기호와 단위로 표현한 측광량

측광량은 인간의 눈이 인지하는 대로 빛을 나타냅니다. 즉, 약 380~780 nm의 가시광선 영역에서 시감효율함수 V(λ)로 가중된 복사를 의미합니다. 네 가지 기본 측광량은 광속 Φ(단위: 루멘), 조도 E(단위: 럭스), 휘도 L, 광도 I입니다. 이 분야를 측광학이라고 하며, 이에 대응하는 에너지적 개념은 방사측정량입니다.

조명 기술과 측광량은 과학, 산업 및 일상적인 맥락에서 빛과 자외선(UV) 복사를 이해하고 응용하는 데 있어 기초가 됩니다.

빛은 전자기 복사 중 가시적인 형태로, 약 380~780 나노미터의 가시광선 영역에 속합니다.

조명 기술은 특정한 시각적 효과를 얻고, 에너지를 효율적으로 사용하며, 삶의 질을 향상시키기 위해 빛의 생성, 분배 및 응용을 다룹니다. 이러한 양을 측광량이라고도 하며, 이 전문 분야를 측광학이라고 합니다.

다음 다이어그램은 네 가지 측광량을 보여줍니다. 표에는 각 양에 대한 시각적 표현, 수학적 정의, 단위 및 간단한 설명이 포함되어 있습니다.

1. 광속 Φ
2. 조도 E
3. 휘도 L
4. 광도 I

다운로드용 표: 측광량 및 단위(XLSX) – 환산 계수, 기호 및 입체각 포함. 이에 대응하는 에너지적 개념은 방사측정량에, 색채 관련 개념은 측색량에 정리되어 있습니다. 모든 물리량은 기호, 단위 및 관련 계산기와 함께 광학량 용어집에서 확인할 수 있습니다.

광노출량 H_v – 조도와 시간의 곱 – 은 이 페이지에서 별도의 항목이 없는 다섯 가지 물리량 중 유일한 것입니다. 이는 특히 ICH Q1B에서 120만 lux·h를 요구하는 광안정성 시험에서 주로 사용됩니다. 정의 및 범위는 광학량 용어집을 참고하시기 바랍니다.

광선속

광선속은 광원이 모든 방향으로 방출하는 총 가시광 출력을 나타내는 측광량입니다. 단위는 루멘(lm)입니다. 광선속은 광원이 단위 시간당 방출하는 광 에너지의 양을 나타내며 광원의 밝기를 측정하는 척도입니다.

• 기호: Φ
• 단위: 루멘, lm
• 정의: V(λ) 가중 방사출력.

광선속은 광원이 방출하는 총 가시광의 양입니다. 광이 방출되는 모든 방향을 고려하며, 따라서 광원의 전체 밝기를 나타내는 척도입니다.

예:

소비 전력 60 W의 일반 백열등은 약 900 lm의 광선속을 갖습니다. 즉, 이 램프는 모든 방향으로 총 900 lm의 가시광을 방출합니다. 그러나 동일하게 900 lm의 광선속을 갖는 LED 램프는 약 10 W의 전력만 소비합니다. 

광선속은 적분구로 측정합니다.

조도

조도(E)는 표면에 입사하는 광선속을 나타내는 측광량입니다. 이는 단위 면적당 광선속으로 정의되며 단위는 럭스(lx)입니다. 1 lx는 1 lm/m²에 해당합니다.

• 기호: E
• 단위: lm/m², 럭스, Lx
• 정의: 입사 광선속과 면적의 비율.

조도는 특정 표면에 입사하는 광선속의 양을 나타내며, 이를 통해 해당 표면에서 인지되는 밝기를 설명합니다. 이는 조명 설계 및 기술에서 중요한 매개변수입니다.

예:

맑은 날 야외의 조도는 약 100,000 lx에 이를 수 있습니다. 이는 매우 높은 조도 수준으로 밝고 잘 조명된 환경을 보장합니다.

일반적인 사무실에서는 편안하고 생산적인 작업 환경을 조성하기 위해 약 500 lx의 조도가 권장됩니다. 이는 대개 천장 조명과 책상 조명을 통해 달성됩니다.
 

휘도

휘도는 측광량으로서 특정 방향에서 볼 때 광원이 인간의 눈에 주는 밝기 인상을 나타냅니다. 이는 광원의 단위 면적 및 단위 입체각당 광선속으로 정의됩니다. 휘도의 단위는 칸델라 퍼 제곱미터(cd/m²)입니다.

• 기호: L
• 단위: lm/(sr m²), cd/m²
• 정의: 방출된 광선속과 표면 요소 및 입체각의 곱의 비율.

휘도는 특정 지점에서 볼 때 광원이 얼마나 밝게 보이는지를 나타냅니다. 이는 광원의 방향과 면적을 고려하며 인지된 밝기를 나타내는 척도입니다.

예:

컴퓨터 모니터는 일반적으로 약 300 cd/m²의 휘도를 가질 수 있습니다. 즉, 이 모니터는 일반적인 시청에 편안하고 충분한 밝기를 제공합니다.

광도

광도는 광원이 특정 입체각 내에서 특정 방향으로 방출하는 광선속을 나타내는 측광량입니다. 단위는 칸델라(cd)이며, 1 cd는 1 lm/sr에 해당합니다.

• 기호: I
• 단위: lm/sr, cd
• 정의: 주어진 방향으로 방출된 광선속과 입체각 요소의 비율.

광도는 광원이 특정 방향으로 방출하는 광선속의 양을 나타냅니다. 이는 특히 광의 방향성 분포를 설명하는 데 유용합니다.

예:

강력한 LED 손전등은 멀리까지 도달하는 집중된 광선을 만들기 위해 1,000 cd의 광도를 가질 수 있습니다.