GB T 20151-2006 光度学.CIE物理光度系统.pdf

1、ICS 17.180.20 K 71 道昌中华人民共和国国家标准GB/T 20 151-2006/CIE S 01 O/E: 2004 光度学CIE物理光度系统Photometry-The CIE system of physical photometry (CIE S 010/E:2004 ,IDT) E I - . | . . . l l -EE- . . EE -ZE-E E-EE -EE- EE- l EE -EE- l l -EE | l -EE-EE-061214000104 2006-03-06发布2006-11-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局告堂中国国家标准化管

2、理委员会侃WGB/T 20151一2006/CIES 010/E:2004 目次前言.III 引言N1 范围2 光度量-3 光度单位.24 光度标准2附录A(资料性附录)相关术语的词汇表13附录B(资料性附录)CIE物理光度学系统概况参考文献.17表1用于明视觉的光谱光视效率函数限定值V(). 4 表2用于暗视觉的光谱光视效率函数限定值V(). 8 I GB/T 20151-2006/CIE S 010/E:2004 前言本标准等同采用CIES 010/E:2004(光度学CIE物理光度系统)(英文版)。本标准等同翻译CIES 010/E:2004。为便于使用，本标准做了下列编辑性修改za)

3、本国际标准一词改为本标准气b) 用小数点飞.c) 删除CIES 010/E:2004的前言。本标准的附录A和附录B为资料性附录。本标准由中国轻工业联合会提出。本标准由全国照明电器标准化技术委员会(SAC/TC224)归口。本标准起草单位:国家电光源质量监督检验中心(北京)、浙江大学三色仪器有限公司。本标准主要起草人:齐睿、华树明、牟同升、李艳杰、马荷芳。本标准首次制定。m山G/T 20 151-2006/CIE S 010/E:2004 51 - = E司某一光源的视亮度不仅取决于由它发出辐射的量也与该光掘的光谱组成以及其观测者的视觉响应函数有关。由于人的视觉响应在不同的光的等级和不同观测者之

4、间都存在差异，因此精确的光度测量需要有代表性的标准观测者的定义。CIE物理光度系统规定了用于光学辐射定量评定的程序，此定量的评定是根据两个这样的标准观测者的光谱光(视)效率函数进行的。其中，一个函数V()代表明视觉，另一个函数V()代表暗视觉。这两个函数与国际单位制光度测量基本单位坎德拉联合使用，构成了一个能精确确定所有类型发光光源的光度量数值的系统，而该系统与发射辐射的光谱组成无关。lV GB/T 20151-2006/CIE S 010/E:2004 光度学CIE物理光度系统1 范围本标准规定了由CIE建立的物理光度学系统的特征，这些特征被认可为光测量的基础。本标准对光度量、单位以及构成物

5、理光度学CIE系统并被国际计量委员会(CIPM)正式认可的标准作出了定义。其中包括:一一光度量和单位的定内一一明视觉与暗视觉一一符合这些函一一明视觉与陪资料性附录A2 光度量2. 1 光通量在光辐射辐射源发出，辐射对CIE吁|从e推A 特。辐射通量由一。该物理量是根据45-01-25) ( ILV 845-01-28 ) 、以该立体角元dQ之商:( ILV 845-01-31 ) 公式中dv是由通过该指定点的光束元发射的，并在包含指定方向的立体角dQ之内传播的光通量;dA是包含指定点的光束截面的截面积J是该截面的法线与光束的方向之间的夹角。(lLV845-01-35) (一表面上某-点的)光照

6、度(E，)入射在包含该点的面元上的光通量dv除以该面元面积4之商:(一表面上某-点的)光出射度(M，)Ev一些z-dA 离开包含该点的面元的光通量dv除以该面元面积dA之商:( ILV 845-01-38 ) GB/T 20151-2006/CIE S 010/E:2004 3 光度单位3. 1 坎德拉M一彗z-dA ( ILV 845-01-48 ) 光度测量的国际单位制基本单位是发光强度，单位坎德拉(cd)。该单位在1979年由国际计量大会(CGPM)2J定义如下z坎德拉是发射出频率为540X 1012 Hz的单色辐射的光源在指定方向上的发光强度，并且该光源在该方向上的辐射强度为0/683

