求和，即为光源的光通量：

式中积分的△范围为可见光范围，即△＝380nm～780nm。

3.光亮度

亮度B是发光面的明亮程度的度量，决定于单位面积的光强。光可以从一个面光源直接辐射，也可以由入射光照射下从单一表面反射出来或者是某光源经介质透射出来。

从某一角度去看发光面S，如上图所示，亮度与该角度的光强Iα成正比，与所见的面积Scosα成反比。其亮度定义为：B=Iα/Scosα。In为发光面法线方向的发光强度，Iα为S发光面在指定方向的发光强度，α为该方向与法线的夹角。在任何方向看到的Iα越大或Scosα越小，则亮度B越大，即明亮程度越高。按前述的理想漫射的面光源，即光强按余弦规律分布，则：

亮度的单位为坎每平方米，即cd/m2。

4.光照度

照射在单位面积上的光通量就是照度E，即E=Ф/S，单位为勒（lx）。lx定义为在lm2，的面积上照有1lm的光通量。照度与成像的好坏有很大关系，为了得到良好的图像，常用强光来照射。由于光强I=Φ/Ω，而立体角Ω又和球半径r有关，这样照度E定义为：E=Φ/S=I/r2，即当光强I一定时，照度与距离平方成反比。光源为平行光束时，照度和距离无关。

光源光照度和光亮度的区别：

照度与亮度都是度量单位表面通过的光能量强度的物理量，但是它们之间有一些重大的区别，切勿混淆：

1.光线行进的方向不同

亮度是指被测物体发出或反射出的光线；照度则是指被光源照明的入射光线。

2.计测的方式不同

亮度与点光源的发光强度部是有方向的量：同一个物体或光源，在不同的方向上观察（或测量）时，亮度经常是不同的，因此必须强调测量或观察的方向。例如一块质量不好的黑板从正面看很黑，但是从侧面看，由于黑板上反射了窗户中射入的光线可能显得很明亮，甚至看不清黑板上的字迹。常用亮度曲线表明灯具的发光特性或物体的反射特性，从光源或物体表面指向曲线各点箭头的长度表示相应方向亮度的大小。我国闪光灯的行业标准规定，闪光灯的照射角是指当灯的亮度降低为中心值的50%时，两个测量方向间的夹角。照度测量的是单位面积上接受的（各方向）人射光强度的总和，因此照度是没有方向性的量。

3.测量的仪器与测量的方法不同

测量亮度使用亮度计，测量照度则应使用照度计。

4.影响的因素与测试的结果不同

照度仅与光源的特性有关，与照物体的表面特性无关。亮度不仅与光源的发光特性有关，还与被测物的表面特性有关。

标准光源的亮度和照度有什么要求？

对于标准光源的光通量，目前还没明确的相关规定。当然如果标准光源的光通量过低，那么光线暗淡，人们的对色效果也不好，反之，标准光源的光通量过高，就会让被测物体表面产生强烈的反射光线，也不利于颜色的观察。所以标准光源的光通量应该保持在合适的范围内。

根据ISO3664:2000对标准光源的相关要求规定，标准光源光照强度必须符合以下条件：

光源通过反射照射在被观察物体表面上的亮度应达到2000Lux(+/-500Lux)。被照表面在1m×1m的范围内，任一点的照度不得低于被照表面中心照度的75%。

光源通过透射照射在被观察物体表面上的亮度应达到1270cd/m2(+/-320cd/m2)

显示器的亮度应达到>75cd/m2。

虽然没有明确指出标准光源的光通量，但是用户可以根据照度要求，反推出标准光源的光通量要求。