標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量是多少？如何測量光通量？

在單位時(shí)間內(nèi)，光源向周圍空間輻射的使人眼產(chǎn)生光的感覺的能量稱為光通量。這個(gè)量是對(duì)光源而言的，是描述光源發(fā)光總量的大小，與光功率等價(jià)。那么，標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量是多少？如何測量光通量呢？本文進(jìn)行了簡單總結(jié)。

光源光通量的表示方法

光通量是電光源的一個(gè)重要參數(shù)，是照明設(shè)計(jì)的必備數(shù)據(jù)。但評(píng)價(jià)電光源的特性優(yōu)劣則常以光視效能為依據(jù)。電光源的光視效能以消耗1瓦電功率產(chǎn)生多少流光通量表示，單位是流/瓦。光視效能越高越好。

1. 光通量的單位為流明lm（lumen）：發(fā)光強(qiáng)度為1cd且各方向發(fā)光強(qiáng)度均相同的點(diǎn)光源，在1球面度的單位立體角內(nèi)所發(fā)射出的光通量為1流明=1坎德拉·球面度，即1lm = 1cd·sr。

1cd點(diǎn)光源的總光通量為4π流明（因空間立體角共有4π球面度）。

若光源為均勻發(fā)光體，則該光源總光通量中Φ總為：

Φ=Ι·Ω=4π·Ι

2. 由于人眼對(duì)不同波長之光的相對(duì)視見率不同，故此不同波長之光的輻射功率相等時(shí)，其光通量并不相等。

例如，波長555nm與650nm之光的輻射功率相等時(shí)，前者為后者光通量的10倍。

3. 不計(jì)相對(duì)視見率的輻射通量的單位為瓦（W）。

若某光源僅輻射555nm波長的光能，且輻射能量為1瓦，則該光源所發(fā)出的光通量為683流明。（因1cd為1/683W/st，所以1W相當(dāng)于683cd·sr即683lm）。

顯然實(shí)際光源輻射的光譜絕非單一波長，而非555nm波長之光的視見函數(shù)又小于1，所以實(shí)際光源的光通量一般遠(yuǎn)比683lm為小。

標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量是多少？

對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量，目前還沒明確的相關(guān)規(guī)定。當(dāng)然如果標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量過低，那么光線暗淡，人們的對(duì)色效果也不好，反之，標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量過高，就會(huì)讓被測物體表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的反射光線，也不利于顏色的觀察。所以標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量應(yīng)該保持在合適的范圍內(nèi)。

根據(jù)ISO3664:2000對(duì)標(biāo)準(zhǔn)光源的相關(guān)要求規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)光源光照強(qiáng)度必須符合以下條件：

光源通過反射照射在被觀察物體表面上的亮度應(yīng)達(dá)到2000Lux(+/-500Lux)。被照表面在1m×1m的范圍內(nèi)，任一點(diǎn)的照度不得低于被照表面中心照度的75%。

光源通過透射照射在被觀察物體表面上的亮度應(yīng)達(dá)到1270cd/m2(+/-320cd/m2)

顯示器的亮度應(yīng)達(dá)到>75cd/m2。

雖然沒有明確指出標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量，但是用戶可以根據(jù)照度要求，反推出標(biāo)準(zhǔn)光源的光通量要求。

標(biāo)準(zhǔn)光源光通量的測量方法

光源的發(fā)光強(qiáng)度是光度學(xué)中的基本量，而且由發(fā)光強(qiáng)度可以導(dǎo)出其他光度量。但要表征光源的特性，單以光源的發(fā)光強(qiáng)度來表示是不完全的，這是因?yàn)橐话愎庠丛诟鱾€(gè)方向上的的發(fā)光強(qiáng)度并不一致，故只有用總光通量來說明更為合適。

對(duì)各向同性的點(diǎn)光源，其光通量Φ=4πI，所以只要測得發(fā)光強(qiáng)度，乘以4π，即為光通量Φ。但是實(shí)際光源都有一定的尺寸，而且在各個(gè)方向上又不均勻，故不能用Ф=4πI計(jì)算得到。

光通量的測量方法：在積分球內(nèi)用已知光通量的標(biāo)準(zhǔn)燈與被測燈作比較測量，從而定出被測燈的光通量。

用積分球測量光通量，通常采用比較法（代替法），為此需要光通量標(biāo)準(zhǔn)燈。先將標(biāo)準(zhǔn)燈（其光通量為Φs）放入積分球內(nèi)，點(diǎn)燃后，在窗口測得的照度Es應(yīng)符合下列式子：

照度Es計(jì)算公式

放入待測燈點(diǎn)然后，可測得的照度為Ec為：

照度為Ec計(jì)算公式

比較以上兩個(gè)式子，可得待測燈的光通量為：

光通量計(jì)算公式

采用比較法測量光通量可以大為減少由球壁漫反射層的不均勻性、球壁涂料和窗口材料的非中性（即涂料的漫反射比和窗口的透射比與波長有關(guān)）等因素造成的影響，但是不能消除由于標(biāo)準(zhǔn)燈的尺寸和結(jié)構(gòu)與待測燈的不相同而造成的對(duì)球內(nèi)壁漫射光的吸收情況不同的影響，也不能消除標(biāo)準(zhǔn)燈與待測燈的相對(duì)光譜功率分布及空間分布不同產(chǎn)生的影響等等，在測量時(shí)應(yīng)考慮采取修正的辦法。