7、)W sr-1 0 此坎德拉定义等同地适用于明视觉、暗视觉和中间视觉。3.2 其他单位光度量的其他国际单位制单位可从坎德拉以及长度(m)、立体角(sr)和时间(s)的国际单位制单位推导得出。光度量符号国际单位制单位光通量v lm=cd sr 光量Q嘻cd sr s 光1亮度Lv cd m一2C光照度Ev lx=cd sr m-2 光出射度Mv cd sr m-2 4 光度标准4. 1 明视觉和暗视觉的CIE标准光谱光视效率函数本标准定义了光度测量用的两个光谱光视效率函数。函数V()适用于明视觉，并用于在至少几个坎德拉每平方米的光亮度等级下的测量。该函数由本标准的表1中给定的数值定义，波长是在标

8、准大气中测得凶。为了数值计算，函数V()的峰值波长应被精确地确定为555nm。线性内插法只被用于评估当波长介于表1所给出的波长值之间时，函数V()的数值。函数V()适用于暗视觉，并用于在小于几百分之一坎德拉每平方米的光亮度等级下的测量。该函数由本标准的表2中给定数值定义，波长k也是在标准大气中测得。为了数值计算，函数V()的峰值波长应被精确地确定为507nm，线性内插法只用于评估当波长介于表2所给出的波长值之间时，函数V()的数值。与频率540X 1012 Hz相对应的标准大气中波长为555.016nm。并且V()和V()的对应值是:V(555. 016 nm) = 1- (0. 016 X

9、O. 000 143 3) = 0.999 997 7 ( 1 ) (555.016 nm) = 0.402 00一(0.016X O. 015 6) = 0.401 75 ( 2 ) 理想的观测者具有与明视觉函数V()或暗视觉函数V()相一致，并符合光通量定义中所涉及的加法法则的相对光谱响应度曲线，这种观测者叫做CIE标准光度观测者。CIE目前尚未对介于明视觉和暗视觉范围之间的中间区域的标准光谱光(视)效率函数作出定义。4.2 明视觉和暗视觉的最大光视效能本标准所定义的函数V()和V()补充了1979年坎德拉定义，并共同构成了物理光度学的合理体系，该体系具有如下所述特点: 把作用于人类视觉系

10、统的宽带辐射的辐射能量与人类视觉系统的生理特征相联系。 与明视觉和暗视觉的视觉经验相一致;2 C/T 20151-2006/CIE S 010/E:2004 在辐射度量和光度量之间建立起精确定义的数值关系。基于下述定义和考虑，这种数值关系由以下公式(5)和公式(6)规定。(波长为A的单色辐射的)光视效能K()和K()光通量v除以相应的辐射通量e之商:v K() = Km() V() =一(lm.W-1) (明视觉). ( 3 ) e ;-K() = K() V () =一(lm.W-1) (暗视觉).( 4 ) e 公式中K()和K()的最大值用Km和K表示，所以Km=K(555nm)并且K=

11、K (507 nm)。此外，依据坎德拉定义，K(555.016 nm)=K(555. 016 nm)=683 1m. W-1。因此，根据公式(l)公式(4)Km = 683 lm W-1 J/V(555. 016 nm) = 683.001 6 1m. W-1 ( 5 ) K = 683 lm W-1 J/V (555.016 nm) = 1 700.05 1m W-1 .( 6 ) 4.3 关于光度量和辐射度量的基本公式用于实现2.1中给出的光通量的定义的方法是基于上述公式。)公式(6)。如果对光通量与明视觉的关系加以考虑，则它与相应的辐射通量的光谱密集度的关系是下述公式:v = Km fe

12、. V川A. ( 7 ) 与相应暗视觉的关系是: = K fe V () . ( 8 ) 这些公式中Km和K由上述公式(5)和(6)定义，V()和V()由本标准的表1和表2定义。对于所有光度学的实际应用，Km可以取作等于6831m. W-1 ，Km等于1700 1m. W一1。公式(7)和(8)是CIE物理光度测量系统的基础。4.4 测量在实际中，公式(7)和公式(8)所要求的光谱加权可借助于符合CIE标准光度观测者的定义并且己完全校准过V()或V()的修正探测器来实现。在这种情况下，所规定的积分由探测器本身来实现。对测光用的光度计的评定在CIE69: 1987546 0.91 40924 4

