光関係の単位

質問

ルクスって良く聞きます、最近ルーメンってのも見ました。
あと学校でカンデラってのもあった気がします。
燭光ってのも光の単位じゃなかったっけ？

関係が分かりません、誰か説明してください。

よろしくお願いします。

回答No.3

sanori · ベストアンサー

こんにちは。液晶パネルの開発技術業務の経験者です。

カンデラ、ルーメン、ルクス、燭光を理解するのに、エネルギー率（パワー）という言葉を引き合いに出す必要はかならずしもありません。
人間が最も明るく感じる緑の光（波長５５５ナノメートル）を基準（＝１）として、他の波長の光に１より小さい数をかけて補正しますから、もはやエネルギー率ではなく「明るさ」です。
極端な例がわかりやすいと思いますが、波長が非常に長い光（電波、赤外線などと呼ばれる）や波長が非常に短い光（紫外線、Ｘ線、γ線）は、どんなに高いエネルギー（率）を持っていても人間の目に見えないのでゼロが掛け算されます。
そして、赤や青などは人間の目に見えるものの緑より暗く見えるので、光の量に０以上１未満の数をかけて集計します。
１ドル、１ユーロ、１ポンド、それぞれ円に替えたらいくら？　ということ同じです。
実際、国際規格で、何ナノメートルの光が緑の光の何倍に相当するかの一覧表があり、それを元に計算しています。
日本の法令にも、その一覧表が載っています。
いちばん下の辺りにある「別表第八（第４条関係）」をご覧ください。
http://law.e-gov.go.jp/htmldata/H04/H04F03801000080.html
輝度計などの光学計測機器の内部にも、その一覧表がＲＯＭなどで組み込まれています。
つまり、計測手段としては物理を用いますが、カンデラ、ルーメン、ルクス、燭光というのは、物理の単位というよりは、人間の視覚に関する単位と考えた方がよいでしょう。

前置きが長くなりましたが・・・

ボールなどの、中が空洞の球をイメージしてください。
球の半径は１とします。
球のど真ん中に光源を置きます。
球の内壁はスクリーンだと思ってください。

１．
カンデラ（光度）は、光源から放射される光のうち、ある一つの方向だけに放射される光に関し、スクリーン上の、面積が１の区画に放射される量です。
（この、「半径１の球のスクリーンでの面積１」というのは、１ステラジアンという立体角のことです。）
半径にメートルやミリメートルなどの具体的な単位を与えたとき、球が大きくなるとスクリーンは球の半径の２乗に反比例して暗くなりますが、照らされるスクリーン上の面積は半径の２乗に比例して大きくなります。掛け算をすると相殺し、立体角は変わりません。
つまり、距離が変わっても、カンデラ値は変わりません。
カンデラ値は、光源を表す最も基本的な量と言ってもよいです。

２．
カンデラは、元々、燭光に由来しているため、１カンデラ≒１燭光です。
（１燭光　＝　1.0067カンデラ）

３．
ルーメン（光束）は、立体角を１以外にしたとき（＝スクリーン上の区画の面積を１以外にしたとき）の光の量です。
最もわかりやすい例は、光源があらゆる方向に平等に１カンデラの光を放射する場合で、球の表面積は　４π×半径の２乗＝４π　なので、その光源は「４πルーメン（≒１２．６ルーメン）の光源」ということになります。

４．
ルクス（照度）は、１平方メートル当りに何ルーメンの光が照らされているかを表す量です。
（球面ではなく、平たいスクリーンで考えます。）
つまり、照らされる方に降り注ぐ光の量です。
１平方メートル当りにする理由は、机の上に紙を３枚乗せたときと１０枚乗せたときとで、一枚一枚の紙の明るさを同じと考えるためです。
作業場が何ルクス以上の明るさでなければならないかなど、労働者の安全に関わることは、法令で定められているものもあります。
たとえば、この法令の第十条を見てください。
http://law.e-gov.go.jp/htmldata/S47/S47F04101000043.html

５．
なお、「時速５０キロメートル」を略して「５０キロ」というのと同様、輝度の単位である「カンデラ毎平方メートル」を慣習として単に「カンデラ」と略して言うことがあります。
たとえば、液晶モニターやテレビの輝度を「２００カンデラ」「５００カンデラ」と呼ぶ人が多いですが、本当は「２００カンデラ毎平方メートル」「５００カンデラ毎平方メートル」です。
「カンデラ毎平方メートル」というのは、点光源ではなく面積のある光源に関して、カンデラ値を光源の面積で割ったものです。
また、上記のとおり、カンデラというのは「光源から放射される光のうち、‘ある一つの方向だけに’放射された光に関し…」ですが、液晶モニターやテレビの輝度に関して「ある一つの方向」というのは「正面方向」のことです。斜めから見た輝度は、通常はスペック表に載りません。斜めの輝度は正面輝度より小さいのが普通です。

以上、ご参考になれば。

お礼

とても詳しく説明頂きありがとうございました。

回答No.4

info22_

過去の質問
http://okwave.jp/qa/q797561.html
の#2をご覧下さい。

カンデラ[cd]：光源の光度の単位。

ルクス[lx]：照度の単位
照度：照らされる「面の明るさ」のことで、その面に入って来るすべての方向からの光束を総計して表わされる。照度計で照度を測る。

ルーメン[lm]：光束の単位

光の単位は参考URLを見てください。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/光束

お礼

よくわかりました。ありがとうございました。

回答No.2

foobar

＃１さん回答にあるように、同じパワーの光でも波長によって人の目には明るさの感じ方が変わります。
これを補正したのが光束（ルーメン）で、単位面積当たりに当たる光束が照度（単位　ルクスでルーメン/m^2に等しい）。
点光源から出る光束の強さを見るために、単位立体角（中心から1m離れた球面上で1m^2の面積になる部分）を通過する光束を表したのが光度（カンデラ、ルーメン/srに等しい）。
という関係があります。（他にもいくつかありますが割愛。）

ちなみに、現在は、光度を大元にするような定義になっていたかと思います。

お礼

ありがとうございました。

回答No.1

BookerL

カンデラは「光度」の単位です。光度というのは光源の明るさを表す量で、簡単に言えば、ある光源からどれだけのエネルギーの光が出ているかを表します。照明器具の能力を表すのに使われます。
　水の流れにたとえると、ある点から水が噴き出しているとき、毎秒何リットル吹き出すか、という感じの量です。
　ただし、同じエネルギーでも色が違うと人間の目には明るさが違って感じられるので、それを考慮した計算をするそうです。

　ルーメンは「光束」の単位です。光束というのは、空間を伝わる光がどれだけのエネルギーを運んでいるかという量です。
　水の流れにたとえると、空中を毎秒どれだけの量の水が飛んでいっているか、という感じの量です。

　ルクスは「照度」の単位です。照度というのは、ある面にどれだけの量の光が当たっているか、という量です。同じ光源からの光を受けていても、光源から遠いところでは暗くなります。
　水の流れにたとえると、例えば噴き出した水が壁に当たるとき、壁に毎秒何リットルの水が当たるか、という感じの量です。

　燭光というのは「光度」の単位です。
　文字通り、「ろうそく１本分の明るさ」が起源のようですが、現在ではカンデラに取って代わられています。

　詳しいことは、次のページをどうぞ。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AB%E3%83%B3%E3%83%87%E3%83%A9
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AB%E3%83%BC%E3%83%A1%E3%83%B3
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%AB%E3%82%AF%E3%82%B9
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%87%AD

お礼

とてもよくわかりました。ありがとうございました。