有關(guān)LED發(fā)光強(qiáng)度、光通量、照度、亮度的簡(jiǎn)單介紹

1、有關(guān)發(fā)光強(qiáng)度、光通量、照度、亮度的簡(jiǎn)單介紹 （該資源來自網(wǎng)絡(luò)，Robert Zhang整理 QQ：641015461）光度學(xué)與光相關(guān)的常用量有4個(gè)：發(fā)光強(qiáng)度、光通量、照度、亮度。這4個(gè)量盡管是相關(guān)的，但為不同的，不能相混。正像壓力、重力、壓強(qiáng)、質(zhì)量是不同的物理量一樣。1、發(fā)光強(qiáng)度(I、Intensity)，單位坎德拉，即cd。定義：光源在給定方向的單位立體角中發(fā)射的光通量定義為光源在該方向的(發(fā))光強(qiáng)(度)，解釋：發(fā)光強(qiáng)度是針對(duì)點(diǎn)光源而言的，或者發(fā)光體的大小與照射距離相比比較小的場(chǎng)合。這個(gè)量是表明發(fā)光體在空間發(fā)射的會(huì)聚能力的。可以說，發(fā)光強(qiáng)度就是描述了光源到底有多“亮”，因?yàn)樗枪夤β逝c會(huì)聚能

2、力的一個(gè)共同的描述。發(fā)光強(qiáng)度越大，光源看起來就越亮，同時(shí)在相同條件下被該光源照射后的物體也就越亮，因此，早些時(shí)候描述手電都用這個(gè)參數(shù)?，F(xiàn)在LED也用這個(gè)單位來描述，比如某LED是15000的，單位是mcd，1000mcd=1cd，因此15000mcd就是15cd。之所以LED用毫cd(mcd)而不直接用cd來表示，是因?yàn)橐郧白钤鏛ED比較暗，比如1984年標(biāo)準(zhǔn)5mm的LED其發(fā)光強(qiáng)度才0.005cd，因此才用mcd表示，現(xiàn)在LED都很厲害了，但還是沿用原來的說法。用發(fā)光強(qiáng)度來表示“亮度”的缺點(diǎn)是，如果管芯完全一樣的兩個(gè)LED，會(huì)聚程度好的發(fā)光強(qiáng)度就高。因此，購(gòu)買LED的時(shí)候不要一味追求高I值，

3、還要看照射角度。很多高I值的LED并非提高自身的發(fā)射效率來達(dá)到，而是把鏡頭加長(zhǎng)照射角度變窄來實(shí)現(xiàn)的，這盡管對(duì)LED手電有用，但可觀察角度也受限。另外，同樣的管芯LED，直徑5mm的I值就比3mm的大一倍多，但只有直徑10mm的1/4，因?yàn)橥哥R越大會(huì)聚特性就越好。之所以用發(fā)光強(qiáng)度來表示手電或LED，是因?yàn)樵谙嗤嚯x下對(duì)被照射地的照度是與這個(gè)成正比的。特別的說，距離1m的lx就是cd值。但是，很多場(chǎng)合下我們需要照射面積大一些，所以只用發(fā)光強(qiáng)度這一特性還不能全面反應(yīng)手電的能力。比如，同樣的筒身，換個(gè)大頭(大反光杯)則I值馬上增大許多。因此，很多情況下我們用光通量(單位流明，見下)來表示手電了。以上我

4、們說“亮”和“亮度”時(shí)帶了引號(hào)，是因?yàn)檫@是我們常規(guī)說的亮度，并非光度學(xué)嚴(yán)格意義上的亮度，這一單位后面會(huì)展開。常見光源發(fā)光強(qiáng)度(cd)：太陽，2.8E27高亮手電，100005mm超高亮LED，152、光通量(F，F(xiàn)lux)，單位流明，即lm。 定義：光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出的光量稱為光源的發(fā)光通量 解釋：同樣，這個(gè)量是對(duì)光源而言，是描述光源發(fā)光總量的大小的，與光功率等價(jià)。光源的光通量越大，則發(fā)出的光線越多對(duì)于各向同性的光(即光源的光線向四面八方以相同的密度發(fā)射)，則 F = 4I。也就是說，若光源的I為1cd，則總光通量為4 =12.56 lm。與力學(xué)的單位比較，光通量相當(dāng)于壓力，而發(fā)光強(qiáng)度相當(dāng)

