ルーメン（単位）

ルーメン
600ルーメンのLED電球
一般情報
単位系SI
単位光束
シンボル映画
コンバージョン
1 lmで ......は...と等しい
   SI基本単位   cd ⋅ sr [a]

ルーメン（記号：lm）は、光束のSI単位であり、光源から放射される可視光の知覚される強度を定量化する。光束は、熱放射（赤外線）などの目に見えない電磁波を含むすべての電磁波を包括する強度（放射束）とは異なる。一方、光束は、様々な波長に対する人間の目の感度モデル（「視感度関数」）に基づいて重み付けされ、この重み付けはCIEとISOによって標準化されている。[2]

ルーメンは 1カンデラ-ステラジアン(記号 cd·sr) と同等と定義されます。

1 lm = 1 cd·sr。

完全な球の立体角は4πステラジアン（≈12.56637 sr）なので、 1カンデラの光度を持つ等方性光源（すべての方向に均一に放射する）の全光束は

1 cd × 4π sr = 4π cd⋅sr = 4π lm ≈ 12.57 lm . [3]

1ルクスは 1 平方メートルあたり 1 ルーメンです。

説明

光源が1ステラジアンの立体角にわたって1カンデラの光度を均一に放射する場合、その角度に放射される全光束は1ルーメン（1 cd · 1 sr = 1 lm）です。一方、等方性の1カンデラ光源は、ちょうど4πルーメンの全光束を放射します。光源の一部が理想的な吸収半球で覆われている場合、そのシステムは放射する光束は半分の2πルーメンになります。ただし、遮蔽されていない方向の光度は依然として1カンデラです。

ルーメンは、ある特定のビームや角度で放射される可視光の総量、あるいはある光源から放射される可視光の総量を表す単位として考えることができます。光源からのカンデラ数やルーメン数は、そのスペクトル、つまり人間の目の光度関数で表される応答に依存します。 [ 4]

ルーメンとルクスの単位の違いは、ルクスは光束が広がる面積を考慮に入れている点です。1,000ルーメンの光束が1平方メートルの面積に集中すると、その平方メートルは1,000ルクスの照度で照らされます。同じ1,000ルーメンが10平方メートルに広がると、照度はわずか100ルクスにまで下がります。式にすると、1 lx = 1 lm/m 2となります。

目が最も効率的に認識できる色（光学スペクトルの緑色領域、波長555nm）で1ワットの光を放射する光源の光束は683ルーメンです。したがって、1ルーメンはスペクトル分布によって異なりますが、少なくとも可視光電力の1/683ワットに相当します。

点灯

470ルーメンのLEDランプ。同じ明るさの白熱電球に比べて約6分の1の電力を消費します。

照明に使用されるランプには通常、光出力がルーメン単位で表示されており、多くの管轄区域ではこれが法律で義務付けられています。

23Wのスパイラル型コンパクト蛍光灯は、約1,400～1,600ルーメンの光を発します。[5] [6]多くのコンパクト蛍光灯やその他の代替光源は、特定の電力を持つ白熱電球と同等と表示されています。以下は、一般的な白熱電球とその同等品の典型的な光束を示した表です。

各種ランプの電力換算値[7] [8] [9]
最小光出力（ルーメン）消費電力（ワット）
白熱灯コンパクト蛍光灯導かれた
非ハロゲンハロゲン
901562～31～2
200253～53
45040299～115～8歳
8006013～15歳8～12歳
1,100755318～20歳10～16歳
1,6001007224～2814～17
2,40015030～52歳24～30 [10]
3,10020049～7532 [11]
4,00030075～10040.5 [12]

蛍光照明システムの典型的な発光効率は、ワットあたり 50 ～ 100 ルーメンです。

2010年9月1日、欧州連合（EU）の法律が施行され、照明器具の表示は電力（W）ではなく光束（lm）で行うことになりました。[ 13]この変更は、EUのエネルギー使用製品に関するエコデザイン指令（EuP）によるものです。[14]例えば、欧州連合の基準では、60Wのタングステン電球と同等の性能を謳う省エネ電球は、最低でも700～810lmの光出力が必要です。[15]

