編者按：燈具分布光度計是一種大型的精密光學測試設備，目前有幾種結構形式。本文從分布光度測量要求出發，分析了現有幾種分布光度計在結構上的差異及應用中存在的問題。合理、舒適的照明，不僅可以滿足人們日常生活的需要，更能提供一個安全、節能、高效工作的視覺環境。燈具的分布光度性能是影響照明質量的最關鍵因素。采用科學的測試方法、選擇合適的儀器是獲得準確的燈具分布光度特性的基礎。燈具的分布光度測量是燈具設計和照明設計中質量控制的重要環節，尤其是隨著新光源和新興照明技術的發展，對燈具分布光度測量提出了新的挑戰。國際上目前有多種結構的燈具分布光度計，采用不同的原理方案實現燈具空間光分布的測量。由于設備制造商的技術水平差異，使得測試設備在實際應用中存在各種各樣的問題。某些商業的宣傳也誤導了用戶的認識，使測試數據不能應用于實際的照明工程，無法在國際上進行對比交流。

　　一、 分布光度測量的基本要求

　　對于分布光度計，根據測試的需要，有如下要求：

　　1、光度測量距離

　　發光強度的測量是通過測量某一定距離上的照度，根據光度學的距離平方反比定律，計算得到光強值。

　　即：I(C,r) = E(C,r) * R2(C,r)

　　其中：I 為測試方向上的光強，E 為探測器光電接收面的照度， R 為測試距離.

　　但是對于許多燈具，尤其是LED 燈具，近場的光度定律不適用，CIE 文件對此作了明確的規定，燈具的光度測試距離應足夠大，滿足如下條件[1][2]

　　對于熒光燈類燈具 R>D × 10

　　對于投光燈類燈具 R>D × 200/θ

　　D: 發光面積最大尺寸 θ: 光束的半峰邊角

　　通常，采用兩種測量距離：寬光束燈具為：12m~15m，窄光束高強度燈為30m~35m，保證遠場測量精度。

　　2、 光度測量精度

　　光度探測器是分布光度計的重要組成部分之一，探測器的光譜響應S (λ)精度應與人眼的明視覺光譜光視效率函數V(λ)一致，即S(λ) =V(λ)。根據國際照明委員會CIE 規定，對于氣體放電燈的光強分布測量，探測器的V(λ)匹配誤差f1’應不超過2%。要使探測器的光譜響應匹配到與V(λ)曲線一致，通常采用一組不同材料的濾光片，加在硅光池前面。由于受玻璃材料的光譜透射比曲線的限制，要達到f1’小于2%的精度并非易事。因此高精度的分布光度計的探頭還需從德國進口。也有一些探頭采用部分濾光片法實現精確V(λ)的匹配。這種光度探測器只適合于均勻光束的測量。在分布光度測量中，空間光束分布極不均勻，部分濾光片法匹配的探測器，實際應用的誤差會非常大。

　　目前在分布光度計中應用的硅光電探測器，靈敏度會隨溫度升高而降低，溫度變化1℃，大約會引起0.1%的靈敏度變化。此外光電流放大電路的倍率也會受溫度的影響。因此必須對光度探頭和電路恒溫，溫度應控制在1℃以內。

　　3、 角度精度

　　分布光度計測試的是燈具在各個方向上的光度數據，對其旋轉和定位系統的角度精度有較高的要求，包含角度精度、軸線精度、反光鏡面形精度等。

　　對于帶反光鏡的分布光度計，反光鏡的平面度非常重要，面形誤差和角度安裝誤差都會以兩倍影響角度精度;面形誤差還會影響測量光束的空間特性，引起更大的測量誤差。如果在測量過程中探測器的測量光束軸相對于反光鏡需作空間旋轉(錐面)運動，那么反光鏡的面形誤差將以四倍影響角度精度。目前國際上高檔的分布光度計，反光鏡與鏡架均采用特殊的結構連接，浙大三色公司和德國LMT 公司制造的分布光度計，反光鏡采用局部連接的方法，鏡面的平行度通過激光精確校準。某些設備的反光鏡采用直接粘結的方法，鏡面平面度很難保證，粘結膠固化會引起鏡面內的應力，使鏡面鍍層脫落、鏡面玻璃產生雙折射誤差等問題。長期使用中鋼架會時效變形，使鏡面造成永久性的扭曲，不可調校。

　　4、 雜散光

　　雜散光是分布光度測量中影響測試精度最重要的因素之一。在分布光度測量設備的選購、實驗室建造中必須引起足夠的重視。應該注意的是，任何黑色的表面也都存在百分之幾的光學反射。雜散光的影響對于測量窄光束燈具尤其明顯，例如，若投光燈的光束角為4°，即使環境的反射比只有1%，背景雜散光的影響將引起總光通量的誤差約達40%以上。因此，分布光度計中的光電探測器應只接收燈具發光面或僅從反光鏡反射后的光束，其它雜散光，如反光鏡邊緣、地面、墻面等反射引起的雜光應予消除。實際的實驗室中應在測試燈具、反光鏡和探頭之間分別設置一系列的光闌，光闌的通光孔徑與測量光束的孔徑相對應，嚴格控制環境的雜散光。

圖1：旋轉反光鏡式分布光度計