照明系统基本概念解析

光源类型多种多样,形状和尺寸各异。光源可以是不同形状的卤钨灯、金属卤化物灯、发光二极管(LED)、氙灯、磨砂灯、弧光灯或硫磺灯等。照明光学系统的设计选择与光源的类型密切相关。有些光源在其发光面内有足够的亮度和均匀性,可以将这些光源直接成像于需要照明的目标上。但在多数情况下,光源的发光面并不均匀,照明光学系统需具有匀化作用,以在像面上实现所要求的亮度均匀性,同时保证光通量损失最小。

光度学中用于描述光源和照明系统的最常见物理参数是光通量、强度、照度和亮度。光度学主要与视觉系统关联,与人眼的光谱敏感性相关联。所以,如果希望通过照明系统的优化设计使得被目视观察的目标具有一定亮度,则必须考虑眼睛的光谱响应。辐射度学是另一个与照明系统密切相关的学科,它直接描述从光源发出并最终照射目标表面的能量。辐射度学的概念和基本原理与光度学所用的概念和基本原理完全相同,但单位不同。

基本的光度学参数及其对应的单位,主要有如下几种:

(1)光通量对应于辐射度学的能量,是光源发出的总能量,单位是流明(lm)。(www.xing528.com)

(2)强度是单位立体角内的光通量,或立体角通量密度,或角通量分布。强度的定义中假设通量来源于一个点光源。强度的单位是坎德拉=流明/球面角。

(3)照度是入射到被照明表面的单位面积内的通量,或面积通量密度。它与入射到表面的角通量分布无关。照度的单位是勒克斯=流明/平方米。

(4)亮度是单位面积单位立体角内的通量,或面积和立体角通量密度。亮度的单位是尼特=坎德拉/平方米。