Grandezze fotometriche 1

Похожие документы
Illuminotecnica - Grandezze Fotometriche

VINCI FINE INSTRUMENTS MONTEROTONDO ROMA Tel mail web : https//

Grandezze fotometriche

TIPOLOGIE DI LAMPADINE

Dall occhio al cervello: fototrasduzione nella retina

Università di Roma Sapienza Facoltà di Medicina e Odontoiatria. Ruolo dell illuminazione nell ipovisione. Nicola Pescosolido

Bocchi Carlotta matr Borelli Serena matr Lezione del 5/05/2016 ora 8:30-10:30. Grandezze fotometriche ILLUMINOTECNICA

Dall occhio al cervello: fototrasduzione nella retina

KEY WORDS LA LUCE. Zumtobel. Dario Bettiol Settembre LANGEN FOUNDATION, NEUSS DE ARCHITETTURA: TADAO ANDO JP RENDIMENTO COSTI DI ESERCIZIO

Sensibilità al Contrasto

Un immagine digitale. Dimensioni finite (X,Y) No profondità inerente Numero finito di pixel Rappresentazione numerica dell energia luminosa

LA LUCE: energia radiante capace di eccitare la retina e dar luogo alla sensazione visiva

Fondamenti di illuminotecnica. Laboratorio di illuminazione CORVO - Ispra

Grandezze Radiometriche e Fotometriche

DIMENSIONAMENTO ILLUMINOTECNICO

Facoltà di Architettura- Corso di Tecnica del Controllo Ambientale. Illuminotecnica

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TRIESTE

Grandezze fotometriche

Impianti di illuminazione

I primi stadi della visione

La candela. La storia della realizzazione della candela

Le radiazioni ottiche artificiali: cenni di fisica e grandezze radiometriche e fotometriche. Il Titolo VIII capo V del D.Lgs. 81/08.

Facoltà di Architettura- Corso di Tecnica del Controllo Ambientale

Esempi di esposizione professionale alle radiazioni ottiche

DEFINIZIONI (D.Lgs. 81/08)

Click Tecnologie L AZIENDA TECNOLOGIE

DISPENSE DI PROGETTAZIONE OTTICA PROGETTAZIONE DI STRUMENTI OTTICI. Cap.9 FOTOMETRIA E SPETTROMETRIA

Fondamenti di illuminotecnica

Fondamenti di illuminotecnica e Sicurezza sul lavoro: modulo illuminotecnica

Impianti di illuminazione. Impianti di illuminazione

NUOVE TECNOLOGIE PER

L illuminazione del futuro: i LED e il loro controllo. 11/04/2010 x I.T.I.S. F.Corni - Modena - ing.g.vicenzi 1

Impianti di illuminazione. Impianti Meccanici 1

Criteri di valutazione del rischio fotobiologico delle lampade per illuminazione generale

CORSO DI FISICA TECNICA 2 AA 2013/14 ILLUMINOTECNICA. Lezione n 2: Grandezze fotometriche fondamentali 2. Ing. Oreste Boccia

Fondamenti di illuminotecnica

COMFORT IN UFFICIO LA LUCE

Grandezza Strumento in taratura Campo di misura Incertezza (*) Note

RISCHIO ILLUMINAZIONE

Strumenti e tecniche di misura per grandezze fotometriche e caratteristiche delle superfici. prof. ing. Luigi Maffei

Alessandro Farini: Dispense di Illuminotecnica per le scienze della visione

Valutazione mediante calcoli

ILLUMINOTECNICA. Spettro o.e.m. Sensibilità occhio. Grandezze illuminotecniche

LE SORGENTI LUMINOSE. Ing. Elena Pedrotti

Sensori ottici. Caratterizzazione dei sensori ottici: principio di funzionamento e grandezza misurata

Proiettore 10 watt. Proiettore 20 watt. Proiettori a LED di Potenza. Specifiche. Specifiche

ILLUMINOTECNICA PER LA PROGETTAZIONE

Транскрипт:

Grandezze fotometriche 1 Le grandezze fotometriche sono definite partendo dalle grandezze radiometriche ma tenendo conto della curva di risposta dell occhio umano, che agisce come un fattore di peso. In altri termini, data una grandezza radiometrica (necessariamente spettrale, cioè costituita da un insieme di valori relativi a lunghezze d onda diverse), si deve valutare il seguente integrale: 780 A v = 683 V( ) A e ( ) d 380 dove A e ( ) è la grandezza radiometrica spettrale, V( ) è la curva di sensibilità fotopica dell occhio umano normalizzata a 1, A v è la grandezza fotometrica che noi vogliamo calcolare e 683 è il fattore di scala fotopico (sarebbe 1700 se utilizzassi la curva scotopica V ( ) ) 1

Grandezze fotometriche 2 RADIOMETRIA FOTOMETRIA Grandezza radiometrica Simbolo Unità di misura Grandezza fotometrica Simbolo Unità di misura Flusso radiante (radiant flux) Φ e W Intensità radiante (radiant intensity) I e W/sr Radianza (radiance) L e W/(sr m 2 ) Irradiamento (irradiance) E e W/m 2 Emettenza energetica (radiant exitance) M e W/m 2 Flusso luminoso (luminous flux) Φ v lm Intensità luminosa (luminous intensity) I v lm/sr = cd Luminanza lm/(sr m (luminance) L 2 ) v = cd/m 2 Illuminamento lm/m (illuminance) E 2 = v lux Emettenza luminosa (luminous exitance) M v lm/m 2 2

