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1、光照度的计算一、被直接照明的物面光照度二、光学系统中像平面的光照度一、被直接照明的物面光照度微小面积ds上所获得的光通量为d = I d由立体角定义得d = cosi ds/r2于是有d = I cosi ds/r2O NO dsir d光照度的余弦定律将上述结果代入（6-11）式，即得E = d /ds = I *cosi / r2光照度的距离平方反比定律：微面积的光照度与点光源的发光强度成正比 ，与微面积的法线与照明光束轴线的夹角i 余弦成 正比，且与光源到该面积的距离平方成反比。光照度的计算E = I *cosi / r2ONO dsir光照度的余弦定律垂直照明时，称为照度的距离平方反比
2、定律：E = I / r 2注意：这里距离r 的单位为米。光照度的比较测量I1* cosi/r12 I2* cosi/r22I1 /r12 = I2 /r22二、光学系统中像平面的光照度设物体为余弦辐射体，物和像面光亮度分别为L、L入瞳出瞳光学系统中像平面的光照度通过对入瞳面积分的方法，可求得像面中心 微面积在孔径角为U的立体角范围内所接受的光通 量为 = L ds sin2U 于是，像面中心微小面积上的光照度为Eo = /ds = Lsin2U 光学系统中像平面的光照度光学系统处于同一介质中时，物、像面的光 亮度传递关系有L = k L于是，像面中心微小面积上的光照度为Eo = k L si
3、n2U 此式表明，当物面亮度一定时，像面光照度与孔 径角的正弦平方成正比。像面光照度与视场的关系-lAUAD- UEE-l像面光照度与视场的关系轴外像点A的光照度：E = k L sin2U当U不大时，有cosD/2 D/2 sinU tgU = = cos2lo/cos lo= tgU cos2 sinU cos2 像面光照度与视场的关系E = k L sin2U cos4= Eo cos4此式表明，轴外像点的光照度随视场角增加按 cos4 的规律迅速降低。01020304050E/Eo 10.9410.7800.5630.3440.171光学系统中的光能损失计算一、透射面的反射损失二、镀金
4、属层反射面的吸收损失三、光学材料的吸收损失一、透射面的光能损失由物理光学可知，当光线垂直或接近垂直入射两介质的抛光界面时，其反射率为(n n)2 =(n + n)2此式表明，界面两边介质的折射率差越大，反射 率也越大。光学玻璃表面的反射光能损失例：折射率为1.5的玻璃与空气交接面上的反射损失达到了4%。100%4% 92%n n透射面的反射损失对于一个已知反射率的透射面，其透过率为1 = (1)若光学系统有K1个透射面，且只考虑反射损 失，则其总透过率为1 = (1 )K1100500direct flow = 92( 100 - 4 - 4 )r = 4%r = 4%reflex = 20(
5、 500 X 4% )透射面反射损失产生的不利影响增透膜-减少透射面的反射损失对于透镜中的双胶合面，其影响很小。为了减少反射损失和不利影响，通常在与空 气接触的各光学表面镀增透膜。镀膜后，每面值可降至0.020.01以下。二、镀金属层反射面的吸收损失设每一反射面的反射率为2 ， 由于此时的透 过率等于反射率，则光束通过有K2个镀金属反射面的光学系统时，其透过率为2 = 2 K2 这里，2 值随不同的金属镀层而异。三、光学材料的吸收损失光学材料：透明程度，且内部有杂质、气泡、浑 浊等。1cm 厚的玻璃：最大吸收0.03，最小吸收0.001光学材料的吸收损失光学材料的吸收率，则光学材料的透明率为3
6、 = (1 ) 于是，光束通过d 厘米的材料时，其透明率为3 = (1 )d 光能损失总计算：1、透射面的反射损失： 1 = (1 )K12、镀金属层反射面的吸收损失：2 = 2K23、 光学材料的吸收损失： 3 = (1 )d 因此，总透过率为 = 1 2 3 = (1)K1 2 K2 (1 )d 光度学与视觉1、光照度与视力2、光亮度与视力眩光眩光是指由于视野中的光源的高密度分布和高密度 范围不适宜，或存在极端的高密度对比，以至引起不舒 适感觉或降低了对目标和细节的分辨能力的视觉现象。眩光现象是影响视觉质量的最重要因素之一。眩光光源直接眩光光源： 太阳 夜间对方来车车灯间接眩光光源： 光亮
7、的墙面、水面、镜面等物面上反射的光1、不适性眩光由于视野中不同区域中亮度相差太大或过亮的照 明所致，会导致视觉不适，引起心理上不舒适的感觉 ，如头痛、眼部疲劳、烧灼感、流泪等，但不一定影 响视力和视功能。如： 强阳光下或在很亮的光源直射的视野中看书正午从室内走到室外夜间对方来车的强灯光照射2、失能性眩光不一定引起不舒适的感觉，但导致视力或视功能 下降的眩光，又称幕罩样眩光。这种视功能的下降是 由于眩光光源经过眼外不均匀介质或角膜、晶状体等 眼内组织时产生散射，在眼内形成光幕，其叠加于视 网膜物像上，造成光幕性视网膜照明，导致视网膜物 像的对比度下降，视功能随之下降。3、目盲眩光视野中存在极端强度的眩光光源，即使在其被移除 一段时间后，我们仍无法可见任何物体，产生类似于一 种暂时的“目盲”状态。如在直视很强的闪耀灯照射后，周围的物体不能分辨。眩光产生的原因1、光源亮度原因1) 环境亮度越低，光源本身的亮度越高，眩光越显著2) 光源与眼睛的距离越近，投射方向越靠近视轴，眩光越强烈3) 光源的表观面积越大，光源数目越多，眩光越显著2. 眩光产生的生理原因1) 高亮度的刺激，使瞳孔缩小2) 晶状体等对光线的散射在眼内形成光幕3) 视网膜受高亮度的刺激，使适应状态破坏眩光的防护1) 降低眩光光源的亮度2) 增大光源与视轴之间的夹角3) 佩戴防眩光眼镜 作业：思考题：4，6，7
