CN109632100B - 一种蓝光加权辐亮度空间分布的测量方法 - Google Patents

一种蓝光加权辐亮度空间分布的测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蓝光加权辐亮度空间分布的测量方法，通过测量光源的配光曲线、发光面尺寸、典型辐照距离下的光源辐亮度和光源光谱，采用蓝光加权辐亮度空间分布拟合算法，计算得到蓝光加权辐亮度的空间分布表。本发明针对蓝光危害的空间分布情况进行测量和计算，能够计算得出光源应用场景内的蓝光危害空间分布情况，即空间中任意位置的蓝光加权辐亮度的大小。

Description

一种蓝光加权辐亮度空间分布的测量方法
技术领域
本发明涉及光生物安全检测领域，特别涉及一种蓝光加权辐亮度空间分布的测量方法。
背景技术
光源和灯具与人类生活息息相关，但照明产品的不当辐射可能会产生多种光生物危害。随着LED照明灯具的广泛普及，人们对于“蓝光危害”这种LED光源所突出具有的光生物安全性的关注也变得日益强烈。
目前，LED蓝光危害的测量方案，是以对光源的蓝光危害等级评价为核心。
在现有标准中，规定的蓝光危害测量方法，是通过在固定条件下测量光源的辐亮度和光谱，进而计算蓝光加权辐亮度，再通过光源的蓝光加权辐亮度判断光源所属的蓝光危害等级。
但由于在真实环境中，对光源的使用位置和角度是不固定的，因此光源的蓝光危害等级，与实际场景中使用者受到的蓝光危害，并不能构成直接的联系。
因此，需要一种对实际光环境中的蓝光危害进行测量和计算的方法，才能够对应用场景中的蓝光危害进行量化分析和评价。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供一种蓝光加权辐亮度空间分布的测量方法，针对蓝光危害的空间分布情况进行测量和计算，在不大量增加测量操作的同时，能够计算得出光源应用场景内的蓝光危害空间分布情况，即空间中任意位置的蓝光加权辐亮度的大小。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种蓝光加权辐亮度空间分布的测量方法，该测量方法通过测量光源的配光曲线、发光面尺寸、典型辐照距离下的光源辐亮度和光源光谱，采用蓝光加权辐亮度空间分布拟合算法，计算得到蓝光加权辐亮度的空间分布表，具体包括如下步骤：
S1、测量光源的配光曲线为
Figure 263607DEST_PATH_IMAGE001
、，并测量配光曲线所在平面对应方向的发光面尺寸为
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；
S2、测量典型辐照距离下的光源辐亮度；
S3、通过光谱仪测量光谱；
S4、计算不同辐照距离的蓝光危害相对强度分布；
S5、计算典型辐照距离下的蓝光加权辐亮度，并得出计算蓝光加权辐亮度的空间分布表。
进一步地，发光面尺寸为配光曲线所在平面与发光面相交的交线段长度。
进一步地，配光曲线通过分布式光度计测得或是从灯具生产商处获得。
进一步地，S2中，在指定空间角度
Figure 324623DEST_PATH_IMAGE003
方向上，保持同一视场角为
Figure DEST_PATH_IMAGE004
，在n个不同选定距离
Figure 838781DEST_PATH_IMAGE005
，通过成像亮度计测量所述光源辐亮度
Figure DEST_PATH_IMAGE006
。
进一步地，所述S3中，测量光源光谱的波段范围包含300nm-700nm。
进一步地，应用公式：
Figure 312618DEST_PATH_IMAGE007
，计算测量视场角对应的半发光角
Figure DEST_PATH_IMAGE008
；
应用公式：
Figure 861412DEST_PATH_IMAGE009
，计算不同辐照距离的蓝光危害相对强度分布
Figure DEST_PATH_IMAGE010
。
进一步地，结合典型辐照距离下的光源辐亮度
Figure 824819DEST_PATH_IMAGE006
和光源光谱，计算得到n个不同选定距离
Figure 29536DEST_PATH_IMAGE011
的蓝光加权辐亮度
Figure DEST_PATH_IMAGE012
，在其指定空间角度
Figure 962857DEST_PATH_IMAGE003
方向上、测得光源亮度为
Figure 631736DEST_PATH_IMAGE013
，应用公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE014
，计算距离
Figure 497536DEST_PATH_IMAGE015
的蓝光加权辐亮度的空间分布。
综上所述，本发明具备以下优点：
本发明在不大量增加测量操作的同时，针对蓝光危害的空间分布情况进行测量和计算，能够计算得出光源应用场景内的蓝光危害空间分布情况，即空间中任意位置的蓝光加权辐亮度的大小。
同时，本发明能够完成进行实际光环境中的蓝光危害测量，其测量计算结果对使用者防止受到蓝光危害具有指导意义。
更者，本发明操作简单，也可用于分析不同类型光源的蓝光危害特性，从光源角度进行优化。
附图说明
图1为本发明主要操作流程图。
图2为本发明较佳实施例被测光源的配光曲线示意图。
图3为本发明发光面尺寸测量示意图。
图4为本发明光源辐亮度和光谱测量示意图。
图5为本发明较佳实施例典型被测光源在距离发光面20cm处的蓝光危害相对强度分布示意图。
图6为本发明较佳实施例被测光源的蓝光危害空间分布示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：