プロジェクター出力

ANSIルーメン

プロジェクター（ビデオプロジェクターを含む）の光出力は、通常、ルーメンで測定されます。プロジェクターの試験のための標準化された手順は、米国規格協会（ANSI）によって確立されており、異なる位置で測定された複数の測定値を平均化します。[16]マーケティング目的で、この手順に従って試験されたプロジェクターの光束は、他の方法で試験された光束と区別するために「ANSIルーメン」で表記される場合があります。ANSIルーメンの測定値は、一般的にプロジェクター業界で使用されている他の測定技術よりも正確です。[17]これにより、明るさの仕様に基づいてプロジェクターをより簡単に比較できます。

ANSIルーメンの測定方法は、1992年に作成されたIT7.215文書で定義されています。まず、プロジェクターを25℃（77℉）の室内に設置し、画像を表示します。プロジェクターの明るさとコントラストは、全白画面において、画面面積の5%を占める95%ピークホワイトのブロックと、画面中央にある同一サイズの100%および90%ピークホワイトの2つのボックスを区別できるように調整されます。次に、全白画面上の特定の9箇所で光出力を測定し、平均化します。この平均値に画面面積を乗じることで、プロジェクターの明るさ（ANSIルーメン）が算出されます。[18]

ピークルーメン

ピークルーメンは、 CRTビデオプロジェクターで一般的に用いられる光出力の指標です。テストでは、通常、画面中央の画像領域の10%または20%を白、残りを黒とするテストパターンを使用します。光出力は、この中央領域のみで測定されます。CRTビデオプロジェクターの性能限界により、画像コンテンツの一部がピーク輝度に達している場合でも、輝度は高くなります。例えば、ソニーのVPH-G70Q CRTビデオプロジェクターは、ピーク輝度が1200ルーメンですが、ANSIルーメンはわずか200ルーメンです。[19]

カラー光出力

明るさ（白色光出力）は、投射される光の総量をルーメン単位で表します。カラーの明るさの仕様であるカラー光出力は、明るさの測定方法と同じ方法で、赤、緑、青のそれぞれを9点グリッド上で測定します。

SI測光単位

SI測光量
量ユニット次元
[nb 1]		注記
名前シンボル[注 2]名前シンボル
光エネルギーQ v [注 3]ルーメン秒lm⋅sT ⋅ Jルーメンセカンドはタルボットと呼ばれることもあります。
光束、光力Φ v [注 3]ルーメン（＝カンデラ・ステラジアン）lm (= cd⋅sr)J単位時間あたりの光エネルギー
光度私はvカンデラ(= ルーメン/ステラジアン)cd (= lm/sr)J単位立体角あたりの光束
輝度Lv​カンデラ/平方メートルcd/m 2 (= lm/(sr⋅m 2 ))L −2 ⋅ J単位立体角当たり、単位投影光源面積当たりの光束。1平方メートル当たりのカンデラは、ニットと呼ばれることもあります。
照度E vルクス（＝平方メートルあたりのルーメン）lx (= lm/m 2 )L −2 ⋅ J表面に入射する光束
光束発散度、光束発散度M v平方メートルあたりのルーメンルーメン/平方メートルL −2 ⋅ J表面から放射される光束
光露出H vルクス秒lx⋅sL −2 ⋅ T ⋅ J時間積分照度
光エネルギー密度ω vルーメン秒/立方メートルlm⋅s/m 3L −3 ⋅ T ⋅ J
発光効率（放射線の）Kルーメン/ワットlm/ WM −1 ⋅ L −2 ⋅ T 3 ⋅ J光束と放射束の比
発光効率（光源の）η [注 3]ルーメン/ワットlm/ WM −1 ⋅ L −2 ⋅ T 3 ⋅ J光束と消費電力の比
発光効率、発光係数V1最大可能効率で正規化された発光効率
参照:
  1. ^ この列の記号は寸法を表します。「 L」、「 T」、「 J 」はそれぞれ長さ、時間、光度を表し、リットル、テスラ、ジュールの単位を表す記号ではありません。
  2. ^ 標準化団体は、放射量や光子量との混同を避けるため、測光量には下付き文字「v」（「visual」の意）を付けることを推奨しています。例：米国照明工学標準文字記号USAS Z7.1-1967、Y10.18-1967
  3. ^ abc 時々使用される代替記号:光エネルギーはW、光束はPまたはF 、光源の発光効率はρ です。

