記号と単位による測光量

測光量は、人間の目が知覚するとおりに光を表します。すなわち、約380〜780 nmの可視スペクトルにおいて標準分光視感効率V(λ)で重み付けされた放射です。基本となる4つの量は、光束Φ（単位：ルーメン）、照度E（単位：ルクス）、輝度L、光度Iです。この分野は測光と呼ばれ、これに対応するエネルギー的な量は放射量です。

照明技術と測光量は、科学・産業・日常のさまざまな場面における光および紫外線放射の理解と応用の基礎となります。

光は電磁放射のうち目に見える形態であり、約380〜780ナノメートルの可視スペクトルに位置します。

照明技術は、特定の視覚効果を得ること、エネルギーを効率的に利用すること、生活の質を向上させることを目的として、光の発生、分布、応用を扱います。これらの量は測光量とも呼ばれます。この専門分野は測光と呼ばれます。

次の図は4つの測光量を示しています。表には、それぞれの量について視覚的な表現、数学的定義、単位、簡単な説明が記載されています。

1. 光束Φ
2. 照度E
3. 輝度L
4. 光度I

ダウンロード用テーブル： 測光量と単位（XLSX） – 換算係数、記号、立体角を含みます。エネルギーに対応する量は放射量に、色に関する量は測色量に記載されています。すべての量を記号、単位、対応する計算ツールとともにまとめたものが光学量用語集にあります。

光露光量H_v – 照度と時間の積 – は、このページで独自の項目を持たない5つの量のうち唯一のものです。これは主に光安定性試験で用いられ、ICH Q1Bでは120万lux·hが求められています。定義と範囲については光学量用語集をご覧ください。

光束

光束とは、光源からあらゆる方向に放射される可視光の総量を表す測光量です。単位はルーメン（lm）で測定されます。光束は、光源が単位時間あたりに放射する光エネルギーの量を示し、光源の明るさを表す指標です。

• 記号：Φ
• 単位：ルーメン、lm
• 定義：V(λ)で重み付けされた放射束。

光束は、光源から放射される可視光の総量です。光が放射されるすべての方向を考慮するため、光源全体の明るさを表す指標となります。

例：

消費電力60ワットの従来型電球の光束は約900ルーメンです。つまり、このランプはあらゆる方向に合計900ルーメンの可視光を放射します。一方、同じく900ルーメンの光束を持つLEDランプの消費電力は約10ワットに過ぎません。 

光束は積分球で測定されます。

照度

照度（E）は、ある面に入射する光束を表す測光量です。単位面積あたりの光束として定義され、単位はルクス（lx）です。1ルクスは1平方メートルあたり1ルーメン（lm/m²）に相当します。

• 記号：E
• 単位：lm/m²、ルクス、Lx
• 定義：入射光束を面積で除した商。

照度は、ある面にどれだけの光束が入射するかを示し、その面で知覚される明るさを表します。照明設計および照明技術における重要なパラメータです。

例：

晴天時の屋外照度は約100,000ルクスにもなります。これは非常に高い照度であり、明るく良好な照明環境をもたらします。

一般的なオフィスでは、快適で生産性の高い作業環境を作るために推奨される照度は約500ルクスです。これは天井照明やデスクライトによって実現されることが多くなっています。
 

輝度

輝度は測光量の一つであり、特定の方向から見たときに光源が人間の目に与える明るさの印象を表します。光源の単位面積および単位立体角あたりの光束として定義されます。輝度の単位はカンデラ毎平方メートル（cd/m²）です。

• 記号：L
• 単位：lm/(sr m²)、cd/m²
• 定義：放射される光束を、面積要素と立体角の積で除した商。

輝度は、特定の地点から見たときに光源がどれだけ明るく見えるかを示します。光源の方向と面積を考慮した、知覚される明るさの指標です。

例：

コンピュータ画面の典型的な輝度は約300 cd/m²です。これは、通常の視聴に快適で十分な明るさを提供することを意味します。

光度

光度とは、光源が特定の方向に対して立体角内に放射する光束を表す測光量です。単位はカンデラ（cd）で、1カンデラは1ステラジアンあたり1ルーメン（lm/sr）に相当します。

• 記号：I
• 単位：lm/sr、cd
• 定義：特定の方向に放射される光束を立体角要素で除した商。

光度は、光源が特定の方向にどれだけの光束を放射しているかを示します。これは特に光の方向分布を表すのに有用です。

例：

高出力のLED懐中電灯は、遠くまで届く集束したビームを生成するために1,000カンデラの光度を持つことがあります。