빛의 밝기 단위

광속(Luminous Flux, Ø) 단위: lm(루멘)

광원으로부터 방출되어 눈에 감지되는 광선의 총 출력량을 광속이라 하며, 측정단위: Lumen(lm)

광원의 가시광선 출력량은 Watt로 표시하지 않고 Lumen으로 표시하는데,

그 까닭은 인간의 눈이 파장에 따라 서로 다르게 감응하기 때문이다.

 

조도(Illuminance, E) 단위: lux(룩스)

조도는 일정한 평면이 밝게 비추는 정도를 말하며,

조도는 조명되는 면적과 광속의 비율로 결정된다.

단위: 1lx는 1m의 광속이 평방미터의 면적에 균일하게 비추일 때를 말한다.

그러나 실제로는 단위면적에 광속이 균일하게 분배되어,

빛이 비춰진 면적의 모든 점에서 조도가 모두 같게 측정되 지는 않는다

------------------------------------------------------

쉽게 말해서 루멘은 LED 자체의 총 밝기이고,

칸델라는 우리 눈으로 라이트의 LED를 들여다 보았을 때 와 밝다! 하고 느끼는 밝기이며,

룩스는 라이트로 비출 때 쭈욱 뻗어가는 쾌감을 나타내는 밝기라고 할 수 있습니다.

 

1) 칸델라와 루멘

 

광원의 총 밝기 루멘과 내 방향에서 봤을 때 느끼는 광원의 밝기 칸델라의 관계는

균일한 패턴일 경우 3차원의 공의 면적을 2차원인 단위 면적으로 표현하기 위해 4π 즉,

12.57이라는 숫자가 필요했습니다.

전방향 촛불에서 내 방향으로는 1/12.57 밝기만 느낀다는 뜻입니다.

35각도 : cd/lm (5°:167.22 / 10°:41.82 / 15°:18.60 / 20°:10.48 / 25°:6.71 / 30°: 4.67

           / 35°:3.44 / 40°:2.64 / 45°:2.09)

예) 20° 빔각도인 1000 칸데라의 LED는 1000 / 10.48 = 95.46 루멘이 됩니다.

     사방으로 방출되는 가시 광선의 총량인 루멘보다 집속된 빛을 보는

     단위인 칸델라가 그 집속비 만큼 큰 것입니다.

     다시 말하면 95개의 촛불에 반사경을 다니 1000개의 촛불 밝기로 보인다 할 수 있습니다.

칸델라와 루멘값이 같아지는 각도인 약 66°가 얻어지는데 이것으로

점광원이 360°인 반면에 Lambertian emission pattern의 LED는 66° 정도로 보입니다.

따라서 위의 경우는 이미 66°의 반사경이 붙어 있었는데,

이것을 20°의 반사경으로 바꾼 것이라고 보면 되겠습니다.

여기서 이 각도를 360°로 연장하면 12.57루멘이 됩니다.

백열 전구처럼 360° 라면 12.57cd 밝기이지만 66° LED이니까 95cd 밝기가 되었고,

바로 이 점이 기존의 조명보다 LED 조명이 더 효율이 높다고 말할 수 있는 포인트가 되겠습니다.

여기서 LED 앞에 20° 반사경을 붙이니 1000cd이 되고,

10° 반사경을 붙이면 4000cd 밝기가 되며, 이것이 라이트의 규격에 표시되는 것입니다.

( http://led.linear1.org/lumen.wiz  참고했습니다.)  

 

2) 룩스와 루멘

 

조사면의 밝기 단위인 칸델라와 광원의 밝기 단위인 루멘은 직접적인 관계는 아닙니다.

일반 조명과는 달리 LED 조명에서는 3차원의 균일한 패턴은 의미가 없어

12.57은 전혀 관련 없는 숫자이고, 대신에 Lambertian이나 Batwing, Side-emitter emission pattern,

또는 사용하는 반사경이나 렌즈 등에 의해 강조되는 빛의 패턴이 중요한데

이러한 패턴은 일정한 공식이 없어 정확한 관계를 유추하기가 어렵습니다.

 

단지 100루멘 LED의 모든 빛이 1m 거리에 있는 1m평방미터 화면에 골고루 비쳤다면,

그 면적내 모든 점의 밝기가 100룩스이며, 것이 그의 1/10 면적에 모이면 1000룩스,

1/100 면적 즉10C㎡에 모이면 10000룩스가 되는것입니다.

따라서 이 집속된 비율을 알지 못하면 룩스에서 루멘을 유추해 낼 수가 없는 것입니다.

예를 들어 어떤 라이트가

- Low Spot 650 Lux

- Low Spill 16 Lux

- High Spot 4520 Lux

- High Spill 112 Lux

이라고 할 때, 반사경이나 렌즈 등의 집속 각도를 알고 있다해도

Spot이나 Spill의 정의가 주관적이고, 아마도 최대점의 값일 수도 있으므로

마치 특성도 모르는 메가폰으로 확성된 소리만 듣고 그 사람의 성량을 추정하는 것과

마찬가지로 계산으로는 불가능할 것입니다.

라이트 제품 규격은 회사의 판단에 따라 광원 자체의 루멘이나, 광원처럼 생각하여,

보이는 밝기인 칸델라로 표시하거나 아니면 반사경이나 렌즈의 우수성을 자랑하기 위해

20000 룩스처럼 비추는 룩스를 강조하는 것이 아닌가 생각되며, 루멘이 표기 안되어 있을 때에는

해당 LED의 흐르는 전류와 동작 온도로 추정하는 것이 마음 편할 것 같습니다.

( http://www.ohled.com/board/forum.asp?rn=20080216010 참고했습니다 )