13、79 O. 1 4s2 513 / O. 5 路190。c-547 O. 7 418 2 480 0.13 t的1/0. 5 降963. 548 O. 90 312 8 481 O. 144: 氏2、51 r 0.6 &20 。1 549 I 飞萨川116482 O. 150 盼头51 (; 0.629 345 6 550 f 1 9949501 483 。51、 3068 J 551 丁，10.9967川484 O. 162 7飞习队518飞Q.fi.Z山w:/ 51矿/0则0983 485 0.169 3000、吧?除19-取酬毒424:/ VS3 / 0. 999 112 0 486 0

14、.1762431 、心协若问 飞、1哪耐.r_/55 , 0. 999 748 2 487 O. 183 558 1 、1 咱崎 ，在1. 000 000 0 L 488 0.191 273 5 5;如阳、0.74546 556 0.999 856 7 489 0.199 418 0 523 0.761 969 4 557 0.999 304 6 490 0.208 020 0 524 0.777 836 8 558 O. 998 325 5 491 0.2171199 525 0.793 200 0 559 O. 996 898 7 492 0. 226 734 5 526 0. 808 1

15、10 4 560 0.995 000 0 493 0. 236 857 1 527 0. 822 496 2 561 0.992 600 5 494 0.247481 2 528 0.836 306 8 562 0.989 742 6 495 0. 258 600 0 529 0.849 491 6 563 0. 986 444 4 5 GB/T 20151-2006/CIE S 010/E:2004 表1(续)波长光谱光视效率波长光谱光视效率波长光谱光视效率nm n口1n盯1564 0.982 724 1 598 0.656 674 4 632 0.244 889 6 565 0.978 6

16、00 0 599 O. 643 844 8 633 0.235 334 4 566 0.9740837 600 0.631 000 0 634 0.226 052 8 567 O. 969 171 2 601 0.618 155 5 635 0.2170000 568 0.963 856 8 602 0.605 314 4 636 0.208 161 6 569 0.958 134 9 603 0.592 475 6 637 0.199 548 8 570 0.952 000 0 604 0.579 637 9 638 0.191 155 2 571 0.945 450 4 605 0.566

17、 800 0 639 0.182 974 4 572 0.938 499 2 606 0.553 961 1 640 0.1750000 573 0.931 162 8 607 0.541 137 2 641 0.167 223 5 574 0.923 457 6 608 0.528 352 8 642 0.159 646 4 575 O. 915 400 0 609 0.515 632 3 643 O. 152 277 6 576 0.907 006 4 610 0.5030000 644 0.145 125 9 577 0.898 277 2 611 0.490 468 8 645 O.

18、138 200 0 578 0.889 204 8 612 0.4780304 646 0.131 500 3 579 0.879 781 6 613 0.465 677 6 647 O. 125 024 8 580 0.870 000 0 614 0.453 403 2 648 O. 118 779 2 581 0.859 861 3 615 0.441 200 0 649 0.112 769 1 582 0.849 392 0 616 0.429 080 0 650 O. 107 000 0 583 0.838 622 0 617 0.417 036 0 651 0.101 476 2 5

19、84 0.827 581 3 618 0.405 032 0 652 0.096 188 64 585 0.816 300 0 619 O. 393 032 0 653 0.091 122 96 586 0.804 794 7 620 0.381 000 0 654 0.086 264 85 587 O. 793 082 0 621 0.368 918 4 655 0.081 600 00 588 0.781 192 0 622 0.356 827 2 656 0.077 120 64 589 O. 769 154 7 623 0.344 776 8 657 0.072 825 52 590

20、0.757 000 0 624 0.3328176 658 0.068 710 08 591 0.7447541 625 0.321 000 0 659 0.064 769 76 592 0.732 422 4 626 O. 309 338 1 660 0.061 000 00 593 O. 720 003 6 627 0.297 850 4 661 0.057 396 21 594 O. 707 496 5 628 O. 286 593 6 662 0.053 955 04 595 0.694 900 0 629 0.275 624 5 663 0.050 673 76 596 0.682