参照

注記

  1. ^ SIパンフレット第9版では、ルーメンを基本単位で表すとcd⋅srが示されていますが、ステラジアン（sr）自体は派生単位として記載されています。[1]

参考文献

  1. ^ 国際単位系（SI）（PDF）（第9版）。国際度量衡局。2019年。137  ～ 138頁。
  2. ^ ISO/CIE 23539:2023、CIE TC 2-93、「測光法 — CIE物理測光システム」。ISO/CIE。2023。doi : 10.25039/IS0.CIE.23539.2023。
  3. ^ ブライアント、ロバート・H.「ルーメン、照度、フットキャンドル、そして明るく輝くビーズ…」LEDライト。2010年11月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年10月4日閲覧。
  4. ^ 「SIの再定義：カンデラ」nist.gov . 米国国立標準技術研究所. 2019年7月25日. 2025年7月26日閲覧。
  5. ^ 「OSRAM Dulux Energisparepærer」（PDF） . Osram.dk . オリジナル（PDF）から2012年3月1日時点のアーカイブ。 2013年5月25日閲覧。
  6. ^ 「従来型CFL」. Energy Federation Incorporated. 2008年10月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年12月23日閲覧。
  7. ^ 「光出力について学ぶ：ENERGY STAR」Energystar.gov . 2012年7月15日閲覧。
  8. ^ 「LEDルーメンとワット – ルーメンとは？」Lightbulbs Direct、2025年1月24日。 2024年1月24日閲覧。
  9. ^ 「ハロゲンランプ」www.westinghouse.com . ウェスティングハウス. 2020年3月10日閲覧。
  10. ^ 1つの例が見つかりました。URL: https://www.amazon.com/PacLights-Ultra150-Performance-Equivalent-Replacement/dp/B00F9CM49Y
  11. ^ Philips Luxeon CoB エミッター、具体的には LHC1-4090-1208 のデータシート http://www.philipslumileds.com/uploads/419/DS115-pdf
  12. ^ Philips Luxeon CoB エミッター、具体的には LHC1-4090-1211 のデータシート http://www.philipslumileds.com/uploads/419/DS115-pdf
  13. ^ 「照明のルーメン表示が変更」イギリス：国立物理学研究所。 2012年3月10日閲覧。
  14. ^ 「エネルギー使用機器のエコデザイン」EU法の概要、EU機関。2010年2月2日。 2012年3月10日閲覧。
  15. ^ 「省エネ電球：パッケージの読み方」欧州委員会。2013年6月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2012年3月10日閲覧。
  16. ^ 「ANSIルーメン記事」。PC Magazine百科事典。2006年12月20日閲覧。
  17. ^ 「プロジェクターガイド」CPILive.net 2004年2月。2006年9月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2006年12月20日閲覧。
  18. ^ 「ANSI光出力測定法」1993年。 2012年2月26日時点のオリジナル（doc）からアーカイブ。2008年1月15日閲覧。
  19. ^ 「ソニー G70 パンフレット」（PDF） .
  • 国際照明用語集 第2版（国際規格CIE S 017:2020のオンライン検索可能なバージョン）
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