Grandezze fotometriche 3 Per esempio, supponiamo di avere una sorgente formata da tre LED monocromatici che emette un flusso radiante totale di 3 W, di cui 2 W a 440 nm, 0.5 W a 540 nm e 0.5 W a 630 nm. Calcolare il flusso luminoso in regime fotopico. Φ v = 683 (0.023*2 + 0.954*0.5 + 0.265*0.5) = 683 (0.046 + 0.477 + 0.133) = = 448 lm. Si noti che il contributo maggiore è dato dalla componente verde; invece la componente blu, pur di maggiore flusso radiante, contribuisce in modo quasi trascurabile al flusso luminoso. 3

Grandezze fotometriche 4 Per l illuminamento retinico si utilizza una particolare unità di misura, il Troland (simbolo Td): 1 Td = illuminamento retinico convenzionale che si ha quando una superficie di luminanza 1 cd/m 2 è vista attraverso una pupilla di 1 mm 2 Esistono sia il Troland fotopico che il Troland scotopico. La pupilla umana può variare di diametro da 2 mm (area 3 mm 2 ) a circa 8 mm (area 50 mm 2 ). Quindi in condizioni di bassa luce 0.001 Td corrispondono a 0.05 cd/m 2 emesse dalla superficie illuminata (regime scotopico, pupilla aperta), mentre in condizioni di alta luce 1000 Td corrispondono a 3000 cd/m 2 (regime fotopico, pupilla chiusa) 4

Grandezze fotometriche 5 Il coefficiente η esprime, per una data sorgente, l efficienza luminosa, cioè il rapporto tra una grandezza fotometrica e la corrispondente radiometrica (per esempio, lumen / Watt). La massima efficienza luminosa in regime fotopico è 683 lm/w (radiazione ottica a 555 nm). Ovviamente il valore di η dipende dal tipo di sorgente: le lampade ad incandescenza hanno η = 15 20, i LED bianchi di ultima generazione arrivano a 130, le lampade fluorescenti a bassa pressione sui 50, altre lampade (ioduri metallici, sodio ad alta pressione) a valori vicini o superiori a 100 5

Definizione di candela La grandezza fondamentale della fotometria è l intensità luminosa (luminous intensity), la cui unità di misura nel S.I. è la candela (simbolo cd). La sua definizione più recente è la seguente: Una candela è l intensità luminosa, in una data direzione, di una sorgente che emette energia radiante monocromatica a frequenza 540 10 12 Hz (corrispondenti a 555 nm, n.d.r.) e la cui intensità radiante in quella direzione è 1/683 W/sr 6

Unità di misura 1 Le altre unità di misura che ci interessano sono: Flusso luminoso (luminous flux o luminous power), unità di misura lumen (lm): è il flusso luminoso emesso in 1 sr da una sorgente puntiforme che ha una intensità luminosa uniforme di 1 cd; quindi: 1 lm = 1cd sr. Luminanza (luminance), unità di misura cd/m 2 (= nit, nt): una sorgente estesa, piana ed uniforme ha una luminanza di 1 cd/m 2 quando ha un area di 1 m 2 ed emette un intensità luminosa di 1 cd Illuminamento (illuminance), unità di misura lm/m 2 (= lux): una superficie presenta un illuminamento di 1 lux quando ha un area di 1 m 2 e su di essa incide un flusso di 1 lm 7

Unità di misura 2 Relazione tra candele, lumen e lux 8

Luminanza 1 Se Φ v è il flusso emesso lungo la direzione v emesso da un area δa nell angolo solido δω: L v (θ) = δ 2 Φ v (θ) /(δa δω cosθ) δa cosθ rappresenta l area emittente δa proiettata lungo la direzione v 9

Luminanza 2 La luminanza (radianza) è indipendente dalla distanza di una sorgente estesa uniforme, perché l area osservata aumenta con la distanza, compensando la riduzione di intensità 10

Luminanza 3 Si definisce superficie lambertiana una superficie uniformemente diffondente che segue perfettamante la legge di Lambert: I e (θ) = I e (0)cosθ (dove θ è la direzione di osservazione; ovviamente il pedice e, indice di unità di misura radiometriche, si può sostituire con il pedice v). Per una superficie lambertiana: δ 2 Φ v = δi v (θ) δω = δi v (0) δω cosθ Dalla definizione di luminanza discende immediatamente che, ad area costante: L v = costante 11

Luminanza 4 Per una superficie lambertiana vale la relazione: E v = π L v La grandezza fotometrica luminanza e la corrispondente grandezza radiometrica radianza sono estremamente importanti: basti considerare che l occhio umano è a tutti gli effetti un rivelatore di luminanza. 12

Valori tipici I v e E v 13

Esempi di misure fotometriche Misure di intensità luminosa generata da lampade per illuminazione Misure di flusso luminoso Misure di illuminamento di superfici Misure spettrali per la caratterizzazione di LED 14