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何謂光

狹義的光被定義為「可為視覺評價之輻射能量」,即光為能量的一種形式,藉輻射方式傳送,並能刺激眼睛視網膜產生視覺感知。

目前對光的解釋,即光具有 波(Huygens) –光的干涉與繞射現象與粒子(牛頓) -- 以直線前進且可被反射及屈折的二元性,視場合而顯現不同特性。

馬克斯威爾(Maxwell)及赫茲(Hertz): 光係電磁波譜(electromagnetic spectrum)的一部份,藉波的移動傳遞能量。

愛因斯坦: 光波具有獨立存在的粒子性質,這些粒子稱為光量子(quanta,photons),簡稱光子,頻率愈高光子能量愈大,且電磁波的強度與光子的數目成正比。

光與輻射能頻譜

所有形式的輻射能皆具有二項特性,即波長與頻率,根據電磁波理論:光速 = 波長 × 頻率 (在真空狀態,光速為 3×105 km/sec)

  • 波長(wavelength)

    波峰到波峰或波谷到波谷的距離,單位為 nm 或μm。1 nm (nanometer) = 10-9 m,1μm = 10-6 m。

  • 頻率(frequency)

    一秒鐘通過的波數或週期,單位為週期 / 秒(cycle/sec) 或 赫(hertz, Hz)、千赫(kilohertz)、兆赫(megahertz)。

光頻譜

  • 高 (High)
  • 頻率 (Frequency)
  • 低 (Low)
  • 短 (Short)
  • 波長 (Wavelength)
  • 長 (Long)

我們的產品涵蓋什麼光頻譜


光度學

光通量

  • 定義

    光源發出光的量稱為光通量。光源在單位時間內所發出之能量。亦稱為光束(F)

  • 單位

    流明 ( Lm : Lumen)

  • 例如

    一個100瓦(W)的燈泡可產生1750 lm ,而一支40 W 冷白色日光燈管則可產生 3150 lm 的光通量。

  • 公式

燈具測量系統

光強度

  • 定義

    光源發出的光某方向上的分佈密度稱為發光強度。 光源在某一方向單位立體角內,所發出之光通量。

  • 單位

    燭光 ( cd : Candela)

  • 說明

    發光強度為 1 cd 的光源可放射出 12.57 lm 的光通量。

  • 公式

平均LED強度

LCS-100 Base Station

I 1000 Condition B Intensity

I 2000 Condition A and B Intensity

照度

  • 定義

    被照體單位面積上所受之光通量。

  • 單位

    勒克斯 ( lux = lm/m2 )

  • 說明

    1 lm 的光通量均勻分佈在 1平方公尺(㎡) 的表面,即產生 1 勒克斯(lux, lx) 的照度;1 lm 的光通量落在 1 平方英呎(ft2 )的表面,其照度值為 1 呎燭光(footcandle, fc)。

  • 公式

照度計

  • 型號

    Minolta T-10

  • 測量範圍

    0.01 to 299,900 lx

  • 準確性

    +2%+1 digit

  • 可量測項目

    ANSI light output (ANSI lumens)

    ANSI light uniformity

    ANSI Contrast ratio

  • 優點

    攜帶方便操作簡單,擴充性佳(2 to 30 points)

輝度

  • 定義

    光源在某一方向上,單位投影面積所發出的光強度。

  • 單位

    尼特 ( nit : nt= cd/m2 )

  • 公式

輝度計

  • 型號

    Minolta LS-100 (1 deg. Angle)

  • 測量範圍

    0.001 to 299,900 cd/m2

  • 準確性

    Accuracy:0.001 to 0.999cd/m2:+2%+2 digit
    1.000 cd/m2 or greater :+2%+1 digit


  • 型號

    Minolta LS-110 (1/3 deg. Angle)

  • 測量範圍

    0.01 to 999,900 cd/m2

  • 準確性

    Accuracy:0.01 to 9.99cd/m2:+2%+2 digit
    10.00 cd/m2 or greater :+2%+1 digit


  • 可量測項目

    ANSI light output (ANSI nit)

    ANSI light uniformity

    ANSI Contrast ratio

    ANSI viewing angle

  • 優點

    攜帶方便操作簡單

照度/輝(亮)度轉換

  • 說明

    根據英制伯朗定律 footlambert = footcandles × reflectance = 1/ cd/ft2 ,且假設某材料具一均勻反射表面,可導出公制亮度計算的簡便公式

  • 公式

  • 反射比及反射率(reflectance and reflection factor)

    某表面的亮度取決於落於其上的光量與該表面所能反射光線的能力;其所能反射光的多寡與分佈型式則取決於該材料表面的性質,以反射光與入射光的比值來表示,稱為該材料表面的反射比或反射率(%)。完美的黑色表面反射比為 0 ,亦即無論多少光落於其上皆無亮度產生而全被吸收;反之,一完美白色表面的反射比為 1  (反射率 100 %, 吸收率 0 %)。

色度學

色彩照度計

  • 型號

    Minolta CL-200

  • 測量範圍

    0.1 to 99,990 lx

  • 重複性

    Repeatability:Chromaticity(x,y):+0.0005

  • 測量功能

    Tristimulus values : XYZ

    Chromaticity : Ev xy,Ev u’v’

    Correlated color temperature : Ev,Tcp, Δuv

    Color difference : Δ(XYZ), Δ(Ev xy), Δ(Ev u’v’) , ΔEv Δu’v’

  • 優點

    攜帶方便操作簡單,擴充性佳(2 to 30 points)

色彩輝度計

  • 型號

    Minolta CS-100 (1 deg. Angle)

  • 測量範圍

    0.01 to 299,900 cd/m2

  • 準確性

    Accuracy:Luminance(Y):+2%+1 digit

    Chromaticity(x,y)+0.004

  • 可量測項目

    ANSI light output (ANSI nit)

    ANSI light uniformity

    ANSI Contrast ratio

    ANSI viewing angle

    Color chromaticity

    Color uniformity

    Color difference

  • 優點

    攜帶方便操作簡單

CIE 色度學

  • CIE 1931

    理想的色彩表現區域

    (x , y)代表物體色彩

    非均勻色彩空間

    任意兩點間的距離無法表示色差

  • CIE 1976

    色彩轉換後表現區域

    (u` , v`)代表物體色彩

    均勻色彩空間

    任意兩點間的距離直接表示色差

  • 色域空間

    色域空間代表色彩能力的表現範圍

    曲線內代表A、B兩物體可表現的色彩範圍

    A:紅色表現佳
    B:藍色表現佳

分光光譜學

分光光譜學:從光源的光譜能量值出發的學科
光譜函數圖形:波長與強度函數
SPD: Spectral Power Distribution