积分球原则。
积分球的基本工作原理如下图所示:光线经输入孔入射后,在球体内均匀地被反射及漫射,在球面上形成均匀的光强分布,因而输出孔获得的光线是非常均匀的散射光束。而入射光的入射角、空间分布、极性等都不会对输出光的强度和均匀性产生影响。由于光束在积分球内均匀分布之后才会被射出来,所以积分球也可以作为光强衰减器,其输出强度与输入强度比约为:输出孔区/积分球内的表面积。
为何要用积分球?何时使用积分球?
一般来说,谨慎使用光学扩散片,可以减少由于入射源上的不均匀分布或由于探测器上的入射源分布不均而引起的微小误差,从而提高测量精度。但当进行较高精度的测量时,需要采用积分球作为光学扩散器,使上述误差减小。
利用积分球测量光通量(Lumen),可以使测量更加可靠,利用积分球可以降低和消除由于光的形状、散射角以及探测器上不同位置的响应差而引起的测量误差。
积分球和相关光谱仪可测得的参数。
积分球通常能给出如下七个重要参数:通量、光效、色温、显色指数(Ra或Re)、TLCI、RF和RG。(事实上,还有很多其他参数,如电压、色坐标、峰值波长、主波长、暗电流、CRI等),今天我们主要要讨论这七个参数对光源的意义,以及它们各自的作用。
光流量:指人眼可感知的辐射功率,也就是该LED发出的所有辐射功率,单位:流明(lm)。直接测量和判断LED亮度高低最直观的物理量是光通量。
光效率:光源发出的所有光通量与输入的总功率之比,为计算量,单位:m/W。对LED而言,输入的电能主要用于发光和发热,光效高,则说明用于发热的部分较少,也是散热良好的一种表现。
色温:用来测量光色的物理量,用来测量绝对黑体的辐射与光源在可见区的辐射完全相同时,此时黑体的温度称为这个光源的色温。色温度是被测量的量,但同时也可以用色坐标计算。
Ra(R1~R8的平均数):用来描述一个光源对物体色彩还原能力的显色指数,它是用一个标准光源来比较物体的外观颜色。由积分球-浅灰色、暗灰红色、饱和黄绿色、中等黄绿、淡蓝绿、淡蓝色、淡蓝绿色、浅蓝色、淡紫蓝色、八种光色测量值计算出的平均数。它不包含饱和红色,也就是通常所说的R9,而且由于某些照明需要更多的红光(如肉色照明),因此R9也常常被用作一个重要的参数。Re参数用得不多(是15种R1~R15色值,一般积分球不适合Re做定性评价,如果追求更高的光质效果,显指这个参数需要考虑99组颜色)。
TLCI:TLCI——TLCI(TelevisionLightingConsistencyIndex)影视照明一致指标,可以反映照相机对光线的接收与色彩还原程度。
TM-30-15:北美照明协会(IES)光源显色能力新评估方法(Rf和Rg)。
(1)Rf:颜色逼真指数,范围:0~100,类似于显指概念。
(2)Rg:颜色饱和指数,100表示饱和度相同,过高过低都是不好的。 与Ra和Re指标有关。
Ra是8种R1~R8颜色的指标(平均);e的e表示extend(延展),这是对15种R1~R15颜色的显色指标(Re),Re指标对光的质量提出了更高的要求。