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CIE最新出台中间视觉光度学推荐系统

发布日期:2014-07-08 点击:1978

    几十年来,建立中间视觉光度学有效系统一直是国际照明界关注的专题。最近,以“中间视觉范围内的视觉功能”为研究主题的国际照明委员会(CIE)技术委员会TC 1-58完成了工作,出台了基于视觉功能的中间光度学推荐系统,并通过CIE官方发布了技术报告CIE 191:2010[1]。该技术报告填补了相关光度学标准的空缺,将对以往基于明视觉光度学构建的照明系统带来挑战和冲击,并对作为未来光源的LED的发展和应用产生重大影响。
CIE是照明领域中最权威的国际组织,也是ISO公认的国际标准化组织机构。一个光度学系统只有被CIE通过并推荐,才能被国际接受和应用。中间视觉亮度区域是指亮度介于明视觉和暗视觉之间的区域,通常认为中间视觉亮度水平范围为0.001~3cd·m-2。中间视觉照明包括道路和街道照明、室外照明和其它夜间交通照明等,中间视觉下的人眼光视效率函数V mes (λ)和明视觉人眼光视效率函数V(λ)有所区别,如图1所示,明视觉光度学是以亮度匹配为基础,基于明视觉光度学V(λ)的夜间照明测量并不能如实反应进入人眼的光效率。较新发布的CIE191:2010是基于人眼视觉功能的,即视觉任务的完成:识别,探测,反应时间等来建立光谱灵敏函数,它是过去几十年里,多个相关国际组织和众多国家所做的大量研究工作的成果,我国重庆大学、复旦大学等高校和研究机构也在其中作了大量贡献[2,3]。
在中间视觉区域,人眼视觉系统的光谱灵敏度不是一成不变的,它随着照明程度的不同而不同。这是由于视网膜上起作用的杆状细胞与锥状细胞的数量变化而引起的。因此,仅仅一个中间视觉光谱灵敏度函数是不够的,我们需要一系列函数,以及在光度测量中使用该系列函数的详细说明。新的中间视觉系统中所描述的光谱光视效率函数Vmes(λ) (如图1中的V mes (λ) 1, V mes(λ) 2, V mes(λ) 3),是明视觉光谱光视效率函数V(λ)与暗视觉光谱光视效率函数V’(λ)的线性组合。应用中间视觉光度学时,需要背景亮度和从光源光谱数据得出的S/P值作为输入量,S/P值是暗视觉光输出量与明视觉光输出量的比值,光源的S/P值越高,在中间视觉设计中的光效就越高。
利用中间视觉系统进行度量将改变灯的光度输出,进而改变灯的光效等级。目前多数应用在道路照明的“白光”光源的S/P值约在0.65(如高压钠灯)与2.5(如某些金卤灯)之间。暖白光LED的S/P值约为1.15,冷白灯LED的S/P值约为2.15。在不同的环境亮度下,使用新的中间视觉系统计算这些白光光源时,其视在光效会发生明显的变化。例如,明视觉亮度为1cd·m-2 时,S/P值在0.5~2.5之间的灯使用推荐的中间视觉光度系统后变化量在5%~15%之间,而明视觉亮度为0.3cd·m-2 时,变化量在-10%~+30%之间。
随着LED产业的快速发展,LED正逐步进入在照明市场。特别是通过LED可制造出各种各样光谱特性的光源,为多元化的中间视觉应用提供了新的解决方案。同时,CIE中间视觉光度学系统的出台,也为LED制造商根据低亮度照明应用优化LED的开发提供了基础,这对作为未来光源的LED的发展和应用影响重大。
中间视觉光度学青睐于高S/P值的白光源,采用中间视觉设计照明还能获得很好的显色性,有望为白光LED应用到室外照明领域进一步铺平道路。
新的中间视觉光度学系统要完全投入实际使用,一方面需要一系列针对性强的中间视觉照明设计应用指导方法,另一方面在工业界和使用者中推广中间视觉光度的测量也很重要,目前CIE第二分部已经成立了技术委员会TC 2-65“中间视觉范围内的光度测量”。中间视觉光度测量仪器必须要考虑不同视觉水平的实际光谱灵敏度,我国远方司、复旦大学等单位几乎与国际先进理论和标准化同步[4],已在这方面做了大量研究和开发工作,所研制的设备能够满足中间视觉光度测量的基本需求。
相信随着中间视觉国际共识的达成,中间视觉会很快应用于照明各领域,尤其是交通和道路照明领域,中间视觉所取得的里程碑式的进展也定将为LED等照明事业和广大企业带来无限机遇。

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