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CIE最新出臺中間視覺光度學推薦系統

點擊:   作者:天友利標準光源有限公司      發布日期:2014-07-08
幾十年來,建立中間視覺光度學有效系統一直是國際照明界關注的專題。最近,以“中間視覺范圍內的視覺功能”為研究主題的國際照明委員會(CIE)技術委員會TC 1-58完成了工作,出臺了基于視覺功能的中間光度學推薦系統,并通過CIE官方發布了技術報告CIE 191:2010[1]。該技

    幾十年來,建立中間視覺光度學有效系統一直是國際照明界關注的專題。最近,以“中間視覺范圍內的視覺功能”為研究主題的國際照明委員會(CIE)技術委員會TC 1-58完成了工作,出臺了基于視覺功能的中間光度學推薦系統,并通過CIE官方發布了技術報告CIE 191:2010[1]。該技術報告填補了相關光度學標準的空缺,將對以往基于明視覺光度學構建的照明系統帶來挑戰和沖擊,并對作為未來光源的LED的發展和應用產生重大影響。
CIE是照明領域中最權威的國際組織,也是ISO公認的國際標準化組織機構。一個光度學系統只有被CIE通過并推薦,才能被國際接受和應用。中間視覺亮度區域是指亮度介于明視覺和暗視覺之間的區域,通常認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V mes (λ)和明視覺人眼光視效率函數V(λ)有所區別,如圖1所示,明視覺光度學是以亮度匹配為基礎,基于明視覺光度學V(λ)的夜間照明測量并不能如實反應進入人眼的光效率。較新發布的CIE191:2010是基于人眼視覺功能的,即視覺任務的完成:識別,探測,反應時間等來建立光譜靈敏函數,它是過去幾十年里,多個相關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、復旦大學等高校和研究機構也在其中作了大量貢獻[2,3]。
在中間視覺區域,人眼視覺系統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。這是由于視網膜上起作用的桿狀細胞與錐狀細胞的數量變化而引起的。因此,僅僅一個中間視覺光譜靈敏度函數是不夠的,我們需要一系列函數,以及在光度測量中使用該系列函數的詳細說明。新的中間視覺系統中所描述的光譜光視效率函數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V(λ)與暗視覺光譜光視效率函數V’(λ)的線性組合。應用中間視覺光度學時,需要背景亮度和從光源光譜數據得出的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,在中間視覺設計中的光效就越高。
利用中間視覺系統進行度量將改變燈的光度輸出,進而改變燈的光效等級。目前多數應用在道路照明的“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。在不同的環境亮度下,使用新的中間視覺系統計算這些白光光源時,其視在光效會發生明顯的變化。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產業的快速發展,LED正逐步進入在照明市場。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用提供了新的解決方案。同時,CIE中間視覺光度學系統的出臺,也為LED制造商根據低亮度照明應用優化LED的開發提供了基礎,這對作為未來光源的LED的發展和應用影響重大。
中間視覺光度學青睞于高S/P值的白光源,采用中間視覺設計照明還能獲得很好的顯色性,有望為白光LED應用到室外照明領域進一步鋪平道路。
新的中間視覺光度學系統要完全投入實際使用,一方面需要一系列針對性強的中間視覺照明設計應用指導方法,另一方面在工業界和使用者中推廣中間視覺光度的測量也很重要,目前CIE第二分部已經成立了技術委員會TC 2-65“中間視覺范圍內的光度測量”。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,我國遠方司、復旦大學等單位幾乎與國際先進理論和標準化同步[4],已在這方面做了大量研究和開發工作,所研制的設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成,中間視覺會很快應用于照明各領域,尤其是交通和道路照明領域,中間視覺所取得的里程碑式的進展也定將為LED等照明事業和廣大企業帶來無限機遇。

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