一种蓝光加权辐亮度空间分布的测量方法，如图1所示，该测量方法通过测量光源的配光曲线、发光面尺寸、典型辐照距离下的光源辐亮度和光源光谱，采用蓝光加权辐亮度空间分布拟合算法，计算得到蓝光加权辐亮度的空间分布表，具体包括如下步骤：
S1、测量光源的配光曲线为
Figure 251865DEST_PATH_IMAGE001
、，并测量配光曲线所在平面对应方向的发光面尺寸为
Figure 129822DEST_PATH_IMAGE002
；
S2、测量典型辐照距离下的光源辐亮度；
S3、通过光谱仪测量光谱；
S4、计算不同辐照距离的蓝光危害相对强度分布；
S5、计算典型辐照距离下的蓝光加权辐亮度，并得出计算蓝光加权辐亮度的空间分布表。
具体的，在本实施例中，选择一典型应用场景，照明光源选择LED投光灯，其配光曲线介于准直型配光曲线与朗伯型配光曲线之间。
由于LED投光灯只在2π空间范围内发光，因此在本实施例中，仅计算2π空间内的蓝光危害分布情况。
配光曲线通过分布式光度计测得或是从灯具生产商处获得，如附图2所示，测量得到的LED投光灯的配光曲线，表征2π空间内不同方向的光强分布。
测量配光曲线所在平面对应方向的发光面尺寸为
Figure 590891DEST_PATH_IMAGE002
，具体为配光曲线所在平面与发光面相交的交线段长度，参照附图3，在本实施例中，测得发光面尺寸为5cm。
在指定空间角度
Figure 755156DEST_PATH_IMAGE003
方向上，保持同一视场角为
Figure DEST_PATH_IMAGE016
，在n个不同选定距离
Figure 137727DEST_PATH_IMAGE005
，通过成像亮度计测量所述光源辐亮度
Figure 412850DEST_PATH_IMAGE006
，根据图4所示，在0°方向，选取光源最前端20cm、50cm、100cm、200cm、300cm作为典型辐照距离，设定视场角为100mrad，使用辐亮度测量仪器测得光源辐亮度分别为100.75、20.36、6.35、1.27、0.60W·m-2·sr-1，再使用光谱测量仪器测得光谱，测量光源光谱的波段范围应包含300nm-700nm。
再根据光源辐亮度和光源光谱，算得距离光源最前端20cm、50cm、100cm、200cm、300cm处的蓝光加权辐亮度分别为13.88、2.81、0.88、0.18、0.08 W·m-2·sr-1。
继续参照附图5，应用公式：
Figure 994004DEST_PATH_IMAGE007
，计算测量视场角对应的半发光角
Figure 63592DEST_PATH_IMAGE008
，应用公式：
Figure 792513DEST_PATH_IMAGE009
，计算不同辐照距离的蓝光危害相对强度分布
Figure 3484DEST_PATH_IMAGE010
，在本实施例中，计算得到20cm、 50cm、100cm、200cm、300cm处蓝光危害相对强度分布。
参照附图6，结合距离光源最前端20cm、50cm、100cm、200cm、300cm处的蓝光加权辐亮度和蓝光危害相对强度分布，应用公式：
Figure 235882DEST_PATH_IMAGE017
，计算得出此LED投光灯在其配光曲线所在平面上的蓝光加权辐亮度空间分布。
综上所述，能够完成进行实际光环境中的蓝光危害测量，其测量计算结果对使用者防止受到蓝光危害具有指导意义。
上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种蓝光加权辐亮度空间分布的测量方法，其特征在于：该测量方法通过测量光源的配光曲线、发光面尺寸、典型辐照距离下的光源辐亮度和光源光谱，采用蓝光加权辐亮度空间分布拟合算法，计算得到蓝光加权辐亮度的空间分布表，具体包括如下步骤：
S1、测量光源的配光曲线为
Figure FDA0002663170630000011
并测量配光曲线所在平面对应方向的发光面尺寸为H(cm)；
S2、测量典型辐照距离下的光源辐亮度；
S3、通过光谱仪测量光谱；
S4、计算不同辐照距离的蓝光危害相对强度分布；
S5、计算典型辐照距离下的蓝光加权辐亮度，并得出计算蓝光加权辐亮度的空间分布表；
所述S2中，在指定空间角度A方向上，保持同一视场角为α(mrad)，在n个不同选定距离L(cm)为L1，L2，...，Ln，通过成像亮度计测量所述光源辐亮度Le1，Le2，...，Len；
应用公式：
Figure FDA0002663170630000012
计算测量视场角对应的半发光角θ(°)；
应用公式：
Figure FDA0002663170630000013
计算不同辐照距离的蓝光危害相对强度分布
Figure FDA0002663170630000014
应用公式：
Figure FDA0002663170630000015
计算距离L的蓝光加权辐亮度的空间分布。
2.根据权利要求1所述一种蓝光加权辐亮度空间分布的测量方法，其特征在于：所述发光面尺寸为配光曲线所在平面与发光面相交的交线段长度。
3.根据权利要求1或2所述一种蓝光加权辐亮度空间分布的测量方法，其特征在于：所述配光曲线通过分布式光度计测得或是从灯具生产商处获得。
4.根据权利要求1或2所述一种蓝光加权辐亮度空间分布的测量方法，其特征在于：所述S3中，测量光源光谱的波段范围包含300nm-700nm。
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