CIECIECIECIE最新出台中间视觉光度学推荐系统
潘建根 李艳
杭州远方光电信息股份有限公司
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
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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
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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 Vmes (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。最新发布的 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]。
图 1 人眼的光视效率函数
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
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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
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。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。
参考文献
[1] CIE191:2010 Recommended System for Mesopic Photometry Based on Visual Performance
[2] 陈仲林,胡英奎.中间视觉时的光视效能最大值研究.重庆建筑大学学报.2008 30(4444):15-18
[3] 曹阳,林燕丹,视觉功能法在道路照明中的应用.照明工程学报.2005 16(4) 44-49
[4] 郑金川, 姚其, 李倩, 林燕丹.中间视觉等效照度转换模块的开发.四直辖市照明科技论坛、长三角照明科
技论坛暨上海市照明学会 2008年年会论文集。