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1前言

公共照明覆盖了居室门外的所有场所，赋予了人 们安全、明亮、舒适的生活夜环境，更赋予了城市独特 的魅力。

今天，因为LED,人们对公共照明的期待不再只 是简单照明，而是有更高的品质要求。从巴黎卢浮宫 到广州地标性建筑“小蛮腰”,LED的高光线品质以及 丰富的光谱得到了见证,一时间，各地公共照明纷纷 换新颜。最为人熟知的，当属LED道路照明。2009- 2013年,LED道路照明项目相继在美国、日本、中国、 韩国等各国落实，以美国洛杉矶LA E为例，替换了 140,000盏LED路灯，占LA总路灯数近67%，替换 后，能源支出降低、道路更加明亮、光污染也得到明显 改善（如图1所示）。

要想达到高品质的照明，必须要关注照明的测 量。我们看到,LED不仅仅是新的光源,它更加掀起了 整个照明领域的改革。例如，研究表明传统的显色评价并不能做到与人眼的视觉感知相一致。，甚至存在 相悖的情况,此类问题存在于各类照明光源中。在照 明测量方面同样如此，传统照明评测方式存在较大局限性，新的技术背景下必须采用新的、更为客观全面 的测量方案。

图1各类路灯在道路照明中的应用

2公共照明的测量评价发展

公共照明的通常评价指标有照度、色品坐标、相 关色温等。随着照明新技术以及照明评价研究的发 展,室内外照明的S/P值以及显色性评价也将成为日 后的重要趋势。但无论是S/P值还是显色性，都取决 于照明光源的光谱，即使是光谱的细微变化,也会对 人眼的视觉行为产生明显影响。图2是各类典型光源 的光谱，其在实际照明环境中所达到的真正照明效果只能透过光谱才能全面而准确的评价。

图2典型光源的光谱，从左到右：白炽灯、钠灯、金卤灯、LED灯、荧光灯

2.1室内照明的等效照度评价

照明产品中的蓝光成分可以提高视觉敏锐度叫 例如图2中的金卤灯、LED灯、荧光灯等。主要是因 为,在该照明环境下，人眼的瞳孔会适应缩小(如图3 所示)。美国能源部DOE将其称为“光谱提升照明 (Spectrally enhanced lighting)"o 一般可采用光源的明 视觉和暗视觉光度值之比，即S/P值进行评价，光源 的蓝光成分越高,S/P值越大，人眼的视觉敏锐度也就较高。

图3照明光谱中蓝光成分高时，瞳孔会自动缩小, 视觉更加敏锐

2013年，北美照明工程学会IES在其新标准IES TM-24-13中，基于S/P值提出等视觉效应模型 (Equivalent Visual Efficiency Model)提出，具有较高 S/ P值的光源(例如LED),即使在低照度，依然可以达 到S/P值较小(例如白炽灯)的照明光源在较高照度 条件下的相同照明效果(如图4所示)。

因此，在进行室内照明设计时，该标准建议S/P 值较大的光源，应通过其达到与标准照度等效照明时 的照度来评价，即等效照度，一般采用下式获得。

2.2道路照明的中间视觉评价

对于道路照明，标准CJJ 45-2006规定机动车道 路面亮度在0.5cd/m2~2cd/m2的范围内，属于中间视觉。在这个亮度范围内,照明光源的光谱对视觉行为具有更为明显的影响。实际表现为:一侧LED照明的路面看起来很亮，一侧金卤灯照明路面看起来较暗,但实际测量后,前者的路面照度水平明显不及后者的照度，与实际视觉响应产生巨大反差。因此，道路照明的中间视觉以及光源的S/P值评价极其重要， 也吸引了国内外的广泛关注。中间视觉的相关术语定 义、测量评价方法正由CIE联合技术委员会JTC-1 和JTC-2起草。

2.3照明显色性

显色性是衡量实际照明条件下与标准照明体(或 黑体)照射条件下物体颜色的差异，即物体颜色的逼真度、鲜艳度等。在公共博物馆、艺术画廊以及商场 等照明应用场所，显色性的评价更为重要，它关乎艺术作品的视觉展示、服装的真实色彩以及食品的新鲜度。照明光源的显色性决定于其光谱，例如,LED照 明产品的红光成分较低，对红色显示具有天然缺陷 (如图5所示),9号红色标准样品的显色指数极易出 现负值。光谱分布特征不同，一般显色性问题也不一 样,例如图2中的钠灯光谱主要集中在黄光区，一般偏饱和的红色和绿色的显色性不理想。若采用算术平均法获得的一般显色指数Ra来评价这样的光源，则会平均其对各类色彩的显色性,是不够客观的。

