CIE最新出臺中間視覺光度學(xué)推薦系統(tǒng)

    幾十年來，建立中間視覺光度學(xué)有效系統(tǒng)一直是國際照明界關(guān)注的專題。最近，以“中間視覺范圍內(nèi)的視覺功能”為研究主題的國際照明委員會(CIE)技術(shù)委員會TC 1-58完成了工作，出臺了基于視覺功能的中間光度學(xué)推薦系統(tǒng)，并通過CIE官方發(fā)布了技術(shù)報告CIE 191：2010[1]。該技術(shù)報告填補(bǔ)了相關(guān)光度學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的空缺，將對以往基于明視覺光度學(xué)構(gòu)建的照明系統(tǒng)帶來挑戰(zhàn)和沖擊，并對作為未來光源的LED的發(fā)展和應(yīng)用產(chǎn)生重大影響。
CIE是照明領(lǐng)域中最權(quán)威的國際組織，也是ISO公認(rèn)的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織機(jī)構(gòu)。一個光度學(xué)系統(tǒng)只有被CIE通過并推薦，才能被國際接受和應(yīng)用。中間視覺亮度區(qū)域是指亮度介于明視覺和暗視覺之間的區(qū)域，通常認(rèn)為中間視覺亮度水平范圍為0.001~3cd·m-2。中間視覺照明包括道路和街道照明、室外照明和其它夜間交通照明等，中間視覺下的人眼光視效率函數(shù)V mes (λ)和明視覺人眼光視效率函數(shù)V(λ)有所區(qū)別，如圖1所示，明視覺光度學(xué)是以亮度匹配為基礎(chǔ)，基于明視覺光度學(xué)V(λ)的夜間照明測量并不能如實反應(yīng)進(jìn)入人眼的光效率。較新發(fā)布的CIE191：2010是基于人眼視覺功能的，即視覺任務(wù)的完成：識別，探測，反應(yīng)時間等來建立光譜靈敏函數(shù)，它是過去幾十年里，多個相關(guān)國際組織和眾多國家所做的大量研究工作的成果，我國重慶大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等高校和研究機(jī)構(gòu)也在其中作了大量貢獻(xiàn)[2,3]。
在中間視覺區(qū)域，人眼視覺系統(tǒng)的光譜靈敏度不是一成不變的，它隨著照明程度的不同而不同。這是由于視網(wǎng)膜上起作用的桿狀細(xì)胞與錐狀細(xì)胞的數(shù)量變化而引起的。因此，僅僅一個中間視覺光譜靈敏度函數(shù)是不夠的，我們需要一系列函數(shù)，以及在光度測量中使用該系列函數(shù)的詳細(xì)說明。新的中間視覺系統(tǒng)中所描述的光譜光視效率函數(shù)Vmes(λ) (如圖1中的V mes (λ) 1, V mes(λ) 2, V mes(λ) 3)，是明視覺光譜光視效率函數(shù)V(λ)與暗視覺光譜光視效率函數(shù)V’(λ)的線性組合。應(yīng)用中間視覺光度學(xué)時，需要背景亮度和從光源光譜數(shù)據(jù)得出的S/P值作為輸入量，S/P值是暗視覺光輸出量與明視覺光輸出量的比值,光源的S/P值越高，在中間視覺設(shè)計中的光效就越高。
利用中間視覺系統(tǒng)進(jìn)行度量將改變燈的光度輸出，進(jìn)而改變燈的光效等級。目前多數(shù)應(yīng)用在道路照明的“白光”光源的S/P值約在0.65（如高壓鈉燈）與2.5（如某些金鹵燈）之間。暖白光LED的S/P值約為1.15，冷白燈LED的S/P值約為2.15。在不同的環(huán)境亮度下，使用新的中間視覺系統(tǒng)計算這些白光光源時，其視在光效會發(fā)生明顯的變化。例如，明視覺亮度為1cd·m-2 時，S/P值在0.5~2.5之間的燈使用推薦的中間視覺光度系統(tǒng)后變化量在5%~15%之間，而明視覺亮度為0.3cd·m-2 時，變化量在-10%~+30%之間。
隨著LED產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，LED正逐步進(jìn)入在照明市場。特別是通過LED可制造出各種各樣光譜特性的光源，為多元化的中間視覺應(yīng)用提供了新的解決方案。同時，CIE中間視覺光度學(xué)系統(tǒng)的出臺，也為LED制造商根據(jù)低亮度照明應(yīng)用優(yōu)化LED的開發(fā)提供了基礎(chǔ)，這對作為未來光源的LED的發(fā)展和應(yīng)用影響重大。
中間視覺光度學(xué)青睞于高S/P值的白光源，采用中間視覺設(shè)計照明還能獲得很好的顯色性，有望為白光LED應(yīng)用到室外照明領(lǐng)域進(jìn)一步鋪平道路。
新的中間視覺光度學(xué)系統(tǒng)要完全投入實際使用，一方面需要一系列針對性強(qiáng)的中間視覺照明設(shè)計應(yīng)用指導(dǎo)方法，另一方面在工業(yè)界和使用者中推廣中間視覺光度的測量也很重要，目前CIE第二分部已經(jīng)成立了技術(shù)委員會TC 2-65“中間視覺范圍內(nèi)的光度測量”。中間視覺光度測量儀器必須要考慮不同視覺水平的實際光譜靈敏度，我國遠(yuǎn)方司、復(fù)旦大學(xué)等單位幾乎與國際先進(jìn)理論和標(biāo)準(zhǔn)化同步[4]，已在這方面做了大量研究和開發(fā)工作，所研制的設(shè)備能夠滿足中間視覺光度測量的基本需求。
相信隨著中間視覺國際共識的達(dá)成，中間視覺會很快應(yīng)用于照明各領(lǐng)域，尤其是交通和道路照明領(lǐng)域，中間視覺所取得的里程碑式的進(jìn)展也定將為LED等照明事業(yè)和廣大企業(yè)帶來無限機(jī)遇。