波長と輝度から光エネルギーを算出可能ですか？

質問

眼前39cmに設置された液晶ディスプレイから発せられる等輝度(100cd/m2)の青(473nm)、赤(612nm)、緑(544nm)の単色光と白(peak 544nm)の光エネルギー(light energy)を計算することは可能ですか？？？E=hv=hc/λ。h : プランク定数　E : エネルギー　ν : 振動数　c : 光の速さ　λ : 波長から求めることはできますか？？？

回答No.4

inara1

単色光でも単色光でない場合でも、それらの混合色でも計算できます。ただし、画面全体の光束 [lm] が分かっている場合に限ります。分かっているのが正面輝度だけだと計算できません（同じ輝度でも視野角が広ければ光束は小さくなります）。大雑把で構わなのなら、水平方向と垂直方向の視野角（輝度が半分になる角度）と画面の面積が分かれば、正面輝度から光束を計算できます。視野角は分かりますか？

ちなみに輝度は画面自身の明るさのことなので距離は関係ありません。

回答No.3

choppy

まず光エネルギーという言い方ですと、わたしは何を計算されたいのか、分からなくなります。
2つ候補がありそうです。

光度エネルギーならば、(ルーメン:全ての方向に対して1カンデラの光度を持つ標準の点光源が1srの立体角内に放出する光束)x(時間)ですから、立体角と面積分、時間積分で出来そうですよね。
カンデラを元に計算しますから、波長は関係なさそうです。

いっぽうE=hνというのは、νの振動数の時の光子1個が持つエネルギーに相当します。
1つ1つのフォトンの持つエネルギーを、液晶の波長分布関数を(スぺクトル)かけて、波長について積分すると、平均的な光子の持つエネルギーが計算できます。
ですから後はフラックスを計算して、掛け算し、受光面積と立体角をかけて積分されればよいと思います。
これで全光子エネルギーの和がでますよね。
ただしフラックスは単位時間当たり、単位立体角当たり、単位面積当たりの光子の数ですから、光度(cd)から求めるのは難しそうです。

回答No.2

walkingdic

まず、ご質問では単色光と書かれているのですけど、現実のディスプレーは単色ではなく幅を持っていますし形状も特有の形になります。それが話を厄介にします。

基本的な考え方としては、［ｃｄ／ｍ＾２］から［Ｗ／ｍ＾２・ｓｒ］（放射輝度の単位）に単位変換して、さらに放射の全方位について積分すれば単位面積当たりの光強度［Ｗ／ｍ＾２］までは求まりますので、あとはエネルギーを出すのであれば、何秒間のエネルギーとするのか、光っている面積はいくつにするのかで算出はできるわけです。

で、ひとつ厄介なのはカンデラ［ｃｄ］という単位です。
こちらは分光視感度効率曲線（ＣＩＥで決めています）による補正がかかっていますので、ｃｄ－＞ＳＩ系への単位変換時にはこれも逆補正してやる必要があります。
しかし、単色光であれば簡単ですが、スペクトル分布のある光だと、そのスペクトル分布がわからないと逆算できません。
スペクトル分布がわかれば、そこから逆算してＳＩ単位系に換算でき（放射輝度がＳＩ単位系で求まる）、あとはすでに述べたように求めることができます。
カンデラの単位は、

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AB%E3%83%B3%E3%83%87%E3%83%A9

放射輝度は、
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%94%BE%E5%B0%84%E8%BC%9D%E5%BA%A6

を参照ください。

回答No.1

c80s3xxx

cdの定義を調べてみましたか？