在医院照明，尤其是门诊以及病房等场合，显色特性的考量更加重要，只有较高的显色性，才能够反映病人真实的肤色，对手术及治疗将产生极为重要的 影响，显色性不高的光源还有可能导致诊治偏差。

3公共照明的传统测量评价及关键问题

公共照明的测量一般在现场进行,测量设备力求 移动便携，一般为手持式照度计和色度计。但传统的照度计和色度计只能作照度、相关色温等基础参数的 测量评价。并不能获得S/P值、特殊显色指数R9等量值，往往要借助于实验室光谱测量手段。但实验室的测量条件与实际照明环境大相径庭,尤其是环境(如 天花板、墙面和地面)的光谱反射率，产生的明显问题 就是实验室测量光谱与实际照明环境下测得的光谱相去甚远，不能直接使用。

更重要的是，光度计和色度计的测量精度很低, 普遍存在光谱失配问题。如图6所示,照度计一般通 过在光电探测器前添加滤色片,使其最终的相对光谱 灵敏度S(X爲与CIE人眼光视效率函数V(X)相匹配，从而获得照度值。实际上，探测器的S( “0并不能 与V(X)完美匹配，尤其是在V(X)曲线两侧位置处， 其失匹配误差一般用fl‘，表示，按照下式计算:

4照明评测的最新方案——光谱辐照度计

目前,光谱测量已经成为照明评价的一种必然趋势。过去的光谱测量手段多停留在实验室,不够便携， 现场照明极为不便。随着近几年高精度快速光谱测量技术的发展，现场光谱测量已不是问题，但克服光谱测量的线性、杂散光和速度问题仍是关键。

远方光电是国内从事LED及照明检测设备研发 制造多年的专业企业,2014年新春之时，顺势推出一 款移动智能型的光谱辐照度计(远方SPIC-200,如图 7)，体积小巧紧凑，一手触控，完全满足现场照明的便携需求。

图7远方SPIC-200光谱彩色照度计

此外,SPIC-200采用多项国际专利技术,不仅测量线性范围得到大幅拓宽（达106）,而且测量速度更达到毫秒级，与此同时,光色度参数测量完全不存在光谱失配问题，可真正实现现场照明的高效精准测量。其主要特点有以下几点。

（1） 移动智能

SPIC-200集成智能软件，及高端的通讯配置。测量完成后，软件自动分析获得全面的专业评价参数。 在硬件上,采用可分离式360。独立探头、4.3寸触控屏和大容量内置SD卡，操作方便,数据存储量大，取样不受照明环境的设计局限，任意面的照度均可测量获得。进一步结合蓝牙、WIFI和智能操作系统等现代科技,SPIC-200还可实现现场即时通讯，数据的即时 上传和编辑。

（2） 光色度测量

SPIC-200以分光-积分相结合SBCT的方法作为光色度测量的核心技术,取光谱无失配误差和光度测量宽线性优势互补，相互校正，既保证了测量精度和功能，又大幅拓宽了光度测量线性。

SPIC-200经过准确的量值校准后，可以获得光谱辐照度EX （如图8所示）。软件将根据测量值与CIE人眼标准光视效率函数V（X）合，自动分析获得人眼对明暗的确切感知量，即照度E、光强以及光通量等光度参数。

同样地，软件同时结合CIE XYZ三刺激值函数 （如图6所示），获取准确的色品坐标、色温以及显色性（R1-R15所有特殊显色指数）等参数，且所有的基础光色度量的分析均不存在图6所示的光谱失配问题，可在白光照明、彩色景观照明XED/OLED照明等多场合实现光色度的高精度测量。

另外一方面,软件还可以根据需要，导出照明光 源的S/P值、等效照度等，提供更加全面、准确和专业的评价参数。

图8 SPIC-200的光谱测试界面及数据显示界面

5结束语

在今天，照明不仅仅是照亮夜晚的一种需求，而正在演变成一种文化，需要“细细品味”。因此,我们越来越需要明辨其最本质的光谱，利用好其光谱的特质，真正达到正确照明和品质照明的目的。这也已成为照明标准的一种趋势,相关的光谱检测技术也已发展成熟，可从实验室一直延伸至现场测量;核心测量设备光谱辐照度计的测量线性及速度也都得到明显 改善，完全可达到现场照明的快速、精准测量要求，极 有可能全面替代效率低、准确度低的传统评测手段。

参考文献

1 Terry Clark, Straight Talk On The Future of Lighting, IES Annual Conference, 2013.

2 Yoshi Ohno, Color Quality Scale, Workshop in Color quality, CIE 2012 September 19—21, 2012, Hangzhou China.

Brian Liebel, Spectrally Enhanced Lighting, 2013 DOE SSL R&D Workshop, Jan, 31, 2013.