視覺函數(shù)和外量子效率的計算方法

1、一、視覺函數(shù)人眼成像過程：人眼成像過程視細胞受到光刺激產(chǎn)生電脈沖視神經(jīng)中樞大腦成像光度學的基礎知識1、電磁輻射和可見光譜 圖1、電磁波輻射波譜紫 藍 青 綠 黃 橙 紅380nm700nm紫外光紅外光546.1nm435.8nm780nm光波是一種具有一定頻率范圍的電磁波，人們能用眼睛感受到的波長在380780nm的范圍內(nèi)。波長不同，感受到的顏色就不同 。隨著波長的縮短，可見光依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫，只有單一波長成分的光成為單色光。含有兩種以上波長成分的光為復合光。人眼對波長為380780nm內(nèi)不同波長的光具有不同的敏感程度，稱為人眼的視敏特性，描述人眼視敏特性的物理量為視敏函數(shù)和相

2、對視敏函數(shù)。1）視敏函數(shù)在相同亮度感覺的條件下，不同波長光輻射功率P()的倒數(shù)用來衡量人眼對各波長光明亮感覺的敏感程度。稱：K () =1/ P()為視敏函數(shù)。2、相對視敏函數(shù)圖2 相對視敏函數(shù)曲線l光譜光效應函數(shù)光譜光效應函數(shù) V V ： 描描述人眼對不同波長單色光的視述人眼對不同波長單色光的視亮度感受性的差異。如圖亮度感受性的差異。如圖13-1。 l明視覺光譜光效應函數(shù)：將明視覺光譜光效應函數(shù)：將 黃綠光黃綠光 =555=555nmnm的感覺量定為的感覺量定為1 1，其余波長光的感覺量都小于其余波長光的感覺量都小于1 1，如圖中的實線；如圖中的實線； l暗視覺光譜光效應函數(shù)：以暗視覺光譜光

3、效應函數(shù)：以 的藍綠光的藍綠光 =510=510nmnm的感覺量定為的感覺量定為1 1，如圖中虛線。，如圖中虛線。l明視覺光譜光效應函數(shù)明視覺光譜光效應函數(shù)3、光學的術語和計量單位光通量：每秒鐘內(nèi)光流量的度量。單位：流明（lm）。發(fā)光強度：光源在單位立體角內(nèi)發(fā)出的光通量，用符號 表示 。單位：坎德拉（cd)。亮度：用來描述物體表明發(fā)光的量度，光源單位面積上在法線方向上的發(fā)光強度來表示，記為B，單位是：單位面積上的坎德拉， 。是客觀亮度。2/cd m光通量：是按照國際約定的人眼視覺特性評價的輻射能通量（輻射功率）。用 F表示，單位：光瓦，流明（lm）。光通量的計算公式：PVF 波長為波長為的輻射

4、通量的輻射通量若為多色光，則光通量為各單色光的總和。即：若為多色光，則光通量為各單色光的總和。即：)(21PVFFF l單位換算：單位換算： 1 1光瓦等于輻射通量為光瓦等于輻射通量為1 1W W，波長波長 的黃綠光所產(chǎn)生的光感覺量。光瓦單位太大，常用另一較的黃綠光所產(chǎn)生的光感覺量。光瓦單位太大，常用另一較小單位流明（小單位流明（ lmlm ）nm5551光瓦=683lm光通量的計算公式1光瓦=683lmlm6 8 3FVP（）PVF :主波長序號(lm) e(mW)主波長(nm)峰值波長(nm)10.67613.7461.8456.821.01520.9461.4456.431.35428.

5、25461.145642.00842.64460.745652.31949.65460.6455.263.24770.82460.1454.876.056137.6459.2454.1發(fā)光強度：指光源所發(fā)出的光通量在空間的分布密度。不同光源發(fā)出的光通量在空間的分布往往不同。公式計算：當點光源在某一方向上的無限小立體角 內(nèi)發(fā)出的光通量為 時，則該方向上的發(fā)光強度為 dddFI 發(fā)光強度的單位：坎德拉（Candela），符號 。 立體角的單位：球面度，符號 。srlmcd111cdsr如圖如圖13-213-2，在一半徑為，在一半徑為 的球心的球心 O O 處放一光源，它向球表面處放一光源，它向球表

6、面 ABCD ABCD 所所包圍面積包圍面積 S S 上發(fā)出上發(fā)出 F F 的光通的光通量。面積量。面積 S S 在球心形成的立體角在球心形成的立體角為為 ：則這一方向的發(fā)光強度為：則這一方向的發(fā)光強度為： rlm2rsFI 三、照度：照度：表示被照面上的光通量密度。計算公式：設被照面無限小面積上所接受的光通量為，則該點處的照度為：當光通量均勻分布在被照面上時，則此時被照面的照度為：單位：勒克斯dSdFE SFE dSdFFS)( xl2111mlmlx 四、亮度：物體在視線方向上的發(fā)光強度越大，投影面積越小，就感到它越亮，即亮度越大。亮度單位：熙提sb，太陽亮度20萬sb，藍天0.22.0sb，白熾燈燈絲亮度300500sb。二、LED 外量子效率/1240extP hPI eI發(fā)射出的光子數(shù)目內(nèi)部產(chǎn)生的光子總數(shù)P：光功率（mW）I：輸入電流（mA）：峰值波長內(nèi)量子效率 int111111intnrrr非輻射性復合時間輻射性復合時間輻射性復合時間非輻射性復合速率輻射性復合速率輻射性復