导读

在照明设计、建筑检测、工业生产以及日常照明应用中，我们经常会接触到照度、亮度和光通量等光学参数。它们都与“光有多亮”有关，因此很容易被混淆，但实际上描述的是不同的光学概念。

简单来说，光通量（Luminous Flux）关注光源发出了多少可见光；照度（Illuminance）关注有多少光到达某个表面；亮度（Luminance）则描述发光或反光表面在特定方向上的明亮程度。

正确理解这三个参数，是进行照明设计、光环境评价、灯具性能分析以及使用照度计进行测量的重要基础。

本文重点

● 光通量表示光源发出的可见光总量，单位为流明（lm）；
● 照度表示单位面积接收到的光通量，单位为勒克斯（lx）；
● 亮度表示发光或反光表面在特定方向上的明亮程度，单位为坎德拉每平方米（cd/m²）；
● 光通量主要描述光源输出，照度主要评价被照表面的光照水平，亮度主要描述发光或反光表面的光学特性；
● 数字照度计测量的是照度，而不是光通量或亮度。

什么是光通量（Luminous Flux）？

光通量是按照人眼视觉响应进行加权后，用于表示光源发出可见光总量的光度学参数。简单理解，光通量反映的是一个光源能够输出多少可见光。

光通量的单位是流明（Lumen，lm）。

例如，一只LED灯泡可能标注800 lm，一套工业灯具可能达到10000 lm或更高。这些数值表示的是灯具或光源本身的光输出能力，而不是某个工作面实际获得的照度。

一般情况下，光通量越大，光源能够输出的可见光越多。但不能仅凭流明值判断某个空间是否足够明亮，因为实际照明效果还受到配光、安装高度、照射距离、空间尺寸以及表面反射特性等因素影响。

什么是照度（Illuminance）？

照度表示单位面积上接收到的光通量，是评价一个表面实际获得多少光的重要参数。

照度的单位是勒克斯（Lux，lx），基本关系为：

1 lx = 1 lm/m²

也就是说，如果1平方米的表面均匀接收到1流明的光通量，其平均照度就是1 lx。

与光通量不同，照度与光源和被测表面之间的位置关系密切相关。同一盏灯在不同距离、不同安装高度或不同照射角度下，被测表面的照度可能存在明显差异。

例如，同一灯具靠近桌面时可能产生500 lx的照度；当灯具与桌面的距离明显增加时，即使灯具本身的光通量没有变化，桌面照度也会下降。

因此，办公室、学校、工厂、仓库、商业建筑等场所进行照明检测时，通常关注的是实际工作面或目标区域的照度。

照度如何测量？

照度通常使用照度计（Lux Meter / Illuminance Meter）进行测量。

数字照度计通过光传感器接收测量位置的入射光，并将检测结果转换为Lux数值显示出来。

进行照度测量时，应注意：

● 将传感器放置在实际需要评价的工作面或测量位置；
● 根据测量目的正确确定传感器受光面的方向；
● 避免人体、仪器或其他物体遮挡传感器；
● 等待读数稳定后记录测量结果；
● 进行多点测量时，应按照统一的测量位置和方法进行测试。

需要特别注意，普通照度计测量的是照度（lx），不能直接用于测量光通量（lm）或亮度（cd/m²）。

什么是亮度（Luminance）？

亮度表示发光表面或反光表面在特定方向上的光学明亮程度，与观察方向有关。

亮度的单位是坎德拉每平方米（cd/m²）。

例如，手机屏幕、计算机显示器、LED显示屏以及被照明的建筑表面，都可以使用亮度这一参数描述其在特定观察方向上的明亮程度。

亮度与我们实际观察到的表面明暗具有较直接的关系。同样接受500 lx照度的白色表面和黑色表面，由于两者的反射特性不同，其亮度通常并不相同。

白色表面通常能够反射更多入射光，而黑色表面吸收的光更多。因此，即使两者接受相同的照度，人眼观察到的明亮程度仍可能存在明显差异。

照度和亮度有什么区别？

照度与亮度最大的区别在于测量对象不同。

照度关注的是到达表面的光。例如测量办公桌面是否达到500 lx，本质上是在测量桌面接收到多少光。

亮度关注的是从表面发出或反射并沿特定方向传播的光。例如评价显示屏或者被照表面的明亮程度，就可能需要测量亮度。

因此，一个表面具有较高照度，并不意味着它一定具有相同程度的高亮度。材料颜色、反射率、表面结构以及观察方向等因素都会影响亮度。

照度、亮度、光通量有什么区别？

三者可以通过测量对象和单位快速区分：

如果需要快速记忆，可以理解为：

● 光通量（lm）：光源发出了多少光；
● 照度（lx）：目标表面接收到了多少光；
● 亮度（cd/m²）：表面在观察方向上有多亮。

光通量、照度和亮度之间有什么关系？

虽然三者描述的对象不同，但在实际照明环境中彼此存在联系。

首先，在其他条件相同的情况下，提高灯具的光通量通常有助于提高被照表面的照度。例如，在配光、距离和安装方式相同的条件下，1000 lm的灯具通常能够比500 lm的灯具提供更多的光。

