烛光、流明、勒克斯和尼特

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烛光、流明、勒克斯和尼特



我们购买灯具、电视、投影仪等产品时,一般都会关注它们的亮度达到什么水平,市场上产品对亮度的描述多种多样。其实,对光亮的描述,严谨些的化,有光度(发光强度)、光通量、亮度、照度等不同表述方式,它们对应的计量单位分别是烛光(坎德拉cd流明lm尼特(nit、勒克斯(lux

一.光度、烛光、坎德拉

光度的定义:点光源在某一方向上的发光强度,即是发光体在单位时间内所射出的光量,简称为光度,常用单位为烛光(cd,坎德拉)

国际标准烛光(lcd)的定义为理想黑体在铂凝固点温度(1769℃)时,垂直于黑体(其表面积为1m2)方向上的60 万分之一的光度,所谓理想黑体是指物体的放射率等于1,物体所吸收的能量可以全部放射出去,使温度一直保持均匀固定。

二.光通量、流明、ANSI流明

光通量的定义:点光源或非点光源在单位时间内所发出的能量,其中可产生视觉者(人能感觉出来的辐射通量)即称为光通量。光通量的单位为流明(简写lm

1 流明(lumen lm)定义为一国际标准烛光的光源在单位立体弧角内所通过的光通量,由于整个球面面积为4πR2,所以一流明光通量等于一烛光所发出光通量的1/4π,或者说球面有4π,因此按照流明的定义可知一个cd 的点光源会辐射4π 流明, 即φ(流明)= 4πI(烛光)

ANSI流明:投影机表示光通量的国际标准单位是ANSI流明,ANSI流明是美国国家标准化协会制定的测量投影机光通量的方法。

ANSI流明的测定条件:

1) 投影机与幕之间距离:2.4米。 2) 幕为60英寸。

3) 用照度计测量屏幕字形九个交叉点上的各点照度,并求得9个点的平均照度。 4) 平均照度乘以投影画面面积就是ANSI流明。

三. 照度、米烛光、勒克斯

照度的定义:被照物体单位受照面积上所接受的光通量,或者说受光照射的物体在单位时间内每单位面积上所接受的光度,单位以米烛光或英尺烛光(ftc)表示。

一米烛光是指距离一烛光的光源(点光源或非点光源)一米远而与光线正交的面上的光照度,称为勒克斯(lux,也有写成lx,即每平方公尺内所接收的光通量为1 流明时的照度(流明


/平方米)

四. 亮度、尼特

尼特(nits)是亮度单位,亮度是用每平方米的烛光光度(cd/)或nits来表示。

五.球面度

球面度 steradian,符号∶sr)是立体角的国际单位。它可算是三维的弧度。其英文字是希腊语立体(stereos)和弧度(radian)的混合。1球面度所对应的立体角所对应的球面表面积为r2。球表面积为4πr2,因此整个球有4π个球面度,即Ω=S/r2

六. 坎德拉(cd、流明(lm、照度(lux、尼特(nit)的关系

1 nit = 1cd/

1 cd = 4π lm 1lm = 1 cd·sr 1 lux = 1 lm/

1 nit = 1cd/= 1 cd·sr /(㎡·sr ) = 1 lm/(㎡·sr) = 1 lux/sr 1 ANSI lm 4 lm

流明这个单位是用坎德拉这个基本单位来定义的,“流明为1坎德拉的光源在单位立体角里放射的光通量”也就是 1cd=1 lm/sr (Sr为单位球面度)

坎德拉是光度(光强)的单位,可用以代表一定方向上单位立体角度里的光通量lm/sr = cd再加上 /㎡”, 就代表单位立体角、单位面积上的光通量cd/㎡)cd/ m2也称为尼特nit.

于是,用 cd/ m2乘以立体角,再乘以面积,就可以得到相应的光通量(lm,这里有个关键问题就是,各个立体角方向上的光强是不一致的,所以,精确地换算需要提供面板或是投影机的光强角度分布数据,经过积分后才能做到,估算的话,暂时按照余弦衰减。 也就是说在上述乘法运算的基础上,再乘以0.635的系数。

立体角:一个全放射的球体是4π,显示器可以想象成是半球体,也就是2π。 面积:显示器的显示面积,如0.583㎡,亮度: 500cd/

换算成lm就是500*2π*0.583*0.635 = 500*0.583*3.9878 = 1162lm

投影机、灯具用光通量(流明)ANSI流明来描述光亮水平;CRTLCD电视、显示器、PDP等常用尼特描述光亮水平。

现在的液晶屏,亮度一般在100尼特和300尼特左右都是合适观看的一个亮度,这主要也要结合用户的观看环境,一般家庭的灯光设计都会低于300勒克斯。


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