21、219 2 630 O. 265 000 0 664 0.047 549 65 597 0.6694716 631 0.254 763 2 665 0.044 580 00 6 GB/T 20151一2006/CIES 010/E:2004 表1(续)波长光谱光视效率波长光谱光视效率波长光谱光视效率nm nm nm 666 0.041 758 72 700 0.004 102 000 734 0.000 388 718 4 667 0.039 084 96 701 O. 003 838 453 735 0.000 361 100 0 668 0.036 563 84 702 O. 003 58

22、9 099 736 O. 000 335 383 5 669 0.034 200 48 703 0.003 354 219 737 O. 000 311 440 4 670 0.032 000 00 704 0.003 134 093 738 0.000 289 165 6 671 0.029 962 61 705 O. 002 929 000 739 O. 000 268 453 9 672 0.028 076 64 706 0.002 738 139 740 O. 000 249 200 0 673 0.026 329 36 707 0.002 559 876 741 0.000 231

23、301 9 674 0.024 708 05 708 O. 002 393 244 742 0.000 214 685 6 675 0.023 200 00 709 0.002 237 275 743 0.000 199 288 4 676 0.021 800 77 710 0.002 091 000 744 0.0001850475 677 0.020 501 12 711 0.001 953 587 745 0.000171 9000 678 0.019 281 08 712 0.001 824 580 746 0.000 159 778 1 679 0.018 120 69 713 0.

24、001 703 580 747 0.000 148 604 4 680 0.01700000 714 0.001 590 187 748 0.000 138 301 6 681 0.015 903 79 715 0.001 484 000 749 0.000 128 792 5 682 0.014 837 18 716 0.001 384 496 750 0.000 120 000 0 683 0.013 810 68 717 0.001 291 268 751 0.000 111 859 5 684 0.012 834 78 718 0.001 204 092 752 0.000 104 3

25、22 4 685 0.011 920 00 719 0.001 122 744 753 O. 000 097 335 60 686 0.011 068 31 720 0.001047000 754 0.000 090 845 87 687 0.010 273 39 721 O. 000 976 589 6 755 O. 000 084 800 00 688 0.009 533 311 722 0.000 911 108 8 756 O. 000 079 146 67 689 0.008 846 157 723 0.000 850 133 2 757 O. 000 073 858 00 690

26、0.008 210 000 724 O. 000 793 238 4 758 0.000 068 916 00 691 0.007 623 781 725 0.000 740 000 0 759 0.000 064 302 67 692 O. 007 085 424 726 0.000 690 082 7 760 O. 000 060 000 00 693 0.006591476 727 0.000 643 310 0 761 0.000 055 981 87 694 0.006 138 485 728 O. 000 599 496 0 762 O. 000 052 225 60 695 0.

27、005 723 000 729 O. 000 558 454 7 763 O. 000 048 718 40 696 0.005 343 059 730 O. 000 520 000 0 764 0.00004544747 697 0.004 995 796 731 0.000 483 913 6 765 O. 000 042 400 00 698 0.004 676 404 732 O. 000 450 052 8 766 0.000 039 561 04 699 0.004 380 075 733 0.000 418 345 2 767 0.000 036 915 12 7 GB/T 20

28、151-2006/CIE S 010/E:2004 表1(续波长光谱光视效率波长光谱光视效率波长光谱光视效率nm n口1n口1768 o. 000 034 448 68 789 0.000 008 009 133 810 0.000 001 836 600 769 0.00003214816 790 O. 000 007 465 700 811 0.000 001 712 230 770 O. 000 030 000 00 791 0.000 006 959 567 812 0. 000 001 596 228 771 0.000 027 991 25 792 O. 000 006 487 9

29、95 813 0.000 001 488 090 772 0.000 026 113 56 793 J卢凶缸刷地坞L814 0.000 001 387 314 773 O. 000 024 360 24 , 0.000 005 639 396、l 815 0.000 001 293 400 774 0.000 022 724 61 , r7 95 。四百帘-5地马飞0.000 001 205 820 775 0. 000 021 200 00 / 平当萨 0.000 004 9且，817 , 0.000001川43776 。778s/ |侨97/孙rl569720 |飞.0.00000 777

30、 0.0川845段子主吧。42伊4鸣、814、. 吨。o000 977 057 8 778 。川7扣子799 0.00 p3 71 739 820 飞o.: 000 910 779 0.000 o 16J剖800 0. 00 3s 02900 821 飞o吗川492川囚780 0.000 01 , 9苦J801 0.00 P3 52 163 II 822 飞000 00 791 721 2 781 0. 0000 曾给11z8 802 0.03218302 823 OOOO ( o 738 090 4 782 0.000 q 的155 803 O. 000 003 000 300 824 O.