5、于壓強(qiáng)。要想被照射點(diǎn)看起來更亮，我們不僅要提高光通量，而且要增大會(huì)聚的手段，實(shí)際上就是減少面積，這樣才能得到更大的強(qiáng)度。要知道，光通量也是人為量，對(duì)于其它動(dòng)物可能就不一樣的，更不是完全自然的東西，因?yàn)檫@種定義完全是根據(jù)人眼對(duì)光的響應(yīng)而來的。 人眼對(duì)不同顏色的光的感覺是不同的，此感覺決定了光通量與光功率的換算關(guān)系。對(duì)于人眼最敏感的555nm的黃綠光，1W = 683 lm，也就是說，1W的功率全部轉(zhuǎn)換成波長(zhǎng)為555nm的光，為683流明。這個(gè)是最大的光轉(zhuǎn)換效率，也是定標(biāo)值，因?yàn)槿搜蹖?duì)555nm的光最敏感。對(duì)于其它顏色的光，比如650nm的紅色，1W的光僅相當(dāng)于73流明，這是因?yàn)槿搜蹖?duì)紅光不敏感的

6、原因。對(duì)于白色光，要看情況了，因?yàn)楹芏嗖煌墓庾V結(jié)構(gòu)的光都是白色的。例如LED的白光、電視上的白光以及日光就差別很大，光譜不同。至于電光源的發(fā)光效率，是另外一個(gè)相關(guān)的話題，是說1W的電功率到底能轉(zhuǎn)化成多少光通量。如果全部轉(zhuǎn)換成555nm的光，那就是每瓦683流明。但如果有一半轉(zhuǎn)換成555nm的光，另一半變成熱量損失了，那效率就是每瓦341.5流明。白熾燈能達(dá)到1W=20 lm就很不錯(cuò)了，其余的都成為熱量或紅外線了。測(cè)量一個(gè)不規(guī)則發(fā)光體的光通量，要用到積分球，比較專業(yè)而復(fù)雜。常見發(fā)光的大致效率(流明/瓦)白熾燈，15白色LED，20日光燈，50太陽，94鈉燈，120有12個(gè)20W的日光燈管，桌面

7、照度為400勒克司。常見照度(勒克司)：陽光直射(正午)下，110,000陰天室外，1000商場(chǎng)內(nèi)，500陰天有窗室內(nèi)，100普通房間燈光下，100滿月照射下，0.24、亮度(L，Luminance)，單位尼特，即nt。 定義：?jiǎn)挝还庠疵娣e在法線方向上，單位立體角內(nèi)所發(fā)出的光流 解釋：這個(gè)是最容易被誤解的概念了。亮度是針對(duì)光源而言，而且不是對(duì)點(diǎn)光源，是對(duì)面光源而言的。無論是主動(dòng)發(fā)光的還是被動(dòng)(反射)發(fā)光的。亮度是一塊比較小的面積看起來到底有多“亮”的意思。這個(gè)多“亮”，與取多少面積無關(guān)，但為了均勻，我們把面積取得比較小，因此才會(huì)出現(xiàn)“這一點(diǎn)的亮度”這樣的說法。事實(shí)上，點(diǎn)光源是沒有亮度概念的。另外，發(fā)光面的亮度與距離無關(guān)，但與觀察者的方向有關(guān)。說一個(gè)手電很“亮”，并不是說該手電的亮度高(因?yàn)槭蛛娛菦]有亮度概念的)，而是說其發(fā)光強(qiáng)度大，或者是說被它照射的物體亮。說一個(gè)星星(點(diǎn)光源)很亮，并非是說其亮度高，而是說其星等高而已。亮度不僅取決于光源的光通量，更取決于等價(jià)發(fā)光面積和發(fā)射的會(huì)聚程度。常見發(fā)光體的亮度(尼特)： 紅色激光指示器，20,000,0