光源有很多的光学特性，常见的就有光通量、发光效率、发光强度、光照度、光亮度和光视效能等，其中光照度是物体表面被照明程度，或物体单位表面上所得到的光通量，单位为lx（勒克斯）。本文对光源的光学特性及光源照度的计算方法做了介绍，感兴趣的朋友可以了解一下！

光源的光学特性介绍：

1.光通量

光通量的定义是计量光源被人眼所观察时呈现的光功率，光通量的单位为lm（流明）。其表达式：

其中Фv（λ）为光通量，Фe（λ）为辐射通量，V（λ）为视觉函数，Km=683lm/W。

2.发光效率

光源的发光效率：CIE（国际照明委员会）定义光源发出的光通量与耗费电功率之比值称之为该光源的发光效率。公式如下：

3.发光强度

发光强度的定义是在给定方向上的单位立体角内光源所发出的光通量，发光强度的单位为cd（坎德拉）。其表达式如下：

4.光照度

光照度的定义是单位面元上光源照射的光通量，其单位为lx（勒克斯）。其表达式为：

对于点光源，若在某一方向上的发光强度为I，那么在该方向上离开光源的距离为r处的照度E=I/r2，即照度与离开光源的距离平方成反比。

5.光亮度

光亮度的定义是光源在垂直其辐射传输方向上单位面积单位立体角内发出的光通量，其单位为cd/m2。其表达式为：

6.光视效能

光视效能的定义是目视引起刺激的光通量与光源发出的辐射通量之比，其单位为lm/W。其表达式为：

其中，V=K/Km为光视效率，量纲为1。在照明工程中，通常希望光源有高的光视效能，当然还要考虑到光的颜色。

在光源以上众多的光学特性中，光度量中最基本的单位是发光强度——坎德拉（Candela），记作cd，它是国际单位制中7个基本单位之一。

光源照度计算方法：

照度表征的是被照表面单位面积上的光通量。对于单个点光源的照度，其基本计算公式可由下面两个照度定律导出，这两个定律是照度计算的基础。

（1）距离平方反比定律

如上图所示，点光源S在指向平面N（与入射光线垂直的平面）上P点的方向上光强为Iθ，光源到P点的距离为l，投射到包括P点的指向平面上的面元上的光通量为：

因面元dAn很小，可以把它看成是以点光源为球心的球面积的一部分，所以立体角dω可由下式确定：

根据照度的定义，光源在指向平面上P点产生的照度En为：

距离平方反比定律说明，点光源在与照射方向垂直的平面上产生的照度与光源至被照面的距离的平方成反比。

（2）余弦定律

如果图中的P点在水平面H上，则P点的照度为：

式中Iθ——光源在照度计算点方向的发光强度；

cosθ——光源至照度计算点的连线与光源至照度计算平面的垂线之间夹角的余弦；

l——光源至照度计算点的距离。

对于LED照明光源，一般为多个点光源构成。光源的尺寸相比于光源和被照面的距离小于五分之一时，可认为光源为点光源。由于不存在相干的问题，因此当有n个点光源同时照射到工作面时，n个点光源产生的照度等于每一光源分别产生的照度的总和。总照度可用下式表示：

式中Iθn——第n个光源在照度计算点方向的发光强度；

θn——第n个光源至照度计算点连线与光源至照度计算平面垂线之间夹角的余弦；

ln——第n个光源至照度计算点的距离。

当LED照明光源在被照面上各点产生的照度比较均匀时，可用平均照度来表征工作面上照明的程度。此时，照明设计可以采用比较简单的平均照度计算法而使得计算简化，即计算落到工作面上的总光通量除以被照面的面积。