積分球原則。
積分球的基本工作原理如下圖所示:光線經輸入孔入射后,在球體內均勻地被反射及漫射,在球面上形成均勻的光強分布,因而輸出孔獲得的光線是非常均勻的散射光束。而入射光的入射角、空間分布、極性等都不會對輸出光的強度和均勻性產生影響。由于光束在積分球內均勻分布之后才會被射出來,所以積分球也可以作為光強衰減器,其輸出強度與輸入強度比約為:輸出孔區/積分球內的表面積。
一般來說,謹慎使用光學擴散片,可以減少由于入射源上的不均勻分布或由于探測器上的入射源分布不均而引起的微小誤差,從而提高測量精度。但當進行較高精度的測量時,需要采用積分球作為光學擴散器,使上述誤差減小。
利用積分球測量光通量(Lumen),可以使測量更加可靠,利用積分球可以降低和消除由于光的形狀、散射角以及探測器上不同位置的響應差而引起的測量誤差。
積分球和相關光譜儀可測得的參數。
積分球通常能給出如下七個重要參數:通量、光效、色溫、顯色指數(Ra或Re)、TLCI、RF和RG。(事實上,還有很多其他參數,如電壓、色坐標、峰值波長、主波長、暗電流、CRI等),今天我們主要要討論這七個參數對光源的意義,以及它們各自的作用。
光流量:指人眼可感知的輻射功率,也就是該LED發出的所有輻射功率,單位:流明(lm)。直接測量和判斷LED亮度高低最直觀的物理量是光通量。
光效率:光源發出的所有光通量與輸入的總功率之比,為計算量,單位:m/W。對LED而言,輸入的電能主要用于發光和發熱,光效高,則說明用于發熱的部分較少,也是散熱良好的一種表現。
色溫:用來測量光色的物理量,用來測量絕對黑體的輻射與光源在可見區的輻射完全相同時,此時黑體的溫度稱為這個光源的色溫。色溫度是被測量的量,但同時也可以用色坐標計算。
Ra(R1~R8的平均數):用來描述一個光源對物體色彩還原能力的顯色指數,它是用一個標準光源來比較物體的外觀顏色。由積分球-淺灰色、暗灰紅色、飽和黃綠色、中等黃綠、淡藍綠、淡藍色、淡藍綠色、淺藍色、淡紫藍色、八種光色測量值計算出的平均數。它不包含飽和紅色,也就是通常所說的R9,而且由于某些照明需要更多的紅光(如肉色照明),因此R9也常常被用作一個重要的參數。Re參數用得不多(是15種R1~R15色值,一般積分球不適合Re做定性評價,如果追求更高的光質效果,顯指這個參數需要考慮99組顏色)。
TM-30-15:北美照明協會(IES)光源顯色能力新評估方法(Rf和Rg)。
(1)Rf:顏色逼真指數,范圍:0~100,類似于顯指概念。
(2)Rg:顏色飽和指數,100表示飽和度相同,過高過低都是不好的。 與Ra和Re指標有關。
Ra是8種R1~R8顏色的指標(平均);e的e表示extend(延展),這是對15種R1~R15顏色的顯色指標(Re),Re指標對光的質量提出了更高的要求。

