照度和亮度的关系是什么？如何换算？

照度和亮度的关系是什么？如何换算？

照度和亮度是光学领域中两个重要的物理量，它们分别描述了光的两种不同特性。本文将为大家详细介绍照度和亮度的概念、区别以及它们之间的换算关系。

照度和亮度的基本概念

照度（Illuminance）指物体被照亮的程度，采用单位面积所接受的光通量来表示，表示单位为勒克斯（Lux，lx），即lm/m²（流明每平方米）。

亮度（Luminance）是指发光体（反光体）表面发光（反光）强弱的物理量。人眼从一个方向观察光源，在这个方向上的光强与人眼所“见到”的光源面积之比，定义为该光源单位的亮度，即单位投影面积上的发光强度。亮度的单位是坎德拉/平方米（cd/m²）。

流明（lm）是光通量的单位。发光强度为1坎德拉(cd)的点光源，在单位立体角（1球面度）内发出的光通量为“1流明”。

照度和亮度的区别

首先在理解这两者关系前，我们需要先了解「照度」和「亮度」这两者的概念区别，下面是一张各种光参数的关系图，大家看了后应该会有些了解：

照度，简而言之就是灯泡发出的光的数量（光通量）在某一方向以一定的强度（光强）入射到某一表面，此时可测得这一表面的照度。

而亮度是指发光体（反光体）表面发光（反光）强弱的物理量，人眼从一个方向观察光源，在这个方向上的光强与人眼所“见到”的光源面积之比，定义为该光源单位的亮度，即单位投影面积上的发光强度，当我们站在某一位置观察受照面的时候，我们就看到了这个表面的明亮程度（亮度）。

照度和亮度的换算公式

（1）当光源照射在一个物体上时，我们可以测出哪是光源发射的（Luminance―亮度）或哪是物体反射的（Illuminance―照度）。

（2）照度取决于物体的反射特性.它非常类似于照片，它测量的仅仅是反射光.它通用的单位是勒克斯。

（3）然而，EL灯是一个光源：它应当用亮度单位来表示，也就是fL（英尺朗伯）或cd/m²，也称为“nits”。有些工程师更倾向于用fL，而国际标准组织常用nits。nits与fL转换的公式为：1 nits×0.2919=1 fL；和1 fL×3.426=1 nits[注；这些因数由pi（π）和m²/ft²（0.0929）导出。

（4）很明显，用勒克斯是一个不正确的单位，从勒克斯也不能转换成其它单位。

由于地面上的照度是由天空及地球上整个环境包括天空各部分的亮度、地面上其他反射体反射、散射而得到的光亮度综合产生的照度，所以难以用一个直接的公式进行计算。不过可以借助成像光学系统来实现您的想法，可以用一个照相物镜，或者简单点用一个放大镜也行，将某一部分光源例如天空或别的什么成像于像面上，将照度计置于像面测得照度E，则E＝1/4πKL(D/f')²。公式中的²是平方，应该是上标的，这里打不出来。K是光学系统的透过率，L就是你要求的亮度，D是你的成像系统的通光口径，f'是成像系统的焦距。如果是照相物镜，D/f'就是光圈数的倒数。利用这个公式就可以从照度换算到亮度。这个公式用于计算对无穷远成像时像面的照度或已知照度反过来求无穷远物的亮度。