一、引言

　　光是人们最熟悉的物质之一，通常所说的紫外辐射、可见光及红外辐射都属于光的范畴。但是并不是所有的光都可以被人眼看到，能被人眼看到的只有可见光波段的光，通常是从380nm~780nm。在光辐射的计量学科中，辐射度学是研究有关X射线、紫外辐射、可见光、红外辐射等辐射能量的计量学科，光度学是研究可见光能量与人眼的视觉接收特性相结合的计量学科。

　　二、人眼的结构

　　眼位于眼眶内，主要包括两部分，即眼球和眼的附属器。

　　眼附属器包括眼睑、泪器、结膜、眼眶和眼外肌。附属器的主要功能是保护眼球。眼外肌负责眼球各个方向的运动。

　　眼球近似球形，至于眼球的尺寸，各文献所载数据有所差异，眼球前后径约24mm。

　　眼球由眼球壁和眼内容物组成，眼球具体结构如下。

　　1)眼球壁

　　(1)外层，纤维膜

　　由坚硬致密的纤维组织构成，它有保护眼球形状和内部组织的作用。与空气接触的前1/6为角膜，透明向前突出;后5/6为巩膜，是乳白色不透明的厚膜。具体包括：

　　(a)角膜：透明，无血管，无色素细胞，含水量和屈光率恒定，占整个眼球光学系统的3/4屈光度;知觉特别敏感。

　　(b)巩膜：质地坚韧，呈乳白色不透明的厚膜，内含色素，呈棕色，发生黄疸时巩膜会被染成黄色。

　　(c)角膜缘

　　(2)中层，葡萄膜

　　由于此层颜色近似紫色葡萄故称葡萄膜，也称色素膜和血管膜。具有遮光、供给眼球营养的功能。自前向后分为包括：

　　(a)虹膜：在中层的最前面，是一圆球状的薄膜，其中央有一直径为2.5mm~4mm的圆孔，即瞳孔。瞳孔的大小随光线的强弱而变化。当光线很强时，瞳孔会自然缩小，反之瞳孔放大从而起到调节入射到视网膜上光线的作用。瞳孔的收缩和放大由缩瞳肌和散瞳肌控制，前者受副感神经支配，后者受交感神经支配。虹膜的基质层由疏松的结缔组织构成，含有色素，其颜色随人种族而异。

　　(b)睫状体：睫状体至晶状体赤道部有纤维状的晶体悬韧带与晶状体相连。当睫状肌受副交感神经支配时，由悬韧带的松弛或紧张而使晶状体的曲率发生变化，使不同距离的物体均能清晰地成像在视网膜上。

　　(c)脉络膜：血管和色素都很丰富，对视网膜起到营养的功能，并有遮光作用，能遮挡通过巩膜的光线进入眼球，保证由瞳孔进入眼内光线清晰成像。

　　(3)内层，视网膜

　　是一层透明的薄膜，前部止于锯齿缘，后部到视盘。视网膜是由色素上皮层和视网膜感觉层组成，两层间在病理情况下可分开，称为视网膜脱离。人眼视网膜的厚度约0.1~0.5mm。视神经乳头称作视神经盘，位于眼球后极鼻侧3~4mm处，其直径约1.5mm，它使视网膜神经纤维汇集成圆盘状，并且穿出眼球。由于视神经乳头只有神经纤维无感光细胞，所以无感光能力，因此视神经乳头没有视觉，在视野中成为盲区，即盲点。

　　在视神经乳头的颞侧3~4mm处，有一直径约2~3mm的黄色区域，称为黄斑，在黄斑中心有一下凹的小区，其外径约1.5mm(视角5°)，下凹的底部直径约0.3~0.4mm(视角约1°20’)，称为中心凹。它是视细胞集中的地方，也是视觉最敏锐的部位，如该部位发生病变，视力将受到严重的影响。

　　2)眼内容

　　通常与角膜一起统称为眼的屈光间质。特点是透明、无血管、具有一定的屈光指数，保证光线通过。具体包括：

　　(1)房水：房水由睫状突产生，先进入后房，经瞳孔进入前房再经前房角汇入巩膜静脉窦，通过传出小管进入睫状静脉而流出眼球。因此房水处于动态状况。

　　(2)晶状体：晶状体透明而富有弹性，是眼球内唯一可以改变曲率的光学元件。在看不同距离的物体时，可以通过晶状体的调节作用而在视网膜上得到清晰的像。晶状体发生混浊可影响视力，即白内障。

　　(3)玻璃体

　　各组成的具体位置如图1所示。

　　三、人眼视觉特性

　　人眼视觉的主要作用区域是视网膜，视网膜是把光信息转换为电信息传递给大脑皮质视区的接收器。视网膜不仅感光，而且感色。

　　人眼视网膜由两种细胞组成：柱状细胞和锥状细胞。柱状细胞灵敏度高，能感受极微弱的光;杆状细胞则主要分布于视网膜的周边地区，主暗视觉。锥状细胞：灵敏度较低，但能很好地区别颜色;锥状细胞主要集中于视网膜的中央凹，主明视觉。

图2：明暗视觉

　　对人眼的研究结果表明，视网膜对可见光不同波长的感光灵敏度也不同，它对黄绿光的灵敏度最高，而对红光和蓝光、紫光的灵敏度则很低。因此，人眼对能量相同但波长不同的单色辐射感觉为不同的明亮程度。

　　四、光度测量

　　因为不同人的视觉特性是有差别的。1924年国际照明委员会(CIE)根据吉普逊等几组科学家在明视觉条件下对200多名观察者测定的结果，经统计平均后，推荐了一个标准的明视觉函数V(λ)，统一了光度计量标准。

图3：光度测量方法

　　在光度量测试中一般可以通过两种方法实现：一种是利用光谱辐射分析仪测试，可以实现V(λ)的精确匹配;另外一种是利用积分是光度计，在探测器前安装一个V(λ)滤光器使探测器具有V(λ)响应。 滤光片的匹配方法主要有：

　　(1)分离全滤光片法：滤光器由多块滤光片组成，相邻滤光片间存在空隙;

　　(2)密接全滤光片法：滤光器由多块滤光片组成，相邻滤光片间无空隙;

　　(3) 部分滤光片法：滤光器由多块滤光片组成，某些滤光片不是全面积覆盖探测器表面。

　　三种方法中，部分滤光片法尤其复杂，除了要熟练运用数学计算公式，更要灵活掌握匹配技巧，反复测试试验。一般根据探测器的f1值来判定光度探测器，目前德国制造的光度探头具有较高的指标，国内的实际水平尚与其存在较大差距。

　　参考文献

　　[1] J·R·柯顿(英)，A·M·马斯顿编，陈大华等译。光源与照明。上海。复旦大学出版社。2001。pp.3，137-182

　　[2] 俞丽华。电气照明。第二版。上海。同济大学出版社。2001。pp.1-30，51-53

　　[3] 周太明。光源原理与设计。上海。复旦大学出版社。1993。pp.1，47-65