照明技术就如同其它任何技术和科学学科一样,有其专有之术语。此些特殊用语及观念被用来定义灯及灯具之特性并将测量单位统一化。以下为一些重要之照明用语。
光通量(Luminous flux,Φ)
光源在单位时间、向周围空间辐射并引起视觉的能量,称为光通量。
用Φ表示,单位为流明(Lm)。
光通量与光源的辐射强度有关,还与波长有关。人眼对波长555nm的黄、绿光最敏感。
发光强度(luminous intensity, I )
光源在某一特定方向上单位立体角内辐射的光通量,称为光源在该方向上的发光强度,简称光强。用符号
I表示,单位 坎德拉(Cd)对于向各方向均匀辐射光通量的光源。
I=Φ/W
Φ-光源在W立体角内所辐射出的总光通量。(Lm)
W-光源发光范围的立体角(Sr)
立体角是一个锥形的角度,用球面度来测量,单位为球面度(Sr)
S=2πr平方(1-COSθ) W=S/r平方=2π(1-COSθ)
照度(Illuminance, E)
单位面积上接受的光通量称为照度,用E表示,单位勒克司(Lx)
E=Φ/S
Φ-光通量(Lm)
S-受照面积(㎡)
亮度
发光体在给定方向单位投影面积上的发光强度称为亮度,用L表示,
单位坎德拉.每平方米。(Cd/㎡)
发光体在θ方向上的亮度为
L=Iθ/Scosθ
物面的亮度与光源强度有关,还与物体反射能力有关。
色温( Co1or Temperature )
单位:{jd1}温度 ( Kelvin, K )
一个光源之色温被定义为与其具有相同光色之"标准黑体 (black body radiator)" 本身之{jd1}温度值,此温度可以在色度图上之普朗克轨迹上找到其对应点。标准黑体之温度越高,其辐射出之光线光谱中蓝色成份越多,红色成份也就相对的越少。以发出光色为暖白色之普通白热灯泡为例,其色温为2700K,而昼光色日光灯之色温为6000K。
光色 (Light color)
一个灯的光色可以简单的以色温来表示。光色主要可分成三大类:
暖色 :< 3300K
中间色:3300 至 5000K
昼光色:> 5000K
即使光色相同,灯种间也可能因为其发出光线光谱组成不同而有很大的演色性表现差异。
光及辐射 (Light and radiation)
光是指人眼可以感知为明亮之电磁辐射,也可以说是整个电磁辐射光谱中人眼可以看见之部份;这部份之波长分布在360到830 nm,只占已知之电磁辐射光谱中之非常微小之部份。
辉度 (Luminance, L)
单位:坎德拉每平方米 (cd/㎡)
一光源或一被照面之辉度指其单位表面在某一方向上的光强度密度,也可说是人眼所感知此光源或被照面之明亮程度。
演色性 (Color rendering )
一般认为人造光源应让人眼正确地感知色彩,就如同在太阳光下看东西一样。当然这需视应用之场合及目的而有不同之要求程度。此准据即是光源之演色特性,称之为" 平均演色性指数(general color rendering index, (Ra)"。
平均演色性指数为对象在某光源照射下显示之颜色与其在参照光源照射下之颜色两者之相对差异。其数值之评定法为分别以参照光源及待测光源照在DIN 6169所规定之八个色样上逐一作比较并量化其差异性;差异性越小,即代表待测光源之演色性越好,平均演色性指数Ra为100之光源可以让各种颜色呈现出如同被参照光源所照射之颜色。Ra值越低,所呈现之颜色越失真。
灯具效率 (Luminaire efficiency)
灯具效率(又称灯具光输出比)是用来评估灯具之能源效率的一项重要标准,其值是将装有光源的灯具所发出之光通量除以所装光源本身所发出光通量所得之商值。
不可见光 (Invisible Light)
相对于可见光,波长在360到830nm以外的电磁辐射称为不可见光。波长小于360nm的电磁波最为一般人了解的是紫外线,其它还有x射线、r射线、宇宙线;大于780nm的电磁辐射则有红外线及无线电波等。
光谱 (Spectrum)
光线依波长大小顺序之分布称为光谱。每种光源都可以依其波长组成而在光谱图上显示出其光谱能量分布图(Power Spectrum Distribution) 。太阳光及白炽灯泡之光谱能量分布为连续曲线,而一般放电灯为非连续曲线。
换算关系
I , 光强度[cd] = 立体角内之光通量 / 立体角Ω[sr]
E , 照度[lx] = 落在某面积上之光通量[lm] / 此被照面面积[㎡]
= 光强度[cd] / (距离[m] )2
L , 辉度[cd/㎡]= 光强度[cd] / 所见之被照面面积[㎡]
η发光效率[lm/W]= 所产生之光通量[lm] / 消耗电功率[W]
发光效率 (Luminous efficacy, η)
单位:流明每瓦[lm/W]
代表光源将所消耗之电能转换成光之效率
白炽灯泡 (Incandescent lamp)
白炽灯泡为最早成熟的人工电光源,它是利用灯丝通电发热发光的原理发光。一般而言,白炽灯泡的发光效率较低,寿命也较短,但使用上较方便。
气体放电灯 (Gas discharge lamp)
此类光源之发光原理为其两电极间之气体受电子激发而发光。又可分为低压气体放电灯,如日光灯及高压气体放电灯,如水银灯、高压钠气灯及复金属灯。
发光二极管 (LED)
发光二极管为特殊材质制成之p-n二极管。在顺向偏压下,电子在接合面流动时,会在再结合而消灭的过程中发光。体积小、发光效率原不高,但近年来发展迅速,适用场合已推广到交通信号灯、指示灯,甚至也适用于一些特殊场合之照明用途。
冷光源
利用化学能、电能激发的光源,如LED、EL、节能灯、光纤、荧光灯等。
热光源
利用热能激发的光源,如白炽灯、卤钨灯、高压汞灯、金属卤素灯等。