31、OOO 0 o 688 109 8 783 1些18 804 0.000 002 797 139 825 0. 1000 0 P 641 530 0 784 !器扩54 805 L的pOOOP2607 800 826 0.1000 0 o 598 089 5 785 0.ooo d L国0-M6E0 。806 / 叶。中2431220 827 0.m00 0 05575746 786 0.00000 t筒77 ,(rt.000 d，02对洁、 828 。o 519 808 0 787 0.00000 毒草4 801 ( 0.00。中2呻1829 J . 0i 00 484 612 3 788

32、0. 000008 ，I 波长光视效电波长队再再;/ /光叫率nm 民运380 0.000 598 i)39 .:节。9_/4 0. 009 29 381 0.000 665 问O可OT547.4 1 0.010 70 382 0.000 752 392 问、0.002 9 402 0.012 31 ,., 383 0.000 854 393 0.003 394 403 0.014 13 384 0. 000 972 394 0.003 921 404 0.016 19 385 0.001 108 395 0.004 53 405 0.018 52 386 0.001 268 396 0.00

33、5 24 406 0.021 13 387 0.001 453 397 0.006 05 407 0. 024 05 388 0. 001 668 398 0.006 98 408 0.027 30 389 0.001 918 399 0. 008 06 409 0. 030 89 8 GB/T 20151一2006/CIES 010/E:2004 表2(续)波长光谱光视效率波长光谱光视效率波长光谱光视效率n盯1n口1n1 410 0.034 84 444 0.380 3 478 0.769 411 0.039 16 445 0.393 1 479 0.781 412 0.043 9 446

34、0.406 480 O. 793 413 0.049 0 447 0.418 481 0.805 414 0.054 5 448 、h482 0. 817 415 0.060 4 ,. 步严0.443 飞、483 0.828 416 0.066 8 / 450 0:硝、飞0.840 417 0.073 6 /、飞功步0.4， 485 、0.851 418 0.0川/态号r 452 v 、1479二、飞6 0.862 419 0.088 sf(7 0.49-飞48浅、0.873 420 0.0吆, 488 、飞0.884421 o.w I 0.513 489 飞飞0肌吨422 o. 4 -r1

35、0.524 490 O. 904 1嗣 423 o. 0.535 491 O. 914 424 。1锅0.546 492 .923 425 。1蜒品459 0.557 493 .932 426 。提1460 /叮494 .941 427 o. t6-5-a 1 461 / . 578 495 .949 428 o. 峙的h / .，5881 496 o. 957 429 O. 电, 飞497 , 430 o. 1 精矶0.610 498 J I 0.970 431 0.2气字显 o. 620 / 499 , / O. 976 432 o. 224 3移、-.0-.6.31/ / 5梦, o.

36、982 433 0川、如t67咽0.642 / 同l/ o. 986 434 0.249 6 、心严津民叫_./ 5飞，, O. 990 、k435 0.262 5 、吆?9飞、缸fifi3 0.994 436 0.275 5 4 、0.676_/ 504 0.997 437 0.288 6 471 0.687 505 O. 998 438 O. 301 7 472 0.699 506 1.000 439 O. 314 9 473 O. 710 507 1.000 440 O. 328 1 474 O. 722 508 1. 000 441 O. 341 2 475 O. 734 509 O.

37、 998 442 O. 354 3 476 0.745 510 O. 997 443 O. 367 3 477 O. 757 511 O. 994 9 GB/T 20151-2006/CIE S 010/E:2004 表2(续)波长光谱光视效率波长光谱光视效率波长光谱光视效率nm nm nm 512 o. 990 546 0.548 580 o. 121 2 513 o. 986 547 0.531 581 0.114 3 514 o. 981 548 0.514 582 o. 107 8 515 o. 975 549 0.497 583 o. 101 5 516 o. 968 550 0.4