其次，照度还会受到距离和配光的明显影响。光源距离被照表面越远，通常到达单位面积上的光越少，因此照度会降低。实际灯具还具有特定的光强分布，因此不能只根据光通量和距离简单判断实际照度。

最后，当表面接收到更多光时，其反射光通常也会增加，但最终亮度还取决于表面的反射特性和观察方向。因此，照度相同的两个表面，其亮度并不一定相同。

为什么环境照明通常测量照度？

对于办公室、学校、工厂、仓库和商业建筑等环境，人们通常关心的是某个区域能否获得满足视觉作业需要的光照。

例如：

● 办公桌面是否具有足够的照度；
● 生产线是否能够清晰识别零件和操作界面；
● 教室桌面和黑板区域是否具有适当的照明条件；
● 仓库通道是否具有满足作业需求的光照水平。

这些问题关注的都是特定表面实际接收到多少光，因此通常使用照度作为评价参数。

这也是数字照度计广泛应用于建筑照明检测、工业现场检测、工作场所照明评价以及照明工程调试的重要原因。

如何选择正确的光学测量参数？

选择测量参数时，应首先明确需要评价的对象。

如果需要判断办公室、工厂、学校、仓库或其他空间“光照是否足够”，通常应测量照度（lx），使用照度计进行检测。

如果需要评价LED灯具或其他光源的总光输出，则主要关注光通量（lm），通常需要专业的光度测量系统，例如积分球系统。

如果需要评价显示器、LED屏幕或其他发光、反光表面在特定方向上的明亮程度，则应关注亮度（cd/m²），通常使用亮度计进行测量。

因此，不能简单地使用一种仪器替代所有光学测量。正确确定测量对象和参数，是获得有效测量结果的前提。

FAQ 常见问题

照度和亮度有什么区别？
照度表示表面接收到的光通量密度，单位为Lux（lx）；亮度描述发光或反光表面在特定方向上的明亮程度，单位为cd/m²。两者的测量对象和物理意义不同。

光通量越高，照度一定越高吗？
不一定。在其他条件相同的情况下，更高的光通量通常能够产生更高的照度，但实际照度还受到配光、安装高度、测量距离、照射角度以及环境条件等因素影响。

Lux和Lumen有什么区别？
Lumen（lm）表示光源输出的光通量，Lux（lx）表示单位面积接收到的光通量。1 lx等于1 lm/m²。

为什么同一盏灯在不同房间感觉亮度不同？
房间尺寸、灯具安装高度、墙面和地面的颜色、材料反射率以及灯具配光都可能改变空间中的照度分布和视觉感受。

照度计测量的是亮度还是照度？
普通数字照度计测量的是照度，单位通常为Lux（lx）或Foot-candle（fc），并不是亮度。亮度通常需要使用专用亮度计测量。

为什么LED灯包装通常标注Lumen，而照明检测使用Lux？
Lumen用于表示灯具或光源输出的总光通量，而Lux用于表示实际到达某个表面的光照水平。因此灯具性能通常关注Lumen，而环境照明检测通常关注Lux。

照度计可以测量光通量吗？
普通照度计不能直接测量光源的总光通量。光通量测量通常需要积分球等专业光度测量系统。

照度计可以测量显示屏亮度吗？
普通照度计主要用于测量入射到传感器上的照度，并不能替代专业亮度计对显示屏的亮度（cd/m²）进行准确测量。

总结

照度、亮度和光通量属于不同的光度学参数，理解三者的区别首先要明确它们描述的对象。

● 光通量（lm）描述光源输出的可见光总量；
● 照度（lx）描述单位面积接收到的光通量；
● 亮度（cd/m²）描述发光或反光表面在特定方向上的明亮程度。

在环境照明检测中，照度是最常使用的参数之一，因此办公室、学校、工厂、仓库以及商业建筑等场所通常使用数字照度计测量实际工作面或目标区域的照度。

对于灯具总光输出或显示设备亮度等不同测量需求，则应分别选择相应的光度参数和专业测量设备。正确区分光通量、照度和亮度，可以帮助用户更加科学地理解照明性能，并选择适合的测量方法。