38、81 584 0.095 6 517 0.961 551 0.465 585 0.089 9 518 O. 953 552 0.448 586 0.084 5 519 O. 944 553 0.433 587 0.079 3 520 O. 935 554 0.417 588 0.074 5 521 O. 925 555 0.402 589 0.069 9 522 电.915556 0.386 4 590 0.065 5 523 O. 904 557 o. 371 5 591 0.061 3 524 0.892 558 0.356 9 592 0.057 4 525 0.880 559 0.34

39、2 7 593 0.053 7 526 0.867 560 0.328 8 594 0.050 2 527 0.854 561 0.315 1 595 0.046 9 528 0.840 562 0.301 8 596 0.043 8 529 0.826 563 0.288 8 597 0.040 9 530 0.811 564 0.276 2 598 0.038 16 531 O. 796 565 0.263 9 599 0.035 58 532 0.781 566 0.251 9 600 0.033 15 533 O. 765 567 0.240 3 601 0.030 87 534 0.

40、749 568 0.229 1 602 0.02874 535 O. 733 569 0.218 2 603 0.026 74 536 0.717 570 0.207 6 604 0.024 87 537 O. 700 571 O. 197 4 605 0.023 12 538 0.683 572 0.187 6 606 0.02147 539 O. 667 573 O. 178 2 607 0.019 94 540 O. 650 574 O. 169 0 608 0.018 51 541 O. 633 575 O. 160 2 609 0.01718 542 0.616 576 0.151

41、7 610 0.015 93 543 O. 599 577 O. 143 6 611 0.014 77 544 O. 581 578 O. 135 8 612 0.013 69 545 O. 564 579 O. 128 4 613 0.012 69 10 GB/T 20151一2006/CIES 01 O/E: 2004 表2(续)波长光谱光视效率波长光谱光视效率波长光谱光视效率n口1nm n口1614 0.011 75 648 0.000 792 682 0.000 062 0 615 0.010 88 649 0.00032 683 0.000 057 8 616 0.010 07 65

42、0 0.000 677 684 0.000 053 8 617 0.009 32 651 0.000 626 685 0.000 050 1 618 0.008 62 652 0.000 579 686 0.000 046 7 619 0.007 97 653 0.000 536 687 0.000 043 6 620 0.007 37 654 0.000 496 688 0.0000406 621 0.006 82 655 0.000 459 689 0.000 037 89 622 0.00630 656 0.000 425 690 0.000 035 33 623 0.005 82 65

43、7 0.0003935 691 0.00003295 624 0.005 38 658 0.000 364 5 692 0.000 030 75 625 0.004 97 659 0.000 337 7 693 0.000 028 70 626 0.00459 660 0.000 312 9 694 0.000 026 79 627 0.004 24 661 0.000 290 1 695 0.000 025 01 628 0.003 913 662 0.0002689 696 0.00002336 629 0.003 613 663 0.000 249 3 697 0.000 021 82

44、630 0.003 335 664 0.000 231 3 698 0.000 020 38 631 0.003 079 665 0.000 214 6 699 0.000 019 05 632 0.002 842 666 0.000 199 1 700 0.00001780 633 0.002623 667 O. 000 184 8 701 0.000 016 64 634 0.002 421 668 0.0001716 702 0.000 015 56 635 0.002 235 669 0.000 159 3 703 0.000 014 54 636 0.002 062 670 0.00

45、0 148 0 704 0.000 013 60 637 0.001903 671 0.000 137 5 705 0.000 012 73 638 O. 001 757 672 0.000 127 7 706 0.000 011 91 639 0.001 621 673 0.000 118 7 707 0.000 011 14 640 0.001 497 674 0.000 1104 708 0.000 010 43 641 0.001382 675 0.000 102 6 709 0.000 009 76 642 0.001 276 676 0.000 095 4 710 0.000 00

46、9 14 643 0.001 178 677 0.0000888 711 0.000 008 56 644 0.001 088 678 0.000082 6 712 0.000 008 02 645 0.001 005 679 0.000076 9 713 0.000 007 51 646 0.000 928 680 0.000 071 5 714 0.00000704 647 0.000 857 681 0.000066 6 715 0.000 006 60 11 GB/T 20151-2006/CIE S 010/E:2004 表2(续)波长光谱光视效率波长光谱光视效率波长光谱光视效率口盯1nm n口1716 0.000 006 18 738 0.000 001 557 760 o. 000 000 425 717 0.00000580 739 0.000 001 466 761 0.000